JP2005353502A - Manufacturing method of organic electroluminescent element - Google Patents
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Description
本発明は、自発光型の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関するものであり、特に、大面積を有し照明用等として用いられる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造技術の改良に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a self-luminous organic electroluminescent element, and particularly relates to an improvement in a manufacturing technique of an organic electroluminescent element having a large area and used for illumination or the like.
有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子と称する。)は、自発光型の面状光源であり、応答速度が高速であり、視野角依存性がない等の利点を有するとともに、画素の大型化やフレキシブル化等が比較的容易であることから、照明装置やディスプレイ等、幅広い分野への応用が期待されている。 An organic electroluminescence element (hereinafter referred to as an organic EL element) is a self-luminous planar light source, has advantages such as a high response speed and no viewing angle dependency, and an increase in pixel size. Since it is relatively easy to make it flexible, etc., it is expected to be applied to a wide range of fields such as lighting devices and displays.
有機EL素子の構成としては、例えば透明なガラス基板上に、インジウム錫酸化物(ITO)からなる透明電極(陽極)を形成し、この上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び陰極等を真空蒸着法等により形成したものが知られている。このような構成の有機EL素子では、陽極である透明電極と陰極との間に直流電圧を印加すると、透明電極から正孔注入層を介して注入されたホール(正孔)が正孔輸送層を経て発光層へ移動し、一方、陰極から電子注入層を介して注入された電子が電子輸送層を経て発光層に移動し、発光層においてこれら電子−正孔対の再結合が生じ、その結果所定波長の光が生じ、これが透明なガラス基板側から観察される。 As a configuration of the organic EL element, for example, a transparent electrode (anode) made of indium tin oxide (ITO) is formed on a transparent glass substrate, and a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, A structure in which an electron transport layer, an electron injection layer, a cathode, and the like are formed by a vacuum deposition method or the like is known. In the organic EL element having such a configuration, when a DC voltage is applied between the transparent electrode as the anode and the cathode, holes injected from the transparent electrode through the hole injection layer are transferred to the hole transport layer. On the other hand, electrons injected from the cathode through the electron injection layer move to the light emitting layer through the electron transport layer, and recombination of these electron-hole pairs occurs in the light emitting layer. As a result, light having a predetermined wavelength is generated and observed from the transparent glass substrate side.
ところで、この種の有機EL素子の製造に際しては、透明電極上に形成される有機化合物薄膜(正孔注入層、正孔輸送層や発光層、電子輸送層、電子注入層等)を均一に成膜することが重要である。例えば、これら有機化合物薄膜が形成される透明電極の表面に汚れ等が付着していると、有機化合物薄膜、例えば正孔注入層に欠陥を生じさせる原因となり、発光面内にダークスポット(未発光部分)等を生じさせる原因となるおそれがある。 By the way, in the production of this type of organic EL device, an organic compound thin film (hole injection layer, hole transport layer or light emitting layer, electron transport layer, electron injection layer, etc.) formed on the transparent electrode is uniformly formed. It is important to film. For example, if dirt or the like adheres to the surface of the transparent electrode on which these organic compound thin films are formed, it may cause defects in the organic compound thin film, for example, the hole injection layer. There is a risk of causing (part)).
