JP4729949B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

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。

有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、適宜有機エレクトロルミネッセンス素子を有機ＥＬ素子と表記する。）は発光素子として、例えば、ディスプレイや照明装置等の分野で用いられている。有機ＥＬ素子の基本的な構造は、ガラス等の透明基板から順に陽極、有機発光層、陰極が積層された構造である。

有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に電圧を印加することで有機発光層に電流が流れて発光する。有機発光層が発した光は、陽極又は陰極のどちらかの電極側より外部に取り出されるのが一般的であり、その場合、少なくとも光を取り出す側の電極には取り出す光に対して透過性を有する透明電極が使用される。透明電極としては、一般に、アルミニウムや銀等の金属電極に比較して体積抵抗率の高い、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）やＺｎＯ（酸化亜鉛）等が用いられる。

有機ＥＬ素子の輝度は、有機発光層における電流密度に影響され、電流密度が高いほど素子の輝度は高くなる。透明電極にＩＴＯを使用した場合、電極の端子（電源接続端子）から近い部分と遠い部分とでは、電気抵抗値の差が大きくなり、有機発光層における電流密度の差も大きくなる。従って、透明電極の端子を単に一箇所だけ設けた構成では、端子に近い部分と遠い部分との輝度の差が大きくなり、有機ＥＬ素子全体としての輝度分布の均一性が悪くなる。

有機ＥＬ素子において、端子に近い部分と遠い部分との輝度の差を小さくする方法に、透明電極に電気伝導率の大きい金属からなる補助電極を併設する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、補助電極として、基板上に形成された平面四角形状の透明電極に対して４辺で接するように形成された四角枠状の補助電極が開示されている。この場合、補助電極がない場合に比べて、端子に近い部分と遠い部分との輝度の差が小さくなる。

補助電極がなく、長方形状の透明電極の一辺に沿って端子が設けられた場合は、発光部５１の輝度が図９（ａ）で示す状態、即ち端子（図示せず）に近い側（図９（ａ）の右側）が明るく、端子から遠い側が暗くなる状態となる。また、長方形状の透明電極に対して４辺で接するように補助電極が形成された場合は、発光部５１の輝度が図９（ｂ）に示す状態、即ち発光部５１の周縁部が明るく、中央部が暗い状態となる。なお、図９（ａ），（ｂ）は、いずれも有機ＥＬ素子の使用初期の状態である。このような輝度ムラは、有機発光層における電流密度の違いによる劣化の進行状態の差、即ち電流密度の高い部分の劣化の進行状態が速いことから、使用時間の経過とともに自然と改善されるのが一般的である。

また、使用初期の状態から輝度ムラを抑制でき、使用時間の経過に伴う輝度ムラをも抑制できる発光装置が提案されている（特許文献２参照）。特許文献２に記載された発光装置は、発光部が画像を表示する複数の発光素子で構成され、前記複数の発光素子に印加される電圧を制御する電圧源を備えている。そして、各発光素子間の相対的な輝度の差の情報データと、発光素子の階調数の累積値に対する、劣化による輝度の低下の度合いの情報データとに基づいて、輝度ムラを抑制するように各電圧源から発光素子に供給される電圧を補正するようにしている。
実開平５−１１９８号公報 特開２００４−１４５２５７号公報

特許文献１に記載の有機ＥＬ素子の場合、使用時間の経過とともに輝度ムラが自然に改善されるが、使用初期における輝度ムラが大きく、使用初期における輝度ムラを小さくしたいという要求がある。

一方、特許文献２に記載の発光装置では、使用初期から輝度ムラを抑制できる。しかし、発光部を構成する複数の発光素子をそれぞれ独立して制御する構成が必要で、構成が複雑になるとともに、製造工程の増加が生じ、コスト増となる。

本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、使用初期の状態で輝度ムラが小さく、使用時間が経過しても輝度ムラの変化が小さい有機ＥＬ素子を提供することにある。

前記の目的を達成するために、請求項１及び請求項２に記載の発明は、第１電極と第２電極との間に有機発光層が設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子である。前記第１電極は前記第２電極よりも体積抵抗率が高い材料で形成され、前記第１電極と前記第２電極とで挟まれた前記有機発光層に対応する発光領域は、第１領域及び第２領域を備えている。前記第１領域は前記第１電極の給電部に対して前記第２領域より近くなるように設けられ、前記第２領域は前記第１電極の給電部に対して前記第１領域より遠くなるように設けられている。
とくに、請求項１に記載の発明は、前記第１領域には、該第１領域内の前記第１電極に孔を設けることにより非発光部が形成され、前記第２領域には、該第２領域内の前記第１電極上に存在する１〜１０μｍの大きさの異物により微小ダークスポットが形成され、前記発光領域の全体として輝度分布の均一度が７０％以上になるように、前記第１領域には複数の前記非発光部が設けられ、前記第２領域には複数の前記微小ダークスポットが設けられている。
とくに、請求項２に記載の発明は、前記第１領域には、該第１領域内の前記第１電極と前記第２電極との間に絶縁部を設けることにより非発光部が形成され、前記第２領域には、該第２領域内の第１電極上に存在する１〜１０μｍの大きさの異物により微小ダークスポットが形成され、前記発光領域の全体として輝度分布の均一度が７０％以上になるように、前記第１領域には複数の前記非発光部が設けられ、前記第２領域には複数の前記微小ダークスポットが設けられている。

