JP2003297578A - 有機発光素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高い光取出し効率を有し、さらに樹脂製の基板
を用いることができる有機電界発光素子を提供する。 【解決手段】樹脂製の基板の上に、導電性有機材料から
なる導電層を形成し、さらに導電層の上に有機発光材料
層を形成したのち、有機発光材料層を基板とともに延伸
して、有機発光材料層中の有機発光材料の主鎖を延伸方
向に配向させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面型表示装置
や、各種光源として、通信、照明その他の用途に供され
る有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子に関する
ものであって、より詳しくは、その光の取り出し効率を
向上させるための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、平面型表示装置として、液晶
表示装置が広く用いられている。液用装置は、応答速度
が遅い、視野角が狭い等の欠点を有することから、その
解消のために多くの新方式が提案されている。しかしな
がら、その対策のためのコストが装置の低価格化に対す
る障害になっていて、さらにこれらの対策によっても、
未だ十分な特性を有する液晶表示装置は得られていな
い。

【０００３】近年、広範囲な応用が期待できる新たな表
示装置用の素子として、自発光であることから本質的に
視認性に優れ、応答速度も速いＥＬ素子が注目を集めて
いる。特に有機材料を発光層の全部またはその一部の層
に用いた有機ＥＬ素子は、上記の利点に加えて、その発
光層を室温で蒸着、塗布などの簡単な方法で形成するこ
とができるため、製造コスト上の魅力もあり、盛んに開
発が行なわれている。また。有機ＥＬ素子は、薄くさら
に面発光が可能なことから、従来、蛍光管と導光板とを
組み合わせて用いていた液晶表示装置のバックライトの
代替としても期待されている。

【０００４】有機ＥＬ素子は、陽極から注入された正孔
と陰極から注入された電子を発光層において結合させて
発光を得るものであり、電極材料や発光材料については
もちろん、発光層と陽極または陰極との間に発光以外の
機能を有する層が配された素子も、古くから多くの研究
がなされていて、数多く提案されている。たとえば、陽
極と発光層の間に正孔輸送層が、陰極と発光層の間に電
子輸送層が配される。また、陽極と正極輸送層の間に正
孔注入層が設けられたものや、陰極との界面に電子注入
層が設けられたものも提案されている。発光層として、
上記のような機能を有するとともに、それ自体が発光す
るいわゆる正孔輸送性発光層や電子輸送性発光層が設け
られたものもある。各層に役割を機能分離させて担わせ
ることにより、各層に適切な材料選択が可能となって、
素子の特性も向上している。

【０００５】たとえば、Ｔａｎｇらは、透明基板上に透
明陽極、正孔輸送層、発光層および反射陰極を有する素
子であって、透明陽極としてＩＴＯ（インジウム錫酸化
物）、正孔輸送層として厚さが７５ｎｍのジアミン誘導
体層、発光層として厚さが６０ｎｍのアルミキノリン錯
体層、反射陰極として電子注入性と安定性を併せ持つＭ
ａＡｇ合金を用いた素子を提案している。（C. W. Tang
and S. A. Vanslyke:Appl. Phys. Lett. 51 (1987) 91
3.）。この提案では、特に陰極の改良もさることなが
ら、ジアミン誘導体からなる正孔輸送層を用いたことが
注目される。ジアミン誘導体は、透明性および成膜性に
優れることから、これを採用することで、十分な透明性
を有し、されに７５ｎｍの膜圧においてもピンホール等
の無い均一な正孔輸送層を得ることを可能にしている。
したがって、発光層も含めた素子の相膜厚を１５０ｎｍ
程度にまで十分に薄くして、比較的低電圧でも高輝度の
発光が得られるようになっている。具体的には、１０Ｖ
の低い電圧で１０００ｃｄ／ｍ²以上の高い輝度と、
１．５ｌｍ／Ｗ以上の高い効率を実現している。

【０００６】このＴａｎｇらの提案がきっかけとなっ
て、陰極のさらなる改良や、電子注入層の挿入、正孔注
入層の挿入などの素子構成上の工夫などが、現在に至る
までさらに活発に検討されている。以下、現在一般に検
討されている有機ＥＬ素子について概説する。透明基板
上に透明陽極、正孔輸送層、発光層および陰極が、この
順に積層して配される。また、透明陽極と正孔輸送層の
間に正孔注入層が、発光層と陰極の間に電子輸送層が、
さらには陰極との界面に電子注入層が設けられることも
ある。透明基板としては、一般にコーニング１７３７等
のガラス基板が広く用いられている。ここで、厚さが
０．７ｍｍ程度のものが強度と重量の観点から扱いやす
い。透明陽極としては、たとえば、スパッタ、エレクト
ロンビーム蒸着、イオンプレーティング等により形成さ
れたＩＴＯ膜が用いられている。膜厚は必要とされるシ
ート抵抗値と可視光透過率を考慮して決定される。有機
ＥＬ素子は駆動電流密度が比較的高いため、一般に、シ
ート抵抗を小さくする目的で１００ｎｍ以上の厚さのも
のが用いられることが多い。

