(57)【要約】【課題】ダークスポットの発生抑制された長寿命の有機発光デバイスが容易に作製することができる有機発光デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】酸素濃度１０００ｐｐｍ以下の不活性ガス雰囲気下で有機層材料を含む液を塗布し成膜する工程を有することを特徴とする有機発光デバイスの製造方法を提供する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の対向電極と前記一対の対向電極の間に設けられる有機層とを有する有機発光デバイスの製造方法であって、
酸素濃度１０００ｐｐｍ以下の不活性ガス雰囲気下で前記有機層材料を含む液を塗布し成膜する工程を有することを特徴とする有機発光デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウエット成膜方法および真空蒸着法により形成された有機発光層を有する有機ＥＬ表示体等の有機発光デバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機発光デバイス（有機ＥＬ素子）は蛍光性有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子及び正孔（ホール）を注入して再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光、燐光）を利用して発光させる素子である。
【０００３】
この有機発光デバイスの特徴は、１０Ｖ以下の低電圧で１００〜１０００００ｃｄ／ｍ２程度の高輝度の面発光が可能であり、また蛍光物質の種類を選択することにより青色から赤色までの発光が可能なことである。
【０００４】
ここで有機薄膜の形成法は低分子（モノマー）有機ＥＬ材料では真空蒸着法、さらに電極形成についても真空蒸着法で引き続き成膜して、金属製あるいはガラス製の封止缶で素子空間を封止形成することが一般的である。
【０００５】
また高分子（ポリマー）有機ＥＬ材料であれば印刷法あるいはインクジェット法を用いた薄膜形成も行われており、低分子有機ＥＬ材料でもスピン法、印刷法が性能面、コスト面での優位性から薄膜形成プロセス検討が行われている。
【０００６】
ここで有機発光デバイスは電流駆動型の発光素子でであり、高電流発光時において素子が発熱するため各積層膜や素子周囲に酸素や水分があった場合には素子構成材料が酸化促進され、構成材料の変質による発光不良、いわゆるダークスポットが発生、成長してしまうという問題が生じている。そこで各成膜工程および工程間においては素子の大気接触を極力無くし素子膜への酸素や水分付着によるダメージを抑え素子封止まで行う必要がある。
【０００７】
ここで特開平１０−２３３２８３号公報や特開平１０−２４１８５８号公報や特開２０００−１３３４４６号公報においては成膜作業および搬送領域を水分含有量１００ＰＰＭ以下の不活性ガス雰囲気に規定して有機ＥＬ素子を製作することでダークスポットの発生を抑制している。しかしながらダークスポットの発生については素子周囲の酸素量の存在が大きく、水分量の抑制だけでは雰囲気制御が不十分である。また特開平８−７８１５９号公報においては積層した有機ＥＬ素子の外周空間を溶存酸素濃度１ＰＰＭ以下の不活性液体層で封止することで素子膜の酸化を抑制しダークスポットの発生を抑制している。ただし液体層での封止領域の充填は工程上煩雑になりコストアップ要因になる。
【０００８】
【発明が解決しようとしている課題】
そこで本発明の目的は、ウエット成膜方法および真空蒸着法により形成された有機発光層を有する有機ＥＬ表示体等の有機発光デバイスにおいて、コストダウンしかつ寿命の長い高性能の有機発光デバイス製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
よって本発明は、一対の対向電極と前記一対の対向電極の間に設けられる有機層とを有する有機発光デバイスの製造方法であって、
酸素濃度１０００ｐｐｍ以下の不活性ガス雰囲気下で前記有機層材料を含む液を塗布し成膜する工程を有することを特徴とする有機発光デバイスの製造方法を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