そこで、従来、有機化合物薄膜の形成に先立って、予め基板や透明電極を洗浄しておき、前記汚れ等の付着による汚染を抑制することが行われている(例えば、特許文献1や特許文献2等を参照)。例えば、特許文献1には、基板表面の電極の汚染を確実に防止することを目的に、基板の洗浄を行う洗浄室と、前記洗浄室に設けられかつ筒状のプラズマ発生部の内部にプラズマを発生させてその内部で基板を洗浄するプラズマ洗浄装置と備えた有機EL素子の製造装置が開示されている。また、特許文献2には、透明導電性基材の透明導電膜の表面を、界面活性剤、水及び有機溶媒によりこの順に超音波洗浄した後、さらに酸洗浄及びプラズマ処理のうちの少なくとも一方を施すことで、当該透明導電膜の表面の水の接触角が25°未満となるようにする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法が開示されており、これにより、初期の発光輝度が高くかつその発光輝度にばらつきがない上、発光寿命、安定性にすぐれた有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができるとされている。
しかしながら、前記洗浄やプラズマ処理等では、透明電極の表面に付着した有機物等の汚れは取ることができるものの、透明電極自体の表面改質は難しく、例えば透明電極表面の有機化合物薄膜に対する親和性のバラつき等により、この上に均一な有機化合物薄膜を形成するのが困難であるという問題がある。 However, although cleaning such as the plasma treatment can remove stains such as organic substances adhering to the surface of the transparent electrode, it is difficult to modify the surface of the transparent electrode itself. For example, the surface of the transparent electrode has an affinity for an organic compound thin film. Due to variations, there is a problem that it is difficult to form a uniform organic compound thin film thereon.
ウエット洗浄やドライ洗浄、若しくはそれら両者を行った透明電極上に有機物を蒸着した場合、堆積する有機物は、先ず、単位分子層レベルで微弱な電気二重層を形成する。このとき、透明電極の表面には、成膜時に形成される結晶構造のバラツキ、結晶配向のバラツキ等が分布し存在するため、電荷の局所的な不均一が内在している。前記ウエット洗浄やドライ洗浄を行っただけの透明電極表面では、有機物の真空蒸着時にこの局所的な電荷の不均一さが顕在化され、その上に形成される前記電気二重層は局所的に著しく乱れ、形成される層(例えば低分子アモルファス材料により形成される正孔注入層等)に局所的な欠陥を生じさせる原因となる。 When an organic substance is vapor-deposited on a transparent electrode subjected to wet cleaning, dry cleaning, or both, first, the organic substance to be deposited forms a weak electric double layer at the unit molecular layer level. At this time, since the surface of the transparent electrode is distributed with crystal structure variations, crystal orientation variations, and the like formed during film formation, local non-uniformity of charges is inherent. On the surface of the transparent electrode that has only been subjected to the wet cleaning or the dry cleaning, the local electric charge non-uniformity becomes apparent during the vacuum deposition of the organic substance, and the electric double layer formed on the surface is remarkably localized. It becomes disordered and causes local defects in the formed layer (for example, a hole injection layer formed of a low molecular amorphous material).
この正孔注入層等における局所的な欠陥は、有機EL素子の発光時に、いわゆるダークスポットやライトスポットの発生原因となる。また、前記欠陥は、通電により有機EL素子を発光させる限りにおいて、局所的に電流を過剰に流す欠点、あるいは局所的に電流を流さない欠点を徐々に拡大させるというように、ダークスポットやライトスポットが成長する際の原因要素となり、結果的に目視によって確認できるサイズへの欠点の成長をもたらす可能性が高い。 This local defect in the hole injection layer or the like causes a so-called dark spot or light spot when the organic EL element emits light. In addition, as long as the organic EL element emits light by energization, the defect is a dark spot or light spot that gradually expands a defect that causes excessive current to flow locally or does not flow current locally. Is likely to be a causative factor in the growth, resulting in the growth of defects to a size that can be visually confirmed.
