(57)【要約】第一基板（１０）、反射金属層（１１）、第一電極（１２）、有機化合物層（１３）、及び第二電極（１４）が、この順に配置される有機エレクトロルミネッセンス素子（１）であって、第一基板（１０）は、金属フィルム、金属板、ポリマーフィルム、ポリマー板、防湿膜付きポリマーフィルム、及び防湿膜付きポリマー板のうち少なくともいずれかであり、反射金属層（１１）と第一電極（１２）との間の一部に平坦化層（１５）が形成され、平坦化層（１５）が形成されていない領域（１１Ａ）において反射金属層（１１）と第一電極（１２）とが導通することを特徴とする。
2012102269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基板、反射金属層、第一電極、有機化合物層、及び第二電極が、この順に配置される有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記第一基板は、金属フィルム、金属板、ポリマーフィルム、ポリマー板、防湿膜付きポリマーフィルム、及び防湿膜付きポリマー板のうち少なくともいずれかであり、
前記反射金属層と前記第一電極との間の一部に平坦化層が形成され、
前記平坦化層が形成されていない領域において前記反射金属層と前記第一電極とが導通する
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一電極と前記有機化合物層との間であって、前記平坦化層が形成されていない領域に対応する部分に中間層が形成されている
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３】
請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記中間層が電気絶縁性材料で形成されている
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４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記反射金属層は、銀、金、タングステン、アルミニウム、及びニッケルの少なくともいずれかとバインダとを含む層、又は金属めっき層である
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５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一電極は、導電性高分子を含む導電性部材である
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６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一電極、及び前記第二電極が透明電極である
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７】
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一基板の周縁には、前記第一電極と導通し電気的取出しを行うための第一電極取出部、及び前記第二電極と導通し電気的取出しを行うための第二電極取出部が形成され、
封止部材が、前記反射金属層、前記第一電極、前記有機化合物層、及び前記第二電極を介して前記第一基板と対向して配置され、
前記第一基板、及び前記封止部材が、前記第一基板面に対して前記第一電極取出部よりも内側で接合する第一接合部、並びに前記第一基板、及び前記封止部材が、前記第一基板面に対して前記第二電極取出部よりも内側で前記第二電極を介して接合する第二接合部を有する
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備える
ことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に形成された一対の電極間に発光層を含む有機化合物層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機ＥＬ素子という。)がある。有機ＥＬ素子は、発光装置や照明装置に用いられている。
従来の有機ＥＬ素子において、その基板としてガラス基板が用いられてきたため、可撓性を有する有機ＥＬ素子の実現が難しいという問題や、ガラス基板自体が高価なため有機ＥＬ素子が高価になってしまうという問題があった。【０００３】
このような問題に対し、例えば、特許文献１には、可撓性基板上に下部電極、発光層を含む有機化合物層、及び背面電極を有する有機電界発光素子が開示されている。特許文献１には、可撓性基板の一例として、基材としてアルミ箔を用い、これに光反射防止層、及び絶縁層を設けた基板が記載されている。このような可撓性基板を用いることで、有機電界発光素子を表示装置に用いた場合のコントラスト低下が改良されるとしている。【０００４】
また、照明装置に備えられた有機ＥＬ素子の可撓性基板に、金属基板を用いる構成についても検討されている。
有機ＥＬ素子の電極や有機発光層の膜厚は薄いため、可撓性基板に金属基板を用いた有機ＥＬ素子では、金属基板の表面が平滑でないと基板上に形成されている電極間で短絡し易く、歩留まりが低くなる。そのため、金属基板の表面には平滑性が求められており、金属基板の表面を鏡面研磨したり、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ；溶媒にＳｉＯ２を溶かした溶液を回転している基板上に塗布し、基板表面に平滑な膜を形成する。）技術で平滑化したりする方策が採用されていた。
しかしながら、大面積の金属基板の表面を鏡面研磨やＳＯＧ技術で平滑化するのは極めて困難であり、大量生産に向かないという問題があった。【０００５】
このような金属基板表面の平滑性に関し、特許文献２では、金属基板の表面に無電解めっきによりニッケルめっき層を形成することで、平滑性をもたらす手法を開示する。特許文献２には、金属基板の表面に形成された無電解ニッケルめっき層の表面に有機発光層を含む機能層、及び陰極層が順に積層された有機ＥＬ素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２３５１９３号公報
