WO2004095892A1

WO2004095892A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置

Info

Publication number: WO2004095892A1
Application number: PCT/JP2004/005762
Authority: WO
Inventors: Hitoshi Kuma
Original assignee: Idemitsu Kosan Co., Ltd.
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2004-04-22
Publication date: 2004-11-04
Also published as: KR20060011970A; KR101067092B1; US20060220538A1; CN1778147A; EP2197247A1; US20080164811A1; EP2197247B1; JPWO2004095892A1; TW200501800A; EP1633169B1; EP1633169A4; EP2182777A1; US7358661B2; EP1633169A1

Abstract

　視野角特性が良好で、高効率な有機ＥＬ素子及び表示装置を提供する。　透明電極（１２）と、透明電極（１２）に対向して配置された対向電極（１４）と、透明電極（１２）と対向電極（１４）の間に、１以上の中間導電層（３０），（３２），（３４）と、１以上の有機発光層（２０），（２２），（２４），（２６）とを含み、１つの中間導電層（３０）の屈折率をｎａ、１つの有機発光層（２０）の屈折率をｎｂとしたとき、中間導電層（３０）の屈折率ｎａと、有機発光層（２０）の屈折率ｎｂとの差が０．２以内である有機エレクトロルミネッセンス素子（１）。

Description

明細書有機エレクト口ルミネッセンス素子及び表示装置技術分野

本発明は、有機エレクト口ルミネッセンス素子及び表示装置に関する。背景技術

有機エレクト口ルミネッセンス素子（以下、エレクト口ルミネッセンスを「E L」と略記する。）の長寿命化、高効率化技術の一つとして、陰極/有機発光層 Z陽極のュニットを複数積層する技術がある（例えば、特開平 6 - 1 7 6 8 7 0 号公報、特開平 1 1一 3 1 2 5 8 4号公報、特開平 1 1— 3 1 2 5 8 5号公報参照。）。

このような素子は、単層素子に比べ、同一の輝度を得るのに電流密度が低くてすむため素子の長寿命化が図れるという長所がある。しかしながら、これらの技術においては、隣り合う有機発光層の中間に配置される注入電極より電極を引き出す必要があり、配線が複雑になり、配線抵抗による電力ロスが無視できなくなるという問題点があった。

これを回避する技術として、中間の電極として、片側の面が正孔注入性、もう片方の面が電子注入性、という性質を有する構成を採用することにより、中間の引出し電極を不要にすることを可能とした（例えば、特開平 1 1一 3 2 9 7 4 8 号公報、特開 2 0 0 3— 4 5 6 7 6号公報参照。）。

しかしながら、この技術にも、発光素子を正面から観察したときと斜めから観察したときで発光色が変わる、すなわち素子の視野角依存性が悪いという問題点があった。また、発光効率も不十分という問題点もあった。

本発明は上記課題に鑑み、視野角特性が良好で、高効率な有機 E L素子及び表示装置を提供することを目的とする。発明の開示

中間導電層の構成として、特開平 1 1— 3 2 9 7 4 8号公報では薄膜金属 Z透明電極の積層体、特開 2003— 45676号公報では、導電性無機化合物や誘電体と金属の積層膜が開示されている。これらの構造を詳細に検討したところ、例えば、導電性無機化合物を用いた場合、その屈折率は有機発光層の屈折率に比ベて大きいために、視野角特性が悪ィ匕することがわかった。また、金属膜を積層した場合には、その吸収係数が大きいために、発光効率が低下することが分かつた。

本発明では、視野角特性向上、発光効率向上という課題に対し、中間導電層の屈折率と有機発光層の屈折率との差を 0. 2以内とすることにより、発光素子を斜めから観察しても人間の目に感じない程度の色度変化に抑えられることを見出した。

本発明の第一の態様によれば、透明電極と、透明電極に対向して配置される対向電極と、透明電極と対向電極の間に、 1以上の中間導電層と、 1以上の有機発光層とを含み、 1つの中間導電層の屈折率を n_a、 1つの有機発光層の屈折率を n_bとしたとき、 n_aと n_bとの差が 0. 2以内である有機 E L素子が提供される。本発明の第二の態様によれば、透明電極と、透明電極に対向して配置される対向電極と、透明電極と対向電極の間に、 1以上の中間導電層と、中間導電層を挟んで位置する複数の有機発光層とを含み、 1つの中間導電層の屈折率を n_a、その中間導電層を挟む第 1の有機発光層と第 2の有機発光層の屈折率をそれぞれ n _b, n_eとしたとき、中間導電層の屈折率 n_aと、有機発光層の屈折率 n_b及び/ 又は n_cとの差が 0. 2以内である有機 EL素子が提供される。

