JP2000077190A - 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法 - Google Patents
有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法Info
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- JP2000077190A JP2000077190A JP10244015A JP24401598A JP2000077190A JP 2000077190 A JP2000077190 A JP 2000077190A JP 10244015 A JP10244015 A JP 10244015A JP 24401598 A JP24401598 A JP 24401598A JP 2000077190 A JP2000077190 A JP 2000077190A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】有機EL素子の製造において、正孔注入輸送層と
接触する陽極表面のイオン化ポテンシャルＩp を陽極成
膜の段階で必要な値に設定する。 【解決手段】Ar:O2 混合ガス雰囲気でガラス基板２の表
面にITO 膜の陽極３をスパッタ法で形成する。最初の95
nmの第１層６の成膜を、Ar:O2=25sccm:1sccmの条件で行
い、第２層（界面部６）である残りの5nm の層の成膜
を、同じく25sccm:10sccm で行った。陽極３の界面部５
のＩp は6.0eV 、抵抗は300 Ωとなった。第１層６のＩ
p は4.5eV 、抵抗は100 Ωとなった。陽極全体としては
シート抵抗が100 Ω／□以下、Ｉp :5.5eVとなった。陽
極３の上に、絶縁層７と正孔注入輸送層４と発光層８と
陰極９を順に積層する。ITO の陽極３は、全体としての
抵抗が小さく、かつ正孔注入輸送層４との界面のＩp が
正孔注入輸送層４に近い。良好なホール注入特性が得ら
れ、従来に比べて非常に高い輝度が得られた。
接触する陽極表面のイオン化ポテンシャルＩp を陽極成
膜の段階で必要な値に設定する。 【解決手段】Ar:O2 混合ガス雰囲気でガラス基板２の表
面にITO 膜の陽極３をスパッタ法で形成する。最初の95
nmの第１層６の成膜を、Ar:O2=25sccm:1sccmの条件で行
い、第２層（界面部６）である残りの5nm の層の成膜
を、同じく25sccm:10sccm で行った。陽極３の界面部５
のＩp は6.0eV 、抵抗は300 Ωとなった。第１層６のＩ
p は4.5eV 、抵抗は100 Ωとなった。陽極全体としては
シート抵抗が100 Ω／□以下、Ｉp :5.5eVとなった。陽
極３の上に、絶縁層７と正孔注入輸送層４と発光層８と
陰極９を順に積層する。ITO の陽極３は、全体としての
抵抗が小さく、かつ正孔注入輸送層４との界面のＩp が
正孔注入輸送層４に近い。良好なホール注入特性が得ら
れ、従来に比べて非常に高い輝度が得られた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明導電膜の形成
方法に特徴を有する有機エレクトロルミネッセンス素子
と、その製造方法に関する。
方法に特徴を有する有機エレクトロルミネッセンス素子
と、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に従来の有機エレクトロルミネッセ
ンス素子（有機ＥＬ素子）を示す。ガラス製の基板１０
０の上には透光性の陽極１０１が形成されている。この
陽極１０１は、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide,インジウムと
錫の複合酸化物）や、ＩＤＩＸＯの商品名で呼ばれるイ
ンジウムと亜鉛の複合酸化物等からなる。この陽極１０
１の上に、有機化合物からなる正孔輸送層１０２と、有
機化合物からなる発光層１０３と、陰極１０４とが順に
積層されている。陽極１０１と正孔輸送層１０２の間に
設けられた絶縁層１０５は、発光層１０３のパターンを
区画している。基板１００の上には封止パネル１０６が
封着されており、これらの積層された構造を覆ってい
る。
ンス素子（有機ＥＬ素子）を示す。ガラス製の基板１０
０の上には透光性の陽極１０１が形成されている。この
陽極１０１は、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide,インジウムと
錫の複合酸化物）や、ＩＤＩＸＯの商品名で呼ばれるイ
ンジウムと亜鉛の複合酸化物等からなる。この陽極１０
