JP2002246172A

JP2002246172A - 発光素子及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002246172A
Application number: JP2001037501A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Mishima; 雅之三島
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2002-08-30

Abstract

(57)【要約】【課題】発光輝度、発光効率及び耐久性に優れ、フル
カラーディスプレイ、バックライト、照明光源等の面光
源、プリンター等の光源アレイ等に有効に利用できる発
光素子、並びにその製造方法を提供する。【解決手段】熱可塑性基板上に透明電極、発光層を含
む一層以上の有機化合物層及び背面電極を積層してなる
発光積層体、並びに有機化合物層を封止し外部の空気を
遮断する熱可塑性封止部材を有し、熱可塑性基板と熱可
塑性封止部材とが発光積層体の周辺部で融着されている
ことを特徴とする発光素子。

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、照明光源等の面光源、プリンタ
ー等の光源アレイ等に有効に利用できる発光素子、及び
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機物質を使用した有機発光素子は、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ており、近年活発
な研究開発が進められている。一般に有機発光素子は発
光層を含む有機化合物層及び該有機化合物層を挟んだ一
対の対向電極から構成される。このような有機発光素子
に電圧を印加すると、有機化合物層に陰極から電子が注
入され陽極から正孔が注入される。この電子と正孔が発
光層において再結合し、エネルギー準位が伝導帯から価
電子帯に戻る際にエネルギーを光として放出することに
より発光が得られる。

【０００３】従来の有機発光素子は、駆動電圧が高く発
光輝度及び発光効率が低いという問題を有している。近
年、この問題を解決するための技術が種々報告されてお
り、例えば有機化合物の蒸着により形成した有機薄膜を
有する有機発光素子が知られている（アプライドフィ
ジクスレターズ, 51巻, 913頁, 1987年）。この有機
発光素子は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の積層二層構造を有し、従来の
単層型素子に比べて大幅に向上した発光特性を示す。正
孔輸送材料としては低分子アミン化合物、電子輸送材料
兼発光材料としては8-キノリノールのアルミニウム錯体
（Alq）を用いており、発光色は緑色である。蒸着有機
薄膜を有する有機発光素子はその後も数多く報告されて
いる（マクロモレキュラリーシンポジウム, 125巻,
１頁, 1997年に記載の参考文献参照）。

【０００４】一方、有機発光素子の有機化合物層を形成
する際には、蒸着法、スパッタ法、CVD法、PVD法、溶剤
を用いた塗布法等の様々な方法が使用できるが、これら
の方法の中で、製造工程の簡略化、製造コストの低減、
加工性の改善、バックライトや照明光源等のフレキシブ
ルな大面積素子への応用等の観点からは塗布法等の湿式
製膜法が有利である。高分子化合物を湿式製膜法により
製膜した有機発光素子は既に幾つか報告されており、該
高分子化合物としては緑色発光を示すポリパラフェニレ
ンビニレン（ネイチャー, 347巻, 539頁, 1990年）、赤
橙色発光を示すポリ(3-アルキルチオフェン)（ジャパニ
ーズジャーナルオブアプライドフィジクス, 30
巻, L1938頁, 1991年）、青色発光を示すポリアルキル
フルオレン（ジャパニーズジャーナルオブアプラ
イドフィジクス、30巻, L1941頁, 1991年）等が提案
されている。また、特開平2-223188号は低分子化合物を
バインダー樹脂に分散させ、湿式塗布により製膜する方
法を報告している。

【０００５】しかしながら、上記のような乾式法又は湿
式法による発光素子は、いずれもフレキシブルなプラス
チック基板を用いるとガラス基板を用いた場合に比べて
耐久性が大きく劣るという欠点があり、実用化が困難と
されてきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、発光
輝度、発光効率及び耐久性に優れ、フルカラーディスプ
レイ、バックライト、照明光源等の面光源、プリンター
等の光源アレイ等に有効に利用できる発光素子、並びに
その製造方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、熱可塑性基板上に電極及び有機化
合物層を設け、該熱可塑性基板に熱可塑性封止部材を融
着させて有機化合物層を封止することによって、発光特
性及び耐久性に優れた発光素子が得られることを発見
し、本発明に想到した。

【０００８】即ち、本発明の発光素子は、熱可塑性基板
上に透明電極、発光層を含む一層以上の有機化合物層及
び背面電極を積層してなる発光積層体、並びに有機化合
物層を封止し外部の空気を遮断する熱可塑性封止部材を
有し、熱可塑性基板と熱可塑性封止部材とが発光積層体
の周辺部で融着されていることを特徴とする。本発明の
発光素子は発光輝度、発光効率及び耐久性に優れてお
り、さらにフレキシブルな素子として好適に使用でき、
フルカラーディスプレイ、バックライト、照明光源等の
面光源、プリンター等の光源アレイ等に有効に利用でき
る。本発明の発光素子において、熱可塑性基板及び熱可
塑性封止部材の軟化点はそれぞれ200℃以下であるのが
好ましい。

