有機エレクトロニクス素子、その製造方法、及び製造装置
【課題】可撓性基材に設けられた有機エレクトロニクス素子をその単位ごとに（素子様に）断裁する際の基材と封止材との間に発生する層間剥離を抑制し、所望の封止性能が得られる有機エレクトロニクス素子の製造方法、製造装置、及び当該製造方法等によって製造した有機エレクトロニクス素子を提供する。
【解決手段】少なくとも可撓性の基材、対向する一対の電極とそれらの間に挟持された有機層（以下「有機機能素子」という。）、及び封止材とで構成される有機エレクトロニクス素子の製造方法であって、前記基材上に有機機能素子を形成する工程の後に、（ｉ）前記有機機能素子を覆うように前記基材上に封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程と、（ii）前記封止材を接着後、当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁工程とを備えていることを特徴とする有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【解決手段】少なくとも可撓性の基材、対向する一対の電極とそれらの間に挟持された有機層（以下「有機機能素子」という。）、及び封止材とで構成される有機エレクトロニクス素子の製造方法であって、前記基材上に有機機能素子を形成する工程の後に、（ｉ）前記有機機能素子を覆うように前記基材上に封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程と、（ii）前記封止材を接着後、当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁工程とを備えていることを特徴とする有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロニクス素子の製造方法と製造装置、それらにより製造した有機エレクトロニクス素子に関する。
【０００２】
詳しくは、面光源やディスプレイ、太陽電池等として利用される有機エレクトロニクス素子を製造するための製造方法と製造装置に関し、特に、プラスチックフィルム等の可撓性基材に設けられた有機エレクトロニクス素子を製造するための製造方法とその方法を実施するための製造装置、及び当該製造方法等によって製造した有機エレクトロニクス素子に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、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。）、有機光電変換素子、電子写真用有機感光体、有機トランジスタ等を始めとした、様々な有機エレクトロニクス素子の開発が検討されている。
【０００４】
有機エレクトロニクス素子は、有機物を用いて電気的な動作を行う素子であり、省エネルギー、低価格、柔軟性といった特長を発揮できると期待され、従来のシリコンを主体とした無機半導体に替わる技術として注目されている。
【０００５】
これらの有機エレクトロニクス素子は、有機物の非常に薄い膜を電極を介して電流を流すことで、発光したり、発電したり、帯電したり、電流や電圧を制御したりする素子である。
【０００６】
有機エレクトロニクス素子の一つである有機ＥＬ素子は、有機化合物の薄膜からなる発光層を電極で挟持した構成で、電極間に電流を供給すると発光する素子である。従って、薄膜の有機ＥＬ素子を光源として利用すると、小型化、軽量化が容易であるうえ、蛍光灯に比べ発光の応答速度が速く、点灯直後の光量も比較的安定した照明装置となる。
【０００７】
ここで、有機ＥＬ素子を液晶表示装置の光源や各種ディスプレイ用の照明装置として利用する場合、発光色は白色が好ましい。しかしながら有機ＥＬ素子は、発光層中で励起子を形成し発光に至るまでの電気化学的なプロセスを妨害する水分・酸素などに代表される、物質に対して非常に敏感である。これらの物質が不純物として存在したり、外界から拡散してくると、発光の効率や駆動寿命が著しく短くなり実用的な照明や表示のための性能を得ることができなくなる。
【０００８】
また、水・酸素などは、電極表面や内部の電気的、化学的な特性を変化させ、電子や正孔の移動を妨害する場合もあり、その結果、実用的な特性を大きく劣化させる。したがって、有機ＥＬ素子は、特許文献１に開示されるように、乾燥剤を封入して、ガラスや金属缶で密閉した構造の中に収めたり、特許文献２に示されるように、水分や酸素などのガス成分に対して、バリア性能を有する基材や封止材を用いて、性能を確保したりすることが検討されている。
【０００９】
ところで、有機ＥＬ素子の製造では、発光素子（有機ＥＬ構造体）への水分や酸素による影響を回避し、高品質と高信頼性を維持するために、封止と呼ばれる外気の影響を完全にシャットアウトするための保護膜を形成する操作が行われている。
【００１０】
有機ＥＬ素子の封止技術としては、例えば、窒化物や窒化酸化物等の薄膜を電子ビーム法やスパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、イオンプレーティング法等により発光素子（有機ＥＬ構造体）上に被覆する方法、具体的には、対向ターゲット式のスパッタ装置を用いた封止技術（例えば特許文献３参照）や、シート状の封止材を、発光層を含む発光素子部分に貼り合わせて封止を行う技術（例えば特許文献４参照）等が挙げられる。
【００１１】
例えば、酸素及び水分による劣化を防止する技術として、有機ＥＬ素子の基板上に形成された発光層を封止材で封止する技術が一般的に用いられているが、従来の接着剤を使った封止では、接着剤部分から水分透過により、所望の封止性能が十分得られなかった。
【００１２】
一方、最近では、有機ＥＬ素子の用途の拡大等により、樹脂フィルム等の可撓性基材を用いた有機ＥＬ素子も登場しており、このような可撓性基材を用いることにより、ロール・ツー・ロール方式（「Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ方式」ともいう。）の有機ＥＬ素子の製造も行われるようになってきた（例えば特許文献５参照）。ここで、ロール・ツー・ロール方式の有機ＥＬ素子の製造方法とは、ロール状に巻かれた基材を繰り出して基材上に発光素子（有機ＥＬ構造体）を形成し、当該発光素子を形成した基材を再度ロールに巻き取って有機ＥＬ素子を作製する製造方法を称する。ロール・ツー・ロール方式による製造は、連続生産が可能なので生産効率を向上させることができるというメリットを有する。
【００１３】
ロール・ツー・ロールで封止を行うと、ライン長が長くなるため、一旦ロール・ツー・ロール上で仮接着を行い、所望サイズに断裁した後、まとめて硬化させる手段が有効である。しかしながら、仮接着状態で断裁を行うと、基材（基板）と封止材との間で層間剥離を引き起こし、剥離部分からの酸素及び水分透過が進行し、所望の封止性能が得られないという問題がある。
【００１４】
また、蒸着法等による発光素子の形成は、ほぼ真空に近い環境下でなされるので、ロール・ツー・ロール方式では、ほぼ真空に近い環境下で基材をロールから繰り出し、発光素子の形成を実施した後に再びロールに巻き取り、巻き取ったロールを水分や酸素による発光素子の劣化を防止するために不活性ガスを充填した容器に収容して、別ラインの封止工程に投入する方法が採られてきた。
【００１５】
しかしながら、巻き取ったロールを別ラインの封止工程に投入することは工程が煩雑となり、また、ロール搬送用の不活性ガスを充填した容器は、発光素子（有機ＥＬ構造体））を形成した環境を維持することが困難で、収容された基材の発光素子（有機ＥＬ構造体）が容器内に残存する水分や酸素による影響を受け、製品の品質低下や寿命に影響を与えることがあった。
【００１６】
一方、有機エレクトロニクス素子の一つである有機光電変換素子は、有機化合物の薄膜からなる発電層を電極で挟持した構成で、光を照射すると発電する素子である。従って、薄膜の有機光電変換素子を太陽電池として利用すると、小型化、軽量化が容易であるうえ、既存の無機半導体系の太陽電池に比べ、低照度環境や高温環境下でも比較的安定した出力を得られる太陽電池となる。
【００１７】
有機光電変換素子でも有機ＥＬ素子と同様に、水分・酸素などの影響で発電層中にキャリアトラップを形成し、電荷分離によって発生したキャリアの集電を阻害してしまう。結果として発電効率の低下をまねくだけでなく、素子寿命低下にも影響を及ぼすようになる。したがって、有機光電変換素子においても同様に、特許文献６で開示されるように、水分や酸素などのガス成分に対して、バリア性能を有する封止材を用いて性能を確保したりすることが検討されているが、上述した有機ＥＬ素子の場合と共通する問題がある。
【特許文献１】特開２００７−１８４３９７号公報
【特許文献２】特開２００７−８３６４４号公報
【特許文献３】特開２００２−３３２５６７号公報
【特許文献４】特開２００５−４０６３号公報
【特許文献５】国際公開第０１／００５１９４号パンフレット
【特許文献６】特開２００４−１６５５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、状可撓性基材に設けられた有機エレクトロニクス素子をその単位ごとに（素子様に）断裁する際の基材と封止材との間に発生する層間剥離を抑制し、所望の封止性能が得られる有機エレクトロニクス素子の製造方法、製造装置、及び当該製造方法等によって製造した有機エレクトロニクス素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
【００２０】
１．少なくとも可撓性の基材、対向する一対の電極とそれらの間に挟持された有機層（以下「有機機能素子」という。）、及び封止材とで構成される有機エレクトロニクス素子の製造方法であって、前記基材上に有機機能素子を形成する工程の後に、（ｉ）前記有機機能素子を覆うように前記基材上に封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程と、（ii）前記封止材を接着後、当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁工程とを備えていることを特徴とする有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【００２１】
２．前記熱溶融断裁の手段として、熱刃を用いることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【００２２】
３．前記熱刃は、ヒータと刃先温度を検出する検出手段とを備え、前記検出手段で検出された温度に対応して、前記ヒータに供給する熱エネルギーを制御することを特徴とする前記２に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【００２３】
４．前記熱刃の刃先温度が、前記熱硬化型接着剤の熱硬化温度以上であることを特徴とする前記２又は３に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【００２４】
５．前記有機エレクトロニクス素子が、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする前記１から３のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【００２５】
６．前記１から５のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法を実施するための有機エレクトロニクス素子の製造装置であって、可撓性の基材上に有機機能素子を形成する工程の後に、（ｉ）前記有機機能素子を覆うように前記基材上にロール状の封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止手段と、（ii）前記封止材を接着後、当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁手段とを備えていることを特徴とする有機エレクトロニクス素子の製造装置。
【００２６】
７．前記１から５のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法により製造されたことを特徴とする有機エレクトロニクス素子。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の上記手段により、可撓性基材に設けられた有機エレクトロニクス素子をその単位ごとに（素子様に）断裁する際の基材と封止材との間に発生する層間剥離を抑制し、所望の封止性能が得られる有機エレクトロニクス素子の製造方法、製造装置、及び当該製造方法等によって製造した有機エレクトロニクス素子を提供することができる。
【００２８】
すなわち、本発明の手段により、封止材の仮接着状態での断裁が可能となるため、有機エレクトロニクス素子の製造ラインを短縮することが可能である。接着剤を溶かしながら断裁することが可能なため、層間剥離を抑制することが可能であり、所望の封止性能を備えた有機エレクトロニクス素子を提供することが可能である。また、基材等から発生する断裁屑が溶融した接着剤に付着することで、断裁屑の飛散が抑制され、工程汚染及び製品への屑付着が低減される。さらに、断裁端部を本硬化前に硬化することが可能で、断裁後のハンドリング等が有利となる。
【００２９】
また、本発明の有機エレクトロニクス素子の製造方法により、ガスバリア性が向上し、発光素子の発光効率半減寿命等の性能において優れている有機エレクトロニクス素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の有機エレクトロニクス素子の製造方法は、少なくとも可撓性の基材、対向する一対の電極とそれらの間に挟持された有機層（以下「有機機能素子」という。）、及び封止材とで構成される有機エレクトロニクス素子の製造方法であって、前記基材上に有機機能素子を形成する工程の後に、（ｉ）前記有機機能素子を覆うように前記基材上に封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程と、（ii）前記封止材を接着後、当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁工程とを備えていることを特徴とする。この特徴は、請求項１〜７に係る発明に共通する技術的特徴である。なお、本願において、「有機機能素子」とは、少なくとも一対の電極及びそれらに挟持された有機層で構成される素子であって、発光、光電変換等の電子・電気的な機能を発現する基本部材的素子をいう。
【００３１】
本発明の実施態様としては、前記熱溶融断裁の手段として、熱刃を用いることが好ましい。この場合、当該熱刃は、ヒータと刃先温度を検出する検出手段とを備え、検出手段で検出された温度に対応して、ヒータに供給する熱エネルギーを制御することが好ましい。また、前記熱刃の刃先温度が、前記熱硬化型接着剤の熱硬化温度以上であることが好ましい。
【００３２】
本発明の有機エレクトロニクス素子の製造方法は、特に、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法として好適に用いることができる。
【００３３】
以上より、明らかなように、本発明の有機エレクトロニクス素子の製造方法を実施するための有機エレクトロニクス素子の製造装置としては、基材上に有機機能素子を形成する工程の後に、（ｉ）前記有機（機能）素子を覆うように前記基材上にロール状の封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止手段と、（ii）前記封止材を接着後、当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁手段とを備えている態様の製造装置であることが好ましい。
【００３４】
本発明の有機エレクトロニクス素子の製造方法により製造された有機エレクトロニクス素子は、ガスバリア性が向上し、発光素子の発光効率半減寿命等の性能において優れている。
【００３５】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための最良の形態・態様について詳細な説明をする。
【００３６】
（有機エレクトロニクス素子の製造方法の概要）
本発明の有機エレクトロニクス素子の製造方法は、少なくとも可撓性の基材、対向する一対の電極間に挟持された有機層（以下「有機機能素子」という。）、及び封止材とで構成される有機エレクトロニクス素子の製造方法であって、前記基材上に有機機能素子を形成する工程の後に、下記の工程を具備していることを要する。
（ｉ）有機機能素子を覆うように前記基材上に封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程
（ii）前記封止材を接着後、当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う熱断裁を行う断裁工程
なお、本発明の製造方法においては、上記工程（ｉ）及び（ii）の前に、基材の洗浄工程、基材上に有機機能素子を形成する工程等を備えている態様であることが好ましい。
【００３７】
以下、有機エレクトロニクス素子の製造方法の典型的例として、有機ＥＬ素子の製造方法における工程ついて、適宜、図を参照して、説明する。
【００３８】
〈洗浄工程〉：ロール状に巻かれた基材を繰り出して、超音波洗浄槽に浸漬させて洗浄する等の湿式洗浄とプラズマ洗浄等の乾式洗浄を組み合わせた工程により基材の洗浄を行う工程である。
【００３９】
〈有機機能素子を形成する工程〉：蒸着法、インクジェット法、印刷法、塗布法等の周知の技術により基材上に電極、各種有機機能層等からなる発光素子を形成する工程である。図１に、有機ＥＬ素子の基本的構成を示す。図１（ａ）は、有機ＥＬ素子の全体の構成を示す模式図である。図１（ｂ）は、当該有機ＥＬ素子の発光素子部分の構成を示す模式図である。有機ＥＬ素子を構成する各要素の詳細については後述する。
【００４０】
〈基材供給工程〉：前記発光素子が設けられたロール状の基材を繰り出し供給する工程である。
【００４１】
〈封止工程〉：前記発光素子を覆うように前記基材上にロール状の封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程である。封止材及び熱硬化型接着剤の詳細については後述する。
【００４２】
〈断裁工程〉：前記封止材を接着後、当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁工程である。
【００４３】
本発明の実施態様としては、前記熱溶融断裁の手段として、熱刃を用いることが好ましい。この場合、当該熱刃は、ヒータと刃先温度を検出する検出手段とを備え、検出手段で検出された温度に対応して、ヒータに供給する熱エネルギーを制御することが好ましい。また、前記熱刃の刃先温度が、前記熱硬化型接着剤の熱硬化温度以上であることが好ましい。
【００４４】
図２は、熱刃の一例を示す模式図である。なお、図２における穴４の内部に筒状ヒーターを入れて熱刃を加熱し、ロール状可撓性基材に設けられた有機ＥＬ素子をその単位ごとに所定の位置（箇所）を加熱溶融し断裁し所定のサイズ有機ＥＬ素子を得る。
【００４５】
図３及び図４は、基材上にロール状の封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程と当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁工程の概念図である。
【００４６】
本発明においては、上記手段により、封止材の仮接着状態での断裁が可能となるため、有機ＥＬ素子の製造ラインを短縮することが可能である。また、接着剤を溶かしながら断裁することが可能なため、層間剥離を抑制することが可能であり、所望の封止性能を備えた提供することが可能である。また、基材等から発生する断裁屑が溶融した接着剤に付着することで、断裁屑の飛散が抑制され、工程汚染及び製品への屑付着が低減される。さらに、断裁端部を本硬化前に硬化することが可能で、断裁後のハンドリング等が有利となる。
【００４７】
図５に、有機ＥＬ素子と封止材の基本的構成形態を示す。図５（ａ）従来タイプの形態を示す模式図であり、図５（ｂ）は、本発明に係る形態を示す模式図である。
【００４８】
従来タイプの構成では、封止材にアルミ缶を使っていたため、基板全体の厚さが厚くなってしまう。一般的に用いられているＵＶ硬化型接着剤は、水分透過、酸素透過が不十分で、吸湿材が必要である。基板がガラスのため、シート単位での加工となり、生産性に劣る等の欠点がある。
【００４９】
本発明に係る構成形態では、例えば、基材として樹脂フィルム（ＰＥＮ）を使い、水分透過、酸素透過に優れる。また、熱硬化型接着剤を用い、封止材をアルミ箔とすることで、ロール状での加工が可能となり、生産性に優れるばかりでなく基板全体の薄肉化が図れる等のメリットがある。
【００５０】
（有機ＥＬ素子の基本的構成）
有機ＥＬ素子の基本的層構成の好ましい具体例を以下に示す。
（ｉ）基板／陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）基板／陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）基板／陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）基板／陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
ここで、発光層は、少なくとも発光色の異なる２種以上の発光材料を含有していることが好ましく、単層でも複数の発光層からなる発光層ユニットを形成していてもよい。また、正孔輸送層には正孔注入層、電子阻止層も含まれる。
【００５１】
（基材：基板）
本発明に係る基材（以下、基板、基体、基盤、支持基板、支持体等ともいう。）としては、有機ＥＬ素子に可撓性（フレキシブル性）を与えることが可能な可撓性基材、例えば、樹脂フィルムを用いることを要する。但し、目的に応じて、部分的に、金属、ガラス、石英等を基材として用いることもできる。
【００５２】
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
【００５３】
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリッド皮膜が形成されていてもよく、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された水蒸気透過度（４０℃、９０％ＲＨ）が０．０１ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更にはＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９９２に準拠した方法で測定された酸素透過度（２０℃、１００％ＲＨ）が１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下、水蒸気透過度が１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下の高バリア性フィルムであることが好ましく、前記の水蒸気透過度、酸素透過度がいずれも１０−５ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが更に好ましい。
