JPH11329742A - 有機エレクトロルミネッセンス素子および発光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 視野角特性を向上できかつ色純度に優れた有
機ＥＬ素子および発光装置を提供する。 【解決手段】 一対の電極１３，１４およびこれらの電
極１３，１４間に挟持された有機発光層１５を備えた有
機ＥＬ素子１において、有機発光層１５の光取り出し側
に光拡散性を有する光拡散性カラーフィルタ１１を設け
る。これにより、有機発光層１５から放出されるあらゆ
る角度の光を散乱させて混合できるから、視角による色
の変化を大幅に緩和できるとともに光の色純度を高めら
れる。この有機ＥＬ素子１を発光装置に適用すること
で、視野角特性および色純度に優れた発光装置が得られ
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、互いに対向する一
対の電極およびこれらの電極間に挟持された有機発光層
を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子およびこの
有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた発光装置に
関する。

【０００２】

【背景技術】電界発光を利用した有機エレクトロルミネ
ッセンス素子（以下有機ＥＬ素子という）は、自己発光
であるため視認性が高いうえ、完全固体素子であるため
耐衝撃性に優れていることから、各種表示装置における
発光素子としての利用が注目されている。有機ＥＬ素子
は、ガラス等からなる透明基板上に設けた透明電極とこ
の透明電極に対向して設けられた対向電極とで有機発光
層を挟持した素子構成を備え、有機発光層の発光を透明
基板を通じて取り出すようになっている。透明電極は、
一般に、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）等により構
成され、また、対向電極は、その有機発光層側の面が、
発光効率を高めるために鏡面とされることが多い。

【０００３】このような有機ＥＬ素子を利用して多色表
示を行う方法として、白色の有機発光層の表示側にカ
ラーフィルタを配置して白色光を赤色、緑色、青色の各
画素に分ける方法（特開平７−１４２１６９号公報参
照）、赤色、緑色、青色の三色の有機発光層を用いた
三色の画素を基板上に並設する方法（特開平８−２２７
２７６号公報）、の方法において、色純度を向上さ
せるために、各画素に対してその色に応じたカラーフィ
ルタを配置する方法（特開平８−３２１３８０号公報）
等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、透明電
極と透明基板との間には、通常、材質の違いによる屈折
率差があるうえ、対向電極の有機発光層側の面は鏡面で
あるため、干渉効果によって、発光スペクトルが、素子
の表示をみる角度、つまり視角によってブルーシフト
（青色化）するという不具合があった。特に、有機ＥＬ
素子を多色表示装置に適用した場合、視角によって、青
色画素はより青色化し、赤色画素は橙色化し、緑色画素
は青色化するようになり、前記〜のいずれの方法を
採用した場合でも、色調がずれるうえにホワイトバラン
スが崩れるという問題が生じる。およびの方法で
は、カラーフィルタにより、色純度を高めることはでき
るが、見る角度によって色が変わるという視角依存性、
つまり、視野角特性を改善することはできなかった。

【０００５】本発明の目的は、視野角特性の向上を実現
できかつ色純度に優れた有機ＥＬ素子および発光装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、カラーフィル
タとともに光拡散手段を設けることで前記目的を達成し
ようとするものである。具体的には、互いに対向する一
対の電極およびこれらの電極間に挟持された有機発光層
を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記有機発光層の光取り出し側には、カラーフィルタお
よび光拡散手段が設けられていることを特徴とする。

【０００７】ここで、光拡散手段とは、光を拡散させる
機能を有するものであり、この光拡散手段により、有機
発光層が放出する光を散乱させることができる。つま
り、有機発光層の発光を一方向から多方向に散乱させる
ことができるので、素子から放出されるあらゆる角度の
光を散乱させて混合できるから、視角による色の変化を
大幅に緩和できる。従って、視野角特性を著しく改善で
き、色調のずれを防止できるとともにホワイトバランス
を確実に維持できる。また、光拡散手段とともにカラー
フィルタが設けられているので、光の色純度を高めるこ
とができるうえ、外光の反射を抑制できる。

【０００８】光拡散手段の構成は特に限定されないが、
光拡散手段およびカラーフィルタは、カラーフィルタに
当該カラーフィルタと屈折率が異なる光拡散材を含有さ
せた光拡散性カラーフィルタにより構成されていること
が好ましい。このように、光拡散材を含有させて光拡散
性を付与した光拡散性カラーフィルタを用いることで、
カラーフィルタと光拡散手段とを個別に設けなくてもよ
くなるので、素子構成を簡略化できるとともに製造を容
易化できる。

【０００９】また、光拡散手段は、カラーフィルタに積
層された光拡散層により構成してもよく、この光拡散層
は、透明樹脂と、この透明樹脂に分散されかつ当該透明
樹脂と屈折率が異なる光拡散材とを有することが好まし
い。このようにすれば、既存のカラーフィルタを用いて
容易に素子を構成できる。

【００１０】ここで、前述した光拡散材は、無機微粒
子、無機フィラーおよび無機粉体より選ばれた少なくと
も一種からなることが好ましい。この場合、無機微粒
子、無機フィラーおよび無機粉体は、単独で用いてもよ
く、適宜混合して用いてもよい。また、材質は単一であ
ってもよく、複数種類の材料を混合して用いてもよい。