１の上に、有機化合物からなる正孔輸送層１０２と、有
機化合物からなる発光層１０３と、陰極１０４とが順に
積層されている。陽極１０１と正孔輸送層１０２の間に
設けられた絶縁層１０５は、発光層１０３のパターンを
区画している。基板１００の上には封止パネル１０６が
封着されており、これらの積層された構造を覆ってい
る。
【０００３】ＩＴＯやＩＤＩＸＯからなる陽極１０１は
真空蒸着、或いはスパッタリング法で形成される。有機
層を成膜する前の陽極１０１の表面は、ＵＶ−Ｏ3 或い
はＯ 2 プラズマ等で表面処理し、清浄にすると同時に正
孔注入がしやすいようにＩｐ（イオン化ポテンシャル）
を大きくすることが良好な素子特性を得る上で重要であ
る。この点については特開平５−３４７１８８号、特開
平８−１６７４７９号等で開示されている。
真空蒸着、或いはスパッタリング法で形成される。有機
層を成膜する前の陽極１０１の表面は、ＵＶ−Ｏ3 或い
はＯ 2 プラズマ等で表面処理し、清浄にすると同時に正
孔注入がしやすいようにＩｐ（イオン化ポテンシャル）
を大きくすることが良好な素子特性を得る上で重要であ
る。この点については特開平５−３４７１８８号、特開
平８−１６７４７９号等で開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記有機ＥＬ素子にお
いて、ホールの注入特性を良くするためには、陽極１０
１のＩｐと正孔注入輸送層１０２を構成する材料（ホー
ル注入材料）のＩｐが近いことが重要である。抵抗値及
び透過率特性の優れた一般的なＩＴＯのＩｐは、基板上
に被着されたままの状態では、一般に４．５ｅＶ以下と
なる。
いて、ホールの注入特性を良くするためには、陽極１０
１のＩｐと正孔注入輸送層１０２を構成する材料（ホー
ル注入材料）のＩｐが近いことが重要である。抵抗値及
び透過率特性の優れた一般的なＩＴＯのＩｐは、基板上
に被着されたままの状態では、一般に４．５ｅＶ以下と
なる。
【０００５】正孔輸送層材料としては、ＴＰＤやｄ−Ｎ
ＰＤが使用できるが、Ｉｐは５．４〜５．５ｅＶであ
る。さらにＩｐの小さい正孔注入層を、陽極と正孔輸送
層との間に設けた構造も可能である。正孔注入層材料と
してはＩｐの小さいものが望まれているが、現状では正
孔移動度、Ｔｇ等の制約から、ＣｕＰｃやスターバース
ト系材料が使用されている。これらの材料でもＩｐは
５．１〜５．３ｅＶであり、表面処理してないＩＴＯの
４．５ｅＶとは０．６ｅＶ以上の障壁が生じてしまう。
ＰＤが使用できるが、Ｉｐは５．４〜５．５ｅＶであ
る。さらにＩｐの小さい正孔注入層を、陽極と正孔輸送
層との間に設けた構造も可能である。正孔注入層材料と
してはＩｐの小さいものが望まれているが、現状では正
孔移動度、Ｔｇ等の制約から、ＣｕＰｃやスターバース
ト系材料が使用されている。これらの材料でもＩｐは
５．１〜５．３ｅＶであり、表面処理してないＩＴＯの
４．５ｅＶとは０．６ｅＶ以上の障壁が生じてしまう。
【０００６】そこで、ＩＴＯの表面をＵＶ−Ｏ3 或いは
Ｏ2 プラズマ等で表面処理して、清浄にすると同時に正
孔注入がしやすいようにＩｐを大きくする作業が行われ
ている。或いは特開平８−１６７４７９号で開示されて
いるように酸化性雰囲気下１００〜５００℃でアニール
する必要があった。
Ｏ2 プラズマ等で表面処理して、清浄にすると同時に正
孔注入がしやすいようにＩｐを大きくする作業が行われ
ている。或いは特開平８−１６７４７９号で開示されて
いるように酸化性雰囲気下１００〜５００℃でアニール
する必要があった。
【０００７】このように、従来の有機ＥＬ素子の構造・
製法では、Ｉｐを大きくするための表面処理工程がどう
しても必要となり、コストアップとなっていた。
製法では、Ｉｐを大きくするための表面処理工程がどう
しても必要となり、コストアップとなっていた。
【０００８】また、ＩＴＯを形成した直後にＵＶ−Ｏ3
等によって表面処理しても、大気中に放置すると元に戻
ってしまう。従って、ＩＴＯの表面処理は有機層を積層
する直前に行う方がよい。また、ＩＴＯの上に有機層を
形成する後工程では、フォトレジストを用いたパターニ
ングを行うため、前工程でＩＴＯを表面処理していたと
しても、また汚れてしまう。従って、この点からも、Ｉ
ＴＯの表面処理は後工程で絶縁層等を形成した後に行う
方がよい。
等によって表面処理しても、大気中に放置すると元に戻
ってしまう。従って、ＩＴＯの表面処理は有機層を積層
する直前に行う方がよい。また、ＩＴＯの上に有機層を
形成する後工程では、フォトレジストを用いたパターニ
ングを行うため、前工程でＩＴＯを表面処理していたと
しても、また汚れてしまう。従って、この点からも、Ｉ
