(57)【要約】      （修正有）【課題】簡素な構造で放熱性に優れ、かつ短絡による発光不良を生じにくい有機ＥＬ装置および該有機ＥＬ装置を簡便に製造する方法を提供する。【解決手段】支持基板１０と封止基板３０と有機エレクトロルミネッセンス素子２０とを備える有機エレクトロルミネッセンス装置１Ａであって、前記有機エレクトロルミネッセンス素子が、前記支持基板上に搭載されていると共に前記支持基板と前記封止基板の間に囲繞されており、前記支持基板または前記封止基板のいずれか一方は、２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導度を有する材料で形成され、かつ、前記熱伝導度を有する材料で形成された前記支持基板および／または前記封止基板の一面であって前記装置の外装を構成する面の表面粗さ（Ｒａ値）が１０ｎｍ以上、１ｍｍ以下であり、前記熱伝導度を有する材料で形成された基板と前記有機エレクトロルミネッセンス素子との間に絶縁層４０が介在する、有機ＥＬ装置。【選択図】図１
2009129681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と封止基板と有機エレクトロルミネッセンス素子とを備える有機エレクトロルミネッセンス装置であって、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子が、前記支持基板上に搭載されていると共に前記支持基板と前記封止基板の間に囲繞されており、
前記支持基板または前記封止基板のいずれか一方は、２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導度を有する材料で形成され、かつ、前記熱伝導度を有する材料で形成された前記支持基板および／または前記封止基板の一面であって前記装置の外装を構成する面の表面粗さ（Ｒａ値）が１０ｎｍ以上、１ｍｍ以下であり、
前記熱伝導度を有する材料で形成された基板と前記有機エレクトロルミネッセンス素子との間に絶縁層が介在する、有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項２】
前記熱伝導度が、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項３】
前記熱伝導度を有する材料が、金属、セラミックス、および無機酸化物からなる群より選ばれるいずれか１種または２種以上である、請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項４】
前記材料が金属であり、当該金属が、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、クロム、スズ、これらの合金およびＳＵＳ合金からなる群より選ばれる１種または２種以上である、請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項５】
前記絶縁層によって、前記支持基板と前記封止基板とが接着されてなる、請求項１から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装置。
【請求項６】
前記絶縁層が、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂およびウレタン樹脂からなる群より選ばれる１種または２種以上で形成されている、請求項１から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装置。
【請求項７】
前記絶縁層に熱伝導性フィラーが含有される、請求項１から６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項８】
前記熱伝導性フィラーが、無機酸化物の微細粒子である、請求項１から７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装置。
【請求項９】
有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載する支持基板と封止基板とを貼り合わせる、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
前記支持基板または前記封止基板のいずれか一方が２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導度を有する材料で形成されており、
硬化前の粘度が、１０ｍＰａ・ｓ以上、１００ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性接着材で、前記支持基板上に設けられた前記有機エレクトロルミネッセンス素子の全体を覆うと共に、前記支持基板と前記封止基板とを貼り合わせ、前記絶縁性接着材を硬化させて前記支持基板と前記封止基板と接着し、当該装置を封止する、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項１０】
前記絶縁性接着材の硬化前の粘度が、２０ｍＰａ・ｓ以上、８０ｍＰａ・ｓ以下である、請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項１１】
有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載する支持基板と封止基板とを貼り合わせる、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
前記支持基板または前記封止基板のいずれか一方が２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導度を有する材料で形成されており、
前記封止基板の一方の面に、硬化前の粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上、１００ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性接着材を塗布し、前記絶縁性接着材が塗布された面を、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を覆うように貼り合わせ、前記封止基板または前記支持基板の自重で前記絶縁性接着材を圧しつつ硬化させ、前記有機エレクトロニクス素子を覆うと共に前記支持基板と封止基板とを接着する絶縁性接着材層を形成し、当該装置を封止する、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【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装置およびその製造方法に関し、詳しくは、支持基板と封止基板と有機エレクトロルミネッセンス素子とを備える有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、本明細書において「有機ＥＬ装置」ということがある）およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、本明細書において「有機ＥＬ素子」ということがある）を搭載した有機ＥＬ装置は、より高い性能の装置を開発するべく、様々な検討がなされている。
【０００３】
図９に、従来の有機ＥＬ装置の一例として有機ＥＬ装置１００を示す。有機ＥＬ装置１００においては、支持基板１０１上に有機ＥＬ素子１０２が搭載されている。物理的な衝撃や湿気など様々な外的要因から有機ＥＬ素子１０２を保護するため、有機ＥＬ素子１０２は、封止基板１０４で覆われている。支持基板１０１と封止基板１０４は、支持基板平面上の有機ＥＬ素子１０２を囲う外周部において接着材１０３によって固定されている。このようにして、支持基板１０１と封止基板１０４との間に有機ＥＬ素子１０２が密封された有機ＥＬ装置１００が構成されている。
【０００４】
前記有機ＥＬ素子１０２は電圧が印加されて発光するが、現状ではその際に一部熱エネルギーに変換され、有機ＥＬ素子が発熱してしまうことがある。有機ＥＬ素子の発熱は、輝度などの発光特性の低下や、有機ＥＬ装置自体の劣化を招く場合があるとされている。特に有機ＥＬ装置の実用化が望まれている照明デバイスの場合、高輝度を発するように駆動させる必要があり、装置からいかに熱を逃がすかという点は重要な課題となっている。そのため、有機ＥＬ素子１００の発する熱を装置外に放熱する方策が種々検討されている。例えば、有機ＥＬ素子の陰極の上部に所定の熱伝導性を有する放熱層を積層させることが知られている（例えば、特許文献１）。さらに、有機ＥＬ素子を搭載する支持基板の有機ＥＬ素子を搭載する面の反対側の面に凹部を設け、そこにアルミニウム板を設けて熱拡散させることが発案されている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１１１１９２号公報
