WO2005094130A1 - 有機発光素子 - Google Patents

Abstract

発光輝度、発光色の角度依存性を小さくすることができると共に、膜厚変動に対する発光輝度、発光色の変化が小さく、さらに光の利用効率を高くすることができる有機発光素子を提供する。本発明の有機発光素子は、陽極１と陰極２の間に複数の発光層３を備え、各発光層３は、等電位面を形成する層４もしくは電荷発生層４で仕切られる。本発明の特徴は、素子内部と素子外部の少なくとも一方に発光層３で発光した光を散乱させる光散乱手段５を備える点にある。発光層３で発光した光を光散乱手段５で散乱させた状態で出射させることによって、発光輝度、発光色の角度依存性を小さくすることができる。                                                                                 

Description

明 細 書

有機発光素子

技術分野

[0001] 本発明は、フラットパネルディスプレイ、液晶表示機用バックライト、照明用光源、電 飾、サイン用光源などに用いられる有機発光素子に関するものである。

背景技術

[0002] 有機エレクト口ルミネッセンス素子 (有機 EL素子）と称される有機発光素子は、一般 に、透明電極からなる陽極、ホール輸送層、有機発光層、電子注入層、陰極の順に 、透明基板の片側の表面に積層した構成で形成されている。そして陽極と陰極の間 に電圧を印加することによって、電子注入層を介して発光層に注入された電子と、ホ ール輸送層を介して発光層に注入されたホールとが、発光層内で再結合し、励起状 態が生成して発光が起こり、発光層で発光したこの光は透明電極及び透明基板を通 して取り出されるようになって!/、る。

[0003] 上記のような有機発光素子において、近年、高輝度発光で長寿命を達成するため に、陽極と陰極の間に複数の有機発光層を積層すると共に、隣り合う各発光層の間 に、当電位面を形成する層、もしくは電荷発生層を設けるようにした、いわゆるマルチ フオトン素子が提案されて 、る (日本公開特許 11—329748号公報、 日本公開特許 2 003 - 45676号公報、日本公開特許 2003— 272860号公報、等参照)。

[0004] 図 12はこのようなマルチフオトン素子として形成される有機発光素子の構造の一例 を示すものであり、陽極 1と陰極 2の間に複数の発光層 3を、隣接する発光層 3の間に 等電位面を形成する層 4もしくは電荷発生層 4を介在させた状態で積層し、これを透 明基板 10の表面に積層したものであり、陽極 1は光透過性の電極として、陰極 2は光 反射性の電極として形成してある。尚、図 12において、発光層 3の両側にはホール 輸送層と電子注入層が設けられて 、るが、ホール輸送層と電子注入層の図示は省 略してある。そしてこのように複数層の発光層 3を等電位面形成層もしくは電荷発生 層 4で仕切ることによって、複数の発光層 3があた力も直列的に接続された状態で同 時に発光し、各発光層 3からの光が合算されることで、従来型の有機発光素子 (有機 EL素子)では実現不可能であった高!、電流効率、量子効率を実現することができ、 高輝度発光させることができるものである（日本公開特許 2003— 45676号公報、日 本公開特許 2003— 272860号公報参照)。

[0005] ここで、有機発光素子は、光学波長オーダーの膜厚の薄膜デバイスであること、素 子内に屈折率段差もしくは金属面等力 なる反射面を備えること、高屈折率媒体の 発光層で光が発光すること、がその構造の特徴として挙げられる。そしてこの構造に よって、光干渉効果、全反射によって有機膜の発光層や基板、電極など、高屈折率 媒体内への光の閉じ込め等の現象が生じ、この結果、発光輝度、発光スペクトルの 角度依存性、膜厚依存性、および光利用効率の低下が観測される。この問題は上記 の複数層の発光層を備えるマルチフオトン素子の有機発光素子においても生じるも のである。光干渉効果は、それを適切に利用すれば、色純度の向上、指向性の制御 等を実現することが可能であり、特にフラットパネルディスプレイ等の用途に有用であ る。例えば日本公開特許 7-240277号公報及び日本公開特許 2000-323277号 公報には、発光層一光反射性の電極間の光学距離を 1Z4波長の偶数倍に調整する ことや、発光層 -最大屈折率段差位置間の光学距離を 1Z4波長の偶数倍に調整す ることで、この波長を強調することが可能であることが記載されており、特に発光層 光反射性の電極間の光学距離が発光スペクトルに与える影響が大きいことが知られ ている。さらに上記の日本公開特許 2003— 272860号公報には、複数の発光層の それぞれの発光位置から光反射性の電極までの光学膜厚をすベて 1Z4波長の奇 数倍にすることで、最も高効率の発光が得られると共に、発光スペクトル形状が細くな ることが記載されている。

[0006] しかし、上記のように発光層一光反射性の電極間の光学距離や、発光層 最大屈 折率段差位置間の光学距離、つまり素子の膜厚の最適化によって色純度等の適正 化を行なった有機発光素子では、膜厚が変化した際の発光輝度や発光色の変動が 大きくなる。これはすなわち、有機発光素子の製造時の許容される膜厚ぶれが小さく くなることを意味するものであり、生産性の問題に直結するものである。特に複数の発 光層や等電位面形成層もしくは電荷発生層などを積層した構造の上記のような有機 発光素子では、いずれかの層の膜厚異常が他の層の光学位置にさえも影響を及ぼ すため、膜厚制御の精度や必然性がさらに増大することになる。

[0007] さらに上記の日本公開特開 2003— 272860号公報では、発光層一光反射性の電 極間の光学距離を 1Z4波長の奇数 (2n+ l) [n=0, 1, 2· · ·]倍に設定するが、 nの 値が大きくなるに伴なつて、輝度やスペクトルの角度依存性が大きくなることが知られ ている。すなわち、発光層を一層のみ有する有機発光層では、概ね n=0に相当する 光学長で膜厚設計がなされることが多いために、膜厚変化に対する発光輝度、発光 色の変動は必ずしも大きくないが、上記のような複数層の発光層を備える有機発光 素子においては、各発光層が 1Z4波長の 2n+ l倍の位置に必然的に位置するため 、層数の増大に伴なつて特定の波長がより顕著に強調され、発光層が本来有するス ベクトルとは大きく異なる発光スペクトルを与えると同時に角度依存性が大きくなる問 題を有するものである。

[0008] 従って、等電位面形成層もしくは電荷発生層で仕切った複数層の複数の発光層を 有する上記の有機発光素子は、確かに、従来型の有機発光素子では実現不可能で あった高い電流効率、量子効率を実現することができるが、その発光スペクトルおよ び角度依存性に関しては、必ずしも好まし 、特性を有するものではな 、。

[0009] 上記の日本公開特許 2003— 272860号公報には、このような問題を解決するため に、複数の発光層を備える有機発光層において、発生した光の一部を光吸収手段 で吸収させ、あるいは光乱反射手段で乱反射させることによって、光干渉効果が消 失し、発光位置から光反射電極までの光学膜厚の調整が実質的に不要であるとの 記載がある。し力しこの日本公開特許 2003— 272860号公報には、有機発光素子が 有する角度依存性の問題につ!、ては何ら言及がなく、依然として上記の問題は解決 されていない。

発明の開示

[0010] 本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、発光輝度、発光色の角度依存性 を小さくすることができると共に、膜厚変動に対する発光輝度、発光色の変化が小さ ぐさらに光の利用効率を高くすることができる有機発光素子を提供することを目的と するものである。

[0011] 本発明に係る有機発光素子は、陽極と陰極の間に複数の発光層を備え、各発光 層が等電位面を形成する層もしくは電荷発生層で仕切られた有機発光素子におい て、素子内部と素子外部の少なくとも一方に発光層で発光した光を散乱させる光散 乱手段を備えることを特徴とする。

[0012] 本発明の有機発光素子は、発光層で発光した光を光散乱手段で散乱させた状態 で出射させることによって、発光輝度、発光色の角度依存性を小さくすることができる ものであり、この結果、膜厚変動に対する発光輝度、発光色の変化が小さくなり、さら に光の利用効率を高くすることができる。

[0013] 好ましくは、陽極と陰極の少なくとも一方を光散乱性かつ光反射性の電極で形成し て、上記光散乱手段を構成する。

[0014] あるいは、陽極と陰極の少なくとも一方を光透過性電極で形成し、この光透過性電 極の発光層と反対側に光散乱性かつ光反射性の要素を設けて、上記光散乱手段を 構成するのも好ましい。

[0015] あるいは、陽極と陰極の少なくとも一方を、光散乱性かつ光透過性の電極で形成し て、上記光散乱手段を構成するのも好ましい。

[0016] あるいは、陽極と陰極の少なくとも一方を光透過性電極で形成し、この光透過性電 極の発光層と反対側に光散乱性且つ光透過性の要素を設けて、上記光散乱手段を 構成するのも好ましい。

