(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１の電極と第２の電極とを順次有し、これらの電極間に少なくとも１層は発光機能を有する３層以上の有機層を有し、前記有機層の少なくとも２層以上の有機層が異物を包埋した構造を有しており、この２層以上の有機層のうち、前記第１の電極と接する有機層のガラス転移点が、それ以外の異物を包埋した有機層のガラス転移点よりも高くなっている有機ＥＬ素子を得る有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記異物を包埋した前記２層以上の有機層は、前記第１の電極と接する有機層のガラス転移点以上融点以下の温度で同時に加熱して溶融する熱溶融工程により処理され、
前記熱溶融工程は、基板の成膜面を下向きにした状態で処理される有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記熱溶融工程は、酸素濃度１％未満の雰囲気下で行なわれる請求項１の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
前記２層以上の有機層が正孔注入・輸送機能を有する層である請求項１または２の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法により製造された有機ＥＬ素子。
【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（エレクトロルミネッセンス）素子及び有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬディスプレイパネルに関するものであり、さらに詳細には、製造に伴う異物に起因する素子リークを防止する手段を提供することで、生産性が高く、耐久性、信頼性が向上した有機ＥＬディスプレイおよびそれを用いた有機ＥＬディスプレイパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、占有体積の減少の観点からフラットパネルディスプレイヘの要求が高まっており、軽量でバックライトを必要としないエレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子と略す）を用いたデバイスが注目されている。
【０００３】
ＥＬ素子には有機ＥＬ素子と無機ＥＬ素子がある。このうち有機ＥＬ素子は、無機ＥＬ素子と異なり、２０V程度以下の低電圧で駆動することができるという利点を有している。
【０００４】
有機ＥＬ素子は、外部から、電子と正孔（正孔）を注入し、それらの再結合エネルギーによって、発光中心を励起するもので、一般に、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）などより正孔（正孔）注入電極上に成膜されたトリフェニルジアミンなどを含む正孔輸送層と、正孔輸送層上に積層されたアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ3）等の蛍光物質を含む有機発光層と、マグネシウムなどの仕事関数の小さな金属電極（電子注入電極）とを基本構成としている。
【０００５】
このような有機ＥＬ素子を用いたディスプレイを製造する場合、量産工程においては、不良率をいかに少なくするかが重要な課題である。すなわち、製造工程において有機層が不均一に積層されたり、電子注入電極等の機能性薄膜を積層する際に有機層にダメージを与えたり、逆に電子注入電極自体に不純物が混入したり、酸化したりして、輝度ムラ、ドット欠陥等の不良や品質のバラツキを生じる場合がある。
【０００６】
特に、電流リークの発生は重要な問題であり、逆方向への電流（リーク電流）が有ると、クロストークや、輝度ムラ、或いはドット欠陥等が生じ、量産製品としては致命的な不良となる。
【０００７】
従来の有機ＥＬ素子は、有機層の膜厚が１００〜２００nm程度であり、このように薄い膜に微細な異物があると、２０V 程度までの駆動電圧を印加することで容易にリークが発生してしまう。
【０００８】
リーク不良の発生を抑制する手法として、例えば特開２０００−９１０６７号公報、あるいは、特願平１１−２３６６９７号公報では、有機ＥＬ材料層の熱融解によって、リーク発生の要因となり得る異物を包埋するような処理を行なう方法が公開されている。
