JP2017033849A - 有機電界発光素子、有機電界発光素子の製造方法、および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より単純な構造でありながらも同一領域から異なる形状の画像を表示することが可能な有機電界発光素子を提供する。【解決手段】透明電極と、反射電極と、有機材料を用いて構成された発光層を有し前記透明電極と前記反射電極との間に重ねて配置された複数の発光機能層と、前記発光機能層と発光機能層との間に挟持された光透過性を有する中間電極とを備え、前記複数の発光機能層のそれぞれは、パターニングされた発光領域と非発光領域とを有し、前記複数の発光機能層のうち前記透明電極側に位置する第１発光機能層は、前記反射電極側に位置する第２発光機能層よりも、光透過率が上限値に達する波長が短波長側である有機電界発光素子である。【選択図】図１

Description

本発明は有機電界発光素子、有機電界発光素子の製造方法、および照明装置に関し、特にはパターニングされた発光領域を有する有機電界発光素子およびその製造方法に関する。

有機材料のエレクトロルミネッセンス（electroluminescence：以下ＥＬと記す）を利用した有機電界発光素子（いわゆる有機ＥＬ素子）は、２枚の電極間に有機機能層を挟持した構成であり、有機機能層で生じた発光光は電極を透過して外部に取り出される。近年、このような有機電界発光素子の製造方法として、一対の電極と有機機能層とで構成された発光ユニットに光を照射して特定の発光パターンを付与した後、発光パターンが付与された各発光ユニットを積層することにより、同一領域において異なる形状の画像を表示する有機電界発光素子の製造方法が提案されている（下記特許文献１参照）。

特開２０１５−４６３６４号公報

しかしながら、上述した製造方法では、２枚の電極を有する発光ユニットを積層する構成であるため厚みが大きく、また電極数も多く素子構成が複雑なものとなっていた。

そこで本発明は、より単純な構造でありながらも同一領域から異なる形状の画像を表示することが可能な有機電界発光素子を提供すること、さらにはこの有機電界発光素子の製造方法、およびこの有機電界発光素子を用いた照明装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するための本発明は、透明電極と、反射電極と、有機材料を用いて構成された発光層を有し前記透明電極と前記反射電極との間に重ねて配置された複数の発光機能層と、前記発光機能層と発光機能層との間に挟持された光透過性を有する中間電極とを備え、前記複数の発光機能層のそれぞれは、パターニングされた発光領域と非発光領域とを有し、前記複数の発光機能層のうち前記透明電極側に位置する第１発光機能層は、前記反射電極側に位置する第２発光機能層よりも、光透過率が上限値に達する波長が短波長側である有機電界発光素子である。

また本発明は、上記構造の有機電界発光素子の製造方法、およびこの有機電界発光素子を用いた照明装置である。

このような本発明によれば、同一領域から異なる形状の画像を表示することが可能な有機電界発光素子の構造を単純化することが可能であり、これにより低コスト化を図ることが可能になる。

実施形態の有機電界発光素子の概略を示す断面構成図である。 実施形態の有機電界発光素子の構成を説明するための要部平面図である。 実施形態の有機電界発光素子における発光機能層の光透過スペクトルである。 実施形態の有機電界発光素子の製造方法を示す断面工程図である。

以下、本発明の実施形態を、有機電界発光素子、有機電界発光素子の製造方法、照明装置の順に、図面に基づいて詳細に説明する。

≪有機電界発光素子≫
図１は、実施形態の有機電界発光素子１の概略を示す断面構成図である。また図２は、実施形態の有機電界発光素子の構成を説明するための要部平面図である。

これらの図に示す有機電界発光素子１は、透明基板１０の一主面上に設けられており、透明基板１０側から順に、透明電極１１、第１発光機能層１３、中間電極１５、第２発光機能層１７、および反射電極１９が積層されている。これらの第１発光機能層１３および第２発光機能層１７は、それぞれが発光領域１３ａ，１７ａと非発光領域１３ｂ，１７ｂとを有している。また、透明電極１１と中間電極１５との間には電源２３が設けられ、中間電極１５と反射電極１９との間には電源２７が設けられており、それぞれ独立に制御される構成となっている。

以上のような有機電界発光素子１は、透明基板１０の他主面を光取り出し面１０ａとし、第１発光機能層１３の発光領域１３ａで得られた第１発光光ｈ１と、第２発光機能層１７の発光領域１７ａで得られた第２発光光ｈ２とが、透明基板１０側から取り出されるボトムエミッション型として構成されている。

そして特に、この有機電界発光素子１においては、第１発光機能層１３および第２発光機能層１７が、それぞれ個別の光学特性を有する材料を用いて構成されているところが特徴的である。

以下、この有機電界発光素子１を構成する各構成要素の詳細を、透明基板１０側から順に説明する。

＜透明基板１０＞
透明基板１０は、可視光のうち特に第１発光機能層１３で発生させた第１発光光ｈ１、および第２発光機能層１７で発生させた第２発光光ｈ２に対する光透過性を有する。また透明基板１０は、第１発光機能層１３および第２発光機能層１７のパターン加工に用いる第１加工光Ｌ１および第２加工光Ｌ２に対する光透過性を有する。尚、これらの第１加工光Ｌ１および第２加工光Ｌ２については、以降の製造方法において詳細に説明する。

以上のような透明基板１０を構成する透明な基板材料としては、例えばガラス、石英、樹脂基板を挙げることができるが、これらに限定されない。特に好ましい透明基板１０は、これを用いて構成される有機電界発光素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂基板である。樹脂基板は、必要に応じてガスバリア層を設けた構成であってもよい。

本発明において、樹脂基板を構成する樹脂材料は、従来公知の樹脂材料が用いられ、例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ナイロン（Ｎｙ）、芳香族ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホネート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリオレフィン、エポキシ樹脂等の各樹脂フィルムが挙げられ、さらに、シクロオレフィン系やセルロースエステル系のものも用いることができる。また、有機無機ハイブリッド構造を有するシルセスキオキサンを基本骨格とした耐熱透明フィルム（製品名Ｓｉｌａ−ＤＥＣ、チッソ株式会社製）、更には前記樹脂材料を二層以上積層して成る樹脂フィルム等を挙げることができる。

＜透明電極１１＞
透明電極１１は、第１発光機能層１３に対する陽極または陰極として設けられるものであり、中間電極１５が陰極の場合には陽極として用いられ、中間電極１５が陽極の場合には陰極として用いられる。