【００５４】
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に当該膜の脆弱性を改良するためにこれら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
【００５５】
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができるが、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【００５６】
（電極）
本発明に係る有機素子においては、少なくとも第１電極と第２電極とを有する。通常は、一方が陽極、他方が陰極で構成される。以下に好ましい陽極、及び陰極の構成について述べる。
【００５７】
《陽極》
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはＡｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性光透過性材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等非晶質で光透過性の導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式製膜法を用いることもできる。陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【００５８】
《陰極》
一方、陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
【００５９】
これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【００６０】
なお、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方は、光透過性となるよう構成される。
【００６１】
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
【００６２】
本発明に係る発光層は、含まれる発光材料が前記要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。
【００６３】
また、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。
【００６４】
各発光層間には非発光性の中間層を有していることが好ましい。
【００６５】
本発明における発光層の膜厚の総和は１〜１００ｎｍの範囲にあることが好ましく、更に好ましくは、より低い駆動電圧を得ることができることから３０ｎｍ以下である。なお、本発明でいうところの発光層の膜厚の総和とは、発光層間に非発光性の中間層が存在する場合には、当該中間層も含む膜厚である。
【００６６】
個々の発光層の膜厚としては１〜５０ｎｍの範囲に調整することが好ましく、更に好ましくは１〜２０ｎｍの範囲に調整することである。青、緑、赤の各発光層の膜厚の関係については、特に制限はない。
【００６７】
発光層の作製には、後述する発光材料やホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。
【００６８】
本発明においては、各発光層には複数の発光材料を混合してもよく、また燐光発光材料と蛍光発光材料を同一発光層中に混合して用いてもよい。
【００６９】
本発明においては、発光層の構成として、ホスト化合物、発光材料（発光ドーパント化合物ともいう）を含有し、発光材料より発光させることが好ましい。
【００７０】
本発明に係る有機ＥＬ素子の発光層に含有されるホスト化合物としては、室温（２５℃）における燐光発光の燐光量子収率が０．１未満の化合物が好ましい。更に好ましくは燐光量子収率が０．０１未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での体積比が５０％以上であることが好ましい。
【００７１】
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、または複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。また、後述する発光材料を複数種用いることで異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
【００７２】
本発明に用いられるホスト化合物としては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（蒸着重合性発光ホスト）でもいい。
【００７３】
公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ発光の長波長化を防ぎ、なお且つ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−７１２１に準拠した方法により求められる値である。
【００７４】
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。例えば、特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報等が挙げられる。
【００７５】
次に、発光材料について説明する。
【００７６】
本発明に係る発光材料としては、蛍光性化合物、燐光発光材料（燐光性化合物、燐光発光性化合物等ともいう）を用いる。
【００７７】
本発明において、燐光発光材料とは励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温（２５℃）にて燐光発光する化合物であり、燐光量子収率が２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましい燐光量子収率は０．１以上である。
【００７８】
上記燐光量子収率は第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明において燐光発光材料を用いる場合、任意の溶媒のいずれかにおいて上記燐光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
【００７９】
燐光発光材料の発光は原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーを燐光発光材料に移動させることで燐光発光材料からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つは燐光発光材料がキャリアトラップとなり、燐光発光材料上でキャリアの再結合が起こり燐光発光材料からの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、燐光発光材料の励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
【００８０】
燐光発光材料は、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができるが、好ましくは元素の周期表で８〜１０族の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物（白金錯体系化合物）、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
【００８１】
以下に燐光発光材料として用いられる化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。これらの化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０巻、１７０４〜１７１１に記載の方法等により合成できる。
【００８２】
【化１】
【００８３】
【化２】
【００８４】
【化３】
【００８５】
【化４】
【００８６】
【化５】
【００８７】
【化６】
【００８８】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子には、蛍光発光体を用いることもできる。蛍光発光体（蛍光性ドーパント）の代表例としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【００８９】
また、従来公知のドーパントも本発明に用いることができ、例えば、国際公開第００／７０６５５号パンフレット、特開２００２−２８０１７８号公報、同２００１−１８１６１６号公報、同２００２−２８０１７９号公報、同２００１−１８１６１７号公報、同２００２−２８０１８０号公報、同２００１−２４７８５９号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００１−３１３１７８号公報、同２００２−３０２６７１号公報、同２００１−３４５１８３号公報、同２００２−３２４６７９号公報、国際公開第０２／１５６４５号パンフレット、特開２００２−３３２２９１号公報、同２００２−５０４８４号公報、同２００２−３３２２９２号公報、同２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、同２００２−３３８５８８号公報、同２００２−１７０６８４号公報、同２００２−３５２９６０号公報、国際公開第０１／９３６４２号パンフレット、特開２００２−５０４８３号公報、同２００２−１００４７６号公報、同２００２−１７３６７４号公報、同２００２−３５９０８２号公報、同２００２−１７５８８４号公報、同２００２−３６３５５２号公報、同２００２−１８４５８２号公報、同２００３−７４６９号公報、特表２００２−５２５８０８号公報、特開２００３−７４７１号公報、特表２００２−５２５８３３号公報、特開２００３−３１３６６号公報、同２００２−２２６４９５号公報、同２００２−２３４８９４号公報、同２００２−２３５０７６号公報、同２００２−２４１７５１号公報、同２００１−３１９７７９号公報、同２００１−３１９７８０号公報、同２００２−６２８２４号公報、同２００２−１００４７４号公報、同２００２−２０３６７９号公報、同２００２−３４３５７２号公報、同２００２−２０３６７８号公報等が挙げられる。
【００９０】
本発明においては、少なくとも一つの発光層に２種以上の発光材料を含有していてもよく、発光層における発光材料の濃度比が発光層の厚さ方向で変化していてもよい。
【００９１】
《中間層》
本発明においては、各発光層間に非発光性の中間層（非ドープ領域等ともいう）を設けることも好ましい。
【００９２】
ここで、「非発光性の中間層」とは、複数の発光層を有する場合、その発光層間に設けられる層である。
【００９３】
非発光性の中間層の膜厚としては１〜２０ｎｍの範囲にあるのが好ましく、更には３〜１０ｎｍの範囲にあることが隣接発光層間のエネルギー移動等相互作用を抑制し、且つ素子の電流電圧特性に大きな負荷を与えないということから好ましい。
【００９４】
この非発光性の中間層に用いられる材料としては、発光層のホスト化合物と同一でも異なっていてもよいが、隣接する２つの発光層の少なくとも一方の発光層のホスト材料と同一であることが好ましい。
【００９５】
非発光性の中間層は非発光層、各発光層と共通の化合物（例えば、ホスト化合物等）を含有していてもよく、各々共通ホスト材料（ここで、共通ホスト材料が用いられるとは、燐光発光エネルギー、ガラス転移点等の物理化学的特性が同一である場合やホスト化合物の分子構造が同一である場合等を示す。）を含有することにより、発光層−非発光層間の層間の注入障壁が低減され、電圧（電流）を変化させても正孔と電子の注入バランスが保ちやすいという効果を得ることができる。更に、非ドープ発光層に各発光層に含まれるホスト化合物と同一の物理的特性または同一の分子構造を有するホスト材料を用いることにより、従来の有機ＥＬ素子作製の大きな問題点である素子作製の煩雑さをも併せて解消することができる。
【００９６】
本発明で有機ＥＬ素子を用いる場合、ホスト材料はキャリアの輸送を担うため、キャリア輸送能を有する材料が好ましい。キャリア輸送能を表す物性としてキャリア移動度が用いられるが、有機材料のキャリア移動度は一般的に電界強度に依存性が見られる。電界強度依存性の高い材料は正孔と電子注入・輸送バランスを崩しやすいため、中間層材料、ホスト材料は移動度の電界強度依存性の少ない材料を用いることが好ましい。
【００９７】
また、一方では正孔や電子の注入バランスを最適に調整するためには、非発光性の中間層は後述する阻止層、即ち正孔阻止層、電子阻止層として機能することも好ましい態様として挙げられる。
【００９８】
《注入層：電子注入層、正孔注入層》
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
【００９９】
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
【０１００】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
【０１０１】
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【０１０２】
《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
【０１０３】
正孔阻止層とは、広い意味では、電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
【０１０４】
一方、電子阻止層とは、広い意味では、正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に係る正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては好ましくは３〜１００ｎｍであり、更に好ましくは５〜３０ｎｍである。
【０１０５】
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
【０１０６】
正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【０１０７】
正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第３級アミン化合物を用いることが好ましい。
【０１０８】
芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、更には米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４′，４″−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【０１０９】
更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
【０１１０】
また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような所謂、ｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることから、これらの材料を用いることが好ましい。
【０１１１】
正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍである。この正孔輸送層は上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１１２】
また、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０１１３】
本発明においては、このようなｐ性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【０１１４】
《電子輸送層》
電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
【０１１５】
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０１１６】
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、ＧａまたはＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【０１１７】
電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍである。電子輸送層は上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１１８】
また、不純物をドープしたｎ性の高い電子輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０１１９】
本発明においては、このようなｎ性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【０１２０】
《有機ＥＬ素子の作製方法》
本発明に係る有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。
【０１２１】
まず適当な支持基板上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの膜厚になるように蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に有機ＥＬ素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層の有機化合物薄膜を形成させる。
【０１２２】
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、前記の如く蒸着法、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法）等があるが、均質な膜が得られやすく、且つピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法が特に好ましい。更に層毎に異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０−６〜１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【０１２３】
これらの層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより所望の有機ＥＬ素子が得られる。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
【０１２４】
また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた多色の液晶表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０１２５】
有機ＥＬ素子は空気よりも屈折率の高い（屈折率１．６〜２．１程度）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５〜２０％程度の光しか取り出せないと一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は全反射を起こし、素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
【０１２６】
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（例えば、米国特許第４，７７４，４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（例えば、特開昭６３−３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（例えば、特開平１−２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（例えば、特開昭６２−１７２６９１号公報）、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（例えば、特開２００１−２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法（特開平１１−２８３７５１号公報）等がある。
【０１２７】
本発明においては、これらの方法を本発明に係る発光素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。
【０１２８】
透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚さで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高くなる。
【０１２９】
低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５〜１．７程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ１．５以下であることが好ましい。また更に１．３５以下であることが好ましい。
【０１３０】
また、低屈折率媒質の厚さは媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは、低屈折率媒質の厚さが光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
【０１３１】
全反射を起こす界面またはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は回折格子が１次の回折や２次の回折といった、所謂ブラッグ回折により光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち、層間での全反射等により外に出ることができない光をいずれかの層間もしくは媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
【０１３２】
導入する回折格子は二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは、発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な１次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
【０１３３】
回折格子を導入する位置としては、前述のとおりいずれかの層間もしくは媒質中（透明基板内や透明電極内）でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。
【０１３４】
このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約１／２〜３倍程度が好ましい。回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、２次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