【０００７】正孔輸送層には、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メ
チルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（以
下ＴＰＤと称する）、Ｎ，Ｎ’−ピス（α−ナフチル）
−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（以下ＮＰＤと称す
る）等、Ｔａｎｇらの用いたジアミン誘導体、特に特開
昭５９-１９４３９３号公報で提案されたＱ１−Ｇ−Ｑ
２構造のジアミン誘導体の真空蒸着膜が幅広く用いられ
ている。これらの材料は、一般に透明性に優れ、８０ｎ
ｍ程度の厚さでもほぼ透明であり、成膜性にも優れる。
したがって、これらの材料を用いることで、素子の厚さ
を１００ｎｍ程度にまで薄くしても、ピンホールなどの
欠陥が発生し難く、短絡などの信頼性に関わる問題が発
生し難くなる。

【０００８】発光層には、一般に、Ｔａｎｇらの報告と
同様に真空蒸着により形成された厚さが数十ｎｍのトリ
ス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下Ａｌｑと称
する）等の電子輸送性発光材料からなる膜が用いられ
る。種々の発光色を実現するなどの目的で、発光層には
比較的薄い膜が用いられる。さらにこれに積層して厚さ
が２０ｎｍ程度の電子輸送層を配した、いわゆるダブル
ヘテロ構造が採用されることもある。陰極には、Ｔａｎ
ｇらの提案したＭｇＡｇ合金やＡｌＬｉ合金などの仕事
関数が小さく電子注入障壁の低い金属と比較的仕事関数
が大きく安定な金属との合金や、ＬｉＦなど種々の電子
注入層と積層したアルミニウムなどが用いられることが
多い。

【０００９】以上のように、低分子有機材料を用いた真
空蒸着法によりこれらの層を積層して形成した有機ＥＬ
素子が活発に検討されているが、一方で、種々の有機材
料を溶媒中に溶解または分散させた塗料の塗布膜を積層
して形成した有機ＥＬ素子もまた、近年活発に検討され
ている。たとえば、米国特許第５２４７１９０号（Ｒ．
Ｈ．Ｆｒｉｅｎｄら）には、共役発光ポリマーを塗布し
て形成した膜を用いた有機ＥＬ素子が開示されている。
同文献には、ガラス基板上に陰極として、表面に僅かな
酸化層を有する厚さが約２０ｎｍのアルミニウム蒸着膜
を形成し、さらにこの上に、１０〜２５ミリリットルの
メタノールに１ｇの割合でポリパラフェニレンビニレン
（以下ＰＰＶと称す）の前駆体を溶解させた塗料をスピ
ンコート法によって塗布したのち、真空中で３００℃
で、１２時間の熱処理を行って、厚さが１００〜３００
ｎｍのＰＰＶ膜を得たとある。半透明の陽極として、厚
さが約２０〜３０ｎｍの金またはアルミニウムからなる
膜が蒸着によって形成され、その上に発光層として厚さ
が２００ｎｍのＰＰＶ膜が形成された素子の場合、４０
Ｖの電圧印加で強いＥＬ発光が得られたとある。また、
ガラス基板上にＩＴＯからなる透明陽極がイオンビーム
スパッタ法により形成され、発光層として上記と同様に
厚さ７０ｎｍのＰＰＶ層が形成され、さらに陰極として
厚さ約５０ｎｍのアルミニウム蒸着膜が形成された素子
では、１４Ｖから電流が流れ始め発光が観察されたとあ
る。

