JP2001284040A

JP2001284040A - 光デバイス

Info

Publication number: JP2001284040A
Application number: JP2000092059A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Araki; 康荒木
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-10-12

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】光を効率良く取り出すことができ、高い発光効
率を有する光デバイスを提供する。【解決手段】透明基板１と、透明基板上に設けられた透
明な第１の電極と、第１の電極と対向して設けられた第
２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に設けら
れ、電圧印加により発光する発光層と、を含む光デバイ
スにおいて、光が伝播する方向に屈折率が増加する透明
基板を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光デバイスに係
り、特に、フルカラーディスプレイ、バックライト等の
面光源やプリンター等の光源アレイなどに有効に利用で
きる光デバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光性の有機物質を発光層に用いた有機
エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子等の有機発光素
子は、他の発光素子に比べて加工が容易であり、非常に
薄く軽量の素子が構成できる等の利点があるため、固体
発光型の安価な大面積フルカラー表示素子や書き込み光
源アレイ等への応用が期待されており、活発な研究開発
が行われている。

【０００３】一般に、有機発光素子は、発光層及びこの
発光層の両側に設けられた一対の対向電極（陰極及び陽
極）から構成されている。そして、一対の対向電極間に
電圧が印加されると、有機発光素子内に陰極から電子が
注入されると共に陽極から正孔が注入され、注入された
電子と正孔とが発光層中において再結合して有機物質が
励起状態とされる。この有機物質が励起状態から基底状
態に戻るときに、エネルギーが光として放出されて、発
光する。

【０００４】近年では、蛍光量子収率の高い有機物質が
見出された他、キャリア注入効率の高い電極が開発さ
れ、発光効率を高めるための種々ドーパントが開発され
る等、画期的な技術が次々と開発されており、発光輝
度、発光効率、耐久性等の点でも、無機材料で構成され
た発光ダイオード（ＬＥＤ）に匹敵する高性能の有機発
光素子が得られるなど、めざましい発展を遂げている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の有機発光素子には、無機材料で構成された発光素子に
比べると低光出力である、という問題があった。有機発
光素子が低光出力である１つの要因は、光の取り出し効
率が低いことであると考えられる。

【０００６】本発明は上記従来技術における問題点を解
決するためになされたものであり、本発明の目的は、光
を効率良く取り出すことができ、高い発光効率を有する
光デバイスを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の光デバイスは、光が伝播する方向
に屈折率が増加する透明基板と、前記透明基板上に設け
られた透明な第１の電極と、前記第１の電極と対向して
設けられた第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の
電極との間に設けられ、電圧印加により発光する発光層
と、を含んで構成したことを特徴とする。

【０００８】この光デバイスの第１の電極と第２の電極
との間に電圧が印加されると、発光層から光が放出さ
れ、この光が透明基板を伝播して光デバイスの外部に取
り出される。本発明では、透明基板として光が伝播する
方向に屈折率が増加する透明基板を用いているので、光
が透明基板内を伝播方向に収束しながら伝播し光の取り
出し効率が向上する。このように効率良く光を取り出す
ことができるので、光デバイスの発光効率が向上する。

【０００９】請求項２に記載の光デバイスは、請求項１
の発明において、光の伝播する方向をｚ軸としたとき、
下記式（１）で表される前記透明基板の屈折率ｎのｚ軸
方向の微分係数∂ｎ／∂ｚの係数Ａが、０．００１ｍｍ
^-1以上であることを特徴とする。

【００１０】

【数２】

【００１１】光の伝播する方向をｚ軸としたとき、前記
透明基板の屈折率ｎのｚ軸方向の微分係数∂ｎ／∂ｚ
は、例えば上記式（１）で表される。この式（１）の係
数Ａが大きくなると、屈折率ｎがｚ軸方向に急に増加
し、光がｚ軸方向に急速に収束して平行光線となるの
で、光の取り出し効率をより向上させることができ、光
デバイスの発光効率が向上する。このため係数Ａを少な
くとも０．００１ｍｍ^-1以上とすることが好ましい。

【００１２】請求項３に記載の光デバイスは、請求項１
または２の発明において、前記透明基板の屈折率と前記
第１の電極の屈折率との差が０．５以下であることを特
徴とする。

【００１３】透明基板の屈折率と第１の電極の屈折率と
の差を０．５以下とすることにより、透明基板とこの透
明基板上に形成される第１の電極との界面での反射率が
小さくなり、光デバイスの発光効率がさらに向上する。

