(57)【要約】本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、透光性を有する基材、第一の電極、有機発光層、及び第二の電極を備える。前記第一の電極が塗布型の導電性膜からなる。有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記基材と前記第一の電極との間に介在すると共に前記第一の電極に接する光散乱層を更に備える。前記光散乱層が有機材料から形成され、前記光散乱層の前記第一の電極と接触する面に複数の凹部が形成されている。
2014041795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する基材、第一の電極、有機発光層、及び第二の電極を備え、前記要素が前記の順番に積層している有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記第一の電極が、導電性粒子を含有する導電性膜からなり、
前記基材と前記第一の電極との間に介在すると共に前記第一の電極に接する光散乱層を更に備え、
前記光散乱層の前記第一の電極と接触する面に複数の凹部が形成されている有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記凹部の深さが０．３〜３．０μｍの範囲であり、前記凹部の平均幅が０．３〜３．０μｍの範囲である請求項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】
前記第一の電極の前記光散乱層とは反対側の面が凹凸を有する請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記第一の電極と前記有機発光層との間に介在し且つ前記第一の電極に接する導電層を更に備え、前記導電層のシート抵抗が、前記第一の電極のシート抵抗以下である請求項１乃至３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。
【請求項５】
前記第一の電極が、導電性無機酸化物、金属ナノ物質、及び導電性高分子から選択される少なくとも一種の成分を含有し、
前記導電層が導電性の無機酸化物を含有する請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記第一の電極と前記導電層とが、共通の物質を含有する請求項４又は５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
請求項１乃至６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照明器具。
【請求項８】
透光性を有する基材、第一の電極、有機発光層、及び第二の電極を備え、前記要素が前記の順番に積層し、前記基材と前記第一の電極との間に介在すると共に前記第一の電極に接する光散乱層を更に備える有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法であって、紫外線硬化性を有する樹脂組成物を膜状に成形し、続いて前記樹脂組成物に型押しすることで前記樹脂組成物に複数の凹部を形成し、続いて前記樹脂組成物に紫外線を照射することで硬化させることにより、前記光散乱層を形成する工程、及び
前記光散乱層における前記凹部が形成されている面上に、導電性材料を塗布してから硬化させることで、前記第一の電極を形成する工程を含む有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項９】
前記第一の電極上に蒸着法により導電層を形成する工程を更に含み、
前記導電層のシート抵抗が、前記第一の電極のシート抵抗以下である請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１０】
前記導電層を誘電加熱方式により加熱する工程を更に含む請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１１】
前記導電層をスパッタリングにより形成する請求項９又は１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１２】
前記導電性材料が、導電性粒子を含有する請求項８乃至１１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の製造方法。
【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、照明器具及び有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機発光ダイオード）の光取り出し効率を向上するため、有機エレクトロルミネッセンス素子に散乱層を設けることがおこなわれている。【０００３】
例えば特許文献１では、基板、第１電極、有機発光層を含む有機層、及び第２電極が積層されてなる有機エレクトロルミネッセンス素子において、基板上に、基板の屈折率よりも小さな屈折率を有する樹脂からなる微細凹凸構造を形成し、この微細凹凸構造の上に、高屈折率の樹脂からなる透明層を形成し、この透明層の上に第１電極をスパッタ法等により形成することが、開示されている。この場合、微細凹凸構造と透明層との間に凹凸状の界面が形成されることで、有機発光層から発せられる光が散乱し、これにより光の取り出し効率が向上する。【０００４】
しかし、特許文献１に記載の技術では、微細凹凸構造を形成する工程と透明層を形成する工程とが必要となり、このため、有機エレクトロルミネッセンス素子の構造の複雑化と製造工程の煩雑化とを招いてしまう。【０００５】
また、微細凹凸構造と透明層は樹脂から形成されるため、耐熱温度が低い。このため、透明層上にスパッタ法等の蒸着法によって第１電極を形成する場合には、蒸着温度を低くせざるを得なかった。このため、第１電極の抵抗率が高くなり、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧が上昇し、消費電力が増大してしまうという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−４８９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光取り出し効率を向上することができ、構造の簡便化が可能であり、且つ消費電力を低減することができる有機エレクトロルミネッセンス素子、この有機エレクトロルミネッセンス素子を備える照明器具、及びこの有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、透光性を有する基材、第一の電極、有機発光層、及び第二の電極を備え、前記要素が前記の順番に積層している有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記第一の電極が、導電性粒子を含有する導電性膜からなり、
前記基材と前記第一の電極との間に介在すると共に前記第一の電極に接する光散乱層を更に備え、
前記光散乱層の前記第一の電極と接触する面に複数の凹部が形成されている。【０００９】
第２の態様では、第１の態様において、前記凹部の深さが０．３〜３μｍの範囲であり、前記凹部の平均幅が、０．３〜３μｍの範囲である。【００１０】
第３の態様では、第１又は第２の態様において、前記第一の電極の前記光散乱層とは反対側の面が凹凸を有する。【００１１】
第４の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１乃至第３のいずれか一の態様において、前記第一の電極と前記有機発光層との間に介在し且つ前記第一の電極に接する導電層を更に備え、前記導電層のシート抵抗が、前記第一の電極のシート抵抗以下である。【００１２】
第５の態様では、第１乃至第４のいずれか一の態様において、前記第一の電極が、導電性無機酸化物、金属ナノ物質、及び導電性高分子から選択される少なくとも一種の成分を含有し、
前記導電層が導電性の無機酸化物を含有する。【００１３】
第６の態様では、第４又は第５の態様において、前記第一の電極と前記導電層とが、共通の物質を含有する。【００１４】
第７の態様に係る照明器具は、第１乃至第６のいずれか一の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を備える。【００１５】
第８の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、透光性を有する基材、第一の電極、有機発光層、及び第二の電極を備え、前記要素が前記の順番に積層し、前記基材と前記第一の電極との間に介在すると共に前記第一の電極に接する光散乱層を更に備える有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法であって、
