JP2010080307A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】透明な第1電極、前記第1電極に接して設けられる補助電極、第2電極、並びに前記第1電極および第2電極の間に配置される発光層を含む積層体と、前記積層体が設けられる支持基板と、前記積層体の前記支持基板側とは反対側から前記積層体を覆って設けられる封止基板と、前記支持基板の少なくとも一方の表面、または、前記封止基板の少なくとも一方の表面に設けられ、熱放射率が0.70以上の高熱放射性を有する放熱層とを有し、前記補助電極の電気抵抗値が、前記第1電極の電気抵抗値よりも低く、前記補助電極が、枠状の第1補助電極と、該第1補助電極の枠内に配置されるとともに、該第1補助電極に電気的に接続され、該第1補助電極よりも線幅が狭い第2補助電極と、を有する。
【選択図】 図1
Description
前記積層体が設けられる支持基板と、
前記積層体の前記支持基板側とは反対側から前記積層体を覆って設けられる封止基板と、
前記支持基板の少なくとも一方の表面、または、前記封止基板の少なくとも一方の表面に設けられ、熱放射率が0.70以上の高熱放射性を有する放熱層とを有し、
前記補助電極の電気抵抗値が、前記第1電極の電気抵抗値よりも低く、
前記補助電極が、枠状の第1補助電極と、該第1補助電極の枠内に配置されるとともに、該第1補助電極に電気的に接続され、該第1補助電極よりも線幅が狭い第2補助電極と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
したがって、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、照明装置、バックライトとしての面状光源、フラットパネルディスプレイ等の表示装置として好ましく使用できる。
前記積層体が設けられる支持基板と、
前記積層体の前記支持基板側とは反対側から前記積層体を覆って設けられる封止基板と、
前記支持基板の少なくとも一方の表面、または、前記封止基板の少なくとも一方の表面に設けられ、熱放射率が0.70以上の高熱放射性を有する放熱層とを有し、
前記補助電極の電気抵抗値が、前記第1電極の電気抵抗値よりも低く、
前記補助電極が、枠状の第1補助電極と、該第1補助電極の枠内に配置されるとともに、該第1補助電極に電気的に接続され、該第1補助電極よりも線幅が狭い第2補助電極と、を有することを、特徴としている。
有機エレクトロルミネッセンス素子1を構成する基板として、支持基板10と封止基板30がある。
支持基板10は、一方の表面に積層体20が搭載される。封止基板30は支持基板10上の積層体20を覆い、素子を封止する。
各基板を構成する材料としては、電極等を形成し、有機物の層を形成する際に変性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、金属板、これらを積層したものなどが用い得る。さらに、プラスチック、高分子フィルムなどに低透水化処理を施したものを用いることもできる。また、基板は、市販のものが入手可能であり、あるいは、公知の方法によって製造することもできる。支持基板10の形状としては、積層体20を搭載できる平面状の領域を有する形状であることが好適である。また、封止基板30の形状は、支持基板10と貼り合わせて、積層体20を封止できるものであればよく、図1のように箱形でもよいし、あるいは、平板状であってもよい(不図示)。
樹脂層51を形成するための樹脂材料としては、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。また、樹脂層51は、ディスペンサー等により、ライン状塗布または間欠的塗布により樹脂液を基板上に載せ、減圧雰囲気中で、樹脂液を挟んで封止基板を支持基板に圧着させ、熱または光照射により樹脂を硬化させることにより、支持基板と封止基板との間に樹脂層を形成することができる。
放熱層は、熱に対する2種の特性、すなわち、熱伝導性と熱放射性の内の少なくとも熱放射性の高い材料から形成される層であり、好ましくは、熱伝導性と熱放射性が双方共に高い材料で形成される層である。本明細書において、熱伝導とは、物質の移動や放射によるエネルギー輸送なしに熱が物体の高温部から低温部に移る現象をいう(岩波理化学辞典、岩波書店、1998年、第5版)。また、熱放射とは、物体から熱エネルギーが電磁波として放出される現象、あるいはその電磁波のことをいう(岩波理化学辞典、同上)。
本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、支持基板の少なくとも一方の表面に前記放熱層が設けられることを特徴としている。支持基板の一方の表面にのみ放熱層が設けられる場合、支持基板の他方の表面に熱伝導性が高い材料で形成される伝熱層を設けてもよい。
すなわち、伝熱層を構成する熱伝導性の高い材料の好ましい熱伝導率としては、例えば1W/mK以上、より好ましくは10W/mK以上、さらに好ましくは200W/mKが挙げられる。熱を逃がすという観点から、熱伝導率の上限は特に規定するに及ばない。熱伝導率は、物体内部の等温面の単位面積を通って単位時間に垂直に流れる熱量のことをいう(岩波理化学事典、同上)。熱伝導率は、例えば、ASTM D5470(American Society For Testing and D5470)の方法により測定することができる。伝熱層を構成する熱伝導性の高い材料としては、例えば、アルミニウム、銅、銀、セラミック材料、および高熱伝導性の樹脂などが挙げられる。高熱伝導性樹脂としては、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。
まず、前記支持基板10上に陽極(第2電極)205が配置されている。この陽極(第2電極)205の上に発光部206が配置され、その上に透明な陰極(第1電極)207が配置されている。この陰極207上に、第1補助電極202と第2補助電極203とからなる補助電極204が配置されている。前記発光部206は、発光層210を必須に有しており、その他に、必要に応じて陽極205と発光層210との間に設けられる層209と、必要に応じて設けられる陰極207と発光層210との間に設けられる層とを有する場合がある。
第1の実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、上記補助電極204は、透明な陰極(第1電極)207の表面上に配置され、前記第1電極に電気的に接続された枠状の第1補助電極202と、前記第1補助電極202の枠内に配置され、前記第1補助電極に電気的に接続され、該第1補助電極202よりも線幅の狭い第2補助電極203とを備える。
