JP2017188186A

JP2017188186A - 有機エレクトロルミネッセンス素子

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Publication number: JP2017188186A
Application number: JP2014171609A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　宜弘; Nobuhiro Ito; 宜弘伊藤
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2017-10-12
Also published as: WO2016031130A1

Abstract

【課題】本発明は、対向する第２及び第４電極間で短絡や漏電を起こしにくくすることができる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１電極、第１有機発光体及び第２電極の順で第１基板に積層された第１発光素子と、第３電極、第２有機発光体及び第４電極の順で第２基板に積層された第２発光素子と、前記２電極の上に形成された第１島状樹脂と、前記４電極の上に形成された第２島状樹脂と、第１発光素子と第２発光素子との間を充填する封止材とを備える。前記第１島状樹脂は、前記４電極と対向する。前記第２島状樹脂は、前記２電極と対向する。【選択図】図１

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子、詳細には、調色型発光素子として用いられる有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。

従来より、第一の基体上に配置された第一の有機エレクトロルミネッセンス素子と、第二の基体上に配置された第二の有機エレクトロルミネッセンス素子とを備える両面発光型有機エレクトロルミネッセンスパネルが提案されている（特許文献１参照）。この両面発光型有機エレクトロルミネッセンスパネルでは、第一及び第二の有機エレクトロルミネッセンス素子同士が対向するように充填層が配置されている。また、第一及び第二の有機エレクトロルミネッセンス素子の各々に、一対の第一電極層と第二電極層とが設けられている。第一電極層と第二電極層との間には、発光層が配置されている。

特開２０１０-０８０２９２号公報

一般的に、２種の発光素子を、その厚み方向で互いに対向するように配置させると、各発光素子の基板で反りや撓みが生じる場合がある。この反りや撓みにより、短絡や漏電が、発光素子間で生じる可能性がある。そこで、特許文献１のように、第一及び第二の有機エレクトロルミネッセンス素子の間に充填層を設け、この充填層で貼り合せることが知られている。

しかし、特許文献１のような両面発光型有機エレクトロルミネッセンスパネルにおいて、第一の有機エレクトロルミネッセンス素子と対向する電極層と第二の有機エレクトロルミネッセンス素子と対向する電極層との間に充填層が設けられている。特許文献１のように充填層を設けても、基板が大型化すると、反りや撓みが大きくなると考えられる。これにより電極層間では短絡や漏電が生じる可能性がある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、互いに対向する電極間で短絡や漏電を起こしにくくすることができる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とするものである。

本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子は、第１電極、第１有機発光体及び第２電極の順で第１基板に積層された第１発光素子と、第３電極、第２有機発光体及び第４電極の順で第２基板に積層された第２発光素子と、前記第２電極の上に形成された第１島状樹脂と、前記第４電極の上に形成された第２島状樹脂と、第１発光素子と第２発光素子との間を充填する封止材とを備え、前記第１島状樹脂は、前記第４電極と対向し、前記第２島状樹脂は、前記第２電極と対向することを特徴とする。

本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子では、互いに対向する第２及び第４電極間で短絡や漏電を起こしにくくすることができる。

図１は、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一部における概略断面図の一例を示す。図２は、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一部を略した斜視図の一例を示す。図３は、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子における概略断面図の一例を示す。図４は、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一部における概略断面図の他例を示す。図５は、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一部を略した斜視図の他例を示す。図６は、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子における概略断面図の他例を示す。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。これらの図面で同一の構成要素には同じ符号を付して重複した説明を省略する。

図１のように、本実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という）は、第１電極２１、第１有機発光体３１及び第２電極４１の順で第１基板１１に積層された第１発光素子１０１を備える。また、有機ＥＬ素子は、第３電極２２、第２有機発光体３２及び第４電極４２の順で第２基板１２に積層された第２発光素子１０２も備える。また、有機ＥＬ素子は、第２電極４１の上に形成された第１島状樹脂７１も更に備える。また、有機ＥＬ素子は、第４電極４２の上に形成された第２島状樹脂７２も更に備える。また、有機ＥＬ素子は、第１発光素子１０１と第２発光素子１０２との間を充填する封止材６も更に備える。上記第１島状樹脂７１は、第４電極４２と対向する。また上記第２島状樹脂７２は、第２電極４１と対向する。

