JP2002015868A

JP2002015868A - 有機発光素子の製造方法

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Publication number: JP2002015868A
Application number: JP2001126836A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Hashimoto; 雄一橋本; Kazunori Ueno; 和則上野; Akihiro Senoo; 章弘妹尾; Koichi Suzuki; 幸一鈴木; Hiroshi Tanabe; 浩田邊; Seiji Mashita; 精二真下
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】有機物層の成膜状態を変化させることで、電
極と有機物膜との物理的、電子的な密着性が向上し、素
子特性の改善される有機発光素子の製造方法を提供す
る。【解決手段】基板上に第１の電極を形成する工程と、
該第１の電極上に有機物層を形成する工程と、前記有機
物層上に第２の電極を形成する工程とを有する有機発光
素子の製造方法において、前記有機物層を形成する工程
は、プラズマを生起させることなく有機物層を形成する
工程であり、前記有機物層を形成する工程中に前記第１
の電極に直流電圧を印加する工程を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機発光素子の製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】有機材料の電界発光現象は１９６３年に
ポープ（Ｐｏｐｅ）らによってアントラセン単結晶で観
測され（Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．３８（１９６３）２
０４２）、それに続き１９６５年にヘルフリッヒ（Ｈｅ
ｌｆｉｎｃｈ）とシュナイダー（Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ）
は注入効率の良い溶液電極系を用いる事により比較的強
い注入型発光素子の観測に成功している（Ｐｈｙｓ．Ｒ
ｅｖ．Ｌｅｔｔ．１４（１９６５）２２９）。

【０００３】それ以来、米国特許３，１７２，８６２
号、米国特許３，１７３，０５０号、米国特許３，７１
０，１６７号、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．４４（１９６
６）２９０２，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．５０（１９６
９）１４３６４、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．５８（１９
７３）１５４２、あるいはＣｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔ
ｔ．３６（１９７５）３４５等に報告されている様に、
共役の有機ホスト物質と縮合ベンゼン環を持つ共役の有
機活性化剤とで有機発光性物質を形成する研究が行われ
た。ナフタレン、アンスラセン、フェナンスレン、テト
ラセン、ピレン、ベンゾピレン、クリセン、ピセン、カ
ルバゾール、フルオレン、ビフェニル、ターフェニル、
トリフェニレンオキサイド、ジハロビフェニル、トラン
ス−スチルベン及び１，４−ジフェニルブタジエン等が
有機ホスト物質の例として示され、アンスラセン、テト
ラセン、及びペンタセン等が活性化剤の例として挙げら
れた。しかしこれらの有機発光性物質はいずれも１μｍ
以上をこえる厚さを持つ単一層として存在し、発光には
高電界が必要であった。

【０００４】この為、真空蒸着法による薄膜素子の研究
が進められた（例えばＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍ
ｓ９４（１９８２）１７１、Ｐｏｌｙｍｅｒ２４
（１９８３）７４８、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．２５（１９８６）Ｌ７７３）。しかし薄膜化は駆動
電圧の低減には有効ではあったが、実用レベルの高輝度
の素子を得るには至らなかった。

【０００５】しかし近年タン（Ｔａｎｇ）らは（Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１（１９８７）９１３ある
いは米国特許４，３５６，４２９号）、陽極と陰極との
間に２つの極めて薄い層（電荷輸送層と発光層）を真空
蒸着で積層した発光素子を考案し、低い駆動電圧で高輝
度を実現した。この種の積層型有機ＬＥＤデバイスはそ
の後も活発に研究され、例えば特開昭５９−１９４３９
３号公報、米国特許４，５３９，５０７号、米国特許
４，７２０，４３２号、特開昭６３−２６４６９２号公
報、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５５（１９８９）
１４６７、特開平３−１６３１８８号公報等に記載され
ている。

【０００６】また更にＪｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．２７（１９８８）Ｌ２６９．Ｌ７１３には、キャリ
ア輸送と発光の機能を分離した３層構造の有機ＬＥＤ素
子が報告されており、発光色を決める発光層の色素の選
定に際してもキャリヤ輸送性能の制約が緩和され選択の
自由度がかなり増し、更には中央の発光層にホールと電
子（あるいは励起子）を有効に閉じ込めて発光の向上を
はかる可能性も示唆される。