また透明電極１１は、可視光のうち特に第１発光機能層１３で発生させた第１発光光ｈ１および第２発光機能層１７で発生させた第２発光光ｈ２に対する光透過性を有する。また透明電極１１は、第１発光機能層１３および第２発光機能層１７の加工に用いる第１加工光Ｌ１および第２加工光Ｌ２に対する光透過性を有する。

このような透明電極１１は、それぞれに適切な導電性材料のなかから、上述した光透過性に優れた導電性材料を用いて構成される。透明電極１１の構成に好適に用いられる導電性材料としては、例えばＩＴＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２等の酸化物半導体などの透明導電性材料が挙げられる。

この他にも、透明電極１１は、金属を主成分とした金属薄膜として構成されたものであってもよい。ここで言う金属薄膜とは、厚さが８〜３０ｎｍの範囲内の薄膜である。金属薄膜として構成された透明電極１１に含まれる金属は、導電性の高い金属であれば特に制限されず、例えば銀、銅、金、白金族、チタン、クロム等が例示される。透明電極１１には、これらの金属が１種のみ含まれてもよく、２種以上含まれてもよい。導電性が高いとの観点から、透明電極１１は、銀を主成分として構成され、銀または銀を主成分とする合金で構成されていることが好ましい。

透明電極１１を構成する銀（Ａｇ）を主成分とする合金としては、例えば、銀マグネシウム（ＡｇＭｇ）、銀銅（ＡｇＣｕ）、銀パラジウム（ＡｇＰｄ）、銀パラジウム銅（ＡｇＰｄＣｕ）、銀インジウム（ＡｇＩｎ）等が挙げられる。

また透明電極１１が金属薄膜として構成されたものである場合、この透明電極１１は、ここでの図示を省略した下地層を介して設けられていることが好ましい。下地層は、透明電極１１の透明基板１０側に設けられる層である。下地層を構成する材料としては、特に限定されるものではなく、例えば銀または銀を主成分とする合金からなる透明電極１１の成膜に際し、銀の凝集を抑制できるものであれば良く、一例として窒素原子を含んだ含窒素化合物、または硫黄含有化合物等が挙げられる。

また透明電極１１が金属薄膜として構成されたものである場合、この透明電極１１を半反射層とし、反射電極１９との間で第１発光光ｈ１または第２発光光ｈ２に対する共振器構造を構成してもよい。

以上のような材料で構成された透明電極１１は、シート抵抗が３０Ω／ｓｑ．以下であることが好ましく、１０Ω／ｓｑ．以下であることがより好ましい。また透明電極１１は、波長５５０ｎｍにおける光透過率が３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることが好ましい。

また透明電極１１は、電源２３を介して中間電極１５と電気的に接続された状態となっている。

＜第１発光機能層１３＞
第１発光機能層１３は、有機材料を用いて構成された発光層を有する複数の発光機能層のうち透明電極１１側に設けられたものである。この第１発光機能層１３は、少なくとも有機材料で構成された発光層を含む積層体であって、全体的な積層構造が限定されることはなく、下記(i）〜（vi）に一例を示すような一般的な積層構造の何れかであってよく、さらに必要に応じた層を有していてもよい。

（ｉ）（陽極）／正孔注入輸送層／発光層／電子注入輸送層／（陰極）
（ii）（陽極）／正孔注入輸送層／発光層／正孔阻止層／電子注入輸送層／（陰極）
（iii）（陽極）／正孔注入輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子注入輸送層／（陰極）
（iv）（陽極）／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）
（v）（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／電子注入層／（陰極）
（vi）（陽極）／正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／（陰極）
尚、これらの各層の構成材料の詳細は、以降に詳細に説明する。

この第１発光機能層１３は、発光領域１３ａと非発光領域１３ｂとがパターン形成されているところが特徴的である。このような第１発光機能層１３における発光領域１３ａおよび非発光領域１３ｂは、第１発光機能層１３を構成する少なくとも何れかの１層が、特定波長の第１加工光Ｌ１の照射によって部分的に変質することによってパターニングされた領域である。

また第１発光機能層１３は、第２発光機能層１７とは異なる光学特性を有している。図３は、発光機能層の光透過スペクトルであり、波長［λ］に対する光透過率（Ｔ）のグラフである。図３に示すように、有機材料を用いて構成された第１発光機能層１３および第２発光機能層１７は、可視光および一般的な有機材料のパターン加工に用いられる光を含む波長領域において、長波が大きくなるほど透過率が上昇する。このような透過率スペクトルは、発光機能層を構成する複数層のうち、光透過率［Ｔ］が上限値に達する波長が最も長波長側に位置する層によって特徴づけられる。

そして特に本実施形態においては、第１発光機能層１３の光透過率［Ｔ］が上限値［Ｔmax］に達する波長を第１波長［λ１］とし、第２発光機能層１７の光透過率［Ｔ］が上限値［Ｔmax］に達する第２波長［λ２］とした場合、第１波長［λ１］＜第２波長［λ２］であるところが特徴的である。

尚、第１発光機能層１３および第２発光機能層１７の光透過スペクトルは、透明な基板上にそれぞれの層構造体を形成して、分光器（例えばＵ−３３１０：日立ハイテク社製、オーシャンオプティクス社製：HR2000+/4000）等で測定することができる。

この他にも、下記（Ａ）〜（Ｃ）の積層構造の透過率を測定し、（Ｂ）−（Ｃ）の値と（Ａ）の値とを比較することで、第１発光機能層１３と第２発光機能層１７の透過率大小が判断できる。

（Ａ）第２発光機能層１７／中間電極１５の透過率、
（Ｂ）第２発光機能層１７／中間電極１５／第１発光機能層１３／透明電極１１の透過率
（Ｃ）透明電極１１の透過率を測定し、

また第１発光機能層１３における第１波長［λ１］は、第１波長［λ１］よりも短波長側の領域内に、第１発光機能層１３のパターニングに適する第１加工光Ｌ１の波長λ（Ｌ１）を含む値であ。また第１波長［λ１］は、第１波長［λ１］以上の長波長側の域内に、第２発光機能層１７のパターニングに適する第２加工光Ｌ２の波長λ（Ｌ２）を含む値である。

これにより、第１発光機能層１３は、第１波長［λ１］以上の長波長側の光を、第２発光機能層１７のパターニングの際の第２加工光Ｌ２とした場合に、この第２加工光Ｌ２を吸収することなく透過するものとなっている。

