特許 6383772 有機ＥＬ素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6383772

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】有機ＥＬ素子

(51)【国際特許分類】

   H05B 33/26 20060101AFI20180820BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20180820BHJP

   H05B 33/28 20060101ALI20180820BHJP

【ＦＩ】

   H05B33/26 Z

   H05B33/14 A

   H05B33/28

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-203651(P2016-203651)

(22)【出願日】2016年10月17日

(65)【公開番号】特開2018-67390(P2018-67390A)

(43)【公開日】2018年4月26日

【審査請求日】2018年2月5日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002093

【氏名又は名称】住友化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128381

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(72)【発明者】

【氏名】海保 昭雄

(72)【発明者】

【氏名】合田 匡志

【審査官】 辻本 寛司

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１４−５０８３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１３９６２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１７２６１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／１２２９３８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／０３９６８７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−２１９０２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３３／２６

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

Ｈ０５Ｂ ３３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持基板と、
前記支持基板上に配置され、複数の開口部を含む所定パターンを有する金属配線と、
前記金属配線上及び前記開口部から露出する前記支持基板上に配置された一層又は複層の第１電極層と、
前記第１電極層上に配置された有機機能層と、
前記有機機能層上に配置された第２電極層と、を備え、
前記金属配線の側面の下端の位置において、前記支持基板に対して直交する方向における前記第１電極層の最厚部の厚さ寸法をＴ、
前記金属配線に接触する位置に配置され、前記金属配線の上面の一端の位置において、前記支持基板に対して直交する方向における前記第１電極層の最薄部の厚さ寸法をＳとした場合、前記最厚部の厚さ寸法Ｔが２５０ｎｍ以下であり、
Ｔに対するＳの比（Ｓ／Ｔ比）が０．４以上０．８以下である、有機ＥＬ素子。

【請求項2】

前記金属配線は、幅方向に沿った断面が台形形状を呈しており、
前記金属配線の側面と前記支持基板とが成す角度が鋭角である、請求項１に記載の有機ＥＬ素子。

【請求項3】

前記金属配線の厚さ寸法をＫ、前記開口部の中央部における前記第１電極層の中央厚さ寸法をＣとした場合、
Ｋに対するＣの比（Ｃ／Ｋ比）が０．４以上３以下である、請求項１又は２に記載の有機ＥＬ素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機ＥＬ素子に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の有機ＥＬ素子として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載の有機ＥＬ素子は、支持基材と、支持基材上に配置された金属配線（細線構造部）と、金属配線を覆うように配置された導電層と、を有する透明電極を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−３８８３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記透明電極では、金属配線は、複数の開口部を含む所定パターンを有している。導電層は、金属配線上及び開口部から露出した支持基板上に、金属配線による凹凸に沿って配置される。有機ＥＬ素子は、このような構成を有する透明電極上に、有機機能層及び対向電極が導電層の凹凸形状に沿って配置されることにより構成される。この構成では、金属配線の凸部において導電層及び有機機能層の厚さ寸法が小さくなりやすい。この場合、導電層及び有機機能層の厚さ寸法が小さい部分において、電界集中により対向電極との間で短絡が生じ、電流リークが発生するおそれがある。電流リークが発生すると、有機ＥＬ素子の電流効率が低下する。

【0005】

本発明は、電流効率の低下を抑制できる有機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】

【0006】

本発明の一側面に係る有機ＥＬ素子は、支持基板と、支持基板上に配置され、複数の開口部を含む所定パターンを有する金属配線と、金属配線上及び開口部から露出する支持基板上に配置された一層又は複層の第１電極層と、第１電極層上に配置された有機機能層と、有機機能層上に配置された第２電極層と、を備え、第１電極層の最厚部の厚さ寸法をＴ、金属配線に接触する位置に配置された第１電極層の最薄部の厚さ寸法をＳとした場合、最厚部の厚さ寸法Ｔが２５０ｎｍ以下であり、Ｔに対するＳの比（Ｓ／Ｔ比）が０．４以上１以下である。

【0007】

本発明の一側面に係る有機ＥＬ素子では、第１電極層の最厚部の厚さ寸法Ｔ、金属配線に接触する位置に配置された第１電極層の最薄部の厚さ寸法Ｓが上記比を満たしている。これにより、本有機ＥＬ素子では、第１電極層と第２電極層との間で短絡が生じることを抑制できる。その結果、本有機ＥＬ素子では、電流リークの発生を抑制できるため、電流効率の低下を抑制できる。