【特許文献２】特開２００８−２４３７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、金属基板表面に、特許文献２に記載されたような無電解めっき層を形成したとしても、依然として平滑性が充分ではなく、有機ＥＬ素子の歩留まりが低くなるという問題がある。
また、特許文献２に記載された有機ＥＬ素子では、有機発光層を含む機能層が、直接、電気抵抗率の小さい無電解めっき層表面に対して積層されているので、有機発光層で発光した光が表面プラズモン吸収によって消光し、光取り出し効率が低下するという問題もある。【０００８】
本発明の目的は、歩留まりを向上させるとともに、光取り出し効率を向上させた有機ＥＬ素子、及びこの有機ＥＬ素子を備える照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の有機ＥＬ素子は、
第一基板、反射金属層、第一電極、有機化合物層、及び第二電極が、この順に配置される有機ＥＬ素子であって、
前記第一基板は、金属フィルム、金属板、ポリマーフィルム、ポリマー板、防湿膜付きポリマーフィルム、及び防湿膜付きポリマー板のうち少なくともいずれかであり、
前記反射金属層と前記第一電極との間の一部に平坦化層が形成され、
前記平坦化層が形成されていない領域において前記反射金属層と前記第一電極とが導通する
ことを特徴とする。【００１０】
本発明によれば、反射金属層と第一電極との間の一部に平坦化層が形成されているので、第一電極が反射金属層よりも平滑な表面を有する平坦化層と接することになる。そのため、反射金属層の表面の粗さに起因する第一電極と第二電極との短絡が防止され、有機ＥＬ素子の歩留まりを向上させることができる。
また、反射金属層と第一電極とが、平坦化層が形成されていない領域において導通するので、この反射金属層は、第一電極に対する補助電極も兼ねる。そのため、第一電極における電圧降下が小さくなり、発光輝度ムラを抑制できる。
さらに、反射金属層が補助電極も兼ねるので、第一電極に反射金属層よりも電気抵抗率の大きい材料を用いることができるようになる。この場合、第一電極表面におけるプラズモン吸収による消光が抑制されるので、光取り出し効率を向上させることができる。【００１１】
本発明の有機ＥＬ素子において、
前記第一電極と前記有機化合物層との間であって、前記平坦化層が形成されていない領域に対応する部分に中間層が形成されている
ことが好ましい。【００１２】
平坦化層が形成されていない領域に対応する第一電極の第二電極側表面に直接、有機化合物層が形成されると、反射金属層の表面の粗さの影響を受けて第一電極と第二電極との短絡が発生し易くなる。
本発明では、第一電極と有機化合物層との間であって、平坦化層が形成されていない領域に対応する部分に中間層が形成されているので、第一電極と第二電極との短絡を防止できる。【００１３】
本発明の有機ＥＬ素子において、
前記中間層が電気絶縁性材料で形成されている
ことが好ましい。【００１４】
本発明によれば、中間層が電気絶縁性材料で形成されているので、第一電極と第二電極との短絡をより確実に防止できる。【００１５】
本発明の有機ＥＬ素子において、
前記反射金属層は、銀、金、タングステン、アルミニウム、及びニッケルの少なくともいずれかとバインダとを含む層、又は金属めっき層である
ことが好ましい。【００１６】
本発明によれば、反射金属層は、銀、金、タングステン、アルミニウム、及びニッケルの少なくともいずれかとバインダとを含む層、又は金属めっき層であるので、補助電極も兼ねる反射金属層の電気抵抗率を小さくできる。【００１７】
本発明の有機ＥＬ素子において、
前記第一電極は、導電性高分子を含む導電性部材である
ことが好ましい。【００１８】
本発明によれば、第一電極は、導電性高分子を含む導電性部材であるので、第一電極は、導電性、透明性、及び安定性を兼ね備えることができる。【００１９】
本発明の有機ＥＬ素子において、
前記第一電極、及び前記第二電極が透明電極である
ことが好ましい。【００２０】
本発明によれば、第一電極、及び第二電極が透明電極であるので、金属電極と比べて電気抵抗率が大きくなって、第一電極、及び第二電極の表面におけるプラズモン吸収による消光が抑制される。その結果、光取り出し効率を向上させることができる。【００２１】
本発明の有機ＥＬ素子において、
前記第一基板の周縁には、前記第一電極と導通し電気的取出しを行うための第一電極取出部、及び前記第二電極と導通し電気的取出しを行うための第二電極取出部が形成され、
封止部材が、前記反射金属層、前記第一電極、前記有機化合物層、及び前記第二電極を介して前記第一基板と対向して配置され、
前記第一基板、及び前記封止部材が、前記第一基板面に対して前記第一電極取出部よりも内側で接合する第一接合部、並びに前記第一基板、及び前記封止部材が、前記第一基板面に対して前記第二電極取出部よりも内側で前記第二電極を介して接合する第二接合部を有する
ことが好ましい。【００２２】
本発明によれば、第一基板の周縁に第一電極取出部、及び第二電極取出部が形成されているので、これらの部分で有機ＥＬ素子と外部電源とを接続できる。また、封止部材は、第一基板面の第一電極取出部、及び第二電極取出部よりも内側で、それぞれ第一接合部、及び第二接合部において第一基板と接合される。有機化合物層を第一基板面の第一接合部、及び第二接合部よりも内側に形成しておけば、封止部材と第一基板との接合により、封止性能が維持される。
このように、本発明によれば、有機ＥＬ素子の封止性能を維持するとともに、外部電源との接続を確実に行うことができる。【００２３】
本発明の照明装置は、前記いずれかの本発明の有機ＥＬ素子を備えることを特徴とする。【００２４】
本発明によれば、前記いずれかの本発明の有機ＥＬ素子を備えるので、歩留まり、及び光取り出し効率を向上させ、輝度ムラが抑制された照明装置を提供することができる。この照明装置は、大面積でも光取り出し効率が高く、発光輝度ムラが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第一実施形態に係る有機ＥＬ素子の断面図。