【００１１】さらに、光拡散手段は、凹凸を備えた光拡
散面により構成されていてもよい。このようにすると、
既存の素子構成のまま、素子における界面、例えば、素
子を構成する有機物層の界面、有機物層と電極との界
面、電極を基板上に設けた場合には電極と基板との界面
に光拡散面を形成するだけで容易に光拡散手段を構成で
きる。

【００１２】光拡散面の位置は、有機発光層の光取り出
し側であれば特に限定されないが、カラーフィルタが基
板上に設けられている場合、この基板の表面を光拡散面
とすることができる。このように基板の表面を光拡散面
とすることで、基板の表面を研磨加工したり、基板の表
面に微粒子を付着させたりするだけで、簡単に光拡散面
を形成できる。

【００１３】或いは、カラーフィルタの有機発光層側の
面を光拡散面としてもよく、これによると、光を散乱さ
せてからカラーフィルタに入射させるので、異なる色の
カラーフィルタを隣接配置した場合に、拡散された光か
ら各色のカラーフィルタにより必要な色の光のみを確実
に取り出すことができるので、色純度に優れかつ画素に
じみのない画像を得ることができる。

【００１４】一方、本発明の発光装置は、互いに対向す
る一対の電極およびこれらの電極間に挟持された有機発
光層を備え、有機発光層の光取り出し側に、カラーフィ
ルタおよび光拡散手段が設けられた有機ＥＬ素子が二次
元配置され、ＣＩＥ色度座標の視角による変化が０．０
２以下とされていることを特徴とする。このように、前
述した有機ＥＬ素子を発光装置に適用し、ＣＩＥ色度座
標の視角による変化を０．０２以下とすることで、視野
角特性および色純度に特に優れた発光装置が得られる。
ここで、視角とは、発光装置の表示面をみる角度のこと
をいう。

【００１５】

〔第一実施形態〕

〈１〉有機ＥＬ素子 図１には、本実施形態の有機ＥＬ素子１が示されてい
る。本実施形態の有機ＥＬ素子１は、光拡散性カラーフ
ィルタ１１を用いて光拡散手段を構成したものである。
光拡散性カラーフィルタ１１は透明基板１２上に設けら
れ、この光拡散性カラーフィルタ１１の上には、透明電
極（陽極）１３と、この透明電極１３に対向する対向電
極（陰極）１４と、これらの電極１３，１４間に挟持さ
れた有機発光層１５とが積層されている。なお、図示し
ないが、有機発光層１５と透明電極１３との間には、正
孔注入層や正孔輸送層を設けてもよく、有機発光層１５
と対向電極１４との間には、電子注入層や電子輸送層を
設けてもよい。このような有機ＥＬ素子１では、有機発
光層１５から放出される光（図１中矢印１５Ａ）は、透
明電極１３を透過して光拡散性カラーフィルタ１１に入
射し、この光拡散性カラーフィルタ１１で散乱して透明
基板１２を通じて取り出される。

【００１６】光拡散性カラーフィルタ１１は、既存の構
成のカラーフィルタに当該カラーフィルタと屈折率が異
なる光拡散材１１１を分散させたものであり、その屈折
率差は、好ましくは、０．１以上である。カラーフィル
タとしては、具体的には、バインダ樹脂中に、染料や顔
料等の着色剤を溶解または分散させた固体状態のカラー
フィルタや、主に着色剤により構成されるカラーフィル
タ等を挙げることができる。本実施形態の光拡散性カラ
ーフィルタ１１に用いる光拡散材１１１、着色剤および
バインダ樹脂としては、次のものを採用できる。

【００１７】（Ａ）光拡散材 光拡散材は、無機微粒子、無機フィラーおよび無機粉体
より選ばれた少なくとも一種により構成できる。この光
拡散材の材質は、特に制限はないが、例えば、無機酸化
物、無機フッ化物、無機硫化物、無機炭酸化物等を採用
でき、特に好ましくは、チタニア、ジルコニア、硫酸バ
リウム、硫酸カルシウム、マグネシア、炭酸バリウム、
酸化バリウム、酸化カルシウム、チタン酸バリウム、酸
化亜鉛等である。また、光拡散材として無機微粒子を採
用した場合、その粒径は、好ましくは、０．３μｍ〜３
μｍである。別の好ましい光拡散剤としては、ポリマー
微粒子、カラーフィルタとの屈折率差或いは透明樹脂と
の屈折率差が０．１以上の透明樹脂を挙げることがで
き、これらは単独で用いてもよく、ブレンドしてもよ
い。

【００１８】（Ｂ）赤色［Ｒ］着色剤 ペリレン系顔料、レーキ顔料、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、或いは、これらのうちの少なくとも二種類以上
の混合物が使用できる。 （Ｃ）緑色［Ｇ］着色剤 ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料、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、或いは、これらのうちの少なくとも二種類以上
の混合物が使用できる。 （Ｄ）青色［Ｂ］着色剤 銅フタロシアニン系顔料、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、或いは、これらのうちの少なくとも二種
類以上の混合物が使用できる。

