JPH1192915A

JPH1192915A - 蒸着方法および有機エレクトロルミネッセンス素子

Info

Publication number: JPH1192915A
Application number: JP9258710A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Fukuoka; 賢一福岡; Hiroshi Shoji; 弘東海林
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 1999-04-06
Anticipated expiration: 2017-09-24
Also published as: JP3640512B2

Abstract

(57)【要約】【課題】有機蒸着材料を用いて有機物層を成膜する蒸
着方法において、ガスや水分等による汚染を確実に低減
できる蒸着方法を提供する。不純物による汚染を低減す
ることにより優れた品質を確保できる有機ＥＬ素子を提
供する。【解決手段】有機蒸着材料を用いて有機物層１３，１
４を蒸着するにあたって、有機蒸着材料として、ガス含
有率を１ｍｏｌ％以下としたペレット状のものを用い
る。これにより、ガスや水分等による汚染を確実に低減
できるから、有機ＥＬ素子１を作製した場合には、寿命
が長く駆動電圧の低い高品質な有機ＥＬ素子１が得られ
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、蒸着方法および有
機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）に関
し、詳しくは、有機蒸着材料を用いて有機物層を成膜す
る蒸着方法、および、基板上に成膜された電極および有
機物層を備えた有機ＥＬ素子に関する。

【０００２】

【背景技術】近年、有機物層を含む発光デバイスである
有機ＥＬ素子が注目されており、ディスプレイ等への利
用に向けて研究が進められている。この有機ＥＬ素子
は、一般に、陽極（透明電極）、発光層等の有機物層、
および陰極（対向電極）を基板上に積層した構造を備え
ている。一方、カールソン方式の電子写真複写機では、
電子写真感光体として、有機物からなる感光層を備えた
有機感光体が用いられている。これらの有機ＥＬ素子や
電子写真感光体等における有機物層の成膜は、有機物か
らなる有機蒸着材料を加熱して蒸発させる真空蒸着法に
より行われている。この有機蒸着材料には、原料の有機
物を溶融脱気して粉砕した粉末状のものが用いられてい
る。

【０００３】しかしながら、有機物は、その粉砕時等に
不純物であるガスを吸着しやすいうえ、粉末状の有機蒸
着材料は大気との接触面積が大きいため、水分等の不純
物を吸着しやすい。吸着されたガスや水分等は、有機物
層の蒸着時に、有機蒸着材料とともに蒸発して有機物層
に混入したり基板等に付着したりする。このようなガス
等の不純物による汚染のために、有機ＥＬ素子や電子写
真感光体等においては、目的とする機能が充分に得られ
ない場合がある。このような問題を解消するものとし
て、有機物粉末を加圧成形して錠剤としたものを有機蒸
着材料として用いることにより、蒸着時のガスの蒸発を
抑制する方法（特開平５−２０４１９６号公報）、気化
させた有機蒸着材料をコールドトラップに導入し、不純
物を凝縮させて取り除いてから蒸着に用いる方法（特開
昭５０−３９７３号）等が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】有機物粉末を錠剤化す
る方法では、有機物粉末を単に加圧成形するのみである
ため、蒸着材料中から、ガス、特に、有機物の結晶中に
取り込まれた有機溶媒等を取り除くことができず、ガス
による汚染を充分に低減できないという問題がある。一
方、コールドトラップに導入する方法では、有機蒸着材
料中の不純物のうちの不揮発性成分は除去できるもの
の、ガス等の揮発性成分を充分に除去できないため、ガ
ス等による汚染を回避できない。また、これらの方法で
有機ＥＬ素子を作成すると、発光層や基板等の汚染を充
分に抑制できないために、素子性能の低下、特に、寿命
が短くなるという問題が生じる。

【０００５】本発明の目的は、有機蒸着材料を用いて有
機物層を成膜する蒸着方法において、ガスや水分等の不
純物による汚染を確実に低減できる蒸着方法を提供する
ことにある。また、本発明の他の目的は、基板上に成膜
された電極および有機物層を備えた有機ＥＬ素子におい
て、不純物による汚染を低減することにより優れた品質
を確保できる有機ＥＬ素子を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明者らが鋭意検討した結果、有機蒸着材料に含
まれるガスの性質にもよるが、有機蒸着材料中に５ｍｏ
ｌ％以上のガスが含まれていると、蒸着時に有機蒸着材
料から脱ガスが発生し、このガスによって有機物層や基
板等が汚染されるという知見が得られた。なお、ここで
のガスとは、有機蒸着材料の蒸着温度程度以下で蒸発す
る物質のことであり、蒸着温度付近の温度よりも高い温
度で蒸発する物質は含まない。本発明は、有機蒸着材料
中のガスの量を制限することで、前記目的を達成しよう
とするものである。

