JP2007311277A - 有機ｅｌ素子 - Google Patents

Abstract

【課題】基板とは反対側の面から発光を取り出すトップエミッションタイプの有機ＥＬ素子において、高い発光強度を維持しつつ、干渉効果による発光スペクトルの変化を小さくする。
【解決手段】基板１と、該基板１上に積層された、下部電極２、正孔輸送層３、発光層４、電子輸送層５、上部電極６、及び透明保護層７を有する。透明保護層７の光取り出し側面が空気との界面となっている。透明保護層７の光取り出し側面の表面平均粗さＲａを、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下に設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光取り出し側に透明保護層を有する有機ＥＬ素子、並びにこれを用いた有機ＥＬ素子アレイ及び有機ＥＬ表示装置に関する。

近年、有機ＥＬ素子をディスプレイに応用する研究開発が盛んに行われている。ところで、有機ＥＬ素子を構成する有機ＥＬ材料は、少量の水分により素子特性が劣化する。このため、吸湿材料（ゲッター）を封入した金属の缶型基板を重ねるとともに、基板周りを接着材でシールすることにより、素子内部に水分を浸入させないようにした封止構造のパネルが製品化されている。

また、有機ＥＬ素子を用いたディスプレイにおいて、さらにパネルを薄型化するための技術開発が進んでいる。例えば、素子基板側から発光を取り出すトップエミッションタイプの素子に関する提案がなされているが、これらの素子では上部電極上に、水分透過率の小さい無機材料、あるいは高分子材料からなる保護層を設けて水分を遮断している。

例えば、光透過性基板上に、陽極、有機ＥＬ層、陰極、有機塗布膜、及びＳｉＯＮ膜を形成した有機ＥＬ素子が開示されている（特許文献１参照）。この特許文献１に記載された技術では、ＳｉＯＮ膜はバリア性の高い膜にする必要があるためイオンプレーティング法を用いて成膜され、その平均面粗さＲａが０．１５ｎｍに設定され、最大高低差が１５ｎｍに設定されている。

特開２００５−３４８３１号公報

ところで、有機ＥＬ素子の保護層について十分な防湿性を確保するためには、保護層の厚さを数百乃至数千ｎｍとする必要がある。有機材料の保護層は吸湿性を有するため、通常の場合、無機材料からなる保護層が用いられる。金属電極上に保護層が設けられたボトムエミッションタイプの有機ＥＬ素子では、保護層を光が透過することがないので、保護層の厚さによる光学的な影響は問題にならない。ところが、透明電極上に保護層が設けられたトップエミッションタイプの有機ＥＬ素子では、素子内部における光の干渉があり、透明保護層であっても、保護層の厚さによる影響が問題になる場合がある。

基板とは反対側の面から発光を取り出す構成とされた、いわゆるトップエミッションタイプの有機ＥＬ素子では、通常の場合、保護層の光学的距離が発光の波長に近い値となる。また、保護層と空気との界面における反射率は、一般的に１０乃至１５％程度である。例えば、ＳｉＮ保護層の屈折率は２．２以下であり、空気（屈折率１．０）との界面における反射率は約１４％である。このため、保護層と空気との界面と、金属電極などの他の反射面とから構成される光共振器効果により、発光スペクトルが保護層の厚さの影響を受けて変化するという不都合が発生する場合がある。より具体的には、特定の波長の発光が、干渉効果のために強めあったり、弱めあったりすることで、発光スペクトルの形状が変化することがある。

本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、基板とは反対側の面から発光を取り出すトップエミッションタイプの有機ＥＬ素子において、高い発光強度を維持しつつ、干渉効果による発光スペクトルの変化を小さくすることを目的とする。

本発明の有機ＥＬ素子は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明の有機ＥＬ素子は、基板と、該基板上に積層された、下部電極、有機層、上部電極、及び透明保護層を有し、前記透明保護層の光取り出し側面が空気との界面となった、いわゆるトップエミッションタイプである。そして、前記透明保護層の光取り出し側面の表面平均粗さＲａが、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下に設定されていることを特徴としている。

