JP2002373777A - 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】長期にわたる有機ＥＬ素子の劣化の防止するこ
とができ、かつ安価に製品を製造することができる有機
ＥＬ素子およびその製造方法を提供する。 【解決手段】プラスチック基材１上に、少なくとも透明
陽極層２、発光媒体層３、陰極層４を順次積層した積層
体を、密閉された空間内に配置する有機エレクトロルミ
ネッセンス素子において、プラスチック基材の水分含有
率を重量分率で0.2％以下とする。なお、プラスチック
基材の表面の少なくとも透明陽極層に接する面側に水蒸
気バリア性能を有するガスバリア層を形成すること、接
着層、導電性塗料からなる塗膜、フィルムキャリアテー
プおよび異方性導電膜の水分含有率を重量分率で0.2％
以下とすることも含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報端末などのデ
ィスプレイや面発光光源として幅広い用途が期待される
長寿命で高品質な有機エレクトロルミネッセンス素子、
および、高品質で安価な製品を提供するための製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機エレクトロルミネッセンス素子（以
下有機ＥＬと略す）は、広視野角、応答速度が速い、低
消費電力などの利点から、ブラウン管や液晶ディスプレ
イに変わるフラットパネルディスプレイとして期待され
ている。

【０００３】有機ＥＬ素子は、少なくとも一方が透明な
２枚の電極の間に有機又は無機の発光媒体層を挟持した
構造であり、両電極間に電圧を印可することにより発光
媒体層で発光が生じるものである。

【０００４】このような有機ＥＬ素子は、発光媒体層や
陰極層を大気暴露させた状態で放置すると、大気中の水
分や酸素により劣化する。一つの具体例として、ダーク
スポットと呼ばれる非発光領域が発生し、時間の経過と
共に拡大するといった現象がある。

【０００５】この問題を解決する方法として、特開平５
−１８２７５９号公報、特開平５−３６４７５号公報等
に記載があるように、透明陽極層を形成したガラス基板
上に発光媒体層、陰極層を真空下で連続成膜し、金属製
やガラス製の封止体により乾燥窒素雰囲気下で有機ＥＬ
素子を被覆封止する方法があったが、このような有機Ｅ
Ｌ素子を作製するためには、真空下でガラス基板を搬送
できる複数の真空蒸着装置および、窒素下封止装置が必
要であるため、生産性が低い、製造コストが高いなどの
問題点があった。また、ガラス基板や金属製の封止体を
用いるため、素子を薄型・軽量化するのに限界があっ
た。

【０００６】この問題を解決する手段として、本発明者
らは、特願２０００−４９２４９号にて、プラスチック
基材上に発光媒体層や陰極層を、蒸着法や印刷法などに
より巻き取り成膜し、採光側を透明ガスバリア性フィル
ムを含む耐湿性フィルム、反対側を金属箔を含む耐湿性
フィルムで有機ＥＬ素子を被覆封止する方法を提案し
た。これにより、薄型・軽量の有機ＥＬ素子を安価に提
供することが可能となる。

【０００７】また、特願２０００−２８３０８９号にお
いては、上述の採光側の透明ガスバリア性フィルムを含
む耐湿性フィルムのガスバリア性が不足している場合の
有機ＥＬ素子の劣化を、長期間にわたり防止し、かつ薄
型・軽量の有機ＥＬ素子を安価に提供する手段として、
採光側の耐湿性フィルムをガラスに変更し、反対側を耐
湿性フィルムで封止して、封止空間内部にプラスチック
基材上に陽極層、発光媒体層、陰極層などを、蒸着法や
印刷法などにより巻き取り成膜した積層体を密閉すると
いう方法を提案している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の方法により、従
来の方法に比べて素子劣化防止効果は格段に向上したも
のの、ダークスポットの拡大などの素子劣化が依然とし
て見られ、より長期にわたる有機ＥＬ素子の劣化の防止
が必要な用途においては問題となる場合がある。これ
は、プラスチック基材を含む積層体やそれを固定する接
着層、電極を外部に取り出す導電性塗料からなる塗膜か
らの水蒸気などのガスが原因であった。本発明の目的は
上記の問題を解決し、かつ安価に製品を提供できる有機
ＥＬ素子およびその製造方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の第１の発明は、プラスチック基材の一方
の面に、少なくとも透明陽極層、発光媒体層、陰極層が
順次積層された積層体を、密閉された空間内に配置する
有機エレクトロルミネッセンス素子において、被覆封止
された空間内の該プラスチック基材の水分含有率が重量
分率で0.2％以下であることを特徴とする有機エレクト
ロルミネッセンス素子である。

【００１０】第１の発明においては、透明陽極層、発光
媒体層、陰極層という実質的な発光機能部位に直接接し
ているプラスチック基材として水分含有率の小さなもの
を使用することで、それを含む積層体が密閉された際
に、長期にわたって徐々に放出される水蒸気の総量を減
少させ、素子劣化防止効果を高めることができる。