【０００９】
しかし、有機ＥＬ材料を熱融解すると、有機材料とＩＴＯとのぬれ性の問題から、ＩＴＯと有機ＥＬ材料との界面が不安定になり、その結果、作製した有機ＥＬディスプレイの表示品質に不良が発生し、信頼性が低下するといった問題が生じる。
【００１０】
また、熱融解を行なう為に、有機材料が熱酸化するという現象が避けられず、有機ＥＬ素子の駆動電圧が上昇してしまうという問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、素子リークを抑制し、かつ、電極と有機ＥＬ層との界面を安定化して信頼性を高め、かつ、駆動電圧の上昇を抑制した有機ＥＬディスプレイを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下の本発明の構成により達成される。
（１）  基板上に第１の電極と第２の電極とを順次有し、これらの電極間に少なくとも１層は発光機能を有する３層以上の有機層を有し、前記有機層の少なくとも２層以上の有機層が異物を包埋した構造を有しており、この２層以上の有機層のうち、前記第１の電極と接する有機層のガラス転移点が、それ以外の異物を包埋した有機層のガラス転移点よりも高くなっている有機ＥＬ素子を得る有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記異物を包埋した前記２層以上の有機層は、前記第１の電極と接する有機層のガラス転移点以上融点以下の温度で同時に加熱して溶融する熱溶融工程により処理され、
前記熱溶融工程は、基板の成膜面を下向きにした状態で処理される有機ＥＬ素子の製造方法。
（２）  前記熱溶融工程は、酸素濃度１％未満の雰囲気下で行なわれる上記（１）の有機ＥＬ素子の製造方法。
（３）  前記２層以上の有機層が正孔注入・輸送機能を有する層である上記（１）または（２）の有機ＥＬ素子の製造方法。
（４）  上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法により製造された有機ＥＬ素子。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の有機ＥＬ素子は、基板上に第１の電極と第２の電極とを順次有し、これらの電極間に少なくとも１層は発光機能を有する３層以上の有機層を有し、前記有機層の少なくとも２層以上の有機層が異物を包埋した構造を有しており、この２層以上の有機層のうち、前記第１の電極と接する有機層のガラス転移点が、それ以外の異物を包埋した有機層のガラス転移点よりも高くなっているものである。
【００１４】
また、前記第１の電極と接する有機層以外の、異物を包埋した有機層の仕事関数が第１の電極と接する有機層の仕事関数と同等かそれより小さいものである。
【００１５】
さらに、この異物を包埋した有機層の総膜厚が、それ以外の有機層の総膜厚に対する比で１：１０〜１：１である。
【００１６】
ここで、第１の電極とは基板上に下部電極として形成される電極であって、通常、第１の電極は陽極側、すなわち正孔注入性を有するＩＴＯ等の透明電極が用いられる。一方、第２の電極は、有機層上に形成される上部電極であって、通常、陰極、すなわち電子注入性を有する電子注入電極か、電子注入層と組み合わされた陰極が用いられる。また、いわゆる逆積層の場合には、第１の電極を陰極側に、第２の電極を陽極側に設定してもよい。
【００１７】
本発明では、積層されている有機層のうち、少なくとも１層は発光機能を有し、２層以上が異物を包埋した構造を有している。この異物を包埋した有機層のうちの１層は、第１の電極と接する位置にあり、その他の層はそれより第２の電極側に形成されている。
【００１８】
異物を包埋する有機層は、通常、第１の電極が正孔注入電極であるため、正孔注入輸送性を有する有機層が用いられる。しかしながら、第１の電極が陰極側に設定されている場合には、当然電子注入輸送性を有する有機層となる。また、正孔注入輸送性、電子注入輸送性を兼ね備えていたり、発光機能を有していてもよい。
【００１９】
以下の説明では、一般的な態様として、第１の電極が正孔注入電極であり、第１の電極と接する有機層が正孔注入輸送性を有する場合を例示して説明する。
【００２０】
