(57)【要約】【課題】水分や酸素などによる劣化を抑制し、より長寿命のＥＬ発光素子を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の第１実施形態のＥＬ発光素子１は、フィルム体の所定方向の両端部が、ＥＬ発光部を包み込むように前記ＥＬ発光部の両側部を覆い、前記ＥＬ発光部の前記第２の電極側の面において重なり合うように配設され、重なり合っている前記フィルム体の所定方向の両端部近傍の相対している面同士が接合されていることにより、従来行われている、発光層の両側面で封止を行う場合と比べ、封止箇所が少なく、かつ素子自体を大型化することなしに接着面をより大きくとることができることにより、外部からの水分や酸素の侵入をより遅らせることができるため、ＥＬ発光素子の劣化を遅らせ、寿命のより長いＥＬ発光素子を得ることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明導電物質により形成される第１の電極と、前記第１の電極上に積層される、発光物質により構成される発光層と、前記発光層上に積層される第２の電極とにより構成されるＥＬ発光部と、前記ＥＬ発光部がその中央部上に前記第１の電極側の面が接するように設けられた、透光性を有するシート状のフィルム体とを備え、
前記フィルム体の所定方向の両端部が、前記ＥＬ発光部を包み込むように前記ＥＬ発光部の前記所定方向の両端部を覆い、前記ＥＬ発光部の前記第２の電極側の面において重なり合うように延設され、
かつ、重なり合っている前記フィルム体の所定方向の両端部近傍の相対している面同士を接合したことを特徴とするＥＬ発光素子。
【請求項２】
前記所定方向は、前記ＥＬ発光部の面方向に対して短辺方向であることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ発光素子。
【請求項３】
前記フィルム体は、その表面にガスバリア加工が施されていることを特徴とする請求項１乃至２に記載のＥＬ発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＬ発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＬ発光素子を利用した平面ディスプレイは、次世代のディスプレイとして大きな注目を浴びており、これについての研究開発が盛んに行われている。ＥＬ発光素子を利用することで、直流低電圧駆動、高視野角、自発光などの特徴を有する高解像度ディスプレイが実現可能であり、その利用価値は非常に高いと考えられている。
【０００３】
このＥＬ発光素子は、例えばガラス基板やプラスチック基板上に、透明電極（陽極）／発光層／金属電極（陰極）を積層して形成した発光部を有している。また、陽極には仕事関数の大きな物質が用いられ、陰極には仕事関数の小さな物質が用いられる。発光層には有機材料が用いられ、両電極から注入される正孔と電子が発光層において再結合することによって発光する。
【０００４】
ところで、発光層に利用するＥＬ発光材料は、水分や酸素などに侵されやすく、大気中でＥＬ発光素子を駆動するとその発光特性が急激に劣化する。そこで、発光部を覆うように、ガラスやプラスチックで構成される封止板を、積層体の四方にて基板と接着することで、発光層への水分の侵入を防止する試みが行われており、その例として特許文献１に示される方法が挙げられる。
【０００５】
また、可撓性を有する袋状のプラスチックフィルム中に発光部を入れて密封することで、水分や酸素によるＥＬ発光材料の劣化を防止するという例として、特許文献２に示される方法が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１０９４８２号公報
【特許文献２】特開２００３−８６３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１で示されている方法においては、封止板においてはガスバリア性を持たせるような加工を行うことで水分や酸素の侵入をある程度防止できるものと考えられるが、封止板と基板の接着部においては、必ずしも水分や酸素の侵入防止能力は十分とは言えない。また、特許文献１で示されるような構造では、発光部の側面近傍に接着部が存在しているため、接着部から侵入した水分や酸素の影響を受けやすく、ＥＬ発光材料の劣化の原因となっていた。
【０００８】