【０００７】積層型有機ＬＥＤ素子の作成には、一般に
真空蒸着法が用いられているが、キャスティング法によ
ってもかなりの明るさの素子が得られる事が報告されて
いる（例えば、第５０回応物学会学術講演会講演予稿集
１００６（１９８９）及び第５０回応物学会学術講演会
講演予稿集１０４１（１９９０））。

【０００８】更には、ホール輸送化合物としてポリビニ
ルカルバゾール、電子輸送化合物としてオキサジアゾー
ル誘導体及び発光体としてクマリン６を混合した溶液か
ら浸漬塗布法で形成した混合１層型有機ＬＥＤ素子でも
かなり高い発光効率が得られる事が報告されている（例
えば、第３８回応物関係連合講演会講演予稿集１０８６
（１９９１））。

【０００９】上述の様に有機ＬＥＤデバイスにおける最
近の進歩は著しく広汎な用途の可能性を示唆している。

【００１０】しかしそれらの研究の歴史はまだまだ浅
く、未だその材料研究やデバイス化への研究は十分なさ
れていない。現状では更なる高輝度の光出力や長時間の
使用による経時変化や酸素を含む雰囲気気体や湿気など
による劣化等の耐久性の面に未だ課題がある。

【００１１】一方、有機発光素子に使用される陽極とし
て代表的なＩＴＯ膜（透明導電性膜）は、その普及に伴
って高性能化の要求が高まっており、特にＩＴＯ膜の低
抵抗化、さらには電極として、電荷を有機層へ注入させ
る注入性の効率化が強く望まれている。

【００１２】一般に、有機発光素子は電荷注入型発光素
子であり、電極からのキャリア（ホール又はエレクトロ
ン）の注入量に強く依存する。そして電極（陽極や陰
極）からのキャリア注入は、長時間にわたる使用におい
ても常に一定であることが望ましい。

【００１３】しかし、実際陽極として通常用いられてい
るＩＴＯ電極は、その成膜方法に起因する物理的な表面
形状や仕事関数等、電極としての電気的物理的マッチン
グの不完全さも相まって、素子を流れる電流（電極から
のキャリア注入による）が減少し、著しい出力の低下を
もたらしていた。

【００１４】すなわち、従来、ＩＴＯ膜を基板上に成膜
するには、真空蒸着あるいはスパッタリング等のドライ
プロセスによる成膜方法が一般的に行われている。しか
しながら、真空蒸着あるいはスパッタリングにより得ら
れたＩＴＯ膜は、ＩＴＯの結晶性が成膜時の基板温度及
び成膜速度に依存するため、物理的な表面形状（面粗
さ）や結晶面に係るＩＴＯ膜の仕事関数を大きく改善す
ることは困難であり、有機発光素子等の電極としての機
能（電荷注入性）を向上させることは困難であった。

【００１５】また、ＩＴＯ膜は、面抵抗と光透過性を両
立するために総膜厚は１００〜２００ｎｍと薄いことが
望まれる。とはいえ、この従来のスパッタリング法だと
成膜時の結晶化が起こり、その結果ＩＴＯ膜の表面には
数ｎｍ〜数十ｎｍの凹凸が存在してしまう。

【００１６】このようなＩＴＯ膜上に、真空蒸着等で有
機物層を成膜すると、ＩＴＯ膜の凹凸上にＩＴＯ膜と有
機物層との界面の密着性が阻害され、ＩＴＯ膜からの電
荷注入性が著しく悪化する。このため発光素子の発光輝
度の低下や有機物層の膜剥離などによる素子の寿命低下
を招いていた。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様な従
来技術の問題点を解決するために成されたものであり、
有機物層の成膜状態を変化させることで、電極と有機物
膜との物理的、電子的な密着性が向上し、素子特性の改
善される有機発光素子の製造方法を提供するものであ
る。

