有機ＥＬ素子
【課題】 有機ＥＬ素子における有機ＥＬ層の発光の輝度ムラを簡便に低減させる。
【解決手段】 透光性絶縁基板１上に透明電極２が形成され、透明電極２上において、有機ＥＬ素子の発光輝度が相対的に高くなる領域に非発光絶縁層３がパターン状に配設される。そして、透明電極２および非発光絶縁層３を被覆して有機発光材料を含む有機ＥＬ層４が積層される。ここで、例えば、非発光絶縁層３の絶縁パターン群は、有機ＥＬ層４の膜厚分布において膜厚が薄くなる領域に高い密度を有する。更に、有機ＥＬ層４上に対向電極５が設けられる。そして、封止部材６により有機ＥＬ素子全体が気密封止される。
【解決手段】 透光性絶縁基板１上に透明電極２が形成され、透明電極２上において、有機ＥＬ素子の発光輝度が相対的に高くなる領域に非発光絶縁層３がパターン状に配設される。そして、透明電極２および非発光絶縁層３を被覆して有機発光材料を含む有機ＥＬ層４が積層される。ここで、例えば、非発光絶縁層３の絶縁パターン群は、有機ＥＬ層４の膜厚分布において膜厚が薄くなる領域に高い密度を有する。更に、有機ＥＬ層４上に対向電極５が設けられる。そして、封止部材６により有機ＥＬ素子全体が気密封止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子に係り、詳しくは、一対の対向電極の間に挟持された有機発光材料を含む有機ＥＬ層の輝度ムラが低減する有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機薄膜のエレクトロルミネセンス（ＥＬ）現象を利用して、一対の電極間に有機発光層を含有する有機ＥＬ層を挟み、その電極間に電圧を印加し有機ＥＬ層に電流を流して発光させる有機ＥＬ素子は、その高性能化に向けた検討が種々に進められている。この有機ＥＬ素子は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ；Flat Panel Display）あるいは有機ＬＥＤ（Light Emitting Diode）のような表示装置、非自発光素子で成る液晶表示装置の面光源バックライトあるいは照明灯のような照明装置に好適な自発光素子である。以下、この有機ＥＬ素子を用いた表示装置および照明装置を総称して有機ＥＬ発光装置という。
【０００３】
通常、上記一対の電極の一電極には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の透光性材料から成る透明電極が使用される。しかし、一般的に透明電極は、その電気抵抗が充分低くないため、上記有機ＥＬ発光装置においてその電源に接続する透明電極の取り出し端子から近い部分と遠い部分とで電位差が大きくなる。そして、例えばこの近い部分の透明電極に接する有機ＥＬ層から遠い部分に接する有機ＥＬ層に亘って、有機ＥＬ素子における有機ＥＬ層を流れる電流値に差が生じる。ところが有機ＥＬ層の発光輝度は有機ＥＬ層を流れる電流値に強く依存することから、有機ＥＬ素子においてその発光の輝度ムラが生じ易くなる。そこで、上記輝度ムラを低減させる方法として、透明電極上に低抵抗の補助電極を電気接続させ配設させる方法が種々に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１２３９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば面状発光装置のように有機ＥＬ素子の発光面の増大化が進むと、上記透明電極の抵抗率に起因した発光の輝度ムラの他に、その発光面における有機ＥＬ層の膜厚分布に起因するところの輝度ムラが顕在化してくる。これは、発光面積の増加と共に有機ＥＬ素子の発光面における有機ＥＬ層の膜厚バラツキの低減が難しくなり、しかも有機ＥＬ層の電流値がその膜厚に強く依存し、その結果、膜厚の厚い領域で輝度が低減し逆に膜厚の薄い領域で輝度が増加し易くなるからである。特に、有機ＥＬ発光装置の駆動の低電圧化に伴って有機ＥＬ層の膜厚が薄くなってくると、発光素子内での有機ＥＬ層の僅かな膜厚バラツキによって顕著な発光面の輝度ムラが生じるようになる。
【０００５】
このために、例えば面状発光装置において有機ＥＬ素子の発光面の大面積化が更に進んでくると、上述した透明電極の抵抗率に起因する発光の輝度ムラに、有機ＥＬ層の膜厚バラツキに起因した輝度ムラが加わるようになる。従来の補助電極を透明電極に電機接続させ配設する方法では、上記高性能化する有機ＥＬ素子における有機ＥＬ層の発光の輝度ムラの低減に限界があった。
【０００６】
このような有機ＥＬ層の輝度ムラに対して、発光面をセルに細分割し各セルに個別に給電用の電極を配設する解決手段も考えられる。しかし、この方法では有機ＥＬ素子の製造工程が複雑化し高コストの有機ＥＬ素子になる。このため、上記有機ＥＬ層の膜厚バラツキに起因する輝度ムラおよび透明電極の抵抗率に起因する発光の輝度ムラに対して簡便な解決手段が強く望まれていた。
【０００７】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであって、有機ＥＬ素子における有機ＥＬ層の発光の輝度ムラを簡便に低減させることのできる有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の有機ＥＬ素子は、一対の対向する電極間に少なくとも有機発光層を含む有機ＥＬ層が挟持された有機ＥＬ素子において、前記有機ＥＬ層の発光の輝度が相対的に高くなる領域であって、前記一対の対向電極の一電極と前記有機ＥＬ層の間に非発光絶縁層のパターンが形成されている構成になっている。
【０００９】
上記発明において、前記有機ＥＬ層の膜厚の厚い領域よりも前記膜厚の薄い領域に、前記非発光絶縁層のパターンが密に配設されている。
【００１０】
上記発明により、面状発光装置のように有機ＥＬ素子の発光面が大面積化した場合でも、透明電極の抵抗率あるいは発光面における有機ＥＬ層の膜厚分布に起因する発光の輝度ムラは、簡便に、しかも、低コストに低減することが可能になる。
【００１１】
また、上記発明において、前記一対の対向電極の一電極より低抵抗の補助電極が前記一電極に電気的に接続され、前記一電極面上において前記有機ＥＬ層の膜厚の薄い領域よりも前記膜厚の厚い領域に、前記補助電極が高い密度に配設されている。
【００１２】
上記発明により、例えば面状発光装置の有機ＥＬ素子の発光面が更に大面積化する場合においても、その発光面の輝度を均一化することができ、輝度ムラが大きく低減してその有機ＥＬ素子の実用化が容易になる。
【００１３】
そして、上記発明の好適な一態様では、前記非発光絶縁層は前記一電極面上のパターン群から成り、前記補助電極は前記一電極面上の配線群から成る。また、前記一電極は透光性材料から成り、前記非発光絶縁層のパターン幅および前記補助電極の配線幅は５０μｍを超えない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の構成によれば、有機ＥＬ素子における有機ＥＬ層の発光の輝度ムラが簡便にしかも低コストに低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態のいくつかを図面を参照して説明する。ここで、互いに同一または類似に部分には共通の符号を付している。但し、各図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なる。
