JP2004296148A - 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】有機材料層へのダメージが低減され、そして非発光部の生成を抑えることのできる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供すること。
【解決手段】非透湿性透明基板の表面に、透明第一電極層を介して、少なくとも有機発光材料層を含む有機材料層を層平面に沿って分割した一方の側の有機材料層が付設された第一積層体、および一方の面に弾性樹脂材料層を備えた金属基板の前記弾性樹脂材料層の表面に、第二電極層を介して、前記有機材料層の他方の側の有機材料層が付設された第二積層体を用意する工程、第一積層体と第二積層体とを重ね合わせる工程、および第一積層体と第二積層体とを加圧し、かつ少なくとも一方の有機材料層を加熱して軟化させ、各々の積層体の有機材料層を互いに接合する工程からなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【選択図】 図１
【解決手段】非透湿性透明基板の表面に、透明第一電極層を介して、少なくとも有機発光材料層を含む有機材料層を層平面に沿って分割した一方の側の有機材料層が付設された第一積層体、および一方の面に弾性樹脂材料層を備えた金属基板の前記弾性樹脂材料層の表面に、第二電極層を介して、前記有機材料層の他方の側の有機材料層が付設された第二積層体を用意する工程、第一積層体と第二積層体とを重ね合わせる工程、および第一積層体と第二積層体とを加圧し、かつ少なくとも一方の有機材料層を加熱して軟化させ、各々の積層体の有機材料層を互いに接合する工程からなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子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は、基板表面に、第一電極層、有機発光材料層、そして第二電極層がこの順に積層された基本構成を有する。有機エレクトロルミネッセンス素子は、その一方の電極層から正孔を、そして他方の電極層から電子を有機発光材料層の内部に注入し、有機発光材料層の内部にて正孔と電子とを再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、この励起子が失活する際の光の放出（蛍光、燐光）により発光する素子である。有機発光材料層の内部にて発生した光を素子の外部に取り出すために、通常、有機エレクトロルミネッセンス素子の基板と第一電極層とは透明とされる。
【０００３】
有機発光材料層の内部にて再結合させる正孔と電子とのそれぞれを、有機発光材料層の内部に効率良く注入して、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を高くするために、有機発光材料層の一方の面に正孔輸送層もしくは電子輸送層を、あるいは有機材料層の一方の面に正孔輸送層を、そして他方の面に電子輸送層を付設することが知られている。正孔輸送層及び電子輸送層は、いずれも有機材料から形成される。
【０００４】
第一電極層は、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）などの透明導電性材料から形成される。第二電極層は、マグネシウムなどの金属材料から形成される。第二電極層は、真空蒸着法やスパッタ法などにより、有機材料層の表面に直接形成される。
【０００５】
第二電極層を真空蒸着法やスパッタ法などにより有機材料層の表面に直接形成すると、第二電極層を形成する金属の分子が有機材料層の表面に衝突するため、有機材料層にダメージを与えてピンホールを発生させるなどして、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光品質を低下させる。
【０００６】
特許文献１には、例えば、基板上に電極層を介して正孔輸送層が付設された構成の第一の積層体と、基板上に電極層を介して有機発光材料層が付設された構成の第二の積層体とを、正孔輸送層もしくは有機発光材料層が軟化する温度下で圧着して貼り合わせることにより有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法が提案されている。この製造方法によれば、電極層を真空蒸着法やスパッタ法などにより有機材料層の表面に直接形成する必要がないために、有機材料層にダメージを与えないとされている。
【０００７】
有機エレクトロルミネッセンス素子の有機材料層に水蒸気が侵入すると、素子の発光輝度が低下したり、電極層と有機材料層とが剥離して素子に非発光部が生成されるなどの問題を生じることが知られている。
【０００８】
特許文献２には、樹脂フイルム上に透明電極層を介して正孔輸送層が付設された構成の第一の積層体と、金属箔上に有機発光材料層が付設された構成の第二の積層体とを圧着して貼り合わせることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法が提案されている。金属箔は、有機エレクトロルミネッセンス素子の第二電極層として用いられている。このように第二電極層を金属箔から形成することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の第二電極層の側から有機材料層に侵入する水蒸気の量が低減されると記載されている。
【０００９】
【特許文献１】
特許第２７５５２１６号公報
【特許文献２】
特開２００１−１８５３６２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
有機エレクトロルミネッセンス素子の有機材料層への水蒸気の侵入量を抑え、非発光部の生成を低減するためには、素子が形成される基板を、非透湿性の材料から形成することが好ましい。非透湿性材料の代表例としては、ガラスおよび金属材料が挙げられる。すなわち、有機材料層への水蒸気の侵入量を抑えるためには、有機エレクトロルミネッセンス素子の基板として、ガラス基板もしくは金属基板を用いることが好ましい。
【００１１】
また、前記のように有機材料層を備えた一対の積層体を貼り合わせて有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法においては、積層体を貼り合わせる際に、有機材料層同士を十分に密着させることができずに、素子に非発光部が生成される場合がある。これは、有機材料層同士、例えば、正孔輸送層と有機発光材料層とが十分に密着していないと、正孔輸送層から有機発光材料層に正孔が注入され難くなり、有機発光層が発光しなくなるためである。
【００１２】
有機材料層同士が、十分に密着しない原因の一つとして、有機材料層の厚みが極めて薄いことが挙げられる。例えば、柔軟性のあるゴム板の一対を互いに押し付けると、各々のゴム板が柔軟に変形するために、その表面同士を十分に密着させることができるが、硬いガラス板の一対を互いに押し付けると、ガラス板が変形し難いために、その表面同士を十分に密着させ難い。有機材料層は、ガラス板などと較べて柔軟性はあるが、その厚みが極めて薄いために変形し難い。このため、有機材料層同士を十分に密着させることは容易ではない。
【００１３】
有機エレクトロルミネッセンス素子には、その有機材料層の厚みが厚いほど、大きな電圧を印加する必要がある。また、その有機発光材料層の厚みが厚いと、実用的な発光輝度が得られない。このような理由から、有機エレクトロルミネッセンス素子においては、有機発光材料層を含む有機材料層の厚みは、一般に、数百ｎｍに設定される。このため、有機材料層同士を十分に密着させるために、その厚みを厚くすることは好ましくない。従って、有機材料層同士を十分に密着させるためには、有機エレクトロルミネッセンス素子の基板として、硬いガラス板や金属基板を用いずに、柔軟な樹脂フイルムを用いることが好ましい。
【００１４】
上記のように、一対の積層体を貼り合わせて有機エレクトロルミネッセンス素子を作製する方法においては、有機材料層への水蒸気の侵入を抑えるためには、基板としてガラス基板や金属基板などを用いることが好ましいが、有機材料層同士を十分に密着させるためには、基板として樹脂フイルムを用いることが好ましい。すなわち、一対の積層体の貼り合わせによって有機エレクトロルミネッセンス素子を作製する方法においては、有機材料層への水蒸気の侵入を抑え、かつ有機材料層同士を十分に密着させることが難しいという問題がある。
