JP2005063831A - 有機ｅｌ素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 清浄性に優れた陽極表面を有し、耐リーク性に優れ、発光輝度の高い有機ＥＬ素子およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 有機ＥＬ素子１０は、基板１１と、基板１１上に、ＩＴＯ電極１２、島状膜１３、正孔注入層１４、正孔輸送層１５、発光層１６、電子輸送層１８、陰極１９が順次堆積された構成となっており、ＩＴＯ電極１２の表面は研削により清浄化されている。研削により除去されたＳｎを、Ｓｎを含む材料よりなる島状に形成した島状膜１３により補う構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子およびその製造方法に関し、特に、高い信頼性を有する有機ＥＬ素子に関する。

有機ＥＬ素子は、自発光及び高速応答性などの特徴を有し、携帯端末機の画像表示装置から大型の表示装置まで幅広いフラットディスプレイへの適用が期待されている。

積層型の有機ＥＬ素子は基本的に陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極の構成を有する。このうち電子輸送層は、上述のTang and VanSlykeの2層型素子の場合のように、発光層がその機能を兼ねる構成も可能である。有機ＥＬ素子は陽極と陰極との間の距離、すなわち有機膜である正孔輸送層／発光層／電子輸送層の膜厚は数百ｎｍであり、液晶素子と比較して極めて薄いので、画像表示の高速応答性に優
れている。

有機ＥＬ素子の陽極には、金(Ａｕ)や酸化スズ(ＳｎＯ₂)などの仕事関数の大きい電極材料が用いられ、陽極側より発光を取り出す場合は、インジウムスズ酸化物(ＩＴＯ)やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明材料が用いられている。

有機ＥＬ素子は、上記有機膜の厚さが数百ｎｍ程度しかないので、例えば陽極表面に、外部環境からのコンタミネーションや、陽極をパターニングする際に用いられるレジスト膜の残渣等が付着すると、いわゆる輝度むらや欠陥、電流リーク等の支障が生じる。特に、逆方向に流れる電流リークが生じるとクロストークや輝度ムラ等の画像表示品質の低下を招くとともに、発光に寄与しない電力消費を生じ、発光効率が低下してしまうこともある。電流リークの主な原因の一つとして、陽極表面に付着した微小なコンタミネーションが挙げられる。微小なコンタミネーションは陽極表面に突起を形成し、陰極から突起を介して陽極へ電流リークが生じる。このような問題の対策として、陽極と陰極との間に形成する正孔輸送層等の有機膜の膜厚をコンタミネーションの粒径より大としたり、有機膜のホール移動度を低下させることが提案されている（以下、「従来技術１」と称する。特許文献１参照）。

また、ＩＴＯ電極が微結晶粒よりなる場合、その表面の凹凸がある程度より大となると、上記コンタミネーション等と同様に電流リーク等の支障が生ずることがあり、この対策としてＩＴＯ電極の表面をＵＶオゾン処理により平滑化することが提案されている（以下、「従来技術２」と称する。特許文献２参照）。
特開平１１−０４０３６５号公報 特開平０６−０７６９５０号公報

しかしながら、従来技術１においてはコンタミネーション自体が残留しており、電流リーク等の発生率を低減できたとしても根本的な解決とはならず、多数の有機ＥＬ素子からなる有機ＥＬディスプレイでは少数の有機ＥＬ素子の電流リークにより、表示品質が低下するおそれがある。

また、従来技術２においてはＩＴＯ電極の表面をＵＶオゾン処理によりＩＴＯ電極自体を構成する材料を平滑化できたとしても、ＵＶオゾン処理のみでは表面に付着する高分子有機物あるいは無機粒子等のコンタミネーションを除去する能力はないので、依然としてコンタミネーションが残留し電流リークが発生するおそれがある。

そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、清浄性に優れた陽極表面を有し、耐リーク性に優れ、発光輝度の高い有機ＥＬ素子およびその製造方法を提供することである。

