JP2002198187A - 有機ｅｌ装置及びその製造方法 - Google Patents
有機ｅｌ装置及びその製造方法Info
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Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 装置製造のためのスループットを低下させる
ことなく、高い整流比を得る。 【解決手段】 開示される有機ＥＬ装置１０は、透明絶
縁基板１上に、陽極２、正孔輸送層３、有機発光層４、
第１の陰極５Ａ及び第２の陰極５Ｂから成る素子主要部
が形成された構成において、有機発光層４と第１の陰極
５Ａとの界面に酸素が含有されている。
ことなく、高い整流比を得る。 【解決手段】 開示される有機ＥＬ装置１０は、透明絶
縁基板１上に、陽極２、正孔輸送層３、有機発光層４、
第１の陰極５Ａ及び第２の陰極５Ｂから成る素子主要部
が形成された構成において、有機発光層４と第１の陰極
５Ａとの界面に酸素が含有されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、有機ＥＬ（Elec
troluminescence）装置及びその製造方法に係り、詳し
くは、少なくとも有機発光層を含む有機層と陰極との界
面に酸素を含有する素子主要部が形成された有機ＥＬ装
置及びその製造方法に関する。
troluminescence）装置及びその製造方法に係り、詳し
くは、少なくとも有機発光層を含む有機層と陰極との界
面に酸素を含有する素子主要部が形成された有機ＥＬ装
置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】情報機器等の表示デバイスに用いられる
ＥＬ素子の一種として、有機ＥＬ装置が開発されてい
る。図１０は、従来から知られている一般の有機ＥＬ装
置の構成を概略的に示す図である。同有機ＥＬ装置は、
図１０に示すように、ガラス基板等から成る透明絶縁基
板５１と、透明絶縁基板５１上に形成されたＩＴＯ（In
dium Tin Oxide：酸化インジュウム錫）等の透明導電材
料から成る陽極（下部電極）５２と、陽極５２上に形成
された正孔輸送層５３と、正孔輸送層５３上に形成され
た有機発光層５４と、有機発光層５４上に形成されたＡ
ｌＬｉ（アルミニウムリチウム）等から成る陰極（上部
電極）５５と、陽極５２、正孔輸送層５３、有機発光層
５４及び陰極５５から成る素子主要部が形成された透明
絶縁基板５１上に、素子主要部を覆うように封止樹脂５
６を介して取り付けられたガラス等から成るキャップ５
７とを備えている。上述の封止樹脂５６としては例えば
ＵＶ（Ultra-Violet：紫外線）硬化性樹脂が用いられ
て、光源からＵＶを含んだ光を封止樹脂５６に照射する
ことにより、硬化させて封止を行なっている。
ＥＬ素子の一種として、有機ＥＬ装置が開発されてい
る。図１０は、従来から知られている一般の有機ＥＬ装
置の構成を概略的に示す図である。同有機ＥＬ装置は、
図１０に示すように、ガラス基板等から成る透明絶縁基
板５１と、透明絶縁基板５１上に形成されたＩＴＯ（In
dium Tin Oxide：酸化インジュウム錫）等の透明導電材
料から成る陽極（下部電極）５２と、陽極５２上に形成
された正孔輸送層５３と、正孔輸送層５３上に形成され
た有機発光層５４と、有機発光層５４上に形成されたＡ
ｌＬｉ（アルミニウムリチウム）等から成る陰極（上部
電極）５５と、陽極５２、正孔輸送層５３、有機発光層
５４及び陰極５５から成る素子主要部が形成された透明
絶縁基板５１上に、素子主要部を覆うように封止樹脂５
６を介して取り付けられたガラス等から成るキャップ５
７とを備えている。上述の封止樹脂５６としては例えば
ＵＶ（Ultra-Violet：紫外線）硬化性樹脂が用いられ
て、光源からＵＶを含んだ光を封止樹脂５６に照射する
ことにより、硬化させて封止を行なっている。
【０００３】ところで、有機ＥＬ装置は、有機発光層と
陰極との界面が不完全である場合が多いので、もともと
不安定な欠陥が存在している。この欠陥とは、界面準位
を形成すべき個所に格子欠陥等による不純物準位が形成
されることを意味しており、この欠陥の存在によって、
本来流れるべきキャリアのパス以外にもパスが発生し
て、リーク電流が増加するようになる。さらに、陰極と
陽極とがショートするおそれもある。したがって、有機
ＥＬ装置の特性が不安定になり、高い整流比が得られ
ず、単純マトリックス駆動を行った場合には画素ショー
ト、クロストークが発生していた。
陰極との界面が不完全である場合が多いので、もともと
不安定な欠陥が存在している。この欠陥とは、界面準位
を形成すべき個所に格子欠陥等による不純物準位が形成
されることを意味しており、この欠陥の存在によって、
本来流れるべきキャリアのパス以外にもパスが発生し
て、リーク電流が増加するようになる。さらに、陰極と
陽極とがショートするおそれもある。したがって、有機
ＥＬ装置の特性が不安定になり、高い整流比が得られ
ず、単純マトリックス駆動を行った場合には画素ショー
ト、クロストークが発生していた。
【０００４】ここで、完全な界面とは、有機発光層と陰
極との界面の界面準位に欠陥由来の準位がなく、半導体
でいうところの熱励起電流注入によって電子注入がスム
ーズに行なえる状態、もしくはトンネルするための準位
が安定に存在していることを意味している。逆に、不完
全な界面とは、この界面準位が欠陥由来のために、数多
く形成、消失を繰り返しており、注入特性が大きくばら
つく状態をさしている。したがって、有機ＥＬ装置で
は、有機発光層と陰極との界面が完全になっていて、安
定な界面準位が形成されることが望まれている。これに
よって、リーク電流の増加が抑制され、また陰極と陽極
とのショートが回避されるので、有機ＥＬ装置の特性を
安定化することができるようになる。
極との界面の界面準位に欠陥由来の準位がなく、半導体
でいうところの熱励起電流注入によって電子注入がスム
ーズに行なえる状態、もしくはトンネルするための準位
が安定に存在していることを意味している。逆に、不完
全な界面とは、この界面準位が欠陥由来のために、数多
く形成、消失を繰り返しており、注入特性が大きくばら
つく状態をさしている。したがって、有機ＥＬ装置で
は、有機発光層と陰極との界面が完全になっていて、安
定な界面準位が形成されることが望まれている。これに
よって、リーク電流の増加が抑制され、また陰極と陽極
とのショートが回避されるので、有機ＥＬ装置の特性を
安定化することができるようになる。
【０００５】ここで、従来から、特性の安定化を図るた
めに有機発光層等の素子要素を酸化性雰囲気内に封止す
るようにした有機ＥＬ装置が知られており、例えば特開
平１１−３１２５８０号公報に開示されている。同有機
ＥＬ装置は、図１１に示すように、ガラス基板６１と、
ガラス基板６１上に形成されたＩＴＯから成る陽極６２
と、陽極６２上に形成され例えば正孔輸送材料と発光層
との積層膜から成る有機膜６３と、有機膜６３上に形成
されたＭｇＡｇ（マグネシウム銀）、ＬｉＦ（フッ化リ
チウム）とアルミニウム（Ａｌ）との積層膜等の金属か
ら成る陰極６４と、素子要素（陽極６２、有機膜６３及
び陰極６４）に密着しないようにＵＶ硬化性樹脂等から
成る樹脂６５により封止された筐体６６とを備えてい
る。
めに有機発光層等の素子要素を酸化性雰囲気内に封止す
るようにした有機ＥＬ装置が知られており、例えば特開
平１１−３１２５８０号公報に開示されている。同有機
ＥＬ装置は、図１１に示すように、ガラス基板６１と、
ガラス基板６１上に形成されたＩＴＯから成る陽極６２
と、陽極６２上に形成され例えば正孔輸送材料と発光層
との積層膜から成る有機膜６３と、有機膜６３上に形成
されたＭｇＡｇ（マグネシウム銀）、ＬｉＦ（フッ化リ
チウム）とアルミニウム（Ａｌ）との積層膜等の金属か
ら成る陰極６４と、素子要素（陽極６２、有機膜６３及
び陰極６４）に密着しないようにＵＶ硬化性樹脂等から
成る樹脂６５により封止された筐体６６とを備えてい
