(57)【要約】【課題】保護膜を備えた有機ＥＬ装置の製品としての信頼性や安定性を高めることのできる製造方法を提供すること。【解決手段】基板上に第１電極と発光層と第２電極とを順に積層して有機ＥＬ素子を形成した後に、有機ＥＬ素子の表面上に湿分硬化性物質を塗布して硬化させることにより有機ＥＬ素子を覆うように保護膜を形成する有機ＥＬ装置の製造方法であって、有機ＥＬ素子の形成後であって湿分硬化性物質の硬化前に、第１電極と第２電極との間に電圧を印加し、その後、有機ＥＬ素子を高温高湿度の環境下に曝してエージングを行うと共に湿分硬化性物質を硬化させることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１電極と発光層と第２電極とを順に積層して有機ＥＬ素子を形成した後に、有機ＥＬ素子の表面上に湿分硬化性物質を塗布して硬化させることにより有機ＥＬ素子を覆うように保護膜を形成する有機ＥＬ装置の製造方法であって、
有機ＥＬ素子の形成後であって湿分硬化性物質の硬化前に、第１電極と第２電極との間に電圧を印加し、その後、有機ＥＬ素子を高温高湿度の環境下に曝してエージングを行うと共に湿分硬化性物質を硬化させることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項２】
前記電圧の印加は、前記湿分硬化性物質の塗布後であって前記湿分硬化性物質の硬化前に行われることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
前記電圧は、逆バイアス電圧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（エレクトロルミネッセンス）装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ装置は、基板上に第１電極と発光層と第２電極とを順に積層して有機ＥＬ素子が形成された構造を有している。このような有機ＥＬ装置では、製品としての信頼性や安定性を確保するため、第１電極と第２電極との間に電圧を印加し、欠陥部を絶縁破壊することが行われている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
ところが、水分や酸素の素子内部への浸入を防ぐ目的で、有機ＥＬ素子の表面に窒化珪素等からなる封止膜やシリコーン系樹脂等からなる保護膜が設けられた有機ＥＬ装置（例えば、特許文献２を参照）において、従来の電圧印加を行った場合、欠陥部を絶縁破壊するだけに留まらず封止膜や保護膜も破壊されてしまう虞がある。このようにして封止膜や保護膜が破壊されると、そこから水分や酸素が素子内部に侵入してダークスポットが発生し、このダークスポットは時間の経過と共に成長することとなる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８２２５３号公報
【特許文献２】特開２０００−２２３２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、そのような膜の破壊箇所が視認できない程微小であると、それを点灯検査で見付け出すことは困難であり、出荷後にダークスポットが成長し、製品が不良品となるという問題があった。
したがって、本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、封止膜や保護膜を備えた有機ＥＬ装置の製品としての信頼性や安定性を高めることのできる有機ＥＬ装置の製造方法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】
【０００６】
本発明者らは鋭意研究、開発を遂行した結果、上記のような課題を解決するためには、第１電極と第２電極との間に電圧を印加した後に、有機ＥＬ素子を高温高湿度の環境下に曝してエージングを行うと共に湿分硬化性物質を硬化させて保護膜形成を行うことが有効であることに想到し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に第１電極と発光層と第２電極とを順に積層して有機ＥＬ素子を形成した後に、有機ＥＬ素子の表面上に湿分硬化性物質を塗布して硬化させることにより有機ＥＬ素子を覆うように保護膜を形成する有機ＥＬ装置の製造方法であって、有機ＥＬ素子の形成後であって湿分硬化性物質の硬化前に、第１電極と第２電極との間に電圧を印加し、その後、有機ＥＬ素子を高温高湿度の環境下に曝してエージングを行うと共に湿分硬化性物質を硬化させることを特徴とする。
