JPH08250284A

JPH08250284A - 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその作製方法

Info

Publication number: JPH08250284A
Application number: JP7072448A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suzuki; 博之鈴木; Makoto Hikita; 真疋田; Satoshi Hoshino; 聰星野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1995-03-07
Filing date: 1995-03-07
Publication date: 1996-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】従来の有機エレクトロルミネッセンス素子
（以下、有機ＥＬ素子と略す）に比較し、発光特性に優
れて安定なＥＬ発光を示す有機ＥＬ素子とその作製方法
を提供する。【構成】少なくとも正孔注入電極、電子注入電極及び
これらの電極間に形成された有機発光層から構成される
有機ＥＬ素子において、電子注入電極が、スパッタ蒸着
膜層で構成されている有機ＥＬ素子。電子注入電極が電
極を構成する金属材料への不活性ガスイオン照射による
スパッタ蒸着法で作製される有機ＥＬ素子の作製方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主としてディスプレイ
に使用される発光効率が高く、かつ発光安定性に優れた
有機エレクトロルミネッセンス素子及びその作製方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】エレクトロルミネッセンス素子（以下、
ＥＬ素子と略記する）は、完全固体素子であるため耐衝
撃性に優れるという点に加え、現在広く実用化されてい
る液晶で用いられているバックライトとカラーフィルタ
ーの組合せとは異なり、自己発光のため視認性が高いと
いう特徴を有している。そのため、古くから無機材料を
中心として様々なＥＬ素子が提案され、かつ実用化が試
みられている。無機材料を用いたＥＬ素子には、ｐｎ接
合、粉末ＥＬ及び薄膜ＥＬの３つの素子構造が検討され
ている。しかし、ｐｎ接合を用いたＥＬ素子では、完全
性が高く不純物の少ない結晶作製が要求されるためコス
トが高かったり、粉末ＥＬでは、発光特性の電圧に対す
る閾値の急峻性や動作寿命が十分でなかったり、また薄
膜ＥＬでは動作電圧を低くできないなどの問題点があ
り、これまでのところ大面積ディスプレーへの実用化に
は至っていない。一方、有機材料についても古くからア
ントラセンなどの分子性結晶でＥＬ発光が観測されてい
たが、結晶の厚みを１μｍ以下にすることが極めて困難
であったため、動作電圧が高く実用にはほど遠いもので
あった。しかし、近年有機低分子材料の多層蒸着薄膜
〔例えば、アプライド・フィジックス・レターズ（App
l. Phys. Lett.)、第５１巻、第９１３頁（１９８
７）〕や共役系高分子薄膜〔例えば、ネイチャー（Natu
re) 、第３４７巻、第５３９頁（１９９０）〕を用いて
駆動電圧の低い、青色から赤色までの多色発光が可能な
ＥＬ素子が報告され、それ以来各種材料・素子の開発が
活発に進められている。有機材料の多くは正孔輸送性で
あるため、有機ＥＬ素子の素子特性向上のポイントは、
有機発光層にいかに効率よく電子を注入するかにある。
これまでに、金属の仕事関数とその金属を電子注入電極
として用いた有機ＥＬ素子発光効率・発光閾値電圧との
関連性に関する研究から、電子注入電極としてはＭｇや
Ｃａなどの仕事関数の低い（４．０ｅＶ以下）金属が適
していることが解っている〔アプライド・フィジックス
・レターズ、第５８巻、第１９８２頁（１９９１）〕。
また最近では、有機ＥＬ素子に用いられる材料や素子構
造の検討が進み、電子注入電極として仕事関数が４．０
ｅＶ以下のＭｇやＣａなどの金属の代りに、より安定で
扱いやすいＡｌを用いて高い発光効率が実現している例
も報告されている〔例えば、ジャーナル・オブ・エレク
トロニック・マテリアルズ（Ｊ．ElectronicMaterials)
、第２３巻、第４５３頁（１９９４）及びアクタ・ポ
リマー（ActaPolymer) 、第４４巻、第２０１頁（１９
９３）〕。