（第１の実施形態）
図１ないし図５を参照して、本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ発光装置について説明する。図１は有機ＥＬ発光装置の一例の概略平面図、図２はその有機ＥＬ素子を示す一部拡大断面図、図３は有機ＥＬ層の膜厚分布のマップ図である。そして、図４は上記発光装置における発光面の輝度分布を示す図であり、比較のために従来の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ発光装置の場合と共に示される。なお、図５は本実施形態の比較対象とした有機ＥＬ発光装置の概略平面図である。
【００１６】
図１および図２に示すように、有機ＥＬ発光装置では、例えば透明ガラスのような透光性絶縁基板１上に透明電極２が形成され、この透明電極２表面の所要の領域に非発光絶縁層３がパターン状に形成されている。そして、有機発光材料を含んだ有機ＥＬ層４が透明電極２および非発光絶縁層３上を被覆して形成されている。そして、有機ＥＬ層４上に透明電極２に対向する対向電極５が設けられている。
【００１７】
ここで、透明電極２は透光性絶縁基板１の縁端に設けられる電極端子（不図示）を通して一電源に接続するようになっている。同様に、透光性絶縁基板１の他の縁端において対向電極５が上記電源につながるようになっている。そして、封止部材６により全体が気密封止されている。
【００１８】
上記有機ＥＬ発光装置において、有機ＥＬ素子は、透明電極２、非発光絶縁層３、有機ＥＬ層４および対向電極５により構成される。そして、この有機ＥＬ素子のうち有機ＥＬ層４は特に酸素あるいは水分によって劣化し易い。このために、非透湿性のガラス製あるいはステンレス製の封止部材６による気密封止が上述したように行われる。また、図示しないが、封止部材６内には、例えば酸化バリウム粉末等の乾燥剤が封入され、酸素ガスあるいは水分等を吸着するようになっている。
【００１９】
ここで、透明電極２は、例えば平面形状が矩形にパターニングされたＩＴＯ、ＺｎＯのような透光性材料から成る。この透明電極２は、透光性材料を透光性絶縁基板１上にスパッタリング法等で成膜した後、周知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて所要形状にパターニングして形成する。
【００２０】
非発光絶縁層３は、例えば感光性ポリイミド、酸化珪素、窒化珪素のような絶縁体から成る。非発光絶縁層３が感光性ポリイミドにより形成される場合には、感光性ポリイミド膜を透明電極２表面に例えば塗布形成し、フォトリソグラフィにおける露光と現像により所要のパターンに形成する。酸化珪素、窒化珪素のように感光性を有しない絶縁体膜の場合には、上記絶縁体膜を透明電極２表面に例えばスパッタリング法等で成膜用金属マスク（シャドーマスク）を用いて所要のパターンに形成する。あるいは、周知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて例えば矩形状にパターニングして形成する。そして、この非発光絶縁層３は、通常、その複数のパターンが透明電極２表面に絶縁パターン群として形成される。この詳細については後述される。
【００２１】
上記非発光絶縁層３は、そのパターン寸法が５０μｍを超えないように形成すると好適である。この非発光絶縁層３上に形成される有機ＥＬ層４では、非発光絶縁層３が透明電極２および対向電極５間に介在することから、ほとんど電流は流れない。このために、非発光絶縁層３のパターン配置の領域は、非発光領域になるか発光が低い低発光領域になる。発光面において、この非発光絶縁層３による非発光領域あるいは低発光領域の視認は、非発光絶縁層３の膜厚にあまり関係しないでそのパターン幅に大きく影響される。パターン幅が５０μｍを越えてくると、発光面における非発光領域あるいは低発光領域として人の目に容易に認識されるようになる。そこで、上記パターン寸法にすることで、有機ＥＬ発光装置において上記非発光絶縁層３のパターン配置に起因する非発光領域が視認されることは全くなくなる。
【００２２】
図１に示したような有機ＥＬ素子では、図３に示すような有機ＥＬ層４の膜厚分布に起因する発光面の輝度ムラ、および透明電極２の抵抗率に起因する輝度ムラが現れ、特に４つの角隅において発光輝度が高くなる。そこで、例えば図１に示したように、非発光絶縁層３は、矩形の発光面の発光輝度が高くなる４つの角隅の領域に多くの非発光絶縁層３のパターンが配置され、この絶縁パターン群はこの領域において密度が高くなる。
【００２３】
非発光絶縁層３のパターン配置の具体的な一例としては、例えば図３に示したような有機ＥＬ層４の透明電極２上での膜厚分布に対応して決めることができる。すなわち、非発光絶縁層３の絶縁パターン群は、透明電極２全体を覆って成膜した有機ＥＬ層４の膜厚が薄くなる領域において、膜厚が厚くなる領域よりも密になるように形成される。図３は有機ＥＬ層４の膜厚を等高線にして示している。この膜厚分布では、有機ＥＬ層４の正方形パターンにおいて、その中央部の膜厚を１００％とすると、周辺に行くに従い９８％、９６％および９４％と僅かずつ薄くなっている。ここで、上記パターンの角隅部における膜厚は９２％以上になる。このように、有機ＥＬ層４の膜厚バラツキは極めて小さなものである。
【００２４】
有機ＥＬ層４が透明電極２上で上記膜厚分布になる場合において、非発光絶縁層３は、有機ＥＬ層４の膜厚が薄くなる領域に、密な絶縁パターン群を配置することにより、発光面の輝度ムラを極めて簡便にしかも効果的に向上させることができる。これについては図４を参照して後述する。
【００２５】
ここで、図３に示した膜厚分布の有機ＥＬ層４は、例えば４，４’−ビス［Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤとも言う）から成る正孔輸送層、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３とも言う）から成る電子輸送性発光層、および、例えばフッ化リチウム（ＬｉＦ）を含む電子注入層から成る。そして、その積層した全膜厚は１００ｎｍ以下であり、有機ＥＬ発光装置では、５Ｖ以下の低電圧駆動が可能となる。
【００２６】
この有機ＥＬ層４は、その他に、有機発光層のみの単層であってもよい。また、有機ＥＬ層４は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子注入層、電子輸送層、電子阻止層の一層以上と有機発光層との積層した多層になる構造であってもよい。更には、高輝度を得るために、複数の有機ＥＬ層を中間導電層を介して積層させる、マルチフォトンエミッション（ＭＰＥ；Multi-Photo-Emission）といわれる構造になっていてもよい。
【００２７】
次に、本実施形態の非発光絶縁層３の効果について図４を参照して説明する。図４は、上記有機ＥＬ発光装置における有機ＥＬ素子の発光面の輝度分布を示している。但し、図４は、発光面内の平均輝度が１０００ｃｄ／ｍ２となる有機ＥＬ発光装置の駆動条件での結果である。ここで、非発光絶縁層３の絶縁パターン群は発光面の４つの角隅に市松模様に配置した。なお、有機ＥＬ層４は図３で説明したものであり、対抗電極５にはアルミニウム（Ａｌ）が用いられた。
