(57)【要約】  電極間のリーク電流の発生を防止可能な有機ＥＬ装置及びその製造方法を開発する。  基板２上に少なくとも第１電極層３と、機能層５と、第２電極層６とが積層され、第１電極層３は第１電極層分離溝１５によって複数の小片に分離され、機能層５は機能層分離溝１６によって複数の小発光領域に分割され、さらに第２電極層６から機能層５に至る深さの単位発光素子分離溝１２があり、第２電極層は単位発光素子分離溝１２によって複数の小片に分離されており、第１電極層３の小片と、小発光領域と、第２電極層６の小片とによって単位有機ＥＬ素子２０が構成され、当該単位有機ＥＬ素子２０が電気的に直列に接続されてなる有機ＥＬ装置１であり、単位発光素子分離溝１２の第２電極層分離溝１８の平均の溝幅が、単位発光素子分離溝１２の発光部分離溝１７の平均の溝幅よりも広い構成とする。
2013103093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に少なくとも第１電極層と、有機発光層と、第２電極層とが積層され、前記第１電極層は第１電極層分離溝によって複数の小片に分離され、第２電極層から有機発光層に食い込む深さの単位発光素子分離溝があり、第２電極層は単位発光素子分離溝によって複数の小片に分離されており、前記有機発光層を貫通して第２電極層と１電極層とが接続された接続部を有し、第１電極層の小片と、第２電極層の小片と両者の間に挟まれた有機発光層の単位発光部が構成され、当該単位発光部が前記接続部を介して電気的に直列に接続されてなる有機ＥＬ装置であって、
単位発光素子分離溝の第２電極層部分の平均の溝幅が、単位発光素子分離溝の有機発光層部分の平均の溝幅よりも広いことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
基材上に少なくとも第１電極層と、有機発光層と、第２電極層とが積層され、前記第１電極層は第１電極層分離溝によって複数の小片に分離され、前記有機発光層は発光分離溝によって複数の小発光領域に分割され、さらに第２電極層から有機発光層に至る深さの単位発光素子分離溝があり、第２電極層は単位発光素子分離溝によって複数の小片に分離されており、第１電極層の小片と、小発光領域と、第２電極層の小片とによって単位ＥＬ素子が構成され、当該単位ＥＬ素子が電気的に直列に接続されてなる有機ＥＬ装置であって、
単位発光素子分離溝の第２電極層部分の平均の溝幅が、単位発光素子分離溝の有機発光層部分の平均の溝幅よりも広いことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項３】
単位発光素子分離溝の第２電極層部分と有機発光層部分との境界は段状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４】
単位発光素子分離溝の第２電極層部分の平均の溝幅は、単位発光素子分離溝の有機発光層部分の平均の溝幅の１．３倍から２．０倍であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の有機ＥＬ装置を製造する有機ＥＬ装置の製造方法であって、レーザー光線を第２電極層側から２回以上に渡って照射することによって単位発光素子分離溝を形成する工程を有することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項６】
基材上に少なくとも第１電極層と、有機発光層と、第２電極層とが積層され、前記第１電極層は第１電極層分離溝によって複数の小片に分離され、第２電極層から有機発光層に食い込む深さの単位発光素子分離溝があり、第２電極層は単位発光素子分離溝によって複数の小片に分離されており、前記有機発光層を貫通して第２電極層と１電極層とが接続された接続部を有し、第１電極層の小片と、第２電極層の小片と両者の間に挟まれた有機発光層の単位発光部が構成され、当該単位発光部が前記接続部を介して電気的に直列に接続されてなる有機ＥＬ装置の製造方法であって、
単位発光素子分離溝を形成する工程は、レーザー光線を第２電極層側から２回以上に渡って照射することによって行われ、少なくとも第２電極層に溝を形成する第１レーザー照射工程と、前記第１レーザー照射工程によって形成された溝内にレーザー光線を照射する第２レーザー照射工程とを含み、第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線と第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線は、照射面積が相違するものであることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項７】
基材上に少なくとも第１電極層と、有機発光層と、第２電極層とが積層され、前記第１電極層は第１電極層分離溝によって複数の小片に分離され、前記有機発光層は発光分離溝によって複数の小発光領域に分割され、さらに第２電極層から有機発光層に至る深さの単位発光素子分離溝があり、第２電極層は単位発光素子分離溝によって複数の小片に分離されており、第１電極層の小片と、小発光領域と、第２電極層の小片とによって単位ＥＬ素子が構成され、当該単位ＥＬ素子が電気的に直列に接続されてなる有機ＥＬ装置の製造方法であって、
単位発光素子分離溝を形成する工程は、レーザー光線を第２電極層側から２回以上に渡って照射することによって行われ、少なくとも第２電極層に溝を形成する第１レーザー照射工程と、前記第１レーザー照射工程によって形成された溝内にレーザー光線を照射する第２レーザー照射工程とを含み、第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線と第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線は、照射面積が相違するものであることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項８】
第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線と第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線は、波長、パワー、パルス照射時間の少なくともいずれかが相違するものであることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項９】
第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線のパワーは第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線よりも強いことを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１０】
第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線のビーム幅は第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線よりも大きいことを特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１１】
単位発光素子分離溝を形成する工程は、レーザー光線を第２電極層側から照射すると共にレーザー光線の照射位置を移動させることによって行われ、共通のレーザー光線源からレーザー光線を２以上に分光し、当該２以上に分光したレーザー光線の照射位置を照射位置の移動方向に前後させ、先に照射されるレーザー光線によって前記第１レーザー照射工程を実施し、続いて照射されるレーザー光線によって前記第２レーザー照射工程を実施することを特徴とする請求項５乃至１０のいずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１２】
第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線の波長は第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線の波長よりも短いことを特徴とする請求項５乃至１１のいずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１３】
第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線の波長は、３５５ｎｍであり、第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線の波長は、５３２ｎｍであることを特徴とする請求項１２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１４】
第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線と第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線は、天地方向上方に向けて照射されることを特徴とする請求項５乃至１３のいずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１５】