ここで、「給電部」とは、電源が供給される電源端子部の他に、電源端子部に電気的に接続されるとともに第１の電極上に配置された補助電極をも含む。また、「微小ダークスポット」とは、有機ＥＬ素子の使用に伴ってサイズが大きくなった場合でも肉眼で視認できないサイズのダークスポットと、初期の状態ではダークスポットと認識されないが使用時間の経過に伴ってダークスポットと認識でき、かつ、サイズが大きくなった場合でも肉眼で視認できないサイズに止まるものを意味する。また、「輝度分布の均一度が７０％以上」とは、発光領域を光出射面側から見たときに、発光領域を複数に分割し、各領域の輝度の最小値を最大値で除算した値に１００を掛けた値（％）が７０％以上であることを意味する。前記値が大きいほど均一度が向上し、１００％のときに均一となる。なお、各領域の面積は、例えば、数平方ミリメートルである。

請求項１及び請求項２に記載の発明では、発光領域のうち、輝度の高い第１領域における非発光部の密度を調整することで、使用初期における第１領域の輝度と、第２領域の輝度との差を小さくできる。また、輝度の低い第２領域に設けられた微小ダークスポットは、微小ダークスポットが設けられない場合に比較して第２領域の輝度を殆ど低下させない。従って、初期状態における発光領域全体の輝度ムラが、非発光部及び微小ダークスポットを設けない場合に比較して小さくなる。また、有機ＥＬ素子の使用時間の経過に伴い、第１領域は第２領域に比較して劣化が速く進行するため、劣化に伴う輝度の低下が第２領域の劣化に伴う輝度の低下より大きい。一方、第２領域では劣化に伴う輝度の低下に加えて、微小ダークスポットの成長に伴う輝度の低下が発生する。そのため、使用時間が経過しても、発光領域全体としての輝度ムラの変化が小さくなる。

とくに、請求項１に記載の発明では、第１電極上に有機発光層を形成する前に非発光部を形成することができるため有機発光層が損傷することを防止し得る。

とくに、請求項２に記載の発明では、第１電極の抵抗を増加させる必要なく非発光部を形成できる。

本発明によれば、使用初期の状態で輝度ムラが小さく、使用時間が経過しても輝度ムラの変化を小さくできる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明をバックライト用の有機エレクトロルミネッセンス素子に具体化した第１の実施の形態を図１〜図３に従って説明する。図１（ａ）は有機ＥＬ素子の模式平面図、（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における模式断面図である。図２（ａ）は非発光部の構成を示す模式断面図、（ｂ）はダークスポットの構成を示す模式断面図である。図３（ａ），（ｂ）は発光領域の輝度の状態を示す模式図である。なお、図１（ａ），（ｂ）は、有機ＥＬ素子の構成を模式的に示したものであり、図示の都合上、一部の寸法を誇張して分かり易くしているために、それぞれの部分の幅、長さ、厚さ等の寸法の比は実際の比と異なっている。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、有機ＥＬ素子１１は、略四角形状の基板１２から順に、第１電極１３と、有機発光層１４及び第２電極１５で構成されている。第１電極１３は有機発光層１４より大きく、第２電極１５は有機発光層１４より小さく形成されている。

第１電極１３は、第２電極１５よりも体積抵抗率が高い材料で形成されている。第１電極１３の一辺の外側には、図示しない外部駆動回路に接続するための外部接続端子として二つの端子部１３ａ，１３ｂを備えている。端子部１３ａ，１３ｂは、第１電極１３と同一材料で形成され、かつ、第１電極１３と一体的に形成されている。第２電極１５は、同じく外部接続端子として一つの端子部１５ａを備えている。端子部１５ａは、第１電極及び端子部１３ａ，１３ｂと同一材料で形成され、第２電極１５の一辺の一部が外側に延出した第２電極延出部１５ｂに接続されている。二つの端子部１３ａ，１３ｂ及び第２電極１５の端子部１５ａは、基板１２の一辺に沿って並び、かつ端子部１５ａが端子部１３ａ，１３ｂの間に存在するように配置されている。