【０００９】また本発明の製造方法は、熱可塑性基板上
に透明電極、発光層を含む一層以上の有機化合物層及び
背面電極を積層してなる発光積層体、並びに有機化合物
層を封止し外部の空気を遮断する熱可塑性封止部材を有
する発光素子を製造する方法であって、熱可塑性基板と
熱可塑性封止部材とを発光積層体の周辺部で融着するこ
とを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の発光素子は熱可塑性基板
上に透明電極、発光層を含む一層以上の有機化合物層及
び背面電極を積層してなる発光積層体、並びに有機化合
物層を封止し外部の空気を遮断する熱可塑性封止部材を
有する。熱可塑性基板と熱可塑性封止部材は、発光積層
体の周辺部で融着される。この発光素子は本発明の製造
方法によって製造できる。

【００１１】本発明で使用する熱可塑性基板は、水分を
透過させない材料又は水分透過率が極めて低い材料から
なるのが好ましい。該材料は有機化合物層から発せられ
る光を散乱又は減衰させないことが好ましい。また、熱
可塑性基板は熱可塑性封止部材と融着されるため、その
軟化点は200℃以下であることが好ましく、180℃以下で
あることがより好ましい。

【００１２】熱可塑性基板をなす材料の具体例として
は、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
や、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、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ
(クロロトリフルオロエチレン)等の有機材料等が挙げら
れる。中でも、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶
縁性及び加工性に優れ、且つ低通気性及び低吸湿性であ
る有機材料が好ましく使用でき、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、ポリカーボネート及びポリ(クロロトリフ
ルオロエチレン)が特に好ましい。透明電極が酸化イン
ジウムスズ（ITO）からなる場合には、ITOとの格子定数
の差が小さい材料を用いるのが好ましい。

【００１３】熱可塑性基板の形状、構造、大きさ等は発
光素子の用途及び目的に応じて適宜選択することができ
る。形状は板状とするのが一般的である。構造は単層構
造であっても積層構造であってもよい。熱可塑性基板は
単一の部材で形成しても、２以上の部材で形成してもよ
い。また、熱可塑性基板は無色透明であっても有色透明
であってもよいが、発光層から発せられる光を散乱又は
減衰させることがない点で無色透明であるのが好まし
い。

【００１４】熱可塑性基板の電極側の面、電極と反対側
の面又はその両方に透湿防止層（ガスバリア層）を設け
るのが好ましい。透湿防止層をなす材料としては窒化ケ
イ素、酸化ケイ素等の無機物を用いるのが好ましい。透
湿防止層は高周波スパッタリング法等により形成でき
る。また、熱可塑性基板には必要に応じてハードコート
層やアンダーコート層を設けてもよい。

【００１５】本発明で用いる熱可塑性封止部材をなす材
料の例としては、上記熱可塑性基板に使用できる材料の
例と同様のものが挙げられる。熱可塑性封止部材は上記
熱可塑性基板と同じ材料からなるものであっても、異な
る材料からなるものであってもよい。熱可塑性封止部材
の軟化点は80〜200℃であるのが好ましく、80〜180℃で
あるのがより好ましい。熱可塑性封止部材には透湿防止
層、ハードコート層、アンダーコート層等を形成するこ
とができる。

【００１６】本発明においては、熱可塑性基板上に蒸着
法等の乾式法又は塗布法等の湿式法により設置した発光
積層体を、熱可塑性封止部材により封止する。封止は、
発光積層体の周辺部で熱可塑性基板と熱可塑性封止部材
とを融着させることにより行う。融着方法は熱融着法、
超音波融着法、レーザー融着法等が使用できる。このよ
うな融着法を用いることにより、従来の封止接着剤を用
いた場合に比べ、封止能力を高め、発光素子の耐久性を
向上させることができる。融着温度は好ましくは100〜2
00℃、より好ましくは100〜180℃である。

