JP2000036387A

JP2000036387A - 有機発光パネル

Info

Publication number: JP2000036387A
Application number: JP10201576A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kishimoto; 良雄岸本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-07-16
Filing date: 1998-07-16
Publication date: 2000-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】発光性能を大きく改良したカラーの有機発光
パネルを得る。【解決手段】疎水性表面を有する透明基板上にストラ
イプ状透明陽極７を形成し、その上に電子輸送性有機分
子と正孔輸送性有機分子とを有する蛍光発光性の有機層
を介してストライプ状透明陽極７と直角方向にストライ
プ状金属陰極４から６を形成し、電圧を印加し電場発光
させてなる有機発光パネルであって、画素を構成する、
蛍光変換有機層または前記蛍光発光性の有機層が、前記
透明基板上または中に配向制御された単色の蛍光性分子
層により形成され、前記電場発光の偏光面が前記蛍光性
分子層の遷移モーメントと同方向であることを特徴と
し、各色の蛍光性分子が混合せず、各基板ごとに独立し
て作製できる、各色の色純度補正やＲＧＢバランス補正
がしやすい、歩留まりが向上するという特徴がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光ディスプレ
イ、発光ダイオードおよび面発光光源などに用いられる
有機系の主にカラーの有機発光パネルに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電場発光デバイス(ＥＬ)よりなる
ディスプレイパネルは視認性が高く、表示能力に優れ、
高速応答も可能という特徴を持っている。近年、有機化
合物を構成材料とする電場発光デバイスについて報告が
なされた（例えば、関連論文アプライド・フィジックス
・レターズ、第５１巻９１３頁１９８７年(Applied Phy
sics Letters,51,1987,P.913.)、）。この報告でＣ．
Ｗ．Ｔａｎｇらは有機発光層及び電荷輸送層を積層した
構造の電場発光デバイスを開示している。

【０００３】ここでは、発光材料として高い発光効率と
電子輸送を合わせ持つトリス（８ーキノリノール）アル
ミニウム錯体（以下Ａｌｑと略す）を用いて、優れた電
場発光デバイスを得ている。また、ジャーナル・オブ・
アプライド・フィジックス、第６５巻３６１０頁１９８
９年(Journal of Applied Physics,65,1989,p.3610.)に
は、有機発光層を形成するＡｌｑにクマリン誘導体やＤ
ＣＭ１（ＥａｓｔｍａｎＣｈｅｍｉｃａｌｓ）等の蛍
光色素をドープした素子を作製し、色素の適切な選択に
より発光色が変わることを報告すると共に、発光効率も
非ドープに比べ上昇することを開示している。

【０００４】この研究に続いて多くの研究開発がなさ
れ、新しい機能材料として、蛍光発光性のキレート金属
錯体や電子輸送性有機分子や正孔輸送性有機分子が開発
されると共に、カラー化に向けて種々の検討がなされて
いる。

【０００５】カラーおよび多色ディスプレイパネルの構
成の一つとして、特開平７−１１４３５０号公報に、各
色のパネルを積層による構成が開示され、その中にアク
リル樹脂の透明プラスチック基板やガラス基板などの一
般的な基板の積層パネルが紹介されている。

【０００６】また、有機分子の偏光発光を観察した例と
して、ポリフェニレンエチニレンを高延伸ポリエチレン
中に配向分散させたフィルムからの５００ｎｍのフォト
ルミネッセンスが「アドバンストマテリアル」１９９
７年９月第１３巻（C.Weder,.et al, Advanced Materia
l, 1997, 9, No13）の１０３５頁に開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のディスプレイパネルでは、発光スペクトルの半値幅
が広く、人の目に明るく感じられる半値幅の狭い高効率
な発光が得られず、色コントラストがよく高効率のカラ
ー発光ディスプレイパネルを得ることが課題となってい
た。

【０００８】本発明は、発光を高効率で利用できる構成
の主にカラーの電場発光ディスプレイパネルを得ること
を第一の目的としている。

【０００９】また、上記特開平７−１１４３５０号公報
では、ガラス基板の積層は厚みが増し高い解像度が得ら
れない上、壊れ易く歩留りが低いという課題もあり、先
願の特願平１０−９３８９号において、フレキシブルで
薄形構成の可能な新規な構成の基板材料を積層してカラ
ー化素子を構成し、薄型、大画面が可能でかつ製造の容
易な電場発光ディスプレイパネルを開示した。

【００１０】本発明は、上記先願の構成に新規な構成を
加えて、カラーディスプレイとしての発光性能を大きく
改良した優れたカラー電場発光ディスプレイパネルを得
ることを第二の目的としている。

【００１１】第三の目的は、本発明を有効に利用した液
晶パネルの構成にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の第一の目的を達成
するために、本発明は、疎水性表面を有する透明基板上
にストライプ状透明陽極を形成し、その上に電子輸送性
有機分子と正孔輸送性有機分子とを有する蛍光発光性の
有機層を介して前記ストライプ状透明陽極と直角方向に
ストライプ状金属陰極を形成し、電圧を印加し電場発光
させてなる有機発光パネルにおいて、画素を構成する、
蛍光変換有機層または前記蛍光発光性の有機層が、前記
透明基板上または中に配向制御された単色の蛍光性分子
層により形成され、前記電場発光の偏光面が前記蛍光性
分子層の遷移モーメントと同方向である有機発光パネル
と構成される。

【００１３】これにより、偏光発光特性を有効に利用で
きる有機発光パネルが得られる。上記の配向制御された
蛍光性分子層は、蛍光性色素会合体や、蛍光性色素が高
延伸された一軸配向高分子マトリクス中に配向分散され
た層、あるいは配向結晶化したπ電子共役高分子層で形
成されることが好ましい。

【００１４】上記の第二の目的を達成するために、本発
明は、蛍光変換有機層または前記蛍光発光性の有機層
が、カラー表示の各色の画素を構成するに当たって、そ
れぞれ別個の前記透明基板上または中に配向制御された
単色の各蛍光性分子層により形成され、前記各色の画素
が上下にお互いに重ならないように前記透明基板を積層
かつ一体化して形成されてなる請求項１に記載の有機発
光パネルと構成される。