ＴＯの表面処理は後工程で絶縁層等を形成した後に行う
方がよい。
【０００９】しかしながら、そのようにすると、ＩＴＯ
の形成後に絶縁層（ポリイミド）や陰極のパターニング
を行うためにレジスト材料を用いたリブを形成した場
合、ＵＶ−Ｏ3 やＯ2 プラズマ等の表面処理を行うと、
これらの有機材料がダメージを受けて分解し、膜減りし
たり、ピンホールが生じるなどの不具合が生じてしま
う。
の形成後に絶縁層（ポリイミド）や陰極のパターニング
を行うためにレジスト材料を用いたリブを形成した場
合、ＵＶ−Ｏ3 やＯ2 プラズマ等の表面処理を行うと、
これらの有機材料がダメージを受けて分解し、膜減りし
たり、ピンホールが生じるなどの不具合が生じてしま
う。
【００１０】このように、従来の有機ＥＬ素子の構造と
製法によれば、正孔輸送層と接触するＩＴＯ表面のＩｐ
をコントロールするための十分な表面処理ができないと
いった問題があった。
製法によれば、正孔輸送層と接触するＩＴＯ表面のＩｐ
をコントロールするための十分な表面処理ができないと
いった問題があった。
【００１１】本発明は、正孔輸送層と接触する陽極表面
のイオン化ポテンシャルを陽極成膜の段階で必要な値に
設定した有機エレクトロルミネッセンス素子と、そのよ
うな有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法
を提供することを目的としている。
のイオン化ポテンシャルを陽極成膜の段階で必要な値に
設定した有機エレクトロルミネッセンス素子と、そのよ
うな有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法
を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載された有
機エレクトロルミネッセンス素子（１）は、透光性の基
板（２）上に、少なくとも陽極（３）と、有機化合物か
らなる正孔輸送層（４）と、有機化合物からなる発光層
（８）と、陰極（９）とが順に積層されてなる有機エレ
クトロルミネッセンス素子において、前記陽極が可視光
に対して透光性を有するインジウム酸化物からなり、前
記陽極の前記正孔輸送層との界面部（５）が、所要のホ
ール注入特性が達成されるように、前記正孔輸送層と実
質的に同等のイオン化ポテンシャルを有しており、前記
陽極の前記界面部以外の部分（第１層６）のイオン化ポ
テンシャルが前記界面部のイオン化ポテンシャルよりも
小さいことを特徴としている。
機エレクトロルミネッセンス素子（１）は、透光性の基
板（２）上に、少なくとも陽極（３）と、有機化合物か
らなる正孔輸送層（４）と、有機化合物からなる発光層
（８）と、陰極（９）とが順に積層されてなる有機エレ
クトロルミネッセンス素子において、前記陽極が可視光
に対して透光性を有するインジウム酸化物からなり、前
記陽極の前記正孔輸送層との界面部（５）が、所要のホ
ール注入特性が達成されるように、前記正孔輸送層と実
質的に同等のイオン化ポテンシャルを有しており、前記
陽極の前記界面部以外の部分（第１層６）のイオン化ポ
テンシャルが前記界面部のイオン化ポテンシャルよりも
小さいことを特徴としている。
【００１３】請求項２に記載された有機エレクトロルミ
ネッセンス素子（１）は、請求項１記載の有機エレクト
ロルミネッセンス素子において、前記陽極（３）の前記
界面部（５）のイオン化ポテンシャルが５．０〜６．０
ｅＶであることを特徴としている。
ネッセンス素子（１）は、請求項１記載の有機エレクト
ロルミネッセンス素子において、前記陽極（３）の前記
界面部（５）のイオン化ポテンシャルが５．０〜６．０
ｅＶであることを特徴としている。
【００１４】請求項３に記載された有機エレクトロルミ
ネッセンス素子（１）は、請求項１記載の有機エレクト
ロルミネッセンス素子において、前記陽極（３）の前記
界面部（５）のシート抵抗よりも、前記陽極の前記界面
部以外の部分（第１層６）のシート抵抗の方が相対的に
低く、前記陽極の全体としてのシート抵抗が１００Ω／
□以下となっていることを特徴としている。
ネッセンス素子（１）は、請求項１記載の有機エレクト
ロルミネッセンス素子において、前記陽極（３）の前記
界面部（５）のシート抵抗よりも、前記陽極の前記界面
部以外の部分（第１層６）のシート抵抗の方が相対的に
低く、前記陽極の全体としてのシート抵抗が１００Ω／
□以下となっていることを特徴としている。
【００１５】請求項４に記載された有機エレクトロルミ
ネッセンス素子（１）の製造方法は、透光性の基板
（２）上にインジウム酸化物からなる陽極（３）を形成
し、前記陽極の上に有機化合物からなる正孔輸送層
（４）を形成する工程を含む有機エレクトロルミネッセ