上記「島状」とは、第２電極４１及び第４電極４２の平面に形成された剛性を有する突起の形状を指す。

尚、図１の例は、第１発光素子１０１が第２電極４１の平面と第１島状樹脂７１による丸みを帯びた面とを備えることを示している。また、第２発光素子１０２が第４電極４２の平面と第２島状樹脂７２による丸みを帯びた面とを備えることも示している。しかし、上述の様態に特に限定されない。第１島状樹脂７１の形状及び第２島状樹脂７２の形状は、これらの成形方法に応じて適宜変更させることができる。第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２の形状として、丸みを帯びた形状の他に、例えば、柱状等が挙げられる。

また、本実施形態に係る有機ＥＬ素子は、シールド材５を更に備える。シールド材５は、第１発光素子１０１及び第２発光素子１０２の間に挟持され、有機ＥＬ素子の外周縁に沿って設けられている。第１発光素子１０１及び第２発光素子１０２の間の空間には透光性を有する封止材６が充填されており、この空間は、シールド材５で囲まれている。また、第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２により離間された第２電極４１及び第４電極４２の間にも封止材６が充填されている。

封止材６が充填されていると、封止材６は、第１発光素子１０１及び第２発光素子１０２を接着させることとなる。第１発光素子１０１及び第２発光素子１０２を貼り合せるように封止材６が有機ＥＬ素子に充填されていると、第１基板１１及び第２基板１２の反りや撓みによる短絡や漏電も起こしにくくすることができる。このように反りや撓みで短絡や漏電も起こしにくくするには、封止材６は、電気絶縁性を有することが好ましい。

また、シールド材５は電気絶縁性を有するとよい。シールド材５として、例えば、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂などを用いることが好ましい。

また、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の場合では、シールド材５及び封止材６の他に、有機ＥＬ素子の内部のガスを吸収するゲッター剤や、乾燥剤をシールド材５付近に配置してもよい。

本実施形態に係る有機ＥＬ素子の場合では、図２のように、第１島状樹脂７１は、平面視で、第２島状樹脂７２と重なっていることが好ましい。更に、第１島状樹脂７１は第２島状樹脂７２と接触していることが好ましい。また、第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２は、それぞれ１０〜５０μｍの平均高さを有することが好ましい。

また、第１島状樹脂７１は第４電極４２に対向し、第２島状樹脂７２は第２電極４１に対向している。第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２は、各々の高さに基いて、第２電極４１及び第４電極４２の間に隙間を設けていることが好ましい。第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２は、第２電極４１及び第４電極４２の間に２０〜１００μｍの隙間を設けていることが更に好ましい。第２電極４１及び第４電極４２の間の隙間が２０μｍ未満であると、混入した異物により、短絡や漏電を起こしやすくなる。また、第２電極４１及び第４電極４２の間が１００μｍより大きいと、第１島状樹脂７１が第２島状樹脂７２と接触する箇所にも異物が混入しやすくなるので、短絡や漏電を起こしやすくなる。

また、上記隙間は、封止材６の厚みに影響され難くなる。これにより、第２及び第４電極４１、４２のうち少なくとも一方の対向面上に異物が混入しても、互いに対向する第２及び第４電極４１、４２の間で短絡や漏電を起こしにくくすることができる。

第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２で隙間を設けて短絡や漏電を起こしにくくするには、第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２は、どちらも電気絶縁性を有することが好ましい。

また、図１乃至３のように、有機ＥＬ素子の厚み方向と平行な同一直線上で互いに対向するように第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２を配置してもよい。この場合、第１島状樹脂７１は第２島状樹脂７２と接触しているとよい。第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２を同一直線上に配置させるにあたって、例えば、ソルダーレジスト材料を用いた手法により、第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２の配置位置を制御することができる。これにより、第１島状樹脂７１を第２電極４１の上に、第２島状樹脂７２を第４電極４２の上に、それぞれ、規則正しく形成することができる。

また、第２電極４１の上には複数の第１島状樹脂７１が形成されるとよく、第４電極４２の上には複数の第２島状樹脂７２が形成されるとよい。複数の第１島状樹脂７１が直接第２電極４１の上に形成される場合、０．０１〜０．１ドット／ｍｍ^２の密度で複数の第１島状樹脂７１が第２電極４１の上に形成されていることが好ましい。また、複数の第２島状樹脂７２が直接第４電極４２の上に形成される場合、０．０１〜０．１ドット／ｍｍ^２の密度で複数の第２島状樹脂７２が第４電極４２の上に形成されていることが好ましい。このように、複数の第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２が形成されていると、第２電極４１と第４電極４２とは互いに対向し、第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２を介して所定の間隔で離間することとなる。これにより、第１発光素子１０１及び第２発光素子１０２を安定して配置させることができる。また、互いに対向する第２電極４１及び第４電極４２の間に封止材６を充填することが容易になる。