【００２８】
ここで、図４（ａ）が本実施形態の場合であり、図４（ｂ）は、比較対象にした図５に示した従来技術の有機ＥＬ素子の場合である。また、これ等の発光面の輝度分布は、図４の挿入図に示したように、正方形パターンの有機ＥＬ層４におけるｘ−ｙ座標面で示す。上記比較対象とした従来技術の有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ発光装置は、図５に示すように、透明ガラスから成る透光性絶縁基板１上において、矩形パターンの透明電極２、その上部に形成した有機ＥＬ層４、更にその上に積層した対向電極５、および封止部材６により構成されている。この場合には、非発光絶縁層３が全く設けられていない以外は本実施形態の場合と同一構造になっている。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、本実施形態の場合には、上記挿入図に示した有機ＥＬ層４のｘ−ｙ座標面において最も輝度の低くなる中央部Ａの輝度が９５０ｃｄ／ｍ２に対して、最も輝度の高くなる角隅部Ｂにおける輝度は１０５０ｃｄ／ｍ２程度になる。このように、本実施形態の場合には、発光面の平均輝度１０００ｃｄ／ｍ２とすると輝度ムラは±５％となり、有機ＥＬ層４上での輝度ムラは大きく低減する。これに対して、比較対象にした図５で説明した従来技術の場合には、上記中央部Ａの輝度が８００ｃｄ／ｍ２であるのに対して角隅部Ｂにおける輝度は１３００ｃｄ／ｍ２程度になる。そして、この場合の輝度ムラは、平均輝度１０００ｃｄ／ｍ２とすると輝度ムラは−２０％〜＋３０％と大きなものである。
【００３０】
上記非発光絶縁層３はその他に種々なパターン配置が可能である。その他の一例を図６に示しその説明を加える。図６は、図１と同様な有機ＥＬ発光装置の概略平面図である。この例では、非発光絶縁層３は、透明電極２表面において円形状パターンに形成される。しかも、この円形状の絶縁パターン群は、有機ＥＬ層４の中央部からその縁端側に向かって円面積が増加するように形成すると好適である。
【００３１】
本実施形態では、上述した非発光絶縁層３は、例えば有機ＥＬ層４において膜厚が相対的に薄くなる角隅部に高い密度に配置され、この領域の有機ＥＬ層４の電流を抑制させる。そして、有機ＥＬ層４の膜厚が相対的に厚くなる中央部に配置されないか、あるいは疎に配置される。あるいは、有機ＥＬ素子の発光面において、その輝度が高くなる領域に非発光絶縁層３が適宜に配置される。このように非発光絶縁層３を用いることにより、極めて簡便に発光面での輝度が均一化し輝度ムラが低減するようになる。しかも、この非発光絶縁層３は有機ＥＬ素子に低コストに形成することができる。
【００３２】
上記非発光絶縁層３は、図１，６に示したような絶縁パターン群に限定されるものではない。透明電極面上においてパターン配置は任意に設定することができる。そして、個々の非発光絶縁層３のパターンは、三角形、多角形、楕円形、星形等の任意の形状にしてよい。いずれにしても、有機ＥＬ素子の発光面における輝度ムラが低減されるようになっていればよい。
【００３３】
なお、上記図１，６に示した有機ＥＬ発光装置では、透明電極２および有機ＥＬ層４は正方形パターン（矩形パターン）になっているが、他の形状パターン例えば円形パターンに形成されていても構わない。図６で説明した非発光絶縁層３は、このような場合に好適となっている。
【００３４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の好適な第２の実施形態について図７，８を参照して説明する。図７は有機ＥＬ発光装置の一例の概略平面図であり、図８はその有機ＥＬ素子を示す一部拡大断面図である。本実施形態の特徴は、第１の実施形態で説明した非発光絶縁層３と共に補助電極を透明電極２表面に形成し、例えば面状発光装置の有機ＥＬ素子の発光面が第１の実施形態の場合よりも更に大面積化する場合に好適に対応できるようにするところにある。
【００３５】
図７および図８に示すように、この有機ＥＬ発光装置では、第１の実施形態の場合と同様な透光性絶縁基板１上に透明電極２が形成されている。そして、補助電極７あるいは７ａが、透明電極２よりも抵抗率の小さい金属材料によって、例えば、透明電極２に電気接続する複数の配線から成る配線群に配設されている。それと共に、第１の実施形態で説明したような非発光絶縁層３が透明電極２表面上に絶縁パターン群として形成されている。また、上記補助電極７あるいは７ａの表面にも非発光絶縁層３が被覆して設けられている。
【００３６】
そして、有機発光材料を含んだ有機ＥＬ層４がこれ等の非発光絶縁層３上および透明電極２表面を被覆して形成されている。また、有機ＥＬ層４上に透明電極２に対向して対向電極５が設けられている。ここで、補助電極７あるいは７ａはこの透明電極よりも抵抗率の小さい例えばＡｌから成る。そして、対向電極５はＡｌのような低抵抗の金属材料から成る。
【００３７】
更に、補助電極７は第１の電極取り出し端子８を通して一電源に接続するようになっている。同様に、上記対向電極５の端部が第２の電極取り出し端子として同じ電源につながるようになっている。そして、第１の実施形態で説明したように封止部材６により全体が気密封止されている。この有機ＥＬ発光装置において、有機ＥＬ素子は、透明電極２、非発光絶縁層３、有機ＥＬ層４、対向電極５および補助電極７（あるいは７ａ）により構成される。
【００３８】
上記有機ＥＬ発光装置では、透明電極２および有機ＥＬ層４は正方形パターン（矩形パターン）になっているが、第１の実施形態の場合と同様に他の形状パターン例えば円形パターンに形成されていてもよい。また、補助電極７ａが配設されない構成であってもよい。そして、第１の電極取り出し端子８（図では２つ）は１つだけでも構わない。
【００３９】
上記補助電極７（あるいは７ａ）は、その配線幅が５０μｍを超えないように形成される。上述したように、補助電極は透明電極２よりも抵抗率が小さいが透光性材料でなく可視光を透過しない。このために、補助電極７（あるいは７ａ）の配設領域は、有機ＥＬ層４から出射した光を取り出せない非発光領域になる。そこで、このような配線幅にすることで、有機ＥＬ発光装置においてこの非発光領域が視認されることは全くなくなる。ここで、この補助電極による非発光領域の視認は、その配線の高さにあまり関係しないでその幅に大きく影響される。そして、配線幅が５０μｍを越えてくると、発光面における非発光領域として人の目に容易に認識されるようになる。
【００４０】
ここで、発光面となる透明電極２以外に配設される補助電極７（あるいは７ａ）の配線幅は５０μｍ以上であっても構わない。第１の電極取り出し端子８から近い部分は配線抵抗を低減させるために太くなっているとよい。
【００４１】
なお、補助電極７（あるいは７ａ）と対向電極５間において、有機ＥＬ層４のみを挟持させる構造であると、この近傍における輝点の発生あるいは絶縁性劣化が生じ易い。そこで、図８に示すように、補助電極７（あるいは７ａ）上にも非発光絶縁層３を介装させる。この非発光絶縁層３は、第１の実施形態で説明した公知の感光性ポリイミド膜のフォトリソグラフィ技術によるパターニングを用いて、補助電極７（あるいは７ａ）を選択的に被覆するように形成するとよい。
【００４２】