本発明の一観点によれば、陽極と、該陽極の上方に形成された陰極と、該陽極と陰極との間に形成され、有機発光材料を含む発光層とを備えた有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記陽極の表面を研削する清浄化工程と前記陽極の表面に前記研削により欠損した元素を含む材料を堆積する工程とを備えることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法が提供される。

本発明によれば、清浄化工程によりＩＴＯ電極の表面の付着物やパーティクル等をイオンエッチング等の研削により除去し、表面の清浄化を行っているので、有機ＥＬ素子の使用時において電流の局所的なリークを抑制することができ、耐リーク性を向上することができる。さらに、ＩＴＯ電極の表面には、清浄化工程により除去されて欠損した元素を含む材料が堆積されているので、表面においてＩＴＯ電極を構成する材料組成に近い状態が形成され、ＩＴＯ電極の電気伝導度の低下を防止して正孔注入性の低下を防止することができる。その結果、耐リーク性に優れ、発光輝度の高い有機ＥＬ素子を実現することができる。

前記堆積する工程は、前記材料よりなる島状膜を形成してもよく、前記陽極はインジウムスズ酸化物よりなり、前記材料がスズ又は酸化スズであってもよい。研削により欠損した元素を含む材料を島状に薄く形成することにより、欠損した量に見合う適切な量を補うことができ、さらに、インジウムスズ酸化物よりなる陽極の表面に、研削により欠損した適切な量のスズを補うことにより正孔注入性の劣化を防止することができる。なお、前記島状膜は、平均膜厚が０．０１ｎｍ〜１．０ｎｍの範囲内に設定されてもよい。かかる薄膜に形成することにより適切なＳｎ量を補うことができるとともに、島状膜の形成による光透過率の低下を抑制することができる。

本発明の他の観点によれば、陽極と、該陽極の上方に形成された陰極と、該陽極と陰極との間に形成され、有機発光材料を含む発光層とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記陽極表面がその構成材料の一部の材料が欠損した状態にあり、前記陽極表面に該一部の材料を含む島状膜が形成されてなる有機ＥＬ素子が提供される。

本発明によれば、陽極の表面において、欠損した陽極の構成材料を島状膜として形成されているので、適切な量の欠損した材料を補うことができ、発光層から生じた光を島状膜により透過する光量の低下を抑制することができる。したがって、ＩＴＯ電極の電気伝導度の低下を防止して正孔注入性の低下を防止することができ、発光輝度の高い有機ＥＬ素子を実現することができる。

本発明のその他の観点によれば、上記いずれかの製造方法により製造された有機ＥＬ素子または上記有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬディスプレイが提供される。

本発明によれば、有機ＥＬ素子が耐リーク性に優れ、高い発光輝度を有するので、表示品質が良好で信頼性の高い有機ＥＬディスプレイを実現することができる。

本発明によれば、陽極表面が清浄化されると共に清浄化により欠損した材料が陽極表面に堆積されているので、清浄性に優れた陽極表面を有し、耐リーク性に優れ、発光輝度の高い有機ＥＬ素子を実現することができる。

以下、実施の形態を図面を参照しながら詳述する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の断面図である。図１を参照するに、有機ＥＬ素子１０は、基板１１と、基板１１上に、ＩＴＯ電極１２、島状膜１３、正孔注入層１４、正孔輸送層１５、発光層１６、電子輸送層１８、陰極１９が順次堆積された構成となっている。なお、図中、有機ＥＬ素子１０の厚さに対して、ＩＴＯ電極１２の表面及び島状膜１３を強調するためにその部分だけは拡大して示している。

本実施の形態に係る有機ＥＬ素子１０は、ＩＴＯ電極１２表面にＡｒイオン等を照射する研削により、表面の外来付着物やレジスト残渣などの付着物が除去されている。さらに研削の際に、ＩＴＯ電極１２の表面を構成するインジウム（Ｉｎ）や、スズ（Ｓｎ）、酸素（Ｏ）の一部も除去されてしまい、表面に極めて微小な凹凸や空孔が形成されている。本願発明者の鋭意なる検討の結果、これらのうち特にＳｎが選択的に除去され、Ｓｎの欠損により電気伝導度が低下し、ＩＴＯ電極から正孔注入層への正孔注入性に悪い影響を与えていることを見出した。そこで、ＩＴＯ電極の表面に、欠損したＳｎ、またはＳｎＯ₂からなる島状膜１３を形成することにより、電気伝導度の低下を防止し、正孔注入性の維持するものである。

