JPH1012383A - 多色発光装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
野角特性を有する有機EL素子を用いた多色発光装置を
提供し、またこの多色発光装置を安定に、効率よく製造
することができる方法を提供する。 【解決手段】 有機EL素子1とカラーフィルタ3との
間に、有機EL素子と間隙を保持しながらカラーフィル
タ3を配置する透明無機酸化物基板4を配設し、この透
明無機酸化物基板4と支持基板2との間で有機EL素子
1を封止手段5によって封止する。
Description
びその製造方法に関する。さらに詳しくは各種発光型の
マルチカラーまたはフルカラーの薄型ディスプレイに好
適に用いられる多色発光装置およびその製造方法に関す
る。
L素子という)は、自己発光のため視認性が高く、また
完全固体のため耐衝撃性に優れるという特徴を有してお
り、現在、無機、有機化合物を発光層に用いた様々なE
L素子が提案され、実用化が試みられている。この実用
化の一つとして、EL素子を用いた多色発光装置を挙げ
ることができる。この多色発光装置としては、まず白色
発光のEL素子に三原色(赤,緑,青)のカラーフィル
タを設置したもの、が考えられる。
極1cと透光性の上部電極1aとによって挟まれたEL
発光層1bを設け、前記透光性電極1aを介して取り出
されたEL光を、前記透光性電極1aと対向して透光性
基板8上に設けられたカラーフィルタ3を介して前記透
光性基板8外に取り出すことを特徴とするカラーELデ
ィスプレイ装置が開示されている(特開昭64−408
88号公報)。
置では、EL(素子)とカラーフィルタが対向すること
により、カラーフィルタから発生する水蒸気、酸素また
は有機物のモノマー、低分子成分等のガスによって、E
L素子の発光寿命が低下することを避けることができな
かった。
カラーフィルタを印刷したガラス板を載置する方法が開
示されている(特開昭57−119494号公報)。し
かし、この方法では、無機EL素子とカラーフィルタと
を独立して製造するため、例えば無機EL素子の基板の
厚さを厚くしないと(おおよそ700μm以上)、基板
のそり、ゆがみの問題が発生し、安定してEL素子を作
製することができなかった。しかもその基板を厚くした
結果、カラーフィルタとEL素子とのギャップが広が
り、多色発光させる場合、所望の発光色以外の発光色が
漏れ出て、視野角が著しく低下するという問題があっ
た。
あり、優れた発光寿命を有するとともに、優れた視野角
特性を有する有機EL素子を用いた多色発光装置を提供
し、またこの多色発光装置を安定に、効率よく製造する
ことができる方法を提供することを目的とする。
め、本願の第1発明によれば、支持基板と、この支持基
板上に配設した白色に発光する有機エレクトロルミネッ
センス(EL)素子と、この有機EL素子からの発光を
透過して異なった可視光を発光し得るようにこの有機E
L素子の透明電極または電極に対応して配設したカラー
フィルタとを備えた多色発光装置において、前記有機E
L素子とカラーフィルタとの間に、有機EL素子と間隙
を保持しながらカラーフィルタを配置する透明無機酸化
物基板を配設し、この透明無機酸化物基板と前記支持基
板との間で有機EL素子を封止手段によって封止してな
ることを特徴とする多色発光装置が提供される。
ーフィルタが、前記透明無機酸化物基板上に平面的に分
離配置されてなることを特徴とする多色発光装置が提供
される。
ーフィルタ上に、さらに保護層および/または透明基板
を配設したことを特徴とする多色発光装置が提供され
る。
無機酸化物基板の板厚が、1〜200μmであることを
特徴とする多色発光装置が提供される。
機酸化物基板が透明なガラス板であることを特徴とする
多色発光装置が提供される。
基板と、その透明支持基板上に平面的に分離配置したカ
ラーフィルタと、そのカラーフィルタの上面または上方
に配設した白色に発光する有機エレクトロルミネッセン
ス(EL)素子とを有し、そのカラーフィルタのそれぞ
れが有機EL素子からの発光を透過して異なった可視光
を発光し得るようにカラーフィルタと有機EL素子の透
明電極又は電極とを対応して配設した多色発光装置にお
いて、前記カラーフィルタと有機EL素子との間に、厚
さが0.01〜200μmの透明な絶縁性無機酸化物層
を配設してなることを特徴とする多色発光装置が提供さ
れる。
ーフィルタと透明な絶縁性無機酸化物層との間に、透明
な保護層および/または透明な接着層を配設してなるこ
とを特徴とする多色発光装置が提供される。
な絶縁性無機酸化物が、透明な絶縁性のガラス板である
ことを特徴とする多色発光装置が提供される。
な絶縁性無機酸化物が、酸化ケイ素、酸化アルミニウ
ム、および酸化チタンからなる群から選ばれる一種以上
の化合物であることを特徴とする多色発光装置が提供さ
れる。
な絶縁性無機酸化物が、酸化ケイ素、酸化アルミニウ
ム、および酸化チタンからなる群から選ばれる一種以上
の化合物を、透明な絶縁性のガラス板の上面または下面
の少なくとも一方に製膜してなるものであることを特徴
とする多色発光装置が提供される。
持基板上に、白色に発光する有機EL素子の発光を透過
して異なった可視光を発光するカラーフィルタを平面的
に分離配置し、このカラーフィルタの上面または上方に
有機EL素子をその透明電極又は電極がカラーフィルタ
に対応するように配設する多色発光装置の製造方法にお
いて、(A)透明支持基板上にカラーフィルタを平面的
に分離配置する工程、(B)カラーフィルタ上、および
カラーフィルタが平面的に分離配設された透明支持基板
上に、透明な保護層および/または透明な接着層を配設
する工程、(C)有機EL素子の透明電極を形成した、
又は透明電極を形成する予定の、厚さ1〜200μmの
透明な絶縁性のガラス板、または酸化ケイ素、酸化アル
ミニウム、および酸化チタンからなる群から選ばれる一
種以上の化合物を、透明な絶縁性のガラス板の上面また
は下面の少なくとも一方に製膜したものを、前記透明な
保護層または透明な接着層上に接合する工程、および
(D)透明電極が形成されたガラス板上に有機EL素子
の有機物層および電極を順次積層する工程、を有するこ
とを特徴とする多色発光装置の製造方法が提供される。
本願の第1〜第3発明によって、優れた発光寿命を有す
るとともに、優れた視野角特性を有する有機EL素子を
用いた多色装置を提供することができる。また、この多
色発光装置を安定に、効率よく製造する方法を提供する
ことができる。
びその製造方法の実施の形態を具体的に説明する。本発
明の有機EL多色発光装置としては、有機EL素子の白
色発光が減衰,散乱されず、効率よくカラーフィルタを
透過し、かつ、発光した可視光が減衰,散乱されず、外
部へ取り出せる構成であることが必要である。なお、有
機EL素子の白色発光領域は、図16のCIE座標に示
す。
以下の構成(1)〜(3)を挙げることができる。この
構成(1)〜(3)は、それぞれ図1〜図3に示され
る。 (1)支持基板2/有機EL素子1(電極1c/有機物
層1b/透明電極1a)/間隙6/透明無機酸化物基板
4/カラーフィルタ3 (2)支持基板2/有機EL素子1(電極1c/有機物
層1b/透明電極1a/間隙6/透明無機酸化物基板4
/カラーフィルタ3/保護膜7) (3)支持基板2/有機EL素子1(電極1c/有機物
層1b/透明電極1a/間隙6/透明無機酸化物基板4
/カラーフィルタ3/透明基板8) なお、本発明の装置においては、透明無機酸化物基板4
と支持基板2をたとえば接着剤で接合した封止手段5に
よって有機EL素子1を封止している。
(1),(2),(3)において、異なった光を発光す
るカラーフィルタを平面的に分離配置して、RGB三原
色の発光を得ることができる。この場合、透明無機酸化
物基板4の板厚は1μm以上200μm以下が好まし
い。また、各カラーフィルタの間に漏れ光を防止して多
色発光の視認性を高めるために、ブラックマトリックス
9を配置してもよい(図5)。
各構成要素ごとに具体的に説明する。なお、この構成要
素に用いられる材料は必要最小限のものを記載するもの
であり、これに限定されるものではない。
物層として、再結合領域および発光領域を少なくとも有
するものが用いられる。この再結合領域および発光領域
は、通常発光層に存在するため、本発明においては、有
機化合物層として発光層のみを用いてもよいが、必要に
応じ、発光層以外に、たとえば正孔注入層,電子注入
層,有機半導体層,電子障壁層,付着改善層なども用い
ることができる。
表的な構成例を示す。もちろん、これに限定されるもの
ではない。 (1)透明電極(たとえば陽極)/発光層/電極(たと
えば陰極) (2)透明電極(陽極)/正孔注入層/発光層/電極
(陰極) (3)透明電極(陽極)/発光層/電子注入層/電極
(陰極) (4)透明電極(陽極)/正孔注入層/発光層/電子注
入層/電極(陰極) (5)透明電極(陽極)/有機半導体層/発光層/電極
(陰極) (6)透明電極(陽極)/有機半導体層/電子障壁層/
発光層/電極(陰極) (7)透明電極(陽極)/正孔注入層/発光層/付着改
善層/電極(陰極) などの構造を挙げることができる。これらの中で、通常
(4)の構成が好ましく用いられる。
属,合金,電気伝導性化合物またはこれらの混合物を電
極物質とするものが好ましく用いられる。このような電
極物質の具体例としては、Au等の金属、CuI,IT
O,SnO2 ,ZnO等の導電性透明材料が挙げられ
る。透明電極は、これらの電極物質を蒸着法やスパッタ
リング法等の方法で、薄膜を形成させることにより作製
することができる。このように発光層からの発光を透明
電極から取り出す場合、透明電極の発光に対する透過率
が10%より大きくすることが好ましい。また、透明電
極のシート抵抗は、数百Ω/□以下が好ましい。透明電
極の膜厚は材料にもよるが、通常10nm〜1μm、1
0〜200nmの範囲が好ましい。
下記のものを挙げることができる。 (1)有機EL積層構造体の各層のエネルギー準位を規
定し、トンネル注入を利用して発光させるもの(ヨーロ
ッパ公開特許第0390551号公報) (2)(1)と同じくトンネル注入を利用する素子で実
施例として白色発光素子が記載されているもの(特開平
3−230584号公報) (3)二層構造の発光層が記載されているもの(特開平
2−220390号公報および特開平2−216790
号公報) (4)発光層を複数に分割してそれぞれ発光波長の異な
る材料で構成されたもの(特開平4−51491号公
報) (5)青色発光体(蛍光ピーク380nm〜480n
m)と緑色発光体(480nm〜580nm)とを積層
させ、さらに赤色蛍光体を含有させた構成のもの(特開
平6−207170号公報) (6)青色発光層が青色蛍光色素を含有し、緑色発光層
が赤色蛍光色素を含有した領域を有し、さらに緑色蛍光
体を含有する構成のもの(特開平7−142169号公
報) 中でも、(5)の構成のものが好ましく用いられる。た
とえば固体状態で蛍光ピーク波長が380nm以上48
0nm未満である有機化合物を含有する第一発光層と、
固体状態の蛍光ピーク波長が480nm以上580nm
未満である有機化合物を含有する第二発光層とが透明電
極または陽極側から順次積層された積層構造からなり、
かつ溶液状態での蛍光ピーク波長が580nm以上65
0nm以下である有機化合物を、有機化合物層の少なく
とも一層に、その層を形成する有機化合物に対して0.