る。
【０００６】ここで、封止空間内には、酸化性ガスを含
むガスが封入され、具体的には、酸化性ガス（Ｏ2、Ｎ2
Ｏ等）と非酸化性ガス（Ｎ2、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガ
ス）との混合ガスが用いられて、酸化性ガスの濃度は、
０．１〜２０％に設定されている。ここで、混合ガスの
封入は、素子要素を形成したガラス基板６１を成膜室か
ら筐体６６がセットされている真空状態の予備排気室に
搬送して、この予備排気室で混合ガスを大気圧になるま
で導入するように行い、ＵＶランプで封止用樹脂を硬化
させて筐体６６を封止している。このような構成によ
り、陽極６２と陰極６４との間がパーティクルによって
短絡していても、酸化性ガスによりパーティクルが酸化
されて絶縁物になるので、両電極６２、６４間の絶縁性
が修復されて、素子寿命の向上が図れるとされている。
むガスが封入され、具体的には、酸化性ガス（Ｏ2、Ｎ2
Ｏ等）と非酸化性ガス（Ｎ2、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガ
ス）との混合ガスが用いられて、酸化性ガスの濃度は、
０．１〜２０％に設定されている。ここで、混合ガスの
封入は、素子要素を形成したガラス基板６１を成膜室か
ら筐体６６がセットされている真空状態の予備排気室に
搬送して、この予備排気室で混合ガスを大気圧になるま
で導入するように行い、ＵＶランプで封止用樹脂を硬化
させて筐体６６を封止している。このような構成によ
り、陽極６２と陰極６４との間がパーティクルによって
短絡していても、酸化性ガスによりパーティクルが酸化
されて絶縁物になるので、両電極６２、６４間の絶縁性
が修復されて、素子寿命の向上が図れるとされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１１−３１２５８０号公報記載の有機ＥＬ装置及びその
製造方法では、陽極と陰極との間のパーティクルによる
短絡防止しか考慮されていないので、装置製造のための
スループットを低下させることなく、高い整流比を得る
のが困難である、という問題がある。すなわち、上記公
報においては、封止前に酸化性ガスと非酸化性ガスとの
混合ガスを導入することにより、陽極６２と陰極６４と
の間に存在するパーティクルを酸化性ガスにより酸化し
て、素子寿命の向上を図っている。この場合、有機ＥＬ
装置の陰極６４の膜厚は、公報の段落００２５に記載さ
れているように、１８０ｎｍと比較的厚く形成されてい
るので、この厚い膜厚の陰極６４に起因して整流比が高
くとれなくなっている。このため、整流比を高くとろう
とすると、陰極６４の膜厚を薄く形成する必要があるの
で、有機ＥＬ装置製造の歩留まりが悪くなって、スルー
プットが低下するのが避けられなくなる。
１１−３１２５８０号公報記載の有機ＥＬ装置及びその
製造方法では、陽極と陰極との間のパーティクルによる
短絡防止しか考慮されていないので、装置製造のための
スループットを低下させることなく、高い整流比を得る
のが困難である、という問題がある。すなわち、上記公
報においては、封止前に酸化性ガスと非酸化性ガスとの
混合ガスを導入することにより、陽極６２と陰極６４と
の間に存在するパーティクルを酸化性ガスにより酸化し
て、素子寿命の向上を図っている。この場合、有機ＥＬ
装置の陰極６４の膜厚は、公報の段落００２５に記載さ
れているように、１８０ｎｍと比較的厚く形成されてい
るので、この厚い膜厚の陰極６４に起因して整流比が高
くとれなくなっている。このため、整流比を高くとろう
とすると、陰極６４の膜厚を薄く形成する必要があるの
で、有機ＥＬ装置製造の歩留まりが悪くなって、スルー
プットが低下するのが避けられなくなる。
【０００８】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、装置製造のためのスループットを低下させるこ
となく、高い整流比を得ることができるようにした有機
ＥＬ装置及びその製造方法を提供することを目的として
いる。
もので、装置製造のためのスループットを低下させるこ
となく、高い整流比を得ることができるようにした有機
ＥＬ装置及びその製造方法を提供することを目的として
いる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、透明絶縁基板上に透明電極
から成る陽極、少なくとも有機発光層を含む有機層、陰
極を順次に積層して形成した素子主要部をキャップによ
り封止してなる有機ＥＬ装置に係り、上記有機層と陰極
との界面に酸素が含有されていることを特徴としてい
る。
に、請求項１記載の発明は、透明絶縁基板上に透明電極
から成る陽極、少なくとも有機発光層を含む有機層、陰
極を順次に積層して形成した素子主要部をキャップによ
り封止してなる有機ＥＬ装置に係り、上記有機層と陰極
との界面に酸素が含有されていることを特徴としてい
る。
【００１０】また、請求項２記載の発明は、透明絶縁基
板上に透明電極から成る陽極、少なくとも有機発光層を
含む有機層、陰極を順次に積層して形成した素子主要部
をキャップにより封止してなる有機ＥＬ装置に係り、上
記陰極は第１の陰極および第２の陰極から成り、上記有
機層と第１の陰極との界面に酸素が含有されていること
を特徴としている。
板上に透明電極から成る陽極、少なくとも有機発光層を
含む有機層、陰極を順次に積層して形成した素子主要部
をキャップにより封止してなる有機ＥＬ装置に係り、上
記陰極は第１の陰極および第２の陰極から成り、上記有
機層と第１の陰極との界面に酸素が含有されていること
を特徴としている。
【００１１】また、請求項３記載の発明は、請求項２記
載の有機ＥＬ装置に係り、上記第１の陰極および第２の
陰極が積層されていることを特徴としている。
載の有機ＥＬ装置に係り、上記第１の陰極および第２の
陰極が積層されていることを特徴としている。
【００１２】また、請求項４記載の発明は、透明絶縁基
板上に透明電極から成る陽極、少なくとも有機発光層を
含む有機層、陰極を順次に積層して形成した素子主要部
をキャップにより封止してなる有機ＥＬ装置に係り、上
記陰極は複数層から成り、上記有機層と接する上記複数
層の陰極の内の第１の陰極中の酸素含有量が、上記有機
層と接しない第２の陰極以降の陰極中の酸素含有量より
大きいことを特徴としている。
板上に透明電極から成る陽極、少なくとも有機発光層を
含む有機層、陰極を順次に積層して形成した素子主要部
をキャップにより封止してなる有機ＥＬ装置に係り、上
記陰極は複数層から成り、上記有機層と接する上記複数
層の陰極の内の第１の陰極中の酸素含有量が、上記有機
層と接しない第２の陰極以降の陰極中の酸素含有量より
大きいことを特徴としている。
【００１３】また、請求項５記載の発明は、請求項１乃
至４のいずれか１に記載の有機ＥＬ装置に係り、上記陰
極は２０〜１００ｎｍの膜厚を有することを特徴として
いる。
至４のいずれか１に記載の有機ＥＬ装置に係り、上記陰
極は２０〜１００ｎｍの膜厚を有することを特徴として
いる。
【００１４】また、請求項６記載の発明は、透明絶縁基
板上に透明電極から成る陽極、少なくとも有機発光層を
含む有機層、陰極を順次に積層して形成した素子主要部
をキャップにより封止してなる有機ＥＬ装置の製造方法
に係り、上記封止前に、上記素子主要部を形成した上記
透明絶縁基板を真空装置内に配置し、該真空装置内を真
空引きし、減圧した状態で上記有機層と陰極との界面に
酸素を含有させることを特徴としている。
板上に透明電極から成る陽極、少なくとも有機発光層を
含む有機層、陰極を順次に積層して形成した素子主要部
をキャップにより封止してなる有機ＥＬ装置の製造方法
に係り、上記封止前に、上記素子主要部を形成した上記
透明絶縁基板を真空装置内に配置し、該真空装置内を真
空引きし、減圧した状態で上記有機層と陰極との界面に
酸素を含有させることを特徴としている。
【００１５】また、請求項７記載の発明は、透明絶縁基