これらの有機 EL素子において、中間導電層の屈折率 n_aと、有機発光層の屈折率 n_b及び Z又は n_cとの差は、好ましくは 0. 15以内である。また、 n_bと n_cは同一でもよい。

中間導電層は、屈折率 n_b及び Z又は n_cよりも大きな屈折率を示す層と、屈折率 n _b及び Z又は n _eよりも小さな屈折率を示す層の積層体として構成することができる。このとき、積層体は、 2又は 3以上の層から構成されていてもよい。また、屈折率 n_b及び/又は n_cよりも大きな屈折率を示す材料と、屈折率 n_b 及び/又は n _cよりも小さな屈折率を示す材料の混合物を含む層として構成することもできる。

本発明の第三の態様によれば、上記第一又は第二の態様の有機エレクト口ルミネッセンス素子を含んで構成される表示装置が提供される。図面の簡単な説明

図 1は本発明の有機 E L素子の一実施形態を示す図である。

図 2は図 1の部分拡大図である。

図 3は本発明の有機 EL素子の他の実施形態を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明について詳細に説明する。

図 1は、本発明の有機 EL素子の一実施形態を示す図である。 .の有機 EL素子ほ、有機発光層を 4層積層した例である。

この有機 EL素子 1は、支持基板 10上に、透明陽極（透明電極） 12が設けられ、この透明陽極 12に、陰極（対向電極） 14が対向して設けられている。透明陽極 12と陰極 14の間には、有機発光層 20， 22， 24, 26と、中間導電層 30, 32， 34が、 1つの中間導電層が 2つの有機発光層の間に介在するように、設けられている。有機発光層 20， 22, 24, 26が発する光は、透明陽極 12を通して支持基板 10から取り出す。

図 2は、図 1が示す有機発光層 22, 24とその間に介在する中間導電層 32 の部分拡大図である。

有機発光層 22， 24は、それぞれ、正孔注入層 200、発光層 202、電子注入層 204からなる。発光層 202において、正孔注入層 200から供給される正孔と、電子注入層 204から供給され電子が結合して発光する。中間導電層 32は、有機発光層 22側の面が正孔注入性であり、有機発光層 24側の面が電子注入性である。

図 1に戻り、本発明において、少なくとも 1つの任意の中間導電層、例えば、中間導電層 32の屈折率を n_a、その中間導電層 32を挟む有機発光層（第 1及び第 2の有機発光層） 22, 24の屈折率をそれぞれ n_b， n_cとしたとき、これら屈折率は以下のいずれかの関係を満たす。

① |n_a- n_b|く 0. 2

② |n_a— n_c|<0. 2 ③ |n_a - n_b|く 0· 2、かつ、 | n_a_n_c|く 0. 2

好ましくは、 ③の関係を満たす。

また、好ましくは、中間導電層を挟む 2つの有機発光層の全ての屈折率が上記の関係を満たす。

有機発光層の発光を効率よく素子の外部に取出すためには、中間導電層 32の吸収係数は 2. 5 ( I /urn) 以下であることが好ましい。全ての中間導電層 30, 32 34の吸収係数が 2. 5 ( 1 / m) 以下であることがより好ましい。

4層の有機発光層 20 22, 24, 26 3層の中間導電層 30 32 3 4は、それぞれ異なっていても、同一でもよい。

尚、この実施形態では、有機発光層は 4層積層されているが、有機発光層は、 2層、 3層又は 5層以上積層してもよい。

また、この実施形態では、透明電極は陽極であるが、陰極でも構わない。図 3は、本発明の有機 EL素子の別の実施形態を示す図である。

この有機 EL素子 2は、有機発光層を 1層のみ形成した例である。即ち、本発明は有機発光層が 1層のみの場合にも有効である。

この有機 EL素子 2は、支持基板 10上に、透明陽極（透明電極） 12が設けられ、この透明電極 12に陰極（対向電極） 14が対向して設けられている。透明陽極 12と陰極 14の間には、透明陽極 12側から順に中間導電層 30と有機発光層 20が 1層ずつ積層されている。有機発光層 20が発する光は透明電極 1 2を通して支持基板 10から取り出す。