【００１５】これにより、カラーディスプレイとしての
発光性能を大きく改良した色再現性の優れたカラーの電
場発光ディスプレイパネルが得られる。本発明の透明基
板の積層構造は、配向制御された各色の蛍光性分子層を
それぞれの透明基板上に形成するため、次のような多く
の利点がある。

【００１６】（１）各色の蛍光性分子が混合しない。
（２）各色ごとに異なった配向処理であっても、各基板
ごとに独立して作製できる。（３）各色の色純度補正や
ＲＧＢバランス補正がしやすい。（４）歩留まりが向上
する。

【００１７】また、ストライプ状透明陽極を形成する透
明基板は、疎水性表面を有する高分子フィルムであるこ
とが好ましく、積層した前記透明基板が（ａ）アミノ
基、アミド基、水酸基、カルボキシル基より選ばれた少
なくとも一種の官能基を１mol％以下の濃度で含有する
接着性疎水性高分子層と、アミノ基、アミド基、水酸
基、カルボキシル基より選ばれた少なくとも一種の官能
基を有する水素結合性高分子層とよりなる少なくとも二
層の高分子フィルム、または（ｂ）アミノ基、アミド
基、水酸基、カルボキシル基より選ばれた少なくとも一
種の官能基を含有する接着性フィルム層よりなる中間の
高分子層を、前記水素結合性高分子層と、ポリオレフィ
ン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリ
ロニトリル、フツ素系高分子、液晶ポリエステル、およ
びシリコン樹脂より選ばれた一種の疎水性高分子層とで
サンドイッチした少なくとも三層の高分子フィルム、を
基本構造とした多層積層フィルムよりなることが好まし
い。

【００１８】上記第三の目的を達成するために、本発明
は、請求項９の有機発光パネルをバックライト光源とし
て、前記有機発光パネルからの偏光発光を液晶パネルに
入射させて構成した有機発光パネルより構成される。

【００１９】これにより、偏光光源を必要とするツイス
トーネマチック液晶などのバックライトとして、蛍光ラ
ンプに代わり高効率なバックライトとなり、消費電力が
低く見やすい液晶パネルを構成できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明（請求項１）は、疎水性表
面を有する透明基板上にストライプ状透明陽極を形成
し、その上に電子輸送性有機分子と正孔輸送性有機分子
とを有する蛍光発光性の有機層を介して前記ストライプ
状透明陽極と直角方向にストライプ状金属陰極を形成
し、電圧を印加し電場発光させてなる有機発光パネルに
おいて、画素を構成する、蛍光変換有機層または前記蛍
光発光性の有機層が、前記透明基板上または中に配向制
御された単色の蛍光性分子層により形成され、前記電場
発光の偏光面が前記蛍光性分子層の遷移モーメントと同
方向である有機発光パネルとしたものであり、色純度・
色コントラストの高い、狭い半値幅の高輝度の偏光発光
が得られると共に、電子遷移の確率が高くなり発光性色
素の配向方向に依存した高効率な強い偏光発光が得られ
るという作用がある。

【００２１】すなわち、蛍光性有機分子で構成される配
向制御された蛍光性分子層は、分子が構造的な異方性を
有することから遷移モーメントにも異方性が現われそれ
に対応した偏波面をもつ強い偏光を発光するという作用
がある。

【００２２】このような本発明の配向制御された単色の
各蛍光性分子層では、分子の集合形態が一様となるた
め、発光スペクトルのばらつきが減り分子の配向方向に
対応して、半値幅が狭く（高色純度で）、高輝度の強い
偏光発光が得られる。また、この配向制御された有機層
では、文献「アプライドフィジックスレター」第７１
巻（２１）３０５７頁１９９７年（S. Ozcelik and D.
Akins, Appl. Phys. Lett, 71(21), 3057 (1997)）から
推測されるように、蛍光性分子の会合体から高輝度の蛍
光を発する超蛍光発光（超放射ともいう）も起こる可能
性があるため、非常に高感度、高量子収率の発光とな
り、発光効率が向上するという特徴もある。

【００２３】本発明の基本となる電場発光素子（ＥＬ素
子）は、注入形のＥＬ素子すなわち発光ダイオードで、
透明基板上の正孔注入用透明電極と電子注入用電極より
なる一対の電極間に、蛍光発光性の、電子輸送性有機分
子層と正孔輸送性有機分子層とを形成してなるもので、
発光層を別個に挿入した３層構成や、正孔注入層、電子
注入層の挿入や、ドーパントという蛍光分子を適時微量
添加した層構成、量子井戸のような多層構造など種々の
構造がある。

【００２４】上記電子輸送性有機分子層は、電子注入用
電極に接して形成され、蛍光発光性の分子で構成し電子
輸送層を兼ねる構成とする場合が多いが、この層を本発
明の配向制御された単色の各蛍光性分子層で構成すれ
ば、本発明の効果が得られる。

【００２５】一方、正孔輸送性有機分子層は正孔注入用
透明電極に接して構成され、透明な層を形成することが
必要であるが、この層の結晶化は励起三重項状態を形成
して励起電子を熱的に失活させ、蛍光発光せずＥＬ素子
の黒点ともいわれる非発光点を形成する場合が多いた
め、一般には安定なアモルファス層を形成することが必
要とされている。また、この正孔輸送性有機分子層と正
孔注入用透明電極との間に、バッファー層として正孔注
入層やアモルファス安定化層を形成して性能改善をする
ことができる。

【００２６】本発明の電荷輸送性の上記有機層には、イ
ミダゾール系化合物、トリアゾール系化合物、オキサジ
アゾール系化合物、オキシキナゾリン系化合物などの芳
香族化合物が用いられ、イミダゾール系化合物として
は、ベンツイミダゾール類やフェニル置換、ジフェニル
置換、ピリジル置換などの芳香族誘導体等がある。

