JP2002015874A

JP2002015874A - 有機発光素子

Info

Publication number: JP2002015874A
Application number: JP2000199087A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Araki; 康荒木
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】フルカラーディスプレイ、バックライト等の
面光源やプリンター等の光源アレイなどに有効に利用で
き、製造が容易で耐久性に優れた発光素子を提供する。【解決手段】基材上に透明電極、有機発光層及び背面
電極をこの順に積層してなり、該透明電極の表面におけ
る凹凸の２乗平均が５０ｎｍ以下であることを特徴とす
る有機発光素子である。前記透明電極の表面における凹
凸の２乗平均が３０ｎｍ以下である態様、前記透明電極
がインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）である態様、前記基材
がジルコニア安定化イットリウム（ＹＳＺ）で形成され
た態様、共振器型有機発光素子として用いられる態様、
などが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フルカラーディス
プレイ、バックライト等の面光源やプリンター等の光源
アレイなどに有効に利用できる有機発光素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機物質を使用した有機発光素子は、容
易に面状発光素子に適用し得るため、新たな光デバイス
として注目されている。具体的には、固体発光型の安価
な大面積フルカラー表示素子や書き込み光源アレイとし
ての用途が有望視され、多くの開発が行われている。一
般に有機発光素子は、発光層及び該発光層を挟んだ一対
の対向電極（背面電極及び透明電極）から構成されてい
る。そして、該有機発光素子においては、前記一対の対
向電極間に電界が印加されると、該有機発光素子内に、
前記背面電極から電子が注入されると共に前記透明電極
から正孔が注入される。該電子と該正孔とが前記発光層
中において再結合し、エネルギ−準位が伝導体から価電
子帯に戻る際にエネルギーが光として放出され、発光す
る。

【０００３】ところで、従来における有機発光素子は、
単層型構造を有しており、駆動電圧が高く、発光輝度や
発光効率が低いという問題があったが、近年、前記問題
を解決する技術が、いくつか報告されている。例えば、
有機化合物の蒸着により有機薄膜を形成してなる有機発
光素子が提案されている（アプライドフィジクスレタ
−ズ、５１巻、９１３頁、１９８７年）。この有機発光
素子の場合、電子輸送材料からなる電子輸送層と、正孔
輸送材料からなる正孔輸送層との積層型構造を有し、従
来における単層型構造の発光素子に比べて発光特性が大
幅に向上している。前記積層型構造の有機発光素子にお
いては、前記正孔輸送材料として、低分子アミン化合物
を用い、前記電子輸送材料兼発光材料として、８−キノ
リノ−ルのＡｌ錯体（Ａｌｑ）を用いており、その発光
色は緑色である。このような、有機化合物の蒸着により
有機薄膜を形成してなる積層型構造の有機発光素子は、
数多く報告されている（例えば、マクロモレキュラリ−
シンポジウム、１２５巻、１頁、１９９７年）。

【０００４】しかしながら、これらの有機発光素子の場
合、耐久性が十分でないという問題がある。有機発光素
子の発光効率は、近年、無機ＬＥＤ等の現行高効率光デ
バイスと同等の性能まで達してきているものの、耐久性
がそれらに比して劣るという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来におけ
る前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題
とする。即ち、本発明は、フルカラーディスプレイ、バ
ックライト等の面光源やプリンター等の光源アレイなど
に有効に利用でき、製造が容易で耐久性に優れた有機発
光素子を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段は、以下の通りである。即ち、＜１＞基材上に透明電極、有機発光層及び背面電極を
この順に積層してなり、該透明電極の表面における凹凸
の２乗平均が５０ｎｍ以下であることを特徴とする有機
発光素子である。＜２＞透明電極の表面における凹凸の２乗平均が３０
ｎｍ以下である前記＜１＞に記載の有機発光素子であ
る。＜３＞透明電極がインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）であ
る前記＜１＞又は＜２＞に記載の有機発光素子。＜４＞基材がジルコニア安定化イットリウム（ＹＳ
Ｚ）で形成された前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記
載の有機発光素子。＜５＞共振器型有機発光素子である前記＜１＞から＜
４＞のいずれかに記載の有機発光素子である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の有機発光素子は、基材上
に透明電極、有機発光層及び背面電極をこの順に積層し
てなり、更に必要に応じて保護層等のその他の層を有し
てなる。

