JP2010272588A

JP2010272588A - 有機ｅｌ素子

Info

Publication number: JP2010272588A
Application number: JP2009121256A
Authority: JP
Inventors: Masaru Obara; 賢小原; Takao Miyai; 隆雄宮井
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2009-05-19
Publication date: 2010-12-02
Anticipated expiration: 2029-05-19
Also published as: JP5161839B2

Abstract

【課題】簡単な構造で必要に応じて色度を変化させることができ、且つ、発光効率の向上を図れる有機ＥＬ素子を提供する。
【解決手段】平面視矩形状の基板１と、基板１の一表面側に形成された平面視矩形状の第１の電極２と、第１の電極２における基板１側とは反対側で第１の電極２に対向する第２の電極４と、第１の電極２と第２の電極４との間に設けられた平面視矩形状の発光層３とを備え、第１の電極２と第２の電極４とが一対の電極を構成している。発光層３の厚み方向に直交する一面内方向において発光時の色度が連続的に変化するように発光層３の材料成分を変化させるとともに、発光層３を上記一面内方向において複数の面状の発光エリア３ａ，３ｂ，３ｃに区画する絶縁膜５を備えており、一対の電極のうちの一方である第２の電極４が、各発光エリア３ａ，３ｂ，３ｃごとに独立して設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明用途やサイン用途などにおける面状の光源として用いることが可能な有機ＥＬ素子に関するものである。

有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）は、自発光型の発光デバイスであること、比較的高効率の発光特性を示すこと、各種の色調で発光可能であること、などの特徴を有するものであり、例えばフラットパネルディスプレイなどの表示装置の発光体の用途や、例えば液晶表示装置や照明装置などの光源の用途への活用が期待されており、一部のものはすでに実用化されている。そして、これらの用途に有機ＥＬ素子を応用展開するために、より高効率、長寿命、高輝度などの優れた特性を有する有機ＥＬ素子の開発が望まれている。さらには、有機ＥＬ素子は、面光源のように立体角が大きいことが知られている。ここで、典型的な有機ＥＬ素子は、その発光パターンが完全拡散面からの光に準じる性質を有するものであり、この性質は、視認性の高い有機ＥＬディスプレイの実現、発光品位の高い発光装置への応用可能性を示唆するものである。

有機ＥＬ素子の一般的な構造として、透明基板の一表面上に形成された透明電極からなる陽極の表面側に、ホール輸送層、発光層、電子注入層、金属膜からなる陰極が順次積層されたものが知られている。ここにおいて、この有機ＥＬ素子においては、発光層の材料の組成を変化させることによって発光特性を変化させることができることが知られており、発光層の材料の組成を変化させることで、発光色の調整や、高効率化、長寿命化を図る方法なども提案されている。なお、このような有機ＥＬ素子は、陽極と陰極とで一対の電極が構成され、一対の電極間に発光層が設けられている。

しかし、上述の一般的な構造の有機ＥＬ素子においては、発光層の材料組成を適宜設定することで発光色を調整することができるが、発光層の材料組成は有機ＥＬ素子を製造する際に所定の材料組成に設定されるので、得られる発光色は製造時に発光層の材料組成により規定されるものであり、製造後に発光色の調整を行うことはできない。しかし、有機ＥＬ素子は、発光層の有機材料を適宜選択することにより多彩な発光色を得ることが可能であり、特に光源の分野においては、調色可能な有機ＥＬ素子の利用価値が高いと考えられている。

このような観点から、例えば、ディスプレイのようにＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）などの発光色の異なる有機ＥＬ素子を透明基板上で並設し、各発光色の有機ＥＬ素子の発光強度を変化させることによって、混色光の色調を変化させることができるようにした面状発光装置が考えられる。しかしながら、このような面状発光装置では、各有機ＥＬ素子をディスプレイのサブピクセルと同様に小面積に形成する必要があり、ディスプレイに準じる複雑な構造を要求するものであり、例えば照明用途やサイン用途などにおける面状の光源として用いる場合には必ずしも好ましい手段ではない。

これに対して、発光色の異なる複数の有機ＥＬ素子（例えば、発光色が緑色の有機ＥＬ素子、発光色が赤色の有機ＥＬ素子、発光色が青色の有機ＥＬ素子）を重ねて配置し、これら複数の有機ＥＬ素子を独立して駆動することによって混色光の色調を変化させることを可能とした照明装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００２−２６０８５９号公報（段落〔００２３〕−〔００３６〕、および図１）特開２００３−２８８９９５号公報（段落〔００３４〕、および図５）