紫外線硬化性を有する樹脂組成物を膜状に成形し、続いて前記樹脂組成物に型押しすることで前記樹脂組成物に複数の凹部を形成し、続いて前記樹脂組成物に紫外線を照射することで硬化させることにより、前記光散乱層を形成する工程、及び
前記光散乱層における前記凹部が形成されている面上に、導電性材料を塗布してから硬化させることで、前記第一の電極を形成する工程を含む。【００１６】
第９の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、前記第一の電極上に蒸着法により導電層を形成する工程を更に含み、
前記導電層のシート抵抗が、前記第一の電極のシート抵抗以下である。【００１７】
第１０の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、第９の態様において、前記導電層を誘電加熱方式により加熱する工程を更に含む。【００１８】
第１１の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法では、第９又は第１０の態様において、前記導電層をスパッタリングにより形成する。【００１９】
第１２の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、第８乃至第１１のいずれか一の態様において、前記導電性材料が、導電性粒子を含有する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、基材と第一の電極との間に光散乱層を介在させるという簡易な構成によって、有機エレクトロルミネッセンス素子の光取り出し効率を向上することができ、その構造の簡便化が可能であり、且つその消費電力を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】本発明の第一の実施形態による有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する工程を示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明の第一の実施形態による有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する工程を示す断面図である。
【図１Ｃ】本発明の第一の実施形態による有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する工程を示す断面図である。
【図１Ｄ】本発明の第一の実施形態による有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する工程を示す断面図である。
【図１Ｅ】本発明の第一の実施形態による有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する工程を示す断面図である。
【図２Ａ】本発明の第二の実施形態による有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する工程を示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明の第二の実施形態による有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する工程を示す断面図である。
【図２Ｃ】本発明の第二の実施形態による有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する工程を示す断面図である。
【図３】有機エレクトロルミネッセンス素子を備える照明器具を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
第一の実施形態による有機エレクトロルミネッセンス素子１（有機発光ダイオード）の構造を、図１Ｅに概略的に示す。この有機エレクトロルミネッセンス素子１は、透光性を有する基材２、第一の電極４、有機発光層５、及び第二の電極６を備え、且つこれらの要素が前記の順番に積層している構造を有する。更に、基材２と第一の電極４との間には、光散乱層３が介在している。光散乱層３は、第一の電極４に接している。すなわち、本実施形態では、基材２、光散乱層３、第一の電極４、有機発光層５、及び第二の電極６が、この順番に積層している。基材２と光散乱層３、第一の電極４と有機発光層５、並びに有機発光層５と第二の電極６は、必ずしも直接接触していなくてもよいが、光散乱層３と第一の電極４とは直接接触している。
【００２３】
第一の電極４は、主として導電性粒子を含有する。第一の電極４は、塗布型の導電性膜からなることが好ましい。更に、光散乱層３は、有機材料から形成されることが好ましい。光散乱層３の第一の電極４と接触する面には、複数の凹部７が形成されている。
【００２４】
第一の電極４が導電性粒子を含有すると、導電性粒子間が導通されることで、第一の電極４の電極としての機能が発現する。
【００２５】
本実施形態による有機エレクトロルミネッセンス素子１が上記構成を備えるため、光散乱層３と第一の電極４との間に、凹凸状の異相界面が形成される。このため、有機発光層５から発せられた光が基材２を透過して外部へ出射する場合、光散乱層３と第一の電極４との界面で光が散乱されやすくなる。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子１からの光の取り出し効率が向上する。また、有機エレクトロルミネッセンス素子１から出射される光が散乱されるため、有機エレクトロルミネッセンス素子１から正面方向（有機エレクトロルミネッセンス素子１を構成する要素が積層する方向）に出射する光の発光色と、正面方向に対して傾斜する方向に出射する光の発光色との間に、色度の差異が生じにくくなる。このため、有機エレクトロルミネッセンス素子１に対する観察者の視点の位置が変化しても、観察者が発光色の変化を認識しにくくなる。換言すれば、有機エレクトロルミネッセンス素子１の視野角が広くなる。
【００２６】
このように、本実施形態では、基材２と第一の電極４との間に光散乱層３を介在させるという簡易な構成によって、有機エレクトロルミネッセンス素子１からの光の取り出し効率を向上させることができる。
【００２７】
また、光散乱層３が有機材料から形成されると、複数の凹部７を有する複雑な形状の光散乱層３が、容易に形成される。
【００２８】
更に、第一の電極４が塗布型の導電性膜からなると、第一の電極４がスパッタ法等の蒸着法によって形成される場合のような制約がなくなる。すなわち、有機材料から形成される光散乱層３の上に蒸着法によって第一の電極４が形成される場合には、光散乱層３の損傷を抑制するために蒸着温度を低くせざるを得ず、そのため第一の電極４のシート抵抗が高くなって有機エレクトロルミネッセンス素子１の消費電力が増大してしまうのに対し、塗布型の導電性膜を形成する場合にはそのような制約がなくなる。このため、有機エレクトロルミネッセンス素子１の消費電力を抑制することができる。
【００２９】
以下、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子１の構成の詳細、並びにその製造方法について説明する。
【００３０】
基材２は、透光性を有するのであれば、無色であっても、着色されていてもよい。また基材２は、透明であっても半透明であってもよい。基材２の材質としては、制限的ではないが、ソーダライムガラス、無アルカリガラスなどのガラス、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂などのプラスチックなどが、挙げられる。基材２の形状はフィルム状でも板状でもよい。
【００３１】
光散乱層３は、例えば適宜の樹脂組成物から形成される。特に光散乱層３が、紫外線硬化性の樹脂組成物から形成されることが好ましい。紫外線硬化性の樹脂組成物は、アクリレート系の官能基を有する樹脂を含むことが好ましい。このような樹脂としては、公知の適宜の樹脂を使用することができる。また、紫外線硬化性樹脂組成物は、光重合開始剤を更に含有することが好ましい。
【００３２】
尚、光散乱層３は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂から形成されてもよい。
【００３３】
光散乱層３を形成するにあたっては、例えばまず基材２上に樹脂組成物８を塗布することで、図１Ａに示されるように、樹脂組成物８からなる未硬化状態の塗膜を形成する。この場合の塗布方法は、例えばスピンコート、スクリーン印刷、ディップコート、ダイコート、キャスト、スプレーコート、及びグラビアコートから選択される。これにより、樹脂組成物８が膜状に成形され、未硬化状態の塗膜が形成される。
【００３４】
