(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に、透明電極／発光層／背面電極の構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、
発光層が、正孔輸送物質及び／又は電子輸送物質と、有機発光物質とが化学式Ｉ
【化１】
0003911066.tif 000007
若しくは化学式ＩＩ
【化２】
0003911066.tif 000008
若しくは化学式ＩＩＩ
【化３】
0003911066.tif 000009
に示す化合物若しくはそれらの誘導体またはそれらの混合物にドーピング（分子分散）された相からな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。
【請求項２】
上記請求項１において背面電極として、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等の合金薄膜および／またはＭｇついでＡｌの二層構造の薄膜を使用する事を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
上記請求項１において、赤色発光材料としてＤＣＭ１および／またはナイルレッドを、緑色発光材料としてクマリン６、クマリン７およびアルミニウム・オキシン錯体よりなる群から選ばれた少なくとも１種を、また、青色発光材料としてＴＰＢ（１，１，４，４−ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌ−１，３−ｂｕｔａｄｉｅｎｅ）を使用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。
【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に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子と略称）は、自己発光のため視認性が高く、完全固体素子のため耐衝撃性に優れる等の特徴を有し、各種表示装置に於ける発光素子として注目されている。また、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）各色の発光が可能な薄膜面発光デバイスであることから、フルカラーフラットパネルディスプレイへの応用が期待されている。
【０００３】
このＥＬ素子には、発光材料に無機化合物を用いる無機ＥＬ素子と、有機化合物を用いる有機ＥＬ素子があり、有機ＥＬ素子は作動電圧を大幅に低くし得るため、実用化研究が積極的に進められている。
【０００４】
有機ＥＬ素子の構造は、透明基板上に陽極／発光層／陰極が構成された構造が基本であり、この基本構造に正孔注入層や電子注入層が適宜設けられたものがある。例えば、陽極／正孔注入層／発光層／陰極や、陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極等の構造であり、正孔注入層は陽極より注入される正孔を発光層に伝達する機能を有し、電子注入層は陰極より注入される電子を発光層に伝達する機能を有する。正孔注入層を発光層と陽極との間に介在させることにより、より低い作動電圧で多くの正孔が発光層に注入されると共に、発光層に陰極または電子注入層より注入される電子が発光層と正孔注入層の界面に存在する電子の障壁により発光層内の界面に蓄積され、発光効率が上がることを利用したものである（「アプライド・フィジックス・レターズ」第５１巻、第９１３ページ（１９８７年））。
【０００５】
また、有機ＥＬ素子の基本構造（陽極／発光層／陰極）のものにも種々のものがある。
【０００６】
例えば、（１）正孔輸送物質と、電子輸送物質と、正孔と電子の再結合に応答して発光する発光物質とを混合した発光層からなる素子であり、正孔輸送物質としてポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）を、電子輸送物質として下記化学式
【０００７】
【化４】
0003911066.tif 000002
【０００８】
で表されるＰＢＤと呼ばれるオキサジアゾール誘導体を、発光物質としてクマリン誘導体を用いて高輝度の緑色発光を実現したことが開示されている（「応用物理」第６１巻、第１０４４ページ（１９９２年））。
【０００９】
また、（２）正孔輸送物質と、電子輸送物質と、蛍光物質とを、正孔も電子も輸送しないマトリックス物質にドープした発光層からなる素子であり、正孔輸送物質としてＴＰＤを、電子輸送物質としてアルミニウム・オキシン錯体を、発光物質としてクマリン誘導体を、マトリックスとしてポリメチレンメタアクリレート（ＰＭＭＡ）を用いて高輝度の緑色発光を実現したことが開示されている（「アプライド・フィジクス・レターズ」第６１巻、第７６１ページ（１９９２年））。
【００１０】
しかし、これらの素子は、有機ＬＥＤ（ＥＬ）膜のフォトリソグラフィパターニングが困難であることから、フルカラー化に向けた微細なＲＧＢの発光セグメントを配列することに困難を抱えている。また、耐熱性（耐久性）にも改善の余地を残している。
【００１１】
そのため、有機ＥＬ素子を用いたフルカラー化に関しては、白色発光有機ＥＬデバイスとカラーフィルターとを用いたもの（「信学技報」第９４巻、５３５号、１ページ（１９９５））や、青色有機ＥＬ素子と波長可変素子を用いたもの（「信学技報」第９４巻、５３５号、１３ページ（１９９５年））が提案されている。
