(57)【要約】【課題】有機ＥＬ素子において、有機層への水分の浸入を抑制することができ、有機材料が劣化し難いものとする。【解決手段】有機ＥＬ素子１は、基板２と、基板２上に設けられた、発光層を含む複数の有機層３と、有機層３を挟む一対の電極層４，５と、を備える。また、有機ＥＬ素子１は、有機層３の外周縁を囲うように設けられて電極層４と接し、電極層４の導電性を均一化する補助電極層４ａと、補助電極層４ａ上に有機層３と接しないように設けられた吸湿層８と、を有する。この構成によれば、補助電極層４ａ上に設けられた吸湿層８が、水分の浸入をブロックするので、発光層を含む有機層３への水分の浸入を抑制することができ、有機層３の有機材料を劣化し難くすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、この基板上に設けられた、発光層を含む複数の有機層と、前記有機層を挟む一対の電極層と、を備えた有機ＥＬ素子において、
前記有機層の外周縁を囲うように設けられて前記電極層の一方と接し、該電極層の導電性を均一化する補助電極層と、該補助電極層上に前記有機層と接しないように設けられた吸湿層と、を有することを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記吸湿層は、前記補助電極層の前記有機層側の端縁を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記吸湿層は、前記有機層と同じ層構成であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
基板上に設けられた第１の電極層上に、該第１の電極層の導電性を均一化する補助電極層をパターニングする工程と、
前記第１の電極層上に、前記補助電極層の一部が被覆されるように有機層をパターニングする工程と、
前記第１の電極層上に設けられた有機層上に、前記補助電極層と所定の距離を空けて第２の電極層を形成する工程と、
前記有機層の、前記補助電極層より内周側且つ前記第２の電極層よりも外周側の位置に切り込みを入れて、前記第１の電極層及び第２の電極層によって挟まれた有機層と、前記補助電極層上に設けられた有機層とを分離し、前記補助電極層上に設けられた有機層を吸湿層と成す工程と、を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光層を含む有機層を封止した有機ＥＬ素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、低電圧で高輝度の発光が可能であり、有機発光層に用いられる有機材料の種類によって様々な発光色が得られ、また、平面状の発光パネルとしての製造が容易である。そのため、近年では、光源として有機ＥＬ素子を用いた発光パネルを備えた照明装置が注目されている。
【０００３】
一般的な有機ＥＬ素子の構成を図６に示す。有機ＥＬ素子１０１は、透光性を有する基板１０２と、基板１０２上に設けられた、発光層を含む複数の有機層１０３と、有機層１０３を挟む一対の電極層１０４，１０５と、を備える。また、基板１０２側の電極層１０４が透光性を有し、この電極層１０４と有機層１０３を挟んで対峙する電極層１０５が光反射性を有する。そして、電極層１０４，１０５間に電圧が印加されることによって有機層１０３の発光層が発光し、発光層から出射された光は、電極層１０４及び基板１０２を透過して素子外に取出される。
【０００４】
有機層１０３に用いられる有機材料は、一般的に、水分や酸素等の影響を受けて劣化し、発光性能や寿命が低下する。そこで、有機材料を水分や酸素等から保護するため、有機層１０３を封止する必要があり、例えば、有機層１０３を被覆するキャップ部材１０６が基板１０２上に設けられる。このキャップ部材１０６は、有機層１０３及び一対の電極層１０４，１０５を収容する凹部を有し、キャップ部材１０６の周縁が基板１０２の周縁と接着層１０７を介して接着されることによって、所定の閉鎖空間を形成して有機層１０３を外気から遮断する。電極層１０４は、キャップ部材１０６外にまで延設され、有機層１０３に給電するための取出し電極として機能する。
【０００５】