また、第１発光機能層１３は、第１波長［λ１］以下の短波長側の第１加工光Ｌ１を良好に吸収して変質する少なくとも１層を有し、この層の変質によって非発光領域１３ｂがパターン形成されたものとなっている。

第１発光機能層１３において、このように変質した部分を有する層として、例えば正孔輸送層が適用され、この正孔輸送層が、第１発光機能層１３の光透過スペクトルを特徴づける層となっている。このような第１発光機能層１３は、第１波長［λ１］よりも長波長領域に吸収波長を有することの無い、すなわち、より短波長側の発光光を発生するものであり、例えば青〜緑色発光（発光ピーク５００ｎｍ以下）の発光層として構成されている。

＜中間電極１５＞
中間電極１５は、第１発光機能層１３に対する陽極または陰極として設けられるものであり、透明電極１１が陽極の場合には陰極として用いられ、透明電極１１が陰極の場合には陽極として用いられる。また中間電極１５は、第２発光機能層１７に対する陽極または陰極としても用いられるものであり、反射電極１９が陽極の場合には陰極として用いられ、反射電極１９が陰極の場合には陽極として用いられる。

さらに中間電極１５は、可視光のうち特に第２発光機能層１７で発生させた第２発光光ｈ２に対する光透過性を有すると共に、第２発光機能層１７の加工に用いる第２加工光Ｌ２に対する光透過性を有する。また以降において説明する反射電極１９での反射による光取り出し効率の向上を考慮した場合、この中間電極１５は、第１発光機能層１３で発生させた第１発光光ｈ１に対する光透過性を有する。

このような中間電極１５は、先に例示した透明電極１１に適する材料の中から、上述した光透過性に優れた導電性材料を用いて構成され、透明電極１１と同程度のシート抵抗および光透過率を備えていることが好ましい。また、中間電極１５が金属薄膜として構成されたものである場合、この中間電極１５を半反射層とし、反射電極１９との間で第１発光光ｈ１または第２発光光ｈ２に対する共振器構造を構成してもよい。

また中間電極１５は、電源２３を介して透明電極１１と電気的に接続され、かつ電源２７を介して反射電極１９と電気的に接続された状態となっている。

＜第２発光機能層１７＞
第２発光機能層１７は、有機材料を用いて構成された発光層を有する複数の発光機能層のうち第１発光機能層１３よりも反射電極１９側に積層されたものである。この第２発光機能層１７は、第１発光機能層１３と同様に少なくとも有機材料で構成された発光層を含む積層体であって、全体的な積層構造が限定されることはなく、上記(i）〜（vi）に一例を示すような一般的な積層構造の何れかであってよく、さらに必要に応じた層を有していてもよい。また第２発光機能層１７は、第１発光機能層１３とは異なる積層構造であってもよく、上記(i）〜（vi）の積層順が逆であってもよい。

このような第２発光機能層１７は、発光領域１７ａと非発光領域１７ｂとがパターン形成されているところが特徴的である。この発光領域１７ａのパターンは、第１発光機能層１３の発光領域１３ａとは異なる平面形状であってよく、重なって配置されていてもよい。

このような第２発光機能層１７における発光領域１７ａおよび非発光領域１７ｂは、第２発光機能層１７を構成する何れかの少なくとも１層が、特定波長の第２加工光Ｌ２の照射によって部分的に変質することによってパターニングされた領域である。

また先に説明したように、第２発光機能層１７は、第１発光機能層１３とは異なる光学特性を有しており、図３に示したように、第１波長［λ１］＜第２波長［λ２］である。この第２発光機能層１７における第２波長［λ２］は、第２波長［λ２］よりも短波長側の領域内に、第２発光機能層１７のパターニングに適する第２加工光Ｌ２の波長λ（Ｌ２）を含む値である。

また、第２発光機能層１７は、第２波長［λ2］以下の短波長側の第２加工光Ｌ２を良好に吸収して変質する少なくとも１層を有し、この層の変質によって非発光領域１７ｂがパターン形成されたものとなっている。

第２発光機能層１７において、このように変質した部分を有する層として、例えば発光層が適用され、この発光層が、第２発光機能層１７の光透過スペクトルを特徴づける層となっている。この場合、第２発光機能層１７の発光層は、第１波長［λ１］から第２波長［λ２］までの間に、吸収波長を有するものである。このため、第１発光機能層１３の発光層が青〜緑色発光の発光層である場合、第２発光機能層１７の発光層は、これよりも長波長の発光光が得られるものであり、例えば緑〜赤色発光（発光ピーク５４０ｎｍ〜６４０ｎｍ）の発光層として構成されている。

また以上のように第２波長［λ2］以下の波長を有する第２加工光Ｌ２の照射によって変質する発光層は、発光層と比較してドーパントの含有率が高いことがこのましく、例えば１５ｖｏｌ％以上の含有率でドーパントを含有していることとする。これにより、光照射によって変質し易い構成となっている。

＜反射電極１９＞
反射電極１９は、第２発光機能層１７に対する陽極または陰極として設けられるものであり、中間電極１５が陰極の場合には陽極として用いられ、中間電極１５が陽極の場合には陰極として用いられる。

また反射電極１９は、可視光のうち特に第１発光機能層１３で発生させた第１発光光ｈ１および第２発光機能層１７で発生させた第２発光光ｈ２に対して、良好は反射特性を有していることが好ましい。このような反射電極１９は、陰極またや陽極として適切な導電性材料のなかから、反射特性に優れた金属材料を用いて構成され、例えば金、白金、銀、銅、アルミニウム等によって構成される。

また反射電極１９は、電源２７を介して中間電極１５と電気的に接続された状態となっている。

＜電源２３および電源２７＞
電源２３，２７のうち、一方の電源２３は、透明電極１１と中間電極１５とに接続されている。この電源２３は、透明電極１１および中間電極１５のうち、第１発光機能層１３に対する陽極側にプラス極が接続され、陰極側にマイナス極を接続されている。また、他方の電源２７は、中間電極１５と反射電極１９とに接続されている。この電源２７は、中間電極１５および反射電極１９のうち、第２発光機能層１７に対する陽極側にプラス極が接続され、陰極側にマイナス極を接続されている。

