JP2003022894A

JP2003022894A - 有機エレクトロルミネッセンス発光表示装置

Info

Publication number: JP2003022894A
Application number: JP2001208507A
Authority: JP
Inventors: Morio Taniguchi; 彬雄谷口
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2003-01-24

Abstract

(57)【要約】【課題】表示画面全体にわたって輝度が均一な発光画
像を表示できる有機ＥＬ発光表示装置を提供すること。【解決手段】基板上に、陽電極層、有機発光材料とバ
インダ樹脂、もしくは高分子有機発光材料を含む発光
層、そして陰電極層からなる有機エレクトロルミネッセ
ンス素子が配置されている有機エレクトロルミネッセン
ス発光表示装置であって、発光層の内部に、発光層の層
厚に対して±３０％の範囲の粒径を有し、且つ実質的に
均一な粒径を有する微粒子が、発光層の表面に沿った二
次元方向に分散配置されている有機エレクトロルミネッ
センス発光表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機エレクトロル
ミネッセンス発光表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機エレクトロルミネッセンス発光表示
装置（以下、有機ＥＬ発光表示装置と記載する）は、ブ
ラウン管型画像表示装置であるＣＲＴに比べて、薄型
化、軽量化、低消費電力化が可能となる点で有利であ
る。また、有機ＥＬ発光表示装置は、携帯用のパーソナ
ルコンピュータや携帯用の通信機器などの表示装置とし
て用いられている液晶表示装置と比較しても、自己発光
性なのでバックライトを必要としない、応答速度が速
い、視野角が広いなどの利点を有する。このような利点
を有する有機ＥＬ発光表示装置は、次世代の表示装置と
して期待されている。

【０００３】有機ＥＬ発光表示装置は通常、基板の上
に、一あるいは二以上の有機エレクトロルミネッセンス
素子（以下、有機ＥＬ素子と記載する）が配置された構
成を有する。有機ＥＬ素子は、陽電極層、発光層、そし
て陰電極層が積層された基本構成を有する。有機ＥＬ素
子は、基板上に、陽電極層、有機発光材料を含む発光
層、および陰電極層をこの順で、あるいは陰電極層、発
光層、および陽電極層をこの順で積層して形成され、前
者の順で積層して形成することが一般的である。そし
て、陽電極層から正孔を、陰電極層から電子を、発光層
に注入して、電子と正孔とを発光層内で再結合させるこ
とにより励起子（エキシトン）を生成させて、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。また、発光層に含まれる有機発光材料を
選定することにより、有機ＥＬ素子を所望の色で発光さ
せることができる。

【０００４】有機ＥＬ素子の発光は、陽電極層と陰電極
層とに挟まれている発光層の内部において生じる。従っ
て、有機ＥＬ素子の発光形状を設定するには、陽電極
層、発光層、および陰電極層のうちの少なくとも一層
を、所望の形状にパターニングすればよい。このパター
ニングの形状を、数字、文字、図形、あるいはこれらの
組み合わせとすることにより、有機ＥＬ素子により任意
の情報を発光表示することができる。また、有機ＥＬ素
子を一つの画素として、多数個の有機ＥＬ素子をパター
ン状に配置することにより、カラー画像の表示をするこ
ともできる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】有機ＥＬ発光表示装置
において、発光表示の状態を目視で観察した場合に、表
示画面に沿った二次元方向における発光輝度のムラが現
れる場合がある。この目視で確認できる発光輝度のムラ
は、ムラの程度は軽いものの、概ね、ミリメートルから
センチメートルの単位の長さのうねりとなって現れるた
め、有機ＥＬ発光表示装置を大型化した場合に特に問題
となる。従って、近年、ＣＲＴディスプレイや液晶表示
装置において表示画面の大型化が進んでいる状況も考慮
すると、有機ＥＬ発光表示装置に、前述のような発光輝
度のムラが生じることは好ましくない。

【０００６】本発明の目的は、表示画面全体にわたって
輝度が均一な発光画像を表示できる有機ＥＬ発光表示装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者の研究により、
有機ＥＬ発光表示装置における発光輝度のムラの多く
は、有機ＥＬ素子の発光層の層厚のムラ（発光層の表面
に沿った方向での長い距離にわたる、なだらかな層厚の
変動、うねり）により生じることが分かった。本発明者
は、発光輝度のムラを解消するために、発光層の形成方
法や形成条件を検討した。その結果、本発明者は、発光
層の内部に微粒子を分散させて層厚を均一化することに
より、発光輝度のムラを解消できることを見出した。