第１電極１３の有機発光層１４より外側となる領域上には、第１電極１３より体積抵抗率が低い材料で形成された補助電極１６が、端子部１３ａ，１３ｂの一部分上から連続して延びるように設けられている。従って、この実施の形態の構成では、端子部１３ａ，１３ｂに供給される電流は補助電極１６を経て第１電極１３に供給されるようになり、補助電極１６は給電部を構成する。なお、この実施の形態では、補助電極１６の材料に、第２電極１５と同じ材料（例えば、アルミニウム）が使用されている。

有機ＥＬ素子１１は、有機発光層１４が水分（水蒸気）及び酸素の悪影響を受けないように、有機ＥＬ素子１１、第１電極１３の補助電極１６が形成されている部分及び第２電極延出部１５ｂが保護膜１７で被覆されている。保護膜１７は公知のパッシベーション膜、例えば、窒化ケイ素等のセラミック膜で構成されている。

この実施の形態では、第１電極１３が陽極を構成し、第２電極１５が陰極を構成する。有機ＥＬ素子１１は、有機発光層１４からの光が基板１２側から取り出される（出射される）所謂ボトムエミッションタイプに構成されている。そして、基板１２には可視光透過性を有する基板が使用され、例えば、ガラス基板が使用される。

第１電極１３は公知の透明な導電性材料で形成されており、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）や、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＳｎＯ_２（酸化錫）等を用いることができる。

第２電極１５は、従来用いられている公知の陰極材料等が使用でき、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、クロム等の金属やこれらの合金が用いられる。
有機発光層１４は、公知の有機ＥＬ材料を用いて形成され、有機ＥＬ素子１１の目的とする発光色に応じて構成されている。この実施の形態では、白色発光を行うように構成されており、有機ＥＬ素子１１を液晶表示装置のバックライトとして使用する場合、カラーフィルタを使用したフルカラー表示に対応できるようになっている。

有機ＥＬ素子１１は、第１電極１３と第２電極１５とで挟まれた有機発光層１４に対応する部分が発光領域１８となる。図１（ａ）に示すように、発光領域１８は、第１領域１８ａ及び第２領域１８ｂで構成され、第１領域１８ａは第１電極１３の給電部に対して、即ち補助電極１６に対して第２領域１８ｂより近くなるように設けられ、第２領域１８ｂは第１電極１３の給電部に対して、即ち補助電極１６に対して第１領域１８ａより遠くなるように設けられている。この実施の形態では発光領域１８の周縁側（図１（ａ）に２点鎖線で示す楕円の外側）が第１領域１８ａに，中央側（図１（ａ）に２点鎖線で示す楕円の内側）が第２領域１８ｂになるように構成されている。

第１領域１８ａには複数の非発光部１９が設けられ、第２領域１８ｂには複数の微小ダークスポット２０が設けられている。非発光部１９及び微小ダークスポット２０は、発光領域１８が全体として輝度分布の均一度が７０％以上、好ましくは８０％以上になるように設けられている。「輝度分布の均一度が７０％以上」とは、発光領域１８を光出射面側から見たときに、発光領域１８を複数に分割し、各領域の輝度の最小値を最大値で除算した値に１００を掛けた値（％）が７０％以上であることを意味する。前記値が大きいほど均一度が向上し、１００％のときに均一となる。なお、各領域の面積は、例えば、数平方ミリメートルである。

第１領域１８ａと第２領域１８ｂと（非発光部１９と微小ダークスポット２０とを形成する位置及び数）の決定方法としては、例えば、非発光部１９と微小ダークスポット２０とが形成されていない以外は、同一形状、同一部材の有機ＥＬ素子を形成する。そして、前記有機ＥＬ素子に直流駆動電圧を印加し、前記有機ＥＬ素子を発光させる。前記有機ＥＬ素子の発光領域のうち、第１電極１３の相対的に明るい部分に対応する部分に非発光部１９を形成し、有機発光層１４の相対的に暗い部分に対応する部分に微小ダークスポット２０を形成する。その際、所望の輝度分布になるように非発光部１９と微小ダークスポット２０との位置及び数を実験等により決定する。

図２（ａ）に示すように、非発光部１９は、第１電極１３の該非発光部１９と対応する部分に孔２１を形成することにより構成されている。非発光部１９は、有機ＥＬ素子１１を基板１２側から眺めた際に、非発光部１９が肉眼で確認できない程度の大きさに形成されている。非発光部１９の有機ＥＬ素子１１の面方向における大きさは、有機ＥＬ素子１１の光取出側に、例えば拡散板等の拡散機能を有する部材を設ける場合と設けない場合とで許容できる大きさが異なる。拡散機能を有する部材を設ける場合は、非発光部１９内の最も離れた２点の距離が５００μｍ以下、拡散機能を有する部材を設けない場合には、前記距離は３００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下にするとよい。なお、図２（ａ），（ｂ）では、保護膜１７の図示を省略している。

