JP2013030307A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の向上を図ることが可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。
【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１０と、基板１０の一表面側に設けられた第１電極２０と、基板１０の上記一表面側で第１電極２０に対向した第２電極５０と、第１電極２０と第２電極５０との間にあり少なくとも発光層３２を含む機能層３０とを備えている。さらに、有機エレクトロルミネッセンス素子は、機能層３０の側面側に設けられ第２電極５０と第１電極２０とを絶縁する絶縁層６０を備えている。そして、絶縁層６０は、発光層３２と第２電極５０との周部どうしの間に一端部が位置し基板１０の上記一表面上に他端部が位置している。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。

従来から、図７に示す構成の有機エレクトロルミネッセンスパネル（有機ＥＬパネル）１ｂが提案されている（特許文献１）。

有機ＥＬパネル１ｂは、基材１０１の一表面側に、第１電極（陽極）１０２と、正孔輸送層１０３と、発光層１０４と、陰極バッファ層（電子注入層）１０５と、第２電極（陰極）１０６とを積層した構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を、接着剤１０７を介して封止部材１０８により封止された封止構造となっている。

特許文献１には、第１電極１０２は、基材１０１の上記一表面の全面に第１電極用の膜を成膜した後、正孔輸送層１０３と、発光層１０４と、陰極バッファ層１０５と、第２電極１０６とを積層する領域および取り出し電極１０２ａを絶縁層１０９によりパターニングし形成されている旨が記載されている。

国際公開第２００９／０２５１８６号

図７に示した構成の有機ＥＬパネル１ｂでは、正孔輸送層１０３と発光層１０４と陰極バッファ層１０５と第２電極１０６との積層構造が、第１電極１０２の表面と絶縁層１０９の表面との間の段差に起因して薄くなり、第２電極１０６と第１電極１０２とが短絡しやすくなってしまう懸念がある。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、信頼性の向上を図ることが可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにある。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板と、前記基板の一表面側に設けられた第１電極と、前記基板の前記一表面側で前記第１電極に対向した第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間にあり少なくとも発光層を含む機能層とを備え、前記第２電極側から光を取り出す有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記機能層の側面側に設けられ前記第２電極と前記第１電極とを絶縁する絶縁層を備え、前記絶縁層は、前記発光層と前記第２電極との周部どうしの間に一端部が位置し前記基板の前記一表面上に他端部が位置していることを特徴とする。

この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記第２電極は、少なくとも、前記機能層からの光の取り出し用の開口部を有する電極パターンを備え、前記電極パターンは、金属の粉末と有機バインダとを含んでいることが好ましい。

この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記第２電極は、前記機能層に接する導電性高分子層と、前記導電性高分子層における前記機能層側とは反対側に位置する前記電極パターンとを備えることが好ましい。

この有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記導電性高分子層は、前記機能層の厚み方向において前記絶縁層に重ならないように形成されてなることが好ましい。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、信頼性の向上を図ることが可能となる。

（ａ）は実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子の概略断面図、（ｂ）は実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子の他の概略断面図である。 実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子における電極パターンの概略平面図である。 実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子の要部概略断面図である。 実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子における電極パターンの他の構成例の概略平面図である。 実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子における電極パターンの別の構成例の概略平面図である。 実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子の他の構成例の概略断面図である。 従来の有機ＥＬパネルを示し、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ’概略断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ’概略断面図である。

以下、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子について図１〜図４に基づいて説明する。

有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１０と、基板１０の一表面側に設けられた第１電極２０と、基板１０の上記一表面側で第１電極２０に対向した第２電極５０と、第１電極２０と第２電極５０との間にあり発光層３２を含む機能層３０とを備えている。

また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、機能層３０の側面側に設けられ第２電極５０と第１電極２０とを絶縁する絶縁層６０を備えている。絶縁層６０は、発光層３２と第２電極５０との周部どうしの間に一端部が位置し基板１０の上記一表面上に他端部が位置している。この絶縁層６０には、吸湿剤を含有させてもよい。

第２電極５０は、少なくとも、機能層３０からの光の取り出し用の開口部４１（図２および図３参照）を有する電極パターン４０を備えていることが好ましい。この電極パターン４０は、金属の粉末と有機バインダとを含んでいることが好ましい。

また、第２電極５０は、機能層３０に接する導電性高分子層３９と、この導電性高分子層３９における機能層３０側とは反対側に位置する上述の電極パターン４０とを備えることが好ましい。いずれにしても、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極５０が、機能層３０からの光の取り出し用の開口部４１を有していることが好ましい。