【００１９】（Ｅ）バインダ樹脂 バインダ樹脂としては、透明な（可視光領域における透
過率５０％以上）材料を使用することが好ましい。具体
的には、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）等が挙げ
られ、これらのうちの一種を単独で用いてもよく、或い
は、二種以上を混合して使用してもよい。また、画素形
成等のために光拡散性カラーフィルタ１１を平面的に分
離配置する場合、バインダ樹脂には、フォトリソグラフ
ィー法が適用できる感光性樹脂を使用することが好まし
い。具体的には、アクリル酸系、メタクリル酸系、ポリ
ケイ皮酸ビニル系、環化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等が挙げられ、これらのうち
の一種を単独で用いてもよく、或いは、二種以上を混合
して使用してもよい。カラーフィルタを印刷法により平
面的に分離配置する場合には、透明樹脂を用いた印刷イ
ンキ（メジウム）を使用することができる。この印刷イ
ンキとしては、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化
ビニリデン樹脂、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、オリゴマーおよびポリマーからなる組成物、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、単独、或いは、二種以上を混合し
て使用することができる。

【００２０】ここで、光拡散材を分散させるカラーフィ
ルタが、主に着色剤からなる場合、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
リング法を用いることにより、カラーフィルタを形成で
きる。この場合、前述した無機化合物よりなる光拡散剤
を、着色剤等のカラーフィルタの材料と同時に真空蒸着
することにより、光拡散性カラーフィルタを形成でき
る。

【００２１】一方、光拡散材を分散させるカラーフィル
タが着色剤およびバインダ樹脂からなるものである場
合、カラーフィルタを作製する一般な手順は、次の通り
である。先ず、着色剤、バインダ樹脂および適当な溶剤
を混合、分散または可溶化させて液状物を調製する。こ
の後、当該液状物をスピンコート法、ロールコート法、
バーコート法、キャスト法等の方法により成膜する。そ
して、フォトリソグラフィー法や印刷法等により、所望
のカラーフィルタパターンをパターニングした後、熱処
理を行って硬化させ、所望のカラーフィルタを得る。こ
の場合、光拡散性カラーフィルタは、光拡散材を液状物
に添加することにより作製できる。

【００２２】また、着色剤とバインダ樹脂とを用いる場
合には、容易にパターニングできかつ有機ＥＬ素子の発
光を十分透過できるように着色剤の濃度範囲を設定する
ことが好ましい。従って、着色剤の種類にもよるが、使
用するバインダ樹脂を含む光拡散性カラーフィルタ膜の
着色剤の含有量は、５〜５０重量％の範囲とすることが
好ましい。

【００２３】光拡散性カラーフィルタの透過率は、取り
出す光の色に応じて適宜設定すればよいが、例えば、赤
色、緑色および青色の各光拡散性カラーフィルタの場
合、それぞれ下記の波長の透過率がそれぞれ５０％以上
となるように設定することが好ましい。 Ｒ（赤色）：６１０ｎｍ Ｇ（緑色）：５４５ｎｍ Ｂ（青色）：４６０ｎｍ

【００２４】一方、有機発光層１５は、有機化合物から
なる各種発光材料により構成できる。有機発光層１５の
発光色は特に限定されず、取り出す光の色や素子構成等
に応じて適宜発光材料を選択すればよく、発光色として
は、例えば、白色、青色、緑色、赤色等が挙げられる。

【００２５】〈２〉発光装置 次に、前記有機ＥＬ素子１を適用した発光装置１００に
ついて説明する。なお、以下の説明にあたって、前述し
た図１と同じ構成要素については同一符号を付し、その
説明を省略もしくは簡略化する。図２および図３に示す
本実施形態の発光装置１００は、カラー表示を行うため
のものであり、透明基板１２上に所定ピッチで並設され
た複数のストライプ状の透明電極１３と、この透明電極
１３の上に所定ピッチで並設されて当該透明電極１３と
直交する複数のストライプ状の対向電極１４と、これら
の透明電極１３および対向電極１４に挟持された有機発
光層１５とを備えている。

【００２６】透明基板１２と透明電極１３との間には、
各透明電極１３に沿ってストライプ状の光拡散性カラー
フィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが介装されている。隣
接する光拡散性カラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ
間には、隔壁としてのストライプ状の遮光層１６（図２
では図示省略）が設けられ、この遮光層１６は、光拡散
性カラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの膜厚以上の
膜厚とされている。これらの遮光層１６および光拡散性
カラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、透明な保護
層１７により覆われ、この保護層１７の上に前記透明電
極１３が積層されている。

【００２７】光拡散性カラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，
１１Ｂは、それぞれ前述した赤色着色剤、緑色着色剤お
よび青色着色剤を用いて構成された光拡散性赤色フィル
タ１１Ｒ、光拡散性緑色フィルタ１１Ｇおよび光拡散性
青色フィルタ１１Ｂからなり、この三種類が基板１２上
に規則的に配列されている。これにより、透明電極１３
および対向電極１４の各交差部分に、それぞれ赤色、緑
色および青色の単色画素が形成されている。

【００２８】このように構成された本実施形態の発光装
置１００では、各画素における有機発光層１５の発光
は、透明電極１３および保護層１７を透過し、それぞれ
光拡散性カラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに入射
して散乱し、透明基板１２を通過する。このとき、遮光
層１６の膜厚は、光拡散性カラーフィルタ１１Ｒ，１１
Ｇ，１１Ｂの膜厚以上とされているため、散乱光が、隣
接する異なる色の光拡散性カラーフィルタ１１Ｒ，１１
Ｇ，１１Ｂ、つまり隣接する画素に入射することがない
ので、発光色の混色による色純度の低下を防止できる。

