JP2001279429A - 素子用薄膜層の成膜方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大画面の基板であっても均質な素子用薄膜層
を形成する成膜方法を提供する。 【解決手段】 二以上の蒸着材料を真空蒸着法で蒸着さ
せ、蒸着基板上に一又は二以上の薄膜を形成する成膜方
法において、蒸着材料ｉについて蒸着基板上の蒸着位置
と蒸着膜厚との関係を下記の式（１） Ｄ_i／Ｄ_0i∝（Ｌ₀／Ｌ_i）³ｃｏｓⁿⁱθ_i … （１） （但し、Ｌ₀は蒸着源から蒸着基板面への垂直距離、Ｄ
_0iは蒸着源から蒸着基板面への垂線と蒸着基板面との交
点における蒸着材料ｉの蒸着膜厚、Ｄ_iは蒸着源から蒸
着基板面に下した垂線からの放射角がθ_iで、蒸着源か
らの距離がＬ_iである位置における蒸着材料ｉの蒸着膜
厚である。）で近似したときの各蒸着材料のｎｉ値が，
全てｋ±０．５（但し、ｋは２〜５の定数）の範囲内に
なるように制御して蒸着する素子用薄膜層の成膜方法で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、素子用薄膜層の成
膜方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、
有機ＥＬ素子という。）に関し、詳しくは、二以上の蒸
着材料を真空蒸着法で蒸着させて、蒸着基板上に一又は
二以上の均質性にすぐれた薄膜を形成する素子用薄膜層
の成膜方法およびこの成膜方法を用いて製造された有機
ＥＬ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、ディスプレー用などに有機ＥＬ素
子が注目され、研究か行われている。有機ＥＬ素子は、
一般に透明電極（陽極）、有機物からなる発光層及び対
向電極（陰極）を基本とし、さらに発光特性を向上する
ために電子注入層や正孔注入層などをも有するものが多
く、これらを基板上に積層した構造を有する。これは、
陰極から発光層へ注入さらた電子と、陽極から発光層に
注入された正孔とが、発光層内で再結合することによっ
て発光が生ずる原理である。

【０００３】このような有機ＥＬ素子のように薄膜層を
積層した構造の素子では、真空蒸着法により各層の成膜
が行われる場合が多い。ところが、この真空蒸着法によ
り大画面の基板に薄膜層を積層しようとすると均一な膜
を形成できないという問題がある。そのために、大面積
基板内に多くの基板を配置する、いわゆる多面取りがで
きず、量産性を妨げ、また大型デバイスを製造すると発
光面内の発光バラツキが生じて不良品となる。

【０００４】このような問題に対して、特開平１０−３
３５０６２号公報では、蒸着する材料の蒸着基板上の蒸
着位置と蒸気密度との関係をｃｏｓⁿθの関数で表し、
そのｎ値を３〜６とし、かつ蒸発源を蒸着基板の中心か
ら、離れた位置に設定して蒸着する方法を提案してい
る。しかし、この方法によっても、大画面の基板に均質
な薄膜を形成することは困難であり、発光性能のバラツ
キを依然として解消できない。したがって、大画面の基
板に薄膜層を積層した構造の有機ＥＬ素子などで、素子
内の各位置における発光性能の均質性を確保するという
観点では、以下の点が解決できない問題である。 （１）薄膜を多層積層した場合、蒸着板上の各位置にお
ける各膜の膜厚の変化が大きく、有機ＥＬ素子の場合、
素子面内で発光性能のバラツキが生ずる。 （２）有機ＥＬ素子などで、蒸着源として発光層のホス
ト材とドーパント材とを共蒸着した場合、素子面内でド
ーパント濃度が一定でなく発光性能のバラツキが生ず
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記観点か
らなされたものであり、大画面の蒸着基板であっても均
質な素子用薄膜層を真空蒸着法で形成する方法であっ
て、多層積層した場合、各膜とも蒸着板上の各位置にお
ける膜厚の変化が小さく、また、複数の蒸着源を共蒸着
した場合、それらの蒸着板上の各位置における各蒸着材
料の濃度変化が小さい素子用薄膜層の成膜方法を提供す
ることを目的とする。また、本発明は、そのような素子
用薄膜層の成膜方法を用いて製造される、素子内の各位
置における発光性能のバラツキが小さい有機ＥＬ素子を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、複数の蒸着材
料を真空蒸着法で成膜する場合、成膜される蒸着材料ｉ
の蒸着基板上の位置と蒸着膜厚の関係をｃｏｓⁿⁱθの関
数で表し、その全ての蒸着材料のｎｉ値を特定の範囲に
制御して成膜すると、膜厚の均一性を極度に高められる
こと等を見出し、かかる知見に基いて本発明を完成した
ものである。したがって、本発明の要旨は、以下の通り
である。 〈１〉二以上の蒸着材料を真空蒸着法で蒸着させ、蒸着
基板上に一又は二以の薄膜を形成する成膜方法におい
て、蒸着材料ｉについて蒸着基板上の蒸着位置と蒸着膜
厚との関係を下記の式（１） Ｄ_i／Ｄ_0i∝（Ｌ₀／Ｌ_i）³ｃｏｓⁿⁱθ_i … （１） （但し、Ｌ₀は蒸着源から蒸着基板面への垂直距離、Ｄ
_0iは蒸着源から蒸着基板面への垂線と蒸着基板面との交
点における蒸着材料ｉの蒸着膜厚、Ｄ_iは蒸着源から蒸
着基板面に下した垂線からの放射角がθ_iで、蒸着源か
らの距離がＬ_iである位置における蒸着材料ｉの蒸着膜
厚である。）で近似したときの各蒸着材料のｎｉ値が，
全てｋ±０．５（但し、ｋは２〜５の定数）の範囲内に
なるように制御して蒸着する素子用薄膜層の成膜方法。 〈２〉 定数ｋが２〜３である前記〈１〉に記載の素子
用薄膜層の成膜方法。 〈３〉 定数ｋが２である前記〈１〉に記載の素子用薄
膜層の成膜方法。 〈４〉 ｎｉ値の制御方法が、（ａ）蒸着源を保持する
るつぼの形状を調整する方法，および（ｂ）蒸着速度を
調整する方法のうちの一以上である前記〈１〉〜〈３〉
のいずれかに記載の素子用薄膜層の成膜方法。 〈５〉 二以上の蒸着材料を順次蒸着させ、素子用薄膜
層の積層体を形成する前記〈１〉〜〈４〉のいずれかに
記載の素子用薄膜層の成膜方法。 〈６〉 二以上の蒸着材料を同時に共蒸着させ、一の共
蒸着膜を形成する前記〈１〉〜〈４〉のいずれかに記載
の素子用薄膜層の成膜方法。 〈７〉 蒸着を偏心回転蒸着法で行う前記〈１〉〜
〈６〉のいずれかに記載の素子用薄膜層の成膜方法。 〈８〉 前記〈１〉〜〈７〉のいずれかに記載の素子用
薄膜層の成膜方法において、前記蒸着材料として有機エ
レクトロルミネッセンス素子の各層を構成する有機物を
用い、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層を形
成する素子用薄膜層の成膜方法。 〈９〉 前記〈６〉に記載の素子用薄膜層の成膜方法に
おいて、蒸着材料が発光層のホスト材と発光層のドーパ
ント材であり、これらを共蒸着させて有機エレクトロル
ミネッセンス素子の発光層を形成する素子用薄膜層の成
膜方法。 〈１０〉前記〈８〉に記載の素子用薄膜層の成膜方法に
よって形成された有機層を備える有機エレクトロルミネ
ッセンス素子。 〈１１〉前記〈９〉に記載の素子用薄膜層の成膜方法に
よって形成された発光層を備える有機エレクトロルミネ
ッセンス素子。 〈１２〉同一素子内におけるＣＩＥ発光色度X座標のバ
ラツキが、０．００５／２５０ｍｍ以下であり、Ｙ座標
のバラツキが０．０２／２５０ｍｍ以下である前記〈１
０〉又は〈１１〉に記載の有機エレクトロルミネッセン
ス素子。 〈１３〉同一素子内における電力変換効率のバラツキ
が、１５％／２５０ｍｍ以下である前記〈１０〉〜〈１
２〉のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス
素子。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて説明する。本発明は、二以上の蒸着材料を真空蒸着
法で蒸着させ、蒸着基板上に一又は二以上の薄膜を形成
する成膜方法において、蒸着材料ｉについて蒸着基板上
の蒸着位置と蒸着膜厚との関係を下記の式（１） Ｄ_i／Ｄ_0i∝（Ｌ₀／Ｌ_i）³ｃｏｓⁿⁱθ_i … （１） （但し、Ｌ₀は蒸着源から蒸着基板面への垂直距離、Ｄ
_0iは蒸着源から蒸着基板面への垂線と蒸着基板面との交
点における蒸着材料ｉの蒸着膜厚、Ｄ_iは蒸着源から蒸
着基板面に下した垂線からの放射角がθ_iで、蒸着源か
らの距離がＬ_iである位置における蒸着材料ｉの蒸着膜
厚である。）で近似したときの各蒸着材料のｎｉ値が，
全てｋ±０．５（但し、ｋは２〜５の定数）の範囲内に
なるように制御して蒸着する素子用薄膜層の成膜方法で
ある。真空蒸着法においては、蒸着源が点蒸着源である
と仮定して、式（１）の余弦側が成り立つ。この式中の
各記号は上記の通りである。この中で、ｎｉ値は、蒸着
源からの蒸気粒子の広がりを表す正の数値であって、本
来、蒸着材料によって異なり固有の値を示す。例えば、
Ａｌ等の金属はｎｉ値が大きく、一般的に６〜１０また
はそれ以上の値となる。これに対し、有機物材料は金属
に比べるとｎｉ値が小さい。このｎｉ値が大きいと蒸気
粒子の広がりが小さく局所的な分布をする傾向があり、
ｎｉ値が小さいと、拡散的（広がった）分布をする傾向
がある。したがって、通常単一材料の成膜をする場合、
そのｎｉ値は２〜６程度、好ましくは２〜４の値にする
ことが好ましい。本発明においては、このｎｉ値を制御
して、複数の蒸着材料のｎｉ値を，ｋ±０．５（ｋは、
２〜５の定数）の範囲にして調整して真空蒸着する方法
である。この定数ｋは、膜の均一性をさらに高め、かつ
蒸着材料の拡散による損失を抑制できる点で２〜３がよ
り好ましく、２程度である場合が特に好ましい。また、
この値が２程度であれば、後述する偏心回転蒸着法によ
らなくても均一性の高い膜の成形が可能である。

