(57)【要約】  支持基板上に、少なくとも陽極と、発光層と、陰極とがこの順に形成された有機ＥＬ素子が、陰極上に設けられた絶縁性接着層を介して導電性封止部材により封止された有機ＥＬパネルであって、導電性封止部材は複数設けられており、陽極と陰極とは、複数の導電性封止部材のうちそれぞれ異なる導電性封止部材に対して電気的に接続されている。
2013042533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板上に、少なくとも第１電極と、発光層と、第２電極とがこの順に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子が、前記第２電極上に設けられた絶縁性接着層を介して導電性封止部材により封止された有機エレクトロルミネッセンスパネルであって、
前記導電性封止部材は複数設けられており、
前記第１電極と前記第２電極とは、複数の前記導電性封止部材のうちそれぞれ異なる前記導電性封止部材に対して電気的に接続されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネル。
【請求項２】
前記第１電極と電気的に接続された前記導電性封止部材の前記支持基板と反対側の面に、前記第１電極用の給電部が設けられ、
前記第２電極と電気的に接続された前記導電性封止部材の前記支持基板と反対側の面に、前記第２電極用の給電部が設けられ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パネル。
【請求項３】
複数の前記導電性封止部材は、互いに当該導電性封止部材間に絶縁性接着層を介して設けられ、
前記第１電極用の給電部及び前記第２電極用の給電部は、前記絶縁性接着層の外側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネル。
【請求項４】
前記第１電極用の給電部が設けられた前記導電性封止部材と、前記第２電極用の給電部が設けられた前記導電性封止部材とは、同一平面上で互いに所定間隔を隔てて配置され、
同一平面上で互いに隣り合う前記導電性封止部材間の隙間上に、他の導電性封止部材が前記絶縁性接着層を介して積層されていることを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネル。
【請求項５】
前記第１電極と前記第２電極とは、複数の前記導電性封止部材のうちそれぞれ異なる前記導電性封止部材に対して、前記第２電極上に設けられた前記絶縁性接着層内に分散させた導電性フィラーを介して、電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜４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パネル。
【請求項６】
前記支持基板と、複数の前記導電性封止部材の全体とを平面視した際に、前記支持基板の外形と、複数の前記導電性封止部材の全体とが同寸であることを特徴とする請求項１〜５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パネル。
【請求項７】
支持基板上に、少なくとも第１電極と、発光層と、第２電極とがこの順に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子が、前記第２電極上に設けられた絶縁性接着層を介して導電性封止部材により封止された有機エレクトロルミネッセンスパネルを製造する有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法であって、
前記導電性封止部材を複数設け、
前記第１電極と前記第２電極とを、複数の前記導電性封止部材のうちそれぞれ異なる前記導電性封止部材に対して電気的に接続することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法。
【請求項８】
前記第１電極と前記第２電極とを、複数の前記導電性封止部材のうちそれぞれ異なる前記導電性封止部材に対して、レーザー溶着によって接合して電気的に接続することを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法。
【請求項９】
前記第１電極と前記第２電極とを、複数の前記導電性封止部材のうちそれぞれ異なる前記導電性封止部材に対して、超音波溶着によって接合して電気的に接続することを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法。
【請求項１０】
前記第１電極と前記第２電極とを、複数の前記導電性封止部材のうちそれぞれ異なる前記導電性封止部材に対して、カシメによって接合して電気的に接続することを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法。
【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パネル及び有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、平面状の光源体である面状発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子とも言う）が知られている。有機ＥＬ素子は、支持基板上に一対の電極に挟持された有機機能層を含む構成を有しており、当該有機機能層は、機能の異なる複数の層からなり、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等を備えて構成されている。
このような有機ＥＬ素子は、直流電圧が供給されると発光するため、有機ＥＬ素子の電極部に外部から直流電圧を印加するための接続部（給電部）が必要となる。
このような給電部の構造としては、各種方式が開示されておいる。例えば、図４に示す有機ＥＬ素子２０では、支持基板２１上の一対の電極２２，２４間に有機機能層２３が挟持されており、このような有機ＥＬ素子２０において、有機機能層２３を覆い、陽極２２及び陰極２４の側端部が露出するように封止部材２７が接着層２５を介して設けられている。そして、封止部材２７の側縁部から露出した陽極２２及び陰極２４上に陽極用給電部２８及び陰極用給電部２９が配置された技術が開示されている。