また、図４乃至６のように、有機ＥＬ素子の厚み方向と平行な直線上で第１島状樹脂７１のうち少なくとも一部が第２島状樹脂７２と互いに対向してもよい。この場合、第１島状樹脂７１は第２島状樹脂７２と接触しているとよい。図５のように、第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２を配置させるにあたって、例えば、ディスペンサーやインクジェットのような噴霧機で第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２を構成する材料を噴霧することができる。これにより、第１島状樹脂７１を構成する材料を、第２電極４１上に不連続に付着させ、複数の第１島状樹脂７１を形成するようになる。また、第２島状樹脂７２を構成する材料を、第４電極４２上に不連続に付着させ、複数の第２島状樹脂７２を形成するようになる。

つまり、複数の第１島状樹脂７１は第２電極４１の上に、複数の第２島状樹脂７２が第４電極４２の上に、それぞれ形成されているとよい。このような場合、第１島状樹脂７１の各々は、第２電極４１での配置領域を規定する外周縁を有する。また、第２島状樹脂７２の各々も、第４電極４２での配置領域を規定する外周縁を有する。第１島状樹脂７１の外周縁のうち少なくとも一部は、平面視で、第２島状樹脂７２の外周縁と重なっていることが好ましい。

複数の第１島状樹脂７１が不連続に形成される場合、０．０１〜０．１ドット／ｍｍ^２の密度で複数の第１島状樹脂７１が第２電極４１の上に直接形成されていることが好ましい。また、複数の第２島状樹脂７２が不連続に形成される場合、０．０１〜０．１ドット／ｍｍ^２の密度で複数の第２島状樹脂７２が第４電極４２の上に直接形成されていることが好ましい。複数の第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２が形成されていると、第２電極４１と第４電極４２とは互いに対向し、第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２を介して所定の間隔で離間することとなる。これにより、第１発光素子１０１及び第２発光素子１０２を安定して配置させることができる。また、互いに対向する第２電極４１及び第４電極４２の間に封止材６を充填することが容易になる。

また、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の場合では、第１電極２１及び第２電極４１のうち一方と、第３電極２２及び第４電極４２のうち一方とが陰極であるとよい。例えば、第２電極４１及び第４電極４２が陰極である場合、第２電極４１及び第４電極４２の両方が、第１酸化物、Ａｇ合金及び第２酸化物を備えるとよい。

第２電極４１は、第１酸化物、Ａｇ合金及び第２酸化物の順で積層された三重積層構造を有してもよい。また、第２電極４１は、第１酸化物及び第２酸化物を備える酸化物層とＡｇ合金を備えるＡｇ合金層とを積層させた二積層構造を有してもよい。このような第２電極４１は、図１及び４で示す例のように、第１島状樹脂７１の第１基板１１側に配置されるように第１有機発光体３１に直接積層されてもよい。

第４電極４２は、第１酸化物、Ａｇ合金及び第２酸化物の順で積層された三重積層構造を有してもよい。また、第４電極４２は、第１酸化物及び第２酸化物を備える酸化物層とＡｇ合金を備えるＡｇ合金層とを積層させた二積層構造を有してもよい。このような第４電極４２は、図１及び４で示す例のように、第２島状樹脂７２の第２基板１２側に配置されるように第２有機発光体３２に直接積層されてもよい。

第１酸化物及び第２酸化物のうち少なくとも一方は、３．２６ｅＶ以下のバントギャップを有することが好ましい。バントギャップが３．２６ｅＶ以下であると、比較的長い波長の電磁波照射で硬化して、第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２を形成することができる。つまり、第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２は比較的弱いエネルギーを有する電磁波で硬化して形成されることとなる。

電磁波として、例えば、近紫外線等が挙げられる。電磁波が近紫外線である場合、近紫外線は２００ｎｍ〜４００ｎｍの波長を有することが好ましい。

第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２を形成する場合、第２電極４１の第１基板１１側に設けられている第１有機発光体３１に対して負担を軽減することができる。また、第４電極４２の第２基板１２側に設けられている第２有機発光体３２に対して負担を軽減することもできる。