また、これ等の補助電極７（あるいは７ａ）は、透明電極２面上においてその中央部の領域にその配線数が多くなるような電極網に形成される。例えば、図７に示したように、補助電極７は、第１の電極取り出し端子８に接続し一方向に並行する配線群が互いに等間隔あるいは異なる間隔に配設されて形成される。あるいは、補助電極７ａは、上記補助電極７の配設方向に例えば直交する方向に並行する配線群が互いに等間隔あるいは異なる間隔に配設されて形成される。そして、補助電極７と補助電極７ａは透明電極２面上においてその中央部の領域において互いに交わることから、この領域における電極網の密度が高くなる。
【００４３】
ここで、補助電極７（あるいは７ａ）の配線の離間距離は、配線幅よりも大きく例えばその１０倍以上になるようにするとよい。また、この離間距離は、図７では全ての配線間で等間隔になるように示しているが、それぞれ異間隔になるように自在に設定される。また、補助電極７と７ａは互いに斜交する方向に配設され形成してもよい。あるいは、補助電極７（あるいは７ａ）の配線は直線状でなく曲線状になっていてもよい。
【００４４】
具体的には、このような補助電極７（あるいは７ａ）の配設パターンは、図３で説明したような有機ＥＬ層４の透明電極２上での膜厚分布に対応して決めるとよい。すなわち、補助電極の電極網は、透明電極２全体を覆って成膜した有機ＥＬ層４の膜厚が厚くなる領域において、膜厚が薄くなる領域よりも密になるように形成する。逆に、補助電極の電極網は、透明電極２全体を覆って成膜した有機ＥＬ層４の膜厚が薄くなる領域において、膜厚が厚くなる領域よりも、その密度が疎になるように形成する。
【００４５】
有機ＥＬ層４が透明電極２上で上記膜厚分布になる場合において、補助電極の電極網は、図７に示したような複数の配線群から成る補助電極７および７ａが交差する配設パターンであっても、発光面の輝度ムラを極めて簡便にしかも効果的に向上させることができる。
【００４６】
上記補助電極７，７ａは、図３に示した膜厚分布を有する有機ＥＬ層４において、膜厚が相対的に厚くなる中央部に高い密度に配設され、この中央部の領域を給電源にすることによってこの領域の有機ＥＬ層４を流れる電流を増加させる。一方、非発光絶縁層３は、第１の実施形態で説明したように、その膜厚が相対的に薄くなる角隅部にパターン配置されるか、あるいは密になるように配置され、この領域の有機ＥＬ層の電流を抑制させる。
【００４７】
上記補助電極７，７ａの配線群を配設すると共に、第１の実施形態で説明したような非発光絶縁層３の絶縁パターン群を発光面の例えば４つの角隅に適宜に配置させることにより、有機ＥＬ素子の発光面が第１の実施形態の場合よりも更に大面積化する場合にあっても、その発光面での輝度が均一化し輝度ムラが低減するようになる。
【００４８】
上記補助電極７（あるいは７ａ）は、図７に示したような配線群に限定されるものではなく、透明電極２面上において同心円状パターン、桝目状パターン等に配設されてもよい。いずれにしても、透明電極面上において電極網が粗密にできるようになっていればよい。
【００４９】
この第２の実施形態では、有機ＥＬ層４の膜厚分布に対応させ、膜厚が厚くなっている領域において補助電極７，７ａの電極網が密に配設され、膜厚が薄くなっている領域には非発光絶縁層３が密になるようにパターン配置される。このようにして、例えば面状発光装置の有機ＥＬ素子の発光面が大面積化する場合においても、その発光面の輝度ムラが大きく低減し、その有機ＥＬ素子の実用化が促進される。
【００５０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。
【００５１】
例えば、上記非発光絶縁層３は、上記実施形態では透明電極２と有機ＥＬ層４の間に形成されているが、有機ＥＬ層４上の対向電極５との間に形成されてもよい。
【００５２】
また、上記補助電極は、Ａｌ以外にアルミ銅合金、Ｃｕ、Ａｕで構成されてもよく、あるいは補助電極のシート抵抗を低減させるように厚く形成するようにしてもよい。また、上記実施形態では、透明電極２を陽極にして対向電極５を陰極にする構造にして説明している、逆に透明電極２を陰極にして対向電極５を陽極にする構造の有機ＥＬ素子であっても、本発明は同様に適用できる。更に、対向電極５も透光性材料で形成し、有機ＥＬ層４からの発光が透明電極２および対向電極５の両面側から出射する構造であってもよい。
【００５３】
また、上記実施形態の補助電極７（あるいは７ａ）は透明電極２の上部に配置し、有機ＥＬ層４との間に形成されていたが、この補助電極は透明電極２の下部に配置し、透光性絶縁基板１との間に形成するようにしてもよい。
【００５４】
また、上記補助電極は、透明電極に限らず他に抵抗が比較的に高くなる電極に電気接続する構成になっていても、全く同様な効果を奏するものである。そして、本発明の有機ＥＬ素子を適用する有機ＥＬ発光装置としては、本実施形態で概略説明したようなもの以外であっても全く同様に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子が適用された有機ＥＬ発光装置を示す概略平面図である。
【図２】第１の実施形態にかかる有機ＥＬ素子の一部拡大断面図である。
【図３】本発明における有機ＥＬ層の膜厚分布の一例を示す膜厚のマップ図である。
【図４】本発明の実施形態に係る発光輝度分布を示す図である。
【図５】一従来技術の有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ発光装置を示す概略平面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子が適用された有機ＥＬ発光装置の変形例を示す概略平面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子が適用された有機ＥＬ発光装置を示す概略平面図である。
【図８】第２の実施形態にかかる有機ＥＬ素子の一部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 透光性絶縁基板
２ 透明電極
３ 非発光絶縁層
４ 有機ＥＬ層
５ 対向電極
６ 封止部材
７，７ａ 補助電極
８ 第１の電極取り出し端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子に係り、詳しくは、一対の対向電極の間に挟持された有機発光材料を含む有機ＥＬ層の輝度ムラが低減する有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機薄膜のエレクトロルミネセンス（ＥＬ）現象を利用して、一対の電極間に有機発光層を含有する有機ＥＬ層を挟み、その電極間に電圧を印加し有機ＥＬ層に電流を流して発光させる有機ＥＬ素子は、その高性能化に向けた検討が種々に進められている。この有機ＥＬ素子は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ；Flat Panel Display）あるいは有機ＬＥＤ（Light Emitting Diode）のような表示装置、非自発光素子で成る液晶表示装置の面光源バックライトあるいは照明灯のような照明装置に好適な自発光素子である。以下、この有機ＥＬ素子を用いた表示装置および照明装置を総称して有機ＥＬ発光装置という。
【０００３】