前述のような局所的な欠陥が発生する割合は、成膜された透明電極の成膜方法、成膜条件等によっても異なるため、一定ではない。しかしながら、一画素のサイズが0.5μm×1.0μm程度の有機ELディスプレイと異なり、一画素のサイズが10mm×10mm以上、面積比では前記有機ELディスプレイの100万倍以上にもなる照明用の有機EL素子では、成膜不良による欠点の発生確率が飛躍的に高くなり、前記問題が著しく顕在化する。すなわち、発光面積が小さなサイズでは特に目立つような欠点が観察されなくても、発光面積の拡大とともに、透明電極表面に有機物に対してなじみの悪い箇所が存在する確率が高くなり、例えば透明電極と正孔注入層の結合性が悪くなって、発光の特性が著しく劣化する傾向にある。これは、前記ウエット洗浄やドライ洗浄では、透明電極の表面形状や表面電位の分布を解消することができず、例えば正孔注入層を真空蒸着した時に、その影響を受けるからである。 The rate of occurrence of local defects as described above is not constant because it varies depending on the film forming method, film forming conditions, and the like of the formed transparent electrode. However, unlike an organic EL display having a pixel size of about 0.5 μm × 1.0 μm, the size of one pixel is 10 mm × 10 mm or more, and the area ratio is more than 1 million times that of the organic EL display. In the organic EL element, the probability of occurrence of a defect due to defective film formation is remarkably increased, and the above problem is remarkably revealed. In other words, even if a particularly noticeable defect is not observed when the light emitting area is small, as the light emitting area expands, the probability that an unfamiliar portion with an organic substance exists on the transparent electrode surface increases. The bonding property of the hole injection layer is deteriorated, and the light emission characteristics tend to be remarkably deteriorated. This is because the wet cleaning and the dry cleaning cannot eliminate the surface shape and surface potential distribution of the transparent electrode, and are affected by, for example, vacuum deposition of the hole injection layer.
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、その目的するところは、透明電極等の下地になる電極と、その上に形成される有機物層(例えば低分子アモルファス材料からなる正孔注入層等)のような物性の異なる層間の親和性の面内均一性を向上させ、これら界面における局所的な異常成膜または不均一な成膜を防ぎ、発光面における局所的な発光欠点を抑制することが可能な有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することである。 The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and an object of the present invention is to provide an electrode serving as a base such as a transparent electrode and an organic material layer (for example, a low molecular amorphous material) formed thereon. Improve the in-plane uniformity of affinity between layers with different physical properties, such as a hole injection layer, and prevent local abnormal or non-uniform film formation at these interfaces, It is to provide a method for producing an organic electroluminescence device capable of suppressing various light emission defects.
本発明者らは、前述の目的を達成せんものと、長期に亘り種々の研究を重ねてきた。その結果、電極表面に有機溶媒分子を存在させることが有効であるとの知見を得るに至った。本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものであり、第1の電極上に少なくとも発光領域を含む有機化合物薄膜を形成し、有機化合物薄膜上に第2の電極を形成する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、前記有機化合物薄膜を形成する前に、前記第1の電極の表面を有機溶媒により表面処理し、有機溶媒分子が第1の電極表面に残存する状態でこの上に前記有機化合物薄膜を例えば真空薄膜形成技術により成膜することを特徴とするものである。 The present inventors have made various studies over a long period of time to achieve the above-mentioned object. As a result, the inventors have found that it is effective to have organic solvent molecules on the electrode surface. The present invention has been completed on the basis of such knowledge, and an organic electroluminescence element in which an organic compound thin film including at least a light emitting region is formed on a first electrode, and a second electrode is formed on the organic compound thin film. The surface of the first electrode is surface-treated with an organic solvent before the organic compound thin film is formed, and the organic solvent molecules remain on the surface of the first electrode. The organic compound thin film is formed by, for example, a vacuum thin film forming technique.
前記有機溶媒による表面処理によって第1の電極表面に残存する有機溶媒分子の働きについては、必ずしも明確ではなく、そのメカニズムの詳細は不明である。しかしながら、本発明者らは、この有機溶媒分子が緩衝材的な役割を果たし、第1の電極表面における局所的な異常成膜、あるいは不均一な成膜を防いでいるものと推測している。例えば、第1の電極の表面形状や表面電位の分布に起因して有機物に対する吸着力(親和性)が他と比べて高い部分に前記有機溶媒分子が付着する。そして、有機化合物薄膜を真空蒸着した際に、有機溶媒分子と置き換わる形で第1の電極表面に付着し、局所的に正孔注入材料が付着することによる核の形成が緩和される。その結果、第1の電極上で核の形成、及び核を中心とする膜成長が抑えられ、均一に膜成長が行われるものと考えている。 The function of the organic solvent molecules remaining on the surface of the first electrode by the surface treatment with the organic solvent is not necessarily clear, and details of the mechanism are unknown. However, the present inventors presume that this organic solvent molecule plays a role as a buffer material and prevents local abnormal film formation or non-uniform film formation on the surface of the first electrode. . For example, due to the surface shape of the first electrode and the distribution of the surface potential, the organic solvent molecules adhere to a portion where the adsorbing power (affinity) for the organic substance is higher than others. And when an organic compound thin film is vacuum-deposited, it adheres to the surface of a 1st electrode in the form which replaces with an organic solvent molecule | numerator, and formation of the nucleus by a hole injection material adhering locally is eased. As a result, it is considered that the formation of nuclei on the first electrode and the film growth around the nuclei are suppressed, and the film growth is performed uniformly.
