WO2009125696A1 - 有機ｅｌ素子 - Google Patents

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WO2009125696A1
WO2009125696A1 PCT/JP2009/056693 JP2009056693W WO2009125696A1 WO 2009125696 A1 WO2009125696 A1 WO 2009125696A1 JP 2009056693 W JP2009056693 W JP 2009056693W WO 2009125696 A1 WO2009125696 A1 WO 2009125696A1
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WO
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organic
electrode
light emitting
emitting layer
substrate
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Application number
PCT/JP2009/056693
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English (en)
French (fr)
Inventor
憲史 川村
浩一 森
秀幸 小林
敬士 竹久
Original Assignee
ローム株式会社
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Publication date
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Priority claimed from JP2008103816A external-priority patent/JP5396037B2/ja
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Priority to US12/736,454 priority patent/US8227980B2/en
Priority to EP09731138A priority patent/EP2271178A1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes

Definitions

  • the present invention relates to an organic EL (electroluminescence) element having an organic light emitting layer sandwiched between a pair of electrodes having different electric resistances.
  • the present invention relates to an organic EL element having an electrode capable of transmitting light.
  • an organic EL element having an organic light emitting layer is known.
  • the organic EL element is used for illumination or the like, the plane area of the organic EL element tends to increase. In such a case, the organic EL element has a problem that unevenness in luminance distribution occurs in the light emitting surface. Therefore, a technique for reducing the unevenness of the luminance distribution of the organic EL element has been proposed.
  • Patent Document 1 discloses an organic EL lighting device including a substrate, an anode formed on the substrate, an organic light emitting layer, and a cathode.
  • the anode is formed by a plurality of strip-shaped transparent electrodes. And the wiring from the outside connected to the edge part of an anode is connected to the edge part on a different side alternately.
  • Patent Document 2 discloses an organic EL element unit in which a plurality of organic EL elements are formed on a single substrate. In this organic EL element unit, a gap is formed between adjacent organic EL elements so that the anode and the cathode of the adjacent organic EL elements are not electrically connected.
  • an organic EL element including an electrode capable of transmitting light and an organic light emitting layer is known.
  • Patent Document 3 discloses a substrate, a first electrode that can transmit light formed on the substrate, an organic light emitting layer formed on the first electrode, and a second electrode formed on the organic light emitting layer.
  • An organic EL device is disclosed that includes an auxiliary electrode for supplying a charge to the second electrode on the center of the organic light emitting layer.
  • the first electrode is formed in a planar shape or a strip shape. Then, charge is injected into the first electrode from the outer peripheral portion or the end portion.
  • light emitted from the organic light emitting layer is transmitted to the outside through the first electrode and the substrate.
  • Patent Document 4 a substrate, a first power feeding unit formed on the substrate, a planar first electrode capable of transmitting light connected to the center of the first power feeding unit, and a first electrode are disposed on the first electrode.
  • An organic EL element including an organic light emitting layer formed and a planar second electrode formed on the organic light emitting layer is disclosed.
  • light emitted from the organic light emitting layer is transmitted to the outside through the first electrode and the substrate.
  • the first electrode made of a material that can transmit light has a large resistance. And since the electric charge is inject
  • the first power feeding unit since the first power feeding unit is formed on the substrate, the first power feeding unit shields the light traveling toward the substrate side. There is a problem of reduction.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an organic EL element capable of reducing unevenness in luminance distribution.
  • Another object of the present invention is to provide an organic EL element capable of reducing unevenness in luminance distribution while improving light extraction. .
  • a substrate, a planar first electrode, a planar second electrode having a smaller electrical resistance than the first electrode, and the first electrode and the second electrode are interposed between the first electrode and the second electrode.
  • An organic EL element is provided in which the area of the first connection surface is larger than the area of the second connection surface.
  • a substrate a first electrode formed on the substrate and transmitting light, an organic light emitting layer formed on the first electrode, and on the organic light emitting layer
  • a second electrode formed with an electrode opening in a region where the organic light emitting layer is formed, and spaced apart above the second electrode, and outside the organic light emitting layer
  • a conductive power supply member connected to the first electrode; and a convex connection member inserted into the electrode opening in a non-contact state with the second electrode and connected to the first electrode and the power supply member.
  • the first connection surface of the first external terminal connected to the planar first electrode is more than the second connection surface of the second external terminal connected to the second electrode having a small electrical resistance. Is also formed large.
  • poured into a 1st electrode can be increased, the carrier which reaches
  • light emitted at the center of the organic light emitting layer can be increased, so that unevenness in luminance distribution can be reduced.
  • charges such as holes and electrons can be supplied to a desired region of the first electrode by the convex connection member and the conductive power supply member.
  • the charge can be injected into a region where it is difficult to feed the charge, such as the central portion of the organic light emitting layer.
  • it is possible to reduce unevenness in the luminance distribution of light emitted from the organic light emitting layer.
  • the power feeding member is arranged on the opposite side of the first electrode with the organic light emitting layer interposed therebetween.
  • FIG. 1 is an overall perspective view of an organic EL element according to a first embodiment. It is a whole perspective view inside an organic EL element.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1. It is a top view of the 1st transparent electrode and the 2nd transparent electrode.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view at the same position as the line III-III in FIG. 1 in each manufacturing process of the organic EL element according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view at the same position as the line IV-IV in FIG. 1 in each manufacturing process of the organic EL element according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view at the same position as the line IV-IV in FIG. 1 in each manufacturing process of the organic EL element according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view at the same position as the line IV-IV in FIG. 1 in each manufacturing process of the organic EL element according to the first embodiment. It is a top view in each manufacturing process of the organic EL element by 1st Embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view at the same position as the line III-III in FIG. 1 in each manufacturing process of the organic EL element according to the first embodiment. It is a top view in each manufacturing process of the organic EL element by 1st Embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view at the same position as the line III-III in FIG. 1 in each manufacturing process of the organic EL element according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view at the same position as the line III-III in FIG. 1 in each manufacturing process of the organic EL element according to the first embodiment. It is a top view in each manufacturing process of the organic EL element by 1st Embodiment. It is a whole perspective view of the organic EL element by 2nd Embodiment. It is a top view of a transparent electrode. It is a top view of the transparent electrode by 3rd Embodiment. It is a top view of the board
  • the organic EL device 1 includes a substrate 2, an anode 11, a cathode 7 having a lower electrical resistance than the anode 11, and the anode 11 and the cathode 7.
  • a light emitting section formed on the substrate 2, an anode terminal 12 formed on the substrate 2 and connected to the anode 11, a cathode 7 formed on the substrate 2, and the cathode 7.
  • a cathode terminal 16 to be connected The surface of the anode terminal 12 connected to the outside is referred to as an anode connection surface 12a, and the surface of the cathode terminal 16 connected to the outside is referred to as a cathode connection surface 16a.
  • the area S1 of the anode connection surface 12a is larger than the area S2 of the cathode connection surface 16a.
  • FIG. 1 is an overall perspective view of the organic EL element according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an overall perspective view of the inside of the organic EL element with the sealing plate removed.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a plan view of the first transparent electrode and the second transparent electrode.
  • the organic EL device 1 As shown in FIGS. 1 to 5, the organic EL device 1 according to the first embodiment includes a substrate 2, a first transparent electrode 3, four second transparent electrodes 4, an insulating layer 5, and an organic light emitting layer. 6, a cathode (second electrode) 7, a sealing material 8, and a sealing plate 9.
  • the substrate 2 is made of a glass substrate that can transmit light.
  • the substrate 2 has a thickness of about 0.7 mm.
  • the substrate 2 is formed in a square shape having a side of about 15 cm in plan view.
  • the upper surface of the substrate 2 is a growth main surface 2a on which the layers 3 to 7 are formed.
  • the lower surface of the substrate 2 is a light extraction surface 2b from which light is extracted.
  • the first transparent electrode 3 is for injecting holes into the organic light emitting layer 6.
  • the first transparent electrode 3 is formed on the growth main surface 2 a of the substrate 2.
  • the first transparent electrode 3 is formed in an octagonal shape in a region excluding the vicinity of each vertex of the growth main surface 2a.
  • the first transparent electrode 3 is formed point-symmetrically around the center C of the organic light emitting layer 6.
  • the first transparent electrode 3 is made of ITO (indium tin oxide) having a thickness of about 150 nm capable of transmitting light.
  • the resistivity of ITO is on the order of 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ cm.
  • the first transparent electrode 3 includes an anode (first electrode) 11 and four anode terminals (first external terminals) 12.
  • the anode 11 is electrically connected to the lower surface of the organic light emitting layer 6.
  • the anode 11 is formed in a planar shape so as to cover substantially the entire lower surface of the organic light emitting layer 6.
  • the anode 11 is formed inside the sealing material 8.
  • the anode terminal 12 is for connecting an external power source (not shown) and the anode 11.
  • the anode terminal 12 is formed integrally with the anode 11.
  • the anode terminal 12 is formed along each side of the growth main surface 2 a of the substrate 2.
  • the anode terminal 12 is formed outside the sealing material 8.
  • the four anode terminals 12 are formed point-symmetrically around the center C of the organic light emitting layer 6.
  • the upper surface of the anode terminal 12 is an anode connection surface 12a to which external wiring or the like is connected.
  • a solder layer (not shown) for maintaining the entire surface at the same potential is formed on substantially the entire surface of the anode connection surface 12a.
  • the second transparent electrode 4 is for connecting an external power source and the cathode 7.
  • the second transparent electrode 4 is formed in the vicinity of each vertex of the growth main surface 2 a of the substrate 2.
  • the 2nd transparent electrode 4 is formed in the triangle by planar view.
  • the second transparent electrode 4 is formed point-symmetrically around the center C of the organic light emitting layer 6.
  • the second transparent electrode 4 is made of ITO having a thickness of about 150 nm capable of transmitting light.
  • An insulating groove 13 is formed between the second transparent electrode 4 and the first transparent electrode 3 to electrically insulate each other.
  • the second transparent electrode 4 includes a connection portion 15 and a cathode terminal (second external terminal) 16.
  • the connecting portion 15 is formed inside the sealing material 8.
  • the connecting portion 15 is electrically connected to the apex portion of the cathode 7.
  • the cathode terminal 16 is formed in an L shape at each apex of the growth main surface 2 a of the substrate 2.
  • the cathode terminal 16 is formed outside the sealing material 8.
  • the four cathode terminals 16 are formed point-symmetrically around the center C of the organic light emitting layer 6.
  • the upper surface of the cathode terminal 16 is a cathode connection surface 16a to which external wiring or the like is connected.
  • a solder layer (not shown) for keeping the entire surface at the same potential is formed on substantially the entire surface of the cathode connection surface 16a.
  • the area S1 of the anode connection surface 12a of the anode terminal 12 and the area S2 of the cathode connection surface 16a of the cathode terminal 16 will be described with reference to FIG.
  • the area hatched by the thick line is the anode connection surface 12a.
  • the area hatched by dots is the cathode connection surface 16a.
  • the dotted line in FIG. 5 indicates the outer peripheral surface of the sealing material 8.
  • the area S1 of the anode connection surface 12a is formed to be larger than the area S2 of the cathode connection surface 16a.
  • the insulating layer 5 is for suppressing a short circuit between the anode 11 and the cathode 7.
  • the insulating layer 5 is formed in an octagon shape.
  • the central portion of the insulating layer 5 is opened to expose the anode 11.