第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線の波長は可視領域を外れたものであることを特徴とする請求項５乃至１４のいずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、白熱灯や蛍光灯に代わる照明装置として有機ＥＬ装置が注目され、多くの研究がなされている。【０００３】
ここで、有機ＥＬ装置は、ガラス基板や透明樹脂フィルム等の基材に、有機ＥＬ素子を積層したものである。有機ＥＬ素子は、一方又は双方が透光性を有する２つの電極を対向させ、この電極の間に有機化合物からなる発光層を積層したものである。有機ＥＬ装置は、電気的に励起された電子と正孔との再結合のエネルギーによって発光する。
有機ＥＬ装置は、自発光デバイスであり、発光層の材料を適宜選択することにより、種々の波長の光を発光することができる。また、白熱灯や蛍光灯に比べて厚さが極めて薄く、且つ面状に発光するので、設置場所の制約が少ない。【０００４】
有機ＥＬ装置の代表的な層構成は、図１１の通りである。図１１に示される有機ＥＬ装置２００は、ボトムエミッション型と称される構成であり、基板２０１に、透明電極層２０２と、機能層（有機発光層）２０３と、裏面電極層２０５が積層され、これらが封止部２０６によって封止されたものである（例えば、特許文献１）。
また、透明電極層２０２は、金属酸化物等の薄膜が積層したものである。機能層２０３は、複数の有機化合物の薄膜が積層されたものである。機能層２０３の膜厚は通常、数百ｎｍと言う極めて薄い膜厚で形成される。裏面電極層２０５は、金属等の薄膜が積層されたものである。【０００５】
代表的な機能層２０３の層構成は、図１２の通りであり、正孔注入層２１０、正孔輸送層２１１、発光層２１２、及び電子輸送層２１３を有している。また、必要に応じて電子輸送層２１３と裏面電極層２０５の間に電子注入層が挿入される。【０００６】
即ち、機能層（有機発光層）２０３で発光された光が有機ＥＬ装置を構成する積層構造を透過して出光され、自発光デバイスとして機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２４４１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術の有機ＥＬ装置は、全体が図１２に示す様な層構成であり、透明電極層２０２の全面から裏面電極層２０５の全面に向かって電流を流し、中間に挟まれた機能層（有機発光層）２０３の発光層２１２を発光させる。
ところで、大面積の照明に、上記したような面発光の有機ＥＬ装置を適用する場合には、各部の輝度にばらつきが生じてしまう。すなわち透明電極層２０２、機能層２０３及び裏面電極層２０５は面状に広がりを有するものであり、且つ薄いものであるから、面の各部に均等に電流を流すことが困難である。そのため、電流が流れ易い部位は、高輝度となり、電流が流れにくい部位は輝度が低い。そのため全体を均一に光らせるためには、全体的に強い電界を加えて、電流密度を全体的に高める必要がある。しかしながら、電流密度を全体的に高めると、有機ＥＬ素子内で熱が発生し、その影響により機能層２０３の劣化が促進される。
また全体が図１２の様な層構成となっている有機ＥＬ装置は、透明電極層２０２と裏面電極層２０５との間に高電圧を掛けることができず、有機ＥＬ装置に給電する際の給電効率が悪いという問題もある。
そこで、その機能層２０３の劣化を抑制すると共に給電効率を向上させる有効な方策として、次の方策を検討した。
即ち、発明者らは、有機ＥＬ素子を複数の小発光領域に分割し、当該小発光領域を直列に接続することによって、小発光領域のそれぞれの抵抗を集積していき、電流密度を変えることなく有機ＥＬ装置内に電圧を高めることを考えた。そして、有機ＥＬ素子をレーザースクライブ装置によって薄膜の面方向に複数の小発光領域に分割し、当該小発光領域を直列に接続した構造を有する複数の有機ＥＬ装置を試作した。【０００９】
具体的には、図１４（ａ）のように基板２０１側からレーザー光線を照射し、図１３に示す様な複数の単位有機ＥＬ素子２２０に分割した有機ＥＬ装置（以下、試作１）を試作した。
試作した有機ＥＬ装置の層構成は、ともに前記した有機ＥＬ装置の基本構成と同一であり、図１３のように基板２０１に透明電極層２０２と機能層２０３及び裏面電極層２０５が順次積層されたものであるが、各層に溝２１５，２１６，２１７が形成されている。
即ち、透明電極層２０２に透明電極層分離溝２１５が形成され、透明電極層２０２が複数に分割されている。また機能層２０３には機能層分離溝２１６が形成され、機能層２０３が複数に分割され、さらに機能層分離溝２１６の中に裏面電極層２０５の一部が進入して溝の底部で透明電極層２０２と接している。
さらに機能層２０３と裏面電極層２０５には、機能層２０３と裏面電極層２０５の双方に亘って連通した単位発光素子分離溝２１７が形成されている。【００１０】
なお本明細書において、「単位有機ＥＬ素子２２０」とは、透明電極層分離溝２１５で区切られた透明電極層（第１電極層）２０２の小片と、機能層分離溝２１６で区切られた小発光領域と、単位発光素子分離溝２１７で区切られた裏面電極層（第２電極層）２０５の小片とによって構成されるものであり、正確には図１５に実線で記載された部分である。
また「単位有機ＥＬ素子２２０」は透明電極層（第１電極層）２０２の小片と、裏面電極層（第２電極層）２０５の小片との間で挟まれた機能層２０３が単位発光部２３０となって発光する。【００１１】
有機ＥＬ装置は、図１３のように透明電極層２０２に設けられた透明電極層分離溝２１５と、機能層２０３と裏面電極層２０５の双方に亘って設けられた単位発光素子分離溝２１７によって各薄膜が区画され、独立した単位有機ＥＬ素子２２０が形成されている。そして前記したように、機能層分離溝２１５の中に裏面電極層２０５の一部が進入して接続部２３１を構成し、裏面電極層２０５の一部が透明導電層２０２と接している。即ち、一つの単位有機ＥＬ素子２２０ａは隣接する単位有機ＥＬ素子２２０ｂと電気的に直列に接続されている。より正確には単位発光部２３０が接続部２３１を介して電気的に直列に接続されている。
即ち、外部電源から有機ＥＬ装置２００に通電されると、電流は透明電極層２０２側から裏面電極層２０５側に向かって流れるが、裏面電極層２０５の一部が機能層分離溝２１６を介して透明電極層２０２と接しており、最初の単位ＥＬ素子が流れた電流が隣の単位ＥＬ素子の透明電極層２０２に流れる。そのため抵抗が順次加算され、全体に高い電圧を印加することができる。【００１２】
試作１は、図１４（ａ）のようにレーザースクライブ装置を用いて、基板２０１側からレーザー光線を照射し、部分的に裏面電極層２０５と機能層２０３の双方を除去して単位発光素子分離溝２１７を設けた。【００１３】
しかしながら、上記したように、機能層２０３は、極めて薄い膜厚の有機化合物の膜であるため、透明電極層２０２との密着性が弱く熱にも弱い。そのため、試作１の有機ＥＬ装置では、単位有機ＥＬ素子２２０を分離する単位発光素子分離溝２１７を形成する際に、機能層２０３が裏面電極層２０５よりも広範囲に削れてしまい、裏面電極層２０５にバリが発生する。そして、裏面電極層２０５のバリが単位発光素子分離溝２１７内に進入し、透明電極層２０２に接触すると、リーク電流が発生することがあった。
また、裏面電極層２０５の材質や膜厚により加工パワーを上げていくと、透明電極層２０２にダメージを与えることがあった。【００１４】
そこで、本発明は、上記した問題点を解決するものであり、電極間のリーク電流の発生を防止し、透明電極層にダメージを与えずに加工可能な有機ＥＬ装置及びその製造方法を開発することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記した課題を解決する発明は、基材上に少なくとも第１電極層と、有機発光層と、第２電極層とが積層され、前記第１電極層は第１電極層分離溝によって複数の小片に分離され、第２電極層から有機発光層に食い込む深さの単位発光素子分離溝があり、第２電極層は単位発光素子分離溝によって複数の小片に分離されており、前記有機発光層を貫通して第２電極層と１電極層とが接続された接続部を有し、第１電極層の小片と、第２電極層の小片と両者の間に挟まれた有機発光層の単位発光部が構成され、当該単位発光部が前記接続部を介して電気的に直列に接続されてなる有機ＥＬ装置であって、単位発光素子分離溝の第２電極層部分の平均の溝幅が、単位発光素子分離溝の有機発光層部分の平均の溝幅よりも広いことを特徴とする有機ＥＬ装置である。【００１６】