【００１８】さらに、本発明は、成膜時に有機発光素子
としての陽極に正電圧を、または陰極に負電圧を印加し
て、有機物層の成膜状態を制御することが可能となるた
め、電極からのキャリア（ホール又はエレクトロン）注
入性が向上し、従来にない高輝度の光出力を有する有機
発光素子の製造方法を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、基板上
に第１の電極を形成する工程と、該第１の電極上に有機
物層を形成する工程と、前記有機物層上に第２の電極を
形成する工程とを有する有機発光素子の製造方法におい
て、前記有機物層を形成する工程は、プラズマを生起さ
せることなく有機物層を形成する工程であり、前記有機
物層を形成する工程中に前記第１の電極に直流電圧を印
加する工程を有することを特徴とする有機発光素子の製
造方法である。

【００２０】本発明において、前記有機物層を形成する
工程は、ドライプロセスにより形成される膜を形成する
工程であることが好ましく、前記膜は、抵抗加熱法また
はレーザーアブレーション法を用いた蒸着法により形成
されることがより好ましい。

【００２１】また、前記有機発光素子が、前記第１の電
極を、陽極として駆動させる有機発光素子である場合に
は、前記第１の電極に印加する直流電圧が、正の直流電
圧であることが好ましく、前記第１の電極を、陰極とし
て駆動させる有機発光素子である場合には、前記第１の
電極に印加する直流電圧が、負の直流電圧であることが
好ましい。

【００２２】さらに、有機発光素子が、前記第１の電極
を、陽極として駆動させる有機発光素子である場合に
は、前記有機物層を形成する工程は、前記第１の電極に
酸素プラズマ表面処理または不活性ガスプラズマ表面処
理を行った後に、前記第１の電極を大気中に晒すことな
く、前記有機物層を形成する工程であることが好まし
く、前記酸素プラズマ表面処理が、１０〜８０ｅＶのエ
ネルギー範囲にある酸素イオン又は電子を用いた表面処
理であること、前記不活性ガスプラズマ表面処理が、２
０〜１００ｅＶのエネルギー範囲にある不活性ガスによ
る正イオンを用いた表面処理であることがより好まし
い。

【００２３】また、前記直流電圧の電圧値が、１０〜１
００Ｖ、好ましくは４０〜９０Ｖであることが好まし
い。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態を用いて
詳細に説明する。

【００２５】本発明の一実施形態として、以下では、有
機物層の形成において、ドライプロセスによる成膜法の
一種である蒸着法を用いた実施形態の説明をする。

【００２６】本実施形態の有機発光素子の製造方法で
は、第１の電極に、直流電圧が印加されているため、蒸
着源より飛来するクラスター状の有機物が、第１の電極
との間で電子の授受を起こし、非常に強固な有機物装を
形成することが可能となる。

【００２７】そして、直流電圧の印加に駆動時の電極を
使用することができるので、さらなる電極等を形成する
必要がなく、製造が容易である。

【００２８】また、印加する電圧が直流電圧であると、
安定に有機物層の形成を行うことができ、且つ駆動時と
同じ条件で電圧を供給することも可能となり好ましい。

【００２９】さらに、本発明における有機物層が多層構
成の場合、第１の電極に直流電圧を印加しながら成膜す
ると、各有機物層間での物理的、電子的な密着性が向上
し、素子特性の改善が可能となる。

【００３０】前記第１の電極に印加される直流電圧の電
圧値（絶対値）が低すぎると、有機物と第１の電極間の
電子の授受が起きにくいため本発明の効果が得られない
可能性があり、逆に高すぎると、有機物自体の分解や酸
化が起こる為密着性が減少する可能性がある。このた
め、第１の電極に印加される直流電圧の電圧値（絶対
値）は、有機物と第１の電極間の電子の授受が良好とな
る１０〜１００Ｖが好ましく、より好ましくは４０〜９
０Ｖの範囲が望ましい。

【００３１】また、電圧を印加するタイミングは、第１
の電極上に有機物層が形成されている間、常に電圧を印
加しつづけるのが、制御の必要がなく容易であるが、少
なくとも電極上に膜が形成され始めて、０．２μｍの膜
厚の有機物層が形成される時間の間まで印加しておくと
よい。