しかしながら、キャップ部材１０６と基板１０２との接着には、通常、エポキシ樹脂等から成る樹脂接着剤が用いられるが、この種の樹脂接着剤は十分なシール性を有しておらず、キャップ部材１０６内に水分が浸入することがある。また、有機層１０３等を製膜する際に用いられた溶媒の水分が僅かに残存していることもある。この問題に対処するために、有機層及び電極を被覆する封止層を備えた有機ＥＬ素子を用いたデバイスにおいて、封止層に水分等を吸着する吸着剤を含有させることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３５８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述したような有機ＥＬ素子１０１では、有機層１０３の上面に積層される電極層１０５が、有機層１０３の下面に位置する電極層１０４と接触しないように、その周縁部が僅かに素子の内方側に位置するようにパターニングされている。こうすれば、有機層１０３を挟む電極層１０４，１０５同士の距離を確保することができ、電極層１０４，１０５間での短絡を起こり難くすることができる。しかし、有機層１０３の周縁部が電極層１０５に覆われず、キャップ部材１０６側に剥き出しになっている。そのため、この構成において、上記特許文献１に示されたような吸着剤を含有する封止層を用いると、吸着剤の水分が有機層の周縁部に接触してしまい、有機層の有機材料を劣化させる虞がある。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するものであり、発光層を含む有機層への水分の浸入を抑制することができ、有機層の有機材料が劣化し難い有機ＥＬ素子及びそ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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る有機ＥＬ素子は、基板と、この基板上に設けられた、発光層を含む複数の有機層と、前記有機層を挟む一対の電極層と、を備えた有機ＥＬ素子において、前記有機層の外周縁を囲うように設けられて前記電極層の一方と接し、該電極層の導電性を均一化する補助電極層と、該補助電極層上に前記有機層と接しないように設けられた吸湿層と、を有することを特徴とする。
【００１０】
上記有機ＥＬ素子において、前記吸湿層は、前記補助電極層の前記有機層側の端縁を覆うように設けられていることが好ましい。
【００１１】
上記有機ＥＬ素子において、前記吸湿層は、前記有機層と同じ層構成であることが好ましい。
【００１２】
上記有機ＥＬ素子は、基板上に設けられた第１の電極層上に、該第１の電極層の導電性を均一化する補助電極層をパターニングする工程と、前記第１の電極層上に、前記補助電極層の一部が被覆されるように有機層をパターニングする工程と、前記第１の電極層上に設けられた有機層上に、前記補助電極層と所定の距離を空けて第２の電極層を形成する工程と、前記有機層の、前記補助電極層より内周側且つ前記第２の電極層よりも外周側の位置に切り込みを入れて、前記第１の電極層及び第２の電極層によって挟まれた有機層と、前記補助電極層上に設けられた有機層とを分離し、前記補助電極層上に設けられた有機層を吸湿層と成す工程と、を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法によって製造されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、補助電極層上に設けられた吸湿層が、水分の浸入をブロックするので、発光層を含む有機層への水分の浸入を抑制することができ、有機層の有機材料を劣化し難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ素子の上面図。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ’線側断面図、（ｂ）は同Ｂ−Ｂ’線側断面図、（ｃ）は同Ｃ−Ｃ’線側断面図。
【図３】上記有機ＥＬ素子の有機層を拡大した側断面図。
【図４】（ａ）は比較例の有機ＥＬ素子の側断面図、（ｂ）は上記実施形態に係る有機ＥＬ素子の側断面図。
【図５】（ａ）乃至（ｇ）は上記実施形態の変形例に係る有機ＥＬ素子の製造方法を説明するための側断面図。
