JP2010176881A

JP2010176881A - 有機ｅｌ表示装置の製造方法

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Publication number: JP2010176881A
Application number: JP2009015459A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Tokunaga; 雄三徳永
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-01-27
Filing date: 2009-01-27
Publication date: 2010-08-12

Abstract

【課題】透明電極の仕事関数を向上させ、低消費電力化を達成でき、良好な表示特性が得られる積層型の有機ＥＬ表示装置を得る。
【解決手段】有機層１３と１５の間、有機層１５と１７の間に挟まれる透明電極１４、１６の陽極となる面に対して、１０Ｐａ〜１００００Ｐａの圧力下で、少なくとも酸素を含む気体を雰囲気中に導入しながら、紫外線照射処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置や照明装置などに用いられる積層型の有機ＥＬ表示装置の製造方法に関する。

多色発光の有機ＥＬ素子では、各色の発光素子を並列配置して形成することが一般的である。

一方、各色の発光素子を積層配置した多色発光の有機ＥＬ素子も提案されている。例えば、特許文献１及び特許文献２には、少なくとも２つ以上の発光素子が積層され、各色の発光素子を個別に駆動できるように透明導電層で分けられた積層型の多色発光素子が開示されている。

並列配置の多色発光有機ＥＬ素子では、有機層の形成前に有機汚染物を除去するため、また、陽極電極に対しては仕事関数を向上させて正孔の注入性を良くするために紫外線照射処理に代表される有機層形成前処理を施すことが一般的である。

積層型の多色発光有機ＥＬ素子においても、基板側の電極が陽極である場合には、公知の有機層形成前処理をすることで、基板側電極から有機層への正孔注入効率を高めることができる。

米国特許第５７０７７４５号明細書特開２００５−１７４６３９号公報

しかし、２つの有機層間に挟まれる透明導電層（透明電極）に対して公知の有機層形成前処理を行うと、透明電極の下部に位置する有機層がダメージを受け、十分な素子特性が得られない場合がある。

特許文献１及び特許文献２の積層型多色発光素子においても、有機層間に挟まれる透明導電層に対して有機層形成前処理を行っておらず、透明導電層の仕事関数が向上せず、上部に位置する有機層への正孔注入が効率的に行われない。したがって、積層型の有機ＥＬ表示装置は、低電圧での駆動が困難で、良好な表示特性が得られないという問題があった。

本発明は、有機層間に挟まれる電極の仕事関数を向上させ、低電圧駆動を可能として低消費電力化を達成でき、良好な表示特性の積層型有機ＥＬ表示装置が得られる有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成すべく成された本発明案の構成は以下の通りである。

即ち、本発明の第一は、２つの電極で発光層を含む有機層を挟持した発光素子を、一方の電極を共有して複数積層した積層型有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬ表示装置の製造方法において、前記有機層と前記有機層との間に挟まれる前記電極の陽極となる面に対して、１０Ｐａ〜１００００Ｐａの圧力下で、少なくとも酸素を含む気体を雰囲気中に導入しながら、紫外線照射処理を行うことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法である。

また、本発明の第二は、２つの電極で発光層を含む有機層を挟持した発光素子を、一方の電極を共有して複数積層した積層型有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬ表示装置の製造方法において、前記有機層と前記有機層との間に挟まれる前記電極の陽極となる面に対して、０．１Ｐａ〜１０Ｐａの圧力下で、少なくとも酸素を含む気体を雰囲気中に導入しながら、プラズマ処理を行うことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法である。

本発明によれば、有機層と有機層との間に挟まれる電極の陽極となる面に対して、減圧下にて、少なくとも酸素を含む気体を雰囲気中に導入して、特定の有機層形成前処理を行っている。したがって、電極の下部に位置する有機層へのダメージを防止でき、十分な素子特性が得られる。

また、有機層形成前処理により電極の仕事関数が向上し、上部に位置する有機層への正孔注入が効率が高まる。したがって、積層型の有機ＥＬ表示装置の低電圧駆動を可能として低消費電力化を達成できる。

以下、図面を参照して、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の実施の形態について説明する。なお、本明細書で特に図示または記載されない部分については、当該技術分野の周知もしくは公知技術を適用する。また、以下の実施形態は本発明の例示形態であって、これらに限定されるものではない。

