JP2004247161A - 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 - Google Patents
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-
- H—ELECTRICITY
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- H10K71/50—Forming devices by joining two substrates together, e.g. lamination techniques
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Abstract
【課題】有機材料層へのダメージが低減され、そして優れた耐久性を示す有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供すること
【解決手段】基板上に電極層を介して発光補助層が付設されてなる第一積層体および基板上に電極層を介して有機発光材料層が付設されてなる第二積層体を用意する工程、第一積層体の発光補助層および第二積層体の有機発光材料層のうち、少なくとも一方の層の表面に有機溶媒蒸気を接触させる工程、および第一積層体と第二積層体とを、第一積層体の発光補助層と第二積層体の有機発光材料層とが互いに接するようにして加圧下に重ね合せることにより、第一積層体の発光補助層と第二積層体の有機発光材料層とを接合する工程からなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【選択図】 図１
【解決手段】基板上に電極層を介して発光補助層が付設されてなる第一積層体および基板上に電極層を介して有機発光材料層が付設されてなる第二積層体を用意する工程、第一積層体の発光補助層および第二積層体の有機発光材料層のうち、少なくとも一方の層の表面に有機溶媒蒸気を接触させる工程、および第一積層体と第二積層体とを、第一積層体の発光補助層と第二積層体の有機発光材料層とが互いに接するようにして加圧下に重ね合せることにより、第一積層体の発光補助層と第二積層体の有機発光材料層とを接合する工程からなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板の表面に、第一電極層、有機発光材料層、そして第二電極層がこの順に積層された基本構成を有する。有機エレクトロルミネッセンス素子は、その一方の電極層から正孔を、そして他方の電極層から電子を有機発光材料層の内部に注入し、有機発光材料層の内部にて正孔と電子とを再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、この励起子が失活する際の光の放出（蛍光、燐光）により発光する素子である。有機発光材料層の内部にて発生した光を素子の外部に取り出すために、通常、有機エレクトロルミネッセンス素子の基板と第一電極層とは透明とされる。
【０００３】
有機発光材料層の内部にて再結合させる正孔と電子とのそれぞれを、有機発光材料層の内部に効率良く注入して、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を高くするために、有機発光材料層の片面もしくは両面に発光補助層を付設することが知られている。一般に、有機発光材料層に正孔を効率良く注入する発光補助層は正孔輸送層と呼ばれ、そして電子を効率良く注入する発光補助層は電子輸送層と呼ばれている。有機発光材料層の両面に発光補助層を付設する場合、一方の発光補助層としては正孔輸送層が、そして他方の発光補助層としては電子輸送層が用いられる。
【０００４】
有機エレクトロルミネッセンス素子の有機発光材料層および発光補助層（正孔輸送層もしくは電子輸送層）は、いずれも有機材料から形成される。第一電極層は、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）などの透明導電性材料から形成される。第二電極層は、マグネシウムなどの金属材料から形成される。そして各々の電極層は、真空蒸着法やスパッタ法などにより形成される。
【０００５】
特許文献１には、第二電極層を形成する金属は、成膜時に高いエネルギーを有するために、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する有機材料層（有機発光材料層もしくは発光補助層）にダメージを与えてピンホールを発生させるなどして有機エレクトロルミネッセンス素子の発光品質を著しく低下させると記載されている。
【０００６】
この特許文献１においては、例えば、第一の基板上に電極層と正孔輸送層を、そして第二の基板上に電極層と有機発光材料層を形成し、そして二枚の基板を、有機発光材料層もしくは正孔輸送層が軟化する温度下で圧着して貼り合わせることにより有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法が提案されている。この製造方法によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造工程において、有機材料層の上に電極層を形成する必要がないために、有機材料層にダメージを与えないとされている。
【０００７】
特許文献２には、第一の基板の有機材料層及び第二の基板の有機材料層をともに、各々の層を形成する有機材料を含む有機溶媒溶液をスピンコートすることにより形成し、そして形成された有機材料層同士を、各々の内部に有機溶媒が残存している状態で互いに接合することにより有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法について記載されている。このように、有機材料層をスピンコート法に代表される湿式法で形成することにより、有機材料層の形成に真空蒸着装置を用いる必要がないため、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造が容易となり、その製造コストを抑えることができるとされている。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２７５５２１６号公報
【特許文献２】
特開平９−３０６６６７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記の特許文献１に記載の方法においては、二枚の基板を、各々の基板の有機発光材料層もしくは正孔輸送層が軟化する温度下で互いに貼り合わせることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を製造している。ところが、このような製造方法により作製された有機エレクトロルミネッセンス素子は、その有機発光材料層と正孔輸送層とが十分な強さで接合されていない場合があり、長時間使用した場合に正孔輸送層と有機発光材料層とが部分的に剥離するなど、耐久性に問題を生じる場合があることが判明した。正孔輸送層と有機発光材料層とが剥離すると、剥離が生じた部分において有機発光材料層の内部に正孔が注入されなくなり、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機発光材料層の表面に沿った二次元方向において、非発光の部分が生ずる。
【００１０】
前記の特許文献２に記載の方法においては、二枚の基板を、各々の基板の有機材料層の内部に有機溶媒が残存している状態で接合することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を製造している。ところが、作製された有機エレクトロルミネッセンス素子は、長時間使用した場合に有機材料層の内部に残存している有機溶媒が揮発して有機材料層同士がその接合界面にて剥離するなど、前記と同様に耐久性に問題を生じる場合があることが判明した。
【００１１】
本発明の目的は、有機材料層へのダメージが低減され、そして優れた耐久性を示す有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記の特許文献２の製造方法において、スピンコート法などの湿式法により形成された有機材料層の乾燥条件を最適化することにより、作製された有機エレクトロルミネッセンス素子の有機材料層の内部に残存する有機溶媒の量を低減することについて検討したが、良好な結果は得られなかった。
【００１３】
さらに本発明者は、有機材料層同士を接合する前に、各々の有機材料層の表面を有機溶媒に浸してその表面近傍のみを軟化させ、次いで有機溶媒を適度な乾燥条件で揮発させたのちに、これらの層を互いに接合することにより、作製された有機エレクトロルミネッセンス素子の有機材料層の内部に残存する有機溶媒の量を低減することについて検討した。ところが、有機材料層の表面を有機溶媒に浸すと、有機材料層が溶解して素子の作製が困難であった。
【００１４】