【００１５】
本発明の目的は、有機材料層へのダメージが低減され、そして非発光部の生成を抑制することのできる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記の工程を順に実施することからなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法にある。
（１）非透湿性透明基板の表面に、透明な第一電極層を介して、少なくとも有機発光材料層を含む有機材料層を層平面に沿って分割した一方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第一積層体、および一方の面に弾性樹脂材料層を備えた金属基板の前記弾性樹脂材料層の表面に、第二電極層を介して、前記有機材料層の他方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第二積層体を用意する工程。
（２）第一積層体と第二積層体とを、各々の有機材料層側を内側にして重ね合わせる工程。
（３）重ね合わされた第一積層体と第二積層体とを加圧し、かつ少なくとも一方の積層体の有機材料層を加熱して軟化させることにより、第一積層体の有機材料層と第二積層体の有機材料層とを互いに接合する工程。
【００１７】
このように、有機材料層となるべく近く、かつ素子の特性に影響を与えない位置、すなわち電極層と基板との間の位置に、弾性樹脂材料層を付設されていると、水蒸気の侵入を抑えるためにガラス基板や金属基板などの硬い基板を用いた場合であっても、有機材料層同士を十分に密着させることができる。
【００１８】
以下、この有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を、第一の方法と記載する。
【００１９】
本発明はまた、下記の工程を順に実施することからなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法にもある。
（１）非透湿性透明基板の表面に、透明な第一電極層を介して、少なくとも有機発光材料層を含む有機材料層を層平面に沿って分割した一方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第一積層体、および一方の面に弾性樹脂材料層を備えた金属基板の前記弾性樹脂材料層の表面に、第二電極層を介して、前記有機材料層の他方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第二積層体を用意する工程。
（２）第一積層体の有機材料層および第二積層体の有機材料層のうちの少なくとも一方の有機材料層を、その表面に有機溶媒蒸気を接触させるか、あるいは加熱することにより軟化させる工程。
（３）第一積層体と第二積層体とを、各々の有機材料層側を内側にして加圧下に重ね合わせることにより、第一積層体の有機材料層と第二積層体の有機材料層とを互いに接合する工程。
【００２０】
以下、この有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を、第二の方法と記載する。
【００２１】
上記第一の方法及び第二の方法において、非透湿性透明基板としては、ガラス板を用いることが好ましい。
【００２２】
本発明はまた、非透湿性透明基板の表面に、透明な第一電極層を介して、少なくとも有機発光材料層を含む有機材料層を層平面に沿って分割した一方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第一積層体、および一方の面に弾性樹脂材料層を備えた金属基板の前記弾性樹脂材料層の表面に、第二電極層を介して、前記有機材料層の他方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第二積層体が、各々の積層体の有機材料層側を内側にして互いに接合された構成の有機エレクトロルミネッセンス素子にもある。
【００２３】
上記本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、非透湿性透明基板が、ガラス板であることが好ましい。
【００２４】
なお、本明細書において、「透明」とは、可視光の透過率が７０％以上であることを意味する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法（第一の方法及び第二の方法）においては、先ず非透湿性透明基板の表面に、透明な第一電極層を介して、少なくとも有機発光材料層を含む有機材料層を層平面に沿って分割した一方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第一積層体と、一方の面に弾性樹脂材料層を備えた金属基板の前記弾性樹脂材料層の表面に、第二電極層を介して、前記有機材料層の他方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第二積層体とを用意する。
【００２６】
有機エレクトロルミネッセンス素子の有機材料層は、少なくとも有機発光材料層を含む一層あるいは二層以上の層から構成される。有機エレクトロルミネッセンス素子の透明第一電極層と第二電極層との間には、素子の発光特性などを改良するために、前記の正孔輸送層や電子輸送層の他にも様々な層（例えば、これら各々の輸送層の電極層側に付設される正孔注入層や電子注入層など）を付設することが知られている。以下に、有機材料層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成（基板の記載は略する）の例を示す。
【００２７】
（ａ）透明第一電極層／有機発光材料層／第二電極層
（ｂ）透明第一電極層／正孔輸送層／有機発光材料層／第二電極層
（ｃ）透明第一電極層／有機発光材料層／電子輸送層／第二電極層
（ｄ）透明第一電極層／正孔輸送層／有機発光材料層／電子輸送層／第二電極層
【００２８】
前記のように、透明第一電極層（第二電極層）と、正孔輸送層（電子輸送層）との間には、正孔注入層（電子注入層）が付設されていてもよい。また、正孔輸送層（電子輸送層）と、有機発光材料層との間には、電子阻止層（正孔阻止層）が付設されていてもよい。電極層及び有機材料層の各々の層を形成する材料などについては、後に詳しく記載する。このような構成の有機材料層は、各々の層の界面にて分割されてもよいし、あるいは所定の一層の厚み方向の途中の位置にて層の平面に沿って分割されていてもよい（例えば、上記（ａ）の層構成の場合、有機発光材料層が層の平面に沿って二つに分割される）。
【００２９】
非透湿性透明基板に形成された透明第一電極層上に、前記のようにして分割された一方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として構成されるように、所定の有機材料層を形成することにより第一積層体が作製される。そして一方の面に弾性樹脂材料層を備えた金属基板の前記弾性樹脂材料層の表面に形成された第二電極層上に、前記のようにして分割された他方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として構成されるように、所定の有機材料層を形成することにより第二積層体が作製される。このようにして、本発明の製造方法に用いる第一積層体と第二積層体とを用意することができる。
【００３０】
次に、第一の方法の一例について、添付の図面を用いて説明する。図１は、本発明に従う有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法（第一の方法）の一例について説明する図である。
【００３１】
まず、非透湿性透明基板１１の表面に、ストライプ状の透明第一電極層１２を介して、正孔輸送層１３が付設された構成の第一積層体１４と、一方の面に弾性樹脂材料層１５を備えた金属基板１６の弾性樹脂材料層１５の表面に、ストライプ状の第二電極層１７を介して、有機発光材料層１８が形成された構成の第二積層体１９とを用意する。有機エレクトロルミネッセンス素子の有機材料層は、正孔輸送層１３と有機発光材料層１８との二層から構成され、分割面は、これらの層の界面とされている。
【００３２】
次に、図１に示すように、第一積層体１４と第二積層体１９とを、その正孔輸送層１３の側と有機発光材料層１８の側とを各々内側にして重ね合わせる。そして、重ね合わされた第一積層体１４と第二積層体１９とを加熱ロール２０ａ及び２０ｂによって加圧し、正孔輸送層１３および有機発光材料層１８のうちの少なくとも一方の有機材料層を加熱して軟化させることにより、第一積層体の正孔輸送層と第二積層体の有機発光材料層とを互いに接合する。このようにして有機エレクトロルミネッセンス素子を作製することができる。
