JPH09120890A - 有機電界発光素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期間にわたり安定な発光特性を維持でき、
かつ駆動電圧の低電圧化をした有機電界発光素子を提供
する。 【解決手段】 基板上に、少なくとも陽極、有機発光層
及び陰極がこの順に積層されてなる有機電界発光素子に
おいて、陽極が導電性金属酸化物であり、この陽極の中
心線平均粗さ（Ｒａ）が２ｎｍ以下であり、かつ、中心
線谷深さ（Ｒｖ）と中心線山高さ（Ｒｐ）の比（Ｒｖ／
Ｒｐ）が１．１以上、５以下である有機電界発光素子、
及び、前記有機電界発光素子を製造する方法であって、
基板に積層された陽極を研磨し、次いで酸処理し、その
後、少なくとも有機発光層、陰極をこの順で積層する有
機電界発光素子の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機電界発光素子に
関するものであり、詳しくは、有機化合物から成る発光
層に電界をかけて光を放出する薄膜型デバイスに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、薄膜型の電界発光（ＥＬ）素子と
しては、無機材料の〓−〓族化合物半導体であるＺｎ
Ｓ、ＣａＳ、ＳｒＳ等に、発光中心であるＭｎや希土類
元素（Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｓｍ等）をドープしたものが
一般的であるが、上記の無機材料から作製したＥＬ素子
は、 １）交流駆動が必要（５０〜１０００Ｈｚ）、 ２）駆動電圧が高い（〜２００Ｖ）、 ３）フルカラー化が困難（特に青色が問題）、 ４）周辺駆動回路のコストが高い、 という問題点を有している。

【０００３】しかし、近年、上記問題点の改良のため、
有機薄膜を用いたＥＬ素子の開発が行われるようになっ
た。特に、発光効率を高めるために電極からのキャリア
ー注入の効率向上を目的とした電極種類の最適化を行
い、芳香族ジアミンから成る有機正孔輸送層と８−ヒド
ロキシキノリンのアルミニウム錯体から成る有機発光層
を設けた有機電界発光素子の開発（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．Ｌｅｔｔ．，５１巻，９１３頁，１９８７年）によ
り、従来のアントラセン等の単結晶を用いたＥＬ素子と
比較して発光効率の大幅な改善がなされ、実用特性に近
づいている。

【０００４】しかしこれらの素子は、定電流密度での駆
動時に、電圧の上昇が伴うという問題が存在する。その
ために素子の安定化を図ると同時に、初期の駆動電圧を
下げる必要があり、発光効率の改善や、電流−電圧特性
の改善が試みられている。発光効率の改善としては、発
光層にクマリン５４０、ＤＣＭ１（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．６５（９）１９８９ ｐ３６１０−３６１６）、
ルブレン（特開平４−３３５０８７号公報）やキナクリ
ドン（特開平３−２５５１９０号公報）をドープするこ
とにより発光特性を著しく向上させることが試みられて
いる。また、電流−電圧特性の改善としては、基板の表
面を酸で処理することにより駆動電圧の低電圧化を行う
等の方法が試みられている（特開平４−１４７９５号公
報）が実用レベルに達していないのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これまでに開示されて
いる有機電界発光素子では、駆動電圧が高く、長期間の
安定した駆動特性が得られないという欠点があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記実状に
鑑み、長期間に亙り安定な発光特性を維持でき、駆動電
圧の低電圧化を行うことができる有機電界発光素子を提
供することを目的として鋭意検討を重ねた結果、基板上
の陽極を導伝性金属酸化物とし、この陽極の中心線谷深
さ（Ｒｖ）と中心線山高さ（Ｒｐ）の比（Ｒｖ／Ｒｐ）
が１．１以上、５以下であることが好適であることを見
い出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明の要旨は、基板上に、少
なくとも陽極、有機発光層、陰極の順に積層されてなる
有機電界発光素子において、陽極が導電性金属酸化物で
あり、この陽極の中心線平均粗さ（Ｒａ）が２ｎｍ以下
であり、かつ、中心線谷深さ（Ｒｖ）と中心線山高さ
（Ｒｐ）の比（Ｒｖ／Ｒｐ）が１．１以上、５以下であ
ることを特徴とする有機電界発光素子、及び、基板に積
層された陽極を研磨し、次いで酸処理し、その後、少な
くとも有機発光層、陰極をこの順で積層することを特徴
とする有機電界発光素子の製造方法に存する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の有機電界発光素子
について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の
有機電界発光素子の構造例を模式的に示す断面図であ
り、１は基板、２は陽極、３は有機発光層、４は陰極を
各々表わす。基板１は本発明の有機電界発光素子の支持
体となるものであり、石英やガラスの板、金属板や金属
箔、樹脂製のフィルムやシートなどが用いられるが、ガ
ラス板や、ポリエステル、ポリメチルメタアクリレー
ト、ポリカーボネート、ポリサルホンなどの透明な合成
樹脂製の基板が好ましい。

