JPH0963767A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】発光層から光を有効に取り出すことができ、高
輝度である有機エレクトロルミネッセンス素子を安価に
提供する。 【解決手段】〔１〕少なくとも一方が透明又は半透明で
ある一対の陽極５及び陰極１からなる電極間に、少なく
とも発光層３を有する有機エレクトロルミネッセンス素
子において、該一対の陽極５及び陰極１からなる電極の
外側に、かつ発光が放射される側に、高低差が０．１μ
ｍ以上０．２ｍｍ以下の凹凸を表面に有する透明又は半
透明な基材７を有する有機エレクトロルミネッセンス素
子。 〔２〕少なくとも一方が透明又は半透明である一対の陽
極及び陰極からなる電極間に、少なくとも発光層を有す
る有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光が
放射される側であって、透明又は半透明な電極が形成さ
れてなる基材の該電極が形成されている面とは異なる他
の一方の表面に高低差が０．１μｍ以上０．２ｍｍ以下
の凹凸を有する有機エレクトロルミネッセンス素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機エレクトロル
ミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ということがあ
る。）に関する。

【０００２】

【従来の技術】無機蛍光体を発光材料として用いた無機
エレクトロルミネッセンス素子（以下、無機ＥＬ素子と
いうことがある。）は、例えばバックライトとしての面
状光源やフラットパネルディスプレイ等の表示装置に用
いられているが発光させるのに高電圧の交流が必要であ
った。近年、Ｔａｎｇらは有機蛍光色素を発光層とし、
これと電子写真の感光体等に用いられている有機電荷輸
送化合物とを積層した二層構造を有する有機ＥＬ素子を
作製した（特開昭５９−１９４３９３号公報）。有機Ｅ
Ｌ素子は、無機ＥＬ素子に比べ、低電圧駆動、高輝度に
加えて多数の色の発光が容易に得られるという特徴があ
ることから素子構造や有機蛍光色素、有機電荷輸送化合
物について多くの試みが報告されている〔ジャパニーズ
・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊｐ
ｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．）第２７巻、Ｌ２６９頁
（１９８８年）〕、〔ジャーナル・オブ・アプライド・
フィジックス（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．）第６５巻、
３６１０頁（１９８９年）〕。

【０００３】これまでに、発光層に用いる材料として
は、低分子量の有機蛍光色素が一般に用いられており、
高分子量の発光材料としては、ＷＯ９０１３１４８号公
開明細書、特開平３−２４４６３０号公報、アプライド
・フィジックス・レターズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅ
ｔｔ．）第５８巻、１９８２頁（１９９１年）などで提
案されていた。ＷＯ９０１３１４８号公開明細書の実施
例には、可溶性前駆体を電極上に成膜し、熱処理を行な
うことにより共役系高分子に変換されたポリ（ｐ−フェ
ニレンビニレン）薄膜が得られ、それを用いたＥＬ素子
が開示されている。また、特開平３−２４４６３０号公
報には、それ自身が溶媒に可溶であり、熱処理が不要で
あるという特徴を有する共役系高分子が例示されてい
る。アプライド・フィジックス・レターズ（Ａｐｐｌ．
Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．）第５８巻、１９８２頁（１９９
１年）にも溶媒に可溶な高分子発光材料及びそれを用い
て作成した有機ＥＬ素子が記載されている。

【０００４】有機ＥＬ素子には基板として、ガラスや高
分子フィルムの基材の上にインジウム−錫酸化物膜（以
下、ＩＴＯということがある。）等からなる透明電極を
形成したものが用いられ、発光は透明電極及び基材を通
して取り出すことが一般的である。有機ＥＬ素子中の発
光層で生じた発光は全方向に対して一様に放射されると
考えられているが、屈折率の高い基材から屈折率の低い
空気中へ光が通過することで、基材と空気界面で全反射
が生じ、発光した一部の光しか外部に取り出せないこと
が知られている。全反射した光は基板端面から放射され
ることになる。平面型の発光素子である有機ＥＬ素子で
は平面上から見た輝度が実用上重要であり、発光層から
の光を平面の垂直方向に放射される割合を増加させるこ
とが求められている。一方、液晶ディスプレイ用のバッ
クライトでは、断面が三角形をしたストライプ状の凹凸
を表面に有する光拡散板が使用されている。これは、光
源である冷陰極からの光を導光板に通し、さらに光拡散
板を通すことにより、光放射の方向を正面方向（基板に
垂直方向）に集めることで正面の輝度を向上されること
も知られている。

【０００５】しかしながら、発光効率を高める手法とし
ては、これまで発光効率の高い材料の開発に注力されて
いた。さらに、これまでの有機ＥＬ素子では平面的な基
材を用いており、光を有効に正面方向に取り出す方法に
ついては知られていなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、発光
層から光を有効に取り出すことができ、高輝度である有
機エレクトロルミネッセンス素子を安価に提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、このよう
な事情をみて、発光層からの光を有効に取り出し、正面
での輝度を向上させるために鋭意検討した結果、発光層
を有する有機ＥＬ素子に、光を取り出す側の素子の表面
に凹凸を設けることで全反射の割合を低減させ、発光層
からの光の利用効率を向上させることができることを見
い出し、本発明に至った。