本発明の有機ＥＬ素子は、透明保護層の光取り出し側面の表面平均粗さを規定することにより、光透過を損ねることなく、干渉効果による発光スペクトルの変化が小さい有機ＥＬ素子とすることができる。

＜第１の実施形態＞
以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子を説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子の構造を示す縦断面模式図である。図１において、１は基板、２は下部電極、３は正孔輸送層、４は発光層、５は電子輸送層、６は上部電極、７は透明保護層をそれぞれ示す。

本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子は、基板１の上に、下部電極２及び上部電極６が配置されており、これら２つの電極間には正孔輸送層３、発光層４及び電子輸送層５を有する有機層が配置されている。さらに、上部電極６の上には透明保護層７が配置されており、透明保護層７の上面が空気との界面となっている。なお、第１の実施形態において、空気とは、例えば、外部環境である空気、あるいは透明保護層７とカバーガラス（不図示）との間に存在する空気のことである。この有機ＥＬ素子は、発光層で発光した光が基板１の反対側から取り出される、いわゆるトップエミッションタイプとなっている。

基板１は、例えばガラスあるいはプラスチックからなる板状の部材である。第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子をフレキシブルディスプレイに用いる場合には、基板１は可撓性を有する部材であることが好ましい。また、ＴＦＴを用いて駆動する場合に、基板１はＴＦＴを有する板状の部材のことを意味する。

下部電極２は、光取り出し側とは反対側に配置された電極である。この下部電極２は、発光層で発光した光を効率良く取り出すために、例えばＣｒ、Ａｌ、Ａｇなどの反射率の高い金属から構成されることが好ましい。また、下部電極２は、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明導電膜であってもよいが、この場合には、電極とは別に反射率の高い部材を設けることが好ましい。また、下部電極２の光取り出し側には、正孔注入性を高めるために、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明導電膜を積層することも可能である。

正孔輸送層３及び電子輸送層５は、発光層４に対してキャリアを輸送するための層である。したがって、正孔輸送層３及び電子輸送層５は、発光層４へ効率良くキャリアを輸送することが可能なキャリア輸送性の高い材料であることが好ましい。発光層４では、正孔輸送層３から注入された正孔と電子輸送層５から注入された電子とが再結合し、光を発光する。

なお、第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子では、正孔輸送層３が下部電極２側に配置され、電子輸送層５が上部電極６側に配置されている。また、正孔輸送層３及び電子輸送層５の配置関係は、上述した関係に限られず、正孔輸送層３が上部電極６側に配置され、電子輸送層５が下部電極６側に配置されていてもよい。また、有機層は、正孔輸送層３、発光層４及び電子輸送層５の３層から構成されていなくてもよい。例えば、有機層は、正孔輸送層と発光層の２層構成であってもよいし、あるいは正孔輸送層、発光層、電子輸送層の他に電子注入層を有する４層構成であってもよい。

上部電極６は、光取り出し側に配置された電極である。本発明では干渉効果を利用しないようにするため、上部電極６における光反射が少ないことが好ましい。具体的には、上部電極６として、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明導電膜を用いることが好ましい。

透明保護層７は、水分や酸素などから有機層を保護するための層である。この透明保護層７は、水分や酸素などを透過しにくい緻密な膜であることが好ましい。具体的には、透明保護層７として、ケイ素、ホウ素、ゲルマニウムなどを主成分とした酸化物、窒化物、硫化物材料の膜を用いることができる。さらに具体的には、透明保護層７として、ＳｉＮやＳｉＯｘの膜を用いることができる。また、透明保護層７の膜厚は、十分な保護性能を得るために、３００ｎｍ乃至１０μｍ程度であることが好ましい。さらに、膜応力を小さくすること、成膜時間を短くして生産性を高めることを考えると、３００ｎｍ乃至３μｍ程度の膜厚を有することがより一層好ましい。