【０００８】本発明は、基板上に、陽電極層、有機発光
材料とバインダ樹脂、もしくは高分子有機発光材料を含
む発光層、そして陰電極層からなる有機エレクトロルミ
ネッセンス素子が配置されている有機エレクトロルミネ
ッセンス発光表示装置であって、発光層の内部に、発光
層の層厚に対して±３０％の範囲の粒径を有し、且つ実
質的に均一な粒径を有する微粒子が、発光層の表面に沿
った二次元方向に分散配置されていることを特徴とする
有機エレクトロルミネッセンス発光表示装置にある。本
発明の有機エレクトロルミネッセンス発光表示装置の好
ましい態様は、下記の通りである。

【０００９】（１）微粒子を、発光層の表面の面積１．
００ｍｍ²に対して、１乃至１×１０⁶個の範囲の数で
含む。（２）微粒子を、発光層の表面の面積０．０２ｍｍ²に
対して、１乃至２×１０⁴個の範囲の数で含む。（３）微粒子の粒径が、１０乃至３００ｎｍの範囲にあ
る。（４）微粒子が透明樹脂からなる。（５）発光層がスクリーン印刷法もしくはグラビア印刷
法により形成されている。（６）発光層が有機発光材料とバインダ樹脂とを含み、
バインダ樹脂が正孔輸送性樹脂である。

【００１０】また本発明は、有機発光材料とバインダ樹
脂、もしくは高分子有機発光材料を主成分として含み、
さらに該主成分に対して１×１０^-5乃至２０質量％の範
囲で、粒径が１０乃至３００ｎｍの範囲にあり、且つ実
質的に均一な粒径を有する微粒子を含むインキ組成物に
もある。

【００１１】なお、本明細書において、「発光層の層
厚」とは、発光層の内部に分散された任意の二つの微粒
子の中間の位置における発光層の層厚の平均値を意味す
る。また、「実質的に均一な粒径を有する微粒子」と
は、微粒子の粒径の誤差が、±１０％の範囲内にあるこ
とを意味する。

【００１２】

【発明の実施の形態】［発光表示装置の構成］有機ＥＬ
発光表示装置は通常、基板の上に、一あるいは二以上の
有機ＥＬ素子が配置された構成を有する。そして、有機
ＥＬ素子は、陽電極層、発光層、そして陰電極層からな
る基本構成を有する。本発明において、発光層は、有機
発光材料、バインダ樹脂および微粒子、または、高分子
有機発光材料および微粒子から形成された層である。な
お、バインダ樹脂は通常、正孔輸送性、電子輸送性、も
しくは（正孔と電子の両者を輸送する）両性輸送性を示
す。陽電極層から発光層に注入された正孔と、陰電極層
から発光層に注入された電子とが再結合する効率（発光
の効率）を高めるために、発光層と陽電極層の間に正孔
輸送層を、あるいは発光層と陰電極層の間に電子輸送層
を設けることもできる。また、正孔輸送層と電子輸送層
の両者を設けることもできる。

【００１３】図１は、本発明の有機ＥＬ発光表示装置の
一例の構成を示す断面図である。図１に示す有機ＥＬ発
光表示装置は、基板１の上に、陽電極層２、発光層３、
そして陰電極層４をこの順に積層してなる有機ＥＬ素子
５を、一個配置した構成である。陽電極層２と陰電極層
４に電圧を印加することにより、有機ＥＬ素子５が発光
する。

【００１４】図２から図４は、本発明の有機ＥＬ発光表
示装置の別な態様を示す断面図である。図２の有機ＥＬ
素子５は、発光層３と陽電極層２との間に正孔輸送層６
が設けられた構成である。図３の有機ＥＬ素子５は、発
光層３と陰電極層４との間に電子輸送層７が設けられた
構成である。図４の有機ＥＬ素子５は、発光層３と陽電
極層２との間に正孔輸送層６、そして発光層３と陰電極
層４との間に電子輸送層７が設けられた構成である。図
１から図４に示す有機ＥＬ素子は、基板上に陰電極層か
ら積層して、各層が逆の順序で積層されていてもよい。
ただし、基板上に、陽電極層から順に積層することが一
般的である。

【００１５】図１から図４に示すように、本発明の有機
ＥＬ発光表示装置においては、有機ＥＬ素子５の発光層
３の内部には、発光層３の層厚に対して±３０％の範囲
の粒径を有し、且つ実質的に均一な粒径を有する微粒子
８が、発光層の表面に沿った二次元方向に分散配置され
ている。微粒子８は、有機ＥＬ素子５の発光輝度のムラ
（発光層の層厚のムラ）を抑制する働きをする。微粒子
の詳細については後述する。本発明の有機ＥＬ発光表示
装置における有機ＥＬ素子は、発光層の内部に微粒子が
分散配置されていることに特徴があり、有機ＥＬ素子の
構成は、上記の構成を含めて、公知の構成とすることが
できる。

