JP6213940B2 - 有機ｅｌ素子及び有機ｅｌ素子の製造方法 - Google Patents

有機ｅｌ素子及び有機ｅｌ素子の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子及び有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
有機ＥＬパネル等の有機ＥＬ素子は、高効率な面光源として各種装置への適用が検討されている。例えば、有機ＥＬ素子は、照明、ディスプレイ又は窓等への応用が期待されている。
この種の有機ＥＬ素子は、例えば、透光性基板と、透光性基板上に形成されたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等からなる透明電極と、透明電極上に形成された有機発光層と、有機発光層上に形成された反射電極とを備えている。
透明電極の材料として用いられるＩＴＯ等の透明導電性材料は一般的に抵抗率が高い。このため、上記有機ＥＬ素子では、外周部に設けられた電極端子部（引出し電極）から透明電極（ＩＴＯ）に給電を行うと、透明電極の電圧降下によって電極端子部から遠い発光面の中央領域において発光輝度が低下する。この結果、有機ＥＬ素子の発光面に輝度ムラが生じる。
そこで、透明電極の電圧降下による発光面の輝度ムラを抑制するために、透明電極上に、金属等の低抵抗材料からなる細線状の補助電極を格子状のパターンで形成する技術が知られている（例えば特許文献１）。
特許第４９８１３７１号公報
しかしながら、従来の補助電極のパターンでは、発光面の輝度ムラを十分に抑制することができない。
本発明は、発光面の輝度ムラを十分に抑制できる有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る有機ＥＬ素子の一態様は、基板と、前記基板の上に配置された第一電極と、発光層を有し、前記第一電極の上に配置された有機層と、前記有機層の上に配置された第二電極と、前記第一電極に積層された補助電極とを備え、前記補助電極は、直線状の直線部と曲線状の曲線部とを有し、前記曲線部の線幅は、前記直線部の線幅より広いことを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法の一態様は、基板上に第一電極を形成する工程と、前記第一電極に積層するように、直線状の直線部と曲線状の曲線部とを有する補助電極を形成する工程と、前記第一電極の上に、発光層を有する有機層を形成する工程と、前記有機層の上に第二電極を形成する工程とを含み、前記補助電極を形成する工程では、前記曲線部の線幅が前記直線部の線幅よりも広くなるように液状の導電性材料を塗布することによって前記補助電極を形成することを特徴とする。
発光面の輝度ムラを十分に抑制することができる。
図１Ａは、実施の形態に係る有機ＥＬパネルの平面図である。 図１Ｂは、実施の形態に係る有機ＥＬパネルの断面図である。 図２は、実施の形態に係る有機ＥＬパネルの補助電極の第１のパターンを示す図である。 図３は、図２における領域Ｘの拡大図である。 図４Ａは、実施の形態に係る有機ＥＬパネルの製造方法における第一電極形成工程を示す平面図である。 図４Ｂは、実施の形態に係る有機ＥＬパネルの製造方法における補助電極形成工程を示す平面図である。 図４Ｃは、実施の形態に係る有機ＥＬパネルの製造方法における有機層形成工程を示す平面図である。 図４Ｄは、実施の形態に係る有機ＥＬパネルの製造方法における第二電極形成工程を示す平面図である。 図５は、補助電極形成工程における導電性材料の塗布順序の一例を示す図である。 図６は、実施の形態に係る有機ＥＬパネルの補助電極の第２のパターンを示す図である。 図７は、実施の形態に係る有機ＥＬパネルの補助電極の第３のパターンを示す図である。 図８は、比較例の有機ＥＬパネルの補助電極のパターンを示す図である。 図９は、比較例の有機ＥＬパネルの補助電極の他のパターンを示す図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程（ステップ）、工程の順序等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
また、本明細書では、便宜的に各図面の上下方向を縦方向とし、左右方向を横方向として説明している。
（有機ＥＬパネル）
まず、実施の形態に係る有機ＥＬパネル１の構成について、図１Ａ及び図１Ｂを用いて説明する。図１Ａは、実施の形態に係る有機ＥＬパネルの平面図であり、図１Ｂは、同有機ＥＬパネルのＡ−Ａ’線における断面図である。
有機ＥＬパネル１は、有機ＥＬ素子の一例であって、所定の色の光を発する面発光型の発光デバイスである。有機ＥＬパネル１は、例えば白色光を発する。
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、有機ＥＬパネル１は、第一基板１１と、第一電極１２と、補助電極（補助配線）１３と、発光層を含む有機層１４と、第二電極１５と、第二基板１６と、シール樹脂１７とを備える。
本実施の形態では、第一基板１１及び第一電極１２が透光性を有し、第二電極１５が反射性を有している。つまり、図１Ｂに示すように、本実施の形態における有機ＥＬパネル１は、一方の面（第一基板１１側の面）のみが発光面であって、当該一方の面のみから光を発する片面発光型の有機ＥＬ素子である。
なお、第二電極１５及び第二基板１６も透光性を有するように構成することによって第一基板１１及び第二基板１６の両方の面から光を発する両面発光型の有機ＥＬ素子としてもよい。また、本明細書において、透光性（光透過性）とは、光を透過させる物質の性質であり、透明性を包含する概念である。
