WO2006092964A1 - 有機エレクトロルミネッセンス表示装置及び有機エレクトロルミネッセンス照明装置 - Google Patents

Abstract

　本発明は、青色、緑色及び赤色の発光材料を発光層に含有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置及び照明装置であって、青色発光材料にπ共役系高分子を用い、緑色及び赤色の発光材料にりん光性化合物を用いる有機エレクトロルミネッセンス表示装置及び照明装置を提供する。この有機エレクトロルミネッセンス表示装置（照明装置）は、消費電力が低く、発光輝度が高く、製造が容易であることを特徴とする。

Description

明 細 書

有機エレクト口ルミネッセンス表示装置及び有機エレクト口ルミネッセンス 照明装置

技術分野

[0001] 本発明は、有機エレクト口ルミネッセンス表示装置及び有機エレクト口ルミネッセンス 照明装置に関する。

背景技術

[0002] 従来、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクト口ルミネッセンスディスプレ ィ（以下、 ELDという）がある。 ELDの構成要素としては、無機エレクト口ルミネッセン ス素子や有機エレクト口ルミネッセンス素子（以下、有機 EL素子ともいう）が挙げられ る。無機エレクト口ルミネッセンス素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素 子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。有機 EL素子は、発光する化 合物を含有する発光層を陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔 を注入して、再結合させることにより励起子 (エキシトン）を生成させ、このエキシトンが 失活する際の光の放出（蛍光'りん光)を利用して発光する素子であり、数 V〜数十 V 程度の電圧で発光が可能であり、さらに、自己発光型であるために視野角に富み、 視認性が高ぐ薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点か ら注目されている。

[0003] し力しながら、今後の実用化に向けた有機 EL素子においては、さらに低消費電力 で効率よく高輝度に発光する有機 EL素子の開発が望まれている。

[0004] 特許第 3093796号明細書では、スチルベン誘導体、ジスチリルァリーレン誘導体 またはトリススチリルァリーレン誘導体に、微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上 、有機 EL素子の長寿命化を達成している。

[0005] また、 8—ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホストイ匕合物として、これに微量の蛍 光体をドープした有機発光層を有する有機 EL素子 (例えば、特許文献 1参照）、 8— ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホストイ匕合物として、これにキナクリドン系色素を ドープした有機発光層を有する有機 EL素子 (例えば、特許文献 2参照)等が知られ ている。

[0006] 以上のように、励起一重項力 の発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起 子の生成比が 1 : 3であるため発光性励起種の生成確率が 25%であり、光の取り出し 効率が約 20%であるため、外部取り出し量子効率（ r? ext)の限界は 5%とされている

[0007] ところが、プリンストン大より励起三重項力ものりん光発光を用いる有機 EL素子の報 告（M. A. Baldo et al. , nature, 395卷， 151— 154ページ（1998年））力され て以来、室温でりん光を示す材料の研究が活発になってきている。

[0008] 例えば M. A. Baldo et al. , nature, 403卷， 17号， 750— 753ページ（2000 年)、また米国特許第 6, 097, 147号明細書等にも開示されている。

[0009] 励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が 100%となるため、励起一重項 の場合に比べて原理的に発光効率力 倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得ら れる可能性があることから照明用途としても注目されている。

[0010] 例えば、 S. Lamansky et al. , J. Am. Chem. Soc. , 123卷， 4304ページ（2

001年)等においては、多くの化合物がイリジウム錯体系等重金属錯体を中心に合 成検討されている。

[0011] また、前述の M. A. Baldo et al. , nature, 403卷， 17号， 750— 753ページ（ 2000年）においては、ドーパントとして、トリス（2—フエ-ルビリジン）イリジウムを用い た検討がされている。

[0012] その他、 M. E. Tompson等は、 The 10th International Workshop on In organic and Organic Electroluminescence (EL ' 00,浜松)【こお ヽて、ド ~~ノヽ ントとして L Ir (acac)、例えば、 (ppy) Ir(acac)を、また、 Moon— Jae Youn. Og

2 2

、 Tetsuo Tsutsui等 ίま、や ίまり、 The 10th International Workshop on In organic and Organic Electroluminescence (EL ' 00、浜松)【こお ヽて、ド ~~ノヽ ントとして、トリス（²— (p—トリル)ピリジン)イリジウム (Ir(ptpy) ) ,トリス（ベンゾ [h]キ

3

ノリン)イリジウム (Ir(bzq) )等を用いた検討を行っている（なおこれらの金属錯体は

3

一般にオルトメタル化イリジウム錯体と呼ばれて 、る。）。

[0013] また、前記、 S. Lamanskv et al. , J. Am. Chem. Soc. , 123卷， 4304ぺー ジ（2001年)等にぉ 、ても、各種イリジウム錯体を用いて素子化する試みがされて!/ヽ る。

[0014] また、高い発光効率を得るために、 The 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL ' 00、浜松)では、 Ikai等 はホール輸送性の化合物をりん光性化合物のホストとして用いている。また、 M. E. Tompson等は、各種電子輸送性材料をりん光性ィ匕合物のホストとして、これらに新 規なイリジウム錯体をドープして用いて 、る。

[0015] 何れの場合も発光素子とした場合の発光輝度や発光効率は、その発光する光がり ん光に由来することから、従来の有機 EL素子に比べ大幅に改良されるものであるが 、波長の短波化に関しては、これまでフエニルピリジンにフッ素原子、トリフルォロメチ ル基、シァノ基等の電子吸引基を置換基として導入すること、配位子としてピコリン酸 やビラザボール系の配位子を導入することが知られている（例えば、非特許文献 1〜 2参照）が、青色発光材料として十分な色味を達成するには至っていない。

[0016] また、りん光発光材料は蛍光発光材料に比べて、 1重項状態ではより広いバンドギ ヤップを有していることと、高い発光効率を得るためには発光層で生成するりん光発 光材料（りん光ドーパント）の励起子のエネルギーが発光ホスト及び隣接層に使用さ れる材料に移動しな 、ように発光層内に閉じ込めるために、発光ホストにはりん光発 光材料 (ドーパント)よりもさらにバンドギャップの大きいものが要求される。そのため、 陰極及び陽極の 2つの電極から発光層にそれぞれ電子及び正孔を発光層内に注入 するためには高 、電圧をかける必要が生じるため、消費電力が高くなると!、う課題が めつに。

