JP2001357974A

JP2001357974A - 有機ｅｌ素子の製造方法、および有機ｅｌ素子

Info

Publication number: JP2001357974A
Application number: JP2000177248A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Shinkai; 正博新海
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2000-06-13
Filing date: 2000-06-13
Publication date: 2001-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】従来極めて困難であった塗布法による積層膜
の形成を可能とし、高効率で、リーク電流の発生もな
く、長寿命で低コストな有機ＥＬ素子と、その製造方法
を提供する。【解決手段】第１の電極と、第２の電極と、この一対
の電極間に少なくとも発光機能に関与する有機層とを有
する有機ＥＬ素子の製造方法であって、少なくとも有機
層の１種を塗布法により形成し、かつ２回以上塗布を行
う構成の有機ＥＬ素子の製造方法、および有機ＥＬ素子
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機ＥＬ（エレク
トロルミネセンス）素子に関し、詳しくは、有機化合物
の薄膜に電界を印加して光を放出する素子、およびその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子は、ガラス等の透明基板上
に大面積で素子を形成できるため、ディスプレイ、照明
器具などの用途としての研究開発が進められている。一
般に有機ＥＬ素子は、ガラス基板上にＩＴＯなどの透明
電極を形成し、その上に有機アミン系のホール輸送層、
電子導電性を示しかつ強い発光を示すたとえばＡｌｑ3
材からなる有機発光層を積層し、さらに、ＭｇＡｇなど
の仕事関数の小さい電極を形成した構造の基本素子とし
ている。

【０００３】これまでに報告されている素子構造として
は、ホール注入電極及び電子注入電極の間に１層または
複数層の有機化合物層が挟まれた構造となっており、有
機化合物層としては、２層構造あるいは３層構造があ
る。これらの有機層、あるいは無機層はいずれも真空蒸
着、またはスパッタリングといった気相堆積法により形
成されている。

【０００４】このような気相堆積法を利用して、複数の
有機ＥＬ素子を有する表示装置を形成しようとする場
合、各画素ないしセグメントを形成するためのマスクが
必要となる。特に、フルカラーディスプレイを形成しよ
うとすると、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対応したマスクが必要
である。

【０００５】しかし、ディスプレイのサイズが大きくな
るに従い、使用するマスクも大きくなり、これに見合う
ような非常に大きな製造設備を必要とする。また、大き
なマスクを使用することにより、マスクの撓み、歪みが
生じ、発光部の位置ズレや混色などの問題を生じてしま
う。

【０００６】一方、特開平１０−９２５７６号公報に
は、ポリマー材料を発光層用の材料として用い、これを
溶剤に溶解して塗布法により形成する試みもなされてい
る。しかし、この文献に開示されている方法はスピンコ
ート法により塗布・形成しているため、単一材料でしか
発光層を形成することができず、カラー表示には向いて
いない。

【０００７】このような欠点を補う方法として、例えば
特開平１０−１２３７７号公報では、溶媒に溶解させた
有機材料をインクジェット法により塗布し、発光層を形
成する手法が開示されている。この方法によれば、塗布
法でも比較的構成素子のサイズを小さく形成できるとと
もに、気相堆積法に比べ製造コストを格段に抑えること
ができるとされている。

【０００８】しかしながら、このようなインクジェット
法を用いた場合、目的とする場所に正確、かつ均一に有
機材料を塗布することが困難である。また、特開平１１
−７４０８２号公報には、このような問題を解決するた
めの手段として塗布する場所の周囲に土手を形成する点
が、また特開平１１−７４０７６号公報では、シリコン
樹脂型を用いて塗布精度を向上させる点が示されてい
る。しかしながら、これらの手法を用いることとする
と、土手やシリコン樹脂型を形成するための工程が必要
な上、形成された土手の間を狙って塗布する作業が必要
となる。従って、塗布型の大きな特徴である簡易な設備
で、低コストに製造できるというメリットが生かし切れ
ない。

