JP2002367780A - 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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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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- H10K50/805—Electrodes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い整流比を得ることができ、しかも駆動電
圧は低く、発光効率を高くする。 【解決手段】 有機ＥＬ装置１０は、第１の陰極５Ａの
有機発光層４との界面に金属酸化物であるＬｉ2Ｏ層を
含有し、Ｌｉ2Ｏ層が有機発光層４との界面側で高濃度
となる濃度勾配を有するように形成されている。
圧は低く、発光効率を高くする。 【解決手段】 有機ＥＬ装置１０は、第１の陰極５Ａの
有機発光層４との界面に金属酸化物であるＬｉ2Ｏ層を
含有し、Ｌｉ2Ｏ層が有機発光層４との界面側で高濃度
となる濃度勾配を有するように形成されている。
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
面に金属酸化物を含有する有機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
面に金属酸化物を含有する有機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１２は、従来から一般に知られている有機ＥＬ装
置の構成を示す断面図である。同有機ＥＬ装置は、図１
２に示すように、ガラス基板等から成る透明絶縁基板５
１と、透明絶縁基板５１上に形成されたＩＴＯ（Indium
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ＡｌＬ
ｉ（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５
４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５６
を介して取り付けられたガラス等から成るキャップ５７
とを備えている。上述の封止樹脂としては例えば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１２は、従来から一般に知られている有機ＥＬ装
置の構成を示す断面図である。同有機ＥＬ装置は、図１
２に示すように、ガラス基板等から成る透明絶縁基板５
１と、透明絶縁基板５１上に形成されたＩＴＯ（Indium
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ＡｌＬ
ｉ（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５
４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５６
を介して取り付けられたガラス等から成るキャップ５７
とを備えている。上述の封止樹脂としては例えば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、上述の有機ＥＬ装置は、有機発
光層５４と陰極５５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５５と陽極５２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なくなる。これらのため、単純マト
リックス駆動を行って場合には、画素ショート、クロス
トークが発生していた。
光層５４と陰極５５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５５と陽極５２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なくなる。これらのため、単純マト
リックス駆動を行って場合には、画素ショート、クロス
トークが発生していた。
【０００４】ここで、従来から、特性の安定化を図るた
めに有機発光層と陰極との界面に酸化層を形成するよう
に構成した有機ＥＬ装置が知られており、例えば特開平
９−２４５９６８号公報に開示されている。同有機ＥＬ
装置は、図１３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上に形成された有機材料から成るホール輸送材
料層６３と、ホール輸送材料層６３上に形成された有機
材料から成る電子輸送材料層６４と、電子輸送材料層６
４上に形成された陰極６５とを備え、電子輸送材料層６
４と陰極６５との界面には酸化層６６（または水酸化
層）が形成されている。
めに有機発光層と陰極との界面に酸化層を形成するよう
に構成した有機ＥＬ装置が知られており、例えば特開平
９−２４５９６８号公報に開示されている。同有機ＥＬ
装置は、図１３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上に形成された有機材料から成るホール輸送材
料層６３と、ホール輸送材料層６３上に形成された有機
材料から成る電子輸送材料層６４と、電子輸送材料層６
４上に形成された陰極６５とを備え、電子輸送材料層６
４と陰極６５との界面には酸化層６６（または水酸化
層）が形成されている。
【０００５】陰極６５の材料としては、例えばＬｉ（リ
チウム）、Ｎａ（ナトリウム）、Ｋａ（カリウム）等の
一価の金属、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃａ（カルシウ
ム）等の二価の金属、あるいはＡｌ（アルミニウム）等
の三価の金属を用いる。具体的には、陰極６５の材料の
成膜を行う際に、雰囲気中の酸素分子または水素分子の
濃度を通常の成膜の際よりも高くすることによって、酸
化層６６を形成する。このような構成により、有機発光
層である電子輸送材料層６４と陰極６５との界面の金属
の仕事関数あるいはイオン化ポテンシャルを下げること
によって、低電圧駆動を可能にし、結果として安定に動
作する有機ＥＬ装置を得ることができるとされている。
チウム）、Ｎａ（ナトリウム）、Ｋａ（カリウム）等の
一価の金属、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃａ（カルシウ
ム）等の二価の金属、あるいはＡｌ（アルミニウム）等
の三価の金属を用いる。具体的には、陰極６５の材料の
成膜を行う際に、雰囲気中の酸素分子または水素分子の
濃度を通常の成膜の際よりも高くすることによって、酸
化層６６を形成する。このような構成により、有機発光
層である電子輸送材料層６４と陰極６５との界面の金属
の仕事関数あるいはイオン化ポテンシャルを下げること
によって、低電圧駆動を可能にし、結果として安定に動
作する有機ＥＬ装置を得ることができるとされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
９−２４５９６８号公報記載の有機ＥＬ装置の構成で
は、有機発光層と陰極との界面に単に酸化層を形成して
いるだけなので、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、有機
ＥＬ装置の製造時に陰極６５の材料の成膜を行う際に、
雰囲気中の酸素分子または水素分子の濃度を通常の成膜
の際よりも高くすることによって、酸化層６６を形成し
ているので、酸素分子または水素分子の濃度を望ましい
範囲に制御するのが困難なため、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し、しかも整
流比が十分高いレベルが得られなかった。また、酸化層
６６あるいは水酸化層は絶縁層であるので、これらの層
が均一に形成された場合には、駆動電圧が高く、発光効
率が低くなる問題点があった。
９−２４５９６８号公報記載の有機ＥＬ装置の構成で
は、有機発光層と陰極との界面に単に酸化層を形成して
いるだけなので、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、有機
ＥＬ装置の製造時に陰極６５の材料の成膜を行う際に、
雰囲気中の酸素分子または水素分子の濃度を通常の成膜
の際よりも高くすることによって、酸化層６６を形成し
ているので、酸素分子または水素分子の濃度を望ましい
範囲に制御するのが困難なため、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し、しかも整
流比が十分高いレベルが得られなかった。また、酸化層
６６あるいは水酸化層は絶縁層であるので、これらの層
が均一に形成された場合には、駆動電圧が高く、発光効
率が低くなる問題点があった。
【０００７】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、高い整流比を得ることができ、しかも駆動電圧