【０００７】具体的には、本発明は、有機蒸着材料を用
いて有機物層を成膜する蒸着方法であって、前記有機蒸
着材料は、ペレット状に形成され、かつ、ガス含有率が
１ｍｏｌ％以下とされていることを特徴とする。

【０００８】ここで、ガスとは、有機物、無機物に拘わ
らず、蒸着する有機蒸着材料以外の物質のうち、つま
り、有機蒸着材料中の不純物のうち、有機蒸着材料の蒸
着時の温度付近以下の温度で蒸発する物質のことをい
う。このガスには、大気中（常温）で気体のものだけで
なく、蒸着時に加熱されて気化するものも含まれる。

【０００９】本発明においては、有機蒸着材料のガス含
有率が１ｍｏｌ％以下とされているので、有機物層の蒸
着時に蒸発する不純物としてのガスの量を大幅に少なく
できるから、ガスによる汚染を確実に低減できる。ま
た、有機蒸着材料は、ペレット状に形成されているの
で、粉末状のものよりも、大気と接触する面積を小さく
できるから、不純物である水分等の吸着を最小限にでき
る。従って、有機物蒸着材料からの水分等の蒸発を最小
限にできるため、水分等の不純物による汚染を確実に低
減できる。また、粉末と異なり、それ自身の熱伝導が良
好になるため、大量の材料を仕込んだとき等には、短時
間で蒸着条件が安定化する。

【００１０】以上において、前記有機蒸着材料は、真空
中で加熱することにより脱気処理したものであることが
好ましい。このように、有機物を真空中で加熱すれば、
有機物の結晶中に取り込まれた有機溶媒等のガスも除去
できるので、効率よく脱気できるから、有機蒸着材料中
のガス含有率を確実に低減できる。

【００１１】さらに、前記有機蒸着材料のガス含有率
は、より好ましくは、０．１ｍｏｌ％以下であり、ガス
含有率は低い方が好ましい。また、蒸着の際には、真空
槽自身からもガスが発生することから、この真空槽から
発生するガスを基準として、これよりもガス含有率の低
い有機蒸着材料を用いることでも、充分な効果が得られ
る。ガス含有率の測定方法としては、脱気処理の際の真
空度の変化から推定する方法、ガスクロマトグラフィー
法、脱気処理前後の重量減少から求める方法等を採用で
きる。また、有機蒸着材料の種類は、特に限定されるも
のではないが、分子量が大きすぎると、蒸着時に高温に
なって分解するおそれがあるため、分子量は小さい方が
好ましく、例えば、分子量２０００以下である。

【００１２】また、ペレットの形状や大きさは、特に限
定されるものではないが、作成しやすいものが好まし
い。ペレットの形状としては、例えば、球状、円柱状、
直方体形状等を採用できる。また、ペレットの大きさ
は、最大径が０．１〜１００ｍｍとすることが好まし
い。

【００１３】一方、本発明は、基板上に成膜された電極
および有機物層を備えた有機エレクトロルミネッセンス
素子であって、前記有機物層は、有機蒸着材料を前記基
板上に蒸着することにより成膜され、前記有機蒸着材料
は、ペレット状に形成され、かつ、ガス含有率が１ｍｏ
ｌ％以下とされていることを特徴とする。

【００１４】本発明では、有機蒸着材料として、ガス含
有率を１ｍｏｌ％以下としたペレット状のものを用いる
ので、有機蒸着材料中の不純物であるガスや水分等を少
なくでき、有機物層や基板の汚染を確実に低減できるか
ら、寿命が長く駆動電圧の低い高品質な有機ＥＬ素子が
得られる。

【００１５】前記有機ＥＬ素子は、その基板側を光の取
り出し面とするタイプでは、有機ＥＬ素子の層構成の具
体例として、基板表面上の積層順が下記（１）〜（４）
のものが挙げられる。（１）陽極／発光層／陰極（２）陽極／発光層／電子注入層／陰極（３）陽極／正孔注入層／発光層／陰極（４）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極

【００１６】ここで、発光層は、通常、一種または複数
種の有機発光材料により形成されるが、有機発光材料と
正孔注入材料および／または電子注入材料との混合物に
より形成される場合もある。また、前述した層構成の素
子の外周に、当該素子を覆うようにして素子への水分の
浸入を防止するための保護層が設けられる場合もある。

【００１７】基板側を光の取り出し面とする場合、前記
基板は、少なくとも有機ＥＬ素子からの発光（ＥＬ光）
に対して高い透過性（概ね８０％以上）を与える物質か
らなり、具体的には、透明ガラス、透明プラスチック、
石英等からなる板状物やシート状物或いはフィルム状物
を採用できる。