  • a part of the insulating layer 5 is formed in the insulating groove 13.
  • Insulating layer 5 is made of SiO 2.
  • the organic light emitting layer 6 is for emitting light.
  • the organic light emitting layer 6 is formed in an octagonal shape whose outer periphery coincides with the outer periphery of the insulating layer 5 in plan view.
  • the organic light emitting layer 6 is formed on the anode 11 in an electrically connected state.
  • a hole transport layer and an electron transport layer are sequentially laminated from the anode 11 side.
  • the hole transport layer is made of an NPD (diphenylnaphthyldiamine) film having a thickness of about 50 nm.
  • the electron transport layer has a thickness of about 50 nm and is made of a quinolinol aluminum complex (Alq 3 ) film mixed with a dye.
  • the cathode 7 is for injecting electrons into the organic light emitting layer 6.
  • the cathode 7 is formed in a substantially square shape in plan view.
  • the central portion of the cathode 7 is electrically connected to the organic light emitting layer 6.
  • the cathode 7 is formed in a planar shape so as to cover substantially the entire upper surface of the organic light emitting layer 6.
  • Each vertex of the cathode 7 is formed in a state of being electrically connected to the connection portion 15 of the second transparent electrode 4.
  • the cathode 7 is made of an Al film having a thickness of about 100 nm.
  • the resistivity of the Al film is on the order of 10 ⁇ 6 ⁇ ⁇ cm.
  • the resistivity of the Al film constituting the cathode 7 is two orders of magnitude smaller than the resistivity of ITO constituting the anode 11. From this, it can be seen that the anode 11 has higher resistance than the cathode 7.
  • the anode 11, the organic light emitting layer 6, and the cathode 7 correspond to the light emitting part.
  • the sealing plate 9 is for sealing a region where the organic light emitting layer 6 is formed.
  • the sealing plate 9 is sealed to the first transparent electrode 3 and the second transparent electrode 4 by a sealing material 8 made of UV curable resin.
  • holes are injected into the anode terminal 12 of the organic EL element 1 from an external power source. Further, electrons are injected into the cathode terminal 16 of the organic EL element 1 from an external power source. Holes injected from the anode terminal 12 are injected into the organic light emitting layer 6 through the anode 11. On the other hand, electrons injected from the cathode terminal 16 are injected into the organic light emitting layer 6 through the connection portion 15 and the cathode 7. The holes and electrons injected into the organic light emitting layer 6 recombine to emit light. The emitted light passes through the anode 11 and the substrate 2 and is irradiated from the light extraction surface 2b to the outside.
  • 6 to 15 are diagrams for explaining each manufacturing process of the organic EL element according to the first embodiment.
  • 6, 10, 12, and 14 are cross-sectional views at the same position as the line III-III in FIG. 1 in each manufacturing process of the organic EL element according to the first embodiment.
  • 7 and 8 are cross-sectional views at the same position as the line IV-IV in FIG. 1 in each manufacturing process of the organic EL element according to the first embodiment.
  • 9, 11, 13, and 15 are plan views in each manufacturing process of the organic EL element according to the first embodiment.
  • the first transparent electrode 3 and the second transparent electrode 4 made of ITO are formed on the entire growth main surface 2a of the substrate 2 by sputtering.
  • a resist film 51 is formed on the upper surfaces of the transparent electrodes 3 and 4 by photolithography so that the region for forming the insulating groove 13 is exposed. Thereafter, an insulating groove 13 is formed between the first transparent electrode 3 and the second transparent electrode 4 by an etching method. Thereafter, as shown in FIG. 9, the resist film 51 is removed. Thereby, the transparent electrodes 3 and 4 patterned on the main growth surface 2a of the substrate 2 are completed.
  • the insulating layer 5 made of patterned SiO 2 is formed on the anode 11 and in the insulating groove 13 by sputtering, photolithography, and etching.
  • the octagonal organic light emitting layer 6 shown in FIGS. 12 and 13 is deposited on the anode 11 using a shadow mask 52 having an opening 52a formed in the center.
  • a substantially square cathode 7 made of an Al film is subjected to organic light emission as shown in FIGS. Vapor deposition is performed on the layer 6 and the second transparent electrode 4.
  • the organic EL element 1 is completed by sealing the sealing plate 9 via the sealing material 8.
  • the organic EL element 1 is formed such that the area S1 of the anode connection surface 12a of the planar anode terminal 12 is larger than the area S2 of the cathode connection surface 16a of the cathode terminal 16.
  • more holes can be injected into the anode terminal 12, so that more holes can reach the center of the anode 11 made of ITO having a high resistance.
  • recombination of a hole and an electron can be improved.
  • the luminance at the center can be improved, so that unevenness in the luminance distribution can be reduced.
  • the anode terminal 12 is formed along each side of the growth main surface 2a, and the cathode terminal 16 is formed in the vicinity of each vertex of the growth main surface 2a.
  • the distance between the anode terminal 12 and the center C of the organic light emitting layer 6 can be made smaller than the distance between the cathode terminal 16 and the center C of the organic light emitting layer 6.
  • the electrical resistance to the center of the anode terminal 12 and the anode 11 can be reduced, the number of holes reaching the center of the anode 11 can be increased.
  • the luminance at the center C of the organic light emitting layer 6 can be improved, so that unevenness in the luminance distribution can be further reduced.
  • the anode terminal 12 and the cathode terminal 16 are formed point-symmetrically around the center C of the organic light emitting layer 6. Thereby, since holes and electrons are uniformly injected from the terminals 12 and 16 to the center of the organic light emitting layer 6, unevenness in luminance distribution can be further reduced.
  • the planar light-emitting anode terminal 12 and the planar cathode terminal 16 are formed so as to cover substantially the entire area of both surfaces of the organic light-emitting layer 6. Can be made. Thereby, the unevenness of the luminance distribution can be further reduced.
  • the anode 11 and the anode terminal 12 are integrally formed on the growth main surface 2a by the same material (ITO). Furthermore, in the organic EL element 1, the first transparent electrode 3 and the second transparent electrode 4 are made of the same material (ITO). By these, since the 1st transparent electrode 3 and the 2nd transparent electrode 4 can be formed simultaneously by patterning, a manufacturing process can be simplified.
  • the experiment conducted in order to prove the effect of the organic EL element 1 by 1st Embodiment is demonstrated.
  • the luminance at five locations on the light extraction surface 2b was measured, and the luminance distribution was examined from the luminance at each point.
  • the center of the light extraction surface 2b center C of the organic light emitting layer 6
  • the remaining four points P are on four perpendicular lines from the center of the light extraction surface 2b to each side. Further, the four points P on the vertical line are all the same distances from the center and are in the vicinity of each side of the light extraction surface 2b.
  • the average luminance of the entire surface was 2200 cd / m 2 .
  • a comparative organic EL element (hereinafter referred to as a comparative example) was produced.
  • substrates having the same size and shape were used.
  • the anode terminal was formed along two opposing sides, and the cathode terminal was formed along the other two opposing sides.
  • the comparative example has the same configuration as that of the first embodiment except for external terminals.
  • the luminance distribution of the comparative example was about 35%, whereas the organic EL device according to the first embodiment could be reduced to about 14%.
  • the organic EL element by 1st Embodiment it turns out that the fall of the brightness
  • the holes injected into the central portion can be increased.
  • FIG. 16 is an overall perspective view of the organic EL element according to the second embodiment.
  • FIG. 17 is a plan view of the transparent electrode.
  • the sealing material 8 and the sealing plate 9 are indicated by dotted lines for convenience.
  • the outer periphery of the sealing material 8 is shown with a dotted line.
  • symbol is attached
  • the shapes of the first transparent electrode 3A and the second transparent electrode 4A formed on the substrate 2 are different from those in the first embodiment. .
  • the first transparent electrode 3A is formed in a cross shape in a region other than the vicinity of the apex of the growth main surface 2a (see FIG. 3) of the substrate 2.
  • the first transparent electrode 3 ⁇ / b> A includes an anode 11 ⁇ / b> A inside the sealing material 8 and an anode terminal 12 ⁇ / b> A outside the sealing material 8.
  • the second transparent electrode 4A is formed in a square shape in the vicinity of each vertex of the growth main surface 2a of the substrate 2.
  • An insulating groove 13 for insulating each other is formed between the second transparent electrode 4A and the first transparent electrode 3A.
  • the second transparent electrode 4 ⁇ / b> A includes a connection portion 15 ⁇ / b> A inside the sealing material 8 and a cathode terminal 16 ⁇ / b> A outside the sealing material 8.
  • the area S1 of the anode connection surface 12Aa of the anode terminal 12A is larger than the area S2 of the cathode connection surface 16Aa of the cathode terminal 16A.
  • the anode terminal 12 ⁇ / b> A is formed along each side of the substrate 2.
  • the cathode terminal 16 ⁇ / b> A is formed in the vicinity of each vertex of the growth main surface 2 a of the substrate 2.
  • the terminals 12 ⁇ / b> A and 16 ⁇ / b> A are formed point-symmetrically around the center C of the organic light emitting layer 6.
  • FIG. 18 is a plan view of a transparent electrode according to the third embodiment.
  • the outer periphery of the sealing material 8 is indicated by a dotted line.
  • symbol is attached
  • the shapes of the first transparent electrode 3B and the second transparent electrode 4B formed on the growth main surface 2a (see FIG. 3) of the substrate 2 are Different from one embodiment.
  • the first transparent electrode 3B is formed on substantially the entire growth main surface 2a except that the central part of each side of the growth main surface 2a of the substrate 2 is removed in a square shape.
  • the first transparent electrode 3 ⁇ / b> B includes an anode 11 ⁇ / b> B inside the sealing material 8 and an anode terminal 12 ⁇ / b> B outside the sealing material 8.
  • the second transparent electrode 4B is formed in a square shape at the center of each side of the main growth surface 2a of the substrate 2.
  • An insulating groove 13 for insulating each other is formed between the second transparent electrode 4B and the first transparent electrode 3B.
  • the second transparent electrode 4 ⁇ / b> B includes a connection portion 15 ⁇ / b> B inside the sealing material 8 and a cathode terminal 16 ⁇ / b> B outside the sealing material 8.
  • the anode connection surface 12Ba of the anode terminal 12B is larger than the cathode connection surface 16Ba of the cathode terminal 16B.
  • the terminals 12B and 16B are formed point-symmetrically around the center C of the organic light emitting layer 6. Thereby, the organic EL device according to the third embodiment can reduce unevenness in luminance distribution.
  • FIG. 19 is a plan view of a substrate and a transparent electrode according to the fourth embodiment.
  • the outer periphery of the sealing material 8 is indicated by a dotted line.
  • symbol is attached
  • the substrate 2C is formed in a regular hexagonal shape. Accordingly, in the organic EL element according to the fourth embodiment, the shapes of the first transparent electrode 3C and the second transparent electrode 4C formed on the substrate 2C are different from those of the first embodiment.
  • the first transparent electrode 3C is formed in a dodecagonal shape in a region other than the vicinity of the apex of the substrate 2C.
  • the first transparent electrode 3 ⁇ / b> C includes an anode 11 ⁇ / b> C inside the sealing material 8 and an anode terminal 12 ⁇ / b> C outside the sealing material 8.
  • the second transparent electrode 4C is formed in a triangular shape near each vertex of the substrate 2C.