正孔注入電極材料は、正孔注入層等へ正孔を効率よく注入することのできるものが好ましく、仕事関数４．５eV〜５．５eVの物質が好ましい。具体的には、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3 ）、酸化スズ（ＳｎＯ2 ）および酸化亜鉛（ＺｎＯ）のいずれかを主組成としたものが好ましい。これらの酸化物はその化学量論組成から多少偏倚していてもよい。
【００２１】
光を取り出す側の電極は、発光波長帯域、通常４００〜７００nmの波長の光に対する光透過率が５０％以上、さらには８０％以上、特に９０％以上であることが好ましい。透過率が低くなりすぎると、発光層からの発光自体が減衰され、発光素子として必要な輝度を得難くなってくる。
【００２２】
電極の厚さは、５０〜５００nm、特に５０〜３００nmの範囲が好ましい。また、その上限は特に制限はないが、あまり厚いと透過率の低下や剥離などの心配が生じる。厚さが薄すぎると、十分な効果が得られず、製造時の膜強度等の点でも問題がある。
【００２３】
ここで、第１の電極と接する有機層を正孔注入層ａとし、それ以外の異物を包埋する有機層を正孔注入層ｂとする。なお、異物を包埋する正孔注入層ｂは、ｂ1 ，ｂ2 ，ｂ3 ・・・と複数層あってもよい。
【００２４】
このとき、正孔注入層ａとして選択する材料はガラス転移点Ｔｇを有さないか、あるいは正孔注入層ｂのＴｇよりも高い事が肝要であり、Ｔｇの差は、正孔注入層ｂの溶融処理を行う際に、正孔注入層ａが溶融しない程度に離れていればよい。具体的には２０℃以上が好ましい。
【００２５】
更には、有機材料の熱溶融はＴｇよりも４０℃程度高い温度から始まることが知られている（"化学者のためのレオロジー"、発行所：(株)化学同人、著者：小野木重治）ことから、Ｔｇの差は、より好ましくは４０℃以上である。
【００２６】
Ｔｇの異なる層を２層以上用いる理由は、１層の場合よりも、Ｔｇの異なる２層またはそれ以上による流動性の方が、より効果が高く、結果として異物包埋能力が大きくなり素子リークが低減する為である。
【００２７】
正孔注入層ａに用いられる材料は、例えば芳香族三級アミン等を挙げることができるが、これに限らず良好な正孔注入性を有する材料が適用可能で、例えば、テトラアリールベンジジン化合物、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、あるいはポリチオフェン、ポリアニリン誘導体等、ヘキサメチルジシラザン等のシラン誘導体等を挙げることができる。
【００２８】
正孔注入層ｂに用いられる材料も正孔注入層ａに用いられる材料と同様であるが、常温もしくは加熱処理にて材料が流動性を有する必要がある。
【００２９】
また、正孔注入層ａと正孔注入層ｂとの仕事関数の関係は、正孔注入層ｂの仕事関数の方が正孔注入層ａと同等か、より小さい材料の組み合わせにする必要がある。この理由は、加熱処理等の材料に流動性を持たせて異物を包埋する際に、有機材料が酸化されることが避けられず、有機ＥＬ素子の駆動電圧が上昇する不具合を回避するためである。
【００３０】
正孔注入層の仕事関数を上記組み合わせにすることで、有機材料の酸化還元電位を調整し、この有機層の酸化を低減し駆動電圧上昇を抑制することが可能となる。
【００３１】
本発明では、正孔注入層ａと正孔注入層ｂの積層体を形成した後、熱処理を行なう。このときの加熱温度は、正孔注入層ｂの材料のガラス転移点よりも高い温度、好ましくは２０℃以上高い温度で、より好ましくは４０℃以上高い温度で処理を行なうとよい。加熱する際の雰囲気は非酸化性雰囲気が好ましく、例えばＮ2 、Ａｒ雰囲気等が挙げられる。このとき、雰囲気中の酸素濃度は１％未満、特に０．０５％以下であることが好ましい。酸素濃度１％以上では有機材料の酸化現象が生じてくる。
【００３２】
また、減圧雰囲気、あるいは加圧雰囲気でも、酸素濃度が充分に低ければ問題は無い。加熱時間は、基板の熱容量を考慮しても、数十分程度で充分な効果が得られる。
【００３３】
このときの熱処理工程は、例えば図２に示すように、基板１の成膜面、すなわち有機層３，４などが製膜されている面を下向きにした状態で行うとよい。基板の成膜面を下向きにした状態で熱処理を行うことにより、溶融、流動化した有機材料が、重力により異物１１に凝集しやすくなり、リークをより効果的に抑制することができる。
