JP2013211424A - 有機ｅｌ素子及び、その製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接する層間の界面で生じる光の反射を最小限に抑え、均一かつ高い透過性を有する透明有機ＥＬ素子を提供する。
【解決手段】少なくとも、第一透明基板と、前記第一透明基板上に形成された第一透明電極及び絶縁層の少なくとも前記第一透明電極と、前記第一透明電極上に形成された少なくとも有機発光層を含む発光媒体層と、前記発光媒体層上に形成された第二透明電極と、第二透明電極上に形成された保護層、接着層及び第二透明基板を含む封止層と、を備える有機ＥＬ素子であって、前記第一透明基板、前記第一透明電極、前記発光媒体層、前記第二透明電極、前記封止層のうち、互いに隣接する基板と電極どうし、又は、電極と層どうしの４４０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長分散領域の光に対する屈折率の差が０．７以下であることを特徴とする有機ＥＬ素子としたもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機薄膜のＥＬ（エレクトロルミネッセンス）現象を利用した有機ＥＬ素子及びその製造方法に関する。

有機ＥＬ素子は、陽極としての電極と陰極としての電極との間に、少なくともＥＬ現象を呈する有機発光層を挟持した構造を有し、電極（陽極と陰極）間に電圧が印加されると、有機発光層に正孔と電子とが注入され、この正孔と電子とが有機発光層で再結合することにより、有機発光層が発光する自発光型の素子である。
このような有機ＥＬ素子では、発光効率を増大させるなどの目的から、陽極と有機発光層との間及び有機発光層と陰極との間の少なくとも一方に機能層を設けることが行われている。陽極と有機発光層との間には、前記機能層として正孔注入層及び正孔輸送層のうちの少なくとも一方が設けられ、有機発光層と陰極との間には、前記機能層として電子輸送層及び電子注入層のうちの少なくとも一方が設けられるようになっており、これらは適宜選択して設けられている。

陽極と有機発光層との間や、有機発光層と陰極との間に機能層として設けられる各層は有機材料や無機材料で形成される。ここで、有機材料としては低分子系材料と高分子系材料とがあり、低分子系材料よりなる各層は、主に抵抗加熱方式などの真空蒸着法や、スパッタ法などの真空中の乾式法（ドライプロセス）によって成膜されている。
また、低分子系材料は種類が豊富であるため、その組み合わせによって、発光効率や発光輝度、寿命などの向上が期待されている。

一方、高分子系材料としては、例えば、有機発光層にポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾールなどの高分子中に低分子の発光色素を溶解させたものや、ポリフェニレンビニレン誘導体（以下、ＰＰＶともいう）、ポリアルキルフルオレン誘導体（以下、ＰＡＦともいう）などの高分子蛍光体、希土類金属系などの高分子燐光体が用いられている。

これらの高分子系材料は、一般に、溶剤に溶解または分散され、塗布や印刷などの湿式法（ウェットプロセス）を用いて成膜されている。湿式法を用いた場合、真空蒸着法などの真空中の乾式法を用いた場合に比べて、大気中で成膜が可能である、設備が安価である、大型化が容易である、短時間に効率よく成膜可能である、などといった利点がある。

また、高分子系材料を用いて成膜した有機薄膜は結晶化や凝集が起こりにくく、さらには他層のピンホールや異物を被覆するため、短絡やダークスポットなどの不良を防ぐことができるという利点もある。
高分子系材料の塗液を用いてウェットコーティング法で有機発光層を含む有機発光媒体層を形成する場合、有機発光層はカラーパネル化するために赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの発光色をもつ有機発光材料を溶剤中に溶解または安定して分散してなる有機発光インキを用いて塗り分ける必要がある。

陽極及び陰極には、ＡｌやＡｇといった反射電極またはＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やＩＺＯ（インジウム亜鉛複合酸化物）などの導電性金属酸化物からなる透明電極が用いられる。一般的な有機ＥＬ素子としては、陽極に透明電極を用い、陰極に反射電極を用い、基板側から光を取り出すボトムエミッション方式があり、近年は発光効率の向上や用途により、陽極に反射電極を、陰極に透明電極を用い、基板とは反対側から光を取り出すトップエミッション方式もある。
さらに、陽極及び陰極に透明電極を用い両側から光を取出す両面発光方式の透明有機ＥＬも開発されている。これを応用した透明ディスプレイとして、車載用モニターや、広告、時計、照明、テレビ、など透明性を特徴としたディスプレイパネルとして注目されている。