透明保護層７は、例えばスパッタリング、ＰＥ−ＣＶＤ法などの方法で成膜することができる。透明保護層７をスパッタリングで成膜する場合には、スパッタ成膜時の圧力を変更することにより、形成された透明保護層７の表面平均粗さ（Ｒａ値）を変更することができる。

第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子では、透明保護層７の光取り出し側面の表面平均粗さＲａが、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲に設定されている。

このように、透明保護層７の光取り出し側面の表面平均粗さＲａを５ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲に設定することにより、干渉効果によって特定の波長の光が強まって発光される現象を低減することができる。すなわち、透明保護層７の光取り出し側面の表面平均粗さＲａを５ｎｍ以上に設定すると、発光層で発光した光が透明保護層７の光取り出し側面で乱反射する。そして、この光の乱反射により、透明保護層７の光取り出し側面で反射した光が干渉に利用されなくなる。一方、透明保護層７の光取り出し側面の表面平均粗さＲａが５ｎｍよりも小さい場合には、透明保護層７の光取り出し側面で反射する光が干渉し、特定の波長の光が強まってしまう。

また、透明保護層７の光取り出し側面の表面平均粗さＲａを３０ｎｍ以下に設定することにより、高い発光強度を維持しつつ発光させることができる。一方、透明保護層７の光取り出し側面の表面平均粗さＲａが３０ｎｍを超えた場合には、透明保護層７の光取り出し側面で十分な透過率を確保することができず、光取り出し効率の高い有機ＥＬ素子とすることができない。

したがって、第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子によれば、高い発光強度を維持しつつ、干渉効果による発光スペクトルの変化を少なくすることができる。

すなわち、第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子を正面から見た場合に、発光層４中の発光材料が発する色と正面で観測される色との色ずれがほとんど生じない。さらには、第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子を傾けて観察した場合に、正面で観測した場合と比較して色ずれがほとんど生じない。

ここで、色ずれとは、視認される発光色の変化のことである。色ずれは、一般的にＵＣＳ色度座標を用いて評価される。

具体的に説明すると、三刺激値Ｘ，Ｙ，ＺとＣＩＥのｘ、ｙ座標値とを、以下の式（１）及び（２）で関係付けることができる。

ｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） ・・・ （１）
ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） ・・・ （２）

ここで、Ｙは画素の発光輝度値（ｃｄ／ｍ²）であり、例えばＹ＝１００ｃｄ／ｍ²とする。

このとき、発光画素のＵＣＳ色度座標ｕ，ｖは、以下の式（３）及び（４）で関係付けることができる。

ｕ＝４Ｘ／（Ｘ＋１５Ｙ＋３Ｚ） ・・・ （３）
ｖ＝９Ｙ／（Ｘ＋１５Ｙ＋３Ｚ） ・・・ （４）

色ずれΔｕｖは、それぞれのＵＣＳ色度座標ｕ，ｖ間の距離（差の２乗和の平方根）で表される。

第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子において好ましい色ずれの範囲をΔｕｖで表すと、発光層４中の発光材料が発する色と正面で観測される色との色ずれは、０．０２５以下であることが好ましい。また、第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子を正面で観察した場合と傾けて観察した場合における色ずれは０．０１以下であることが好ましい。これ以上の色ずれがあると、人間の目に視認できるため好ましくない。

発光強度は各波長のフォトン数に対応する値であり、任意の単位で表される。発光強度は様々な要因で決定されるものであるが、発光強度を決定する要因の１つは光透過率である。光透過率とは入射光の強度に対する出射光の強度の割合のことであり、光透過率が高いほど発光強度は高くなる。

第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子において好ましい発光強度は、平坦な透明保護層の素子と比較して７０％以上の発光強度である。平坦な透明保護層の有機ＥＬ素子と比較して、発光強度が７０％より弱いと十分な発光強度にはならず好ましくない。