次に、図１Ｂに示されるように、樹脂組成物８からなる未硬化状態の塗膜に、型押しにより複数の凹部７を形成する。型押しにあたっては、例えば、いわゆるナノインプリントを採用することができる。特に、型押しにあたって、石英等の透明な材質から形成されている型９が用いられることが好ましい。型９には、光散乱層３に形成される複数の凹部７に対応する複数の凸部１１が形成されている。この型９を、未硬化状態の塗膜に押し付け、この状態で塗膜に紫外線を照射することによって塗膜を硬化させることで、光散乱層３を形成することができる。この光散乱層３には、型９の形状が転写されることによって、複数の凹部７が形成される。
【００３５】
未硬化状態の塗膜に紫外線を照射するにあたっては、透明な基材２を介して塗膜に紫外線を照射することができる。これにより、塗膜の全体に亘って紫外線を容易に照射することができる。尚、型９が透明な材質から形成されている場合には、型９を介して塗膜に紫外線を照射してもよい。この場合も、塗膜の全体に亘って紫外線を容易に照射することができる。また、未硬化状態の塗膜に型押しを行うと塗膜が流動してしまって塗膜の凹凸形状の制御が難しくなる場合には、塗膜を加熱して仮硬化（半硬化）させるなどして塗膜の流動性を低減してから、この塗膜に型押し行い、続いて紫外線により塗膜を硬化させてもよい。
【００３６】
尚、複数の凹部７が形成されている光散乱層３を作製する方法は、上記に限定されない。例えば、光散乱層３は、ポリイミド、ポリアミドイミド、エポキシ、ポリウレタン等の熱硬化性樹脂を含有する樹脂組成物から形成されてもよい。この場合、例えば基材２上に樹脂組成物を塗布することで、未硬化状態の塗膜を形成し、この塗膜に、インプリント等によって複数の凹部７を形成し、続いて塗膜を熱硬化させることで、光散乱層３を形成することができる。また、光散乱層３に凹部７を形成するためには、例えば光、電子線等を利用するリソグラフィが採用されてもよい。
【００３７】
光散乱層３における凹部７の寸法は、光散乱層３による光の散乱性能を考慮して適宜設定される。光散乱層３による光の散乱性能が特に向上するためには、凹部７の寸法が次のように設定されることが好ましい。
【００３８】
凹部７の深さは、０．３〜３μｍの範囲であることが好ましい。
【００３９】
また、複数の凹部７の幅は、全て同じでもよく、互いに異なっていてもよい。複数の凹部７の幅が互いに異なっている場合、光散乱層３による光の散乱作用がより向上し、素子の輝度が向上する効果が得られる。複数の凹部７の各々の幅は、０．３〜３．０μｍの範囲であることが好ましい。また、凹部７の平均幅は、０．２〜１．２μｍの範囲であることが好ましい。尚、凹部７の幅とは、平面視に現れる凹部７の輪郭上の任意の二つの点同士を線分で結ぶ場合の、線分の最大長さのことをいう。平面視とは、光散乱層３における凹部７が形成されている面を、この光散乱層３と基材２とが積層する方向に見ることをいう。
【００４０】
また、凹部７の間隔は、全て同じでもよく、互いに異なっていてもよい。凹部７の間隔が互いに異なっている場合、光散乱層３による光の散乱作用が、より向上する。凹部７の間隔は、０．２〜２．０μｍの範囲であることが好ましい。また、凹部７の平均間隔は０．３〜１．０μｍの範囲であることが好ましい。尚、凹部７の間隔とは、平面視において、隣合う凹部７間の最短距離のことをいう。
【００４１】
また、平面視における、光散乱層３における凹部７が占める面積の割合は、５０〜９０％の範囲であることが好ましい。
【００４２】
また、光散乱層３の厚みは、特に制限されないが、光散乱層３の最も厚い部分の厚みは２．０〜５．０μｍの範囲であることが好ましく、最も薄い部分の厚みは、０．５〜２．０μｍの範囲であることが好ましい。
【００４３】
光散乱層３を形成した後、図１Ｄに示されるように、光散乱層３上に第一の電極４を形成する。第一の電極４は、本実施形態では陽極として機能する。有機エレクトロルミネッセンス素子１における陽極は、有機発光層５中にホールを注入するための電極である。
【００４４】
第一の電極４は、塗布型の導電性膜からなることが好ましい。塗布型の導電性膜とは、流動性を有する導電性材料を塗布成膜することで形成される導電性膜である。
【００４５】
本実施形態では、導電性材料が、導電性粒子を含有することが好ましい。その場合、導電性粒子を含有する第一の電極４が得られる。導電性粒子の形状は特に制限されず、粒子状であっても繊維状であってもよい。
【００４６】
導電性材料は、特に制限されないが、導電性無機酸化物、金属ナノ物質、及び導電性高分子から選択される少なくとも一種の成分を含有することが好ましい。すなわち、第一の電極４が、導電性無機酸化物、金属ナノ物質、及び導電性高分子から選択される少なくとも一種の成分を含有することが好ましい。
【００４７】
特に、導電性材料が導電性粒子を含有し、且つこの導電性粒子が、導電性無機酸化物、金属ナノ物質、及び導電性高分子から選択される少なくとも一種の成分を含有することが好ましい。
【００４８】
導電性無機酸化物を含有する第一の電極４を形成する場合、導電性無機酸化物は、例えばＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＩＺＯ（インジウム−亜鉛酸化物）及びＡＺＯ（アルミニウム添加酸化亜鉛）から選択される一種以上を含有することができる。導電性無機酸化物は、粒子状であることが好ましい。導電性無機酸化物の平均粒径は、１０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲であることが好ましい。尚、この平均粒径は、レーザ回折散乱法により測定される。
【００４９】
導電性無機酸化物を含有する第一の電極４を形成する場合、例えばまず導電性無機酸化物と、バインダ樹脂とを、適宜の溶剤に分散させることで、導電性材料を調製する。バインダ樹脂としては、例えば変性アクリル樹脂を使用することができる。変性アクリル樹脂としては、ウレタン変性アクリル樹脂、ポリエステル変性アクリル樹脂、ポリカーボネート変性アクリル樹脂、ポリエーテル変性アクリル樹脂、フッ素変性アクリル樹脂等が、挙げられる。溶剤としては、例えばアルコールを使用することができる。この導電性材料を光散乱層３上に塗布してから、この導電性材料を加熱することで溶剤及びバインダ樹脂を揮散させることで、第一の電極４を形成することができる。塗布方法としては、ロールコート法、スピンコート法、ディップコート法などの適宜の方法が採用される。また、導電性材料の加熱温度は、８０℃〜２００℃の範囲であることが好ましい。
【００５０】
金属ナノ物質を含有する第一の電極４を形成する場合、金属ナノ物質は、金属ナノワイヤ及び金属ナノ粒子のうち少なくとも一種を含有することができる。特に金属ナノ物質は、金属ナノワイヤを含有し、或いは金属ナノワイヤ及び金属ナノ粒子を含有することが好ましい。
【００５１】
金属ナノワイヤとは、ナノサイズ（１〜１０００ｎｍ）の直径を有する金属繊維である。金属ナノワイヤを構成する金属の種類としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｐｔ等が挙げられる。金属ナノワイヤの製造方法としては、特に制限されず、例えば、液相法や気相法等の公知の方法が採用されることができる。例えばＡｇナノワイヤの製造方法の具体例として、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．２００２，１４，Ｐ８３３〜８３７、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．２００２，１４，Ｐ４７３６〜４７４５、特表２００９−５０５３５８号公報等の文献に開示されている方法が、挙げられる。
【００５２】
金属ナノワイヤの平均直径は、１０〜１００ｎｍの範囲であることが好ましく、この場合、第一の電極４の導電性が特に高くなると共に第一の電極４の透明性が特に高くなる。この金属ナノワイヤの平均直径は、２０〜１００ｎｍの範囲であればより好ましく、４０〜１００ｎｍの範囲であれば最も好ましい。また金属ナノワイヤの平均長さは、１〜１００μｍの範囲であることが好ましく、この場合、第一の電極４の導電性が特に高くなると共に第一の電極４の透明性が向上する。この金属ナノワイヤの平均長さは、１〜５０μｍの範囲であればより好ましく、３〜５０μｍの範囲であれば最も好ましい。尚、金属ナノワイヤの平均直径は、金属ナノワイヤの直径を算術平均して得られる値である。また、金属ナノワイヤの平均長さは、金属ナノワイヤの長さを算術平均して得られる値である。金属ナノワイヤの直径及び長さは、金属ナノワイヤの電子顕微鏡画像を画像解析することで導出される。
【００５３】
第一の電極４における金属ナノワイヤの割合は、０．０１〜９０質量％の範囲であることが好ましく、０．１〜３０質量％の範囲であれば更に好ましく、０．５〜１０質量％の範囲であれば最も好ましい。
【００５４】