前述したような透明有機ＥＬでの透明性・発光効率を向上させるために、特許文献１では有機ＥＬ素子の電極上に光抽出層が備えられ、電極と光抽出層の屈折率差が０．５以下であるように設けるか、光抽出層が表面凸凹構造やレンズ構造を有することにより、素子内部で発生した光の全反射を最小化して最大限外部に引き出す方法が提案されている。

特表２０１１−５２１４２３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術にあっては、有機ＥＬ素子を構成する電極と光抽出層以外の層の材料選択次第では、各層間に屈折率差が生じ反射が起きてしまい、透過性が悪くなる恐れがある。

上記課題を解決するために、請求項１では、少なくとも、第一透明基板と、前記第一透明基板上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された第一透明電極と、前記第一透明電極上に形成された少なくとも有機発光層を含む発光媒体層と、前記発光媒体層上に形成された第二透明電極と、第二透明電極上に形成された保護層、接着層及び第二透明基板を含む封止層と、を備える有機ＥＬ素子であって、前記第一透明基板、前記第一透明電極、前記発光媒体層、前記第二透明電極、前記封止層のうち、互いに隣接する基板と電極どうし、又は、電極と層どうしの４４０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長分散領域の光に対する屈折率の差が０．７以下であることを特徴としている。
さらに、請求項２では、前記有機ＥＬ素子の隣接する層間がＮ箇所ある場合に、Ｎ−２箇所以上で屈折率差が０．５以下であることを特徴としている。
また、請求項３では、前記有機ＥＬ素子の透過率は前記波長分散領域で７０％以上であることを特徴としている。
また、請求項４では、前記有機ＥＬ素子において、前記第一透明基板と前記第二透明基板に挟持される層のうち、少なくとも一層の膜厚が１μｍ以上であることを特徴としている。
また、請求項５では、前記保護層は、窒化珪素膜、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、酸化金属膜のいずれかから成る単層または多層で形成されることを特徴とする。
さらに、請求項６では、前記有機発光層を含む前記発光媒体層のうち少なくとも一層を、ウェットプロセス法によって形成することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法とする。

本発明によれば、隣接する層間の界面で生じる光の反射を最小に抑えることにより、波長分散領域が４４０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下で均一かつ高い透過率が得られる有機ＥＬ素子を提供できる。

本実施形態における有機ＥＬ素子の概略構成を示す断面図である。 凸版印刷法に用いる凸版印刷装置の概略構成を示す図である。 実施例における有機ＥＬ素子の波長分散に対する透過率を示すグラフである。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第一実施形態（以下、「本実施形態」と記載する）について、図面を参照しつつ、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の構成と、有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。
図１は、本実施形態における有機ＥＬ素子の概略構成を示す断面図である。図中、符号１は有機ＥＬ素子である。この有機ＥＬ素子１は、第一透明基板２、絶縁層３、第一透明電極４、正孔注入層５と有機発光層６と電子注入層７から成る発光媒体層８、第二透明電極９、保護層１０と接着層１１と第二透明基板１２からなる封止層１３の順に積層されている。本実施形態では、第一透明電極４を陽極、第二透明電極９を陰極として共に透明な材料を用いて形成した、パッシブマトリクス駆動型の有機ＥＬ素子とした場合について説明する。

なお、有機ＥＬ素子１の構成は、パッシブマトリクス駆動型に限定されるものではなく、基板として画素毎に駆動するＴＦＴ基板を用いたアクティブマトリクス駆動型の有機ＥＬ素子としてもよい。さらに、第一透明電極３を陰極とし、第二透明電極６を陽極とした逆構造にすることができる。

