JP2000173778A

JP2000173778A - 有機ｅｌ表示装置

Info

Publication number: JP2000173778A
Application number: JP10356900A
Authority: JP
Inventors: Michio Arai; 三千男荒井; Hiroshi Yamamoto; 洋山本
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2000-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】表示面に蓄積する静電気を防止し、静電破壊
の恐れのない有機ＥＬ表示装置を実現し、表示面の凝集
水分の付着による曇りを防止し、汚染物質の付着を防止
することで、高い視認性と表示品質を長期間維持できる
有機ＥＬ表示装置を実現し、外部光の反射を抑制して高
い視認性を確保することのできる有機ＥＬ表示装置を実
現する。【解決手段】基板と、この基板上に形成された有機Ｅ
Ｌ構造体とを有し、前記基板の有機ＥＬ構造体成膜面と
反対側の表示面には、薄膜積層体であって、最外層に酸
化チタンを含有する層を有し、その下層にはこれよりも
抵抗率の低い導電層を有し、前記酸化チタンを含有する
層に含有される酸化チタンをＴｉＯ_x と表したとき、ｘ
＝１．５〜２．２である有機ＥＬ表示装置とするか、あ
るいはこの下層には屈折率を調整するための屈折率調整
層を有する有機ＥＬ表示装置とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機化合物を用い
た有機ＥＬ表示装置に関し、さらに詳細には、発光を取
り出す光取り出し面の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、有機ＥＬ素子が盛んに研究されて
いる。これは、ホール注入電極上にトリフェニルジアミ
ン（ＴＰＤ）などのホール輸送材料を蒸着により薄膜と
し、さらにアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ３）などの
蛍光物質を発光層として積層し、さらにＭｇなどの仕事
関数の小さな金属電極（電子注入電極）を形成した基本
構成を有する素子で、１０Ｖ前後の電圧で数１００から
数１００００cd/m²ときわめて高い輝度が得られること
で注目されている。

【０００３】有機ＥＬ表示装置は、前述のように基板上
に電子注入電極、有機層、ホール注入電極等を有する有
機ＥＬ構造体が成膜されている基本構成を有し、通常、
発光した光はホール注入電極を介して基板側から取り出
される。

【０００４】一般に基板は絶縁材料により形成されてい
るため、表示面は電気的に浮遊した状態となり、静電気
を生じたり、これを蓄積する恐れがある。表示面に電荷
が蓄積されると、これが放電する際にディスプレイを構
成する有機ＥＬ表示装置や、その駆動回路、制御回路等
を破壊したり、損傷を与えたりする。有機ＥＬ表示装置
が損傷を受けた場合、リーク電流等を生じ、誤発光や異
常発光として認識される。特に、ディスプレイ本体と、
これを駆動するための電気回路基板を組み付けたり、組
み立てた後の搬送工程等において、静電破壊が生じやす
い。

【０００５】有機ＥＬ素子をディスプレイ等に応用した
場合、表示面となる基板裏面側（有機ＥＬ構造体が積層
されている面の反対側）が空気中の凝集水分により曇っ
たり、ぼやけたりして、表示面の視認性を著しく低下さ
せることがある。このような凝集水分による曇りは、広
い用途での応用が期待され、種々の条件下での使用が期
待される有機ＥＬ素子のディスプレイでは重要な問題で
あり、防曇性能が多用途向けのディスプレイとしての応
用範囲を左右する。

【０００６】また、表示面に人の手が触れたり、大気中
の細かい塵が堆積したりして表示面に汚染物質が付着す
ることがある。このような汚染物質が付着することによ
り、さらに表示面は曇りやすくなるとともに、汚染物質
自体により、視認性も妨げられる。