図１は、本発明に係る有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬ素子の断面構造の一例を示す模式図である。図２は、有機ＥＬ表示素子の断面構造の他の例を示す模式図である。

本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、２つの電極で発光層を含む有機層を挟持した発光素子を、一方の電極を共有して複数積層した積層型有機ＥＬ素子を有する。図１に例示する有機ＥＬ素子は、トップエミッション型の有機ＥＬ素子である。図１において、１１は基板、１２は第２電極、１３は第１有機層、１４は第１電極、１５は第２有機層、１６は第３電極、１７は第３有機層、１８は第４電極、１９は保護層、２０は電源手段を示している。

各々の有機層１３，１５，１７は、例えば、４層構成となっており、正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層で構成されているが、これに限定されない。また、図１は一つの画素となる素子を模式的に示しており、有機ＥＬ表示装置を構成するには、基板上の表示領域内に第２電極１２から第４電極１８までを含む積層型の画素ユニットを並列に複数配置する。

第１有機層１３、第２有機層１５、および第３有機層１７に対して、順不同でそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの発光素子を形成すれば、フルカラーの発光表示が可能となる。

あるいは、図２に示すように、図１に示した第３有機層１７と第４電極１８を形成せず、１画素のユニットを２色発光の素子として構成しもよい。

次に、図１を参照して、上記の有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。

必要に応じてＴＦＴ等のスイッチング素子が形成された基板１１上には、第２電極１２が形成されている。第２電極１２としては、光反射性の部材であることが好ましく、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の金属材料、およびこれらの合金からなることが好ましい。

また、これらの光反射性部材にＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明導電材料を積層し、第２電極１２を形成してもよい。

このような基板１１に対して、公知の手段により、第１有機層１３を堆積する。第１有機層１３には、有機発光材料、正孔輸送材料、電子輸送材料、電子注入材料等を用いることができる。

各色の有機発光材料は、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、金属錯体化合物等及びこれらの単独オリゴ体あるいは複合オリゴ体等が使用できる。ただし、例示の材料に限定されるものではない。

正孔輸送材料としては、フタロシアニン化合物、トリアリールアミン化合物、導電性高分子、ペリレン系化合物、Ｅｕ錯体等が使用できるが、限定されるものではない。

電子輸送材料の例としては、アルミに８−ヒドロキシキノリンの３量体が配位したＡｌｑ₃、アゾメチン亜鉛錯体、ジスチリルビフェニル誘導体系等が使用できる。

電子注入材料としては、Ｃｓ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇなどのアルカリ金属、アルカリ土類金属、またそれらの化合物を好適に用いることができる。

上記した電子輸送材料と電子注入材料を混合させた電子注入層を形成することで、より優れた電気特性を与えることができ、有機ＥＬ装置の駆動電圧を下げることができる。

各有機層１３，１５，１７の成膜方法としては、真空蒸着法やＥＢ蒸着法、ＬＢ法、スピンコート法、インクジェット法、熱転写法などを用いることができる。

第１有機層１３の膜厚は０．０５μｍ〜０．３μｍ程度がよく、好ましくは０．０５〜０．１５μｍ程度である。

次に、電極材料の成膜及びパターニングを行い、第１電極１４を形成する。第１電極１４に用いる電極としては、透明導電膜であるＩＴＯやＩＺＯを好適に用いることができる。第１電極１４の成膜方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法等を好適に用いることができる。

また、第１電極１４として、ＡｌやＡｇなどの金属材料薄膜を用いることもできる。この場合の成膜方法としては、真空蒸着法やＥＢ蒸着法、スパッタリング法等を用いることができる。

第１電極１４の形成後、本発明の特徴である有機層形成前処理を行う。

有機層形成前処理に紫外線照射処理を用いる場合は、１０Ｐａ〜１００００Ｐａの圧力下で、少なくとも酸素を含む気体を導入しながら圧力をコントロールし、低圧水銀ランプやエキシマランプを用いて紫外線を照射する。導入する気体はできるだけ水分を含有しない純酸素や乾燥空気を用いることが望ましい。紫外線照射処理の処理時間は０．５〜２０分程度であることが好ましい。