【００２７】トリアゾール系化合物としては、同様に、
ベンツトリアゾール類やフェニル置換、ジフェニル置
換、ピリジル置換などの芳香族誘導体等が適しており、
これらと類似の作用をする類似構造体にトリアジン誘導
体がある。オキサジアゾール系化合物としては、やはり
同様にフェニル置換、ジフェニル置換、ピリジル置換な
どの芳香族誘導体等が適している。

【００２８】一方、本発明の蛍光変換層に用いる蛍光性
分子には、蛍光色素と呼ばれる有彩色の染料・顔料や無
彩色の蛍光増白剤等の有機蛍光体を用いることができる
が、隠ぺい力のない透明性の高いほうが本発明の蛍光変
換層には適する。

【００２９】この有機蛍光体には、昼光蛍光顔料ともい
われるＵＶ光、紫色光、青色光などを蛍光変換する多く
の種類の蛍光色素がありこれらを利用することができ
る。

【００３０】本発明の疎水性表面を有する透明基板とし
て、ガラスを用いる場合は歪や屈曲による破損の恐れが
あるが、透明度や寸法精度、熱放散の面からは本発明に
適している。この疎水性透明基板としては、高分子フィ
ルムのほうが疎水性表面が得易く、薄型構造で積層（ラ
ミネート）し易いという特徴がある。

【００３１】高分子フィルムを用いる場合は、動作時の
熱放散の工夫が必要であるが、非常な薄型構成が可能で
積層構造にして放熱板との組み合わせによりこの問題を
回避することができる。

【００３２】透明基板として用いる疎水性表面を有する
高分子フィルムの厚みは画素サイズの１／２以下が望ま
しく、薄いフィルムほど発光を反射ロスや吸収ロスなく
取り出すことができるし、画像の乱れも少ない。画素サ
イズは一般に単色で幅１００μm以下であるのでフィル
ムは５０μm以下が望ましい。発光素子自身の厚みは電
極を含めて１μm以下であり、フィルム厚に比べてきわ
めて薄い構成である。

【００３３】本発明のストライプ状透明陽極は、酸化イ
ンジウムあるいは酸化スズを主成分とする透明導電膜よ
り構成される。

【００３４】また、本発明のストライプ状金属陰極に
は、アルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素とし
て、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉのいづれかを含む金属合金薄膜が
望ましく、Ａｌ合金、Ａｌ−Ｚｎ合金、Ａｇ合金、Ｓｎ
合金、Ｂｉ合金、Ｉｎ合金などがある。上記アルカリ金
属またはアルカリ土類金属を含有した金属合金薄膜のア
ルカリ金属、アルカリ土類金属の濃度は、その電子注入
性能を決める仕事関数や金属薄膜の成膜性、および電極
金属やその界面の安定性などから適した濃度で用いられ
る。

【００３５】本発明（請求項２）は、配向制御された蛍
光性分子層が、蛍光性色素会合体よりなる請求項１に記
載の有機発光パネルとしたものであり、蛍光性分子が会
合体を形成することにより、分子が配向した集合形態と
なるため発光スペクトルの半値幅が狭くなり、高輝度と
なる。また、その分子の配向方向に対応した強い偏光発
光が得られるという作用を有する。

【００３６】この蛍光性色素会合体には、スペクトルが
長波長シフトするＪ会合体や、短波長シフトするＨ会合
体などがあり、シアニン色素など多くの色素が会合体を
形成する。これらの会合体には禁制遷移により蛍光を発
しない会合形態もあるが、Ｊ会合体などはよく蛍光発光
する。会合体の形成は、気液界面の配列した分子をすく
うラングミュアーブロジェット（ＬＢ）法や、蛍光性色
素がゲストとして配列する場を制御するイオンコンプレ
ックス法やポリイオンコンプレックス法などの手法によ
って形成できる。

【００３７】本発明（請求項３）は、蛍光性色素会合体
が、一方向に配向した会合体を形成し、偏光を発光して
なる請求項２に記載の有機発光パネルとしたものであ
り、一方向に配向した会合体を形成することにより直線
偏光した単色の光を取り出すことができるという作用を
有する。本発明ではそれぞれの透明基板に一方向に配向
した各単色の会合体を形成させるため、色素が混ざらず
会合体分子層の形成が容易で、各単色の偏光を取り出す
構成が容易である。こうして得た各色の単色発光シート
を積層することにより、本発明の有機発光パネルが容易
に得られる。

【００３８】本発明（請求項４）は、配向制御された蛍
光性分子層が蛍光性色素が高延伸された一軸配向高分子
マトリクス中に配向分散された層よりなる請求項１また
は請求項３に記載の有機発光パネルとしたものであり、
一軸配向高分子マトリクス中に分散された蛍光性色素が
その分子形状に対応して一軸配向高分子マトリクス中に
配向するため、容易に高配向した色素配向分散シートが
得られるという作用を有する。

【００３９】この一軸配向高分子マトリクスとしては、
高分子鎖間ですべり易い脂肪族鎖を有する高分子構造
と、色素を可溶分散させる相溶性サイトとを有する高分
子が適しており、汎用高分子と一軸配向ポリイオンコン
プレックスとのブレンドなども利用可能である。透明基
板として高分子シート自身を一軸延伸して用いても良い
し、高分子シート上に蛍光性分子層を形成してその高分
子シートを一軸延伸することにより分子配向させてもよ
い。

【００４０】本発明（請求項５）は、配向制御された蛍
光性分子層が配向結晶化したπ電子共役高分子層を含ん
でなる請求項１または請求項３に記載の有機発光パネル
としたものであり、シャープな蛍光発光と化学劣化し難
い安定な電荷輸送性が得られるという作用がある。具体
的なπ電子共役高分子としては、ポリピロール、ポフェ
ニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリオキサジアゾー
ル、ポリアニリンなどの導電性ポリマーに代表される多
くの高分子があり、これらを例えばキャスト法などによ
って製膜し、種々の方法で配向させて配向結晶膜を作製
することができる。