【０００８】すなわち本発明は〔１〕少なくとも一方が
透明又は半透明である一対の陽極及び陰極からなる電極
間に、少なくとも発光層を有する有機エレクトロルミネ
ッセンス素子において、該一対の陽極及び陰極からなる
電極の外側に、かつ発光が放射される側に、高低差が
０．１μｍ以上０．２ｍｍ以下の凹凸を表面に有する透
明又は半透明な基材を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子に係るものである。また、本発明は〔２〕少な
くとも一方が透明又は半透明である一対の陽極及び陰極
からなる電極間に、少なくとも発光層を有する有機エレ
クトロルミネッセンス素子において、発光が放射される
側であって、透明又は半透明な電極が形成されてなる基
材の該電極が形成されている面とは異なる他の一方の表
面に高低差が０．１μｍ以上０．２ｍｍ以下の凹凸を有
する有機エレクトロルミネッセンス素子に係るものであ
る。

【０００９】さらに、本発明は〔３〕発光層が、固体状
態で蛍光を有し、式（１）で示される繰り返し単位が、
全繰り返し単位の５０モル％以上であり、ポリスチレン
換算の数平均分子量が１０³ 〜１０⁷ である高分子蛍光
体を含む〔１〕又は〔２〕記載の有機エレクトロルミネ
ッセンス素子に係るものである。

【化２】−Ａｒ−ＣＲ＝ＣＲ’− （１） （ここで、Ａｒは、共役結合に関与する炭素原子数が４
個以上２０個以下からなるアリーレン基又は複素環化合
物基、Ｒ、Ｒ’はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜２０
のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数４
〜２０の複素環化合物、シアノ基からなる群から選ばれ
た基を示す。） 以下、本発明について詳細に説明する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の有機ＥＬ素子は、少なく
とも一方が透明又は半透明である一対の陽極及び陰極か
らなる電極間に、少なくとも発光層を有する有機エレク
トロルミネッセンス素子において、該一対の陽極及び陰
極からなる電極の外側に、かつ発光が放射される側に、
高低差が０．１μｍ以上０．２ｍｍ以下の凹凸を表面に
有する透明又は半透明な基材を有するものである。ま
た、本発明の有機ＥＬ素子は、該凹凸を有する基材を素
子表面に貼合してもよい。即ち、本発明の有機ＥＬ素子
は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の陽極
及び陰極からなる電極間に、少なくとも発光層を有する
有機エレクトロルミネッセンス素子において、透明又は
半透明な電極が成膜されている基板の電極が成膜されて
いる面とは異なる他の面に、表面に高低差が０．１μｍ
以上０．２ｍｍ以下の凹凸を有する透明又は半透明な基
材の凹凸を有する面とは異なる他の面をもって接着され
てなるものである。

【００１１】凹凸を有する基材を有機ＥＬ素子に貼合す
る場合、有機ＥＬ素子表面との間に空気層を挟み込まな
いようにすることが好ましい。また、貼合には粘着剤や
接着剤、又は光硬化型接着剤を用いて行うことが好まし
く、粘着剤を用いた貼合が実際的である。さらに、貼合
する場合は凹凸を有する基板、貼合剤、基板の屈折率の
差が小さい方が好ましく、それぞれの材料の屈折率の差
が０．２以内の材料を用いることが更に好ましく、特に
好ましくは０．１以内である。

【００１２】更に、本発明の有機ＥＬ素子は、少なくと
も一方が透明又は半透明である一対の陽極及び陰極から
なる電極間に、少なくとも発光層を有する有機エレクト
ロルミネッセンス素子において、発光が放射される側で
あって、透明又は半透明な電極が形成されてなる基材の
該電極が形成されている面とは異なる他の一方の表面に
高低差が０．１μｍ以上０．２ｍｍ以下の凹凸を有する
ものである。

【００１３】ここで、表面の凹凸の形状については特に
制限はないが、ピラミッド状、半球状、断面が三角形の
ストライプ状、又は断面が半円のストライプ状が好まし
く、三角形又は半円形のストライプ状が更に好ましい。

【００１４】凹凸面の大きさについては、大きければ、
発光が不均一に見え、小さければ工業的でないことか
ら、凹凸がピラミッド状又は半円状では一辺又は直径が
０．１μｍ以上０．２ｍｍ以下であり、好ましくは１μ
ｍ以上０．１ｍｍ以下である。また、ストライプ状で
は、ストライプの長さはシートやフィルムの長さであ
り、特に制限はないが、繰り返しの周期が、０．１μｍ
以上０．２ｍｍ以下であり、好ましくは１μｍ以上０．
１ｍｍ以下である。このとき凹凸の高さについては、凹
凸の大きさや周期により決定されるが、通常、大きさや
周期の値以下が好ましい。凹凸面を有する高分子シート
やフィルムの厚みは特に制限はないが、シートやフィル
ムのハンドリング面及びコスト面より２０〜３００μｍ
が好ましく、更に好ましくは７０〜２００μｍである。