通常、上記一対の電極の一電極には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の透光性材料から成る透明電極が使用される。しかし、一般的に透明電極は、その電気抵抗が充分低くないため、上記有機ＥＬ発光装置においてその電源に接続する透明電極の取り出し端子から近い部分と遠い部分とで電位差が大きくなる。そして、例えばこの近い部分の透明電極に接する有機ＥＬ層から遠い部分に接する有機ＥＬ層に亘って、有機ＥＬ素子における有機ＥＬ層を流れる電流値に差が生じる。ところが有機ＥＬ層の発光輝度は有機ＥＬ層を流れる電流値に強く依存することから、有機ＥＬ素子においてその発光の輝度ムラが生じ易くなる。そこで、上記輝度ムラを低減させる方法として、透明電極上に低抵抗の補助電極を電気接続させ配設させる方法が種々に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１２３９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば面状発光装置のように有機ＥＬ素子の発光面の増大化が進むと、上記透明電極の抵抗率に起因した発光の輝度ムラの他に、その発光面における有機ＥＬ層の膜厚分布に起因するところの輝度ムラが顕在化してくる。これは、発光面積の増加と共に有機ＥＬ素子の発光面における有機ＥＬ層の膜厚バラツキの低減が難しくなり、しかも有機ＥＬ層の電流値がその膜厚に強く依存し、その結果、膜厚の厚い領域で輝度が低減し逆に膜厚の薄い領域で輝度が増加し易くなるからである。特に、有機ＥＬ発光装置の駆動の低電圧化に伴って有機ＥＬ層の膜厚が薄くなってくると、発光素子内での有機ＥＬ層の僅かな膜厚バラツキによって顕著な発光面の輝度ムラが生じるようになる。
【０００５】
このために、例えば面状発光装置において有機ＥＬ素子の発光面の大面積化が更に進んでくると、上述した透明電極の抵抗率に起因する発光の輝度ムラに、有機ＥＬ層の膜厚バラツキに起因した輝度ムラが加わるようになる。従来の補助電極を透明電極に電機接続させ配設する方法では、上記高性能化する有機ＥＬ素子における有機ＥＬ層の発光の輝度ムラの低減に限界があった。
【０００６】
このような有機ＥＬ層の輝度ムラに対して、発光面をセルに細分割し各セルに個別に給電用の電極を配設する解決手段も考えられる。しかし、この方法では有機ＥＬ素子の製造工程が複雑化し高コストの有機ＥＬ素子になる。このため、上記有機ＥＬ層の膜厚バラツキに起因する輝度ムラおよび透明電極の抵抗率に起因する発光の輝度ムラに対して簡便な解決手段が強く望まれていた。
【０００７】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであって、有機ＥＬ素子における有機ＥＬ層の発光の輝度ムラを簡便に低減させることのできる有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の有機ＥＬ素子は、一対の対向する電極間に少なくとも有機発光層を含む有機ＥＬ層が挟持された有機ＥＬ素子において、前記有機ＥＬ層の発光の輝度が相対的に高くなる領域であって、前記一対の対向電極の一電極と前記有機ＥＬ層の間に非発光絶縁層のパターンが形成されている構成になっている。
【０００９】
上記発明において、前記有機ＥＬ層の膜厚の厚い領域よりも前記膜厚の薄い領域に、前記非発光絶縁層のパターンが密に配設されている。
【００１０】
上記発明により、面状発光装置のように有機ＥＬ素子の発光面が大面積化した場合でも、透明電極の抵抗率あるいは発光面における有機ＥＬ層の膜厚分布に起因する発光の輝度ムラは、簡便に、しかも、低コストに低減することが可能になる。
【００１１】
また、上記発明において、前記一対の対向電極の一電極より低抵抗の補助電極が前記一電極に電気的に接続され、前記一電極面上において前記有機ＥＬ層の膜厚の薄い領域よりも前記膜厚の厚い領域に、前記補助電極が高い密度に配設されている。
【００１２】
上記発明により、例えば面状発光装置の有機ＥＬ素子の発光面が更に大面積化する場合においても、その発光面の輝度を均一化することができ、輝度ムラが大きく低減してその有機ＥＬ素子の実用化が容易になる。
【００１３】
そして、上記発明の好適な一態様では、前記非発光絶縁層は前記一電極面上のパターン群から成り、前記補助電極は前記一電極面上の配線群から成る。また、前記一電極は透光性材料から成り、前記非発光絶縁層のパターン幅および前記補助電極の配線幅は５０μｍを超えない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の構成によれば、有機ＥＬ素子における有機ＥＬ層の発光の輝度ムラが簡便にしかも低コストに低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態のいくつかを図面を参照して説明する。ここで、互いに同一または類似に部分には共通の符号を付している。但し、各図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なる。
（第１の実施形態）
図１ないし図５を参照して、本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ発光装置について説明する。図１は有機ＥＬ発光装置の一例の概略平面図、図２はその有機ＥＬ素子を示す一部拡大断面図、図３は有機ＥＬ層の膜厚分布のマップ図である。そして、図４は上記発光装置における発光面の輝度分布を示す図であり、比較のために従来の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ発光装置の場合と共に示される。なお、図５は本実施形態の比較対象とした有機ＥＬ発光装置の概略平面図である。
【００１６】
図１および図２に示すように、有機ＥＬ発光装置では、例えば透明ガラスのような透光性絶縁基板１上に透明電極２が形成され、この透明電極２表面の所要の領域に非発光絶縁層３がパターン状に形成されている。そして、有機発光材料を含んだ有機ＥＬ層４が透明電極２および非発光絶縁層３上を被覆して形成されている。そして、有機ＥＬ層４上に透明電極２に対向する対向電極５が設けられている。
【００１７】
ここで、透明電極２は透光性絶縁基板１の縁端に設けられる電極端子（不図示）を通して一電源に接続するようになっている。同様に、透光性絶縁基板１の他の縁端において対向電極５が上記電源につながるようになっている。そして、封止部材６により全体が気密封止されている。
【００１８】
上記有機ＥＬ発光装置において、有機ＥＬ素子は、透明電極２、非発光絶縁層３、有機ＥＬ層４および対向電極５により構成される。そして、この有機ＥＬ素子のうち有機ＥＬ層４は特に酸素あるいは水分によって劣化し易い。このために、非透湿性のガラス製あるいはステンレス製の封止部材６による気密封止が上述したように行われる。また、図示しないが、封止部材６内には、例えば酸化バリウム粉末等の乾燥剤が封入され、酸素ガスあるいは水分等を吸着するようになっている。
【００１９】
ここで、透明電極２は、例えば平面形状が矩形にパターニングされたＩＴＯ、ＺｎＯのような透光性材料から成る。この透明電極２は、透光性材料を透光性絶縁基板１上にスパッタリング法等で成膜した後、周知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて所要形状にパターニングして形成する。