図示した例においては、第１発光機能層１３に対して、透明電極１１を陽極として電源２３がプラス極が接続され、中間電極１５を陰極として電源２３のマイナス極が接続されている。また第２発光機能層１７に対して、中間電極１５を陽極として電源２７のプラス極が接続され、反射電極１９を陰極として電源２７のマイナス極が接続されている。尚、第１発光機能層１３の積層構造が逆の場合は、電源２３の接続状態を逆にすればよく、第２発光機能層１７の積層構造が逆の場合は、電源２７の接続状態を逆にすればよい。

またこれらの電源２３，２７は、ここでの図示を省略した制御部を備え、この制御部によって透明電極１１、中間電極１５、および反射電極１９に印加する電圧および電流が制御される構成となっている。

この制御部は、例えばコンピュータによって構成することができる。これにより、第１発光機能層１３と第２発光機能層１７の発光割合や発光量を制御することができ、調光性・調色性を高めることができる。また、第１発光機能層１３と第２発光機能層１７とを個別に発光制御することも可能である。

また制御部は、第１発光機能層１３および第２発光機能層１７に供給する電流の合計を一定にする制御を行ったり、あるいは視感度の大きい発光機能層の電流を一定にする制御を行ったりすることができる。それにより、効果的に調光・調色を行うことができる。

尚、この有機電界発光素子１は、少なくとも２つの電源２３，２７を有していればよいが、さらに多数の電源を有していてもよい。しかしながら、装置を複雑化させないため、電源は電極の数より少ないことが好ましい。

＜その他の構成要素＞
以上の他、有機電界発光素子１は、透明基板１０との間に、透明電極１１〜反射電極１９および封止材を挟んで保護部材を設けても良い。この保護部材は、有機電界発光素子１を機械的に保護するためのものであり、特に封止材が封止膜である場合には、有機電界発光素子１に対する機械的な保護が十分ではないため、このような保護部材を設けることが好ましい。

以上のような保護部材は、ガラス板、ポリマー板、これよりも薄型のポリマーフィルム、金属板、これよりも薄型の金属フィルム、またはポリマー材料膜や金属材料膜が適用される。このうち特に、軽量か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。

また有機電界発光素子１は、第１発光機能層１３および第２発光機能層１７において発生させた第１発光光ｈ１および第２発光光ｈ２を、効率良く取り出すための光取り出し層を、必要に応じて必要部分に設けたものであっても良い。

さらに有機電界発光素子１は、発光領域１３ａ，１７ａと重なることのない位置において、透明電極１１および中間電極１５に対して導電性の良好な補助電極を接続させても良い。このような補助電極を形成する材料は、金、白金、銀、銅、アルミニウム等の抵抗が低い金属が好ましい。

＜有機電界発光素子１の駆動＞
以上のように構成された有機電界発光素子１は、透明電極１１−中間電極１５間に所定状態で電圧を印加することにより、第１発光機能層１３の発光領域１３ａにおいて第１発光光ｈ１が発生する。この第１発光光ｈ１は、透明電極１１および透明基板１０を透過し、透明基板１０の光取り出し面１０ａにおいて、発光領域１３ａの形状の発光が観察される。また中間電極１５−反射電極１９間に所定状態で電圧を印加することにより、第２発光機能層１７の発光領域１７ａにおいて第２発光光ｈ２が発生する。この第２発光光ｈ２は、透明電極１１および透明基板１０を透過し、透明基板１０の光取り出し面１０ａにおいて、発光領域１７ａの形状の発光が観察される。

また、透明電極１１、中間電極１５、および反射電極１９に所定状態で電圧を印加した場合であれば、第１発光機能層１３の発光領域１３ａおよび第２発光機能層１７の発光領域１７ａを重ね合わせた形状の発光が観察される。

なお、有機電界発光素子１の駆動は、交流電圧の印加によってもよく、印加する交流の波形は任意で良い。

＜その他の変形構成＞
以上説明した有機電界発光素子１は、第１発光機能層１３および第２発光機能層１７の２つの発光機能層を積層した構成とした。しかしながら、本発明の有機電界発光素子は、さらに複数の発光機能層を積層した構成であってもよい。この場合であっても、透明電極１１側の発光機能層と、それよりも反射電極１９側の発光機能層との光学特性の関係が、上述した第１発光機能層１３と第２発光機能層１７との関係であればよい。

また以上説明した有機電界発光素子１は、第１発光機能層１３の光透過特性を特徴づける層であって、その一部を変質させる層として正孔輸送層を例示した。また第２発光機能層１７の光透過特性を特徴づける層であって、その一部を変質させる層として発光層を例示した。しかしながらこのような層は、正孔輸送層や発光層であることに限定されず、他の層であってもよく複数の層であってもよい。この場合、各発光機能層の発光領域から、同一の波長領域の発光光を得るような構成にもできる。

＜第１発光機能層１３および第２発光機能層１７を構成する各層の材料＞
第１発光機能層１３および第２発光機能層１７を構成する各層の構成材料の詳細は次のようである。ただし、第１発光機能層１３および第２発光機能層１７は、以下に示す材料の中から、有機電界発光素子１の構成に適する材料が選択して用いられていることとする。

［発光層］
本発明に用いられる発光層には、発光材料としてリン光発光化合物が含有されていることが好ましい。尚、発光材料として、蛍光材料が使用されても良いし、リン光発光化合物と蛍光材料とを併用しても良い。

発光層は、陰極側から注入された電子と、陽極側から注入された正孔と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する層との界面であっても良い。

このような発光層としては、含まれる発光材料が発光要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。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良い。この場合、各発光層間には、非発光性の中間層（図示略）を有していることが好ましい。

発光層の膜厚の総和は１〜１００ｎｍの範囲内にあることが好ましく、より低い駆動電圧を得ることができることから１〜４０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。

尚、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。但し、複数の発光層ユニットを、中間コネクター部を介し積層する、いわゆるタンデム型素子の場合には、ここでいう発光層とは各発光ユニット内の発光層部分を指す。

複数層を積層した構成の発光層の場合、個々の発光層の膜厚としては、１〜５０ｎｍの範囲内に調整することが好ましく、更に、１〜２０ｎｍの範囲内に調整することがより好ましい。積層された複数の発光層が、青、緑、赤のそれぞれの発光色に対応する場合、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。

以上のような発光層は、公知の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形成方法により成膜して形成することができる。