【００３３】
有機材料層の加熱温度が高すぎると、有機材料層同士を互いに接合する際に、軟化させた層の厚みが大きく変動する。逆に加熱温度が低すぎると、有機材料層同士を互いに強固に接合することができない。このため、有機材料層の加熱温度は、加熱により軟化させる層のガラス転移点±２５℃の範囲にあることが好ましく、ガラス転移点±２０℃の範囲にあることがより好ましい。
【００３４】
有機エレクトロルミネッセンス素子の周縁部には、周縁部からの水蒸気の侵入を抑えるために、非透湿層を形成することが好ましい。非透湿層は、例えば、紫外線硬化型のアクリル樹脂もしくはエポキシ樹脂を塗布、硬化させて形成することができる。
【００３５】
第一の方法においては、前記の第一積層体１４と第二積層体１９とを、加熱ロール２０ａ及び２０ｂによって加圧する際に、弾性樹脂材料層１５が柔軟に変形するために、正孔輸送層１３と有機発光材料層１８とを十分に密着させることができる。弾性樹脂材料層１５は、金属基板１６と第二電極層１７とを電気的に絶縁する機能も有している。このため、第二電極層１７を、所望のパターン（図１の場合には、基板の長さ方向に延びるストライプ状のパターン）で形成することができる。
【００３６】
次に、第二の方法について説明する。第二の方法においては、第一の方法の場合と同様に、先ず非透湿性透明基板の表面に、透明な第一電極層を介して、少なくとも有機発光材料層を含む有機材料層を層平面に沿って分割した一方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第一積層体と、一方の面に弾性樹脂材料層を備えた金属基板の前記弾性樹脂材料層の表面に、第二電極層を介して、前記有機材料層の他方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第二積層体とを用意する。
【００３７】
次に、第一積層体の有機材料層および第二積層体の有機材料層のうちの少なくとも一方の有機材料層を、その表面に有機溶媒蒸気を接触させるか、あるいは加熱することにより軟化させる。第二の方法では、第一積層体と第二積層体を重ね合わせる前に、有機材料層を軟化させる。従って、有機材料層は、加熱して軟化させても良いし、その表面に有機溶媒蒸気を接触させて軟化させてもよい。
【００３８】
蒸気の発生に用いる有機溶媒の例としては、アルコール、およびケトンが挙げられる。アルコールの例としては、メタノール、エタノール、およびイソプロピルアルコールが挙げられる。ケトンの例としては、アセトン、およびメチルエチルケトンが挙げられる。有機溶媒の種類は、有機材料層を形成する有機材料の溶解性などを考慮して、実験的に定められる。
【００３９】
そして第一積層体と第二積層体とを、各々の有機材料層側を内側にして加圧下に重ね合わせることにより、第一積層体の有機材料層と第二積層体の有機材料層とを互いに接合する。このようにして有機エレクトロルミネッセンス素子を作製することができる。第一の方法の場合と同様に、第一積層体と第二積層体とを加圧下に重ね合わせる際に、弾性樹脂材料層が柔軟に変形するために、第一積層体の有機材料層と第二積層体の有機材料層とを十分に密着させることができる。また、第一積層体と第二積層体とを加圧下に重ね合わせる際、あるいはその後に、さらに有機材料層を加熱してもよい。
【００４０】
上記の第一の方法及び第二の方法においては、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機材料層への水蒸気の侵入を抑えるために、ガラス板や金属板などの硬い基板を用いた場合であっても、各々の有機材料層同士を十分に密着させることができる。このようにして作製される有機エレクトロルミネッセンス素子は、その非透湿性透明基板の側および金属基板の側からの水蒸気の侵入が抑えられ、さらに有機材料層同士が互いに強固に接合されるために、非発光部の生成が抑制されている。そして有機材料層の表面に直接電極層を形成しないために、有機材料層へのダメージも低減されている。
【００４１】
金属基板を形成する材料に特に制限はないが、その例としては、ステンレススチール、ニッケル、チタン、アルミニウムなどが挙げられる。金属基板の厚みは、１０μｍ乃至１ｍｍの範囲にあることが好ましい。金属基板と弾性樹脂材料層との密着性を高めるために、金属基板を表面処理することが好ましい。表面処理の例としては、コロナ放電処理、オゾン処理、およびサンドブラスト処理などが挙げられる。
【００４２】
弾性樹脂材料層を形成する樹脂材料の種類に特に制限はないが、有機材料層同士を接合する際に有機材料層を軟化させる温度よりも高い融点を示す樹脂材料、あるいは熱硬化性樹脂材料などを用いることが好ましい。樹脂材料の代表例としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂が挙げられる。弾性樹脂材料層の厚みは、５００ｎｍ乃至２００μｍの範囲にあることが好ましく、１μｍ乃至１００μｍの範囲にあることがより好ましい。弾性樹脂材料層と第二電極層との密着性を高めるために、弾性樹脂材料層を表面処理することが好ましい。表面処理の例は、金属基板の場合と同様である。
【００４３】
非透湿性透明基板を形成する材料の代表例としては、ガラスなどの透明セラミックス材料が挙げられる。非透湿性透明基板としては、透湿性を抑えた樹脂基板も用いることができる。樹脂基板の透湿性を抑える方法としては、例えば、基板の厚みを厚くしたり、さらにその表面に透明性が低下しない程度の厚みで金属膜を付設したりする方法が挙げられる。金属膜は、その厚みを数１０ｎｍ以下に設定すると、可視光透過性を示すようになる。なお、透明基板が「非透湿性」であるとは、有機エレクトロルミネッセンス素子を長時間使用、あるいはその耐久性試験を行った際に、発光特性が劣化しない程度に低い透湿性を有していることを意味している。すなわち、ガラスなどの透明セラミックス材料以外の材料、例えば、樹脂材料から基板を形成する場合には、用いる樹脂材料の種類は、耐久性試験の結果などをもとに実験的に定められる。
【００４４】
有機エレクトロルミネッセンス素子の透明第一電極層、有機材料層、および第二電極層を形成する材料などは、公知の有機エレクトロルミネッセンス素子の場合と同様である。有機エレクトロルミネッセンス素子については、「有機ＬＥＤ素子の残された研究課題と実用化戦略」（ぶんしん出版、１９９９年）及び「光・電子機能有機材料ハンドブック」（朝倉書店、１９９７年）などに詳しい記載がある。以下では、有機エレクトロルミネッセンス素子の各々層の代表的な材料などについて説明する。
【００４５】
透明第一電極層は、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、導電性化合物、又はこれらの混合物などから形成される。透明第一電極層を形成する材料の代表例としては、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）及びＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）が挙げられる。
【００４６】
透明第一電極層の厚みは、１μｍ以下であることが一般的であり、２００ｎｍ以下であることがより好ましい。透明第一電極層の抵抗は、数百Ω／ｓｑ．以下であることが好ましい。透明第一電極層を形成する方法の例としては、真空蒸着法、直流（ＤＣ）スパッタ法、高周波（ＲＦ）スパッタ法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、パイロゾル法、およびスプレー法などが挙げられる。
【００４７】
正孔輸送層の材料の例としては、テトラアリールベンジシン化合物、芳香族アミン類、ピラゾリン誘導体、およびトリフェニレン誘導体などが挙げられる。
【００４８】
正孔輸送層の厚みは、２乃至２００ｎｍの範囲にあることが好ましい。正孔輸送層を形成する方法の例としては、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、および印刷法などが挙げられる。
【００４９】
