JPH10162955A

JPH10162955A - 有機ｅｌ素子の製造方法

Info

Publication number: JPH10162955A
Application number: JP8317450A
Authority: JP
Inventors: Noriyoshi Kuga; 典義久我; Iwao Hirayama; 巌平山; Yasushi Naoi; 泰史直井; Hideo Takahashi; 英雄高橋
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 1996-11-28
Filing date: 1996-11-28
Publication date: 1998-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】積層有機膜の層間の密着性を改善し、発光輝
度の向上を達成し、製造を容易にして製造コストを低減
する。【解決手段】基板１上に金属をスパッタリングして陽
極２を形成する。陽極２上にスピンコート法により正孔
輸送層３、電子輸送層４を成膜し、その上に陰極６を形
成する。正孔輸送層３と電子輸送層４とは、有機物とバ
インダを溶剤にて溶解して成膜したもので、電子輸送層
４に用いている溶剤は、正孔輸送層３中の有機物に対し
て難溶性であるが僅かに溶解可能なものである。このた
めに、電子輸送層４の成膜時に、正孔輸送層３と電子輸
送層４との境界に、両者に含まれる有機物が共に溶解し
ている混合領域５が形成され、これによって各層の密着
性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フラットパネルデ
ィスプレイやバックライト等に用いられる有機ＥＬ素子
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子は、対向電極の間に有機発
光体を挾んだ構成からなっており、陽極からは正孔が、
陰極からは電子が注入され、この注入された正孔と電子
が発光性の有機物層内で再結合することにより発光する
ものである。このような有機ＥＬ素子としては、有機物
層が単層のものや、発光する層以外に正孔注入層や電子
注入層を有する多層構造のものなどが知られている。

【０００３】製造方法としては、例えば、ＩＴＯ等の透
明電極を蒸着したガラス上に、蒸着や湿式法としてスピ
ンコート法等により正孔輸送性、発光性及び電子輸送性
を持った有機層を単層もしくは複数層形成し、その上に
Ｍｇ−Ａｇ等の陰極を形成するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の製造方
法において、低分子有機物層の成膜には蒸着が採用され
るが、生産性が悪く、製造コストが高くなるという問題
点があった。また、上記の製造方法において、高分子有
機物層の成膜にはスピンコート等の湿式法が採用され、
その安定性が寿命向上に役立っているが、有機物を溶剤
で溶かして成膜する必要があるために、複数層を湿式法
で成膜する際には、密着性などの観点から各層毎の溶剤
の選定が難しく、溶剤の選択が不適当であると所望の発
光特性が得られない。また、真空中で成膜する蒸着法と
違い、大気中で成膜するスピンコート法では、層間に酸
化膜やごみ等の不純物が入り込み易く、電荷注入に重要
な界面の密着性が低下し易いという問題点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、有機ＥＬ素子の製造方法において、
正孔輸送層と電子輸送層とは、有機物とバインダとを溶
剤にて溶解して陽極上に湿式法により成膜し、正孔輸送
層と電子輸送層との境界に、上記両層に含まれる各有機
物が共に溶解している混合領域を形成する。そして、こ
のように湿式法によって成膜し境界に混合領域を形成す
ることにより、積層有機膜の層間の密着性が改善でき、
発光輝度を向上させることができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明は、陽極と陰極との間に正
孔輸送層と電子輸送層とを有し、上記陽極と陰極との間
に直流電流を印加することにより上記正孔輸送層と電子
輸送層との間の界面で発光する有機ＥＬ素子の製造方法
において、正孔輸送層と電子輸送層とは、有機物とバイ
ンダを溶剤にて溶解して陽極上に湿式法により成膜し、
正孔輸送層と電子輸送層との境界に、両者に含まれる有
機物が共に溶解している混合領域を形成することを特徴
としている。