また、発光層は、複数の発光材料を混合しても良い。

発光層の構成として、ホスト化合物（発光ホスト等ともいう）、発光材料（発光ドーパントともいう）を含有し、発光材料より発光させることが好ましい。

本発明に適用可能な発光ドーパントとしては、例えば、国際公開第２００５／０７６３８０号、国際公開第２０１０／０３２６６３号、国際公開第第２００８／１４０１１５号、国際公開第２００７／０５２４３１号、国際公開第２０１１／１３４０１３号、国際公開第２０１１／１５７３３９号、国際公開第２０１０／０８６０８９号、国際公開第２００９／１１３６４６号、国際公開第２０１２／０２０３２７号、国際公開第２０１１／０５１４０４号、国際公開第２０１１／００４６３９号、国際公開第２０１１／０７３１４９号、特開２０１２−０６９７３７号公報、特開２００９−１１４０８６号公報、特開２００３−８１９８８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００２−３６３５５２号公報等に記載の化合物を挙げることができる。

また、ホスト化合物としては、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、米国特許公開第２００３／０１７５５５３号明細書、米国特許公開第２００６／０２８０９６５号明細書、米国特許公開第２００５／０１１２４０７号明細書、米国特許公開第２００９／００１７３３０号明細書、米国特許公開第２００９／００３０２０２号明細書、米国特許公開第２００５／２３８９１９号明細書、国際公開第２００１／０３９２３４号、国際公開第２００９／０２１１２６号、国際公開第２００８／０５６７４６号、国際公開第２００４／０９３２０７号、国際公開第２００５／０８９０２５号、国際公開第２００７／０６３７９６号、国際公開第２００７／０６３７５４号、国際公開第２００４／１０７８２２号、国際公開第２００５／０３０９００号、国際公開第２００６／１１４９６６号、国際公開第２００９／０８６０２８号、国際公開第２００９／００３８９８号、国際公開第２０１２／０２３９４７号、特開２００８−０７４９３９号公報、特開２００７−２５４２９７号公報、ＥＰ第２０３４５３８号明細書等に記載されている化合物を挙げることができる。

［正孔注入層／電子注入層］
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発光層の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、その詳細が記載されており、正孔注入層と電子注入層とがある。

注入層は、必要に応じて設けることができる構成層である。正孔注入層であれば、陽極と発光層または正孔輸送層の間、電子注入層であれば陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させても良い。

正孔注入層１５ｅ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層、酸化バナジウムに代表される酸化物層、アモルファスカーボン層、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層等が挙げられる。また、特表２００３−５１９４３２号公報に記載される材料を使用することも好ましい。

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層、フッ化カリウムに代表されるアルカリ金属ハライド層、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層、酸化モリブデンに代表される酸化物層等が挙げられる。本発明においては、電子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１ｎｍ〜１０μｍの範囲が好ましい。

［正孔輸送層］
正孔輸送層は、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。

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の特性を有するものであり、有機物、無機物のいずれであっても良い。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。

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、更に、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。

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、例えば、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（略称：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、さらには米国特許第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（略称：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（略称：ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。

さら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。

また、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ ｅｔ．ａｌ．，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，８０（２００２），ｐ．１３９に記載されているようないわゆる、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。

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良い。

また、正孔輸送層の材料に不純物をドープして輸送性を高くすることもできる。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。

［電子輸送層］
電子輸送層は、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（図示略）も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層構造または複数層の積層構造として設けることができる。

単層構造の電子輸送層、及び、積層構造の電子輸送層において、発光層に隣接する層部分を構成する電子輸送材料（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良い。このような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る。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、アントロン誘導体及びオキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに、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、電子輸送層の材料として用いることができる。さら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、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（略称：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（略称：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、電子輸送層の材料として用いることができる。

その他、メタルフリー若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、電子輸送層の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も例示されるジスチリルピラジン誘導体も電子輸送層の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層の材料として用いることができる。

電子輸送層は、上記材料を、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良い。

また、電子輸送層に不純物をドープし、輸送性を高くすることもできる。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。さらに電子輸送層には、カリウムやカリウム化合物などを含有させることが好ましい。カリウム化合物としては、例えば、フッ化カリウム等を用いることができる。このように電子輸送層のｎ性を高くすると、より低消費電力の素子を作製することができる。

また電子輸送層の材料（電子輸送性化合物）として、上述した下地層を構成する材料と同様のものを用いても良い。これは、電子注入層を兼ねた電子輸送層であっても同様であり、上述した下地層を構成する材料と同様のものを用いても良い。

［電子阻止層／正孔阻止層］
電子阻止層／正孔阻止層は、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。

正孔阻止層とは、広い意味では、電子輸送層の機能を有する。正孔阻止層は、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、前記電子輸送層の構成を必要に応じて、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。

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する。電子阻止層は、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、前記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。本発明において、正孔阻止層の膜厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲内であり、さらに好ましくは５〜３０ｎｍの範囲内である。

＜有機電界発光素子１の効果＞
以上のような構成の有機電界発光素子１は、それぞれ個別に発光領域１３ａ，１７ａがパターン形成された第１発光機能層１３と第２発光機能層１７とによって中間電極１５を共有した構成である。このため、２枚の電極によって発光機能層を挟持してなる複数の発光ユニットを積層する従来の構成と比較して、電極数を減らすことができる。この結果、同一領域から異なる形状の画像を表示することが可能な有機電界発光素子１の構造が単純化され、これにより有機電界発光素子１の薄型化および低コスト化を図ることが可能になる。

≪有機電界発光素子の製造方法≫
図４は、実施形態の有機電界発光素子の製造方法を示す断面工程図である。この図に示す製造方法は、図１〜図３を用いて説明した有機電界発光素子１の製造方法である。以下、図４に基づいて有機電界発光素子の製造方法を説明する。尚、図１〜図３を用いて説明した有機電界発光素子１の構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。

＜積層工程＞
先ず図４Ａに示すように、透明基板１０上に、透明電極１１、全領域が発光領域１３ａである第１発光機能層１３’、中間電極１５、全領域が発光領域１７ａである第２発光機能層１７’、および反射電極１９をこの順に成膜する。また、透明電極１１および中間電極１５の成膜の前には、必要に応じて下地層の成膜を行う。

これらの各部材の成膜に際しては、各部材に適する成膜方法をそれぞれ適用すればよい。成膜方法としては、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例示することができる。

各部材の成膜に際しては、必要に応じてマスクを用いた成膜を実施することにより、各部材を所定形状にパターニングされたものとすることができる。また各部材は、それぞれを成膜した後に、成膜された各層を所定形状にパターニングするようにしても良い。また透明電極１１および中間電極１５の成膜の前後には、必要に応じて補助電極のパターン形成を行っても良い。

