(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性透明基材の上に、パターニングされた透明電極、及びロールツーロール方式の湿式塗布により成膜された少なくとも１層の有機層を有する有機エレクトロニクス素子の製造方法において、
前記ロールツーロール方式で行われる湿式塗布工程及び乾燥工程を有し、
前記乾燥工程が、１００℃未満の工程と、１００℃以上に加熱する工程とを含み、
前記１００℃以上に加熱する工程の搬送張力が、前記１００℃未満の工程の搬送張力よりも小さくなるように、テンション調節機構を用いて、前記ロールツーロール方式により搬送される前記可撓性透明基材にかかる搬送張力を変更する
ことを特徴とする有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【請求項２】
前記１００℃以上に加熱する工程の搬送張力が０．９８〜９８Ｎ／ｍであることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【請求項３】
前記可撓性透明基材がポリエステルであることを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【請求項４】
前記可撓性透明基材の両面にＣＨＣ（クリアハードコート層）が塗設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【請求項５】
前記有機層の少なくとも一層が発光層であり、該発光層がりん光材料を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【請求項６】
前記発光層が、分子量１００００以下の低分子の発光ホスト化合物と少なくとも１種の分子量１００００以下の低分子の発光ドーパント化合物を含有することを特徴とする請求項５に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【請求項７】
前記有機エレクトロニクス素子が、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする有機エレクトロニクス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロニクス素子の製造方法及びその製造方法により製造された有機エレクトロニクス素子に関する。詳しくは、面光源やディスプレイ、太陽電池等として利用される有機エレクトロニクス素子の製造方法、特に、プラスチックフィルム等の可撓性基材上に設けられた有機エレクトロニクス素子の製造方法及び該製造方法によって製造された有機エレクトロニクス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機エレクトロニクス素子の有機層（有機化合物層ともいい、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及びホール輸送層等が挙げられる）の形成には、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ、ＰＶＤ、溶剤を用いた塗布法等の様々な方法が使用できるが、これらの方法の中で、製造工程の簡略化、製造コストの低減、加工性の改善、バックライトや照明光源等のフレキシブルな大面積素子への応用等の観点からは、塗布法等の湿式成膜法が有利であることが知られている。例えば、特開２００２−１７０６７６号公報に、枚葉のガラスフィルム上にスピンコート法により有機層を形成する方法が記載されている。特開２００３−１４２２６０号公報には、枚葉のフィルム上にインクジェット方式で順次有機層を形成する方法が記載されている。これらの方式はいずれもフィルムとして枚葉フィルムを使用しているため、大面積フルカラー表示素子を作製するのは装置が大きくなり、コストも高くなるという欠点を有している。【０００３】
このため、固体発光型の大面積フルカラー表示素子や書き込み光源アレイとしての用途が有望視されている有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）について、安価な製造方法とされているロールツーロール方式の製造方法が検討されている。例えば、透光性基板としてプラスチックフィルムを使用し、このプラスチックフィルム上に陰極、有機物質からなる少なくとも１層の発光層及び陽極層を設けた有機ＥＬディスプレイを製造する方法として、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子材料中に低分子の発光色素を分散または溶解した塗布液や、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリアルキルフルオレン誘導体等の高分子材料を溶解した塗布液を用い、塗布法で発光層を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。【０００４】
一方、有機ＥＬ材料には低分子系のものと高分子系のものが挙げられる。低分子材料は昇華精製することが可能で、精製が行いやすく、高純度な有機ＥＬ材料を用いることができ、発光効率、寿命（発光寿命ともいう）という面で非常に優れているのに対し、高分子材料は高純度な精製が難しく、発光効率、寿命が劣化するというデメリットがあり、最近では低分子材料を用いた湿式成膜法が検討されている。【０００５】
上記の湿式成膜法における重要な課題として、塗布後の残存溶媒の除去がある。その理由は、溶媒が有機層に残存すると、ダークスポットの発生や、寿命、発光効率が劣化し、蒸着プロセスで製造された素子の性能より劣る要因の一つとなっている。残存溶媒の除去として、一般的には真空乾燥法と加熱乾燥法の２つが挙げられるが、真空乾燥法は湿式成膜法のメリットの一つである大気中での製造ができないため、大型化が難しくなり生産性が劣る問題点がある。従って生産性からは加熱乾燥法が好ましい。【０００６】
加熱乾燥法を効率良く行うには、湿式成膜において用いた溶媒の沸点以上の温度に加熱するのが一般的であるが、基板や、成膜した有機層の劣化を避けることが必要なため、温度には上限があり、系によって選択される。【０００７】
しかしながら、ロールツーロール湿式成膜において、残存溶媒の除去のため１００℃以上の加熱を行った場合、基板や有機層の劣化がなく残留溶媒の除去ができているにも関わらず、発光効率、寿命が劣化する現象が判明し、改良が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−７７６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、生産性に優れたロールツーロール方式の湿式塗布で、性能安定性に優れる有機エレクトロニクス素子及びその製造方法を提供することにあり、特に、発光効率が高く、かつ寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。【００１１】
１．可撓性透明基材の上に、パターニングされた透明電極、及びロールツーロール方式の湿式塗布により成膜された少なくとも１層の有機層を有する有機エレクトロニクス素子の製造方法において、前記ロールツーロール方式で行われる湿式塗布工程及び乾燥工程を有し、前記乾燥工程が、１００℃未満の工程と、１００℃以上に加熱する工程とを含み、前記１００℃以上に加熱する工程の搬送張力が、前記１００℃未満の工程の搬送張力よりも小さくなるように、テンション調節機構を用いて、前記ロールツーロール方式により搬送される前記可撓性透明基材にかかる搬送張力を変更することを特徴とする有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【００１２】
２．前記１００℃以上に加熱する工程の搬送張力が０．９８〜９８Ｎ／ｍであることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。【００１３】
３．前記可撓性透明基材がポリエステルであることを特徴とする前記１または２に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。【００１４】
４．前記可撓性透明基材の両面にＣＨＣ（クリアハードコート層）が塗設されていることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。【００１５】
５．前記有機層の少なくとも一層が発光層であり、該発光層がりん光材料を含有することを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。【００１６】
６．前記発光層が、分子量１００００以下の低分子の発光ホスト化合物と少なくとも１種の分子量１００００以下の低分子の発光ドーパント化合物を含有することを特徴とする前記５に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。【００１７】
７．前記有機エレクトロニクス素子が、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。【００１８】
８．前記１〜７のいずれか１項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする有機エレクトロニクス素子。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、生産性に優れたロールツーロール方式の湿式塗布で、性能安定性に優れる有機エレクトロニクス素子及びその製造方法を提供することにあり、特に、発光効率が高く、かつ寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は、有機ＥＬ素子の全体の基本的構成を示す模式図、（ｂ）有機ＥＬ素子の発光素子部分の構成を示す模式図
【図２】可撓性透明基材上に封止基材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程と断裁位置を示す工程の概念図
【図３】可撓性透明基材上に封止基材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程と断裁工程の概念図
【図４】有機ＥＬ素子と封止基材の基本的構成形態を示す模式図
【図５】本発明に係る有機ＥＬ素子の製造工程を示す概略図
【図６】本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置を示す模式図
【図７】本発明に係る封止基材接着・断裁工程の一例を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明者らは、湿式成膜法で行う有機エレクトロニクス素子の一つである有機ＥＬ素子の製造工程の中で、主として残存溶媒の除去のために行う熱処理の影響について詳細に検討した。
【００２２】
ここで、有機ＥＬ素子の製造に用いられる溶媒としては、溶解能が高く、成膜した下層を再溶解しない溶媒が好ましく、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノ等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ等の有機溶媒が挙げられる。
【００２３】
その結果、可撓性透明基材の上に、パターニングされた透明電極、及びロールツーロール方式の湿式塗布により成膜された少なくとも１層の有機層を有する有機ＥＬ素子の製造方法において、前記ロールツーロール方式の湿式塗布、乾燥工程中で１００℃以上に加熱する工程の搬送張力を、１００℃未満の工程の搬送張力よりも大きくすると、発光効率の低下や寿命劣下が発生するが、乾燥工程中で１００℃以上に加熱する工程の搬送張力を、１００℃未満の工程の搬送張力よりも小さくすると、発光効率が高く、かつ寿命の長い有機ＥＬ素子が得られることを見出した。
【００２４】
前述のようにロールツーロール湿式成膜法では、残存溶媒や水分除去のため１００℃以上の加熱は避けられないが、可撓性透明基材を１００℃以上の高温で熱処理（残存溶媒の除去）するとき、搬送張力が大きいと可撓性透明基材は軟化・変形し、内部応力が増加して、これに接する有機ＥＬ構造体（有機ＥＬ素子から可撓性透明基材を除いた電極、有機層を有する部分）はダメージを受ける。その結果、素子に発光効率の低下や寿命劣下が発生したものと推定される。このダメージは、通常の基材の寸法変化では評価できない程度であるが、有機層とＣＨＣ層等の無機層間に微小な歪が生じているものと推定される。