正孔輸送層には、その正孔移動度を改善するために、電子受容性アクセプタを添加することが好ましい。電子受容性アクセプタの例としては、ハロゲン化金属、ルイス酸、および有機酸などが挙げられる。電子受容性アクセプタが添加された正孔輸送層については、特開平１１−２８３７５０号公報に記載がある。
【００５０】
有機発光材料層は、有機発光材料から形成するか、キャリア輸送性（正孔輸送性、電子輸送性、または両性輸送性）を示す有機材料（以下、ホスト材料と記載する）に少量の有機発光材料を添加した材料から形成される。有機発光材料層に用いる有機発光材料の選択により、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光色を容易に設定することができる。
【００５１】
有機発光材料層を有機発光材料から形成する場合、有機発光材料としては、成膜性に優れ、膜の安定性に優れた材料が用いられる。このような有機発光材料としては、Ａｌｑ３ （トリス−（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム）に代表される金属錯体、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）誘導体、ポリフルオレン誘導体などが用いられる。ホスト材料と共に用いる有機発光材料としては、添加量が少ないために、前記の有機発光材料の他に、単独では安定な薄膜を形成し難い蛍光色素なども用いることができる。蛍光色素の例としては、クマリン、ＤＣＭ誘導体、キナクリドン、ペリレン、およびルブレンなどが挙げられる。ホスト材料の例としては、前記のＡｌｑ３ 、ＴＰＤ（トリフェニルジアミン）、電子輸送性のオキサジアゾール誘導体（ＰＢＤ）、ポリカーボネート系共重合体、およびポリビニルカルバゾールなどが挙げられる。また、上記のように、有機発光材料層を有機発光材料から形成する場合にも、発光色を調節するために、蛍光色素などの有機発光材料を少量添加することもできる。
【００５２】
有機発光材料層の厚みは、実用的な発光輝度を得るために、２００ｎｍ以下であることが好ましい。有機発光材料層は、正孔輸送層と同様の方法により形成することができる。
【００５３】
電子輸送層の材料の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンピリレンなどの複素環テロラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、およびスチルベン誘導体などの電子輸送性材料が挙げられる。また、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ）などのアルミキノリノール錯体を用いることもできる。
【００５４】
電子輸送層の厚みは、５乃至３００ｎｍの範囲にあることが好ましい。電子輸送層は、正孔輸送層と同様の方法により形成することができる。
【００５５】
第二電極層は、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金組成物、導電性化合物、又はこれらの混合物などから形成される。第二電極層の材料の例としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｒｂおよび希土類金属などの金属、Ｎａ−Ｋ合金、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ｍｇ−Ｃｕ合金、およびＡｌ−Ｌｉ合金などの合金組成物が挙げられる。
【００５６】
第二電極層の厚みは、１μｍ以下であることが一般的であり、２００ｎｍ以下であることがより好ましい。第二電極層の抵抗は、数百Ω／ｓｑ．以下であることが好ましい。第二電極層は、透明第一電極層と同様の方法により形成することができる。
【００５７】
上記の正孔輸送層と透明第一電極層との間には、正孔注入層が付設されていてもよい。同様に、電子輸送層と第二電極層との間には、電子注入層が付設されていてもよい。これらの注入層は、電極層からより多くの電荷（正孔もしくは電子）を輸送層に注入する機能を有している。また、注入層は、電極層表面の粗さを緩和したり、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧を低下させる機能も有している。
【００５８】
正孔注入層の材料の代表例としては、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）が、そして電子注入層の材料の代表例としては、ＬｉＦ（フッ化リチウム）などのアルカリ金属化合物が挙げられる。正孔注入層は陽極バッファ層と、電子注入層は陰極バッファ層とも呼ばれ、これらの層の詳細については、「有機ＬＥＤ素子の残された研究課題と実用化戦略」（ぶんしん出版、１９９９年、ｐ４４−４５）などの文献に詳しく記載されている。
【００５９】
また、正孔輸送層と有機発光材料層との間に、電子阻止層（電子障壁層とも呼ばれる）が付設されていてもよい。同様に、電子輸送層と有機発光材料層との間に正孔阻止層（正孔障壁層とも呼ばれる）が付設されていてもよい。正孔輸送層の有機発光材料層側に付設された電子阻止層は、有機発光材料層から電子が正孔輸送層の側に移動することを防止して、有機発光材料層の内部で正孔と電子とを効率よく再結合させ、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を高くする働きをする。同様に、電子輸送層の有機発光材料層側に付設された正孔阻止層は、有機発光材料層から正孔が電子輸送層の側に移動することを防止して、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を高くする働きをする。
【００６０】
電子阻止層と正孔阻止層とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子については、特開２００２−３１３５５３号公報に記載がある。正孔阻止層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子については、特開２００２−３３１９７号、特開２００２−１００４７９号、および特開２００２−１８４５８１号の各公報に記載がある。
【００６１】
【実施例】
［実施例１］
厚さ１ｍｍのガラス基板の表面に、スパッタ法により、厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）膜からなる透明第一電極層を形成した。
【００６２】
透明第一電極層の表面に、正孔輸送層形成用の溶液（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液、Ｂａｙｅｒ ＡＧ Ｌｅｖｅｒｌｕｓｅｎ社製）をスピンコートし、温度１３０℃で１時間乾燥することにより、厚さ５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。このようにして、第一積層体を作製した。
【００６３】
厚さ５０μｍのステンレススチール基板の表面に、厚さ１００μｍのポリイミド樹脂層を形成した。ポリイミド樹脂層の表面に、真空蒸着法により、厚さ２００ｎｍのＭｇ−Ａｇ膜からなる第二電極層を形成した。
【００６４】
ポリフローレン系ポリマ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅ社製）を、テトラヒドロキシルフランに対して１質量％の割合で混合し、そして十分攪拌することにより、有機発光材料層形成用の溶液を作製した。
【００６５】
作製した有機発光材料層形成用の溶液を、前記の第二電極層の表面にスピンコートし、温度１３０℃で１時間乾燥することにより、厚さ６０ｎｍの有機発光材料層を形成した。このようにして、第二積層体を作製した。
【００６６】
第一積層体と第二積層体とを、その正孔輸送層側と有機発光材料層側とが各々内側となるようにして互いに重ね合わせ、表面温度が１３０℃に設定された二本の加熱ロールの間を通過さて正孔輸送層と有機発光材料層とを接合することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
【００６７】
【発明の効果】
本発明の方法により作製される有機エレクトロルミネッセンス素子は、有機材料層へのダメージが低減され、そして非発光部の生成が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法の一例について説明する図である。
【符号の説明】
１１ 非透湿性透明基板
１２ 透明第一電極層
１３ 正孔輸送層
