JPH11135258A

JPH11135258A - 電界発光素子の製造方法

Info

Publication number: JPH11135258A
Application number: JP9309490A
Authority: JP
Inventors: Osamu Okada; 修岡田
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1997-10-27
Filing date: 1997-10-27
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】蒸着法により形成された、高重合度で高ガラ
ス転移点を持つ耐熱性の高い有機ＥＬ発光層を備えた、
長寿命な電界発光素子の製造方法を提供する。【解決手段】透明基板１１上のアノード電極１２の上
に、α−オレフィン系単量体からなるモノマー材料１３
とＵＶ・可視光重合開始剤１４とを共蒸着させた発光材
料層１８を成膜し、この発光材料層１８に紫外光または
可視光を照射することで重合してなる、正孔輸送層とし
ての機能を兼ねる発光層１９を形成し、この発光層１９
の上に、電子輸送層１５、カソード電極１６を形成す
る。このような構成により、蒸着法により形成された、
高重合度で高ガラス転移点を持つ耐熱性の高い有機ＥＬ
発光層を得ることができる。これにより、寿命の長い電
界発光素子を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電界発光素子の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電界発光素子として有機ＥＬ（エ
レクトロルミネッセンス）材料を用いた有機ＥＬ素子
が、自己発光による視認性が高く、固体素子であるため
耐衝撃性に優れ、直流低電圧駆動素子を実現するものと
して注目を集めている。この有機ＥＬ素子は、無機薄膜
素子（有機分散型無機ＥＬ素子）、例えばＺｎＳ：Ｍｎ
系の無機薄膜素子に比較して長期保存信頼性（寿命）が
低いなど、実用化を阻む要因を有していたため、最近で
は有機薄膜層を２層、３層または、それ以上の多層化、
複合化して蒸着することにより、発光効率を含めて長期
保存信頼性の改善がなされている。これにより、２層型
構造（正孔輸送層と発光層）の開発と、さらにその発光
層に蛍光色素をドーピングすることにより、発光効率が
改善され、素子駆動時の半減寿命も１万時間を越える報
告がなされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機Ｅ
Ｌ材料の多くは、蒸着を行った場合に、蒸着物の重合度
が低く、熱特性、特にガラス転移点（Ｔｇ）が１００℃
以下であるため、耐熱信頼性に欠けるという不都合があ
った。一方、蒸着法でなく塗布法を行った場合は、ガラ
ス転移点に起因する不都合は解消するものの、水分や、
イオン性不純物などのコンタミネーションの汚染が問題
となり、良好な特性を持つ電界発光素子を得ることがで
きないという問題があった。

【０００４】この発明が解決しようとする課題は、蒸着
法を用いて高重合度の有機薄膜が形成でき、耐熱性が高
い長寿命な電界発光素子を得るにはどのような手段を講
じればよいかという点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
電界発光素子の製造方法であって、基板上に電荷注入電
極を形成する工程と、有機電荷輸送材料層を構成する単
量体とＵＶ・可視光重合開始剤とを共蒸着させる工程
と、前記単量体とＵＶ・可視光重合開始剤とに紫外光ま
たは可視光を照射して単量体を重合させる工程と、を備
えることを特徴としている。

【０００６】請求項１記載の発明では、有機電荷輸送材
料層をＵＶ・可視光重合開始剤と共に、共重合するた
め、有機電荷輸送材料層を構成する単量体を蒸着により
形成し、この単量体を紫外光及び可視光で重合させるこ
とが可能となる。このため、塗布法を用いずに有機電荷
輸送材料層を形成することが可能となり、有機電荷輸送
材料層が不純物により汚染されるのを抑制することがで
き有機電荷輸送材料層を重合してなる有機電荷輸送層の
耐熱性を向上することができる。また、不純物による汚
染を抑制できるため、ダークスポットの発生を抑え、高
温環境下でも長期保存性、連続駆動半減寿命を向上する
ことが可能になる。

【０００７】請求項３記載の発明は、基板上に電荷注入
電極を形成する工程と、有機電荷輸送材料層を構成する
単量体層を蒸着により成膜する工程と、ＵＶ・可視光重
合開始剤層を蒸着させる工程と、前記ＵＶ・可視光重合
開始剤層の蒸着中または蒸着後に紫外光または可視光を
照射して前記単量体を重合させる工程と、を備えること
を特徴としている。