は低く、発光効率を高くす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、高い整流比を得ることができ、しかも駆動電圧
は低く、発光効率を高くす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。
【０００８】
【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、該陰極が上記有機層との界面に金属
酸化物を含有する有機ＥＬ装置であって、上記金属酸化
物が上記有機層との界面側で高濃度となる濃度勾配を有
するように形成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、該陰極が上記有機層との界面に金属
酸化物を含有する有機ＥＬ装置であって、上記金属酸化
物が上記有機層との界面側で高濃度となる濃度勾配を有
するように形成されていることを特徴としている。
【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の有機ＥＬ装置に係り、上記陰極は第１の陰極及び第
２の陰極から成り、上記第１の陰極が上記有機層との界
面に金属酸化物を含有することを特徴としている。
載の有機ＥＬ装置に係り、上記陰極は第１の陰極及び第
２の陰極から成り、上記第１の陰極が上記有機層との界
面に金属酸化物を含有することを特徴としている。
【００１０】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の有機ＥＬ装置に係り、上記陰極は複数層から成り、
該複数層の陰極のうち上記有機層と接する陰極が上記有
機層との界面に金属酸化物を含有することを特徴として
いる。
載の有機ＥＬ装置に係り、上記陰極は複数層から成り、
該複数層の陰極のうち上記有機層と接する陰極が上記有
機層との界面に金属酸化物を含有することを特徴として
いる。
【００１１】また、請求項４記載の発明は、請求項１、
２又は３記載の有機ＥＬ装置に係り、上記陰極の膜厚方
向に沿って曲線状に変化していることを特徴としてい
る。
２又は３記載の有機ＥＬ装置に係り、上記陰極の膜厚方
向に沿って曲線状に変化していることを特徴としてい
る。
【００１２】また、請求項５記載の発明は、請求項１、
２又は３記載の有機ＥＬ装置に係り、上記金属酸化物の
上記濃度勾配は、上記陰極の膜厚方向に沿って直線状に
変化していることを特徴としている。
２又は３記載の有機ＥＬ装置に係り、上記金属酸化物の
上記濃度勾配は、上記陰極の膜厚方向に沿って直線状に
変化していることを特徴としている。
【００１３】また、請求項６記載の発明は、請求項１乃
至５のいずれか１に記載の有機ＥＬ装置に係り、上記金
属酸化物の濃度は、上記有機層と界面を形成している陰
極の膜厚内で０になっていることを特徴としている。
至５のいずれか１に記載の有機ＥＬ装置に係り、上記金
属酸化物の濃度は、上記有機層と界面を形成している陰
極の膜厚内で０になっていることを特徴としている。
【００１４】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、陰極を順次に積層し、該陰極が上記有機層
との界面に金属酸化物を含有する有機ＥＬ装置の製造方
法であって、上記陽極及び上記有機層を順次に積層した
上記透明絶縁基板を真空装置内に配置し、上記金属酸化
物を形成し得る第１の金属及び上記陰極形成用の第２の
金属を共蒸着することにより、上記有機層との界面側で
高濃度となる濃度勾配を有する上記金属酸化物を形成す
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、該陰極が上記有機層
との界面に金属酸化物を含有する有機ＥＬ装置の製造方
法であって、上記陽極及び上記有機層を順次に積層した
上記透明絶縁基板を真空装置内に配置し、上記金属酸化
物を形成し得る第１の金属及び上記陰極形成用の第２の
金属を共蒸着することにより、上記有機層との界面側で
高濃度となる濃度勾配を有する上記金属酸化物を形成す
ることを特徴としている。
【００１５】また、請求項８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、該陰極が上記有機層
との界面に金属酸化物を含有する有機ＥＬ装置の製造方
法であって、上記透明絶縁基板上に上記陽極及び上記有
機層を順次に積層して形成する工程と、上記透明絶縁基
板を、予め上記金属酸化物を形成し得る第１の金属及び
上記陰極形成用の第２の金属が供給された真空装置内に
配置する工程と、上記第１及び第２の金属を共蒸着する
ことにより、上記有機層との界面側で高濃度となる濃度
勾配を有する上記金属酸化物を形成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、陰極を順次に積層し、該陰極が上記有機層
との界面に金属酸化物を含有する有機ＥＬ装置の製造方
法であって、上記透明絶縁基板上に上記陽極及び上記有
機層を順次に積層して形成する工程と、上記透明絶縁基
板を、予め上記金属酸化物を形成し得る第１の金属及び
上記陰極形成用の第２の金属が供給された真空装置内に
配置する工程と、上記第１及び第２の金属を共蒸着する
ことにより、上記有機層との界面側で高濃度となる濃度
勾配を有する上記金属酸化物を形成する工程とを含むこ
とを特徴としている。
【００１６】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、上記第１の
金属が予め表面酸化されてい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、上記第１の
金属が予め表面酸化されていることを特徴としている。
【００１７】また、請求項１０記載の発明は、請求項
７、８又は９記載の有機ＥＬ装置の製造方法に係り、上
記共蒸着を真空装置内に酸素を導入しながら行い、共蒸
着開始時から上記真空装置内の上記酸素を徐々に減少す
るよう制御して行うことを特徴としている。
７、８又は９記載の有機ＥＬ装置の製造方法に係り、上
記共蒸着を真空装置内に酸素を導入しながら行い、共蒸
着開始時から上記真空装置内の上記酸素を徐々に減少す
るよう制御して行うことを特徴としている。
【００１８】また、請求項１１記載の発明は、請求項７
乃至１０のいずれか１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法
に係り、上記第１の金属がＬｉあるいはＭｇから成る一
方、上記第２の金属がＡｌあるいはＡｇから成ることを
特徴としている。
乃至１０のいずれか１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法
に係り、上記第１の金属がＬｉあるいはＭｇから成る一
方、上記第２の金属がＡｌあるいはＡｇから成ることを
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。◇第１実施例 図１は、この発明の第１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装置の有機発光層と
陰極との界面の近傍部分を拡大して示す図、図３は同有
機ＥＬ装置の陰極の膜厚（横軸）と原子濃度（縦軸）と
の関係をオージェ分析結果で示す図、また、図４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
５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、図６はガラス基
板上に酸素雰囲気下放置したＬｉを成膜後Ａｌをその上
に積層成膜した分析用薄膜サンプルを用いて分析した結
果を示す図、図７は同有機ＥＬ装置及び比較例の整流特
性を示す図、図８は同有機ＥＬ装置の参考例における整
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上に形成された例えば
α−ＮＰＤ（Ｎ、Ｎ’−ジフェニル(diphenyl)−Ｎ、
Ｎ’−ビス(bis)（１−ナフチル(naphthyl)）−（１、
１’−ビフェニル(biphenyl)）−（４、４’−ジアミン
(diamine））から成る正孔輸送層３と、正孔輸送層３上
に形成された例えばＡｌｑ3(（tris−８−quinolinol）
aluminum）から成る有機発光層４と、有機発光層４上に
形成された例えばＡｌＬｉから成る第１の陰極５Ａと、
第１の陰極５Ａ上に形成された例えばＡｌ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。ここで、ＡｌＬｉから成
る第１の陰極５Ａ中には、Ｌｉ2Ｏ（酸化リチウム）層
から成る金属酸化物８が有機発光層４との界面側で高濃
度となる濃度勾配を有するように含有されている。