【００１８】陽極、陰極、発光層、正孔注入層、電子注
入層、保護層の材料としては、それぞれ従来公知の材料
を用いることができる。例えば、陽極材料としては、仕
事関数が大きい（例えば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用い
られる。具体例としては、金、ニッケル等の金属や、Ｃ
ｕｌ、ＩＴＯ、ＳｎＯ₂ 、ＺｎＯ等の誘電性透明材料
等が挙げられる。特に、生産性や制御性の点からＩＴＯ
が好ましい。陽極の膜厚は、材料にもよるが、通常１０
ｎｍ〜１μｍの範囲内で適宜選択可能である。

【００１９】また、陰極材料としては、仕事関数の小さ
い（例えば４ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合
物、またはこれらの混合物等が好ましく用いられる。具
体例としては、ナトリウム、ナトリウムーカリウム合
金、マグネシウム、リチウム、マグネシウムと銀との合
金または混合金属、アルミニウム、Ａｌ／Ａｌ₂Ｏ₃、
インジウム、イッテルビウム等の希土類金属等が挙げら
れる。陰極の膜厚は、材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜
１μｍの範囲内で適宜選択可能である。陽極および陰極
のいずれにおいても、そのシート抵抗は、数百Ω／□以
下が好ましい。なお、陽極材料および陰極材料を選択す
る際に基準とする仕事関数の大きさは、４ｅＶに限定さ
れるものではない。

【００２０】有機物層である発光層の有機蒸着材料（有
機発光材料）は、有機ＥＬ素子用の発光層、すなわち、
電界印加時に陽極または正孔注入層から正孔を注入する
ことができるとともに、陰極または電子注入層から電子
を注入することができる注入機能や、注入された電荷
（電子と正孔の少なくとも一方）を電界の力で移動させ
る輸送機能、電子と正孔の再結合の場を提供してこれを
発光につなげる発光機能等を有する層を形成することが
できるものであればよい。その具体例としては、ベンゾ
チアゾール系、ベンゾイミダゾール系、ベンゾオキサゾ
ール系等の系の蛍光増白剤や、金属キレート化オキシノ
イド化合物、スチリルベンゼン系化合物、ジスチリルピ
ラジン誘導体、ポリフェニル系化合物、１２−フタロペ
リノン、１，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン、
１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエ
ン、ナフタルイミド誘導体、ペリレン誘導体、オキサジ
アゾール誘導体、アルダジン誘導体、ピラジリン誘導
体、シクロペンタジエン誘導体、ピロロピロール誘導
体、スチリルアミン誘導体、クマリン系化合物、芳香族
ジメチリディン化合物、８−キノリノール誘導体の金属
錯体等が挙げられる。発光層の厚さは、特に限定される
ものではないが、通常は、５ｎｍ〜５μｍの範囲内で適
宜選択される。

【００２１】有機物層としての正孔注入層の有機蒸着材
料（正孔注入材料）は、正孔の注入性と、電子の障壁性
のいずれかを有しているものであればよい。その具体例
としては、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導
体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導
体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレン
ジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カ
ルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラ
セン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、
スチルベン誘導体、シラザン誘導体、ポリシラン系化合
物、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー等の導
電性高分子オリゴマー、ポルフィリン化合物、芳香族第
三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメ
チリディン系化合物等が挙げられる。正孔注入層の厚さ
も特に限定されるものではないが、通常は、５ｎｍ〜５
μｍの範囲内で適宜選択される。正孔注入層は、上述し
た材料の一種または二種以上からなる一層構造であって
もよいし、同一組成または異種組成の複数層からなる複
数層構造であってもよい。

【００２２】有機物層である電子注入層は、陰極から注
入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよ
く、その材料（電子注入材料）の具体例としては、ニト
ロ置換フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導
体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘
導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸
無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導
体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、
オキサジアゾール誘導体、８−キノリノール誘導体の金
属錯体、メタルフリーフタロシアニンやメタルフタロシ
アニン、或いは、これらの末端がアルキル基やスルホン
基等で置換されているもの、ジスチリルピラジン誘導体
等が挙げられる。電子注入層の厚さも特に限定されるも
のではないが、通常は、５ｎｍ〜５μｍの範囲内で適宜
選択される。電子注入層は、上述した材料の一種または
二種以上からなる一層構造であってもよいし、同一組成
または異種組成の複数層からなる複数層構造であっても
よい。

【００２３】そして、保護層の材料の具体例としては、
テトラフルオロエチレンと少なくとも一種のコモノマー
とを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合
体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリイミド、ポリユリア、ポリテトラフロオロエ
チレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロ
ロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンと
ジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、吸水率１％
以上の吸水性物質および吸水率０．１％以下の防湿性物
質、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔ
ｉ、Ｎｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂ 、Ａｌ
₂ Ｏ₃ 、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ₂
Ｏ₃ 、Ｙ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ 、等の金属酸化
物、ＭｇＦ₂ 、ＬｉＦ、ＡｌＦ₃、ＣａＦ₂ 等の金
属フッ化物等が挙げられる。