【００１４】請求項４に記載の光デバイスは、請求項１
〜３のいずれか１項の発明において、前記発光層は、有
機化合物により構成されることを特徴とする。

【００１５】有機化合物により構成された発光層を備え
た有機発光素子は、有機化合物を含む溶液の塗布や真空
蒸着等により、光が伝播する方向に屈折率が増加する透
明基板上に、発光層を含む各構成層を積層することがで
きるため、本発明による光取出し効果が非常に大きく、
且つ製造が容易であるというメリットを有する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光デバイスを、有
機発光素子に適用した実施の形態について、詳細に説明
する。

【００１７】本実施の形態の有機発光素子は、図１に示
すように、透明基板１上に、少なくとも、第１の電極と
しての透明電極２（通常、陽極として使用される）、発
光層を含む有機化合物層３、及び第２の電極としての背
面電極４（通常、陰極として使用される）をこの順に積
層して構成されている。なお、この発光素子５では、透
明基板１の側から光が出射される。以下、各構成要素に
ついて詳細に説明する。

【００１８】透明基板は、光の伝播方向（ｚ軸方向）に
屈折率が増加する構造を有している。有機発光素子自体
は完全拡散面光源であるが、光は高屈折率側に曲がる性
質があるため、有機発光素子の光取り出し側に位置する
透明基板を、光の伝播方向に屈折率が増加する構造とす
ることで、光が伝播方向に収束しながら出射され、光の
取り出し効率が向上する。

【００１９】透明基板のｚ軸方向の屈折率の分布は、屈
折率ｎのｚ軸方向の微分係数∂ｎ／∂ｚを多項式展開し
て得られる下記式（Ａ）により表すことができる。

【００２０】

【数３】

【００２１】屈折率が連続して変化する媒体中の光の軌
跡は、下記の光線方程式により決定される。

【００２２】

【数４】

【００２３】しかしながら、ここでは光の伝播方向につ
いての屈折率の変化だけを考慮すればよいので、上記の
通り屈折率ｎのｚ軸方向の微分係数∂ｎ／∂ｚにより屈
折率分布を定義している。屈折率ｎはｚ軸方向に単調増
加するため、∂ｎ／∂ｚ＞０であり、上記式（Ａ）のＡ
〜Ｄ等の係数は、∂ｎ／∂ｚ＞０の条件を満たす範囲で
任意に選択することができる。∂ｎ／∂ｚは、例えば、
Ａ、Ｂｚ、Ｃｚ²、Ａ＋Ｂｚ、Ｂｚ＋Ｃｚ²、Ａ＋Ｃ
ｚ²、Ａ＋Ｂｚ＋Ｃｚ²等、種々の式で表すことができ
る。∂ｎ／∂ｚがＡで表されるとき、屈折率ｎはｚ軸方
向の変位に対し直線的に変化し、∂ｎ／∂ｚがｚの１次
関数で表されるとき、屈折率ｎはｚ軸方向の変位の２乗
に比例して変化し、∂ｎ／∂ｚがｚの２次関数で表され
るとき、屈折率ｎはｚ軸方向の変位の３乗に比例して変
化する。

【００２４】本実施の形態においては、また、この微分
係数∂ｎ／∂ｚの値が大きくなるほど、光がｚ軸方向に
急速に収束し平行光線となり光の取り出し効率を向上さ
せることができるので、∂ｎ／∂ｚの値が大きい方が好
ましい。例えば、∂ｎ／∂ｚ＝Ａで表される場合には、
係数Ａは０．００１ｍｍ^-1以上が好ましく、０．０１ｍ
ｍ^-1以上がより好ましく、０．１ｍｍ^-1以上がさらに好
ましい。また、∂ｎ／∂ｚ＝Ｂｚで表される場合には、
係数Ｂは０．００１ｍｍ^-2以上が好ましく、０．０１ｍ
ｍ^-2以上がより好ましく、０．１ｍｍ^-2以上がさらに好
ましい。特に、高次の係数が大きいと、屈折率ｎの増加
の割合が大きくなるので、より屈折率勾配が大きい構造
の透明基板を得ることができる。

【００２５】また、透明基板と透明電極（陽極）との間
の伝播効率を向上するためには、界面での反射率ができ
るだけ小さいことが好ましい。具体的には、透明基板の
屈折率と透明電極（陽極）の屈折率との差は１以下が好
ましく、０．５以下がより好ましく、０．２以下がさら
に好ましく、０．０５以下が最も好ましい。また、透明
基板内に集光レンズとしてマイクロレンズを設けること
により、光の取り出し効率を更に向上させることができ
る。