本発明の有機発光デバイスの構成例を図１に示す。ここでの積層構造体は基板１上にＩＴＯ透明電極による陽電極２、正孔注入および輸送材料３、有機電子輸送性発光層４、電子注入輸送層５、陰電極６を順次積層させる。そしてさらにこの有機積層構造体を密閉する箱形の封止缶７を有している。上記封止缶７はガラス、金属、セラミックス、低透湿性高分子材料等で形成されたものである。また接着剤８についてはＵＶ硬化タイプを使用している。
【００１２】
また本発明の有機発光デバイスの製造方法は、図２に示したような製造装置でウエット成膜用の第１の作業室１０１と真空蒸着での成膜および基板封止作業用の第２の作業室１０２、さらには素子基板を密閉雰囲気のまま移動可能なパスボックス１０３で装置構成されており、すべて酸素濃度１０００ＰＰＭ以下の不活性ガス雰囲気に制御された空間になっている。ここで素子環境を酸素濃度１０００ＰＰＭ以下の不活性ガス雰囲気にすることにより、素子膜形成途中あるいは封止前の素子が酸化劣化してダークスポットが発生する等の品質や寿命に与える影響を防止できる。作業室１０１、１０２およびパスボックス１０３、１０５はアクリルあるいは塩化ビニル製のグローブボックスで製作しており、多少の正圧に耐えられるようにＳＵＳあるいはアルミの枠組みや補強をしてもよい。
【００１３】
ここで不活性ガスは通常窒素ガスが望ましく、窒素純度９９．９９９％程度のガス流量７０Ｌ／分であればウエット成膜用に必要な１ｍ３の作業室は１時間以内に酸素濃度は初期大気状態の１８％から所定の１０００ＰＰＭ以下に到達するので、作業中はこの雰囲気を維持できるだけの微少流量の窒素ガスを流しておけばよい。
【００１４】
ここで、ＩＴＯ透明電極をスパッタリング法で形成した基板に対して、スピンコート法等のウエット成膜で有機薄膜形成すれば、ＩＴＯ膜の膜突起等もカバーし平滑で欠陥の無いさらに密着性の強い有機薄膜が得られるため素子膜の性能向上が期待できる。またウエット成膜方法に関しては高分子材料に限らず低分子材料でもスピンコート法での成膜が使用されるが、素子形成のためには不要部除去（配線部形成）が必要で、拭き取り、テープマスクなど工程が増えるため、印刷法（オフセット印刷）による膜形成も有効である。またウエット成膜法による正孔注入および輸送材料としては、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錯体等が使用できるが、これにかぎられるものではない。
【００１５】
次にウエット成膜した基板をさらに真空蒸着をおこなう作業室へ搬送する必要があり、この時も形成膜面に酸素、水分が付着するのを防止しなくてはならない。ここで作業室１０１から作業室１０２へ移動にはパスボックス１０３を設けてあり、この空間の雰囲気も酸素濃度を１０００ＰＰＭ以下に保持されており、素子基板を雰囲気保持のまま移動可能である。第２の作業室は蒸着用の真空チャンバー１０４を囲い込んだ形のグローブボックス構造で、雰囲気を酸素濃度１０００ＰＰＭ以下の不活性ガス雰囲気に制御された空間に保持した状態にしておく。さらに素子基板をボックス内の真空チャンバー１０４内にセッティングし、真空引きを行い真空チャンバー内圧力は１×１０―４Ｐａ程度に準備し、その後有機電子輸送性発光層を真空蒸着法で成膜し、最後に陰電極を真空蒸着法で成膜する。
【００１６】
この後チャンバーをリークし積層した素子基板を取り出す際には、第２の作業室雰囲気は依然として酸素濃度１０００ＰＰＭ以下の不活性ガス雰囲気に制御された空間になっており、この中で封止缶の接着作業を行うことで、一貫環境制御の雰囲気下で作成された有機発光デバイスが完成する。
【００１７】
以上の説明においては第１の作業室１０１と第２の作業室１０２がパスボックス１０３で連結している場合であったが、作業室が完全独立している場合は、素子搬送用に雰囲気保持用の気密ケースを用いて素子をパッキングして搬送することで、酸素濃度１０００ＰＰＭ以下の不活性ガス雰囲気に制御して素子基板を移動が可能である。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１９】
（実施例１）
この実施例では図２の製造装置を用いた。
【００２０】
厚さ０．７ｍｍのガラス基板にＩＴＯ透明電極をスパッタ法で形成した。次にＩＰＡを用いて超音波洗浄し、ＩＰＡベーパーにて引き上げて乾燥仕上げをおこなった。（装置図示せず）この後図２の製造装置のパスボックス１０５より基板を投入した。この前処理室１０６は乾燥空気の循環雰囲気になっており、ここでＩＴＯ電極表面をＵＶ／Ｏ３洗浄を行って表面濡れ性を向上一定化する。
