(57)【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電極との間にあり少なくとも発光層を含む機能層と、
を備え、
前記第２電極側から光を取り出す有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記第２電極が、少なくとも、前記機能層に接し光透過性を有する導電性高分子層を備え、
前記基板の前記一表面側に対向配置され透光性を有する封止基板と、
前記第１電極、前記機能層および前記第２電極の積層構造を有する素子部を覆う透明保護層と、
前記透明保護層と前記封止基板との間に介在し光透過性を有する樹脂層と、
を備え、
前記透明保護層の厚みは、１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であり、
前記透明保護層は、光透過性を有する高分子有機材料からなる
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】
前記樹脂層の屈折率は、前記導電性高分子層の屈折率よりも大きい
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】
前記第２電極は、電極パターンを備え、
前記電極パターンは、前記導電性高分子層における前記機能層側とは反対側の表面を覆う電極部と、
前記導電性高分子層の前記表面を露出させるように前記電極部に形成される開口部と、
を有し、
前記電極パターンの前記電極部は、金属の粉末と有機バインダとを含む電極材料からなる
ことを特徴とする請求項１、２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記透明保護層の屈折率は、前記発光層の屈折率と前記導電性高分子層の屈折率との少なくとも一方よりも大きい
ことを特徴とする請求項１、２、３のいずれか１項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】
近年、有機エレクトロルミネッセンス素子は、面発光が可能、水銀レス、低温動作が可能、低コスト化が可能、軽量化が可能、フレキシブルな素子作製が可能、などの利点から、次世代発光デバイスとして大きな注目を集めている。【０００３】
有機エレクトロルミネッセンス素子としては、例えば、図６に示す構成を有する有機エレクトロルミネッセンス発光装置が提案されている（日本国特開２００８−１８１８３２号公報：以下、特許文献１という）。【０００４】
この有機エレクトロルミネッセンス発光装置は、透光性基材１０１の表面に透明導電層１０２が積層され、透明導電層１０２上に有機発光層１０３が積層され、有機発光層１０３上に陰極層１０４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発光装置は、有機発光層１０３と陰極層１０４とからなる積層物１０６を被覆する保護封止層１０７と、保護封止層１０７を被覆する吸湿剤含有封止層１０８とを備えている。さらに、この有機エレクトロルミネッセンス発光装置は、吸湿剤含有封止層１０８の外側に防湿層１０９を配置し、この防湿層１０９を接着層１１０で透光性基材１０１に接着してある。吸湿剤含有封止層１０８は、ベースレジンに吸湿剤を含有させ、この吸湿剤含有のベースレジンを保護封止層１０７の外面に塗布することによって形成されている。【０００５】
特許文献１には、吸湿剤として、水分を吸着する機能を有し、吸湿しても固体状態を維持する化合物が好ましく、酸化カルシウム、酸化バリウム、シリカゲルなどが特に好ましい旨が記載されている。特許文献１に記載された実施例１において、透明導電層１０２は、透光性基材１０１上にスパッタ法で形成したＩＴＯ膜をパターニングすることで形成してある。また、陰極層１０４は、Ａｌを蒸着することにより形成されている。【０００６】
ところで、図６に示した構成の有機エレクトロルミネッセンス発光装置では、有機発光層１０３で発光された光が透光性基材１０１を通して取り出される。【０００７】
これに対して、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は、例えば図７に示す構成のものが提案されている（日本国特開２００６−３３１６９４号公報：以下、特許文献２という）。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）２０１が基板２０４の表面に積層され、電極２０１の表面上に電子注入・輸送層２０５を介して発光層２０３が積層され、発光層２０３上に、ホール注入・輸送層２０６を介して他方の電極（陽極）２０２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２０４の上記表面側に封止部材２０７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２０３で発光した光が、光透過性電極として形成される電極２０２、透明体で形成される封止部材２０７を通して放射されるようになっている。【０００８】
反射性の電極２０１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２０２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。【０００９】
なお、特許文献２には、非発光点の発生および成長を防ぐために何らかの乾燥剤を封止部材２０７の内部に設けることがあるが、乾燥剤については光透過性のものが好ましく、その大きさ或いは配置場所によっては非透過性のものであってもよい旨が記載されている。【００１０】
また、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は、図８に示す構成を有するものも提案されている（日本国特開２００８−２９３６７６号公報：以下、特許文献３という）。【００１１】
この有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板３１０の一表面側に、反射電極３２０、有機ＥＬ層３３０、電子注入層３３５および透明電極３４０を積層した構造を有している。また、この有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板３１０の上記一表面側に、封止材３９０を介して封止基板３６０が貼り合わされている。【００１２】
また、この有機エレクトロルミネッセンス素子は、反射電極３２０、有機ＥＬ層３３０、電子注入層３３５および透明電極３４０を覆って形成される透明保護層３５０を有している。【００１３】
ここにおいて、反射電極３２０としては、例えば蒸着法により成膜したＡｌ膜とスパッタ法により成膜したＩＴＯ膜との積層膜が例示されている。また、有機ＥＬ層３３０の形成方法としては、印刷法が例示されている。また、透明電極３４０は、有機ＥＬ層３３０の上にスパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法などにより積層されている。この透明電極３４０は、ＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ：Ａｌなどの導電性酸化物を用いて形成されている。また、特許文献３には、透明保護層３５０の材料として、ガスバリア性を有する材料が望ましく、ＳｉＯx、ＳｉＮX、ＳｉＮXＯY、ＡｌＯX、ＴｉＯX、ＴａＯX、ＺｎＯXなどの無機酸化物または無機窒化物を用いることができる旨が記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、一般的に、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においては、薄膜モードからの光取り出しの向上のためには、光透過性の電極と封止部材との間を透明材料で充填した構成が必要不可欠であることが知られている。【００１５】