有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１電極２０および第２電極５０の電極パターン４０それぞれの抵抗率を、透明導電性酸化物（Transparent Conducting Oxide：ＴＣＯ）の抵抗率よりも低くしてある。透明導電性酸化物としては、例えば、ＩＴＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＩＺＯなどがある。

有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１０の上記一表面側に対向配置され透光性を有する封止層（カバー基板）７０と、第２電極５０と封止層７０との間に介在する透光性の樹脂層９０とを備えることが好ましい。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極５０側から樹脂層９０および封止層７０を通して光を取り出すことが可能となる。要するに、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子として用いることが可能となる。樹脂層９０は、導電性高分子層３９の屈折率以上の屈折率を有していることが好ましい。

また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１電極２０に第１引出し配線（図示せず）を介して電気的に接続された第１端子部（図示せず）と、第２電極５０に第２引出し配線４６を介して電気的に接続された第２端子部４７とを備えている。第１引出し配線、第１端子部、第２引出し配線４６および第２端子部４７は、基板１０の上記一表面側に設けられている。

また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、上述の絶縁層６０が、基板１０の上記一表面と機能層３０における発光層３２の側面と、機能層３０における発光層３２よりも第２電極５０側に位置する層（図１の例では、後述の第２キャリア輸送層３３、第２キャリア注入層３４）の各側面と、機能層３０の最表面の周部とに跨って形成されている。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２引出し配線４６と、機能層３０、第１電極２０および第１引出し配線とが、絶縁層６０によって電気的に絶縁されている。

有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１０の周部と封止層７０の周部との間に介在する枠状（本実施形態では、矩形枠状）のフレーム部８０とを備えていることが好ましい。また、樹脂層９０は、基板１０と封止層７０とフレーム部８０とで囲まれる空間において、第１電極２０、機能層３０、第２電極５０などからなる素子部１を覆うように設けることが好ましい。

以下、有機エレクトロルミネッセンス素子の各構成要素について詳細に説明する。

基板１０は、平面視形状を矩形状としてある。ここで、基板１０の平面視形状は、矩形状に限らず、例えば、矩形状以外の多角形状、円形状などでもよい。

基板１０としては、ガラス基板を用いているが、これに限らず、例えば、プラスチック板や、金属板などを用いてもよい。ガラス基板の材料としては、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラスなどを採用することができる。また、プラスチック板の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネートなどを採用することができる。また、金属板の材料としては、例えば、アルミニウム、銅、ステンレス鋼などを採用することができる。プラスチック板を用いる場合は、プラスチック板の表面にＳｉＯＮ膜、ＳｉＮ膜などが成膜されたものを用いることで、水分の透過を抑えることが好ましい。なお、基板１０は、リジッドなものでもよいし、フレキシブルなものでもよい。

基板１０としてガラス基板を用いる場合には、基板１０の上記一表面の凹凸が有機エレクトロルミネッセンス素子のリーク電流などの発生原因となることがある（有機エレクトロルミネッセンス素子の劣化原因となることがある）。このため、基板１０としてガラス基板を用いる場合には、上記一表面の表面粗さが小さくなるように高精度に研磨された素子形成用のガラス基板を用意することが好ましい。基板１０の上記一表面の表面粗さについては、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１（ＩＳＯ ４２８７−１９９７）で規定されている算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下であることが好ましく、数ｎｍ以下であることが、より好ましい。これに対して、基板１０としてプラスチック板を用いる場合には、特に高精度な研磨を行わなくても、上記一表面の算術平均粗さＲａが数ｎｍ以下のものを低コストで得ることが可能である。

本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、第１電極２０が陰極を構成し、第２電極５０が陽極を構成している。この場合、第１電極２０から機能層３０へ注入する第１キャリアは電子であり、第２電極５０から機能層３０へ注入する第２キャリアは正孔である。機能層３０は、第１電極２０側から順に、第１キャリア注入層３１、発光層３２、第２キャリア輸送層３３、第２キャリア注入層３４を備えている。ここにおいて、第１キャリア注入層３１、第２キャリア輸送層３３、第２キャリア注入層３４は、それぞれ、電子注入層、ホール輸送層、ホール注入層である。なお、第１電極２０が陽極を構成し、第２電極５０が陰極を構成する場合には、例えば、第１キャリア注入層３１、第２キャリア輸送層３３、第２キャリア注入層３４として、それぞれ、ホール注入層、電子輸送層、電子注入層を採用すればよい。

