(57)【要約】【課題】水による発光部の劣化を十分に抑制できる有機ＥＬ素子を提供する。【解決手段】有機ＥＬ素子１は、基板２と、有機発光層１２を含む発光部３と、封止膜４とを備えている。封止膜４は、発光部３が水や酸素等により劣化することを抑制するためのものである。封止膜４は、Ｌｉを含むイオン結晶からなるイオン結晶層からなる。ここで、Ｌｉを含むイオン結晶とは、ＬｉＢｘＮｙやＬｉＢｘＯｙ等を適用することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機発光層を含む発光部と、
３元素以上の元素により構成された第１イオン結晶層を有し、前記発光部を覆う封止膜とを備えたことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記第１イオン結晶層は、Ｂ（硼素）、Ｏ（酸素）またはＮ（窒素）から選択された少なくともいずれか２つ以上の元素及びＬｉ（リチウム）を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記封止膜は、第１イオン結晶層とは異なる第２イオン結晶層であって、３元素以上の元素により構成された第２イオン結晶層を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記第２イオン結晶層は、Ｂ、ＯまたはＮから選択された少なくともいずれか２つ以上の元素及びＬｉを含むことを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記封止膜は、共有結合結晶の無機物からなる無機層を有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
前記封止膜は、有機材料からなる有機層を有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止膜を備えた有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機発光層を含む発光部と、発光部を封止するための封止膜を備えた有機ＥＬ素子が知られている。
【０００３】
特許文献１には、基板と、基板上に順に積層された陽極、有機発光層及び陰極を含む発光部と、それらを封止するための封止膜とを備えた有機ＥＬ素子が開示されている。封止膜は、ＳｉＯ２等の共有結合結晶の無機物からなる。
【０００４】
この有機ＥＬ素子では、封止膜を形成することにより、有機発光層を含む発光部に水への水の侵入を抑制できる。
【特許文献１】特開平７−１４２１６８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、特許文献１の有機ＥＬ素子では、結合が切れにくく、１ユニットが大きい共有結合結晶の無機物により封止膜を構成しているので、水に対する遮断性が充分ではない。このため、水により発光部が劣化するといった課題がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、水による発光部の劣化を抑制できる有機ＥＬ素子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、有機発光層を含む発光部と、３元素以上の元素により構成された第１イオン結晶層を有し、前記発光部を覆う封止膜とを備えたことを特徴とする有機ＥＬ素子である。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記第１イオン結晶層は、Ｂ（硼素）、Ｏ（酸素）またはＮ（窒素）から選択された少なくともいずれか２つ以上の元素及びＬｉ（リチウム）を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子である。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、前記封止膜は、第１イオン結晶層とは異なる第２イオン結晶層であって、３元素以上の元素により構成された第２イオン結晶層を有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子である。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、前記第２イオン結晶層は、Ｂ、ＯまたはＮから選択された少なくともいずれか２つ以上の元素及びＬｉを含むことを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ素子である。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、前記封止膜は、共有結合結晶の無機物からなる無機層を有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子である。