【０００７】一般に有機ＥＬ素子は自発光素子である
が、発光光が外部に取り出される際に、外来光（例えば
太陽光や室内照明）が基板で反射した光と一緒になり、
コントラスト比を低下させたりして、ディスプレイの視
認性を悪化させることが知られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、表示
面に蓄積する静電気を防止し、静電破壊の恐れのない有
機ＥＬ表示装置を実現することである。また、表示面の
凝集水分の付着による曇りを防止し、汚染物質の付着を
防止することで、高い視認性と表示品質を長期間維持で
きる有機ＥＬ表示装置を実現することである。また、外
部光の反射を抑制して高い視認性を確保することのでき
る有機ＥＬ表示装置を実現することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち上記目的は、以
下の本発明により達成される。（１）基板と、この基板上に形成された有機ＥＬ構造
体とを有し、前記基板の有機ＥＬ構造体成膜面と反対
側の表示面には、薄膜積層体であって、最外層に酸化チ
タンを含有する層を有し、その下層にはこれよりも抵抗
率の低い導電層を有し、前記酸化チタンを含有する層に
含有される酸化チタンをＴｉＯ_x と表したとき、ｘ＝
１．５〜２．２である有機ＥＬ表示装置。（２）前記導電層の２５℃での抵抗率は、１０^-6 μ
Ω・cm以下である上記（１）の有機ＥＬ表示装置。（３）前記導電層は、有機ＥＬ構造体の電極構成物質
で形成されている上記（１）または（２）の有機ＥＬ表
示装置。（４）前記導電層は、チタンまたは一酸化チタンによ
り形成され、このチタンまたは一酸化チタンをＴｉＯ_y
と表したとき、ｙ＝０〜１．５である上記（１）または
（２）の有機ＥＬ表示装置。（５）基板と、この基板上に形成された有機ＥＬ構造
体とを有し、前記基板の有機ＥＬ構造体成膜面と反対
側の表示面には、薄膜積層体であって、最外層に酸化チ
タンを含有する層を有し、その下層には屈折率を調整す
るための屈折率調整層を有し、前記酸化チタンを含有す
る層に含有される酸化チタンをＴｉＯ_x と表したとき、
ｘ＝１．５〜２．２である有機ＥＬ表示装置。（６）前記最外層および屈折率調整層は、外部から入
射する発光波長帯域の光の垂直入射成分に対する垂直反
射成分の比の極小値が、４．２％以下である上記（５）
の有機ＥＬ表示装置。（７）前記屈折率調整層の発光波長帯域の屈折率が、
ｎ＝２．５〜４．０である上記（５）または（６）の有
機ＥＬ表示装置。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の有機ＥＬ表示装置は、基
板と、この基板上に形成された有機ＥＬ構造体とを有
し、前記基板の有機ＥＬ構造体成膜面と反対側の面に
は、薄膜積層体であって、最外層に酸化チタンを含有す
る層を有し、その下層にはこれよりも抵抗率の低い導電
層を有し、前記酸化チタンを含有する層に含有される酸
化チタンをＴｉＯ_x と表したとき、ｘ＝１．５〜２．２
である。

【００１１】このように、有機ＥＬ表示装置の表示面、
つまり有機ＥＬ構造体成膜面と反対側の面のコーティン
グを２層とし、最外層に酸化チタンを含有する層を有
し、その下層にはこれよりも導電率の良好な導電層を有
することで、表面の電荷を速やかに排除し、静電気の発
生を防止するとともに、最外層の酸化チタンを含有する
層により凝集水分の付着による曇りと、汚染物質の付着
を防止することができる。

【００１２】最外層の酸化チタンを含有する層は、酸化
チタンをＴｉＯ_x と表したとき、ｘ＝１．５〜２．２の
組成範囲であり、好ましくは、ｘ＝１．７〜２．０の組
成範囲である。

【００１３】ｘが大きすぎても、ｘが小さすぎても、光
触媒としての機能や、超親水性が劣ってくる。最外層の
酸化チタンは、光触媒として機能し、超親水性を示して
防曇作用を有するとともに、表面に付着した汚染物質を
分解する。

【００１４】ＴｉＯ_x のｘの値は、例えば、蛍光Ｘ線分
析により、ＴｉとＯとのカウント比から求めることがで
きる。

【００１５】最外層の厚さは、光触媒としての機能を果
たし、表面の濡れ性を改善しうる一定以上の厚さとすれ
ば良く、１０nm以上、好ましくは１００nm以上とすれば
よい。また、後述の反射率を膜厚により調整する場合に
は、最適な反射率を与える厚さとすればよい。

【００１６】この最外層の下層（基板側）には、最外層
より抵抗率の低い導電層を下地層として有する。下層に
導電層を有することで、表示面表面に静電気が蓄積する
のを防止でき、有機ＥＬ表示装置や、その駆動回路、制
御回路等を静電破壊から保護することができる。

【００１７】前記導電層の電気抵抗率は、最外層より低
いものであれば特に限定されるものではないが、好まし
くは２５℃で１０⁶ μΩ・cm以下、より好ましくは１０
⁴ μΩ・cm以下、特に好ましくは１０³ μΩ・cm以下で
ある、また、その下限としては、特に限定されるもので
はないが、通常、１．５μΩ・cm程度である。

【００１８】前記導電層を構成する材料としては、上記
のような電気抵抗率となるものであれば特に限定される
ものではないが、有機ＥＬ構造体の電極構成物質で形成
されていることが好ましい。有機ＥＬ構造体の電極構成
物質、特に透明電極により構成することが好ましい。有
機ＥＬ構造体の電極構成物質により、導電層を形成する
ことにより、有機ＥＬ構造体の電極形成工程と、導電層
形成工程を連続、または同時に行うことができ、製造上
有利である。また、導電層は発光した光を取り出す側で
あるため、光透過性を有する透明電極の構成材料である
ことが好ましい。具体的には、ＩＴＯ（錫ドープ酸化イ
ンジウム）、ＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化インジウム）、Ｚ
ｎＯ、ＳｎＯ₂ 、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 等が挙げられる。

【００１９】導電層は、チタンまたは一酸化チタンによ
り形成されていてもよい。この場合、チタンまたは一酸
化チタンをＴｉＯ_y と表したとき、好ましくはｙ＝０〜１．５より好ましくはｙ＝０．１〜１．２特に好ましくはｙ＝０．４〜１．１である。

【００２０】導電層をチタンまたは一酸化チタンにより
形成することで、１つのターゲットで導電層と最外層と
を成膜することができ、連続的な工程での成膜が可能と
なる。ＴｉＯの２５℃での電気抵抗率は、４００〜７０
０μΩ・cm程度である。一酸化チタンのＯ量が少なすぎ
ると金属光沢を有するようになり、ディスプレイの視認
性を低下させる場合がある。一酸化チタンのＯ量が多す
ぎると電気抵抗率が増大し、導電層として必要な機能を
発揮できなくなってくる。