【0008】

一実施形態においては、金属配線は、幅方向に沿った断面が台形形状を呈しており、金属配線の側面と支持基板とが成す角度が鋭角であってもよい。このような構成を有する金属配線において、上記関係を満たす本有機ＥＬ素子の構造は、有機ＥＬ素子における電流効率の低下の抑制に特に有効である。

【0009】

一実施形態においては、金属配線の厚さ寸法をＫ、開口部の中央部における第１電極層の中央厚さ寸法をＣとした場合、Ｋに対するＣの比（Ｃ／Ｋ比）が０．４以上３以下であってもよい。この構成では、上記比を満たす金属配線を備える有機ＥＬ素子において、電流効率の低下をより効果的に抑制できる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、電流効率の低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態に係る有機ＥＬ素子の断面構成を示す図である。

【図2】金属配線を示す図である。

【図3】有機ＥＬ素子の断面構成を一部拡大して示す図である。

【図4】実施例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【0013】

本発明の一実施形態において、図１に示されるように、有機ＥＬ素子１は、支持基板３と、金属配線５と、陽極層（第１電極層）７と、正孔注入層（第１電極層）９と、正孔輸送層（有機機能層）１１と、発光層（有機機能層）１３と、電子輸送層（有機機能層）１５と、電子注入層（有機機能層）１７と、陰極層（第２電極層）１９と、を備えている。

【0014】

［支持基板］
支持基板３は、可視光（波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの光）に対して透光性を有する部材から構成されている。支持基板３としては、例えば、ガラス等が挙げられる。支持基板３がガラスである場合、その厚さは、例えば、０．０５ｍｍ〜１．１ｍｍである。

【0015】

支持基板３は、樹脂から構成されていてもよく、例えば、フィルム状の基板（フレキシブル基板、可撓性を有する基板）であってもよい。この場合、支持基板３の厚さは、例えば、３０μｍ以上５００μｍ以下である。支持基板３が樹脂の場合は、その厚さは、ロールツーロール方式の連続時の基板のヨレ、シワ、及び伸びの観点からは４５μｍ以上が好ましく、可撓性の観点から１２５μｍ以下が好ましい。

【0016】

支持基板３が樹脂である場合、その材料としては、例えば、プラスチックフィルム等が挙げられる。支持基板３の材料は、例えば、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）；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）等のポリエステル樹脂；ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、環状ポリオレフィン等のポリオレフィン樹脂；ポリアミド樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリスチレン樹脂；ポリビニルアルコール樹脂；エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物；ポリアクリロニトリル樹脂；アセタール樹脂；ポリイミド樹脂；エポキシ樹脂等が挙げられる。

【0017】

支持基板３の材料は、上記樹脂の中でも、耐熱性が高く、線膨張率が低く、かつ、製造コストが低いことから、ポリエステル樹脂、又はポリオレフィン樹脂が好ましく、ポリエチレンレテフタレート、又はポリエチレンナフタレートがさらに好ましい。また、これらの樹脂は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0018】

支持基板３の一方の主面３ａ上には、ガスバリア層、或いは、水分バリア層（バリア層）が配置されていてもよい。支持基板３の他方の主面３ｂは、発光面である。

【0019】

［金属配線］
図１及び図２に示されるように、金属配線５は、支持基板３の一方の主面３ａ上に配置されている。金属配線５は、導電体であり、ネットワーク構造を構成している。金属配線５の材料は、例えば、銀、アルミニウム、銅、パラジウム、金、ニッケル、鉄、モリブデン、クロム、又は、これらの金属のうち１種以上を含む合金（例えば、ＭＡＭ（モリブデン・アルミニウム・モリブデン））等が挙げられる。

【0020】

金属配線５は、複数の開口部６を有する所定のパターンを有している。所定パターンは、例えば、図２に示されるように、格子状のパターンである。格子状のパターンの場合、複数の開口部６は、網目に対応する。網目の形状は、例えば、長方形又は正方形のような四角形、三角形、及び、六角形を含む。所定パターンは、金属配線５がネットワーク構造を有すればその形態は限定されない。

【0021】

金属配線５の厚さ、すなわち金属配線５の支持基板３の一方の主面３ａからの高さは、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、好ましくは５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。金属配線５の線幅は、５００μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上５００μｍ以下であることがより好ましい。金属配線５同士の間隔は、５０μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以上１ｃｍ以下がより好ましい。