【００２０】
非発光絶縁層３は、例えば感光性ポリイミド、酸化珪素、窒化珪素のような絶縁体から成る。非発光絶縁層３が感光性ポリイミドにより形成される場合には、感光性ポリイミド膜を透明電極２表面に例えば塗布形成し、フォトリソグラフィにおける露光と現像により所要のパターンに形成する。酸化珪素、窒化珪素のように感光性を有しない絶縁体膜の場合には、上記絶縁体膜を透明電極２表面に例えばスパッタリング法等で成膜用金属マスク（シャドーマスク）を用いて所要のパターンに形成する。あるいは、周知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて例えば矩形状にパターニングして形成する。そして、この非発光絶縁層３は、通常、その複数のパターンが透明電極２表面に絶縁パターン群として形成される。この詳細については後述される。
【００２１】
上記非発光絶縁層３は、そのパターン寸法が５０μｍを超えないように形成すると好適である。この非発光絶縁層３上に形成される有機ＥＬ層４では、非発光絶縁層３が透明電極２および対向電極５間に介在することから、ほとんど電流は流れない。このために、非発光絶縁層３のパターン配置の領域は、非発光領域になるか発光が低い低発光領域になる。発光面において、この非発光絶縁層３による非発光領域あるいは低発光領域の視認は、非発光絶縁層３の膜厚にあまり関係しないでそのパターン幅に大きく影響される。パターン幅が５０μｍを越えてくると、発光面における非発光領域あるいは低発光領域として人の目に容易に認識されるようになる。そこで、上記パターン寸法にすることで、有機ＥＬ発光装置において上記非発光絶縁層３のパターン配置に起因する非発光領域が視認されることは全くなくなる。
【００２２】
図１に示したような有機ＥＬ素子では、図３に示すような有機ＥＬ層４の膜厚分布に起因する発光面の輝度ムラ、および透明電極２の抵抗率に起因する輝度ムラが現れ、特に４つの角隅において発光輝度が高くなる。そこで、例えば図１に示したように、非発光絶縁層３は、矩形の発光面の発光輝度が高くなる４つの角隅の領域に多くの非発光絶縁層３のパターンが配置され、この絶縁パターン群はこの領域において密度が高くなる。
【００２３】
非発光絶縁層３のパターン配置の具体的な一例としては、例えば図３に示したような有機ＥＬ層４の透明電極２上での膜厚分布に対応して決めることができる。すなわち、非発光絶縁層３の絶縁パターン群は、透明電極２全体を覆って成膜した有機ＥＬ層４の膜厚が薄くなる領域において、膜厚が厚くなる領域よりも密になるように形成される。図３は有機ＥＬ層４の膜厚を等高線にして示している。この膜厚分布では、有機ＥＬ層４の正方形パターンにおいて、その中央部の膜厚を１００％とすると、周辺に行くに従い９８％、９６％および９４％と僅かずつ薄くなっている。ここで、上記パターンの角隅部における膜厚は９２％以上になる。このように、有機ＥＬ層４の膜厚バラツキは極めて小さなものである。
【００２４】
有機ＥＬ層４が透明電極２上で上記膜厚分布になる場合において、非発光絶縁層３は、有機ＥＬ層４の膜厚が薄くなる領域に、密な絶縁パターン群を配置することにより、発光面の輝度ムラを極めて簡便にしかも効果的に向上させることができる。これについては図４を参照して後述する。
【００２５】
ここで、図３に示した膜厚分布の有機ＥＬ層４は、例えば４，４’−ビス［Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤとも言う）から成る正孔輸送層、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３とも言う）から成る電子輸送性発光層、および、例えばフッ化リチウム（ＬｉＦ）を含む電子注入層から成る。そして、その積層した全膜厚は１００ｎｍ以下であり、有機ＥＬ発光装置では、５Ｖ以下の低電圧駆動が可能となる。
【００２６】
この有機ＥＬ層４は、その他に、有機発光層のみの単層であってもよい。また、有機ＥＬ層４は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子注入層、電子輸送層、電子阻止層の一層以上と有機発光層との積層した多層になる構造であってもよい。更には、高輝度を得るために、複数の有機ＥＬ層を中間導電層を介して積層させる、マルチフォトンエミッション（ＭＰＥ；Multi-Photo-Emission）といわれる構造になっていてもよい。
【００２７】
次に、本実施形態の非発光絶縁層３の効果について図４を参照して説明する。図４は、上記有機ＥＬ発光装置における有機ＥＬ素子の発光面の輝度分布を示している。但し、図４は、発光面内の平均輝度が１０００ｃｄ／ｍ２となる有機ＥＬ発光装置の駆動条件での結果である。ここで、非発光絶縁層３の絶縁パターン群は発光面の４つの角隅に市松模様に配置した。なお、有機ＥＬ層４は図３で説明したものであり、対抗電極５にはアルミニウム（Ａｌ）が用いられた。
【００２８】
ここで、図４（ａ）が本実施形態の場合であり、図４（ｂ）は、比較対象にした図５に示した従来技術の有機ＥＬ素子の場合である。また、これ等の発光面の輝度分布は、図４の挿入図に示したように、正方形パターンの有機ＥＬ層４におけるｘ−ｙ座標面で示す。上記比較対象とした従来技術の有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ発光装置は、図５に示すように、透明ガラスから成る透光性絶縁基板１上において、矩形パターンの透明電極２、その上部に形成した有機ＥＬ層４、更にその上に積層した対向電極５、および封止部材６により構成されている。この場合には、非発光絶縁層３が全く設けられていない以外は本実施形態の場合と同一構造になっている。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、本実施形態の場合には、上記挿入図に示した有機ＥＬ層４のｘ−ｙ座標面において最も輝度の低くなる中央部Ａの輝度が９５０ｃｄ／ｍ２に対して、最も輝度の高くなる角隅部Ｂにおける輝度は１０５０ｃｄ／ｍ２程度になる。このように、本実施形態の場合には、発光面の平均輝度１０００ｃｄ／ｍ２とすると輝度ムラは±５％となり、有機ＥＬ層４上での輝度ムラは大きく低減する。これに対して、比較対象にした図５で説明した従来技術の場合には、上記中央部Ａの輝度が８００ｃｄ／ｍ２であるのに対して角隅部Ｂにおける輝度は１３００ｃｄ／ｍ２程度になる。そして、この場合の輝度ムラは、平均輝度１０００ｃｄ／ｍ２とすると輝度ムラは−２０％〜＋３０％と大きなものである。
【００３０】
上記非発光絶縁層３はその他に種々なパターン配置が可能である。その他の一例を図６に示しその説明を加える。図６は、図１と同様な有機ＥＬ発光装置の概略平面図である。この例では、非発光絶縁層３は、透明電極２表面において円形状パターンに形成される。しかも、この円形状の絶縁パターン群は、有機ＥＬ層４の中央部からその縁端側に向かって円面積が増加するように形成すると好適である。
【００３１】