[0017] あるいは、等電位面を形成する層もしくは電荷発生層を光散乱性に形成して、上記 光散乱手段を構成するのも好まし ヽ。

[0018] あるいは、本発明に係る有機発光素子は、陽極と陰極の間に複数の発光層を備え 、各発光層が等電位面を形成する層もしくは電荷発生層で仕切られた有機発光素 子において、陽極と陰極をともに光透過性電極で形成し、一方の光透過性電極の発 光層と反対側に光反射性の要素を設けると共に、この光反射性の要素と発光層との 距離を、実質的に光学干渉をしない距離に設定して成ることを特徴とする。

[0019] この場合、光反射性の要素と発光層を光学干渉しない距離に離すことによって、発 光層で発光した光を干渉むらなどが発生することを防いだ状態で出射させることがで き、発光輝度、発光色の角度依存性を小さくすることができるものであり、この結果、 膜厚変動に対する発光輝度、発光色の変化が小さくなり、さらに光の利用効率を高く することができるものである。

[0020] なお、上述の複数の発光層は、少なくとも 2種類の異なる発光色の発光層力 なる ものでもよい。この場合、多くの色の有機発光素子を形成することが可能となる。

[0021] また、この有機発光素子の発光色が、白色であるのも好ましい。この場合、有機発 光素子を液晶表示機用バックライトや照明用光源などに使用することができる。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]請求項 2の発明の実施の形態の一例を示す概略断面図である。

[図 2]請求項 2の発明の他の実施の形態の一例を示す概略断面図である。

[図 3]請求項 3の発明の実施の形態の一例を示す概略断面図である。

[図 4]請求項 3の発明の他の実施の形態の一例を示す概略断面図である。

[図 5]請求項 3の発明のさらに他の実施の形態の一例を示す概略断面図である。

[図 6]請求項 4の発明の実施の形態の一例を示す概略断面図である。

[図 7]請求項 5の発明の実施の形態の一例を示す概略断面図である。

[図 8]請求項 6の発明の実施の形態の一例を示す概略断面図である。

[図 9]請求項 7の発明の実施の形態の一例を示す概略断面図である。

[図 10]請求項 7の発明の他の実施の形態の一例を示す概略断面図である。

[図 11A]実施例及び比較例で用いる基板の平面図である。

[図 11B]実施例及び比較例で用いるマスクの平面図である。

[図 11C]実施例及び比較例で用いるマスクの平面図である。

[図 11D]実施例で用いる光学スぺーサの概略断面図である。

[図 12]従来例を示す概略断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0023] 以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

[0024] 図 1は請求項 1及び 2の発明の実施の形態の一例を示すものであり、陽極 1と陰極 2 の間に複数の発光層 3を、隣接する発光層 3の間に等電位面を形成する層 4もしくは 電荷発生層 4を介在させた状態で積層し、これを基板 10の表面に積層してある。ここ で、各発光層 3の陽極 1側には必要に応じてホール輸送層力 陰極 2側には必要に 応じて電子注入層が積層されている力 図 1 (後述の各図においても同じ）にはこれら のホール輸送層と電子注入層の図示は省略してある。また図 1 (後述の各図におい ても同じ）には三層の発光層 3と二層の等電位面形成層 4もしくは電荷発生層 4の構 成を示したが、図には一例を示すだけであり、層数はこれらに限定されるものでない のはいうまでもない。

[0025] そして図 1の実施の形態では、陽極 1は光反射性の電極として形成してあり、陰極 2 は光透過性の電極として形成してある力 逆に陽極 1を光透過性の電極として形成 すると共に陰極 2を光反射性の電極として形成するようにしてもよぐ陽極 1と陰極 2を 逆にして陰極 2を基板 10の表面に形成するようにしてもょ 、。

[0026] 光反射性電極は、その材質や形成方法は特に限定されないものであり、本発明の 効果の妨げにならない限り任意のものを用いることができるが、陰極 2を光反射性電 極として用いる場合には、例えば Al、 Zr、 Ti、 Y、 Sc、 Ag、 In、アルカリ金属、アル力 リ土類金属、希土類金属等の金属単体、もしくはこれらの金属の合金または酸化物、 ノ、ロゲンィ匕物、あるいはこれらと特開平 10— 240171号公報等に記載されている金 属ドーピング有機層の併用、などを挙げることができる。また陽極 1を光反射性電極と して用いる場合には、例えば Au、 Pd、 Pt等の金属などを用いることができる。また、 インジウム 錫酸ィ匕物（ITO)、インジウム 亜鉛酸ィ匕物（IZO)、錫酸化物、 Au等の金 属の極薄膜、導電性高分子、導電性の有機材料等による光透過性の電極と何らか の反射面を組み合わせて光反射性電極とすることも可能である。

[0027] 光透過性電極についても、本発明の効果の妨げにならない限り任意のものを用い ることができるものであり、例えばインジウム 錫酸ィ匕物（ITO)、インジウム 亜鉛酸ィ匕 物 (IZO)、錫酸化物、 Au等の金属の極薄膜、導電性高分子、導電性の有機材料、 ドーパント（ドナーもしくはァクセプタ)含有有機層、およびこれらの積層体等を挙げる ことができる。

[0028] また発光層 3に使用できる有機発光材料またはドーピング材料としては、アントラセ ン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタ口ペリレン、ナフタ口ペリレ ン、ジフエニルブタジエン、テトラフ工ニルブタジエン、クマリン、ォキサジァゾール、ビ スベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジェン、キノリン金属錯体、トリス（8—ヒ ドロキシキノリナート)アルミニウム錯体、トリス (4ーメチルー 8—キノリナート）アルミニウム 錯体、トリス（5—フエ-ルー 8—キノリナート）アルミニウム錯体、ァミノキノリン金属錯体、 ベンゾキノリン金属錯体、トリ— (p ターフェ-ルー 4 ィル）ァミン、 1ーァリール 2, 5— ジ（2—チェ-ル）ピロール誘導体、ピラン、キナクリドン、ルブレン、ジスチリルべンゼ ン誘導体、ジスチリルァリーレン誘導体、ジスチリルァミン誘導体及び各種蛍光色素 等があるが、これに限定されるものではない。またこれらの化合物のうちから選択され る発光材料を 90— 99. 5質量部、ドーピング材料を 0. 5— 10重量部含むようにする ことも好ましい。また、前記化合物に代表される蛍光発光を生じる化合物のみならず 、燐光発光を生じる燐光発光材料、およびそれらからなる部位を分子内の一部に有 する化合物も好適に用いることができる。

[0029] ホール輸送層を構成するホール輸送材料としては、ホールを輸送する能力を有し、 陽極 1からのホール注入効果を有するとともに、発光層 3に対して優れたホール注入 効果を有し、また電子のホール輸送層への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れ た化合物を挙げることができる。具体的にはフタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン 誘導体、ポルフィリン誘導体、 N, N，一ビス (3 メチルフ -ル) (1, 1，ービフヱ-ル） 4, 4，ージァミン (TPD)や 4, 4，一ビス [N （ナフチル) N—フエ-ルーァミノ]ビフエ -ル NPD)等の芳香族ジァミン化合物、ォキサゾール、ォキサジァゾール、トリ ァゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒ ドロイミダゾール、ポリアリールアルカン、ブタジエン、 4, 4，， 4"—トリス（N— (3—メチル フエ-ル） N—フエ-ルァミノ）トリフエ-ルァミン（m MTDATA)、及びポリビ-ルカ ルバゾール、ポリシラン、ポリエチレンジオキサイドチォフェン（PEDOT)等の導電性 高分子等の高分子材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