このため本発明者は研究を進め、その結果、二枚の基板が各々備える有機材料層のうち、少なくとも一方の層の表面に有機溶媒の蒸気を接触させ、その表面近傍のみを軟化させたのちに、有機材料層同士を互いに接合することにより、有機材料層の内部に残存する有機溶媒の量が大幅に低減され、優れた耐久性を示す有機エレクトロルミネッセンス素子が提供できることを見出した。
【００１５】
本発明は、下記の工程を順に実施することからなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法にある。
基板上に電極層を介して発光補助層が付設されてなる第一積層体および基板上に電極層を介して有機発光材料層が付設されてなる第二積層体を用意する工程。
第一積層体の発光補助層および第二積層体の有機発光材料層のうち、少なくとも一方の層の表面に有機溶媒蒸気を接触させる工程。
第一積層体と第二積層体とを、第一積層体の発光補助層と第二積層体の有機発光材料層とが互いに接するようにして加圧下に重ね合せることにより、第一積層体の発光補助層と第二積層体の有機発光材料層とを接合する工程。
【００１６】
以下、この有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を、第一の方法と記載する。第一の方法の好ましい態様は、下記の通りである。
（１）第一積層体の発光補助層と第二積層体の有機発光材料層とを不活性気体中で接合する。
（２）第二積層体の基板と有機発光材料層との間に発光補助層が付設されている。
【００１７】
本発明はまた、下記の工程を順に実施することからなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法にもある。
基板上に電極層を介して有機発光材料層が付設されてなる第一積層体、および基板上に電極層を介して第一積層体の有機発光材料層と同一の材料から形成された有機発光材料層が付設されてなる第二積層体を用意する工程。
第一積層体の有機発光材料層および第二積層体の有機発光材料層のうち、少なくとも一方の層の表面に有機溶媒蒸気を接触させる工程。
第一積層体と第二積層体とを、第一積層体の有機発光材料層と第二積層体の有機発光材料層とが互いに接するようにして加圧下に重ね合せることにより、第一積層体の有機発光材料層と第二積層体の有機発光材料層とを接合する工程。
【００１８】
以下、この有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を、第二の方法と記載する。第二の方法の好ましい態様は、下記の通りである。
（１）第一積層体の有機発光材料層と第二積層体の有機発光材料層とを不活性気体中で接合する。
【００１９】
本発明はまた、下記の工程を順に実施することからなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法にもある。
基板上に電極層を介して発光補助層が付設されてなる第一積層体、および基板上に電極層と有機発光材料層とを介して第一積層体の発光補助層と同一の材料から形成された発光補助層が付設されてなる第二積層体を用意する工程。
第一積層体の発光補助層および第二積層体の発光補助層のうち、少なくとも一方の層の表面に有機溶媒蒸気を接触させる工程。
第一積層体と第二積層体とを、第一積層体の発光補助層と第二積層体の発光補助層とが互いに接するようにして加圧下に重ね合せることにより、第一積層体の発光補助層と第二積層体の発光補助層とを接合する工程。
【００２０】
以下、この有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を、第三の方法と記載する。第三の方法の好ましい態様は、下記の通りである。
（１）第一積層体の発光補助層と第二積層体の発光補助層とを不活性気体中で接合する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明を、添付の図面を用いて説明する。図１は、本発明に従う有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法（第一の方法）の一例について説明する図である。以下、第一の方法を、第一積層体の正孔輸送層および第二積層体の有機発光材料層の各々の層の表面に有機溶媒を接触させて有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する場合を例として説明する。
【００２２】
図１に示すように、第一の方法においては、先ず基板１２ａ上に電極層１３ａを介して正孔輸送層（発光補助層）１４が付設された構成の第一積層体１１ａと、基板１２ｂ上に電極層１３ｂを介して有機発光材料層１５が付設された構成の第二積層体１１ｂとを用意する。
【００２３】
次に、第一積層体１１ａの正孔輸送層１４および第二積層体１１ｂの有機発光材料層１５の各々の層の表面に有機溶媒の蒸気を接触させる。このように、有機溶媒の蒸気を有機材料層（正孔輸送層及び有機発光材料層）の表面に接触させることにより、有機材料層の内部に有機溶媒を殆ど侵入させることなく、その表面近傍のみを軟化させることができる。
【００２４】
蒸気の発生に用いる有機溶媒の例としては、アルコール、およびケトンが挙げられる。アルコールの例としては、メタノール、メタノール、およびイソプロピルアルコールが挙げられる。ケトンの例としては、アセトン、およびメチルエチルケトンが挙げられる。有機溶媒の種類は、有機材料層を形成する有機材料の溶解性などを考慮して、実験的に定められる。
【００２５】
有機溶媒の蒸気を発生させるには、有機溶媒にエネルギ（例えば、熱エネルギや超音波エネルギ）を与えて気化すればよい。例えば、有機溶媒をヒータによって加熱することにより、簡単に有機溶媒の蒸気を発生させることができる。有機溶媒の蒸気としては、二種類以上の有機溶媒から発生する蒸気の混合物を用いることもできる。また、有機溶媒の蒸気には、有機溶媒の蒸気以外の気体（好ましくは、不活性気体）が混合されていても良い。
【００２６】
図１に、有機材料層の表面に有機溶媒の蒸気を接触させるために用いる装置の一例としてグローブボックス２１の部分断面図を示す。グローブボックス２１には、その内部に気体を導入するための配管２２と、導入された気体を排出するための配管２３とが接続されている。
【００２７】
気体導入用の配管２２は、切換弁２４を介して、有機溶媒導入用の配管２５と、不活性気体導入用の配管２６とに接続されている。有機溶媒導入用の配管２５は、有機溶媒２７が入れられた容器２８に接続されている。そして容器２８の底面側には、有機溶媒２７を加熱して蒸気とするためのヒータ２９が配置されている。不活性気体導入用の配管２６は、不活性気体（例、アルゴンガス）が充填されたボンベに接続されている。切替弁２４を作動させることにより、グローブボックス２１の内部には、有機溶媒の蒸気もしくは不活性気体が入れられる。
【００２８】
ヒータ２９により容器２８に入れた有機溶媒２７を加温して有機溶媒の蒸気を発生させ、これを気体導入用の配管２２を通じてグローブボックス２１の内部に入れる。そしてグローブボックス２１の内部を有機溶媒の蒸気で充満させることによって、第一積層体１１ａの正孔輸送層１４および第二積層体１１ｂの有機発光材料層１５の各々の表面に、有機溶媒の蒸気を接触させることができる。
【００２９】
第一積層体１１ａの正孔輸送層１４および第二積層体１１ｂの有機発光材料１５の表面に有機溶媒の蒸気を接触させたのち、第一積層体と第二積層体とを、正孔輸送層と有機発光材料層とが互いに接するようにして加圧下に重ね合せることにより、正孔輸送層と有機発光材料層とを接合する。
【００３０】
このようにして作製された有機エレクトロルミネッセンス素子は、その有機材料層（正孔輸送層１４と有機発光材料層１５）の内部に残存する有機溶媒の量が低減され、有機材料層同士が互いの接合界面において剥離し難いために優れた耐久性を示す。
【００３１】
正孔輸送層１４と有機発光材料層１５の内部に残存する有機溶媒の量をさらに低減するため、これらの層を不活性気体中で接合することが好ましい。このためには、正孔輸送層１４と有機発光材料層１５の表面に有機溶媒の蒸気を接触させたのち、切替弁２４を作動させてグローブボックス内部に不活性気体を入れ、グローブボックス内部の有機溶媒の蒸気を不活性気体で置換したのちに正孔輸送層１４と有機発光材料層１５とを接合すればよい。
【００３２】
また、正孔輸送層と有機発光材料層とをより強固に接合するために、正孔輸送層と有機発光材料層とを、その一方もしくは両方を加熱したのちに接合することが好ましい。各々の層を加熱する温度が有機溶媒の沸点よりも高い温度であると、その層の表面に有機溶媒の分子が付着し難くなる。このため、各々の層を加熱する温度は、有機溶媒の沸点以下の温度であることが好ましい。さらに、正孔輸送層（もしくは有機発光材料層）のガラス転移点が、有機溶媒の沸点よりも低い場合には、正孔輸送層（もしくは有機発光材料層）を加熱する温度は、そのガラス転移点±２５度、好ましくはガラス転移点±２０度の範囲にあることが好ましい。
【００３３】