【００２５】
これに対して、可撓性透明基材を１００℃以上の高温で熱処理するときの搬送張力を小さくすると、可撓性透明基材の軟化・変形は少なく、有機ＥＬ構造体はダメージを受け難く、発光効率の低下や寿命劣下等の問題が解消されるものと思われる。湿式成膜法の全工程で搬送張力を小さくすると、可撓性透明基材の軟化・変形は少なくなるが、ウエブ走行時の張力が不足して蛇行や脱線等の問題が生じ、安定生産が行えないため、実行可能な製造方法は、乾燥工程を１００℃以上で加熱する工程と、１００℃未満で加熱する工程に分割し、１００℃以上で加熱する工程の搬送張力を、１００℃未満で加熱する工程の搬送張力よりも小さくすることになる。
【００２６】
本発明の有機エレクトロニクス素子の製造方法は、特に、有機ＥＬ素子の製造方法として好適に用いることができる。
【００２７】
本発明の有機エレクトロニクス素子の製造方法により製造された有機ＥＬ素子は、発光素子の発光効率、半減寿命等の性能において優れている。
【００２８】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための最良の形態・態様について詳細に説明する。
【００２９】
《有機エレクトロニクス素子の製造方法の概要》
本発明の有機エレクトロニクス素子の製造方法は、パターニングされた透明電極を有する可撓性透明基材の上に、ロールツーロール方式の湿式塗布により成膜された少なくとも１層の有機層を有する有機エレクトロニクス素子の製造方法において、前記ロールツーロール方式の湿式塗布、乾燥工程中で１００℃以上に加熱する工程の搬送張力を、１００℃未満に加熱する工程の搬送張力よりも小さくすることが特徴である。
【００３０】
（ロールツーロール方式の製造）
ロールツーロール方式による製造は、連続生産が可能なので生産効率が向上するというメリットを有する。ロールツーロール方式とは、ロールに巻回された帯状の基材を用い、この帯状の基材を繰り出して、搬送しつつ基材上に有機エレクトロニクス構造体（有機エレクトロニクス素子から基材、封止基材を除いた電極、有機層を有する部分）を設け、複数の有機エレクトロニクス構造体を有する帯状の基材を再びロールに巻き取る方式、複数の有機エレクトロニクス構造体を有する帯状の基材をロールに巻き取った後、これを繰り出して、搬送しつつさらに加工する方法も含まれる。一般的にロールに巻回された帯状の基材を用い、製品まで連続的に加工する方法も含まれる。この方が製造コスト的（収率、生産スペース）に優位な場合がある。
【００３１】
（搬送張力）
前記熱処理は、張力を加えてフィルムを搬送しながら行われ、その搬送時の張力を本発明では搬送張力という。搬送張力は０．９８〜１９６Ｎ／ｍ程度が好ましい。搬送張力が０．９８Ｎ／ｍより小さい場合には、走行時に蛇行や脱線等の問題が生じ、十分な搬送が行えない。搬送張力が１９６Ｎ／ｍを超える場合には、可撓性透明基材は変形し、内部応力が増加して、これに接する有機ＥＬ構造体はダメージを受ける。
【００３２】
１００℃未満の工程では、１００℃以上の高温で熱処理（残存溶媒の除去）する工程に比べ基材は軟化・変形しにくく、これに接する有機ＥＬ構造体はダメージを受けにくいこと、及び走行時の蛇行や脱線等を防ぐため、１００℃未満の工程での搬送張力は、１００〜１９６Ｎ／ｍ程度が好ましく、さらに好ましくは１５０Ｎ／ｍ以上である。
【００３３】
一方、１００℃以上の工程での搬送張力が１００℃未満の工程での搬送張力よりも低い場合に寿命や効率の改善効果が得られる。また、１００℃以上の工程での搬送張力は、０．９８〜９８Ｎ／ｍである場合に顕著な改善効果が得られ、さらに好ましくは５０Ｎ／ｍ以下である。
【００３４】
１００℃未満の工程での搬送張力と１００℃以上の工程での搬送張力の差は、２０〜１８０Ｎ／ｍが好ましく、より好ましくは１００〜１８０Ｎ／ｍ、さらに好ましくは１５０Ｎ／ｍ以上である。
【００３５】
１００℃未満の工程での搬送張力と１００℃以上の工程での搬送張力を変更するために、テンションカットロールを設けることが好ましい。
【００３６】
一般にテンション調節機構としては金属ロールとゴムロール間でニップする方式が一般的でありグラビア印刷等では多く用いられている。それ以外の方法としてはサクションロールを用いる方法、ワイヤーサクションロールやグルーブドロールという方法もある。
【００３７】
しかしながら、ニップ方式は一定の圧力で基材を挟み込むため、テンションカットの観点から考えるとその効果は確実だが、有機層塗布面にロールが触れてしまうため、わずかなゴミ異物の巻き込みでも表面に微細なキズを発生させてしまい好ましくない。
【００３８】
サクションロールは表面に微細な孔を無数に穿孔し、この孔から吸引することにより、フィルムをサクションロールに吸着させることでロールとフィルムの滑りを防止することによりテンションカットするものである。ニップ方式と異なり、ロールが触れるのはフィルムの片面のみのため好ましい。しかし、物理的にフィルムを孔に引き込むわけであるから、フィルムは、いわゆる細かなディンプルが無数に生じることになるが、フィルムの材質、厚みにより対応可能であり、多孔パイプにワイヤーを巻いたサクションロールの構造を持つワイヤーサクションロールという方法もある。
【００３９】
前記１００℃以上の熱処理工程での搬送張力を下げる場合、熱処理工程での搬送方式としては、通常のロール搬送方式に加え、非接触浮上加熱式（エヤーフローティング）も好ましく用いることができる。
【００４０】
搬送張力は、搬送ロールの両側にロードセルの方式のセンサーを取付け測定することができる。
【００４１】
以下、有機エレクトロニクス素子の製造方法の典型的例として、有機エレクトロニクス素子の一つである有機ＥＬ素子の製造方法における工程について、適宜、図を参照して説明する。
【００４２】
〈洗浄工程〉：ロール状に巻かれた基材を繰り出して、超音波洗浄槽に浸漬させて洗浄する等の湿式洗浄とプラズマ洗浄等の乾式洗浄を組み合わせた工程により基材の洗浄を行う工程である。
【００４３】
〈有機ＥＬ構造体を形成する工程〉：蒸着法、インクジェット法、印刷法、塗布法等の周知の技術により基材上に電極、各種有機層等からなる有機ＥＬ構造体（発光素子部分。有機ＥＬ素子から基材、封止基材を除いた電極、有機層を有する部分）を形成する工程である。本発明では、この工程において、透明電極を有する可撓性透明基材の上に、有機ＥＬ構造体を形成するとき、１００℃以上に加熱する工程の搬送張力を、１００℃未満の工程の搬送張力よりも小さくする。
【００４４】
図１に、有機ＥＬ素子の基本的構成を示す。図１（ａ）は、有機ＥＬ素子の全体の構成を示す模式図である。有機ＥＬ素子２０は、基材（可撓性透明基材）４０上に有機ＥＬ構造体（発光素子部分）３０及び封止基材５０からなる。図１（ｂ）は、有機ＥＬ素子の有機ＥＬ構造体の構成を示す模式図である。有機ＥＬ構造体２０は、アルミ電極３１、電子注入層３２、発光層３３、正孔輸送層３４、正孔注入層３５、ＩＴＯ電極３６、無機膜３７からなる。有機ＥＬ素子を構成する各要素の詳細については後述する。
【００４５】
〈基材供給工程〉：前記発光素子が設けられたロール状の基材を繰り出し供給する工程である。
【００４６】
〈封止工程〉：前記発光素子を覆うように前記基材上にロール状の封止基材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程である。封止基材及び熱硬化型接着剤の詳細については後述する。
【００４７】
本発明では、この工程において、有機ＥＬ構造体上に、有機ＥＬ構造体の電極引き出し部を除いた中央部のみに可撓性の封止基材を貼合し接着する。
【００４８】
〈断裁工程〉：前記封止基材を接着後、断裁を行う断裁工程である。
【００４９】
図２は、基材４０上の有機ＥＬ構造体３０に、熱硬化型接着剤で封止基材５０を接着した後、断裁を行う断裁位置を示す工程の概念図である。３８は電極引き出し部である。図３は、有機ＥＬ構造体３０形成済み基材３９に封止基材５０を接着する封止工程と断裁工程の概念図である。
【００５０】
本発明においては、上記手段により、有機ＥＬ構造体はダメージを受け難く、発光効率の低下や寿命劣化等の問題が解消される。
【００５１】
図４に、有機ＥＬ素子と封止基材の基本的構成形態を示す。５１は熱硬化型接着剤である。
【００５２】
〔有機ＥＬ素子の基本的構成〕
有機ＥＬ素子の基本的層構成の好ましい具体例を以下に示す。
（ｉ）基板／陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）基板／陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）基板／陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）基板／陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
ここで、発光層は、少なくとも発光色の異なる２種以上の発光材料を含有していることが好ましく、単層でも複数の発光層からなる発光層ユニットを形成していてもよい。また、正孔輸送層には正孔注入層、電子阻止層も含まれる。
【００５３】
（基材：基板）
本発明に係る可撓性透明基材（以下、基板、基体、基盤、支持基板、支持体等ともいう。）としては、有機ＥＬ素子に可撓性（フレキシブル性）を与えることが可能な可撓性基材、例えば、樹脂フィルムが用いられる。ただし、目的に応じて、部分的に、金属、ガラス、石英等を基材として用いることもできる。
【００５４】
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等が挙げられる。
【００５５】
これらの中でも、透明性、耐久性、コストの面より、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルが好ましい。
【００５６】
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリッド皮膜が形成されていてもよく、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された水蒸気透過度（４０℃、９０％ＲＨ）が０．０１ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下のバリア性フィルムであることが好ましく、さらにはＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９９２に準拠した方法で測定された酸素透過度（２０℃、１００％ＲＨ）が１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下、水蒸気透過度が１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下の高バリア性フィルムであることが好ましく、前記の水蒸気透過度、酸素透過度がいずれも１０−５ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが、さらに好ましい。
【００５７】
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。さらに当該膜の脆弱性を改良するためにこれら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
【００５８】
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができるが、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【００５９】
（クリアハードコート層）
クリアハードコート層（ＣＨＣ層）について説明する。有機エレクトロニクス素子作製工程で加熱を行った場合、基材フィルム中に微量に存在するオリゴマー成分が析出して、光透過率が低下したり、工程を汚染し有機エレクトロニクス素子性能へ悪影響を与える問題があるため、可撓性透明基材の両面にはＣＨＣ層が塗設されていることが好ましい。
【００６０】
クリアハードコート層としては活性線硬化樹脂層が好ましく用いられる。活性線硬化樹脂層とは紫外線や電子線のような活性線照射により架橋反応等を経て硬化する樹脂を主たる成分とする層をいう。活性線硬化樹脂としては、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーを含む成分が好ましく用いられ、紫外線や電子線のような活性線を照射することによって硬化させてハードコート層が形成される。活性線硬化樹脂としては紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂等が代表的なものとして挙げられるが、紫外線照射によって硬化する樹脂が好ましい。