【０００９】特開平１０−１５３９６７号公報には、イ
ンクジェット法と他の塗布法、蒸着法等を組み合わせて
有機層を形成する点が開示されている。しかしながら、
この文献に開示されている方法は、インクジェット法に
よるパターニングを目的としたものであり、ここに開示
されている異なる薄膜形成法は、単にインクジェット法
によるパターニングを補助する目的で用いられたものに
すぎない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
極めて困難であった塗布法による積層膜の形成を可能と
し、高効率で、リーク電流の発生もなく、長寿命で低コ
ストな有機ＥＬ素子と、その製造方法を提供することで
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち、上記目的は以
下の構成により達成される。（１）第１の電極と、第２の電極と、この一対の電極
間に少なくとも発光機能に関与する有機層とを有する有
機ＥＬ素子の製造方法であって、少なくとも有機層の１
種を塗布法により形成し、かつ２回以上塗布を行う有機
ＥＬ素子の製造方法。（２）前記塗布法はスプレーコート法である上記
（１）の有機ＥＬ素子の製造方法。（３）前記塗布により２種以上の有機層の形成を行う
上記（１）または（２）の有機ＥＬ素子の形成方法。（４）少なくとも溶媒への溶解度、溶媒、粘度、およ
び比重のいずれかが異なる材料を用いて塗布を行う上記
（１）〜（３）のいずれかの有機ＥＬ素子の製造方法。（５）前記塗布と塗布との間に、加熱工程を有する上
記（１）〜（４）のいずれかの有機ＥＬ素子の製造方
法。（６）第１の電極と、第２の電極と、この一対の電極
間に少なくとも発光機能に関与する有機層とを有する有
機ＥＬ素子であって、少なくとも有機層の１種が、溶剤
に溶解可能な材料を２回以上塗布することにより形成さ
れている有機ＥＬ素子。（７）前記有機層は、スプレーコート法により形成さ
れている上記（６）の有機ＥＬ素子。（８）前記塗布法により形成された有機層の１種が、
２層以上の層により形成されている上記（６）または
（７）の有機ＥＬ素子。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の有機ＥＬ素子の製造方法
は、第１の電極と、第２の電極と、この一対の電極間に
少なくとも発光機能に関与する有機層とを有する有機Ｅ
Ｌ素子の製造方法であって、少なくとも有機層の一層を
塗布法により形成し、かつ２回以上塗布を行うものであ
る。

【００１３】このように、有機層を塗布法により、かつ
２回以上塗布して形成することにより、極めて容易に所
望の膜厚が得られ、複数種類の有機層を形成することが
できる。この場合、塗布法としては、スプレーコート
法、スクリーン印刷法、ディッピング法等の種々の塗布
法を溶媒の特性などにより選択して用いることができる
が、有機層の形成にはスプレーコート法が好ましい。

【００１４】本発明の有機ＥＬ素子は、例えば図１に示
すように、基板１／第１の電極であるホール注入電極２
／有機層（発光層）３ａ，３ｂ／第２の電極である電子
注入電極４とが順次積層された構成となっている。な
お、有機層３ａ，３ｂは、図２に示すような有機層３
ａ，３ｂ，３ｃの３層以上としてもよいし、有機層を複
数種類設けてもよい。また、この逆の積層構成としても
よい。積層構成は、たとえば、ディスプレーの仕様や作
製プロセス等により、適宜最適なものに調整すればよ
い。

【００１５】本発明の製造方法により形成された有機Ｅ
Ｌ素子は、有機材料を均一に２回以上塗布し、好ましく
はスプレーコートするので、有機層の積層構成は２層以
上となるが、ウエット・オン・ウエットで塗布を行うと
その界面が明確にならない場合がある。つまり、上下の
界面をはっきりと分けたいときは、十分乾燥してから重
ねて塗り、界面を作りたくないときにはまだ乾燥する前
に次の塗液を塗ればよい。このような手法を用いること
で、同じような溶解性を有する材料であっても、ホール
注入輸送層、発光層、電子注入輸送層等を積層すること
ができる。

【００１６】２つの層の間に界面を形成させる場合に
は、下層の塗布面を乾燥させた後、上層を塗布すればよ
い。この場合、必要により下層を塗布した後、加熱処理
などを行ってもよい。

【００１７】２つの層の界面を形成させない場合、２つ
の層の境界がいわゆる傾斜組成となる様に形成すること
もできる。つまり、少なくとも溶媒への溶解度、溶媒、
粘度、比重のいずれかが異なる材料を用いて塗布を行う
ことにより、２種の有機層を塗り分けたり、界面組成を
傾斜状に変化させることができる。また、下層の塗布面
が乾燥しないうちに、次の層を塗布することにより界面
を形成しないようにすることもできる。この場合、２つ
の層の界面となる領域において、２つの層の主成分、ま
たはドーパントの混合比が、質量比で１０００：１〜１
０：１程度であることが好ましい。