【００１６】また、基板上に、三原色の各色で発光する
有機ＥＬ素子を多数配置して、フルカラーの画像を表示
することもできる。このような用途に合わせて、有機Ｅ
Ｌ素子と薄膜トランジスター（ＴＦＴ）素子とを組み合
わせて、有機ＥＬ発光表示装置を構成してもよい。

【００１７】有機ＥＬ素子が設けられる基板の材料の例
としては、ガラス、プラスチック、石英などを用いるこ
とができる。基板は、フイルム状の形態であってもよ
い。有機ＥＬ素子の発光を基板の側から取り出すとき
は、基板の可視光に対する透過率は、７０％以上である
ことが好ましい。

【００１８】有機ＥＬ素子に用いられる有機材料を、使
用環境下における湿度から保護するために、有機ＥＬ素
子（または有機ＥＬ発光表示装置）全体を、樹脂で覆っ
たり、あるいは不活性ガスの充満した気密容器に収容す
ることが好ましい。有機ＥＬ素子を、使用環境中の湿度
から隔離して封止する技術は周知である。

【００１９】［陽電極層］陽電極層の材料としては、仕
事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性
化合物、及びこれらの混合物であれば特に制限はなく、
公知の材料を用いることができる。陽電極層の材料の例
としては、金などの金属、もしくは、ＣｕＩ、ＩＴＯ、
ＳｎＯ₂、ＺｎＯなどの電気伝導性透明材料などを挙げ
ることができる。なお、陽電極層側から、有機ＥＬ素子
の発光を取り出す場合には、陽電極層の可視光に対する
透過率は、１０％以上であることが好ましい。また、陽
電極層の抵抗は、数百Ω／ｓｑ．以下であることが好ま
しい。さらに、陽電極層の厚さは、材料にもよるが、通
常は、１０ｎｍ乃至１μｍの範囲にあることが好まし
く、５０乃至２００ｎｍの範囲にあることがさらに好ま
しい。陽電極層の形成方法に特に制限はなく、公知の方
法を用いることができる。陽電極層の形成方法の例とし
ては、真空蒸着法、直流（ＤＣ）スパッタ法、高周波
（ＲＦ）スパッタ法などが挙げられる。

【００２０】［発光層］発光層は、有機発光材料、バイ
ンダ樹脂および微粒子、もしくは高分子有機発光材料お
よび微粒子から形成された層である。実用的な発光効率
を得るために、発光層の厚さは、１０乃至３００ｎｍの
範囲にあることが好ましく、１０乃至２００ｎｍの範囲
にあることがさらに好ましい。

【００２１】まず、発光層が、有機発光材料、バインダ
樹脂および微粒子から形成された層である場合について
説明する。有機発光材料の例としては、色素材料（一般
的に蛍光色素が用いられる）、蛍光色素を基本骨格とし
た蛍光色素系有機発光材料、そして金属と炭素が配位結
合で結合した金属錯体系有機発光材料などの低分子量の
発光材料が挙げられる。蛍光色素材料としては、蛍光量
子効率の高いレーザ色素材料を用いる場合が多い。蛍光
色素材料の例としては、クマリン、ＤＣＭ誘導体、キナ
クリドン、ペリレン、ルブレンなどが挙げられる。蛍光
色素系有機発光材料の例としては、オキサジアゾール誘
導体、ジスチリルベンゼン誘導体などが挙げられる。金
属錯体系有機発光材料の例としては、トリス（８−ヒド
ロキシキノリナト）アルミニウム（Ａｌｑ₃）、ビス
（８−ヒドロキシキノリナト）亜鉛（Ｚｎｑ₂）などが
挙げられる。このような色素材料や有機発光材料につい
ては、「光電子機能有機材料ハンドブック（第２刷）、
朝倉書店発光」３８６〜４０５頁、「有機ＬＥＤ素子の
残された重要課題と実用化戦略、ぶんしん出版」２５〜
３６頁に詳しく記載されている。

【００２２】バインダ樹脂としては、発光層に電極から
電荷（電子または正孔）を注入するため、導電性（正孔
輸送性、電子輸送性または両性輸送性）を示す樹脂を用
いる。バインダ樹脂の例としては、ポリビニルカルバゾ
ール（ＰＶＫ）、低分子ジアミン誘導体（ＴＰＤ）を主
鎖や側鎖に組み込んだ各種ポリマーが挙げられる。この
ような導電性ポリマーについては、公知の文献（J.Kid
o,G.Harada and K.Nagai,Polym.Adv.Technol.,7,31(199
6))に詳細な記載がある。