島状膜１３は、Ｓｎ、またはＳｎＯ₂からなり、極めて微小な凹凸や空孔が形成されたＩＴＯ電極１２の表面に形成される。島状膜１３は、真空蒸着法やスパッタ法、ＣＶＤ法などにより形成され、通常の連続膜の形成過程の初期に形成される核の状態で島状に配置されている。島状に配置することにより、島状膜１３による光透過率の低下を抑制すると共に、Ｓｎ量を適切に補うことができる。なお、島状膜１３は個々の島が完全に離隔して分布している必要はなく一部連続あるいは島同士が接続していてもよい。

島状膜１３は、平均膜厚が０．０１ｎｍ〜１．０ｎｍの範囲に設定されることが好ましい。平均膜厚をこの範囲に設定することによりＩＴＯ電極１２の材料に含有されるＳｎ量あるいはその含有量に対してやや過剰のＳｎ量を補うことができる。なお、平均膜厚は以下のようにして求めた。例えば、島状膜１３がＳｎよりなる場合、予め、Ｓｎの連続膜を作製し段差形（例えば表面形状測定器Ｄｅｋｔａｋ３０３０（日本真空技術社製））により連続膜の膜厚を測定し、ＸＰＳ（X-Ray Photoelectron Spectroscopy）法によりＳｎのピーク強度を測定して、ピーク強度と連続膜の膜厚との相関関係を求め、島状膜１３の表面をＸＰＳ法によりＳｎのピーク強度を測定し、上記相関関係から求まる連続膜の膜厚を平均膜厚とした。以下、本実施の形態に係る有機ＥＬ素子を具体的構成について説明する。

基板１１には、例えば、ガラス、石英等の透明性絶縁基板、Ｓｉ等の半導体基板、ＰＥＴやＰＥＮなどのフィルム、ＰＶＡなどの樹脂基板等を用いることができる。またはこれらの基板上に有機ＥＬ素子のオンオフを制御するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）がマトリクス状に形成されていてもよい。基板１１の厚さは、これらの基板の材料により適宜選択されるが、おおよそ０．１ｍｍ〜１０ｍｍである。

ＩＴＯ電極１２は、陽極として機能し、インジウム酸化物にＳｎを添加したインジウムスズ酸化物よりなる透明材料より構成されている。ＩＴＯ電極１２は、例えば半導体プロセス、例えばフォトリソグラフィ法およびエッチングにより、ストライプ状に形成される。

正孔注入層１４及び正孔輸送層１５は、正孔輸送材料よりなりＨＯＭＯ（最高被占分子軌道）が高い、すなわちイオン化ポテンシャルが小さい材料が用いられる。代表的なものとして、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ)、スターバースト型アミンのｍ−ＭＴＤＡＴＡ、２−ＴＮＡＴＡ、ＴＰＤ、α−ＮＰＤ等が挙げられる。

発光層１６は、Ａｌｑ３（ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｏ）ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）、Ｚｎｑ２、Ｂａｌｑ２等の金属錯体系材料、ＰＺ１０、ＥＭ２等の色素系材料等が使用される。また、ジジアノメチレンピラン系、ジシアノ系、フェノキサゾン系、及びルブレン系などの橙色から赤色発光性のドーパント、ルブレン系などの黄色発光性のドーパント、スチリル系の青色発光性のドーパント、クマリン系、キナクリドン系の緑色発光性のドーパントをＡｌｑ３等のホスト材にドーピングしたものを用いることができる。