【0022】

金属配線５は、例えば、フォトリソグラフィー法を利用して形成され得る。この場合、最初に、物理蒸着（ＰＶＤ）法及びスパッタリング法等により、金属配線５となるべき金属層を形成する。その後、金属層を、フォトリソグラフィー法を用いて所定のパターンにパターニングすることで、金属配線５が得られる。

【0023】

また、金属配線５は、リフトオフ法を用いて形成されてもよい。この場合、最初に、所定パターンの金属配線５が形成されるべき領域が開口されているマスクを形成する。その後、物理蒸着及びスパッタリング法等によりマスクの開口部に金属を堆積させて金属配線を形成する。続いて、マスクを除去することで、所定パターンの金属配線５が得られる。

【0024】

また、金属配線５は、インクジェット印刷法、グラビア印刷法又はスクリーン印刷法等の種々の印刷方法を用いて形成されてもよい。この場合、例えば、インクジェット印刷法等によって、ナノ構造体が分散されたインクを、金属配線５の所定のパターンで印刷する。その後、焼成することにより金属配線５が得られる。

【0025】

［陽極層］
陽極層７は、金属配線５上、及び、金属配線５の開口部６から露出する支持基板３上に配置されている。陽極層７には、光透過性を示す電極層が用いられる。光透過性を示す電極としては、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物及び金属等の薄膜を用いることができ、光透過率の高い薄膜が好適に用いられる。例えば酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＺＯ）、金、白金、銀、及び銅等からなる薄膜が用いられ、これらの中でもＩＴＯ、ＩＺＯ、又は酸化スズからなる薄膜が好適に用いられる。陽極層７として、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体等の有機物の透明導電膜を用いてもよい。

【0026】

陽極層７の厚さは、光の透過性、電気伝導度等を考慮して決定することができる。陽極層７の厚さは、金属配線５の開口部６の中央に位置する部分において、１０ｎｍ以上１μｍ以下であり、好ましくは１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、更に好ましくは１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。

【0027】

陽極層７の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法及び塗布法等を挙げることができる。塗布法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、及び、インクジェットプリント法等を挙げることができる。

【0028】

［正孔注入層］
正孔注入層９は、陽極層７の主面（支持基板３に接する面とは反対側）上に配置されている。正孔注入層９を構成する材料の例としては、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、及び、酸化アルミニウム等の酸化物、フェニルアミン化合物、スターバースト型アミン化合物、フタロシアニン化合物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、及び、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）のようなポリチオフェン誘導体等を挙げることができる。

【0029】

電荷輸送性を有する従来知られた有機材料は、これと電子受容性材料とを組み合わせることにより、正孔注入層９の材料として用いることができる。電子受容性材料としては、ヘテロポリ酸化合物やアリールスルホン酸を好適に用いることができる。

【0030】

ヘテロポリ酸化合物とは、Ｋｅｇｇｉｎ型あるいはＤａｗｓｏｎ型の化学構造で示される、ヘテロ原子が分子の中心に位置する構造を有し、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）等の酸素酸であるイソポリ酸と、異種元素の酸素酸とが縮合してなるポリ酸である。異種元素の酸素酸としては、主にケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）の酸素酸が挙げられる。ヘテロポリ酸化合物の具体例としては、リンモリブデン酸、ケイモリブデン酸、リンタングステン酸、リンタングストモリブデン酸、及び、ケイタングステン酸等が挙げられる。

【0031】

アリールスルホン酸としては、ベンゼンスルホン酸、トシル酸、ｐ−スチレンスルホン酸、２−ナフタレンスルホン酸、４−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、５−スルホサリチル酸、ｐ−ドデシルベンゼンスルホン酸、ジヘキシルベンゼンスルホン酸、２，５−ジヘキシルベンゼンスルホン酸、ジブチルナフタレンスルホン酸、６，７−ジブチル−２−ナフタレンスルホン酸、ドデシルナフタレンスルホン酸、３−ドデシル−２−ナフタレンスルホン酸、ヘキシルナフタレンスルホン酸、４−ヘキシル−１−ナフタレンスルホン酸、オクチルナフタレンスルホン酸、２−オクチル−１−ナフタレンスルホン酸、ヘキシルナフタレンスルホン酸、７−へキシル−１−ナフタレンスルホン酸、６−ヘキシル−２−ナフタレンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、２，７−ジノニル−４−ナフタレンスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホン酸、及び、２，７−ジノニル−４，５−ナフタレンジスルホン酸、等が挙げられる。ヘテロポリ酸化合物と、アリールスルホン酸を混合して用いてもよい。