１０Ｐａ〜１００００Ｐａの圧力下で紫外線照射処理を行うことで、第１電極１４の仕事関数を向上させ、清浄化がなされることにより、第１電極１４から第２有機層１５への正孔注入性を改善し、優れた電圧電流特性を得ることができる。雰囲気圧力が１０Ｐａ未満では、オゾン、活性酸素の発生量が少なすぎ、有機層形成前処理の目的である清浄化、仕事関数の向上効果が得られない。雰囲気圧力が１００００Ｐａを超えると、酸素および紫外線照射により発生したオゾンや活性酸素が下層である第１有機層１３に酸化ダメージを与え、電流特性および発光特性が悪化する。

有機層形成前処理にプラズマ処理を用いる場合は、０．１Ｐａ〜１０Ｐａの圧力下で、少なくとも酸素を含む気体を導入しながら排気し、基板に対向させたリング状電極にＲＦ電力を供給するなどしてプラズマを発生させ、第１電極１４を処理する。プラズマ処理の処理時間は０．５〜５分程度であることが好ましい。雰囲気圧力が０．１Ｐａ未満では酸素ラジカル、酸素イオンの発生量が足りず、電極の仕事関数が十分に向上しない。雰囲気圧力が１０Ｐａを超えると、酸素ないし不活性ガスのラジカルが多くなり、第１有機層１３がダメージを受け、電流特性および発光特性が悪化する。

次に、第１有機層１３と同様の方法で、第２有機層１５を堆積する。第２有機層１５は第１有機層１３と異なる発色を呈する有機発光材料を用いる。これにより、１つの画素で２つの発色が可能となる。

次に、第３電極１６をスパッタ等により形成する。第３電極１６の材料としては、第１電極１４と同様の材料、及び形成方法が好ましい。

第３電極１６を形成した後、再び本発明の特徴である、減圧下での有機層形成前処理をおこなう。第３電極１６の有機層形成前処理としての紫外線照射処理またはプラズマ処理の条件は、上記第１電極１４と同様である。

同様にして第３有機層１７と第４電極１８を形成する。さらに保護膜１９として、窒化酸化シリコンを成膜し、有機ＥＬ素子を得た。前述したように、有機ＥＬ表示装置を構成するには、基板上の表示領域内に第２電極１２から第４電極１８までを含む積層型の画素ユニットを並列に複数配置する。

この有機ＥＬ表示装置の第２電極１２、第１電極１４、第３電極１６は、電源手段２０と接続する。この有機ＥＬ表示装置の駆動は、第１有機層１３を発光させる場合には、第２電極１２と第１電極１４間に電源手段２０により電圧を加える。また、第２有機層１５を発光させる場合には、第１電極１４と第３電極１６間に電源手段２０により電圧を加える。さらに、第３有機層１７を発光させる場合には、第３電極１６と第４電極１８間に電源手段２０により電圧を加える。

本実施形態の有機ＥＬ表示装置によれば、第１有機層１３と第２有機層１５との間に挟まれる第１電極１４、第２有機層１５と第３有機層１７との間に挟まれる第３電極１６の陽極となる面に対して、有機層形成前処理を行っている。この有機層形成前処理は紫外線照射処理またはプラズマ処理であり、減圧下にて、少なくとも酸素を含む気体を雰囲気中に導入して、有機層形成前処理を行っている。したがって、第１電極１４、第３電極１６の下部に位置する有機層１３，１５へのダメージを防止でき、十分な素子特性が得られる。

また、有機層形成前処理により第１電極１４、第３電極１６の仕事関数が向上し、上部に位置する有機層１５，１７への正孔注入効率が高まる。したがって、積層型の有機ＥＬ表示装置の低電圧駆動を可能として低消費電力化を達成できる。

なお、上記の実施形態では、トップエミッション型の積層型有機ＥＬ表示装置を示したが、これに限定されるものではなく、ボトムエミッション型の積層型有機ＥＬ表示装置構成でも同様の効果が得られる。

以下、実施例および比較例を挙げて、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法をさらに詳細に説明する。なお、実施例および比較例における実施条件と結果を下記表１にまとめて示す。