【００３４】
熱溶融した有機層上には、好ましくは正孔輸送層を形成する。熱溶融した有機層と接して形成する正孔輸送層の選定には、仕事関数差が大きくない材料を選定する必要がある。具体的には、下地となる熱溶融した有機層との仕事関数の差が好ましくは±０．４eV未満であり、より好ましくは±０．２eV以下である。理由は、熱溶融された有機層は仕事関数が増大し、また、正孔注入性が低下しており、これと接する有機層との仕事関数差が駆動電圧に影響を与える為である。
【００３５】
また、熱溶融有機層と発光層との仕事関数の関係が上記範囲になるのであれば、熱溶融有機層に接して発光層を形成してもよい。
【００３６】
各有機層の膜厚は、素子の特性を得るために任意の値が選択されるが、素子リークの観点からは、熱溶融有機層の総計とそれよりも陰極側に配置される有機層との膜厚の比は、好ましくは熱溶融有機層の総膜厚：それ以外の有機層の総膜厚＝１：２０〜３：１、より好ましくは、１：１０〜１：１、更に好ましくは、１：３〜１：１である。
【００３７】
理由は、リークを引き起こす要因となる異物の発生個所が、ＩＴＯ表面で有る場合と、それに加えて陰極側からの異物打ち込みの可能性がある為である。陰極形成方法がスパッタ法やエレクトロンビーム蒸着の場合、成膜中に異物を打ち込む可能性があり、これが素子リークに影響を与え得る。
【００３８】
熱溶融有機層の膜厚が薄い場合、ＩＴＯ表面に存在する異物の包埋能力が不足することとなり、また、その後の有機層の膜厚が薄い場合には、今度は陰極形成プロセスで打ち込まれる異物によるリークを発生してしまう。
【００３９】
この点を考慮し、素子リークに強い有機ＥＬ素子を作製するために、上記膜厚範囲が選択される。
【００４０】
これらの有機層を有する素子を形成するには、先ず、ガラスなどの絶縁性基板に正孔注入電極としてＩＴＯを成膜し、フォトリソグラフイー等によりパターニングする。
【００４１】
次に、ＩＴＯの端部段差を覆い隠すために、端部保護層（エッジカバー）を形成する。エッジカバーはフォトレジスト、ポリイミド等の有機材料、あるいはＳｉＯ2 等の無機材料のどちらでも適用は可能であるが、製造工程の簡便さからはフォトレジストによるものが好ましい。この後、ＩＴＯ表面の有機汚染を除去するために、ＵＶ／Ｏ3 処理等のドライクリーニングを施す。
【００４２】
次に、正孔注入層aとして、例えば、労香族三級アミン系の材料を蒸着形成する。
【００４３】
次に、正孔注入層bとして、例えば、テトラアリールペンジジン化合物（TPD）系の材料を蒸着形成する。
【００４４】
このとき、正孔注入層ａとして選択する材料はガラス転移点Ｔｇを有さないか、あるいは正孔注入層ｂのＴｇよりも高いものを用いる。
【００４５】
正孔注入層aと正孔注入層bの積層成膜を実施後、熱処理を行なう。このときの加熱温度は、上記の通りであり、加熱する際の雰囲気も上記の通りである。
【００４６】
次に、必要により正孔輸送材料を成膜して正孔輸送層とし、発光層を形成する。
【００４７】
発光層は、少なくとも発光機能に関与する１種、または２種以上の有機化合物薄膜、またはその積層膜から成る。
【００４８】
発光層は、正孔及び電子の注入機能、それらの輸送機能、正孔と電子の再結合により励起子を生成させる機能を有する。
【００４９】
有機発光層は公知のものが使用可能である。例えば、キノリノラト錯体が知られている。具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム、ビス（８−キノリノラト）マグネシウム、ビス（ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウムオキシド、トリス（８−キノリノラト）インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノラト）カルシウム、５，７−ジクロル−８−キノリノラトアルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム、ポリ［亜鉛（II）−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリニル）メタン］等がある。
【００５０】