【００２４】また、有機ＥＬ素子を構成する有機物層を
除く各層（陽極および陰極を含む）の形成方法について
も特に限定されるものではない。陽極および陰極等の形
成方法としては、例えば、真空蒸着法、スピンコート
法、キャスト法、スパッタリング法、ＬＢ法等を適用す
ることができるさらに、保護層については、真空蒸着法、スピンコート
法、スパッタリング法、キャスト法、ＭＢＥ（分子線エ
ピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレ
ーディング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレ
ーディング法）、反応性スパッタリング法、プラズマＣ
ＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣ
ＶＤ法等を採用できる。

【００２５】有機物層を除く各層の形成方法は、使用す
る材料に応じて適宜変更可能であるが、有機ＥＬ素子を
構成する各層の形成にあたって、真空蒸着法を用いれ
ば、この真空蒸着法だけによって有機ＥＬ素子を形成す
ることができるため、設備の簡略化や生産時間の短縮を
図るうえで有利である。

【００２６】なお、有機ＥＬ素子を構成する各層（保護
層を含む）の形状および大きさは必ずしも同一ではな
い。また、素子を平面視したときに、基板の直上に形成
された電極の上に他の全ての層が必ず納まっているとい
うわけでもない。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面に基づいて説明する。〈有機ＥＬ素子の構成〉図１には、本実施形態の有機Ｅ
Ｌ素子１が示されている。この有機ＥＬ素子１は、基板
１１と、この基板１１上に成膜されたＩＴＯ膜からなる
陽極（透明電極）１２と、この陽極１２上に成膜された
有機物層としての正孔注入層１３および発光層１４と、
これらの有機物層１３，１４上に成膜された陰極（対向
電極）１５とを備えている。

【００２８】基板１１は、矩形平板状のガラス基板であ
り、その片面に、帯状の陽極１２が長手方向に沿って成
膜されている。この陽極１２上に積層された正孔注入層
１３および発光層１４の上には、基板１１の長手方向と
直交する方向、つまり、陽極１２と直交する方向に延び
る三つの帯状の陰極１５が形成されている。本実施形態
の有機ＥＬ素子１においては、平面視したときに、陽極
１２および陰極１５が重なり、これらの電極１２，１５
の間に正孔注入層１３および発光層１４が介装された領
域に、平面形状矩形の発光面１６が形成される。

【００２９】このような有機ＥＬ素子１のうち、有機物
層である正孔注入層１３は、当該正孔注入層１３用の有
機蒸着材料を、基板１１の陽極１２上に蒸着することに
より成膜されている。これと同様に、有機物層である発
光層１４は、当該発光層１４用の有機蒸着材料を、基板
１１の正孔注入層１３上に蒸着することにより成膜され
ている。これらの有機蒸着材料は、ペレット状に形成さ
れ、かつ、そのガス含有率が１ｍｏｌ％以下とされたも
のである。

【００３０】〈有機蒸着材料の作製〉正孔注入層１３お
よび発光層１４を構成する各有機蒸着材料は、それぞれ
次のような手順で作製する。本実施形態では、粉末状の
有機物を真空中で加熱することにより、有機物の脱気処
理および成形を行う。すなわち、有機物粉末をモリブデ
ン製の容器に入れて、真空蒸着装置の真空槽内にセット
する。なお、この容器は、ペレットに対応した形状の凹
部を複数有するものであり、これらの凹部にそれぞれ所
定量の有機物粉末を入れる。

【００３１】次いで、真空ポンプにより真空槽の排気を
行い、真空槽が所定の真空度になったら、所定の温度に
なるように容器を加熱する。なお、真空槽の真空度は、
電離真空計等を用いて測定すればよい。容器が加熱され
ると、その凹部内の有機物粉末が溶融するとともに、有
機物に含まれていた不純物としてのガスが放出され、こ
れにより、真空槽の真空度が低下する。このまま容器を
所定温度に加熱し続けると、有機物粉末中のガスが少な
くなってその蒸発量が減少し、これにより、真空槽の真
空度が高くなる。そして、有機物粉末に含まれるガスが
ほとんどなくなると、真空槽の真空度は、前記所定の真
空度（加熱前の真空度）に戻る。このような脱気処理に
より、有機物粉末中のガスが取り除かれる。特に、有機
物粉末を加熱することにより、有機物の結晶中に取り込
まれた有機溶媒等のガスを確実に除去できる。このとき
の容器の加熱温度は、有機物が溶融しかつ蒸発しない程
度の温度に設定し、容器の加熱時間は、ガスの発生によ
り低下した真空度が所定の真空度（加熱前の真空度）ま
で回復するのに要する時間以上に設定する。