図２（ｂ）に示すように、微小ダークスポット２０は、第１電極１３上に存在する異物によって構成される。この実施の形態において「微小ダークスポット２０」とは、有機ＥＬ素子１１の使用に伴ってサイズが大きくなった場合でも肉眼で視認できないサイズのダークスポットを意味する。具体的には、初期のサイズが１〜１０μｍの大きさの異物である。そして、初期の状態ではダークスポットと認識されなくても、有機ＥＬ素子１１の使用による時間経過に伴ってダークスポットと認識でき、かつ、サイズが大きくなった場合でも肉眼で視認できないサイズに止まるものを含む。

次に上記のように構成された有機ＥＬ素子１１の製造方法を説明する。有機ＥＬ素子１１を製造する際は、ＩＴＯ膜が形成された透明な基板１２（ガラス基板）を準備する。ＩＴＯ膜はスパッタリング法、真空蒸着法、イオン化蒸着法等の公知の薄膜形成方法によって形成される。次に、このＩＴＯ膜に対してエッチングを行い、第１電極１３及び端子部１３ａ，１３ｂを形成する。また、第１電極１３の第１領域１８ａとなるべき領域に非発光部１９を構成する孔２１が同時に形成される。

次に基板洗浄工程において、基板１２及び第１電極１３の洗浄が行われる。この基板洗浄工程においては、第１電極１３の表面に付着している有機物や比較的大きな塵埃が除去される。さらに、ＵＶ洗浄やプラズマ処理等が行われ、洗浄では除去できなかった小さな塵埃や有機物等の除去が行われる。このとき、第２領域１８ｂとなるべき領域をマスクで覆った状態でＵＶ洗浄やプラズマ処理を行うことにより、第２領域１８ｂとなるべき領域上に微小ダークスポット２０となる異物を残す。第２領域１８ｂとなるべき領域上に所望の状態で異物を残すための条件、例えば、ＵＶ洗浄時間やマスクで覆う時間等は、予め試験により求めておく。

次に第１電極１３の上に、有機発光層１４を形成する。有機発光層１４は、例えば、蒸着法で形成され、有機発光層１４を構成する各層が蒸着により順次積層されることで形成される。その後、蒸着により有機発光層１４上に第２電極１５を、第１電極１３の周縁部上に補助電極１６を形成する。第２電極１５及び補助電極１６は、例えば、Ａｌの蒸着により同時に形成される。

最後に、保護膜形成工程で保護膜１７を形成する。保護膜１７として窒化ケイ素等のセラミック膜を形成する場合、セラミック膜は、例えば、プラズマＣＶＤ法で形成される。
次に前記のように構成された有機ＥＬ素子１１の作用について説明する。有機ＥＬ素子１１は、例えば、液晶表示装置のバックライトとして使用される。

有機ＥＬ素子１１は、端子部１３ａ，１３ｂ及び端子部１５ａに図示しない外部駆動回路が接続された状態で使用される。端子部１３ａ，１３ｂと端子部１５ａとの間に直流駆動電圧が印加されると、端子部１３ａ，１３ｂから補助電極１６を介して第１電極１３、有機発光層１４、第２電極１５へと電流が流れる。この時、有機発光層１４が発光し、その光は透明電極である第１電極１３を経て基板１２側から外部に取り出される。

有機ＥＬ素子１１の輝度は、有機発光層１４における電流密度に影響され、電流密度が高いほど素子の輝度は高くなる。第１電極１３は体積抵抗率が第２電極１５に比較して高く、給電部から近い部分と遠い部分とでは、電気抵抗値の差が大きくなり、有機発光層１４における電流密度の差も大きくなる。そして、補助電極１６が第１電極１３の周縁部に設けられているため、発光領域１８のうち第１領域１８ａの電流密度が第２領域１８ｂの電流密度より高くなる。そして、非発光部１９が存在しない状態では、第１領域１８ａと第２領域１８ｂとの輝度の差が大きくなりすぎて、発光領域１８全体として輝度分布の均一度を７０％以上とすることは難しい。

