JP2015118774A - 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法および有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

【課題】電極の劣化に伴う輝度・発光効率の低下や、電極表面へのパーティクルの付着に伴うリークの発生を防止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を課題とする。
【解決手段】本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、基材に第１電極を形成する第１電極形成工程Ｓ３と、前記第１電極に積層するように発光層を含む有機機能層を形成する有機機能層形成工程Ｓ４と、前記有機機能層に積層するように第２電極を形成する第２電極形成工程Ｓ５と、を含み、前記第１電極形成工程Ｓ３から前記第２電極形成工程Ｓ５までの工程は、ロールツーロール方式により真空雰囲気下で行われることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法および当該製造方法で製造された有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。

近年、自発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、適宜「有機ＥＬ素子」という）が注目されている。
この有機ＥＬ素子については、これまで様々な発明が創出されており、例えば、有機ＥＬ素子の基材として、軽量であるとともに、形状の自由度が高い可撓性の樹脂を用いた基材が創出されている。そして、このような可撓性の基材の登場により、有機ＥＬ素子の製造方法として、ロールツーロール方式の製造方法が採用されるようになってきた。

このロールツーロール方式の有機ＥＬ素子の製造方法は、有機ＥＬ素子の連続生産が可能であり、生産効率を向上させることができることから、当該製造方法に関する研究開発が進められてきている。
具体的には、ロールツーロール方式の有機ＥＬ素子の製造方法について、以下のような提案がなされている。

例えば、特許文献１には、ロールツーロール方式による有機ＥＬ素子の製造方法として、あらかじめ陽極がパターニングされた基材に、発光層および陰極を真空下で形成する方法が開示されている。

また、特許文献２には、基材や有機ＥＬ積層体へのキズの発生を防止するための有機ＥＬ素子の製造方法として、所定の構造を有するガイドロール機構を用いる方法が開示されている。

国際公開第０１／００５１９４ 特開２００９−２５６７０９号公報

特許文献１または特許文献２に開示された技術は、あらかじめ陽極（第１電極）が形成された基材に、有機機能層、陰極（第２電極）等を真空雰囲気下においてロールツーロール方式により形成させている。つまり、基材に対して陽極を形成する工程と、有機機能層、陰極等を形成する工程とが別の製造ラインで行われている。
したがって、特許文献１または特許文献２に開示された技術によると、基材に対して第１電極（電極）を形成する工程の後において、電極が大気環境中に曝されることから、電極が劣化する可能性や電極表面にパーティクルが付着する可能性があった。その結果、電極の劣化に伴う輝度・発光効率の低下や、電極表面へのパーティクルの付着に伴うリークの発生を招く虞があった。

このような事情を鑑み、本発明は、電極の劣化に伴う輝度・発光効率の低下や、電極表面へのパーティクルの付着に伴うリークの発生を防止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および有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを課題とする。

すなわち、本発明の上記課題は、下記の構成により解決される。

１．基材に第１電極を形成する第１電極形成工程と、前記第１電極に積層するように発光層を含む有機機能層を形成する有機機能層形成工程と、前記有機機能層に積層するように第２電極を形成する第２電極形成工程と、を含み、前記第１電極形成工程から前記第２電極形成工程までの工程は、ロールツーロール方式により真空雰囲気下で行われ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。

２．前記第１電極形成工程の前に、前記第１電極および前記第２電極の其々に通電するための取出電極を前記基材に形成する取出電極形成工程をさらに含み、前記取出電極形成工程以降の工程は、ロールツーロール方式により真空雰囲気下で行われることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。

３．前記取出電極形成工程の前に、前記基材をドライ洗浄および乾燥する洗浄乾燥工程をさらに含み、前記洗浄乾燥工程以降の工程は、ロールツーロール方式により真空雰囲気下で行われることを特徴とする前記２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。

４．前記第２電極形成工程の後に、前記基材上に形成したものを封止する封止工程をさらに含み、前記封止工程までの工程は、ロールツーロール方式により真空雰囲気下で行われることを特徴とする前記１乃至前記３のいずれか１つに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。

５．前記第１電極と前記取出電極とは、スパッタリングにより形成され、形成時にマスクを用いてパターニングされることを特徴とする前記２又は前記３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。

６．前記１乃至前記５のいずれか１つの有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法で製造されたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

本発明によれば、電極の劣化に伴う輝度・発光効率の低下や、電極表面へのパーティクルの付着に伴うリークの発生を防止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および有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。

本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法のフローチャートである。 前処理工程を実施するための前処理ラインの模式図である。 （ａ）および（ｂ）は、洗浄乾燥工程から封止工程までの工程を実施するための真空ラインの模式図である。

まず、本発明の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法について、適宜、図面を参照しながら説明する。