【００１８】また、塗布液を噴霧するときは、単独のノ
ズルを用いてもよいし、複数のノズルを用いてもよい。
複数のノズルを用いることにより、塗布時間を短縮する
ことができる。さらに、細かい（小さな）噴霧ノズルを
ライン状に並べて用いてもよい。

【００１９】このような塗布法により形成される有機層
の膜厚は、有機層１種当たり好ましくは０．５〜１００
０nm、より好ましくは１０〜５００nmである。また、一
回の塗布により形成可能な有機層の膜厚は、通常０．５
〜１０００nm、特に１０〜５００nm程度である。有機層
の膜厚を厚く、特に５０nm以上とすることにより、リー
ク電流の発生を防止することができる。

【００２０】本発明の塗布法により形成される有機層
は、特に単層構成のときに優れた効果を発揮することが
できる。

【００２１】本発明において、有機層を形成するための
有機材料としては、一般に有機ＥＬ素子に用いられてい
るような蛍光材料、電荷輸送材料（電子輸送性材料とホ
ール輸送性材料の総称である）などを用いることができ
る。これらのなかでも、溶剤に溶解可能な有機材料が好
ましい。

【００２２】少なくとも一層の有機層の形成には塗布法
を用いる。塗布法を用いることにより、極めて容易に有
機層を形成することができると共に、膜厚を厚くするこ
とができ、耐環境性、寿命特性が向上し、リーク素子の
発生も抑制することができる。塗布法としては、スプレ
ーコート法が好ましく、基板全面に塗布するようにする
ことで有機層を形成する工程が非常に簡単になり、製造
装置も簡単で安価なものとすることができる。

【００２３】また、カラー化のために有機層の塗り分け
が必要な場合には、塗布マスクを用いるとよい。この場
合、塗布マスクの窓部の大きさは、画素（発光部）とな
る部分の大きさより僅かに小さくすることが好ましい。
具体的には、画素となる部分の大きさの２０％程度、特
に１５％程度小さい面積とすればよい。

【００２４】有機層としては、例えば、溶解性の高い高
分子蛍光体を用いた発光層や、高分子蛍光体と電荷輸送
材料との混合発光層、あるいはこのような発光層と電子
注入電極（陰極）との間に電子注入輸送性材料を含有す
る電子注入輸送層を有していたり、発光層とホール注入
電極の間にホール注入輸送性材料を含有するホール注入
輸送層を有していてもよい。また、これら電子注入輸送
層、ホール注入輸送層に代えて、無機材料による高抵抗
の電子注入輸送層や、ホール注入輸送層を有していても
よい。

【００２５】また、発光層は１層であっても２層以上あ
ってもよく、発光層と電荷輸送層で複数層を形成してい
てもよい。さらに、発光層には、高分子蛍光材料以外
に、下記の蛍光材料、電荷輸送性材料を含有していても
よい。また、前記高分子蛍光体および／または電荷輸送
材料を高分子化合物に分散させてもよい。

【００２６】本発明の高分子蛍光体と共に使用できる既
知の発光材料としては特に限定されないが、例えば、ナ
フタレン誘導体、アントラセンおよびその誘導体、ペリ
レンおよびその誘導体、ポリメチン系、キサンテン系、
クマリン系、シアニン系などの色素類、８−ヒドロキシ
キノリンおよびその誘導体の金属錯体、芳香族アミン、
テトラフェニルシクロペンタジエンおよびその誘導体、
テトラフェニルブタジエンおよびその誘導体などを用い
ることができる。具体的には、例えば、特開昭５７−５
１７８１号、同５９−１９４３９３号公報に記載されて
いるもの等、公知のものが使用可能である。

【００２７】本発明に使用することのできる電荷輸送性
材料としては、種々の電子輸送性材料、ホール輸送性材
料を用いることができ、特に限定されるものではない。

【００２８】ホール輸送性材料としては、ピラゾリン誘
導体、アリールアミン誘導体、スチルペン誘導体、トリ
フェニルジアミン誘導体等を挙げることができる。

【００２９】電子輸送性材料としては、オキサジアゾー
ル誘導体、アントラキノジメタンおよびその誘導体、ベ
ンゾキノンおよびその誘導体、ナフトキノンおよびその
誘導体、アントラキノンおよびその誘導体、テトラシア
ノアンスラキノジメタンおよびその誘導体、フルオレン
およびその誘導体、ジフェニルジシアノエチレンおよび
その誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキ
ノリンおよびその誘導体等の金属錯体等を挙げることが
できる。