【図２Ａ】第一実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程の概略図であって、反射金属層を第一基板上に形成する工程を説明する概略図。
【図２Ｂ】図２Ａの工程に次いで、平坦化層を形成する工程を説明する概略図。
【図２Ｃ】図２Ｂの工程に次いで、第一電極を形成する工程を説明する概略図。
【図３Ａ】第一実施形態に係る有機ＥＬ素子の図２Ｃに続く製造工程の概略図であって、中間層を形成する工程を説明する概略図。
【図３Ｂ】図３Ａの工程に次いで、有機化合物層を形成する工程を説明する概略図。
【図３Ｃ】図３Ｂの工程に次いで、第二電極を形成する工程を説明する概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
[第一実施形態] 
以下、本発明の第一実施形態を図面に基づいて説明する。
（有機ＥＬ素子の全体構成）
図１は、本発明の第一実施形態に係る有機ＥＬ素子１の基板厚さ方向に沿った断面図である。
有機ＥＬ素子１では、第一基板１０、反射金属層１１、第一電極１２、有機化合物層１３、第二電極１４、及び封止部材１６が、この順に配置されている。
反射金属層１１と第一電極１２との間の一部には、平坦化層１５が形成されている。さらに、第一電極１２と有機化合物層１３との間であって、平坦化層１５が形成されていない領域に対応する部分に中間層１７が形成されている。
なお、第一実施形態の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図１の断面図のように、第一基板１０を下に、封止部材１６を上にした場合に基づいているものとする。
【００２７】
(第一基板)
第一基板１０は、反射金属層１１や第一電極１２などを支持するための平滑な板状の部材である。第一基板１０としては、金属基板、ポリマー基板などが挙げられる。
従来、第一基板として、研磨されたガラスや表面精度の高いガラスが第一基板として用いられている。ガラス製の第一基板に代わるものとして金属フィルム、金属板、ポリマーフィルム、ポリマー板も挙げられていたが、金属フィルムや金属板は表面精度が充分でなく使用できず、ポリマーフィルムやポリマー板も大面積かつ表面精度の高いものを高歩留りで得ることが困難である。
本発明では、以下のような条件のもとで、金属基板やポリマー基板に用いる材料や厚さ寸法を設定すれば、フレキシブル性、耐衝撃性、軽量性を兼ね備えた第一基板となり、この第一基板上に平坦化層を形成することで高い表面精度を得ることができる。
【００２８】
金属基板は、本発明では、板状の金属板に限られず、金属板よりも厚さ寸法の小さい、金属フィルムなども含むものとする。
具体的には、金属基板の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ステンレス鋼、軟鋼などが用いられる。
第一基板１０に金属基板を用いることで、ガラス板等を用いた場合に比べて放熱性に優れる。そのため、有機化合物層１３で発生した熱を効率的に素子外表面へ逃がすことができる。
ポリマー基板は、本発明では、板状に成形されたポリマー板に限られず、ポリマー板よりも厚さ寸法の小さい、ポリマーシートや、ポリマーフィルムなども含むものとする。
ポリマー基板としては、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリエーテルサルファイド系樹脂、ポリサルフォン系樹脂などを原料として成形されたものを挙げることができる。
【００２９】
有機ＥＬ素子１がフレキシブル性を必要とする用途に用いられる場合は、金属基板やポリマー基板の材料としては、可撓性のある材料を選択するのが好ましい他、基板の厚さ寸法を適宜設定するのが好ましい。
【００３０】
第一基板１０の寸法としては、複数の有機ＥＬ素子１を隣接配置させて照明の光源とする場合には、例えば、縦の長さ寸法がおよそ３０ｍｍから１００ｍｍまで、横の長さ寸法がおよそ３０ｍｍから１００ｍｍまでの基板を用いることができる。なお、大型の基板材料から複数枚の第一基板１０を切り出して用いてもよい。
第一基板１０の厚さ寸法は、例えば、２μｍ以上２ｍｍ以下である。
金属材料は、ポリマー板よりも水分や酸素に対するバリア性に優れるので、バリア性を確保するために必要な第一基板１０の厚さ寸法を小さくすることができる。
【００３１】
ポリマー板またはフィルムの好ましい厚さ寸法は、２μｍ以上５００μｍ以下である。薄すぎると、基板としての自立性が低いため、工程中、扱いにくいことや、水蒸気透過度が大きく、素子が劣化しやすいことなどから好ましくない。また、厚すぎると、基板が重くなるので好ましくない。
ポリマー板又はフィルムを用いる第一基板１０としては、ポリマー板又はポリマーフィルム上に水蒸気透過度が１０−３ｇ/ｍ２/ｄａｙ以下になるように防湿膜を設けたものが、水蒸気透過度が小さく、好ましい。また、本発明の反射金属層１１をさらに設けると、水蒸気透過度が１０−５ｇ/ｍ２/ｄａｙより小さくなるので、ポリマー板又はフィルムを用いる第一基板１０としてより好ましい。
防湿膜の好ましい厚さ寸法は、０．１μｍ以上２μｍ以下である。薄すぎると防湿性に劣り、厚すぎると作製に時間が必要であったり、応力により亀裂が生じたりする。
防湿膜の好ましい材質としては、酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化物が、挙げられる。特に好ましい材質としては、ＳｉＮｘ（窒化ケイ素）、ＳｉＯｘＮｙ（酸窒化ケイ素）、ＳｉＣｘＮｙ（炭窒化ケイ素）などがある。
防湿膜の形成プロセスとしては、ＣＶＤ法またはスパッタリング法が好ましい。
【００３２】
また金属箔フィルムを第一基板１０として用いる場合も、水蒸気透過度が１０−５ｇ/ｍ２/ｄａｙより小さくなるので、好ましい。
金属箔フィルムの好ましい厚さ寸法としては、２μｍ以上５００μｍ以下である。薄すぎると、基板としての自立性が低いため、工程中、扱いにくく、厚すぎると、基板が重くなるので好ましくない。
【００３３】