＜実施例１＞
ガラス基板上に、スパッタリング法を用いて、第２電極１２となるＡｇ合金膜（膜厚１００ｎｍ）とＩＺＯ（６０ｎｍ）を積層させた陽極電極を形成し、ポジ型感光性ポリイミド樹脂を全面に形成した。次に、紫外線ランプを用いてパターン露光、現像して、第２電極１２を露出させる開口部をもつ素子基板１１を作製した。

得られた素子基板１１を界面活性剤水溶液で洗浄した後、イオン交換水と純水でリンス洗浄した。

この素子基板を真空乾燥機にて乾燥させた後、真空蒸着装置に接続された紫外線照射処理装置に導入し、低圧水銀ランプ（出力１１０Ｗ）に基板面を対向させた状態で５×１０^-5Ｐａまで真空排気した。

その後、２００ｓｌｍの流量で露点−８０℃の乾燥空気を紫外線照射処理装置に導入した。そして、装置内の圧力が１０００００Ｐａ（ほぼ大気圧）となったところで、圧力コントローラにより乾燥空気の導入を続けながら排気圧のバランスをとり、装置内の圧力を１０００００Ｐａに維持した。

低圧水銀ランプを点灯させ、紫外線を素子面に照射させた。１０分経過したところで照射をやめ、乾燥空気の導入を停止し、速やかに装置内を排気した。

装置内の圧力が１×１０^-3Ｐａとなったところで素子基板を１×１０^-5から５×１０^-4Ｐａに維持された真空蒸着装置に搬送して、次の工程によりＧ、Ｒ、Ｂの有機層、電極を順次積層した。

陽極上にＮ，Ｎ−α−ジナフチルベンジジン（α−ＮＰＤ）を５０ｎｍの膜厚となるように真空蒸着し、正孔輸送層を形成する。続いてクマリン６とトリス［８−ヒドロキシキノリナート］アルミニウム（Ａｌｑ₃）の共蒸着膜（体積比１：９９）を２０ｎｍの膜厚で成膜して発光層を形成する。次に、電子輸送層としてバソフェナントロリンを１０ｎｍの膜厚で成膜する。さらに、炭酸セシウムとバソフェナントロリンの共蒸着膜（体積比０．７：９９．３）を４０ｎｍの厚さに成膜し、電子注入層とする。これらの積層膜が第１有機層１３に相当する。

第１電極１４は、ＩＺＯターゲットを用い、成膜時圧力１.８Ｐａ、アルゴン流量８０ｓｃｃｍ、酸素流量０.２ｓｃｃｍ、カソード出力８５０Ｗ、カソード電圧２５０Ｖ、の条件下でスパッタリング法により形成した。

第１電極１４を形成した素子基板を再び紫外線照射処理装置に搬送して、第１電極１４に対する有機層形成前処理を行った。

１ｓｌｍの流量で露点−８０℃の乾燥空気を紫外線照射処理装置に導入し、装置内の圧力が１００Ｐａとなったところで、圧力コントローラにより乾燥空気の導入を続けながら排気圧のバランスをとり、装置内の圧力を１００Ｐａに維持した。

低圧水銀ランプを点灯させ、紫外線を素子面に照射させた。５分経過したところで照射をやめ、乾燥空気の導入を停止し、速やかに装置内を排気した。

真空蒸着装置に搬送し、Ｎ，Ｎ−α−ジナフチルベンジジン（α−ＮＰＤ）を５０ｎｍの膜厚となるように真空蒸着し、正孔輸送層を形成する。続いてＩｒ（Ｐｉｑ）₃とトリス［８−ヒドロキシキノリナート］アルミニウム（Ａｌｑ₃）の共蒸着膜（体積比９：９１）を４０ｎｍの膜厚で成膜して発光層を形成する。次に、電子輸送層としてバソフェナントロリンを１０ｎｍの膜厚で成膜する。さらに、炭酸セシウムとバソフェナントロリンの共蒸着膜（体積比０．７：９９．３）を４０ｎｍの厚さに成膜し、電子注入層とする。これらの積層膜が第２有機層１５に相当する。

