TW200845803A - Organic el element and manufacturing method and valuation method of the same - Google Patents

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200845803 、九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於有機肛元件及^ EL元件之評估方法。 ”衣仏力法，以及有機 【先前技術】 有機電致發光元件（以 批 件。有機EL元件中，与、^為^机兀件）為發光元 陰極（此處，/# -夂抵 示成基板/陽極/發光層, _七 又不“為鄰接）。有機EL元件中，為了 * •求提高其發光效率，堂試 甲為了哥 θ忒將上述構造之發光層中所發出的 地取出至有機肛元件的外 出效率，已進行該嘗試的有機el元件 心 之於基板與陽極的界面配置有半球妝捭、# 鏡(microlens)的有機&元件。 有牛球狀试透 [專利文獻1]曰本特開2006-23683號公報 【發明内容】 [發明欲解決的課題] 然而，上述有機EL元件中，出你都祕 鏡之陽極之厚度I㈣— 接於半球狀微透 ^ 又…、忐均，該除極的導電性不充 機EL·元件的發光效率難挪#八 ^ ^ 充刀故有 ^ 丰難明充分。本發明之目的係接供i日 竿父於以往的有機EL元件，可接古&忠 ' 及其製造方法。 了—率之有機EL元件 【用於解決課題之手段】 本發明者仍為解決上述課題，反覆致 … 本發明。 九 叨元成 319928 5 200845803 ~ 亦即，本發明提供下述<1>至<8>的發明。 <1>、一種有機EL元件，係具有：至少含有液晶材料與色 素，並具有根據構成該液晶材料之液晶分子配向的折射走 分布，且該折射率分布係經固定化而成之層狀光學元件了 可見光可穿透之基板；由有機EL材料所成之發光層丨陰 極；及陽極。 <2>、陰極及陽極各自為層狀之上述有機EL元件。 、復具有配向膜，且該配向膜係與光學元件連接之上 •述有機EL元件。 <4>、層狀陽極係與光學元件連接之上述有機元件。 <5>、一種有機EL元件之製造方法，係依序包含以下（Αι)、 (A2)、（A3)及（A4)步驟： (A1)使用2個附有配向膜之基板（此處，至少i個基板為 可見光可穿透之基板），以各配向膜相對之方式配 置，在2個配向膜間挾持包含液晶材料與色素之聚 • 合性組成物，對該聚合性組成物照射光，使液晶材 料中的液晶分子配向，並進一步聚合且·固定化聚合 性組成物，而獲得液晶分子固定化層（光學元件）之 步驟； (A2)將1個附有配向膜之基板分離，而 件及配向膜之基板(惟，該基板為可見光可 板）之步驟； (A3)在該时光學元件及配向膜之基板中，於光學元件 側的面形成層狀陽極之步驟； 319928 6 200845803 _ (A4)於該層狀陽極的面依序形成由有機材料所成之發光 層、層狀陰極之步驟。 <6>、層狀陽極與可見光可穿透之基板連接之上述<3>之有 機EL元件。 <7>、一種有機EL元件之製造方法，依序包含以下（B1)、 (B2)、（B3)及(B4)步驟： (B1)使用2個附有配向膜之基板（此處，至少1個基板為 可見光可穿透之基板），以各配向膜相對之方式配 _ 置，在2個配向膜間挾持包含液晶材料與色素之聚 合性組成物，對該聚合性組成物照射光，使液晶材 料中的液晶分子配向，並進一步聚合且固定化聚合 性組成物，而獲得液晶分子固定化層（光學元件）之 步驟； (B2)將1個附有配向膜之基板分離，而獲得附有光學元 件及配向膜之基板（惟，該基板為可見光可穿透之基 ^ 板）之步驟； (B3)在該附有光學元件及配向膜之基板中，於基板側的 面形成層狀陽極之步驟； (B4)於該層狀陽極的面依序形成由有機材料所成之發光 層、層狀陰極之步驟。 <8>、一種有機EL元件之評估方法，係於設計上述<1>、 <2>、<3>、<4>或<6>之有機EL元件的構造時，使用光學 追 3從模擬（tracking simulation)。 [發明的效果] 7 319928 200845803 * 根據本發明，相趣於W 、 提高陽極導電性之有：二:，機此元件，可提供能 * p 有枝EL讀，該有機EL元件，其發光 效〒鬲，本發明於工業上極為有用。 