しかし、本願発明者らは、透明電極の材料として導電性高分子材料を用いる場合、透明電極と封止部材との間を樹脂などの透明材料で充填する際に透明電極がダメージを受け、素子特性が大きく劣化するという知見を得た。【００１６】
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、光を取り出す側の電極の材料として導電性高分子材料を用いた構成において、光取り出し効率の向上および信頼性の向上を図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】
【００１７】
本発明の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電極との間にあり少なくとも発光層を含む機能層と、を備え、前記第２電極側から光を取り出す有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記第２電極が、少なくとも、前記機能層に接し光透過性を有する導電性高分子層を備え、前記基板の前記一表面側に対向配置され透光性を有する封止基板と、前記第１電極、前記機能層および前記第２電極の積層構造を有する素子部を覆う透明保護層と、前記透明保護層と前記封止基板との間に介在し光透過性を有する樹脂層と、を備えることを特徴とする。【００１８】
この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記透明保護層の厚みは、１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることが好ましい。【００１９】
この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記樹脂層の屈折率は、前記導電性高分子層の屈折率よりも大きいことが好ましい。【００２０】
この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記透明保護層は塗布法により形成されることが好ましい。【００２１】
この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記透明保護層は、光透過性を有する高分子有機材料からなることが好ましい。【００２２】
この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記透明保護層は、光透過性を有する無機材料からなることが好ましい。【００２３】
この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記第２電極は、電極パターンを備え、前記電極パターンは、前記導電性高分子層における前記機能層側とは反対側の表面を覆う電極部と、前記導電性高分子層の前記表面を露出させるように前記電極部に形成される開口部と、を有し、前記電極パターンの前記電極部は、金属の粉末と有機バインダとを含む電極材料からなることが好ましい。【００２４】
この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記透明保護層の屈折率は、前記発光層の屈折率と前記導電性高分子層の屈折率との少なくとも一方よりも大きいことが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、光を取り出す側の電極の材料として導電性高分子材料を用いた構成において、光取り出し効率の向上および信頼性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態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２】実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子における電極パターンの概略平面図である。
【図３】実施形態の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】実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子における電極パターンの他の構成例の概略平面図である。
【図５】実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子における電極パターンの別の構成例の概略平面図である。
【図６】従来の有機エレクトロルミネッセンス発光装置の一例を示す断面図である。
【図７】従来の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の一例を示す概略断面図である。
【図８】従来の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の他例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
前述したように、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においては、薄膜モードからの光取り出しの向上のために、光透過性の電極と封止部材との間を透明材料で充填した構成が知られている。透明材料としては、光透過性の電極である透明電極の材料よりも屈折率が大きい材料が好ましい。このような材料を用いることにより、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は、透明電極と透明材料からなる媒質との界面での全反射を防止でき、光取出し効率を向上できる。また、透明材料としては、樹脂材料が用いられる。これは、透明材料からなる層の製造プロセスが容易であるからである。
【００２８】
しかしながら、本願発明者らは、光を取り出す側の電極の材料として導電性高分子を用いた構成においては、製造時に、導電性高分子層からなる電極が透明材料によりダメージを受け、素子特性が大きく劣化するという知見を得た。この問題は、樹脂材料の組成によるものと推察される。この問題を解決するためには、樹脂材料の屈折率向上と導電性高分子層への樹脂材料の影響の低減の両方を考慮して樹脂材料を設計する必要があり、材料設計が極めて困難となる。
【００２９】
このような課題に対し、本願発明者らは、導電性高分子からなる電極の表面に透明保護層を設け、導電性高分子、樹脂材料それぞれの材料を独立して設計できるようにした構成を鋭意検討し、本願発明に到った。なお、本願発明は、特許文献３に開示されているような外部からの水分の影響などの防止を目的としたガスバリア層である透明保護層３５０を設けた構成とは異なり、光を取り出す側の電極の材料として導電性高分子を用いた構成における新たな課題を解決するものである。
【００３０】
以下では、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６に基づいて説明する。
【００３１】
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５０と、第１電極２０と第２電極５０との間にあり少なくとも発光層を含む機能層３０とを備える。
【００３２】
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極５０側から光を取り出すものである。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である。
【００３３】