【００１１】本発明の第２の発明は、該プラスチック基
材の表面の少なくとも透明陽極層に接する面側に水蒸気
バリア性能を有するガスバリア層を形成してあることを
特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセ
ンス素子である。

【００１２】第２の発明においては、水分含有率そのも
のをも低下させて密閉された空間内に長期にわたって徐
々に拡散・放出される水分の総量を減少させるだけでな
く、水蒸気バリア性能を有するガスバリア層で残留する
基材含有水分の拡散を抑え、素子劣化防止効果をさらに
高めることができる。

【００１３】本発明の第３の発明は、密閉された空間内
に、該プラスチック基材を固定するための接着層を有
し、該接着層の水分含有率が重量分率で0.2％以下であ
ることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロル
ミネッセンス素子である。

【００１４】第３の発明においては、上述の実質的な発
光機能部位に直接面してはいないが、密閉された空間内
で重量比率の高いプラスチック基材固定用の接着層の水
分含有率も低下させることで、密閉された空間内に長期
にわたって徐々に放出される水蒸気の総量を減少させ、
素子劣化防止効果を高めることができる。

【００１５】本発明の第４の発明は、密閉された空間内
に、該陰陽両電極を外部に取り出すための導電性塗料か
らなる塗膜を有し、該導電性塗料からなる塗膜の水分含
有率が重量分率で0.2％以下であることを特徴とする請
求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であ
る。

【００１６】第４の発明においては、上述の実質的な発
光機能部位に直接面してはいないが、密閉された空間内
で重量比率の高い陰陽両電極を外部に取り出すための導
電性塗料からなる塗膜の水分含有率をも低下させること
で、密閉された空間内に長期にわたって徐々に放出され
る水蒸気の総量を減少させ、素子劣化防止効果を高める
ことができる。

【００１７】本発明の第５の発明は、密閉された空間内
に、該陰陽両電極を外部に取り出すためのフィルムキャ
リアテープおよび異方性導電膜を有し、該フィルムキャ
リアテープおよび異方性導電膜の水分含有率が重量分率
で0.2％以下であることを特徴とする請求項１に記載の
有機エレクトロルミネッセンス素子である。

【００１８】第５の発明においては、導電性塗料と同様
に、上述の実質的な発光機能部位に直接面してはいない
が、密閉された封止空間内で重量比率の高い陰陽両電極
を外部に取り出すためのフィルムキャリアテープおよび
異方性導電膜の水分含有率をも低下させることで、密閉
された空間内に長期にわたって徐々に放出される水蒸気
の総量を減少させ、素子劣化防止効果を高めることがで
きる。

【００１９】本発明の第６の発明は、密閉された空間
が、採光側のガラス基板と非採光側の耐湿性フィルムで
形成されることを特徴とする請求項１から５の何れかに
記載の有機エレクトロルミネッセンス素子である。

【００２０】第６の発明においては、非採光側の耐湿性
フィルムであることにより薄型・軽量の素子を作製する
ことができる。

【００２１】本発明の第７の発明は、プラスチック基材
の一方の面に、少なくとも透明陽極層、発光媒体層、陰
極層が順次積層された積層体を、密閉された空間に配置
する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法にお
いて、少なくとも、該プラスチック基材の一方の面に、
該透明陽極層を形成する工程、該透明陽極層上に該発光
媒体層を積層する工程、該発光媒体層上に該陰極層を積
層する工程をこの順に含み、かつ、該陰極層を積層する
工程の前までに該プラスチック基材を含む部材を乾燥さ
せる工程を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネ
ッセンス素子の製造方法である。

【００２２】第７の発明においては、少なくともプラス
チック基材を含む部材を、水分や酸素に弱い陰極層を積
層する前までに乾燥させる工程を設けて水分やその他の
ガスを積極的に減少させた後に密閉することにより、素
子劣化防止効果を高めることができる。

【００２３】本発明の第８の発明は、該プラスチック基
材を含む部材を乾燥させる方法が、マイクロ波乾燥法で
あることを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロ
ルミネッセンス素子の製造方法である。

【００２４】第８の発明においては、乾燥法としてマイ
クロ波乾燥法を用いることにより、マイクロ波がプラス
チック基材内部の水分子を振動させ、水分を短時間で取
り除くことが可能になり、素子劣化防止効果の高い有機
ＥＬ素子を安価に提供することができる。

【００２５】本発明の第９の発明は、該プラスチック基
材を含む部材を乾燥させる方法が、減圧乾燥法であるこ
とを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネ
ッセンス素子の製造方法である。

【００２６】第９の発明においては、乾燥法として減圧
乾燥法を用いることにより、大気圧下では乾燥に時間が
かかるプラスチック基材の内部から水分を短時間で取り
除くことが可能になり、素子劣化防止効果の高い有機Ｅ
Ｌ素子を安価に提供することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を用いて説明するが、本発明はこれにより限定される
ものではない。図１から３は、本発明に係わる有機ＥＬ
素子の構造のいくつかの実施例を示す説明図である。