[0017] π共役ポリマーとしては、ポリ（パラフエ-レンビ-レン） (PPV)、ポリ（パラフエ-レン ) (ΡΡΡ)等に代表されるものが広く利用されている。このような π共役ポリマーの中で 、青色発光を示すものとして、ポリ（9, 9—ジアルキルフルオレン）（PDAF)が実際に 使用されている（非特許文献 3参照)。これらの π共役系ポリマーは量子効率は、りん 光発光材料に及ばな 、が、駆動電圧が比較的低 、ことが知られて 、る。

特許文献 1：特開昭 63 - 264692号公報

特許文献 2 :特開平 3— 255190号公報 非特許文献 1 : Inorganic Chemistry,第 41卷，第 12号， 3055〜3066ページ（2 002年）

非特許文献 2 :Aplied Physics Letters,第 79卷， 2082ページ（2001年） 非特許文献 3 :Y. Ohmori et al. , Jpn. J. Appl. Phys. , 1991, 30, 1941 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0018] 本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、消費電力が低ぐ 発光輝度が高ぐ製造が容易な有機エレクト口ルミネッセンス表示装置及び有機エレ タトロルミネッセンス照明装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0019] 本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。

[0020] (1)青色、緑色及び赤色の発光材料を発光層に含有する有機エレクト口ルミネッセ ンス表示装置において、青色発光材料に π共役系高分子を用い、緑色及び赤色の 発光材料にりん光性ィ匕合物を用いることを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス表 示装置。

[0021] (2)青色、緑色、赤色の発光材料が同一の発光層に含有されることを特徴とする前 記 1に記載の有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。

[0022] (3)青色、緑色、赤色の発光材料が異なる発光層に含有されることを特徴とする前 記 1に記載の有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。

[0023] (4)緑色、赤色に発光するりん光性ィ匕合物の分子量が 1500以下であることを特徴 とする前記 1〜3のいずれ力 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。

[0024] (5)発光層が塗布により形成されることを特徴とする前記 1〜4のいずれか 1項に記 載の有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。

[0025] (6)青色、緑色及び赤色の発光材料を発光層に含有する有機エレクト口ルミネッセ ンス照明装置において、青色発光材料に π共役系高分子を用い、緑色及び赤色の 発光材料にりん光性ィ匕合物を用いることを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス照 明装置。

[0026] (7)発光層が塗布により形成されることを特徴とする前記 6に記載の有機エレクト口 ルミネッセンス照明装置。

発明の効果

[0027] 本発明により、消費電力が低ぐ発光輝度が高ぐ製造が容易な有機エレクト口ルミ ネッセンス表示装置及び有機エレクト口ルミネッセンス照明装置を提供することができ た。

図面の簡単な説明

[0028] [図 1]有機 EL素子の作製工程を示す模式図である。

符号の説明

[0029] 101 ガラス基板

102 ITO

103 隔壁

104 正孔注入層

105 発光層

106 陰極

発明を実施するための最良の形態

[0030] フルカラーの有機エレクト口ルミネッセンス表示装置（以下、有機 EL表示装置とも ヽ う）や白色照明装置を、有機 EL素子を利用して作製するには、発色材料として青、 緑、赤の 3原色を揃えることが有用である。その中で、低い電圧で駆動させるために は、 3原色の発光全てが低い電圧で高輝度に発光する必要がある。りん光発光材料 は、外部量子効率が高ぐ高効率であるが、青色発光素子では駆動電圧が高くなる という課題があった。蛍光発光材料の中でも、 π共役系高分子を利用した有機 EL素 子は、外部量子効率はりん光発光材料に及ばないが、比較的低電圧で駆動できる ため消費電力を抑えることができる。

[0031] そのため、白色発光時に消費電力が少なぐ高輝度で発光させるためには、青色 発光材料に π共役系高分子、緑色、赤色にりん光発光材料を組み合わせるのが最 も効率的である。

[0032] 本発明者は鋭意研究の結果、青色、緑色及び赤色の発光材料を発光層に含有す る有機エレクト口ルミネッセンス表示装置において、青色発光材料に _π共役系高分子 を用い、緑色及び赤色の発光材料にりん光性化合物を用いることにより、消費電力 が低ぐ発光輝度が高ぐ製造が容易な有機エレクト口ルミネッセンス表示装置が得ら れることを見出した。

[0033] 青色発光の共役系高分子は、発光材料としての機能のみならず、緑色発光、赤色 発光に使用するりん光発光材料のホストイ匕合物としても利用可能であるため、りん光 発光性の緑色発光材料、赤色発光材料を、青色発光する π共役系高分子に分散し て塗布することにより容易に白色発光素子を作製することが可能である。

[0034] また、有機エレクト口ルミネッセンス照明装置（以下、有機 EL照明装置ともいう）につ いても同様である。

[0035] 以下、本発明につ 、て説明する。

[0036] 本発明の有機 EL表示装置、有機 EL照明装置に用いられる有機 EL素子の構成層 について詳細に説明する。

[0037] 本発明の有機 EL表示装置、有機 EL照明装置は、一対の陽極及び陰極に挟持さ れる少なくとも 1種の有機発光層を有する有機 EL素子から構成される。それぞれの 有機 EL素子は単独で白色光を発光する構成であっても、複数種の素子、例えば赤 色発光素子、青色発光素子、緑色発光素子を並べることにより白色あるいはフルカラ 一の表示装置、照明装置を構成するものであってもよい。ここで、本発明において、 有機 EL素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定さ れない。

(1)陽極 Ζ発光層 Ζ電子輸送層 Ζ陰極

(2)陽極 Ζ正孔輸送層 Ζ発光層 Ζ電子輸送層 Ζ陰極

(3)陽極 Ζ正孔輸送層 Ζ発光層 Ζ正孔阻止層 Ζ電子輸送層 Ζ陰極

(4)陽極 Ζ正孔輸送層 Ζ発光層 Ζ正孔阻止層 Ζ電子輸送層 Ζ陰極バッファ一層 Ζ 陰極

(5)陽極 Ζ陽極バッファ一層 Ζ正孔輸送層 Ζ発光層 Ζ正孔阻止層 Ζ電子輸送層 Ζ 陰極バッファ一層 Ζ陰極

本発明においては、発光層において、青色は π共役系高分子からの発光を利用 するものであり、緑色、赤色はりん光発光性ィ匕合物力 の発光を利用するものである

[0038] 《陽極》

有機 EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい (4eV以上)金属、合金、電 気伝導性化合物及び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、 Cul、インジウムチンォキシド (ITO ) , SnO、 ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、 IDIXO (In O— ZnO)等