【００３０】具体的には、特開昭６３−７０２５７号公
報、同６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３
５９号公報、同２−１３５３６１号公報、同２−２０９
９８８号公報、同３−３７９９２号公報、同３−１５２
１８４号公報に記載されているものなどを挙げることが
できる。

【００３１】特にホール輸送性材料としては４，４−ビ
ス（Ｎ（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）
ビフェニル、電子輸送性材料としては２−（４−ビフェ
ニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，
４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノ
ン、トリス（８−キノリノール）アルミニウムが好まし
い。

【００３２】これらのうち、電子輸送性の化合物とホー
ル輸送性の化合物のいずれか一方、または両方を同時に
使用するとよい。これらは単独で用いてもよいし、混合
して用いてもよい。

【００３３】電荷輸送材料の使用量は、使用する化合物
の種類などにより異なるので、十分な成膜性と発光特性
を阻害しない範囲で最適な添加量を決めればよい。通
常、蛍光材料（発光材料）に対して１〜４０質量％であ
り、より好ましくは２〜３０質量％である。

【００３４】また、有機層として上記の発光層以外に電
子注入輸送層、ホール注入輸送層などを有していてもよ
い。有機材料からなる電子注入輸送層、ホール注入輸送
層に用いられる電子輸送性材料、ホール輸送性材料は上
記の材料のなかから、発光層や電極等との関係で好適な
ものを用いればよい。

【００３５】上記高分子蛍光体を用いた場合の発光層の
膜厚としては０．５nm〜１０μm 、好ましくは１nm〜１
μm である。電流密度を上げて発光効率を上げるために
は、１０〜５００nmの範囲が好ましい。なお、塗布法に
より薄膜化した場合には、溶媒を除去するため、減圧下
あるいは不活性雰囲気下、３０〜２００℃、好ましくは
６０〜１００℃の温度で加熱乾燥することが望ましい。
このような、加熱乾燥工程を必要とする場合、下記に示
す無機の電荷注入層を電極との間に形成することが好ま
しい。

【００３６】また、電荷注入輸送層を発光層の下層に形
成する場合、発光層の形成に加熱重合工程を要するとき
は、ある程度の耐熱性が必要となる。この場合、好まし
くはガラス転移温度が２００℃以上、より好ましくは３
００℃以上、特に３５０℃以上の化合物が好ましい。

【００３７】有機のホール注入輸送層の厚さおよび電子
注入輸送層の厚さは、特に制限されるものではなく、形
成方法によっても異なるが、通常５〜５００nm程度、特
に１０〜３００nmとすることが好ましい。ホールの注入
層と輸送層とを設ける場合は、注入層は１nm以上、輸送
層は１nm以上とするのが好ましい。このときの注入層、
輸送層の厚さの上限は、通常、注入層で５００nm程度、
輸送層で５００nm程度である。

【００３８】本発明の有機層形成に用いられる溶媒とし
ては、有機材料が溶解し、塗布に際して障害が生じない
ものであれば特に限定されるものではない。具体的に
は、アルコール系、炭化水素系、ケトン系、エーテル系
等一般に用いられているものを使用することができる。
なかでも、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタ
ン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレンなどが好
ましい。蛍光体の構造や分子量にもよるが、通常はこれ
らの溶媒に０．１質量％以上溶解させることができる。

【００３９】陰電極（電子注入電極）は、無機電子注入
層等電子注入層との組み合わせでは、低仕事関数で電子
注入性を有している必要がないため、特に限定される必
要はなく、通常の金属を用いることができる。なかで
も、導電率や扱い易さの点で、Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｔ
ｉ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，ＰｄおよびＮｉ、特
にＡｌ，Ａｇから選択される１種または２種等の金属元
素が好ましい。

【００４０】これら陰電極薄膜の厚さは、電子を高抵抗
の無機電子注入輸送層に与えることのできる一定以上の
厚さとすれば良く、５０nm以上、好ましくは１００nm以
上とすればよい。また、その上限値には特に制限はない
が、通常膜厚は５０〜５００nm程度とすればよい。