しかしながら、上記特許文献１，２に記載された照明装置は、複数の有機ＥＬ素子を積層する必要があるので、厚みが増してしまい、薄型という有機ＥＬ素子の特性を有効に活用したものではない。また、上記特許文献１，２に開示された照明装置では、陽極と陰極との両方を透明電極により構成する必要があるので、一般的な有機ＥＬ素子のように陰極が金属膜により構成されているものに比べて、陰極のシート抵抗が高くなって、駆動電圧が高くなり、発光効率が低下してしまう。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、簡単な構造で必要に応じて色度を変化させることができ、且つ、発光効率の向上を図れる有機ＥＬ素子を提供することを目的とするものである。

請求項１の発明は、一対の電極間に発光層を設けた有機ＥＬ素子であって、発光層の厚み方向に直交する一面内方向において発光時の色度が連続的に変化するように発光層の材料成分を変化させるとともに、発光層を前記一面内方向において複数の面状の発光エリアに区画する絶縁膜を備え、一対の電極のうちの一方が、各発光エリアごとに独立して設けられてなることを特徴とする。

この発明によれば、発光層の厚み方向に直交する一面内方向において発光時の色度が連続的に変化するように発光層の材料成分を変化させるとともに、発光層を前記一面内方向において複数の面状の発光エリアに区画する絶縁膜を備え、一対の電極のうちの一方が、各発光エリアごとに独立して設けられているので、各一方の電極に与える電位を独立して制御することが可能であって、全ての発光エリアを面発光させることにより前記一面内方向において色度が連続的に変化する一方で、発光層のうち面発光させる発光エリアを選択することができるから、従来のように有機ＥＬ素子を積層する必要がなく、簡単な構造で必要に応じて色度を変化させることができ、しかも、駆動電圧の低電圧化を図れるとともに発光効率の向上を図れる。

請求項１の発明では、簡単な構造で必要に応じて色度を変化させることができ、且つ、発光効率の向上を図れるという効果がある。

実施形態の有機ＥＬ素子を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略平面図である。同上の有機ＥＬ素子の他の構成例を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略平面図である。同上の有機ＥＬ素子の他の構成例の製造に用いるインライン蒸着装置の概略構成図である。同上のインライン装置における１つの成膜室を示し、（ａ）は上方から見た概略構成図、（ｂ）は基板搬送方向から見た概略構成図である。

（実施形態１）
本実施形態の有機ＥＬ素子は、例えば照明用途やサイン用途などの面状の光源として用いるものであり、図１に示すように、平面視矩形状（ここでは、平面視正方形状）の基板１と、基板１の一表面側に形成された平面視矩形状（ここでは、平面視正方形状）の第１の電極２と、第１の電極２における基板１側とは反対側で第１の電極２に対向する第２の電極４と、第１の電極２と第２の電極４との間に設けられた平面視矩形状（ここでは、平面視正方形状）の発光層３とを備えている。なお、本実施形態では、第１の電極２と第２の電極４とが一対の電極を構成している。

ここで、本実施形態の有機ＥＬ素子は、発光層３の厚み方向に直交する一面内方向（図１における左右方向）において発光時の色度が連続的に変化するように発光層３の材料成分を変化させるとともに、発光層３を上記一面内方向において複数（図示例では、３つ）の面状の発光エリア３ａ，３ｂ，３ｃに区画する絶縁膜５を備えており、一対の電極のうちの一方である第２の電極４が、各発光エリア３ａ，３ｂ，３ｃごとに独立して設けられている。ここにおいて、本実施形態の有機ＥＬ素子では、絶縁膜５が、平面視梯子状に形成されていて３つの矩形状に開口された開口部５ａ，５ｂ，５ｃを有し、発光層３が３つの平面視矩形状の発光エリア３ａ，３ｂ，３ｃに区画されている。要するに、各開口部５ａ，５ｂ，５ｃの開口面積により各発光エリア３ａ，３ｂ，３ｃの面積が規定されており、両者が等しくなっている。また、各第２の電極４は、各開口部５ａ，５ｂ，５ｃの開口形状と略同じ形状の矩形状に形成されている。要するに、各第２の電極４は、各発光エリア３ａ，３ｂ，３ｃと略同じ形状に形成してある。なお、絶縁膜５の平面視形状は梯子状に限定するものではなく、例えば、ストライプ状でもよい。

