(57)【要約】  実施形態によれば、光透過性で第１領域と第２領域を有する第１電極と、前記第１領域と前記第２領域上に光透過性の絶縁材料により形成された複数の絶縁部を有し、単位面積当たりに設けられた前記絶縁部の数が前記第１領域と前記第２領域で同等である絶縁層と、少なくとも前記第１領域の前記絶縁層および前記第１電極上に設けられた有機層と、前記第１領域に設けられた前記有機層上に形成され、光反射性の導電部と開口部とを有し、該開口部は少なくとも２つの前記絶縁部と重なる第２電極と、を備える有機電界発光素子。
2015104798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性で第１領域と第２領域を有する第１電極と、
前記第１領域と前記第２領域上に光透過性の絶縁材料により形成された複数の絶縁部を有し、単位面積当たりに設けられた前記絶縁部の数が前記第１領域と前記第２領域で同等である絶縁層と、
少なくとも前記第１領域の前記絶縁層および前記第１電極上に設けられた有機層と、
前記第１領域に設けられた前記有機層上に形成され、光反射性の導電部と開口部とを有し、該開口部は少なくとも２つの前記絶縁部と重なる第２電極と、
を備える有機電界発光素子。
【請求項２】
前記第２電極の前記導電部の面積に対する、前記第２電極の前記導電部と前記絶縁部とが重なる面積の割合が、０．１％以上５０％以下である請求項１記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記第２電極の前記導電部の面積に対する、前記第２電極の前記導電部と前記絶縁部とが重なる面積の割合が１％以上２０％以下である請求項２記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記第２電極の複数の前記導電部は、第１方向に間隔を置いて配置され、前記第１方向と交差する第２方向に延びている請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記第１方向において、前記絶縁部が並ぶピッチは、前記第２電極の前記導電部が並ぶピッチよりも狭い請求項４記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の有機電界発光素子と、
前記第１電極と前記第２電極とに電気的に接続した電源と、を備えた照明装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の複数の有機電界発光素子と、
前記複数の有機電界発光素子の前記第１電極と前記第２電極とに電気的に接続した電源と、を備えた照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、有機電界発光素子、照明装置、及び、照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
照明装置および照明システムは、例えば、電源と電源に接続された１又は複数の有機電界発光素子とを備えている。【０００３】
有機電界発光素子は、例えば、支持基板と、支持基板上に配置された第１電極と、第２電極と、第１電極と第２電極との間に挟まれた有機層とを有している。有機層は、陽極である第１電極から電子が注入されるとともに、陰極である第２電極から正孔が注入されることにより、有機層内で電子と正孔とが結合して発光する。【０００４】
例えば、第１電極を透光性の導電性材料で形成し、第２電極を反射率の高い導電性材料で形成すると、有機層において第２電極側へ発光した光は第２電極で第１電極側へ反射され、支持基板側へ発光するボトムエミッション型の有機電界発光素子となる。【０００５】
上記有機電界発光素子において第２電極に開口を設けると、通電時に支持基板側へ発光する発光領域と、開口を通じて支持基板の一方側から他方側にある透過像を視認可能な透過領域が形成される。例えば第２電極をストライプ状や格子状など開口部を有する形状に形成すると、通電時において、発光面を見た場合、発光輝度が高いため、目の錯覚を引き起こし、透過像を見ることが出来ない。通電していないときには、発光面側から非発光面側を視認可能であるとともに、非発光面側から発光面側を視認可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３３５３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
開口を有する第２電極を形成する際には、背景の像を視認する際に、有機電界発光素子は第２電極の形状が観察者に認識されない程度に微細であることが求められる。従って、できるだけ微細な第２電極を形成するために、第２電極を形成する際の下地層にメタルマスクをできるだけ近付けて配置し、金属材料を蒸着させて所定のパタンの第２電極を形成する。このとき、発光領域の有機層とメタルマスクとの接触を回避するために、例えば、発光領域外に有機層よりも高さが高い絶縁層を配置する。この場合、第２電極を形成する際のメタルマスクと絶縁層との位置合わせをする必要があり、品質の高い有機電界発光素子、照明装置、及び、照明システムを提供することが困難であった。【０００８】