【０００９】基板１上には陽極２が設けられるが、陽極
２は有機発光層への正孔注入の役割を果たすものであ
る。この陽極は、導伝性金属酸化物から成り、通常イン
ジウム及び／またはスズの酸化物、亜鉛の酸化物、イン
ジウム及びガリウムの酸化物、インジウム及びマグネシ
ウムの酸化物等により構成される。陽極２の厚みは、必
要とする透明性により異なるが、透明性が必要とされる
場合は、可視光の透過率を６０％以上、好ましくは８０
％以上とすることが望ましく、この場合、金属酸化物で
の厚みは、通常、５〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜
５００ｎｍ程度である。金属酸化物の膜を基板に形成す
る方法としては、通常スパッタリング法、電子ビーム蒸
着法等を挙げることができるが、形成される膜の表面形
状および粗度は作成条件で大きく異なることが知られて
いる。また有機電界発光素子は、一層あたりの膜厚が数
十ｎｍであることから、陽極の平坦度も重要な要因とな
る。

【００１０】本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、陽
極の中心線平均粗さ（Ｒａ）が２ｎｍ以下であり、か
つ、中心線山高さ（Ｒｐ）と中心線谷深さ（Ｒｖ）の比
（Ｒｐ／Ｒｖ）が１．１以上５以下であることが好適で
あることを見い出した。このような陽極を得る方法とし
ては、陽極の成膜条件を制御することによって得ること
が可能であるが、陽極を研磨した後に、酸で処理するこ
とによって作製することが好ましい。研磨用砥粒はどの
ような砥粒でも用いることができる。好ましくはα-ア
ルミナ、γ-アルミナ、炭化珪素、酸化シリコン、酸化
チタン、酸化ジルコニア、酸化クロム、酸化セリウム、
酸化インジウム、酸化錫、ＩＴＯ等を挙げることがで
き、粒子径は陽極を平滑化できるものであればよく、通
常１ｎｍ以上１０μｍ以下であり、好ましくは、５ｎｍ
以上１μｍ以下である。

【００１１】酸処理用の酸としては、塩酸、フッ化水素
酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、硝酸、過塩素
酸、燐酸、ホウ酸、塩化第二鉄水溶液等を含むものが挙
げられる。また、これらを混合した酸も使用可能であ
る。上記の酸は、溶液や蒸気の状態で陽極表面と接触さ
せることで処理を行うことができる。特に研磨処理に続
き酸処理を行うことにより、陽極の平滑度が上がり、か
つ最表面に細孔が形成され、有機発光層との接触面積を
増大することができ、陽極と有機発光層間の付着力を向
上させることができる。また、研磨により生成したスク
ラッチ等の変質部分を取り除くこともできる。

【００１２】酸処理後、水洗にひき続き、アルカリ液で
処理を行うことも可能である。アルカリ液で処理するこ
とにより、基板表面の残存する酸成分を中和し、洗浄効
果を高めることができる。使用されるアルカリ液は、Ｐ
Ｈ８以上のアルカリ液ならばどのようなアルカリ液を用
いることも可能であるが、好ましくは、無機系では、ア
ンモニア；水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化
バリウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸化
物；炭酸カリウムなどのアルカリ金属、アルカリ土類金
属の炭酸塩；炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム等
のアルカリ金属、アルカリ土類金属の炭酸水素塩；アル
カリ金属、アルカリ土類金属の次亜塩素酸塩等を挙げる
ことができる。有機アルカリとしては、エチルアミン、
ジエチルアミン、トリエチルアミン、メチルアミン、ジ
メチルアミン、トリメチルアミン等のアミン誘導体、ピ
リジン、ピペリジン、テトラメチルアンモニウムハイド
ロオキサイド（ＴＭＡＨ）等を挙げることができる。

