JP2014154566A - 有機電界発光素子、照明装置及び照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】有機発光層に対する水分などの侵入を抑制できる有機電界発光素子、照明装置及び照明システムを提供する。
【解決手段】実施形態によれば、第１電極と、絶縁層と、第２電極と、有機発光層と、を備えた有機電界発光素子が提供される。第１電極は、光透過性である。絶縁層は、第１電極の上に設けられ、第１電極の一部を露呈させる第１開口部と、第１電極の別の一部を露呈させる第２開口部と、を有し、光透過性である。第２電極は、第１開口部を覆う第１導電部と、第１導電部と離間して第２開口部を覆う第２導電部と、を含む。有機発光層は、第１電極の一部と第１導電部との間に設けられ第１電極と絶縁層と第１導電部とに囲まれた第１発光部と、第１発光部と離間して第１電極の別の一部と第２導電部との間に設けられ第１電極と絶縁層と第２導電部とに囲まれた第２発光部と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、有機電界発光素子、照明装置及び照明システムに関する。

光透過性の第１電極と、光反射性の第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられた有機発光層と、を含む有機電界発光素子がある。有機電界発光素子を光源として用いた照明装置がある。複数の有機電界発光素子と、これら複数の有機電界発光素子の点灯及び消灯を制御する制御部と、を含む照明システムがある。有機電界発光素子では、複数の開口が設けられた細線状の第２電極を用いることにより、消灯状態において光透過性を持たせることが行われている。こうした有機電界発光素子において、有機発光層に対する水分などの侵入を抑制することが望まれる。

特開２０１１−２４９５４１号公報

本発明の実施形態は、有機発光層に対する水分などの侵入を抑制できる有機電界発光素子、照明装置及び照明システムを提供する。

本発明の実施形態によれば、第１電極と、絶縁層と、第２電極と、有機発光層と、を備えた有機電界発光素子が提供される。前記第１電極は、光透過性である。前記絶縁層は、前記第１電極の上に設けられ、前記第１電極の一部を露呈させる第１開口部と、前記第１電極の別の一部を露呈させる第２開口部と、を有し、光透過性である。前記第２電極は、前記第１開口部を覆う第１導電部と、前記第１導電部と離間して前記第２開口部を覆う第２導電部と、を含む。前記有機発光層は、前記第１電極の前記一部と前記第１導電部との間に設けられ前記第１電極と前記絶縁層と前記第１導電部とに囲まれた第１発光部と、前記第１発光部と離間して前記第１電極の前記別の一部と前記第２導電部との間に設けられ前記第１電極と前記絶縁層と前記第２導電部とに囲まれた第２発光部と、を含む。

第１の実施形態に係る有機電界発光素子を表す模式的断面図である。 第１の実施形態に係る有機電界発光素子を表す模式的平面図である。 第１の実施形態に係る有機電界発光素子の一部を表す模式的断面図である。 図４（ａ）〜図４（ｄ）は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子の一部を表す模式的平面図である。 第１の実施形態に係る別の有機電界発光素子を表す模式的断面図である。 第１の実施形態に係る別の有機電界発光素子を表す模式的断面図である。 第１の実施形態に係る別の有機電界発光素子を表す模式的断面図である。 第１の実施形態に係る別の有機電界発光素子の一部を表す模式的断面図である。 第２の実施形態に係る照明装置を表す模式図である。 図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第３の実施形態に係る照明システムを表す模式図である。

以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子を表す模式的断面図である。
図２は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子を表す模式的平面図である。
図１は、図２のＡ１−Ａ２線断面図である。これらの図は、本実施形態に係る有機電界発光素子の一部を拡大して例示している。
図１及び図２に表したように、有機電界発光素子１１０は、積層体ＳＢを含む。積層体ＳＢは、第１電極１０と、第２電極２０と、有機発光層３０と、絶縁層４０と、を含む。

第１電極１０は、上面１０ａを有する。第１電極１０は、光透過性を有する。第１電極１０は、例えば、透明電極である。

ここで、上面１０ａに対して垂直な方向をＺ軸方向とする。上面１０ａに対して平行な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｘ軸方向及びＺ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、Ｚ軸方向に対して垂直な方向である。Ｚ軸方向は、第１電極１０の厚さ方向に相当する。

絶縁層４０は、光透過性である。絶縁層４０は、例えば、透明である。絶縁層４０は、第１電極１０の上面１０ａの上に設けられる。絶縁層４０は、複数の開口部４０ａと、複数の絶縁部４０ｂと、を含む。複数の絶縁部４０ｂのそれぞれは、第１方向に延び、第１方向に対して垂直な第２方向に並ぶ。この例では、複数の絶縁部４０ｂのそれぞれが、Ｙ軸方向に延び、Ｘ軸方向に並ぶ。複数の開口部４０ａのそれぞれは、複数の絶縁部４０ｂのそれぞれの間に配置される。この例では、複数の開口部４０ａのそれぞれが、Ｙ軸方向に延びる。すなわち、この例では、複数の開口部４０ａのそれぞれが、溝状である。複数の開口部４０ａのそれぞれは、第１電極１０の一部を露呈させる。

有機発光層３０は、複数の発光部３０ｅを有する。複数の発光部３０ｅのそれぞれは、複数の開口部４０ａのそれぞれによって露呈された第１電極１０の一部のそれぞれの上に設けられる。複数の発光部３０ｅのそれぞれは、互いに離間する。この例では、複数の発光部３０ｅのそれぞれが、開口部４０ａに沿ってＹ軸方向に延び、Ｘ軸方向に離間する。