本実施形態では、上述した非発光絶縁層３は、例えば有機ＥＬ層４において膜厚が相対的に薄くなる角隅部に高い密度に配置され、この領域の有機ＥＬ層４の電流を抑制させる。そして、有機ＥＬ層４の膜厚が相対的に厚くなる中央部に配置されないか、あるいは疎に配置される。あるいは、有機ＥＬ素子の発光面において、その輝度が高くなる領域に非発光絶縁層３が適宜に配置される。このように非発光絶縁層３を用いることにより、極めて簡便に発光面での輝度が均一化し輝度ムラが低減するようになる。しかも、この非発光絶縁層３は有機ＥＬ素子に低コストに形成することができる。
【００３２】
上記非発光絶縁層３は、図１，６に示したような絶縁パターン群に限定されるものではない。透明電極面上においてパターン配置は任意に設定することができる。そして、個々の非発光絶縁層３のパターンは、三角形、多角形、楕円形、星形等の任意の形状にしてよい。いずれにしても、有機ＥＬ素子の発光面における輝度ムラが低減されるようになっていればよい。
【００３３】
なお、上記図１，６に示した有機ＥＬ発光装置では、透明電極２および有機ＥＬ層４は正方形パターン（矩形パターン）になっているが、他の形状パターン例えば円形パターンに形成されていても構わない。図６で説明した非発光絶縁層３は、このような場合に好適となっている。
【００３４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の好適な第２の実施形態について図７，８を参照して説明する。図７は有機ＥＬ発光装置の一例の概略平面図であり、図８はその有機ＥＬ素子を示す一部拡大断面図である。本実施形態の特徴は、第１の実施形態で説明した非発光絶縁層３と共に補助電極を透明電極２表面に形成し、例えば面状発光装置の有機ＥＬ素子の発光面が第１の実施形態の場合よりも更に大面積化する場合に好適に対応できるようにするところにある。
【００３５】
図７および図８に示すように、この有機ＥＬ発光装置では、第１の実施形態の場合と同様な透光性絶縁基板１上に透明電極２が形成されている。そして、補助電極７あるいは７ａが、透明電極２よりも抵抗率の小さい金属材料によって、例えば、透明電極２に電気接続する複数の配線から成る配線群に配設されている。それと共に、第１の実施形態で説明したような非発光絶縁層３が透明電極２表面上に絶縁パターン群として形成されている。また、上記補助電極７あるいは７ａの表面にも非発光絶縁層３が被覆して設けられている。
【００３６】
そして、有機発光材料を含んだ有機ＥＬ層４がこれ等の非発光絶縁層３上および透明電極２表面を被覆して形成されている。また、有機ＥＬ層４上に透明電極２に対向して対向電極５が設けられている。ここで、補助電極７あるいは７ａはこの透明電極よりも抵抗率の小さい例えばＡｌから成る。そして、対向電極５はＡｌのような低抵抗の金属材料から成る。
【００３７】
更に、補助電極７は第１の電極取り出し端子８を通して一電源に接続するようになっている。同様に、上記対向電極５の端部が第２の電極取り出し端子として同じ電源につながるようになっている。そして、第１の実施形態で説明したように封止部材６により全体が気密封止されている。この有機ＥＬ発光装置において、有機ＥＬ素子は、透明電極２、非発光絶縁層３、有機ＥＬ層４、対向電極５および補助電極７（あるいは７ａ）により構成される。
【００３８】
上記有機ＥＬ発光装置では、透明電極２および有機ＥＬ層４は正方形パターン（矩形パターン）になっているが、第１の実施形態の場合と同様に他の形状パターン例えば円形パターンに形成されていてもよい。また、補助電極７ａが配設されない構成であってもよい。そして、第１の電極取り出し端子８（図では２つ）は１つだけでも構わない。
【００３９】
上記補助電極７（あるいは７ａ）は、その配線幅が５０μｍを超えないように形成される。上述したように、補助電極は透明電極２よりも抵抗率が小さいが透光性材料でなく可視光を透過しない。このために、補助電極７（あるいは７ａ）の配設領域は、有機ＥＬ層４から出射した光を取り出せない非発光領域になる。そこで、このような配線幅にすることで、有機ＥＬ発光装置においてこの非発光領域が視認されることは全くなくなる。ここで、この補助電極による非発光領域の視認は、その配線の高さにあまり関係しないでその幅に大きく影響される。そして、配線幅が５０μｍを越えてくると、発光面における非発光領域として人の目に容易に認識されるようになる。
【００４０】
ここで、発光面となる透明電極２以外に配設される補助電極７（あるいは７ａ）の配線幅は５０μｍ以上であっても構わない。第１の電極取り出し端子８から近い部分は配線抵抗を低減させるために太くなっているとよい。
【００４１】
なお、補助電極７（あるいは７ａ）と対向電極５間において、有機ＥＬ層４のみを挟持させる構造であると、この近傍における輝点の発生あるいは絶縁性劣化が生じ易い。そこで、図８に示すように、補助電極７（あるいは７ａ）上にも非発光絶縁層３を介装させる。この非発光絶縁層３は、第１の実施形態で説明した公知の感光性ポリイミド膜のフォトリソグラフィ技術によるパターニングを用いて、補助電極７（あるいは７ａ）を選択的に被覆するように形成するとよい。
【００４２】
また、これ等の補助電極７（あるいは７ａ）は、透明電極２面上においてその中央部の領域にその配線数が多くなるような電極網に形成される。例えば、図７に示したように、補助電極７は、第１の電極取り出し端子８に接続し一方向に並行する配線群が互いに等間隔あるいは異なる間隔に配設されて形成される。あるいは、補助電極７ａは、上記補助電極７の配設方向に例えば直交する方向に並行する配線群が互いに等間隔あるいは異なる間隔に配設されて形成される。そして、補助電極７と補助電極７ａは透明電極２面上においてその中央部の領域において互いに交わることから、この領域における電極網の密度が高くなる。
【００４３】
ここで、補助電極７（あるいは７ａ）の配線の離間距離は、配線幅よりも大きく例えばその１０倍以上になるようにするとよい。また、この離間距離は、図７では全ての配線間で等間隔になるように示しているが、それぞれ異間隔になるように自在に設定される。また、補助電極７と７ａは互いに斜交する方向に配設され形成してもよい。あるいは、補助電極７（あるいは７ａ）の配線は直線状でなく曲線状になっていてもよい。
【００４４】
具体的には、このような補助電極７（あるいは７ａ）の配設パターンは、図３で説明したような有機ＥＬ層４の透明電極２上での膜厚分布に対応して決めるとよい。すなわち、補助電極の電極網は、透明電極２全体を覆って成膜した有機ＥＬ層４の膜厚が厚くなる領域において、膜厚が薄くなる領域よりも密になるように形成する。逆に、補助電極の電極網は、透明電極２全体を覆って成膜した有機ＥＬ層４の膜厚が薄くなる領域において、膜厚が厚くなる領域よりも、その密度が疎になるように形成する。
【００４５】
有機ＥＬ層４が透明電極２上で上記膜厚分布になる場合において、補助電極の電極網は、図７に示したような複数の配線群から成る補助電極７および７ａが交差する配設パターンであっても、発光面の輝度ムラを極めて簡便にしかも効果的に向上させることができる。
【００４６】
上記補助電極７，７ａは、図３に示した膜厚分布を有する有機ＥＬ層４において、膜厚が相対的に厚くなる中央部に高い密度に配設され、この中央部の領域を給電源にすることによってこの領域の有機ＥＬ層４を流れる電流を増加させる。一方、非発光絶縁層３は、第１の実施形態で説明したように、その膜厚が相対的に薄くなる角隅部にパターン配置されるか、あるいは密になるように配置され、この領域の有機ＥＬ層の電流を抑制させる。
【００４７】