陽極(第2電極)205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、選択して用いられる。具体的には、金属では、例えば、アルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属やIII−B族金属などを用いることができる。より具体的な例を示すと、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、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、またはこれら金属を少なくとも1種類以上含む合金、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挙げられる。合金の例としては、例えば、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。
陽極205の作製方法としては、真空蒸着法(前述した実施形態の電子ビーム蒸着法を含む)、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、前記有機の導電膜に用いられる材料、金属酸化物、金属硫化物、金属、およびカーボンナノチューブなどの炭素材料から成る群から選ばれる少なくとも1種類以上を含む混合物から成る薄膜を陽極に用いても良い。
第1の実施形態において、必要に応じて陽極と発光層との間に設けられる層209としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層等が挙げられる。
正孔注入層は、上述のように、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。正孔注入層を構成する材料としては、公知の材料を適宜用いることができ、特に制限はない。例えば、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、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、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。
正孔輸送層を構成する材料としては、特に制限はないが、例えば、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(3−メチルフェニル)4,4’−ジアミノビフェニル(TPD)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)等の芳香族アミン誘導体、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖も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、ポリアリールアミンもしくはその誘導体、ポリピロールもしくはその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)もしくはその誘導体、またはポリ(2,5−チエニレンビニレン)もしくはその誘導体などが例示される。
溶液からの成膜方法としては、前述した正孔注入層の成膜法と同様の塗布法を挙げることができる。
発光層210は、本実施形態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燐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。本実施形態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、例えば以下のものが挙げられる。
色素系材料としては、例えば、シクロペンダミン誘導体、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、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。
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。
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。
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。
発光層210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、発光層10の厚さは、通常約20〜2000Åである。
有機物を含む発光層210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挙げられる。
前記発光層210と陰極(第1電極)207との間に、必要に応じて、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層等の層211が積層される。
電子注入層は、先に述べたように、電子輸送層と陰極との間、または発光層210と陰極207との間に設けられる。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、あるいは前記金属を一種類以上含む合金、あるいは前記金属の酸化物、ハロゲン化物および炭酸化物、あるいは前記物質の混合物などが挙げられる。
この電子注入層の膜厚としては、1nm〜1μm程度が好ましい。
電子輸送層を形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もしくはその誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、ナフトキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンもしくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンもしくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、または8−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしくはその誘導体等が例示される。
陰極(第1電極)207は、透明な導電性電極であり、その材料としては、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、ITO、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得る。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。
a)陽極/発光層/陰極
b)陽極/正孔注入層/発光層/陰極
c)陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極