以下、本実施の形態における有機ＥＬパネル１の各構成部材について詳細に説明する。
第一基板１１は、透光性を有する透光性基板であり、例えば、ガラス材料からなるガラス基板、又は、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂、ポリエステル樹脂等の透光性樹脂材料からなる樹脂基板等である。
第一基板１１は、ベース基板であって光出射側に配置されるので、第一基板１１としては、ガラス製の透明ガラス基板、又は、ポリエステル樹脂等の耐透湿性に優れた透明樹脂基板等の透明基板を用いるとよい。
本実施の形態において、第一基板１１は、向こう側が透けて見える程度に透過率の高い透明基板であり、例えば、透明なガラス基板である。また、ガラスは水分の透過性が低いことから、第一基板１１としてガラス基板を用いることによって、有機ＥＬパネル１の内部に水分が進入することを抑制できる。
また、第一基板１１は、ガラスとガラス以外の材料との複合材で形成されていてもよい。例えば、第一基板１１は、ガラス板と光取出性の樹脂層（光取出層）との積層構造とすることができる。これにより、有機ＥＬパネル１の光取り出し効率を向上させることができる。この場合、樹脂層は、例えばガラス板における第一電極１２側の面上に設けられる。光取出性の樹脂層は、例えば光を散乱させる構造を有する層であり、ガラス板に貼り付けられる。樹脂層は、例えばプラスチック材を用いて形成される。プラスチック材としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）樹脂、アクリル系樹脂、又は、エポキシ系樹脂等が挙げられる。さらに、樹脂層は、高屈折率層とこの高屈折率層よりも低い屈折率を有する低屈折率層とからなる複層構造であってもよい。また、高屈折率層と低屈折率層との界面には、微細な凹凸構造が形成されていてもよい。
なお、第一基板１１は、リジッド基板に限るものではなく、フレキシブル樹脂基板やフレキシブルガラス基板等の可撓性を有するフレキシブル基板であってもよい。また、第一基板１１の形状は、例えば、正方形や長方形の矩形状であるが、これに限るものではなく、円形又は四角形以外の多角形であってもよい。また、第一基板１１は、無色透明としたが、多少着色されていてもよいし、半透明であってもよい。半透明の第一基板１１としては、すりガラス状の基板を用いることができる。
図１Ｂに示すように、第一電極１２は、第一基板１１上に配置される。例えば、第一電極１２は、第一基板１１の上面に所定形状で形成される。本実施の形態において、第一電極１２は、図１Ａに示すように、平面視において有機層１４に対応する主要部分が略矩形状となるように形成されており、さらに、矩形状の第一基板１１における上下の二辺の各々に向かって複数（図１Ａでは３つ）突出するように形成されている。
この第一電極１２の突出部分は、第一電極１２における第一電極端子部１２ａである。なお、第一基板１１には、第一電極１２と同じ材料を用いて矩形状の第二電極端子部１２ｂが形成されている。第一電極端子部１２ａは、第一電極１２に供給するための所定の電圧が印加される給電部であり、第二電極端子部１２ｂは、第二電極１５に供給するための所定の電圧が印加される給電部である。なお、第二電極端子部１２ｂは、第一電極１２と接続されておらず、第一電極端子部１２ａと分離して形成されている。
第一電極１２は、透光性を有する電極であり、導電性及び透光性を併せ持つ材料を用いて形成される。第一電極１２の材料としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、又は、ＡＺＯ（Ａｌ添加のＺｎＯ）等、導電性の透明金属酸化物が挙げられる。本実施の形態における第一電極１２は、ＩＴＯを用いた透明導電膜（ＩＴＯ膜）からなる透明電極であり、例えばスパッタ法で成膜される。
このように、第一電極１２は透光性を有するので、有機層１４の発光層で発生した光のうち第一基板１１側に向かう光は第一電極１２を透過する。本実施の形態において、第一電極１２は、陽極（アノード）である。
また、第一電極１２の厚みは、例えば１０ｎｍ〜１０００ｎｍである。第一電極１２の厚みが特に５０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であると、第一電極１２の良好な透光性と導電性とが確保される。光透過率の観点からは、第一電極１２の厚みは、３０ｎｍ〜３００ｎｍであると、さらによい。
補助電極１３は、第一電極１２に積層されている。図１Ｂに示すように、本実施の形態において、補助電極１３は、第一電極１２の上に形成されている。補助電極１３を第一電極１２に積層することによって、第一電極１２の電圧降下による発光面の輝度ムラを抑制することができる。つまり、第一電極１２に用いられるＩＴＯ等の透明導電性材料は一般的に抵抗率が高いので、第一基板１１の外周部に形成された第一電極端子部１２ａから第一電極１２に給電を行うと、第一電極１２の電圧降下によって発光面（有機層１４）の中央領域の輝度が低下する。そこで、補助電極１３を第一電極１２に積層している。これにより、第一電極１２の導電率を補完して第一電極１２の面内に均一に電流を分布させることができるので、発光面の中央領域の輝度低下を抑制することが可能となる。
補助電極１３は、第一電極１２よりも抵抗率が低い材料を用いて形成される。例えば、補助電極１３の材料は、金、銀、銅、アルミニウム、グラフェン又はカーボンナノチューブ等の導電性材料又はこれらの混合物である。