【００２８】本発明においては、まず、プラスチック基
材上に、少なくとも透明陽極層、発光媒体層、陰極層を
順次積層した積層体を作成する。以下、各層を説明す
る。

【００２９】プラスチック基材１としては、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプ
ロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポ
リエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポ
リカーボネート、ポリアリレートなどを使用することが
できる。

【００３０】このようなプラスチック基材は高分子化合
物からなるため、その中にはある程度水分が含まれてい
るが、素子中に密閉された際にその水分の放出が少ない
ものがよい。水分の放出は、基材の水分含有量と基材中
の水蒸気の拡散の大きさとに影響を受ける。本発明のよ
うな密閉空間内に有機ＥＬ積層体を閉じこめる形状の素
子の場合は、新たな水蒸気が外部から密閉空間内部へ供
給されることがないため、プラスチック基材の水分含有
率を低下させておけば、拡散率が高くても、放出される
水蒸気の総量は低下し、有機ＥＬの素子劣化を低減する
ことができる。その水分含有率は0.2％以上であるとダ
ークスポットの拡大が速く、0.2％以下とすることが望
ましい。さらに望ましくは0.1％以下、特に望ましくは
0.05％以下である。なお、水分含有率の測定は、カール
・フィッシャー滴定法（三菱化成製電量滴定式水分測定
装置CA-06）により行った。

【００３１】水分含有率を低減する方法としては、元来
吸水しにくいポリプロピレン、シクロオレフィンポリマ
ーなどのプラスチック基材を使用する方法と、元来吸水
しやすいポリアミド、ポリエステル系などのプラスチッ
ク基材を、積極的に乾燥させる方法とがある。乾燥を行
うことにより、水分だけでなく、酸素、モノマー、溶剤
などのガスも除去できる場合があり、素子劣化防止に有
効である。

【００３２】上述のプラスチック基材１を乾燥させる方
法としては、通常の加熱乾燥法以外にも、マイクロ波乾
燥法、減圧乾燥法、およびこれらを組み合わせた方法な
どを使用できる。特に、プラスチック基材内部の水分お
よびその他のガス分子を短時間で取り除くことができ
る、マイクロ波乾燥法と減圧乾燥法が望ましい。この乾
燥を行うのは、水分との反応性の高い材料を使用するこ
とが多い陰極層を形成する前が望ましく、さらに陰極層
に直接接する発光媒体層をも同時に乾燥することができ
ることから、そして乾燥後の時間経過により再吸湿が起
こる前に陰極層を形成できるという意味合いから、陰極
層形成直前が特に望ましい。これに加えて、例えばガラ
ス基板５と耐湿性封止材である耐湿性フィルム９で密閉
した空間を作成する前の、透明陽極層２、発光媒体層３
などの各層の積層工程や、プラスチック基材１をガラス
基板５に接着層７にて固定する工程、密閉空間外部に電
極を取り出すための配線部材８として導電性塗料を塗布
する工程などの前後に乾燥工程を設け、各部材の水分を
除去するのがさらに望ましい。

【００３３】上述のように水分の放出は、基材の水分含
有量と基材中の水蒸気の拡散の大きさとに影響を受け
る。今回のように基材の水分含有量の低下に加えて、プ
ラスチック基材の表面に水蒸気バリア性能を有するガス
バリア層を形成することにより、水蒸気の拡散をも小さ
くでき、さらに素子劣化の速度を低下させることができ
る。

【００３４】拡散率の低減により素子劣化速度を低下さ
せる方法としては、プラスチック基材１の表面の少なく
とも透明陽極層に接する面側あるいは両側の表面に水蒸
気バリア性能を有するガスバリア層２を形成する方法が
ある。少なくとも透明陽極層に接する面側に水蒸気バリ
ア性能を有するガスバリア層を形成するのは、実質的な
発光機能部位に直接的に接する面であり、水蒸気の拡散
の影響が大きいからである。水蒸気バリア性能を有する
ガスバリア層２は、水蒸気バリア性能だけでなく、酸素
バリア性能など、他のガスに対するバリア性能も有して
いてもよい。特に酸素バリア性能を有していることが望
ましい。

【００３５】ガスバリア層２としては、ポリ塩化ビニル
やポリ塩化ビニリデン、ポリクロロトリフロロエチレン
などの有機薄膜から酸化アルミニウム、酸化ケイ素など
の無機薄膜、および、それらの複合膜・積層膜まで使用
することが可能であるが、その中でも特に酸化アルミニ
ウムや酸化ケイ素などの無機酸化物が水蒸気透過性だけ
でなく酸素透過性が低くて望ましく、電子線加熱方式の
巻き取り式真空蒸着により製膜するのが、バリア性能、
製造コストの面からも望ましい。

