JP2003092180A - エレクトロルミネッセント素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ＥＬ素子内の水分を長期にわたり
安定して除去することが可能であり、これにより長寿命
化が図られたＥＬ素子を提供することを主目的とするも
のである。 【解決手段】 上記目的を達成するために、本発明は、
基体と、基体表面上に形成された第1電極層と、上記第1
電極層上に形成された少なくとも発光層を有する有機Ｅ
Ｌ層と、この有機ＥＬ層を上記第１電極層と挟むように
形成された第２電極層とを有するＥＬ素子において、上
記第２電極層上もしくは第1電極層と基体の間のいずれ
か一方に、水分を吸収する吸湿層と、水分が透過するこ
とを防止するバリア層とが交互に複数層積層された防湿
積層体を有することを特徴とするＥＬ素子の製造方法を
提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロルミネ
ッセント（以下ＥＬと略す場合がある）素子内の水分を
除去することにより、長寿命化が図られたＥＬ素子に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、大きな占有面積と大きな重量を有
するＣＲＴ（Cathode-Ray-Tube）ディスプレイに代わる
ディスプレイとして、フラットパネルディスプレイ（Ｆ
ＰＤ）が実用化されている。そして、ＦＰＤとしては、
例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が各種携帯型電子
機器やノート型パソコンや小型テレビのディスプレイと
して一般に広く普及しているとともに、プラズマディス
プレイパネル（ＰＤＰ）等のＬＣＤ以外のＦＰＤも実用
化されている。

【０００３】そのようなＦＰＤの一つとして、ＥＬディ
スプレイがあり、ＥＬディスプレイは、比較的古くから
開発が進められているが、フルカラー化や輝度や寿命な
どの点に課題があり、未だあまり普及していない。

【０００４】また、ＥＬディスプレイとなるＥＬ素子の
発光層としては、従来、無機化合物薄膜が用いられてい
たが、無機化合物薄膜を用いたＥＬ素子は、駆動電圧が
高いとともに発光効率が低く、低輝度の表示しかできな
かった。それに対して、近年、ＥＬ素子の発光層とし
て、駆動電圧が低く、かつ、発光効率が高い有機化合物
薄膜を用いたものが使われるようになった。また、有機
化合物薄膜を用いた有機ＥＬ素子（有機電界発光素子）
は、寿命の点で問題があったが、長寿命化が可能な有機
発光層用の材料の開発が進められ、ＬＣＤに対抗可能な
レベルでの実用化も可能となった。

【０００５】このような有機ＥＬ素子は、連続または不
連続に一定期間駆動した場合、発光輝度、発光効率およ
び発光の均一性等の発光特性が初期の場合に比べ著しく
低下することが知られている。このような発光特性の劣
化の原因としては、有機ＥＬ素子内に侵入した空気中に
水分による電極の酸化、有機物の変性等を挙げることが
できる。さらに水分の影響で構造体の界面が剥離した
り、駆動時の発熱や駆動時の環境が高温であったこと等
が引き金となって、各構成要素の熱膨張率の違いにより
構造体の界面で応力が発生し、界面が剥離する等の構造
体の機械的劣化等をその原因として挙げることができ
る。

【０００６】この水分による劣化を防止するため、種々
の方法が提案されている。例えば、水分除去を主体とし
た方法としては、ＢａＯ等のアルカリ金属酸化物、アル
カリ土類金属酸化物からなる乾燥手段を設ける方法が提
案されている（特開平９−１４８０６６号公報）。しか
しながら、この方法では、上述した金属酸化物が通常粉
末状であることから、ＥＬ素子を外部から密封するため
に設けた封止缶の内側に、これらの金属酸化物を設置す
るための操作が煩雑になるといった問題や、酸素の吸着
を兼ねないことも問題であった。

【０００７】また、水分と酸素の両方を1つの部材で除
去する方法もあるが、酸素や水分が層内を透過すること
による電極層の劣化を防止することはできなかった。さ
らに水分を除去する部材自体の劣化が進行してしまう
と、これを補う他の部材が存在しないため、長時間の使
用が要求される場合には不適切であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、ＥＬ素子内の水分を長期
にわたり安定して除去することが可能であり、これによ
り長寿命化が図られたＥＬ素子を提供することを主目的
とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、請求項１に記載するように、基体と、基
体表面上に形成された第1電極層と、上記第1電極層上に
形成された少なくとも発光層を有する有機ＥＬ層と、こ
の有機ＥＬ層を上記第１電極層と挟むように形成された
第２電極層とを有するＥＬ素子において、上記第２電極
層上もしくは第1電極層と基体の間のいずれか一方に、
水分を吸収する吸湿層と、水分が透過することを防止す
るバリア層とが交互に複数層積層された防湿積層体を有
することを特徴とするＥＬ素子を提供する。

【００１０】このように第２電極層上もしくは、第１電
極層と基体の間のいずれか一方に、水分を吸収する吸湿
層と水分が透過することを防止するバリア層からなる防
湿積層体を設けたことにより、この防湿積層体は複数の
吸湿層とバリア層から形成されているため、これら複数
層のうち、表面の層が劣化して防湿作用を奏さなくなっ
たとしても次の層で代替できるため長時間電極層を水分
の悪影響から防護することができる。そのため電極層の
劣化を最小限に抑えることが可能となり、長時間使用し
ても発光特性に難色のないＥＬ素子とすることができ
る。