2 2 3 非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもょ ヽ。陽極はこれらの電極物質を 蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィ一法で所望 の形状のパターンを形成してもよぐあるいはパターン精度をあまり必要としない場合 は（100 μ m以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマ スクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過 率を 10%より大きくすることが望ましぐまた陽極としてのシート抵抗は数百 Ω Zロ以 下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよる力 通常 10〜： L000nm、好ましくは 10〜2 OOnmの範囲で選ばれる。

[0039] 《陰極》

一方、陰極としては、仕事関数の小さい (4eV以下)金属 (電子注入性金属と称する )、合金、電気伝導性化合物及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、ナトリウム一カリウム合金、マグネ シゥム、リチウム、マグネシウム Z銅混合物、マグネシウム Z銀混合物、マグネシウム Zアルミニウム混合物、マグネシウム Zインジウム混合物、アルミニウム Z酸ィ匕アルミ -ゥム (Al O )混合物、インジウム、リチウム Zアルミニウム混合物、希土類金属等が

2 3

挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸ィ匕等に対する耐久性の点から、電子 注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物 、例えば、マグネシウム Z銀混合物、マグネシウム Zアルミニウム混合物、マグネシゥ ム Zインジウム混合物、アルミニウム Z酸ィ匕アルミニウム (Ai o )混合物、リチウム

2 3 Z アルミニウム混合物、また、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質の 薄膜を蒸着やスパッタリング等の方法により形成させることにより、作製することができ る。また、陰極としてのシート抵抗は数百 Ω Ζ口以下が好ましぐ膜厚は通常 lOnm 〜5 μ m、好ましくは 50〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光した光を透過させる ため、有機 EL素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれ ば発光輝度が向上し好都合である。

[0040] また、陰極に上記金属を l〜20nmの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた 導電性透明材料をその上に作製することで、透明または半透明の陰極を作製するこ とができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製する ことができる。

[0041] 次に、本発明の有機 EL素子の構成層として用いられる、注入層、阻止層、電子輸 送層等について説明する。

[0042] 《注入層：電子注入層、正孔注入層》

注入層は必要に応じて設けられ、電子注入層と正孔注入層があり、上記のごとく陽 極と発光層または正孔輸送層の間、また陰極と発光層または電子輸送層との間に存 在させてもよい。

[0043] 注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる 層のことで、「有機 EL素子とその工業化最前線（ 1998年 11月 30日ェヌ'ティー ·ェ ス社発行)」の第 2編第 2章「電極材料」（123〜166頁）に詳細に記載されており、正 孔注入層（陽極バッファ一層）と電子注入層（陰極バッファ一層）とがある。

[0044] 陽極バッファ一層（正孔注入層）は、特開平 9 45479号公報、同 9 260062号 公報、同 8— 288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フ タロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファ一層、酸ィ匕バナジウムに代表される 酸化物バッファ一層、アモルファスカーボンバッファ一層、ポリア-リン（ェメラルディ ン)やポリチォフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファ一層等が挙げられる

[0045] 陰極バッファ一層（電子注入層）は、特開平 6— 325871号公報、同 9 17574号 公報、同 10— 74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロン チウムゃアルミニウム等に代表される金属バッファ一層、フッ化リチウムに代表される アルカリ金属化合物バッファ一層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金 属化合物バッファ一層、酸ィヒアルミニウムに代表される酸ィヒ物バッファ一層等が挙げ られる。上記バッファ一層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましぐ素材にもよる がその膜厚は 0. lnm〜5 mの範囲が好ましい。

[0046] 《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》

阻止層は、上記のごとぐ有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設け られるものである。例えば、特開平 11 204258号公報、同 11 204359号公報、 及び「有機 EL素子とその工業化最前線（ 1998年 11月 30日ェヌ'ティー ·エス社発 行)」の 237頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック)層がある。

[0047] 正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層であり、電子を輸送する機能を有しつつ 正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔 を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。

[0048] 本発明の有機 EL素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられている。

[0049] 本発明では、正孔阻止層の正孔阻止材料として前述した本発明に係る化合物を含 有させることが好ましい。これにより、より一層発光効率の高い有機 EL素子とすること ができる。さらにより一層長寿命化させることができる。

[0050] 一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層であり、正孔を輸送する機能を有 しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料力 なり、正孔を輸送しつつ電子を阻 止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。

[0051] 《発光層》

本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層カゝら注入されてくる 電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であつ ても発光層と隣接層との界面であってもよ 、。

[0052] 本発明において青色発光層には π共役系高分子が含有され、 π共役高分子から の青色発光を利用する。また、緑色及び赤色発光はりん光性化合物からの発光を利 用する。それぞれの発光材料は、各々個別の発光素子として形成されていてもよぐ また一つの発光素子内に 3つの色の発光材料が包含されていてもよい。一つの発光 素子内に 3色の発光材料が包含される形態としては、青色発光層、緑色発光層、赤 色発光層が積層されて 、る形態、あるいは一つの発光層内に各々の発光材料を青 色、緑色、赤色の発光強度を適度に調整した形で混在させる形態のいずれでも構わ なレ、。

[0053] 本発明において、青色発光材料としては π共役系高分子を利用するが、 π共役系 高分子の具体例としては以下のものが挙げられる。

[0054] [化 1]

PF- PF-2

[0055] これらの化合物は市販されており、容易に入手することができる。

[0056] (ホストイ匕合物）

ここで、本発明においてホストイ匕合物とは、発光層に含有される化合物のうちで、そ の層中での質量比が 20%以上であり、かつ室温（25°C)においてりん光発光のりん 光量子収率が、 0. 01未満の化合物と定義される。

[0057] さらに公知のホストイ匕合物を複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種 用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機 EL素子を高効率化す ることができる。また、りん光性ィ匕合物を複数種用いることで、異なる発光を混ぜること が可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。りん光性化合物の種類、 ドープ量を調整することで白色発光が可能であり、照明、バックライトへの応用もでき る。

[0058] これらの公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ 発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高 Tg (ガラス転移温度)である化合物が好ま 、。