【００１３】酸及びアルカリによる処理温度は、通常５
℃以上、９０℃以下であり、処理時間は、酸、アルカリ
のＰＨや温度によっても異なるが、通常１秒から５時間
であり、好ましくは５秒から３時間である。さらに好ま
しくは、１０秒から１時間である。この処理の後に前述
のような通常行われる洗浄を行う。このように処理され
た基板の上には、有機発光層が積層されるが、電荷の注
入、輸送、発光が分離される場合は図２に示すような構
成にすることも可能である（図２参照）。以下、図２を
参照しながら説明する。正孔注入層３ａは、陽極から正
孔輸送層への正孔注入を容易にすると同時に、陽極との
密着性も求められる。これらの材料としては、ポルフィ
リン誘導体（特開昭−６３−２９５６９５号公報）やス
ターバーストアミン（第５４回応用物理学会学術講演会
予稿集、２９ｐ−ＡＣ−１５）などが用いられる。また
正孔注入層がなくても十分な特性が得られる場合は、こ
の層を省略することも可能である。

【００１４】正孔注入層または、陽極の上には、正孔輸
送層３ｂが形成される。正孔輸送層としては、正孔の移
動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不
純物が製造時や使用時に発生しにくいことが要求され
る。このような正孔輸送材料としては、例えば、１，１
−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘ
キサン等の３級芳香族アミンユニットを連結した芳香族
ジアミン化合物（特開昭５９−１９４３９３号公報）、
４，４’−ビス［（Ｎ−１−ナフチル）−Ｎ−フェニル
アミノ］ビフェニルで代表される２個以上の３級アミン
を含み２個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳
香族アミン（特開平５−２３４６８１号公報）、トリフ
ェニルベンゼンの誘導体でスターバースト構造を有する
芳香族トリアミン（米国特許第４，９２３，７７４
号）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メ
チルフェニル）−ビフェニル−４，４’−ジアミン等の
芳香族ジアミン（米国特許第４，７６４，６２５号）、
α，α，α’，α’−テトラメチル−α，α’−ビス
（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−ｐ−キシレン
（特開平３−２６９０８４号公報）、分子全体として立
体的に非対称なトリフェニルアミン誘導体（特開平４−
１２９２７１号公報）、ピレニル基に芳香族ジアミノ基
が複数個置換した化合物（特開平４−１７５３９５号公
報）、エチレン基で３級芳香族アミンユニットを連結し
た芳香族ジアミン（特開平４−２６４１８９号公報）、
スチリル構造を有する芳香族ジアミン（特開平４−２９
０８５１号公報）、チオフェン基で芳香族３級アミンユ
ニットを連結したもの（特開平４−３０４４６６号公
報）、スターバースト型芳香族トリアミン（特開平４−
３０８６８８号公報）、ベンジルフェニル化合物（特開
平４−３６４１５３号公報）、フルオレン基で３級アミ
ンを連結したもの（特開平５−２５４７３号公報）、ト
リアミン化合物（特開平５−２３９４５５号公報）、ビ
スジピリジルアミノビフェニル（特開平５−３２０６３
４号公報）、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリフェニルアミン誘導体
（特開平６−１９７２号公報）、フェノキサジン構造を
有する芳香族ジアミン（特願平５−２９０７２８号）、
ジアミノフェニルフェナントリジン誘導体（特願平６−
４５６６９号）に示される芳香族アミン系化合物、ヒド
ラゾン化合物（特開平２−３１１５９１号公報）、シラ
ザン化合物（米国特許第４，９５０，９５０号公報）、
シラナミン誘導体（特開平６−４９０７９号公報）、ホ
スファミン誘導体（特開平６−２５６５９号公報）、キ
ナクリドン化合物等が挙げられる。これらの化合物は、
単独で用いるか、必要に応じて、各々、混合して用いて
もよい。

【００１５】上記の化合物以外に、正孔輸送性の高分子
である、ポリビニルカルバゾールやポリシラン（Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５９巻，２７６０頁，１９
９１年等が挙げられる）、ポリフォスファゼン（特開平
５−３１０９４９号公報）、ポリアミド（特開平５−３
１０９４９号公報）、ポリビニルトリフェニルアミン
（特願平５−２０５３７７）、トリフェニルアミン骨格
を有する高分子（特開平４−１３３０６５号公報）、ト
リフェニルアミン単位をメチレン基等で連結した高分子
（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｔａｌｓ，５５−５７巻，
４１６３頁，１９９３年）、芳香族アミンを含有するポ
リメタクリレート（Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，Ｐｏｌ
ｙｍ．Ｃｈｅｍ．Ｅｄ．，２１巻，９６９頁，１９８３
年）等の高分子材料が挙げられる。