第２電極２０は、複数の導電部２０ｃを有する。複数の導電部２０ｃのそれぞれは、複数の発光部３０ｅのそれぞれの上に設けられ、複数の発光部３０ｅのそれぞれを覆う。複数の導電部２０ｃのそれぞれは、互いに離間する。この例では、複数の導電部２０ｃのそれぞれが、発光部３０ｅに沿ってＹ軸方向に延び、Ｘ軸方向に離間する。この例では、第２電極２０、有機発光層３０及び絶縁層４０が、ストライプ状である。

複数の導電部２０ｃのそれぞれは、複数の開口部４０ａのそれぞれを覆う。複数の発光部３０ｅのそれぞれは、第１電極１０の複数の露呈部と複数の導電部２０ｃとのそれぞれの間に設けられ、第１電極１０と絶縁層４０と導電部２０ｃとに囲まれる。

第２電極２０（導電部２０ｃ）は、例えば、光反射性を有する。第２電極２０の光反射率は、第１電極１０の光反射率よりも高い。本願明細書においては、第１電極１０の光反射率よりも高い光反射率を有している状態を光反射性という。

複数の導電部２０ｃのそれぞれにおいて、導電部２０ｃの一部は、絶縁層４０の一部の上に延在している。複数の発光部３０ｅのそれぞれにおいて、発光部３０ｅの一部は、絶縁層４０の一部と導電部２０ｃの一部との間に延在している。複数の発光部３０ｅのそれぞれは、絶縁層４０の一部の上において導電部２０ｃの一部に覆われる外縁を有する。

絶縁部４０ｂのＸ軸方向の幅は、例えば、第１電極１０から第２電極２０に向かう方向において減少する。絶縁部４０ｂのＸ軸方向の幅は、例えば、連続的に減少する。すなわち、絶縁部４０ｂのＹ軸方向に延びる一対の側面は、テーパ面である。これにより、例えば、絶縁層４０の一部の上に延在する発光部３０ｅの一部や導電部２０ｃの一部に、クラックが生じることなどを抑制できる。

ここで、隣り合う２つの開口部４０ａの一方を第１開口部４１とする。隣り合う２つの開口部４０ａの他方を第２開口部４２とする。第１開口部４１は、第１電極１０の一部１０ｐを露呈させる。第２開口部４２は、第１電極１０の別の一部１０ｑを露呈させる。

複数の発光部３０ｅのうちで、第１電極１０の一部１０ｐの上に設けられた１つの発光部３０ｅを第１発光部３１とする。複数の発光部３０ｅのうちで、第１電極１０の別の一部１０ｑの上に設けられた１つの発光部３０ｅを第２発光部３２とする。

複数の導電部２０ｃのうちで、第１発光部３１の上に設けられた１つの導電部２０ｃを第１導電部２１とする。複数の導電部２０ｃのうちで、第２発光部３２の上に設けられた１つの導電部２０ｃを第２導電部２２とする。

第１導電部２１は、第１発光部３１を覆う。第１導電部２１は、例えば、第１発光部３１の第１電極１０と反対側を向く上面３１ｕを覆う。第２導電部２２は、第２発光部３２を覆う。第２導電部２２は、例えば、第２発光部３２の第１電極１０と反対側を向く上面３２ｕを覆う。

第１導電部２１は、第１開口部４１を覆う。第２導電部２２は、第１導電部２１と離間し、第２開口部４２を覆う。第１発光部３１は、第１電極１０の一部１０ｐと第１導電部２１との間に設けられ、第１電極１０と絶縁層４０と第１導電部２１とに囲まれる。第２発光部３２は、第１電極１０の別の一部１０ｑと第２導電部２２との間に設けられ、第１電極１０と絶縁層４０と第２導電部２２とに囲まれる。

複数の絶縁部４０ｂのうちの１つを第１絶縁部５１とする。複数の絶縁部４０ｂのうちの別の１つを第２絶縁部５２とする。複数の絶縁部４０ｂのうちの第１絶縁部５１と第２絶縁部５２との間に配置された絶縁部４０ｂを第３絶縁部５３とする。第１開口部４１は、第１絶縁部５１と第２絶縁部５２との間に配置される。第２開口部４２は、第２絶縁部５２と第３絶縁部５３との間に配置される。

第１導電部２１の一部２１ａは、第１絶縁部５１の一部５１ａの上に延在している。第１導電部２１の別の一部２１ｂは、第３絶縁部５３の一部５３ａの上に延在している。第２導電部２２の一部２２ａは、第２絶縁部５２の一部５２ａの上に延在している。第２導電部２２の別の一部２２ｂは、第３絶縁層５３の別の一部５３ｂの上に延在している。このように、第１導電部２１及び第２導電部２２は、Ｘ軸方向において隣接する２つの絶縁部４０ｂのそれぞれの上に延在する。これにより、第１発光部３１及び第２発光部３２をより適切に覆うことができる。

第１発光部３１の一部３１ａは、第１絶縁部５１の一部５１ａと第１導電部２１の一部２１ａとの間に延在している。第１発光部３１の別の一部３１ｂは、第３絶縁部５３の一部５３ａと第１導電部２１の別の一部２１ｂとの間に延在している。第１発光部３１のＹ軸方向に延びる一方の外縁３１ｃは、第１導電部２１の一部２１ａに覆われる。第１発光部３１のＹ軸方向に延びる他方の外縁３１ｄは、第１導電部２１の別の一部２１ｂに覆われる。

第２発光部３２の一部３２ａは、第２絶縁部５２の一部５２ａと第２導電部２２の一部２２ａとの間に延在している。第２発光部３２の別の一部３２ｂは、第３絶縁部５３の別の一部５３ｂと第２導電部２２の別の一部２２ｂとの間に延在している。第２発光部３２のＹ軸方向に延びる一方の外縁３２ｃは、第２導電部２２の一部２２ａに覆われる。第２発光部３２のＹ軸方向に延びる他方の外縁３２ｄは、第２導電部２２の別の一部２２ｂに覆われる。