【００１５】次に、表面に凹凸をつける基材について説
明する。電極が形成されている基材を直接加工する場合
には、該基材としてガラスや透明又は半透明な高分子材
料例えば高分子シート又はフィルムが例示される。高分
子材料の場合、一つの高分子材料には限定されず、高分
子基材上に凹凸面を形成するために別の高分子材料を用
いてもよい。

【００１６】電極が成膜される高分子基材としては高い
耐熱性を有し、透明又は半透明であれば特に制限がない
が、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアリレー
ト、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレートなどが例示され、好まし
くはポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリエチレンナフタレートが例示され
る。電極を成膜した基材上に凹凸面を形成する際、又は
凹凸面を有する高分子基材に用いる高分子材料としては
ポリメチルメタクリレート、ポリ−ｎ−ブチルメタクリ
レート、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート、ポリグリコ
ールメタクリレートなどのポリメタクリル酸誘導体やポ
リメチルアクリレート、ポリエチルアクリレートなどの
ポリアクリル酸誘導体やポリビニルアセテート、ポリビ
ニルブチレート、ポリオキシメチルフェニルシリレン、
ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリ
アリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリエチレンナフタレートなどが例示され
る。これらのなかでもポリメチルメタクリレート、ポリ
−ｎ−ブチルメタクリレート、ポリ−ｔ−ブチルメタク
リレートが好ましい。

【００１７】凹凸面を有する面を高分子基材上に成形す
る場合にはポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアリ
レート、２酢酸セルロース、３酢酸セルロース、ポリエ
ーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエ
チレンナフタレートなどが例示され、好ましくはポリカ
ーボネート、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレートが例示される。

【００１８】次に、表面に凹凸を形成する方法について
説明する。凹凸面を形成する方法としては、ガラスなど
の無機材料では、ホトレジストでパターンした後、化学
的又は気相エッチングする方法が例示される。また、高
分子材料では凹凸面を有する金属面を加熱下で押し付
け、凹凸を転写する方法、高分子シートまはフィルムを
凹凸面を有するロールで圧延する方法、凹凸の形状を有
するスリットから高分子を押し出してキャストする方
法、凹凸面を有する上にキャストし、成膜する方法、さ
らには、モノマーを成膜後、パターン状に光重合し、未
重合部を除去する方法等が例示される。これらの中で、
高分子材料では、凹凸面を有する金属面を加熱下で押し
付け、凹凸を転写する方法、高分子シートもしくはフィ
ルムを凹凸面を有するロールで圧延する方法又は凹凸面
を有する面上にキャストし、成膜する方法が実際的で好
ましい。

【００１９】本発明の有機ＥＬ素子において、用いる発
光材料としては特に限定されず、低分子発光体や高分子
発光体が使用できるが、高分子発光体が好ましく、更に
共役系高分子が好ましい。共役系高分子の中でアリーレ
ンビニレン構造を含むものが特に好ましい。低分子発光
体では例えば、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導
体、ペリレン誘導体、ポリメチン系、キサテン系、クマ
リン系、シアニン系などの色素類、８−ヒドロキノリン
及びその誘導体の金属錯体、芳香族アミン、テトラフェ
ニルシクロペンタジエン誘導体等、又は特開昭５７−５
１７８１公報、同５９−１９４３９３号公報等に記載さ
れている公知のものが使用可能である。

【００２０】本発明の有機ＥＬ素子で用いる発光層とし
て、高分子蛍光体を用いる場合は、側鎖に発光基を有す
る高分子を用いることができるが、好ましくは共役系構
造を主鎖に含むもので、特に、ポリチオフェン、ポリ−
ｐ−フェニレン、ポリアリーレンビニレン及びその誘導
体が好ましい。中でもポリアリーレンンビニレン及びそ
の誘導体が好ましい。該ポリアリーレンビニレン及びそ
の誘導体は、化２で示される繰り返し単位を全繰り返し
単位の５０モル％以上含む重合体が好ましい。繰り返し
単位の構造にもよるが、化２で示される繰り返し単位が
全繰り返し単位の７０％以上であることが更に好まし
い。該高分子蛍光体は、化２で示される繰り返し単位以
外の繰り返し単位として、２価の芳香族化合物基又はそ
の誘導体、２価の複素環化合物基又はその誘導体又はそ
れらを組み合わせて得られる基などを含んでいてもよ
い。また、化２で示される繰り返し単位や他の繰り返し
単位が、エーテル基、エステル基、アミド基、イミド基
などを有する非共役の単位で連結されていてもよいし、
繰り返し単位にそれらの非共役部分が含まれていてもよ
い。