そして、平坦な透明保護層の有機ＥＬ素子に比べて７０％以上の発光強度を得るためには、透明保護層７の光透過率が７５％以上であることが好ましい。

第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子は、上述したように、色ずれが少ないだけではなく、高い発光強度を維持することができる有機ＥＬ素子となっている。

第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子において、透明保護層７の表面平均粗さＲａは、ＡＦＭ観察像を解析することによって計測することができる。ＡＦＭ観察像の解析には、セイコーインスツルメント社製ＡＦＭプローブ顕微鏡ＳＰＡ−４６０を使用した。なお、Ｒａとは、表面凹凸に関する算術平均値のことである。

また、第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子は、赤色、緑色、青色等の異なる色を発光させることができる。したがって、複数の異なる色を発光する有機ＥＬ素子を組み合わせることにより、フルカラーの発光を行うことができる。例えば、それぞれ赤色、緑色、青色を発光する有機ＥＬ素子を組み合わせることで、フルカラーの発光を行うことが考えられる。

さらに、このようなフルカラーの発光が可能な複数の有機ＥＬ素子は、例えばデジタルカメラの表示部分や、テレビ、パーソナルコンピュータのディスプレイの表示部分など、様々な電子機器の表示部分に用いることができる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子を、図面に基づいて詳細に説明する。

図２は、本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子の構造を示す縦断面模式図である。

本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子は、上述した第１の実施形態と比較して、上部電極の上側に配置された透明保護層の構成が異なっている。すなわち、第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子では透明保護層が１層となっていたが（図１参照）、第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子では、図２に示すように、透明保護層が２層となっている。以下、第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子と同様の機能を有する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子は、図２に示すように、基板１の上に、下部電極２及び上部電極６が配置されており、これら２つの電極間には正孔輸送層３、発光層４及び電子輸送層５を有する有機層が配置されている。さらに、上部電極６の上には第１透明保護層８と第２透明保護層９とが配置されており、第２透明保護層９の上面が空気との界面となっている。なお、第２の実施形態において、空気とは、例えば、外部環境である空気、あるいは第２透明保護層９とカバーガラス（不図示）との間に存在する空気のことである。この有機ＥＬ素子は、発光層で発光した光が基板１の反対側から取り出される、いわゆるトップエミッションタイプとなっている。

第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子において、第１透明保護層８及び第２透明保護層９以外の各層は第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子と同様の構成となっている。また、図２に示す例では、透明保護層が第１透明保護層８及び第２透明保護層９の２層となっているが、透明保護層は２層に限られず３層以上であってもよい。

第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子では、第２透明保護層９の光取り出し側面の表面平均粗さＲａが、３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下に設定されている。さらに、下部電極２側に配置された第１透明保護層８の光取り出し側面の表面平均粗さＲａが、２ｎｍ以下に設定されている。

このように、第２透明保護層９の光取り出し側面の表面平均粗さＲａを３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲に設定することにより、干渉効果によって特定の波長の光が強まって発光される現象を低減することができる。また、第２透明保護層９の光取り出し側面の表面平均粗さＲａを３０ｎｍ以上に設定すると、発光層で発光した光が第２透明保護層９の光取り出し側面で乱反射する。そして、この光の乱反射により、第２透明保護層９の光取り出し側面で反射した光が干渉に利用されなくなる。一方、第２透明保護層９の光取り出し側面の表面平均粗さＲａが３０ｎｍよりも小さい場合には、第２透明保護層９の光取り出し側面で反射する光が干渉し、特定の波長の光が強まってしまう。

また、第２透明保護層９の光取り出し側面の表面平均粗さＲａを５０ｎｍ以下に設定することにより、高い発光強度を維持しつつ発光させることができる。一方、第２透明保護層９の光取り出し側面の表面平均粗さＲａが５０ｎｍを超えた場合には、第２透明保護層９の光取り出し側面で十分な透過率を確保することができず、光取り出し効率の高い有機ＥＬ素子とすることができない。