補助電極１３は、蒸着やスパッタ等の真空プロセス（ドライプロセス）、又は、インクジェットやスクリーン印刷等のウェットプロセスで形成することができる。本実施の形態では、ウェットプロセスによって補助電極１３を形成している。具体的には、補助電極１３は、液状の導電性材料を用いた液体吐出によって形成されており、例えば、銀や銅等の金属又はこれらの合金等の導電率が高くて液体吐出が可能な液状の導電性材料（導電性ペースト）を塗布することによって形成している。
また、図１Ａに示すように、補助電極１３は、所定のパターンで形成されている。具体的には、液状の導電性材料を所定のパターンで塗布している。補助電極１３のパターンの形状の詳細については後述する。
有機層１４は、図１Ｂに示すように、第一電極１２上に配置される。具体的には、有機層１４は、補助電極１３を覆うようにして第一電極１２上に配置される。また、有機層１４は、第一電極１２と第二電極１５との間に位置するように設けられる。
有機層１４は、発光物質である有機化合物を含有する発光層を少なくとも有する有機ＥＬ層（有機発光層）である。有機層１４は、発光層の他に、ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層及び中間層の中から選択される一つ以上の機能層を含んでいてもよい。例えば、本実施の形態のように、第一電極１２が陽極であり、第二電極１５が陰極である場合、有機層１４として、第一電極１２側から第二電極１５に向かって順に、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層を積層したものを用いることができる。
有機層１４は、例えば、所定の有機材料を用いて、蒸着法又は液状塗布法等によって第一電極１２上に形成される。有機層１４の厚みは、例えば６０ｎｍ〜３００ｎｍである。なお、有機層１４を構成する機能層は、主に有機材料を用いて形成されるが、一部の機能層は無機材料を用いて形成されていてもよい。また、有機層１４は、いわゆるマルチユニット構造であってもよい。
第二電極１５は、有機層１４上に配置される。例えば、第二電極１５は、有機層１４の表面に所定形状で形成される。本実施の形態において、第二電極１５は、第一基板１１の上下の二辺の各々に向かって複数箇所（図１Ａでは２箇所）突出するように形成されている。この第二電極１５の突出部分は、第一基板１１に形成された第二電極端子部１２ｂに接続されている。
第二電極１５は、反射性を有する電極であり、導電性及び反射性を併せ持つ材料を用いて形成される。つまり、本実施の形態において、第二電極１５は、反射性を有する反射電極である。このような第二電極１５の材料としては、例えば、銀、アルミニウム又は銅等の金属材料が挙げられる。第二電極１５は、例えば蒸着法又はスパッタ法等によって成膜される。第二電極１５の厚みは、例えば１０ｎｍ〜１０００ｎｍである。
このように、第二電極１５は反射性を有するので、有機層１４の発光層で発生した光のうち第二基板１６側に向かう光は、第二電極１５で反射して第一基板１１側に進行する。なお、上述のとおり、本実施の形態における第二電極１５は、陰極（カソード）である。
第二基板１６は、第一電極１２、有機層１４及び第二電極１５を覆うキャップ基板であり、透光性基板及び非透光性基板のいずれであってもよい。第二基板１６としては、第一基板１１と同じ材料及び同じ形状の基板を用いることができ、例えば、矩形状のガラス基板（キャップガラス）を用いることができる。
シール樹脂１７は、第一基板１１と第二基板１６とを封止する封止材であり、第一電極１２、有機層１４及び第二電極１５の積層体を囲むように、第一基板１１及び第二基板１６の外周端部に沿って額縁状に形成される。なお、第二電極１５と第二基板１６との間の空隙には固体乾燥剤が配置されていてもよいし、第二電極１５と第二基板１６との間の空隙を埋めるように充填剤が形成されていてもよい。
このように構成される有機ＥＬパネル１は、電源回路（不図示）と電気的に接続されて発光する。具体的には、第一電極端子部１２ａ及び第二電極端子部１２ｂと電源回路とが電気的に接続されて、電源回路から電力が供給されて第一電極１２と第二電極１５との間に所定の電圧が印加されると、有機層１４に電流が流れて発光層が発光する。
次に、図２及び図３を用いて補助電極１３の詳細な構成について説明する。図２は、実施の形態に係る有機ＥＬパネルにおける補助電極のパターンを示す平面図であり、図３は、図２の破線で囲まれる領域Ｘの拡大図である。
図２及び図３に示すように、補助電極１３は、平面視において、直線状の直線部１３ａと曲線状の曲線部１３ｂとを有するパターンで形成されている。具体的には、補助電極１３は、所定の矩形状領域内において所定のパターンで形成された線状の電極である。補助電極１３は、線幅が広くなりすぎると発光を阻害してしまうので、補助電極１３は、導電性と視認され難さとを両立させるために、線幅を１μｍ〜１００μｍ、厚み（高さ）を０．１μｍ〜１０μｍで形成するとよい。より好ましくは、補助電極１３の線幅は５μｍ〜５０μｍであり、補助電極１３の厚みは０．５μｍ〜２μｍである。
図２に示すように、本実施の形態における補助電極１３は、上記矩形状領域内において全体として略格子状のパターンで形成されており、上下方向（縦方向）及び左右方向（横方向）の各々において所定の間隔（配線ピッチ）で形成されている。なお、本実施の形態において、上下方向の間隔と左右方向の間隔とは同じである。
補助電極１３の直線部１３ａは、上記矩形状領域の主領域である内部領域（外周縁領域以外の領域）に形成されている。直線部１３ａは、上下方向及び左右方向に沿って複数本形成されている。直線部１３ａは、図１Ａに示すように、第一電極１２の外周縁を除く全体を覆うように形成される。また、本実施の形態において、直線部１３ａの線幅は一定である。