しかし、第１領域１８ａには非発光部１９が設けられているため、第１電極１３及び第２電極１５間に直流駆動電圧が印加されても、有機発光層１４のうち非発光部１９と対応する部分は発光せず、第１領域１８ａの輝度が非発光部を設けない場合より低くなる。また、第２領域１８ｂに設けられた微小ダークスポット２０は、初期状態では輝度の低下に
殆ど影響を与えない大きさである。そして、初期状態において、発光領域１８が全体として輝度分布の均一度が７０％以上となるように非発光部１９の密度が設けられているため、図３（ａ）に示すように、発光領域１８は、第１領域１８ａと第２領域１８ｂとの輝度の差が小さな状態で、輝度分布が略均一となる。

有機ＥＬ素子１１の使用時間の経過に伴い、第１領域１８ａは第２領域１８ｂに比較して劣化が速く進行するため、劣化に伴う輝度の低下が第２領域１８ｂの劣化に伴う輝度の低下より大きい。一方、第２領域１８ｂでは劣化に伴う輝度の低下に加えて、微小ダークスポット２０の成長に伴う輝度の低下が発生するため、両者の合計による輝度の低下割合は、第１領域１８ａにおける輝度の低下割合と同程度となる。その結果、使用時間が経過しても、図３（ｂ）に示すように、発光領域１８全体としての輝度ムラの変化が小さくなり、輝度分布が略均一となる。

この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）第１電極１３は第２電極１５よりも体積抵抗率が高い材料で形成され、発光領域１８は、第１領域１８ａ及び第２領域１８ｂで構成されている。第１領域１８ａは第１電極１３の給電部（補助電極１６）に対して第２領域１８ｂより近くなるように設けられ、第２領域１８ｂは前記給電部に対して第１領域１８ａより遠くなるように設けられている。第１領域１８ａには複数の非発光部１９が設けられ、第２領域１８ｂには複数の微小ダークスポット２０が設けられ、発光領域１８は全体として輝度分布の均一度が７０％以上になるように構成されている。従って、初期状態における発光領域１８全体の輝度ムラが、非発光部１９及び微小ダークスポット２０を設けない場合に比較して小さくなる。また、有機ＥＬ素子１１の使用時間が経過しても、発光領域１８全体としての輝度ムラの変化が小さくなる。その結果、第１領域１８ａにおける非発光部１９の密度と、第２領域１８ｂに設けられた微小ダークスポット２０の密度とを調整することにより、発光領域１８全体の輝度分布を略均一に保持することが可能になる。

（２）非発光部１９は、第１電極１３の非発光部１９と対応する部分に孔２１を形成することにより構成されている。従って、第１電極１３上に有機発光層１４を形成する前に、非発光部１９を形成することができるため有機発光層１４が損傷することを防止し得る。このため、発光領域１８の性能を損なうことなく非発光部１９の形成が可能となる。

（３）第１電極１３の給電部は、第１電極１３の端子部１３ａ，１３ｂだけで構成されるのではなく、有機発光層１４より広く形成された第１電極１３の周縁部に、端子部１３ａ，１３ｂ上から延びる状態で設けられた補助電極１６によっても構成されている。従って、発光領域１８の面積が同じ場合、非発光部１９及び微小ダークスポット２０を設けない状態における第１領域１８ａの最大輝度部と、第２領域１８ｂの最小輝度部との輝度の差が、給電部として単に端子部１３ａ，１３ｂが設けられた構成に比較して小さくなる。そのため、発光領域１８全体として輝度分布の均一度が７０％以上になるように非発光部１９及び微小ダークスポット２０を設けるのが容易になる。

（４）微小ダークスポット２０を形成する方法として、基板１２上に第１電極１３を形成した後の洗浄工程において、第１領域１８ａ及び第２領域１８ｂになるべき部分の洗浄度合いを調整する方法が採られている。従って、微小ダークスポット２０を形成するための新たな装置や工程を独立して設けずに、洗浄条件を変更することで対応することができる。

（５）第１領域１８ａ及び第２領域１８ｂになるべき部分の洗浄度合いを調整することにより微小ダークスポット２０を形成する場合、ＵＶ洗浄による洗浄度を調整することを採用している。従って、ブラシ洗浄での洗浄度合いの調整により洗浄度を調整する場合に比較して、洗浄度合いの調整が容易になる。

（６）補助電極１６は第２電極１５と同じ材料で形成される。従って、有機ＥＬ素子１１の製造時において補助電極１６と第２電極１５とを同時に形成することができ、有機ＥＬ素子１１の製造時の工数を減らすことができる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態を図４〜図７に従って説明する。この実施の形態は、給電部の構成と、非発光部１９の構成とが前記第１の実施の形態と異なっている。第１の実施の形態と同様の部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