【００１１】上記請求項１に記載された発明において
は、請求項２に記載するように、上記防湿積層体を構成
する吸湿層およびバリア層は真空成膜法によって形成さ
れることが好ましい。防湿積層体は、吸湿層とバリア層
とが交互に複数積層された形状をなるものであるので、
均一な薄膜である必要がある。このため、均一な薄膜を
形成することができる真空成膜法でこの防湿積層体を成
膜することが好ましいのである。

【００１２】上記請求項１または請求項２に記載された
発明においては、請求項３に記載するように、上記バリ
ア層は、水蒸気透過率が０．０３ｇ／ｍ^２／ｄａｙ以下
の物質を用いることが好ましい。水蒸気透過率が上記範
囲内にある物質をバリア層として用いることにより、水
が層内を透過することが防止されるため、直上の吸湿層
が水分により劣化した場合でも水分を直下の吸水層に透
過させる量が極めて少ない。これにより長期間ＥＬ素子
を保護することができるからである。

【００１３】上記請求項1から請求項３までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、上記請求項４に
記載するように、上記バリア層が、無機酸化物または金
属のいずれかを有することが好ましい。無機酸化物また
は金属の膜は、水の透過性が低く、吸湿の機能に優れて
いるため、水分による電極層の劣化が食い止められ発光
特性が損なわれることがなく、長時間の使用が可能とな
るからである。

【００１４】上記請求項1から請求項４までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、上記請求項５に
記載するように、上記バリア層が、上記電極層を形成す
る材料と同一であることが好ましい。電極層を形成する
材料をそのままバリア層を形成する材料として応用でき
るため、バリア層を形成する際に、材料を変える必要が
なく工程上有利だからである。

【００１５】上記請求項１から請求項５までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、請求項６に記載
するように、上記吸湿層が、アルカリ金属、アルカリ土
類金属またはそれらの金属酸化物を有することが好まし
い。これらの金属や金属酸化物は水分の吸着力に優れて
おり、吸湿層として好適に作用するからである。

【００１６】上記請求項１から請求項６までのいずれか
の請求項に記載された発明において、請求項７に記載す
るように、上記吸湿層が、上記電極層と上記有機ＥＬ層
の間に形成された注入層と、同一材料で形成されること
が好ましい。上記バリア層の場合と同様に、材料を変更
する必要がなく、工程上有利だからである。

【００１７】上記請求項１から請求項７までのいずれか
の請求項に記載された発明において、請求項８に記載す
るように、上記基体が可撓性のある透明樹脂フィルムで
あることが好ましい。このような可撓性のある透明樹脂
フィルムを基体として用いることにより、可撓性のある
ＥＬ素子が形成でき種々の用途に応用できるからであ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のＥＬ素子について
説明する。本発明のＥＬ素子は、基体と、基体表面上に
形成された第1電極層と、上記第1電極層上に形成された
少なくとも発光層を有する有機ＥＬ層と、この有機ＥＬ
層を上記第１電極層と挟むように形成された第２電極層
とを有するＥＬ素子において、上記第２電極層上もしく
は第1電極層と基体の間のいずれか一方に、水分を吸収
する吸湿層と、水分が透過することを防止するバリア層
とが交互に複数層積層された防湿積層体を有することを
特徴とする。

【００１９】本発明においては、吸湿層とバリア層とを
交互に複数層積層されてなる防湿積層体が形成されてい
る点に大きな特徴がある。このように吸湿層とバリア層
とを交互に形成することにより、外側からの水分の浸入
に対し、まず外層側の吸湿層が水分を吸着する。そし
て、ある程度の水分が外層側の吸湿層に吸着された状態
においても、バリア層がその内側に形成されていること
から、水分の内側への侵入を防止することができる。ま
た、このバリア層が劣化して水分が内側に侵入したとし
ても、次の吸湿層が水分を吸着することができる。この
ように、複数の吸湿層とバリア層とを積層させることに
より、外側から侵入してきた水分を長期にわたり内部に
侵入させないようにできる。したがって、このような防
湿積層体で覆われた電極層は、長期にわたり外部からの
水分による劣化を防止することができ、安定な発光を維
持することができるのである。

【００２０】このように、本発明は防湿積層体を有する
点に特徴を有するものであるが、その形成位置により二
つの態様がある。以下、それぞれの態様に分けて説明す
る。

【００２１】１．第１実施態様 本発明の第１実施態様は、上述した防湿積層体が第２電
極層上に形成されたものである。この第１実施態様につ
いて、図１を用いて説明する。

【００２２】図1は本実施態様のＥＬ素子の一例を示す
ものであり、本実施態様のＥＬ素子は、基体１と、この
基体１表面上に形成された第1電極層２と、この第1電極
層２上に形成された少なくとも発光層を含む有機ＥＬ層
３と、上記有機ＥＬ層３の上にさらに形成された第２電
極層５と、上記有機ＥＬ層３等を密閉するように形成さ
れた封止材９とを有し、上記第２電極層５の表面上にバ
リア層６と吸湿層７とが交互に複数層積層してなる防湿
積層体８が形成されている。上記有機ＥＬ層３と第２電
極層５との間には、注入層４が形成されている。