【００２３】次に、発光層を、蛍光色素などの有機発光
材料、正孔輸送性樹脂（バインダ樹脂）、そして微粒子
から形成する場合を例として、具体的に説明する。正孔
輸送性樹脂としては、芳香族環を二個以上（好ましくは
三個以上）含む正孔輸送単位を有し、主鎖に非共役基を
含む樹脂であることが好ましい。芳香族環を二個含み主
鎖に非共役基を含む正孔輸送性樹脂の例としては、ポリ
ビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）を挙げることができ
る。

【００２４】芳香族環を三個以上含み主鎖に非共役基を
含む正孔輸送性樹脂の例としては、ジアミン、トリアリ
ールアミンオリゴマー、チオフェンオリゴマー、アリー
レンビニレンオリゴマー及びスチリルアミンの中から選
ばれた化合物由来の単位からなる芳香族環を三個以上含
む有機化合物（正孔輸送単位）を、エステル基、エーテ
ル基、カーボネート基、ウレタン基、アミド基、スルホ
ン基、ケトン基などの非共役基を有する連結基で連結し
てなる樹脂を挙げることができる。

【００２５】芳香族環を三個以上含み、主鎖に非共役基
を含む正孔輸送性樹脂の例としては、下記の構造式で表
されるコポリ［３、３’−ハイドロキシテトラフェニル
ベンジジン／ジエチレングリコール］カーボネート（以
下、ＰＣ−ＴＰＤ−ＤＥＧという）及びコポリ［３，
３’−ハイドロキシテトラフェニルベンジジン／ヘキサ
メチレン］カーボネート（以下、ＰＣ−ＴＰＤ−ＨＭと
いう）を挙げることができる。

【００２６】

【化１】

【００２７】

【化２】

【００２８】発光層は、上記の正孔輸送性樹脂と、蛍光
色素材料、そして微粒子から形成される。正孔輸送性樹
脂の正孔輸送性を高めるために、さらに電子受容性アク
セプタを発光層に添加することができる。電子受容性ア
クセプタは、上記の正孔輸送性樹脂を酸化するものであ
れば特に制限はない。例えば、ハロゲン化金属、ルイス
酸、有機酸及びアリールアミンとハロゲン化金属または
ルイス酸との塩の中から選ばれた少なくとも一種である
ことが好ましく、これらを、二種以上を組み合わせて使
用しても良い。電子受容性アクセプタについては、特開
２００１−５２８７２号公報に詳しく記載がある。

【００２９】次に、発光層が、高分子有機発光材料およ
び微粒子とから形成された層である場合について説明す
る。高分子有機発光材料の例としては、主鎖がπ共役も
しくはσ共役で広がった構造の共役ポリマー、および低
分子色素を側鎖に導入したポリマーが挙げられる。π共
役ポリマーの例としては、ポリフェニレンビニレン（Ｐ
ＰＶ）誘導体、ポリフルオレン誘導体を挙げることがで
きる。このような高分子有機発光材料については、「有
機ＬＥＤ素子の残された重要課題と実用化戦略、ぶんし
ん出版」３９〜５３頁に詳しく記載されている。また、
有機ＥＬ素子の発光色を調節するために、さらに蛍光色
素を発光層に添加してもよい。

【００３０】本発明の有機ＥＬ素子の発光層の内部に
は、発光層の層厚に対して±３０％の範囲の粒径を有
し、且つ実質的に均一な粒径を有する微粒子が、発光層
の表面に沿った二次元方向に分散配置される。このよう
な微粒子を分散することで、発光層の層厚のムラが少な
くなり、従って目視で確認できる有機ＥＬ素子の発光輝
度のムラを解消することができる。微粒子の粒径は、発
光層の層厚に対して±２０％の範囲にあることが好まし
い。また、微粒子の粒径は、発光層の層厚より大きいこ
とが好ましい。微粒子が、発光層の層厚のムラを防止す
る拡大イメージを、図５に示す。図５は、微粒子８の含
まれる発光層３が、陽電極層２の上に形成された状態を
示している。微粒子８を、発光層３の表面に沿った二次
元方向に分散配置することで、発光層３の表面に沿った
方向での長い距離にわたる、なだらかな層厚のムラが解
消され、微粒子と微粒子の間に発光層の層厚のムラが閉
じこめられる（より短い距離における層厚のムラとな
る）ことがわかる。