これにより、例えば、発光部３０ｅをパターニングする際に、発光部３０ｅと開口部４０ａとの位置がずれ、開口部４０ａを介して第１電極１０と第２電極２０とが短絡してしまうことを抑制できる。

発光部３０ｅは、開口部４０ａを介して第１電極１０と電気的に接続される。発光部３０ｅは、例えば、開口部４０ａを介して第１電極１０に接する。また、発光部３０ｅは、第２電極２０と電気的に接続される。発光部３０ｅは、例えば、導電部２０ｃに接する。これにより、第１電極１０と第２電極２０とを用いて有機発光層３０に電流が流され、有機発光層３０が発光する。有機発光層３０に、例えば、電流が流れた場合に、電子と正孔とを再結合させ、励起子が生成される。有機発光層３０は、例えば、励起子が放射失活する際の光の放出を利用して発光する。なお、本願明細書において、「電気的に接続」には、直接接触する場合のほか、間に他の導電部材などが介在する場合も含む。

これにより、有機電界発光素子１１０では、第１電極１０の開口部４０ａによって露呈された部分と対向する発光部３０ｅの部分が、発光領域ＥＡとなる。発光領域ＥＡから発せられた発光光ＥＬは、第１電極１０を介して、有機電界発光素子１１０の外部に出射する。発光光ＥＬの一部は、第２電極２０で反射し、有機発光層３０及び第１電極１０を介して外部に出射する。すなわち、有機電界発光素子１１０は、片面発光型である。

また、有機電界発光素子１１０では、外部から入射する外光ＯＬが、複数の導電部２０ｃのそれぞれの間の部分の絶縁部４０ｂ及び第１電極１０を透過する。このように、有機電界発光素子１１０は、発光光ＥＬを出射させつつ、外部から有機電界発光素子１１０に入射する外光ＯＬを透過させる。このように、有機電界発光素子１１０は、消灯状態において光透過性を有する。また、点灯状態においても、第２電極２０の側から観察すると、有機電界発光素子１１０は、光透過性を有する。これにより、有機電界発光素子１１０では、有機電界発光素子１１０を介して、背景の像を視認できる。すなわち、有機電界発光素子１１０は、シースルー可能な薄膜状または板状の光源である。

このように、実施形態の有機電界発光素子１１０によれば、光透過性の有機電界発光素子を提供できる。この有機電界発光素子１１０を照明装置に応用した場合、照明機能の他に、背景像を透過させる機能により、種々の新たな応用が可能になる。

光透過性の有機電界発光素子において、連続した１つの有機発光層の上に複数の導電部を設ける構成がある。このような構成では、複数の導電部のそれぞれの間において、有機発光層の一部が露呈され、その部分から侵入した水分などによって有機発光層の発光領域が劣化してしまう恐れがある。光透過性の有機電界発光素子では、発光領域の幅（Ｘ軸方向の長さ）が狭く、発光領域の劣化の影響が顕著に現れる傾向にある。例えば、輝度が低下してしまう。

一方で、光透過性の有機電界発光素子では、導電部自体の視認を抑えて背景像を良好に観察できるよう、導電部の幅をより狭くすることが進められている。ところが、導電部の幅を狭くすると、発光領域の幅が狭くなり、発光領域の劣化の影響をより強めてしまう。このため、有機電界発光素子では、有機発光層３０に対する水分などの侵入を抑制することが望まれている。

これに対して、本実施形態に係る有機電界発光素子１１０では、複数の発光部３０ｅが、有機発光層３０に設けられる。そして、発光部３０ｅのそれぞれが、導電部２０ｃによって覆われる。例えば、発光部３０ｅの第１電極１０と反対側を向く面が、導電部２０ｃによって覆われる。発光部３０ｅの第１電極１０側を向く面が、第１電極１０及び絶縁層４０によって覆われる。発光部３０ｅのＹ軸方向に延びる外縁が、導電部２０ｃによって覆われる。これにより、有機電界発光素子１１０では、有機発光層３０に対する水分などの侵入を抑制できる。例えば、水分などによる有機発光層３０の劣化を抑えることができる。導電部２０ｃの幅を狭くした場合でも、有機発光層３０の輝度の低下を抑えることができる。良好な背景像を観察できる。

図３は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子の一部を表す模式的断面図である。
図３に表したように、有機発光層３０（発光部３０ｅ）は、第１層３０ａを含む。有機発光層３０は、必要に応じて、第２層３０ｂ及び第３層３０ｃの少なくともいずれかをさらに含むことができる。第１層３０ａは、可視光の波長を含む光を放出する。第２層３０ｂは、第１層３０ａと第１電極１０との間に設けられる。第３層３０ｃは、第１層３０ａと第２電極２０との間に設けられる。

第１層３０ａには、例えば、Ａｌｑ_３（トリス(８−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム）、Ｆ８ＢＴ（ポリ(9,9-ジオクチルフルオレン-ｃｏ-ベンゾチアジアゾール）及びＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）などの材料を用いることができる。第１層３０ａには、ホスト材料と、ホスト材料に添加されるドーパントと、の混合材料を用いることができる。ホスト材料としては、例えばＣＢＰ（4,4'−N,N'-ビスジカルバゾリルール−ビフェニル）、ＢＣＰ（2,9−ジメチル-4,7 ジフェニル−1,10−フェナントロリン）、ＴＰＤ（4,4'−ビス−Ｎ−３メチルフェニル−Ｎ−フェニルアミノビフェニル）、ＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）及びＰＰＴ（ポリ（３−フェニルチオフェン））などを用いることができる。ドーパント材料としては、例えば、Ｆｌｒｐｉｃ（イリジウム(III)ビス(4,6-ジ-フルオロフェニル)-ピリジネート-N,C2'-ピコリネート）、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３（トリス (２−フェニルピリジン)イリジウム）及びＦｌｒ６（ビス（２，４−ジフルオロフェニルピリジナト）−テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート−イリジウム（ＩＩＩ））などを用いることができる。なお、第１層３０ａは、これらの材料に限定されない。