【特許文献２】特開２００６−４９０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、有機ＥＬ素子の陰極の上部に放熱層を積層しただけでは、有機ＥＬ装置からの放熱が十分に達成されない場合がある。また、支持基板の有機ＥＬ素子とは接触し得ない側の面に凹部を設け放熱性の板を基板に設けるのは、装置の構造を複雑化すると共に、製造工程を増やす原因となる。また、単に熱伝導性のある板を支持基板および／または封止基板に設けるだけでは、有機ＥＬ装置からの放熱が十分に達成されない場合もある。さらに、アルミニウムなどの金属を封止基板として用いると、封止基板が何らかの要因により有機ＥＬ素子と接触するなどして、有機ＥＬ素子に短絡などの障害が生じる場合がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡素な構造で放熱性に優れ、かつ短絡による発光不良を生じにくい有機ＥＬ装置を提供することを課題とするものである。また、本発明は、そのような有機ＥＬ装置を簡便に製造する方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明では、所定の熱伝導度を有する材料で、封止基板又は支持基板の少なくとも一方を構成すると共に、その基板の外装側を所定の表面粗さを有するものとし、放熱効率と熱の均一化を向上させる。さらに本発明では、上記のような所定の基板を採用することにより生じ得る弊害を抑制するため、その基板と有機ＥＬ素子との間に絶縁層を設ける構成とした。すなわち、本発明は、下記有機ＥＬ装置およびその製造方法を提供するものである。
【０００９】
〔１〕支持基板と封止基板と有機エレクトロルミネッセンス素子とを備える有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記有機エレクトロルミネッセンス素子が、前記支持基板上に搭載されていると共に前記支持基板と前記封止基板の間に囲繞されており、前記支持基板または前記封止基板のいずれか一方は、２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導度を有する材料で形成され、かつ、前記熱伝導度を有する材料で形成された前記支持基板および／または前記封止基板の一面であって前記装置の外装を構成する面の表面粗さ（Ｒａ値）が１０ｎｍ以上、１ｍｍ以下であり、前記熱伝導度を有する材料で形成された基板と前記有機エレクトロルミネッセンス素子との間に絶縁層が介在する、有機エレクトロルミネッセンス装置。
〔２〕前記熱伝導度が、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である、上記〔１〕に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
〔３〕前記熱伝導度を有する材料が、金属、セラミックス、および無機酸化物からなる群より選ばれるいずれか１種または２種以上である、上記〔２〕に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
〔４〕前記材料が金属であり、当該金属が、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、クロム、スズ、これらの合金およびＳＵＳ合金からなる群より選ばれる１種または２種以上である、上記〔３〕に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
〔５〕前記絶縁層によって、前記支持基板と前記封止基板とが接着されてなる、上記〔１〕から〔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装置。
〔６〕前記絶縁層が、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂およびウレタン樹脂で形成されている、上記〔１〕から〔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装置。
〔７〕前記絶縁層に熱伝導性フィラーが含有される、上記〔１〕から〔６〕のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
〔８〕前記熱伝導性フィラーが、無機酸化物の微細粒子である、上記〔１〕から〔７〕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装置。
〔９〕有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載する支持基板と封止基板とを貼り合わせる、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、前記支持基板または前記封止基板のいずれか一方が２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導度を有する材料で形成されており、硬化前の粘度が、１０ｍＰａ・ｓ以上、１００ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性接着材で、前記支持基板上に設けられた前記有機エレクトロルミネッセンス素子の全体を覆うと共に、前記支持基板と前記封止基板とを貼り合わせ、前記絶縁性接着材を硬化させて前記支持基板と前記封止基板と接着し、当該装置を封止する、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
〔１０〕前記絶縁性接着材の硬化前の粘度が、２０ｍＰａ・ｓ以上、８０ｍＰａ・ｓ以下である、上記〔９〕に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
〔１１〕有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載する支持基板と封止基板とを貼り合わせる、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、前記支持基板または前記封止基板のいずれか一方が２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導度を有する材料で形成されており、前記封止基板の一方の面に、硬化前の粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上、１００ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性接着材を塗布し、前記絶縁性接着材が塗布された面を、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を覆うように貼り合わせ、前記封止基板または前記支持基板の自重で前記絶縁性接着材を圧しつつ硬化させ、前記有機エレクトロニクス素子を覆うと共に前記支持基板と封止基板とを接着する絶縁性接着材層を形成し、当該装置を封止する、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、放熱性に優れた有機ＥＬ装置が提供される。また、本発明の有機ＥＬ装置は熱分布が均一化したものとすることができる。また、本発明の有機ＥＬ装置は、発熱効率が優れ、短絡などによる発光不良を生じにくいものとすることができる。さらに、本発明によれば、放熱性に優れ、熱分布の均一な有機ＥＬ装置を簡便に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、理解の容易のため、図面における各部材の縮尺は実際とは異なる場合がある。また、本発明は以下の記述によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。さらに、有機ＥＬ装置においては電極のリード線等の部材も存在するが、本発明の説明として直接的に関係はないため記載を省略している。
【００１２】
１．本発明の有機ＥＬ装置
［第１の実施形態］
