(57)【要約】【課題】本発明の課題は、ガスバリアー性の向上のための非発光領域の拡大が不要であり、非発光領域を縮小しても優れた発光性能を維持できる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。【解決手段】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、基板上に発光層と当該発光層を挟持する一対の電極とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、（ａ）少なくとも前記一対の電極及び前記発光層の表面を無機材料により被覆するガスバリアー層を形成する工程と、（ｂ）前記ガスバリアー層上に粒子状の無機材料を用いて微粒子堆積法により封止層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】図２Ａ
2016177992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に発光層と当該発光層を挟持する一対の電極とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
（ａ）少なくとも前記一対の電極及び前記発光層の表面を無機材料により被覆するガスバリアー層を形成する工程と、
（ｂ）前記ガスバリアー層上に粒子状の無機材料を用いて微粒子堆積法により封止層を形成する工程と、
を含むことを特徴とす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２】
前記封止層に用いられる無機材料が、金属であり、
前記微粒子堆積法により堆積させる前記金属の粒子の粒径が、１０ｎｍ〜１０μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項３】
前記金属が、スズ又はビスマスであるか、スズ又はビスマスの合金であ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素子の製造方法。
【請求項４】
前記ガスバリアー層に用いられる無機材料の体積弾性率が、前記封止層に用いられる無機材料の体積弾性率よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項３まで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。
【請求項５】
前記工程（ａ）では、プラズマ成膜法により前記ガスバリアー層を形成することを特徴とする請求項１から請求項４まで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。
【請求項６】
前記工程（ａ）では、前記ガスバリアー層を減圧雰囲気下で形成し、
前記工程（ｂ）では、前記ガスバリアー層の形成に連続して、減圧雰囲気下で前記封止層を形成することを特徴とする請求項１から請求項５まで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。
【請求項７】
前記ガスバリアー層の無機材料は、絶縁性の無機材料であり、
前記工程（ｂ）では、前記ガスバリアー層より小さい面積の前記封止層を形成することを特徴とする請求項１から請求項６まで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。
【請求項８】
（ｃ）前記封止層上にハードコート層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１から請求項７まで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。
【請求項９】
基板上に発光層と当該発光層を挟持する一対の電極とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
少なくとも前記一対の電極及び前記発光層の表面を、絶縁性の無機材料により被覆するように形成されたガスバリアー層と、
前記ガスバリアー層上に、前記ガスバリアー層よりも小さい面積となるように、粒子状の無機材料を用いて微粒子堆積法により形成された封止層と、
を備え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。
【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の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Electro Luminescence）素子は、一般的に、一対の電極と、当該一対の電極間に挟持された発光層と、を基板上に備えている。
発光性の有機化合物を含有する発光層に一対の電極間に電圧を印加すると、各電極からそれぞれ注入された正孔及び電子が、発光層において再結合して励起子が生成する。この励起子が励起状態から基底状態に戻る際に放出するエネルギーが、光として発光層から放出される。
【０００３】
このような有機ＥＬ素子は、発光層の材料として最適な有機化合物を選択することにより、特定の光波長で面発光することができる。また、有機ＥＬ素子は、各層を薄膜として形成することができ、薄型かつ固体形状で発光可能である。これらの特性から、薄型で大面積のフルカラーディスプレイ、電子写真用の光源デバイス、液晶ディスプレイ用のバックライト、静脈センサー等の生体認識用光源、面発光照明等として、有機ＥＬ素子の商品化が急がれている。
【０００４】
有機ＥＬ素子の用途をさらに拡大するため、低コスト化及び信頼性向上に向けて、材料の開発、構造の最適化、生産プロセスの効率化等、品質向上を目的とする開発が活発に進められている。
例えば、有機ＥＬ素子の大型化及び生産性の向上のため、長尺フィルム状の基板上に複数の有機ＥＬ素子の各層を形成した後、基板を切断分割することにより、複数の有機ＥＬ素子を一括生産する大規模な生産技術の確立が図られている。
【０００５】
基板としては、有機ＥＬ素子の薄型化、軽量化及び耐衝撃性の向上を図るため、可撓性が高い樹脂フィルムが用いられることが多い。しかし、樹脂フィルムは、経時により大気中の水、酸素等のガスが浸入しやすく、電極及び発光層が劣化して点状に非発光化するダークスポットと呼ばれる発光欠陥が生じることがある。発光欠陥の原因となるガスの浸入を遮蔽するため、電極及び発光層の周囲をガスバリアー層により被覆し、さらにガスバリアー層上を封止基板によって封止することが行われている。
【０００６】
封止基板を用いる場合、接着剤を用いて基板の発光層の周囲の非発光領域（ベゼル領域ともいう。）に封止基板を貼り合わせるが、貼り合わせの位置ずれを考慮して、非発光領域を広く確保しておかなければならなかった。
また、接着剤を介して経時によりガスが浸入しやすいという問題もある。通常は、接着剤からのガスもガスバリアー層によって遮蔽することができるが、製造過程において異物が混入してガスバリアー層にピンホール状の膜欠陥が生じていると、この膜欠陥から発光層等へとガスが到達し、上述した発光欠陥が生じてしまう。このような異物混入による発光欠陥も想定すると、接着剤を塗布する領域を拡大して、接着剤を介して発光層に到達するガスを抑制しなければならない。そのためには、接着剤を塗布する非発光領域の拡大が必要である。
【０００７】
しかしながら、非発光領域は小さいほど実用面積が増えて、生産コストが低下するとともに発光体としての商品価値が向上する。そのため、封止基板を接着剤により貼り合わせる有機ＥＬ素子では、優れた発光性能の維持と非発光領域の縮小の両立が難しかった。
【０００８】
封止基板の代わりに、無機物からなる封止層を原子層堆積(ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法により成膜すれば（例えば、特許文献１参照。）、非発光領域の拡大が必要な接着剤の使用を避けることができる。しかし、ＡＬＤ法は異物の被覆性が良好であるものの、成膜レートが極めて遅いため、生産性が低く実用的でない。
【０００９】
樹脂製の接着剤ではなく、低融点金属等を用いてガスバリアー性が高い接着層を形成することにより、封止基板を貼り合わせる方法も提案されている（例えば、特許文献２〜４参照。）。しかし、低融点金属は１００〜３００℃の高温で溶融する必要があることから、使用できる封止基板が金属やガラス等の耐熱性の高い封止基板に限定されてしまう。また、低融点金属からなる接着層は屈曲時に剥離することがあり、可撓性に優れた有機ＥＬ素子を提供することができない。
【００１０】
金属層を高い成膜レートで形成できる方法としては微粒子堆積法があるが（例えば、特許文献５参照。）、微粒子堆積法はリチウムイオン電池の電極の形成に使用されていた方法であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２０１２−０３９３１０号公報
【特許文献２】特表２０１３−５４１１５８号公報
【特許文献３】特開２００４−９５４１４号公報
【特許文献４】特開２００５−１１７６０号公報
【特許文献５】特開２０１４−２０３６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記問題及び状況に鑑みてなされ、その解決課題は、ガスバリアー性の向上のための非発光領域の拡大が不要であり、非発光領域を縮小しても優れた発光性能を維持できる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、微粒子堆積法により封止層を形成すれば、高いガスバリアー性を発揮できるとともに、封止基板及び接着剤を用いずに封止することができ、ガスバリアー性の向上のための非発光領域の拡大が不要になることを見いだして、本発明に至った。
すなわち、本発明に係る課題は、以下の手段によって解決される。
【００１４】
１．基板上に発光層と当該発光層を挟持する一対の電極とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
（ａ）少なくとも前記一対の電極及び前記発光層の表面を無機材料により被覆するガスバリアー層を形成する工程と、
（ｂ）前記ガスバリアー層上に粒子状の無機材料を用いて微粒子堆積法により封止層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【００１５】
２．前記封止層に用いられる無機材料が、金属であり、
前記微粒子堆積法により堆積させる前記金属の粒子の粒径が、１０ｎｍ〜１０μｍの範囲内にあることを特徴とする第１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。
