(57)【要約】      （修正有）【課題】  様々な不純物が有機ＥＬ素子の製造において素子内に混入することを防ぐ。【解決手段】有機ＥＬ素子を構成する有機材料の精製時、双極子モーメントが０．５Ｄ以下の値である溶剤を用いて精製を行う。これにより、蒸着時に不純物としての双極子モーメントが０．５Ｄの分子が素子に取り込まれることを防ぐことができるので、高発光効率、かつ高発光時の経時輝度劣化が極めて少ない有機ＥＬ素子を得ることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機エレクトロルミネッセンス素子において、素子を構成する有機材料の精製時、溶剤の双極子モーメントが０．５Ｄ以下の値である溶剤を用いて精製を行うことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源やディスプレイ、その他の発光光源に用いられる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に係る有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種の産業機器における表示装置のユニットや画素に用いられている電界発光素子として、有機エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子（以下、「有機ＥＬ素子」という）が知られている。
【０００３】
図１は、一般的な下方取り出し発光の有機ＥＬ素子の主要部一例を示す概略断面図である。図示するように、有機ＥＬ素子は、透明なガラス基板１１の表面に透明な陽極１２が形成され、さらに陽極１２上に有機正孔輸送層や有機発光層等から成る有機層１３が形成され、その上に金属からなる陰極１４が真空蒸着等によって形成されており、陰極１４と陽極１２とに接続された駆動電源１５から供給される電圧によって両極間に挟まれた有機層１３に電流が流れ、陰極１４及び陽極１２のパターン形状に応じて発光し、透明な陽極１２及びガラス基板１１を介して表示されるように成っている。
【０００４】
有機層は昇華精製などで行われることが特許文献１に記載されている。
【０００５】
陽極１２は透明なガラス基板１１上に均一に成膜されたＩＴＯ膜をフォトリソグラフィー法によってパターン形成されることが多いが、以降の工程の有機層１３は有機材料が高分子系であればインクジェット法や印刷法、低分子系であれば真空蒸着法を用いて成膜されるのが一般的であり、色変換方式ではないフルカラ−有機ＥＬパネルであれば、ＲＧＢ各色材料を発光部位に従ってパターン形成される。
【０００６】
陰極１４はパターン形成が必要であるが、有機層１３上でのフォトリソグラフィー法によるパターン形成は、有機層１３に著しいダメージを与えてしまうため、パターンマスクを用いた真空蒸着法で行われるのが一般的である。
【０００７】
陰極１４までが形成された有機ＥＬ素子は、一般雰囲気中の水分や酸素による素子劣化を防ぐために保護膜やガラス板、金属板等で大気より遮断する封止構造を付加される。
【特許文献１】特開２００３−３１７９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した有機ＥＬ素子における実用上の課題は、発光効率や発光寿命なのどの素子性能を向上させることであるが、有機ＥＬ素子の構成材料に混入する不純物が、発光効率や発光寿命なのどの素子性能に大きな影響を与えていることが分かっている。一般的に知られている阻害物質としては水と酸素があげられ、詳細な機構については明らかになっていないが、これらの物質が有機薄膜内に存在すると発光効率や発光寿命を低下させる恐れがある。
【０００９】
水や酸素等を有機薄膜内に取り込まないようにするため、窒素雰囲気中での加工や、真空環境下での一貫装置で成膜を行うことにより大きな素子劣化は避けることが出来るようになった。しかし、上記の物質のみが素子劣化に関与しているわけではないことが、素子作製検討の中で明らかになってきた。
【００１０】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、様々な不純物が有機ＥＬ素子の製造において素子内に混入することを防ぐ有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために各種検討を行った結果、有機ＥＬ素子中の不純物として双極子モーメントの値が大きい溶剤分子が大きな影響を与えていることを見出した。溶剤分子の量は、四重極質量分析計を用いて検出できる下限値付近の量であっても大きな影響を与えることも判明した。
【００１２】
