JPH0845667A

JPH0845667A - 電界発光素子およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0845667A
Application number: JP6196055A
Authority: JP
Inventors: Norihiko Kaneko; 紀彦金子; Tetsuya Aisaka; 哲彌逢坂
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1994-07-27
Publication date: 1996-02-16
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: JP3616850B2

Abstract

(57)【要約】【目的】導電性有機化合物を用いた電界発光素子にお
いて、単層としても欠陥の発生率が低く、安定性の高い
発光層を形成する。【構成】電界発光素子は、基本的に透明基板１と、透
明基板１上の透明電極２と、透明電極２上の発光層５
と、発光層５上の背面電極４とからなるものである。そ
して、本発明においては、発光層５を、母材６となる高
分子化合物と、該母材６中に含まれる発光材料（導電性
高分子化合物）７とからなるものとした。また、上記発
光材料７は、重合液中に母材６からなる薄膜を浸漬し
て、重合液を母材の薄膜中に浸透させた状態で電解重合
により生成するものとした。すなわち、母材６中におい
て重合反応を行わせて、母材６中に発光材料７を取り込
むものとした。また、母材６には、必要に応じて蛍光色
素等の発光補助材料８を含ませるものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機薄膜材料を用いた
電荷注入型の電界発光素子およびこの電界発光素子を得
るための製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、表示装置の発光表示部や面光源等
への利用が期待され一部に実施されている電界発光素子
として、エレクトロルミッネセンス素子（ＥＬ素子）が
ある。従来、このようなＥＬ素子としては、特に有機薄
膜材料（導電性高分子化合物）を用いたものとして例え
ば図６に示す素子断面構造のものが知られている。

【０００３】すなわち、ガラス基板等の透明基板１と、
該透明基板１上に形成された透明電極２と、さらに、該
透明電極２上に形成された有機薄膜材料からなる発光層
３と、該発光層３上に形成された背面電極４とからなる
ものである。また、性能向上を図るために前記発光層３
を電荷移送層、電界制御層、実質的発光層（キャリアが
再結合して発光する層）等に機能分離し、発光層３を多
層にしているものもある。

【０００４】そして、前記発光層３としては、例えば、
ポリＮビニルカルバゾール（ＰＶＣz）を用いたものが
知られている。前記ＰＶＣzかなる発光材料単層は、塗
布や蒸着等によって形成することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらの素子の発光層
は、蒸着、塗布、その他の成膜方法等で作成することが
可能であるが、非常に薄く、均質で平滑な膜を形成する
必要があることから、特に単層発光層素子では、欠陥の
無い発光層を作ることが困難であるという欠点があっ
た。また、前記のような膜性（超薄膜、均質、平滑等）
を求められることから、材料、作製条件に大きな制限が
加えられるとうい欠点もあった。

【０００６】さらに、発光の効率の向上、発光色のコン
トロール等の目的の為、別の蛍光色素等の発光補助材料
を膜中に取り込む等の手法を用いる場合もあるが、これ
ら発光補助材料（添加物）の濃度および均一性をコント
ロールすることが困難であり、これらの添加物の性能が
充分に生かされないなどの問題がある。加えて、有機発
光材料には不安定な材料が多く、酸化や再結晶等の問題
で、長い寿命が得られない等の欠点があった。

【０００７】本発明は前記のような実情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、単層でも欠陥
発生が少なく、複数の発光材料および発光補助材料を容
易に混合でき、安定性の高い発光層を持つ電界発光素子
およびその製造方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
電界発光素子は、透明基板と、該透明基板上に形成され
た透明電極と、該透明電極上に設けられた発光層と、該
発光層上に設けられた背面電極とを具備してなり、前記
発光層は、高分子化合物からなる母材と、該母材中に含
まれる導電性高分子化合物との混合層となっていること
を前記課題の解決手段とした。

【０００９】本発明の請求項２記載の電界発光素子は、
前記発光層が、前記透明電極上に層状に形成された母材
と、該層状の母材中に電気化学的に生成された導電性高
分子化合物との混合層となっていることを前記課題の解
決手段とした。