【０００３】従来の有機ＥＬ素子においては、電子注入
電極は真空蒸着法で作製されているが、ほとんどの場合
１０^-6Ｔｏｒｒ台又はそれより悪い真空度で蒸着が行わ
れている。一般に、電子注入電極として用いる金属とし
ては、仕事関数の低い金属が適していることが知られて
いる。これらの金属としては、Ｋ、Ｎａなどのアルカリ
金属、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒなどのアルカリ土類金
属、Ａｌ、Ｉｎ、Ｙなどのほか、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｎ
ｄ、Ｙｂ、Ｓｍなどの希土類金属などが挙げられる。し
かし、これらの金属の多くは酸素や水分に対して反応性
が高いことが知られている。蒸着源としてこれらの金属
の供給や追加を行う際には、通常大気中での作業が含ま
れるため、上記のような金属の表面は通常酸化物などが
形成されている。有機層の上に電子注入電極を蒸着する
際には、まず基板と蒸着源をシャッターで分離し、表面
に形成された酸化膜などを蒸発させてから、シャッター
を開き金属を基板に蒸着することが一般に行われてい
る。しかし、金属酸化物は必ずしもその金属単体よりも
蒸発温度が低かったり、あるいは蒸気圧が高いとは限ら
ないため、表面に形成された酸化膜を完全に除去するこ
とは極めて困難であり、その結果純粋な金属膜からなる
電子注入電極を容易に作れないという欠点を有してい
た。また、上記電子注入電極用金属材料の酸化物が電極
−有機層界面や電極内部に形成された場合には、酸化物
の仕事関数や電気伝導性が金属単体のものと異なるた
め、有機層への電子注入特性が変わる結果、希望する有
機ＥＬ素子の特性が得られないなどの欠点を有してい
た。更に真空蒸着法により有機層上に作製した金属電極
は、蒸発分子あるいは原子の持つ運動エネルギーが０．
１〜０．２ｅＶであり、また通常、素子作製時の基板温
度は有機物の分解を防止するため１００℃以下であるの
で、蒸発分子あるいは原子のマイグレーションが少な
く、基板との密着性が悪い。そのため、電圧印加時に時
間と共に発光効率が低下したり、また金属電極のはく
離、散逸などが起こり、安定な素子を作製することが困
難であった。この現象は、有機ＥＬ素子を構成する有機
層を変えても起こり、主な原因は素子構造や素子作製プ
ロセスにあると考えられる。また電子注入電極として
は、Ｍｇ単独では成膜性、及び密着性が悪いため、Ｍｇ
−ＡｇやＭｇ−Ｉｎなどの合金を用いることが多いが、
多くの場合別種の金属の蒸気圧が大きく異なるため、蒸
着法で最適な混合比の合金薄膜を作製することは困難で
ある。更に、より実用的な観点に立てば、蒸着法におい
ては蒸着の度に蒸着源を交換あるいは追加したり、膜厚
の均一性や、特に合金などにおいては膜質の再現性に問
題があるなど、従来広く用いられている蒸着法での電子
注入電極作製は生産性の点でも問題が多い。