【０１３５】
本発明に係る発光素子は支持基板の光取出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ上の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせることにより特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
【０１３６】
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を２次元に配列する。一辺は１０〜１００μｍが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚さが厚くなり好ましくない。
【０１３７】
集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）等を用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。
【０１３８】
また、発光素子からの光放射角を制御するために光拡散板・フィルムを集光シートと併用してもよい。例えば、（株）きもと製拡散フィルム（ライトアップ）等を用いることができる。
【０１３９】
本発明に係る発光素子を、光出射面垂直方向から見た発光素子の発光領域の一部が互いに重なる素子積層部をもつように複数配置して発光パネルを構成する際、素子積層部に粘着剤及び接着剤を用いることができる。
【０１４０】
本発明における粘着剤とは、広く工業分野において、粘着剤、接着剤、或いは粘着材、接着材等の呼称で用いられる剤或いは材のうち、加圧により接着しその際に接着部分の硬化を伴わないものを意味する。
【０１４１】
粘着剤及び接着剤の種類は特に限定されないが、光透過性にすぐれた粘着剤及び接着剤を用いることが好ましい。接着剤においては塗布し、貼り合わせた後に、種々の化学反応により高分子量体または架橋構造を形成する硬化型接着剤が好適に用いられる。本発明で用いることのできる粘着剤及び接着剤の具体例としては、例えば、ウレタン系、エポキシ系、水性高分子−イソシアネート系、アクリル系等の硬化型接着剤及び粘着剤、湿気硬化ウレタン接着剤、ポリエーテルメタクリレート型、エステル系メタクリレート型、酸化型ポリエーテルメタクリレート等の嫌気性粘着剤、シアノアクリレート系の瞬間接着剤、アクリレートとペルオキシド系の２液型瞬間接着剤等が挙げられる。
【０１４２】
上記素子積層部への粘着剤層及び接着剤層の形成方法としては特に限定されず、一般的方法、例えば、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、コンマコーター、バーコーター、スプレー塗布、インクジェット法等の方法が挙げられる。
【０１４３】
（封止材）
本発明に係る封止材は、有機ＥＬ素子を封止し、当該素子を温度変化、湿度、酸素、衝撃などの過酷な外部環境から守ためのものである。
【０１４４】
封止材としては、種々の公知のガスバリア性フィルムを用いることができる。例えば、包装材等に使用される公知のガスバリア性フィルム、例えば樹脂（プラスチック）フィルム上に酸化珪素や、酸化アルミニウムを蒸着したフィルム、緻密なセラミック層と、柔軟性を有する衝撃緩和ポリマー層を交互に積層した構成からなるガスバリア性フィルム等を封止材として用いることができる。
【０１４５】
また、特に、樹脂膜（ポリマー膜）をラミネートされた金属箔は、光取りだし側のガスバリア性フィルムとして用いることはできないが、低コストで、かつ透湿性の低い封止材料であり光取り出しを意図しない（透明性を要求されない）場合、封止材として好ましい。
【０１４６】
本発明において、「金属箔」とは、スパッタや蒸着等で形成された金属薄膜や、導電性ペースト等の流動性電極材料から形成された導電膜と異なり、圧延等で形成された金属の箔またはフィルムを指す。
【０１４７】
金属箔としては、金属の種類に特に限定はなく、例えば銅（Ｃｕ）箔、アルミニウム（Ａｌ）箔、金（Ａｕ）箔、黄銅箔、ニッケル（Ｎｉ）箔、チタン（Ｔｉ）箔、銅合金箔、ステンレス箔、スズ（Ｓｎ）箔、高ニッケル合金箔等が挙げられる。これらの各種の金属箔の中で特に好ましい金属箔としてはＡｌ箔が挙げられる。
【０１４８】
金属箔の厚さは、バリア性（透湿度、酸素透過率）及びコストの観点から、６〜５０μｍが好ましい。
【０１４９】
樹脂フィルム（ポリマー膜）がラミネートされた金属箔において樹脂フィルムとしては、機能性包装材料の新展開（株式会社 東レリサーチセンター）に記載の各種材料を使用することが可能であり、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリアミド系樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体系樹脂、セロハン系樹脂、ビニロン系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂等が挙げられる。ポリプロピレン系樹脂、ナイロン系樹脂等の樹脂は、延伸されていてもよく、さらに塩化ビニリデン系樹脂をコートされていてもよい。また、ポリエチレン系樹脂は、低密度あるいは高密度のものも用いることができる。
【０１５０】
上記の高分子材料の中で、ナイロン（Ｎｙ）、塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）をコートしたナイロン（ＫＮｙ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ＰＶＤＣをコートしたポリプロピレン（ＫＯＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＰＶＤＣをコートしたセロハン（ＫＰＴ）、ポリエチレン−ビニルアルコール共重合体（エバール）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いることが好ましい。また、これら熱可塑性フィルムは、必要に応じて異種フィルムと共押し出しで作った多層フィルム、延伸角度を変えて張り合わせ積層した多層フィルム等も当然使用できる。さらに必要とする包装材料の物性を得るために使用するフィルムの密度、分子量分布を組み合わせて作ることも当然可能である。
【０１５１】
樹脂膜（ポリマー膜）の厚さは、一概には規定できないが、３〜４００μｍが好ましく、１０〜２００μｍがより好ましく、１０〜５０μｍがさらに好ましい。
【０１５２】
金属箔の片面にポリマー膜をコーティング（ラミネート）する方法としては、一般に使用されているラミネート機を使用することができる。
【０１５３】
ドライラミネート方式、ホットメルトラミネーション法やエクストルージョンラミネート法も使用できるがドライラミネート方式が好ましい。
【０１５４】
接着剤としては、ポリウレタン系、ポリエステル系、エポキシ系、アクリル系等の接着剤を用いることができる。必要に応じて硬化剤を併用してもよい。
【０１５５】
金属箔の片面が樹脂膜（ポリマー膜）でコーティングされたフィルムは、包装材用に市販されている。例えば、接着剤層／アルミフィルム９μｍ／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）３８μｍの構成のドライラミネートフィルムが入手でき、これを用いて有機ＥＬ素子の陰極側の封止を行うこともできる。
【０１５６】
また、封止材（フィルム）としては、金属箔の片面が樹脂膜（ポリマー膜）でコーティングされたフィルムの、樹脂膜（ポリマー膜）と反対側の金属箔上に、セラミック膜を形成して用いることも好ましい。
【０１５７】
後述するが、２つのフィルムの封止方法としては、例えば、一般に使用されるインパルスシーラー熱融着性の樹脂膜（層）をラミネートして、インパルスシーラーで融着させ、封止する方法が好ましい。
【０１５８】
本発明において、封止材（フィルム）のガスバリア性は、酸素透過度１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下、水蒸気透過度１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下のものであることが好ましい。また、前記の水蒸気透過度、酸素透過度がいずれも１０−５ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが更に好ましい。
【０１５９】
（接着剤等）
封止材を接着するための接着剤としては、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する熱硬化型接着剤等を挙げることができる。市販品としては、スリーボンド１１５２、１１５３等を使用することができる。
【０１６０】
なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から１００℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は、市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
【０１６１】
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に、当該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、当該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に当該膜の脆弱性を改良するためにこれら無機層と有機材料からなる層の積層構造をもたせることが好ましい。これらの膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。
【０１６２】
封止材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
【０１６３】
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
【０１６４】
〔有機ＥＬ素子の封止〕
本発明では、基材上に透明導電膜を形成し、作製した有機ＥＬ素子用樹脂基材上に、有機ＥＬ素子を構成する各種機能層を形成した後、不活性ガスによりパージされた環境下で、上記封止材で陰極面を覆うようにして、有機ＥＬ素子を封止することができる。
【０１６５】
不活性ガスとしては、Ｎ２の他、Ｈｅ、Ａｒ等の希ガスが好ましく用いられるが、ＨｅとＡｒを混合した希ガスも好ましく、気体中に占める不活性ガスの割合は、９０〜９９．９体積％であることが好ましい。不活性ガスによりパージされた環境下で封止することにより、保存性が改良される。
【０１６６】
また、前記の樹脂膜（ポリマー膜）がラミネートされた金属箔を用いて、有機ＥＬ素子を封止するにあたっては、ラミネートされた樹脂フィルム面ではなく、金属箔上にセラミック膜を形成し、このセラミック膜面を有機ＥＬ素子の陰極に貼り合わせることが好ましい。
【０１６７】
接着方法としてはドライラミネート方式が作業性の面で優れている。この方法は一般には１．０〜２．５μｍ程度の硬化性の接着剤層を使用する。好ましくは、接着剤量を乾燥膜厚で３〜５μｍになるように調節することが好ましい。
【０１６８】
なお、ホットメルト接着剤を溶融し基材に接着層を塗設する方法（ホットメルトラミネーと法）や高温で溶融した樹脂（ＬＤＰＥ、ＥＶＡ、ＰＰ等）をダイスにより基材上に塗設する方法（エクストルージョンラミネート法）等も用いることも良い。
【０１６９】
《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量且つ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
【０１７０】
（有機ＥＬ素子の製造装置）
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置及びそれを用いた製造方法（プロセス）の一例について、図６を参照して、説明する。
【０１７１】
図６は、帯状基材を使用し多層構造を有する有機ＥＬ素子を作製する製造装置及び製造プロセスの模式図である。尚、本図で示す製造装置の説明は、有機ＥＬ素子の一例として、帯状可撓性基材上にガスバリア層、第１電極、正孔輸送層、発光層、電子注入層、第２電極、封止層の順番に形成されている照明用（面発光）有機ＥＬ素子の場合について行う。本図では、帯状可撓性基材上にガスバリア層、第１電極が既に形成されたものを使用するため、第１電極形成工程は省略してある。
【０１７２】
当該製造プロセスは、帯状基材の供給工程３′と、正孔輸送層を形成する正孔輸送層形成工程４′と、発光層を形成する発光層形成工程５′と、第１回収工程６′と、電子注入層を形成する電子注入層形成工程７′と、第２電極を形成する第２電極形成工程８′と、封止層を形成する封止層形成工程９′と、第２回収工程１０′とを有している。本図で示される製造プロセスは、供給工程３′〜発光層形成工程５′迄を連続して大気圧条件下で行い、大気圧条件下で一旦巻き取った後、電子注入層形成工程７′〜封止層形成工程９′迄を連続して減圧条件下で行う場合を示している。第２回収工程１０′は大気圧条件下又は減圧条件下の何れに配設しても構わない。
【０１７３】
供給工程３′は、繰り出し工程３０１′と表面処理工程３０２′とを有している。繰り出し工程３０１′では、少なくとも一つの有機ＥＬ素子を形成するのに使用されるガスバリア膜と第１電極を含む少なくとも一つ陽極層とがこの順番で既に形成された帯状基材３０１′ｂ（帯状基材Ａとする）が巻き芯に巻き取られロール状態で供給される様になっている。３０１′ａは帯状基材３０１′ｂの元巻きロールを示す。表面処理工程３０２′は洗浄表面改質処理装置３０２′ａと、第１帯電防止手段３０２′ｂとを有している。洗浄表面改質処理装置３０２′ａは、正孔輸送層形成用塗布液を塗布する前に繰り出し工程３０１′から送られてきた帯状基材Ａの第１電極（不図示）表面を洗浄改質するため、例えば、低圧水銀ランプ、エキシマランプ、プラズマ洗浄装置等を使用することが好ましい。低圧水銀ランプによる洗浄表面改質処理の条件としては、例えば、波長１８４．２ｎｍの低圧水銀ランプを、照射強度５〜２０ｍＷ／ｃｍ２で、距離５〜１５ｍｍで照射し洗浄表
面改質処理を行う条件が挙げられる。プラズマ洗浄装置による洗浄表面改質処理の条件としては、例えば、大気圧プラズマが好適に使用される。洗浄条件としてはアルゴンガスに酸素１〜５体積％含有ガスを用い、周波数１００ＫＨｚ〜１５０ＭＨｚ、電圧１０Ｖ〜１０ＫＶ、照射距離５〜２０ｍｍで洗浄表面改質処理を行う条件が挙げられる。
【０１７４】
第１帯電防止手段３０２′ｂは、非接触式除電防止装置３０２′ｂ１と接触式除電防止装置３０２′ｂ２とを有している。非接触式除電防止装置３０２′ｂ１としては例えば、非接触式のイオナイザーが挙げられイオナイザーの種類については特に制限はなく、イオン発生方式はＡＣ方式、ＤＣ方式どちらでも構わない。ＡＣタイプ、ダブルＤＣタイプ、パルスＡＣタイプ、軟Ｘ線タイプが用いることが出来るが、特に精密除電の観点から、ＡＣタイプが好ましい。ＡＣタイプの使用の際に必要となる噴射気体については、空気かＮ２が用いられるが、十分に純度が高められたＮ２で行うことが好ましい。又、インラインで行う観点より、ブロワータイプもしくはガンタイプより選ばれる。
【０１７５】
接触式除電防止装置３０２′ｂ２としては、除電ロール又はアース接続した導電性ブラシを用いて行われる。除電器としての除電ロールは、接地されており、除電された表面に回転自在に接触して表面電荷を除去する。この様な除電ロールとしては、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス等の金属製ロールの他に、カーボンブラック、金属粉、金属繊維等の導電性材料を混合した弾性のあるプラスチックやゴム製のロールが使用される。特に、帯状可撓性連続シートとの接触をよくするため、弾性のあるものが好ましい。アース接続した導電性ブラシとは、一般には、線状に配列した導電性繊維からなるブラシ部材や線状金属製のブラシを有する除電バー又は除電糸構造のものを挙げることが出来る。除電バーについては、特に限定はないが、コロナ放電式のものが好ましく用いられ、例えば、キーエンス社製のＳＪ−Ｂが用いられる。除電糸についても、特に限定はないが、通常フレキシブルな糸状のものが好ましく用いることが出来る。
【０１７６】
非接触式帯電防止装置３０２′ｂ１は帯状可撓性基材Ａの第１電極面側に使用し、接触式帯電防止装置３０２′ｂ２は帯状可撓性基材Ａの裏面側に使用することが好ましい。第１帯電防止手段により基材の帯電除去が図られ、ゴミの付着や絶縁破壊が防止されるため、素子の歩留まりの向上が図られる。
【０１７７】
正孔輸送層形成工程４′は帯状基材Ａを保持するバックアップロール４０１′と、バックアップロール４０１′に保持された帯状基材Ａに正孔輸送層形成用塗布液を外部取り出し電極となる一部を除いて塗布する湿式塗布機４０２′と、帯状基材Ａ上の第１電極（不図示）上に形成された正孔輸送層形成用塗膜ａ′の溶媒を除去し正孔輸送層ｂ′を形成する乾燥風の供給口４０３′ａ、排気口４０３′ｂと、搬送用ロール４０３′ｃとを有する乾燥装置４０３′とを有している。尚、乾燥装置４０３は加熱処理を可能とする部分を内部に有している。
【０１７８】
４０４′は、形成された正孔輸送層ｂ′の除電を行う第２除電処理手段を示す。第２除電処理手段４０４′は第１除電処理手段３０２′ｂと同じ非接触式除電防止装置４０４′ａと接触式除電防止装置４０４′ｂ２とを有している。
【０１７９】
発光層形成工程５′は、第１塗布工程５′ａと第１乾燥工程５′ｂと、第２塗布工程５′ｃと第２乾燥工程５′ｄと、第３塗布工程５′ｅと第３乾燥工程５′ｆとを有している。第１塗布工程５′ａは第１液滴吐出手段として静電ノズル吐出装置５′ａ１と保持台５ａ２と、第１アキュームレータ部５′ａ３とを有している。第１塗布工程５′ａで静電ノズル吐出装置５′ａ１による塗布は、静電ノズル吐出装置５′ａ１より吐出された液滴が一定間隔で正孔輸送層上に着弾し不連続状発光層形成用塗膜ｃ′（不連続状第２有機機能層形成用塗膜）を形成する。
【０１８０】
第１アキュームレータ部５′ａ３は、ロール５′ａ３１が上下方向（図中の矢印方向）に移動することで、正孔輸送層形成工程４′と、第１塗布工程５′ａとの搬送速度の差を調整するために配設されており、速度差に応じてロール５′ａ３１の増設が可能となっている。
【０１８１】
第１乾燥工程５′ｂは、乾燥風の供給口５′ｂ１１、排気口５′ｂ１２と、搬送用ロール５′ｂ１３とを有する乾燥装置５′ｂ１と、形成された不連続状発光層形成用塗膜ｃ′の除電を行う第３除電処理手段５′ｂ２とを有している。第３除電処理手段５′ｂ２は第１除電処理手段３０２′ｂと同じ非接触式除電防止装置５′ｂ２１と接触式除電防止装置５′ｂ２２とを有している。尚、乾燥装置５′ｂ１は加熱処理を可能とする部分を内部に有している。不連続状発光層形成用塗膜ｃ′（不連続状第２有機機能層形成用塗膜）は乾燥装置５′ｂ１で溶媒が除去され不連続状発光層ｄ′（不連続状第２有機機能層）を形成する。
【０１８２】
第２塗布工程５′ｃは第２液滴吐出手段として静電ノズル吐出装置５′ｃ１と載置台５′ｃ２と第２アキュームレータ部５′ｃ３を有している。第２塗布工程５′ｃで静電ノズル吐出装置５′ｃ１による塗布は、静電ノズル吐出装置５′ｃ１より吐出された液滴が、第１塗布工程５′ａで形成された不連続状発光層ｄ′（不連続状第２有機機能層）の未塗布部分に着弾し、連続状発光層形成用塗膜ｅ′（連続状第２有機機能層形成用塗膜）を形成する。
【０１８３】
第２アキュームレータ部５′ｃ３は、ロール５′ｃ３１が上下方向（図中の矢印方向）に移動することで、第１塗布工程５′ａと、第２塗布工程５′ｃとの搬送速度の差を調整するために配設されており、速度差に応じてロール５′ｃ３１の増設が可能となっている。第２乾燥工程５′ｄは、乾燥風の供給口５′ｄ１１、排気口５′ｄ１２と、搬送用ロール５′ｄ１３とを有する乾燥装置５′ｄ１と、形成された連続状発光層ｆ′の除電を行う第４除電処理手段５′ｄ２とを有している。第４除電処理手段５′ｄ２は第１除電処理手段３０２′ｂと同じ非接触式除電防止装置５′ｄ２１と接触式除電防止装置５′ｄ２２とを有している。尚、乾燥装置５′ｄ１は加熱処理を可能とする部分を内部に有している。
【０１８４】
第３塗布工程５′ｅは第３液滴吐出手段として静電ノズル吐出装置５′ｅ１と、載置台５′ｅ２と、第３アキュームレータ部５′ｅ３とを有している。第３アキュームレータ部５′ｅ３は、ロール５′ｅ３１が上下方向（図中の矢印方向）に移動することで、第２塗布工程５′ｃと、第３塗布工程５′ｅとの搬送速度の差を調整するために配設されており、速度差に応じてロール５′ｅ３１の増設が可能となっている。第３塗布工程５′ｅで静電ノズル吐出装置５′ｅ１による塗布は、発光層形成用塗布液と同じ溶媒を使用し静電ノズル吐出装置５′ｅ１より吐出された液滴が、形成された連続状発光層ｆ′の上に着弾し、溶媒塗膜ｇ′を形成する。尚、静電ノズル吐出装置５′ａ１、静電ノズル吐出装置５′ｃ１及び静電ノズル吐出装置５′ｅ１は帯状基材の幅方向への移動が可能となるように装置のフレーム（不図示）に配設することが好ましい。
【０１８５】
第３乾燥工程５′ｆは、乾燥風の供給口５′ｆ１１、排気口５′ｆ１２と、搬送用ロール５′ｆ１３とを有する乾燥装置５′ｆ１と、形成された連続状発光層ｈ′の除電を行う第４除電処理手段５′ｆ２とを有している。第４除電処理手段５′ｆ２は第１除電処理手段３０２′ｂと同じ非接触式除電防止装置５′ｆ２１と接触式除電防止装置５′ｆ２２とを有している。乾燥装置５′ｆ１は加熱処理を可能とする部分を内部に有している。
【０１８６】
溶媒塗膜ｇ′は発光層形成用塗布液に使用した溶媒と同じ溶媒であるため、乾燥装置５′ｆ１で除去されるまでに、連続状発光層ｆ′（連続状第２有機機能層）を溶解することで連続状発光層ｆ′（連続状第２有機機能層）の均一化及び表面のレベリングが行われ均一の連続状発光層ｈ′が形成される。尚、第３塗布工程５′ｅと、第３乾燥工程５′ｆとは、連続状発光層のさらなる均一化のためには配設することは好ましく、必要に応じて適宜配設することが可能となっている。
【０１８７】
第１回収工程６′は第４アキュームレータ部６′ａと、巻き取り装置（不図示）とを有している。連続状発光層ｈ′が形成された帯状基材（帯状基材Ｂとする）は巻き芯に巻かれロール状帯状基材Ｂ６０１′で回収される。第４アキュームレータ部６′ａ、ロール６′ａ１が上下方向（図中の矢印方向）に移動することで、第３塗布工程５′ｅの搬送速度と、第１回収工程６′の巻き取り速度との差を調整するために配設されており、速度差に応じてロール６′ａ１の増設が可能となっている。
【０１８８】
電子注入層形成工程７′は、供給部７０１′と、電子注入層形成部７０２′とを有している。供給部７０１′では、前工程で作製されたロール状帯状基材Ｂ６０１′が繰り出され電子注入層形成部７０２′へ供給される。電子注入層形成部７０２′では、連続状発光層ｈ′上に電子注入層ｉ′が形成される。７０２′ａは蒸着装置を示し、７０２′ｂは蒸発源容器を示す。電子注入層ｉ′が形成された帯状可撓性基材は、引き続き、第２電極形成工程８′へ送られる。