【００２３】本実施態様によれば、第２電極層上に防湿
積層体８が積層されていることから、水分による第２電
極層の劣化を長期にわたり防止することが可能であり、
結果として長期にわたって安定した発光特性を維持する
ＥＬ素子とすることができる。

【００２４】以下、本実施態様について、各構成ごとに
具体的に説明する。

【００２５】Ａ．防湿積層体 本実施態様に用いられる防湿積層体は、上述したように
吸湿層とバリア層とが交互に複数層積層されてなるもの
である。

【００２６】本実施態様において、この積層数は、少な
くとも２層以上であれば特に限定されないが、好ましく
は２層から１０層の範囲内、特に３層から５層の範囲内
であることが好ましい。上記範囲より積層数が少ない場
合は、吸湿効果の維持が短期間となり好ましくないから
であり、上記範囲より積層数を多くしても、得られる防
湿の効果がさほど変わらないことから、コスト面で問題
となるからである。

【００２７】このような防湿積層体の膜厚は、特に限定
されるものではないが、１０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲
内、特に好ましくは１００ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内で
あることが好ましい。なお、本実施態様においては、例
えばＥＬ素子が、第２電極層をパターニングするための
隔壁を有する場合は、上記防湿積層体の上面がこの隔壁
より低くなるように形成されることが好ましい。

【００２８】次に、上記防湿積層体を構成する吸湿層と
バリア層について、それぞれ説明する。

【００２９】（吸湿層）本実施態様に用いられる吸湿層
は、化学的に水分を吸着すると共に、吸湿しても固体状
態を維持するものであれば用いる物質に限定はない。具
体的には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ
金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、硫酸塩、金属ハ
ロゲン化物、過塩素酸塩、吸湿作用を有する有機物等を
挙げることができる。

【００３０】上記アルカリ金属もしくはアルカリ土類金
属としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒ、Ｂ
ｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ等を挙げることがで
きるが、中でも反応性や取扱性等を考慮すると、Ｌｉ、
Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａからな
る群から選択される少なくとも１種の金属が好ましい。

【００３１】また、アルカリ金属およびアルカリ土類金
属の金属酸化物としては、酸化ナトリウム（Ｎａ
_２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）、酸化カルシウム（Ｃ
ａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化マグネシウム
（ＭｇＯ）等が挙げられる。

【００３２】さらに、上記硫酸塩としては、硫酸リチウ
ム（Ｌｉ_２ＳＯ_４）、硫酸ナトリウム（Ｎａ_２Ｓ
Ｏ_４）、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）、硫酸マグネシ
ウム（ＭｇＳＯ_４）、硫酸コバルト（ＣｏＳＯ_４）、硫
酸ガリウム（Ｇａ_２（ＳＯ_４）_３）、硫酸チタン（Ｔｉ
（ＳＯ_４）_２）、硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ_４）等を挙げ
ることができる。

【００３３】また、上記金属ハロゲンとしては、塩化カ
ルシウム（ＣａＣｌ_２）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ
_２）、塩化ストロンチウム（ＳｒＣｌ_２）、塩化イット
リウム（ＹＣｌ_３）、塩化銅（ＣｕＣｌ_２）、フッ化セ
シウム（ＣｓＦ）、フッ化タンタル（ＴａＦ_５）、フッ
化ニオブ（ＮｂＦ_５）、臭化カルシウム（ＣａＢ
ｒ_２）、臭化セリウム（ＣｅＢｒ_３）、臭化セレン（Ｓ
ｅＢｒ_４）、臭化バナジウム（ＶＢｒ_２）、臭化マグネ
シウム（ＭｇＢｒ_２）、ヨウ化バリウム（ＢａＩ_２）、
ヨウ化マグネシウム（ＭｇＩ_２）等が挙げられる。

【００３４】さらにまた、上記過塩素酸塩としては、過
塩素酸バリウム（Ｂａ（ＣｌＯ_４） _２）、過塩素酸マグ
ネシウム（Ｍｇ（ＣｌＯ_４）_２）等が挙げられる。

【００３５】本実施態様においては、上記化合物以外の
ものであっても、上述した吸水に際しての条件を満たす
物質であれば使用可能である。また、上記硫酸塩、金属
ハロゲン、および過塩素酸塩は、無水物が好適に用いら
れる。

【００３６】本実施態様においては、上記化合物の中で
も、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属酸
化物、およびアルカリ土類金属酸化物が好適に用いられ
る。これらの金属や金属酸化物が、水分の吸着力に優れ
ており、吸湿層として好適に作用するからである。

【００３７】本実施態様においては、上記吸湿層の材料
と電極層と有機ＥＬ層との間に形成される注入層を形成
する材料とが同一の材料で形成されていることが好まし
い。このように吸湿層を上記注入層を形成する材料と同
一の材料で形成することにより、例えば、真空成膜法に
より形成する場合、上記注入層の材料を変更せずにその
まま用いることができることから工程上の効率化が図れ
るからである。

【００３８】なお、本実施態様において、注入層とは、
電極と有機ＥＬ層（発光層）との間に挿入された電荷の
注入を促進する層をいう。これは有機物または無機物で
あってもよい。