いずれにしても、第1の電極上に有機化合物薄膜を形成するに先立って、第1の電極の表面を有機溶媒により表面処理し、有機溶媒分子が第1の電極表面に残存する状態で有機化合物薄膜(有機化合物薄膜が複数の有機物層により構成されている場合には、これら複数の有機物層のうち第1の電極と接する有機物層。例えば正孔注入層。)を真空薄膜形成技術等により成膜することにより、第1の電極表面とその上に成膜される有機化合物薄膜の親和性の面内均一性が向上され、また第1の電極と有機化合物薄膜間の結合性が界面全面で均一化される。その結果、発光輝度分布ムラが解消され、発光欠点の無い積層構造が確実に形成される。 In any case, prior to forming the organic compound thin film on the first electrode, the surface of the first electrode is surface-treated with an organic solvent, and the organic solvent molecules remain on the surface of the first electrode. A compound thin film (when the organic compound thin film is composed of a plurality of organic layers, an organic layer in contact with the first electrode among the plurality of organic layers. For example, a hole injection layer) is formed by a vacuum thin film formation technique or the like. By forming the film, the in-plane uniformity of the affinity between the first electrode surface and the organic compound thin film formed thereon is improved, and the bonding property between the first electrode and the organic compound thin film is improved over the entire interface. It is made uniform with. As a result, the light emission luminance distribution unevenness is eliminated, and a laminated structure without light emission defects is reliably formed.
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、下地となる第1の電極上に有機物層(例えば低分子アモルファス材料からなる正孔注入層等)を形成する際の局所的な異常成膜または不均一な成膜を防ぐことができ、製造される有機エレクトロルミネッセンス素子の発光面における局所的な発光欠点を抑制することが可能である。 According to the method of manufacturing an organic electroluminescence element of the present invention, local abnormal film formation when an organic material layer (for example, a hole injection layer made of a low molecular amorphous material) is formed on a first electrode serving as a base. Alternatively, non-uniform film formation can be prevented, and local light-emitting defects on the light-emitting surface of the manufactured organic electroluminescence element can be suppressed.
以下、本発明を適用した有機EL素子の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, a method for producing an organic EL element to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
本発明は、特に単色発光(例えば白色発光)で、発光面積が10mm×10mm(=100mm2)を越えるような大面積の有機EL素子、例えば照明用の有機EL素子等の製造に適用して好適である。これは、大面積の有機EL素子では、成膜不良による欠点の発生確率が飛躍的に高くなり、発光面における局所的な発光欠点が生じ易く、本発明の効果が顕著であることによる。そこで、以下の実施形態においては、照明用等の大面積有機EL素子の製造方法を想定して説明する。 The present invention is particularly applicable to the manufacture of an organic EL element having a large area such as monochromatic light emission (for example, white light emission) and a light emission area exceeding 10 mm × 10 mm (= 100 mm 2 ), such as an organic EL element for illumination. Is preferred. This is because in a large-area organic EL element, the probability of occurrence of a defect due to defective film formation is remarkably increased, a local light-emitting defect on the light-emitting surface is likely to occur, and the effect of the present invention is remarkable. Therefore, in the following embodiments, a description will be given assuming a method for manufacturing a large-area organic EL element for illumination or the like.