【００４１】また、電子注入電極として必要に応じて下
記のものを用いてもよい。例えば、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍ
ｇ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ
等の金属元素単体、または安定性を向上させるためにそ
れらを含む２成分、３成分の合金系、例えばＡｇ・Ｍｇ
（Ａｇ：０．１〜５０at％）、Ａｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：０．
０１〜１４at％）、Ｉｎ・Ｍｇ（Ｍｇ：５０〜８０at
％）、Ａｌ・Ｃａ（Ｃａ：０．０１〜２０at％）、Ｌｉ
Ｆ（Ｆ：０．０１〜４０at％）等が挙げられる。

【００４２】電子注入電極薄膜の厚さは、電子注入を十
分行える一定以上の厚さとすれば良く、０．１nm以上、
好ましくは０．５nm以上、特に１nm以上とすればよい。
また、その上限値には特に制限はないが、通常膜厚は１
〜５００nm程度とすればよい。電子注入電極の上には、
さらに補助電極（保護電極）を設けてもよい。

【００４３】補助電極の厚さは、電子注入効率を確保
し、水分や酸素あるいは有機溶媒の進入を防止するた
め、一定以上の厚さとすればよく、好ましくは５０nm以
上、さらには１００nm以上、特に１００〜５００nmの範
囲が好ましい。補助電極層が薄すぎると、その効果が得
られず、また、補助電極層の段差被覆性が低くなってし
まい、端子電極との接続が十分ではなくなる。一方、補
助電極層が厚すぎると、補助電極層の応力が大きくなる
ため、ダークスポットの成長速度が速くなってしまう等
といった弊害が生じてくる。

【００４４】補助電極は、組み合わせる電子注入電極の
材質により最適な材質を選択して用いればよい。例え
ば、電子注入効率を確保することを重視するのであれば
Ａｌ等の低抵抗の金属を用いればよく、封止性を重視す
る場合には、ＴｉＮ等の金属化合物を用いてもよい。

【００４５】電子注入電極と補助電極とを併せた全体の
厚さとしては、特に制限はないが、通常５０〜５００nm
程度とすればよい。

【００４６】ホール注入電極材料は、高抵抗の無機ホー
ル注入輸送層、または有機のホール注入輸送層へホール
を効率よく注入することのできるものが好ましく、仕事
関数４．５eV〜５．５eVの物質が好ましい。具体的に
は、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸
化インジウム（ＩＺＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ
₂Ｏ₃）、酸化スズ（ＳｎＯ₂）および酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）のいずれかを主組成としたものが好ましい。これら
の酸化物はその化学量論組成から多少偏倚していてもよ
い。Ｉｎ₂Ｏ₃に対するＳｎＯ₂の混合比は、１〜２０
質量％、さらには５〜１２質量％が好ましい。また、Ｉ
ＺＯでのＩｎ₂Ｏ₃に対するＺｎＯの混合比は、通常、
１２〜３２質量％程度である。

【００４７】ホール注入電極は、仕事関数を調整するた
め、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）を含有していてもよい。
酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の含有量は、ＩＴＯに対する
ＳｉＯ₂の mol比で０．５〜１０％程度が好ましい。Ｓ
ｉＯ₂を含有することにより、ＩＴＯの仕事関数が増大
する。

【００４８】光を取り出す側の電極は、発光波長帯域、
通常４００〜７００nm、特に各発光光に対する光透過率
が５０％以上、さらには８０％以上、特に９０％以上で
あることが好ましい。透過率が低くなりすぎると、発光
層からの発光自体が減衰され、発光素子として必要な輝
度を得難くなってくる。

【００４９】電極の厚さは、５０〜５００nm、特に５０
〜３００nmの範囲が好ましい。また、その上限は特に制
限はないが、あまり厚いと透過率の低下や剥離などの心
配が生じる。厚さが薄すぎると、十分な効果が得られ
ず、製造時の膜強度等の点でも問題がある。