第２有機層１５を形成した後、第１電極１４と全く同じ工程により第３電極１６を形成し、有機層形成前処理を行った。

第３電極１６を形成し、有機層形成前処理を行った素子基板を真空蒸着装置に搬送し、Ｎ，Ｎ−α−ジナフチルベンジジン（α−ＮＰＤ）を５０ｎｍの膜厚となるように真空蒸着し、正孔輸送層を形成する。続いて、ペリレンとビス［２−メチルー８−キノリナート］［パラ−フェニルフェノラート］アルミニウム（ＢＡｌｑ）の共蒸着膜（体積比１０：９０）を２０ｎｍの膜厚で成膜して発光層を形成する。次に、電子輸送層としてバソフェナントロリンを１０ｎｍの膜厚で成膜する。さらに、炭酸セシウムとバソフェナントロリンの共蒸着膜（体積比０．７：９９．３）を４０ｎｍの厚さに成膜し、電子注入層とする。これらの積層膜が第３有機層１７に相当する。

第３有機層１７を形成した後、第１電極１４と全く同じ工程により第４電極１８を形成した。

さらに保護膜１９として、窒化酸化シリコンを成膜し、有機ＥＬ表示装置を得た。

前述した駆動方法により、各色素子それぞれに電力を供給し、電圧電流特性と輝度特性を測定した。電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²を流すのに必要な電圧はＧ：４．５Ｖでそのときの輝度は６１０ｃｄ／ｍ²、Ｒ：５．０Ｖで輝度６５０ｃｄ／ｃｍ²、Ｂ：４．５Ｖで輝度２０５ｃｄ／ｃｍ²であった。このように実施例１の有機ＥＬ表示装置は低電圧駆動であり、優れた発光特性を示した。

＜実施例２＞
実施例１で用いた素子基板１１を用いて、実施例１と全く同様にして基板電極である第２電極１２の有機層形成前処理を行い、第１有機層１３の形成、および第１電極１４の形成を行った。

第１電極１４の形成後の有機層形成前処理と、第３電極１６形成後の有機層形成前処理を、以下の工程にすること以外は実施例１と全く同様にして有機ＥＬ表示装置を作製した。

１００ｓｌｍの流量で露点−８０℃の乾燥空気を紫外線照射処理装置に導入し、装置内の圧力が１００００Ｐａとなったところで、圧力コントローラにより乾燥空気の導入を続けながら排気圧のバランスをとり、圧力を１００００Ｐａに維持した。

得られた有機ＥＬ装置を実施例１と同様に評価した。電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²を流すのに必要な電圧はＧ：４．８Ｖでそのときの輝度は５７５ｃｄ／ｍ²、Ｒ：５．２Ｖで輝度５５０ｃｄ／ｃｍ²、Ｂ：４．６Ｖで輝度２００ｃｄ／ｃｍ²であった。このように本例の有機ＥＬ表示装置は、実施例１には劣るものの低電圧駆動で優れた発光特性を示した。

＜実施例３＞
実施例１で用いた素子基板１１を用いて、実施例１と全く同様にして基板電極である第２電極１２の有機層形成前処理をおこない、第１有機層１３の形成を行った。

第１電極１４と第３電極１６それぞれの電極形成後の有機層形成前処理を、以下の工程にすること以外は実施例１と全く同様にして有機ＥＬ表示装置を作製した。

１ｓｌｍの流量で露点−８０℃の乾燥空気を紫外線照射処理装置に導入し、装置内の圧力が２０Ｐａとなったところで、圧力コントローラにより乾燥空気の導入を続けながら排気圧のバランスをとり、圧力を２０Ｐａに維持した。

得られた有機ＥＬ表示装置を実施例１と同様に評価した。電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²を流すのに必要な電圧はＧ：４．５Ｖでそのときの輝度は６００ｃｄ／ｍ²、Ｒ：５．３Ｖで輝度６０５ｃｄ／ｃｍ²、Ｂ：５．０Ｖで輝度２００ｃｄ／ｃｍ²であった。このように本例の有機ＥＬ表示装置は、実施例１に比較してＲとＢの素子について駆動に高電圧が必要であったが、実用上問題ない特性であった。