【0032】

正孔注入層９の厚さは、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、好ましくは５ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。

【0033】

正孔注入層９は、例えば、上記材料を含む塗布液を用いた塗布法によって形成される。

【0034】

塗布法としては、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、及び、インクジェットプリント法等を挙げることができる。これら塗布法のうちの１つを用いて、陽極層７上に塗布液を塗布することによって、正孔注入層９を形成することができる。

【0035】

［正孔輸送層］
正孔輸送層１１は、正孔注入層９の主面（陽極層７に接する面とは反対側の面）上に配置されている。正孔輸送層１１の材料には、公知の正孔輸送材料が用いられ得る。正孔輸送層１１の材料の例は、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン若しくはその誘導体、ピラゾリン若しくはその誘導体、アリールアミン若しくはその誘導体、スチルベン若しくはその誘導体、トリフェニルジアミン若しくはその誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などを挙げることができる。

【0036】

正孔輸送層１１の厚さは、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように適宜設定される。正孔輸送層１１の厚さは、例えば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、更に好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。

【0037】

正孔輸送層１１の形成方法としては、例えば、上記材料を含む塗布液を用いた塗布法等が挙げられる。塗布法としては、正孔注入層９で例示した方法が挙げられる。塗布液の溶媒としては、上記材料を溶解するものであればよく、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、及び、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒を挙げることができる。

【0038】

［発光層］
発光層１３は、正孔輸送層１１の主面（正孔注入層９に接する面とは反対側の面）上に配置されている。発光層１３は、通常、主として蛍光及び／又はりん光を発光する有機物、或いは該有機物とこれを補助する発光層用ドーパント材料を含む。発光層用ドーパント材料は、例えば、発光効率を向上させたり、発光波長を変化させたりするために加えられる。なお、有機物は、低分子化合物であってもよいし、高分子化合物であってもよい。発光層１３を構成する発光材料としては、例えば、下記の色素材料、金属錯体材料、高分子材料等の主として蛍光及び／又はりん光を発光する有機物、発光層用ドーパント材料等を挙げることができる。

【0039】

（色素材料）
色素材料としては、例えば、シクロペンダミン及びその誘導体、テトラフェニルブタジエン及びその誘導体、トリフェニルアミン及びその誘導体、オキサジアゾール及びその誘導体、ピラゾロキノリン及びその誘導体、ジスチリルベンゼン及びその誘導体、ジスチリルアリーレン及びその誘導体、ピロール及びその誘導体、チオフェン化合物、ピリジン化合物、ペリノン及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、オリゴチオフェン及びその誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー、キナクリドン及びその誘導体、クマリン及びその誘導体等を挙げることができる。

【0040】

（金属錯体材料）
金属錯体材料としては、例えば、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の希土類金属、又はＡｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｐｔ、Ｉｒ等を中心金属に有し、オキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を配位子に有する金属錯体を挙げることができる。金属錯体としては、例えば、イリジウム錯体、白金錯体等の三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミニウムキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、フェナントロリンユーロピウム錯体等を挙げることができる。

【0041】

（高分子材料）
高分子材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリパラフェニレン及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、ポリアセチレン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、上記色素材料、又は金属錯体材料を高分子化した材料等を挙げることができる。

【0042】

（発光層用ドーパント材料）
発光層用ドーパント材料としては、例えば、ペリレン及びその誘導体、クマリン及びその誘導体、ルブレン及びその誘導体、キナクリドン及びその誘導体、スクアリウム及びその誘導体、ポルフィリン及びその誘導体、スチリル色素、テトラセン及びその誘導体、ピラゾロン及びその誘導体、デカシクレン及びその誘導体、フェノキサゾン及びその誘導体等を挙げることができる。

【0043】

発光層１３の厚さは、通常約２ｎｍ〜２００ｎｍである。発光層１３は、例えば、上記のような発光材料を含む塗布液（例えばインク）を用いる塗布法により形成される。発光材料を含む塗布液の溶媒としては、発光材料を溶解するものであれば、限定されない。