尚、中間導電層と有機発光層の積層の順序は、透明陽極 12側から、有機発光層 20、中間導電層 30の順序になっていても構わない。

有機発光層と中間導電層が積層体の場合、有機発光層と中間導電層屈折率は等価屈折率として定義される。

例えば、高屈折率材料からなる膜と低屈折率材料からなる膜を積層した場合における、波長 λの光に対する中間導電層の屈折率の定義について説明する。高屈折率材料の膜厚を d 屈折率を nい低屈折率材料層の膜厚を d₂、屈折率を n₂とし、さらに量 3 δ₂を数式（1) のように定義する。 ό_χ = 2m₁d₁1 λ (1)

さらに、 2 X 2行列 Mを数式（2) のように定義する _t

. sin δ₁

δ_ι COS0j (2)

.のとき、積層膜の等価屈折率 Nを数式（3) のように定義する。

有機発光層の屈折率は、有機発光層を形成する正孔注入材料、発光材料、電子注入材料の屈折率から、数式（1) 〜（3) と同様な方法で等価屈折率として定義することができる。これら有機発光層を形成する材料の屈折率として 1. 7〜 1. 8程度のものが多く、結果として有機発光層の等価屈折率も 1. 7〜1. 8 程度の値となる。

従って、中間導電層の屈折率は 1. 5〜2. 0の範囲のものが好ましい。以下、有機 EL素子の各部材について説明する。

1. 支持基板

支持基板は、有機 EL素子や、 T FTなどを支持するための部材であり、そのため機械的強度や、寸法安定性に優れていることが好ましい。このような基板としては、具体的には、ガラス板、金属板、セラミックス板、あるいはプラスチック板（ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフ夕レー卜樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フエノール樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂など）などを挙げることができる。

また、これらの材料からなる基板は、有機 EL表示装置内への水分の侵入を避けるために、さらに無機膜を形成したり、フッ素樹脂を塗布したりして、防湿処理ゃ疎水性処理を施してあることが好ましい。特に、有機発光媒体への水分の侵入を避けるために、基板における含水率及びガス透過係数を小さくすることが好ましい。

具体的に、支持基板の含水率を 0 . 0 0 0 1重量％以下の値及びガス透過係数を 1 X 1 0 _ ^{1 3} c c · c mZ c m² · s e c . c mH g以下の値とすることがそれぞれ好ましい。なお、本実施形態では、支持基板側から光を取出すため支持基板は可視光に対する透過率が 5 0 %以上の透明であることが望ましいが、その反対側、すなわち、陰極側から E L発光を取り出す場合には、基板は必ずしも透明性を有する必要はない。

2 . 透明陽極

透明陽極としては仕事関数の大きい（例えば、 4. O e V以上）金属、合金、電気電導性化合物又はこれらの混合物を使用することが好ましい。具体的には、インジウムチンオキサイド（I T O) 、インジウム銅、スズ、酸化亜鉛、金、白金、パラジウムなどの 1種を単独で、又は 2種以上を組み合わせて使用することができる。

また、陽極の厚さも特に制限されるものではないが、 1 0〜1 0 0 0 nmの範囲内の値とするのが好ましく、 1 0〜2 0 0 nmの範囲内の値とするのがより好ましい。さらに、透明電極に関しては、有機発光層から放射された光を外部に有効に取り出すことが出来るように、実質的に透明、より具体的には、光透過率が 5 0 %以上の値であることが好ましい。

3 . 陰極

陰極には、仕事関数の小さい（例えば、 4. O e V未満）金属、合金、電気電導性化合物又はこれらの混合物を使用することが好ましい。具体的には、マグネシゥム、アルミニウム、インジウム、リチウム、ナトリウム、セシウム、銀などの 1種を単独で、又は 2種以上を組み合わせて使用することができる。

また、陰極の厚さも特に制限されるものではないが、 1 0〜1 0 0 0 n mの範囲内の値とするのが好ましく、 1 0〜2 0 0 nmの範囲内の値とするのがより好ましい。