【００３２】真空槽の真空度が加熱前の状態に戻った
後、容器の加熱を終了して、溶融した有機物を冷却し、
容器の凹部に倣った形状に固化させてから、真空槽から
取り出す。これにより、有機蒸着材料であるペレットが
得られる。このようにして、有機物粉末を真空中で加熱
し、真空槽の真空度が加熱前の状態に戻るまで脱気する
と、得られるペレットのガス含有率は１ｍｏｌ％以下と
なる。また、ペレットは、大気と接触する表面積が粉末
状態のときよりも小さくなるため、脱気処理後の水分等
の吸収を最小限に抑えることができる。

【００３３】〈有機ＥＬ素子の作製〉本実施形態では、
陽極１２付きの基板１１に、正孔注入層１３、発光層１
４および陰極１５を真空蒸着法によって順次成膜する。
すなわち、基板１１上に予めＩＴＯ膜１２を成膜した透
明支持基板１０を用意し、この透明支持基板１０を洗浄
してから、真空蒸着装置の真空槽内の基板ホルダに固定
する。この真空蒸着装置は既存のものであり、その真空
槽内には、基板ホルダと複数のモリブデン製の抵抗加熱
ボートとが対向配置されている。このような真空蒸着装
置では、真空槽の真空を破ることなく複数層の膜を連続
して蒸着できるうえ、種類の異なる蒸着材料を同時に蒸
発させることにより、複数種類の材料からなる膜を蒸着
できるようになっている。

【００３４】次いで、前述した処理で得られた正孔注入
層１３用のペレット、同様の処理で得られた発光層１４
用のペレット、および、陰極１５用の金属を、それぞれ
別の抵抗加熱ボートに入れた後、真空槽内を所定の真空
度になるように減圧する。なお、陰極１５用の金属に
は、粉末状のものを用いてもよく、或いは、ペレット状
のものを用いてもよい。また、使用する金属の種類は、
一種類に限定されず、複数種類であってもよく、複数種
類の金属を用いる場合には、材質毎に蒸着温度等の蒸着
条件が異なるため、それぞれ別の抵抗加熱ボートに入れ
る。

【００３５】この後、正孔注入層１３用のペレットを入
れた抵抗加熱ボートを所定の温度まで加熱して蒸発さ
せ、透明支持基板１０の陽極１２上に堆積させて、正孔
注入層１３を成膜する。このとき、正孔注入層１３用の
ペレットは、前述の脱気処理によってガス含有率が１ｍ
ｏｌ％とされるとともに、脱気処理後の水分等の吸収が
ほとんどないため、蒸着時には、正孔注入層１３用のペ
レットからガス等の不純物はほとんど発生しない。

【００３６】正孔注入層１３の成膜が終了したら、透明
支持基板１０を真空槽から取り出すことなく、発光層１
４の成膜を行う。すなわち、発光層１４用のペレットを
入れた抵抗加熱ボートを所定の温度まで加熱して蒸発さ
せ、正孔注入層１３上に堆積させて発光層１４を成膜す
る。この際、発光層１４用のペレットは、正孔注入層１
３の場合と同様に、前述の脱気処理によってガス含有率
が１ｍｏｌ％とされるとともに、脱気処理後の水分等の
吸収がほとんどないため、蒸着時には、ペレットからガ
ス等の不純物はほとんど発生しない。

【００３７】発光層１４の成膜が完了したら、引き続
き、陰極１５の成膜を行う。すなわち、陰極用の金属を
入れた抵抗加熱ボートを所定の温度まで加熱して蒸発さ
せ、発光層１４上に堆積させて陰極１５を成膜する。な
お、本実施形態の陰極１５は、マスク等を用いて発光層
１４上に所定間隔で三つ形成する。

【００３８】陰極１５の蒸着が完了したら、正孔注入層
１３、発光層１４および陰極１５を成膜した透明支持基
板１０を真空槽から取り出し、三つに切断して、層構成
が、陽極（ＩＴＯ膜）１２／正孔注入層１３／発光層１
４／陰極１５とされた三つの有機ＥＬ素子１を得る。

【００３９】このような本実施形態によれば、以下のよ
うな効果がある。すなわち、正孔注入層１３および発光
層１４を構成する各ペレット（有機蒸着材料）は、その
ガス含有率が１ｍｏｌ％以下とされているので、蒸着時
に蒸発する不純物としてのガスの量を大幅に少なくでき
るから、ガスによる有機ＥＬ素子１を構成する各層１２
〜１５および基板１１の汚染を確実に低減できる。ま
た、正孔注入層１３および発光層１４を構成する各ペレ
ット（有機蒸着材料）は、粉末状のものよりも大気と接
触する面積が小さいため、不純物である水分等の吸着を
最小限にできるから、正孔注入層１３および発光層１４
の蒸着時におけるペレットからの水分等の蒸発を最小限
にでき、水分等の不純物による有機ＥＬ素子１を構成す
る各層１２〜１５および基板１１の汚染を確実に低減で
きる。これにより、有機ＥＬ素子１を構成する各層１２
〜１５および基板１１が、蒸着時にガスおよび水分等に
よって汚染されることがほとんどなくなるため、寿命が
長く駆動電圧の低い高品質な有機ＥＬ素子１が得られ
る。