また、例えば、透明基板上に形成された矩形状の発光部の互いに平行な２辺両端部に沿って、前記透明基板上に陽極用給電部及び陰極用給電部が配置された技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９８９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した図４や特許文献１に記載されているように、陽極用給電部及び陰極用給電部の上方には発光部である有機機能層が存在しないため、当該給電部からは光が取り出せない。そのため、給電部分の面積が大きい場合には、有機ＥＬ素子の基板面積に対して発光光を取りだせる部分の割合が小さくなることが問題として挙げられる。すなわち、上記特許文献１のように、発光部の２辺両端部に沿って、透明基板上に給電部を設けた場合、給電配線（ＦＰＣ等）の接続に必要な面積を確保する必要があり、発光光が取り出せない領域（非発光エリアＥ（図４参照））が大きくなってしまう。
また、このような有機ＥＬ素子を大型の照明器具等に適用し平面上に複数並べて発光させた場合、全体として有機ＥＬ素子間の非発光エリアが目立ってしまい、このように並べた有機ＥＬ素子群を照明器具に適用した場合、それなりの照明輝度を得るためには当該照明器具のサイズが大きくなってしまうといった問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、平面視における非発光エリアを小さくすることができる有機エレクトロルミネッセンスパネル及び有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、支持基板上に、少なくとも第１電極と、発光層と、第２電極とがこの順に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子が、前記第２電極上に設けられた絶縁性接着層を介して導電性封止部材により封止された有機エレクトロルミネッセンスパネルであって、
前記導電性封止部材は複数設けられており、
前記第１電極と前記第２電極とは、複数の前記導電性封止部材のうちそれぞれ異なる前記導電性封止部材に対して電気的に接続されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネルが提供される。
本発明の他の態様によれば、支持基板上に、少なくとも第１電極と、発光層と、第２電極とがこの順に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子が、前記第２電極上に設けられた絶縁性接着層を介して導電性封止部材により封止された有機エレクトロルミネッセンスパネルを製造する有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法であって、
前記導電性封止部材を複数設け、
前記第１電極と前記第２電極とを、複数の前記導電性封止部材のうちそれぞれ異なる前記導電性封止部材に対して電気的に接続することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、平面視における非発光エリアを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】第１の実施形態を示すためのもので、有機ＥＬパネルの平面図。
【図１Ｂ】第１の実施形態を示すためのもので、有機ＥＬ素子の平面図。
【図１Ｃ】図１ＡのI−I線における断面図。
【図２】図１Ｃの有機ＥＬパネルの変形例を示すためのもので、有機ＥＬパネルの断面図。
【図３】第２の実施形態を示すためのもので、有機ＥＬパネルの断面図。
【図４】従来例を示すためのもので、有機ＥＬ素子の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の実施形態はこれらに限定されない。
〔第１の実施形態〕
《有機ＥＬパネル》
図１Ａは、本発明の有機ＥＬパネルの平面図、図１Ｂは、有機ＥＬ素子の平面図、図１Ｃは、図１ＡのI−I線における断面図である。
図１Ａ及び図１Ｃに示すように、有機ＥＬパネル１００は、支持基板１上に、第１電極（陽極２）と、発光層を含む有機機能層３と、第２電極（陰極４）とがこの順で積層され、第２電極４上に絶縁性接着層５，６（以下、単に接着層という）と、複数の導電性封止部材７〜９（以下、単に封止部材と言う）と、が設けられている。本実施形態では、第１電極を陽極２、第２電極を陰極４として説明する。
【０００９】
陽極２は、支持基板１の上面に、支持基板１の一方の側端部（以下、右側端部と言う）を除いて支持基板１を覆うようにして設けられており、支持基板１の他方の側端部（以下、左側端部と言う）に延在している。
有機機能層３は、支持基板１の上面のうち陽極２で覆われていない露出した上面の一部から陽極２の左側端部を除いて陽極２を覆うように設けられている。
陰極４は、支持基板１の上面のうち陽極２及び有機機能層３で覆われていない露出した上面から有機機能層３の左側端部を除いて有機機能層３を覆うように設けられており、支持基板１の右側端部に延在している。
そして、このような支持基板１、陽極２、有機機能層３及び陰極４は、第１及び第２絶縁性接着層５、６と複数の封止部材７〜９とによって封止された密着封止構造となっている。
なお、本発明では、陰極４の上を複数の封止部材７〜９によって封止（被覆）された状態を有機ＥＬパネル１００といい、支持基板１から陰極４までが形成された状態を有機ＥＬ素子１０と言う。
【００１０】
複数の封止部材７〜９のうち、第１の封止部材７及び第２の封止部材８は、第１接着層５を介して有機ＥＬ素子１０上に配置されている。すなわち、陽極２、有機機能層３及び陰極４の上面のうち露出した上面に、第１接着層５が形成されている。そして、当該第１接着層５に、第１の封止部材７及び第２の封止部材８が、同一平面上において互いに所定間隔を隔てて設けられている。
さらに、第１の封止部材７の右端部と第２の封止部材８の左端部との間に形成された隙間Ｓ内と、第１の封止部材７及び第２の封止部材８の上面のうち中央部分に第２接着層６が形成されている。そして、当該第２接着層６に、第３の封止部材９が設けられている。これによって、第１及び第２の封止部材７，８間の隙間Ｓ上が第３の封止部材９に覆われている。
このように、有機ＥＬパネル１００において、第１〜第３の封止部材７〜９は、第１及び第２接着層５，６を介して互いに電気的に接触しないように配置されている。そして、有機ＥＬパネル１００は、有機ＥＬ素子１０が、第１〜第３の封止部材７〜９によって封止された封止構造となっている。
【００１１】