ンス素子の製造方法において、Ｏ2 とＡｒの混合ガス中
において、Ｏ2 分圧が相対的に低い第１の状態で前記基
板上にインジウム酸化物の第１層（６）を形成し、次に
Ｏ2 分圧が相対的に高い第２の状態で前記第１の層の上
にインジウム酸化物の第２層（界面部５）を形成するこ
とを特徴としている。
ネッセンス素子（１）の製造方法は、透光性の基板
（２）上にインジウム酸化物からなる陽極（３）を形成
し、前記陽極の上に有機化合物からなる正孔輸送層
（４）を形成する工程を含む有機エレクトロルミネッセ
ンス素子の製造方法において、Ｏ2 とＡｒの混合ガス中
において、Ｏ2 分圧が相対的に低い第１の状態で前記基
板上にインジウム酸化物の第１層（６）を形成し、次に
Ｏ2 分圧が相対的に高い第２の状態で前記第１の層の上
にインジウム酸化物の第２層（界面部５）を形成するこ
とを特徴としている。
【００１６】請求項５に記載された有機エレクトロルミ
ネッセンス素子（１）の製造方法は、請求項４記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記正孔輸送層（４）との界面部（５）となる第２層の
イオン化ポテンシャルが、所要の正孔注入特性が達成さ
れるように前記正孔輸送層のイオン化ポテンシャルと実
質的に同等であり、前記第１層（６）のイオン化ポテン
シャルが、前記第２層（界面部５）のイオン化ポテンシ
ャルよりも小さいことを特徴としている。
ネッセンス素子（１）の製造方法は、請求項４記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記正孔輸送層（４）との界面部（５）となる第２層の
イオン化ポテンシャルが、所要の正孔注入特性が達成さ
れるように前記正孔輸送層のイオン化ポテンシャルと実
質的に同等であり、前記第１層（６）のイオン化ポテン
シャルが、前記第２層（界面部５）のイオン化ポテンシ
ャルよりも小さいことを特徴としている。
【００１７】請求項６に記載された有機エレクトロルミ
ネッセンス素子（１）の製造方法は、請求項４記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記第２層（界面部５）のイオン化ポテンシャルが５．
０〜６．０ｅＶであることを特徴としている。
ネッセンス素子（１）の製造方法は、請求項４記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記第２層（界面部５）のイオン化ポテンシャルが５．
０〜６．０ｅＶであることを特徴としている。
【００１８】請求項７に記載された有機エレクトロルミ
ネッセンス素子（１）の製造方法は、請求項４記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記第１層（６）のシート抵抗が、１００Ω／□以下で
あることを特徴としている。
ネッセンス素子（１）の製造方法は、請求項４記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記第１層（６）のシート抵抗が、１００Ω／□以下で
あることを特徴としている。
【００１９】請求項８に記載された有機エレクトロルミ
ネッセンス素子（１）の製造方法は、請求項４記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記第２層（界面部５）の厚さが１〜２０ｎｍであるこ
とを特徴としている。
ネッセンス素子（１）の製造方法は、請求項４記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
前記第２層（界面部５）の厚さが１〜２０ｎｍであるこ
とを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１を参照して本例の有機ＥＬ素
子１とその製造方法について説明する。本例の有機ＥＬ
素子１は、可視光に対して透光性を有するインジウム酸
化物からなる陽極３を有している。本例の特徴は、陽極
３のＩｐを成膜と同時にコントロールする点にある。陽
極３の具体的な材質としては、ＩＴＯ、ＩＤＩＸＯ等が
ある。
子１とその製造方法について説明する。本例の有機ＥＬ
素子１は、可視光に対して透光性を有するインジウム酸
化物からなる陽極３を有している。本例の特徴は、陽極
３のＩｐを成膜と同時にコントロールする点にある。陽
極３の具体的な材質としては、ＩＴＯ、ＩＤＩＸＯ等が
ある。
【００２１】よく洗浄したガラス製の基板２上に、陽極
配線材料として可視域において透明なＩＴＯ又はＩＤＩ
ＸＯをスパッタリング法を用いて形成する。
配線材料として可視域において透明なＩＴＯ又はＩＤＩ