  • An insulating groove 13 is formed between the second transparent electrode 4C and the first transparent electrode 3C to insulate each other.
  • the second transparent electrode 4 ⁇ / b> C includes a connection portion 15 ⁇ / b> C inside the sealing material 8 and a cathode terminal 16 ⁇ / b> C outside the sealing material 8.
  • the anode connection surface 12Ca of the anode terminal 12C is larger than the cathode connection surface 16Ca of the cathode terminal 16C.
  • the anode terminal 12C is formed along each side of the upper surface (growth main surface) of the substrate 2C.
  • the cathode terminal 16C is formed in the vicinity of each vertex on the upper surface of the substrate 2C.
  • the terminals 12 ⁇ / b> C and 16 ⁇ / b> C are formed point-symmetrically around the center C of the organic light emitting layer 6.
  • FIG. 20 is an overall perspective view of the organic EL element according to the fifth embodiment.
  • FIG. 21 is an exploded perspective view of the organic EL element.
  • 22 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. Note that XYZ indicated by an arrow in FIG. Also, the + Z direction is the upward direction, and the ⁇ Z direction is the downward direction.
  • the organic EL element 101 includes a substrate 102, a first transparent electrode (first electrode) 103, two second transparent electrodes 104, and an insulating layer 105.
  • the sealing member 110 is indicated by a dotted line for convenience.
  • the substrate 102 is made of a glass substrate that can transmit light.
  • the substrate 102 has a thickness of about 0.7 mm.
  • the substrate 102 is formed in a square shape having a side of about 15 cm in plan view.
  • the upper surface of the substrate 102 is a main growth surface 102a on which the layers 103 to 107 are formed.
  • the lower surface of the substrate 102 is a light extraction surface 102b from which light is extracted.
  • the first transparent electrode 103 is for injecting holes into the organic light emitting layer 106.
  • the first transparent electrode 103 is formed on the growth main surface 102a in a region excluding both ends in the X direction. That is, the first transparent electrode 103 is formed in a rectangular shape whose width in the X direction is smaller than that of the main growth surface 102a.
  • the first transparent electrode 103 is made of ITO (indium tin oxide) having a thickness of about 150 nm capable of transmitting light.
  • the resistivity of ITO is on the order of 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ cm.
  • the first transparent electrode 103 includes an anode 111 and an anode terminal 112.
  • the anode 111 is electrically connected to the lower surface of the organic light emitting layer 106.
  • the anode 111 is formed in a planar shape so as to cover substantially the entire lower surface of the organic light emitting layer 106.
  • the anode 111 is formed inside the sealing member 110.
  • the anode terminal 112 is for connecting an external power source (not shown) and the anode 111.
  • the anode terminal 112 is formed integrally with the anode 111.
  • the anode terminal 112 is formed along each side of the growth main surface 102a of the substrate 102 on the Y direction side.
  • the anode terminal 112 is formed outside the sealing member 110.
  • a solder layer (not shown) for keeping the entire surface at the same potential is formed on substantially the entire upper surface of the anode terminal 112.
  • the second transparent electrode 104 is for connecting an external power source and the cathode 107. As shown in FIG. 21, the second transparent electrode 104 is formed in the vicinity of each side on the X direction side of the growth main surface 102 a of the substrate 102. The second transparent electrode 104 is formed in a rectangular shape so as to extend in the Y direction. The second transparent electrode 104 is made of ITO having a thickness of about 150 nm capable of transmitting light. An insulating groove 113 is formed between the two second transparent electrodes 104 and the first transparent electrode 103 to electrically insulate each other.
  • the second transparent electrode 104 includes a connection portion 115 and a cathode terminal 116.
  • the connecting portion 115 is formed inside the sealing member 110. Both ends of the cathode 107 on the X direction side are electrically connected to the connection portion 115.
  • the cathode terminal 116 is formed along the side on the X direction side of the growth main surface 102 a of the substrate 102.
  • the cathode terminal 116 is formed outside the sealing member 110.
  • a solder layer (not shown) for keeping the entire surface at the same potential is formed on substantially the entire upper surface of the cathode terminal 116.
  • the insulating layer 105 is for suppressing a short circuit between the anode 111 and the cathode 107.
  • the insulating layer 105 is formed in a quadrangular shape. A central portion of the insulating layer 105 is opened to expose the anode 111. A part of the insulating layer 105 is formed in the insulating groove 113. Insulating layer 105 is made of SiO 2.
  • the organic light emitting layer 106 is for emitting light.
  • the organic light emitting layer 106 is formed in a rectangular shape whose outer periphery is smaller than the outer periphery of the insulating layer 105 in plan view.
  • a circular opening (light emitting layer opening) 106 a for exposing the anode 111 is formed at the center of the organic light emitting layer 106.
  • the opening 106a is preferably formed to have a small diameter (for example, about 100 ⁇ m).
  • the organic light emitting layer 106 is formed on the anode 111 in an electrically connected state. In the organic light emitting layer 106, a hole transport layer and an electron transport layer are laminated in this order from the anode 111 side.
  • the hole transport layer is made of an NPD (diphenylnaphthyldiamine) film having a thickness of about 50 nm.
  • the electron transport layer has a thickness of about 50 nm and is made of a quinolinol aluminum complex (Alq 3 ) film mixed with a dye.
  • the cathode 107 is for injecting electrons into the organic light emitting layer 106.
  • the cathode 107 is formed in a substantially rectangular shape in plan view.
  • the central portion of the cathode 107 is electrically connected to the upper surface of the organic light emitting layer 106.
  • the cathode 107 is formed in a planar shape so as to cover substantially the entire upper surface of the organic light emitting layer 106.
  • a circular opening (electrode opening) 107a is formed through which the convex connecting member 109 is inserted and insulated from each other.
  • the opening 107a is preferably formed to have a small diameter (for example, about 100 ⁇ m).
  • the opening 107 a is formed at a position corresponding to the center of the organic light emitting layer 106.
  • the opening part 106a of the organic light emitting layer 106 and the opening part 107a of the cathode 107 are formed in the same position and the same shape by planar view.
  • the cathode 107 is made of an Al film having a thickness of about 100 nm.
  • the resistivity of the Al film is on the order of 10 ⁇ 6 ⁇ ⁇ cm. That is, the resistivity of the Al film constituting the cathode 107 is two orders of magnitude smaller than the resistivity of ITO constituting the anode 111. From this, it can be seen that the anode 111 has a higher resistance than the cathode 107.
  • the power supply member 108 is for supplying the holes injected into the first transparent electrode 103 to the central portion.
  • the power supply member 108 is made of an Al plate member having a small electric resistance.
  • the power feeding member 108 includes a top plate portion 121 and a pair of leg portions 122.
  • the top plate portion 121 is formed in a rectangular flat shape.
  • the top plate part 121 is formed between the leg part 122 and the leg part 122.
  • the top plate portion 121 is disposed above the cathode 107. That is, the top plate 121 is formed on the side opposite to the first transparent electrode 103 with the organic light emitting layer 106 interposed therebetween.
  • a predetermined gap is formed between the top plate 121 and the cathode 107.
  • the pair of leg portions 122 are formed at both ends of the top plate portion 121 in the Y direction.
  • the leg portion 122 is bent by 90 ° with respect to the top plate portion 121.
  • the leg portion 122 is formed to extend in the ⁇ Z direction with respect to the top plate portion 121.
  • the lower surface of the leg portion 122 is connected to the first transparent electrode 103 by a bonding material such as solder in a region outside the organic light emitting layer 106.
  • the bonding material also functions as a spacer for adjusting the distance between the top plate 121 and the first transparent electrode 103.
  • the convex connection member 109 is for electrically connecting the central portion of the first transparent electrode 103 and the power supply member 108.
  • the convex connection member 109 is made of an Al wire that can be elastically deformed.
  • the tip end of the convex connection member 109 is in contact with and electrically connected to the first transparent electrode 103.
  • the tip of the convex connecting member 109 is pressed and bent by the first transparent electrode 103.
  • the convex connection member 109 is joined to the center of the top plate 121 by a conductive joining material 123 such as solder.
  • the convex connection member 109 is inserted through the openings 107a and 106a. As a result, the convex connection member 109 is insulated from the cathode 107 by forming a predetermined gap between the convex connection member 109 and the cathode 107.
  • the sealing member 110 is for sealing a region where the organic light emitting layer 106 is formed.
  • the sealing member 110 includes a sealing plate constituting a top plate and a sealing material made of a UV curable resin for sealing the sealing plate.
  • holes are injected into the anode terminal 112 of the organic EL element 101 from an external power source. Electrons are injected into the cathode terminal 116 of the organic EL element 101 from an external power source. Some of the holes injected from the anode terminal 112 are injected into the organic light emitting layer 106 through the anode 111. Further, the remainder of the holes injected from the anode terminal 112 is supplied to the central portion of the anode 111 through the power supply member 108 and the convex connection member 109. Then, holes are injected from the central portion of the anode 111 to the central portion of the organic light emitting layer 106.
  • electrons injected from the cathode terminal 116 are injected into the organic light emitting layer 106 through the connection portion 115 and the cathode 107.
  • the holes and electrons injected into the organic light emitting layer 106 recombine to emit light.
  • the emitted light passes through the anode 111 and the substrate 102 and is irradiated to the outside from the light extraction surface 102b.
  • 24 to 30 are views for explaining each manufacturing process of the organic EL element according to the fifth embodiment.
  • 24 to 29 are cross-sectional views at the same position as the line IV-IV in FIG. 20 in each manufacturing process of the organic EL element according to the fifth embodiment.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view at the same position as the line III-III in FIG. 20 in each step of manufacturing the organic EL element according to the fifth embodiment.
  • the first transparent electrode 103 and the second transparent electrode 104 made of ITO are formed on the entire growth main surface 102a of the substrate 102 by sputtering.
  • a resist film 151 is formed on the upper surfaces of the transparent electrodes 103 and 104 by photolithography so that the region for forming the insulating groove 113 is exposed. Thereafter, an insulating groove 113 is formed between the first transparent electrode 103 and the second transparent electrode 104 by an etching method. Thereafter, the resist film 151 is removed. Thereby, the transparent electrodes 103 and 104 patterned on the growth main surface 102a of the substrate 102 are completed.
  • a patterned insulating layer 105 made of SiO 2 is formed on the first transparent electrode 103 and in the insulating groove 113 by sputtering, photolithography, and etching.
  • the organic light emitting layer 106 is deposited on the anode 111 using a shadow mask 152.
  • An opening 152 a is formed at the center of the shadow mask 152.
  • a shielding portion 152b for forming the opening 106a is formed at the center of the shadow mask 152.
  • the organic light emitting layer 106 is deposited while rotating the substrate 102 or the shadow mask 152. Thereby, the organic light emitting layer 106 in which the opening 106a is formed at the center is formed.
  • a resist film 153 is formed on the outer peripheral portion and the central portion of the transparent electrodes 103 and 104, and then an Al film constituting the cathode 107 is deposited. Thereafter, the resist film 153 is removed together with the Al film formed on the upper surface. As a result, the cathode 107 having the opening 107a formed at the center is formed.
  • the power feeding member 108 having the convex connection member 109 joined at the center thereof is aligned with the substrate 102.
  • the tip of the convex connecting member 109 has already been bent so as to be easily bent.
  • the power feeding member 108 is brought closer to the substrate 102 until the lower surface of the leg portion 122 contacts the first transparent electrode 103.