第２電極５０は、少なくとも、機能層３０に接し光透過性を有する導電性高分子層３９を備えていればよい。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５０側から光を取り出すことが可能である。図１に示した例では、第２電極５０は、導電性高分子層３９の他に、導電性高分子層３９における機能層３０側とは反対側に位置し機能層３０からの光の取り出し用の開口部４１（図２および図３参照）を有する電極パターン４０を備えている。電極パターン４０は、導電性高分子層３９における機能層側とは反対側の表面を覆う電極部４８と、導電性高分子層３９における機能層側とは反対側の表面を露出させるように電極部４８に形成される開口部４１とを有する。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５０が電極パターン４０を備えた場合でも、第２電極５０側から光を取り出すことが可能である。ただし、有機エレクトロルミネッセンス素子は、導電性高分子層３９の抵抗による電圧降下が問題にならない場合は、第２電極５０を導電性高分子層３９のみで構成してもよい。なお、導電性高分子層３９の抵抗による電圧降下が問題にならない場合としては、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子の輝度の面内均一性が仕様を満たすような場合などが挙げられる。
【００３４】
また、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封止基板８０を備えている。また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１０の周部と封止基板８０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１００を備えている。
【００３５】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１電極２０、機能層３０および第２電極５０の積層構造を有する素子部１を覆う透明保護層７０と、透明保護層７０と封止基板８０との間に介在し光透過性を有する樹脂層９０とを備えている。ここで、透明保護層７０は、光透過性を有する高分子有機材料からなる。
【００３６】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１電極２０において機能層３０と第２電極５０との積層膜が積層されていない部分（図示せず）を第１端子部としてもよいし、第１電極２０に第１引出し配線を介して接続された第１端子部を設けてもよい。また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１０を金属板や金属箔により形成して、その露出部分を第１端子部としてもよい。また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極５０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を備えている。第２引出し配線４６および第２端子部４７は、基板１０の上記一表面側に設けられているが、これに限らず、基板１０が金属箔により形成されている場合、第２端子部４７を後述の絶縁層６０および基板１０それぞれの一部とともに封止基板８０側とは反対側に折り返してもよい。また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、上述の絶縁層６０が、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５０側の表面の外周部とに跨って形成されている。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２引出し配線４６と、機能層３０および第１電極２０とが、絶縁層６０によって電気的に絶縁されている。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
基板１０としては、リジッドなガラス基板を用いているが、これに限らず、例えば、リジッドもしくはフレキシブルなプラスチック板や、リジッドな金属板、フレキシブルな金属箔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、金属板や金属箔の材料としては、例えば、銅、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、錫、鉛、金、銀、鉄、チタンなどの金属や、これらの金属の１種以上を含む合金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。また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１０として、透明なガラス基板、透明なプラスチック板に限らず、機械的強度が高く、低コストで、ガスバリア性、耐薬品性、耐熱性などを有するものを用いることができる。また、基板１０として金属板や金属箔などの導電性を有するものを用いる場合には、基板１０が第１電極２０の一部を構成してもよいし、基板１０が第１電極２０を兼ねる構成としてもよい。
【００４０】
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。
【００４１】
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５０が陽極を構成している。この場合、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５０から機能層３０へ注入する第２キャリアは正孔である。機能層３０は、第１電極２０側から順に、発光層３２、第２キャリア輸送層３３、第２キャリア注入層３４を備えている。ここにおいて、第２キャリア輸送層３３、第２キャリア注入層３４は、それぞれ、ホール輸送層、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５０が陰極を構成する場合には、例えば、第２キャリア輸送層３３として電子輸送層を、第２キャリア注入層３４として電子注入層を採用すればよい。
【００４２】
上述の機能層３０の構造は、図１の例に限らず、例えば、第１電極２０と発光層３２との間に、第１キャリア注入層、第１キャリア輸送層を設けたり、発光層３２と第２キャリア輸送層３３との間にインターレイヤーを設けたりした構造でもよい。第１電極２０が陰極を構成し、第２電極５０が陽極を構成している場合、第１キャリア注入層は、電子注入層であり、第１キャリア輸送層は、電子輸送層である。
【００４３】
また、機能層３０は、少なくとも発光層３２を含んでいればよく（つまり、機能層３０は、発光層３２のみでもよく）、発光層３２以外の、第１キャリア注入層、第１キャリア輸送層、インターレイヤー、第２キャリア輸送層３３、第２キャリア注入層３４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。
【００４４】
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、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、およびこれらの誘導体、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、およ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。
【００４５】
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。
【００４６】
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など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。
【００４７】