上述の機能層３０の構造は、図１の例に限らず、例えば、第１キャリア注入層３１と発光層３２との間に、第１キャリア輸送層を設けたり、発光層３２と第２キャリア輸送層３３との間にインターレイヤーを設けたりした構造でもよい。第１電極２０が陰極を構成し、第２電極５０が陽極を構成している場合、第１キャリア輸送層は、ホール輸送層である。

また、機能層３０は、少なくとも発光層３２を含んでいればよく（つまり、機能層３０は、発光層３２のみでもよく）、発光層３２以外の、第１キャリア注入層３１、第１キャリア輸送層、インターレイヤー、第２キャリア輸送層３３、第２キャリア注入層３４などは適宜設ければよい。発光層３２は、単層構造でも多層構造でもよい。例えば、所望の発光色が白色の場合には、発光層中に赤色、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し、青色正孔輸送性発光層と緑色電子輸送性発光層と赤色電子輸送性発光層との積層構造を採用してもよいし、青色電子輸送性発光層と緑色電子輸送性発光層と赤色電子輸送性発光層との積層構造を採用してもよい。

発光層３２の材料としては、例えば、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など、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、色素体、金属錯体系発光材料を高分子化したものなどや、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、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（４−メチル−８−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、ピラン、キナクリドン、ルブレン、およびこれらの誘導体、あるいは、１−アリール−２，５−ジ（２−チエニル）ピロール誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、およびこれらの発光性化合物からなる基を分子の一部分に有する化合物などが挙げられる。また、上記化合物に代表される蛍光色素由来の化合物のみならず、いわゆる燐光発光材料、例えばイリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体、ユーロピウム錯体などの発光材料、又はそれらを分子内に有する化合物若しくは高分子も好適に用いることができる。これらの材料は、必要に応じて、適宜選択して用いることができる。発光層３２は、塗布法（例えば、スピンコート法、スプレーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法など）のような湿式プロセスによって成膜することが好ましい。ただし、発光層３２の成膜方法は、塗布法に限らず、例えば、真空蒸着法、転写法などの乾式プロセスによって発光層３２を成膜してもよい。

電子注入層の材料は、例えば、フッ化リチウムやフッ化マグネシウムなどの金属フッ化物、塩化ナトリウム、塩化マグネシウムなどに代表される金属塩化物などの金属ハロゲン化物や、チタン、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウムなどの酸化物、などを用いることができる。これらの材料の場合、電子注入層は、真空蒸着法により形成することができる。また、電子注入層の材料は、例えば、電子注入を促進させるドーパント（アルカリ金属など）を混合した有機半導体材料を用いることができる。このような材料の場合、電子注入層は、塗布法により形成することができる。

また、電子輸送層の材料は、電子輸送性を有する化合物の群から選定することができる。この種の化合物としては、Ａｌｑ_３等の電子輸送性材料として知られる金属錯体や、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、この限りではなく、一般に知られる任意の電子輸送材料を用いることが可能である。

ホール輸送層の材料としては、ＬＵＭＯ(Lowest UnoccupiedMolecular Orbital)準位が小さい低分子材料や高分子材料を用いることができる。例えば、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）や、ポリピリジン、ポリアニリンなどの側鎖や主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体などの芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、ホール輸送層の材料としては、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−ＴＮＡＴＡ、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）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）、スピロ−ＮＰＤ、スピロ−ＴＰＤ、スピロ−ＴＡＤ、ＴＮＢなどを用いることが可能である。

ホール注入層の材料としては、例えば、チオフェン、トリフェニルメタン、ヒドラゾリン、アミールアミン、ヒドラゾン、スチルベン、トリフェニルアミンなどを含む有機材料が挙げられる。具体的には、たとえば、ポリビニルカルバゾール、ポリエチレンジオキシチオフェン：ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、ＴＰＤなどの芳香族アミン誘導体などで、これらの材料を単独で用いてもよいし、２種類以上の材料を組み合わせて用いてもよい。このようなホール注入層は、塗布法（スピンコート法、スプレーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法など）のような湿式プロセスによって成膜することができる。

インターレイヤーは、発光層３２側からの第２電極５０側への第１キャリア（ここでは、電子）の漏れを抑制する第１キャリア障壁（ここでは、電子障壁）としてのキャリアブロッキング機能（ここでは、電子ブロッキング機能）を有することが好ましく、更に、第２キャリア（ここでは、正孔）を発光層３２へ輸送する機能、発光層３２の励起状態の消光を抑制する機能などを有していることが好ましい。なお、本実施形態では、インターレイヤーが、発光層３２側からの電子の漏れを抑制する電子ブロッキング層を構成している。