【００１６】
３．前記金属が、スズ又はビスマスであるか、スズ又はビスマスの合金であることを特徴とする第２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。
【００１７】
４．前記ガスバリアー層に用いられる無機材料の体積弾性率が、前記封止層に用いられる無機材料の体積弾性率よりも大きいことを特徴とする第１項から第３項まで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。
【００１８】
５．前記工程（ａ）では、プラズマ成膜法により前記ガスバリアー層を形成することを特徴とする第１項から第４項まで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。
【００１９】
６．前記工程（ａ）では、前記ガスバリアー層を減圧雰囲気下で形成し、
前記工程（ｂ）では、前記ガスバリアー層の形成に連続して、減圧雰囲気下で前記封止層を形成することを特徴とする第１項から第５項まで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。
【００２０】
７．前記ガスバリアー層の無機材料は、絶縁性の無機材料であり、
前記工程（ｂ）では、前記ガスバリアー層より小さい面積の前記封止層を形成することを特徴とする第１項から第６項まで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。
【００２１】
８．（ｃ）前記封止層上にハードコート層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする第１項から第７項まで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。
【００２２】
９．基板上に発光層と当該発光層を挟持する一対の電極とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
少なくとも前記一対の電極及び前記発光層の表面を、絶縁性の無機材料により被覆するように形成されたガスバリアー層と、
前記ガスバリアー層上に、前記ガスバリアー層よりも小さい面積となるように、粒子状の無機材料を用いて微粒子堆積法により形成された封止層と、
を備え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。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の上記手段により、ガスバリアー性の向上のための非発光領域の拡大が不要であり、非発光領域を縮小しても優れた発光性能を維持できる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子を提供できる。
【００２４】
本発明の効果の発現機構又は作用機構は明確になっていないが、以下のように推察される。
封止基板を貼り合わせることにより発光層等を封止する場合、貼り合わせる領域を確保するために非発光領域の拡大が必要になる。また、貼り合わせに用いる接着剤を介して、発光層、電極等を劣化させて非発光化させるガスが浸入しやすく、ガスバリアー性を高めるためには、接着剤を塗布する領域、すなわち非発光領域の拡大が必要になる。
しかしながら、微粒子堆積法による封止層の形成には封止基板及び接着剤が不要であることから、貼り合わせのための領域を確保する必要がなく、接着剤を介してガスが浸入することもない。また、微粒子堆積法により形成され、緻密な層構造を有する封止層は、無機材料が用いられたガスバリアー層と同等レベルの高いガスバリアー性を示すことから、封止層のみでガスの浸入を防ぐことができる。このように、微粒子堆積法により封止層が形成された有機エレクトロルミネッセンス素子は、封止層自体のガスバリアー性が高く、このガスバリアー性は非発光領域の大きさに左右されない。ガスバリアー性の向上のための非発光領域の拡大が不要であるため、非発光領域を縮小することができ、縮小しても封止層が有する高いガスバリアー性によって優れた発光性能を維持することができると推察される。
【００２５】
また、ガスバリアー層の形成工程で混入し、ガスバリアー層によって被覆しきれなかった異物がある場合、外的負荷によってこの異物が動くとピンホールが現れるが、微粒子堆積法を用いた封止層の形成工程ではガスバリアー層の上面から原料粒子を堆積させるので、外的負荷によっても異物が動かないように固定することができる。すなわち、異物によりピンホールを塞いでおくことができ、異物によるピンホールの発生を防ぐことができる。
このように、ガスの浸入がなく、浸入したとしても発光層等へ到達する経路がない有機エレクトロルミネッセンス素子は、優れた発光性能を長期間維持することができると推定される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施の形態の有機ＥＬ素子の構成例を示す上面図
【図２Ａ】図１中のＹ１−Ｙ１線における断面図
【図２Ｂ】図１中のＹ２−Ｙ２線における断面図
【図２Ｃ】図１中のＸ−Ｘ線における断面図
【図３】（ａ）電極及び電極接続層が形成された有機ＥＬ素子の断面図、（ｂ）発光層及び電極が形成された有機ＥＬ素子の断面図、（ｃ）発光層がエッチングされた有機ＥＬ素子の断面図、（ｄ）ガスバリアー層及び封止層が形成された有機ＥＬ素子の断面図
【図４】従来の有機ＥＬ素子の構成例を示す上面図
【図５Ａ】図４中のＹ３−Ｙ３線における断面図
【図５Ｂ】図４中のＹ４−Ｙ４線における断面図
【図６Ａ】ガスバリアー層が被覆しきれなかった異物がある場合の従来の形態の有機ＥＬ素子を示す断面図
【図６Ｂ】ガスバリアー層が被覆しきれなかった異物がある場合の本実施の有機ＥＬ素子を示す断面図
【図７】ハードコート層を備える有機ＥＬ素子の構成例を示す断面図
【図８Ａ】大面積の基板上に形成された複数の有機ＥＬ素子を示す上面図
【図８Ｂ】図８Ａ中のＹ５−Ｙ５線における断面図
【図９】有機ＥＬ素子の製造装置の構成例を示す正面図
【図１０】封止層の層形成部の概要を示す正面図
【図１１】有機ＥＬ素子にプリント基板が実装された発光モジュール例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、基板上に発光層と当該発光層を挟持する一対の電極とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、（ａ）少なくとも前記一対の電極及び前記発光層の表面を無機材料により被覆するガスバリアー層を形成する工程と、（ｂ）前記ガスバリアー層上に無機材料を用いて微粒子堆積法により封止層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。この特徴は請求項１から請求項９までの各請求項に係る発明に共通の技術的特徴である。
【００２８】
本発明の実施態様としては、封止層のガスバリアー性を高める観点から、前記封止層に用いられる無機材料が、金属であり、前記微粒子堆積法により堆積させる前記金属の粒子の粒径が、１０ｎｍ〜１０μｍの範囲内にあることが好ましい。
なかでも、金属が、スズ又はビスマスであるか、スズ又はビスマスの合金であると、封止層の形成工程（ｂ）において微粒子が衝突するガスバリアー層の損傷を防ぐことができるため、好ましい。
ガスバリアー層の耐衝撃性を高めて損傷を防ぐ観点からは、前記ガスバリアー層に用いられる無機材料の体積弾性率が、前記封止層に用いられる無機材料の体積弾性率よりも大きいことが好ましい。
【００２９】
封止層の無機材料の粒子が付着しやすくなることから、前記工程（ａ）では、プラズマ成膜法により前記ガスバリアー層を形成することが好ましい。
【００３０】
前記工程（ａ）では、前記ガスバリアー層を減圧雰囲気下で形成し、前記工程（ｂ）では、前記ガスバリアー層の形成に連続して、減圧雰囲気下で前記封止層を形成することが好ましい。これにより、膜表面への酸素、二酸化炭素、水等の吸着によるガスバリアー層と封止層の密着性低下、吸湿又は酸化による発光層等の劣化、酸素による粉塵爆発等を防ぐことができる。
【００３１】
また、前記ガスバリアー層の無機材料は、絶縁性の無機材料であり、前記工程（ｂ）では、前記ガスバリアー層より小さい面積の前記封止層を形成することが好ましい。ガスバリアー層により、導電性の電極、電極接続層等と封止層との間を絶縁することができ、導電性の無機材料が用いられた場合の封止層の短絡を防ぐことができる。
【００３２】
封止層の外的負荷に対する耐摩耗性を向上させ、ガスバリアー性の低下を防ぐ観点からは、（ｃ）前記封止層上にハードコート層を形成する工程をさらに含むことが好ましい。
【００３３】
本発明の製造方法は、前記ガスバリアー層と前記封止層を備え、ガスバリアー性の向上のための非発光領域の拡大が不要で、非発光領域を縮小しても優れた発光性能を維持できる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法として好ましく使用できる。
【００３４】
以下、本発明とその構成要素及び本発明を実施するための形態について詳細な説明をする。
なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
【００３５】
〔有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法〕
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、基板上に発光層と当該発光層を挟持する一対の電極とを備える有機ＥＬ素子の製造方法であって、（ａ）少なくとも一対の電極及び発光層の表面を無機材料により被覆するガスバリアー層を形成する工程と、（ｂ）ガスバリアー層上に無機材料を用いて微粒子堆積法により封止層を形成する工程と、を含む。
【００３６】
図１、図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃは、本発明の製造方法を用いて製造できる有機ＥＬ素子の一例を示している。図１は、有機ＥＬ素子１００の構成を示す上面図である。図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃは、それぞれ図１中のＹ１−Ｙ１線、Ｙ２−Ｙ２線及びＸ−Ｘ線における断面図である。
有機ＥＬ素子１００は、図１及び図２Ａ〜図２Ｃに示すように、ガスバリアー層２が形成された基板１上に、少なくとも発光層を含む有機機能層５、有機機能層５を挟持する一対の電極３ａ及び３ｂ、一対の電極３ａ及び３ｂをそれぞれ外部に接続する電極接続層４ａ及び４ｂを備えている。