第２層３０ｂは、例えば、正孔注入層として機能する。正孔注入層としては、例えば、ＰＥＤＰＯＴ：ＰＰＳ（ポリ(3,4- エチレンジオキシチオフェン)-ポリ(スチレンスルホン酸)）、ＣｕＰｃ(銅フタロシアニン)、及び、ＭｏＯ_３（三酸化モリブデン）などの少なくともいずれかを含む材料を用いることができる。第２層３０ｂは、例えば正孔輸送層として機能する。正孔輸送層としては、例えば、α−ＮＰＤ（4，4'−ビス［N−（1−ナフチル）−N−フェニルアミノ］ビフェニル）、ＴＡＰＣ（1,1-ビス[4-[N,N-ジ(p-トリル)アミノ]フェニル]シクロヘキサン）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（4,4',4''-トリス[フェニル(m-トリル)アミノ]トリフェニルアミン）、ＴＰＤ（ビス(3-メチルフェニル)-N,N'-ジフェニルベンジジン）、及び、ＴＣＴＡ（4，4'，4"−トリ（N− カルバゾリル）トリフェニルアミン）などの少なくともいずれかを含む材料を用いることができる。第２層３０ｂは、例えば、正孔注入層として機能する層と、正孔輸送層として機能する層と、の積層構造を有しても良い。第２層３０ｂは、正孔注入層として機能する層及び正孔輸送層として機能する層とは別の層を含んでも良い。なお、第２層３０ｂは、これらの材料に限定されない。

第３層３０ｃは、例えば電子注入層として機能する層を含むことができる。電子注入層としては、例えば、フッ化リチウム、フッ化セシウム、及び、リチウムキノリン錯体などの少なくともいずれかを含む材料を用いることができる。第３層３０ｃは、例えば、電子輸送層として機能する層を含むことができる。電子輸送層としては、例えば、Ａｌｑ３（トリス（8キノリノラト）アルミニウム（III））、ＢＡｌｑ(ビス（２−メチル−８− キノリラト）(ｐ−フェニルフェノラート)アルミニウム)、Ｂｐｈｅｎ（バソフェナントロリン）、及び、３ＴＰＹＭＢ（トリス[３−(３−ピリジル)−メシチル]ボラン）などの少なくともいずれかを含む材料を用いることができる。第３層３０ｃは、例えば、電子注入層として機能する層と、電子輸送層として機能する層と、の積層構造を有しても良い。第３層３０ｃは、電子注入層として機能する層及び電子輸送層として機能する層とは別の層を含んでも良い。なお、第３層３０ｃは、これらの材料に限定されない。

例えば、有機発光層３０から放出される光は、実質的に白色光である。すなわち、有機電界発光素子１１０から出射する光は白色光である。ここで、「白色光」は、実質的に白色であり、例えば、赤色系、黄色系、緑色系、青色系及び紫色系などの白色の光も含む。

第１電極１０は、例えば、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ及びＴｉよりなる群から選択された少なくともいずれかの元素を含む酸化物を含む。第１電極１０には、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）膜、フッ素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物を含む導電性ガラスを用いて作製された膜（例えばＮＥＳＡなど）、金、白金、銀、及び、銅などを用いることができる。第１電極１０は、例えば、陽極として機能する。なお、第１電極１０は、これらの材料に限定されない。

第２電極２０は、例えば、アルミニウム及び銀の少なくともいずれかを含む。例えば、第２電極２０には、アルミニウム膜が用いられる。さらに、第２電極２０として、銀とマグネシウムとの合金を用いても良い。この合金にカルシウムを添加しても良い。第２電極２０は、例えば、陰極として機能する。なお、第２電極２０は、これらの材料に限定されない。

なお、第１電極１０を陰極とし、第２電極２０を陽極とし、第２層３０ｂを電子注入層または電子輸送層として機能させ、第３層３０ｃを正孔注入層または正孔輸送層として機能させてもよい。

第２電極２０は、光透過性でもよい。これにより、両面発光型の有機電界発光素子とすることができる。第２電極２０を光透過性とする場合、第２電極２０には、例えば、第１電極１０に関して説明した材料を用いることができる。また、光透過性の第２電極２０は、例えば、ＭｇＡｇなどの金属材料でもよい。金属材料において、第２電極２０の厚さを５ｎｍ以上２０ｎｍ以下とする。これにより、適切な光透過性を得ることができる。

絶縁層４０には、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂などの絶縁性の樹脂材料や、シリコン酸化膜（例えばＳｉＯ_２）、シリコン窒化膜（例えばＳｉＮ）、または、シリコン酸窒化膜などの絶縁性の無機材料が用いられる。なお、絶縁層４０は、これらの材料に限定されない。

第１電極１０の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、例えば、１０ｎｍ以上１μｍ以下である。絶縁部４０ｂの厚さは、例えば、１００ｎｍ以上１００μｍ以下である。有機発光層３０（発光部３０ｅ）の厚さは、例えば、２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。第２電極２０（導電部２０ｃ）の厚さは、例えば、１０ｎｍ以上１μｍ以下である。導電部２０ｃの幅Ｗ１（Ｘ軸方向の長さ）は、例えば、１μｍ以上２０００μｍ以下である。発光部３０ｅの幅Ｗ２は、例えば、１μｍ以上２０００μｍ以下である。発光領域ＥＡの幅Ｗ３は、例えば、１μｍ以上２０００μｍ以下である。導電部２０ｃのＹ軸方向に延びる外縁と、発光部３０ｅのＹ軸方向に延びる外縁と、の間の、Ｘ軸方向の距離Ｄ１は、例えば、１μｍ以上２０００μｍ以下である。複数の導電部２０ｃのピッチＰｔは、例えば、５０μｍ以上５０００μｍ以下である。ピッチＰｔは、例えば、隣り合う２つの導電部２０ｃのＸ軸方向の中心間のＸ軸方向の距離である。上記の数値範囲において、例えば、Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３の関係が成り立つようにする。さらに、少なくともＰｔ＞Ｗ１の関係が成り立つようにする。