【００１７】図１〜３は各々、本発明の発光素子の一実
施形態を示す概略断面図である。図１〜３に示す各発光
素子は、熱可塑性基板１の上に透明電極２、有機化合物
層３及び背面電極４を積層してなる発光積層体７、並び
に有機化合物層３を封止する熱可塑性封止部材９を有す
る。これらの実施形態においては、熱可塑性封止部材９
を融着部８で熱可塑性基板１に融着し、発光積層体７に
設置する。本発明では、図１に示すように熱可塑性封止
部材９を背面電極４側のみに設置しても、図２及び３に
示すように発光積層体７全体を熱可塑性封止部材９で覆
ってもよく、有機化合物層３を封止でき外部の空気を遮
断することができれば、熱可塑性封止部材９の形状、大
きさ、厚さ等は特に限定されない。

【００１８】図１〜３中、熱可塑性封止部材９と発光積
層体７との間には空間10が存在してもよい。空間10には
水分吸収剤、不活性液体等を挿入してよい。水分吸収剤
は特に限定されず、具体例としては酸化バリウム、酸化
ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナト
リウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化リ
ン、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ
化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナ
ジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、酸化マグネ
シウム等が挙げられる。不活性液体としてはパラフィン
類、流動パラフィン類、フッ素系溶剤（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）、塩素系溶剤、シリコーンオイル類等が使用可能で
ある。

【００１９】本発明の発光素子において、発光積層体の
構成は、熱可塑性基板上に透明電極／発光層／背面電
極、透明電極／発光層／電子輸送層／背面電極、透明電
極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／背面電極、透明
電極／正孔輸送層／発光層／背面電極、透明電極／発光
層／電子輸送層／電子注入層／背面電極、透明電極／正
孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入
層／背面電極等をこの順に積層した構成、これらを逆に
積層した構成等であってよい。各層に用いる化合物の具
体例については、例えば「月刊ディスプレイ」1998年10
月号別冊の「有機ELディスプレイ」（テクノタイムズ
社）等に記載されている。

【００２０】有機化合物層の形成位置は特に制限され
ず、発光素子の用途及び目的に応じて適宜選択すること
ができるが、透明電極又は背面電極上に形成するのが好
ましい。このとき有機化合物層は透明電極又は背面電極
の全面又は一部に形成してよい。有機化合物層の形状、
大きさ及び厚みも目的に応じて適宜選択することができ
る。

【００２１】有機化合物層は乾式製膜法又は湿式製膜法
により製膜してよいが、湿式製膜法を用いると有機化合
物層を容易に大面積化することができ、高輝度で発光効
率に優れた発光素子が低コストで効率よく得られ、好ま
しい。乾式製膜法としては蒸着法、スパッタ法等が使用
でき、湿式製膜法としてはディッピング法、スピンコー
ト法、ディップコート法、キャスト法、ダイコート法、
ロールコート法、バーコート法、グラビアコート法等が
使用可能である。これらの製膜法は有機化合物層の材料
に応じて適宜選択できる。湿式製膜法により製膜した場
合は製膜した後に乾燥してよい。乾燥は塗布層が損傷し
ないように温度、圧力等の条件を選択して行う。

【００２２】上記湿式製膜法で用いる塗布液は通常、有
機化合物層の材料と、それを溶解又は分散するための溶
剤からなる。溶剤は特に限定されず、有機化合物層に用
いる材料に応じて選択すればよい。溶剤の具体例として
は、ハロゲン系溶剤（クロロホルム、四塩化炭素、ジク
ロロメタン、1,2-ジクロロエタン、クロロベンゼン
等）、ケトン系溶剤（アセトン、メチルエチルケトン、
ジエチルケトン、n-プロピルメチルケトン、シクロヘキ
サノン等）、芳香族系溶剤（ベンゼン、トルエン、キシ
レン等）、エステル系溶剤（酢酸エチル、酢酸 n-プロ
ピル、酢酸 n-ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオ
ン酸エチル、γ-ブチロラクトン、炭酸ジエチル等）、
エーテル系溶剤（テトラヒドロフラン、ジオキサン
等）、アミド系溶剤（ジメチルホルムアミド、ジメチル
アセトアミド等）、ジメチルスルホキシド、水等が挙げ
られる。なお、塗布液中の溶剤に対する固形分量は特に
制限はなく、塗布液の粘度も製膜方法に応じて任意に選
択することができる。

【００２３】有機化合物層を湿式製膜法で塗布形成する
場合、該有機化合物層にはバインダー樹脂を添加するこ
とができる。この場合、ポリマーバインダーとしては、
ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポ
リメチルメタクリレート、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、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェ
ノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニ
ル、ABS樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポ
リエステル、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹
脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール等が
使用可能である。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】本発明の発光素子は通常、その透明電極と
背面電極との間に２〜40ボルト程度の直流電圧（交流成
分を含んでもよい）又は直流電流を印加すると発光す
る。また、本発明の発光素子を駆動する際には、特開平
2-148687号、同6-301355号、同5-29080号、同7-134558
号、同8-234685号、同8-241047号、米国特許5828429
号、同6023308号、日本特許第2784615号等に記載の駆動
方法を利用することができる。以下、本発明で用いる発
光積層体をなす各層について詳述するが、本発明はそれ
らにより限定されない。