当該有機ＥＬ素子において、有機発光層から放射される光、及び外部からの入射光は、表裏ともに基板から空気中へ取出される。ここで、一般的に用いられるガラスおよびプラスチック基板の屈折率は１．４〜１．５５であり、この両基板に挟まれた有機発光材料、透明電極、その他に発光効率を上げるための電荷注入及び輸送材料や大気中の水分や酸素によって容易に劣化してしまう有機発光材料を外部と遮断するための封止層等には性能に見合う材料選択をする。そのため、０．５〜２．３程度の屈折率が混在しており、各層間で異なる屈折率差が生じるので、光の多重干渉の影響を大きく受ける。スネルの法則より、屈折率ｎ１の媒質から屈折率ｎ２の媒質へ光が進む際の屈折角θは、θ＝ｓｉｎ^−１（ｎ１／ｎ２）と表され、屈折率が相対的に高い層から低い層へ進む場合に界面で反射が起こる。さらに屈折率の差が大きいほど反射する度合も強くなり、透過性も悪くなる。

これより、４４０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長分散領域で、隣接する層間の屈折率差が０．７以下となるように各層の材料を選択するのが好ましい。さらに、各界面で起きる光の反射を抑制するためには、屈折率差を０．５以下とするのがより好ましい。但し、発光特性に起因する電荷のバランスを考慮すると、陽極から陰極までの層構成では材料選択に制約があり、屈折率差を０．５以下では良好な特性が得られない恐れがある。このため、当該有機ＥＬ素子では隣接する層間がＮ箇所ある場合に、Ｎ−２箇所以上で屈折率差が０．５以下となるように各層の材料を選択することがより好ましい。なお、可視光領域内で上述の波長分散領域以外の範囲となる３８０ｎｍ以上４４０ｎｍ未満では、有機発光層の持つ吸収波長と重なるため透過率が急激に低下してしまい、屈折率の調整では補えない範囲であるため、当該の波長分散領域からは除いている。

また、干渉の定義により、光路差が波長の半整数倍のところで光が強めあい、整数倍のところで弱めあうため、定義式として光の強めあう条件は２ｎｄ＝（ｍ＋１／２）λ、弱めあう条件は２ｎｄ＝ｍλで表される（ｎ：屈折率、ｄ：光路長、λ：波長、ｍ：整数）。ここで、光の強めあう場合の例として、厚みがｎｍオーダーとμｍオーダーである媒質で比較する。白色光を当てて、かつ可視光領域の範囲で干渉効果を考えたとき、ｎｍオーダーでは定義式より数種類の波長成分のみが強め合うため、白色光の一部だけが透過し、白色でなく色味を持って観測されてしまう。対して、μｍオーダーでは数十〜数百種類の波長成分の光が強め合うことで、均一に光が取出され、白色として観測される。

このため、当該有機ＥＬ素子の透過性を向上するために、基板に挟持された全層の厚みはμｍオーダー以上で形成することが良いとされる。しかし、陽極から陰極までの各層は、上記で述べたように電荷のキャリアバランスを制御する要因であり、かつ形成プロセスの観点から各層とも２００ｎｍ以下が好ましいため、絶縁層３や保護層１０、接着層１１で構成される膜の少なくとも一層で１μｍ以上の膜厚を形成することが好ましい。

次に、本発明の有機ＥＬ素子の構成要素毎に詳細に説明する。

＜第一透明基板２＞
第一透明基板２としては透明性、機械的強度、絶縁性を有し寸法安定性に優れていれば如何なる材料も使用することができる。例えば、ガラスや石英、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のプラスチックフィルムやシート、または、これらプラスチックフィルムやシートに酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物や、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等の金属弗化物、窒化珪素、窒化アルミニウムなどの金属窒化物、酸窒化珪素などの金属酸窒化物、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂などの高分子樹脂膜を単層もしくは積層させた透明基材、などを用いることができる。

また有機ＥＬ素子内への水分の侵入を避けるために、無機膜を形成したり、フッ素樹脂を塗布したりして、防湿処理や疎水性処理を施してあることが好ましい。特に、有機発光層６への水分の侵入を避けるために、基板における含水率およびガス透過係数を小さくすることが好ましい。

＜絶縁層３＞
絶縁層３は、第一透明基板２と第一透明電極４との屈折率差が０．５以上となる場合に反射を抑制するために屈折率調整用として形成される。材料としては、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、炭窒化ケイ素（ＳｉＮｘＣｙ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などの無機化合物や、エポキシやアクリルの樹脂材の絶縁膜を単層もしくは積層したものをいずれも使用することができる。なお、絶縁層３には第一透明電極４に電流を供給する透明な配線層や、第一透明電極４との屈折率調整のために電極と同一の材料を用いた導電性の層が積層される場合もあるが、絶縁層３は第一透明電極４とこれらの導電層が直接積層されないように絶縁し、かつ屈折率を調整するためのものであるので、導電層を含む場合であっても絶縁層３とする。また、絶縁層３は必ずしも第一透明基板２の全面に形成されているわけではなく、光の透過率・屈折率や視認する箇所などを考慮して第一透明基板２の一部が絶縁層３に覆われていなくても良い。

