(57)【要約】【課題】視野角の変化に伴って表示光の色相が変化することを抑制可能な有機ＥＬ素子を提供する。【解決手段】透光性の第一電極（陽極）４と、第一電極４上に形成される電荷注入輸送層（正孔注入輸送層）７ａ及び電荷注入輸送層７ａ上に形成される発光色の異なる複数の発光層７ｂ，７ｃを少なくとも有する有機層７と、有機層７上に形成される第二電極（陰極）８と、を有する有機ＥＬ素子である。第一電極４及び電荷注入輸送層７ａの総膜厚Ｔが、視野角θに対する表示光の色相の変化が認識されない範囲内であることを特徴とする。【選択図】  図３
2007220577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の第一電極と、前記第一電極上に形成される電荷注入輸送層及び前記電荷注入輸送層上に形成される発光色の異なる複数の発光層を少なくとも有する有機層と、前記有機層上に形成される第二電極と、を有する有機ＥＬ素子であって、
前記第一電極及び前記電荷注入輸送層の総膜厚が、視野角に対する表示光の色相の変化が認識されない範囲内であることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
透光性の第一電極と、前記第一電極上に形成される電荷注入輸送層及び前記電荷注入輸送層上に形成される発光色の異なる複数の発光層を少なくとも有する有機層と、前記有機層上に形成される第二電極と、を有する有機ＥＬ素子であって、
前記第一電極及び前記電荷注入輸送層の総膜厚が、前記総膜厚の減少に対する表示光の色度を示すＣＩＥ色度座標のｙ値の変化量が０以上となる範囲内であることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記第一電極及び前記電荷注入輸送層の総膜厚が、３００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記発光層は、電荷輸送材料を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記電荷輸送材料は、前記発光層における濃度が２０％以上であることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
前記発光層より発せられる表示光は、混色によって白色を示すことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる発光色を示す複数の発光層を有する有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機ＥＬ素子としては、陽極となるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等からなる透明電極と、正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層等からなる有機層と、陰極となるアルミニウム（Ａｌ）等からなる非透光性の背面電極と、を順次積層形成して構成されるものが知られており、例えば、特許文献１に開示されるような、前記発光層として少なくとも２種類以上の異なる発光色を示す発光層を積層してなるものが知られている。かかる有機ＥＬ素子は、異なる発光色を示す前記発光層を積層することで混色により所定の色の表示光を得ることができ、例えば青色発光層と黄色発光層とを積層することにより混色によって白色の表示光を得ることができる。
【特許文献１】特開平１２−６８０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、かかる有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬパネルは、視野角θの変化によって使用者に認識される表示光の色度が大きく変化し、使用者が見る角度によっては表示光が目的とする色相と異なるという問題点があった。かかる問題点は、有機ＥＬ素子が複数層の積層構造であることにより前記発光層から発せられる光の光路長が出射方向によって異なり、その結果、光の干渉条件が出射方向によって変化することによって生じるものと考えられる。
【０００４】