本実施形態の製造方法において製造対象となる有機EL素子は、例えば図1に示すように、基板1上に陽極として機能する透明電極2、有機化合物薄膜3、及び陰極4を順次積層形成することにより素子部を構成してなるものである。
The organic EL element to be manufactured in the manufacturing method of this embodiment is formed by sequentially laminating a
基板1は、素子部を支持する支持体として機能する他、水分、酸素等の素子部への侵入を阻止するバリア層としても機能する。この基板1の構成材料は、特に限定されないが、例えばボトムエミッション型の有機EL素子である場合には、基板1を通して発光が取り出されることから、透明材料であることが好ましい。したがって、例えばガラスやプラスチック等を用いることができる。ガラスは、水分や酸素等のバリア性にも優れることから、好ましい材料である。プラスチックを用いる場合には、前記バリア性が不足する場合があるので、その場合には、表面にバリア層を形成することが好ましい。
In addition to functioning as a support for supporting the element portion, the
透明電極2の上には、有機化合物薄膜3が形成されるが、その構成としては、最低限、発光層を備えていれば良く、例えば、正孔注入層5、正孔輸送層6、発光層7、電子輸送層8、及び電子注入層9からなる5層構造とすることができる。
An organic compound
各層を構成する材料としては、有機EL素子において公知のものがいずれも使用可能であり、特に制約はない。例示するならば、正孔注入層5の材料としては、例えば4,4’,4”−トリス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]−トリフェニルアミン(TNATA)やTDATA等のアリールアミン類や、銅フタロシアニン等のフタロシアニン類、ルイス酸ドープ有機層等を挙げることができる。正孔輸送層6の材料としては、例えばTPD、スピロTPD、NPD、TPAC等のアリールアミン類等を挙げることができる。
As a material constituting each layer, any known organic EL element can be used and is not particularly limited. For example, the material of the
発光層7の材料としては、例えばトリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、芳香族縮合多環化合物、芳香族複素環化合物、芳香族複素縮合環化合物、金属錯体化合物等を挙げることができる。あるいは、アルミニウム錯体(Alq3)やベリリウム錯体(Bebq2)等をホスト材料とし、これにドーパント色素をドーピングしたもの等も使用可能である。この場合、ドーピング色素としては、ペリレン、Co−6、キナクリドン(Qd)、ルブレン、DCM等を挙げることができる。
Examples of the material for the
電子輸送層8の材料としては、例えばアルミニウム錯体、オキサジアゾール類、トリアゾール類、フェナントロリン類等を挙げることができる。電子注入層9の材料としては、リチウム等のアルカリ金属、フッ化リチウム、酸化リチウム、リチウム錯体、アルカリ金属ドープ有機材料等を挙げることができる。
Examples of the material for the electron transport layer 8 include aluminum complexes, oxadiazoles, triazoles, and phenanthrolines. Examples of the material for the
有機化合物薄膜3の上に重ねられる陰極4は、例えばアルミニウム等の金属材料や、アルミニウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等の合金材料等によって構成される。これら金属材料や合金材料を、例えばスパッタや蒸着等の真空薄膜形成技術によって成膜することにより、陰極4が形成される。
The
以上のような構成を有する有機EL素子を製造するには、先ず、図2に示すような、表面に透明電極2が形成された基板1を用意する。基板1は、例えばガラス基板であり、透明電極2は、インジウム錫酸化物(ITO)等の無機透明導電材料を真空蒸着やスパッタで成膜し、フォトリソ技術等によって所定のパターンにパターニングすることにより形成する。
In order to manufacture the organic EL element having the above configuration, first, a