【００１０】ポリマーの塗布としては、スピンコート法
以外にも、インクジェット法や印刷法も提案されてい
る。例えば、特開平１０−１２３７７号公報には、ガラ
ス上にＴＦＴアレイとＩＴＯ透明画素電極まで形成した
基板上に、ポリマー前駆体としてポリテトラヒドロチオ
フェニルフェニレンを塗布、これを加熱して厚さ０．０
５μｍの正孔注入層を形成した後、インクジェット法に
よってＲＧＢ画素に対応した発光層を形成し、その上に
厚さが０．１〜０．２μｍのＭｇＡｇ電極を形成した直
視型の有機ＥＬ表示体が提案されている。ここで、赤色
発光材料にはシアノポリフェニレンビニレン、緑色発光
材料にはポリフェニレンビニレン、青色発光材料にはポ
リフェニレンビニレンおよびポリアルキルフェニレンか
らなり、液体状でケンブリッジディスプレイテクノロジ
ー社から入手したものを使用したとある。また、特開平
３−２６９９９５号公報には、トリフェニルジアミン誘
導体等の低分子有機材料のトルエン溶液を用いた印刷法
によりパターン成膜を行って作製した素子が提案されて
いる。

【００１１】有機ＥＬ素子の開発における主たる課題と
して、光取出し効率の向上、低電圧駆動、消費電力の低
減および長寿命化が挙げられる。このうち光取出し効率
の向上は、素子の長寿命化、駆動電圧の低減等、他の課
題をも同時に解決させることに寄与するため、素子の構
造的な改良を含め広く検討が行われている。

【００１２】液晶表示装置のバックライト用途において
も、偏光を発する電界発光素子が検討されている。上記
のような従来の有機ＥＬ素子では、発光層内の発光材料
分子の配向は無秩序であって、基板の主面に対して平行
なもの、垂直なもの、その中間の角度を有するものなど
が無秩序に混在する。したがって、発光層より発せられ
る光は、振動面に偏りのないいわゆる自然光となる。液
晶表示装置のバックライトからの光は、偏光板を透過し
たのちに、画像等の表示に寄与する。したがって、バッ
クライトより発せられる光は、自然光であることからそ
の多くは、偏光板によって排除される。そこで、発光材
料分子を特定方向に配向させることによって、発光層よ
り発せられる光を偏光とする技術が、偏光板を透過する
際のロスを最小限とし、さらには液晶パネルとバックラ
イトの間に偏光板を介在させる必要を無くすことができ
るとして注目されている。

【００１３】たとえば、特開平８−３０６９５４号公報
には、基板上に形成された有機発光層の表面をラビング
処理し、さらに熱処理することにより、層中の有機発光
材料（π−共役型高分子）の主鎖をラビング方向に配向
させた有機発光ダイオードが提案されている。しかしな
がら、この方法によると、従来の素子の製造方法に、ラ
ビング処理とともに熱処理工程を付加する必要がある。
さらに、熱処理において有機発光材料の軟化点以上にま
で加熱する必要があり、樹脂製の基板を用いることは困
難である。

【００１４】特開平９−１１５６６９号公報には、その
上に発光層を形成しようとする下地層の表面に配向処理
を施すことで、発光層内の分子を特定方向に配向させる
方法が提案されていて、配向処理として、具体的にはバ
フ研磨および傾斜蒸着が挙げられている。同提案による
と、その実施例のように電極となるＩＴＯ層上に発光材
料を含む層（発光層）を直接形成する場合には有用であ
るが、発光機能層が多層であって、発光層すなわち実際
に発光する層に接してホール輸送層、電子注入届等が形
成される場合には、これらの層へのバフ研磨はかえって
歩留まりの低下をもたらす。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するためのものであり、高い光取出し効率を有
し、さらに樹脂製の基板を用いることができる有機電界
発光素子を提供することを目的とする。また、そのよう
な優れた有機発光素子を、容易な方法で生産性良く製造
することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、発光層中の有
機発光材料分子の発光遷移モーメントの方向が基板の主
面に対してなす角度が、素子の光取り出し効率に大きな
影響を及ぼすことに着目してなされたものである。一般
に、有機発光素子はアモルファスな膜で構成されるた
め、各発光材料分子の発光遷移モーメントはランダムな
方向を示している。したがって、全反射角以上すなわち
発光面の法線に対して臨界角以上に出射した光は素子外
部に取り出すことができない。そこで、本発明では、容
易な方法で有機発光材料分子の発光遷移モーメントの方
向を基板の主面と平行な特定の方向に配向させて、光取
り出し効率を向上させる。本発明では、たとえば、樹脂
製の基板上に塗布等、公知の方法によって形成された有
機発光材料膜を基板ととも特定の方向に延伸して、膜内
の分子を延伸方向に配向させる。このいわゆる一軸延伸
によって、有機発光材料膜中の分子は、概ねその主鎖が
延伸方向と平行に配向し、所望の振動面を有する偏光を
発する発光層が得られる。また、有機発光材料膜の形成
に先立って、それを形成しようとする表面に、有機発光
材料の配向を規制する膜、いわゆる配向膜を形成する。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の一形態では、フィルム状
のものを含む樹脂製基板の上に、有機導電材料を含む導
電膜を形成し、さらに導電膜の上に、有機発光材料膜を
形成したのち、有機発光材料膜を基板とともに延伸し
て、有機発光材料膜中の有機発光材料分子をその主鎖が
延伸方向と略平行になるよう配向させる。なお、延伸率
を大きくすると、有機発光材料分子をより均一に配向さ
せることができる。その主鎖が均一な発光層を安定して
得るためには、１．５倍程度に延伸することが好まし
い。両極間に配される層（以下、機能層とする）のう
ち、少なくともそれ自体が発光する層すなわち発光層に
加工される膜までが形成された後に、上記の延伸処理が
施される。したがって、延伸処理される膜には、発光層
に加工される有機発光材料膜のみならず、それと積層し
て配される種々の膜も含まれる。