本発明の実施形態は上記事情を鑑みて成されたものであって、品質の高い有機電界発光素子、照明装置、及び、照明システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、光透過性で第１領域と第２領域を有する第１電極と、前記第１領域と前記第２領域上に光透過性の絶縁材料により形成された複数の絶縁部を有し、単位面積当たりに設けられた前記絶縁部の数が前記第１領域と前記第２領域で同等である絶縁層と、少なくとも前記第１領域の前記絶縁層および前記第１電極上に設けられた有機層と、前記第１領域に設けられた前記有機層上に形成され、光反射性の導電部と開口部とを有し、該開口部は少なくとも２つの前記絶縁部と重なる第２電極と、を備える有機電界発光素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係る有機電界発光素子を表す模式的断面図である。
【図２】図２は、実施形態の有機電界発光素子における絶縁層と第２電極との構成の一例を概略的に示す平面図である。
【図３】図３は、第２電極一本に占める絶縁層の割合と発光面積率との関係の一例を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、絶縁層を並べる位置の一例を説明するための図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、絶縁層を並べる位置の一例を説明するための図である。
【図５Ａ】図５Ａは、絶縁層を並べる位置の一例を説明するための図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、絶縁層を並べる位置の一例を説明するための図である。
【図６】図６は、絶縁層を並べる位置の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、絶縁層を並べる位置の一例を説明するための図である。
【図８】図８は、実施形態に係る有機電界発光素子の断面図を表した断面図である
【図９】図９は、第２の実施形態に係る照明装置を表す模式図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、第３の実施形態に係る照明システムの構成の一例を説明するための模式図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、第３の実施形態に係る照明システムの構成の一例を説明するための模式図である。
【実施形態】
【００１１】
以下、実施形態の有機電界発光素子、照明装置、及び、照明システムについて図面を参照して説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、各部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面によりお互いの寸法や比率が異なって表わされる場合もある。なお、本願明細書と各図面において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００１２】
図１は、実施形態の有機電界発光素子の積層構造の一例を概略的に示す図である。  
本実施形態の有機電界発光素子１１０は、第１電極２０と絶縁層３０と有機発光層（有機層）４０と第２電極５０とを有する。第１電極２０は光透過性で、第１領域２０ａと第２領域２０ｂを有する。絶縁層３０は、第１領域２０ａと第２領域２０ｂ上に光透過性の絶縁材料により形成されている。単位面積当たりに設けられた絶縁層３０の数は、第１領域２０ａと第２領域２０ｂで同等である。有機発光層４０は、少なくとも第１領域２０ａの絶縁層３０および第１電極２０上に設けられている。第２電極５０は、第１領域２０ａに設けられた有機発光層４０上に形成され、光反射性の導電部５０ａと開口部５０ｂとを有する。開口部５０ｂは少なくとも２つの絶縁層３０と重なる。
【００１３】
有機電界発光素子１１０は、さらに第１支持基板１０と第２支持基板８０（図８及び図９に示す）とを備えていても良い。第１支持基板１０と第２支持基板８０とを備えた有機電界発光素子１１０について以下に説明する。
【００１４】
第１支持基板１０は、例えばガラス、石英、プラスチック、樹脂等の絶縁材料によって形成された平板状の支持基板である。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、ポリメチルメタクリエート、ポリプロピレン、ポリエチレン、非晶質ポリオレフィン及びフッ素系樹脂などの透明樹脂でもよい。
【００１５】
なお、以下の説明において、第１支持基板１０の主面（複数の層の支持面）と略平行であって互いに交差した方向を第１方向Ｘと第２方向Ｙとし、第１支持基板１０の主面と直交した方向を第３方向Ｚとする。本実施形態では、第１方向Ｘと第２方向Ｙとは直交している。
【００１６】
第１電極２０は、第１支持基板１０の上に設けられる。第１電極２０は、第１支持基板１０の主面と対向する主面を有する。第１電極２０の主面と第１支持基板１０の主面とは略平行である。例えば、第１電極２０は透明電極である。
【００１７】
第１電極２０は、例えば、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ及びＴｉよりなる群から選択された少なくともいずれかの元素を含む酸化物を含む。第１電極２０には、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）膜、フッ素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物を含む導電性ガラスを用いて作製された膜（例えばＮＥＳＡなど）、金、白金、銀、及び、銅などを用いることができる。第１電極２０は、例えば、陽極として機能する。なお、第１電極２０はこれらの材料に限定されない。第1電極２０の一部は、第１支持基板１０の端部に引き出され、図示しない電源と電気的に接続する端子に接続していても良い。