【0044】

電子輸送層１５は、発光層１３の主面（正孔輸送層１１に接する面とは反対側の面）上に配置されている。電子輸送層１５の材料には、公知の電子輸送材料が用いられ、例えば、ナフタレン、アントラセンなどの縮合アリール環を有する化合物やその誘導体、４，４-ビス（ジフェニルエテニル）ビフェニルに代表されるスチリル系芳香環誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノン、ナフトキノン、ジフェノキノン、アントラキノジメタン、テトラシアノアントラキノジメタンなどのキノン誘導体、リンオキサイド誘導体、カルバゾール誘導体、及び、インドール誘導体、トリス（８−キノリノラート）、アルミニウム（III）などのキノリノール錯体、及び、ヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体及びフラボノール金属錯体、電子受容性窒素を有するヘテロアリール環を有する化合物などが挙げられる。

【0045】

電子輸送層１５の厚さは、例えば、１〜１００ｎｍである。

【0046】

電子輸送層１５の形成方法として、低分子の電子輸送材料を用いる場合は、真空蒸着法、塗布液を用いた塗布法等を挙げることができ、高分子の電子輸送材料を用いる場合は、塗布液を用いた塗布法等を挙げることができる。塗布液を用いた塗布法を実施する場合には、高分子バインダーを併用してもよい。塗布法としては、正孔注入層９で例示した方法が挙げられる。

【0047】

［電子注入層］
電子注入層１７は、電子輸送層１５の主面（発光層１３と接する面とは反対側の面）上に配置されている。電子注入層１７の材料には、公知の電子注入材料が用いられ、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属およびアルカリ土類金属のうちの１種類以上を含む合金、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、またはこれらの物質の混合物などを挙げることができる。アルカリ金属、アルカリ金属の酸化物、ハロゲン化物、および炭酸塩の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウムなどを挙げることができる。また、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウムなどを挙げることができる。

【0048】

従来知られた電子輸送性の有機材料と、アルカリ金属の有機金属錯体を混合した材料も、電子注入材料として利用することができる。

【0049】

電子注入層１７の厚さは、例えば、１〜５０ｎｍである。

【0050】

電子注入層１７の形成方法としては、真空蒸着法等が挙げられる。

【0051】

［陰極層］
陰極層１９は、電子注入層１７の主面（電子輸送層１５に接する面の反対側）上に配置されている。陰極層１９の材料としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属及び周期表第１３族金属等を用いることができる。陰極層１９の材料としては、具体的には、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム等の金属、前記金属のうちの２種以上の合金、前記金属のうちの１種以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうちの１種以上との合金、又はグラファイト若しくはグラファイト層間化合物等が用いられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金等を挙げることができる。

【0052】

また、陰極層１９としては、例えば、導電性金属酸化物及び導電性有機物等からなる透明導電性電極を用いることができる。導電性金属酸化物としては、具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ＩＴＯ、及びＩＺＯを挙げることができ、導電性有機物としてポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体等を挙げることができる。なお、陰極層１９は、２層以上を積層した積層体で構成されていてもよい。なお、電子注入層が陰極層１９として用いられる場合もある。

【0053】

陰極層１９の厚さは、電気伝導度、耐久性を考慮して設定される。陰極層１９の厚さは、通常、１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、更に好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。陰極層１９の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、塗布法等を挙げることができる。

【0054】

図３に示されるように、本実施形態に係る有機ＥＬ素子１では、金属配線５は、幅方向に沿った断面が台形状を呈している。金属配線５は、上面５ａと、側面５ｂと、側面５ｃと、を有している。上面５ａは、平坦面であり、例えば、支持基板３と平行を成している。側面５ｂ及び側面５ｃは、支持基板３に対して所定の角度θを成して傾斜している。側面５ｂ及び側面５ｃのそれぞれと支持基板３とが成す角度θは、鋭角である（θ＜９０°）。

【0055】

有機ＥＬ素子１では、陽極層７及び正孔注入層９（第１電極層）の合計の最厚部（以下、「エッジ部」と称する）の厚さ寸法をＴ、金属配線５に接触する位置に配置された陽極層７及び正孔注入層９の合計の最薄部（以下、「ショルダー部」と称する）の厚さ寸法をＳとした場合、エッジ部の厚さ寸法Ｔが２５０ｎｍ以下であり、Ｔに対するＳの比（Ｓ／Ｔ比）が０．４以上１以下である。金属配線５に接触する位置に配置された陽極層７及び正孔注入層９とは、金属配線５上に位置する陽極層７及び当該陽極層７上に位置する正孔注入層９である。すなわち、金属配線５に接触する位置に配置された陽極層７は、金属配線５の上面５ａ、側面５ｂ又は側面５ｃ上に配置された陽極層７である。