また、ポリマーフィルム、上記防湿膜付きのポリマーフィルム、金属箔フィルム等の厚さ寸法が小さく工程中で扱いにくい第一基板１０については、別途、補助基板を貼り付けて、第一基板１０と補助基板とを一時的に一体化すれば、全体として厚さ寸法が増して、取扱い性が向上する。このように一体化したまま、反射金属層、平坦化層、第一電極、有機化合物層、及び第二電極をこの順に設け、さらに封止工程を行い、その後、補助基板を第一基板１０から取り外すこともできる。このようにすることで、第一基板の厚さ寸法を数μｍから１００μｍまで薄くすることが可能となり、従来技術では実現できない超薄型の有機ＥＬ照明の提供が可能となる。
【００３４】
第一基板１０の周縁には、第一電極１２からの電気的取出しを行うための第一電極取出部１０Ａ、及び第二電極１４からの電気的取出しを行うための第二電極取出部１０Ｂが形成される。第一実施形態では、図１に示すように、第一基板１０の一方の端部が第一電極取出部１０Ａとされ、他方の端部が第二電極取出部１０Ｂとされている。
【００３５】
(反射金属層)
反射金属層１１は、有機化合物層１３の発光層から第一電極１２側への発光を第二電極１４側へ反射する。反射金属層１１は、第一基板１０上に形成されている。反射金属層１１は、第一電極取出部１０Ａ、及び第二電極取出部１０Ｂ上まで至る。第一電極取出部１０Ａ上における反射金属層１１にて外部電源との電気的接続がなされる。このようにして、第一電極１２の電極取出しがなされている。
【００３６】
反射金属層１１に用いる材料としては、金属や公知の合金を用いることができる。金属としては、例えば、銀（Ａｇ）、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｕ（金）、Ｗ（タングステン）、Ｎｉ（ニッケル）の内、少なくとも１種を含むことが好ましい。特に、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｂｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｕなどの金属とＡｇとの合金を用いると、耐食性や基板に対する密着性が向上するため好ましい。
また、反射金属層１１に用いる材料としては、これらの金属や合金とバインダとを含む材料で構成されてもよく、具体的には、これらを含む導電性のペースト材料を用いて形成されることが好ましい。バインダとしては、樹脂材料や無機材料が用いられる。バインダ用の樹脂材料としては、アクリル樹脂やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などが挙げられる。また、バインダ用の無機材料としては、ガラスフリットなどが挙げられる。導電性のペースト材料は、その他、ペースト状にするために粘度調整用の有機溶剤などを含有してもよい。導電性のペースト材料としては、銀ペーストが好ましい。導電性のペースト材料を用いる場合、反射金属層１１の厚さ寸法は、０．５μｍ以上２０μｍ以下とするのが好ましい。このような厚さ寸法の範囲とすることで、導電性ペーストを印刷し易くなる。
【００３７】
また、反射金属層１１は、金属めっき層であることが好ましい。金属めっき層は、第一基板１０の表面に対して、無電解めっき、及び電解めっき処理の少なくともいずれかを施すことで形成される。金属めっき層を構成する金属としては、例えば、ニッケル、銅、銀、金、亜鉛、白金や、合金が挙げられる。反射金属層１１を金属めっき層とする場合、第一基板１０の両面、及び側面に渡ってめっき処理を施してもよいし、第一電極１２等を形成する面に対して選択的にめっき処理を施してもよい。金属めっき層の厚さ寸法は、０．１μｍ以上５．０μｍ以下が好ましい。
【００３８】
反射金属層１１には、第一電極１２よりも電気抵抗率の小さい材料が用いられる。そのため、反射金属層１１は、第一電極１２と導通することで、第一電極１２に対する補助電極としての役割も兼ねる。
反射金属層１１の反射率は、８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。銀合金または銀を反射金属層にすることで、９０％以上の反射率をすることが可能となり、さらにプラスモン消光の影響を小さくすることで、低消費電力、高輝度の大面積の有機ＥＬ照明が可能となる。
尚、反射金属層１１は、複数の層が積層されて形成されていてもよい。銀または銀合金層上に、仕事関数が５．０ｅＶ以上、好ましくは、仕事関数が５．５ｅＶ以上である導電性酸化物または半導体性酸化物を積層することで、有機ＥＬ素子の駆動電圧が低下する上で好ましい。導電性酸化物または半導体性酸化物のうち、光吸収性を抑制できるＩｎ、Ｓｎ、及びＺｎの中から少なくともいずれかの金属成分を含む酸化物が好ましく、例えばＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）、ＩＺＯ（インジウムジンクオキサイド）（登録商標）、ＩＴＺＯ（インジウムチンジンクオキサイド）（登録商標）が特に好ましい。
【００３９】
（平坦化層）
平坦化層１５は、反射金属層１１の表面を平坦化するために設けられる層である。平坦化層１５は、反射金属層１１上に形成され、第二電極取出部１０Ｂ上まで至り、第一電極取出部１０Ａ上まで至らない。
有機ＥＬ素子１において、平坦化層１５は、反射金属層１１上の一面に渡って形成されているのではなく、反射金属層１１と第一電極１２とが導通可能なように、一部、スペースを設けて形成されている。つまり、反射金属層１１には、平坦化層１５が設けられていない領域１１Ａがある。そのため、反射金属層１１上に平坦化層１５を形成した後、第一基板１０を平坦化層１５の表面側から見ると、この平坦化層１５が設けられていない領域１１Ａでは、反射金属層１１が露出している。
【００４０】
平坦化層１５の表面は、平滑であるほど好ましい。平滑性を示す指標として、例えば、表面粗度Ｒａで表すと、１００ｎｍ角での測定値として、２ｎｍ以下０．０１ｎｍ以上であることが好ましい。このような表面粗度Ｒａとすることで、第一電極１２と第二電極１４との短絡がより確実に防止される。このような表面粗度Ｒａは、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で測定できる。金属めっき処理を施しただけではこのような表面粗度Ｒａに到達できず、従来は、ニッケルめっき後、研磨処理などが必要であった。