１４ 第一積層体
１５ 弾性樹脂材料層
１６ 金属基板
１７ 第二電極層
１８ 有機発光材料層
１９ 第二積層体
２０ａ、２０ｂ 加熱ロール
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子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は、基板表面に、第一電極層、有機発光材料層、そして第二電極層がこの順に積層された基本構成を有する。有機エレクトロルミネッセンス素子は、その一方の電極層から正孔を、そして他方の電極層から電子を有機発光材料層の内部に注入し、有機発光材料層の内部にて正孔と電子とを再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、この励起子が失活する際の光の放出（蛍光、燐光）により発光する素子である。有機発光材料層の内部にて発生した光を素子の外部に取り出すために、通常、有機エレクトロルミネッセンス素子の基板と第一電極層とは透明とされる。
【０００３】
有機発光材料層の内部にて再結合させる正孔と電子とのそれぞれを、有機発光材料層の内部に効率良く注入して、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を高くするために、有機発光材料層の一方の面に正孔輸送層もしくは電子輸送層を、あるいは有機材料層の一方の面に正孔輸送層を、そして他方の面に電子輸送層を付設することが知られている。正孔輸送層及び電子輸送層は、いずれも有機材料から形成される。
【０００４】
第一電極層は、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）などの透明導電性材料から形成される。第二電極層は、マグネシウムなどの金属材料から形成される。第二電極層は、真空蒸着法やスパッタ法などにより、有機材料層の表面に直接形成される。
【０００５】
第二電極層を真空蒸着法やスパッタ法などにより有機材料層の表面に直接形成すると、第二電極層を形成する金属の分子が有機材料層の表面に衝突するため、有機材料層にダメージを与えてピンホールを発生させるなどして、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光品質を低下させる。
【０００６】
特許文献１には、例えば、基板上に電極層を介して正孔輸送層が付設された構成の第一の積層体と、基板上に電極層を介して有機発光材料層が付設された構成の第二の積層体とを、正孔輸送層もしくは有機発光材料層が軟化する温度下で圧着して貼り合わせることにより有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法が提案されている。この製造方法によれば、電極層を真空蒸着法やスパッタ法などにより有機材料層の表面に直接形成する必要がないために、有機材料層にダメージを与えないとされている。
【０００７】
有機エレクトロルミネッセンス素子の有機材料層に水蒸気が侵入すると、素子の発光輝度が低下したり、電極層と有機材料層とが剥離して素子に非発光部が生成されるなどの問題を生じることが知られている。
【０００８】
特許文献２には、樹脂フイルム上に透明電極層を介して正孔輸送層が付設された構成の第一の積層体と、金属箔上に有機発光材料層が付設された構成の第二の積層体とを圧着して貼り合わせることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法が提案されている。金属箔は、有機エレクトロルミネッセンス素子の第二電極層として用いられている。このように第二電極層を金属箔から形成することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の第二電極層の側から有機材料層に侵入する水蒸気の量が低減されると記載されている。
【０００９】
【特許文献１】
特許第２７５５２１６号公報
【特許文献２】
特開２００１−１８５３６２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
有機エレクトロルミネッセンス素子の有機材料層への水蒸気の侵入量を抑え、非発光部の生成を低減するためには、素子が形成される基板を、非透湿性の材料から形成することが好ましい。非透湿性材料の代表例としては、ガラスおよび金属材料が挙げられる。すなわち、有機材料層への水蒸気の侵入量を抑えるためには、有機エレクトロルミネッセンス素子の基板として、ガラス基板もしくは金属基板を用いることが好ましい。
【００１１】
また、前記のように有機材料層を備えた一対の積層体を貼り合わせて有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する方法においては、積層体を貼り合わせる際に、有機材料層同士を十分に密着させることができずに、素子に非発光部が生成される場合がある。これは、有機材料層同士、例えば、正孔輸送層と有機発光材料層とが十分に密着していないと、正孔輸送層から有機発光材料層に正孔が注入され難くなり、有機発光層が発光しなくなるためである。
【００１２】
有機材料層同士が、十分に密着しない原因の一つとして、有機材料層の厚みが極めて薄いことが挙げられる。例えば、柔軟性のあるゴム板の一対を互いに押し付けると、各々のゴム板が柔軟に変形するために、その表面同士を十分に密着させることができるが、硬いガラス板の一対を互いに押し付けると、ガラス板が変形し難いために、その表面同士を十分に密着させ難い。有機材料層は、ガラス板などと較べて柔軟性はあるが、その厚みが極めて薄いために変形し難い。このため、有機材料層同士を十分に密着させることは容易ではない。
【００１３】
有機エレクトロルミネッセンス素子には、その有機材料層の厚みが厚いほど、大きな電圧を印加する必要がある。また、その有機発光材料層の厚みが厚いと、実用的な発光輝度が得られない。このような理由から、有機エレクトロルミネッセンス素子においては、有機発光材料層を含む有機材料層の厚みは、一般に、数百ｎｍに設定される。このため、有機材料層同士を十分に密着させるために、その厚みを厚くすることは好ましくない。従って、有機材料層同士を十分に密着させるためには、有機エレクトロルミネッセンス素子の基板として、硬いガラス板や金属基板を用いずに、柔軟な樹脂フイルムを用いることが好ましい。
【００１４】
上記のように、一対の積層体を貼り合わせて有機エレクトロルミネッセンス素子を作製する方法においては、有機材料層への水蒸気の侵入を抑えるためには、基板としてガラス基板や金属基板などを用いることが好ましいが、有機材料層同士を十分に密着させるためには、基板として樹脂フイルムを用いることが好ましい。すなわち、一対の積層体の貼り合わせによって有機エレクトロルミネッセンス素子を作製する方法においては、有機材料層への水蒸気の侵入を抑え、かつ有機材料層同士を十分に密着させることが難しいという問題がある。
【００１５】
本発明の目的は、有機材料層へのダメージが低減され、そして非発光部の生成を抑制することのできる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記の工程を順に実施することからなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法にある。
（１）非透湿性透明基板の表面に、透明な第一電極層を介して、少なくとも有機発光材料層を含む有機材料層を層平面に沿って分割した一方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第一積層体、および一方の面に弾性樹脂材料層を備えた金属基板の前記弾性樹脂材料層の表面に、第二電極層を介して、前記有機材料層の他方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第二積層体を用意する工程。
（２）第一積層体と第二積層体とを、各々の有機材料層側を内側にして重ね合わせる工程。
（３）重ね合わされた第一積層体と第二積層体とを加圧し、かつ少なくとも一方の積層体の有機材料層を加熱して軟化させることにより、第一積層体の有機材料層と第二積層体の有機材料層とを互いに接合する工程。
【００１７】
このように、有機材料層となるべく近く、かつ素子の特性に影響を与えない位置、すなわち電極層と基板との間の位置に、弾性樹脂材料層を付設されていると、水蒸気の侵入を抑えるためにガラス基板や金属基板などの硬い基板を用いた場合であっても、有機材料層同士を十分に密着させることができる。