陰極を透明電極として使用する場合は、上記の材料のうち透明なものを選択する。 4. 有機発光層

有機発光層は、電子と正孔とが再結合して、 E L発光が可能な有機発光媒体を含む層と定義することができる。かかる有機発光層は、例えば、陽極上に、以下の各層を積層して構成することができる。

①有機発光媒体

②正孔注入層/有機発光媒体

③有機発光媒体,電子注入層

④正孔注入層 Z有機発光媒体ノ電子注入層

⑤有機半導体層/有機発光媒体

⑥有機半導体層/電子障壁層/有機発光媒体 _;

⑦正孔注入層 Z有機発光媒体/付着改善層

これらの中で、 ④の構成が、より高い発光輝度が得られ、耐久性にも優れていることから通常好ましく用いられる。

有機発光媒体における発光材料としては、例えば、 P—クオ一ターフェニル誘導体、 p—クインクフエニル誘導体、ベンゾチアゾール系化合物、ベンゾイミダゾール系化合物、ベンゾォキサゾール系化合物、金属キレート化ォキシノィド化合物、ォキサジァゾール系化合物、スチリルベンゼン系化合物、ジスチリルピラジン誘導体、ブタジエン系化合物、ナフ夕ルイミド化合物、ペリレン誘導体、ァルダジン誘導体、ピラジリン誘導体、シクロペン夕ジェン誘導体、ピロ口ピロ一ル誘導体、スチリルァミン誘導体、クマリン系化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、 8—キノリノール誘導体を配位子とする金属錯体、ポリフエニル系化合物などの 1種単独又は 2種以上の組み合わせが挙げられる。

また、これらの有機発光材料のうち、芳香族ジメチリディン系化合物としての、 4， 4， —ビス（2 , 2—ジ一 t一ブチルフエ二ルビニル）ビフエ二ルゃ、 4， 4 ' 一ビス（2， 2—ジフエ二ルビニル）ビフエニル及びこれらの誘導体がより好ましい。

さらに、ジスチリルァリ一レン骨格などを有する有機発光材料をホスト材料とし、当該ホスト材料に、ドーパントとしての青色から赤色までの強い蛍光色素、例えばクマリン系材料、あるいはホストと同様の蛍光色素をドープした材料を併用することも好適である。より具体的には、ホスト材料として、上述した 4 , 4' —ビス（2, 2—ジフエ二ルビニル）ビフエニルなどを用い、ドーパントとして、 N， N—ジフエニルァミノベンゼンなどを用いることが好ましい。この他、発光材料として、特願 2002-097812等に記載の公知のものを適宜選択して使用できる。

また、正孔注入層には、 1 X 10⁴〜1 X 10⁶V/cmの範囲の電圧を印加した場合に測定される正孔移動度が、 1 X 10-⁶cmW ·秒以上であって、イオン化エネルギーが 5. 5 eV以下である化合物を使用することが好ましい。このような正孔注入層を設けることにより、有機発光媒体への正孔注入が良好となり、高い発光輝度が得られたり、あるいは、低電圧駆動が可能となる。このような正孔注入層の構成材料としては、具体的に、ポルフィリン化合物、芳香族第三級ァミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、縮合芳香族環化合物、例えば、 4， 4' —ビス [N— (1—ナフチル） —N—フエニルァミノ] ビフエ二ルゃ、 4, 4， , 4" ートリス [N— （3— メチルフエニル） —N—フエニルァミノ] トリフエニルァミンなどの有機化合物が挙げられる。

また、正孔注入層の構成材料として、 P型—S iや p型一 S i Cなどの無機化合物を使用することも好ましい。なお、上述した孔注入層と、陽極層との間、あるいは、上述した正孔注入層と、有機発光媒体との間に、導電率が I X 10一 ¹⁰S/cm以上の有機半導体層を設けることも好ましい。このような有機半導体層を設けることにより、さらに有機発光媒体への正孔注入がより良好となる。また、電子注入層には、 1 X 10⁴〜1 X 10⁶V/cmの範囲の電圧を印加した場合に測定される電子移動度が、 1 X 10— ⁶cm²ZV ·秒以上であって、イオン化エネルギーが 5. 5 eVを超える化合物を使用することが好ましい。このような電子注入層を設けることにより、有機発光媒体への電子注入が良好となり、高い発光輝度が得られたり、あるいは、低電圧駆動が可能となる。このような電子注入層の構成材料としては、具体的に、 8—ヒドロキシキノリンの金属錯体（A 1キレート： A 1 q) 、又はその誘導体、あるいは、ォキサジァゾ一ル誘導体などが挙げられる。