ここで、第一透明基板２と絶縁層３及び絶縁層３と第一透明電極４それぞれの屈折率差が０．５以下となるように材料選択すると良い。例えば、第一透明基板２に屈折率が１．５のガラス基板を、第一透明電極４に屈折率が２．１〜１．８のＩＴＯ膜を用いた際には、挟持される絶縁層３は１．６５〜１．５の屈折率を有するエポキシ樹脂や１．９５の屈折率を有するＳｉＮｘ、１．７５の屈折率を有するＭｇ０、１．８〜１．７５の屈折率を有するＡｌ_２Ｏ_３等の単層または積層構造で形成すると良い。

＜第一透明電極４＞
第一透明基板２及び／または絶縁層３の上に第一透明電極４を成膜するが、必要に応じてパターニングをおこなう。第一透明電極４の材料としては、ポリアニリン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）誘導体、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）といった透明導電性高分子や、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やインジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの導電性金属酸化物を、単層もしくは積層したものをいずれも使用することができる。また、ＩＴＯ等の仕事関数の高い材料を選択することが好ましい。

＜発光媒体層８＞
次に、発光媒体層８の詳細な構成について説明する。発光媒体層８は、第一透明電極４上に形成され、第一透明電極４と第二透明電極９との間に挟持されている。この発光媒体層８は、第一透明電極４上に形成された正孔注入層５と、正孔注入層５上に形成された有機発光層６と、有機発光層６上に形成された電子注入層７とを含んで構成されている。

正孔注入層５の膜厚は、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。これは、正孔注入層５の膜厚が２０ｎｍよりも薄くなるとショート欠陥が生じやすくなり、正孔注入層５の膜厚が２００ｎｍを超えると高抵抗化により正孔注入層に流れる電流が低下して発光効率が低下してしまうためである。

正孔注入層５の材料としては、例えば、Ｃｕ_２Ｏ，Ｃｒ_２Ｏ_３，Ｍｎ_２Ｏ_３，ＦｅＯｘ，ＮｉＯ，ＣｏＯ，Ｐｒ_２Ｏ_３，Ａｇ_２Ｏ，ＭｏＯ_２，Ｂｉ_２Ｏ_３、ＺｎＯ，ＴｉＯ_２，ＳｎＯ_２，ＴｈＯ_２，Ｖ_２Ｏ_５，Ｎｂ_２Ｏ_５，Ｔａ_２Ｏ_５，ＭｏＯ_３，ＷＯ_３，ＭｎＯ_２等の遷移金属酸化物およびこれらの窒化物、硫化物を一種以上含んだ無機化合物や、ポリアニリン誘導体、オリゴアニリン誘導体、キノンジイミン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）誘導体、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ピロール誘導体、芳香族アミン、（トリフェニルアミン）ダイマー誘導体（ＴＰＤ）、（α−ナフチルジフェニルアミン）ダイマー（α−ＮＰＤ）、［（トリフェニルアミン）ダイマー］スピロダイマー（Ｓｐｉｒｏ−ＴＡＤ）等のトリアリールアミン類、４，４’，４’’−トリス［３−メチルフェニル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［１−ナフチル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン（１−ＴＮＡＴＡ）等のスターバーストアミン類および５，５’−α−ビス−｛４−［ビス（４−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−２，２’：５’，２’−α−ターチオフェン（ＢＭＡ−３Ｔ）等のオリゴチオフェン類、芳香族アミン含有高分子、芳香族ジアミン含有高分子、フルオレン含有芳香族アミン高分子、トリアゾール系、オキサゾール系、オキサジアゾール系、シロール系、ボロン系、などの有機材料が挙げられる。ただし、材料はこれらに限定されるものではない。

