(57)【要約】【課題】コントラストの高い有機発光素子を提供すること。【解決手段】基材（１）上に、透明な第１電極（２）と、有機化合物からなる発光材料を少なくとも含む有機膜（３、４）と、第２電極（５）とが少なくとも積層されてなる有機発光素子であって、前記第２電極の材料が銅であることを特徴とする有機発光素子。或いは第２電極が銅からなる反射防止層を含む構成であっても良い。銅は可視光域において反射率が低く、有機発光素子に入射した外光の反射を抑制する効果があり、発光時、非発光時の輝度の比で定義されるコントラストが高い有機発光素子が得られる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に、透明な第１電極と、有機化合物からなる発光材料を少なくとも含む有機膜と、第２電極とが少なくとも積層されてなる有機発光素子であって、
前記第２電極の材料が銅であることを特徴とする有機発光素子。
【請求項２】
前記第２電極は、膜厚が５〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記第１電極側が発光面側であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機発光素子。
【請求項４】
基材上に、透明な第１電極と、有機化合物からなる発光材料を少なくとも含む有機膜と、第２電極とが少なくとも積層されてなる有機発光素子であって、
前記第２電極が、銅からなる反射防止層を含むことを特徴とする有機発光素子。
【請求項５】
前記反射防止層の厚さが５〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項４に記載の有機発光素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電流の注入によって発光する有機化合物からなる発光材料のエレクトロルミネッセンスを利用して、かかる発光材料を少なくとも含む有機膜を備えた有機発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機発光素子は、自己発光性を有するため、液晶とバックライトを組合せた、いわゆるＬＣＤモジュールに比較して薄く、広視野角、応答スピードが早いなどの優位性のある表示装置を構成可能である。そのため、ここ数年種々の有機発光素子が提案され実用化が急速に進んでいる。特に表示装置への実用化は著しく、複数の有機発光素子を同一平面上に二次元配列することで表示パネルを構成（例えばＸ−Ｙマトリックス型）し、これらの素子を独立に駆動させる表示装置が市場に出てきている。今後は携帯電話をはじめとする携帯端末機器への搭載が期待される。
【０００３】
図１はこの有機発光素子の断面模式図を示す。有機発光素子の典型的な基本構成は、ガラス基板１上に陽極２、発光層４等を含む有機膜、陰極５が順次積層された構成である。また、陽極と発光層の間に正孔輸送層３を設けたりする場合もある。
【０００４】
また、有機発光素子を構成する一対の電極（陽極および陰極）のうち、基材上に発光素子としての光取出し面（発光面）側に位置する電極は透明である。一方、発光面側とは反対側に位置する電極（以下、対向電極という）は、金属薄膜からなる構成が多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来より対向電極として用いられているアルミニウム等の金属薄膜は可視光の反射率が高く、有機発光素子の発光時および非発光時に拘わらず、外部から当該有機発光素子に入射した光の一部が対向電極によって反射される。このため、従来の有機発光素子のコントラストおよびこの素子を同一平面上に二次元配列することによって構成した従来の表示パネルにおいては、コントラスト向上が課題となっていた。
【０００６】
本発明の目的は、コントラストの高い有機発光素子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の発明は、
基材上に、透明な第１電極と、有機化合物からなる発光材料を少なくとも含む有機膜と、第２電極とが少なくとも積層されてなる有機発光素子であって、
前記第２電極の材料が銅であることを特徴とする有機発光素子である。
【０００８】
本発明は、上記第１の発明において、
「前記第２電極は、膜厚が５〜２００ｎｍであること」、
「前記第１電極側が発光面側であること」、
をその好ましい態様として含むものである。
【０００９】
上記課題を解決するための第２の発明は、
基材上に、透明な第１電極と、有機化合物からなる発光材料を少なくとも含む有機膜と、第２電極とが少なくとも積層されてなる有機発光素子であって、
前記第２電極が、銅からなる反射防止層を含むことを特徴とする有機発光素子である。
【００１０】
本発明は、上記第２の発明において、前記反射防止層の厚さが５〜２００ｎｍであることをその好ましい態様として含むものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図１の有機発光素子の断面模式図を用いて本発明を詳しく説明するが、本発明はこの形態に制限されるものではない。