また、補助電極１３の曲線部１３ｂは、上記矩形状領域の外周縁領域に形成されている。曲線部１３ｂは、補助電極１３のうちの上下左右の最外周電極（枠状部分）とその最外周電極よりも一つ内側の電極との間の領域に形成されている。これにより、曲線部１３ｂは、図１Ａに示すように、第一電極１２の外周縁近傍に形成される。
曲線部１３ｂは、上下方向（又は左右方向）に沿って形成された１本の直線部１３ａの両端部の各々に形成されている。また、曲線部１３ｂは、隣り合う２本の直線部１３ａの端部同士を繋ぐように形成されている。
図３に示すように、各曲線部１３ｂは、湾曲状のパターンで形成される。具体的に、曲線部１３ｂのパターンは、略半円弧状、略半楕円弧状又は放物線状であるが、これに限るものではない。
そして、補助電極１３において、曲線部１３ｂの線幅は、直線部１３ａの線幅よりも広くなっている。具体的には、曲線部１３ｂの線幅は、隣り合う２本の直線部１３ａの一方の端部から当該曲線部１３ｂの中央部にかけては漸次広くなっており、かつ、当該曲線部１３ｂの中央部から隣り合う直線部１３ａの他方の端部にかけては漸次狭くなっている。つまり、本実施の形態では、曲線部１３ｂの線幅は、折れ曲がり領域である中央部（Ｕターン部）で最大幅となっている。
また、本実施の形態において、直線部１３ａから曲線部１３ｂにかけての補助電極１３の線幅は、連続的に広くなっている。つまり、補助電極１３は、直線部１３ａと曲線部１３ｂとが連続的に形成された連続線であり、直線部１３ａと曲線部１３ｂとの接続部分では、直線部１３ａの線幅と曲線部１３ｂとの線幅とが同じになっている。
なお、本実施の形態では、曲線部１３ｂの全ての部分において、曲線部１３ｂの線幅が直線部１３ａの線幅よりも広くなっているが、これに限るものではなく、曲線部１３ｂの一部に直線部１３ａよりも線幅が狭くなっている箇所が存在していても構わない。
また、補助電極１３の線幅が広くなりすぎると有機ＥＬパネル１の発光を阻害してしまうので、導電性と視認され難さとを両立するために、補助電極１３は、線幅が１μｍ〜１００μｍ、厚み（高さ）が０．１μｍ〜１０μｍであるとよい。より好ましくは、補助電極１３の線幅は５μｍ〜５０μｍであり、補助電極１３の厚みは０．５μｍ〜２μｍである。
（有機ＥＬパネルの製造方法）
次に、本実施の形態に係る有機ＥＬパネル１の製造方法について、図４Ａ〜図４Ｄを用いて説明する。図４Ａ〜図４Ｄは、実施の形態に係る有機ＥＬパネルの製造方法における各工程の平面図である。
まず、図４Ａに示すように、第一基板１１上に第一電極１２を形成する（第一電極形成工程）。例えば、第一基板１１としてガラス基板を準備し、ガラス基板の上に第一電極１２として所定形状のＩＴＯ膜を形成する。なお、この工程では、ＩＴＯ膜をパターニングする際に、第一電極１２と同時に、第一電極端子部１２ａ及び第二電極端子部１２ｂも同時に形成する。この場合、第一電極端子部１２ａは第一電極１２と一体形成され、また、第二電極端子部１２ｂは第一電極端子部１２ａ及び第一電極１２と分離形成される。
次に、第一電極１２に積層するように補助電極１３を形成する（補助電極形成工程）。本実施の形態では、図４Ｂに示すように、第一電極１２の上に所定のパターンで補助電極１３を形成する。
この補助電極形成工程では、例えば、インクジェット装置による液体吐出によって液状の導電性材料を第一電極１２上に所定のパターンで塗布する。具体的には、補助電極１３が直線状の直線部１３ａと曲線状の曲線部１３ｂとを有するように、かつ、曲線部１３ｂの線幅が直線部１３ａの線幅よりも広くなるように、液状の導電性材料を塗布している。
液状の導電性材料としては、銀や銅の金属粒子を溶剤及びバインダーに分散させることで作られた金属ペーストが用いられる。特に、ナノ銀ペーストを用いた場合は、比抵抗の小さな極めて導電性能の良好な補助電極１３を得ることができる。また、液状の導電性材料の液体吐出としては、例えばインクジェット装置を用いることができる。液状の導電性材料は、インクジェット装置のディスペンサーノズルから吐出される。
液状の導電性材料を塗布する工程では、ディスペンサーノズル又は第一基板１１を所定の方向に相対的に移動させることによって、液状の導電性材料を線状の所定のパターンで第一電極１２上に直描している。例えば、図４Ｂに示される補助電極１３のパターンは、液状の導電性材料１３０を図５に示すように塗布することによって得られる。図５は、液状の導電性材料の塗布順序の一例を示す図である。
まず、図５（ａ）に示すように、第一基板１１又はディスペンサーノズルを移動させることによって、液状の導電性材料１３０を、矩形状の発光面（有機層１４）となる領域内において矩形枠状に塗布する。
次に、図５（ｂ）に示すように、第一基板１１又はディスペンサーノズルを左右方向に複数回往復させながら上端から下端（又は下端から上端）に向かう方向に移動させることによって、液状の導電性材料１３０を一筆書きで塗布する。これにより、左右方向に延設された直線部１３０ａ（直線部１３ａに対応する部分）と左右両端部に形成された曲線部１３０ｂ（曲線部１３ｂに対応する部分）とが繰り返すように、液状の導電性材料１３０が塗布される。この場合、直線部１３０ａは、ディスペンサーノズルを左右方向に直線状に移動させることによって描画することができる。また、曲線部１３０ｂは、ディスペンサーノズルを湾曲状に移動させることによって描画することができる。