【0056】

Ｔは、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上１７０ｎｍ以下であることがより好ましい。

【0057】

図３に示されるように、エッジ部の厚さ寸法Ｔは、金属配線５の側面５ｂ（５ｃ）の下端（支持基板３側の端）の位置において、支持基板３に対して直交する方向における厚さである。ショルダー部の厚さ寸法Ｓは、金属配線５の上面５ａの一端（側面５ｂ（側面５ｃ）側の端）の位置において、支持基板３に対して直交する方向における厚さである。なお、エッジ部の厚さ寸法Ｔ及びショルダー部の厚さ寸法Ｓの測定位置は、±０．５μｍの範囲を含み得る。

【0058】

以上説明したように、本実施形態に係る有機ＥＬ素子１では、エッジ部の厚さ寸法Ｔ、ショルダー部の厚さ寸法Ｓは、エッジ部の厚さ寸法Ｔが２５０ｎｍ以下であり、Ｔに対するＳの比（Ｓ／Ｔ比）が０．４以上１以下である。これにより、有機ＥＬ素子１では、陽極層７と陰極層１９との間で短絡が生じることを抑制できる。その結果、有機ＥＬ素子１では、電流リークの発生を抑制できるため、電流効率の低下を抑制できる。

【0059】

本実施形態に係る有機ＥＬ素子１では、金属配線５は、幅方向に沿った断面が台形形状を呈している。有機ＥＬ素子１では、金属配線５の側面５ｂ，５ｃと支持基板３とが成す角度θが鋭角である。このような構成を有する金属配線５において、上記関係を満たす構造は、有機ＥＬ素子１における電流効率の低下の抑制に特に有効である。

【0060】

本実施形態に係る有機ＥＬ素子では、金属配線５の厚さ寸法をＫ、金属配線５の開口部６の中央部における陽極層７及び正孔注入層９の中央厚さ寸法をＣとした場合、Ｋに対するＣの比（Ｃ／Ｋ比）は０．４以上３以下であることが好ましく、０．５以上２．５以下であることがより好ましい。Ｃは、２１０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上１６０ｎｍ以下であることがより好ましい。この構成では、上記比を満たす金属配線５を備える有機ＥＬ素子１において、電流効率の低下を効果的に抑制できる。

【0061】

続いて、有機ＥＬ素子１の一実施例について、図４を参照して説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0062】

（実施例１）
支持基板３として、厚さ０．７ｍｍのガラス基板を用いた。厚さＫが１００ｎｍの金属配線５を、支持基板３の一方の主面３ａ上に、図１及び図２に示すように配置した。金属配線５は、当該金属配線５の幅方向に沿った断面が台形状になるように形成した。

【0063】

続いて、陽極層７となる陽極層形成用インクを、スピンコート法によって金属配線５を覆うように塗布した。陽極層形成用インクを大気雰囲気中において８０℃で２分間加熱して乾燥させた後、１３０℃で１５分間加熱して、陽極層７を形成した。次に、正孔注入層９となる正孔注入層形成用インクを、スピンコート法によって陽極層７上に塗布した。正孔注入層形成用インクを大気雰囲気中において８０℃で４分間加熱して乾燥させた後、２３０℃で１５分間加熱して、正孔注入層９を形成した。陽極層７及び正孔注入層９を形成する際、金属配線５の開口部６の中央部における陽極層７及び正孔注入層９の合計の膜厚である中央膜厚寸法が、７４ｎｍとなるように形成した。

【0064】

次に、正孔注入層９上に、正孔輸送層１１、発光層１３、電子輸送層１５、電子注入層１７、及び陰極層１９を順に形成し、封止基板を貼合して有機ＥＬ素子１を作製した。作製した有機ＥＬ素子１のＣ、Ｔ、及びＳの値、Ｔに対するＳの比（Ｓ／Ｔ比）、及びＫに対するＣの比（Ｃ／Ｋ比）を、図４に示す。