また、本実施形態の有機ＥＬ素子は、基板１として透光性基板を用いるとともに、第１の電極２を透明電極により構成してあり、基板１の他表面を光出射面として用いる。

基板１を構成する透光性基板としては、ガラス基板（例えば、ソーダライムガラス基板や無アルカリガラス基板など）を用いているが、ガラス基板に限らず、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂などにより形成されたプラスチックフィルムやプラスチック基板、ガラス基板とプラスチックフィルムとの複合体、光透過性セラミック基板、有機・無機ハイブリッド材料からなるシートやフィルム、などを用いればよい。また、基板１は、光取り出し効率を向上させるために、上記他表面や内部に、散乱構造、回折構造、レンズ構造などを形成したものでもよい。

また、第１の電極２の材料としては、ＩＴＯを採用しているが、ＩＴＯに限定するものではなく、仕事関数の大きな金属、合金、電気伝導性化合物、あるいはこれらの混合物を用いることが好ましく、ＨＯＭＯ（Highest Occupied Molecular Orbital）準位との差が大きくなりすぎないように仕事関数が４ｅＶ以上６ｅＶ以下のものを用いるのが好ましい。このような第１の電極２の材料としては、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＳｎＯ_２などの透明導電膜、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌなどからなる金属薄膜、ＰＥＤＯＴ、ポリアニリンなどの導電性高分子及び任意のアクセプタなどをドープした導電性高分子、カーボンナノチューブなどの導電性光透過性材料を挙げることができる。ここにおいて、第１の電極２は、基板１の上記一表面側に、真空蒸着法、スパッタ法、塗布法などによって形成すればよい。また、第１の電極２としてＩＴＯ基板などの導電性を有する透光性基板を用いれば、上述の基板１は特に設ける必要はない。

また、第２の電極４の材料としては、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物からなる材料を用いることが好ましく、ＬＵＭＯ(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)準位との差が大きくなりすぎないように仕事関数が１．９ｅＶ以上５ｅＶ以下のものを用いるのが好ましい。このような第２の電極４の材料としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属、希土類など、およびこれらと他の金属との合金、例えばナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム、マグネシウム、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金、Ａｌ／ＬｉＦ混合物などを挙げることができる。また、第２の電極４の材料としては、Ａｌ、ＡｌとＡｌ_２Ｏ_３との混合物なども用いることができる。また、第２の電極４は、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、あるいは金属酸化物からなる薄膜を下地膜として、当該下地膜上に上述の仕事関数が５ｅＶ以下である材料からなる少なくとも一層の薄膜を積層するようにしてもよい。このような第２の電極４としては、例えば、アルカリ金属からなる薄膜とＡｌからなる薄膜との積層膜、アルカリ金属のハロゲン化物からなる薄膜とアルカリ土類金属からなる薄膜とＡｌからなる薄膜との積層膜、Ａｌ_２Ｏ_３からなる極薄膜（ここでは、トンネル注入により電子を流すことが可能な１ｎｍ以下の薄膜）とＡｌからなる薄膜との積層膜などが挙げられる。上述の第２の電極４は、基板１の上記一表面側に、真空蒸着法、スパッタ法などによって形成すればよい。

また、第１の電極２および第２の電極４それぞれを低抵抗化して面内の電位勾配を小さくするために、各電極２，４それぞれに、低シート抵抗の金属膜などからなる補助電極を設けてもよい。ここで、補助電極の形状は特に限定するものではなく、例えば、線状に形成してもよいし、面状に形成してもよい。なお、本実施形態の有機ＥＬ素子では、第１の電極２が陽極を構成し、第２の電極４が陰極を構成しているが、第１の電極２を陰極として、第２の電極４を陽極としてもよい。

また、絶縁膜５の材料としては、感光性樹脂（例えば、ポリイミド、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂など）を採用することが好ましい。絶縁膜５の材料として感光性樹脂を採用することにより、フォトリソグラフィ工程による絶縁膜５のパターニングが可能となる。したがって、絶縁膜５のエッチング工程や剥離工程などを行うことなく絶縁膜５を容易にパターニングすることができる。