【００１８】
以下、この有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を、第一の方法と記載する。
【００１９】
本発明はまた、下記の工程を順に実施することからなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法にもある。
（１）非透湿性透明基板の表面に、透明な第一電極層を介して、少なくとも有機発光材料層を含む有機材料層を層平面に沿って分割した一方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第一積層体、および一方の面に弾性樹脂材料層を備えた金属基板の前記弾性樹脂材料層の表面に、第二電極層を介して、前記有機材料層の他方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第二積層体を用意する工程。
（２）第一積層体の有機材料層および第二積層体の有機材料層のうちの少なくとも一方の有機材料層を、その表面に有機溶媒蒸気を接触させるか、あるいは加熱することにより軟化させる工程。
（３）第一積層体と第二積層体とを、各々の有機材料層側を内側にして加圧下に重ね合わせることにより、第一積層体の有機材料層と第二積層体の有機材料層とを互いに接合する工程。
【００２０】
以下、この有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を、第二の方法と記載する。
【００２１】
上記第一の方法及び第二の方法において、非透湿性透明基板としては、ガラス板を用いることが好ましい。
【００２２】
本発明はまた、非透湿性透明基板の表面に、透明な第一電極層を介して、少なくとも有機発光材料層を含む有機材料層を層平面に沿って分割した一方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第一積層体、および一方の面に弾性樹脂材料層を備えた金属基板の前記弾性樹脂材料層の表面に、第二電極層を介して、前記有機材料層の他方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第二積層体が、各々の積層体の有機材料層側を内側にして互いに接合された構成の有機エレクトロルミネッセンス素子にもある。
【００２３】
上記本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、非透湿性透明基板が、ガラス板であることが好ましい。
【００２４】
なお、本明細書において、「透明」とは、可視光の透過率が７０％以上であることを意味する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法（第一の方法及び第二の方法）においては、先ず非透湿性透明基板の表面に、透明な第一電極層を介して、少なくとも有機発光材料層を含む有機材料層を層平面に沿って分割した一方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第一積層体と、一方の面に弾性樹脂材料層を備えた金属基板の前記弾性樹脂材料層の表面に、第二電極層を介して、前記有機材料層の他方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第二積層体とを用意する。
【００２６】
有機エレクトロルミネッセンス素子の有機材料層は、少なくとも有機発光材料層を含む一層あるいは二層以上の層から構成される。有機エレクトロルミネッセンス素子の透明第一電極層と第二電極層との間には、素子の発光特性などを改良するために、前記の正孔輸送層や電子輸送層の他にも様々な層（例えば、これら各々の輸送層の電極層側に付設される正孔注入層や電子注入層など）を付設することが知られている。以下に、有機材料層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成（基板の記載は略する）の例を示す。
【００２７】
（ａ）透明第一電極層／有機発光材料層／第二電極層
（ｂ）透明第一電極層／正孔輸送層／有機発光材料層／第二電極層
（ｃ）透明第一電極層／有機発光材料層／電子輸送層／第二電極層
（ｄ）透明第一電極層／正孔輸送層／有機発光材料層／電子輸送層／第二電極層
【００２８】
前記のように、透明第一電極層（第二電極層）と、正孔輸送層（電子輸送層）との間には、正孔注入層（電子注入層）が付設されていてもよい。また、正孔輸送層（電子輸送層）と、有機発光材料層との間には、電子阻止層（正孔阻止層）が付設されていてもよい。電極層及び有機材料層の各々の層を形成する材料などについては、後に詳しく記載する。このような構成の有機材料層は、各々の層の界面にて分割されてもよいし、あるいは所定の一層の厚み方向の途中の位置にて層の平面に沿って分割されていてもよい（例えば、上記（ａ）の層構成の場合、有機発光材料層が層の平面に沿って二つに分割される）。
【００２９】
非透湿性透明基板に形成された透明第一電極層上に、前記のようにして分割された一方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として構成されるように、所定の有機材料層を形成することにより第一積層体が作製される。そして一方の面に弾性樹脂材料層を備えた金属基板の前記弾性樹脂材料層の表面に形成された第二電極層上に、前記のようにして分割された他方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として構成されるように、所定の有機材料層を形成することにより第二積層体が作製される。このようにして、本発明の製造方法に用いる第一積層体と第二積層体とを用意することができる。
【００３０】
次に、第一の方法の一例について、添付の図面を用いて説明する。図１は、本発明に従う有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法（第一の方法）の一例について説明する図である。
【００３１】
まず、非透湿性透明基板１１の表面に、ストライプ状の透明第一電極層１２を介して、正孔輸送層１３が付設された構成の第一積層体１４と、一方の面に弾性樹脂材料層１５を備えた金属基板１６の弾性樹脂材料層１５の表面に、ストライプ状の第二電極層１７を介して、有機発光材料層１８が形成された構成の第二積層体１９とを用意する。有機エレクトロルミネッセンス素子の有機材料層は、正孔輸送層１３と有機発光材料層１８との二層から構成され、分割面は、これらの層の界面とされている。
【００３２】
次に、図１に示すように、第一積層体１４と第二積層体１９とを、その正孔輸送層１３の側と有機発光材料層１８の側とを各々内側にして重ね合わせる。そして、重ね合わされた第一積層体１４と第二積層体１９とを加熱ロール２０ａ及び２０ｂによって加圧し、正孔輸送層１３および有機発光材料層１８のうちの少なくとも一方の有機材料層を加熱して軟化させることにより、第一積層体の正孔輸送層と第二積層体の有機発光材料層とを互いに接合する。このようにして有機エレクトロルミネッセンス素子を作製することができる。
【００３３】
有機材料層の加熱温度が高すぎると、有機材料層同士を互いに接合する際に、軟化させた層の厚みが大きく変動する。逆に加熱温度が低すぎると、有機材料層同士を互いに強固に接合することができない。このため、有機材料層の加熱温度は、加熱により軟化させる層のガラス転移点±２５℃の範囲にあることが好ましく、ガラス転移点±２０℃の範囲にあることがより好ましい。
【００３４】
有機エレクトロルミネッセンス素子の周縁部には、周縁部からの水蒸気の侵入を抑えるために、非透湿層を形成することが好ましい。非透湿層は、例えば、紫外線硬化型のアクリル樹脂もしくはエポキシ樹脂を塗布、硬化させて形成することができる。
【００３５】
第一の方法においては、前記の第一積層体１４と第二積層体１９とを、加熱ロール２０ａ及び２０ｂによって加圧する際に、弾性樹脂材料層１５が柔軟に変形するために、正孔輸送層１３と有機発光材料層１８とを十分に密着させることができる。弾性樹脂材料層１５は、金属基板１６と第二電極層１７とを電気的に絶縁する機能も有している。このため、第二電極層１７を、所望のパターン（図１の場合には、基板の長さ方向に延びるストライプ状のパターン）で形成することができる。
【００３６】