また同様の発明を解決するもう一つの発明は、基材上に少なくとも第１電極層と、有機発光層と、第２電極層とが積層され、前記第１電極層は第１電極層分離溝によって複数の小片に分離され、前記有機発光層は発光分離溝によって複数の小発光領域に分割され、さらに第２電極層から有機発光層に至る深さの単位発光素子分離溝があり、第２電極層は単位発光素子分離溝によって複数の小片に分離されており、第１電極層の小片と、小発光領域と、第２電極層の小片とによって単位ＥＬ素子が構成され、当該単位ＥＬ素子が電気的に直列に接続されてなる有機ＥＬ装置であって、単位発光素子分離溝の第２電極層部分の平均の溝幅が、単位発光素子分離溝の有機発光層部分の平均の溝幅よりも広いことを特徴とする有機ＥＬ装置である。【００１７】
本発明の構成によれば、単位発光素子分離溝の第２電極層部分の平均の溝幅が、単位発光素子分離溝の有機発光層部分の平均の溝幅よりも広いため、単位発光素子分離溝近傍の第１電極層と第２電極層との距離を遠ざけることが可能である。それ故に、たとえ、単位発光素子分離溝の第２電極層部分の近傍にバリが発生し、単位発光素子分離溝内にバリが進入したとしても、第１電極層と第２電極層との距離が遠いため、バリは単位発光素子分離溝の第１電極層部分まで到達することを防止できる。即ち、第１電極層と第２電極層とが接触し、リーク電流が発生することを防止できる。【００１８】
上記した発明において、単位発光素子分離溝の第２電極層部分と有機発光層部分との境界は段状であることが望ましい。【００１９】
かかる構成によれば、第１電極層と第２電極層の距離を確実に離すことができる。即ち、リーク電流が生じにくい。【００２０】
また、単位発光素子分離溝の第２電極層部分の平均の溝幅は、単位発光素子分離溝の有機発光層部分の平均の溝幅の１．３倍から２．０倍であることが好ましい。【００２１】
ところで、有機ＥＬ装置を製造するにあたって、試作１のように基板２０１側からレーザー光線を照射し、単位発光素子分離溝２１７を形成するとバリが発生してしまう。そこで、発明者らは、レーザー光線の照射方向を裏面電極層２０５側から照射することでバリの発生を抑制することを考えた。そして、発明者らは、裏面電極層２０５側からレーザー光線を照射して複数の単位有機ＥＬ素子２２０に分割した有機ＥＬ装置（以下、試作２）を試作した。即ち、試作１の製造方法と試作２の製造方法では、１つの有機ＥＬ素子を複数の単位ＥＬ素子に分割する単位発光素子分離溝２１７を形成する時のレーザー光線の照射方向が異なる。【００２２】
より詳細には、試作２の製造方法は、図１４（ｂ）のようにレーザースクライブ装置を用いて、裏面電極層２０５側からレーザー光線を照射し、部分的に裏面電極層２０５と機能層２０３の双方を除去して単位発光素子分離溝２１７を設けた。【００２３】
試作２の製造方法では、単位有機ＥＬ素子２２０を分離する単位発光素子分離溝２１７を形成する際に、裏面電極層２０５と機能層２０３の双方を同時に除去する。そのためには、レーザー光線を照射し、裏面電極層２０５を溶解して、さらに機能層２０３まで溶解する必要がある。裏面電極層２０５側から裏面電極層２０５と機能層２０３の双方を溶解するほどのエネルギーのレーザー光線を照射すると、裏面電極層２０５にバリが発生しない。ところが、裏面電極層２０５に過剰に加えられたエネルギーによって、単位発光素子分離溝２１７近傍の裏面電極層２０５内でエネルギーが蓄積され、熱が発生する。そして、上記したように裏面電極層２０５には、金属等の導電体が用いられているため、単位発光素子分離溝２１７近傍で発生した熱が裏面電極層２０５内を伝わる。即ち、単位発光素子分離溝２１７以外の部分で、機能層２０３は、裏面電極層２０５から熱ダメージが与えられる。そのため、機能層２０３の熱ダメージを与えられた部分は、劣化を促進するおそれがあった。【００２４】
上記した知見を基に思考錯誤を繰り返して導かれた製造方法に関する発明は、レーザー光線を第２電極層側から２回以上に渡って照射することによって単位発光素子分離溝を形成する工程を有することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法である。【００２５】
またもう一つの製造方法に関する発明は、基材上に少なくとも第１電極層と、有機発光層と、第２電極層とが積層され、前記第１電極層は第１電極層分離溝によって複数の小片に分離され、第２電極層から有機発光層に食い込む深さの単位発光素子分離溝があり、第２電極層は単位発光素子分離溝によって複数の小片に分離されており、前記有機発光層を貫通して第２電極層と１電極層とが接続された接続部を有し、第１電極層の小片と、第２電極層の小片と両者の間に挟まれた有機発光層の単位発光部が構成され、当該単位発光部が前記接続部を介して電気的に直列に接続されてなる有機ＥＬ装置の製造方法であって、単位発光素子分離溝を形成する工程は、レーザー光線を第２電極層側から２回以上に渡って照射することによって行われ、少なくとも第２電極層に溝を形成する第１レーザー照射工程と、前記第１レーザー照射工程によって形成された溝内にレーザー光線を照射する第２レーザー照射工程とを含み、第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線と第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線は、照射面積が相違するものであることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法である。【００２６】
さらにもう一つの製造方法に関する発明は、基材上に少なくとも第１電極層と、有機発光層と、第２電極層とが積層され、前記第１電極層は第１電極層分離溝によって複数の小片に分離され、前記有機発光層は発光分離溝によって複数の小発光領域に分割され、さらに第２電極層から有機発光層に至る深さの単位発光素子分離溝があり、第２電極層は単位発光素子分離溝によって複数の小片に分離されており、第１電極層の小片と、小発光領域と、第２電極層の小片とによって単位ＥＬ素子が構成され、当該単位ＥＬ素子が電気的に直列に接続されてなる有機ＥＬ装置の製造方法であって、単位発光素子分離溝を形成する工程は、レーザー光線を第２電極層側から２回以上に渡って照射することによって行われ、少なくとも第２電極層に溝を形成する第１レーザー照射工程と、前記第１レーザー照射工程によって形成された溝内にレーザー光線を照射する第２レーザー照射工程とを含み、第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線と第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線は、照射面積が相違するものであることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法である。【００２７】
上記した各方法によれば、単位発光素子分離溝を形成する工程は、レーザー光線を第２電極層側から２回以上に渡って照射することによって行われ、少なくとも第２電極層に溝を形成する第１レーザー照射工程と、前記第１レーザー照射工程によって形成された溝内にレーザー光線を照射する第２レーザー照射工程とを含み、第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線と第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線は、照射面積が相違する。即ち、第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線は、溝内部に進入して照射される。それ故に、単位発光素子分離溝の第２電極層部分の平均の溝幅が、単位発光素子分離溝の有機発光層部分の平均の溝幅よりも広い有機ＥＬ装置を製造可能である。
また、本発明の方法によれば、単位発光素子分離溝の形成時に、第２電極層と有機発光層の双方を同時に除去するのではなく、第２電極層と有機発光層を複数回に分けて除去している。例えば、第１レーザー照射工程では、有機発光層に到達しない程度のエネルギー、即ち、第２電極層のみが吸収可能なエネルギーで第２電極層を除去する。その後、第２レーザー照射工程で、有機発光層のみを除去することで、過剰なエネルギーを第２電極層に与えずに有機ＥＬ装置の製造が可能である。そして、過剰なエネルギーを第２電極層に与えずに製造可能であるため、第２電極層内での熱の発生を抑制することが可能である。即ち、熱ダメージを有機発光層に与えることなく、有機ＥＬ装置の製造が可能である。言い換えると、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法を用いれば、有機発光層が劣化しにくい。また、単位発光素子分離溝を形成する工程が、レーザー光線を第２電極層側から２回以上に渡って照射することによって行われるため、単位発光素子分離溝内に進入し、第１電極層まで至るようなバリの発生を防止することが可能である。即ち、リーク電流の発生を防止可能である。【００２８】
また、上記した各製造方法において、第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線と第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線は、波長、パワー、パルス照射時間の少なくともいずれかが相違するものであることが好ましい。【００２９】