本発明の有機ＥＬ装置の第１の実施形態について図１を参照しつつ説明する。図１は、第１の実施形態の有機ＥＬ装置１Ａの側断面を示す。支持基板１０の上に有機ＥＬ素子２０が搭載されている。有機ＥＬ素子２０は、その上部平面を、封止基板３０で覆われている。すなわち、有機ＥＬ素子２は支持基板１０と封止基板３０に囲繞されている。支持基板１０と封止基板３０とは絶縁層４０（封止材）で相互に接着され、固定されている。絶縁層４０は支持基板１０と封止基板３０の間に挟まれた層として構成される。絶縁層４０（封止材）は、支持基板１０上の有機ＥＬ素子２０全体を覆っており、絶縁層４０によって有機ＥＬ素子２０は外気とは遮断され有機ＥＬ装置１Ａは封止されている。すなわち、有機ＥＬ装置４０は、支持基板１０、絶縁層（封止材）４０および封止基板３０によって、有機ＥＬ素子２０を外気から遮断すると共に、物理的、機械的衝撃から保護している。第１の実施形態では、絶縁層４０を形成する封止材によって有機ＥＬ装置１Ａの封止がなされるため、支持基板平面上における有機ＥＬ素子２０の外周縁を別途接着剤等で封止しなくてもよい。
【００１３】
第１の実施形態においては、封止基板３０が、所定以上の熱伝導度を有する材料で形成されている。熱伝導度は、少なくとも２Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、より好ましくは５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。このような所定の熱伝導度を有する材料を用いることにより、有機ＥＬ装置１Ａの熱分布を均一化させると共に、放熱性を向上させることができる。このような観点からは、本発明において、熱伝導度の上限を規定することは特に要しない。なお、本明細書に示す熱伝導度の数値は、レーザーフラッシュ法ＪＩＳ  Ｒ１６１１（１９９７版）に準拠した方法により行うことができ、常温での比熱および熱拡散率の計測値から熱伝導率を算出することができる。
【００１４】
また、封止基板３０の外装を構成する面、すなわち、支持基板と対向する面と反対側の表面は、所定の表面粗さ（Ｒａ値）を有する。表面粗さ表面粗さ（Ｒａ値）は、１０ｎｍ以上、１ｍｍ以下であり、好ましくは２０ｎｍ以上、１ｍｍ以下であり、より好ましくは１μｍ以上、１ｍｍ以下である。このような所定の数値以上の表面粗さ（Ｒａ値）を有する封止基板とすることで、放熱性を向上させることができる。また、表面粗さ（Ｒａ値）は、放熱性の観点からはその上限を設けることは要しない。しかし、あまりに粗すぎると、表面の微細な突起部が一部欠けて断片を生じてしまったり、粗い表面に粉塵などの小異物が付着、堆積しやすくなるおそれがあるため、上記のような上限以下とすることで、放熱性を向上させつつ、封止基板３０の表面の損傷等を抑制し、また粉塵などの異物の付着や堆積を抑制し得る。
【００１５】
封止基板３０の外装は上記のような所定の表面粗さ（Ｒａ値）を備えていれば特に形状等には制限はない。封止基板３０の外装の形状については、下記にて、第４から第６の実施形態としていくつかの形状について別途詳述する。本明細書に示す表面粗さ（Ｒａ）の数値は、触針式表面粗さ測定器、光波干渉式表面粗さ測定器、あるいはＡＦＭ（原子間力顕微鏡）などを用いて測定することができる。
【００１６】
所定の熱伝導度を有する材料として好ましくは、例えば、金属、セラミックス、および無機酸化物からなる群より選ばれるいずれか１種または２種以上の複合材料等が挙げられる。また、好ましい金属としては、例えば、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、クロム、スズからなる群より選ばれる１種または２種以上の複合材料が挙げられる。複合材料としては、例えば、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、クロム、スズのから選ばれる２種以上の合金、ＳＵＳ合金（ステンレス鋼合金）などが挙げられる。加工や入手の容易性、コストの抑制などの観点からは、好ましくは、銅などが挙げられる。
【００１７】
所定の熱伝導度と表面粗さ（Ｒａ値）を備える材料で形成された封止基板３０が、不透明である場合、支持基板１０は透明性を有する基板を採用し、有機ＥＬ素子２０の発光を支持基板１０側から採光する、いわゆるボトムエミッションタイプの有機ＥＬ装置とする。
【００１８】
所定の熱伝導度と表面粗さを備える基板は、装置の外装面を構成する一面が所定の表面粗さを備えるように構成される限りにおいて、単層構造であっても多層構造であってもよい。例えば、図１に示す有機ＥＬ装置１Ａにおいて、封止基板３０と絶縁層３０の間にさらに層を介在してもよい。また図１に示す有機ＥＬ装置１Ａにおいて、支持基板１０と有機ＥＬ素子２０の間にさらに層が介在してもよい。
【００１９】
第１の実施形態では、絶縁層４０は封止材によって形成されている。上記のように本発明では所定の熱伝導度を有する材料が用いられるが、そのような材料は導電性を有するものである場合が多い。有機ＥＬ装置１Ａの厚さは１００μｍ以上、５ｍｍ以下程度、封止基板３０の厚さは数十μｍから５ｍｍ程度、有機ＥＬ素子２０と封止基板との間は好ましくは１００ｎｍ以上、１ｍｍ以下、より好ましくは１μｍ以上、０．５ｍｍ以下である。今後、さらに薄膜化が進む可能性がある。そのため、ごくわずかな外圧が加わっただけでも封止基板３０が有機ＥＬ素子２０の上面に容易に接触し、短絡を生じるおそれがある。そのため本発明では、支持基板１０上の有機ＥＬ素子２０全体を絶縁性を有する封止材で覆い、封止基板３０と有機ＥＬ素子２０の間に絶縁層４０を形成する。このような構成とすることで、封止基板として所定の熱伝導度を有する様々な材料を採用し得るとともに、有機ＥＬ装置１Ａの封止を簡素な構成で行うことができる。
【００２０】
封止基板３０と、これと対向する有機ＥＬ素子２０の上面との間隔は、好ましくは１０ｎｍ以上、１ｍｍ以下、より好ましくは１μｍ以上、０．５ｍｍ以下である。このような間隔とすることにより、放熱性を阻害せずに、短絡を防止し得る絶縁層を形成するでき、また有機ＥＬ装置自体の厚さも薄型であることを維持し得る。
【００２１】
絶縁層４０は、有機ＥＬ素子２０と封止基板３０との間全体に介在し、封止基板３０に起因し得る短絡を防ぐ構成を採っている。絶縁層４０を形成する材料として好ましくは、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂およびウレタン樹脂などの１種または２種以上の複合材料などが挙げられる。第１の実施形態において、絶縁層４０は、有機ＥＬ素子２０を外部から遮断する封止材としての機能も担っている。さらに、絶縁層４０は、支持基板１０と封止基板３０とを固定する接着材としての機能も有する。すなわち、第１の実施形態においては、絶縁層４０は、絶縁性、接着性および外気遮断性に優れた材料を採用することが好ましく、このような観点から、絶縁層４０を形成する材料として好ましくは、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂およびウレタン樹脂などが挙げられる。
【００２２】
支持基板１０と封止基板３０との間における絶縁層４０の厚さは、好ましくは３００ｎｍ以上、１ｍｍ以下であり、より好ましくは１μｍ以上、１ｍｍ以下である。絶縁層を形成する材料にもよるが、上記下限以上とすることにより、絶縁性、遮断性、接着性に優れた層とし得る。他方、上記上限以下とすることにより、有機ＥＬ装置１Ａ全体の厚みを薄くし得る。
【００２３】
絶縁層には、熱伝導性フィラーが含まれていてもよい。熱伝導性フィラーとしては、放熱を補助的に促進し得るものであって、有機ＥＬ素子に障害を与えない材料を採用し得る。熱伝導性フィラーとしては、例えば、無機酸化物などが挙げられ、好ましくは、シリカ、セリア、アルミナ、チタニアなどが挙げられる。無機酸化物を熱伝導フィラーとして含有させる場合、無機酸化物の微細粒子を用いることが好ましい。微細粒子の粒径は、好ましくは２ｎｍ以上、５μｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以上、１μｍ以下である。好ましい一形態として、無機酸化物の微細粒子を絶縁層中に分散させる形態が挙げられる。また、熱伝導性フィラーを用いる場合、これを含有する熱伝導性シートを作製し、封止基板３０と絶縁層４０、あるいは、支持基板１０と有機ＥＬ素子２０との間に任意の層として設けてもよい。熱伝導性シートは、例えば樹脂基材中に微細粒子状の熱伝導性フィラーを分散させ、これを薄膜状に加工して製造し得る。熱伝導性フィラーを用いることより、さらに放熱性、熱の均一分布性に優れた有機ＥＬ装置とし得る。
【００２４】
所定の熱伝導性および表面粗さを有する基板であることを要しない方の基板、すなわち第１の実施形態においては支持基板１０は、有機物の層を形成する際に変化しないものであればよく、例えばガラス、プラスチック、高分子フィルム、シリコン基板、これらを積層したものなどが用いられる。このような基板としては、市販のものが入手可能であり、又は公知の方法により製造することができる。