【００２１】該高分子蛍光体において、化２のＡｒとし
ては、共役結合に関与する炭素原子数が４個以上２０個
以下からなるアリーレン基又は複素環化合物基であり、
例えば化３に示す２価の芳香族化合物基若しくはその誘
導体基、２価の複素環化合物基若しくはその誘導体基又
はそれらを組み合わせて得られる基などが挙げられる。

【００２２】

【化３】 （Ｒ₁ 〜Ｒ₉₂は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜２
０のアルキル基、アルコキシ基及びアルキルチオ基；炭
素数６〜１８のアリール基及びアリールオキシ基；並び
に炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群から選ば
れた基である。）

【００２３】これらのなかでフェニレン基、置換フェニ
レン基、ビフェニレン基、置換ビフェニレン基、ナフタ
レンジイル基、置換ナフタレンジイル基、アントラセン
−９，１０−ジイル基、置換アントラセン−９，１０−
ジイル基、ピリジン−２，５−ジイル基、置換ピリジン
−２，５−ジイル基、チエニレン基又は置換チエニレン
基が好ましい。さらに好ましくは、フェニレン基、ビフ
ェニレン基、ナフタレンジイル基、ピリジン−２，５−
ジイル基、チエニレン基である。

【００２４】化２のＲ、Ｒ’が水素又はシアノ基以外の
置換基である場合について述べると、炭素数１〜２０の
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル
基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、
オクチル基、デシル基、ラウリル基などが挙げられ、メ
チル基、エチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル
基、オクチル基が好ましい。アリール基としては、フェ
ニル基、４−Ｃ₁ 〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル基（Ｃ ₁ 〜
Ｃ₁₂は炭素数が１〜１２であることを示す。以下におい
ても同様である。）、４−Ｃ₁ 〜Ｃ₁₂アルキルフェニル
基、１−ナフチル基、２−ナフチル基などが例示され
る。

【００２５】溶媒可溶性の観点からは化２のＡｒが、１
つ以上の炭素数４〜２０のアルキル基、アルコキシ基及
びアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基及びア
リールオキシ基並びに炭素数４〜１４の複素環化合物基
から選ばれた基を有していることが好ましい。

【００２６】これらの置換基としては以下のものが例示
される。炭素数４〜２０のアルキル基としては、ブチル
基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル
基、デシル基、ラウリル基などが挙げられ、ペンチル
基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基が好ましい。
また、炭素数４〜２０のアルコキシ基としては、ブトキ
シ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチル
オキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ラウリ
ルオキシ基などが挙げられ、ペンチルオキシ基、ヘキシ
ルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基が好
ましい。アルキルチオ基としては、ブチルチオ基、ペン
チルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチ
ルチオ基、デシルオキシ基、ラウリルチオ基などが挙げ
られ、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ
基、オクチルチオ基が好ましい。

【００２７】アリール基としては、フェニル基、４−Ｃ
₁ 〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル基、４−Ｃ₁ 〜Ｃ₁₂アルキ
ルフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基などが
例示される。アリールオキシ基としては、フェノキシ基
が例示される。複素環化合物基としては２−チエニル
基、２−ピロリル基、２−フリル基、２−、３−又は４
−ピリジル基などが例示される。これら置換基の数は、
該高分子蛍光体の分子量と繰り返し単位の構成によって
も異なるが、溶解性の高い高分子蛍光体を得る観点か
ら、これらの置換基が分子量６００当たり１つ以上であ
ることがより好ましい。

【００２８】なお、本発明の有機ＥＬ素子に用いる高分
子蛍光体は、ランダム、ブロック又はグラフト共重合体
であってもよいし、それらの中間的な構造を有する高分
子、例えばブロック性を帯びたランダム共重合体であっ
てもよい。蛍光の量子収率の高い高分子蛍光体を得る観
点からは完全なランダム共重合体よりブロック性を帯び
たランダム共重合体やブロック又はグラフト共重合体が
好ましい。また、本発明の有機ＥＬ素子は、薄膜からの
発光を利用するので該高分子蛍光体は、固体状態で蛍光
を有するものが用いられる。

【００２９】該高分子蛍光体は、分子量がポリスチレン
換算で１０³ 〜１０⁷ であることが好ましく、それらの
重合度は繰り返し構造やその割合によっても変わる。成
膜性の点から一般には繰り返し構造の合計数で好ましく
は４〜１００００、更に好ましくは５〜３０００、特に
好ましくは１０〜２０００である。

【００３０】有機ＥＬ素子作成の際に、これらの有機溶
媒可溶性の高分子蛍光体を用いることにより、溶液から
成膜する場合、この溶液を塗布後乾燥により溶媒を除去
するだけでよく、また後述するさらに電荷輸送材料や発
光材料を混合した場合においても同様な手法が適用で
き、製造上非常に有利である。