次に、図５（ｃ）に示すように、第一基板１１又はディスペンサーノズルを上下方向に複数回往復させながら左端から右端（又は右端から左端）に向かう方向に移動させることによって、液状の導電性材料１３０を一筆書きで塗布する。これにより、上下方向に延設された直線部１３０ａ（直線部１３ａに対応する部分）と上下両端部に形成された曲線部１３０ｂ（曲線部１３ｂに対応する部分）とが繰り返すように、液状の導電性材料１３０が塗布される。この場合、直線部１３０ａは、ディスペンサーノズルを上下方向に直線状に移動させることによって描画することができる。また、曲線部１３０ｂは、ディスペンサーノズルを湾曲状に移動させることによって描画することができる。
このような順序で導電性材料１３０を塗布することによって、左右方向に延設された直線部１３０ａと上下方向に延設された直線部１３０ａとが直交し、かつ、左右方向に延設された直線部１３０ａの上に上下方向に延設された直線部１３０ａが重なる。なお、上下方向と左右方向との塗布順序を逆にして、上下方向に延設された直線部１３０ａの上に左右方向に延設された直線部１３０ａが重なるように導電性材料１３０を塗布してもよい。
そして、本実施の形態では、曲線部１３０ｂの線幅が直線部１３０ａの線幅よりも広くなるように導電性材料１３０を塗布している。
この場合、例えば、曲線部１３０ｂを描画するときの液状の導電性材料１３０の描画速度（移動速度）を、直線部１３０ａを描画するときの液状の導電性材料１３０の描画速度（移動速度）よりも遅くすることによって、曲線部１３０ｂの線幅を直線部１３０ａの線幅よりも広くすることができる。なお、このときの導電性材料１３０の単位時間当たりの吐出量は、直線部１３０ａを描画するときと曲線部１３０ｂを描画するときとで同じであってもよいし異なっていてもよい。
さらに、曲線部１３０ｂを描画する際に、液状の導電性材料１３０の描画速度を漸次変化させることによって、曲線部１３０ｂにおける線幅を漸次変えることもできる。これにより、例えば、図３に示すように、線幅が漸次変化する曲線部１３ｂを形成することができる。
あるいは、曲線部１３０ｂを描画するときの導電性材料１３０の吐出量を、直線部１３０ａを描画するときの導電性材料１３０の吐出量よりも多くすることによっても、曲線部１３０ｂの線幅を直線部１３０ａの線幅よりも広くすることができる。なお、このときの液状の導電性材料１３０の描画速度は、直線部１３０ａを描画するときと曲線部１３０ｂを描画するときとで同じであってもよい。
さらに、曲線部１３０ｂを描画する際に、液状の導電性材料１３０の吐出量を漸次変化させることによって、曲線部１３０ｂにおける線幅を漸次変えることもできる。このような方法でも、線幅が漸次変化する曲線部１３ｂを形成することができる。
導電性材料１３０を所定のパターンで塗布した後は、導電性材料１３０を加熱する（加熱工程）。例えば、所定のパターンで塗布した金属ペーストである導電性材料１３０を所定の温度で焼成することで金属ペーストに含まれる溶媒やバインダー成分等を揮発させることができる。これにより、液状の導電性材料１３０が固化して、図４Ｂに示すように、所定のパターンの補助電極１３が形成される。
次に、図４Ｃに示すように、補助電極１３を覆うように、第一電極１２上に矩形状の有機層１４を形成する。具体的には、複数の機能層及び発光層を塗布法又は蒸着法等によって順次形成する。
次に、図４Ｄに示すように、有機層１４上に第二電極１５を形成する。本実施の形態では、第二電極１５の一部が第二電極端子部１２ｂに接続するように、一部が突出するように第二電極１５を形成する。
その後、図示しないが、第一電極１２、有機層１４及び第二電極１５の積層体を囲むように第一基板１１の外周端部に沿って額縁状にシール樹脂１７を塗布し、シール樹脂１７を介して第二基板１６を第一基板１１に貼り合わせる。その後、シール樹脂１７を硬化させる。これにより、有機ＥＬパネル１が完成する。
（効果）
次に、本実施の形態における有機ＥＬパネル１の効果について、本発明に至った経緯も含めて説明する。
上述のように、有機ＥＬパネルでは、発光面の輝度ムラを抑制するために、透明電極上に補助電極を形成する技術が知られている。例えば、上述の特許文献１には、透明電極上に幅５０μｍ以下の補助電極を格子状に交差するパターンで形成することが記載されている。
しかしながら、このようなパターンの補助電極では、発光面の輝度ムラを十分に抑制することができない場合がある。
また、特許文献１には、補助電極の配線ピッチに粗密を設けることにより、より発光面の輝度ムラを低減できることも記載されている。つまり、配線ピッチが大きい領域（粗い領域）と配線ピッチが小さい領域（密な領域）とを有するように補助電極を形成することで、より輝度ムラを低減できることが記載されている。
しかしながら、補助電極の配線ピッチに粗密を設けると、発光面に補助配線の粗密が視認されてしまう。このため、発光を阻害したり、外観上好ましくなかったりといった課題がある。また、液状の導電性材料を塗布（描画）することによって補助電極を形成する場合、補助電極の配線ピッチを密にすると、タクトが増大するという課題もある。
本発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、本願発明者らは、有機ＥＬパネルにおける補助電極のパターンを改良することによって、補助電極の配線ピッチに粗密を設けなくても、有機ＥＬパネルの発光面の輝度ムラを低減できることを見出した。
具体的には、本実施の形態における有機ＥＬパネル１では、まず、補助電極１３が、直線状の直線部１３ａだけではなく、曲線状の曲線部１３ｂを有するように形成されている。これにより、曲線部１３ｂが直線状である場合（直線部のみの場合）と比べて、補助電極１３の面積を大きくすることができるので、補助電極１３と第一電極１２との接触面積を大きくすることができる。