[0059] 公知のホストイ匕合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙 げられる。

[0060] 特開 2001— 257076号公報、同 2002— 308855号公報、同 2001— 313179号 公報、同 2002— 319491号公報、同 2001— 357977号公報、同 2002— 334786 号公報、同 2002— 8860号公報、同 2002— 334787号公報、同 2002— 15871号 公報、同 2002— 334788号公報、同 2002— 43056号公報、同 2002— 334789 号公報、同 2002— 75645号公報、同 2002— 338579号公報、同 2002— 10544 5号公報、同 2002— 343568号公報、同 2002— 141173号公報、同 2002— 352 957号公報、同 2002— 203683号公報、同 2002— 363227号公報、同 2002— 2 31453号公報、同 2003— 3165号公報、同 2002— 234888号公報、同 2003— 2 7048号公報、同 2002— 255934号公報、同 2002— 260861号公報、同 2002— 280183号公報、同 2002— 299060号公報、同 2002— 302516号公報、同 2002 — 305083号公報、同 2002— 305084号公報、同 2002— 308837号公報等。

[0061] なお、本発明において青色発光材料として π共役高分子を使用するが、青色 π共 役系高分子をりん光発光材料のホストイ匕合物としても使用できる。特に単独の有機 Ε L素子で白色光を出そうとする場合は、 π共役系高分子が青色の発光材料、緑色及 び赤色のりん光発光材料のホストを兼ねて利用することができるため、有機 EL素子 作製が簡便となり好ましい。

[0062] (りん光性化合物）

発光層に使用される材料 (以下、発光材料という）としては、上記のホスト化合物を 含有すると同時に、りん光性ィ匕合物を含有することが好ましい。これにより、より発光 効率の高!、有機 EL素子とすることができる。

[0063] 本発明に係るりん光性ィ匕合物は、励起三重項力もの発光が観測される化合物であ り、室温（25°C)にてりん光発光する化合物であり、りん光量子収率が、 25°Cにおい て 0. 01以上の化合物である。りん光量子収率は好ましくは 0. 1以上である。上記り ん光量子収率は、第 4版実験化学講座 7の分光 IIの 398頁（1992年版、丸善）に記 載の方法により測定できる。溶液中でのりん光量子収率は種々の溶媒を用いて測定 できるが、本発明に用いられるりん光性ィ匕合物は、任意の溶媒のいずれかにおいて 上記りん光量子収率が達成されればょ ヽ。

[0064] りん光性ィ匕合物の発光は原理としては 2種挙げられ、一つはキャリアが輸送される ホストイ匕合物上でキャリアの再結合が起こってホストイ匕合物の励起状態が生成し、こ のエネルギーをりん光性ィ匕合物に移動させることでりん光性ィ匕合物からの発光を得る というエネルギー移動型、もう一つはりん光性ィ匕合物がキャリアトラップとなり、りん光 性ィ匕合物上でキャリアの再結合が起こりりん光性ィ匕合物からの発光が得られるという キャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、りん光性ィ匕合物の励起状態 のエネルギーはホストイ匕合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。

[0065] りん光性ィ匕合物は、有機 EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜 選択して用いることができる。

[0066] 本発明で用いられるりん光性ィ匕合物としては、好ましくは元素の周期表で 8〜10族 の金属を含有する錯体系化合物であり、さらに好ましくはイリジウム化合物、ォスミゥ ム化合物、または白金化合物（白金錯体系化合物）、希土類錯体であり、中でも最も 好まし 、のはイリジウム化合物である。

[0067] 以下に、緑色、赤色の発光材料として本発明に用いられるりん光性化合物の具体 例を示すが、本発明はこれらに限定されない。これらの化合物は、例えば、 Inorg. C hem. 40卷、 1704〜 1711に記載の方法等により合成できる。

[化 2]

[0069] りん光発光を効率よく行うために、ホストイ匕合物と併用することが好ましい。

[0070] 本発明に使用するりん光性ィ匕合物は、発光効率の観点力 分子量は大きすぎない ことが好まし 、。分子量は 1500以下が好ましく用いられる。

[0071] 本発明の有機 EL素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハ ンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、 1985)の 108頁の図 4. 16におい て、分光放射輝度計 CS - 1000 (コ-力ミノルタセンシング社製)で測定した結果を C IE色度座標に当てはめたときの色で決定される。

[0072] 本発明でいうところの白色素子とは、 2° 視野角正面輝度を上記方法により測定し た際に、 lOOOCdZm²での CIE1931表色系における色度が X=0. 33±0. 07、 Y =0. 33±0. 07の領域内にあることを!ヽぅ。

[0073] 発光層は上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、 LB法、ィ ンクジェット法等の公知の薄膜ィ匕法により成膜して形成することができる。

[0074] 発光層の積層順としては、特に制限はなぐまた各発光層間に非発光性の中間層 を有していてもよい。本発明において発光層を積層する際、青色発光する π共役系 高分子をホストとして、緑色、赤色のりん光発光材料を青色発光する π共役系高分 子にドープする形態では、りん光発光材料がドープされていない π共役系高分子の 青色発光層が赤色発光層及び緑色発光層の中間に形成されて!、る形態が、製造上 、界面の状態に気遣う必要が少なくなるため好ましい形態である。

[0075] 発光層の膜厚の総和は特に制限はないが、通常 2ηη！〜 5 μ m、好ましくは 2〜200 nmの範囲で選ばれる。本発明においては、さらに 10〜20nmの範囲にあるのが好 ましい。薄すぎると膜の均質性が得られにくい。またこれより厚いと発光を得るのに高 電圧を要するため好ましくない。膜厚を 20nm以下にすると電圧の面のみならず、駆 動電流に対する発光色の安定性が向上する効果があり好ましい。

[0076] 個々の発光層の膜厚は、好ましくは 2〜100nmの範囲で選ばれ、 2〜20nmの範 囲にあるのがさらに好ましい。青、緑、赤の各発光層の膜厚の関係については、特に 制限はないが、 3発光層中、青発光層（複数層ある場合はその総和）が最も厚いこと が好ましい。

[0077] 《正孔輸送層》

正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料力 なり、広い意味で 正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数 層設けることができる。

[0078] 正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性の!/、ずれかを有す るものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリァゾール誘導体 、ォキサジァゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ビラ ゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フ -レンジァミン誘導体、ァリールァミン誘導 体、ァミノ置換カルコン誘導体、ォキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、 フルォレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、ァニリ ン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチォフェンオリゴマー等が挙げら れる。