【００２５】
上記のような所定の熱伝導度と所定の表面粗さを備える封止基板３０を設けることにより、有機ＥＬ素子２０に印加された際に発する熱を円滑に放熱し、有機ＥＬ装置１Ａの熱分布を均一化することができる。良好な放熱性能、熱分布の均一化によって、有機ＥＬ素子１Ａは熱に起因する発光効率や輝度の低下を抑制することができる。また、第１の実施形態の有機ＥＬ装置１Ａは、封止材４０が、封止の機能のみならず、絶縁層としての機能、基板同士の固定という機能を有しており、極めて簡素な構成で、熱分布が均一で、放熱性にも優れたものとなっている。
【００２６】
次に、有機ＥＬ素子２０の層構成（不図示）の実施形態について、より具体的に説明する。
【００２７】
有機ＥＬ素子２０は、陽極、発光層及び陰極を必須に有するのに加えて、前記陽極と前記発光層との間、及び／又は前記発光層と前記陰極との間にさらに他の層を有することができる。
【００２８】
陰極と発光層の間に設け得る層としては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層等が挙げられる。電子注入層及び電子輸送層の両方が設けられる場合、陰極に近い層が電子注入層となり、発光層に近い層が電子輸送層となる。
【００２９】
電子注入層は、陰極からの電子注入効率を改善する機能を有する層であり、電子輸送層は、陰極、電子注入層又は陰極により近い電子輸送層からの電子注入を改善する機能を有する層である。また、電子注入層、若しくは電子輸送層が正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が正孔ブロック層を兼ねることがある。
【００３０】
陽極と発光層の間に設けるものとしては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層等があげられる。正孔注入層及び正孔輸送層の両方が設けられる場合、陽極に近い層が正孔注入層となり、発光層に近い層が正孔輸送層となる。
【００３１】
正孔注入層は、陽極からの正孔注入効率を改善する機能を有する層であり、正孔輸送層とは、陽極、正孔注入層又は陽極により近い正孔輸送層からの正孔注入を改善する機能を有する層である。また、正孔注入層、又は正孔輸送層が電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が電子ブロック層を兼ねることがある。
【００３２】
有機ＥＬ素子２０において、発光層は通常１層設けられるが、これに限らず２層以上の発光層を設けることもできる。その場合、２層以上の発光層は、直接接して積層することもでき、かかる層の間に本発明に用いられる金属酸化物層等を設けることができる。
【００３３】
なお、電子注入層及び正孔注入層を総称して電荷注入層と呼ぶことがあり、電子輸送層及び正孔輸送層を総称して電荷輸送層と呼ぶことがある。
【００３４】
さらに具体的には、有機ＥＬ素子２０は、下記の層構成のいずれかを有することができる：
ａ）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
ｂ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
ｃ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
ｄ）陽極／電荷注入層／発光層／陰極
ｅ）陽極／発光層／電荷注入層／陰極
ｆ）陽極／電荷注入層／発光層／電荷注入層／陰極
ｇ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
ｈ）陽極／正孔輸送層／発光層／電荷注入層／陰極
ｉ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電荷注入層／陰極
ｊ）陽極／電荷注入層／発光層／電荷輸送層／陰極
ｋ）陽極／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極
ｌ）陽極／電荷注入層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極
ｍ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電荷輸送層／陰極
ｎ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極
ｏ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極
（ここで、／は各層が隣接して積層されていることを示す。以下同じ。）
【００３５】
上記層構成の各例において、前記金属酸化物層は、電荷注入層、正孔輸送層、電子輸送層、又は電荷注入層のうちの少なくとも１層として設けられる。
【００３６】
有機ＥＬ素子２０は、２層以上の発光層を有していてもよい。
２層の発光層を有する有機ＥＬ素子としては、具体的には、
ｐ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／電極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極
の層構成を有するものが挙げられる。
また３層以上の発光層を有する有機ＥＬ素子としては、具体的には、電極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層を一つの繰返し単位（以下において「繰返し単位Ａ」という）として、
ｑ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／繰返し単位Ａ／繰返し単位Ａ・・・／陰極
と、２層以上の繰返し単位Ａを含む層構成を有するものが挙げられる。
上記層構成ｐ及びｑにおいて、陽極、電極、陰極、発光層以外の各層は必要に応じて省略することができる。
ここで、電極とは電界を印加することにより、正孔と電子を発生する層である。当該電極を構成する材料としては、例えば、酸化バナジウム、インジウム・スズ・オキサイド、酸化モリブデンなどが挙げられる。
上記層構成ｐ及びｑの各例において、前記金属酸化物層は、電荷注入層、正孔輸送層、又は電極のうち少なくとも１層として設けられる。
【００３７】
有機ＥＬ素子２０は、発光層からの光を放出するために、通常、発光層のいずれか一方側の層を全て透明なものとする。具体的には例えば、陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極／封止部材という構成を有する有機ＥＬ素子の場合、陽極、電荷注入層及び正孔輸送層の全てを透明なものとし、所謂ボトムエミッション型の素子とするか、又は電子輸送層、電荷注入層、陰極及び封止部材の全てを透明なものとし、所謂トップエミッション型の素子とすることができる。また、陰極／電荷注入層／電子輸送層／発光層／正孔輸送層／電荷注入層／陽極／封止部材という構成を有する有機ＥＬ素子の場合、陰極、電荷注入層及び電子輸送層の全てを透明なものとし、所謂ボトムエミッション型の素子とするか、又は正孔輸送層、電荷注入層、陽極及び封止部材の全てを透明なものとし、所謂トップエミッション型の素子とすることができる。ここで透明とは、発光層から光を放出する層までの可視光透過率が４０％以上のものが好ましい。紫外領域又は赤外領域の発光が求められる素子の場合は、当該領域において４０％以上の透過率を有するものが好ましい。
【００３８】
有機ＥＬ素子２０は、さらに電極との密着性向上や電極からの電荷注入の改善のために、電極に隣接して前記の電荷注入層又は膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けてもよく、また、界面の密着性向上や混合の防止等のために電荷輸送層や発光層の界面に薄いバッファー層を挿入してもよい。
積層する層の順番や数、及び各層の厚さについては、発光効率や素子寿命を勘案して適宜用いることができる。
【００３９】
次に、有機ＥＬ素子２０を構成する各層の材料及び形成方法について、より具体的に説明する。
【００４０】
＜陽極＞