【０００４】一方、スパッタリング法においては、蒸着
物質を不活性ガスイオンでたたき出すために、製膜に用
いられる金属イオンは０．２〜１０ｅＶの運動エネルギ
ーを持つため表面マイグレーションが大きく、有機層と
の密着性に優れた成膜が可能である。そして、成膜条件
を適当に選ぶことにより、有機層へのダメージをなくす
あるいは低減することができる。またスパッタリング法
においては、有機層の上への電極作製に先立ち、プレス
パッタリングを行うことにより、真空中で新たな金属表
面を露出したり、逆スパッタリングにより有機層表面に
吸着した酸素や水を除去することが可能であるので、ク
リーンな電極−有機層界面や電子注入電極を作製するこ
とができる。その結果、再現性のある安定な有機ＥＬ素
子を作製することができる。また、スパッタリング法に
おいては、蒸気圧が大きく異なる金属の混合物をターゲ
ットとして用いても、生成する薄膜とターゲットとの組
成のずれは少ないことも利点である。更に、スパッタリ
ング法は、蒸着法に比較し蒸着源を長時間供給する必要
がなく、膜厚の均一性や、膜質の再現性の点で蒸着法よ
り勝るなど、生産性の点でも有利である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の有機ＥＬ素子に比較し、発光特性に優れて安定なＥＬ
発光を示す素子とその作製方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明は第１の発明は有機ＥＬ素子に関する発明であっ
て、少なくとも正孔注入電極、電子注入電極及びこれら
の電極間に形成された有機発光層から構成される有機Ｅ
Ｌ素子において、電子注入電極が、スパッタ蒸着膜層で
構成されていることを特徴とする。そして、本発明の第
２の発明は、有機ＥＬ素子の作製方法に関する発明であ
って、第１の発明の有機ＥＬ素子の作製方法において、
電子注入電極が電極を構成する金属材料への不活性ガス
イオン照射によるスパッタ蒸着法で作製されることを特
徴とする。

【０００７】有機ＥＬ素子の素子特性向上のためには、
いかに有機層との密着性が高く、電極−有機層界面や電
極がクリーンな電子注入電極をＭｇやＣａなどの仕事関
数の低い金属やＡｌなどの仕事関数が比較的低い金属を
用いて作製するかが重要である。本発明者らは、有機Ｅ
Ｌ材料の発光特性の劣化の原因を鋭意検討した結果、従
来の有機ＥＬ素子における特性劣化の主要な原因が、電
圧印加時における電子注入電極の経時変化時間にあるこ
とを突止めた。この電子注入電極の経時変化は、有機Ｅ
Ｌ素子を構成する有機層を変えても起こり、主な原因は
素子構造や素子作製プロセスにあると考えられる。そこ
で、本発明者らは従来から電子注入電極作製に一般的に
用いられてきた真空蒸着法をスパッタリング法に変更す
ることにより、有機層との密着性が高く電極金属−有機
層界面及び電子注入電極がクリーンな有機ＥＬ素子の作
製を行うことができた。これは、従来の有機ＥＬ素子作
製において電子注入電極作製に広く用いられてきた真空
蒸着法に代り、スパッタリング法を採用することにより
実現できた。スパッタリング法においては、蒸着物質を
不活性ガスイオンでたたき出すため、製膜に用いられる
金属イオンは０．２〜１０ｅＶの運動エネルギーを持つ
ため表面マイグレーションが大きく、有機層との密着性
に優れた成膜が可能であること、有機層の上への電極作
製に先立ち、プレスパッタリングを行うことにより、真
空中で新たな金属表面を露出したり、逆スパッタリング
により有機層表面に吸着した酸素や水を除去することが
可能であるので、クリーンな電極−有機層界面や電子注
入電極を作製することができることなど、真空蒸着法に
はない利点を有している。本発明者らは、電子注入電極
作製プロセスへのスパッタリング法の適用法を検討し、
スパッタリング法が、これまで電子注入電極として用い
られてきた金属の電極作製プロセスとして適しているこ
とを明らかにした。これにより、従来広く用いられてき
た真空蒸着法で電子注入電極を作製した場合に比較し、
再現性のある安定な有機ＥＬ素子の作製を実現すること
ができた。