e)陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/陰極
f)陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
d)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
e)陽極/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極
f)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
g)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
h)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/陰極
i)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極
j)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
k)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
l)陽極/発光層/電子注入層/陰極
m)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
n)陽極/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(ここで、記号「/」は、記号「/」を挟む各層が隣接して積層されていることを示す。以下同じ。)
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/電荷発生層/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
また、3層以上の発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子としては、具体的には、(電荷発生層/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電荷注入層)を一つの繰り返し単位として、以下のr)に示す前記繰り返し単位を2つ以上含む層構成を挙げることができる。
r) 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/(該繰り返し単位)/(該繰り返し単位)/・・・/陰極
上記層構成p)および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削除することができる。
ここで、電荷発生層とは、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。電荷発生層としては、例えば酸化バナジウム、インジウムスズ酸化物(Indium Tin Oxide:略称ITO)、酸化モリブデンなどから成る薄膜を挙げることができる。
第2の実施形態と、上述の第1の実施形態との違いは、第1の実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では発光部206からの光を透明な陰極(第1電極)207を透過させて透明な封止基板30から外部へ出射するトップエミッション型の素子であったのに対し、第2の実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子が発光部226からの光を透明な陽極(第1電極)225を透過させて透明な支持基板10から外部へ出射するボトムエミッション型の素子である点にある。
透明な陽極としては、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物や金属の薄膜であって、透過率の高いものが好適に利用でき、用いる有機層により適宜、選択して用いられる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ITO、インジウム亜鉛酸化物(Indium Zinc Oxide:略称IZO)から成る薄膜や、金、白金、銀、銅、アルミニウム、またはこれらの金属を少なくとも1種類以上含む合金等、さらに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等が用いられる。光透過率の高さ、パターニングの容易さから、陽極としては、ITO、IZO、酸化スズからなる薄膜が好適に用いられる。
また、第2の実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子2では、封止基板31の外側の表面、すなわち積層体20とは反対側の表面に放熱層61が設けられている。封止基板31はガラス基板または可塑性を有するシート状の材料が用いられており、封止基板31と支持基板10とは融着されている。すなわち、図7に示すように、放熱層61を封止基板30側に設けてもよい。
なお、図7に示す素子構造においては、封止基板31と積層体20との間に空隙50aが形成されているが、この空隙50aには樹脂を充填し、樹脂層を形成することが好ましい。また、この樹脂層を形成することにより、空隙50aを気体層とする場合よりも素子の放熱が向上するので好ましい。樹脂層を形成する場合、陰極227と封止基板31との間にも介在させることが好ましい。
本発明の第3の実施形態およびその変形例について図8から図12を参照しつつ説明する。図8に、第3の実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子3A(以下、「第3の実施形態の素子」という場合がある)の断面図を示す。図8中、第1の実施形態と同様である部材については図1と同じ符号を付し、以下、第1の実施形態と異なる点を主として説明する。
なお、図8に示す素子構造においては、封止基板30と積層体20との間に空隙50が形成されているが、この空隙50には樹脂を充填し、樹脂層を形成することが好ましい。
図9に示す例では、支持基板10と放熱層63は、積層体20から外側に向かって順に(図面上、積層体20から下方に向かって順に)次の順序で構成される。
(I)アルミニウム層63b/黒色塗装層63a/支持基板10/黒色塗装層63a/アルミニウム層63b
(II)黒色塗装層63a/アルミニウム層63b/支持基板10/アルミニウム層63b/黒色塗装層63a
(III)黒色塗装層63a/アルミニウム層63b/支持基板10/黒色塗装層63a/アルミニウム層63b
(IV)アルミニウム層63b/黒色塗装層63a/支持基板10/アルミニウム層63b/黒色塗装層63a
(V)アルミニウム層63b/黒色塗装層63a/支持基板10/黒色塗装層63a/アルミニウム層63b/黒色塗装層63a