図１を用いて、有機発光材料層１５の一方の面に、発光補助層として正孔輸送１４層が付設された構成の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法（第一の方法）を説明した。第一積層体１１ａの正孔輸送層１４に代えて電子輸送層を付設することにより、同様にして有機発光材料層の一方の面に、発光補助層として電子輸送層が付設された構成の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができる。
【００３４】
第一の方法においては、第二積層体１１ｂの基板と有機発光材料層１５との間に発光補助層が付設されていることも好ましい。このような第二積層体を用いることにより、有機発光材料層の各々の面に発光補助層が付設された構成の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができる。この有機エレクトロルミネッセンス素子においては、第一積層体の発光補助層が正孔輸送層で第二積層体の発光補助層が電子輸送層であるか、あるいは第一積層体の発光補助層が電子輸送層で第二積層体の発光補助層が正孔輸送層であることが好ましい。
【００３５】
有機発光材料層の内部にて発生した光を有機エレクトロルミネッセンス素子の外部に取り出すために、第一積層体の基板と電極層の組合せ及び／又は第二積層体の基板と電極層との組合せは透明であることが好ましい。なお、本明細書において「透明」とは、可視光の透過率が７０％以上であることを意味する。
【００３６】
本発明の方法により製造される有機エレクトロルミネッセンス素子の材料や層構成は、公知の有機エレクトロルミネッセンス素子の場合と同様である。有機エレクトロルミネッセンス素子については、「有機ＬＥＤ素子の残された研究課題と実用化戦略」（ぶんしん出版、１９９９年）及び「光・電子機能有機材料ハンドブック」（朝倉書店、１９９７年）などに詳しい記載がある。以下では、有機エレクトロルミネッセンス素子の代表的な材料や層構成について説明する。
【００３７】
基板の材料の例としては、ガラスなどのセラミック材料や樹脂材料が挙げられる。有機発光材料層にて発生した光を有機エレクトロルミネッセンス素子の外部に取り出すために、第一積層体の基板及び／又は第二積層体の基板は透明であることが好ましい。
【００３８】
有機発光材料層に正孔を注入する電極層は、一般に陽電極層と呼ばれており、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、導電性化合物、又はこれらの混合物などから形成される。透明な陽電極層を形成する材料の代表例としては、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）及びＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）が挙げられる。
【００３９】
陽電極層の厚みは、１μｍ以下であることが一般的であり、２００ｎｍ以下であることがより好ましい。陽電極層の抵抗は、数百Ω／ｓｑ．以下であることが好ましい。
【００４０】
陽電極層を形成する方法の例としては、真空蒸着法、直流（ＤＣ）スパッタ法、高周波（ＲＦ）スパッタ法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、パイロゾル法、およびスプレー法などが挙げられる。
【００４１】
有機発光材料層は、有機発光材料から形成するか、キャリア輸送性（正孔輸送性、電子輸送性、または両性輸送性）を示す有機材料（以下、ホスト材料と記載する）に少量の有機発光材料を添加した材料から形成される。有機発光材料層に用いる有機発光材料の選択により、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光色を容易に設定することができる。
【００４２】
有機発光材料層を有機発光材料から形成する場合、有機発光材料としては、成膜性に優れ、膜の安定性に優れた材料が用いられる。このような有機発光材料としては、Ａｌｑ３ （トリス−（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム）に代表される金属錯体、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）誘導体、ポリフルオレン誘導体などが用いられる。ホスト材料と共に用いる有機発光材料としては、添加量が少ないために、前記の有機発光材料の他に、単独では安定な薄膜を形成し難い蛍光色素なども用いることができる。蛍光色素の例としては、クマリン、ＤＣＭ誘導体、キナクリドン、ペリレン、およびルブレンなどが挙げられる。ホスト材料の例としては、前記のＡｌｑ３ 、ＴＰＤ（トリフェニルジアミン）、電子輸送性のオキサジアゾール誘導体（ＰＢＤ）、ポリカーボネート系共重合体、およびポリビニルカルバゾールなどが挙げられる。また、上記のように、有機発光材料層を有機発光材料から形成する場合にも、発光色を調節するために、蛍光色素などの有機発光材料を少量添加することもできる。
【００４３】
有機発光材料層の厚みは、実用的な発光効率の値を得るために、２００ｎｍ以下であることが好ましい。有機発光材料層を形成する方法の例としては、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、および印刷法などが挙げられる。
【００４４】
有機発光材料層に電子を注入する電極層は、一般に陰電極層と呼ばれており、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金組成物、導電性化合物、又はこれらの混合物などから形成される。陰電極層の材料の例としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｌｉ、希土類金属などの金属、Ｎａ−Ｋ合金、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ｍｇ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｌｉ合金などの合金組成物が挙げられる。
【００４５】
陰電極層の厚みは、１μｍ以下であることが一般的であり、２００ｎｍ以下であることがより好ましい。陰電極層の抵抗は、数百Ω／ｓｑ．以下であることが好ましい。陰電極層は、陽電極層と同様の方法により形成することができる。
【００４６】
陰電極層を透明とするためには、その厚みを可視光が透過する程度に薄く形成すればよい。特開平１０−１２５４６９号および特開２００１−１７６６７０号の各公報には、有機エレクトロルミネッセンス素子の二つの電極層（陽電極層および陰電極層）を透明とした光透過型の有機エレクトロルミネッセンス素子について記載されている。透明な陰電極層は、光透過型の有機エレクトロルミネッセンス素子の透明な陰電極層と同様の方法により形成することができる。
【００４７】
陽電極層と有機発光材料層との間に付設される発光補助層としては、正孔輸送層が用いられる。正孔輸送層の材料の例としては、テトラアリールベンジシン化合物、芳香族アミン類、ピラゾリン誘導体、トリフェニレン誘導体、および下記の化学式（１）で表されるＮＰＤなどの正孔輸送性材料が挙げられる。
【００４８】
【化１】
【００４９】
正孔輸送層の厚みは、２乃至２００ｎｍの範囲にあることが好ましい。正孔輸送層は、有機発光材料層と同様の方法により形成することができる。
【００５０】
正孔輸送性材料には、その正孔移動度を改善するために、電子受容性アクセプタを添加することが好ましい。電子受容性アクセプタの例としては、ハロゲン化金属、ルイス酸、および有機酸などが挙げられる。電子受容性アクセプタが添加された正孔輸送層については、特開平１１−２８３７５０号公報に記載がある。
【００５１】
陰電極層と有機発光材料層との間に付設される発光補助層としては、電子輸送層が用いられる。電子輸送層の材料の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンピリレンなどの複素環テロ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及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、およびスチルベン誘導体などの電子輸送性材料が挙げられる。また、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ）などのアルミキノリノール錯体を用いることもできる。
【００５２】
電子輸送層の厚みは、５乃至３００ｎｍの範囲にあることが好ましい。電子輸送層は、有機発光材料層と同様の方法により形成することができる。
【００５３】
上記の正孔輸送層及び電子輸送層は、各々二以上の層から構成することもできる。例えば、正孔輸送層は、その陽電極層側の面に正孔注入層を有していてもよい。同様に、電子輸送層は、その陰電極層側の面に電子注入層を有していてもよい。これらの注入層は、電極層からより多くの電荷（正孔もしくは電子）を輸送層に注入する機能を有している。また、注入層は、電極層表面の粗さを緩和したり、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧を低下させる機能も有している。
