(57)【要約】【課題】輝度むらの低減を図ることが可能で、かつキャリアの注入性を向上させることが可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１０と、基板１０に設けられた第１電極２０と、第１電極２０に対向した第２電極４０と、第１電極２０と第２電極４０との間にあり発光層３２を含む機能層３０とを備える。第１電極２０及び第２電極４０の抵抗率が透明導電性酸化物よりも低い。第２電極４０は光の取り出し用の開口部を有する。開口部には、第２電極４０と機能層３０とに接するキャリア注入層３４と、第２電極４０とキャリア注入層３４とに接し、かつ光透過性を有する導電性層５０とが設けられる。機能層３０は、第２電極４０とキャリア注入層３４との両方が接する最表層として、第１電極２０から注入されたキャリアの発光層３２からの漏れを抑制するキャリアブロッキング層３３を含む。【選択図】図１
2014150080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の一表面側に設けられた第１電極と、前記基板の前記一表面側で前記第１電極に対向した第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間にあり発光層を含む機能層とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記第１電極及び前記第２電極それぞれの抵抗率が透明導電性酸化物の抵抗率よりも低く、前記第２電極が、前記機能層からの光の取り出し用の開口部を有し、前記開口部には、前記第２電極と前記機能層とに接するキャリア注入層と、前記第２電極と前記キャリア注入層とに接し、かつ光透過性を有する導電性層とが積層されて設けられ、前記機能層が、前記第２電極と前記キャリア注入層との両方が接する最表層として、前記第１電極から注入されたキャリアの前記発光層からの漏れを抑制するキャリアブロッキング層を含んで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２】
前記導電性層が、前記第２電極を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記開口部における前記導電性層の高さが、前記第２電極の高さよりも低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図６に示す構成の有機エレクトロルミネッセンス素子が提案されている（特許文献１）。この有機エレクトロルミネッセンス素子は、一方の電極（陰極）１０１が基板１０４の表面に積層され、電極１０１の表面上に電子注入・輸送層１０５を介して発光層１０３が積層され、発光層１０３上に、ホール注入・輸送層１０６を介して他方の電極（陽極）１０２が積層されている。また、この有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１０４の上記表面側に封止部材１０７を備えている。したがって、この有機エレクトロルミネッセンス素子では、発光層１０３で発光した光が、光透過性電極として形成される電極１０２、透明体で形成される封止部材１０７を通して放射されるようになっている。
【０００３】
反射性の電極１０１の材料としては、例えば、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｙ、Ｓｃ、Ａｇ、Ｉｎなどが挙げられている。また、光透過性電極である電極１０２の材料としては、例えば、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などが挙げられている。
【０００４】
ところで、有機エレクトロルミネッセンス素子を高輝度で点灯させるためには、より大きな電流を流す必要がある。しかしながら、有機エレクトロルミネッセンス素子は、一般的に、ＩＴＯ膜からなる陽極のシート抵抗が、金属膜、合金膜、金属化合物膜などからなる陰極のシート抵抗に比べて高いため、陽極での電位勾配が大きくなって、輝度の面内ばらつきが大きくなってしまう。
【０００５】
また、従来から、スパッタ法により形成されるＩＴＯ膜からなる電極を備えた構成の問題点を解決するエレクトロルミネセンス・ランプとして、ＩＴＯ膜からなる電極を用いずに構成されたエレクトロルミネセンス・ランプが提案されている（特許文献２）。特許文献２には、例えば、図７に示すように、第１の導電層２２０、エレクトロルミネセンス物質２３０、第２の導電層２４０及び基板２４５を備え、第１の導電層２２０が、矩形の開口２５０を有する矩形格子電極により構成されてなるエレクトロルミネセンス・ランプ２１０が提案されている。
【０００６】
ここで、特許文献２には、第１の導電層２２０及び第２の導電層２４０を、銀インク、炭素インクなどの導電性インクで形成することが好ましい旨が記載されている。また、特許文献２には、第１の導電層２２０、エレクトロルミネセンス物質２３０、第２の導電層２４０を、スクリーン印刷法やオフセット印刷法などにより形成することが記載されている。
【０００７】
なお、特許文献２には、均一な明るさのエレクトロルミネセンス・ランプ２１０が必要な場合は、ランプ表面にわたって開口２５０の密度を略一定とすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３３１６９４号公報
