(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極との間に、有機発光材料からなる発光層を設けた有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記発光層がテトラ−ｎ−ブチルアンモニウムテトラフルオロボレートを含有し、当該発光層上の陰極を無電解メッキ法で形成した金属電極としたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
陽極と陰極との間に、有機発光材料からなる発光層を設けた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、前記発光層がテトラ−ｎ−ブチルアンモニウムテトラフルオロボレートを含有し、当該発光層の上に陰極としての金属電極を無電解メッキ法で形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項３】
金属電極の金属が銅、銀、インジウム、ガリウムまたはそれらから選ばれる１種以上の金属を主成分とする合金である請求項２記載の製造方法。
【請求項４】
発光層表面を、プラズマ処理、ＵＶ処理、電子線処理のうちの少なくとも１つの処理により親水化した後、陰極を形成する請求項２または３記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陽極と陰極との間に有機発光材料からなる発光層を設けた有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から知られている有機ＥＬ素子は、例えば、陽極である透明電極と陰極である金属電極との間に、有機発光材料からなる発光層が配置されている。この有機の発光層は一般に、発光材料、電子輸送材料、正孔輸送材料および色素材料等からなる薄膜により構成されている。電子輸送材料、正孔輸送材料はそれぞれ別の層になっている場合もある。
【０００３】
陽極である透明電極の外側にはガラス基板が配置されており、金属電極から注入された電子と透明電極から注入された正孔とが発光層中で再結合し、それによって生じた励起子が放射失活する過程で光を放ち、この光が透明電極およびガラス基板を介して外部に放出される。
【０００４】
陽極に用いられる透明電極としては、一般にＩＴＯ（Ｉｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ2 の複合酸化物）が使用され、蒸着法やスパッタリング法で形成される（特開平５−２８８３４、特開平５−１６６４１４等）。
陰極に用いられる金属電極としては、低仕事関数で高電気伝導の材料、例えばＭｇ−Ａｇ合金（Ａｐｐl ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５１９１３（１９８７））、Ｍｇ−Ｉｎ合金（特開平４−２１２２８７）等が蒸着法やスパッタリング法等で形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
陰極である金属電極に要求される特性は、高電気伝導、低仕事関数、化学的安定性、長期安定性、発光層との接着強度等である。上記従来法である蒸着法やスパッタリング法では、高価で生産性が低い真空工程が必要であり、特にスパッタリング法では下地の発光層にダメージを与えやすい。また、発光層との接着強度も不充分になりやすく、陰極として高融点金属の形成が困難である等の問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来法で形成する金属電極に比較してより低コストで生産性良く製造でき、下地の発光層にダメージを与えることなく、接着強度の高い陰極としての金属電極を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、陽極と陰極との間に、有機発光材料からなる発光層を設けた有機ＥＬ素子において、陰極をメッキ法で形成した金属電極としたことを特徴とする有機ＥＬ素子を提供する。さらに、その発光層が、発光材料の他に、電解質を含む有機ＥＬ素子を提供する。
【０００８】
また、陽極と陰極との間に、有機発光材料からなる発光層を設けた有機ＥＬ素子の製造方法において、発光層の上に陰極としての金属電極をメッキ法で形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法を提供する。さらに、その金属電極の金属が銅、銀、インジウム、ガリウムまたはそれらから選ばれる１種以上の金属を主成分とする合金である有機ＥＬ素子の製造方法、および、その発光層表面を、物理的粗面化処理により親水化した後、陰極を形成する有機ＥＬ素子の製造方法を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明では、陽極、発光層、陰極を有し、必要によりこれに正孔輸送層や電子輸送層を含む有機ＥＬ素子の陰極としての金属電極を、メッキ法で形成することにより、従来の陰極と比較して、低コストで生産性良く、かつ発光層にダメージを与えることなく、発光層との接着強度の高い陰極を作ることができる。
【００１０】
本発明における有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に発光層を有する。必要によりこれにさらに正孔輸送層、電子注入層を含むこともできる。これらを含んでいれば、その他のものを付加的に含んでいても本発明の有機ＥＬ素子として適用可能である。
【００１１】
図１は、本発明の有機ＥＬ素子の代表例の正面図である。図１において、１はガラス、セラミック、プラスチック等の基板、２は陽極、３は発光層、４は陰極を示す。
【００１２】
本発明の陽極には、一般には透明導電膜が用いられる。具体的には、ＩＴＯ、ＳｎＯ2 等の透明導電膜が用いられる。さらには仕事関数の大きいアルミニウム、金などの金属、酸化亜鉛、酸化クロムなどの酸化物半導体、ホウ化ジルコニウム等の導電性化合物等も使用できる。
【００１３】
この陽極の作製方法としては、基板上に、蒸着法、スパッタリング法等により形成することが一般的である。陽極の膜厚は、必要とする透明性に依存するが、可視光の透過率が６０％以上、特には８０％以上、となるようにすることが好ましい。この場合の膜厚は５〜１０００ｎｍ、特には１０〜５００ｎｍ、が好ましい。
【００１４】
発光層は、有機発光材料で構成される。この発光層には必要に応じて正孔輸送材料、色素材料、電子輸送材料等が含まれる。本発明では、発光層は、発光層１層自体または必要に応じてそれに積層される正孔輸送層や電子輸送層を含めたものを意味している。