また、金属ナノ粒子とは、ナノサイズ（１〜１０００ｎｍ）の直径を有する金属の粒子である。金属ナノ粒子の材質として、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｈｇ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｐｔ等が、挙げられる。
【００５５】
金属ナノ粒子の平均粒径は、１〜２００ｎｍであることが好ましく、５〜１５０ｎｍであればより好ましく、１０〜１００ｎｍの範囲であれば最も好ましい。尚、金属ナノ粒子の平均粒径は、充分な数の粒子の真円換算直径を測定し、その結果を算術平均して得られる値である。粒子の真円換算直径は、粒子の電子顕微鏡画像を画像解析することで導出される。
【００５６】
第一の電極４における金属ナノ粒子の割合は、金属ナノワイヤに対して０．１〜１０質量％の範囲であることが好ましく、１〜５質量％であれば、更に好ましい。
【００５７】
金属ナノ物質が使用される場合、第一の電極４は、例えば金属ナノ物質と樹脂成分とを含有する導電性材料から形成される。この場合、湿式の成膜法によって第一の電極４が形成され得る。
【００５８】
樹脂成分としては、熱可塑性樹脂及び反応性硬化型樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、セルロース樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂等が、挙げられる。反応性硬化型樹脂としては、熱硬化型樹脂と電離放射線硬化型樹脂の少なくとも一方が用いられることが好ましい。熱硬化型樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、珪素樹脂、ポリシロキサン樹脂等が、挙げられる。組成物は、熱硬化性樹脂と共に、必要に応じて架橋剤、重合開始剤、硬化剤、硬化促進剤、溶剤等を含有してもよい。電離放射線硬化型樹脂としては、アクリレート系の官能基を有する樹脂が用いられることが好ましい。アクリレート系の官能基を有する樹脂としては、例えば比較的低分子量の多官能化合物の（メタ）アクリレート等のオリゴマー、プレポリマーなどが挙げられる。前記の多官能化合物としては、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等が挙げられる。電離放射線硬化型樹脂を含有する組成物は、更に反応性希釈剤を含有することも好ましい。反応性希釈剤としては、エチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、メチルスチレン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能モノマー、並びにトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレートの多官能モノマーが挙げられる。
【００５９】
電離放射線硬化型樹脂が紫外線硬化型樹脂などの光硬化型樹脂である場合には、導電性材料が更に光重合開始剤を含有することが好ましい。光重合開始剤としてはアセトフェノン類、ベンゾフェノン類、α−アミロキシムエステル、チオキサントン類などが挙げられる。光硬化型樹脂を含有する組成物が、光重合開始剤に加えて、或いは光重合開始剤に代えて、光増感剤を含有してもよい。光増感剤としては、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、チオキサントンなどが挙げられる。
【００６０】
金属ナノ物質を含有する導電性材料は、必要に応じて溶媒を含有してもよい。溶媒として、例えば有機溶剤が用いられ、或いは水が用いられ、或いは有機溶剤と水とが併用される。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等のアルコール類；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；ハロゲン化炭化水素類；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、並びにこれらの混合物が、挙げられる。
【００６１】
導電性材料中の溶媒の量は、導電性材料中において固形分が均一に溶解又は分散することができるように、適宜調整される。導電性材料中の固形分濃度は、０．１〜５０質量％の範囲であることが好ましく、０．５〜３０質量％の範囲であれば更に好ましい。
【００６２】
導電性材料が塗布され、更に成膜されることで、第一の電極４が形成される。塗布法方としては、ロールコート法、スピンコート法、ディップコート法などの適宜の方法が採用される。導電性材料を成膜するための手法は、導電性材料中の樹脂成分等の種類に応じて適宜選択される。例えば導電性材料が熱硬化型樹脂を含有する場合は、導電性材料が加熱されて熱硬化することで、金属ナノ物質を含有する第一の電極４が形成される。また、導電性材料が電離放射線硬化型樹脂を含有する場合には、導電性材料に紫外線等の電離放射線が照射されることで、導電性材料が硬化することで、金属ナノ物質を含有する第一の電極４が形成される。
【００６３】
導電性高分子を含有する第一の電極４を形成する場合、導電性高分子を構成するモノマーは、例えばピロール、チオフェン、アニリン、アセチレン、エチレンビニリデン、フルオレン、ビニルカルバゾール、ビニルフェノール、ベンゼン、ピリジン、及びこれらの誘導体から選択される。このモノマーは、一種のみであっても二種以上であってもよい。例えば導電性高分子が、ポリピロールと、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とのうち、少なくとも一方を含有することができる。
【００６４】
導電性高分子を含有する第一の電極４を形成する場合、例えば導電性高分子と溶媒を含有する導電性材料を使用することができる。溶媒として、例えば有機溶剤が用いられ、或いは水が用いられ、或いは有機溶剤と水とが併用される。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等のアルコール類；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；ハロゲン化炭化水素類；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、並びにこれらの混合物が、挙げられる。組成物中の溶媒の量は、組成物中において固形分が均一に溶解又は分散することができるように、適宜調整される。組成物中の固形分濃度は、０．１〜５０質量％の範囲であることが好ましく、０．５〜３０質量％の範囲であれば更に好ましい。このような導電性材料が塗布され、更に成膜されることで、導電性高分子を含有する第一の電極４が形成される。導電性材料の塗布にあたっては、例えばロールコート法、スピンコート法、ディップコート法などの適宜の方法が採用される。
【００６５】
上記のように導電性材料を塗布成膜することで第一の電極４が形成されると、導電性材料が光散乱層３における凹部７に容易に充填され、このため第一の電極４の一部が凹部７に充填される。すなわち、第一の電極４の、光散乱層３と接する面に、光散乱層３の凹部７に追随する凸部が容易に形成されることで、第一の電極４と光散乱層３とが密着する。このため、光散乱層３と第一の電極４との間に、凹凸状の異相界面が容易に形成される。このため、上述のとおり、有機発光層５から発せられた光が基材２を透過して外部へ出射する場合、光散乱層３と第一の電極４との界面で光が散乱されやすくなる。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子１からの光の取り出し効率が向上する。
【００６６】
また、第一の電極４の屈折率が光散乱層３の屈折率よりも大きく、或いは第一の電極４の屈折率が光散乱層３の屈折率よりも小さいことが、好ましい。この場合、第一の電極４と光散乱層３との界面で光の散乱が更に生じやすくなり、このため光の取り出し効率が更に向上する。特に第一の電極４の屈折率と光散乱層３の屈折率との差の絶対値が、０．１〜０．３の範囲であることが好ましい。
【００６７】
例えば充填材を含有する樹脂組成物から光散乱層３が形成され、且つ第一の電極４が導電性無機酸化物を含有する場合には、樹脂組成物中の樹脂の種類、充填材の種類、充填材の割合等を調整することによって、光散乱層３の屈折率を調整することが、容易である。このため、光散乱層３の屈折率を第一の電極４の屈折率よりも低くすると共に屈折率差を所望の程度に調整することが、容易である。
【００６８】
第一の電極４の厚みは、特に制限されないが、第一の電極４の一部は凹部７に充填されているため、第一の電極４の最も厚い部分の厚みは、凹部７の深さよりも大きい。第一の電極４の最も厚い部分の厚みは、０．５〜３．０μｍの範囲であることが好ましい。また第一の電極４の最も薄い部分の厚みは、０．３〜１．２μｍの範囲であることが好ましい。