【０００８】本発明の有機発光素子においては、前記透
明電極の表面における凹凸の２乗平均が、５０ｎｍ以下
である必要があり、これより小さくなればなるほど好ま
しく、具体的には３０ｎｍ以下であるのが好ましく、２
０ｎｍ以下であるのがより好ましく、５ｎｍ以下である
のが更に好ましく、１ｎｍ以下であるのが特に好まし
く、０．１ｎｍ以下であるのが最も好ましい。

【０００９】前記透明電極の表面における凹凸の２乗平
均が、５０ｎｍを超えると、経時による結晶核生成が防
止できず、画素面内の有機層に均等に電界を印加するこ
とができず、絶縁破壊の確率も大幅に上がり、耐久性が
低下してしまうので好ましくない。

【００１０】前記透明電極の表面における凹凸の２乗平
均は、例えば、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定
することができる。

【００１１】前記透明電極の表面における凹凸の２乗平
均が５０ｎｍ以下となるように、該透明電極を前記基材
上に形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応
じて適宜選択することができ、表面の凹凸の２乗平均が
５０ｎｍ以下である透明電極を直接、前記基材上に形成
する方法、前記基材上に一旦形成した前記透明電極に表
面処理等を行うことにより、その表面の凹凸の２乗平均
を５０ｎｍ以下にする方法、などが挙げられる。前者と
しては、例えば、真空蒸着法、ＥＢ真空蒸着法、スパッ
タ法、マグネトロンスパッタ法、ＣＶＤ法、ＰＬＤ法、
等が挙げられる。後者としては、前記表面処理として、
適宜選択した研磨剤を用いた研摩処理、適宜選択した薬
品を用いた薬品処理、などが挙げられる。前記透明電極
の材料等の詳細については後述する。

【００１２】−基材− 前記基材としては、該基材上に形成した前記透明電極の
表面における凹凸ができるだけ小さくさせることができ
るものが好ましい。前記基材の材料としては、水分を透
過させない材料又は水分透過率の極めて低い材料が好ま
しく、また、前記有機発光層から発せられる光を散乱乃
至減衰等させることのない材料が好ましく、例えば、Ｙ
ＳＺ（ジルコニア安定化イットリウム）、ガラス等の無
機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエス
テル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテル
スルホン、ポリアリレート、アリルジグリコールカーボ
ネート、ポリイミド、ポリ（クロロトリフルオロエチレ
ン）等の合成樹脂等の有機材料、などが挙げられる。前
記有機材料の場合、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電
気絶縁性、加工性、低通気性、低吸湿性等に優れている
ことが好ましい。これらの中でも、前記透明電極の材料
が該透明電極の材料として好適に使用される酸化錫イン
ジウム（ＩＴＯ）である場合には、該酸化錫インジウム
（ＩＴＯ）との格子定数の差が小さい材料が好ましい。
これらの材料は、1種単独で使用してもよいし、2種以上
を併用してもよい。

【００１３】前記基材の形状、構造、大きさ等について
は、特に制限はなく、発光素子の用途、目的等に応じて
適宜選択することができる。一般的には、前記形状とし
ては、板状である。前記構造としては、単層構造であっ
てもよいし、積層構造であってもよく、また、単一部材
で形成されていてもよいし、２以上の部材で形成されて
いてもよい。前記基材は、無色透明であってもよいし、
有色透明であってもよいが、前記発光層から発せられる
光を散乱あるいは減衰等させることがない点で、無色透
明であるのが好ましい。

【００１４】前記基材には、その表面又は裏面（前記透
明電極側）に、透湿防止層（ガスバリア層）を設けるの
が好ましい。前記透湿防止層（ガスバリア層）の材料と
しては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物が好適に挙げ
られる。該透湿防止層（ガスバリア層）は、例えば、高
周波スパックリング法などにより形成することができ
る。前記基材には、更に必要に応じて、ハードコート
層、アンダーコート層などを設けてもよい。