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。
【００４８】
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、ＴＦＢ（Poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4’-(N-(4-sec-butylphenyl))diphenyl amine)]）などを用いることが可能である。
【００４９】
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、例えば、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。
【００５０】
インターレイヤーは、発光層３２側からの第２電極５０側への第１キャリア（ここでは、電子）の漏れを抑制する第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）を有することが好ましく、更に、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。なお、本実施形態では、インターレイヤーが、発光層３２側からの電子の漏れを抑制する電子ブロッキング層を構成している。
【００５１】
有機エレクトロルミネッセンス素子では、インターレイヤーを設けることにより、発光効率の向上および長寿命化を図ることが可能となる。インターレイヤーの材料としては、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。
【００５２】
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、電気伝導性化合物およ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、第１電極２０の仕事関数と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、およ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、およ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、且つ、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、第１電極２０の仕事関数と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。
【００５３】
第２電極５０の導電性高分子層３９の材料としては、例えば、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材料を用いることができる。また、導電性高分子層３９の導電性高分子材料としては、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。ここで、導電性高分子層３９は、抵抗率がより低いほうが好ましく、抵抗率が低いほど、横方向（面内方向）への導電性が向上し、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。
【００５４】
第２電極５０の電極パターン４０における電極部４８は、金属の粉末と有機バインダとを含む電極材料からなる。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５０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５０の電極パターン４０における電極部４８の抵抗率およびシート抵抗を小さく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。なお、第２電極５０の電極パターン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。
【００５５】
電極パターン４０は、例えば、金属の粉末に有機バインダおよ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。
【００５６】
第２引出し配線４６および第２端子部４７の材料としては、第２電極５０の電極パターン４０と同じ材料を採用しているが、特に限定するものではない。第２引出し配線４６および第２端子部４７の材料と第２電極５０の電極パターン４０の材料とが同じ場合には、第２引出し配線４６および第２端子部４７と電極パターン４０とを同時に形成することが可能となる。第２端子部４７は、単層構造に限らず、２層以上の積層構造としてもよい。
【００５７】
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、発光層３２の膜厚を６０〜２００ｎｍ、第２キャリア輸送層３３の膜厚を５〜３０ｎｍ、第２キャリア注入層３４の膜厚を１０〜６０ｎｍ、導電性高分子層３９の膜厚を２００〜４００ｎｍ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。
【００５８】
電極パターン４０は、図１〜図３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、６×６＝３６）の開口部４１を有している。ここで、図２に示した電極パターン４０は、平面視における各開口部４１の各々の形状が正方形状である。要するに、図２に示した電極パターン４０は、正方格子状に形成されている。
【００５９】
第２電極５０は、正方格子状の電極パターン４０の寸法に関して、例えば、電極パターン４０における電極部４８の線幅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５０の電極パターン４０における電極部４８の線幅Ｌ１、高さＨ１およびピッチＰ１それぞれの数値範囲は、特に限定するものではなく、第１電極２０、機能層３０および第２電極５０の積層構造を有する素子部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５０の電極パターン４０における電極部４８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５０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５０の電極パターン４０における電極部４８の高さＨ１については、第２電極５０の低抵抗化の観点、電極パターン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電極パターン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。
【００６０】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、電極パターン４０における各開口部４１を、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もよい。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５０の電極パターン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。
【００６１】
電極パターン４０を格子状の形状とする場合、平面視における各開口部４１の各々の開口形状は多角形状であればよく、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。
【００６２】