この透明基板2が形成された基板1は、必要に応じて、基板洗浄工程において予め洗浄処理を行っておく。基板洗浄工程では、例えば、洗浄剤を用いて超音波洗浄した後、超純水で数回洗浄する工程を行う。その後、トリクロロエチレン、アセトン、イソプロピルアルコール、超純水で洗浄後、窒素ブロー乾燥を行う。基板をベイクして、水分を除去した後、さらに、紫外線−オゾンを照射し、表面に残存する有機溶媒等の有機物を分解除去した後に、真空蒸着のための処理チャンバー内に移行する。有機物の分解除去は、前記紫外線−オゾンの照射に限らず、例えばプラズマ洗浄等により行うようにしてもよい。
The
次に、処理チャンバー内において、図3に示すように、大気圧状態で塗布装置11を用いて有機溶媒12を透明電極2上に滴下し、その表面を表面処理する。このとき、使用する有機溶媒12は、あまり極性が大きくなく、また、透明電極2上に成膜する低分子化合物(例えば正孔注入材料や正孔輸送材料等)と溶解度パラメータが異なるものが好ましい。具体的には、シクロヘキサンノン、p−キシレン、o−キシレン、m−キシレン、テトラヒドロフラン、トルエン、エチルベンゼン、シクロヘキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルから選ばれる少なくとも1種等を挙げることができる。これらは混合液として用いることも可能である。
Next, in the processing chamber, as shown in FIG. 3, the organic solvent 12 is dropped on the
透明電極2の前記有機溶媒12による表面処理方法としては、スピンコート法や噴霧法、キャスト法等の薄膜形成方法や、印刷法等により透明電極2表面に有機溶媒12を塗布すればよい。印刷法としては、凸版印刷、凹版印刷、オフセット印刷、平板印刷、凸版反転オフセット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、インクジェット法等を挙げることができる。
As the surface treatment method of the
あるいは、前記有機溶媒12による表面処理は、溶媒蒸気に曝すことにより行うことも可能である。この場合には、例えば図4に示すように、処理チャンバー13内の上方に透明電極2付き基板1を透明電極2が下側になるように設置するとともに、下方に有機溶媒12を収容した容器14を置き、例えばホットプレート15によりこれを加熱する。これにより処理チャンバー13内をガス状の有機溶媒からなる有機溶媒雰囲気とし、処理チャンバー13内のガス状の有機溶媒の濃度を一定に保ちながら透明電極2の表面を有機溶媒雰囲気に曝す。この方法の場合、真空蒸着機のチャンバーを利用して有機溶媒12による処理を行うことができ、塗布等による場合に必要な処理チャンバーを省略することができ、装置構成を簡略化し、生産性を向上することができるというメリットがある。
Alternatively, the surface treatment with the organic solvent 12 can be performed by exposing to a solvent vapor. In this case, for example, as shown in FIG. 4, the
これら方法により、透明電極2の表面を有機溶媒12で表面処理することにより、図5に示すように、透明電極2の表面に有機溶媒12の薄い層が形成される。なお、前記有機溶媒12は、必ずしも透明電極2表面に層として形成される必要はなく、透明電極2表面の特異的に吸着の強い部分にのみ有機溶媒分子が吸着する等、分子レベルで透明電極2の表面に有機溶媒分子が残存していればよい。
By performing the surface treatment with the organic solvent 12 by these methods, a thin layer of the organic solvent 12 is formed on the surface of the
ここで、透明電極2の表面を有機溶媒12で表面処理した後、透明電極2表面への低分子化合物の蒸着前に、透明電極2が形成された基板1全体を加熱し、有機溶媒分子との濡れ性を改善するようにしてもよい。
Here, after the surface of the
この場合の加熱条件としては、例えば加熱温度は40℃〜80℃とすることが好ましい。加熱温度が40℃未満であると、透明電極2の表面を含む基板1全体を効果的に加熱することが難しく、透明電極2の表面の濡れ性を向上させることが難しい。逆に、加熱温度が80℃を越えると、基板1全体が加熱されすぎ、有機溶媒の過剰な蒸発等により濡れ性が悪くなり易い。加熱時間としては、少なくとも30秒以上とすることが、基板1全体の均一加熱にとって好ましい。加熱手段としては、ホットプレートや加熱空気、加熱蒸気等を使用することができる。
As heating conditions in this case, for example, the heating temperature is preferably 40 ° C to 80 ° C. When the heating temperature is less than 40 ° C., it is difficult to effectively heat the