【００１０】本発明の請求項３記載の電界発光素子は、
前記母材層に、蛍光色素等の発光補助材料が含まれてい
ることを前記課題の解決手段とした。

【００１１】本発明の請求項４記載の電界発光素子は、
前記透明基板と前記背面電極とが、互いに略直交するス
トライプ状に形成され、マトリックス電極を構成してい
ることを前記課題の解決手段とした。

【００１２】本発明の請求項５記載の電界発光素子は、
前記発光層が、少なくとも電子移送層または正孔移送層
を有する複数層構造とされ、前記複数層構造の発光層を
形成する少なくとも一つの層が、前記母材と、該母材中
に含まれる導電性高分子化合物との混合層となっている
ことを特徴とする電界発光素子。

【００１３】本発明の請求項６記載の電界発光素子の製
造方法は、少なくとも透明基板と、該透明基板上に設け
られた透明電極と、該透明電極上に設けられた発光層
と、該発光層上に設けられた背面電極とを具備してなる
電界発光素子を製造するためのものであり、前記透明電
極上に発光層を形成するに際し、前記透明電極上に高分
子化合物からなる母材層を形成し、次いで、前記母材層
を導電性高分子化合物の原料の溶液中に浸漬するととも
に前記母材層に前記溶液が浸透した状態で、電気化学的
に母材層中に導電性高分化合物子を形成することにより
前記母材層を発光層とすることを前記課題の解決手段と
した。

【００１４】本発明の請求項７記載の電界発光素子の製
造方法は、前記母材層に、導電性高分子化合物とは別に
蛍光色素等の発光補助材料を分散して取り込ませること
を前記課題の解決手段とした。

【００１５】以下に、本発明の電界発光素子およびその
製造方法を詳しく説明する。図１は、本発明の電界発光
素子の一例を示すものであり、本発明の電界発光素子の
基本的な素子断面を示したものである。その構造は、透
明基板１と、該透明基板１上に形成された透明電極２
と、該透明電極２上に形成された発光層５と、該発光層
５上に形成された背面電極４とを基本構成とするもので
ある。

【００１６】そして、前記透明基板１は、周知のもので
あり、例えば、ガラスや合成樹脂等（フィルム状の合成
樹脂も含む）からなるものである。

【００１７】前記透明電極１は、周知のものであり、例
えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの金属酸化物から
なるものである。前記背面電極４は、周知のものであ
り、例えば、Ｉｎ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｌｉ、Ａｇ等の
金属からなるものである。

【００１８】そして、本発明に係わる発光層５は、高分
子化合物からなる母材６と、該母材６中に分散して含ま
れる電荷移送兼発光材料７と、必要に応じて別途添加さ
れた蛍光色素等の発光補助材料８との混合層として構成
されている。前記母材６は、ニトロブタジエンゴム、ポ
リ塩化ビニル、ポリビニルアルコール等の高分子化合
物、またはそれらを成分として含む複合材料からなるも
のである。また、前記母材６としては、上述のような絶
縁性の高分子化合物や、例えばＰＶＣz等の如く電荷移
送性を有する材料を用いることもできる。

【００１９】ただし、上述のような絶縁性の高分子化合
物であれば、安定性に優れ、絶縁耐圧等も高いという長
所があり、母材６としては、導電性の高分子化合物では
なく絶縁性の高分子化合物を用いることが好ましい。ま
た、前記母材６は、電荷移送兼発光材料７を含むことに
より発光層となるものであり、薄膜化が容易な高分子化
合物であることが好ましく、また、母材６は、後述する
製造方法により電荷移送兼発光材料７や発光補助材料８
を容易に取り込むことができる高分子化合物が好まし
い。

【００２０】前記母材６中に含まれる前記電荷移送兼発
光材料７としては、導電性高分子材料が用いられ、例え
ば、チオフェン、アルキルチオフェンをはじめとするチ
オフェン誘導体のポリマー、ベンゼン、フェニレン、フ
ェニレンビニレン、チエニレンビニレン、アリーレンビ
ニレン、ピロール、フラン、セレン、アニリン、フルオ
レン、カルバゾールおよびその誘導体もしくは前駆体の
ポリマを用いることができ、また、前記ポリマの一種も
しくは複数種を用いることができる。