第１及び第２の封止部材７，８は略同じ大きさをなしている。第３の封止部材９は、図１Ａ〜図１Ｃでは第１及び第２の封止部材７，８よりも若干小さくなっているが、第１及び第２の封止部材７，８と同じ大きさとしても良いし、第１及び第２の封止部材７，８よりも大きくしても良い。第３の封止部材９の大きさを大きくした場合、第３の封止部材９の左右両側端部から第１及び第２の封止部材７，８間の隙間Ｓまでの距離が長くなることから、水分や酸素の浸入をより確実に遮断することができ、封止機能を高めることができる。
また、支持基板１と、第１〜第３の封止部材７〜９の全体とを平面視した際に、支持基板１の外形と、第１〜第３の封止部材７〜９の全体とが同寸になるよう適宜調整してもよい。
【００１２】
第１〜第３の封止部材７〜９は、導電性を有している。例えば、金属板や金属箔が挙げられ、金属箔が好ましい。金属箔としては、例えば、銅箔、アルミニウム箔、金箔、黄銅箔、ニッケル箔、チタン箔、銅合金箔、ステンレス箔、スズ箔、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、アルミニウム箔である。
金属箔の作成方法としては、主に圧延等が挙げられ、金属箔とは当該圧延で形成された金属の箔を指すが、ポリマーフィルム上に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であっても良い。
ポリマーフィルムの材料としては、樹脂製包装材料の新展開（ 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良い。
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。
金属箔の片面にポリマーフィルムを積層する方法としては、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。ラミネートを行う際には、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。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及び共押出しラミネーション法も使用できるがドライラミネート方式が好ましい。
また、金属箔をスパッタや蒸着等で形成したり、導電性ペースト等の流動性電極材料から形成したりする場合は、ポリマーフィルムを基材として金属箔を成膜してもよい。
なお、このようなポリマーフィルムを基材とした金属箔の外側に、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良い。保護膜、保護板としては、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。
【００１３】
第１及び第２接着層５，６を形成する接着剤としては、絶縁性を有する材料であり、例えば、熱可塑性樹脂又はエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂などからなる熱硬化型接着性樹脂などを用いることができる。より詳細には、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光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
【００１４】
なお、有機ＥＬ素子１０が熱処理により劣化する場合があるので、室温から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は、市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
【００１５】
上記第１〜第３の封止部材７〜９と有機ＥＬ素子１０の間隙は、第１及び第２接着層５，６で充填された充填構造としたが、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、シリコンオイルのような不活性液体を注入しても良い。また、真空とすることも可能である。このように中空構造とした場合、少なくとも第１の封止部材７と有機ＥＬ素子１０との間及び第２の封止部材８と有機ＥＬ素子１０との間に、それぞれ局部的に絶縁性接着層を設けて所定間隔を保持することができるようにしておく。また、第１の封止部材７と第３の封止部材９との間及び第２の封止部材８と第３の封止部材９との間にも、それぞれ局部的に絶縁性接着層を設けて所定間隔を保持することができるようにしておく。
また、第１〜第３の封止部材７〜９と有機ＥＬ素子１０との間隙に、吸湿性化合物を封入することもできる。
【００１６】
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。
【００１７】
また、有機ＥＬパネル１００は、陽極２に外部電源から電力を供給するための陽極用給電部１１と、陰極４に外部電源から電力を供給するための陰極用給電部１２と、を備えている。
陽極用給電部１１は、第１の封止部材７の上面に設けられ、陰極用給電部１２は、第２の封止部材８の上面に設けられており、陽極用給電部１１と陰極用給電部１２とは互いに異なる封止部材に設けられている。また、陽極用給電部１１と陰極用給電部１２とは、第１及び第２接着層５，６の外側に設けられている。
【００１８】
第１の封止部材７の左側端部と、陽極２の左側端部とは、電気的に接続されている。
電気的な接続方法としては、狭いエリアで接続可能な方法が挙げられ、例えば、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、両部材の端部を被覆するようにハンダ１３によって接合して電気的に接続する方法や、両部材の端部を被覆するように導電性ペーストを形成することによって接合して電気的に接続する方法、両部材の端部同士をレーザー溶着や超音波溶着、カシメによって接合して電気的に接続する方法が挙げられる。その他、図２に示すように、第１接着層５内に導電性フィラー１４を分散させることによって、両部材の端部同士を電気的に接続する方法が挙げられる。この場合、第１の封止部材７の下面と陽極２の上面にそれぞれ接触するように導電性フィラー１４を第１接着層５内に分散させる。
このような電気的な接続方法によれば、簡易な方法であり、特に、ハンダ１３や導電性ペーストを形成する場合には、第１接着層５の外側がハンダ１３や導電性ペーストで被覆されることから、第１接着層５のみによる端部封止に比べて、水分や酸素の侵入を確実に抑制して、端部封止することができる。
また、第２の封止部材８の右側端部と陰極４の右側端部においても、電気的に接続されており、電気的な接続方法としては上記と同様の接続方法が挙げられる。
【００１９】