【特許文献２】特表２００２−５０２５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、図７に示した構成のエレクトロルミネセンス・ランプ２１０では、第１の導電層２２０が開口２５０を有しているので、第１の導電層２２０からエレクトロルミネセンス物質２３０へのキャリア注入性が低下してしまい、外部量子効率が低下してしまう。
【００１０】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、輝度むらの低減を図ることが可能で、かつキャリアの注入性を向上させることが可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板と、前記基板の一表面側に設けられた第１電極と、前記基板の前記一表面側で前記第１電極に対向した第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間にあり発光層を含む機能層とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記第１電極及び前記第２電極それぞれの抵抗率が透明導電性酸化物の抵抗率よりも低く、前記第２電極が、前記機能層からの光の取り出し用の開口部を有し、前記開口部には、前記第２電極と前記機能層とに接するキャリア注入層と、前記第２電極と前記キャリア注入層とに接し、かつ光透過性を有する導電性層とが積層されて設けられ、前記機能層が、前記第２電極と前記キャリア注入層との両方が接する最表層として、前記第１電極から注入されたキャリアの前記発光層からの漏れを抑制するキャリアブロッキング層を含んでいることを特徴とする。
【００１２】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記導電性層が、前記第２電極を覆っていることが好ましい。
【００１３】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記開口部における前記導電性層の高さが、前記第２電極の高さよりも低いことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子においては、輝度むらの低減を図ることが可能で、かつキャリアの注入性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の概略断面図である。
【図２】本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子における第２電極の概略平面図である。
【図３】本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の要部概略断面図である。
【図４】本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子における第２電極の他の構成例の概略平面図である。
【図５】本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子における第２電極の別の構成例の概略平面図である。
【図６】従来例の有機エレクトロルミネッセンス素子の概略断面図である。
【図７】従来例のエレクトロルミネセンス・ランプの透視上面及び断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子について図１〜図３に基づいて説明する。
【００１７】
有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１０と、基板１０の一表面側に設けられた第１電極２０と、基板１０の上記一表面側で第１電極２０に対向した第２電極４０と、第１電極２０と第２電極４０との間にあり発光層３２を含む機能層３０とを備えている。
【００１８】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１電極２０に第１引出し配線（図示せず）を介して電気的に接続された第１端子部（図示せず）と、第２電極４０に第２引出し配線４６を介して電気的に接続された第２端子部４７とを備えている。第１引出し配線、第１端子部、第２引出し配線４６及び第２端子部４７は、基板１０の上記一表面側に設けられている。また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２引出し配線４６と機能層３０、第１電極２０、第１引出し配線とを電気的に絶縁する絶縁膜６０が基板１０の上記一表面側に設けられている。この絶縁膜６０は、基板１０の上記一表面と第１電極２０の側面と機能層３０の側面と、機能層３０における第２電極４０側の表面の外周部とに跨って形成されている。
【００１９】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１電極２０及び第２電極４０それぞれの抵抗率を透明導電性酸化物（Transparent Conducting Oxide：ＴＣＯ）の抵抗率よりも低くしてある。透明導電性酸化物としては、例えば、ＩＴＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＩＺＯなどがある。
【００２０】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極４０が、機能層３０からの光の取り出し用の開口部４１（図２〜図８参照）を有している。