図４（ａ）〜図４（ｄ）は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子の一部を表す模式的平面図である。
図４（ａ）に表したように、この例では、絶縁層４０が、二次元マトリクス状に並べて設けられた矩形状の複数の開口部４０ａと、格子状の絶縁部４０ｂと、を含む。

この例において、絶縁層４０は、第１絶縁部５１〜第７絶縁部５７を含む。第１絶縁部５１〜第７絶縁部５７のそれぞれは、格子状の絶縁部４０ｂの一部分である。第１絶縁部５１は、Ｙ軸方向に延びる。第２絶縁部５２は、Ｙ軸方向に延び、Ｘ軸方向に第１絶縁部５１と離間する。第３絶縁部５３は、Ｙ軸方向に延び、第１絶縁部５１と第２絶縁部５２との間に配置される。第４絶縁部５４は、第１絶縁部５１と第３絶縁部５３との間に配置され、Ｘ軸方向に延び、第１絶縁部５１に接触した一端と、第３絶縁部５３に接触した他端と、を有する。第５絶縁部５５は、Ｙ軸方向に第４絶縁部５４と離間して第１絶縁部５１と第３絶縁部５３との間に配置され、Ｘ軸方向に延び、第１絶縁部５１に接触した一端と、第３絶縁部５３に接触した他端と、を有する。第６絶縁部５６は、第２絶縁部５２と第３絶縁部５３との間に配置され、Ｘ軸方向に延び、第２絶縁部５２に接触した一端と、第３絶縁部５３に接触した他端と、を有する。第７絶縁部５７は、Ｙ軸方向に第６絶縁部５６と離間して第２絶縁部５２と第３絶縁部５３との間に配置され、Ｘ軸方向に延び、第２絶縁部５２に接触した一端と、第３絶縁部５３に接触した他端と、を有する。このように、第１絶縁部５１〜第３絶縁部５３のそれぞれは、第４絶縁部５４〜第７絶縁部５７を介して連続していてもよい。

第１開口部４１は、第１絶縁部５１と第３絶縁部５３との間に配置される。そして、第１開口部４１は、第４絶縁部５４と第５絶縁部５５との間に配置される。第２開口部４２は、第２絶縁部５２と第３絶縁部５３との間に配置される。そして、第２開口部４２は、第６絶縁部５６と第７絶縁部５７との間に配置される。

この例では、絶縁層４０のパターン形状が、格子状である。このように、絶縁層４０のパターン形状は、ストライプ状でもよいし、格子状でもよい。絶縁層４０のパターン形状は、ハニカム状などでもよい。二次元マトリクス状に並べられる複数の開口部４０ａのＸ−Ｙ平面（上面１０ａに平行な平面）に投影した形状は、矩形に限らず、円形や他の多角形などでもよい。

また、絶縁層４０は、例えば、格子状の開口部４０ａと、二次元マトリクス状に並べて設けられた複数の絶縁部４０ｂと、を含む構成でもよい。第１開口部４１と第２開口部４２とは、連続していてもよい。

絶縁層４０を格子状とした場合、発光部３０ｅは、複数の開口部４０ａのそれぞれによって露呈される第１電極１０のそれぞれの部分の上に設けられる。すなわち、この例では、複数の開口部４０ａのそれぞれに対応して、矩形状の複数の発光部３０ｅが、二次元マトリクス状に並べて配置される。

絶縁層４０の開口部４０ａを矩形状とした場合、第２電極２０は、例えば、図４（ｂ）に表したように、Ｙ軸方向に延び、Ｘ軸方向に並ぶ複数の導電部２０ｃを設け、１つの導電部２０ｃをＹ軸方向に並ぶ複数の発光部３０ｅのそれぞれの上に設ける。この場合、図４（ｂ）に表したように、各発光部３０ｅの間の部分の幅を各発光部３０ｅに重なる部分の幅よりも狭くする。これにより、例えば、光透過性を高めることができる。有機発光層３０は、１つの発光部３０ｅに対して１つずつ設けられていても良い。すなわち、有機発光層３０は、外縁が発光部３０ｅそれぞれの外側でかつ導電部２０ｃの内側になるように設けられていても良い。あるいは、有機発光層３０は、Ｙ方向に並ぶ複数の発光部３０ｅにつき１つずつ設けられていても良い。すなわち、有機発光層３０は、外縁が複数の発光部３０ｅの外側でかつ導電部２０ｃの内側になるように設けられていても良い。

図４（ｃ）に表したように、複数の導電部２０ｃのそれぞれを複数の発光部３０ｅのそれぞれの上に設けてもよい。この場合、導電部２０ｃのＸ−Ｙ平面に投影した形状は、発光部３０ｅのＸ−Ｙ平面に投影した形状に対応した形状とすればよい。

図４（ｄ）に表したように、複数の導電部２０ｃのそれぞれを複数の発光部３０ｅのそれぞれの上に設ける場合には、例えば、各導電部２０ｃの上に、各導電部２０ｃのそれぞれを電気的に接続する光透過性の導電膜２５を設ける。これにより、例えば、各導電部２０ｃのそれぞれに対して効率良く電圧を印加することができる。導電膜２５には、例えば、第１電極１０に関して説明した材料を用いることができる。