図６は、前記発光層として黄色発光層と青色発光層と積層形成してなる従来の有機ＥＬ素子における視野角θと表示光の色度を示すＣＩＥ色度座標との関係を示す図である。なお、視野角θ＝０°とは有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬパネルの表示面を正面から見た状態である。また、前記従来の有機ＥＬ素子はドットマトリクス型の有機ＥＬ素子である。また、前記黄色発光層は、例えば出光興産株式会社製のＩＤＥ１２０からなるホスト材料に例えばナフタセン誘導体からなる黄色発光を示す発光材料をドープして形成されており、さらに例えばα−ＮＰＤ等の正孔輸送性材料を加えられている。前記青色発光層は、前記黄色発光層と同様のホスト材料に例えば出光興産株式会社製のＢＤ１０２からなる青色発光を示す発光材料をドープして形成されており、さらに前記正孔輸送性材料を加えられている。特性Ｓ３が示すように、前記従来の有機ＥＬ素子は、０°から５０°までの視野角θの変化に対してＣＩＥ色度座標のｘ値及びｙ値が大きく変化する。特に、視野角θ＝０°で白色を示す場合、ＣＩＥ色度座標のｙ値が視野角θ＝０°である場合の値以下に変化するとその表示光は赤みがかった色となり、色相の変化を使用者が認識しやすく、また、赤色表示への切り換えは一般に警告表示に用いられることが多いため使用者が何らかの警告が表示されたものと誤認するおそれがあるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑み、視野角の変化に伴って表示光の色相が変化することを抑制可能な有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の有機ＥＬ素子は、前記課題を解決するために、透光性の第一電極と、前記第一電極上に形成される電荷注入輸送層及び前記電荷注入輸送層上に形成される発光色の異なる複数の発光層を少なくとも有する有機層と、前記有機層上に形成される第二電極と、を有する有機ＥＬ素子であって、前記第一電極及び前記電荷注入輸送層の総膜厚が、視野角に対する表示光の色相の変化が認識されない範囲内であることを特徴とする。
【０００７】
本発明の有機ＥＬ素子は、前記課題を解決するために、透光性の第一電極と、前記第一電極上に形成される電荷注入輸送層及び前記電荷注入輸送層上に形成される発光色の異なる複数の発光層を少なくとも有する有機層と、前記有機層上に形成される第二電極と、を有する有機ＥＬ素子であって、前記第一電極及び前記電荷注入輸送層の総膜厚が、前記総膜厚の減少に対する表示光の色度を示すＣＩＥ色度座標のｙ値の変化量が０以上となる範囲内であることを特徴とする。
【０００８】
また、前記第一電極及び前記電荷注入輸送層の総膜厚が、３００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
また、前記発光層は、電荷輸送材料を含有することを特徴とする。
【００１０】
また、前記電荷輸送材料は、前記発光層における濃度が２０％以上であることを特徴とする。
【００１１】
また、前記発光層より発せられる表示光は、混色によって白色を示すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、異なる発光色を示す複数の発光層を有する有機ＥＬ素子に関するものであり、視野角の変化に伴って表示光の色相が変化することを抑制可能となるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、ドットマトリクス型の有機ＥＬパネルに本発明を適用した実施形態を添付の図面に基いて説明する。
【００１４】
図１は、ドットマトリクス型の有機ＥＬパネル１を示す図である。有機ＥＬパネル１は、支持基板２上に有機ＥＬ素子３が形成されてなるものであり、有機ＥＬ素子３の発光を支持基板２側から取り出し、後述する第一の発光層の黄色発光と第二の発光層の青色発光との混色によって白色の表示光を得るものである。また、支持基板２上には有機ＥＬ素子３を気密的に覆う封止部材が配設されるが、図１においては封止部材を省略している。
【００１５】
支持基板２は、長方形形状の透明ガラス材からなり、電気絶縁性の基板である。
【００１６】
有機ＥＬ素子３は、図２に示すように、ライン状に複数形成される陽極（第一電極）４と、絶縁層５と、隔壁部６と、有機層７と、ライン状に複数形成される陰極（第二電極）８と、から主に構成され、各陽極４と各陰極８とが交差する個所にて陽極４と陰極８とで有機層７が挟持されてなる複数の発光画素を備える。
【００１７】
陽極４は、ＩＴＯ等の透光性の導電材料からなり、スパッタリング法等の手段によって支持基板２上に前記導電材料を層状に形成した後、フォトリソグラフィー法等によって互いに略平行となるようにライン状に複数形成される。陽極４は、陽極配線部４ａ及び陽極部４ｂを有しており、陽極配線部４ａは終端部に陽極端子部４ｃを備える。
【００１８】
絶縁層５は、例えばポリイミド系の電気絶縁性材料から構成され、陽極４と陰極８との間に位置するように陽極４上に形成され、陽極部４ｂを露出させる開口部５ａを有するものである。絶縁層５は、両電極４，８の短絡を防止するとともに、有機ＥＬ素子１の輪郭を明確にするものである。
【００１９】