【００１６】上記の有機正孔輸送材料を塗布法あるいは
真空蒸着法により前記陽極２または正孔注入層３ａ上に
積層して、正孔輸送層３ｂを形成させる。塗布の場合
は、有機正孔輸送化合物を１種または２種以上と、必要
により正孔のトラップにならないバインダー樹脂や、レ
ベリング剤等の塗布性改良剤などの添加剤とを添加し、
溶解した塗布溶液を調製し、スピンコート法などの方法
により陽極２、または正孔注入層３ａ上に塗布し、乾燥
して有機正孔輸送層３ｂを形成する。バインダー樹脂と
しては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエス
テル等が挙げられる。バインダー樹脂は添加量が多いと
正孔移動度を低下させるので、少ない方が望ましく、５
０重量％以下が好ましい。また正孔注入層３ａが存在す
る場合は使用する溶媒が正孔注入層３ａの表面粗度を低
下させないよう溶媒の適切な選択が必要である。

【００１７】真空蒸着法の場合には、有機正孔輸送材料
を真空容器内に設置されたルツボに入れ、真空容器内を
適当な真空ポンプで１０^-6Tｏｒｒ（１０^-4Pa）にまで
排気した後、ルツボを加熱して、正孔輸送材料を蒸発さ
せ、ルツボと向い合って置かれた基板上に層を形成させ
る。正孔輸送層３ｂを形成させる場合、さらに、アクセ
プタとして、芳香族カルボン酸の金属錯体及び／または
金属塩（特開平４−３２０４８４号公報）、ベンゾフェ
ノン誘導体およびチオベンゾフェノン誘導体（特開平５
−２９５３６１号公報）、フラーレン類（特開平５−３
３１４５８号公報）を１０^-3から１０重量％の濃度でド
ープして、フリーキャリアとしての正孔を生成させ、低
電圧駆動とすることが可能である。

【００１８】正孔輸送層３ｂの膜厚は、通常、１０〜３
００ｎｍ、好ましくは３０〜１００ｎｍである。この様
に薄い膜を一様に形成するためには、真空蒸着法がよく
用いられる。正孔輸送層３ｂの材料としては有機化合物
の代わりに無機材料を使用することも可能である。無機
材料に要求される条件は、有機正孔輸送化合物と同じで
ある。正孔輸送層３ｂに用いられる無機材料としては、
ｐ型水素化非晶質シリコン、ｐ型水素化非晶質炭化シリ
コン、ｐ型水素化微結晶性炭化シリコン、あるいは、ｐ
型硫化亜鉛、ｐ型セレン化亜鉛等が挙げられる。これら
の無機正孔輸送層はＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、真空
蒸着法、スパッタ法等により形成される。

【００１９】無機正孔輸送層の膜厚も有機正孔輸送層と
同様に、通常、１０〜３００ｎｍ、好ましくは３０〜１
００ｎｍである。正孔輸送層３ｂの上には電子輸送層３
ｃが設けられるが、電子輸送層３ｃは、電界を与えられ
た電極間において陰極からの電子を効率よく正孔輸送層
３ｂの方向に輸送することができる化合物より形成され
る。

【００２０】有機電子輸送化合物としては、陰極４から
の電子注入効率が高く、かつ、注入された電子を効率よ
く輸送することができる化合物であることが必要であ
る。そのためには、電子親和力が大きく、しかも電子移
動度が大きく、さらに安定性にすぐれトラップとなる不
純物が製造時や使用時に発生しにくい化合物であること
が要求される。