【００２１】酸化チタン（二酸化チタン）薄膜と、一酸
化チタン薄膜とを同一のターゲットで成膜する方法とし
ては、酸化チタン（二酸化チタン）をターゲットとし、
これを用いて成膜する際のＯ₂ 流量を調整すればよい。

【００２２】導電層の厚さは、導電層としての機能を果
たしうる一定以上の厚さとすれば良く、１〜２０nm、好
ましくは５〜１０nmとすればよい。また、後述の反射率
を膜厚により調整する場合には、最適な反射率を与える
厚さとすればよい。

【００２３】最外層、および導電層はＣＶＤ法等でも形
成することができるが、スパッタ法で形成することが好
ましい。スパッタ時のスパッタガスの圧力は、好ましく
は０．１〜５Paの範囲が好ましい。スパッタガスは、通
常のスパッタ装置に使用される不活性ガスや、反応性ス
パッタではこれに加えて、Ｏ₂ 等の反応性ガスが使用可
能である。

【００２４】スパッタ法としてはＤＣスパッタ法や、Ｒ
Ｆ電源を用いた高周波スパッタ法等を用いることができ
るが、なかでもＤＣスパッタ法が好ましい。投入電力と
しては、０．１〜１０Ｗ／cm² の範囲が好ましく、成膜
レートは０．５〜１０nm／min 、特に１〜５nm／min の
範囲が好ましい。

【００２５】前記下層には屈折率を調整するための屈折
率調整層を有してもよい。下層にこのような屈折率調整
層を有することにより、外部から入射する光の反射率を
低下させることができる。すなわち、前記最外層および
屈折率調整層は、外部から入射する発光波長帯域の光の
垂直入射成分に対する垂直反射成分の比の極小値が、
４．２％以下となるように調整してもよい。ここで発光
波長帯域の光とは、形成される有機ＥＬ構造体の構成に
より異なるが、通常、３６０〜７００nm程度の範囲であ
る。

【００２６】外部から入射する発光波長帯域の光の反射
率を、好ましくは４．２％以下、より好ましくは３％以
下とすることにより、有機ＥＬ構造体からの発光光と、
反射光とのコントラスト比を増大させることができ、視
認性が向上する。本発明における反射率は、外部から入
射する発光波長帯域の光であって、その垂直入射成分に
より評価する。すなわち、垂直入射成分に対する垂直反
射成分の光の比を求めて得ることができる。

【００２７】反射率を上記範囲とするには、例えば図１
に示すようなモデルで考えると以下のような一般式に従
えばよいことがわかる。すなわち、図１において、no：
空気の屈折率、n1：最外層の屈折率、n2：下層（屈折率
調整層）の屈折率、ns：基板（ガラス）の屈折率、λ0
：入射光の波長とすると、最外層の膜厚＝λ0 ／4n1、
最外層の膜厚＝λ0 ／4n1 のとき、式Ｉ（n2／n1）² ＝ns／no となつて、無反射条件を満足することがわかる。なお、
通常、no＝１，ns＝１．５である。

【００２８】具体的には、最外層の酸化チタン含有層の
発光波長帯域での屈折率をｎ＝２．４〜２．６とした場
合、屈折率調整層の発光波長帯域での屈折率を、好まし
くはｎ＝２．５〜４．０、より好ましくはｎ＝２．８〜
３．８、特に好ましくはｎ＝３．１〜３．３とするとよ
い。この場合、最外層の膜厚としては、４０〜５０nm、
特に４４〜４８nmであることが好ましく、このときの屈
折率調整層の膜厚としては、３０〜４０nm、特に３４〜
３７nmであることが好ましい。これらの膜厚は、最外層
と屈折率調整層とのそれぞれの屈折率や膜厚により、最
適なものに調整すればよい。

【００２９】屈折率を調整する場合、屈折率調整層を屈
折率の異なる２層以上の層に分けて積層してもよい。２
層以上分けて積層する場合の好ましい屈折率の組み合わ
せとしては、例えば、第１層がｎ＝２．２〜２．８、第
２層がｎ＝３．０〜３．６程度とすればよい。

【００３０】上記のような屈折率を与える屈折率調整層
の構成材料としては、特に限定されるものではないが、
例えば、Ｓｉ（ｎ＝３．４）、Ｇｅ（ｎ＝４．４）や、
これらの酸化物等を挙げることができる。屈折率は酸化
物中のＯ量を増減させることで調節することができる。

【００３１】最外層、および下層の光透過率は、可視光
領域、特に波長４００〜７００nmにおける光透過率、好
ましくは有機ＥＬ表示装置の発光光の光透過率が４０〜
１００％、より好ましくは５０〜９９％、さらには６０
〜９９％であることが好ましい。光透過率が低すぎる
と、発光を取り出すことが困難になってくる。