【００４０】さらに、正孔注入層１３および発光層１４
の各ペレットは、有機物粉末を真空中で加熱することに
より作製したため、有機物の結晶中に取り込まれた有機
溶媒等のガスも除去でき、効率よく脱気できるから、ペ
レット中のガス含有率を確実に低減できる。

【００４１】なお、本発明は前記実施形態に限定される
ものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を
含み、以下に示すような変形なども本発明に含まれる。
すなわち、前記実施形態では、有機物粉末のペレット化
と脱気処理とを同時に行ったが、有機物粉末を加圧成形
等によりペレット状に成形してから脱気処理を行っても
よく、或いは、有機物粉末を脱気処理してからペレット
化してもよい。

【００４２】以上に述べた実施形態では、有機ＥＬ素子
の層構成が、陽極／正孔注入層／発光層／陰極の場合に
ついて説明したが、これに限定されず、例えば、陽極／
発光層／陰極としてもよく、或いは、陽極／発光層／電
子注入層／陰極としてもよく、さらには、陽極／正孔注
入層／発光層／電子注入層／陰極としてもよい。また、
これらの層を覆うように保護膜を設けてもよい。

【００４３】

【実施例】次に、本発明の効果を、具体的な実施例に基
づいて説明する。〔実施例１〕本実施例１では、前記実施形態に基づい
て、正孔注入層および発光層を構成する各ペレット（有
機蒸着材料）を作製し、これらのペレットを用いて有機
ＥＬ素子を作製した。本実施例１では、以下の具体的な
条件等を採用した。

【００４４】〈ペレット（有機蒸着材料）について〉原材料（有機物粉末）・正孔注入層：粉末状のＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，
Ｎ’−ビス−（３−メチルフェニル）−［Ｉ−Ｉ’ビフ
ェニル］−４，４’−ジアミン（以下ＴＰＤという）・発光層：粉末状のトリス（８−キノリノール）ア
ルミニウム（以下Ａｌｑ₃ という）・各有機物粉末の容器への供給量：１ｇ

【００４５】真空蒸着装置（日本真空技術株式会社製）・真空槽の容積：６５０ｌ・排気能力：１０⁴ ｌ／秒容器・凹部の数：１０有機物粉末の加熱：真空槽の真空度が１×１０^-5Ｐａ
になった後に容器の加熱を開始し、容器が２００℃とな
るように加熱した。ガスの発生により真空度が下がり、
再び１×１０^-5Ｐａに戻ってからさらに１０分間加熱を
継続した。

【００４６】以上の条件等に基づいて、正孔注入層用の
有機物粉末であるＴＰＤ粉末について、成形および脱気
処理を行った結果、１００ｍｇのＴＰＤのペレットが１
０個得られた。ＴＰＤ粉末の加熱時には、ガスの発生に
よって真空槽の真空度が、一旦１×１０^-3Ｐａに下が
り、この状態が３０秒続いた後に、再び１×１０^-5Ｐａ
に戻った。このときの加熱による真空度の低下は、約１
×１０^-3Ｐａであり、この値と、真空槽の排気速度１０
⁴ ｌ／秒とから、気体の状態式により、ＴＰＤ粉末か
ら放出されたガス量を見積もると、約４×１０-6ｍｏｌ
／秒となる。このガスの放出は３０秒間続いたため、本
実施例１の加熱による脱気処理では、ＴＰＤ粉末から約
１×１０-4 ｍｏｌのガスが放出されたことになる。こ
れにより、使用したＴＰＤ粉末１ｇ中にガスの占める割
合、つまり、加熱前のＴＰＤ粉末のガス含有量は、約５
ｍｏｌ％となる。また、ＴＰＤの加熱中、真空槽の真空
度が１×１０-5Ｐａに戻ったため、ＴＰＤ中のガスはほ
ぼ完全に放出されたと考えられる。従って、有機蒸着材
料であるＴＰＤペレットのガス含有量は、５×１０^-3ｍ
ｏｌ％以下であるといえる。