【００１５】−透明電極− 前記透明電極としては、前記有機発光層に正孔を供給す
る陽極としての機能を有していればよく、その表面にお
ける凹凸の２乗平均が５０ｎｍ以下である限りその形
状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機発
光素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができ
る。

【００１６】前記透明電極の材料としては、例えば、金
属、合金、金属酸化物、有機導電性化合物、これらの混
合物等が好適に挙げられ、仕事関数が４．０ｅＶ以上の
材料が好ましい。前記材料の具体例としては、酸化錫、
酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム亜鉛（ＩＺ
Ｏ）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化
物、金、白金、銀、クロム、ニッケル等の金属、更にこ
れらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、
ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリ
ン、ポリチオフェン、ポリピロ−ル等の有機導電性材
料、これらとＩＴＯとの積層物、などが挙げられる。

【００１７】前記透明電極は、例えば、印刷方式、コ−
ティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリン
グ法、イオンプレ−ティング法等の物理的方式、ＣＶ
Ｄ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式、などの中から前
記材料との適性を考慮して適宜選択した方式に従って前
記基板上に形成することができる。例えば、前記透明電
極の材料としてＩＴＯを選択する場合には、該透明電極
の形成は、直流あるいは高周波スパッタ法、真空蒸着
法、イオンプレーティング等に従って行うことができ
る。また、前記透明電極の材料として有機導電性化合物
を選択する場合には、湿式製膜法に従って行うことがで
きる。

【００１８】前記透明電極の前記有機発光素子における
形成位置としては、特に制限はなく、該有機発光素子の
用途、目的等に応じて適宜選択することができるが、前
記基板上に形成されるのが好ましい。この場合、該透明
電極は、前記基板における一方の表面の全部に形成され
ていてもよいし、その一部に形成されていてもよい。な
お、前記透明電極のパターニングは、フォトリソグラフ
ィーなどによる化学的エッチングで行なうことができ、
レーザーなどを用いて物理的にエッチングで行うことも
でき、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタリング等して
行うこともできる。

【００１９】前記透明電極の厚みとしては、前記材料に
応じて適宜選択することができ、一概に規定することは
できないが、通常１０ｎｍ〜５０μｍであり、５０ｎｍ
〜２０μｍが好ましい。前記透明電極の抵抗値として
は、１０３Ω／□以下が好ましく、１０２Ω／□以下が
より好ましい。前記透明電極は、透明であってもよい
し、不透明であってもよいが、該透明電極側から発光
（蛍光）を取り出すためには、その透過率としては、６
０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましい。この
透過率は、分光光度計等を用いた公知の方法に従って測
定することができる。なお、前記透明電極については、
沢田豊監修「透明導電膜の新展開」シーエムシー刊（１
９９９）に詳述がある。

【００２０】−有機発光層− 前記有機発光層は、発光層のみからなる単層構造であっ
てもよいし、該発光層を２層以上有する、あるいは、該
発光層の外に、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、
電子輸送層等のその他の層を適宜有する積層構造であっ
てもよい。なお、これらの各層を形成するための具体的
な化合物例については、例えば「月刊ディスプレイ '
９８１０月号別冊の『有機ＥＬディスプレイ』（テク
ノタイムズ社発行）」などに記載されている。

【００２１】前記有機発光層の前記有機発光素子におけ
る形成位置としては、特に制限はなく、該有機発光素子
の用途、目的等に応じて適宜選択することができるが、
前記透明電極上に又は前記背面電極上に形成されるのが
好ましい。この場合、該有機発光層は、前記透明電極上
又は前記背面電極上の全面又は一面に形成される。

【００２２】前記有機発光層が積層構造の場合、例え
ば、前記透明電極と前記発光層との間に前記正孔（ホー
ル）注入層及び前記正孔（ホール）輸送層を形成するこ
とができ、また、後述する背面電極と前記発光層との間
に前記電子注入層及び前記電子輸送層を形成することが
できる。具体的には、透明電極／発光層／背面電極、透
明電極／正孔（ホール）注入層・正孔（ホール）輸送層
／発光層／背面電極、透明電極／発光層／電子注入層・
電子輸送層／背面電極、透明電極／正孔（ホール）注入
層・正孔（ホール）輸送層／発光層／電子注入層・電子
輸送層／背面電極、等の積層構造が挙げられる。