【００５０】さらに、素子の有機層や電極の劣化を防ぐ
ために、素子上を封止板等により封止することが好まし
い。封止板は、湿気の浸入を防ぐために、接着性樹脂層
を用いて、封止板を接着し密封する。封止ガスは、Ａ
ｒ、Ｈｅ、Ｎ₂等の不活性ガス等が好ましい。また、こ
の封止ガスの水分含有量は、１００ppm 以下、より好ま
しくは１０ppm 以下、特には１ppm 以下であることが好
ましい。この水分含有量に下限値は特にないが、通常
０．１ppm 程度である。

【００５１】封止板の材料としては、好ましくは平板状
であって、ガラスや石英、樹脂等の透明ないし半透明材
料が挙げられるが、特にガラスが好ましい。このような
ガラス材として、コストの面からアルカリガラスが好ま
しいが、この他、ソーダ石灰ガラス、鉛アルカリガラ
ス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、シリカ
ガラス等のガラス組成のものも好ましい。特に、ソーダ
ガラスで、表面処理の無いガラス材が安価に使用でき、
好ましい。封止板としては、ガラス板以外にも、金属
板、プラスチック板等を用いることもできる。

【００５２】封止板は、スペーサーを用いて高さを調整
し、所望の高さに保持してもよい。スペーサーの材料と
しては、樹脂ビーズ、シリカビーズ、ガラスビーズ、ガ
ラスファイバー等が挙げられ、特にガラスビーズ等が好
ましい。スペーサーは、通常、粒径の揃った粒状物であ
るが、その形状は特に限定されるものではなく、スペー
サーとしての機能に支障のないものであれば種々の形状
であってもよい。その大きさとしては、円換算の直径が
１〜２０μm 、より好ましくは１〜１０μm 、特に２〜
８μm が好ましい。このような直径のものは、粒長１０
０μm 以下程度であることが好ましく、その下限は特に
規制されるものではないが、通常直径と同程度以上であ
る。

【００５３】なお、封止板に凹部を形成した場合には、
スペーサーは使用しても、使用しなくてもよい。使用す
る場合の好ましい大きさとしては、前記範囲でよいが、
特に２〜８μm の範囲が好ましい。

【００５４】スペーサーは、予め封止用接着剤中に混入
されていても、接着時に混入してもよい。封止用接着剤
中におけるスペーサーの含有量は、好ましくは０．０１
〜３０質量％、より好ましくは０．１〜５質量％であ
る。

【００５５】接着剤としては、安定した接着強度が保
て、気密性が良好なものであれば特に限定されるもので
はないが、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ
樹脂接着剤を用いることが好ましい。

【００５６】本発明において、有機ＥＬ構造体を形成す
る基板としては、非晶質基板たとえばガラス、石英な
ど、結晶基板たとえば、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ、Ｚ
ｎＳ、ＧａＰ、ＩｎＰなどが挙げられ、またこれらの結
晶基板に結晶質、非晶質あるいは金属のバッファ層を形
成した基板も用いることができる。また金属基板として
は、Ｍｏ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐｄなどを用いる
ことができ、好ましくはガラス基板が用いられる。基板
は、光取り出し側となる場合、上記電極と同様な光透過
性を有することが好ましい。

【００５７】さらに、本発明素子を、平面上に多数並べ
てもよい。平面上に並べられたそれぞれの素子の発光色
を変えて、カラーのディスプレーにすることができる。

【００５８】基板に色フィルター膜や蛍光性物質を含む
色変換膜、あるいは誘電体反射膜を用いて発光色をコン
トロールしてもよい。

【００５９】色フィルター膜には、液晶ディスプレイ等
で用いられているカラーフィルターを用いれば良いが、
有機ＥＬ素子の発光する光に合わせてカラーフィルター
の特性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化すれば
よい。

【００６０】また、ＥＬ素子材料や蛍光変換層が光吸収
するような短波長の外光をカットできるカラーフィルタ
ーを用いれば、素子の耐光性・表示のコントラストも向
上する。

【００６１】また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用
いてカラーフィルターの代わりにしても良い。

【００６２】蛍光変換フィルター膜は、ＥＬ発光の光を
吸収し、蛍光変換膜中の蛍光体から光を放出させること
で、発光色の色変換を行うものであるが、組成として
は、バインダー、蛍光材料、光吸収材料の三つから形成
される。