【００４１】本発明（請求項６）は、配向結晶化したπ
電子共役高分子層中に、蛍光性色素が配向分散されてな
る請求項５に記載の有機発光パネルとしたものであり、
配向した蛍光性色素を含み安定な電荷輸送性を有する優
れた配向膜が得られることから、高効率で半値幅の小さ
いシャープな偏光発光を得られるという作用を有する。

【００４２】本発明（請求項７）は、ストライプ状透明
陽極の表面に配向制御超薄膜が形成され、それに接する
有機層が配向制御された蛍光性分子層で形成されてなる
請求項１に記載の有機発光パネルとしたものであり、ス
トライプ状透明陽極に接する正孔輸送層の分子が配向し
て形成されることから偏光発光が得られるという作用を
有する。ストライプ状透明陽極の表面の配向制御層は、
ラビング、分子配向、化学修飾などの方法で形成され
る。

【００４３】本発明（請求項８）は、蛍光変換有機層ま
たは前記蛍光発光性の有機層が、配向制御された蛍光性
分子に、その蛍光色と同色の顔料が併用されてなる請求
項１記載の有機発光パネルとしたものであり、これによ
りＲＧＢの各画素からでる不必要な光（外からの反射
光、不要な発光）が顔料成分によって吸収されるため、
色純度、色コントラストに優れた良質のカラー画像が得
られる。この蛍光性分子と顔料との併用は、それらを混
合物、積層などの形状にして組み合わせて用いればよ
い。ここで用いる顔料は、極めて多く存在する多種類の
一般的な有機顔料、無機顔料から選択をすればよい。

【００４４】本発明（請求項９）は、蛍光変換有機層ま
たは前記蛍光発光性の有機層が、カラー表示の各色の画
素を構成するに当たって、それぞれ別個の前記透明基板
上または中に配向制御された単色の各蛍光性分子層によ
り形成され、前記各色の画素が上下にお互いに重ならな
いように前記透明基板を積層かつ一体化して形成されて
なる請求項１に記載の有機発光パネルとしたものであ
る。

【００４５】本発明では、ＲＧＢの各色の偏光を発光す
ることから、単色の各蛍光性分子層を各透明基板上に配
向制御させて構成する。一枚の基板上に各色をそれぞれ
別個に配向制御することは素子作製上きわめて困難であ
るが、各透明基板のそれぞれに別個の色素を配向させる
ことはカラーパネル作製上容易である上、各色のシート
が別個であるため歩留まりが高くカラーパネル作製上有
利であるという作用がある。蛍光性分子を配向させる基
板の表面は、ラビング、分子配向、化学修飾などの方法
で配向処理された基板を用いればよい。また、光配向な
どの他の手段による分子配向方法も本発明には利用でき
る。

【００４６】本発明における有機発光カラーパネルの構
成としては、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色のＥ
Ｌ素子を配列する「ＲＧＢ発光形」と、ＥＬ素子からの
青色発光を赤と緑に変換する「蛍光変換形」のものとが
ある。ＲＧＢ発光形ではＲ、Ｇ、Ｂの各ＥＬ素子を別個
の透明基板上に形成する。蛍光変換形では、ＥＬ素子は
基本的に一枚の基板上に形成するが、Ｒ、Ｇに蛍光変換
する蛍光変換フィルターは、別個の透明基板上にそれぞ
れ形成する。また、「蛍光変換形」ではＥＬ素子からの
エネルギーの高いブロードな青色発光や紫外発光を、Ｒ
ＧＢ三色に変換してもよい。

【００４７】即ち、本発明の配向制御された単色の各蛍
光性分子層を形成した透明基板は、ＲＧＢ発光形の有機
カラー発光パネルではそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの各ＥＬ素子
となり、蛍光変換形ではＲ、Ｇに蛍光変換する蛍光変換
フィルター層となり、青色発光のＥＬ素子に積層され
る。この蛍光変換フィルター層の各蛍光性分子は、積層
されるＥＬ発光スペクトル域に励起スペクトルを有し、
蛍光変換してＲ、Ｇ域に蛍光発光するものを選択する。
分子配向によるスペクトルシフトもあるので、これも考
慮に入れる。この蛍光変換形の場合は、色変換と発光と
を分離した機能分離形素子となるため、素子の具体的な
構成の自由度が増し改良や高性能化も容易となる。特
に、蛍光変換フィルター層では配向制御された単色の各
蛍光性分子層の電荷輸送特性を考慮する必要がないた
め、蛍光発光特性のみを考慮して設計できる。

【００４８】「ＲＧＢ発光形」の有機カラー発光パネル
では、前記ストライプ状金属陰極の幅を画素の全色発光
幅の１／２以下にして単色発光パネルユニットを構成
し、図１〜図３のように前記各色の画素が上下にお互い
に重ならないように積層かつ接着一体化して形成され
る。このＲＧＢ発光形では、電荷輸送を兼ねた蛍光発光
層の分子が配向制御されているため、輸送キャリヤの易
動度が高くなり低い電圧で大きな電流を流すことがで
き、高い発光輝度を得ることができる。

【００４９】また、本発明の有機カラー発光パネルにさ
らに偏光フィルター積層すれば、ＥＬ発光の色純度補正
やＲＧＢバランス補正に利用できる。例えば、ＥＬ素子
のＲＧＢの偏光方向を同一方向に形成して、偏光フィル
ター積層すれば、そのＲＧＢの偏光面のＲＧＢバランス
を偏光フィルターで補正できる。