図４及び図５に示すように、第１電極１３は、長方形の１辺に対応する部分（図４の右側部分）全長にわたって延びる端子部１３ｃを備えている。端子部１３ｃは、第１電極１３と同一部材で構成され、かつ、第１電極１３と一体的に形成されている。有機発光層１４は第１電極１３の端子部１３ｃが設けられていない３辺上の端部においては第１電極１３を覆うように積層されている。第２電極１５は、第１電極１３の端子部１３ｃより内側となる位置に第２電極延出部１５ｄが端子部１３ｃと平行に設けられている。また、第２電極１５の第２電極延出部１５ｄと電気的に接続するように第２電極１５の端子部１５ｃが形成されている。端子部１５ｃは、第１電極１３及び端子部１３ｃと同一材料で形成されている。第２電極延出部１５ｄ，端子部１５ｃと端子部１３ｃとの間には絶縁膜２４が設けられている。この実施の形態では、発光領域１８の端子部１３ｃ側が第１領域１８ａとなり、端子部１３ｃと反対側寄りが第２領域１８ｂとなる。

図６に示すように、非発光部１９は、第１電極１３と有機発光層１４との間の、該非発光部１９と対応する部分に絶縁部２２を形成することにより構成されている。また、基板１２と第１電極１３との間の絶縁部２２と対応する位置にそれぞれ光反射層２３が設けられている。絶縁部２２は、第１領域１８ａの単位面積当たりに占める面積が、端子部１３ｃからの距離が遠くなるにつれて小さくなるように設定されている。なお、図６では、保護膜１７の図示を省略している。

この構成の非発光部１９を形成する場合は、例えば、基板１２上に有機ＥＬ素子１１を形成する工程において、基板１２の所定位置（絶縁部２２が形成される位置と対応する位置）に光反射層２３が形成された後、その上に第１電極１３が形成される。光反射層２３は、例えば、銀で形成される。次に基板１２の上にポジタイプのフォトレジスト層が形成された後、基板１２側から露光され、フォトレジスト層の光反射層２３と対応する部分以外の部分が可溶性となる。次に、可溶性となった部分を除去し、光反射層２３と対応する部分に絶縁部２２が形成される。

また、第２領域１８ｂには微小ダークスポット２０が設けられている。微小ダークスポット２０は、第２領域１８ｂの単位面積当たりに占める面積が、端子部１３ｃからの距離が遠くなるにつれて小さくなるように設定されている。微小ダークスポット２０は前記第１の実施の形態と同様の方法で形成される。

有機ＥＬ素子１１は、端子部１３ｃ及び端子部１５ａに図示しない外部駆動回路が接続された状態で使用される。非発光部１９及び微小ダークスポット２０が設けられていなければ、発光領域１８の最大輝度部と最小輝度部との輝度の差が大きくなりすぎて、発光領域１８全体として輝度分布の均一度を７０％以上とすることは第１の実施の形態よりも難しい。しかし、非発光部１９及び微小ダークスポット２０が設けられているため、初期状態において、発光領域１８は、図７（ａ）に示すように、第１領域１８ａと第２領域１８ｂとの輝度の差が小さな状態で、輝度分布が略均一となる。

また、有機ＥＬ素子１１の使用時間の経過に伴い、有機発光層１４の劣化が進行した場合も、非発光部１９及び微小ダークスポット２０が設けられているため、第１の実施の形態と同様の作用により、図７（ｂ）に示すように、発光領域１８全体としての輝度ムラの変化が小さくなり、輝度分布が略均一となる。

従って、この第２の実施の形態では、前記第１の実施の形態の効果（１）、（４）、（５）と同様の効果を有する他に次の効果を有する。
（７）非発光部１９は、第１電極１３と有機発光層１４との間の非発光部１９と対応する部分に絶縁部２２が設けられることにより構成されている。従って、第１電極１３の抵抗を増加させること無く非発光部１９を形成することができるため、非発光部１９の面積を大きくすることができ、発光領域１８の輝度の制御できる範囲が広くなる。

（８）絶縁部２２は、第１電極１３と第２電極１５との間に設けられていれば、非発光部１９を構成できる。しかし、絶縁部２２は予め設定された分布となるようにパターン形成をする必要があり、有機発光層１４を形成した後に絶縁部２２を形成する場合は、有機発光層１４を損傷しないようにするための製造条件が厳しくなる。この実施の形態では、絶縁部２２は第１電極１３上に絶縁部２２を形成した後、有機発光層１４を形成することが可能となり、絶縁部２２を形成する際の自由度が高くなる。

（９）絶縁部２２はポジタイプのフォトレジストで形成され、所定の分布（パターン）の絶縁部２２が形成される。また、基板１２と第１電極１３との間に光反射層２３が設けられているため、フォトレジストを露光する際に絶縁部２２となる部分以外の部分を露光するためのマスクを特に設けなくても、光反射層２３が形成された基板１２がマスクの役割を果たす。