【００２１】このような条件を満たす材料としては、テ
トラフェニルブタジエンなどの芳香族化合物（特開昭５
７−５１７８１号公報）、８−ヒドロキシキノリンのア
ルミニウム錯体などの金属錯体（特開昭５９−１９４３
９３号公報）、シクロペンタジエン誘導体（特開平２−
２８９６７５号公報）、ペリノン誘導体（特開平２−２
８９６７６号公報）、オキサジアゾール誘導体（特開平
２−２１６７９１号公報）、ビススチリルベンゼン誘導
体（特開平１−２４５０８７号公報、同２−２２２４８
４号公報）、ペリレン誘導体（特開平２−１８９８９０
号公報、同３−７９１号公報）、クマリン化合物（特開
平２−１９１６９４号公報、同３−７９２号公報）、希
土類錯体（特開平１−２５６５８４号公報）、ジスチリ
ルピラジン誘導体（特開平２−２５２７９３号公報）、
ｐ−フェニレン化合物（特開平３−３３１８３号公
報）、チアジアゾロピリジン誘導体（特開平３−３７２
９２号公報）、ピロロピリジン誘導体（特開平３−３７
２９３号公報）、ナフチリジン誘導体（特開平３−２０
３９８２号公報）などが挙げられる。

【００２２】これらの化合物を用いた電子輸送層３ｃ
は、電子を輸送する役割と、正孔と電子の再結合の際に
発光をもたらす役割を同時に果している。有機正孔輸送
層３ｂが発光機能を有する場合は、電子輸送層３ｃは電
子を輸送する役割だけを果たす。素子の発光効率を向上
させるとともに発光色を変える目的で、例えば、８−ヒ
ドロキシキノリンのアルミニウム錯体をホスト材料とし
て、クマリン等のレーザ用蛍光色素をドープすること
（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，６５巻，３６１０頁，１
９８９年）も行われている。本発明においても上記の有
機電子輸送材料をホスト材料として各種の蛍光色素を１
０^-3〜１０モル％ドープすることにより、素子の発光特
性をさらに向上させることができる。電子輸送層３ｃの
膜厚は、通常、１０〜２００ｎｍ、好ましくは３０〜１
００ｎｍである。

【００２３】有機電子輸送層も有機正孔輸送層と同様の
方法で形成することができるが、通常は真空蒸着法が用
いられる。有機電界発光素子の発光効率をさらに向上さ
せる方法として、図３に示すように電子輸送層３ｃの上
にさらに他の電子輸送層３ｄを積層することが考えられ
る（図３参照）。この電子輸送層３ｄに用いられる化合
物には、陰極からの電子注入が容易で、電子の輸送能力
がさらに大きいことが要求される。この様な電子輸送材
料としては、

【００２４】

【化１】

【００２５】

【化２】

【００２６】などのオキサジアゾール誘導体（Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５５巻，１４８９頁，１９
８９年；Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３１巻，
１８１２頁，１９９２年）やそれらをポリメチルメタア
クリレート等の樹脂に分散した系（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．Ｌｅｔｔ．，６１巻，２７９３頁，１９９２年）、
または、ｎ型水素化非晶質炭化シリコン、ｎ型硫化亜
鉛、ｎ型セレン化亜鉛等が挙げられる。電子輸送層５ｂ
の膜厚は、通常、５〜２００ｎｍ、好ましくは１０〜１
００ｎｍである。

【００２７】また陰極４との間に界面層３ｅを設けるこ
とも可能である（図４参照）。界面層の役割としては、
有機発光層との親和性があると同時に陰極との密着性が
よく、かつ、化学的に安定で陰極形成時及び／または形
成後の有機発光層と陰極の反応を抑制する効果を有する
ことが挙げられる。また、均一な薄膜形状を与えること
も陰極との密着性の点で重要である。このような役割を
果たす材料として、芳香族アミン化合物（特開平５−０
４８０７５号公報）、フェニルカルバゾール骨格を有す
る化合物（特願平６−１９９５６２号公報）、ポリ−ビ
ニルカルバゾール誘導体（特願平６−２００９４２号公
報）等が挙げられる。

【００２８】また電子輸送層３ｄを含まず、界面層３ｅ
を含む構造も可能であり、この場合に使用される材料
は、前述の物質が挙げられる。上記に示した界面層を形
成する場合、これらの化合物を混合して用いてもよい。
また界面層の膜の安定性を向上させる目的で他の蛍光色
素、発光材料等を混合しても構わない。これらの混合す
る材料としては、例えば、芳香族アミンからなる化合
物、クマリン誘導体等のレーザー用色素、ペリレン、ル
ブレン等の多環芳香族色素、キナクリドン等の有機顔
料、８−ヒドロキシキノリン金属錯体等が挙げられる。