また以上の積層工程は、１回の真空引きで一貫して透明電極１１〜反射電極１９までを成膜する手順で実施されることが好ましい。

＜封止工程＞
次に、ここでの図示は省略したが、反射電極１９側からの封止を行う。ここでは、透明電極１１、中間電極１５、および反射電極１９の端子部分を露出させた状態で、透明基板１０との間に透明電極１１〜反射電極１９の積層体を覆うように封止材を設け、また必要に応じて封止材を介した保護部材を貼り合わせる。

＜第１発光機能層１３のパターニング工程＞
その後、図４Ｂに示すように、透明基板１０側からの第１加工光Ｌ１の照射により、第１発光機能層１３’を構成する少なくとも１層を部分的に変質させ、この変質させた領域を非発光領域１３ｂとするパターニング工程を行う。

ここで用いる第１加工光Ｌ１は、図３に示したように、第１発光機能層１３’の光透過率［Ｔ］が上限値［Ｔmax］に達する第１波長［λ１］よりも短波長側の波長λ（Ｌ１）の光である。この第１加工光Ｌ１は、第１発光機能層１３’を構成する何れかの層において吸収されてこの層を変質させる。

このような第１加工光Ｌ１は、第１発光機能層１３’における発光層での吸収が効率的に行われるように、より低波長のものであることが好ましい。例えば、第１発光機能層１３’において、青〜緑色発光（発光ピーク５００ｎｍ以下）の発光層を変質させる場合、第１加工光Ｌ１として波長３００ｎｍ〜５００ｎｍ程度の紫外〜青色光の光が用いられる。また第１加工光Ｌ１は、さらに短波長側の光を含有していてもよい。

またここでは、第１発光機能層１３’に発光領域１３ａを設定し、この発光領域１３ａを反転させた領域に対して、選択的に第１加工光Ｌ１を照射する。この際、図示したように、発光領域１３ａを覆う遮光マスク３１を介して第１加工光Ｌ１を一括照射するか、または照射領域内を塗りつぶすようにスポット形状の第１加工光Ｌ１を描画照射する。

第１加工光Ｌ１の照射条件としては、発光層における第１加工光Ｌ１の照射部分が十分に変質して非発光領域１３ｂとなるのに十分な照射量で行われることとする。具体的な一例としては、非発光領域１３ｂの輝度と発光領域１３ａの輝度とが、少なくとも１：１０以上の差、好ましくは１：５０以上の差となるようる照射量で行われる。またこのような第１加工光Ｌ１の照射は、第１加工光Ｌ１の照射によって透明基板１０が変色しない範囲で行われる。

以上により、第１発光機能層１３’を構成する少なくとも１層を部分的に変質させた非発光領域１３ｂと、その他の発光領域１３ａとで構成された第１発光機能層１３を形成する。

＜第２発光機能層１７のパターニング工程＞
次いで、図４Ｃに示すように、透明基板１０側からの第２加工光Ｌ２の照射により、第２発光機能層１７’を構成する少なくとも１層を部分的に変質させ、この変質させた領域を非発光領域１７ｂとするパターニング工程を行う。

ここで用いる第２加工光Ｌ２は、図３に示したように、第１発光機能層１３の光透過率［Ｔ］が上限値［Ｔmax］に達する第１波長［λ１］以上で、第２発光機能層１７’の光透過率［Ｔ］が上限値［Ｔmax］に達する第２波長［λ２］よりも短波長側の波長λ（Ｌ２）の光である。この第２加工光Ｌ２は、第２発光機能層１７’を構成する何れかの層において吸収されてこの層を変質させる。

このような第２加工光Ｌ２は、第２発光機能層１７’における発光層での吸収が効率的に行われるように、より低波長のものであることが好ましい。例えば、第２発光機能層１７’において、緑〜赤色発光（発光ピーク５４０ｎｍ〜６４０ｎｍ）の発光層を変質させる場合、第２加工光Ｌ２として波長５００ｎｍ〜６５０ｎｍ程度の緑色光〜赤色光の光が用いられる。

またここでは、第２発光機能層１７’に発光領域１７ａを設定し、この発光領域１７ａを反転させた領域に対して、選択的に第２加工光Ｌ２を照射する。この際、図示したように、発光領域１７ａを覆う遮光マスク３５を介して第２加工光Ｌ２を一括照射するか、または照射領域内を塗りつぶすようにスポット形状の第２加工光Ｌ２を描画照射する。遮光マスク３５を用いた照射を行う場合、この遮光マスク３５は、第２加工光Ｌ２よりも短波長側の光をカットするためのバンドパスフィルタ３５ａと、これに積層された遮光パターン３５ｂとで構成されている。

第２加工光Ｌ２の照射条件は、第１発光機能層１３のパターニング工程と同様である。

以上により、第２発光機能層１７’を構成する少なくとも１層を部分的に変質させた非発光領域１７ｂと、その他の発光領域１７ａとで構成された第２発光機能層１７を形成する。

尚、第２発光機能層１７のパターニング工程は、第１発光機能層１３のパターニング工程の前に行ってもよい。

＜パターニング工程に用いられる光源＞
以上に説明したパターニング工程で用いられる第１加工光Ｌ１および第２加工光Ｌ２の光源としては、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、水素（重水素）ランプ、希ガス（キセノン、アルゴン、ヘリウム、ネオンなど）放電ランプ、アルゴンレーザー、窒素レーザー、エキシマレーザー（ＸｅＣｌ，ＸｅＦ，ＫｒＦ，ＫｒＣｌなど）、水素レーザー、ハロゲンレーザー、各種可視（ＬＤ）、赤外レーザーの高調波（ＹＡＧレーザーのＴＨＧ（Ｔｈｉｒｄ ＨａｒｍｏｎｉｃＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ）光など）等が挙げられる。

また、気体レーザ光源として、例えばＣＯ_２レーザ（10.6μm、9.4μm）、エキシマレーザ（XeCl308nm、KrF248nm、ArF193nm）が例示される。さらに固体レーザ光源として、YAGレーザ（1064nm、SHG532nm、THG355nm、FHG266nm）、YVO4レーザ（1064nm、SHG532nm、THG355nm、FHG266nm）、YLFレーザ（1064nm、SHG532nm、THG355nm、FHG266nm）、ファイバーレーザ（1070nm、SHG532nm）が例示される。