また、特開平８−１２６００号公報に記載のフェニルアントラセン誘導体や特開平８−１２９６９号公報に記載のテトラアリールエテン誘導体なども好ましい。
【００５１】
発光層は電子注入輸送層を兼ねたものであってもよく、このような場合はトリス（８−キノリノラト）アルミニウム等を使用することが好ましい。これらの蛍光性物質を蒸着すればよい。
【００５２】
また、発光層は、必要に応じて、少なくとも１種のホール注入輸送性化合物と少なくとも１種の電子注入輸送性化合物との混合層とすることも好ましい。さらにはこの混合層中にドーパントを含有させることが好ましい。
【００５３】
すなわち、素子の有機発光層中に蛍光物質を０．１〜１０％質量程度含有していてもかまわない。蛍光物質の含有は発光効率の向上や、寿命特性の向上、あるいは発光波長の調整等の目的で混合される。
【００５４】
このような蛍光性物質としては、例えば、特開昭６３−２６４６９２号公報に開示されているような化合物、例えばキナクリドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物から選択される少なくとも１種が挙げられる。また、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム等の８−キノリノールまたはその誘導体を配位子とする金属錯体色素などのキノリン誘導体、テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、１２−フタロペリノン誘導体等が挙げられる。さらには、特開平８−１２６００号公報に記載のフェニルアントラセン誘導体、特開平８−１２９６９号公報のテトラアリールエテン誘導体等を用いることができる。
【００５５】
本発明において、有機発光層の厚さはとくに限定されるものではなく、その好ましい厚さは、形成方法によっても異なるが、通常、５〜５００nm、さらに好ましくは、１０〜３００nmである。
【００５６】
本発明の有機層には、必要により電子注入輸送性材料により形成される、電子注入層、電子輸送層、電子注入輸送層などを設けてもよい。
【００５７】
電子注入輸送層は、発光層を兼ねたものであってもよく、このような場合は、トリス（8−キノリラト）アルミニウム等を使用することが好ましい。
【００５８】
本発明において、有機電子注入層、電子輸送層に、好ましく使用することができる化合物としては、たとえば、トリス（8−キノリノラト）アルミニウム（Alq3）などの8−キノリノールないしその誘導体を配位子とする有機金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導俸、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体などを挙げることができる。また、上記のフェニルアントラセン誘導体、テトラアリールエテン誘導体を用いることもできる。
【００５９】
これらの有機材料を用いて蒸着法により薄膜を形成する。真空蒸着法を用いた場合、アモルファス状態または結晶粒径が０．２μm 以下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が０．２μm を超えていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を高くしなければならなくなり、電荷の注入効率も著しく低下する。
【００６０】
本発明において、有機発光層、正孔注入輸送層あるいは正孔注入層および正孔輸送層、ならびに、電子注入輸送層あるいは電子注入層および電子輸送層の各層を、蒸着によって形成する条件はとくに限定されるものではないが、１×１０-4Pa以下で、蒸着速度を０．０１〜１nm／秒程度とすることが好ましい。各層は、１×１０-4Pa以下の減圧下で、連続して、形成されることが好ましい。１×１０-4Pa以下の減圧下で、連続して、各層を形成することによって、各層の界面に不純物が吸着されることを防止することができるから、高特性の有機EL素子を得ることが可能になるとともに、有機EL素子の駆動電圧を低下させ、ダークスポットが発生し、成長することを抑制することができる。
【００６１】
本発明において、有機発光層、正孔輸送層、電子輸送層に、２種以上の化合物を含有させる場合には、化合物を入れた各ボートを個別に温度制御して、共蒸着によって、有機発光層、正孔輸送層、電子注入輸送層、電子注入層あるいは電子輸送層を形成することが好ましい。