本発明における電圧の印加は、湿分硬化性物質の塗布後であって湿分硬化性物質の硬化前に行われることが好ましい。また、この電圧は逆バイアス電圧であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、封止膜や保護膜を備えた有機ＥＬ装置の製品としての信頼性や安定性を高めることのできる有機ＥＬ装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法にて製造された有機ＥＬ装置の模式断面図である。有機ＥＬ装置は、基板１上に形成された第１電極である陽極２と、陽極２上に形成された発光層３と、発光層３上に形成された第２電極である陰極４と、これら陽極２、発光層３及び陰極４を覆う封止膜５とから構成される有機ＥＬ素子Ａを備えており、さらに有機ＥＬ素子Ａ全体を被覆するように保護膜６が形成されている。
【０００９】
次に、実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。図２は、実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法の工程フロー図である。図２に示されるように、基板１の表面上に陽極２を形成し、次に陽極２の表面上に発光層３を形成し、発光層３の表面上に陰極４を形成し、さらに陽極２、発光層３及び陰極４を覆う封止膜５を形成することにより、ガラス基板１上に有機ＥＬ素子Ａが形成される（有機ＥＬ素子形成工程）。有機ＥＬ素子Ａの形成後、有機ＥＬ素子Ａの陽極２と陰極４との間に電圧を印加して、有機ＥＬ素子Ａに存在する欠陥部を絶縁破壊する（電圧印加工程）。その後、有機ＥＬ素子Ａの表面上に湿分硬化性物質を塗布する（湿分硬化性物質塗布工程）。続いて、有機ＥＬ素子Ａを高温高湿度、例えば、３０℃〜８０℃、６０％ＲＨ〜９０％ＲＨの環境下に、例えば４時間〜４８時間曝して湿分硬化性物質を硬化させることにより保護膜６を形成する（高温高湿度処理工程）。このようにして、有機ＥＬ装置が製造される。この高温高湿度処理工程において、絶縁破壊されずに残った欠陥部や封止膜５の破壊された箇所が有機ＥＬ素子Ａに存在すると、これらがダークスポットとなって成長する。ダークスポットが成長した有機ＥＬ装置は、その後の点灯検査で不良品として容易に排除することができる。すなわち、高温高湿度処理工程は、湿分硬化性物質の硬化とダークスポットのエージングとを兼ねている。
【００１０】
以上のように、陽極２と陰極４との間に電圧を印加して欠陥部を絶縁破壊した後、有機ＥＬ素子Ａの表面上に湿分硬化性物質を塗布し、次いで有機ＥＬ素子Ａを高温高湿度の環境下に曝してエージングと湿分硬化性物質の硬化とを一緒に行うことにより、出荷後における欠陥部によるリークやショートの発生、膜の破壊箇所に起因するダークスポットの成長等の不具合を大幅に低減することができる。そのため、信頼性及び安定性の高い有機ＥＬ装置を提供することができる。
【００１１】
なお、陽極２と陰極４との間に印加される電圧は、欠陥部にだけ効率よく電流を流すために、逆バイアス電圧、すなわち、陽極２に対して陰極４の電位が高くなるような電圧であることが好ましい。また、その電圧値や印加時間は、有機ＥＬ素子Ａへダメージを与えないように有機ＥＬ装置の層構成に応じて適宜設定すればよく、電圧値は例えば３Ｖ〜１０Ｖ程度とし、印加時間は例えば１秒〜１０秒とすることが好ましい。
【００１２】
このようにして製造された有機ＥＬ装置では、例えば、光の取り出し方向が基板１側となるように構成されている場合、陽極２と陰極４との間に４〜５Ｖ程度の順バイアスの電圧を印加して作動されると、発光層３で発した光が直接陽極２へ、あるいは陰極４で反射した後に陽極２へ入射し、さらに基板１を透過して出射される。
【００１３】
有機ＥＬ装置における保護膜６には、湿分（水分）と反応し硬化する物質を用いることができ、有機ＥＬ素子Ａの表面上に均一にムラなく塗布し易いという観点から液状のものが好ましい。このような湿分硬化性物質の具体例としては、例えば、ポリシラザン、水分硬化型シリコーン、水分硬化型シリコーンゴム等が挙げられる。ここで、ポリシラザンとは、パーヒドロポリシラザンのＳｉと結合する水素部分が一部アルキル基等で置換された誘導体をも含むものとする。アルキル基、特に分子量の小さいメチル基を有するものは、硬化後にしなやかさを有すると共に封止膜５との接着性に優れるため、保護膜６の厚さを大きくしてもクラックの発生が抑制される。アルキル基としては、炭素数１〜４のアルキル基が好ましい。