【００３６】この方法により0.2％以下の範囲内で水分
含有率がある程度高くても、密閉空間内や発光機能部位
への水分の拡散・放出を抑えることで、素子劣化速度を
さらに効率良く低減することができ、使用するプラスチ
ック基材の選択の幅の拡大、乾燥工程の簡略化、さらな
る劣化防止効果の向上が可能となる。

【００３７】透明陽極層２としては、インジウムとスズ
あるいはインジウムと亜鉛の複合酸化物、また、オクチ
ル酸インジウムやアセトンインジウムなどの前駆体を基
材上に塗布後、熱分解により酸化物を形成する塗布熱分
解法などにより形成することもできる。あるいは、アル
ミニウム、金、銀などの金属が半透明状に蒸着されたも
のを用いることができる。透明陽極層２の形成方法とし
ては、スパッタリング法や真空蒸着法などにより透明陽
極層２を巻き取り成膜した後に、フォトリソグラフィー
法及びウェットエッチング法を用いて、フィルムを巻き
取りながら透明陽極層をパターニングし、陽極取り出し
電極２aを兼ねた透明陽極層２と陰極取り出し電極２ｂ
とを形成することができる。もしくは、マスク蒸着によ
り、透明陽極層をパターン形成してもよい。

【００３８】発光媒体層３は、単層構造でも積層構造で
もよく、材料も低分子量のものから高分子量のものまで
使用できる。積層する場合には、発光層の他に、正孔注
入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などを積層
することができる。発光媒体層の膜厚は、単層、積層の
いずれの場合においても１０００ｎｍ以下であり、好ま
しくは５０〜１５０ｎｍである。

【００３９】発光媒体層３の形成方法としては、低分子
材料の場合は、抵抗加熱法などの真空蒸着法により巻き
取り成膜することができる。また、高分子材料の場合
は、フレキソ、グラビア、マイクログラビア、グラビア
オフセット、ダイコート、凹版オフセット、ロールコー
トなどの湿式コーティング法を用いて、巻き取り成膜す
ることができる。

【００４０】積層する正孔注入材料、正孔輸送材料の例
としては、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および無金属
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
の芳香族アミン系材料のような低分子材料や芳香族アミ
ン系ポリマー、ポリチオフェン、ポリアニリンポリビニ
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のような
高分子材料や高分子材料とドーパントの混合物、あるい
はポリチオフェンオリゴマーのようなオリゴマー材料な
どが挙げられ、さらにその他既存の正孔注入輸送材料の
中から選ぶことができる。

【００４１】発光材料の例としては、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の低分子材料や、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
などの高分子材料、また、ポリビニルカルバゾール等の
蛍光性高分子材料やポリメチルメタクリレート等の非蛍
光性高分子材料中に蛍光性材料を分散したものなど、そ
の他既存の発光材料を用いることができる。

【００４２】電子注入材料、電子輸送材料の例として
は、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、および浜田らの合成したオキサジアゾール誘導体
（日本化学会誌、１５４０頁、１９９１年）やビス（１
０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリノラート）ベリリウ
ム錯体、特開平７−９０２６０号公報で述べられている
トリアゾール化合物等が挙げられる。

【００４３】陰極層４としては電子注入効率の高い物質
を用いる。具体的にはＭｇ，Ａｌ,Ｙｂ等の金属単体を
用いたり、発光媒体と接する界面にＬｉや酸化Ｌｉ，Ｌ
ｉＦ等の化合物を１ｎｍ程度挟んで、安定性・導電性の
高いＡｌやＣｕを積層して用いる。

【００４４】または電子注入効率と安定性を両立させる
ため、仕事関数が低いＬｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｌａ，
Ｃｅ，Ｅｒ，Ｅｕ，Ｓｃ，Ｙ，Ｙｂ等の金属１種以上
と、安定なＡｇ，Ａｌ，Ｃｕ等の金属元素との合金系が
用いられる。具体的にはＭｇＡｇ，ＡｌＬｉ，ＣｕＬｉ
等の合金が使用できる。

【００４５】陰極層４の形成方法としては、材料に応じ
て、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着
法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などを
用いて巻き取り成膜することが可能である。また、アル
ミニウム箔などの金属箔をプラスチック基材１上に作製
した発光媒体層４と重ね合せ、ロール間に通し熱圧着す
ることにより両者をラミネートすることも可能である。
巻き取り成膜する場合の陰極の厚さは、１０ｎｍ〜１０
００ｎｍ程度が望ましい。金属箔をラミネートする場合
の厚みは、取り扱いが容易な５μｍ以上が望ましく、さ
らに言えば箔のピンホールを防止するために１５μｍ以
上が好ましい。また、さらに取り扱いを容易にするため
に、金属箔にポリエチレンテレフタレートなどのプラス
チックフィルムを予め有機ＥＬ素子と接する面と反対側
の面にラミネートしておいても良い。