【００２５】(A)透明電極通常、透明電極は有機化合物層に正孔を供給する陽極と
しての機能を有するが、陰極として機能させることもで
き、この場合背面電極を陽極として機能させる。以下、
透明電極を陽極とする場合について説明する。

【００２６】透明電極の形状、構造、大きさ等は特に制
限されず、発光素子の用途及び目的に応じて適宜選択す
ることができる。透明電極を形成する材料としては、金
属、合金、金属酸化物、有機導電性化合物、これらの混
合物等を用いることができ、好ましくは仕事関数が4.0e
V以上の材料を用いる。具体例としては、アンチモンを
ドープした酸化スズ（ATO）、フッ素をドープした酸化
スズ（FTO）、半導性金属酸化物（酸化スズ、酸化亜
鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ITO）、酸
化亜鉛インジウム（IZO）等）、金属（金、銀、クロ
ム、ニッケル等）、これら金属と導電性金属酸化物との
混合物又は積層物、無機導電性物質（ヨウ化銅、硫化銅
等）、有機導電性材料（ポリアニリン、ポリチオフェ
ン、ポリピロール等）及びこれとITOとの積層物等が挙
げられる。

【００２７】透明電極は印刷法、コーティング法等の湿
式方法、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレー
ティング法等の物理的方法、CVD法、プラズマCVD法等の
化学的方法等によって熱可塑性基板上に形成することが
できる。形成方法は透明電極材料との適性を考慮して適
宜選択すればよい。例えば、透明電極の材料としてITO
を用いる場合には、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸
着法、イオンプレーティング法等を用いればよい。また
透明電極の材料として有機導電性材料を用いる場合に
は、湿式製膜法を用いてよい。

【００２８】透明電極のパターニングはフォトリソグラ
フィー等による化学的エッチング、レーザー等を用いた
物理的エッチング等により行うことができる。また、マ
スクを用いた真空蒸着やスパッタリング、リフトオフ
法、印刷法等によりパターニングしてもよい。

【００２９】透明電極の形成位置は発光素子の用途及び
目的に応じて適宜選択してよいが、熱可塑性基板上に形
成するのが好ましい。このとき透明電極は基板の表面全
体に形成しても一部のみに形成してもよい。

【００３０】透明電極の厚みはその材料に応じて適宜選
択すればよいが、通常10nm〜50μmであり、好ましくは5
0nm〜20μmである。透明電極の抵抗値は10³Ω／□以下
とするのが好ましく、10²Ω／□以下とするのがより好
ましい。透明電極は無色透明であっても有色透明であっ
てもよい。透明電極側から発光を取り出すためには、そ
の透過率は60％以上とするのが好ましく、70％以上とす
るのがより好ましい。透過率は分光光度計を用いた公知
の方法に従って測定することができる。

【００３１】また、「透明導電膜の新展開」（沢田豊監
修、シーエムシー刊、1999年）等に詳細に記載されてい
る電極も本発明に適用できる。特に耐熱性の低いプラス
チック基板を用いる場合は、透明電極材料としてITO又
はIZOを使用し、150℃以下の低温で製膜するのが好まし
い。

【００３２】(B)背面電極通常、背面電極は有機化合物層に電子を注入する陰極と
しての機能を有するが、陽極として機能させることもで
き、この場合上記透明電極を陰極として機能させる。以
下、背面電極を陰極とする場合について説明する。

【００３３】背面電極の形状、構造、大きさ等は特に制
限されず、発光素子の用途及び目的に応じて適宜選択す
ることができる。背面電極を形成する材料としては、金
属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混
合物等を用いることができ、好ましくは仕事関数が4.5e
V以下の材料を用いる。具体例としては、アルカリ金属
（Li、Na、K、Cs等）、アルカリ土類金属（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、希土類金属（イッテルビウム等）
等が挙げられる。これらは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ためには２種以上を併
用するのが好ましい。これら材料の中で、電子注入性の
観点からはアルカリ金属及びアルカリ土類金属が好まし
く、保存安定性の観点からはアルミニウムを主体とする
材料が好ましい。ここでアルミニウムを主体とする材料
とは、アルミニウム単独、アルミニウムと0.01〜10質量
％のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金又は混
合物（リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−ア
ルミニウム合金等）を指す。背面電極の材料としては、
特開平2-15595号、特開平5-121172号等に詳述されてい
るものも使用できる。