1〜10モル%の割合で含有させたものを挙げることが
できる。ここで 第一発光層に用いる有機化合物は、特
に限定されず、例えば特開平3−231970号公報あ
るいは国際公開特許WO92/05131号公報、特願
平5−170354号明細書、特願平5−129438
号明細書に記載されている有機化合物の中で、上記第一
発光層の蛍光条件を満足するものが挙げられる。好まし
いものとしては、特開平3−231970号公報、国際
公開特許WO92/05131号公報、特願平5−17
0345号明細書に記載されている上記第一発光層の蛍
光条件を満たすものと、特願平5−129438号明細
書に記載されている適当な化合物との組合せ、さらには
後述する正孔注入輸送層に用いる化合物のなかで、上記
第一発光層の蛍光条件を満足するものを挙げることがで
きる。次に、特開平3−231970号公報、国際公開
特許WO92/05131号公報に記載されている上記
第一発光層の蛍光条件を満たす化合物としては、前記一
般式(I)
子,炭素数1〜6のアルキル基,炭素数1〜6のアルコ
キシ基,炭素数7〜18のアラルキル基,置換もしくは
無置換の炭素数6〜18のアリール基,置換もしくは無
置換の芳香族複素環式基,置換もしくは無置換のシクロ
ヘキシル基,置換もしくは無置換の炭素数6〜18のア
リールオキシ基,置換もしくは無置換のピリジル基を示
す。ここで、置換基は炭素数1〜6のアルキル基,炭素
数1〜6のアルコキシ基,炭素数7〜18のアラルキル
基,炭素数6〜18のアリールオキシ基,炭素数1〜6
のアシル基,炭素数1〜6のアシルオキシ基,カルボキ
シル基,スチリル基,炭素数6〜20のアリールカルボ
ニル基,炭素数6〜20のアリールオキシカルボニル
基,炭素数1〜6のアルコキシカルボニル基,ビニル
基,アニリノカルボニル基,カルバモイル基,フェニル
基,ニトロ基,水酸基あるいはハロゲン原子を示す。こ
れらの置換基は単一でも複数でもよい。また、R1 〜R
4 は同一でも、また互いに異なっていてもよく、R1 と
R2 及びR3 とR4 は互いに置換している基と結合し
て、置換もしくは無置換の飽和又は不飽和の五員環ある
いは置換もしくは無置換の飽和又は不飽和の六員環を形
成してもよい。Arは置換もしくは無置換の炭素数6〜
20のアリーレン基を表し、単一置換されていても、複
数置換されていてもよく、また結合部位は、オルト,パ
ラ,メタいずれでもよい。なお、置換基は前記と同じで
ある。また、アリーレン基の置換基同士が結合して、置
換もしくは無置換の飽和又は不飽和の五員環あるいは置
換もしくは無置換の飽和又は不飽和の六員環を形成して
もよい。但し、Arが無置換フェニレンの場合、R1 〜
R4 は、それぞれ炭素数1〜6のアルコキシ基,炭素数
7〜18のアラルキル基,置換もしくは無置換のナフチ
ル基,ビフェニル基,シクロヘキシル基,アリールオキ
シ基より選ばれたものである。]で表されるジスチリル
アリレーン系化合物,一般式(II) A−Q−B ・・・(II) [式中、A及びBは、それぞれ上記一般式(I)で表さ
れる化合物から1つの水素原子を除いた一価基を示し、
同一であっても異なってもよい。また、Qは共役系を切
る二価基を示す。]で表される芳香族メチリディン化合
物及び一般式(III)
数6〜20のアリーレン基又は二価の芳香族複素環式基
を示す。結合位置はオルト,メタ,パラのいずれでもよ
い。A2 は置換もしくは無置換の炭素数6〜20のアリ
ール基又は一価の芳香族複素環式基を示す。R5 及びR
6 は、それぞれ水素原子,置換もしくは無置換の炭素数
6〜20のアリール基,シクロヘキシル基,一価の芳香
族複素環式基,炭素数1〜10のアルキル基,炭素数7
〜20のアラルキル基又は炭素数1〜10のアルコキシ
基を示す。なお、R5 ,R6 は同一でも異なってもよ
い。ここで、置換基とは、アルキル基,アリールオキシ
基,アミノ基又はこれらの基を有するもしくは有しない
フェニル基であり、該置換基は単一でも複数でもよい。
R5 の各置換基はA1 と結合して、飽和もしくは不飽和
の五員環又は六員環を形成してもよく、同様にR6 の各
置換基はA2 と結合して、飽和もしくは不飽和の五員環
又は六員環を形成してもよい。また、Q1 は前記と同じ
である。]で表される芳香族メチリディン化合物が挙げ
られる。
述の如く同一でも異なってもよく、それぞれ水素原子,
炭素数1〜6のアルキル基(メチル基,エチル基,n−
プロピル基,イソプロピル基,n−ブチル基,イソブチ
ル基,sec−ブチル基,tert−ブチル基,イソペ
ンチル基,t−ペンチル基,ネオペンチル基,イソヘキ
シル基),炭素数1〜6のアルコキシ基(メトキシ基,
エトキシ基,プロポキシ基,ブトキシ基等),炭素数1
〜8のアラルキル基(ベンジル基,フェネチル基等,炭
素数6〜18のアリール基(フェニル基,ビフェニル
基,ナフチル基等),シクロヘキシル基,芳香族複素環
式基(ビリジル基,キノリル基),炭素数6〜8のアリ
ールオキシ基(フェノキシ基,ビフェニルオキシ基,ナ
フチルオキシ基等)を示す。
合したものでもよい。即ち、R1 〜R4 はそれぞれ置換
基含有フェニル基,置換基含有アラルキル基,置換基含
有シクロヘキシル基,置換基含有ビフェニル基,置換基
含有ナフチル基を示す。ここで、置換基は炭素数1〜6
のアルキル基,炭素数1〜6のアルコキシ基,炭素数7
〜18のアラルキル基,炭素数6〜18のアリールオキ
シ基,炭素数1〜6のアシル基,炭素数1〜6のアシル
オキシ基,カルボキシル基,スチリル基,炭素数6〜2
0のアリールカルボニル基,炭素数6〜20のアリール
オキシカルボニル基,炭素数1〜6のアルコキシカルボ
ニル基,ビニル基,アニリノカルボニル基,カルバモイ
ル基,フェニル基,ニトロ基,水酸基あるいはハロゲン
原子であり、複数置換されていてもよい。したがって、
例えば、置換基含有アラルキル基は、アルキル基置換ア
ラルキル基(メチルベンジル基,メチルフェネチル基
等),等),アリールオキシ基置換アラルキル基(フェ
ノキシベンジル基,ナフチルオアルコキシ基置換アラル
キル基(メトキシベンジル基,エトキシフェネチル基
等),アリールオキシ基置換アラルキル基(フェノキシ
ベンジル基,ナフチルオキシフェネチル基等),フェニ
ル基置換アラルキル基(フェニルフェネチル基等)、上
記置換基含有フェニル基は、アルキル基置換フェニル基
(トリル基,ジメチルフェニル基,エチルフェニル基な
ど)、アルコキシ基置換フェニル基(メトキシフェニル
基,エトキシフェニル基など)アリールオキシ基置換フ
ェニル基(フェノキシフェニル基,ナフチルオキシフェ
ニル基等)あるいはフェニル基置換フェニル基(つま
り、ビフェニリル基)である。また、置換基含有シクロ
ヘキシル基は、アルキル基置換シクロヘキシル基(メチ
ルシクロヘキシル基,ジメチルシクロヘキシル基,エチ
ルシクロヘキシル基等),アルコキシ基置換シクロヘキ
シル基(メトキシシクロヘキシル基,エトキシシクロヘ
キシル基等)あるいはアリールオキシ基置換シクロヘキ
シル基(フェノキシシクロヘキシル基,ナフチルオキシ
シクロヘキシル基),フェニル基置換シクロヘキシル基
(フェニルシクロヘキシル基)である。置換基含有ナフ
チル基は、アルキル基置換ナフチル基(メチルナフチル
基,ジメチルナフチル基等),アルコキシ基置換ナフチ
ル基(メトキシナフチル基,エトキシナフチル基等)あ
るいはアリールオキシ基置換ナフチル基(フェノキシナ
フチル基,ナフチルオキシナフチル基),フェニル基置
換ナフチル基(フェニルナフチル基)である。
うち、それぞれ炭素数1〜6のアルキル基,アリールオ
キシ基,フェニル基,ナフチル基,ビフェニル基,シク
ロヘキシル基が好ましい。これらは置換あるいは無置換
のいずれでもよい。また、R1 〜R4 は同一でも、また
互いに異なっていてもよく、R1 とR2 及びR3 とR4
は互いに置換している基と結合して、置換もしくは無置
換の飽和又は不飽和の五員環あるいは置換もしくは無置
換の飽和又は不飽和の六員環を形成してもよい。
は無置換の炭素数6〜20のアリーレン基を表し、置換
もしくは無置換のフェニレン基,ビフェニレン基,p−
テルフェニレン基,ナフチレン基,ターフェニレン基,
ナフタレンジイル基,アントラセンジイル基,フェナン
トレンジイル基,フェナレンジイル基等のアリーレン基
であり、無置換でも置換されていてもよい。又、メチリ
ディン(=C=CH−)の結合位置はオルト,メタ,パ
ラ等どこでもよい。但し、Arが無置換フェニレンの場
合、R1 〜R4 は炭素数1〜6のアルコキシ基,炭素数
7〜18のアラルキル基,置換あるいは無置換のナフチ
ル基,ビフェニル基,シクロヘキシル基,アリールオキ
シ基より選ばれたものである。置換基はアルキル基(メ
チル基,エチル基,n−プロピル基,イソプロピル基,
n−ブチル基,イソブチル基,sec−ブチル基,t−
ブチル基,イソペンチル基,t−ペンチル基,ネオペン
チル基,イソヘキシル基等),アルコキシ基(メトキシ
基,エトキシ基,プロポキシ基,イソプロポキシ基,ブ
チルオキシ基,イソブチルオキシ基,sec−ブチルオ
キシ基,t−ブチルオキシ基,イソペンチルオキシ基,
t−ペンチルオキシ基),アリールオキシ基,(フェノ
キシ基,ナフチルオキシ基等),アシル基(ホルミル
基,アセチル基,プロピオニル基,ブチリル基等),ア
シルオキシ基,アラルキル基(ベンジル基,フェネチル
基等),フェニル基,水酸基,カルボキシル基,アニリ
ノカルボニル基,カルバモイル基,アリールオキシカル
ボニル基,メトキシカルボニル基,エトキシカルボニル
基,ブトキシカルボニル基,ニトロ基,ハロゲン原子で
あり、単一置換でも複数置換されていてもよい。
芳香族化合物は、1分子中に2つのメチリディン(=C
=CH−)基を有し、このメチリディン基の幾何異性に
よって、4通りの組合せ、すなわち、シス−シス,トラ
ンス−シス,シス−トランス及びトランス−トランスの
組合せがある。本発明に用いられるEL素子における第
一発光層は、それらのいずれのものであってもよいし、
幾何異性体の混合したものでもよい。特に好ましくは、
全てトランス体のものである。また、上記置換基は、置
換基の間で結合し、置換、無置換の飽和もしくは不飽和
の五員環又は六員環を形成してもよい。
れ上記一般式(I)で表される化合物から1つの水素原
子を除いた一価基を示し、同一であっても異なってもよ
いものである。ここで、一般式(II)におけるQは共役
系を切る二価基を示す。ここで、共役とは、π電子の非
極在性によるもので、共役二重結合あるいは不対電子又
は孤立電子対によるものも含む。Qの具体例としては、
下記に示すものが挙げられる。
理由は、上記で示されるAあるはB(即ち、一般式
(I)の化合物)を、単独で本発明の有機EL素子とし
て用いた場合に得られるEL発光色と、一般式(II)で
表される化合物を本発明の有機EL素子として用いた場
合に得られるEL発光色とが変わらぬようにするためで
ある。つまり、一般式(I)又は一般式(II)で表され
る第一発光層が、短波長化あるいは長波長化したりする
ことはないようにするためである。また、共役系を切り
二価基で接続するとガラス転移温度(Tg)は、上昇す
ることが確認でき、均一なピンホールフリーの微結晶あ
るいはアモルファス性薄膜が得られることができ、発光
均一性を向上させている。更に、共役系を切る二価基で
結合していることにより、EL発光が長波長化すること
なく、また、合成あるいは精製が容易にできる長所を備
えている。
は無置換の炭素数6〜20のアリーレン基又は二価の芳
香族複素環式基,A2 は置換もしくは無置換の炭素数6
〜20のアリール基(フェニル基,ビフェニル基,ナフ
チル基等)又は一価の芳香族複素環式基を示す。R5 及
びR6 は、それぞれ水素原子,置換もしくは無置換の炭
素数6〜20のアリール基,シクロヘキシル基,一価の
芳香族複素環式基,炭素数1〜10のアルキル基(メチ
ル基,エチル基,n−プロピル基,イソプロピル基,n
−ブチル基,イソブチル基,sec −ブチル基,te
rt−ブチル基,イソペンチル基,t−ペンチル基,ネ
オペンチル基,イソヘキシル基等),炭素数7〜20の
アラルキル基(ベンジル基,フェネチル基等)又は炭素
数1〜10のアルコキシ基(メトキシ基,エトキシ基,
プロポキシ基,ブトキシ基等)を示す。なお、R5 ,R
6 は同一でも異なってもよい。ここで、置換基とは、ア
ルキル基,アリールオキシ基,アミノ基又はこれらの基
を有するもしくは有しないフェニル基であり、該置換基
は単一でも複数でもよい。R5 の各置換基はA1 と結合
して、飽和もしくは不飽和の五員環又は六員環を形成し
てもよく、同様にR6 の各置換基はA2 と結合して、飽
和もしくは不飽和の五員環又は六員環を形成してもよ
い。また、Qは、上記と同様に共役を切る二価基を表
す。さらに、該A1 の結合はオルト,メタ,パラのいず
れでもよい。さらに、本発明において、上記の一般式
(I),一般式(II)又は一般式(III)で表される有
機化合物は、CIE色度座標における青紫,紫青,青,
緑青もしくは青緑の発光を呈する化合物であることが必
要である。具体的には、下記のものを挙げることができ
る。
る。
記載されている上記第一発光層の蛍光条件を満たす化合
物としては、一般式(XI)
素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を示す。但し、R
37〜R48のうち少なくとも1つは炭素数1〜6のアルキ
ル基である。また、R38とR39,R40とR41,R44とR
45,R46とR47は、互いに結合して飽和もしくは不飽和
の五員環又は六員環を形成してもよい。X及びYはそれ
ぞれ独立に置換又は無置換の炭素数6〜20のアリール
基を示す。XとYは置換基と結合して置換もしくは無置
換の飽和又は不飽和の五員環あるいは六員環を形成して
もよい。ここで、置換基としては炭素数1〜6のアルキ
ル基,炭素数1〜6のアルコキシ基,炭素数6〜18の
アリールオキシ基,フェニル基,アミノ基,シアノ基,
ニトロ基,水酸基あるいはハロゲン原子を示す。これら
の置換基は単一でも複数置換されていてもよい。]で表
されるターフェニレン誘導体のスチリル化合物を挙げる
ことができる。
48は、それぞれ独立に水素原子あるいはメチル基,エチ
ル基,n−プロピル基,イソプロピル基,n−ブチル
基,イソブチル基,sec−ブチル基,t−ブチル基,
イソペンチル基,t−ペンチル基,ネオペンチル基,n
−ヘキシル基,イソヘキシル基などの炭素数1〜6のア
ルキル基を示す。但し、R37〜R48のうち少なくとも1
つは炭素数1〜6のアルキル基であり、特にメチル基又
はエチル基が好ましい。また、R38とR39,R40と
R41,R44とR45,R46とR47は、互いに結合して飽和
もしくは不飽和の五員環又は飽和もしくは不飽和の六員
環を形成してもよい。飽和もしくは不飽和の五員環又は
六員環を有するスチリル化合物の例としては、R38とR
39,及びR46とR47が飽和五員環を形成する場合は、下
記に示すものが挙げられる。
は、下記のものが挙げられる。
置換のフェニル基,ナフチル基,ビフェニル基,ターフ