[0030] 電子輸送層を構成する電子輸送材料としては、電子を輸送する能力を有し、陰極 2 からの電子注入効果を有するとともに、発光層 3に対して優れた電子注入効果を有し 、さらにホールの電子輸送層への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合 物を挙げることができる。具体的には、フルオレン、バソフェナント口リン、バソクプロイ ン、アントラキノジメタン、ジフエノキノン、ォキサゾール、ォキサジァゾール、トリァゾー ル、イミダゾール、アントラキノジメタン等やそれらの化合物、金属錯体ィ匕合物もしくは 含窒素五員環誘導体である。具体的には、金属錯体ィ匕合物としては、トリス（8—ヒドロ キシキノリナート）アルミニウム、トリ（2—メチルー 8—ヒドロキシキノリナート）アルミニウム 、トリス（8—ヒドロキシキノリナート）ガリウム、ビス（10—ヒドロキシベンゾ [h]キノリナート )ベリリウム、ビス（10—ヒドロキシベンゾ [h]キノリナート）亜鉛、ビス（2—メチルー 8 キノ リナート) (o クレゾラート)ガリウム、ビス（2—メチルー 8 キノリナート)（1 ナフトラート） アルミニウム等があるが、これらに限定されるものではない。また含窒素五員環誘導 体としては、ォキサゾール、チアゾール、ォキサジァゾール、チアジアゾールもしくはト リアゾール誘導体が好ましい。具体的には、 2, 5 ビス（1 フエ-ル)—1, 3, 4ーォキ サゾール、 2, 5—ビス（1—フエ-ル)— 1, 3, 4 チアゾール、 2, 5—ビス（1—フエ-ル） —1, 3, 4 ォキサジァゾール、 2— (4，一 tert ブチルフエ-ル）— 5— (4"—ビフエ-ル） 1, 3, 4 ォキサジァゾール、 2, 5—ビス（1—ナフチル)—1, 3, 4 ォキサジァゾール、 1, 4 ビス [2— (5—フエ-ルチアジァゾリル）]ベンゼン、 2, 5 ビス（1 ナフチル)—1 , 3, 4—トリァゾール、 3— (4—ビフエ-ルイル） 4 フエ-ルー 5— (4— t ブチルフエ- ル)一 1, 2, 4ートリアゾール等があるが、これらに限定されるものではない。さらに、ポリ マー有機エレクト口ルミネッセンス素子に使用されるポリマー材料も使用することがで きる。例えば、ポリパラフエ-レン及びその誘導体、フルオレン及びその誘導体等で ある。

[0031] また、等電位面を形成する層 4は、日本公開特許 2003— 45676号公報に記載され ているように、電圧印加時に層内で厚さ方向にも、面方向にも電位差が実質的にな い層を意味するものであり、具体的には比抵抗が 1. Ο Χ 10² Ω 'cm未満の物質から なるものである。既述のように有機発光素子では、陰極 2側から発光層 3に注入され た電子と、陽極 1側力 発光層 3に注入されたホールとが、発光層 3内で再結合し、 励起状態を生成して発光が起こるものであるが、複数の発光層 3をこの等電位面形 成層 4で仕切ることによって、複数の各発光層 3内でそれぞれ電子 ホール再結合が 生じ、複数の発光を陽極 1と陰極 2の間で発生させることができるものである。

[0032] 等電位面形成層 4の材料としては、日本公開特許 2003— 45676号公報に記載さ れるものを用いることができ、特に限定されるものではないが、導電材料からなる層、 透明性を有する程度の極薄の金属薄膜、誘電体と金属膜を積層してなる構造のもの 、導電性有機物などを挙げることができる。具体的には、 ITO、 IZO、 SnO 、 ZnO 、 Alの薄膜、 AuZBi O、フラーレン類、金属フタロシアニンなどがその例である。

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[0033] また電荷発生層 4は、日本公開特許 2003— 272860号公報に記載されているよう に、 1. 0 Χ 10² Ω 'cm以上の比抵抗を有する電気的絶縁層であり、電圧印加時に陰 極 2方向にホールを、陽極 1方向に電子をそれぞれ注入する役割を果たす層である 。そして複数の発光層 3をこの電荷発生層 4で仕切ることによって、陰極 2と陽極 1の 間に挟まれた全ての層 (発光層 3や電荷発生層 4など）が電気絶縁層から形成されて Vヽるにも拘わらず、電荷発生層 4で複数の発光層 3が直列に接続されて!ヽるように振 る舞うことになり、複数の発光を陽極 1と陰極 2の間で発生させることができるものであ る。

[0034] 電荷発生層 4の材料としては、日本公開特許 2003— 272860号公報に開示されて いるものを用いることができ、特に限定されるものではないが、五酸化バナジウムや、 例えば電荷移動錯体として、ラジカルカチオン状態の層とラジカルァ-オン状態の層 とが積層された構造のものを好ましく用いることができる。

[0035] そして図 1の実施の形態では、陽極 1と陰極 2の一方を光反射性電極、他方を光透 過性電極として形成し、光反射性電極の発光層 3の側の表面を凹凸に形成して光散 乱性として形成したものである。この光散乱性かつ光反射性の電極によって光散乱 手段 5が形成されるものである。図 1の実施の形態では陽極 1をこの光散乱性かつ光 反射性の電極として形成し、陰極 2を光透過性電極として形成してある。

[0036] 光反射性電極の表面を凹凸に形成する方法は、特に限定されるものではない、例 えば、基板 10の表面もしくは基板 10の表面に設けた層の、電極を形成する面に対し て、サンドブラスト加工、フロスト力卩ェ、スタンプ加工、エッチングカ卩ェ等により凹凸化 を施した後に、この凹凸面に電極を形成することによって行なう方法、有機系榭脂ゃ ガラス等の母材に、榭脂ビーズ、ガラス、中空ガラスビーズ、シリカ、酸化バリウム、酸 化チタン、榭脂ビーズ等の各種粒子を散在させたものを、塗布やゾルゲル法等によ つて成膜し、表面凹凸を有する膜を設けた後に、この凹凸膜に電極を形成する方法 を挙げることができる。またフォトレジスト等を用いて凹凸パターンを基板 10の表面に 設けた後に、この凹凸パターンの上に電極を形成する方法を挙げることができ、さら に、マスクを用いて厚みの異なる部分を有する電極を形成する方法等を挙げることが できる。その他、基板 10の表面に直接凹凸を形成せず、他の基材上に凹凸を形成し たものを転写したり貼付したりする各種の方法を利用することも可能である。光反射 性電極の表面の凹凸の大きさは、光を散乱する特性を満足するものであればよぐ形 成法に応じて適宜選択されるものである。また光反射性電極の凹凸のパターンは、ラ ンダムなものでも良いし、必要に応じてそのサイズが規定された回折格子、ゾーンプ レートなどでも構わない。さらに、所望の発光波長に応じてサイズ、パターン、向きを 適宜選択し、基板 10上の所定の位置にそれぞれ形成することも好まし ヽ。

[0037] 上記のように形成される図 1の有機発光素子にあっては、各発光層 3で発光される 光は、一部が光透過性電極の陰極 2の側へ進行して、陰極 2を通して出射される他、 各発光層 3から陽極 1の側へ進行した他の光は、光反射性電極の陽極 1で反射され 、陰極 2を通して出射される。このとき、陽極 1は光散乱性電極でもあるので、光は陽 極 1の表面で散乱して反射される。従ってこの散乱した反射光は光透過性電極の陰 極 2から任意の方向に出射され、かつ発光層 3から陰極 2の側へ進行する一部の光と の干渉を生じないために、発光輝度、発光色の角度依存性を小さくすることができる ものである。そして有機発光素子の各層の膜厚変動に対する発光輝度、発光色の変 ィ匕が小さくなり、さらに光の利用効率を高くすることができるものである。

[0038] 図 2は請求項 1及び 2の発明の他の実施の形態の一例を示すものである。図 1の実 施の形態では基板 1上に設ける電極を光散乱性かつ光反射性に形成したが、この実 施の形態では、基板 1上に設ける電極を光透過性に形成し、基板 1上以外の部位に 設ける電極を光散乱性かつ光反射性に形成してある。図 2の実施の形態では陰極 2 をこの光散乱性かつ光反射性の電極として形成し、陽極 1を光透過性電極として形 成してある。

[0039] 図 2の実施の形態では光反射性電極の発光層 3の側の表面を凹凸に形成して光 散乱性として形成するものである力 凹凸の形成方法としては、例えばマスクによって 発光層 3上に設けられる電子注入層の膜厚みに変化を与えて凹凸に成膜し、この上 に電極を形成する方法などを挙げることができる。その他の構成は図 1のものと同じ である。

[0040] そしてこの実施の形態にあって、各発光層 3で発光される光は、一部が光透過性電 極の陽極 1の側へ進行して、陽極 1及びガラスなどで透明に形成される基板 10を通 して出射される他、各発光層 3から陰極 2の側へ進行した他の光は、光反射性電極 の陰極 2で反射され、陽極 1及び基板 10を通して出射される。このとき、陰極 2は光散 乱性電極でもあるので、光は陰極 2の表面で散乱して反射され、反射光は光透過性 の陽極 1及び基板 10を通して任意の方向に出射され、かつ発光層 3から陽極 1の側 へ進行する一部の光との干渉を生じないために、発光輝度、発光色の角度依存性を /J、さくすることができるものである。