【００３４】背面電極は印刷法、コーティング法等の湿
式方法、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレー
ティング法等の物理的方法、CVD法、プラズマCVD法等の
化学的方法等によって形成することができる。形成方法
は背面電極材料との適性を考慮して適宜選択すればよ
い。例えば、背面電極の材料として２種以上の金属等を
用いる場合には、その材料を同時又は順次にスパッタし
て形成できる。

【００３５】背面電極のパターニングはフォトリソグラ
フィー等による化学的エッチング、レーザー等を用いた
物理的エッチング等により行うことができる。また、マ
スクを用いた真空蒸着やスパッタリング、リフトオフ
法、印刷法等によりパターニングしてもよい。

【００３６】背面電極の形成位置は発光素子の用途及び
目的に応じて適宜選択してよいが、有機化合物層上に形
成するのが好ましい。このとき背面電極は有機化合物層
の表面全体に形成しても一部のみに形成してもよい。ま
た、背面電極と有機化合物層との間にアルカリ金属又は
アルカリ土類金属のフッ化物等からなる誘電体層を0.1
〜５nmの厚みで設置してもよい。誘電体層は真空蒸着
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。

【００３７】背面電極の厚みはその材料に応じて適宜選
択すればよいが、通常10nm〜５μmであり、好ましくは5
0nm〜１μmである。背面電極は透明であっても不透明で
あってもよい。透明な背面電極は、上述した材料の層を
１〜10nmの厚みに薄く製膜し、更にITOやIZO等の透明導
電性材料を積層して形成することができる。

【００３８】(C)発光層本発明の発光素子において、発光層は少なくとも一種の
発光材料を含有する。本発明で用いる発光材料は特に限
定されず、蛍光発光性化合物であっても燐光発光性化合
物であってもよい。また蛍光発光性化合物及び燐光発光
性化合物を同時に用いてもよい。本発明においては、発
光輝度及び発光効率の点から燐光発光性化合物を用いる
ことが好ましい。

【００３９】蛍光発光性化合物としては、ベンゾオキサ
ゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチア
ゾール誘導体、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
ール誘導体、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、金属錯体（8-キノリノール誘
導体の金属錯体、希土類錯体等）、高分子発光材料（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）等が
使用できる。これらは単独で用いても二種以上を混合し
て用いてもよい。

【００４０】本発明で用いる燐光発光性化合物は、好ま
しくは三重項励起子から発光することができる化合物で
あり、オルトメタル化錯体及びポルフィリン錯体が好ま
しい。ポルフィリン錯体の中ではポルフィリン白金錯体
が好ましい。燐光発光性化合物は単独で使用しても２種
以上を併用してもよい。

【００４１】本発明でいうオルトメタル化錯体とは、山
本明夫著「有機金属化学基礎と応用」, 150頁及び232
頁, 裳華房社（1982年）、H. Yersin著「Photochemistr
y and Photophysics of Coordination Compounds」, 71
〜77頁及び135〜146頁, Springer-Verlag社（1987年）
等に記載されている化合物群の総称である。オルトメタ
ル化錯体を形成する配位子は特に限定されないが、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-ナフチル)ピリジン
誘導体又は2-フェニルキノリン誘導体であるのが好まし
い。これら誘導体は置換基を有してもよい。また、これ
らのオルトメタル化錯体形成に必須の配位子以外に他の
配位子を有していてもよい。オルトメタル化錯体を形成
する中心金属としては、遷移金属であればいずれも使用
可能であり、本発明ではロジウム、白金、金、イリジウ
ム、ルテニウム、パラジウム等を好ましく用いることが
できる。このようなオルトメタル化錯体を含む有機化合
物層は、発光輝度及び発光効率に優れている。オルトメ
タル化錯体については、特願2000-254171号の段落番号0
152〜0180にもその具体例が記載されている。

【００４２】本発明で用いるオルトメタル化錯体は、In
org. Chem., 30, 1685, 1991、Inorg. Chem., 27, 346
4, 1988、Inorg. Chem., 33, 545, 1994、Inorg. Chim.
Acta, 181, 245, 1991、J. Organomet. Chem., 335, 2
93, 1987、J. Am. Chem. Soc., 107, 1431, 1985 等に
記載の公知の手法で合成することができる。

【００４３】発光層中の発光材料の含有量は特に制限さ
れないが、例えば0.1〜70質量％であり、１〜20質量％
であるのが好ましい。発光材料の含有量が0.1質量％未
満であるか、又は70質量％を超えると、その効果が十分
に発揮されない場合がある。