【００１２】
本発明の有機発光素子は、基材（ガラス基板１）上に、透明な第１電極（陽極２）と、有機化合物からなる発光材料（以下、有機発光材料と略す）を少なくとも含む有機膜（図１の形態では正孔輸送層３と発光層４とからなる膜が対応）と、第２電極（陰極５）とが少なくとも積層されてなる有機発光素子であって、第２電極の材料が銅であることを特徴とする有機発光素子である。
【００１３】
このような有機発光素子においては、発光面側を、有機膜の基材側とするかその反対側とするかで、基材や電極に要求される透明性は異なるが、要は発光面側に透明な材料を用いればよい。通常、陽極には仕事関数の大きな材料であるインジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）等の透明電極が用いられ、陰極には仕事関数の小さな材料である金属等が用いられるため、この場合には本発明の第１電極は陽極に、第２電極は陰極に対応することになる。透明である陽極を基材の側に設けた場合には、基材をガラス基板等の透明な材料で構成する。
【００１４】
陰極には、従来、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属、あるいはその合金などで、具体的にはマグネシウム、マグネシウムと銀との合金、ナトリウム、ナトリウムとカリウムとの合金、アルミニウムとリチウムとの合金、インジウムや希土類金属などが用いられていた。これらは電子注入性に優れているが、屋外では太陽光が、また、室内では蛍光灯の光などの外光を反射しやすい。これに対して本発明者は、陰極（第２電極）の材料に銅を用いることにより、有機発光素子のコントラストが向上できることを見出した。ここで、コントラストとは、
コントラスト＝〔電圧印加時（発光時）の輝度〕／〔電圧を印加していない時（非発光時）の輝度〕
を意味している。
【００１５】
このような本発明の効果が得られる原因として考えられることには、図２、図３に示す分光特性の違いが挙げられる。図２は従来から陰極に用いられている金属の代表としてのアルミニウムの分光特性図であり、図３は本発明の陰極の材料である銅の分光特性図である。これらの図から分かるように、銅は可視光域のかなりの部分において反射率が低く、このため外光の陰極における反射を低減する効果があると思われる。しかしながら、銅の物質としての可視光域の反射率は図３に示されているようにアルミニウムに比べて最大でも２倍程度の違いであるのに対し、後述の実施例に表れているように、銅を陰極に用いた有機発光素子とアルミニウムを陰極に用いた有機発光素子とのコントラストの差は、予想を超えたものとなっている。
【００１６】
尚、陰極の膜厚は５〜２００ｎｍであることが好ましい。さらに好ましくは５０〜１５０ｎｍである。
【００１７】
また、本発明においては、第２電極全体が銅からなる形態だけでなく、第２電極が、銅からなる反射防止層を含む構成であっても良い（不図示）。これは例えば、第２電極のうち、第１電極と対向する側に反射防止層として銅からなる層を設け、その反対側に低抵抗化等のために別の金属等を積層して第２電極とするような場合を含むものである。この場合には、反射防止層の厚さが５〜２００ｎｍであることが好ましい。さらに好ましくは５０〜１５０ｎｍである。
【００１８】
光透過性を有する陽極の材料としては、無機材料では金属、合金、酸化物などで光透過性があり、かつ、仕事関数が大きい（４ｅＶ以上）材料、具体的にはＣｕＩ、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯなどが挙げられる。また、有機材料では、ポリアニリンなどが挙げられる。
【００１９】
陽極の材料の選択にあたっては、相対的に陽極の仕事関数の方が陰極の仕事関数よりも大きくなるように選択すれば良く、基準となる仕事関数の大きさは４ｅＶに限定されるものではない。また、陽極や陰極のシート抵抗値は、共に数百Ω／□以下であることが望ましい。
【００２０】
また、光透過性を有する陽極は、可視光波長（４００〜７００ｎｍ程度）での透過率が大きいほど良く、例えばＩＴＯの場合、膜厚が５００ｎｍ以下であれば透過率は８０％以上で充分と言える。透過率が低いと実用上充分な輝度が得られない。
【００２１】
基材には従来から用いられている材料が使用でき、基材を透明なものとする場合には、ガラス、プラスチック等の光透過性のものを用いればよい。
【００２２】
有機膜は、有機単層薄膜でも、有機多層薄膜でも良い。有機単層薄膜とは、実質的に１種類または多種類の有機発光材料のみからなる薄膜や、１種類または多種類の有機発光材料と正孔輸送材料、電子注入材料との混合物からなる薄膜など有機発光素子の発光層として機能する単層構造を意味する。有機多層薄膜とは、発光層以外に正孔輸送材料、電子注入材料を個別に２層以上の積層構造を意味する。有機単層薄膜および有機多層薄膜の構成材料は、従来より有機発光素子で用いられている正孔輸送材料、有機発光材料、電子注入材料をそのまま使用できる。