電子輸送層１８には、８−ヒドロキシキノリンの金属キレート、金属チオキシノイド化合物、オキサジアゾール金属キレート、トリアジン、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル等を用いることができる。８−ヒドロキシキノリンの金属キレートのうちで好適なものは、Ａｌｑ３、Ｂａｌｑ（ビス（８−ヒドロキシキノラート）−（４−フェニルフェノラート）アルミニウム）、ビスＰＢＤ等が挙げられる。また、金属チオキシノイド化合物のうちで好適なものは、ビス（８−キノリンチオラート）亜鉛、ビス（８−キノリンチオラート）カドミウム、トリス（８−キノリンチオラート）ガリウム、トリス（８−キノリンチオラート）インジウム等が挙げられる。また、オキサジアゾール金属キレートのうちで好適なものは、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラート］亜鉛、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラート］ベリリウム、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾラート］亜鉛、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾラート］ベリリウム等が挙げられる。

陰極１９は、仕事関数が小さい、Ｌｉ等の金属やその合金Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉ等を用いられる。また、ＬｉＦ／Ａｌのように金属フッ化物等の電子注入層を導入した陰極を用いてもよい。

以下、本実施の形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を説明する。図２（Ａ）〜（Ｃ）は本実施の形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一部を示す図である。

図２（Ａ）の工程では、図示されない基板上に半導体プロセスによりパターン化したＩＴＯ電極１２を形成する。ＩＴＯ電極１２の表面には、半導体プロセスに用いられるレジストの残渣や現像の際に用いた現像液の残留物、外来の有機物などからなる付着物２０が付着することがある。

図２（Ａ）の工程ではさらに、酸素、窒素、アルゴン、キセノン及びクリプトンのうち、少なくともいずれかのガスをイオン化してＩＴＯ電極１２の表面に照射して付着物やパーティクルをイオンエッチング処理により研削する。例えば、イオン銃、プラズマエッチング装置、反応性イオンエッチング装置を用いてもよい。窒素、アルゴン、キセノン及びクリプトンの不活性ガスに酸素ガスを添加すると、有機物の付着物を効率的に除去できる点、及びエッチングの際に表面から叩き出される酸素原子を補填できる点で好ましい。また、不活性ガスは、付着物の除去効率の観点からは原子量が大なるキセノン及びクリプトンを添加することが好ましい。

図２（Ｂ）に示すように、ＩＴＯ電極１２の表面は、イオンエッチング処理によりＩｎ、Ｓｎ、Ｏ（酸素）が部分的に除去され、微小な窪み１２−１や空孔等の微小な凹凸が表面に形成される。上述したように、本願発明者の鋭意なる検討により表面は特にＳｎが欠損している。

図２（Ｃ）の工程では、図２（Ｂ）のＩＴＯ電極１２の表面に、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法などを用いて、Ｓｎ、またはＳｎＯ₂よりなる材料を堆積して島状膜１３を形成する。例えば、蒸着法により形成する場合は、真空度を１０^-6Ｐａ〜１０^-4Ｐａ、蒸着速度を０．００１ｎｍ／秒〜０．１ｎｍ／秒、基板温度を１０℃〜５０℃に設定する。また、平均膜厚を０．０１ｎｍ〜１．０ｎｍの範囲に設定する。平均膜厚の制御は蒸着速度および蒸着時間により行う。

図２（Ｃ）の工程ではさらに、島状膜１３が形成されたＩＴＯ電極１２の表面に対して、ＵＶオゾン処理を行うことが好ましい。具体的には清浄な大気下において、超高圧水銀灯（波長２５４ｎｍ及び１８２ｎｍ）を用いて照射面上で約７ｍＷ／ｃｍ²の照射エネルギーに設定し１分〜３０分行う。ＩＴＯ電極１２の仕事関数を増加することができる。

さらに、島状膜１３の表面に、真空蒸着法などにより上述した材料よりなる正孔注入層１４、正孔輸送層１５、発光層１６、電子輸送層１８、陰極１９を順次形成する。以上により、図１に示す有機ＥＬ素子１０が形成される。