【０００８】以下に本発明を図を参照しつつ説明する。
図１〜図４は本発明の有機ＥＬ素子の構成図である。本
発明の有機ＥＬ素子は、図１に示すように、透明な基板
１上に正孔注入電極２、有機化合物からなる発光層３、
電子注入電極４が順に積層された構造を有しており、こ
のうち電子注入電極４が電極を構成する金属材料への不
活性ガスイオン照射によるスパッタ蒸着法で作製され
る。更に、図２〜図４に示すように、透明基板１上に上
記構成に加えて、有機化合物からなる正孔輸送層５や電
子輸送層６のどちらか一方、あるいは双方を有する構造
を持ってもよい。透明基板１としては、可視光をできる
だけ透過するものが望ましく、例えばガラス、石英、透
明サファイア、透明プラスチックなどが挙げられる。正
孔注入電極２としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以
上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物
を電極物質とするものが好ましく用いられる。このよう
な電極物質の具体例としては、Ａｕ、Ｐｔなどの金属、
ＩＴＯ、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ、ＣｕＩなどの誘電性を有し
た透明材料又は半透明材料が挙げられる。これらの正孔
注入電極は、これらの電極用物質を蒸着やスパッタリン
グなどの方法により、薄膜を形成させることにより作製
することができる。この電極よりＥＬ発光を取り出す場
合には、透過率を１０％より大きくすることが望まし
く、また、電極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下、
好ましくは１０〜２０Ω／□が望ましい。更に膜厚は材
料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０
〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。

【０００９】一方、電子注入電極４としては、仕事関数
の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物
及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用
いられる。このような電極物質の具体例としては、Ｎ
ａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｉｎ、希土類金属などが挙
げられる。これらの電子注入電極は、これらの電極用物
質をスパッタリング法により、薄膜を形成させることに
より作製することができる。この電極よりＥＬ発光を取
り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが
望ましく、また、電極としてのシート抵抗は数百Ω／□
以下が望ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常１０
ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選
ばれる。なお、本発明の有機ＥＬ素子においては、該正
孔注入電極又は電子注入電極のいずれか一方が、透明又
は半透明であることが、発光の効率的な透過の観点から
好都合である。

【００１０】また発光層３には、電子又は正孔、あるい
はその両方を輸送する能力を有し、かつ発光量子収率が
高い有機化合物が用いられる。例えば、８−ヒドロキシ
キノリンのアルミニウム錯体（以下、Ａｌｑ₃と略記す
る）のほかクマリン６やＤＣＭなどのレーザー色素など
を代表とする低分子有機化合物の真空蒸着膜やポリパラ
フェニレンビニレン（ＰＰＶ）やその誘導体を代表とす
る発光性の共役高分子化合物が用いられる。更に、発光
層３は、キャリア再結合に応じて発光する能力を持つ有
機ゲスト物質を有機ホスト化合物中に濃度０．１〜１０
ｗｔ％分散させた系でも良い。ここで、ゲストとして
は、Ａｌｑ₃やクマリン６やＤＣＭなどのレーザー色
素、有機オリゴマー、高分子の中からホスト材料との相
溶性に応じて選択すればよい。一方ホスト材料として
は、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリカ
ーボネートなどの高分子のほか、Ａｌｑ₃やクマリン６
やＤＣＭなどのレーザー色素の蒸着膜を使用することも
できる。

【００１１】正孔輸送層５としては、ポリ（メチルフェ
ニルシラン）などのポリシラン類やポリビニルカルバゾ
ールのほか、例えば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（ＴＰＤ）などが用いられる。一
方、電子輸送層６としては、上記Ａｌｑ₃のほか、２−
（４′−ターシャリブチルフェニル）−５−（ビフェニ
ル）−１，３，４−オキサジアゾールなどが用いられ
る。

【００１２】

【実施例】次に、実施例により本発明を更に詳しく説明
するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定され
るものではない。

【００１３】実施例１図５は本発明で用いたスパッタリング装置の概略構成図
である。図５に示すスパッタリング装置を用いてＡｌ、
Ｍｇ、Ａｇの薄膜作製に対するスパッタリング法の適用
性について検討した。ここでこのスパッタリング装置
は、基板１０、基板ホルダ１１、基板選択用シャッタ１
２、ターゲット選択用シャッタ１３、不活性ガス供給配
管１４、不活性ガス流量調整用マスフローコントローラ
ー１５、真空チャンバー１６、真空計１７、ターゲット
１８、ターゲット水冷ホルダ１９から構成されている。
その結果を表１にまとめた。