【００６１】
紫外線硬化性樹脂としては、例えば、紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂、または紫外線硬化型エポキシ樹脂等が好ましく用いられる。
【００６２】
紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂は、一般にポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー、またはプレポリマーを反応させて得られた生成物にさらに２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（以下アクリレートにはメタクリレートを包含するものとしてアクリレートのみを表示する）、２−ヒドロキシプロピルアクリレート等の水酸基を有するアクリレート系のモノマーを反応させることによって容易に得ることができる。例えば、特開昭５９−１５１１１０号に記載のものを用いることができる。例えば、ユニディック１７−８０６（ＤＩＣ（株）製）１００部とコロネートＬ（日本ポリウレタン（株）製）１部との混合物等が好ましく用いられる。
【００６３】
紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂としては、一般にポリエステルポリオールに２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシアクリレート系のモノマーを反応させると容易に形成されるものを挙げることができ、特開昭５９−１５１１１２号に記載のものを用いることができる。
【００６４】
紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂の具体例としては、エポキシアクリレートをオリゴマーとし、これに反応性希釈剤、光反応開始剤を添加し、反応させて生成するものを挙げることができ、特開平１−１０５７３８号に記載のものを用いることができる。
【００６５】
紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂の具体例としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等を挙げることができる。
【００６６】
これら紫外線硬化性樹脂の光反応開始剤としては、具体的には、ベンゾイン及びその誘導体、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、α−アミロキシムエステル、チオキサントン等及びこれらの誘導体を挙げることができる。光増感剤と共に使用してもよい。上記光反応開始剤も光増感剤として使用できる。また、エポキシアクリレート系の光反応開始剤の使用の際、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン等の増感剤を用いることができる。紫外線硬化樹脂組成物に用いられる光反応開始剤また光増感剤は該組成物１００質量部に対して０．１〜１５質量部であり、好ましくは１〜１０質量部である。
【００６７】
樹脂モノマーとしては、例えば、不飽和二重結合が１つのモノマーとして、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、酢酸ビニル、スチレン等の一般的なモノマーを挙げることができる。また不飽和二重結合を２つ以上持つモノマーとして、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ジビニルベンゼン、１，４−シクロヘキサンジアクリレート、１，４−シクロヘキシルジメチルアジアクリレート、前出のトリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリルエステル等を挙げることができる。
【００６８】
本発明において使用し得る紫外線硬化樹脂の市販品としては、アデカオプトマーＫＲ・ＢＹシリーズ：ＫＲ−４００、ＫＲ−４１０、ＫＲ−５５０、ＫＲ−５６６、ＫＲ−５６７、ＢＹ−３２０Ｂ（（株）ＡＤＥＫＡ製）；コーエイハードＡ−１０１−ＫＫ、Ａ−１０１−ＷＳ、Ｃ−３０２、Ｃ−４０１−Ｎ、Ｃ−５０１、Ｍ−１０１、Ｍ−１０２、Ｔ−１０２、Ｄ−１０２、ＮＳ−１０１、ＦＴ−１０２Ｑ８、ＭＡＧ−１−Ｐ２０、ＡＧ−１０６、Ｍ−１０１−Ｃ（広栄化学（株）製）；セイカビームＰＨＣ２２１０（Ｓ）、ＰＨＣ  Ｘ−９（Ｋ−３）、ＰＨＣ２２１３、ＤＰ−１０、ＤＰ−２０、ＤＰ−３０、Ｐ１０００、Ｐ１１００、Ｐ１２００、Ｐ１３００、Ｐ１４００、Ｐ１５００、Ｐ１６００、ＳＣＲ９００（大日精化工業（株）製）；ＫＲＭ７０３３、ＫＲＭ７０３９、ＫＲＭ７１３０、ＫＲＭ７１３１、ＵＶＥＣＲＹＬ２９２０１、ＵＶＥＣＲＹＬ２９２０２（ダイセル・ユーシービー（株）製）；ＲＣ−５０１５、ＲＣ−５０１６、ＲＣ−５０２０、ＲＣ−５０３１、ＲＣ−５１００、ＲＣ−５１０２、ＲＣ−５１２０、ＲＣ−５１２２、ＲＣ−５１５２、ＲＣ−５１７１、ＲＣ−５１８０、ＲＣ−５１８１（ＤＩＣ（株）製）；オーレックスＮｏ．３４０クリヤ（中国塗料（株）製）；サンラッドＨ−６０１、ＲＣ−７５０、ＲＣ−７００、ＲＣ−６００、ＲＣ−５００、ＲＣ−６１１、ＲＣ−６１２（三洋化成工業（株）製）；ＳＰ−１５０９、ＳＰ−１５０７（昭和高分子（株）製）；ＲＣＣ−１５Ｃ（グレース・ジャパン（株）製）、アロニックスＭ−６１００、Ｍ−８０３０、Ｍ−８０６０（東亞合成（株）製）等を適宜選択して利用できる。
【００６９】
また、具体的化合物例としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等を挙げることができる。
【００７０】
これらの活性線硬化樹脂層はグラビアコーター、ディップコーター、リバースコーター、ワイヤーバーコーター、ダイコーター、インクジェット法等公知の方法で塗設することができる。
【００７１】
紫外線硬化性樹脂を光硬化反応により硬化させ、硬化皮膜層を形成するための光源としては、紫外線を発生する光源であれば制限なく使用できる。例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることができる。照射条件はそれぞれのランプによって異なるが、活性線の照射量は好ましくは、５〜１５０ｍＪ／ｃｍ２であり、特に好ましくは２０〜１００ｍＪ／ｃｍ２である。
【００７２】
また、活性線を照射する際には、フィルムの搬送方向に張力を付与しながら行うことが好ましく、さらに好ましくは幅方向にも張力を付与しながら行うことである。付与する張力は３０〜３００Ｎ／ｍが好ましい。
【００７３】
紫外線硬化樹脂層組成物塗布液の有機溶媒としては、例えば、炭化水素類（トルエン、キシレン）、アルコール類（メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン）、エステル類（酢酸メチル、酢酸エチル、乳酸メチル）、グリコールエーテル類、その他の有機溶媒の中から適宜選択し、あるいはこれらを混合し利用できる。プロピレングリコールモノアルキルエーテル（アルキル基の炭素原子数として１〜４）またはプロピレングリコールモノアルキルエーテル酢酸エステル（アルキル基の炭素原子数として１〜４）等を５質量％以上、より好ましくは５〜８０質量％以上含有する上記有機溶媒を用いるのが好ましい。
【００７４】
また、紫外線硬化樹脂層組成物塗布液には、特にシリコーン化合物を添加することが好ましい。例えば、ポリエーテル変性シリコーンオイル等が好ましく添加される。ポリエーテル変性シリコーンオイルの数平均分子量は、例えば、１，０００〜１００，０００、好ましくは、２，０００〜５０，０００が適当であり、数平均分子量が１，０００未満では、塗膜の乾燥性が低下し、逆に、数平均分子量が１００，０００を越えると、塗膜表面にブリードアウトしにくくなる傾向にある。
【００７５】
シリコーン化合物の市販品としては、ＤＫＱ８−７７９（ダウコーニング社製商品名）、ＳＦ３７７１、ＳＦ８４１０、ＳＦ８４１１、ＳＦ８４１９、ＳＦ８４２１、ＳＦ８４２８、ＳＨ２００、ＳＨ５１０、ＳＨ１１０７、ＳＨ３７４９、ＳＨ３７７１、ＢＸ１６−０３４、ＳＨ３７４６、ＳＨ３７４９、ＳＨ８４００、ＳＨ３７７１Ｍ、ＳＨ３７７２Ｍ、ＳＨ３７７３Ｍ、ＳＨ３７７５Ｍ、ＢＹ−１６−８３７、ＢＹ−１６−８３９、ＢＹ−１６−８６９、ＢＹ−１６−８７０、ＢＹ−１６−００４、ＢＹ−１６−８９１、ＢＹ−１６−８７２、ＢＹ−１６−８７４、ＢＹ２２−００８Ｍ、ＢＹ２２−０１２Ｍ、ＦＳ−１２６５（以上、東レ・ダウコーニングシリコーン社製商品名）、ＫＦ−１０１、ＫＦ−１００Ｔ、ＫＦ３５１、ＫＦ３５２、ＫＦ３５３、ＫＦ３５４、ＫＦ３５５、ＫＦ６１５、ＫＦ６１８、ＫＦ９４５、ＫＦ６００４、シリコーンＸ−２２−９４５、Ｘ２２−１６０ＡＳ（以上、信越化学工業社製商品名）、ＸＦ３９４０、ＸＦ３９４９（以上、東芝シリコーン社製商品名）、ディスパロンＬＳ−００９（楠本化成社製）、グラノール４１０（共栄社油脂化学工業（株）製）、ＴＳＦ４４４０、ＴＳＦ４４４１、ＴＳＦ４４４５、ＴＳＦ４４４６、ＴＳＦ４４５２、ＴＳＦ４４６０（ＧＥ東芝シリコーン製）、ＢＹＫ−３０６、ＢＹＫ−３３０、ＢＹＫ−３０７、ＢＹＫ−３４１、ＢＹＫ−３４４、ＢＹＫ−３６１（ビックケミ−ジャパン社製）日本ユニカー（株）製のＬシリーズ（例えばＬ７００１、Ｌ−７００６、Ｌ−７６０４、Ｌ−９０００）、Ｙシリーズ、ＦＺシリーズ（ＦＺ−２２０３、ＦＺ−２２０６、ＦＺ−２２０７）等が挙げられ、好ましく用いられる。
【００７６】
これらの成分は基材や下層への塗布性を高める。積層体最表面層に添加した場合には、塗膜の撥水、撥油性、防汚性を高めるばかりでなく、表面の耐擦り傷性にも効果を発揮する。これらの成分は、塗布液中の固形分成分に対し、０．０１〜３質量％の範囲で添加することが好ましい。
【００７７】
紫外線硬化性樹脂組成物塗布液の塗布方法としては、前述のものを用いることができる。塗布量はウェット膜厚として０．１〜３０μｍが適当で、好ましくは、０．５〜１５μｍである。また、ドライ膜厚としては０．１〜２０μｍ、好ましくは１〜２０μｍである。特に好ましくは８〜２０μｍである。
【００７８】
また、鉛筆硬度は、２Ｈ〜８Ｈのハードコート層であることが好ましい。特に好ましくは３Ｈ〜６Ｈであることが好ましい。鉛筆硬度は、作製したハードコートフィルム試料を温度２５℃、相対湿度６０％の条件で２時間調湿した後、ＪＩＳ−Ｓ−６００６が規定する試験用鉛筆を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−５４００が規定する鉛筆硬度評価方法に従い、１ｋｇの加重にて各硬度の鉛筆で引っ掻きを１０回繰り返し、傷が全く認められない、最も硬い鉛筆の硬度を表したものである。
【００７９】
紫外線硬化性樹脂組成物は塗布乾燥中または後に、紫外線を照射するのがよく、前記の５〜１５０ｍＪ／ｃｍ２という活性線の照射量を得るための照射時間としては、０．１秒〜５分程度がよく、紫外線硬化性樹脂の硬化効率または作業効率の観点から０．１〜１０秒がより好ましい。また、これら活性線照射部の照度は５０〜１５０ｍＷ／ｍ２であることが好ましい。
【００８０】
（電極）
本発明に係る有機素子においては、少なくとも第１電極と第２電極とを有する。通常は、一方が陽極、他方が陰極で構成される。以下に好ましい陽極、及び陰極の構成について述べる。
【００８１】
〈陽極〉
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはＡｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性光透過性材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等非晶質で光透過性の導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式製膜法を用いることもできる。陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【００８２】
〈陰極〉
一方、陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
【００８３】
これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【００８４】