【００４６】上記の材料及び方法により得られた積層体
を、湿気、酸素等に起因する劣化から防止するため密閉
された空間内に配置する。ここで、積層体から発せられ
る光を密閉された空間の外部へ取り出す採光側は、透明
な耐湿（防湿）性材料である必要がある。一方、非採光
側は透明又は不透明の耐湿性材料である必要がある。か
かる必要性から、採光側はガラス基板、非採光側は耐湿
性フィルムで形成することが好ましい。以下、密閉され
た空間の形成に用いる材料及び形成方法を説明する。

【００４７】ガラス基板５は厚みが0.05〜2mm程度と薄
く、かつ取り扱いが容易で望ましい。ガラス基板５は積
層体の採光側に配置する。ガラス基板の表面には割れ防
止用フィルム、反射防止フイルム、拡散フィルム、防汚
フィルム、円・直線偏光フィルム、カラーフィルムなど
の各種機能性フィルムを目的に合わせて貼ることができ
る。

【００４８】ガラス基板５には、電極取り出し用配線パ
ターン６をスパッタや真空蒸着、メッキ、印刷法などに
より形成しておいても良い。配線の材質は、金属、金属
酸化物、導電性ペーストや導電性高分子といった導電性
塗料などが使用できるが、導電性が高く、耐湿性フィル
ム９との接着を妨げず、ガラスとの密着が良いものが望
ましい。例としては、アルミニウム、銅、銀、ニッケ
ル、クロムなどの金属材料、もしくはこれらの金属材料
を1 成分以上含む合金材料、インジウムスズ複合酸化
物、インジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合
酸化物などの金属酸化物などを、単独もしくは組み合わ
せて使用することができる。また、ガラス基板５上にカ
ラーフィルタを形成し、取り出し電極を有するカラーフ
ィルターとして使用しても良い。

【００４９】上述の電極取り出し用パターン６とプラス
チック基材１上の電極取り出し用パターン２a,２bを電
気的に接合させるためには、プラスチック基材を接着層
７によりガラス上に固定し、電極取り出しパターン６と
透明陽極層２の導通を、配線部材８を介して取る必要が
ある。

【００５０】これらの接着層７と配線部材８は導電性を
有する接着剤を使用し、兼用することも可能である。

【００５１】ガラス基板５へのプラスチック基材１の配
置、固定は、ガラス基板５が巻き取り可能なものでない
場合、固定後の工程は枚葉式とすればよい。本発明で
は、透明陽極層２、発光媒体層３、陰極層４の各形成工
程を、巻き取り式で連続的に行うことにより、製造コス
トを引き下げ、製品を安価に提供することが可能となる
ため、これらのうちできる限り多くの工程を巻き取り方
式で行うのが望ましく、特に望ましくは、透明陽極層
２、発光媒体層３、陰極層４のすべての層を形成した後
にガラス基板５に固定することである。

【００５２】接着層７としては、常温硬化型、熱硬化
型、ホットメルト型、感圧型などの各接着剤を使用する
ことができ、透明なものであれば、発光部上にも接着層
を形成することができる。接着層７はスクリーン印刷、
ダイレクトグラビア印刷、フレキソ印刷などの各種印刷
法の他、ラミネート法などにより形成することができ
る。配線部材８としては、導電性ペーストや導電性高分
子といった導電性塗料、低融点ハンダなどのプラスチッ
ク基材の低耐熱性を考慮した材料を使用することができ
る。特に導電性塗料は、塗膜パターンがスクリーン印
刷、ダイレクトグラビア印刷、フレキソ印刷などの各種
印刷法にて容易に形成でき、望ましい。

【００５３】電極の取り出しは、上述のようなガラス基
板上の配線から行う方法以外にも、絶縁性のポリイミド
などからなるフィルム基材上に銅や銀、金、各種合金な
どからなる導電性パターンを形成したフィルムキャリア
テープ１４を異方性導電膜１５を介して接続するなどの
他の配線部材を使用した方法で行い、そのテープを封止
接着部分から外部に引き出しても良い（図３）。

【００５４】上述の電極取り出し用パターン６、接着層
７および配線部材８、あるいはフィルムキャリアテープ
１４および異方性導電膜１５は、封止空間内部の構成部
材のなかで大きな重量分率を占める。そのため、直接、
実質的な発光機能部位に接していなくとも、これらの部
材中の水分含有率が高い場合には、これらから封止空間
内部に徐々に出てくる水分が素子劣化を引き起こす。

【００５５】接着層７に用いる接着剤は高分子化合物を
含むものがほとんどであるため、これが吸湿し、水分含
有率が高くなる場合がある。また、電極取り出し用パタ
ーン６や配線部材８として、印刷による形成が容易な導
電性塗料を使用した場合、その中には高分子化合物を含
むものが多く、また、フィルムキャリアテープや異方性
導電膜も高分子化合物を含むため、水分含有率が高くな
る場合がある。