【００２９】〔第二実施形態〕 〈１〉有機ＥＬ素子 図４に示す本実施形態の有機ＥＬ素子２は、前記第一実
施形態の光拡散性カラーフィルタ１１を光拡散層２１お
よびカラーフィルタ２２としたものであり、図１と同一
部分には同一符号を付して詳しい説明は省略し、以下に
は異なる部分のみを詳述する。本実施形態の有機ＥＬ素
子２は、透明基板１２上に設けられた光拡散手段として
の光拡散層２１と、この光拡散層２１の上に積層された
カラーフィルタ２２とを備え、このカラーフィルタ２２
の上に、前記第一実施形態と同様に、透明電極１３、有
機発光層１５および対向電極１４が積層されている。こ
のような有機ＥＬ素子２では、有機発光層１５における
発光（図４中矢印１５Ａ）は、透明電極１３およびカラ
ーフィルタ２２を介して光拡散層２１に入射し、この光
拡散層２１において拡散されて透過し、透明基板１２を
通じて取り出される。

【００３０】光拡散層２１は、透明樹脂に当該透明樹脂
と屈折率が異なる光拡散材２１１を分散させることによ
り構成できる。この際、光拡散材２１１と透明樹脂との
屈折率差は、好ましくは、０．１以上である。光拡散剤
２１１は、前記第一実施形態の光拡散材１１１と同様な
ものを用いて構成できる。透明樹脂としては、前記第一
実施形態におけるバインダ樹脂と同様な透明樹脂を用い
ることができる。カラーフィルタ２２としては、前記第
一実施形態と同様に、バインダ樹脂および着色剤からな
るカラーフィルタ等、既存の各種カラーフィルタを採用
できる。

【００３１】なお、光拡散層２１およびカラーフィルタ
２２の積層順は逆であってもよく、図５に示すように、
基板１２上に形成されたカラーフィルタ２２の上に光拡
散層２１を設けてもよい。

【００３２】〈２〉発光装置 次に、前記有機ＥＬ素子２を適用した発光装置２００に
ついて説明する。なお、以下の説明にあたって、前述し
た図１〜図５と同じ構成要素については同一符号を付
し、その説明を省略もしくは簡略化する。図６に示す本
実施形態の発光装置２００では、透明基板１２と透明電
極１３との間に、各透明電極１３に沿ってストライプ状
のカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが介装され、
これらのカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ間に
は、ストライプ状の遮光層１６が設けられている。この
ように並設されたカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２
Ｂおよび遮光層１６と、透明基板１２との間には、光拡
散層２１が介装され、カラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，
２２Ｂを透過した光が光拡散層２１で拡散されるように
なっている。

【００３３】〔第三実施形態〕 〈１〉有機ＥＬ素子 図７に示す本実施形態の有機ＥＬ素子３は、前記第二実
施形態の光拡散層２１を省略して光拡散面３１を設けた
ものであり、図４および図５と同一部分には同一符号を
付して詳しい説明は省略し、以下には異なる部分のみを
詳述する。本実施形態の有機ＥＬ素子３は、透明基板１
２の上に、カラーフィルタ２２、透明電極１３、有機発
光層１５および対向電極１４をこの順で積層した素子構
成を備えている。

【００３４】透明基板１２のカラーフィルタ２２側の面
は、光拡散手段としての凹凸を有する光拡散面３１とさ
れ、光を拡散して透過するようになっている。この光拡
散面３１の表面粗さは、好ましくは、０．１μｍ〜１０
μｍである。このような光拡散面３１は、透明基板１２
の表面を、やすりや研磨剤等を用いて研磨加工する方
法、透明基板１２の表面に微粒子を付着させる方法等に
より形成できる。

【００３５】本実施形態の有機ＥＬ素子３では、カラー
フィルタ２２および透明基板１２の屈折率が異なるた
め、光は、カラーフィルタ２２および透明基板１２の界
面（光拡散面３１）で散乱し、透明基板１２を通じて出
射される。

【００３６】〈２〉発光装置 図８には、前記有機ＥＬ素子３を適用した発光装置３０
０が示されている。なお、以下の説明にあたって、前述
した図１〜図７と同じ構成要素については同一符号を付
し、その説明を省略もしくは簡略化する。本実施形態の
発光装置３００では、カラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，
２２Ｂとの界面となる透明基板１２の表面が光拡散面３
１とされ、カラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを透
過した光が光拡散面３１において拡散されるようになっ
ている。

【００３７】〔第四実施形態〕図９に示す本実施形態の
有機ＥＬ素子４および図１０に示す本実施形態の発光装
置４００は、前記第三実施形態の光拡散面３１の位置を
変更したものであり、図７および図８と同一部分には同
一符号を付して詳しい説明は省略し、以下には異なる部
分のみを詳述する。図９および図１０に示すように、カ
ラーフィルタ２２の有機発光層１５側の面は、光拡散手
段としての凹凸を有する光拡散面４１とされ、光を拡散
して透過するようになっている。この光拡散面４１の表
面粗さは、好ましくは、０．１μｍ〜１０μｍである。

【００３８】このように構成された本実施形態では、カ
ラーフィルタ２２およびその上の保護層１７の屈折率が
異なるため、光は、保護層１７およびカラーフィルタ２
２の界面（光拡散面４１）で散乱して透明基板１２を透
過する。なお、図９に示した有機ＥＬ素子４では、カラ
ーフィルタ２２と透明電極１３との間が光拡散面４１と
され、図１０に示した発光装置４００では、カラーフィ
ルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂと保護層１７との間が光拡
散面４１となっているが、保護層１７と透明電極１３と
の間を光拡散面としてもよく、或いは、透明電極１３と
有機発光層１５との間を光拡散面としてもよい。