【０００８】本発明において、上記のｎｉ値を制御する
方法としては、例えば、以下の（ａ）と（ｂ）の方法が
例示できる。 （ａ）るつぼの形状を調節する方法 蒸着材料を収納する器具であるるつぼの形状を調節する
ものである。これを調節する要素として、例えば、るつ
ぼの開口部径（ｄ）、開口部の厚さ（ｔ）及び深さ
（ｈ）などがあり、これらを調整することによって、ｎ
ｉ値を制御する方法である。例えばｄ／ｔを大きくする
とｎｉ値が小さくなり、また、るつぼの深さｈを浅くす
るとｎｉ値が小さくなる。つまり、ｄ／ｔ及びｈを変化
させると、ｎｉ値を所望の値に調整できる。なお、るつ
ぼは、通常石英、グラファイト、グラシーカーボン、Ｂ
Ｎ（窒化硼素）、アルミナなどで概略円筒状に形成され
たものが使用される。 （ｂ） 蒸着速度を変化させる方法 蒸着速度を増減することによってｎｉ値を調整する方法
であり、蒸着速度を速くすると、ｎｉ値は小さくなり、
蒸着粒子はより分散的な広がりを持った挙動となる。こ
の蒸着速度はるつぼ温度によって変化するから、通常る
つぼ温度を上下することによってｎｉ値を調整すること
になる。このようなｎｉ値の制御方法は（ａ）と（ｂ）
の方法をいずれか一の方法を用いてもよいが、二以上の
方法を組合せて用いてもよい。

【０００９】したがって、蒸着材料固有のｎｉ値と、上
記ｎｉ値の調整方法の一以上の方法を組合せて、各蒸着
材料の成膜時におけるｎｉ値を一定の範囲（ｋ±０．
５）に制御すれば本発明の目的は達せられる。つまり、
このように、複数の蒸着材料をｎｉ値を概略同一に制御
して順次蒸着することによって、複数の薄膜を形成した
場合は、各膜とも蒸着基板上の各位置における膜厚が均
一であり、また、複数の蒸着材料を同時に共蒸着させ、
一の共蒸着膜を形成した場合は蒸着基板全面に亘って各
蒸着材料の濃度変化が小さい薄膜層が形成できる。

【００１０】なお、複数の蒸着材料を同時に蒸着して共
蒸着膜を成膜し、しかも各蒸着材料の濃度を調整するこ
とが必要になるが、その方法としては、蒸着源と蒸着基
板の間の蒸着源寄りに、所謂チョッパー機構を設けるこ
とによって行うのが好ましい。つまり、上記（ａ）や
（ｂ）の方法でｎｉ値を調整し、それを維持しつつ、蒸
着基板へ到達する蒸気の量を少なくして調節することに
よって行えばよい。チョッパー機構の具体例は、例え
ば，円筒上部が円弧形の開口部を有し、回転しながら一
定時間間隔で開閉する機構のものなどが挙げられる。

【００１１】本発明の素子用薄膜層の成膜方法は、上記
の条件を満たす限り、いかなる方法であってもよい。例
えば、蒸着基板を回転させずに固定し、その中央下方に
蒸着源を配置して蒸着する方法であってもよい（非回転
蒸着法）。また、前記蒸着基板を回転させる方法であっ
てもよい。さらにまた、蒸着基板を回転させ、しかも、
蒸着源を蒸着基板回転中心から離れた位置に置く、いわ
ゆる偏心回転蒸着法であってもよい。この偏心回転蒸着
法は、特に蒸着基板面積が大きい場合に有効な方法であ
る。この偏心回転蒸着法の具体的な方法としては、例え
ば、図 １ で概念的に表すことができる。図中、１は蒸
着基板、２は蒸着源台、３は蒸着基板回転軸、４は蒸着
源であって、蒸着基板１を蒸着基板回転軸３を中心に回
転させると共に、蒸着源４が蒸着基板回転軸（中心）か
ら離れて配置する。この方法では、通常蒸着基板サイズ
が長辺で２０〜８０ｃｍ，蒸着源台と蒸着基板の距離ｈ
を２０〜１００ｃｍ、蒸着源偏心距離ａは、１０〜４０
ｃｍとして成膜する。また、回転速度は、通常２〜１０
ｒｐｍである。次に、上記の素子用薄膜層の成膜方法
は、例えば、太陽電池、電子写真感光体、有機物を構成
要素とする機能素子などに利用でき、特に有機ＥＬ素子
の製造に有効な方法であるが、以後、有機ＥＬ素子の製
造における薄膜層の成膜方法ついて説明する。すなわ
ち、本発明は、上記の素子用薄膜層の成膜方法におい
て、前記蒸着材料として有機ＥＬ素子の各層を構成する
有機物を用い、有機ＥＬ素子の有機層を形成する素子用
薄膜層の成膜方法である。