【００６２】
次に、発光効率を高める電子注入層として、好ましくは高抵抗の無機電子注入層を設ける。高抵抗無機電子注入層としては、ＬｉＦやＬｉ2Ｏ等の絶縁性アルカリ金属化合物や、Ｌｉ2ＭｏＯ4 、ＲｕＯ2 ：Ｌｉ2Ｏ等を用いることができる。
【００６３】
高抵抗の無機電子注入輸送層は、０．２〜３０nmの膜厚を有していることが好ましく、０．２〜２０の膜厚を有していると、とくに好ましい。高抵抗の無機電子注入輸送層の膜厚が、０．２nm未満でも、３０nmを超えていても、電子注入の機能が十分に発揮されなくなる。
【００６４】
この電子注入層の上に、電子注入電極を形成する。電子注入電極は、通常の金属が使用できる。中でも導電率や扱いやすさの観点から、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔから選択される１種以上の金属元素が好ましい。
【００６５】
電子注入電極の形成方法は、スパッタ法、抵抗加熱蒸着法、エレクトロンビーム蒸着法等がある。それぞれ長所短所があり、良好な素子特性が得られる点からは抵抗加熱蒸着法が選ばれ、量産性の観点からはスパッタ法が選ばれ、目的に沿った形成方法を採用すればよい。
【００６６】
これら電子注入電極の厚さは、電子を電子注入輸送層に与えることのできる一定以上の厚さとすれば良く、５０nm以上、好ましくは１００nm以上とすればよい。また、その上限値には特に制限はないが、通常膜厚は５０〜５００nm程度とすればよい。
【００６７】
さらに、有機ＥＬ素子を大気中の水分などから保護するため、保護層を設けると、素子中に発生する暗点（ダークスポットと呼ぶ）の発生に伴う劣化を抑制することができる。保護膜は、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ2 、Ａｌ2Ｏ3 等水分阻止能が高い膜が好ましい。
【００６８】
保護膜の形成方法としては、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等が考えられるが、低温で形成可能で、段差被覆性が良好であるプラズマＣＶＤ法が好ましい。
【００６９】
また、有機ＥＬ素子を作製した後、素子を大気中に曝すことなく保護膜を形成することが好ましい。保護膜の厚さとしては特に制限されるものではないが、１００〜５０００nmとするとよい。保護膜の厚さがこれより薄いと水分阻止能が低下し、これより厚いと保護膜の応力による膜剥離や有機ＥＬ素子の特性に影響を与えるようになってくる。
【００７０】
電子注入電極と保護層とを併せた全体の厚さとしては、特に制限はないが、通常５０〜５００nm程度とすればよい。
【００７１】
その後、素子の劣化を防止するために、素子を封止板などにより封止する。封止板は、接着性樹脂を用いて密封をする。封止ガスはＡｒ、Ｈｅ、Ｎ2 等の不活性ガスが好ましい。また、必要に応じて乾燥剤を添加する。
【００７２】
封止板の材料としては、基板と異なる材料を用いることも可能であるが、好ましくは基板材料と同様のもの、あるいは同等の熱膨張係数、機械強度を有するものがよい。
【００７３】
封止板は、スペーサーを用いて高さを調整し、所望の高さに保持してもよい。
【００７４】
本発明において、有機ＥＬ構造体を形成する基板としては、非晶質基板たとえばガラス、石英など、結晶基板たとえば、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＧａＰ、ＩｎＰなどがあげられ、またこれらの結晶基板に結晶質、非晶質あるいは金属のバッファ層を形成した基板も用いることができる。また金属基板としては、Ｍｏ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐｄなどを用いることができる。さらに、プラスチック等の樹脂材料、可撓性を有する材料を用いることもできる。基板材料は、好ましくはガラス基板、樹脂材料である。基板は、光取り出し側となる場合、上記電極と同様な光透過性を有することが好ましい。
【００７５】
ガラス材として、コストの面からアルカリガラスが好ましいが、この他、ソーダ石灰ガラス、鉛アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、シリカガラス等のガラス組成のものも好ましい。特に、ソーダガラスで、表面処理の無いガラス材が安価に使用できる。