【００２９】界面層３ｅの上には、陰極４が設けられ
る。陰極は、前述の電子輸送層、界面層への電子の注入
が容易であり、安定な膜を形成することが要求される。
このため通常、低仕事関数の金属が使用され、通常４ｅ
Ｖ以下の金属が適用される。好ましい金属としては、ベ
リリウム、マグネシウム、カルシウム、スカンジウム、
チタン、マンガン、ガリウム、ストロンチウム、イット
リウム、インジウム、バリウム、ランタン、セリウム、
プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、サマリウ
ム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプ
ロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテ
ルビウム、ルテチウム、ハフニウム、ラジウム、アクチ
ニウム、トリウム、ウラン等が挙げられ、特に好ましく
はマグネシウム、カルシウム、スカンジウム、インジウ
ムが挙げられる。しかし低仕事関数の陰極を単独で用い
ると、酸化され易く、容易に劣化することから、通常こ
れらに第二金属として４ｅＶ以上の元素を含ませる。第
二金属としては通常、アルミニウム、バナジウム、クロ
ム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ゲルマニウ
ム、ヒ素、セレン、モリブデン、テクネチウム、ルテニ
ウム、ロジウム、パラジウム、銀、カドミウム、錫、ア
ンチモン、テルル、タンタル、タングステン、レニウ
ム、オスミウム、イリジウム、白金、金、水銀、鉛、ビ
スマス、ポロニウム等が挙げられ、好ましくは、アルミ
ニウム、銅、銀、金、錫、鉛、ビスマス、テルル、アン
チモンが挙げられる。またこの陰極の上にさらに金属を
積層し陰極の安定化を計ることも可能である。また界面
層との特別な組合せとしては、フェニルカルバゾールを
含有する界面層と銀、または銀を主体とする陰極等を挙
げることができる（特開平６−１９９５６２号公報、特
開平６−２２０３４３号公報）。

【００３０】陰極４の膜厚は通常、陽極２と同様であ
る。また、図１には示していないが、陰極４の上にさら
に基板１と同様の基板を設けることもできる。但し、陽
極２と陰極４の少なくとも一方は透明性の良いことがＥ
Ｌ素子としては必要である。このことから、陽極２と陰
極４の一方は、１０〜５００ｎｍの膜厚であることが好
ましく、透明性の良いことが望まれる。

【００３１】

【実施例】次に、本発明を実施例によって更に具体的に
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の
実施例の記載に限定されるものではない。 実施例１ 図２に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法
で作製した。ガラス基板上にインジウム・スズ酸化物
（ＩＴＯ）透明導電膜（ジオマテック社製：ＥＢ法によ
り作製）を１２０ｎｍ堆積したものを、（株）フジミイ
ンコーポレーテッド社製ＦＭ Ｎｏ．５（α晶とγ晶と
に調整された高純度アルミナ：平均粒径０．０５μｍ）
の砥粒を用いて研磨を行った。流水洗浄の後に塩酸６Ｎ
５０℃水溶液で３０秒間酸処理を行った。その後脱塩水
で水洗をし、アセトン、イソプロピルアルコールで１０
分間超音波洗浄後乾燥窒素を吹き付けて乾燥させ、ＵＶ
／オゾン洗浄を行った後、真空蒸着装置内に設置して、
装置内の真空度が２×１０^-6Torr以下になるまで油拡散
ポンプを用いて排気した。この基板に有機正孔輸送層材
料として以下の構造式に示す芳香族アミン化合物（Ｈ−
１）

【００３２】

【化３】

【００３３】をセラミックるつぼに入れ、るつぼの周囲
のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。この時
のるつぼの温度は、１９０〜２３０℃の範囲で制御し
た。蒸着時の真空度は２×１０^-6Tｏｒｒで、蒸着時間
３分４０秒で膜厚６０ｎｍの有機正孔輸送層３ｂを得
た。次に、有機電子輸送層３ｃの材料として、以下の構
造式に示すアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯
体、Ａl（Ｃ₉H₆NO）₃(Ｅ−１）