【００３２】薄膜積層体が成膜される基板の材料として
は、好ましくは平板状であって、ガラスや石英、樹脂等
の透明ないし半透明材料が挙げられるが、特にガラスが
好ましい。このようなガラス材として、コストの面から
アルカリガラスが好ましいが、この他、ソーダ石灰ガラ
ス、鉛アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケ
イ酸ガラス、シリカガラス等のガラス組成のものも好ま
しい。特に、ソーダガラスで、表面処理の無いガラス材
が安価に使用でき、好ましい。基板としては、ガラス板
以外にも、プラスチック板等の樹脂材料を用いることも
できる。

【００３３】本発明の有機ＥＬ表示装置は、例えば図２
に示すように、基板上１に有機ＥＬ構造体４が形成され
るとともに、この有機ＥＬ構造体４上に所定の間隔をあ
けて封止板６が配置され、封止用樹脂（接着剤）５によ
り封止・固定されている。この有機ＥＬ構造体は、一対
の電極４１，４３間に少なくとも発光機能に関与する有
機物質を含有した有機層４２を有する。一対の電極４
１，４３は、通常、基板１側がホール注入電極（透明電
極）となり、その対向する側が電子注入電極（金属電
極）となる。有機層は、例えば、ホール注入輸送層、発
光層、電子注入輸送層等の機能性薄膜が積層されたもの
であり、ホール注入輸送層、電子注入輸送層などは無機
物質にて形成することもできる。

【００３４】そして、基板１の有機ＥＬ構造体４が形成
されている面と反対側となる表示面側には、上記の下層
２および最外層３が形成されている。

【００３５】有機ＥＬ構造体は、次のようなものであ
る。

【００３６】発光層は、ホール（正孔）および電子の注
入機能、それらの輸送機能、ホールと電子の再結合によ
り励起子を生成させる機能を有する。発光層には、比較
的電子的にニュートラルな化合物を用いることが好まし
い。

【００３７】ホール注入輸送層は、ホール注入電極から
のホールの注入を容易にする機能、ホールを安定に輸送
する機能および電子を妨げる機能を有するものであり、
電子注入輸送層は、電子注入電極からの電子の注入を容
易にする機能、電子を安定に輸送する機能およびホール
を妨げる機能を有するものである。これらの層は、発光
層に注入されるホールや電子を増大・閉じこめさせ、再
結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。

【００３８】発光層の厚さ、ホール注入輸送層の厚さお
よび電子注入輸送層の厚さは、特に制限されるものでは
なく、形成方法によっても異なるが、通常５〜５００nm
程度、特に１０〜３００nmとすることが好ましい。

【００３９】ホール注入輸送層の厚さおよび電子注入輸
送層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光
層の厚さと同程度または１／１０〜１０倍程度とすれば
よい。ホールまたは電子の各々の注入層と輸送層とを分
ける場合は、注入層は１nm以上、輸送層は１nm以上とす
るのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの上
限は、通常、注入層で５００nm程度、輸送層で５００nm
程度である。このような膜厚については、注入輸送層を
２層設けるときも同じである。

【００４０】有機ＥＬ構造体の発光層には、発光機能を
有する化合物である蛍光性物質を含有させる。このよう
な蛍光性物質としては、例えば、特開昭６３−２６４６
９２号公報に開示されているような化合物、例えばキナ
クリドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物から選
択される少なくとも１種が挙げられる。また、トリス
（８−キノリノラト）アルミニウム等の８−キノリノー
ルまたはその誘導体を配位子とする金属錯体色素などの
キノリン誘導体、テトラフェニルブタジエン、アントラ
セン、ペリレン、コロネン、１２−フタロペリノン誘導
体等が挙げられる。さらには、特開平８−１２６００号
公報（特願平６−１１０５６９号）に記載のフェニルア
ントラセン誘導体、特開平８−１２９６９号公報（特願
平６−１１４４５６号）のテトラアリールエテン誘導体
等を用いることができる。

【００４１】また、それ自体で発光が可能なホスト物質
と組み合わせて使用することが好ましく、ドーパントと
しての使用が好ましい。このような場合の発光層におけ
る化合物の含有量は０．０１〜２０wt% 、さらには０．
１〜１５wt% であることが好ましい。ホスト物質と組み
合わせて使用することによって、ホスト物質の発光波長
特性を変化させることができ、長波長に移行した発光が
可能になるとともに、素子の発光効率や安定性が向上す
る。

【００４２】ホスト物質としては、キノリノラト錯体が
好ましく、さらには８−キノリノールまたはその誘導体
を配位子とするアルミニウム錯体が好ましい。このよう
なアルミニウム錯体としては、特開昭６３−２６４６９
２号、特開平３−２５５１９０号、特開平５−７０７３
３号、特開平５−２５８８５９号、特開平６−２１５８
７４号等に開示されているものを挙げることができる。

【００４３】具体的には、まず、トリス（８−キノリノ
ラト）アルミニウム、ビス（８−キノリノラト）マグネ
シウム、ビス（ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト）亜
鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウ
ムオキシド、トリス（８−キノリノラト）インジウム、
トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウ
ム、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−
８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−
キノリノラト）カルシウム、５，７−ジクロル−８−キ
ノリノラトアルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−
８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム、ポリ［亜
鉛（II）−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリニル）メ
タン］等がある。