また、有機ＥＬ素子１００は、少なくとも有機機能層５と一対の電極３ａ及び３ｂの表面を無機材料により被覆するガスバリアー層６、ガスバリアー層６上に粒子状の無機材料を用いて微粒子堆積法により形成された封止層７を備えている。
【００３７】
図１において点線で囲む発光領域Ｒ１は、図２Ａ〜図２Ｃに示すように有機機能層５と一対の電極３ａ及び３ｂが重なる領域であり、発光領域Ｒ１の周囲の領域が非発光領域Ｒ２である。非発光領域Ｒ２の幅ｄ１が短くなるほど実用面積が増え、生産コストが低くなる。
【００３８】
有機ＥＬ素子１００は、図１及び図２Ａ〜図２Ｃに示すように気体又は液体を封入した中空構造ではなく、完全固体構造を有する。
有機ＥＬ素子１００においては、基板１及び電極３ａの透明性を高めることにより、有機機能層５中の発光層から得られた光を電極３ａ側から取り出すことができるし、電極３ｂ、ガスバリアー層６及び封止層７の透明性を高めて、電極３ｂ側から取り出すこともできる。また、電極３ａ側と電極３ｂ側の両方から光を取り出すようにしてもよい。
【００３９】
図３（ａ）〜図３（ｄ）は、本発明の製造方法の実施の形態として、上記有機ＥＬ素子１００の製造過程を示している。図３（ａ）〜図３（ｄ）は、図１中のＹ２−Ｙ２線における有機ＥＬ素子１００の断面構成を示している。
【００４０】
製造時、図３（ａ）に示すように、ガスバリアー層２が形成された基板１上に、所定の形状の電極接続層４ｂと電極３ａを形成する。また、図３（ａ）に図示されていないが、電極接続層４ａも形成する。電極３ａは、電極接続層４ａと一部重ねて形成するか、電極３ａと電極接続層４ａの材料が同じであれば、電極３ａと電極接続層４ａを連続して形成する。
【００４１】
次に、図３（ｂ）に示すように、電極３ａを被覆する有機機能層５を形成し、さらに電極３ｂを電極接続層４ｂの一部と重ねて形成する。その後、図３（ｃ）に示すように、有機機能層５をドライエッチングして、電極３ｂから露出する部分を除去する。ドライエッチングは、０．１〜５０．０Ｐａの範囲内の減圧雰囲気下で、イオンビーム、レーザービーム、イオンガス、ラジカルガス等を用いて行うことができる。エッチングにより材料がパーティクルとして飛散することを避ける観点から、イオンガスやラジカルガスを用いる化学エッチングが好ましく、なかでもプラズマ放電によって発生させた窒素ラジカルガス、水素ラジカルガス等を用いることが好ましい。
なお、マスクを用いて所定形状の有機機能層５を形成してもよい。
【００４２】
〔工程（ａ）〕
次に、図３（ｄ）に示すように、少なくとも形成した電極３ａ及び３ｂと有機機能層５を無機材料により被覆するガスバリアー層６を、ガスバリアー層２上に形成する。
【００４３】
ガスバリアー層６の無機材料としては、高いガスバリアー性が得られるのであれば任意の材料を使用できる。
ガスバリアー層２のガスバリアー性としては、水蒸気透過度（環境条件：２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が約０．０１ｇ／［ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下であり、酸素透過度が約０．０１ｃｍ３／［ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下であることが好ましく、より好ましくは水蒸気透過度が約０．０００１ｇ／［ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下であり、かつ酸素透過度が０．０００１ｃｍ３／［ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下である。
なお、上記水蒸気透過度は、ＪＩＳ（日本工業規格）−Ｋ７１２９（１９９２年）に準拠した赤外センサー法により測定された値であり、酸素透過度は、ＪＩＳ−Ｋ７１２６（１９８７年）に準拠したクーロメトリック法により測定された値である。
【００４４】
また、封止層７に導電性が高い無機材料が用いられた場合、封止層７と電極接続層４ａ及び４ｂとの短絡を防ぐため、ガスバリアー層６に用いる無機材料は、ガスバリアー性だけでなく、絶縁性も高いことが好ましい。
ガスバリアー層６の絶縁性としては、電気抵抗率が１×１０１２（Ω・ｍ）以上であることが好ましい。この電気抵抗率は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１９４（四探針法）に準拠して測定された抵抗率をいう。
【００４５】
高いガスバリアー性と絶縁性を両立できる無機材料としては、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸炭化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム等の無機化合物、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等の炭素化合物が挙げられる。高いガスバリアー性及び透明性、切断のしやすさ等を得る観点から、ガスバリアー層６の主材料が、窒化ケイ素、酸化ケイ素等のケイ素化合物であることが好ましい。
【００４６】
ガスバリアー層６は、上述したような無機材料を主に含有するのであれば、無機材料と有機材料の複合材料からなる層又は無機材料の層に有機材料の層を積層したハイブリッド層であることができる。ガスバリアー層６の脆弱性を改良する観点からは、無機材料と有機材料の複合材料からなる層又はハイブリッド層であることが好ましい。
ハイブリッド層における無機材料及び有機材料の各層の積層順序は任意であり、各層が交互に繰り返し積層されていてもよい。各層を繰り返し積層する場合、ガスバリアー層６の最表面は無機材料の層とすることが、絶縁性及びガスバリアー性を高め、有機機能層５等を封止する観点から好ましい。
【００４７】
ガスバリアー層６に用いられる無機材料の体積弾性率は、封止層７に用いられる無機材料の体積弾性率よりも高いことが好ましい。無機材料の体積弾性率は、無機材料の全成分のうち、主成分の体積弾性率をいう。
封止層７を微粒子堆積法により形成する際、封止層７の原料粒子がガスバリアー層６の表面に衝突するが、体積弾性率が高い材料が用いられたガスバリアー層６は、封止層７の原料粒子に対する耐衝撃性及び耐久性に優れるため、封止層７の形成によるガスバリアー層６の損傷を防止することができる。
【００４８】
具体的には、ガスバリアー層６に用いられる無機材料の体積弾性率は８０ＧＰａ以上であることが好ましく、ビッカース硬度（ＪＩＳＺ２２４４）であればＨＶ５０以上が好ましい。
例えば、封止層７の無機材料として好適なスズ（体積弾性率５８ＧＰａ、ＨＶ約１０）や、ビスマス（体積弾性率３２ＧＰａ、ＨＶ約２０）が用いられる場合、ガスバリアー層６の無機材料としては、酸化ケイ素（体積弾性率約８０ＧＰａ、ＨＶ約４５０）、水素添加窒化ケイ素（体積弾性率約１４０ＧＰａ、ＨＶ約７００）、酸化アルミニウム（体積弾性率約２００ＧＰａ、ＨＶ約１０００）、ダイヤモンドライクカーボン（体積弾性率約２００ＧＰａ、ＨＶ約１５００）、等を用いることができる。
また、基板１の反りを防ぐため、ガスバリアー層６の残留応力（内部応力）は、±５０ＭＰａ以下に抑えることが好ましい。
【００４９】
ガスバリアー層６の厚さは、条件に応じて適宜設定できるが、少なくとも２００ｎｍ以上が好ましい。厚さが２００ｎｍ以上であれば、上述の封止層７の原料粒子の衝突に対する耐衝撃性及び耐久性に優れたガスバリアー層６が得られる。また、異物によるガスバリアー層６のピンホールや、各層の段差におけるガスバリアー層６のカバーレッジ不良に起因する膜欠陥を大幅に減らすことができ、膜欠陥を介して封止層７の原料粒子が電極３ｂ及び有機機能層５に到達し、短絡を生じてダークスポットが増大することを防止できる。
ガスバリアー層６の厚さの上限は、ガスバリアー層６の残留応力（内部応力）による基板１の反り及び基板１の屈曲時の耐久性を確保できるのであれば特に限定されないが、フレキシブル性及び生産性を高める観点から２０００ｎｍ以下が好ましい。
【００５０】
ガスバリアー層６の形成手法としては、任意の手法を用いることができ、例えば真空蒸着法、スパッター法、マグネトロンスパッター法、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、プラズマ化学気相成長（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法等の手法を用いることができる。なかでも、プラズマＣＶＤ法、プラズマ重合法、イオンプレーティング法、スパッター法、マグネトロンスパッター法等のプラズマ放電を利用するプラズマ成膜法が、電極３ｂとの密着性及び封止層７の原料粒子の付着率を高めることができ、好ましい。
【００５１】
〔工程（ｂ）〕
上記ガスバリアー層６上に、図３（ｄ）に示すように、粒子状の無機材料を用いて微粒子堆積法により封止層７を形成することにより、有機ＥＬ素子１００が得られる。
封止層７の形成に、導電性が高い無機材料を用いる場合は、電極接続層４ａ及び４ｂとの短絡を防ぐため、ガスバリアー層６よりも小さい面積の封止層７を形成する。
【００５２】
微粒子堆積法は、１００〜５００００Ｐａの範囲内の減圧雰囲気下で、２００〜８００ｎｍの範囲内の流速まで加速した不活性ガス中に原料粒子を混合して噴霧し、基板上に堆積させる成膜方法である。微粒子堆積法は、溶媒を使用しないドライプロセスであり、原料粒子を溶融せずに低温で膜を形成するため、緻密な膜を精度良く形成することができる。また、粒子単位で成膜する微粒子堆積法は、原子単位で成膜するＡＬＤ法に比べて成膜レートが高く、生産性に優れる。さらに、微粒子堆積法は減圧雰囲気の環境下で成膜するため、原料粒子の付着を阻害する酸素、二酸化炭素、水分等の膜表面への吸着がほとんどなく、封止層の形成工程における有機機能層５等の吸湿又は酸化を防止することができる。また、減圧雰囲気下では酸素との反応による粉塵爆発を防止でき、安全性が高い。
【００５３】
微粒子堆積法により形成された封止層７は、隙間や気泡がない緻密性が高い層構造を有し、ガスバリアー層６と同等レベルの高いガスバリアー性を示す。このような封止層７は、ガスバリアー層６にピンホール等の膜欠陥があってもこれを塞ぐため、ガスバリアー層６とともに有機機能層５等の劣化を防ぐことができ、有機ＥＬ素子１００の発光性能を長く維持することができる。
【００５４】
ガスバリアー層６の形成工程で混入し、ガスバリアー層６によって被覆しきれなかった異物がある場合、外的負荷によってこの異物が動くとピンホールが現れるが、封止層７の形成工程ではガスバリアー層６の上面から原料粒子が堆積していくので、外的負荷によっても異物が動かないように固定することができる。すなわち、異物によりピンホールを塞いでおくことができ、異物によるピンホールの発生を防ぐことができる。