また、発光層３の材料としては、有機ＥＬ素子用の材料として知られている任意の化合物を使用可能である。ここで、発光層３の材料として用いる化合物としては、例えば、アントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム錯体、トリス（５−フェニル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ−（ｐ−ターフェニル−４−イル）アミン、１−アリールー２，５−ジ（２−チエニル）ピロール誘導体、ピラン、キナクリドン、ルブレン、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、ジスチリルアミン誘導体、および各種の蛍光色素などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、発光層３は、上述の化合物の群から選択される材料を適宜混合して用いてもよい。また、発光層３の材料は、上記化合物に代表される蛍光発光を生じる化合物のみならず、スピン多重項からの発光を示す材料系、例えば燐光発光を生じる燐光発光材料、およびそれらからなる部位を分子内の一部に有する化合物も好適に用いることができる。

ところで、図１に示した構成の有機ＥＬ素子は、第１の電極２と発光層３と第２の電極４の層構造を有しているが、これに限らず、必要に応じて、例えば、ホール注入層やホール輸送層、電子輸送層や電子注入層などを適宜設けてもよく、例えば、図２に示すように、第１の電極２と発光層３との間にホール輸送層６を介在させ、発光層３と第２の電極４との間に電子輸送層７と電子注入層８との積層構造を介在させてもよい。また、図１および図２に示した構成の有機ＥＬ素子では、発光層３の発光色を白色に設定してあり、図２に示した構成の有機ＥＬ素子では、発光層３が、赤色電子輸送性発光層３１と青色正孔輸送性発光層３２と緑色電子輸送性発光層３３との積層構造を有している。なお、図１に示した構成の有機ＥＬ素子の発光層３についても図２と同様の構成としてもよい。また、発光層３の層構造は特に限定するものではなく、単一の発光層３中に赤色、緑色、青色の３種類のドーパント色素をドーピングするようにしてもよい。

上述のホール輸送層６に用いる材料としては、例えば、ホール輸送性を有する化合物が挙げられる。具体的には、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、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−ＴＡＮＴＡ、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（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル(ＣＢＰ)、スピローＮＰＤ、スピローＴＰＤ、スピローＴＡＤ、ＴＮＢなどを代表例とする、アリールアミン系化合物、カルバゾール基を含むアミン化合物、フルオレン誘導体を含むアミン化合物などを挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、一般的に知られている任意のホール輸送性材料を用いることが可能である。

また、赤色電子輸送性発光層３１のホスト材料としてＡｌｑ_３、赤色ドーパント材料（赤色ドーパント色素）として、ＤＣＪＴＢを採用し、青色電子輸送性発光層３２のホスト材料としてＮＰＤ、青色ドーパント材料（青色ドーパント色素）としてＢＣｚＢＶｉを採用し、緑色電子輸送性発光層３３のホスト材料としてＡｌｑ_３、緑色ドーパント材料（緑色ドーパント色素）としてＣ５４５Ｔを採用しているが、各ホスト材料および各ドーパント材料は一例であって特に限定するものではなく、周知の有機ＥＬ材料を用いることができる。

ところで、図２に示した構成の有機ＥＬ素子では、発光時の色度が連続的に変化するように、赤色電子輸送性発光層３１のホスト材料であるＡｌｑ_３とドーパント材料であるＤＣＪＴＢとの混合比（体積混合比）を上記一面内方向（図２における左右方向）において変化させてある。つまり、図２に示した構成の有機ＥＬ素子も、上記一面内方向において発光時の色度が連続的に変化するように発光層３の材料成分を変化させてある。なお、ここでは、赤色電子輸送性発光層３１のホスト材料とドーパント材料との混合比を変化させることで発光層３の材料成分を変化させてあるが、赤色電子輸送性発光層３１と青色電子輸送性層３２と緑色電子輸送性層３３との少なくとも１つにおいてホスト材料とドーパント材料との混合比を変化させるようにすればよく、また、ドーパントなしで発光層３の材料成分を上記一面内方向において変化させるようにしてもよい。また、図１の構成の有機ＥＬ素子についても、同様に、ホスト材料とドーパント材料との混合比を変化させたり、ホスト材料そのものの成分を変化させればよい。