  • the distal end portion of the convex connection member 109 is pressed by the upper surface of the first transparent electrode 103 and bent.
  • the convex connection member 109 and the first transparent electrode 103 are connected.
  • the lower surface of the leg portion 122 is fixed to the first transparent electrode 103 with a conductive bonding material such as solder.
  • the organic EL element 101 is completed by sealing the sealing member 110.
  • the holes injected into the anode terminal 112 provided on the outer peripheral portion by the power feeding member 108 and the convex connection member 109 are caused to flow into the first transparent electrode 103.
  • Power can be supplied to the center (the center of the anode 111).
  • the light emission in the center part of the organic light emitting layer 106 can be increased and the unevenness of the luminance distribution can be reduced.
  • the power supply member 108 and the convex connection member 109 are provided on the opposite side of the first transparent electrode 103 with the organic light emitting layer 106 interposed therebetween. Thereby, since the light emitted by the organic light emitting layer 106 is not blocked, the light extraction can be improved.
  • the above-described effects can be achieved with almost no loss of the light emitting area of the organic light emitting layer 106.
  • the convex connection member 109 can be easily connected to the first transparent electrode 103 by forming the opening 106 a in the organic light emitting layer 106.
  • FIG. 31 is an exploded perspective view of the organic EL element according to the sixth embodiment.
  • FIG. 32 is a cross-sectional view of an organic EL element.
  • FIG. 32 is a cross-sectional view at the same position as FIG. 22 in the fifth embodiment.
  • symbol is attached
  • a plurality of (for example, five) convex connection members 109 are provided on the power supply member.
  • the same number of openings 106 a of the organic light emitting layer 106 A and openings 107 a of the cathode 107 A are formed at positions corresponding to the respective convex connection members 109.
  • the opening 106a of the organic light emitting layer 106A, the opening 107a of the cathode 107A, and the convex connection member 109 are arranged in a point-symmetrical or rotationally symmetric position around the center of the organic light-emitting layer 106A in plan view. ing.
  • the injection of holes into the central portion of the first transparent electrode 103 can be further promoted by providing the plurality of convex connection members 109.
  • the plurality of openings 106a and 107a and the plurality of convex connection members 109 may be provided irregularly around the center.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view of an organic EL device according to the seventh embodiment.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view at the same position as FIG. 22 in the fifth embodiment.
  • symbol is attached
  • the convex connection member 109B is formed in a cone shape. Further, the convex connecting member 109B and the power feeding member 108 are integrally formed. The tip of the convex connecting member 109B is formed thin enough to be easily bent. As a method for forming the tip of the convex connecting member 109B in this way, a method for producing a probe such as an AFM (atomic force microscope) or STM (scanning tunneling microscope) can be applied.
  • AFM atomic force microscope
  • STM scanning tunneling microscope
  • FIG. 34 is a cross-sectional view of an organic EL element according to the eighth embodiment.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view at the same position as FIG. 22 in the fifth embodiment.
  • symbol is attached
  • the organic EL element 101C As shown in FIG. 34, in the organic EL element 101C according to the eighth embodiment, no opening is formed in the organic light emitting layer 106C. That is, the tip of the convex connection member 109 is connected to the first transparent electrode 103 while being embedded in the organic light emitting layer 106C.
  • the cathode 107 has an opening 107a.
  • FIG. 35 is an overall perspective view of the organic EL element according to the ninth embodiment.
  • FIG. 36 is an exploded perspective view of the inside of the organic EL element.
  • symbol is attached
  • the width in the X direction and the Y direction of the top plate portion 121D of the power supply member 108D is the same as that in the X direction and the Y direction of the organic light emitting layer 106. Greater than width. That is, the top plate portion 121D is wider than the organic light emitting layer 106.
  • the organic EL element 101D includes a sealing material 124 made of a UV curable resin. The sealing material 124 seals the area
  • the sealing material 124 is formed outside the organic light emitting layer 106. Thereby, the region where the organic light emitting layer 106 is formed is sealed by the power supply member 108 ⁇ / b> D and the sealing material 124. As a result, the sealing member 110 required in the fifth embodiment can be omitted, and the number of parts can be reduced.
  • FIG. 37 is a cross-sectional view of an organic EL device manufacturing process according to the tenth embodiment.
  • FIG. 37 is a cross-sectional view at the same position as FIG. 22 in the fifth embodiment.
  • symbol is attached
  • the power supply member 108 and the convex connection member 109 are attached in the state where the organic light emitting layer 106 and the cathode 107 are not formed with openings. It is done. Thereafter, laser light such as YAG is irradiated around the convex connection member 109 to form openings 106a and 107a in the organic light emitting layer 106 and the cathode 107 as shown in FIG.
  • the bottom emission type is described as an example.
  • the present invention may be applied to a top emission type organic EL element.
  • the anode terminal and the cathode terminal are formed point-symmetrically around the center of the organic light emitting layer, but may be formed rotationally symmetrical around the center of the organic light emitting layer. A straight line passing through the center may be sandwiched and formed symmetrically.