＜比較例１＞
実施例１で用いた素子基板１１を用いて、実施例１と全く同様にして基板電極である第２電極１４の有機層形成前処理を行い、第１有機層１３の形成、および第１電極１４の形成をおこなった。

第１電極１４形成後の有機層形成前処理と、第３電極１６形成後の有機層形成前処理を、以下の工程にすること以外は実施例１と全く同様にして有機ＥＬ表示装置を作製した。

２００ｓｌｍの流量で露点−８０℃の乾燥空気を紫外線照射処理装置に導入した。装置内の圧力が１０００００Ｐａ（ほぼ大気圧）となったところで、圧力コントローラにより乾燥空気の導入を続けながら排気圧のバランスをとり、圧力を１０００００Ｐａに維持した。

得られた有機ＥＬ表示装置を実施例１と同様に評価した。電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²を流すのに必要な電圧はＧ：９．０Ｖでそのときの輝度は４６０ｃｄ／ｍ²、Ｒ：１０．２Ｖで輝度４７５ｃｄ／ｃｍ²、Ｂ：４．７Ｖで輝度２１０ｃｄ／ｃｍ²であった。このように本例では、ＧとＲの素子について駆動に高電圧が必要であり、発光効率も低い特性になっていた。

これは、第１電極１４の形成後の有機層形成前処理と、第３電極１６形成後の有機層形成前処理において、雰囲気圧力が１０００００Ｐａと高かったからと考えられる。即ち、オゾンと活性酸素の濃度が高くなってしまい、第１有機層１３と第２有機層１５が酸化ダメージを受けてしまい、電流特性が損なわれたことを示している。

＜比較例２＞
実施例１で用いた素子基板１１を用いて、実施例１と全く同様にして基板電極である第２電極１４の有機層形成前処理を行い、第１有機層１３の形成、および第１電極１４の形成をおこなった。

１００ｓｌｍの流量で露点−８０℃の乾燥空気を紫外線照射処理装置に導入した。装置内の圧力が１５０００Ｐａとなったところで、圧力コントローラにより乾燥空気の導入を続けながら排気圧のバランスをとり、圧力を１５０００Ｐａに維持した。

得られた有機ＥＬ表示装置を実施例１と同様に評価した。電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²を流すのに必要な電圧はＧ：５．０Ｖでそのときの輝度は４９０ｃｄ／ｍ²、Ｒ：５．６Ｖで輝度４８５ｃｄ／ｃｍ²、Ｂ：４．７Ｖで輝度２０５ｃｄ／ｃｍ²であった。このように本例では、Ｒの素子について駆動に高電圧が必要であり、ＧとＲの素子で発光効率が低い特性になっていた。

これは、第１電極１４の形成後の有機層形成前処理と、第３電極１６形成後の有機層形成前処理において、雰囲気圧力が１５０００Ｐａと高かったからと考えられる。即ち、オゾンと活性酸素の濃度が高くなってしまい、第１有機層１３と第２有機層１５が酸化ダメージを受けてしまい、電流特性が損なわれ、発光効率が低くなったことを示している。

＜比較例３＞
実施例１で用いた素子基板１１を用いて、実施例１と全く同様にして基板電極である第２電極１２の有機層形成前処理をおこない、第１有機層１３の形成を行った。

１ｓｌｍの流量で露点−８０℃の乾燥空気を紫外線照射処理装置に導入し、装置内の圧力が５Ｐａとなったところで、圧力コントローラにより乾燥空気の導入を続けながら排気圧のバランスをとり、圧力を５Ｐａに維持した。

得られた有機ＥＬ表示装置を実施例１と同様に評価した。電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²を流すのに必要な電圧はＧ：４．４Ｖでそのときの輝度は６００ｃｄ／ｍ²、Ｒ：５．８Ｖで輝度６００ｃｄ／ｃｍ²、Ｂ：５．３Ｖで輝度２００ｃｄ／ｃｍ²であった。このように本例の有機ＥＬ表示装置は、ＲとＢの素子について駆動に高電圧が必要であった。

これは、第１電極１４形成後の有機層形成前処理と、第３電極１６形成後の有機層形成前処理において、雰囲気圧力が５Ｐａと低かったからであると考えられる。各電極上面の仕事関数が向上せず、上面に接触する有機層への正孔注入が効率的に行われないため、電流特性が損なわれたことを示している。