【００３１】本発明の有機ＥＬ素子に用いる高分子蛍光
体の合成法としては特に限定されないが、例えば、アリ
ーレン基にアルデヒド基が２つ結合したジアルデヒド化
合物と、アリーレン基にハロゲン化メチル基が２つ結合
した化合物とトリフェニルホスフィンとから得られるジ
ホスホニウム塩からのＷｉｔｔｉｇ反応が例示される。
また、他の合成法としては、アリーレン基にハロゲン化
メチル基が２つ結合した化合物からの脱ハロゲン化水素
法が例示される。更に、アリーレン基にハロゲン化メチ
ル基が２つ結合した化合物のスルホニウム塩をアルカリ
で重合して得られる中間体から熱処理により該高分子蛍
光体を得るスルホニウム塩分解法が例示される。いずれ
の合成法においても、モノマーとして、アリーレン基以
外の骨格を有する化合物を加え、その存在割合を変える
ことにより、生成する高分子蛍光体に含まれる繰り返し
単位の構造を変えることができるので、化２で示される
繰り返し単位が５０モル％以上となるように加減して仕
込み、共重合してもよい。これらのうち、Ｗｉｔｔｉｇ
反応による方法が、反応の制御や収率の点で好ましい。

【００３２】より具体的に、本発明の有機ＥＬ素子に用
いられる高分子蛍光体の１つの例であるアリーレンビニ
レン系共重合体の合成法を説明する。Ｗｉｔｔｉｇ反応
により高分子蛍光体を得る場合は、例えばまず、ビス
（ハロゲン化メチル）化合物、より具体的には、２，５
−ジオクチルオキシ−ｐ−キシリレンジブロミドをＮ，
Ｎ−ジメチルホルムアミド溶媒中、トリフェニルホスフ
ィンと反応させてホスホニウム塩を合成し、これとジア
ルデヒド化合物、より具体的には、テレフタルアルデヒ
ドとを、例えばエチルアルコール中、リチウムエトキシ
ドを用いて縮合させるＷｉｔｔｉｇ反応により、フェニ
レンビニレン基と２，５−ジオクチルオキシ−ｐ−フェ
ニレンビニレン基を含む高分子蛍光体が得られる。この
とき、共重合体を得るために２種類以上のジホスホニウ
ム塩及び／又は２種類以上のジアルデヒド化合物を反応
させてもよい。

【００３３】これらの高分子蛍光体を有機ＥＬ素子の発
光材料として用いる場合、その純度が発光特性に影響を
与えるため、合成後、再沈精製、クロマトグラフによる
分別等の純化処理をすることが好ましい。

【００３４】本発明の有機ＥＬ素子の構造については、
前記の本発明の特徴を有するほかは特に制限はなく、公
知の構造が採用される。本発明の有機ＥＬ素子の構造の
例を図１、図２に示す。いずれの場合も発光が放射され
る側は陽極側であり、陽極５が形成されたガラス板６の
外側に、凹凸を表面に有する基材７が貼合されてなる例
である。図１は凹凸を表面に有する基材７の形状が断面
が三角形のストライプ状の場合であり、図２は凹凸を表
面に有する基材７の形状が断面が半円状のストライプ状
の場合である。例えば、前記の高分子蛍光体からなる発
光層３、又は該高分子蛍光体と電荷輸送材料（電子輸送
材料と正孔輸送材料の総称を意味する）との混合物から
なる発光層３の両面に一対の電極を有する構造のものが
挙げられる。また、発光層３と陽極５との間に正孔輸送
材料を含有する正孔輸送層４を設けてなるものが挙げら
れる。このとき、正孔輸送層４は該発光層３に隣接する
ことが好ましい。また、発光層３と陰極１との間に電子
輸送材料を含有する電子輸送層２を設けてなるものが挙
げられる。このとき、電子輸送層２は該発光層３に隣接
することが好ましい。更に、発光層３と陽極５との間に
正孔輸送材料を含有する正孔輸送層４を設け、かつ発光
層３と陰極１との間に電子輸送材料を含有する電子輸送
層２を設けてなるものが挙げられる。また、発光層や電
荷輸送層は、それぞれ独立に１層でも複数の層を組み合
わせてもよい。更に、発光層に例えば下記に述べる該高
分子蛍光体以外の発光材料を混合使用してもよい。ま
た、該高分子蛍光体及び／又は電荷輸送材料を高分子化
合物に分散させた層とすることもできる。

【００３５】本発明の有機ＥＬ素子において、高分子蛍
光体とともに使用される電荷輸送材料、即ち、電子輸送
材料又は正孔輸送材料としては公知のものが使用でき、
特に限定されないが、正孔輸送材料としてはピラゾリン
誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ト
リフェニルジアミン誘導体等が例示され、電子輸送材料
としてはオキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタ
ン又はその誘導体、ベンゾキノン又はその誘導体、ナフ
トキノン又はその誘導体、アントラキノン又はその誘導
体、テトラシアノアンスラキノジメタン又はその誘導
体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン
又はその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキ
シキノリン又はその誘導体の金属錯体等が例示される。