【００３２】さらに、有機発光素子が、第１の電極を、
陽極として駆動させる有機発光素子である場合には、有
機物層の成膜に先立って、陽極に酸素プラズマ表面処理
を行うことで、ＩＴＯ膜のような陽極の仕事関数値を大
きく改善することができる。その結果、陽極から有機物
層への電荷注入性を高めることができる。

【００３３】この場合、酸素イオン又は電子のエネルギ
ーが１０〜８０ｅＶ、好ましくは２０〜６０ｅＶである
ビームを、酸素イオンの場合は少なくとも１ｍＷ／ｃｍ
²〜１Ｗ／ｃｍ²のパワーで、また電子の場合は少なくと
も１Ｗ／ｃｍ²〜１０Ｗ／ｃｍ²のパワーで陽極に照射す
ることで、陽極の面抵抗の増加を引き起こすことなく、
仕事関数を増大させ、有機発光素子の電極としての機能
（電荷注入性）を向上させることが可能となった。

【００３４】また、有機物層の成膜に先立って、陽極に
不活性ガスプラズマ表面処理を行うことで、ＩＴＯ膜等
の陽極の凹凸を小さくすることが可能であるため、陽極
上の有機物層の密着性がより向上する。

【００３５】この場合、正イオンのエネルギーが２０〜
１００ｅＶ、好ましくは３０〜６０ｅＶである粒子を、
少なくとも１０ｍＷ／ｃｍ²以上１Ｗ／ｃｍ²以下のパワ
ーで陽極膜に照射することで、陽極の面抵抗の増加を引
き起こすことなく、表面領域の汚れを除去し、加えて有
機物層の密着性がより向上することが可能となった。

【００３６】本実施形態の製造方法における表面処理を
行った表面改質ＩＴＯ膜を陽極として用いた有機発光素
子は、電極とそれに接している有機化合物からなる層の
電子的なマッチングが最適な状態にあるため、陽極から
のキャリア注入量が増大し、発光輝度が飛躍的に向上す
るする。

【００３７】また、基板上に陰極、有機物層、陽極の順
に積層する場合でも本発明を用いることができる。この
場合は、陰極上に負の電圧を印加しながら有機物層を形
成すると陰極と有機物層との密着性がより向上する。

【００３８】以下、図面を参照して、本発明に係る実施
の形態について、第１の電極がＩＴＯ膜等の陽極、第２
の電極が陰極である場合を例にとり、さらに詳細に説明
する。

【００３９】図１は、本発明に係るＩＴＯ膜等の陽極の
表面処理並びに有機物層の成膜を行うための有機発光素
子の製造装置の一例を示す図である。

【００４０】上記製造装置は、チャンバー１内に石英管
４のまわりを高周波コイル３で取り巻いた放電管２と、
表面処理を行うＩＴＯ膜を有する基板（ＩＴＯ基板）を
保持する基板ホルダー６によって構成されている。な
お、上記ホルダー６は電流計７と直流電源８に、上記高
周波コイル３は高周波電源５とコンデンサ９に接続され
ている。

【００４１】また、上記放電管２には、マスフローコン
トローラ（不図示）を介して酸素ガス供給装置（不図
示）に接続されたノズルが配置されている。

【００４２】さらに、上記チャンバー１は、図示しない
真空排気装置に接続され、所定の真空度に維持されるよ
うになっている。上記構成からなる表面処理装置でＩＴ
Ｏ膜を有するガラス基板を基板ホルダー６に取り付け、
チャンバー１内を約１０^-3〜１０^-4Ｐａに真空排気す
る。

【００４３】次に、放電管２内に、マスフローコントロ
ーラを介して酸素ガスを１０ｃｃｍの流量で流し、４×
１０^-1Ｐａ（３×１０^-3Ｔｏｒｒ）の圧力に調整し、１
３．５６ＭＨｚの高周波電源５を動作させると、管内に
無電極放電によるプラズマが発生する。このような状態
で、基板ホルダー６に直流電源８を用いて、任意の電圧
を印加すると、プラズマ中の酸素イオン又は電子が引き
出され、基板ホルダー６に取り付けられたＩＴＯ基板の
表面に酸素イオン又は電子が照射され、ＩＴＯ膜の表面
改質が行われる。