［有機ＥＬ素子の製造方法］
本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、図１に示すように、第１電極形成工程Ｓ３と、有機機能層形成工程Ｓ４と、第２電極形成工程Ｓ５とを含み、第１電極形成工程Ｓ３から第２電極形成工程Ｓ５までの工程が、ロールツーロール方式により真空雰囲気下で行われることを特徴とする。

また、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、図１に示すように、洗浄乾燥工程Ｓ１や取出電極形成工程Ｓ２をさらに含み、洗浄乾燥工程Ｓ１や取出電極形成工程Ｓ２以降の工程が、ロールツーロール方式により真空雰囲気下で行われることが好ましい。また、封止工程Ｓ６をさらに含み、封止工程Ｓ６までの工程が、ロールツーロール方式により真空雰囲気下で行われることが好ましい。

つまり、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、少なくとも第１電極形成工程Ｓ３から第２電極形成工程Ｓ５までの工程（好ましくは、洗浄乾燥工程Ｓ１もしくは取出電極形成工程Ｓ２以降、または封止工程Ｓ６まで）を、大気環境下に曝すことなく、一つのライン（プラントまたは装置）内において真空雰囲気下で一連に行うという製造方法である。

そして、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、真空雰囲気下で行われる前記した一連の工程の前に、前処理工程Ｓ０を含んでもよく、前記した一連の工程の後に後処理工程Ｓ７を含んでもよい。

ここで、「ロールツーロール方式」とは、ロール状に巻いた可撓性を有する基材を送り出して、間欠的あるいは連続的に搬送しながら、洗浄乾燥等の所定の処理を施したり、電極や所定の層を積層したりした後、再び基材をロールに巻き取る方式である。
また、工程の構成によっては、可撓性を有する基材を巻き取らずシート状に切断して次工程に送る場合も考えられるが、それも「ロールツーロール方式」に含まれるとする。

また、「真空雰囲気下」とは、大気圧より低い圧力雰囲気下のことであり、好ましくは１×１０^−３Ｐａ以下、さらに好ましくは、１×１０^−５Ｐａ以下である。

次に、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法の各工程について説明する。
（前処理工程）
前処理工程とは、電極・有機機能層等が形成される前の基材に対し、ドライ洗浄・ウエット洗浄、乾燥、保護シートのラミネート処理等の前処理を施す工程である。
この前処理工程における各処理の方法については、公知の処理方法を用いればよい。
なお、前処理工程は、大気圧雰囲気下で行えばよい。

そして、図２に示すように、前処理工程Ｓ０は、前処理ライン１００で行われる。
詳細には、この前処理工程Ｓ０では、まず、送り出し室１０１において、ロール１１ａから帯状の基材１１（ガスバリア膜形成済み）が送り出される。なお、送り出し室１０１において、保護シート１２が貼り付けられている場合には、基材１１から保護シート１２が剥がされる。そして、送り出された基材１１は、ドライ洗浄室１０２において、ＵＶ（紫外線）照射や酸素プラズマ照射によりドライ洗浄される。そして、基材１１は、ウエット洗浄室１０３において、超純水を用いたスクラブ洗浄等を用いてウエット洗浄される。そして、基材１１は、乾燥室１０４において、ＩＲ（赤外線）照射や温風の吹き付け等により乾燥される。そして、基材１１は、ラミネート室１０５において、保護シート１３が貼り付けられる。そして、保護シート１３が貼り付けられた基材１１ｂは、巻き取り室１０６において、ロール１１ｃに巻き取られる。

（洗浄乾燥工程）
洗浄乾燥工程とは、基材表面についてドライ洗浄を行うとともに、基材中の水分を除去する工程である。
この洗浄乾燥工程における基材表面の洗浄方法については、公知の洗浄方法、例えば、ＵＶ（紫外線）照射や酸素プラズマ照射により洗浄（ドライ洗浄）すればよい。また、洗浄乾燥工程における基材の乾燥方法についても、公知の乾燥方法、例えば、ＩＲ（赤外線）照射等により乾燥すればよい。
なお、この洗浄乾燥工程において基材を水分濃度が約５００ｐｐｍ以下になるまで乾燥させることが好ましい。この後の工程において真空状態が悪化（真空度が低下）するという事態を確実に回避することができるからである。

そして、図３に示すように、洗浄乾燥工程Ｓ１は、真空ライン２００の洗浄乾燥室２０３で行われる。
詳細には、まず、真空ライン２００の送り出し室２０１において、ロール１１ｃから基材１１が送り出される。なお、送り出し室２０１において、基材１１から保護シート１３が剥がされる。そして、送り出された基材１１は、洗浄乾燥室２０２において、上記した洗浄乾燥工程Ｓ１の洗浄処理および乾燥処理が施される。
洗浄処理および乾燥処理は、加熱処理やウエット洗浄の容易性を考慮した場合、大気下での連続処理が望ましい。
なお、洗浄乾燥室２０２は、洗浄室と乾燥室に分離していてもよい。