【００５６】すなわち、素子劣化を防ぐために、接着層
７、電極取り出し用パターン６や配線部材８として導電
性塗料により形成された塗膜、フィルムキャリアテープ
１４、異方性導電膜１５は、水分含有率の低いものを選
択し、あるいは内部の水分を積極的に乾燥させて使用す
ることが望ましい。その水分含有率は0.2％以上である
とダークスポットの拡大が速いため、0.2％以下とする
ことが望ましい。さらに望ましくは0.1％以下、特に望
ましくは0.05％以下である。

【００５７】導電性塗料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、
Ａｌ、Ｎｉなどの金属微粒子、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃など
の酸化物微粒子、カーボン微粒子、などの導電性微粒子
とポリエステル樹脂、アクリル樹脂、変性ウレタン樹
脂、エポキシ樹脂などのバインダー樹脂、溶剤とを主成
分とする導電性ペーストや、ポリアセチレン、ポリアニ
リン、ポリチオフェンやそれらのドーピング化合物とい
った導電性高分子などを使用できるが、導電性の面か
ら、金属粒子を含む導電性ペーストが望ましい。この場
合、バインダー樹脂や溶剤を水分含有率の少ない脂肪族
炭化水素系、芳香族炭化水素系などの疎水性の高いもの
とすることで、導電性ペーストの水分含有率を低減する
ことができる。

【００５８】耐湿性フィルム９は、素子の大気中の水分
や酸素による劣化を防止するために、水蒸気バリア性お
よび酸素バリア性を有している必要がある。耐湿性封止
材は有機ＥＬ積層体の非採光側に配置する。耐湿性フィ
ルム９としてはガラス製や金属製の封止体、耐湿性フィ
ルムなどを熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹
脂などの接着剤１０で採光側のガラス基板に接着・密閉
することで使用できるが、特に耐湿性フィルムは、素子
を軽量・薄型化でき、巻き取りの耐湿性フィルムを安価
に作製できることから、製品を安価に提供でき望まし
い。

【００５９】耐湿性フィルムは、少なくともガスバリア
層１１とシーラント層１２とを有していることが望まし
い（図２）。ガスバリア層１１としては、基材に酸化珪
素、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化マグネシウム
等の金属酸化物、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム
等の金属弗化物、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化ク
ロムなどの金属窒化物を単層または積層したフィルム
や、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス、アルミ
ニウム合金などを蒸着したフィルムや、これら材料の金
属箔、合金箔を用いることができる。特に、ガスバリア
性に優れる金属箔や合金箔を用いることが好ましい。ま
た、製造時の取り扱いを容易にするために、基材１３と
してポリエチレンテレフタレート、ナイロンなどのフィ
ルムをラミネートしても良い。

【００６０】シーラント層１２としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体な
どのポリオレフィンの酸変性物、エチレン・酢酸ビニル
共重合体の酸変性物、エチレン・ アクリル酸共重合体、
エチレン・メタクリル酸共重合体、アイオノマーなどの
熱可塑性接着性樹脂を用いることができる。この場合、
熱圧着により耐湿性フィルムとガラス基板を接着しても
良い。この際、耐湿性フィルムの端部を熱圧着しても良
いし、熱ロール間を通すことにより、耐湿性フィルム全
体を熱圧着しても良い。

【００６１】ガラス基板５と耐湿性フィルム９にて有機
ＥＬ積層体を密閉する際には、封止空間内部に残留して
いる、また、外部からわずかに侵入してくる水分を吸収
するための乾燥剤を同時に封入することができる。乾燥
剤としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、およ
び、これらの酸化物、水素化物や、このほかの乾燥剤を
選択して使用することができる。使用する乾燥剤は水分
だけでなく酸素をも吸収することが望ましい。

【００６２】

【実施例】以下、本発明に係わる有機ＥＬ素子及びその
製造方法を説明する。図１および図２は、本発明の有機
ＥＬ素子の断面説明図である。

【００６３】（実施例１）まず、プラスチック基材１と
して、水分含有率が0.01％以下であるシクロオレフィン
ポリマーフィルム（１００μｍ)を使用し、スパッタリ
ング法で透明陽極層２としてＩＴＯ膜（１５０ｎｍ）を
巻き取り成膜した（図１(a)）。次に、フォトリソグラ
フィー法及びウェットエッチング法を用いて、フィルム
を巻き取りながら透明陽極層２をパターニングし、陽極
引き出し電極２ａを兼ねた透明陽極層２と陰極引き出し
電極２ｂとを形成した。

【００６４】次に、発光媒体層３として、ポリ［２−メ
トキシ−５−（２' −エチル−ヘキシロキシ）−１，４
−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）を用い、フ
ィルムを巻き取りながらダイレクトグラビア法により１
００ｎｍの塗膜を形成した。次に、陰極層４として、Ca
を50nm、Ag２００ｎｍの２層を巻き取り蒸着した。