【００２３】−−発光層−− 前記発光層の形状、大きさ、厚み等については、特に制
限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前
記発光層の材料としては、発光可能な化合物（蛍光を発
する化合物）であれば特に制限はなく、目的に応じて適
宜選択することができ、例えば、オキシノイド化合物、
ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合
物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペ
リノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合
物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオラ
ンテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロ
ネン化合物、キノロン化合物、アザキノロン化合物、ピ
ラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、ローダミン化合
物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペ
ンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノ
ン化合物、スチリル化合物、ジスチリルベンゼン化合
物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合
物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイ
ン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、
セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳
香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、キ
サンテン化合物、チオキサンテン化合物、シアニン化合
物、アクリジン化合物、アクリドン化合物、キノリン化
合物、８−ヒドロキシキノリン化合物の金属錯体、ベン
ゾキノリノールベリリウム錯体、２，２′−ビピリジン
化合物の金属錯体、シッフ塩とIII族金属との錯体、オ
キサジアゾール化合物の金属錯体、希土類錯体、ベンゾ
オキサゾ−ル誘導体、ベンゾイミダゾ−ル誘導体、ベン
ゾチアゾ−ル誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフ
ェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフ
ェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマ
リン誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、オキサ
ジアゾ−ル誘導体、アルダジン誘導体、ピラリジン誘導
体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラ
セン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導
体、チアジアゾロピリジン誘導体、スチリルアミン誘導
体、芳香族ジメチリデン化合物、８−キノリノ−ル誘導
体の金属錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、
ポリ−ｐ−フェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン
誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレ
ン誘導体、ポリチオフェン誘導体等のπ共役系のほか、
低分子色素とテトラフェニルジアミンやトリフェニルア
ミンを主鎖や側鎖に導入したポリマー等の高分子化合
物、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用して
もよいし、２種以上を併用してもよい。

【００２４】前記発光層は、発光効率向上の点で、オル
トメタル化錯体を含有しているのが好ましい。前記オル
トメタル化錯体とは、例えば、山本明夫著「有機金属化
学 −基礎と応用−」１５０頁、２３２頁、裳華房社
（１９８２年発行）や、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著「Ｐｈｏｔ
ｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＰｈｏｔｏｐｈｙｓｉ
ｃｓｏｆＣｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎＣｏｍｐｏｕ
ｎｄｓ」７１〜７７頁、１３５〜１４６頁、Ｓｐｒｉｎ
ｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社（１９８７年発行）等に記載さ
れている化合物群の総称である。

【００２５】前記オルトメタル化錯体を形成する配位子
としては、種々のものがあり、前記各文献中にも記載さ
れているが、その中でも好ましい配位子としては、２−
フェニルピリジン誘導体、７，８−ベンゾキノリン誘導
体、２−（２−チエニル）ピリジン誘導体、２−（１−
ナフテル）ピリジン誘導体、２−フェニルキノリン誘導
体等が挙げられる。これらの誘導体は、必要に応じて置
換基を有していてもよい。前記オルトメタル化錯体を形
成する金属としては、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｐｔ等が挙げられる
が、これらの中でもイリジウム（Ｉｒ）が特に好まし
い。

【００２６】前記オルトメタル化錯体は、前記配位子の
ほかに、他の配位子を有していてもよい。前記オルトメ
タル化錯体の中でも、二重項励起子から発光する化合物
が本発明においては発光効率向上の観点から好適にしよ
うすることができる。

【００２７】−−正孔（ホール）注入層及び正孔（ホー
ル）輸送層−− 前記正孔（ホール）注入層及び前記正孔（ホール）輸送
層の材料としては、前記透明電極から正孔（ホール）を
注入可能であるか、該正孔（ホール）を輸送可能である
か、あるいは、前記背面電極から注入された電子を障壁
可能であればよく、例えば、トリアゾール誘導体、オキ
サゾ−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、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、芳
香族第三アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族
ジメチリデン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシ
ラン系化合物、カルバゾール誘導体、ポリ（Ｎ−ビニル
カルバゾ−ル）誘導体、アニリン系共重合体、チオフェ
ンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴ
マー、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、
ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体
等の高分子化合物、ポリメチルフェニルシラン誘導体、
ポリアニリン誘導体、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、フタロシアニン等のポルフィリン誘導体、芳香族第
三級アミン誘導体、スチリルアミン誘導体、ブタジエン
誘導体、ベンジジン誘導体、ポリスチレン誘導体、トリ
フェエルメタン誘導体、テトラフェニルベンジン誘導
体、スターバーストポリアミン誘導体、などが挙げられ
る。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上
を併用してもよい。