（取出電極形成工程）
取出電極形成工程とは、第１電極に通電するための取出電極および第２電極に通電するための取出電極のうちの少なくとも１つを基材に形成する工程である。
この取出電極形成工程における取出電極の形成方法（成膜方法）については、公知の成膜方法を用いればよい。ただし、取出電極の成膜方法は、スパッタリングまたは蒸着が好ましく、成膜する取出電極の材料にもよるが、一般的に成膜を精密に行うことができるという観点から、スパッタリングが特に好ましい。
なお、取出電極を所定のパターンに成膜するために、成膜時に所定のマスクを用いるのが好ましい。この点については、後記する各種電極、有機機能層についても同様である。

そして、図３に示すように、取出電極形成工程Ｓ２は、真空ライン２００の取出電極形成室２０４で行われる。
詳細には、洗浄乾燥工程Ｓ１の後、洗浄乾燥室２０２から送り出された基材１１は、間欠的な搬送が可能となるように設けられた補助搬送室２０３を経由し、取出電極形成室２０４において、上記した取出電極形成工程Ｓ２の処理が施される。

（第１電極形成工程）
第１電極形成工程とは、基材上に第１電極を形成する工程である。
この第１電極形成工程における第１電極の形成方法（成膜方法）については、公知の成膜方法を用いればよい。ただし、第１電極の成膜方法は、取出電極の成膜方法と同様、スパッタリングまたは蒸着が好ましく、成膜する第１電極の材料にもよるが、一般的に成膜を精密に行うことができるという観点から、スパッタリングが特に好ましい。

そして、図３に示すように、第１電極形成工程Ｓ３は、真空ライン２００の第１電極形成室２０６で行われる。
詳細には、取出電極形成工程Ｓ２の後、取出電極形成室２０４から送り出された基材１１は、前後の処理速度の差を吸収する様に設けられた補助搬送室２０５を経由し、第１電極形成室２０６において、上記した第１電極形成工程Ｓ３の処理が施される。

（有機機能層形成工程）
有機機能層形成工程とは、基材（第１電極）に積層するように発光層を含む有機機能層を形成する工程である。
この有機機能層形成工程における有機機能層の形成方法については、公知の形成方法、例えば、蒸着、塗布で形成すればよい。

そして、図３に示すように、有機機能層形成工程Ｓ４は、真空ライン２００の有機機能層形成室２０８で行われる。
詳細には、第１電極形成工程Ｓ３の後、第１電極形成室２０６から送り出された基材１１は、前後の処理速度の差を吸収する様に設けられた補助搬送室２０７を経由し、有機機能層形成室２０８において、上記した有機機能層形成工程Ｓ４の処理が施される。
なお、後述するように、有機機能層は通常、複数層で構成されることから、複数の有機機能層を積層させるため、有機機能層形成室２０８も複数存在する。そして、各室２０８において、正孔注入層・正孔輸送層・発光層・電子輸送層・電子注入層といった有機機能層が積層するように形成されることとなる。なお、各有機機能層形成室で有機機能層１層を成膜するのではなく、複数の有機機能層の積層を１つの有機機能層形成室で形成しても構わない。

（第２電極形成工程）
第２電極形成工程とは、基材（有機機能層）に積層するように第２電極を形成する工程である。
この第２電極形成工程における第２電極の形成方法については、特に限定されず、公知の形成方法、例えば、蒸着で形成すればよい。

そして、図３に示すように、第２電極形成工程Ｓ５は、真空ライン２００の第２電極形成室２１０で行われる。
詳細には、有機機能層形成工程Ｓ４の後、有機機能層形成室２０８から送り出された基材１１は、前後の処理速度の差を吸収する様に設けられた補助搬送室２０９を経由し、第２電極形成室２１０において、上記した第２電極形成工程Ｓ５の処理が施される。

（封止工程）
封止工程とは、水分等の影響を受けない様に基材上に形成した少なくとも第１電極、有機機能層、第２電極の一部を封止する工程である。
この封止工程における封止方法は、公知の封止方法、例えば、封止樹脂（接着剤）が塗布されているガスバリア層付きＰＥＴフィルム等の封止部材を第２電極の上から貼付すればよい。

そして、図３に示すように、封止工程Ｓ６は、真空ライン２００のラミネート室２１２で行われる。
詳細には、第２電極形成工程Ｓ５の後、第２電極形成室２１０から送り出された基材１１は、前後の処理速度の差を吸収する様に設けられた補助搬送室２１１を経由し、ラミネート室２１２において、封止部材１４を貼付する等の処理が施される。