有機ＥＬ素子２０の陽極としては、透明又は半透明の電極を用いることが、陽極を通して発光する素子を構成しうるため好ましい。かかる透明電極または半透明電極としては、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物や金属の薄膜を用いることができ、透過率が高いものが好適に利用でき、用いる有機層により適宜、選択して用いる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、およびそれらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛・オキサイド等からなる導電性ガラスを用いて作成された膜（ＮＥＳＡなど）や、金、白金、銀、銅等が用いられ、ＩＴＯ、インジウム・亜鉛・オキサイド、酸化スズが好ましい。作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。また、該陽極として、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用いてもよい。
陽極には、光を反射させる材料を用いてもよく、該材料としては、仕事関数３．０ｅＶ以上の金属、金属酸化物、金属硫化物が好ましい。
【００４１】
陽極の膜厚は、光の透過性と電気伝導度とを考慮して、適宜選択することができるが、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００４２】
＜正孔注入層＞
正孔注入層は、陽極と正孔輸送層との間、または陽極と発光層との間に設けることができる。本発明の特に好ましい態様においては、正孔注入層として、前記金属酸化物層を用いることができる。
本発明の有機ＥＬ素子において、前記金属酸化物層を正孔注入層以外の層として有する場合においては、正孔注入層を形成する材料としては、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸化バナジウム、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。
【００４３】
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層としては、前記金属酸化物層を用いうる場合もあるが、それ以外の場合において正孔輸送層を構成する材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などが例示される。
【００４４】
これらの中で、正孔輸送層に用いる正孔輸送材料として、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体等の高分子正孔輸送材料が好ましく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体である。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。
【００４５】
正孔輸送層の成膜の方法に制限はないが、低分子正孔輸送材料では、高分子バインダーとの混合溶液からの成膜による方法が例示される。また、高分子正孔輸送材料では、溶液からの成膜による方法が例示される。
【００４６】
溶液からの成膜に用いる溶媒としては、正孔輸送材料を溶解させるものであれば特に制限はない。該溶媒として、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒が例示される。
【００４７】
溶液からの成膜方法としては、溶液からのスピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法等の塗布法を用いることができる。パターン形成が容易であるという点で、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法が好ましい。
【００４８】
混合する高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に対する吸収が強くないものが好適に用いられる。該高分子バインダーとして、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサン等が例示される。
【００４９】
正孔輸送層の膜厚としては、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよいが、少なくともピンホールが発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該正孔輸送層の膜厚としては、例えば１ｎｍから１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００５０】
＜発光層＞
発光層は、本発明においては有機発光層であることが好ましく、通常、主として蛍光またはりん光を発光する有機物(低分子化合物および高分子化合物)を有する。なお、さらにドーパント材料を含んでいてもよい。本発明において用いることができる発光層を形成する材料としては、例えば、以下の色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料、およびドーパント材料などが挙げられる。
【００５１】
［色素系材料］
色素系材料としては、例えば、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ピロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマーなどが挙げられる。
【００５２】
［金属錯体系材料］
金属錯体系材料としては、例えば、イリジウム錯体、白金錯体等の三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体など、中心金属に、Al、Zn、BeなどまたはTb、Eu、Dyなどの希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造などを有する金属錯体などを挙げることができる。
【００５３】
［高分子系材料］
高分子系材料としては、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、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素体や金属錯体系発光材料を高分子化したものなどが挙げられる。
上記発光性材料のうち、青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
また、赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、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、ポリフルオレン誘導体などを挙げることが出来る。なかでも高分子材料の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、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。 
【００５４】
［ドーパント材料］
発光層中に発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的で、ドーパントを添加することができる。このようなドーパントとしては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。なお、このような発光層の厚さは、通常約２０〜２０００Åである。
【００５５】
＜発光層の成膜方法＞
有機物を含む発光層の成膜方法としては、発光材料を含む溶液を基体の上又は上方に塗布する方法、真空蒸着法、転写法などを用いることができる。溶液からの成膜に用いる溶媒の具体例としては、前述の溶液から正孔輸送層を成膜する際に正孔輸送材料を溶解させる溶媒と同様の溶媒があげられる。
発光材料を含む溶液を基体の上又は上方に塗布する方法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法などのコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法等の塗布法を用いることができる。パターン形成や多色の色分けが容易であるという点で、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法が好ましい。また、昇華性の低分子化合物の場合は、真空蒸着法を用いることができる。さらには、レーザーによる転写や熱転写により、所望のところのみに発光層を形成する方法も用いることができる。
【００５６】
＜電子輸送層＞