隔壁部６は、例えばフェノール系の電気絶縁性材料からなり、絶縁層５上に形成される。隔壁部６は、その断面が絶縁層５に対して逆テーパー形状等のオーバーハング形状となるようにフォトリソグラフィー法等の手段によって形成されるものである。また、隔壁部６は、陽極４と直交する方向に等間隔にて複数形成される。隔壁部６は、その上方から蒸着法やスパッタリング法等によって有機層７及び陰極８となる金属膜を形成する場合にオーバーハング形状によって有機層７及び前記金属膜が段切れを起こす構造を得るものである。
【００２０】
有機層７は、少なくとも陽極部４ｂ上に位置するべく絶縁層５における窓部５ａの形成箇所に対応するように所定の大きさをもって形成されるものであり、図３に示すように、正孔注入輸送層（電荷注入輸送層）７ａ，第一の発光層７ｂ，第二の発光層７ｃ，電子輸送層７ｄ及び電子注入層７ｅを蒸着法等の手段によって順次積層形成してなるものである。
【００２１】
正孔注入輸送層７ａは、陽極４から正孔を取り込むとともに正孔を第一の発光層７ｂへ伝達する機能を有し、例えばα−ＮＰＤ等の正孔輸送性材料（電荷輸送性材料）を蒸着法等の手段によって層状に形成してなるものである。
【００２２】
第一の発光層７ｂは、正孔及び電子の輸送が可能であり、正孔移動度が高い正孔輸送性の特性を有する有機材料である例えば出光興産株式会社製のＩＤＥ１２０からなるホスト材料に、正孔注入輸送層７ａを構成する前記正孔輸送性材料と、電子と正孔との再結合に反応して発光する機能を有し黄色発光を示す例えばナフタセン誘導体からなる第一の発光材料と、を共蒸着等の手段によって混合し、例えば膜厚２０ｎｍ程度の層状に形成してなる。また、第一の発光層７ｂは、層全体における前記正孔輸送性材料の濃度が２０％以上となっている。
【００２３】
第二の発光層７ｃは、正孔及び電子の輸送が可能であり、第一の発光層５ｂと同様の前記ホスト材料に、正孔注入輸送層７ａを構成する前記正孔輸送性材料と、電子と正孔との再結合に反応して発光する機能を有し青色発光を示す例えば出光興産株式会社製のＢＤ１０２からなる第二の発光材料と、を共蒸着等の手段によって混合し、例えば膜厚３０ｎｍ程度の層状に形成してなる。また、第二の発光層７ｃは、層全体における前記正孔輸送性材料の濃度が２０％以上となっている。
【００２４】
電子輸送層７ｄは、電子を第二の発光層５ｃへ伝達する機能を有し、例えばキレート系化合物であるアルミキノリノール（Ａｌｑ３）等の電子輸送性材料を蒸着法等の手段によって膜厚２０〜６０ｎｍの層状に形成してなる。
【００２５】
電子注入層５ｅは、第二電極６から電子を注入する機能を有し、例えばフッ化リチウム（ＬｉＦ）等を蒸着法等の手段によって膜厚略１ｎｍの層状に形成してなる。
【００２６】
陰極８は、アルミニウム（Ａｌ）やマグネシウム銀（Ｍｇ：Ａｇ）等の陽極４よりも導電率が高い金属性導電材料を蒸着法等の手段により層状に形成して金属膜を形成し、隔壁部６によってこの金属膜に段切れを生じてライン状に複数形成してなるものである。陰極８は、円弧状の陰極配線部８ａ及び陽極４の陽極部４ｂに略直角に交わる（交差する）陰極部８ｂを有する。また、陰極配線部８ａは接続配線部１０に電気的に接続されている。接続配線部１０は、陽極４とともに形成されるものであり、同一材料のＩＴＯからなるものである。また、接続配線部１０は、終端部に陰極端子部１０ａが形成されている。
【００２７】
以上のように有機ＥＬパネル１が構成されている。
【００２８】
有機ＥＬ素子３は、表示面側の第一電極である陽極４の陽極部４ｂ及び正孔注入輸送層７ａの膜厚を合わせた総膜厚Ｔを視野角θに対する表示光の色相の変化が認識されない範囲内とするものである。「視野角θに対する表示光の色相の変化が認識されない」ためには、視野角θに対する表示光のメトリック色相角の変化量が±９°以下（さらに好ましくは±５°以下）の範囲内となることが望ましい。総膜厚Ｔの具体的範囲としては、総膜厚Ｔを３００ｎｍ以下であって、かつ、総膜厚Ｔの減少に対する表示光の色度を示すＣＩＥ色度座標のｙ値の変化量ΔＣＩＥ．ｙが０以上となる範囲内とする。図４は、有機ＥＬ素子３における総膜厚Ｔの減少と表示光のＣＩＥ色度座標との関係を示すものである。なお、有機ＥＬ素子３のサイズや駆動条件は図６における前記従来の有機ＥＬ素子と同様であり、視野角θは０°で固定されているものとする。図４に示すように、表示光の色度の総膜厚Ｔの減少に対する依存性を示す特性Ｓ１は楕円状の軌跡となる。本願発明者は、表示光の色度の総膜厚Ｔの減少に対する依存性と表示光の色度の視野角θに対する依存性とに関連性があり、総膜厚Ｔを総膜厚Ｔの減少に対する表示光のＣＩＥ色度座標のｙ値の変化量ΔＣＩＥ．ｙが、
ΔＣＩＥ．ｙ≧０