（後処理工程）
後処理工程とは、封止工程の後に、封止部材に塗布された封止樹脂（接着剤）を本硬化させるための加熱処理や、基材を所定サイズの枚葉の状態にカットする裁断処理といった後処理を施す工程である。そして、後処理工程は、加熱処理の容易性や断裁処理で発生するゴミ対策の容易性から大気下での処理が望ましい。

［変形例］
本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、以上説明したとおりであるが、本発明を行うにあたり、前記各工程に悪影響を与えない範囲において、前記各工程の間あるいは前後に、他の工程を含めてもよい。
例えば、第２電極形成工程Ｓ５と封止工程Ｓ６との間に、水分等の影響を受けない様に基材上に形成した少なくとも第１電極、有機機能層、第２電極の一部に化学気相成長法（ＣＶＤ）等により無機膜等を成膜させる膜封止工程を行ってもよい。

また、図３に示すように、真空ライン２００には、間欠的な搬送が可能となるように補助搬送室２０３、２０５、２０７、２０９、２１１、２１３が複数設けられているが、当該補助搬送室の数や規模（内部のローラー数等）は、適宜、変更してもよい。

また、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法について、１スタックの有機機能層を備える有機ＥＬ素子の製造方法を例示して説明したが、複数のスタックの有機機能層を備える有機ＥＬ素子の製造方法にも当然適用できる。この場合、スタック間に中間電極層が形成されるよう、有機機能層形成工程Ｓ４の後に、中間電極層形成工程を設け、さらに、２スタック目の有機機能層形成工程を設けるというような構成にすればよい。

また、第１電極形成工程Ｓ３の後に、取出電極形成工程Ｓ２を行ってもよい。なお、この場合についても、取出電極形成工程Ｓ２は、第１電極形成工程Ｓ３と第２電極形成工程Ｓ５との間の工程であることから、ロールツーロール方式により真空雰囲気下で行われることとなる。
また、前記した後処理工程についても、ロールツーロール方式により真空雰囲気下で行ってもよい。

なお、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法の前記各工程において、明示していない条件については、従来公知の条件を用いればよく、得られる効果を奏する限りにおいて、その条件を適宜変更できることは言うまでもない。

本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法によると、第１電極形成工程から第２電極形成工程までの工程が、ロールツーロール方式により真空雰囲気下で行われることから、第１電極が形成された基材が、大気環境下に曝されることを回避することができる。したがって、大気環境下に曝されることに伴う、第１電極の劣化を防止することができるとともに、第１電極にパーティクルが付着することも防止することができる。
その結果、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法によると、第１電極の劣化に伴う輝度・発光効率の低下や、第１電極表面へのパーティクルの付着に伴うリークの発生を防止することが可能な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。
なお、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法によると、第１電極として、大気環境下に曝されることにより酸化し易いような材料（金属、合金等）を使用する場合は、従来の有機ＥＬ素子の製造方法と比べて、特に顕著な劣化防止効果を発揮することとなる。

なお、従来の有機ＥＬ素子の製造方法によると、あらかじめ第１電極が形成された基材が大気環境下に曝されることにより、第１電極表面にパーティクルが付着する可能性があるが、当該パーティクルを除去しようとした場合、第１電極表面に対するハードな（強力な）洗浄が必要となる。一方、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法によると、第１電極表面にパーティクルが付着する可能性は非常に低いため、前記のハードな洗浄は必要ない。また、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、前処理工程において洗浄（ドライ洗浄、ウエット洗浄）を行うのが好ましいが、当該洗浄は、第１電極ではなく基材に対する洗浄であるとともに、前記のようなハードな洗浄でなく、ソフトな洗浄である。
したがって、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法によると、第１電極にダメージを与える可能性のあるようなハードな洗浄作業は必要なくなる。よって、ハードな洗浄作業を除外できる点を考慮しても、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、第１電極の劣化の防止の点で優れているといえる。

また、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法によると、取出電極形成工程についてもロールツーロール方式により真空雰囲気下で行われることから、取出電極の劣化に伴う輝度・発光効率の低下や、取出電極表面へのパーティクルの付着に伴うリークの発生を防止することが可能な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。

また、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法によると、洗浄乾燥工程についてもロールツーロール方式により真空雰囲気下で行われることから、基材表面の塵挨等（例えば、前処理工程で貼付した保護シートを剥がした後に、基材表面に残ってしまった糊等）を除去することができる。加えて、基材中の水分をある程度除去することにより、基材中に含まれる水分によって、真空状態が悪化（真空度が低下）するという事態を回避することができる。