また、電子輸送層７の材料としてＡｌｑ、電子注入層８の材料としてＬｉＦを採用しているが、これらの材料も一例であって特に限定するものではない。

ここで、電子輸送層７に用いる材料としては、例えば、電子輸送性を有する化合物が挙げられる。具体的には、例えば、Ａｌｑ_３などの電子輸送性材料として知られている金属錯体や、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、テトラジン誘導体、オキサジアゾール誘導体などのヘテロ環を有する化合物などが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、一般的に知られている任意の電子輸送性材料を用いることが可能である。

ところで、上述の図２に示す構成の有機ＥＬ素子のホール輸送層６、発光層３（赤色電子輸送性発光層３１、青色電子輸送性層３２、緑色電子輸送性層３３）、電子輸送層７、電子注入層８および第２の電極４は、例えば、図３に示す構成のインライン蒸着装置を用いて連続的に形成することができ、ホール輸送層６、発光層３（赤色電子輸送性発光層３１、青色電子輸送性層３２、緑色電子輸送性層３３）、電子輸送層７、電子注入層８および第２の電極４それぞれの膜厚の面内均一性を高めることができる。

図３に示した構成のインライン蒸着装置は、７つの成膜室１１〜１７を備え、これらの全ての成膜室１１〜１７に跨って全成膜室１１〜１７に連通し基板１が搬送される搬送室１８が設けられている。また、このインライン蒸着装置は、各成膜室１１〜１７ごとに真空排気用の排気装置１９（図４（ｂ）参照）が接続されている。

上述のインライン蒸着装置では、あらかじめ第１の電極２が上記一表面側に形成された基板１を搬送室１８内に導入すると、基板１の上記一表面側を下側として当該基板１が搬送室１８内を成膜室１１〜１７の並設方向に搬送される。具体的には、基板１は、搬送室１８内において、成膜室１１〜１７の上方を、成膜室１１→成膜室１２→成膜室１３→成膜室１４→成膜室１５→成膜室１６→成膜室１７の順序で通過するように所定の搬送速度（例えば、１０ｍｍ／ｓ程度）で搬送される。ここにおいて、搬送室１８内には、基板１を保持したキャリアを搬送する搬送ローラ（図示せず）が設けられている。また、搬送室１８内には、各成膜室１１〜１７に対応する領域ごとにおいて基板１の上記一表面側に配置さえるシャドーマスク（図示せず）が収納されている。

上述のインライン蒸着装置において、基板１が２番目に上方を通過する成膜室１２には、図４に示すように、適宜の蒸発源が充填された８個のるつぼ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈが、平面視において基板１の搬送方向に直交する方向に並べて配置されており、８個のうちの２個ずつが近接して配置されている。なお、図４（ａ），（ｂ）では、基板１の搬送方向をＡ方向、発光層３の上記一面内方向をＢ方向、搬送される基板１の上記一表面の法線方向をＣ方向として図示してある。

また、成膜室１２は、８個のるつぼ１２ａ〜１２ｈが２個ずつの組に分けて収納されるように成膜室１２を４室に区画する３つの仕切板１１２がＢ方向において等間隔で設けられている。各仕切板１１２と成膜室１２の上方を通過する基板１との間隔は所定間隔に設定されている。ここで、基板１は、成膜室１２の上方を通過する際に、各るつぼ１２ａ〜１２ｈから蒸発した材料（有機材料）が当該基板１の上記一表面側に被着される。

成膜室１２は、上述の赤色電子輸送性発光層３１を成膜するためのものであり、各組の一方の各るつぼ１２ａ，１２ｃ，１２ｅ，１２ｇには、蒸発源として赤色電子輸送性発光層３１のホスト材料（例えば、Ａｌｑ_３など）が充填され、各組の他方の各るつぼ１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ，１２ｈには、蒸発源として赤色電子輸送性発光層３１のドーパント材料（例えば、ＤＣＪＴＢなど）が充填されている。また、インライン蒸着装置には、各るつぼ１２ａ〜１２ｈそれぞれを各別に加熱するヒータよりなる加熱手段が設けられ、成膜室１２に各るつぼ１２ａ〜１２ｈそれぞれから蒸発した材料により形成される膜の膜厚をモニタする８個の膜厚モニタ２２ａ〜２２ｈが設けられている。