【００６３】蛍光材料は、基本的には蛍光量子収率が高
いものを用いれば良く、ＥＬ発光波長域に吸収が強いこ
とが望ましい。実際には、レーザー色素などが適してお
り、ローダミン系化合物・ペリレン系化合物・シアニン
系化合物・フタロシアニン系化合物（サブフタロシアニ
ン等も含む）ナフタロイミド系化合物・縮合環炭化水素
系化合物・縮合複素環系化合物・スチリル系化合物・ク
マリン系化合物等を用いればよい。

【００６４】バインダーは、基本的に蛍光を消光しない
ような材料を選べば良く、フォトリソグラフィー・印刷
等で微細なパターニングが出来るようなものが好まし
い。また、基板上にホール注入電極と接する状態で形成
される場合、ホール注入電極（ＩＴＯ、ＩＺＯ）の成膜
時にダメージを受けないような材料が好ましい。

【００６５】光吸収材料は、蛍光材料の光吸収が足りな
い場合に用いるが、必要のない場合は用いなくても良
い。また、光吸収材料は、蛍光性材料の蛍光を消光しな
いような材料を選べば良い。

【００６６】本発明の有機ＥＬ素子は、通常、直流駆動
型、パルス駆動型のＥＬ素子として用いられるが、交流
駆動とすることもできる。印加電圧は、通常、２〜３０
V 程度とされる。

【００６７】本発明の有機ＥＬ素子は、ディスプレイと
しての応用の他、例えばメモり読み出し／書き込み等に
利用される光ピックアップ、光通信の伝送路中における
中継装置、フォトカプラ等、種々の光応用デバイスに用
いることができる。

【００６８】

【実施例】＜実施例１＞ガラス基板としてコーニング社
製商品名７０５９基板を中性洗剤を用いてスクラブ洗浄
した。

【００６９】この基板上にＩＴＯ酸化物ターゲットを用
いＲＦマグネトロンスパッタリング法により、基板温度
２５０℃で、膜厚２００nmのＩＴＯホール注入電極層を
形成した。

【００７０】ＩＴＯ電極層等が形成された基板の表面を
ＵＶ／Ｏ₃洗浄した後、レジストを塗布し、フォトリソ
法により１mmピッチのストライプにパターニングした。

【００７１】次に発光層として、１０〜２５ｇのメタノ
ールにつき１ｇのポリマー濃度のポリフェニレンビニレ
ン（ＰＰＶ）の前駆体メタノール溶液（塗布溶液）を、
前記のＩＴＯ透明電極が形成された基板上に均一にスプ
レーコートした。このとき、溶媒のメタノールの乾燥が
早いため、最初の塗布領域からその表面が速やかに乾燥
するのが確認できた。最後の塗布領域まで塗布し終わっ
た後、さらに最初の領域に戻って塗布作業を行い、これ
を１０回繰り返した。これをサンプル１とした。

【００７２】また、上記の塗布溶液に、さらにブタノー
ルを２０質量％を混合した溶液を塗布溶液として用い、
上記と同様の操作を行ったサンプルを作製した。このと
き、１回目の塗布作業が終了した時点で、塗布表面がま
だぬれた状態であることが確認できた。これをサンプル
２とした。

【００７３】次に、得られた基板とポリマー前駆体層を
真空オーブン中、３００℃の温度で１２時間加熱した。
この熱処理によって、前駆体ポリマーはＰＰＶに変換さ
れた。得られたＰＰＶ膜は２００〜３００nmの厚さであ
った。

【００７４】このとき、サンプル１とサンプル２の有機
層の断面を調べたところ、サンプル１では１０層のＰＰ
Ｖ層が確認できたが、サンプル２では明確な界面を確認
することができなかった。

【００７５】次いで、基板を真空蒸着装置に移し、Ｌｉ
Ｆを５nmの膜厚に成膜し、続けてＡｌを２００nmの厚さ
に蒸着して陰電極とし、最後にガラス封止して有機ＥＬ
素子を得た。

【００７６】得られた有機ＥＬ素子のサンプル１および
２に、空気中で電界を印加したところ、ダイオード特性
を示し、ＩＴＯ側をプラス、ＬｉＦ／Ａｌ電極側をマイ
ナスにバイアスした場合、電流は、電圧の増加とともに
増加し、通常の室内ではっきりとした発光が観察され
た。また、リーク電流、および選択した電極ライン以外
からの発光は見られなかった。なお、リーク電流の有無
は、各サンプルの各ドット間、ライン間について絶縁抵
抗を測定し、２００ＭΩ以下をリーク発生とした。