また、第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線のパワーは第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線よりも強いことが好ましい。【００３０】
また、上記した各製造方法において、第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線のビーム幅は第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線よりも大きいことが好ましい。
ここでいう「ビーム幅」とは、レーザー光線の基板等の照射対象物への照射部分の幅を表す。【００３１】
また上記した製造方法を実現する具体的発明は、単位発光素子分離溝を形成する工程は、レーザー光線を第２電極層側から照射すると共にレーザー光線の照射位置を移動させることによって行われ、共通のレーザー光線源からレーザー光線を２以上に分光し、当該２以上に分光したレーザー光線の照射位置を照射位置の移動方向に前後させ、先に照射されるレーザー光線によって前記第１レーザー照射工程を実施し、続いて照射されるレーザー光線によって前記第２レーザー照射工程を実施することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法である。【００３２】
かかる方法によれば、単位発光素子分離溝の第２電極層部分と単位発光素子分離溝の有機発光層部分を１つの工程で同時に形成することが可能である。【００３３】
また、上記した各製造方法において、第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線の波長は第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線の波長よりも短いことが好ましい。【００３４】
具体的には、第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線の波長は、３５５ｎｍであり、第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線の波長は、５３２ｎｍであることが好ましい。【００３５】
また第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線と第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線は、天地方向上方に向けて照射されることが推奨される。【００３６】
かかる方法によれば、第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線と第２レーザー照射工程に使用されるレーザー光線は、天地方向上方に向けて照射される。即ち、レーザー光線の光源に対して、第２電極層は天地方向上方に位置している。そのため、第１レーザー照射工程と第２レーザー照射工程によって、溝が形成する際に生じる削りカス（有機発光層や第２電極層など）やホコリなどの不純物が、基板から重力落下するため、不純物が基板上に残りにくい。即ち、基板上に凹凸が生じにくく、リーク電流が流れにくい。それ故に発光欠陥の形成を抑制することができる。【００３７】
第１レーザー照射工程に使用されるレーザー光線の波長は可視領域を外れたものであってもよい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の有機ＥＬ装置によれば、単位発光素子分離溝の第２電極層部分の平均の溝幅が、単位発光素子分離溝の有機発光層部分の平均の溝幅よりも広いため、電極間のリーク電流の発生を防止可能である。
本発明の製造方法によれば、レーザー光線を第２電極層側から２回以上に渡って照射することによって行われるため、単位発光素子分離溝内に進入し、第１電極層まで至るようなバリの発生を防止することが可能である。即ち、リーク電流の発生を防止可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ装置を裏面側を上にして観察した断面図である。
【図２】図１の有機ＥＬ装置の製造工程を表す概念図であり、（ａ）〜（ｈ）は各工程の断面図を表す。
【図３】図１の有機ＥＬ装置の製造時に使用されるレーザースクライブ装置の概念図である。
【図４】図３のレーザースクライブ装置のレーザー光線の流れを表す説明図であり、第１光路を太線で表している。
【図５】図３のレーザースクライブ装置のレーザー光線の流れを表す説明図であり、第２光路を太線で表している。
【図６】図３のレーザースクライブ装置のレーザー光線の流れを表す説明図である。
【図７】図１の有機ＥＬ装置における有機ＥＬ素子の層構造を表す断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態におけるレーザースクライブ装置の概念図である。
【図９】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ装置における、一つの単位ＥＬ素子を実線で示した断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る有機ＥＬ装置を裏面側を上にして観察した断面図である。
【図１１】従来の有機ＥＬ装置を表す断面図である。
【図１２】従来の有機ＥＬ装置における有機ＥＬ素子の層構成を表す断面図である。
【図１３】従来の有機ＥＬ装置を裏面側を上にして観察した断面図である。
【図１４】試作１，試作２の単位発光素子分離溝の形成時の説明図であり、（ａ）試作１、（ｂ）試作２を表す。
【図１５】従来の有機ＥＬ装置における、一つの単位ＥＬ素子を実線で示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明は、有機ＥＬ装置と、当該有機ＥＬ装置の製造方法に係るものである。図１は、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ装置１を示している。
【００４１】
有機ＥＬ装置１は、図１に示すように、上記した試作１及び試作２とほぼ同じ層構成をしている。即ち、基板２（基材）の片面上に、第１電極層３と、機能層５（有機発光層）と、第２電極層６がこの順番に積層された構造を有しており、これらが図示しない封止部によって封止されている。なお、有機ＥＬ装置１の内、封止部材を除いたものを有機ＥＬ素子（積層体）と称する。
【００４２】
また、図１のように、第１電極層３には、第１電極層３を除去した第１電極層分離溝１５が設けられている。機能層５には、機能層５を除去した機能層分離溝１６（発光分離溝）と発光部分離溝１７が設けられている。さらに第２電極層６には、第２電極層６を除去した第２電極層分離溝１８が設けられている。
そして、機能層５を除去した発光部分離溝１７と第２電極層６を除去した第２電極層分離溝１８は、同じ位置にあり、連通している。そして、発光部分離溝１７と第２電極層分離溝１８の境界は、段状となっており、全体として、１つの単位発光素子分離溝１２が形成されている。即ち、発光部分離溝１７の内壁面と第２電極層分離溝１８の内壁面は同一平面を形成していない。
なお本実施形態では、単位発光素子分離溝１２の深さは、第２電極層６から機能層（有機発光層）５に至り、さらに機能層５に食い込んで、第１電極層３にまで至るものである。
【００４３】
そして、上記した試作１及び試作２と同様、有機ＥＬ装置１は、第１電極層分離溝１５と、単位発光素子分離溝１２によって各薄膜が区画され、独立した単位有機ＥＬ素子２０が形成されている。
単位有機ＥＬ素子２０は、正確には図９の実線に示す部位であり、第１電極層分離溝１５で区切られた第１電極層３の小片と、機能層分離溝１６で区切られた機能層５の小発光領域と、単位発光素子分離溝１２で区切られた第２電極層６の小片とによって構成される領域である。
また本実施形態では、単位有機ＥＬ素子２０は、第１電極層３の小片と、第２電極層６の小片との間で挟まれた機能層５が単位発光部５０となって発光する。
【００４４】
そして、機能層分離溝１６の中に第２電極層６ａの一部が進入して接続部５１を構成し、第２電極層６ａの一部が隣接する第１電極層３ｂと接している。即ち、一つの単位有機ＥＬ素子２０ａは隣接する単位有機ＥＬ素子２０ｂと接続部５１を介して電気的に直列に接続されている。
単位有機ＥＬ素子２０ａの集積方向の幅（ストリング幅）は、２ｍｍ〜４０ｍｍが好ましく、５ｍｍ〜３０ｍｍがより好ましく、１０〜２０ｍｍがさらに好ましい。
【００４５】
ここで、発光部分離溝１７と第２電極層分離溝１８について詳説する。
なお、以下の説明において、発光部分離溝１７と第２電極層分離溝１８とを合わせて、単位発光素子分離溝１２とも称する。