【0065】

作製した有機ＥＬ素子１の輝度１０００ｃｄ／ｍ^２における電流効率を測定した。測定結果を図４に示す。

【0066】

（実施例２〜６、比較例１〜３）
ＫとＣを図４に示されるように変更した以外は、実施例１と同様にして、電流効率を測定した。Ｃは、陽極層７の厚みを変化させることで調整した。得られた有機ＥＬ素子のＣ、Ｔ、及びＳの値、Ｓ／Ｔ比、Ｃ／Ｋ比、及び電流効率の測定結果を図４に示す。なお、図４における「−」は、１０００ｃｄ／ｍ^２以上の輝度が得られなかったことを示す。

【0067】

図４に示すとおり、Ｔが２５０ｎｍ以下であり、Ｓ／Ｔ比が０．４〜１．０である有機ＥＬ素子は、Ｔが２５０ｎｍより大きい有機ＥＬ素子、またはＳ／Ｔ比が０．４〜１．０でない有機ＥＬ素子に比べて、電流効率の低下が抑制されていることが確認された。

【0068】

なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、陽極層７、正孔注入層９、正孔輸送層１１、発光層１３、電子輸送層１５、電子注入層１７及び陰極層１９がこの順番で配置された有機ＥＬ素子１を例示した。しかし、有機ＥＬ素子１の構成はこれに限定されない。有機ＥＬ素子１は、以下の構成を有していてもよい。
（ａ）陽極層／発光層／陰極層
（ｂ）陽極層／正孔注入層／発光層／陰極層
（ｃ）陽極層／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極層
（ｄ）陽極層／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極層
（ｅ）陽極層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極層
（ｆ）陽極層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極層
（ｇ）陽極層／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極層
（ｈ）陽極層／発光層／電子注入層／陰極層
（ｉ）陽極層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極層
ここで、記号「／」は、記号「／」を挟む各層が隣接して積層されていることを示す。上記（ｇ）は、上記実施形態の構成を示している。上記（ａ）〜（ｉ）において、第１電極層は、陽極層、又は、陽極層及び正孔注入層である。なお、有機ＥＬ素子１が、第１電極層として陽極層のみを有している場合、Ｓ、Ｔ、及びＣは、陽極層の厚さ寸法を指す。

【0069】

有機ＥＬ素子１は、一層の有機機能層を有していてもよいし、複層（２層以上）の有機機能層を有していてもよい。上記（ａ）〜（ｉ）の層構成のうちのいずれか１つにおいて、陽極層７と陰極層１９との間に配置された積層構造を「構造単位Ａ」とすると、２層の有機機能層を有する有機ＥＬ素子の構成として、例えば、下記（ｊ）に示す層構成を挙げることができる。２個ある（構造単位Ａ）の層構成は、互いに同じであっても、異なっていてもよい。電荷発生層とは、電界を印加することにより、正孔と電子とを発生する層である。電荷発生層としては、例えば酸化バナジウム、ＩＴＯ、酸化モリブデン等からなる薄膜を挙げることができる。
（ｊ）陽極層／（構造単位Ａ）／電荷発生層／（構造単位Ａ）／陰極層

【0070】

また、「（構造単位Ａ）／電荷発生層」を「構造単位Ｂ」とすると、３層以上の発光層１３を有する有機ＥＬ素子の構成として、例えば、以下の（ｋ）に示す層構成を挙げることができる。
（ｋ）陽極層／（構造単位Ｂ）ｘ／（構造単位Ａ）／陰極層

【0071】

記号「ｘ」は、２以上の整数を表し、「（構造単位Ｂ）ｘ」は、（構造単位Ｂ）がｘ段積層された積層体を表す。また複数ある（構造単位Ｂ）の層構成は同じでも、異なっていてもよい。

【0072】

電荷発生層を設けずに、複数の有機機能層を直接的に積層させて有機ＥＬ素子を構成してもよい。

【0073】

上記実施形態では、金属配線５が、幅方向に沿った断面が台形状である形態を一例に説明した。しかし、金属配線の幅方向に沿った断面の形状は、これに限定されない。例えば、金属配線の幅方向に沿った断面の形状は、矩形状等であってもよい。

【符号の説明】

【0074】

１…有機ＥＬ素子、３…支持基板、５…金属配線、５ｂ，５ｃ…側面、６…開口部、７…陽極層（第１電極層）、９…正孔注入層（第１電極層）、１１…正孔輸送層（有機機能層）、１３…発光層（有機機能層）、１９…陰極層（第２電極層）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】