なお、第１酸化物及び第２酸化物の各々が有するバンドギャップの下限値は、特に限定されないが、実用上、３．０ｅＶである。また、上記「負担」として、例えば、第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２を形成する場合における第１有機発光体３１及び第２有機発光体３２の各々の初期劣化等が挙げられる。

第２電極４１及び第４電極４２の各々に透光性を付与するにあたって、第１酸化物及び第２酸化物は、主成分として透明金属酸化物を含有することが好ましい。第１酸化物及び第２酸化物に含有される透明金属酸化物として、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ_２、ＴｉＯ_２、ＣｅＯ_２、ＷＯ_３、ＺｎＯ等が挙げられる。また、第１酸化物及び第２酸化物を成膜する工程での温度や導入酸素などの条件を調整することで適宜バンドギャップを調整することもできる。しかし、第１酸化物及び第２酸化物の各々の主成分は、例示した透明金属酸化物に特に限定されない。例えば、２つの金属酸化物が共に透光性を有し、上記２つの金属酸化物のうち少なくとも一方が３．２６ｅＶ以下のバンドギャップを有していれば、上記２つの金属酸化物は、それぞれ第１酸化物の主成分及び第２酸化物の主成分として用いることもできる。

第２電極４１及び第４電極４２の各々が第１酸化物及び第２酸化物を用いて形成される場合、第１酸化物及び第２酸化物の各々は薄膜に形成されていることが好ましい。第１酸化物及び第２酸化物は、例えば、スパッタリングや真空蒸着や塗装等の一般的な手法で、それぞれ薄膜に形成されるとよい。このように、第２電極４１及び第４電極４２の各々は、第１酸化物の薄膜及び第２酸化物の薄膜を備えるとよい。

また、第１酸化物及び第２酸化物を備える酸化物層も、例えば、スパッタリングや真空蒸着や塗装等の一般的な手法で、薄膜に形成するよい。このように、第２電極４１及び第４電極４２の各々は、第１酸化物及び第２酸化物を備える酸化物層を薄膜として備えるとよい。

上記酸化物層は、第１酸化物及び第２酸化物を含む混合物から薄膜に形成されてもよい。また、上記酸化物層は、第１酸化物の薄膜及び第２酸化物の薄膜を積層させて形成されてもよい。

また、Ａｇ合金は第２電極４１及び第４電極４２が透光性を有するように構成されていることが好ましい。第２電極４１及び第４電極４２に透光性を付与するには、Ａｇ合金を、例えば、数ｎｍから数十ｎｍの厚みの薄膜に形成するとよい。

Ａｇ合金を薄膜に形成する場合、Ａｇ合金の薄膜は、例えば、スパッタリングや真空蒸着や塗装のような手法で形成することができる。Ａｇ合金の薄膜は、５〜３０ｎｍの膜厚を有することが好ましい。Ａｇ合金の薄膜が５ｎｍ未満の厚みになっていると、電極として導電性が低くなる場合がある。また、Ａｇ合金の薄膜が３０ｎｍより大きな厚みになっていると、第２電極４１及び第４電極４２の透光性が損なわれる場合がある。

上述のように、第２電極４１及び第４電極４２の各々がＡｇ合金の薄膜を備えると、第２電極４１及び第４電極４２の各々に透光性を付与することができる。また、第２電極４１及び第４電極４２の導電性を向上することができる。

Ａｇ合金として、例えば、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｂｉ、Ａｇ−Ａｕ、Ａｇ−Ｍｇなどが挙げられる。しかし、これに限定されず、公知のＡｇ合金を用いることができる。

また、第１電極２１及び第３電極２２が陽極である場合、第１電極２１及び第３電極２２の各々は、透光性を有することが好ましい。第１電極２１及び第３電極２２の各々に透光性を付与するには、第１電極２１及び第３電極２２の各々が透光性導電材料を主成分として含有するとよい。第１電極２１及び第３電極２２に含有される透光性導電材料として、例えば、透明金属酸化物、導電性粒子含有化合物、金属薄膜などを用いることができる。このような透光性導電材料を、例えば、スパッタリングや真空蒸着や塗装等の一般的な手法で、第１電極２１及び第３電極２２として薄膜に形成することができる。また、透明金属酸化物として、例えばＩＴＯ、ＩＺＯ等が挙げられる。第１電極２１及び第３電極２２の各々が、透明金属酸化物を主成分として含有する場合、透明金属酸化物は、第１電極２１及び第３電極２２として薄膜に形成することができる。このような、第１電極２１の薄膜及び第３電極２２の薄膜は、銀ナノワイヤを含有してもよい。また、第１電極２１の薄膜及び第３電極２２の薄膜に、銀薄膜を配置させてもよい。このように、第１電極２１及び第３電極２２の各々は、透光性を有する薄膜を備えることができる。