【００２８】なお、本発明においては、前記透明電極と
前記正孔（ホール）輸送層（該正孔（ホール）輸送層を
設けないときは前記発光層）との間に、前記透明電極に
接して導電性高分子層を設けるのが好ましい。この場
合、駆動電圧がほとんど上昇することなく、前記有機発
光層の厚みを大きくすることができ、輝度ムラやショー
トが改善される点で有利である。

【００２９】前記導電性高分子層の材料としては、ＷＯ
９８／０５１８７等に記載のポリアニリン誘導体、ポリ
チオフェン誘導体、ポリピロール誘導体などが好適に挙
げられる。これらは、プロトン酸（例えば、樟脳スルホ
ン酸、ｐ―トルエンスルホン酸、スチレンスルホン酸、
ポリステレンスルホン酸等）と混合した状態で使用する
ことができる。また、これらは、必要に応じて他の高分
子（例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、
ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）等）と混合
して使用することもできる。前記導電性高分子層の表面
抵抗としては、１００００Ω／□以下であるのが好まし
い。前記導電性高分子層の厚みとしては、１０〜ｌ００
０ｎｍが好ましく、２０〜２００ｎｍがより好ましい。

【００３０】−−電子注入層及び電子輸送層−− 前記電子注入層及び前記電子輸送層の材料としては、前
記背面電極から電子を注入可能である、該電子を輸送可
能である、あるいは、前記透明電極から注入された正孔
（ホール）を障壁可能であればよい。

【００３１】前記電子注入層の材料としては、例えば、
酸化アルミニウム、フッ化リチウム、などが挙げられ
る。なお、前記電子注入層の厚みとしては、０．０１〜
１０ｎｍ程度である。該電子注入層には、絶縁層薄膜を
設けることが好ましい。

【００３２】前記電子輸送層の材料としては、例えば、
トリアゾ−ル誘導体、トリアジン誘導体、オキサゾ−ル
誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、フルオレノン誘導
体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、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、ジフェニルキノン誘導体、ペリレンテトラカ
ルボキシル誘導体、ペリノン誘導体、オキシン誘導体、
キノリン錯体誘導体、チオピランジオキサイド誘導体、
カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導
体、ジスチリルピラジン誘導体、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、フタロシアニン誘導
体、８−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロ
シアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配
位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、ポリチ
オフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレ
ンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化
合物、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用し
てもよいし、２種以上を併用してもよい。

【００３３】−−有機発光層の形成−− 前記有機発光層は、真空蒸着法、スパッタ法等の乾式製
膜法、ディッピング法、スピンコーティング法、キャス
ティング法、バーコート法、ロールコート法等の湿式製
膜法、などの公知の方法を用いて形成することができ
る。また溶媒を使い分けることにより多層塗布も可能で
ある。これらの方法の選択は、該有機発光層の材料に応
じて適宜行うことができる。

【００３４】前記有機発光層を前記湿式製膜法で形成す
る場合、該有機発光層には、バインダ−樹脂を添加する
ことができる。この場合、該バインダー樹脂としては、
例えば、ポリ塩化ビニル、ビスフェノ−ルＡ型ポリカ−
ボネ−ト、ビスフェノ−ルＺ型ポリカ−ボネ−ト、ポリ
スチレン、ポリメチルメタクリレ−ト、ポリブチルメタ
クリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニ
レンオキシド、ポリブタジエン、ポリ（Ｎ−ビニルカル
バゾ−ル）、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹
脂、ポリアミド、エチルセルロ−ス、酢酸ビニル、ブチ
ラ−ル樹脂、アセタ−ル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタ
ン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド
樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、などが挙げられ
る。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上
を併用してもよい。