また、微粒子堆積法は成膜レートが高いため、異物の被覆に必要な厚さ、例えば５μｍ以上の厚さの封止層７の形成も容易である。
【００５５】
図４は、従来の有機ＥＬ素子５００の構成を示す上面図である。図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ図４中のＹ３−Ｙ３線及びＹ４−Ｙ４線における断面図である。図４、図５Ａ及び図５Ｂにおいて、有機ＥＬ素子１００と同じ構成部分には同じ符号を付している。
図４、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、従来の有機ＥＬ素子５００は、封止層７の代わりに、樹脂製の接着層１１を介して金属製の封止基板１２が貼り合わされている。
【００５６】
封止基板１２を貼り合わせる工程では、接着層１１の材料である樹脂をガスバリアー層６上に塗布するが、ガスバリアー層６が被覆しきれなかった異物がこの塗布時の樹脂の動きにともなって動くと、図６Ａに示すように、ガスバリアー層６の異物があった部分（図６Ａ中の点線で囲む部分）にピンホールが生じる。ピンホールは接着層１１によって被覆されているが、樹脂製の接着層１１はガスバリアー層６に比べてガスバリアー性が低い。経時によりガスバリアー性が低い接着層１１からガスが浸入すると、図６Ａ中の矢印が示すように、ピンホールを介してガスが有機機能層５や電極３ａ等へ到達し、ダークスポットを生じさせてしまう。従来は、このような発光性能の劣化を抑えるため、図４に示す非発光領域Ｒ２の幅ｄ２を拡大して非発光領域Ｒ２に設ける接着層１１の領域を拡大し、接着層１１の露出部分からガスが有機機能層５等に到達するまでの距離を長くすることにより、ガスバリアー性を高める対策がとられていた。
【００５７】
これに対し、本発明に係る有機ＥＬ素子１００は、上述のように、封止層７自体のガスバリアー性が高いため、図６Ｂに示すように、ガスの浸入自体を防止することができる。また、微粒子堆積法により形成された封止層７は、ガスバリアー層６によって被覆できなかった異物Ｃを押え付けて動かないように固定するので、図６Ｂに示すように、異物Ｃでピンホールを塞いでおくことができる。上記従来の有機ＥＬ素子５００のように、ダークスポットの発生原因となるピンホールが封止工程において生じず、非発光領域Ｒ２の幅ｄ１が短くても、高い発光性能を維持することができる。
【００５８】
封止層７に使用できる無機材料としては、微粒子堆積法を利用できるのであれば特に限定されず、金属、ガスバリアー層６の無機材料として挙げたケイ素化合物等が挙げられる。
なかでも、無機材料が、金属であると、高いガスバリアー性が得られるだけでなく、放熱性や熱拡散性熱伝導率も得られることから、好ましい。
【００５９】
使用できる金属としては、アルミニウム（体積弾性率７６ＧＰａ、ＨＶ約５０）、マグネシウム（体積弾性率４５ＧＰａ、ＨＶ約４６）、金（体積弾性率８０ＧＰａ、ＨＶ約２２）、銀（体積弾性率１００ＧＰａ、ＨＶ約２５）、ビスマス（体積弾性率３２ＧＰａ、ＨＶ約２０）、スズ（体積弾性率５８ＧＰａ、ＨＶ約１０）、鉛（体積弾性率４６ＧＰａ、ＨＶ約４）、これらの合金等が挙げられる。合金としては、例えばスズと銅の合金、スズと銀の合金、ガリウムとスズの合金、スズとビスマスの合金等が挙げられる。
【００６０】
上記金属のなかから、１種類の金属を単独で使用することもできるし、複数種類の金属を併用することもできる。また、酸化ケイ素等の酸化物、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の窒化物、鉄等の高融点の金属粒子等を無機フィラーとして、主材料として使用する金属と併用することができる。この場合、微粒子堆積法による主材料の金属粒子の噴霧と並行して、コールドスプレー法による無機フィラーの噴霧を行うことにより、主材料と無機フィラーからなる封止層７を形成することができる。無機フィラーの併用により、封止層７の耐摩耗性を向上させることができる。
【００６１】
なかでも、融点が２００〜３００℃程度と低く、化学的に安定で有害性の低いスズ又はビスマスか、スズ又はビスマスの合金が、緻密性が高い封止層７を形成することができ、好ましい。
【００６２】
封止層７の原料粒子の平均粒径（直径）は、１０ｎｍ〜１０μｍの範囲内にあることが好ましく、より好ましくは５０〜１０００ｎｍの範囲内にあることが好ましい。平均粒径は、レーザー回折・散乱法粒度分布測定装置により測定することができる。
平均粒径がこの範囲内の原料粒子を用いることにより、封止層７の形成工程におけるガスバリアー層６の損傷を避け、高い緻密性と高い成膜レートを両立することができる。
【００６３】
封止層７の厚さは、５〜５０μｍの範囲内にあることが好ましい。厚さが５μｍ以上であればガスバリアー層６によって被覆しきれなかった異物を十分に被覆することができ、高い封止性能が得られる。また、厚さが５０μｍ以下であればコストを低減できる。
【００６４】
〔工程（ｃ）〕
上記封止層７の形成工程の後、封止層７上にハードコート層を形成する工程があってもよい。
ハードコート層により封止層７を保護することができ、封止層７の外的負荷に対する耐摩耗性とガスバリアー性を向上させることができる。また、封止層７と電極接続層４ａ等との短絡を防ぐことができる。
【００６５】
図７は、封止層７上にハードコート層８を備える有機ＥＬ素子２００の構成を示している。有機ＥＬ素子２００は、ハードコート層８以外は有機ＥＬ素子１００と同じ構成であるので、図７において有機ＥＬ素子１００と同じ層には同じ符号を付している。
ハードコート層８は、図７に示すように、封止層７の上面だけでなく側面も被覆するように形成されている。
【００６６】
ハードコート層８の厚さは、１〜５０μｍの範囲内にあることが好ましい。厚さが１μｍ以上であれば封止層７を十分に保護及び絶縁することができ、５０μｍ以下であれば低コストであり、放熱性を高めることもできる。
【００６７】
ハードコート層８の材料としては、封止層７を被覆できる剛性、保護できる硬さ及び高い絶縁性が得られるのであれば特に限定されない。具体的な材料としては、オレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、シアノアクリレート樹脂等の湿気硬化型接着剤、酸性基や金属イオン塩含有基を有するイオン架橋性接着剤、紫外線硬化型樹脂等が挙げられる。なかでも、ディスプレイのハードコート層としてよく用いられる紫外線硬化型のアクリル樹脂が好ましい。これらの材料を用いる場合、塗布法によって塗膜を形成した後、硬化処理することにより、ハードコート層８を形成することができる。
【００６８】
なお、キャリアフィルム上にハードコート層８をあらかじめ形成しておき、封止層７上にこれをラミネートした後、キャリアフィルムを剥離し、ハードコート層８を転写することもできる。封止層７がすでに形成された後のハードコート層８の形成工程では、封止性能が求められないため、大気環境下で簡易な装置により製造することが可能である。
【００６９】
本発明の製造方法は、生産性の高いロール・トゥ・ロール（roll to roll）方式にも適用することができる。
ロール・トゥ・ロール方式の場合、図８Ａに示すように、あらかじめガスバリアー層２が形成された長尺フィルム状の大面積の基板１の幅方向ｘ及び搬送方向ｙに、複数の有機ＥＬ素子１００の各層を並べて形成した後、切断線Ｌ１において切断分割することにより、多数の有機ＥＬ素子１００を一括生産することができる。図８Ｂは、図８Ａ中のＹ５−Ｙ５線における断面図である。
【００７０】
基板１上の各有機ＥＬ素子１００は、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、基板１の幅方向ｘにおいて互いの電極接続層４ａ及び４ｂが隣接し、かつ基板１の搬送方向ｙにおいてそれぞれの封止層７が連続するように、各有機ＥＬ素子１を基板１上に配置することが好ましい。
これにより、封止層７を基板１の搬送方向ｙに連続して形成することができ、封止層７の形成が容易となる。封止層７の位置合わせのための時間を短縮でき、基板１の搬送速度の高速化が可能であるため、生産性が向上する。
【００７１】
図９は、ロール・トゥ・ロール方式により有機ＥＬ素子１００を製造する製造装置Ｋの構成例を示している。
製造装置Ｋは、図９に示すように、アンワインダー１０１、前処理部Ｒ１０、本体形成部Ｒ２０、ガスバリアー層６の層形成部Ｒ３０、封止層７の層形成部Ｒ４０、切断分割部Ｒ５０及びワインダー１０２を備えている。
アンワインダー１０１からワインダー１０２までの間には、基板１を搬送する複数のガイドローラーが設けられている。
【００７２】
製造装置Ｋでは、あらかじめガスバリアー層２が形成された基板１のロール体をアンワインダー１０１により巻き出し、１×１０−５〜１０Ｐａの範囲内の真空雰囲気下にある前処理部Ｒ１０において、基板１の表面、すなわちガスバリアー層２の表面をドライクリーニングし、脱水処理する。脱水処理後、基板１を本体形成部Ｒ２０に搬送する。
【００７３】
本体形成部Ｒ２０は、図９に示すように四つの層形成部Ｒ２１〜Ｒ２４を備えている。
前処理部Ｒ１０と層形成部Ｒ２１間には、それぞれの圧力差を調整するゲートバルブ又は圧力調整部が設けられている。
また、各層形成部Ｒ２１〜Ｒ２４間には、各層形成部Ｒ２１〜Ｒ２４での処理速度の差を吸収するためのフィルム張力の調整装置（アキュムレーター）が設けられている。
各層形成部Ｒ２１〜Ｒ２４は、独立して排気を行い、真空状態又は減圧状態に保たれている。各層形成部Ｒ２１〜Ｒ２４内の圧力は、成膜方法によって異なるが、１×１０−６〜１０Ｐａ程度の範囲に設定されている。
【００７４】
層形成部Ｒ２１〜Ｒ２４では、複数の有機ＥＬ素子１００の電極３ａ、電極接続層４ａ及び４ｂ、有機機能層５並びに電極３ｂをそれぞれ形成する。各層形成部Ｒ２１〜Ｒ２４は、マスクを用いて形成する各層を所定の形状とする。
なお、基板１上のガスバリアー層２も、本体形成部Ｒ２０が形成する構成であってもよい。
【００７５】
層形成部Ｒ２３が、蒸着法により有機機能層２５を形成する場合、１×１０−６〜１×１０−４Ｐａの高真空領域に設定されていることが好ましい。
有機機能層２５が発光層以外にも複数の有機層を有する場合、層形成部Ｒ２３は、有機機能層２５の各層を、一つのマスクにより同一形状で積層して、有機機能層２５を形成することが好ましい。
有機機能層２５をドライエッチングする場合は、層形成部Ｒ２３の後にドライエッチング部を設ければよい。
また、層形成部Ｒ２４内は、１×１０−６〜１０Ｐａの範囲内の圧力下にあることが好ましい。
【００７６】