また、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の場合では、第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２は、紫外線硬化樹脂が硬化して形成されることが好ましい。

第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２は、紫外線硬化樹脂が硬化して形成される場合、紫外線硬化樹脂は、例えば、エポキシ樹脂や、アクリル樹脂等の透光性を有する紫外線硬化樹脂であるとよい。紫外線硬化樹脂がエポキシ樹脂である場合、硬化前のエポキシ樹脂は、その主成分としてエポキシモノマーを含有するとよい。また、紫外線硬化樹脂がアクリル樹脂である場合、硬化前のアクリル樹脂は、その主成分としてアクリルモノマーを含有するとよい。

また、上述の紫外線硬化樹脂のうち２種以上を混合して第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２の屈折率を調節することができる。

紫外線硬化樹脂は、硬化剤を含有する。硬化剤は、紫外線感受性を有する公知の硬化剤から選択され、その配合量も適宜調整するとよい。なお、硬化剤の種類及び配合量は、第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２の透光性が変化し難くなるように適宜変更するとよい。

また、紫外線硬化樹脂は、その硬化剤の他に、屈折率調整粒子材料を含有してもよい。これにより、第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２の屈折率を調節することができる。

屈折率調整粒子材料として、例えば、ＳｉＯ_２製粒子やＴｉＯ_２製粒子等が挙げられる。

また、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の場合では、第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２は、封止材６と同じ屈折率を有することが好ましい。

また、第１有機発光体３１及び第２有機発光体３２に対する負担を軽減し、シールド材５を保持する観点から、封止材６は熱可塑性樹脂を主成分として含有することが好ましい。

熱可塑性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂や、アクリル樹脂等の透光性を有する熱可塑性樹脂であるとよい。

例示した熱可塑性樹脂のうち１種の熱可塑性樹脂が第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２と同じ屈折率を有していると、熱可塑性樹脂は封止材６として用いられてもよい。

また、第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２と同じ屈折率を有するように、例示した熱可塑性樹脂から選択される２種以上を混合して封止材６の屈折率を調節することもできる。

また、封止材６は、例えば、上記屈折率調整粒子材料を含有してもよい。これにより、第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２と同じ屈折率を有するように封止材６の屈折率を調節することもできる。

上記「同じ屈折率」とは、第１島状樹脂７１、第２島状樹脂７２及び封止材６が、厳密に互いに同じ屈折率を有することを示唆しているのではなく、有機ＥＬ素子の外側から第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２が視認されにくくなる程度を指す。

第１島状樹脂７１、第２島状樹脂７２及び封止材６が、互いに同じ屈折率を有すると、有機ＥＬ素子の外側から第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２を視認しにくくすることができる。また、第１発光素子１０１及び第２発光素子１０２が発光しない場合でも、有機ＥＬ素子の外側から第１島状樹脂７１及び第２島状樹脂７２を視認しにくくすることができる。これにより、第１島状樹脂７１、第２島状樹脂７２及び封止材６は、有機ＥＬ素子の外観を損ねにくくすることができる。

また、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の場合では、図１及び４の例のように、第１有機発光体３１及び第２有機発光体３２は、それぞれ、第１電極２１及び第３電極２２に直接積層されてもよい。第１有機発光体３１は、２以上の発光層３１１、３１２と、中間層３１３とを備える。発光層３１１、３１２の各々は、第１発光素子１０１の厚み方向に沿って配置されている。中間層３１３は、第１発光素子１０１の厚み方向に沿って互いに隣り合う発光層３１１、３１２の間に介在している。この場合、中間層３１３は、発光層３１１、３１２と接触するとよい。また、第２有機発光体３２は、２以上の発光層３１１、３１２と、中間層３１３とを備える。発光層３１１、３１２の各々は、第２発光素子１０２の厚み方向に沿って配置されている。中間層３１３は、第２発光素子１０２の厚み方向に沿って互いに隣り合う発光層３１１、３１２の間に介在している。この場合、中間層３１３は、発光層３１１、３１２と接触するとよい。