有機発光層６は、正孔と電子を再結合させることで発光する層である。そのため、発光効率及び寿命の観点から膜厚は２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。有機発光層６から放出される表示光が単色の場合は、正孔注入層５を被覆するように形成するが、多色の表示光を得るためには、必要に応じてパターニングを行うことにより、好適に用いることができる。

有機発光層８を形成する有機発光材料は、例えばクマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系、イリジウム錯体系などの発光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に分散させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリフルオレン系の高分子材料が挙げられるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。

これらの有機発光材料は溶媒に溶解または安定に分散させ有機発光インキとなる。有機発光材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が上げられる。中でもトルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が有機発光材料の溶解性の面から好適である。また、有機発光インキには必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。

上述した高分子材料に加え、９，１０−ジアリールアントラセン誘導体、ピレン、コロネン、ペリレン、ルブレン、１，１，４，４−テトラフェニルブタジエン、トリス（８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（８−キノラート）亜鉛錯体、トリス（４−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−５−シアノ−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、トリス（８−キノリノラート）スカンジウム錯体、ビス［８−（パラ−トシル）アミノキノリン］亜鉛錯体及びカドミウム錯体、１，２，３，４−テトラフェニルシクロペンタジエン、ポリ−２，５−ジヘプチルオキシ−パラ−フェニレンビニレンなどの低分子系発光材料が使用できる。

電子注入層７としては、透過性が高く、有機発光層６への電子注入効率が高く、さらに仕事関数の小さい材料を用いる。具体的な材料としては、ＬｉＦ、Ｃａ、Ｃｓ、ＢａＦ_２等の、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の化合物または酸化物が挙げられる。またＢＣＰや、有機材料としてＡｌｑ_３等が挙げられる。電子注入層７の膜厚は、キャリアバランスを考慮して最適膜厚を決定するため、一般的には０．１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲内で選択するのが好ましい。

＜第二透明電極９＞
次に、陰極として第二透明電極９を形成する。当該有機ＥＬ素子１は両面発光する透明ＥＬ構造であり、陰極にも透明性が求められる。そのため、第一透明電極２と同様に第二透明電極９の材料には、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やＩＺＯ（インジウム亜鉛複合酸化物）、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの導電性金属酸化物が用いられる。膜厚としては、透過率やピンホールの影響を考慮し、３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内程度とすることが好ましい。

また、有機発光層６への電子注入効率の高い、仕事関数の低い物質であるＡｌやＡｇ、ＭｇＡｇといった金属材料を用いることも可能だが、可視光領域内での屈折率がかなり低く、上下層との界面で光の反射が起き易くなるので選択は難しい。

ここで、透明電極及び発光媒体層６の材料選択も波長分散領域４４０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲で、隣接する層間の屈折率差を０．５以下となるよう積層することが好ましく、さらに電荷の注入性やバランスも考慮して選ぶ必要がある。例えば、電子注入層７に電子注入性の優れたＬｉＦなどのフッ化化合物がよく使われており、この屈折率が１．３〜１．４５であるのに対し、隣接する層に有機発光材料や透明電極ＩＴＯを用いると上記波長分散領域で最大屈折率が２．０程度であるため、屈折率差が０．５を超えてしまう。このような場合には、電子注入性を考慮することが最優先であり、屈折率差を０．７以下と範囲を広げ材料を選択する。

＜封止層１３＞
有機ＥＬ素子１を、上述した透明ＥＬで作製する場合、発光媒体層８から、第一透明基板２と反対側の封止層１３を通して放射される表示光を取り出すためには、可視光波長領域に対して、光透過性が必要となる。また、有機ＥＬ素子１は、陽極と陰極の間に発光材料（発光媒体層８）を挟み、電流を流すことで発光させることが可能であるが、有機発光層６の材料である有機発光材料は、大気中の水分や酸素によって容易に劣化してしまう。このため、通常、有機ＥＬ素子１には、外部と遮断するための封止層を設ける。封止層１３は以下の保護層１０と接着層１１と第二透明基板１２からなり、封止層の構成中に空気層が挟まれないよう平板構造で形成する。

保護層１０としては、大気中の水分や酸素に対する浸透率が低いなどバリア性が高く、透明性の高い材料であれば任意であり、無機酸化物・無機窒化物であるＳｉＯｘ、ＳｉＮｘやＡｌ_２Ｏ_３がより好ましい。