【００６５】これとは別に、ガラス基板５上に、スパッ
タリング法でＩＴＯ膜（１５０ｎｍ）を成膜した後に、
フォトリソグラフィー法及びウェットエッチング法を用
いてＩＴＯ膜をパターニングし、取り出し電極６を形成
した。

【００６６】上述のガラス基板５によりプラスチック基
材１の採光側を被覆した。まず、ガラス基板上に両面テ
ープ７（ニチバン製）にてプラスチック基材を含む積層
体を固定し、ガラス基板上に形成した取り出し電極６と
プラスチック基材上の取り出し電極２a,２bとを、電気
的に接続するために、銀微粒子およびバインダ樹脂から
なる銀ペースト配線部材８（日新EM社製シルベストP-25
5）をスクリーン印刷により２００μｍ形成した。

【００６７】最後にガラスからなる耐湿封止材９をエポ
キシ系光硬化樹脂１０により接着し、プラスチック基材
を含む積層体を密閉された空間内に配置する有機ＥＬ素
子を作製した。

【００６８】得られた有機ＥＬ素子を、４０℃９０％Ｒ
Ｈの恒温槽で１０００時間保存した結果、発光面積は初
期面積の９０％であった。

【００６９】（実施例２）プラスチック基材１として、
水分含有率が0.4％のポリメタクリル酸メチルフィルム
(100μｍ)を使用し、発光媒体層３を形成した後、陰極
層４を蒸着するまでの間に、0.1Torr,70℃, １時間の減
圧乾燥および蒸着直前の巻き取り式のマイクロ波乾燥を
行ったこと、および、銀ペーストで配線部材８を形成し
ガラス製耐湿封止材９にて密閉するまでの間に、0.1Tor
r,70℃、１時間の減圧乾燥を行ったことの三点以外は、
実施例１と同様に有機ＥＬ素子を作製した。なお、上記
の乾燥工程により、接着層７、銀ペーストからなる配線
部材８の水分含有量はともに0.2％以下となった。得ら
れた有機ＥＬ素子を実施例１と同様に評価すると、発光
面積は初期面積の９０％となった。

【００７０】（実施例３）プラスチック基材１の両面
に、電子線加熱方式により酸化アルミニウム層を蒸着す
るために、酸素を酸化剤として供給しながら、蒸着材料
であるアルミニウムに電子線を照射して、蒸発したアル
ミニウムと酸素を反応させながら蒸着し（図１(b)）、
厚み20nmのガスバリア層１６を形成した後にスパッタリ
ング法で透明陽極層２としてＩＴＯ膜を形成する以外は
実施例２と同様に有機EL素子を作成した。得られた有機
EL素子を実施例１と同様に評価すると、発光面積は初期
面積の９５％となった。

【００７１】（実施例４）耐湿性フィルム９で封止密閉
する手前までは実施例１と同様に作製し、ガラス製の耐
湿性フィルム９の代わりに、耐湿性フィルムとして、ポ
リエチレンテレフタレート基材１３（２０μｍ）、アル
ミニウム箔からなるガスバリア層１１（２０μｍ）、ポ
リプロピレンの酸変性物からなるシーラント層１２（３
０μｍ）を順にドライラミネートおよび押し出しラミネ
ートしたものを使用した（図２）。これを有機ＥＬ素子
を積層したガラス基板５上に重ね、耐湿性フィルム端部
をガラス基板５と熱圧着することにより密閉、封止し
た。

【００７２】得られた有機ＥＬ素子を実施例１と同様に
評価すると、発光面積は初期面積の９０％となった。

【００７３】（比較例）プラスチック基材１として、含
有水分率が0.4％のポリメタクリル酸メチルフィルム(10
0μｍ)を使用する以外は、実施例１と同様に有機ＥＬ素
子を作製した。

【００７４】得られた有機ＥＬ素子を実施例１と同様に
評価すると、発光面積は初期面の６０％となった。

【００７５】以上の実施例および比較例に関して、素子
作製条件と評価結果を表１にまとめた。

【００７６】

【表１】

【００７７】

【発明の効果】第１の発明によると、実質的な発光機能
部位に直接面しているプラスチック基材として水分含有
率の低いものを使用することで、それを含む積層体が、
ガラスと耐湿性フィルムにより密閉された際に、長期に
わたって徐々に放出される水蒸気の総量を減少させ、素
子劣化防止効果を高めることができる。

【００７８】第２の発明によると、プラスチック基材の
少なくとも透明陽極層に接する面側に水蒸気バリア性能
を有するガスバリア層を形成することで、水分含有率そ
のものをも低下させて密閉された空間内に長期にわたっ
て徐々に拡散・放出される水分の総量を減少させるだけ
でなく、水蒸気バリア性能を有するガスバリア層で残留
する基材含有水分の拡散を抑え、素子劣化防止効果をさ
らに高めることができる。