【００１２】この方法により、複数の膜について各膜と
も素子内の各位置における膜厚の変化が小さい有機ＥＬ
素子の有機層が得られる。その結果、大面積の素子であ
っても有機ＥＬ素子の素子内の各位置における発光性能
のバラツキがなく均一な発光性能を示すことができる。
また、本発明は、上記の素子用薄膜層の成膜方法におい
て、蒸着材料が発光層のホスト材と発光層のドーパント
材であり、これらを共蒸着させて有機ＥＬ素子の発光層
を形成する素子用薄膜層の成膜方法である。なお、この
成膜において、ドーパント濃度は、前述のチョッパー機
構を設けて調整すればよい。このような成膜方法によっ
て、発光層の膜厚が均一にできるとともに、発光層内の
ドーパント濃度を均一にできる効果がある。したがっ
て、大面積の素子であっても有機ＥＬ素子の発光性能は
バラツキがなく、より均一な発光性能を示すことができ
る。

【００１３】ここで、有機Ｅ有機ＥＬ素子の発光層を含
む有機層について具体的に説明する。本発明に用いられ
る有機ＥＬ素子は、通常透明電極からなる陽極のうえに
有機層として、再結合領域および発光領域を少なくとも
有するものが用いられる。この再結合領域および発光領
域は、通常発光層に存在するため、本発明においては、
有機層として発光層のみを用いてもよいが、必要に応
じ、発光層以外に、たとえば正孔注入層，電子注入層，
有機半導体層なども用いることができる。これら有機層
の上に陰極が形成されている。

【００１４】本発明に用いられる有機ＥＬ素子の代表的
な構成例を示す。もちろん、これに限定されるものでは
ない。 （１）透明電極（陽極）／発光層／電極（陰極） （２）透明電極（陽極）／正孔注入層／発光層／電極
（陰極） （３）透明電極（陽極）／発光層／電子注入層／電極
（陰極） （４）透明電極（陽極）／正孔注入層／発光層／電子注
入層／電極（陰極） （５）陽極／有機半導体層／発光層／陰極 （６）陽極／有機半導体層／電子障壁層／発光層／陰極 （７）陽極／正孔注入層／発光層／付着改善層／陰極 などの構造を挙げることができる。これらの中で、通常
（４）の構成が好ましく用いられる。これら以外として
は陰極側から発光を取出す、すなわち陰極が透明電極で
形成される場合がある。あるいは陽、陰極双方から発光
を取出すことなども可能である。 ［有機ＥＬ素子の有機層の蒸着材料］ 発光層の蒸着材料 有機ＥＬ素子の発光層を構成する蒸着材料（ホスト材
料）としては、一般式（Ｉ）

【００１５】

【化１】

【００１６】で表わされるジスチリルアリレーン系化合
物が好ましく用いられる。この化合物は、特開平２−２
４７２７８号公報に開示されている。上記一般式におい
て、Ｙ¹〜Ｙ⁴はそれぞれ水素原子、炭素数１〜６のアル
キル基，炭素数１〜６のアルコキシ基，炭素数７〜８の
アラルキル基，置換あるいは無置換の炭素数６〜１８の
アリール基，置換あるいは無置換のシクロヘキシル基，
置換あるいは無置換の炭素数６〜１８のアリールオキシ
基，炭素数１〜６のアルコキシ基を示す。ここで置換基
は、炭素数１〜６のアルキル基，炭素数１〜６のアルコ
キシ基，炭素数７〜８のアラルキル基，炭素数６〜１８
のアリールオキシ基，炭素数１〜６のアシル基，炭素数
１〜６のアシルオキシ基，カルボキシル基，スチリル
基，炭素数６〜２０のアリールカルボニル基，炭素数６
〜２０のアリールオキシカルボニル基，炭素数１〜６の
アルコキシカルボニル基，ビニル基，アニリノカルボニ
ル基，カルバモイル基，フェニル基，ニトロ基，水酸基
あるいはハロゲンを示す。これらの置換基は単一でも複
数でもよい。また、Ｙ¹〜Ｙ４は同一でも、また互いに
異なってもよく、Ｙ¹とＹ²およびＹ³とＹ⁴は互いに置換
している基と結合して、置換あるいは無置換の飽和五員
環または置換あるいは無置換の飽和六員環を形成しても
よい。Ａｒは置換あるいは無置換の炭素数６〜４０のア
リレーン基を表わし、単一置換されていても、複数置換
されていてもよく、また結合部分は、オルト，パラ，メ
タいずれでもよい。但し、Ａｒが無置換フェニレン基の
場合、Ｙ¹〜Ｙ⁴はそれぞれ炭素数１〜６のアルコキシ
基，炭素数７〜８のアラルキル基，置換あるいは無置換
のナフチル基，ビフェニル基，シクロヘキシル基，アリ
ールオキシ基より選ばれたものである。このようなジス
チルアリーレン系化合物としては、たとえば、下記に示
すものが挙げられる。

【００１７】

【化２】

【００１８】

【化３】

【００１９】また、別の好ましい発光層を構成する蒸着
材料（ホスト材料）として、８−ヒドロキシキノリン、
またはその誘導体の金属錯体を挙げることができる。具
体的には、オキシン（一般に８−キノリノールまたは８
−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレート
オキサノイド化合物である。このような化合物は高水準
の性能を示し、容易に薄膜形態に成形される。このオキ
サノイド化合物の例は、下記構造式を満たすものであ
る。

【００２０】

【化４】

【００２１】（式中、Ｍｔは金属を表わし、ｎは１〜３
の整数であり、Ｚはそのそれぞれの位置が独立であっ
て、少なくとも２以上の縮合芳香族環を完成させるため
に必要な原子を示す。） ここで、Ｍｔで表わされる金属は、一価，二価または三
価の金属とすることができるものであり、たとえばリチ
ウム，ナトリウム，カリウムなどのアルカリ金属、マグ
ネシウムやカルシウムなどのアルカリ土類金属、あるい
はホウ素またはアルミニウムなどの土類金属である。一
般に、有用なキレート化合物であると知られている一
価，二価，または三価の金属はいずれも使用することが
できる。

【００２２】また、Ｚは、少なくとも２以上の縮合芳香
族環の一方がアゾールまたはアジンからなる複素環を形
成させる原子を示す。ここで、もし必要であれば、上記
縮合芳香族環に他の異なる環を付加することが可能であ
る。また、機能上の改善がないまま嵩ばった分子を回避
するため、Ｚで示される原子の数は１８以下に維持する
ことが好ましい。さらに、具体的にキレート化オキサノ
イド化合物を例示すると、トリス（８−キノリノール）
アルミニウム，ビス（８−キノリノール）マグネシウ
ム，ビス（ベンゾ−８−キノリノール）亜鉛，ビス（２
−メチル−８−キノリノラート）アルミニウムオキシ
ド，トリス（８−キノリノール）インジウム、トリス
（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム，８−
キノリノールリチウム，トリス（５−クロロ−８−キノ
リノール）ガリウム，ビス（５−クロロ−８−キノリノ
ール）カルシウム，５，７−ジクロル−８−キノリノー
ルアルミニウム、トリス（５，７−ジプロモ−８−ヒド
ロキシキノリノール）アルミニウムなどがある。