【０１８９】
第２電極形成工程８′は、第２電極形成部８０１′で電子注入層形成部７０２′で形成された電子注入層ｉ′上に第２電極ｊ′が形成される。８０１′ａは蒸着装置を示し、８０１′ｂは蒸発源容器を示す。
【０１９０】
第２電極ｊ′が形成された帯状可撓性基材は、引き続き、封止層形成工程９′に送られる。封止層形成工程９′は、第５アキュームレータ部９０１′と、封止層形成装置９０２′と、第５帯電防止手段９０３′とを有している。第５帯電防止手段９０３′は第１除電処理手段３０２′ｂと同じ非接触式除電防止装置９０３′ａと接触式除電防止装置９０３′ｂとを有している。第２電極形成工程８で形成された第２電極ｊ′の端部を除いて第２電極ｊ′上に封止層形成装置９０２′により封止層ｋ′が形成されることで帯状基材上に少なくとも一つの照明用（面発光）有機ＥＬ素子が作製される。
【０１９１】
回収工程１０′は、巻き取り装置（不図示）を有している。回収工程１０では少なくとも一つの照明用（面発光）有機ＥＬ素子が形成された帯状可撓性基材（帯状可撓性基材Ｃとする）が巻き取り装置（不図示）により、封止層ｋ′側を内側にして巻き取られ回収される。１０′ａは帯状可撓性基材Ｃが巻き芯に巻き取られロール状として回収されたロール状帯状基材を示し、性能維持、ダークスポット（未発光部分）等を考慮し、酸素濃度１〜１００ｐｐｍ、水分濃度１〜１００ｐｐｍの環境下に保管することが好ましい。
【０１９２】
本図に示される第１塗布工程５′ａで静電ノズル吐出装置５′ａ１による塗布、第２塗布工程５′ｃで静電ノズル吐出装置５′ｃ１による塗布及び第３塗布工程５′ｅで静電ノズル吐出装置５′ｅ１による塗布は、静電ノズル吐出装置５ａ１、静電ノズル吐出装置５ｃ１及び静電ノズル吐出装置５ｅ１を帯状基材の搬送速度に合わせ帯状基材の幅方向に移動する方法が挙げられる。
【０１９３】
本図では、電子注入層形成工程７′、第２電極形成工程８′、が蒸着装置の場合を示したが、電子注入層及び第２電極の形成方法については、蒸着法によらない電子注入層及び第２電極の形成方法も使用可能である。又、本図に示す封止層の代わりに、封止フィルムを貼着する方式であっても構わない。
【０１９４】
図６に示される製造プロセスで使用する正孔輸送層形成用塗布液、及び発光層形成用塗布液は、少なくとも１種の有機化合物材料と少なくとも１種の溶媒とを有し、塗布時のハジキ、塗布ムラ等を考慮し、表面張力が１５×１０−３〜５５×１０−３Ｎ／ｍであることが好ましい。
【０１９５】
図６に示される有機ＥＬ素子の構成層である正孔輸送層及び発光層を形成する工程は、正孔輸送層及び発光層の性能維持、異物付着に伴う故障欠陥の防止等を考慮し、露点温度−２０℃以下、且つＪＩＳＢ ９９２０に準拠し、測定した清浄度がクラス３〜クラス５で、且つ、乾燥部を除き１０〜４５℃の大気圧条件下で形成されることが好ましい。
【０１９６】
〈封止材接着工程と断裁工程〉
本発明に係る封止材接着工程と断裁工程について図７を参照して詳細な説明をする。
【０１９７】
図７は、発明の実施の形態における封止材接着・断裁工程の一例を示す模式図である。当該製造プロセスにおいて、封止材接着工程１４０は、接着剤層形成工程１４１、ラミネート工程１４２、硬化工程１４３、電極部露出工程１４４を有する。
【０１９８】
ロール状に巻き取られた発光素子（有機ＥＬ構造体）および保護膜が形成された基材Ａは、オフラインの封止材接着工程１４０および断裁工程１５０に投入されて、封止材層が形成された後に熱刃を用いて、熱硬化型接着剤が硬化する前に、所定の大きさに熱溶融断裁され、有機ＥＬ素子に形成される。
【０１９９】
封止材接着工程１４０は、有機ＥＬ構造体およびバリア膜が形成された基材のロールを、再び基材を繰り出して、長尺の封止材を基材に接着して有機ＥＬ構造体上に封止材層１６を形成する工程である。有機ＥＬ構造体に封止材層１６を形成することにより、有機ＥＬ構造体の有機発光層は封止材により被覆され、空気中の水分や酸素により品質の劣化を招くことなく、高品質と高信頼性を維持できる。
【０２００】
封止材接着工程１４０は、概ね数万Ｐａから数十万Ｐａの大気圧環境である。ここにおいては、既に有機ＥＬ構造体上にスパッタによるバリア膜が成膜されており、水分や酸素を低減させた真空環境とする必要がない。
【０２０１】
接着剤層形成工程１４１は、有機ＥＬ構造体が形成された基材の選択された領域に接着剤を塗布し接着剤層１５を形成する工程である。接着剤層形成工程１４１では有機ＥＬ構造体の陽極および陰極の引き出し部１２ａ、１４ａを除外した領域に接着剤層１５を形成する。
【０２０２】
ラミネート工程１４２は接着剤層を介して封止材である封止フィルム１６Ａを基材１１にローラにより圧着して有機ＥＬ構造体上に封止材層１６を形成する工程である。
【０２０３】
硬化工程１４３は接着剤を硬化させる工程、また、電極部露出工程１４４は有機ＥＬ構造体の電極引き出し部１２ａ、１４ａから封止材を除去して引き出し部を露出する工程である。
【０２０４】
また、断裁工程１５０は、封止材が接着され封止材層１６が形成された長尺基材を所定の位置で断裁し、枚葉の有機ＥＬ素子を得る工程である。
【０２０５】
封止材接着工程１４０にては、接着剤層１５は接着剤をスクリーン印刷法により基材１１の所定の範囲、すなわち、陽極および陰極の引き出し部１２ａ、１４ａを除外した領域にのみ選択的に塗布することにより形成される。
【０２０６】
スクリーン印刷法はインキをスキージ（ヘラ）により版（ステンシル）に展延、摺擦し、版の開口部に張られたスクリーンの網目を通して媒体にインキを付着させて印刷する印刷方法であり、媒体の版の開口部に対向する位置範囲にのみインキを選択的に付着させることができる印刷方法である。本実施の形態では、スクリーン印刷法におけるインキを接着剤とし、媒体を有機ＥＬ構造体が形成された基材として、接着剤を基材の所定の範囲にのみ選択的に付着させることにより、基材の所定の範囲にのみ選択的に接着剤層を形成するものである。なお、以下の説明では、版をステンシルと称し、ステンシルにおける接着剤を透過させる部分を開口部、接着剤を透過させる部分をマスク部と称することにする。
【０２０７】
接着剤層形成工程１４１は非図示の移動手段により図示矢印方向に往復移動するスキージ１４１Ｂを有し、スキージ１４１Ｂはその先端部にて接着剤１４１Ａをステンシル１４１Ｃ面に展延、摺擦する。ステンシル１４１Ｃは開口に接着剤の透過が可能なスクリーンを張った開口部と、接着剤の透過が不可能なマスク部とを有し、スキージ１４１Ｂによりステンシル１４１Ｃ上に展延、摺擦された接着剤１４１Ａは、開口部のスクリーンを通過して、基材１１の開口部に対向する領域に塗布される。一方、マスク部は接着剤の通過が不可能なので、接着剤はマスク部に対向する領域には塗布されない。
【０２０８】
本発明により、特に、ロール・ツー・ロール方式により可撓性を有する基材上に発光素子（有機ＥＬ構造体）を形成する有機ＥＬ素子の製造方法において、基材の洗浄および汚染除去、発光素子（有機ＥＬ構造体）の形成、発光素子（有機ＥＬ構造体）への保護膜の形成までをインラインで行える有機ＥＬ素子の製造方法を提供できる。本発明による製造方法では、基材への発光素子（有機ＥＬ構造体）の形成、保護膜の形成をインラインで行うので、水分や酸素による発光素子（有機ＥＬ構造体）への影響を回避でき、高品質と高信頼性の有機ＥＬ素子を製造できる。また、異なる条件の真空環境や大気圧環境にて実施される工程をロール・ツー・ロール方式のインラインで実施することが可能で、それぞれの工程をオフラインで実施する製造方法と比べると、工程が単純化し、作業効率の向上や工程停止時間の短縮がはかれる。
【実施例】
【０２０９】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【０２１０】
実施例１
《基材Ａの作製》
（可撓性基材上に電極層、正孔注入層、正孔輸送層、発光層を形成する工程）
予め、露点温度−６５度、不活性ガス雰囲気下、圧力８０Ｐａで保管し、脱水処理・脱酸素処理をほどこした厚さ１００ミクロンのポリエチレンナフタレートフィルムの片面に特開２００７−８３６４４号公報の〔実施例〕の欄に記載されている方法により、ガスバリア層を形成した。即ち、同公報に記載の図３に示すロール電極型放電処理装置を用いた。
【０２１１】
前記樹脂フィルム基材上に密着層／セラミック層／保護層の順に以下に示す条件で、それぞれ形成しガスバリア膜をポリエチレンナフタレートフィルムの片面上にえた。各膜厚は、密着層が５０ｎｍで、セラミック層が３０ｎｍ、保護層が４００ｎｍである。また製膜時の基材保持温度は、１２０℃とした。
【０２１２】
〈セラミック層〉
放電ガス：Ｎ２ガス
反応ガス１：酸素ガスを全ガスに対し５％
反応ガス２：ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を全ガスに対し０．１％
低周波側電源電力：８０ｋＨｚを１０Ｗ／ｃｍ２高周波側電源電力：１３．５６ＭＨｚを１０Ｗ／ｃｍ２
〈密着層〉
放電ガス：Ｎ２ガス
反応ガス１：水素ガスを全ガスに対し１％
反応ガス２：ＴＥＯＳを全ガスに対し０．５％
低周波側電源電力：８０ｋＨｚを１０Ｗ／ｃｍ２高周波側電源電力：１３．５６ＭＨｚを５Ｗ／ｃｍ２
〈保護層〉
放電ガス：Ｎ２ガス
反応ガス１：水素ガスを全ガスに対し１％
反応ガス２：ＴＥＯＳを全ガスに対し０．５％
低周波側電源電力：８０ｋＨｚを１０Ｗ／ｃｍ２高周波側電源電力：１３．５６ＭＨｚを５Ｗ／ｃｍ２
次いで、ガスバリア層を形成したポリエチレンナフタレートフィルム上に、ターゲット材料としてインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を用いて、同じく、真空槽中スパッタガスに酸素５体積％を含むアルゴンを用いて、ガス圧力を０．５Ｐａとし、連続的に搬送しながら、電極層として、ＩＴＯ膜１１０ｎｍをスパッタによりパターニング形成した。ＩＴＯのパターンは図３の導電層パターンを用いた。これを真空槽中でコアに巻き取った後、窒素気流下で常圧に戻し、大気（空気）にさらすことなく、常圧下の塗布工程へ移送した。
【０２１３】
この導電層付基材上に、第一の塗布室に設置された押し出しコーターで後述の液組成の正孔注入層用塗布液（脱酸素処理済み）を塗布し、不活性ガス気流下で乾燥させた（乾燥後の厚さ３０ｎｍ）。引き続き、第二の塗布室で正孔輸送層用塗布液（脱酸素、脱水処理済み）を塗布し、紫外線を照射して架橋させ、この工程以降の塗布溶剤に不溶化したのち、溶媒を乾燥させた（乾燥後の厚さが４０ｎｍ）。さらに第三の塗布室で、架橋させた正孔輸送層上に発光層を塗布し（乾燥後の厚さが５０ｎｍ）、乾燥して、３つの機能層が積層された塗布済み原反（ウェブＷ−１）を作製した。この常圧下の塗布工程は、窒素雰囲気中の水分濃度が１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下、酸素濃度が３０ｐｐｍ以下の雰囲気下に維持した。
【０２１４】
（正孔注入層用塗布液）
ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製 Ｂｙｔｒｏｎ Ｐ ＡＩ ４０８３）を純水で６５％、メタノール５％で希釈した溶液用いた。
【０２１５】
（正孔輸送層用塗布液）
１０ｍｌのトルエン中に５０ｍｇの下記化合物Ａが含まれるよう溶解した溶液を用いた。９０秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行った後、９０℃の乾燥ゾーンをゆっくり搬送しながら、窒素気流下で乾燥した。
【０２１６】
【化７】
【０２１７】
（発光層用塗布液）
クロロベンゼン６ｍｌ中にＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）（６０ｍｇ）と１．５ｍｇのＩｒ（ｐｐｙ）３が含有される様に溶解した溶液を用いた。成膜後、９５℃の乾燥ゾーンをゆっくり搬送しながら、窒素気流下で乾燥し、乾燥膜厚５０ｎｍの発光層を形成した。
【０２１８】
《基材Ｂの作製》
（乾燥剤を含有する層を有するフィルム上に表面平滑層を形成する工程）
封止フィルムとしての乾燥剤含有フィルムは特開２００５−３８６６１号公報の実施例１記載の積層基板の作製法を利用して、酸化バリウムを芯層に含有させたポリエチレン２，６ナフタレートフィルム（Ａ−１）を作製して使用した。
【０２１９】
即ち、ポリエチレン−２，６−ナフタレートＡ（酸化バリウム含有；酸化バリウム粉末（平均粒径、０．５μｍ）を、２８０℃でポリエチレン−２，６−ナフタレートチップと混合・混練（含有率５質量％）して作製した。）とポリエチレン−２，６−ナフタレートのチップを各々１７０℃で１０時間真空乾燥した後、乾燥窒素気流中で保温しながら、押出し機上に設置したホッパーから３台の押出し機へ各々供給し２９０℃で溶融押出しを行ない、４０メッシュのフィルターを通過させてから、Ｔダイ内で厚さ比が４：３：２となるように層状に接合して、６０℃の冷却ドラム上に静電印加しながら密着させて急冷冷却固化し、積層未延伸シートを得た。このとき芯（コア）層が、ポリエチレン−２，６−ナフタレートＡ（酸化バリウム含有）であり、表層がポリエチレン−２，６−ナフタレートとなるようにした。この未延伸シートをロール式縦延伸機へ導き、９０℃で予熱し、低速と高速のロール間でＩＲヒーターで加熱しながら、縦方向に２．８倍に延伸した。得られた一軸延伸フィルムをテンター式横延伸機に供給し、１３０℃で横延伸倍率２．８倍となるように延伸した。得られた二軸配向フィルムを２１０℃で１０秒間熱固定した。次いで横方向に５％弛緩処理しながら室温まで３０秒かけて徐冷して厚さ９０μｍの二軸延伸積層ＰＥＮフィルム支持体を得た（乾燥剤含有フィルムＡ−１）
表面粗さを光学干渉式表面粗さ計ＲＳＴ／ＰＬＵＳ（ＷＹＫＯ社製）を用いて測定したところ、１５ｎｍ以下であった。
【０２２０】
Ａ−１の層構成はポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）／ＰＥＮと酸化バリウム／ＰＥＮの３層からなり、全体厚さは９０μｍ、厚さの比率は４０／３０／２０である。
【０２２１】
このフィルム元巻きは、露点温度−６５度（水分１０ｐｐｍ以下）の不活性ガス雰囲気の保管庫に保存して、使用した。
【０２２２】
（乾燥剤含有フィルムに電極層、電子注入層を形成する工程）
乾燥剤含有フィルムＡ−１の表層ポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）が４０μｍである面に、前記同様、特開２００７−８３６４４号公報実施例記載の組成のガスバリア層を同様に形成して、乾燥剤含有フィルムを被覆した。次いで、表層ポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）が２０ミクロンである側（反対側）の表面にアクリル酸エステルからなる表面平滑層を形成し、紫外線で架橋硬化させてから、減圧室を経由して、真空搬送室へ導入し、第一の薄膜形成室で対電極層としてアルミニウムを蒸着により１２０ｎｍの厚さにパターニング形成した。引き続き、第二の薄膜形成室でフッ化リチウム（電子注入層）を０．３ｎｍ蒸着形成した。
【０２２３】
（対電極層・注入層形成済み乾燥剤含有フィルムに封止樹脂を塗布し、機能層形成済みウェブと貼合する工程）
乾燥剤含有フィルムＡ−１に電極層、電子注入層を形成したフィルムを不活性ガス気流中（窒素雰囲気中、水分濃度が１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下、酸素濃度が３０ｐｐｍ以下）で、接着剤として、熱硬化型エポキシ樹脂（ナガセケムテック（株）製 ＵＶレジン ＸＮＲ５５１６）を所定の形状にスクリーン印刷を用いて塗布した。この電極付封止フィルムを巻き取ることなく、連続的に図５に示される加圧ロールを用いた貼合・封止工程に送り、Ｗ−１と貼り合せ位置を制御しながら、１４０℃において、圧着し（貼合圧は０．２ＭＰａとした）、接着させた後、硬化途中段階（熱硬化型接着剤が硬化する前）において、表１に示す温度（２５〜１４０℃）に加熱した熱刃により、表１に示す断裁速度（２０〜８０ｍ／ｍｉｎ）にて各素子様に断裁（カット）して、各種有機ＥＬ素子を作製した。
【０２２４】
上記の方法により作製した有機ＥＬ素子について、封止材の剥離量と発光効率（輝度）半減寿命を測定し評価した。
【０２２５】
《封止材の剥離量の測定》
封止剤の剥離量の測定は、次の手順で行った（図８参照）。：（ｉ）断裁端面を１０ｍｍ角に切り出す。（ii）切り出した端面サイド部をミクロトームで研磨する。（iii）電子顕微鏡（ＳＥＭ）またはレーザー顕微鏡で断裁端面を４００倍に拡大して剥離量を測定する。
【０２２６】
《発光効率（輝度）半減寿命の測定》
発光効率（輝度）半減寿命は、各試料の素子を初期輝度が５００ｃｄ／ｍ２となるように印加電圧を調整した後、発光効率（輝度）が初期から５０％低下するまでの時間を計測した。刃先温度１４０℃にて断裁・作製した有機ＥＬ素子の発光効率半減寿命を１．０としたときの各種有機ＥＬ素子の半減寿命を相対値で評価した。
【０２２７】
以上の実験における条件及び評価結果をまとめて表１〜３及び図９に示す。
【０２２８】
【表１】
【０２２９】
【表２】
【０２３０】
【表３】
【０２３１】
表２、表３、及び図９に示した結果より明らかなように、本発明に係る有機ＥＬ素子は、剥離量が少なく、かつ発光効率半減寿命が長いことが分かる。
【０２３２】
すなわち、本発明の手段により、可撓性基材に設けられた有機ＥＬ素子をその単位ごとに（素子様に）断裁する際の基材と封止材との間に発生する層間剥離を抑制し、所望の封止性能が得られる有機ＥＬ素子の製造方法、製造装置、及び有機ＥＬ素子を提供することができることが分かる。
【０２３３】
実施例２
有機ＥＬ素子のウェブＷ−１の作製において、正孔注入層を形成した後、第三の塗布室で、後述した液組成の発電層を塗布し（乾燥後の厚さが１５０ｎｍ）原反ウェブＷ−２を作製した以外は、有機ＥＬ素子の作製と同様にして、乾燥剤を素子内に有した有機光電変換素子を作製した。
【０２３４】
（発電層用塗布液）
クロロベンゼン６ｍｌに、数平均分子量４５０００のレジオレギュラーＰ３ＨＴ（ポリ（３−ヘキシルチオフェン）と、フラーレン誘導体ＰＣＢＭ（６，６−フェニル−Ｃ６１−ブチル酸メチルエステル）を質量比が１：１で、３質量％となるように溶解した溶液を用いた。製膜後、１４０℃の乾燥ゾーンをゆっくり搬送しながら、窒素気流下で乾燥し、乾燥膜厚１５０ｎｍの発電層を形成した。
【０２３５】
得られた乾燥剤を素子内に有した有機光電変換素子について、ソーラシミュレーター（ＡＭ１．５Ｇ）の光を１００ｍＷ／ｃｍ２の強度で照射し続けたときの短絡電流密度Ｊｓｃを評価したところ、長時間に渡って高い安定性を示し、十分な耐光性を有することがあきらかになった。また、有機エレクトロルミネッセンス素子と同様に、有機光電変換素子においても、量産レベルの工程において、製品の歩留まり、すなわち製造コストを低廉にすることができることが明らかになった。
【図面の簡単な説明】
【０２３６】
【図１】（ａ）は、有機ＥＬ素子の全体の基本的構成を示す模式図、（ｂ）有機ＥＬ素子の発光素子部分の構成を示す模式図
【図２】熱刃の一例を示す模式図
【図３】基材上にロール状の封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程と当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁工程の概念図
【図４】基材上にロール状の封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程と当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁工程の概念図
【図５】有機ＥＬ素子と封止材の基本的構成形態を示す模式図；（ａ）従来タイプの形態を示す模式図、（ｂ）本発明に係る形態を示す模式図
【図６】本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置及び製造プロセスの模式図
【図７】本発明に係る封止材接着・断裁工程の一例を示す模式図
【図８】封止材の剥離量の測定方法を示す概念図
【図９】発光効率と発光寿命の関係を示す図
【符号の説明】
【０２３７】
１ 有機ＥＬ素子
２ 熱刀
３ 有機機能素子（ＯＬＥＤ）形成済み基材
Ｐｒ 製造装置とプロセス
３′ 供給工程
３０１′ 帯状基材
４′ 正孔輸送層形成工程
５′ 発光層形成工程
５′ａ 第１塗布工程
５′ａ１ 静電ノズル吐出装置
５′ｂ 第１乾燥工程
５′ｃ 第２塗布工程
５′ｃ１ 静電ノズル吐出装置
５′ｄ 第２乾燥工程
５′ｅ 第３塗布工程
５′ｅ１ 静電ノズル吐出装置
５′ｆ 第３乾燥工程
７′ 電子注入層形成工程
８′ 第２電極形成工程
９′ 封止層形成工程
１０ 回収工程
１４０ 封止材接着−断裁工程
１４１Ｃ ステンシル
１４１Ｄ 接着シート
１４４Ｘ、１４４Ｙ 熱刀
１５０ 断裁工程
１５１Ａ、１５１Ｂ 熱刀
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロニクス素子の製造方法と製造装置、それらにより製造した有機エレクトロニクス素子に関する。
【０００２】
詳しくは、面光源やディスプレイ、太陽電池等として利用される有機エレクトロニクス素子を製造するための製造方法と製造装置に関し、特に、プラスチックフィルム等の可撓性基材に設けられた有機エレクトロニクス素子を製造するための製造方法とその方法を実施するための製造装置、及び当該製造方法等によって製造した有機エレクトロニクス素子に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、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。）、有機光電変換素子、電子写真用有機感光体、有機トランジスタ等を始めとした、様々な有機エレクトロニクス素子の開発が検討されている。
【０００４】
有機エレクトロニクス素子は、有機物を用いて電気的な動作を行う素子であり、省エネルギー、低価格、柔軟性といった特長を発揮できると期待され、従来のシリコンを主体とした無機半導体に替わる技術として注目されている。
【０００５】
これらの有機エレクトロニクス素子は、有機物の非常に薄い膜を電極を介して電流を流すことで、発光したり、発電したり、帯電したり、電流や電圧を制御したりする素子である。
【０００６】
有機エレクトロニクス素子の一つである有機ＥＬ素子は、有機化合物の薄膜からなる発光層を電極で挟持した構成で、電極間に電流を供給すると発光する素子である。従って、薄膜の有機ＥＬ素子を光源として利用すると、小型化、軽量化が容易であるうえ、蛍光灯に比べ発光の応答速度が速く、点灯直後の光量も比較的安定した照明装置となる。
【０００７】
ここで、有機ＥＬ素子を液晶表示装置の光源や各種ディスプレイ用の照明装置として利用する場合、発光色は白色が好ましい。しかしながら有機ＥＬ素子は、発光層中で励起子を形成し発光に至るまでの電気化学的なプロセスを妨害する水分・酸素などに代表される、物質に対して非常に敏感である。これらの物質が不純物として存在したり、外界から拡散してくると、発光の効率や駆動寿命が著しく短くなり実用的な照明や表示のための性能を得ることができなくなる。
【０００８】