【００１８】延伸の前に、基板の表面に一方の電極とし
てまたはそれに加工するための導電膜が形成される。発
光層を狭持して配される一対の電極は、直流あるいは交
流の電圧を発光層に印加するものであって、通常直流で
駆動される有機発光素子の場合は、陰極と陽極を指す。
一対の電極のいずれか一方または両方には、発光層より
発せられた光を取り出すために、透明導電材が用いられ
る。一方の電極側のみから光を取り出す場合、光を有効
利用するため、他方の側の電極には一般にＭｇＡｇ合金
やＡｌＬｉ合金など、光反射性を有する金属性のものが
用いられたり、透明電極とともに金属膜など反射用の部
材が配される。基板と有機発光材料膜の間に配される導
電膜は、基板および有機発光材料膜を延伸する際にとも
に延伸されることから、主としてポリチオフェン、ポリ
ピロール等、透明性および可とう性を有する有機導電材
料からなるものが用いられる。すなわち、本発明の有機
発光素子は、基板を透過した光を外部に出射させる。と
もに透明な有機導電材料からなる陽極および陰極を用
い、反射部材をさらに配する場合には、両極またはそれ
に加工するための膜を形成した後に、基板とともに延伸
処理してもよい。多層構造の発光機能層がはいされる場
合には、たとえば各層の形成において一軸配向処理す
る。また、全ての層を形成した後に一軸配向処理して
も、いずれの層内の分子も同一方向に配向させることが
できる。

【００１９】本発明の他の形態では、有機発光材料膜の
形成に先立って、それを形成しようとする表面に、有機
発光材料分子の配向を規制する膜、いわゆる配向膜を形
成する。配向膜には、たとえばポリイミドや、直鎖状炭
素鎖を含むシラン系化合物が用いられる。配向膜は、た
とえば、基板上に塗布されたプレポリマーに偏光紫外線
を照射して硬化させることにより形成する。また、形成
しようとする膜の下地層が既に形成された基板を、単分
子吸着物質を含む液に付着させ、さらに付着した余剰の
液を除去するためにそれを洗浄槽中に入れて洗浄した
後、その主面を特定方向（鉛直方向を含む）に傾斜させ
て液切りしながら引き上げる。これにより、洗浄槽から
取り出す際に基板を引き上げる方向に、有機発光材料分
子を配向させることができる配向膜が形成される。な
お、必要に応じて、基板に付着して形成された単分子膜
を、偏光紫外線の照射等によって固定する。発光層とそ
れよりも下層に位置する導電膜との間に正孔輸送層など
他の機能層が配される場合には、構成分子の配向が規制
された層の上層に配される機能層の構成分子の配向も、
規制された機能層の構成分子に追随するため、その導電
層上に配向膜を配するのみであっても、発光層またはそ
れに加工される発光材料膜の構成分子を所望の方向に配
向させることができる。

【００２０】もちろん、上記の一軸延伸による配向と配
向膜による配向規制を組み合わせて用いてもよい。本発
明は、それ自体が光を発する単層の発光層を有する有機
ＥＬ素子に適用されるとともに、電子輸送層、正孔輸送
層等の機能層を含む多層構造の発光機能層を有する有機
ＥＬ素子にも適用される。表示装置においては、一般に
表示装置の表面、すなわちその光の出射面に反射陰極に
よる外光反射の防止やコントラスト向上のため、偏光板
が配される。発光層より発せられる光の振動面をこの偏
光板の透過軸と平行にすると、偏光板を透過する際のロ
スを最小限にすることができ、より取出し効率を高くす
ることができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を詳細に説明
する。