【００３５】−−背面電極−− 前記背面電極としては、前記有機発光層に電子を注入す
る陰極としての機能を有していればよく、その形状、構
造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用
途、目的等に応じて適宜選択することができる。前記背
面電極の材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化
物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げら
れ、仕事関数が４．５ｅＶ以下のものが好ましい。前記
材料の具体例としては、アルカリ金属（例えば、Ｌｉ、
Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等）、アルカリ土類金属（例えばＭｇ、
Ｃａ等）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カ
リウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウ
ム−銀合金、インジウム、イッテルビウム等の希土類金
属、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用して
もよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中で
も、電子注入性の点でアルカリ金属やアルカリ土類金属
が好ましく、酸化されにくく安定である点でアルミニウ
ム、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合
金などが好ましい。これらは、1種単独で使用してもよ
いが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、
２種以上を好適に併用することができる。なお、前記背
面電極の材料については、特開平２−１５５９５号公
報、特開平５−１２１１７２号公報に詳述されている。

【００３６】前記背面電極の形成は、特に制限はなく、
公知の方式に従って行うことができ、例えば、印刷方
式、コ−ティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパ
ッタリング法、イオンプレ−ティング法等の物理的方
式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式、などの
中から前記材料との適性を考慮して適宜選択した方式に
従って行うことができる。例えば、前記背面電極の材料
として金属等を選択する場合、その１種又は２種以上を
同時にスパッタ法等に従って行うことができる。

【００３７】前記背面電極の前記有機発光素子における
形成位置としては、特に制限はなく、該有機発光素子の
用途、目的等に応じて適宜選択することができるが、前
記有機発光層上に形成されるのが好ましい。この場合、
該背面電極は、前記有機発光層上の全部又は一部に形成
される。また、前記背面電極と前記有機発光層との間に
前記アルカリ金属又は前記アルカリ土類金属のフッ化物
等による誘電体層を０．１〜５ｎｍの厚みで挿入しても
よい。なお、該誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパ
ッタリング法、イオンプレーティング法等により形成す
ることができる。

【００３８】前記背面電極の厚みとしては、前記材料に
応じて適宜選択することができ、一概に規定することは
できないが、通常１０ｎｍ〜５μｍであり、５０ｎｍ〜
１μｍが好ましい。前記背面電極は、透明であってもよ
いし、不透明であってもよい。なお、透明な背面電極
は、前記背面電極の材料を１〜１０ｎｍの厚みに薄く成
膜し、更に前記ＩＴＯやＩＺＯ等の透明な導電性材料を
積層することにより形成することができる。

【００３９】−その他の層− 前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じ
て適宜選択することができ、例えば、保護層などが挙げ
られる。前記保護層としては、例えば、特開平７−８５
９７４号公報、同７―１９２８６６号公報、同８―２２
８９１号公報、同１０―２７５６８２号公報、同１０―
１０６７４６号公報等に記載のものが好適に挙げられ
る。前記保護層は、前記積層体素子において、その最表
面に、例えば、前記基材、前記透明電極、前記有機発光
層、及び前記背面電極がこの順に積層される場合には、
該背面電極上に形成され、前記基材、前記背面電極、前
記有機発光層、及び前記透明電極がこの順に積層される
場合には、該透明電極上に形成される。前記表面層の形
状、大きさ、厚み等については、適宜選択することがで
き、その材料としては、水分や酸素等の発光素子を劣化
させ得るものを該発光素子内に侵入乃至透過させるのを
抑制する機能を有していれば特に制限はなく、例えば、
酸化珪素、二酸化珪素、酸化ゲルマニウム、二酸化ゲル
マニウム、等が挙げられる。

【００４０】前記保護層の形成方法としては、特に限定
はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応
性スパッタリング法、分子線エピタキシ法、クラスター
イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重
合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ
法、コーティング法、などが挙げられる。

【００４１】また、本発明においては、前記有機発光素
子における少なくとも前記有機発光層を、ガラスやポリ
（クロロトリフルオロエチレン）シート等のカバー部材
を用いて封止するのが好ましく、また、このカバー部材
の中に乾燥剤や撥水性のフッ素系不活性液体等を挿入し
てもよい。