放熱性の観点からは、(V)に示す順序に積層することが好ましい。
なお、図9に示す素子構造においては、封止基板30と積層体20との間に空隙50が形成されているが、この空隙50には樹脂を充填し、樹脂層を形成することが好ましい。
本発明の第4の実施形態について図14を参照しつつ説明する。図14に、第4の実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子4A(以下、「第4の実施形態の素子」という)の断面図を示す。図14中、第3の実施形態と同様である部材については図1と同じ符号を付し、以下、第1の実施形態と異なる点を主として説明する。
なお、図14に示す素子構造においては、封止基板30と積層体20との間に空隙50が形成されているが、この空隙50には樹脂を充填し、樹脂層を形成することが好ましい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置は、上記有機エレクトロルミネッセンス素子を1または2つ以上搭載した装置である。有機エレクトロルミネッセンス装置は、例えば、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、照明装置などとすることができる。本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置は、素子の放熱性に優れている。そのため、輝度バラツキが少なく、高寿命な装置とし得る。また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置は、透明電極の抵抗による電圧降下を低減し、発光輝度のムラを抑制し、均一な発光が可能である。
照明装置は高輝度であることが要求されるため、高電力を印可する要請が強く、発熱量も多くなりがちである。そのため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置は、照明装置として特に好適である。
実施試験例1〜5における検証実験は、図15に示すような試験装置を用いて行った。熱源として自作のポイントヒーターを用い、ガラス、熱放射率の高い素材が被覆されたアルミニウムシートなどを用いて評価をおこなった。図15に示すように試験台80の上にホットプレート81を設け、その中央部には、円柱形状の熱伝導部83が設けられている。熱伝導部83は真鍮製であり、また、熱伝導部83の側面外周部には断熱シート82が巻かれている。熱伝導部83の上端部には試験基板保持ガラス12が設けられている。そして、試験基板保持ガラス12上に、被試験体となる試験基板15が載置される。試験基板15上面部の上方には温度センサー84が配置される。この温度センサー84を用いて当試験基板15の上面部からの放射熱を測定することによって、試験基板15の温度が測定される。
実施試験例1として、図17に示す試験基板を用いた。実施試験例1の試験基板として、ガラス基板11(厚さ0.7mm)に、熱放射率が高い黒色塗装を施した高熱伝導性アルミニウムシートとガラス基板に接着させるための接着材からなるシート(神戸製鋼社製、商品名:コーべホーネツ・アルミ(KS750)、熱伝導率230W/mK、熱放射率0.86)を設けた基板を作製した。したがって、実施試験例1の試験基板は、試験基板保持ガラス12から順に、ガラス基板11/アルミニウム層63b/黒色塗装層63aが順次積層された積層体として構成されている。
試験基板として、図18に示すものを用いた点以外は、上記実施試験例1と同様にして、試験基板の熱放射性および均熱性について試験をした。実施試験例2の試験基板は、図18に示すように、ガラス基板の両面に放熱層が貼付されている。すなわち、実施試験例2の試験基板は、試験基板保持ガラス12側から順に、黒色塗装層63a/アルミニウム層63b/ガラス基板11/アルミニウム層63b/黒色塗装層63aが順次積層された積層体として構成されている。
試験基板として、図19に示すものを用いた点以外は、上記実施試験例1と同様にして、試験基板の熱放射性および均熱性について試験をした。実施試験例3の試験基板は、図19に示すように、ガラス基板の外面側(積層体が形成される側とは反対側)表面に放熱層が貼付され、他方、内面側表面にはアルミニウムシート(伝熱層65)が貼付されている。したがって、実施試験例3の試験基板は、試験基板保持ガラス12側から順に、アルミニウム層(伝熱層)65/ガラス基板11/アルミニウム層(高熱伝導性層)63b/黒色塗装層(黒色材料層)63aが順次積層された積層体で構成されている。
試験基板として、図20に示すものを用いた点以外は、上記実施試験例1と同様にして、試験基板の熱放射性および均熱性について試験をした。比較試験例1の試験基板としては、図20に示すように、ガラス基板11単体が用いられた。
試験基板として、図21に示すものを用いた点以外は、上記実施試験例1と同様にして、試験基板の熱放射性および均熱性について試験をした。比較試験例2の試験基板は、図21に示すように、ガラス基板11の積層体が形成される側の表面にアルミニウムシート(伝熱層65)が貼付されている。したがって、比較試験例2における試験基板は、試験基板保持ガラス12から順に、アルミニウム層(伝熱層)65/ガラス基板11が順次積層された積層体で構成されている。
以上の実施試験例1〜3、並びに比較試験例1および2についての上記検証試験結果を図22および(表1)に示す
以下の方法で、ボトムエミッション型有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。まず、30×40mmサイズの有機エレクトロルミネッセンス素子用のITO透明導電膜パターンおよびCrパターンが複数個形成された200×200mmガラス基板を作製した。ITO透明導電膜はスパッタ法で膜厚約150nm成膜し、Crはスパッタ法で200nmをパターニングした。
作製例2では、上記作製例1における素子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、支持基板に黒色塗装が施された高熱伝導性材料からなる材料を貼り付けた基板を用い、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。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、作製例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。
以下の作製例3では、透明な第1電極に補助電極を形成した場合の効果を確認するために、透明な第1電極(陽極)の基板側の表面に補助電極を配置した有機エレクトロルミネッセンス素子を製造し、支持基板の外表面にフィルムを設けない状態で、発光特性の向上効果を確認した。