有機エレクトロルミネッセンス素子では、インターレイヤーを設けることにより、発光効率の向上および長寿命化を図ることが可能となる。インターレイヤーの材料としては、例えば、ポリアリールアミ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、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などを用いることができる。このようなインターレイヤーは、塗布法（スピンコート法、スプレーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法など）のような湿式プロセスによって成膜することができる。

また、陰極は、機能層３０中に第１電荷である電子（第１キャリア）を注入するための電極である。第１電極２０が陰極の場合、陰極の材料としては、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物およびこれらの混合物からなる電極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。陰極の電極材料としては、例えば、アルミニウム、銀、マグネシウム、金、銅、クロム、モリブデン、パラジウム、錫など、およびこれらと他の金属との合金、例えばマグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金を例として挙げることができる。また、金属、金属酸化物など、およびこれらと他の金属との混合物、例えば、酸化アルミニウムからなる極薄膜（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）とアルミニウムからなる薄膜との積層膜なども使用可能である。陰極を反射電極とする場合、陰極の材料としては、発光層３２から放射される光に対する反射率が高く、且つ、抵抗率の低い金属が好ましく、アルミニウムや銀が好ましい。なお、第１電極２０が、機能層３０中に第２電荷であるホール（第２キャリア）を注入するための電極である陽極を構成する場合、第１電極２０の材料としては、仕事関数の大きい金属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。

第２電極５０の導電性高分子層３９の材料としては、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアセチレン、ポリカルバゾールなどの導電性高分子材料を用いることができる。また、導電性高分子層３９の導電性高分子材料としては、導電性を高めるために、例えば、スルホン酸、ルイス酸、プロトン酸、アルカリ金属、アルカリ土類金属などのドーパントをドーピングしたものを採用してもよい。ここで、導電性高分子層３９は、抵抗率がより低いほうが好ましく、抵抗率が低いほど、横方向（面内方向）への通電性が向上し、発光層３２に流れる電流の面内ばらつきを低減することが可能となり、輝度むらを低減することが可能となる。

第２電極５０の電極パターン４０は、金属の粉末と有機バインダとを含む電極からなる。この種の金属としては、例えば、銀、金、銅などを採用することができる。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極５０が、導電性透明酸化物により形成された薄膜の場合に比べて、第２電極５０の電極パターン４０の抵抗率およびシート抵抗を小さくすることが可能となり、輝度むらを低減することが可能となる。なお、第２電極５０の電極パターン４０の導電性材料としては、金属の代わりに、合金や、カーボンブラックなどを用いることも可能である。

電極パターン４０は、例えば、金属の粉末に有機バインダおよび有機溶剤を混合させたペースト（印刷インク）を、例えばスクリーン印刷法、グラビア印刷法などにより印刷して形成することができる。有機バインダとしては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン、ポリアクリルニトリル、ポリビニルアセタール、ポリアミド、ポリイミド、ジアクリルフタレート樹脂、セルロース系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、その他の熱可塑性樹脂や、これらの樹脂を構成する単量体の２種以上の共重合体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

第１引出し配線および第１端子部の材料としては、第１電極２０と同じ材料を採用しているが、特に限定するものではない。第１引出し配線および第１端子部の材料と第１電極２０の材料とが同じ場合には、第１引出し配線および第１端子部と第１電極２０とを同時に形成することが可能となる。第１端子部は、単層構造に限らず、２層以上の積層構造としてもよい。

また、第２引出し配線４６および第２端子部４７の材料としては、第２電極５０の電極パターン４０と同じ材料を採用しているが、特に限定するものではない。第２引出し配線４６および第２端子部４７の材料と第２電極５０の電極パターン４０の材料とが同じ場合には、第２引出し配線４６および第２端子部４７と電極パターン４０とを同時に形成することが可能となる。第２端子部４７は、単層構造に限らず、２層以上の積層構造としてもよい。

なお、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、第１電極２０の膜厚を８０〜２００ｎｍ、第１キャリア注入層３１の膜厚を５〜５０ｎｍ、発光層３２の膜厚を６０〜２００ｎｍ、第２キャリア輸送層３３の膜厚を５〜３０ｎｍ、第２キャリア注入層３４の膜厚を１０〜６０ｎｍ、導電性高分子層３９の膜厚を２００〜４００ｎｍにそれぞれ設定してあるが、これらの数値は一例であって、特に限定するものではない。