【図６】従来の有機ＥＬ素子の側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ素子の構成について、図１乃至図４を参照して説明する。図１及び図２（ａ）乃至（ｃ）に示すように、本実施形態の有機ＥＬ素子１は、透光性を有する基板２と、この基板２上に設けられた、発光層を含む複数の有機層３と、有機層３を挟む一対の電極層４，５と、を備える。基板２側の電極層４は、透光性を有し、有機層３に対して正孔を供給する陽極として機能する。電極層４と有機層３を挟んで対峙する電極層５は、光反射性を有し、有機層３に対して電子を供給する陰極として機能する。そして、電極層４，５間に電圧が印加されることによって有機層３の発光層が発光し、発光層から出射された光は、電極層４及び基板２を透過して素子外に取出される。
【００１６】
有機ＥＬ素子１は、基板２上において有機層３を被覆するキャップ部材６を有する。このキャップ部材６は、有機層３及び電極層４，５を収容する凹部６ａを有し（図２（ａ）（ｂ）参照）、キャップ部材６の周縁が基板２の周縁と接着層７を介して接着されることによって、所定の閉鎖空間を形成して有機層３を外気から遮断する。
【００１７】
また、有機ＥＬ素子１は、有機層３の外周縁を囲うように設けられて電極層４と接し、この電極層４の導電性を均一化する補助電極層４ａと、補助電極層４ａ上において有機層３と接しないように設けられた吸湿層８と、を有する。吸湿層８は、補助電極層４ａの有機層３側の端縁を覆うように設けられている。電極層４は、キャップ部材６外に延設され、この延設された箇所に電極パッドが設けられ、この電極パッドが、給電用のワイヤ（不図示）をボンディングするための陽極取出しパッド４ｂとして機能する（図２（ｂ）参照）。キャップ部材６の、有機層３と対向する面には、水分や有機層３から放出されたガス等を吸着するデシカント８ａが設けられている。また、キャップ部材６の凹部６ａが設けられた面と反対側の面（背面）には、有機層３で発生した熱をキャップ部材６に拡散して、素子の放熱性を向上させる均熱板９が設けられている。なお、図１では、デシカント８ａ及び均熱板９の図示を省略している。
【００１８】
基板２上には、陽極として機能する電極層４とは所定距離を空けて、陰極として機能する電極層５と接する透光性電極層５ａがパターニングされている（図２（ｃ）参照）。この透光性電極層５ａも、電極層４と同様、キャップ部材６外に延設され、この延設された箇所に電極パッドが設けられ、この電極パッドが陰極取出しパッド５ｂとして機能する。陽極取出しパッド４ｂ及び陰極取出しパッド５ｂは、キャップ部材６の外側にある基板２上の対峙する両辺に夫々、極性の異なるものが隣り合うよう互い違いに複数配される（図１参照）。
【００１９】
基板２は、透光性を有する平面矩形状の板材であり、例えば、ソーダガラスや無アルカリガラス等のリジッドなガラス板、又はポリカーボネートやポリエチレンテレフタレート等のフレキシブルなプラスチック板等が用いられる。基板２上には、陽極として機能する電極層４がパターニングされる。この電極層４は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化スズ又は酸化亜鉛等の透光性を有する導電性材料から形成される。
【００２０】
有機層３は、電極層４上において、その周縁部が電極層４の周縁よりも内方側に位置するようにパターニングされる。有機層３は、図３に示すように、正孔注入層３１、正孔輸送層３２、有機発光材料を含む発光層３３、及び電子注入層３４が、この順で積層された多層膜として形成される。なお、発光層３３と電子注入層３４との間に、電子輸送層（不図示）が別途設けられてもよいが、発光層３３に電子輸送性に優れた発光材料を用いれば、必ずしも電子輸送層を設けなくてもよい。これら各層を構成する材料には、有機ＥＬ素子の技術分野において汎用される有機材料等が適宜に用いられる。陰極として機能する電極層５は、有機層３上に、その端部が有機層３よりも内方側に位置するようにパターニングされる。また、この電極層５の一部が外方へ延設され、基板２上の透光性電極層５ａと接する。この電極層５は、アルミニウム、銀又はマグネシウム等の光反射性を有する導電性金属材料から形成される。