本実施の形態によれば、研削工程によりＩＴＯ電極１２の表面の付着物やパーティクル等をイオンエッチングにより除去し表面の清浄化を行っているので、有機ＥＬ素子１０の使用時において電流の局所的なリークを抑制することができ、耐リーク性を向上することができる。

また、ＩＴＯ電極１２の表面にはＳｎまたはＳｎＯ₂よりなる島状膜１３が形成されているので、表面が研削されて欠損したＳｎを補うことができ、電気伝導度の低下を防止して正孔注入性の低下を防止することができる。

なお、本実施の形態では陽極の電極としてＩＴＯ電極１２を例に説明したが、ＩＴＯ電極１２の替わりにＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）電極を用いる場合は、研削により電極の表面から亜鉛が選択的に除去されるので、島状膜を亜鉛または酸化亜鉛からなる材料により形成する。以下本発明の実施例および本発明によらない比較例１〜３について説明する。

［実施例］
本実施例に係る有機ＥＬ素子は、透明基板上に、ＩＴＯ電極、島状膜、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層を兼ねる発光層、及び陰極を順次積層されて構成されている。

ＩＴＯ電極付きガラス基板を水、アセトン、イソプロピルアルコールにより順次超音波洗浄した。

次いで、Ａｒイオンビームによるドライエッチング装置を用いてＩＴＯ電極表面を清浄化するためのエッチング処理を行った。エッチング条件を、カウフマン型イオン銃を用いて、Ａｒ圧力：１．３３×１０^-3Ｐａ（１×１０^-5Ｔｏｒｒ）、Ａｒイオン加速電圧：５００Ｖ、基板バイアス：−２０Ｖ、基板温度：２０℃に設定し、３０秒照射を行った。

次いで、真空蒸着装置を用いてＩＴＯ電極表面に平均膜厚０．１ｎｍのＳｎよりなる島状膜を形成した。蒸着条件を真空度：１．３３×１０^-4Ｐａ（１×１０^-6Ｔｏｒｒ）、蒸着速度：０．００５ｎｍ／秒、基板温度：２０℃に設定した。

次いで、ＩＴＯ電極表面にＵＶオゾン処理を行った。処理条件を大気中で水銀ランプの照射エネルギー：６．７ｍＷ／ｃｍ²、照射時間：２０分に設定した。

このようにして得たＩＴＯ電極表面に真空蒸着装置を用いて、真空度：１．３３×１０^-4Ｐａ（１×１０^-6Ｔｏｒｒ）、基板温度を２０℃に設定し、正孔注入層として厚さ４０ｎｍの２−ＴＮＡＴＡと、正孔輸送層として厚さ１０ｎｍのα−ＮＰＤと、発光層として厚さ３０ｎｍのＡｌｑ３を蒸着した。なお、これらの有機化合物の蒸着速度を０．０１ｎｍ／秒とした。

このようにして得た構造体表面に厚さ５０ｎｍのＡｌ−Ｌｉ合金膜（Ｌｉ：０．５質量％）を蒸着速度０．０２ｎｍ／ｓで堆積し、大きさ２ｍｍ×２ｍｍの有機ＥＬ素子を形成した。本実施例に係る有機ＥＬ素子に、ＩＴＯ電極を陽極、Ａｌ−Ｌｉ合金膜を陰極として電圧６Ｖ以上を印加すると緑色発光が観測された。

［比較例１］
本比較例に係る有機ＥＬ素子は、透明基板上に、ＩＴＯ電極、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層を兼ねる発光層、及び陰極を順次積層されて構成されている。本比較例に係る有機ＥＬ素子を、エッチング処理及び島状膜の形成を行わなかった以外は実施例と同様に形成した。本比較例に係る有機ＥＬ素子に、ＩＴＯ電極を陽極、Ａｌ−Ｌｉ合金膜を陰極として電圧６Ｖ以上を印加すると緑色発光が観測された。