[0041] 図 3は請求項 1及び 3の発明の実施の形態の一例を示すものであり、陽極 1と陰極 2 を光透過性電極として形成し、光透過性電極の陽極 1と陰極 2の一方に、その発光 層 3とは反対側に光散乱性かつ光反射性の要素 6を設けるようにしたものである。図 3 の実施の形態では光透過性電極の陰極 2の発光層 3と反対側の表面に光散乱性か つ光反射性の要素 6を設けるようにしてある。勿論、陽極 1と陰極 2は逆であってもよ い。この光散乱性かつ光反射性の要素 6によって光散乱手段 5が形成されるものであ る。光散乱性かつ光反射性の要素 6は電極の表面に直近で形成する必要はなぐ光 学的に近接して設けられて 、ればよ 、。

[0042] この光散乱性かつ光反射性の要素 6としては、アルミニウム、クロム、銀等金属の薄 膜を蒸着ゃスパッタその他任意の方法で成膜した反射膜、反射性粒子を塗布した反 射膜、誘電体等の多層膜による反射膜など、光反射膜の電極側の表面を光散乱性 にしたもので形成することができる。光散乱性の形成方法は特に限定されるものでは ないが、例えば前記の表面凹凸を作る際に例示した各種方法を用いて凹凸表面を 形成する他、屈折率の異なる母材と粒子とを混合したものを塗布して光散乱層を形 成したり、複数の成分を最終的に生成する構成でのゾルゲル法によって散乱層を形 成したり、内部に空洞を設けた層や複数の材料の相分離により散乱を示す層を形成 したり、微細粒子を表面に整列乃至散在させて光散乱乃至回折性を付与する層を形 成したりする方法などを挙げることができる。また後述の光反射層 6aと光散乱層 6bを 組み合わせて光散乱性かつ光反射性の要素 6を形成することもできる。その他の構 成は図 1のものと同じである。

[0043] 上記のように形成される図 3の有機発光素子にあって、各発光層 3で発光される光 は、一部が光透過性電極の陽極 1の側へ進行して、陽極 1及びガラスなどで光透過 性に形成される基板 10を通して出射される他、各発光層 3から陰極 2の側へ進行し た他の光は、陰極 2を透過した後に光散乱性かつ光反射性の要素 6で反射され、陽 極 1及び基板 10を通して出射される。このとき、光は光散乱性かつ光反射性の要素 6 で散乱して反射されるので、散乱した反射光は光透過性の陽極 1及び基板 10を通し て任意の方向に出射され、かつ発光層 3から陽極 1の側へ進行する一部の光との干 渉を生じないために、発光輝度、発光色の角度依存性を小さくすることができるもの である。

[0044] 図 4は請求項 1及び 3の発明の他の実施の形態の一例を示すものである。この実施 の形態では、陽極 1と陰極 2を光透過性電極として形成し、光透過性の基板 10の陽 極 1と反対側の外面に光散乱性かつ光反射性の要素 6を設けるようにしてある。勿論 、陽極 1と陰極 2は逆であってもよい。この光散乱性かつ光反射性の要素 6は図 3の 実施の形態と同様にして形成することができるが、基板 10の表面に直接形成しても 良いし、あるいは別の基材に別途形成しておき、必要に応じて転写、貼付等の方法 によって用いることも可能である。また光透過性の基板 10自体が光散乱性を有する ものでもよい。光散乱性の基板 10の材質や構造は特に限定しないが、例えば複数の 高分子を混合'相分離させることにより散乱性を持たせたもの、屈折率の異なるある いは反射性の成分を部分的に含有することで散乱性を有するものなどが挙げられる 。その他の構成は図 1のものと同じである。

[0045] この実施の形態の有機発光素子にあって、各発光層 3で発光される光は、一部が 光透過性電極の陰極 2の側へ進行して、陰極 2を通して出射される他、各発光層 3か ら陽極 1の側へ進行した他の光は、陽極 1及び基板 10を透過した後に光散乱性かつ 光反射性の要素 6で反射され、陰極 2を通して出射される。このとき、光は光散乱性 かつ光反射性の要素 6で散乱して反射されるので、散乱した反射光は光透過性の陰 極 2を通して任意の方向に出射され、かつ発光層 3から陰極 2の側へ進行する一部 の光との干渉を生じないために、発光輝度、発光色の角度依存性を小さくすることが できるものである。

[0046] 図 5は請求項 1及び 3の発明のさらに他の実施の形態の一例を示すものである。こ の実施の形態では、陽極 1と陰極 2を光透過性電極として形成し、陽極 1と基板 10の 間に光散乱性かつ光反射性の要素 6を設けるようにしてある。勿論、陽極 1と陰極 2 は逆であってもよい。そして図 5の実施の形態では、陽極 1と反対側の光反射層 6aと 陽極 1側の光散乱層 6bの二層構造に光散乱性かつ光反射性の要素 6を形成するよ うにしてある。

[0047] 光反射層 6aの種類および形成方法は、特に限定されるものではないが、アルミニゥ ム、クロム、銀等金属の薄膜を蒸着ゃスパッタその他任意の方法により成膜したもの、 反射性粒子を塗布したもの、誘電体等の多層膜によって形成したものなどを挙げるこ とがでさる。

[0048] また光散乱層 6bの種類および形成方法は、特に限定されるものではないが、例え ば前記の表面凹凸を作る際に例示した各種方法等により形成された凹凸が散乱性 の層として機能する層、屈折率の異なる母材と粒子とを混合したものを塗布して散乱 層としたもの、複数の成分を最終的に生成する構成でのゾルゲル法によって形成さ れる散乱層、内部に空洞を設けた層、複数の材料の相分離により散乱を示す層、微 細粒子を表面に整列あるいは散在させて光散乱あるいは回折性を付与した層、など が挙げられる。これらの層 6a, 6bは基板 10の表面に直接形成しても良いし、あるい は別の基材に別途形成し、必要に応じて転写や貼付等の方法によって用いることも 可能である。その他の構成は図 1のものと同じである。

[0049] この実施の形態の有機発光素子にあって、各発光層 3で発光される光は、一部が 光透過性電極の陰極 2の側へ進行して、陰極 2を通して出射される他、各発光層 3か ら陽極 1の側へ進行した他の光は、陽極 1を透過した後に光反射層 6aで反射され、 陰極 2を通して出射される。このとき、光は光反射層 6aで反射される際に、光散乱層 6bで散乱されるので、散乱した反射光は光透過性の陰極 2を通して任意の方向に出 射され、かつ発光層 3から陰極 2の側へ進行する一部の光との干渉を生じないために 、発光輝度、発光色の角度依存性を小さくすることができるものである。

[0050] 図 6は請求項 1及び 4の発明の実施の形態の一例を示すものであり、陽極 1と陰極 2 の一方を光反射性の電極で形成し、他方を光散乱性かつ光透過性の電極で形成す るようにしたものである。この光散乱性かつ光透過性の電極によって光散乱手段 5が 形成されるものである。図 6の実施形態では、基板 10の側の陽極 1を光散乱性かつ 光透過性の電極で形成し、基板 10と反対側の陰極 2を光反射性電極で形成するよう にしてある。勿論、陽極 1と陰極 2は逆であってもよい。

[0051] 光散乱性かつ光透過性の電極の種類及び形成方法は、特に限定されるものでは ないが、例えばマスクを用いて凹凸形状を有する光透過性の電極を形成すること〖こ よって、この凹凸形状で光散乱性を付与する方法、光透過性の電極を部分的にエツ チングして凹凸形状を付与することによって、光散乱性を与える方法、前述のように 基板 10の表面に凹凸形状を予め形成しておき、この上に光透過性の電極を形成し て凹凸形状にすることよって、光散乱性を付与する方法、屈折率の異なる複数の材 質からなる光透過性の電極を形成して光散乱性を発現させる方法、 ITO等の透明導 電性材料とそれとは屈折率の異なるシリカ等の微粒子を塗布後に焼成して部分的に 屈折率が異なる電極構成物とすることによって、光散乱性を得る方法などが挙げられ る。その他の構成は図 1のものと同じである。

[0052] 上記のように形成される図 6の有機発光素子にあって、各発光層 3で発光される光 は、一部が陽極 1の側へ進行して、陽極 1及びガラスなどで光透過性に形成される基 板 10を通して出射される他、各発光層 3から陰極 2の側へ進行した他の光は、光反 射性の陰極 2で反射され、陽極 1及び基板 10を通して出射される。このとき、陽極 1は 光散乱性かつ光透過性に形成されているので、光が陽極 1を通過する際に散乱され る。従って、陽極 1側へ進行した光及び反射光はともに散乱された状態で、陽極 1及 び基板 10を通して任意の方向に出射されるものであり、発光輝度、発光色の角度依 存性を小さくすることができるものである。