電子輸送層としては、前記金属酸化物層を用いうる場合もあるが、それ以外の場合において電子輸送層を構成する材料としては、公知のものが使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン若しくはその誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、ナフトキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン若しくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン若しくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、又は８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリ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等が例示される。
【００５７】
これらのうち、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、又は８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリ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が好ましく、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ポリキノリンがさらに好ましい。
【００５８】
電子輸送層の成膜法としては特に制限はないが、低分子電子輸送材料では、粉末からの真空蒸着法、又は溶液若しくは溶融状態からの成膜による方法が、高分子電子輸送材料では溶液又は溶融状態からの成膜による方法がそれぞれ例示される。溶液又は溶融状態からの成膜時には、高分子バインダーを併用してもよい。溶液から電子輸送層を成膜する方法としては、前述の溶液から正孔輸送層を成膜する方法と同様の成膜法があげられる。
【００５９】
電子輸送層の膜厚としては、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよいが、少なくともピンホールが発しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該電子輸送層の膜厚としては、例えば１ｎｍから１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００６０】
＜電子注入層＞
電子注入層は、電子輸送層と陰極との間、または発光層と陰極との間に設けられる。電子注入層としては、前記金属酸化物層を用いうる場合もあるが、それ以外の場合において、電子注入層としては、発光層の種類に応じて、アルカリ金属やアルカリ土類金属、或いは前記金属を１種類以上含む合金、或いは前記金属の酸化物、ハロゲン化物及び炭酸化物、或いは前記物質の混合物などが挙げられる。アルカリ金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウム等が挙げられる。また、アルカリ土類金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。電子注入層は、２層以上を積層したものであってもよい。具体的には、ＬｉＦ／Ｃａなどが挙げられる。電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法等により形成される。電子注入層の膜厚としては、１ｎｍ〜１μｍ程度が好ましい。
【００６１】
＜陰極材料＞
有機ＥＬ素子２０で用いる陰極の材料としては、仕事関数の小さく発光層への電子注入が容易な材料かつ／もしくは電気伝導度が高い材料かつ／もしくは可視光反射率の高い材料が好ましい。金属では、アルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属やＩＩＩ−Ｂ族金属を用いることができる。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウムなどの金属、又は上記金属のうち２つ以上の合金、又はそれらのうち１つ以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち１つ以上との合金、又はグラファイト若しくはグラファイト層間化合物等が用いられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金などが挙げられる。また、陰極として透明導電性電極を用いることができ、例えば導電性金属酸化物や導電性有機物などを用いることができる。具体的には、導電性金属酸化物として酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、およびそれらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・亜鉛・オキサイド（ＩＺＯ）、導電性有機物としてポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用いてもよい。なお、陰極を２層以上の積層構造としてもよい。なお、電子注入層が陰極として用いられる場合もある。
【００６２】
陰極の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮して、適宜選択することができるが、例えば１０ｎｍから１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００６３】
陰極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、また金属薄膜を圧着するラミネート法等が用いられる。
【００６４】
本発明の有機ＥＬ装置は面状光源、セグメント表示装置、ドットマトリックス表示装置、液晶表示装置のバックライトとして用いることができる。
【００６５】
本発明の有機ＥＬ装置を用いて面状の発光を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。また、パターン状の発光を得るためには、前記面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部の有機物層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極または陰極のいずれか一方、または両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にＯｎ／ＯＦＦできるように配置することにより、数字や文字、簡単な記号などを表示できるセグメントタイプの表示装置が得られる。更に、ドットマトリックス素子とするためには、陽極と陰極をともにストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる発光材料を塗り分ける方法や、カラーフィルターまたは蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス素子は、パッシブ駆動も可能であるし、ＴＦＴなどと組み合わせてアクティブ駆動してもよい。これらの表示素子は、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、ビデオカメラのビューファインダーなどの表示装置として用いることができる。
【００６６】
さらに、前記面状の発光装置は、自発光薄型であり、液晶表示装置のバックライト用の面状光源、あるいは面状の照明用光源として好適に用いることができる。また、フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源や表示装置としても使用できる。
【００６７】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について図２を参照しつつ説明する。上記第１の実施形態と同じ構成は同じ符号を付し、その説明は省略する。
第１の実施形態では封止基板３０として平板状の基板が用いられたが、第２の実施形態では、封止基板３１として、有機ＥＬ素子２０の上面および側面を囲繞する凹部を有する基板が用いられる。封止基板３１はその凹部を有機ＥＬ素子２０に対向するように配置する。図２においては、封止基板３１の凹部を下方に向けて、支持基板１０と貼り合わされている。封止基板３１は、有機ＥＬ素子２０の外周縁部に設けられた接着材で支持基板１０に固定され、有機ＥＬ装置１Ｂが封止される構成を備える。封止基板３１と絶縁層４１は、有機ＥＬ素子２０と封止基板３１との間に全体に介在し、封止基板３１に起因し得る短絡を防ぐ構成を採っている。絶縁層４１を形成する材料としては、第１の実施形態で例示したものを採用し得る。但し、第２の実施形態においては、接着材５０により、支持基板１０と封止基板３１とが固定されているため、絶縁層４１を形成する材料は、第１の実施形態ほど接着性を重視せずに選択してよい。また、第２の実施形態においては、接着材５０を介し、有機ＥＬ素子２０の全体が支持基板１０と封止基板３１に囲繞されて、その内部に封じられるので、絶縁層４１は必ずしも外気からの遮断機能に重点を置いてその材料を選択しなくてもよい。