次に、第二の方法について説明する。第二の方法においては、第一の方法の場合と同様に、先ず非透湿性透明基板の表面に、透明な第一電極層を介して、少なくとも有機発光材料層を含む有機材料層を層平面に沿って分割した一方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第一積層体と、一方の面に弾性樹脂材料層を備えた金属基板の前記弾性樹脂材料層の表面に、第二電極層を介して、前記有機材料層の他方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第二積層体とを用意する。
【００３７】
次に、第一積層体の有機材料層および第二積層体の有機材料層のうちの少なくとも一方の有機材料層を、その表面に有機溶媒蒸気を接触させるか、あるいは加熱することにより軟化させる。第二の方法では、第一積層体と第二積層体を重ね合わせる前に、有機材料層を軟化させる。従って、有機材料層は、加熱して軟化させても良いし、その表面に有機溶媒蒸気を接触させて軟化させてもよい。
【００３８】
蒸気の発生に用いる有機溶媒の例としては、アルコール、およびケトンが挙げられる。アルコールの例としては、メタノール、エタノール、およびイソプロピルアルコールが挙げられる。ケトンの例としては、アセトン、およびメチルエチルケトンが挙げられる。有機溶媒の種類は、有機材料層を形成する有機材料の溶解性などを考慮して、実験的に定められる。
【００３９】
そして第一積層体と第二積層体とを、各々の有機材料層側を内側にして加圧下に重ね合わせることにより、第一積層体の有機材料層と第二積層体の有機材料層とを互いに接合する。このようにして有機エレクトロルミネッセンス素子を作製することができる。第一の方法の場合と同様に、第一積層体と第二積層体とを加圧下に重ね合わせる際に、弾性樹脂材料層が柔軟に変形するために、第一積層体の有機材料層と第二積層体の有機材料層とを十分に密着させることができる。また、第一積層体と第二積層体とを加圧下に重ね合わせる際、あるいはその後に、さらに有機材料層を加熱してもよい。
【００４０】
上記の第一の方法及び第二の方法においては、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機材料層への水蒸気の侵入を抑えるために、ガラス板や金属板などの硬い基板を用いた場合であっても、各々の有機材料層同士を十分に密着させることができる。このようにして作製される有機エレクトロルミネッセンス素子は、その非透湿性透明基板の側および金属基板の側からの水蒸気の侵入が抑えられ、さらに有機材料層同士が互いに強固に接合されるために、非発光部の生成が抑制されている。そして有機材料層の表面に直接電極層を形成しないために、有機材料層へのダメージも低減されている。
【００４１】
金属基板を形成する材料に特に制限はないが、その例としては、ステンレススチール、ニッケル、チタン、アルミニウムなどが挙げられる。金属基板の厚みは、１０μｍ乃至１ｍｍの範囲にあることが好ましい。金属基板と弾性樹脂材料層との密着性を高めるために、金属基板を表面処理することが好ましい。表面処理の例としては、コロナ放電処理、オゾン処理、およびサンドブラスト処理などが挙げられる。
【００４２】
弾性樹脂材料層を形成する樹脂材料の種類に特に制限はないが、有機材料層同士を接合する際に有機材料層を軟化させる温度よりも高い融点を示す樹脂材料、あるいは熱硬化性樹脂材料などを用いることが好ましい。樹脂材料の代表例としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂が挙げられる。弾性樹脂材料層の厚みは、５００ｎｍ乃至２００μｍの範囲にあることが好ましく、１μｍ乃至１００μｍの範囲にあることがより好ましい。弾性樹脂材料層と第二電極層との密着性を高めるために、弾性樹脂材料層を表面処理することが好ましい。表面処理の例は、金属基板の場合と同様である。
【００４３】
非透湿性透明基板を形成する材料の代表例としては、ガラスなどの透明セラミックス材料が挙げられる。非透湿性透明基板としては、透湿性を抑えた樹脂基板も用いることができる。樹脂基板の透湿性を抑える方法としては、例えば、基板の厚みを厚くしたり、さらにその表面に透明性が低下しない程度の厚みで金属膜を付設したりする方法が挙げられる。金属膜は、その厚みを数１０ｎｍ以下に設定すると、可視光透過性を示すようになる。なお、透明基板が「非透湿性」であるとは、有機エレクトロルミネッセンス素子を長時間使用、あるいはその耐久性試験を行った際に、発光特性が劣化しない程度に低い透湿性を有していることを意味している。すなわち、ガラスなどの透明セラミックス材料以外の材料、例えば、樹脂材料から基板を形成する場合には、用いる樹脂材料の種類は、耐久性試験の結果などをもとに実験的に定められる。
【００４４】
有機エレクトロルミネッセンス素子の透明第一電極層、有機材料層、および第二電極層を形成する材料などは、公知の有機エレクトロルミネッセンス素子の場合と同様である。有機エレクトロルミネッセンス素子については、「有機ＬＥＤ素子の残された研究課題と実用化戦略」（ぶんしん出版、１９９９年）及び「光・電子機能有機材料ハンドブック」（朝倉書店、１９９７年）などに詳しい記載がある。以下では、有機エレクトロルミネッセンス素子の各々層の代表的な材料などについて説明する。
【００４５】
透明第一電極層は、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、導電性化合物、又はこれらの混合物などから形成される。透明第一電極層を形成する材料の代表例としては、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）及びＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）が挙げられる。
【００４６】
透明第一電極層の厚みは、１μｍ以下であることが一般的であり、２００ｎｍ以下であることがより好ましい。透明第一電極層の抵抗は、数百Ω／ｓｑ．以下であることが好ましい。透明第一電極層を形成する方法の例としては、真空蒸着法、直流（ＤＣ）スパッタ法、高周波（ＲＦ）スパッタ法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、パイロゾル法、およびスプレー法などが挙げられる。
【００４７】
正孔輸送層の材料の例としては、テトラアリールベンジシン化合物、芳香族アミン類、ピラゾリン誘導体、およびトリフェニレン誘導体などが挙げられる。
【００４８】
正孔輸送層の厚みは、２乃至２００ｎｍの範囲にあることが好ましい。正孔輸送層を形成する方法の例としては、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、および印刷法などが挙げられる。
【００４９】
正孔輸送層には、その正孔移動度を改善するために、電子受容性アクセプタを添加することが好ましい。電子受容性アクセプタの例としては、ハロゲン化金属、ルイス酸、および有機酸などが挙げられる。電子受容性アクセプタが添加された正孔輸送層については、特開平１１−２８３７５０号公報に記載がある。
【００５０】
有機発光材料層は、有機発光材料から形成するか、キャリア輸送性（正孔輸送性、電子輸送性、または両性輸送性）を示す有機材料（以下、ホスト材料と記載する）に少量の有機発光材料を添加した材料から形成される。有機発光材料層に用いる有機発光材料の選択により、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光色を容易に設定することができる。
【００５１】
有機発光材料層を有機発光材料から形成する場合、有機発光材料としては、成膜性に優れ、膜の安定性に優れた材料が用いられる。このような有機発光材料としては、Ａｌｑ３ （トリス−（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム）に代表される金属錯体、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）誘導体、ポリフルオレン誘導体などが用いられる。ホスト材料と共に用いる有機発光材料としては、添加量が少ないために、前記の有機発光材料の他に、単独では安定な薄膜を形成し難い蛍光色素なども用いることができる。蛍光色素の例としては、クマリン、ＤＣＭ誘導体、キナクリドン、ペリレン、およびルブレンなどが挙げられる。ホスト材料の例としては、前記のＡｌｑ３ 、ＴＰＤ（トリフェニルジアミン）、電子輸送性のオキサジアゾール誘導体（ＰＢＤ）、ポリカーボネート系共重合体、およびポリビニルカルバゾールなどが挙げられる。また、上記のように、有機発光材料層を有機発光材料から形成する場合にも、発光色を調節するために、蛍光色素などの有機発光材料を少量添加することもできる。