  • the power supply member is formed of an Al plate member.
  • the power supply member may be formed of a conductive member such as another metal.
  • the central portion of the first transparent electrode is applied as the anode, but the central portion of the first transparent electrode may be used as the cathode.
  • the metal electrode covering the upper surface of the organic light emitting layer is applied as the anode.
  • the electric charge supplied to the first transparent electrode supplied by the power supply member is an electron.
  • the convex connection member is configured by an Al wire or the like, but a cantilever used for AFM or the like may be applied.
  • the present invention can be applied to organic EL elements such as lighting.

Landscapes

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Abstract

　輝度分布の斑を低減することができる有機ＥＬ素子を提供する。 　有機ＥＬ素子（１）は、基板（２）と、陽極（１１）、陽極（１１）よりも電気抵抗の小さい陰極（７）及び陽極（１１）と陰極（７）との間に形成された有機発光層（６）とを含み、基板（２）上に形成された発光部と、基板（２）上に形成され、陽極（１１）と接続される陽極端子（１２）と、基板（２）上に形成され、陰極（７）と接続される陰極端子（１６）とを備えている。外部と接続される陽極端子（１２）の面を陽極接続面（１２ａ）とし、外部と接続される陰極端子（１６）の面を陰極接続面（１６ａ）とする。陰極接続面（１６ａ）の面積（Ｓ２）よりも陽極接続面（１２ａ）の面積（Ｓ１）の方が大きい。

Description

有機ＥＬ素子
　本発明は、電気抵抗の異なる一対の電極に挟まれた有機発光層を有する有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子に関する。
　また。本発明は、光を透過可能な電極を有する有機ＥＬ素子に関する。
　従来、有機発光層を有する有機ＥＬ素子が知られている。また、照明等に用いるために有機ＥＬ素子の平面積が大型化する傾向にある。このような場合、有機ＥＬ素子では、発光面の面内における輝度分布の斑が生じるといった問題があった。そこで、このような有機ＥＬ素子の輝度分布の斑を低減するための技術が提案されている。
　特許文献１には、基板と、基板上に形成された陽極と、有機発光層と、陰極とを備えた有機ＥＬ照明装置が開示されている。この有機ＥＬ照明装置では、陽極を複数の帯状の透明電極によって形成している。そして、陽極の端部に接続される外部からの配線が、交互に異なる側の端部に接続されている。
　また、特許文献２には、１枚の基板上に複数の有機ＥＬ素子が形成された有機ＥＬ素子ユニットが開示されている。この有機ＥＬ素子ユニットでは、隣接する有機ＥＬ素子の陽極と陰極とが電気的に接続されないように、隣接する有機ＥＬ素子間に間隔が形成されている。
　また、光を透過可能な電極と、有機発光層とを備えた有機ＥＬ素子が知られている。
　特許文献３には、基板と、基板上に形成された光を透過可能な第１電極と、第１電極上に形成された有機発光層と、有機発光層上に形成された第２電極と、有機発光層の中央部上で第２電極に電荷を供給するための補助電極とを備えた有機ＥＬ素子が開示されている。この有機ＥＬ素子では、第１電極が面状または帯状に形成されている。そして、第１電極には、外周部または端部から電荷が注入される。特許文献３の有機ＥＬ素子では、有機発光層で発光された光が、第１電極及び基板を透過して外部に照射される。
　特許文献４には、基板と、基板上に形成された第１給電部と、第１給電部が中心部に接続された光を透過可能な平面状の第１電極と、第１電極上に形成された有機発光層と、有機発光層上に形成された平面状の第２電極とを備えた有機ＥＬ素子が開示されている。特許文献４の有機ＥＬ素子では、有機発光層で発光された光が、第１電極及び基板を透過して外部に照射される。
特開２００７－１７３５１９号公報 特開２００７－１７３５６４号公報 特開２００６－１２７９１６号公報 特開２００７－３１１１５９号公報
　しかしながら、特許文献１の有機ＥＬ照明装置では、陽極の形成されていない領域では、正孔が注入されないために光が発光されない。このため、特許文献１の有機ＥＬ照明装置では、帯状の陽極が形成されている領域と、陽極が形成されていない領域との間での輝度分布の斑が大きくなるといった課題がある。また、特許文献１の有機ＥＬ照明装置では、陽極が抵抗の大きい透明電極により形成されている。このため、帯状の陽極が形成されている領域においても、外部からの配線が接続されていない側の端部へは、正孔が到達しにくく、輝度が小さくなる。これによっても、輝度分布の斑が大きくなるといった課題がある。
　また、特許文献２の有機ＥＬ素子ユニットでは、各有機ＥＬ素子の間で光が発光しない。このため、特許文献２の有機ＥＬ素子ユニットでは、有機ＥＬ素子の形成されている領域と、有機ＥＬ素子の形成されていない領域との輝度分布の斑が大きいといった課題がある。
　また、特許文献３の有機ＥＬ素子では、光が透過可能である材料からなる第１電極は抵抗が大きい。そして、この第１電極には、外周部または端部から電荷が注入されているので、中央部に到達する電荷が少ない。このため、有機ＥＬ素子の中央部では、発光される光が少なく、輝度分布の斑が大きいといった課題がある。
　更に、特許文献４の有機ＥＬ素子では、第１給電部を基板上に形成しているため、基板側へと進行する光を第１給電部が遮蔽してしまうため、外部に取り出される光が低減するといった課題がある。
　本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、輝度分布の斑を低減することができる有機ＥＬ素子を提供することを目的としている。
　また、本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、光の取り出しを向上させつつ、輝度分布の斑を低減することができる有機ＥＬ素子を提供することを目的としている。
　本発明の一態様によれば、基板と、面状の第１電極と、前記第１電極よりも電気抵抗が小さく面状の第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に形成された有機発光層とを含み、前記基板上に形成された発光部と、前記基板上に形成され、前記第１電極と接続される第１外部端子と、前記基板上に形成され、前記第２電極と接続される第２外部端子とを備え、外部と接続される前記第１外部端子の面を第１の接続面とし、外部と接続される前記第２外部端子の面を第２の接続面とし、前記第２の接続面の面積よりも前記第１の接続面の面積の方が大きいことを特徴とする有機ＥＬ素子が提供される。
　本発明の他の態様によれば、基板と、前記基板上に形成され、光を透過可能な第１電極と、前記第１電極上に形成された有機発光層と、前記有機発光層上に形成され、前記有機発光層が形成されている領域に電極開口部が形成された第２電極と、前記第２電極の上方に間隔を開けて配置されるとともに、前記有機発光層の外側で前記第１電極と接続された導電性の給電部材と、前記第２電極と非接触の状態で電極開口部に挿通されて、前記第１電極及び前記給電部材に接続された凸状接続部材とを備えていることを特徴とする有機ＥＬ素子が提供される。
　本発明によれば、面状の第１電極に接続される第１外部端子の第１の接続面を、電気抵抗の小さい第２電極に接続される第２外部端子の第２の接続面よりも大きく形成している。これにより、本発明では、第１電極に注入されるキャリアを増大させることができるので、第１電極を介して有機発光層の中心に達するキャリアを増大させることができる。この結果、本発明では、有機発光層の中心において発光する光を増大させることができるので、輝度分布の斑を低減することができる。
　また、本発明によれば、凸状接続部材と導電性の給電部材によって正孔や電子等の電荷を第１電極の所望の領域に給電することができる。これにより、有機発光層の中央部等の電荷を給電し難い領域へも電荷を注入することができる。この結果、有機発光層で発光される光の輝度分布の斑を低減することができる。
　更に、本発明によれば、有機発光層を挟み第１電極とは反対側に給電部材を配置している。これにより、第１電極を透過して外部に照射される光を給電部材によって遮ることがないので、有機発光層で発光された光の取り出しを向上させることができる。
第１実施形態による有機ＥＬ素子の全体斜視図である。 有機ＥＬ素子の内部の全体斜視図である。 図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図１のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。 第１透明電極及び第２透明電極の平面図である。 第１実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程における図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線と同じ位置の断面図である。 第１実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程における図１のＩＶ－ＩＶ線と同じ位置の断面図である。 第１実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程における図１のＩＶ－ＩＶ線と同じ位置の断面図である。 第１実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程における平面図である。 第１実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程における図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線と同じ位置の断面図である。 第１実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程における平面図である。 第１実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程における図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線と同じ位置の断面図である。 第１実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程における平面図である。 第１実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程における図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線と同じ位置の断面図である。 第１実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程における平面図である。 第２実施形態による有機ＥＬ素子の全体斜視図である。 透明電極の平面図である。 第３実施形態による透明電極の平面図である。 第４実施形態による基板及び透明電極の平面図である。 第５実施形態による有機ＥＬ素子の全体斜視図である。 有機ＥＬ素子の分解斜視図である。 図２０のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図２０のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。 第５実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程を説明する図である。 第５実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程を説明する図である。 第５実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程を説明する図である。 第５実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程を説明する図である。 第５実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程を説明する図である。 第５実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程を説明する図である。 第５実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程を説明する図である。 第６実施形態による有機ＥＬ素子の分解斜視図である。 有機ＥＬ素子の断面図である。 第７実施形態による有機ＥＬ素子の断面図である。 第８実施形態による有機ＥＬ素子の断面図である。 第９実施形態による有機ＥＬ素子の全体斜視図である。 有機ＥＬ素子の分解斜視図である。 第１０実施形態による有機ＥＬ素子の製造工程の断面図である。
　次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。また、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