さらに、本実施の形態における有機ＥＬパネル１では、曲線部１３ｂの線幅が直線部１３ａの線幅より広くなるように補助電極１３が形成されている。これにより、曲線部１３ｂの線幅が直線部１３ａの線幅と同じである場合と比べて、補助電極１３の面積をさらに大きくすることができるので、補助電極１３と第一電極１２との接触面積を一層大きくすることができる。
このように、本実施の形態における有機ＥＬパネル１では、補助電極１３が直線部１３ａと曲線部１３ｂとを有しており、かつ、曲線部１３ｂの線幅が直線部１３ａの線幅より広くなっている。これにより、曲線部１３ｂが直線状である場合と比べて、補助電極１３と第一電極１２との接触面積を飛躍的に大きくすることができる。したがって、補助電極１３の配線ピッチに粗密を設けなくても、有機ＥＬパネル１の発光面全体の輝度ムラを効果的に低減することができ、発光面の輝度を均一化することができる。
なお、本実施の形態では、直線部１３ａから曲線部１３ｂにかけての補助電極１３の線幅が連続的に広くなっている。これにより、補助電極１３の線幅が連続的に変化するので、外観が不自然になることを抑制できる。
また、有機ＥＬパネル１の発光面の輝度ムラが発生する場合として、発光面の外周部分が中央部分と比べて輝度が低下する場合がある。これは、次の理由による。有機ＥＬパネルの発光後（点灯後）は、有機ＥＬパネルの発光面における外周部分と中央部分とでは温度差が発生する。具体的には、有機ＥＬパネルの外周部分は中央部分に比べて放熱されやすいことから、発光面では外周部分の温度が中央部分の温度よりも低くなる。ここで、有機層は、有機ＥＬパネルが通常用いられる温度範囲、すなわち、材料が固体状態で存在する温度範囲においては、温度が低いほど電荷輸送特性が低下して輝度が低下する。この結果、発光面の外周部分が発光面の中央部分と比べて輝度が低下する場合がある。この現象は、補助電極１３等によって第一電極１２の電圧降下が低減された場合に発生しやすく、有機ＥＬパネルの発光面積が増大するほど顕著に現われるため、有機ＥＬパネルを大型化する場合に特に問題となる。
そこで、本実施の形態においては、補助電極１３の曲線部１３ｂを、第一電極１２の外周縁近傍に形成している。これにより、発光面の外周部分の輝度が発光面の中央部分の輝度よりも低い場合に、発光面の外周部分において補助電極１３と第一電極１２との接触面積を飛躍的に大きくすることができるので、発光面の外周部分における輝度の低下を抑制することができる。したがって、発光面全体の輝度ムラを低減して発光面の輝度均一化を図ることができる。
なお、補助電極１３のパターンは、図２に示すパターンに限るものではなく、例えば、図６に示されるパターンの補助電極１３Ａであってもよい。図６に示される補助電極１３Ａでも、図２に示される補助電極１３と同様に、曲線部１３ｂが第一電極１２の外周縁近傍に形成されているが、図６に示される補助電極１３Ａでは、曲線部１３ｂが左右両端部のみに形成されており、上下両端部には曲線部１３ｂが形成されていない。さらに、図６に示される補助電極１３Ａは、図２に示される補助電極１３と比べて、隣り合う補助電極１３（直線部１３ａ）の間隔（配線ピッチ）が大きくなっている。なお、図６に示される補助電極１３Ａのパターンには、矩形枠状に形成された矩形部分と上下方向に１本延設された直線部分とが含まれている。
また、有機ＥＬパネル１の発光面の輝度ムラが発生する他の場合として、発光面の中央部分が外周縁部分と比べて輝度が低下する場合もある。これは、第一電極１２（透明電極）の電圧降下による影響が大きく、第一電極端子部１２ａから遠い発光面の中央領域において発光輝度が低下する場合である。この現象も、有機ＥＬパネルの発光面積が増大するほど顕著に現われるため、有機ＥＬパネルを大型化する場合に特に問題となる。
この場合、例えば、図７に示すようなパターンで補助電極１３Ｂを形成すればよい。つまり、曲線部１３ｂを第一電極１２の中央部に形成すればよい。これにより、発光面の中央部分の輝度が発光面の外周縁部分の輝度よりも低い場合に、発光面の中央部分において補助電極１３Ｂと第一電極１２との接触面積を飛躍的に大きくすることができるので、発光面の中央部分における輝度の低下を抑制することができる。したがって、発光面全体の輝度ムラを低減して発光面の輝度均一化を図ることができる。
また、本実施の形態における補助電極１３、１３Ａ及び１３Ｂは、直線状の直線部１３ａと曲線状の曲線部１３ｂとを有するように、かつ、曲線部１３ｂの線幅が直線部１３ａの線幅よりも広くなるように、液状の導電性材料１３０を塗布することによって形成されている。
このように液状の導電性材料１３０を塗布して補助電極１３、１３Ａ及び１３Ｂを形成することによって、直線部１３ａのみで補助電極１３を形成する場合と比較して、タクトの増大を抑制することができる。
また、液状の導電性材料１３０を用いることによって、曲線部１３０ｂの線幅が直線部１３０ａの線幅よりも広くなるように容易に導電性材料１３０のパターンを描画することができる。例えば、曲線部１３０ｂを描画するときのディスペンサーノズルの描画速度を直線部１３０ａを描画するときのディスペンサーノズルの描画速度よりも遅くしたり、曲線部１３０ｂを描画するときの導電性材料１３０の吐出量を直線部１３０ａを描画するときの導電性材料１３０の吐出量よりも多くしたりすることによって、曲線部１３０ｂの線幅を直線部１３０ａの線幅よりも容易に広くすることができる。
（実施例）
