JPH06325873A

JPH06325873A - 有機薄膜電界発光素子

Info

Publication number: JPH06325873A
Application number: JP5111903A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Nakano; 辰夫中野; Seiichi Yamazaki; 清一山崎; Kazuo Kato; 和男加藤
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1993-05-13
Filing date: 1993-05-13
Publication date: 1994-11-25

Abstract

(57)【要約】【目的】発光表面の均一性に優れた有機薄膜電界発光
素子を得る。【構成】少なくとも一方が透明である陽極と陰極の間
に、有機化合物からなる発光層を設けた電界発光素子に
於て、陽極が、ガラス表面に透明導電性薄膜を積層し、
該薄膜表面をアンモニア及び過酸化水素を含む水溶液で
処理して得られる透明電極で構成されることを特徴とす
る有機薄膜電界発光素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気的な発光、即ちエレク
トロルミネセンスを用いた電界発光素子に関し、更に詳しくは陽
極、発光層、陰極の順で構成され、発光表面の均一性に
優れた有機電界発光素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電界発光素子はその発光機構の違いから
（１）発光層内での電子や正孔の局所的な移動により発
光体を励起し、交流電界でのみ発光する真性電界発光型
素子と、（２）電極からの電子と正孔の注入とその発光
層内での再結合により発光体を励起し、発光するキャリ
ヤ注入型電界発光素子の２つに分けられる。（１）の真
性電界発光型素子は一般に無機化合物を発光体とするも
のであるが，駆動には１００Ｖ以上の高い交流電界を必
要とすること、製造コストが高いこと、輝度や耐久性も
不十分である等多くの問題点を有している。（２）のキ
ャリヤ注入型電界発光素子は発光層として薄膜状有機化
合物を用いる技術が開発されてから低電圧駆動で高輝度
の発光素子が得られるようになり、例えば、特開昭 59-
194393号公報及びUSP 4,720,432 に、この発光素子が開
示されている。通常、正孔注入輸送層や電子注入層が発
光層の片側あるいは両側に設けられた素子であり、数１
０Ｖ程度の直流電圧で高輝度に発光する。しかしなが
ら、従来のキャリヤ注入型電界発光素子は、キャリヤの
注入性が不均一であり、その結果、発光表面に無数の発
光しない点（ダークスポットと言う）が発生する欠点を
有していた。

【０００３】これらを解決するため、透明電極を形成す
る錫・ドープ・インジウム酸化物薄膜の表面をアルミナ
を成分とする研磨剤で研磨する方法が、特開昭59-19439
3号公報に開示されているが、発光表面に無数の傷跡に
よる発光の濃淡が発生し、さらに、ダークスポットも発
生し、実用的に不十分であった。さらに、アルゴンプ
ラズマ処理法や高温で焼成する処理方法などが検討され
ている。これらの方法で処理した錫・ドープ・インジウ
ム酸化物薄膜を使用した有機薄膜電界発光素子の発光表
面は、発光初期から、多数のダークスポットと呼ばれる
微小な発光しない点が発生し、時間の経過とともに成長
し大きくなるため、発光表面が微小な大きさで構成され
ている表示装置に於いては致命的な欠点となっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の従来
技術の実情に鑑みて成されたものであり、その目的は発
光表面の均一性に優れた有機薄膜電界発光素子を提供す
ることである。本発明者らは、前記目的を達成するため
に透明導電性薄膜表面の処理につき鋭意検討した結果、
透明導電性薄膜表面をアンモニア及び過酸化水素を含む
水溶液で処理することにより、発光表面の均一性に優れ
た有機薄膜電界発光素子を見いだし本発明を完成するに
至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、少
なくとも一方が透明である陽極と陰極の間に、有機化合
物からなる発光層を設けた電界発光素子に於て、陽極
が、ガラス表面に透明導電性薄膜を積層し、該薄膜表面
をアンモニア及び過酸化水素を含む水溶液で処理して得
られる透明電極で構成されることを特徴とする有機薄膜
電界発光素子を提供するものである。

【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
使用される、ガラス表面に積層される透明導電性薄膜用
材料としては、（１）金属酸化物として、錫・ドープ・
インジウム酸化物（以下ＩＴＯと略す）、アンチモン・
ドープ・スズ酸化物（以下ＡＴＯと略す）、弗素・ドー
プ・スズ酸化物（以下ＦＴＯと略す）、カドミウム・ド
ープ・スズ酸化物（以下ＣＴＯと略す）及びＩｎ、Ａ
ｌ、Ｓｉ等をドープした酸化亜鉛（以下ＺＯと略す）等
があり、（２）金属類として、金及び白金等がある。こ
れらの中で、パターン化するためのエッチング性等より
ＩＴＯがとくに好ましい。また、ガラス表面に積層され
る透明導電薄膜の厚さは、透明性を維持するために、例
えばＩＴＯ薄膜では、３０００Å以下である。