【００２２】《実施例１》基板としての市販の透明なポ
リエステルフィルム（基板サイズ：１０ｃｍ×１０ｃ
ｍ、厚さ３０μｍ）上に、ポリチオフェン誘導体（バイ
エル株式会社製）を塗布したのち、これを空気中で１５
０℃で３０分間、加熱処理して、透明陽極として厚さが
１００ｎｍでポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェ
ン）（ＰＥＤＯＴ）からなる有機導電膜を形成した。

【００２３】形成された透明陽極上に、以下のようにし
て、正孔輸送層、発光層および電子輸送層からなる発光
機能層を形成した。まず、正孔輸送層および発光層に加
工される膜をそれぞれ高真空蒸着装置（日本真空技術株
式会社製、ＥＢＶ−６ＤＡ型を改造したもの）を用いた
蒸着によって積層して形成した。この装置の主たる排気
装置は、排気速度が１５００リットル／分のターボ分子
ポンプ（大阪真空株式会社製、ＴＣ１５００）であり、
到達真空度は約１×１０^-6Ｔｏｒｒ（≒１．３３×１０
^-4Ｐａ）以下である。全ての有機化合物の蒸着は、タン
グステン製の抵抗加熱式蒸着ポートに直流電源（菊水電
子株式会社製、ＰＡＫ１０-７０Ａ）を接続して、真空
度が２〜３×１０^-6Ｔｏｒｒの範囲で行った。

【００２４】高真空蒸着装置の真空槽内に配置した基板
上に、正孔輸送層としてＮ，Ｎ'−ビス（４'−ジフェニ
ルアミノ−４−ビフェニリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル
ベンジジン（ＴＰＴ、保土ケ谷化学株式会社製）を蒸着
速度０．３ｎｍ／秒で蒸着するとともに、４−Ｎ，Ｎ−
ジフェニルアミノ−α−フェニルスチルベン（ＰＳ）を
蒸着速度０．０１ｎｍ／秒で蒸着（共蒸着）して、厚さ
約８０ｎｍのブレンド型正孔輸送層としての膜を形成し
た。次に、この膜の上に、４，４’−ビス［２，２−ビ
ス（４−メチルフェニル）ビニル］ビフェニル（ＤＴＶ
Ｂｉ）を蒸着速度０．３ｎｍ／秒で蒸着するとともに、
４，４’−ビス｛２−［９−エチルカルバゾル−３−イ
ル］ビニル｝ビフェニル（ＢＣｚＶＢｉ）を蒸着速度
０．０１ｎｍ／秒で共蒸着して、いわゆるドーピング型
発光層としての厚さが約１００ｎｍの発光材料膜を形成
した。

【００２５】次に、基板を真空槽から雰囲気を乾燥窒素
に置換されたグローブボックス内に移動させたのち、室
温で基板全体をその一辺と平行の方向に１０ｃｍ一軸延
伸した。延伸して加工された透明陽極、正孔輸送層およ
び発光層の厚さは、それぞれ約５０ｎｍ、約４０ｎｍお
よび約５０ｎｍであった。

【００２６】以上のようにして延伸処理が施された基板
を、再度真空槽内に戻し、電子輸送層として、トリス
（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３、同仁化
学株式会社製）からなる厚さ約２０ｎｍの膜を０．３ｎ
ｍ／秒の蒸着速度で形成した。

【００２７】形成された発光機能層の上に、以下のよう
にして、反射陰極を形成した。アルミニウム・リチウム
合金（高純度化学株式会社製、Ａｌ／Ｌｉの重量比が９
９／１）をソースに用いた低温蒸着によって、発光機能
層の上に約０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で厚さ約１ｎｍの
リチウム膜を形成し、さらに、そのソースを昇温してリ
チウムがほとんど除去されたソースを用いて、リチウム
膜上に約１．５ｎｍ／秒の蒸着速度で厚さが約１００ｎ
ｍのアルミニウム膜を形成して、積層型の反射陰極を得
た。以上のようにして得られた有機発光素子を実施例１
の素子とする。