[0053] 図 7は請求項 1及び 5の発明の実施の形態の一例を示すものであり、陽極 1と陰極 2 の一方を光反射性の電極で形成し、他方を光透過性の電極で形成すると共に、この 光透過性電極の発光層 3と反対側に光散乱性かつ光透過性の要素 7を設けるよう〖こ したものである。この光散乱性かつ光透過性の要素 7によって光散乱手段 5が形成さ れるものである。図 7の実施形態では、基板 10側の陽極 1を光透過性電極で形成し、 基板 10と反対側の陰極 2を光反射性電極で形成するようにしてある。勿論、陽極 1と 陰極 2は逆であってもよい。 [0054] 光散乱性かつ光透過性の要素 7は、例えば、上記の光散乱性かつ光透過性の電 極や、光散乱層 6bなどと同様な層で形成することができるものである。またこの光散 乱性かつ光透過性の要素 7は光透過性電極に直接接して設けるようにしてもよぐ光 透過性電極との間に別の構成要素が挿入されて 、てもよ 、。

[0055] ここで、光散乱性かつ光透過性の要素 7を光透過性電極と基板 10の間など、屈折 率の異なる 2種の材質間に設ける場合、光散乱性かつ光透過性の要素 7を形成する 層を構成する材質の屈折率は、必ずしも両側の 2種の材質の屈折率に依存するもの ではないが、光散乱性かつ光透過性の要素 7を形成する層を構成する材料が 1種の 場合には、どちらかの屈折率に近いものが好ましぐ 2種以上の場合には、 1つが片 側の屈折率、もう 1つが他方の屈折率に近いものが好ましいものであり、光散乱性か つ光透過性の要素 7に入射される光や出射される光の全反射分率を低減させること ができ、結果として光利用効率を向上させることが可能であるので好ましい。また、光 透過性電極、光反射性電極のいずれを基板 10上に設けるかにかかわらず、有機発 光素子を形成する基板 10上に凹凸を設けた場合、その凹凸は直上の電極のみなら ず発光層 3などの有機層、等電位面形成層 4もしくは電荷発生層 4、対向する陽極 1 と陰極の、一部もしくは全ての形状に付与されて各層が凹凸形状となることがあるが、 得られた有機発光素子に致命的な影響を与えな!/、限り問題とはならな!ヽ。

[0056] 上記のように形成される図 7の有機発光素子にあって、各発光層 3で発光される光 は、一部が陽極 1の側へ進行して、光透過性の陽極 1及びガラスなどで光透過性に 形成される基板 10を通して出射される他、各発光層 3から陰極 2の側へ進行した他 の光は、光反射性の陰極 2で反射され、陽極 1及び基板 10を通して出射される。この とき、陽極 1の外側には光散乱性かつ光透過性の要素 7が設けられているので、光は 陽極 1から光散乱性かつ光透過性の要素 7を通過し、その際に散乱される。従って、 陽極 1側へ進行した光及び反射光はともに散乱された状態で、反射光は基板 10を 通して任意の方向に出射されるものであり、発光輝度、発光色の角度依存性を小さく することができるものである。

[0057] 図 8は請求項 1及び 6の発明の実施の形態の一例を示すものであり、隣接する発光 層 3の間に設けられる等電位面を形成する層 4もしくは電荷発生層 4を光散乱性に形 成するようにしたものである。この光散乱性の等電位面形成層 4もしくは電荷発生層 4 によって光散乱手段 5が形成されるものである。図 8の実施形態では、基板 10側の陽 極 1を光透過性電極で形成し、基板 10と反対側の陰極 2を光反射性電極で形成す るようにしてある。勿論、陽極 1と陰極 2は逆であってもよい。

[0058] 等電位面形成層 4や電荷発生層 4を光散乱性に形成するにあつたっては、例えば 、前述のように等電位面形成層 4や電荷発生層 4を形成する際に、複数のマスクを用 V、て部分的に厚みが異なるようにこれらの層 4を形成する方法、部分的に組成が異 なる部分を層内部に有するようにこれらの層 4を形成する方法、形成した電荷発生層 4の一部をリフトオフ、レーザー加工等によって除去する方法、電荷発生層 4の厚み 方向のいずれかの位置に部分的に導電膜 (透明導電膜や金属膜等)を形成する方 法などを例として挙げることができる。また、等電位面形成層 4もしくは電荷発生層 4 を複数層形成した素子構造の場合には、いずれか 1つの等電位面形成層 4もしくは 電荷発生層 4が光散乱性を有して ヽればよぐ必ずしも全ての等電位面形成層 4もし くは電荷発生層 4が光散乱性を有して 、る必要はな 、。その他の構成は図 1のものと 同じである。

[0059] 上記のように形成される図 8の有機発光素子にあって、各発光層 3で発光される光 は、一部が陽極 1の側へ進行して、光透過性の陽極 1及びガラスなどで光透過性に 形成される基板 10を通して出射される他、各発光層 3から陰極 2の側へ進行した他 の光は、光反射性の陰極 2で反射され、陽極 1及び基板 10を通して出射される。この とき、素子内に位置する等電位面形成層 4もしくは電荷発生層 4は光散乱性に形成さ れているので、光が等電位面形成層 4もしくは電荷発生層 4を通過する際に散乱され る。従って、陽極 1側へ進行した光及び反射光はともに散乱された状態で、陽極 1及 び基板 10を通して任意の方向に出射されるものであり、かつ発光層 3から陽極 1の側 へ進行する一部の光との干渉を生じないために、発光輝度、発光色の角度依存性を /J、さくすることができるものである。

[0060] 図 9は請求項 7の発明の実施の形態の一例を示すものであり、陽極 1と陰極 2をとも に光透過性電極として形成し、陽極 1と陰極 2の ヽずれか一方の発光層 3と反対側に 光反射性の要素 8が設けてある。図の実施の形態では、発光した光を出射させるた めに光透過性に形成される基板 10と反対側に配置される陰極 2の外側に光反射性 の要素 8を設けるようにしてある。勿論、陽極 1と陰極 2は逆であってもよい。そして光 の出射側と反対側端部に配置される発光層 3と光反射性要素 8の反射面との距離が 実質的に光学干渉をしない距離以上になるように、陰極 2から離れた位置に光反射 性要素 8を設けるようにしてある。発光層 3と光反射性要素 8の反射面との距離は、特 に限定されるものではないが、 1 μ m— lmm程度の範囲が好ましい。 1 μ m未満であ る場合、ある程度の光学干渉が発生することがあり、また lmmを超える場合には、特 に発光面積が小さいときには鉛直方向以外の角度から観察した際に発光位置ずれ 力 S観測されることがある。

[0061] 図 9の実施の形態では、発光層 3と光反射性要素 8との間に光学緩衝要素として光 学的スぺーサ 11を設けることによって、発光層 3と光反射性要素 8との距離が実質的 に光学干渉をしな 、距離以上になるようにしてある。この光学的スぺーサ 11としては 、光の透過率が高ぐ有機発光素子に悪影響を与えないものであればその材質や形 成方法は任意であるが、例えば、透明樹脂の塗布、透明フィルムの貼付、透明ガラス 、スパッタゃ蒸着等によって成膜されるシリカ膜等の無機膜、あるいは同様の方法に より成膜される有機膜などによって形成することができる。光学的スぺーサ 11が単独 の材料で形成されるものである場合には、隣接する材質の屈折率に近 ヽものである ことが好ましい。また、本発明の第 1の形態の如ぐ光学的スぺーサ 11が光散乱性の ものであっても力まわな 、。屈折率の異なる 2種以上の材料成分を用いた光散乱性 のものの場合には、いずれかの材料成分の屈折率が隣接する光透過性の電極の屈 折率に近いことが好ましい。また光反射性要素 8は、既述の光反射性の電極を形成 する材料や、図 5の光反射層 6aを形成する材料などを用いて、同様に形成すること 力 Sできる。陰極 2 (光透過性電極)と光反射性要素 8の間は必ずしも密着していなくて も構わないため、光反射性要素 8を設けた光学的スぺーサ 11を別体ィ匕して陰極 2の 近隣に位置させることも可能であるし、また光反射性要素 8のみを空気層または真空 層を介して陰極 2の近隣に位置させることも可能である。その他の構成は図 1のものと 同じである。

[0062] 上記のように形成される図 9の有機発光素子にあって、各発光層 3で発光される光 は、一部が陽極 1の側へ進行して、光透過性の陽極 1及びガラスなどで光透過性に 形成される基板 10を通して出射される他、各発光層 3から陰極 2の側へ進行した他 の光は、陰極 2を通して光反射性要素 8で反射され、陽極 1の側へ進行して陽極 1及 び基板 10を通して出射される。このとき、発光層 3と光反射性要素 8との距離を光学 干渉をしない距離以上に設定してあるので、陰極 2を通して光反射性要素 8に進行し てきた光は光反射性要素 8の反射面でほぼ正反射して陽極 1の側へ戻り、かつ、発 光層 3から陽極 1の側へ進行した光とは干渉しないものとして、出射させることができ るものである。従って、発光輝度、発光色の角度依存性を小さくすることができるもの であり、この結果、膜厚変動に対する発光輝度、発光色の変化が小さくなり、さらに光 の利用効率を高くすることができるものである。