【００６９】
また、図１Ｄに示されるように、第一の電極４の、光散乱層３とは反対側の面に、凹凸が形成されることが好ましい。この場合、第一の電極４と有機発光層５との間にも、凹凸状の異相界面が形成される。このため、有機発光層５から発せられた光が基材２を透過して外部へ出射する場合、第一の電極４と有機発光層５との界面で光が散乱されやすくなる。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子１からの光の取り出し効率が更に向上する。
【００７０】
第一の電極４の、光散乱層３とは反対側の面における凹凸の高低差が大きいほど第一の電極４と有機発光層５との界面で光が散乱されやすくなるが、この高低差が大きすぎると、有機エレクトロルミネッセンス素子１内で短絡が生じるおそれがある。このため、この凹凸の高低差は、２００〜４００ｎｍの範囲であることが好ましい。尚、凹凸の高低差とは、第一の電極４の、光散乱層３とは反対側の面における、隣合う凹部と凸部との間の高低差である。
【００７１】
第一の電極４の、光散乱層３とは反対側の面における凹凸は、第一の電極４を形成する際、導電性材料の粘度を適宜調整することで形成される。導電性材料がある程度高い粘度を有すると、光散乱層３上に導電性材料を塗布する際、導電性材料の塗膜の表面の形状が、光散乱層３における凹部７の形状に追随しやすくなり、このため塗膜の表面が凹凸状になりやすくなる。これにより、導電性材料が成膜されることで形成される第一の電極４の、光散乱層３とは反対側の面に、凹凸が形成される。この場合の導電性材料の粘度は、第一の電極４の光散乱層３とは反対側の面に形成される凹凸の程度、光散乱層３における凹部７の形状、第一の電極４の厚み等に応じて適宜設定される。
【００７２】
第一の電極４が形成された後、図１Ｅに示されるように、有機発光層５及び第二の電極６が、順次形成される。
【００７３】
有機発光層５は、発光層を備える。有機発光層５は、必要に応じて更にホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、及び電子注入層のうち一種以上の層を備えてもよい。有機発光層５は、例えばホール注入層／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層という、積層構造を有する。
【００７４】
ホール注入層を形成するための材料としては、例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリアニリン等の導電性高分子；任意のアクセプタ等でドープされた導電性高分子；カーボンナノチューブ、ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）、ＭＴＤＡＴＡ［4,4',4”-Tris（3-methyl-phenylphenylamino）tri-phenylamine］、ＴｉＯＰＣ（チタニルフタロシアニン）、アモルファスカーボンなどの、導電性と光透過性とを併せ持つ材料が挙げられる。ホール注入層は、塗布法、蒸着法などの適宜の手法により形成され得る。
【００７５】
ホール輸送層を構成する材料（ホール輸送性材料）は、ホール輸送性を有する化合物の群から適宜選定されるが、電子供与性を有し、また電子供与によりラジカルカチオン化した際にも安定である化合物であることが好ましい。ホール輸送性材料としては、例えば、ポリアニリン、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などを代表例とする、トリアリールアミン系化合物、カルバゾール基を含むアミン化合物、フルオレン誘導体を含むアミン化合物、スターバーストアミン類（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、ＴＤＡＴＡ系材料として１−ＴＭＡＴＡ、２−ＴＮＡＴＡ、ｐ−ＰＭＴＤＡＴＡ、ＴＦＡＴＡなどが挙げられるが、これらに限定されず、一般に知られる任意のホール輸送材料が使用され得る。ホール輸送層は塗布法、蒸着法などの適宜の方法で形成され得る。
【００７６】
発光層は、有機発光層５中における発光が生じる層である。発光層は、有機エレクトロルミネッセンス素子用の材料として知られる公知の材料から形成され得る。発光層を形成するための材料の具体例としては、制限的ではないが、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、１−アリール−２，５−ジ（２−チエニル）ピロール誘導体、ピラン、キナクリドン、ルブレン、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ジスチリルアミン誘導体、各種の蛍光色素などが、挙げられる。二種以上の材料が組み合わされて用いられてもよい。また、蛍光発光を生じる材料のみならず、燐光発光等のスピン多重項発光を生じる材料、スピン多重項発光を生じる部位を分子内の一部に有する化合物などが用いられてもよい。発光層は、蒸着法、転写法などの乾式プロセスによって形成されても、塗布法などの湿式プロセスによって形成されてもよい。
【００７７】
電子輸送層を形成するための材料（電子輸送性材料）は、電子を輸送する能力を有し、第二の電極６からの電子の注入を受け得ると共に発光層に対して優れた電子注入効果を有する化合物であることが好ましい。更に電子輸送性材料は、電子輸送層へのホールの移動を阻害し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物であることが好ましい。電子輸送性材料として、Ａｌｑ３、オキサジアゾール誘導体、スターバーストオキサジアゾール、トリアゾール誘導体、フェニルキノキサリン誘導体、シロール誘導体などが挙げられる。電子輸送性材料の具体例として、フルオレン、バソフェナントロリン、バソクプロイン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、アントラキノジメタン、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）等やそれらの化合物、金属錯体化合物、含窒素五員環誘導体などが挙げられる。金属錯体化合物としては、具体的には、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリ（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（ｏ−クレゾラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）−４−フェニルフェノラート等が挙げられるが、これらに限定されない。含窒素五員環誘導体としては、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、トリアゾール誘導体などが好ましく、具体的には、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−チアゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４”−ビフェニル）１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、１，４−ビス［２−（５−フェニルチアジアゾリル）］ベンゼン、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−トリアゾール、３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール等が挙げられるが、これらに限定されない。電子輸送性材料として、有機エレクトロルミネッセンス素子に使用されるポリマー材料も挙げられる。このポリマー材料として、ポリパラフェニレン及びその誘導体、フルオレン及びその誘導体等が挙げられる。電子輸送層は塗布法、蒸着法などの適宜の方法で形成され得る。電子輸送層の厚みに特に制限はないが、例えば、１０〜３００ｎｍの範囲である。
【００７８】
電子注入層を形成するための材料としては、アルカリ金属、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属の炭酸化物、アルカリ土類金属、これらの金属を含む合金などが挙げられる。電子注入層を形成するための材料の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム、フッ化リチウム、Ｌｉ2Ｏ、Ｌｉ2ＣＯ3、マグネシウム、ＭｇＯ、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、Ａｌ／ＬｉＦ混合物等が挙げられる。電子注入層は、リチウム、ナトリウム、セシウム、カルシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属などがドープされている有機物層などから形成されてもよい。電子注入層は、蒸着法などの適宜の方法で形成され得る。