ここにおいて、赤色電子輸送性発光層３１の材料成分を上記一面内方向において変化させる方法としては、各るつぼ１２ａ〜１２ｈそれぞれでの蒸着レートを適宜コントロールする方法などがある。例えば、各るつぼ１２ａ〜１２ｈそれぞれでの蒸着レートをコントロールすることにより、るつぼ１２ａからの蒸着量に対するるつぼ１２ｂからの蒸着量の混合比が体積比で５％、るつぼ１２ｃからの蒸着量に対するるつぼ１２ｄからの蒸着量の混合比が体積比で１０％、るつぼ１２ｅからの蒸着量に対するるつぼ１２ｆからの蒸着量の混合比が体積比で１５％、るつぼ１２ｇからの蒸着量に対するるつぼ１２ｈからの蒸着量の混合比が体積比で２０％、というように混合比をステップ状に変化させることで赤色電子輸送性発光層３１の材料成分を上記一面内方向において変化させることができる。なお、発光層３の色度をより連続的に変化させるには、発光層３の区画（発光エリア３ａ，３ｂ，３ｃ）よりも成膜室１２の区画が多いほうが好ましい。また、各仕切板１１２と成膜室１２の上方を通過する基板１との間隔である所定間隔を適宜調節するようにしてもよい。

また、他の成膜室１１，１３〜１７の基本構成は成膜室１２と同じであり、８個のるつぼ（図示せず）が配置されている。以下では、説明の便宜上、成膜室１１，１３〜１７において基板１の搬送方向において成膜室１２の各るつぼ１２ａ〜１２ｈと同じ位置に配置されたるつぼに符号として１１ａ〜１１ｈ、１３ａ〜１３ｈ、１４ａ〜１４ｈ、１５ａ〜１５ｈ、１６ａ〜１６ｈ、１７ａ〜１７ｈを付して説明する。

ここにおいて、基板１が最初に通過する成膜室１１は、上述のホール輸送層６を成膜するためのものであり、各るつぼ１１ａ〜１１ｈには、蒸発源としてホール輸送層６の材料（例えば、ＮＰＤなど）が充填されている。

また、基板１が２番目に通過する成膜室１２は、上述のように赤色電子輸送性発光層３１を成膜するためのものである。

また、基板１が３番目に通過する成膜室１３は、上述の青色電子輸送性発光層３２を成膜するためのものであり、各組の一方の各るつぼ１３ａ，１３ｃ，１３ｅ，１３ｇには、蒸発源として青色電子輸送性発光層３２のホスト材料（例えば、ＮＰＤなど）が充填され、各組の他方の各るつぼ１３ｂ，１３ｄ，１３ｆ，１３ｈには、蒸発源として青色電子輸送性発光層３２のドーパント材料（例えば、ＢＣｚＢＶｉなど）が充填されている。

また、基板１が４番目に通過する成膜室１４は、上述の緑色電子輸送性発光層３３を成膜するためのものであり、各組の一方の各るつぼ１４ａ，１４ｃ，１４ｅ，１４ｇには、蒸発源として緑色電子輸送性発光層３３のホスト材料（例えば、Ａｌｑ_３など）が充填され、各組の他方の各るつぼ１４ｂ，１４ｄ，１４ｆ，１４ｈには、蒸発源として緑色電子輸送性発光層３３のドーパント材料（例えば、Ｃ５４５Ｔなど）が充填されている。

また、基板１が５番目に通過する成膜室１５は、上述の電子輸送層７を成膜するためのものであり、各るつぼ１５ａ〜１５ｈには、蒸発源として電子輸送層７の材料（例えば、Ａｌｑなど）が充填されている。

また、基板１が６番目に通過する成膜室１６は、上述の電子注入層８を成膜するためのものであり、各るつぼ１６ａ〜１６ｈには、蒸発源として電子注入層８の材料（例えば、ＬｉＦなど）が充填されている。

また、基板１が７番目に通過する成膜室１７は、上述の第２の電極４を成膜するためのものであり、各るつぼ１７ａ〜１７ｈには、蒸発源として第２の電極４の材料（例えば、Ａｌなど）が充填されている。