【００１２】
しかし、フィルター又は波長変換素子を用いるため、システムが複雑となること及び発光利用効率（発光素子の発光をパネル輝度として利用する割合）が劣る等の問題を抱えている。
【００１３】
微小共振器構造によるもの（「アプライド・フィジクス・レターズ」第６３巻、第５９４ページ（１９９３年））も提案されているが、微小共振器を作製するプロセスのコストが上乗せされることと、見る角度により色がずれるという問題を抱えている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、これまでの有機エレクトロルミネッセンス素子製造において、有機ＬＥＤ（ＥＬ）膜のフォトリソグラフィパターニングが困難であることから、フルカラー化に向けた微細なＲＧＢの発光セグメントを配列することに困難を抱えていた。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは種々検討の結果、ある種のカルドポリマー、即ち、化学式Ｉ
【００１６】
【化５】
0003911066.tif 000003
【００１７】
若しくは化学式II
【００１８】
【化６】
0003911066.tif 000004
【００１９】
若しくは化学式III
【００２０】
【化７】
0003911066.tif 000005
【００２１】
で示した化合物若しくはそれらの誘導体またはそれらの混合物が、正孔輸送物質、電子輸送物質、及び有機発光物質のドーピング（分子分散）が可能で、かつフォトリソグラフィーパターニングが可能な物質であることを発見した。
【００２２】
これを利用し、透明基板上に陽極／発光層／陰極の構造を有する有機ＥＬ素子において、発光層として、正孔輸送物質及び／又は電子輸送物質と、有機発光物質とを、マトリックスとしての上記化学式Ｉ若しくは化学式II若しくは化学式III で示した化合物若しくはそれらの誘導体またはそれらの混合物にドーピングさせることにより、有機ＬＥＤ（ＥＬ）膜のフォトリソグラフィーパターニングが可能となり、フルカラー化に向けた微細なＲＧＢの発光セグメントの配列が実現できることを見つけ発明に至った。また、このマトリックスは、熱的に安定なものであり、かつ薄膜性に優れ均一で緻密な膜が形成でき、電極形成時にピンホールが発生しにくいことから、耐熱性（長寿命化）も期待できる。
【００２３】
また、耐久性を良くすることを目的として、水分や酸素を遮断するために樹脂で封止したり、二酸化ゲルマニウムの薄膜を蒸着するという事もできる。
【００２５】
すなわち、上記課題解決手段たる本発明は、（１）  透明基板上に、透明電極／発光層／背面電極の構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光層が、正孔輸送物質及び／又は電子輸送物質と、有機発光物質とが上記化学式Ｉ若しくは化学式ＩＩ若しくは化学式ＩＩＩに示す化合物若しくはそれらの誘導体またはそれらの混合物にドーピング（分子分散）された相からな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によって達成される。
【００２７】
さらにまた、本発明は、（２）  上記（１）に記載の課題解決手段において背面電極として、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等の合金薄膜および／またはＭｇついでＡｌの二層構造の薄膜を使用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によっても達成される。
【００２８】
なお、本発明は、（３）  上記（１）に記載の課題解決手段において、有機発光物質として、赤色発光材料としてＤＣＭ１および／またはナイルレッドを、緑色発光材料としてクマリン６、クマリン７およびアルミニウム・オキシン錯体よりなる群から選ばれた少なくとも１種を、また、青色発光材料としてＴＰＢ（１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン）を使用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によっても達成される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に本発明に付いて詳細に述べる。
【００３０】
透明基板としては、ガラス又は透明樹脂（例えば、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート）の基板が使用可能である。
【００３１】
基板側の電極としては、透明電極にする必要があり、例えば、Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ）が使用できる。
【００３２】
発光層としては、正孔輸送物質及び／又は電子輸送物質と、有機発光物質とを、マトリックスとしての上記化学式Ｉ若しくは化学式II若しくは化学式III に示す化合物若しくはそれらの誘導体またはそれらの混合物にドーピングさせた層である。正孔輸送物質、電子輸送物質及び有機発光物質は、マトリックスに分子分散して安定なものであれば種類は問わない。具体的には、正孔輸送物質としてはトリフェニレンジアミン誘導体（ＴＰＤ）、ＰＶＫ等が、電子輸送物質としてはアルミニウム・オキシン錯体（Ａｌｑ）、オキサジアゾール誘導体等が、有機発光物質としては、Ｒ（赤）用に下記化学式
【００３３】
【化８】
0003911066.tif 000006