また、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法によると、封止工程についてもロールツーロール方式により真空雰囲気下で行われることから、第２電極形成工程までの工程において基材上に形成された電極や有機機能層を真空雰囲気下で確実に封止することができる。よって、電極や有機機能層の保護を確実なものとすることができる。

また、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法によると、第１電極と取出電極とは、スパッタリングにより形成されることから、第１電極と取出電極とは非常に精緻に形成することができる。

次に、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法で製造される有機ＥＬ素子を説明する。
［有機ＥＬ素子］
有機ＥＬ素子は、基材上に、第１電極（陽極）、発光層を含む有機機能層、第２電極（陰極）等を積層して構成される。
そして、有機機能層としては、発光層という発光に直接関与する基本的な有機機能層のほかに、例えば、キャリア（正孔及び電子）の注入層、阻止層及び輸送層等の各種機能を有する有機機能層を備えていてもよい。

有機ＥＬ素子において、有機機能層の好ましい積層例は以下の通りである。なお、以下の（１）〜（６）において、通常は、先に記載された層が第１電極（陽極）側に設けられ、以下、記載の順番で第２電極（陰極）側に積層される。
（１）発光層／電子輸送層
（２）正孔輸送層／発光層／電子輸送層
（３）正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層
（４）正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層（陰極バッファー層）（５）正孔注入層（陽極バッファー層）／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層
（６）正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層

以下、有機ＥＬ素子を構成する各部を説明する。ただし、有機ＥＬ素子の構成は、以下の内容に何ら限定されるものではない。

（基材）
基材は、樹脂等の可撓性のある基材で構成されることが好ましい。なお、基材として樹脂を用いる場合、樹脂シートの表面には、次に記載するガスバリア層が形成されることが好ましい。

（ガスバリア層）
基材と有機機能層との間には、防湿の観点から、１層又は２層以上のガスバリア層が形成されることが好ましい。

ガスバリア層を形成する材料としては、特に制限はされないものの、例えば、無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜が挙げられる。水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料が好ましく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素等の金属酸化物、窒化珪素等の金属窒化物等を用いることができる。さらに、ガスバリア層の強度をより向上させるために、無機層と有機層とからなる層の積層構造とすることが好ましい。無機層と有機層との積層順は特に制限されないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。

（第１電極）
第１電極（陽極）は、有機機能層（具体的には発光層）に正孔を供給（注入）する電極膜である。第１電極の材料の種類や物性は特に制限されず、任意に設定できる。例えば、第１電極は、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）材料、例えば、金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物等の電極材料で形成可能である。また、第１電極は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）や酸化インジウム亜鉛等の光透過性を有する材料（透明電極）により構成されていてもよい。

第１電極（陽極）としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。

（有機機能層）
有機機能層を構成する各種有機機能層について以下に説明するが、これらの有機機能層の各有機機能層の具体的な材料等は公知の材料等を適用することが可能であるため、その説明を省略する。

《発光層》
発光層は、第１電極から直接、又は第１電極から正孔輸送層等を介して注入される正孔と、第２電極（陰極）から直接、又は第２電極から電子輸送層等を介して注入される電子とが再結合することにより、発光する層である。なお、発光する部分は、発光層の内部であってもよいし、発光層とそれに隣接する層との間の界面であってもよい。

発光層は、ホスト化合物（ホスト材料）と、発光材料（発光ドーパント化合物）とを含む有機発光性材料で形成することが好ましい。発光層をこのように構成すると、発光材料の発光波長や含有させる発光材料の種類等を適宜調整することにより、任意の発光色を得ることができる。また、発光層をこのように構成することにより、発光層中の発光材料において発光させることができる。

発光層の膜厚の総和は、所望の発光特性等に応じて適宜設定することができる。例えば、発光層の均質性、発光時における不必要な高電圧の印加の防止、及び駆動電流に対する発光色の安定性向上等の観点から、発光層の膜厚の総和は、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることが好ましい。特に、低駆動電圧の観点からは、発光層の膜厚の総和は、３０ｎｍ以下とすることが好ましい。

発光層に含まれるホスト化合物としては、室温（２５℃）における燐光発光の燐光量子収率として、０．１以下である化合物が好ましく、０．０１以下の化合物がより好ましい。また、発光層中のホスト化合物の体積比は、発光層に含まれる各種化合物うち、５０％以上とすることが好ましい。

発光層に含まれる発光材料としては、例えば、燐光発光材料（燐光性化合物、燐光発光性化合物）、蛍光発光材料等を用いることができる。なお、一つの発光層には、一種類の発光材料を含有させてもよいし、発光極大波長が互いに異なる複数種の発光材料を含有させてもよい。複数種の発光材料を用いることにより、発光波長の異なる複数の光を混合させて発光させることができ、これにより、任意の発光色の光を得ることができる。具体的には例えば、青色発光材料、緑色発光材料及び赤色発光材料（３種類の発光材料）を発光層に含有させることにより、白色光を得ることができる。