【００１８】
絶縁層３０は第１電極２０の上に設けられる。例えば、絶縁層３０は、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに並ぶ複数の絶縁部３０ｂと、絶縁部３０ｂ間の開口部３０ａとを備える。第１電極２０の一部は絶縁層３０の開口部３０ａから露呈する。この例では、複数の絶縁部３０ｂのそれぞれは、第１電極２０の上面に島状に配置されている。絶縁部３０ｂは、例えば第１領域２０ａと第２領域２０ｂとで均一な割合で設けられている。例えば第１領域２０ａと第２領域２０ｂにおける絶縁層３０の絶縁部３０ｂの単位面積当たりの個数は、１００個／ｃｍ２である。例えば第１領域２０ａと第２領域２０ｂにおける絶縁部３０ｂの単位面積当たりの個数は、差が１０パーセント未満である。例えば絶縁層３０は透明である。
【００１９】
絶縁部３０ｂは、例えば第３方向Ｚに延在する柱状である。絶縁部３０ｂの第１方向Ｘと第２方向Ｙを含む平面における断面形状は、例えば円形や、矩形などの多角形や、丸みを帯びた多角形などとすることができる。絶縁部３０ｂのこの断面形状は、例えば最大長さを１μｍ以上５０μｍ以下とすることができる。ここで、最大長さとは、断面の外周状の一点から他の一点までの線分のうち最も長い線分の長さを言う。例えば円形の最大長さは直径と等しく、矩形の最大長さは角と角をつなぐ対角線である。
【００２０】
絶縁層３０は、例えばアクリル系や、ポリイミド等の樹脂材料により形成されている。あるいは、シリコン酸化膜（例えばＳｉＯ２）、シリコン窒化膜（例えばＳｉＮ）、または、シリコン酸窒化膜などの無機材料などが用いられる。なお、絶縁層３０の材料は、これらの材料に限定されない。絶縁層３０は透過領域（第２電極５０の開口部５０ｂと重なる領域）にも配置されるため、光透過率が高い材料で形成されることが望ましい。この実施形態では、絶縁層３０の膜厚（第３方向Ｚにおける高さ）は略５００ｎｍ以上略４μｍ以下である。
【００２１】
有機発光層４０は、例えば第１電極２０の第１領域２０ａ上だけでなく第２領域２０ｂ上にも設けられていても良い。有機発光層４０は、絶縁層３０から露呈した第１電極２０の上に設けられた第１部分４０ａと、絶縁層３０の上に設けられた第２部分４０ｂと、その他の部分である第３部分４０ｃとを有する。第３部分４０ｃは、絶縁部３０ｂの側面に沿い、第１部分４０ａと第２部分４０ｂとを繋ぐ部分である。有機発光層４０は、光透過性を有する。例えば、有機発光層４０は消灯状態において光透過性を有する。例えば、有機発光層４０は、複数の絶縁部３０ｂのそれぞれの少なくとも一部の上、及び複数の第１電極２０の上に連続して設けられる。
【００２２】
有機発光層４０の厚さ（Ｚ軸方向に沿う長さ）は、絶縁層３０の厚さよりも薄い。有機発光層４０の第１部分４０ａの上面４０ｕと第１電極２０の上面２０ｕとの間のＺ軸方向の距離は、有機発光層４０の第２部分４０ｂの上面４０ｕと第１電極２０の上面２０ｕとの間のＺ軸方向の距離よりも短い。第１部分４０ａの上面４０ｕは、絶縁部３０ｂの上面３０ｕよりも下に位置する。
【００２３】
有機発光層４０は発光層を含む。有機発光層４０は、さらに正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層のうちの一以上の層を有していても良い。有機発光層４０は、例えば積層構造（図示しない）である。有機発光層４０は、陽極である第１電極２０から正孔が注入されるとともに、陰極である第２電極５０から電子が注入されることにより、有機発光層４０内で電子と正孔とが結合して発光する。発光は、例えば、励起子が放射失活する際のエネルギー放出を利用して行われる。本実施形態では、有機発光層４０は可視光の波長の成分を含む光を放出する。例えば、有機発光層４０から放出される光は、実質的に白色光である。すなわち、有機電界発光素子から出射する光は白色光である。ここで、「白色光」は、実質的に白色であり、例えば、赤色系、黄色系、緑色系、青色系及び紫色系などの白色の光も含む。
【００２４】
第２電極５０は、導電部５０ａと開口部５０ｂとを有する。導電部５０ａは、第１部分４０ａの少なくとも一部の上に設けられる。この例において、第２電極５０は、複数の導電部５０ａと複数の開口部５０ｂとを有する。例えば、複数の導電部５０ａのそれぞれは、Ｙ軸方向に延びＸ軸方向に並ぶ。例えば、複数の開口部５０ｂのそれぞれは、Ｙ軸方向に延びＸ軸方向に並ぶ。第１部分４０ａは、第２電極５０の導電部５０ａと絶縁層３０の開口部３０ａから露出する第１電極２０の間に設けられている。第２電極５０の導電部５０ａ光反射率は、第１電極２０の反射率よりも高い。本願明細書において、第１電極２０の光反射性よりも高い反射率を有している状態を光反射性という。
【００２５】
第1領域２０ａ上において、第１部分４０ａは、第１電極２０及び第２電極５０と電気的に接続されている。なお、本願明細書において、電気的に接続には、直接接触させる場合のほか、間に他の導電部材などが介在する場合も含む。
【００２６】
第２電極５０は、例えば、光の反射率が高い材料により形成され、有機発光層４０で発光した光を第１支持基板１０側へ反射する。第２電極５０は、例えば銅、アルミニウム、銀、マグネシウム、カルシウム等の金属材料や、複数の金属材料を組み合わせた多層金属材料により形成されている。さらに、銀とマグネシウムの合金を用いてもよい。また、この合金にカルシウムを添加してもよい。第２電極５０は、例えば陰極として機能する。なお第２電極５０はこれらの材料に限定されない。