[0063] そしてこの種の有機発光素子は、上記のように光反射性要素 8で反射された光に 基づく干渉効果の影響を受けないために、素子の膜厚設計の自由度も高まるもので ある。具体的には、一般に知られている発光層 電極ミラー間の光学距離を 4分の 1 波長の奇数倍に調整することが不要である。また、発光層 最大屈折率段差位置間 の光学距離を 4分の 1波長の偶数倍に調整する必要が小さくなる。すなわち素子効 率その他の特性に鑑み、任意の膜厚にて素子を作製することが可能となるものであり 、これはすなわち、膜厚ずれが起きたときの発光色のずれが小さいことを意味してお り、膜厚管理の厳密さを緩和できるものである。

[0064] 図 10は請求項 7の発明の他の実施の形態の一例を示すものであり、陽極 1と陰極 2 をともに光透過性電極として形成し、ガラスなどで光透過性に形成される基板 10の外 面に光反射性の要素 8が設けてある。図の実施の形態では、基板 10の表面に陽極 1 を設けると共に陰極 2を基板 10と反対側に配置し、陽極 1の発光層 3と反対側に光反 射性要素 8が設けられるようにしてある。勿論、陽極 1と陰極 2は逆であってもよい。そ してこの実施の形態では、基板 10を利用して、光の出射側と反対側端部に位置する 発光層 3と光反射性要素 8の反射面との距離が実質的に光学干渉をしない距離以上 になるようにしてあり、基板 10が陽極 1と光反射性要素 8の間の光学的スぺーサ 11と して作用するようにしたものである。その他の構成は図 9のものと同じである。

[0065] このように形成される図 10の有機発光素子にあって、各発光層 3で発光される光は 、一部が陰極 2の側へ進行して、光透過性の陰極 2を通して出射される他、各発光層 3から陽極 1の側へ進行した他の光は、光透過性の陽極 1と基板 10を通して光反射 性要素 8で反射され、陰極 2の側へ進行して陰極 2を通して出射される。このとき、発 光層 3と光反射性要素 8との距離を光学干渉をしない距離以上に設定してあるので、 陽極 1を通して光反射性要素 8に進行してきた光は光反射性要素 8の反射面でほぼ 正反射して陰極 2の側へ戻り、かつ、発光層 3から陰極 2の側へ進行した光とは干渉 しないちのとして、出射させることがでさるちのである。

[0066] 上記の各実施の形態にあって、複数の各発光層 3は異なる色を発光するように形 成することができる。この場合、複数の発光層 3がすべて異なる発光色である必要は ないが、少なくとも 2種類の異なる発光色の発光層 3から形成するものである。このよう に異なる発光色の発光層 3で形成することによって、異なる色を混色した状態で有機 発光素子から出射させることができるものであり、多くの色の有機発光素子を形成す ることが可能になるものである。また発光層 3の層数、発光色の選定等によって、発光 色を調整することが可能である。そして、各発光層 3から発光される色が光の三原色 や、光の補色などである場合、複数の発光層 3から発光される色が混色すると白色に なる。従ってこの場合には、有機発光素子を液晶表示機用バックライトや照明用光源 などとして用いることができるものである。

[0067] 上記の各図に例示した有機発光素子の構造はあくまでも一例であり、本発明はこ れらのみに限定されるものではなぐ各構造を適宜組み合わせて使用することもでき る。また、本発明の有機発光素子に用いられる基板、有機材料 (ホール注入材料、ホ ール輸送材料、発光層ホスト、発光層ドーパント、電子輸送材料、電子注入材料)、 各種材料 (電極、電荷発生層用材料、等電位面用材料、金属錯体、各種無機材料） 等、および有機層（発光層、ホール輸送層、電子輸送層など)の積層順及び成分な ど素子の内部構成として例示したものは、本発明の趣旨に反しない限り、公知の任 意のものを用いることができる。

実施例

[0068] 次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。

[0069] (実施例 1) 無アルカリガラスの基板 10上に、平均粒径 500nmのシリカ粒子スラリーを塗布乾 燥し、 600°Cで 50分焼成した。基板 10の表面の平均面粗さは約 130nm、最大高低 差は約 2 μ mであった。この基板 10の表面に、アセトン、イソプロピルアルコールによ る超音波洗浄、 UV/O洗浄を施し、この後に、基板 10の表面に Crの膜を 2200 A

3

の厚みでスパッタし、さらにその上に厚み 800Aの A1膜を真空蒸着によって形成し、 光散乱性かつ光反射性の電極 (陰極 2)を形成した。

[0070] 次に、上記の基板 10を真空蒸着装置にセットし、図 11Bに示す形状の孔 12あきの マスク 13を用いて、 5 X 10— ⁵Paの減圧下、ノソクプロイン（(株）同仁ィ匕学研究所製）と Csをモル比 1： 1で 200 A厚に共蒸着して陰極 2の上に電子注入層を形成した。次に 電子注入層の上にジナフチルアントラセン誘導体 (コダック製「BH— 2」）に、ジスチリ ルァリーレン誘導体 (ィ匕 1)を 4質量％ドープした層を 500 A厚積層することによって、 青色発光層 3を設けた。次にこの発光層 3の上に、 4, 4' ビス [N (ナフチル) N— フエ-ルーァミノ]ビフエ-ル (以下ひ NPDと略称）（ケミプロ化成株式会社製)を 1 A Zsの蒸着速度で 800A厚に蒸着してホール輸送層を形成した。そしてホール輸送 層の上に五酸ィ匕バナジウム (V O )を成膜速度 2 AZsで 100 A厚に蒸着し、電荷発

2 5

生層 4を形成した。

[0071] この後、上記の手順に基づき、電子注入層を 200A、発光層 3を 500A、ホール輸 送層を 700A、さらに電荷発生層 4を 10θΑ、電子注入層を 200A、発光層 3を 500

A、ホール輸送層を 800 A積層した。

[0072] 最後にこの上に lAZsの蒸着速度で 100Aの厚の Auを蒸着して、光透過性電極

(陽極 1)を形成することによって、 3層の発光層 3を備えた有機発光素子を作製した（ 図 1参照)。 [0073] [化 1]

[0074] (実施例 2)

厚み 0. 7mmの無アルカリ基板ガラス板カゝらなる透明基板 10の表面に、 ITO薄膜 をスパッタして、膜厚 1100 A、シート抵抗 12 Ω /口の光透過性電極（陰極 2)を形成 した。このガラス基板 10および ITOの陰極 2を図 11Aに示す形にエッチング及び切 断した後、純水、アセトン、イソプロピルアルコールで各 10分間超音波洗浄をし、次 V、でイソプロピルアルコール蒸気で 2分間蒸気洗浄して乾燥し、さらに 30分間 UVォ ゾン洗净した。

[0075] 次に、基板 10の陰極 2を形成した面と反対側の面を # 220の粗さのサンドブラスト で粗面化し、次いでこの粗面に厚み 1000 Aの A1膜を形成することによって、光拡散 性かつ光反射性の要素 6を形成した。

[0076] この後、実施例 1と同様にして、基板 10の陰極 2の上に、電子注入層を 200A、発 光層 3を 50θΑ、ホール輸送層を 700A、電荷発生層 4を 10θΑ、電子注入層を 20 0A、発光層 3を 500A、ホール輸送層を 700A、電荷発生層 4を 100A、電子注入 層を 200A、発光層 3を 500A、ホール輸送層を 800Aの順に積層し、最後に 1A/ sの蒸着速度で 100 A厚の Auを蒸着して、光透過性電極（陽極 1)を形成すること〖こ よって、 3層の発光層 3を備えた有機発光素子を作製した (図 4参照)。

[0077] (実施例 3)

実施例 2と同様に、陰極 2と反対側の面に光拡散性かつ光反射性の要素 6を形成 した基板 10を用い、実施例 1に準じて有機発光素子を作製した。ただし、膜厚や層 構成は次の通りである。すなわち、バソクプロインと Csのモル比 1 : 1の共蒸着層から なる電子注入層を 200A、バソクプロインのみからなる電子輸送層を 500A、 Alqと ルブレンをルブレンの重量分率 7%で共蒸着した発光層 3を 300A、ホール輸送層 を 400A、酸化バナジウムからなる電荷発生層 4を 100A、バソクプロインと Csのモル 比 1： 1の共蒸着層からなる電子注入層 200A、 BH— 2とスチリルァリーレン誘導体か らなる発光層 3を 500A、ホール輸送層を 700A、電荷発生層 4を 100A、電子輸送 注入層を 200A、 BH— 2とスチリルァリーレン誘導体からなる発光層 3を 500A、ホー ル輸送層を 800Aの順に積層し、最後に lAZsの蒸着速度で 100 厚の八11を蒸 着して、光透過性電極（陽極 1)を形成することによって、 3層の発光層 3を備えた白 色発光の有機発光素子を作製した (図 4参照)。