【００５４】
正孔注入層の材料の代表例としては、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）が、そして電子注入層の材料の代表例としては、ＬｉＦ（フッ化リチウム）などのアルカリ金属化合物が挙げられる。正孔注入層は陽極バッファ層と、電子注入層は陰極バッファ層とも呼ばれ、こららの層の詳細については、「有機ＬＥＤ素子の残された研究課題と実用化戦略」（ぶんしん出版、１９９９年、ｐ４４−４５）などの文献に詳しく記載されている。
【００５５】
また、正孔輸送層は、その有機発光材料層側の面に電子阻止層（電子障壁層とも呼ばれる）を有していてもよい。同様に、電子輸送層は、その有機発光材料層側の面に正孔阻止層（正孔障壁層とも呼ばれる）を有していてもよい。正孔輸送層の有機発光材料層側に備えられた電子阻止層は、有機発光材料層から電子が正孔輸送層の側に移動することを防止して、有機発光材料層の内部で正孔と電子とを効率よく再結合させ、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を高くする働きをする。同様に、電子輸送層の有機発光材料層側に備えられた正孔阻止層は、有機発光材料層から正孔が電子輸送層の側に移動することを防止する。
【００５６】
電子阻止層と正孔阻止層とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子については、特開２００２−３１３５５３号公報に記載がある。正孔阻止層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子については、特開２００２−３３１９７号、特開２００２−１００４７９号、および特開２００２−１８４５８１号の各公報に記載がある。
【００５７】
次に、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法（第二の方法）について説明する。第二の方法においては、先ず基板上に有機発光材料層が付設された構成の第一積層体と、基板上に電極層を介して第一積層体の有機発光材料層と同一の材料から形成された有機発光材料層が付設された構成の第二積層体とを用意する。第二の方法は、用いる第一積層体及び第二積層体の構成が異なること以外は、第一の方法と同様にして実施することができる。第二の方法により、有機材料層として一層の有機発光材料層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができる。
【００５８】
第二の方法に用いる第一積層体には、その基板と有機発光材料層との間に発光補助層が付設されていてもよい。発光補助層は、正孔輸送層もしくは電子輸送層であることが好ましい。また、第二の方法に用いる第一積層体および第二積層体には、各々の基板と有機発光材料層との間に発光補助層が付設されていてもよい。この場合には、第一積層体の発光補助層が正孔輸送層であり、そして第二積層体の発光補助層が電子輸送層であるか、あるいは第一積層体の発光補助層が電子輸送層であり、そして第二積層体の発光補助層が正孔輸送層であることが好ましい。
【００５９】
次に、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法（第三の方法）について説明する。第三の方法においては、先ず基板上に電極層を介して発光補助層が付設されてなる第一積層体と、基板上に電極層と有機発光材料層とを介して第一積層体の発光補助層と同一の材料から形成された発光補助層が付設されてなる第二積層体とを用意する。第三の方法は、用いる第一積層体と第二積層体の構成が異なること以外は、第一の方法と同様にして実施することができる。第三の方法により、第一の方法と同様に、有機発光材料層の一方の面に発光補助層が付設された構成の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができる。第三の方法においては、同一の材料から形成された発光補助層同士を接合するため、これらの層が互いに強固に接合される。
【００６０】
第三の方法においては、第一積層体の発光補助層と第二積層体の発光補助層とはともに、正孔輸送層もしくは電子輸送層であることが好ましい。また、第二積層体には、その基板と有機発光材料層との間に、さらに発光補助層が付設されていてもよい。この場合、第一積層体の発光補助層が正孔輸送層である場合には、第二積層体の発光補助層は電子輸送層であることが好ましく、そして第一積層体の発光補助層が電子輸送層である場合には、第二積層体の発光補助層は正孔輸送層であることが好ましい。
【００６１】
【実施例】
［実施例１］
先ず、第一のガラス基板の表面に、スパッタ法により、厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）電極層を形成した。このＩＴＯ電極層の表面に、前述のＮＰＤ（正孔輸送性材料）をスピンコートすることにより、厚さ５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。このようにして、第一の基板上に電極層を介して正孔輸送層が付設された構成の第一積層体を用意した。
【００６２】
第二のガラス基板の表面に、真空蒸着法により、厚さ２００ｎｍのＭｇ−Ａｇ電極層を形成した。このＭｇ−Ａｇ電極層の表面に、前述のＡｌｑ３ （有機発光材料）をスピンコートすることにより、厚さ５０ｎｍの有機発光材料層を形成した。このようにして、第二の基板上に電極層を介して有機発光材料層が付設された構成の第二積層体を用意した。
【００６３】
第一積層体と第二積層体を、これらの正孔輸送層と有機発光材料とが上側となるようにして、図１の構成のグローブボックス２１の中に置いた。そして容器２８には、蒸気を発生させる有機溶媒２７として、イソプロピルアルコールを入れた。また、不活性気体導入用の配管２６に、アルゴンガスが充填されたボンベを接続した。
【００６４】
次に、ヒータ２９により容器２８に入れたイソプロピルアルコールを加温することによりイソプロピルアルコールの蒸気を発生させ、これを気体導入用の配管２２を通じてグローブボックス２１の内部に入れた。このようにしてグローブボックス２１の内部をイソプロピルアルコール蒸気で充満させることにより、正孔輸送層１４の表面および有機発光材料層１５の表面を蒸気に接触させた。
【００６５】
グローブボックス２１の内部にイソプロピルアルコールの蒸気を入れ始めてから５秒後に切替弁２４を作動させ、グローブボックスの内部に、気体導入用の配管２２を通じてアルゴンガスを入れた。このようにして、グローブボックス２１の内部をアルゴンガスで充満させた。次いで第二積層体１１ｂを、その有機発光材料層１５の表面が、第一積層体１１ａの正孔輸送層１４の表面と接触するように第一積層体の上に重ねた。第二積層体の上を手で押さえ、第一積層体１１ａと第二積層体１１ｂとを十分密着させることにより、第一積層体の正孔輸送層１４と第二積層体の有機発光材料層１５とを接合した。接合された第一積層体１１ａと第二積層体１１ｂとをグローブボックスから取り出し、これを真空乾燥器を用いて一時間乾燥した。このようにして、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
【００６６】
【発明の効果】
本発明においては、基板上に電極層を介して有機材料層が付設された構成を有する積層体の二枚を互いに貼り合わせることにより有機エレクトロルミネッセンス素子を作製するため、有機材料層の上に電極層を形成する必要がない。従って、本発明の方法により作製された有機エレクトロルミネッセンス素子は、その有機材料層に与えられるダメージが低減されている。また、本発明においては、二枚の積層体を、有機溶媒の蒸気によって有機材料層の表面近傍のみを軟化させた状態で貼り合わせることにより有機エレクトロルミネッセンス素子を作製するため、作製後の素子の有機材料層の内部に残存する有機溶媒の量を大幅に低減することができる。従って、本発明の方法により作製された有機エレクトロルミネッセンス素子は、その有機材料層同士の接合界面における剥離を生じ難く、優れた耐久性を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法の一例を説明する図である。
【符号の説明】
１１ａ 第一積層体
１１ｂ 第二積層体
１２ａ、１２ｂ 基板
１３ａ、１３ｂ 電極層
１４ 正孔輸送層
１５ 有機発光材料層
２１ グローブボックス
２２ 気体導入用の配管
２３ 気体排出用の配管
２４ 切替弁
２５ 有機溶媒蒸気導入用の配管
２６ 不活性気体導入用の配管
２７ 有機溶媒
２８ 容器
２９ ヒータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板の表面に、第一電極層、有機発光材料層、そして第二電極層がこの順に積層された基本構成を有する。有機エレクトロルミネッセンス素子は、その一方の電極層から正孔を、そして他方の電極層から電子を有機発光材料層の内部に注入し、有機発光材料層の内部にて正孔と電子とを再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、この励起子が失活する際の光の放出（蛍光、燐光）により発光する素子である。有機発光材料層の内部にて発生した光を素子の外部に取り出すために、通常、有機エレクトロルミネッセンス素子の基板と第一電極層とは透明とされる。
