JPH11191487A - 有機el素子の作製方法 - Google Patents

有機el素子の作製方法

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JPH11191487A
JPH11191487A JP9360495A JP36049597A JPH11191487A JP H11191487 A JPH11191487 A JP H11191487A JP 9360495 A JP9360495 A JP 9360495A JP 36049597 A JP36049597 A JP 36049597A JP H11191487 A JPH11191487 A JP H11191487A
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JP
Japan
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organic
board
polishing
laminated structure
substrate
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JP9360495A
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English (en)
Inventor
Yusho Izumisawa
勇昇 泉澤
Kenji Furukawa
顕治 古川
Toshihiro Koike
俊弘 小池
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JNC Corp
Original Assignee
Chisso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板上の積層構造の厚さの基板面内均一性が
良好で、かつ積層表面の平坦な有機EL素子を作製する
方法を提供する。 【解決手段】 有機EL素子の本作製方法は、透明電
極、有機エレクトロルミネッセンス層及び透明電極の対
向電極を少なくとも有する積層構造を基板上に形成する
工程の前に、積層構造を形成する基板面を機械研磨法又
は化学的機械研磨法により研磨する研磨工程を有する。

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EL素子の作
製方法に関し、更に詳細には、優れた特性を有する有機
EL素子の作製方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディスプレイ等の画像表示装置の薄型化
を図る手段の一つとして、有機エレクトロルミネッセン
ス素子(以下、簡単に有機EL素子と言う)が注目され
ている。有機EL素子は、有機エレクトロルミネッセン
ス層(以下、簡単に有機EL層と言う)と、有機EL層
をその両面から挟持する一対の電極とを有し、電極から
画像信号として電圧や電流を有機EL層に加えることに
より有機EL層内で高輝度発光を行わせる発光素子であ
って、10V以下の作動電圧で10000cd/m2
上の高輝度発光も可能であると言われている。
【0003】ここで、図1を参照して、従来の有機EL
素子の構造を説明する。図1は、従来の有機EL素子の
部分断面側面図である。従来の有機EL素子10は、図
1に示すように、透明なガラス基板12上に、インジウ
ム錫酸化物(以下、ITOと略記する)等の透明電極1
4、正孔輸送層16、有機EL層18及び陰極電極20
を、順次、積層した積層構造を備えている。また、積層
構造を外気から遮断するために、積層構造を包囲する気
密ケース22がガラス基板12上に密着固定されてい
る。
【0004】有機EL素子10では、透明電極14と陰
極電極20とからなる一対の電極からそれぞれ注入され
た正孔と電子とが有機EL層18内で再結合して発光
し、発光した光が透明電極14及びガラス基板12を透
過して外部に放出される。
【0005】有機EL素子10を作製するには、先ず、
ガラス基板12形成用のガラス板上、例えば大きな寸法
の石英板上に、透明電極14、正孔輸送層16、有機E
L層18及び陰極電極20を、順次、積層する。続い
て、ガラス板上の積層構造をエッチングして、それぞれ
個別に積層構造を有する多数の有機ELチップをガラス
板上に形成し、更に個々の有機ELチップに必要な配線
層を形成する。次いで、気密ケース22を個々の有機E
Lチップ上にそれぞれ密着固定して、製品の有機EL素
子12を作製する。また、ガラス板をチップ毎にダイシ