【實施方式】 本發明之有機EL元件，係 與色素，並具有根攄槿杰分十s S有液日日材枓 鼾銮八太 成液日日材料之液晶分子配向的折 件二=折射率分布係經固定化而成之層狀光學元 :極=透一有機―成之發光層; 該作用，亦可不為層狀層的作用，只要能擔任 向膜:二=明之有機el元件復具有配向膜，且該配 ⑽兵先學讀以連接於製造面 係意指可誘發液晶分子之配向的膜。<土此處，配向艇 =次二具體說明構成本發明之有機el元 件。又，在以下叙述中，表示量比之 牛之先：二 特別限定否則皆為質量基準。 /〇」’除非 (光學元件） 且有二二學元件係至少含有液晶材料與色素，並 、 #成該以材料之液晶分子配向的折射去， 且該折射率分布係經固定化而成。再者二， 透鏡的光折射、集光等光學機能，其兩例面f牛具有 者。 田側面為平面之層狀 319928 8 200845803 .(色素） 逍常’在構成液晶材料之液晶分子的配向中，根據所 使用配向膜的種類，液晶分子係相對於配向膜而在水平方 向（homogenous配向）或垂直方向（h〇me〇tropic配向）配向， 但於本發明中，光學元件中除了液晶材料以外亦含有色 素。於該色素中，色素分子係藉由雷射光（偏光）等光的照 、 配白且依賴於該照射光的強度，而使色素分子變化 _ ^、配向方向。由於係以該色素分子的配向變化為基準，使 X色素刀子周圍的液晶分子配向，故依據該液晶分子的配 向而使光學元件具有折射率分布。再者，通常由於照射光 的強度為連續地變化，故上述的折射率分布亦成為連續變 ^的折射率分布。例如，於含有液晶材料及色素的系中， 當，成，晶材料之液晶分子的配向為垂直（h〇metr〇pic)配 向％，藉由照射雷射光（偏光），使色素分子對應於該光照 射而又化配向方向，並以該色素分子的配向變化為基準， _使忒色素分子周圍的液晶分子配向。具體而言，在受到較 強…、射光的部分中夜晶分子係從垂直配向變化成水平配 2t目對於此，在受到較弱照射光的部分中，該變化少。 、Ό衣為猎由上述光知、射，成為依據折射率分布之光學元 件。再者，只要可藉由上述光照射造成色素分子的配向， 則色素的種類即並無特別限制，例如，可列舉以下所述者。 (較適合的色素之例) 三嗟吩（terthiophene)系液晶性共輛色素。作為該色素 之色素分子，可列舉例如下述式所示者。 319928 9 200845803 .[化 i]

[化2]

= -oc4h9 =一 cooc4h9 =一N (C4H9) =一 CN ~ —no2 [化3]

R3, R4 = -〇4Η9 =-OC4H9 = -00004¾ = -N(C|H9)2 = -CN = -N〇2 (液晶材料） 根據l上述光照射之色素分子的配向，只要該色素 子周圍的液晶分子爲π 制 晶分子) m 為了配向’液晶材料的種類即盔特別 制，例如，可列舉以 “、、和別 之 (例不關於構成液晶材料 (較適合的液晶分子之例） 319928 10 200845803 [化4]

PCH506A A0PC3 A0T5 ^υ°-〇-〇03Η7ο- ^δΗπ (折射率分布的固定化） 上述光學元件中，复杯 化係只要藉由聚合即可二千分布係經固定化。該固定 必須具有聚合性、:。此：，於固定化前的系中， 性，除此〇卜，子或液晶分子亦可具有聚合 J』具有如下述之聚合性材料。再者，上 319928 11 200845803 向且同光艰合、熱聚合’以企圖保持液晶分子的配 向且同¥固疋化的觀點而言，較隹 取 則加熱時液晶相會變化，有益法;；：5。若為熱聚合， 況。若為光聚合二！：仔所圖之配向性的情 配向之液晶分子。對固糸’、、、射先，而固定化經 子配向之叔射： 照射光時，依據液晶分 速度。料光Itt的形成速度，係通常大於系固定化的 或近'二::::㈣了^ “素燈、氣燈、高燈等列舉金屬_化燈、白熾燈、 (聚合性材料） 料必彡 別限制。聚合性材 性者。作為取人疋化雨的系中’較佳為具有液晶 如材料’可列舉具有乙埽基之化合物，例 如，可列舉下述者。 例 (較適合的聚合性材料之例） k [化 5] (η—ί^Β)