単位発光素子分離溝１２の第２電極層部分（第２電極層分離溝１８）の平均の溝幅Ｗが、単位発光素子分離溝１２の機能層部分（発光部分離溝１７）の平均の溝幅ｗよりも大きい。具体的には、第２電極層分離溝１８の平均の溝幅Ｗは、発光部分離溝１７の平均の溝幅ｗの１．３倍から２．０倍であることが好ましい。１．４倍から１．８倍であることがより好ましく、１．５倍から１．７倍であることが特に好ましい。第２電極層分離溝１８の平均の溝幅Ｗは、３０μｍから８０μｍであることが好ましい。４０μｍから７０μｍであることがより好ましく、４５μｍから６０μｍであることが特に好ましい。
【００４６】
次に、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１の製造方法について、主に図２を用いて説明する。
有機ＥＬ装置１は、主に図示しない真空蒸着装置やプラズマＣＶＤ装置、レーザースクライブ装置を使用して製造される。
【００４７】
まず、基板２上に第１電極層３を成膜する（図２（ａ）から図２（ｂ））。
この時、用いる基板２の表面は基板全体の平滑度が均一であり、第１電極層３を成膜した後でも、全体の平滑度は均一となっている。
【００４８】
続いて、第１レーザースクライブ工程を行い、第１電極層３に対して第１電極層分離溝１５を形成する（図２（ｂ）から図２（ｃ））。
【００４９】
なお、第１レーザースクライブ工程で行われるレーザースクライブ装置は、公知のレーザースクライブ装置であり、Ｘ・Ｙテーブルと、レーザー発生装置及び光学系部材を有するものである。第１レーザースクライブ工程は、基板２をＸ・Ｙテーブル上に設置し、レーザー光線を照射しつつ、基板２を縦方向に一定の速度で直線移動させることによって、１又は複数の溝を形成する。その後、レーザー光線の照射を一旦停止し、当該溝の照射開始位置に戻す。そして、Ｘ・Ｙテーブルを横方向に移動してレーザー光線の照射位置をずらし、レーザー光線を照射しつつ基板２を再度縦方向に直線移動させることによって前記溝と平行な溝を形成する。
【００５０】
また、第１電極層分離溝１５を設ける際のレーザー光線は任意であるが、ＹＡＧ、ＹＶＯ4 、ＹＬＦやファイバーレーザーが採用できる。
また、第１電極層分離溝１５を設けるレーザー光線には、可視光以外のレーザー光線が採用できる。具体的には、波長が２００〜３８０ｎｍ又は７８０〜１１００ｎｍのレーザー光線であることが好ましい。波長が３５５ｎｍ又は１０６４ｎｍのレーザー光線であることがより好ましい。
また、レーザー光線のエネルギー分布については特に限定されない。即ち、ガウシアン型と呼ばれる山形のエネルギー分布を有したレーザー光線やトップハット型と呼ばれるエネルギー分布が一様なビーム形状を有したレーザー光線であってもよい。
第１レーザースクライブ工程で使用されるレーザースクライブ装置は、パルス発振を用いており、上記したように、レーザー光線の照射位置と基板との相対的位置をＸ・Ｙテーブルを移動させながら、レーザー光線を一定のパルス信号を用いて照射することによって、略同形状のピットが一定ピッチで連なった第１電極層分離溝１５を形成する。
【００５１】
第１レーザースクライブ工程を終えた基板は、必要に応じて飛散した被膜を除去するために、表面を洗浄する。なお、洗浄方法は、公知の洗浄方法が適用できる。
【００５２】
次に、この基板を真空蒸着装置に挿入し、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層等を順次堆積し、機能層５を形成し、その後、必要に応じて、機能層５上に薄い第２電極層６を成膜する（図２（ｃ）から図２（ｄ））。
【００５３】
具体的には、薄い第２電極層６を有機ＥＬ装置１の完成時の第２電極層６の全膜厚の１／１０〜１／２程度成膜することが好ましい。これにより、第２電極層６は、第２レーザースクライブ工程時に機能層５を守る保護層として機能する。
【００５４】
そして、真空蒸着装置から取り出した基板に対して、第２レーザースクライブ工程を行い、機能層５に機能層分離溝１６を形成する（図２（ｄ）から図２（ｅ））。
また、波長が２００〜１１００ｎｍのレーザー光線が採用できる。波長が２００〜３８０ｎｍのレーザー光線であることが好ましい。波長が３５５ｎｍのレーザー光線であることが特に好ましい。
なお、機能層分離溝１６を設ける際のレーザー光線は任意であるが、ＹＡＧ、ＹＶＯ4 、ＹＬＦやファイバーレーザーの採用できる。例えば、汎用性の高いＹＡＧレーザーの場合、第ｎ高調波のレーザー光線（ｎ＝２〜３）を用いることが可能である。
また、大きなバリが発生しにくいという観点から、トップハット型と呼ばれるエネルギー分布が一様なビーム形状を有したレーザー光線であることが好ましい。
また、機能層分離溝１６を設ける際のレーザー光線は、機能層５の劣化を抑制する観点から第２電極層６側（基板２に対向する側）から照射することが好ましい。
【００５５】
続いて、真空蒸着装置に前記基板を挿入し、機能層５（好ましくは薄く積層した第２電極層６）の上に、第２電極層６を形成する（図２（ｅ）から図２（ｆ））。
【００５６】
そして、本発明の特徴たる単位発光素子分離溝１２を形成する第３レーザースクライブ工程を行う。第３レーザースクライブ工程では、機能層５を除去した発光部分離溝１７と、第２電極層６を除去した第２電極層分離溝１８とを形成する。
具体的には、第３レーザースクライブ工程は、レーザー光線を第２電極層６側から２回以上に渡って照射することによって行われる。具体的には、第２電極層６に第２電極層分離溝１８を形成する第１レーザー照射工程（図２（ｆ）から図２（ｇ））と、前記第１レーザー照射工程によって形成された第２電極層分離溝１８内にレーザー光線を照射し、発光部分離溝１７を形成する第２レーザー照射工程（図２（ｇ）から図２（ｈ））を含有している。また、本実施形態の第３レーザースクライブ工程は、第１レーザー照射工程と第２レーザー照射工程をほぼ同時並行で行われる。より詳細には、わずかに時間を空けて行われる。
なお、第３レーザースクライブ工程に用いるレーザースクライブ装置３０は、第１，第２レーザースクライブ工程に用いたレーザースクライブ装置と異なる装置を用いている。
詳説すると、第３レーザースクライブ工程に用いるレーザースクライブ装置３０は、図３のように、第１，第２レーザースクライブ工程に用いたレーザースクライブ装置と同様、Ｘ・Ｙテーブル３１と、レーザー発生装置３２及び光学系部材３３を有するが、レーザー光線を２以上のレーザー光線に分光し、当該２以上に分光したレーザー光線の照射位置をずれた状態で固定し、照射する基板を形成する溝の方向にＸ・Ｙテーブル３１で移動させてスクライブするものである。
より具体的には、レーザースクライブ装置３０は、図３の通りであり、レーザー発生装置３２と光学系部材３３によって構成される。
【００５７】
レーザー発生装置３２は、公知のＹＡＧ、ＹＶＯ4 、ＹＬＦやファイバーレーザー等のレーザーを発生するレーザー発生装置である。例えば、汎用性の高いＹＡＧレーザーの場合、第ｎ高調波のレーザー光線（ｎ＝２〜３）を発生させることが可能である。
また、波長が２００〜１１００ｎｍのレーザー光線が採用できる。波長が２００〜３８０ｎｍのレーザー光線であることが好ましい。波長が３５５ｎｍのレーザー光線であることが特に好ましい。また、本実施形態では、大きなバリが発生しにくいという観点から、エネルギー分布が一様なビーム形状を有したトップハット型レーザー光線を使用している。
また、レーザー光線の平均出力は０．８Ｗ〜２．０Ｗが好ましい。１．０Ｗ〜１．８Ｗがより好ましく、１．２Ｗ〜１．６Ｗが特に好ましい。
また、レーザー発生装置３２は、パルス発振を用いており、所定の周波数のパルス信号に従いレーザー光線を発生させるものである。具体的には、パルス信号のパルス幅は、２００ｆｓｅｃ〜１００ｎｓｅｃであることが好ましい。１０ｐｓｅｃ〜１０ｎｓｅｃであることがより好ましい。２ｎｓｅｃ〜６ｎｓｅｃであることが特に好ましい。パルス幅が比較的小さいため、レーザー光線の照射時に基板にかかるエネルギー負荷が小さい。
【００５８】
光学系部材３３は、ビームスプリッター３５を介して２つの光路に分岐されている。光学系部材３３は、レーザー光線の流れ方向を基準に、図４のようにビームスプリッター３５側から順に、光反射ミラー３６（又は、プリズム３６）、凹レンズ３７、凸レンズ３８、凸レンズ３９が順次配置された第１光路４０と、図５のようにビームスプリッター３５側から順に、凹レンズ４１、凸レンズ４３、凸レンズ４５が順次配置された第２光路４６を有している。
【００５９】
レーザー光線の流れについて説明すると、図３、図４、図５のようにレーザー発生装置３２から発生されたレーザー光線は、光ファイバー３４を通過し、ビームスプリッター３５に至る。そしてビームスプリッター３５で、所定の比率で、第２電極層分離溝１８を形成する第１レーザー光線（透過光）と、発光部分離溝１７を形成する第２レーザー光線（反射光）に分光される。
そして、第１レーザー光線は、図４のように第１光路４０を通って第２電極層６側から基板に照射される。具体的には、第１レーザーは、光反射ミラー３６（又は、プリズム３６）で方向転換され、凹レンズ３７によって拡大され、凸レンズ３８に入射し、当該凸レンズ３８で平行ビームに変換される。そして、平行ビームに変換された第１レーザー光線は凸レンズ（対物レンズ）３９で集光されて基板に照射される。
【００６０】