【００３９】本実施態様における吸湿層の膜厚は、２０
ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内、特に好ましくは３００ｎ
ｍ〜８００ｎｍの範囲内であることが好ましい。上記範
囲より膜厚が薄い場合は、各吸湿層において十分に水分
を吸着することができないからであり、上記範囲より膜
厚が厚い場合は、積層した場合の全体の膜厚が厚くなり
すぎ、多数層の積層が困難となるからである。

【００４０】このような吸湿層の形成方法としては、例
えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属もしくはそれら
の金属酸化物等の吸湿層の材料の微粒子等を、酸素およ
び水分子を通過させることができる程度の微細な孔を有
するフィルム内に充填して取り付ける方法や、多孔質担
体表面にアルカリ金属、アルカリ土類金属もしくはそれ
らの金属酸化物等を真空成膜等により付着させ、これを
接着させる方法等、第２電極層上に後述するバリア層と
交互に上記吸湿層を配置することができる方法であれば
特に限定されるものではない。しかしながら、近年の有
機ＥＬ素子に対する薄型化、フィルム化等の要請に対応
することが可能である点等を考慮すると、第２電極層上
に真空成膜法により形成する方法が好ましい。このよう
に真空成膜させることにより、複数の層を成膜しても均
一で歪みのない層の形成が可能となるからである。

【００４１】（バリア層）本実施態様に用いられるバリ
ア層は、水分を遮断することができる材料で形成された
ものであれば特に限定されるものではない。具体的に
は、水蒸気透過率が、０．０３ｇ／ｍ^２／ｄａｙ以下で
ある物質を用いることが好ましい。水蒸気透過率が上記
範囲内にある物質をバリア層として用いることにより、
水分が層内を透過することが防止されるため、直上の吸
湿層が水分により劣化した場合でも直下の吸水層に透過
させる水分量が極めて少ない。これにより長期間ＥＬ素
子の電極層を保護することができるからである。

【００４２】このようなバリア層を形成する材料として
は、金属類および無機酸化物類を挙げることができる。

【００４３】金属類であれば、第２電極層に用いること
ができる材料を挙げることができる。このような材料で
あれば、第２電極層と同一の材料とすることが可能とな
り、その結果、例えば蒸着法により形成する場合は材料
を変更せずにそのまま蒸着することが可能となり、工程
上効率的であるからである。具体的には、銀およびアル
ミニウム等を挙げることができる。

【００４４】また、無機酸化物類であれば、例えば真空
成膜によりガスバリア性の高い膜が形成できる点で、酸
化珪素、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウ
ム等を挙げることができる。

【００４５】本実施態様におけるバリア層の好適な膜厚
としては、５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内、特に好まし
くは７０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることが好まし
い。上記範囲より膜厚が薄い場合は、バリア性が劣る可
能性があり、長期間の吸湿効果が得られない可能性があ
るからである。一方、上記範囲より膜厚が厚い場合は、
結果として吸湿積層体全体の膜厚を厚くすることになり
好ましくないからである。

【００４６】このようなバリア層の形成方法は、特に限
定されるものではないが、薄膜でかつ均一な膜を形成で
きる点で真空成膜法により形成されることが好ましい。

【００４７】Ｂ．絶縁層 さらに、上記防湿積層体を第２電極層上に形成する本実
施態様の場合は、第２電極層上に絶縁層を形成し、この
絶縁層上に防湿積層体を形成するようにしてもよい。

【００４８】このように絶縁層を形成するようにすれ
ば、ショート等の不具合が生じる可能性が低いことか
ら、防湿積層体の形成位置が絶縁層上であれば特に限定
する必要がなくなる。したがって、防湿積層体の形成位
置の自由度が大きくなることから、ＥＬ素子自体の設計
の自由度が向上するといった利点がある。また絶縁層を
広範囲に設けるようにすれば、防湿積層体の表面積を広
く形成することが可能となるので、防湿積層体の脱水の
能力を向上させることが可能となる。

【００４９】上記絶縁層に用いることができる材料とし
ては、絶縁性を有するものであれば特に限定されるもの
でなく、具体的には、例えば、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、Ｇｅ
Ｏ、ＧｅＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ａｌ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３＋
ＳｉＯ_２、ＣｅＦ_３、ＣｅＯ _３、ＺｎＳ、Ｔａ_２Ｏ_５、
Ｔａ_２Ｏ_３＋ＳｉＯ、ＴｉＯ_２、ＨｆＯ_２、Ｌａ
_２Ｏ _３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＰＺＴ、Ｂ
ａＴｉＯ_３、ＰｂＴｉＯ_３、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、Ｒ
ｂＦ、ＢｅＦ_２、ＭｇＦ_２、ＣａＦ_２、ＳｒＦ_２、Ｂａ
Ｆ_２、パリレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポ
リアミド、ポリイミド、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、
シリコン樹脂、ダイヤモンド、酸化ナトリウム（Ｎａ_２
Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）、酸化カルシウム（Ｃａ
Ｏ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化マグネシウム（Ｍ
ｇＯ）、硫酸リチウム（Ｌｉ_２ＳＯ_４）、硫酸ナトリウ
ム（Ｎａ_２ＳＯ_４）、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）、
硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ_４）、硫酸コバルト（Ｃｏ
ＳＯ_４）、硫酸ガリウム（Ｇａ_２（ＳＯ_４）_３）、硫酸
チタン（Ｔｉ（ＳＯ_４）_２）、硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ
_４）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）、塩化マグネシウ
ム（ＭｇＣｌ_２）、塩化ストロンチウム（ＳｒＣ
ｌ_２）、塩化イットリウム（ＹＣｌ_３）、塩化銅（Ｃｕ
Ｃｌ_２）、ふっ化セシウム（ＣｓＦ）、ふっ化タンタル
（ＴａＦ_５）、ふっ化ニオブ（ＮｂＦ_５）、臭化カルシ
ウム（ＣａＢｒ_２）、臭化セリウム（ＣｅＢｒ_３）、臭
化セレン（ＳｅＢｒ_４）、臭化バナジウム（ＶＢ
ｒ_２）、臭化マグネシウム（ＭｇＢｒ_２）、よう化バリ
ウム（ＢａＩ_２）、よう化マグネシウム（ＭｇＩ_２）、
過塩素酸バリウム（Ｂａ（ＣｌＯ_４）_２）、過塩素酸マ
グネシウム（Ｍｇ（ＣｌＯ_４）_２）等が挙げられる。こ
れらは、単独あるいは複合膜として使用できる。