CN (聚合性組成物） sp 本舍明中，聚合性組成物係意指上述之固定化前（亦 12 319928 200845803 .光照射前）的系。本發明中，作為聚合性組成物，較佳為如 下述之量比。 液晶材料：100份（基準） 色素：0.0001至10份（較佳為0.001至1份） 聚合性材料（使用時）：1至1〇〇份（較佳為5至30份） (添加劑） 除了上述之外，必要時，於聚合性組成物中亦可添加 各種添加劑。作為添加劑，可列舉聚合起始劑等。作為聚 _合起始劑，可列舉光聚合起始劑，該起始劑只要為可藉由 紫外線等光照射而進行上述聚合反應者即可，例如，可列 舉苯乙酮（thioxanthone)化合物、二苯基酮化合物、苯偶因 化合物、苯偶因醚化合物、醯基膦氧化物化合物、嘆β頓酮 (thioxanthone)化合物等。該等化合物中已為市售者，例 如，可歹，J 舉「IRGACURE 184」、「IRGACURE 369」、 「IRGACURE 651」、「IRGACURE 907」、「IRGACURE 0 819」、「IRGACURE 2959」、「DAROCURE 1173」（任一者 皆為 Ciba Speciality Chemicals 公司製）、「KAYACURE BP」、「KAYACURE DETX-S」（任一者皆為日本化藥公司 製）、「ESACURE KIP 150」（Lamberti 公司製）、「S-121」 (Shinko技研公司製）、「SEIKUOL BEE」（精工化學公司 製）、「索魯百斯隆（音譯）BIPE」、「索魯百斯隆BIBE」（任 一者皆為黑金化成公司製）等。該等光聚合起始劑可單獨使 用，亦可2種以上併用。 (適合的聚合性組成物) 13 319928 200845803 - 本發明之聚合性組成物，例如，較佳為具有以下方式 之性質者。本發明中，聚合性組成物係於光照射時必須顯 示出向列液晶相（nematic liquid crystal phase)等液晶性。液 晶溫度範圍越廣越佳。由操作容易性的觀點而言，較佳為 於接近室溫（20。〇)表現液晶相者（液晶相的種類並無特別限 制）。更具體而言，例如較佳為於-5〇至5〇艺左右（更佳為 至4(TC左右）表現液晶相者。關於液晶及相的鑑定，必要 時可參考「液晶便覽」，第i至448頁，液晶便覽編輯委員 參會編（丸善，2000年）。 (適合的光學元件特性） 本發明中之光學元件，較佳為具有以下至（3)之物性 的情況。 (1)全光線穿透率 光學元件中之全光線穿透率較佳為7〇%以上，更較佳 為80%以上。 I (2)表面的平坦性 本發明中，光學元件的兩側面為平面，其表面的中心 線平均粗細（Ra)較佳為100nm以下，更佳為5〇nm以 (3)厚度 光學兀件的厚度較佳為5mm以下，更佳為⑽以下， 又更佳為1 mm以下。 其次’具體說明構成本發明之有機EL元件之發光層。 本發明中，作為發光層，可列舉以下之構造者。χ θ (發光層之例示） 319928 14 200845803 a) 有機發光層 b) 電洞輸送層/有機發光層 c) 有機發光層/電子輸送層 d) 電洞輸送層/有機發光層/電子輪送層 e) 電荷注入層/有機發光層 f) 有機發光層/電荷注入層 g) 電荷注入層/有機發光層/電荷注入層

h) 電荷注入層/電洞輸送層/有機發光層 〇電洞輸送層/有機發光層/電荷注入層 =入電洞輸送層/有機發光軸.注入層 )电何注入層/有機發光層/電荷輪送層 有機發光層/電子輸送層/電荷注入層 -)電荷注入層/有機發光層/電子輪送；/電荷注入， 入層，電两輪送層/有機發光層/電荷輪闕 層/有機發光層/電子輪送層/電荷注入^ 入層/電洞輪送層/有機發光層/電 T ^述之表示各層為鄰接。再者，本發明卜^ 材料為構成上述各層之材料 料。關沐姑垃H J Κ州合言所習知纪 關於該寸讨料，必要時可參考 任靜夫、安料波矢 成16年刊，第！版第姆有限公司， 敏博、小山… )兩分子EL材料」(大 發行)等。再者，可適宜上:、夂:年刊，勒版第1 口又疋上述各層的厚度，一般為1! 319928 15 200845803 、 至300nm，較佳為5至1 OOnm左右。 (有機發光層之例示） 特別是在上述中，作為構成必要之有機發光層的材 料，可為低分子化合物亦可為高分子化合物。低分子化合 物方面，可例示萘衍生物、蒽或其衍生物、茈或其衍生物、 聚甲炔（polymethine)系、咕嘲（xanthene)系、香豆素系、花 菁（cyanine)系等色素類、8-羥基喹|或其衍生物之金屬錯 合物、芳香族胺、四苯基環戊二烯或其衍生物、或四苯基 審丁二烯或其衍生物等。高分子化合物方面，可例示聚烯烴、 其衍生物及共聚物；聚伸芳基、其衍生物及共聚物；聚伸 芳基伸乙烯基、其衍生物及共聚物；芳香族胺及其衍生物 之（共）聚合物。再者，亦可使用以銥作為中心金屬之 Ir(ppy)3、Btp2Ir(acac);以翻作為中心金屬之PtOEP ;以鎖 作為中心金屬之Eu(TTA)3phen等可顯示三重態發光的材 料。 0 (陽極/發光層/陰極的構造） 本發明中，陽極及陰極為層狀時，陽極/發光層/陰極 的構造，具體而言，成為如下述之方式。 