さらには、格子状の１つの導電部２０ｃを複数の発光部３０ｅのそれぞれの上に設けてもよい。第１導電部２１及び第２導電部２２は、連続していてもよい。このとき、有機発光層３０は、Ｙ方向に並ぶ複数の発光部３０ｅにつき１つずつ設けられていても良い。すなわち、有機発光層３０は、外縁が複数の発光部３０ｅの外側でかつ導電部２０ｃの内側になるように設けられていても良い。

図５は、第１の実施形態に係る別の有機電界発光素子を表す模式的断面図である。
図５に表したように、有機電界発光素子１１１の積層体ＳＢは、配線層６０を、さらに含む。
配線層６０は、上面１０ａに対して平行な平面に沿って延在する。すなわち、配線層６０は、Ｘ−Ｙ平面内に延在する。この例において、配線層６０は、第１電極１０の上面１０ａの上に設けられる。配線層６０は、例えば、第１電極１０と絶縁層４０との間に設けられる。配線層６０は、第１電極１０の上面１０ａと反対側の面に設けてもよい。

配線層６０は、導電性の配線部６１を含む。配線層６０は、例えば、複数の配線部６１を含む。配線部６１は、第１電極１０と絶縁部４０ｂとの間に設けられる。複数の配線部６１のそれぞれは、例えば、Ｙ軸方向に延び、Ｘ軸方向において互いに離間する。複数の配線部６１のそれぞれの間隔は、例えば、一定である。また、複数の配線部６１のそれぞれの間隔は、例えば、複数の導電部２０ｃのそれぞれの間隔よりも広い。この例において、配線層６０のパターン形状は、ストライプ状である。配線層６０のパターン形状は、格子状やハニカム状などでもよい。配線層６０は、第１電極１０の一部を露出させる。換言すれば、配線層６０は、第１電極１０の一部を露出させる１つまたは複数の開口部を有する。

配線層６０は、第１電極１０と電気的に接続される。配線層６０は、例えば、第１電極１０に接する。配線層６０の導電率は、第１電極１０の導電率よりも高い。配線層６０は、光反射性を有する。配線層６０の光反射率は、第１電極１０の光反射率よりも高い。配線層６０は、例えば、金属配線である。配線層６０は、例えば、第１電極１０に流れる電流を伝達する補助電極として機能する。これにより、有機電界発光素子１１１では、例えば、第１電極１０の上面１０ａと平行な方向に流れる電流量を、有機電界発光素子１１０に比べて均一にできる。例えば、面内の発光輝度をより均一にできる。

配線層６０は、例えば、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｎｉ及びＴｉよりなる群から選択された、少なくともいずれかの元素を含む。配線層６０は、例えば、この群から選択された元素を含む混合膜とすることができる。配線層６０は、それらの元素を含む積層膜とすることができる。配線層６０には、例えばＮｂ／Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ／Ｎｂの積層膜を用いることができる。配線層６０は、例えば、第１電極１０の電位降下を抑制する補助電極として機能する。配線層６０は、電流供給のためのリード電極として機能することができる。なお、配線層６０は、これらの材料に限定されない。

図６は、第１の実施形態に係る別の有機電界発光素子を表す模式的断面図である。
図６に表したように、有機電界発光素子１１２では、複数の導電部２０ｃのそれぞれが、絶縁層４０の上に延在していない。そして、複数の発光部３０ｅのそれぞれが、絶縁層４０の上に延在していない。このように、導電部２０ｃ及び発光部３０ｅは、必ずしも絶縁層４０の上に延在しなくてもよい。

有機電界発光素子１１２において、発光部３０ｅの第１電極１０と反対側の面は、導電部２０ｃに覆われる。発光部３０ｅの第１電極１０側の面は、第１電極１０に覆われる。そして、発光部３０ｅのＹ軸方向に延びる一対の外縁（側面）は、隣接する絶縁部４０ｂに覆われる。これにより、有機電界発光素子１１２においても、有機発光層３０に対する水分などの侵入を抑制できる。

図７は、第１の実施形態に係る別の有機電界発光素子を表す模式的断面図である。
図７に表すように、有機電界発光素子１１３は、第１基板８１と、第２基板８２と、中間層８４と、シール部８５と、をさらに含む。
第１電極１０は、第１基板８１の上に設けられる。積層体ＳＢは、第１基板８１の上に設けられる。第１基板８１は、光透過性を有する。第２基板８２は、積層体ＳＢの上に設けられ、第１基板８１と対向する。第２基板８２は、光透過性を有する。

中間層８４は、積層体ＳＢと第２基板８２との間に設けられる。中間層８４は、例えば、第１基板８１と第２基板８２との間の空間に充填される。中間層８４は、光透過性を有する。中間層８４は、吸湿性及び酸素吸着性の少なくとも一方を有する。中間層８４は、気体、液体、固体、または、ゲル状のものとすることができる。中間層８４は、例えば、光透過性の有機封止材である。

シール部８５は、例えば、第１基板８１及び第２基板８２の外縁に沿って環状に設けられ、第１基板８１と第２基板８２とを接着する。これにより、第１基板８１と第２基板８２とによって、積層体ＳＢが封止される。有機電界発光素子１１３では、第１基板８１と第２基板８２との間のＺ軸方向の距離をシール部８５によって規定している。この構成は、例えば、シール部８５に粒状のスペーサ（図示は省略）を含めることによって実現できる。例えば、シール部８５に粒状の複数のスペーサを分散させ、複数のスペーサの径によって、第１基板８１と第２基板８２との間の距離が規定される。

有機電界発光素子１１３において、中間層８４の側面は、シール部８５によって覆われる。有機電界発光素子１１３において、シール部８５の厚さ（Ｚ軸方向に沿う長さ）は、例えば、５μｍ以上１００μｍ以下である。より好ましくは、例えば、１０μｍ以上２０μｍ以下である。これにより、例えば、水分の浸入などを抑えることができる。シール部８５の厚さは、例えば、シール部８５に分散させるスペーサの径と実質的に同じである。