また、第１の透明保護層８の光取り出し側面の表面平均粗さＲａを２ｎｍ以下に設定することにより、第１の透明保護層８は緻密な、水分を遮断する効果の高い膜となる。この第１の透明保護層８を設けた場合は、第２透明保護層９が、表面平均粗さＲａが５０ｎｍを越える緻密でない膜であっても、有機ＥＬ素子は十分な保存性を示す。

一方、第１の透明保護層８の光取り出し側面の表面平均粗さＲａが２ｎｍを超えた場合には、水分を遮断する緻密な膜とならない場合がある。この場合は、第２透明保護層９が緻密な膜でないため、有機ＥＬ素子は十分な保存性が得られない場合がある。

したがって、第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子によれば、高い発光強度を維持しつつ、干渉効果による発光スペクトルの変化を少なくすることができる。

また、第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子は、赤色、緑色、青色等の異なる色を発光させることができる。したがって、第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子と同様に、複数の異なる色を発光する有機ＥＬ素子を組み合わせることにより、フルカラーの発光を行うことができる。さらに、このようなフルカラーの発光が可能な複数の有機ＥＬ素子は、例えばデジタルカメラの表示部分や、テレビ、パーソナルコンピュータのディスプレイの表示部分など、様々な電子機器の表示部分に用いることができる。

次に、具体的な実施例を用いて、本発明の有機ＥＬ素子についてさらに詳細に説明する。

＜実施例１＞
実施例１は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子に関する実施例であり、本実施例の有機ＥＬ素子は透明保護層が１層の構成となっている。

実施例１の有機ＥＬ素子を作製するには、まず、駆動用回路などが予め設けられた基板１に対して、真空蒸着法により有機ＥＬ膜を形成する。蒸着時の真空度は、４乃至８×１０^-5Ｐａである。

基板１には、予め５０ｎｍの厚さを有するＣｒの下部電極２がパターン形成されている。そして、この下部電極層２上に、まず有機ＥＬ材料である正孔輸送層３としてα−ＮＰＤを２０ｎｍの厚さに積層し、次に発光層４としてＡｌｑ３を３０ｎｍの厚さに積層し、次に電子輸送層５として炭酸セシウムとＡｌｑ３の混合膜を５０ｎｍの厚さに積層した。

次に、上部電極６としてＩＴＯ膜をスパッタ法により６０ｎｍの厚さに積層した。なお、スパッタ時には、アルゴンガス５０ｓｃｃｍと微量酸素ガス１ｓｃｃｍとを導入した。また、スパッタ時の真空度は、０．２乃至６×１０^-1Ｐａであった。

このような素子構成とした場合に、Ａｌｑ３分子のＥＬ発光は、正孔輸送層３とＡｌｑ３発光層４の界面で起こることが知られている。そこで、外部から水分が有機ＥＬ膜に浸透しないように、透明保護層７としてＳｉＮ膜をスパッタ法により６４０ｎｍの厚さに積層して、有機ＥＬ素子を作製した。Ｓｉターゲットサイズは５インチであり、投入ＤＣ電力は４００Ｗであり、成膜時間は約３０分であった。また、スパッタ時には、アルゴンガス５０ｓｃｃｍと窒素ガス５ｓｃｃｍを導入した。また、スパッタ時の真空度は０．２乃至６×１０^-1Ｐａである。このとき、スパッタ圧力を０．５Ｐａとすることにより、表面平均粗さＲａが５ｎｍの透明保護層７が成膜された。このようにして作製した有機ＥＬ素子を実施例１−１とする。