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、前記封止膜は、有機材料からなる有機層を有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、結合の切れ易いイオン結晶からなる第１イオン結晶層を有する封止膜により発光部を覆っている。これにより、第１イオン結晶層に含まれる各元素を１ユニットとして見なすことができる。これにより、１ユニットが小さくなるので、第１イオン結晶層内の隙間を低減することができ、より多くの水を遮断することができる。この結果、水による発光部の低下を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態を説明する。図１は、第１実施形態による有機ＥＬ素子の断面図である。
【００１５】
図１に示すように、第１実施形態による有機ＥＬ素子１は、基板２と、発光部３と、封止膜４とを備えている。
【００１６】
基板２は、光を透過可能なＳｉＯ２からなる。基板２の厚みは、特に限定されるものではないが、発光部３からの光の拡散を抑制したい場合には、１００μｍ以下が好ましい。尚、基板２を変形可能な樹脂製のフレキシブル基板により構成してもよい。
【００１７】
発光部３は、基板２の一方の面（以下、表面）２ａに形成されている。発光部３は、アノード電極１１と、有機発光層１２と、カソード電極１３とを備えている。
【００１８】
アノード電極１１は、有機発光層１２に正孔を注入するためのものである。アノード電極１１は、光を透過可能な約１００ｎｍの厚みを有するＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）からなる。アノード電極１１は、基板２の表面２ａ上に形成されている。
【００１９】
有機発光層１２は、白色の光を発光するためのものである。有機発光層１２は、アノード電極１１上に電気的に接続された状態で形成されている。有機発光層１２には、正孔輸送層及び電子輸送層がアノード電極１１から順に積層されている。正孔輸送層には、約５０ｎｍの厚みを有するＮＰＤ（ジフェニルナフチルジアミン）膜等を採用可能である。電子輸送層には、約５０ｎｍの厚みを有するキノリノールアルミ錯体（Ａｌｑ３）膜に色素を混入させたものを採用可能である。また、アノード電極１１からの正孔注入を促進するために銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）をアノード電極１１と有機発光層１２との間に積層してもよい。
【００２０】
カソード電極１３は、有機発光層１２に電子を注入するためのものである。カソード電極１３は、約１００ｎｍの厚みを有するＭｇ／Ａｇ合金またはＡｌ膜等からなる。カソード電極１３は、有機発光層１２上に形成されている。これにより、有機発光層１２は、アノード電極１１とカソード電極１３とによって挟まれる。
【００２１】
封止膜４は、発光部３が水や酸素等により劣化することを抑制するためのものである。封止膜４は、発光部３の一部を覆うように形成されている。具体的には、封止膜４は、アノード電極１１の一部と、有機発光層１２の側面と、カソード電極１３とを覆うように形成されている。封止膜４は、Ｌｉを含むイオン結晶からなるイオン結晶層からなる。ここで、Ｌｉを含むイオン結晶とは、ＬｉＢｘＮｙ、ＬｉＢｘＯｙ、ＬｉＢｘＮｙＯｚ等を適用することができる。
【００２２】
次に、上述した有機ＥＬ素子１の動作説明を行う。
【００２３】
まず、アノード電極１１とカソード電極１３との間に電圧が印加される。これにより、アノード電極１１から有機発光層１２に正孔が注入されるとともに、カソード電極１３からは有機発光層１２に電子が注入される。注入された正孔と電子は、有機発光層１２内で再結合して、光を発光する。その後、光は、アノード電極１１及び基板２を透過して外部へと照射される。
【００２４】
次に、上述した有機ＥＬ素子１の製造方法について説明する。図２〜図５は、各製造工程における第１実施形態の有機ＥＬ素子の断面図である。
【００２５】
まず、図２に示すように、フォトリソグラフィー技術及びリフトオフ法等により、パターニングされたアノード電極１１を、基板２の表面２ａに形成する。
【００２６】
次に、図３に示すように、開口部１５ａが形成されたメタルマスク１５を用いて、アノード電極１１上の所望の領域に有機発光層１２を蒸着法により形成する。
【００２７】
次に、図４に示すように、開口部１６ａが形成されたメタルマスク１６を用いて、有機発光層１２上にカソード電極１３を蒸着法により形成する。
【００２８】
次に、図５に示すように、フォトリソグラフィー技術によりレジスト膜１７を形成する。その後、反応性ガスを導入可能なスパッタ法により、発光部３を覆うように、イオン結晶からなる封止膜４を成膜した後、レジスト膜１７を除去する。これにより、図１に示す有機ＥＬ素子１が完成する。
【００２９】