【００３１】微粒子の粒径は、１０乃至３００ｎｍの範
囲にあることが好ましい。微粒子は実質的に均一な粒径
を有することが好ましい。粒径が実質的に均一とは、微
粒子の粒径の誤差が、±１０％の範囲内にあることを意
味する。微粒子の形状に特に制限はないが、球形である
ことが好ましい。微粒子の形状が球形以外の場合には、
「粒径」とは、微粒子の長軸径、短軸径、および厚みの
うちの一つ（発光層内に微粒子を分散配置したときに層
厚方向となる微粒子の径）が、上記で規定する範囲内に
あればよい。

【００３２】微粒子の材料に特に制限はないが、微粒子
が導電性を有すると、陽電極層と陰電極層とが電気的に
短絡してしまうため、導電性を有しないことが好まし
い。このような微粒子の材料の例としては、石英、樹脂
などが挙げられ、樹脂であることが好ましい。また、樹
脂は、可視光に対して透明であることが好ましい。透明
樹脂の具体例としては、アクリル樹脂、ポリスチレン樹
脂などが挙げられ、ポリスチレン樹脂が特に好ましい。

【００３３】微粒子は、有機ＥＬ発光表示装置におけ
る、有機ＥＬ素子の発光輝度のムラ（発光層の層厚のム
ラに対応する）を解消するために添加される。しかし、
微粒子の添加量が多すぎると、有機ＥＬ素子の発光輝度
が低下するため、発光輝度のムラが解消することができ
る範囲で、添加量はなるべく少ないことが好ましい。輝
度のムラは、表示画面の全体を目視により観察して確認
できる程度の微小なムラであるため、作製した有機ＥＬ
発光表示装置における輝度のムラの程度を確認しなが
ら、微粒子の添加量を微調節することが好ましい。

【００３４】文字などの情報表示に用いる有機ＥＬ素子
の場合には、大きな素子面積に対して均一な発光輝度を
得るために、微粒子は、発光層の表面の面積１．００ｍ
ｍ²に対して、１個以上含まれることが好ましい。発光
層の表面の面積１．００ｍｍ ²に対して、１個の微粒子
を含むことは、発光層の表面に沿った二次元方向に、ほ
ぼ１ｍｍの間隔で微粒子が分散配置されていることを意
味している。また、微粒子は、発光層の表面の面積１．
００ｍｍ²に対して、１×１０⁶個以下含まれることが
好ましい。発光層の表面の面積１．００ｍｍ²に対し
て、１×１０⁶個の微粒子を含むことは、発光層の表面
に沿った二次元方向に、ほぼ１μｍの間隔で微粒子が分
散配置されていることを意味している。微粒子が、発光
層の表面の面積１．００ｍｍ²に対して、１×１０⁶個
以上含まれると、有機発光材料に対して、微粒子が２０
質量％以上含まれることとなり、外部に取り出される有
機ＥＬ素子の発光輝度が低下するために好ましくない。

【００３５】基板上に、素子の寸法を画素の寸法に一致
させた有機ＥＬ素子を多数配置した有機ＥＬ発光表示装
置により、画像表示などをする場合には、画素を形成す
る有機ＥＬ素子の発光層の内部に、少なくとも４個の微
粒子が添加されることが好ましい。従って、画像表示を
するような有機ＥＬ発光表示装置の場合には、微粒子
は、発光層の表面の面積０．０２ｍｍ²に対して、１個
以上含まれることが好ましい。また、微粒子は、発光層
の表面の面積０．０２ｍｍ²に対して、２×１０ ⁴個以
下含まれることが好ましい。発光層の表面の面積０．０
２ｍｍ²に対して、２×１０⁴個の微粒子を含むこと
は、発光層の表面に沿った二次元方向に、ほぼ１μｍの
間隔で微粒子が分散配置されていることを意味してい
る。微粒子が、発光層の表面の面積０．０２ｍｍ²に対
して、２×１０⁴個以上含まれると、有機発光材料に対
して、微粒子が２０質量％以上含まれることとなり、外
部に取り出される有機ＥＬ素子の発光輝度が低下するた
めに好ましくない。

【００３６】［発光層の形成］発光層を形成するため
に、有機発光材料とバインダ樹脂、もしくは高分子有機
発光材料を主成分とし、さらに微粒子が溶媒に混合され
た発光層形成用の溶液を用いる。溶媒の例には、水、有
機溶媒、および両者の混合溶媒が挙げられる。有機溶媒
の種類には、主成分を溶解もしくは分散することができ
れば特に制限はないが、有機溶媒の蒸発速度が早いと、
溶液粘度の上昇の問題を生ずる。従って、有機溶媒の２
５℃における蒸気圧は、０．１乃至２０ｍｍＨｇの範囲
内にあることが好ましい。このような有機溶媒の例とし
ては、シクロヘキサノン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロ
ロベンゼン、テトラリン、および１，２，４−トリクロ
ロベンゼンなどを挙げることができる。また、有機化合
物を含む層（正孔輸送層や電子輸送層）の上に発光層を
形成する場合には、下層の膨潤を防止するために、溶媒
としては水を用いることが好ましい。溶媒として水を用
いる場合には、さらに有機溶媒を添加することもでき
る。また、発光層の厚さを前記の厚さとするために、溶
媒に対する主成分の添加量は、１乃至１５質量％の範囲
にあることが好ましく、２乃至９質量％の範囲にあるこ
とがさらに好ましい。