a) 陽極/有機發光層/陰極 b) 陽極/電洞輸送層/有機發光層/陰極 c) 陽極/有機發光層/電子輸送層/陰極 d) 陽極/電洞輸送層/有機發光層/電子輸送層/陰極 e) 陽極/電荷注入層/有機發光層/陰極 f) 陽極/有機發光層/電荷注入層/陰極 16 319928 200845803 荷注入層/有機發光層/電荷注入層/陰極 咖/電荷注入層/電洞輸送層/有機發光層/陰極 〇陽極/電洞輪送層/有機發光層/電荷注入層/陰極 j) 陽極/電荷注入屏/ + , 陰極 s电洞輸达層^機發光層/電荷注入層/ k) 陽極/電何注入層/有機發光層/電荷輸送層/陰極 l) 陽極/有機發光層/電子輸送層/電荷注入層沪極 電荷注人物機發光層/電子輪送輯荷注入層/ 電荷注人層/電洞輸送層/有機發光層/電荷輸送層/ 〇=/電洞輸送树機發光請子輪制/電荷注入層/ p) = /電荷注入層/電洞輸送層/有機發 声 電荷注入層/陰極 包卞掏迗層/ 料，可上二之二=為鄰接侧^ 以使4/tr 材料。再者，使用電荷注入層時， …了/人奋易為目的，於陽極/電荷注入層或 入層/陰極的界面，設置由金屬氣 =可/ 絕緣材料等所成之約10nm以下的絕緣;屬:化物或有機 該絕緣層視為電荷注入層的—部分。g —、本發明中’ 再者，上述a)至P)中，就更加提高發光效 較佳構造為g)、j)、m)、p)的構造。 喊站， (陽極） 319928 17 200845803 朽的料 極必須為透明或半透明。作為該陽 t =料’可列舉導電性的金屬氧化物膜、半透明的全屬 厚腰寸。具體而言’作為材料可例示氧化銦、氧化餘 化錫二銦·錫·氧化物(汀0)、銦·鋅·氧化物、金：鉑： ::銅寺’較佳為IT〇、銦·鋅·氧化物、氧化錫。再者， 作為層狀陽極，亦可使用聚苯胺或其衍生物 f生物等有機透明導電膜。層狀陽極的厚度，雖可 牙透性與導電性而適宜設定，—般為1〇細至1()心左^， =為2Gnm至！ " m左右，更佳為5()nm至卿細左右。 成方法，可列舉真空蒸鍍法、錢鑛法 法、電鍍法等。 復 (陰極） 本备明中’作為層狀陰極的材料，例如，可為鎖、鈣、 =鎮或鎮/銀合金等金屬或其氧化物以及再於該等金屬形 、名、銀、鉻等之多層構造。再者，此種層狀陰極的厚度， 參雖可適宜設定，但較佳為3至5〇nm左右。 (基板） 本發明中，作為基板，必須為可見光可穿透者，例如 =不破璃、塑膠、高分子膜、⑦基體（基板）等。基板的 旱:雖可根據所製得有機EL元件的用途（顯示器、照明、 可凡性顯示器等）而有所差異，但通常為50_至2mm左 右。 其次，作為本發明之有機EL元件的製造方法，以下 既明具有配向膜且該配向膜係與光學元件連接並且層狀陽 319928 18 200845803 -極係與光學元件連接時的有機EL元件的製造方法的例子。 上述有機EL元件，可藉由依序包含以下的（A1)、 (A2)、（A3)及（A4)的步驟而製造： (A1)使用2個附有配向膜之基板（此處，至少1個基 板為可見光可牙透之基板），以各配向膜相對之方式配置， 在2個配向膜間挾持含有液晶材料與色素之聚合性組成 物，對該聚合性組成物照射光，使液晶材料中的液晶分子 配向，並進一步聚合且固定化聚合性組成物，而獲得液晶 響分子固定化層（光學元件）之步驟； 一 （A2)將1個附有配向膜之基板分離，而獲得附有光學 凡件及配向膜之基板（惟，該基板為可見光可穿透之基板） 之步驟； (A3)在該附有光學元件及配向膜之基板中，於光學元 •件側的面形成層狀陽極之步驟； (A4)於該層狀陽極的面，依序形成由有機材料所成之 ⑩發光層、層狀陰極之步驟。 在步驟（A1)之附有配向膜之基板中，配向膜係意指可 謗發液晶分子配向之膜，且經載置於基板。使用2個該附 有配向膜之基板’而至少1個基板為可見光可穿透之基 板再者，本發明中，作為配向膜，亦可2個皆使用可誘 1又液日日刀子之垂直配向（液晶分子相對於配向膜係配向於 垂直方向之配向）的配向膜（以下，亦稱為垂直配向膜），而 選擇可見光可穿透之配向膜。 步驟（A1)中，使用2個上述之附有配向膜之基板，以 319928 19 200845803 -f配向膜相對之方式配置，於2個配向膜間，挾持包含液 曰曰材料與色素之上述的聚合性組成物。該挾持手法之例， 可列舉以下之手法（I)及（II)。 (I)使用2個附有配向膜之基板，以配向膜成為相對之方 式，經由粒徑經調控之珠粒等間隔物而貼合，並紐裝 為單元（cell)(第1圖申的⑴），在常壓或真空下於該單 元内注入聚合性組成物（第i圖中的（Η))的方法。: _ 時，間隔物亦可使用密封劑（sealant)令所含之物。再 者，間隔物於配向膜上亦可配置為框狀。此時之示音 圖係示於第1圖。 ^ (π)在一方之附有配向膜之基板的配向膜的表面塗布聚合 性組成物，使另一方的附有配向膜之基板的配向膜貼 合於經塗布聚合性組成物的表面的方法。此時，從所 獲得之液晶分子固定化層（光學元件）的層厚調控為均 一的觀點而言，貼合時或塗布聚合性組成物時，亦可 鲁 使用粒徑經調控之珠粒等作為間隔物。間隔物可於涂 布聚合性組成物前散佈於其中之一個配向膜，亦可: 聚合性組成物混合後使用。 〜 ，可使用玻璃纖維、