一方、第２レーザー光線は、図５のように第２光路４６を通って基板に照射される。具体的には、第２レーザー光線は、図５のようにビームスプリッター３５で方向転換され、凹レンズ４１によって拡大され、凸レンズ４３に入射し、当該凸レンズ４３で平行ビームに変換される。そして、平行ビームに変換された第２レーザー光線は凸レンズ（対物レンズ）４５で集光されて天地方向下方に設置された基板に天地方向上方から照射される。そして、図６の矢印の方向にＸ・Ｙテーブル３１を移動させることで、第１レーザー光線と第２レーザー光線は溝の形成方向に１列に並んで基板に照射される。
ビームスプリッター３５の分光される第１レーザー光線（透過光）と第２レーザー光線（反射光）のエネルギー比は、第１レーザー光線（透過光）を１とすると、第２レーザー光線（反射光）は１／２〜１／１０であることが好ましく、１／３〜１／８であることがより好ましく、１／３〜１／５であることが特に好ましい。第１レーザー光線よりも第２レーザー光線の方が、光量が少なく、第１レーザー光線の方が第２レーザー光線よりも基板に照射するパワーが強くなるように制御している。そして、第１レーザー光線のパワーは、第２電極層６のみをスクライブできる程度のパワーに制御することが好ましい。
また、凸レンズ（対物レンズ）によってレーザー光線を絞り、第１レーザー光線のビーム幅は、第２レーザー光線のビーム幅よりも大きくなるように制御している。なお、マスク等を用いて、第１レーザー光線のビーム幅を、第２レーザー光線のビーム幅よりも大きくなるように制御してもよい。
【００６１】
レーザースクライブ装置３０を用いれば、発光部分離溝１７及び第２電極層分離溝１８を一連の動作でほぼ同時にスクライブすることが可能である。
【００６２】
そして、さらに図示しない給電電極の成形や、その外側における分離溝（図示せず）の成形、分離溝の外側部分の第２電極層６等の除去及び窒化珪素膜等の封止部による封止の作業が行われて有機ＥＬ装置１が完成する。
【００６３】
最後に有機ＥＬ装置１の構成部材の素材について説明する。
【００６４】
基板２（基材）の材質は、特に限定されるものではなく、透明性を備えた基板が採用される。例えば、フレキシブルなフィルム基板やプラスチック基板などから適宜選択され採用される。ガラス基板やフィルム基板は透明性や加工性の良さの点から特に好ましい。
【００６５】
上記フィルム基板としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂があげられる。熱可塑性樹脂としては、アクリル樹脂やポリエステル、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン、シクロオレフィンポリマーなどが挙げられる。また、熱硬化製性樹脂としてはポリウレタンが挙げられる。特に優れた光学等方性と水蒸気遮断性の両方を有するシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）を主成分とする基板が好ましい。
【００６６】
ＣＯＰとしては、ノルボルネンの重合体やノルボルネンとオレフィンとの共重合体、シクロペンタジエンなどの不飽和脂環式炭化水素の重合体などが挙げられる。水蒸気遮断性の観点から、構成分子の主鎖および側鎖には大きな極性を示す官能基、例えばカルボニル基やヒドロキシル基、を含まないことが好ましい。
【００６７】
上記フィルム基板の厚みとしては０．０３ｍｍ〜３．０ｍｍ程度が好ましい。この膜厚範囲が基板の取り扱いやすさやデバイス作製時の重量の観点に加えて、基板の曲げや引っかきに対する強度の観点から好ましい。その他耐熱性に優れるという観点から、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）やポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）なども使用できる。
【００６８】
第１電極層３の材質は、特に限定されるものではなく、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2 ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の金属酸化物や、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）等のような金属などが採用される。機能層５内の発光層から発生した光を効果的に取り出せる点では、透明性が高いＩＴＯあるいはＩＺＯを特に好ましく使用することができる。
第１電極層３の成膜には、スパッタ法やＣＶＤ法、真空蒸着法等が使用できる。
【００６９】
機能層５の構成は、図７に示すように、第２電極層６側から順に、電子輸送層２５、発光層２６、正孔輸送層２７、正孔注入層２８がこの順番に積層された構造を有している。
【００７０】
電子輸送層２５の材料としては、公知の物質を使用することができる。例えば、２−（４−ビフィニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、オキサジアゾール誘導体やビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリノラート）ベリリウム錯体、トリアゾール化合物等を用いることができるが、本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００７１】
発光層２６の材料としては、公知の物質を使用することができる。例えば、９，１０−ジアリールアントラセン誘導体、ピレン、コロネン、ペリレン、ルブレン、１，１，４，４−テトラフェニルブタジエン、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム錯体、ビス（８−キノリノラート）亜鉛錯体、トリス（４−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、トリス（８−キノリノラート）スカンジウム錯体、ビス［８−（パラ−トシル）アミノキノリン］亜鉛錯体及びカドミウム錯体、１，２，３，４−テトラフェニルシクロペンタジエン、ペンタフェニルシクロペンタジエン、ポリ−２，５−ジヘプチルオキシ−パラ−フェニレンビニレン、クマリン系蛍光体、ペリレン系蛍光体、ピラン系蛍光体、アンスロン系蛍光体、ポルフィリン系蛍光体、キナクリドン系蛍光体、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系蛍光体、ナフタルイミド系蛍光体、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系蛍光体等、Ｉｒ錯体等の燐光性発光体などの低分子系発光材料や、ポリフルオレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリスピロなどの高分子材料や、これら高分子材料に低分子材料の分散または共重合した材料等を用いることができるが、本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００７２】
正孔輸送層２７の材料としては、公知の物質を使用することができる。例えば、銅フタロシアニン、テトラ（ｔ−ブチル）銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン類及び無金属フタロシアニン類、キナクリドン化合物、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’−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、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン等の芳香族アミン系低分子正孔注入輸送材料や、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物などの高分子正孔輸送層の材料、ポリチオフェンオリゴマー材料等を用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
【００７３】
正孔注入層２８の材料としては、公知の物質を使用することができる。例えば、１, ３, ５−トリカルバゾリルベンゼン、４, ４’−ビスカルバゾリルビフェニル、ポリビニルカルバゾール、ｍ−ビスカルバゾリルフェニル、４, ４’−ビスカルバゾリル−２, ２’−ジメチルビフェニル、４, ４’, ４”−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン、１, ３, ５−トリ（２−カルバゾリルフェニル）ベンゼン、１, ３, ５−トリス（２−カルバゾリル−５−メトキシフェニル）ベンゼン、ビス（４−カルバゾリルフェニル）シラン、Ｎ, Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ, Ｎ’−ジフェニル−［１, １−ビフェニル］−４, ４’−ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ, Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ, Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）、Ｎ, Ｎ’−ジフェニル−Ｎ, Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−（１, １’−ビフェニル）−４, ４’−ジアミン（ＮＰＢ）、ポリ（９, ９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−Ｎ−（４−ブチルフェニル）ジフェニルアミン）（ＴＦＢ）またはポリ（９, ９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−ビス−Ｎ, Ｎ−フェニル−１, ４−フェニレンジアミン（ＰＦＢ）等を用いることができるが、本発明はこれらに限定されるわけではない。