上記の課題を解決すべく、本発明に係る有機ＥＬ素子は、素子を構成する有機材料の精製時、双極子モーメントが０．５Ｄ以下の値であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、有機ＥＬ素子を作製するに際して、有機材料の精製時に、溶剤の双極子モーメントが０．５Ｄ以下の値である溶剤を用いて精製を行うことにより、蒸着時に不純物としての双極子モーメントが０．５Ｄの分子が素子に取り込まれることを防ぐことができるので、高発光効率、かつ高発光時の経時輝度劣化が極めて少ない有機ＥＬ素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明するが、本発明は本実施形態に限るものではない。
【００１５】
本発明に係る有機ＥＬ素子は、素子を構成する有機材料の精製時、双極子モーメントが０．５Ｄ以下の値の溶剤を用いて精製を行うことである。
【００１６】
有機材料の精製法としては、昇華精製法や再結晶法、再沈殿法、ゾーンメルティング法、カラム精製法、吸着法などがある。この中で昇華精製法等、溶剤を用いない精製法でも、液体状態で操作を行う最終工程で用いた溶剤分子が有機材料中にｐｐｍオーダーで残留し、素子性能に大きな影響を及ぼすので、液体状態での精製時に双極子モーメントが０．５Ｄ以下の値の溶剤を用いる必要がある。
【００１７】
実用的な有機溶剤類としてはベンゼン、トルエン、ｎ−ヘキサン、キシレン、シクロプロペン、シクロヘキセン、１，２−ブタジエン、１−ブテンなどがある。かかる有機溶剤類は単独使用でも、２種以上の併用でもよい。
【００１８】
有機ＥＬ素子は、陰極と陽極との間に１層以上の有機層を有する有機ＥＬ素子であり、例えば、以下の〔１〕から〔７〕の構造等を挙げることができる。
【００１９】
〔１〕陽極／発光層／陰極
〔２〕陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
〔３〕陽極／正孔注入層／発光層／陰極
〔４〕陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
〔５〕陽極／発光層／電子輸送層／陰極
〔６〕陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極
〔７〕陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
【００２０】
また、上記の〔１〕〜〔７〕の構造において、それぞれの層は１層からなるものとしてもよいし、２層以上からなるものでもよい。
【００２１】
以下、本実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を図１に基づいて詳しく説明する。ここでは上記〔２〕の構造である陽極／正孔輸送層／発光層／陰極からなる有機ＥＬ素子の製造方法について述べるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２２】
まず、図１に示すように基板１１を用意し、続いて、この基板１１上に透明導電材料、本実施形態ではＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）を蒸着法やスパッタ法などによって成膜し、さらにこれを公知のリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いてパターニングし、陽極１２を形成する。
【００２３】
基板１１は透光性を有するもので、ガラス基板や合成樹脂からなる平滑な基板であり、ガラス板としては、ソーダガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、無アルカリガラスあるいはソーダガラスに金属イオン拡散防止膜を成膜したものなどが用いられ、合成樹脂としては、ポリカーボネート、ポリサルホンなどが用いられる。
【００２４】
基板１１上には陽極として透明電極１２が形成される。透明電極１２は仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物またはこれらの混合物が好ましく、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、ＣｕＩ、ＳｎＯ２、ＺｎＯなどが用いられる。この透明電極１２は前記正孔輸送層および発光層からなる有機層１３からの発光を取り出すために、可視光透過率が１０％以上であることが望ましい。また透明電極１２のシート抵抗は５００Ω／以下としてあるものが望ましく、さらに膜厚は材料にもよるが、通常５ｎｍ〜１μｍの範囲で選択される。
【００２５】
そして、上述した透明電極付き基板１１をアセトン、ＩＰＡの順に超音波洗浄を行った後にＩＰＡベーパー乾燥し、通常はこの後基板１をＵＶ処理して表面改質を行い、不図示の蒸着装置にセットし有機層１３および陰極１４を蒸着する。
【００２６】
本発明において、有機層１３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り、材料の種類、構成、膜厚、色素のドーピング形態などについて特に限定されるものではなく、１種類または多種類の有機発光材料のみからなる薄膜や、１種類または多種類の有機発光材料と正孔輸送材料、電子注入材料との混合物からなる薄膜などの有機ＥＬ素子の発光層として機能する単層構造でもよく、発光層以外に正孔輸送材料、電子注入材料を個別に有する２層以上の積層構造であってもよい。