【００４２】更に、本発明においては、前記有機発光素
子における各層への水分や酸素の侵入を防止する目的
で、封止層を設けるのも好ましい。該封止層の材料とし
ては、例えば、テトラフルオロエチレンと少なくとも１
種のコモノマーとを含む共重合体、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、ポリテトラフルオロエチレン、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及びジクロロジフルオロエ
チレンから選択される２種以上の共重合体、吸水率１％
以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質、
Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｌ、Ｎ
Ｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、Ａ１₂Ｏ₃、Ｇ
ｅＯ、ＮｌＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃等の
金属酸化物、ＭｇＦ₂、ＬｉＦ、ＡｌＦ₃、ＣａＦ₂等の
金属フッ化物、パーフルオロアルカン、パーフルオロア
ミン、パーフルオロエーテル等の液状フッ素化炭素、液
状フッ素化炭素に水分や酸素を吸着する吸着剤を分散さ
せたもの、などが挙げられる。

【００４３】本発明の有機発光素子は、光共振器型有機
発光素子としての用途に特に有効である。該光共振器型
有機発光素子については、例えば「月刊ディスプレイ
'９８１０月号別冊の『有機ＥＬディスプレイ』
（テクノタイムズ社発行）」の１０５頁、特開平９−１
８０８８３号等に記載されている。

【００４４】前記光共振器型有機発光素子においては、
下式で表される光学長Ｌ（即ち、多層薄膜（有機発光
層）の内部への光の浸み込み分を考慮）が、共振波長λ
₀の半波長の整数倍を満たしす波長の光が共振する。

【００４５】

【数１】

【００４６】前記数式において、λ₀は、共振波長（ｎ
ｍ）を表す。ｎ_effは、多層薄膜の有効屈折率を表す。
Δｎは、多層薄膜（有機発光層）における２つの層の屈
折率差を表す。ｎ_i及びｄ_iとは、前記有機発光層及び前
記透明電極の屈折率、厚みを表す。θは、前記有機発光
層同士、又は前記有機発光層と前記透明電極との各界面
に入射する光と界面にたてた法線とのなす角度を表す。

【００４７】前記光学長Ｌの調節は、励起子生成確率を
最大に設定した前記有機発光層の厚みを一定にし、前記
透明電極の厚みにより調整するのが好ましい。本発明の
有機発光素子においては、前記透明電極の表面における
凹凸の変化が小さいので、前記光学長Ｌの調節が容易で
ある。

【００４８】本発明の有機発光素子は、単一の画素でも
使用できるが、発光色別に複数列設けられたドットアレ
イ又はマトリックス配列として使用するのが好ましい。
１画素のサイズとしては、１０〜５００μｍが好まし
く、５０〜３００μｍがより好ましい。画素間には非発
光部が形成されているのが好ましく、該非発光部の幅と
しては、通常１μｍ〜１ｍｍ程度であり、５μｍ〜３０
０μｍが好ましい。この場合、該非発光部を電気絶縁性
の遮光材料を用いて平坦に形成すると、遮光が抑制され
る点で好ましい。

【００４９】

【実施例】以下に、本発明の有機発光素子の実施例につ
いて説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限
定されるものではない。

【００５０】（実施例１〜４及び比較例１〜２）前記基
材として２．５ｃｍ角のガラス板を用い、この基材を真
空チャンバー内に導入し、ＳｎＯ₂含有率が０〜１５重
量％であるＩＴＯターゲットを用いて、スパッタ法（条
件：基材温度２５０℃、酸素圧１×１０^-3Ｐａ）によ
り、透明電極としてのｌＴＯ薄膜（厚み４００ｎｍ）を
形成した。また、前記基材としてＹＳＺ（１００）基板
を用い、この基材上に、ＩＴＯを蒸着源として電子ビー
ムを照射し、基材温度２５０℃、酸素圧１×１０^-3Ｐａ
の条件下で、透明電極としてのＩＴＯ薄膜（厚み４００
ｎｍ）をＥＢ蒸着した。これらの透明電極の表面を以下
の方法で研摩した。発泡ポリウレタン上に厚み約２ｍｍ
の鉄を貼り付けた磨き板に、平均粒径が約１０ｎｍであ
るＣｅＯ₂を水に懸濁させたスラリーを広げて、前記透
明電極を押し付けて摺動させた。研摩時間を適宜変更し
て前記透明電極の表面における凹凸の２乗平均を、表１
に示す値とした。表１に示すように、前記基材の表面に
おける凹凸は、研摩時間が長くなると小さくなり、同じ
研摩時間であってもＹＳＺ基材を用いた方が小さくな
る。