また、上述した実施例１−１の有機ＥＬ素子の作成方法に対して、スパッタ圧力だけを変更し、他の条件は変更せずに実施例１−２及び実施例１−３の有機ＥＬ素子を作製した。なお、スパッタ時の圧力は、排気コンダクタンスバルブを調節して変化させた。また、比較例１−１として、透明保護層７の表面平均粗さＲａが２ｎｍである有機ＥＬ素子を作製した。さらに、比較例１−２として、透明保護層７の表面平均粗さＲａが４５ｎｍである有機ＥＬ素子を作製した。下記表１に各有機ＥＬ素子の作製条件、透明保護層７の表面粗さを示す。

また、表１に示す各有機ＥＬ素子について、発光スペクトルの色度と発光強度とを測定した結果を下記表２に示す。なお、表２に示すＡｌｑＰＬは、Ａｌｑ発光材料のフォトルミネッセンススペクトルについての色度座標について示しており、これは発光層４の発光材料Ａｌｑ３が発光する光とほぼ等しい色度座標を示す。

また、色度座標の測定は、発光色の視野角依存性を調べるために、発光面に対して正面方向、すなわち発光面の法線方向からの測定と、発光面に対して４５°傾いた方向、すなわち発光面の法線方向から４５°傾いた方向からの測定を行った。

表２から、以下のことが明らかになった。

なお、本発明に係る有機ＥＬ素子において、正面の色ずれ値Δｕｖの許容値は０．０２５以下であり、正面と４５度傾けた際の発光色ずれ値Δｕｖ０−４５の許容値は、０．０１以下である。

比較例１−１の有機ＥＬ素子は、正面の色ずれ値Δｕｖ０が０．０２７（表２では小数点以下第３位を四捨五入して０．０３０と記されている）となっており、好ましい色ずれ許容値０．０２５を超えているため、本来の色味とは異なった色味となっている。また、比較例１−１の有機ＥＬ素子は、正面と４５度傾けた際の発光色ずれ値Δｕｖ０−４５が０．０１２となっており、好ましい角度変化による色ずれ値０．０１を超えて、正面における色味とは異なった色味となっている。

透明保護層７の表面平均粗さＲａが５ｎｍである実施例１−１は、正面の色ずれ値Δｕｖ０が許容範囲内であるとともに、正面と４５度傾けた際の発光色ずれ値Δｕｖ０−４５が許容範囲内である。さらに、比較例１−１の発光強度を１００とすると、実施例１−１の発光強度は９５であり、許容範囲内となっている。

実施例１−２及び実施例１−３についても、実施例１−１と同様に、正面の色ずれ値Δｕｖ０が許容範囲内であるとともに、正面と４５度傾けた際の発光色ずれ値Δｕｖ０−４５が許容範囲内であり、さらに発光強度も許容範囲内である。

比較例１−２の有機ＥＬ素子は、正面の色ずれ値Δｕｖ０が許容範囲内であるとともに、正面と４５度傾けた際の発光色ずれ値Δｕｖ０−４５方が許容範囲内であるが、発光強度が低くなってしまうため好ましくない。

これらの結果から、透明保護層７の表面平均粗さＲａが、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましいことが解った。

＜実施例２＞
実施例２は、第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子に関する実施例であり、本実施例の有機ＥＬ素子は透明保護層が複数層の構成となっている。

実施例２の有機ＥＬ素子において、基板１から上部電極６までの作製方法は、実施例１の有機ＥＬ素子と同様である。そして、外部からの水分が有機ＥＬ膜に浸透しないように、第１透明保護層８としてＳｉＮ膜をスパッタ法により６４０ｎｍの厚さに積層した。ここで、Ｓｉターゲットサイズは５インチであり、投入ＤＣ電力は４００Ｗであり、成膜時間は約３０分であった。なお、スパッタ時には、アルゴンガス５０ｓｃｃｍと窒素ガス５ｓｃｃｍとを導入した。また、スパッタ時の真空度は、０．２乃至６×１０^-1Ｐａであった。スパッタ時の圧力を０．１Ｐａとすることにより、表面平均粗さＲａが２ｎｍの第１透明保護層８が成膜された。