【０００８】請求項３記載の発明では、ＵＶ・可視光重
合開始層に紫外光または可視光を照射することにより、
単量体を重合させることができると共に、有機電荷輸送
材料層が紫外光または可視光によるダメージを受けるの
を抑制することができる。また、ＵＶ・可視光重合開始
層を有機電荷輸送材料層とは別の層として形成するた
め、有機電荷輸送材料とＵＶ・可視光重合開始材料との
適性な比のコントロールが容易になり、最適な重合度の
電界発光素子を形成することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電界発光素子
の製造方法の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明
する。（実施形態１）図１及び図２は、本発明に係る電界発光
素子の製造方法に関する実施形態１を示す断面図であ
る。同図中１０は電界発光素子であり、透明基板１１上
に、順次、アノード電極１２、発光層１９、電子輸送層
１５、カソード電極１６が積層されて形成されている。
以下に、本実施形態の電界発光素子１０の製造方法を説
明する。

【００１０】まず、例えば、ポリエステル、ポリアクリ
レート、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテ
ルエーテルケトンなどのプラスチックや、ガラスなどの
透明な材料でなる透明基板１１を用意する。この透明基
板１１上に、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、ＺｎＶ、Ｉｎ、
Ｓｎなどの単体、又はＩＴＯのようなこれらの化合物、
金属フィラーが含まれる導電性接着剤などでなるアノー
ド電極１２を、スパッタリング法、イオンプレーティン
グ法、真空蒸着法などによって形成する。このようにア
ノード電極１２は、スパッタリング、イオンプレーティ
ング、真空蒸着によって形成するのが好ましいが、この
他、スピンコータ、グラビアコータ、ナイフコータなど
の印刷、スクリーン印刷、フレキソ印刷などで形成して
もよい。なお、アノード電極１２の可視光透過率は、８
０％以上が望ましい。

【００１１】次に、紫外光及び可視光が実質的に照射さ
れていないチャンバ内において、アノード電極１２の上
に、α−オレフィン系単量体（好ましくはビニルカルバ
ゾール）またはこれに正孔輸送材料を混在したモノマー
材料１３及び紫外光または可視光が入射されることによ
りモノマー或いはオリゴマーの重合を開始させるＵＶ・
可視光重合開始剤（好ましくは、カンファーキノン、ベ
ンジル、ベンゾキノン、フェナントキノン、フェナトレ
ンキノン）１４を共蒸着させて発光材料層１８を形成す
る。発光材料層１８に紫外光または可視光を照射して重
合させ、正孔輸送層としての機能を兼ねる発光層１９を
形成する。この発光層１９の膜厚は、１０ｎｍ〜１００
０ｎｍ（好ましくは１００ｎｍ〜７００ｎｍ）にする。

【００１２】その後、発光層１９の上に、金属と有機配
位子から形成される金属錯体化合物、好ましくは、Ａｌ
ｑ３、Ｚｎｑ２、Ｂｅｂｑ２、Ｚｎ−ＢＴＺ（ｑ：８−
ヒドロキシキノリン、ｂｑ：１０−ヒドロキシベンゾキ
ノリン、ＢＴＺ：２−（ｏ−ヒドロキシフェニル）ベン
ゾチアゾール）、ペリレン誘導体などを１０ｎｍ〜１０
００ｎｍ（好ましくは、１００ｎｍ〜７００ｎｍ）の膜
厚に蒸着して電子輸送層１５を成膜する。

【００１３】最後に、電子輸送層１５の上に、仕事関数
値の低い金属、好ましくはＭｇ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ａｌ、Ａ
ｇ、Ｌｉの単体または合金でなるカソード電極１６を例
えばスパッタリング法を用いて形成する。

【００１４】このようにして作成された電界発光素子１
０は、発光層１９を塗布法でなく、蒸着法で形成するこ
とができるため、水分、イオン性不純物、ゴミなどの汚
染が極めて少なく、また、紫外光及び可視光を照射する
ことにより重合度を高めることができるため、耐熱性が
高い発光層１９とすることができる。また、このように
不純物の混入が抑えられるため、ダークスポットが生じ
るのを抑制することができる。このため、高温環境下で
も長期保存性、連続駆動半減寿命を向上することができ
る。また、通常のポリマー系材料による薄膜形成は、湿
式コーティングでなされるため、難溶性の色素を分散さ
せることは困難であったが、本実施形態のように蒸着重
合を行わせることで難溶性色素の共蒸着が可能となる。