電極パターン４０は、図１〜図３に示すように、格子状（網状）に形成されており、複数（図２に示した例では、６×６＝３６）の開口部４１を有している。ここで、図２に示した電極パターン４０は、各開口部４１の各々の平面視形状が正方形状である。要するに、図２に示した電極パターン４０は、正方格子状に形成されている。

第２電極５０は、正方格子状の電極パターン４０の寸法に関して、例えば、線幅Ｌ１（図３参照）を１μｍ〜１００μｍ、高さＨ１（図３参照）を５０ｎｍ〜１００μｍ、ピッチＰ１（図３参照）を１００μｍ〜２０００μｍとすればよい。ただし、第２電極５０の電極パターン４０の線幅Ｌ１、高さＨ１およびピッチＰ１それぞれの数値範囲は、特に限定するものではなく、素子部１の平面サイズに基づいて適宜設定すればよい。ここにおいて、第２電極５０の電極パターン４０の線幅Ｌ１については、発光層３２で発光する光の利用効率の観点からは狭い方が好ましく、第２電極５０の低抵抗化によって輝度むらを低減するという観点からは広い方が好ましいので、有機エレクトロルミネッセンス素子の平面サイズなどに基づいて適宜設定することが好ましい。また、第２電極５０の電極パターン４０の高さＨ１については、第２電極５０の低抵抗化の観点、電極パターン４０をスクリーン印刷法などの塗布法により形成する際の電極パターン４０の材料の使用効率（材料使用効率）の観点、機能層３０から放射される光の放射角の観点などから、１００ｎｍ以上１０μｍ以下が、より好ましい。

また、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、電極パターン４０における各開口部４１を、図１（ａ）および図３に示したように、機能層３０から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる開口形状としてある。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子は、機能層３０から放射される光の広がり角を大きくすることが可能になり、輝度むらを、より低減することが可能となる。また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極５０の電極パターン４０での反射損失や吸収損失を低減することが可能となり、外部量子効率のより一層の向上を図ることが可能となる。

電極パターン４０を格子状の形状とする場合、各開口部４１の各々の平面視における開口形状は正方形状に限らず、例えば、長方形状や正三角形状や正六角形状の形状としてもよい。

電極パターン４０は、各開口部４１の各々の平面視における開口形状が正三角形状の場合、三角格子状の形状となり、各開口部４１の各々の平面視における開口形状が正六角形状の場合、六角格子状の形状となる。なお、電極パターン４０は、格子状の形状に限らず、例えば、櫛形状の形状でもよいし、２つの櫛形状の電極パターンにより構成してもよい。また、電極パターン４０は、開口部４１の数も特に限定するものではなく、複数に限らず、１つでもよい。例えば、電極パターン４０を櫛形状の形状としたり、２つの櫛形状の電極パターンにより構成とした場合などは、開口部４１の数を１つとすることが可能である。

また、電極パターン４０は、例えば、図４に示すような平面形状としてもよい。すなわち、電極パターン４０は、平面視において、直線状の細線部４４の線幅を一定として、電極パターン４０における周部から中心部に近づくにつれて隣り合う細線部４４間の間隔が狭くなり開口部４１の開口面積が小さくなる形状としてもよい。有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極５０の電極パターン４０の平面形状を図４のような平面形状とすることにより、図３のような平面形状とした場合に比べて、第２電極５０において第２端子部４７（図１参照）からの距離が周部よりも遠い中央部での発光効率を向上させることが可能となり、外部量子効率の向上を図ることが可能となる。また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極５０の電極パターン４０の平面形状を図４のような形状とすることにより、図３のような平面形状とした場合に比べて、機能層３０のうち第１端子部および第２端子部４７からの距離が近い周部での電流集中を抑制することが可能となるから、長寿命化を図ることが可能となる。

また、第２電極５０の電極パターン４０は、例えば、図５に示すような平面形状としてもよい。すなわち、電極パターン４０は、平面視において、電極パターン４０における最外周にある４つの第１細線部４２の線幅と、図５において左右方向の中央にある１つの第２細線部４３の線幅とを、第１細線部４２と第２細線部４３との間にある細線部（第３細線部）４４よりも幅広としてある。有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極５０の電極パターン４０を図５のような平面形状とすることにより、図３のような平面形状の場合に比べて、第２電極５０において第２端子部４７（図１参照）からの距離が周部よりも遠い中央部での発光効率を向上させることが可能となり、外部量子効率の向上を図ることが可能となる。なお、電極パターン４０は、図５のような平面形状とする場合、相対的に線幅の広い第１細線部４２および第２細線部４３の高さを第３細線部４４の高さよりも高くすることにより、第１細線部４２および第２細線部４３それぞれの、より一層の低抵抗化を図ることが可能となる。