【００２７】
これら有機層の構成材料は、高分子系、低分子系に関わらず、従来から有機ＥＬ素子で用いられている正孔注入・輸送材料、有機発光材料、電子注入・輸送材料をそのまま使用することができる。正孔注入及び輸送材料としては、例えば、可溶性のフタロシアニン化合物、トリアリールアミン化合物、導電性高分子、ペリレン系化合物、Ｅｕ錯体等が挙げられる。
【００２８】
有機発光材料としては、例えば、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、芳香族縮合多環化合物、芳香族複素環化合物、芳香族複素縮合環化合物、金属錯体化合物等、及びこれらの単独オリゴ体あるいは複合オリゴ体等が挙げられる。電子注入及び輸送材料としては、例えば、８−キノリノール・アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）、アゾメチン亜鉛錯体、ジスチリルビフェニル誘導体系等が挙げられる。高分子系材料としては、例えば、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシルオキシ）］−パラ−フェニレンビニレン、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）等が挙げられる。
【００２９】
上記有機層１３は、真空蒸着法、スパッタ法、分子積層法、スピンコートなどにより形成することができる。
【００３０】
陰極１４には、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して用いることができ、例えば、Ａｌ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｍｇ／Ａｇ合金、Ａｌ−Ｌｉ合金等が用いられ、真空蒸着法、スパッタ法などにより形成することができる。
【００３１】
以下、本発明の好適な実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限るものではない。
【実施例１】
【００３２】
本実施例は、陽極／正孔輸送層／発光層／陰極からなる有機ＥＬ素子、パッシブ型の表示素子デバイスを作製した例である。
【００３３】
素子作成は図１に示すように、まずガラス基板１１上に陽極である透明電極１２を形成した。透明電極はイオンプレーティング蒸着により０．３２μｍを成膜したＩＴＯを用い、ストライプ状にフォトリソプロセスによりパタンーンニングした。
【００３４】
次にＵＶオゾン表面改質装置を用いてＩＴＯ表面を処理し、ただちに正孔輸送層としてフタロシアニン化合物を真空蒸着法により０．０３μｍの膜厚で形成した。ＩＴＯの陽極電極上にパターニングするために、電鋳法により作成したシャドウマスクを用いて蒸着を行った。
【００３５】
次に、打ち抜き法により作成した、シャドウマスクを用いた真空蒸着法によりＡｌｑ３とクマリン６を共蒸着させた。パターンは取り出し電極部をマスクし、発光部は全面蒸着とした。Ａｌｑ３にクマリン６を０．５ｗｔ％ドープした発光層０．０２μｍを形成した。
【００３６】
さらに、クマリン６の蒸着を停止し、Ａｌｑ３を続けて真空蒸着し、電子輸送層０．０４μｍを形成した。
【００３７】
この時、Ａｌｑ３とクマリン６は予めトルエン溶媒を用いてカラム精製法により精製を行ったものを使用した。
【００３８】
最後に、陽極電極と垂直に交わるストライプパターンの電鋳法によるシャドウマスクを用いて、厚さ０．１２μｍのＭｇＡｇ金属電極５を蒸着法により形成した。これにより、パッシブ型の有機ＥＬ素子部が完成した。
【００３９】
次に、酸化カルシウムの吸湿剤を内側に形成したＳＵＳ製封止缶をＵＶ硬化型エポキシ接着剤（長瀬産業、ＸＮＲ５５１６ＨＰ）にてガラス基板に接着した。
【００４０】
以上により、表示有機ＥＬ素子デバイスを作成し発光させ、得られた結果を表１に示す。
【比較例】
【００４１】
素子製作工程は実施例１と同様に行ったが、有機材料のカラム精製はクロロホルム溶剤を用いて行った。
【００４２】
その後の工程は実施例１と同様に行い発光素子を得た。素子を発光させ、得られた結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
2006236629.tif 000003
【００４４】
表１に示すように、実施例によれば、蒸着装置内面の還元剤処理を行わない比較例に比べて、高発光効率を示し、高発光時の経時輝度劣化が極めて少ないことが判った。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】一般的な下方取り出し発光の有機ＥＬ素子の主要部一例を示す概略断面図ある。
【符号の説明】
【００４６】
１１  ガラス基板
１２  陽極
１３  有機層
１４  陰極
１５  駆動電源
【図１】
2006236629.tif 000004