なお、合成例1、2において用いた下記構造式(A)〜(C)で表される化合物A〜Cは、国際公開2000/046321号パンフレットに記載された方法に従って合成した。
下記一般式(1)で表される高分子化合物1を以下の方法により合成した。
下記一般式(2)で表される高分子化合物2を以下の方法により合成した。
上記作製例3において、補助電極を形成する際のフォトマスクとして、線幅20mmのラインから構成される正方形の枠状の開口部のみを有するフォトマスクを用いた以外は、作製例3と同様にして、比較用の有機エレクトロルミネッセンス発光素子を作製した。
上記作製例3において、補助電極を形成する際のフォトマスクとして、線幅20mmのラインから構成される正方形の枠状の開口部を有さず、縦×横のピッチがそれぞれ300μm×100μm、縦×横の線幅がそれぞれ70μm×30μmからなる格子型の開口部を有するフォトマスクを用いた以外は、作製例3と同様にして、比較用の有機エレクトロルミネッセンス発光素子を作製した。
作製例3及び参考例1,2で得られた有機エレクトロルミネッセンス発光素子の発光特性を評価した。具体的には、素子全体に8Vの電圧を印加した際の発光輝度を測定し、さらに発光面の様子を目視にて観察した。得られた結果を下記(表2)に示す。
10 支持基板
11 ガラス基板
12 試験基板保持ガラス
15 試験基板
20 有機発光層を含む積層体
30、31 封止基板
40 接着部
50、50a 空隙
51 樹脂層
60、61 放熱層
63 2層で構成される放熱層
63a 黒色塗装層
63b アルミニウム層(高熱導電性層)
64 3層で構成される、高熱伝導性および放熱層
65 伝熱層(アルミニウム層)
80 試験台
81 ホットプレート
82 断熱シート
83 熱伝導部(熱源、真鍮)
84 温度センサー
10 支持基板
202,202a,202b,202c,202d 第1補助電極
203,203a,203b,203c,203d 第2補助電極
204 補助電極
205 陽極(第2電極)
206 発光部
207 透明陰極(第1電極)
209 陽極と発光層との間に設けられる層
210 発光層
211 陰極と発光層との間に設けられる層
222 第1補助電極
223 第2補助電極
224 補助電極
225 透明陽極(第1電極)
226 発光部
227 陰極(第2電極)
229 陽極と発光層との間に設けられる層
230 発光層
231 陰極と発光層との間に設けられる層
A〜K(図16において) 測定位置
Claims (17)
- 陽極および陰極のうちのいずれか一方の電極である透明な第1電極、前記第1電極に接して設けられる補助電極、前記陽極および陰極のうちの他方の電極である第2電極、並びに前記第1電極および第2電極の間に配置される発光層を含む積層体と、
前記積層体が設けられる支持基板と、
前記積層体の前記支持基板側とは反対側から前記積層体を覆って設けられる封止基板と、
前記支持基板の少なくとも一方の表面、または、前記封止基板の少なくとも一方の表面に設けられ、熱放射率が0.70以上の高熱放射性を有する放熱層とを有し、
前記補助電極の電気抵抗値が、前記第1電極の電気抵抗値よりも低く、
前記補助電極が、枠状の第1補助電極と、該第1補助電極の枠内に配置されるとともに、該第1補助電極に電気的に接続され、該第1補助電極よりも線幅が狭い第2補助電極と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 前記放熱層の熱放射率が0.85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素子。
- 前記放熱層の熱伝導率が1W/mK以上である請求項1または2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記放熱層の熱伝導率が200W/mK以上である請求項3に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
- 前記放熱層が黒色系材料を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記放熱層が高熱伝導性層と黒色系材料層を含む積層構造層である請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記高熱伝導性層が、アルミニウム、銅、銀、これらから選ばれる2種以上の合金、セラミックス材料、および高熱伝導性の樹脂からなる群より選ばれる材料で形成されてなる請求項6に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記支持基板がガラス基板であり、該ガラス基板の少なくとも一方の表面に前記放熱層が設けられている請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記ガラス基板の前記積層体側とは反対側の表面に前記放熱層が設けられている請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記ガラス基板の両表面に前記放熱層が設けられている請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記ガラス基板の前記積層体側とは反対側の表面に前記放熱層が設けられ、かつ、前記ガラス基板の前記積層体側の表面に高熱伝導性を有する伝熱層が設けられている請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記伝熱層が、アルミニウム、銅、銀、これらから選ばれる2種以上の合金、セラミックス材料、および高熱伝導性の樹脂からなる群より選ばれる材料で形成されてなる請求項11に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記封止基板がガラス基板であり、該封止基板の少なくとも一方の表面に前記放熱層が設けられている請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第2補助電極の線幅を前記第1補助電極の線幅で除した値が、1/1000〜1/10であることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項1〜14のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする照明装置。
- 請求項1〜14のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする面状光源。
- 請求項1〜14のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることを特徴とする表示装置。
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