【００５０】このような絶縁層の形成方法は、特に限定
されるものではなく、用いる材質に応じて、湿式塗布法
や蒸着法等種々の方法により形成することができる。

【００５１】また、このような絶縁層を形成し、この上
に吸湿積層体を形成する場合は、吸湿積層体に含まれる
アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属と、絶縁層に含
有される物質との間での反応、例えば酸化反応により、
吸湿積層体の防湿層における脱水能力が低下することを
防止するために、絶縁層と吸湿積層体との間に中間層を
形成するようにしてもよい。この中間層の材料として
は、例えばＡｌ、Ａｇ等の金属を挙げることができる。

【００５２】Ｃ．基体 本実施態様に用いられる基体としては、有機ＥＬ素子を
強度的に支持するものであれば特に限定されるものでは
なく、第１電極層に必要な強度があれば第１電極層を兼
ねるように形成されたものであってもよい。本実施態様
では、通常光を透過しない防湿積層体が第２電極層上に
形成されているため、有機ＥＬ層で発光した光は、基体
側に取り出されることになる。したがって、本実施態様
において、基体は透明な材料である必要がある。

【００５３】基体の材質としては、用途に応じて、例え
ばフレキシブルな材質であっても、硬質な材質であって
もよい。具体的に用いることができる材料としては、例
えば、ガラス、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
リメチルアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネー
ト等を挙げることができる。

【００５４】本実施態様においては、基体が可撓性のあ
る材料であることが好ましい。基体に可撓性のある材料
を用い、封止材もしくは封止基体も可撓性のある材料を
用いることにより、ＥＬ素子全体として可撓性のあるも
のとすることができる。このように可撓性のあるＥＬ素
子は、種々の用途に応用することが可能となるからであ
る。

【００５５】また、基体の形状としては、枚葉状でも連
続状でもよく、具体的な形状としては、例えば、カード
状、フィルム状、ディスク状、チップ状等を挙げること
ができる。

【００５６】Ｄ．第１電極層および第２電極層 上記基体上に形成される第１電極層および第２電極層
は、例えば真空スパッタリング、真空蒸着といった方法
や、塗工液を塗布することにより形成する方法等により
形成され、その製造方法は特に限定されるものではな
い。

【００５７】本実施態様においては、上記防湿積層体が
第２電極層上に形成されるものであるので、発光層を有
する有機ＥＬ層からは第１電極層側に光が取り出される
ことになる。したがって、本実施態様においては、第１
電極層は透明電極である必要がある。

【００５８】さらに、上記第１電極層および第２電極層
は、いずれが陽極であってもよいが、通常は第１電極層
が陽極として形成され、第２電極層が陰極として形成さ
れる。このような陽極として形成される場合の電極層の
材料としては、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、
酸化インジウム、金のような仕事関数の大きな金属、ポ
リアニリン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェン
誘導体、ポリシラン誘導体のような導電性高分子等を挙
げることができる。一方、電極層が陰極として形成され
る場合に用いられる材料としては、ＭｇＡｇ等のマグネ
シウム合金、ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ等のアルミ
ニウム合金、Ｌｉ、Ｃａをはじめとするアルカリ金属類
およびアルカリ土類金属類、それらアルカリ金属類およ
びアルカリ土類金属類の合金のような仕事関数の小さな
金属等を挙げることができる。

【００５９】Ｅ．有機ＥＬ層 本実施態様においては、上述したような第１電極層と第
２電極層との間に有機ＥＬ層が形成される。

【００６０】本実施態様でいう有機ＥＬ層とは、発光層
を含む１層もしくは複数層の有機層から形成されるもの
である。すなわち、有機ＥＬ層とは、少なくとも発光層
を含む層であり、その層構成が有機層１層以上の層をい
う。通常、塗布による湿式法で有機ＥＬ層を形成する場
合は、溶媒との関係で多数の層を積層することが困難で
あることから、１層もしくは２層の有機層で形成される
場合が多いが、有機材料を工夫したり、真空蒸着法を組
み合わせたりすることにより、さらに多数層とすること
も可能である。