【００２８】《実施例２》実施例１で用いたものと同様
の透明ポリエステルフィルム上に、透明陽極として、厚
さが１００ｎｍの有機導電膜を形成した後、乾燥窒素に
置換したグローブボックス内で、その上にポリ［２−メ
トキシ−５−（２’−エチル）ヘキシロキシ−ｐ−フェ
ニレンビニレン］（ＭＥＨ-ＰＰＶ）を１０ｍｇ／ｍｌ
の濃度でキシレンに溶解した塗料をスピンコート法によ
って塗布し、さらに乾燥窒素グローブボックス内で１０
０℃、３０分間加熱処理して、厚さが約２００ｎｍの発
光材料膜を形成した。グローブボックス内で、室温で基
板全体をその一辺と平行の方向に１０ｃｍ一軸延伸し
た。延伸して加工された透明陽極および発光層の厚さ
は、それぞれ約５０ｎｍおよび約１００ｎｍであった。

【００２９】延伸処理が施された基板を真空槽内に配置
し、実施例１と同様に、その表面に反射陰極として厚さ
約２０ｎｍのカルシウム膜と厚さ約１００ｎｍのアルミ
ニウム膜を積層して形成した。以上のようにして得られ
た有機発光素子を実施例２の素子とする。

【００３０】《実施例３》実施例１と同様に表面に透明
陽極として厚さが１００ｎｍの導電性高分子膜を形成し
た透明ポリエステルフィルムを、室温でその一辺と平行
の方向に１０ｃｍ一軸延伸した。延伸して加工された透
明陽極の厚さは、約５０ｎｍであった。透明陽極上に、
発光機能層として、実施例１と同様にして厚さが約８０
ｎｍの正孔輸送層および厚さが約２００ｎｍの発光層を
蒸着により形成した。ついで、発光機能層が形成された
基板の表面に、反射陰極として厚さが約２０ｎｍのカル
シウム膜と厚さが約１００ｎｍのアルミニウム膜を積層
して形成した。以上のようにして得られた有機発光素子
を実施例３の素子とする。

【００３１】《実施例４》実施例１と同様にして基板上
に透明陽極を形成した後、その表面に以下のようにし
て、単分子膜からなる配向膜を形成した。まず、相対湿
度３０％以下の乾燥雰囲気中で、基板を化学吸着液に約
一時間浸漬した。なお、化学吸着液は、基板に直接塗布
しても良い。ここで用いた化学吸着液は、感光性基と直
鎖状炭素鎖とケイ素とを含む下記の一般式（１）で表さ
れるシラン系界面活性剤（化学吸着物質）を、その濃度
が約１重量％になるよう、よく脱水された非水系有機溶
媒（ヘキサデカン）に溶解して調製したものである。直
鎖状炭素鎖は、たとえば炭化水素基等である。

【００３２】

【化１】

【００３３】その後、化学吸着液から基板を取り出し、
基板に付着した余剰の試薬を除去するために、よく脱水
された非水系有機溶媒（ｎ−ヘキサン）の洗浄槽で約１
０分の洗浄を３回行った後、基板を引き上げて液切りし
た。さらに、水分を含む空気中にこの基板を暴露し、基
板に化学吸着した界面活性剤分子を空気中の水と反応さ
せて厚さが約１．８ｎｍの単分子膜を形成した。次に、
偏光板（ＨＮＰ’Ｂ、ポラロイド社製）の露光用フォト
マスクを単分子膜の上に重ね合わせ、これに超高圧水銀
灯を用いて３６５ｎｍの紫外光（ＵＶ光）を１００ｍＪ
／ｃｍ²になるように照射する配向固定処理を行った。
なお、ＦＴ−ＩＲ分析により、単分子膜は偏光したＵＶ
光の照射により、偏光方向に配向されると共に、光重合
が進行し、分子同士が感光性基で重合されたことを確認
した。

【００３４】次に、配向膜の上に、実施例１と同様の蒸
着によって正孔輸送層、発光層および電子輸送層からな
る発光機能層を積層して形成した。さらに、一軸延伸を
行うことなしに、その上に反射陰極を形成した。以上の
ようにして得られた有機発光素子を実施例４の素子とす
る。

【００３５】《実施例５》実施例４と同様にして、基板
上に透明陽極を形成し、さらに基板への化学吸着液の供
給および３回の洗浄ののち、ｎ−ヘキサン中に浸漬した
基板を、その主面の法線方向を水平にして、鉛直方向に
２ｃｍ／秒の速度で引き上げて液切りした。波より取り
出した基板を、実施例４と同様にして水分を含む空気中
に暴露し、基板に化学吸着した界面活性剤分子を水と反
応させて、配向膜としての厚さ約１． ８ｎｍの単分子
膜を形成した。ここで、形成された配向膜は、それに接
して形成される膜の分子を、上記の液切りの際の引き上
げ方向に配向させることができる。すなわち、実施例４
のように偏光紫外線を照射する必要はない。