【００１４】

【表１】表１ ──────────────────────────────────── 金属真空度プレスパスパッタＡｒ圧力ＲＦパワー膜厚ッタ時間時間 (10^-7Torr) (min) (min) (mTorr) （Ｗ） (nm) ──────────────────────────────────── Ａｌ５．６１０６６１６０１００５．５１０１５４１４０１９０Ｍｇ５．６１０５４１４０１７０８．０１０３４１２０１１５Ａｇ８．６１０３３１２０１７０５．６１０５４１４０３４０ ────────────────────────────────────

【００１５】表１より、膜厚はＡｒガス圧力、ＲＦパワ
ー及びスパッタ時間に依存し、同じ金属においては、Ａ
ｒガス圧力が高いほど、またＲＦパワーが大きいほど生
成する膜厚が厚いことが解った。また上記３つの金属を
比較すると、定性的にＡｇ＞Ｍｇ＞Ａｌの順でスパッタ
されやすいことが解った。この順番は、各金属元素のス
パッタ収率の順番と一致し、金属膜がスパッタ法で作製
されていることが解った。

【００１６】実施例２ガラス基板上にＩＴＯを厚さ１００ｎｍで形成したもの
を正孔注入電極とした。この基板を界面活性剤中で１０
分間超音波洗浄を行い、よくイオン交換水で洗浄した
後、順にアセトン、イソプロピルアルコール中でそれぞ
れ２０分間超音波洗浄を行った。この基板を乾燥後直ち
に、ポリ（メチルフェニルシラン）（以下、ＰＭＰＳと
略記する）のトルエン溶液（１．５ｗｔ％）をスピンコ
ートし（１０００ｒｐｍ、３０秒）、膜厚約１２０ｎｍ
のＰＭＰＳ薄膜を作製した。その後このサンプルを真空
蒸着装置内に入れ、真空度３×１０^-6Ｔｏｒｒ、蒸着速
度０．６〜１．５Ａ／ｓでＡｌｑ₃層を４０ｎｍ蒸着し
た。その後、このサンプルを別の蒸着装置に装着し、真
空度４×１０^-6Ｔｏｒｒ、蒸着速度３〜４Ａ／ｓでＡｌ
電極を１９０ｎｍ作製した。このサンプルに対し、蛍光
スペクトルと蛍光励起スペクトルを測定した結果、両ス
ペクトルはＡｌ電極蒸着前のスペクトルと一致し、真空
蒸着法による電子注入電極作製により有機層がダメージ
を受けていないことが確認された。次にこの有機ＥＬ素
子をヘリウムガス雰囲気の試料室に入れ、電圧（横軸、
Ｖ）−電流（縦軸、Ａ）−ＥＬ発光強度（縦軸、任意単
位）特性を測定した。その結果図６に示すようにＥＬ発
光が観測されたものの、その発光は不安定で、発光強度
も小さかった。また同じ素子について、分光器とＣＣＤ
検出器を用いてＥＬスペクトルを測定した結果、ＥＬ発
光はＡｌｑ₃層から出ていることが解った。