【００３７】微粒子の比重は、主成分（有機発光材料と
バインダ樹脂、もしくは高分子有機発光材料有機発光材
料）と溶媒の混合溶液の比重に等しいか、あるいは混合
溶液の比重よりやや大きいことが好ましい。微粒子の比
重と混合溶液の比重の値が近いほど、微粒子を混合溶液
中に均一に分散できるために好ましい。そして発光層形
成用の溶液を塗布してから乾燥までの間に、微粒子が塗
布層の下方に沈降すると、発光層の表面方向に沿って微
粒子が二次元方向に分散配置されるため、微粒子の比重
は、混合溶液よりやや大きいことがより好ましい。即
ち、微粒子の比重は、発光層形成用の溶液を混合して塗
布するまでは、微粒子が溶液中に均一に分散されてお
り、溶液を塗布してから乾燥までの間に微粒子が塗布層
内の下方に沈降する程度の値（混合溶液の比重よりやや
大きい値）であることが好ましい。発光層形成用の溶液
中の微粒子の沈降速度は、混合溶液および微粒子の比重
のみで決定されるわけではなく、混合溶液の粘度や、微
粒子の形状にも関係するため、発光層形成用の溶液や塗
布層における微粒子の状態を観察して、粒子の比重（あ
るいは混合溶液の粘度など）を微調節することがさらに
好ましい。

【００３８】発光層の形成は、発光層形成用の溶液を用
いて、公知の方法により形成することができる。発光層
の形成方法の例として、ワイヤーバーコーティング法、
ロールコーティング法、スピンコーティング法、ドクタ
ーブレード法、ダイコーティング法、キャスト法、ＬＢ
法、インキジェット法、グラビア印刷法、スクリーン印
刷法などを挙げることができる。溶液中に微粒子を含む
こと、極めて薄い厚さの発光層を形成する必要があるこ
と、そして微細な発光層のパターン形状を設定する必要
があることなどから、発光層の形成方法は、スピンコー
ティング法、ＬＢ法、インキジェット法、凹版印刷法、
グラビア印刷法、スクリーン印刷法であることが好まし
く、グラビア印刷法、スクリーン印刷法であることがさ
らに好ましい。

【００３９】発光層をグラビア印刷法あるいはスクリー
ン印刷法により形成するためには、前記の発光層形成用
の溶液を、発光層形成用のインキとすればよい。主成分
（有機発光材料とバインダ樹脂、もしくは高分子有機発
光材料有機発光材料）および微粒子がインキ組成物とな
る。インキ組成物は、主成分に対して、１×１０^-5乃至
２０質量％の範囲で、粒径が１０乃至３００ｎｍの範囲
にあり、且つ実質的に均一な粒径を有する微粒子を含む
ことが好ましい。

【００４０】グラビア印刷法では、刷版の表面に設けら
れた、セルと呼ばれる多数の凹部にインキを詰め、この
刷版と圧胴と呼ばれるゴムロールの間に被印刷体を通
し、加圧することにより、被印刷体にインキを転移させ
ることによって印刷が行われる。発光層の形成において
は、グラビア印刷機の刷版として、発光層のパターン形
状で凹部が形成された凹版を使用することが好ましい。
凹版に設けられる発光層のパターンの深さは、３０μｍ
以下であることが好ましく、１５μｍ以下であることが
さらに好ましい。グラビア印刷機に上記の版を取り付け
て、発光層形成用のインキを用いてグラビア印刷を行え
ば、パターンの端部も滑らかな発光層を形成することが
できる。