【００２３】さらに、特開平５−１９８３７８号公報に
記載されているフェノラート置換８−ヒドロキシキノリ
ンの金属錯体は、青色発光材料として、好ましい物であ
る。このフェノラート置換８−ヒドロキシキノリンの金
属錯体の具体例としては、ビス（２−メチル−８−キノ
リノラート）（フェノラート）アルミニウム（ＩＩ
Ｉ），ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（ο−
クレゾラート）アルミニウム（ＩＩＩ），ビス（２−メ
チル−８−キノリノラート）（ｍ−クレゾラート）アル
ミニウム（ＩＩＩ），ビス（２−メチル−８−キノリノ
ラート）（ｐ−クレゾラート）アルミニウム（ＩＩＩ）
，ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（ο−フ
ェニルフェノラート）アルミニウム（ＩＩＩ），ビス
（２−メチル−８−キノリノラート）（ｍ−フェニルフ
ェノラート）アルミニウム（ＩＩＩ），ビス（２−メチ
ル−８−キノリノラート）（ｐ−フェニルフェノラー
ト）アルミニウム（ＩＩＩ），ビス（２−メチル−８−
キノリノラート）（２，３−ジメチルフェノラート）ア
ルミニウム（ＩＩＩ），ビス（２−メチル−８−キノリ
ノラート）（２，６ジメチルフェノラート）アルミニウ
ム（ＩＩＩ），ビス（２−メチル−８−キノリノラー
ト）（３，４−ジメチルフェノラート）アルミニウム
（ＩＩＩ），ビス（２−メチル−８−キノリノラート）
（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム（ＩＩ
Ｉ），ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，
５−ジ−ｔ−ブチルフェノラート）アルミニウム（ＩＩ
Ｉ） ，ビス（２−メチル−８−キノリノラート）
（２，６−ジフェニルフェノラート）アルミニウム（Ｉ
ＩＩ），ビス（２−メチル−８−キノリノラート）
（２，４，６−トリフェニルフェノラート）アルミニウ
ム（ＩＩＩ）などが挙げられる。これらの発光材料は、
一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよ
い。

【００２４】以下、さらに具体的に説明する。例えば、
二層からなる発光層を形成する場合、第一発光層として
は、各種公知の発光材料が用いることができるが、好ま
しい第一発光層としては、上記オキサノイド化合物に緑
色蛍光色素を０．２〜３重量％微量添加したものを挙げ
ることができる。ここで添加される緑色蛍光色素として
は、クマリン系、キナクリドン系である。これらを添加
することにより第一発光層を保有する素子は、５〜２０
（ｌｍ／ｗ）の高効率の緑色発光を実現することができ
る。一方、第一発光層から高効率にて黄色または橙色を
取り出したい場合には、オキサノイド化合物にルブレン
およびその誘導体、ジシアノピラン誘導体、ペリレン誘
導体を０．２〜３重量％添加したものを用いる。これら
の素子は３〜１０（ｌｍ／ｗ）の高効率で発光出力をす
ることが可能である。また、緑色蛍光色素と赤色蛍光色
素を同時に添加しても橙色が可能である。たとえば、好
ましくはクマリンとジシアノピラン系色素、キナクリド
ンとペリレン色素、クマリンとペリレン色素を同時に用
いてもよい。他の特に好ましい第一発光層はポリアリー
レンビニレン誘導体である。これは緑色または橙色を高
効率に出力することが可能である。また、第二発光層と
しては各種公知の青色発光材料が用いることができる。
たとえばジスチリルアリレーン誘導体，トリススチリル
アリーレン誘導体，アリルオキシ化キノリラート金属錯
体が高水準な青色発光材料である。また、ポリマーとし
ては、ポリパラフェニリン誘導体を挙げることができ
る。