【００４４】次いで処理後、直ちに有機物の入った蒸発
源１０を交流電源１１により加熱して、有機物を蒸発さ
せ、基板ホルダー６に正の直流電圧を印加しながら成膜
を行い、さらに陰極を設けて本実施形態の有機発光素子
が完成する。

【００４５】同様に、不活性ガスによるプラズマ処理の
場合は、酸素ガスの代わりにアルゴンやネオン等のガス
を供給して行えばよい。また、酸素ガスと不活性ガスを
混合したガスを用いてもよい。

【００４６】本実施形態の製造方法における表面処理に
おいて、イオン又は電子を引き出すためのプラズマ生成
方法は図１に示した高周波放電装置にかぎらず、圧力勾
配型プラスマガンを使用したプラズマ生成方法等いずれ
のものでもかまわない。

【００４７】また、本実施形態の製造方法における表面
処理において、発生させるプラズマ密度は１０⁹〜１０
¹³ｃｍ^-3、好ましくは１０¹⁰〜１０¹²ｃｍ^-3の範囲であ
ることが、ＩＴＯ膜等の陽極にダメージを与えないイオ
ン密度での照射が可能となり望ましい。

【００４８】次に、図面に沿って本発明によって製造さ
れる電荷注入型発光素子の具体例として、有機発光素子
を更に詳細に説明する。

【００４９】図２は本発明の有機発光素子の一例を示す
断面図である。図２は基板１２上に陽極１３、発光層１
４及び陰極１５を順次設けた構成のものである。ここで
使用する有機発光素子はそれ自体でホール輸送能、エレ
クトロン輸送能及び発光性の性能を単一で有している場
合や、それぞれの特性を有する化合物を混ぜて使う場合
に有効である。

【００５０】図３は本発明の有機発光素子の他の例を示
す断面図である。図３は基板１２上に陽極１３、ホール
輸送層１６、電子輸送層１７及び陰極１５を順次設けた
構成のものである。この場合は発光物質はホール輸送性
かあるいは電子輸送性のいずれかあるいは両方の機能を
有している材料をそれぞれの層に用い、発光性の無い単
なるホール輸送物質あるいは電子輸送物質と組み合わせ
て用いる場合に有用である。また、この場合、発光層１
４はホール輸送層１６及び電子輸送層１７からなる。

【００５１】図４は本発明の有機発光素子の他の例を示
す断面図である。図４は基板１２上に陽極１３、ホール
輸送層１６、発光層１４、電子輸送層１７及び陰極１５
を順次設けた構成のものである。

【００５２】図５は本発明の有機発光素子の他の例を示
す断面図である。図５は基板１２上に陽極１３、発光層
１４、電子輸送層１７及び陰極１５を順次設けた構成の
ものである。

【００５３】これらの図４及び図５の有機発光素子は、
キャリヤ輸送と発光の機能を分離したものであり、ホー
ル輸送性、電子輸送性、発光性の各特性を有した化合物
と適時組み合わせて用いられる極めて材料の選択の自由
度が増すと共に、発光波長を異にする種々の化合物が使
用できる為、発光色相の多様化が可能となる。また更に
中央の発光層にホールと電子（あるいは励起子）を有効
に閉じこめて発光効率の向上を図る事も可能になる。

【００５４】本発明によって製造される有機発光素子
は、従来の有機発光素子に比べ、極めてホール注入性及
びエレクトロン注入性に優れており、必要に応じて図２
乃至図５のいずれの形態、すなわち層構成でも使用する
事が可能である。

【００５５】また、本発明で製造される有機発光素子に
おいては、有機物層構成成分として、電子写真感光体分
野等で研究されているホール輸送性化合物や高分子系ホ
ール輸送性化合物（例えば化１〜化４に示される化合
物）、ドーパント発光材料（例えば化５〜化６に示され
る化合物）あるいは電子輸送性化合物やこれ迄知られて
いる電子輸送性発光体化合物（例えば化７〜化１１に挙
げられる化合物）を必要に応じて２種類以上使用する事
もできる。