有機機能層４は、少なくとも発光層を含むものであれば構成可能となっており、発光層以外に例えば、後述する正孔輸送層、電子輸送層及び陰極バッファー層（電子注入層）等を含む。そして、このような有機機能層４（発光層）に電流を流すことにより、発光層内の発光材料が発光するようになっている。
【００２０】
《有機ＥＬパネルの製造方法》
以下、有機ＥＬパネル１００の製造方法について説明する。
まず、有機ＥＬ素子１０の陽極２、有機機能層３及び陰極４の露出した上面に接着剤を塗布し、塗布した接着剤からなる第１接着層５に対して第１及び第２の封止部材７，８を同一平面上で互いに所定間隔を隔てて設ける。これによって第１及び第２の封止部材７，８により、有機ＥＬ素子１０の中央部分を除いた部分が覆われる。
次いで、第１及び第２の封止部材７，８間の隙間Ｓと、第１及び第２の封止部材７，８上の中央部分に接着剤を塗布し、塗布した接着剤からなる第２接着層６に対して第３の封止部材９を設ける。これによって、第１及び第２の封止部材７，８間の隙間Ｓが覆われてた封止構造とされる。
その後、陽極２の左側端部と第１の封止部材７の左側端部とを上述の電気的接続方法により電気的に接続する。
同様に、陰極３の右側端部と第２の封止部材８の右側端部とを上述の電気的接続方法により電気的に接続する。
なお、導電性フィラー１４によって電気的に接続する場合には、予め第１接着層５内に導電性フィラー１４を分散させておき、その後、第１接着層５に対して第１及び第２の封止部材７，８を設ける。
最後に、第１の封止部材７上に陽極用給電部１１を形成し、第２の封止部材８上に陰極用給電部１２を形成して、有機ＥＬパネル１００とする。
【００２１】
なお、第１接着層５は、陽極２、有機機能層３及び陰極４の露出した上面に塗布して形成し、その後、この第１接着層５に対して第１及び第２の封止部材７，８を設けるとしたが、逆に、第１及び第２の封止部材７，８側に接着剤を塗布して第１接着層５を形成し、この第１接着層５を陽極２、有機機能層３及び陰極４の露出した上面に配置させて第１及び第２の封止部材７，８を設けるようにしても良い。
さらに、これらの封止は、有機ＥＬ素子１０の外部環境からの水分や酸素の浸入を抑制できれば如何なる環境で行われても良く、例えば、真空（低圧）環境であっても良いし、窒素等の不活性ガスにより置換された大気圧環境であっても良い。
【００２２】
以上のように、第１〜第３の導電性封止部材７〜９を有し、陽極２と陰極４とは、それぞれ第１及び第２の封止部材７、８に対して電気的に接続されているので、第１及び第２の封止部材７，８の支持基板１と反対側の面に陽極用給電部１１及び陰極用給電部１２を設けることができる。その結果、従来のように支持基板１上に陽極用及び陰極用給電部を設ける必要がないので、有機ＥＬ素子１０の平面視における非発光エリアを小さくすることができる。
また、第１及び第２の封止部材７，８の支持基板１と反対側の面に陽極用給電部１１及び陰極用給電部１２を設けることができることから、従来と比較して給電エリアを大きく確保することができ、ＦＰＣ等の配線接続がし易くコストの低減を図ることができる。
また、支持基板１と、第１〜第３の封止部材７〜９の全体を平面視した際に、支持基板１の外形と、第１〜第３の封止部材７〜９の全体とを同寸にした際には、見栄えが良く、パネル全体としての強度が増す。また、第１〜第３の封止部材７〜９の全体の平面視の大きさを支持基板１の外形と同寸とした際には、有機ＥＬ素子１０を封止する面積が大きくなるため、有機ＥＬ素子１０への水分や酸素侵入を確実に抑制でき、有機ＥＬ素子１０の寿命を向上させることができる。
さらに、同一平面上で互いに隣り合う第１及び第２の封止部材７，８間の隙間Ｓ上に、第３の封止部材９が第２接着層６を介して積層されており、有機ＥＬ素子１０が第１〜第３の封止部材７〜９によって覆われた封止構造となっているので、この点においても、水分や酸素浸入を確実に抑制することができる。
【００２３】
《有機ＥＬ素子》
以下、有機ＥＬ素子１０の層構成の好ましい具体例を示すが、本発明はこれに限定されない。
（ｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）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）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。なお、本発明では陽極及び陰極を除く層を有機機能層と言う。
【００２４】
《発光層》
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
本発明における発光層の膜厚の総和は１ｎｍ以上１００ｎｍ以下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、該中間層も含む膜厚である。
【００２９】
個々の発光層の膜厚としては１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲に調整することが好ましく、さらに好ましくは１ｎｍ以上２０ｎｍ以下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。
【００３０】
発光層の作製には、後述する発光材料やホスト化合物を、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。
【００３１】
本発明においては、各発光層には複数の発光材料を混合してもよく、また燐光発光材料と蛍光発光材料を同一発光層中に混合して用いてもよい。
【００３２】
本発明においては、発光層の構成として、ホスト化合物、発光材料（発光ドーパント化合物ともいう）を含有し、発光材料より発光させることが好ましい。
【００３３】
本発明においては、有機ＥＬ素子の発光層に含有されるホスト化合物としては、室温（２５℃）における燐光発光の燐光量子収率が０．１未満の化合物が好ましい。さらに好ましくは燐光量子収率が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。
【００３４】
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。
【００３５】
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（蒸着重合性発光ホスト）でもいい。
【００３６】
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、且つ発光の長波長化を防ぎ、なお且つ高Ｔｇ（ガラス転移温度）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。