ェニル基,アントラリル基,フェナントリル基,ピレニ
ル基,ペリレニル基など炭素数6〜20のアリール基を
示す。ここで、置換基としては、例えばメチル基,エチ
ル基,n−プロピル基,イソプロピル基、n−ブチル
基、イソブチル基,sec−ブチル基,t−ブチル基,
イソペンチル基,t−ペンチル基,ネオペンチル基,n
−ヘキシル基,イソヘキシル基などの炭素数1〜6のア
ルキル基,メトキシ基,エトキシ基,n−プロポキシ
基,イソプロポキシ基,n−ブチルオキシ基,イソブチ
ルオキシ基,sec−ブチルオキシ基,イソペンチルオ
キシ基,t−ペンチルオキシ基,n−ヘキシルオキシ基
などの炭素数1〜6のアルコキシ基,フェノキシ基,ナ
フチルオキシ基など炭素数6〜18のアリールオキシ
基,フェニル基,アミノ基,シアノ基,ニトロ基,水酸
基あるいはハロゲン原子が挙げられる。これらの置換基
は単一でも複数置換されていてもよい。また、XとYは
置換基と結合して置換もしくは無置換の飽和又は不飽和
の五員環あるいは飽和又は不飽和の六員環を形成しても
よい。飽和もしくは不飽和の五員環又は六員環を有する
スチリル化合物の例としては、XとYが飽和五員環を形
成する場合は、下記に示すものが挙げられる。
物は、種々の公知の方法によって製造することができ
る。具体的には、次の2つの方法が挙げられる。 方法1 一般式(a)
はフェニル基を示し、R37〜R48は前記と同じであ
る。]で表されるホスホン酸エステルと、一般式(b)
表されるカルボニル化合物を塩基存在下で縮合する方法
(Witting 反応又はWitting-Horner反応)により合成す
ることができる。 方法2 一般式(c)
る。]で表されるジアルデヒド化合物と一般式(d)
る。]で表されるホスホン酸エステルを塩基存在下で縮
合する方法(Witting 反応又はWitting-Horner反応)に
より合成することができる。
水素,アルコール類,エーテル類が好ましい。具体的に
は、メタノール;エタノール;イソプロパノール;ブタ
ノール;2−メトキシエタノール;1,2−ジメトキシ
エタン;ビス(2−メトキシエチル)エーテル;ジオキ
サン;テトラヒドロフラン;トルエン;キシレン;ジメ
チルスルホキシド;N,N−ジメチルホルムアミド;N
−メチルピロリドン;1,3−ジメチル−2−イミダゾ
リジノンなどが挙げられる。特に、テトラヒドロフラ
ン,ジメチルスルホキシドが好適である。また、縮合剤
としては、水酸化ナトリウム,水酸化カリウム,ナトリ
ウムアミド,水素化ナトリウム,n−ブチルリチウム,
ナトリウムメチラート,カリウム−t−ブトキシドなど
が好ましく、特にn−ブチルリチウム,カリウム−t−
ブトキシドが好ましい。反応温度は、用いる反応原料の
種類などにより異なり、一義的に定めることはできない
が、通常は0℃〜約100℃までの広範囲を指定でき
る。特に好ましくは0℃〜室温の範囲である。
化合物の具体例(1)〜(26)を挙げるが、本発明は
それらに限定されるものではない。
ウム錯体も第一発光層として好ましい。
原子,メチル基等のアルキル基,R20〜R22は各々独立
に水素原子,ハロゲン原子,α−ハロアルキル基,α−
ハロアルコキシ基,アミド基,カルボニル基,スルフォ
ニル基,カルボニルオキシ基,オキシカルボニル基,ア
リル基等を示す。また、L1 〜L5 は、各々独立に、水
素原子,炭素数1〜12の炭化水素基を示し、L1 とL
2 ,L2 とL3 は互いに結合して芳香環を形成していて
もよい。]等が挙げられる。
の蛍光ピーク波長が480nm以上580nm未満であ
る有機化合物については、特に制限はなく、例えばヨー
ロッパ公開特許第0281381号公報に記載されてい
るレーザー色素として用いられるクマリン誘導体が挙げ
られる。具体的には、
70号公報あるいは特願平2−279304号明細書に
記載されている有機化合物中で上記第二発光層の蛍光条
件を満足するものが挙げられる。さらに、好ましいもの
として、8−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属
錯体を挙げることができる。具体的には、オキシン(一
般に8−キノリノール又は8−ヒドロキシキノリン)の
キレートを含む金属キレートオキサノイド化合物であ
る。このような化合物は高水準の性能を示し、容易に薄
膜形態に成形される。オキサノイド化合物の例は下記構
造式を満たすものである。
整数であり、且つ、Zはその各々の位置が独立であっ
て、少なくとも2以上の縮合芳香族環を完成させるため
に必要な原子を示す。]ここで、Mtで表される金属
は、一価,二価又は三価の金属とすることができるもの
であり、例えばリチウム,ナトリウム又はカリウム等の
アルカリ金属,マグネシウム又はカルシウム等のアルカ
リ土類金属,ホウ素又はアルミニウム等の土類金属であ
る。一般に有用なキレート化合物であると知られている
一価,二価又は三価の金属はいずれも使用することがで
きる。
環の一方がアゾール又はアジンからなる複素環を形成さ
せる原子を示す。ここで、もし必要であれば、上記縮合
芳香族環に他の異なる環を付加することが可能である。
また、機能上の改善が無いまま嵩ばった分子を付加する
ことを回避するため、Zで示される原子の数は18以下
に維持することが好ましい。
化合物を例示すると、トリス(8−キノリノール)アル
ミニウム(以下、Alqと略記する),ビス(8−キノ
リノール)マグネシウム,ビス(8−キノリノール)亜
鉛,ビス(2−メチル−8−キノリノール)亜鉛,ビス
(ベンゾ−8−キノリノール)亜鉛,ビス(2−メチル
−8−キノリラート)アルミニウムオキシド,トリス
(8−キノリノール)インジウム,トリス(5−メチル
−8−キノリノール)アルミニウム,8−キノリノール
リチウム,トリス(5−クロロ−8−キノリノール)ガ
リウム,トリス(2−メチル−8−キノリノール)ガリ
ウム,ビス(5−クロロ−8−キノリノール)カルシウ
ム,5,7−ジクロル−8−キノリノールアルミニウ
ム,トリス(5,7−ジブロモ−8−ヒドロキシキノリ
ノール)アルミニウム,トリス(7−プロピル−8−キ
ノリノール)−キノリノール)アルミニウム,ビス(8
−キノリノール)ベリリウム,ビス(2−メチル−8ベ
リリウム)などがある。
いては、第一発光層に青色蛍光体を含有させてもよい。
青色蛍光体は溶液状態での蛍光ピーク波長が380nm
以上480nm未満である有機化合物であれば特に制限
はない。特願平5−129438号明細書に記載されて
いるスチルベン誘導体,ジスチリルアリーレン誘導体及
びトリススチリルアリーレン誘導体の中から選ばれた少
なくとも一種を含有させるのが好ましい。該スチルベン
誘導体とは、少なくとも2つの芳香族環を有し、これら
芳香族環をビニル基又は置換されたビニル基により結合
して構成され、かつ上記芳香族環又はビニル基のいずれ
かに電子供与性基を有する化合物である。ジスチリルア
リーレン誘導体とは、1つのアリーレン基に2つの芳香
族環がビニル基又は置換ビニル基を介して結合し、かつ
電子供与性基を有する化合物である。トリススチリルア
リーレン誘導体とは、1つの三価の芳香族環基に3つの
芳香族環がビニル基又は置換ビニル基を介して結合し、
かつ電子供与性基を有する化合物である。電子供与性基
を分子骨格に有する前記誘導体において該電子供与性基
とは、好ましくは炭素数1〜10のアルコキシ基,炭素
数6〜10のアリールオキシ基及び炭素数1〜30の炭
化水素基を有するアミノ基を示す。上記誘導体におい
て、特に好ましいものは下記一般式(IV)〜(X)で表
される化合物であり、(IV)及び(V)はスチルベン誘
導体,(VI)及び(VII)はジスチリルアリーレン誘導
体, (VIII)〜(X)はトリススチリルアリーレン誘導
体を表す。
ル基を示す。R7 〜R10は、それぞれ独立に水素原子又
は炭素数6〜20のアリール基を示す。D1 〜D3 は、
それぞれ独立に電子供与性基で置換された炭素数6〜2
0のアリール基又は炭素数10〜30の縮合多環族基を
示す。ここで、Ar1 ,R7 〜R10は、それぞれ独立に
無置換でもよいし、炭素数1〜10のアルキル基,炭素
数1〜10のアルコキシ基,炭素数6〜10のアリール
オキシ基,炭素数6〜10のアラルキル基又は炭素数1
〜20の炭化水素基を有するアミノ基で置換されていて
もよい。また、この置換基が互いに結合し、飽和もしく
は不飽和の五員環ないし六員環を形成してもよい。]
立に炭素数6〜20のアリーレン基を示し、Ar4 は炭
素数6〜20のアリール基を示す。R11〜R18は、それ
ぞれ独立に水素原子又は炭素数6〜20のアリール基を
示す。ここで、Ar2 〜Ar4 ,R11〜R18は、それぞ
れ独立に無置換でもよいし、炭素数1〜10のアルキル
基,炭素数1〜10のアルコキシ基,炭素数6〜10の
アリールオキシ基,炭素数6〜10のアラルキル基又は
炭素数1〜20の炭化水素基を有するアミノ基で置換さ
れていてもよい。また、これらの置換基が互いに結合し
て飽和もしくは不飽和の五員環ないし六員環を形成して
もよい。D4 〜D6 は、それぞれ独立に電子供与性基で
置換された炭素数6〜20のアリール基又は炭素数10
〜30の縮合多環族基を示す。]
に炭素数6〜24の三価の芳香族環基を示し、Ar8 〜
Ar10は、それぞれ独立に炭素数6〜20のアリール基
を示す。R19〜R36は、それぞれ独立に水素原子又は炭
素数6〜20のアリール基を示す。D7 〜D12は、それ
ぞれ独立に電子供与性基で置換された炭素数6〜20の
アリール基又は炭素数10〜30の縮合多環族基を示
す。ここで、Ar5 〜Ar7 ,R19〜R36は、それぞれ
独立に無置換でもよいし、炭素数1〜10のアルキル
基,炭素数1〜10のアルコキシ基,炭素数6〜10の
アラルキル基,炭素数6〜10のアリールアルキル基又
は炭素数1〜20の炭化水素基を有するアミノ基で置換
されていてもよい。また、これらの置換基が互いに結合
し、飽和もしくは不飽和の五員環ないし六員環を形成し
てもよい。]上記一般式(IV)〜(X)におけるアリー
ル基としては、好ましくはフェニル基,ビフェニルイル
基,ナフチル基,ピレニル基,ターフェニルイル基,ア
ントラニル基,トリル基,キシリル基,スチルベニル
基,チエニル基,ビチエニル基,チオフェン基,ビチオ
フェン基,ターチオフェン基などが挙げられる。アリー
レン基としては、好ましくはフェニレン基,ビフェニレ
ン基,ナフチレン基,アントラニレン基,ターフェニレ
ン基,ピレニレン基,スチルベニレン基,チエニレン
基,ビチエニレン基などが挙げられる。三価の芳香族環
基としては、好ましくは、下記に示すものが挙げられ
る。
としては、フェニルオキシ基,ビフェニルオキシ基,ナ
フチルオキシ基,アントラニルオキシ基,ターフェニル
オキシ基,ピレニルオキシ基などが挙げられ、アルキル
基としては、メチル基,エチル基,イソプロピル基,タ
ーシャルブチル基,ペンチル基,ヘキシル基などが挙げ
られる。アルコキシ基としては、メトキシ基,エトキシ
基,イソプロポキシ基,ターシャルブトキシ基,ペンチ
ルオキシ基などが挙げられ、炭化水素基を有するアミノ
基としては、ジメチルアミノ基,ジエチルアミノ基,ジ
フェニルアミノ基,フェニルエチルアミノ基,フェニル
メチルアミノ基,ジトリルアミノ基,エチルフェニルア
ミノ基,フェニルナフチルアミノ基,フェニルビフェニ
ルアミノ基などが挙げられる。前記一般式(IV)〜
(X)におけるD1 〜D12 は、電子供与性基で置換され
た炭素数1〜20のアリール基、又は炭素数10〜30
の縮合多環族基である。ここで、電子供与性基とは、好
ましくは炭素数1〜10のアルコキシ基,炭素数6〜2
0のアリールオキシ基,炭素数1〜30の炭化水素基を
有するアミノ基が挙げられ、特に好ましくは炭素数1〜
30の炭化水素基を有するアミノ基が挙げられる。この
アミノ基としては、 一般式(XII)
炭素数6〜20のアリール基,炭素数1〜10のアルキ
ル基又は炭素数6〜20のアラルキル基を示し、互いに
結合して飽和又は不飽和の環状構造を形成してもよい。
また、X1 ,X2 には、炭素数1〜10のアルキル基,
炭素数7〜10のアラルキル基,炭素数6〜10のアリ
ールオキシ基又は炭素数6〜10のアルコキシ基が置換
してもよい。さらに、一般式(XII) で表されるアミノ
基に置換するアリール基としてのX1 とX2 が互いに結
合した含窒素芳香族環基となってもよい。]で表される
ものが挙げられる。上記電子供与性基としては、例えば
フェニルオキシ基,ビフェニルオキシ基,ナフチルオキ
シ基,アントラニルオキシ基,ターフェニルイルオキシ
基などのアリールオキシ基,メトキシ基,エトキシ基,
イソプロポキシ基,ターシャルブチルオキシ基,ペンチ
ルオキシ基などのアルコキシ基,ジメチルアミノ基,ジ
エチルアミノ基,ジフェニルアミノ基,フェニルメチル
アミノ基,フェニルエチルアミノ基,フェニルメチルエ
チルアミノ基,ジトリルアミノ基,エチルフェニルアミ
ノ基,フェニルナフチルアミノ基,フェニルビフェニル
イルアミノ基などの炭化水素基を有するアミノ基などが
挙げられる。また、D1 〜D12の具体例としては、下記
に示すものが挙げられる。
物の具体例としては、下記のものが挙げられる。
してにアントラセン,ペリレン,コロネン等の多環芳香
族やそのアルキル置換体がある。
もよい。緑色蛍光体としては溶液状態での蛍光ピーク波
長が480nm以上580nm未満である有機化合物で
あれば特に制限はない。ドープする緑色蛍光体として
は、3−(2’−ベンジミダゾリル)−7−N,N−ジ
エチルアミノクマリン(クマリン535)、3−(2−
ベンゾチアゾリル)−7−ジエチルアミノクマリン(ク
マリン540)、2,3,5,6−1H,4H−テトラ
ヒドロ−8−トリフルオロメチルキノリジノ−<9,9
a,1−gh>クマリン(クマリン540A)、3−
(5−クロロ−2−ベンゾチアゾリル)−7−ジエチル
アミノクマリン(クマリン34)、4−トリフルオロメ
チル−ピペリジノ[3,2−g]クマリン(クマリン3
40)、N−エチル−4−トリフルオロメチル−ピペリ
ジノ[3,2−g]クマリン(クマリン355)、N−
メチル−4−トリフルオロメチル−ピペリジノ[2,3
−h]クマリン、9−シアノ−1,2,4,5−3H,
6H,10H−テトラヒドロ−1−ベンゾピラノ[9,
9a1−gh]キノリジン−10−オン(クマリン33
7)等のクマリン化合物、2,7−ジクロロフルオレセ
ン等のキサンチン色素、テトラセン、キナクリドン化合
物等が挙げられる。
びに前記第一発光層および第二発光層以外の有機物層に
赤色蛍光体を含有させてもよい。赤色蛍光体としては、
溶液状態のピーク波長が580nm以上650nm以下
であれば特に制限はなく、例えば、ヨーロッパ公開特許
第0281381号公報に記載されている赤色発進レー
ザー色素として用いられるジシアノメチレンピラン誘導
体,ジシアノメチレンチオピラン誘導体,フルオレセイ
ン誘導体,ペリレン誘導体などが挙げられる。具体的に
は、下記に示すものが挙げられる。
化合物に対して、0.1〜10モル%、好ましくは0.