【００７９】
第二の電極６は、本実施形態では陰極として機能する。有機エレクトロルミネッセンス素子１における陰極は、発光層中に電子を注入するための電極である。第二の電極６は、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物、これらの混合物などの材料から形成されることが好ましい。特に第二の電極６が、仕事関数が５ｅＶ以下の材料から形成されることが好ましい。すなわち第二の電極６の仕事関数が５ｅＶ以下となることが好ましい。このような第二の電極６を形成するための材料としては、例えば、Ａｌ、Ａｇ、ＭｇＡｇなどが挙げられる。Ａｌ／Ａｌ2Ｏ3混合物などからも第二の電極６が形成され得る。第二の電極６は、これらの材料を用いて、真空蒸着法、スパッタリング法等の適宜の方法により形成され得る。第二の電極６の光透過率は１０％以下であることが好ましい。第二の電極６の厚みは、第二の電極６の光透過率、シート抵抗等の特性が所望の程度となるように適宜設定される。第二の電極６の好ましい厚みは第二の電極６を構成する材料によって異なるが、第二の電極６の厚みは５００ｎｍ以下、好ましくは２０〜２００ｎｍの範囲で設定されるのがよい。
【００８０】
本実施形態において、第一の電極４と有機発光層５との間に、メッシュ状の金属配線を介在させてもよい。この場合、金属配線によって有機エレクトロルミネッセンス素子１の電気抵抗を低減することができる。
【００８１】
尚、本実施形態では、第一の電極４が陽極として機能すると共に第二の電極６が陰極として機能するが、これとは逆に第一の電極４が陰極として機能すると共に第二の電極６が陽極として機能してもよい。その場合には、有機発光層５における、第一の電極４及び第二の電極６に対する、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層の積層の順序が、逆順になる。
【００８２】
第二の実施形態による有機エレクトロルミネッセンス素子２１（有機発光ダイオード）の構造を、図２Ｃに概略的に示す。この有機エレクトロルミネッセンス素子２１は、透光性を有する基材２２、第一の電極２４、有機発光層２５、及び第二の電極２６を備え、且つこれらの要素が前記の順番に積層している構造を有する。更に、基材２２と第一の電極２４との間には、光散乱層２３が介在している。光散乱層２３は、第一の電極２４に接している。更に、第一の電極２４と有機発光層２５との間に導電層１０が介在している。この導電層１０は、第一の電極２４に接している。この導電層１０のシート抵抗は、第一の電極２４のシート抵抗以下である。すなわち、本実施形態では、基材２２、光散乱層２３、第一の電極２４、導電層１０、有機発光層２５、及び第二の電極２６が、この順番に積層している。基材２２と光散乱層２３、第一の電極２４と導電層１０、導電層１０と有機発光層２５、並びに有機発光層２５と第二の電極２６は、必ずしも直接接触していなくてもよいが、光散乱層２３と第一の電極２４とは直接接触している。
【００８３】
第一の電極２４は、塗布型の導電性膜からなることが好ましい。更に、光散乱層２３は、有機材料から形成されることが好ましい。光散乱層２３の第一の電極２４と接触する面には、複数の凹部２７が形成されている。
【００８４】
本実施形態による有機エレクトロルミネッセンス素子２１では、第一の実施形態の場合と同様、光散乱層２３と第一の電極２４との間に、凹凸状の異相界面が形成される。このため、有機発光層２５から発せられた光が基材２２を透過して外部へ出射する場合、光散乱層２３と第一の電極２４との界面で光が散乱されやすくなる。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子２１からの光の取り出し効率が向上する。
【００８５】
このように、本実施形態では、第一の実施形態と同様に、基材２２と第一の電極２４との間に光散乱層２３を介在させるという簡易な構成によって、有機エレクトロルミネッセンス素子１からの光の取り出し効率を向上させることができる。
【００８６】
更に、本実施形態では、第一の電極２４と有機発光層２５との間に導電層１０が介在し、且つこの導電層１０のシート抵抗は、第一の電極２４のシート抵抗以下であるため、第一の電極２４と有機発光層２５との間に電流が流れる際の電流密度のムラが、導電層１０によって抑制される。その理由は次の通りである。
【００８７】
第一の電極２４の一部は光散乱層２３における凹部２７に充填されるため、第一の電極２４の厚みは一定になりにくく、このため第一の電極２４内で電気抵抗のムラが生じやすくなる。このため、第一の電極２４と有機発光層２５との間に電流が流れる際に電流密度にムラが生じやすくなる。しかし、本実施形態のように第一の電極２４と有機発光層２５との間にシート抵抗の低い導電層１０が介在すると、導電層１０によって電流密度が均一化され、このため電気抵抗のムラが生じにくくなる。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子２１の発光強度にムラが生じることが抑制される。
【００８８】
更に、第一の電極２４が、有機発光層２５の特性に影響を与える有機物等の物質を含有していても、第一の電極２４と有機発光層２５との間に導電層１０が介在することで、第一の電極２４から有機発光層２５への物質移動が抑制される。このため、有機エレクトロルミネッセンス素子２１の性能劣化が抑制され、これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子２１の高効率化及び長寿命化が可能となる。また、第一の電極２４を作製するために用いる材料の選択の幅が広くなる。特に本実施形態では、第一の電極２４が塗布法により形成されるため、第一の電極２４が樹脂等の有機物を構成要素或いは不純物として含んでいることがあり、このような有機物が有機発光層２５へ移動すると有機エレクトロルミネッセンス素子２１の性能が劣化することがあるが、そのような事態が、導電層１０によって抑制される。
【００８９】
また、有機材料から形成される光散乱層２３からガスが脱離したとしても、このガスは、導電層１０によって遮蔽されることで、有機発光層２５へ到達しにくくなる。このため、有機発光層２５がガスによるダメージを受けにくくなり、これによりダークスポット等の不良が生じにくくなる。また、このため、光散乱層２３を形成するための有機材料を選択するにあたり、光散乱層２３からのガスの脱離を考慮する必要がなくなり、有機材料の選択の幅が広がる。このため、所望の屈折率、成形性等の特性を備える有機材料を、ガスの脱離を考慮することなく容易に選択することができるようになる。その結果、発光輝度が高く、駆動電圧が低く、且つ信頼性の高い有機エレクトロルミネッセンス素子２１を容易に得ることができるようになる。
【００９０】
以下、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子２１の構成の詳細、並びにその製造方法について説明する。
【００９１】
本実施形態における基材２２及び光散乱層２３の構成は、それぞれ第一の実施形態の場合の基材２及び光散乱層３と同じである。また、基材２２上に光散乱層２３を作製する方法も第一の実施形態の場合における基材２上に光散乱層３を作製する方法と同じである。
【００９２】
第一の電極２４は、塗布型の導電性膜からなることが好ましい。すなわち、第一の実施形態における第一の電極４と同様、第一の電極２４は、流動性を有する導電性材料を塗布成膜することで形成される導電性膜からなることが好ましい。
【００９３】
本実施形態では、第一の実施形態の場合と同じ導電性材料を用い、第一の実施形態の場合における第一の電極４を形成する方法と同じ方法により、図２Ａに示されるように第一の電極２４を形成することができる。
【００９４】
但し、本実施形態では、第一の電極２４の、光散乱層２３とは反対側の面が、平坦に形成されている。このような第一の電極２４を形成するためには、導電性材料の粘度を適宜調整することが好ましい。導電性材料がある程度低い粘度を有すると、光散乱層２３上に導電性材料を塗布する際、導電性材料の塗膜の表面の形状が、光散乱層２３における凹部２７の形状に追随しにくくなる。このため塗膜の表面が平坦になりやすくなる。これにより、導電性材料が成膜されることで形成される第一の電極２４の、光散乱層２３とは反対側の面が、平坦に形成される。この場合の導電性材料の粘度は、光散乱層２３における凹部２７の形状、第一の電極２４の厚み等に応じて適宜設定される。
【００９５】