接着層１１としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン樹脂等からなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、二液硬化型接着性樹脂や、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）ポリマー等のアクリル系樹脂、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等のビニル系樹脂、ポリアミド、合成ゴム等の熱可塑性樹脂や、ポリエチレンやポリプロピレンの酸変性物等の樹脂材料が使用できる。また樹脂材料は、熱可塑性接着性樹脂を用いることで、上層に形成する第二透明基板１２を貼り付ける役割をする。

第二透明基板１２としての材料選択は第一透明基板２と同様であり、透明性、機械的強度、絶縁性を有し寸法安定性に優れていれば如何なる材料も使用できるが、形状としては平板型の基板を選択する必要がある。

例えば、第二透明電極９に屈折率が１．９のＩＴＯ膜を、第二透明基板１２に屈折率が１．５のガラス基板を用いた際には、挟持される保護層１０は１．７５〜１．８の屈折率を有するＡｌ_２Ｏ_３または１．８〜２．０の屈折率を有するＳｉＮｘ、接着層１１は１．６の屈折率を有するエポキシ系樹脂を形成すると良い。

また保護膜１０及び接着層１１の膜厚としては、バリア性を考慮した厚みで形成することが必要であるが、さらに本発明に係る有機ＥＬ素子１の透明性が波長分散に対して均一になるように、絶縁層３も含めた少なくとも一層が１μｍ以上であることが好ましい。さらに、成膜プロセスの工程やタクトを考慮した場合に、その一層が接着剤として利用される接着層１１であることがより好ましい。

（有機ＥＬ素子１の製造方法）
次に、有機ＥＬ素子１の製造方法について説明する。
有機ＥＬ素子１を製造する際には、まず、第一透明基板２上に絶縁層３、第一透明電極４の順に形成する、絶縁層３形成工程、第一透明電極４形成工程を行う。すなわち、有機ＥＬ素子１の製造方法には、絶縁層３形成工程、第一透明電極４形成工程を含む。絶縁層３及び第一透明電極４の形成方法としては、絶縁層３及び第一透明電極４の材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等の乾式成膜法を用いることができる。また、絶縁層３及び第一透明電極４を形成する方法としては、乾式成膜法以外にも、グラビア印刷法や、スクリーン印刷法等の湿式成膜法等を用いることもできる。

ここで、第一透明電極４をパターニングする場合には、第一透明電極４の材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィ法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法等の既存のパターニング法を用いることができる。

次に、発光媒体層８を第一透明電極２上に形成する、発光媒体層８形成工程を行う。すなわち、有機ＥＬ素子１の製造方法には、発光媒体層８形成工程を含む。

発光媒体層８形成工程は、正孔注入層５を、第一透明電極４上を覆うように形成する正孔注入層５形成工程と、有機発光層６を正孔注入層５上に形成する有機発光層６形成工程と、電子注入層７を有機発光層６上に形成する電子注入層７形成工程とを含む。
正孔注入層５形成工程では、正孔注入層５の材料に応じて、正孔注入層５の材料を溶媒に溶解または分散させ、スピンコーター等を用いた各種塗布方法やスリットコート法、スプレーコート法、バーコート法、ディップコート法、凸版印刷法によって形成する方法や、抵抗加熱蒸着法によって形成する方法を用いる。

また、これらの方法以外に、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ法等のドライ成購法や、スピンコート法、ゾルゲル法等のウェット成膜法等、既存の成膜法を用いることもできる。

有機発光層６形成工程では、有機発光層６の材料に応じて、インクジェット印刷法、ノズルプリント印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法等のウェット成膜法等既存の成膜法を用いる。特に、有機発光材料を、溶媒に溶解、または、安定に分散させた有機発光インキを用いて、有機発光層６を各発光色に塗り分ける場合には、インキを転写してパターニングできるインクジェット法、ノズルプリント法、凸版印刷法を用いることが好ましい。
すなわち、有機発光層６形成工程では、第一透明電極４上を覆うように形成された正孔注入層５上に、有機発光層６の材料である有機発光材料を溶媒に溶解または分散させた有機発光インキを塗工して、有機発光層６をパターン化して形成する。なお、上述した成膜法以外の方法を用いて、有機発光層６を形成してもよい。