図１及び４で示す例の場合、第１発光素子１０１には、２つの発光層３１１、３１２の間に中間層３１３が介在して設けられている。また、第２発光素子１０２には、２つの発光層３１１、３１２の間に中間層３１３が介在して設けられている。しかし、これに限定されない。例えば、第１発光素子１０１では、その厚み方向に沿って発光層３１１、３１２の各々が互いに隣り合うように中間層３１３が介在していれば、更に中間層３１３及び発光層３１１、３１２を積層させてもよい。また、第２発光素子１０２でも、その厚み方向に沿って発光層３１１、３１２の各々が互いに隣り合うように中間層３１３が介在していれば、更に中間層３１３及び発光層３１１、３１２を積層させてもよい。

また、発光層３１１、３１２は、一般的な有機エレクトロルミネッセンス素子で蛍光を発光する材料として用いられている任意の蛍光発光材料を含有することができる。このような蛍光発光材料としては、特に限定されないが、例えば、アントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、トリス（５−フェニル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ−（ｐ−ターフェニル−４−イル）アミン、１−アリール−２，５−ジ（２−チエニル）ピロール誘導体、ピラン、キナクリドン、ルブレン、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ジスチリルアミン誘導体、各種蛍光色素等や、これらの誘導体等が挙げられる。また、発光層３１１、３１２は、例示した蛍光発光材料の群から選択される２種以上の蛍光発光材料を含有してもよい。また、発光層３１１、３１２は、上記蛍光発光材料以外に、スピン多重項に基いて発光する材料、例えば、燐光を発光する燐光発光材料を含有してもよい。また、発光層３１１、３１２は、上記蛍光発光材料及び燐光発光材料のうち少なくとも１つの化学構造を分子内に含む発光材料を含有してもよい。

発光層３１１、３１２は、上記蛍光発光材料及び燐光発光材料のうち少なくとも１つの発光材料を、例えば、蒸着、転写等の乾式プロセス、或いはスピンコート、スプレーコート、ダイコート、グラビア印刷等の湿式プロセスを経て成膜させることで得られる。

尚、図１及び４の例では、一部省略されているが、第１発光素子１０１の発光層３１１、３１２及び第２発光素子１０２の発光層３１１、３１２のうち少なくとも一部は、例えば、ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子輸送層等の発光補助層を適宜備えることもできる。

また、第１発光素子１０１の発光層３１１が第２発光素子１０２の発光層３１１と同じ構成になっている場合、第１発光素子１０１の発光層３１２は第２発光素子１０２の発光層３１２と異なる構成になっていることが好ましい。また、第１発光素子１０１の発光層３１２が第２発光素子１０２の発光層３１２と同じ構成になっている場合、第１発光素子１０１の発光層３１１は第２発光素子１０２の発光層３１１と異なる構成になっていることが好ましい。また、第１発光素子１０１の発光層３１１が第２発光素子１０２の発光層３１２と同じ構成になっている場合、第１発光素子１０１の発光層３１２は第２発光素子１０２の発光層３１１と異なる構成になっていることが好ましい。しかし、これに限定されず、例えば、第１発光素子１０１の発光層３１１、３１２が第２発光素子１０２の発光層３１１、３１２と同じ構成になっていてもよい。また、第１発光素子１０１の発光層３１１、３１２及び第２発光素子１０２の発光層３１１、３１２の全てが異なる構成になっていてもよい。

尚、「同じ」とは、厳密に同じでなくてよく、差が僅かで事実上同じと判断できる程度を指す。

また、第１発光素子１０１及び第２発光素子１０２の中間層３１３は、導電層と電荷注入性層とを備えてもよい。

導電層は、１×１０^５Ωｃｍ以下の比抵抗を有する導電体を含有する。このような導電体として、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ等の金属、ＣｕＩ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＣｕＳｅ等の金属化合物、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ、ＩＺＯ（インジウム−亜鉛酸化物）等の金属酸化物、カーボンナノチューブ、フラーレン等の炭素化合物等が挙げられる。

上記導電層は１種の導電体を含有してもよいが、これに限定されない。例えば、導電層は、インジウム−スズ、インジウム−亜鉛、アルミニウム−ガリウム、ガリウム−亜鉛、チタン−ニオブ等で挙げられる群から選択される１以上の金属合金を含有してもよい。また、導電層は、上記金属、金属酸化物、金属化合物、金属合金及びその他の導電体から選択される２種以上からなる混合物を含有してもよい。