【００１７】実施例３ガラス基板上にＩＴＯを厚さ１００ｎｍで形成したもの
を正孔注入電極とした。この基板を界面活性剤中で１０
分間超音波洗浄を行い、よくイオン交換水で洗浄した
後、順にアセトン、イソプロピルアルコール中でそれぞ
れ２０分間超音波洗浄を行った。この基板を乾燥後直ち
に、ＰＭＰＳのトルエン溶液（１．５ｗｔ％）をスピン
コートし（１０００ｒｐｍ、３０秒）、膜厚約１２０ｎ
ｍのＰＭＰＳ膜を作製した。その後このサンプルを真空
蒸着装置内に入れ、真空度３×１０^-6Ｔｏｒｒ、蒸着速
度０．６〜１．５Ａ／ｓでＡｌｑ₃層を４０ｎｍ蒸着し
た。その後、このサンプルを図５のスパッタリング装置
内に蒸着し、真空度６×１０^-7Ｔｏｒｒとなった後、ま
ずＡｒガス圧力４ｍＴｏｒｒ、パワー１４０Ｗで１０分
間Ａｌターゲットにプレスパッタを行いクリーンな表面
を露出させた後、同じＡｒガス圧力、パワーで１５分間
スパッタリングを行い、Ａｌ電極を１９０ｎｍ作製し
た。このサンプルに対し、蛍光スペクトルと蛍光励起ス
ペクトルを測定した結果、両スペクトルはスパッタリン
グ前のスペクトルと一致し、スパッタリング法による電
子注入電極作製により有機層がダメージを受けていない
ことが確認された。次にこの有機ＥＬ素子をヘリウムガ
ス雰囲気の試料室に入れ、電圧（横軸、Ｖ）−電流（縦
軸、Ａ）−ＥＬ発光強度（縦軸、任意単位）特性を測定
した。その結果図７に示すように非常に安定で高効率の
ＥＬ発光が観測された。また同じ素子について、分光器
とＣＣＤ検出器を用いてＥＬスペクトルを測定した結
果、ＥＬ発光はＡｌｑ₃層から出ていることが解った。

【００１８】実施例４ガラス基板上にＩＴＯを厚さ１００ｎｍで形成したもの
を正孔注入電極とした。この基板を界面活性剤中で１０
分間超音波洗浄を行い、よくイオン交換水で洗浄した
後、順にアセトン、イソプロピルアルコール中でそれぞ
れ２０分間超音波洗浄を行った。この基板を乾燥後直ち
に、ＰＭＰＳのトルエン溶液（１．５ｗｔ％）をスピン
コートし（１０００ｒｐｍ、３０秒）、膜厚約１２０ｎ
ｍのＰＭＰＳ膜を作製した。その後レーザー色素である
クマリン６（ポリスチレンに対し、１ｗｔ％）とポリス
チレンの酢酸エチル溶液（１ｗｔ％）をＰＭＰＳ膜の上
にスピンコートし（５０００ｒｐｍ、３０秒）、厚さ３
０ｎｍのクマリン６含有ポリスチレン膜を作製した。こ
のサンプルを真空蒸着装置内に入れ、真空度３×１０^-6
Ｔｏｒｒ、蒸着速度０．６〜１．５Ａ／ｓでＡｌｑ₃層
を４０ｎｍ蒸着した。ここで、酢酸エチルはＰＭＰＳを
溶解しないことを確認してある。その後、このサンプル
をスパッタ装置内に装着し、真空度５×１０^-7Ｔｏｒｒ
となった後、まずＡｒガス圧４ｍＴｏｒｒ、パワー１４
０Ｗで１０分間Ａｌターゲットにプレスパッタを行いク
リーンな表面を露出させた後、同じＡｒガス圧、パワー
で１５分間スパッタリングを行い、Ａｌ電極を１９０ｎ
ｍ作製した。このサンプルに対し、蛍光スペクトルと蛍
光励起スペクトルを測定した結果、両スペクトルはスパ
ッタリング前のスペクトルと一致し、スパッタリング法
による電子注入電極作製により有機層がダメージを受け
ていないことが確認された。次にこの有機ＥＬ素子をヘ
リウムガス雰囲気の試料室に入れ、電圧−電流−ＥＬ発
光強度特性を測定した。その結果図７と同様な非常に安
定で高効率のＥＬ発光が観測された。また同じ素子につ
いて、分光器とＣＣＤ検出器を用いてＥＬスペクトルを
測定した結果、ＥＬ発光はクマリン６層とＡｌｑ₃層か
ら出ていることが解った。