また、水・酸素などは、電極表面や内部の電気的、化学的な特性を変化させ、電子や正孔の移動を妨害する場合もあり、その結果、実用的な特性を大きく劣化させる。したがって、有機ＥＬ素子は、特許文献１に開示されるように、乾燥剤を封入して、ガラスや金属缶で密閉した構造の中に収めたり、特許文献２に示されるように、水分や酸素などのガス成分に対して、バリア性能を有する基材や封止材を用いて、性能を確保したりすることが検討されている。
【０００９】
ところで、有機ＥＬ素子の製造では、発光素子（有機ＥＬ構造体）への水分や酸素による影響を回避し、高品質と高信頼性を維持するために、封止と呼ばれる外気の影響を完全にシャットアウトするための保護膜を形成する操作が行われている。
【００１０】
有機ＥＬ素子の封止技術としては、例えば、窒化物や窒化酸化物等の薄膜を電子ビーム法やスパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、イオンプレーティング法等により発光素子（有機ＥＬ構造体）上に被覆する方法、具体的には、対向ターゲット式のスパッタ装置を用いた封止技術（例えば特許文献３参照）や、シート状の封止材を、発光層を含む発光素子部分に貼り合わせて封止を行う技術（例えば特許文献４参照）等が挙げられる。
【００１１】
例えば、酸素及び水分による劣化を防止する技術として、有機ＥＬ素子の基板上に形成された発光層を封止材で封止する技術が一般的に用いられているが、従来の接着剤を使った封止では、接着剤部分から水分透過により、所望の封止性能が十分得られなかった。
【００１２】
一方、最近では、有機ＥＬ素子の用途の拡大等により、樹脂フィルム等の可撓性基材を用いた有機ＥＬ素子も登場しており、このような可撓性基材を用いることにより、ロール・ツー・ロール方式（「Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ方式」ともいう。）の有機ＥＬ素子の製造も行われるようになってきた（例えば特許文献５参照）。ここで、ロール・ツー・ロール方式の有機ＥＬ素子の製造方法とは、ロール状に巻かれた基材を繰り出して基材上に発光素子（有機ＥＬ構造体）を形成し、当該発光素子を形成した基材を再度ロールに巻き取って有機ＥＬ素子を作製する製造方法を称する。ロール・ツー・ロール方式による製造は、連続生産が可能なので生産効率を向上させることができるというメリットを有する。
【００１３】
ロール・ツー・ロールで封止を行うと、ライン長が長くなるため、一旦ロール・ツー・ロール上で仮接着を行い、所望サイズに断裁した後、まとめて硬化させる手段が有効である。しかしながら、仮接着状態で断裁を行うと、基材（基板）と封止材との間で層間剥離を引き起こし、剥離部分からの酸素及び水分透過が進行し、所望の封止性能が得られないという問題がある。
【００１４】
また、蒸着法等による発光素子の形成は、ほぼ真空に近い環境下でなされるので、ロール・ツー・ロール方式では、ほぼ真空に近い環境下で基材をロールから繰り出し、発光素子の形成を実施した後に再びロールに巻き取り、巻き取ったロールを水分や酸素による発光素子の劣化を防止するために不活性ガスを充填した容器に収容して、別ラインの封止工程に投入する方法が採られてきた。
【００１５】
しかしながら、巻き取ったロールを別ラインの封止工程に投入することは工程が煩雑となり、また、ロール搬送用の不活性ガスを充填した容器は、発光素子（有機ＥＬ構造体））を形成した環境を維持することが困難で、収容された基材の発光素子（有機ＥＬ構造体）が容器内に残存する水分や酸素による影響を受け、製品の品質低下や寿命に影響を与えることがあった。
【００１６】
一方、有機エレクトロニクス素子の一つである有機光電変換素子は、有機化合物の薄膜からなる発電層を電極で挟持した構成で、光を照射すると発電する素子である。従って、薄膜の有機光電変換素子を太陽電池として利用すると、小型化、軽量化が容易であるうえ、既存の無機半導体系の太陽電池に比べ、低照度環境や高温環境下でも比較的安定した出力を得られる太陽電池となる。
【００１７】
有機光電変換素子でも有機ＥＬ素子と同様に、水分・酸素などの影響で発電層中にキャリアトラップを形成し、電荷分離によって発生したキャリアの集電を阻害してしまう。結果として発電効率の低下をまねくだけでなく、素子寿命低下にも影響を及ぼすようになる。したがって、有機光電変換素子においても同様に、特許文献６で開示されるように、水分や酸素などのガス成分に対して、バリア性能を有する封止材を用いて性能を確保したりすることが検討されているが、上述した有機ＥＬ素子の場合と共通する問題がある。
【特許文献１】特開２００７−１８４３９７号公報
【特許文献２】特開２００７−８３６４４号公報
【特許文献３】特開２００２−３３２５６７号公報
【特許文献４】特開２００５−４０６３号公報
【特許文献５】国際公開第０１／００５１９４号パンフレット
【特許文献６】特開２００４−１６５５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、状可撓性基材に設けられた有機エレクトロニクス素子をその単位ごとに（素子様に）断裁する際の基材と封止材との間に発生する層間剥離を抑制し、所望の封止性能が得られる有機エレクトロニクス素子の製造方法、製造装置、及び当該製造方法等によって製造した有機エレクトロニクス素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
【００２０】
１．少なくとも可撓性の基材、対向する一対の電極とそれらの間に挟持された有機層（以下「有機機能素子」という。）、及び封止材とで構成される有機エレクトロニクス素子の製造方法であって、前記基材上に有機機能素子を形成する工程の後に、（ｉ）前記有機機能素子を覆うように前記基材上に封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程と、（ii）前記封止材を接着後、当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁工程とを備えていることを特徴とする有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【００２１】
２．前記熱溶融断裁の手段として、熱刃を用いることを特徴とする前記１に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【００２２】
３．前記熱刃は、ヒータと刃先温度を検出する検出手段とを備え、前記検出手段で検出された温度に対応して、前記ヒータに供給する熱エネルギーを制御することを特徴とする前記２に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【００２３】
４．前記熱刃の刃先温度が、前記熱硬化型接着剤の熱硬化温度以上であることを特徴とする前記２又は３に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【００２４】
５．前記有機エレクトロニクス素子が、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする前記１から３のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【００２５】
６．前記１から５のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法を実施するための有機エレクトロニクス素子の製造装置であって、可撓性の基材上に有機機能素子を形成する工程の後に、（ｉ）前記有機機能素子を覆うように前記基材上にロール状の封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止手段と、（ii）前記封止材を接着後、当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁手段とを備えていることを特徴とする有機エレクトロニクス素子の製造装置。
【００２６】
７．前記１から５のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法により製造されたことを特徴とする有機エレクトロニクス素子。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の上記手段により、可撓性基材に設けられた有機エレクトロニクス素子をその単位ごとに（素子様に）断裁する際の基材と封止材との間に発生する層間剥離を抑制し、所望の封止性能が得られる有機エレクトロニクス素子の製造方法、製造装置、及び当該製造方法等によって製造した有機エレクトロニクス素子を提供することができる。
【００２８】
すなわち、本発明の手段により、封止材の仮接着状態での断裁が可能となるため、有機エレクトロニクス素子の製造ラインを短縮することが可能である。接着剤を溶かしながら断裁することが可能なため、層間剥離を抑制することが可能であり、所望の封止性能を備えた有機エレクトロニクス素子を提供することが可能である。また、基材等から発生する断裁屑が溶融した接着剤に付着することで、断裁屑の飛散が抑制され、工程汚染及び製品への屑付着が低減される。さらに、断裁端部を本硬化前に硬化することが可能で、断裁後のハンドリング等が有利となる。
【００２９】
また、本発明の有機エレクトロニクス素子の製造方法により、ガスバリア性が向上し、発光素子の発光効率半減寿命等の性能において優れている有機エレクトロニクス素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の有機エレクトロニクス素子の製造方法は、少なくとも可撓性の基材、対向する一対の電極とそれらの間に挟持された有機層（以下「有機機能素子」という。）、及び封止材とで構成される有機エレクトロニクス素子の製造方法であって、前記基材上に有機機能素子を形成する工程の後に、（ｉ）前記有機機能素子を覆うように前記基材上に封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程と、（ii）前記封止材を接着後、当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁工程とを備えていることを特徴とする。この特徴は、請求項１〜７に係る発明に共通する技術的特徴である。なお、本願において、「有機機能素子」とは、少なくとも一対の電極及びそれらに挟持された有機層で構成される素子であって、発光、光電変換等の電子・電気的な機能を発現する基本部材的素子をいう。
【００３１】
本発明の実施態様としては、前記熱溶融断裁の手段として、熱刃を用いることが好ましい。この場合、当該熱刃は、ヒータと刃先温度を検出する検出手段とを備え、検出手段で検出された温度に対応して、ヒータに供給する熱エネルギーを制御することが好ましい。また、前記熱刃の刃先温度が、前記熱硬化型接着剤の熱硬化温度以上であることが好ましい。
【００３２】
本発明の有機エレクトロニクス素子の製造方法は、特に、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法として好適に用いることができる。
【００３３】
以上より、明らかなように、本発明の有機エレクトロニクス素子の製造方法を実施するための有機エレクトロニクス素子の製造装置としては、基材上に有機機能素子を形成する工程の後に、（ｉ）前記有機（機能）素子を覆うように前記基材上にロール状の封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止手段と、（ii）前記封止材を接着後、当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁手段とを備えている態様の製造装置であることが好ましい。
【００３４】
本発明の有機エレクトロニクス素子の製造方法により製造された有機エレクトロニクス素子は、ガスバリア性が向上し、発光素子の発光効率半減寿命等の性能において優れている。
【００３５】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための最良の形態・態様について詳細な説明をする。
【００３６】
（有機エレクトロニクス素子の製造方法の概要）
本発明の有機エレクトロニクス素子の製造方法は、少なくとも可撓性の基材、対向する一対の電極間に挟持された有機層（以下「有機機能素子」という。）、及び封止材とで構成される有機エレクトロニクス素子の製造方法であって、前記基材上に有機機能素子を形成する工程の後に、下記の工程を具備していることを要する。
（ｉ）有機機能素子を覆うように前記基材上に封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程
（ii）前記封止材を接着後、当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う熱断裁を行う断裁工程
なお、本発明の製造方法においては、上記工程（ｉ）及び（ii）の前に、基材の洗浄工程、基材上に有機機能素子を形成する工程等を備えている態様であることが好ましい。
【００３７】
以下、有機エレクトロニクス素子の製造方法の典型的例として、有機ＥＬ素子の製造方法における工程ついて、適宜、図を参照して、説明する。
【００３８】
〈洗浄工程〉：ロール状に巻かれた基材を繰り出して、超音波洗浄槽に浸漬させて洗浄する等の湿式洗浄とプラズマ洗浄等の乾式洗浄を組み合わせた工程により基材の洗浄を行う工程である。
【００３９】
〈有機機能素子を形成する工程〉：蒸着法、インクジェット法、印刷法、塗布法等の周知の技術により基材上に電極、各種有機機能層等からなる発光素子を形成する工程である。図１に、有機ＥＬ素子の基本的構成を示す。図１（ａ）は、有機ＥＬ素子の全体の構成を示す模式図である。図１（ｂ）は、当該有機ＥＬ素子の発光素子部分の構成を示す模式図である。有機ＥＬ素子を構成する各要素の詳細については後述する。
【００４０】
〈基材供給工程〉：前記発光素子が設けられたロール状の基材を繰り出し供給する工程である。
【００４１】
〈封止工程〉：前記発光素子を覆うように前記基材上にロール状の封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程である。封止材及び熱硬化型接着剤の詳細については後述する。
【００４２】
〈断裁工程〉：前記封止材を接着後、当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁工程である。
【００４３】
本発明の実施態様としては、前記熱溶融断裁の手段として、熱刃を用いることが好ましい。この場合、当該熱刃は、ヒータと刃先温度を検出する検出手段とを備え、検出手段で検出された温度に対応して、ヒータに供給する熱エネルギーを制御することが好ましい。また、前記熱刃の刃先温度が、前記熱硬化型接着剤の熱硬化温度以上であることが好ましい。
【００４４】
図２は、熱刃の一例を示す模式図である。なお、図２における穴４の内部に筒状ヒーターを入れて熱刃を加熱し、ロール状可撓性基材に設けられた有機ＥＬ素子をその単位ごとに所定の位置（箇所）を加熱溶融し断裁し所定のサイズ有機ＥＬ素子を得る。
【００４５】
図３及び図４は、基材上にロール状の封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程と当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁工程の概念図である。
【００４６】
本発明においては、上記手段により、封止材の仮接着状態での断裁が可能となるため、有機ＥＬ素子の製造ラインを短縮することが可能である。また、接着剤を溶かしながら断裁することが可能なため、層間剥離を抑制することが可能であり、所望の封止性能を備えた提供することが可能である。また、基材等から発生する断裁屑が溶融した接着剤に付着することで、断裁屑の飛散が抑制され、工程汚染及び製品への屑付着が低減される。さらに、断裁端部を本硬化前に硬化することが可能で、断裁後のハンドリング等が有利となる。
【００４７】
図５に、有機ＥＬ素子と封止材の基本的構成形態を示す。図５（ａ）従来タイプの形態を示す模式図であり、図５（ｂ）は、本発明に係る形態を示す模式図である。
【００４８】
従来タイプの構成では、封止材にアルミ缶を使っていたため、基板全体の厚さが厚くなってしまう。一般的に用いられているＵＶ硬化型接着剤は、水分透過、酸素透過が不十分で、吸湿材が必要である。基板がガラスのため、シート単位での加工となり、生産性に劣る等の欠点がある。
【００４９】
本発明に係る構成形態では、例えば、基材として樹脂フィルム（ＰＥＮ）を使い、水分透過、酸素透過に優れる。また、熱硬化型接着剤を用い、封止材をアルミ箔とすることで、ロール状での加工が可能となり、生産性に優れるばかりでなく基板全体の薄肉化が図れる等のメリットがある。
【００５０】
（有機ＥＬ素子の基本的構成）
有機ＥＬ素子の基本的層構成の好ましい具体例を以下に示す。
（ｉ）基板／陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）基板／陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）基板／陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）基板／陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
ここで、発光層は、少なくとも発光色の異なる２種以上の発光材料を含有していることが好ましく、単層でも複数の発光層からなる発光層ユニットを形成していてもよい。また、正孔輸送層には正孔注入層、電子阻止層も含まれる。
【００５１】
（基材：基板）
本発明に係る基材（以下、基板、基体、基盤、支持基板、支持体等ともいう。）としては、有機ＥＬ素子に可撓性（フレキシブル性）を与えることが可能な可撓性基材、例えば、樹脂フィルムを用いることを要する。但し、目的に応じて、部分的に、金属、ガラス、石英等を基材として用いることもできる。
【００５２】
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
【００５３】
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリッド皮膜が形成されていてもよく、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された水蒸気透過度（４０℃、９０％ＲＨ）が０．０１ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更にはＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９９２に準拠した方法で測定された酸素透過度（２０℃、１００％ＲＨ）が１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下、水蒸気透過度が１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下の高バリア性フィルムであることが好ましく、前記の水蒸気透過度、酸素透過度がいずれも１０−５ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが更に好ましい。
【００５４】
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に当該膜の脆弱性を改良するためにこれら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
【００５５】
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができるが、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【００５６】
（電極）
本発明に係る有機素子においては、少なくとも第１電極と第２電極とを有する。通常は、一方が陽極、他方が陰極で構成される。以下に好ましい陽極、及び陰極の構成について述べる。
【００５７】
《陽極》
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはＡｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性光透過性材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等非晶質で光透過性の導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式製膜法を用いることもできる。陽極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【００５８】
《陰極》
一方、陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
【００５９】
これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。
【００６０】
なお、発光した光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極または陰極のいずれか一方は、光透過性となるよう構成される。
【００６１】
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
【００６２】
本発明に係る発光層は、含まれる発光材料が前記要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。
【００６３】
また、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。
【００６４】
各発光層間には非発光性の中間層を有していることが好ましい。
【００６５】
本発明における発光層の膜厚の総和は１〜１００ｎｍの範囲にあることが好ましく、更に好ましくは、より低い駆動電圧を得ることができることから３０ｎｍ以下である。なお、本発明でいうところの発光層の膜厚の総和とは、発光層間に非発光性の中間層が存在する場合には、当該中間層も含む膜厚である。
【００６６】
個々の発光層の膜厚としては１〜５０ｎｍの範囲に調整することが好ましく、更に好ましくは１〜２０ｎｍの範囲に調整することである。青、緑、赤の各発光層の膜厚の関係については、特に制限はない。
【００６７】
発光層の作製には、後述する発光材料やホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。
【００６８】
本発明においては、各発光層には複数の発光材料を混合してもよく、また燐光発光材料と蛍光発光材料を同一発光層中に混合して用いてもよい。
【００６９】
本発明においては、発光層の構成として、ホスト化合物、発光材料（発光ドーパント化合物ともいう）を含有し、発光材料より発光させることが好ましい。
【００７０】
本発明に係る有機ＥＬ素子の発光層に含有されるホスト化合物としては、室温（２５℃）における燐光発光の燐光量子収率が０．１未満の化合物が好ましい。更に好ましくは燐光量子収率が０．０１未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での体積比が５０％以上であることが好ましい。