【０００３】
有機発光材料層の内部にて再結合させる正孔と電子とのそれぞれを、有機発光材料層の内部に効率良く注入して、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を高くするために、有機発光材料層の片面もしくは両面に発光補助層を付設することが知られている。一般に、有機発光材料層に正孔を効率良く注入する発光補助層は正孔輸送層と呼ばれ、そして電子を効率良く注入する発光補助層は電子輸送層と呼ばれている。有機発光材料層の両面に発光補助層を付設する場合、一方の発光補助層としては正孔輸送層が、そして他方の発光補助層としては電子輸送層が用いられる。
【０００４】
有機エレクトロルミネッセンス素子の有機発光材料層および発光補助層（正孔輸送層もしくは電子輸送層）は、いずれも有機材料から形成される。第一電極層は、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）などの透明導電性材料から形成される。第二電極層は、マグネシウムなどの金属材料から形成される。そして各々の電極層は、真空蒸着法やスパッタ法などにより形成される。
【０００５】
特許文献１には、第二電極層を形成する金属は、成膜時に高いエネルギーを有するために、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する有機材料層（有機発光材料層もしくは発光補助層）にダメージを与えてピンホールを発生させるなどして有機エレクトロルミネッセンス素子の発光品質を著しく低下させると記載されている。
【０００６】
この特許文献１においては、例えば、第一の基板上に電極層と正孔輸送層を、そして第二の基板上に電極層と有機発光材料層を形成し、そして二枚の基板を、有機発光材料層もしくは正孔輸送層が軟化する温度下で圧着して貼り合わせることにより有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法が提案されている。この製造方法によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造工程において、有機材料層の上に電極層を形成する必要がないために、有機材料層にダメージを与えないとされている。
【０００７】
特許文献２には、第一の基板の有機材料層及び第二の基板の有機材料層をともに、各々の層を形成する有機材料を含む有機溶媒溶液をスピンコートすることにより形成し、そして形成された有機材料層同士を、各々の内部に有機溶媒が残存している状態で互いに接合することにより有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法について記載されている。このように、有機材料層をスピンコート法に代表される湿式法で形成することにより、有機材料層の形成に真空蒸着装置を用いる必要がないため、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造が容易となり、その製造コストを抑えることができるとされている。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２７５５２１６号公報
【特許文献２】
特開平９−３０６６６７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記の特許文献１に記載の方法においては、二枚の基板を、各々の基板の有機発光材料層もしくは正孔輸送層が軟化する温度下で互いに貼り合わせることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を製造している。ところが、このような製造方法により作製された有機エレクトロルミネッセンス素子は、その有機発光材料層と正孔輸送層とが十分な強さで接合されていない場合があり、長時間使用した場合に正孔輸送層と有機発光材料層とが部分的に剥離するなど、耐久性に問題を生じる場合があることが判明した。正孔輸送層と有機発光材料層とが剥離すると、剥離が生じた部分において有機発光材料層の内部に正孔が注入されなくなり、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機発光材料層の表面に沿った二次元方向において、非発光の部分が生ずる。
【００１０】
前記の特許文献２に記載の方法においては、二枚の基板を、各々の基板の有機材料層の内部に有機溶媒が残存している状態で接合することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を製造している。ところが、作製された有機エレクトロルミネッセンス素子は、長時間使用した場合に有機材料層の内部に残存している有機溶媒が揮発して有機材料層同士がその接合界面にて剥離するなど、前記と同様に耐久性に問題を生じる場合があることが判明した。
【００１１】
本発明の目的は、有機材料層へのダメージが低減され、そして優れた耐久性を示す有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記の特許文献２の製造方法において、スピンコート法などの湿式法により形成された有機材料層の乾燥条件を最適化することにより、作製された有機エレクトロルミネッセンス素子の有機材料層の内部に残存する有機溶媒の量を低減することについて検討したが、良好な結果は得られなかった。
【００１３】
さらに本発明者は、有機材料層同士を接合する前に、各々の有機材料層の表面を有機溶媒に浸してその表面近傍のみを軟化させ、次いで有機溶媒を適度な乾燥条件で揮発させたのちに、これらの層を互いに接合することにより、作製された有機エレクトロルミネッセンス素子の有機材料層の内部に残存する有機溶媒の量を低減することについて検討した。ところが、有機材料層の表面を有機溶媒に浸すと、有機材料層が溶解して素子の作製が困難であった。
【００１４】
このため本発明者は研究を進め、その結果、二枚の基板が各々備える有機材料層のうち、少なくとも一方の層の表面に有機溶媒の蒸気を接触させ、その表面近傍のみを軟化させたのちに、有機材料層同士を互いに接合することにより、有機材料層の内部に残存する有機溶媒の量が大幅に低減され、優れた耐久性を示す有機エレクトロルミネッセンス素子が提供できることを見出した。
【００１５】
本発明は、下記の工程を順に実施することからなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法にある。
基板上に電極層を介して発光補助層が付設されてなる第一積層体および基板上に電極層を介して有機発光材料層が付設されてなる第二積層体を用意する工程。
第一積層体の発光補助層および第二積層体の有機発光材料層のうち、少なくとも一方の層の表面に有機溶媒蒸気を接触させる工程。
第一積層体と第二積層体とを、第一積層体の発光補助層と第二積層体の有機発光材料層とが互いに接するようにして加圧下に重ね合せることにより、第一積層体の発光補助層と第二積層体の有機発光材料層とを接合する工程。
【００１６】
以下、この有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を、第一の方法と記載する。第一の方法の好ましい態様は、下記の通りである。
（１）第一積層体の発光補助層と第二積層体の有機発光材料層とを不活性気体中で接合する。
（２）第二積層体の基板と有機発光材料層との間に発光補助層が付設されている。
【００１７】
本発明はまた、下記の工程を順に実施することからなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法にもある。
基板上に電極層を介して有機発光材料層が付設されてなる第一積層体、および基板上に電極層を介して第一積層体の有機発光材料層と同一の材料から形成された有機発光材料層が付設されてなる第二積層体を用意する工程。
第一積層体の有機発光材料層および第二積層体の有機発光材料層のうち、少なくとも一方の層の表面に有機溶媒蒸気を接触させる工程。
第一積層体と第二積層体とを、第一積層体の有機発光材料層と第二積層体の有機発光材料層とが互いに接するようにして加圧下に重ね合せることにより、第一積層体の有機発光材料層と第二積層体の有機発光材料層とを接合する工程。
【００１８】
以下、この有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を、第二の方法と記載する。第二の方法の好ましい態様は、下記の通りである。
（１）第一積層体の有機発光材料層と第二積層体の有機発光材料層とを不活性気体中で接合する。
【００１９】
本発明はまた、下記の工程を順に実施することからなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法にもある。