なお、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方は、光透過性となるよう構成される。
【００８５】
（発光層）
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
【００８６】
本発明に係る発光層は、含まれる発光材料が前記要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。
【００８７】
また、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。
【００８８】
各発光層間には非発光性の中間層を有していることが好ましい。
【００８９】
本発明における発光層の膜厚の総和は１〜１００ｎｍの範囲にあることが好ましく、さらに好ましくは、より低い駆動電圧を得ることができることから３０ｎｍ以下である。なお、本発明でいうところの発光層の膜厚の総和とは、発光層間に非発光性の中間層が存在する場合には、当該中間層も含む膜厚である。
【００９０】
個々の発光層の膜厚としては１〜５０ｎｍの範囲に調整することが好ましく、さらに好ましくは１〜２０ｎｍの範囲に調整することである。青、緑、赤の各発光層の膜厚の関係については、特に制限はない。
【００９１】
発光層の作製には、後述する発光材料（発光ドーパントともいう）や発光ホスト化合物（ホスト化合物ともいう）を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。
【００９２】
本発明においては、各発光層には複数の発光ドーパントを混合してもよく、またりん光発光ドーパントと蛍光発光ドーパントを同一発光層中に混合して用いてもよい。
【００９３】
本発明においては、発光層の構成として、発光ホスト化合物、発光ドーパントを含有し、発光ドーパンより発光させることが好ましい。
【００９４】
〈発光ホスト化合物〉
本発明に係る有機ＥＬ素子の発光層に含有される発光ホスト化合物としては、室温（２５℃）におけるりん光発光のりん光量子収率が０．１未満の化合物が好ましい。さらに好ましくはりん光量子収率が０．０１未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での体積比が５０％以上であることが好ましい。
【００９５】
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、または複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。また、後述する発光材料を複数種用いることで異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
【００９６】
本発明に用いられるホスト化合物としては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（重合性発光ホスト）でもいい。
【００９７】
本発明の有機エレクトロニクス素子に用いられる発光ホスト化合物としては、低分子化合物を用いることが好ましい。ここで、低分子化合物としては、１００００以下の化合物を表すが、好ましくは１００〜１００００の範囲の分子量を有するものであり、さらに好ましくは１００〜２０００の範囲の化合物である。
【００９８】
公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Ｔｇ（ガラス転移点）である化合物が好ましい。ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−７１２１に準拠した方法により求められる値である。
【００９９】
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。例えば、特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報等が挙げられる。
【０１００】
（発光ドーパント）
次に、発光ドーパントについて説明する。
【０１０１】
本発明に係る発光ドーパントとしては、蛍光性化合物（蛍光性化合物ともいう）、りん光材料（りん光発光材料、りん光性化合物、りん光発光性化合物等ともいう）を用いることができるが、より発光効率の高い有機ＥＬ素子を得る観点からは、本発明の有機ＥＬ素子の発光層や発光ユニットに使用される発光ドーパント（単に、発光材料ということもある）としては、上記のホスト化合物を含有すると同時に、リン光ドーパントを含有することが好ましい。
【０１０２】
本発明に係るリン光ドーパントについて説明する。
【０１０３】
本発明において、リン光ドーパントとは励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温（２５℃）にてりん光発光する化合物であり、りん光量子収率が２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましいりん光量子収率は０．１以上である。
【０１０４】
上記りん光量子収率は第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのりん光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明においてリン光ドーパントを用いる場合、任意の溶媒のいずれかにおいて上記りん光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
【０１０５】
リン光ドーパントの発光は原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こり、リン光ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、リン光ドーパントの励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
【０１０６】
リン光ドーパントは、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができるが、好ましくは元素の周期表で８〜１０族の金属を含有する錯体系化合物であり、さらに好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物（白金錯体系化合物）、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
【０１０７】
本発明の有機エレクトロニクス素子に用いられるドーパント化合物としては、低分子化合物を用いることが好ましい。ここで、低分子化合物としては、１００００以下の化合物を表すが、好ましくは１００〜１００００の範囲の分子量を有するものであり、さらに好ましくは１００〜２０００の範囲の化合物である。
【０１０８】
以下にリン光ドーパントとして用いられる化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。これらの化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，４０巻，１７０４〜１７１１に記載の方法等により合成できる。
【０１０９】
【化１】
0005418505.tif 000002
【０１１０】
【化２】
0005418505.tif 000003
【０１１１】
【化３】
0005418505.tif 000004
【０１１２】
【化４】
0005418505.tif 000005
【０１１３】
【化５】
0005418505.tif 000006
【０１１４】
【化６】
0005418505.tif 000007
【０１１５】
本発明に係る有機ＥＬ素子には、蛍光発光体を用いることもできる。蛍光発光体（蛍光性ドーパント）の代表例としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、または希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【０１１６】
また、従来公知のドーパントも本発明に用いることができ、例えば、国際公開第００／７０６５５号パンフレット、特開２００２−２８０１７８号公報、同２００１−１８１６１６号公報、同２００２−２８０１７９号公報、同２００１−１８１６１７号公報、同２００２−２８０１８０号公報、同２００１−２４７８５９号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００１−３１３１７８号公報、同２００２−３０２６７１号公報、同２００１−３４５１８３号公報、同２００２−３２４６７９号公報、国際公開第０２／１５６４５号パンフレット、特開２００２−３３２２９１号公報、同２００２−５０４８４号公報、同２００２−３３２２９２号公報、同２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、同２００２−３３８５８８号公報、同２００２−１７０６８４号公報、同２００２−３５２９６０号公報、国際公開第０１／９３６４２号パンフレット、特開２００２−５０４８３号公報、同２００２−１００４７６号公報、同２００２−１７３６７４号公報、同２００２−３５９０８２号公報、同２００２−１７５８８４号公報、同２００２−３６３５５２号公報、同２００２−１８４５８２号公報、同２００３−７４６９号公報、特表２００２−５２５８０８号公報、特開２００３−７４７１号公報、特表２００２−５２５８３３号公報、特開２００３−３１３６６号公報、同２００２−２２６４９５号公報、同２００２−２３４８９４号公報、同２００２−２３５０７６号公報、同２００２−２４１７５１号公報、同２００１−３１９７７９号公報、同２００１−３１９７８０号公報、同２００２−６２８２４号公報、同２００２−１００４７４号公報、同２００２−２０３６７９号公報、同２００２−３４３５７２号公報、同２００２−２０３６７８号公報等が挙げられる。
【０１１７】
本発明においては、少なくとも一つの発光層に２種以上の発光材料を含有していてもよく、発光層における発光材料の濃度比が発光層の厚さ方向で変化していてもよい。
【０１１８】
（中間層）
本発明においては、各発光層間に非発光性の中間層（非ドープ領域等ともいう）を設けることも好ましい。
【０１１９】
ここで、「非発光性の中間層」とは、複数の発光層を有する場合、その発光層間に設けられる層である。
【０１２０】
非発光性の中間層の膜厚としては１〜２０ｎｍの範囲にあるのが好ましく、さらには３〜１０ｎｍの範囲にあることが隣接発光層間のエネルギー移動等相互作用を抑制し、かつ素子の電流電圧特性に大きな負荷を与えないということから好ましい。
【０１２１】
この非発光性の中間層に用いられる材料としては、発光層のホスト化合物と同一でも異なっていてもよいが、隣接する２つの発光層の少なくとも一方の発光層のホスト材料と同一であることが好ましい。
【０１２２】
非発光性の中間層は非発光層、各発光層と共通の化合物（例えば、ホスト化合物等）を含有していてもよく、各々共通ホスト材料（ここで、共通ホスト材料が用いられるとは、りん光発光エネルギー、ガラス転移点等の物理化学的特性が同一である場合やホスト化合物の分子構造が同一である場合等を示す。）を含有することにより、発光層−非発光層間の層間の注入障壁が低減され、電圧（電流）を変化させても正孔と電子の注入バランスが保ちやすいという効果を得ることができる。さらに、非ドープ発光層に各発光層に含まれるホスト化合物と同一の物理的特性または同一の分子構造を有するホスト材料を用いることにより、従来の有機ＥＬ素子作製の大きな問題点である素子作製の煩雑さをも併せて解消することができる。
【０１２３】
本発明で有機ＥＬ素子を用いる場合、ホスト材料はキャリアの輸送を担うため、キャリア輸送能を有する材料が好ましい。キャリア輸送能を表す物性としてキャリア移動度が用いられるが、有機材料のキャリア移動度は一般的に電界強度に依存性が見られる。電界強度依存性の高い材料は正孔と電子注入・輸送バランスを崩しやすいため、中間層材料、ホスト材料は移動度の電界強度依存性の少ない材料を用いることが好ましい。
【０１２４】
また、一方では正孔や電子の注入バランスを最適に調整するためには、非発光性の中間層は後述する阻止層、即ち正孔阻止層、電子阻止層として機能することも好ましい態様として挙げられる。
【０１２５】
（注入層：電子注入層、正孔注入層）
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