【００２７】
有機電界発光素子１１０では、ＸＹ平面において、複数の導電部５０ａと第１部分４０ａとが重なる第１領域が発光領域ＥＡとなる。この例において、有機電界発光素子１１０は複数の発光領域ＥＡを有する。発光領域ＥＡにある有機発光層４０（第１部分４０ａ）から発せられた発光ＥＬは、第１電極２０、第１支持基板１０を介して有機電界発光素子１１０の外部に放出される。発光ＥＬの一部は、第２電極５０で反射し、有機発光層４０及び第１電極２０、第１支持基板１０を介して外部に放出される。すなわち、この例において、有機電界発光素子１１０は片面発光素子である。なお、第１領域すなわち発光領域ＥＡにおいて、絶縁部３０ｂが設けられた部分は発光を生じないが、この部分は視認されにくい。この部分は発光領域ＥＡのうちの一部であり、周囲から発光する部分の光がこの部分に拡散するためである。
【００２８】
また、有機電界発光素子１１０では、外部から入射する外光ＯＬが、複数の導電部５０ａのそれぞれの間の部分を透過する。この部分は、すなわち第２領域である。このように有機電界発光素子１１０は、発光ＥＬを放出させつつ、外部から有機電界発光素子１１０に入射する外光ＯＬを透過させる。このように、有機電界発光素子１１０は、光透過性を有する。これにより、有機電界発光素子１１０では、非発光面から有機電界発光素子１１０を介して背景の像を視認できる。すなわち、有機電界発光素子１１０は、シースルー可能な薄膜状または板状の光源である。
【００２９】
このように、実施形態の有機電界発光素子１１０によれば、光透過性の有機電界発光素子を提供できる。この有機電界発光素子１１０を照明装置に応用した場合、照明機能のほかに背景像を透過させる機能により、様々の新たな応用が可能となる。
【００３０】
光透過性の有機電界発光素子において、絶縁層３０を設けることなく、第１電極２０の上に有機発光層４０を設け、有機発光層４０の上に第２電極５０を配置する構成がある。このような構成では、例えば、第２電極５０の形成の際に、有機発光層４０の発光領域ＥＡとなる部分を傷つけてしまう恐れがある。すなわち、第２電極５０の形成に、蒸着法が用いられる場合には、第２電極５０をパターニングするためのマスク（例えばメタルマスク）が有機発光層４０に接触し、有機発光層４０を傷つけてしまう恐れがある。発光領域ＥＡが傷ついてしまうと、例えば、第１電極２０と第２電極５０とが直接接触し、短絡してしまう。例えば、ストライブ状の第２電極５０を用いた場合、線状の暗線となり欠陥となる。このため、例えば、有機電界発光素子の歩留まりが低下する。
【００３１】
そこで、発光領域ＥＡ以外の場所に絶縁層を設けた構成とし、この絶縁層によってマスクが有機発光層を傷つけるのを防止する方法が考えられる。しかしながら、このような方法においては、第２電極５０を形成するときにマスクと絶縁層３０とを位置合わせする必要が生じる。位置合わせを精度よく行えない場合には、マスクが有機発光層を傷つけ、第１電極と第２電極とが短絡する虞がある。
【００３２】
本実施形態に係る有機電界発光素子１１０においては、第２電極５０を形成する際に、マスクと絶縁層３０を位置合わせする必要がない。すなわち、第１電極２０の上で絶縁層３０が均一に設けられているため、任意の位置にマスクを配置して第２電極５０を形成することができる。
【００３３】
透過性の有機電界発光素子では、第２電極５０を見えにくくするために、第２電極５０の導電部５０ａの幅を狭くするのが好ましい。一方で、導電部５０ａの幅を狭くしすぎると、発光領域が縮小され発光輝度が低下する。例えば、導電部５０ａを見え難くしつつ適切な発光輝度を得るために、導電部５０ａの幅を狭くし、かつ、ピッチを狭くする方法がある。
【００３４】
このような設計を採用する場合には特に、絶縁層３０と第２電極５０を形成するマスクのパタンが細かくなるため、これらの位置合わせをするのは困難である。本実施形態によるとこの位置合わせをする必要がないので、容易に質の高い有機電界発光素子を少ない製造ロスのもとに製造することができる。
【００３５】
さらに、マスクのパタンが細かいとマスクの強度が低下し、マスクと有機発光層４０とが接触するリスクが高くなる。そこで、マスクと有機発光層４０との距離を遠くすると、蒸着する材料がマスクを透過した後に拡散してしまい、第２電極５０の形成精度が低下する。従って、第２電極５０を所望のパタンに形成することができない。
【００３６】
しかしながら、有機発光層４０の第１部分４０ａの上面４０ｕが、絶縁層３０の上面３０ｕよりも下に位置する。これにより、本実施形態に係る有機電界発光素子１１０では、第２電極５０の形成の際に、マスクが有機発光層４０の第２部分４０ｂや第３部分４０ｃに接触したとしても、第１部分４０ａに接触しない。すなわち、絶縁層３０が、第２電極５０の形成に際して、マスクの接触防止層として機能する。これにより、有機発光層４０の発光領域ＥＡとなる第１部分４０ａに傷が付いてしまうことを抑制できる。従って、有機電界発光素子１１０では、例えば、歩留まりを向上できる。有機電界発光素子１１０では、例えば、高い信頼性を得られる。例えば、幅の狭い導電部５０ａを精度よく形成できる。
【００３７】
有機発光層４０が、正孔注入層および／又は正孔輸送層を含む場合、これらは発光層と第１電極２０との間に設けることができる。有機発光層４０が、電子注入層および／又は電子輸送層を含む場合、これらは発光層と第２電極５０との間に設けることができる。
【００３８】