[0078] (実施例 4)

旭電ィ匕工業株式会社製「アデ力 ITO塗布液 (ITO-L)」に平均粒径 200nmのシリ 力粒子を、 ITOとシリカの重量比で 20 : 1になるように添加混合して分散した。次にこ の混合液を無アルカリガラス基板 10の上にスピンコートし、 160°Cの大気中で 5分乾 燥した後、 300°Cで 120分間焼成およびァニール処理を行った。この処理を 3回繰り 返すことによって、平均厚み 5300 Aの ITOシリカ混合膜を得た。次いで、この膜を研 磨機によって研磨し、平均厚み 4800A、表面平均粗さ 1. 3nmに調整した。さらに、 この基板 10をイオン交換水を用いて洗浄した後、 ITOシリカ混合膜の上にスパッタに より厚み 200 Aの ITO膜を成膜することによって、光散乱性かつ光透過性の電極（陽 極 1)を形成した。得られた陽極 1のシート抵抗は、 72 Ω Ζ口、基板 10は全光線透過 率 69%、ヘーズ 82%であった。

[0079] 続いて上記の基板 10を真空蒸着装置にセットし、図 11Bに示す形状のマスク 13を 用いて、 5 X 10— ⁵Paの減圧下、 Q；—NPDをl AZsの蒸着速度で800A厚に蒸着し て、陽極 1の上にホール輸送層を形成した。次にホール輸送層の上に、ジナフチル アントラセン誘導体 (コダック製「BH— 2」 )にジスチリルァリーレン誘導体 (化 1)を 4質 量％ドープした層を 500A厚積層することによって、青色発光層 3を設けた。次に発 光層 3の上に、ノソクプロイン（(株）同仁ィ匕学研究所製）と Csをモル比 1： 1で 200 A 厚に共蒸着して電子注入層を設けた。次いで、五酸ィ匕バナジウム (V O )を成膜速

2 5 度2 3で100 厚に蒸着し、電荷発生層 4を形成した。この後、上記手順に基づ き、ホール輸送層を 700 A、発光層を 500 A、電子注入層を 200 A、さらに電荷発生 層 4を 10θΑ、ホール輸送層を 700A、発光層 3を 50θΑ、電子注入層を 200A積 層した。最後に陰極 1として Alを、図 11Cに示す形の孔 14あきのマスク 15を用いて 4 AZsの成膜速度で 800 A積層して、光反射性の電極 (陰極 2)を形成することによつ て、 3層の発光層 3を備えた有機発光素子を得た (図 6参照)。

[0080] (実施例 5)

無アルカリガラスの基板 10の上に、平均粒径 500nmのシリカ粒子スラリーを塗布し て乾燥した後、 600°Cで 50分間焼成し、光散乱性かつ光透過性の要素 7を形成した 。この光散乱性かつ光透過性の要素 7を形成した基板 10の表面の平均面粗さは約 1 30nm、最大高低差は約 2 mであった。

[0081] この基板 1を用い、光散乱性かつ光透過性の要素 7の表面に、 ITO薄膜をスパッタ して、膜厚 1100 A、シート抵抗 27 Ω /口の光透過性電極（陽極 1)を形成した。この ガラス基板 10および ITOの陰極 1を図 11Aに示す形に切断及びエッチングした後、 純水、アセトン、イソプロピルアルコールで各 10分間超音波洗浄をし、次いでイソプロ ピルアルコール蒸気で 2分間蒸気洗浄して乾燥し、さらに 30分間 UVオゾン洗浄した

[0082] 後は、実施例 4と同様にして各層の形成を行ない、 3層の発光層 3を備えた有機発 光素子を作製した (図 7参照)。

[0083] (実施例 6)

実施例 2と同様な ITO薄膜の光透過性電極（陽極 1)を形成したガラス基板 10を用 い、この基板 10の陽極 1の上に実施例 4と同様にして各層の形成を行なった。次に、 この基板 10の陽極 1と反対側の表面に、株式会社きもと製の光散乱シート「100-G M2」を、屈折率 1. 63のマッチングオイルを用いて貼り付けて光散乱性かつ光透過 性の要素 7を形成することによって、 3層の発光層 3を備えた有機発光素子を作製し た（図 7において光散乱性かつ光透過性の要素 7を基板 10の外面に形成したもの参 照)。

[0084] (実施例 7)

電子注入層の膜厚を 50 Aに変更した他は、実施例 5と同様にして 3層の発光層 3 を備えた有機発光素子を作製した (図 7参照)。

[0085] (実施例 8) 実施例 2と同様な ITO薄膜の光透過性電極（陽極 1)を形成したガラス基板 10を用 いた。そしてこの基板 10を真空蒸着装置にセットし、図 11Bに示す形状のマスク 13 を用いて、 5 X 10— ⁵Paの減圧下、 Q；—NPDをlAZsの蒸着速度で800A厚に蒸着 して、陽極 1の上にホール輸送層を形成した。次にホール輸送層の上に、ジナフチル アントラセン誘導体 (コダック製「BH— 2」 )にジスチリルァリーレン誘導体 (化 1)を 4質 量％ドープした層を 500A厚積層することによって、青色発光層 3を設けた。次に発 光層 3の上に、ノソクプロイン（(株）同仁ィ匕学研究所製)と Csをモル比 1： 1で共蒸着 して電子注入層を設けた。この電子注入層の形成は、図 11Bのマスク 13を用いて 10 OA厚に蒸着し、さらにこの上に 20 μ m幅のラインと 20 μ mのライン間隔を有するマ スクを重ねて 300 A厚に蒸着することによって行ない、電子注入層の上面に凹凸を 形成した。次いで、この電子注入層の凹凸面に五酸ィ匕バナジウム (V O )を成膜速

2 5

度2 3で100 厚に蒸着し、光散乱性の電荷発生層 4を形成した。この後、上記 手順に基づき、ホール輸送層を 700 A、発光層を 500 A、電子注入層を 200 A、さら に光散乱性の電荷発生層 4を 100A、ホール輸送層を 700A、発光層 3を 500A、 電子注入層を 200A積層した。最後に陰極 1として A1を、図 11Cに示す形の孔 14あ きのマスク 15を用いて A1を 4 AZsの成膜速度で 800 A積層して、光反射性の電極（ 陰極 2)を形成することによって、 3層の発光層 3を備えた有機発光素子を得た（図 8 参照)。

[0086] (比較例 1)

厚み 0. 7mmの無アルカリ基板ガラス板カゝらなる透明基板 10の表面に、 ITO薄膜 をスパッタして、膜厚 1100 A、シート抵抗 12 Ω /口の光透過性電極（陽極 1)を形成 した。このガラス基板 10および ITOの陽極 1を図 11Aに示す形にエッチング及び切 断した後、純水、アセトン、イソプロピルアルコールで各 10分間超音波洗浄をし、次 V、でイソプロピルアルコール蒸気で 2分間蒸気洗浄して乾燥し、さらに 30分間 UVォ ゾン洗净した。

[0087] 続いて上記の基板 10を真空蒸着装置にセットし、図 11Bに示す形状のマスク 13を 用いて、 5 X 10— ⁵Paの減圧下、 α— NPDを 1 AZsの蒸着速度で 800 A厚に蒸着し て、陽極 1の上にホール輸送層を形成した。次にホール輸送層の上に、ジナフチル アントラセン誘導体 (コダック製「BH— 2」 )にジスチリルァリーレン誘導体 (化 1)を 4質 量％ドープした層を 500A厚積層することによって、青色発光層 3を設けた。次に発 光層 3の上に、ノソクプロイン（(株）同仁ィ匕学研究所製）と Csをモル比 1： 1で 200 A 厚に共蒸着して電子注入層を設けた。次いで、五酸ィ匕バナジウム (V O )を成膜速

2 5 度2 3で100 厚に蒸着し、電荷発生層 4を形成した。この後、上記手順に基づ き、ホール輸送層を 700 A、発光層を 500 A、電子注入層を 200 A、さらに電荷発生 層 4を 10θΑ、ホール輸送層を 700A、発光層 3を 50θΑ、電子注入層を 200A積 層した。最後に陰極 1として A1を、図 11Cに示す形の孔 14あきのマスク 15を用いて A 1を 4 AZsの成膜速度で 800 A積層して、光反射性の電極（陰極 2)を形成することに よって、 3層の発光層 3を備えた有機発光素子を得た (図 12参照)。