【００１５】
有機発光材料としては、有機ＥＬ素子の発光層に使用するものとして知られている有機化合物が使用できる（特開平５−１５９８８２、特開昭６３−２９５６９５、特開平３−２３１９７０参照）。例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（以下、ＡＬＱという）等が使用できるが、今後開発される有機物であっても発光能を示すものであれば採用できる。
【００１６】
正孔輸送材料としては、従来から光導電材料の正孔輸送層の有機材料として知られているものや、有機ＥＬ素子の正孔輸送層に使用するものとして知られているものが使用できる（特開平５−１５９８８２、米国特許第３５６７４５０号明細書等参照）。例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンを代表とする一群の化合物や、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール等のうちから選択することもできる。また、正孔の注入および電子の障壁性のいずれかを有するものであれば、今後開発される材料であってもよい。
【００１７】
色素材料としては、既知の材料を使用できる。例えば、クマリン系色素、スチルベン系色素、オキサゾール系色素、ペリレン系色素やアントラセン誘導体、ナフタセン誘導体、ペリレン誘導体、キナクドリン誘導体等幅広く使用できる。
【００１８】
この発光層を形成する方法は、それ自体公知の方法、例えば蒸着法、スピンコート法、キャスト法、等を採用すればよい。今後、開発される発光層の形成方法も採用できる。
【００１９】
この発光層の陽極側に正孔輸送層を層状に設けることもできる。この正孔輸送層に用いられる正孔輸送材料は上記のような公知の正孔輸送層の材料が使用できる。
また、この発光層の陰極側に電子輸送層を設けることもできる。この電子輸送層には、例えば、フェニルビフェニルオキサジアゾール等の公知の電子正孔輸送層の材料が使用できる。
【００２０】
本発明の陰極の金属電極は、メッキ法によって形成される。具体的には、電気メッキ法、無電解メッキ法のいずれでもよい。
この陰極の金属の材料は、メッキできる金属であれば使用でき、そのうち、銅、銀、インジウム、ガリウムまたはそれらから選ばれる１種または２種以上の金属を主成分とする合金がメッキしやすく好ましい。この陰極の層の厚みに関しては２０〜２５０ｎｍ、特には５０〜１５０ｎｍ、程度が好ましい。
【００２１】
また、あらかじめ発光層の表面をプラズマ処理、ＵＶ処理または電子線処理等の物理的粗面化処理により粗面化してより親水化することが好ましい。これにより、発光層上に陰極を均一に形成でき、陰極と発光層との接着強度も上がる。なお、発光層の表面とは、前記したように発光層の陰極側に電子輸送層が形成されている場合には、その電子輸送層の表面を意味する。
【００２２】
さらに、この発光層中に、あらかじめテトラ−ｎ−ブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の電解質を添加しておくと、陰極と発光層との接着強度はさらに向上する。
また、発光層の表面が疎水性の場合は、有機溶剤を用いてメッキすることが好ましい。
【００２３】
有機ＥＬ素子の陰極を、本発明のメッキ法で形成することにより、長期信頼性が高く、画面の輝度が高い有機ＥＬ素子が得られる。
【００２４】
【実施例】
実施例により本発明の有機ＥＬ素子について具体的に説明する。
【００２５】
「例１（実施例）」
図１に示すような構成で有機ＥＬ素子を形成した。まずガラス基板上にスパッタリング法により、陽極２としてのＩＴＯ膜を１００ｎｍ積層した。その上に、発光層３として、ポリビニルカルバゾール１２０ｍｇ、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール７０ｍｇ、クマリン６を６ｍｇ、１，２−ジクロロエタン５ｍｇの混合物の溶液をスピンコートして、２００ｎｍの膜を形成した。その上に、無電解メッキ法により、銅を１００ｎｍメッキして陰極４を形成した。
【００２６】
「例２（実施例）」
例１と同様の方法で、陽極２および発光層３を形成した後、周波数１３ＭＨｚ、空気圧２ｍｍＨｇでプラズマ処理を行い、その上に、例１と同様の方法で陰極４である銅の層を無電解メッキ法により厚さ１００ｎｍ形成した。
【００２７】
「例３（実施例）」
例１と同様の方法で、陽極２を形成した。発光層３として、例１の組成に、テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムテトラフルオロボレート２０ｍｇを加えた混合物を用い、例１と同様の方法で２００ｎｍの膜を形成した。その後、例２と同様の方法でプラズマ処理を行い、その上に、例１と同様の方法で銅の層を無電解メッキ法により厚さ１００ｎｍ形成した。
【００２８】
「例４（比較例）」
例１と同様の方法で、陽極２および発光層３を形成した後、その上に、蒸着法により、陰極としてのＭｇＡｇ合金の層を１００ｎｍ形成した。
【００２９】
「発光特性試験」
上記各例で調製された有機ＥＬ素子について、発光特性試験を行った。陰極と陽極間に５ｍＡの直流を流して、輝度が初期値の半分になる時間を測定した。この結果を図２に示す。図２において、縦軸は輝度（Ｃｄ／ｍ2 ）を示し、横軸は時間を示す。
図２から、例１〜例３の有機ＥＬ素子はいずれも例４に較べて、長時間輝度を保つことがわかった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明では、有機ＥＬ素子の陰極としての金属電極を、メッキ法により形成したものであり、これにより従来技術に比較して、発光層にダメージを与えることが少なく、接着強度の高い陰極が得られ、初期および長期の発光性能が高い有機ＥＬ素子が得られる。
【００３１】
本発明によれば、従来の蒸着法やスパッタリング法により形成された陰極に比較して、高輝度が得られ、素子作製の安定性が増し、連続発光試験による輝度の減衰率が小さくなる等々の利点を有する。
本発明は、本発明の効果を損しない範囲内で、種々の応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の代表例の正面図。
【図２】例１〜例４の輝度特性のグラフ。
【符号の説明】
１：基板
２：陽極
３：発光層
４：陰極
【図１】
0003868061.tif 000002
【図２】
0003868061.tif 000003