また、電荷注入性層がホール注入性層である場合、第１発光素子１０１の中間層３１３は、第１基板１１側から導電層及びホール注入性層の順で積層されているとよい。また、第２発光素子１０２の中間層３１３は、第２基板１２側から導電層及びホール注入性層の順で積層されているとよい。

上記ホール注入性層の各々は、自身と隣接する発光層３１１、３１２のうち一方の発光層に含有される有機化合物よりも大きなイオン化ポテンシャルを有し、上記一方の発光層に速やかなホール注入を可能にする金属酸化物を含有してもよい。また、ホール注入性層の各々は、自身と隣接する上記一方の発光層に含有される有機化合物の錯体にホール注入を可能にする金属酸化物を含有してもよい。このような金属酸化物として、例えば、モリブデン、レニウム、タングステン、バナジウム、亜鉛、インジウム、スズ、ガリウム、チタン、アルミニウムのいずれかを含有する金属酸化物が挙げられる。金属酸化物は、一元酸化物であってもよいが、これに限定されない。例えば、金属酸化物は、インジウム−モリブデン、バナジウム−亜鉛、アルミニウム−ガリウム、ガリウム−亜鉛、チタン−ニオブのいずれかの金属を含有する二元酸化物或いはそれ以上の多元酸化物であってもよい。

また、電荷注入性層が電子注入性層である場合、第１発光素子１０１の中間層３１３は、第１基板１１側から電子注入性層及び導電層の順で積層されているとよい。また、第２発光素子１０２の中間層３１３は、第２基板１２側から電子注入性層及び導電層の順で積層してされているとよい。

上記電子注入性層の各々は、自身と隣接する発光層３１１、３１２のうち残りの発光層に含有される有機化合物よりも小さい電子親和性を有し、上記残りの発光層に速やかな電子注入を可能にする金属化合物を含有してもよい。また、電子注入性層の各々は、自身と隣接する上記残りの発光層に含有される有機化合物の錯体に電子注入を可能にする金属化合物を含有してもよい。このような金属化合物として、例えば、リチウム、ナトリウム、セシウム等のアルカリ金属や、ストロンチウム、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属や、イットリウム、サマリウム等の希土類金属から得られる酸化物、イリジウムやニッケル等の遷移金属から得られる酸化物等が挙げられる。金属化合物は、例示された群から選択される１種又は２種以上の酸化物を含有する。

上記導電層及び電荷注入性層は、各々を構成する導電体を、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、塗布等の手法で積層して薄膜に形成されるとよい。

尚、上記説明では、中間層３１３の各々がホール注入性層を備える場合と、中間層３１３の各々が電子注入性層を備える場合とに分けて説明した。しかし、これに限定されず、例えば、第１発光素子１０１の中間層３１３は、第１基板１１側から電子注入性層、導電層、及びホール注入性層の順で積層して設けられてもよい。第１発光素子１０１の中間層３１３は、第１基板１１側からホール注入性層、導電層、及び電子注入性層の順で積層して設けられてもよい。また、第２発光素子１０２の中間層３１３は、第２基板１２側から電子注入性層、導電層、及びホール注入性層の順で積層して設けられてもよい。第２発光素子１０２の中間層３１３は、第２基板１２側からホール注入性層、導電層、及び電子注入性層の順で積層して設けられてもよい。

このように中間層３１３の各々が電子注入性層、導電層、及びホール注入性層を備えると、このホール注入性層により、第１発光素子１０１の中間層３１３から、発光層３１１、３１２のうち陰極側に位置する発光層への電荷注入障壁が低減する。更に、第１発光素子１０１の中間層３１３から、発光層３１１、３１２のうち陽極側に位置する発光層への電荷注入障壁が低減する。これにより、第１発光素子１０１では駆動電圧が更に低減する。また、第２発光素子１０２の中間層３１３から、発光層３１１、３１２のうち陰極側に位置する発光層への電荷注入障壁が低減する。更に、第２発光素子１０２の中間層３１３から、発光層３１１、３１２のうち陽極側に位置する発光層への電荷注入障壁が低減する。これにより、第２発光素子１０では駆動電圧が更に低減する。

このような第１発光素子１０１の中間層３１３と第２発光素子１０２の中間層３１３とは、互いに同じ構成になっいてもよく、異なる構成になっていてもよい。また、中間層３１３は、発光層３１１と発光層３１２との間を電気的に接続する接続層のような公知の構造を有してもよい。