【００５０】本発明（請求項１０）は、ストライプ状透
明陽極を形成する透明基板が、疎水性表面を有する高分
子フィルムであり、積層した透明基板が（ａ）アミノ
基、アミド基、水酸基、カルボキシル基より選ばれた少
なくとも一種の官能基を１mol％以下の濃度で含有する
接着性疎水性高分子層と、アミノ基、アミド基、水酸
基、カルボキシル基より選ばれた少なくとも一種の官能
基を有する水素結合性高分子層とよりなる少なくとも二
層の高分子フィルム、または（ｂ）アミノ基、アミド
基、水酸基、カルボキシル基より選ばれた少なくとも一
種の官能基を含有する接着性フィルム層よりなる中間の
高分子層を、前記水素結合性高分子層と、ポリオレフィ
ン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリ
ロニトリル、フツ素系高分子、液晶ポリエステル、およ
びシリコン樹脂より選ばれた一種の疎水性高分子層とで
サンドイッチした少なくとも三層の高分子フィルム、を
基本構造とした多層積層フィルムよりなる請求項１に記
載の有機発光パネルとしたものであり、この二層または
三層構成のフレキシブルフィルムは湿気を含む種々の物
質に対して非常に高いバイヤー性を示すという作用を有
する。また、これらフィルムは積層してもあまり厚くな
らないため、発光の隣接ストライプ状金属陰極の反射に
よる減少もなく、光が有効に取り出せるという作用を有
する。

【００５１】有機発光パネルの多層基板として、前記二
層積層フィルムを積層した多層積層フィルム、または前
記三層積層フィルムの中間層の接着性フィルム層が一層
おきに積層されてなる多層積層フィルムで構成してもよ
い。

【００５２】水素結合性高分子としては、ナイロン１
１、ナイロン１２、ポリビニルアルコール、ポリメタア
クリル酸、ポリマレイン酸、およびこれらの少なくとも
一つを重合成分とするブロック共重合体などがある。

【００５３】疎水性高分子には、ポリオレフィン（ポリ
エチレン、ポリプロピレン等）、ポリ塩化ビニリデン、
ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、フツ素系高分
子、液晶ポリエステル、およびシリコン樹脂などがある
が、延伸した高配向高結晶性のフィルムがバリヤ性能が
高く、ポリエチレン、ポリプロピレンなどは二軸延伸し
た高バリヤ性のフィルムが多く使用される。共重合体と
しては、グラフトや交互体よりブロック共重合体がバリ
ヤ性が高く本発明には適す。上記のアミノ基、アミド
基、水酸基、カルボキシル基などは疎水性高分子に接着
性を付与する作用をする。

【００５４】これらの官能基を１mol％以下の濃度で含
有する接着性疎水性高分子は、これらの官能基を有する
モノマとの共重合や末端基処理でも得られるし、またこ
れらの官能基を有する物質とのブレンドでも容易に得ら
れる。

【００５５】これらの官能基の濃度は１mol％以下の濃
度で充分疎水性高分子に接着性を付与させることができ
るし、一方このような１mol％以下の官能基濃度では疎
水性高分子の疎水機能（湿気バリヤ機能）を低下させな
い。

【００５６】他方の水素結合性高分子層のアミノ基、ア
ミド基、水酸基、カルボキシル基などはすべて活性水素
を有し吸湿性であるが、水素結合性高分子は水素結合に
より分子間力が強く活性水素を持たない種々のガスの優
れたバリヤ材料となる。

【００５７】また、水素結合性高分子は、活性水素によ
り上記の官能基を１mol％以下の濃度で有する疎水性高
分子とも優れた接着性を有する。遮閉すべきガスには、
水（湿気）、酸素、極性ガス（ＮＯｘ，ＳＯｘ，ＮＨ₃
等)があるが、このような二層構成により優れたバリヤ
層を構成でき、特に湿気や酸素の透過をよく遮閉でき
る。

【００５８】具体的な材料として、接着性疎水性高分子
には、メタアクリル酸やマレイン酸を共重合した接着性
ポリオレフィンや接着性ＰＶＤＦ、接着性ＰＶＤＣなど
がある。アドマーとかアイオノマーという呼称のポリエ
チレンもこれに属す。

【００５９】本発明に用いるホットメルト性の接着剤に
は、接着性ポリエチレン、ヒートシール性ポリエステル
（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ＥＶＯＨ、ポリ塩化
ビニリデン等がある。

【００６０】本発明（請求項１１）は、請求項９の有機
発光パネルをバックライト光源として、前記有機発光パ
ネルからの偏光発光を液晶パネルに入射させてデイスプ
レイパネルを構成した有機発光パネルとすることによっ
て、有機発光パネルからの偏光発光を偏光フィルターな
しで１００％液晶光シャッターに入射させることにな
り、従来の偏光フィルターによる光のロスがないため高
いコントラストの液晶ディスプレイを構成できるという
作用がある。ここに用いる液晶としては、偏光光源を必
要とするツイストーネマチック液晶などが適している。

【００６１】また本発明は、分子会合体を用いることに
より、発光スペクトルの半値幅が小さく高強度の偏光発
光が得られることから、各種の微小共振器構造を作るこ
とによって、面発光レーザーシステムへの展開からも有
用な構成である。

【００６２】以下、本発明の実施の形態について図１か
ら図６を用いて説明する。（実施の形態１）図１は本発明における「ＲＧＢ発光
形」の有機カラー発光パネルの構造を示す図で、３枚の
単色発光パネルユニット１（赤）、２（緑）、３（青）
が図のように前記ストライプ状金属陰極４、５、６がお
互いに上下に重ならないように積層され、カラーのディ
スプレイパネルが構成される。ストライプ状金属陰極
４、５、６の幅は、画素の全色発光幅の１／３に構成さ
れている。ここで７は直交したストライプ状透明陽極で
ある。

【００６３】（実施の形態２）図２は本発明の「ＲＧＢ
発光形」の有機カラー発光パネルの断面構造を示し、図
２のように、３枚の単色発光パネルユニット１（赤）、
２（緑）、３（青）が積層され、それぞれの層より赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光が発光し表示される。
ストライプ状金属陰極４、５、６は画素の全色発光幅の
１／３の幅でお互いに上下に重ならないように積層され
ている。

【００６４】各単色発光パネルユニットは、疎水性表面
を有する高分子フィルムの透明基板ユニット８上にスト
ライプ状透明陽極９を形成し、その上に配向制御された
単色の各蛍光性分子層を含む蛍光発光性の有機層１０を
介して前記ストライプ状透明陽極と直角方向にストライ
プ状金属陰極４、５、６が形成されている。１１は背面
被覆シートで、その材質は上記透明基板に用いたと同じ
本発明の積層高分子フィルムで構成されるのが望まし
い。