ＸＯをスパッタリング法を用いて形成する。
【００２２】ＩＴＯのターゲットはＩｎ2 Ｏ3 ：９０〜
９５ｗｔ％＋ＳｎＯ2 ：５〜１０ｗｔ％、ＩＤＩＸＯの
ターゲットはＩｎ2 Ｏ3 ：９０ｗｔ％＋ＺｎＯ：１０ｗ
ｔ％のものが適当である。成膜パタンの形状は金属マス
クを用いて所要の形状・寸法に形成するか、基板２の全
面に形成する。
９５ｗｔ％＋ＳｎＯ2 ：５〜１０ｗｔ％、ＩＤＩＸＯの
ターゲットはＩｎ2 Ｏ3 ：９０ｗｔ％＋ＺｎＯ：１０ｗ
ｔ％のものが適当である。成膜パタンの形状は金属マス
クを用いて所要の形状・寸法に形成するか、基板２の全
面に形成する。
【００２３】ＩＴＯで陽極３を形成する場合は、主にＡ
ｒとＯ2 の混合ガス中にてスパッタリング法で行う。本
発明者等の研究の結果、ここでＯ2 分圧を適当に変化さ
せることによって、ＩＴＯ膜のＩｐを制御できることが
わかった。即ち、Ｏ2 分圧を大きくすると膜の抵抗、Ｉ
ｐともに大きくなり、逆にＯ2 分圧を小さくすると抵
抗、Ｉｐともに小さくなる。
ｒとＯ2 の混合ガス中にてスパッタリング法で行う。本
発明者等の研究の結果、ここでＯ2 分圧を適当に変化さ
せることによって、ＩＴＯ膜のＩｐを制御できることが
わかった。即ち、Ｏ2 分圧を大きくすると膜の抵抗、Ｉ
ｐともに大きくなり、逆にＯ2 分圧を小さくすると抵
抗、Ｉｐともに小さくなる。
【００２４】陽極導体乃至陽極配線としてのＩＴＯ膜の
抵抗は小さくなければならないが、正孔輸送層４との界
面部５のＩｐは５．０〜６．０ｅＶに制御する必要があ
る。酸素分圧を小さくすると抵抗は低くなるがＩｐは
４．５ｅｖ以下となり、正孔輸送層４との障壁が大きく
なった。そこで数ｎｍ（１〜２０ｎｍ）の界面部５の成
膜時のみ適当な酸素分圧とすることで、Ｉｐを制御し、
良好な正孔注入特性が得られるようにした。
抵抗は小さくなければならないが、正孔輸送層４との界
面部５のＩｐは５．０〜６．０ｅＶに制御する必要があ
る。酸素分圧を小さくすると抵抗は低くなるがＩｐは
４．５ｅｖ以下となり、正孔輸送層４との障壁が大きく
なった。そこで数ｎｍ（１〜２０ｎｍ）の界面部５の成
膜時のみ適当な酸素分圧とすることで、Ｉｐを制御し、
良好な正孔注入特性が得られるようにした。
【００２５】この現象は、酸素分圧の条件は異なるもの
の、ＩＤＩＸＯでも同様に発生し、ＩＴＯの場合と略同
様な結果を示した。
の、ＩＤＩＸＯでも同様に発生し、ＩＴＯの場合と略同
様な結果を示した。
【００２６】以下に良好な結果が得られた成膜条件を具
体的に示す。 ＲＦスパッタ法のＲＦパワー：１．０Ｗ／ｃｍ2 Ａｒ：Ｏ2 ＝２５ｓｃｃｍ：１ｓｃｃｍ、膜厚：１００
ｎｍ、シート抵抗：１００Ω／□以下、Ｉｐ：４．５ｅ
Ｖ Ａｒ：Ｏ2 ＝２５ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍ、膜厚：１０
０ｎｍ、シート抵抗：３００Ω／□以下、Ｉｐ：６．０
ｅＶ
体的に示す。 ＲＦスパッタ法のＲＦパワー：１．０Ｗ／ｃｍ2 Ａｒ：Ｏ2 ＝２５ｓｃｃｍ：１ｓｃｃｍ、膜厚：１００
ｎｍ、シート抵抗：１００Ω／□以下、Ｉｐ：４．５ｅ
Ｖ Ａｒ：Ｏ2 ＝２５ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍ、膜厚：１０
０ｎｍ、シート抵抗：３００Ω／□以下、Ｉｐ：６．０
ｅＶ
【００２７】そこで、厚さ１００ｎｍのＩＴＯの陽極３
を形成するにあたり、第１層６の形成を、最初の９５ｎ
ｍをＡｒ：Ｏ2 ＝２５ｓｃｃｍ：１ｓｃｃｍの条件で行
い、第２層（界面部６）である残りの５ｎｍの層の成膜
を、Ａｒ：Ｏ2 ＝２５ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍで行っ
た。その結果、全体としてはシート抵抗：１００Ω／□
以下、Ｉｐ：５．５ｅＶのＩＴＯ膜が得られた。
を形成するにあたり、第１層６の形成を、最初の９５ｎ
ｍをＡｒ：Ｏ2 ＝２５ｓｃｃｍ：１ｓｃｃｍの条件で行
い、第２層（界面部６）である残りの５ｎｍの層の成膜
を、Ａｒ：Ｏ2 ＝２５ｓｃｃｍ：１０ｓｃｃｍで行っ
た。その結果、全体としてはシート抵抗：１００Ω／□
以下、Ｉｐ：５．５ｅＶのＩＴＯ膜が得られた。
【００２８】このように、シート抵抗が低く、かつ正孔
輸送層４と接触する界面部５（第２層）のＩｐが５．０
〜６．０ｅＶに制御された陽極３が得られた。
輸送層４と接触する界面部５（第２層）のＩｐが５．０
〜６．０ｅＶに制御された陽極３が得られた。
【００２９】図１に示すように、陽極３の上に、発光パ
ターンを区画する絶縁層７を形成する。さらに陽極３及
び絶縁層７の上に、有機化合物からなる正孔輸送層４
と、有機化合物からなる発光層８と、陰極９とを順に積