また、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の場合では、図１及び４の例のように、第１電極２１が、第１基板１１の上に直接設けられている。第３電極２２が、第２基板１２の上に直接設けられている。しかし、上述の様態に特に限定されない。必要に応じて、例えば、第１電極２１と第１基板１１との間、及び／又は第３電極２２と第２基板１２との間に散乱層を設けてもよい。

また、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の場合では、第１基板１１及び第２基板１２は、それぞれ透光性材料を主成分として含有することが好ましい。第１基板１１及び第２基板１２が透光性材料を含有すると、第１基板１１及び第２基板１２は透光性基板となる。これにより、第１有機発光体３１からの光と第２有機発光体３２からの光とを、第１基板１１及び第２基板１２を透過させることができる。このような有機ＥＬ素子では、第１基板１１及び第２基板１２を透過した光を視認することが可能となる。このような有機ＥＬ素子は、両面調色型発光素子となる。

第１基板１１及び第２基板１２に含有される透光性材料として、例えば、ガラスや樹脂などを用いることができる。

このような第１基板１１及び第２基板１２は、外界の水分やガスが有機ＥＬ素子内部に侵入することを軽減するように構成されていることが好ましい。

しかし、上述の様態に特に限定されない。例えば、第１基板１１及び第２基板１２のうち一方の基板が光反射可変層を備えることができる。この光反射可変層は、外部電源と接続されており、外部電極から供給される電流に基いて光反射性が変化する層である。すなわち、光反射可変層は、外部電源からの電流に基いて光反射性の程度が変化可能に構成されている。このような光反射可変層が光を反射するように作動していると、第１基板１１及び第２基板１２のうち一方の基板が反射性基板となり、残りの基板が透光性基板となる。これにより、第１有機発光体３１からの光及び第２有機発光体３２からの光は、反射性基板で反射される。更に、第１有機発光体３１からの光と第２有機発光体３２からの光との混合光が透光性基板を透過して視認され得る。このような場合、有機ＥＬ素子は、片面調色型発光素子となる。また、光反射可変層が作動していない場合、上述のように第１基板１１及び第２基板１２を透過した光を視認することが可能となるので、有機ＥＬ素子は、両面調色型発光素子となる。

また、第１発光素子１０１の第１電極２１及び第２電極４１は、外部電極と電気的に接続されている。また、第２発光素子１０２の第３電極２２及び第４電極４２も、外部電極と電気的に接続されている。外部電極は、第１発光素子１０１及び第２発光素子１０２の各々に供給する電力を制御するように構成されている。これにより、第１発光素子１０１及び第２発光素子１０２は、外部電極から供給される電力に応じて、独立した発光強度を有することとなる。つまり、外部電極からの電力に応じて、第１発光素子１０１の発光強度と第２発光素子１０２の発光強度が調節されるようになる。これにより、有機ＥＬ素子からの光は調色されて視認されるようになる。

上記では、幾つかの好ましい実施形態について記述したが、本来の趣旨および範囲、即ち請求の範囲を逸脱することなく、当業者によって様々な修正および変形が可能である。

１１第１基板
１２第２基板
２１第１電極
２２第３電極
３１第１有機発光体
３２第２有機発光体
４１第２電極
４２第４電極
６封止材
７１第１島状樹脂
７２第２島状樹脂
１０１第１発光素子
１０２第２発光素子

Claims

第１電極、第１有機発光体及び第２電極の順で第１基板に積層された第１発光素子と、
第３電極、第２有機発光体及び第４電極の順で第２基板に積層された第２発光素子と、
前記第２電極の上に形成された第１島状樹脂と、
前記第４電極の上に形成された第２島状樹脂と、
第１発光素子と第２発光素子との間を充填する封止材とを備え、
前記第１島状樹脂は、前記第４電極と対向し、
前記第２島状樹脂は、前記第２電極と対向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。
前記第１島状樹脂は、平面視で、前記第２島状樹脂と重なっていることを特徴とする請求項１に記載される有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記第１島状樹脂及び前記第２島状樹脂は、前記封止材と同じ屈折率を有することを特徴とする請求項１又は２に記載される有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記第１島状樹脂及び前記第２島状樹脂は、それぞれ紫外線硬化樹脂から形成されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載される有機エレクトロルミネッセンス素子。