上述したように第１実施形態による有機ＥＬ素子１は、結合の切れ易いイオン結晶（例えば、ＬｉＢｘＮｙ）からなる封止膜４を備えている。ここで、従来の封止膜に用いられていた共有結合結晶のＳｉＯ２は１ユニットが巨大な複数のＳｉＯ２となる。一方、イオン結晶からなる封止膜４では、結晶の１ユニットを各元素（Ｌｉ、Ｂ、Ｎ）と見なすことができる。これにより、１ユニットが小さくなるので、封止膜４は、共有結合結晶からなる封止膜に比べて、膜内の隙間を低減することができる。この結果、封止膜４は、より多くの水を遮断することができるので、発光部３の劣化を抑制できる。更に、水分子よりも分子サイズの大きい酸素ガスに対しても、遮断性が向上するので、発光部３の酸化を抑制することができる。
【００３０】
また、有機ＥＬ素子１では、封止膜４を３元素系の結晶により構成している。これにより、２元素系の結晶に比べて、封止膜４内での隙間を低減することができ、水に対する遮断性を向上させることができる。
【００３１】
また、有機ＥＬ素子１の基板２として、フレキシブル基板を採用した場合でも、フレキシブル基板の柔軟性を損なうことを抑制できる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、第１実施形態の有機ＥＬ素子を部分的に変更した第２実施形態による有機ＥＬ素子について説明する。図６は、第２実施形態による有機ＥＬ素子の断面図である。尚、第１実施形態と同様の構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
【００３３】
図６に示すように、第２実施形態による有機ＥＬ素子１Ａの封止膜４Ａは、第１封止層２１と第２封止層２２とが順に積層された積層構造を有する。
【００３４】
以下、第１封止層２１と第２封止層２２との組み合わせについて説明する。
【００３５】
＜２つの異なるイオン結晶層の組み合わせ＞
第１封止層２１を第１イオン結晶からなる第１イオン結晶層により構成し、第２封止層２２を第１イオン結晶とは異なる第２イオン結晶からなる第２イオン結晶層により構成してもよい。ここで異なるイオン結晶としては、例えば、ＬｉＢｘＮｙ、ＬｉＢｘＯｙまたはＬｉＢｘＮｙＯｚのいずれか２つを採用することができる。尚、このように封止膜４Ａを無機物である２種類の層により構成する場合は、異なる２種類のターゲットを用いて、順に成膜することができる。
【００３６】
＜イオン結晶層と無機層との組み合わせ＞
第１封止層２１をイオン結晶からなるイオン結晶層により構成し、第２封止層２２を共有結合結晶の無機物からなる無機層により構成してもよい。ここで、無機層を構成する共有結合結晶としては、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ等を採用することができる。
【００３７】
＜イオン結晶層と有機層との組み合わせ＞
第１封止層２１をイオン結晶からなるイオン結晶層により構成し、第２封止層２２を有機材料からなる有機層により構成してもよい。ここで有機層を構成する有機材料としては、ＣＦｘ等を採用することができる。このように有機層を採用することにより、封止膜４Ａ内で有機層が緩衝膜となり亀裂などを抑制できる。尚、有機層を成膜する方法としては、ＣＶＤ法やイオンプレーティング法等を適用することができる。
【００３８】
以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。
【００３９】
例えば、上述した有機ＥＬ素子の各構成の材料、形状及び数値等は適宜変更可能である。
【００４０】
上述した有機ＥＬ素子の封止膜は、単層または２層構造を例に説明したが、３層以上の積層構造に構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１実施形態による有機ＥＬ素子の断面図である。
【図２】各製造工程における第１実施形態の有機ＥＬ素子の断面図である。
【図３】各製造工程における第１実施形態の有機ＥＬ素子の断面図である。
【図４】各製造工程における第１実施形態の有機ＥＬ素子の断面図である。
【図５】各製造工程における第１実施形態の有機ＥＬ素子の断面図である。
【図６】第２実施形態による有機ＥＬ素子の断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１、１Ａ      有機ＥＬ素子
２     基板
２ａ   表面
３     発光部
４、４Ａ      封止膜
１１   アノード電極
１２   有機発光層
１３   カソード電極
１５、１６    メタルマスク
１５ａ、１６ａ             開口部
２１   第１封止層
２２   第２封止層
【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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