各パターニング工程においては、これらの光源の中から、第１加工光Ｌ１および第２加工光Ｌ２として適切な波長のレーザ光を発生する光源を選択して用いることとする。

＜有機電界発光素子の製造方法の効果＞
以上説明した製造方法は、光学特性の異なる第１発光機能層１３と第２発光機能層１７とを、光透過性を有する中間電極１５を介して所定順に積層することにより、その後、特定波長の第１加工光Ｌ１および第２加工光Ｌ２を一方向から照射することによって、第１発光機能層１３と第２発光機能層１７とを個別にパターニングして発光領域１３ａ，１７ａを形成することを可能とした手順である。

したがって、同一領域から異なる形状の画像を表示することを可能とした有機電界発光素子の製造において、連続した工程で透明基板１０上に、透明電極１１〜反射電極１９までの全ての層を成膜することができるため、製造工程を単純化することができる。また、第１加工光Ｌ１および第２加工光Ｌ２の照射は、透明基板１０側からのみであることからも、製造工程の単純化が図られている。これにより、製造コストの削減を図ることが可能になる。

≪照明装置≫
以上のようにして得られる実施形態の有機電界発光素子１は、面状の照明装置として利用することができる。

また照明装置は、複数の有機電界発光素子１を用いることにより、発光面を大面積化することもできる。この場合、複数の有機電界発光素子１を支持基板上に配列する（すなわち、タイリングする）ことによって発光面を大面積化する。支持基板は、封止材を兼ねるものであってもよく、この支持基板と有機電界発光素子１の透明基板１０との間に、透明電極１１〜反射電極１９の積層体を挟持する状態で、有機電界発光素子１をタイリングする。支持基板と透明基板１０との間には接着剤を充填し、これによって有機電界発光素子１の透明電極１１〜反射電極１９を封止してもよい。なお、支持基板の周囲には、透明電極１１、中間電極１５、および反射電極１９の端子を露出させておく。

このような構成の照明装置では、複数の有機電界発光素子１に形成した発光領域１３ａ，１７ａをつなぎ合わせた大面積の発光領域をパターン表示することができる。尚、このような構成においては、各有機電界発光素子１の繋ぎ目に非発光領域が発生する。このため、特に有機電界発光素子１間において発光領域１３ａ，１７ａの繋ぎ目となる部分に、非発光領域からの光取出し量を増加させるための光取出し部材を、光取出し面の非発光領域に設けてもよい。光取出し部材としては、集光シートや光拡散シートを用いることができる。

以下、図４を参照した実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量％」を表す。

≪有機電界発光素子の作製≫
以下のようにして、５ｃｍ×５ｃｍの素子面積を有する有機電界発光素子を作製した。

（１）透明電極１１の形成
先ず透明基板１０として、厚さ０．７ｍｍのガラス基板を準備した。この透明基板１０をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。そして、この透明基板１０上に、Ａｇ（銀）を２０ｎｍの厚さでマスク蒸着して、陽極となる透明電極１１を形成した。

（２）第１発光機能層１３’の形成
次に、透明電極１１を形成した透明基板１０を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。そして、第１発光機能層１３’を構成する各層の材料を、真空蒸着装置内の各蒸着用るつぼに素子作製に最適な量を充填した。各蒸着用るつぼとして、モリブデン製又はタングステン製の抵抗加熱用材料で作製された蒸着用るつぼを用いた。

（２．１）正孔注入層の形成
真空度１×１０−４Ｐａまで減圧した後、下記化合物（ＨＡＴ−ＣＮ: ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル）の入った蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒で透明電極上に蒸着し、層厚５ｎｍの正孔注入層を形成した。

（２．２）正孔輸送層の形成
次に、下記化合物１−Ａ（ガラス転移点（Ｔｇ）＝１４０℃）を層厚６５ｎｍになるように蒸着し、正孔輸送層を形成した。

（２．３）電子阻止層の形成
次に、下記化合物１−Ｂを、層厚２０ｎｍになるように蒸着し、電子阻止層を形成した。

化合物１−Ｂは、後述する発光層を構成する化合物２−Ａ及び化合物２−Ｂよりも、ＬＵＭＯ（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）が浅く、かつ、最低励起３重項エネルギー（Ｔ１）が高い材料である。つまり、ＬＵＭＯのエネルギー準位において、ＬＵＭＯ（１−Ｂ）＞ＬＵＭＯ（ホスト化合物）、及び、ＬＵＭＯ（１−Ｂ）＞ＬＵＭＯ（発光ドーパント）の関係となる。また、Ｔ１において、Ｔ１（１−Ｂ）＞Ｔ１（ホスト化合物）、及び、Ｔ１（１−Ｂ）＞Ｔ１（発光ドーパント）の関係となる。このような関係を満たす上記化合物１−Ｂを、発光層と接する層に用いることにより、正孔輸送層に電子及び３重項エネルギー阻止層が形成された構成とした。

（２．４）発光層の形成
次に、ホスト化合物として下記化合物２−Ａ（Ｔｇ＝１８９℃）が９８ｖｏｌ％、青色蛍光発光ドーパントとして下記化合物２−Ｂが２ｖｏｌ％となるように蒸着し、青色を呈する層厚１５ｎｍの蛍光発光層を形成した。

（２．５）電子輸送層の形成
次に、下記化合物３が８６ｖｏｌ％、ＬｉＦが１４ｖｏｌ％となるように発光層上に蒸着し、層厚２０ｎｍの層を形成した。さらに、化合物３が９８ｖｏｌ％、Ｌｉが２ｖｏｌ％となるように蒸着し、層厚１０ｎｍの層を形成した。これにより、化合物３及びＬｉＦと、化合物３及びＬｉとの２層からなる電子注入層を兼ねた電子輸送層を形成し、正孔注入層〜電子輸送層までの積層構造の第１発光機能層１３’を形成した。