【００６１】発光層以外に有機ＥＬ層内に形成される有
機層としては、正孔注入層や電子注入層といったキャリ
ア注入層を挙げることができる。さらに、その他の有機
層としては、正孔輸送層、電子輸送層といったキャリア
輸送層を挙げることができるが、通常これらは上記キャ
リア注入層にキャリア輸送の機能を付与することによ
り、キャリア注入層と一体化されて形成される場合が多
い。その他、ＥＬ層内に形成される有機層としては、キ
ャリアブロック層のような正孔あるいは電子の突き抜け
を防止し、再結合効率を高めるための層等を挙げること
ができる。

【００６２】本実施態様における有機ＥＬ層に必須であ
る発光層に用いられる発光材料としては、例えば以下の
ものを挙げることができる。

【００６３】色素系発光材料としては、シクロペンタジ
エン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフ
ェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾ
ロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチ
リルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環
化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン
誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン
誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマ
ーなどを挙げることができる。

【００６４】また、金属錯体系発光材料としては、アル
ミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯
体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜
鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、
ユーロピウム錯体等、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅ
等、またはＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の希土類金属を有し、配
位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピ
リジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等
を有する金属錯体等を挙げることができる。

【００６５】さらに、高分子系発光材料としては、ポリ
パラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導
体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポ
リアセチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリフ
ルオレノン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリキノキ
サリン誘導体、およびそれらの共重合体等を挙げること
ができる。

【００６６】上記発光層中には、発光効率の向上、発光
波長を変化させる等の目的でドーピング剤を添加しても
よい。このようなドーピング剤としては、例えば、ペリ
レン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナク
リドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導
体、スチリル色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導
体、デカシクレン、フェノキサゾン、キノキサリン誘導
体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体等を挙げる
ことができる。

【００６７】上記正孔注入層の形成材料としては、発光
層の発光材料に例示した化合物の他、フェニルアミン
系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸
化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化
アルミニウムなどの酸化物、アモルファスカーボン、ポ
リアニリン、ポリチオフェンなどの誘導体等を挙げるこ
とができる。

【００６８】また、上記電子注入層の形成材料として
は、発光層の発光材料に例示した化合物の他、アルミニ
ウム、フッ化リチウム、ストロンチウム、酸化マグネシ
ウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フ
ッ化カルシウム、フッ化バリウム、酸化アルミニウム、
酸化ストロンチウム、カルシウム、ポリメチルメタクリ
レートポリスチレンスルホン酸ナトリウム、リチウム、
セシウム、フッ化セシウム等のようにアルカリ金属類、
およびアルカリ金属類のハロゲン化物、アルカリ金属の
有機錯体等を挙げることができる。

【００６９】その他、有機ＥＬ層に用いることができる
材料としては、以下のものを挙げることができる。

【００７０】（電荷発生性物質）例えば、ビリリウム系
染料、チアピリリウム系染料、アズレニウム系染料、シ
アニン系染料、アズレニウム系染料のカチオン系染料、
スクアリリウム塩系染料、フタロシアニン系顔料、ペリ
レン系顔料、ピラントロン系顔料等の多環キノン系顔
料、インジゴ系顔料、キナクリドン系顔料、ピロール系
顔料、アゾ系顔料等の染料、顔料を単独もしくは複数の
ものを組み合わせて使用することができる。

【００７１】（電荷輸送物質）例えば、オキサジアゾー
ル系、オキサゾール系、トリアゾール系、チアゾール
系、トリフェニルメタン系、スチリル系、ピラゾリン
系、ヒドラゾン系、芳香族アミン系、カルバゾール系、
ポリビニルカルバゾール系、スチルベン系、エナミン
系、アジン系、トリフェニルアミン系、ブタジエン系、
多環芳香族化合物系、スチルベン二量体等が挙げられ
る。

【００７２】（π共役系高分子）例えば、ポリアセチレ
ン、ポリジアセチレリン、ポリ（Ｐ−フェニレン）、ポ
リ（Ｐ−フェニレンスルフィド）、ポリ（Ｐ−フェニレ
ンオキシド）、ポリ（１，６−ヘプタジイン）、ポリ
（Ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ（２，５チエニレ
ン）、ポリ（２，５−ピロール）、ポリ（ｍ−フェニレ
ンスルフィド）、ポリ（４，４’−ビフェニレン）等が
挙げられる。

【００７３】（電荷移動高分子錯体）例えば、ポリスチ
レン・ＡｇＣｌＯ_４、ポリビニルナフタレン・ＴＣＮ
Ｅ、ポリビニルナフタレン・Ｐ−ＣＡ、ポリフェニルナ
フタレン・ＤＤＱ、ポリビニルメシチレン・ＴＣＮＥ、
ポリナフアセチレン・ＴＣＮＥ、ポリビニルアンスラセ
ン・Ｂｒ_２、ポリビニルアンセラセン・Ｉ_２、ポリビヌ
ルアンセラセン・ＴＮＢ、ポリジメチルアミノスチレ
ン、・ＣＡ、ポリビニルイミダゾール、・ＣＱ、ポリＰ
−フェニレンＩ_２・ポリ−１−ビニルピリジン・Ｉ_２、
ポリ−４−ビニルピリジン・Ｉ_２、ポリ−Ｐ−１−フェ
ニレン・Ｉ_２、ポリビニルピリジウム・ＴＣＮＱ等が挙
げられる。また、低分子電荷移動錯体としては、ＴＣＮ
Ｑ−ＴＴＦ等が、金属錯体高分子としては、ポリ銅フタ
ロシアニン等が挙げられる。