【００２５】この発光層の膜厚については、特に制限は
ないが、好ましくは１ｎｍ〜１０μｍ、特に好ましくは
５ｎｍ〜０．５μｍの範囲がよい。 正孔注入層の蒸着材料 正孔注入層は、必ずしも本発明に用いられる素子に必要
なものではないが、発光性能の向上のために用いた方が
好ましいものである。この正孔注入層は発光層への正孔
注入を助ける層であって、正孔移動度が大きく、イオン
化エネルギーが、通常５．５ｅＶ以下と小さい。このよ
うな正孔注入層としては、より低い電界で正孔を発光層
に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、た
とえば１０⁴〜１０⁶Ｖ／ｃｍの電界印加時に、少なくと
も１０^-6ｃｍ²〜／Ｖ・秒であればなお好ましい。この
ような有機ＥＬ素子の正孔注入層を構成する蒸着材料と
しては、前記の好ましい性質を有するものであれば特に
制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔の電荷輸
送材として慣用されているものや、ＥＬ素子の正孔注入
層に使用される公知のものの中から任意のものを選択し
て用いることができる。具体例としては、例えばトリア
ゾール誘導体（米国特許３，１１２，１９７号明細書等
参照）、オキサジアゾール誘導体（米国特許３，１８
９，４４７号明細書等参照）、イミダゾール誘導体（特
公昭３７−１６０９６号公報等参照）、ポリアリールア
ルカン誘導体（米国特許３，６１５，４０２号明細書、
同第３，８２０，９８９号明細書、同第３，５４２，５
４４号明細書、特公昭４５−５５５号公報、同５１−１
０９８３号公報、特開昭５１−９３２２４号公報、同５
５−１７１０５号公報、同５６−４１４８号公報、同５
５−１０８６６７号公報、同５５−１５６９５３号公
報、同５６−３６６５６号公報等参照）、ピラゾリン誘
導体およびピラゾロン誘導体（米国特許第３，１８０，
７２９号明細書、同第４，２７８，７４６号明細書、特
開昭５５−８８０６４号公報、同５５−８８０６５号公
報、同４９−１０５５３７号公報、同５５−５１０８６
号公報、同５６−８００５１号公報、同５６−８８１４
１号公報、同５７−４５５４５号公報、同５４−１１２
６３７号公報、同５５−７４５４６号公報等参照）、フ
ェニレンジアミン誘導体（米国特許第３，６１５，４０
４号明細書、特公昭５１−１０１０５号公報、同４６−
３７１２号公報、同４７−２５３３６号公報、特開昭５
４−５３４３５号公報、同５４−１１０５３６号公報、
同５４−１１９９２５号公報等参照）、アリールアミン
誘導体（米国特許第３，５６７，４５０号明細書、同第
３，１８０，７０３号明細書、同第３，２４０，５９７
号明細書、同第３，６５８，５２０号明細書、同第４，
２３２，１０３号明細書、同第４，１７５，９６１号明
細書、同第４，０１２，３７６号明細書、特公昭４９−
３５７０２号公報、同３９−２７５７７号公報、特開昭
５５−１４４２５０号公報、同５６−１１９１３２号公
報、同５６−２２４３７号公報、西独特許第１，１１
０，５１８号明細書等参照）、アミノ置換カルコン誘導
体（米国特許第３，５２６，５０１号明細書等参照）、
オキサゾール誘導体（米国特許第３，２５７，２０３号
明細書等に開示のもの）、フルオレノン誘導体（特開昭
５４−１１０８３７号公報等参照）、ヒドラゾン誘導体
（米国特許第３，７１７，４６２号明細書、特開昭５４
−５９１４３号公報、同５５−５２０６３号公報、同５
５−５２０６４号公報、同５５−４６７６０号公報、同
５５−８５４９５号公報、同５７−１１３５０号公報、
同５７−１４８７４９号公報、特開平２−３１１５９１
号公報等参照）、スチリルアントラセン誘導体（特開昭
５６−４６２３４号公報等参照）、スチルベン誘導体
（特開昭６１−２１０３６３号公報、同６１−２２８４
５１号公報、同６１−１４６４２号公報、同６１−７２
２５５号公報、同６２−４７６４６号公報、同６２−３
６６７４号公報、同６２−１０６５２号公報、同６２−
３０２５５号公報、同６０−９３４４５号公報、同６０
−９４４６２号公報、同６０−１７４７４９号公報、同
６０−１７５０５２号公報等参照）、シラザン誘導体
（米国特許第４，９５０，９５０号明細書）、ポリシラ
ン系（特開平２−２０４９９６号公報）、アニリン系共
重合体（特開平２−２８２２６３号公報）、特開平１−
２１１３９９号公報に開示されている導電性高分子オリ
ゴマー（特にチオフェンオリゴマー）等を挙げることが
できる。正孔注入層の材料としては上記のものを使用す
ることができるが、ポルフィリン化合物（特開昭６３−
２９５６９６５号公報等に開示のもの）、芳香族第三級
アミン化合物およびスチリルアミン化合物（米国特許第
４，１２７，４１２号明細書、特開昭５３−２７０３３
号公報、同５４−５８４４５号公報、同５４−１４９６
３４号公報、同５４−６４２９９号公報、同５５−７９
４５０号公報、同５５−１４４２５０号公報、同５６−
１１９１３２号公報、同６１−２９５５５８号公報、同
６１−９８３５３号公報、同６３−２９５６９５号公報
等参照）、特に芳香族第三級アミン化合物を用いること
が好ましい。上記ポルフィリン化合物の代表例として
は、ポルフィン、１，１０，１５，２０−テトラフェニ
ル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン銅（ＩＩ）、１，１
０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポ
ルフィン亜鉛（ＩＩ）、５，１０，１５，２０−テトラ
キス（ペンタフルオロフェニル）−２１Ｈ，２３Ｈ−ポ
ルフィン、シリコンフタロシアニンオキシド、アルミニ
ウムフタロシアニンクロリド、フタロシアニン（無金
属）、ジリチウムフタロシアニン、銅テトラメチルフタ
ロシアニン、銅フタロシアニン、クロムフタロシアニ
ン、亜鉛フタロシアニン、鉛フタロシアニン、チタニウ
ムフタロシアニンオキシド、Ｍｇフタロシアニン、銅オ
クタメチルフタロシアニン等を挙げることができる。ま
た、前記芳香族第三級アミン化合物およびスチリルアミ
ン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テト
ラフェニル−４，４’−ジアミノフェニル、Ｎ，Ｎ’−
ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−メチルフェニル）
−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（以
下ＴＰＤと略記する）、２，２−ビス（４−ジ−ｐ−ト
リルアミノフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ジ
−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，
Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−４，４’−ジア
ミノフェニル、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミ
ノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン、ビス（４
−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタ
ン、ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニ
ルメタン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（４−
メトキシフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル、
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジア
ミノフェニルエーテル、４，４’−ビス（ジフェニルア
ミノ）クオードリフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−ト
リル）アミン、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−
［４（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］スチルベン、
４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニ
ル）ベンゼン、３−メトキシ−４’−Ｎ，Ｎ−ジフェニ
ルアミノスチルベンゼン、Ｎ−フェニルカルバゾール、
米国特許第５，０６１，５６９号に記載されている２個
の縮合芳香族環を分子内に有する、例えば、４，４’−
ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビ
フェニル（以下ＮＰＤと略記する）、また、特開平４−
３０８６８８号公報で記載されているトリフェニルアミ
ンユニットが３つスターバースト型に連結された４，
４’，４”−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ
−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（以下ＭＴＤＡ
ＴＡと略記する）等を挙げることができる。また、発光
層の材料として示した前述の芳香族ジメチリディン系化
合物の他、ｐ型−Ｓｉ，ｐ型ＳｉＣ等の無機化合物も正
孔注入層の材料として使用することができる。正孔注入
層は、上述した化合物を、真空蒸着法で薄膜化すること
により形成することができる。正孔注入層としての膜厚
は、特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍである。
この正孔注入層は、上述した材料の一種または二種以上
からなる一層で構成されていてもよいし、または、前記
正孔注入層とは別種の化合物からなる正孔注入層を積層
したものであってもよい。また、有機半導体層は、発光
層への正孔注入または電子注入を助ける層であって、１
０^-10 Ｓ／ｃｍ以上の導電率を有するものが好適であ
る。このような有機半導体層の材料としては、含チオフ
ェンオリゴマーや含アリールアミンオリゴマーなどの導
電性オリゴマー、含アリールアミンデンドリマーなどの
導電性デンドリマーなどを用いることができる。 電子注入層の蒸着材料 一方電子注入層は、発光層への電子の注入を助ける層で
あって、電子移動度が大きい。また付着改善層は、この
電子注入層の中で、特に陰極との付着が良い材料からな
る層である。このような有機ＥＬ素子の電子注入層を構
成する蒸着材料としては、たとえば８−ヒドロキシキノ
リンまたはその誘導体の金属錯体、あるいはオキサジア
ゾール誘導体が好ましく挙げられる。また、付着改善層
に用いられる材料としては、特に８−ヒドロキシキノリ
ンまたはその誘導体の金属錯体が好適である。上記８−
ヒドロキシキノリンまたはその誘導体の金属錯体の具体
例としては、オキシン（一般に８−キノリノールまたは
８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレー
トオキサノイド化合物が挙げられる。一方、オキサジア
ゾール誘導体としては、一般式（ＩＩ），（ＩＩＩ）
および（ＩＶ）

【００２６】

【化５】

【００２７】（式中Ａｒ¹⁰〜Ａｒ¹³はそれぞれ置換また
は無置換のアリール基を示し、Ａｒ¹⁰とＡｒ¹¹およびＡ
ｒ¹²とＡｒ¹³はそれぞれにおいて互いに同一であっても
異なっていてもよく、Ａｒ¹⁴置換または無置換のアリレ
ーン基を示す。）で表わされる電子伝達化合物が挙げら
れる。ここで、アリール基としてはフェニル基，ビフェ
ニル基，アントラニル基，ペリレニル基，ピレニル基な
どが挙げられ、アリレーン基としてはフェニレン基，ナ
フチレン基，ビフェニレン基，アントラセニレン基，ペ
ニレニレン基，ピレニレン基などが挙げられる。また、
置換基としては炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１
〜１０のアルコキシ基またはシアノ基などが挙げられ
る。この電子伝達化合物は、薄膜形成性のものが好まし
い。上記電子伝達化合物の具体例としては、