【００３９】なお、本発明は前記各実施形態に限定され
るものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等
を含み、以下に示すような変形なども本発明に含まれ
る。すなわち、前記各実施形態では、透過型の有機ＥＬ
素子および発光装置について説明したが、本発明は、反
射型の有機ＥＬ素子および発光装置にも適用できる。例
えば、図１１に示すように、対向電極１４側から光を取
り出す有機ＥＬ素子５に、前記第一実施形態の光拡散性
カラーフィルタ１１を組み込んでもよい。すなわち、別
の透明基板５１上に光拡散性カラーフィルタ１１を設
け、これを対向電極１４の上に積層してもよい。この
際、光拡散性カラーフィルタ１１および対向電極１４の
間は、中空としてもよく、乾燥した液体または気体を充
填してもよく、或いは、透光性の中間層５２を設けても
よい。

【００４０】透光性の中間層５２としては、透明樹脂ま
たは透明無機化合物を採用できる。透明樹脂としては、
ポリパラキシレンおよびその誘導体、フッ素系樹脂、シ
リコン系樹脂等が好ましく、特に、ポリパラキシレンお
よびその誘導体、フッ素系樹脂は、光拡散性カラーフィ
ルタ１１を設ける際にカラーフィルタ溶液によって侵さ
れることがないので好ましい。透明無機化合物として
は、ＳｉＯ₂ 、ＳｉＯ、ＭｇＯ、αＳｉＮ、ＳｉＡｌＯ
Ｎ等の無機酸化物、無機窒化物、α−Ｃ（非晶質炭素
膜）等がある。

【００４１】なお、この光拡散性カラーフィルタの代わ
りに、前記第二実施形態と同様な光拡散層およびカラー
フィルタを設けてもよく、或いは、前記第三実施形態と
同様に基板５１の対向電極１４側の面を光拡散面として
もよい。

【００４２】

【実施例】次に、本発明の効果を、具体的な実施例に基
づいて説明する。 〔実施例１〕本実施例１は、前記第一実施形態に基づい
て光拡散性カラーフィルタを備えた発光装置を作製する
実験である。 〈１〉遮光層 透明支持基板としてのガラス基板（コーニング７０５
９，１００mm×１００mm×１．１mm厚）上に、３０重量
％（対固形分）のカーボンブラックを分散したアクリレ
ート系光硬化型レジストＶ２５９ＰＡ（新日本製鉄化学
社製）をスピンコートし、８０℃でベークしてレジスト
膜を形成した。この後、高圧水銀灯を光源とする露光機
により、図３に示す遮光層のパターンが得られるよう
に、レジスト膜をマスクを介して３００ｍＪ／ｃｍ
² （３６５ｎｍ）の条件で露光した。次いで、１重量％
炭酸ナトリウム水溶液を用いて室温下で２分間現像した
後、２００℃でベークし、これにより、遮光層をパター
ニングした。得られた遮光層の膜厚は、２．６μｍであ
った。また、遮光層の断面形状は、電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）により、矩形形状であることが確認された。また、
この遮光層の透過率は、分光光度計より、４００ｎｍ〜
７００ｎｍの波長領域において１０％以下であり、反射
率が５％であることが確認された。

【００４３】〈２〉光拡散カラーフィルタ 光拡散性青色カラーフィルタ ２８重量％（対固形分）の銅フタロシアニン系顔料
（Ｃ．Ｉ． ピグメントブルー１５：６）と、２重量％
（対固形分）のジオキサジン系顔料（Ｃ．Ｉ． ピグメ
ントバイオレット２３）と、８重量％の酸化亜鉛粉体
（平均粒径０．３〜０．５μｍ，白水化学社製２３−
Ｋ）とを、アクリレート系光硬化型レジストＶ２５９Ｐ
Ａ（新日本製鉄化学社製）に分散し、これを基板上にス
ピンコートして８０℃でベークした。この後、図２およ
び図３に示したように、遮光層と平行な青色カラーフィ
ルタのパターンが得られるように、基板とマスクとの位
置合わせを行い、高圧水銀灯を光源とする露光機によ
り、レジスト膜を３００ｍＪ／ｃｍ² （３６５ｎｍ）の
条件で露光した。次いで、１重量％炭酸ナトリウム水溶
液を用いて室温下で２分間現像した後、２００℃でベー
クして光拡散性青色カラーフィルタのパターンを形成し
た。得られた光拡散性青色カラーフィルタの膜厚は２．
４μｍであった。また、光拡散材としての酸化亜鉛の屈
折率は２．１であり、酸化亜鉛粉体を除いた青色カラー
フィルタの屈折率が１．５０（５８９ｎｍ）であること
から、本実施例１の光拡散性青色カラーフィルタは、光
拡散性を有することがわかる。