【００７１】
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、または複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。また、後述する発光材料を複数種用いることで異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
【００７２】
本発明に用いられるホスト化合物としては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（蒸着重合性発光ホスト）でもいい。
【００７３】
公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ発光の長波長化を防ぎ、なお且つ高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−７１２１に準拠した方法により求められる値である。
【００７４】
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。例えば、特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報等が挙げられる。
【００７５】
次に、発光材料について説明する。
【００７６】
本発明に係る発光材料としては、蛍光性化合物、燐光発光材料（燐光性化合物、燐光発光性化合物等ともいう）を用いる。
【００７７】
本発明において、燐光発光材料とは励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温（２５℃）にて燐光発光する化合物であり、燐光量子収率が２５℃において０．０１以上の化合物であると定義されるが、好ましい燐光量子収率は０．１以上である。
【００７８】
上記燐光量子収率は第４版実験化学講座７の分光IIの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明において燐光発光材料を用いる場合、任意の溶媒のいずれかにおいて上記燐光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。
【００７９】
燐光発光材料の発光は原理としては２種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーを燐光発光材料に移動させることで燐光発光材料からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つは燐光発光材料がキャリアトラップとなり、燐光発光材料上でキャリアの再結合が起こり燐光発光材料からの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、燐光発光材料の励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
【００８０】
燐光発光材料は、有機ＥＬ素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができるが、好ましくは元素の周期表で８〜１０族の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物（白金錯体系化合物）、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
【００８１】
以下に燐光発光材料として用いられる化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。これらの化合物は、例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．４０巻、１７０４〜１７１１に記載の方法等により合成できる。
【００８２】
【化１】
【００８３】
【化２】
【００８４】
【化３】
【００８５】
【化４】
【００８６】
【化５】
【００８７】
【化６】
【００８８】
本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子には、蛍光発光体を用いることもできる。蛍光発光体（蛍光性ドーパント）の代表例としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【００８９】
また、従来公知のドーパントも本発明に用いることができ、例えば、国際公開第００／７０６５５号パンフレット、特開２００２−２８０１７８号公報、同２００１−１８１６１６号公報、同２００２−２８０１７９号公報、同２００１−１８１６１７号公報、同２００２−２８０１８０号公報、同２００１−２４７８５９号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００１−３１３１７８号公報、同２００２−３０２６７１号公報、同２００１−３４５１８３号公報、同２００２−３２４６７９号公報、国際公開第０２／１５６４５号パンフレット、特開２００２−３３２２９１号公報、同２００２−５０４８４号公報、同２００２−３３２２９２号公報、同２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、同２００２−３３８５８８号公報、同２００２−１７０６８４号公報、同２００２−３５２９６０号公報、国際公開第０１／９３６４２号パンフレット、特開２００２−５０４８３号公報、同２００２−１００４７６号公報、同２００２−１７３６７４号公報、同２００２−３５９０８２号公報、同２００２−１７５８８４号公報、同２００２−３６３５５２号公報、同２００２−１８４５８２号公報、同２００３−７４６９号公報、特表２００２−５２５８０８号公報、特開２００３−７４７１号公報、特表２００２−５２５８３３号公報、特開２００３−３１３６６号公報、同２００２−２２６４９５号公報、同２００２−２３４８９４号公報、同２００２−２３５０７６号公報、同２００２−２４１７５１号公報、同２００１−３１９７７９号公報、同２００１−３１９７８０号公報、同２００２−６２８２４号公報、同２００２−１００４７４号公報、同２００２−２０３６７９号公報、同２００２−３４３５７２号公報、同２００２−２０３６７８号公報等が挙げられる。
【００９０】
本発明においては、少なくとも一つの発光層に２種以上の発光材料を含有していてもよく、発光層における発光材料の濃度比が発光層の厚さ方向で変化していてもよい。
【００９１】
《中間層》
本発明においては、各発光層間に非発光性の中間層（非ドープ領域等ともいう）を設けることも好ましい。
【００９２】
ここで、「非発光性の中間層」とは、複数の発光層を有する場合、その発光層間に設けられる層である。
【００９３】
非発光性の中間層の膜厚としては１〜２０ｎｍの範囲にあるのが好ましく、更には３〜１０ｎｍの範囲にあることが隣接発光層間のエネルギー移動等相互作用を抑制し、且つ素子の電流電圧特性に大きな負荷を与えないということから好ましい。
【００９４】
この非発光性の中間層に用いられる材料としては、発光層のホスト化合物と同一でも異なっていてもよいが、隣接する２つの発光層の少なくとも一方の発光層のホスト材料と同一であることが好ましい。
【００９５】
非発光性の中間層は非発光層、各発光層と共通の化合物（例えば、ホスト化合物等）を含有していてもよく、各々共通ホスト材料（ここで、共通ホスト材料が用いられるとは、燐光発光エネルギー、ガラス転移点等の物理化学的特性が同一である場合やホスト化合物の分子構造が同一である場合等を示す。）を含有することにより、発光層−非発光層間の層間の注入障壁が低減され、電圧（電流）を変化させても正孔と電子の注入バランスが保ちやすいという効果を得ることができる。更に、非ドープ発光層に各発光層に含まれるホスト化合物と同一の物理的特性または同一の分子構造を有するホスト材料を用いることにより、従来の有機ＥＬ素子作製の大きな問題点である素子作製の煩雑さをも併せて解消することができる。
【００９６】
本発明で有機ＥＬ素子を用いる場合、ホスト材料はキャリアの輸送を担うため、キャリア輸送能を有する材料が好ましい。キャリア輸送能を表す物性としてキャリア移動度が用いられるが、有機材料のキャリア移動度は一般的に電界強度に依存性が見られる。電界強度依存性の高い材料は正孔と電子注入・輸送バランスを崩しやすいため、中間層材料、ホスト材料は移動度の電界強度依存性の少ない材料を用いることが好ましい。
【００９７】
また、一方では正孔や電子の注入バランスを最適に調整するためには、非発光性の中間層は後述する阻止層、即ち正孔阻止層、電子阻止層として機能することも好ましい態様として挙げられる。
【００９８】
《注入層：電子注入層、正孔注入層》
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
【００９９】
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
【０１００】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
【０１０１】
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は０．１ｎｍ〜５μｍの範囲が好ましい。
【０１０２】
《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
【０１０３】
正孔阻止層とは、広い意味では、電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。
【０１０４】
一方、電子阻止層とは、広い意味では、正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に係る正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては好ましくは３〜１００ｎｍであり、更に好ましくは５〜３０ｎｍである。
【０１０５】
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
【０１０６】
正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【０１０７】
正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第３級アミン化合物を用いることが好ましい。
【０１０８】
芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、更には米国特許第５，０６１，５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが３つスターバースト型に連結された４，４′，４″−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【０１０９】
更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
【０１１０】
また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ ｅｔ．ａｌ．著文献（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８０（２００２），ｐ．１３９）に記載されているような所謂、ｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることから、これらの材料を用いることが好ましい。
【０１１１】
正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍである。この正孔輸送層は上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１１２】
また、不純物をドープしたｐ性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０１１３】
本発明においては、このようなｐ性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【０１１４】
《電子輸送層》
電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
【０１１５】
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０１１６】
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、ＧａまたはＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【０１１７】
電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍである。電子輸送層は上記材料の１種または２種以上からなる一層構造であってもよい。
【０１１８】
また、不純物をドープしたｎ性の高い電子輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載されたものが挙げられる。
【０１１９】
本発明においては、このようなｎ性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
【０１２０】
《有機ＥＬ素子の作製方法》
本発明に係る有機ＥＬ素子の作製方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。
【０１２１】
まず適当な支持基板上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を１μｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの膜厚になるように蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に有機ＥＬ素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層の有機化合物薄膜を形成させる。
【０１２２】
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、前記の如く蒸着法、ウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法）等があるが、均質な膜が得られやすく、且つピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法が特に好ましい。更に層毎に異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０−６〜１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【０１２３】
これらの層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を１μｍ以下好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより所望の有機ＥＬ素子が得られる。この有機ＥＬ素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
【０１２４】
また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた多色の液晶表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【０１２５】
有機ＥＬ素子は空気よりも屈折率の高い（屈折率１．６〜２．１程度）層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち１５〜２０％程度の光しか取り出せないと一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面（透明基板と空気との界面）に入射する光は全反射を起こし、素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
【０１２６】
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法（例えば、米国特許第４，７７４，４３５号明細書）、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法（例えば、特開昭６３−３１４７９５号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法（例えば、特開平１−２２０３９４号公報）、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法（例えば、特開昭６２−１７２６９１号公報）、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法（例えば、特開２００１−２０２８２７号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法（特開平１１−２８３７５１号公報）等がある。
【０１２７】
本発明においては、これらの方法を本発明に係る発光素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間（含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。
【０１２８】
透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚さで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高くなる。
【０１２９】
低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に１．５〜１．７程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ１．５以下であることが好ましい。また更に１．３５以下であることが好ましい。
【０１３０】
また、低屈折率媒質の厚さは媒質中の波長の２倍以上となるのが望ましい。これは、低屈折率媒質の厚さが光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
【０１３１】
全反射を起こす界面またはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は回折格子が１次の回折や２次の回折といった、所謂ブラッグ回折により光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち、層間での全反射等により外に出ることができない光をいずれかの層間もしくは媒質中（透明基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
【０１３２】
導入する回折格子は二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは、発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な１次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
【０１３３】
回折格子を導入する位置としては、前述のとおりいずれかの層間もしくは媒質中（透明基板内や透明電極内）でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。
【０１３４】
このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約１／２〜３倍程度が好ましい。回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、２次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
【０１３５】
本発明に係る発光素子は支持基板の光取出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ上の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせることにより特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
【０１３６】
マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が３０μｍでその頂角が９０度となるような四角錐を２次元に配列する。一辺は１０〜１００μｍが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚さが厚くなり好ましくない。
【０１３７】
集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のＬＥＤバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）等を用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角９０度、ピッチ５０μｍの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。
【０１３８】
また、発光素子からの光放射角を制御するために光拡散板・フィルムを集光シートと併用してもよい。例えば、（株）きもと製拡散フィルム（ライトアップ）等を用いることができる。
【０１３９】
本発明に係る発光素子を、光出射面垂直方向から見た発光素子の発光領域の一部が互いに重なる素子積層部をもつように複数配置して発光パネルを構成する際、素子積層部に粘着剤及び接着剤を用いることができる。
【０１４０】
本発明における粘着剤とは、広く工業分野において、粘着剤、接着剤、或いは粘着材、接着材等の呼称で用いられる剤或いは材のうち、加圧により接着しその際に接着部分の硬化を伴わないものを意味する。
【０１４１】
粘着剤及び接着剤の種類は特に限定されないが、光透過性にすぐれた粘着剤及び接着剤を用いることが好ましい。接着剤においては塗布し、貼り合わせた後に、種々の化学反応により高分子量体または架橋構造を形成する硬化型接着剤が好適に用いられる。本発明で用いることのできる粘着剤及び接着剤の具体例としては、例えば、ウレタン系、エポキシ系、水性高分子−イソシアネート系、アクリル系等の硬化型接着剤及び粘着剤、湿気硬化ウレタン接着剤、ポリエーテルメタクリレート型、エステル系メタクリレート型、酸化型ポリエーテルメタクリレート等の嫌気性粘着剤、シアノアクリレート系の瞬間接着剤、アクリレートとペルオキシド系の２液型瞬間接着剤等が挙げられる。
【０１４２】
上記素子積層部への粘着剤層及び接着剤層の形成方法としては特に限定されず、一般的方法、例えば、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、コンマコーター、バーコーター、スプレー塗布、インクジェット法等の方法が挙げられる。