【００６５】（実施の形態３）図３は本発明の「ＲＧＢ
発光形」の有機カラー発光パネルの断面の各層の厚さの
比率を示す縮尺図で、例えばカラー画素サイズ３００μ
ｍで積層された疎水性表面を有する高分子フィルムの透
明基板ユニット８−１、８−２、８−３の厚みが５０μ
mの時、発光素子１２自身の厚みは電極を含めて１μm以
下であり、透明基板ユニットの厚みに比べて図３のよう
にきわめて薄い。

【００６６】図から判るように、単色画素サイズの１／
２以下の基板厚みが望ましく、薄いフィルムほど発光の
反射ロスや吸収ロスが少なく、画像の乱れも少ない。

【００６７】（実施の形態４）図４は本発明の「蛍光変
換形」の有機カラー発光パネルの一例を示すもので、青
色ＥＬ素子１３からの青色発光を、蛍光変換フィルター
層１４により緑（Ｇ）、赤（Ｒ）に変換して、有機カラ
ー発光パネルを構成するものである。このパネルを構成
するにあたって、青色ＥＬ素子１、蛍光変換フィルター
層２は、図１のようにＲＧＢの蛍光性分子層１０がそれ
ぞれ別個の透明基板上に形成される。

【００６８】ＥＬ素子を形成する基板は疎水性表面を有
する透明基板であることが好ましいが、Ｇ、Ｒの蛍光変
換層を形成する基板は必ずしも疎水性表面を必要としな
い。この「蛍光変換形」の有機カラー発光パネルは、機
能分離形の構成であるため、ＲＧＢの蛍光変換とＥＬ発
光が分離しており、ＲＧＢの蛍光調整がしやすいという
特徴がある。

【００６９】（実施の形態５）図５は本発明の「蛍光変
換形」の有機カラー発光パネルに用いる蛍光変換フィル
ター層の構成の一例を示すもので、ＥＬ素子からの紫外
線〜青色系の発光を、青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）に
変換するもので、（ａ）はそれぞれの透明基板上に配向
制御された単色の各蛍光性分子層１５よりなるＲＧＢ蛍
光変換層を形成する例を示したものでこれらを積層、融
着する。

【００７０】（ｂ）は透明基板１６の表裏両面にＲＧ二
色の蛍光変換層を構成してオーバーコート層１７、１８
のフィルムで上下を積層、融着する例を示す。

【００７１】これらはそれぞれの透明基板上に配向制御
された単色の各蛍光性分子層１５が形成されるため、Ｒ
ＧＢの各層の形成方法が異なっても色の混合もなく容易
に蛍光変換層を形成できる。また、透明基板の積層によ
り外からの水分やガスの侵入透過率を小さくでき、優れ
た素子が得られる。

【００７２】（実施の形態６）図６は本発明に用いる積
層した高分子フィルムの構成を示し、図６（ａ）は二層
構成の場合で、１９はアミノ基、アミド基、水酸基、カ
ルボキシル基より選ばれた少なくとも一種の官能基を１
mol％以下の濃度で含有する接着性疎水性高分子層で、
２０はアミノ基、アミド基、水酸基、カルボキシル基よ
り選ばれた少なくとも一種の官能基を有する水素結合性
高分子層で、これらを積層することによりバリヤ性の高
いフィルムを構成できる。この二層をさらに繰り返し積
層した多層構造のフィルムはさらに高いバリヤ効果が得
られる。

【００７３】図６（ｂ）は三層構成の場合で、アミノ
基、アハド基、水酸基、カルボキシル基より選ばれた少
なくとも一種の官能基を含有する接着性フィルム層２１
よりなる中間の高分子層を、アミノ基、アミド基、水酸
基、カルボキシル基より選ばれた少なくとも一種の官能
基を有する水素結合性高分子層２２と、ポリオレフィン
（ＯＰＰ：延伸ＰＰー高結晶性）、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、フツ素系
高分子、液晶ポリエステル、およびシリコン樹脂より選
ばれた一種の疎水性高分子層２３とでサンドイッチした
三層フィルムより構成され、これにより上記の二層系と
同様バリヤ性の高いフィルムを構成できる。

【００７４】この三層フィルムを基本構成とする場合の
多層構造フィルムは、図６（ｃ）のように水素結合性高
分子層２２と疎水性高分子層２３との間に上記中間層２
１を一層おきに挿入して構成される。

【００７５】

【実施例】次に、本発明の具体例を説明する。

【００７６】（実施例１）二層フィルム（１６μm厚の
延伸配向したマレイン酸変性ポリエチレン＋１６μm厚
のナイロン１２）を２回積層して構成された４層積層フ
ィルムを用意し、良く乾燥した後マレイン酸変性ポリエ
チレン上に、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴ
Ｏ）薄膜よりなるストライプ状透明陽極を形成し、１０
ｃｍ角に切断しこれらを透明基板ユニットとした。これ
らのストライプ状透明陽極を形成した各透明基板ユニッ
ト上に、それぞれ正孔輸送性有機分子層と、各蛍光発光
性の電子輸送性有機分子よりなる、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）色発光性の蛍光性分子会合体層を積層
して形成した。

【００７７】次いで、前記ストライプ状透明陽極と直角
方向にＡｌ−Ｌｉ電極よりなるストライプ状金属陰極を
画素のＲＧＢ全色発光幅の１／３の幅で形成し、単色発
光パネルユニットを構成した。このようにして構成した
３枚の前記単色発光パネルユニット（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を図
１のように前記ストライプ状金属陰極がお互いに上下に
重ならないように積層し、外側に面した金属陰極上にさ
らに上記多層積層フィルムの中間層に２０μｍ厚のＡｌ
層を１層加えたシートを被覆シートとして用意し、その
乾燥したナイロン１２の面を内側にしてかぶせ、これら
全体を基板ユニットのホットメルト接着性を利用してそ
の周辺端部をホットメルト接着した。