【００３６】具体的には、特開昭６３−７０２５７号公
報、同６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３
５９号公報、同２−１３５３６１号公報、同２−２０９
９８８号公報、同３−３７９９２号公報、同３−１５２
１８４号公報に記載されているもの等が例示される。正
孔輸送材料としてはトリフェニルジアミン誘導体、電子
輸送材料としてはオキサジアゾール誘導体、ベンゾキノ
ン又はその誘導体、アントラキノン又はその誘導体、８
−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体が好ま
しく、特に、正孔輸送材料としては４，４’−ビス（Ｎ
（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェ
ニル、電子輸送材料としては２−（４−ビフェニリル）
−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキ
サジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス
（８−キノリノール）アルミニウムが好ましい。これら
のうち、電子輸送性の化合物と正孔輸送性の化合物のい
ずれか一方、又は両方を同時に使用すればよい。これら
は単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いて
もよい。

【００３７】発光層と電極との間にさらに電荷輸送層を
設ける場合、これらの電荷輸送材料を使用して電荷輸送
層を形成すればよい。また、電荷輸送材料を発光層に混
合して使用する場合、電荷輸送材料の使用量は使用する
化合物の種類等によっても異なるので、十分な成膜性と
発光特性を阻害しない量範囲でそれらを考慮して適宜決
めればよい。通常、発光材料に対して１〜４０重量％で
あり、更に好ましくは２〜３０重量％である。

【００３８】本発明の高分子蛍光体と共に使用できる公
知の発光材料としては特に限定されないが、例えば、ナ
フタレン誘導体、アントラセン又はその誘導体、ペリレ
ン又はその誘導体、ポリメチン系、キサンテン系、クマ
リン系、シアニン系などの色素類、８−ヒドロキシキノ
リン又はその誘導体の金属錯体、芳香族アミン、テトラ
フェニルシクロペンタジエン又はその誘導体、テトラフ
ェニルブタジエン又はその誘導体などを用いることがで
きる。具体的には、例えば特開昭５７−５１７８１号公
報、同５９−１９４３９３号公報に記載されているもの
等、公知のものが使用可能である。

【００３９】次に、本発明の有機ＥＬ素子の代表的な作
製方法について述べる。陽極及び陰極からなる一対の電
極であって、透明又は半透明な電極としては、ガラス、
透明プラスチック等の透明基板の上に、透明又は半透明
の電極を形成したものが用いられる。陽極の材料として
は、導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等が用い
られる。具体的にはＩＴＯ、酸化スズ等からなる導電性
ガラスを用いて作成された膜（ＮＥＳＡなど）、金、白
金、銀、銅等が用いられる。作製方法としては真空蒸着
法、スパッタリング法、メッキ法などが用いられる。

【００４０】この陽極上に、発光材料として上記高分子
蛍光体、又は該高分子蛍光体と電荷輸送材料を含む発光
層を形成する。形成方法としてはこれら材料の溶融液、
溶液又は混合液を使用してスピンコーティング法、キャ
スティング法、ディッピング法、バーコート法、ロール
コート法等の塗布法が例示されるが、溶液又は混合液を
スピンコーティング法、キャスティング法、ディッピン
グ法、バーコート法、ロールコート法等の塗布法により
成膜する方法が特に好ましい。

【００４１】発光層の膜厚としては好ましくは１ｎｍ〜
１μｍ、更に好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍである。電
流密度を上げて発光効率を上げるためには５〜２００ｎ
ｍの範囲が好ましい。なお、発光層を塗布法により薄膜
化した場合には、溶媒を除去するため、発光層形成後
に、減圧下又は不活性雰囲気下、３０〜３００℃、好ま
しくは６０〜２００℃の温度で加熱乾燥することが望ま
しい。

【００４２】該発光層の下に正孔輸送層を積層する場合
には、上記の成膜方法で発光層を設ける前に、正孔輸送
層を形成することが好ましい。正孔輸送層の成膜方法と
しては、特に限定されないが、粉末状態からの真空蒸着
法、又は溶液に溶かした後のスピンコーティング法、キ
ャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ロー
ルコート法等の塗布法、又は高分子化合物と電荷輸送材
料とを溶液状態若しくは溶融状態で混合し分散させた後
のスピンコーティング法、キャスティング法、ディッピ
ング法、バーコート法、ロールコート法等の塗布法を用
いることができる。

【００４３】混合する高分子化合物としては、特に限定
されないが、電荷輸送を極度に阻害しないものが好まし
く、また、可視光に対する吸収が強くないものが好適に
用いられる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾー
ル）、ポリアニリン又はその誘導体、ポリチオフェン又
はその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）又はそ
の誘導体、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）又はそ
の誘導体、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリ
メチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリ
スチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンなどが例示
される。成膜が容易に行なえるという点では、高分子化
合物を用いる場合は塗布法を用いることが好ましい。