［比較例２］
本比較例に係る有機ＥＬ素子は、透明基板上に、ＩＴＯ電極（陽極）、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層を兼ねる発光層、及び陰極を順次積層されて構成されている。本比較例に係る有機ＥＬ素子を、島状膜を形成しなかった以外は実施例と同様に形成した。本比較例に係る有機ＥＬ素子に、ＩＴＯ電極を陽極、Ａｌ−Ｌｉ合金膜を陰極として電圧６Ｖ以上を印加すると緑色発光が観測された。

［比較例３］
本比較例に係る有機ＥＬ素子は、透明基板上に、ＩＴＯ電極、島状膜、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層を兼ねる発光層、及び陰極を順次積層されて構成されている。本比較例に係る有機ＥＬ素子を、エッチング処理を行わなかった以外は実施例と同様に形成した。本比較例に係る有機ＥＬ素子に、ＩＴＯ電極を陽極、Ａｌ−Ｌｉ合金膜を陰極として電圧６Ｖ以上を印加すると緑色発光が観測された。

（ＩＴＯ電極表面の付着物の評価）
実施例および比較例に係る有機ＥＬ素子の正孔注入層を形成する前の中間体のＩＴＯ電極表面に存在する付着物量を評価した。付着物としては、有機物汚れ、無機物、金属粉等種々のものが考えられるが、ここでは有機物汚れの量をＣ（炭素）量で代表させ、C（炭素）とＩｎとのＣ／Ｉｎ組成比を求め、付着物量を比較した。

ＸＰＳ法を用いて直径約１０ｍｍのスポットのＸ線を照射して得られるスペクトルを求めＣ／Ｉｎ組成比を以下の方法により求めた。ＩＴＯ電極表面がＩｎ、Ｓｎ、Ｏ、及びＣの元素のみで構成され、一様にこれらの元素が存在すると仮定すると、ＸＰＳ法により求めたピーク強度Ｉe（光電子数）は下記式（１）のように表される。
Ｉe＝Ｓ×Ｒ×Ｉx×Ｎi×σi×λi×ｃｏｓθ …（１）
ここで、Ｓ：装置関数（光電子に対する装置の応答関数）、Ｒ：表面粗さ係数、Ｉx：入射Ｘ線強度、Ｎi：単位面積当たりの注目元素の原子個数、σi：注目元素のi−準位の光電離断面積、λi：i−準位から放出される電子の試料内での平均自由行程、θ：試料の法線方向から測った光電子取り出し角（検出器の向き、本装置ではθ＝０）である。ＲとＩxは同一装置の同一試料なので総て同じとし、光電子の運動エネルギーにより決まるＳと、文献により得られたσi及びλiと、測定により得られたＩeを上記式（１）を用いてＮiすなわち元素量が求まる。以上の計算法により、ＸＰＳ装置に付属のソフトを用いて元素量を求め、Ｃ量とＩｎ量よりＣ／Ｉｎ組成比を得た。

ＩｎはＡｒイオンスパッタにより選択的に除去されることはないので、実施例及び比較例において単位面積当たりのＩｎ量は一定としてよいので、Ｃ／Ｉｎ組成比が大きいことは付着物の量が多いことを表している。

図３は実施例及び比較例のＩＴＯ電極表面の付着物量を示す図である。図３を参照するに、エッチング処理を行わなかった比較例１及び比較例３と比較して、実施例はＣ／Ｉｎ組成比が大幅に小さくなっていることが分かる。したがって、エッチング処理により、実施例のＩＴＯ電極の表面の付着物が除去され付着物量が大幅に低減され、清浄化されていることが分かる。なお、比較例２はエッチング処理を行なっているので実施例と同様にＣ／Ｉｎ組成比が小さくなっている。

（ＩＴＯ電極表面のＳｎ量の評価）
実施例および比較例に係る有機ＥＬ素子の正孔注入層を形成する前の中間体のＩＴＯ電極表面に存在するＳｎ量を評価した。なお、実施例及び比較例３についてはＳｎを蒸着した後のものを評価した。