【００４７】同様にして、発光層用の有機物粉末である
Ａｌｑ₃ 粉末について、成形および脱気処理を行った
結果、１００ｍｇのＡｌｑ₃ ペレットが１０個得られ
た。前記ＴＰＤの場合と同様にして、加熱中の真空槽の
真空度の変化から、ガス量を求めたところ、加熱前のＡ
ｌｑ₃ 粉末のガス含有量は、約８ｍｏｌ％であった。
また、Ａｌｑ₃ の加熱中に真空度が１×１０^-5Ｐａに
戻ったことから、有機蒸着材料としてのＡｌｑ₃ ペレ
ットのガス含有量は、５×１０^-3ｍｏｌ％以下であると
いえる。

【００４８】〈有機ＥＬ素子〉素子の構成・基板寸法：縦２５ｍｍ×横７５ｍｍ×厚さ１．１ｍｍ・陽極膜厚：１０ｎｍ・正孔注入層有機蒸着材料：前記ＴＰＤペレット膜厚：６０ｎｍ・発光層有機蒸着材料：前記Ａｌｑ₃ ペレット膜厚：６０ｎｍ・陰極：マグネシウムと銀との混合金属からなる。蒸着材料；マグネシウムおよび銀膜厚；１５０ｎｍ平面寸法；３ｍｍ×１５ｍｍ（一つの陰極）・発光面平面寸法：３ｍｍ×５ｍｍ

【００４９】真空蒸着装置：有機蒸着材料の作製で用いたものと同じもの透明支持基板の洗浄：イソプロピルアルコールで３０分間超音波洗浄した後、純水で３０分間洗浄し、再びイソプロピルアルコールで３０分間超音波洗浄した。蒸着時の真空槽内の圧力：１×１０^-5Ｐａ

【００５０】正孔注入層の蒸着条件・ＴＰＤペレットの使用量：２００ｍｇ・ＴＰＤペレットを入れたボートの加熱温度：２１５〜２２０℃ ・ＴＰＤペレットの蒸着速度：０．１〜０．３ｎｍ／秒発光層の蒸着条件・Ａｌｑ₃ ペレットの使用量：２００ｍｇ・Ａｌｑ₃ ペレットを入れたボートの加熱温度：２７５℃ ・Ａｌｑ₃ ペレットの蒸着速度：０．１〜０．２ｎｍ／秒

【００５１】陰極の蒸着条件：マグネシウムおよび銀を別々の抵抗加熱ボートに入れて同時に蒸発させた・マグネシウムの使用量：１ｇ・マグネシウムを入れたボートの加熱温度：約５００℃ ・マグネシウムの蒸着速度：約１．７〜２．８ｎｍ／秒・銀の使用量：５００ｍｇ・銀を入れた抵抗加熱ボートの加熱温度：約８００℃ ・銀の蒸着速度：０．０３〜０．０８ｎｍ／秒

【００５２】以上の条件により、前記実施形態に基づい
て正孔注入層、発光層および陰極を順次蒸着して、本実
施例１の有機ＥＬ素子を得た。この有機ＥＬ素子の初期
輝度は、電圧６．５Ｖ、電流密度３ｍＡ／ｃｍ² の条
件下で１００ｃｄ／ｍ² に達し、このときの電力変換
効率は、１．６ｌｍ／Ｗであった。

【００５３】〔比較例１〕前記実施例１において、正孔
注入層および発光層の有機蒸着材料として、それぞれ、
加熱による脱気処理をしていないＴＰＤ粉末およびＡｌ
ｑ₃ 粉末を用いた以外は、前記実施例１と同様にして
本比較例１の有機ＥＬ素子を得た。このように、ＴＰＤ
およびＡｌｑ₃ の脱気処理を省略すると、有機蒸着材
料のガス含有量が１ｍｏｌ％よりも多くなる。このた
め、正孔注入層および発光層の蒸着の際に、ＴＰＤおよ
びＡｌｑ₃ から前記実施例１の場合よりも多くのガス
が放出され、真空槽の真空度が低下した。本比較例１の
有機ＥＬ素子の初期輝度は、電圧７Ｖ、電流密度３．５
ｍＡ／ｃｍ² の条件下で１００ｃｄ／ｍ² に達し、
このときの電力変換効率は、１．３ｌｍ／Ｗであった。

【００５４】〔有機ＥＬ素子の評価（１）〕実施例１お
よび比較例１で得られた各有機ＥＬ素子について、半減
寿命および駆動電圧の経時変化を評価した。これらの結
果を図２および図３に示す。半減寿命の評価は、初期輝
度を３００ｃｄ／ｍ² として、一定電流駆動で１５０
ｃｄ／ｍ² に達するまでに要する時間を求めることに
より行った。駆動電圧の評価は、初期の電流を継続して
得るために必要な電圧を求めることにより行った。