以下、上記の凸版印刷法により、正孔注入層５及び有機発光層６を形成する手順を説明する。図２は、凸版印刷法に用いる凸版印刷装置２０の概略構成を示す図である。この図２に示すように、凸版印刷装置２０は、有機材料からなる正孔注入材料と有機発光材料を溶媒に溶かし、このインキを第一透明電極が形成された基板２上にパターン印刷する際に用いる装置であり、インクタンク２１と、インキチャンバー２２と、アニロックスロール２３と、凸部が設けられた凸版２５がマウントされた版胴２４とを有している。

インクタンク２１には、溶剤で希釈されたインキが収容されており、インキチャンバー２２には、インクタンク２１から、インキが送り込まれるようになっている。アニロックスロール２３は、インキチャンバー２２のインキ供給部に接して、インキチャンバー２２へ回転可能に支持されている。

上記のパターン印刷を行う際には、アニロックスロール２３の回転に伴い、インキがアニロックスロール２３の表面に供給され、均一な膜厚で形成されたインキ層２６は、アニロックスロール２３に近接して回転駆動される版胴２４にマウントされた凸版２５の凸部に転移する。
そして、凸版２５の凸部にあるインキが、ステージ（平台）２７に設置された被印刷基板（基板２）に対して印刷され、必要に応じて乾燥工程を経て、基板２上に正孔注入層及び有機発光層１４が順に形成されることとなる。

このように正孔注入層５及び有機発光層６が形成された後は、有機発光層６上に電子注入層７を形成する電子注入層７形成工程を行う。この電子注入層７形成工程では、材料に応じ抵抗加熱法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ法等を用いて電子注入層７を形成する。このようにして発光媒体層８が形成される。
発光媒体層８形成工程により発光媒体層８を形成した後は、保護層１０と接着層１１と第二透明基板１２から成る封止層１３形成工程を行う。

封止層１３形成工程のうち、保護層１０形成工程では、ＥＢ蒸着法、抵抗加熱法、ＣＶＤ法等のドライプロセスを用いて、保護層１０を形成する。次に、接着層１１をまず第二透明基板１２上に溶剤溶液法、押出ラミネーション法、溶融・ホットメルト法、カレンダー法、ノズル塗布法、スクリーン印刷法、真空ラミネート法、熱ロールラミネート法等により形成した後、保護層１０上に接着層１１が接するように、接着材付の透明第二基板１２を貼り合わせ、硬化の処理を行う。この貼り合せ工程は窒素雰囲気下で行うことが望ましいが、保護層１０が作製された後の短時間ならば大気下においても大きな影響はない。

［実施例１］
以下、図１から図３を参照しつつ、上述した第１の実施形態の有機ＥＬ素子１と、比較例の有機ＥＬ素子を製造し、両者に対する物性の評価を行った結果について説明する。

実施例１の有機ＥＬ素子１は両面発光の透明ＥＬ構造であり、当該有機ＥＬ素子１を製造する際には、４０ｍｍ×４０ｍｍサイズの無アルカリガラスの第一透明基板２を用いて、基板上面に絶縁層３として、Ａｌ２Ｏ３をＥＢ蒸着法にて、膜厚５０ｎｍで形成した。

次に絶縁層３上に第一透明電極４であるＩＴＯをスパッタ法により成膜した後、フォトリソグラフィ法によりパターニング形成し、これを陽極とした。膜厚は５０ｎｍとなった。

その後、正孔注入材料でありポリフルオレン誘導体を濃度１．０％になるようにアニソールに溶解させたインキを用い、この基板を印刷機にセッティングし、パターニングされた陽極の真上にそのラインパターンに合わせて凸版印刷法で印刷を行った。このとき３００線／インチのアニロックスロールおよび感光性樹脂版を使用した。印刷、乾燥後の正孔注入層５の膜厚は４０ｎｍとなった。

次に、有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を濃度１．０％になるようにトルエンに溶解させた有機発光インキを用い、この基板を印刷機にセッティングし、絶縁層３に挟まれた画素電極の真上にそのラインパターンに合わせて有機発光層６を凸版印刷法で印刷を行った。このとき１５０線／インチのアニロックスロールおよびピクセルのピッチに対応する感光性樹脂版を使用した。印刷、乾燥後の有機発光層６の膜厚は８０ｎｍとなった。