【０００７】本発明の透明電極は、ガラス表面に積層さ
れた透明導電性薄膜表面をアンモニア及び過酸化水素を
含む水溶液で処理すること、さらに超音波処理を併用す
ることを特徴とするものである。透明電極は、一般的
に、透明導電性薄膜をパターン化したものが用いられ、
通常、ガラス表面に積層された透明導電性薄膜に、ドラ
イフィルム等のエッチングレジストを貼り、写真法で現
像後、王水等でエッチングし、次いでエッチングレジス
トを除去し、得られた透明電極の表面の汚染物質を超音
波洗浄後、アンモニア及び過酸化水素を含む水溶液に入
れ、超音波処理し、蒸留水で水洗後、クリーンな熱風を
吹き付け乾燥し、製造されたものである。

【０００８】本発明のアンモニア及び過酸化水素を含む
水溶液において、アンモニア、過酸化水素及び水の含有
比率は、特に制限はないが、体積比でアンモニア：過酸
化水素：水＝０．１〜２．５：０．１〜２．５：１０の
範囲が好ましい。処理温度としては、特に制限はなく、
水溶液を加熱して用いる方法も可能であるが、一般的
に、過酸化水素の分解等を考慮すると室温付近で処理す
ることが好ましい。また、処理時間は工業的に生産でき
る範囲ならば、特に制限はない。本発明の透明導電性薄
膜表面をアンモニア及び過酸化水素を含む水溶液で処理
する際に、超音波処理を併用することが、発光表面の均
一性を得るために、特に好ましい。超音波処理の周波数
としては、１０ＫHz〜数メガHzの範囲が好ましい。更
に、本発明のアンモニアと過酸化水素を含む水溶液処理
の予備処理として、有機溶剤洗浄、プラズマ処理、焼成
処理、及び紫外線照射処理などを実施することもでき
る。

【０００９】

【作用】透明導電性薄膜表面の有機溶剤洗浄やプラズマ
処理操作、或いは高温処理などでは、透明導電性薄膜表
面に付着している微細な汚染粒子の除去や濡れ性の均一
化に効果がないが、本発明のアンモニア及び過酸化水素
を含む水溶液での処理、さらに、これに、超音波処理を
併用することで、表面の有機性の汚染物質は酸化除去さ
れ、表面に付着している微小な汚染粒子も効果的に除去
されるため、従来の方法では成し得なかった濡れ性の均
一性を飛躍的に改良し、これらの原因で発生していた微
小ダークスポットの発生を減少させ、発光表面の均一性
に優れた有機電界発光素子を得ることができる。

【００１０】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。実施例透明な陽極の作成を以下の方法で行った。ガラス表面に
錫・ドープ・インジウム酸化物（以下ＩＴＯと略す）薄
膜を、２０００Å形成した透明電極用ガラスＩＴＯ基板
（松崎真空社製）上に、ドライフィルム型エッチングレ
ジストをラミネートした。次いで、写真製版用マスクを
介して紫外線露光後に、トリクロルエチレンで現像し
た。この現像したエッチングレジストの付いたガラスＩ
ＴＯ基板を王水でエッチングした。次いで、塩化メチレ
ンにてエッチングレジストを除去し、水洗した後、アセ
トン中で５分間超音波洗浄した。更に、５００゜Ｃのオ
ーブン中で１５分間加熱処理してレジストを除去し、室
温で放置冷却した。次いで、このＩＴＯ基板を３０％過
酸化水素水（過酸化水素含量、３０ｖｏｌ％）１０ｍ
ｌ、２５％アンモニア水（アンモニア含量、２５ｖｏｌ
％）１０ｍｌ及び蒸留水５０ｍｌを用い作成した混合水
溶液中に浸漬して、室温で２分間超音波処理し、洗浄し
た。更に、蒸留水で水洗後、クリーンな熱風を吹き付け
乾燥した。

【００１１】以上の方法で処理したＩＴＯ基板を真空蒸
着装置に装着して、８×１０^-6torrの真空度で、（１）
正孔注入輸送剤としてＮ，Ｎ’−ジフェニル− Ｎ，
Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１、１’−ビフェニル
−４、４’−ジアミン（以下ＴＰＤと略す）を用い、
（２）電子輸送性発光剤としてオキシンのアルミニウム
錯体（以下Ａｌｑ3と略す）を用い、（３）陰極材料と
してマグネシウムおよび銀を用い、真空装置内の各々独
立した電源回路を有する抵抗加熱ボートから、（１）Ｔ
ＰＤを６５０Åの厚さ、（２）Ａｌｑ3を６５０Åの厚
さに順次蒸着し、（３）次いで、マスクを介して共蒸着
陰極としてＭｇとＡｇを２０００Å、さらに、Ａｇを１
００Å、順次蒸着した。得られた素子は、ＩＴＯ側を陽
極とし、金属を陰極として、５ｖの直流電圧をかけたと
ころ、肉眼で緑色の発光が確認できた。また、この素子
は大気中でも作動させることができ、顕微鏡下で発光さ
せて、発光表面を観察した結果、ダークスポットのない
均一性の高い発光表面であることが確認できた。