【０１４３】
（封止材）
本発明に係る封止材は、有機ＥＬ素子を封止し、当該素子を温度変化、湿度、酸素、衝撃などの過酷な外部環境から守ためのものである。
【０１４４】
封止材としては、種々の公知のガスバリア性フィルムを用いることができる。例えば、包装材等に使用される公知のガスバリア性フィルム、例えば樹脂（プラスチック）フィルム上に酸化珪素や、酸化アルミニウムを蒸着したフィルム、緻密なセラミック層と、柔軟性を有する衝撃緩和ポリマー層を交互に積層した構成からなるガスバリア性フィルム等を封止材として用いることができる。
【０１４５】
また、特に、樹脂膜（ポリマー膜）をラミネートされた金属箔は、光取りだし側のガスバリア性フィルムとして用いることはできないが、低コストで、かつ透湿性の低い封止材料であり光取り出しを意図しない（透明性を要求されない）場合、封止材として好ましい。
【０１４６】
本発明において、「金属箔」とは、スパッタや蒸着等で形成された金属薄膜や、導電性ペースト等の流動性電極材料から形成された導電膜と異なり、圧延等で形成された金属の箔またはフィルムを指す。
【０１４７】
金属箔としては、金属の種類に特に限定はなく、例えば銅（Ｃｕ）箔、アルミニウム（Ａｌ）箔、金（Ａｕ）箔、黄銅箔、ニッケル（Ｎｉ）箔、チタン（Ｔｉ）箔、銅合金箔、ステンレス箔、スズ（Ｓｎ）箔、高ニッケル合金箔等が挙げられる。これらの各種の金属箔の中で特に好ましい金属箔としてはＡｌ箔が挙げられる。
【０１４８】
金属箔の厚さは、バリア性（透湿度、酸素透過率）及びコストの観点から、６〜５０μｍが好ましい。
【０１４９】
樹脂フィルム（ポリマー膜）がラミネートされた金属箔において樹脂フィルムとしては、機能性包装材料の新展開（株式会社 東レリサーチセンター）に記載の各種材料を使用することが可能であり、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリアミド系樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体系樹脂、セロハン系樹脂、ビニロン系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂等が挙げられる。ポリプロピレン系樹脂、ナイロン系樹脂等の樹脂は、延伸されていてもよく、さらに塩化ビニリデン系樹脂をコートされていてもよい。また、ポリエチレン系樹脂は、低密度あるいは高密度のものも用いることができる。
【０１５０】
上記の高分子材料の中で、ナイロン（Ｎｙ）、塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）をコートしたナイロン（ＫＮｙ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ＰＶＤＣをコートしたポリプロピレン（ＫＯＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＰＶＤＣをコートしたセロハン（ＫＰＴ）、ポリエチレン−ビニルアルコール共重合体（エバール）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いることが好ましい。また、これら熱可塑性フィルムは、必要に応じて異種フィルムと共押し出しで作った多層フィルム、延伸角度を変えて張り合わせ積層した多層フィルム等も当然使用できる。さらに必要とする包装材料の物性を得るために使用するフィルムの密度、分子量分布を組み合わせて作ることも当然可能である。
【０１５１】
樹脂膜（ポリマー膜）の厚さは、一概には規定できないが、３〜４００μｍが好ましく、１０〜２００μｍがより好ましく、１０〜５０μｍがさらに好ましい。
【０１５２】
金属箔の片面にポリマー膜をコーティング（ラミネート）する方法としては、一般に使用されているラミネート機を使用することができる。
【０１５３】
ドライラミネート方式、ホットメルトラミネーション法やエクストルージョンラミネート法も使用できるがドライラミネート方式が好ましい。
【０１５４】
接着剤としては、ポリウレタン系、ポリエステル系、エポキシ系、アクリル系等の接着剤を用いることができる。必要に応じて硬化剤を併用してもよい。
【０１５５】
金属箔の片面が樹脂膜（ポリマー膜）でコーティングされたフィルムは、包装材用に市販されている。例えば、接着剤層／アルミフィルム９μｍ／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）３８μｍの構成のドライラミネートフィルムが入手でき、これを用いて有機ＥＬ素子の陰極側の封止を行うこともできる。
【０１５６】
また、封止材（フィルム）としては、金属箔の片面が樹脂膜（ポリマー膜）でコーティングされたフィルムの、樹脂膜（ポリマー膜）と反対側の金属箔上に、セラミック膜を形成して用いることも好ましい。
【０１５７】
後述するが、２つのフィルムの封止方法としては、例えば、一般に使用されるインパルスシーラー熱融着性の樹脂膜（層）をラミネートして、インパルスシーラーで融着させ、封止する方法が好ましい。
【０１５８】
本発明において、封止材（フィルム）のガスバリア性は、酸素透過度１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下、水蒸気透過度１０−３ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下のものであることが好ましい。また、前記の水蒸気透過度、酸素透過度がいずれも１０−５ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが更に好ましい。
【０１５９】
（接着剤等）
封止材を接着するための接着剤としては、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する熱硬化型接着剤等を挙げることができる。市販品としては、スリーボンド１１５２、１１５３等を使用することができる。
【０１６０】
なお、有機ＥＬ素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から１００℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は、市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
【０１６１】
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に、当該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、当該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に当該膜の脆弱性を改良するためにこれら無機層と有機材料からなる層の積層構造をもたせることが好ましい。これらの膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。
【０１６２】
封止材と有機ＥＬ素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
【０１６３】
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
【０１６４】
〔有機ＥＬ素子の封止〕
本発明では、基材上に透明導電膜を形成し、作製した有機ＥＬ素子用樹脂基材上に、有機ＥＬ素子を構成する各種機能層を形成した後、不活性ガスによりパージされた環境下で、上記封止材で陰極面を覆うようにして、有機ＥＬ素子を封止することができる。
【０１６５】
不活性ガスとしては、Ｎ２の他、Ｈｅ、Ａｒ等の希ガスが好ましく用いられるが、ＨｅとＡｒを混合した希ガスも好ましく、気体中に占める不活性ガスの割合は、９０〜９９．９体積％であることが好ましい。不活性ガスによりパージされた環境下で封止することにより、保存性が改良される。
【０１６６】
また、前記の樹脂膜（ポリマー膜）がラミネートされた金属箔を用いて、有機ＥＬ素子を封止するにあたっては、ラミネートされた樹脂フィルム面ではなく、金属箔上にセラミック膜を形成し、このセラミック膜面を有機ＥＬ素子の陰極に貼り合わせることが好ましい。
【０１６７】
接着方法としてはドライラミネート方式が作業性の面で優れている。この方法は一般には１．０〜２．５μｍ程度の硬化性の接着剤層を使用する。好ましくは、接着剤量を乾燥膜厚で３〜５μｍになるように調節することが好ましい。
【０１６８】
なお、ホットメルト接着剤を溶融し基材に接着層を塗設する方法（ホットメルトラミネーと法）や高温で溶融した樹脂（ＬＤＰＥ、ＥＶＡ、ＰＰ等）をダイスにより基材上に塗設する方法（エクストルージョンラミネート法）等も用いることも良い。
【０１６９】
《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量且つ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
【０１７０】
（有機ＥＬ素子の製造装置）
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置及びそれを用いた製造方法（プロセス）の一例について、図６を参照して、説明する。
【０１７１】
図６は、帯状基材を使用し多層構造を有する有機ＥＬ素子を作製する製造装置及び製造プロセスの模式図である。尚、本図で示す製造装置の説明は、有機ＥＬ素子の一例として、帯状可撓性基材上にガスバリア層、第１電極、正孔輸送層、発光層、電子注入層、第２電極、封止層の順番に形成されている照明用（面発光）有機ＥＬ素子の場合について行う。本図では、帯状可撓性基材上にガスバリア層、第１電極が既に形成されたものを使用するため、第１電極形成工程は省略してある。
【０１７２】
当該製造プロセスは、帯状基材の供給工程３′と、正孔輸送層を形成する正孔輸送層形成工程４′と、発光層を形成する発光層形成工程５′と、第１回収工程６′と、電子注入層を形成する電子注入層形成工程７′と、第２電極を形成する第２電極形成工程８′と、封止層を形成する封止層形成工程９′と、第２回収工程１０′とを有している。本図で示される製造プロセスは、供給工程３′〜発光層形成工程５′迄を連続して大気圧条件下で行い、大気圧条件下で一旦巻き取った後、電子注入層形成工程７′〜封止層形成工程９′迄を連続して減圧条件下で行う場合を示している。第２回収工程１０′は大気圧条件下又は減圧条件下の何れに配設しても構わない。
【０１７３】
供給工程３′は、繰り出し工程３０１′と表面処理工程３０２′とを有している。繰り出し工程３０１′では、少なくとも一つの有機ＥＬ素子を形成するのに使用されるガスバリア膜と第１電極を含む少なくとも一つ陽極層とがこの順番で既に形成された帯状基材３０１′ｂ（帯状基材Ａとする）が巻き芯に巻き取られロール状態で供給される様になっている。３０１′ａは帯状基材３０１′ｂの元巻きロールを示す。表面処理工程３０２′は洗浄表面改質処理装置３０２′ａと、第１帯電防止手段３０２′ｂとを有している。洗浄表面改質処理装置３０２′ａは、正孔輸送層形成用塗布液を塗布する前に繰り出し工程３０１′から送られてきた帯状基材Ａの第１電極（不図示）表面を洗浄改質するため、例えば、低圧水銀ランプ、エキシマランプ、プラズマ洗浄装置等を使用することが好ましい。低圧水銀ランプによる洗浄表面改質処理の条件としては、例えば、波長１８４．２ｎｍの低圧水銀ランプを、照射強度５〜２０ｍＷ／ｃｍ２で、距離５〜１５ｍｍで照射し洗浄表
面改質処理を行う条件が挙げられる。プラズマ洗浄装置による洗浄表面改質処理の条件としては、例えば、大気圧プラズマが好適に使用される。洗浄条件としてはアルゴンガスに酸素１〜５体積％含有ガスを用い、周波数１００ＫＨｚ〜１５０ＭＨｚ、電圧１０Ｖ〜１０ＫＶ、照射距離５〜２０ｍｍで洗浄表面改質処理を行う条件が挙げられる。
【０１７４】
第１帯電防止手段３０２′ｂは、非接触式除電防止装置３０２′ｂ１と接触式除電防止装置３０２′ｂ２とを有している。非接触式除電防止装置３０２′ｂ１としては例えば、非接触式のイオナイザーが挙げられイオナイザーの種類については特に制限はなく、イオン発生方式はＡＣ方式、ＤＣ方式どちらでも構わない。ＡＣタイプ、ダブルＤＣタイプ、パルスＡＣタイプ、軟Ｘ線タイプが用いることが出来るが、特に精密除電の観点から、ＡＣタイプが好ましい。ＡＣタイプの使用の際に必要となる噴射気体については、空気かＮ２が用いられるが、十分に純度が高められたＮ２で行うことが好ましい。又、インラインで行う観点より、ブロワータイプもしくはガンタイプより選ばれる。
【０１７５】
接触式除電防止装置３０２′ｂ２としては、除電ロール又はアース接続した導電性ブラシを用いて行われる。除電器としての除電ロールは、接地されており、除電された表面に回転自在に接触して表面電荷を除去する。この様な除電ロールとしては、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス等の金属製ロールの他に、カーボンブラック、金属粉、金属繊維等の導電性材料を混合した弾性のあるプラスチックやゴム製のロールが使用される。特に、帯状可撓性連続シートとの接触をよくするため、弾性のあるものが好ましい。アース接続した導電性ブラシとは、一般には、線状に配列した導電性繊維からなるブラシ部材や線状金属製のブラシを有する除電バー又は除電糸構造のものを挙げることが出来る。除電バーについては、特に限定はないが、コロナ放電式のものが好ましく用いられ、例えば、キーエンス社製のＳＪ−Ｂが用いられる。除電糸についても、特に限定はないが、通常フレキシブルな糸状のものが好ましく用いることが出来る。
【０１７６】
非接触式帯電防止装置３０２′ｂ１は帯状可撓性基材Ａの第１電極面側に使用し、接触式帯電防止装置３０２′ｂ２は帯状可撓性基材Ａの裏面側に使用することが好ましい。第１帯電防止手段により基材の帯電除去が図られ、ゴミの付着や絶縁破壊が防止されるため、素子の歩留まりの向上が図られる。
【０１７７】
正孔輸送層形成工程４′は帯状基材Ａを保持するバックアップロール４０１′と、バックアップロール４０１′に保持された帯状基材Ａに正孔輸送層形成用塗布液を外部取り出し電極となる一部を除いて塗布する湿式塗布機４０２′と、帯状基材Ａ上の第１電極（不図示）上に形成された正孔輸送層形成用塗膜ａ′の溶媒を除去し正孔輸送層ｂ′を形成する乾燥風の供給口４０３′ａ、排気口４０３′ｂと、搬送用ロール４０３′ｃとを有する乾燥装置４０３′とを有している。尚、乾燥装置４０３は加熱処理を可能とする部分を内部に有している。
【０１７８】
４０４′は、形成された正孔輸送層ｂ′の除電を行う第２除電処理手段を示す。第２除電処理手段４０４′は第１除電処理手段３０２′ｂと同じ非接触式除電防止装置４０４′ａと接触式除電防止装置４０４′ｂ２とを有している。
【０１７９】
発光層形成工程５′は、第１塗布工程５′ａと第１乾燥工程５′ｂと、第２塗布工程５′ｃと第２乾燥工程５′ｄと、第３塗布工程５′ｅと第３乾燥工程５′ｆとを有している。第１塗布工程５′ａは第１液滴吐出手段として静電ノズル吐出装置５′ａ１と保持台５ａ２と、第１アキュームレータ部５′ａ３とを有している。第１塗布工程５′ａで静電ノズル吐出装置５′ａ１による塗布は、静電ノズル吐出装置５′ａ１より吐出された液滴が一定間隔で正孔輸送層上に着弾し不連続状発光層形成用塗膜ｃ′（不連続状第２有機機能層形成用塗膜）を形成する。
【０１８０】
第１アキュームレータ部５′ａ３は、ロール５′ａ３１が上下方向（図中の矢印方向）に移動することで、正孔輸送層形成工程４′と、第１塗布工程５′ａとの搬送速度の差を調整するために配設されており、速度差に応じてロール５′ａ３１の増設が可能となっている。
【０１８１】
第１乾燥工程５′ｂは、乾燥風の供給口５′ｂ１１、排気口５′ｂ１２と、搬送用ロール５′ｂ１３とを有する乾燥装置５′ｂ１と、形成された不連続状発光層形成用塗膜ｃ′の除電を行う第３除電処理手段５′ｂ２とを有している。第３除電処理手段５′ｂ２は第１除電処理手段３０２′ｂと同じ非接触式除電防止装置５′ｂ２１と接触式除電防止装置５′ｂ２２とを有している。尚、乾燥装置５′ｂ１は加熱処理を可能とする部分を内部に有している。不連続状発光層形成用塗膜ｃ′（不連続状第２有機機能層形成用塗膜）は乾燥装置５′ｂ１で溶媒が除去され不連続状発光層ｄ′（不連続状第２有機機能層）を形成する。
【０１８２】
第２塗布工程５′ｃは第２液滴吐出手段として静電ノズル吐出装置５′ｃ１と載置台５′ｃ２と第２アキュームレータ部５′ｃ３を有している。第２塗布工程５′ｃで静電ノズル吐出装置５′ｃ１による塗布は、静電ノズル吐出装置５′ｃ１より吐出された液滴が、第１塗布工程５′ａで形成された不連続状発光層ｄ′（不連続状第２有機機能層）の未塗布部分に着弾し、連続状発光層形成用塗膜ｅ′（連続状第２有機機能層形成用塗膜）を形成する。
【０１８３】
第２アキュームレータ部５′ｃ３は、ロール５′ｃ３１が上下方向（図中の矢印方向）に移動することで、第１塗布工程５′ａと、第２塗布工程５′ｃとの搬送速度の差を調整するために配設されており、速度差に応じてロール５′ｃ３１の増設が可能となっている。第２乾燥工程５′ｄは、乾燥風の供給口５′ｄ１１、排気口５′ｄ１２と、搬送用ロール５′ｄ１３とを有する乾燥装置５′ｄ１と、形成された連続状発光層ｆ′の除電を行う第４除電処理手段５′ｄ２とを有している。第４除電処理手段５′ｄ２は第１除電処理手段３０２′ｂと同じ非接触式除電防止装置５′ｄ２１と接触式除電防止装置５′ｄ２２とを有している。尚、乾燥装置５′ｄ１は加熱処理を可能とする部分を内部に有している。
【０１８４】
第３塗布工程５′ｅは第３液滴吐出手段として静電ノズル吐出装置５′ｅ１と、載置台５′ｅ２と、第３アキュームレータ部５′ｅ３とを有している。第３アキュームレータ部５′ｅ３は、ロール５′ｅ３１が上下方向（図中の矢印方向）に移動することで、第２塗布工程５′ｃと、第３塗布工程５′ｅとの搬送速度の差を調整するために配設されており、速度差に応じてロール５′ｅ３１の増設が可能となっている。第３塗布工程５′ｅで静電ノズル吐出装置５′ｅ１による塗布は、発光層形成用塗布液と同じ溶媒を使用し静電ノズル吐出装置５′ｅ１より吐出された液滴が、形成された連続状発光層ｆ′の上に着弾し、溶媒塗膜ｇ′を形成する。尚、静電ノズル吐出装置５′ａ１、静電ノズル吐出装置５′ｃ１及び静電ノズル吐出装置５′ｅ１は帯状基材の幅方向への移動が可能となるように装置のフレーム（不図示）に配設することが好ましい。
【０１８５】
第３乾燥工程５′ｆは、乾燥風の供給口５′ｆ１１、排気口５′ｆ１２と、搬送用ロール５′ｆ１３とを有する乾燥装置５′ｆ１と、形成された連続状発光層ｈ′の除電を行う第４除電処理手段５′ｆ２とを有している。第４除電処理手段５′ｆ２は第１除電処理手段３０２′ｂと同じ非接触式除電防止装置５′ｆ２１と接触式除電防止装置５′ｆ２２とを有している。乾燥装置５′ｆ１は加熱処理を可能とする部分を内部に有している。
【０１８６】
溶媒塗膜ｇ′は発光層形成用塗布液に使用した溶媒と同じ溶媒であるため、乾燥装置５′ｆ１で除去されるまでに、連続状発光層ｆ′（連続状第２有機機能層）を溶解することで連続状発光層ｆ′（連続状第２有機機能層）の均一化及び表面のレベリングが行われ均一の連続状発光層ｈ′が形成される。尚、第３塗布工程５′ｅと、第３乾燥工程５′ｆとは、連続状発光層のさらなる均一化のためには配設することは好ましく、必要に応じて適宜配設することが可能となっている。
【０１８７】
第１回収工程６′は第４アキュームレータ部６′ａと、巻き取り装置（不図示）とを有している。連続状発光層ｈ′が形成された帯状基材（帯状基材Ｂとする）は巻き芯に巻かれロール状帯状基材Ｂ６０１′で回収される。第４アキュームレータ部６′ａ、ロール６′ａ１が上下方向（図中の矢印方向）に移動することで、第３塗布工程５′ｅの搬送速度と、第１回収工程６′の巻き取り速度との差を調整するために配設されており、速度差に応じてロール６′ａ１の増設が可能となっている。
【０１８８】
電子注入層形成工程７′は、供給部７０１′と、電子注入層形成部７０２′とを有している。供給部７０１′では、前工程で作製されたロール状帯状基材Ｂ６０１′が繰り出され電子注入層形成部７０２′へ供給される。電子注入層形成部７０２′では、連続状発光層ｈ′上に電子注入層ｉ′が形成される。７０２′ａは蒸着装置を示し、７０２′ｂは蒸発源容器を示す。電子注入層ｉ′が形成された帯状可撓性基材は、引き続き、第２電極形成工程８′へ送られる。
【０１８９】
第２電極形成工程８′は、第２電極形成部８０１′で電子注入層形成部７０２′で形成された電子注入層ｉ′上に第２電極ｊ′が形成される。８０１′ａは蒸着装置を示し、８０１′ｂは蒸発源容器を示す。
【０１９０】
第２電極ｊ′が形成された帯状可撓性基材は、引き続き、封止層形成工程９′に送られる。封止層形成工程９′は、第５アキュームレータ部９０１′と、封止層形成装置９０２′と、第５帯電防止手段９０３′とを有している。第５帯電防止手段９０３′は第１除電処理手段３０２′ｂと同じ非接触式除電防止装置９０３′ａと接触式除電防止装置９０３′ｂとを有している。第２電極形成工程８で形成された第２電極ｊ′の端部を除いて第２電極ｊ′上に封止層形成装置９０２′により封止層ｋ′が形成されることで帯状基材上に少なくとも一つの照明用（面発光）有機ＥＬ素子が作製される。
【０１９１】
回収工程１０′は、巻き取り装置（不図示）を有している。回収工程１０では少なくとも一つの照明用（面発光）有機ＥＬ素子が形成された帯状可撓性基材（帯状可撓性基材Ｃとする）が巻き取り装置（不図示）により、封止層ｋ′側を内側にして巻き取られ回収される。１０′ａは帯状可撓性基材Ｃが巻き芯に巻き取られロール状として回収されたロール状帯状基材を示し、性能維持、ダークスポット（未発光部分）等を考慮し、酸素濃度１〜１００ｐｐｍ、水分濃度１〜１００ｐｐｍの環境下に保管することが好ましい。
【０１９２】
本図に示される第１塗布工程５′ａで静電ノズル吐出装置５′ａ１による塗布、第２塗布工程５′ｃで静電ノズル吐出装置５′ｃ１による塗布及び第３塗布工程５′ｅで静電ノズル吐出装置５′ｅ１による塗布は、静電ノズル吐出装置５ａ１、静電ノズル吐出装置５ｃ１及び静電ノズル吐出装置５ｅ１を帯状基材の搬送速度に合わせ帯状基材の幅方向に移動する方法が挙げられる。
【０１９３】
本図では、電子注入層形成工程７′、第２電極形成工程８′、が蒸着装置の場合を示したが、電子注入層及び第２電極の形成方法については、蒸着法によらない電子注入層及び第２電極の形成方法も使用可能である。又、本図に示す封止層の代わりに、封止フィルムを貼着する方式であっても構わない。
【０１９４】
図６に示される製造プロセスで使用する正孔輸送層形成用塗布液、及び発光層形成用塗布液は、少なくとも１種の有機化合物材料と少なくとも１種の溶媒とを有し、塗布時のハジキ、塗布ムラ等を考慮し、表面張力が１５×１０−３〜５５×１０−３Ｎ／ｍであることが好ましい。
【０１９５】
図６に示される有機ＥＬ素子の構成層である正孔輸送層及び発光層を形成する工程は、正孔輸送層及び発光層の性能維持、異物付着に伴う故障欠陥の防止等を考慮し、露点温度−２０℃以下、且つＪＩＳＢ ９９２０に準拠し、測定した清浄度がクラス３〜クラス５で、且つ、乾燥部を除き１０〜４５℃の大気圧条件下で形成されることが好ましい。