平坦化層１５の厚さ寸法は、反射金属層１１の平滑性に応じて設計されるが、第一電極１２と第二電極１４との短絡をより確実に防止する上では、０．１μｍ以上３μｍ以下であることが好ましい。
【００４１】
平坦化層１５に用いる材料としては、樹脂材料が好ましい。樹脂材料としては、アクリルやポリイミド等のポリマーが挙げられ、感光性のポリマーがより好ましい。感光性の有機化合物であれば、フォトエッチング法によって平坦化層１５を反射金属層１１上の所定領域に形成しやすくなる。
また、平坦化層１５に用いる材料としては、半導電性の材料も好ましく、導電性高分子または電荷濃度が１×１０−１９ｃｍ−３以下１×１０−１２ｃｍ−３以上である酸化物半導体が好ましい。
導電性高分子としては、例えば、ポリアニリンやポリチオフェンが市販されており、好ましい材料として挙げられる。その他、導電性微粒子を分散させた高分子も好ましい材料として挙げられる。
平坦化層１５に用いるには、面抵抗値としては、２００Ω/□（Ω/sq。オーム・パー・スクウェア。）以上１００ｋΩ/□以下、比抵抗値としては、１×１０−４Ω・ｃｍ以上１×１０４Ω・ｃｍ以下の材料であることが好ましい。反射金属層１１の導電性が高いため、このような高抵抗の材料でも平坦化層１５に使用でき、その結果、平坦化されていないことによる欠陥（短絡）の発生が顕著に抑制される。
【００４２】
平坦化層１５は、反射金属層１１において光を反射させるために、透明な材料で形成されていることが好ましい。この場合、平坦化層１５の可視領域（波長４３０ｎｍ〜６５０ｎｍ）の光の透過率は、８５％より大きいことが好ましい。
【００４３】
（第一電極）
第一電極１２は、有機ＥＬ素子１における陽極として、正孔を有機化合物層１３に注入する役割を担うものであり、４．５ｅＶ以上の仕事関数を有することが効果的である。
第一電極１２は、平坦化層１５上に形成されている。上述のとおり、反射金属層１１の一部は、平坦化層１５が一部スペースを設けて形成されているので、平坦化層１５に覆われておらずに露出している。そのため、第一電極１２は、この露出する反射金属層１１上にも形成され、第一電極１２と反射金属層１１とが導通する。
【００４４】
第一電極１２に用いる材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金（ＩＴＯ）、酸化錫（ＮＷＳＡ）、酸化インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、金、銀、白金、銅などが挙げられる。
また、第一電極１２に用いる材料の具体例としては、導電性高分子を含む導電性部材であることが好ましい。導電性高分子としては、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）、ポリチオフェン、ポリアニリン等が挙げられる。このような導電性高分子を含む部材を第一電極１２に用いることで、第一電極１２は、導電性、透明性、及び安定性を兼ね備えることができる。
【００４５】
有機ＥＬ素子１では、第一電極１２が透明電極である。この場合、第一電極１２の可視領域の光の透過率は、１０％より大きいことが好ましい。
透明電極としては、光透過性金属膜、導電性酸化物や導電性高分子を含む膜で構成されるのが好ましい。
光透過性金属膜の電気抵抗率としては、１×１０−６Ω・ｃｍ以上１×１０−４Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
導電性酸化物の電気抵抗率としては、７×１０−４Ω・ｃｍ以上１×１０３Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
導電性高分子の電気抵抗率としては、１×１０−４Ω・ｃｍ以上１×１０３Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
本発明では、第一電極１２を金属電極などよりも電気抵抗率の大きい材料を用いて透明電極とすることができるので、プラズモン吸収による消光が抑制され、光取り出し効率を向上させることができる。また本発明では、第一電極１２を半金属や半導体にでき、これらは電荷濃度を１０−１９以下１０−１２以上とできるので、プラズモン吸収による消光が特に抑制される。半導体は、前記した導電性酸化物や導電性高分子の他、カーボン、ナノフェン、アクセプターでｐドープされた有機正孔輸送材料（ｐドープ有機層）、ドナーでｎドープされた有機電子輸送材料（ｎドープ有機層）も好適に用いることができる。さらに薄膜金属、半金属、半導体、及び有機半導体（導電性高分子、ｐドープ有機層又はｎドープ有機層）の中から適宜組合わせて積層したものも第一電極１２として用いることができる。
【００４６】
第一電極１２の厚さ寸法は、用いる材料や所望する第一電極１２のシート抵抗にもよるが、通常１０ｎｍ以上１μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲で形成される。
【００４７】
（中間層）
中間層１７は、第一電極１２上であって平坦化層１５が形成されていない領域１１Ａに対応する部分に形成されている。すなわち、中間層１７は、反射金属層１１と第一電極１２とが導通する上述の領域に形成されている。
中間層１７を形成することなく、平坦化層１５が形成されていない領域１１Ａに第一電極１２を直接、形成した場合、第一電極１２は、平滑性の低い反射金属層１１の表面に対して形成されることになる。そして、第一電極１２の上に形成される厚さ寸法の小さい有機化合物層１３も平滑性の低さの影響を受け、第一電極１２と第二電極１４とが短絡し易い。
このように平坦化層１５が形成されていない領域１１Ａにおける短絡防止のため、中間層１７が形成されている。
【００４８】