発光層としては、例えば、Ａｌｑ３（トリス(８−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム）、Ｆ８ＢＴ（ポリ(9,9-ジオクチルフルオレン-ｃｏ-ベンゾチアジアゾール）及びＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）などの材料を用いることができる。第１層３１には、ホスト材料と、ホスト材料に添加されるドーパントと、の混合材料を用いることができる。ホスト材料としては、例えばＣＢＰ（4,4'−N,N'-ビスジカルバゾリルール−ビフェニル）、ＢＣＰ（2,9−ジメチル-4,7 ジフェニル−1,10−フェナントロリン）、ＴＰＤ（4,4'−ビス−N−3メチルフェニル−N−フェニルアミノビフェニル）、ＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）及びＰＰＴ（ポリ（３−フェニルチオフェン））などを用いることができる。ドーパント材料としては、例えば、Ｆｌｒｐｉｃ（イリジウム(III)ビス(4,6-ジ-フルオロフェニル)-ピリジネート-N,C2'-ピコリネート）、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（トリス (２−フェニルピリジン)イリジウム）及びＦｌｒ６（ビス（２，４−ジフルオロフェニルピリジナト）−テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート−イリジウム（ＩＩＩ））などを用いることができる。なお、発光層は、これらの材料に限定されない。
【００３９】
正孔注入層は、例えば、ＰＥＤＰＯＴ：ＰＰＳ（ポリ(3,4- エチレンジオキシチオフェン)-ポリ(スチレンスルホン酸)）、ＣｕＰｃ(銅フタロシアニン)、及び、ＭｏＯ３（三酸化モリブデン）などの少なくともいずれかを含む。正孔輸送層は、例えば、α−ＮＰＤ（4，4'−ビス［N−（1−ナフチル）−N−フェニルアミノ］ビフェニル）、ＴＡＰＣ（1,1-ビス[4-[N,N-ジ(p-トリル)アミノ]フェニル]シクロヘキサン）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（4,4',4''-トリス[フェニル(m-トリル)アミノ]トリフェニルアミン）、ＴＰＤ（ビス(3-メチルフェニル)-N,N'-ジフェニルベンジジン）、及び、ＴＣＴＡ（4，4'，4”−トリ（N− カルバゾリル）トリフェニルアミン）などの少なくともいずれかを含む。正孔注入層および正孔注入層を用いる場合には、これらを積層することができる。なお、正孔注入層と正孔輸送層はこれらの材料に限定されない。
【００４０】
電子注入層は、例えば、フッ化リチウム、フッ化セシウム、及び、リチウムキノリン錯体などの少なくともいずれかを含む。電子輸送層は、例えば、Ａｌｑ３（トリス（８キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ  ））、ＢＡｌｑ（ビス（２−メチル−８−  キノリラト）（ｐ−フェニルフェノラート）アルミニウム）、Ｂｐｈｅｎ（バソフェナントロリン）、及び、３ＴＰＹＭＢ（トリス［３−（３−ピリジル）−メシチル］ボラン）などの少なくともいずれかを含む。電子注入層および電子注入層を用いる場合には、これらを積層することができる。なお、電子注入層と電子輸送層はこれらの材料に限定されない。
【００４１】
第２支持基板８０は、例えばガラス、石英、プラスチック、樹脂等の透光性の絶縁材料によって形成されている。第２支持基板８０は、第１支持基板１０の第１電極２０、有機発光層４０、第２電極５０が形成された発光領域と対向するように配置され、発光領域を囲むように配置した封止材料（図示せず）により第１支持基板１０に固定されている。
【００４２】
第１電極２０の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、例えば、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。より好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。絶縁部３０ｂの厚さは、例えば、１００ｎｍ以上５０μｍ以下である。好ましくは、５００ｎｍ以上１０μｍ以下である。有機発光層４０の厚さは、例えば、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。第２電極５０（導電部２０ａ）の厚さは、例えば、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。導電部５０ａの幅Ｗ１（Ｘ軸方向の長さ）は、例えば、１μｍ以上１０００μｍ以下である。複数の導電部５０ａのピッチＰｔ１は、例えば、２μｍ以上２０００μｍ以下である。より好ましくは、１００μｍ以上１０００μｍ以下である。ピッチＰｔ１は、例えば、隣り合う２つの導電部５０ａのＸ軸方向の中心間のＸ軸方向の距離である。絶縁部３０ｂの幅Ｗ２は、例えば、１μｍ以上１００μｍ以下である。絶縁部３０ｂのピッチＰｔ２は、例えば、２μｍ以上１０００μｍ以下である。
【００４３】
図２は、実施形態の有機電界発光素子における絶縁層３０と第２電極５０との構成の一例を概略的に示す平面図である。
【００４４】
本実施形態では、第２電極５０は、第２方向Ｙに延びた複数の帯状パタンに形成されている。第２電極５０の複数の帯状パタンは、第１方向Ｘに沿って所定のピッチＡで配置されている。第２電極５０の帯状パタンは第1支持基板１０の端部において互いに電気的に接続している。第２電極５０の一部は、第１支持基板１０の端部へ引き出されて、図示しない電源と電気的に接続した端子に接続している。