【００７８】さらにその周辺部をエポキシ樹脂により接
着封止しフルカラーのディスプレイパネルを構成した。
陽極としては、上記三枚の単色発光パネルユニットの上
下方向の３つのＩＴＯ電極を短絡して、各画素ごとの共
通電極として取り出した。

【００７９】こうして得られた板状の有機カラー発光パ
ネルに、直流電圧を印加して発光させたところ、６Ｖ印
加で２〜５ｍＡ／ｃｍ²の電流が流れ、輝度約８０ｃｄ
／ｍ²の均一性の高いカラー画像が得られた。ＲＧＢの
各発光スペクトルの半値幅はいずれも２０ｎｍ以下と小
さかった。高湿環境下の寿命試験においても、湿度の影
響は極めて小さかった。

【００８０】（実施例２）実施例１の４層積層フィルム
の代わりに、三層構成を基本とする次の２種類の多層積
層フィルムを用意した。

【００８１】（ａ）三層基本の多層積層フィルム（１５
μm厚の一軸延伸結晶性ポリプロピレンと１５μm厚のナ
イロン１２とを交互に１０μm厚のＥＶＯＨを介して３
回サンドイッチ）（ｂ）三層基本の多層積層フィルム（１５μm厚の高延
伸高密度ポリエチレンと１５μm厚の透明化ナイロン１
２とを交互に１０μm厚のエチレンービニルブチラール
共重合体フィルムを介して２回サンドイッチ）上記（ａ）の一軸延伸結晶性ポリプロピレンの面、上記
（ｂ）の高延伸高密度ポリエチレンの面のそれぞれにＩ
ＴＯ薄膜よりなる透明陽極を形成した後切断し、
（ａ）、（ｂ）のそれぞれに三枚の基板を用意した。

【００８２】これらの上に実施例１と同様にして蛍光性
分子会合体層を有する各色の発光素子を構成し、それぞ
れ３枚の前記単色発光パネルユニット（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を
作製した。これらの各３枚の前記単色発光パネルユニッ
ト（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を前記ストライプ状金属陰極がお互い
に上下に重ならないように積層し、外側に面した金属陰
極上に、基板ユニットと同じ種類の多層積層フィルム
（ａ）、（ｂ）をそれぞれ積層し、周辺端部を熱融着し
て板状の二枚の有機カラー発光パネルを得た。

【００８３】これらの有機カラー発光パネル（ａ）、
（ｂ）に直流電圧を印加して発光させたところ、いずれ
のパネルも６Ｖ印加で４〜１０ｍＡ／ｃｍ²の電流が流
れ、白色輝度２５０〜３５０ｃｄ／ｍ²の高輝度のカラ
ー画像が得られた。高湿環境下の寿命試験においても、
湿度の影響は極めて小さかった。

【００８４】（実施例３）実施例２の（ｂ）の三層基本
の多層積層フィルム二枚を透明基板として用いて、高延
伸高密度ポリエチレンよりなるその表面にＩＴＯ薄膜よ
りなるストライプ状透明陽極を形成し、１０ｃｍ角に切
断しこれらを透明基板ユニットとした。

【００８５】これらのストライプ状透明陽極を形成した
二枚の各透明基板ユニット上に、図４のように青色ＥＬ
素子１３と蛍光変換フィルター層１４をそれぞれ形成し
た。青色ＥＬ素子１３は、正孔輸送性有機分子層と、各
蛍光発光性の電子輸送性有機分子よりなる青（Ｂ）色発
光性の蛍光性分子会合体層を積層して形成した。

【００８６】次いで前記ストライプ状透明陽極と直角方
向にＡｌ−Ｌｉ電極よりなるストライプ状金属陰極を画
素のＲＧＢ全色発光幅の１／３の幅で形成し、その上に
上記多層積層フィルムの中間層に２０μm厚のＡｌ層を
１層加えた多層シートを被覆して青色ＥＬ素子を構成し
た。

【００８７】一方、蛍光変換フィルター層１４は、上記
透明基板ユニットを構成する２枚の上記の三層基本の多
層積層フィルムの高延伸高密度ポリエチレンの表面上に
それぞれ緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の蛍光性分子会合体層を形
成しそれをサンドイッチして構成した。

【００８８】これらの青色ＥＬ素子１３と蛍光変換フィ
ルター層１４を積層、融着して、図４のような有機カラ
ー発光パネルを構成し、直流電圧を印加して発光させた
ところ、いずれのパネルも７Ｖ印加で３〜８ｍＡ／ｃｍ
²の電流が流れ、白色輝度２００〜３００ｃｄ／ｍ²のカ
ラー画像が得られた。ＲＧＢの各発光スペクトルの半値
幅はいずれも２０ｎｍ以下と小さかった。高湿環境下の
寿命試験においても、湿度の影響はきわめて小さかっ
た。

【００８９】

【発明の効果】以上のように本発明は、電場発光させて
なる有機発光パネルにおいて、画素を構成する、蛍光変
換有機層または前記蛍光発光性の有機層が、それぞれ別
個の透明基板上または中に配向制御された単色の各蛍光
性分子層により形成され、偏光発光を有効に利用できる
有機発光パネルが得られる。

【００９０】また本発明は、蛍光変換有機層または前記
蛍光発光性の有機層でカラー表示の各色の画素を構成す
るに当たっては、前記各色の画素が上下にお互いに重な
らないように前記透明基板を積層かつ一体化して形成さ
れてなるという特徴を持ち、本発明によれば、カラーデ
ィスプレイとしての発光性能の大きく改良された色再現
性の優れたカラー電場発光ディスプレイパネルが得られ
る。