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。◇第１実施例 図１は、この発明の第１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装置の有機発光層と
陰極との界面の近傍部分を拡大して示す図、図３は同有
機ＥＬ装置の陰極の膜厚（横軸）と原子濃度（縦軸）と
の関係をオージェ分析結果で示す図、また、図４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
５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、図６はガラス基
板上に酸素雰囲気下放置したＬｉを成膜後Ａｌをその上
に積層成膜した分析用薄膜サンプルを用いて分析した結
果を示す図、図７は同有機ＥＬ装置及び比較例の整流特
性を示す図、図８は同有機ＥＬ装置の参考例における整
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上に形成された例えば
α−ＮＰＤ（Ｎ、Ｎ’−ジフェニル(diphenyl)−Ｎ、
Ｎ’−ビス(bis)（１−ナフチル(naphthyl)）−（１、
１’−ビフェニル(biphenyl)）−（４、４’−ジアミン
(diamine））から成る正孔輸送層３と、正孔輸送層３上
に形成された例えばＡｌｑ3(（tris−８−quinolinol）
aluminum）から成る有機発光層４と、有機発光層４上に
形成された例えばＡｌＬｉから成る第１の陰極５Ａと、
第１の陰極５Ａ上に形成された例えばＡｌ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。ここで、ＡｌＬｉから成
る第１の陰極５Ａ中には、Ｌｉ2Ｏ（酸化リチウム）層
から成る金属酸化物８が有機発光層４との界面側で高濃
度となる濃度勾配を有するように含有されている。
【００２０】図２は、図１の有機ＥＬ装置１０の有機発
光層４と陰極５（第１及び第２の陰極５Ａ、５Ｂの積層
構造）との界面の近傍部分を拡大して示す図である。図
３は、有機ＥＬ装置１０の陰極５の膜厚（横軸）と、陰
極５に含まれているＡｌ及びＯ（酸素）の原子濃度（縦
軸）との関係をオージェ（Auger）分析結果で示す図で
ある。図２及び図３から明らかなように、第１の陰極５
Ａにおける酸素の原子濃度（以下、酸素濃度）は、有機
発光層４との界面（位置ｃ）で最大となっていて、膜厚
方向に沿って界面から離れるにつれて徐々に減少して、
膜厚の半分を少し過ぎた位置ｄで０になる。また、酸素
濃度は膜厚方向に沿って曲線状に変化している。以上の
説明では酸素濃度について述べたが、これはそのまま金
属酸化物であるＬｉ2Ｏ層の濃度にも当てはまる。すな
わち、前述したように、第１の陰極５Ａの有機発光層４
との界面に含有されるＬｉ2Ｏ層は、有機発光層４の界
面側で高濃度となる濃度勾配を有するように形成されて
いる。一方、Ａｌの原子濃度は、界面（位置ｃ）で最小
となっていて、膜厚方向に沿って界面から離れるにつれ
て徐々に増加して、略位置ｄを過ぎると略１００％にな
る。また、第２の陰極５Ｂは、略１００％のＡｌで構成
されている。Ｌｉ2Ｏ層の具体的な形成方法について
は、後述する。
光層４と陰極５（第１及び第２の陰極５Ａ、５Ｂの積層
構造）との界面の近傍部分を拡大して示す図である。図
３は、有機ＥＬ装置１０の陰極５の膜厚（横軸）と、陰
極５に含まれているＡｌ及びＯ（酸素）の原子濃度（縦
軸）との関係をオージェ（Auger）分析結果で示す図で
ある。図２及び図３から明らかなように、第１の陰極５
Ａにおける酸素の原子濃度（以下、酸素濃度）は、有機
発光層４との界面（位置ｃ）で最大となっていて、膜厚
方向に沿って界面から離れるにつれて徐々に減少して、
膜厚の半分を少し過ぎた位置ｄで０になる。また、酸素
濃度は膜厚方向に沿って曲線状に変化している。以上の
説明では酸素濃度について述べたが、これはそのまま金
属酸化物であるＬｉ2Ｏ層の濃度にも当てはまる。すな
わち、前述したように、第１の陰極５Ａの有機発光層４
との界面に含有されるＬｉ2Ｏ層は、有機発光層４の界
面側で高濃度となる濃度勾配を有するように形成されて
いる。一方、Ａｌの原子濃度は、界面（位置ｃ）で最小
となっていて、膜厚方向に沿って界面から離れるにつれ
て徐々に増加して、略位置ｄを過ぎると略１００％にな
る。また、第２の陰極５Ｂは、略１００％のＡｌで構成
されている。Ｌｉ2Ｏ層の具体的な形成方法について
は、後述する。
【００２１】この例の有機ＥＬ装置１０によれば、第１
の陰極５Ａの有機発光層４との界面に金属酸化物である
Ｌｉ2Ｏ層を含有し、Ｌｉ2Ｏ層が有機発光層４との界面
側で高濃度となる濃度勾配を有するように形成されてい
るので、このＬｉ2Ｏ層により界面に存在している欠陥
が埋められるため、不安定な準位が安定になって、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。この結果、高い整流比を得ることができる。ま
た、例えばＡｌから成る第２の陰極５Ｂは、陰極５を厚
膜化して配線抵抗を小さくするために設けられている。
これにより、省力化が図れると同時に発光時の輝度むら
を抑えることができるようになる。
の陰極５Ａの有機発光層４との界面に金属酸化物である
Ｌｉ2Ｏ層を含有し、Ｌｉ2Ｏ層が有機発光層４との界面
側で高濃度となる濃度勾配を有するように形成されてい
るので、このＬｉ2Ｏ層により界面に存在している欠陥
が埋められるため、不安定な準位が安定になって、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。この結果、高い整流比を得ることができる。ま
た、例えばＡｌから成る第２の陰極５Ｂは、陰極５を厚
膜化して配線抵抗を小さくするために設けられている。
これにより、省力化が図れると同時に発光時の輝度むら
を抑えることができるようになる。
【００２２】また、この例の有機ＥＬ装置１０によれ
ば、図３からも明らかなように、第１の陰極５Ａが有機
発光層４との界面に含有しているＬｉ2Ｏ層の濃度が、
第１の陰極５Ａ内の位置ｄで０になっているので、次の
ような効果が得られる。まず、金属酸化物であるＬｉ2
Ｏ層は絶縁物として機能するので、第１の陰極５Ａ内で
Ｌｉ2Ｏ濃度を０にすることにより、陰極５の抵抗値の
増大を防止できるため、その分駆動電圧を低くすること
ができる。また、第１の陰極５Ａ内でＬｉ2Ｏ濃度を０
にすることにより、電子の注入効率が向上するので、ホ
ールと電子のキャリアバランスが改善されて発光に寄与
する電流が増加し、電流に対する発光効率（ｃｄ／Ａ）
が高くなる。したがって、駆動電圧が低くなるとともに
電流効率が向上するので、駆動時の電力に対する発光効
率が高くなり、消費電力を抑えることができる。
ば、図３からも明らかなように、第１の陰極５Ａが有機
発光層４との界面に含有しているＬｉ2Ｏ層の濃度が、
第１の陰極５Ａ内の位置ｄで０になっているので、次の
ような効果が得られる。まず、金属酸化物であるＬｉ2
Ｏ層は絶縁物として機能するので、第１の陰極５Ａ内で
Ｌｉ2Ｏ濃度を０にすることにより、陰極５の抵抗値の
増大を防止できるため、その分駆動電圧を低くすること
ができる。また、第１の陰極５Ａ内でＬｉ2Ｏ濃度を０
にすることにより、電子の注入効率が向上するので、ホ
ールと電子のキャリアバランスが改善されて発光に寄与
する電流が増加し、電流に対する発光効率（ｃｄ／Ａ）
が高くなる。したがって、駆動電圧が低くなるとともに
電流効率が向上するので、駆動時の電力に対する発光効
率が高くなり、消費電力を抑えることができる。
【００２３】次に、図４を参照して、この例の有機ＥＬ
装置の製造方法について工程順に説明する。まず、図４
（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
素子の発光面積が２ｍｍ□となるようにパターニングし
て陽極２を形成した。次に、基板１をＩＰＡ（Iso-Prop
yl Alcohol）、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。
装置の製造方法について工程順に説明する。まず、図４
（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
素子の発光面積が２ｍｍ□となるようにパターニングし
て陽極２を形成した。次に、基板１をＩＰＡ（Iso-Prop
yl Alcohol）、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。
【００２４】次に、図４（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
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０．３
ｎｍ／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−Ｎ
ＰＤ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