【００２６】透明基板としては、通常のガラス基板の他
にプラスチック基板を使用することができる。プラスチ
ック基板としては、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電
気絶縁性、加工性、低通気性、低吸湿性に優れているこ
とが必要である。このような材料としては、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ
エチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネー
ト、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、アリルジ
グリコールカーボネート、ポリイミド等が挙げられる。

【００２７】これらの基板の表面、あるいは電極とは反
対側の面（裏面とする）には、透湿防止層（ガスバリア
層）を設置するのが好ましい。透湿防止層（ガスバリア
層）には、窒化珪素や酸化珪素などの無機物を用いるこ
とが好ましく、例えば高周波スパッタリング法などによ
り成膜できる。さらに、必要に応じて、ハードコート層
やアンダーコート層を設けてもよい。

【００２８】透明基板上に設けられる透明電極（陽極）
は、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光の波長領域におい
て、少なくとも５０％以上、好ましくは７０％以上の光
透過率を有するものが好ましい。透明電極を構成するた
めの材料としては、酸化錫、酸化錫インジウム（ＩＴ
Ｏ）、酸化亜鉛インジウムなどの透明電極材料として公
知の化合物の他、金や白金など仕事関数が大きい金属の
薄膜を用いてもよい。また、ポリアニリン、ポリチオフ
ェン、ポリピロールまたはこれらの誘導体などの有機化
合物でもよい。透明導電膜については、沢田豊監修「透
明導電膜の新展開」シーエムシー刊（１９９９年）に詳
細に記載されており、本発明に適用することができる。
また、透明電極（陽極）は、真空蒸着法、スパッタリン
グ法、イオンプレーティング法などにより、目的等に応
じて、透明基板上の全面又は一面に形成することができ
る。

【００２９】有機化合物層は、発光層のみからなる単層
構造であってもよいし、発光層を２層以上有する、ある
いは、発光層の外に、正孔注入層、正孔輸送層、電子注
入層、電子輸送層等のその他の層を適宜有する積層構造
であってもよい。有機化合物層の具体的な構成（電極を
含めて表示する）としては、陽極／ホール注入層／ホー
ル輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、陽極／発光層／
電子輸送層／陰極、陽極／ホール輸送層／発光層／電子
輸送層／陰極、などが挙げられる。また、発光層、ホー
ル輸送層、ホール注入層、電子注入層を複数層設けても
よい。

【００３０】発光層の発光材料としては、発光可能な化
合物（蛍光を発する化合物）であれば特に制限はなく、
目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オキシ
ノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザ
クマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾー
ル化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナ
フタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合
物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン
化合物、コロネン化合物、キノロン化合物及びアザキノ
ロン化合物、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、
ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化
合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、
ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ジスチリル
ベンゼン化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレン
ピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フ
ルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウ
ム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム
化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン
化合物、キサンテン化合物及びチオキサンテン化合物、
シアニン化合物、アクリジン化合物、アクリドン化合
物、キノリン化合物、８−ヒドロキシキノリン化合物の
金属錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、２，
２’−ビピリジン化合物の金属錯体、シッフ塩とIII族
金属との錯体、オキサジアゾール化合物の金属錯体、希
土類錯体等が用いられる。

【００３１】また、発光効率を向上させるために、発光
層にはオルトメタル化錯体を含有させることが好まし
い。オルトメタル化錯体とは、例えば山本明夫著「有機
金属化学−基礎と応用−」１５０頁、２３２頁、裳華房
社（１９８２年発行）や、H.Yersin著「Photochemistry
and Photophysics of Coordination Compounds」７１
〜７７頁、１３５〜１４６頁、Springer-Verlag社（１
９８７年発行）等に記載されている化合物群の総称であ
る。オルトメタル化錯体を形成する配位子としては種々
のものがあり、上記文献中にも記載されている。好まし
い配位子としては、２−フェニルピリジン誘導体、７，
８−ベンゾキノリン誘導体、２−（２−チエニル）ピリ
ジン誘導体、２−（１−ナフチル）ピリジン誘導体、２
−フェニルキノリン誘導体等が挙げられる。これらの誘
導体は必要に応じて置換基を有していてもよい。オルト
メタル化錯体を形成する金属としては、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｐ
ｔ等が挙げられるが、イリジウム（Ｉｒ）錯体が特に好
ましい。また、上記オルトメタル化錯体は、オルトメタ
ル化錯体を形成するのに必要な配位子以外に、他の配位
子を有していてもよい。なお、ここでいうオルトメタル
化錯体には、３重項励起子から発光する化合物も含まれ
ており、発光効率を向上させるために、これら３重項励
起子から発光する化合物を発光層に含有させることが特
に好ましい。