ングして、個々の有機EL素子12にすることもでき
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の有機E
L素子の作製方法では、ガラス板上に形成した積層構造
の厚さ、特に透明電極、正孔輸送層及び有機EL層の厚
さの面内均一性が悪く、また、積層表面に凹凸が生じて
いる。そのために、有機EL素子製品の特性がバラツ
キ、また有機EL素子製品の発光特性を向上させること
が難しいという問題があった。そこで、本発明の目的
は、基板上の積層構造の厚さの基板面内均一性が良好
で、かつ積層表面の平坦な有機EL素子を作製する方法
を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、基板上の積
層構造の厚さの面内均一性が悪くなる原因、更には、積
層表面に凹凸が生じる原因を調べた結果、ガラス板の基
板面に凹凸があるために、図2に示すように、積層構造
の厚さの面内均一性が悪くなること、及び積層表面に凹
凸が生じることが判った。図2(a)はガラス板の基板
面の凹凸に合わせて、積層表面に凹凸が生じている例で
あり、図2(b)は積層構造の膜厚が基板面にわたって
ガラス板の凹凸に応じて異なっている例である。そこ
で、本発明者は、基板上に積層構造を形成する前に、ガ
ラス基板の基板面を研磨することを着想し、本発明を完
成するに到った。
【0008】上記目的を達成するために、上述の知見に
基づいて、本発明に係る有機EL素子の作製方法は、透
明電極、有機エレクトロルミネッセンス層及び透明電極
の対向電極を少なくとも有する積層構造を基板上に形成
する工程を備えた、有機エレクトロルミネッセンス素子
(以下、有機EL素子と言う)の作製方法において、積
層構造を形成する工程の前に、積層構造を形成する基板
面を機械研磨法又は化学的機械研磨法により研磨する研
磨工程を有することを特徴としている。
【0009】本発明で、基板の材質は、特に制限はな
く、従来から有機EL素子の基板として使用されている
もの、例えばガラス板、透明プラスチック板、石英板等
を用いることができる。また、本発明で、有機EL素子
の有機層とは、正孔輸送、発光、電子輸送などの目的を
もって積層された有機化合物からなる層の全体を指すも
のである。研磨工程では、既知の機械研磨法又は化学的
機械研磨法(Chemical Mechanical Polishing 、CM
P)により基板を研磨する。研磨の程度は、基板面の凹
凸が小さいほど好ましいが、実用的には、基板の表面粗
さが透明電極、有機層及び対向電極のそれぞれの膜厚の
和の1/2以下になるように基板を研磨する。ここで、
基板の表面粗さとは、基板の凹凸の凹部の底と凸部の頂
との高低差の平均を言い、原子間力顕微鏡(AFM)に
より測定する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に
説明する。実施形態例 本実施形態例は、図1に示した有機EL素子10を作製
する際に、本発明方法を適用した例であって、図3は本
実施形態例で使用する研磨装置の一例の構成を説明する
模式図である。本実施形態例で使用する研磨装置30
は、図3に示すように、上面に研磨布32を備えて、水
平面で回転するプラテン(研磨定盤)34と、被研磨板
Gを下面に保持して、被研磨板Gを研磨布32に押圧し
つつ回転する基板キャリア36とを備えている。基板キ
ャリア36は、真空吸引機構等により被研磨板Gを保持
面に吸着している。
【0011】研磨工程では、先ず、有機EL素子10の
ガラス基板12となるガラス板Gを基板キャリア36の
下面に保持し、研磨布32に押圧しつつ回転させ、研磨
布32でガラス板Gの基板面を研磨する。研磨に当たっ
ては、必要に応じて、研磨剤38を研磨布32上に滴下
しても良い。また、基板キャリア36を回転させるのみ
ならず、回転するプラテン34の回転軸回りに回動させ
るようにしても良い。研磨剤としては、アルミナ、ダイ
ヤモンドパウダ等を使用する。研磨工程では、ガラス板
の表面粗さがガラス板G上に積層する透明電極14、正
孔輸送層16及び有機EL層18の各膜厚の和(図1で
は、Tで表示)の1/2以下になるまで、ガラス板を研
磨する。尚、本研磨装置30は、本発明方法の研磨工程
で使用する研磨装置の一例であって、ガラス板を研磨で
きる限り、その構成を問わない。
【0012】本実施形態例では、研磨工程でガラス板を
研磨して基板面を平滑化することにより、有機EL素子
10のガラス基板12となるガラス板上に積層構造を形
成する工程で、積層構造の厚さ、特に透明電極、正孔輸