層する。必要に応じて発光層８と陰極９の間に電子輸送
層を成膜してもよい。（図１には電子輸送層は図示して
いない。）駆動時、陽極３と陰極９の間には直流電源１
０によって直流電圧が印加される。発光層８の発光は、
絶縁層７のマスク越しに基板２を介して基板２の外側か
ら観察される。
ターンを区画する絶縁層７を形成する。さらに陽極３及
び絶縁層７の上に、有機化合物からなる正孔輸送層４
と、有機化合物からなる発光層８と、陰極９とを順に積
層する。必要に応じて発光層８と陰極９の間に電子輸送
層を成膜してもよい。（図１には電子輸送層は図示して
いない。）駆動時、陽極３と陰極９の間には直流電源１
０によって直流電圧が印加される。発光層８の発光は、
絶縁層７のマスク越しに基板２を介して基板２の外側か
ら観察される。
【００３０】絶縁層７のパタンは、必要に応じて通常の
フォトリソ法を用いて形成するが、ラフなパタンでは、
マスクでパターニングするため、連続して有機層を形成
できる。
フォトリソ法を用いて形成するが、ラフなパタンでは、
マスクでパターニングするため、連続して有機層を形成
できる。
【００３１】絶縁層７をポリイミド、或いはフォトレジ
スト材料で形成した場合、ＵＶ−Ｏ 3 或いはＯ2 プラズ
マ等の表面処理なしでも、陽極３の界面部５（第２層）
のＩｐは５．０〜６．０ｅＶに制御されているので、製
造された有機ＥＬ素子１におけるホールの注入特性に問
題は生じない。
スト材料で形成した場合、ＵＶ−Ｏ 3 或いはＯ2 プラズ
マ等の表面処理なしでも、陽極３の界面部５（第２層）
のＩｐは５．０〜６．０ｅＶに制御されているので、製
造された有機ＥＬ素子１におけるホールの注入特性に問
題は生じない。
【００３２】前記陰極９は、発光層８又は電子輸送層と
の界面で電子注入が容易に行われるように、仕事関数の
小さい材料で形成する。良好な特性が得られるものとし
て、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ等の単体、及びその化合
物、或いはＡｌ：Ｌｉ、Ｍｇ：Ｉｎ、Ｍｇ：Ａｇ等の各
種合金が使用できる。
の界面で電子注入が容易に行われるように、仕事関数の
小さい材料で形成する。良好な特性が得られるものとし
て、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ等の単体、及びその化合
物、或いはＡｌ：Ｌｉ、Ｍｇ：Ｉｎ、Ｍｇ：Ａｇ等の各
種合金が使用できる。
【００３３】陰極９の形成後、水分を十分取り除いた不
活性ガス中で、基板２の上に封止パネル１１を封着し、
これらの積層された構造を封止する。これで有機ＥＬ素
子１が完成する。
活性ガス中で、基板２の上に封止パネル１１を封着し、
これらの積層された構造を封止する。これで有機ＥＬ素
子１が完成する。
【００３４】本例の有機ＥＬ素子１は、ＩＴＯの陽極３
を成膜する際に、以上のようなＯ2分圧の異なる２つの
状態で成膜を行い、正孔輸送層４と接する第２層（界面
部５）についてはイオン化ポテンシャルを大きくして正
孔輸送層４の値に近づけ、それ以外の層（第１層６）に
ついてはイオン化ポテンシャルは小さいが抵抗も小さい
状態にした。これによって、ＩＴＯの陽極３は、全体と
しての抵抗が小さく、かつ正孔輸送層４との界面のイオ
ン化ポテンシャルが正孔輸送層４に近く、正孔注入特性
に優れたものとなった。
を成膜する際に、以上のようなＯ2分圧の異なる２つの
状態で成膜を行い、正孔輸送層４と接する第２層（界面
部５）についてはイオン化ポテンシャルを大きくして正
孔輸送層４の値に近づけ、それ以外の層（第１層６）に
ついてはイオン化ポテンシャルは小さいが抵抗も小さい
状態にした。これによって、ＩＴＯの陽極３は、全体と
しての抵抗が小さく、かつ正孔輸送層４との界面のイオ
ン化ポテンシャルが正孔輸送層４に近く、正孔注入特性
に優れたものとなった。
【００３５】このプロセスを導入することによって本例
の有機ＥＬ素子１は、陽極３にＵＶ−Ｏ3 又はＯ2 プラ
ズマ等の表面処理を行った有機ＥＬ素子１と同等以上の
特性が得られた。
の有機ＥＬ素子１は、陽極３にＵＶ−Ｏ3 又はＯ2 プラ
ズマ等の表面処理を行った有機ＥＬ素子１と同等以上の
特性が得られた。
【００３６】図２は、前述した例と同様のプロセスでＩ
ＴＯ陽極を形成した有機ＥＬ素子における印加電圧と発
光輝度の関係を示すグラフであり、従来例と比較して示
してある。この例では、陽極がＩＴＯ、正孔輸送層がα
−ＮＰＤ、発光層がＡｌｑ3、陰極がＡｌ：Ｌｉであ
る。陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、陰極の多