中間層１７の厚さ寸法としては、第一電極１２と第二電極１４との間で短絡を防止できる大きさであればよく、中間層１７に用いられる材料に応じて適宜設定するのが好ましい。また、平坦化層１５が形成された領域と、平坦化層１５が形成されていない領域１１Ａに対して形成された第一電極１２の表面には段差が生じることになるので、この段差を埋めるような厚さ寸法とするのが好ましい。段差が生じていると、段差の角部分で薄膜の有機化合物層１３を貫通して第一電極１２と第二電極１４とが短絡しやすい。特に好ましいのは、第一電極１２の表面と中間層１７の表面とが略同一平面となる場合である。このようにすれば、有機化合物層１３の表面を平滑に形成できる。
【００４９】
中間層１７は、電気絶縁性の材料(電気絶縁性材料)で構成されているのが好ましい。第一電極１２と第二電極１４との短絡がより確実に防止されるからである。電気絶縁性材料としては、感光性ポリイミドなどの感光性樹脂、アクリル系樹脂などの光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、及び酸化ケイ素（ＳｉＯ２）や酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などの無機材料を挙げることができる。感光性樹脂は、ポジ型感光性樹脂でもネガ型感光性樹脂でもよい。
また、中間層１７は、第一電極１２と異なる材料を用いて形成してもよいし、第一電極１２の表面に対して処理を施して第一電極１２を構成する導電性の材料を絶縁性の材料(金属酸化膜など)に変質させて形成してもよい。
【００５０】
中間層１７には、平坦化層１５の材料も用いることもできる。前記した導電性高分子や導電性微粒子を分散させた高分子などの導電性高分子材料も用いることができる。中間層１７に平坦化層１５の材料を用いる場合には、平坦化層１５が形成されていない領域１１Ａに対応する部分における素子の発光効率、及び電流密度が、平坦化層１５が形成されている領域に対応する部分における素子のそれらと同程度であることが必要である。このような条件の下であれば中間層１７に平坦化層１５の材料を用いることができる理由を次に説明する。
電気絶縁性材料を用いた場合は、電気絶縁性材料から有機層へ電荷が注入されないので、平坦化層１５が形成されていない領域１１Ａに対応する有機化合物層１３の箇所では発光は生じない。一方、導電性高分子材料を用いた場合、平坦化層１５が形成されている領域に対応する有機化合物層１３と同様に、平坦化層１５が形成されていない領域１１Ａに対応する有機化合物層１３に対しても、導電性高分子材料を含む中間層１７を介して第一電極１２から電荷が注入される。
しかし、中間層１７の表面からの電流密度が大きい場合、中間層１７が形成されている部分に対応する素子が優先的に発光して、劣化が激しい。従って、好ましくは、平坦化層１５が形成されていない領域１１Ａに対応する部分の電流密度が、平坦化層１５が形成されている領域に対応する部分の電流密度と略同じ又はそれ以下であることが好ましい。特に好ましくは、平坦化層１５が形成されていない領域１１Ａに対応する部分に導電性高分子材料を含む中間層１７を形成した場合、前記したように発光効率および電流密度が同程度の素子が、その部分で得られるのが特に好ましい。このように第一電極１２と反射金属層１１との接続部分、すなわち、平坦化層１５が形成されていない領域１１Ａに対応する部分にも発光する素子部分を形成することができるので、発光面積を向上させることができる。
【００５１】
（有機化合物層）
有機化合物層１３は、有機化合物で構成される層を少なくとも一層含む。なお、有機化合物層１３は、無機化合物を含んでいてもよい。
有機化合物層１３は、第一電極１２、及び中間層１７の上に、これらを覆うように形成されている。
有機化合物層１３は、第一基板１０面に対して、後述する第一接合部１８Ａ、及び第二接合部１８Ｂよりも内側に形成されている。
【００５２】
有機ＥＬ素子１において、有機化合物層１３は、少なくとも一つの発光層を有する。そのため、有機化合物層１３は、例えば、一層の発光層で構成されていてもよいし、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、及び電子輸送層等の公知の有機ＥＬ素子で採用される層が発光層を介して積層構成されていてもよい。
【００５３】
発光層には、従来の有機ＥＬ素子において使用される公知の発光材料が用いられ、赤色、緑色、青色、黄色などの単色光を示す構成のものや、それらの組み合わせによる発光色、例えば、白色発光を示す構成のものが用いられる。また、発光層を形成するにあたっては、ホストに、ドーパントとして発光材料をドーピングするドーピング法が知られている。ドーピング法で形成した発光層では、ホストに注入された電荷から効率よく励起子を生成することができる。そして、生成された励起子の励起子エネルギーをドーパントに移動させ、ドーパントから高効率の発光を得ることができる。
発光層は、蛍光発光性であっても燐光発光性であってもよい。
発光層の厚さ寸法は、好ましくは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下、より好ましくは７ｎｍ以上５０ｎｍ以下、最も好ましくは１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。５ｎｍ未満では発光層形成が困難となり、色度の調整が困難となるおそれがあり、５０ｎｍを超えると素子の駆動電圧が上昇するおそれがある。
【００５４】
正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、及び電子輸送層などを構成する材料としては、従来の有機ＥＬ素子において使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
有機化合物層１３に含まれるこれらの層の厚さ寸法は、上述した中で特に規定したものを除いて、特に制限されないが、一般に層厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数ｎｍから１μｍ程度の範囲が好ましい。
【００５５】
（第二電極）
第二電極１４は、有機ＥＬ素子１における陰極として、電子を有機化合物層１３に注入する役割を担うものであり、仕事関数の小さい材料が好ましい。
第二電極１４は、有機化合物層１３上に形成されている。