また、付着改善層は、かかる電子注入層の一形態とみなすことができ、すなわち、電子注入層のうち、特に陰極との接着性が良好な材料からなる層であり、 8 —ヒドロキシキノリンの金属錯体又はその誘導体などから構成することが好ましレ、。なお、上述した電子注入層に接して、導電率が 1 X 1 O ^SZcm以上の有機半導体層を設けることも好ましい。このような有機半導体層を設けることにより、さらに有機発光媒体への電子注入性が良好となる。

また、有機発光層の厚さについては，好ましくは 5 nm〜 5 /mの範囲内で設定することができる。この理由は、有機発光層の厚さが 5 nm未満となると、発光輝度や耐久性が低下する場合があり、一方、有機発光層の厚さが 5 mを超えると、印加電圧の値が高くなる場合があるためである。従って、有機発光媒体の厚さを 10 nm〜3 imの範囲内の値とすることがより好ましく、 20 η m〜l mの範囲内の値とすることがさらに好ましい。

5. 中間導電層

中間導電層は、図 2に示すように隣り合う有機発光層の間に介在し、又は図 3 に示すように 1つの有機発光層と隣接しており、一方の面から正孔を注入し、他方の面から電子を注入する機能を有するものであれば各種用いることができる。中間導電層を構成する材料としては、 I n, Sn, Zn， T i , Ζ r, Η f , V, Mo, Cu, Ga, S r, L a, Ru等の金属の酸化物、窒化物、ヨウ化物、ホウ化物等を挙げることができる。また、これらの金属の複数種類からなる多元系金属化合物を挙げることができる。その具体例としては、例えば、 I TO, I ZO、 SnO_x、 Zn〇_x、 T i N、 Z r N、 H f N、 T i〇x、 VOx、 Mo Ox, Cu l、 I nN、. GaN、 CuAl〇₂、 CuGa〇₂、 S rCu₂0₂、 L aB₆、 Ru〇_xなどの透明導電材料を用いることができる。この中でも特に、 I TO、 I Z〇、 SnO_x、 ZnO_x、 T i Ox、 VOx、 MoOx、 RuO_xといった導電性金属酸化物が好適に用いられる。

本発明では、発光素子の視野角特性を向上するため、中間導電層の屈折率と有機発光層の屈折率との差を 0. 2以内とする。そこで、中間導電層の電荷注入性を損なわない範囲で、低屈折率材料と前記透明導電材料とを含む膜を用いることができる。

低屈折率材料としては、金属酸化物（S i O_xなど)や金属フッ化物（NaF， L i F, C a F₂, Na₃A 1 F₆, A 1 F₃, Mg F₂, ThF₄， L a F₄, N dF₃など）などの金属ハロゲン化物である無機化合物、含フッ素樹脂等の有機化合物を用いることができる。

中間導電層を、低屈折率材料と透明導電材料を含む膜とするためには、低屈折率材料と透明導電材料の混合膜としたり、低屈折率材料と透明導電材料との積層膜とすることが好ましい。

例えば、 L i Fに代表される金属弗化物などの金属ハロゲン化物のような低屈折率材料と前記透明導電材料との混合物からなる膜や、金属弗化物と透明導電材料とを積層した多層膜を用いることができる。

透明導電材料と金属八口ゲン化物などの低屈折率材料を混合した中間導電層は、例えば、二つの蒸着源を用意し、各々の材料を蒸着源に充填し共蒸着することにより成膜することができる。屈折率は各々の蒸着のレートで制御することができる。低屈折率材料が L i Fのような金属ハロゲン化物の場合、その比率が増えると、中間導電層の導電性が悪化するとともに、均質に混合しなくなる傾向にあるため好ましくない。具体的には、膜中の金属ハロゲン化物の比率は、 0. 6より小さいことが好ましい。

透明導電材料からなる膜と低屈折率材料からなる膜を積層する場合、電子、正孔それぞれの電荷を注入するという中間導電層の機能を維持していれば、どのような積層構造も可能であるが、透明導電材料ノ低屈折率材料透明導電材料という 3層構造となっていることが好ましい。中間導電層の膜厚に対する低屈折率材料の膜厚比率は、 0. 6より小さいことが好ましい。