第一の電極２４を形成した後、図２Ｂに示されるように、第一の電極２４の上に導電層１０を形成する。導電層１０は、第一の電極２４上に、真空蒸着法、スパッタリング法等の蒸着法により形成されることが好ましい。この場合、緻密な導電層１０が形成され、そのため導電層１０のシート抵抗が低減しやすくなる。これにより、第一の電極２４のシート抵抗以下のシート抵抗を有する導電層１０が、容易に形成される。
【００９６】
導電層１０を形成するための材料の具体例としては、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＩＺＯ（インジウム−亜鉛酸化物）、ＡＺＯ（アルミニウム添加酸化亜鉛）等の金属酸化物等が挙げられる。導電層１０の光透過率は７０％以上であることが好ましく、９０％以上であることが更に好ましい。
【００９７】
光散乱層２３は、有機材料から形成されていると、通常は損傷を受けやすい。しかし、蒸着法によって第一の電極２４上に導電層１０が形成される場合、光散乱層２３は、第一の電極２４によって保護される。このため、蒸着法が適用されるにもかかわらず、光散乱層２３が損傷しにくくなる。特にスパッタリング法は、通常は下地に損傷を生じさせやすいのであるが、このようなスパッタリング法により導電層１０が形成される場合であっても、光散乱層２３が損傷しにくくなる。
【００９８】
第一の電極２４と導電層１０とは、共通の物質を含有することが好ましい。すなわち、第一の電極２４と導電層１０の各々が、同種の物質を含有することが好ましい。この場合、第一の電極２４と導電層１０間の親和性が高くなるため、両者間の密着性が向上し、第一の電極２４から導電層１０が剥離しにくくなる。このため、有機エレクトロルミネッセンス素子２１の信頼性が向上し、また有機エレクトロルミネッセンス素子２１の製造時の歩留まりが高くなる。
【００９９】
例えば第一の電極２４が導電性無機酸化物を含有する場合、これと同種の導電性無機酸化物から導電層１０が形成されることが好ましい。すなわち、例えば第一の電極２４がＩＴＯを含有する場合、導電層１０がＩＴＯから形成されることが好ましい。この場合、第一の電極２４と導電層１０間との密着性が向上する。また、第一の電極２４と導電層１０の各々が同種の導電性無機酸化物を含む場合であっても、塗布型の導電性膜からなる第一の電極２４よりも、蒸着法により形成される導電層１０の方が緻密に形成されやすいため、導電層１０のシート抵抗を、第一の電極２４のシート抵抗以下に調整しやすくなる。
【０１００】
導電層１０のシート抵抗の値は、第一の電極２４のシート抵抗の値の５〜３０％であることが好ましい。この場合、有機エレクトロルミネッセンス素子２１における発光強度のムラが特に抑制される。
【０１０１】
また、導電層１０の厚みは５００ｎｍ以下であることが好ましく、２０〜２００ｎｍの範囲であれば更に好ましい。
【０１０２】
導電層１０を形成した後、この導電層１０に加熱処理を施すことが好ましい。この場合、導電層１０のシート抵抗を低下させることができる。これにより、導電層１０のシート抵抗を、第一の電極２４のシート抵抗以下に調整しやすくなる。導電層１０に加熱処理を施すにあたっては、導電層１０を、２００〜３００℃の温度で、３０〜１８０分間加熱することが好ましい。
【０１０３】
導電層１０に加熱処理を施すにあたっては、導電層１０を誘電加熱方式により加熱することが好ましい。この場合、導電層１０が加熱される際に、有機材料から形成されている光散乱層２３が加熱されにくくなり、このため光散乱層２３に熱による損傷が更に生じにくくなる。
【０１０４】
図２Ｃに示されるように、導電層１０の上に有機発光層２５が形成され、この有機発光層２５の上に第二の電極２６が形成されることで、有機エレクトロルミネッセンス素子２１が得られる。本実施形態における有機発光層２５及び第二の電極２６の構成は、それぞれ第一の実施形態の場合における有機発光層５及び第二の電極６と同じである。また、有機発光層２５及び第二の電極２６を作製する方法も、それぞれ第一の実施形態の場合における有機発光層５及び第二の電極６と同じである。
【０１０５】
有機エレクトロルミネッセンス素子１，２１は、照明器具の光源として好適である。図３に、有機エレクトロルミネッセンス素子１，２１を備える照明器具の例を示す。この照明器具１１は、有機エレクトロルミネッセンス素子１，２１を備えるユニット３１と、筐体３４と、前面パネル３２と、配線３３と、給電端子３６とを、備える。
【０１０６】
ユニット３１は、有機エレクトロルミネッセンス素子１，２１、正面側ケース３７及び背面側素子ケース３８を備える。有機エレクトロルミネッセンス素子１，２１は、第一配線３９、第二配線４０及び封止基板４４を備えている。第一配線３９及び第二配線４０は基材２，２２上に形成されている。第一配線３９は第一の電極４，２４に接続されている。第二配線４０は第二の電極６，２６に接続されている。封止基板４４は、基材２，２２に固定され、且つ第一の電極４，２４、有機発光層、第二の電極６，２６及び光散乱層を含む積層体を覆っている。有機エレクトロルミネッセンス素子１，２１は、正面側ケース３７と背面側素子ケース３８との間に形成される空間に保持されている。正面側ケース３７は、有機エレクトロルミネッセンス素子１，２１の基材２，２２に面する開口３５を備えている。
【０１０７】
筐体３４は、ユニット３１を保持するように構成されている。筐体３４は凹所４１を有し、この凹所４１内にユニット３１が保持される。凹所４１の開口は、透光性を有する前面パネル３２で閉塞されている。
【０１０８】
また、二つの配線３３が、筐体３４の外部から内部に亘って設けられている。これらの配線３３は、外部の電源に接続される。また、二つの給電端子３６が、正面側ケース３７と背面側素子ケース３８との間に挟まれて固定されている。二つの配線３３が、二つの給電端子３６にそれぞれ接続され、二つの給電端子３６が、第一配線３９及び第二配線４０にそれぞれ接続されている。これにより、外部の電源から、配線３３及び給電端子３６を介して、有機エレクトロルミネッセンス素子１，２１に給電され得る。
【０１０９】
このように構成される照明器具１１では、外部の電源から配線３３及び給電端子３６を介して有機エレクトロルミネッセンス素子１，２１に給電されると、有機エレクトロルミネッセンス素子１，２１が光を発し、この光が、基材２，２２、開口３５及び前面パネル３２を介して外部へ出射する。
【実施例】
【０１１０】
［実施例１］
基材としてガラス基板を用意した。この基材上に、紫外線硬化性のアクリル系樹脂を塗布してから乾燥することで、未硬化状態の塗膜を形成した。この塗膜に、幅１．２μｍ、突出寸法１．２μｍの複数の凸部が形成されている石英ガラス製の型を型押しした。塗膜に型を押し当てている状態で、型を介して塗膜へ紫外線を照射することで、塗膜を硬化させてから、型を離した。これにより、屈折率１．５の光散乱層を形成した。この光散乱層には、型の凸部に対応する幅１．２μｍ、深さ１．２μｍの複数の凹部が形成された。【０１１１】
ＩＴＯ粒子（平均粒径５０ｎｍ）、変性アクリル樹脂、及びアルコールを含有し、且つＩＴＯ粒子の割合が１０質量％に調整された導電性材料を用意した。この導電性材料を、光散乱層上に塗布してから乾燥することで、第一の電極を形成した。この第一の電極の屈折率は１．９、シート抵抗は１５０Ω／ｓｑ．、厚みの最大値は１．４μｍ、厚みの最小値は０．１μｍであった。【０１１２】
また、この第一の電極の、光散乱層とは反対側の面は、高低差が、２００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の凹凸状に形成された。【０１１３】
更に第一の電極の上に、ＣｕＰｃからなる厚み２０ｎｍのホール注入層を、真空蒸着法により形成し、続いて、ＴＰＤからなる厚み１００ｎｍのホール輸送層を真空蒸着法により形成し、続いて、Ａｌｑ３からなる厚み５０ｎｍの発光層兼電子輸送層を真空蒸着法により形成し、続いて、Ｌｉからなる厚み、２ｎｍの電子注入層を真空蒸着法により形成し、続いてＡｌからなる厚み１００ｎｍの第二の電極を真空蒸着法により形成した。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。【０１１４】
［実施例２］
実施例１と同様の手法で、基材上に光散乱層を形成した。【０１１５】
ＩＴＯ粒子（平均粒径５０ｎｍ）、変性アクリル樹脂、及びアルコールを含有し、且つＩＴＯ粒子の割合が１０質量％に調整された導電性材料を用意した。この導電性材料を、光散乱層上に塗布してから乾燥することで、第一の電極を形成した。この第一の電極の屈折率は１．９、シート抵抗は３００Ω／ｓｑ．、厚みの最大値は１．６μｍ、厚みの最小値は０．１μｍであった。また、この第一の電極の、光散乱層とは反対側の面は、平坦に形成された。【０１１６】
続いて、第一の電極の上に、スパッタリング法により、ＩＴＯからなる厚み２００ｎｍの導電層を形成した。この導電層を、誘電加熱方式により、加熱温度２５０℃、加熱時間３時間の条件で加熱した。この導電層のシート抵抗は、１２Ω／ｓｑ．であった。【０１１７】