【００２１】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極４０の開口部４１に、キャリア注入層３４（以下、第２キャリア注入層３４といい、後述の第１キャリア注入層３１と区別する）と、導電性層５０とが積層されて設けられている。第２キャリア注入層３４は、第２電極４０と機能層３０とに接している。第２キャリア注入層３４の表面全体は平坦でもよいが、第２キャリア注入層３４と第２電極４０とが接している箇所において、第２キャリア注入層３４は、第２電極４０の側面上に形成されて盛り上がるように傾斜していてもよい。導電性層５０は、第２電極４０と第２キャリア注入層３４とに接し、かつ光透過性を有する。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極４０側から光を取り出すことが可能となる。要するに、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子として用いることが可能となる。
【００２２】
有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１０の上記一表面側に対向配置され透光性を有するカバー基板７０と、基板１０の周部とカバー基板７０の周部との間に介在する枠状（本実施形態では、矩形枠状）のフレーム部８０とを備えていることが好ましい。また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１０とカバー基板７０とフレーム部８０とで囲まれる空間に、第１電極２０、機能層３０、第２電極４０、導電性層５０などからなる素子部１を封止する透光性材料（例えば、透光性樹脂など）からなる封止部９０を備えていることが好ましい。
【００２３】
以下、有機エレクトロルミネッセンス素子の各構成要素について詳細に説明する。なお、図１〜図５において各構成要素は実際の寸法とは異なる。
【００２４】
基板１０は、平面視形状を矩形状としてある。ここで、基板１０の平面視形状は、矩形状に限らず、例えば、矩形状以外の多角形状、円形状などでもよい。
【００２５】
基板１０としては、ガラス基板を用いているが、これに限らず、例えば、プラスチック板や、金属板などを用いてもよい。ガラス基板の材料としては、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラスなどを採用することができる。また、プラスチック板の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネートなどを採用することができる。また、金属板の材料としては、例えば、アルミニウム、銅、ステンレス鋼などを採用することができる。プラスチック板を用いる場合は、プラスチック基板の表面にＳｉＯＮ膜、ＳｉＮ膜などが成膜されたものを用いることで、水分の透過を抑えることが好ましい。なお、基板１０は、リジッドなものでもよいし、フレキシブルなものでもよい。
【００２６】
基板１０としてガラス基板を用いる場合には、基板１０の上記一表面の凹凸が有機エレクトロルミネッセンス素子のリーク電流などの発生原因となることがある（有機エレクトロルミネッセンス素子の劣化原因となることがある）。このため、基板１０としてガラス基板を用いる場合には、上記一表面の表面粗さが小さくなるように高精度に研磨された素子形成用のガラス基板を用意することが好ましい。基板１０の上記一表面の表面粗さについては、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１（ＩＳＯ  ４２８７−１９９７）で規定されている算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下であることが好ましく、数ｎｍ以下であることが、より好ましい。これに対して、基板１０としてプラスチック板を用いる場合には、特に高精度な研磨を行わなくても、上記一表面の算術平均粗さＲａが数ｎｍ以下のものを低コストで得ることが可能である。
【００２７】
カバー基板７０としては、ガラス基板を用いているが、これに限らず、例えば、プラスチック板などを用いてもよい。ガラス基板の材料としては、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラスなどを採用することができる。また、プラスチック板の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネートなどを採用することができる。
【００２８】
本実施形態では、カバー基板７０として、平板状のものを用いているが、これに限らず、基板１０との対向面に、上述の素子部１を収納する収納凹所を形成したものを用い、上記対向面における収納凹所の周部を全周に亘って基板１０側と接合するようにしてもよい。この場合は、別部材のフレーム部８０を用いる必要がなくなるという利点がある。一方、平板状のカバー基板７０と枠状のフレーム部８０とを別部材により構成している場合には、カバー基板７０に要求される光学的な物性（光透過率、屈折率など）と、フレーム部８０に要求される物性（ガスバリア性など）との両方の要求を各別に満たす材料を採用することが可能になるという利点がある。
【００２９】