【００３６】次に、配向膜の上に、実施例１と同様の蒸
着によって、正孔輸送層、発光層および電子輸送層から
なる発光機能層を積層して形成した。さらに、一軸延伸
を行うことなしに、その上に反射陰極を形成した。以上
のようにして得られた有機発光素子を実施例５の素子と
する。

【００３７】《実施例６》実施例４と同様にして、基板
上に透明陽極を形成し、さらに基板への化学吸着液の付
着および３回の洗浄ののち、ｎ−ヘキサン中の基板を、
その主面の法線方向を水平にして、鉛直方向に２ｃｍ／
秒の速度で引き上げて液切りした。その後、基板表面に
化学吸着した界面活性剤分子に、その液切り方向（引き
上げ方向）に偏向した紫外線を照射することによって、
配向膜としての単分子膜を形成した。次に、配向膜の上
に、実施例１と同様の蒸着によって、正孔輸送層、発光
層および電子輸送層からなる発光機能層を積層して形成
した。さらに、一軸延伸を行うことなしに、その上に反
射陰極を形成した。以上のようにして得られた有機発光
素子を実施例６の素子とする。

【００３８】《実施例７》実施例４と同様にして、基板
上に透明陽極を形成し、さらに単分子吸着および偏光紫
外線照射によって偏光膜を形成したのち、基板を乾燥置
換したグローブボックス内へ移動させ、一方向に基板全
体を１０ｃｍ一軸延伸した。その後、実施例１と同様の
蒸着によって、配向膜上に正孔輸送層、発光層、電子輸
送層および反射陰極としての膜を積層して形成した。以
上のようにして得られた有機発光素子を実施例７の素子
とする。

【００３９】《実施例８》実施例１と同様にして、基板
上に透明陽極を形成した後、基板全体を一方向に１０ｃ
ｍ一軸延伸した。さらに、実施例４と同様にして、延伸
処理が施された基板上に、単分子吸着および偏光紫外線
照射によって配向膜を形成した。形成された配向膜の上
に、実施例１と同様の蒸着によって、正孔輸送層、発光
層、電子輸送層および反射陰極としての膜をそれぞれ形
成した。以上のようにして得られた有機発光素子を実施
例８の素子とする。

【００４０】《比較例１》実施例１と同様にして、透明
陽極、正孔輸送層および発光層として、厚さが約５０ｎ
ｍのＰＥＤＯＴ膜、厚さが約４０ｎｍのＴＰＴ／ＰＳ共
蒸着膜および厚さが約５０ｎｍのＤＴＶＢｉ膜を積層し
て形成して、発光素子を得た。この延伸処理を施してい
ない発光素子を比較例１の素子とする。

【００４１】《比較例２》実施例２と同様にして、基板
上に厚さが約５０ｎｍの透明陽極、約１００ｎｍの発光
材料膜および厚さが約１２０ｎｍも反射陰極を形成し
て、発光素子を得た。この延伸処理を施していない発光
素子を比較例２の素子とする。

【００４２】以上のようにして得られた実施例および比
較例の有機ＥＬ素子を、再度、乾燥窒素置換したグロー
ブボックス内に移動させたのち、その性能を以下のよう
にして評価した。初期性能として、発光効率［ｃｄ／
Ａ］、１０００ｃｄ／ｍ²発光時の駆動電圧［Ｖ］、お
よび偏光比として、直線偏光板を配向方向に配置した場
合の輝度とその直角方向に配置した場合の輝度の比を求
めた。また、寿命として、素子をその初期輝度が１００
０ｃｄ／ｍ²となる電流値の直流定電流で連続して発光
させ、輝度が５００ｃｄ／ｍ²まで半減するまでの時間
を求めた。ＤＣ駆動電源に直流定電流電源（アドバンテ
スト株式会社製、商品名マルチチャンネルカレントボル
テージコントローラーＴＲ６１６３）を用い、電圧電流
特性を測定するとともに、輝度計（東京光学機械株式会
社製、商品名トプコンルミネセンスメーターＢＭ−８）
によって輝度を測定した。また、輝度ムラ、黒点（非発
光部）等の発光画像品質は、５０倍の光学顕微鏡により
観察した。これらの評価結果を表１に示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】表より明らかなように、いずれの実施例の
素子も、偏光を発し、比較例と比べて発光効率は向上し
駆動電圧は低くなる。さらに寿命は飛躍的に向上する。
また、輝度ムラや黒点等の不具合も無く、長寿命で安定
した特性を発揮する。