【００３４】
で表されるＤＣＭ１、フェノキサゾン、ナイルレッド等が、Ｇ（緑）用にクマリン６、クマリン７等が、Ｂ（青）用にオキサジアゾール誘導体、テトラフェニルシクロペンタジエン、テトラフェニルブタジエン、Ｚｎ（ｏｘｚ）2 ；ｏｘｚ＝オキサゾール、等の化合物が使用できる。有機発光物質の添加量は、発光物質により大きく異なるが、概ね全固形分量の内０．０００１重量％から６０重量％の間である。一般に好ましくは１重量％前後である。
【００３５】
背面電極としては、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等の合金薄膜、ＭｇついでＡｌの二層構造の薄膜、Ａｌ等の薄膜などが使用できる。
【００３６】
上記の有機ＥＬ素子は、基本的に次の工程で製作できる。
【００３７】
（１）先ず、透明基板上に所定のピッチで筋状にＩＴＯの透明電極を形成する。ピッチは使用するパネルのサイズにより、決められる。例えば、２０インチであれば、２００μｍ程度となる。
【００３８】
（２）次に、上記化学式Ｉ若しくは化学式II若しくは化学式III に示す化合物若しくはそれらの誘導体またはそれらの混合物を用意する。これと、有機発光物質、正孔輸送物質及び電子輸送物質とを溶媒に溶解混合し、発光層作製溶液を作成する。溶媒としては、クロロホルム、ジクロロエタン、ｎ−メチルプロパン、Ｎ−メチルピロリドン等が使用できる。
【００３９】
該溶液を用い、ＩＴＯ等の透明電極が形成された基板に塗布乾燥し、発光層を成膜する。製膜法は、スピンコート法、ディップ法等種々の製膜法が適用可能である。
【００４０】
（３）次に、該発光層が形成された基板を、所定のパターンのマスクを用いて露光感光した後、クロロホルム、ジクロロエタン、ｎ−メチルプロパン等（非硬化物溶解性溶媒）で現像する。露光用の光としては、３６５ｎｍが適しているが、より短波長でも良い。
【００４１】
（４）最後に、背面電極を所定のパターンに形成する。例えば、単純マトリックスであれば、ＩＴＯ透明電極とクロスするように形成する。背面電極は、一般的に蒸着法を用いるが、これに限定する必要はない。形成された電極膜は、エッジングにより所定のパターンに配置され素子が作成される。パターニング精度は±５μｍ程度である。図１及び図２に有機ＥＬ素子（パネル）の基本構造の断面概略図および斜視図を示す。
【００４２】
（５）耐久性、取り扱い性を考慮し、樹脂、二酸化ゲルマニウム等で適宜封止する。
【００４３】
【実施例】
以下に、具体的な簡単な例により説明する。
【００４４】
実施例１
１，２−ジクロロエタン；３２０ｇに、上記化学式Ｉに示す化合物；２ｇと、イルガキュアー９０７（チバガイギー社製ラジカル重合開始剤；添加しなくても良い。）；０．１ｇと、ＴＰＤ；０．９ｇ、Ａｌｑ（アルミニウム・オキシン錯体）；１．２ｇとを加え、混合撹拌して溶解した。
【００４５】
次にＩＴＯの透明電極が形成されたガラス基板を洗浄し、上記溶液をスピンコート法にて全面塗布し、８０℃にて３０秒乾燥し、１０００Åの膜を製膜した。次に、該塗布基板の中央部に直径１０ｍｍの円盤状マスクをセットし、２００〜１０００ｍｊの紫外線露光を行った後、該塗布基板を１，２−ジクロロエタンに浸漬し、中央部のみに発光層を形成した。
【００４６】
次に、中央部のみ発光層と同様の直径５ｍｍの円盤状マスクをセットし蒸着法により背面電極としてＭｇ１００ÅついでＡｌを１０００Å形成し、中央部に直径５ｍｍの円盤状電極が形成された有機ＥＬ素子を完成させた。
【００４７】
中央部に形成された円盤状の電極及び発光層の寸法精度は５μｍ以下であった。
【００４８】
また、作成された素子は、ＤＣ１５Ｖを印加したところ明瞭な緑色の発光が認められた。
【００４９】
実施例２
発光層用溶液として、さらにクマリン６を０．１６ｇ加える条件以外は、実施例１と同様な条件で素子作成を行った。
【００５０】
実施例１と同等の寸法精度の素子が得られ、やや明るい緑色発光を呈し、他の発光特性は同様な結果が得られた。
【００５１】
実施例３
発光層用溶液として発光剤としてクマリン６のかわりにＤＣＭ１とした条件以外は、実施例２と同様な条件で素子作成を行った。
【００５２】
実施例１と同等の寸法精度の素子が得られ、赤色でその他の発光特性も同様な結果が得られた。
【００５３】
実施例４
発光層用溶液として発光剤としてのクマリン６のかわりにテトラフェニルブタジエンとした条件以外は、実施例２と同様な条件で素子作成を行った。
【００５４】
実施例１と同等の寸法精度の素子が得られ、青色で発光特性も同様な結果が得られた。
【００５５】
【発明の効果】
以上述べた如く、発光層のマトリックス物質として上記化学式Ｉ若しくは化学式II若しくは化学式III に示す化合物若しくはそれらの誘導体またはそれらの混合物を用いることにより、シンプルな構造を有し、かつ微細なＲＧＢの発光セグメント配列を可能とする有機ＥＬ素子が実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の有機ＥＬ素子（パネル）の基本構造を示す概略断面図である。
【図２】  本発明の有機ＥＬ素子（パネル）の基本構造を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１…背面電極、                ２…発光層、
３…透明電極（ＩＴＯ）、      ４…ガラス基板。
【図１】
0003911066.tif 000010
【図２】
0003911066.tif 000011