あるいは、透明電極2の有機溶媒12による表面処理に際して、有機溶媒自体を加熱して用い、同様の作用を得るようにしてもよい。この場合には、有機溶媒12の沸点を考慮して、加熱温度は80℃以下とすることが好ましい。
Alternatively, in the surface treatment of the
以上のように透明電極2の表面を有機溶媒12により表面処理した後、透明電極2の表面に有機溶媒分子が付着し残存した状態で、低分子化合物(ここでは正孔注入材料)を例えば真空蒸着し、正孔注入層5を成膜する。この正孔注入材料の真空蒸着は、真空蒸着機チャンバー内において、真空状態で蒸着条件をコントロールして行えばよい。
After the surface of the
正孔注入層5の形成の後、やはり真空蒸着法によって、正孔輸送層6、発光層7、電子輸送層8、及び電子注入層(バッファー層)9を形成し、さらに電子注入層9上に電極となる陰極4を形成する。これら各層を形成した後、所定の大きさにパターニングし、図6に示すような有機EL素子部を形成する。なお、正孔注入層5を真空蒸着せず、溶液状でスピンコートした後、基板1を焼成し、その後、真空蒸着機にて正孔輸送層6、発光層7、電子輸送層8、電子注入層9、陰極4を成膜するようにしてもよい。
After the formation of the
最後に、図7に示すように、陰極4の上からキャップ構造体16を被せ、周囲を例えばエポキシ樹脂17によって封止し、有機EL素子を完成する。
Finally, as shown in FIG. 7, a
前述の製造方法では、透明電極2上に形成される正孔注入層6の成膜均一性を向上させるとともに、成膜時の欠点箇所を抑制することができ、生産性良く大型の発光面を有する有機ELフラット照明等を作製することができる。すなわち、第1の電極としての透明電極2上に有機物質層としての正孔注入層6を成膜する際に、透明電極2表面に対して、有機物に対する親和性を均一化し向上するための有機溶媒による表面処理を施しているので、正孔注入層6を構成する低分子アモルファス材料の成膜性を向上させることができる。これにより、この上に形成される各層(正孔注入層5〜陰極4)間の結合性が向上するとともに、局所的な欠点部分が抑制され、これに伴って膜質の改善、さらには素子のショートの抑制、ダークスポットの発生の抑制、輝度半減寿命の向上、発光輝度ムラの抑制等が実現される。
In the manufacturing method described above, the uniformity of the film formation of the
以上のように、本実施形態の製造方法においては、有機化合物薄膜3、特に正孔注入層5をはじめ、その上に形成される正孔輸送層6、発光層7、電子輸送層8、電子注入層9、陰極4の各層の成膜性が下地を整えることで改善され、局所的な欠点の発生が抑制されることから、薄型で大面積を有する有機EL照明パネルの提供が可能となり、その工業的価値は大である。
As described above, in the manufacturing method according to the present embodiment, the organic compound
本実施例においては、本発明の効果を確認するため、実際に有機EL素子を作製し、発光欠点や発光輝度の状況について調べた。 In this example, in order to confirm the effect of the present invention, an organic EL element was actually manufactured, and the light emission defects and the light emission luminance were examined.
有機EL素子の作製
ITO透明電極がパターニングされたガラス基板をウエット洗浄後、UVオゾン照射した。次に、UVオゾン洗浄したITO透明電極上に、有機溶媒を回転数3000rpm、塗布時間10秒なる条件でスピンコート法により塗布した。使用した有機溶媒の種類は、表1に示す通りである。
Preparation of organic EL element The glass substrate on which the ITO transparent electrode was patterned was wet washed and then irradiated with UV ozone. Next, an organic solvent was applied by spin coating on a UV ozone-cleaned ITO transparent electrode under conditions of a rotation speed of 3000 rpm and an application time of 10 seconds. The types of organic solvents used are as shown in Table 1.