【００７４】
これらの機能層５の構成層は真空蒸着法やスパッタ法、ＣＶＤ法、ディッピング法、ロールコート法（印刷法）、スピンコート法、バーコード法、スプレー法、ダイコート法、フローコート法など適宜公知の方法によって成膜できる。
【００７５】
第２電極層６に目を移すと、第２電極層６の材料としては、公知の物質を使用することができる。例えば銀やアルミニウムなどが挙げられる。また、これらの材料はスパッタ法又は真空蒸着法によって堆積されることが好ましい。
【００７６】
上記した実施形態では、第３スクライブ工程において、１つのレーザー発生装置３２によって、発光部分離溝１７及び第２電極層分離溝１８を一連の動作でほぼ同時にスクライブしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数のレーザースクライブ装置を用いて、発光部分離溝１７及び第２電極層分離溝１８を形成してもよい。具体的には、以下に、第２実施形態として説明する。なお、第１実施形態と同様のものは、同じ符号を付して説明を省略する。
【００７７】
次に、第２実施形態に係る有機ＥＬ装置１の製造方法について説明する。なお、第３スクライブ工程以外は、第１実施形態と同様であるため、第３スクライブ工程のみ説明する。
【００７８】
本発明の第３レーザースクライブ工程は、第１レーザー照射工程と第２レーザー照射工程が互いに独立して行う。言い換えると、第１レーザー照射工程と第２レーザー照射工程を２回に分けて行う。
【００７９】
本実施形態で用いられる第１レーザー照射工程と第２レーザー照射工程で用いるレーザースクライブ装置は、公知のレーザースクライブ装置であり、Ｘ・Ｙテーブルと、レーザー発生装置及び光学系部材を有するものである。
【００８０】
第１レーザー照射工程は、有機ＥＬ素子を積層した基板をＸ・Ｙテーブル上に設置し、レーザー光線を照射しつつ、基板を縦方向に一定の速度で直線移動させることによって行う。そしてＸ・Ｙテーブルを横方向に移動してレーザー光線の照射位置をずらし、レーザー光線を照射しつつ基板を再度縦方向に直線移動させることによって行う。
また、第２電極層分離溝１８を設ける際の第１レーザー光線の光源は任意であるが、ＹＡＧ、ＹＶＯ4 、ＹＬＦやファイバーレーザーが採用できる。
【００８１】
また、波長が２００〜１１００ｎｍのレーザー光線が採用できる。波長が２００〜３８０ｎｍのレーザー光線であることが好ましい。波長が３５５ｎｍのレーザー光線であることが特に好ましい。また、本実施形態では、大きなバリが発生しにくいという観点から、エネルギー分布が一様なビーム形状を有したトップハット型レーザー光線を使用している。
例えば、汎用性の高いＹＡＧレーザーの場合、第ｎ高周波のレーザー光線（ｎ＝２〜３）を用いることが可能である。第３レーザースクライブ工程で用いられるレーザースクライブ装置は、パルス発振を用いており、上記したように、レーザー光線の照射位置と基板との相対的位置をＸ・Ｙテーブルを移動させながら、レーザー光線を一定のパルス信号を用いて照射することによって、略同形状のピットが一定ピッチで連なった第２電極層分離溝１８が形成可能である。
【００８２】
また、第１レーザー光線の平均出力は、第２電極層６のみが昇華可能な程度とされており、具体的には、０．８Ｗ〜２．０Ｗが好ましい。１．０Ｗ〜１．８Ｗがより好ましく、１．２Ｗ〜１．６Ｗが特に好ましい。
また、第１レーザー照射工程で用いられるレーザースクライブ装置は、パルス発振を用いており、所定の周波数のパルス信号に従い、第１レーザー光線を発生させている。
具体的には、パルス信号のパルス幅は、２００ｆｓｅｃ〜１００ｎｓｅｃであることが好ましい。１０ｐｓｅｃ〜１０ｎｓｅｃであることがより好ましい。２ｎｓｅｃ〜６ｎｓｅｃであることが特に好ましい。
【００８３】
第２レーザー照射工程は、第１レーザー照射工程と同様のレーザースクライブ装置で行う。また、第２レーザー光線は第１レーザー光線の軌跡を辿っており、第１レーザー光線で形成された第２電極層分離溝１８の内部に照射されている。
また、発光部分離溝１７を設ける際の第２レーザー光線の光源は任意であるが、ＹＡＧ、ＹＶＯ4 、ＹＬＦやファイバーレーザーが採用できる。
【００８４】
また、第２レーザー光線のビーム径は、第１レーザー光線のビーム径よりも小さい。ここでいう「ビーム径」とは、ＩＳＯ標準１１１４６に準拠されるものである。また図示しないレンズ等により、第１レーザー光線のビーム幅が、第２レーザー光線のビーム幅よりも大きくなるように制御されている。
また、第２レーザー光線の波長は、第１レーザー光線の波長よりも長い。具体的には、波長が２００〜１１００ｎｍのレーザー光線が採用できる。波長が５００〜６００ｎｍのレーザー光線であることが好ましい。波長が５３２ｎｍのレーザー光線であることが特に好ましい。また、本実施形態では、エネルギー負荷が小さいという観点から、エネルギー分布が一様なビーム形状を有したトップハット型レーザー光線を使用している。
【００８５】
第２レーザー照射工程で用いられるレーザースクライブ装置は、パルス発振を用いており、上記したように、レーザー光線の照射位置と基板との相対的位置をＸ・Ｙテーブルを移動させながら、レーザー光線を一定のパルス信号を用いて照射することによって、略同形状のピットが一定ピッチで連なった発光部分離溝１７が形成可能である。
また、第２レーザー光線の平均出力は、第１レーザー光線の平均出力よりも小さい。平均出力は０．１Ｗ〜１．０Ｗが好ましい。０．２Ｗ〜０．８Ｗがより好ましく、０．３Ｗ〜０．５Ｗが特に好ましい。
また、第２レーザー照射工程で用いられるレーザースクライブ装置は、パルス発振を用いており、所定の周波数のパルス信号に従い、第２レーザー光線を発生させており、第２レーザー光線のパルス幅は、第１レーザー光線のパルス幅よりも短い。
具体的には、パルス信号のパルス幅は、２００ｆｓｅｃ〜１００ｎｓｅｃであることが好ましい。１ｐｓｅｃ〜１０ｎｓｅｃであることがより好ましい。１０ｐｓｅｃ〜５０ｐｓｅｃであることが特に好ましい。第２レーザー光線は、パルス幅が非常に小さいため、レーザー光線の照射時に基板にかかるエネルギー負荷が小さい。即ち、第２電極層６で熱をほとんど発生させることなく、発光部分離溝１７を形成させることが可能である。
【００８６】
本発明によれば、第２電極層６で熱をほとんど発生させることなく、発光部分離溝１７を形成させることが可能であるため、熱による機能層５の劣化を防止できる。
【００８７】
上記した実施形態では、第３スクライブ工程において、Ｘ・Ｙテーブル３１が天地方向下方に設置され、Ｘ・Ｙテーブル３１上に載置された基板に対して天地方向上方からレーザー光線を照射したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図８のようにＸ・Ｙテーブル３１を天地方向上方に設置し、Ｘ・Ｙテーブル３１の下面に固定された基板に対して天地方向下方からレーザー光線を照射してもよい。この場合、発光部分離溝１７及び第２電極層分離溝１８を形成する際に生じる削りカス（機能層５や第２電極層６など）やホコリなどの不純物が基板から重力落下するため、不純物が基板上に残りにくい。即ち、基板上に凹凸が生じにくく、リーク電流が流れにくい。
【００８８】
上記した実施形態では、第１レーザースクライブ工程では、パターニングの方法としてレーザースクライブ処理を行ったが、本発明ではこれに限定されるものではなく、他の方法によってパターニングを行ってもよい。例えば、リフトオフ、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）、フォトリソグラフィー、ウォータージェットなどでパターニング可能である。
【００８９】
また上記した実施形態では、第２レーザースクライブ工程によって機能層５に機能層分離溝１６を形成せしめたが、機能層５に施す加工は、必ずしも「溝」である必要はない。即ち上記した実施形態では、レーザー光線を一定のパルス信号を用いて照射し、パルスによる円形のドットが繋がって機能層分離溝１６が形成されている。ここで機能層分離溝１６の機能は、機能層５を貫通してその中に第２電極層６の一部が進入させて接続部５１を構成し、第２電極層６の一部を第１電極層３に接触させるものであるから、パルスによる円形のドットは必ずしも繋がっている必要はなく、独立した孔が並んだものであってもよい。