【００４４】正孔輸送層の厚みは、少なくともピンホー
ルが発生しないような厚みが必要であるが、あまり厚い
と、素子の抵抗が増加し、高い駆動電圧が必要となり好
ましくない。したがって、電荷輸送層の厚みは好ましく
は１ｎｍ〜１μｍ、更に好ましくは２ｎｍ〜５００ｎ
ｍ、特に好ましくは５〜２００ｎｍである。

【００４５】また、該発光層の上に更に電子輸送層を積
層する場合には、上記の成膜方法で発光層を設けた後に
その上に電子輸送層を形成することが好ましい。

【００４６】電子輸送層の成膜方法としては、特に限定
されないが、粉末状態からの真空蒸着法、又は溶液に溶
かした後のスピンコーティング法、キャスティング法、
ディッピング法、バーコート法、ロールコート法等の塗
布法、又は高分子化合物と電荷輸送材料とを溶液状態若
しくは溶融状態で混合し分散させた後のスピンコーティ
ング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコー
ト法、ロールコート法等の塗布法を用いることができ
る。

【００４７】混合する高分子化合物としては、特に限定
されないが、電荷輸送を極度に阻害しないものが好まし
く、また、可視光に対する吸収が強くないものが好適に
用いられる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾー
ル）、ポリアニリン又はその誘導体、ポリチオフェン又
はその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）又はそ
の誘導体、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）又はそ
の誘導体、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリ
メチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリ
スチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサンなどが例示
される。成膜が容易に行なえるという点では、高分子化
合物を用いる場合は塗布法を用いることが好ましい。

【００４８】電子輸送層の厚みは、少なくともピンホー
ルが発生しないような厚みが必要であるが、あまり厚い
と、素子の抵抗が増加し、高い駆動電圧が必要となり好
ましくない。したがって、電荷輸送層の厚みは好ましく
は１ｎｍ〜１μｍ、更に好ましくは２ｎｍ〜５００ｎ
ｍ、特に好ましくは５〜２００ｎｍである。

【００４９】次いで、発光層又は電子輸送層の上に電極
を設ける。この電極は電子注入陰極となる。その材料と
しては、特に限定されないが、イオン化エネルギーの小
さい材料が望ましい。例えば、アルミニウム、インジウ
ム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、マグネシウ
ム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシ
ウム−インジウム合金、リチウム−アルミニウム合金、
リチウム−銀合金、リチウム−インジウム合金又はグラ
ファイト薄膜等が用いられる。陰極の作製方法としては
真空蒸着法、スパッタリング法等が用いられる。

【００５０】

【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。ここで、数平均分子量
については、クロロホルムを溶媒として、ゲルパーミエ
ーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によりポリスチ
レン換算の数平均分子量を求めた。 実施例１ ＜高分子蛍光体１の合成＞２，５−ジオクチルオキシ−
ｐ−キシリレンジブロミドをＮ，Ｎ−ジメチルホルムア
ミド溶媒中、トリフェニルホスフィンと反応させてホス
ホニウム塩を合成した。得られたホスホニウム塩４７．
７５重量部、及びテレフタルアルデヒド６．７重量部
を、エチルアルコールに溶解させた。５．８重量部のリ
チウムエトキシドを含むエチルアルコール溶液をホスホ
ニウム塩とジアルデヒドのエチルアルコール溶液に滴下
し、室温で３時間重合させた。一夜室温で放置した後、
沈殿を濾別し、エチルアルコールで洗浄後、クロロホル
ムに溶解、これにエタノールを加え再沈生成した。これ
を減圧乾燥して、重合体８．０重量部を得た。これを高
分子蛍光体１という。モノマーの仕込み比から計算され
る高分子蛍光体１の繰り返し単位とそのモル比を下記に
示す。

【化４】 （モル比＝５０：５０。二つの繰り返し単位は交互に結
合している。） 該高分子蛍光体１のポリスチレン換算の数平均分子量
は、１．０×１０⁴ であった。該高分子蛍光体１の構造
については赤外吸収スペクトル、ＮＭＲで確認した。

【００５１】＜素子の作成及び評価＞作製した有機ＥＬ
素子の構造の概略図を図２に示す。スパッタリングによ
って、４０ｎｍの厚みでＩＴＯ膜〔陽極（透明電極）
５〕を付けたガラス基板６に、ポリビニールカルバゾー
ルの１．０ｗｔ％クロロホルム溶液を用いて、ディッピ
ングにより５０ｎｍの厚みで成膜した（正孔輸送層
４）。更に、高分子蛍光体１の１．０ｗｔ％トルエン溶
液を用いて、スピンコートにより５０ｎｍの厚みで成膜
した（発光層３）。更に、これを減圧下１５０℃で１時
間乾燥した後、電子輸送層２として、トリス（８−キノ
リノール）アルミニウム（Ａｌｑ₃ ）を０．１〜０．２
ｎｍ／ｓの速度で３５ｎｍ蒸着した。その上に陰極１の
金属層としてリチウム−アルミニウム合金（リチウム濃
度：１ｗｔ％）を４０ｎｍ蒸着して有機ＥＬ素子を作製
した。蒸着のときの真空度はすべて８×１０^-6Ｔｏｒｒ
以下であった。