ここで図２に示す構成の有機ＥＬ素子において、基板１として一辺が１０００ｍｍの正方形状に形成され厚みが０．７ｍｍのガラス基板を用い、第１の電極２をシート抵抗が１２Ω／□のＩＴＯ膜により構成し、ホール輸送層６の膜厚を１０ｎｍ、材料をＮＰＤとし、赤色電子輸送性発光層３１の膜厚を１５ｎｍ、ホスト材料をＡｌｑ_３、ドーパント材料をＤＣＪＴＢとし、青色電子輸送性発光層３２の膜厚を１５ｎｍ、ホスト材料をＮＰＤ、ドーパント材料をＢＣｚＶＢｉとし、緑色電子輸送性発光層３３の膜厚を１５ｎｍ、ホスト材料をＡｌｑ３、ドーパント材料をＣ５４５Ｔとし、電子輸送層７の膜厚を１５ｎｍ、材料をＡｌｑとし、電子注入層８の膜厚を１５ｎｍ、材料をＬｉＦ、第２の電極４を膜厚が８０ｎｍのＡｌ膜とした一実施例について、基板１の上記一表面側に第１の電極２、絶縁膜５を順次形成した後、上述のインライン蒸着装置を用いて発光層３を形成してから、第２の電極４を形成した。ここで、第１の電極２は、蒸着法により形成し、絶縁膜５は、基板１の上記一表面側にポリイミドをスピンコート法により塗布してから、フォトリソグラフィ工程によりパターニングすることで形成した。また、インライン蒸着装置に導入する前の前処理としては、洗剤、純水、アセトンそれぞれで１０分間の超音波洗浄を行った後、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）で蒸気洗浄して乾燥し、さらに、ＵＶ光およびオゾンを１０分間だけ照射した。また、インライン蒸着装置による蒸着時の各成膜室１１〜１７の真空度は１×１０^−４Ｐａ以下とした。

この一実施例の有機ＥＬ素子について、第１の電極２と各第２の電極４との間に２０ｍＡ／ｃｍ^２の電流を通電して発光させ、図２（ｂ）に示す各位置Ａ−１，Ａ−２，Ｂ−１，Ｂ−２，Ｃ−１，Ｃ−２，Ｄ−１，Ｄ−２，Ｅ−１，Ｅ−２，Ｆ−１，Ｆ−２それぞれでの色度として、ＸＹＺ表色系（ＣＩＥ１９３１表色系）の（ｘ，ｙ）色度を測定した結果を下記表１に示す。

表１に示した結果からも分かるように、発光層３の厚み方向に直交する上記一面内方向において発光時の色度が連続的に変化していることが確認された。これは、発光層３における赤色電子輸送性発光層３１におけるＤＣＪＴＢの成分が上記一面内方向において連続的に変化していることによるものであると考えられる。

以上説明した本実施形態の有機ＥＬ素子では、発光層３の厚み方向に直交する上記一面内方向において発光時の色度が連続的に変化するように発光層３の材料成分を変化させるとともに、発光層３を上記一面内方向において複数の面状の発光エリア３ａ，３ｂ，３ｃに区画する絶縁膜５を備え、一対の電極のうちの一方である第２の電極４が、各発光エリア３ａ，３ｂ，３ｃごとに独立して設けられているので、各第２の電極４に与える電位を独立して制御することが可能であって、全ての発光エリア３ａ，３ｂ，３ｃを面発光させることにより上記一面内方向において色度が連続的に変化する一方で、発光層３のうち面発光させる発光エリア３ａ，３ｂ，３ｃを選択することができるから、従来のように有機ＥＬ素子を積層する必要がなく、簡単な構造で必要に応じて色度を変化させることができ、しかも、駆動電圧の低電圧化を図れるとともに発光効率の向上を図れる。また、本実施形態の有機ＥＬ素子では、上述のように、発光層３の厚み方向に直交する上記一面内方向において発光時の色度が連続的に変化するように発光層３の材料成分を変化させてあるので、複数の発光エリア３ａ，３ｂ，３ｃのうちの１つだけを発光させた場合でも、色むらが生じるのを抑制することができる。

１基板
２第１の電極
３発光層
３ａ，３ｂ，３ｃ発光エリア
４第２の電極
５絶縁膜

Claims

一対の電極間に発光層を設けた有機ＥＬ素子であって、発光層の厚み方向に直交する一面内方向において発光時の色度が連続的に変化するように発光層の材料成分を変化させるとともに、発光層を前記一面内方向において複数の面状の発光エリアに区画する絶縁膜を備え、一対の電極のうちの一方が、各発光エリアごとに独立して設けられてなることを特徴とする有機ＥＬ素子。