カバー基板７０における外面側（基板１０側とは反対の面側）には、発光層３２から放射された光の上記外面での反射を抑制する光取出し構造部（図示せず）を備えていることが好ましい。このような光取出し構造部としては、例えば、２次元周期構造を有した凹凸構造部が挙げられる。このような２次元周期構造の周期は、発光層３２で発光する光の波長が例えば３００〜８００ｎｍの範囲内にある場合、媒質内の波長をλ（真空中の波長を媒質の屈折率で除した値）とすれば、波長λの１／４〜１０倍の範囲で適宜設定することが望ましい。このような凹凸構造部は、例えば、カバー基板７０の上記外面側に、例えば、熱インプリント法（熱ナノインプリント法）、光インプリント法（光ナノインプリント法）などのインプリント法により、予め形成することが可能である。また、カバー基板７０の材料によっては、カバー基板７０を射出成形により形成するようにし、射出成形時に適宜の金型を用いて、カバー基板７０に凹凸構造部を直接形成することも可能である。また、凹凸構造部は、カバー基板７０とは別部材により構成することも可能であり、例えば、プリズムシート（例えば、株式会社きもと製のライトアップ（登録商標）ＧＭ３のような光拡散フィルムなど）により構成することができる。
【００３０】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、上述の光取出し構造部を備えることにより、発光層３２から放射されカバー基板７０の上記外面側まで到達した光の反射ロスを低減でき、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。
【００３１】
フレーム部８０と基板１０の上記一表面側とを接合する第１接合材料としては、エポキシ樹脂を用いているが、これに限らず、例えば、アクリル樹脂などを採用してもよい。第１接合材料として用いるエポキシ樹脂やアクリル樹脂は、例えば、紫外線硬化型のものでもよいし、熱硬化型のものでもよい。また、第１接合材料として、エポキシ樹脂にフィラー（例えば、シリカ、アルミナなど）を含有させたものを用いてもよい。ここで、フレーム部８０は、基板１０の上記一表面側に対して、フレーム部８０における基板１０側との対向面を全周に亘って気密的に接合してある。また、フレーム部８０とカバー基板７０とを接合する第２接合材料としては、エポキシ樹脂を用いているが、これに限らず、例えば、アクリル樹脂、フリットガラスなどを採用してもよい。第２接合材料として用いるエポキシ樹脂やアクリル樹脂は、例えば、紫外線硬化型のものでもよいし、熱硬化型のものでもよい。また、第２接合材料として、エポキシ樹脂にフィラー（例えば、シリカ、アルミナなど）を含有させたものを用いてもよい。ここで、フレーム部８０は、カバー基板７０に対して、フレーム部８０におけるカバー基板７０との対向面を全周に亘って気密的に接合してある。
【００３２】
絶縁膜６０の材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂などを用いることができる。
【００３３】
封止部９０の材料である透光性材料としては、例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの透光性樹脂を用いることができるが、機能層３０との屈折率差の小さな材料が、より好ましい。また、透光性材料は、透光性樹脂にガラスなどからなる光拡散材を混合したものを用いてもよい。また、透光性材料は、有機成分と無機成分とがｎｍレベルもしくは分子レベルで混合、結合した有機・無機ハイブリッド材料を用いてもよい。
【００３４】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、第１電極２０が陰極を構成し、第２電極４０が陽極を構成している。そして、機能層３０は、第１電極２０側から順に、第１キャリア注入層３１、発光層３２を備えている。さらに機能層３０は、第２電極４０と第２キャリア注入層３４との両方が接する最表層として、インターレイヤー３３（後述のキャリアブロッキング層３３）を含んでいる。ここで、第１電極２０から機能層３０へ注入する第１キャリアは電子であり、第２電極４０及び第２キャリア注入層３４から機能層３０へ注入する第２キャリアは正孔である。したがって、第１キャリア注入層３１は、電子注入層であり、開口部４１に設けられた第２キャリア注入層３４は、ホール注入層である。なお、第１電極２０が陽極を構成し、第２電極４０が陰極を構成する場合には、例えば、第１キャリア注入層３１としてホール注入層を、開口部４１に設けられた第２キャリア注入層３４として電子注入層を採用し、第１キャリア注入層３１と発光層３２との間にインターレイヤー３３を設ければよい。
【００３５】
上述の機能層３０の構造は、図１の例に限らず、例えば、第１キャリア注入層３１と発光層３２との間に第１キャリア輸送層として電子輸送層を設けたり、開口部４１に設けられた第２キャリア注入層３４とインターレイヤー３３との間に第２キャリア輸送層としてホール輸送層を設けたりした構造でもよい。また、機能層３０は、少なくとも発光層３２及びインターレイヤー３３を含んでいればよく（つまり、機能層３０は、発光層３２及びインターレイヤー３３のみでもよく）、発光層３２及びインターレイヤー３３以外の、第１キャリア注入層３１、第１キャリア輸送層、第２キャリア輸送層などは適宜設ければよい。発光層３２は、単層構造でも多層構造でもよい。例えば、所望の発光色が白色の場合には、発光層３２中に赤色、緑色、青色の３種類のドーパント色素をドーピングするようにしてもよいし、青色正孔輸送性発光層と緑色電子輸送性発光層と赤色電子輸送性発光層との積層構造を採用してもよいし、青色電子輸送性発光層と緑色電子輸送性発光層と赤色電子輸送性発光層との積層構造を採用してもよい。
【００３６】