板上に透明電極から成る陽極、少なくとも有機発光層を
含む有機層、複数層の陰極を順次に積層して形成した素
子主要部をキャップにより封止してなる有機ＥＬ装置の
製造方法に係り、透明絶縁基板上に透明導電膜を形成
後、該透明導電膜を所望の形状となるようにパターニン
グして陽極を形成する工程と、上記陽極を形成した透明
絶縁基板を真空装置内に配置し、上記有機層及び複数層
の陰極の内の第１の陰極を上記陽極上に真空雰囲気内で
順次に積層して形成する工程と、上記真空装置内に真空
を維持した状態で酸素ガスを導入し、該酸素ガスを上記
第１の陰極と接触させる工程と、第２の陰極以降の陰極
を上記第１の陰極上に真空雰囲気内で積層して上記素子
主要部を形成する工程と、上記素子主要部をキャップに
より封止する工程とを含むことを特徴としている。
板上に透明電極から成る陽極、少なくとも有機発光層を
含む有機層、複数層の陰極を順次に積層して形成した素
子主要部をキャップにより封止してなる有機ＥＬ装置の
製造方法に係り、透明絶縁基板上に透明導電膜を形成
後、該透明導電膜を所望の形状となるようにパターニン
グして陽極を形成する工程と、上記陽極を形成した透明
絶縁基板を真空装置内に配置し、上記有機層及び複数層
の陰極の内の第１の陰極を上記陽極上に真空雰囲気内で
順次に積層して形成する工程と、上記真空装置内に真空
を維持した状態で酸素ガスを導入し、該酸素ガスを上記
第１の陰極と接触させる工程と、第２の陰極以降の陰極
を上記第１の陰極上に真空雰囲気内で積層して上記素子
主要部を形成する工程と、上記素子主要部をキャップに
より封止する工程とを含むことを特徴としている。
【００１６】また、請求項８記載の発明は、請求項６又
は７記載の有機ＥＬ装置の製造方法に係り、上記陰極を
２０〜１００ｎｍの膜厚で形成することを特徴としてい
る。
は７記載の有機ＥＬ装置の製造方法に係り、上記陰極を
２０〜１００ｎｍの膜厚で形成することを特徴としてい
る。
【００１７】また、請求項９記載の発明は、請求項７又
は８記載の有機ＥＬ装置の製造方法に係り、上記酸素ガ
スを真空装置内の酸素分圧が２×１０-4〜１×１０-1Ｐ
ａとなるように導入することを特徴としている。
は８記載の有機ＥＬ装置の製造方法に係り、上記酸素ガ
スを真空装置内の酸素分圧が２×１０-4〜１×１０-1Ｐ
ａとなるように導入することを特徴としている。
【００１８】また、請求項１０記載の発明は、請求項６
乃至９のいずれか１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法に
係り、上記真空装置として、真空蒸着装置を用いること
を特徴としている。
乃至９のいずれか１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法に
係り、上記真空装置として、真空蒸着装置を用いること
を特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。図１は、この発明の一実施例である有
機ＥＬ装置の構成を示す断面図、図２は同有機ＥＬ装置
の製造方法の構成を工程順に示す工程図、図３は同有機
ＥＬ装置の製造方法の主要工程に用いられる真空蒸着装
置の構成を概略的に示す図、また、図４は同有機ＥＬ装
置の整流特性を示す図、図５は図４の比較例における整
流特性を示す図である。この例の有機ＥＬ装置１０は、
図１に示すように、ガラス基板等から成る透明絶縁基板
１と、透明絶縁基板１上に形成されたＩＴＯ等の透明導
電材料から成る陽極２と、陽極２上に形成されたα−Ｎ
ＰＤ等から成る正孔輸送層３と、正孔輸送層３上に形成
されたＡｌｑ３等から成る有機発光層４と、有機発光層
４上に形成されたＡｌＬｉ等から成る膜厚が２０〜１０
０ｎｍの第１の陰極５Ａと、第１の陰極５Ａの表面に酸
素を接触させた後第１の陰極５Ａ上に形成されたＡｌ等
から成る第２の陰極５Ｂと、陽極２、正孔輸送層３、有
機発光層４、第１の陰極５Ａ及び第２の陰極５Ｂから成
る素子主要部が形成された透明絶縁基板１上に、素子主
要部を覆うように封止樹脂６を介して取り付けられたガ
ラス等から成るキャップ７とを備えている。
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。図１は、この発明の一実施例である有
機ＥＬ装置の構成を示す断面図、図２は同有機ＥＬ装置
の製造方法の構成を工程順に示す工程図、図３は同有機
ＥＬ装置の製造方法の主要工程に用いられる真空蒸着装
置の構成を概略的に示す図、また、図４は同有機ＥＬ装
置の整流特性を示す図、図５は図４の比較例における整
流特性を示す図である。この例の有機ＥＬ装置１０は、
図１に示すように、ガラス基板等から成る透明絶縁基板
１と、透明絶縁基板１上に形成されたＩＴＯ等の透明導
電材料から成る陽極２と、陽極２上に形成されたα−Ｎ
ＰＤ等から成る正孔輸送層３と、正孔輸送層３上に形成
されたＡｌｑ３等から成る有機発光層４と、有機発光層
４上に形成されたＡｌＬｉ等から成る膜厚が２０〜１０
０ｎｍの第１の陰極５Ａと、第１の陰極５Ａの表面に酸
素を接触させた後第１の陰極５Ａ上に形成されたＡｌ等
から成る第２の陰極５Ｂと、陽極２、正孔輸送層３、有
機発光層４、第１の陰極５Ａ及び第２の陰極５Ｂから成
る素子主要部が形成された透明絶縁基板１上に、素子主
要部を覆うように封止樹脂６を介して取り付けられたガ
ラス等から成るキャップ７とを備えている。
【００２０】この例の有機ＥＬ装置１０によれば、第１
の陰極５Ａ形成後その上に酸素を接触させることによ
り、酸素が第１の陰極５Ａ表面から内部に入り込み、有
機発光層４と第１の陰極５Ａとの界面に酸素が拡散し、
界面に存在している欠陥を埋めるため、不安定な準位が
安定になるので、完全な界面に形成される。これによ
り、リーク電流の増加が抑制され、また陰極と陽極との
ショートが回避されるので、有機ＥＬ装置の特性を安定
化することができるようになる。また、第１の陰極５Ａ
と第２の陰極５Ｂとにより構成される陰極の厚膜化を図
ることができるので、配線抵抗を小さくできる。これに
より、発光時の輝度むらを抑えることができるようにな
る。
の陰極５Ａ形成後その上に酸素を接触させることによ
り、酸素が第１の陰極５Ａ表面から内部に入り込み、有
機発光層４と第１の陰極５Ａとの界面に酸素が拡散し、
界面に存在している欠陥を埋めるため、不安定な準位が
安定になるので、完全な界面に形成される。これによ
り、リーク電流の増加が抑制され、また陰極と陽極との
ショートが回避されるので、有機ＥＬ装置の特性を安定
化することができるようになる。また、第１の陰極５Ａ
と第２の陰極５Ｂとにより構成される陰極の厚膜化を図
ることができるので、配線抵抗を小さくできる。これに
より、発光時の輝度むらを抑えることができるようにな
る。
【００２１】次に、図２を参照して、同有機ＥＬ装置の
製造方法について工程順に説明する。まず、図２（ａ）
に示すように、十分に洗浄されたガラス基板等から成る
透明絶縁基板１上に、スパッタ法により、透明導電膜と
して膜厚が略１５０ｎｍのＩＴＯを成膜する。次に、周
知のフォトリソグラフィ法により、ＩＴＯを、ＥＬ素子
の発光面積を２ｍｍ□となるようにパターニングして陽
極２を形成した後、基板１をＩＰＡ(Iso-Propyl Alcoho
l)、純水を用いて洗浄した後、ＩＰＡで超音波洗浄を行
い、続いてＵＶオゾン洗浄器を用いて洗浄して、その表
面の残留有機物を除去した。
製造方法について工程順に説明する。まず、図２（ａ）
に示すように、十分に洗浄されたガラス基板等から成る
透明絶縁基板１上に、スパッタ法により、透明導電膜と
して膜厚が略１５０ｎｍのＩＴＯを成膜する。次に、周
知のフォトリソグラフィ法により、ＩＴＯを、ＥＬ素子
の発光面積を２ｍｍ□となるようにパターニングして陽
極２を形成した後、基板１をＩＰＡ(Iso-Propyl Alcoho
l)、純水を用いて洗浄した後、ＩＰＡで超音波洗浄を行
い、続いてＵＶオゾン洗浄器を用いて洗浄して、その表
面の残留有機物を除去した。
【００２２】次に、図２（ｂ）に示すように、陽極２上