【００５６】

【化１】

【００５７】

【化２】

【００５８】

【化３】

【００５９】

【化４】

【００６０】

【化５】

【００６１】

【化６】

【００６２】

【化７】

【００６３】

【化８】

【００６４】

【化９】

【００６５】

【化１０】

【００６６】

【化１１】

【００６７】本発明によって製造される有機発光素子に
おいて、有機物層は、例えば、抵抗加熱法やレーザーア
ブレーション法を用いた蒸着法など一般的なドライプロ
セスによる膜形成により形成される。

【００６８】陽極材料としては仕事関数がなるべく大き
なものが良く、例えば、ニッケル、金、白金、パラジウ
ム、セレン、レニウム、イリジウムやこれらの合金、あ
るいは酸化錫、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、ヨウ化銅
が好ましい。またポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ
フェニレンスルフィドあるいはポリピロール等の導電性
ポリマーも使用出来る。これらの内でも、酸化錫インジ
ウム（ＩＴＯ）を用いた場合に、本発明は優れた効果を
奏する。

【００６９】一方、陰極材料としては仕事関数が小さな
銀、鉛、錫、マグネシウム、アルミニウム、カルシウ
ム、マンガン、インジウム、クロムあるいはこれらの合
金が用いられる。これらの内でも、アルミニウム、カル
シウム、リチウム、マグネシウム−銀やアルミニウム−
リチウム等の合金を用いた場合に、本発明は優れた効果
を奏する。

【００７０】本発明の有機発光素子は、従来の白熱灯、
蛍光灯あるいは発光ダイオードなどと異なり、大面積、
高分解能、薄型、軽量、高速動作、完全な個体デバイス
であり、高度な要求を満たす可能性のあるＥＬパネルに
使用することができる。

【００７１】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。

【００７２】（実施例１〜７及び比較例１）ガラス基板
上にスパッタリング法により膜厚１１０ｎｍのＩＴＯ膜
を成膜したＩＴＯ基板を図１に示す有機発光素子の製造
装置の基板ホルダーに保持した。

【００７３】次に同装置のチャンバー内を１．３×１０
^-4Ｐａ（１×１０^-6Ｔｏｒｒ）まで真空排気したのち、
下記の構造式（１）で示される化合物からなるホール輸
送層（膜厚４０ｎｍ）、そしてＡｌｑ₃からなる発光層
（膜厚６０ｎｍ）、さらにＡｌからなる陰極（膜厚２０
０ｎｍ）を各自真空蒸着により形成し、比較例１の素子
を作成した。

【００７４】

【化１２】

【００７５】また、基板ホルダーに印加する電圧を１
０、２０、４０、７０、９０、１００（Ｖ）としてホー
ル輸送層を成膜した以外は比較例１と同様の方法で作成
した素子を各々実施例１〜６の素子とした。

【００７６】一方、基板ホルダーに印加する電圧を７０
（Ｖ）に保持し、ホール輸送層、発光層を順次成膜した
以外は比較例１と同様の方法で作製した素子を実施例７
の素子とする。

【００７７】このようにして作製した素子のＩＴＯ／陰
極間に１０（Ｖ）の電圧を印加して発光輝度を測定した
結果を表１に示す。表１より明らかなように、ＩＴＯ基
板に正の直流電圧を印加しながら有機物を成膜した発光
素子の発光輝度は大きく改善されていることがわかる。

【００７８】

【表１】

【００７９】（実施例８〜１５、比較例２）実施例１で
用いたＩＴＯ基板を図１に示す有機発光素子の製造装置
の基板ホルダーに保持した。

【００８０】次に同装置のチャンバー内を１．３×１０
^-4Ｐａ（１×１０^-6Ｔｏｒｒ）まで真空排気した後、マ
スフローコントローラを介して酸素ガスを１０ｃｃｍの
流量で流し、放電管内の圧力が４×１０^-1Ｐａ（１×１
０^-3Ｔｏｒｒ）になるように調製した。

【００８１】次いで１３．５６ＭＨｚの高周波電源を動
作させ、放電管内に酸素プラズマを発生させた後、基板
ホルダーに−４０Ｖの電圧を１５秒間印加してＩＴＯ膜
の表面処理を行った。