【００３２】上記に例示した発光材料は、単独で用いて
も、複数併用してもよい。また、高分子発光材料を用い
ることもできる。高分子発光材料の例としては、ポリ−
ｐ−フェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導
体、ポリチオフェン誘導体等のπ共役系の他、低分子色
素とテトラフェニルジアミンやトリフェニルアミンを主
鎖や側鎖に導入したポリマー等が挙げられる。高分子発
光材料に低分子発光材料を混合して使用することもでき
る。

【００３３】電子注入層は、絶縁性材料により形成され
る。電子輸送層の厚みが所定の範囲内では、ホールが電
子輸送層を通り抜ける確率が高くなり、結果として発光
効率が低下する。従って、ホールの通り抜けを防止する
ために、有機化合物層に絶縁性薄膜からなる電子注入層
を設けるのが好ましい。絶縁性材料としては、酸化アル
ミニウムやフッ化リチウムが挙げられ、これらの材料を
用いて０．０１〜１０ｎｍの厚さの薄膜を形成する。ま
た、同様の理由から、絶縁性薄膜からなるホール注入層
を形成することが好ましい。

【００３４】電子輸送層に用いられる電子輸送性化合物
としては、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導
体、トリアジン誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導
体、チオピランジオキサイド誘導体、ジフェニルキノン
誘導体、ペリレンテトラカルボキシル誘導体、アントラ
キノジメタン誘導体、フレオレニリデンメタン誘導体、
アントロン誘導体、ペリノン誘導体、オキシン誘導体、
キノリン錯体誘導体などの化合物が挙げられる。

【００３５】ホール輸送層に用いられるホール輸送性化
合物としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールやポリフ
ェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン、ポリチオフ
ェン、ポリメチルフェニルシラン、ポリアニリンなどの
高分子や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、ポリアリールアルカン誘導
体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレ
ンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換
カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、カルバゾール誘
導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導
体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシア
ニン等のポリフィリン誘導体、芳香族第三級アミン化合
物及びスチリルアミン化合物、ブタジエン化合物、ベン
ジジン誘導体、ポリスチレン誘導体、トリフェニルメタ
ン誘導体、テトラフェニルベンジン誘導体、スターバー
ストポリアミン誘導体などを使用することができる。

【００３６】また、有機化合物層には、これらの構成に
加えて、陽極とホール輸送層（ホール輸送層を設けない
ときは発光層）との間に、陽極に接する導電性高分子層
を設けてもよい。この導電性高分子層を設けることによ
り、駆動電圧がほとんど上昇することなく、有機化合物
層の膜厚を大きくすることができ、輝度ムラやショート
が改善される。導電性高分子としては、ＷＯ−９８／０
５１８７等に記載のポリアニリン誘導体、ポリチオフェ
ン誘導体およびポリピロール誘導体が好ましい。これら
の誘導体はプロトン酸（例えば、樟脳スルホン酸、ｐ−
トルエンスルホン酸、スチレンスルホン酸、ポリスチレ
ンスルホン酸等）と混合した状態で使用することができ
る。これらの誘導体は、必要に応じて他の高分子（例え
ば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリ−Ｎ
−ビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）等）と混合して使用
することもできる。導電性高分子層の表面抵抗は，１０
０００Ω／□以下が好ましい。導電性高分子層の膜厚
は、１０ｎｍ〜１０００ｎｍが好ましく、２０ｎｍ〜２
００ｎｍがより好ましい。

【００３７】ホール輸送層、電子輸送層、発光層および
導電性高分子層などの各有機化合物層は、真空蒸着法、
スパッタ法、ディッピング法、スピンコーティング法、
キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等、
公知の方法を用いて形成することができる。また溶媒を
使い分けることにより多層塗布も可能である。また、本
実施の形態の有機化合物層は、発光素子の用途、目的等
に応じて、透明電極（陽極）上の全面又は一面に形成さ
れる。

【００３８】ホール輸送層、電子輸送層、発光層および
導電性高分子層などの各有機化合物層は、真空蒸着法、
スパッタ法、ディッピング法、スピンコーティング法、
キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等、
公知の方法を用いて形成することができる。また溶媒を
使い分けることにより多層塗布も可能である。