《注入層（正孔注入層、電子注入層）》
注入層は、駆動電圧の低下や発光輝度の向上を図るための層である。注入層は、通常は、電極及び発光層の間に設けられる。注入層は、通常は２つに大別される。即ち、注入層は、正孔（キャリア）を注入する正孔注入層、及び電子（キャリア）を注入する電子注入層に大別される。正孔注入層（陽極バッファー層）は、第１電極と、発光層又は正孔輸送層との間に設けられる。また、電子注入層（陰極バッファー層）は、第２電極と、発光層又は電子輸送層との間に設けられる。

《阻止層（正孔阻止層、電子阻止層）》
阻止層は、キャリア（正孔、電子）の輸送を阻止するための層である。阻止層は、通常は２つに大別される。即ち、阻止層は、正孔（キャリア）の輸送を阻止する正孔阻止層と、電子（キャリア）の輸送を阻止する電子阻止層とに大別される。

正孔阻止層は、広い意味で、後記する電子輸送層の機能（電子輸送機能）を有する層である。正孔阻止層は、電子輸送機能を有しつつ、正孔の輸送能力が小さい材料で形成される。このような正孔阻止層が設けられることにより、発光層に対する正孔及び電子間の注入バランスを好適なものにすることができる。また、これにより、電子と正孔との再結合確率を向上させることができる。

なお、正孔阻止層としては、必要に応じて、後記する電子輸送層の構成が同様に適用可能である。さらに、正孔阻止層が設けられる場合、正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられることが好ましい。

一方、電子阻止層は、広い意味で、後記する正孔輸送層の機能（正孔輸送機能）を有する層である。電子阻止層は、正孔輸送機能を有しつつ、電子の輸送能力が小さい材料で形成される。このような電子阻止層が設けられることにより、発光層に対する正孔及び電子間の注入バランスを好適なものにすることができる。また、これにより、電子と正孔との再結合確率を向上させることができる。なお、電子阻止層としては、必要に応じて、後記する正孔輸送層の構成が同様に適用可能である。

阻止層の膜厚は特に制限されないが、好ましくは３ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上であり、また好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎｍ以下である。

《輸送層（正孔輸送層、電子輸送層）》
輸送層は、キャリア（正孔及び電子）を輸送する層である。輸送層は、通常は２つに大別される。即ち、輸送層は、正孔（キャリア）を輸送する正孔輸送層と、電子（キャリア）を輸送する電子輸送層とに大別される。

正孔輸送層は、第１電極から供給された正孔を発光層に輸送（注入）する層である。正孔輸送層は、第１電極又は正孔注入層と発光層との間に設けられる。また、正孔輸送層は、第２電極側からの電子の流入を阻止する障壁としても作用する。それゆえ、正孔輸送層という用語は、広い意味で、正孔注入層及び／又は電子阻止層を含む意味で用いられることもある。なお、正孔輸送層は、一層だけ設けてもよいし、複数層設けてもよい。

電子輸送層は、第２電極から供給された電子を発光層に輸送（注入）する層である。電子輸送層は、第２電極又は電子注入層と発光層との間に設けられる。また、電子輸送層は、第１電極側からの正孔の流入を阻止する障壁としても作用する。それゆえ、電子輸送層という用語は、広い意味で、電子注入層及び／又は正孔阻止層を含む意味で用いられることもある。なお、電子輸送層は、一層だけ設けてもよいし、複数層設けてもよい。

電子輸送層（電子輸送層を一層構造とする場合には当該電子輸送層、電子輸送層を複数設ける場合には最も発光層側に位置する電子輸送層）に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねることがある）は、特に制限されない。ただし、電子輸送層に用いられる電子材料は、通常は、第２電極より注入された電子を発光層に伝達（輸送）する機能を有する材料を適用可能である。

（第２電極）
第２電極（陰極）は、発光層に電子を供給（注入）する電極膜である。第２電極を構成する材料は特に制限されないが、通常は、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）材料、例えば、金属（電子注入性金属）、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物等の電極材料で形成される。

有機ＥＬ素子において、第２電極側から光を取り出す場合、第２電極は、第１電極と同様に、光透過性を有する電極材料で形成可能である。この場合、例えば１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の膜厚になるように陰極形成用電極材料からなる金属膜を形成した後、この金属膜上に、第１電極で説明した導電性透明材料からなる膜を形成することにより、透明又は半透明の第２電極を形成することができる。