また、有機発光層の発光を効率よく素子の外部に取出すという観点で、可視光に対する中間導電層の吸収係数は 2. 5 (1/u ) 以下であることが好ましい。より好ましくは 2. 2 (l/ im) 以下である。吸収係数が 2. 5 (1/ lim) 以下の場合、たとえば、中間導電層の膜厚が 30 nmとすると、中間導電層一層の透過率は 92%である。これが二層では 86%、三層では 80%というように、透過率が減衰していくものの、ある程度高く保つことができる。透明導電材料は一般に、消衰係数として 0. 1を越える値を持つものが多く、一方、 L i Fに代表される材料は消衰係数がほとんど 0である。そのため、透明導電材料と低屈折率材料の混合あるいは積層により吸収係数を低減し素子の発光効率を高めるという作用も生まれる。中間導電層は、吸収係数が 2. 5 il/n ) 以下という観点では、その消衰係数が 0. 1以下であることが好ましい。 [実施例]

以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。

実施例 1

(1) I TO付きガラス基板の準備

25mmX 75 mmの支持基板（OA 2ガラス：日本電気硝子社製）を純水及びイソプロピルアルコール中で超音波洗浄し，エアブローにて乾燥後， UV洗浄した。次に、この基板をスパッタ装置に移動し、 I TOを 150 nmの厚みになるように成膜した。

(2) 有機発光層の成膜

次に、この基板を有機蒸着装置に移動し、基板ホルダーに基板を固定し、真空槽を 5 X 10— ⁷ t o r rまで減圧した後，正孔注入層、有機発光媒体、電子注入材料を順次成膜した。

まず、正孔注入層としては、 4， 4' , 4" ートリス [N— （3—メチルフェニル）一 N—フエニルァミン（MTDATA) を蒸着し、膜厚 55 nmとした。次に、有機発光媒体としては、ホストとして、 4， 4' —ビス（2， 2—ジフエ二ルビニル）ビフエニル（DPVB i) を蒸着速度 0. 1〜0. 3nm/秒、ド一パントとして、 1， 4一ビス [4一（N， N—ジフエニルアミノスチリルべンゼン） ] (DPAVB) を蒸着速度 0. 003〜0. 008 nm /秒にて共蒸着し、膜厚 40 nmとした。

次に、電子注入層としてトリス（8—キノリノール）アルミニウム（A l q) を蒸着し，膜厚 2 Onmとした。

(3) 中間導電層の成膜 '

蒸着源として、酸化バナジウム（V₂0₅) と弗化リチウム（L i F) をそれぞれ独立に準備し、 V₂0₅を 10 nm、 L i Fを10nm、 V₂〇₅を： L Onm の順序で順次成膜した。

(4) 有機発光層、中間導電層、有機発光層、陰極の成膜

次に、有機発光層、中間導電層、有機発光層を、順次、上記（1) ，（2) の有機発光層と中間導電層と同じ要領で成膜した。次に、陰極としてアルミニウムを 15 Onmの膜厚になるように成膜し、有機 EL素子を得た。

( 5 ) 有機発光層と中間導電層の屈折率測定

ガラス基板（OA 2ガラス：日本電気硝子社製）上に、上記（2) の方法により正孔注入層、有機発光媒体、電子注入層をそれぞれ 0. 2ミクロンの厚みで単独に成膜し、エリプソメータにて波長 500 nmの光に対する屈折率を測定した。そして上記（2) のそれぞれの膜厚値を用いて有機発光層の等価屈折率を求めたところ、 1. 79であった。

また、ガラス基板上に、上記（3) の方法により、酸化バナジウムと弗化リチゥムをそれぞれ単独に成膜し、エリプソメ一夕にて波長 500 nmの光に対する屈折率を測定した。そして上記（3) のそれぞれの膜厚値を用いて中間導電層の等価屈折率を測定したところ 1. 95であった。また、 PJ:光度計を用い吸収係数を測定したところ 2. 01であった。

(6) 有機 EL素子の発光性能測定

電流密度が 1. 4mA/cm²となるように I TOとアルミニウム陰極の間に通電したところ青い発光を得た。分光放射輝度計（ミノルタ製 CS 1000) を用い、素子正面方向での輝度と色度を測定したところ、輝度は 387 n i t、色度は（0. 157、 0. 339) であった。