[0079] 正孔輸送材料としては上記のものを使用することができる力 ボルフイリンィ匕合物、 芳香族第三級ァミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミンィ匕 合物を用いることが好まし 、。

[0080] 芳香族第三級アミンィ匕合物及びスチリルアミンィ匕合物の代表例としては、 N, N, N ' , N' —テトラフエニル一 4, 4' —ジァミノフエ-ル； N, N' —ジフエ-ル一 N, N ' —ビス（3—メチルフエ-ル）一〔1, 1' —ビフエ-ル〕一 4, 4' —ジァミン（TPD) ; 2, 2 ビス（4 ジ一 p トリルァミノフエ-ル）プロパン； 1, 1—ビス（4 ジ一 p トリ ルァミノフエ-ル）シクロへキサン； N, N, N' , N' —テトラ一 p トリル一 4, 4' - ジアミノビフエ-ル； 1 , 1 ビス（4 ジ一 p トリルァミノフエ-ル） 4 フエ-ルシク 口へキサン；ビス（4 -ジメチルァミノ 2 メチルフエ-ル）フエニルメタン；ビス（4 -ジ —p トリルァミノフエ-ル）フエ-ルメタン； N, N' —ジフエ-ル一 N, N' —ジ（4— メトキシフエ-ル） 4, 4' ージアミノビフエニル； N, N, N' , N' —テトラフエ-ル —4, 4' ージアミノジフエ-ルエーテル； 4, 4' ビス（ジフエ-ルァミノ）クオ一ドリフ ェ -ル； N, N, N トリ（p トリル）ァミン； 4— (ジ— p トリルァミノ）— 4' —〔4— (ジ —p トリルァミノ）スチリル〕スチルベン； 4— N, N ジフエ-ルァミノ—（2 ジフエ- ルビ-ル）ベンゼン； 3—メトキシ一 4' — N, N ジフエニルアミノスチルベンゼン； N フエ-ルカルバゾール、さらには米国特許第 5, 061, 569号明細書に記載されて いる 2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、 4, 4' ビス〔N—（1ーナ フチル） N フエ-ルァミノ〕ビフヱ-ル（NPD)、特開平 4 308688号公報に記 載されているトリフエ-ルァミンユニットが 3つスターバースト型に連結された 4, 4' ,

A" —トリス〔?^— (3—メチルフエ-ル） N フエ-ルァミノ〕トリフエ-ルァミン（MTD

ATA)等が挙げられる。

[0081] さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖 とした高分子材料を用いることもできる。また、 p型— Si、 p型— SiC等の無機化合物 も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。

[0082] また、特開平 11— 251067号公報、 J. Huang et. al. ,著文献 (Applied Physi cs Letters 80 (2002) , p. 139)に記載されているようないわゆる p型正孔輸送材 料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることか ら、これらの材料を用いることが好ましい。

[0083] 正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャス ト法、インクジェット法を含む印刷法、 LB法等の公知の方法により、薄膜ィ匕することに より形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は

5nm〜5 μ m程度、好ましくは 5〜200nmである。この正孔輸送層は上記材料の 1 種または 2種以上力もなる一層構造であってもよ 、。

[0084] また、不純物をドープした p性の高 、正孔輸送層を用いることもできる。その例とし ては、特開平 4— 297076号公報、特開 2000— 196140号公報、同 2001— 1021

75号公報、 J. Appl. Phys. , 95, 5773 (2004)等に記載されたもの力 S挙げ、られる。

[0085] 本発明においては、このような p性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電 力の有機 EL素子を作製することができるため好ましい。

[0086] 《電子輸送層》

電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料力 なり、広い意味で電子注入 層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けるこ とがでさる。

[0087] 従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣 接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料 (正孔阻止材料を兼ねる）としては、陰 極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよぐその材料として は従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、 -ト 口置換フルオレン誘導体、ジフヱ-ルキノン誘導体、チォピランジオキシド誘導体、力 ルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導 体、ォキサジァゾール誘導体等が挙げられる。さらに、上記ォキサジァゾール誘導体 にお 、て、ォキサジァゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘 導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、 電子輸送材料として用いることができる。さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、 またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。

[0088] また、 8 キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（8 キノリノール)アルミ- ゥム（Alq)、トリス（5, 7—ジクロロ一 8—キノリノール）アルミニウム、トリス（5, 7—ジブ ロモ一 8 キノリノール）アルミニウム、トリス（2 メチル 8 -キノリノール）アルミ-ゥ ム、トリス（5—メチル 8—キノリノール）アルミニウム、ビス（8—キノリノール）亜鉛（Zn q)等、及びこれらの金属錯体の中心金属が In、 Mg、 Cu、 Ca、 Sn、 Gaまたは Pbに 置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフ リーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基ゃスルホン酸基 等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発 光層の材料として例示したジスチリルビラジン誘導体も、電子輸送材料として用いる ことができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、 n型— Si、 n型— SiC等の無機半 導体も電子輸送材料として用いることができる。

[0089] 電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャス ト法、インクジェット法を含む印刷法、 LB法等の公知の方法により、薄膜ィ匕することに より形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は 5nm〜5 μ m程度、好ましくは 5〜200nmである。電子輸送層は上記材料の 1種ま たは 2種以上力もなる一層構造であってもよ 、。

[0090] また、不純物をドープした n性の高 、電子輸送層を用いることもできる。その例とし ては、特開平 4 297076号公報、特開平 10— 270172号公報、特開 2000— 196 140号公報、同 2001— 102175号公報、 Appl. Phys. , 95, 5773 (2004)等に 記載されたものが挙げられる。

[0091] 本発明においては、このような η性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電 力の素子を作成することができるため好ましい。

[0092] 《基体》

本発明の有機 EL素子は、基体上に形成されているのが好ましい。

[0093] 本発明の有機 EL素子に用いることのできる基体 (以下、基板、基材、支持体等とも いう）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなぐまた、透明のもの であれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板としては、例えば、ガラス、石英 、光透過性榭脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基体は、有機 EL素子に フレキシブル性を与えることが可能な榭脂フィルムである。