【０１２６】
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
【０１２７】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
【０１２８】
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層（注入層）は極薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【０１２９】
（阻止層：正孔阻止層、電子阻止層）
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
【０１３０】
正孔阻止層とは、広い意味では、電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
【０１３１】
一方、電子阻止層とは、広い意味では、正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に係る正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては好ましくは３〜１００ｎｍであり、さらに好ましくは５〜３０ｎｍである。
【０１３２】
（正孔輸送層）
正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
【０１３３】
正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、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、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、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【０１３４】
正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第３級アミン化合物を用いることが好ましい。
【０１３５】
芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−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（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、さらには米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４′，４″−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【０１３６】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
【０１３７】
また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ  ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような所謂、ｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることから、これらの材料を用いることが好ましい。
【０１３８】
正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍである。この正孔輸送層は上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１３９】
また、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０１４０】
本発明においては、このようなｐ性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【０１４１】
（電子輸送層）
電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
【０１４２】
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０１４３】
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、ＧａまたはＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【０１４４】
電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍである。電子輸送層は上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１４５】
また、不純物をドープしたｎ性の高い電子輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０１４６】
本発明においては、このようなｎ性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【０１４７】
〔有機ＥＬ素子の作製方法〕
本発明に係る有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。
【０１４８】
まず、適当な支持基板上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの膜厚になるように蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に有機ＥＬ素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層の有機化合物薄膜を形成させる。
【０１４９】
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、前記の如く蒸着法、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法）等があるが、生産性に優れる点から、キャスト法、インクジェット法、印刷法が特に好ましい。さらに層毎に異なる製膜法を適用してもよい。
【０１５０】
これらの層をウェットプロセスで塗布した後、残留溶媒を除去するために、熱処理を行うことが好ましい。
【０１５１】
加熱方法はヒーター加熱法（赤外線ヒーター、ハロゲンヒーター、パネルヒーター等をフィルム上や下に設置し輻射熱で加熱）でもよく、ゾーン加熱法（熱風等を吹き込み所定の温度に調温したゾーン内で加熱）でもよい。本発明では均一性の観点からゾーン加熱法が好ましい。ゾーン加熱法の場合、例えば恒温槽を用いることができる。恒温槽としては、設定した温度で塗布フィルムの熱処理を行うことができる装置ならばどのような形態でもよく、例えば、所定の温度に設定した温風で恒温槽内部全体を加温してもよいし、あるいは温風をフィルムに吹きつけてもよいし、ヒーターを用いて恒温槽内部を所望の温度に設定してもよい。このようなヒーター等の加温装置の取付け位置は塗布フィルムが均一に加温されることができれば、恒温槽内部のどの位置に取り付けてもよい。恒温槽内部の温度分布については入り口から出口に向かって昇温してもよいし、降温してもよく、あるいは昇温と降温とを繰り返してもよい。また、加熱前に予熱部分を設けてもよく、加熱後、冷却部分を設けてもよい。
【０１５２】
加熱温度は残存溶媒の除去ができる温度であればよく、塗布に用いた溶媒の沸点以上であるのが一般的であるが、水分が微量にでも残存すると性能劣化を引き起こすため、１００℃以上が好ましい。しかし基板や塗布成膜した有機層の劣化を避けることが必要なため、温度には上限があり、系によって選択される。本発明ではポリエステル系基材を好ましく用いるため、２００℃以下が好ましい。
【０１５３】
前記熱処理の時間は１〜１２０分が好ましく、５〜６０分がより好ましく、さらに好ましくは１０〜３０分である。前記熱処理時間を１分以上とすることにより十分に残存溶媒の除去ができ、１２０分以下とすることにより、加熱に伴う有機層の劣化を抑制することができる。
【０１５４】
これらの層を形成後、その上に陰極物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚となるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機ＥＬ素子が得られる。
【０１５５】
この有機ＥＬ素子の作製は作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた有機ＥＬ素子に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０１５６】
有機ＥＬ素子は空気よりも屈折率の高い（屈折率１．６〜２．１程度）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５〜２０％程度の光しか取り出せないと一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は全反射を起こし、素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
【０１５７】
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（例えば、米国特許第４，７７４，４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（例えば、特開昭６３−３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（例えば、特開平１−２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（例えば、特開昭６２−１７２６９１号公報）、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（例えば、特開２００１−２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法（特開平１１−２８３７５１号公報）等がある。
【０１５８】
本発明においては、これらの方法を本発明に係る発光素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、さらに高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。
【０１５９】
透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚さで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高くなる。
【０１６０】
低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５〜１．７程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ１．５以下であることが好ましい。またさらに１．３５以下であることが好ましい。
【０１６１】
また、低屈折率媒質の厚さは媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは、低屈折率媒質の厚さが光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
【０１６２】
全反射を起こす界面またはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は回折格子が１次の回折や２次の回折といった、所謂ブラッグ回折により光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち、層間での全反射等により外に出ることができない光をいずれかの層間もしくは媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
【０１６３】
導入する回折格子は二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは、発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な１次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
【０１６４】