卜上述手法（I)及（II)中，作為間隔物，可使用天 氧化矽粒子、苯乙 i〇〇 至 200 個/mm2 上述方式中，於2個配向膜間挾持包含液 素之上述聚合性組成物，將聚厶祕知士：> 319928 20 200845803 向成垂直配向。該聚合性組成物照射雷射光（偏光）等光， 使聚合性組成物具有折射率分布，進一步地，聚合且固定 化♦合性組成物，獲得液晶分子固定化層（光學元件）。聚 合且固定化聚合性組成物時，亦可照射金屬齒化燈、白織 4、鹵I燈、氤燈、高壓水銀燈等的光。 步驟（Α2)中，將i個附有配向膜之基板分離，獲得附 有光學元件及配向膜之基板（惟，該基板為可見光可穿透之 基板）。此時之示意圖係示於第2圖。再者，本發明之有機 L元件中，不使用配向膜的情況下，首先僅獲得光學元 件，再將其載置於例如可見光可穿透之基板等而使用。 步驟(A3)中，於上述附有光學元件及配向膜之基板 中丄於光學元件側的面形成層狀陽極。此時之示意圖係示 於第3圖。本發明中，光學元件其兩侧為平面，於光學元 件側的面形成層狀陽極時，陽極的厚度成為均__，可提= =極的導電性。再者，使用IT〇作為陽極材料時，通常回 鲁糟由濺鍍而形成層狀陽極。 步驟(Α4)中，於上述層狀陽極的面，依序形成由有機 Η:材料所成之發光層、及層狀陰極。此時之示意圖係示於 弟4圖。作為該發光層，使用上述各層，將構成該等各層 之㈣藉由真空蒸鍍、團簇蒸鏡⑽咖depQsiticm)、分; 束蒸鍍、塗佈（coating)、印刷法等形成方法而形成。再者 料層狀陰極’將上述材料藉由真空蒸錢法、缝法或敎 壓合金屬薄膜之層合法而形成。形成發光層、層狀陰極時： 可根據材料的性質而適宜選擇形成方法。 319928 21 200845803 . 再者，作為本發明之有機EL元件之製造方法，以下 說明具有配向膜且該配向膜與光學元件連接並且層狀陽極 與可見光可穿透之基板連接時的有機EL元件的製造方法 之例。 上述有機EL元件可藉由依序包含以下（B1)、（B2)、（B3) 及（B4)步驟而製造： (B1)使用2個附有配向膜之基板（此處，至少1個基 板為可見光可穿透之基板），以各配向膜相對之方式配置， _在2個配向膜間挾持包含液晶材料與色素之聚合性組成 物’對該聚合性組成物照射光’配向液晶材料中的液晶分 子，進一步聚合且固定化聚合性組成物，而獲得液晶分子 固定化層（光學元件）之步驟； (B2)將1個附有配向膜之基板分離，而獲得附有光學 元件及配向膜之基板（惟，該基板為可見光可穿透之基板） 之步驟； ^ (B3)在該附有光學元件及配向膜之基板中，於基板侧 的面形成層狀陽極之步驟； (B4)於該層狀陽極的面依序形成由有機材料所成之 發光層、層狀陰極之步驟。 步驟（B1)、步驟（B2)分別與步驟（A1)、步驟（A2)相同。 步驟（B3)中，對於（B2)之附有光學元件及配向膜之基板， 於基板側的面形成層狀陽極。此時之示意圖係示於第5 圖。使用ITO作為陽極材料時，通常，藉由藏鍍法形成層 狀陽極。 22 319928 200845803 ' 步驟(B4)中’於該層狀陽極的面，依序形 料所成之發光層、層狀陰極。此示 ：成由有機材 除此之外，與步驟㈣相同。〜圖係-於第6圖。 再者，步驟（B1)中，在附有 見光可穿透之基板之附有配向膜之㈣==令’於可 有1™等陽極材料之情況下，可省略步驟（B3)形成 步驟(A4)、步驟(B4)中，形成陰極 材密封而獲得有機扯元件。密封時，必須先HI讀 極各自的-部分可與外部電 頁先使龄禋、陰 與陽極、陰極各自電性連接，=接’ M由將外部電源 f連接而使有機EL元件發光。