【００４４】光拡散性緑色カラーフィルタ ２３重量％（対固形分）のハロゲン化銅フタロシアニン
系顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメンドグリーン３６）と、７重量
％（対固形分）のアゾ系顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエ
ロー８３）と、２重量％の酸化亜鉛粉体とを、アクリレ
ート系光硬化型レジストＶ２５９ＰＡ（新日本製鉄化学
社製）に分散させ、これを基板上にスピンコートして８
０℃でベークした。この後、図２および図３に示した緑
色カラーフィルタのパターンが得られるように、基板と
マスクとを青色カラーフィルタのパターンと直交する方
向に３００μｍずらして位置合わせを行い、高圧水銀灯
を光源とする露光機により、レジスト膜を３００ｍＪ／
ｃｍ² （３６５ｎｍ）の条件で露光した。次いで、１重
量％炭酸ナトリウム水溶液を用いて室温下で２分間現像
した後、２００℃でベークして光拡散性緑色カラーフィ
ルタのパターンを形成した。得られた光拡散性緑色カラ
ーフィルタの膜厚は２．０μｍであった。また、光拡散
材としての酸化亜鉛の屈折率は２．１であり、酸化亜鉛
粉体のない緑色カラーフィルタの屈折率が１．５０（５
８９ｎｍ）であることから、本実施例１の光拡散性緑色
カラーフィルタは、光拡散性を有することがわかる。

【００４５】光拡散性赤色カラーフィルタ ２４重量％（対固形分）のアントラキノン系顔料（Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド１７７）と、６重量％（対固形
分）のアゾ系顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー６）
と、２重量％の酸化亜鉛粉体とを、アクリレート系光硬
化型レジストＶ２５９ＰＡ（新日本製鉄化学社製）に分
散させ、これを基板上にスピンコートして８０℃でベー
クした。この後、図２および図３に示した赤色カラーフ
ィルタのパターンが得られるように、基板とマスクとを
緑色カラーフィルタのパターンと直交する方向に３００
μｍずらして位置合わせを行い、高圧水銀灯を光源とす
る露光機により、レジスト膜を３００ｍＪ／ｃｍ² （３
６５ｎｍ）の条件で露光した。次いで、１重量％炭酸ナ
トリウム水溶液を用いて室温下で２分間現像した後、２
００℃でベークして光拡散性赤色カラーフィルタのパタ
ーンを形成した。得られた光拡散性赤色カラーフィルタ
の膜厚は２．１μｍであった。また、光拡散材としての
酸化亜鉛の屈折率は２．１であり、酸化亜鉛粉体のない
赤色カラーフィルタの屈折率が１．５０（５８９ｎｍ）
であることから、本実施例１の光拡散性赤色カラーフィ
ルタは、光拡散性を有することがわかる。

【００４６】以上の手順により、遮光層、光拡散性青色
カラーフィルタ、光拡散性緑色カラーフィルタおよび光
拡散性赤色カラーフィルタを、基板上に平面的に分離配
置してから、アクリレート系樹脂（新日本製鉄化学社
製，Ｖ２５９）を基板上（カラーフィルタおよび遮光層
上）にスピンコートして８０℃でプリベークした後、１
８０℃でベークを行って保護層を成膜した。なお、本実
施例１では、有機発光層の発光輝度および色度を確認す
るために、便宜上極一部のカラーフィルタを機械的に削
り取った。

【００４７】〈３〉透明電極（陽極） 各光拡散性カラーフィルタ上にＩＴＯからなる透明電極
を保護層の上からライン状に形成した。この透明電極
は、９０μｍ幅、２０μｍギャップで形成されたＩＴＯ
パターンとした。

【００４８】〈４〉正孔注入層、有機発光層、電子注入
層および対向電極（陰極） 透明電極を付けた基板をイソプロピルアルコールで超音
波洗浄して、ＵＶ洗浄した後、蒸着装置（日本真空技術
社製）を用いて各有機物層および対向電極を蒸着した。
すなわち、洗浄後の基板を基板ホルダに固定し、正孔注
入材料として、ＴＰＤ７４および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という）、発光材料として、４，４′−
ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（以下、
ＤＰＶＢｉという）および４，４′−ビス（２−（４−
Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）フェニルビニル）ビフェニ
ル（以下、ＰＡＶＢｉという）、電子注入材料として、
トリス（８−キノリノール）アルミニウム（以下、Ａｌ
ｑという）、電子注入層中の橙色発光材料としてルブレ
ンを、それぞれモリブデン製の抵抗加熱ボートに入れ
て、正孔注入層、有機発光層および電子注入層の各蒸着
源とした。また、対向電極（陰極）の第二金属として、
Ａｇをタングステン製フィラメントに装着するととも
に、陰極の電子注入性金属としてＭｇをモリブデン製ボ
ートに装着して対向電極の蒸着源とした。なお、ＴＰＤ
７４の構造式は下記に示す通りである。

【００４９】

【化１】

【００５０】この後、真空槽を５×１０^-7ｔｏｒｒまで
減圧し、正孔注入層の成膜から対向電極の成膜まで真空
を破らないで、以下の順序で成膜を行った。先ず、ＴＰ
Ｄ７４を蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓで膜厚１２０
ｎｍとなるように蒸着した後、ＮＰＤを蒸着速度０．１
〜０．３ｎｍ／ｓで膜厚２０ｎｍとなるように蒸着し、
二層構造の正孔注入層を成膜した。次いで、有機発光層
を構成するＤＰＶＢｉを蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／
ｓで膜厚５０ｎｍとなるように蒸着するとともに、これ
と同時に、ＰＡＶＢｉを蒸着速度０．００３〜０．００
９ｎｍ／ｓで蒸着してＤＰＶＢｉ中に含有させた。