【００３９】有機化合物層上に設けられる背面電極（陰
極）は、仕事関数の低いＬｉ、Ｋなどのアルカリ金属、
Ｍｇ、Ｃａなどのアルカリ土類金属およびこれらの金属
とＡｇやＡｌなどとの合金・混合物等の陰極材料から形
成されるのが好ましい。陰極における保存安定性と電子
注入性とを両立させるために、上記材料で形成した電極
を、仕事関数が大きく導電性の高いＡｇ、Ａｌ、Ａｕな
どで被覆してもよい。なお、背面電極（陰極）について
も透明電極（陽極）と同様に、真空蒸着法、スパッタ
法、イオンプレーティング法などの公知の方法で形成す
ることができる。

【００４０】また、本実施の形態の有機発光素子には、
大気中の水分や酸素の有機発光素子への侵入を防止する
ための封止層を設けることができる。封止層に用いる封
止材料としては、テトラフルオロエチレンと少なくとも
１種のコモノマーとを含む共重合体、共重合主鎖に環状
構造を有する含フッ素共重合体、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポ
リユリア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロト
リフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレ
ン、クロロトリフルオロエチレン、およびジクロロジフ
ルオロエチレンから選択される２種以上の共重合体、吸
水率１％以上の吸水性物質および吸水率０．１％以下の
防湿性物質、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａ
ｌ、Ｔｉ、Ｎｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、
Ａｌ₂Ｏ₃、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ
₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃等の金属酸化物、ＭｇＦ₂、ＬｉＦ、Ａｌ
Ｆ₃、ＣａＦ₂等の金属フッ化物、パーフルオロアルカ
ン、パーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等の液
状フッ素化炭素およびこれら液状フッ素化炭素に水分や
酸素を吸着する吸着剤を分散させたもの等が用いられ
る。また、陰極の表面（有機化合物層とは反対側の面）
には湿気や空気を遮断するための保護層を形成してもよ
い。

【００４１】本実施の形態では、透明基板上に、陽極、
発光層を含む有機化合物層、及び陰極をこの順に積層し
た有機発光素子の例について説明したが、このような構
成の有機発光素子の他に、微小光共振器構造（マイクロ
キャビティ）を有する有機発光素子についても本発明を
適用することができる。微小光共振器構造を有する有機
発光素子は、発光スペクトルの半値幅が小さく、かつ指
向性に優れている。

【００４２】この有機発光素子は、図２に示すように、
透明基板１上に、順次、屈折率の異なる２種類の層が交
互に積層された多層膜ミラー６、透明電極２（通常、陽
極として作用する）、発光層を含む有機化合物層３、お
よび金属ミラーの役割を有する背面電極（通常、陰極と
して作用する。）４を有し、多層膜ミラー６と背面電極
４との間で微小光共振器を形成している。多層膜ミラー
６には、通常、屈折率の異なる２種類の誘電体（例え
ば、ＴｉＯ₂とＳｉＯ₂）を、各層の光学長が目的の発光
波長の１／４となるように交互に積層した誘電体ミラー
が用いられる。また、透明電極（ＩＴＯなど）と多層膜
ミラーとの間にＳｉＯ₂スペーサーを導入して膜厚を調
整してもよい。なお、微小光共振器構造を有する有機発
光素子については、例えば「月刊ディスプレイ ’９８
１０月号別冊の『有機ＥＬディスプレイ』（テクノタ
イムズ社発行）」の１０５頁、特開平９−１８０８８３
号公報等に記載されている。

【００４３】本実施の形態の有機発光素子は、単一の画
素でも使用できるが、好ましくは、発光色別に複数列設
けられたドットアレイとして使用する。各発光色は１ラ
インでも、複数のラインになっていてもよい。１画素の
サイズは１０〜５００μｍ、より好ましくは５０〜３０
０μｍである。複数のラインからなる場合、ライン間は
１μｍ〜１ｍｍ、さらには５μｍ〜３００μｍの非発光
部で構成されることが好ましい。上記ライン間は、電気
絶縁性の遮光材料を用いて素子表面を平坦化することに
より、迷光が抑制され望ましい。このように配列した有
機発光素子は、１ライン毎に順次駆動して発光させる。
１回の発光時間は１００ミリ秒〜１０ナノ秒、好ましく
は１０ミリ秒〜１マイクロ秒である。