【００４５】
なお、第２電極５０の形状はこれに限定されるものではない。第２電極５０は例えば格子状であってもよく、第２方向Ｙに沿って波線上に延びた電極を複数有していてもよい。第２電極５０の帯状パタンは一方向に延びるもののみであってもよく、異なる方向に延びた帯状パタン同士が交差していてもよい。
【００４６】
絶縁部３０ｂは島状に形成され、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに並んで配置している。第１方向Ｘにおいて、絶縁部３０ｂが並ぶピッチＢは、第２電極５０の帯状パタンが並ぶピッチＡよりも狭い。第２方向Ｙにおいて絶縁部３０ｂが並ぶピッチＣは、第１方向Ｘにおいて絶縁部３０ｂが並ぶピッチＢと同じピッチでもよいし、これよりも大きくても良い。
【００４７】
この例によれば、絶縁部３０ｂのそれぞれは、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに略平行な平面における断面形状が円形である。絶縁部３０ｂの形状はこれに限定されるものではなく、例えば、円形、三角形、四角形、正方形、楕円形、六角形、矩形等の柱状でもよい。
【００４８】
図３は、第２電極５０の帯状パタン一本に占める絶縁層３０の割合と、発光面積率との関係の一例を示す図である。
【００４９】
ここで説明する有機電界発光素子の例では、第２電極５０の帯状パタンは第１方向Ｘにおける幅が略１５０μｍとし、絶縁層３０の径を略円柱状とし、絶縁層の径の大きさ及び、ピッチＢとピッチＣの間隔をそれぞれ変化させた場合について、絶縁層３０を配置する面積の割合を変化させて発光面積率を演算している。なお、発光面積率は、第２電極５０の帯状パタン一本の面積における発光領域の割合である。
【００５０】
ここで、第２電極５０の下層に絶縁層３０が配置されている領域は、発光しない。したがって、発光輝度を大きくするために、第２電極５０の下層に配置される絶縁層３０の面積の割合は小さいほうが好ましい。
【００５１】
第２電極５０の導電部５０ａの帯状パタン一本に対して絶縁層３０を配置する割合が小さいと、発光面積率は大きくなる一方で、第２電極５０の導電部５０ａを形成する際に用いるメタルマスクを絶縁層３０により支持することが困難となり、メタルマスクが有機発光層４０に接触して有機発光層４０を損傷する原因となる。
【００５２】
このため、第２電極５０の導電部５０ａの帯状パタン一本の面積に対して絶縁層３０を配置する割合を適切に設定することにより、有機発光層４０を損傷することなく、かつ、十分な発光領域を得ることができる。
【００５３】
図３を参照すると、絶縁層３０は、例えば、第２電極５０の帯状パタン一本の面積を１としたときに、第２電極５０の下層に絶縁層３０を配置した面積の割合が略０．００１以上０．５以下（０．１％以上５０％以下）とすることが好ましく、略０．０１以上０．２以下（１％以上２０％以下）とすることがより好ましい。
【００５４】
なお、図３に示す例では、第２電極５０の導電部５０ａの帯状パタン一本当たりの発光面積率について示しているが、第２電極５０の導電部５０ａ全体に対する発光面積率も同様に考えることができる。すなわち、絶縁層３０は、例えば、第２電極５０の導電部５０ａ全体の面積を１としたときに、第２電極５０の下層に絶縁層３０を配置した面積の割合が略０．００１以上０．５以下（０．１％以上５０％以下）とすることが好ましく、略０．０１以上０．２以下（１％以上２０％以下）とすることがより好ましい。
【００５５】
ここで、発光面積率は、第２電極の幅、第２電極のピッチ及び絶縁層の配置によって決定される。例えば、第２電極幅１５０μｍ、第２電極ピッチ５００μｍ、絶縁層３０を配置しない有機電界発光素子の発光面積率は３０％である。絶縁層３０の面積の割合が０．１％以上５０％以下とする場合、発光面積率は１５％以上２９．９７％以下となる。発光面積率は上記値に限定されるものではない。発光面積率が低い場合、透過性は向上するが、発光面積が小さくなるため、光量が低下する。また、発光面積率が高い場合、発光面積が大きいため、光量は増加するが、透過性が低下してしまう。発光面積率は、第２電極の幅、第２電極のピッチ及び絶縁層のサイズ、配置を、視認性を確保できる範囲内及び適切な光量が得られる範囲内で適宜変更してもよい。例えば、発光面積率は１０％以上７０％以下が好ましい。
【００５６】
なお、図２では、絶縁層３０は規則的に並んでいるがランダムに配置してよく、絶縁層３０を並べる位置も図２に示すものに限定されるものではない。  図４Ａ乃至図７は、絶縁層３０を並べる位置の例を説明するための図である。
【００５７】
図４Ａに示した例では、第１方向Ｘにおける絶縁層３０のピッチＢと、第２方向Ｙにおける絶縁層３０のピッチＣとが略同一である。さらに、図４Ｂに示すように、第２方向Ｙにおける絶縁層３０のピッチＣは、第１方向Ｘにおける絶縁層３０のピッチＢの略２倍である。このように、ピッチＣはピッチＢよりも略３倍、略４倍と大きくても構わない。
【００５８】
図５Ａに示した例では、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの２行２列のマトリックス状に並ぶ絶縁層３０の重心を結ぶ対角線が交差する位置に絶縁層を配置してもよい。図５Ｂに示した例では、第２方向Ｙにおける絶縁層３０のピッチＣは第１方向Ｘにおける絶縁層３０のピッチＢの略２倍であり、さらに、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙの２行２列のマトリクス状に並ぶ絶縁層３０の重心を結ぶ対角線が交差する位置に絶縁層３０を配置している。