【００７７】＜実施例２＞実施例１において、最初にホ
ール注入輸送層として、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，
Ｎ’−ｍ−トリル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビ
フェニル（ＴＰＤ）：２ mol％をキシレンに溶解した塗
布溶液を用い、ＩＴＯ透明電極が形成された基板上に均
一にスプレーコートした。このとき塗布は３回繰り返し
た。その後、ＴＰＤ層の表面が完全に乾燥するまで放置
した。得られたＴＰＤ膜は１４０〜１５０nmの厚さであ
った。

【００７８】次に、発光層としてポリビニルカルバゾー
ル（ＰＶＫ）にオキサゾール誘導体を３０ mol％とクマ
リン色素を０．５ mol％添加した材料を用いた。このと
き、溶剤にはトルエンを使用し、スプレーコート法によ
り塗布を行った。塗布は、実施例１と同様にして３回繰
り返した。得られたＰＶＫ膜は１６０〜１７０nmの厚さ
であった。それ以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素
子を得た。得られた有機ＥＬ素子の有機層の断面を調べ
たところ、ＴＰＤ層とＰＶＫ層の界面が明確に確認でき
た

【００７９】得られた有機ＥＬ素子に、空気中で電界を
印加したところ、ダイオード特性を示し、ＩＴＯ側をプ
ラス、ＬｉＦ／Ａｌ電極側をマイナスにバイアスした場
合、電流は、電圧の増加とともに増加し、通常の室内で
はっきりとした発光が観察された。また、リーク電流、
および選択した電極ライン以外からの発光は見られなか
った。

【００８０】＜比較例１＞実施例１において、発光層の
形成を１回の塗布作業で行った。このときの発光層の膜
厚は２０〜３０nm程度と薄いものとなった。それ以外は
実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を得た。

【００８１】得られた有機ＥＬ素子を実施例１と同様に
して駆動し評価したところ、発光は確認できたものの、
全画素中、７０％程度の画素間でリーク電流の発生が確
認できた。

【００８２】＜比較例２＞実施例２において、発光層の
形成にスプレーコート法の代わりにスピンコート法を使
用した。それ以外は実施例２と同様にして有機ＥＬ素子
を得た。

【００８３】得られた有機ＥＬ素子を実施例１と同様に
して駆動し評価したところ、発光は確認できたものの、
実施例２の素子よりもはるかに暗いものであった。ま
た、駆動電圧も上昇していた。素子の断面を観察したと
ころ、ＴＰＤとＰＶＫとの界面を確認することができな
かった。

【００８４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、精度よ
く、均一な塗布が可能で、低コストかつ高効率、長寿命
な有機ＥＬ素子が得られる製造方法および有機ＥＬ素子
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】有機ＥＬ素子の基本構成を示す概略断面図であ
る。

【図２】有機ＥＬ素子の他の構成を示す概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１基板２ホール注入電極３ａ，３ｂ，３ｃ発光層４電子注入電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の電極と、第２の電極と、この一対
の電極間に少なくとも発光機能に関与する有機層とを有
する有機ＥＬ素子の製造方法であって、少なくとも有機層の１種を塗布法により形成し、かつ２
回以上塗布を行う有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】前記塗布法はスプレーコート法である請
求項１の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】前記塗布により２種以上の有機層の形成
を行う請求項１または２の有機ＥＬ素子の形成方法。
【請求項４】少なくとも溶媒への溶解度、溶媒、粘
度、および比重のいずれかが異なる材料を用いて塗布を
行う請求項１〜３のいずれかの有機ＥＬ素子の製造方
法。
【請求項５】前記塗布と塗布との間に、加熱工程を有
する請求項１〜４のいずれかの有機ＥＬ素子の製造方
法。
【請求項６】第１の電極と、第２の電極と、この一対
の電極間に少なくとも発光機能に関与する有機層とを有
する有機ＥＬ素子であって、少なくとも有機層の１種が、溶剤に溶解可能な材料を２
回以上塗布することにより形成されている有機ＥＬ素
子。
【請求項７】前記有機層は、スプレーコート法により
形成されている請求項６の有機ＥＬ素子。
【請求項８】前記塗布法により形成された有機層の１
種が、２層以上の層により形成されている請求項６また
は７の有機ＥＬ素子。