【００２１】
次にパスボックス１０３に基板を移動し、窒素ガスを封入パージした後パスボックスの第１の作業室１０１側のドアを開けて基板を移動させる。第１の作業室１０１は事前に窒素ガスパージをしておき、酸素濃度１０００ＰＰＭ以下の雰囲気に保持されている。ここで正孔注入材料としてトリフェニルアミン６量体（ＴＰＡ−６：分子量１４６１、融点２７７℃、Ｔｇ１５６℃）をスピンコート法によりコーティングした。
加熱乾燥することで厚さ０．０５μｍの正孔注入層が形成された。
【００２２】
次いで基板はパスボックスを通過させて第２の作業室１０２へ移動させるが、ここも事前に窒素ガスパージをしておき、酸素濃度１０００ＰＰＭ以下の雰囲気に保持されている。第２の作業室１０２内に設置してある真空チャンバー１０４内の基板ホルダー（図示せず）に基板セットし、真空チャンバー内圧力を１×１０―４Ｐａに減圧した。次いで有機電子輸送性発光層として９―ジオクチルフルオレンの５量体（ＤＯＦＬ−５：分子量１９４５、融点２１０℃、Ｔｇ１２３℃）を厚さ０．０５μｍ真空蒸着した。最後に陰電極として厚さ０．１〜０．２μｍのＭｇＡｇ反射電極を真空蒸着した。
【００２３】
この後チャンバーをリークし積層した素子基板を取り出したが、第２の作業室雰囲気は依然として酸素濃度１０００ＰＰＭ以下の不活性ガス雰囲気に保持されている。ここでＵＶ硬化剤を塗布してＳＵＳ製の封止缶を素子に貼りあわせて、最後にＵＶ照射で完全硬化させ有機発光デバイスを製作した。
【００２４】
（実施例２）
洗浄後に第１の作業室内を酸素濃度１５００ＰＰＭ近傍の不活性ガス雰囲気に制御してスピンコート成膜作業を行い、その後は実施例１と同様に第２の作業室内を酸素濃度１０００ＰＰＭ以下の不活性ガス雰囲気に制御して蒸着および封止作業を行い有機発光デバイスを製作した。
【００２５】
（実施例３）
実施例１と同様に洗浄後に第１の作業室内で酸素濃度１０００ＰＰＭ以下の不活性ガス雰囲気下でスピンコート成膜作業を行い、その後は第２の作業室内を酸素濃度１５００ＰＰＭ近傍の不活性ガス雰囲気に制御して蒸着および封止作業を行い有機発光デバイスを製作した。
【００２６】
（比較例１）
洗浄後のスピンコート成膜蒸着および封止作業をすべて大気中で行い有機発光デバイスを製作した。
【００２７】
（比較例２）
洗浄後に第１の作業室内を酸素濃度１５００ＰＰＭ近傍の不活性ガス雰囲気に制御してスピンコート成膜作業を行い、その後は第２の作業室内で酸素濃度１５００ＰＰＭ近傍の不活性ガス雰囲気に制御して蒸着および封止作業を行い有機発光デバイスを製作した。
【００２８】
以上作製した実施例１、２、３、の有機発光デバイスを大気中で直流電圧１０ｍＡ／ｃｍ２で連続駆動させて素子性能の評価を行った。その結果を表１に示す。なおダークスポットの発生状態についての評価は、◎は３０００時間経過しても直径１００μｍ以上のダークスポットは発生せず良好であった。○は２０００時間経過まで直径１００μｍ以上のダークスポットは発生しなかった。△は１０００時間経過まで直径１００μｍ以上のダークスポットは発生しなかった。×は初期状態から微少ダークスポットが観察され、さらに７００時間で直径１００μｍ以上のダークスポットに成長し素子性能耐久が非常に悪かった。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によればダークスポットの発生抑制された長寿命の有機発光デバイスが容易に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機発光デバイスの構成例を示す垂直断面図である。
【図２】本発明の有機発光デバイスの製造に用いられる製造装置であり製造方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１　基板
２　陽電極
３　正孔注入および輸送材料
４　有機電子輸送性発光層
５　電子注入輸送層
６　陰電極
７　封止缶
８　接着剤
１０１　第１作業室
１０２　第２作業室
１０３　第１パスボックス
１０４　真空チャンバー
１０５　第２パスボックス
１０６　前処理室
【図１】
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【図２】
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