【００４４】本発明において、発光層は必要に応じてホ
スト化合物、正孔輸送材料、電子輸送材料、電気的に不
活性なポリマーバインダー等を含有してもよい。

【００４５】上記ホスト化合物とは、その励起状態から
蛍光発光性化合物又は燐光発光性化合物へエネルギー移
動が起こり、その結果、該化合物を発光させる化合物で
ある。その具体例としては、カルバゾール誘導体、トリ
アゾール誘導体、オキサゾール誘導体、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、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、芳香族ジメチリデン化合物、ポルフ
ィリン化合物、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、チオピランジオキ
シド誘導体、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-キノリノール誘導体の金属錯体、メタ
ルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾ
ール等を配位子とする金属錯体、ポリシラン化合物、ポ
リ(N-ビニルカルバゾール)誘導体、アニリン共重合体、
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、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
が挙げられる。ホスト化合物は１種単独で使用しても２
種以上を併用してもよい。発光層におけるホスト化合物
の含量は０〜99.9質量％が好ましく、０〜99.0質量％が
より好ましい。

【００４６】正孔輸送材料は陽極から正孔を注入する機
能、正孔を輸送する機能、及び陰極から注入された電子
を障壁する機能のいずれかを有しているものであれば特
に限定されず、低分子材料であっても高分子材料であっ
てもよい。その具体例としては、カルバゾール誘導体、
トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、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、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、芳香族ジメチリデン化合物、ポル
フィリン化合物、ポリシラン化合物、ポリ(N-ビニルカ
ルバゾール)誘導体、アニリン共重合体、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、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が挙げられ
る。これらは単独で使用しても２種以上を混合して使用
してもよい。発光層における正孔輸送材料の含量は０〜
99.9質量％が好ましく、０〜80質量％がより好ましい。

【００４７】電子輸送材料は陰極から電子を注入する機
能、電子を輸送する機能、及び陽極から注入された正孔
を障壁する機能のいずれかを有しているものであれば特
に限定されず、例えばトリアゾール誘導体、オキサゾー
ル誘導体、オキサジアゾール誘導体、フルオレノン誘導
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、チオピランジオキシド誘導
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-キノリノール誘導体の金属錯体、メタロフタロ
シアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾール等を
配位子とする金属錯体、アニリン共重合体、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、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が使用可能
である。発光層における電子輸送材料の含量は０〜99.9
質量％が好ましく、０〜80質量％がより好ましい。

【００４８】ポリマーバインダーとしては、ポリ塩化ビ
ニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメ
タクリレート、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、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、
ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ABS樹
脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステ
ル、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリ
ビニルブチラール、ポリビニルアセタール等が使用可能
である。ポリマーバインダーを含有する発光層は、湿式
製膜法によって、容易に且つ大面積に塗布形成すること
ができる。

【００４９】発光層の厚みは５〜200nmとするのが好ま
しく、10〜80nmとするのがより好ましい。厚みが200nm
を超えると駆動電圧が上昇する場合があり、５nm未満で
あると発光素子が短絡する場合がある。

【００５０】(D)その他本発明の発光素子は、特開平7-85974号、同7-192866
号、同8-22891号、同10-275682号、同10-106746号等に
記載の保護層を有していてもよい。保護層は発光素子の
最上面に形成する。ここで最上面とは、基板、透明電
極、有機化合物層及び背面電極をこの順に積層する場合
には背面電極の外側表面を指し、基板、背面電極、有機
化合物層及び透明電極をこの順に積層する場合には透明
電極の外側表面を指す。保護層の形状、大きさ、厚み等
は特に限定されない。保護層をなす材料は、水分や酸素
等の発光素子を劣化させ得るものが素子内に侵入又は透
過するのを抑制する機能を有しているものであれば特に
限定されず、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、酸化ゲルマニ
ウム、二酸化ゲルマニウム等が使用できる。

【００５１】保護層の形成方法は特に限定はなく、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、コーティング法等
が適用できる。

【００５２】また、発光素子には水分や酸素の侵入を防
止するための封止層を設けるのが好ましい。封止層を形
成する材料としては、テトラフルオロエチレンと少なく
とも１種のコモノマーとの共重合体、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又はジクロロジフルオ
ロエチレンと他のコモノマーとの共重合体、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、金
属（In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Tl、Ni等）、金属酸
化物（MgO、SiO、SiO₂、Al₂O₃、GeO、NiO、CaO、BaO、F
e₂O₃、Y₂O₃、TiO₂等）、金属フッ化物（MgF₂、LiF、AlF
₃、CaF₂等）、液状フッ素化炭素（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）、
該液状フッ素化炭素に水分や酸素の吸着剤を分散させた
もの等が使用可能である。