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０．３
ｎｍ／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−Ｎ
ＰＤの成膜を終了させた。
【００２５】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。
【００２６】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５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４（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５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から基板支持体１３に支持される透明絶縁基板１
表面に延在されたガス導入端子口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。このよう
な真空蒸着装置２０は、この発明の有機ＥＬ装置の異な
る製造方法に共通に用いることができる。
着装置に接続された、図５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４（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５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から基板支持体１３に支持される透明絶縁基板１
表面に延在されたガス導入端子口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。このよう
な真空蒸着装置２０は、この発明の有機ＥＬ装置の異な
る製造方法に共通に用いることができる。
【００２７】真空蒸着装置２０の容器１１内には予め、
Ｌｉを１００ｇ供給したタングステン製のボート（第３
のボート）２１Ａ、及び、Ａｌを１ｇ供給したタングス
テン製のボート（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。ここ
で、Ｌｉは、直径２ｍｍのＬｉワイヤを厚み５〜１０ｍ
ｍのタブレット形状に切断し、これを酸素含有雰囲気
下、一例として大気雰囲気下に予め５分間程度放置した
ものを使用している。Ｌｉは、活性が非常に強い金属で
あるため、この酸素雰囲気下放置により表面が酸化さ
れ、Ｌｉタブレット表面にはＬｉ2Ｏ層が形成されてい
る。Ｌｉタブレットのオージェによる分析を行ったとこ
ろ、５分間放置で表面から５〜８μｍほど酸化層が認め
られた。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、第３のボート２１Ａ及び
第４のボート２１Ｂを各々抵抗加熱源により加熱して、
第３のボート２１Ａ内のＬｉが蒸発速度０．０２〜０．
０３ｎｍ／ｓｅｃ、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、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、ＡｌとＬｉの共蒸着を開始
し、膜厚が略６０ｎｍに到達した時点でシャッター１４
を閉じて、ＡｌとＬｉの共蒸着を終了させた。ここで、
Ｌｉの表面にはＬｉ2Ｏが形成されているので、蒸着開
始時にはＬｉとＬｉ2Ｏが同時に蒸着されるが、Ｌｉ2Ｏ
はＬｉ表面に薄く形成されているため、蒸着進行に伴い
徐々に減少し、Ｌｉ2Ｏが完全に蒸着された後はＬｉの
みが蒸着される。これにより、Ｌｉ2Ｏ層から成る金属
酸化物８が形成される。以上により、有機発光層４上
に、この有機発光層４との界面にＬｉ2Ｏ層を含有する
ＡｌＬｉから成る第１の陰極５Ａを形成した。
Ｌｉを１００ｇ供給したタングステン製のボート（第３
のボート）２１Ａ、及び、Ａｌを１ｇ供給したタングス
テン製のボート（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。ここ
で、Ｌｉは、直径２ｍｍのＬｉワイヤを厚み５〜１０ｍ
ｍのタブレット形状に切断し、これを酸素含有雰囲気
下、一例として大気雰囲気下に予め５分間程度放置した
ものを使用している。Ｌｉは、活性が非常に強い金属で
あるため、この酸素雰囲気下放置により表面が酸化さ
れ、Ｌｉタブレット表面にはＬｉ2Ｏ層が形成されてい
る。Ｌｉタブレットのオージェによる分析を行ったとこ
ろ、５分間放置で表面から５〜８μｍほど酸化層が認め
られた。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、第３のボート２１Ａ及び
第４のボート２１Ｂを各々抵抗加熱源により加熱して、
第３のボート２１Ａ内のＬｉが蒸発速度０．０２〜０．
０３ｎｍ／ｓｅｃ、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、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、ＡｌとＬｉの共蒸着を開始
し、膜厚が略６０ｎｍに到達した時点でシャッター１４
を閉じて、ＡｌとＬｉの共蒸着を終了させた。ここで、
Ｌｉの表面にはＬｉ2Ｏが形成されているので、蒸着開
始時にはＬｉとＬｉ2Ｏが同時に蒸着されるが、Ｌｉ2Ｏ
はＬｉ表面に薄く形成されているため、蒸着進行に伴い
徐々に減少し、Ｌｉ2Ｏが完全に蒸着された後はＬｉの
みが蒸着される。これにより、Ｌｉ2Ｏ層から成る金属
酸化物８が形成される。以上により、有機発光層４上
に、この有機発光層４との界面にＬｉ2Ｏ層を含有する
ＡｌＬｉから成る第１の陰極５Ａを形成した。
【００２８】上述したようなＡｌとＬｉの共蒸着によ
り、有機発光層４上に陰極を積層した際に発生する欠陥
にＬｉ2Ｏ層が埋め込まれるので、有機発光層４と陰極
との界面は完全な界面に形成される。この場合の、Ｌｉ
2Ｏ層の形成は、有機発光層４に予めＬｉ2Ｏ層を均一に
積層した後に、陰極を積層した状態とは異なっている。
すなわち、図３にも示したように、ＡｌとＬｉの共蒸
着開始時は、Ｌｉ表面のＬｉ2Ｏ層がＬｉ及びＡｌとと
もに共蒸着するが、次第にＬｉ2Ｏ層は薄膜化して、遂
に位置ｄでＬｉ2Ｏ層は消失するようになる。その後、
位置ｄと位置ｂとの間ではＡｌとＬｉのみが共蒸着され
ることになる。このように、共蒸着の進行に伴ってＬｉ
2Ｏ層は徐々に薄膜化し、Ｌｉ2Ｏ層の濃度勾配は曲線状
になる。Ｘ線光電子分光法を用いて酸素雰囲気下放置し
たＬｉをガラス基板上に成膜、その上にＡｌを成膜した
分析用薄膜を分析したところ、Ｌｉの増加に従って酸素
も増加し、酸化していることが示唆された。図６は、そ
の分析結果を原子濃度（縦軸）と成膜速度（横軸）との
関係で示している。同図の中央部左側の破線位置は、Ｌ
ｉ／ガラス界面に概ね相当する位置を示している。同図
では、Ｌｉ、Ａｌだけでなく、Ｓｉ、Ｏについても示し
ており、Ｓｉはガラス基板に由来している。
り、有機発光層４上に陰極を積層した際に発生する欠陥
にＬｉ2Ｏ層が埋め込まれるので、有機発光層４と陰極
との界面は完全な界面に形成される。この場合の、Ｌｉ
2Ｏ層の形成は、有機発光層４に予めＬｉ2Ｏ層を均一に
積層した後に、陰極を積層した状態とは異なっている。
すなわち、図３にも示したように、ＡｌとＬｉの共蒸
着開始時は、Ｌｉ表面のＬｉ2Ｏ層がＬｉ及びＡｌとと
もに共蒸着するが、次第にＬｉ2Ｏ層は薄膜化して、遂
に位置ｄでＬｉ2Ｏ層は消失するようになる。その後、
位置ｄと位置ｂとの間ではＡｌとＬｉのみが共蒸着され
ることになる。このように、共蒸着の進行に伴ってＬｉ
2Ｏ層は徐々に薄膜化し、Ｌｉ2Ｏ層の濃度勾配は曲線状
になる。Ｘ線光電子分光法を用いて酸素雰囲気下放置し
たＬｉをガラス基板上に成膜、その上にＡｌを成膜した
分析用薄膜を分析したところ、Ｌｉの増加に従って酸素
も増加し、酸化していることが示唆された。図６は、そ
の分析結果を原子濃度（縦軸）と成膜速度（横軸）との
関係で示している。同図の中央部左側の破線位置は、Ｌ
ｉ／ガラス界面に概ね相当する位置を示している。同図
では、Ｌｉ、Ａｌだけでなく、Ｓｉ、Ｏについても示し
ており、Ｓｉはガラス基板に由来している。
【００２９】続いて、第３のボート２１Ａの抵抗加熱源
への加熱を停止し、第４のボート２１Ｂのみを抵抗加熱
源により加熱して、第４のボート２１Ｂ内のＡｌが蒸発
速度０．６ｎｍ／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１００ｎｍ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４（ｃ）に示すように、Ａ
ｌ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。
への加熱を停止し、第４のボート２１Ｂのみを抵抗加熱
源により加熱して、第４のボート２１Ｂ内のＡｌが蒸発