有機電界発光素子において、第２基板８２に積層体ＳＢを収容する凹部を設ける構成がある。この構成では、第２基板８２の形成が難しくなる。例えば、有機電界発光素子のコストアップを招く。

これに対して、本実施形態に係る有機電界発光素子１１３では、第１基板８１と第２基板８２との間の距離をシール部８５で規定している。これにより、例えば、平板状の第２基板８２を用いることができる。例えば、第２基板８２の形成を容易にできる。有機電界発光素子１１３のコストアップを抑えることができる。

また、中間層８４の熱伝導率は、例えば、Ｎ_２やＡｒなどの不活性ガスの熱伝導率よりも高い。このため、例えば、中空層が真空である場合はもちろん、Ｎ_２、Ａｒなどの不活性ガスを充填する場合よりも、発光部３０ｅの発光にともなって発生する熱の放熱効率を高めることができる。

有機電界発光素子１１３では、発光部３０ｅが導電部２０ｃに覆われている。これにより、例えば、液状の中間層８４などを用いた場合にも、中間層８４によって発光部３０ｅが劣化してしまうことを抑制できる。有機電界発光素子１１３では、有機発光層３０に対する中間層８４の侵入も抑制できる。また、中間層８４は、吸湿性及び酸素吸着性の少なくとも一方を有する。これにより、有機発光層３０に対する水分の侵入をより適切に抑えることができる。なお、積層体ＳＢと第２基板８２との間の空間は、Ｎ_２やＡｒなどの不活性ガス層でもよい。この場合、積層体ＳＢと第２基板８２との間に、乾燥剤などを設けてもよい。

また、有機電界発光素子１１３では、積層体ＳＢと第２基板８２との間に中間層８４を設けている。これにより、例えば、積層体ＳＢと第２基板８２との間を中空層とする場合に比べて、有機電界発光素子１１３の強度を高めることができる。これにより、例えば、中空層とする場合に比べて、第１基板８１と第２基板８２との間のＺ軸方向の距離を狭くすることができる。例えば、有機電界発光素子１１３を薄型化できる。

第１基板８１及び第２基板８２には、例えば、ガラス基板、または、樹脂基板などが用いられる。シール部８５には、例えば、紫外線硬化樹脂などが用いられる。

図８は、第１の実施形態に係る別の有機電界発光素子の一部を表す模式的断面図である。
図８に表したように、中間層８４は、例えば、樹脂部８４ａと、樹脂部８４ａに分散された添加剤８４ｂと、を含む。樹脂部８４ａには、例えば、アクリル系樹脂やトリアジン系樹脂などのポリマー樹脂が用いられる。添加剤８４ｂは、例えば、酸化カルシウム、シリカ、または、酸化バリウムなどが用いられる。ただし、添加剤の量を増やして吸湿性能を向上したい場合、光透過性とのトレードオフとなるため、中間層８４に例えば透明な液体状、あるいはゲル状の有機金属錯体を主成分とする吸湿材を用いても良い。これにより、例えば、光透過性を犠牲にすることなく、積層体ＳＢを水分からより適切に保護することができる。

（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態に係る照明装置を表す模式図である。
図９に表したように、本実施形態に係る照明装置２１０は、第１の実施形態に係る有機電界発光素子（例えば有機電界発光素子１１３）と、電源部２０１と、を備える。

電源部２０１は、第１電極１０と第２電極２０とに電気的に接続される。電源部２０１は、第１電極１０及び第２電極２０を介して有機発光層３０に電流を供給する。
本実施形態に係る照明装置２１０によれば、有機発光層３０に対する水分などの侵入を抑制した照明装置を提供できる。

（第３の実施形態）
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第３の実施形態に係る照明システムを表す模式図である。
図１０（ａ）に表したように、本実施形態に係る照明システム３１１は、第１の実施形態に係る複数の有機電界発光素子（例えば有機電界発光素子１１３）と、制御部３０１と、を備える。

制御部３０１は、複数の有機電界発光素子１１３のそれぞれと電気的に接続され、複数の有機電界発光素子１１３のそれぞれの点灯・消灯を制御する。制御部３０１は、例えば、複数の有機電界発光素子１１３のそれぞれの第１電極１０及び第２電極２０と電気的に接続される。これにより、制御部３０１は、複数の有機電界発光素子１１３のそれぞれの点灯・消灯を個別に制御する。

図１０（ｂ）に表したように、照明システム３１２では、複数の有機電界発光素子１１３のそれぞれが、直列に接続されている。制御部３０１は、複数の有機電界発光素子１１３のうちの１つの有機電界発光素子１１３の第１電極１０と電気的に接続される。そして、制御部３０１は、複数の有機電界発光素子１１３のうちの別の１つの有機電界発光素子１１３の第２電極２０と電気的に接続される。これにより、制御部３０１は、複数の有機電界発光素子１１３のそれぞれの点灯・消灯をまとめて制御する。このように、制御部３０１は、複数の有機電界発光素子１１３のそれぞれの点灯・消灯を個別に制御してもよいし、まとめて制御してもよい。
本実施形態に係る照明システム３１１、３１２によれば、有機発光層３０に対する水分などの侵入を抑制した照明システムを提供できる。