【００２１】
補助電極層４ａは、電極層５が延設される箇所を除き、有機層３の外周縁を囲うようパターニングされる。また、補助電極層４ａのパターニングと同時に、陽極取出しパッド４ｂ及び陰極取出しパッド５ｂも形成される。補助電極層４ａ、陽極取出しパッド４ｂ及び陰極取出しパッド５ｂには、ＭｏＮｂ／ＡｌＮｄ／ＭｏＮｄをこの順で積層させた積層電極（以下、ＭＡＭ電極）が用いられる。ＭＡＭ電極は、イオンマイグレーションを生じ難く、また硫化し難いので、これが電極として用いられることにより、有機ＥＬ素子１を用いたデバイスが長期間用いられても、電気的及び機械的な劣化を生じ難く、デバイスの信頼性を向上させることができる。吸湿層８は、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂の材料をスクリーン印刷することにより、又はＳｉＯやＳｉＮ等の酸化物や窒化物の材料をスパッタすることにより形成される。また、吸湿層８は、有機層３を構成する材料と同じ材料を真空蒸着することで形成されてもよい。有機層３を構成する材料は、高分子材料から形成され、水分の吸着性が高く、上述したポリイミド樹脂やポリエチレンと同様に、吸湿剤として機能する。
【００２２】
キャップ部材６には、基板２と同様のガラス板等が用いられ、フォトブラスト等の手法により凹部６ａが形成される。接着層７は、基板２とキャップ部材６との接着性に優れ、且つ発光層３３から出射した光を透過することができる透明な樹脂材から成るペースト状又はシート状の部材が、補助電極層４ａの外周縁を囲うように配置されたものである。接着層７の構成材料としては、例えば、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン又はポリ酢酸ビニル等が挙げられる。デシカント８ａは、キャップ部材６の凹部６ａに、陽極取出しパッド４ｂ及び陰極取出しパッド５ｂが設けられていない非端子側の両辺に沿って、補助電極層４ａよりも内方側にパターニングされる。このデシカント８ａには、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂等から成る光硬化型接着性樹脂に、酸化カルシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム又は塩化銅等から成る乾燥剤が添加されたものを用いることができる。均熱板９は、銅又はアルミニウム等の熱伝導性の高い金属材料等を用い、真空蒸着法、又はスパッタリング法等により形成される。
【００２３】
この構成によれば、有機層３の外周縁を囲うように設けられた補助電極層４ａ上に、有機層３と接しないように吸湿層８が設けられているので、接着層７から水分が浸入した場合であっても、この水分が有機層３に触れる前に吸湿層８に吸収される。また、吸湿層８と有機層３とが接していないので、吸湿層８に吸着された水分が有機層３の有機材料に影響を及ぼすこともない。しかも、補助電極層４ａ上に吸湿層８が設けられているので、補助電極層４ａの厚み分だけ吸湿層８の高さが増し、吸湿層８を水分の浸入をブロックするダムとして機能させることができる。また、吸湿層８よりも内方側には、デシカント８ａが設けられているので、吸湿層８とデシカント８ａとの距離を狭くすることにより、水分が有機層３側へより浸入し難くすることができる。従って、本実施形態の有機ＥＬ素子１によれば、発光層３３を含む有機層３への水分の浸入を抑制することができ、有機層３の有機材料を劣化し難くすることができる。
【００２４】
また、本実施形態の有機ＥＬ素子１においては、吸湿層８は、補助電極層４ａの有機層３側の端縁を覆うように設けられている。例えば、図４（ａ）に示すように、陰極として機能する電極層５が、引き摺りや変形等によって補助電極層４ａに接触して、短絡を起こすことがある。この場合、補助電極層４ａは、有機層３よりも導電性が高いので、有機層３には電流が流れず、発光層３３を発光させることができない。これに対して、本実施形態においては、図４（ｂ）に示すように、吸湿層８で補助電極層４ａの有機層３側の端縁を覆うことにより、電極層５と補助電極層４ａとが直接接触することを抑制することができる。従って、電極層５が引き摺りや変形等を起こした場合であっても、電極層５と補助電極層４ａとの間での短絡を防止することができる。