【００２１】すなわち、本発明においては、高分子化合
物からなる母材６中に高分子化合物からなる電荷移送兼
発光材料７が含まれることになり、従来の単に導電性高
分子化合物（電荷移送兼発光材料）からなる（蛍光色素
やドーパントを含む場合もある）発光層に比較して、電
界発光素子の寿命が安定するとともに、正孔の注入性の
向上を図ることができる。

【００２２】すなわち、安定性の低い導電性高分子化合
物でも、母材６となる高分化合物に覆われた状態とする
ことにより安定性を向上することができ、電界発光素子
の寿命の延長を図ることができるとともに今まで安定性
の問題で使用を断念していた導電性高分子化合物を電界
発光素子の発光層５に用いることができる。

【００２３】また、高分子化合物からなる母材６中に高
分子化合物からなる電荷移送兼発光材料７が含まれる構
成とすることにより、電荷移送兼発光材料７自体が、均
質で平滑な極めて薄い膜を形成することが困難な物質も
しくは、前述のような膜を形成するのに作製条件が極め
て限られてしまうような物質であっても、電荷移送兼発
光材料７を薄膜化する必要がなく、薄膜化が容易な母材
６を薄膜化し、該母材６の薄膜中に電界移送兼発光材料
７を取り込ませるようにすれば良いので、発光層５の製
造を容易なものとすることができるとともに、欠陥の発
生が多い等の理由により薄膜化の段階で使用を断念して
いた導電性高分子なども電界発光素子に利用することが
できる。

【００２４】前記発光補助材料８としては、クマリン
系、ペリレン系、オキサジアゾール系、オキサジン系、
ナフタレン系、キノロン系等の有機蛍光色素およびその
誘導体、その他のイオン系の色素、ある種のオリゴマ、
無機蛍光材料を用いることができる。また、前述の発光
補助材料８は、一種もしくは複数種を用いることができ
る。

【００２５】次に、上述の電界発光素子の製造方法につ
いて説明する。まず、透明基板１および透明基板１上の
透明電極２は周知の方法により製造される。次に、前記
透明基板１の透明電極２が形成された側の面に、発光層
５を形成することになる。

【００２６】そして、発光層５の形成においては、ま
ず、前記母材６からなる薄膜５’（図２に図示）を形成
する。前記母材６による薄膜５’の形成方法としては、
スピンコート、ロールコート、引き上げコード、印刷等
の周知の手法を用いることができる。なお、母材６によ
る薄膜５’の形成に当たっては、透明電極２の一端部が
母材６の薄膜５’から露出するようにする。また、露出
された透明電極２の一端部を以後、電極取り出し部９
（図２に図示）と称する。

【００２７】次に、前記母材６の薄膜５’中に前記電荷
移送兼発光材料７を生成して取り込む。この際には、例
えば、前記図２に示すような構成の電解重合装置１０を
用いて行う。すなわち、前記母材６の薄膜５’を重合液
１１に浸漬し、母材６の薄膜５’中に重合液１１を浸透
させた状態で、電解重合反応等の電気化学的方法によ
り、母材６の薄膜５’中に電荷移送兼発光材料７を生成
し、母材６の薄膜５’中に電荷移送兼発光材料７を取り
込むようになっている。

【００２８】そして、前記電解重合装置１０の重合層１
２には、電荷移送兼発光材料７の元となるモノマ、溶
媒、支持電解質とからなる前記重合液１１が入れられて
いる。前記モノマは、前記電荷移送兼発光材料７となる
ポリマの前記原料であり、上述のようにチオフェン、ア
ルキルチオフェンをはじめとするチオフェン誘導体、ベ
ンゼン、フェニレン、フェニレンビニレン、チエニレン
ビニレン、アリーレンビニレン、ピロール、フラン、セ
レン、アニリン、フルオレン、カルバゾール等の導電性
高分子材料およびその誘導体、前駆体を用いることがで
き、また、前記モノマの一種もしくは複数種を用いるこ
とができる。

【００２９】また、前記溶媒としては、前記モノマを溶
解可能なものを用いることができ、例えば、水、アセト
ニトリル、プロピレンカーボネート、ジメチルスルホキ
シド、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ニ
トロメタン、スルホラン等の単一溶媒もしくは混合溶媒
が用いられる。前記支持電解質としては、前記溶媒に可
溶なナトリウムパークロレート、テトラブチルアンモニ
ウムパークロレート等の塩、酸、塩基等が用いられる。