基板上に電極層を介して発光補助層が付設されてなる第一積層体、および基板上に電極層と有機発光材料層とを介して第一積層体の発光補助層と同一の材料から形成された発光補助層が付設されてなる第二積層体を用意する工程。
第一積層体の発光補助層および第二積層体の発光補助層のうち、少なくとも一方の層の表面に有機溶媒蒸気を接触させる工程。
第一積層体と第二積層体とを、第一積層体の発光補助層と第二積層体の発光補助層とが互いに接するようにして加圧下に重ね合せることにより、第一積層体の発光補助層と第二積層体の発光補助層とを接合する工程。
【００２０】
以下、この有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を、第三の方法と記載する。第三の方法の好ましい態様は、下記の通りである。
（１）第一積層体の発光補助層と第二積層体の発光補助層とを不活性気体中で接合する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明を、添付の図面を用いて説明する。図１は、本発明に従う有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法（第一の方法）の一例について説明する図である。以下、第一の方法を、第一積層体の正孔輸送層および第二積層体の有機発光材料層の各々の層の表面に有機溶媒を接触させて有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する場合を例として説明する。
【００２２】
図１に示すように、第一の方法においては、先ず基板１２ａ上に電極層１３ａを介して正孔輸送層（発光補助層）１４が付設された構成の第一積層体１１ａと、基板１２ｂ上に電極層１３ｂを介して有機発光材料層１５が付設された構成の第二積層体１１ｂとを用意する。
【００２３】
次に、第一積層体１１ａの正孔輸送層１４および第二積層体１１ｂの有機発光材料層１５の各々の層の表面に有機溶媒の蒸気を接触させる。このように、有機溶媒の蒸気を有機材料層（正孔輸送層及び有機発光材料層）の表面に接触させることにより、有機材料層の内部に有機溶媒を殆ど侵入させることなく、その表面近傍のみを軟化させることができる。
【００２４】
蒸気の発生に用いる有機溶媒の例としては、アルコール、およびケトンが挙げられる。アルコールの例としては、メタノール、メタノール、およびイソプロピルアルコールが挙げられる。ケトンの例としては、アセトン、およびメチルエチルケトンが挙げられる。有機溶媒の種類は、有機材料層を形成する有機材料の溶解性などを考慮して、実験的に定められる。
【００２５】
有機溶媒の蒸気を発生させるには、有機溶媒にエネルギ（例えば、熱エネルギや超音波エネルギ）を与えて気化すればよい。例えば、有機溶媒をヒータによって加熱することにより、簡単に有機溶媒の蒸気を発生させることができる。有機溶媒の蒸気としては、二種類以上の有機溶媒から発生する蒸気の混合物を用いることもできる。また、有機溶媒の蒸気には、有機溶媒の蒸気以外の気体（好ましくは、不活性気体）が混合されていても良い。
【００２６】
図１に、有機材料層の表面に有機溶媒の蒸気を接触させるために用いる装置の一例としてグローブボックス２１の部分断面図を示す。グローブボックス２１には、その内部に気体を導入するための配管２２と、導入された気体を排出するための配管２３とが接続されている。
【００２７】
気体導入用の配管２２は、切換弁２４を介して、有機溶媒導入用の配管２５と、不活性気体導入用の配管２６とに接続されている。有機溶媒導入用の配管２５は、有機溶媒２７が入れられた容器２８に接続されている。そして容器２８の底面側には、有機溶媒２７を加熱して蒸気とするためのヒータ２９が配置されている。不活性気体導入用の配管２６は、不活性気体（例、アルゴンガス）が充填されたボンベに接続されている。切替弁２４を作動させることにより、グローブボックス２１の内部には、有機溶媒の蒸気もしくは不活性気体が入れられる。
【００２８】
ヒータ２９により容器２８に入れた有機溶媒２７を加温して有機溶媒の蒸気を発生させ、これを気体導入用の配管２２を通じてグローブボックス２１の内部に入れる。そしてグローブボックス２１の内部を有機溶媒の蒸気で充満させることによって、第一積層体１１ａの正孔輸送層１４および第二積層体１１ｂの有機発光材料層１５の各々の表面に、有機溶媒の蒸気を接触させることができる。
【００２９】
第一積層体１１ａの正孔輸送層１４および第二積層体１１ｂの有機発光材料１５の表面に有機溶媒の蒸気を接触させたのち、第一積層体と第二積層体とを、正孔輸送層と有機発光材料層とが互いに接するようにして加圧下に重ね合せることにより、正孔輸送層と有機発光材料層とを接合する。
【００３０】
このようにして作製された有機エレクトロルミネッセンス素子は、その有機材料層（正孔輸送層１４と有機発光材料層１５）の内部に残存する有機溶媒の量が低減され、有機材料層同士が互いの接合界面において剥離し難いために優れた耐久性を示す。
【００３１】
正孔輸送層１４と有機発光材料層１５の内部に残存する有機溶媒の量をさらに低減するため、これらの層を不活性気体中で接合することが好ましい。このためには、正孔輸送層１４と有機発光材料層１５の表面に有機溶媒の蒸気を接触させたのち、切替弁２４を作動させてグローブボックス内部に不活性気体を入れ、グローブボックス内部の有機溶媒の蒸気を不活性気体で置換したのちに正孔輸送層１４と有機発光材料層１５とを接合すればよい。
【００３２】
また、正孔輸送層と有機発光材料層とをより強固に接合するために、正孔輸送層と有機発光材料層とを、その一方もしくは両方を加熱したのちに接合することが好ましい。各々の層を加熱する温度が有機溶媒の沸点よりも高い温度であると、その層の表面に有機溶媒の分子が付着し難くなる。このため、各々の層を加熱する温度は、有機溶媒の沸点以下の温度であることが好ましい。さらに、正孔輸送層（もしくは有機発光材料層）のガラス転移点が、有機溶媒の沸点よりも低い場合には、正孔輸送層（もしくは有機発光材料層）を加熱する温度は、そのガラス転移点±２５度、好ましくはガラス転移点±２０度の範囲にあることが好ましい。
【００３３】
図１を用いて、有機発光材料層１５の一方の面に、発光補助層として正孔輸送１４層が付設された構成の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法（第一の方法）を説明した。第一積層体１１ａの正孔輸送層１４に代えて電子輸送層を付設することにより、同様にして有機発光材料層の一方の面に、発光補助層として電子輸送層が付設された構成の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができる。
【００３４】
第一の方法においては、第二積層体１１ｂの基板と有機発光材料層１５との間に発光補助層が付設されていることも好ましい。このような第二積層体を用いることにより、有機発光材料層の各々の面に発光補助層が付設された構成の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができる。この有機エレクトロルミネッセンス素子においては、第一積層体の発光補助層が正孔輸送層で第二積層体の発光補助層が電子輸送層であるか、あるいは第一積層体の発光補助層が電子輸送層で第二積層体の発光補助層が正孔輸送層であることが好ましい。
【００３５】
有機発光材料層の内部にて発生した光を有機エレクトロルミネッセンス素子の外部に取り出すために、第一積層体の基板と電極層の組合せ及び／又は第二積層体の基板と電極層との組合せは透明であることが好ましい。なお、本明細書において「透明」とは、可視光の透過率が７０％以上であることを意味する。
【００３６】
本発明の方法により製造される有機エレクトロルミネッセンス素子の材料や層構成は、公知の有機エレクトロルミネッセンス素子の場合と同様である。有機エレクトロルミネッセンス素子については、「有機ＬＥＤ素子の残された研究課題と実用化戦略」（ぶんしん出版、１９９９年）及び「光・電子機能有機材料ハンドブック」（朝倉書店、１９９７年）などに詳しい記載がある。以下では、有機エレクトロルミネッセンス素子の代表的な材料や層構成について説明する。
【００３７】
基板の材料の例としては、ガラスなどのセラミック材料や樹脂材料が挙げられる。有機発光材料層にて発生した光を有機エレクトロルミネッセンス素子の外部に取り出すために、第一積層体の基板及び／又は第二積層体の基板は透明であることが好ましい。
【００３８】
有機発光材料層に正孔を注入する電極層は、一般に陽電極層と呼ばれており、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、導電性化合物、又はこれらの混合物などから形成される。透明な陽電極層を形成する材料の代表例としては、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）及びＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）が挙げられる。
【００３９】