層構造、または陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光
層、電子注入層、陰極の多層構造とした場合も、同様な
結果が得られる。
ＴＯ陽極を形成した有機ＥＬ素子における印加電圧と発
光輝度の関係を示すグラフであり、従来例と比較して示
してある。この例では、陽極がＩＴＯ、正孔輸送層がα
−ＮＰＤ、発光層がＡｌｑ3、陰極がＡｌ：Ｌｉであ
る。陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、陰極の多
層構造、または陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光
層、電子注入層、陰極の多層構造とした場合も、同様な
結果が得られる。
【００３７】このグラフから、本例のように陽極の正孔
注入輸送層との界面が、正孔注入輸送層と同等のイオン
化ポテンシャルを有していると、それがない従来の有機
ＥＬ素子に比べて非常に高い輝度が得られることがわか
る。
注入輸送層との界面が、正孔注入輸送層と同等のイオン
化ポテンシャルを有していると、それがない従来の有機
ＥＬ素子に比べて非常に高い輝度が得られることがわか
る。
【００３８】
【発明の効果】本発明では、Ｏ2 分圧の異なる２つの状
態で陽極の成膜を行い、正孔輸送層と接する層（界面）
については正孔注入輸送層と同等のイオン化ポテンシャ
ルとし、それ以外の層についてはイオン化ポテンシャル
は小さいが抵抗も小さい状態にした。このため、本発明
によれば次のような効果が得られる。
態で陽極の成膜を行い、正孔輸送層と接する層（界面）
については正孔注入輸送層と同等のイオン化ポテンシャ
ルとし、それ以外の層についてはイオン化ポテンシャル
は小さいが抵抗も小さい状態にした。このため、本発明
によれば次のような効果が得られる。
【００３９】１．陽極材料であるＩＴＯ、ＩＤＩＸＯの
ようなインジウム酸化物の抵抗値と表面のＩｐを成膜の
段階でコントロールすることにより、ＵＶ−Ｏ3 又はＯ
2 プラズマ、酸化性雰囲気下１００〜５００℃でのアニ
ール等、特別な表面処理を不要にできた。
ようなインジウム酸化物の抵抗値と表面のＩｐを成膜の
段階でコントロールすることにより、ＵＶ−Ｏ3 又はＯ
2 プラズマ、酸化性雰囲気下１００〜５００℃でのアニ
ール等、特別な表面処理を不要にできた。
【００４０】２．絶縁層（ポリイミド）や、陰極のパタ
ーニングを行うためにレジスト材料を用いたリブを形成
してある場合でも、特別な表面処理を行うことなく、良
好なホール注入特性が得られた。
ーニングを行うためにレジスト材料を用いたリブを形成
してある場合でも、特別な表面処理を行うことなく、良
好なホール注入特性が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における効果を示すグラフ
を表示した図である。
を表示した図である。
【図３】従来の有機ＥＬ素子１の断面図である。
１ 有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素
子） ２ 基板 ３ 陽極 ４ 正孔輸送層 ５ 界面部（第２層） ６ 第１層 ８ 発光層 ９ 陰極
子） ２ 基板 ３ 陽極 ４ 正孔輸送層 ５ 界面部（第２層） ６ 第１層 ８ 発光層 ９ 陰極
フロントページの続き (72)発明者 福田 辰男 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB00 CA01 CB00 CB01 DA00 DB03 EB00 FA00 FA01 FA03
Claims (8)
- 【請求項１】 透光性の基板上に、少なくとも陽極と、
有機化合物からなる正孔輸送層と、有機化合物からなる
発光層と、陰極とが順に積層されてなる有機エレクトロ
ルミネッセンス素子において、 前記陽極が可視光に対して透光性を有するインジウム酸
化物からなり、 前記陽極の前記正孔輸送層との界面部が、所要の正孔注
入特性が達成されるように、前記正孔注入輸送層と実質
的に同等のイオン化ポテンシャルを有しており、前記陽
極の前記界面部以外の部分のイオン化ポテンシャルが前
記界面部のイオン化ポテンシャルよりも小さいことを特
徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項２】 前記陽極の前記界面部のイオン化ポテン
シャルが５．０〜６．０ｅＶである請求項１記載の有機
エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項３】 前記陽極の前記界面部のシート抵抗より
も、前記陽極の前記界面部以外の部分のシート抵抗の方
が相対的に低く、前記陽極の全体としてのシート抵抗が