（取出電極）
取出電極は、第１電極や第２電極に通電（給電）するための電極である。そして、取出電極を構成する材料は特に制限されないが、通常は、第１電極に通電するための第１電極用の取出電極は、第１電極と同一または同質の材料、第２電極に通電するための第２電極用の取出電極は、第２電極と同一または同質の材料で形成される。
なお、取出電極は、必須の構成ではなく、例えば、第１電極用の取出電極が第１電極と一体に形成されていてもよく、第２電極用の取出電極が、第２電極と一体に形成されていてもよい。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量％」を表す。

≪サンプルの作製≫
＜サンプル１：実施例＞
バリア膜（ＳｉＯＣ：８０ｎｍ）付きポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム：厚さ１００μｍ、幅７００ｍｍ）を巻き取ったロール１１ｃを、図３の真空ライン２００の送り出し室２０１に取り付けた。そして、送り出し室２０１から搬送されるフィルム（基材）に対し、第１電極形成室２０６においてＩＴＯ膜（１３０ｎｍ）を、スパッタリングによりマスクを用いてパターン成膜した。なお、このＩＴＯ膜の表面比抵抗は３０Ω／□であった。
そして、有機機能層形成室２０８において、α−ＮＰＤ（４０ｎｍ）、ＣＢＰ（共蒸着成分としてＩｒ（ｐｐｙ）３を６％含有：３５ｎｍ）、ＢＡｌｑ（５ｎｍ）、Ａｌｑ３（４０ｎｍ）、フッ化リチウム（０．５ｎｍ）を、蒸着によりマスクを用いてパターン成膜した。そして、第２電極形成室２１０においてアルミニウム（１１０ｎｍ）を、蒸着によりマスクを用いてパターン成膜した。そして、ラミネート室２１２において、封止樹脂（接着剤）が４０μｍ塗布されているガスバリア層形成済みのＰＥＴフィルム（８０μｍ）をラミネートし、巻き取り室２１４においてロール１１ｅに巻き取った。そして、大気雰囲気下において、このロール１１ｅから、有機ＥＬ素子を切り出し、サンプル１とした。
なお、サンプル１は、上記のとおり、ＩＴＯ膜の成膜から封止までを、１つの真空ライン２００（１つの装置内）において真空雰囲気下で行った。

＜サンプル２：比較例＞
バリア膜（ＳｉＯＣ：８０ｎｍ）付きポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム：厚さ１００μｍ、幅７００ｍｍ）を巻き取ったロールを、陽極を形成するために真空チャンバー内に取り付けた。そして、ＩＴＯ膜（１３０ｎｍ）を、スパッタリングにより成膜した。そして、大気下に取出してＩＴＯ膜の形成された面に、幅方向６７０ｍｍ、長手方向７２０ｍｍの長方形の領域に紫外光で重合するフォトリソグラフ用の樹脂をパターン塗布し、９０℃の乾燥炉を通過させ、位置合わせ露光後、搬送しながら、現像、エッチング、アルカリ処理を経てパターニングし、超純水シャワー洗浄で洗浄後、清浄な空気を吹き付けて、十分乾燥させた後、巻き取った。なお、このＩＴＯ膜の表面比抵抗は４０Ω／□であった。
そして、ＩＴＯ膜がパターン成膜されたフィルムを巻き取ったロールを、図３の送り出し室２０１に取り付けた（なお、既に陽極が形成されているため、サンプル１とは異なり第１電極形成室２０６で成膜は行わない）。その後、サンプル１と同じ条件で、有機機能層形成室２０８、第２電極形成室２１０、ラミネート室２１２において、パターン成膜、ラミネートを行いロールに巻き取った。そして、大気雰囲気下において、このロール１１ｅから、有機ＥＬ素子を切り出し、サンプル２とした。

＜サンプル３：比較例＞
サンプル３は、サンプル２とは異なり、ＩＴＯ膜パターニング後のＩＴＯ膜（電極）表面のパーティクルの除去を目的として、超純水シャワー洗浄での洗浄の前に、スクラブ洗浄を行った。なお、スクラブ洗浄とは、金属芯金にウレタンフォームの多孔質スポンジを配置したスクラブローラを超純水槽内で搬送するフィルムに回転させながら押し付け洗浄する洗浄方法である。
その他の製造条件は、サンプル２と同じであった。

≪サンプルの評価≫
作製したサンプル１〜３について、下記のようにして「発光輝度ムラ」および「リーク電流」を評価した。

＜発光輝度ムラ耐性値＞
上記作製した有機ＥＬ素子をサンプル毎に５０個、ランダムに選択した。そして、直流電圧５Ｖ印加した時の発光輝度を、ＣＳ−１０００（コニカミノルタセンシング社製）により、１個の有機ＥＬ素子に対して１００点測定した。次いで、各有機ＥＬ素子の発光輝度の測定値１００点の中での最大値と最小値を求め、下記式に従って、発光輝度ムラ耐性値を算出した。そして、測定した５０個の発光輝度ムラ耐性値の最小値（一番バラツキが大きいもの）で評価を行った。
なお、この発光輝度ムラ耐性値が大きいほど、発光輝度にバラツキがないとともに、発光の効率にもバラツキがないと判断できる。つまり、発光輝度ムラ耐性値が大きいサンプルほど、「輝度・発光効率の低下」を防止できると判断できる。