【００２８】

【化６】

【００２９】が挙げられる。 その他の有機蒸着材料 有機層は、上記のような構成のものであるが、さらに電
子障壁層，付着改善層などを有する場合もある。しか
し、これらは発光の均一性に与える影響が比較的小さい
ので、その成膜方法は限定されるものでなく、本発明の
方法であっても、それ以外の公知の方法であってもよ
い。なお、電子障壁層の蒸着材料としては、前記したＴ
ＰＤやポリフェニル化合物などがあり、付着改善層の蒸
着材料としては、電子注入材料として挙げたＡｌｑ（８
−ヒドロキノリンの金属錯体）などが挙げられる。 ［有機ＥＬ素子の有機層以外の蒸着材料］これらの層の
成膜には、本発明の素子用薄膜層の成膜方法を適用して
もよいが、必ずしもこれによらず、それぞれの説明中に
述べるように、別の成膜方法を用いてもよい。 透明電極（陽極）の蒸着材料 陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）ＩＴＯ
が挙げられる。陽極は、スパッタリング法、イオンプレ
ーティング法，電子ビーム蒸着法，ＣＶＤ法，ＭＯＣＶ
Ｄ法，プラズマＣＶＤ法等の方法などで薄膜を形成させ
ることにより作製することができる。このように発光層
からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の発光に対す
る透過率が１０％より大きくすることが好ましい。ま
た、陽極のシート抵抗は、数百Ω／□以下が好ましい。
陽極の膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、
１０〜２００ｎｍの範囲が好ましい。なお、本発明にお
いては、陽極として通常基板電極を用いている。 電極（陰極）の蒸着材料 陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属，
合金，電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極物
質とするものが用いられる．このような電極物質の蒸着
源としては、具体例としては、ナトリウム、ナトリウム
−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウ
ム・銀合金、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂
Ｏ₃）、アルミニウム・リチウム合金、インジウム、希
土類金属などが挙げられる。この陰極は、これらの電極
物質を蒸着やスパッタリングなど、透明電極の成膜方法
と同様な方法で薄膜を形成させることにより、作製する
ことができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω
／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜１μｍ、５
０〜２００ｎｍの範囲が好ましい。なお、本発明に用い
られる有機ＥＬ素子においては、該陽極または陰極のい
ずれか一方が透明または半透明であることが、発光を透
過するため、発光の取り出し効率がよいので好ましい。 ［有機ＥＬ素子のその他の要素］本発明で用いられる基
板としては、透明性があり、多色発光装置を支えるに十
分な剛直な材料が好ましい。本発明では、基板を配置す
ることにより多色発光装置を補強して耐衝撃性等の機械
的強度を高めている。

【００３０】具体的な材料としては、例えば、ガラス
板、セラミック板、プラスチック板（ポリカーボネート
樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテ
レフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂
等）等を挙げることができる。本発明の素子用薄膜の成
膜方法は上記の通りであるが、これらの方法で形成され
た発光層や有機層を備えた有機ＥＬ素子は、以下のよう
な性能を有する。すなわち、有機層の各膜厚の均一性が
高く、その結果、素子の発光性能の均一性が高いものと
なる。この発光性能の均一性能は、例えば、無発光点が
ないことを前提とし、蒸着基板の中心からの距離による
発光色度のバラツキ（変化量）や、蒸着基板の中心から
の距離による電力変換効率のバラツキ（変化量）などで
確認することができる。本発明においては、蒸着基板の
中心からの距離による発光色度のバラツキは、ＣＩＥ発
光色度Ｘ座標については０．００５／２５０ｍｍ以下，
さらには０．００２／２５０ｍｍ以下、Ｙ座標のバラツ
キについては０．０２／２５０ｍｍ以下，さらには０．
０１／２５０ｍｍ以下のものが得られる。また、電力変
換効率のバラツキについては、１５％／２５０ｍｍ以下
のものが得られる。従って、大画面の素子の場合、同一
素子内での発光性能のバラツキが、ＣＩＥ発光色度Ｘ座
標については０．００５／２５０ｍｍ以下、Ｙ座標のバ
ラツキについては０．０２／２５０ｍｍ以下，電力変換
効率のバラツキについては、１５％／２５０ｍｍ以下の
素子を得ることができる。

【００３１】

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明するが、本発明はこれらの例により何ら限定される
ものではない。実験例１ （ｎｉ値の測定例）蒸着基板（サイズ３６０×４６５ｍ
ｍ）と蒸着源台の垂直距離が５００ｍｍ、前記蒸着基板
中心から蒸着源台に下ろした垂線との交点から２５０ｍ
ｍ離れた位置に蒸着源を設定した真空蒸着装置ものを用
いた。蒸着源には、開口径２５ｍｍ、肉圧１．６ｍｍ、
深さ７０ｍｍのグラファイト製るつぼに、蒸着材料トリ
ス（８−キノリノール）アルミニウム（以下、Ａｌｑと
略す。）を１．５ｇを、るつぼの底部に均一に充填して
した。るつぼ温度２８３℃とし（基板中心位置での蒸着
速度が１．０Å／ｓとなる）、蒸着基板中心が２５００
Åの膜厚になるまで蒸着し、蒸着基板の領域内５０点に
おける膜厚をＤｅｋｔａｋ ＦＰＤ５００法にて測定し
た。この各膜厚を前記の式（Ｉ）に従うようフィッティ
ングを行い、ｎｉ値を算出した。この成膜におけるｎｉ
値は２．３８であった。

【００３２】実験例２〜５ （蒸着速度とｎｉ値の調整例）実験例１と同様に、４，
４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミ
ノ］ビフェニル（実験例２、以下ＮＰＤと略す。）、
４，４’，４”−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）
−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（実験例
３、以下ＭＴＤＡＴＡと略す。）、４、４‘−ビス［２
−［４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリル）フェニル］ビニ
ル］ビフェニル（実験例４、以下ＤＴＡＶＢｉと略
す。）、４，４’−ビス（２、２−ジフェニルビニル）
ビフェニル（実験例５、以下ＤＰＶＢｉと略す。）をそ
れぞれ、基板中心の膜厚が２５００Åとなるまで、蒸着
した。ここでは、るつぼ温度を各々２５８、２６０、２
８７、２３０℃に設定して いずれも蒸着速度を１．０
Å／ｓに調整して蒸着を行なった。それぞれのｎｉ値は
以下の表１の通りであった。

【００３３】

【表１】

【００３４】実験例６ （るつぼの形状によるｎｉ値の調整例）蒸着基板（サイ
ズ２１０×２６０ｍｍ）と蒸着源台の垂直距離が４００
ｍｍ、前記蒸着基板中心から蒸着源台に下ろした垂線と
の交点から１００ｍｍ離れた位置に、深さが異なる下記
るつぼＡ及びＢを蒸着基板面への垂直線に対し１５度傾
けて設置した。るつぼには、蒸着材料としてＤＴＡＶＢ
ｉを、充填して下記条件で蒸着を行った。ついで、蒸着
基板内の９点の膜厚を触針式膜厚計ＦＰＤ５００により
測定し、ｎｉ値を算出した。 蒸着条件： ・蒸着るつぼの形状 ：Ａ−石英製 内径２０ｍｍφ 深さ ７５ｍｍ Ｂ−石英製 内径２０ｍｍφ 深さ３７．５ｍｍ ・蒸着速度 ：るつぼＡ，Ｂの温度を各２８３と２９３℃とし、 いずれも蒸着基板中心で０．１５Å／ｓとなる ようにした。