5〜5モル%の割合で含有させることが必要である。こ
の0.1〜10モル%というのは、濃度消光を生じない
ための濃度範囲である。 正孔注入層 次に、正孔注入層は、必ずしも本発明に用いられる素子
に必要なものではないが、発光性能の向上のために用い
た方が好ましいものである。この正孔注入層は発光層へ
の正孔注入を助ける層であって、正孔移動度が大きく、
イオン化エネルギーが、通常5.5eV以下と小さい。
このような正孔注入層としては、より低い電界で正孔を
発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度
が、たとえば104〜106V/cmの電界印加時に、
少なくとも10-6cm2/V・secであればなお好ま
しい。このような正孔注入材料については、前記の好ま
しい性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、
光導伝材料において、正孔の電荷輸送材として慣用され
ているものや、EL素子の正孔注入層に使用される公知
のものの中から任意のものを選択して用いることができ
る。
体(米国特許3,112,197号明細書等参照)、オ
キサジアゾール誘導体(米国特許3,189,447号
明細書等参照)、イミダゾール誘導体(特公昭37−1
6096号公報等参照)、ポリアリールアルカン誘導体
(米国特許3,615,402号明細書、同第3,82
0,989号明細書、同第3,542,544号明細
書、特公昭45−555号公報、同51−10983号
公報、特開昭51−93224号公報、同55−171
05号公報、同56−4148号公報、同55−108
667号公報、同55−156953号公報、同56−
36656号公報等参照)、ピラゾリン誘導体およびピ
ラゾロン誘導体(米国特許第3,180,729号明細
書、同第4,278,746号明細書、特開昭55−8
8064号公報、同55−88065号公報、同49−
105537号公報、同55−51086号公報、同5
6−80051号公報、同56−88141号公報、同
57−45545号公報、同54−112637号公
報、同55−74546号公報等参照)、フェニレンジ
アミン誘導体(米国特許第3,615,404号明細
書、特公昭51−10105号公報、同46−3712
号公報、同47−25336号公報、特開昭54−53
435号公報、同54−110536号公報、同54−
119925号公報等参照)、アリールアミン誘導体
(米国特許第3,567,450号明細書、同第3,1
80,703号明細書、同第3,240,597号明細
書、同第3,658,520号明細書、同第4,23
2,103号明細書、同第4,175,961号明細
書、同第4,012,376号明細書、特公昭49−3
5702号公報、同39−27577号公報、特開昭5
5−144250号公報、同56−119132号公
報、同56−22437号公報、西独特許第1,11
0,518号明細書等参照)、アミノ置換カルコン誘導
体(米国特許第3,526,501号明細書等参照)、
オキサゾール誘導体(米国特許第3,257,203号
明細書等に開示のもの)、スチリルアントラセン誘導体
(特開昭56−46234号公報等参照)、フルオレノ
ン誘導体(特開昭54−110837号公報等参照)、
ヒドラゾン誘導体(米国特許第3,717,462号明
細書、特開昭54−59143号公報、同55−520
63号公報、同55−52064号公報、同55−46
760号公報、同55−85495号公報、同57−1
1350号公報、同57−148749号公報、特開平
2−311591号公報等参照)、スチルベン誘導体
(特開昭61−210363号公報、同61−2284
51号公報、同61−14642号公報、同61−72
255号公報、同62−47646号公報、同62−3
6674号公報、同62−10652号公報、同62−
30255号公報、同60−93445号公報、同60
−94462号公報、同60−174749号公報、同
60−175052号公報等参照)、シラザン誘導体
(米国特許第4,950,950号明細書)、ポリシラ
ン系(特開平2−204996号公報)、アニリン系共
重合体(特開平2−282263号公報)、特開平1−
211399号公報に開示されている導電性高分子オリ
ゴマー(特にチオフェンオリゴマー)等を挙げることが
できる。正孔注入層の材料としては上記のものを使用す
ることができるが、ポルフィリン化合物(特開昭63−
2956965号公報等に開示のもの)、芳香族第三級
アミン化合物およびスチリルアミン化合物(米国特許第
4,127,412号明細書、特開昭53−27033
号公報、同54−58445号公報、同54−1496
34号公報、同54−64299号公報、同55−79
450号公報、同55−144250号公報、同56−
119132号公報、同61−295558号公報、同
61−98353号公報、同63−295695号公報
等参照)、特に芳香族第三級アミン化合物を用いること
が好ましい。上記ポルフィリン化合物の代表例として
は、ポルフィン、1,10,15,20−テトラフェニ
ル−21H,23H−ポルフィン銅(II)、1,10,
15,20−テトラフェニル−21H,23H−ポルフ
ィン亜鉛(II)、5,10,15,20−テトラキス
(ペンタフルオロフェニル)−21H,23H−ポルフ
ィン、シリコンフタロシアニンオキシド、アルミニウム
フタロシアニンクロリド、フタロシアニン(無金属)、
ジリチウムフタロシアニン、銅テトラメチルフタロシア
ニン、銅フタロシアニン、クロムフタロシアニン、亜鉛
フタロシアニン、鉛フタロシアニン、チタニウムフタロ
シアニンオキシド、Mgフタロシアニン、銅オクタメチ
ルフタロシアニン等を挙げることができる。また、前記
芳香族第三級アミン化合物およびスチリルアミン化合物
の代表例としては、N,N,N’,N’−テトラフェニ
ル−4,4’−ジアミノフェニル、N,N’−ジフェニ
ル−N,N’−ビス−(3−メチルフェニル)−[1,
1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(以下TPD
と略記する)、2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミ
ノフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ジ−p−ト
リルアミノフェニル)シクロヘキサン、N,N,N’,
N’−テトラ−p−トリル−4,4’−ジアミノフェニ
ル、1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニ
ル)−4−フェニルシクロヘキサン、ビス(4−ジメチ
ルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン、ビス
(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタ
ン、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(4−メトキ
シフェニル)−4,4’−ジアミノビフェニル、N,
N,N’,N’−テトラフェニル−4,4’−ジアミノ
フェニルエーテル、4,4’−ビス(ジフェニルアミ
ノ)クオードリフェニル、N,N,N−トリ(p−トリ
ル)アミン、4−(ジ−p−トリルアミノ)−4’−
[4(ジ−p−トリルアミノ)スチリル]スチルベン、
4−N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニ
ル)ベンゼン、3−メトキシ−4’−N,N−ジフェニ
ルアミノスチルベンゼン、N−フェニルカルバゾール、
米国特許第5,061,569号に記載されている2個
の縮合芳香族環を分子内に有する、例えば、4,4’−
ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビ
フェニル(以下NPDと略記する)、また、特開平4−
308688号公報で記載されているトリフェニルアミ
ンユニットが3つスターバースト型に連結された4,
4’,4''−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N
−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(以下MTDA
TAと略記する)等を挙げることができる。また、発光
層の材料として示した前述の芳香族ジメチリディン系化
合物の他、p型−Si,p型SiC等の無機化合物も正
孔注入層の材料として使用することができる。正孔注入
層は、上述した化合物を、例えば真空蒸着法,スピンコ
ート法,キャスト法,LB法等の公知の方法により薄膜
化することにより形成することができる。正孔注入層と
しての膜厚は、特に制限はないが、通常は5nm〜5μ
mである。この正孔注入層は、上述した材料の一種また
は二種以上からなる一層で構成されていてもよいし、ま
たは、前記正孔注入層とは別種の化合物からなる正孔注
入層を積層したものであってもよい。また、有機半導体
層は、発光層への正孔注入または電子注入を助ける層で
あって、 10-10S/cm以上の導電率を有するものが
好適である。このような有機半導体層の材料としては、
含チオフェンオリゴマーや含アリールアミンオリゴマー
などの導電性オリゴマー、含アリールアミンデンドリマ
ーなどの導電性デンドリマーなどを用いることができ
る。 電子注入層 一方電子注入層は、発光層への電子の注入を助ける層で
あって、電子移動度が大きく、また付着改善層は、この
電子注入層の中で、特に電極との付着が良い材料からな
る層である。電子注入層に用いられる材料としては、た
とえば8−ヒドロキシキノリンまたはその誘導体の金属
錯体、あるいはオキサジアゾール誘導体が好ましく挙げ
られる。また、付着改善層に用いられる材料としては、
特に8−ヒドロキシキノリンまたはその誘導体の金属錯
体が好適である。上記8−ヒドロキシキノリンまたはそ
の誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン(一般
に8−キノリノールまたは8−ヒドロキシキノリン)の
キレートを含む金属キレートオキサノイド化合物が挙げ
られる。一方、オキサジアゾール誘導体としては、一般
式(II),(III) および(IV)
は無置換のアリール基を示し、Ar10とAr11およびA
r12とAr13はそれぞれにおいて互いに同一であっても
異なっていてもよく、Ar14置換または無置換のアリレ
ーン基を示す。]で表わされる電子伝達化合物が挙げら
れる。ここで、アリール基としてはフェニル基,ビフェ
ニル基,アントラニル基,ペリレニル基,ピレニル基な
どが挙げられ、アリレーン基としてはフェニレン基,ナ
フチレン基,ビフェニレン基,アントラセニレン基,ペ
ニレニレン基,ピレニレン基などが挙げられる。また、
置換基としては炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1
〜10のアルコキシ基またはシアノ基などが挙げられ
る。この電子伝達化合物は、薄膜形成性のものが好まし
い。上記電子伝達化合物の具体例としては、下記のもの
が挙げられる。
合金,電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極物
質とするものが用いられる.このような電極物質の具体
例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、
マグネシウム、リチウム、マグネシウム・銀合金、アル
ミニウム/酸化アルミニウム(Al2 O3 )、アルミニ
ウム・リチウム合金、インジウム、希土類金属などが挙
げられる。この電極は、これらの電極物質を蒸着やスパ
ッタリングなどの方法により、薄膜を形成させることに
より、作製することができる。また、電極としてのシー
ト抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10n
m〜1μm、50〜200nmの範囲が好ましい。な
お、本発明に用いられるEL素子においては、該透明電
極または電極のいずれか一方が透明または半透明である
ことが、発光を透過するため、発光の取り出し効率がよ
いので好ましい。
(陽極)、必要に応じて正孔注入層、および必要に応じ
て電子注入層を形成し、さらに電極(陰極)を形成する
ことにより、有機EL素子を作製することができる。ま
た、電極から透明電極へ、前記と逆の順序で有機EL素
子を作製することもできる。
光層/電子注入層/電極が順次設けられた構成の有機E
L素子の作製例を記載する。まず、適当な基板上に、透
明電極材料からなる薄膜を1μm以下、好ましくは10
〜200nmの範囲の膜厚になるように蒸着やスパッタ
リング等の方法により形成して、透明電極を作製する。
次に、この透明電極上に正孔注入層を設ける。正孔注入
層の形成は、前述したように真空蒸着法,スピンコート
法,キャスト法,LB法等の方法により行なうことがで
きるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが発
生しにくい等の点から、真空蒸着法により形成すること
が好ましい。真空蒸着法により正孔注入層を形成する場
合、その蒸着条件は、使用する化合物(正孔注入層の材
料)、目的とする正孔注入層の結晶構造や再結合構造等
により異なるが、一般に蒸着源温度50〜450℃、真
空度10-7〜10-3torr、蒸着速度0.01〜50
nm/sec、基板温度−50〜300℃、膜厚5nm
〜5μmの範囲で適宜選択することが好ましい。
の形成も、所望の有機発光材料を用いて、真空蒸着法,
スパッタリング,スピンコート法,キャスト法等の方法
により有機発光材料を薄膜化することにより形成できる
が、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成し
にくい等の点から、真空蒸着法により形成することが好
ましい。真空蒸着法により発光層を形成する場合、その
蒸着条件は、使用する化合物により異なるが、一般的に
正孔注入層と同じ様な条件範囲の中から選択することが
できる。
る。正孔注入層、発光層と同様、均質な膜を得る必要か
ら真空蒸着法により形成することが好ましい。蒸着条件
は、正孔注入層、発光層と同様条件範囲から選択するこ
とができる。
ることができる。電極は、金属から構成されるもので、
蒸着法,スパッタリングを用いることができる。しか
し、下地の有機物層を成膜時の損傷から守るためには、
真空蒸着法が好ましい。
は、一回の真空引きで一貫して透明電極から電極まで作
製することが好ましい。
場合、透明電極を+、電極を−の極性にして、5〜40
Vの電圧を印加すると、発光が観測できる。また、逆の
極性で電圧を印加しても電流は流れず、発光は全く生じ
ない。さらに交流電圧を印加した場合には、透明電極が
+、電極が−の極性になったときのみ均一な発光が観測
される。印加する交流の波形は任意でよい。
れていない材料が好ましく、透明性を問わない。むし
ろ、カラーフィルタ側から光を取り出すので、遮光さ
れ、かつ光を反射するものがより好ましい。ただし、さ
らに積層する電極パターンの電気的絶縁をとるため、少
なくとも有機EL素子側表面が絶縁体とすることが必要
である。また、後で積層する薄厚の透明ガラス板のそ
り、ゆがみ、を生じさせず、補強できる程度の支持基板
であるならば、板厚は特に問わない。
金属板等にシリカ、アルミナ等の無機酸化物で絶縁処理
したもの等、を挙げることができるが、ガラス板(ソー
ダーライムガラス、低膨張ガラス等)、石英板など透明
な材料については、有機EL素子の反対側に遮光フィル
ムや黒色塗膜反射板等を配置すればよい。
クス カラーフイルタ 本発明に用いられるカラーフィルタとしては、たとえ
ば、下記の色素のみまたは、色素をバインダー樹脂中に
溶解または分散させた固体状態のものを挙げることがで
きる。
顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノ
ン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔
料、イソインドリノン系顔料等の単品および少なくとも
二種類以上の混合物
アニン系顔料、ハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔
料、トリフェルメタン系塩基性染料、イソインドリン系
顔料、イソインドリノン系顔料等の単品および少なくと
も二種類以上の混合物
料、インダンスロン系顔料、インドフェノール系顔料、
シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等の単品および少
なくとも二種類以上の混合物
50%以上)材料が好ましい。たとえば、ポリメチルメ
タクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、
ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロ
キシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等
の透明樹脂(高分子)が挙げられる。
するために、フォトリソグラフィー法が適用できる感光
性樹脂も選ばれる。たとえば、アクリル酸系、メタクリ
ル酸系、ポリケイ皮酸ビニル系、環ゴム系等の反応性ビ
ニル基を有する光硬化型レジスト材料が挙げられる。ま
た、印刷法を用いる場合には、透明な樹脂を用いた印刷
インキ(メジウム)が選ばれる。たとえば、ポリ塩化ビ
ニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹
脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹
脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂のモノマー、オリ
ゴマー、ポリマーからなる組成物、また、ポリメチルメ
タクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、
ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロ
キシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等
の透明樹脂を用いることができる。
は、所望のカラーフィルタパターンのマスクを介して真
空蒸着またはスパッタリング法で成膜され、一方、色素
とバインダー樹脂からなる場合は、蛍光色素と上記樹脂
およびレジストを混合、分散または可溶化させ、スピン
コート、ロールコート、キャスト法等の方法で製膜し、
フォトリソグラフィー法で所望のカラーフィルタパター
ンでパターニングしたり、印刷等の方法で所望のカラー
フィルターのパターンでパターニングし、熱処理して硬
化させるのが一般的である。
は、下記とすることが好ましい。R:膜厚0.5〜5.