上述した湿分硬化性物質の塗布方法としては、スピン法、ディップ法、フロー法、ロールコート法、スクリーン印刷法等の各種の方法を用いることができる。
【００１４】
基板１は、有機ＥＬ素子Ａを支えるための板状の部材である。基板１には、光の取り出し方向が基板１側である場合、例えば、ガラス基板や、アクリル樹脂基板等の取り出す光に対して高い透過率を示す透明基板が用いられる。光の取り出し方向が基板１と反対側である場合は、上記の透明基板に加えて、シリコン基板、金属基板等の不透明基板を用いることができる。
【００１５】
第１電極である陽極２には、公知の電極材料が用いられ、光の取り出し方向が基板１側である場合は、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）や、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）等の透明電極材料が用いられる。
第２電極である陰極４には、公知の電極材料が用いられ、光の取り出し方向が基板１側である場合は、金属や合金を用いることができ、例えば、ＡｇやＡｌ等が用いられる。
なお、光の取り出し方向が基板１と反対側である場合は、陽極２には金属や合金等が用いられ、陰極４には透明電極材料が用いられる。
【００１６】
第１電極である陽極２と第２電極である陰極４との間に形成される発光層には、Ａｌｑ３等の公知の発光材料が用いられ、赤色、緑色、青色、黄色等の単色光を示す構成のものや、それらの組み合わせによる発光色、例えば、白色発光を示す構成のもの等が用いられる。また、電極間には、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層、バッファー層等の公知の有機ＥＬ装置に採用される一または複数の層も適宜形成することができ、各層は公知の材料から適宜選択される。
【００１７】
封止膜５には、公知の封止膜材料が用いられ、例えば、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ等が用いられる。好ましくは窒化ケイ素が用いられる。封止膜５は、例えば、窒化ケイ素の単層膜であってもよく、窒化ケイ素および酸化ケイ素の二層膜であってもよく、あるいは窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ等を積層した多層膜であってもよい。また、一層目（陰極４に接する側）に絶縁性の膜を用いた場合、二層目以降は、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属膜でもよい。
【００１８】
上述した陽極２、発光層３、陰極４、封止膜５及びその他の電極間に形成される層は、スパッタリング法、スピンコーティング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法等の公知の薄膜形成法によって形成すればよい。
【００１９】
なお、上記実施の形態では、湿分硬化性物質を塗布する前に電圧印加を行なう場合について説明したが、湿分硬化性物質を硬化させる前であれば塗布した後であってもよい。湿分硬化性物質の塗布後に電圧印加を行うことにより、封止膜５の破壊を発生させ難くすることができる。また、それにより封止膜５の破壊によって生じる異物の保護膜６への混入を避けることもできる。
【実施例】
【００２０】
［実施例１］
有機ＥＬ装置を、以下のように製造した。
透明なガラス基板上に反応性スパッタにより膜厚１９０ｎｍのＩＴＯ層（陽極）を形成した。その後、基板をアルカリ洗浄し、次いで純水洗浄した後、乾燥させ、紫外線オゾン洗浄を行った。
上記の洗浄を行った基板を真空蒸着装置（真空度約５．０×１０−５Ｐａ）へと移し、陽極の表面上に、ホール注入層として膜厚１０ｎｍの銅フタロシアニンをカーボンるつぼにより、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓで形成した。次に、ホール注入層上に、ホール輸送層として膜厚３０ｎｍのトリフェニルアミン４量体をカーボンるつぼにより、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓで形成した。さらに、ホール輸送層上に、発光層として膜厚３０ｎｍの４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）をカーボンるつぼにより、蒸着速度０．１ｎｍ／ｓで形成した。その後、発光層上に、電子輸送層として膜厚２０ｎｍのＡｌｑ３をカーボンるつぼにより、蒸着速度０．０１ｎｍ／ｓで形成した。