また、特許文献２で示されている方法では、接着箇所は１面だけであり、特許文献１で示されている例よりは接着部からの水分や酸素の影響は受けにくいが、反面、プラスチックフィルムに対してガスバリア性の加工を施す処理を安価に行うためにはロールｔｏロール方式で行うことが望ましく、袋状に形成されたプラスチックフィルムに対して、ガスバリア加工の連続処理が難しいという欠点がある。そのため、安価に製造することは困難であった。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、水分や酸素などによる劣化を抑制し、より長寿命のＥＬ発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明のＥＬ発光素子は、透明導電物質により形成される第１の電極と、前記第１の電極上に積層される、発光物質により構成される発光層と、前記発光層上に積層される第２の電極とにより構成されるＥＬ発光部と、前記ＥＬ発光部がその中央部上に前記第１の電極側の面が接するように設けられた、透光性を有するシート状のフィルム体とを備え、前記フィルム体の所定方向の両端部が、前記ＥＬ発光部を包み込むように前記ＥＬ発光部の前記所定方向の両端部を覆い、前記ＥＬ発光部の前記第２の電極側の面において重なり合うように延設され、かつ、重なり合っている前記フィルム体の所定方向の両端部近傍の相対している面同士を接合したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係る発明のＥＬ発光素子は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記所定方向は、前記ＥＬ発光部の面方向に対して短辺方向であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項３に係る発明のＥＬ発光素子は、請求項１乃至２に記載の発明の構成に加え、前記フィルム体は、その表面にガスバリア加工が施されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のＥＬ発光素子は、前記フィルム体の所定方向の両端部が、前記ＥＬ発光部を包み込むように前記ＥＬ発光部の両側部を覆い、前記ＥＬ発光部の前記第２の電極側の面において重なり合うように配設され、重なり合っている前記フィルム体の所定方向の両端部近傍の相対している面同士が接合されている。このことにより、外部からの水分や酸素の侵入をより遅らせることが可能となり、その結果ＥＬ発光素子の劣化を遅らせ、寿命のより長いＥＬ発光素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ＥＬ発光素子１の斜視図である。
【図２】ＥＬ発光素子１の上面図である。
【図３】ＥＬ発光素子１のＡ−Ａ’線における矢視方向断面図である。
【図４】ＥＬ発光素子１のＢ−Ｂ’線における矢視方向断面図である。
【図５】ＥＬ発光素子１の製造工程を示すフロー図である。
【図６】基板１３の上面に第１の電極１４が形成された状態を示す断面図である。
【図７】第１の電極１４上面に発光層１５が形成された状態の断面図である。
【図８】発光層１５上面に第２の電極１６が形成され、ＥＬ発光部１２が形成された状態の断面図である。
【図９】フィルム体１１の中央部付近にＥＬ発光体１２が載置された状態を示す断面図である。
【図１０】ＥＬ発光素子１の変形例であるＥＬ発光素子５１の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の第１実施形態であるＥＬ発光素子１について、図面を参照して説明する。図１はＥＬ発光素子１の斜視図である。また、図２はＥＬ発光素子１の上面図である。また、図３は図２に示すＥＬ発光素子１のＡ−Ａ’線における矢視方向断面図であり、図４は図２に示すＥＬ発光素子１のＢ−Ｂ’線における矢視方向断面図である。なお、図１において矢印７１で示した通りに、手前、奥、上下左右の各方向を定義して以降の説明を行う。
【００１６】
ＥＬ発光素子１は、図１〜４に示す通り、フィルム体１１、及びフィルム体１１の中央部上に形成されたＥＬ発光部１２により構成され、四角形状をしている。フィルム体１１の左方向の端部１１１及び右方向の端部１１２は、ＥＬ発光部１２を包み込むようにＥＬ発光部１２の左右両端部を覆い、ＥＬ発光部１２の上面において重なり合うように延設される。そして、重なり合っている前記フィルム体の左端部１１１と右端部１１２近傍の相対している面同士が全面にわたって接着層２１によって接合されている。また、ＥＬ発光素子１の手前方向端部４１、及び奥方向端部４２では、ＥＬ発光部１２上面上方から延出してきたフィルム体１１が、ＥＬ発光体１２下面下方から延出してきたフィルム体１１と重なり合い、その重なり合っている部位にて接着層２２にて接合されている。また、ＥＬ発光部１２から接着層２２の外部へ、配線３１、３２が延出しており、ＥＬ発光部１２への駆動電力の投入に使用される。以上の構成をとることにより、ＥＬ発光部１２はフィルム体１１により封止される。
【００１７】