（３）中間電極１５の形成
次に、第１発光機能層１３’上に、Ａｇを厚さ２ｎｍで成膜し、中間電極１５を形成した。

（４）第２発光機能層１７’の形成
発光層以外は、第１発光機能層１３’と同様の材料を用いた同様の手順で、膜厚をそれぞれに設定して第２発光機能層１７’を形成した。

（４．１）正孔注入層の形成
ＨＡＴ−ＣＮを層厚１０ｎｍになるように蒸着し、正孔注入層を形成した。

（４．２）正孔輸送層の形成
次に、化合物１−Ａを層厚８０ｎｍになるように蒸着し、正孔輸送層を形成した。

（４．３）電子阻止層の形成
次に、化合物１−Ｂを層厚１０ｎｍになるように蒸着し、電子阻止層を形成した。

（４．４）発光層の形成
次に、ホスト化合物として下記化合物４−Ａ（Ｔｇ＝１４３℃）が８５ｖｏｌ％、黄色リン光発光ドーパントとして下記化合物４−Ｂ（Ｉｒ（ｂｚｑ）３）が１５ｖｏｌ％となるように蒸着し、黄色を呈する層厚１０ｎｍのリン光発光層を形成した。

（４．５）電子輸送性層の形成
第１発光機能層と同様の電子輸送層を形成し、正孔注入層〜電子輸送層までの積層構造の第２発光機能層１７’を形成した。

（５）反射電極の形成
次に、アルミニウム１５０ｎｍを蒸着して、陰極となる反射電極１９を形成した。

（６）封止および電源の接続
次に、透明電極１１〜反射電極１９までの積層体を反射電極１９側からガラスケースで覆い、ガラスケースの周辺部にエポキシ系光硬化型接着剤（東亞合成社製ラクストラックＬＣ０６２９Ｂ）によるシール剤を設けた。このシール剤を介してガラスケースと透明基板１０とを密着させた。その後、ガラスケース側からＵＶ光を照射してシール剤を硬化させることで、透明電極１１〜反射電極１９までの積層体を封止した。ただし、透明電極１１、中間電極１５、および反射電極１９の端子は、ガラスケースから外側に引き出された状態とし、これらの電極に電源を接続させた。

尚、ガラスケースでの封止作業は、透明電極１１〜反射電極１９までの積層体を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った。

（７）パターニング−１
次に、赤色成分を分解したパターンを有するネガマスクを遮光マスク３１として、透明基板１０側に減圧密着させた。次いで、ＵＶテスター（岩崎電気株式会社製、ＳＵＶ−Ｗ１５１：１００ｍＷ／ｃｍ２）を用いて、波長３８５ｎｍの紫外線を第１加工光Ｌ１とし、遮光マスク３１側から３時間照射した。これにより、第１発光機能層１３’の発光層を変質させた非発光領域１３ｂをパターン形成し、発光領域１３ａと非発光領域１３ｂとを有する第１発光機能層１３を形成した。

（８）パターニング−２
次に、紫外線成分の吸収するバンドパスフィルタ３５ａと赤色成分を分解したパターンを有するネガマスクの遮光パターン３５ｂとからなる遮光マスク３５を、透明基板１０側に減圧密着させた。次いで、アルゴンイオンレーザー(昭和オプトロニクス株式会社：１００ｍＷ／ｃｍ２）を用いて、波長５１４．５ｎｍの光を第２加工光Ｌ２とし、遮光マスク３５側から５時間照射した。これにより、第２発光機能層１７’の発光層を変質させた非発光領域１７ｂをパターン形成し、発光領域１７ａと非発光領域１７ｂとを有する第２発光機能層１７を形成した。

以上により、有機電界発光素子を作製した。

≪評価≫
作製した有機電界発光素子について、室温（２５℃）において電流密度が５ｍＡ／ｃｍ２となる条件下で、第１発光機能層１３および第２発光機能層１７を別々に発光させた。それぞれ発光時においての発光領域１３ａ，１７ａの輝度と非発光領域１３ｂ，１７ｂの輝度を、分光放射輝度計ＣＳ−２０００（コニカミノルタセンシング社製）を用いて測定した。

測定の結果、第１発光機能層１３および第２発光機能層１７とも、発光領域１３ａ，１７ａの輝度に対する非発光領域１３ｂ、１７ｂの輝度が１：５０以上であり、発光領域１３ａ，１７ａのパターンを良好に確認することができた。

１…有機電界発光素子
１１…透明電極
１３、１３’…第１発光機能層
１３ａ…発光領域
１３ｂ…非発光領域
［λ１］…第１波長（光透過率が上限値に達する波長）
ｈ１…第１発光光
Ｌ１…第１加工光
１５…点中間電極
１７、１７’…第２発光機能層
１７ａ…発光領域
１７ｂ…非発光領域
［λ２］…第２波長（光透過率が上限値に達する波長）
ｈ２…第２発光光
Ｌ２…第２加工光
１９…反射電極

Claims (6)

1. 透明電極と、
   反射電極と、
   有機材料を用いて構成された発光層を有し、前記透明電極と前記反射電極との間に重ねて配置された複数の発光機能層と、
   前記発光機能層と発光機能層との間に挟持された光透過性を有する中間電極とを備え、
   前記複数の発光機能層のそれぞれは、パターニングされた発光領域と非発光領域とを有し、
   前記複数の発光機能層のうち、前記透明電極側に位置する第１発光機能層は、前記反射電極側に位置する第２発光機能層よりも、光透過率が上限値に達する波長が短波長側である
   有機電界発光素子。
2. 前記非発光領域は、前記各発光領域における前記発光層にパターン形成された
   請求項１記載の有機電界発光素子。
3. 前記第１発光機能層の発光波長は、前記第２発光機能層の発光波長よりも短い
   請求項２記載の有機電界発光素子。
4. 前記第１発光機能層の発光領域と、前記第２発光機能層の発光領域とは、異なる平面形状にパターニングされている
   請求項１〜３の何れかに記載の有機電界発光素子。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の有機電界発光素子を有する照明装置。
6. 透明基板上に、透明電極、第１発光機能層、光透過性を有する中間電極、前記第１発光機能層よりも光透過率が上限値に達する波長が長波長側である第２発光機能層、および反射電極をこの順に成膜する工程と、
   前記第１発光機能層の光透過率が上限値に達する波長よりも短波長側の第１加工光を、前記透明基板側から照射することにより、当該第１発光機能層を部分的に変質させた非発光領域を当該第１発光機能層にパターン形成する工程と、
   前記第１発光機能層の光透過率が上限値に達する波長以上で、かつ前記第２発光機能層の光透過率が上限値に達する波長よりも短波長側の第２加工光を、前記透明基板側から照射することにより、当該第２発光機能層を部分的に変質させた非発光領域を当該第２発光機能層にパターン形成する工程とを備えた
   有機電界発光素子の製造方法。

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