さらに、電子輸送層上には、電子注入層として膜厚０．５ｎｍのフッ化リチウム（ＬｉＦ）をカーボンるつぼにより、蒸着速度０．０３ｎｍ／ｓで形成した。次に、電子注入層上に、陰極として膜厚１００ｎｍのアルミニウムをタングステンボートにより、蒸着速度１ｎｍ／ｓで形成した。
その後、陽極、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び陰極が形成された基板をプラズマＣＶＤ装置のＣＶＤチャンバーに移し、圧力１×１０−３Ｐａまで排気し、ＳｉＨ４を１００ｓｃｃｍ、ＮＨ３を５０ｓｃｃｍ、Ｎ２を１０００ｓｃｃｍ流し、圧力を７５Ｐａに調整し、一対の電極に１３．５６ＭＨｚ、６００Ｗの高周波電力を供給し、ガスを放電させることにより、電極及び各層全体を覆うように、封止膜として膜厚１μｍの窒化ケイ素を堆積させた。
【００２１】
このように基板上に有機ＥＬ素子を形成した後、これをＣＶＤチャンバーから取り出し、陽極と陰極との間に逆バイアス電圧を５Ｖで５秒間印加した。次に、回転数５００ｒｐｍのスピナーを使用して、湿分硬化性物質としてポリシラザン（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、商品名：アクアミカ）を有機ＥＬ素子全体が覆われるように塗布した。次いで、これを温度６０℃、湿度９０％ＲＨの環境下に２４時間曝露してエージングを行うと共にポリシラザンを硬化させ膜厚０．５μｍの保護膜を形成した。
【００２２】
このようにして得られた有機ＥＬ装置の点灯検査を行ったところ、欠陥は見られなかった。続いて、点灯検査後の有機ＥＬ装置に対して、寿命・信頼性評価（６０℃、９０％ＲＨ）を実施したところ、５００時間が経過しても画面上にダークスポットの発生は認められなかった。
【００２３】
［実施例２］
湿分硬化性物質として脱アルコールタイプ１成分形液状シリコーンゴム（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、ＴＥＳ３９９）を用い、温度４０℃、湿度６０％ＲＨの環境下に２４時間曝露してエージングを行うと共にシリコーンゴムを硬化させ膜厚１００μｍの保護膜を形成すること以外は実施例１と同様にして、有機ＥＬ装置を得た。
このようにして得られた有機ＥＬ装置の点灯検査を行ったところ、欠陥は見られなかった。続いて、点灯検査後の有機ＥＬ装置に対して、寿命・信頼性評価（６０℃、９０％ＲＨ）を実施したところ、５００時間が経過しても画面上にダークスポットの発生は認められなかった。
【００２４】
［比較例１］
逆バイアス電圧の印加を行わないこと以外は実施例１と同様にして、有機ＥＬ装置を得た。
このようにして得られた有機ＥＬ装置の点灯検査を行ったところ、欠陥は見られなかった。続いて、点灯検査後の有機ＥＬ装置に対して、寿命・信頼性評価（６０℃、９０％ＲＨ）を実施したところ、２４時間経過後には視認できる大きさまでダークスポットが成長していた。
【００２５】
［比較例２］
ポリシラザンの代わりに紫外線硬化型シリコーンハードコートを用い、紫外線照射によって硬化させて膜厚５μｍの保護膜を形成すること以外は実施例１と同様にして、有機ＥＬ装置を得た。
このようにして得られた有機ＥＬ装置の点灯検査を行ったところ、欠陥は見られなかった。続いて、点灯検査後の有機ＥＬ装置に対して、寿命・信頼性評価（６０℃、９０％ＲＨ）を実施したところ、２４時間経過後には視認できる大きさまでダークスポットが成長していた。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法に製造された有機ＥＬ装置の模式断面図である。
【図２】実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法の工程フロー図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  基板、２  陽極、３  発光層、４  陰極、５  封止膜、６  保護膜、Ａ  有機ＥＬ素子。
【図１】
2008235196.tif 000003
【図２】
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