【００４４】このほかのホスト物質としては、特開平８
−１２６００号公報（特願平６−１１０５６９号）に記
載のフェニルアントラセン誘導体や特開平８−１２９６
９号公報（特願平６−１１４４５６号）に記載のテトラ
アリールエテン誘導体なども好ましい。

【００４５】発光層は電子注入輸送層を兼ねたものであ
ってもよく、このような場合はトリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウム等を使用することが好ましい。これら
の蛍光性物質を蒸着すればよい。

【００４６】また、発光層は、必要に応じて、少なくと
も１種のホール注入輸送性化合物と少なくとも１種の電
子注入輸送性化合物との混合層とすることも好ましく、
さらにはこの混合層中にドーパントを含有させることが
好ましい。このような混合層における化合物の含有量
は、０．０１〜２０wt% 、さらには０．１〜１５wt% と
することが好ましい。

【００４７】混合層では、キャリアのホッピング伝導パ
スができるため、各キャリアは極性的に有利な物質中を
移動し、逆の極性のキャリア注入は起こりにくくなるた
め、有機化合物がダメージを受けにくくなり、素子寿命
がのびるという利点がある。また、前述のドーパントを
このような混合層に含有させることにより、混合層自体
のもつ発光波長特性を変化させることができ、発光波長
を長波長に移行させることができるとともに、発光強度
を高め、素子の安定性を向上させることもできる。

【００４８】混合層に用いられるホール注入輸送性化合
物および電子注入輸送性化合物は、各々、後述のホール
注入輸送層用の化合物および電子注入輸送層用の化合物
の中から選択すればよい。なかでも、ホール注入輸送層
用の化合物としては、強い蛍光を持ったアミン誘導体、
例えばホール輸送材料であるトリフェニルジアミン誘導
体、さらにはスチリルアミン誘導体、芳香族縮合環を持
つアミン誘導体を用いるのが好ましい。

【００４９】電子注入輸送性の化合物としては、キノリ
ン誘導体、さらには８−キノリノールないしその誘導体
を配位子とする金属錯体、特にトリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）を用いることが好まし
い。また、上記のフェニルアントラセン誘導体、テトラ
アリールエテン誘導体を用いるのも好ましい。

【００５０】ホール注入輸送層用の化合物としては、強
い蛍光を持ったアミン誘導体、例えば上記のホール輸送
材料であるトリフェニルジアミン誘導体、さらにはスチ
リルアミン誘導体、芳香族縮合環を持つアミン誘導体を
用いるのが好ましい。

【００５１】この場合の混合比は、それぞれのキャリア
移動度とキャリア濃度によるが、一般的には、ホール注
入輸送性化合物の化合物／電子注入輸送機能を有する化
合物の重量比が、１／９９〜９９／１、さらに好ましく
は１０／９０〜９０／１０、特に好ましくは２０／８０
〜８０／２０程度となるようにすることが好ましい。

【００５２】また、混合層の厚さは、分子層一層に相当
する厚み以上で、有機化合物層の膜厚未満とすることが
好ましい。具体的には１〜８５nmとすることが好まし
く、さらには５〜６０nm、特には５〜５０nmとすること
が好ましい。

【００５３】また、混合層の形成方法としては、異なる
蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧（蒸
発温度）が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同
じ蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもでき
る。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ま
しいが、場合によっては、化合物が島状に存在するもの
であってもよい。発光層は、一般的には、有機蛍光物質
を蒸着するか、あるいは、樹脂バインダー中に分散させ
てコーティングすることにより、発光層を所定の厚さに
形成する。

【００５４】ホール注入輸送層には、例えば、特開昭６
３−２９５６９５号公報、特開平２−１９１６９４号公
報、特開平３−７９２号公報、特開平５−２３４６８１
号公報、特開平５−２３９４５５号公報、特開平５−２
９９１７４号公報、特開平７−１２６２２５号公報、特
開平７−１２６２２６号公報、特開平８−１００１７２
号公報、ＥＰ０６５０９５５Ａ１等に記載されている各
種有機化合物を用いることができる。例えば、テトラア
リールベンジシン化合物（トリアリールジアミンないし
トリフェニルジアミン：ＴＰＤ）、芳香族三級アミン、
ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール
誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサ
ジアゾール誘導体、ポリチオフェン等である。これらの
化合物は、１種のみを用いても、２種以上を併用しても
よい。２種以上を併用するときは、別層にして積層した
り、混合したりすればよい。

【００５５】ホール注入輸送層をホール注入層とホール
輸送層とに分けて積層する場合は、ホール注入輸送層用
の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いるこ
とができる。このとき、ホール注入電極（ＩＴＯ等）側
からイオン化ポテンシャルの小さい化合物の順に積層す
ることが好ましい。また、ホール注入電極表面には薄膜
性の良好な化合物を用いることが好ましい。このような
積層順については、ホール注入輸送層を２層以上設ける
ときも同様である。このような積層順とすることによっ
て、駆動電圧が低下し、電流リークの発生やダークスポ
ットの発生・成長を防ぐことができる。また、素子化す
る場合、蒸着を用いているので１〜１０nm程度の薄い膜
も均一かつピンホールフリーとすることができるため、
ホール注入層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視部
に吸収をもつような化合物を用いても、発光色の色調変
化や再吸収による効率の低下を防ぐことができる。ホー
ル注入輸送層は、発光層等と同様に上記の化合物を蒸着
することにより形成することができる。