【００１２】比較例実施例において、ＩＴＯ基板を３０％過酸化水素水１０
ｍｌ、２５％アンモニア水１０ｍｌ及び蒸留水５０ｍｌ
の混合水溶液中に浸漬して、処理しなかった以外は、同
様に行った。得られた素子はＩＴＯ側を陽極とし、５．
５ｖの直流電圧をかけたところ、肉眼で緑色の発光が確
認できた。顕微鏡下で発光させ観察した結果、微小のダ
ークスポットが２５５ヶ／ｍｍ²認められた。

【００１３】

【発明効果】以上説明したように、本発明によれば、陽
極、発光層及び陰極の順で構成され、発光表面の均一性
に優れた有機電界発光素子を得ることができる。また、
本発明の有機電界発光素子を用いれば、微小なダークス
ポットの発生がなく、寿命が大幅に長期化されるため、
その工業的価値は高いものである。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年２月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】本発明のアンモニア及び過酸化水素を含む
水溶液において、アンモニア、過酸化水素及び水の含有
比率は、特に制限はないが、重量比でアンモニア：過酸
化水素：水＝０．１〜２．５：０．１〜２．５：１０の
範囲が好ましい。処理温度としては、特に制限はなく、
水溶液を加熱して用いる方法も可能であるが、一般的
に、過酸化水素の分解等を考慮すると室温付近で処理す
ることが好ましい。また、処理時間は工業的に生産でき
る範囲ならば、特に制限はない。本発明の透明導電性薄
膜表面をアンモニア及び過酸化水素を含む水溶液で処理
する際に、超音波処理を併用することが、発光表面の均
一性を得るために、特に好ましい。超音波処理の周波数
としては、１０ＫHz〜数メガHzの範囲が好ましい。更
に、本発明のアンモニアと過酸化水素を含む水溶液処理
の予備処理として、有機溶剤洗浄、プラズマ処理、焼成
処理、及び紫外線照射処理などを実施することもでき
る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。実施例１透明な陽極の作成を以下の方法で行った。ガラス表面に
錫・ドープ・インジウム酸化物（以下ＩＴＯと略す）薄
膜を、２０００Å形成した透明電極用ガラスＩＴＯ基板
（松崎真空社製）上に、ドライフィルム型エッチングレ
ジストをラミネートした。次いで、写真製版用マスクを
介して紫外線露光後に、トリクロルエチレンで現像し
た。この現像したエッチングレジストの付いたガラスＩ
ＴＯ基板を王水でエッチングした。次いで、塩化メチレ
ンにてエッチングレジストを除去し、水洗した後、アセ
トン中で５分間超音波洗浄した。更に、５００゜Ｃのオ
ーブン中で１５分間加熱処理してレジストを除去し、室
温で放置冷却した。次いで、このＩＴＯ基板を３０％過
酸化水素水（過酸化水素含量、３０重量％）１０ｍｌ、
２５％アンモニア水（アンモニア含量、２５重量％）１
０ｍｌ及び蒸留水５０ｍｌを用い作成した混合水溶液中
に浸漬して、室温で２分間超音波処理し、洗浄した。更
に、蒸留水で水洗後、クリーンな熱風を吹き付け乾燥し
た。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】比較例１実施例１において、ＩＴＯ基板を３０％過酸化水素水１
０ｍｌ、２５％アンモニア水１０ｍｌ及び蒸留水５０ｍ
ｌの混合水溶液中に浸漬して、処理しなかった以外は、
同様に行った。得られた素子はＩＴＯ側を陽極とし、
５．５ｖの直流電圧をかけたところ、肉眼で緑色の発光
が確認できた。顕微鏡下で発光させ観察した結果、微小
のダークスポットが２５５ヶ／ｍｍ²認められた。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透明である陽極と陰極
の間に、有機化合物からなる発光層を設けた電界発光素
子に於て、陽極が、ガラス表面に透明導電性薄膜を積層
し、該薄膜表面をアンモニア及び過酸化水素を含む水溶
液で処理して得られる透明電極で構成されることを特徴
とする有機薄膜電界発光素子。