に正孔輸送層３及び有機発光層４を順次に形成する。こ
れら正孔輸送層３及び有機発光層４の形成は、次のよう
にして行った。まず、正孔輸送材料として、α−ＮＰＤ
（Ｎ、Ｎ’−ジフェニル(diphenyl)−Ｎ、Ｎ’−ビス(b
is)（１−ナフチル(naphthyl)）−（１、１’−ビフェ
ニル(biphenyl)）−（４、４’−ジアミン(diamine））
を１００ｍｇ供給したモリブデン製のボート（第１のボ
ート）と、発光材料として、Ａｌｑ３（tris-8-quinoli
nol）aluminumを１００ｍｇ供給したモリブデン製のボ
ート（第２のボート）を、それぞれ別々の蒸発源となる
ように真空蒸着装置内に配置した。次に、基板１を同真
空蒸着装置内に収容した後、装置内を２×１０-4Ｐａ
（Pascal）の真空度になるまで排気し、到達した時点で
第１のボートの加熱を開始した。そして、第１のボート
内のα−ＮＰＤが蒸発速度０．３ｎｍ／ｓｅｃの一定速
度になるまで加熱温度を制御した後、予め真空蒸着装置
内の上部に設けられているシャッターを開放して、α−
ＮＰＤの成膜を開始し、膜厚が略５０ｎｍに到達した時
点でシャッターを閉じて、α−ＮＰＤの成膜を終了させ
た。
に正孔輸送層３及び有機発光層４を順次に形成する。こ
れら正孔輸送層３及び有機発光層４の形成は、次のよう
にして行った。まず、正孔輸送材料として、α−ＮＰＤ
（Ｎ、Ｎ’−ジフェニル(diphenyl)−Ｎ、Ｎ’−ビス(b
is)（１−ナフチル(naphthyl)）−（１、１’−ビフェ
ニル(biphenyl)）−（４、４’−ジアミン(diamine））
を１００ｍｇ供給したモリブデン製のボート（第１のボ
ート）と、発光材料として、Ａｌｑ３（tris-8-quinoli
nol）aluminumを１００ｍｇ供給したモリブデン製のボ
ート（第２のボート）を、それぞれ別々の蒸発源となる
ように真空蒸着装置内に配置した。次に、基板１を同真
空蒸着装置内に収容した後、装置内を２×１０-4Ｐａ
（Pascal）の真空度になるまで排気し、到達した時点で
第１のボートの加熱を開始した。そして、第１のボート
内のα−ＮＰＤが蒸発速度０．３ｎｍ／ｓｅｃの一定速
度になるまで加熱温度を制御した後、予め真空蒸着装置
内の上部に設けられているシャッターを開放して、α−
ＮＰＤの成膜を開始し、膜厚が略５０ｎｍに到達した時
点でシャッターを閉じて、α−ＮＰＤの成膜を終了させ
た。
【００２３】次に、同様にして、第２のボート内のＡｌ
ｑ３が蒸発速度０．３ｎｍ／ｓｅｃの一定速度になるま
で加熱温度を制御した後、予め真空蒸着装置内の上部に
設けられているシャッターを開放して、Ａｌｑ３の成膜
を開始し、膜厚が略５５ｎｍに到達した時点でシャッタ
ーを閉じて、Ａｌｑ３の成膜を終了させた。以上によ
り、陽極２上に、α−ＮＰＤから成る正孔輸送層３及び
Ａｌｑ３から成る有機発光層４を形成した。
ｑ３が蒸発速度０．３ｎｍ／ｓｅｃの一定速度になるま
で加熱温度を制御した後、予め真空蒸着装置内の上部に
設けられているシャッターを開放して、Ａｌｑ３の成膜
を開始し、膜厚が略５５ｎｍに到達した時点でシャッタ
ーを閉じて、Ａｌｑ３の成膜を終了させた。以上によ
り、陽極２上に、α−ＮＰＤから成る正孔輸送層３及び
Ａｌｑ３から成る有機発光層４を形成した。
【００２４】次に、真空を維持したままで、上記真空蒸
着装置に接続された、図３に示すような別の真空蒸着装
置２０内に基板１を移動させて、図２（ｃ）に示すよう
に、有機発光層４上に第１の陰極５Ａを形成する。真空
蒸着装置２０は、図３に示すように、容器（チャンバ
ー）１１と、容器１１内の底部に設けられたボート支持
台１２Ａ、１２Ｂと、容器１１内の上部に設けられた基
板支持体１３及びシャッター１４と、シャッター１４の
水平方向の位置を制御するシャッター駆動部１５と、容
器１１の外部に用意された酸素ガス源１６と、酸素ガス
源１６からガス導入端子口１７に酸素ガスを供給するガ
ス管１８と、ガス管１８の途中位置に設けられたマスフ
ローコントローラ１９とを備えている。
着装置に接続された、図３に示すような別の真空蒸着装
置２０内に基板１を移動させて、図２（ｃ）に示すよう
に、有機発光層４上に第１の陰極５Ａを形成する。真空
蒸着装置２０は、図３に示すように、容器（チャンバ
ー）１１と、容器１１内の底部に設けられたボート支持
台１２Ａ、１２Ｂと、容器１１内の上部に設けられた基
板支持体１３及びシャッター１４と、シャッター１４の
水平方向の位置を制御するシャッター駆動部１５と、容
器１１の外部に用意された酸素ガス源１６と、酸素ガス
源１６からガス導入端子口１７に酸素ガスを供給するガ
ス管１８と、ガス管１８の途中位置に設けられたマスフ
ローコントローラ１９とを備えている。
【００２５】真空蒸着装置２０の容器１１内には予め、
ＡｌＬｉ（アルミニウムリチウム）を１ｇ供給したモリ
ブデン製のボート（第３のボート）２１Ａ、及び、アル
ミニウムを１ｇ供給したモリブデン製のボート（第４の
ボート）２１Ｂがそれぞれ抵抗加熱源（図示せず）に接
続されて配置されている。また、真空蒸着装置２０の容
器１１内にガス導入端子口１７から導入される酸素ガス
はマスフローコントローラ１９により流量が制御され
る。そして、この真空蒸着装置２０の容器１１内を排気
し４×１０-4Ｐａの真空度以下に到達した時点で、上記
第３のボート２１Ａを抵抗加熱源により加熱して、第３
のボート２１Ａ内のＡｌＬｉが蒸発速度０．４ｎｍ／ｓ
ｅｃの一定速度になるまで加熱温度を制御した後、容器
１１内の上部に設けられているシャッター１４をシャッ
ター駆動部１５により水平方向に移動させることで開放
して、ＡｌＬｉの成膜を開始し、膜厚が略６０ｎｍに到
達した時点でシャッター１４を閉じて、ＡｌＬｉの成膜
を終了させた。以上により、有機発光層４上に、ＡｌＬ
ｉから成る第１の陰極５Ａを形成した。
ＡｌＬｉ（アルミニウムリチウム）を１ｇ供給したモリ
ブデン製のボート（第３のボート）２１Ａ、及び、アル
ミニウムを１ｇ供給したモリブデン製のボート（第４の
ボート）２１Ｂがそれぞれ抵抗加熱源（図示せず）に接
続されて配置されている。また、真空蒸着装置２０の容
器１１内にガス導入端子口１７から導入される酸素ガス
はマスフローコントローラ１９により流量が制御され
る。そして、この真空蒸着装置２０の容器１１内を排気
し４×１０-4Ｐａの真空度以下に到達した時点で、上記
第３のボート２１Ａを抵抗加熱源により加熱して、第３
のボート２１Ａ内のＡｌＬｉが蒸発速度０．４ｎｍ／ｓ
ｅｃの一定速度になるまで加熱温度を制御した後、容器
１１内の上部に設けられているシャッター１４をシャッ
ター駆動部１５により水平方向に移動させることで開放
して、ＡｌＬｉの成膜を開始し、膜厚が略６０ｎｍに到
達した時点でシャッター１４を閉じて、ＡｌＬｉの成膜
を終了させた。以上により、有機発光層４上に、ＡｌＬ
ｉから成る第１の陰極５Ａを形成した。
【００２６】次に、有機発光層４と第１の陰極５Ａとの
界面に酸素を含有させるため、真空蒸着装置２０内に酸
素ガスを導入する。 真空蒸着装置２０の酸素ガス源１
６からガス管１８を通じてガス導入端子口１７から容器
１１内に導入される酸素ガスの流量を、マスフローコン
トローラ１９により略１０ＳＣＣＭ(Standard CubicCen
timeter per Mimute)に制御した。このときの真空度は
４×１０-2Ｐａであった。略５分後に、酸素ガスの導入
を停止して、容器１１内を４×１０-4Ｐａの真空度にな
るまで排気した後、第４のボート２１Ｂを抵抗加熱源に
より加熱して、第４のボート２１Ｂ内のＡｌが蒸発速度
０．４ｎｍ／ｓｅｃの一定速度になるまで加熱温度を制
御した後、シャッター１４を開放して、Ａｌの成膜を開
始し、膜厚が略２００ｎｍに到達した時点でシャッター
１４を閉じて、Ａｌの成膜を終了させた。以上により、
第１の陰極５Ａ上に、図２（ｄ）に示すように、Ａｌか
ら成る第２の陰極５Ｂを形成した。これによって、透明
絶縁基板１上には陽極２、正孔輸送層３、有機発光層
４、第１の陰極５Ａ及び第２の陰極５Ｂから成る素子主