【００７４】（電荷受容性物質）例えば、ニトロ置換ベ
ンゼン類、アミノ置換ベンゼン類、ハロゲン置換ベンゼ
ン類、置換ナフタレン類、ベンゾキノン類、ニトロ置換
フルオレノン類、クロルアニル類あるいは、電荷輸送性
物質に列挙した化合物等が挙げられる。

【００７５】Ｆ．封止材 本実施態様においては、図1に示すように、第２電極層
２、有機ＥＬ層３、第２電極層５および防湿積層体８
が、封止材９により封止されてＥＬ素子とされる。

【００７６】このような封止材としては、ガラス、金属
等で形成された封止缶としてもよいが、本実施態様にお
いては、フィルム状の可撓性のある材料を用いることが
好ましい。基体と共にこのような可撓性のある材料を用
いることにより、ＥＬ素子全体を可撓性のあるものとす
ることが可能となり、ＥＬ素子を種々の用途に適用する
ことが可能となるからである。

【００７７】フィルム状の封止材を用いる場合には、不
活性ガスを封入する方法や、フィルム状の封止材を基体
上に貼り合せる方法、フィルム状の封止材を直接基体上
に成膜する方法等により封止することができる。

【００７８】２．第２実施態様 本発明の第２実施態様は、本発明の特徴部分である防湿
積層体が基体と第１電極層間に形成されている点に特徴
を有する。

【００７９】図２は、本実施態様の一例を示すものであ
り、基体1上にはバリア層６と吸湿層７とが複数層交互
に積層されてなる防湿積層体８が形成されている。そし
て、この防湿積層体８上には、第１電極層２、有機ＥＬ
層３、および第２電極層５がこの順に形成されている。
さらに、上記有機ＥＬ層３と第１電極層２との間には、
注入層４が形成されていてもよい。

【００８０】このように、本実施態様においては、基体
と第１電極層との間に防湿積層体が形成されているの
で、基体側から水分が浸入した場合でも、吸湿積層体に
より水分の浸入を防止することができることから、第１
電極層の水分による劣化を長期間にわたり防止すること
ができる。

【００８１】本実施態様においては、通常不透明である
防湿積層体が基体と第１電極層間に配置されている。し
たがって、有機ＥＬ層で発光した光は、第２電極層側か
ら取り出されることになる。よって、本実施態様におい
ては、第２電極層が透明であり、かつ封止材も透明な材
料で形成されることが好ましい。

【００８２】本実施態様に用いられる、防湿積層体、基
体、絶縁層、第１電極層、第２電極層、注入層、および
封止材に関する説明は上述した相違点を除き同一である
ので、ここでの説明は省略する。

【００８３】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【００８４】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明をさらに説明す
る。

【００８５】［実施例１］縦横が２５ｍｍ×２５ｍｍ
で、厚みが１．１ｍｍの透明ガラス版（フィルム）を洗
浄後、膜厚１５０ｎｍの酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）
電極を形成し、その後、ＵＶ照射洗浄機で洗浄した。次
いで、このように形成したＩＴＯ電極（アノード電極）
上に、正孔輸送材料（ＰＥＤＯＴ，Poly(3,4)ethylene
dioxy thiophene（ポリエチレンジオキシチオフェン、
下記化学式（Ａ）参照））を用い、これをスピンコート
法により、厚み８０ｎｍの正孔輸送層を形成した。その
後、１１０℃の真空中で少なくとも１時間加熱乾燥を行
った。次に、この正孔輸送層上に、下記組成の発光層形
成用塗工液を用いて厚み６０ｎｍに形成し、発光層とし
た。

【００８６】

【化１】

【００８７】 （発光層形成用塗工液組成） ポリビニルカルバゾール（下記化学式（１）参照） ７０重量部 オキサジアゾール化合物（下記化学式（２）参照） ３０重量部 クマリン６（下記化学式（３）参照） １重量部 １，１，２−トリクロロエタン ４９００重量部

【００８８】

【化２】

【００８９】次いで、上記発光層上に、電荷注入層とし
てＣａを厚み５ｎｍになるように蒸着し、第２電極層と
してＡｌを厚み２００ｎｍになるように蒸着した。さら
に第２電極層上に、吸湿層としてＣａを５００ｎｍ蒸着
し、バリア層としてＡｌを２００ｎｍ蒸着した。そし
て、不活性ガス雰囲気下でＵＶ硬化樹脂を用い、封止材
であるガラス製封止缶内に封入することにより、ＥＬ素
子を得た。

【００９０】得られたＥＬ素子の発光部分を約２０倍で
撮影した。この素子を８０℃で３００時間保存した後、
発光部分を封入直後と同様に撮影し、ダークスポットの
成長を比較した。保存後のダークスポットの成長はほと
んど観察されなかった。