【００３０】そして、以上のような重合液１１中に、透
明電極２、および、母材６からなる薄膜５’を形成した
透明基板１を浸漬する。なお、この際には、透明電極２
の前記電極取り出し部９を重合液１１から露出させた状
態とし、電極取り出し部９を電源１３に接続する。

【００３１】さらに、対極１４および参照極１５を重合
液１１に浸漬し、それぞれ電源１３に接続する。この状
態で、透明基板１を重合液１１中に所定時間放置するこ
とにより、母材６からなる薄膜５’に重合液１１が含浸
もしくは膨潤する。

【００３２】次に、重合液１１が母材６からなる薄膜
５’中に浸透した状態で、電源１３をオンとし、対極１
４と、作用極１５として機能する透明基板１上の透明電
極２との間に所定の電圧を印加することにより、透明電
極２上、および母材６からなる薄膜５’中に前記モノマ
を原料とする電解重合物もしくは電解合成物が生成され
る。

【００３３】すなわち、図１に示すように、電解重合物
もしくは電解合成物としての電荷移送兼発光材料７が母
材６中に形成され、前記母材６からなる薄膜５’が、電
荷移送兼発光材料７を含む発光層５となる。なお、図２
に示される参照電極１５は、対極１４の電位を基準とし
て、作用極である透明電極２の電位をモニタし、印加電
圧等の制御を行うためのものであり、必ずしも必要とさ
れるものではない。

【００３４】また、発光補助材料８の発光層５への添加
に関しては、前記電荷移送兼発光材料７と同様な電気化
学的手法を用いて、前記電荷移送兼発光材料７の形成と
同時または別途（前後に）添加することができる。ま
た、母材６の薄膜５’形成時に、母材６の溶液もしくは
溶融液中に発光補助材料８を溶解し、母材６からなる薄
膜５’形成と同時に発光補助材料８を母材６からなる薄
膜５’に取り込むことができる。

【００３５】さらに、母材６からなる薄膜５’に電荷移
送兼発光材料７を取り込んだ後もしくは取り込む前に、
発光補助材料８の溶液もしくは溶融液を母材６からなる
薄膜５’に含浸することにより、薄膜５’中に発光補助
材料８を取り込むことができる。なお、前記例において
は、透明電極２および背面電極４の形状については、特
に触れなかったが、電界発光素子を面光源としては使用
する場合には図１に示すように透明電極２および背面電
極３の形状は面状で良い。

【００３６】また、電界発光素子を、表示装置の発光表
示部とする際には、例えば、前記図３に示すように、透
明電極２ａおよび背面電極４ａを互いに直交するストラ
イプ状としたマトリックス電極を用いる必要がある。前
記マトリックス電極を有する電界発光素子も、発光層５
部分は前記電界発光素子と同様の構成で形成することが
でき、上述の電界発光素子と同様の製造方法で製造する
ことができる。

【００３７】すなわち、透明電極２ａを周知の方法によ
りストライプ状にパターン形成し、その上に上述と同様
に母材６からなる薄膜５’を形成し、該薄膜５’中に上
述のように電荷移送兼発光材料７を取り込み、必要に応
じて上述のように母材６からなる薄膜５’中に発光補助
材料８を取り込んで発光層５を形成し、周知の方法で発
光層５上にストライプ状の透明電極２ａに直交するスト
ライプ状の背面電極４ａを形成することにより、マトリ
ックス電極を有する電界発光素子を形成することができ
る。

【００３８】また、周知のように電界発光素子において
は、発光層５を上述のうように電荷移送（電子移送およ
び正孔移送）と発光とを兼ねた単層で形成する場合と、
図４に示すように発光層５を正孔移送層１６と電子移送
層１７との二層とし、正孔移送層１６もしくは電子移送
層１７のどちらか一方を実質的発光層とするシングルヘ
テロ構造が知られている。

【００３９】また、電界発光素子には、図５に示すよう
に発光層５を前記正孔移送層１６と電子移送層１７とこ
れら二つの層に挟まれる両性移送層１８との三層とし、
前記両性移送層１８を実質的発光層とするダブルヘテロ
構造が知られている。