　本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子１は、図１～図５に示すように、基板２と、陽極１１、陽極１１よりも電気抵抗の小さい陰極７及び陽極１１と陰極７との間に形成された有機発光層６とを含み、基板２上に形成された発光部と、基板２上に形成され、陽極１１と接続される陽極端子１２と、基板２上に形成され、陰極７と接続される陰極端子１６とを備えている。外部と接続される陽極端子１２の面を陽極接続面１２ａとし、外部と接続される陰極端子１６の面を陰極接続面１６ａとする。陰極接続面１６ａの面積Ｓ２よりも陽極接続面１２ａの面積Ｓ１の方が大きい。
　（第１実施形態）
　以下、図面を参照して、本発明をボトムエミッション型の有機ＥＬ素子に適用した第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態による有機ＥＬ素子の全体斜視図である。図２は、封止板を外した有機ＥＬ素子の内部の全体斜視図である。図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。図５は、第１透明電極及び第２透明電極の平面図である。尚、以下の説明において、図１の矢印で示す上下を上下方向とする。
　図１～図５に示すように、第１実施形態による有機ＥＬ素子１は、基板２と、第１透明電極３と、４個の第２透明電極４と、絶縁層５と、有機発光層６と、陰極（第２電極）７と、封着材８と、封止板９とを備えている。
　基板２は、光を透過可能なガラス基板からなる。基板２は、約０．７ｍｍの厚みを有する。基板２は、平面視にて、一辺が約１５ｃｍの正方形状に形成されている。基板２の上面は、各層３～７が形成される成長主面２ａである。基板２の下面は、光が取り出される光取出面２ｂである。
　第１透明電極３は、有機発光層６に正孔を注入するためのものである。第１透明電極３は、基板２の成長主面２ａ上に形成されている。第１透明電極３は、成長主面２ａの各頂点近傍を除く領域に、八角形状に形成されている。第１透明電極３は、有機発光層６の中心Ｃの周りに点対称に形成されている。第１透明電極３は、光を透過可能な約１５０ｎｍの厚みを有するＩＴＯ（酸化インジウムスズ）からなる。ＩＴＯの抵抗率は、１０－４Ω・ｃｍのオーダーである。
　第１透明電極３は、陽極（第１電極）１１と、４個の陽極端子（第１外部端子）１２とを含む。
　陽極１１は、有機発光層６の下面と電気的に接続されている。陽極１１は、有機発光層６の下面の略全面を覆うように面状に形成されている。陽極１１は、封着材８の内部に形成されている。
　陽極端子１２は、外部の電源（図示略）と陽極１１とを接続するためのものである。陽極端子１２は、陽極１１と一体的に形成されている。陽極端子１２は、基板２の成長主面２ａの各辺に沿って形成されている。陽極端子１２は、封着材８の外側に形成されている。４個の陽極端子１２は、有機発光層６の中心Ｃの周りに点対称に形成されている。陽極端子１２の上面は、外部の配線等が接続される陽極接続面１２ａである。陽極接続面１２ａの略全面には、面全体を同電位に保つための半田層（図示略）が形成される。
　第２透明電極４は、外部の電源と陰極７とを接続するためのものである。第２透明電極４は、基板２の成長主面２ａの各頂点の近傍に形成されている。第２透明電極４は、平面視にて、三角形に形成されている。第２透明電極４は、有機発光層６の中心Ｃの周りに点対称に形成されている。第２透明電極４は、光を透過可能な約１５０ｎｍの厚みを有するＩＴＯからなる。第２透明電極４と第１透明電極３との間には、互いを電気的に絶縁するための絶縁溝１３が形成されている。
　第２透明電極４は、接続部１５と、陰極端子（第２外部端子）１６とを含む。
　接続部１５は、封着材８の内部に形成されている。接続部１５には、陰極７の頂点部分が電気的に接続される。
　陰極端子１６は、基板２の成長主面２ａの各頂点にＬ字状に形成されている。陰極端子１６は、封着材８の外部に形成されている。４個の陰極端子１６は、有機発光層６の中心Ｃの周りに点対称に形成されている。陰極端子１６の上面は、外部の配線等が接続される陰極接続面１６ａである。陰極接続面１６ａの略全面には、面全体を同電位に保つための半田層（図示略）が形成される。
　ここで、図５を参照して、陽極端子１２の陽極接続面１２ａの面積Ｓ１と、陰極端子１６の陰極接続面１６ａの面積Ｓ２について説明する。図５において、太線によりハッチングされている領域が陽極接続面１２ａである。図５において、点によりハッチングされている領域が陰極接続面１６ａである。尚、図５における点線は、封着材８の外周面を示している。図５に示すように、有機ＥＬ素子１では、正孔の注入を促進するために、陽極接続面１２ａの面積Ｓ１は、陰極接続面１６ａの面積Ｓ２よりも大きくなるように形成されている。
　絶縁層５は、陽極１１と陰極７との短絡を抑制するためのものである。絶縁層５は、八角形状に形成されている。絶縁層５の中央部は、陽極１１を露出させるために開口されている。絶縁層５の一部は、絶縁溝１３に形成されている。絶縁層５は、ＳｉＯ２からなる。
　有機発光層６は、光を発光するためのものである。有機発光層６は、平面視にて、外周が絶縁層５の外周と一致する八角形状に形成されている。有機発光層６は、陽極１１上に電気的に接続された状態で形成されている。有機発光層６には、正孔輸送層及び電子輸送層が陽極１１側から順に積層されている。正孔輸送層は、約５０ｎｍの厚みを有するＮＰＤ（ジフェニルナフチルジアミン）膜からなる。電子輸送層は、約５０ｎｍの厚みを有し、色素を混入させたキノリノールアルミ錯体（Ａｌｑ３）膜からなる。
　陰極７は、有機発光層６に電子を注入するためのものである。陰極７は、平面視にて、略正方形状に形成されている。陰極７の中央部は、有機発光層６上に電気的に接続されている。陰極７は、有機発光層６の上面の略全面を覆うように面状に形成されている。陰極７の各頂点は、第２透明電極４の接続部１５上に電気的に接続された状態で形成されている。陰極７は、約１００ｎｍの厚みを有するＡｌ膜からなる。Ａｌ膜の抵抗率は、１０－６Ω・ｃｍのオーダーである。即ち、陰極７を構成するＡｌ膜の抵抗率は、陽極１１を構成するＩＴＯの抵抗率よりも２桁小さい。このことから、陽極１１の方が、陰極７よりも抵抗が大きいことがわかる。尚、陽極１１、有機発光層６及び陰極７が、発光部に相当する。
　封止板９は、有機発光層６が形成されている領域を封止するためのものである。封止板９は、ＵＶ硬化樹脂からなる封着材８によって第１透明電極３及び第２透明電極４に封着されている。
　次に、上述した第１実施形態による有機ＥＬ素子１の動作を説明する。
　まず、有機ＥＬ素子１の陽極端子１２には、外部の電源から正孔が注入される。また、有機ＥＬ素子１の陰極端子１６には、外部の電源から電子が注入される。陽極端子１２から注入された正孔は、陽極１１を介して有機発光層６に注入される。一方、陰極端子１６から注入された電子は、接続部１５及び陰極７を介して有機発光層６に注入される。有機発光層６に注入された正孔と電子は、再結合して光を発光する。発光された光は、陽極１１及び基板２を透過して光取出面２ｂから外部へと照射される。
　次に、上述した第１実施形態による有機ＥＬ素子１の製造方法について説明する。図６～図１５は、第１実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程を説明する図である。尚、図６、１０、１２、１４は、第１実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程における図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線と同じ位置の断面図である。図７、８は、第１実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程における図１のＩＶ－ＩＶ線と同じ位置の断面図である。図９、１１、１３、１５は、第１実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程における平面図である。
　まず、図６及び図７に示すように、スパッタ法により、基板２の成長主面２ａの全面にＩＴＯからなる第１透明電極３及び第２透明電極４を形成する。
　次に、図８に示すように、フォトリソグラフィー法により、絶縁溝１３を形成する領域が露出するように、透明電極３、４の上面にレジスト膜５１を形成する。その後、エッチング法によって、第１透明電極３と第２透明電極４との間に絶縁溝１３を形成する。この後、図９に示すように、レジスト膜５１を除去する。これにより、基板２の成長主面２ａ上にパターニングされた透明電極３、４が完成する。
　次に、図１０及び図１１に示すように、スパッタ法、フォトリソグラフィー法及びエッチング法により、パターニングされたＳｉＯ２からなる絶縁層５を、陽極１１上及び絶縁溝１３内に形成する。
　次に、図１２に示すように、中央部に開口部５２ａが形成されたシャドウマスク５２を用いて、図１２及び図１３に示す八角形状の有機発光層６を陽極１１上に蒸着する。
　次に、図１４に示すように、中央部に開口部５３ａが形成されたシャドウマスク５３を用いて、図１４及び図１５に示すように、Ａｌ膜からなる略正方形状の陰極７を有機発光層６及び第２透明電極４上に蒸着する。
　次に、図１及び図３に示すように、封着材８を介して封止板９を封着することによって、有機ＥＬ素子１が完成する。
　上述したように、有機ＥＬ素子１は、面状の陽極端子１２の陽極接続面１２ａの面積Ｓ１を、陰極端子１６の陰極接続面１６ａの面積Ｓ２よりも大きくなるように形成している。これにより、正孔をより多く陽極端子１２に注入できるので、抵抗の大きいＩＴＯにより構成されている陽極１１の中心部まで、より多くの正孔を到達させることができる。このため、有機発光層６の中心部にも多くの正孔が注入されるので、正孔と電子との再結合を向上させることができる。この結果、中心部での輝度を向上させることができるので、輝度分布の斑を低減することができる。
　また、有機ＥＬ素子１では、陽極端子１２を成長主面２ａの各辺に沿って形成し、陰極端子１６を成長主面２ａの各頂点の近傍に形成している。これにより、陽極端子１２と有機発光層６の中心Ｃとの距離を、陰極端子１６と有機発光層６の中心Ｃとの距離よりも小さくすることができる。この結果、陽極端子１２と陽極１１の中心までの電気抵抗を小さくすることができるので、陽極１１の中心までに達する正孔を、より多くすることができる。この結果、有機発光層６の中心Ｃでの輝度を向上させることができるので、より輝度分布の斑を低減することができる。
　また、有機ＥＬ素子１では、陽極端子１２及び陰極端子１６を有機発光層６の中心Ｃの周りに点対称に形成している。これにより、各端子１２、１６から有機発光層６の中央へ正孔及び電子が均等に注入されるので、輝度分布の斑をより低減することができる。
　また、有機ＥＬ素子１では、面状の陽極端子１２及び面状の陰極端子１６によって有機発光層６の両面の略全域を覆うように形成しているので、有機発光層６の略全域で発光させることができる。これにより、輝度分布の斑をより低減することができる。
　また、有機ＥＬ素子１では、陽極１１及び陽極端子１２を一体的に同じ材料（ＩＴＯ）により成長主面２ａ上に構成している。更に、有機ＥＬ素子１では、第１透明電極３及び第２透明電極４を同じ材料（ＩＴＯ）で構成している。これらにより、パターニングによって、第１透明電極３及び第２透明電極４を同時に形成することができるので、製造工程を簡略化することができる。
　ここで、第１実施形態による有機ＥＬ素子１の効果を証明するために行った実験について説明する。本実験は、光取出面２ｂ上の５個所の輝度を測定して、各点の輝度から輝度分布を調べた。輝度を測定した５個所のうち、１個所は光取出面２ｂの中心（有機発光層６の中心Ｃ）である。残りの４個所Ｐ（図５参照）は、光取出面２ｂの中心から各辺への４本の垂線上である。更に、垂線上の４個所Ｐは、中心からの距離が全て同じ個所であって、光取出面２ｂの各辺の近傍である。全面の平均輝度を２２００ｃｄ／ｍ２とした。
　ここで、輝度分布［％］は、
　輝度分布［％］＝１００×（輝度の標準偏差）／（輝度の平均値）
とする。尚、各測定個所で３回輝度を測定している。
　また、第１実施形態による有機ＥＬ素子１と比較するために、比較用の有機ＥＬ素子（以下、比較例という）を作製した。比較例は、同じ大きさ及び形状の基板を用いた。そして、対向する２辺に沿って陽極端子を形成し、他の対向する２辺に沿って陰極端子を形成した。比較例は、外部端子以外は第１実施形態と同様の構成を有する。
　この実験では、比較例の輝度分布が約３５％であったのに対し、第１実施形態による有機ＥＬ素子では、約１４％に低減することができた。これにより、第１実施形態による有機ＥＬ素子では、発光領域の外周部に対する中央部の輝度の低下を抑制できていることがわかる。更に、第１実施形態による有機ＥＬ素子では、中央部に注入される正孔を増大できていることがわかる。
　（第２実施形態）
　次に、図面を参照して、上述した第１実施形態の一部を変更した第２実施形態による有機ＥＬ素子について説明する。図１６は、第２実施形態による有機ＥＬ素子の全体斜視図である。図１７は、透明電極の平面図である。図１６において、便宜上、封着材８及び封止板９は、点線で示す。また、図１７において、封着材８の外周を点線で示す。尚、第１実施形態と同じ構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
　図１６及び図１７に示すように、第２実施形態による有機ＥＬ素子１Ａでは、基板２上に形成される第１透明電極３Ａ及び第２透明電極４Ａの形状が、第１実施形態とは異なる。
　第１透明電極３Ａは、基板２の成長主面２ａ（図３参照）の頂点近傍以外の領域に十字形状に形成されている。第１透明電極３Ａは、封着材８の内部の陽極１１Ａと、封着材８の外部の陽極端子１２Ａとを含む。
　第２透明電極４Ａは、基板２の成長主面２ａの各頂点近傍に正方形状に形成されている。第２透明電極４Ａと第１透明電極３Ａとの間には、互いを絶縁するための絶縁溝１３が形成されている。第２透明電極４Ａは、封着材８の内部の接続部１５Ａと、封着材８の外部の陰極端子１６Ａとを備えている。