第二電極１４は、第二電極取出部１０Ｂ上まで至り、電極取出しがなされる。第二電極取出部１０Ｂ上における第二電極１４にて外部電源との電気的接続がなされる。
【００５６】
有機ＥＬ素子１では、有機化合物層１３からの発光を、封止部材１６側から取り出すため、第二電極１４は、透明電極である。この場合、第二電極１４の可視領域の光の透過率は、１０％より大きいことが好ましい。
第二電極１４に用いる材料としては、第一電極１２で説明した透明電極の材料を用いることができる。
第二電極１４の厚さ寸法についても、第一電極１２と同様に形成される。
【００５７】
（封止部材）
封止部材１６は、反射金属層１１、第一電極１２、有機化合物層１３、及び第二電極１４を介して、第一基板１０に対向して配置されている。
封止部材１６は、第一基板１０の周縁において、接合部材１８によって第一基板１０と接合されている。
有機ＥＬ素子１は、第一基板１０、及び封止部材１６が接合されている第一接合部１８Ａ、並びに、第一基板１０、及び封止部材１６が、第二電極１４を介して接合されている第二接合部１８Ｂを有する。第一接合部１８Ａでは、図１に示すように、反射金属層１１を介して接合するのが好ましい。
第一接合部１８Ａは、第一基板１０面に対して第一電極取出部１０Ａよりも内側であり、第二接合部１８Ｂは、第一基板１０面に対して第二電極取出部１０Ｂよりも内側である。
【００５８】
封止部材１６に用いる材料としては、封止膜、封止板、及び封止フィルムの中から選択される。具体的には、ガラス板、ポリマー板、ガラスフィルム、ポリマーフィルム、金属板、金属箔などが挙げられる。
ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英などが挙げられる。
ポリマー板としては、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリエーテルサルファイド系樹脂、ポリサルフォン系樹脂などを原料として用いてなるものを挙げることができる。ポリマーフィルムとしても、これらの樹脂を原料として用いてなるものを挙げることができる。
有機ＥＬ素子１がフレキシブル性を必要とする用途に用いられる場合は、封止部材１６の材料としては、可撓性のある材料が好ましく、例えば、ポリマー板、ポリマーフィルムガラスフィルムが好ましい。
また、ガラス板やガラスフィルムは、水分、及び酸素バリア性に優れるので好ましい。
【００５９】
有機ＥＬ素子１では、有機化合物層１３からの発光を、封止部材１６側から取り出すため、封止部材１６は、その可視領域の光の透過率が５０％より大きい材料で形成されていることが好ましい。
封止部材１６の寸法は、有機化合物層１３等を封止可能な寸法に形成されていればよく、第一基板１０の寸法とほぼ同じ寸法で形成されていればよい。但し、第一基板１０上の第一電極取出部１０Ａや第二電極取出部１０Ｂへのコンタクトが可能な程度、封止部材１６の寸法を第一基板１０よりも小さく形成しておくのが好ましい。
【００６０】
接合部材１８は、第一基板１０と封止部材１６とを接合するための部材である。接合部材１８としては、封止性、耐湿性、接合強度の観点から、無機化合物で構成されたものが好ましい。封止部材１６がガラス板やガラスフィルムの場合、接合部材１８は、レーザー照射による接合が可能である点から、低融点ガラスが好ましい。ここでいう低融点とは、融点が６５０℃以下である。好ましい融点としては、３００℃以上６００℃以下である。また、当該低融点ガラスは、ガラスと金属などを接合できる遷移金属酸化物、希土類酸化物等を成分組成に含むものが好ましく、粉末ガラス（フリットガラス）がより好ましい。粉末ガラスの組成としては、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、及びＡｌ２Ｏ３を含むものが好ましい。
【００６１】
（有機ＥＬ素子の製造工程）
次に、有機ＥＬ素子１の製造方法を図に基づいて説明する。
【００６２】
まず、図２Ａに示すように、反射金属層１１を第一基板１０上に形成する。第一基板１０には、鋼板を用いる。反射金属層１１として、鋼板の一方の面に対して金属めっき層を形成する。
第一実施形態では、反射金属層１１を金属めっき層とするので、その形成方法として、電解めっき法を採用する。なお、反射金属層１１が、導電性のペースト材料であれば印刷法や塗布法を採用できる。その他、反射金属層１１の材料に応じてスパッタリング法や蒸着法等も採用できる。
【００６３】
次に、図２Ｂに示すように、反射金属層１１上に平坦化層１５を形成する。平坦化層１５する方法としては、スクリーン印刷、インクジェット印刷、スピンコーティング、ディッピング、フローコーティングなどの公知の湿式成膜法や、マスク蒸着法やマスクスパッタリング法などの公知の乾式成膜法が挙げられる。
第一実施形態では、反射金属層１１上に感光性の有機化合物材料を塗布した後、フォトエッチング法により、上述の反射金属層１１と第一電極１２とを導通させるためのスペースを有する平坦化層１５を形成する。このとき、図２Ｂに示すように、平坦化層１５が設けられていない領域１１Ａも形成される。
【００６４】
次に、図２Ｃに示すように、平坦化層１５上、及び平坦化層１５の一部から露出する反射金属層１１上に第一電極１２を形成し、第一電極１２と反射金属層１１とを導通させる。第一電極１２には、透明電極用の材料を用いる。
第一電極１２の形成方法としては、スパッタリング法により成膜し、その後フォトリソグラフィ工程によりパターンニングする方法やマスク蒸着法などが挙げられる。
【００６５】
次に、図３Ａに示すように、反射金属層１１と第一電極１２とが導通する上述の領域に中間層１７を形成する。中間層１７を形成する方法としては、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、スピンコーティング法、ディッピング法、フローコーティング法などの公知の湿式成膜法や、マスク蒸着法やマスクスパッタリング法などの公知の乾式成膜法が挙げられる。
【００６６】
次に、図３Ｂに示すように、第一電極１２、及び中間層１７の上に有機化合物層１３を形成する。