【００４０】本発明の電界発光素子は、上述のようなシ
ングルヘテロ構造およびダブルヘテロ構造にも応用する
ことができる。

【００４１】すなわち、前記複数層構造の発光層を形成
する正孔移送層１６と電子移送層１７と両性移送層１８
とのどれか一つもしくは複数を前記母材６と該母材６中
に含まれる電荷移送材料（導電性高分子化合物）とから
なるものとすることができる。

【００４２】すなわち、透明電極２を有する透明基板１
上に、前記各層を形成するに際し、上述のように母材６
となる高分子化合物の薄膜を形成した後に、上述のよう
に母材６を導電性高分子のモノマを含む重合液中に浸漬
し、電界重合等の電気化学的手法により、電荷移送材料
となる導電性高分子化合物を前記薄膜中に生成して取り
込むことにより、一層目（正孔移送層１６）を形成する
ことができる。

【００４３】また、同様に前記一層目上に母材６からな
る薄膜を形成し、該薄膜中に上述のように導電性高分子
化合物を生成することにより、二層目（両性移送層１８
もしくは電子移送層１７）を形成することができる。ま
た、三層目（両性移送層１８）がある場合には、二層目
と同様に三層目を形成することができる。

【００４４】また、発光補助材料７を前記正孔移送層１
６、電子移送層１７、両性移送層１８のうちの実質的発
光層となる部分に添加する際には、上述の方法と同様の
方法で行うことができる。なお、前記シングルヘテロ構
造においては、電子移送層１７もしくは正孔移送層１６
のどちか一方の電荷移送材料（導電性高分子化合物）が
発光材料を兼ねることになる。また、前記ダブルヘテロ
構造においては、両性移送層の電荷移送材料が発光材料
を兼ねることになる。

【００４５】以上のように、本発明は、シングルヘテロ
構造およびダブルヘテロ構造の電界発光素子に応用する
ことができる。

【００４６】

【作用】前記請求項１記載の構成によれば、発光層は、
高分子母材中に発光材料となる導電性高分子が取り込ま
れた形状となり、比較的不安定な導電性高分子を安定し
た状態で保持することができ、単に、導電性高分子から
構成される導電性有機薄膜に比較して安定した状態であ
り、導電性高分子化合物からなる電界発光素子の寿命を
安定させることができる。

【００４７】すなわち、発光材料となる導電性高分子化
合物が、母材に覆われた状態となっており、保護層とし
ての機能を有する母材が、導電性高分子化合物を水、酸
素等の外部環境から保護し、電界発光素子の安定性の向
上と寿命の延長を図ることができる。

【００４８】また、用いられる導電性高分子が薄膜を形
成しずらいもの、特に欠陥の無い薄膜を形成するのが困
難な物質であっても、母材となる高分子が薄膜を形成し
やすいものならば、前記母材により薄膜を形成した後
に、該母材中に導電性高分子を拡散させるようにするこ
とで、電界発光素子の発光層となる薄膜を形成すること
ができる。

【００４９】また、導電性高分子化合物を母材中に含ま
せることとしたので、容易に複数種の導電性高分子化合
物を含む発光層を形成することができる。

【００５０】また、導電性高分子化合物を保持する母材
となる高分子化合物を絶縁性のものとすれば、さらに安
定性を向上することができるとともに、絶縁耐圧性も高
いという利点がある。

【００５１】前記請求項２記載の構成によれば、高分子
化合物からなる母材中には、電気化学的に生成された導
電性高分子化合物が含まれる構成となっている。すなわ
ち、母材中に電気化学的に導電性高分子を生成すること
により前記請求項１記載の構成を作成することができ、
請求項１記載の構成と同様の作用を得ることができる。

【００５２】また、請求項３記載の構成によれば、母材
層には、蛍光色素等の発光補助材料が含まることによ
り、導電性有機薄膜に蛍光色素等の発光補助材料を添加
した場合と同様に発光効率の向上、発光色のコントロー
ルを行えるとともに、導電性有機薄膜ではなく、高分子
化合物からなる母材中に発光補助材料を含ませることに
なり、前記発光材料となる導電性高分子化合物中に均一
に分散させることが困難な発光補助材料であっても、前
記母材を選択する際に、発光補助材料を均一に分散可能
な母材を選択することにより、容易に発光効率の向上や
発光色のコントロールを行うことができる。