【０００７】上記の正孔輸送層と電子輸送層のいずれか
一方の層に用いられる溶剤は、他方の層の有機物に対し
て難溶性であるが僅かに溶解可能であることが好まし
い。この場合、難溶性とは、例えば５０ｎｍ程度の層の
上に更に５０ｎｍ程度の層を成膜する際に、溶剤が蒸発
する５〜１０秒程度の時間の間に混合領域が２０ｎｍ程
度形成される程度の溶解度を意味している。不溶性（溶
解度が０）であると界面には混合領域が形成できず、両
者の密着性に問題があり、反面、易溶性で溶解度が大き
過ぎる場合には、混合領域が多くなり過ぎて２つの層が
混然一体となりそれぞれその機能を十分に果たせなくな
る。したがって、２つの層が分離してそれぞれその機能
を十分に果たしながら、しかも十分な密着性が得られる
混合領域を形成するのに最適の溶解度が選定される。

【０００８】上記の湿式法はスピンコート法であること
が好ましい。

【０００９】上記のように界面に混合領域が形成される
と、湿式法によって成膜する場合でも、電荷注入に重要
な界面の密着性が向上し、発光輝度が高くなるように働
く。また、湿式法によって製造すると、生産性が向上
し、製造コストを低減するように働く。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の詳細を、図面に示した好適な
実施例に沿って説明する。図１は本実施例によって製造
された複層の有機ＥＬ素子を模式的に示す断面図であ
り、ガラス又は合成樹脂の基板１上に、金、白金、パラ
ジウム、ＩＴＯ等の金属をスパッタリングして陽極２を
形成する。陽極２は、発光を透過させるために、４００
ｎｍ以上の波長領域で透明であることが望ましい。

【００１１】次に、陽極２の上にスピンコート法により
正孔輸送層３を成膜する。正孔輸送層は有機物とバイン
ダを溶剤にて溶解したものが用いられ、例えば有機物と
して正孔輸送性に優れたテトラフェニルジアミン（ＴＰ
Ｄ）と、バインダーであるポリメチルメタクリレート
（ＰＭＭＡ）とを、ジクロロメタン（溶剤）で溶解し、
これを陽極２の上にスピンコート法により一例として５
０ｎｍの厚さに成膜する。

【００１２】次に、正孔輸送層３の上にスピンコート法
により電子輸送層４を成膜する。電子輸送層は有機物と
バインダを溶剤にて溶解したものが用いられ、例えば有
機物として発光性と電子輸送性を持ったトリス（８−ヒ
ドロキシキノリナート）アルミニウム（Ａｌｑ₃ ）と、
バインダーであるＰＭＭＡとを、溶剤として１−プロパ
ノールまたはイソブチルアルコールを用いて溶解し、こ
れを正孔輸送層３の上にスピンコート法により一例とし
て５０ｎｍの厚さに成膜する。

【００１３】この際に電子輸送層４の溶剤として用いら
れる１−プロパノールまたはイソブチルアルコールは、
正孔輸送層３の有機物であるＴＰＤに対して若干の溶解
性を持つ難溶性のものが選択される。このために、電子
輸送層４の成膜に際して、正孔輸送層３との境界には、
正孔輸送層３中の有機物であるＴＰＤと電子輸送層４中
の有機物であるＡｌｑ₃ とが共に溶け合った混合領域５
が２０ｎｍ程度に亘って形成される。

【００１４】このように難溶性（若干の溶解性）とは、
溶剤蒸発時間の５〜１０秒程度の間に混合領域が２０ｎ
ｍ程度形成される程度の溶解度である。バインダである
ＰＭＭＡは両方の溶剤に溶解性を持つが、溶解時間が数
時間以上とかなり長いため、数秒程度ではＰＭＭＡが混
合領域５中に溶解することはない。

【００１５】次に、電子輸送層５の上に陰極６として、
低仕事関数の金属またはその合金、例えばＭｇ−Ｉｎを
蒸着する。

【００１６】このようにして製造した有機ＥＬ素子につ
いて、その発光輝度を調べた。この有機ＥＬ素子では、
正孔輸送層３、電子輸送層４、混合領域５の全体に含ま
れる有機物のモル比は、ＴＰＤ／Ａｌｑ₃ ＝０．６７で
あり、ＰＭＭＡ：ＴＰＤ＋Ａｌｑ₃ ＝１：１ｗｔ％にな
るようにして製造したもので、その最高輝度は９００ｃ
ｄ／ｍ²であった。この輝度は、混合領域５の無い有機
ＥＬ素子に比べて、一割程度の輝度の上昇が見られるも
のである。