　ここで、図１７から明らかなように、陽極端子１２Ａの陽極接続面１２Ａａの面積Ｓ１は、陰極端子１６Ａの陰極接続面１６Ａａの面積Ｓ２よりも大きい。また、陽極端子１２Ａは、基板２の各辺に沿って形成されている。一方、陰極端子１６Ａは、基板２の成長主面２ａの各頂点近傍に形成されている。更に、端子１２Ａ、１６Ａは、有機発光層６の中心Ｃの周りに点対称に形成されている。この結果、第２実施形態による有機ＥＬ素子１Ａは、第１実施形態による有機ＥＬ素子１と同様の効果を奏することができる。
　（第３実施形態）
　次に、図面を参照して、上述した第１実施形態の一部を変更した第３実施形態による有機ＥＬ素子について説明する。図１８は、第３実施形態による透明電極の平面図である。図１８では、封着材８の外周を点線で示す。尚、上述した実施形態と同じ構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
　図１８に示すように、第３実施形態による有機ＥＬ素子では、基板２の成長主面２ａ（図３参照）上に形成される第１透明電極３Ｂ及び第２透明電極４Ｂの形状が、第１実施形態とは異なる。
　第１透明電極３Ｂは、基板２の成長主面２ａの各辺の中央部が正方形状に除去されている以外は、成長主面２ａの略全面に形成されている。第１透明電極３Ｂは、封着材８の内部の陽極１１Ｂと、封着材８の外部の陽極端子１２Ｂとを含む。
　第２透明電極４Ｂは、基板２の成長主面２ａの各辺の中央部に正方形状に形成されている。第２透明電極４Ｂと第１透明電極３Ｂとの間には、互いを絶縁するための絶縁溝１３が形成されている。第２透明電極４Ｂは、封着材８の内部の接続部１５Ｂと、封着材８の外部の陰極端子１６Ｂとを備えている。
　ここで、図１８から明らかなように、陽極端子１２Ｂの陽極接続面１２Ｂａは、陰極端子１６Ｂの陰極接続面１６Ｂａよりも大きい。また、端子１２Ｂ、１６Ｂは、有機発光層６の中心Ｃの周りに点対称に形成されている。これにより、第３実施形態による有機ＥＬ素子は、輝度分布の斑を低減することができる。
　（第４実施形態）
　次に、図面を参照して、上述した第１実施形態の一部を変更した第４実施形態による有機ＥＬ素子について説明する。図１９は、第４実施形態による基板及び透明電極の平面図である。図１９では、封着材８の外周を点線で示す。尚、上述した実施形態と同じ構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
　図１９に示すように、第４実施形態による有機ＥＬ素子では、基板２Ｃが正六角形状に形成されている。これに伴い、第４実施形態による有機ＥＬ素子では、基板２Ｃ上に形成される第１透明電極３Ｃ及び第２透明電極４Ｃの形状が、第１実施形態とは異なる。
　第１透明電極３Ｃは、基板２Ｃの頂点近傍以外の領域に十二角形状に形成されている。第１透明電極３Ｃは、封着材８の内部の陽極１１Ｃと、封着材８の外部の陽極端子１２Ｃとを含む。
　第２透明電極４Ｃは、基板２Ｃの各頂点近傍に三角形状に形成されている。第２透明電極４Ｃと第１透明電極３Ｃとの間には、互いを絶縁するための絶縁溝１３が形成されている。第２透明電極４Ｃは、封着材８の内部の接続部１５Ｃと、封着材８の外部の陰極端子１６Ｃとを備えている。
　ここで、図１９から明らかなように、陽極端子１２Ｃの陽極接続面１２Ｃａは、陰極端子１６Ｃの陰極接続面１６Ｃａよりも大きい。また、陽極端子１２Ｃは、基板２Ｃの上面（成長主面）の各辺に沿って形成されている。一方、陰極端子１６Ｃは、基板２Ｃの上面の各頂点近傍に形成されている。更に、端子１２Ｃ、１６Ｃは、有機発光層６の中心Ｃの周りに点対称に形成されている。この結果、第４実施形態による有機ＥＬ素子は、第１実施形態による有機ＥＬ素子１と同様の効果を奏することができる。
　（第５実施形態）
　以下、図面を参照して、本発明の第５実施形態によるボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を説明する。図２０は、第５実施形態による有機ＥＬ素子の全体斜視図である。図２１は、有機ＥＬ素子の分解斜視図である。図２２は、図２０のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。図２３は、図２０のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。尚、図２０の矢印に示すＸＹＺをＸＹＺ方向とする。また、＋Ｚ方向を上方向とし、－Ｚ方向を下方向とする。
　図２０～図２３に示すように、第５実施形態による有機ＥＬ素子１０１は、基板１０２と、第１透明電極（第１電極）１０３と、２個の第２透明電極１０４と、絶縁層１０５と、有機発光層１０６と、陰極（第２電極）１０７と、給電部材１０８と、凸状接続部材１０９と、封止部材１１０とを備えている。尚、各図において、便宜上、封止部材１１０を点線で示している。
　基板１０２は、光を透過可能なガラス基板からなる。基板１０２は、約０．７ｍｍの厚みを有する。基板１０２は、平面視にて、一辺が約１５ｃｍの正方形状に形成されている。基板１０２の上面は、各層１０３～１０７が形成される成長主面１０２ａである。基板１０２の下面は、光が取り出される光取出面１０２ｂである。
　第１透明電極１０３は、有機発光層１０６に正孔を注入するためのものである。第１透明電極１０３は、Ｘ方向の両端部を除く領域の成長主面１０２ａに形成されている。即ち、第１透明電極１０３は、成長主面１０２ａよりもＸ方向の幅が小さい長方形状に形成されている。第１透明電極１０３は、光を透過可能な約１５０ｎｍの厚みを有するＩＴＯ（酸化インジウムスズ）からなる。ＩＴＯの抵抗率は、１０－４Ω・ｃｍのオーダーである。
　第１透明電極１０３は、陽極１１１と、陽極端子１１２とを含む。
　陽極１１１は、有機発光層１０６の下面と電気的に接続されている。陽極１１１は、有機発光層１０６の下面の略全面を覆うように面状に形成されている。陽極１１１は、封止部材１１０の内部に形成されている。
　陽極端子１１２は、外部の電源（図示略）と陽極１１１とを接続するためのものである。陽極端子１１２は、陽極１１１と一体的に形成されている。陽極端子１１２は、基板１０２の成長主面１０２ａのＹ方向側の各辺に沿って形成されている。陽極端子１１２は、封止部材１１０の外側に形成されている。陽極端子１１２の上面の略全面には、面全体を同電位に保つための半田層（図示略）が形成される。
　第２透明電極１０４は、外部の電源と陰極１０７とを接続するためのものである。図２１に示すように、第２透明電極１０４は、基板１０２の成長主面１０２ａのＸ方向側の各辺の近傍に形成されている。第２透明電極１０４は、Ｙ方向に延びるように長方形状に形成されている。第２透明電極１０４は、光を透過可能な約１５０ｎｍの厚みを有するＩＴＯからなる。２個の第２透明電極１０４と第１透明電極１０３との間には、互いを電気的に絶縁するための絶縁溝１１３が形成されている。
　第２透明電極１０４は、接続部１１５と、陰極端子１１６とを含む。
　接続部１１５は、封止部材１１０の内部に形成されている。接続部１１５には、陰極１０７のＸ方向側の両端部が電気的に接続される。
　陰極端子１１６は、基板１０２の成長主面１０２ａのＸ方向側の辺に沿って形成されている。陰極端子１１６は、封止部材１１０の外部に形成されている。陰極端子１１６の上面の略全面には、面全体を同電位に保つための半田層（図示略）が形成される。
　絶縁層１０５は、陽極１１１と陰極１０７との短絡を抑制するためのものである。絶縁層１０５は、四角形状に形成されている。絶縁層１０５の中央部は、陽極１１１を露出させるために開口されている。絶縁層１０５の一部は、絶縁溝１１３に形成されている。絶縁層１０５は、ＳｉＯ２からなる。
　有機発光層１０６は、光を発光するためのものである。有機発光層１０６は、平面視にて、外周が絶縁層１０５の外周よりも小さい長方形状に形成されている。有機発光層１０６の中央部には、陽極１１１を露出させるための円形の開口部（発光層開口部）１０６ａが形成されている。開口部１０６ａは、小径（例えば、約１００μｍ）に形成されることが好ましい。有機発光層１０６は、陽極１１１上に電気的に接続された状態で形成されている。有機発光層１０６には、正孔輸送層及び電子輸送層が陽極１１１側から順に積層されている。正孔輸送層は、約５０ｎｍの厚みを有するＮＰＤ（ジフェニルナフチルジアミン）膜からななる。電子輸送層は、約５０ｎｍの厚みを有し、色素を混入させたキノリノールアルミ錯体（Ａｌｑ３）膜からなる。
　陰極１０７は、有機発光層１０６に電子を注入するためのものである。陰極１０７は、平面視にて、略長方形状に形成されている。陰極１０７の中央部は、有機発光層１０６の上面に電気的に接続されている。陰極１０７は、有機発光層１０６の上面の略全面を覆うように面状に形成されている。陰極１０７の中央部には、凸状接続部材１０９を挿通させて、互いに絶縁するための円形の開口部（電極開口部）１０７ａが形成されている。開口部１０７ａは、小径（例えば、約１００μｍ）に形成されることが好ましい。開口部１０７ａは、有機発光層１０６の中心に対応する位置に形成されている。尚、有機発光層１０６の開口部１０６ａと陰極１０７の開口部１０７ａは、平面視にて、同じ位置に同じ形状で形成されている。
　陰極１０７のＸ方向側の端部は、第２透明電極１０４の接続部１１５に電気的に接続されている。陰極１０７は、約１００ｎｍの厚みを有するＡｌ膜からなる。Ａｌ膜の抵抗率は、１０－６Ω・ｃｍのオーダーである。即ち、陰極１０７を構成するＡｌ膜の抵抗率は、陽極１１１を構成するＩＴＯの抵抗率よりも２桁小さい。このことから、陽極１１１の方が、陰極１０７よりも抵抗が大きいことがわかる。
　給電部材１０８は、第１透明電極１０３に注入された正孔を中央部へと給電するためのものである。給電部材１０８は、電気抵抗の小さいＡｌの板状部材からなる。給電部材１０８は、天板部１２１と、一対の脚部１２２とを含む。
　天板部１２１は、長方形の平面状に形成されている。天板部１２１は、脚部１２２と脚部１２２との間に形成されている。天板部１２１は、陰極１０７の上方に配置されている。即ち、天板部１２１は、有機発光層１０６を挟み第１透明電極１０３とは反対側に形成されている。天板部１２１と陰極１０７とを絶縁するために、天板部１２１と陰極１０７との間には、所定の間隔が形成されている。
　一対の脚部１２２は、天板部１２１のＹ方向の両端部に形成されている。脚部１２２は、天板部１２１に対して９０°曲げられている。脚部１２２は、天板部１２１に対して－Ｚ方向に延びるように形成されている。脚部１２２の下面は、有機発光層１０６よりも外側の領域で、第１透明電極１０３に半田等の接合材によって接続されている。尚、接合材は、天板部１２１と第１透明電極１０３との間の間隔を調整するためのスペーサとしても機能する。
　凸状接続部材１０９は、第１透明電極１０３の中央部と給電部材１０８とを電気的に接続するためのものである。凸状接続部材１０９は、弾性変形可能なＡｌワイヤーからなる。凸状接続部材１０９の先端は、第１透明電極１０３と接触して、電気的に接続されている。尚、凸状接続部材１０９の先端は、第１透明電極１０３に押圧されて折り曲げられている。凸状接続部材１０９は、半田等の導電性の接合材１２３によって天板部１２１の中心に接合されている。凸状接続部材１０９は、開口部１０７ａ、１０６ａに挿通されている。これにより、凸状接続部材１０９は、陰極１０７との間に所定の間隔が形成されて、陰極１０７と絶縁される。
　封止部材１１０は、有機発光層１０６が形成されている領域を封止するためのものである。封止部材１１０は、天板を構成する封止板と、封止板を封着するためのＵＶ硬化樹脂からなる封着材とを含む。
　次に、上述した第５実施形態による有機ＥＬ素子１０１の動作を説明する。
　まず、有機ＥＬ素子１０１の陽極端子１１２には、外部の電源から正孔が注入される。また、有機ＥＬ素子１０１の陰極端子１１６には、外部の電源から電子が注入される。陽極端子１１２から注入された正孔の一部は、陽極１１１を介して有機発光層１０６に注入される。また、陽極端子１１２から注入された正孔の残りは、給電部材１０８及び凸状接続部材１０９を介して陽極１１１の中央部に給電される。そして、陽極１１１の中央部から有機発光層１０６の中央部へと正孔が注入される。一方、陰極端子１１６から注入された電子は、接続部１１５及び陰極１０７を介して有機発光層１０６に注入される。有機発光層１０６に注入された正孔と電子は、再結合して光を発光する。発光された光は、陽極１１１及び基板１０２を透過して光取出面１０２ｂから外部へと照射される。
　次に、上述した第５実施形態による有機ＥＬ素子１０１の製造方法について説明する。図２４～図３０は、第５実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程を説明する図である。図２４～図２９は、第５実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程における図２０のＩＶ－ＩＶ線と同じ位置の断面図である。図３０は、第５実施形態による有機ＥＬ素子の各製造工程における図２０のＩＩＩ－ＩＩＩ線と同じ位置の断面図である。
　まず、図２４に示すように、スパッタ法により、基板１０２の成長主面１０２ａの全面にＩＴＯからなる第１透明電極１０３及び第２透明電極１０４を形成する。
　次に、図２５に示すように、フォトリソグラフィー法により、絶縁溝１１３を形成する領域が露出するように、透明電極１０３、１０４の上面にレジスト膜１５１を形成する。その後、エッチング法によって、第１透明電極１０３と第２透明電極１０４との間に絶縁溝１１３を形成する。この後、レジスト膜１５１を除去する。これにより、基板１０２の成長主面１０２ａ上にパターニングされた透明電極１０３、１０４が完成する。
　次に、図２６に示すように、スパッタ法、フォトリソグラフィー法及びエッチング法により、パターニングされたＳｉＯ２からなる絶縁層１０５を、第１透明電極１０３上及び絶縁溝１１３内に形成する。
　次に、図２７に示すように、シャドウマスク１５２を用いて、有機発光層１０６を陽極１１１上に蒸着する。シャドウマスク１５２の中央部には、開口部１５２ａが形成されている。また、シャドウマスク１５２の中心部には、開口部１０６ａを形成するための遮蔽部１５２ｂが形成されている。尚、有機発光層１０６を蒸着する際には、基板１０２またはシャドウマスク１５２を回転させつつ行われる。これにより、中心部に開口部１０６ａが形成された有機発光層１０６が成膜される。
　次に、図２８に示すように、透明電極１０３、１０４の外周部及び中心部にレジスト膜１５３を形成した後、陰極１０７を構成するＡｌ膜を蒸着する。この後、上面に形成されたＡｌ膜とともにレジスト膜１５３を除去する。これにより、中心部に開口部１０７ａが形成された陰極１０７が成膜される。