再者，將本發明之有冑E 並評估之方法，光學追縱模擬pi牛的構=更具體地設計 根據幾何0 F n光學追縱模擬係 _ ^ Γ 維法（Monte Cad。d)的機率 擬對象之模型的各構成部材之形狀= 卞、界面的反射特性予以設定 卜 ㈣ 的光線追料者的穿透 *77 Η所發生 為止。設計本發明之有機EL :硬至充分地收集到結果 學追蹤H ^ ^ ^ ^ 70件的構造時，藉由使用光 子^拉挺，使本發明之有 板、陽極等構成層 轉中之先學凡件、基 更為適合，而使可更^及光學元件中之折射率分布 本發明之評估方之::成=藉:使用依據 :::二_ 先二::== 咖、射位置等製造條件之下，可製造可更為提高發 319928 23 200845803 > 光效率之有機EL元件。 以下，藉由實施例更具體說明本發明。 [實施例] (光學元件的製作） 作為液晶分子較佳為具有丙晞酸酯基的液晶分子，其 中，使用A0PC3及A0T5,調製其各別之莫耳比為〇·54:〇,46 之液晶材料1莫耳，添加對上述液晶材料為〇1莫耳％之 ‘乍為色素較佳之液晶性寡噻吩衍生物（使用上述[化〗]的式 書中，R〜CnHn+1、η=5所表示之化合物）、以及對上述液晶 材料為1莫耳％之光聚合起始劑IRGACURE 184，而獲得 聚^性組成物。使甩卵磷脂作為配向膜（誘發垂直配向之= 向膜）’如第1圖之方式組裝單元（基板係兩者皆為可見光 可穿透之玻璃基板)，以各向同性相（is〇tr〇pic phase)温度 (聚合性組成物為液體狀態）封入該聚合性組成物，之後， ，杈，卻至室溫為止，而調製液晶分子經垂直配向之樣 響:。使用波長364nm之Ar離子雷射以2.lw/cm2照射該樣 口口’、誘發折射率分布（此時，於雷射照射位置亦進行聚合性 組成物之固定化）。於偏移f射照射點的情況下，重複騎 誘發上述折射率分布的操作，最後，於其一面使用高壓水 :=6議的亮線以5WW照射10則 使全體固定化，獲得光學 、 予兀件1。其後，分離1個附有配 向膜之基板’獲得附有杏基 件1及配向膜之基板(參照第 2圖）。先學兀件丨的表面平坦。 實施例1 319928 24 200845803 - 於製造例1所驊俨a 的光學元件Η則有光學元件1及配向膜之基板 得之陽極（透明電極）二將ΙΤ〇材料成膜所獲 極表面形成發光層、的層狀陽極’再於陽 層狀陰極（麥照弟4圖），可獲得光取 出效千同、發光效率高之有機EL元件。 實施例2 的被例1所獲得之光學元件1及附有配向膜之基板 土反=的表面’藉由敗鑛法將1τ〇材料成膜所獲得 丄虽(透明電極)係成為導電性高的層狀陽極，再於陽極 2衣面形成發光層、層狀陰極（參照第6圖），可獲得光取 出效率尚、發光效率高之有機EL元件。 貫施例3 (光學元件的製作） 作為液日日刀子較佳為具有丙烯酸酯基的液晶分子，其 中，使用 A0PC3、AOTs 贫 τχ^ ^ 5及PCH-5，調製其各別之莫耳比 二:·43”70·20之液晶材/料1莫耳，添加對上述液晶材 人'、為0.1莫耳％之作為色素較佳之液晶性寡嗟吩衍生物（使 用上述[化3]的式中，R3=_CnHn+i、κΗη+ι、n=4所表 丁之化口物)、以及對上述液晶材料為〇,5莫耳％之光聚合 起始劑IRGACURE 184，而獲得聚合性組成物。使用印磷 月旨作為配向膜（誘發垂直配向之配向膜），如第ι圖之方式 組裝單W基板係兩者皆為可見光可穿透之玻璃基板），以 各向同性相温度（聚合性組成物為液體狀態）封入該聚合性 成物《後，緩冷部至室温為止，而調製液晶分子經 319928 25 200845803 — 垂直配向之樣品。使用波長364nm之Ar離子雷射以 4W/cm2照射該樣品，誘發折射率分布（此時，於雷射照射 位置亦進行聚合性組成物之固定化）。在一邊照射此雷射一 邊偏移照射點後，隶後’使用南壓水銀燈之366ηπι的免線 以5W/cm2照射一面10分鐘，藉由光聚合使全體固定化， 獲得光學元件2。其後，分離1個附有配向膜之基板，獲 得附有光學元件2及配向膜之基板（參照第2圖）。光學元 件2的表面為平坦。 _ (發光元件的製作） 使用上述光學元件2，製作如第7圖所示之發光.元件 2，進行光致發光（photoluminescence)評估（以下，亦稱為PL 評估）。PL評估中，使用含有紅螢稀（rubrene)之聚曱基丙稀 酸甲酯（PMMA)作為發光層（相對於PMMA，含有紅螢烯5 莫耳％)。使用第8圖概略地顯示的發光評估裝置（以下，亦 稱為PL評估裝置)，於發光元件2之發光層照射488nm之 Ar離子雷射，測定發光強度（發光波長550nm之強度）時， 相對於後述比較例1之發光元件4之發光強度，可確認發光 強度變大（第9圖）。由此可知，使用光學元件2，使用由有 機EL材料所成之發光層代替含有紅螢烯之聚曱基丙烯酸曱 酯（PMMA)，如第4圖之方式操作而製造有機EL元件，即 可獲得光取出率高、發光效率高之有機EL元件。 