【００３７】
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。
【００３８】
次に、発光材料について説明する。
【００３９】
本発明に係る発光材料としては、蛍光性化合物、燐光発光材料（燐光性化合物、燐光発光性化合物等ともいう）を用いる。
【００４０】
本発明において、燐光発光材料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℃）にて燐光発光する化合物であり、燐光量子収率が２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましい燐光量子収率は０．１以上である。
【００４１】
上記燐光量子収率は第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。溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明において燐光発光材料を用いる場合、任意の溶媒のいずれかにおいて上記燐光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
【００４２】
燐光発光材料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、このエネルギーを燐光発光材料に移動させることで燐光発光材料からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つは燐光発光材料がキャリアトラップとなり、燐光発光材料上でキャリアの再結合が起こり燐光発光材料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、燐光発光材料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。
【００４３】
燐光発光材料は、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。
【００４４】
以下に燐光発光材料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。
【００４５】
【化１】
2013042533.tif 000003
【００４６】
【化２】
2013042533.tif 000004
【００４７】
【化３】
2013042533.tif 000005
【００４８】
【化４】
2013042533.tif 000006
【００４９】
【化５】
2013042533.tif 000007
【００５０】
【化６】
2013042533.tif 000008
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
《中間層》
本発明において、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）を設ける場合について説明する。
【００５５】
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。
【００５６】
非発光性の中間層の膜厚としては１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲にあるのが好ましく、さらには３ｎｍ以上１０ｎｍ以下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。
【００５７】
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。
【００５８】
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、燐光発光エネルギー、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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
《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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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）はごく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以上５μｍ以下の範囲が好ましい。
【００６５】
《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。
【００６６】
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。
【００６７】
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３ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。
【００６８】
《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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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以上５μｍ以下程度、好ましくは５ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
《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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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以上５μｍ以下程度、好ましくは５ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
《支持基板》
支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【００８４】