【００３５】 ・ｎｉ値 ：るつぼＡ ２．８５ るつぼＢ ５．８５実験例７ （蒸着速度によるｎｉ値の調整例）ＤＴＡＶＢｉを蒸着
速度０．０５Å／ｓで蒸着した以外は、実験例１（実験
例４）と同様にして、蒸着を行いｎｉ値を測定した。こ
のときの蒸着温度は２７５℃であり、ｎｉ値は６．２８
であった。 [実施例１]（ｎｉ値を制御した有機ＥＬ素子の成膜と得られた素子
の発光性能評価Ｉ：偏心回転蒸着法） （１）ｎｉ値を制御した有機ＥＬ素子の成膜 蒸着基板と蒸着源台間の垂直距離が５００ｍｍ、蒸着基
板中心から蒸着源台に下ろした垂線との交点から２５０
ｍｍ離れた位置に蒸着源を設定した真空蒸着装置を用い
て、蒸着基板の回転数は４．８ｒｐｍで偏心回転蒸着法
によって以下の成膜を行った。るつぼは開口径２５ｍ
ｍ、肉圧１．６ｍｍ、深さ７０ｍｍのグラファイト製の
ものを用いた。表面に陽極であるＩＴＯを膜厚１２０ｎ
ｍに成膜されたガラス基板（２５×２５×１．１ｍｍ）
を３９０×４９０ｍｍの基板ホルダーに２５枚（５枚×
５枚）セットし、そのホルダーを真空蒸着装置にローデ
ィングした。真空度が２×１０^-4Ｐａ以下となるまで真
空排気を行った。前記るつぼに有機ＥＬ素子の有機層の
蒸着材料５種と無機層である電極用蒸着材料１種とを同
心円状に配置してある。そして、蒸着速度を変更しなが
ら、各成膜のｎｉ値を制御して、下記のａからｅの成膜
を順次行った。ただし、ａ〜ｄの有機物蒸着材料の成膜
前に有機物成膜パターニング用蒸着マスク（ＳＵＳ製、
板厚０．２ｎｍ）を装着してａ〜ｄ（成膜１〜４）の成
膜を行い、その後電極成膜パターニング用蒸着マスク
（ＳＵＳ製、板厚０．２ｎｍ）を装着して、ｅの無機蒸
着材料の成膜５を行い、１枚の基板毎に発光領域が４×
８ｍｍの素子を作製した。 ａ．成膜１ 蒸着材料：第一正孔注入層用蒸着材料として４、４’、４“−トリス［ Ｎ−（３−メ チルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェ ニルアミン（以下、ＭＴＤＡＴＡと略す） 成膜１の蒸着条件： ・nｉ値 （ｎ１値） ：２．０５ ・蒸着速度（蒸着基板中心で）：２．８〜３．０Å／ｓ ・膜厚 ：６０ｎｍ ｂ．成膜２ 蒸着材料：第二正孔注入層材料として４、４‘−ビス［Ｎ−（１−ナフ チル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（以下、ＮＰＤと略す） 成膜２蒸着条件： ・ni値 （ｎ２値） ：２．２５ ・膜厚 ：２０ｎｍ ・蒸着速度 ：２．２〜２．４Å／ｓ ｃ．成膜３ 蒸着材料： 発光層蒸着材料として、発光ドーパント材料４、４‘−ビス［２− ［４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリル）フェニル］ビニル］ビフェニル（以下、ＤＴ ＡＶＢｉと略す）、及び発光ホスト材料４，４’−ビス（２、２−ジフェニルビ ニル）ビフェニル（以下、ＤＰＶＢｉと略す） 成膜３の蒸着条件： ・ｎｉ値（ホスト材,n3Ｈ値 ） ：2.35 ・ｎｉ値（ドーパント材,n3Ｄ値 ：2.44 ・蒸着速度（基板中心で） ：１．０Å／ｓ ・チョッパー機構 ：ドーパント材であるＤＴＡＶＢｉの蒸 着るつぼ開口とシャッタ ーの間に開口 面積が１／２０になるようなチョッパー を設けた。 ・蒸着方法 ：二つの蒸着材料を隣接する二つの蒸着源 から同時に二元同時蒸着法（共蒸着）に より行なった。 ・膜厚 ：４０ｎｍ ｄ． 成膜４ 蒸着材料：電子輸送材料トリス（８−キノリノール）アルミニウム（以下、 Ａｌｑと略す） 成膜４蒸着条件： ・ｎｉ値（ｎ４値） ：２．３８ ・蒸着速度（基板中心） ：１．０〜１．１Å／ｓ ・膜厚 ：２０ｎｍ ｅ． 成膜５ 蒸着材料： 陰極材ＡｌとＬｉからなるＬｉ濃度１０ａｔ．％の合金材料 成膜５の蒸着条件： ・ｎｉ値（ｎ５値） ：６．１２ ・蒸着速度 ：５〜８Å／ｓ ・膜厚 ：１５０ｎｍ、 ・蒸着時真空度 ：１．０×１０^-4Ｐａ （２）有機ＥＬ素子の発光性能評価 上記の成膜方法によって得られた素子のうち、基板ホル
ダー中心部に配置した素子に直流６Ｖを印加すると、電
流が４．１６ｍＡ／ｃｍ²流れ、輝度３７８ｎｉｔの青
色の発光がみられた。このときの電力変換効率は４．７
５ｌｍ／Ｗであり、発光色度は（０．１７３，０．２５
８）であった。なお、輝度および発光色度の測定はトプ
コン社製ＢＭ−７に準拠して行なった。また４×８ｍｍ
□の発光領域において、無発光点は目視では観測され
ず、発光均一性も良好であった。

【００３６】[比較例１] （ｎｉ値を制御しない有機ＥＬ素子の成膜）実施例１
で、発光層の成膜におけるドーパント材の蒸着について
はチョッパー機構を用いずに、蒸着速度をるつぼ温度を
下げることにより０．０５Å／ｓに調整した以外は実施
例１と全く同様にして素子作製を行った。このドーパン
ト材のｎｉ値（ｎ３Ｄ値）は、６．２８である。[実施例１と比較例１の有機ＥＬ素子の発光性能の比較] 実施例１と比較例１で得られた有機ＥＬ素子について、
蒸着基板の回転中心からの距離に対する発光色度Ｘ座標
およびＹ座標の変化を図２および図３に示した。実施例
１の有機ＥＬ素子は、蒸着基板中心からの距離２５０ｍ
ｍに至るまで発光色が均一であり、Ｘ座標およびＹ座標
の実質の変化は、各々およそ０．００１と０．０１であ
る。また、図４に示す、電力変換効率（ｌｍ／Ｗ）の蒸
着基板中心からの距離に対する変化は、同様に基板中心
からの距離２５０ｍｍに至るまで発光効率の変化が１０
％以内であって、均一であることがわかる。これに対
し、比較例１の有機ＥＬ素子は、蒸着基板中心からの距
離２５０ｍｍに至るまでの発光色度Ｘ座標およびＹ座標
の変化は、０．００８と０．０３３である。例えば、基
板中心と距離２３０ｍｍにおける素子を実施例１と比較
すると、比較例１の素子は発光色度が変化していて、発
光色が緑色化している。また、電力変換効率（ｌｍ／
Ｗ）の蒸着基板中心からの距離に対する変化は、距離２
５０ｍｍで約２０％である。 [実施例２] （ｎｉ値を制御した有機ＥＬ素子の成膜と得られた素子
の発光性能評価ＩＩ：非回転蒸着法）固定式の蒸着基板
と蒸着源台間の垂直距離が５００ｍｍの真空蒸着装置を
用いて、以下のような有機ＥＬ素子の成膜を行った。蒸
着基板中心から蒸着源台に下ろした垂線との交点を中心
にした蒸着源台上の同心円上に、実施例１で用いたるつ
ぼに実施例１と同じ６種の蒸着材料を入れた蒸着源を配
置した。蒸着源台の前記蒸着源が位置する点における垂
線と蒸着基板との交点、及び蒸着基板上でその交点から
１０ｃｍ中心寄りの位置に、それぞれＩＴＯを膜厚１２
０ｎｍ成膜したガラス基板１とガラス基板２をローディ
ングした。真空度が２×１０^-4Ｐａ以下となるまで真空
排気を行った後、成膜する蒸着材料６種の蒸着源を１つ
ずつガラス基板１の垂直下に位置に固定して成膜を行っ
た。各成膜における蒸着条件は、実施例１と同じであ
る。したがって、成膜時において、蒸着基板上のガラス
基板１は常に、各蒸着源の垂線上にあり、ガラス基板２
はそれから１０ｃｍ中心寄りの位置にあって、蒸着源と
ガラス基板とが固定された状態で成膜が行われたことに
なる。また、成膜３では、実施例１と同様にチョッパー
機構を設けた。さらに実施例１と同様に、パターニング
用マスクも装着した。このようにして、発光領域が４×
８ｍｍの素子１（蒸着源の垂線上のもの）と素子２（素
子１から１０ｃｍ中心寄りのもの）を得た。両者の有機
物層の膜厚、膜厚の差及びその変化率を表２に、両者の
発光効率、発光効率の差及びその変化率を表３に纏め
た。 [比較例２] （ｎｉ値を制御しない有機ＥＬ素子の成膜：非回転蒸着
法）実施例２の成膜１の蒸着条件を、下記のようにして
行った以外は、実施例２と同様にして、真空蒸着法によ
り、成膜１〜５の有機ＥＬ素子の成膜を行った。但し成
膜１でも蒸着材料は、実施例２と同じである。