速度０．６ｎｍ／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１００ｎｍ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４（ｃ）に示すように、Ａ
ｌ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。
【００３０】上述のように表面にＬｉ2Ｏ層が形成され
たＬｉを蒸着することにより、第１の陰極５Ａの有機発
光層４との界面にはＬｉ2Ｏ層が含有される。そして、
このようなＬｉ2Ｏ層は、有機発光層４と第１の陰極５
Ａ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
５として働く。
たＬｉを蒸着することにより、第１の陰極５Ａの有機発
光層４との界面にはＬｉ2Ｏ層が含有される。そして、
このようなＬｉ2Ｏ層は、有機発光層４と第１の陰極５
Ａ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
５として働く。
【００３１】次に、基板１を封止室に移動した後、図４
（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。
【００３２】上述したような有機ＥＬ装置の製造方法に
よれば、素子特性を安定化すべく第１の陰極５Ａの有機
発光層４との界面に金属酸化物であるＬｉ2Ｏ層を含有
し、Ｌｉ2Ｏ層が有機発光層４との界面側で高濃度とな
る濃度勾配を有するように形成されている有機ＥＬ装置
を製造するにあたり、予め大気雰囲気下で表面酸化によ
りＬｉ2Ｏ層を形成したＬｉ（酸化され易い金属）とＡ
ｌ（低抵抗の陰極材料）を蒸発源に用いて、ＡｌとＬｉ
を共蒸着させるようにしたので、上述のような濃度勾配
を有するＬｉ2Ｏ層を形成することができる。これによ
り、有機発光層４との界面側で高濃度となる濃度勾配を
有する第１の陰極５Ａを制御性良く形成することができ
るので、高歩留まりで有機ＥＬ装置を製造できるため、
スループットを向上させることができる。
よれば、素子特性を安定化すべく第１の陰極５Ａの有機
発光層４との界面に金属酸化物であるＬｉ2Ｏ層を含有
し、Ｌｉ2Ｏ層が有機発光層４との界面側で高濃度とな
る濃度勾配を有するように形成されている有機ＥＬ装置
を製造するにあたり、予め大気雰囲気下で表面酸化によ
りＬｉ2Ｏ層を形成したＬｉ（酸化され易い金属）とＡ
ｌ（低抵抗の陰極材料）を蒸発源に用いて、ＡｌとＬｉ
を共蒸着させるようにしたので、上述のような濃度勾配
を有するＬｉ2Ｏ層を形成することができる。これによ
り、有機発光層４との界面側で高濃度となる濃度勾配を
有する第１の陰極５Ａを制御性良く形成することができ
るので、高歩留まりで有機ＥＬ装置を製造できるため、
スループットを向上させることができる。
【００３３】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結果について
説明する。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ＥＬ装置の発光面積は２ｍｍ□であ
った。図７は、有機ＥＬ装置の整流特性の一例を示す図
で、実施例が上述の測定により得られた結果であり、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Ｉf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、４．７×１０8と大きな整流比が得られ、優れ
た整流特性を示すことを確認した。また、１００ｃｄ／
ｍ2時の駆動電圧は３．５Ｖと低く、１３．１ ｌｍ／ｗ
と発光効率の改善も認められた。特に、低電圧領域での
発光効率が良好であった。
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結果について
説明する。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ＥＬ装置の発光面積は２ｍｍ□であ
った。図７は、有機ＥＬ装置の整流特性の一例を示す図
で、実施例が上述の測定により得られた結果であり、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Ｉf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、４．７×１０8と大きな整流比が得られ、優れ
た整流特性を示すことを確認した。また、１００ｃｄ／
ｍ2時の駆動電圧は３．５Ｖと低く、１３．１ ｌｍ／ｗ
と発光効率の改善も認められた。特に、低電圧領域での
発光効率が良好であった。
【００３４】また、比較例として、第１の陰極５Ａの有
機発光層４との界面にＬｉ2Ｏ層を含有するがそのＬｉ2
Ｏ層が濃度勾配を有しない有機ＥＬ装置から得られた整
流比を、図７の比較例に示す。この比較例では、Ｌｉ2
Ｏ層が厚く、閾値が大きくなっていることが確認され
た。上記と比較して、１００ｃｄ／ｍ2時の駆動電圧が
４．２５Ｖと高く、発光効率も１０．０ ｌｍ／ｗと小
さかった。特に低電圧領域での発光効率が良好でなかっ
た。また、６．１×１０6と整流特性がやや悪化してい
た。
機発光層４との界面にＬｉ2Ｏ層を含有するがそのＬｉ2
Ｏ層が濃度勾配を有しない有機ＥＬ装置から得られた整
流比を、図７の比較例に示す。この比較例では、Ｌｉ2
Ｏ層が厚く、閾値が大きくなっていることが確認され
た。上記と比較して、１００ｃｄ／ｍ2時の駆動電圧が
４．２５Ｖと高く、発光効率も１０．０ ｌｍ／ｗと小
さかった。特に低電圧領域での発光効率が良好でなかっ
た。また、６．１×１０6と整流特性がやや悪化してい
た。
【００３５】図７の実施例と比較例とを比較して明らか
なように、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、前述したように、
有機発光層４との界面側で高濃度となる濃度勾配を有す
るように形成されているＬｉ 2Ｏ層により、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、比較例で整流特性が悪い
のは、第１の陰極５Ａの有機発光層４との界面にＬｉ2
Ｏ層を含有するがそのＬｉ2Ｏ層が濃度勾配を有しない
ため、有機発光層４と第１の陰極５Ａとの界面に欠陥が
残存しているためであると思われる。なお、参考例とし
て、Ｌｉ2Ｏ層を全く含有させない場合の特性を図８に
示す。同図から明らかなように、整流特性は極めて悪い
ことがわかる。
なように、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、前述したように、
有機発光層４との界面側で高濃度となる濃度勾配を有す
るように形成されているＬｉ 2Ｏ層により、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、比較例で整流特性が悪い
のは、第１の陰極５Ａの有機発光層４との界面にＬｉ2
Ｏ層を含有するがそのＬｉ2Ｏ層が濃度勾配を有しない
ため、有機発光層４と第１の陰極５Ａとの界面に欠陥が
残存しているためであると思われる。なお、参考例とし
て、Ｌｉ2Ｏ層を全く含有させない場合の特性を図８に
示す。同図から明らかなように、整流特性は極めて悪い
ことがわかる。
【００３６】このように、この例の有機ＥＬ装置によれ
ば、第１の陰極５Ａの有機発光層４との界面に金属酸化
物であるＬｉ2Ｏ層を含有し、Ｌｉ2Ｏ層が有機発光層４
との界面側で高濃度となる濃度勾配を有するように形成
されているので、有機発光層４と第１の陰極５Ａとの界
面に存在している欠陥はＬｉ2Ｏ層により埋められて、
完全な界面に形成される。また、この例の有機ＥＬ装置
の製造方法によれば、上記有機ＥＬ装置１０を製造する
にあたり、予め大気雰囲気下または酸素雰囲気下での表
面酸化によりＬｉ 2Ｏ層を形成したＬｉとＡｌを蒸発源
に用いて、ＡｌとＬｉを共蒸着するようにしたので、有
機発光層４との界面側で高濃度となる濃度勾配を有する
Ｌｉ2Ｏ層を形成することができる。したがって、高い
整流比を得ることができ、しかも駆動電圧は低く、発光
効率を高くすることができる。
ば、第１の陰極５Ａの有機発光層４との界面に金属酸化
物であるＬｉ2Ｏ層を含有し、Ｌｉ2Ｏ層が有機発光層４
との界面側で高濃度となる濃度勾配を有するように形成
されているので、有機発光層４と第１の陰極５Ａとの界
面に存在している欠陥はＬｉ2Ｏ層により埋められて、
完全な界面に形成される。また、この例の有機ＥＬ装置
の製造方法によれば、上記有機ＥＬ装置１０を製造する
にあたり、予め大気雰囲気下または酸素雰囲気下での表
面酸化によりＬｉ 2Ｏ層を形成したＬｉとＡｌを蒸発源
に用いて、ＡｌとＬｉを共蒸着するようにしたので、有
機発光層４との界面側で高濃度となる濃度勾配を有する
Ｌｉ2Ｏ層を形成することができる。したがって、高い
整流比を得ることができ、しかも駆動電圧は低く、発光
効率を高くすることができる。
【００３７】◇第２実施例 図９は、この発明の第２実施例である有機ＥＬ装置の陰