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を挙げられる。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
《バリア膜の形成方法》
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−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。
【００８８】
不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板・フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
【００８９】
《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１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲で選ばれる。
【００９０】
《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。
【００９１】
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以上５μｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲で選ばれる。
【００９２】
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。
【００９３】
また、上述の有機ＥＬパネル１００では、支持基板１に陽極２を配置し、有機機能層３を挟んで陰極４を配置するとしたが、第１電極を陰極４とし第２電極を陽極２として、陽極２と陰極４の配置を逆にしても良い。
【００９４】
《有機ＥＬ素子の製造方法》
有機ＥＬ素子の製造方法の一例として、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素子の製造法について説明する。
【００９５】
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１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下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。
【００９６】
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、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、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。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０以上４５０℃以下、真空度１０−６以上１０−２Ｐａ以下、蒸着速度０．０１ｎｍ／秒以上５０ｎｍ／秒以下、基板温度−５０℃以上３００℃以下、膜厚０．１ｎｍ以上５μｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【００９７】
これらの層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲の膜厚になるように、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。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
【００９８】
また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多色の液晶表示装置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２Ｖ以上４０Ｖ以下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。
【００９９】
有機ＥＬ素子は空気よりも屈折率の高い（屈折率１．６以上２．１以下程度）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５％以上２０％以下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。
【０１００】
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。
【０１０１】
本発明においては、これらの方法を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。
【０１０２】
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みで形成すると、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。
【０１０３】
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以上１．７以下程度であるので、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。
【０１０４】
また、低屈折率媒質の厚みは媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは、低屈折率媒質の厚み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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
回折格子を導入する位置としては、前述のとお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。
【０１０８】
このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約１／２以上３以下倍程度が好ましい。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。
【０１０９】
本発明の有機ＥＬ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。
【０１１０】
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２次元に配列する。一辺は１０以上１００μｍ以下が好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。