電極パターン４０は、平面視における各開口部４１の各々の開口形状が正三角形状の場合、三角格子状の形状となり、平面視における各開口部４１の各々の開口形状が正六角形状の場合、六角格子状（ハニカム状）の形状となる。なお、電極パターン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、電極パターン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、電極パターン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とした場合などは、開口部４１の数を１つとすることが可能である。
【００６３】
また、電極パターン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、電極パターン４０は、平面視において、電極部４８の直線状の細線部４４の線幅を一定として、電極パターン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５０の電極パターン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５０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５０の電極パターン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端子部および第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。
【００６４】
また、第２電極５０の電極パターン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、電極パターン４０は、平面視において、電極パターン４０における電極部４８のうち最外周にある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５０の電極パターン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５０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、電極パターン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および第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および第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。
【００６５】
カバー基板である封止基板（封止部材）８０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。なお、基板１０が、ガラス基板により構成されている場合には、封止基板８０を、基板１０と同じ材料のガラス基板により構成することが好ましい。
【００６６】
封止基板８０は、可視光に対する全光線透過率が７０％以上であることが好ましが、この限りではない。有機エレクトロルミネッセンス素子の光取り出し効率の向上の観点からは、封止基板８０の全光線透過率が大きいほうが好ましい。なお、全光線透過率の測定法としては、例えば、ＩＳＯ  １３４６８−１で規定されている測定法を採用することができる。
【００６７】
本実施形態では、封止基板８０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１００を用いる必要がなくなるという利点がある。一方、平板状の封止基板８０と枠状のフレーム部１００とを別部材により構成している場合には、封止基板８０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１００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。
【００６８】
フレーム部１００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１００は、基板１０の上記一表面側に対して、フレーム部１００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１００と封止基板８０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接合材料としては、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１００は、封止基板８０に対して、フレーム部１００における封止基板８０との対向面を全周に亘って気密的に接合してある。
【００６９】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、封止基板８０における外面側（基板１０側とは反対の面側）に、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、封止層の上記外面側に、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、封止基板８０の材料によっては、封止基板８０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、封止基板８０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、封止基板８０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。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から放射され封止基板８０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。
【００７０】
絶縁層６０の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などの光硬化性樹脂に吸湿剤を含有させたものを用いることができる。
【００７１】
吸湿剤としては、アルカリ土類金属の酸化物や硫酸塩が好ましい。アルカリ土類金属の酸化物としては、例えば、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化ストロンチウムなどを挙げることができる。また、硫酸塩としては、例えば、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸ガリウム、硫酸チタン、硫酸ニッケルなどを挙げることができる。また、吸湿剤としては、その他に、例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、酸化マグネシウムなどを用いることができる。また、吸湿剤としては、例えば、シリカゲルや、ポリビニルアルコールなどの吸湿性を有する有機化合物を用いることもできる。吸湿剤は、これらに限定されるものではないが、これらの中でも、酸化カルシウム、酸化バリウム、シリカゲルなどが特に好ましい。なお、絶縁層６０中の吸湿剤の含有率は、特に限定するものではない。
【００７２】
透明保護層７０の材料としては、高分子有機材料を用いており、例えばポリチオフェン、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材料でもよく、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などの透光性を有する高分子材料を用いてもよい。透明保護層７０の成膜方法としては、例えば、スピンコート法などの塗布法が好ましい。塗布法により作製した膜は、光または熱により硬化させてもよい。透明保護層７０は、可視光に対する全光線透過率が７０％以上であることが好ましが、この限りではない。有機エレクトロルミネッセンス素子の光取り出し効率の向上の観点からは、透明保護層７０の全光線透過率が大きいほうが好ましい。なお、全光線透過率の測定法としては、例えば、ＩＳＯ  １３４６８−１で規定されている測定法を採用することができる。