【００５５】図２より、前記実施例１では、ＴＰＤ粉末
およびＡｌｑ₃ 粉末をそれぞれ脱気処理してガス含有
量を１ｍｏｌ％以下にしたペレットを用いて、正孔注入
層および発光層を蒸着したため、蒸着中のガスの発生が
ほとんどなくなる。従って、ガスによる素子の汚染を低
減でき、比較例１よりも半減寿命が長いうえに時間経過
に伴う駆動電圧の上昇が少ない優れた品質の有機ＥＬ素
子が得られることがわかる。一方、比較例１では、ＴＰ
Ｄ粉末およびＡｌｑ₃ 粉末の脱気処理およびペレット
化を行っていないため、蒸着時に放出されたガスによっ
て素子が汚染され、実施例１の有機ＥＬ素子よりも半減
寿命が短くなるうえに、時間経過に伴う電圧上昇が大き
くなることがわかる。

【００５６】〔実施例２〕前記実施例１において、正孔
注入層の有機蒸着材料として、ガス含有率が０．１ｍｏ
ｌ％のＴＰＤペレットを用いた以外は、前記実施例１と
同様にして本実施例２の有機ＥＬ素子を得た。

【００５７】〔実施例３〕前記実施例１において、正孔
注入層の有機蒸着材料として、ガス含有率が１ｍｏｌ％
のＴＰＤペレットを用いた以外は、前記実施例１と同様
にして本実施例３の有機ＥＬ素子を得た。

【００５８】〔実施例４〕前記実施例１において、正孔
注入層の有機蒸着材料として、ガス含有率が５×１０-2
ｍｏｌ％のＴＰＤペレットを用いた以外は、前記実施例
１と同様にして本実施例４の有機ＥＬ素子を得た。

【００５９】〔比較例２〕前記実施例１において、正孔
注入層の有機蒸着材料として、ガス含有率が５ｍｏｌ％
のＴＰＤペレットを用いた以外は、前記実施例１と同様
にして本比較例２の有機ＥＬ素子を得た。

【００６０】〔有機ＥＬ素子の評価（２）〕実施例２，
３，４および比較例２で得られた各有機ＥＬ素子につい
て、前記有機ＥＬ素子の評価（１）と同様にして、半減
寿命を求めた。これらの結果を、ＴＰＤペレットのガス
含有量と半減寿命との関係として、図４に示す。図４よ
り、ＴＰＤペレットのガス含有量が少ないほど、半減寿
命の長い高品質な有機ＥＬ素子が得られることがわか
る。

【００６１】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
有機蒸着材料を用いて有機物層を成膜するにあたって、
有機蒸着材料のガス含有率を１ｍｏｌ％以下としたの
で、有機物層の蒸着時に蒸発する不純物としてのガスの
量を大幅に少なくできるから、ガスによる汚染を確実に
低減できる。また、有機蒸着材料をペレット状に形成し
たので、粉末状のものよりも大気と接触する面積を小さ
くできるから、不純物である水分等の吸着を最小限にで
きる。従って、有機物蒸着材料からの水分等の蒸発を最
小限にできるため、水分等の不純物による汚染を確実に
低減できる。

【００６２】さらに、有機蒸着材料を基板上に蒸着して
有機ＥＬ素子の有機物層を成膜するにあたって、有機蒸
着材料として、ガス含有率を１ｍｏｌ％以下としたペレ
ット状のものを用いたので、有機物層や基板の汚染を確
実に低減できるから、寿命が長く駆動電圧の低い高品質
な有機ＥＬ素子が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す断面図。

【図２】本発明の実施例１および比較例１の各有機ＥＬ
素子の半減寿命を示すグラフ。

【図３】前記実施例１および比較例１の各有機ＥＬ素子
の電圧上昇を示すグラフ。

【図４】本発明の実施例２，３および比較例２につい
て、ＴＰＤのガス含有量と有機ＥＬ素子の半減寿命とを
示すグラフ。

【符号の説明】

１有機エレクトロルミネッセンス素子１０透明支持基板１１基板１２陽極１３正孔注入層（有機物層）１４発光層（有機物層）１５陰極１６発光面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機蒸着材料を用いて有機物層を成膜す
る蒸着方法であって、前記有機蒸着材料は、ペレット状
に形成され、かつ、ガス含有率が１ｍｏｌ％以下とされ
ていることを特徴とする蒸着方法。
【請求項２】請求項１に記載した蒸着方法において、
前記有機蒸着材料は、真空中で加熱することにより脱気
処理したものであることを特徴とする蒸着方法。
【請求項３】基板上に成膜された電極および有機物層
を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記有機物層は、有機蒸着材料を前記基板上に蒸着する
ことにより成膜され、前記有機蒸着材料は、ペレット状に形成され、かつ、ガ
ス含有率が１ｍｏｌ％以下とされていることを特徴とす
る有機エレクトロルミネッセンス素子。