【００７６】
基板に色フィルター膜や蛍光性物質を含む色変換膜、あるいは誘電体反射膜を用いて発光色をコントロールしてもよい。
【００７７】
色フィルター膜には、液晶ディスプレイ等で用いられているカラーフィルターを用いれば良いが、有機ＥＬ素子の発光する光に合わせてカラーフィルターの特性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化すればよい。
【００７８】
また、ＥＬ素子材料や蛍光変換層が光吸収するような短波長の外光をカットできるカラーフィルターを用いれば、素子の耐光性・表示のコントラストも向上する。
【００７９】
また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用いてカラーフィルターの代わりにしても良い。
【００８０】
以上の工程にて素子リークが発生し難い有機ＥＬ素子の作製が可能になる。
【００８１】
本発明の有機ＥＬ素子は、例えば、図１に示すように基板１／正孔注入電極２／正孔注入層ａ３／正孔注入層ｂ４／正孔輸送層５／発光層６／電子注入層ａ７／電子注入層ｂ８／無機電子注入輸送層９／電子注入電極１０とが順次積層された構成である。また、基板１側に電子注入電極１０が形成されている逆積層としてもよい。積層構成は、要求される性能や仕様などにより最適な積層構成とすればよい。有機層は、正孔注入輸送層、発光層、電子注入輸送層等が積層された複数層構成としてもよいし、発光層に電子注入輸送機能、正孔輸送機能などを持たせた単層構成としてもよい。
【００８２】
有機ＥＬ素子は、直流駆動やパルス駆動され、また交流駆動も可能である。印加電圧は、通常、２〜３０V 程度である。
【００８３】
【実施例】
［実施例１］
ガラス基板１上に、正孔注入電極２である透明導電膜ＩＴＯ  １００nmを形成した。この基板に超音波洗浄を１０分間実施した後、純水でリンスした。その後、オーブンにて１１０℃で８時間以上ベークを行った。このＩＴＯ付基板にＵＶ／Ｏ3 洗浄を行った後、真空装置に導入し槽内を１×１０-4 Pa以下まで減圧した。
【００８４】
正孔注入層a３として、第１のテトラアリールベンジジン化合物（ガラス転移点127℃）を１０nm、次いで正孔注入層b４として第２のテトラアリールベンジジン化合物（ガラス転移点95℃）３０nmを真空蒸着にて形成した。
【００８５】
この有機層付きガラス基板を、成膜面を下向きにして、大気雰囲気のオーブンで１８０℃にて１０分間溶融熱処理を行なった。
【００８６】
再度真空装置に導入し、１×１０-4 Pa以下まで真空引きした。その後、正孔輸送層５として第１のテトラアリールベンジジン化合物を７０nm形成し、さらに、第１のテトラアリールベンジジン化合物とアントラセン誘導体を共蒸着ホストとし、ドーパントとしてルブレン、およびスチリルアミン誘導体を加えて、発光層６を６０nm形成した。
【００８７】
次に、電子注入輸送層ａ７として、アントラセン誘導体を２０nm、電子注入層ｂ８としてトリス（8−キノリラト）アルミニウムを１０nm形成した。
【００８８】
その後、高抵抗無機電子注入層９としてＬｉ2ＭｏＯ4 を１nm形成し、次いで電子注入電極１０としてアルミニウム  ３００nmを蒸着法にて形成した。
【００８９】
この有機ＥＬ素子を、乾燥剤を塗布したガラス板を用いて接着剤で封止した。
【００９０】
このようにして作製した有機ＥＬ素子について、電気特性を測定したところ、電流密度１０mA/cm2 における電圧が７．６V、輝度が８４０cd/m2 となった。
【００９１】
この有機ＥＬ素子について、素子のＩＴＯ−陰極間リークを測定する為に、逆バイアス電圧−３０V でのリーク電流を測定したところ１×１０10 A/mm2 （サンプル数200点の平均）以下であった。
【００９２】
また、８５℃にて１０００時間保管したが、発光面に変化は見られず、また輝度劣化も１０％以内と良好であった。
【００９３】
［実施例２］
熱溶融有機層に選択される有機材料の仕事関数と有機ＥＬ素子の駆動電圧との相関を取った。
【００９４】