【００１７】図２は有機ＥＬ素子の他の実施例であっ
て、電子輸送層を２層としたものである。即ち、第１の
電子輸送層４１は図１で説明した電子輸送層４と同じで
あって、有機物として発光性と電子輸送性を持ったトリ
ス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム（Ａｌ
ｑ₃ ）と、バインダーであるＰＭＭＡとを、溶剤として
１−プロパノールまたはイソブチルアルコールを用いて
溶解し、これを正孔輸送層３の上にスピンコート法によ
り５０ｎｍの厚さに成膜する。この際、第１の電子輸送
層４１の成膜に際して、正孔輸送層３との境界に、正孔
輸送層３中の有機物であるＴＰＤと電子輸送層４１中の
有機物であるＡｌｑ₃ とが共に溶け合った混合領域５が
２０ｎｍ程度に亘って形成されることは、上記の例と同
様である。

【００１８】次に、第１の電子輸送層４１の上に第２の
電子輸送層４２をスピンコート法により一例として５０
ｎｍの厚さに成膜する。第２の電子輸送層４２は、有機
物として電子輸送性を有するフェニルピフェニルオキサ
ジアゾール（Ｂｕ−ＰＢＤ）と、バインダーであるＰＭ
ＭＡとを、溶剤としてジクロロメタンを用いて溶解し、
これを第１の電子輸送層４１の上にスピンコート法によ
り５０ｎｍの厚さに成膜したものである。第２の電子輸
送層４２を成膜する際には、第１の電子輸送層４１の成
膜後、その溶剤がある程度乾燥してから行うのが望まし
く、両層間の密着度は十分に得られるが混合領域を形成
する程度には溶解しないように形成するのが望ましい。
本発明では、混合領域５を正孔輸送層３と電子輸送層
（この例では第１の電子輸送層４１）との境界に形成す
る。その他の図１に示した実施例と実質的に同一の個所
には同一の符号を付し詳細な説明は省略している。

【００１９】正孔輸送層３と第１の電子輸送層４１との
境界に混合領域５を形成したこの実施例においても、界
面密着性が向上し、発光輝度が上昇した点は、図１の例
と同様である。

【００２０】

【発明の効果】正孔輸送層と電子輸送層との境界に混合
領域が形成することにより、湿式法によって成膜して
も、電荷注入に重要な層間の密着性を向上でき、発光輝
度を高くできる。

【００２１】また、一方の層の溶剤として他方の層の有
機物に対して難溶性であるが溶解可能なものを用いる
と、混合領域の製造が容易であるとともに各層のそれぞ
れの機能を保ち得る。

【００２２】さらに、スピンコート法等の湿式法によっ
て製造することにより、生産性が向上し、製造コストを
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法により製造された有機ＥＬ素
子の断面図である。

【図２】他の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

２陽極３正孔輸送層４電子輸送層５混合領域６陰極４１第１の電子輸送層４２第２の電子輸送層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋英雄東京都墨田区太平四丁目３番９号セイコープレシジョン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極と陰極との間に正孔輸送層と電子輸
送層とを有し、上記陽極と陰極との間に直流電流を印加
することにより上記正孔輸送層と電子輸送層との間の界
面で発光する有機ＥＬ素子の製造方法において、上記正孔輸送層と上記電子輸送層とは、有機物とバイン
ダとを溶剤にて溶解して上記陽極上に湿式法により成膜
し、上記正孔輸送層と上記電子輸送層との境界に、上記両層
に含まれるそれぞれの上記有機物が共に溶解している混
合領域を形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造
方法。
【請求項２】請求項１において、上記正孔輸送層と上
記電子輸送層のいずれか一方の層に用いられる溶剤は、
他方の層の有機物に対して難溶性であるが僅かに溶解可
能であることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】請求項１または２において、上記湿式法
はスピンコート法であることを特徴とする有機ＥＬ素子
の製造方法。