要部が形成されたことになる。上記第２の陰極５Ｂの形
成工程の前の工程の酸素ガスの導入が真空を維持した状
態で行なわれているので、第２の陰極５Ｂの形成時の真
空引きの時間は短縮されるため、結果的にプロセス時間
を短縮することができる。
界面に酸素を含有させるため、真空蒸着装置２０内に酸
素ガスを導入する。 真空蒸着装置２０の酸素ガス源１
６からガス管１８を通じてガス導入端子口１７から容器
１１内に導入される酸素ガスの流量を、マスフローコン
トローラ１９により略１０ＳＣＣＭ(Standard CubicCen
timeter per Mimute)に制御した。このときの真空度は
４×１０-2Ｐａであった。略５分後に、酸素ガスの導入
を停止して、容器１１内を４×１０-4Ｐａの真空度にな
るまで排気した後、第４のボート２１Ｂを抵抗加熱源に
より加熱して、第４のボート２１Ｂ内のＡｌが蒸発速度
０．４ｎｍ／ｓｅｃの一定速度になるまで加熱温度を制
御した後、シャッター１４を開放して、Ａｌの成膜を開
始し、膜厚が略２００ｎｍに到達した時点でシャッター
１４を閉じて、Ａｌの成膜を終了させた。以上により、
第１の陰極５Ａ上に、図２（ｄ）に示すように、Ａｌか
ら成る第２の陰極５Ｂを形成した。これによって、透明
絶縁基板１上には陽極２、正孔輸送層３、有機発光層
４、第１の陰極５Ａ及び第２の陰極５Ｂから成る素子主
要部が形成されたことになる。上記第２の陰極５Ｂの形
成工程の前の工程の酸素ガスの導入が真空を維持した状
態で行なわれているので、第２の陰極５Ｂの形成時の真
空引きの時間は短縮されるため、結果的にプロセス時間
を短縮することができる。
【００２７】上述のように酸素ガスを容器１１内に導入
することにより、有機発光層４と第１の陰極５Ａとの界
面に酸素が含有される。そして、この酸素は、有機発光
層４と第１の陰極５Ａとの界面に安定した準位を形成す
るように作用し、それゆえ、有機発光層４と第１の陰極
５Ａとの界面は完全な界面に形成される。さらに、第１
の陰極５Ａ上には第２の陰極５Ｂが形成され、第１の陰
極５Ａとともに陰極として働く。
することにより、有機発光層４と第１の陰極５Ａとの界
面に酸素が含有される。そして、この酸素は、有機発光
層４と第１の陰極５Ａとの界面に安定した準位を形成す
るように作用し、それゆえ、有機発光層４と第１の陰極
５Ａとの界面は完全な界面に形成される。さらに、第１
の陰極５Ａ上には第２の陰極５Ｂが形成され、第１の陰
極５Ａとともに陰極として働く。
【００２８】次に、基板１を封止室に移動した後、図２
（ｄ）に示すように、例えばガラス製のキャップ７を用
いて、例えばＵＶ硬化性の封止樹脂６を介して透明絶縁
基板１に接着することにより封止して、有機ＥＬ装置１
０を完成させた。この封止時において、封止樹脂６を硬
化させるときは、ＵＶ照射は、陽極２、正孔輸送層３、
有機発光層４、第１の陰極５Ａ及び第２の陰極５Ｂから
成る素子主要部を遮光して、封止樹脂６にのみ行うよう
にした。
（ｄ）に示すように、例えばガラス製のキャップ７を用
いて、例えばＵＶ硬化性の封止樹脂６を介して透明絶縁
基板１に接着することにより封止して、有機ＥＬ装置１
０を完成させた。この封止時において、封止樹脂６を硬
化させるときは、ＵＶ照射は、陽極２、正孔輸送層３、
有機発光層４、第１の陰極５Ａ及び第２の陰極５Ｂから
成る素子主要部を遮光して、封止樹脂６にのみ行うよう
にした。
【００２９】上述したような有機ＥＬ装置の製造方法に
よれば、封止前に、素子特性を安定化すべく有機発光層
４と第１の陰極５Ａの界面に酸素を含有させるための酸
素ガスの導入は、基板１を真空蒸着装置２０の容器１１
内に配置して真空に維持した状態で行うので、プロセス
時間を短縮することができる。
よれば、封止前に、素子特性を安定化すべく有機発光層
４と第１の陰極５Ａの界面に酸素を含有させるための酸
素ガスの導入は、基板１を真空蒸着装置２０の容器１１
内に配置して真空に維持した状態で行うので、プロセス
時間を短縮することができる。
【００３０】次に、半導体パラメータアナライザーを用
いて、この例の有機ＥＬ装置の製造方法により製造され
た有機ＥＬ装置１０の整流特性を測定した。測定は、有
機ＥＬ装置１０の陽極２と第２の陰極５Ｂとの間に順方
向電圧及び逆方向電圧を印加して行った。なお、有機Ｅ
Ｌ装置の発光面積は２ｍｍ□であった。図４は、上述の
測定により得られた有機ＥＬ装置の整流特性の一例を示
す図で、照射波長λとして４００ｎｍの光を照射した場
合を示し、縦軸は電流値を、横軸は印加電圧を示してい
る。ここで、順方向印加電圧８Ｖにおける順方向電流Ｉ
fと、逆方向印加電圧−８Ｖにおける逆方向電流Ｉrとの
比を整流比(Ｉf/Ｉr)とした場合、逆方向電流Ｉrはほと
んど流れないので、４．０×１０8と大きな整流比が得
られ、優れた整流特性を示すのを確認した。
いて、この例の有機ＥＬ装置の製造方法により製造され
た有機ＥＬ装置１０の整流特性を測定した。測定は、有
機ＥＬ装置１０の陽極２と第２の陰極５Ｂとの間に順方
向電圧及び逆方向電圧を印加して行った。なお、有機Ｅ
Ｌ装置の発光面積は２ｍｍ□であった。図４は、上述の
測定により得られた有機ＥＬ装置の整流特性の一例を示
す図で、照射波長λとして４００ｎｍの光を照射した場
合を示し、縦軸は電流値を、横軸は印加電圧を示してい
る。ここで、順方向印加電圧８Ｖにおける順方向電流Ｉ
fと、逆方向印加電圧−８Ｖにおける逆方向電流Ｉrとの
比を整流比(Ｉf/Ｉr)とした場合、逆方向電流Ｉrはほと
んど流れないので、４．０×１０8と大きな整流比が得
られ、優れた整流特性を示すのを確認した。
【００３１】また、比較例として、第１の陰極５Ａを形
成した後の酸素ガスの導入を不要にした点を除いて、こ
の例の有機ＥＬ装置の製造方法と略同様な製造方法によ
り製造した有機ＥＬ装置から得られた整流比を、図５に
示す。この比較例では、逆方向電圧印加時に逆方向電流
Ｉrが流れるので、６．８×１０2と小さな整流比しか得
られず、整流特性が悪化しているのを確認した。
成した後の酸素ガスの導入を不要にした点を除いて、こ
の例の有機ＥＬ装置の製造方法と略同様な製造方法によ
り製造した有機ＥＬ装置から得られた整流比を、図５に
示す。この比較例では、逆方向電圧印加時に逆方向電流
Ｉrが流れるので、６．８×１０2と小さな整流比しか得
られず、整流特性が悪化しているのを確認した。
【００３２】図４と図５とを比較して明らかなように、
図４に示したように、第１の陰極５Ａを形成した後に酸
素ガスを導入して有機発光層４と第１の陰極５Ａとの界
面に酸素を含有させたこの例の有機ＥＬ装置によれば、
大きな整流比を得ることができる。この理由は、上記し
たように、第１の陰極５Ａを形成した後に酸素ガスを導
入して有機発光層４と第１の陰極５Ａとの界面に酸素を
含有させたことにより、有機発光層４と第１の陰極５Ａ
との界面が完全な界面に形成されたためであると思われ
る。一方、図５に示したように、比較例で整流特性が悪
いのは、第１の陰極５Ａを形成した後に酸素ガスを導入
しないため、有機発光層４と第１の陰極５Ａとの界面に
酸素が含有されないので、有機発光層４と第１の陰極５
Ａとの界面が完全に形成されなかったためであると思わ
れる。
図４に示したように、第１の陰極５Ａを形成した後に酸
素ガスを導入して有機発光層４と第１の陰極５Ａとの界
面に酸素を含有させたこの例の有機ＥＬ装置によれば、
大きな整流比を得ることができる。この理由は、上記し
たように、第１の陰極５Ａを形成した後に酸素ガスを導
入して有機発光層４と第１の陰極５Ａとの界面に酸素を
含有させたことにより、有機発光層４と第１の陰極５Ａ
との界面が完全な界面に形成されたためであると思われ
る。一方、図５に示したように、比較例で整流特性が悪
いのは、第１の陰極５Ａを形成した後に酸素ガスを導入
しないため、有機発光層４と第１の陰極５Ａとの界面に
酸素が含有されないので、有機発光層４と第１の陰極５
Ａとの界面が完全に形成されなかったためであると思わ
れる。
【００３３】なお、この発明の発明者の実験及び分析結