回折格子を導入する位置としては、前述の通りいずれかの層間もしくは媒質中（透明基板内や透明電極内）でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。
【０１６５】
このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約１／２〜３倍程度が好ましい。回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、二次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
【０１６６】
本発明に係る発光素子は支持基板の光取出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ上の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせたりすることにより特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
【０１６７】
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を二次元に配列する。一辺は１０〜１００μｍが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚さが厚くなり好ましくない。
【０１６８】
集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）等を用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。
【０１６９】
また、発光素子からの光放射角を制御するために光拡散板・フィルムを集光シートと併用してもよい。例えば、（株）きもと製拡散フィルム（ライトアップ）等を用いることができる。
【０１７０】
本発明に係る発光素子を、光出射面垂直方向から見た発光素子の発光領域の一部が互いに重なる素子積層部を持つように複数配置して発光パネルを構成する際、素子積層部に粘着剤及び接着剤を用いることができる。
【０１７１】
本発明における粘着剤とは、広く工業分野において、粘着剤、接着剤、あるいは粘着材、接着材等の呼称で用いられる剤あるいは材のうち、加圧により接着しその際に接着部分の硬化を伴わないものを意味する。
【０１７２】
粘着剤及び接着剤の種類は特に限定されないが、光透過性に優れた粘着剤及び接着剤を用いることが好ましい。接着剤においては塗布し、貼り合わせた後に、種々の化学反応により高分子量体または架橋構造を形成する硬化型接着剤が好適に用いられる。本発明で用いることのできる粘着剤及び接着剤の具体例としては、例えば、ウレタン系、エポキシ系、水性高分子−イソシアネート系、アクリル系等の硬化型接着剤及び粘着剤、湿気硬化ウレタン接着剤、ポリエーテルメタクリレート型、エステル系メタクリレート型、酸化型ポリエーテルメタクリレート等の嫌気性粘着剤、シアノアクリレート系の瞬間接着剤、アクリレートとペルオキシド系の２液型瞬間接着剤等が挙げられる。
【０１７３】
上記素子積層部への粘着剤層及び接着剤層の形成方法としては特に限定されず、一般的方法、例えば、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、コンマコーター、バーコーター、スプレー塗布、インクジェット法等の方法が挙げられる。
【０１７４】
（封止基材）
本発明に係る封止基材は、有機ＥＬ素子を封止し、当該素子を温度変化、湿度、酸素、衝撃等の過酷な外部環境から守るためのものである。
【０１７５】
封止基材としては、バリア膜が形成された種々の公知のガスバリア性フィルムを用いることができる。例えば、包装材等に使用される公知のガスバリア性フィルム、例えば樹脂（プラスチック）フィルム上に酸化珪素や、酸化アルミニウムを蒸着したフィルム、緻密なセラミック層と、柔軟性を有する衝撃緩和ポリマー層を交互に積層した構成からなるガスバリア性フィルム等を封止基材として用いることができる。
【０１７６】
また、特に、樹脂膜（ポリマー膜）をラミネートされた金属箔は、光取りだし側のガスバリア性フィルムとして用いることはできないが、低コストで、かつ透湿性の低い封止基材料であり光取り出しを意図しない（透明性を要求されない）場合、封止基材として好ましい。
【０１７７】
本発明において、「金属箔」とは、スパッタや蒸着等で形成された金属薄膜や、導電性ペースト等の流動性電極材料から形成された導電膜と異なり、圧延等で形成された金属の箔またはフィルムを指す。
【０１７８】
金属箔としては、金属の種類に特に限定はなく、例えば銅（Ｃｕ）箔、アルミニウム（Ａｌ）箔、金（Ａｕ）箔、黄銅箔、ニッケル（Ｎｉ）箔、チタン（Ｔｉ）箔、銅合金箔、ステンレス箔、スズ（Ｓｎ）箔、高ニッケル合金箔等が挙げられる。これらの各種の金属箔の中で特に好ましい金属箔としてはＡｌ箔が挙げられる。
【０１７９】
金属箔の厚さは、バリア性（透湿度、酸素透過率）及びコストの観点から、５ｎｍ〜５０μｍが好ましい。
【０１８０】
樹脂フィルム（ポリマー膜）がラミネートされた金属箔において樹脂フィルムとしては、機能性包装材料の新展開（株式会社  東レリサーチセンター）に記載の各種材料を使用することが可能であり、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリアミド系樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体系樹脂、セロハン系樹脂、ビニロン系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂等が挙げられる。ポリプロピレン系樹脂、ナイロン系樹脂等の樹脂は、延伸されていてもよく、さらに塩化ビニリデン系樹脂をコートされていてもよい。また、ポリエチレン系樹脂は、低密度あるいは高密度のものも用いることができる。
【０１８１】
上記の高分子材料の中で、ナイロン（Ｎｙ）、塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）をコートしたナイロン（ＫＮｙ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ＰＶＤＣをコートしたポリプロピレン（ＫＯＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＰＶＤＣをコートしたセロハン（ＫＰＴ）、ポリエチレン−ビニルアルコール共重合体（エバール）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いることが好ましい。また、これら熱可塑性フィルムは、必要に応じて異種フィルムと共押し出しで作った多層フィルム、延伸角度を変えて張り合わせ積層した多層フィルム等も当然使用できる。さらに必要とする包装材料の物性を得るために使用するフィルムの密度、分子量分布を組み合わせて作ることも当然可能である。
【０１８２】
樹脂膜（ポリマー膜）の厚さは、一概には規定できないが、３〜４００μｍが好ましく、１０〜２００μｍがより好ましく、１０〜５０μｍがさらに好ましい。
【０１８３】
金属箔の片面にポリマー膜をコーティング（ラミネート）する方法としては、一般に使用されているラミネート機を使用することができる。
【０１８４】
ドライラミネート方式、ホットメルトラミネーション法やエクストルージョンラミネート法も使用できるがドライラミネート方式が好ましい。
【０１８５】
接着剤としては、ポリウレタン系、ポリエステル系、エポキシ系、アクリル系等の接着剤を用いることができる。必要に応じて硬化剤を併用してもよい。
【０１８６】
金属箔の片面が樹脂膜（ポリマー膜）でコーティングされたフィルムは、包装材用に市販されている。例えば、接着剤層／アルミフィルム９μｍ／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）３８μｍの構成のドライラミネートフィルムが入手でき、これを用いて有機ＥＬ素子の陰極側の封止を行うこともできる。
【０１８７】
また、封止基材（フィルム）としては、金属箔の片面が樹脂膜（ポリマー膜）でコーティングされたフィルムの、樹脂膜（ポリマー膜）と反対側の金属箔上に、セラミック膜を形成して用いることも好ましい。
【０１８８】
後述するが、２つのフィルムの封止方法としては、例えば、一般に使用されるインパルスシーラー熱融着性の樹脂膜（層）をラミネートして、インパルスシーラーで融着させ、封止する方法が好ましい。
【０１８９】
本発明において、封止基材（フィルム）のガスバリア性は、酸素透過度１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下、水蒸気透過度１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下のものであることが好ましい。また、前記の水蒸気透過度、酸素透過度がいずれも１０−５ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることがさらに好ましい。
【０１９０】
（接着剤）
封止基材を接着するための接着剤としては、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する熱硬化型接着剤等を挙げることができる。市販品としては、スリーボンド１１５２、１１５３等を使用することができる。
【０１９１】
なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、封止基材のＴｇ以上でかつ、前記可撓性透明基材のＴｇ未満の温度で、１時間程度で硬化する熱硬化型接着剤が好ましい。例えば、可撓性透明基材としてポリエチレンナフタレート（Ｔｇ、１５５℃）、封止基材としてポリエチレンテレフタレート（Ｔｇ、１１０℃）を用いる場合は、硬化条件が１２０℃１時間のエポキシ系熱硬化接着剤が挙げられる。
【０１９２】
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に、当該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、当該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。さらに当該膜の脆弱性を改良するためにこれら無機層と有機材料からなる層の積層構造をもたせることが好ましい。これらの膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。
【０１９３】
封止基材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコーンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
【０１９４】
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
【０１９５】
〔有機ＥＬ素子の封止〕
本発明では、基材上に透明導電膜を形成し、作製した有機ＥＬ素子用樹脂基材上に、有機ＥＬ素子を構成する各種機能層を形成した後、不活性ガスによりパージされた環境下で、上記封止基材で陰極面を覆うようにして、有機ＥＬ素子を封止することができる。
【０１９６】
不活性ガスとしては、Ｎ２の他、Ｈｅ、Ａｒ等の希ガスが好ましく用いられるが、ＨｅとＡｒを混合した希ガスも好ましく、気体中に占める不活性ガスの割合は、９０〜９９．９体積％であることが好ましい。不活性ガスによりパージされた環境下で封止することにより、保存性が改良される。
【０１９７】
また、前記の樹脂膜（ポリマー膜）がラミネートされた金属箔を用いて、有機ＥＬ素子を封止するにあたっては、ラミネートされた樹脂フィルム面ではなく、金属箔上にセラミック膜を形成し、このセラミック膜面を有機ＥＬ素子の陰極に貼り合わせることが好ましい。
【０１９８】
接着方法としてはドライラミネート方式が作業性の面で優れている。この方法は一般には１．０〜２．５μｍ程度の硬化性の接着剤層を使用する。好ましくは、接着剤量を乾燥膜厚で３〜５μｍになるように調節することが好ましい。
【０１９９】
なお、ホットメルト接着剤を溶融し基材に接着層を塗設する方法（ホットメルトラミネーと法）や高温で溶融した樹脂（ＬＤＰＥ、ＥＶＡ、ＰＰ等）をダイスにより基材上に塗設する方法（エクストルージョンラミネート法）等も用いることもよい。
【０２００】
〔保護膜、保護板〕