【００２３】
例えば正孔輸送材料としては、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、アニリン系共重合体、ポリアリールアルカン誘導体、スチルベン誘導体、ヒドラゾン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントランセン誘導体、フルオレノン誘導体、シラザン誘導体、ポリシラン系化合物などが挙げられる。
【００２４】
また有機発光材料としては、ベンゾチアゾール系、金属キレート化オキシノイド化合物、スチルベンゼン系化合物、芳香族ジメチルリジン化合物、ジスチルピラジン誘導体ベンゾイミダゾール系、ベンゾオイサゾール系などが挙げられる。
【００２５】
このように、陰極以外の層構成や、陽極と陰極との間に電位差を与えることにより有機発光材料を発光させること等は公知のものである。
【００２６】
【実施例】
ここでは実際に有機発光素子を作製し、輝度を測定してコントラストを算出した結果を示す。
【００２７】
（実施例１）
図１の有機発光素子の断面模式図を用いて、実施例１を詳細に説明する。
【００２８】
まずガラス基板１上に光透過性を有する第１電極となる１２０ｎｍのＩＴＯ膜（陽極２）を蒸着により成膜した。この基板をＩＰＡ溶液で５分間、純水中で５分間それぞれ超音波洗浄し、その後ＵＶオゾン洗浄機で１０分間洗浄した。その後、このＩＴＯ蒸着フィルムＩＴＯガラス基板を蒸着機の基板ホルダーに固定し、１×１０−４Ｐａの真空中でＩＴＯ側に正孔輸送材料であるＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（以下、ＴＰＤと言う）を１１ｎｍ蒸着した。次に発光層としてトリス（８−キノリノール）アルミニウム（以下Ａｌｑ３）とキナクリドンとを共蒸着により約０．６％ドープした層を２０ｎｍ設けた。次に電子輸送材料としてＡｌｑ３を４０ｎｍ蒸着した。次に１×１０−４Ｐａの真空中で、第２電極（陰極５）として銅を１５０ｎｍ蒸着した。
【００２９】
（実施例２〜３）
第２電極の銅の膜厚を５ｎｍ（実施例２）、２００ｎｍ（実施例３）とした以外は実施例１と同様にして有機発光素子を作成した。
【００３０】
（比較例１）
第２電極（陰極５）としてアルミニウムを１５０ｎｍ蒸着したこと以外は実施例１と同様にして、有機発光素子を得た。
【００３１】
（比較例２〜３）
第２電極の銅の膜厚を３ｎｍ（比較例２）、３００ｎｍ（比較例３）とした以外は実施例１と同様にして有機発光素子を作成した。
【００３２】
上述のようにして作製した有機ＥＬ素子のコントラストを以下のようにして測定した。
【００３３】
まず、通常の実験室内の蛍光灯点灯下で、所定の台上に発光面側を上にして有機発光素子を置くとともに、この素子の斜め上方約５０ｃｍの距離に白熱電球（１００Ｗ）を配置する。そして、白熱電球を点灯しながら、素子に所定電圧を印加して当該素子を発光させたときの輝度と素子に電圧を印加していないときの輝度とをそれぞれ輝度計により測定した。そして、これらの測定結果から上記コントラストの定義式にてコントラストを算出した。
【００３４】
表１はこのようにして算出した実施例および比較例における有機発光素子のコントラストである。
【００３５】
【表１】
2004039409.tif 000003
【００３６】
表１の結果から、本発明のように第２電極の材料として銅を用いた有機発光素子のコントラストは、第２電極の材料にアルミニウムを用いた比較例１の有機発光素子のコントラストよりも高いことが分かる。
【００３７】
銅の膜厚については、３ｎｍとすると、本発明の実施例２の５ｎｍのものと比較してもコントラストが半減しており、銅を使用する利点が無くなってしまう。また、３００ｎｍとすると、コントラストは高い数値が得られているが、膜の密着力が悪くなり、剥がれやクラックが生じてしまう。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、有機発光材料を含有する有機膜（有機単層薄膜または有機多層薄膜）が１対の電極によって挟持されており、前記１対の電極間に所定の電圧もしくは電流を印加することにより前記有機発光材料を発光させる有機発光素子において、前記１対の電極のうち発光面側の透明な電極とは反対側に位置する電極に銅を用いることにより、コントラストの高い有機発光素子を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機発光素子の断面模式図である。
【図２】アルミニウムの分光特性図である。
【図３】銅の分光特性図である。
【符号の説明】
１　ガラス基板（基材）
２　陽極（第１電極）
３　正孔輸送層
４　電子輸送層（発光層）
５　陰極（第２電極）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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