＜比較例４＞
実施例１で用いた素子基板１１を用いて、実施例１と全く同様にして基板電極である第２電極１２の有機層形成前処理を行い、第１有機層１３の形成を行った。

第１電極１４と第３電極１６は実施１と同様に形成し、それぞれの電極形成後の有機層形成前処理を全く行わずに有機ＥＬ表示装置を作製した。

得られた有機ＥＬ表示装置を実施例１と同様に評価した。電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²を流すのに必要な電圧はＧ：４．５Ｖでそのときの輝度は６２０ｃｄ／ｍ²、Ｒ：８．４Ｖで輝度５２０ｃｄ／ｃｍ²、Ｂ：７．４Ｖで輝度１５５ｃｄ／ｃｍ²であった。このように本例の有機ＥＬ表示装置は、ＲとＢの素子について駆動に高電圧が必要な特性になっていた。

これは、第１電極１４形成後の有機層形成前処理と、第３電極１６形成後の有機層形成前処理を行わなかったからであると考える。即ち、各電極上面の仕事関数が向上せず、上面に接触する有機層への正孔注入が効率的に行われないため、電流特性が損なわれたことを示している。

＜実施例４＞
実施例１で用いた素子基板１１を用いて、実施例１と全く同様にして基板電極である第２電極１２の有機層形成前処理を行い、第１有機層１３の形成、および第１電極１４の形成を行った。

第１電極１４の形成後の有機層形成前処理と、第３電極１６の形成後の有機層形成前処理を、以下の工程にすること以外は実施例１と全く同様にして有機ＥＬ表示装置を作製した。

即ち、第１電極１４ないし第３電極１６を形成後、真空蒸着装置に接続されて１×１０^-5Ｐａ以下の圧力に維持されたプラズマ処理装置に導入した。基板をプラズマ源であるリング状ＲＦ電極に対向させた。電極最上部と基板の距離は３０ｍｍとした。

装置内が０．８Ｐａとなるように純度９９．９％の純酸素ガス（６０ｓｃｃｍ）を導入し、圧力が安定したところでＲＦ電極に２００Ｗの電力を印加して、プラズマを発生させた。プラズマ発生を確認してから１分間経過したところで電源を切り、速やかに装置内を排気した。

得られた有機ＥＬ表示装置を実施例１と同様に評価した。電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²を流すのに必要な電圧はＧ：４．６Ｖでそのときの輝度は６２０ｃｄ／ｍ²、Ｒ：４．５Ｖで輝度６３０ｃｄ／ｃｍ²、Ｂ：４．５Ｖで輝度２００ｃｄ／ｃｍ²であった。このように本例の有機ＥＬ表示装置は低電圧駆動であり、優れた発光特性を示した。

＜実施例５＞
実施例１で用いた素子基板１１を用いて、実施例１と全く同様にして基板電極である第２電極１２の有機層形成前処理をおこない、第１有機層１３の形成を行った。

装置内が５Ｐａとなるように純度９９．９％の純酸素ガス（３００ｓｃｃｍ）を導入し、圧力が安定したところでＲＦ電極に２００Ｗの電力を印加して、プラズマを発生させた。プラズマ発生を確認してから１分間経過したところで電源を切り、速やかに装置内を排気した。

得られた有機ＥＬ表示装置を実施例１と同様に評価した。電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²を流すのに必要な電圧はＧ：４．６Ｖでそのときの輝度は５９５ｃｄ／ｍ²、Ｒ：５．２Ｖで輝度５８０ｃｄ／ｃｍ²、Ｂ：４．９Ｖで輝度１９０ｃｄ／ｃｍ²であった。このように本例の有機ＥＬ表示装置は、実施例１および実施例４に比較すると電流特性が劣るものの、実用上問題ないレベルの表示装置であった。

＜比較例５＞
実施例１で用いた素子基板１１を用いて、実施例１と全く同様にして基板電極である第２電極１２の有機層形成前処理をおこない、第１有機層１３の形成を行った。