次に、上記有機ＥＬパネル１を実際に作製した実施例１〜３における有機ＥＬパネルの輝度ムラ抑制効果及びタクト低減効果と、比較例１、２における有機ＥＬパネルの輝度ムラ抑制効果及びタクト低減効果とについて説明する。
実施例１の有機ＥＬパネルは、以下のように作製した。
まず、板厚が０．７ｍｍのガラス基板からなる第一基板１１に、厚みが１５０ｎｍでシート抵抗が約１０Ω／ｓｑ．のＩＴＯ膜からなる第一電極１２をマグネトロンスパッタによって形成した。その後、第一電極１２をイソプロピルアルコール及び純水で洗浄した。
次に、第一基板１１を平均１００ｍｍ／ｓの速度で動かしながら、インクジェット装置によって液状の導電性材料１３０（例えばハリマ化成グループ株式会社製のナノ銀ペースト（ＮＰＳ−Ｊ））を第一電極１２（ＩＴＯ膜）上に吐出し、図５（ｃ）に示されるパターンを形成した。なお、液状の導電性材料１３０は、配線ピッチが２ｍｍとなるように、また、直線部１３０ａでの線幅が２０μｍで曲線部１３０ｂでの最大線幅が７０μｍとなるように塗布した。その後、３００℃で６０分間焼成した。このような方法で、図２に示されるパターンの補助電極１３を形成した。
次に、第一電極１２及び補助電極１３の上に有機層１４を形成した。具体的には、まず、補助電極１３を覆うように、第一電極１２上に４、４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）からなる正孔輸送層を厚み５０ｎｍで形成する。続いて、この正孔輸送層の上に、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）からなる発光層を厚み３０ｎｍで形成した。続いて、この発光層の上に、ＢＣＰからなる電子輸送層を厚み６０ｎｍで形成した。
次に、有機層１４の上に第二電極１５を形成した。具体的には、電子輸送層の上に、アルミニウム蒸着膜からなる第二電極１５を厚み１００ｎｍで形成した。
なお、実施例１における有機ＥＬパネルの発光領域（発光面）は、８０ｍｍ×８０ｍｍの正方形である。
実施例２の有機ＥＬパネルは、実施例１の有機ＥＬパネルに対して、補助電極のパターンのみが異なる。具体的には、実施例２の有機ＥＬパネルでは、図６に示されるパターンの補助電極１３Ａが形成されている。また、実施例２における補助電極１３Ａ（導電性材料１３０）の配線ピッチは８ｍｍである。なお、補助電極のパターン以外は、実施例１の有機ＥＬパネルと同じである。
実施例３の有機ＥＬパネルも、実施例１の有機ＥＬパネルに対して、補助電極のパターンのみが異なる。具体的には、実施例３の有機ＥＬパネルでは、図７に示されるパターンの補助電極１３Ｂが形成されている。また、実施例３における補助電極１３Ｂ（導電性材料１３０）の配線ピッチは８ｍｍである。なお、補助電極のパターン以外は、実施例１の有機ＥＬパネルと同じである。
比較例１の有機ＥＬパネルも、実施例１の有機ＥＬパネルに対して、補助電極のパターンのみが異なる。具体的には、比較例１の有機ＥＬパネルでは、図８に示されるパターンの補助電極１３Ｘが形成されている。具体的には、補助電極１３Ｘのパターンは、図２に示される補助電極１３のパターンのうちの矩形枠状部分のみを形成した形状である。なお、補助電極のパターン以外は、実施例１の有機ＥＬパネルと同じである。
比較例２の有機ＥＬパネルも、実施例１の有機ＥＬパネルに対して、補助電極のパターンのみが異なる。具体的には、比較例２の有機ＥＬパネルでは、図９に示されるパターンの補助電極１３Ｙが形成されている。具体的には、補助電極１３Ｙのパターンは、格子状に交差する複数本の直線状の直線部のみで形成された形状である。また、比較例２における補助電極１３Ｙの配線ピッチは、実施例１と同様に２ｍｍである。なお、補助電極のパターン以外は、実施例１の有機ＥＬパネルと同じである。
このように作製した各有機ＥＬパネルの発光面の輝度ムラの評価結果を表１に示す。なお、各有機ＥＬパネルの輝度は、二次元輝度計を用いて測定した。また、輝度ムラのレベルの数値は、相対的なものであり、最も輝度ムラが大きい場合を「５」とし、最も輝度ムラが小さい場合を「１」としている。また、「低輝度部位」とは、発光面において相対的に輝度が低い部分のことである。
Figure 0006213940
表１に示すように、比較例１の有機ＥＬパネルでは、輝度ムラが最も大きくなっていることが分かる。したがって、実施例１〜３の有機ＥＬパネルは、比較例１の有機ＥＬパネルよりも輝度ムラが抑制できていることが分かる。特に、実施例１の有機ＥＬパネルは、他のどの有機ＥＬパネルよりも輝度ムラを抑制できていることが分かる。
また、比較例１、実施例２及び実施例３の有機ＥＬパネルでは、いずれも発光面の中央部分の輝度が低くなった。これは、比較例１の有機ＥＬパネルでは補助電極が発光面の外周縁近傍にしか形成されておらず、電極端子部からの距離が遠い発光面の中央部分での電流密度が低くいからである。また、実施例２、３の有機ＥＬパネルでは、補助電極の配線ピッチが８ｍｍで疎であったために、電極端子部からの距離が遠い発光面の中央部分での電流密度を十分に大きくすることができなかったからであると考えられる。
発光面の中央部分の輝度が低下する有機ＥＬパネル（比較例１、実施例２及び実施例３の有機ＥＬパネル）を比べると、実施例２、３の有機ＥＬパネルは、比較例１の有機ＥＬパネルよりも輝度ムラが抑制できていることが分かる。
さらに、実施例３の有機ＥＬパネルは、実施例２の有機ＥＬパネルよりも輝度ムラが抑制できていることが分かる。つまり、発光面の中央部分の輝度が低下する場合には、曲線部１３ｂが第一電極１２の中央部に位置するように補助電極１３を形成すればよいことが分かる。