【００５３】また、請求項４記載の構成によれば、透明
基板と背面電極とをマトリックス電極とすることによ
り、マトリックス電極を有する電界発光素子においても
請求項１記載の構成と同様の作用を得ることができる。

【００５４】さらに、透明基板をマトリックス電極用に
ストライプ状とすることにより透明基板上に段差が生じ
るが、前記母材として薄膜化が容易な高分子化合物を用
いれば、段差において欠陥が生じる可能性を低減するこ
とができる。

【００５５】また、請求項５記載の構成によれば、発光
層を複数層に機能分離した電界発光素子においても、発
光層を形成する複数層のうちの少なくもと一つを前記母
材と前記母材中に含まれる導電性化合物とすることで、
前記請求項１記載の構成と同様の作用を得ることができ
る。

【００５６】さらに、請求項６記載の構成によれば、母
材層を形成するに際し、母材として薄膜化が容易な高分
子化合物を選択し、該母材中に発光材料となる導電性高
分子化合物を電気化学的に形成することにより、極めて
薄く、均質で、平滑な発光層を形成することができ、薄
膜化が困難な導電性高分子化合物でも電界発光素子の発
光層として用いることができる。言い換えれば、母材と
して薄膜の形成が容易な高分子化合物を用いることによ
り、発光層となる薄膜に欠陥が生じる可能性を低減する
ことができる。

【００５７】また、請求項７記載の構成によれば、前記
母材層に蛍光色素等の発光補助材料を、前記発光材料と
なる導電性高分子化合物とは、別に分散して取り込ませ
る方法としているので、前記導電性高分子化合物の物性
とは関係なしに、母材となる高分子の物性と発光補助材
料との物性とに最適な方法で、母材中に発光補助材料を
分散せることができる。

【００５８】すなわち、母材の薄膜化以前に、母材中に
発光補助材料を分散させておき、発光補助材料を含む母
材の薄膜を形成する方法や、導電性高分子を母材中に取
り込んだように薄膜化した母材層に電気化学的に発光補
助材料を取り込む方法や、薄膜化した母材層に発光補助
材料の溶液もしくは溶融液を含浸させて母材層に発光補
助材料を取り込む方法などから、最適な方法を選択して
発光補助材料による発光効率の向上や、発光色のコント
ロールを良好な状態で図ることができる。

【００５９】

【実施例】以下に、本発明の実施例をさらに具体的に説
明する。まず、透明電極が設けられた透明基板として、
シート抵抗６０Ω□のＩＴＯから成る透明電極膜が設け
られたガラス基板（寸法：１５ｍｍ×７５ｍｍ、厚さ
０．７ｍｍ：ジオマテック社製）を用意した。

【００６０】また、前記ガラス基板の透明電極膜をフォ
トリソグラフィー法により、ストライプ状にパターン形
成し、透明電極を図３に示すようなストライプ状の透明
電極２ａとした。

【００６１】次に、ニトロブタジエンゴムを、メチルエ
チルケトンを溶媒として溶解し、２wt％ニトロブタジエ
ンゴム溶液を作成し、該ニトロブタジエンゴム溶液を容
器中に用意した。

【００６２】次に、前記ストライプ状の透明電極を有す
るガラス基板を、純粋中で１５分間、イソプロパノール
と水との容量比１：１の混合液中で１５分間、アセトン
中で１５分間順次超音波洗浄した。

【００６３】そして、洗浄されたガラス基板を真空デー
シケータ中で真空乾燥し、乾燥された前記ガラス基板を
透明電極の一端部が露出するように、前記ニトロブタジ
エンゴム溶液中に浸漬し、所定の時間後に１０ｃｍ／ｍ
ｉｎの速度で引き上げて、前記ガラス基板のストライプ
状の透明電極および透明電極から露出したガラス基板表
面上にニトロブタジエンゴムの膜を形成した。

【００６４】一方、これとは別に、モノマとして３−ｎ
−ヘキシルチオフェンを０．１ｍｏｌ／ｄｍ³、支持電
解質として過塩素酸ナトリウムを０．１ｍｏｌ／ｄｍ³
となるようにそれぞれ定量溶解したアセトニトリル溶液
２０ｍｌを重合液として用意し、この重合液をガラス容
器に用意した。