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
【０２０１】
〔有機ＥＬ素子の製造装置〕
図５は本発明に係る有機ＥＬ素子の製造工程を示す概略図である。
【０２０２】
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置の一例について、図６を参照して説明する。
【０２０３】
１．正孔輸送層塗布工程
可撓性透明基材上へのガスバリア層の形成、透明電極（ＩＴＯ）のパターニングは、本図では、可撓性透明基材上にガスバリア層、透明電極が既に形成されたものを使用するため、この形成工程は省略してある。
【０２０４】
また、正孔輸送層塗布工程に入る前に、洗浄表面改質処理装置及び帯電防止手段による表面処理工程を有してもよい。洗浄表面改質処理装置は、正孔輸送層塗布液を塗布する前に繰り出し工程から送られてきた可撓性透明基材の電極（不図示）表面を洗浄改質するため、例えば、低圧水銀ランプ、エキシマランプ、プラズマ洗浄装置等を使用することが好ましい。低圧水銀ランプによる洗浄表面改質処理の条件としては、例えば、波長１８４．２ｎｍの低圧水銀ランプを、照射強度５〜２０ｍＷ／ｃｍ２で、距離５〜１５ｍｍで照射し洗浄表面改質処理を行う条件が挙げられる。プラズマ洗浄装置による洗浄表面改質処理の条件としては、例えば、大気圧プラズマが好適に使用される。洗浄条件としてはアルゴンガスに酸素１〜５体積％含有ガスを用い、周波数１００ｋＨｚ〜１５０ＭＨｚ、電圧１０Ｖ〜１０ｋＶ、照射距離５〜２０ｍｍで洗浄表面改質処理を行う条件が挙げられる。
【０２０５】
帯電防止手段は、非接触式除電防止装置と接触式除電防止装置とを有している。非接触式除電防止装置としては例えば、非接触式のイオナイザーが挙げられイオナイザーの種類については特に制限はなく、イオン発生方式はＡＣ方式、ＤＣ方式どちらでも構わない。ＡＣタイプ、ダブルＤＣタイプ、パルスＡＣタイプ、軟Ｘ線タイプが用いることができるが、特に精密除電の観点から、ＡＣタイプが好ましい。ＡＣタイプの使用の際に必要となる噴射気体については、空気かＮ２が用いられるが、十分に純度が高められたＮ２で行うことが好ましい。また、インラインで行う観点より、ブロワータイプもしくはガンタイプより選ばれる。
【０２０６】
接触式除電防止装置としては、除電ロールまたはアース接続した導電性ブラシを用いて行われる。除電器としての除電ロールは、接地されており、除電された表面に回転自在に接触して表面電荷を除去する。このよう除電ロールとしては、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス等の金属製ロールの他に、カーボンブラック、金属粉、金属繊維等の導電性材料を混合した弾性のあるプラスチックやゴム製のロールが使用される。特に、帯状可撓性連続シートとの接触をよくするため、弾性のあるものが好ましい。アース接続した導電性ブラシとは、一般には、線状に配列した導電性繊維からなるブラシ部材や線状金属製のブラシを有する除電バーまたは除電糸構造のものを挙げることができる。除電バーについては、特に限定はないが、コロナ放電式のものが好ましく用いられ、例えば、キーエンス社製のＳＪ−Ｂが用いられる。除電糸についても、特に限定はないが、通常フレキシブルな糸状のものが好ましく用いることができる。
【０２０７】
非接触式帯電防止装置は可撓性の可撓性透明基材の電極面側に使用し、接触式帯電防止装置は可撓性の可撓性透明基材の裏面側に使用することが好ましい。第１帯電防止手段により基材の帯電除去が図られ、ゴミの付着や絶縁破壊が防止されるため、素子の歩留まりの向上が図られる。
【０２０８】
正孔輸送層塗布工程は、基材繰り出し装置Ｂから供給される可塑性透明基材Ａの巾手位置を整えるエッジポジションコントローラー（ＥＰＣ）１０１と、塗布する際に可塑性透明基材Ａを保持するバックアップロール１０２と、バックアップロール１０２に保持された可塑性透明基材Ａに塗布をする塗布装置１０３と、塗布装置へ塗布液を供給する塗布液供給ライン１０４からなる。
【０２０９】
正孔輸送層形成工程〜電子輸送層乾燥工程迄を連続して大気圧条件下で行い、大気圧条件下で一旦巻き取った後、電子注入層形成工程〜封止層形成工程迄を連続して減圧条件下で行うことが好ましい。また、各層の塗布工程の搬送速度の差を調整するためのアキュームレータ、除電のための非接触式除電防止装置を設けることが好ましい。
【０２１０】
２．正孔輸送層乾燥工程
正孔輸送層乾燥工程は、可塑性透明基材Ａを工程内を安定に搬送させる搬送ロール２０３と、乾燥に必要な乾燥風供給口２０１と、排気口２０２からなる。
【０２１１】
３．発光層塗布装置
発光層塗布工程は、可塑性透明基材Ａの巾手位置を整えるエッジポジションコントローラー（ＥＰＣ）３０１と、塗布する際に可塑性透明基材Ａを保持するバックアップロール３０２と、バックアップロール３０２に保持された可塑性透明基材Ａに塗布をする塗布装置３０３と、塗布装置へ発光層塗布液を供給する塗布液供給ライン３０４からなる。
【０２１２】
４．発光層乾燥工程
発光層乾燥工程は、可塑性透明基材Ａを工程内を安定に搬送させる搬送ロール４０３と、乾燥に必要な乾燥風供給口４０１と、排気口４０２からなる。
【０２１３】
５．電子輸送層塗布工程
電子輸送層塗布工程は、可塑性透明基材Ａの巾手位置を整えるエッジポジションコントローラー（ＥＰＣ）５０１と、塗布する際に可塑性透明基材Ａを保持するバックアップロール５０２と、バックアップロール５０２に保持された可塑性透明基材Ａに塗布をする塗布装置５０３と、塗布装置へ塗布液を供給する塗布液供給ライン５０４からなる。
【０２１４】
６．電子輸送層乾燥工程
電子輸送層乾燥工程は、可塑性透明基材Ａを工程内を安定に搬送させる搬送ロール６０３と、乾燥に必要な乾燥風供給口６０１と、排気口６０２からなる。
【０２１５】
７．熱処理（加熱処理）工程
熱処理工程は、可塑性透明基材Ａの巾手位置を整えるエッジポジションコントローラー（ＥＰＣ）７０１と、搬送張力を低減させるための張力カット機能を持ったサクションロール７０２と、熱処理に必要な乾燥風供給口７０３と、排気口７０４と、搬送張力を増加させるための張力カット機能を持ったサクションロール７０５と、巻き取り装置Ｃからなる。
【０２１６】
８．電子注入層形成工程（図示せず）
電子注入層形成工程は、供給部と、電子注入層形成部とを有している。供給部では、前工程で作製された可撓性透明基材が繰り出され電子注入層形成部へ供給される。電子注入層形成部では、電子輸送層上に電子注入層が形成される。電子注入層が形成された可撓性透明基材は、引き続き、電極形成工程へ送られる。
【０２１７】
９．電極形成工程（図示せず）
電極形成工程は、電極形成部で、電子輸送層形成部で形成された電子輸送層上に電極が形成される。
【０２１８】
１０．封止層形成工程
封止層形成工程の詳細は後述する。
【０２１９】
電極が形成された可撓性の可撓性透明基材は、引き続き、封止層形成工程に送られる。封止層形成工程は、アキュームレータ部と、封止層形成装置と、帯電防止手段とを有している。帯電防止手段は除電処理手段と同じ非接触式除電防止装置と接触式除電防止装置とを有している。電極形成工程で形成された電極の端部を除いて電極上に封止層形成装置により封止層が形成されることで、可撓性透明基材上に少なくとも一つの照明用（面発光）有機ＥＬ素子が作製される。
【０２２０】
回収工程では少なくとも一つの照明用（面発光）有機ＥＬ素子が形成された可撓性の可撓性透明基材（可撓性の可撓性透明基材Ｃとする）が巻き取り装置（不図示）により、封止層側を内側にして巻き取られ回収される。可撓性の可撓性透明基材Ｃが巻き芯に巻き取られロール状として回収されたロール状可撓性透明基材は、性能維持、ダークスポット（未発光部分）等を考慮し、酸素濃度１〜１００ｐｐｍ、水分濃度１〜１００ｐｐｍの環境下に保管することが好ましい。
【０２２１】
上記説明では、電子注入層形成工程、電極形成工程が蒸着装置の場合を示したが、電子注入層及び電極の形成方法については、蒸着法によらない形成方法も使用可能である。また、本図に示す封止層の代わりに、封止フィルムを貼着する方式であっても構わない。
【０２２２】
図６に示される製造プロセスで使用する正孔輸送層塗布液、及び発光層塗布液は、少なくとも１種の有機化合物材料と少なくとも１種の溶媒とを有し、塗布時のハジキ、塗布ムラ等を考慮し、表面張力が１５×１０−３〜５５×１０−３Ｎ／ｍであることが好ましい。
【０２２３】
図６に示される有機ＥＬ素子の構成層である正孔輸送層及び発光層を形成する工程は、正孔輸送層及び発光層の性能維持、異物付着に伴う故障欠陥の防止等を考慮し、露点温度−２０℃以下、かつＪＩＳＢ  ９９２０に準拠し、測定した清浄度がクラス３〜クラス５で、かつ、乾燥部を除き１０〜４５℃の大気圧条件下で形成されることが好ましい。
【０２２４】
〈封止基材接着工程と断裁工程〉
封止基材接着工程と断裁工程について図７を参照して詳細な説明をする。
【０２２５】
図７は、封止基材接着・断裁工程の一例を示す模式図である。当該製造プロセスにおいて、封止基材接着工程１４０は、接着剤層形成工程１４１、ラミネート工程１４２、硬化工程１４３を有する。
【０２２６】
ロール状に巻き取られた発光素子（有機ＥＬ構造体）及び保護膜が形成された基材は、オフラインの封止基材接着工程１４０及び断裁工程１５０に投入されて、封止基材層が形成され、熱硬化型接着剤が硬化した後、所定の大きさに断裁され、有機ＥＬ素子に形成される。
【０２２７】
封止基材接着工程１４０は、有機ＥＬ構造体及びバリア膜が形成された基材のロールを、再び基材を繰り出して、長尺の封止基材を基材に接着して有機ＥＬ構造体上に封止基材層１６を形成する工程である。有機ＥＬ構造体に封止基材層１６を形成することにより、有機ＥＬ構造体の有機発光層は封止基材により被覆され、空気中の水分や酸素により品質の劣化を招くことなく、高品質と高信頼性を維持できる。
【０２２８】
封止基材接着工程１４０は、概ね数万Ｐａから数十万Ｐａの大気圧環境である。ここにおいては、既に有機ＥＬ構造体上にスパッタによるバリア膜が成膜されており、水分や酸素を低減させた真空環境とする必要がない。
【０２２９】
接着剤層形成工程１４１は、有機ＥＬ構造体が形成された基材の選択された領域に接着剤を塗布し接着剤層１５を形成する工程である。接着剤層形成工程１４１では有機ＥＬ構造体の陽極及び陰極の引き出し部を除外した領域に接着剤層１５を形成する。
【０２３０】
ラミネート工程１４２は接着剤層を介して封止基材である封止フィルム１６Ａを基材１１にローラにより圧着して有機ＥＬ構造体上に封止基材層１６を形成する工程である。
【０２３１】
硬化工程１４３は接着剤を硬化させる工程である。
【０２３２】
また、断裁工程１５０は、封止基材が接着され封止基材層１６が形成された可撓性透明基材を所定の位置で断裁し、枚葉の有機ＥＬ素子を得る工程である。
【０２３３】
封止基材接着工程１４０にては、接着剤層１５は接着剤をスクリーン印刷法により基材１１の所定の範囲、すなわち、陽極及び陰極の引き出し部を除外した領域にのみ選択的に塗布することにより形成される。
【０２３４】
スクリーン印刷法はインキをスキージ（ヘラ）により版（ステンシル）に展延、摺擦し、版の開口部に張られたスクリーンの網目を通して媒体にインキを付着させて印刷する印刷方法であり、媒体の版の開口部に対向する位置範囲にのみインキを選択的に付着させることができる印刷方法である。本実施の形態では、スクリーン印刷法におけるインキを接着剤とし、媒体を有機ＥＬ構造体が形成された基材として、接着剤を基材の所定の範囲にのみ選択的に付着させることにより、基材の所定の範囲にのみ選択的に接着剤層を形成するものである。なお、以下の説明では、版をステンシルと称し、ステンシルにおける接着剤を透過させる部分を開口部、接着剤を透過させる部分をマスク部と称することにする。
【０２３５】
接着剤層形成工程１４１は非図示の移動手段により図示矢印方向に往復移動するスキージ１４１Ｂを有し、スキージ１４１Ｂはその先端部にて接着剤１４１Ａをステンシル１４１Ｃ面に展延、摺擦する。ステンシル１４１Ｃは開口に接着剤の透過が可能なスクリーンを張った開口部と、接着剤の透過が不可能なマスク部とを有し、スキージ１４１Ｂによりステンシル１４１Ｃ上に展延、摺擦された接着剤１４１Ａは、開口部のスクリーンを通過して、基材１１の開口部に対向する領域に塗布される。一方、マスク部は接着剤の通過が不可能なので、接着剤はマスク部に対向する領域には塗布されない。
【０２３６】