【００７３】
また、透明保護層７０の材料としては、光透過性を有する無機材料を採用することも可能である。この種の無機材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）などの絶縁材料や、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明導電性酸化物を採用することができる。成膜方法としては、例えば塗布法を採用することができる。塗布法としては、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を採用することができる。塗布法により透明保護層７０を成膜する場合には、例えば、有機金属化合物（例えば、有機アルコキシドのケイ酸エチル）やポリシラザンなどを、塗布し、加熱焼成など加水分解してもよい。
【００７４】
透明保護層７０の成膜方法としては、物理的成膜法、例えば、真空蒸着法、イオンプレーティング法、イオン化蒸着法、レーザーアブレーション法、アークプラズマ蒸着法などを採用することも可能である。また、透明保護層７０の成膜方法としては、化学的成膜法、例えば、熱ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法、プラズマＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ（metal organic chemical vapor deposition）法、スプレー法などを採用してもよい。また、透明保護層７０の成膜方法としては、その他の方法、例えば、ラングミュア・ブロジェット（Langmuir-Blodgett：ＬＢ）法、ゾル-ゲル法、めっき法などを採用することも可能である。
【００７５】
透明保護層７０の成膜方法として物理的成膜法を採用する場合、導電性高分子層３９へのダメージを低減するという観点からは、成膜エネルギをより小さくできる成膜装置や成膜条件を採用するのが好ましい。成膜エネルギの値は、例えば、Ｐｆｅｉｆｆｅｒ社製の型番ＰＰＭ４４２のエネルギ分析装置を用いて成膜時の雰囲気中における気体分子（成膜材料の粒子）の運動エネルギを解析することで導出することが可能である。ここで、スパッタ法のように成膜時の雰囲気中にアルゴンや酸素などのように成膜材料（膜形成材料）以外の分子が共存する場合には、雰囲気中の各分子のうち、最も高いエネルギを有する分子のエネルギを成膜エネルギとしている。成膜エネルギを小さくするという観点からは、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、レーザ加熱蒸着法などの蒸着法が好ましい。スパッタ法としては、成膜エネルギを小さくするという観点から、例えば対向ターゲット式スパッタ法や、より低電圧での平行平板マグネトロンスパッタ法などを採用することが好ましい。また、スパッタ法は、平行平板型の直流スパッタ法であっても、スパッタガスとしてアルゴンガス以外のガス（例えば、クリプトンガス、キセノンガスなど）を採用したり、成膜時の圧力を高くしたり、ターゲットと導電性高分子層３９との距離を長くすることで成膜エネルギを小さくすることが可能である。
【００７６】
有機エレクトロルミネッセンスは、製造時に透明保護層７０を塗布法により成膜することにより、物理的成膜法や化学的成膜法などにより成膜する場合に比べて、透明保護層７０の成膜時の導電性高分子層３９へのダメージを低減することが可能となり、素子特性を向上させることが可能となる。
【００７７】
透明保護層７０の屈折率は、発光層３２の屈折率と第２電極５０の導電性高分子層３９の屈折率との少なくとも一方よりも大きいことが好ましい。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子は、光取り出し効率を向上させることが可能となる。
【００７８】
樹脂層９０の材料としては、アクリル樹脂を用いているが、これに限らず、例えばエポキシ樹脂でもよく、紫外線硬化型の樹脂でもよいし、熱硬化型の樹脂を用いてもよい。また、樹脂層９０の材料としては、第２電極５０の導電性高分子層３９の材料の屈折率以上の屈折率を有することが好ましく、屈折率が高くなるように調整されたイミド系樹脂などを用いることができる。
【００７９】
ところで、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子のように第２電極５０が、少なくとも導電性高分子層３９からなる場合、透明保護層７０の材料として、高分子有機材料ではなく、無機酸化物や無機窒化物を採用すると、透明保護層７０をスパッタ法などにより成膜する際に、導電性高分子層３９がダメージを受けてしまい、有機エレクトロルミネッセンス素子の寿命が短くなったり、信頼性が低下してしまう場合がある。
【００８０】
これに対し、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極５０が、少なくとも、機能層３０に接し光透過性を有する導電性高分子層３９を備えている。さらに、本実施形態の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封止基板８０と、第１電極２０、機能層３０および第２電極５０の積層構造を有する素子部１を覆う透明保護層７０と、透明保護層７０と封止基板８０との間に介在し光透過性を有する樹脂層９０とを備えている。ここにおいて、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、透明保護層７０が、光透過性を有する高分子有機材料からなる。本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、樹脂層９０を設けたことにより、光取り出し効率の向上を図れる。また、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、高分子有機材料からなる透明保護層７０を備えたことにより、信頼性の向上を図ることが可能となる。また、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、導電性高分子層３９における機能層３０側とは反対側に位置し機能層３０からの光の取り出し用の開口部４１を有する電極パターン４０を備え、電極パターン４０における電極部４８が、金属の粉末と有機バインダとを含む電極材料からなる。これにより、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、輝度むらの低減が可能となる。
【００８１】
透明保護層７０の厚みは、１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００８２】
有機エレクトロルミネッセンス素子において光取り出し効率向上を実現するためには、透明保護層７０の屈折率が導電性高分子層３９の屈折率よりも高い（大きい）ほうが好ましい。しかし、先に説明したように、高屈折率の材料であり、かつ導電性高分子層３９への影響を低減できるような樹脂材料の材料設計は極めて困難である。そこで、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、透明保護層７０が有機エレクトロルミネッセンス素子の光学特性へ与える影響を低減するために透明保護層７０の厚みを薄くしている。具体的には、透明保護層７０の厚みは、１００ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００８３】