【００６５】そして、このガラス製容器に対極として白
金電極を挿入するとともに、参照極としてＡｇ／Ａｇ⁺
（アセトニトリル溶媒）参照極を入れ、ガラス性容器を
電解重合用セルとした。

【００６６】そして、先に用意したニトロブタジエンゴ
ムを成膜した前記ガラス基板を、該ガラス基板の透明電
極のニトロブタジエンゴムから露出した部分（電極取り
出し部）が液面上に出るように重合液に浸漬し、ニトロ
ブタジエンゴム膜中に充分重合液が浸透するように、１
０分間この状態を維持した。

【００６７】この後に、電極取り出し部、対極、参照極
をポテンショスタット／ガルバノスタット（制御電源：
北斗電工社製ＨＡ−５０１Ｇ）に接続し、電流密度８０
μＡ／ｃｍ²の定電流モードにて前記透明電極を有する
ガラス基板の透明電極に電圧印加し、４５０秒間通電
し、３６ｍＣ／ｃｍ²の電気量の電流を流す事により、
ニトロブタジエンゴム中にポリ（３−ｎ−ヘキシルチオ
フェン）を発光材料として形成した。

【００６８】次いで、前記状態を維持したまま、前記ガ
ラス基板の透明電極に対し、Ａｇ／Ａｇ⁺参照極基準
で、−０．３Ｖの電圧を１５分間印加することにより、
前記ポリ（３−ｎ−ヘキシルチオフェン）中のアニオン
の脱ドープを行った。そして、前記ガラス基板を重合液
中から取り出して、アセトニトリル中で充分洗浄を行っ
た後、デシケータ中で真空乾燥を行った。

【００６９】次いで、前記ガラス基板を市販の真空蒸着
装置の基板ホルダーに重合物を形成した面を下向きに取
り付けた。そして、前記ガラス基板の重合物を形成した
面上に透明電極と直交するストライプ蒸の蒸着物の膜が
形成できるように、ステンレス製のメタルマスクを取り
付けた。

【００７０】また、これとは別にモリブテン製抵抗加熱
ボートに、インジウム（Ｉｎ）を３ｇ入れて、これを真
空蒸着装置の基板取り付け位置の３００ｍｍ下方に取り
付けた。

【００７１】そして、この状態で真空槽を２×１０^-5ｔ
ｏｒｒまで減圧し、前記加熱ボートに通電して、インジ
ウムを蒸発させ、ガラス基板のニトロブタジエンゴムお
よび（３−ｎ−ヘキシルチオフェン）の混合層上にスト
ライプ状のインジウム膜を形成して、背面電極（対向電
極）とした。

【００７２】得られた電界発光素子を用い、透明電極を
正極、インジウムから成る背面電極を負極として、直流
３０Ｖを印加したところ、電流密度３．５ｍＡ／ｃｍ²
の電流が流れ、６００ｎｍ付近になだらかなピークを持
つスペクトルの発光が認められた。

【００７３】すなわち、上述のように形成された電解発
光素子による発光が確認された。なお、前記実施例は、
本発明の適用例の一つであり、本発明がこの実施例に限
定されるものではない。

【００７４】

【発明の効果】前記請求項１記載の電界発光素子によれ
ば、発光層は、高分子母材中に発光材料となる導電性高
分子が取り込まれた形状となり、比較的不安定な導電性
高分子を安定した状態で保持することができるので、導
電性高分子化合物からなる電界発光素子の寿命を安定さ
せることができる。

【００７５】また、用いられる導電性高分子が欠陥の無
い薄膜を形成するのが困難な物質であっても、前記母材
により薄膜を形成した後に、該母材中に導電性高分子を
分散させるようにすることで、電界発光素子の発光層と
なる薄膜を形成することができる。

【００７６】また、導電性高分子化合物を母材中に含ま
せることとしたので、容易に複数種の導電性高分子化合
物を含む発光層を形成することができる。

【００７７】前記請求項２記載の電界発光素子によれ
ば、前記発光材料となる導電性高分子化合物中に均一に
分散させることが困難な発光補助材料であっても、前記
母材を選択する際に、発光補助材料を均一に分散可能な
母材を選択することにより、容易に発光効率の向上や発
光色のコントロールを行うことができる。