【０１１１】
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。
【０１１２】
また、有機ＥＬ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。
【０１１３】
〔第２の実施形態〕
上記第１の実施形態の有機ＥＬパネル１００は、第１〜第３の封止部材７〜９を備えていたが、以下に説明する有機ＥＬパネル１００Ａのように第１及び第２の封止部材７Ａ，８Ａを備えた構成としても良い。
図３は、有機ＥＬパネルの断面図である。
図３に示すように、第１の封止部材７Ａ及び第２の封止部材８Ａは、第１接着層５Ａを介して有機ＥＬ素子１０Ａ上に配置されている。すなわち、陽極２Ａ、有機機能層３Ａ及び陰極４Ａの露出した上面に第１接着層５Ａが形成され、当該第１接着層５Ａに、側面視直線状の第２の封止部材８Ａが、陰極４Ａの右側端部を覆うとともに、陰極４Ａ、有機機能層３Ａ及び陽極２Ａの左側端部が露出するように設けられている。
また、第２の封止部材８Ａの上面のうち、右側端部を除く上面に第２接着層６Ａが形成されている。
そして、第１接着層５Ａのうち第２の封止部材８Ａが設けられていない部分と、第２接着層６Ａとに、第１の封止部材７Ａが、陽極２Ａ、有機機能層３Ａ及び陰極４Ａの左側端部を覆うとともに、第２の封止部材８Ａの左端部に接触しないように、第２の封止部材８Ａの一部を覆い、第２の封止部材８Ａの右側端部が露出するように設けられている。
このように、有機ＥＬパネル１００Ａにおいて、第１及び第２の封止部材７Ａ，８Ａは、第１及び第２接着層５Ａ，６Ａを介して互いに電気的に接触しないように配置されている。そして、有機ＥＬ素子１０Ａは、第１及び第２の封止部材７Ａ，８Ａによって封止された封止構造となっている。
【０１１４】
第１及び第２の封止部材７Ａ，８Ａは略同じ大きさをなしており、支持基板１Ａと、第１及び第２の封止部材７Ａ，８Ａの全体とを平面視した際に、支持基板１Ａの外形と、第１及び第２の封止部材７Ａ，８Ａの全体とが同寸となっている。
また、第１の封止部材７Ａの大きさをさらに大きくしても良い。この場合、第１の封止部材７Ａの右端部から第２の封止部材８Ａの左端部までの距離を長くすることができることから、封止機能を高めることができる。
【０１１５】
また、陽極２Ａの左側端部と第１の封止部材７Ａの左側端部とは、上述の電気的接続方法により電気的に接続されている。陰極４Ａの右側端部と第２の封止部材８Ａの右側端部も上述の電気的接続方法により電気的に接続されている。なお、図３では、第１接着層５Ａ内に導電性フィラー１４Ａを分散させることによって電気的に接続されている。
そして、第１の封止部材７Ａの上面に陽極用給電部１１Ａが形成され、第２の封止部材８Ａの上面に陰極用給電部１２Ａが形成されており、陽極用給電部１１Ａと陰極用給電部１２Ａとは、第１及び第２接着層５Ａ，６Ａの外側に設けられている。
【０１１６】
以上のように、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、陽極２Ａと陰極４Ａとは、それぞれ第１及び第２の封止部材７Ａ、８Ａに対して電気的に接続されているので、第１及び第２の封止部材７Ａ，８Ａの支持基板１Ａと反対側の面に陽極用給電部１１Ａ及び陰極用給電部１２Ａを設けることができる。その結果、従来のように支持基板１Ａ上に陽極用及び陰極用給電部を設ける必要がないので、有機ＥＬ素子１０Ａの平面視における非発光エリアを小さくすることができるとともに、給電エリアを大きく確保することができ、配線接続がし易くコストの低減を図ることができる。
また、支持基板１Ａと、第１及び第２の封止部材７Ａ，８Ａの全体とを平面視した際に、支持基板１Ａの外形と、第１及び第２の封止部材７Ａ，８Ａの全体とが同寸であるので、見栄えが良く、パネル全体としての強度が増す。また、支持基板１Ａの外形と、第１及び第２の封止部材７Ａ，８Ａの全体との大きさを同寸とすることによって、有機ＥＬ素子１０Ａを封止する面積が大きくなるため、有機ＥＬ素子１０Ａへの水分や酸素侵入を確実に抑制でき、有機ＥＬ素子１０Ａの寿命を向上させることができる。
さらに、第２の実施形態では、第１及び第２の封止部材７Ａ，８Ａによって封止した構造であるので、第１の実施形態に比べて、部材点数を減らすことができコスト削減を図ることができる。
また、有機ＥＬ素子１０Ａが第１及び第２の封止部材７Ａ，８Ａによって覆われた封止構造となっているので、この点においても水分や酸素浸入を確実に抑制することができる。
なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能である。なお、以下の説明において上記実施形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。例えば、上記第１の実施形態では、第３の封止部材９及び第２接着層６を設けたが、これらは必ずしも設けなくともよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明は、平面視における非発光エリアを小さくすることができる有機エレクトロルミネッセンスパネル及び有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１，１Ａ，２１  支持基板
２，２Ａ，２２  陽極
３，３Ａ，２３  有機機能層
４，４Ａ，２４  陰極
５，５Ａ  第１接着層
６，６Ａ  第２接着層
７，７Ａ  第１の封止部材
８，８Ａ  第２の封止部材
９  第３封止部材
１０，１０Ａ，２０  有機ＥＬ素子
１１，１１Ａ  陽極用給電部
１２，１２Ａ  陰極用給電部
１３  ハンダ
１４，１４Ａ  導電性フィラー
２５  接着層
２７  封止部材
２８  陽極用給電部
２９  陰極用給電部
１００，１００Ａ  有機ＥＬパネル
Ｓ  隙間
【図１Ａ】
2013042533.tif 000009
【図１Ｂ】
2013042533.tif 000010
【図１Ｃ】
2013042533.tif 000011
【図２】
2013042533.tif 000012
【図３】
2013042533.tif 000013
【図４】
2013042533.tif 000014
【国際調査報告】
2013042533.tif 000015
2013042533.tif 000016
2013042533.tif 000017
2013042533.tif 000018