【００１９】実施例５ガラス基板上にＩＴＯを厚さ１００ｎｍで形成したもの
を正孔注入電極とした。この基板を界面活性剤中で１０
分間超音波洗浄を行い、よくイオン交換水で洗浄した
後、順にアセトン、イソプロピルアルコール中でそれぞ
れ２０分間超音波洗浄を行った。この基板を乾燥後直ち
に、ＰＭＰＳのトルエン溶液（１．５ｗｔ％）をスピン
コートし（１０００ｒｐｍ、３０秒）、膜厚約１２０ｎ
ｍのＰＭＰＳ膜を作製した。その後このサンプルを真空
蒸着装置内に入れ、真空度３×１０^-6Ｔｏｒｒ、蒸着速
度０．６〜１．５Ａ／ｓでＡｌｑ₃層を４０ｎｍ蒸着し
た。その後、このサンプルをスパッタ装置内に装着し、
真空度５×１０^-7Ｔｏｒｒとなった後、まずＡｒガス圧
４ｍＴｏｒｒ、パワー１２０Ｗで１０分間Ｍｇターゲッ
トにプレスパッタを行いクリーンな表面を露出させた
後、同じＡｒガス圧、パワーで３分間スパッタリングを
行い、Ｍｇ電極を１１５ｎｍ作製した。引続いて、Ａｒ
ガス圧３ｍＴｏｒｒ、パワー１２０Ｗで１０分間Ａｇタ
ーゲットにプレスパッタを行いクリーンな表面を露出し
た後、同じＡｒ圧、パワーで３分間スパッタリングを行
い、Ａｇ膜をＭｇ膜の上に１７０ｎｍ作製した。このＡ
ｇ膜は、酸素や水分に対して劣化しやすいＭｇ膜の保護
膜として働く。このサンプルに対し、蛍光スペクトルと
蛍光励起スペクトルを測定した結果、両スペクトルはス
パッタリング前のスペクトルと一致し、スパッタリング
法による電子注入電極作製により有機層がダメージを受
けていないことが確認された。次にこの有機ＥＬ素子を
ヘリウムガス雰囲気の試料室に入れ、電圧−電流−ＥＬ
発光強度特性を測定した。その結果、発光閾値電圧が約
５Ｖと電子注入電極がＡｌ電極の場合よりも低く非常に
安定で高効率のＥＬ発光が観測された。また同じ素子に
ついて、分光器とＣＣＤ検出器を用いてＥＬスペクトル
を測定した結果、ＥＬ発光はＡｌｑ₃層から出ているこ
とが解った。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、有
機層との密着性に優れたクリーンな電極を作成すること
が可能となるので、従来の有機ＥＬ素子に比較し、発光
特性に優れて安定なＥＬ発光を示す素子とその作製方法
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機ＥＬ素子の１例の構成図である。

【図２】本発明の有機ＥＬ素子の１例の構成図である。

【図３】本発明の有機ＥＬ素子の１例の構成図である。

【図４】本発明の有機ＥＬ素子の１例の構成図である。

【図５】本発明で用いたスパッタリング装置の概略構成
図である。

【図６】電子注入用Ａｌ電極を真空蒸着法で作製した有
機ＥＬ素子の素子特性の１例を示す図である。

【図７】電子注入用Ａｌ電極をスパッタリング法で作製
した有機ＥＬ素子の素子特性の１例を示す図である。

【符号の説明】

１：透明基板、２：正孔注入電極、３：発光層、４：電
子注入電極、５：正孔輸送層、６：電子輸送層、１０：
基板、１１：基板ホルダ、１２：基板選択用シャッタ、
１３：ターゲット選択用シャッタ、１４：不活性ガス供
給配管、１５：不活性ガス流量調整用マスフローコント
ローラー、１６：真空チャンバー、１７：真空計、１
８：ターゲット、１９：ターゲット水冷ホルダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも正孔注入電極、電子注入電極
及びこれらの電極間に形成された有機発光層から構成さ
れる有機エレクトロルミネッセンス素子において、電子
注入電極が、スパッタ蒸着膜層で構成されていることを
特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】請求項１に記載の有機エレクトロルミネ
ッセンス素子の作製方法において、電子注入電極が電極
を構成する金属材料への不活性ガスイオン照射によるス
パッタ蒸着法で作製さ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作製方法。