続いて、第１透明保護層８の上に、第２透明保護層９としてＳｉＯｘ膜を成膜した。この第２透明保護層９は、ＳｉターゲットとＡｒ及びＯ₂の混合ガスとを反応スパッタして５０ｎｍの厚さに積層したものである。この際のスパッタ圧力は、０．５Ｐａであった。このようにして作製した有機ＥＬ素子を実施例２−１とする。

さらに、スパッタ圧力、ターゲット材料、及び第２透明保護層９の厚さを変更して、実施例２−２、実施例２−３、実施例２−４、実施例２−５、及び比較例２−１の有機ＥＬ素子を作製した。下記表３に各有機ＥＬ素子の作製条件、層構成、及び第２透明保護層９の表面粗さを示す。また、表３に示す各有機ＥＬ素子について、発光スペクトルの色度と発光強度とを測定した結果を下記表４に示す。

表４から、以下のことが明らかになった。

上述したように、本発明に係る有機ＥＬ素子において、正面の色ずれ値Δｕｖの許容値は０．０２５以下であり、正面と４５度傾けた際の発光色ずれ値Δｕｖ０−４５の許容値は、０．０１以下である。

第２透明保護層９の表面平均粗さＲａが３０ｎｍである実施例２−１は、正面の色ずれ値Δｕｖ０が許容範囲内であるとともに、正面と４５度傾けた際の発光色ずれ値Δｕｖ０−４５が許容範囲内であり、さらに発光強度も許容範囲内である。

また、実施例２−２、実施例２−３、実施例２−４、及び実施例２−５についても同様に、正面の色ずれ値Δｕｖ０が許容範囲内であるとともに、正面と４５度傾けた際の発光色ずれ値Δｕｖ０−４５が許容範囲内であり、さらに発光強度も許容範囲内である。

さらに、実施例２−１、実施例２−２、実施例２−３、実施例２−４、及び実施例２−５の有機ＥＬ素子は、２ヶ月後にも発光特性に変化は見られなかった。

一方、第２透明保護層９の表面平均粗さＲａが６０ｎｍである比較例２−１は、正面の色ずれ値Δｕｖ０が許容範囲内であるとともに、正面と４５度傾けた時の発光色ずれ値Δｕｖ０−４５が許容範囲内であるが、発光強度が低くなってしまうため好ましくない。

これらの結果から、第２透明保護層９の表面平均粗さＲａを３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下に設定することが好ましいことが解った。

本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子の構造を示す縦断面模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子の構造を示す縦断面模式図である。

符号の説明

１ 基板
２ 下部電極
３ 正孔輸送層
４ 発光層
５ 電子輸送層
６ 上部電極
７ 透明保護層
８ 第１透明保護層
９ 第２透明保護層

Claims (4)

1. 基板と、該基板上に積層された、下部電極、有機層、上部電極、及び透明保護層を有し、前記透明保護層の光取り出し側面が空気との界面となっている有機ＥＬ素子であって、
   前記透明保護層の光取り出し側面の表面平均粗さＲａが、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする有機ＥＬ素子。
2. 基板と、該基板上に積層された、下部電極、有機層、上部電極、及び複数の透明保護層を有し、前記複数の透明保護層のうち最も光取り出し面側に配置された透明保護層の光取り出し側面が空気との界面となっている有機ＥＬ素子において、
   前記複数の透明保護層のうち最も光取り出し側に配置された透明保護層の光取り出し側面の表面平均粗さＲａが、３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、かつ前記下部電極側に配置された透明保護層の光取り出し側面の表面平均粗さＲａが、２ｎｍ以下であることを特徴とする有機ＥＬ素子。
3. 請求項１又は２に記載の有機ＥＬ素子を複数有することを特徴とする有機ＥＬ素子アレイ。
4. 請求項４に記載の有機ＥＬ素子アレイを有することを特徴とする有機ＥＬ表示装置。

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