１００Ω／□以下となっていることを特徴とする請求項
１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項４】 透光性の基板上にインジウム酸化物から
なる陽極を形成し、前記陽極の上に有機化合物からなる
正孔輸送層を形成する工程を含む有機エレクトロルミネ
ッセンス素子の製造方法において、 Ｏ2 とＡｒの混合ガス中において、Ｏ2 分圧が相対的に
低い第１の状態で前記基板上にインジウム酸化物の第１
層を形成し、次にＯ2 分圧が相対的に高い第２の状態で
前記第１の層の上にインジウム酸化物の第２層を形成す
ることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子
の製造方法。 - 【請求項５】 前記正孔輸送層との界面部となる第２層
のイオン化ポテンシャルが、所要の正孔注入特性が達成
されるように前記正孔輸送層のイオン化ポテンシャルと
実質的に同等であり、 前記第１層のイオン化ポテンシャルが、前記第２層のイ
オン化ポテンシャルよりも小さい請求項４記載の有機エ
レクトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 【請求項６】 前記第２層のイオン化ポテンシャルが
５．０〜６．０ｅＶである請求項４記載の有機エレクト
ロルミネッセンス素子の製造方法。 - 【請求項７】 前記第１層のシート抵抗が、１００Ω／
□以下である請求項４記載の有機エレクトロルミネッセ
ンス素子の製造方法。 - 【請求項８】 前記第２層の厚さが１〜２０ｎｍである
請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10244015A JP2000077190A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10244015A JP2000077190A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000077190A true JP2000077190A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17112451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10244015A Pending JP2000077190A (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000077190A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2004075607A1 (ja) * | 2003-02-20 | 2006-06-01 | 富士写真フイルム株式会社 | 有機ｅｌ素子及びその製造方法 |
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| JP2007134210A (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Nippon Seiki Co Ltd | 有機ｅｌ素子 |
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| JP2008001554A (ja) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 焼結体、膜及び有機エレクトロルミネッセンス素子 |
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| US8937428B2 (en) * | 2001-08-31 | 2015-01-20 | Sony Corporation | Organic electroluminescence device with silver alloy anode and method of manufacturing the same |
| JP2018181658A (ja) * | 2017-04-17 | 2018-11-15 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | 有機発光素子の製造方法 |
-
1998
- 1998-08-28 JP JP10244015A patent/JP2000077190A/ja active Pending
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