次に、素子を 50° だけ傾けて同様に色度を測定し、次の数式（4) により正面方向と視野角 50度の間の色差を求めたところ、 0. 025という良好な値であった。

ACIE = ^(CIEx₀ - CIEx₅₀)² ₊ (CIEy₀ - CIEy₅₀)² (₄₎ 実施例 1、及び後述する実施例 2〜 5並びに比較例 1、 2で作製した有機 EL 素子の構成及び評価結果を表 1に示す。表 1

有機発光層素子測定値実施例/

TF面 if- rai 比較例吸収係数輝度 50度種類、膜厚屈折率層数構成、膜厚屈折率色度色度

[1/^ rn] [nit] Δ ΟΙΕ

X y 青色発光 V₂O₅(10nm)/LiF(10nm)A^₂O₅(10

実施例 1 1.79 3 1.95 2.01 387 0.157 0.339 0.025

( 115nm) nm)

青色発光 V₂0₅： LiF共蒸着 30mn

実施例 2 1.79 3 1.76 2.22 392 0.167 0.366 0.021

(膜厚 115nm) LiF/(V₂0₅+LiF)蒸着比率 0.46

青色発光

実施例 3 1.79 3 Mo0₃ 30nm 1.85 2.48 342 0.150 0.299 0.007

(膜厚 115nm)

青色発光

比較例 1 1.79 3 V₂0₅ 30nm 2.20 3.02 320 0.154 0.351 0.042

(膜厚 115nm)

白色発光

実施例 4 1.79 3 Mo0₃ 30nm 1.85 2.48 396 0.228 0.285 0.014

(MJ9- 115nm)

白色発光

実施例 5 1.79 1 M0O3 30nm 1.85 2.48 161 0.273 0.352 0.018

(膜厚 115nm)

白色発光

比較例 2 1.79 1 V₂0₅ 30nm 2.20 3.02 153 0.246 0.33 0.031

(膜厚 115nm)

実施例 2

中間導電層を、 V₂0₅と L i Fの共蒸着（膜厚 30nm) としたこと以外は、実施例 1と同様の方法で有機 EL素子を作製した。中間導電層全体に対する L i Fの蒸着比率は 0. 46とした。中間導電層の屈折率は 1. 76、吸収係数は 2. 22であった。有機 EL素子の正面方向の輝度は 392 n i t、色度は（0. 1 67, 0. 366) 、正面方向と視野角 50度の間の色差は、 0. 021という良好な値であった。

実施例 3

中間導電層を、 Mo0₃の単層膜（膜厚 30nm) としたこと以外は、実施例 1と同様の方法で有機 EL素子を作製した。中間導電層の屈折率は 1. 85、吸収係数は 2. 48であった。有機 E L素子の正面方向の輝度は 342 n i t、色度は（0. 150, 0. 299) 、正面方向と視野角 50度の間の色差は、 0. 007という良好な値であった。

比較例 1

中間導電層を、 V₂0₅の単層膜（膜厚 30 nm) としたこと以外は、実施例 1と同様の方法で有機 EL素子を作製した。中間導電層の屈折率は 2. 20、吸収係数は 3. 02であった。有機 EL素子の正面方向の輝度は 320 n i t、色度は（0· 154, 0. 351) 、正面方向と視野角 50度の間の色差は、 0. 042であり、目視で色度の違いが認識できるレベルであった。

実施例 4

有機発光媒体を以下に述べるような橙色発光媒体と青色発光媒体の積層型としたこと以外は、実施例 3と同様の方法で有機 EL素子を作製した。尚、正孔注入層の上に、橙色発光媒体を先に積層して、その後に青色発光媒体を積層した。橙色発光媒体は、下記式（1) に示す材料と下記式（2) に示す材料を 5 ： 0. 01の比で、膜厚 5 nmとなるように成膜した。

(1)

青色発光媒体は、上記式（1) に示す材料と下記式（3) ：示す材料を 35 0. 8の比で、膜厚 35 nmとなるように成膜した。

有機発光層の屈折率は他の実施例と同様 1. 79であった。中間導電層の屈折率は 1. 85、吸収係数は 2. 48であった。有機 EL素子の正面方向の輝度は 392 n i t、色度は（0. 228， 0. 285) 、正面方向と視野角 50度の間の色差は、 0. 014という良好な値であった。