【００３４】

【化４】

【００３５】を上記有機正孔輸送層３ｂの上に同様にし
て蒸着を行なった。この時のるつぼの温度はそれぞれ３
００〜３３０℃、１６０℃〜１７０℃の範囲で制御し
た。蒸着時の真空度は１．８×１０^-6Tｏｒｒ、蒸着時
間は３分２０秒、膜厚は７５ｎｍであった。この層は発
光層としての役割を果たす。陰極として、マグネシウム
と銀の合金電極を２元同時蒸着法によって膜厚１５０ｎ
ｍで蒸着した。蒸着はモリブデンボートを用いて、真空
度は、６×１０^-6Tｏｒｒ、蒸着時間は２分で光沢のあ
る膜が得られた。マグネシウムと銀の原子比は１０：
１．２であった。

【００３６】この様にして作製した有機電界発光素子を
窒素下で封止を行い、大気中で１５ｍＡ／ｃｍ²の定電
流密度の素子の駆動を行った。この素子は、初期輝度５
４７ｃｄ／ｍ²、初期電圧１３．２Ｖであった。

【００３７】比較例１ 研磨処理、酸処理を行わない他は実施例１と同様にして
素子を作製した。この素子は、初期輝度３３２ｃｄ／ｍ
²、初期電圧９．１Ｖであった。 比較例２ 研磨処理を行わない他は実施例１と同様にして素子を作
製した。この素子は、初期輝度６２３ｃｄ／ｍ²、初期
電圧１０．８Ｖであった。

【００３８】比較例３ 酸処理を行わない他は実施例１と同様にして素子を作製
した。この素子は、初期輝度５６６ｃｄ／ｍ²、初期電
圧１２．３Ｖであった。実施例１、比較例１、２、３の
各処理後の基板の粗度を測定した結果を表−１に載せ
る。なお、基板表面の粗度は、先端が０．２μｍ角の触
針を有する表面粗さ計（ランクレーラーホブソン社製
「タリステップ」）により、計測長２５０μｍで測定し
た。また、中心線平均粗さ（Ｒａ）、中心線谷深さ（Ｒ
ｖ）、中心線山高さ（Ｒｐ）はＪＩＳ Ｂ ０６０１に
従って求めた。

【００３９】実施例１の陽極の粗度は、比較例２よりは
低いが、比較例１、３より高い。また各基板のＳＥＭに
より表面を観察した結果、研磨により陽極の、粒界が見
えなくなり、さらに酸処理を行うことにより細孔が形成
されていた。実施例１、比較例１から３までの駆動時の
発光特性を図５に載せる。

【００４０】

【表１】

【００４１】実施例２ 実施例１と同様に基板研磨処理、塩酸処理を行った基板
を、さらに２８％アンモニア水で１０分間超音波洗浄を
行った。その後脱塩水で水洗をし、アセトン、イソプロ
ピルアルコールで１０分間超音波洗浄後乾燥窒素を吹き
付けて乾燥させ、ＵＶ／オゾン洗浄を行った後、真空蒸
着装置内に設置して、装置内の真空度が１×１０−６To
rr以下になるまで油拡散ポンプを用いて排気した。この
基板に有機正孔注入層材料として、銅フタロシアニン
（Ｉ−１）

【００４２】

【化５】

【００４３】をモリブデンボートに入れ、１３０Ａの電
流を流して加熱し２０ｎｍの正孔注入層３ａを得た。次
に有機正孔輸送層材料としてＨ−１をセラミックるつぼ
に入れ、るつぼの周囲のタンタル線ヒーターで加熱して
蒸着を行った。この時のるつぼの温度は、１８０〜２３
０℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度は１．４×１０
^-6Ｔｏｒｒで、蒸着時間２分３０秒で膜厚６０ｎｍの有
機正孔輸送層３ｂを得た。次に、有機電子輸送層３ｃの
材料として、Ｅ−１を、ドーパントとして以下の構造式
に示すルブレン（Ｆ−１）

【００４４】

【化６】

【００４５】を上記有機正孔輸送層３ｂの上に同様にし
て蒸着を行なった。この時のるつぼの温度はそれぞれ３
６０〜３７０℃、１６０℃〜１７０℃の範囲で制御し
た。蒸着時の真空度は１．８×１０^-6Ｔｏｒｒ、蒸着時
間は１分００秒、膜厚は７５ｎｍであり、ドーピング濃
度は０．８％であった。この層は発光層としての役割を
果たす。