【００５３】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。

【００５４】実施例１厚み0.2mmのポリエステルフィルム（帝人株式会社製
「帝人テトロンフィルム」、軟化点：160℃）を2.5cm角
に切断して熱可塑性基板を作製し、真空チャンバー内に
導入した。この基板上にSiO₂ターゲットを用いてDCマグ
ネトロンスパッタ（条件：基板温度100℃、酸素圧１×1
0^-3Pa）により、SiO₂からなる厚み0.1μmのバリアー層
を形成し、更にこのバリアー層上にZnO₂含有率が10質量
％であるIZOターゲット（In₂O₃：ZnO＝90：10（モル
比））を用いて、DCマグネトロンスパッタ（条件：基板
温度100℃、酸素圧１×10^-3Pa）によりIZO透明電極を形
成した。透明電極の厚みは0.2μmとし、その表面抵抗は
10Ω／□であった。

【００５５】透明電極を形成した基板を洗浄容器に入れ
IPA洗浄した後、UV−オゾン処理を30分間行った。続い
てこの透明電極上にポリ(エチレンジオキシチオフェン)
・ポリスチレンスルホン酸水分散物（BAYER社製、Baytr
on P：固形分1.3％）をスピンコートし、150℃で２時間
真空乾燥して厚み100nmの正孔注入層を形成した。

【００５６】次に、ポリビニルカルバゾール（Mw＝6300
0、アルドリッチ製、正孔輸送材料兼ホスト材料）、ト
リス(2-フェニルピリジン)イリジウム錯体（燐光発光材
料）、及び2-(4-ビフェニリル)-5-(4-t-ブチルフェニ
ル)-1,3,4-オキサジアゾール（PBD、電子輸送材料）を4
0：１：12の質量比でジクロロエタンに溶解し、塗布液
を調製した。

【００５７】得られた塗布液をスピンコーターを用いて
上記正孔注入層の上に塗布し、室温で乾燥して厚み100n
mの有機化合物層を形成した。続いてこの有機化合物層
上にパターニングしたマスク（発光面積が５mm×５mmと
なるマスク）を設置し、蒸着装置内でマグネシウム及び
銀（マグネシウム：銀＝10：１（モル比））を0.25μm
蒸着し、銀を0.3μm蒸着して背面電極を形成した。透明
電極及び背面電極からアルミニウムのリード線を結線
し、発光積層体を形成した。この発光積層体を窒素ガス
で置換したグローブボックス内に入れ、図１に示す発光
素子のように、ニトフロンシート（日東電工製、軟化
点；180℃）からなる熱可塑性封止部材を発光積層体の
背面電極側に重ね、その周辺部を200℃で加熱し、熱可
塑性基板と熱可塑性封止部材を熱融着して封止した。以
上により、実施例１の発光素子を作成した。

【００５８】実施例２厚み0.5mmのポリカーボネートフィルム（帝人株式会社
製「パンライトシート」、軟化点：180℃）を2.5cm角に
切断して熱可塑性基板を作製し、真空チャンバー内に導
入した。この基板上にSiO₂ターゲットを用いてDCマグネ
トロンスパッタ（条件：基板温度100℃、酸素圧１×10
^-3Pa）により、SiO₂からなる厚み0.1μmのバリアー層を
形成し、更にこのバリアー層上にZnO₂含有率が10質量％
であるIZOターゲット（In₂O₃：ZnO＝90：10（モル
比））を用いて、DCマグネトロンスパッタ（条件：基板
温度100℃、酸素圧１×10^-3Pa）によりIZO透明電極を形
成した。透明電極の厚みは0.2μmとし、その表面抵抗は
10Ω／□であった。

【００５９】透明電極を形成した基板を洗浄容器に入れ
IPA洗浄した後、UV−オゾン処理を30分間行った。続い
てこの透明電極上にN,N'-ジナフチル-N,N'-ジフェニル
ベンシジンを１nm／秒の速度で真空蒸着し、厚み0.04μ
mの正孔輸送層を形成した。この正孔輸送層上に、燐光
発光材料であるトリス(2-フェニルピリジル)イリジウム
錯体、及びホスト材料である4,4'-N,N'-ジカルバゾール
ビフェニルをそれぞれ0.1nm／秒、１nm／秒の速度で共
蒸着し、厚み0.024μmの発光層を得た。