【０１９６】
〈封止材接着工程と断裁工程〉
本発明に係る封止材接着工程と断裁工程について図７を参照して詳細な説明をする。
【０１９７】
図７は、発明の実施の形態における封止材接着・断裁工程の一例を示す模式図である。当該製造プロセスにおいて、封止材接着工程１４０は、接着剤層形成工程１４１、ラミネート工程１４２、硬化工程１４３、電極部露出工程１４４を有する。
【０１９８】
ロール状に巻き取られた発光素子（有機ＥＬ構造体）および保護膜が形成された基材Ａは、オフラインの封止材接着工程１４０および断裁工程１５０に投入されて、封止材層が形成された後に熱刃を用いて、熱硬化型接着剤が硬化する前に、所定の大きさに熱溶融断裁され、有機ＥＬ素子に形成される。
【０１９９】
封止材接着工程１４０は、有機ＥＬ構造体およびバリア膜が形成された基材のロールを、再び基材を繰り出して、長尺の封止材を基材に接着して有機ＥＬ構造体上に封止材層１６を形成する工程である。有機ＥＬ構造体に封止材層１６を形成することにより、有機ＥＬ構造体の有機発光層は封止材により被覆され、空気中の水分や酸素により品質の劣化を招くことなく、高品質と高信頼性を維持できる。
【０２００】
封止材接着工程１４０は、概ね数万Ｐａから数十万Ｐａの大気圧環境である。ここにおいては、既に有機ＥＬ構造体上にスパッタによるバリア膜が成膜されており、水分や酸素を低減させた真空環境とする必要がない。
【０２０１】
接着剤層形成工程１４１は、有機ＥＬ構造体が形成された基材の選択された領域に接着剤を塗布し接着剤層１５を形成する工程である。接着剤層形成工程１４１では有機ＥＬ構造体の陽極および陰極の引き出し部１２ａ、１４ａを除外した領域に接着剤層１５を形成する。
【０２０２】
ラミネート工程１４２は接着剤層を介して封止材である封止フィルム１６Ａを基材１１にローラにより圧着して有機ＥＬ構造体上に封止材層１６を形成する工程である。
【０２０３】
硬化工程１４３は接着剤を硬化させる工程、また、電極部露出工程１４４は有機ＥＬ構造体の電極引き出し部１２ａ、１４ａから封止材を除去して引き出し部を露出する工程である。
【０２０４】
また、断裁工程１５０は、封止材が接着され封止材層１６が形成された長尺基材を所定の位置で断裁し、枚葉の有機ＥＬ素子を得る工程である。
【０２０５】
封止材接着工程１４０にては、接着剤層１５は接着剤をスクリーン印刷法により基材１１の所定の範囲、すなわち、陽極および陰極の引き出し部１２ａ、１４ａを除外した領域にのみ選択的に塗布することにより形成される。
【０２０６】
スクリーン印刷法はインキをスキージ（ヘラ）により版（ステンシル）に展延、摺擦し、版の開口部に張られたスクリーンの網目を通して媒体にインキを付着させて印刷する印刷方法であり、媒体の版の開口部に対向する位置範囲にのみインキを選択的に付着させることができる印刷方法である。本実施の形態では、スクリーン印刷法におけるインキを接着剤とし、媒体を有機ＥＬ構造体が形成された基材として、接着剤を基材の所定の範囲にのみ選択的に付着させることにより、基材の所定の範囲にのみ選択的に接着剤層を形成するものである。なお、以下の説明では、版をステンシルと称し、ステンシルにおける接着剤を透過させる部分を開口部、接着剤を透過させる部分をマスク部と称することにする。
【０２０７】
接着剤層形成工程１４１は非図示の移動手段により図示矢印方向に往復移動するスキージ１４１Ｂを有し、スキージ１４１Ｂはその先端部にて接着剤１４１Ａをステンシル１４１Ｃ面に展延、摺擦する。ステンシル１４１Ｃは開口に接着剤の透過が可能なスクリーンを張った開口部と、接着剤の透過が不可能なマスク部とを有し、スキージ１４１Ｂによりステンシル１４１Ｃ上に展延、摺擦された接着剤１４１Ａは、開口部のスクリーンを通過して、基材１１の開口部に対向する領域に塗布される。一方、マスク部は接着剤の通過が不可能なので、接着剤はマスク部に対向する領域には塗布されない。
【０２０８】
本発明により、特に、ロール・ツー・ロール方式により可撓性を有する基材上に発光素子（有機ＥＬ構造体）を形成する有機ＥＬ素子の製造方法において、基材の洗浄および汚染除去、発光素子（有機ＥＬ構造体）の形成、発光素子（有機ＥＬ構造体）への保護膜の形成までをインラインで行える有機ＥＬ素子の製造方法を提供できる。本発明による製造方法では、基材への発光素子（有機ＥＬ構造体）の形成、保護膜の形成をインラインで行うので、水分や酸素による発光素子（有機ＥＬ構造体）への影響を回避でき、高品質と高信頼性の有機ＥＬ素子を製造できる。また、異なる条件の真空環境や大気圧環境にて実施される工程をロール・ツー・ロール方式のインラインで実施することが可能で、それぞれの工程をオフラインで実施する製造方法と比べると、工程が単純化し、作業効率の向上や工程停止時間の短縮がはかれる。
【実施例】
【０２０９】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【０２１０】
実施例１
《基材Ａの作製》
（可撓性基材上に電極層、正孔注入層、正孔輸送層、発光層を形成する工程）
予め、露点温度−６５度、不活性ガス雰囲気下、圧力８０Ｐａで保管し、脱水処理・脱酸素処理をほどこした厚さ１００ミクロンのポリエチレンナフタレートフィルムの片面に特開２００７−８３６４４号公報の〔実施例〕の欄に記載されている方法により、ガスバリア層を形成した。即ち、同公報に記載の図３に示すロール電極型放電処理装置を用いた。
【０２１１】
前記樹脂フィルム基材上に密着層／セラミック層／保護層の順に以下に示す条件で、それぞれ形成しガスバリア膜をポリエチレンナフタレートフィルムの片面上にえた。各膜厚は、密着層が５０ｎｍで、セラミック層が３０ｎｍ、保護層が４００ｎｍである。また製膜時の基材保持温度は、１２０℃とした。
【０２１２】
〈セラミック層〉
放電ガス：Ｎ２ガス
反応ガス１：酸素ガスを全ガスに対し５％
反応ガス２：ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を全ガスに対し０．１％
低周波側電源電力：８０ｋＨｚを１０Ｗ／ｃｍ２高周波側電源電力：１３．５６ＭＨｚを１０Ｗ／ｃｍ２
〈密着層〉
放電ガス：Ｎ２ガス
反応ガス１：水素ガスを全ガスに対し１％
反応ガス２：ＴＥＯＳを全ガスに対し０．５％
低周波側電源電力：８０ｋＨｚを１０Ｗ／ｃｍ２高周波側電源電力：１３．５６ＭＨｚを５Ｗ／ｃｍ２
〈保護層〉
放電ガス：Ｎ２ガス
反応ガス１：水素ガスを全ガスに対し１％
反応ガス２：ＴＥＯＳを全ガスに対し０．５％
低周波側電源電力：８０ｋＨｚを１０Ｗ／ｃｍ２高周波側電源電力：１３．５６ＭＨｚを５Ｗ／ｃｍ２
次いで、ガスバリア層を形成したポリエチレンナフタレートフィルム上に、ターゲット材料としてインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を用いて、同じく、真空槽中スパッタガスに酸素５体積％を含むアルゴンを用いて、ガス圧力を０．５Ｐａとし、連続的に搬送しながら、電極層として、ＩＴＯ膜１１０ｎｍをスパッタによりパターニング形成した。ＩＴＯのパターンは図３の導電層パターンを用いた。これを真空槽中でコアに巻き取った後、窒素気流下で常圧に戻し、大気（空気）にさらすことなく、常圧下の塗布工程へ移送した。
【０２１３】
この導電層付基材上に、第一の塗布室に設置された押し出しコーターで後述の液組成の正孔注入層用塗布液（脱酸素処理済み）を塗布し、不活性ガス気流下で乾燥させた（乾燥後の厚さ３０ｎｍ）。引き続き、第二の塗布室で正孔輸送層用塗布液（脱酸素、脱水処理済み）を塗布し、紫外線を照射して架橋させ、この工程以降の塗布溶剤に不溶化したのち、溶媒を乾燥させた（乾燥後の厚さが４０ｎｍ）。さらに第三の塗布室で、架橋させた正孔輸送層上に発光層を塗布し（乾燥後の厚さが５０ｎｍ）、乾燥して、３つの機能層が積層された塗布済み原反（ウェブＷ−１）を作製した。この常圧下の塗布工程は、窒素雰囲気中の水分濃度が１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下、酸素濃度が３０ｐｐｍ以下の雰囲気下に維持した。
【０２１４】
（正孔注入層用塗布液）
ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製 Ｂｙｔｒｏｎ Ｐ ＡＩ ４０８３）を純水で６５％、メタノール５％で希釈した溶液用いた。
【０２１５】
（正孔輸送層用塗布液）
１０ｍｌのトルエン中に５０ｍｇの下記化合物Ａが含まれるよう溶解した溶液を用いた。９０秒間紫外光を照射し、光重合・架橋を行った後、９０℃の乾燥ゾーンをゆっくり搬送しながら、窒素気流下で乾燥した。
【０２１６】
【化７】
【０２１７】
（発光層用塗布液）
クロロベンゼン６ｍｌ中にＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）（６０ｍｇ）と１．５ｍｇのＩｒ（ｐｐｙ）３が含有される様に溶解した溶液を用いた。成膜後、９５℃の乾燥ゾーンをゆっくり搬送しながら、窒素気流下で乾燥し、乾燥膜厚５０ｎｍの発光層を形成した。
【０２１８】
《基材Ｂの作製》
（乾燥剤を含有する層を有するフィルム上に表面平滑層を形成する工程）
封止フィルムとしての乾燥剤含有フィルムは特開２００５−３８６６１号公報の実施例１記載の積層基板の作製法を利用して、酸化バリウムを芯層に含有させたポリエチレン２，６ナフタレートフィルム（Ａ−１）を作製して使用した。
【０２１９】
即ち、ポリエチレン−２，６−ナフタレートＡ（酸化バリウム含有；酸化バリウム粉末（平均粒径、０．５μｍ）を、２８０℃でポリエチレン−２，６−ナフタレートチップと混合・混練（含有率５質量％）して作製した。）とポリエチレン−２，６−ナフタレートのチップを各々１７０℃で１０時間真空乾燥した後、乾燥窒素気流中で保温しながら、押出し機上に設置したホッパーから３台の押出し機へ各々供給し２９０℃で溶融押出しを行ない、４０メッシュのフィルターを通過させてから、Ｔダイ内で厚さ比が４：３：２となるように層状に接合して、６０℃の冷却ドラム上に静電印加しながら密着させて急冷冷却固化し、積層未延伸シートを得た。このとき芯（コア）層が、ポリエチレン−２，６−ナフタレートＡ（酸化バリウム含有）であり、表層がポリエチレン−２，６−ナフタレートとなるようにした。この未延伸シートをロール式縦延伸機へ導き、９０℃で予熱し、低速と高速のロール間でＩＲヒーターで加熱しながら、縦方向に２．８倍に延伸した。得られた一軸延伸フィルムをテンター式横延伸機に供給し、１３０℃で横延伸倍率２．８倍となるように延伸した。得られた二軸配向フィルムを２１０℃で１０秒間熱固定した。次いで横方向に５％弛緩処理しながら室温まで３０秒かけて徐冷して厚さ９０μｍの二軸延伸積層ＰＥＮフィルム支持体を得た（乾燥剤含有フィルムＡ−１）
表面粗さを光学干渉式表面粗さ計ＲＳＴ／ＰＬＵＳ（ＷＹＫＯ社製）を用いて測定したところ、１５ｎｍ以下であった。
【０２２０】
Ａ−１の層構成はポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）／ＰＥＮと酸化バリウム／ＰＥＮの３層からなり、全体厚さは９０μｍ、厚さの比率は４０／３０／２０である。
【０２２１】
このフィルム元巻きは、露点温度−６５度（水分１０ｐｐｍ以下）の不活性ガス雰囲気の保管庫に保存して、使用した。
【０２２２】
（乾燥剤含有フィルムに電極層、電子注入層を形成する工程）
乾燥剤含有フィルムＡ−１の表層ポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）が４０μｍである面に、前記同様、特開２００７−８３６４４号公報実施例記載の組成のガスバリア層を同様に形成して、乾燥剤含有フィルムを被覆した。次いで、表層ポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）が２０ミクロンである側（反対側）の表面にアクリル酸エステルからなる表面平滑層を形成し、紫外線で架橋硬化させてから、減圧室を経由して、真空搬送室へ導入し、第一の薄膜形成室で対電極層としてアルミニウムを蒸着により１２０ｎｍの厚さにパターニング形成した。引き続き、第二の薄膜形成室でフッ化リチウム（電子注入層）を０．３ｎｍ蒸着形成した。
【０２２３】
（対電極層・注入層形成済み乾燥剤含有フィルムに封止樹脂を塗布し、機能層形成済みウェブと貼合する工程）
乾燥剤含有フィルムＡ−１に電極層、電子注入層を形成したフィルムを不活性ガス気流中（窒素雰囲気中、水分濃度が１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下、酸素濃度が３０ｐｐｍ以下）で、接着剤として、熱硬化型エポキシ樹脂（ナガセケムテック（株）製 ＵＶレジン ＸＮＲ５５１６）を所定の形状にスクリーン印刷を用いて塗布した。この電極付封止フィルムを巻き取ることなく、連続的に図５に示される加圧ロールを用いた貼合・封止工程に送り、Ｗ−１と貼り合せ位置を制御しながら、１４０℃において、圧着し（貼合圧は０．２ＭＰａとした）、接着させた後、硬化途中段階（熱硬化型接着剤が硬化する前）において、表１に示す温度（２５〜１４０℃）に加熱した熱刃により、表１に示す断裁速度（２０〜８０ｍ／ｍｉｎ）にて各素子様に断裁（カット）して、各種有機ＥＬ素子を作製した。
【０２２４】
上記の方法により作製した有機ＥＬ素子について、封止材の剥離量と発光効率（輝度）半減寿命を測定し評価した。
【０２２５】
《封止材の剥離量の測定》
封止剤の剥離量の測定は、次の手順で行った（図８参照）。：（ｉ）断裁端面を１０ｍｍ角に切り出す。（ii）切り出した端面サイド部をミクロトームで研磨する。（iii）電子顕微鏡（ＳＥＭ）またはレーザー顕微鏡で断裁端面を４００倍に拡大して剥離量を測定する。
【０２２６】
《発光効率（輝度）半減寿命の測定》
発光効率（輝度）半減寿命は、各試料の素子を初期輝度が５００ｃｄ／ｍ２となるように印加電圧を調整した後、発光効率（輝度）が初期から５０％低下するまでの時間を計測した。刃先温度１４０℃にて断裁・作製した有機ＥＬ素子の発光効率半減寿命を１．０としたときの各種有機ＥＬ素子の半減寿命を相対値で評価した。
【０２２７】
以上の実験における条件及び評価結果をまとめて表１〜３及び図９に示す。
【０２２８】
【表１】
【０２２９】
【表２】
【０２３０】
【表３】
【０２３１】
表２、表３、及び図９に示した結果より明らかなように、本発明に係る有機ＥＬ素子は、剥離量が少なく、かつ発光効率半減寿命が長いことが分かる。
【０２３２】
すなわち、本発明の手段により、可撓性基材に設けられた有機ＥＬ素子をその単位ごとに（素子様に）断裁する際の基材と封止材との間に発生する層間剥離を抑制し、所望の封止性能が得られる有機ＥＬ素子の製造方法、製造装置、及び有機ＥＬ素子を提供することができることが分かる。
【０２３３】
実施例２
有機ＥＬ素子のウェブＷ−１の作製において、正孔注入層を形成した後、第三の塗布室で、後述した液組成の発電層を塗布し（乾燥後の厚さが１５０ｎｍ）原反ウェブＷ−２を作製した以外は、有機ＥＬ素子の作製と同様にして、乾燥剤を素子内に有した有機光電変換素子を作製した。
【０２３４】
（発電層用塗布液）
クロロベンゼン６ｍｌに、数平均分子量４５０００のレジオレギュラーＰ３ＨＴ（ポリ（３−ヘキシルチオフェン）と、フラーレン誘導体ＰＣＢＭ（６，６−フェニル−Ｃ６１−ブチル酸メチルエステル）を質量比が１：１で、３質量％となるように溶解した溶液を用いた。製膜後、１４０℃の乾燥ゾーンをゆっくり搬送しながら、窒素気流下で乾燥し、乾燥膜厚１５０ｎｍの発電層を形成した。
【０２３５】
得られた乾燥剤を素子内に有した有機光電変換素子について、ソーラシミュレーター（ＡＭ１．５Ｇ）の光を１００ｍＷ／ｃｍ２の強度で照射し続けたときの短絡電流密度Ｊｓｃを評価したところ、長時間に渡って高い安定性を示し、十分な耐光性を有することがあきらかになった。また、有機エレクトロルミネッセンス素子と同様に、有機光電変換素子においても、量産レベルの工程において、製品の歩留まり、すなわち製造コストを低廉にすることができることが明らかになった。
【図面の簡単な説明】
【０２３６】
【図１】（ａ）は、有機ＥＬ素子の全体の基本的構成を示す模式図、（ｂ）有機ＥＬ素子の発光素子部分の構成を示す模式図
【図２】熱刃の一例を示す模式図
【図３】基材上にロール状の封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程と当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁工程の概念図
【図４】基材上にロール状の封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程と当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁工程の概念図
【図５】有機ＥＬ素子と封止材の基本的構成形態を示す模式図；（ａ）従来タイプの形態を示す模式図、（ｂ）本発明に係る形態を示す模式図
【図６】本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置及び製造プロセスの模式図
【図７】本発明に係る封止材接着・断裁工程の一例を示す模式図
【図８】封止材の剥離量の測定方法を示す概念図
【図９】発光効率と発光寿命の関係を示す図
【符号の説明】
【０２３７】
１ 有機ＥＬ素子
２ 熱刀
３ 有機機能素子（ＯＬＥＤ）形成済み基材
Ｐｒ 製造装置とプロセス
３′ 供給工程
３０１′ 帯状基材
４′ 正孔輸送層形成工程
５′ 発光層形成工程
５′ａ 第１塗布工程
５′ａ１ 静電ノズル吐出装置
５′ｂ 第１乾燥工程
５′ｃ 第２塗布工程
５′ｃ１ 静電ノズル吐出装置
５′ｄ 第２乾燥工程
５′ｅ 第３塗布工程
５′ｅ１ 静電ノズル吐出装置
５′ｆ 第３乾燥工程
７′ 電子注入層形成工程
８′ 第２電極形成工程
９′ 封止層形成工程
１０ 回収工程
１４０ 封止材接着−断裁工程
１４１Ｃ ステンシル
１４１Ｄ 接着シート
１４４Ｘ、１４４Ｙ 熱刀
１５０ 断裁工程
１５１Ａ、１５１Ｂ 熱刀
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも可撓性の基材、対向する一対の電極とそれらの間に挟持された有機層（以下「有機機能素子」という。）、及び封止材とで構成される有機エレクトロニクス素子の製造方法であって、前記基材上に有機機能素子を形成する工程の後に、（ｉ）前記有機機能素子を覆うように前記基材上に封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程と、（ii）前記封止材を接着後、当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁工程とを備えていることを特徴とする有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【請求項２】
前記熱溶融断裁の手段として、熱刃を用いることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【請求項３】
前記熱刃は、ヒータと刃先温度を検出する検出手段とを備え、前記検出手段で検出された温度に対応して、前記ヒータに供給する熱エネルギーを制御することを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【請求項４】
前記熱刃の刃先温度が、前記熱硬化型接着剤の熱硬化温度以上であることを特徴とする請求項２又は３に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【請求項５】
前記有機エレクトロニクス素子が、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法を実施するための有機エレクトロニクス素子の製造装置であって、可撓性の基材上に有機機能素子を形成する工程の後に、（ｉ）前記有機機能素子を覆うように前記基材上にロール状の封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止手段と、（ii）前記封止材を接着後、当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁手段とを備えていることを特徴とする有機エレクトロニクス素子の製造装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法により製造されたことを特徴とする有機エレクトロニクス素子。
【請求項１】
少なくとも可撓性の基材、対向する一対の電極とそれらの間に挟持された有機層（以下「有機機能素子」という。）、及び封止材とで構成される有機エレクトロニクス素子の製造方法であって、前記基材上に有機機能素子を形成する工程の後に、（ｉ）前記有機機能素子を覆うように前記基材上に封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止工程と、（ii）前記封止材を接着後、当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁工程とを備えていることを特徴とする有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【請求項２】
前記熱溶融断裁の手段として、熱刃を用いることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【請求項３】
前記熱刃は、ヒータと刃先温度を検出する検出手段とを備え、前記検出手段で検出された温度に対応して、前記ヒータに供給する熱エネルギーを制御することを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【請求項４】
前記熱刃の刃先温度が、前記熱硬化型接着剤の熱硬化温度以上であることを特徴とする請求項２又は３に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【請求項５】
前記有機エレクトロニクス素子が、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法を実施するための有機エレクトロニクス素子の製造装置であって、可撓性の基材上に有機機能素子を形成する工程の後に、（ｉ）前記有機機能素子を覆うように前記基材上にロール状の封止材を熱硬化型接着剤で接着する封止手段と、（ii）前記封止材を接着後、当該熱硬化型接着剤が硬化する前に熱溶融断裁を行う断裁手段とを備えていることを特徴とする有機エレクトロニクス素子の製造装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法により製造されたことを特徴とする有機エレクトロニクス素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１０３０４０（Ｐ２０１０−１０３０４０Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７５４４７（Ｐ２００８−２７５４４７）
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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