本体形成部Ｒ２０により電極３ｂまで形成すると、層形成部Ｒ３０においてガスバリアー層６を形成する。
層形成部Ｒ３０では、基板１上の電極３ａ及び３ｂと有機機能層５を被覆し、かつ電極接続層４ａ及び４ｂが露出するように、ガスバリアー層６を形成する。プラズマ成膜法によりガスバリアー層６を形成する場合、層形成部Ｒ３０内は０．１〜２００Ｐａの範囲の減圧雰囲気下にあることが好ましい。
図８Ａに示す配置の場合、基板１の搬送方向ｙに連続してストライプ状の形状のガスバリアー層６を形成すればよいので、ガスバリアー層６の形成が容易となる。
【００７７】
次に、層形成部Ｒ４０においてガスバリアー層６上に封止層７を形成する。層形成部Ｒ４０内は１００〜５００００Ｐａの範囲内の減圧雰囲気下にあり、同様に減圧雰囲気下にあるガスバリアー層６を形成する層形成部Ｒ３０から層形成部Ｒ４０までの間、基板１を大気圧下にさらすことなく、ガスバリアー層６の形成と連続して封止層７を形成する。これにより、膜表面への酸素、二酸化炭素、水等の吸着によるガスバリアー層６と封止層７の密着性低下、吸湿又は酸化による有機機能層５等の劣化、酸素による粉塵爆発等を防ぐことができる。
【００７８】
図１０は、層形成部Ｒ４０の例を示している。
図１０に示すように、層形成部Ｒ４０は高圧スプレーガン４１を備え、高圧スプレーガン４１により加速した不活性ガスに原料粒子を供給してガスバリアー層６上に噴射する。高圧スプレーガン４１と基板１の間にはマスク４２が配置され、マスク４２により封止層７の形成領域を規制している。なお、図１０は、搬送方向ｙから基板１を表す部分断面図である。
不活性ガスの温度を１００〜２００℃の範囲内とし、流速を２００〜８００ｍ／ｓｅｃの音速レベルの範囲内とすることができる。高圧スプレーガン４１のノズルを原料粒子の融点近くまで加熱することにより、より緻密で密着性が高い膜を形成できる。
【００７９】
封止層７まで形成し終えると、切断分割部Ｒ５０において基板１を切断分割し、複数の有機ＥＬ素子１００を得る。
切断分割には、金属製やセラミック製の機械刃、レーザー光を用いることができる。切断分割工程では、基板１の全部を切断してもよいが、基板１の一部をエッチングして分割溝を形成した後、エアーの吹き付け、引っ張り等によって基板１を分割することもできる。
【００８０】
機械刃を用いた切断方法としては、図８Ａに示す切断線Ｌ１上を、直線刃、ロール刃等により走査する、ギロチンカッターで押圧を加える、トムソン刃、ピナクル刃等で押圧を加えて型抜きする等の方法が挙げられる。
レーザー光を用いる場合、レーザー光のヘッドを１つ又は複数並べて、図８Ａに示す切断線Ｌ１上を走査することで切断することができる。レーザー光の光源としては、エキシマレーザー、炭酸ガス（ＣＯ２）レーザー、ＹＡＧレーザー、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、ルビーレーザー、ＹＶＯ４レーザー、半導体レーザー等を用いることができる。レーザー光は、波長が０．１〜５０．０μｍの範囲内であれば、１波長又は複数波長のレーザー光を組み合わせて用いることができるが、有機ＥＬ素子１００は樹脂や金属等の異なる材料の積層物であるため、各層の吸収しやすい波長のレーザー光を順次走査して切断してもよい。
【００８１】
有機ＥＬ素子２００のようにハードコート層８を形成する場合は、封止層７の層形成部Ｒ４０と切断分割部Ｒ５０の間に、ハードコート層８の層形成部が設けられる。
【００８２】
〔有機エレクトロルミネッセンス素子〕
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板上に有機機能層と当該有機機能層を挟持する一対の電極とを備え、少なくともこの一対の電極及び発光層の表面を、絶縁性の無機材料により被覆するように形成されたガスバリアー層と、当該ガスバリアー層上に、ガスバリアー層よりも小さい面積となるように、粒子状の無機材料を用いて微粒子堆積法により形成された封止層と、を備える。
このような有機エレクトロルミネッセンス素子は、上述した本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法により製造することができる。
上述した有機ＥＬ素子１００及び２００は、本発明の有機ＥＬ素子の実施の形態であるので、以下、有機ＥＬ素子１００の各層について詳細に説明する。
【００８３】
〔基板〕
基板１は、フィルム状に成形され、高い可撓性を有する。高い可撓性を有する基板１を用いることにより、高い可撓性を有する有機ＥＬ素子１が得られる。
【００８４】
基板１としては、例えば薄膜ガラス、薄膜セラミック、樹脂フィルム、ガラス繊維又は炭素繊維を含む樹脂フィルム、ＳＵＳ（Steel Use Stainless）、インバー等のＮｉ−Ｆｅの合金、アルミニウム、チタン等の金属フィルム等を用いることができる。なかでも、軽量化、耐衝撃性の向上及び低コスト化の観点から、樹脂フィルムが好ましく、基板１側からの光の取り出しを考慮すると、透明性が高い樹脂フィルムがより好ましい。
【００８５】
透明性が高い樹脂フィルムの材料としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、環状オレフィン共重合体（ＣＯＰ）等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、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、セロファン、セルロースジアセテート、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）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類、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共重合体（ＥＶＯＨ）、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネイト、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、フッ素樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、ポリアリレート類等とそれらの誘導体が挙げられる。市販品としては、例えばアートン（登録商標：ＪＳＲ社製）、アペル（登録商標：三井化学社製）等のシクロオレフィン系樹脂を用いることができる。
【００８６】
基板１の厚さは、製造時にロール体として供給する場合の取扱い性を高める観点から、３０〜３００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００８７】
〔ガスバリアー層〕
ガスバリアー層２は、基板１上を全面的に被覆するように形成され、基板１を介して浸入する大気中の水、酸素等のガスを遮蔽する。ガスバリアー層２のガスバリアー性は、上述したガスバリアー層６と同様のガスバリアー性であることが好ましい。
ガスバリアー層２は、基板１の両面に設けられていてもよい。基板１自体がガスバリアー性を有する場合には、ガスバリアー層２は必ずしも必要ではなく、ガスバリアー性を有する基板１とガスバリアー層６によって各層を封止してもよい。
【００８８】
ガスバリアー層２は、基板１として金属フィルムが使用されている場合、基板１と陽極、電極接続層４ａ及び４ｂ及び陰極とを電気的に絶縁する絶縁層としても機能することが好ましい。
ガスバリアー層２は、絶縁層としても機能する場合、電気抵抗率が１×１０１２Ω・ｍ以上の絶縁性を有することが好ましい。
高いガスバリアー性及び絶縁性を示すガスバリアー層２の材料としては、上述したガスバリアー層６と同様の無機材料を用いることができる。
【００８９】
ガスバリアー層２の脆弱性及び平坦性を改良する観点からは、ガスバリアー層２として、無機材料を用いた層に有機材料を用いた層を積層した多層構造のハイブリッド層を用いることができる。有機材料としては、ヘキサメチルジシロキサン、パーヒドロポリシラザン等のケイ素含有ポリマーを用いることができる。
ハイブリッド層における無機材料及び有機材料の各層の積層順序は任意であり、各層が交互に繰り返し積層されていてもよい。各層を繰り返し積層する場合、陽極又は陰極に隣接する層を無機材料の層とすることが、絶縁性及びガスバリアー性を高め、ガスバリアー層２とガスバリアー層６が接して有機機能層５等を封止する観点から好ましい。
【００９０】
ガスバリアー層２の厚さは、高いガスバリアー性及び絶縁性を示すのであれば、任意に設定できる。有機ＥＬ素子１００の可撓性を考慮すると、ガスバリアー層２の厚さは、５０〜１０００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００９１】
〔有機平坦化層〕
有機ＥＬ素子１００は、ガスバリアー層２の表面を平坦化し、電極３ａとの密着性を向上させるため、ガスバリアー層２と電極３ａの間に、さらに有機平坦化層を備えていてもよい。特に、電極３ａとして銀等の薄膜金属を用いる場合には有機平坦化層は効果的であり、好ましい。
【００９２】
有機平坦化層の材料としては、透明な樹脂材料が好ましく、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリイミド等の絶縁性の樹脂材料だけでなく、電極３ａの補助材としてポリアニリン、ポリフェニルアミン、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸）、ＰＰＶ（ポリフェニレンビニレン）、３級アミン等の一般的に導電性ポリマーと呼ばれる導電性の樹脂材料を用いることができる。これらの樹脂をバインダー成分として、屈折率の高いアクリル樹脂粒子や酸化ニオブ系無機粒子等を添加することにより、高い光散乱性を付与することができる。
上記材料が用いられた有機平坦化層は、ガスが浸入しやすいため、ガスバリアー層２とガスバリアー層６により側面が被覆されていることが好ましい。
【００９３】
有機平坦化層は、蒸着法等のドライプロセス、スプレー、グラビアコーター、コンマコーター、ダイコーター等を用いた塗布法、インクジェット法等のウェットプロセスによって形成することができる。
有機平坦化層は、マスクを用いるか、有機機能層５のエッチング工程で電極３ａより外側に露出した領域を部分的に除去することにより、電極３ａと同じ形状に形成することができる。
有機平坦化層の厚さは、５０〜１０００ｍｍの範囲内にあることが好ましい。厚さが５０ｎｍ以上であれば十分な平坦性が得られ、１０００ｎｍ以下であればコストを抑えることができる。
【００９４】
〔電極〕