本発明により、特に、ロールツーロール方式により可撓性を有する基材上に発光素子（有機ＥＬ構造体）を形成する有機ＥＬ素子の製造方法において、基材の洗浄及び汚染除去、発光素子（有機ＥＬ構造体）の形成、発光素子（有機ＥＬ構造体）への保護膜の形成までをインラインで行える有機ＥＬ素子の製造方法を提供できる。本発明による製造方法では、基材への発光素子（有機ＥＬ構造体）の形成、保護膜の形成をインラインで行うので、水分や酸素による発光素子（有機ＥＬ構造体）への影響を回避でき、高品質と高信頼性の有機ＥＬ素子を製造できる。また、異なる条件の真空環境や大気圧環境にて実施される工程をロールツーロール方式のインラインで実施することが可能で、それぞれの工程をオフラインで実施する製造方法と比べると、工程が単純化し、作業効率の向上や工程停止時間の短縮が計れる。
【実施例】
【０２３７】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。【０２３８】
実施例１
《有機ＥＬ素子１の作製》
〔可撓性基材上にガスバリア層、電極層を形成する工程〕
予め、露点温度−６５℃、不活性ガス雰囲気下、圧力８０Ｐａで保管し、脱水処理・脱酸素処理を施した厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（帝人・デュポン社製フィルム、以下ＰＥＴと略記する）の両面に、膜厚５μｍのアクリル系クリアハードコート層を設けたフィルムの片面に、特開２００７−８３６４４号公報の実施例に記載されている方法により、ガスバリア層を形成した。即ち、同公報に記載の図３に示すロール電極型放電処理装置を用いた。【０２３９】
前記基材上に、以下に示す条件で密着層／セラミック層／密着層／セラミック層の順に形成し、ガスバリア層をＰＥＴフィルムの片面上に得た。各膜厚は、密着層が２００ｎｍ、セラミック層が２５ｎｍである。また製膜時の基材保持温度は１４０℃とした。【０２４０】
〈セラミック層〉
放電ガス：Ｎ２ガス
反応ガス１：酸素ガスを全ガスに対し５％
反応ガス２：ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を全ガスに対し０．１％
低周波側電源電力：８０ｋＨｚを１０Ｗ／ｃｍ２
高周波側電源電力：１３．５６ＭＨｚを１０Ｗ／ｃｍ２
〈密着層〉
放電ガス：Ｎ２ガス
反応ガス１：水素ガスを全ガスに対し１％
反応ガス２：ＴＥＯＳを全ガスに対し０．５％
低周波側電源電力：８０ｋＨｚを１０Ｗ／ｃｍ２
高周波側電源電力：１３．５６ＭＨｚを５Ｗ／ｃｍ２
次いで、ガスバリア層を形成したＰＥＴフィルム上に、ターゲット材料としてインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を用いて、同じく、真空槽中スパッタガスに酸素５体積％を含むアルゴンを用いて、ガス圧力を０．５Ｐａとし、連続的に搬送しながら、電極層として、ＩＴＯ膜１１０ｎｍをスパッタによりパターニング形成した。これを真空槽中でコアに巻き取った後、窒素気流下で常圧に戻し、大気（空気）にさらすことなく、常圧下の塗布工程へ移送した。【０２４１】
〔正孔輸送層、発光層、電子輸送層を形成する工程〕
塗布膜形成処理工程としての連続湿式製膜法としては、ダイコート方式、スクリーン印刷方式、フレキソ印刷方式、インクジェット方式、ワイヤーバー方式、キャップコート法、スプレー塗布法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、グラビアコート法等が使用可能である。これらの製膜法は有機層の材料に応じて適宜選択できる。本実施例ではダイコート方式を用い塗膜を形成した。【０２４２】
搬送される可撓性基材をバックアップロール上に密着搬送し、該バックアップロール上には塗膜形成のためのダイコーターが可撓性基材から一定間隙を設け設置される。なお、バックアップロールには適宜クリーニング装置が装着されていてもよい。【０２４３】
塗布液は、タンク内に調製された溶液をギアポンプ等の精密ポンプを介して送液量を制御しダイコーターへ送液される。送液された塗布液を、ろ過フィルターを介しマニホールド内に充填されチャンバー内を一定圧力に保ち、スリットを介し塗布ヘッドから幅手方向に均一に基材上へ塗布、製膜する。塗膜層の厚みは、基材の搬送速度と送液量及び溶液濃度により適宜調整される。なお、同時重層塗布をする際は同時供給可能なエクストルージョン塗布機やスライド塗布機が好適に使用される。【０２４４】
塗膜形成時の搬送速度ムラは塗布平均速度に対し平均速度に対し０．２以上１０％以下が好ましい。さらに好ましくは０．２％以上３％以下が好ましい。これにより、素子の長手方向での厚み精度が保たれ発光特性の均一化が図られる。【０２４５】
（正孔輸送層の形成）
正孔輸送層用塗布液として、ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製  Ｂｙｔｒｏｎ  Ｐ  ＡＩ  ４０８３）を純水で７０％で希釈した溶液を、第一の塗布室に設置されたダイコート機により乾燥後の膜厚が５０ｎｍになるように製膜を行い、正孔輸送層を設けた。塗布後は加熱した気流により溶媒を除去した。気流は、スリットノズル形式の噴出し口から製膜面に向け高さ１００ｍｍ、噴出し風速１ｍ／ｓ、噴出し風速幅手方向バラツキ５％であった。【０２４６】
乾燥温度は８０℃、乾燥炉の中での滞留時間は１０分間とした。乾燥炉は有機層の材料に応じて適宜数ゾーンにして温度条件の変更や風速の変更等を行うことも可能である。【０２４７】
（発光層の形成）
引き続き、第二の塗布室に設置されたダイコート機により、乾燥後の膜厚が１００ｎｍになるように正孔輸送層上に発光層を設けた。発光層用塗布液として、発光ホスト化合物として分子量１００００以下の低分子量のポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に、ドーパント化合物として分子量１００００以下の低分子量のＩｒ（ｐｐｙ）３を５質量％を１，２−ジクロロエタン中に溶解し１０質量％溶液を調製した。発光層の表面張力は０．０３２Ｎ／ｍであり、良好な塗膜が得られた。続いて、正孔輸送層と同様な乾燥炉を用い２５℃で５分間乾燥を行った。【０２４８】
（電子輸送層の形成）
次いで、第三の塗布室に設置されたダイコート機により、乾燥後の膜厚が４０ｎｍになるように発光層上に電子輸送層を設けた。電子輸送層用塗布液として、下記電子輸送剤ＥＴ−Ａを２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロパノール中に溶解し、０．７５質量％溶液を調製した。続いて、正孔輸送層と同様な乾燥炉を用い２５℃で５分間乾燥を行った。次いで、９８℃にて３０分間加熱を行った。加熱処理後は基材が室温と同じ温度になるまで冷却した後、ロール状に巻き取った。この常圧下の塗布工程は、窒素雰囲気中の水分濃度が１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下、酸素濃度が３０ｐｐｍ以下の雰囲気を維持した。【０２４９】
正孔輸送層、発光層、電子輸送層の塗布工程、乾燥工程中の温度は全て１００℃未満とし、搬送張力は全て１９６Ｎ／ｍ（２０ｋｇｆ／ｍ）とした。搬送張力は、搬送ロールの両側にロードセルの方式のセンサーを取付け測定した。センサーは、ミネベア（株）製のＣ２Ｇ１−２５Ｋ型を用いた。測定範囲は０〜２５０Ｎ／ｍの測定が可能なスペックである。ロール重さとフィルム搬送の抱き角から厳密に張力値を換算して校正したものの値を張力値とした。【０２５０】
（加熱工程）
電子輸送層まで設けた基板を、搬送張力２１０Ｎ／ｍで１３０℃、３０分加熱し、残存溶媒除去を行った。【０２５１】
【化７】
0005418505.tif 000008
【０２５２】
〔電子注入層、電極層を形成する工程〕
電子輸送層まで設けた基板を大気曝露せずに、減圧室を経由して、真空搬送室へ導入し、第一の薄膜形成室でフッ化リチウム（電子注入層）を０．３ｎｍ蒸着形成した。引き続き、第二の薄膜形成室で対電極層としてアルミニウムを蒸着により１２０ｎｍの厚さにパターニング形成した。【０２５３】
〔封止工程〕
上記電子注入層、電極層を形成フィルムを不活性ガス気流中（窒素雰囲気中、水分濃度が１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下、酸素濃度が３０ｐｐｍ以下）で、接着剤として熱硬化型エポキシ樹脂（ナガセケムテック（株）製  ＵＶレジンＸＮＲ５５１６）を所定の形状にスクリーン印刷を用いて塗布し、連続的に加圧ロールを用いた貼合・封止工程に送り、１４０℃において、４０μｍのアルミ箔と圧着し（貼合圧は０．２ＭＰａ）、接着した後、各素子様に断裁（カット）して、有機ＥＬ素子試料１を作製した。【０２５４】
《有機ＥＬ素子２〜８の作製》
有機ＥＬ素１の作製において、可撓性透明基材の種類、及び電子輸送層の塗布、乾燥後の加熱工程の温度と搬送張力を表１のように変更した以外は同様にして有機ＥＬ素子２〜８を作製した。なお、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の乾燥工程中の温度は全て１００℃未満とし、搬送張力は全て１９６Ｎ／ｍ（２０ｋｇｆ／ｍ）とした。【０２５５】
《有機ＥＬ素子の評価》
作製した有機ＥＬ素子について、下記方法で発光効率及び半減寿命を評価した。【０２５６】
（発光効率）
株式会社エーディーシー製、直流電圧・電流源／モニタＲ６２４３を用いて、有機ＥＬ素子を駆動させ、コニカミノルタセンシング株式会社製分光放射輝度計ＣＳ１０００を用いて輝度を測定し、電流当たりの発光輝度である電流効率（ｃｄ／Ａ）を求めた。発光効率は、有機ＥＬ素子１の電流効率を１００としたときの相対値で表す。【０２５７】
（半減寿命）
半減寿命は、各試料の素子を初期輝度が４０００ｃｄ／ｍ２となるように印加電圧を調整した後、発光効率（輝度）が初期から５０％低下するまでの時間を計測した。半減寿命は、有機ＥＬ素子試料１の半減寿命を１．０としたときの相対値で表す。【０２５８】
評価の結果を表１に示す。【０２５９】
【表１】
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【０２６０】
表１より明らかなように、本発明に係る有機ＥＬ素子２〜８は、比較例の有機ＥＬ素子１に比べ発光効率が高く、かつ半減寿命が長いことが分かる。特に、電子輸送層の塗布、乾燥後の加熱工程の搬送張力を５０Ｎ／ｍ以下とした本発明に係る有機ＥＬ素子４〜６、８は半減寿命が長いことが分かる。【０２６１】
実施例２
実施例１の有機ＥＬ素子４及び６の作製において、正孔注入層を形成した後、乾燥後の膜厚が１５０ｎｍになるように、正孔注入層上に下記発電層塗布液を１００℃未満で塗布、１５０℃で乾燥して発電層を設けた以外は、有機ＥＬ素子４及び６の作製と同様にして、それぞれ有機光電変換素子４及び６を作製した。発電層塗布液としては、クロロベンゼン６ｍｌに、数平均分子量４５０００のレジオレギュラーＰ３ＨＴ（ポリ−３−ヘキシルチオフェン）と、フラーレン誘導体ＰＣＢＭ（６，６−フェニル−Ｃ６１−ブチル酸メチルエステル）を質量比が１：１で、３質量％となるように溶解した溶液を用いた。【０２６２】
得られた有機光電変換素子４及び６について、ソーラシミュレーター（ＡＭ１．５Ｇ）の光を１００ｍＷ／ｃｍ２の強度で照射し続けたときの短絡電流密度Ｊｓｃを評価したところ、有機光電変換素子４及び６のいずれも、長時間に渡って高い安定性を示し、十分な耐光性を有することが明らかになった。本発明の製造方法では、有機ＥＬ素子と同様に、有機光電変換素子においても、量産レベルの工程において、製品の歩留まり、すなわち製造コストを低廉にすることができることが明らかになった。
【符号の説明】
【０２６３】
Ａ  可塑性透明基材
Ｂ  基材繰り出し装置
Ｃ  基材巻き取り装置
１０  回収工程
２０  有機ＥＬ素子
３０  有機ＥＬ構造体
４０  基材（可塑性透明基材）
５０  封止基材
１０１、３０１、５０１、７０１  ＥＰＣ
１０２、３０２、５０２  バックアップロール
１０３、３０３、５０３  塗布装置
１０４、３０４、５０４  塗布液供給ライン
１４０  封止基材接着−断裁工程
１４１Ｃ  ステンシル
１５０  断裁工程
１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ  断裁刃
２０１、４０１、６０１、７０３  乾燥風供給口
２０２、４０２、６０２、７０４  乾燥風排気口
２０３、４０３、６０３  搬送用ロール
７０２、７０５  サクションロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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