0μm(透過率50%以上/610nm),G:膜厚
0.5〜5.0μm(透過率50%以上/545n
m),B:膜厚0.2〜5.0μm(透過率50%以上
/460nm)
ダー樹脂からなるものは、色素の濃度が、カラーフィル
タが問題なくパターニングできて、かつ、有機EL素子
の発光を十分透過できる範囲であればよい。色素の種類
にもよるが、使用するバインダー樹脂を含めたカラーフ
ィルタ膜に色素が5〜50重量%含まれる。
とえば、下記の金属および金属酸化物薄膜、並びに黒色
色素を挙げることができる。金属および金属酸化物薄膜
の具体例としては、クロム(Cr)、ニッケル(N
i)、銅(Cu)等の金属およびその酸化物の薄膜を挙
げることができる。上記金属および金属酸化物の混合物
としては、光学濃度3.0以上(膜厚100〜3000
オングストローム)のものが好ましい。
ック、チタンブラック、アニリンブラックまたはカラー
フィルタの色素を混合して、黒色化したもの、またはカ
ラーフィルタと同じように上記色素をバインダー樹脂中
に溶解または分散させた固体状態のものを挙げることが
できる。
ング法、蒸着法、CVD法等により絶縁性基板全面か、
マスキングの手法により少なくとも表示部全面に成膜
後、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行っ
て、ブラックマトリックスのパターンを形成することが
できる。
の場合と同様にパターニングして、ブラックマトリック
スを形成することができる。
記載する透明かつ電気絶縁性無機酸化物層からなる基板
を挙げることができる。ただし本基板は、電気絶縁性で
ある必要はない。このような無機酸化物基板は、特に水
蒸気、酸素、有機物のガス等の遮断効果が大きい。
行うために、有機EL素子の発光を透過して異なる発光
を透過して異なる発光をするカラーフィルタを平面的に
分離配置した場合には、限りなく小さくした方が、視野
角を向上させるために好ましい。無機酸化物基板の厚さ
としては、通常液晶用として700μmから1.1mm
のものが用いられることが多いが、上記の場合には、1
μm以上700μm以下、より好ましくは1μm以上2
00μm以下のものを用いる。なお、厚さを1μm未満
とすると、無機酸化物基板の取扱いが難しく、容易に破
壊しやすい。また、有機EL素子の積層した支持基板と
封止手段によって貼り合わせると、無機酸化物基板が撓
んだり、そり、ゆがみの程度が著しい。一方200μm
を超えると、カラーフィルタの精細度にもよるが、有機
EL素子の発光がカラーフィルタとのギャップから洩れ
だし、多色発光の視野角を狭めて実用性を低下させる場
合がある。
たとえば通常の接着剤によるものを挙げることができ
る。具体的には、アクリレート系オリゴマー,メタクリ
レート系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化お
よび熱硬化型接着剤、2−シアノアクリレートなどの湿
気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポ
キシ系などの熱および化学硬化型(二液混合)を挙げる
ことができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポ
リエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。な
お、有機EL素子が熱処理により劣化する場合があるの
で、室温から80℃までに接着硬化できるものが好まし
い。
スペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように
印刷してもよい。塗布後の光硬化について、可視光の場
合はよいが、紫外線では、有機EL素子が劣化する場合
がある。よって、紫外線照射時は、有機EL素子に照射
されないようなマスキング等の方法が有効である。
子との間に設けられる間隙は、有機EL素子への衝撃ま
たは応力を緩和するために用いられる。有機EL素子上
に直接、封止手段の材料をベタ塗りすると、その材料の
硬化時の応力により素子が破壊されやすい。
される恐れがあるので、窒素,アルゴン等の不活性ガス
や、フッ化炭化水素のような不活性液体を封入すること
が好ましい。
きくなると、光の洩れが大きくなり、視野角が著しく低
下する。従って、この場合の間隙の距離は精細度にもよ
るが、距離は小さい方がよく、通常数μmから200μ
mが好ましい。
平坦膜)は、多色発光装置の外側にあるカラーフィルタ
(ブラックマトリックスを含む)が物理的に傷つくこ
と、外部の環境因子(水、酸素、光)により劣化するの
を保護するために用いられる。その材料としては、透明
な(可視光50%以上)材料であることが好ましい。
熱硬化型樹脂のように、アクリレート系、メタクリレー
ト系の反応性ビニル基を有するものを挙げることができ
る。また、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹
脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹
脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂のモノマー、オリ
ゴマー、ポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリア
クリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロー
ス、カルボキシメチルセルロース等の透明樹脂を挙げる
ことができる。カラーフィルタおよび有機EL素子の耐
光性を高めるために、保護層中に紫外線吸収剤を添加す
ることもできる。
ンコート、ロールコート、キャスト法等の方法で製膜
し、光硬化型樹脂は光の照射後必要に応じて熱硬化さ
せ、熱硬化型は製膜後そのまま熱硬化させる。フィルム
状の場合は、そのまま、粘着剤を塗布して貼着してもよ
い。
及ぼさないので、特に制限はないが、厚くなりすぎる
と、光の透過率に影響を及ぼすので、通常1μmから5
mmの範囲で選ぶことができる。
は、ガラス基板(ソーダライムガラス、低膨張ガラス、
石英板等の無機酸化物基板)、ポリマー基板等の透明
(通常可視光透過率50%以上)な基板を挙げることが
できる。
いので、特に制限はないが、厚くなりすぎると、光の透
過率に影響を及ぼすので、通常1μmから5mmの範囲
で選ぶことができる。
らびカラーフィルタを製膜するときの支持基板としても
使われ、カラーフィルタの製膜後、先の透明無機酸化物
基板を封止手段に用いたような通常の透明な接着剤で貼
り合わせ、その基板を、有機EL素子の積層した支持基
板と接合して有機EL素子を封止してもよい。
基板を介して、有機EL素子の反対側に配置することに
よって、カラーフィルタから発生する有機物のモノマ
ー、水蒸気などの、素子を劣化させるガスをガラス基板
で遮断し、有機EL素子、延いては、それを用い多色発
光装置の発光寿命を向上させることができる。
異なる色を発光するカラーフィルタを平面的に分離配置
することによって、RBG三原色等の複数色の発光を得
ることができるが、本発明では、カラーフィルタを有機
EL素子の反対側に透明な無機酸化物基板を用いること
によって、先に記載する効果が期待できる。さらに透明
な無機酸化物基板の板厚を1μm以上200μm以下と
することによって、先に記載した効果のみならず、有機
EL素子の発光が、所望のカラーフィルタ以外のカラー
フィルタに吸収されたり、カラーフィルタの隙間から漏
れることが低減され、所望の発光色を得ることが可能と
なり、結果的には、多色発光の視野角を向上させること
ができる。
外側に配置しておくと、取扱い上、カラーフィルタを傷
つける場合や、外部の環境因子(水、酸素、光)から劣
化させる場合がある。そのため、カラーフィルタ上に透
明な保護膜を配置することによって、カラーフィルタを
保護することができる。また、透明な基板を保護層また
は、カラーフィルタを作製する上での支持基板として用
いることもできる。
製造方法(第3発明) 本願の第2発明は、前述の観点からすると、具体的に
は、以下の構成(1)〜(4)を挙げることができる。
この構成(1)〜(4)は、それぞれ図9〜図12に示
される。なお、以下の赤色、緑色、青色に限定されるも
のではない。 (1)透明支持基板11/赤色カラーフィルタ3R,緑
色カラーフィルタ3G,青色カラーフィルタ3B/透明
かつ電気絶縁性無機酸化物層12/有機EL素子1(透
明電極1a/有機物層1b/電極1c) (2)透明支持基板11/赤色カラーフィルタ3R,緑
色カラーフィルタ3G,青色カラーフィルタ3B/接着
層13/透明かつ電気絶縁性無機酸化物層12/有機E
L素子1(透明電極1a/有機物層1b/電極1c) (3)透明支持基板11/赤色カラーフィルタ3R,緑
色カラーフィルタ3G,青色カラーフィルタ3B/保護
層(透明平坦化膜)7/接着層13/透明かつ電気絶縁
性無機酸化物層12/有機EL素子1(透明電極1a/
有機物層1b/電極1c) (4)透明支持基板11/赤色カラーフィルタ3R,緑
色カラーフィルタ3G,青色カラーフィルタ3B/保護
層(透明平坦化膜)7/透明かつ電気絶縁性無機酸化物
層12/有機EL素子1(透明電極1a/有機物層1b
/電極1c)
ルタの少なくとも間隙に、ブラックマトリックス9を配
置し、有機EL素子1の発光の漏れ光を遮断して多色発
光の一層の視認性を高めることもできる。
気絶縁性無機酸化物層12を二層として、下層の無機酸
化物層(例えばソーダ−石灰ガラスなど)からの無機イ
オンの溶出を上層の無機酸化物層で抑え、溶出イオンか
ら有機EL素子を保護することもできる。
物層12の厚さは、本発明では0.01μm以上200
μm以下とする。0.01μm未満とすると、無機酸化
物粒子の単層膜に近づき、下層のカラーフィルタ,保護
層等、有機物から発生する劣化ガスを遮断することがで
きない。また、200μmを超えるとカラーフィルタの
精細度にもよるが、有機EL素子1の発光がカラーフィ
ルタとのギャップから漏れだし多色発光の視野角を狭め
て、実用性を低下させる場合がある。
び第3発明の製造方法を各構成要素ごとに具体的に説明
する。なお、この構成要素に用いられる材料は最小必要
限のものを記載するものであり、これに限定されるもの
ではない。また、第1発明と共通する事項は、重複を避
けるため、極力その記載を省略した。
発明の場合と同様である。
を用いることができる。なお、第2発明の場合、透明電
極は、蒸着法やスパッタ法等の方法で、所望の基板上に
上記材料の薄膜を成膜し、フォトリソグライフィー法で
所望の形状でパターニングして透明電極のパターンを形
成することが容易である。パターン精度を問わない(1
00μm以上程度)ならば、上記材料の蒸着やスパッタ
時に所望の形状のマスクを介して透明電極のパターンを
形成することができる。発光層からの発光を透明電極か
ら取り出す場合、透明電極の発光に対する好ましい透過
率および透明電極の好ましいシート抵抗は、第1発明の
場合と同様である。
ことができる。
とができる。
とができる。
きる。
作製することができる。
ガラス板、プラスチック板(ポリカーボネート、アクリ
ル等)、プラスチックフィルム(ポリエチレンテレフタ
レート、ポリエーテルスルフィド等)、石英板などの透
明な(可視光透過率50%以上)材料であることが好ま
しい、また、板厚としては、この上に積層する薄厚のガ
ラス板にそり、ゆがみを生じさせることがなく、補強で
きる程度の支持基板であるならば、特に制限はない。
クス カラーフィルタ及びブラックマトリックスとしては、第
1発明と同様のものを用いることができる。
は、例えば、蒸着またはスパッタリング、ディピング等
でカラーフィルタ上または後述する保護層もしくは透明
な接着層上に積層することによって形成することができ
る。なお、この透明かつ電気絶縁性無機酸化物層は、単
層であっても、二層以上の複層であってもよい。たとえ
ば、二層とすることによって、下層の無機酸化物層(例
えばソーダ−石灰ガラスなど)からの無機イオンの溶出
を上層の無機酸化物層で抑え、溶出イオンから有機EL
素子を保護することができる。
2 )、酸化アルミニウム(Al2O3)酸化チタン(Ti
O2 )、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化ゲルマニウ
ム(GeO2 )、酸化亜鉛(ZnO)、酸化マグネシウ
ム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、ほう酸(B
2O3)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化バリウム
(BaO)、酸化鉛(PbO)、ジルコニア(ZrO
2 )、酸化ナトリウム(Na2O)、酸化リチウム(L
i2O)、酸化カリウム(K2O) 等を挙げることがで
きるが、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン
が、その層(膜)の透明性が高く、その製膜温度が比較
的低温(250℃以下)であり、カラーフィルタまたは
保護層をほとんど劣化させないので好ましい。
して、ガラス板、または、上記の酸化ケイ素、酸化アル
ミニウム、および酸化チタン等からなる群から選ばれる
一種以上の化合物を、透明な絶縁性のガラス板の上面ま
たは下面の少なくとも一方に製膜したガラス板の場合
は、カラーフィルタ上または保護層上に貼り合わせるだ
けの低温(150℃以下)操作が可能であり、カラーフ
ィルタ上または保護層を全く劣化させないのでより好ま
しい。また、ガラス板は、特に水蒸気、酸素またはモノ
マー等の劣化ガスを遮断する効果が大きい。
に示すものを挙げることができる。特に、ソーダ−石灰
ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラ
ス、アルミノケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリ
ウムホウケイ酸ガラス等を挙げることができる。なお、
ここで電気絶縁性無機酸化物層は、その組成として、無
機酸化物を主に含むものであればよく、窒化物(例えば
Si3N4)が含まれていてもよい。
は、有機EL素子の発光を妨げないものであれば特に制
限はないが、本発明では、0.01μm以上200μm
以下が好ましい。ガラス板、または、上記の酸化ケイ
素、酸化アルミニウム、および酸化チタン等からなる群
から選ばれる一種以上の化合物を、透明な絶縁性のガラ
ス板の上面または下面の少なくとも一方に製膜したガラ
ス板は、板ガラスの精度、強度上、1μm以上200μ
m以下が好ましい。なお、ここで、透明かつ電気絶縁性
無機酸化物層の膜厚が、0.01μm未満であると、無
機酸化物粒子の単層膜に近づき、カラーフィルタまたは
保護層の有機物から発生する水蒸気、酸素またはモノマ
ー等の劣化ガスを遮断することが困難となり、膜厚が2
00μmを超えると、カラーフィルタの精細度にもよる
が、有機EL素子の発光がカラーフィルタとのギャップ
から漏れだし、多色発光の視野角を狭めて、多色発光装
置の実用性を低下させることがある。
ましいのは、具体的に有機EL素子の透明電極として、
通常よく使われるITO(インジウム錫酸化物)等の無
機の導電性透明材料を用いることができるためであり、
また相互の親和性がよく密着性がよいこと等のためであ
る。
せるものとして水蒸気、酸素またはモノマー等の有機物
のガスが問題となるが、本発明に用いられる透明かつ電
気絶縁性無機酸化物層は、その物性として、水蒸気、酸
素またはモノマー等の有機物のガスを発生させる要因を
保有していないこと、および外部からの侵入を遮断し得
ることが要求される。
ている水が熱分析(示差熱分析DTA、示差操作熱量測
定DSC)により、0.1重量%以下であり、水蒸気ま
たは酸素の無機酸化物層に対するガス透過係数が、JI
S K7126の気体透過度試験方法等により、それぞ
れ10-13cc・cm/cm2・s・cmHg以下であれ
ば、黒点の発生などによる有機EL素子の発光寿命の低
下を抑制することができる。
を用いることができる。なお、第2発明の場合、保護層
は、上記材料を、液状の場合はスピンコート、ロールコ
ート、キャスト法等の方法で製膜し、光硬化型樹脂は光
の照射後必要に応じて熱硬化させ、熱硬化型は製膜後そ
のまま熱硬化させる。フィルム状の場合は、そのまま、
粘着剤を塗布して貼着してもよい。
m程度が好ましく、カラーフィルタと有機EL素子のギ
ャップによる有機EL素子の発光漏れを限りなく低減す
る(視野角の向上)ため、なるべく膜厚を小さくするこ
とが好ましい。しかしながら、膜厚を小さくし過ぎる
と、接着剤の種類によっては、カラーフィルタの保護効
果がなくなる。
透明支持基板上にカラーフィルタ(必要に応じて、ブラ
ックマトリックス、保護層を含む)を形成した基板と、
特に無機酸化物層としてガラス板とを用いた場合に用い
ることが好ましい。この透明接着層に用いられる接着剤
としては、少なくとも有機EL素子の発光が透過する部
分では、透明な(可視光50%以上)材料が好ましい。
タクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬
化および熱硬化型接着剤、2−シアノアクリル酸エステ
ルなどの湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。
また、エポキシ系などの熱および化学硬化型(二液混
合)を挙げることができる。
p以下)のものが貼り合わせ時に気泡がかみこまず、均
一に貼り合わせが可能であるが、場合によってはカラー
フィルタを溶解侵食するので、カラーフィルタ上に前記
保護層を積層する必要がある。高粘度(約100cp以
上)のものは、カラーフィルタを溶解侵食しにくく保護
層が不要の場合があるが、逆に貼り合わせ時に気泡がか
みこみ、均一な貼り合わせが難しくなる。従って、接着
剤の性質によって、保護層の要不要を選択すればよい。
て、ブラックマトリックス、保護層を含む)を形成した
基板上にスピンコート、ロールコート、キャスト法等の
方法で製膜し、有機EL素子の透明電極を形成した、又
は透明電極を形成する予定のガラス板、または酸化ケイ
素、酸化アルミニウム、酸化チタンからなる群から選ば
れる一種以上の化合物を、透明な絶縁性のガラス板の上
面または下面の少なくとも一方に製膜したものを、それ
ぞれの接着剤の処方に従って、光(紫外線、可視光)、
熱(150℃程度まで)、化学混合等にて接着させる。
m程度が好ましく、カラーフィルタと有機EL素子のギ
ャップによる有機EL素子の発光漏れを限なく低減する
(視野角の向上)ため、なるべく膜厚を小さくすること
が好ましい。しかしながら、膜厚を小さくし過ぎると、
カラーフィルタ間の凹凸により、均一な貼り合わせが難
しい場合がある。
的に説明する。 [実施例1]25mm×75mm×1.1mmのノンア
ルカリガラス支持基板(コーニング社製:7059)の
片面にカーボンブラック含有メタクリレート系レジスト
(富士ハントエレクトロニクステクノロジー社製:CK
2000)をスピンコートし、200℃でベークして約
2μm膜厚の黒色ベタ膜を成膜した。次に、この基板の
黒色膜の反対面上を、IPA洗浄、UV洗浄した後、蒸
着装置(日本真空技術製)の基板ホルダーに固定した。
蒸着源は、モリブテン製の抵抗加熱ボートに正孔注入材
料としてMTDATA及びNPD、発光材料としてDP
VBi及びPAVBi、ルモルゲンFレッド、電子注入
材料としてAlqをそれぞれ仕込み、電極の第二金属と
してAgをタングステン製フィラメントに、電極の電子
注入性金属としてMgをモリブテン製ボートに装着し
た。その後、真空槽を5×10-7torrまで減圧後、
10mm×60mmの範囲がベタ成膜できるようなマス
クを介して、以下の順序で順次積層していった。なお、
電極から正孔注入層まで途中で真空を破らず一回の真空
引きでおこなった。まず電極としては、MgとAgを同
時蒸着した。すなわち、Mgは、蒸着速度1.3〜1.