実施形態によれば、有機発光層に対する水分などの侵入を抑制できる有機電界発光素子、照明装置及び照明システムが提供される。

なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれは良い。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、有機電界発光素子に含まれる、第１電極、第２電極、有機発光層、絶縁層、積層体、第１基板、第２基板及び中間層、並びに、照明装置に含まれる電源部、照明システムに含まれる制御部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述した有機電界発光素子、照明装置及び照明システムを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての有機電界発光素子、照明装置及び照明システムも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…第１電極、 １０ａ…上面、 ２０…第２電極、 ２０ｃ、２１、２２…導電部、 ３０…有機発光層、 ３０ｅ、３１、３２…発光部、 ４０…絶縁層、 ４０ａ、４１、４２…開口部、 ４０ｂ、５１〜５７…絶縁部、 ６０…配線層、 ６１…配線部、 ８１…第１基板、 ８２…第２基板、 ８４…中間層、 ８５…シール部、 １１０、１１１、１１２、１１３…有機電界発光素子、 ２０１…電源部、 ２１０…照明装置、 ３０１…制御部、 ３１１、３１２…照明システム、 ＳＢ…積層体

Claims (10)

1. 光透過性の第１電極と、
   前記第１電極の上に設けられ、前記第１電極の一部を露呈させる第１開口部と、前記第１電極の別の一部を露呈させる第２開口部と、を有する光透過性の絶縁層と、
   前記第１開口部を覆う第１導電部と、前記第１導電部と離間して前記第２開口部を覆う第２導電部と、を含む第２電極と、
   前記第１電極の前記一部と前記第１導電部との間に設けられ前記第１電極と前記絶縁層と前記第１導電部とに囲まれた第１発光部と、前記第１発光部と離間して前記第１電極の前記別の一部と前記第２導電部との間に設けられ前記第１電極と前記絶縁層と前記第２導電部とに囲まれた第２発光部と、を含む有機発光層と、
   を備えた有機電界発光素子。
2. 前記第１導電部の一部は、前記絶縁層の一部の上に延在し、
   前記第２導電部の一部は、前記絶縁層の別の一部の上に延在する請求項１記載の有機電界発光素子。
3. 前記第１発光部の一部は、前記絶縁層の前記一部と前記第１導電部の前記一部との間に延在し、
   前記第２発光部の一部は、前記絶縁層の前記別の一部と前記第２導電部の前記一部との間に延在し、
   前記第１発光部の外縁は、前記第１導電部の前記一部に覆われ、
   前記第２発光部の外縁は、前記第２導電部の前記一部に覆われる請求項２記載の有機電界発光素子。
4. 光透過性の第１基板と、
   光透過性の第２基板と、
   吸湿性及び酸素吸着性の少なくとも一方を有する光透過性の中間層と、をさらに備え、
   前記第１電極は、前記第１基板の上に設けられ、
   前記第２基板は、前記第１電極と前記絶縁層と前記有機発光層と前記第２電極とを含む積層体の上に設けられ、前記第１基板と対向し、
   前記中間層は、前記積層体と前記第２基板との間に設けられる請求項１〜３のいずれか１つに記載の有機電界発光素子。
5. 前記第１導電部は、前記第１電極の上面に対して平行な第１方向に延び、
   前記第２導電部は、前記第１方向に延び、
   前記第２導電部は、前記第１電極の上面に対して平行で前記第１方向に対して垂直な第２方向において前記第１導電部と離間し、
   前記第１導電部の前記第２方向の長さ及び前記第２導電部の前記第２方向の長さのそれぞれは、１μｍ以上２０００μｍ以下である請求項１〜４のいずれか１つに記載の有機電界発光素子。
6. 前記絶縁層は、
   前記第１電極の上面に対して平行な第１方向に延びた第１絶縁部と、
   前記第１方向に延び、前記第１電極の上面に対して平行で前記第１方向に対して垂直な第２方向において前記第１絶縁部と離間した第２絶縁部と、
   前記第１方向に延び、前記第１絶縁部と前記第２絶縁部との間に配置された第３絶縁部と、
   を含み、
   前記第１開口部は、前記第１絶縁部と前記第３絶縁部との間に配置され、
   前記第２開口部は、前記第２絶縁部と前記第３絶縁部との間に配置される請求項１〜４のいずれか１つに記載の有機電界発光素子。
7. 前記絶縁層は、
   前記第１絶縁部と前記第３絶縁部との間に配置され、前記第２方向に延び、前記第１絶縁部に接触した一端と、前記第３絶縁部に接触した他端と、を有する第４絶縁部と、
   前記第１方向に前記第４絶縁部と離間して前記第１絶縁部と前記第３絶縁部との間に配置され、前記第２方向に延び、前記第１絶縁部に接触した一端と、前記第３絶縁部に接触した他端と、を有する第５絶縁部と、
   前記第２絶縁部と前記第３絶縁部との間に配置され、前記第２方向に延び、前記第２絶縁部に接触した一端と、前記第３絶縁部に接触した他端と、を有する第６絶縁部と、
   前記第１方向に前記第６絶縁部と離間して前記第２絶縁部と前記第３絶縁部との間に配置され、前記第２方向に延び、前記第２絶縁部に接触した一端と、前記第３絶縁部に接触した他端と、を有する第７絶縁部と、
   を、さらに含み、
   前記第１開口部は、前記第４絶縁部と前記第５絶縁部との間に配置され、
   前記第２開口部は、前記第６絶縁部と前記第７絶縁部との間に配置される請求項６記載の有機電界発光素子。
8. 前記第１発光部及び前記第２発光部から放出される光は、白色光である請求項１〜７のいずれか１つに記載の有機電界発光素子。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の有機電界発光素子と、
   前記第１電極と前記第２電極とに電気的に接続され、前記第１電極及び前記第２電極を介して前記有機発光層に電流を供給する電源部と、
   を備えた照明装置。
10. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の複数の有機電界発光素子と、
    前記複数の有機電界発光素子のそれぞれと電気的に接続され、前記複数の有機電界発光素子のそれぞれの点灯・消灯を制御する制御部と、
    を備えた照明システム。

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