【００９０】
また上記した実施形態では、単位発光素子分離溝１２は、第２電極層６のみならず機能層５までもを完全に除去した構成を開示している。即ち前述した単位発光素子分離溝１２は、機能層５が完全に剥離されて第１電極層３が露出するものとして図示されている。しかしながら、単位発光素子分離溝１２の深さは、第２電極層６側から機能層５に至っていれば足り、必ずしも第１電極層３に達している必要はない。即ち単位発光素子分離溝１２の深さは、第２電極層６から機能層５に食い込む深さであれば足り、図１０に示すように、底の部分に機能層５の一部が残っていてもよい。
【００９１】
以下に、実施例をもって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、以下の説明において、理解を容易にするため、基板を光源に対して天地方向下方に設置し、レーザー光線を天地方向下方に向けて照射する場合をスクライブダウンと称し、基板を光源に対して天地方向上方に設置し、レーザー光線を天地方向上方に向けて照射する場合をスクライブアップと称する。
【実施例】
【００９２】
本発明の具体的な実施例および実施例に対する比較例の有機ＥＬ装置の作製手順と、これらの評価結果を説明する。【００９３】
〔実施例１〕
有機ＥＬ装置を形成するための基板としては、片面に第１電極層としてＩＴＯ（インジウム・錫酸化物、膜厚１５０ｎｍ）が積層されている無アルカリガラス（厚さ０．７ｍｍ）を用いた。この基板にレーザースクライブ装置を用いて、６ｍｍ間隔のパターニング形成を溝幅５０ｎｍにて行い、第１電極層分離溝１５を形成した。
この基板を界面活性剤によりブラシを用いて洗浄し、純水にて超音波洗浄した後、基板をオーブン中で乾燥した。この基板を真空蒸着装置に移動させ、真空中で以下のように材料を成膜した。【００９４】
第１電極層上に、正孔注入層として４，４’−ビス［Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（以下、ＮＰＢと略す）と三酸化モリブデンの混合層を用い、真空蒸着法にて１０ｎｍの膜厚で成膜した。正孔注入層のＮＰＢと三酸化モリブデンは共蒸着法にて膜厚比率で９：１となるように成膜した。【００９５】
次いで、正孔輸送層としてＮＰＢを、真空蒸着法により５０ｎｍ（蒸着速度０．０８ｎｍ／ｓｅｃ〜０．１２ｎｍ／ｓｅｃ）の膜厚で成膜した。【００９６】
次いで、発光層兼電子輸送層としてトリス（８−キノリノラート）アルミニウム（以下、Ａｌｑ３と略す）を、真空蒸着法により、７０ｎｍ（蒸着速度０．２４ｎｍ／ｓｅｃ〜０．２８ｎｍ／ｓｅｃ）の膜厚で成膜した。【００９７】
次いで、電子注入層としてＬｉＦを用い、真空蒸着法にて１ｎｍ（蒸着速度０．０３ｎｍ／ｓｅｃ〜０．０５ｎｍ／ｓｅｃ）の膜厚で成膜した。【００９８】
Ａｌを真空蒸着法にて３００ｎｍ（蒸着速度０．３ｎｍ／ｓｅｃ〜０．５ｎｍ／ｓｅｃ）の膜厚で成膜した。この基板にレーザースクライブ装置を用いて、機能層分離溝１６を形成した。
続いて、第２電極層としてＡｌを真空蒸着法にて１５０ｎｍ（蒸着速度０．３ｎｍ／ｓｅｃ〜０．５ｎｍ／ｓｅｃ）の膜厚で成膜した。
この基板にレーザースクライブ装置を用いて、第２電極層側からレーザーを照射し、第２電極層分離溝を形成した（第１レーザー照射工程）。このときのレーザースクライブ装置の条件は、波長３５５ｎｍ，平均出力１．５Ｗ，ビーム径５０μｍ，パルス幅２ｎｓｅｃであった。その後、再びレーザースクライブ装置を用いて、第２電極層側からレーザーを照射し、発光部分離溝を形成した（第２レーザー照射工程）。この時のレーザースクライブ装置の条件は、波長５３２ｎｍ，平均出力０．５Ｗ，ビーム径３０μｍ，パルス幅２ｎｓｅｃであった。このようにして、単位形状３０ｍｍ×３０ｍｍ、６ｍｍ×１８ｍｍの単位ＥＬ素子が３段直列に配列した有機ＥＬ素子を作製した。
なお、第３レーザースクライブ工程（第１レーザー照射工程と第２レーザー照射工程）において、基板がレーザー光線の光源に対して天地方向下方になるようにレーザースクライブ装置内に設置し（スクライブダウン）、天地方向上方から第２電極層側にレーザー光線を照射した。
その後、この有機ＥＬ素子を真空雰囲気から窒素雰囲気で満たされたグローブボックスに移動させて、プラズマＣＶＤ装置に移動させて、２μｍの窒化珪素膜を形成し、封止を行った。こうして形成された有機ＥＬ装置を実施例１とした。【００９９】
〔実施例２〕
実施例１の手順において、第３レーザースクライブ工程時に、１つのレーザー光線を２つに分光して、第１レーザー照射工程、第２レーザー照射工程を同時に行った。具体的には、基板がレーザー光線の光源に対して天地方向下方になるようにレーザースクライブ装置内に設置し（スクライブダウン）、天地方向上方から第２電極層側に分光したレーザー光線を照射した。このときのレーザースクライブ装置の条件は、波長３５５ｎｍ，平均出力２．０Ｗ，パルス幅２ｎｓｅｃであった。また、第１レーザー光線と第２レーザー光線のエネルギー比を３：１に分光した。また、第１レーザー光線のビーム径は５０μｍであり、第２レーザー光線のビーム径は３０μｍであった。【０１００】
〔実施例３〕
実施例１の作製手順の第３レーザースクライブ工程（第１レーザー照射工程と第２レーザー照射工程）において、基板がレーザー光線の光源に対して天地方向上方になるようにレーザースクライブ装置内に設置し（スクライブアップ）、天地方向下方から第２電極層側にレーザー光線を照射した。【０１０１】
〔比較例１〕
実施例１の作製手順において、第３レーザースクライブ工程時に、基板側から単一のレーザー光線を基板に照射した。そして、機能層と第２電極層を同時に除去し、その双方に亘って直線状に連通した単位発光素子分離溝を設けた。具体的には、基板がレーザー光線の光源に対して天地方向下方になるようにレーザースクライブ装置内に設置し（スクライブダウン）、天地方向上方から基板側にレーザー光線を照射した。
このときのレーザースクライブ装置の条件は、波長３５５ｎｍ，平均出力２０Ｗ，パルス幅２ｎｓｅｃであった。【０１０２】
〔発光欠陥測定〕
実施例１〜３及び比較例１の有機ＥＬ装置について高温高湿発光試験を行い、発光欠陥を評価した。試験条件は雰囲気６０℃／８５％ＲＨで印加電圧５Ｖであり、評価は室温で約１０倍の実体顕微鏡で観察し、試験時間１時間後及び試験時間１０００時間後の発光欠陥数を評価した。その結果を表１に示す。【０１０３】
【表１】
2013103093.tif 000003
【０１０４】
表１のように試験時間１時間後と試験時間１０００時間経過後を比較すると、実施例１では、発光欠陥の個数は３コから６コとなり、発光欠陥の個数が３コ増加した。実施例２では、発光欠陥の個数は５コから１０コとなり、発光欠陥の個数が５コ増加した。実施例３では、発光欠陥の個数は１コから３コとなり、発光欠陥の個数が２コ増加した。
一方、比較例１では、発光欠陥の個数は２５コから４１コとなり、発光欠陥の個数が１６コ増加した。
実施例１〜３の有機ＥＬ装置の試験時間１時間後における発光欠陥数は、比較例１の有機ＥＬ装置の試験時間１時間後における発光欠陥数の１／５以下となった。即ち、本発明の実施例１〜３の製造方法を用いると、発光欠陥の少ない発光品質が高い有機ＥＬ装置が製造できた。
また、試験時間１０００時間後においても、本発明の実施例１〜３の有機ＥＬ装置の発光欠陥数は、比較例１の有機ＥＬ装置の発光欠陥数の１／４以下に留まっていた。即ち、本発明の実施例１〜３の製造方法を用いると、耐久性の高い有機ＥＬ装置が製造できた。
【符号の説明】
【０１０５】
１  有機ＥＬ装置
２  基板（基材）
３  第１電極層
５  機能層（有機発光層）
６  第２電極層
１０  有機ＥＬ素子（積層体）
１２  単位発光素子分離溝
１５  第１電極層分離溝
１６  機能層分離溝（発光分離溝）
１７  発光部分離溝（有機発光層部分）
１８  第２電極層分離溝（第２電極層部分）
２０  単位有機ＥＬ素子
【図１】
2013103093.tif 000004
【図２】
2013103093.tif 000005
【図３】
2013103093.tif 000006
【図４】
2013103093.tif 000007
【図５】
2013103093.tif 000008
【図６】
2013103093.tif 000009
【図７】
2013103093.tif 000010
【図８】
2013103093.tif 000011
【図９】
2013103093.tif 000012
【図１０】
2013103093.tif 000013
【図１１】
2013103093.tif 000014
【図１２】
2013103093.tif 000015
【図１３】
2013103093.tif 000016
【図１４】
2013103093.tif 000017
【図１５】
2013103093.tif 000018
【国際調査報告】
2013103093.tif 000019
2013103093.tif 000020