【００５６】電子注入輸送層には、トリス（８−キノリ
ノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）等の８−キノリノー
ルまたはその誘導体を配位子とする有機金属錯体などの
キノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘
導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリ
ン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオ
レン誘導体等を用いることができる。電子注入輸送層は
発光層を兼ねたものであってもよく、このような場合は
トリス（８−キノリノラト）アルミニウム等を使用する
ことが好ましい。電子注入輸送層の形成は、発光層と同
様に、蒸着等によればよい。

【００５７】電子注入輸送層を電子注入層と電子輸送層
とに分けて積層する場合には、電子注入輸送層用の化合
物の中から好ましい組み合わせを選択して用いることが
できる。このとき、電子注入電極側から電子親和力の値
の大きい化合物の順に積層することが好ましい。このよ
うな積層順については、電子注入輸送層を２層以上設け
るときも同様である。

【００５８】ホール注入輸送層、発光層および電子注入
輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから、
真空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用い
た場合、アモルファス状態または結晶粒径が０．２μm
以下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が０．２μm を
超えていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を
高くしなければならなくなり、電荷の注入効率も著しく
低下する。

【００５９】真空蒸着の条件は特に限定されないが、１
０^-4Pa以下の真空度とし、蒸着速度は０．０１〜１nm／
sec 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続し
て各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形
成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げる
ため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低く
したり、ダークスポットの発生・成長を抑制したりする
ことができる。

【００６０】これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場
合において、１層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましい。

【００６１】また、有機ＥＬ構造体は上記有機層の他
に、基板および基板上に有機層を挟み込むように形成さ
れた、ホール注入電極、電子注入電極等の機能性薄膜を
有する。

【００６２】電子注入電極としては、低仕事関数の物質
が好ましく、例えば、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚ
ｎ、Ｚｒ等の金属元素単体、または安定性を向上させる
ためにそれらを含む２成分、３成分の合金系を用いるこ
とが好ましい。合金系としては、例えばＡｇ・Ｍｇ（Ａ
ｇ：０．１〜５０at％）、Ａｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：０．０１
〜１４at％）、Ｉｎ・Ｍｇ（Ｍｇ：５０〜８０at％）、
Ａｌ・Ｃａ（Ｃａ：０．０１〜２０at％）等が挙げられ
る。なお、電子注入電極は蒸着法やスパッタ法でも形成
することが可能である。

【００６３】電子注入電極薄膜の厚さは、電子注入を十
分行える一定以上の厚さとすれば良く、０．５nm以上、
好ましくは１nm以上、より好ましくは３nm以上とすれば
よい。また、その上限値には特に制限はないが、通常膜
厚は３〜５００nm程度とすればよい。電子注入電極の上
には、さらに補助電極ないし保護電極を設けてもよい。

【００６４】蒸着時の圧力は好ましくは１×１０^-8〜１
×１０^-5Torrで、蒸発源の加熱温度は、金属材料であれ
ば１００〜１４００℃、有機材料であれば１００〜５０
０℃程度が好ましい。

【００６５】ホール注入電極は、発光した光を取り出す
ため、透明ないし半透明な電極が好ましい。透明電極と
しては、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）、ＩＺＯ
（亜鉛ドープ酸化インジウム）、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂ 、Ｉ
ｎ₂ Ｏ₃ 等が挙げられるが、好ましくはＩＴＯ（錫ドー
プ酸化インジウム）、ＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化インジウ
ム）が好ましい。ＩＴＯは、通常Ｉｎ₂Ｏ₃とＳｎＯと
を化学量論組成で含有するが、Ｏ量は多少これから偏倚
していてもよい。ホール注入電極は、透明性が必要でな
いときは、不透明の公知の金属材質であってもよい。

【００６６】ホール注入電極の厚さは、ホール注入を十
分行える一定以上の厚さを有すれば良く、好ましくは５
０〜５００nm、さらには５０〜３００nmの範囲が好まし
い。また、その上限は特に制限はないが、あまり厚いと
剥離などの心配が生じる。厚さが薄すぎると、製造時の
膜強度やホール輸送能力、抵抗値の点で問題がある。

【００６７】このホール注入電極層は蒸着法等によって
も形成できるが、好ましくはスパッタ法、特にパルスＤ
Ｃスパッタ法により形成することが好ましい。

【００６８】有機ＥＬ構造体各層を成膜した後に、Ｓｉ
Ｏ_X 等の無機材料、テフロン、塩素を含むフッ化炭素重
合体等の有機材料等を用いた保護膜を形成してもよい。
保護膜は透明でも不透明であってもよく、保護膜の厚さ
は５０〜１２００nm程度とする。保護膜は、前記の反応
性スパッタ法の他に、一般的なスパッタ法、蒸着法、Ｐ
ＥＣＶＤ法等により形成すればよい。