【００６０】次に、得られた発光層上に2,2',2''-(1,3,
5-ベンゼントリイル)トリス[3-(2-メチルフェニル)-3H-
イミダゾ[4,5-b]ピリジン]を１nm／秒の速度で蒸着し
て、厚み0.024μmの電子輸送層を設けた。更に、この電
子輸送層上に、パターニングしたマスク（発光面積が５
mm×５mmとなるマスク）を設置し、蒸着装置内でマグネ
シウム及び銀（マグネシウム：銀＝10：１（モル比））
を0.25μm蒸着し、銀を0.3μm蒸着して背面電極を形成
した。透明電極及び背面電極からアルミニウムのリード
線を結線し、発光積層体を形成した。この発光積層体を
窒素ガスで置換したグローブボックス内に入れ、図２に
示す発光素子のように、ニトフロンシ−ト（日東電工
製、軟化点；180℃）からなる熱可塑性封止部材で発光
積層体の全体を覆い、その周辺部を200℃に加熱し、熱
可塑性基板と熱可塑性封止部材を熱融着して封止した。
以上により、実施例２の発光素子を作成した。

【００６１】比較例１熱可塑性基板と熱可塑性封止部材を熱融着して封止した
かわりに、封止剤として紫外線硬化型接着剤（長瀬チバ
製「XNR5493」）を用いて封止したこと以外は実施例１
と同様に、比較例１の発光素子を作成した。

【００６２】発光輝度及び発光効率の評価東洋テクニカ製ソースメジャーユニット2400型を用い
て、上記のように得られた各発光素子に直流電圧を印加
して発光させ、その発光輝度を測定し、各発光素子の最
高輝度L_max、最高輝度L_maxが得られるときの電圧V_max、
輝度200cd/m²で発光させたときの発光効率η₂₀₀、及び
輝度2000cd/m²で発光させたときの発光効率η₂₀₀₀（外
部量子効率）を求めた。また、各発光素子を85℃、95％
RHの条件下で30日放置した後の最高輝度L_max、電圧
V_max、並びに発光効率η₂₀₀及びη₂₀₀₀を求め、耐久性
を評価した。結果を表１に示す。

【００６３】

【表１】

【００６４】表１に示すように、接着剤を用いて封止し
た比較例１の発光素子は発光輝度及び発光効率に劣り耐
久性も低かったのに対して、実施例１及び２の本発明の
発光素子は優れた発光輝度、発光効率及び耐久性を示し
た。このことから、熱融着による封止方法は高温・高湿
度条件下での耐久性を改善するために非常に有効である
ことが判る。さらに、発光素子の封止工程で紫外線硬化
型接着剤を使用すると、接着剤の注入工程や紫外線照射
工程等の複雑な工程が必要になるが、本発明の方法によ
れば、熱可塑性基板と熱可塑性封止部材を熱融着する工
程のみでよいので、素子作成に関する作業効率が改善さ
れる。

【００６５】

【発明の効果】以上詳述したように、熱融着により熱可
塑性封止部材で有機化合物層を封止した本発明の発光素
子は、発光輝度、発光効率及び耐久性に優れ、且つフレ
キシブルな素子として好適に使用できるために、フルカ
ラーディスプレイ、バックライト等の面光源、プリンタ
ー等の光源アレイ等に有効に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明の発光素子の一実施形態を示す概略断
面図である。

【図２】は本発明の発光素子の一実施形態を示す概略断
面図である。

【図３】は本発明の発光素子の一実施形態を示す概略断
面図である。

【符号の説明】

１・・・熱可塑性基板２・・・透明電極３・・・有機化合物層４・・・背面電極５・・・透明電極リード６・・・背面電極リード７・・・発光積層体８・・・融着部９・・・熱可塑性封止部材 10・・・空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性基板上に透明電極、発光層を含
む一層以上の有機化合物層及び背面電極を積層してなる
発光積層体、並びに前記有機化合物層を封止し外部の空
気を遮断する熱可塑性封止部材を有し、前記熱可塑性基
板と前記熱可塑性封止部材とが前記発光積層体の周辺部
で融着されていることを特徴とする発光素子。
【請求項２】請求項１に記載の発光素子において、前
記熱可塑性基板及び前記熱可塑性封止部材の軟化点がそ
れぞれ200℃以下であることを特徴とする発光素子。
【請求項３】熱可塑性基板上に透明電極、発光層を含
む一層以上の有機化合物層及び背面電極を積層してなる
発光積層体、並びに前記有機化合物層を封止し外部の空
気を遮断する熱可塑性封止部材を有する発光素子を製造
する方法であって、前記熱可塑性基板と前記熱可塑性封
止部材とを前記発光積層体の周辺部で融着することを特
徴とする発光素子の製造方法。