送層及び有機EL層の厚さの面内均一性を良好にし、か
つ平坦な積層表面を形成することができる。
【0013】本発明方法を評価するために、以下のよう
にして、実施例試料及び比較例試料を作製し、それぞれ
の発光特性及び信頼性を試験した。実施例 研磨剤としてCeO2 を用い、表面粗さが40〜50n
mになるように研磨したITOガラス基板上に、有機層
として、N,N- ジフェニル−N,N- ビス−(3−メ
チルフェニル)−4,4- ジアミン層を膜厚50nm、
その上に、トリス(8−ヒドロキシキノリノ)アルミニ
ウム層を膜厚50nm、それぞれ、真空蒸着法により成
膜した。更に、有機層上に陰極電極として、膜厚150
nmのMgAg電極を元素比10:1で共蒸着法により
堆積し、有機EL素子の実施例試料を作製した。このよ
うにして作製した実施例試料のITO及びMgAg層を
それぞれ陽極及び陰極として直流電圧を印加したとこ
ろ、緑色の均一な面発光を示した。更に、この実施例試
料に20mA/cm2 の電流を流し続けたところ、500
時間後でも、非発光部の存在しない均一な発光を持続
し、かつ、その時の輝度は、初期時の輝度、500cd/
2 の80%、即ち400cd/m2 であって、輝度低下
は20%であって、従来の有機EL素子に比べて著しく
小さかった。
【0014】比較例 表面を研磨していない表面粗さが50〜100nm以上
であるITO基板上に、実施例と同様にして、有機層と
陰極電極を成膜して、従来の有機EL素子に相当する比
較例試料を作製した。実施例と同様にして、この比較例
試料に20mA/cm2 の電流を流し続けたところ、10
0時間後に比較例試料の有機EL素子100個中の50
個がショートにより発光しなくなった。また、発光して
いる有機EL素子も、点状の非発光部の多数ある欠陥の
多い面発光であった。
【0015】実施例試料と比較例試料の比較から、本発
明に係る有機EL素子は、従来の有機EL素子に比べ
て、長期使用による輝度低下が小さく、また、長期使用
に対する信頼性が高いことが確認できる。
【0016】
【発明の効果】本発明の構成によれば、有機EL素子の
基板となる大きな寸法の板材上に、透明電極、有機エレ
クトロルミネッセンス層及び透明電極の対向電極を少な
くとも有する積層構造を形成する工程を実施する前に、
機械研磨法又は化学的機械研磨法により、板材の積層構
造形成面を研磨する研磨工程を備えている。本発明で
は、研磨工程で板材を研磨して基板面を平滑化すること
により、有機EL素子の基板となる板材上の積層構造の
厚さ、特に透明電極及び有機EL層の厚さの面内均一性
を良好にし、かつ平坦な積層表面を形成することができ
る。また、製品歩留りが悪く、効率よく作製できなかっ
た従来の有機EL素子の作製方法に比べて、基板となる
板材を研磨することにより、作製効率が高くなり、また
製品歩留りが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は有機EL素子の構成を示す部分断面側面
図である。
【図2】図2(a)及び(b)は、それぞれ、有機EL
素子を作製する従来の方法でガラス基板として用いるガ
ラス板上の積層構造を形成した際の積層構造の状態を説
明する模式的な断面図である。
【図3】研磨装置の一例の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
10 従来の有機EL素子 12 ガラス基板 14 透明電極 16 正孔輸送層 18 有機EL層 20 陰極電極 22 気密ケース 30 実施形態例で使用する研磨装置 32 研磨布 34 プラテン 36 基板キャリア 38 研磨剤

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明電極、有機エレクトロルミネッセン
    ス層及び透明電極の対向電極を少なくとも有する積層構
    造を基板上に形成する工程を備えた、有機エレクトロル
    ミネッセンス素子(以下、有機EL素子と言う)の作製
    方法において、 積層構造を形成する工程の前に、積層構造を形成する基
    板面を機械研磨法又は化学的機械研磨法により研磨する
    研磨工程を有することを特徴とする有機EL素子の作製
    方法。
  2. 【請求項2】 研磨工程では、基板の表面粗さが透明電
    極、有機層及び対向電極のそれぞれの膜厚の和の1/2
    以下になるように基板を研磨することを特徴とする請求
    項1に記載の有機EL素子の作製方法。
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