【００６９】基板に色フィルター膜や蛍光性物質を含む
色変換膜、あるいは誘電体反射膜を用いて発光色をコン
トロールしてもよい。

【００７０】有機ＥＬ構造体は、通常直流駆動やパルス
駆動等される。印加電圧は、通常、２〜３０V 程度であ
る。

【００７１】

【実施例】＜実験例１＞ガラス基板上にＤＣスパッタ法
でＴｉＯ層を、膜厚：１００nmに成膜し、さらにその上
にＴｉＯ_x 層を、膜厚：１００nmに成膜した。成膜条件
としては、ターゲットにＴｉを用い、膜速度：１０nm／
sec で酸素流量を調整してＴｉＯ層およびＴｉＯ_x 層を
成膜した。また、このときＴｉＯ_x 層のｘの値を０．４
〜２と変化させ、それぞれＯ量の異なるサンプルを作製
した。得られた各サンプルについて、成膜直後とＵＶ光
１時間照射した後の水との接触角を測定し、濡れ性につ
いて評価した。結果を図３に示す。

【００７２】図３から明らかなように、ＵＶ照射後にｘ
＝０．４〜２の範囲で良好な濡れ性が得られることがわ
かる。

【００７３】＜実験例２＞ガラス基板上にＲＦスパッタ
法でＴｉＯ_x 層を、膜厚：１００nmに成膜した。成膜条
件としては、ターゲットにはＴｉを用い、成膜速度：１
０nm／sec で酸素流量を調整してＴｉＯ層およびＴｉＯ
_x 層を成膜した。また、このとき実験例１と同様にし
て、ＴｉＯ_x 層のｘの値を０〜２と変化させ、それぞれ
Ｏ量の異なるサンプルを作製した。得られた各サンプル
について抵抗率を測定し、その結果を図４に示す。

【００７４】図４から明らかなように、ｘ＝１．５以上
になると抵抗率が著しく増大していることがわかる。

【００７５】＜実験例３＞実験例２と同様にして、酸素
流量を変化させ、Ｏ量の異なるサンプルを作製した。得
られた各サンプルの屈折率を図５に示す。なお得られた
各サンプルは、流量比：０．１５のサンプルでｘ＝１．
０３９、流量比：０．２のサンプルでｘ＝１．７９９、
流量比：０．２５のサンプルでｘ＝１．８０５、流量
比：０．３のサンプルでｘ＝１．８６０、流量比：１の
サンプルでｘ＝１．８１８であった。

【００７６】図５から明らかなように、流量比：０．
２、ｘ＝１．７９９のサンプルで１．２程度の屈折率、
それ以上のサンプルで、ｎ＝２．４〜２．６程度の屈折
率となっていることがわかる。

【００７７】＜実験例４＞実験例１と同様にして、下層
（屈折率調整層）および最外層を成膜した。ただし、屈
折率調整層の構成材料として、ｎ＝３．２のＳｉＯ_0.2
を用い、最外層の構成材料としてｎ＝２．６のＴｉＯ
_x ：ｘ＝１．８を用いた。そしてこれらの膜厚を、サン
プル１：基準波長λ0 ＝４６００オングストロームに対
して、ｎ＝２．６の膜で３５９オングストローム、ｎ＝
３．２の膜で４４２オングストローム、サンプル２：基
準波長λ0 ＝５２００オングストロームに対して、ｎ＝
２．６の膜で４８１オングストローム、ｎ＝３．２の膜
で３９１オングストローム、サンプル３：基準波長λ0
＝６３００オングストロームに対して、ｎ＝２．６の膜
で６０６オングストローム、ｎ＝３．２の膜で４９２オ
ングストロームの膜厚に成膜した。また、サンプル１の
比較例として、ｎ＝２．６の単独膜で８８５オングスト
ローム、サンプル２の比較例として、ｎ＝２．６の単独
膜で９６２オングストローム、サンプル３の比較例とし
て、ｎ＝２．６の単独膜で１２１２オングストローム、
の膜厚に成膜したサンプルも用意した。それぞれのサン
プル、比較サンプルについて波長−反射率特性を測定し
た。反射率は、各波長の垂直入射成分に対する垂直反射
成分の比を求めることにより得た。その結果を図６〜８
に示す。

【００７８】図６〜８から明らかなように、基準波長に
対して、最外層および屈折率調整層の屈折率と膜厚を調
整することにより、反射率２％以下の優れた反射特性が
得られることがわかる。

【００７９】＜実施例１＞３６５mmｘ４６０mmのガラス
基板の裏面（表示面）上に、実験例４と同様なＳｉＯ
_0.2 およびＴｉＯｘ：ｘ＝１．８の２層コーティング
薄膜層を形成した。このときの膜厚は、下層が３９１オ
ングストローム、最外層が４８１オングストロームであ
った。

【００８０】さらに、この基板の表面側にＩＴＯ透明電
極（ホール注入電極）を膜厚８５nmで成膜し、６４ドッ
ト×７ラインの画素（一画素当たり２８０μm Ｘ２８０
μm）を構成するような表示装置のパターンを、基板上
に配置してバターニングを行つた。