一方、透明保護層７０の厚みが１０ｎｍ未満の場合には、樹脂層９０の材料によっては透明保護層７０を通して導電性高分子層３９へ低分子成分が拡散するという悪影響や、透明保護層７０の僅かなクラックや膜厚のむらにより保護層としての機能が不十分となるなどの悪影響が発生する場合がある。よって、透明保護層７０の厚みは、１０ｎｍ以上が好ましい。
【００８４】
上述のように、有機エレクトロルミネッセンス素子は、透明保護層７０の厚みが１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であれば、樹脂層９０の成膜時における導電性高分子層３９への影響を大きく低減することが可能となる。そのため、有機エレクトロルミネッセンス素子は、樹脂層９０が導電性高分子層３９へ与える影響を考慮することなく、樹脂層９０の材料を選択したり設計することが可能となる。すなわち、有機エレクトロルミネッセンスは、樹脂層９０の材料と導電性高分子層３９の材料との相互作用を考慮することなく、屈折率を大きくするなど樹脂層９０に求められる特性に応じて、独立して樹脂層９０の材料を選択したり設計したりすることが可能となる。なお、有機エレクトロルミネッセンス素子は、透明保護層７０の材料として樹脂材料を採用した場合に限らず、透明保護層７０の材料として無機材料を採用した場合も同様の効果が得られる。
【００８５】
また、特許文献３に開示されているようなガスバリア層としての透明保護層３５０（図８参照）は、外部からの水分などのガスの浸入を防ぐために、例えば０．１μｍ〜３μｍの膜厚を必要とする（特許文献３の〔００４５〕参照）。しかし、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子における透明保護層７０は、樹脂層９０の成膜時に樹脂層９０の材料が導電性高分子層３９へ与える影響を低減するためのものである。このため、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、透明保護層７０の厚みを、１００ｎｍ以下としても透明保護層７０を設けたことによる効果を得ることが可能である。また、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、透明保護層７０の厚みを１００ｎｍ以下とすることにより、透明保護層７０が有機エレクトロルミネッセンス素子の光学特性へ与える影響を低減することが可能となる。さらに、有機エレクトロルミネッセンス素子は、樹脂層９０の屈折率を導電性高分子層３９の屈折率よりも大きく設定することにより、光取り出し効率を向上させることが可能となる。
【００８６】
なお、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、樹脂層９０のうち光取り出し効率への影響が少ない領域に吸湿剤を含ませてもよい。これにより、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、素子部１への水分の浸入をより抑制することが可能となる。つまり、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、ガスバリア性をより向上させることが可能となる。有機エレクトロルミネッセンス素子においては、ガスバリア性をより向上させる形態として様々な形態が考えられ、特許文献３のように透明電極３４０などを覆うガスバリア層としての透明保護層３５０を形成した形態を採用する必然性がない。これに対し、本願発明は、光を取り出す側の電極の材料として導電性高分子を用いた構成における新たな課題を解決するものであり、従来のバスバリア層を設けたものとは構成も効果も異なる。
【００８７】
上述の実施形態で説明した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。
【００８８】
なお、上述の実施形態において説明した各図は、模式的なものであり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際のものの寸法比を反映しているとは限らない。
【実施例】
【００８９】
（実施例１）
実施例１として、図１に示した構成の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造した。【００９０】
この実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造条件は、以下の通りである。【００９１】
実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造にあたっては、まず、基板１０として厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラス板（コーニング社製の「No.1737」）を用意し、この基板１０の一表面上に、真空蒸着法により、膜厚が８０ｎｍのアルミニウム膜からなる第１電極２０としての陰極を形成する第１工程を行った。【００９２】
第１工程の後には、機能層３０を形成する第２工程を行った。第２工程では、発光層３２、第２キャリア輸送層３３であるホール輸送層、第２キャリア注入層３４であるホール注入層を順次形成した。【００９３】
発光層３２の形成にあたっては、赤色高分子材料（アメリカンダイソース社製の「Light Emitting polymer ATS111RE」）をＴＨＦ溶媒に１ｗｔ％になるよう溶解した溶液を、第１電極２０上に膜厚が約２００ｎｍになるようにスピンコーターで塗布し、１００℃で１０分間の焼成を行うことによって発光層３２を得た。なお、発光層３２の屈折率は、発光層３２の発光スペクトルのピーク波長の光に対して約１．８である。【００９４】
第２キャリア輸送層３３であるホール輸送層の形成にあたっては、まず、ＴＦＢ（アメリカンダイソース社製の「Hole Transport Polymer ADS259BE」）をＴＨＦ溶媒に１wt％になるよう溶解した溶液を発光層３２上に膜厚が約１２ｎｍになるようにスピンコーターで塗布してＴＦＢ被膜を作製し、このＴＦＢ被膜を２００℃で１０分間の焼成を行うことによって、ホール輸送層を得た。なお、ホール輸送層の屈折率は、約１．８である。【００９５】
第２キャリア注入層３４であるホール注入層の形成にあたっては、ホール輸送層上にＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ(HERAEUS社製の「CLEVIOUS P  VP AI4083」、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ＝１：６）とイソプロピルアルコールを１：１で混合した溶液をＰＥＤＯＴ−ＰＳＳの膜厚が約１００ｎｍになるようにスピンコーターで塗布し、１５０℃で１０分間の焼成を行うことにより、第２キャリア注入層３４としてのホール注入層を得た。なお、ホール注入層の屈折率は、約１．５である。【００９６】
第２工程の後には、導電性高分子層３９を形成する第３工程を行った。この第３工程では、高導電タイプのＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ(HERAEUS社製の「CLEVIOUS  SHT」)をスクリーン印刷法により塗布してから、１３０℃で３０分間、窒素雰囲気下において熱処理することで、導電性高分子層３９を得た。なお、導電性高分子層３９の屈折率は、発光層３２の発光スペクトルのピーク波長の光に対して約１．４６である。【００９７】
第３工程の後には、絶縁層６０を形成する第４工程を行った。この第４工程では、スクリーン版をマスクとして、イミド系樹脂（OPTMATE製の「HRI1783」で、屈折率が、１．７８、濃度が１８％）を塗布してから、１３０℃で３０分間、窒素雰囲気下において熱処理することで、絶縁層６０を成膜した。【００９８】