【００８２】処理終了後、酸素ガスを止め、１．３×１
０^-4Ｐａ（１×１０^-6Ｔｏｒｒ）まで真空排気した後、
比較例１と同様の方法で素子を作製し、比較例２の素子
とした。

【００８３】一方、基板ホルダーに印加する電圧を１
０、２０、４０、７０、９０、１００（Ｖ）としてホー
ル輸送層を成膜した以外は比較例２と同様の方法で作製
した素子を各々実施例８〜１３の素子とした。

【００８４】また、ＩＴＯ基板のプラズマ表面処理時
に、基板ホルダーに印加する電圧を−９０Ｖとし、ホー
ル輸送層を成膜する際に基板ホルダーに５０Ｖの電圧を
印加した以外は、比較例２と同様の方法で作成した素子
を実施例１４の素子とする。

【００８５】さらに基板ホルダーに印加する電圧を５０
（Ｖ）に保持し、ホール輸送層、発光層を順次成膜した
以外は、比較例２と同様の方法で作成した素子を実施例
１５の素子とした。

【００８６】このようにして作製した素子のＩＴＯ／陰
極間に１０（Ｖ）の電圧を印加して発光輝度を測定した
結果を表２に示す。表２から明らかなように、ＩＴＯ基
板に正の直流電圧を印加しながら有機物を成膜した発光
素子の発光輝度は大きく改善されていることがわかる。

【００８７】

【表２】

【００８８】（実施例１６〜２２、比較例３)実施例１
で用いたＩＴＯ基板を図１に示す有機発光素子の製造装
置の基板ホルダーに保持した。

【００８９】次に同装置のチャンバー内を１．３×１０
^-4Ｐａ（１×１０^-6Ｔｏｒｒ）まで真空排気した後、マ
スフローコントローラを介してアルゴンガスを１２ｃｃ
ｍの流量で流し、放電管内の圧力が５．２×１０^-1Ｐａ
（４×１０^-3Ｔｏｒｒ）になるように調製した。

【００９０】次いで１３．５６ＭＨｚの高周波電源を動
作させ、放電管内にアルゴンプラズマを発生させた後、
基板ホルダーに−５０Ｖの電圧を３０秒間印加してＩＴ
Ｏ膜の表面処理を行った。

【００９１】処理終了後、アルゴンガスを止め、１．３
×１０^-4Ｐａ（１×１０^-6Ｔｏｒｒ）まで真空排気した
後、比較例１と同様の方法で素子を作製し、比較例３の
素子とした。

【００９２】一方、基板ホルダーに印加する電圧を１
０、２０、４０、７０、９０、１００（Ｖ）としてホー
ル輸送層を成膜した以外は比較例３と同様の方法で作成
した素子を各々実施例１６〜２１の素子とした。

【００９３】また、ＩＴＯ基板のプラズマ表面処理時
に、基板ホルダーに印加する電圧を−１０Ｖとし、ホー
ル輸送層を成膜する際に基板ホルダーに５０Ｖの電圧を
印加した以外は、比較例３と同様の方法で作製した素子
を実施例２２の素子とする。

【００９４】このようにして作製した素子のＩＴＯ／陰
極間に１０（Ｖ）の電圧を印加して発光輝度を測定した
結果を表３に示す。表３から明らかなように、ＩＴＯ基
板に正の直流電圧を印加しながら有機物を成膜した発光
素子の発光輝度は大きく改善されていることがわかる。

【００９５】

【表３】

【００９６】（実施例２３〜２８及び比較例４）ガラス
基板上に真空製膜法により膜厚２００ｎｍのＡｌ膜を成
膜した。このＡｌ基板を図１に示す有機発光素子の製造
装置の基板ホルダーに保持した。

【００９７】次に同装置のチャンバー内を１．３×１０
^-4Ｐａ（１×１０^-6Ｔｏｒｒ）まで真空排気したのち、
Ａｌｑ₃からなる発光層（膜厚７０ｎｍ）、そして実施
例１に記載の構造式（１）で示される化合物からなるホ
ール輸送層（膜厚５０ｎｍ）を各自真空蒸着により形成
した。更に陽極（膜厚１００ｎｍ）としてＩＴＯをイオ
ンプレーティング法により形成し、比較例４の素子を作
成した。