【００４６】陰極として、マグネシウムと銀の合金電極
を２元同時蒸着法によって膜厚４０ｎｍで作製した。蒸
着はモリブデンボートを用いて、真空度は、６×１０^-6
Ｔｏｒｒ、蒸着時間は２分で光沢のある膜が得られた。
マグネシウムと銀の原子比は１０：１．３であった。さ
らにこの上に第二陰極としてアルミニウムを４０ｎｍ蒸
着した。最後に保護膜として、アルミニウムの８−ヒド
ロキシキノリン錯体を２００ｎｍ蒸着した。この時のる
つぼの温度は３６０℃〜３８０℃であり、真空度は３×
１０^-6Tｏｒｒ、蒸着時間は３分であった。

【００４７】この様にして作製した有機電界発光素子に
スライドガラスの中央部分をくり抜いたスペーサーをエ
ポキシ系接着剤であるアラルダイト（チバガイギー社
製）を用いて貼合わせた。続いて空隙部分に弾性接着剤
であるＥＰ００１（セメダイン社製）に乾燥シリカゲル
をフィラーとして混入したものを流し込み、自由体積を
なくし、さらにこの上に、スライドガラスをアラルダイ
トを用いて貼合わせた。これらの作業はすべて乾燥窒素
下で行った。

【００４８】この素子を大気中で１５ｍＡ／ｃｍ²の定
電流密度の素子の駆動を行った。この素子は、初期輝度
９２０ｃｄ／ｍ²、初期電圧７．３Ｖであり、２５０時
間後に輝度５９４ｃｄ／ｍ²、電圧８．２Ｖであった。

【００４９】比較例４ 酸処理を行わない他は、実施例２と同様にして素子を作
製した。この素子を実施例１と同様に１５ｍＡ／ｃｍ²
の定電流密度で素子の駆動を行った。この素子は、初期
輝度８４６ｃｄ／ｍ²、初期電圧７．７Ｖであった。２
００時間駆動後の輝度および電圧はそれぞれ５３２ｃｄ
／ｍ²、８．３Ｖであった。実施例２と比較例４の駆動
特性の結果を図１０及び図１１に載せる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、陽極、有機発光層、陰
極が基板上に順次設けられ、この陽極が砥粒で研磨され
たることにより、粒界のない平坦な表面が得られ、さら
に酸で処理されることにより、表面の汚れ、及び砥粒の
除去が行われ、かつ最表面に細孔が形成され、有機膜と
の接触面積が増大し、安定した素子を得ることができ
る。従って、本発明のＥＬ素子はフラットパネル・ディ
スプレイ（例えばＯＡコンピュータ用や壁掛けテレビ）
の分野や面発光体としての特徴を生かした光源（例え
ば、複写機の光源、液晶ディスプレイや計器類のバック
ライト光源）、表示板、標識灯への応用が考えられ、そ
の技術的価値は大きいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機電界発光素子の一例を示した模式
断面図。

【図２】本発明の有機電界発光素子の別の例を示した模
式断面図。

【図３】本発明の有機電界発光素子の別の例を示した模
式断面図。

【図４】本発明の有機電界発光素子の別の例を示した模
式断面図。

【図５】実施例１および比較例１から３までの駆動時間
と輝度の保持率（輝度／初期輝度）の関係。

【図６】実施例２および比較例４の駆動時間と輝度の保
持率の関係。

【図７】実施例２および比較例４の駆動時間と電圧増加
（初期電圧−駆動電圧）の関係。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 陽極 ３ 有機発光層 ３ａ 正孔注入層 ３ｂ 正孔輸送層 ３ｃ 電子輸送層 ３ｄ ３ｃとは異なる化合物で構成される有機電子輸送
層 ３ｅ 界面層 ４ 陰極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に、少なくとも陽極、有機発光層
   及び陰極がこの順に積層されてなる有機電界発光素子に
   おいて、陽極が導電性金属酸化物であり、この陽極の中
   心線平均粗さ（Ｒａ）が２ｎｍ以下であり、かつ、中心
   線谷深さ（Ｒｖ）と中心線山高さ（Ｒｐ）の比（Ｒｖ／
   Ｒｐ）が１．１以上、５以下であることを特徴とする有
   機電界発光素子。
2. 【請求項２】 基板に積層された導電性金属酸化物から
   なる陽極を研磨し、次いで酸処理し、その後、少なくと
   も有機発光層及び陰極をこの順で積層することを特徴と
   する有機電界発光素子の製造方法。