カバー基板である封止層７０としては、ガラス基板を用いているが、これに限らず、例えば、プラスチック板などを用いてもよい。ガラス基板の材料としては、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラスなどを採用することができる。また、プラスチック板の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネートなどを採用することができる。なお、基板１０が、ガラス基板により構成されている場合には、封止層７０を、基板１０と同じ材料のガラス基板により構成することが好ましい。

本実施形態では、封止層７０として、平板状のものを用いているが、これに限らず、基板１０との対向面に、上述の素子部１を収納する収納凹所を形成したものを用い、上記対向面における収納凹所の周部を全周に亘って基板１０側と接合するようにしてもよい。この場合は、別部材のフレーム部８０を用いる必要がなくなるという利点がある。一方、平板状の封止層７０と枠状のフレーム部８０とを別部材により構成している場合には、封止層７０に要求される光学的な物性（光透過率、屈折率など）と、フレーム部８０に要求される物性（ガスバリア性など）との両方の要求を各別に満たす材料を採用することが可能になるという利点がある。

フレーム部８０と基板１０の上記一表面側とを接合する第１接合材料としては、エポキシ樹脂を用いているが、これに限らず、例えば、アクリル樹脂などを採用してもよい。第１接合材料として用いるエポキシ樹脂やアクリル樹脂は、例えば、紫外線硬化型のものでもよいし、熱硬化型のものでもよい。また、第１接合材料として、エポキシ樹脂にフィラー（例えば、シリカ、アルミナなど）を含有させたものを用いてもよい。ここで、フレーム部８０は、基板１０の上記一表面側に対して、フレーム部８０における基板１０側との対向面を全周に亘って気密的に接合してある。また、フレーム部８０と封止層７０とを接合する第２接合材料としては、エポキシ樹脂を用いているが、これに限らず、例えば、アクリル樹脂、フリットガラスなどを採用してもよい。第２接合材料として用いるエポキシ樹脂やアクリル樹脂は、例えば、紫外線硬化型のものでもよいし、熱硬化型のものでもよい。また、第２接合材料として、エポキシ樹脂にフィラー（例えば、シリカ、アルミナなど）を含有させたものを用いてもよい。ここで、フレーム部８０は、封止層７０に対して、フレーム部８０における封止層７０との対向面を全周に亘って気密的に接合してある。

ところで、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、樹脂層９０の材料である透光性樹脂として、第２電極５０の導電性高分子層３９の材料の屈折率以上の屈折率を有するものを用いるようにしている。このような透光性樹脂としては、例えば、屈折率が高くなるように調整されたイミド系樹脂などを用いることができる。

絶縁層６０の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などの光硬化性樹脂を用いることができ、このような光硬化性樹脂に吸湿剤を含有させたものを用いることもできる。

吸湿剤としては、アルカリ土類金属の酸化物や硫酸塩が好ましい。アルカリ土類金属の酸化物としては、例えば、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化ストロンチウムなどを挙げることができる。また、硫酸塩としては、例えば、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸ガリウム、硫酸チタン、硫酸ニッケルなどを挙げることができる。また、吸湿剤としては、その他に、例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、酸化マグネシウムなどを用いることができる。また、吸湿剤としては、例えば、シリカゲルや、ポリビニルアルコールなどの吸湿性を有する有機化合物を用いることもできる。吸湿剤は、これらに限定されるものではないが、これらの中でも、酸化カルシウム、酸化バリウム、シリカゲルなどが特に好ましい。なお、絶縁層６０中の吸湿剤の含有率は、特に限定するものではない。