【００９１】本発明の配向制御された各色の蛍光性分子
層は、それぞれ別個の透明基板上に形成されるため、次
のような多くの有利な効果が得られる。

【００９２】（１）各色の蛍光性分子が混合しない。
（２）各色ごとに異なった配向処理であっても、各基板
ごとに独立して作製できる。（３）各色の色純度補正や
ＲＧＢバランス補正がしやすい。（４）製造工程が高精
度化、複雑化せずカラーパネルの歩留まりが向上する。

【００９３】また、本発明の透明基板として高分子フィ
ルムを用いる構成では、非常に薄くてバリヤ性の高い単
色パネルユニットを構成でき、単色パネルユニットを積
層しても厚くならず平面性が高く、陰極による光の陰も
でき難く、視認性が高いという特徴を有する。本発明の
高分子フィルムの構成は水分に対するバリヤ性と層間の
接着性とを兼ね備えた優れた薄い高分子フィルムを構成
するものであり、輝度の経時変化や黒点の発生の少なく
寿命特性のよい優れた有機発光パネルを構成することが
できるという有利な効果がある。

【００９４】また本発明の有機発光パネルをバックライ
ト光源として、ツイストーネマチック液晶パネルに入射
させて用いれば、消費電力が低く見やすい液晶パネルを
構成できるという効果がある。

【００９５】本発明はこのように、薄型で大画面が可能
でかつ製造の容易な優れた有機発光パネルを提供するも
ので、工業的価値の大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による「ＲＧＢ発光形」
の有機カラー発光パネルの積層の構造を示す図

【図２】本発明の実施の形態２による「ＲＧＢ発光形」
の有機カラー発光パネルの断面構造を示す図

【図３】本発明の実施の形態３による「ＲＧＢ発光形」
の有機カラー発光パネルの断面の各層の厚さの比率を示
す縮尺図

【図４】本発明の実施の形態４による「蛍光変換形」の
有機カラー発光パネルの断面構造の一例を示す図

【図５】（ａ），（ｂ）本発明の実施の形態５による
「蛍光変換形」の有機カラー発光パネルに用いる蛍光変
換フィルター層の構成の一例を示す図

【図６】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態６による本
発明に用いる積層した高分子フィルムの構成を示す図

【符号の説明】

１〜３単色発光パネルユニット４〜６ストライプ状金属陰極７，９ストライプ状透明陽極８透明基板ユニット１０単色の蛍光発光性の有機層１１背面被覆シート１２発光素子１３青色ＥＬ素子１４蛍光変換フィルター層１５配向制御された単色の各蛍光性分子層１６透明基板１７，１８オーバーコート層１９接着性疎水性高分子層２０，２２水素結合性高分子層２１接着性フィルム層２３疎水性高分子層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】疎水性表面を有する透明基板上にストライ
プ状透明陽極を形成し、その上に電子輸送性有機分子と
正孔輸送性有機分子とを有する蛍光発光性の有機層を介
して前記ストライプ状透明陽極と直角方向にストライプ
状金属陰極を形成し、電圧を印加し電場発光させてなる
有機発光パネルであって、画素を構成する、蛍光変換有機層または前記蛍光発光性
の有機層が、前記透明基板上または中に配向制御された
単色の蛍光性分子層により形成され、前記電場発光の偏
光面が前記蛍光性分子層の遷移モーメントと同方向であ
ることを特徴とする有機発光パネル。
【請求項２】配向制御された蛍光性分子層が、蛍光性色
素会合体よりなる請求項１記載の有機発光パネル。
【請求項３】蛍光性色素会合体が、一方向に配向した会
合体を形成し、偏光を発光してなる請求項２記載の有機
発光パネル。
【請求項４】配向制御された蛍光性分子層が、蛍光性色
素が高延伸された一軸配向高分子マトリクス中に配向分
散された層よりなる請求項１または３記載の有機発光パ
ネル。
【請求項５】配向制御された蛍光性分子層が、配向結晶
化したπ電子共役高分子層を含んでなる請求項１または
３記載の有機発光パネル。
【請求項６】配向結晶化したπ電子共役高分子層中に、
蛍光性色素が配向分散されてなる請求項５記載の有機発
光パネル。
【請求項７】ストライプ状透明陽極の表面に配向制御超
薄膜が形成され、それに接する有機層が配向制御された
蛍光性分子層で形成されてなる請求項１記載の有機発光
パネル。
【請求項８】蛍光変換有機層または前記蛍光発光性の有
機層が、配向制御された蛍光性分子に、その蛍光色と同
色の顔料が併用されてなる請求項１記載の有機発光パネ
ル。
【請求項９】蛍光変換有機層または前記蛍光発光性の有
機層が、カラー表示の各色の画素を構成するに当たっ
て、それぞれ別個の前記透明基板上または中に配向制御
された単色の各蛍光性分子層により形成され、前記各色
の画素が上下にお互いに重ならないように前記透明基板
を積層かつ一体化して形成されてなる請求項１記載の有
機発光パネル。
【請求項１０】ストライプ状透明陽極を形成する透明基
板が、疎水性表面を有する高分子フィルムであり、積層
した前記透明基板が（ａ）アミノ基、アミド基、水酸
基、カルボキシル基より選ばれた少なくとも一種の官能
基を１mol％以下の濃度で含有する接着性疎水性高分子
層と、アミノ基、アミド基、水酸基、カルボキシル基よ
り選ばれた少なくとも一種の官能基を有する水素結合性
高分子層とよりなる少なくとも二層の高分子フィルム、
または（ｂ）アミノ基、アミド基、水酸基、カルボキシ
ル基より選ばれた少なくとも一種の官能基を含有する接
着性フィルム層よりなる中間の高分子層を、前記水素結
合性高分子層と、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、フツ素系
高分子、液晶ポリエステル、およびシリコン樹脂より選
ばれた一種の疎水性高分子層とでサンドイッチした少な
くとも三層の高分子フィルム、を基本構造とした多層積
層フィルムよりなる請求項１記載の有機発光パネル。
【請求項１１】請求項９記載の有機発光パネルをバック
ライト光源として、前記有機発光パネルからの偏光発光
を液晶パネルに入射させてデイスプレイパネルを構成す
ることを特徴とする有機発光パネル。