實施例4 (光學元件的製作） 於實施例3中，在液晶分子經垂直配向之樣品以 26 319928 200845803 _ 8W/cm2照射波長364nm的Ar離子雷射，除此之外以與實 施例3相同之方法，獲得光學元件3。之後，分離1個附 有配向膜之基板，獲得附有光學元件3及配向膜之基板（參 照第2圖）。光學元件3的表面為平坦。 (發光元件的製作） 使用上述光學元件3，製作如第7圖所示之發光元件 3，進行PL評估。PL評估中，使用含有紅螢烯（rubrene) 之聚甲基丙烯酸曱酯（PMMA)作為發光層（相對於PMMA， _含有紅螢烯5莫耳％)。使用第8圖概略地顯示的PL評估 裝置，於發光元件3之發光層照射488nm之Ar離子雷射， 測定發光強度（發光波長550nm之強度）時，相對於後述比 較例1之發光元件4之發光強度，可確認發光強度變大（第 9圖）。由此可知，使用光學元件3，使用由有機EL材料 所成之發光層代替含有紅螢烯之聚甲基丙烯酸曱酯 (PMMA)，如第4圖之方式操作而製造有機EL元件，即可 A獲得光取出率高、發光效率高之有機EL元件。 又，第8圖中，ND表示Neutral density filter (中性過 濾器），WP 表示 Half-wavelength plate(半波長板），DEQ 表 示Depolarizer(去極器），Ar离隹子雷射（Ar+ laser)為λ =488nm、23mW/cm2。 比較例1 (光學元件的製作） 貫施例3中5在液晶分子經垂直配向之板品5不照射 Ar離子雷射’且使用南堡水銀燈之366nm的免線以 27 319928 200845803 、 ^ Y、、射面10分鐘，除此之外以與實施例3相同之 △ ‘ 2知光争元件4。之後，分離1個附有配向膜之基 板^仔附有光學元件4及配向膜之基板（參照第2圖）。 光學儿件4的表面為平坦。 (發光元件的製作） 、使用上述光學元件4，製作如第7圖所示之發光元件 取進仃PL广估。PL評估中，使用含有紅螢烯（rubrene) _ 曱基丙烯酸甲酯（PMMA)作為發光層（相對於PMMA， 含有紅螢烯5莫耳％)。使用第8圖概略地顯示的pL呼估 裝，，於發光元件4之發光層照射48gnm^Ar離子雷射， 測定毛光強度（發光波長55〇nm之強度 發先元件…之發先強度，發光強度為小(第V圖二 =可知，使用光學元件4’使用由有機EL材料所成之發光 运代替含有紅螢烯之聚甲基丙烯酸fg|(pMMA)，如第* 圖之方式操作而製造有機EL元件，即成為光取出率低、 _發光效率亦低之有機El元件。 —比較例2 作為有機EL元件，設定第1〇圖之長方體模型，對其 進行光線追蹤模擬。於該光線追蹤模擬中，所使用的軟體 ^ Lamda Research公司的丁recePr〇(商品名）。於第1〇圖之 模型中，發光層60發出的光係通過陽極50、基板n，從 光射出面80射出至有機EL元件的外部。發光層6〇所^ 出的光為具有對射出方向之朗伯分布（Lambe出犯 如灿此㈣（滿足朗伯餘弦定律（Lambmis e〇sine 319928 28 200845803 有機5〇進入基板U的光線數設為200萬條，於 部’除去先射出面-，作為完全反射面 消失者。^ fΛ於有機E L元件内部的光係認定為已 寬产。及 叹疋土板11的厚度s為刪#m、元件 、陽極厚度再者 -疋基板的折射率為h5、陽極的折 2 者’ 擬，於第13圖顯示從夯射φ 、、、 错由該模 角依賴性的研究、結果。、所射出的光的能量之光射出 實施例5 =有機EL元件，設定第u圖的長方體之 比較例2之第1〇圖的模型 、代， =光線追蹤模擬。於第”圖： 極5。與基板„之間，具儀光學元件* 中， 之上方投影圖係示於第'12 予兀件40 圓柱狀的折射率分布部。於該第具有 ^分布中，折射率分布係從中心朝 =折 =使中心的折射率為-折射率分布部的 率為M。再者’使料元件4G中之折射率分布^:射 =分的折射率為L5，折射率分布部的直徑為⑽卜2 +元件4〇中之折射率分布部與折 ：光 的最短長度為^，光學元件側面與折射率：的間隙 的間隙最短長度為10心。再者，設定具板^布敎間 =17°〜、光學元件的厚度a為元件:1二S 及深度。為_㈣、陽極厚度5為2〇〇_。再者= 定c 319928 29 200845803 藉由該模擬， 量之光射出角 為,1.5、陽極的折射率為2.。。 依:性光射“所射㈣光的能 ίΜΜΛ 與實施例5相同地操作 為有機EL元件，進扞U圖之長方體模型作 的差異點為於實施例6:“例5與貫施例6 的中心的折射率為2 0 ^ ^ 〇中之折射率分布部 卞马2.0。