上記補助電極７，７ａの配線群を配設すると共に、第１の実施形態で説明したような非発光絶縁層３の絶縁パターン群を発光面の例えば４つの角隅に適宜に配置させることにより、有機ＥＬ素子の発光面が第１の実施形態の場合よりも更に大面積化する場合にあっても、その発光面での輝度が均一化し輝度ムラが低減するようになる。
【００４８】
上記補助電極７（あるいは７ａ）は、図７に示したような配線群に限定されるものではなく、透明電極２面上において同心円状パターン、桝目状パターン等に配設されてもよい。いずれにしても、透明電極面上において電極網が粗密にできるようになっていればよい。
【００４９】
この第２の実施形態では、有機ＥＬ層４の膜厚分布に対応させ、膜厚が厚くなっている領域において補助電極７，７ａの電極網が密に配設され、膜厚が薄くなっている領域には非発光絶縁層３が密になるようにパターン配置される。このようにして、例えば面状発光装置の有機ＥＬ素子の発光面が大面積化する場合においても、その発光面の輝度ムラが大きく低減し、その有機ＥＬ素子の実用化が促進される。
【００５０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。
【００５１】
例えば、上記非発光絶縁層３は、上記実施形態では透明電極２と有機ＥＬ層４の間に形成されているが、有機ＥＬ層４上の対向電極５との間に形成されてもよい。
【００５２】
また、上記補助電極は、Ａｌ以外にアルミ銅合金、Ｃｕ、Ａｕで構成されてもよく、あるいは補助電極のシート抵抗を低減させるように厚く形成するようにしてもよい。また、上記実施形態では、透明電極２を陽極にして対向電極５を陰極にする構造にして説明している、逆に透明電極２を陰極にして対向電極５を陽極にする構造の有機ＥＬ素子であっても、本発明は同様に適用できる。更に、対向電極５も透光性材料で形成し、有機ＥＬ層４からの発光が透明電極２および対向電極５の両面側から出射する構造であってもよい。
【００５３】
また、上記実施形態の補助電極７（あるいは７ａ）は透明電極２の上部に配置し、有機ＥＬ層４との間に形成されていたが、この補助電極は透明電極２の下部に配置し、透光性絶縁基板１との間に形成するようにしてもよい。
【００５４】
また、上記補助電極は、透明電極に限らず他に抵抗が比較的に高くなる電極に電気接続する構成になっていても、全く同様な効果を奏するものである。そして、本発明の有機ＥＬ素子を適用する有機ＥＬ発光装置としては、本実施形態で概略説明したようなもの以外であっても全く同様に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子が適用された有機ＥＬ発光装置を示す概略平面図である。
【図２】第１の実施形態にかかる有機ＥＬ素子の一部拡大断面図である。
【図３】本発明における有機ＥＬ層の膜厚分布の一例を示す膜厚のマップ図である。
【図４】本発明の実施形態に係る発光輝度分布を示す図である。
【図５】一従来技術の有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ発光装置を示す概略平面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子が適用された有機ＥＬ発光装置の変形例を示す概略平面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子が適用された有機ＥＬ発光装置を示す概略平面図である。
【図８】第２の実施形態にかかる有機ＥＬ素子の一部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 透光性絶縁基板
２ 透明電極
３ 非発光絶縁層
４ 有機ＥＬ層
５ 対向電極
６ 封止部材
７，７ａ 補助電極
８ 第１の電極取り出し端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の対向する電極間に少なくとも有機発光層を含む有機ＥＬ層が挟持された有機ＥＬ素子において、
前記有機ＥＬ層の発光の輝度が相対的に高くなる領域であって、前記一対の対向電極の一電極と前記有機ＥＬ層の間に非発光絶縁層のパターンが形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記有機ＥＬ層の膜厚の厚い領域よりも前記膜厚の薄い領域に、前記非発光絶縁層のパターンが密に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の有機ＥＬ素子において、前記一対の対向電極の一電極より低抵抗の補助電極が前記一電極に電気的に接続され、
前記一電極面上において前記有機ＥＬ層の膜厚の薄い領域よりも前記膜厚の厚い領域に、前記補助電極が高い密度に配設されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記非発光絶縁層は前記一電極面上のパターン群から成り、前記補助電極は前記一電極面上の配線群から成ることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記一電極は透光性材料から成り、前記非発光絶縁層のパターン幅および前記補助電極の配線幅は５０μｍを超えないことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項１】
一対の対向する電極間に少なくとも有機発光層を含む有機ＥＬ層が挟持された有機ＥＬ素子において、
前記有機ＥＬ層の発光の輝度が相対的に高くなる領域であって、前記一対の対向電極の一電極と前記有機ＥＬ層の間に非発光絶縁層のパターンが形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記有機ＥＬ層の膜厚の厚い領域よりも前記膜厚の薄い領域に、前記非発光絶縁層のパターンが密に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の有機ＥＬ素子において、前記一対の対向電極の一電極より低抵抗の補助電極が前記一電極に電気的に接続され、
前記一電極面上において前記有機ＥＬ層の膜厚の薄い領域よりも前記膜厚の厚い領域に、前記補助電極が高い密度に配設されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記非発光絶縁層は前記一電極面上のパターン群から成り、前記補助電極は前記一電極面上の配線群から成ることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記一電極は透光性材料から成り、前記非発光絶縁層のパターン幅および前記補助電極の配線幅は５０μｍを超えないことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１２３８８２（Ｐ２００８−１２３８８２Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０７５８４（Ｐ２００６−３０７５８４）
【出願日】平成１８年１１月１４日（２００６．１１．１４）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１４日（２００６．１１．１４）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]