【００４４】なお、陽極と陰極との間に直流（必要に応
じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２ボルト〜３
０ボルトの範囲のパルス電圧）、またはパルス電流を印
加すれば、発光を得ることができる。有機発光素子の駆
動については、特開平２−１４８６８７号公報、同６−
３０１３５５号公報、同５−２９０８０号公報、同７−
１３４５５８号公報、同８−２３４６８５号公報、同８
−２４１０４７号公報等に記載の方法も利用できる。

【００４５】

【実施例】（比較例１）５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．５ｍ
ｍのガラス製の透明基板を用意し、アセトン、セミコク
リーン（商品名、フルウチ化学社製）、及びイソプロパ
ノール（ＩＰＡ）により超音波洗浄し、最後にＩＰＡ煮
沸洗浄を行った後、ＵＶ／Ｏ₃洗浄を行った。なお、こ
の透明ガラス基板の光の伝播方向の屈折率は一定であ
る。

【００４６】洗浄後の透明ガラス基板上に、マスクを用
いたスパッタリングにより、陽極（透明電極）となるＩ
ＴＯ層を厚み０．２μｍで形成した。次に、銅フタロシ
アニンを、蒸着速度３〜４Å／秒で厚み１００Åとなる
ように蒸着してホール注入層を形成し、ホール注入層の
上に、Ｎ，Ｎ’ビス（３−メチルフェニル）−（１、１
−ビフェニル）−４、４’−ジアミンを、蒸着速度３〜
４Å／秒で厚み４００Åとなるように蒸着してホール輸
送層を形成し、ホール輸送層の上に、トリス（８−キノ
リラト）アルミニウムを、蒸着速度３〜６Å／秒で厚み
６００Åとなるように蒸着して発光層を形成した。次
に、発光層の上に、Ｍｇ／Ａｇ＝１０：１（モル比）の
合金層をマスクを用いて厚み０．６μｍで蒸着して所定
パターンの陰極を形成し、形成された陰極上にＡｇ単独
の金属層を厚み０．５μｍで蒸着して、比較例の有機発
光素子を得た。

【００４７】この有機発光素子に電圧を印加して、この
素子の輝度−電流−電圧特性を測定し、発光効率（ｃｄ
／Ａ）を算出した。（実施例１〜４）入射面における屈折率ｎ₀、及び下記
式（２）で表した屈折率ｎのｚ軸方向の微分係数∂ｎ／
∂ｚの係数Ａ及びＢが、表１に示す値である透明ガラス
基板を用いた以外は、比較例１と同様にして素子を作製
した。

【００４８】

【数５】

【００４９】得られた有機発光素子に電圧を印加して、
比較例１と同様に、輝度−電流−電圧特性を測定し、発
光効率（ｃｄ／Ａ）を算出し、比較例１の値で規格化し
た値を表１にまとめた。

【００５０】表１より、光の伝播方向に屈折率が増加す
る透明基板を用いた本発明の発光素子（実施例１〜４）
は、光の伝播方向に屈折率が一定の透明基板を用いた比
較例の発光素子に比べ、発光効率が向上することが分か
る。また、陽極（透明電極）の屈折率と、透明基板の陽
極側の面の屈折率との差が小さい方が、発光効率が顕著
に向上することが分かる。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【発明の効果】本発明の光デバイスは、光を効率良く取
り出すことができ、高い発光効率を有する、という効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の有機発光素子の層構成を示す概
略断面図である。

【図２】本実施の形態の有機発光素子の他の層構成を示
す概略断面図である。

【符号の説明】１透明基板２透明電極（陽極）３有機化合物層４背面電極（陰極）５発光素子６多層膜ミラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光が伝播する方向に屈折率が増加する透明
基板と、前記透明基板上に設けられた透明な第１の電極と、前記第１の電極と対向して設けられた第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられ、電
圧印加により発光する発光層と、を含む光デバイス。
【請求項２】光の伝播する方向をｚ軸としたとき、下記
式（１）で表される前記透明基板の屈折率ｎのｚ軸方向
の微分係数∂ｎ／∂ｚの係数Ａが、０．００１ｍｍ^-1以
上である請求項１に記載の光デバイス。【数１】
【請求項３】前記透明基板の屈折率と前記第１の電極の
屈折率との差が、０．５以下である請求項１または２に
記載の光デバイス。
【請求項４】前記発光層は、有機化合物により構成され
る請求項１〜３のいずれか１項に記載の光デバイス。