また、比較例２及び実施例１の有機ＥＬパネルでは、いずれも発光面の外周縁部分の輝度が低くなった。これは、以下の理由によると考えられる。比較例２及び実施例１の有機ＥＬパネルでは、補助電極の配線ピッチが２ｍｍで密であったために、発光面の中央部分の電流密度を大きくすることができ、発光面の中央部分が比較的高輝度に発光したと考えられる。しかし、発光面の外周縁部分は外気と近いために温度が低下しやすいが、発光面の中央部分は温度が低下しにくい。また、上述のように、有機層は温度が低いほど電荷輸送特性が低下して輝度が低下する。このことから、発光面の外周縁部分の輝度が低くなったと考えられる。
このように、発光面の外周縁部分の輝度が低下する有機ＥＬパネル（比較例２、実施例１の有機ＥＬパネル）を比べると、実施例１の有機ＥＬパネルは、比較例２の有機ＥＬパネルよりも輝度ムラが抑制できていることが分かる。つまり、発光面の外周縁部分の輝度が低下する場合には、曲線部１３ｂが第一電極１２の外周縁近傍に位置するように補助電極１３を形成すればよいことが分かる。
次に、実施例１〜３の有機ＥＬパネルと比較例１、２の有機ＥＬパネルとにおける補助電極を作製するときに要したタクトを表２に示す。
Figure 0006213940
表２に示すように、比較例２の有機ＥＬパネルと比較して、実施例１〜３の有機ＥＬパネルのタクトが短縮できていることが分かる。これは、補助電極を形成する際に、液状の導電性材料を曲線状に折り返して直描することによって、直角に折り返して直描する場合と比べて、描画速度の低下を抑制できたからであると考えられる。このように、実施例１〜３の有機ＥＬパネルによれば、タクトを低減できるという効果も得られる。
（その他変形例等）
以上、本発明に係る有機ＥＬ素子及びその製造方法について、有機ＥＬパネルを例にとって説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態において、補助電極１３を第一電極１２の上に形成することによって第一電極１２に補助電極１３を積層したが、これに限らない。具体的には、補助電極１３を第一基板１１の上に形成してその上に第一電極１２を形成することによって第一電極１２に補助電極１３を積層してもよい。
また、上記実施の形態に係る有機ＥＬパネルは、照明装置として実現することができる。例えば、照明装置は、上記実施の形態における有機ＥＬパネルと、有機ＥＬパネルに電流を供給する電源回路とを備える。この場合、有機ＥＬパネルは、複数枚並べてもよい。
また、上記実施の形態に係る有機ＥＬパネルは、照明装置以外に、表示装置等の他の装置に適用してもよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
１ 有機ＥＬパネル
１１ 第一基板（基板）
１２ 第一電極
１２ａ 第一電極端子部
１２ｂ 第二電極端子部
１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｘ、１３Ｙ 補助電極
１３ａ、１３０ａ 直線部
１３ｂ、１３０ｂ 曲線部
１４ 有機層
１５ 第二電極
１６ 第二基板
１７ シール樹脂
１３０ 導電性材料

Claims (7)

  1. 基板と、
    前記基板の上に配置された第一電極と、
    発光層を有し、前記第一電極の上に配置された有機層と、
    前記有機層の上に配置された第二電極と、
    前記第一電極に積層された補助電極とを備え、
    前記補助電極は、直線状の直線部と曲線状の曲線部とを有し、
    前記曲線部の線幅は、前記直線部の線幅より広い
    有機ＥＬ素子。
  2. 前記曲線部は、前記第一電極の外周縁近傍に形成されている
    請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
  3. 前記曲線部は、前記第一電極の中央部に形成されている
    請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
  4. 前記直線部から前記曲線部にかけての前記補助電極の線幅は、連続的に広くなっている
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
  5. 基板上に第一電極を形成する工程と、
    前記第一電極に積層するように、直線状の直線部と曲線状の曲線部とを有する補助電極を形成する工程と、
    前記第一電極の上に、発光層を有する有機層を形成する工程と、
    前記有機層の上に第二電極を形成する工程とを含み、
    前記補助電極を形成する工程では、前記曲線部の線幅が前記直線部の線幅よりも広くなるように液状の導電性材料を塗布することによって前記補助電極を形成する
    有機ＥＬ素子の製造方法。
  6. 前記曲線部及び前記直線部は、前記液状の導電性材料をノズルから吐出することによって描画され、
    前記曲線部を描画するときの前記液状の導電性材料の描画速度は、前記直線部を描画するときの前記液状の導電性材料の描画速度よりも遅い
    請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
  7. 前記曲線部及び前記直線部は、前記液状の導電性材料をノズルから吐出することによって描画され、
    前記曲線部を描画するときの前記液状の導電性材料の吐出量は、前記直線部を描画するときの前記導電性材料の吐出量よりも多い
    請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
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