【００９８】また、基板ホルダーに印加する電圧を−１
０、−２０、−４０、−７０、−９０、−１００（Ｖ）
として発光層を成膜した以外は比較例４と同様の方法で
作成した素子を各々実施例２３〜２８の素子とした。

【００９９】このようにして作製した素子のＩＴＯ／陰
極間に１０（Ｖ）の電圧を印加して発光輝度を測定した
結果を表４に示す。表４より明らかなように、Ａｌ基板
に負の直流電圧を印加しながら有機物を成膜した発光素
子の発光輝度は大きく改善されていることがわかる。

【０１００】

【表４】

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
を用いると輝度の高い素子が可能となる。また、プラズ
マを用いて表面改質を行った電極であるＩＴＯ膜等を有
機発光素子の陽極として用いることで、極めて輝度の高
い素子を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る製造方法を実施するための有機発
光素子の製造装置の一例を示す概略図である。

【図２】本発明により製造される有機発光素子の一例を
示す断面図である。

【図３】本発明により製造される有機発光素子の他の例
を示す断面図である。

【図４】本発明により製造される有機発光素子の他の例
を示す断面図である。

【図５】本発明により製造される有機発光素子の他の例
を示す断面図である。

【符号の説明】

１チャンバー２放電管３高周波コイル４石英管５高周波電源６基板ホルダー７電流計８直流電源９コンデンサー１０蒸発源１１交流電源１２基板１３陽極１４発光層１５陰極１６ホール輸送層１７電子輸送層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者妹尾章弘東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者鈴木幸一東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者田邊浩東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者真下精二東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB15 AB18 CA01 CB01 DA01 DB03 EB00 FA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に第１の電極を形成する工程と、
該第１の電極上に有機物層を形成する工程と、前記有機
物層上に第２の電極を形成する工程とを有する有機発光
素子の製造方法において、前記有機物層を形成する工程
は、プラズマを生起させることなく有機物層を形成する
工程であり、前記有機物層を形成する工程中に前記第１
の電極に直流電圧を印加する工程を有することを特徴と
する有機発光素子の製造方法。
【請求項２】前記有機物層を形成する工程は、ドライ
プロセスにより形成される膜を形成する工程であること
を特徴とする請求項１に記載の有機発光素子の製造方
法。
【請求項３】前記膜は、抵抗加熱法またはレーザーア
ブレーション法を用いた蒸着法により形成されることを
特徴とする請求項２に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項４】前記有機発光素子が、前記第１の電極
を、陽極として駆動させる有機発光素子であることを特
徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機発光素
子の製造方法。
【請求項５】前記第１の電極に印加する直流電圧が、
正の直流電圧であることを特徴とする請求項４に記載の
有機発光素子の製造方法。
【請求項６】前記有機物層を形成する工程は、前記第
１の電極に酸素プラズマ表面処理または不活性ガスプラ
ズマ表面処理を行った後に、前記第１の電極を大気中に
晒すことなく、前記有機物層を形成する工程であること
を特徴とする請求項３または４に記載の有機発光素子の
製造方法。
【請求項７】前記酸素プラズマ表面処理が、１０〜８
０ｅＶのエネルギー範囲にある酸素イオン又は電子を用
いた表面処理であることを特徴とする請求項６に記載の
有機発光素子の製造方法。
【請求項８】前記不活性ガスプラズマ表面処理が、２
０〜１００ｅＶのエネルギー範囲にある不活性ガスによ
る正イオンを用いた表面処理であることを特徴とする請
求項６に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項９】前記有機発光素子が、前記第１の電極
を、陰極として駆動させる有機発光素子であることを特
徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機発光素
子の製造方法。
【請求項１０】前記第１の電極に印加する直流電圧
が、負の直流電圧であることを特徴とする請求項９に記
載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１１】前記直流電圧の電圧値が、１０〜１０
０Ｖであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか
記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１２】前記直流電圧の電圧値が、４０〜９０
Ｖであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか記
載の有機発光素子の製造方法。