【００３７】成膜１の蒸着条件：開口径２５ｍｍ、肉圧
１．６ｍｍ、深さ７０ｍｍのグラファイト製のるつぼの
代わりに 開口径１ｍｍ、肉圧０．５ｍｍ、深さ１０ｍ
ｍのモリブデン製ボードを用いた。

【００３８】 ・nｉ値 （ｎ１値） ：４．８２ ・蒸着速度（蒸着基板中心で）：０．８〜１．２Å／ｓ ・ボート温度 ：３２５℃ ・膜厚 ：６０ｎｍ このようにして、発光領域が４×８ｍｍの素子１（蒸着
源の垂線上のもの）と素子２（素子１から１０ｃｍ中心
寄りのもの）を得た。両者の膜厚、膜厚の差及びその変
化率を表２に、両者の発光効率、発光効率の差及びその
変化率を表３に纏めた。

【００３９】

【表２】

【００４０】

【表３】

【００４１】[実施例２と比較例２の有機ＥＬ素子の発
光性能などの比較]表２と表３から、有機層の成膜時の
ｎｉ値を制御した実施例２の非回転蒸着法で得られた有
機ＥＬ素子は、１０ｃｍ離れても、膜厚の変化率は５％
以下であり、発光効率の変化は１％である。これに対し
て、成膜１のｎｉ値を４．８２とした比較例２の非回転
蒸着法で得られた有機ＥＬ素子は、膜厚の変化率は１０
％以上であり、発光効率の変化はおよそ３０％であっ
た。したがって、ｎｉ値を制御して多層積層した場合、
蒸着基板上の各位置における膜厚と発光効率のバラツキ
は小さく、均質な素子が得られる。

【００４２】

【発明の効果】本発明の素子用薄膜層の成膜方法によれ
ば、大画面の蒸着基板であっても均質な薄膜を形成で
き、その均質性が高く、多層積層した場合に、各膜とも
蒸着基板上の各位置における膜厚の変化が小さく、ま
た、複数の蒸着源を共蒸着した場合、蒸着基板上の各位
置における各蒸着材料の濃度変化が小さい膜が得られ
る。また、そのような、素子用薄膜層の成膜方法を用い
て製造される有機ＥＬ素子は、素子内の各位置における
発光性能のバラチキが小さい均質な素子である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１図は、本発明の一実施態様に関する、偏
心回転蒸着方法による成膜方法の概念図である。

【図２】 第２図は、本発明の実施例１及び比較例１の
成膜方法による有機ＥＬ素子の発光色度（Ｘ軸）のバラ
ツキを示す図である。

【図３】第３図は、本発明の実施例１及び比較例１の成
膜方法による有機ＥＬ素子の発光色度（Ｙ軸）のバラツ
キを示す図である。

【図４】 第４図は、本発明の実施例１及び比較例１の
成膜方法による有機ＥＬ素子の発電変換効率（効率）の
バラツキを示す図である。

【符号の説明】

１ ： 蒸着基板 ２ ： 蒸着源台 ３ ： 蒸着基板中心（蒸着基板回転軸） ４ ： 蒸着源 ａ ： 蒸着源偏心距離 ｈ ： 蒸着源台と蒸着基板との距離

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二以上の蒸着材料を真空蒸着法で蒸着さ
   せ、蒸着基板上に一又は二以上の薄膜を形成する成膜方
   法において、蒸着材料ｉについて蒸着基板上の蒸着位置
   と蒸着膜厚との関係を下記の式（１） Ｄ_i／Ｄ_0i∝（Ｌ₀／Ｌ_i）³ｃｏｓⁿⁱθ_i … （１） （但し、Ｌ₀は蒸着源から蒸着基板面への垂直距離、Ｄ
   _0iは蒸着源から蒸着基板面への垂線と蒸着基板面との交
   点における蒸着材料ｉの蒸着膜厚、Ｄ_iは蒸着源から蒸
   着基板面に下した垂線からの放射角がθ_iで、蒸着源か
   らの距離がＬ_iである位置における蒸着材料ｉの蒸着膜
   厚である。）で近似したときの各蒸着材料のｎｉ値が，
   全てｋ±０．５（但し、ｋは２〜５の定数）の範囲内に
   なるように制御して蒸着する素子用薄膜層の成膜方法。
2. 【請求項２】 定数ｋが２〜３である請求項１に記載の
   素子用薄膜層の成膜方法。
3. 【請求項３】 定数ｋが２である請求項１に記載の素子
   用薄膜層の成膜方法。
4. 【請求項４】 ｎｉ値の制御方法が、（ａ）蒸着源を保
   持するるつぼの形状を調整する方法，および（ｂ）蒸着
   速度を調整する方法のうちの一以上である請求項１〜３
   のいずれかに記載の素子用薄膜層の成膜方法。
5. 【請求項５】 二以上の蒸着材料を順次蒸着させ、素子
   用薄膜層の積層体を形成する請求項１〜４のいずれかに
   記載の素子用薄膜層の成膜方法。
6. 【請求項６】 二以上の蒸着材料を同時に共蒸着させ、
   一の共蒸着膜を形成する請求項１〜４のいずれかに記載
   の素子用薄膜層の成膜方法。
7. 【請求項７】 蒸着を偏心回転蒸着法で行う請求項１〜
   ６のいずれかに記載の素子用薄膜層の成膜方法。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の素子用
   薄膜層の成膜方法において、前記蒸着材料として有機エ
   レクトロルミネッセンス素子の各層を構成する有機物を
   用い、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層を形
   成する素子用薄膜層の成膜方法。
9. 【請求項９】 請求項６に記載の素子用薄膜層の成膜方
   法において、蒸着材料が発光層のホスト材と発光層のド
   ーパント材であり、これらを共蒸着させて有機エレクト
   ロルミネッセンス素子の発光層を形成する素子用薄膜層
   の成膜方法。
10. 【請求項１０】請求項８に記載の素子用薄膜層の成膜方
    法によって形成された有機層を備える有機エレクトロル
    ミネッセンス素子。
11. 【請求項１１】請求項９に記載の素子用薄膜層の成膜方
    法によって形成された発光層を備える有機エレクトロル
    ミネッセンス素子。
12. 【請求項１２】同一素子内におけるＣＩＥ発光色度X座
    標のバラツキが、０．００５／２５０ｍｍ以下であり、
    Ｙ座標のバラツキが０．０２／２５０ｍｍ以下である請
    求項１０又は１１に記載の有機エレクトロルミネッセン
    ス素子。
13. 【請求項１３】同一素子内における電力変換効率のバラ
    ツキが、１５％／２５０ｍｍ以下である請求項１０〜１
    ２のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素
    子。