有機化合物層１３の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ法、イオンプレーティング法などの乾式成膜法やスピンコーティング法、ディッピング法、フローコーティング法、インクジェット法などの湿式成膜法などの公知の方法を採用することができる。
【００６７】
次に、図３Ｃに示すように、第二電極１４を有機化合物層１３上に形成する。第二電極１４には、透明電極用の材料を用いる。
第二電極１４の形成方法としては、第一電極１２と同様の方法が挙げられる。
【００６８】
次に、封止部材１６と第一基板１０とを接合部材１８を用いて接合し、有機化合物層１３等を封止する。
このようにして、有機ＥＬ素子１が製造される。
【００６９】
（第一実施形態の作用効果）
以上のような第一実施形態によれば、次のような作用効果を奏する。
（１）  有機ＥＬ素子１において、反射金属層１１と第一電極１２との間の一部に平坦化層１５が形成されているので、第一電極１２が反射金属層１１よりも平滑な表面を有する平坦化層１５上に形成されることになる。そのため、反射金属層１１の表面の粗さに起因する第一電極１２と第二電極１４との短絡が防止され、有機ＥＬ素子１の歩留まりを向上させることができる。
【００７０】
（２）  有機ＥＬ素子１において、反射金属層１１と第一電極１２とが、平坦化層１５が形成されていない領域１１Ａにおいて導通するので、反射金属層１１は、第一電極１２に対する補助電極も兼ねる。また、反射金属層１１は、金属めっき層なので、透明電極である第一電極１２よりも電気抵抗率が小さい。そのため、第一電極１２における電圧降下が小さくなり、発光輝度ムラを抑制できる。
【００７１】
（３）  有機ＥＬ素子１において、上述のとおり、反射金属層１１が補助電極も兼ねるので、第一電極１２に反射金属層１１よりも電気抵抗率の大きい材料を用いることができるようになる。そのため、第一電極１２を透明電極としている。その結果、第一電極１２表面におけるプラズモン吸収による消光が抑制されるので、光取り出し効率を向上させることができる。
さらに、第二電極１４も透明電極なので、第二電極１４表面におけるプラズモン吸収による消光も抑制されるので、光取り出し効率を向上させることができる。
【００７２】
（４）  有機ＥＬ素子１において、第一電極１２と有機化合物層１３との間であって、平坦化層１５が形成されていない領域に対応する部分に中間層１７が形成されているので、第一電極１２と第二電極１４との短絡を防止できる。
【００７３】
（５）  有機ＥＬ素子１において、第一基板１０として鋼板や金属箔を用いる場合、ガラス基板を用いる場合に比べて、有機ＥＬ素子１を低価格で提供できる。
【００７４】
（６）有機化合物層１３は、第一基板１０面に対して、第一接合部１８Ａ、及び第二接合部１８Ｂよりも内側に形成され、第一接合部１８Ａは、第一基板１０面に対して第一電極取出部１０Ａよりも内側であり、第二接合部１８Ｂは、第一基板１０面に対して第二電極取出部１０Ｂよりも内側であるので、有機ＥＬ素子１の封止性能を維持するとともに、外部電源との接続を確実に行うことができる。
【００７５】
［変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。
【００７６】
上記実施形態では、第一基板１０上に反射金属層１１を別途形成したが、このような形態に限られない。例えば、第一基板１０として金属材料を用い、その表面が高い反射率を有する場合、第一基板１０が反射金属層１１を兼ねることも可能である。
【００７７】
上記実施形態では、第一基板１０の寸法について具体的に例示したがこれに限られるものではなく、さらに大型の基板としてもよい。
【００７８】
上記実施形態では、中間層１７を平坦化層１５が形成されていない領域に対応させて形成した場合について説明したが、その他の領域にも形成してもよい。例えば、第一電極１２、及び第二電極１４の周縁において、それらの間に中間層１７を介在させるように形成して、短絡をより確実に防止できるようにしてもよい。
【００７９】
上記実施形態では、第一電極１２の電気的取出しを、第一電極取出部１０Ａにて行う場合について説明したが、これに限られない。例えば、第一基板１０が電気抵抗率の小さい材料で形成されている場合には、第一基板１０の反射金属層１１が形成された面とは反対側の面から電気的取出しを行う形態とすることができる。
【００８０】
上記実施形態では、平坦化層１５をフォトエッチング法によって形成する場合について説明したが、この方法に限られない。例えば、反射金属層１１上の全面に、一旦、平坦化層１５を形成した後、レーザー加工機を用いて所望の位置にレーザーを照射し、平坦化層１５の不要な部分を除去する方法などが挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の有機ＥＬ素子は、光取り出し効率が高く、輝度ムラが抑制されているので、例えば、高輝度かつ均一な発光が求められる照明やディスプレイの発光源として用いることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１…有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）
１０…第一基板
１０Ａ…第一電極取出部
１０Ｂ…第二電極取出部
１１…反射金属層
１２…第一電極
１３…有機化合物層
１４…第二電極
１５…平坦化層
１６…封止部材
１７…中間層
１８Ａ…第一接合部
１８Ｂ…第二接合部
【図１】
2012102269.tif 000003
【図２Ａ】
2012102269.tif 000004
【図２Ｂ】
2012102269.tif 000005
【図２Ｃ】
2012102269.tif 000006
【図３Ａ】
2012102269.tif 000007
【図３Ｂ】
2012102269.tif 000008
【図３Ｃ】
2012102269.tif 000009
【国際調査報告】
2012102269.tif 000010
2012102269.tif 000011
2012102269.tif 000012
2012102269.tif 000013