4nm/s、Agは、蒸着速度0.1nm/sで膜厚を
200nmとした。次に、電子注入層としては、Alq
を蒸着速度0.1〜0.3nm/s,膜厚20nmと
し、その中に、第二発光層としてルモルゲンFレッドを
蒸着速度0.003〜0.009nm/sの蒸着速度で
同時蒸着して含有させた。次に、発光層としてDPVB
iを蒸着速度0.1〜0.3nm/s,膜厚50nmと
し、その中に、第一発光層としてPAVBiを蒸着速度
0.003〜0.009nm/sの蒸着速度で同時蒸着
して含有させた。正孔注入層としては、MTDATAを
蒸着速度0.1〜0.3nm/s,膜厚200nm、N
PDを蒸着速度0.1〜0.3nm/s、膜厚20n
m、の条件で蒸着した。次に、この基板上にスパッタリ
ング装置に移動し、室温で120nm膜厚、20Ω/□
の透明電極としてITOを10mm×60mmの範囲が
ベタ成膜できるようなマスクを介して成膜し、有機EL
素子を作製した。なおここで、電極と透明電極の範囲が
交差(10mm×55mmの範囲)させ、それぞれの電
極の端子がとれるようにマスクをずらし、有機EL素子
を作製した。次に、この基板上の電極と透明電極の交差
範囲(10mm×55mmの範囲)の周辺部に、ディス
ペンサーにて、エポキシ系二液混合型接着剤(CIBA
−GEIGY社製アラルダイト)を1mm程度の幅で一
部隙間を開けて塗布した(基板A)。次に、この基板A
上に25mm×75mm×1.1mmの透明無機酸化物
基板(バリウムホウケイ酸ガラス)(基板B)を貼り合
わせた。次いで、窒素雰囲気下、フッ化炭化水素(住友
スリーエム社製フロリナート)を注射針にて先の硬化し
た接着剤の隙間から、支持基板(基板A)と貼り合わせ
たガラス基板(基板B)の間隙に注入した。次いで、接
着剤の隙間にさらに先の接着剤を充填し先と同様に硬化
させた。次に、この基板上に、ハロゲン化銅フタロシア
ニン系顔料(C.I.ピグメントグリーン36)を2
2.5重量%、アゾ系顔料(C.I.ピグメントイエロ
ー83)を7.5重量%、ポリ塩化ビニル樹脂(分子量
20,000)70重量%の割合でシクロヘキサノンに
分散したインキを用いて、先の電極と透明電極の交差範
囲(10mm×55mmの範囲)に対応する部分内に、
1mm幅のELの文字をスクリーン版を介してスクリー
ン印刷し、風乾して、ELという文字のカラーフィルタ
のパターン(膜厚1.5μm)を得た。このようにし
て、有機EL多色発光装置(セグメント型)を作製し
(図1)、直流10Vの電圧を有機EL素子の透明電極
(陽極)と電極(陰極)に印加すると、電圧を印加した
透明電極と電極の交差範囲が発光し、カラーフィルタの
ない部分から見える光の発光輝度は、100cd/
m2、 CIE色度座標(JISZ 8701)はx=
0.30、y=0.32で白色の発光がでていることを
確認した。一方、ELという文字をパターンした蛍光体
から見える光の発光輝度は、50cd/m2、CIE色
度座標はx=0.30、y=0.60で黄味がかった緑
色(イエロイッシュグリーン)の発光がでていることを
確認した。以後二週間、大気中で保存しても輝度および
色度座標に全く変化がなく、劣化とともに発生する黒点
もなく、均一な発光を維持していた。 [実施例2]実施例1と同一の条件で、有機EL素子を
作製した支持基板(基板A)とガラス基板(基板B)を
貼り合わせ、基板の間隙にフッ化炭化水素を充填した基
板上に、銅フタロシアニン系顔料(C.I.ピグメント
ブルー15:6)を28重量%、ジオキサジン系顔料
(C.I.ピグメントバイオレット23)を2重量%、
ポリ塩化ビニル樹脂(分子量20,000)70重量%
の割合でシクロヘキサノンに分散したインキを用いて、
先の電極と透明電極の交差範囲(10mm×55mmの
範囲)に対応する部分内に、1mm幅のELの文字をス
クリーン版を介してスクリーン印刷し、風乾して、EL
という文字のカラーフィルタのパターン(膜厚1.5μ
m)を得た。このようにして、有機EL多色発光装置
(セグメント型)を作製し(図1)、直流10Vの電圧
を有機EL素子の透明電極(陽極)と電極(陰極)に印
加すると、電圧を印加した透明電極と電極の交差範囲が
発光し、カラーフィルタのない部分から見える光の発光
輝度は、100cd/m2、CIE色度座標(JISZ
8701)はx=0.30、y=0.32で白色の発
光がでていることを確認した。一方、ELという文字を
パターンしたカラーフィルタから見える光の発光輝度
は、10cd/m2、 CIE色度座標はx=0.15、
y=0.15で青色の発光がでていることを確認した。
以後二週間、大気中で保存しても輝度および色度座標に
全く変化がなく、劣化とともに発生する黒点もなく、均
一な発光を維持していた。 [実施例3]実施例1と同一の条件で、有機EL素子を
作製した支持基板(基板A)とガラス基板(基板B)を
貼り合わせ、基板の間隙にフッ化炭化水素を充填した基
板上に、アントラキノン系顔料(C.I.ピグメントレ
ッド177)を24重量%、アゾ系顔料(C.I.ピグ
メントイエロー6)を6%、ポリ塩化ビニル樹脂(分子
量20,000)70重量%の割合でシクロヘキサノン
に分散したインキを用いて、先の電極と透明電極の交差
範囲(10mm×55mmの範囲)に対応する部分内
に、1mm幅のELの文字をスクリーン版を介してスク
リーン印刷し、風乾して、ELという文字のカラーフィ
ルタのパターン(膜厚2.0μm)を得た。このように
して、有機EL多色発光装置(セグメント型)を作製し
(図1)、直流10Vの電圧を有機EL素子の透明電極
(陽極)と電極(陰極)に印加すると、電圧を印加した
透明電極と電極の交差範囲が発光し、カラーフィルタの
ない部分から見える光の発光輝度は、100cd/m
2 、CIE色度座標(JISZ 8701)はx=0.
30、y=0.32で白色の発光がでていることを確認
した。一方、ELという文字をパターンしたカラーフィ
ルタから見える光の発光輝度は、20cd/m2、CI
E色度座標はx=0.65、y=0.30 で赤色の発
光がでていることを確認した。以後二週間、大気中で保
存しても輝度および色度座標に全く変化がなく、劣化と
ともに発生する黒点もなく、均一な発光を維持してい
た。 [実施例4]100mm×100mm×1.1mmの支
持基板(コーニング社製7059)の片面にカーボンブ
ラック含有メタクリレート系レジスト(富士ハントエレ
クトロニクステクノロジー社製:CK2000)をスピ
ンコートし、200℃でベークして約2μm膜厚の黒色
ベタ膜を成膜した。次に、この基板の黒色膜の反対面上
を、IPA洗浄、UV洗浄した後、蒸着装置(日本真空
技術社製)の基板ホルダーに固定した。蒸着源は、モリ
ブテン製の抵抗加熱ボートに正孔注入材料としてMTD
ATA及びNPD、発光材料としてDPVBi及びPA
VBi、ルモルゲンFレッド、電子注入材料としてAl
qをそれぞれ仕込み、電極の第二金属としてAgをタン
グステン製フィラメントに、電極の電子注入性金属とし
てMgをモリブテン製ボートに装着した。その後、真空
槽を5×10-7torrまで減圧後、72mm×72m
mの範囲において、1.5mmピッチ(1.4mmライ
ン0.1mmギャップ)のストライプ状に成膜できるよ
うなマスクを介して、まず、電極のパターンを形成し、
次いで、72mm×72mmの範囲のベタ成膜ができる
マスクを介して、電子注入層から正孔注入層まで成膜し
た。なお、電極から正孔注入層を順次積層する時は、途
中で真空を破らず一回の真空引きでおこなった。まず電
極としては、MgとAgを同時蒸着した。すなわち、M
gは、蒸着速度1.3〜1.4nm/s、Agは、蒸着
速度0.1nm/sで膜厚を200nmとした。次に、
電子注入層としては、Alqを蒸着速度0.1〜0.3
nm/s,膜厚20nmとし、その中に、第二発光層と
してルモルゲンFレッドを蒸着速度0.003〜0.0
09nm/sの蒸着速度で同時蒸着して含有させた。次
に、発光層としてDPVBiを蒸着速度0.1〜0.3
nm/s,膜厚50nmとし、その中に、第一発光層と
してPAVBiを蒸着速度0.003〜0.009nm
/sの蒸着速度で同時蒸着して含有させた。正孔注入層
としては、MTDATAを蒸着速度0.1〜0.3nm
/s,膜厚200nm、NPDを蒸着速度0.1〜0.
3nm/s、膜厚20nm、の条件で蒸着した。次に、
この基板をスパッタリング装置に移動し、室温で120
nm膜厚、20Ω/□の透明電極としてITOを、72
mm×72mmの範囲において4.5mmピッチ(4.
0mmライン0.5mmギャップ)のストライプ状に成
膜できるようなマスクを介して、成膜し、有機EL素子
を作製した。なおここで、電極と透明電極が直交させ、
それぞれの電極の端子がとれるようにマスクを配置し
た。このようにして、作製した有機EL素子に、直流1
0Vの電圧を透明電極と電極に印加すると、電圧を印加
した透明電極(陽極)と電極(陰極)の交差部分が発光
し、発光輝度は、100cd/m2、 CIE色度座標
(JIS Z 8701)はx=0.30、y=0.3
2で白色の発光がでていることを確認した。次に、この
基板上の電極と透明電極の交差範囲(72mm×72m
mの範囲)の周辺部に、ディスペンサーにて、エポキシ
系二液混合型接着剤(CIBA−GEIGY社製アラル
ダイト)を1mm程度の幅で一部隙間を開けて塗布した
(基板C)。次に、この基板C上に100mm×100
mm×0.15mmの透明無機酸化物基板(バリウムホ
ウケイ酸ガラス)(基板D)を貼り合わせ、接着剤を硬
化させた。次いで、窒素雰囲気下、フッ化炭化水素(住
友スリーエム社製フロリナート)を注射針にて先の硬化
した接着剤の隙間から、支持基板(基板C)と貼り合わ
せたガラス基板(基板D)の間隙に注入した。次いで、
接着剤の隙間にさらに先の接着剤を充填し硬化させた。
次に、この基板上に、ハロゲン化銅フタロシアニン系顔
料(C.I.ピグメントグリーン36)を22.5重量
%、アゾ系顔料(C.I.ピグメントイエロー83)を
7.5重量%、ポリ塩化ビニル樹脂(分子量20,00
0)70重量%の割合でシクロヘキサノンに分散したイ
ンキを用いて、1.4mmライン3.1mmギャップの
ストライプパターンが得られるスクリーン版を介し、有
機EL素子の電極と位置合わせしてスクリーン印刷し、
風乾して1.5μm膜厚のカラーフィルタAのパターン
を得た。次に、銅フタロシアニン系顔料(C.I.ピグ
メントブルー15:6)を28重量%、ジオキサジン系
顔料(C.I.ピグメントバイオレット23)を2重量
%、ポリ塩化ビニル樹脂(分子量20,000)70重
量%の割合でシクロヘキサノンに分散したインキを用い
て、1.4mmライン3.1mmギャップのストライプ
パターンが得られるスクリーン版を介し、カラーフィル
タ層Aパターンからストライプの垂直方向に1.5mm
ずらしてスクリーン印刷し、風乾して1.5μm膜厚の
カラーフィルタBのパターンを得た。次に、アントラキ
ノン系顔料(C.I.ピグメントレッド177)を24
重量%、アゾ系顔料(C.I.ピグメントイエロー6)
を6重量%、ポリ塩化ビニル樹脂(分子量20,00
0)70重量%の割合でシクロヘキサノンに分散したイ
ンキを用いて、1.4mmライン3.1mmギャップの
ストライプパターンが得られるスクリーン版を介し、カ
ラーフィルタAのパターンとカラーフィルタBのパター
ンの間にスクリーン印刷し、風乾して2.0μm膜厚の
カラーフィルタCのパターンを得た。このようにして、
有機EL多色発光装置(ドットマトリックス型)を作製
し(図4)、直流10Vの電圧を透明電極と電極に印加
すると、電圧を印加した透明電極(陽極)と電極(陰
極)の交差部分が発光し、カラーフィルタAから見える
光の発光輝度は、50cd/m2、 CIE色度座標はx
=0.30、y=0.60で黄味がかった緑色(イエロ
イッシュグリーン)の発光がでていることを確認した。
また、カラーフィルタBから見える光の発光輝度は、1
0cd/m2、 CIE色度座標はx=0.15、y=
0.15で青色の発光がでていることを確認した。ま
た、カラーフィルタCから見える光の発光輝度は、20
cd/m2、 CIE色度座標はx=0.65、y=0.