第４工程の後には、電極パターン４０を形成する第５工程を行った。この第５工程では、線幅が５０μｍ、スペース幅が５００μｍのスクリーン版をマスクとしてＡｇペーストを塗布してから、１３０℃で３０分間、窒素雰囲気下において熱処理することで、電極パターン４０を形成した。この第５工程では、絶縁層６０と電極パターン４０とが互いの厚み方向において重なるようにアライメントを行って電極パターン４０を形成した。なお、第５工程で用いるスクリーン版には、第１引出し配線、第１端子部、第２引出し配線４６および第２端子部４７それぞれを形成するための開孔部が形成されている。要するに、本実施例では、第５工程において、電極パターン４０だけでなく、第１引出し配線、第１端子部、第２引出し配線４６および第２端子部４７も形成した。なお、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子では、導電性高分子層３９と電極パターン４０とからなる第２電極５０が陽極を構成している。【００９９】
第５工程の後には、透明保護層７０を形成する第６工程を行った。この第６工程では、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ(HERAEUS社製の「CLEVIOUS P  VP AI4083」)を膜厚が１００ｎｍとなるように塗布してから、１８０℃にて１０分間焼成することで透明保護層７０を得た。なお、透明保護層７０の屈折率は、発光層３２の発光スペクトルのピーク波長の光に対して約１．５４である。【０１００】
実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造にあたっては、第６工程までが終了した後に、第７工程を行った。第７工程では、まず、基板１０を露点−８０℃以下のドライ窒素雰囲気のグローブボックス内へ大気に暴露することなく搬送した。一方、封止基板８０とフレーム部１００とを一体に備えた無アルカリガラス製の封止キャップのフレーム部１００に紫外線硬化型のエポキシ樹脂製のシール剤を塗布し、さらに、封止キャップに樹脂層９０の材料である紫外線硬化型のアクリル樹脂をキャスト法により充填したものを用意する。そして、グローブボックス内で、封止キャップと基板１０とで素子部１を囲むように封止キャップを基板１０にシール剤で張り合わせ、紫外線照射してシール剤を硬化させることによって、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。なお、封止基板８０の屈折率は、発光層３２の発光スペクトルのピーク波長の光に対して約１．５である。また、樹脂層９０の屈折率は、発光層３２の発光スペクトルのピーク波長の光に対して約１．５１である。
【０１０１】
（実施例２）
実施例２の有機エレクトロルミネッセンス素子として、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子と同じ構造で、透明保護層７０の膜厚を４０ｎｍとした点だけが相違するものを作製した。【０１０２】
（実施例３）
実施例３の有機エレクトロルミネッセンス素子として、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子と同じ構造で、透明保護層７０の膜厚を２５ｎｍとした点だけが相違するものを作製した。【０１０３】
（実施例４）
実施例４の有機エレクトロルミネッセンス素子として、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子と同じ構造で、透明保護層７０の材料としてポリシラザンを用い、透明保護層７０の膜厚を９０ｎｍとした点だけが相違するものを作製した。【０１０４】
透明保護層７０を形成する第６工程では、ポリシラザン(AZエレクトロニックマテリアルズ(株)社製の「Aquamica NL120」)を膜厚が９０ｎｍとなるように塗布してから、１５０℃にて３０分間焼成することで無機材料である酸化シリコンからなる透明保護層７０を得た。なお、透明保護層７０の屈折率は、発光層３２の発光スペクトルのピーク波長の光に対して約１．４８である。【０１０５】
（比較例１）
比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子として、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子と略同じ構造で、透明保護層７０を有していない点だけが相違するものを作製した。【０１０６】
（比較例２）
比較例２の有機エレクトロルミネッセンス素子として、実施例１の有機エレクトロルミネッセンス素子と略同じ構造で、樹脂層９０を有していない点だけが相違するものを作製した。【０１０７】
実施例１および比較例１それぞれの有機エレクトロルミネッセンス素子について、光取り出し効率および正面輝度を測定したところ、下記の表１に示すような結果が得られた。【０１０８】
【表１】
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表１では、「光取り出し効率比」として、比較例２の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１．０としたときの実施例１〜４および比較例１それぞれの有機エレクトロルミネッセンス素子の光取り出し効率の相対値を記載してある。また、表１では、「正面輝度比」として、〔作製後に、Ｎ2ガス雰囲気下で有機エレクトロルミネッセンス素子を２４時間だけ保管した後の正面輝度〕／〔作製直後の正面輝度〕の値を記載してある。【０１０９】
光取り出し効率の測定にあたっては、実施例１〜４および比較例１〜２のそれぞれの有機エレクトロルミネッセンス素子の封止基板８０の光取り出し面側にマッチングオイルを介してガラス製の半球レンズを配置し、第２端子部４７と第１端子部との間に、ＤＣ電源（ケースレイ社製の２４００）から電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ2の定電流を流し、半球レンズから出射される全放射束を積分球により計測し、その計測結果に基づいて光取り出し効率を求めた。また、正面輝度の測定にあたっては、実施例１〜４および比較例１，２それぞれの有機エレクトロルミネッセンス素子の第２端子部４７と第１端子部との間に、ＤＣ電源（ケースレイ社製の２４００）から電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ2の定電流を流し、０°の角度方位での発光輝度を輝度計（トプコン社製のＳＲ−３）で測定した。【０１１０】
表１から、実施例１〜４の有機エレクトロルミネッセンス素子では、比較例１，２の有機エレクトロルミネッセンス素子に比べて、光取り出し効率が向上していることが分かる。また、実施例１〜４の有機エレクトロルミネッセンス素子では、比較例１の有機エレクトロルミネッセンス素子に比べて、素子特性の安定性（経時安定性）が向上していることが分かる。【０１１１】
また、実施例１〜３の有機エレクトロルミネッセンス素子は、正面輝度比が比較例２とほとんど同じであることが分かる。この結果は、透明保護層７０の膜厚が２５ｎｍ程度であっても、透明保護層７０により、樹脂層９０の導電性高分子層３９への影響を防止できていることを示している。【０１１２】
また、実施例４の有機エレクトロルミネッセンス素子は、実施例１〜３よりも光取り出し効率比および正面輝度比がほぼ同じか若干向上している。この結果は、透明保護層７０として光透過性を有する無機材料を採用しても、光透過性を有する高分子有機材料の場合と同様の効果が得られることを示している。
【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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【図８】
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