評価方法はＸＰＳ法を用いて、Ｓｎ3dとＩｎ3dのピーク強度を求め、上記付着物量の評価と同様にして、Ｓｎ／Ｉｎ組成比を求めた。ＸＰＳ法の条件は上記付着物の評価と同様とした。上述したようにＩｎ量は実施例及び比較例において単位面積当たりのＩｎ量は一定としてよいので、Ｓｎ／Ｉｎ組成比が大きいことはＳｎ量が多いことを表している。

図４は実施例及び比較例のＩＴＯ電極表面のＳｎ量を示す図である。図４を参照するに、エッチング処理だけを行った比較例２に対して実施例はＳｎ／Ｉｎ組成比が大幅に増加しており、Ｓｎ量が大幅に増加していることが分かる。さらに、実施例はエッチング処理及び島状膜の形成を行わなかった比較例１に対してもＳｎ／Ｉｎ組成比が増加し、Ｓｎ量が増加していることが分かる。したがって、実施例はＩＴＯ電極を構成する材料よりもＳｎ量が多い表面が形成されていることが分かる。

（発光輝度の評価）
実施例および比較例に係る有機ＥＬ素子のＩＴＯ電極と陰極との間に６Ｖ〜１２Ｖの電圧を印加して発光輝度の評価を行った。

図５は、実施例及び比較例に係る有機ＥＬ素子の発光輝度特性を示す図である。図中、発光輝度を印加電圧６Ｖ〜１２Ｖに対してそれぞれ示している。

図５を参照するに、エッチング処理を行なった比較例２に対して実施例の発光輝度は、６Ｖ〜１２Ｖの印加電圧の全範囲で高くなっていることが分かる。したがって、島状膜の形成により欠損したＳｎが補われ、発光輝度が増大していることが分かる。なお、エッチング処理を行わなかった比較例１及び比較例３と比較して、実施例は印加電圧が低い範囲、例えば８V〜１０Vに於いて発光輝度が高くなっていることが分かる。

（リーク電流の評価）
実施例および比較例に係る有機ＥＬ素子のＩＴＯ電極と陰極との間に極性を逆にして電圧を印加して、電流−印加電圧との関係を測定した。印加する電圧に対して有機ＥＬ素子を流れる電流は−３．５Ｖ付近で一旦極大値を示し、さらに電圧を増加すると単調に増加する。この極大値をリーク電流とした。

図６は、実施例及び比較例に係る有機ＥＬ素子の耐リーク性を示す図である。図６を参照するに、エッチング処理を行わなかった比較例１及び比較例３に対して実施例は、リーク電流値の絶対値が小さいことが分かる。図３に示す結果と合わせて考えると、実施例は、エッチング処理によりＩＴＯ電極表面の付着物量が低減されているのでリーク電流値の絶対値が小さくなっていることが分かる。

以上により、実施例によれば、エッチング処理によりＩＴＯ電極表面の付着物量が低減されて清浄化されているので耐リーク性に優れ、Ｓｎ量がＩＴＯ電極を構成する材料とほぼ同等か増量されているので正孔注入性の低下が防止されて発光輝度が高い有機ＥＬ素子が実現できた。

（第２の実施の形態）
図８は、本発明の第２の実施の形態の有機ＥＬディスプレイの分解斜視図である。図８を参照するに、有機ＥＬディスプレイ４０は、ガラス基板４１と、ガラス基板上にストライプ状に形成された陽極４２と、陽極４３に対向して垂直にストライプ状に形成された陰極４３と、陽極４２と陰極４３との間に形成された積層体４４等より構成されている。さらに、有機ＥＬディスプレイ４０は、図示されていないが、陰極及び陽極間に印加する電圧を駆動する駆動回路、水蒸気等への曝露を防止する封止容器等より構成されている。

有機ＥＬディスプレイ４０は、所望の領域の陽極４２及び陰極４３に電圧を印加することにより、積層体４４の所望の領域を発光させることができる。また、積層体４４の発光層に、上述した赤色、黄色、及び青色発光性の材料を使用することにより、フルカラーの画像表示をすることができる。