果によれば、有機層上に陰極を積層した後酸素を接触さ
せると、酸素が陰極層内に入り込み、有機層と陰極との
界面に酸素が到達し、整流特性が向上することが確認さ
れた。すなわち、有機層と陰極との界面に存在している
欠陥に酸素が入り込み、この酸素が不純物準位を消失さ
せる作用があると考えられる。これは、有機層上に陰極
を積層した際に発生する欠陥に酸素が埋め込まれた状態
であり、有機層上に予め金属酸化物層を均一に積層後に
陰極をさらに積層した状態とは異なる。ここで、真空装
置内の酸素分圧を２×１０-4〜１×１０-1Ｐａとする
と、特に優れた効果が得られることが確かめられた。図
６は、これを裏付ける整流比を示している。また、比較
例として、酸素分圧を２×１０-4〜１×１０-1Ｐａの範
囲以外に選んだ場合に得られた整流比を、図７に示す。
果によれば、有機層上に陰極を積層した後酸素を接触さ
せると、酸素が陰極層内に入り込み、有機層と陰極との
界面に酸素が到達し、整流特性が向上することが確認さ
れた。すなわち、有機層と陰極との界面に存在している
欠陥に酸素が入り込み、この酸素が不純物準位を消失さ
せる作用があると考えられる。これは、有機層上に陰極
を積層した際に発生する欠陥に酸素が埋め込まれた状態
であり、有機層上に予め金属酸化物層を均一に積層後に
陰極をさらに積層した状態とは異なる。ここで、真空装
置内の酸素分圧を２×１０-4〜１×１０-1Ｐａとする
と、特に優れた効果が得られることが確かめられた。図
６は、これを裏付ける整流比を示している。また、比較
例として、酸素分圧を２×１０-4〜１×１０-1Ｐａの範
囲以外に選んだ場合に得られた整流比を、図７に示す。
【００３４】図６において、Ｎｏ．１は酸素分圧を２×
１０-4に設定した場合で、整流比は３×１０8が得られ
た。同様にして、Ｎｏ．２は酸素分圧を２×１０-3に設
定した場合で、整流比は２×１０8が得られ、Ｎｏ．３
は酸素分圧を５×１０-2に設定した場合で、整流比は１
×１０8が得られ、Ｎｏ．４は酸素分圧を１×１０-1に
設定した場合で、整流比は２．８×１０8が得られた。
これらの整流比はいずれも高い値を示している。
１０-4に設定した場合で、整流比は３×１０8が得られ
た。同様にして、Ｎｏ．２は酸素分圧を２×１０-3に設
定した場合で、整流比は２×１０8が得られ、Ｎｏ．３
は酸素分圧を５×１０-2に設定した場合で、整流比は１
×１０8が得られ、Ｎｏ．４は酸素分圧を１×１０-1に
設定した場合で、整流比は２．８×１０8が得られた。
これらの整流比はいずれも高い値を示している。
【００３５】一方、図７において、Ｎｏ．１は酸素分圧
を１×１０-4に設定した場合で、整流比は３×１０4が
得られた。同様にして、Ｎｏ．２は酸素分圧を２×１０
-5に設定した場合で、整流比は２×１０4が得られた。
これらの整流比の値は、図６で得られた各整流比に比べ
て、かなり小さくなっており、整流特性が悪化している
ことを示している。
を１×１０-4に設定した場合で、整流比は３×１０4が
得られた。同様にして、Ｎｏ．２は酸素分圧を２×１０
-5に設定した場合で、整流比は２×１０4が得られた。
これらの整流比の値は、図６で得られた各整流比に比べ
て、かなり小さくなっており、整流特性が悪化している
ことを示している。
【００３６】図６と図７とを比較して明らかなように、
図６に示したように、酸素分圧を２×１０-4〜１×１０
-1Ｐａの範囲に設定することにより、特に大きな整流比
を得ることができる。一方、図７に示したように、酸素
分圧を２×１０-4〜１×１０-1Ｐａの範囲以外に設定し
た場合には、スループットの低下や過剰な酸素の消費を
招くので、好ましくなく、整流比を大きくできない。
図６に示したように、酸素分圧を２×１０-4〜１×１０
-1Ｐａの範囲に設定することにより、特に大きな整流比
を得ることができる。一方、図７に示したように、酸素
分圧を２×１０-4〜１×１０-1Ｐａの範囲以外に設定し
た場合には、スループットの低下や過剰な酸素の消費を
招くので、好ましくなく、整流比を大きくできない。
【００３７】また、この発明の発明者の実験及び分析結
果によれば、第１の陰極５Ａの膜厚を２０〜１００ｎｍ
にすると、特に優れた効果が得られることが確かめられ
た。図８は、これを裏付ける整流比を示している。ま
た、比較例として、第１の陰極５Ａの膜厚を２０〜１０
０ｎｍの範囲以外に選んだ場合に得られた整流比を、図
９に示す。
果によれば、第１の陰極５Ａの膜厚を２０〜１００ｎｍ
にすると、特に優れた効果が得られることが確かめられ
た。図８は、これを裏付ける整流比を示している。ま
た、比較例として、第１の陰極５Ａの膜厚を２０〜１０
０ｎｍの範囲以外に選んだ場合に得られた整流比を、図
９に示す。
【００３８】図８において、Ｎｏ．１は第１の陰極５Ａ
の膜厚を２０ｎｍに設定した場合で、整流比は３．９×
１０8が得られた。同様にして、Ｎｏ．２は第１の陰極
５Ａの膜厚を４０ｎｍに設定した場合で、整流比は１．
２×１０8が得られ、Ｎｏ．３は第１の陰極５Ａの膜厚
を７０ｎｍに設定した場合で、整流比は１．６×１０ 8
が得られ、Ｎｏ．４は第１の陰極５Ａの膜厚を１００ｎ
ｍに設定した場合で、整流比は２．７×１０8が得られ
た。これらの整流比はいずれも高い値を示している。
の膜厚を２０ｎｍに設定した場合で、整流比は３．９×
１０8が得られた。同様にして、Ｎｏ．２は第１の陰極
５Ａの膜厚を４０ｎｍに設定した場合で、整流比は１．
２×１０8が得られ、Ｎｏ．３は第１の陰極５Ａの膜厚
を７０ｎｍに設定した場合で、整流比は１．６×１０ 8
が得られ、Ｎｏ．４は第１の陰極５Ａの膜厚を１００ｎ
ｍに設定した場合で、整流比は２．７×１０8が得られ
た。これらの整流比はいずれも高い値を示している。
【００３９】一方、図９において、Ｎｏ．１は第１の陰
極５Ａの膜厚を１０ｎｍに設定した場合で、整流比は
１．０×１０5が得られた。同様にして、Ｎｏ．２は第
１の陰極５Ａの膜厚を２００ｎｍに設定した場合で、整
流比は６．９×１０3が得られ、Ｎｏ．３は第１の陰極
５Ａの膜厚を３００ｎｍに設定した場合で、整流比は
４．２×１０2が得られ、Ｎｏ．４は第１の陰極５Ａの
膜厚を５００ｎｍに設定した場合で、整流比は５．２×
１０2が得られた。これらの整流比の値は、図８で得ら
れた各整流比に比べて、かなり小さくなっており、整流
特性が悪化していることを示している。
極５Ａの膜厚を１０ｎｍに設定した場合で、整流比は
１．０×１０5が得られた。同様にして、Ｎｏ．２は第
１の陰極５Ａの膜厚を２００ｎｍに設定した場合で、整
流比は６．９×１０3が得られ、Ｎｏ．３は第１の陰極
５Ａの膜厚を３００ｎｍに設定した場合で、整流比は
４．２×１０2が得られ、Ｎｏ．４は第１の陰極５Ａの
膜厚を５００ｎｍに設定した場合で、整流比は５．２×
１０2が得られた。これらの整流比の値は、図８で得ら
れた各整流比に比べて、かなり小さくなっており、整流
特性が悪化していることを示している。
【００４０】図８と図９とを比較して明らかなように、
図８に示したように、第１の陰極５Ａの膜厚を２０〜１
００ｎｍの範囲に設定することにより、特に大きな整流
比を得ることができる。一方、図９に示したように、第
１の陰極５Ａの膜厚を２０〜１００ｎｍの範囲以外に設
定した場合には、整流比を大きくできない。第１の陰極
５Ａの膜厚が２０ｎｍよりも小さいと、第１の陰極５Ａ
の膜厚が疎となり、高い整流比が得られない。また、第
１の陰極５Ａの膜厚が１００ｎｍよりも大きいと、酸素
が陰極内に入り込んで有機層と陰極との界面に到達する
量が少なくなり、整流比が小さくなる。なお、略１００
ｎｍの第１の陰極５Ａの膜厚では、電気抵抗が高く、輝
度斑等の表示不良が発生することがあるため、酸素と接
触させた後に陰極を厚膜化、すなわち第２の陰極５Ｂ以
降の陰極を積層することが好ましい。なお、酸素を陰極
に接触させることで整流特性は向上するが、これを再度
真空装置内で真空引きすると、整流特性が若干低下する
ことも確認された。このことから、欠陥に分子状の酸素
が吸着されたような状態で存在する可能性が示唆され
た。