[0094] 榭脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（PET)、ポリエチレンナ フタレート（PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セル口 ースジアセテート、セノレローストリアセテート、セノレロースアセテートブチレート、セノレ口 ースアセテートプロピオネート（CAP)、セルロースアセテートフタレート（TAC)、セル ロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩ィ匕ビユリ デン、ポリビュルアルコール、ポリエチレンビュルアルコール、シンジォタクティックポ リスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン榭脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケ トン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（PES)、ポリフエ-レンスルフイド、ポリスルホン 類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素榭脂、ナイロン、ポ リメチルメタタリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン (商品名 JSR社製） あるいはアベル (商品名三井化学社製) 、つたシクロォレフイン系榭脂等を挙げら れる。榭脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリツ ド被膜が形成されていてもよぐ水蒸気透過度が 0. 01g/m²'day'_atm以下のバリ ァ性フィルムであることが好ましぐさらには、酸素透過度 10—³gZm²Zday以下、水 蒸気透過度 10— ⁵g/m²/day以下の高ノ リア性フィルムであることが好ましい。

[0095] 該ノ リア膜を形成する材料としては、水分や酸素等、素子の劣化をもたらすものの 浸入を抑制する機能を有する材料であればよぐ例えば、酸化珪素、二酸化珪素、 窒化珪素等を用いることができる。さらに該膜の脆弱性を改良するためにこれら無機 層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層 の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ま しい。

[0096] 該バリア膜の形成方法については、特に限定はなぐ例えば真空蒸着法、スパッタ リング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法 、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマ CVD 法、レーザー CVD法、熱 CVD法、コーティング法等を用いることができる力 特開 20 04— 68143号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に 好ましい。

[0097] 不透明な支持基板としては、例えばアルミ、ステンレス等の金属板フィルムゃ不透 明榭脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。

[0098] 本発明の有機 EL素子の発光の室温における外部取り出し効率は 1%以上であるこ と力 子ましく、より好ましくは 5%以上である。ここに、外部取り出し量子効率（％) =有 機 EL素子外部に発光した光子数 Z有機 EL素子に流した電子数 X 100である。

[0099] また、カラーフィルタ一等の色相改良フィルタ一等を併用しても、有機 EL素子から の発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよ ヽ。色 変換フィルターを用いる場合においては、有機 EL素子の発光の λ maxは 480nm以 下が好ましい。

[0100] 《封止》

本発明に用いられる有機 EL素子の封止手段としては、例えば封止部材と、電極、 支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。

[0101] 封止部材としては、有機 EL素子の表示領域を覆うように配置されておればよぐ凹 板状でも、平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に問わない。

[0102] 具体的には、ガラス板、ポリマー板フィルム、金属板フィルム等が挙げられる。ガラス 板としては、特にソーダ石灰ガラス、ノ リウム 'ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、ァ ルミノケィ酸ガラス、ホウケィ酸ガラス、ノ リウムホウケィ酸ガラス、石英等を挙げること ができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタ レート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板とし ては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン 、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタル力もなる群力も選ばれる一種以上 の金属または合金力もなるものが挙げられる。本発明においては、素子を薄膜化でき るということ力 ポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。さら には、ポリマーフィルムは、酸素透過度 10—³g/m²/day以下、水蒸気透過度 10—⁵g Zm²Zday以下のものであることが好まし!/、。

[0103] 封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使 われる。

[0104] 接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応 性ビュル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、 2 シァノアクリル酸エステル等 の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学 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、ポリオレフインを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型 エポキシ榭脂接着剤を挙げることができる。

[0105] 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、室温力 80°Cまでに 接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいても よい。封止部分への接着剤の塗布は、市販のディ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!/、。

[0106] また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に、該電極と有機層を被 覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適に できる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたら すものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよぐ例えば、酸化珪素、二酸 化珪素、窒化珪素等を用いることができる。さらに該膜の脆弱性を改良するためにこ れら無機層と有機材料カゝらなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜 の形成方法については、特に限定はなぐ例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反 応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレ 一ティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマ CVD法、レーザー CVD法、熱 CVD法、コーティング法等を用いることができる。

[0107] 封止部材と有機 EL素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、ァ ルゴン等の不活性気体や、フッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注 入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性ィ匕合 物を封人することもできる。

[0108] 吸湿性ィ匕合物としては、例えば金属酸化物（例えば、酸ィ匕ナトリウム、酸ィ匕カリウム、 酸ィ匕カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸ィ匕アルミニウム等）、硫酸塩 (例 えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハ ロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タン タル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等）、過塩素 酸類 (例えば過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等)等があげられ、硫酸塩、 金属ハロゲンィ匕物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。

[0109] 《保護膜、保護板》

有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜あるいは前記封止用フィルムの 外側に、有機 EL素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設け てもよい。特に、封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度 は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに 使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー 板フィルム、金属板フィルム等を用いることができる力 軽量かつ薄膜ィ匕ということから ポリマーフィルムを用いることが好まし 、。

[0110] 《光取出し》

有機 EL素子は、空気よりも屈折率の高い (屈折率が 1. 7〜2. 1程度)層の内部で 発光し、発光層で発生した光のうち 15〜20%程度の光しか取り出せないことが一般 的に言われている。これは、臨界角以上の角度 Θで界面 (透明基板と空気との界面） に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電 極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光 層を導波し、結果として、光が素子側面方向に逃げるためである。

[0111] この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸 を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法 (米国特許第 4, 774, 435)、 基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法 (特開昭 63— 314795号） 、有機 EL素子の側面等に反射面を形成する方法 (特開平 1— 220394号)、基板と 発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（ 特開昭 62— 172691号)、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を 導入する方法 (特開 2001— 202827号)、基板、透明電極層や発光層のいずれか の層間 (含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法 (特開平 11— 283751)等 がある。

[0112] 本発明においては、これらの方法を本発明の有機 EL素子と組み合わせて用いるこ とができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方 法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間 (含む、基板と外界間） に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。

[0113] 本発明は、これらの手段を組み合わせることにより、さらに高輝度あるいは耐久性に 優れた有機 EL素子を得ることができる。

[0114] 透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成する と、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど、外部への取り出し効率が 高くなる。低屈折率層としては、例えば、エア口ゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシゥ ム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に 1. 5〜1. 7程度 であるので、低屈折率層は、屈折率がおよそ 1. 5以下であることが好ましい。またさら に 1. 35以下であることが好ましい。

[0115] また、低屈折率媒質の厚みは、媒質中の波長の 2倍以上となるのが望ましい。これ は、低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電 磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。