絶縁層６０は、平面視形状が矩形枠状に形成されているが、基板１０と第２引出し配線４６および第２端子部４７との間に介在する部分も設けてある。

以上説明した本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１０と、基板１０の上記一表面側に設けられた第１電極２０と、基板１０の上記一表面側で第１電極２０に対向した第２電極５０と、第１電極２０と第２電極５０との間にあり少なくとも発光層３２を含む機能層３０とを備えている。さらに、有機エレクトロルミネッセンス素子は、機能層３０の側面側に設けられ第２電極５０と第１電極２０とを絶縁する絶縁層６０を備えている。そして、絶縁層６０は、発光層３２と第２電極５０との周部どうしの間に一端部が位置し基板１０の上記一表面上に他端部が位置している。これにより、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、絶縁層６０を設けたことにより機能層３０および第２電極５０が局所的に薄くなるのを抑制することが可能となり、第１電極２０と第２電極５０との間の電気絶縁性を高めることが可能となる。したがって、有機エレクトロルミネッセンス素子では、第２電極５０と第１電極２０との短絡をより確実に防止することが可能となり、信頼性の向上を図ることが可能となる。より具体的には、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、発光層３２における第１電極２０側とは反対側で絶縁層６０が形成された表面（図１の例では、第２キャリア注入層３４の表面）と絶縁層６０の表面との間の段差に起因して第２電極５０が薄くなるのを抑制することが可能となり、第２電極５０と第１電極２０との短絡を、より確実に防止することが可能となる。

また、有機エレクトロルミネッセンス素子では、機能層３０の側面側に設けられ第２電極５０と第１電極２０とを絶縁する絶縁層６０に吸湿剤を含有させてあることにより、水分などの浸入に起因するダークスポットなどの発生を抑制することが可能となり、信頼性の向上を図ることが可能で且つ光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。

ところで、第２電極５０が透明導電性酸化物からなる透明電極により構成されている場合には、第２電極５０のシート抵抗が、金属膜などからなる第１電極２０のシート抵抗に比べて高いため、第２電極５０での電位勾配が大きくなって、輝度の面内ばらつきが大きくなる懸念がある。

しかしながら、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極５０が、少なくとも、機能層３０からの光の取り出し用の開口部４１を有する電極パターン４０を備え、この電極パターン４０が、金属の粉末と有機バインダとを含んでいる。しかして、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、第２電極５０が透明導電性酸化物からなる透明電極により構成されている場合に比べて、輝度むらの低減を図ることが可能で且つ光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。

また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、機能層３０に接する導電性高分子層３９と、導電性高分子層３９における機能層３０側とは反対側に位置し機能層３０からの光の取り出し用の開口部４１を有する上述の電極パターン４０とを備えている。こにより、有機エレクトロルミネッセンス素子は、第２電極５０から機能層３０へのキャリアの注入効率を向上させることが可能となり、輝度むらのより一層の低減を図ることが可能で且つ光取り出し効率のより一層の向上を図ることが可能となる。さらに、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１０の上記一表面側に対向配置され透光性を有する封止層７０と、導電性高分子層３９の屈折率以上の屈折率を有し第２電極５０と封止層７０との間に介在する透光性の樹脂層９０とを備えている。しかして、有機エレクトロルミネッセンス素子は、信頼性の向上を図りながらも光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。

また、この有機エレクトロルミネッセンス素子においては、第２電極５０が陽極であり、機能層３０が、発光層３２よりも第２電極５０側にあるホール注入層を含んでいることが好ましい。これにより、有機エレクトロルミネッセンス素子では、発光層３２へ第２キャリアであるホールを、より効率良く注入することが可能となり、結果的に外部量子効率の向上を図ることが可能となる。

また、封止層７０における外面側（基板１０側とは反対の面側）には、発光層３２から放射された光の上記外面での反射を抑制する光取出し構造部（図示せず）を備えていることが好ましい。このような光取出し構造部としては、例えば、２次元周期構造を有した凹凸構造部が挙げられる。このような２次元周期構造の周期は、発光層３２で発光する光の波長が例えば３００〜８００ｎｍの範囲内にある場合、媒質内の波長をλ（真空中の波長を媒質の屈折率で除した値）とすれば、波長λの１／４〜１０倍の範囲で適宜設定することが望ましい。このような凹凸構造部は、例えば、封止層７０の上記外面側に、例えば、熱インプリント法（熱ナノインプリント法）、光インプリント法（光ナノインプリント法）などのインプリント法により、予め形成することが可能である。また、封止層７０の材料によっては、封止層７０を射出成形により形成するようにし、射出成形時に適宜の金型を用いて、封止層７０に凹凸構造部を直接形成することも可能である。また、凹凸構造部は、封止層７０とは別部材により構成することも可能であり、例えば、プリズムシート（例えば、株式会社きもと製のライトアップ（登録商標）ＧＭ３のような光拡散フィルムなど）により構成することができる。