実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように構成してもよい。
○ 第１電極１３と第２電極１５とで挟まれた有機発光層１４に対応する発光領域１８は、全体として輝度分布の均一度が７０％以上になるように構成されていればよく、非発光部１９及び微小ダークスポット２０の形状や大きさは特に限定されない。従って、異なる形状や大きさのものが混合された状態で設けられてもよい。

○ 発光領域１８は、全体として輝度分布の均一度が７０％以上になるように構成されていればよく、非発光部１９が第１領域１８ａ全体に設けられずに、特に輝度が高くなる給電部近傍のみに設けられ、微小ダークスポット２０が第２領域１８ｂ全体に設けられず、特に輝度が低くなる給電部から遠い部分のみに設けられてもよい。即ち、発光領域１８が見かけ上、非発光部１９が設けられた第１領域１８ａと、微小ダークスポット２０が設けられた第２領域１８ｂとの間に、非発光部１９も微小ダークスポット２０も設けられない第３の領域が存在する構成であってもよい。

○ 発光領域１８は、全体として輝度分布の均一度が７０％以上になるように構成されていればよく、図８に示すように、第１領域１８ａと第２領域１８ｂが重なる領域が存在していてもよい。即ち、非発光部１９と微小ダークスポット２０とが混在する領域が設けられていてもよい。

○ 非発光部１９は、有機ＥＬ素子１１において、第１電極１３と第２電極１５との間に電圧が印加されても発光しない部分であり、第１電極１３の非発光部１９と対応する部分に孔２１を設ける代わりに、有機発光層１４あるいは第２電極１５に孔を設けてもよい。また、第１電極１３、有機発光層１４及び第２電極１５の複数の層を貫通する孔を設けてもよい。

○ 非発光部１９を、絶縁部２２を設けることで構成する場合、絶縁部２２を第１電極１３と有機発光層１４との間に設ける代わりに、非発光部１９に対応する、有機発光層１４と第２電極１５との間に設けたり、第１電極１３と有機発光層１４との間及び有機発光層１４と第２電極１５との間の両方に絶縁部２２を設けたりしてもよい。しかし、絶縁部２２を有機発光層１４と第２電極１５との間に設ける場合は、有機発光層１４を形成した後に絶縁部２２を形成する必要があり、水分や高熱に弱い有機発光層１４を損傷しないようにするための製造条件が厳しくなる。従って、絶縁部２２は、有機発光層１４を形成する前に設けることができる構成となる、第１電極１３と有機発光層１４との間に設けられる構成が好ましい。

○ 光反射層２３は設けなくてもよい。
○ 微小ダークスポット２０を形成する方法として、基板１２上に第１電極１３を形成した後の洗浄工程において、第１領域１８ａ及び第２領域１８ｂになるべき部分の洗浄度合いを調整する方法を採用する場合、ＵＶ洗浄による洗浄度を調整する代わりに、ブラシ洗浄での洗浄度合いの調整により洗浄度を調整してもよい。

○ 微小ダークスポット２０を形成する方法として、第１電極１３の洗浄を異物をできる限り除去する条件で行った後、第２領域１８ｂになるべき部分に微小ダークスポット２０となる異物を付着させる方法を採用してもよい。異物の付着は、例えば、第１電極１３の上にフォトレジストを所定パターンで付着させてもよい。フォトレジストはネガタイプのフォトレジストでもポジタイプのフォトレジストであってよい。また、フォトレジストに限らず、洗浄後の第１電極１３上に微小ダークスポット２０の所定パターンに対応する孔が形成されたマスクを介して異物となる粉体を撒いて付着させてもよい。

○ 給電部を第１電極１３の周囲全体に設ける場合、端子部を１箇所にして補助電極１６を第１電極１３の周囲全体に設けたり、補助電極１６を設けずに四角形状の第１電極１３の４辺に沿って４個の端子部を設け、各端子部にそれぞれ外部電源の端子を接続したりしてもよい。

○ 端子部を第１電極１３の辺の一部において突出するように設けたり、そのような端子部を複数設けたりしてもよい。
○ 有機ＥＬ素子１１は基板１２側から光を出射する構成に限らず、基板１２と反対側から光を出射する所謂トップエミッション型の有機ＥＬ素子を使用してもよい。この場合、有機ＥＬ素子１１は、基板１２側に第２電極１５が形成され、有機発光層１４を挟んで基板１２と反対側に第１電極１３（透明電極）が形成される。第２電極１５は第１電極１３よりも体積抵抗率が低い材料で形成されていればよく、透明電極で構成されても不透明な電極で構成されてもよい。また、基板１２は透明基板に限らず、不透明な基板であってもよい。