【００５１】

【表１】

【００５２】次に、前記透明電極を形成したガラス板を
洗浄容器に入れ、ＩＰＡ、セミコクリーンで洗浄した
後、これに酸素プラズマ処理を行った。そして、該透明
電極の表面に、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）
−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＤ）を蒸着速
度３〜４Å／ｓｅｃで厚み４００Åとなるように蒸着
し、さらに、トリス（８−キノリラト）アルミニウム
（Ａｌｑ）を蒸着速度３〜６Å／ｓｅｃで厚み６００Å
となるように蒸着した。更にその上に背面電極を、モル
比がＭｇ／Ａｇ＝１０：１、厚みが０．６μｍとなるよ
うに蒸着した。その後、該背面電極上に、ＬＩＦを３ｎ
ｍ蒸着し、Ａｌを０．５μｍの厚みで蒸着した。以上に
より得られた構造物を、グローＢＯＸ内でガラス容器で
封止して有機発光素子を得た。

【００５３】＜有機発光素子の評価＞得られた有機発光
素子を以下のように評価した。即ち、ケースレイ社製ソ
ースメーター２４００と、トプコン社製輝度計ＢＭ−８
とを用いて、電圧−電流・輝度特性を測定し、２０００
ｃｄ／ｍ²の発光輝度となる電流を該有機発光素子にＣ
Ｗで電流駆動した。それを室温で維持し、輝度が５０％
になる時間を測定し、これを輝度半減時間とした。結果
を表２に示した。

【００５４】

【表２】

【００５５】表２の結果から、ＩＴＯ表面の凹凸の２乗
平均が５０ｎｍ以下であると、有機発光素子の耐久性が
向上し、小さければ小さいほど耐久性が向上することが
明かである。

【００５６】次に、前記実施例１〜４及び比較例１〜２
において、以下の２点を変更した外は前記同様に試験を
行った。結果を表３に示した。第１点は、ＹＳＺ（１０
０）又はガラスによる基材における前記透明電極が形成
されていない側に、ＳｉＯ₂とＴｉＯ₂とによる多層反射
ミラーをＥＢ蒸着にて形成した。なお、この多層反射ミ
ラーの反射率は、波長４００〜７００ｎｍにおいて８５
％であった。第２点は、前記透明電極の厚みを、前記多
層薄膜（有機発光層）と前記背面電極との間で構成され
た光学長Ｌの値が、５００ｎｍの半波長の整数倍になる
ように調節した。

【００５７】

【表３】

【００５８】表３の結果から、ＩＴＯ表面の凹凸の２乗
平均を小さくすることによる有機発光素子の耐久性の向
上効果は、共振器型有機発光素子とした方が顕著である
ことが明らかである。

【００５９】

【発明の効果】本発明によると、従来における前記問題
を解決し、フルカラーディスプレイ、バックライト等の
面光源やプリンター等の光源アレイなどに有効に利用で
き、製造が容易で耐久性に優れた有機発光素子を提供す
ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材上に透明電極、有機発光層及び背面
電極をこの順に積層してなり、該透明電極の表面におけ
る凹凸の２乗平均が５０ｎｍ以下であることを特徴とす
る有機発光素子。
【請求項２】透明電極の表面における凹凸の２乗平均
が３０ｎｍ以下である請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】透明電極がインジウム錫酸化物（ＩＴ
Ｏ）である請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項４】基材がジルコニア安定化イットリウム
（ＹＳＺ）で形成された請求項１から３のいずれかに記
載の有機発光素子。
【請求項５】共振器型有機発光素子である請求項１か
ら４のいずれかに記載の有機発光素子。