電極３ａ及び３ｂは、一方が陽極、他方が陰極である一対の電極である。陽極は、有機機能層５中の発光層に正孔を供給（注入）する電極層であり、陰極は、有機機能層５中の発光層に電子を供給（注入）する電極層である。
電極３ａ及び３ｂは、それぞれの電極接続層４ａ及び４ｂと接続されるように、ガスバリアー層２上に所定の形状で形成されている。
【００９５】
陽極は、仕事関数が４ｅＶ以上と大きい材料、例えば金属、合金、導電性化合物、これらの混合物等の電極材料を用いて形成することができる。
【００９６】
陽極は、有機ＥＬ素子１００において陽極側から光を取り出す場合、光線透過率が可視光領域で約５０％以上の透明性を有し、シート抵抗率（表面抵抗率）が３００Ω／□以下であることが好ましい。
陽極側から光を取り出す場合、例えば金、銀、アルミニウム等の金属、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム−スズ・酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）、ガリウム−亜鉛・酸化物（ＧＺＯ：Gallium Zinc Oxide）、インジウム−ガリウム−亜鉛・酸化物（ＩＧＺＯ：Indium Gallium Zinc Oxide）等の透明性を有する金属酸化物等が、陽極の電極材料として用いられ得る。
【００９７】
一方、有機ＥＬ素子１００において、陽極側から光を取り出さない場合であっても、上述した陽極側から光を取り出す場合と同様に、陽極を構成することができる。この場合、光の取り出し効率を向上させるため、高反射率層が適宜追加されていてもよい。
【００９８】
陽極は、多層構造であってもよい。例えば、陽極は、下地層に、平坦化層、密着層、光の取り出し効率を向上させる高屈折率層及び光散乱層が積層された後、上述した電極材料の層が積層された構造であることができる。
陽極の厚さは、陽極の層構造、電極材料の電気抵抗率又は光線透過率に応じて適宜設定できるが、好ましくは１０〜５００ｎｍの範囲内である。
【００９９】
陰極は、通常、仕事関数が４ｅＶ以下と小さい電極材料により形成され得る。そのような電極材料としては、例えば金属（電子注入性金属）、合金、導電性化合物、これらの混合物等が挙げられる。
【０１００】
有機ＥＬ素子１００において陰極側から光を取り出さない場合、具体的な陰極の電極材料としては、例えばアルミニウム、ナトリウム、リチウム、インジウム、マグネシウム、希土類等の金属、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−銅合金、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−アルミニウム合金、マグネシウム−インジウム合金、リチウム−アルミニウム合金等の合金、アルミニウム酸化物、酸化スズ、酸化亜鉛、ＩＴＯ、ＧＺＯ、ＩＧＺＯ等の金属酸化物等の導電性化合物が挙げられる。
【０１０１】
陰極側から光を取り出す場合、陰極の材料として、上記材料のなかでも透明性の高い金属酸化物を用いるか、上記材料を用いて厚さが５〜５０ｎｍの範囲内である薄膜の陰極を形成することが好ましい。
【０１０２】
陰極は、多層構造であることができる。陰極の多層構造としては、高い透明性と目的の電気抵抗率を両立させる観点から、例えばマグネシウム層とアルミニウム層の積層構造、マグネシウム−銀合金層と銀層の積層構造、銀層とアルミニウム層の積層構造等が挙げられる。
陰極の厚さは、陰極の層構成、電極材料の電気抵抗率及び光線透過率によって適宜設定することができるが、好ましくは１０〜５００ｎｍの範囲内である。
陰極側から光を取り出す場合、陰極の厚さが５〜５０ｎｍの範囲内であると、陰極を薄膜化することができ、好ましい。
【０１０３】
〔電極接続層〕
電極接続層４ａ及び４ｂは、図１、図２Ａ〜図２Ｃに示すように、一対の電極３ａ及び３ｂのそれぞれを電源、プリント基板等の外部装置に電気的に接続する配線として設けられている。
ガスバリアー層２及びガスバリアー層６から露出して設けられる電極接続層４ａ及び４ｂの材料としては、耐熱性及び耐湿性に優れた導電性の材料であれば特に限定されず、公知の材料を好適に使用できる。具体的には、アルミニウム、チタン、モリブデン、銅、タンタル等の金属、酸化スズ、酸化亜鉛、ＩＴＯ、ＧＺＯ、ＩＧＺＯ等の透明性が高い金属酸化物が挙げられるが、導電性に有利である金属材料がより好ましい。電極接続層４ａ及び４ｂは、これらの材料から形成された単層であってもよいし、３層構造からなるＭＡＭ電極（Ｍｏ／Ａｌ・Ｎｄ合金／Ｍｏ）等の多層の金属膜を用いることもできる。
【０１０４】
電極接続層４ａ及び４ｂの厚さは、５０〜１０００ｎｍの範囲内にあることが好ましい。厚さが５０ｎｍ以上であれば配線抵抗を小さくすることができ、１０００ｎｍ以内であれば屈曲時のクラックの発生を抑えることができる。
電極接続層４ａ及び４ｂの形成方法としては、例えば真空蒸着、スパッター法、マグネトロンスパッター法、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、湿式塗布等を用いることができる。
【０１０５】
〔有機機能層〕
有機機能層５は、少なくとも発光層を備え、必要に応じて発光層以外の有機層、例えば正孔注入層、正孔輸送層、阻止層、電子輸送層、電子注入層等を備える。各有機層は、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極の順に積層される。
以下、各有機層について説明する。
【０１０６】
（１）正孔注入層
正孔注入層は、陽極バッファー層とも呼ばれ、有機ＥＬ素子１００の駆動電圧の低下及び発光輝度の向上を目的として、陽極と発光層間又は陽極と正孔輸送層間に設けられ得る。
正孔注入層の材料としては、例えば銅フタロシアニン等の特開２０００−１６０３２８号公報等に記載の公知の材料を用いることができる。
【０１０７】
（２）正孔輸送層
正孔輸送層は、陽極から供給された正孔を発光層に輸送（注入）する層である。また、正孔輸送層は、陰極側からの電子の流入を阻止する障壁としても作用する。そのため、正孔輸送層は、正孔注入層、電子阻止層又はその両方として機能させるために形成されることもある。
【０１０８】
正孔輸送層としては、正孔を輸送する作用及び電子の流入を阻止する作用を発現できれば、有機化合物又は無機化合物のいずれも材料として用いることができる。
正孔輸送層の材料としては、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、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、導電性高分子オリゴマー（特に、チオフェンオリゴマー）等を用いることができる。
正孔輸送層の材料として、ポルフィリン化合物、芳香族第３級アミン化合物等も用いることができ、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。
【０１０９】
芳香族第３級アミン化合物としては、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）アミン等が挙げられる。
【０１１０】
また、芳香族第３級アミン化合物としては、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等のスチリルアミン化合物が挙げられる。
さらに、芳香族第３級アミン化合物として、米国特許第５０６１５６９号明細書に記載されているような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（略称：ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているようなトリフェニルアミンユニットが三つ、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。
【０１１１】
正孔輸送層の他の材料としては、上述した正孔輸送層の各種材料を、高分子鎖に導入した高分子材料又は高分子の主鎖として用いた高分子材料等が挙げられる。
また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も、正孔輸送層の材料として使用することができる。
【０１１２】
正孔輸送層の他の材料として、特開平１１−２５１０６７号公報、J.Huang et.al.著文献（Applied Physics Letters 80(2002),p.139）等に記載された、いわゆるｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。ｐ型正孔輸送材料を用いた場合、より発光効率が高い有機ＥＬ素子１００を得ることができる。
【０１１３】
正孔輸送層は、不純物のドープにより、ｐ性が高い、正孔リッチな正孔輸送層とすることができる。そのような正孔輸送層は、例えば特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、特開２００１−１０２１７５号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されている。正孔リッチな正孔輸送層を用いた場合、より低消費電力の有機ＥＬ素子１００を得ることができる。
【０１１４】
正孔輸送層の厚さは、材料に応じて適宜設定することができるが、５〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
正孔輸送層は、１層又は複数層設けることもできる。１層の正孔輸送層を設ける場合、上述した正孔輸送材料のうち１種又は２種以上の材料が用いられるようにすることが好ましい。
【０１１５】
（３）発光層
発光層は、陽極から直接注入されるか又は陽極から正孔輸送層等を介して注入される正孔と、陰極から直接注入されるか又は電子輸送層等を介して注入される電子とが、再結合して発光する層である。
発光は、発光層の層内で行われてもよいし、発光層と隣接する層との界面で行われてもよい。
【０１１６】
発光層は、発光性の有機化合物として、ホスト化合物（発光ホストともいう。）と、発光材料（発光ドーパントともいう。）とを含有する。
ホスト化合物及び発光材料を含む発光層において、発光材料の発光波長、種類等を適宜調整することにより、任意の発光色を得ることができる。
【０１１７】
（３−１）ホスト化合物
ホスト化合物は、室温（２５℃）におけるリン光発光のリン光量子収率が、約０．１未満であることが好ましく、約０．０１未満であることがより好ましい。