図８に示したように、第１の陰極５Ａの膜厚を２０〜１
００ｎｍの範囲に設定することにより、特に大きな整流
比を得ることができる。一方、図９に示したように、第
１の陰極５Ａの膜厚を２０〜１００ｎｍの範囲以外に設
定した場合には、整流比を大きくできない。第１の陰極
５Ａの膜厚が２０ｎｍよりも小さいと、第１の陰極５Ａ
の膜厚が疎となり、高い整流比が得られない。また、第
１の陰極５Ａの膜厚が１００ｎｍよりも大きいと、酸素
が陰極内に入り込んで有機層と陰極との界面に到達する
量が少なくなり、整流比が小さくなる。なお、略１００
ｎｍの第１の陰極５Ａの膜厚では、電気抵抗が高く、輝
度斑等の表示不良が発生することがあるため、酸素と接
触させた後に陰極を厚膜化、すなわち第２の陰極５Ｂ以
降の陰極を積層することが好ましい。なお、酸素を陰極
に接触させることで整流特性は向上するが、これを再度
真空装置内で真空引きすると、整流特性が若干低下する
ことも確認された。このことから、欠陥に分子状の酸素
が吸着されたような状態で存在する可能性が示唆され
た。
【００４１】このように、この例の有機ＥＬ装置によれ
ば、透明絶縁基板１上に、陽極２、正孔輸送層３、有機
発光層４、第１の陰極５Ａ及び第２の陰極５Ｂから成る
素子主要部が形成された構成において、有機発光層４と
第１の陰極５Ａとの界面に酸素を含有されているので、
界面に安定した準位が形成される。また、この例の有機
ＥＬ装置の製造方法によれば、陽極２、正孔輸送層３、
有機発光層４及び第１の陰極５Ａを形成した透明絶縁基
板１を真空蒸着装置２０内に配置して真空に維持した状
態で、酸素ガスを導入して、有機発光層４と第１の陰極
５Ａとの界面に酸素を有層させるので、プロセス時間を
短縮することができる。したがって、装置製造のための
スループットを低下させることなく、高い整流比を得る
ことができる。
ば、透明絶縁基板１上に、陽極２、正孔輸送層３、有機
発光層４、第１の陰極５Ａ及び第２の陰極５Ｂから成る
素子主要部が形成された構成において、有機発光層４と
第１の陰極５Ａとの界面に酸素を含有されているので、
界面に安定した準位が形成される。また、この例の有機
ＥＬ装置の製造方法によれば、陽極２、正孔輸送層３、
有機発光層４及び第１の陰極５Ａを形成した透明絶縁基
板１を真空蒸着装置２０内に配置して真空に維持した状
態で、酸素ガスを導入して、有機発光層４と第１の陰極
５Ａとの界面に酸素を有層させるので、プロセス時間を
短縮することができる。したがって、装置製造のための
スループットを低下させることなく、高い整流比を得る
ことができる。
【００４２】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更などがあってもこの発明に含まれる。例えば、透明絶
縁基板上に形成する陽極はＩＴＯを用いた例で説明した
が、透明導電材料であればＩＴＯに限らずに例えばＳｎ
Ｏ2（酸化錫）等の他の電極材料を用いることができ
る。また、陰極についてもＡｌＬｉに限らずに、例えば
Ａｌ、ＭｇＡｇ等の他の電極材料を用いることができ
る。また、正孔輸送材料についてもα−ＮＰＤに限らず
に、例えば、ビス（ジ（ｐ−トリル）アミノフェニル）
−１、１−シクロヘキサン、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、Ｎ、Ｎ’−ジフェニル
−Ｎ−Ｎ−ビス（１−ナフチル）−（１、１’−ビフェ
ニル）−４、４’−ジアミン、スターバースト型分子等
の他の材料を用いることができる。
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更などがあってもこの発明に含まれる。例えば、透明絶
縁基板上に形成する陽極はＩＴＯを用いた例で説明した
が、透明導電材料であればＩＴＯに限らずに例えばＳｎ
Ｏ2（酸化錫）等の他の電極材料を用いることができ
る。また、陰極についてもＡｌＬｉに限らずに、例えば
Ａｌ、ＭｇＡｇ等の他の電極材料を用いることができ
る。また、正孔輸送材料についてもα−ＮＰＤに限らず
に、例えば、ビス（ジ（ｐ−トリル）アミノフェニル）
−１、１−シクロヘキサン、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、Ｎ、Ｎ’−ジフェニル
−Ｎ−Ｎ−ビス（１−ナフチル）−（１、１’−ビフェ
ニル）−４、４’−ジアミン、スターバースト型分子等
の他の材料を用いることができる。
【００４３】また、実施例では陽極、正孔輸送層、有機
発光層、第１の陰極及び第２の陰極から成る構成の素子
主要部を形成する例で説明したが、有機層と陰極層との
界面が形成されている構成であればこれに限らず、陽
極、有機発光層及び陰極から成る構成等の他の構成の素
子主要部を形成することもできる。また、陰極が複数層
から成る構成では、少なくとも有機発光層を含む有機層
と接する複数層の陰極の内の第１の陰極中の酸素含有量
が、有機層と接しない第２の陰極以降の陰極中の酸素含
有量より大きくなっていればよい。
発光層、第１の陰極及び第２の陰極から成る構成の素子
主要部を形成する例で説明したが、有機層と陰極層との
界面が形成されている構成であればこれに限らず、陽
極、有機発光層及び陰極から成る構成等の他の構成の素
子主要部を形成することもできる。また、陰極が複数層
から成る構成では、少なくとも有機発光層を含む有機層
と接する複数層の陰極の内の第１の陰極中の酸素含有量
が、有機層と接しない第２の陰極以降の陰極中の酸素含
有量より大きくなっていればよい。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の有機Ｅ
Ｌ装置によれば、透明絶縁基板上に、有機発光層と陰極
との界面を有する素子主要部が形成された構成におい
て、有機発光層と陰極との界面に酸素が含有されている
ので、界面に安定した準位が形成される。また、この発
明の有機ＥＬ装置の製造方法によれば、有機発光層と陰
極との界面を有する素子主要部が形成された透明絶縁基
板を真空装置内に配置して真空に維持した状態で、酸素
ガスを導入して、有機発光層と陰極との界面に酸素を有
層させるので、プロセス時間を短縮することができる。
したがって、装置製造のためのスループットを低下させ
ることなく、高い整流比を得ることができる。
Ｌ装置によれば、透明絶縁基板上に、有機発光層と陰極
との界面を有する素子主要部が形成された構成におい
て、有機発光層と陰極との界面に酸素が含有されている
ので、界面に安定した準位が形成される。また、この発
明の有機ＥＬ装置の製造方法によれば、有機発光層と陰
極との界面を有する素子主要部が形成された透明絶縁基
板を真空装置内に配置して真空に維持した状態で、酸素
ガスを導入して、有機発光層と陰極との界面に酸素を有
層させるので、プロセス時間を短縮することができる。
したがって、装置製造のためのスループットを低下させ
ることなく、高い整流比を得ることができる。
【図１】この発明の一実施例である有機ＥＬ装置の構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】同有機ＥＬ装置の製造方法の構成を工程順に示
す工程図である。
す工程図である。
【図３】同有機ＥＬ装置の製造方法の主要工程に用いら
れる真空蒸着装置の構成を概略的に示す図である。
れる真空蒸着装置の構成を概略的に示す図である。
【図４】同有機ＥＬ装置の整流特性を示す図である。
【図５】図４の比較例における整流特性を示す図であ
る。
る。
【図６】この発明において真空蒸着装置内の酸素分圧を
変化させた場合に得られた整流比を示す図である。
変化させた場合に得られた整流比を示す図である。
【図７】図６の比較例における整流比を示す図である。
【図８】この発明において有機ＥＬ装置の陰極の膜厚を
変化させた場合に得られた整流比を示す図である。
変化させた場合に得られた整流比を示す図である。
【図９】図８の比較例における整流比を示す図である。
【図１０】一般の有機ＥＬ装置の構成を概略的に示す図
である。
である。
【図１１】従来の有機ＥＬ装置の構成を概略的に示す図