発光層３２の材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体など、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、色素体、金属錯体系発光材料を高分子化したものなどや、アントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、トリス（５−フェニル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ−（ｐ−ターフェニル−４−イル）アミン、ピラン、キナクリドン、ルブレン、及びこれらの誘導体、あるいは、１−アリール−２，５−ジ（２−チエニル）ピロール誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、及びこれらの発光性化合物からなる基を分子の一部分に有する化合物などが挙げられる。また、上記化合物に代表される蛍光色素由来の化合物のみならず、いわゆる燐光発光材料、例えばイリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体、ユーロピウム錯体などの発光材料、又はそれらを分子内に有する化合物若しくは高分子も好適に用いることができる。これらの材料は、必要に応じて、適宜選択して用いることができる。発光層３２は、塗布法（例えば、スピンコート法、スプレーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法など）のような湿式プロセスによって成膜することが好ましい。ただし、発光層３２の成膜方法は、塗布法に限らず、例えば、真空蒸着法、転写法などの乾式プロセスによって発光層３２を成膜してもよい。
【００３７】
電子注入層の材料は、例えば、フッ化リチウムやフッ化マグネシウムなどの金属フッ化物、塩化ナトリウム、塩化マグネシウムなどに代表される金属塩化物などの金属ハロゲン化物や、チタン、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウムなどの酸化物、などを用いることができる。これらの材料の場合、電子注入層は、真空蒸着法により形成することができる。また、電子注入層の材料は、例えば、電子注入を促進させるドーパント（アルカリ金属など）を混合した有機半導体材料を用いることができる。このような材料の場合、電子注入層は、塗布法により形成することができる。
【００３８】
また、電子輸送層の材料は、電子輸送性を有する化合物の群から選定することができる。この種の化合物としては、Ａｌｑ３等の電子輸送性材料として知られる金属錯体や、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、テトラジン誘導体、オキサジアゾール誘導体などのヘテロ環を有する化合物などが挙げられるが、この限りではなく、一般に知られる任意の電子輸送材料を用いることが可能である。
【００３９】
ホール輸送層の材料としては、ＬＵＭＯ（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）準位が小さい低分子材料や高分子材料を用いることができる。例えば、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）や、ポリピリジン、ポリアニリンなどの側鎖や主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体などの芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、ホール輸送層の材料としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、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−ＴＮＡＴＡ、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）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）、スピロ−ＮＰＤ、スピロ−ＴＰＤ、スピロ−ＴＡＤ、ＴＮＢなどを用いることが可能である。
【００４０】
ホール注入層の材料としては、例えば、チオフェン、トリフェニルメタン、ヒドラゾリン、アミールアミン、ヒドラゾン、スチルベン、トリフェニルアミンなどを含む有機材料が挙げられる。具体的には、たとえば、ポリビニルカルバゾール、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）、ＴＰＤなどの芳香族アミン誘導体などで、これらの材料を単独で用いてもよいし、２種類以上の材料を組み合わせて用いてもよい。このようなホール注入層は、塗布法（スピンコート法、スプレーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法など）のような湿式プロセスによって成膜することができる。
【００４１】