【００９１】［実施例２］発光層までを上記実施例１と
同様に形成した後、形成された発光層上に、電荷注入層
としてＣａを厚み５ｎｍになるように蒸着し、さらに第
２電極層としてＡｌを厚み２００ｎｍになるように蒸着
した。この第２電極層上に、吸湿層としてＣａを５００
ｎｍ蒸着し、バリア層としてＡｌを２００ｎｍ蒸着し
た。そして、さらに吸湿層としてＣａを５００ｎｍ蒸着
し、バリア層としてＡｌを２００ｎｍ蒸着した後、不活
性ガス雰囲気下でＵＶ硬化樹脂を用い、封止材であるガ
ラス製封止缶内に封入することにより、ＥＬ素子を得
た。

【００９２】得られたＥＬ素子の発光部分を約２０倍で
撮影した。この素子を８０℃で３００時間保存した後、
発光部分を封入直後と同様に撮影し、ダークスポットの
成長を比較した。保存後のダークスポットの成長はほと
んど観察されなかった。

【００９３】［実施例３］実施例１と同様に、ただし、
電荷注入層または吸湿層の材料をＣａからＭｇに変更し
てＥＬ素子を作製した。実施例１と同様に保存し、保存
前後ダークスポットの成長を調べたところ、保存後のダ
ークスポットの成長はほとんど観察されなかった。

【００９４】［実施例４］実施例２と同様に、ただし、
電荷注入層または吸湿層の材料をＣａからＭｇに変更し
てＥＬ素子を作製した。実施例２と同様に保存し、保存
前後ダークスポットの成長を調べたところ、保存後のダ
ークスポットの成長はほとんど観察されなかった。

【００９５】［実施例５］実施例１と同様に、ただし、
第２電極層上の防湿材料としてＡｌからＳｉＯ_２に変更
してＥＬ素子を作製した。実施例１と同様に保存し、保
存前後ダークスポットの成長を調べたところ、保存後の
ダークスポットの成長はほとんど観察されなかった。

【００９６】［実施例６］実施例２と同様に、ただし、
第２電極層上の防湿材料としてＡｌからＳｉＯ_２に変更
してＥＬ素子を作製した。実施例２と同様に保存し、保
存前後ダークスポットの成長を調べたところ、保存後の
ダークスポットの成長はほとんど観察されなかった。

【００９７】［比較例１］実施例１と同様に、ただし第
２電極形成後、吸湿層、バリア層を形成しない態様のＥ
Ｌ素子を作製した。実施例１と同様の保存環境にて保存
した後、ダークスポットの成長を調べた。直径０．８ｍ
ｍほどの非発光部が約１００ヶ所確認できた。

【００９８】

【発明の効果】本発明によれば、第２電極層上、もしく
は第１電極層と基体の間のいずれか一方に、水分を吸収
する吸湿層と水分が透過することを防止するバリア層と
を複数層積層してなる防湿積層体を設けたことにより、
この防湿積層体は複数の吸湿層とバリア層から形成され
ているため、これら複数層のうち、表面の層が劣化して
防湿作用を奏さなくなったとしても次の層で代替できる
ため長時間電極層を水分の悪影響から防護することがで
きる。そのため電極層の劣化を最小限に抑えることが可
能となり、長時間使用しても発光特性に難色のないＥＬ
素子とすることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＥＬ素子の第１実施態様における一例
を示す概略断面図である。

【図２】本発明のＥＬ素子の第２実施態様における一例
を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１ … 基体 ２ … 第１電極層 ３ … 有機ＥＬ層 ４ … 注入層 ５ … 第２電極層 ６ … バリア層 ７ … 吸湿層 ８ … 防湿積層体

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体と、基体表面上に形成された第1電
   極層と、前記第1電極層上に形成された少なくとも発光
   層を有する有機エレクトロルミネッセント層と、この有
   機エレクトロルミネッセント層を前記第１電極層と挟む
   ように形成された第２電極層とを有するエレクトロルミ
   ネッセント素子において、前記第２電極層上もしくは第
   1電極層と基体の間のいずれか一方に、水分を吸収する
   吸湿層と、水分が透過することを防止するバリア層とが
   交互に複数層積層された防湿積層体を有することを特徴
   とするエレクトロルミネッセント素子。
2. 【請求項２】 前記防湿積層体を構成する吸湿層および
   バリア層は真空成膜法によって形成されることを特徴と
   する請求項１記載のエレクトロルミネッセント素子。
3. 【請求項３】 前記バリア層は、水蒸気透過率が０．０
   ３ｇ／ｍ^２／ｄａｙ以下の材料を用いることを特徴とす
   る請求項１または請求項２に記載のエレクトロルミネッ
   セント素子。
4. 【請求項４】 前記バリア層が、無機酸化物または金属
   のいずれかを有することを特徴とする請求項1から請求
   項３までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネ
   ッセント素子。
5. 【請求項５】 前記バリア層が、前記電極層を形成する
   材料と同一であることを特徴とする請求項１から請求項
   ４までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッ
   セント素子。
6. 【請求項６】 前記吸湿層が、アルカリ金属、アルカリ
   土類金属またはそれらの金属酸化物を有することを特徴
   とする請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に
   記載のエレクトロルミネッセント素子。
7. 【請求項７】 前記吸湿層が、前記電極層と前記有機エ
   レクトロルミネッセント層との間に形成された注入層
   と、同一の材料で形成されることを特徴とする請求項６
   に記載のエレクトロルミネッセント素子。
8. 【請求項８】 前記基体が可撓性のある透明樹脂フィル
   ムであることを特徴とする請求項１から請求項７までの
   いずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素
   子。