また、ホスト化合物は、正孔輸送機能、電子輸送機能及び発光の長波長化を防止する機能を有し、ガラス転移温度Ｔｇが高い化合物であることが好ましい。「ガラス転移温度Ｔｇ」とは、ＤＳＣ（Differential Scanning Calorimetry：示差走査熱量）法を用いて、ＪＩＳ−Ｋ７１２１に準拠した手法により求められる値である。
【０１１８】
上述のような特性を有するホスト化合物としては、例えば公知の低分子化合物、繰り返し単位をもつ高分子化合物、ビニル基又は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）等が挙げられる。
【０１１９】
具体的なホスト化合物としては、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号公報等に記載されている化合物が挙げられる。
なかでも、ホスト化合物は、カルバゾール誘導体であることが好ましく、カルバゾール誘導体のなかでもジベンゾフラン化合物であることが好ましい。
【０１２０】
上記ホスト化合物のうち、１種類のみを用いることもできるし、複数種を併用することもできる。複数種のホスト化合物を併用する場合、キャリア（正孔又は電子）の移動度（移動量）を調整することができ、有機ＥＬ素子１００の発光効率を向上させることができる。
発光層中のホスト化合物の体積比は、約５０％以上とすることが好ましい。
【０１２１】
（３−２）発光材料
発光材料としては、例えばリン光発光材料（リン光性化合物又はリン光発光性化合物とも呼ばれる。）、蛍光発光材料（蛍光発光体又は蛍光性発光材料とも呼ばれる。）等を用いることができる。なかでも、発光効率を向上させる観点からは、リン光発光材料が好ましい。
【０１２２】
リン光発光材料は、励起三重項からの発光が得られる化合物である。具体的には、リン光発光材料は、室温（２５℃）においてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が２５℃において約０．０１以上となる化合物である。なかでも、リン光量子収率が約０．１以上の化合物が好ましい。
リン光量子収率は、例えば「第４版実験化学講座７・分光II」（１９９２年版、丸善）の３９８頁に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に用いられるリン光発光材料は、任意の溶媒のいずれかにおいて上記０．０１以上のリン光量子収率が達成されればよい。
【０１２３】
リン光発光材料の発光原理としては、エネルギー移動型とキャリアトラップ型の二つを挙げることができる。
エネルギー移動型の場合、キャリア（正孔又は電子）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り、ホスト化合物の励起状態が生成する。この際に発生したエネルギーをホスト化合物からリン光発光材料に移動させることで、リン光発光材料からの発光を得る。
キャリアトラップ型の場合、リン光発光材料がキャリア（正孔又は電子）をトラップすることで、リン光発光材料上でキャリアの再結合が起こり、リン光発光材料からの発光を得る。
いずれの場合においても、リン光発光材料の励起状態のエネルギー準位が、ホスト化合物の励起状態のエネルギー準位より低いことが条件である。
【０１２４】
上述のような発光過程を生じさせるリン光発光材料としては、従来の有機ＥＬ素子で用いられる公知の各種リン光発光材料を適宜選択して用いることができる。
そのようなリン光発光材料としては、例えば元素の周期表で８族〜１０族の金属元素を含有する金属錯体が挙げられる。金属錯体のなかでも、イリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体及び希土類錯体のいずれかをリン光発光材料として用いることが好ましい。
【０１２５】
蛍光発光材料としては、例えばクマリン系色素、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、希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【０１２６】
上述した発光材料のうち、１種類の発光材料を用いることもできるし、発光極大波長の異なる複数種の発光材料を併用することもできる。複数種の発光材料を用いる場合、発光波長の異なる複数の光を混合することができ、これにより、任意の色の発光を得ることができる。例えば、青色発光材料、緑色発光材料及び赤色発光材料の３種類の発光材料を、発光層に含有させることにより、白色光を得ることができる。
【０１２７】
なお、有機ＥＬ素子１００から発光する光の色は、有機ＥＬ素子１００から発光する光を分光放射輝度計（コニカミノルタセンシング社製、ＣＳ−１０００）で測定し、その測定結果を、ＣＩＥ（国際照明委員会）色度座標（例えば、「新編色彩科学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、１９８５）の１０８頁の図１０．１６参照）に当てはめて決定する。
発光色の「白色」とは、２度視野角正面輝度を上記手法により測定した際に、１０００ｃｄ／ｍ２でのＣＩＥ１９３１表色系における色度が、Ｘ＝０．３３±０．０７、Ｙ＝０．３３±０．０７の領域内にある色をいう。
【０１２８】
発光層は、１層又は複数層設けることができる。
複数の発光層を設ける場合、互いに発光色の異なる発光層として積層することができる。例えば、青色発光層、緑色発光層及び赤色発光層を積層し、各発光層からの光から白色光が得られるように調色発光させてもよい。
また、複数の発光層を設ける場合、隣り合う発光層間に非発光性の中間層を設けることができる。当該中間層は、発光層が含有するホスト化合物と同様の材料で形成することができる。
【０１２９】
発光層の厚さは、任意に設定することが可能である。発光層の均質性を高めるとともに、発光時の不要な高電圧の印加を避け、駆動電流に対する発光色の安定性を向上させる観点からは、発光層の厚さは、５〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【０１３０】
（４）電子輸送層
電子輸送層は、陰極から供給された電子を発光層に輸送（注入）する層である。電子輸送層は、陽極側からの正孔の流入を阻止する障壁としても作用する。そのため、電子輸送層は、電子注入層、正孔阻止層又はその両方として機能させるために形成されることもある。
【０１３１】
電子輸送層の材料としては、正孔阻止材料を兼ね、陰極より注入された電子を発光層に伝達（輸送）する機能を有する材料であれば、従来公知の化合物を用いることができる。
従来公知の電子輸送層の材料としては、例えばフルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリゾール誘導体、シロール誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、８−キノリノール誘導体、アルミニウムキノレート（Ａｌｑ３）等の金属錯体が挙げられる。
電子輸送層の他の材料としては、例えばメタルフタロシアニン、メタルフリーフタロシアニン、それらの末端基をアルキル基、スルホン酸基等で置換した化合物等が挙げられる。
【０１３２】
電子輸送層は、不純物がゲスト材料（ドープ材ともいう。）としてドープされた、ｎ性の高い、電子リッチな電子輸送層であってもよい。不純物がドープされた電子輸送層の具体例は、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)等に記載されている。
【０１３３】
ゲスト材料としては、有機物のアルカリ金属塩を用いることができる。
有機物の種類は任意であるが、例えば、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、吉草酸塩、カプロン酸塩、エナント酸塩、カプリル酸塩、シュウ酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、安息香酸塩、フタル酸塩、イソフタル酸塩、テレフタル酸塩、サリチル酸塩、ピルビン酸塩、乳酸塩、リンゴ酸塩、アジピン酸塩、メシル酸塩、トシル酸塩、ベンゼンスルホン酸塩等を、有機物として用いることができる。なかでも、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、吉草酸塩、カプロン酸塩、エナント酸塩、カプリル酸塩、シュウ酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩又は安息香酸塩が好ましい。より好ましくは、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩等の脂肪族カルボン酸であり、さらに好ましくは炭素数が４以下の脂肪族カルボン酸であり、特に好ましくは、酢酸塩である。
【０１３４】
有機物のアルカリ金属塩を構成するアルカリ金属の種類は任意であり、例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等を用いることができる。なかでも、Ｋ又はＣｓが好ましく、Ｃｓがより好ましい。
【０１３５】
そのため、電子輸送層のゲスト材料として用い得る有機物のアルカリ金属塩は、上記有機物と上記アルカリ金属とを組み合わせた化合物になる。
具体的には、ゲスト材料として、例えばギ酸Ｌｉ、ギ酸Ｋ、ギ酸Ｎａ、ギ酸Ｃｓ、酢酸Ｌｉ、酢酸Ｋ、酢酸Ｎａ、酢酸Ｃｓ、プロピオン酸Ｌｉ、プロピオン酸Ｎａ、プロピオン酸Ｋ、プロピオン酸Ｃｓ、シュウ酸Ｌｉ、シュウ酸Ｎａ、シュウ酸Ｋ、シュウ酸Ｃｓ、マロン酸Ｌｉ、マロン酸Ｎａ、マロン酸Ｋ、マロン酸Ｃｓ、コハク酸Ｌｉ、コハク酸Ｎａ、コハク酸Ｋ、コハク酸Ｃｓ、安息香酸Ｌｉ、安息香酸Ｎａ、安息香酸Ｋ、安息香酸Ｃｓ等を用いることができる。なかでも、酢酸Ｌｉ、酢酸Ｋ、酢酸Ｎａ又は酢酸Ｃｓが好ましく、酢酸Ｃｓが最も好ましい。
【０１３６】
上記ゲスト材料の含有量は、電子輸送層に対して、約１．５〜３５．０質量％の範囲内であることが好ましく、約３〜２５質量％の範囲内であることがより好ましく、約５〜１５質量％の範囲内であることがさらに好ましい。
【０１３７】
電子輸送層の厚さは、電子輸送層の材料に応じて適宜設定することができるが、５〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【０１３８】
電子輸送層は、１層のみ設けることもできるし、複数層設けることもできる。
電子輸送層を１層のみ設ける場合、当該１層に上述した材料の１種又は２種以上が用いられることが好ましい。
また、電子輸送層を複数層設ける場合、発光層に最も近い電子輸送層の材料としては、上述した材料の１種又は２種以上が用いられることが好ましい。
【０１３９】
（５）電子注入層