陽電極層の厚みは、１μｍ以下であることが一般的であり、２００ｎｍ以下であることがより好ましい。陽電極層の抵抗は、数百Ω／ｓｑ．以下であることが好ましい。
【００４０】
陽電極層を形成する方法の例としては、真空蒸着法、直流（ＤＣ）スパッタ法、高周波（ＲＦ）スパッタ法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、パイロゾル法、およびスプレー法などが挙げられる。
【００４１】
有機発光材料層は、有機発光材料から形成するか、キャリア輸送性（正孔輸送性、電子輸送性、または両性輸送性）を示す有機材料（以下、ホスト材料と記載する）に少量の有機発光材料を添加した材料から形成される。有機発光材料層に用いる有機発光材料の選択により、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光色を容易に設定することができる。
【００４２】
有機発光材料層を有機発光材料から形成する場合、有機発光材料としては、成膜性に優れ、膜の安定性に優れた材料が用いられる。このような有機発光材料としては、Ａｌｑ３ （トリス−（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム）に代表される金属錯体、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）誘導体、ポリフルオレン誘導体などが用いられる。ホスト材料と共に用いる有機発光材料としては、添加量が少ないために、前記の有機発光材料の他に、単独では安定な薄膜を形成し難い蛍光色素なども用いることができる。蛍光色素の例としては、クマリン、ＤＣＭ誘導体、キナクリドン、ペリレン、およびルブレンなどが挙げられる。ホスト材料の例としては、前記のＡｌｑ３ 、ＴＰＤ（トリフェニルジアミン）、電子輸送性のオキサジアゾール誘導体（ＰＢＤ）、ポリカーボネート系共重合体、およびポリビニルカルバゾールなどが挙げられる。また、上記のように、有機発光材料層を有機発光材料から形成する場合にも、発光色を調節するために、蛍光色素などの有機発光材料を少量添加することもできる。
【００４３】
有機発光材料層の厚みは、実用的な発光効率の値を得るために、２００ｎｍ以下であることが好ましい。有機発光材料層を形成する方法の例としては、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、および印刷法などが挙げられる。
【００４４】
有機発光材料層に電子を注入する電極層は、一般に陰電極層と呼ばれており、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金組成物、導電性化合物、又はこれらの混合物などから形成される。陰電極層の材料の例としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｌｉ、希土類金属などの金属、Ｎａ−Ｋ合金、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ｍｇ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｌｉ合金などの合金組成物が挙げられる。
【００４５】
陰電極層の厚みは、１μｍ以下であることが一般的であり、２００ｎｍ以下であることがより好ましい。陰電極層の抵抗は、数百Ω／ｓｑ．以下であることが好ましい。陰電極層は、陽電極層と同様の方法により形成することができる。
【００４６】
陰電極層を透明とするためには、その厚みを可視光が透過する程度に薄く形成すればよい。特開平１０−１２５４６９号および特開２００１−１７６６７０号の各公報には、有機エレクトロルミネッセンス素子の二つの電極層（陽電極層および陰電極層）を透明とした光透過型の有機エレクトロルミネッセンス素子について記載されている。透明な陰電極層は、光透過型の有機エレクトロルミネッセンス素子の透明な陰電極層と同様の方法により形成することができる。
【００４７】
陽電極層と有機発光材料層との間に付設される発光補助層としては、正孔輸送層が用いられる。正孔輸送層の材料の例としては、テトラアリールベンジシン化合物、芳香族アミン類、ピラゾリン誘導体、トリフェニレン誘導体、および下記の化学式（１）で表されるＮＰＤなどの正孔輸送性材料が挙げられる。
【００４８】
【化１】
正孔輸送層の厚みは、２乃至２００ｎｍの範囲にあることが好ましい。正孔輸送層は、有機発光材料層と同様の方法により形成することができる。
【００５０】
正孔輸送性材料には、その正孔移動度を改善するために、電子受容性アクセプタを添加することが好ましい。電子受容性アクセプタの例としては、ハロゲン化金属、ルイス酸、および有機酸などが挙げられる。電子受容性アクセプタが添加された正孔輸送層については、特開平１１−２８３７５０号公報に記載がある。
【００５１】
陰電極層と有機発光材料層との間に付設される発光補助層としては、電子輸送層が用いられる。電子輸送層の材料の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンピリレンなどの複素環テロ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及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、およびスチルベン誘導体などの電子輸送性材料が挙げられる。また、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ）などのアルミキノリノール錯体を用いることもできる。
【００５２】
電子輸送層の厚みは、５乃至３００ｎｍの範囲にあることが好ましい。電子輸送層は、有機発光材料層と同様の方法により形成することができる。
【００５３】
上記の正孔輸送層及び電子輸送層は、各々二以上の層から構成することもできる。例えば、正孔輸送層は、その陽電極層側の面に正孔注入層を有していてもよい。同様に、電子輸送層は、その陰電極層側の面に電子注入層を有していてもよい。これらの注入層は、電極層からより多くの電荷（正孔もしくは電子）を輸送層に注入する機能を有している。また、注入層は、電極層表面の粗さを緩和したり、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧を低下させる機能も有している。
【００５４】
正孔注入層の材料の代表例としては、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）が、そして電子注入層の材料の代表例としては、ＬｉＦ（フッ化リチウム）などのアルカリ金属化合物が挙げられる。正孔注入層は陽極バッファ層と、電子注入層は陰極バッファ層とも呼ばれ、こららの層の詳細については、「有機ＬＥＤ素子の残された研究課題と実用化戦略」（ぶんしん出版、１９９９年、ｐ４４−４５）などの文献に詳しく記載されている。
【００５５】
また、正孔輸送層は、その有機発光材料層側の面に電子阻止層（電子障壁層とも呼ばれる）を有していてもよい。同様に、電子輸送層は、その有機発光材料層側の面に正孔阻止層（正孔障壁層とも呼ばれる）を有していてもよい。正孔輸送層の有機発光材料層側に備えられた電子阻止層は、有機発光材料層から電子が正孔輸送層の側に移動することを防止して、有機発光材料層の内部で正孔と電子とを効率よく再結合させ、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を高くする働きをする。同様に、電子輸送層の有機発光材料層側に備えられた正孔阻止層は、有機発光材料層から正孔が電子輸送層の側に移動することを防止する。
【００５６】
電子阻止層と正孔阻止層とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子については、特開２００２−３１３５５３号公報に記載がある。正孔阻止層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子については、特開２００２−３３１９７号、特開２００２−１００４７９号、および特開２００２−１８４５８１号の各公報に記載がある。
【００５７】
次に、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法（第二の方法）について説明する。第二の方法においては、先ず基板上に有機発光材料層が付設された構成の第一積層体と、基板上に電極層を介して第一積層体の有機発光材料層と同一の材料から形成された有機発光材料層が付設された構成の第二積層体とを用意する。第二の方法は、用いる第一積層体及び第二積層体の構成が異なること以外は、第一の方法と同様にして実施することができる。第二の方法により、有機材料層として一層の有機発光材料層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができる。
【００５８】