極の膜厚（横軸）と原子濃度（縦軸）との関係をオージ
ェ分析結果で示す図である。この第２実施例の有機ＥＬ
装置の構成が、上述の第１実施例のそれと大きく異なる
ところは、金属酸化物が有する濃度勾配を陰極の膜厚方
向に沿って直線状に変化させるようにした点である。す
なわち、この例の有機ＥＬ装置は、図９に示すように、
第１の陰極５Ａにおける酸素濃度は、有機発光層４との
界面（位置ｃ）で最大となっていて、膜厚方向に沿って
界面から離れるにつれて徐々に減少して、膜厚の半分を
少し過ぎた位置ｄ´で０になっているが、その濃度勾配
は膜厚方向に沿って直線状に変化している。これ以外
は、上述した第１実施例と略同様である。それゆえ、有
機ＥＬ装置の構成は図１と略同様であるので、その説明
を省略する。
極の膜厚（横軸）と原子濃度（縦軸）との関係をオージ
ェ分析結果で示す図である。この第２実施例の有機ＥＬ
装置の構成が、上述の第１実施例のそれと大きく異なる
ところは、金属酸化物が有する濃度勾配を陰極の膜厚方
向に沿って直線状に変化させるようにした点である。す
なわち、この例の有機ＥＬ装置は、図９に示すように、
第１の陰極５Ａにおける酸素濃度は、有機発光層４との
界面（位置ｃ）で最大となっていて、膜厚方向に沿って
界面から離れるにつれて徐々に減少して、膜厚の半分を
少し過ぎた位置ｄ´で０になっているが、その濃度勾配
は膜厚方向に沿って直線状に変化している。これ以外
は、上述した第１実施例と略同様である。それゆえ、有
機ＥＬ装置の構成は図１と略同様であるので、その説明
を省略する。
【００３８】次に、この例の有機ＥＬ装置の製造方法に
ついて工程順に説明する。第１実施例の図４（ｃ）に示
したように、陽極２、正孔輸送層３、有機発光層４を順
次に積層した透明絶縁基板１を、図５に示したような真
空蒸着装置２０内に移動させる。ここで、真空蒸着装置
２０内の第３のボート２１Ａには予め大気雰囲気下で表
面酸化させていないＬｉが供給されている。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、マスフローコントローラ１９によ
り酸素ガス流量を略５ＳＣＣＭ（Standard Cubic Centi
meter per Minute）となるように制御し、真空蒸着装置
２０の容器１１内にガス導入端子口１７から酸素ガスを
基板１表面近傍に導入した。その後、第３のボート２１
Ａ及び第４のボート２１Ｂを各々抵抗加熱源により加熱
して、第３のボート２１Ａ内のＬｉが蒸発速度０．０２
〜０．０３ｎｍ／ｓｅｃ、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、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、ＡｌとＬｉの共蒸着を
開始した。このとき、容器１１内の真空度は２×１０-3
Ｐａであった。
ついて工程順に説明する。第１実施例の図４（ｃ）に示
したように、陽極２、正孔輸送層３、有機発光層４を順
次に積層した透明絶縁基板１を、図５に示したような真
空蒸着装置２０内に移動させる。ここで、真空蒸着装置
２０内の第３のボート２１Ａには予め大気雰囲気下で表
面酸化させていないＬｉが供給されている。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、マスフローコントローラ１９によ
り酸素ガス流量を略５ＳＣＣＭ（Standard Cubic Centi
meter per Minute）となるように制御し、真空蒸着装置
２０の容器１１内にガス導入端子口１７から酸素ガスを
基板１表面近傍に導入した。その後、第３のボート２１
Ａ及び第４のボート２１Ｂを各々抵抗加熱源により加熱
して、第３のボート２１Ａ内のＬｉが蒸発速度０．０２
〜０．０３ｎｍ／ｓｅｃ、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、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、ＡｌとＬｉの共蒸着を
開始した。このとき、容器１１内の真空度は２×１０-3
Ｐａであった。
【００３９】共蒸着開始後、第３のボート２１Ａ内のＬ
ｉの蒸発速度を徐々に低減し、略１００秒後に０ｎｍ／
ｓｅｃとなるように制御した。同時に酸素ガスの供給を
停止した。その後、膜厚が略６０ｎｍに到達した時点で
シャッター１４を閉じて、ＡｌとＬｉの共蒸着を終了さ
せた。酸素ガスが導入されている間は、飛来するＬｉの
一部が酸素ガスと反応してＬｉ2Ｏ層を生成し、陰極と
してＬｉ、Ａｌとともに共蒸着される。ここで、酸素ガ
スの導入量が減少するにしたがって、Ｌｉ2Ｏ層の生成
量も減少する。酸素ガス導入停止後はＡｌとＬｉのみが
共蒸着される。以上により、有機発光層４上に、この有
機発光層４との界面にＬｉ2Ｏ層を含有するＡｌとＬｉ
から成る第１の陰極５Ａを形成した。
ｉの蒸発速度を徐々に低減し、略１００秒後に０ｎｍ／
ｓｅｃとなるように制御した。同時に酸素ガスの供給を
停止した。その後、膜厚が略６０ｎｍに到達した時点で
シャッター１４を閉じて、ＡｌとＬｉの共蒸着を終了さ
せた。酸素ガスが導入されている間は、飛来するＬｉの
一部が酸素ガスと反応してＬｉ2Ｏ層を生成し、陰極と
してＬｉ、Ａｌとともに共蒸着される。ここで、酸素ガ
スの導入量が減少するにしたがって、Ｌｉ2Ｏ層の生成
量も減少する。酸素ガス導入停止後はＡｌとＬｉのみが
共蒸着される。以上により、有機発光層４上に、この有
機発光層４との界面にＬｉ2Ｏ層を含有するＡｌとＬｉ
から成る第１の陰極５Ａを形成した。
【００４０】上述したようなＡｌとＬｉの共蒸着によ
り、第１実施例の有機ＥＬ装置の製造方法の場合と同様
に、有機発光層４上に陰極を積層した際に発生する欠陥
にＬｉ 2Ｏ層が埋め込まれるので、有機発光層４と陰極
との界面は完全な界面に形成される。この場合も、Ｌｉ
2Ｏ層の形成は、有機発光層４に予めＬｉ2Ｏ層を均一に
積層した後に、陰極を積層した状態とは異なる。すなわ
ち、図９に示したように、ＡｌとＬｉの共蒸着開始時
は、Ｌｉの一部が酸素ガスと反応してＬｉ2Ｏ層が形成
されるが、Ｌｉの蒸着速度の低減及び酸素ガスの減少に
伴って、次第にＬｉ2Ｏ層は薄膜化して、遂に位置ｄ´
でＬｉ2Ｏ層は消失するようになる。その後、位置ｄ´
と位置ｂとの間ではＡｌとＬｉのみが共蒸着されること
になる。このように、共蒸着の進行に伴ってＬｉ2Ｏ層
は徐々に薄膜化し、Ｌｉ2Ｏ層の濃度勾配は直線状にな
る。なお、Ｌｉ2Ｏ層の濃度が０になる点は、酸素ガス
の導入を停止した時点より少し遅れるが、これは酸素ガ
ス導入を０にしても容器１１内に滞留している酸素ガス
の影響と考えられる。
り、第１実施例の有機ＥＬ装置の製造方法の場合と同様
に、有機発光層４上に陰極を積層した際に発生する欠陥
にＬｉ 2Ｏ層が埋め込まれるので、有機発光層４と陰極
との界面は完全な界面に形成される。この場合も、Ｌｉ
2Ｏ層の形成は、有機発光層４に予めＬｉ2Ｏ層を均一に
積層した後に、陰極を積層した状態とは異なる。すなわ
ち、図９に示したように、ＡｌとＬｉの共蒸着開始時
は、Ｌｉの一部が酸素ガスと反応してＬｉ2Ｏ層が形成
されるが、Ｌｉの蒸着速度の低減及び酸素ガスの減少に
伴って、次第にＬｉ2Ｏ層は薄膜化して、遂に位置ｄ´
でＬｉ2Ｏ層は消失するようになる。その後、位置ｄ´
と位置ｂとの間ではＡｌとＬｉのみが共蒸着されること
になる。このように、共蒸着の進行に伴ってＬｉ2Ｏ層
は徐々に薄膜化し、Ｌｉ2Ｏ層の濃度勾配は直線状にな
る。なお、Ｌｉ2Ｏ層の濃度が０になる点は、酸素ガス
の導入を停止した時点より少し遅れるが、これは酸素ガ
ス導入を０にしても容器１１内に滞留している酸素ガス
の影響と考えられる。
【００４１】続いて、第１実施例と同様に、第３のボー
ト２１Ａの抵抗加熱源への加熱を停止し、第４のボート
２１Ｂのみ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０．６ｎｍ／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１２０ｎｍ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、第１実
施例の図４（ｃ）に示すように、Ａｌから成る第２の陰
極５Ｂを形成した。これ以降は、第１実施例の図４
（ｄ）と略同様な工程を経ることにより、有機ＥＬ装置
を完成させる。
ト２１Ａの抵抗加熱源への加熱を停止し、第４のボート
２１Ｂのみ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０．６ｎｍ／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１２０ｎｍ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、第１実
施例の図４（ｃ）に示すように、Ａｌから成る第２の陰
極５Ｂを形成した。これ以降は、第１実施例の図４