次に、電子注入層７として、ＬｉＦ膜を、メタルマスクを用いて抵抗加熱蒸着法により、厚みが０．５ｎｍとなるよう形成した。
次に、陰極として用いる第二透明電極９の形成として、対向ターゲットスパッタでメタルマスクによりＩＴＯを、膜厚が１００ｎｍとなるよう形成した。

次に、封止層１３のうち、まず第二透明電極上９に保護層１９として、ＳｉＮｘ膜をＣＶＤ法にて、膜厚が３００ｎｍとなるように形成した。次に、膜厚が１０μｍの接着層１１となる熱硬化性樹脂を平板型の無アルカリガラスの第二透明基板１２にダイコーターで全面塗布させた後、保護層１０上面と接着層１１が接するように１００℃の温度をかけながら熱ロールラミネーターを用いて貼り合わせた。貼り合わせた後に、さらに１００℃で１時間硬化した。

形成された各層の屈折率は、４４０ｎｍから７８０ｎｍの波長分散領域で、第一透明基板２が１．５、絶縁層３が１．７５、第一透明電極４が２．０〜１．８、正孔注入層５及び有機発光層６が１．９〜１．６５、電子注入層７が１．４５、第二透明電極が２．０〜１．８、保護層１０が１．９５、接着剤１１が１．６、第二透明基板１２が１．５となった。

こうして得られた有機ＥＬ素子１は、電子注入層７と隣接する層間の２箇所で屈折率差が０．７以下、その他の７箇所の隣接間は０．５以下となり、さらに接着層の膜厚を１０μｍとすることで、図３の３０のように４４０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長分散領域で、８３％以上かつ均一な透過率が得られた。

［比較例１］
実施例１に対して比較例１として、本発明に係る有機ＥＬ素子には該当しない有機ＥＬ素子を作製した。この比較例は、絶縁層３及び接着層１１を積層せず、第二透明基板にキャップ型のガラス基板を用い、その他の構成は上述した本発明例と同様にした。このため比較例の素子では、保護膜１１と第二透明基板の間に空気層が挟まれ、保護膜１１と空気層の層間で屈折率差が０．７以上となった。結果は図３の３１のように、４４０ｎｍから７８０ｎｍの波長分散領域で、透過率の最大が８９％、最小が７１％と大きな差が生じ、均一な透過率が得られなかった。

１…有機ＥＬ素子、２…第一透明基板、３…絶縁層、４…第一透明電極、５…正孔注入層、６…有機発光層、７…電子注入層、８…発光媒体層、９…第二透明電極、１０…保護層、１１…接着層、１２・・・第二透明基板、１３・・・封止層、２０…凸版印刷装置、２１…インクタンク、２２…インキチャンバー、２３・・・アニロックスロール、２４・・・版胴、２５・・・凸版、２６・・・インキ層、２７・・・ステージ

Claims (6)

1. 少なくとも、
   第一透明基板と、
   前記第一透明基板上に形成された絶縁層と、
   前記絶縁層上に形成された第一透明電極と、
   前記第一透明電極上に形成された少なくとも有機発光層を含む発光媒体層と、
   前記発光媒体層上に形成された第二透明電極と、
   第二透明電極上に形成された保護層、接着層及び第二透明基板を含む封止層と、
   を備える有機ＥＬ素子であって、
   前記第一透明基板、前記第一透明電極、前記発光媒体層、前記第二透明電極、前記封止層のうち、互いに隣接する基板と電極どうし、又は、電極と層どうしの４４０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長分散領域の光に対する屈折率の差が０．７以下であることを特徴とする有機ＥＬ素子。
2. 前記有機ＥＬ素子の隣接する層間がＮ箇所ある場合に、屈折率差が０．５以下となる基板と電極、又は、電極と層の組み合わせがＮ−２箇所以上あることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
3. 前記有機ＥＬ素子の透過率は前記波長分散領域で７０％以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の有機ＥＬ素子。
4. 前記有機ＥＬ素子において、前記第一透明基板と前記第二透明基板に挟持される層のうち、少なくとも一層の膜厚が１μｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の有機ＥＬ素子。
5. 前記保護層は、窒化珪素膜、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、酸化金属膜のいずれかから成る単層または多層で形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の有機ＥＬ素子。
6. 前記有機発光層を含む前記発光媒体層のうち少なくとも一層を、ウェットプロセス法によって形成することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。

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