電子注入層は、電子バッファー層とも呼ばれ、有機ＥＬ素子１００の駆動電圧の低下及び発光輝度の向上を目的として、陰極と発光層間又は陰極と電子輸送層間に設けられ得る。
電子注入層の構成の詳細な説明は省略するが、例えばフッ化リチウム等を用いることができ、「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）等に記載された電子注入層の構成を採用し得る。
【０１４０】
〔ガスバリアー層〕
ガスバリアー層６は、上述のように高いガスバリアー性を有し、ガスバリアー層２とともに有機機能層５並びに一対の電極３ａ及び３ｂの周囲を被覆して密封する。
また、ガスバリアー層６は、封止層７が導電性を有する場合は、絶縁性の無機材料を用いて形成され、導電性の封止層７と電極接続層４ａ及び４ｂとの短絡を防ぐ。
【０１４１】
〔封止層〕
封止層７は、上述のようにガスバリアー層６上に無機材料を用いて微粒子堆積法により形成され、ガスバリアー層６とともに有機機能層５並びに一対の電極３ａ及び３ｂへのガスの浸入を防ぐ。
微粒子堆積法により形成された封止層７は、隙間や気泡がない緻密性が高い層構造を有し、同じ無機材料が用いられたガスバリアー層６と同等レベルの高いガスバリアー性を示す。このような封止層７は、ガスバリアー層６にピンホール等の膜欠陥があってもこれを塞ぐため、ガスバリアー層６とともに有機機能層５等の劣化を防ぐことができ、有機ＥＬ素子１００の発光性能を長く維持することができる。
【０１４２】
ガスバリアー層６の形成工程で混入し、ガスバリアー層６によって被覆しきれなかった異物がある場合、外的負荷によってこの異物が動くとピンホールが現れるが、封止層７の形成工程ではガスバリアー層６の上面から原料粒子が堆積していくので、外的負荷によっても異物が動かないように固定することができる。すなわち、異物によりピンホールを塞いでおくことができ、異物によるピンホールの発生を防ぐことができる。
また、微粒子堆積法は成膜レートが高いため、異物の被覆に必要な厚さ、例えば５μｍ以上の厚さの封止層７の形成も容易である。
【０１４３】
〔発光モジュール〕
上記有機ＥＬ素子１００及び２００は、プリント基板（ＦＰＣ：Flexible printed circuits）を実装し、端部を補強して保持する金属枠に固定することにより、発光モジュールとして使用することができる。
図１１は、有機ＥＬ素子１００の発光モジュール３００の例を示している。
図１１に示すように、発光モジュール３００は、有機ＥＬ素子１００の電極接続層４ａ及び４ｂとＦＰＣ２０が異方性導電膜（ＡＦＣ：Anisotropic Conductive Film）３０を介して接続されている。ＦＰＣ２０とＡＦＣ３０は、一般的な加熱と加圧によって圧着することができる。ＦＰＣ２０と有機ＥＬ素子１００の接続を補強するため、テープ４０により有機ＥＬ素子１００の基板１と封止層７のそれぞれとＦＰＣ２０を貼り合わせてもよい。
【０１４４】
ＦＰＣ２０の接続コネクター２１を、制御回路や電源等の外部装置に接続することにより、電極接続層４ａ及び４ｂを介して有機ＥＬ素子１００の電極３ａ及び３ｂが導通する。
【実施例】
【０１４５】
以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「％」の表示が用いられるが、特に断りが無い限り「質量部」又は「質量％」を表す。
【０１４６】
〔有機ＥＬ素子Ａ１〕
厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのロール体を基板として用い、基板上にアクリル樹脂からなる厚さ２０００ｎｍの有機平坦化層を塗布法にて形成した。この有機平坦下層上に、ヘキサメチルジシロキサンを原料としてプラズマＣＶＤ法により炭素及び水素を含有する酸化ケイ素層を形成し、さらに塗布法によりパーヒドロポリシラザンを主成分とし、紫外線照射等の改質処理を施すことによって形成される水素含有の酸窒化ケイ素層を順次形成し、酸化ケイ素層と酸窒化ケイ素層の多層構造からなるガスバリアー層を形成した。多層構造のガスバリアー層の総厚は５００ｎｍであった。
【０１４７】
次に、ガスバリアー層上に、複数の有機ＥＬ素子の陽極、電極接続層、有機機能層及び陰極を順次形成した。陽極として厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ層を高周波（ＲＦ：Radio Frequency）スパッター法により形成し、電極接続層として厚さ３００ｎｍのアルミニウム層を形成した。また、有機機能層として、正孔注入層（銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、厚さ３０ｎｍ）／正孔輸送層（ＮＰＤ、厚さ１００ｎｍ）／蛍光系青色発光層（厚さ３０ｎｍ）／電子輸送層（アルミニウムキノレート（Ａｌｑ３）、厚さ３０ｎｍ）／電子注入層（フッ化リチウム、厚さ１ｎｍ）をこの順に形成した。ドライエッチングにより有機機能層の陽極より露出する部分を除去した後、有機機能層上に、陰極として厚さ２００ｎｍのアルミニウム層を形成した。
【０１４８】
形成した各層の表面を被覆するように、厚さ１０００ｎｍの水素添加された窒化ケイ素（ＳｉＮＨ）層をガスバリアー層６として形成した。ガスバリアー層は、シランガス、アンモニアガス、窒素ガス及び水素ガスを用いて、８０℃雰囲気の低温下で高周波プラズマＣＶＤ法により５０〜２００Ｐａの減圧雰囲気下において形成した。水素ガスを用いて酸化ケイ素層中に水素を添加することで、ガスバリアー層の残留応力を±５０ＭＰａ以下に抑えることができた。
ガスバリアー層の形成と連続して、１５０℃に加熱した高圧スプレーガンにより平均粒径が５００ｎｍのスズの原料粒子を窒素ガスとともに噴霧してガスバリアー層上に堆積させ、厚さ２０μｍの封止層を形成した。封止層は、５０〜２００Ｐａの減圧雰囲気下において形成した。
【０１４９】
その後、各有機ＥＬ素子の発光領域からの距離が１．０ｍｍの位置に炭酸ガスレーザー光を照射して基板をエッチングした後、エアーを吹き付けて基板を切断分割し、非発光領域の幅が１．０ｍｍの有機ＥＬ素子Ａ１を製造した。
【０１５０】
〔有機ＥＬ素子Ａ２〜Ａ４〕
上記有機ＥＬ素子Ａ１の製造において、切断分割の位置を変えて非発光領域の幅をそれぞれ１．５、２．０及び４．０ｍｍとしたこと以外は、有機ＥＬ素子Ａ１と同様にして、各有機ＥＬ素子Ａ２〜Ａ４を製造した。
【０１５１】
〔有機ＥＬ素子Ｂ１〕
上記有機ＥＬ素子Ａ１と同様にしてガスバリアー層まで形成した後、封止層の代わりに、熱硬化型エポキシ系接着剤を用いて厚さ３０μｍの接着層を形成し、封止基板を貼り合わせた。その後、発光領域からの距離が１．０ｍｍの位置で基板を切断分割して、非発光領域の幅が１．０ｍｍの有機ＥＬ素子Ｂ１を製造した。封止基板としては、ガスバリアー性に優れる厚さ３０μｍのアルミニウム箔を用いた。貼り合わせ時には、水分が入らないように減圧雰囲気下において、圧着ローラーによって挟み込み、０．４ＭＰａの加圧を行った。
【０１５２】
〔有機ＥＬ素子Ｂ２〜Ｂ４〕
上記有機ＥＬ素子Ｂ１の製造において、切断位置を変えて非発光領域の幅をそれぞれ１．５、２．０及び４．０ｍｍとしたこと以外は、有機ＥＬ素子B１と同様にして、各有機ＥＬ素子Ｂ２〜Ｂ４を製造した。
【０１５３】
〔評価〕
次のようにして、製造した各有機ＥＬ素子Ａ１〜Ａ４及びＢ１〜Ｂ４のダークスポットの面積率（％）を求め、発光性能として評価した。
各有機ＥＬ素子を温度８５℃、湿度８５％ＲＨの高温高湿環境下に５００時間放置した後、定電圧電源を用いて点灯させた。各有機ＥＬ素子の発光面を撮影し、その画像データを画像処理することによりダークスポットの面積を求め、発光領域の面積に対するダークスポットの面積の割合をダークスポットの面積率として算出した。
【０１５４】
下記表１は、評価結果を示している。
【表１】
2016177992.tif 000003
【０１５５】
表１に示すように、比較例の有機ＥＬ素子Ｂ１〜Ｂ４によれば、非発光領域の幅２ｍｍを下回るとダークスポットが増加することから、大気中に存在する水分子が接着層の側面部から短時間で浸入しやすいことがわかる。このダークスポットの増加は、製造工程中に混入し、大きすぎてガスバリアー層により十分に被覆できなかった異物が、接着層の形成時に動いてピンホールが生じ、接着層の露出部分から浸透した水分子がこのピンホールを介して有機機能層内部へ浸入して、発光性能を失活させたためと推定される。そのため、比較例のように接着層を有する構造では、非発光領域を必要以上に狭くすると水分子の浸入が早くなり、発光性能を長く維持できないと推定される。
【０１５６】
これに対し、実施例の有機ＥＬ素子Ａ１〜Ａ４は、非発光領域の幅を１ｍｍまで狭くしても、ダークスポットの増加がみられず、長く発光性能を維持できることがわかった。これは、接着層が存在せず、水分子の浸入自体が無いこと、ガスバリアー層の上面から原料粒子を堆積させて封止層を形成し、製造過程で混入する異物が動かないように固定することから、ピンホールを生じさせないこと、微粒子堆積法は成膜レートが大きく、異物を被覆するのに十分な厚さの封止層を形成できるとともに、封止層の緻密性及び密度を非常に高くすることができ、高いガスバリアー性能を発揮できること等に起因すると推定される。
【符号の説明】
【０１５７】
１００、２００    有機ＥＬ素子
１    基板
２    ガスバリアー層
３ａ、３ｂ    一対の電極
４ａ、４ｂ    電極接続層
５    有機機能層
６    ガスバリアー層
７    封止層
８    ハードコート層
３００    発光モジュール
５００    有機ＥＬ素子
１１    接着層
１２    封止基板
Ｋ    有機ＥＬ素子の製造装置
Ｒ４０    封止層の層形成部
４１    高圧スプレーガン
【図１】
2016177992.tif 000004
【図２Ａ】
2016177992.tif 000005
【図２Ｂ】
2016177992.tif 000006
【図２Ｃ】
2016177992.tif 000007
【図３】
2016177992.tif 000008
【図４】
2016177992.tif 000009
【図５Ａ】
2016177992.tif 000010
【図５Ｂ】
2016177992.tif 000011
【図６Ａ】
2016177992.tif 000012
【図６Ｂ】
2016177992.tif 000013
【図７】
2016177992.tif 000014
【図８Ａ】
2016177992.tif 000015
【図８Ｂ】
2016177992.tif 000016
【図９】
2016177992.tif 000017
【図１０】
2016177992.tif 000018
【図１１】
2016177992.tif 000019