【００６８】
接着材５０は、有機ＥＬ装置の技術分野において封止のための接着材（あるいはシールド材と呼ばれることもある）として用いられているものを採用してよい。接着材５０としては、例えば、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ポリイミド樹脂系、シリコーン樹脂系、フェノール樹脂系、ウレタン樹脂系などが挙げられる。
【００６９】
［第３の実施形態］
第３の実施形態について、図３を参照しつつ説明する。第３の実施形態は、支持基板または封止基板のいずれか一方であって、所定の熱伝導度を有する材料で形成されており、かつ、外装を構成する面が所定の表面粗さ（Ｒａ値）を有する基板の外装面の一形態を示すものである。外装面は、有機ＥＬ素子と相対する面とは反対側の面をなす。
図３は、第１の実施形態である封止基板３０の外装面の一部３０ａを模式的に示す斜視図である。外装面３０ａにはランダムな凹凸があり、その表面粗さ（Ｒａ）が上記所定の値以上となっている。このようなランダムな凹凸の形成方法に特に制限はないが、例えば、研磨材での研磨、プレス加工などにより形成し得る。
図３に示すような形状の外装面は、上記第２の実施形態においても採用し得る。
【００７０】
［第４の実施形態］
第４の実施形態について、図４を参照しつつ説明する。第３の実施形態と異なる点のみ説明し、他は省略する。図４は、第１の実施形態である封止基板３０の外装面の一部３０ｂを模式的に示す斜視図である。外装面３０ｂには筋状に畝をなす凹凸が設けられており、その表面粗さ（Ｒａ）が上記所定の値以上となっている。このような筋状の凹凸の形成方法に特に制限はないが、例えば、プレス加工などにより形成し得る。
【００７１】
［第５の実施形態］
第５の実施形態について、図５を参照しつつ説明する。第３の実施形態と異なる点のみ説明し、他は省略する。図５は、第１の実施形態である封止基板３０の外装面の一部３０ｃを模式的に示す斜視図である。外装面３０ｃには蛇腹状に凹凸が設けられており、その表面粗さ（Ｒａ）が上記所定の値以上となっている。このような蛇腹状の凹凸の形成方法に特に制限はないが、例えば、プレス加工などにより形成し得る。
【００７２】
［第６の実施形態］
第６の実施形態について、図６を参照しつつ説明する。第３の実施形態と異なる点のみ説明し、他は省略する。図６は、第１の実施形態である封止基板３０の外装面の一部３０ｄを模式的に示す斜視図である。外装面３０ｄには井桁状に凹凸が設けられており、その表面粗さ（Ｒａ）が上記所定の値以上となっている。このような井桁状の凹凸の形成方法に特に制限はないが、例えば、プレス加工などにより形成し得る。
【００７３】
［その他の実施形態］
その他の実施形態として、支持基板が、２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導度を有する材料で形成されると共に、外装を構成する面の表面粗さ（Ｒａ値）が１０ｎｍ以上、１ｍｍ以下である構成としてもよい。この場合、支持基板と有機ＥＬ素子の界面にも絶縁層が設けられる。さらに、封止基板を貼り合わせて有機ＥＬ装置の封止を行う点については上記と同様である。また、本発明の有機ＥＬ装置は、トップエミッション型、ボトムエミッション型のいずれのタイプを採用してもよい。
【００７４】
２．本発明の有機ＥＬ装置の製造方法  
本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載する支持基板と封止基板とを貼り合わせる工程を有する。支持基板または封止基板のいずれか一方は２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導度を有する材料で形成されたものを用い、支持基板と封止基板の貼り合わせに、所定の粘度を有する絶縁性接着材を用いる。
【００７５】
絶縁性接着材の硬化前の粘度は、好ましくは１０ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下であり、より好ましくは２０ｍＰａ・ｓ以上、８０ｍＰａ・ｓ以下である。このような粘度とすることにより、絶縁性接着材で有機ＥＬ素子全体を容易に被覆することができる。高熱伝導性の材料には導電性の材料が多く、絶縁層の膜厚が薄くなり過ぎると導電性材料で形成された場合の基板表面の微細な突起、凹凸などと接触し短絡を生じるおそれがある。絶縁性接着材の粘度を上記の下限以上とすることにより、絶縁層の膜厚を容易に適切な厚さとすることができる。また、絶縁性接着材の粘度が低すぎると、基板の傾斜や基板表面のうねりなどがある場合、基板に絶縁性接着材を塗布した後、傾斜やうねりによって絶縁性接着材が流れてしまい、均一な膜とすることが難しい。上記のような好ましい粘度とすることにより、膜厚の均一な層を容易に形成することができる。他方、絶縁性接着材の粘度が高すぎると、基板に塗布しにくくなる。上記のような粘度の上限とすることで塗布工程を容易に行うことができる。また、粘度が高すぎると形成される絶縁層の膜が厚くなりやすい。上記のような粘度の上限とすることで、均一で適切な厚さの絶縁層を容易に形成することができる。
【００７６】
また、絶縁性接着材は前記支持基板上に設けられた有機ＥＬ素子の全体を覆うように塗布することが好ましく、このようにして有機ＥＬ素子と、所定の熱伝導を有する基板との間に絶縁層が介在するようにし得る。絶縁性接着材としては、上記「１．本発明の有機ＥＬ装置」の第１の実施形態において説明した絶縁層を構成し得る材料が同様に例示される。このようにして、絶縁性接着材により、支持基板と封止基板とを固定し、有機ＥＬ素子を外気から遮断し、有機ＥＬ装置を封止する。
【００７７】
以下、上記第１の実施形態の有機ＥＬ装置を製造する場合を例にとり、さらに詳細に説明する。まず、支持基板１０上に、陽極、有機発光層、陰極など有機ＥＬ素子２０を構成する各層を順次積層し、有機ＥＬ素子２０が搭載された素子搭載基板を作製する。他方、封止基板３０の一面に、所定の粘度に調整した絶縁性接着材をあらかじめ塗布する。絶縁性接着材の塗布方法としては、例えば、マイクログラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、スリットコート法などのコーティング方法、グラビア印刷、スクリーン印刷、フレキソ印刷などの印刷法を採用し得る。絶縁性接着材の種類にもよるが、バーコートにより簡便に塗布することができる。封止基板３０の絶縁性接着材が塗布された面を、有機ＥＬ素子２０全体が絶縁性接着材で被覆されるように位置を合わせ、封止基板３０と素子搭載基板とを貼り合わせる。絶縁性接着材を硬化させ絶縁層４０を形成する。このようにして、有機ＥＬ素子全体が外気から遮断され、かつ封止基板と素子搭載基板とが固定されるようにする。
【００７８】
より具体的な一形態として、次のように貼り合わせてもよい。まず所定の粘度に調整された絶縁性接着材をバーコート法などのコーティング方法を用いて封止基板３０の一面全体に塗布する。絶縁性接着材を塗布した面が上方を向くようにして封止基板３０を下位置に、有機ＥＬ素子２０側が下方を向くようにして素子搭載基板を上位置に配置し、支持基板１０上の有機ＥＬ素子２０全面が絶縁性接着材で被覆できるように位置あわせを行う。封止基板１０と素子搭載基板とを貼り合わせる。貼り合わせた後、封止基板が上層となるように反転させる。封止基板１０の自重で適度に圧が加わり、封止基板３０と支持基板１０とが接着固定される。本形態は、絶縁性接着材の塗布量が多い場合、あるいは絶縁性接着材の粘度を低めに調整している場合などに、液だれ等を防ぐ点で好適である。封止基板３０に塗布した絶縁性接着材を下方に向けても液だれ等の問題が生じないようであれば、当初から封止基板を上側に配置し、素子搭載基板を下側に配置して、双方を貼り合わせてもよい。以上の実施形態のように、絶縁性接着材の粘度を上記のような所定の粘度に調整することにより、封止基板１０の適度な自重による圧を加えつつ絶縁性接着材を硬化させることができる。
【実施例】
【００７９】
［実施例１：Ｃｕ封止基板、全面封止］
３０×４０ｍｍサイズの有機ＥＬ素子用のＩＴＯ透明導電膜パターンが複数個形成された２００×２００ｍｍガラス基板（熱伝導度：１．０Ｗ／ｍ・Ｋ）を用いて以下の方法で有機ＥＬ素子を作製した。なおＩＴＯ透明導電膜はスパッタ法で膜厚約１５０ｎｍ成膜されたものをパターニングしたものである。