装置内が１５Ｐａとなるように純度９９．９％の純酸素ガス（５００ｓｃｃｍ）を導入し、圧力が安定したところでＲＦ電極に２００Ｗの電力を印加して、プラズマを発生させた。プラズマ発生を確認してから１分間経過したところで電源を切り、速やかに装置内を排気した。

得られた有機ＥＬ表示装置を実施例１と同様に評価した。電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²を流すのに必要な電圧はＧ：５．８Ｖでそのときの輝度は４７０ｃｄ／ｍ²、Ｒ：５．７Ｖで輝度４６５ｃｄ／ｃｍ²、Ｂ：４．５Ｖで輝度２１０ｃｄ／ｃｍ²であった。このように本例の有機ＥＬ表示装置は、ＧとＲの素子について駆動に高電圧が必要で、発光効率が低い特性になっていた。

これは、第１電極１４の形成後の有機層形成前処理と、第３電極１６の形成後の有機層形成前処理において、雰囲気圧力が１５Ｐａと高かったからであると考える。即ち、酸素ラジカルの量が高くなってしまい、第１有機層１３と第２有機層１５が酸化ダメージを受けてしまい、特性が損なわれたことを示している。

＜比較例６＞
実施例１で用いた素子基板１１を用いて、実施例１と全く同様にして基板電極である第２電極１２の有機層形成前処理をおこない、第１有機層１３の形成を行った。

装置内が０．０５Ｐａとなるように純度９９．９％の純酸素ガス（２０ｓｃｃｍ）を導入し、圧力が安定したところでＲＦ電極に２００Ｗの電力を印加して、プラズマを発生させた。プラズマ発生を確認してから１分間経過したところで電源を切り、速やかに装置内を排気した。

得られた有機ＥＬ表示装置を実施例１と同様に評価した。電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²を流すのに必要な電圧はＧ：４．４Ｖでそのときの輝度は６００ｃｄ／ｍ²、Ｒ：８．２Ｖで輝度４０５ｃｄ／ｃｍ²、Ｂ：７．６Ｖで輝度１５０ｃｄ／ｃｍ²であった。このように本例の有機ＥＬ表示装置は、ＲとＧの素子について駆動に高電圧が必要で発光効率が低い特性になっていた。

これは、第１電極１４の形成後の有機層形成前処理と、第３電極１６の形成後の有機層形成前処理において、雰囲気圧力が０．０５Ｐａと低すぎたからであると考える。即ち、酸素ラジカルないし酸素イオンの量が少なすぎ、第１電極１４および第３電極１６の仕事関数が十分に向上しなかったために、特性が損なわれたことを示している。

備考：上記表１において、電流特性の評価指標は、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ²を流すための駆動電圧が、
◎ Ｇ：４．６Ｖ未満Ｒ：５．０Ｖ未満Ｂ：４．６Ｖ未満
○ Ｇ：４．６Ｖ以上５．１Ｖ未満Ｒ：５．０Ｖ以上５．５Ｖ未満Ｂ：４．６Ｖ以上５．１Ｖ未満
× Ｇ：５．１Ｖ以上Ｒ：５．５Ｖ以上Ｂ：５．１Ｖ以上

本発明に係る有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬ素子の断面構造の一例を示す模式図である。有機ＥＬ素子の断面構造の他の例を示す模式図である。

１１基板
１２第２電極
１３第１有機層
１４第１電極
１５第２有機層
１６第３電極
１７第３有機層
１８第４電極
１９保護層
２０電源手段

Claims

２つの電極で発光層を含む有機層を挟持した発光素子を、一方の電極を共有して複数積層した積層型有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬ表示装置の製造方法において、
前記有機層と前記有機層との間に挟まれる前記電極の陽極となる面に対して、１０Ｐａ〜１００００Ｐａの圧力下で、少なくとも酸素を含む気体を雰囲気中に導入しながら、紫外線照射処理を行うことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
２つの電極で発光層を含む有機層を挟持した発光素子を、一方の電極を共有して複数積層した積層型有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬ表示装置の製造方法において、
前記有機層と前記有機層との間に挟まれる前記電極の陽極となる面に対して、０．１Ｐａ〜１０Ｐａの圧力下で、少なくとも酸素を含む気体を雰囲気中に導入しながら、プラズマ処理を行うことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。