【００４１】［陰電極層］陰電極層の材料としては、仕
事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性
化合物及びこれらの混合物であれば特に制限はなく、公
知の材料を用いることができる。具体的な陰電極層の材
料の例としては、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｉｎ、希土類
金属、Ｎａ・Ｋ合金、Ｍｇ・Ａｇ合金、Ｍｇ・Ｃｕ合
金、Ａｌ・Ｌｉ合金、Ａｌ／Ａｌ₂Ｏ₃混合物を挙げるこ
とができる。陰電極層から、発光を取り出す場合には、
陰電極層の可視光の透過率は１０％以上であることが好
ましい。また、陰電極層の抵抗は、数百Ω／ｓｑ．以下
であることが好ましい。さらに、陰電極層の厚さは、材
料にもよるが、通常１０ｎｍ乃至１μｍ、好ましくは５
０乃至２００ｎｍの範囲内にある。陰電極層の形成方法
に特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。
陰電極層の形成方法の例としては、真空蒸着法、直流
（ＤＣ）スパッタ法、高周波（ＲＦ）スパッタ法などが
用いられる。

【００４２】［正孔輸送層］前述のように、発光層と陽
電極層との間には、正孔輸送層を設けてもよい。正孔輸
送層は、発光層に正孔を注入し易くする機能を有してい
る。正孔輸送層が設けられた有機ＥＬ素子については、
例えば、「高分子」４７巻７月号（１９９８年）４５７
−４６０頁などに記載されており公知である。正孔輸送
層は、単層でも二層以上積層したものであっても良い。
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、およ
びトリフェニレン誘導体などの正孔輸送材料が挙げられ
る。好ましい例としては、テトラフェニルジアミン（Ｔ
ＰＤ）が挙げられる。正孔輸送層を形成する正孔輸送材
料には、前記の発光層の説明において記載した正孔輸送
性樹脂が含まれる。正孔輸送層には、電子受容性アクセ
プタを添加することが好ましい。正孔輸送層を、正孔輸
送性材料のみを用いて形成する場合、その厚さは、２乃
至２００ｎｍの範囲にあることが好ましい。また、電子
受容性アクセプタがドーピングされた正孔輸送材料を用
いて正孔輸送層を形成する場合、正孔輸送性が向上する
ので、正孔輸送層の厚さは２乃至５０００ｎｍの範囲に
あれば良い。正孔輸送層は、発光層と同様の方法、ある
いは真空蒸着法により形成することができる。また、発
光層と同様に微粒子を添加して、正孔輸送層の厚さを均
一にすることもできる。正孔輸送層の厚さを均一にする
ことで、正孔が、発光層の表面に沿った二次元方向にお
いて均一に発光層へと注入され、発光輝度のばらつきを
さらに抑えることができる。

【００４３】［電子輸送層］前述のように、発光層と電
子輸送層との間には、電子輸送層を設けてもよい。電子
輸送層は、発光層に電子を注入し易くする機能を有して
いる。電子輸送層の厚さは、５乃至３００ｎｍの範囲に
あることが好ましい。電子輸送層は、単層でも二層以上
積層したものであっても良い。また、電子輸送層を形成
する電子輸送材料に特に制限はなく、公知の材料を用い
ることができる。電子輸送材料の例としては、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、オキサジアゾ
ール誘導体のオキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子
に置換したチアジアゾール誘導体、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を挙げ
ることができる。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。電子輸送層は、発光層と同
様の方法、あるいは真空蒸着法により形成することがで
きる。また、発光層と同様に微粒子を添加して、電子輸
送層の厚さを均一にすることもできる。電子輸送層の厚
さを均一にすることで、電子が、発光層の表面に沿った
二次元方向において均一に発光層へと注入され、発光輝
度のばらつきをさらに抑えることができる。

【００４４】

【発明の効果】本発明の構成により、発光輝度が表示画
面全体にわたって均一な有機ＥＬ発光表示装置を得るこ
とができる。本発明の構成は、特に大画面の有機エレク
トロルミネッセンス発光表示装置に適している。

【００４５】

【実施例】［実施例１］真空蒸着法により、ポリエステ
ルフイルム基板（厚さ：１２５μｍ）の表面に、厚さが
０．１５μｍのＩＴＯ薄膜（陽電極層）を形成した。形
成したＩＴＯ薄膜の抵抗値は、５０Ω／ｃｍ²であっ
た。

【００４６】ポリカーボネート樹脂（正孔輸送性樹脂、
前述のＰＣ−ＴＰＤ−ＤＥＧ）０．９５ｇ、蛍光色素
（ルブレン）０．０５ｇ、及び粒径が２００ｎｍ（誤差
±２ｎｍ）の球状ポリスチレン微粒子０．０１ｇを、ｏ
−ジクロロベンゼンと１，２，４−トリクロロベンゼン
とを１：１重量比で混合した有機溶媒１４．００ｇに添
加後、十分に攪拌して発光層形成用のインキを作製し
た。