フィルム体１１は、透明性のあるフィルム状の物質であればよいが、特にガスバリア加工が施されたものを使用することが、外部からの水分や酸素の侵入をより効果的に防止することができるため望ましい。フィルム体１１の基材としては可撓性のあるプラスチックフィルムを使用する。用いられるプラスチックフィルムとしては、透明性を持つ物質であって、ガスバリア加工を施すことが可能なものであればよく、例えば、ポリエステル樹脂（例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ））、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、透明フッ素樹脂、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリウレタン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート、ポリエーテルスルホンなどが挙げられる。また、ガスバリア加工は、上述したプラスチックフィルム表面にガスバリア性を有する樹脂層を形成することが知られており、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン系共重合体ポリ塩化ビニリデン系共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体等の層を、例えばロールｔｏロール処理を行うことで形成することが挙げられる。また、「Ｂａｒｉｘコーティング」（Ｖｉｔｅｘ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社）加工を施したプラスチックフィルムもフィルム体１１として使用できる。また、ガスバリア加工はいずれの面に施されていてもよく、また両面に施されていてもよいが、コスト、耐久性の面から、ＥＬ発光体１２に面している側の面に施されている方が望ましい。
【００１８】
ＥＬ発光部１２は、図３及び図４に示す通り、基板１３と、基板１３上に形成された第１の電極１４と、第１の電極１４上に形成された発光層１５と、発光層１５上に形成された第２の電極１６とにより構成される。
【００１９】
基板１３は、透明性を持つ平板状の物質であればよく、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエステル、ポリカーボネート（ＰＣ）などが挙げられる。
【００２０】
第１の電極１４は、基板１３の上面に設けられており、配線３１と接続されている。第１の電極１４の材質としては、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電性酸化物など、透光性のある導電性物質が適用可能である。
【００２１】
発光層１５は、第１の電極１４の上面に設けられている。発光層１５の材質としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリチオフェン誘導体などの高分子発光材料、及び、ＴＰＢ（テトラフェニルブタジエン）、ペリレン、クマリン、ルブレン、ナイルレッド、ＤＣＭ（４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−ジメチルアミノスチリル−４−ピラン）、ＤＣＪＴＢ（４−ジシアノメチレン−６−シーピージュロリジノスチリル−２−ターシャルブチル−４Ｈ−ピラン）、スクアリリウム、アルミニウム錯体（例えばＡｌｑ３）などの低分子系材料が利用可能である。
【００２２】
第２の電極１６は、発光層１５に対して、第１の電極１４が設けられた側とは反対側の面に設けられており、配線３２と接続されている。第２の電極１６の材質としては、アルミニウム、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、ＭｇＡｇ合金、Ａｌ／ＬｉＦ積層物、Ａｌ／Ｃａ積層物、Ａｌ／Ｂａ積層物、及びＡｌ／ＭｇＡｇ積層物などが挙げられる。
【００２３】
接着層２１及び接着層２２にてフィルム体１１同士を接着する接着剤としては、ウレタンジアクリレート、エポキシジアクリレート、ポリエステルジアクリレートなどのＵＶ硬化樹脂や、メラミン系、アクリル系、ビスフェノール系に代表される熱硬化樹脂などが挙げられる。
【００２４】
配線３１、３２は、第１の電極１４及び第２の電極１６を通じてＥＬ発光部１２に駆動電力を図示しない電源から投入するために設けられている。配線３１、３２の材質としては、例えば銅などが挙げられる。
【００２５】
次に、本実施形態のＥＬ発光素子１の製造工程について図５〜図９を参照して説明する。図５は、本実施形態のＥＬ発光素子１の製造工程を示すフローチャートである。図６は、基板１３上面に第１の電極１４が形成された状態の断面図である。図７は、第１の電極１４上面に発光層１５が形成された状態の断面図である。図８は、発光層１５上面に第２の電極１６が形成され、ＥＬ発光部１２が形成された状態の断面図である。図９はフィルム体１１の中央部付近にＥＬ発光体１２が載置された状態を示す断面図である。
【００２６】
本実施形態のＥＬ発光素子１の製造は、まず、ＥＬ発光部１２の形成工程（Ｓ１）を行い、次にフィルム体１１による封止工程（Ｓ２）を行う。
【００２７】
ＥＬ発光部形成工程（Ｓ１）では、まず、図６に示すように、基板１３上に第１の電極１４を形成する（Ｓ１１）。本実施形態では、基板１３上に、ＩＴＯを１５０ｎｍの厚みで真空成膜する。次に成膜したＩＴＯ上に露光用のポジ型レジストをスピンコートにより塗布し、このレジストを、所定のパターンを形成してあるマスクを使用してマスク露光した。その後、濃硝酸と濃塩酸の混合液である王水を用いてエッチングを行い、所望の電極パターンが形成された第１の電極１４を成膜した。