【００５１】続いて、電子注入層として、Ａｌｑを蒸着
速度０．１〜０．３ｎｍ／ｓで膜厚２０ｎｍとなるよう
に蒸発させるとともに、ルブレンを蒸着速度０．０００
５〜０．００１５ｎｍ／ｓで蒸発させて共蒸着した。こ
のようにルブレンを含有させた電子注入層は、電圧を印
加することにより発光する。次に、対向電極として、Ｍ
ｇおよびＡｇを同時蒸着した。すなわち、Ｍｇを蒸着速
度１．３〜１．４ｎｍ／ｓで蒸発させるとともに、Ａｇ
を蒸着速度０．１ｎｍ／ｓで蒸発させ、膜厚２００ｎｍ
の対向電極を成膜した。なお、陰極は、透明電極として
のＩＴＯパターンに直交するストライプ状に成膜するた
め、マスクを介して蒸着を行うことでパターン形成し
た。

【００５２】〈５〉発光試験 このようにして作製した発光装置の透明電極（陽極）−
対向電極（陰極）間に９Ｖの直流電圧を印加したとこ
ろ、透明電極と対向電極との交差部分（３００μｍ×９
０μｍのドットパターン）が発光した。また、遮光層お
よびカラーフィルタを予め削っておいた部分において、
発光輝度および色度を測定したところ、発光輝度７０ｃ
ｄ／ｍ² 、色度ｘ＝０．３０，ｙ＝０．２８の白色発光
が得られた。一方、光拡散性青色カラーフィルタから
は、発光輝度１０ｃｄ／ｍ² の青色発光が得られ、光拡
散性緑色カラーフィルタからは、発光輝度４５ｃｄ／ｍ
² の黄味がかった緑色（イエロイッシュグリーン）発光
が得られ、光拡散性赤色カラーフィルタからは、発光輝
度１５ｃｄ／ｍ² の赤色発光が得られた。

【００５３】〔比較例１〕前記実施例１において、酸化
亜鉛粉末を省略して光拡散性のないカラーフィルタを作
製した以外は、前記実施例１と同様にして発光装置を作
製した。

【００５４】〔発光装置の評価〕前記実施例１および比
較例１の各発光装置の透明電極（陽極）−対向電極（陰
極）間に９Ｖの直流電圧を印加して発光させ、赤色、緑
色および青色の各カラーフィルタを透過する光につい
て、視角による色度の変化を調べた。すなわち、図１２
に示すように、発光装置の表示面９の法線方向（図１２
中矢印９Ａ）から、上下左右にそれぞれ角度（視角）θ
分傾いた方向から表示面９をみたときの、赤色光、緑色
光および青色光の色度をそれぞれ測定した。ここでは、
視角θを０°および７０°とし、そのときの実施例１の
結果を表１に示し、比較例１の結果を表２に示す。

【００５５】

【表１】

【００５６】

【表２】

【００５７】表１より、実施例１の発光装置は、光拡散
性カラーフィルタを備えているので、視角θが０°の場
合と７０°の場合とでの色度座標の変化は０．０２以下
であり、視角による顕著なカラーシフトは認められず、
フルカラー表示装置に十分適用できることがわかる。一
方、表２より、比較例１の発光装置では、カラーフィル
タが光を拡散する機能を持たないので、視角θ＝７０°
における光の色は、視角θ＝０°での色に対して大きく
ブルーシフトすることが観測され、カラーシフト効果が
認められた。これは、視角θを大きくすることで、干渉
効果によって発光が短波長化するためであると考えられ
る。従って、比較例１の発光装置は、自発光であるにも
かかわらず、フルカラー表示装置への適用には問題があ
ることがわかる。

【００５８】〔実施例２〕本実施例２は、前記第二実施
形態に基づいて光拡散層を備えた発光装置を作製する実
験であり、前記実施例１において、以下の点を変更した
以外は、前記実施例１と同様にして発光装置を作製し
た。すなわち、酸化亜鉛粉末を用いないでカラーフィル
タを作製し、保護層を設ける前に、カラーフィルタ上に
光拡散層を設けた。この光拡散層の成膜は、光拡散剤と
して前記実施例１と同じ酸化亜鉛粉体をアクリレート系
樹脂Ｖ２５９に分散させ、これを基板上にスピンコート
して８０℃でベークすることにより行った。次いで、光
拡散層の上に、前記酸化亜鉛粉体を含まないアクリレー
ト系樹脂Ｖ２５９をスピンコートし、８０℃でプリベー
クしてから２００℃でベークして保護層を形成した。こ
の後、前記実施例１と同様にして、透明電極、正孔注入
層、有機発光層、電子注入層および対向電極を形成し、
本実施例２の発光装置を得た。

【００５９】本実施例２の発光装置について、前記実施
例１および比較例１と同様に、視角θ＝０°での色度
と、θ＝７０°での色度とを各色に対して比較して評価
したところ、ＣＩＥ色度座標における変化は０．０２よ
りも小さかった。