【００４５】

【発明の効果】本発明によると、高い光取出し効率を有
し、さらに樹脂製の基板を用いることができる有機電界
発光素子を提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 徹哉 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松尾 三紀子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB01 AB03 AB06 AB11 AB18 BA07 BB06 CA06 CC00 CC01 DB03 FA00

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂製の基板、前記基板上に配された有
   機導電材料を含む一方の電極、前記電極上に配された有
   機発光材料を含む発光層、および前記発光層上に積層し
   て配された他方の電極を備え、前記一方の電極中の前記
   有機導電材料の主鎖と前記発光層中の前記有機発光材料
   の主鎖が、前記基板の表面と略平行な同一の方向に配向
   した有機発光素子。
2. 【請求項２】 前記一方の電極および前記発光層が、同
   一方向に延伸されて形成されたものである請求項１記載
   の有機発光素子。
3. 【請求項３】 前記発光層が発した光が出射する面に、
   その透過軸が前記基板の延伸方向と略平行に配された偏
   光板をさらに備えた請求項１記載の有機発光素子。
4. 【請求項４】 基板、前記基板上に配された有機導電材
   料を含む一方の電極、前記一方の電極上に配された有機
   発光材料を含む発光層、および前記発光層上に積層して
   配された他方の電極を備え、前記発光層中の前記有機発
   光材料は、その分子配向が前記一方の電極と前記発光層
   の間に配された配向膜により規制され、その主鎖が前記
   基板の表面と略平行な特定方向に配向した有機発光素
   子。
5. 【請求項５】 前記配向膜が、ポリイミドからなる請求
   項４記載の有機発光素子。
6. 【請求項６】 前記配向膜が、直鎖状炭素鎖を有するシ
   ラン系化合物からなる請求項４記載の有機発光素子。
7. 【請求項７】 樹脂製の基板の上に有機導電材料を含む
   導電膜を形成する工程、前記導電層の上に有機発光材料
   を含む発光材料膜を形成する工程、および前記発光材料
   膜が形成された前記基板をその主面と略平行な一方向に
   延伸して、前記発光材料膜中の前記有機発光材料をその
   主鎖が延伸方向に略平行になるよう配向させる工程を有
   する有機発光素子の製造方法。
8. 【請求項８】 基板上に有機導電材料を含む第一の導電
   膜を形成する工程、前記導電層の上に配向膜を形成する
   工程、有機発光材料を含み前記配向膜によって前記有機
   発光材料の分子が前記基板の表面と平行な一方向に配向
   するよう規制された配向層を前記配向膜上に形成する工
   程、および前記発光層に積層して第二の導電膜を形成す
   る工程を有する有機発光素子の製造方法。
9. 【請求項９】 前記配向膜が、ポリイミドからなる請求
   項８記載の有機発光素子の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記配向膜が、直鎖状炭素鎖を有する
    シラン系化合物からなる請求項８記載の有機発光素子の
    製造方法。
11. 【請求項１１】 前記基板上に付着させたプレポリマー
    に偏光紫外線を照射して前記配向膜を形成する請求項８
    記載の有機発光素子の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記第一の導電膜が形成された前記基
    板を単分子吸着物質を含む液に付着させ、さらに前記基
    板上の余剰の液を除去するために洗浄槽中に入れて洗浄
    した後、その主面を傾斜させて液切りしながら引き上げ
    ることによって、前記配向膜を形成する請求項８記載の
    有機発光素子の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記第一の導電膜が形成された前記基
    板を単分子吸着物質を含む液に付着させ、さらに前記基
    板上の余剰の液を除去するために洗浄槽中に入れて洗浄
    した後、その主面を傾斜させて液切りしながら引き上
    げ、前記吸着膜に偏光紫外線を照射して前記配向膜を形
    成する請求項８記載の有機発光素子の製造方法。
14. 【請求項１４】 樹脂製の基板の上に有機導電材料を含
    む導電膜を形成する工程、前記導電膜が形成された前記
    基板を一方向に延伸して、前記導電膜中の前記有機導電
    材料をその主鎖が延伸方向に平行になるよう配向させる
    工程、および前記導電膜の上に有機発光材料を含む膜を
    形成する工程を有する有機発光素子の製造方法。