[0116] 全反射を起こす界面もしくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光 取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は、回折格子が 1次の回 折や、 2次の回折といったいわゆるブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特 定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち、層間 での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間もしくは、媒質中（ 透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取 り出そうとするものである。

[0117] 導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは 、発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周 期的な屈折率分布を持っている一般的な 1次元回折格子では、特定の方向に進む 光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。しかしながら、屈折率分 布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り 出し効率が上がる。

[0118] 回折格子を導入する位置としては前述のとおり、いずれかの層間もしくは、媒質中（ 透明基板内や透明電極内）でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍 が望ましい。このとき、回折格子の周期は、媒質中の光の波長の約 1Z2〜3倍程度 が好ましい。回折格子の配列は、正方形のラチス状、三角形のラチス状、ノ、ユカムラ チス状等、 2次元的に配列が繰り返されることが好ましい。

[0119] 《集光シートパーツ》

本発明の有機 EL表示装置は、基板の光取出し側に、例えばマイクロレンズアレイ 上の構造を設けるように加工したり、あるいは、所謂集光シートと組み合わせることに より、特定方向、例えば素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向 上の輝度を高めることができる。

[0120] マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が 30 μ mでその頂 角が 90度となるような四角錐を 2次元に配列する。一辺は 10〜： LOO mが好ましい。 これより小さくなると回折の効果が発生して色付ぐ大きすぎると厚みが厚くなり好まし くない。

[0121] 集光シートとしては、例えば液晶表示装置の LEDバックライトで実用化されているも のを用いることが可能である。このようなシートとして例えば、住友スリーェム社製輝度 上昇フィルム (BEF)等を用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば 基材に頂角 90度、ピッチ 50 111の 状のストライプが形成されたものであってもよい し、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状で あってもよい。

[0122] また、発光素子からの光放射角を制御するために光拡散板フィルムを、集光シート と併用してもよい。例えば、（株)きもと製拡散フィルム (ライトアップ)等を用いることが できる。 [0123] 《有機 EL素子の作製方法》

本発明の有機 EL素子の作製方法の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層 Z発光層 Z電子輸送層 Z電子注入層 Z陰極からなる有機 EL素子の作製法につい て説明する。

[0124] まず適当な基体上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質力 なる薄膜を 1 μ m 以下、好ましくは 10〜200nmの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法に より形成させ、陽極を作製する。次に、この上に有機 EL素子材料である正孔注入層 、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層の有機化合物薄膜 を形成させる。

[0125] この有機化合物薄膜の薄膜ィ匕の方法としては、前記の如く蒸着法、塗布法 (スピン コート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法)等があるが、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、スピンコート法、インクジ エツト法、印刷法が特に好ましい。中でも生産性の観点から塗布法が好ましい。さらに 層ごとに異なる成膜法を適用してもよい。成膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着 条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度 50〜450°C 、真空度 10— ⁶〜： LO— ²Pa、蒸着速度 0. 01〜50nm/秒、基板温度— 50〜300°C、膜 厚 0. lnm〜5 μ m、好ましくは 5〜200nmの範囲で適宜選ぶことが望ましい。

[0126] これらの層を形成後、その上に陰極用物質力もなる薄膜を、 1 μ m以下好ましくは 5 0〜200nmの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法によ り形成させ、陰極を設けることにより所望の有機 EL素子が得られる。この有機 EL素 子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ま しいが、途中で取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不 活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。

[0127] また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、 正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた多色の 表示装置に、直流電圧を印加する場合には、陽極を +、陰極を一の極性として電圧 2〜40V程度を印加すると、発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。な お、印加する交流の波形は任意でよい。 [0128] 《用途》

本発明の有機 EL表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として 用いることができる。発光光源として、例えば、家庭用照明、車内照明、時計や液晶 用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、 光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものでは ないが、特に液晶表示装置のノ ックライト、照明用光源としての用途に有効に用いる ことができる。

[0129] 本発明に係わる有機 EL表示装置においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクや インクジェットプリンティング法等でパター-ングを施してもよ 、。パターユングする場 合は、電極のみをパターユングしてもいいし、電極と発光層をパターユングしてもいい し、素子全層をパターユングしてもいい。

実施例

[0130] 以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。なお、 特に断りがない限り、実施例中の「％」は「質量％」を表す。

[0131] 実施例 1

《有機 EL素子 1の作製》

陽極として 100mm X 100mm X I. 1mmのガラス基板上に、 ITO (インジウムチン ォキシド)を lOOnm成膜した基板 (NHテクノグラス社製 NA45)にパターユングを行 つた後、この ITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音 波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、 UVオゾン洗浄を 5分間行なった。この透明支持 基板上にポリ（3, 4—エチレンジォキシチォフェン） ポリスチレンスルホネート（PED OT/PSSゝ Bayer社製、 Baytron P Al 4083)を純水で 70%に希釈した溶液を 3000rpm、 30秒でスピンコート法により成膜した後、 200°Cにて 1時間乾燥し、 30η mの正孔輸送層を設けた。この正孔輸送層上に π共役高分子 PF— 8 30mgとりん 光発光ドーパント Ir— 1 1. 8mgとを 1, 2 ジクロロェタン lmlに溶解させ、 1500rp m、 5秒の条件下、スピンコートし (膜厚約 50nmに調整)、 60度で 1時間真空乾燥さ せて緑色発光層を作製した後、 PF— 8 30mgのみを 1, 2 ジクロロェタン lml〖こ溶 解させた液を同条件下でスピンコート (膜厚約 50nmに調整）、 60度で 1時間真空乾 燥させて青色発光層を作製した後、 PF— 8 30mgと Ir—9 3mgとを 1, 2 ジクロ口 ェタン lmlに溶解させた液を同条件下でスピンコート (膜厚約 50nmに調整）、 60度 で 1時間真空乾燥させ赤色発光層を作製し、三色積層発光層とした。

[0132] これを真空蒸着装置に取付け、次 、で、真空槽を 4 X 10— ⁴Paまで減圧し、電子輸 送層として Alqを 30nm、陰極バッファ一層としてフッ化リチウム 0. 5nm及び陰極と

3

してアルミニウム l lOnmを蒸着して陰極を形成した。最後にガラス封止をし、有機 E L素子 1を作製した。

[0133] 《有機 EL素子 2の作製》

有機 EL素子 1の作製において、青色発光層に PF— 8 30mgとりん光発光性ドー パント FIrpic 1. 2mgとを 1, 2—ジクロロェタン lmlに溶解させた液を同様の条件で スピンコートした以外は、同様にして有機 EL素子 2を作製した。