【００５９】
図６に示した例では、第1方向Ｘにおいて隣接した絶縁層３０において隣接した絶縁層３０が互いに接している。この場合、第２電極５０の帯状パタン１つの面積に対して、絶縁層３０が配置される面積の割合が大きくなるため、例えばメタルマスクを支持するために強度が必要な領域のみ、絶縁層の視認性を確保できる範囲で、絶縁層３０を密に配置してもよい。
【００６０】
図７に示した例では、第１方向Ｘにおける絶縁層３０のピッチＢと、第２方向Ｙにおける絶縁層３０のピッチＣとが略同一であり、絶縁層３０の大きさが異なる円形を第２方向Ｙに交互に配置している。
【００６１】
例えば、ピッチＣがピッチＢよりも大きい場合に、メタルマスクを支持するために、強度が必要な領域に、サイズの異なる絶縁層３０を配置してもよい。
【００６２】
なお、第２電極５０を視認し難くするためには、第２電極５０の第１方向Ｘにおける幅を小さくし、第２電極５０の帯状パタンの第１方向ＸにおけるピッチＡを狭くすることが望ましい。
【００６３】
このように、絶縁部３０ｂは、例えば二方向に配列して格子状に設けられていても良い。あるいは、絶縁部３０ｂは、例えば六方格子状に設けられていても良い。絶縁部３０ｂが格子状に設けられる場合には、絶縁部３０ｂの位置方向におけるピッチと他方向におけるピッチを、例えば１対１〜１対３等とすることができる。隣り合う絶縁部３０ｂ同士は、接していても良い。絶縁部３０ｂは大きさが異なっていても良い。第２電極５０の導電部５０ｂの幅方向において、２つ以上の絶縁部３０ｂが第２電極５０に覆われる。
【００６４】
ここで、例えば絶縁部３０ｂを第２方向Ｙに延びた複数の帯状パタンとすると、絶縁部３０ｂ間のそれぞれに導電部５０ａをそれぞれ配置して絶縁部３０ｂ間の領域が発光領域となる。換言すると、絶縁部３０ｂと導電部５０ａが重なって配置された領域は、発光に寄与しない領域である。また、この領域は、例えば、導電部５０ａが光反射性の材料である場合、光の透過性にも寄与しない領域である。このような有機電界発光素子において、導電部５０ａの帯状パタンの位置がずれると、絶縁部３０ｂ間に発光領域が形成されず、十分な発光領域を有する有機電界発光素子が得られないことがある。導電部５０ａはメタルマスクを介して電極材料を蒸着することにより形成するため、微細な位置合わせ装置が必要である。さらに、第２電極５０の帯状パタンの第１方向ＸにおけるピッチＡを狭くすると、あわせて絶縁部３０ｂの帯状パタンの第１方向Ｘにおける幅およびピッチも狭くする必要があり、第２電極５０と絶縁部３０ｂとの周期構造により第２電極５０の開口を透過する光が回折して透過像がぼやけることがあった。
【００６５】
そこで、本実施形態の有機電界発光素子のように、絶縁層３０を島状に形成することにより、第２電極５０の帯状パタンと絶縁層３０との位置合わせが不要となり、高精度のマスクアライメント機構が不要となる。
【００６６】
さらに、絶縁部３０ｂを島状に形成することにより、第２電極５０と絶縁部３０ｂとの周期構造を抑制することができるため、第２電極５０の開口を透過する光が回折して透過像のぼけを低減することができ、視認性を改善することができる。
【００６７】
さらに、第２電極５０の下層に絶縁部３０ｂが配置されている領域は発光に寄与する領域でもなく透過領域でもない。そのため、このような領域は小さくするほうが視認性および発光領域の向上のために望ましい。本実施形態では、絶縁層３０の絶縁部３０ｂを配置する数や領域を適宜調整することができるため、第２電極５０の下層に絶縁層３０の絶縁部３０ｂが配置されている領域を調整することが可能である。従ってこうした非発光部分や非透過部分の発生を低減することができる。
【００６８】
例えば絶縁層３０がポリイミドのような酸素、水などのバリア性に乏しい材料であった場合、有機発光層４０は絶縁層３０を介して、水分や酸素の影響による劣化を受けやすい。しかしながら、絶縁層３０が島状で分散している場合、上記のような影響を受けにくい。例えば、第２電極５０の幅及びピッチが同じである場合、図２の有機電界発光素子は、水分、酸素による劣化を抑制することができ、信頼性の品質を担保することができる。
【００６９】
図８は第１の実施形態に係る別の有機電界発光素子を表す模式的な断面図である。図８に表したように、有機電界発光素子１２０は、第１支持基板１０と第２支持基板８０とシール部８５をさらに含む。第１電極２０は第１支持基板１０の上に設けられる。第２支持基板８０は第１支持基板１０と対向する。第２支持基板８０は光透過性を有する。この例において、積層体ＳＢの構成は有機電界発光素子１１０に関して説明した構成と同じである。例えば、積層体ＳＢは、第１電極２０、絶縁層３０、有機発光層４０、および第２電極５０を含む。積層体ＳＢの構成はこれに限定されるものではない。
【００７０】
シール部８５は、例えば、第１支持基板１０と第２支持基板８０の外縁に沿って環状に設けられ、第１支持基板１０と第２支持基板８０を接着する。これにより、第１支持基板１０と第２支持基板８０とによって積層体ＳＢが封止される。有機電界発光素子１２０では、第１支持基板１０と第２支持基板８０との間のＺ軸方向距離をシール部８５によって規定している。この構成は、例えば、シール部８５に粒状のスペーサを含めることによって実現できる。例えば、シール部８５に粒状の複数のスペーサを分散させ、スペーサの径によって第１支持基板１０と第２支持基板８０との間の距離が規定される。
【００７１】