となる範囲内とすることによって、視野角θの変化に対して表示光のＣＩＥ色度座標のｙ値が視野角θ＝０°での値以下に変化することを抑制できる傾向を見いだした。なお、「総膜厚Ｔの減少に対する表示光のＣＩＥ色度座標のｙ値の変化量が０以上となる範囲」とは、すなわち総膜厚Ｔが減少してもＣＩＥ色度座標のｙ値が減少しない範囲であり、図４においてはＡで示す範囲（１３０ｎｍ≦Ｔ≦１９０ｎｍ）である。なお、かかる範囲は、有機ＥＬ素子を構成する有機材料あるいは積層構造等の諸条件によって変動する。
【００２９】
図５は、有機ＥＬ素子３における陽極４の陽極部４ｂ及び正孔注入輸送層７ａの総膜厚Ｔを３００ｎｍ以下であって、かつ、総膜厚Ｔの減少に対する表示光のＣＩＥ色度座標のｙ値の変化量ΔＣＩＥ．ｙが０以上となる範囲内とした場合の視野角θと表示光のＣＩＥ色度座標との関係を示す図である。なお、有機ＥＬ素子３のサイズや駆動条件は図６における前記従来の有機ＥＬ素子と同様であるものとする。特性Ｓ２が示すように、視野角θが０°から５０°までの範囲で変化する場合であっても表示光のＣＩＥ色度座標のｙ値は視野角θが０°での値以下とならない。したがって、有機ＥＬ素子３は、視野角が０°から５０°までの範囲で変化する場合であっても白色の表示光が赤みががった色となることがなく、色相の変化を使用者が認識しない程度に抑制することが可能となっている。なお、視野角θが５０°以上となる場合であっても同様にＣＩＥ色度座標のｙ値が視野角θ＝０°での値以下とならないことが望ましいが、正面方向から表示面を視認する一般的な表示パネルとしては０°から５０°までの視野角θの変化に対して上述の効果が得られれば十分に視野角θに対する色相の変化を抑制していると言える。また、総膜厚Ｔを３００ｎｍ以下とすることによって、光の出射角度によって生じる光路長の差を低減することができ、視野角θに対する表示光の色度変化量を抑制することができる。なお、有機ＥＬ素子３が前記従来の有機ＥＬ素子と比較して、視野角θの変化に対して表示光のＣＩＥ色度座標のｘ値及びｙ値の変化量が低減していることは図５及び図６より明らかである。
【００３０】
かかる有機ＥＬ素子３は、透光性の陽極４と、陽極４上に形成される正孔注入輸送層７ａ及び正孔注入輸送層７ａ上に形成される発光色の異なる第一，第二の発光層７ｂ，７ｃを少なくとも有する有機層７と、有機層７上に形成される陰極８と、を有し、陽極４及び正孔注入輸送層７ａの総膜厚Ｔを、視野角に対する表示光の色相の変化が認識されない範囲内とするものである。さらに、かかる範囲として、陽極４及び正孔注入輸送層７ａの総膜厚Ｔを、総膜厚Ｔの減少に対する表示光の色度を示すＣＩＥ色度座標のｙ値の変化量ΔＣＩＥ．ｙが０以上となる範囲内とするものである。
【００３１】
かかる特徴を有することにより、有機ＥＬ素子３は、特に白色表示を行う場合に、視野角θが変化しても赤みがかった表示色に変化することを抑制でき、視野角θに伴って表示光の色相が変化することを抑制することができる。
【００３２】
また、さらに、陽極４及び正孔注入輸送層７ａの総膜厚Ｔを３００ｎｍ以下とすることによって、光の出射角度によって生じる光路長の差を低減することができ、視野角θに対する表示光の色度変化量を抑制することができる。
【００３３】
また、本実施形態はドットマトリクス型の有機ＥＬ素子１を備える有機ＥＬパネルに本発明を適用したが、本発明の有機ＥＬ素子は、セグメント型の有機ＥＬ素子にも適用可能である。
【００３４】
また、本実施形態において、有機ＥＬ素子３は、第一，第二の発光層７ｂ，７ｃの２つの発光層を備える構成であったが、本発明における有機ＥＬ素子は、三層以上の発光層を備えるものであってもよく、また、１つの発光層に発光色の異なる複数の発光材料を混合するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態である有機ＥＬパネルを示す図。
【図２】同上の有機ＥＬ素子を示す拡大断面図。
【図３】同上の有機ＥＬ素子を示す拡大断面図
【図４】同上の有機ＥＬ素子の総膜厚Ｔと表示光の色度との関係を示す図。
【図５】同上の有機ＥＬ素子の視野角θと表示光の色度との関係を示す図。
【図６】従来の有機ＥＬ素子の視野角θと表示光の色度との関係を示す図。
【符号の説明】
【００３６】
１  有機ＥＬパネル
２  支持基板
３  有機ＥＬ素子
４  陽極（第一電極）
５  絶縁層
６  隔壁
７  有機層
７ａ  正孔注入輸送層（電荷注入輸送層）
７ｂ  第一の発光層
７ｃ  第二の発光層
７ｄ  電子輸送層
７ｅ  電子注入層
８  陰極（第二電極）
【図１】
2007220577.tif 000003
【図２】
2007220577.tif 000004
【図３】
2007220577.tif 000005
【図４】
2007220577.tif 000006
【図５】
2007220577.tif 000007
【図６】
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