30で赤色の発光がでていることを確認した。以後、二
週間、大気下で保存しても輝度および色度座標に全く変
化がなく、劣化とともに発生する黒点もなく、均一な発
光を維持していた。また、有機エレクトロルミネッセン
ス素子の発光(単色)の漏れを確認できない範囲の視野
角は、±60°であり、実用上問題とならないレベルで
あった。 [実施例5]実施例1で作製した有機EL多色発光装置
のカラーフィルタ上に、ポリビニルピロリドン(分子量
360,000)水溶液のコーティング剤をスピンコー
トし、風乾して10μm膜厚の透明な保護膜を積層し
た。このように作製した図2に示す有機EL多色発光装
置の発光輝度、色度座標は、実施例1と同一であり、以
後二週間、大気下で保存しても輝度および色度座標に全
く変化がなく、劣化とともに発生する黒点もなく、均一
な発光を維持していた。また、保護膜を積層したので、
蛍光体を爪でこすっても、カラーフィルタを傷つけるこ
とはなく、装置の持ち運び等の取扱いも容易となった。 [実施例6]実施例4と同一の条件で、支持基板上に有
機EL素子を作製した基板上に接着剤を塗布した(基板
C)。一方、別に、100mm×100mm×0.70
mm厚の透明基板(コーニング社製7059)上に、実
施例4と同様にカラーフィルタA、B、Cのパターンを
作製した。この基板上にポリビニルピロリドン(分子量
360,000)水溶液のコーティング剤をスピンコー
トし、80℃でベークして10μm膜厚の透明な保護膜
を積層し、次いで透明な2−シアノアクリレート系接着
剤(東亜合成化学社製アロンアルファ)を全面にキャス
トして塗布し、100mm×100mm×0.05mm
厚の無機酸化物基板(アルミノケイ酸ガラス)を貼り合
わせた(基板D)。先の基板C上に基板Dの0.05m
m厚基板側を有機EL素子側に向けて、カラーフィルタ
A、B、Cと有機EL素子の電極とを位置合わせして貼
り合わせ、接着剤を硬化させた。次いで、基板を窒素雰
囲気下、フッ化炭化水素(住友スリーエム社製フロリナ
ート)を注射針にて先の硬化した接着剤の隙間から、支
持基板(基板C)と貼り合わせたガラス基板(基板D)
の間隙に注入した。次いで、接着剤の隙間にさらに先の
接着剤を充填し硬化させた。このように作製した図6に
示す有機EL多色発光装置の発光輝度、色度座標は、実
施例4と同一であり、以後二週間、大気下で保存しても
輝度および色度座標に全く変化がなく、劣化とともに発
生する黒点もなく、均一な発光を維持していた。また、
有機エレクトロルミネッセンス素子の発光(単色)の漏
れを確認できない範囲の視野角は、±70°であり、実
用上問題とならないレベルであった。また、カラーフィ
ルタ上にガラス基板を積層したので、カラーフィルタ部
分を爪でこすっても、カラーフィルタを傷つけることは
なく、装置の持ち運び等の取扱いも容易となった。 [比較例1]まず実施例1と同一の条件で基板Aを作製
した。次に、25mm×75mm×1.1mm厚の支持
基板(コーニング社製7059)上に、実施例1と同様
に、ELという文字のカラーフィルタのパターンを得た
(基板E)。次に、基板A上に基板Eのカラーフィルタ
側を基板Aの有機EL素子側に対向させて、貼り合わ
せ、接着剤を硬化させた。次いで、窒素雰囲気下、フッ
化炭化水素(住友スリーエム社製フロリナート)を注射
針にて先の硬化した接着剤の隙間から、支持基板(基板
A)と貼り合わせた基板(基板E)の間隙に注入した。
次いで、接着剤の隙間にさらに先の接着剤を充填し硬化
させた。このようにして、図7に示す有機EL多色発光
装置(セグメント型)を作製し直流10Vの電圧を有機
EL素子の透明電極(陽極)と電極(陰極)に印加する
と、電圧を印加した透明電極と電極の交差範囲が発光
し、カラーフィルタのない部分または、ELという文字
から見える光の発光輝度は、実施例1とほぼ同一の輝
度、色度座標を得た。ところが、以後二週間、大気中で
保存すると、同条件で白色発光部分の輝度は10cd/
m2、ELの文字パターンからの発光は5cd/m2に低
下し、劣化とともに発生する黒点が多量に発生し、不均
一な発光となった。実施例1とは逆に、カラーフィルタ
を有機EL素子側に対向させると、多色発光装置の発光
寿命に著しく悪影響をおよぼすことがわかった。 [比較例2]実施例4と同一の条件で基板Cを作製し
た。次いで、この基板C上に100mm×100mm×
0.30mm厚の透明無機酸化物基板(ホウケイ酸ガラ
ス基板)(基板F)を貼り合わせ、以下実施例4と同一
の条件で図4に示す有機EL多色発光装置(ドットマト
リックス型)を作製した。この多色発光装置を実施例4
と同一条件で発光させ、同一の発光輝度、色度座標を得
た。さらに、以後、二週間、大気下で保存しても輝度お
よび色度座標に全く変化がなく、劣化とともに発生する
黒点もなく、均一な発光を維持していた。ところが、有
機エレクトロルミネッセンス素子の発光(単色)の漏れ
を確認できない範囲の視野角は、±30°であり、通常
見る範囲に、発光色が異なって見える部分(角度)があ
り、実用上問題となった。これは、貼り合わせた基板F
の厚みが大きすぎたため、有機EL素子の発光が漏れ
て、所望の発光色が十分えられず、視野角を低下させた
ものである。 [実施例7]100mm×100mm×1.1mmの透
明支持基板(コーニング社製7059)上に ハロゲン
化銅フタロシアニン系顔料含有のメタクリレート系光硬
化型レジスト(新日鉄化学社製V259G)をスピンコ
ートし、80℃でベーク後、250μmライン650μ
mギャップのストライプパターンが得られるマスクを介
し、高圧水銀灯を光源とする露光機にて、 レジスト膜
を300mJ/cm2で露光した。次に、2.38重量
%TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)
水溶液にて現像して、200℃でベークすることにより
1.5μm膜厚のカラーフィルタDのパターンを得た。
次に、銅フタロシアニン系顔料含有のメタクレート系光
硬化型レジスト(新日鉄化学社製V259B)をスピン
コートし、80℃でベーク後、250μmライン650
μmギャップのストライプパターンが得られるマスクを
介し、カラーフィルタDのパターンから300μmスト
ライプに垂直な方向にずらして位置合わせ後、高圧水銀
灯を光源とする露光機にて、 レジスト膜を300mJ
/cm2で露光した。次に、2.38重量%TMAH
(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)水溶液にて
現像して、200℃でベークすることにより1.5μm
膜厚のカラーフィルタEのパターンを得た。次に、アン
トラキノン系顔料含有のメタクリレート系光硬化型レジ
スト(新日鉄化学社製V259R)をスピンコートし、
80℃でベーク後、250μmライン650μmギャッ
プのストライプパターンが得られるマスクを介し、カラ
ーフィルタDとカラーフィルタEの間に位置合わせ後、
高圧水銀灯を光源とする露光機にて、レジスト膜を30
0mJ/cm2で露光した。次に、2.38重量%TM
AH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)水溶液
にて現像して、200℃でベークすることにより2.0
μm膜厚のカラーフィルタFのパターンを得た。なお、
後で積層する有機EL素子の発光輝度および色度を確認
するため、一部カラーフィルタを削っておいた。このカ
ラーフィルタD、E、Fパターニング基板上全面にアク
レート系の熱硬化型樹脂溶液(日本合成ゴム社製オプト
マーSS7265)をスピンコートし、80℃でベーク
後、さらに200℃でベークして3μm膜厚の透明な保
護膜を得た。次に、エポキシ系の光硬化型透明接着剤
(スリーボンド社製3102)を保護膜上にキャスティ
ングし、0.12μm膜厚、20Ω/□のITOをベタ
成膜した100mm×100mm×50μm厚のガラス
基板(ホウケイ酸ガラス)のガラス面を貼り合わせ、3
000mJ/cm2(365nm) の紫外線をITO側
より露光し、さらに80℃でベークした。次に、ITO
上に、ノボラック/キノンジアジド系の光可溶化型(ポ
ジ型)レジスト(富士ハントエレクトロニクステクノロ
ジー社製HPR204)をスピンコートして積層し、8
0℃でベーク後、基板を前記露光機にセットし、220
μmライン、80μmギャプのストライプパターンが得
られるマスクをカラーフィルタD、E、Fに位置合わせ
してから、そのマスクを介して、100mJ/cm2
(365nm)で露光した。さらに2.38重量%TM
AHで現像後、130℃でポストベーク後、臭化水素酸
水溶液で露出したITO膜をエッチングし、最後に光可
溶化型レジストを剥離して有機EL素子の透明電極とな
るITO膜パターンを得た。次に、この基板をIPA洗
浄、UV洗浄した後、蒸着装置(日本真空技術社製)の
基板ホルダーに固定した。蒸着源は、モリブテン製の抵
抗加熱ボートに正孔注入材料としてMTDATA及びN
PD、発光材料としてDPVBi及びPAVBi、ルブ
レン、電子注入材料としてAlqをそれぞれ仕込み、電
極の第二金属としてAgをタングステン製フィラメント
に、電極の電子注入性金属としてMgをモリブテン製ボ
ートに装着した。その後、真空槽を5×10-7torr
まで減圧後、70mm×70mmの範囲において、70
mm×70mmの範囲のベタ成膜ができるマスクを介し
て、正孔注入層から電子注入層まで形成し、600μm
ライン100μmギャップの透明電極ITO膜に対して
直交したストライプ状に成膜できるようなマスクを介し
て電極のパターンを成膜した。なお、正孔注入層から電
極を順次積層する時は、途中で真空を破らず一回の真空
引きでおこなった。まず正孔注入層としては、MTDA
TAを蒸着速度0.1〜0.3nm/s,膜厚200n
m、NPDを蒸着速度0.1〜0.3nm/s、膜厚2
0nm、の条件で蒸着した。次に、発光層としてDPV
Biを蒸着速度0.1〜0.3nm/s,膜厚50nm
とし、その中に、第一発光層としてPAVBiを蒸着速
度0.003〜0.009nm/sの蒸着速度で同時蒸
着して含有させた。次に、電子注入層としては、Alq
を蒸着速度0.1〜0.3nm/s,膜厚20nmと
し、その中に、第二発光層としてルブレンを蒸着速度
0.0005〜0.0015nm/sの蒸着速度で同時
蒸着して含有させた。最後に電極としては、MgとAg
を同時蒸着した。すなわち、Mgは、蒸着速度1.3〜
1.4nm/s、Agは、蒸着速度0.1nm/sで膜
厚を200nmとした。このようにして、図11に示す
有機EL多色発光装置を作製し、直流9Vの電圧を透明
電極と電極に印加すると、電圧を印加した透明電極と電
極の交差部分が発光し、機EL素子の発光輝度は、10
0cd/m2、 CIE色度座標はx=0.25、y=
0.28で白色の発光がでていることを確認した。一
方、カラーフィルタDから見える光の発光輝度は、45
cd/m2、 CIE色度座標はx=0.28、y=0.