[0134] 《有機 EL素子 3の作製》

有機 EL素子 2の作製にぉ 、て、りん光発光性ドーパントを蛍光発光性ドーパントに 、即ち、 Ir— 1をクマリン 6 (Aldrich. Chem. Co.製）に、 FIrpicを TPBに、また、 Ir 9を DCM— 2に代えた以外は同様にして、有機 EL素子 3を作製した。

[0135] 《有機 EL素子 4の作製》

陽極として 100mm X 100mm X I. 1mmのガラス基板上に ITO (インジウムチンォ キシド)を lOOnm成膜した基板 (ΝΗテクノグラス社製 ΝΑ45)にパターユングを行つ た後、この ITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波 洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、 UVオゾン洗浄を 5分間、行なった。この透明支持 基板上にポリ（3, 4—エチレンジォキシチォフェン） ポリスチレンスルホネート（PED OT/PSSゝ Bayer社製、 Baytron P Al 4083)を純水で 70%に希釈した溶液を 3000rpm、 30秒でスピンコート法により成膜した後、 200°Cにて 1時間乾燥し、 30η mの正孔輸送層を設けた。この正孔輸送層上に π共役高分子 PF— 8 30mgとりん 光発光ドーパント Ir—l 0. 9mg及び Ir—9 0. 2mgとを 1, 2 ジクロロェタン lmlに 溶解させ、 1000rpm、 5秒の条件下、スピンコートし (膜厚約 lOOnmに調整）、 60度 で 1時間真空乾燥させて発光層とした。

[0136] これを真空蒸着装置に取付け、次 、で、真空槽を 4 X 10— ⁴Paまで減圧し、電子輸 送層として Alqを 30nm、陰極バッファ一層としてフッ化リチウム 0. 5nm及び陰極と

3

してアルミニウム l lOnmを蒸着して陰極を形成した。最後にガラス封止をし、有機 E L素子 4を作製した。

[0137] [化 3]

[0138] 《有機 EL素子 1〜4の評価》

得られた有機 EL素子 1〜4について下記の評価を行つた。

[0139] 《外部取りだし量子効率》

作製した有機 EL素子について、 23°C、乾燥窒素ガス雰囲気下で 2. 5mA/cm² の一定電流を印加した時の外部取り出し量子効率（％)を測定した。なお、測定には 分光放射輝度計 CS - 1000 (コ-力ミノルタ製)を用いた。

[0140] 《駆動電圧》

温度 23°C、乾燥窒素ガス雰囲気下で発光開始の電圧を測定した。なお、発光開 始の電圧は、輝度 50cd/m²以上となったときの電圧値を測定した。輝度の測定に は、同様に分光放射輝度計 CS - 1000 (コ-力ミノルタ製)を用いた。

[0141] 有機 EL素子 1〜4の外部取り出し量子効率及び駆動電圧の評価の結果を、有機 E L素子 1を 100とした相対値で表 1に示す。なお、有機 EL素子 1及び有機 EL素子 4 は駆動電圧によらず、ほぼ白色の発光を示した。 [0142] [表 1]

[0143] 表 1より、本発明の有機 EL素子 1及び 4は、外部取りだし量子効率が高ぐ駆動電 圧は低いことが分かる。比較の有機 EL素子 2は外部取りだし量子効率は高いが、駆 動電圧が高い。

[0144] 実施例 2

《有機 ELフルカラー表示装置の作製》

図 1に示すように、陽極としてガラス基板 101上に ITO102を lOOnm成膜した基板 (NHテクノグラス社製 NA45)〖こ 100 μ mのピッチでパターユングを行った後、このガ ラス基板上で ITO透明電極の間に非感光性ポリイミドの隔壁 103 (幅 20 m、厚さ 2 . 0 m)をフォトリソグラフィ一で形成させた。 ITO電極上のポリイミド隔壁の間に下記 組成の正孔注入層組成物を、インクジェットヘッド（エプソン社製、 MJ800C)を用い て吐出注入し、 200°C、 10分間の乾燥処理により膜厚 40nmの正孔注入層 104を作 製した。この正孔注入層上にそれぞれ下記の青色発光組成物、緑色発光組成物、 赤色発光組成物を同様にインクジェットヘッドを使用して吐出注入し、それぞれの発 光層（105B、 105G、 105R)を形成させた。最後に発光層 105を覆うように、陰極 10 6として A1を真空蒸着して有機 EL素子を作製した。

[0145] 作製した有機 EL素子は、それぞれの電極に電圧を印加することにより各々青色、 緑色、赤色の発光を示し、フルカラー表示装置として利用できることが分力つた。

[0146] (正孔注入層組成物）

PEDOTZPSS混合水分散液（1. 0%) 20質量部

水 65質量部

エトキシエタノール 10質量部

グリセリン 5質量部 (青色発光層組成物） PF-1

シクロへキシノレベンゼン イソプロピルビフエニル (緑色発光層組成物） PF-1

Ir-1

シクロへキシノレベンゼン イソプロピルビフエニル (赤色発光層組成物） PF-1

Ir-9

シクロへキシノレベンゼン イソプロピルビフエニル

Claims

請求の範囲

[1] 青色、緑色及び赤色の発光材料を発光層に含有する有機エレクト口ルミネッセンス表 示装置において、青色発光材料に π共役系高分子を用い、緑色及び赤色の発光材 料にりん光性ィ匕合物を用いることを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス表示装置

[2] 青色、緑色、赤色の発光材料が同一の発光層に含有されることを特徴とする請求の 範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。

[3] 青色、緑色、赤色の発光材料が異なる発光層に含有されることを特徴とする請求の 範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。

[4] 緑色、赤色に発光するりん光性化合物の分子量が 1500以下であることを特徴とする 請求の範囲第 1項〜 3項のいずれか 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス表示 装置。

[5] 発光層が塗布により形成されることを特徴とする請求の範囲第 1項〜 4項のいずれか 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。

[6] 青色、緑色及び赤色の発光材料を発光層に含有する有機エレクト口ルミネッセンス照 明装置において、青色発光材料に π共役系高分子を用い、緑色及び赤色の発光材 料にりん光性ィ匕合物を用いることを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス照明装置

[7] 発光層が塗布により形成されることを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の有機エレ タトロルミネッセンス照明装置。