インターレイヤー３３は、第１キャリア障壁（ここでは、電子障壁）としてのキャリアブロッキング機能（ここでは、電子ブロッキング機能）を有する。すなわち、キャリアブロッキング機能は、第１電極２０から注入されたキャリア（ここでは、電子であり、以下、第１キャリアといい、後述の第２キャリアと区別する）が発光層３２を通過して第２電極４０側へ漏れることを抑制する機能である。さらにインターレイヤー３３は、第２電極４０から注入された第２キャリア（ここでは、正孔）を発光層３２へ輸送する機能、発光層３２の励起状態の消光を抑制する機能などを有していることが好ましい。本実施形態では、インターレイヤー３３が、第１電極２０から注入された第１キャリアの発光層３２からの漏れを抑制するキャリアブロッキング層３３を構成しているので、輝度むらを低減することが可能となる。なお、第１電極２０が陰極、第２電極４０が陽極である場合、インターレイヤー３３は、第１電極２０から注入された電子の発光層３２からの漏れを抑制する電子ブロッキング層を構成することになる。逆に、第１電極２０が陽極、第２電極４０が陰極である場合、インターレイヤー３３は、陽極である第１電極２０から注入された正孔の発光層３２からの漏れを抑制するホールブロッキング層を構成することになる。
【００４２】
有機エレクトロルミネッセンス素子では、インターレイヤー３３を設けることにより、発光効率の向上及び長寿命化を図ることが可能となる。インターレイヤー３３の材料としては、例えば、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などを用いることができる。このようなインターレイヤー３３は、塗布法（スピンコート法、スプレーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法など）のような湿式プロセスによって成膜することができる。
【００４３】
また、陰極は、機能層３０中に第１電荷である電子（第１キャリア）を注入するための電極である。第１電極２０が陰極の場合、陰極の材料としては、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、ＬＵＭＯ（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）準位との差が大きくなりすぎないように仕事関数が１．９ｅＶ以上５ｅＶ以下のものを用いるのが好ましい。陰極の電極材料としては、例えば、アルミニウム、銀、マグネシウム、金、銅、クロム、モリブデン、パラジウム、錫など、及びこれらと他の金属との合金、例えばマグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金を例として挙げることができる。また、金属、金属酸化物など、及びこれらと他の金属との混合物、例えば、酸化アルミニウムからなる極薄膜（ここでは、トンネル注入により電子を流すことが可能な１ｎｍ以下の薄膜）とアルミニウムからなる薄膜との積層膜なども使用可能である。陰極を反射電極とする場合、陰極の材料としては、発光層３２から放射される光に対する反射率が高く、かつ抵抗率の低い金属が好ましく、アルミニウムや銀が好ましい。なお、第１電極２０が、機能層３０中に第２電荷であるホール（第２キャリア）を注入するための電極である陽極を構成する場合、第１電極２０の材料としては、仕事関数の大きい金属を用いることが好ましく、ＨＯＭＯ（Highest Occupied Molecular Orbital）準位との差が大きくなりすぎないように仕事関数が４ｅＶ以上６ｅＶ以下のものを用いるのが好ましい。
【００４４】
第２電極４０は、金属の粉末と有機バインダとを含む電極からなる。この種の金属としては、例えば、銀、金、銅などを採用することができる。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極４０が、導電性透明酸化物により形成された薄膜の場合に比べて、第２電極４０の抵抗率及びシート抵抗を小さくすることが可能となり、第２電極４０の低抵抗化により輝度むらを低減することが可能となる。なお、第２電極４０の導電性材料としては、金属の代わりに、合金や、カーボンブラックなどを用いることも可能である。
【００４５】
第２電極４０は、例えば、金属の粉末に有機バインダ及び有機溶剤を混合させたペースト（印刷インク）を、例えばスクリーン印刷法、グラビア印刷法などにより印刷して形成することができる。有機バインダとしては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン、ポリアクリルニトリル、ポリビニルアセタール、ポリアミド、ポリイミド、ジアクリルフタレート樹脂、セルロース系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、その他の熱可塑性樹脂や、これらの樹脂を構成する単量体の２種以上の共重合体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４６】
なお、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、第１電極２０の膜厚を８０〜２００ｎｍ、第１キャリア注入層３１の膜厚を５〜５０ｎｍ、発光層３２の膜厚を６０〜１００ｎｍ、インターレイヤー３３の膜厚を１５ｎｍ、第２キャリア注入層３４の膜厚を１０〜１００ｎｍにそれぞれ設定してあるが、これらの数値は一例であって、特に限定するものではない。
【００４７】
第２電極４０は、図１及び図２に示すように、格子状（網状）に形成されており、複数（図２に示した例では３６個）の開口部４１を有している。ここで、図２に示した第２電極４０は、各開口部４１の各々の形状が正方形状である。要するに、図２に示した第２電極４０は、正方格子状に形成されている。
【００４８】