発光輝度ムラ耐性値（％）＝（発光輝度最小値／発光輝度最大値）×１００
そして、発光輝度ムラ耐性値の評価基準は以下のとおりである。
○：発光輝度ムラ耐性値の最小値が９０％以上
△：発光輝度ムラ耐性値の最小値が８０％以上、９０％未満
×：発光輝度ムラ耐性値の最小値が８０％未満

＜リーク電流＞
上記作製した有機ＥＬ素子をサンプル毎に５０個、ランダムに選択した。そして、定電圧電源を用いて、逆方向の電圧（逆バイアス）５Ｖを５秒間印加し、その際、有機ＥＬ素子に流れる電流を測定した。そして、測定した５０個の有機ＥＬ素子のうち、最も大きな値を最大電流値とした。
なお、この最大電流値が小さいサンプルほど、「リークの発生」を防止できると判断できる。

リーク電流（最大電流値）の評価基準は以下のとおりである。
○：最大電流値が１×１０^−５Ａ未満
△：最大電流値が１×１０^−５Ａ以上、１×１０^−３Ａ未満
×：最大電流値が１×１０^−３Ａ以上

≪結果の検討≫
表１に記載の結果より明らかなように、サンプル１は本発明の有機ＥＬ素子の製造方法で製造したものであったため、発光輝度ムラ耐性値およびリーク電流の評価がいずれも「○」であり、「輝度・発光効率の低下」および「リークの発生」を防止できることがわかった。

一方、サンプル２は、ＩＴＯ膜の成膜とパターニング処理とを、別のライン（別の装置内）で行ったことから、発光輝度ムラ耐性値の評価が「△」であり、リーク電流の評価が「×」となった。特に、リーク電流の評価が悪くなった原因は、ＩＴＯ膜表面にパーティクルが付着したためであると判断する。

そして、サンプル３は、サンプル２と同様、ＩＴＯ膜の成膜とパターニング処理とを、別のライン（別の装置内）で行ったことから、発光輝度ムラ耐性値の評価が「×」であり、リーク電流の評価が「△」となった。
なお、サンプル２と異なり、スクラブ洗浄を施すことにより、ＩＴＯ膜表面のパーティクルを除去できたため、サンプル２と比較し、リーク電流の評価が若干良くなった。しかし、スクラブ洗浄を施すことにより、ＩＴＯ膜にダメージを与えてしまったと考えられ、その結果、サンプル２と比較し、発光輝度ムラ耐性値の評価が悪くなってしまった。

１１ 基材
２００ 真空ライン
２０２ 洗浄乾燥室
２０４ 取出電極形成室
２０６ 第１電極形成室
２０８ 有機機能層形成室
２１０ 第２電極形成室
２１２ ラミネート室
Ｓ１ 洗浄乾燥工程
Ｓ２ 取出電極形成工程
Ｓ３ 第１電極形成工程
Ｓ４ 有機機能層形成工程
Ｓ５ 第２電極形成工程
Ｓ６ 封止工程

Claims (6)

1. 基材に第１電極を形成する第１電極形成工程と、
   前記第１電極に積層するように発光層を含む有機機能層を形成する有機機能層形成工程と、
   前記有機機能層に積層するように第２電極を形成する第２電極形成工程と、
   を含み、
   前記第１電極形成工程から前記第２電極形成工程までの工程は、ロールツーロール方式により真空雰囲気下で行われ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。
2. 前記第１電極形成工程の前に、前記第１電極に通電するための取出電極および前記第２電極に通電するための取出電極のうちの少なくとも１つを前記基材に形成する取出電極形成工程
   をさらに含み、
   前記取出電極形成工程以降の工程は、ロールツーロール方式により真空雰囲気下で行われることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
3. 前記取出電極形成工程の前に、前記基材をドライ洗浄および乾燥する洗浄乾燥工程
   をさらに含み、
   前記洗浄乾燥工程以降の工程は、ロールツーロール方式により真空雰囲気下で行われることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
4. 前記第２電極形成工程の後に、前記基材上に形成したものを封止する封止工程
   をさらに含み、
   前記封止工程までの工程は、ロールツーロール方式により真空雰囲気下で行われることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
5. 前記第１電極と前記取出電極とは、スパッタリングにより形成され、形成時にマスクを用いてパターニングされることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法で製造されたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

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