62で黄味がかった緑色(イエロイッシュグリーン)の
発光がでていることを確認した。また、カラーフィルタ
Eから見える光の発光輝度は、10cd/m2、 CIE
色度座標はx=0.10、y=0.15で青色の発光が
でていることを確認した。また、カラーフィルタFから
見える光の発光輝度は、15cd/m2、 CIE色度座
標はx=0.66、y=0.31で赤色の発光がでてい
ることを確認した。以上のように有機EL多色発光装置
を作製し、二週間、窒素気流下で保存しても輝度および
色度座標に全く変化がなく、劣化とともに発生する黒点
もなく、均一な発光を維持していた。また、有機エレク
トロルミネッセンス素子の発光(単色)の漏れを確認で
きない範囲の視野角は、±50°であり、実用上問題と
ならないレベルであった。なお、本実施例に用いた50
μm厚のガラス基板の水分含有量は、0.1重量%以下
であり、水蒸気または酸素のガラス基板に対するガス透
過係数は、それぞれ10-13cc・cm/cm2・s・c
mHg以下であった。 [実施例8]実施例7で作製したカラーフィルタD、
E、Fパターニング基板上にエポキシ系の光硬化型透明
接着剤(スリーボンド社製3102)をキャスティング
し、0.12μm膜厚、20Ω/□のITOをベタ成膜
した100mm×100mm×50μm厚のガラス基板
(ホウケイ酸ガラス)のガラス面を貼り合わせ、300
0mJ/cm2 (365nm)の紫外線をITO面より
露光し、さらに80℃でベークした。以下、実施例7と
同一の条件でITOのパターニング、有機EL素子を作
製し、図10に示す有機EL多色発光装置を作製した。
この多色発光装置も、実施例7と同一輝度、色度を得、
さらに、二週間、窒素気流下で保存しても輝度および色
度座標に全く変化がなく、劣化とともに発生する黒点も
なく、均一な発光を維持していた。また、有機エレクト
ロルミネッセンス素子の発光(単色)の漏れを確認でき
ない範囲の視野角は、±50°であり、実用上問題とな
らないレベルであった。 [実施例9]100mm×100mm×1.1mmの透
明支持基板(コーニング社製7059)上にカーボンブ
ラック含有のメタクリレート系光硬化型レジスト(富士
ハントエレクトロニクステクノロジー社製:CK200
0)をスピンコートし、80℃でベーク後、さらにポリ
ビニルアルコールの酸素遮断膜(富士ハントエレクトロ
ニクステクノロジー社製:CP)をスピンコートし、8
0℃でベークした。次に、基板を前記露光機にセット
し、80μmライン、220μmギャプのストライプパ
ターンが得られるマスク介して、100mJ/cm
2(365nm)で露光した。さらに1N炭酸ナトリウ
ム水溶液で現像後、200℃でポストベークして、ブラ
ックマトリックスを得た。次に、実施例7と同様にカラ
ーフィルタD、E、Fのパターンをブラックマトリック
スに位置合わせして作製し、さらに保護膜を積層し、有
機EL素子も作製して、図13に示す有機EL多色発光
装置を作製した。次に、実施例7と同一条件にて同一の
輝度、色度を得、さらに、二週間、窒素気流下で保存し
ても輝度および色度座標に全く変化がなく、劣化ととも
に発生する黒点もなく、均一な発光を維持していた。ま
た、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光(単色)
の漏れを確認できない範囲の視野角は、±70°であ
り、実用上問題とならないレベルであった。 [実施例10]実施例7で作製したカラーフィルタD、
E、Fのパターンと保護膜を作製した基板上に、酸化ケ
イ素を180℃で加熱した基板上にスパッタリングによ
り0.01μm全面に積層し、次いで、ITOも180
℃で加熱しながらスパッタリングにより、0.12μm
膜厚、20Ω/□のITOをベタ成膜した。以下、実施
例7と同一の条件でITOのパターニング、有機EL素
子を作製し、図12にしめす有機EL多色発光装置を作
製した。この多色発光装置も実施例7と同一輝度、色度
を得た。そしてさらに、二週間、窒素気流下で保存して
も輝度および色度座標にほとんど変化がなく、劣化とと
もに発生する黒点も少なく、均一な発光を維持してい
た。また、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光
(単色)の漏れを確認できない範囲の視野角は、ほぼ±
90°であり、実用上問題とならないレベルであった。
なお、本実施例に用いた0.01μm膜厚の酸化シリコ
ン膜の水分含有量は、0.1重量%以下であり、水蒸気
または酸素のガラス基板に対するガス透過係数は、それ
ぞれ10-13cc・cm/cm2・s・cmHg以下であ
った。 [実施例11]実施例10の酸化ケイ素の代わりに、
1.0μm膜厚の酸化アルミニウムを用い、保護膜を積
層しなかったこと以外は実施例10と同一の条件で、図
9に示す有機EL多色発光装置を作製した。この多色発
光装置も、実施例7と同一輝度、色度を得た。そしてさ
らに、二週間、窒素気流下で保存しても輝度および色度
座標にほとんど変化がなく、劣化とともに発生する黒点
も少なく、均一な発光を維持していた。また、有機エレ
クトロルミネッセンス素子の発光(単色)の漏れを確認
できない範囲の視野角は、ほぼ±90°であり、実用上
問題にならないレベルであった。なお、本実施例に用い
た1.0μm膜厚の酸化アルミニウム膜の水分含有量
は、0.1重量%以下であり、水蒸気または酸素のガラ
ス基板に対するガス透過係数は、 それぞれ10-13cc
・cm/cm2・s・cmHg以下であった。 [実施例12]実施例11の酸化アルミニウムの代わり
に、1.0μm膜厚の酸化チタンを用いたこと以外は実
施例11と同一の条件で、図9に示す有機EL多色発光
装置を作製し、実施例7と同一輝度、色度を得た。そし
てさらに、二週間、窒素気流下で保存しても輝度および
色度座標にほとんど変化がなく、劣化とともに発生する
黒点も少なく、均一な発光を維持していた。また、有機
EL素子の発光(単色)の漏れを確認できない範囲の視
野角は、ほぼ90%であり、実用上問題とならないレベ
ルであった。なお、本実施例に用いた1.0μm膜厚の
酸化チタン膜の水分含有量は、0.1重量%以下であ
り、水蒸気または酸素の酸化アルミナ膜に対するガス透
過係数は、それぞれ10-13cc・cm/cm2・s・c
mHg以下であった。 [実施例13]実施例7で作製したカラーフィルタD、
E、Fのパターン上に保護膜を積層した基板上に、エポ
キシ系の光硬化型接着剤(スリーボンド社製3102)
をキャステングし、100mm×100mm×50μm
厚のガラス基板(ホウケイ酸ガラス)に0.05μm膜
厚の酸化チタン、0.12μm膜厚のITOを順次全面
(ベタ)スパッタリング成膜した基板のガラス面を貼り
合わせ、3000mJ/cm2(365nm)の紫外線
をITO面より露光させ、 さらに80℃でベークし
た。以下、実施例7と同一の条件でITOのパターニン
グ、有機EL素子を作製し、図14に示す有機EL多色
発光装置を作製し、実施例7と同一輝度、色度を得た。
そしてさらに、二週間、窒素気流下で保存しても輝度お
よび色度座標にほとんど変化がなく、劣化とともに発生
する黒点も少なく、均一な発光を維持していた。また、
有機EL素子の発光(単色)の漏れを確認できない範囲
の視野角は、ほぼ±60%であり、実用上問題とならな
いレベルであった。なお、本実施例に用いた0.05μ
m膜厚の酸化チタンを成膜した50μm厚のガラス基板
の水分含有量は、0.1重量%以下であり、水蒸気また
は酸素の酸化アルミナ膜に対するガス透過係数は、それ
ぞれ10-13cc・cm/cm2 ・s・cmHg以下で
あった。 [比較例3](透明無機酸化物層がない場合) 実施例7で作製したカラーフィルタD、E、Fのパター
ンに保護膜を積層した基板を180℃で加熱し、さらに
スパッタリングによりITOを0.12μm膜厚、20
Ω/□のITOをベタ成膜した。以下、実施例7と同一
の条件でITOのパターニング、有機EL素子を作製
し、図15に示す有機EL多色発光装置を作製した。こ
の多色発光装置は、実施例7とほぼ同一輝度と色度を得
たが、二週間、窒素気流中で保存すると、カラーフィル
タDから見える光の発光輝度は10cd/m、2、カラ
ーフィルタEから見える光の発光輝度は5cd/m2、
また、カラーフィルタFから見える光の発光輝度は5c
d/m2、 まで低下し、劣化に伴う黒点が数多く発生
し、明らかに問題となった。なお、本比較例に用いた保
護膜の水分含有量は、1.1重量%以下であり、水蒸気
または酸素の保護膜に対するガス透過係数は、それぞれ
10-13 cc・cm/cm2・s・cmHg以上であっ
た。 [比較例4](透明無機酸化物層の膜厚が0.005μ
m) 実施例7で作製したカラーフィルタD、E、Fのパター
ンと保護膜を作製した基板上に、酸化ケイ素を180℃
で加熱した基板上にスパッタリングにより0.005μ
m全面に積層し、次いで、ITOも180℃で加熱しな
がらスパッタリングにより、0.12μm膜厚、20Ω
/□のITOをベタ成膜した。以下、実施例7と同一の
条件でITOのパターニング、有機EL素子を作製し、
図12にしめす有機EL多色発光装置を作製した。この
多色発光装置も実施例7と同一輝度、色度を得た。さら
に、二週間、窒素気流中で保存すると、カラーフィルタ
Dから見える光の発光輝度は15cd/m、2 、カラー
フィルタEから見える光の発光輝度は5cd/m2、 ま
た、カラーフィルタFから見える光の発光輝度は5cd
/m2、 まで低下し、劣化に伴う黒点が数多く発生し、
明らかに問題となった。なお、本比較例に用いた酸化シ
リコン膜の水分含有量は、0.1重量%以下であった
が、水蒸気または酸素の酸化シリコン膜に対するガス透
過係数は、それぞれ10-13cc・cm/cm2・s・c
mHg以上であった。 [比較例5](透明無機酸化物層(板ガラス)の厚さが
300μm) 実施例7で作製したカラーフィルタD、E、Fのパター
ン上に保護膜を積層した基板上に、エポキシ系の光硬化
型接着剤(スリーボンド社製3102)をキャステング
し、0.12μm膜厚、20Ω/□のITOをベタ成膜
した100mm×100mm×300μm厚のガラス板
(ホウケイ酸ガラス)のガラス面を貼り合わせ、300
0mJ/cm2 (365nm)の紫外線をITO面より
露光させ、さらに80℃でベークした。以下、実施例7
と同一の条件でITOのパターニング、有機EL素子を
作製し、図11に示す有機EL多色発光装置を作製し、
実施例7とほぼ同一輝度と色度を得た。そしてさらに、
二週間、窒素気流下で保存しても輝度および色度座標に
ほとんど変化がなく、劣化とともに発生する黒点も少な
く、均一な発光を維持していた。ところが、有機EL素
子の発光の漏れを確認できない範囲の視野角は、ほぼ±
20%であり、実用上問題となった。
装置においては、カラーフィルタまたは保護層などの有
機物にもともと微量に吸着もしくは含まれている、また
は有機EL素子の発光時の熱によりカラーフィルタ又は
保護層から発生すると考えられる水蒸気、酸素またはモ
ノマー等のガスを膜厚0.01〜200μmの無機酸化
物層が遮断し、有機EL素子の劣化要因を低減すること
ができる。特に無機酸化物層をガラス板とすると、一
層、劣化ガスの遮断効果が大きい。その結果、多色発光
装置の均一な保存または発光寿命を向上させることがで
きる。また、無機酸化物層の膜厚を200μm以下とす
ることによって、多色発光装置の精細度にもよるが、実
用レベルでは、有機エレクトロルミネッセンス素子の発
光が所望のカラーフィルタ以外のカラーフィルタを透過
して不要の発光色で発光したり、カラーフィルタの隙間
から漏れることが低減され、所望の発光色を得ることが
可能となり、結果的には、多色発光の視野角が向上す
る。また、無機酸化物層と透明電極(通常ITO:イン
ジウム錫酸化物)は有機物に比べて密着性がよく、透明
電極のパターニング(通常フォトリソグラフィー法)も
容易となる。また、無機酸化物層のカラーフィルタ側界
面に透明な接着層を配置すること、すなわち有機EL素
子の透明電極のカラーフィルタ側界面の無機酸化物層が
ガラス板の場合において、有機EL素子とカラーフィル
タとの密着性を高めて一体化する。また接着層とカラー
フィルタの間に透明な保護膜を配置すると、カラーフィ
ルタが接着層の接着剤で溶解侵食されるのを保護する。
また、この保護膜により、平面的に分離配置したカラー
フィルタの膜厚段差を緩和し、カラーフィルタ上の無機
酸化物層の歪を低減して、無機酸化物層または透明電極
のクラック等の欠陥を低減する。さらに、本発明の製造
方法においては、1μm以上200μm以下の薄厚のガ
ラス板を無機酸化物層として用いた場合、薄膜ガラス板
が機械的に脆く、そり、ゆがみがおこりやすくなるた
め、このガラス板上に直接有機エレクトロルミネッセン
ス素子を安定して作製することが困難である。従って、
カラーフィルタ、保護膜等を積層した透明支持基板上に
この薄厚ガラス板を接着層を介して接合させ、さらに有
機エレクトロルミネッセンス素子を順次積層して、安定
して効率よく多色発光装置を製造することができる。
を模式的に示す概略断面図である。
を用いた他の実施例を模式的に示す概略断面図である。
板を用いた例を模式的に示す概略断面図である。
置したカラーフィルタを用いた他の実施例を模式的に示
す概略断面図である。
クマトリックスを用いた例を模式的に示す概略断面図で
ある。
および透明基板を用いた他の実施例を模式的に示す概略
断面図である。
子と同じ側に設けた、第1発明に対する比較例を模式的
に示す概略断面図である。
面図である。
を模式的に示す概略断面図である。
接着層を用いた他の実施例を模式的に示す概略断面図で
ある。
接着層および透明保護層を用いた他の実施例を模式的に
示す概略断面図である。
保護層を用いた他の実施例を模式的に示す概略断面図で
ある。
接着層、透明保護層、ブラックマトリックスを用いた他
の実施例を模式的に示す概略断面図である。
着層および透明蛍光体保護層、透明絶縁性無機酸化物層
を2層用いた他の実施例を模式的に示す、概略断面図で
ある。
面図である。
IE座標における発光領域を示す説明図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 支持基板と、この支持基板上に配設した
白色に発光する有機エレクトロルミネッセンス(EL)
素子と、この有機EL素子からの発光を透過して異なっ
た可視光を発光し得るようにこの有機EL素子の透明電
極または電極に対応して配設したカラーフィルタとを備
えた多色発光装置において、 前記有機EL素子とカラーフィルタとの間に、有機EL
素子と間隙を保持しながらカラーフィルタを配置する透
明無機酸化物基板を配設し、この透明無機酸化物基板と
前記支持基板との間で有機EL素子を封止手段によって
封止してなることを特徴とする多色発光装置。 - 【請求項2】 前記カラーフィルタが、前記透明無機酸
化物基板上に平面的に分離配置されてなることを特徴と
する請求項1記載の多色発光装置。 - 【請求項3】 前記カラーフィルタ上に、さらに保護層
および/または透明基板を配設したことを特徴とする請
求項1または2記載の多色発光装置。 - 【請求項4】 前記透明無機酸化物基板の板厚が、1〜
200μmであることを特徴とする請求項1〜3のいず
れか1項記載の多色発光装置。 - 【請求項5】 前記透明無機酸化物基板が、透明なガラ
ス板であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1
項記載の多色発光装置。 - 【請求項6】 透明支持基板と、その透明支持基板上に
平面的に分離配置したカラーフィルタと、そのカラーフ
ィルタの上面または上方に配設した白色に発光する有機
エレクトロルミネッセンス(EL)素子とを有し、その
カラーフィルタのそれぞれが有機EL素子からの発光を
透過して異なった可視光を発光し得るようにカラーフィ
ルタと有機EL素子の透明電極又は電極とを対応して配
設した多色発光装置において、 前記カラーフィルタと有機EL素子との間に、厚さが
0.01〜200μmの透明な絶縁性無機酸化物層を配
設してなることを特徴とする多色発光装置。 - 【請求項7】 前記カラーフィルタと透明な絶縁性無機
酸化物層との間に、透明な保護層および/または透明な
接着層を配設してなることを特徴とする請求項6記載の
多色発光装置。 - 【請求項8】 前記透明な絶縁性無機酸化物が、透明な
絶縁性のガラス板であることを特徴とする請求項6また
は7記載の多色発光装置。 - 【請求項9】 前記透明な絶縁性無機酸化物が、酸化ケ
イ素、酸化アルミニウム、および酸化チタンからなる群
から選ばれる一種以上の化合物であることを特徴とする
請求項6または7記載の多色発光装置。 - 【請求項10】 前記透明な絶縁性無機酸化物が、酸化
ケイ素、酸化アルミニウム、および酸化チタンからなる
群から選ばれる一種以上の化合物を、透明な絶縁性のガ
ラス板の上面または下面の少なくとも一方に製膜してな
るものであることを特徴とする請求項6または7記載の
多色発光装置。 - 【請求項11】 透明支持基板上に、有機EL素子の白
色発光を透過して異なった可視光を発光するカラーフィ
ルタを平面的に分離配置し、このカラーフィルタの上面
または上方に有機EL素子をその透明電極又は電極がカ
ラーフィルタに対応するように配設する多色発光装置の
製造方法において、(A)透明支持基板上にカラーフィ
ルタを平面的に分離配置する工程、(B)カラーフィル
タ上、およびカラーフィルタが平面的に分離配設された
透明支持基板上に、透明な保護層および/または透明な
接着層を配設する工程、(C)有機EL素子の透明電極
を形成した、又は透明電極を形成する予定の、厚さ1〜
200μmの透明な絶縁性のガラス板、または酸化ケイ
素、酸化アルミニウム、および酸化チタンからなる群か
ら選ばれる一種以上の化合物を、透明な絶縁性のガラス
板の上面または下面の少なくとも一方に製膜したもの
を、前記透明な保護層または透明な接着層上に接合する
工程、および(D)透明電極が形成されたガラス板上に
有機EL素子の有機物層および電極を順次積層する工
程、を有することを特徴とする多色発光装置の製造方
法。
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