第２電極４０は、第２電極４０を構成している正方格子状の電極パターン４０ａの寸法に関して、例えば、線幅Ｌ１（図３参照）を１μｍ〜１００μｍ、高さＨ１（図３参照）を５０ｎｍ〜１００μｍ、ピッチＰ１（図３参照）を１００μｍ〜２０００μｍとすればよい。ただし、第２電極４０の電極パターン４０ａの線幅Ｌ１、高さＨ１及びピッチＰ１それぞれの数値範囲は、特に限定するものではなく、素子部１の平面サイズに基づいて適宜設定すればよい。ここにおいて、第２電極４０の電極パターン４０ａの線幅Ｌ１については、発光層３２で発光する光の利用効率の観点からは狭い方が好ましく、第２電極４０の低抵抗化によって輝度むらを低減するという観点からは広い方が好ましいので、有機エレクトロルミネッセンス素子の平面サイズなどに基づいて適宜設定することが好ましい。また、第２電極４０の高さＨ１については、第２電極４０の低抵抗化の観点、第２電極４０をスクリーン印刷法などの塗布法により形成する際の第２電極４０の材料の使用効率（材料使用効率）の観点、機能層３０から放射される光の放射角の観点などから、１００ｎｍ以上１０μｍ以下が、より好ましい。
【００４９】
また、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、第２電極４０における各開口部４１を、図１及び図３に示したように、機能層３０から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる開口形状としてある。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子は、機能層３０から放射される光の広がり角を大きくすることが可能になり、輝度むらを、より低減することが可能となる。また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極４０での反射損失や吸収損失を低減することが可能となり、外部量子効率のより一層の向上を図ることが可能となる。
【００５０】
第２電極４０を格子状の形状とする場合、各開口部４１の各々の形状は正方形状に限らず、例えば、長方形状や正三角形状や正六角形状の形状としてもよい。
【００５１】
第２電極４０は、各開口部４１の各々の形状が正三角形状の場合、三角格子状の形状となり、各開口部４１の各々の形状が正六角形状の場合、六角格子状の形状となる。なお、第２電極４０は、格子状の形状に限らず、例えば、櫛形状の形状でもよいし、２つの櫛形状の電極パターンにより構成してもよい。また、第２電極４０は、開口部４１の数も特に限定するものではなく、複数に限らず、１つでもよい。例えば、第２電極４０を櫛形状の形状としたり、２つの櫛形状の電極パターンにより構成した場合などは、開口部４１の数を１つとすることが可能である。
【００５２】
また、第２電極４０は、例えば、図４に示すような平面形状としてもよい。すなわち、第２電極４０は、平面視において、電極パターン４０ａにおける直線状の細線部４４の線幅を一定として、第２電極４０における周部から中心部に近づくにつれて隣り合う細線部４４間の間隔が狭くなり開口部４１の開口面積が小さくなる形状としてもよい。有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極４０の平面形状を図４のような平面形状とすることにより、図２のような平面形状とした場合に比べて、第２電極４０において第２端子部４７（図１参照）からの距離が周部よりも遠い中央部での発光効率を向上させることが可能となり、外部量子効率の向上を図ることが可能となる。また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極４０の平面形状を図４のような形状とすることにより、図２のような平面形状とした場合に比べて、機能層３０のうち第１端子部及び第２端子部４７からの距離が近い周部での電流集中を抑制することが可能となるから、長寿命化を図ることが可能となる。
【００５３】
また、第２電極４０は、例えば、図５に示すような平面形状としてもよい。すなわち、第２電極４０は、平面視において、第２電極４０における最外周にある４つの第１細線部４２の線幅と、図５において左右方向の中央にある１つの第２細線部４３の線幅とを、第１細線部４２と第２細線部４３との間にある細線部（第３細線部）４４よりも幅広としてある。有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極４０を図５のような平面形状とすることにより、図２のような平面形状の場合に比べて、第２電極４０において第２端子部４７（図１参照）からの距離が周部よりも遠い中央部での発光効率を向上させることが可能となり、外部量子効率の向上を図ることが可能となる。なお、第２電極４０は、図５のような平面形状とする場合、相対的に線幅の広い第１細線部４２及び第２細線部４３の高さを第３細線部４４の高さよりも高くすることにより、第１細線部４２及び第２細線部４３それぞれの、より一層の低抵抗化を図ることが可能となる。
【００５４】