（ｄ）と略同様な工程を経ることにより、有機ＥＬ装置
を完成させる。
【００４２】この例の有機ＥＬ装置によっても、有機Ｅ
Ｌ装置の特性を安定化することができるようになり、高
い整流比を得ることができる。この例では、２．０×１
０8と大きな整流比が得られ、第１実施例と同様に、優
れた整流特性を示すことを確認した。また、この例の有
機ＥＬ装置の製造方法によっても、上記有機ＥＬ装置を
製造するにあたり、予め大気雰囲気下で表面酸化させて
いないＬｉとＡｌを蒸発源に用いて、ＡｌとＬｉを共蒸
着するようにしたので、有機発光層４との界面側で高濃
度となる濃度勾配を有するＬｉ2Ｏ層を自動的に形成す
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装置の特性を安定化することができるようになり、高
い整流比を得ることができる。この例では、２．０×１
０8と大きな整流比が得られ、第１実施例と同様に、優
れた整流特性を示すことを確認した。また、この例の有
機ＥＬ装置の製造方法によっても、上記有機ＥＬ装置を
製造するにあたり、予め大気雰囲気下で表面酸化させて
いないＬｉとＡｌを蒸発源に用いて、ＡｌとＬｉを共蒸
着するようにしたので、有機発光層４との界面側で高濃
度となる濃度勾配を有するＬｉ2Ｏ層を自動的に形成す
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。
【００４３】このように、この例の構成によっても、第
１実施例において述べたのと略同様な効果を得ることが
できる。
１実施例において述べたのと略同様な効果を得ることが
できる。
【００４４】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ＡｌとＬｉの共蒸着に限らず
に、例えばＭｇとＡｇの共蒸着、Ａｌ単独等の他の電極
材料を用いることもできるが、酸化し易い材料を一部共
存させることが好ましい。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、銅
フタロシアニン、４、４’、４” トリス（３−メチル
フェニルフェニルアミノ）−トリフェニルアミン、４−
フェニル−４’、４”−ビス〔ジ（３−メチルフェニ
ル）アミノ〕トリフェニルアミン、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、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ＡｌとＬｉの共蒸着に限らず
に、例えばＭｇとＡｇの共蒸着、Ａｌ単独等の他の電極
材料を用いることもできるが、酸化し易い材料を一部共
存させることが好ましい。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、銅
フタロシアニン、４、４’、４” トリス（３−メチル
フェニルフェニルアミノ）−トリフェニルアミン、４−
フェニル−４’、４”−ビス〔ジ（３−メチルフェニ
ル）アミノ〕トリフェニルアミン、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、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。
【００４５】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ない。有
機発光層と陰極との間に、例えば２−（４−ビフィニ
ル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１、３、４−
オキサジアゾールやビス（８−キノリノール）マグネシ
ウム、ビス（２−メチル−８−キノリノール）（１−フ
ェノラート）ガリウム等の電子輸送層を介在させること
もできるし、正孔輸送層と電子輸送層を共に含有しない
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
層と接する陰極と有機層との界面に酸化物が含有されて
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ない。有
機発光層と陰極との間に、例えば２−（４−ビフィニ
ル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１、３、４−
オキサジアゾールやビス（８−キノリノール）マグネシ
ウム、ビス（２−メチル−８−キノリノール）（１−フ
ェノラート）ガリウム等の電子輸送層を介在させること
もできるし、正孔輸送層と電子輸送層を共に含有しない
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
層と接する陰極と有機層との界面に酸化物が含有されて
いればよい。
【００４６】また、第１実施例の変形例として、図１０
に示したように、金属酸化物であるＬｉ2Ｏ層の濃度が
第１の陰極５Ａと第２の陰極５Ｂの界面（位置ｂ）で０
になるような有機ＥＬ装置も考えられる。また、第２実
施例の変形例として、図１０に示したように、Ｌｉ2Ｏ
層の濃度が第１の陰極５Ａと第２の陰極５Ｂの界面で０
にならない有機ＥＬ装置も考えられる。ただし、これら
の変形例はいずれも、図３を参照して説明したように、
各実施例を越えるような効果は得られない。
に示したように、金属酸化物であるＬｉ2Ｏ層の濃度が
第１の陰極５Ａと第２の陰極５Ｂの界面（位置ｂ）で０
になるような有機ＥＬ装置も考えられる。また、第２実
施例の変形例として、図１０に示したように、Ｌｉ2Ｏ
層の濃度が第１の陰極５Ａと第２の陰極５Ｂの界面で０
にならない有機ＥＬ装置も考えられる。ただし、これら
の変形例はいずれも、図３を参照して説明したように、
各実施例を越えるような効果は得られない。
【００４７】
【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、陰極の少なくとも有機発光層を含む有
機層との界面に金属酸化物を含有し、金属酸化物が有機
層との界面側で高濃度となる濃度勾配を有するように形
成されているので、有機層と陰極との界面に存在してい
る欠陥は金属酸化物により埋められて、完全な界面に形
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、上記有機ＥＬ装置を製造するにあたり、予め大
気雰囲気をはじめとする酸素含有雰囲気下で表面酸化に
より金属酸化物を形成し得る金属と陰極形成用金属を蒸
発源に用いて、両金属を共蒸着するようにしたので、有
機層との界面側で高濃度となる濃度勾配を有する金属酸
化物を形成することができる。これにより、素子の逆バ
イアス印加時のショート防止やリーク電流の抑制により
整流比が向上する。また、パッシブマトリックス駆動を
行った場合、画素ショートやクロストークが抑制でき
る。さらに、濃度勾配を設けることにより、駆動電圧は
低く、発光効率を高くすることができる。
Ｌ装置によれば、陰極の少なくとも有機発光層を含む有
機層との界面に金属酸化物を含有し、金属酸化物が有機
層との界面側で高濃度となる濃度勾配を有するように形
成されているので、有機層と陰極との界面に存在してい
る欠陥は金属酸化物により埋められて、完全な界面に形
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、上記有機ＥＬ装置を製造するにあたり、予め大
気雰囲気をはじめとする酸素含有雰囲気下で表面酸化に
より金属酸化物を形成し得る金属と陰極形成用金属を蒸
発源に用いて、両金属を共蒸着するようにしたので、有
機層との界面側で高濃度となる濃度勾配を有する金属酸
化物を形成することができる。これにより、素子の逆バ
イアス印加時のショート防止やリーク電流の抑制により
整流比が向上する。また、パッシブマトリックス駆動を
行った場合、画素ショートやクロストークが抑制でき
る。さらに、濃度勾配を設けることにより、駆動電圧は
低く、発光効率を高くすることができる。
【図１】この発明の第１実施例である有機ＥＬ装置の構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図２】同有機ＥＬ装置の有機発光層と陰極との界面の
近傍部分を拡大して示す図である。
近傍部分を拡大して示す図である。
【図３】同有機ＥＬ装置の陰極の膜厚（横軸）と原子濃
度（縦軸）との関係をオージェ分析結果で示す図であ
る。
度（縦軸）との関係をオージェ分析結果で示す図であ
る。
【図４】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５】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６】ガラス基板上に酸素雰囲気下放置したＬｉを成
膜後Ａｌをその上に積層成膜した分析用薄膜サンプルを
用いて分析した結果を示す図である。
膜後Ａｌをその上に積層成膜した分析用薄膜サンプルを
用いて分析した結果を示す図である。
【図７】この発明の第１実施例及び比較例の有機ＥＬ装
置の整流特性を示す図である。