【００８０】
まず素子周辺部に補助電極を形成した。すなわち、ＩＴＯパターン付きガラス基板に、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの膜を真空蒸着法によって形成した後、フォトリソグラフィ法と酸系エッチャントを用いて補助電極パターンを形成した。
【００８１】
次に、ポリ（３，４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＨＣスタルクビーテック社製、Ｂｙｔｒｏｎ  Ｐ  ＴＰ  ＡＩ  ４０８３）の懸濁液を用いて、スピンコート法により成膜し、大気中ホットプレート上で２００℃、１０分間の乾燥をして７０ｎｍの厚さのホール注入層を形成した。その後で、有機ＥＬ素子周囲の不要部分の正孔注入層を水を浸したワイパーで拭き取り除去した。
【００８２】
次に、アニソールとシクロヘキシルベンゼンを重量比１：１で混合した溶媒を用いて高分子有機発光材料（Ｌｕｍａｔｉｏｎ  ＧＰ１３００  サメイション社製）の１．５重量％の溶液を作製し、この溶液を用いてキャピラリーコート装置（ヒラノテクシード社製）により、正孔注入層を形成した基板上に塗布し発光層を形成した。その後で素子周辺部の不要部分の発光層を有機溶剤で拭き取った後、真空乾燥（圧力１×１０−４Ｐａ以下、温度約１００℃、６０分加熱）を行った。
【００８３】
その後、蒸着チャンバーに基板を移し、陰極マスクとアライメントしたあとで陰極を蒸着した。陰極は、抵抗加熱法にてＢａ金属を加熱し蒸着速度約２Å／ｓｅｃ、膜厚５０Åにて蒸着、電子ビーム蒸着法を用いてＡｌを蒸着速度約２Å／ｓｅｃ、膜厚１５００Åにて蒸着した。陰極形成後、蒸着室から大気には曝露せず、不活性雰囲気下のグローブボックスに移した。
【００８４】
ついで、Ｃｕ封止基板（厚さ：２ｍｍ、熱伝導度：３９８Ｗ／ｍ・Ｋ）を準備した。Ｃｕ封止基板の一方の平面は、表面粗さＲａは約５２ｎｍであった。他方の平面の全面に、絶縁性接着材として熱硬化性樹脂であるＰＸ６８１Ｃ（Ｒｏｂｎｏｒ  Ｒｅｓｉｎｓ社製）を塗布した。全面に塗布を行った後、Ｃｕ封止基板を不活性雰囲気下のグローブボックスに入れて、陰極形成された基板と位置合せをしたあとで貼り合せ、さらに真空に保った後で大気圧に戻し、加熱して熱硬化性樹脂を硬化し、素子基板と封止基板を固定させて有機ＥＬ装置を作製した。なお、用いた熱硬化性樹脂の硬化前の粘度は５０ｍＰａ・ｓあり、硬化後の有機ＥＬ素子と封止基板との間は１０μｍであった。
【００８５】
Ｃｕ封止基板の表面粗さＲａは、原子間力顕微鏡（セイコーインスツルメンツ社製）を用いて測定した。さらに硬化前の熱硬化性樹脂の粘度は、回転式粘度計を用いて測定した。
【００８６】
得られた有機ＥＬ装置に直流電圧を印加して、１５００ｃｄ／ｍ２となった時点で、素子表面（光取出し面側）の温度分布をサーモグラフィ装置（日本アビオニクス社製）を用いて測定したところ、全面にわたって５０〜６３℃の範囲であることがわかった。図８に温度分布測定の結果を示すサーモグラフィーの模式図を示す。図８には、本実施例１の結果を示す（ｂ）と、下記比較例１（ガラス製封止基板を用いた例）の結果を示す（ａ）とが対比して表している。
【００８７】
また、作製した有機ＥＬ装置に直流電流を通電し、電流−電圧特性および電流−輝度特性を測定した。これから有機ＥＬ装置の発光面積を規格化して、電流密度（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｄｅｎｃｉｔｙ、単位：Ａ／ｃｍ２）と発光効率（ＥＬ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ、単位：ｃｄ／ｍ２）との関係を測定した。図９に、本実施例１の測定結果と、下記比較例１（ガラス製封止基板を用いた例）の測定結果を併せて示す。図９のグラフにおいて、横軸は電流密度、縦軸が発光効率を示す。図９に示されるとおり、銅製の封止基板を用いた本実施例１のほうが発光効率に優れることが明らかとなった。したがって、本実施例の有機ＥＬ装置は、温度分布に偏りが少なく、放熱性にも優れ、かつ発光効率にも優れることが明らかとなった。
【００８８】
［比較例１：ガラス封止基板、全面封止］
封止基板にガラス基板（熱伝導度：１．０Ｗ／ｍ・Ｋ）を用いたことを除いては、実施例１と同様にして高分子有機ＥＬ装置を作製した。実施例１と同一条件で素子の温度分布を測定したところ、温度分布が大きく、中央部で最高８３℃、周辺部で最低３３℃であった。結果は図９の（ａ）に示すとおりである。また、実施例１と同様にして発光効率を測定した結果は、図１０に示すとおりである。
【００８９】
［比較例２：Ｃｕ基板、周辺封止］
封止材の塗布を封止基板全面でなく、有機ＥＬ素子の積層方向（すなわち、素子の平面に対し垂直方向）から見て有機ＥＬ素子を囲う外周部のみに形成したことを除いては、実施例１と同様にして高分子有機ＥＬ装置を作製した。すなわち、Ｃｕ封止基板を用いるが、熱硬化性樹脂を用いた有機ＥＬ素子の全面被覆は施していない有機ＥＬ装置を作製した。なお、封止のために、熱硬化性樹脂はディスペンサを用いて外周部のみに塗布した。作製された有機ＥＬ装置に直流電圧を印加したが、発光に至らなかった。Ｃｕ封止基板と陰極が短絡しやすいことが原因と推定された。
【００９０】
［比較例３：Ｃｕ基板、全面封止、封止材粘度外れ］
全面封止に用いた封止材の硬化前の粘度が５ｍＰａ・ｓであることを除いては、実施例１と同様の方法で有機ＥＬ装置を作製した。作製された有機ＥＬ装置に直流電圧を印加したが、発光に至らなかった。Ｃｕ封止基板と陰極が短絡しやすいことが原因と推定された。
【００９１】
［実施例２：トップエミッション、Ｃｕ支持基板、ガラス封止基板、全面封止］
実施例２では上記実施例１における支持基板と封止基板の材料組み合わせが反対である。すなわち支持基板にＣｕ基板を用い、封止基板にはガラス基板を用い、全面封止を行なっている。有機ＥＬ素子を形成する表面の平坦性と配線形成のために、Ｃｕ基板上の有機ＥＬ素子が形成される部位にも絶縁層を設けおくこと以外は、実施例１と同様にして実施例２の装置を作製することができる。これにより封止基板側から光を取り出すいわゆるトップエミッション型の素子において、実施例１と同様に表面温度分布が均一な素子を作製することができる。
以上のように本発明の実施例では、装置の温度分布を均一にすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
以上のように、本発明は有機ＥＬ装置に関連する産業分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の有機ＥＬ装置の第１の実施形態の断面図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ装置の第２の実施形態の断面図である。
【図３】本発明における封止基板の一実施形態を示す斜視図である。
【図４】本発明における封止基板の他の実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明における封止基板の他の実施形態を示す斜視図である。
【図６】本発明における封止基板の他の実施形態を示す斜視図である。
【図７】２種の異なる封止基板の温度測定結果の対比を示すサーモグラフィーを模式的に表した図である。
【図８】発光効率（ＥＬ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）の測定結果を示す図である。
【図９】従来の有機ＥＬ装置の一例の断面図である。
【符号の説明】
【００９４】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  有機ＥＬ装置
１０  支持基板
２０  有機ＥＬ素子
３０、３１  封止基板
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ  封止基板
４０、４１  絶縁層（封止材）
５０  接着材
１００  有機ＥＬ装置（従来）
１０１  支持基板
１０２  有機ＥＬ素子
１０３  接着材
１０４  封止基板
１０５  空隙
【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】
2009129681.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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