第二の方法に用いる第一積層体には、その基板と有機発光材料層との間に発光補助層が付設されていてもよい。発光補助層は、正孔輸送層もしくは電子輸送層であることが好ましい。また、第二の方法に用いる第一積層体および第二積層体には、各々の基板と有機発光材料層との間に発光補助層が付設されていてもよい。この場合には、第一積層体の発光補助層が正孔輸送層であり、そして第二積層体の発光補助層が電子輸送層であるか、あるいは第一積層体の発光補助層が電子輸送層であり、そして第二積層体の発光補助層が正孔輸送層であることが好ましい。
【００５９】
次に、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法（第三の方法）について説明する。第三の方法においては、先ず基板上に電極層を介して発光補助層が付設されてなる第一積層体と、基板上に電極層と有機発光材料層とを介して第一積層体の発光補助層と同一の材料から形成された発光補助層が付設されてなる第二積層体とを用意する。第三の方法は、用いる第一積層体と第二積層体の構成が異なること以外は、第一の方法と同様にして実施することができる。第三の方法により、第一の方法と同様に、有機発光材料層の一方の面に発光補助層が付設された構成の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができる。第三の方法においては、同一の材料から形成された発光補助層同士を接合するため、これらの層が互いに強固に接合される。
【００６０】
第三の方法においては、第一積層体の発光補助層と第二積層体の発光補助層とはともに、正孔輸送層もしくは電子輸送層であることが好ましい。また、第二積層体には、その基板と有機発光材料層との間に、さらに発光補助層が付設されていてもよい。この場合、第一積層体の発光補助層が正孔輸送層である場合には、第二積層体の発光補助層は電子輸送層であることが好ましく、そして第一積層体の発光補助層が電子輸送層である場合には、第二積層体の発光補助層は正孔輸送層であることが好ましい。
【００６１】
【実施例】
［実施例１］
先ず、第一のガラス基板の表面に、スパッタ法により、厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）電極層を形成した。このＩＴＯ電極層の表面に、前述のＮＰＤ（正孔輸送性材料）をスピンコートすることにより、厚さ５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。このようにして、第一の基板上に電極層を介して正孔輸送層が付設された構成の第一積層体を用意した。
【００６２】
第二のガラス基板の表面に、真空蒸着法により、厚さ２００ｎｍのＭｇ−Ａｇ電極層を形成した。このＭｇ−Ａｇ電極層の表面に、前述のＡｌｑ３ （有機発光材料）をスピンコートすることにより、厚さ５０ｎｍの有機発光材料層を形成した。このようにして、第二の基板上に電極層を介して有機発光材料層が付設された構成の第二積層体を用意した。
【００６３】
第一積層体と第二積層体を、これらの正孔輸送層と有機発光材料とが上側となるようにして、図１の構成のグローブボックス２１の中に置いた。そして容器２８には、蒸気を発生させる有機溶媒２７として、イソプロピルアルコールを入れた。また、不活性気体導入用の配管２６に、アルゴンガスが充填されたボンベを接続した。
【００６４】
次に、ヒータ２９により容器２８に入れたイソプロピルアルコールを加温することによりイソプロピルアルコールの蒸気を発生させ、これを気体導入用の配管２２を通じてグローブボックス２１の内部に入れた。このようにしてグローブボックス２１の内部をイソプロピルアルコール蒸気で充満させることにより、正孔輸送層１４の表面および有機発光材料層１５の表面を蒸気に接触させた。
【００６５】
グローブボックス２１の内部にイソプロピルアルコールの蒸気を入れ始めてから５秒後に切替弁２４を作動させ、グローブボックスの内部に、気体導入用の配管２２を通じてアルゴンガスを入れた。このようにして、グローブボックス２１の内部をアルゴンガスで充満させた。次いで第二積層体１１ｂを、その有機発光材料層１５の表面が、第一積層体１１ａの正孔輸送層１４の表面と接触するように第一積層体の上に重ねた。第二積層体の上を手で押さえ、第一積層体１１ａと第二積層体１１ｂとを十分密着させることにより、第一積層体の正孔輸送層１４と第二積層体の有機発光材料層１５とを接合した。接合された第一積層体１１ａと第二積層体１１ｂとをグローブボックスから取り出し、これを真空乾燥器を用いて一時間乾燥した。このようにして、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
【００６６】
【発明の効果】
本発明においては、基板上に電極層を介して有機材料層が付設された構成を有する積層体の二枚を互いに貼り合わせることにより有機エレクトロルミネッセンス素子を作製するため、有機材料層の上に電極層を形成する必要がない。従って、本発明の方法により作製された有機エレクトロルミネッセンス素子は、その有機材料層に与えられるダメージが低減されている。また、本発明においては、二枚の積層体を、有機溶媒の蒸気によって有機材料層の表面近傍のみを軟化させた状態で貼り合わせることにより有機エレクトロルミネッセンス素子を作製するため、作製後の素子の有機材料層の内部に残存する有機溶媒の量を大幅に低減することができる。従って、本発明の方法により作製された有機エレクトロルミネッセンス素子は、その有機材料層同士の接合界面における剥離を生じ難く、優れた耐久性を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法の一例を説明する図である。
【符号の説明】
１１ａ 第一積層体
１１ｂ 第二積層体
１２ａ、１２ｂ 基板
１３ａ、１３ｂ 電極層
１４ 正孔輸送層
１５ 有機発光材料層
２１ グローブボックス
２２ 気体導入用の配管
２３ 気体排出用の配管
２４ 切替弁
２５ 有機溶媒蒸気導入用の配管
２６ 不活性気体導入用の配管
２７ 有機溶媒
２８ 容器
２９ ヒータ
Claims (7)
- 下記の工程からなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法：
基板上に電極層を介して発光補助層が付設されてなる第一積層体および基板上に電極層を介して有機発光材料層が付設されてなる第二積層体を用意する工程；第一積層体の発光補助層および第二積層体の有機発光材料層のうち、少なくとも一方の層の表面に有機溶媒蒸気を接触させる工程；
および、
第一積層体と第二積層体とを、第一積層体の発光補助層と第二積層体の有機発光材料層とが互いに接するようにして加圧下に重ね合せることにより、第一積層体の発光補助層と第二積層体の有機発光材料層とを接合する工程。 - 第一積層体の発光補助層と第二積層体の有機発光材料層とを不活性気体中で接合する請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 第二積層体の基板と有機発光材料層との間に発光補助層が付設されている請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 下記の工程からなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法：
基板上に電極層を介して有機発光材料層が付設されてなる第一積層体、および基板上に電極層を介して第一積層体の有機発光材料層と同一の材料から形成された有機発光材料層が付設されてなる第二積層体を用意する工程；
第一積層体の有機発光材料層および第二積層体の有機発光材料層のうち、少なくとも一方の層の表面に有機溶媒蒸気を接触させる工程；
および、
第一積層体と第二積層体とを、第一積層体の有機発光材料層と第二積層体の有機発光材料層とが互いに接するようにして加圧下に重ね合せることにより、第一積層体の有機発光材料層と第二積層体の有機発光材料層とを接合する工程。 - 第一積層体の有機発光材料層と第二積層体の有機発光材料層とを不活性気体中で接合する請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 下記の工程からなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法：
基板上に電極層を介して発光補助層が付設されてなる第一積層体、および基板上に電極層と有機発光材料層とを介して第一積層体の発光補助層と同一の材料から形成された発光補助層が付設されてなる第二積層体を用意する工程；
第一積層体の発光補助層および第二積層体の発光補助層のうち、少なくとも一方の層の表面に有機溶媒蒸気を接触させる工程；
第一積層体と第二積層体とを、第一積層体の発光補助層と第二積層体の発光補助層とが互いに接するようにして加圧下に重ね合せることにより、第一積層体の発光補助層と第二積層体の発光補助層とを接合する工程。 - 第一積層体の発光補助層と第二積層体の発光補助層とを不活性気体中で接合する請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
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