そして、この有機溶媒の塗布後、有機溶媒を蒸発させた状態で、真空蒸着機へ基板を移した。次いで、真空蒸着機にて、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送性発光層をそれぞれ成膜した。さらに、フッ化リチウム(LiF)を真空蒸着してバッファー層(電子注入層)を形成し、アルミニウムを6000Å厚に真空蒸着して陰極を形成した。発光面積は、30mm×25mmとした。最後に、エポキシ樹脂を使用して封止を行い、有機EL素子を作製した。 And after application | coating of this organic solvent, the board | substrate was moved to the vacuum evaporation machine in the state which evaporated the organic solvent. Next, a hole injecting layer, a hole transporting layer, and an electron transporting light emitting layer were formed by a vacuum vapor deposition machine. Further, lithium fluoride (LiF) was vacuum deposited to form a buffer layer (electron injection layer), and aluminum was vacuum deposited to a thickness of 6000 mm to form a cathode. The light emitting area was 30 mm × 25 mm. Finally, sealing was performed using an epoxy resin to produce an organic EL element.
発光特性の評価
有機溶媒の種類を変えて作製した各有機EL素子について、発光欠点箇所(ダークスポットおよびライトスポット)を観察し、その数を測定した。発光欠点箇所が多い場合が×、少ない場合が○、ほとんど無い場合が◎である。また、作製した各有機EL素子の発光輝度を測定した。なお、前記各測定は、所定の電流値において3000時間発光させた後に行った。結果を下記の表1に示す。同表には、比較として、ITO透明電極をUVオゾン照射後に、有機溶媒に曝さずに、正孔注入層を形成した試料についての測定結果も併記した。
Evaluation of Luminescent Characteristics With respect to each organic EL device produced by changing the type of organic solvent, the luminescent defect spots (dark spots and light spots) were observed and the number thereof was measured. The case where there are many light-emitting defect portions is “X”, the case where there are few light-emitting defects is “◯”, and the case where there are almost no defects is “◎”. Moreover, the light emission brightness | luminance of each produced organic EL element was measured. Each measurement was performed after emitting light for 3000 hours at a predetermined current value. The results are shown in Table 1 below. In the table, as a comparison, the measurement results of the sample in which the hole injection layer was formed without exposing the ITO transparent electrode to the organic solvent after the UV ozone irradiation were also shown.
この表1からも明らかなように、ITO透明電極に対して有機溶媒による表面処理を行うことで、このような処理を行わなかった場合に比べて、発光欠点箇所数が減少している。また、前記処理による発光輝度の変化は見られず、発光面は良好な発光特性を示した。 As is clear from Table 1, the number of light emitting defects is reduced by performing surface treatment with an organic solvent on the ITO transparent electrode as compared with the case where such treatment is not performed. Further, no change in light emission luminance due to the treatment was observed, and the light emitting surface showed good light emission characteristics.
1 基板、2 透明電極、3 有機化合物薄膜、4 陰極、5 正孔注入層、6 正孔輸送層、7 発光層、8 電子輸送層、9 電子注入層、11 塗布装置、12 有機溶媒、13 処理チャンバー、14 容器、15 ホットプレート、16 キャップ構造体
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記有機化合物薄膜を形成する前に、前記第1の電極の表面を有機溶媒により表面処理し、有機溶媒分子が第1の電極表面に残存する状態でこの上に前記有機化合物薄膜を成膜することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 An organic electroluminescent element manufacturing method comprising: forming an organic compound thin film including at least a light emitting region on a first electrode; and forming a second electrode on the organic compound thin film,
Before forming the organic compound thin film, the surface of the first electrode is surface-treated with an organic solvent, and the organic compound thin film is formed thereon with organic solvent molecules remaining on the surface of the first electrode. The manufacturing method of the organic electroluminescent element characterized by the above-mentioned.
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