有機電界発光素子１２０において、シール部８５の厚さは、例えば、１μｍ以上５０μｍ以下である。より好ましくは、例えば、５μｍ以上３０μｍ以下である。これにより、例えば、水分及び酸素の侵入などを抑制することができる。シール部８５の厚さは、例えば、シール部８５に分散させるスペーサ径と実質的に同じである。
【００７２】
積層体ＳＢと第２支持基板８０との間の空間には、例えば、不活性ガスなどが充填される。例えば、Ｎ２やＡｒなどを用いることができる。積層体ＳＢと第２支持基板８０との間に乾燥材や吸湿剤を設けてもよい。積層体ＳＢと第２支持基板８０との間の空間は、例えば空気層でもよい。積層体ＳＢと第２支持基板８０との間の空間は、例えば、液状のアクリル系樹脂やエポキシ樹脂などを充填してもよい。アクリル系樹脂やエポキシ樹脂には乾燥剤として、酸化カルシウムや酸化バリウムなどを添加してもよい。
【００７３】
積層体ＳＢと第２支持基板８０との間に、吸湿性材料を含む中間層を充填してもよい。中間層は、例えば、酸素吸着性をさらに有してもよい。吸湿性材料には、例えば、酸化カルシウム、シリカ、ゼオライト、または、酸化バリウムなどが用いられる。吸湿性材料は、例えば、樹脂材料に分散される。樹脂材料には、例えば、アクリル系樹脂、トリアジン系樹脂、シリコーン系樹脂、またはエポキシ樹脂などが用いられる。このように、中間層は、樹脂材料を含む。これにより、例えば、基板４０、４２を接着する際に、基板４２が積層体ＳＢに接触し、積層体ＳＢに傷を付けてしまうことを抑制することができる。
【００７４】
このように積層体ＳＢと第２支持基板８０との間に、吸湿性材料、酸素吸着材料、不活性ガスなどを充填することにより、素子内部に侵入してきた、酸素、水分から有機発光層の劣化を適切に抑制することができる。
【００７５】
第２支持基板８０には、例えば、ガラス基板、または、樹脂基板などが用いられる。第２支持基板８０は上記の材料に限定されるものではなく、積層体ＳＢを支持する機械的強度がある材質であればよい。シール部８５には、例えば、紫外線硬化樹脂などが用いられる。
【００７６】
図９は、第２の実施形態の照明装置の構成の一例を説明するための図である。
【００７７】
本実施形態の照明装置は本実施形態の有機電界発光素子１３０と、有機電界発光素子１３０の第１電極（陽極）２０と、第２電極（陰極）５０とに電気的に接続した電源Ｅと、を備えている。
【００７８】
さらに、本実施形態の照明システムは、例えば図９に示す有機電界発光素子１３０に代えて直列あるいは並列に接続した複数の有機電界発光素子と、複数の有機電界発光素子の第１電極（陽極）２０と、第２電極（陰極）５０とに電気的に接続した電源Ｅと、を備えている。
【００７９】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、第３の実施形態に係る照明システムを表す模式図である。  
図１０Ａに表したように、本実施形態に係る照明システム１３１は、第１の実施形態に係る複数の有機電界発光素子（例えば有機電界発光素子１３０）と、制御部３０１と、を備える。
【００８０】
制御部３０１は、複数の有機電界発光素子１３０のそれぞれと電気的に接続され、複数の有機電界発光素子１３０のそれぞれの点灯・消灯を制御する。制御部３０１は、例えば、複数の有機電界発光素子１３０のそれぞれの第１電極２０及び第２電極５０と電気的に接続される。これにより、制御部３０１は、複数の有機電界発光素子１３０のそれぞれの点灯・消灯を個別に制御する。
【００８１】
図１０Ｂに表したように、照明システム１３２では、複数の有機電界発光素子（例えば有機電界発光素子１３０）のそれぞれが、直列に接続されている。制御部３０１は、複数の有機電界発光素子１３０のうちの１つの有機電界発光素子１３０の第１電極２０と電気的に接続される。そして、制御部３０１は、複数の有機電界発光素子１３０のうちの別の１つの有機電界発光素子１３０の第２電極５０と電気的に接続される。これにより、制御部３０１は、複数の有機電界発光素子１３０のそれぞれの点灯・消灯をまとめて制御する。このように、制御部３０１は、複数の有機電界発光素子１３０のそれぞれの点灯・消灯を個別に制御してもよいし、まとめて制御してもよい。  
本実施形態に係る照明システム１３１、１３２によれば、上述の有機電界発光素子よおび照明装置と同様に品質および信頼性の高い照明システムを提供できる。
【００８２】
なお、照明装置および照明システムについて、電源Ｅと有機電界発光素子ＯＬＥＤとの電気的接続を切り替えるスイッチＳＷを適宜設けても構わない。
【００８３】
上記のように、本実施形態によれば、品質の高い有機電界発光素子、照明装置、及び、照明システムを提供することができる。
【００８４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００８５】
また、具体例のいずれか２以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【００８６】
その他、本発明の実施の形態として上述した有機電界発光素子、照明装置及び照明システムを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての有機電界発光素子、照明装置及び照明システムも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【００８７】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【国際調査報告】
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