【００７８】また、請求項４記載の電界発光素子によれ
ば、透明基板と背面電極とをマトリックス電極とするこ
とにより、マトリックス電極を有する電界発光素子にお
いても請求項１記載の構成と同様の優れた効果を奏する
ことができる。

【００７９】さらに、透明基板をマトリックス電極用に
ストライプ状とすることにより透明基板上に段差が生じ
るが、前記母材として薄膜化が容易な高分子化合物を用
いれば、段差において欠陥が生じる可能性を低減するこ
とができる。

【００８０】さらに、請求項５記載の電界発光素子によ
れば、発光層を複数層に機能分離した電界発光素子にお
いても、発光層を形成する複数層のうちの少なくもと一
つを前記母材と前記母材中に含まれる導電性化合物とす
ることで、前記請求項１記載の構成と同様の優れた効果
を奏することができる。

【００８１】また、請求項６記載の電界発光素子によれ
ば、母材として薄膜の形成が容易な高分子化合物を用い
ることにより、薄膜に欠陥が生じる可能性を低減するこ
とができる。

【００８２】そして、請求項７記載の構成によれば、従
来のように発光層となる導電性高分子化合物の薄膜中に
発光補助材料を分散する場合に比較して、母材の選択も
含めて母材への発光補助材料の分散方法として様々な方
法を採用することができるので、発光の高効率化、多色
化等の改善を行い易くなるとういう利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電界発光素子の一例として基本的な構
造を示す斜視断面図である。

【図２】本発明の電界発光素子の製造に用いられる電解
重合槽の一例を示す概略図である。

【図３】本発明の電界発光素子をマトリックス電極を有
する電界発光素子に応用した例を示す斜視断面図であ
る。

【図４】本発明の電界発光素子をシングルヘテロ構造の
電界発光素子に応用した例を示す斜視断面図である。

【図５】本発明の電界発光素子をダブルヘテロ構造の電
界発光素子に応用した例を示す斜視断面図である。

【図６】従来の電界発光素子を示す斜視断面図である。

【符号の説明】

１透明基板２透明電極２ａストライプ状の透明電極４背面電極４ａストライプ状の背面電極５発光層５’ 母材からなる薄膜６母材７発光材料（導電性高分子）８発光補助材料１１重合液（発光材料の原料の溶液）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板と、該透明基板上に形成された
透明電極と、該透明電極上に設けられた発光層と、該発
光層上に設けられた背面電極とを具備してなり、前記発光層は、高分子化合物からなる母材と、該母材中
に含まれる導電性高分子化合物との混合層となっている
ことを特徴とする電界発光素子。
【請求項２】前記発光層は、前記透明電極上に層状に
形成された母材と、該層状の母材中に電気化学的に生成
された導電性高分子化合物との混合層となっていること
を特徴とする請求項１記載の電界発光素子。
【請求項３】前記母材層には、蛍光色素等の発光補助
材料が含まれていることを特徴とする請求項１または２
記載の電界発光素子。
【請求項４】前記透明基板と前記背面電極とは、互い
に略直交するストライプ状に形成され、マトリックス電
極を構成していることを特徴とする請求項１ないし請求
項３のいずれかに記載の電界発光素子。
【請求項５】前記発光層は、少なくとも電子移送層ま
たは正孔移送層を有する複数層構造とされ、前記複数層
構造の発光層を形成する少なくとも一つの層が、前記母
材と、該母材中に含まれる導電性高分子化合物との混合
層となっていることを特徴とする電界発光素子。
【請求項６】少なくとも透明基板と、該透明基板上に
設けられた透明電極と、該透明電極上に設けられた発光
層と、該発光層上に設けられた背面電極とを具備してな
る電界発光素子を製造するための電界発光素子の製造方
法であって、前記透明電極上に発光層を形成するに際し、前記透明電
極上に高分子化合物からなる母材層を形成し、次いで、
前記母材層を導電性高分子の原料の溶液中に浸漬すると
ともに前記母材層に前記溶液が浸透した状態で、電気化
学的に母材層中に導電性高分化合物子を形成することに
より前記母材層を発光層とすることを特徴とする電界発
光素子の製造方法。
【請求項７】前記母材層に、導電性高分子化合物とは
別に蛍光色素等の発光補助材料を分散して取り込ませる
ことを特徴とする請求項６記載の電界発光素子の製造方
法。