【００７９】第３〜第５の発明によると、有機ＥＬ素子
に直接面してはいないが、密閉された空間内で重量比率
の高いプラスチック基材固定用の接着層および電極取り
出し用の導電性塗料からなる塗膜、フィルムキャリアテ
ープ、異方性導電膜の水分含有率も低下させることで、
上記と同様の効果を得られる。

【００８０】第６の発明によると、耐湿性封止材がフィ
ルム状であることにより薄型・軽量の素子を作製するこ
とができる。

【００８１】第７の発明によると、少なくとも水分に弱
い陰極層を蒸着する前にプラスチック基材を含む部材を
乾燥させる工程を設けて水分やその他のガスを積極的に
取り除き水分含有率を低下させ、密閉することにより、
素子劣化防止効果を高めることができる。

【００８２】第８、第９の発明によると、乾燥法として
マイクロ波乾燥法や減圧乾燥法を用いることにより、乾
燥させたい対象物の内部から水分を短時間で確実に取り
除くことが可能になり、素子劣化防止効果の向上と、製
造コストの削減につながる。以上のような発明の効果か
ら、長期的に安定な有機ＥＬ素子を安価に提供すること
が可能となった。また、耐湿性フィルムとすることで、
有機ＥＬ素子を薄型・軽量化することも可能となった。

【００８３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の
一実施例を示す素子断面図。

【図２】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の
別の実施例を示す素子断面図。

【図３】本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の
さらに別の実施例を示す素子断面図。

【符号の説明】

１ プラスチック基材 ２ 透明陽極層 ２a 透明陽極層、兼、陽極取り出し電極 ２b 陰極取り出し電極 ３ 発光媒体層 ４ 陰極層 ５ ガラス基板 ６ 電極取り出し用パターン ７ 接着層 ８ 配線部材（導電性塗料からなる塗膜など） ９ 耐湿性封止材（図２においてフィルム状） １０ 接着剤 １１ ガスバリア層 １２ シーラント層 １３ 基材 １４ フィルムキャリアテープ １５ 異方性導電膜 １６ ガスバリア層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湊 孝夫 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB11 AB13 AB18 BB01 CA06 CB01 DA01 DB03 EA01 EB00 FA01 FA02

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラスチック基材上に、少なくとも透明陽
   極層、発光媒体層、陰極層を順次積層した積層体を、密
   閉された空間内に配置する有機エレクトロルミネッセン
   ス素子において、該プラスチック基材の水分含有率が重
   量分率で0.2％以下であることを特徴とする有機エレク
   トロルミネッセンス素子。
2. 【請求項２】該プラスチック基材の表面の少なくとも透
   明陽極層に接する面側に水蒸気バリア性能を有するガス
   バリア層を形成してあることを特徴とする請求項１に記
   載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
3. 【請求項３】密閉された空間内に、該プラスチック基材
   を固定するための接着層を有し、該接着層の水分含有率
   が重量分率で0.2％以下であることを特徴とする請求項
   １に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
4. 【請求項４】密閉された空間内に、該陰陽両電極を外部
   に取り出すための導電性塗料からなる塗膜を有し、該導
   電性塗料からなる塗膜の水分含有率が重量分率で0.2％
   以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレ
   クトロルミネッセンス素子。
5. 【請求項５】密閉された空間内に、該陰陽両電極を外部
   に取り出すためのフィルムキャリアテープおよび異方性
   導電膜を有し、該フィルムキャリアテープおよび異方性
   導電膜の水分含有率が重量分率で0.2％以下であること
   を特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッ
   センス素子。
6. 【請求項６】密閉された空間が、採光側のガラス基板と
   非採光側の耐湿性フィルムで形成されることを特徴とす
   る請求項１から５の何れかに記載の有機エレクトロルミ
   ネッセンス素子。
7. 【請求項７】プラスチック基材上に、少なくとも透明陽
   極層、発光媒体層、陰極層を順次積層した積層体を、密
   閉された空間内に配置する有機エレクトロルミネッセン
   ス素子の製造方法において、少なくとも、該プラスチッ
   ク基材の一方の面に、該透明陽極層を形成する工程、該
   透明陽極層上に該発光媒体層を積層する工程、該発光媒
   体層上に該陰極層を積層する工程をこの順に含み、か
   つ、該陰極層を積層する工程の前までに該プラスチック
   基材を含む部材を乾燥させる工程を含むことを特徴とす
   る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
8. 【請求項８】該プラスチック基材を含む部材を乾燥させ
   る方法が、マイクロ波乾燥法であることを特徴とする請
   求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製
   造方法。
9. 【請求項９】該プラスチック基材を含む部材を乾燥させ
   る方法が、減圧乾燥法であることを特徴とする請求項７
   に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方
   法。