【００２８】
次に、図７に示すように、第１の電極１４上に発光層１５を形成する（Ｓ１２）。この工程は、電極表面洗浄工程（Ｓ１２１）と発光層を実際に形成する発光層形成作業工程（Ｓ１２２）とからなる。まず、電極表面洗浄工程（Ｓ１２１）では、第１の電極１４の表面を、中性洗剤洗浄、アセトン洗浄、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）洗浄、及びＵＶオゾン洗浄にて順次洗浄する。次いで、発光層形成作業工程（Ｓ１２２）において、洗浄の終わった第１の電極１４上面に、スピンコート法にて発光層１５を形成した。使用したインクは、有機発光材料であるポリフルオレン誘導体を２ｗｔ％溶解させた、シクロヘキシルベンゼン溶液であった。
【００２９】
次に、図８に示すように、発光層１５上に第２の電極１６を形成する（Ｓ１３）。本実施形態では、発光層１５上に、アルミニウムを蒸着することで形成した。以上の工程を行うことで、ＥＬ発光部１２が形成された。なお、このＥＬ発光部１２は、左右方向よりも奥−手前方向が長くなるように形成した。
【００３０】
次に、フィルム体１１による封止工程（Ｓ２）を行う。封止工程（Ｓ２）では、まず、図９に示すように、「Ｂａｒｉｘコーティング」（Ｖｉｔｅｘ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社）を施したＰＥＴフィルムにより構成されるフィルム体１１の中央部に、ＥＬ発光部１２を取り付ける（Ｓ２１）。ＥＬ発光部１２の取り付けの方法は特に限定されず、ここでは、ＵＶ硬化性の接着剤（ＸＮＲ５５７６：ナガセケムテックス社製）を使用して接着した。
【００３１】
次に、図３に示すように、フィルム体１１の左右両端部が、ＥＬ発光部１２を包み込むようにＥＬ発光部１２の左右両側面を覆い、ＥＬ発光部１２の第２の電極１６側の面にて重なり合うように配設し、フィルム体１１の左右両端部位の相対している面同士を接着する（Ｓ２２）。この際、図２に示すように、左側から配設された端部１１１は、ＥＬ発光部１２の右側端部付近に配設されることが望ましく、右側から配設された端部１１２は、ＥＬ発光部１２の左側端部付近に配設されることが望ましい。重なり合った端部１１１、１１２は、ＵＶ硬化性の接着剤（ＸＮＲ５５７６：ナガセケムテックス社製）を用いて形成される接着層２１により接合した。
【００３２】
次に、フィルム体１１の手前側及び奥側を封止する（Ｓ２３）。図３に示すように、ＥＬ発光部１２上面上方から延出しているフィルム体１１の手前側端部及び奥側端部と、ＥＬ発光体１２下面下方から延出しているフィルム体１１の手前側端部及び奥側端部とを、それぞれ重なり合うように設け、それらをＵＶ硬化性の接着剤（ＸＮＲ５５７６：ナガセケムテックス社製）を用いて形成される接着層２２により接合した。
【００３３】
以上の工程を経て製造されるＥＬ発光素子１は、従来行われている、ＥＬ発光部の各側面近傍で封止を行う場合と比べ、ＥＬ発光部側面近傍で封止を行う箇所を少なくし、かつＥＬ発光部上面全面でフィルム体同士の接合を行うことで素子自体を大型化することなしに接合面をより大きくとることができる。このため、外部からの水分や酸素の侵入をより遅らせることができるため、ＥＬ発光素子の劣化を遅らせ、その結果寿命のより長いＥＬ発光素子を得ることができた。
【００３４】
また、ＥＬ発光部１２の大きさは、手前−奥方向よりも、左右方向の方が短い方が望ましい。このことにより、ＥＬ発光部側面近傍で封止を行う箇所（接着層２２）の長さを、より短くすることができる。よって外部からの水分や酸素の侵入をより遅らせることができ、ＥＬ発光素子の劣化を遅らせることが可能となる。
【００３５】
また、ＥＬ発光部１２の構成は、例示したものには限定されず、例えば、第１の電極や第２の電極と発光層との間に、公知の各種機能層（正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層など）が形成されていてもよい。また、第２の電極とフィルム体との間に、吸湿物質からなる吸湿層があってもよい。
【００３６】
また、本実施形態のＥＬ発光素子１は、図１０に示す通り、そのＥＬ発光部１２に基板１３を有しないＥＬ発光素子５１であってもよい。この場合でも、ＥＬ発光素子１と同様に、より長い寿命を得ることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１        ＥＬ発光素子
１１      フィルム体
１２      ＥＬ発光部
１３      基板
１４      第１の電極
１５      発光層
１６      第２の電極
２１      接着層
２２      接着層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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