○ 有機発光層１４は白色発光を行うような構成に限らず、例えば、赤や青や緑や黄色などの単色光若しくは、その組み合わせを発光する構成としてもよい。
○ 有機ＥＬ素子１１はバックライト用に限らず、他の照明装置やディスプレイの発光源として使用してもよい。

以下の技術的思想（発明）は前記実施の形態から把握できる。
（１）前記非発光部は、第１領域の単位面積当たりに占める割合が、前記給電部からの距離が遠いほど小さくなるように設けられている。

（２）前記微小ダークスポットは、第２領域の単位面積当たりに占める割合が、前記給電部からの距離が遠いほど小さくなるように設けられている。

（３）有機エレクトロルミネッセンス素子の第２領域に設けられる微小ダークスポットの製造方法であって、基板上に第１電極を形成した後の基板及び第１電極の洗浄工程において、第１領域及び第２領域になるべき部分の洗浄度合いを調整し、第１領域になるべき部分の洗浄は異物をできる限り除去する条件で行い、第２領域になるべき部分の洗浄は、微小ダークスポットとなる異物が残る条件で洗浄を行う微小ダークスポットの製造方法。

（４）第１領域及び第２領域になるべき部分の洗浄度合いを調整することにより微小ダークスポットを形成する場合、ＵＶ洗浄による洗浄度を調整する微小ダークスポットの製造方法。

（５）有機エレクトロルミネッセンス素子の第２領域に設けられる微小ダークスポットの製造方法であって、第１電極の洗浄を異物ができる限り除去される条件で行った後、第２領域になるべき部分に微小ダークスポットとなる異物を付着させる微小ダークスポットの製造方法。

（６）前記異物の付着は、フォトレジストを所定パターンで付着させることにより行われる。

（ａ）は第１の実施の形態における有機ＥＬ素子の模式平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における模式断面図。 （ａ）は非発光部の構成を示す模式断面図、（ｂ）は微小ダークスポットの部分を示す模式断面図。 （ａ）及び（ｂ）は発光領域の輝度の状態を示す模式図。 第２の実施の形態における有機ＥＬ素子の模式断面図。 同じく模式平面図。 非発光部の構成を示す模式断面図。 （ａ），（ｂ）は発光領域の輝度の状態を示す模式図。 別例における有機ＥＬ素子の模式平面図。 （ａ），（ｂ）は従来技術における発光領域の輝度の状態を示す模式図。

符号の説明

１１…有機ＥＬ素子、１３…第１電極、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…給電部を構成する端子部、１４…有機発光層、１５…第２電極、１６…給電部を構成する補助電極、１８…発光領域、１８ａ…第１領域、１８ｂ…第２領域、１９…非発光部、２０…微小ダークスポット、２１…孔、２２…絶縁部。

Claims (2)

1. 第１電極と第２電極との間に有機発光層が設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
   前記第１電極は前記第２電極よりも体積抵抗率が高い材料で形成され、前記第１電極と前記第２電極とで挟まれた前記有機発光層に対応する発光領域は、第１領域及び第２領域を備え、前記第１領域は前記第１電極の給電部に対して前記第２領域より近くなるように設けられ、前記第２領域は前記第１電極の給電部に対して前記第１領域より遠くなるように設けられ、前記第１領域には、該第１領域内の前記第１電極に孔を設けることにより非発光部が形成され、前記第２領域には、該第２領域内の前記第１電極上に存在する１〜１０μｍの大きさの異物により微小ダークスポットが形成され、前記発光領域の全体として輝度分布の均一度が７０％以上になるように、前記第１領域には複数の前記非発光部が設けられ、前記第２領域には複数の前記微小ダークスポットが設けられていることを特徴とす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. 第１電極と第２電極との間に有機発光層が設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
   前記第１電極は前記第２電極よりも体積抵抗率が高い材料で形成され、前記第１電極と前記第２電極とで挟まれた前記有機発光層に対応する発光領域は、第１領域及び第２領域を備え、前記第１領域は前記第１電極の給電部に対して前記第２領域より近くなるように設けられ、前記第２領域は前記第１電極の給電部に対して前記第１領域より遠くなるように設けられ、前記第１領域には、該第１領域内の前記第１電極と前記第２電極との間に絶縁部を設けることにより非発光部が形成され、前記第２領域には、該第２領域内の第１電極上に存在する１〜１０μｍの大きさの異物により微小ダークスポットが形成され、前記発光領域の全体として輝度分布の均一度が７０％以上になるように、前記第１領域には複数の前記非発光部が設けられ、前記第２領域には複数の前記微小ダークスポットが設けられ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。

Images