【００２５】
次に、上記実施形態の変形例に係る有機ＥＬ素子、及びその製造方法について、図５（ａ）乃至（ｇ）を参照して説明する。この変形例に係る有機ＥＬ素子１は、吸湿層８ｂ（図５（ｇ）参照）が、有機層３と同じ層構成であり、有機層３と同時にパターニングされた後に、有機層３と分離されたものである。この有機ＥＬ素素子１は、以下の工程により製造される。まず、図５（ａ）に示すような平面状の基板２上に、図５（ｂ）に示すように、陽極として機能する電極層４（第１の電極層）をパターニングする。電極層４は、真空蒸着法やスパッタリング法、塗布等の手法を用いて、基板２上に導電層を成膜した後、フォトリソグラフィ技術用いたリフトオフ法又はエッチング法等によりパターニングすることより形成される。このとき、電極層４と同時に、陰極として機能する電極層５と接続される透光性電極層５ａもパターニングされる（図２（ｃ）参照）。次に、図５（ｃ）に示すように、電極層４上に、有機層３が形成される箇所の周縁を囲うように、補助電極層４ａをパターニングする。補助電極層４ａは、真空蒸着法、スパッタリング法等の手法に基づき、メタルマスク又はフォトリソグラフィ等を用いて形成される。続いて、図５（ｄ）に示すように、電極層４上、及び補助電極層４ａの一部が被覆されるように、有機層３をパターニングする。有機層３は、上述した正孔注入層３１や発光層３３等を、真空蒸着法や塗布等の手法を用いて、所定のメタルマスクを用いて所定形状に成膜することによって形成される。
【００２６】
次に、図５（ｅ）に示すように、電極層４上に設けられた有機層３上に、補助電極層４ａと所定の距離を空けて陰極として機能する電極層５（第２の電極層）を形成する。この電極層５も、真空蒸着法、スパッタリング法等の手法を用いて形成される。続いて、図５（ｆ）に示すように、デシカント８ａ及び均熱板９が設けられたキャップ部材６を、接着層７を介して基板２上に接着させる。その後、有機層３の、補助電極層４ａより内周側且つ電極層５よりも外周側の位置に、レーザＬを用いて切り込みを入れる。そして、図５（ｇ）に示すように、電極層４及び電極層５によって挟まれた有機層３と、補助電極層４ａ上に設けられた有機層とを分離する。こうすることで、補助電極層４ａ上に設けられた有機層を吸湿層８ｂとして機能させることができる。これらの工程により有機ＥＬ素子１が作製される。
【００２７】
この製造方法によれば、吸湿層８ｂを有機層３と同時にパターニングできるので、吸湿層を別途設ける場合に比べて、工程数を少なくすることができ、また、夫々に同じ材料を用いることができるので、材料コストを減らすことができる。その結果、有機ＥＬ素子１の製造を効率化することができる。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態において、キャップ部材６のデシカント８ａが、吸湿層８と対向する位置にまで延設され、キャップ部材６が基板２に接着された際に、デシカント８ａと吸湿層８とが接触するように構成されていてもよい。こうすれば、接着層７から浸入した水分を、デシカント８ａ及び吸湿層８でブロックすることができ、有機層３をより確実に保護することができる。また、キャップ部材６の凹部６ａに光反射性材料から成る反射層が形成されてもよい。また、均熱板９に光反射性材料を用いてもよい。こうすれば、有機層３の発光層３３からキャップ部材６側へ放射された光を基板２側へ反射して、有機ＥＬ素子１の表面側か出射させることができ、出射効率を高めることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１    有機ＥＬ素子
２    基板
３    有機層
４    電極層（第１の電極層）
４ａ    補助電極層
５    電極層（第２の電極層）
８      吸湿層
８ｂ    吸湿層
【図１】
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【図２】
2013093290.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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