また、導電性層５０は、導電性ナノ構造体と透明媒体とを含む透明導電膜、あるいは、機能層３０からの光を透過可能な厚みの金属薄膜、のいずれかにより構成することが好ましい。この導電性層５０は、第２キャリア注入層３４と共に、第２電極４０から機能層３０への第２キャリアの注入経路としての機能を有している。第２キャリアは、第２電極４０が陽極の場合、正孔であり、第２電極４０が陰極の場合、電子である。ここで、導電性層５０も第２キャリア注入層３４もない場合や、導電性層５０及び第２キャリア注入層３４の代わりに開口部４１が電気絶縁性の封止部９０の一部により埋め込まれている場合には、第２電極４０から機能層３０への第２キャリアの注入は、第２電極４０と機能層３０（インターレイヤー３３）との接している界面のみを通して行われるものと推測される。これに対して、導電性層５０及び第２キャリア注入層３４を設けた場合には、第２電極４０から機能層３０への第２キャリアの注入は、第２電極４０と機能層３０（インターレイヤー３３）との接している界面だけでなく、第２電極４０と導電性層５０及び第２キャリア注入層３４との界面、導電性層５０と第２キャリア注入層３４との界面、第２キャリア注入層３４と機能層３０（インターレイアー３３）との界面を通して行われることとなる。このように、効率良く第２キャリア（正孔又は電子）を各開口部４１の周部から中央部に向かわせ、インターレイヤー３３を介して発光層３２へ注入し、第２電極４０の直下に比べて開口部４１の直下を優先的に発光させることが可能となり、結果的に外部量子効率の向上を図ることが可能となる。ここで、導電性層５０及び第２キャリア注入層３４の抵抗率が低いほど、第２電極４０から横方向への通電性が向上し、発光層３２に流れる電流の面内ばらつきを低減することが可能となり、輝度むらを低減することが可能となる。
【００５５】
導電性ナノ構造体としては、導電性ナノ粒子や、導電性ナノワイヤなどを用いることができる。なお、導電性ナノ粒子の粒子径は１〜１００ｎｍであることが好ましい。また、導電性ナノワイヤの直径は１〜１００ｎｍであることが好ましい。
【００５６】
導電性ナノ構造体の材料としては、例えば、銀、金、ＩＴＯ、ＩＺＯなどを採用することができる。透明媒体であるバインダとしては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン、ポリアクリルニトリル、ポリビニルアセタール、ポリアミド、ポリイミド、ジアクリルフタレート樹脂、セルロース系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、その他の熱可塑性樹脂や、これらの樹脂を構成する単量体の２種以上の共重合体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。ただし、バインダとしては、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアセチレン、ポリカルバゾールなどの導電性高分子を用いることが好ましい。これらは単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。導電性層５０は、バインダとして導電性高分子を採用することによって、導電性をより向上させることが可能となる。また、バインダとしては、導電性を高めるために、例えば、スルホン酸、ルイス酸、プロトン酸、アルカリ金属、アルカリ土類金属などのドーパントをドーピングしたものを採用してもよい。
【００５７】
また、導電性層５０を上述のように金属薄膜により構成する場合、金属薄膜の材料としては、例えば、銀、金などを採用することができる。この種の金属薄膜の厚みは、３０ｎｍ以下であればよいが、光透過性の観点からは２０ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以下がより好ましい。ただし、厚みが薄くなりすぎると、第２電極４０から導電性層５０を通る経路での機能層３０へ第２キャリアの注入性を向上させる効果が低くなる。
【００５８】
以上説明した本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、第１電極２０及び第２電極４０それぞれの抵抗率が透明導電性酸化物の抵抗率よりも低い。また第２電極４０が、機能層３０からの光の取り出し用の開口部４１を有し、開口部４１には、第２電極４０と機能層３０とに接する第２キャリア注入層３４と、第２電極４０と第２キャリア注入層３４とに接し、かつ光透過性を有する導電性層５０が設けられている。よって、輝度むらの低減を図ることが可能で、かつキャリア（第２キャリア）の注入性を向上させることが可能となる。
【００５９】
この有機エレクトロルミネッセンス素子においては、導電性層５０が、第２電極４０を覆っていることが好ましい。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子では、第２電極４０から機能層３０へのキャリアの注入性をより向上させることが可能となる。
【００６０】
また、この有機エレクトロルミネッセンス素子においては、第２電極４０の開口部４１における導電性層５０の高さが、第２電極４０の高さＨ１よりも低いことが好ましい。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子では、導電性層５０内での光損失を低減することが可能となり、外部量子効率の向上を図ることが可能となる。
【００６１】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、例えば、照明用の有機エレクトロルミネッセンス素子として好適に用いることができるが、照明用に限らず、他の用途に用いることも可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  基板
２０  第１電極
３０  機能層
３２  発光層
３３  インターレイヤー（キャリアブロッキング層）
３４  キャリア注入層（第２キャリア注入層）
４０  第２電極
４１  開口部
５０  導電性層
【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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