　次に、図２９及び図３０示すように、凸状接続部材１０９が中心に接合された給電部材１０８を、基板１０２に対して位置合わせする。尚、この段階で、既に、凸状接続部材１０９の先端は、曲がり易いように折り曲げられている。この後、脚部１２２の下面が第１透明電極１０３に接するまで、給電部材１０８を基板１０２へと近づけていく。これにより、凸状接続部材１０９の先端部が、第１透明電極１０３の上面で押圧されて、折り曲げられる。この結果、凸状接続部材１０９と第１透明電極１０３とが接続される。この状態で、脚部１２２の下面が第１透明電極１０３に半田等の導電性の接合材によって固定される。
　最後に、図２２及び図２３に示すように、封止部材１１０を封着することによって、有機ＥＬ素子１０１が完成する。
　上述したように、第５実施形態による有機ＥＬ素子１０１では、給電部材１０８と凸状接続部材１０９とによって、外周部に設けられた陽極端子１１２に注入された正孔を第１透明電極１０３の中心部（陽極１１１の中心部）へと給電することができる。これにより、抵抗の大きい第１透明電極１０３だけでは充分に正孔が注入されなかった有機発光層１０６の中心部へも正孔を充分に注入させることができる。これにより、有機発光層１０６の中央部での発光を増大させて輝度分布の斑を低減できる。
　また、有機ＥＬ素子１０１では、給電部材１０８と凸状接続部材１０９とを有機発光層１０６を挟み第１透明電極１０３とは反対側に設けている。これにより、有機発光層１０６によって発光された光を遮ることがないので、光の取り出しを向上させることができる。
　また、有機ＥＬ素子１０１では、開口部１０６ａ、１０７ａ及び凸状接続部材１０９を小径にすることによって、有機発光層１０６の発光面積をほとんど損なうことなく、上述の効果を奏することができる。
　また、有機ＥＬ素子１０１では、有機発光層１０６に開口部１０６ａを形成することによって、凸状接続部材１０９を容易に第１透明電極１０３に接続することができる。
　（第６実施形態）
　次に、上述した第５実施形態を部分的に変更した第６実施形態の有機ＥＬ素子について、図面を参照して説明する。図３１は、第６実施形態による有機ＥＬ素子の分解斜視図である。図３２は、有機ＥＬ素子の断面図である。図３２は、第５実施形態における図２２と同じ位置の断面図である。尚、第５実施形態と同様の構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
　図３１及び図３２に示すように、第６実施形態の有機ＥＬ素子１０１Ａでは、複数（例えば、５個）の凸状接続部材１０９を給電部材１０８に設けられている。この場合、有機発光層１０６Ａの開口部１０６ａ及び陰極１０７Ａの開口部１０７ａは、各凸状接続部材１０９に対応した位置に、同数形成される。ここで、有機発光層１０６Ａの開口部１０６ａ、陰極１０７Ａの開口部１０７ａ及び凸状接続部材１０９は、平面視にて、有機発光層１０６Ａの中心の周りに点対称または回転対称な位置に配置されている。
　上述したように、第６実施形態による有機ＥＬ素子１０１Ａでは、複数の凸状接続部材１０９を設けることによって、第１透明電極１０３の中央部への正孔注入をより促進することができる。この結果、有機発光層１０６の中央部での発光を増大させて、輝度分布の斑をより低減できる。尚、複数の開口部１０６ａ、１０７ａ及び複数の凸状接続部材１０９を中心の周りに不規則に設けてもよい。
　（第７実施形態）
　次に、上述した実施形態を部分的に変更した第７実施形態の有機ＥＬ素子について、図面を参照して説明する。図３３は、第７実施形態による有機ＥＬ素子の断面図である。図３３は、第５実施形態における図２２と同じ位置の断面図である。尚、上述した実施形態と同様の構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
　図３３に示すように、第７実施形態による有機ＥＬ素子１０１Ｂでは、凸状接続部材１０９Ｂが、コーン状に形成されている。また、凸状接続部材１０９Ｂと給電部材１０８は、一体的に形成されている。凸状接続部材１０９Ｂの先端部は、容易に折り曲げられる程度に細く形成されている。このように凸状接続部材１０９Ｂの先端部を細く形成する方法としては、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）やＳＴＭ（走査トンネル顕微鏡）等の探針（プローブ）の作製方法を適用することができる。
　（第８実施形態）
　次に、上述した実施形態を部分的に変更した第８実施形態の有機ＥＬ素子について、図面を参照して説明する。図３４は、第８実施形態による有機ＥＬ素子の断面図である。図３４は、第５実施形態における図２２と同じ位置の断面図である。尚、上述した実施形態と同様の構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
　図３４に示すように、第８実施形態による有機ＥＬ素子１０１Ｃでは、有機発光層１０６Ｃに開口部を形成していない。即ち、凸状接続部材１０９の先端部は、有機発光層１０６Ｃに埋設された状態で、第１透明電極１０３と接続される。尚、陰極１０７には、開口部１０７ａが形成されている。
　（第９実施形態）
　次に、上述した実施形態を部分的に変更した第９実施形態の有機ＥＬ素子について、図面を参照して説明する。図３５は、第９実施形態による有機ＥＬ素子の全体斜視図である。図３６は、有機ＥＬ素子の内部の分解斜視図である。尚、上述した実施形態と同様の構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
　図３５及び図３６に示すように、第９実施形態による有機ＥＬ素子１０１Ｄでは、給電部材１０８Ｄの天板部１２１ＤのＸ方向及びＹ方向の幅が、有機発光層１０６のＸ方向及びＹ方向の幅よりも大きい。即ち、天板部１２１Ｄは、有機発光層１０６よりも広い。有機ＥＬ素子１０１Ｄでは、ＵＶ硬化樹脂からなる封着材１２４を備えている。封着材１２４は、天板部１２１Ｄの外周部の下面のうち、脚部１２２が形成されていない領域と、第２透明電極１０４及び絶縁溝１１３とを封着する。即ち、封着材１２４は、有機発光層１０６の外側に形成される。これにより、給電部材１０８Ｄと封着材１２４とによって、有機発光層１０６が形成されている領域が封止される。この結果、第５実施形態では必要とした封止部材１１０を省略して、部品点数を低減することができる。
　（第１０実施形態）
　次に、上述した実施形態の製造方法を部分的に変更した第１０実施形態の有機ＥＬ素子について、図面を参照して説明する。図３７は、第１０実施形態による有機ＥＬ素子の製造工程の断面図である。図３７は、第５実施形態における図２２と同じ位置の断面図である。尚、上述した実施形態と同様の構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
　図３７に示すように、第１０実施形態による有機ＥＬ素子１０１の製造方法では、有機発光層１０６及び陰極１０７に開口部が形成されていない状態で、給電部材１０８及び凸状接続部材１０９が取り付けられる。この後、凸状接続部材１０９の周りにＹＡＧ等のレーザ光を照射することによって、図２２に示すように、有機発光層１０６及び陰極１０７に開口部１０６ａ、１０７ａを形成する。
　以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。
　上述した各実施形態における、数値、材料、形状等は適宜変更可能である。
　また、上述した各実施形態は、ボトムエミッション型を例に説明したが、本発明をトップエミッション型の有機ＥＬ素子に適用してもよい。
　また、上述した実施形態は、陽極端子及び陰極端子を有機発光層の中心の周りに点対称に形成したが、有機発光層の中心の周りに回転対称に形成してもよく、有機発光層の中心を通る直線を挟み、線対称に形成してもよい。
　また、上述した実施形態では、給電部材をＡｌの板部材によって構成したが、その他の金属等の導電性を有する部材によって構成してもよい。また、給電部材をガラス基板等に金属配線を蒸着したものを適用してもよい。
　また、上述の実施形態では、第１透明電極の中央部を陽極として適用したが、第１透明電極の中央部を陰極として用いてもよい。この場合、有機発光層の上面を覆う、金属の電極は陽極として適用される。また、給電部材によって給電される第１透明電極に給電される電荷は電子となる。
　また、上述した実施形態では、凸状接続部材をＡｌワイヤー等によって構成したが、ＡＦＭ等に用いられるカンチレバーを適用してもよい。
　本発明は、照明等の有機ＥＬ素子に適用することができる。
符号の説明
１、１Ａ　　　有機ＥＬ素子
２、２Ｃ　　　基板
２ａ　 成長主面
２ｂ　 光取出面
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ　　　 第１透明電極
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ　　　 第２透明電極
５　　 絶縁層
６　　 有機発光層
７　　 陰極
８　　 封着材
９　　 封止板
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ　　　　　　 陽極
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ　　　　　　 陽極端子
１２ａ、１２Ａａ、１２Ｂａ、１２Ｃａ　　　陽極接続面
１３　 絶縁溝
１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ　　　　　　 接続部
１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ　　　　　　 陰極端子
１６ａ、１６Ａａ、１６Ｂａ、１６Ｃａ　　　陰極接続面
Ｃ　　 中心
Ｓ１　 面積
Ｓ２　 面積
１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ　　　有機ＥＬ素子
１０２ 基板
１０２ａ　　　成長主面
１０２ｂ　　　光取出面
１０３ 第１透明電極
１０４ 第２透明電極
１０５ 絶縁層
１０６、１０６Ａ、１０６Ｃ　有機発光層
１０６ａ　　　開口部
１０７、１０７Ａ　　 陰極
１０７ａ　　　開口部
１０８ 給電部材
１０９、１０９Ｂ　　 凸状接続部材
１１０ 封止部材
１１１ 陽極
１１２ 陽極端子
１１３ 絶縁溝
１１５ 接続部
１１６ 陰極端子
１２１ 天板部
１２２ 脚部
１２３ 接合材
１２４ 封着材

Claims (14)

  1. 　基板と、
    　面状の第１電極と、前記第１電極よりも電気抵抗が小さく面状の第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に形成された有機発光層とを含み、前記基板上に形成された発光部と、
    　前記基板上に形成され、前記第１電極と接続される第１外部端子と、
    　前記基板上に形成され、前記第２電極と接続される第２外部端子と
    を備え、
    　外部と接続される前記第１外部端子の面を第１の接続面とし、
    　外部と接続される前記第２外部端子の面を第２の接続面とし、
    　前記第２の接続面の面積よりも前記第１の接続面の面積の方が大きい有機ＥＬ素子。
  2. 　請求項１に記載の有機ＥＬ素子において、
    　前記基板は、多角形状であって、
    　前記第１外部端子は、前記多角形の基板の辺に沿って形成され、
    　前記第２外部端子は、前記多角形の基板の頂点に形成されている。
  3. 　請求項１に記載の有機ＥＬ素子において、
    　前記第１外部端子及び前記第２外部端子は、前記有機発光層の中心または中心を通る直線に対して対称である。
  4. 　請求項１に記載の有機ＥＬ素子において、
    　前記第１電極は、前記基板上に形成され、
    　前記第１電極と前記第１外部端子は、同じ材料によって一体的に形成されている。
  5. 　請求項１に記載の有機ＥＬ素子において、
    　前記第１外部端子と、前記第２外部端子は、同じ材料によって形成されている。
  6. 　請求項１に記載の有機ＥＬ素子において、
    　前記第１電極は、光を透過可能な透明電極であって、
    　前記第２電極は、金属電極である。
  7. 　基板と、
    　前記基板上に形成され、光を透過可能な第１電極と、
    　前記第１電極上に形成された有機発光層と、
    　前記有機発光層上に形成され、前記有機発光層が形成されている領域に電極開口部が形成された第２電極と、
    　前記第２電極の上方に間隔を開けて配置されるとともに、前記有機発光層の外側で前記第１電極と接続された導電性の給電部材と、
    　前記第２電極と非接触の状態で電極開口部に挿通されて、前記第１電極及び前記給電部材に接続された凸状接続部材とを備えている有機ＥＬ素子。
  8. 　請求項７に記載の有機ＥＬ素子において、
    　前記第２電極に形成される電極開口部は、前記有機発光層の中心に対応する位置に形成されている。
  9. 　請求項７に記載の有機ＥＬ素子において、
    　前記第２電極に形成される電極開口部は、複数形成され、
    　前記凸状接続部材が、前記各電極開口部に挿通されている。
  10. 　請求項９に記載の有機ＥＬ素子において、
    　前記複数の電極開口部は、前記有機発光層の中心または中心を通る直線に対して対称である。
  11. 　請求項７に記載の有機ＥＬ素子において、
    　前記有機発光層には、前記電極開口部に対応した位置に発光層開口部が形成されている。
  12. 　請求項７に記載の有機ＥＬ素子において、
    　前記凸状接続部材は、弾性変形可能である。
  13. 　請求項７に記載の有機ＥＬ素子において、
    　前記凸状接続部材と前記給電部材は、一体的に形成されている。
  14. 　請求項７に記載の有機ＥＬ素子において、
    　前記給電部材は、前記有機発光層よりも広い導電性の天板部を含み、
    　前記有機発光層の外側で、前記天板部の外周部を封着する封着材を、更に、備えている。
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