置の整流特性を示す図である。
【図８】同有機ＥＬ装置の参考例における整流特性を示
す図である。
す図である。
【図９】この発明の第２実施例である有機ＥＬ装置の陰
極の膜厚（横軸）と原子濃度（縦軸）との関係をオージ
ェ分析結果で示す図である。
極の膜厚（横軸）と原子濃度（縦軸）との関係をオージ
ェ分析結果で示す図である。
【図１０】この発明の第１実施例の有機ＥＬ装置の変形
例の陰極の膜厚（横軸）と原子濃度（縦軸）との関係を
オージェ分析結果で示す図である。
例の陰極の膜厚（横軸）と原子濃度（縦軸）との関係を
オージェ分析結果で示す図である。
【図１１】この発明の第２実施例の有機ＥＬ装置の変形
例の陰極の膜厚（横軸）と原子濃度（縦軸）との関係を
オージェ分析結果で示す図である。
例の陰極の膜厚（横軸）と原子濃度（縦軸）との関係を
オージェ分析結果で示す図である。
【図１２】従来の有機ＥＬ装置の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図１３】従来の有機ＥＬ装置の構成を示す断面図であ
る。
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 ８ Ｌｉ2Ｏ層（金属酸化物） 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 (11)
- 【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、該陰極が前記有機層との界面に金属酸化物を含
有する有機ＥＬ装置であって、 前記金属酸化物が前記有機層との界面側で高濃度となる
濃度勾配を有するように形成されていることを特徴とす
る有機ＥＬ装置。 - 【請求項２】 前記陰極は第１の陰極及び第２の陰極か
ら成り、前記第１の陰極が前記有機層との界面に金属酸
化物を含有することを特徴とする請求項１記載の有機Ｅ
Ｌ装置。 - 【請求項３】 前記陰極は複数層から成り、該複数層の
陰極のうち前記有機層と接する陰極が前記有機層との界
面に金属酸化物を含有することを特徴とする請求項１記
載の有機ＥＬ装置。 - 【請求項４】 前記金属酸化物の前記濃度勾配は、前記
陰極の膜厚方向に沿って曲線状に変化していることを特
徴とする請求項１、２又は３記載の有機ＥＬ装置。 - 【請求項５】 前記金属酸化物の前記濃度勾配は、前記
陰極の膜厚方向に沿って直線状に変化していることを特
徴とする請求項１、２又は３記載の有機ＥＬ装置。 - 【請求項６】 前記金属酸化物の濃度は、前記有機層と
界面を形成している陰極の膜厚内で０になっていること
を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の有機
ＥＬ装置。 - 【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、陰極を順次に
積層し、該陰極が前記有機層との界面に金属酸化物を含
有する有機ＥＬ装置の製造方法であって、 前記陽極及び前記有機層を順次に積層した前記透明絶縁
基板を真空装置内に配置し、前記金属酸化物を形成し得
る第１の金属及び前記陰極形成用の第２の金属を共蒸着
することにより、前記有機層との界面側で高濃度となる
濃度勾配を有する前記金属酸化物を形成することを特徴
とする有機ＥＬ装置の製造方法。 - 【請求項８】 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、該陰極が前記有機層との界面に金属酸化物を含
有する有機ＥＬ装置の製造方法であって、 前記透明絶縁基板上に前記陽極及び前記有機層を順次に
積層して形成する工程と、 前記透明絶縁基板を、予め前記金属酸化物を形成し得る
第１の金属及び前記陰極形成用の第２の金属が供給され
た真空装置内に配置する工程と、 前記第１及び第２の金属を共蒸着することにより、前記
有機層との界面側で高濃度となる濃度勾配を有する前記
金属酸化物を形成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９】 前記第１の金属が予め表面酸化されてい
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】 前記共蒸着を真空装置内に酸素を導入
しながら行い、共蒸着開始時から前記真空装置内の前記
酸素を徐々に減少するよう制御して行うことを特徴とす
る請求項７、８又は９記載の有機ＥＬ装置の製造方法。 - 【請求項１１】 前記第１の金属がＬｉあるいはＭｇか
ら成る一方、前記第２の金属がＡｌあるいはＡｇから成
ることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１に記
載の有機ＥＬ装置の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2001174444A JP4717265B2 (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 有機ｅｌ装置及びその製造方法 |
| DE10225389A DE10225389B4 (de) | 2001-06-08 | 2002-06-07 | Verfahren zur Herstellung einer organischen EL-Vorrichtung |
| KR10-2002-0032212A KR100477105B1 (ko) | 2001-06-08 | 2002-06-08 | 유기 ｅｌ 소자 및 유기 ｅｌ 소자의 제조 방법 |
| US10/164,598 US6797414B2 (en) | 2001-06-08 | 2002-06-10 | Organic EL device and method of manufacturing organic EL device |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002367780A true JP2002367780A (ja) | 2002-12-20 |
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| KR (1) | KR100477105B1 (ja) |
| DE (1) | DE10225389B4 (ja) |
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| US9543337B2 (en) | 2002-12-27 | 2017-01-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof, delamination method, and transferring method |
| JP2017037322A (ja) * | 2016-09-29 | 2017-02-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 発光装置 |
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| KR100565636B1 (ko) * | 2003-12-02 | 2006-03-30 | 엘지전자 주식회사 | 유기 ｅｌ 소자 및 그의 제조방법 |
| JP4554330B2 (ja) * | 2004-10-21 | 2010-09-29 | 株式会社リコー | 高耐久性を有する断熱スタンパ構造 |
| KR100770577B1 (ko) * | 2004-11-30 | 2007-10-26 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 유기 발광 소자 |
| JP2006344423A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Showa Denko Kk | 有機ｅｌ発光装置とその製造方法 |
| US20080001537A1 (en) * | 2006-06-28 | 2008-01-03 | Tpo Displays Corp. | System for displaying images |
| US20080238300A1 (en) * | 2007-04-02 | 2008-10-02 | Sang Tae Park | Organic electroluminescence device and method for fabricating the same |
| DE102007058005B4 (de) * | 2007-09-25 | 2018-05-17 | Osram Oled Gmbh | Strahlungsemittierende Vorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung |
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