【００６０】〔実施例３〕本実施例３は、前記第四実施
形態に基づいて光拡散面を備えた発光装置を作製する実
験であり、前記実施例１において、以下の点を変更した
以外は、前記実施例１と同様にして発光装置を作製し
た。すなわち、前記実施例１と同様にして、透明基板上
に遮光層を形成するとともに、酸化亜鉛粉末を用いない
でカラーフィルタを作製し、このカラーフィルタ付き基
板をテープ研磨装置により研磨して、カラーフィルタの
表面に平均凹凸０．５μｍの光拡散面を形成した。次い
で、光拡散面の上にフッ素置換ポリイミド（屈折率１．
５４）をスピンコートし、１８０℃でベークして保護層
を形成した。この保護層と光拡散面を形成したカラーフ
ィルタとの屈折率差は、０．１以上であった。このよう
なカラーフィルタ付き基板の上に、前記実施例１と同様
にして、透明電極、正孔注入層、有機発光層、電子注入
層および対向電極を形成し、本実施例３の発光装置を得
た。

【００６１】本実施例３の発光装置について、前記実施
例１，２および比較例１と同様に、視角θ＝０°での色
度と、θ＝７０°での色度とを各色に対して比較して評
価したところ、ＣＩＥ色度座標における変化は０．０２
よりも小さかった。

【００６２】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
一対の電極およびこれらの電極間に挟持された有機発光
層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子におい
て、有機発光層の光取り出し側に、カラーフィルタおよ
び光拡散手段を設けるので、有機発光層が放出する光を
散乱させることができ、素子から放出されるあらゆる角
度の光を散乱させて混合できるから、視角による色の変
化を大幅に緩和できる。従って、視野角特性を著しく改
善でき、色調のずれを防止できるとともにホワイトバラ
ンスを確実に維持できる。また、光拡散手段とともにカ
ラーフィルタが設けられているので、光の色純度を高め
ることができるうえ、外光の反射を抑制できる。

【００６３】一方、このような有機ＥＬ素子を二次元配
置して発光装置を構成し、ＣＩＥ色度座標の視角による
変化を０．０２以下とすることで、視野角特性および色
純度に特に優れた発光装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態の有機ＥＬ素子を示す
図。

【図２】前記第一実施形態の発光装置を示す斜視図。

【図３】前記第一実施形態の発光装置を示す図。

【図４】本発明の第二実施形態の有機ＥＬ素子を示す
図。

【図５】前記第二実施形態の他の有機ＥＬ素子を示す
図。

【図６】前記第二実施形態の発光装置を示す図。

【図７】本発明の第三実施形態の有機ＥＬ素子を示す
図。

【図８】前記第三実施形態の発光装置を示す図。

【図９】本発明の第四実施形態の有機ＥＬ素子を示す
図。

【図１０】前記第四実施形態の発光装置を示す図。

【図１１】本発明の他の有機ＥＬ素子を示す図。

【図１２】本発明の実施例における発光装置の視角を示
す図。

【符号の説明】

１，２，３，４，５ 有機エレクトロルミネッセンス素
子（有機ＥＬ素子） １２，５１ 透明基板 １３ 透明電極（陽極） １４ 対向電極（陰極） １５ 有機発光層 １１ 光拡散性カラーフィルタ（光拡散手段） １１Ｒ 光拡散性赤色フィルタ（光拡散手段） １１Ｇ 拡散性緑色フィルタ（光拡散手段） １１Ｂ 光拡散性青色フィルタ（光拡散手段） ２２，２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ カラーフィルタ ２１ 光拡散層（光拡散手段） ３１，４１ 光拡散面（光拡散手段） １１１，２１１ 光拡散材 １００，２００，３００，４００ 発光装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向する一対の電極およびこれら
   の電極間に挟持された有機発光層を備えた有機エレクト
   ロルミネッセンス素子であって、 前記有機発光層の光取り出し側には、カラーフィルタお
   よび光拡散手段が設けら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素子。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した有機エレクトロルミ
   ネッセンス素子において、 前記光拡散手段およびカラーフィルタは、カラーフィル
   タに当該カラーフィルタと屈折率が異なる光拡散材を含
   有させた光拡散性カラーフィルタにより構成されている
   ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
3. 【請求項３】 請求項１に記載した有機エレクトロルミ
   ネッセンス素子において、 前記光拡散手段は、前記カラーフィルタに積層された光
   拡散層であり、 この光拡散層は、透明樹脂と、この透明樹脂に分散され
   かつ当該透明樹脂と屈折率が異なる光拡散材とを有する
   ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
4. 【請求項４】 請求項２または請求項３に記載した有機
   エレクトロルミネッセンス素子において、 前記光拡散材は、無機微粒子、無機フィラーおよび無機
   粉体より選ばれた少なくとも一種からなることを特徴と
   する有機エレクトロルミネッセンス素子。
5. 【請求項５】 請求項１に記載した有機エレクトロルミ
   ネッセンス素子において、 前記光拡散手段は、凹凸を備えた光拡散面により構成さ
   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
   ス素子。
6. 【請求項６】 請求項５に記載した有機エレクトロルミ
   ネッセンス素子において、 前記カラーフィルタは、基板上に設けられ、 この基板の表面が前記光拡散面と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素子。
7. 【請求項７】 請求項５に記載した有機エレクトロルミ
   ネッセンス素子において、 前記カラーフィルタの前記有機発光層側の面が前記光拡
   散面とされていることを特徴とする有機エレクトロルミ
   ネッセンス素子。
8. 【請求項８】 請求項１に記載した有機エレクトロルミ
   ネッセンス素子が二次元配置され、 ＣＩＥ色度座標の視角による変化が０．０２以下とされ
   ていることを特徴とする発光装置。