【００４７】有機ＥＬ発光表示装置における発光輝度の
ムラの発生を目視で確認するために、発光層のパターン
形状は、一辺が５ｃｍの正方形に設定した。グラビア印
刷機に用いる版としては、発光層のパターン形状で凹部
（深さ１９μｍ）が設けられた凹版を用いた。そして、
前記の凹版が取り付けられたグラビア印刷機により、発
光層形成用のインキをＩＴＯ薄膜の上に印刷した。

【００４８】次いで、インキが印刷された基板を、温度
８０℃で１時間、真空中で加熱することにより、インキ
に含まれる溶媒を蒸発させて発光層を形成した。発光層
の層厚（二つの粒子の中間の位置における層厚の平均
値）は、１９０ｎｍであった。そして、発光層を電子顕
微鏡により観察した結果、２０μｍ²に１個程度の割合
で、微粒子が発光層中に均一に分散されていることを確
認した。

【００４９】次いで、発光層の上に、真空蒸着法によ
り、厚さが０．２μｍのＭｇ・Ａｇ合金薄膜（陰電極
層）を形成した。このようにして、基板上に、陽電極
層、発光層、そして陰電極層からなる有機ＥＬ素子一個
が形成された有機ＥＬ発光表示装置を製作した。

【００５０】［比較例１］発光層形成材料に微粒子を添
加しないこと以外は実施例１と同様にして、有機ＥＬ発
光表示装置を作製した。

【００５１】［有機ＥＬ発光表示装置の評価］実施例１
と比較例１で作製した有機ＥＬ発光表示装置のそれぞれ
について、陽電極層と陰電極層との間に２０Ｖの電圧を
印加して有機ＥＬ素子を発光させた。実施例１と比較例
１の有機ＥＬ発光表示装置の発光状態を目視で比較した
ところ、実施例１の有機ＥＬ発光表示装置のほうが明ら
かにムラが少ないことが確認できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機ＥＬ発光表示装置の一例の構成を
示す断面図である。

【図２】本発明の有機ＥＬ発光表示装置の別な一例の構
成を示す断面図である。

【図３】本発明の有機ＥＬ発光表示装置のさらに別な一
例の構成を示す断面図である。

【図４】本発明の有機ＥＬ発光表示装置のさらに別な一
例の構成を示す断面図である。

【図５】有機ＥＬ素子の発光層の形成工程を説明する図
である。

【符号の説明】

１基板２陽電極層３発光層４陰電極層５有機エレクトロルミネッセンス素子６正孔輸送層７電子輸送層８微粒子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K007 AB02 AB17 AB18 CA06 CB01 DA01 DB03 EA03 EB00 FA01 5C094 AA03 AA43 AA55 BA27 DA13 EA05 FA01 FA02 FA04 FB01 FB15 FB20 GB10 JA01 JA08 JA20 5G435 AA01 AA17 BB05 HH14 HH18 KK05 KK10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、陽電極層、有機発光材料とバ
インダ樹脂、もしくは高分子有機発光材料を含む発光
層、そして陰電極層からなる有機エレクトロルミネッセ
ンス素子が配置されている有機エレクトロルミネッセン
ス発光表示装置であって、発光層の内部に、発光層の層
厚に対して±３０％の範囲の粒径を有し、且つ実質的に
均一な粒径を有する微粒子が、発光層の表面に沿った二
次元方向に分散配置されていることを特徴とする有機エ
レクトロルミネッセンス発光表示装置。
【請求項２】微粒子を、発光層の表面の面積１．００
ｍｍ²に対して、１乃至１×１０⁶個の範囲の数で含む
ことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミ
ネッセンス発光表示装置。
【請求項３】微粒子を、発光層の表面の面積０．０２
ｍｍ²に対して、１乃至２×１０⁴個の範囲の数で含む
ことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミ
ネッセンス発光表示装置。
【請求項４】微粒子の粒径が、１０乃至３００ｎｍの
範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の有機エレ
クトロルミネッセンス発光表示装置。
【請求項５】微粒子が透明樹脂からなることを特徴と
する請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス発
光表示装置。
【請求項６】発光層がスクリーン印刷法もしくはグラ
ビア印刷法により形成されていることを特徴とする請求
項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス発光表示装
置。
【請求項７】発光層が有機発光材料とバインダ樹脂と
を含み、バインダ樹脂が正孔輸送性樹脂であることを特
徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセン
ス発光表示装置。
【請求項８】有機発光材料とバインダ樹脂、もしくは
高分子有機発光材料を主成分として含み、さらに該主成
分に対して１×１０^-5乃至２０質量％の範囲で、粒径が
１０乃至３００ｎｍの範囲にあり、且つ実質的に均一な
粒径を有する微粒子を含むインキ組成物。