【００１５】（実施形態２）図３及び図４は、本発明に
係る電界発光素子の製造方法に関する実施形態２を示す
断面図である。本実施形態では、モノマー材料層２０上
にＵＶ・可視光重合開始剤層１７を形成するものであ
る。本実施形態における他の構成及び製造方法は、上記
した実施形態１と同様である。

【００１６】紫外光及び可視光が実質的に照射されてい
ないチャンバ内において、透明基板１１上に成膜された
アノード電極１２上に、モノマー材料層２０を形成す
る。モノマー材料層２０は、α−オレフィン系単量体
（好ましくはビニルカルバゾール）またはこれに正孔輸
送材料を共蒸着して形成されている。このモノマー材料
層２０の上には、紫外光または可視光が入射されること
によりモノマー或いはオリゴマーの重合を開始させるＵ
Ｖ・可視光重合開始層（ジケトン系反応開始剤、好まし
くは、カンファーキノン、ベンジル、ベンゾキノン、フ
ェナントキノン、フェナトレンキノン）が蒸着され、蒸
着中もしくは蒸着後に紫外光または可視光を透明基板１
１と反対側から照射することで、モノマー材料層２０中
での重合を開始させて重合度の高い発光層２１を形成す
る。なお、モノマー材料層２０とＵＶ・可視光重合開始
剤層１７との膜厚の和が、１０ｎｍ〜１０００ｎｍ（好
ましくは、１００ｎｍ〜７００ｎｍ）になるように設定
されている。

【００１７】本実施形態では、モノマー材料層２０とＵ
Ｖ・可視光重合開始剤層１７とを積層することで、上記
した実施形態１のような共分散系と比べて、濃度コント
ロールが簡単になるという利点がある。また、モノマー
材料層２０と紫外光または可視光を照射する光源との間
にＵＶ・可視光重合開始剤層１７が存在するため、紫外
光がＵＶ・可視光重合開始剤層１７に吸収されので、紫
外光によるモノマー材料層２０へのダメージを軽減し、
重合度が安定した正孔輸送機能を有する発光層２１を形
成することができる。このため、高温環境下でも長期保
存性、連続駆動半減寿命を向上させることができる。

【００１８】以上、本実施形態について説明したが、Ｕ
Ｖ・可視光重合開始剤層１７の作用により重合が開始さ
れる被開始層としてはモノマーに限定されるものではな
く、オリゴマーでもよく、発光層以外に例えば有機電子
注入層、有機正孔注入層など各種の有機層に適用するこ
とが可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、蒸着法を用いた高重合度で高ガラス転移点
を持つ、耐熱性の高い有機電荷輸送層を形成することが
できる。このため、長寿命な電界発光素子を得るという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電界発光素子の製造方法に関する
実施形態１を示す断面図。

【図２】図１により製造された電界発光素子を示す断面
図。

【図３】本発明に係る電界発光素子の製造方法に関する
実施形態２を示す断面図。

【図４】図３により製造された電界発光素子を示す断面
図。

【符号の説明】

１０電界発光素子１１透明基板１２アノード電極１３モノマー材料１４ＵＶ・可視光重合開始剤１５電子輸送層１６カソード電極１７ＵＶ・可視光重合開始剤層１８発光材料層１９発光層２０モノマー材料層２１発光層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に電荷注入電極を形成する工程
と、有機電荷輸送材料層を構成する単量体とＵＶ・可視光重
合開始剤とを共蒸着させる工程と、前記単量体とＵＶ・可視光重合開始剤とに紫外光または
可視光を照射して単量体を重合させる工程と、を備えることを特徴とする電界発光素子の製造方法。
【請求項２】前記有機電荷輸送材料層の前記単量体
は、α−オレフィン系単量体を有することを特徴とする
請求項１記載の電界発光素子の製造方法。
【請求項３】基板上に電荷注入電極を形成する工程
と、有機電荷輸送材料層を構成する単量体層を蒸着により成
膜する工程と、ＵＶ・可視光重合開始剤層を蒸着させる工程と、前記ＵＶ・可視光重合開始剤層の蒸着中または蒸着後に
紫外光または可視光を照射して前記単量体を重合させる
工程と、を備えることを特徴とする電界発光素子の製造方法。
【請求項４】前記有機電荷輸送材料層の前記単量体
は、α−オレフィン系単量体を有することを特徴とする
請求項３記載の電界発光素子の製造方法。