ＩＴＯに接する正孔注入層aとして表1に示す材料を各１０nm形成し、次いで正孔注入層ｂとして第２のテトラアリールペンジジン化合物（ガラス転移点95℃）３０nmを真空蒸着にて形成した。これを、基板の成膜面を下向きにした状態で、大気雰囲気のオーブンで１８０℃にて１０分間溶融熱処理をした後、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【００９５】
得られた各素子について、１０mA/cm2 と、１００mA/cm2 で駆動したときの駆動電圧を測定した。結果を表1に示す。
【００９６】
【表１】
0004892795.tif 000002
【００９７】
この結果から、ＩＴＯと接する正孔注入材料について仕事関数は大きい方が駆動電圧低下することが分かった。
【００９８】
また、これらの有機ＥＬ素子について素子リークを測定したところ、実施例１と同等で良好な結果が得られている。
【００９９】
［実施例３］
正孔注入層ａとして、第１のテトラアリールペンジジン化合物（ガラス転移点127℃）を１０nm、次いで正孔注入層ｂとして第２のテトラアリールペンジジン化合物（ガラス転移点95℃）３０nmを真空蒸着にて形成した。この有機層付きガラス基板を大気開放せず窒素雰囲気（露点−50℃）のオーブンで１８０℃にて１０分間溶融熱処理を行なった。
【０１００】
このようにして作製した有機ＥＬ素子について、電気特性を測定したところ、電流密度１０mA/cm2 における電圧が６．６V 、輝度が８２０cd/m2 となった。
【０１０１】
また、これらの有機ＥＬ素子について素子リークを測定したところ、実施例１と同等で良好な結果が得られている。
【０１０２】
［実施例４］
正孔注入層ａとして第１のテトラアリールペンジジン化合物（ガラス転移点127℃）を１０nm、次いで正孔注入層bとして第２のテトラアリールペンジジン化合物（ガラス転移点95℃）を２０，３０，５０，９０nm真空蒸着にて形成した。その後、実施例１と同様に有機ＥＬ素子を作製した。
【０１０３】
比較のために、上記範囲以外の膜厚、膜厚比率での実施結果を合わせて表２に示す。
【０１０４】
【表２】
0004892795.tif 000003
【０１０５】
リーク素子は、電圧−３０Ｖにおいて、電流値４×１０-7 A/mm2 以上となった素子とした。
【０１０６】
表２から、熱溶融有機層の膜厚が２０nm以上であると有効であり、有機層の層膜厚が１００nm以上であると特に良好であり、熱溶融有機層と有機層との膜厚比が１：１０〜１：２の時にリーク素子が低減することが分かった。
【０１０７】
［比較例１］
熱溶融有機層を積層せずに正孔輸送層ｂの単層のみを形成し、実施例１で述べた積層型熱溶融有機層と比較をした。ＩＴＯに接する正孔注入層ｂとして、第２のテトラアリールペンジジン化合物（ガラス転移点95℃）４０nmを真空蒸着にて形成した。これを大気雰囲気のオーブンにて１８０℃１０分間溶融熱処理後、実施例１と同様にして有械ＥＬ素子を作製した。
【０１０８】
この有横ＥＬ素子について、素子のＩＴＯ−陰極間リークを測定する為に、逆バイアス電圧−３０V でのリーク電流を測定したところ５×１０-7 A／mm2 （サンプル数200点の平均）程度であり、リークが極めて大きくなる結果となった。
【０１０９】
また、８５℃にて高温保管試験を実施したところ、１５０時間程度で発光面にムラが観察され、市販量産製品として不具合が発生した。
【０１１０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電極間の部分的なショート、あるいは近似的なショート状態を防止し、リーク電流の発生による誤発光や表示ムラの生じない高品位で歩留まりのよい有機ＥＬ素子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の概略断面図である。
【図２】有機層成膜後の熱処理工程により、有機材料が、重力により異物に凝集した状態を示す一部断面図である。
【符号の説明】
１    ガラス基板
２    正孔注入電極（第１の電極）
３    正孔注入層a
４    正孔注入層b
５    正孔輸送層
６    発光層
７    電子注入層a
８    電子注入層b
９    無機高抵抗電子注入層
１０    電子注入電極（第２の電極）
１１    異物
【図１】
0004892795.tif 000004
【図２】
0004892795.tif 000005