本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、上述の光取出し構造部を備えることにより、発光層３２から放射され封止層７０の上記外面側まで到達した光の反射ロスを低減でき、光取り出し効率の向上を図ることが可能となる。

また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、図１の例に限らず、図６に示す構造でもよい。図６に示した有機エレクトロルミネッセンス素子は、図１に示した有機エレクトロルミネッセンス素子と略同じ構成を有しており、導電性高分子層３９が、機能層３０の厚み方向において絶縁層６０に重ならないように形成されている点が相違する。これにより、図６に示した有機エレクトロルミネッセンス素子では、導電性高分子層３９が絶縁層６０に起因して薄くなるのを防止することができ、第２電極５０と第１電極２０との短絡をより確実に防止することが可能となる。

上述の実施形態で説明した有機エレクトロルミネッセンス素子は、例えば、照明用の有機エレクトロルミネッセンス素子として好適に用いることができるが、照明用に限らず、他の用途に用いることも可能である。

なお、上述の実施形態において説明した各図は、模式的なものであり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際のものの寸法比を反映しているとは限らない。

１０ 基板
２０ 第１電極
３０ 機能層
３２ 発光層
３９ 導電性高分子層
４０ 電極パターン
４１ 開口部
５０ 第２電極
６０ 絶縁層
７０ 封止層
９０ 樹脂層

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板と、前記基板の一表面側に設けられた第１電極と、前記基板の前記一表面側で前記第１電極に対向した第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間にあり少なくとも発光層を含む機能層とを備え、前記第２電極側から光を取り出す有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記機能層の側面側に設けられ前記第２電極と前記第１電極とを絶縁する絶縁層を備え、前記絶縁層は、前記機能層と前記第２電極との周部どうしの間に一端部が位置し前記基板の前記一表面上に他端部が位置していることを特徴とする。

また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、機能層３０の側面側に設けられ第２電極５０と第１電極２０とを絶縁する絶縁層６０を備えている。絶縁層６０は、機能層３０と第２電極５０との周部どうしの間に一端部が位置し基板１０の上記一表面上に他端部が位置している。この絶縁層６０には、吸湿剤を含有させてもよい。

以上説明した本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板１０と、基板１０の上記一表面側に設けられた第１電極２０と、基板１０の上記一表面側で第１電極２０に対向した第２電極５０と、第１電極２０と第２電極５０との間にあり少なくとも発光層３２を含む機能層３０とを備えている。さらに、有機エレクトロルミネッセンス素子は、機能層３０の側面側に設けられ第２電極５０と第１電極２０とを絶縁する絶縁層６０を備えている。そして、絶縁層６０は、機能層３０と第２電極５０との周部どうしの間に一端部が位置し基板１０の上記一表面上に他端部が位置している。これにより、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、絶縁層６０を設けたことにより機能層３０および第２電極５０が局所的に薄くなるのを抑制することが可能となり、第１電極２０と第２電極５０との間の電気絶縁性を高めることが可能となる。したがって、有機エレクトロルミネッセンス素子では、第２電極５０と第１電極２０との短絡をより確実に防止することが可能となり、信頼性の向上を図ることが可能となる。より具体的には、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス素子では、発光層３２における第１電極２０側とは反対側で絶縁層６０が形成された表面（図１の例では、第２キャリア注入層３４の表面）と絶縁層６０の表面との間の段差に起因して第２電極５０が薄くなるのを抑制することが可能となり、第２電極５０と第１電極２０との短絡を、より確実に防止することが可能となる。

Claims (4)

1. 基板と、前記基板の一表面側に設けられた第１電極と、前記基板の前記一表面側で前記第１電極に対向した第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間にあり少なくとも発光層を含む機能層とを備え、前記第２電極側から光を取り出す有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記機能層の側面側に設けられ前記第２電極と前記第１電極とを絶縁する絶縁層を備え、前記絶縁層は、前記発光層と前記第２電極との周部どうしの間に一端部が位置し前記基板の前記一表面上に他端部が位置してい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。
2. 前記第２電極は、少なくとも、前記機能層からの光の取り出し用の開口部を有する電極パターンを備え、前記電極パターンは、金属の粉末と有機バインダとを含んでいることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
3. 前記第２電極は、前記機能層に接する導電性高分子層と、前記導電性高分子層における前記機能層側とは反対側に位置する前記電極パターンとを備えることを特徴とする請求項２記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
4. 前記導電性高分子層は、前記機能層の厚み方向において前記絶縁層に重ならないように形成されてなることを特徴とする請求項３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

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