[0088] (比較例 2)

電子注入層の膜厚を 50Aに変更した他は、比較例 1と同様にして 3層の発光層 3 を備えた有機発光素子を作製した。

[0089] (比較例 3)

比較例 1と同様の ITO薄膜付きの基板 10を用い、基板 10の ITO薄膜と反対側の 面に 1000Aの厚みの A1膜を蒸着して反射面を形成した。

[0090] そして基板 10の ITO薄膜を光透過性の陰極 2として、この陰極 2の上に実施例 1と 同様にして、電子注入層を 200A、発光層 3を 500A、ホール輸送層を 700A、電荷 発生層 4を 10θΑ、電子注入層を 200A、発光層 3を 50θΑ、ホール輸送層を 700 A、電荷発生層 4を 100A、電子注入層を 200A、発光層 3を 500A、ホール輸送層 を 800Aの順に積層し、最後に 1 AZsの蒸着速度で 100 A厚の Auを蒸着して、光 透過性電極（陽極 1)を形成することによって、 3層の発光層 3を備えた有機発光素子 を作製した。

[0091] (比較例 4)

比較例 1と同様の ITO薄膜付きの基板 10を用い、基板 10の ITO薄膜と反対側の 面に 1000Aの厚みの A1膜を蒸着して反射面を形成した。

[0092] そして基板 10の ITO薄膜を光透過性の陰極 2として、この陰極 2の上に実施例 3と 同様にして、バソクプロインと Csのモル比 1： 1の共蒸着層からなる電子注入層を 200 A、バソクプロインのみからなる電子輸送層を 500A、 Alqとルブレンをルブレンの重 量分率 7%で共蒸着した発光層 3を 300A、ホール輸送層を 400A、酸化バナジゥ ムカもなる電荷発生層 4を 100A、電子注入層 200A、 BH— 2とスチリルァリーレン誘 導体力もなる発光層 3を 500A、ホール輸送層を 700A、電荷発生層 4を 100A、電 子輸送注入層を 200A、 BH— 2とスチリルァリーレン誘導体力もなる発光層 3を 500

A、ホール輸送層を 800 Aの順に積層し、最後に lAZsの蒸着速度で loo A厚の

Auを蒸着して、光透過性電極（陽極 1)を形成することによって、 3層の発光層 3を備 えた白色発光の有機発光素子を作製した。

[0093] 上記のように実施例 1一 8及び比較例 1一 4で作製した有機発光素子を、電源 (KE ITHLEY モデル 2400)に接続して 5mAZcm²の定電流駆動を行い、その際の輝 度を輝度計 (トプコン社製「BM— 9」；視野角 0. 2° 、距離 45cm)で測定した。また、 CIE色度をマルチチャンネルアナライザー（浜松ホトニタス社製 ΓΡΜΑ-l lJ；測定距 離 5cm)を用いて測定した。これらの測定は、有機発光素子の鉛直正面方向（0° ) 力もと、鉛直正面方向に対して 45° の方向からとで行なった。

[0094] そして、 0° 方向力も測定した輝度と 45° 方向力も測定した輝度の比を求め、また 0° 方向から観測した際の CIE色度座標値の、 CIE— X値 (xl)、 CIE— y値 (yl)と、 4 5° の方向力も観測した際の CIE— X値 (x2)、 CIE— y値 (y2)の差と、（（xl— x2)²+ ( 1ー 2) ²)の値を求めた。これらの結果を表 1に示す。

[0095] [表 1]

[0096] 表 1にみられるように、実施例 1 8のものは、鉛直正面方向（0° )力 と、 45° の 方向からの輝度の比や色度の差が小さぐ発光輝度や発光色の角度依存性が小さ いことが確認される。

[0097] (実施例 9)

比較例 1に準じて有機発光素子の作製を行なった。ただし、陰極 2は ITOを図 11C のマスク 15を用いて対向ターゲット式スパッタ装置によって 4AZsで 1000Aの厚み で積層して、光透過性電極として形成した。さら〖こ、厚み 0. 4mmのガラス力もなる光 学スぺーサ 11の片面に厚み 10000Aの A1膜からなる光反射性要素 8を設けて図 1 1Dのように形成し、この光学スぺーサ 11を光反射性要素 8と反対側の面で、陰極 2 の表面に屈折率 1. 5のマッチングオイルで貼付することによって、 3層の発光層を備 えた有機発光素子を得た (図 9参照)。

[0098] (実施例 10)

実施例 9に準じて有機発光素子の作製を行なった。ただし、電子注入層の膜厚を 5 OAに設定し、また、光反射性要素 8付きの光学スぺーサ 11を、基板 10の陽極 1と反 対側の表面に屈折率 1. 5のマッチングオイルで貼付するようにして、 3層の発光層を 備えた有機発光素子を得た (図 10参照)。

[0099] (比較例 5)

比較例 1に準じて有機発光素子を作製した。ただし、膜厚、層構成は以下の通りで ある。ホール輸送層を 800 A、 BH— 2とスチリルァリーレン誘導体力もなる発光層 3を 50θΑ、電子注入層を 200A、電荷発生層 4を 10θΑ、ホール輸送層を 700A、 Alq とルブレンをルブレンの重量分率 7%で共蒸着した発光層 3を 300A、バソクプロイン 力もなる電子輸送層を 500 A、電子注入層を 200 A、 A1力もなる陰極 2を 800 Aに設 定して、白色発光の有機発光素子を得た (図 12参照)。

[0100] (実施例 11)

比較例 5に準じて有機発光素子を作製した。ただし、陰極 2は ITOを図 11Cのマス ク 15を用いて対向ターゲット式スパッタ装置によって 4AZsで 1000Aの厚みで積層 して、光透過性電極として形成した。さらに、図 11Dの光学スぺーサ 11を陰極 2の表 面に屈折率 1. 5のマッチングオイルで貼付することによって、白色発光の有機発光 素子を得た (図 9参照)。

[0101] 上記のように実施例 9一 11及び比較例 5で作製した有機発光素子について、上記 と同様にして、輝度及び CIE色度を測定した。そして、 0° 方向から測定した輝度と 4 5° 方向から測定した輝度の比を求め、また 0° 方向から観測した際の CIE色度座 標値の、 CIE— X値 (xl)、 CIE— y値 (yl)と、 45° の方向力 観測した際の CIE— x値 (x2)、 CIE— y値 (y2)の差と、 ( (xl-x2) ²+ (yl— y2) ²)の値を求めた。これらの結果

〔〕^ 表 2にみられるように、実施例 9一 11のものは、鉛直正面方向（0° )力 と、 45° の 方向からの輝度の比や色度の差が小さぐ発光輝度や発光色の角度依存性が小さ いことが確認される。

Claims

請求の範囲

[1] 陽極と陰極の間に複数の発光層を備え、各発光層が等電位面を形成する層もしくは 電荷発生層で仕切られた有機発光素子において、

上記有機発光素子は、素子内部と素子外部の少なくとも一方に発光層で発光した 光を散乱させる光散乱手段を備える。

[2] 請求項 1に記載の有機発光素子にぉ 、て、

陽極と陰極の少なくとも一方を光散乱性かつ光反射性の電極で形成して、上記光散 乱手段を構成した。

[3] 請求項 1に記載の有機発光素子にぉ 、て、

陽極と陰極の少なくとも一方を光透過性電極で形成し、この光透過性電極の発光層 と反対側に光散乱性かつ光反射性の要素を設けて、上記光散乱手段を構成した。

[4] 請求項 1に記載の有機発光素子にぉ 、て、

陽極と陰極の少なくとも一方を光散乱性かつ光透過性の電極で形成して、上記光散 乱手段を構成した。

[5] 請求項 1に記載の有機発光素子にぉ 、て、

陽極と陰極の少なくとも一方を光透過性電極で形成し、この光透過性電極の発光層 と反対側に光散乱性且つ光透過性の要素を設けて、上記光散乱手段を構成した。

[6] 請求項 1に記載の有機発光素子にぉ 、て、

等電位面を形成する層もしくは電荷発生層を光散乱性に形成して、上記光散乱手段 を構成した。

[7] 陽極と陰極の間に複数の発光層を備え、各発光層が等電位面を形成する層もしくは 電荷発生層で仕切られた有機発光素子において、

陽極と陰極をともに光透過性電極で形成し、一方の光透過性電極の発光層と反対側 に光反射性の要素を設けると共に、この光反射性の要素と発光層との距離を、実質 的に光学干渉をしない距離に設定した。

[8] 請求項 1または 7に記載の有機発光素子において、

複数の発光層は、少なくとも 2種類の異なる発光色の発光層からなる。

[9] 請求項 8に記載の有機発光素子において、 ：の有機発光素子の発光色は、白色である _c