実施例 5

実施例 1と同じ方法で準備した、 I TOの厚み 150 nmであるガラス基板を有機蒸着装置に移動し、真空槽を 5 X 10 _⁷ t 0 r rまで減圧した後、中間導電層、有機発光層、陰極の順序で成膜した。中間導電層としては、 Mo〇₃の単層膜 (膜厚 3 Onm)とした。

有機発光層としては、正孔注入層として MTDATAを 55nm、青色発光層として、上記式（1) に示す材料と上記式（3) に示す材料を 10 : 0. 25の比で 1 Onm、橙色発光層として、上記式（1) に示す材料と上記式（2) に示す材料を 30 : 0. 8の比で 30 nm、電子注入層として A 1 Qを 20 nm、陰極としてアルミニウムを 150 nmの厚みで順次成膜した。

有機発光層の屈折率は 1. 79であり、中間導電層の屈折率は 1. 85、吸収係数は 2. 48であった。有機 EL素子の正面方向の輝度は 16 I n i t、色度は（0. 273， 0. 352) 、正面方向と視野角 50度の間の色差は 0. 01 8という良好な値であった。

比較例 2

中間導電層を V₂0₅の単層膜 (膜厚 3 Onm)としたこと以外は、実施例 5.と同様の方法で有機 EL素子を作製した。中間導電層の屈折率は 2. 20、吸収係数は 3. 02であった。有機 EL素子の正面方向の輝度は 153 n i t、色度は (0. 246, 0. 330) 、正面方向と視野角 50度の間の色差は 0. 031 であり、目視で色度の違いが認識できるレベルであった。産業上の利用可能性

本発明によれば、視野角特性が良好で、高効率な有機 EL素子及び表示装置を提供することができる。

従って、本発明の有機 EL素子は、公知の構成と組み合わせて、民生用 TV、大型表示ディスプレイ、携帯電話用表示画面など各種表示装置の画面に用いることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 透明電極と、

前記透明電極に対向して配置される対向電極と、

前記透明電極と前記対向電極の間に、

1以上の中間導電層と、

1以上の有機発光層とを含み、

1つの中間導電層の屈折率を n _a、 1つの有機発光層の屈折率を n _bとしたとき、前記中間導電層の屈折率 n _aと、前記有機発光層の屈折率 n _bの差が 0 . 2以内である有機エレクトロルミネッセンス素子。

2 . 透明電極と、

前記透明電極に対向して配置される対向電極と、

前記透明電極と前記対向電極の間に、

1以上の中間導電層と、

前記中間導電層を挟んで位置する複数の有機発光層とを含み、

1つの中間導電層の屈折率を n _a、その中間導電層を挟む第 1の有機発光層と第

2の有機発光層の屈折率をそれぞれ n _h， n _cとしたとき、

前記中間導電層の屈折率 n _aと、前記有機発光層の屈折率 n _b及び/又は n _eとの差が 0 . 2以内である有機エレクト口ルミネッセンス素子。

3 . 前記中間導電層（屈折率 n _a) が、

屈折率 _{n b}及び//又は n _cよりも大きな屈折率を示す層と、屈折率 n _b及び/又は n cよりも小さな屈折率を示す層の積層体である、請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

4. 前記中間導電層（屈折率 n _a) が、

屈折率 _{n b}及び/又は n _eよりも大きな屈折率を示す材料と、屈折率 n _b及び,又は n _eよりも小さな屈折率を示す材料の混合物を含む層からなる、請求の範囲第 1項又は第 2項記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

5. 前記中間導電層（屈折率 n_a) が、低屈折率材料と、金属の酸化物，窒化物，ヨウ化物及びホウ化物の中から選択される透明導電材料を含む、請求の範囲第 1 項又は第 2項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

6. 前記低屈折率材料が金属ハ口ゲン化物であり、前記透明導電材料が導電性金属酸ィ匕物である請求の範囲第 5項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。

7. 前記中間導電層（屈折率]! の吸収係数（単位： 1/ ) が 2. 5以下である請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の有機ェレクト口ルミネッセンス素子。

8. 請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を含んで構成される表示装置。