错由該模擬， 一 射出面所射出的光的能量 、弟13圖頦示從光 4Ρ Mm m 先射出角依賴性的研究結果。 根據弟13圖，射出角為_9〇。 矛 能量的積分值，若以比較例2的情況當 ::情況為1:7’實施例⑽況為3.5而為大= :二件:其具有折射率分布部)之有機虹元件，相較: :料疋件之情況，能射出大量的光能量。再者，'可知； =㈣模擬係作為更具體地設計本發明之有機扯元3 的構造而評估之方法，為非常地有用。 牛 【圖式簡單說明】 第1圖為表示於2個配向膜間挾持聚合性組成 去之一例之圖。 第2圖為關於本發明之步驟（A2)之示意圖。 第3圖為關於本發明之步驟（A3)之示意圖。 第4圖為關於本發明之步驟（A4)之示意圖。 第5圖為關於本發明之步驟（B3)之示意圖.。 第6圖為關於本發明之步驟（B4)之示意圖。 319928 30 200845803 - 第7圖為發光元件之示意圖。 弟8圖為表示發光开> 第9ΗΛ矣-气 ，_Γ 光評估裝置之示意圖。 罘9圖為表不發光元件 ^ 1Π ^ ^ , 讦之I先坪估結果之圖。 弟圖為光學追縱模擬中之—圖 (比較例2)。 L兀件之不忌Θ 弟11圖為光學追縱模縣φ (實施例5、6)。 k迪中之有機EL元件之示意圖 影圖Γ。^為貝_ 5、6中之光學元件之示意圖（上方投 第13圖為表示射出光的 s 由兀日7此里之先射出角依賴性之結 禾圔0 【主要元件符號說明】 10 附有配向膜之基板1 11 12 21 30 40 50 70 90 b DEQ s 基板1(可見光可穿透之基板） 配向膜 20附有配向膜之基板2 基板2 22 配向膜 框狀配置之間隔物（密封劑） 液晶分子固定化層（光學元件） 陽極 60 發光層 光射出面 光學元件的厚度 元件的寬度、深度 中性過濾器 半波長板 陰極 80 a c

折射率分布部 陽極的厚度 去極器 ND

基板的厚度 WP 319928 31

Claims (1)

1. 200845803 ^十、申請專利範圍： 1· 一種有機EL元件，係具有··至少含有液晶材料與色素， 並具有依據構成該液晶材料之液晶分子配向的折射率 分布，且該折射率分布係經固定化而成之層狀光學元 件，可見光可穿透之基板；由有機EL材料所成之發光 層，陰極，及陽極。 2.如申請專利範圍第！項之有機£1元件，-其中，該陰極 及陽極各自為層狀。 P • 3.如申請專利範圍第2項之有機虹元件，復具有配向膜， 且該配向膜係與光學元件連接。 、 4.如申請專利範圍第3項之有機EL元件，其中，該層狀 陽極係與光學元件連接。 曰 5. -種有機EL元件之製造方法，係依序包含以下⑽ (Α·2)、（A3)及（A4)步驟：

   (Α2)將1個附有配向膜 光學元件及配向膜之基板（惟 之基板）之步驟； (Α1)使用2個附有配向膜之基板（此處，至少1個 基板為可見光可穿透之基板）’以各配向膜相對之方式 配置’在2個配向膜間挾持包含液晶材料與色素之聚合 性組成物，對該聚合性組成物照射光，使液晶材料中二 液晶：子配向，並進一步聚合且固定化聚合性組成物， 而獲付液晶分子固定化層（光學元件）之步驟丨 之基板分離，而獲得附有 ，該基板為可見光可穿透 ，於光 (A3)在該附有光學元件及酉己向膜之基板中 319928 32 200845803 " 學元件侧的面形成層狀陽極之步驟； (A4)於該層狀陽極的面依序形成 之發光層、層狀陰極之步驟。成由有機材料所成 6.如申請專利範圍第3項之有機El元件，其中，= 陽極係與可見光可穿透之基板連接。一該層狀 入一種有機EL·元件之製造方法，係依序包含以 (B2)、(B3)及（B4)步驟： 1 )、 (B1)使用2個附有配向膜之基板（此處， 基板為可見光可穿透之基板），以各配向膜相對之方= 配置，在2個配向膜間挟持包含液晶材料與色素之取二 性組成物，對該聚合性組成物照射光，使液晶材料= 液晶分子配向，並進—步聚合且固定化聚合性組成物， 而獲得液晶分子固定化層（光學元件）之步驟； (B2)將丨個附有配向膜之基板分離，而獲得附有 先學几件及配向膜之基板（惟，該基板為可見光可穿透 之基板）之步驟； (B3)在該附有光學元件及配向膜之基板中，於基 板側的面形成層狀陽極之步驟； ^ (B4)於該層狀陽極的面依序形成由有機材料所成 之發光層、層狀陰極之步驟。 8.:種有機紅元件之評估方法，係於設計”專利範圍 弟卜2、3、4或6項之有機肛元件的構造時，使用光 學追蹤模擬（tracer simulation)。 319928 33