有機ＥＬディスプレイ４０の特徴は、陽極４２、積層体４４及び陰極４３からなる有機ＥＬ素子が上述した第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子により構成されていることである。したがって、表示品質が良好で信頼性の高い有機ＥＬディスプレイを実現することができる。

以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、本実施の形態において、有機ＥＬ素子を基板上に陽極側より順次堆積して形成してもよく、陰極側より形成してもよい。

以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） 陽極と、該陽極の上方に形成された陰極と、該陽極と陰極との間に形成され、有機発光材料を含む発光層とを備えた有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記陽極の表面を研削する清浄化工程と
前記陽極の表面に前記研削により欠損した元素を含む材料を堆積する工程とを備えることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
（付記２） 前記堆積する工程は、前記材料よりなる島状膜を形成することを特徴とする付記１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
（付記３） 前記陽極はインジウムスズ酸化物よりなり、前記材料がスズ又は酸化スズであることを特徴とする付記１または２記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
（付記４） 前記清浄化工程は、酸素、窒素、アルゴン、キセノン及びクリプトンの群のうちいずれかのガスを用いてイオンエッチングを行うことを特徴とする付記１〜３のうち、いずれか一項記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
（付記５） 前記清浄化工程は、窒素、アルゴン、キセノン及びクリプトンの群のうち、少なくともいずれか１種の不活性ガスと酸素ガスを用いてイオンエッチングを行うことを特徴とする付記１〜３のうち、いずれか一項記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
（付記６） 前記堆積する工程の後に、陽極及び堆積された材料の表面をＵＶオゾン処理を行う工程をさらに備えることを特徴とする付記１〜５のうち、いずれか一項記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
（付記７） 陽極と、該陽極の上方に形成された陰極と、該陽極と陰極との間に形成され、有機発光材料を含む発光層とを備えた有機ＥＬ素子であって、
前記陽極表面がその構成材料の一部の材料が欠損した状態にあり、前記陽極表面に該一部の材料を含む島状膜が形成されてなることを特徴とする有機ＥＬ素子。
（付記８） 前記陽極がインジウムスズ酸化物よりなり、前記島状膜がＳｎを含んでなることを特徴とする付記７記載の有機ＥＬ素子。
（付記９） 前記島状膜は、平均膜厚が０．０１ｎｍ〜１．０ｎｍの範囲内に設定されてなることを特徴とする付記７または８記載の有機ＥＬ素子。

本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は第１の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の一部を示す図である。 ＩＴＯ電極表面の付着物量を示す図である。 ＩＴＯ電極表面のＳｎ量を示す図である。 有機ＥＬ素子の発光輝度特性を示す図である。 有機ＥＬ素子の耐リーク性を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬディスプレイの断面図である。

符号の説明

１０ 有機ＥＬ素子
１１ 基板
１２ ＩＴＯ電極
１３ 島状膜
１４ 正孔注入層
１５ 正孔輸送層
１６ 発光層
１８ 電子輸送層
１９ 陰極
２０ 付着物
４０ 有機ＥＬディスプレイ

Claims (5)

1. 陽極と、該陽極の上方に形成された陰極と、該陽極と陰極との間に形成され、有機発光材料を含む発光層とを備えた有機ＥＬ素子の製造方法であって、
   前記陽極の表面を研削する清浄化工程と
   前記陽極の表面に前記研削により欠損した元素を含む材料を堆積する工程とを備えることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
2. 前記堆積する工程は、前記材料よりなる島状膜を形成することを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
3. 前記堆積する工程の後に、陽極及び堆積された材料の表面をＵＶオゾン処理を行う工程をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
4. 陽極と、該陽極の上方に形成された陰極と、該陽極と陰極との間に形成され、有機発光材料を含む発光層とを備えた有機ＥＬ素子であって、
   前記陽極表面がその構成材料の一部の材料が欠損した状態にあり、前記陽極表面に該一部の材料を含む島状膜が形成されてなることを特徴とする有機ＥＬ素子。
5. 前記島状膜は、平均膜厚が０．０１ｎｍ〜１．０ｎｍの範囲内に設定されてなることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ素子。
   

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