【００８１】この基板をＵＶ／Ｏ₃ 洗浄した後、蒸着室
に搬入し、室内を１×１０^-4Pa以下まで減圧した。ｍ−
ＭＴＤＡＴＡを蒸着速度０．２nm／sec で４０nmの厚さ
に蒸着してホール注入層とし、次いで減圧状態を保った
まま、ＴＰＤを蒸着速度０．２nm／sec で３５nmの厚さ
に蒸着してホール輸送層とした。さらに、滅圧を保った
まま、Ａｌｑ3 を蒸着速度０．２nm／sec で５０nmの厚
さに蒸着して電子注入輸送・発光層とした。次いで、滅
圧を保ったまま基板を金属蒸着室へ搬送し、ＭｇＡｇを
共蒸着（２元蒸着）で蒸着速度比ＭｇＡｇ＝１：１０に
て２００nmの圧さに成膜して電子注入電極とした。さら
に、減圧を保ったまま基板をスパッタ室へ搬送し、Ａｌ
ターゲットを用いたＤＣスパッタ法により、スパッタ圧
力０．３PaにてＡｌ保護電極を２００nmの厚さに成膜し
た。この時のスパッタガスにはＡｒを用い、投入電力は
５ｋＷ、ターゲットの大きさは６００mm×７００mm、基
板とターゲットの距離は１００mmとした。

【００８２】さらに、接着剤と所定の大きさのスペーサ
を用いて、ガラス材を封止板として接着し、密封して有
機ＥＬ表示装置を得た。また、表示面にコーティング層
を形成しない以外は同様にして作製した比較サンプルも
用意した。

【００８３】得られた有機ＥＬ表示装置１０サンプル、
および比較サンプル１０サンプルを、大気雰囲気中で直
流電圧を印可し、１０mA／cm² の一定電流密度で連続駆
動させた。発光色はいずれも緑色であり、発光極大波長
入max ＝５２０nmであった。

【００８４】さらに、各サンプルの有機ＥＬ表示装置を
１０mA／cm² の一定電流密度で所定のパターンに発光さ
せ、白色蛍光灯による照明下で視認性に関する調査を１
００人の被験者に対して行ったところ、１００人中、全
員が比較サンプルより発明サンプルの方が見やすいと回
答した。

【００８５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、表示面に
蓄積する静電気を防止し、静電破壊の恐れのない有機Ｅ
Ｌ表示装置を実現することができる。また、表示面の凝
集水分の付着による曇りを防止し、汚染物質の付着を防
止することで、高い視認性と表示品質を長期間維持でき
る有機ＥＬ表示装置を実現することができる。また、外
部光の反射を抑制して高い視認性を確保することのでき
る有機ＥＬ表示装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機ＥＬ表示装置のコーティング層の
反射率特性を説明するための模式図である。

【図２】本発明の有機ＥＬ表示装置の基本構成を示す概
略断面図である。

【図３】酸化チタンのＯ量と電気抵抗率の関係を示すグ
ラフである。

【図４】成膜されたＴｉＯ_x と水との接触の関係を示し
たグラフである。

【図５】酸化チタン成膜時のＯ₂流量比と屈折率の関係
を示すグラフである。

【図６】コーティング層を２層として、膜厚と屈折率を
調整したときの波長−反射率特性を示した図である。

【図７】コーティング層を２層として、膜厚と屈折率を
調整したときの波長−反射率特性を示した図である。

【図８】コーティング層を２層として、膜厚と屈折率を
調整したときの波長−反射率特性を示した図である。

【符号の説明】１基板２下層３最外層４有機ＥＬ構造体５封止樹脂６封止板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K007 AB00 AB05 AB06 AB13 AB17 BB00 BB06 CA01 CA02 CA05 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 FA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、この基板上に形成された有機Ｅ
Ｌ構造体とを有し、前記基板の有機ＥＬ構造体成膜面と反対側の表示面に
は、薄膜積層体であって、最外層に酸化チタンを含有す
る層を有し、その下層にはこれよりも抵抗率の低い導電
層を有し、前記酸化チタンを含有する層に含有される酸化チタンを
ＴｉＯ_x と表したとき、ｘ＝１．５〜２．２である有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】前記導電層の２５℃での抵抗率は、１０
^-6 μΩ・cm以下である請求項１の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】前記導電層は、有機ＥＬ構造体の電極構
成物質で形成されている請求項１または２の有機ＥＬ表
示装置。
【請求項４】前記導電層は、チタンまたは一酸化チタ
ンにより形成され、このチタンまたは一酸化チタンをＴｉＯ_y と表したと
き、ｙ＝０〜１．５である請求項１または２の有機ＥＬ表示
装置。
【請求項５】基板と、この基板上に形成された有機Ｅ
Ｌ構造体とを有し、前記基板の有機ＥＬ構造体成膜面と反対側の表示面に
は、薄膜積層体であって、最外層に酸化チタンを含有す
る層を有し、その下層には屈折率を調整するための屈折
率調整層を有し、前記酸化チタンを含有する層に含有される酸化チタンを
ＴｉＯ_x と表したとき、ｘ＝１．５〜２．２である有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】前記最外層および屈折率調整層は、外部から入射する発光波長帯域の光の垂直入射成分に対
する垂直反射成分の比の極小値が、４．２％以下である
請求項５の有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】前記屈折率調整層の発光波長帯域の屈折
率が、ｎ＝２．５〜４．０である請求項５または６の有機ＥＬ
表示装置。