更に、導電層の上に、実施例１の場合と同じ方法で、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び第二の電極を、順次形成した。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。【０１１８】
尚、本実施例では、第一の電極が、ＩＴＯ粒子を含有する導電性材料から形成されているが、勿論、第一の電極の材料はこれに限られない。例えば、第一の電極が、ナノＡｇインク、カーボンナノチューブなどの分散溶液を塗布成膜することで形成されてもよい。このようにナノＡｇインク又はカーボンナノチューブから第一の電極が形成されると、ＩＴＯから第一の電極が形成される場合よりも、第一の電極の電気抵抗値が容易に低減され得る。このため、第一の電極の薄型化による低コスト化が達成され得る。【０１１９】
［比較例１］
基材としてガラス基板を用意した。この基材上に、スパッタリング法により、ＩＴＯからなる厚み２００ｎｍの第一の電極を形成した。更に、第一の電極の上に、実施例１の場合と同じ方法で、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び第二の電極を、順次形成した。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。【０１２０】
［評価］
実施例１及び比較例１の各々で得られた有機エレクトロルミネッセンス素子に４ｍＡ／ｃｍ2の定電流を通電した。この状態での有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度を、色彩色度計（ＣＳ−１０００、コニカミノルタ）を用いて測定した。その結果は、実施例１では１３００ｃｄ／ｍ2、比較例１では２４０ｃｄ／ｍ2であった。このように、実施例１の方が発光輝度が高くなった。また、実施例１の場合の輝度当たりの電圧の値は、比較例１の場合の８０％まで低減した。【０１２１】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子から正面方向に出射する光の色度と、正面方向から８０°傾斜する方向に出射する光の色度とを、色彩色度計で測定した。この場合の、光の出射方向の変化に伴う光の色度の変化の程度を、色度座標（ＣＩＥ  １９７６  ＵＣＳ色度系で定義されるｕ’ｖ’座標）の変化Δｕ’ｖ’を用いて評価した。尚、Δｕ’ｖ’は、次のように定義した。【０１２２】
【数１】
2014041795.tif 000003
【０１２３】
尚、ｕ’（８０）は素子から正面方向に対して８０°傾斜する方向に出射する光のｕ’値、ｕ’（０）は素子から正面方向に出射する光のｕ’値、ｖ’（８０）は素子から正面方向に対して８０°傾斜する方向に出射する光のｖ’値、ｖ’（０）は素子から正面方向に出射する光のｖ’値である。【０１２４】
この結果Δｕ’ｖ’は、実施例１の場合に０．０１、比較例の場合に０．０２であり、実施例１の方が、出射方向の変化に伴う発光色の変化が少なかった。これにより、実施例１では、光散乱層による散乱作用によって、出射方向の変化に伴う発光色の変化が抑制されることが、確認された。【０１２５】
また、実施例２で得られた有機エレクトロルミネッセンス素子についての、同様に、発光輝度及びΔｕ’ｖ’を測定した。その結果、実施例２の場合の輝度当たりの電圧の値は、比較例１の場合の７０％にまで低減した。また、Δｕ’ｖ’は、実施例１と同程度であった。【０１２６】
更に、実施例２で得られた有機エレクトロルミネッセンス素子を、８５℃／８５％ＲＨの恒温槽に５００時間配置した。続いて、恒温槽から有機エレクトロルミネッセンス素子を取り出し、この有機エレクトロルミネッセンス素子を発光させながら、この有機エレクトロルミネッセンス素子を観察したところ、ダークスポットは認められなかった。この結果によると、実施例２で得られた有機エレクトロルミネッセンス素子では、導電層によって第一の電極及び光散乱層からの汚染物質の移動が抑制されることで、ダークスポットの発生が抑制されたものと考えられる。
【符号の説明】
【０１２７】
１    有機エレクトロルミネッセンス素子
２    基材
３    光散乱層
４    第一の電極
５    有機発光層
６    第二の電極
７    凹部
８    樹脂組成物
１０  導電層
【図１Ａ】
2014041795.tif 000004
【図１Ｂ】
2014041795.tif 000005
【図１Ｃ】
2014041795.tif 000006
【図１Ｄ】
2014041795.tif 000007
【図１Ｅ】
2014041795.tif 000008
【図２Ａ】
2014041795.tif 000009
【図２Ｂ】
2014041795.tif 000010
【図２Ｃ】
2014041795.tif 000011
【図３】
2014041795.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月30日(2014.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する基材、第一の電極、有機発光層、及び第二の電極を備え、前記要素が前記の順番に積層している有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記第一の電極が、導電性粒子を含有する導電性膜からなり、
前記基材と前記第一の電極との間に介在すると共に前記第一の電極に接する光散乱層を更に備え、
前記光散乱層の前記第一の電極と接触する面に複数の凹部が形成され、
前記第一の電極と前記有機発光層との間に介在し且つ前記第一の電極に接する導電層を更に備え、
前記導電層のシート抵抗が、前記第一の電極のシート抵抗以下である有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記凹部の深さが０．３〜３．０μｍの範囲であり、前記凹部の平均幅が０．３〜３．０μｍの範囲である請求項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】
前記第一の電極の前記光散乱層とは反対側の面が凹凸を有する請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
前記第一の電極が、導電性無機酸化物、金属ナノ物質、及び導電性高分子から選択される少なくとも一種の成分を含有し、
前記導電層が導電性の無機酸化物を含有する請求項１乃至３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。
【請求項６】
前記第一の電極と前記導電層とが、共通の物質を含有する請求項１、２、３、及び５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。
【請求項７】
請求項１、２、３、５及び６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照明器具。
【請求項８】
透光性を有する基材、第一の電極、有機発光層、及び第二の電極を備え、前記要素が前記の順番に積層し、前記基材と前記第一の電極との間に介在すると共に前記第一の電極に接する光散乱層を更に備える有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法であって、紫外線硬化性を有する樹脂組成物を膜状に成形し、続いて前記樹脂組成物に型押しすることで前記樹脂組成物に複数の凹部を形成し、続いて前記樹脂組成物に紫外線を照射することで硬化させることにより、前記光散乱層を形成する工程、及び
前記光散乱層における前記凹部が形成されている面上に、導電性材料を塗布してから硬化させることで、前記第一の電極を形成する工程を含み、
前記第一の電極上に蒸着法により導電層を形成する工程を更に含み、
前記導電層のシート抵抗が、前記第一の電極のシート抵抗以下である有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
前記導電層を誘電加熱方式により加熱する工程を更に含む請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１１】
前記導電層をスパッタリングにより形成する請求項８又は１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１２】
前記導電性材料が、導電性粒子を含有する請求項８、１０及び１１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の製造方法。
【国際調査報告】
2014041795.tif 000013
2014041795.tif 000014
2014041795.tif 000015
2014041795.tif 000016