【００５２】得られた有機ＥＬ素子に、凹凸を表面に有
する基材７として、ポリエチレンテレフタレートフィル
ム上に形成した断面が半円のストライプ状である紫外線
硬化樹脂層レンズを有する商品名ルミスルー（住友化学
工業株式会社製、ストライプレンズのピッチが約１１０
μｍ、レンズ厚み約６０μｍ、ポリエチレンテレフタレ
ートフィルムの厚み約１００μｍ）を、得られた有機Ｅ
Ｌ素子のガラス基板６の上に粘着材を用いて貼合した。
得られた有機ＥＬ素子に、１２．５Ｖを印加し、測定し
た結果、電流密度７５．６ｍＡ／ｃｍ² の電流が流れ、
垂直方向での輝度は４２２０ｃｄ／ｍ² であった。ま
た、その発光強度の角度依存性を測定した結果を、図３
に貼合前の結果（比較例１）と合わせて示した。

【００５３】比較例１ 凹凸を表面に有する基材を貼合することはせずに得られ
た有機ＥＬ素子に、１２．５Ｖの電圧を印加し、実施例
１と同様に測定した結果、電流密度７５．６ｍＡ／ｃｍ
² の電流が流れ、垂直方向での輝度は３１３６ｃｄ／ｍ
² であった。また、その発光強度の角度依存性を測定し
たところ、図３に示すようになった。このように、実施
例１の有機ＥＬ素子は、発光層からの光の利用効率が高
く優れた発光表示品位の保存特性を示した。

【００５４】

【発明の効果】本発明の有機ＥＬ素子は、正面方向に高
い効率で、発光層の光を取り出すことができ、高い輝度
を示すので、バックライトとしての面状光源，フラット
パネルディスプレイ等の装置として好ましく使用でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の
層構成を示す概略図。

【図２】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の
層構成を示す概略図。

【図３】発光強度の角度依存性を示す図。

【符号の説明】

１・・・陰極。 ２・・・電子輸送層。 ３・・・発光層。 ４・・・正孔輸送層。 ５・・・陽極（透明電極）。 ６・・・ガラス板。 ７・・・凹凸を表面に有する基材。

フロントページの続き (72)発明者 土田 良彦 茨城県つくば市北原６ 住友化学工業株式 会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一方が透明又は半透明である一
   対の陽極及び陰極からなる電極間に、少なくとも発光層
   を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
   該一対の陽極及び陰極からなる電極の外側に、かつ発光
   が放射される側に、高低差が０．１μｍ以上０．２ｍｍ
   以下の凹凸を表面に有する透明又は半透明な基材を有す
   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。
2. 【請求項２】少なくとも一方が透明又は半透明である一
   対の陽極及び陰極からなる電極間に、少なくとも発光層
   を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
   発光が放射される側であって、透明又は半透明な電極が
   形成されてなる基材の該電極が形成されている面とは異
   なる他の一方の表面に高低差が０．１μｍ以上０．２ｍ
   ｍ以下の凹凸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。
3. 【請求項３】発光層が、固体状態で蛍光を有し、式
   （１）で示される繰り返し単位が、全繰り返し単位の５
   ０モル％以上であり、ポリスチレン換算の数平均分子量
   が１０³ 〜１０⁷ である高分子蛍光体を含むことを特徴
   とする請求項１又は２記載の有機エレクトロルミネッセ
   ンス素子。 【化１】−Ａｒ−ＣＲ＝ＣＲ’− （１） （ここで、Ａｒは、共役結合に関与する炭素原子数が４
   個以上２０個以下からなるアリーレン基又は複素環化合
   物基、Ｒ、Ｒ’はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜２０
   のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数４
   〜２０の複素環化合物、シアノ基からなる群から選ばれ
   た基を示す。）
4. 【請求項４】陰極と発光層との間に、該発光層に隣接し
   て電子輸送性化合物からなる層を設けてなることを特徴
   とする請求項１、２又は３記載の有機エレクトロルミネ
   ッセンス素子。
5. 【請求項５】陽極と発光層との間に、該発光層に隣接し
   て正孔輸送性化合物からなる層を設けてなることを特徴
   とする請求項１、２又は３記載の有機エレクトロルミネ
   ッセンス素子。
6. 【請求項６】陰極と発光層との間に、該発光層に隣接し
   て電子輸送性化合物からなる層、及び陽極と発光層との
   間に、該発光層に隣接して正孔輸送性化合物からなる層
   を設けてなることを特徴とする請求項１、２又は３記載
   の有機エレクトロルミネッセンス素子。