である。
である。
１ 透明絶縁基板 ２ 陽極 ３ 正孔輸送層 ４ 有機発光層 ５Ａ 第１の陰極 ５Ｂ 第２の陰極 ６ 封止樹脂 ７ キャップ １０ 有機ＥＬ装置 １１ 容器（チャンバー） １２Ａ、１２Ｂ ボート支持台 １３ 基板支持体 １４ シャッター １５ シャッター駆動部 １６ 酸素ガス源 １７ ガス導入端子口 １８ ガス管 １９ マスフローコントローラ ２０ 真空蒸着装置 ２１Ａ、２１Ｂ ボート
Claims (10)
- 【請求項１】 透明絶縁基板上に透明電極から成る陽
極、少なくとも有機発光層を含む有機層、陰極を順次に
積層して形成した素子主要部をキャップにより封止して
なる有機ＥＬ装置であって、 前記有機層と陰極との界面に酸素が含有されていること
を特徴とする有機ＥＬ装置。 - 【請求項２】 透明絶縁基板上に透明電極から成る陽
極、少なくとも有機発光層を含む有機層、陰極を順次に
積層して形成した素子主要部をキャップにより封止して
なる有機ＥＬ装置であって、 前記陰極は第１の陰極および第２の陰極から成り、前記
有機層と第１の陰極との界面に酸素が含有されているこ
とを特徴とする有機ＥＬ装置。 - 【請求項３】 前記第１の陰極および第２の陰極が積層
されていることを特徴とする請求項２記載の有機ＥＬ装
置。 - 【請求項４】 透明絶縁基板上に透明電極から成る陽
極、少なくとも有機発光層を含む有機層、陰極を順次に
積層して形成した素子主要部をキャップにより封止して
なる有機ＥＬ装置であって、 前記陰極は複数層から成り、前記有機層と接する前記複
数層の陰極の内の第１の陰極中の酸素含有量が、前記有
機層と接しない第２の陰極以降の陰極中の酸素含有量よ
り大きいことを特徴とする有機ＥＬ装置。 - 【請求項５】 前記陰極は２０〜１００ｎｍの膜厚を有
することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記
載の有機ＥＬ装置。 - 【請求項６】 透明絶縁基板上に透明電極から成る陽
極、少なくとも有機発光層を含む有機層、陰極を順次に
積層して形成した素子主要部をキャップにより封止して
なる有機ＥＬ装置の製造方法であって、 前記封止前に、前記素子主要部を形成した前記透明絶縁
基板を真空装置内に配置し、該真空装置内を真空引き
し、減圧した状態で前記有機層と陰極との界面に酸素を
含有させることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。 - 【請求項７】 透明絶縁基板上に透明電極から成る陽
極、少なくとも有機発光層を含む有機層、複数層の陰極
を順次に積層して形成した素子主要部をキャップにより
封止してなる有機ＥＬ装置の製造方法であって、 透明絶縁基板上に透明導電膜を形成後、該透明導電膜を
所望の形状となるようにパターニングして陽極を形成す
る工程と、 前記陽極を形成した透明絶縁基板を真空装置内に配置
し、前記有機層及び複数層の陰極の内の第１の陰極を前
記陽極上に真空雰囲気内で順次に積層して形成する工程
と、 前記真空装置内に真空を維持した状態で酸素ガスを導入
し、該酸素ガスを前記第１の陰極と接触させる工程と、 第２の陰極以降の陰極を前記第１の陰極上に真空雰囲気
内で積層して前記素子主要部を形成する工程と、 前記素子主要部をキャップにより封止する工程とを含む
ことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。 - 【請求項８】 前記陰極を２０〜１００ｎｍの膜厚で形
成することを特徴とする請求項６又は７記載の有機ＥＬ
装置の製造方法。 - 【請求項９】 前記酸素ガスを真空装置内の酸素分圧が
２×１０-4〜１×１０-1Ｐａとなるように導入すること
を特徴とする請求項７又は８記載の有機ＥＬ装置の製造
方法。 - 【請求項１０】 前記真空装置として、真空蒸着装置を
用いることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１に
記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001316910A JP3571020B2 (ja) | 2000-10-17 | 2001-10-15 | 有機ｅｌ装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-317165 | 2000-10-17 | ||
| JP2000317165 | 2000-10-17 | ||
| JP2001316910A JP3571020B2 (ja) | 2000-10-17 | 2001-10-15 | 有機ｅｌ装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002198187A true JP2002198187A (ja) | 2002-07-12 |
| JP3571020B2 JP3571020B2 (ja) | 2004-09-29 |
Family
ID=26602265
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001316910A Expired - Lifetime JP3571020B2 (ja) | 2000-10-17 | 2001-10-15 | 有機ｅｌ装置及びその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3571020B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006132407A1 (en) * | 2005-06-07 | 2006-12-14 | Showa Denko K.K. | Organic electro-luminescence light-emitting device and process for producing the same |
| US7271535B2 (en) | 2002-12-05 | 2007-09-18 | Seiko Epson Corporation | Electroluminescent display device, method for manufacturing the same, and electronic equipment |
-
2001
- 2001-10-15 JP JP2001316910A patent/JP3571020B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7271535B2 (en) | 2002-12-05 | 2007-09-18 | Seiko Epson Corporation | Electroluminescent display device, method for manufacturing the same, and electronic equipment |
| US7641533B2 (en) | 2002-12-05 | 2010-01-05 | Seiko Epson Corporation | Electroluminescent display device, method for manufacturing the same, and electronic equipment |
| WO2006132407A1 (en) * | 2005-06-07 | 2006-12-14 | Showa Denko K.K. | Organic electro-luminescence light-emitting device and process for producing the same |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3571020B2 (ja) | 2004-09-29 |
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