【００５２】
有機発光材料層の厚みは、実用的な発光輝度を得るために、２００ｎｍ以下であることが好ましい。有機発光材料層は、正孔輸送層と同様の方法により形成することができる。
【００５３】
電子輸送層の材料の例としては、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンピリレンなどの複素環テロラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、およびスチルベン誘導体などの電子輸送性材料が挙げられる。また、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ）などのアルミキノリノール錯体を用いることもできる。
【００５４】
電子輸送層の厚みは、５乃至３００ｎｍの範囲にあることが好ましい。電子輸送層は、正孔輸送層と同様の方法により形成することができる。
【００５５】
第二電極層は、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金組成物、導電性化合物、又はこれらの混合物などから形成される。第二電極層の材料の例としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｒｂおよび希土類金属などの金属、Ｎａ−Ｋ合金、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ｍｇ−Ｃｕ合金、およびＡｌ−Ｌｉ合金などの合金組成物が挙げられる。
【００５６】
第二電極層の厚みは、１μｍ以下であることが一般的であり、２００ｎｍ以下であることがより好ましい。第二電極層の抵抗は、数百Ω／ｓｑ．以下であることが好ましい。第二電極層は、透明第一電極層と同様の方法により形成することができる。
【００５７】
上記の正孔輸送層と透明第一電極層との間には、正孔注入層が付設されていてもよい。同様に、電子輸送層と第二電極層との間には、電子注入層が付設されていてもよい。これらの注入層は、電極層からより多くの電荷（正孔もしくは電子）を輸送層に注入する機能を有している。また、注入層は、電極層表面の粗さを緩和したり、有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧を低下させる機能も有している。
【００５８】
正孔注入層の材料の代表例としては、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）が、そして電子注入層の材料の代表例としては、ＬｉＦ（フッ化リチウム）などのアルカリ金属化合物が挙げられる。正孔注入層は陽極バッファ層と、電子注入層は陰極バッファ層とも呼ばれ、これらの層の詳細については、「有機ＬＥＤ素子の残された研究課題と実用化戦略」（ぶんしん出版、１９９９年、ｐ４４−４５）などの文献に詳しく記載されている。
【００５９】
また、正孔輸送層と有機発光材料層との間に、電子阻止層（電子障壁層とも呼ばれる）が付設されていてもよい。同様に、電子輸送層と有機発光材料層との間に正孔阻止層（正孔障壁層とも呼ばれる）が付設されていてもよい。正孔輸送層の有機発光材料層側に付設された電子阻止層は、有機発光材料層から電子が正孔輸送層の側に移動することを防止して、有機発光材料層の内部で正孔と電子とを効率よく再結合させ、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を高くする働きをする。同様に、電子輸送層の有機発光材料層側に付設された正孔阻止層は、有機発光材料層から正孔が電子輸送層の側に移動することを防止して、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を高くする働きをする。
【００６０】
電子阻止層と正孔阻止層とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子については、特開２００２−３１３５５３号公報に記載がある。正孔阻止層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子については、特開２００２−３３１９７号、特開２００２−１００４７９号、および特開２００２−１８４５８１号の各公報に記載がある。
【００６１】
【実施例】
［実施例１］
厚さ１ｍｍのガラス基板の表面に、スパッタ法により、厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）膜からなる透明第一電極層を形成した。
【００６２】
透明第一電極層の表面に、正孔輸送層形成用の溶液（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液、Ｂａｙｅｒ ＡＧ Ｌｅｖｅｒｌｕｓｅｎ社製）をスピンコートし、温度１３０℃で１時間乾燥することにより、厚さ５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。このようにして、第一積層体を作製した。
【００６３】
厚さ５０μｍのステンレススチール基板の表面に、厚さ１００μｍのポリイミド樹脂層を形成した。ポリイミド樹脂層の表面に、真空蒸着法により、厚さ２００ｎｍのＭｇ−Ａｇ膜からなる第二電極層を形成した。
【００６４】
ポリフローレン系ポリマ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅ社製）を、テトラヒドロキシルフランに対して１質量％の割合で混合し、そして十分攪拌することにより、有機発光材料層形成用の溶液を作製した。
【００６５】
作製した有機発光材料層形成用の溶液を、前記の第二電極層の表面にスピンコートし、温度１３０℃で１時間乾燥することにより、厚さ６０ｎｍの有機発光材料層を形成した。このようにして、第二積層体を作製した。
【００６６】
第一積層体と第二積層体とを、その正孔輸送層側と有機発光材料層側とが各々内側となるようにして互いに重ね合わせ、表面温度が１３０℃に設定された二本の加熱ロールの間を通過さて正孔輸送層と有機発光材料層とを接合することにより、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
【００６７】
【発明の効果】
本発明の方法により作製される有機エレクトロルミネッセンス素子は、有機材料層へのダメージが低減され、そして非発光部の生成が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法の一例について説明する図である。
【符号の説明】
１１ 非透湿性透明基板
１２ 透明第一電極層
１３ 正孔輸送層
１４ 第一積層体
１５ 弾性樹脂材料層
１６ 金属基板
１７ 第二電極層
１８ 有機発光材料層
１９ 第二積層体
２０ａ、２０ｂ 加熱ロール
Claims (6)
- 下記の工程からなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法：
（１）非透湿性透明基板の表面に、透明な第一電極層を介して、少なくとも有機発光材料層を含む有機材料層を層平面に沿って分割した一方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第一積層体、および一方の面に弾性樹脂材料層を備えた金属基板の該弾性樹脂材料層の表面に、第二電極層を介して、前記有機材料層の他方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第二積層体を用意する工程；
（２）第一積層体と第二積層体とを、各々の有機材料層側を内側にして重ね合わせる工程；および、
（３）重ね合わされた第一積層体と第二積層体とを加圧し、かつ少なくとも一方の積層体の有機材料層を加熱して軟化させることにより、第一積層体の有機材料層と第二積層体の有機材料層とを互いに接合する工程。 - 非透湿性透明基板が、ガラス板である請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 下記の工程からなる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法：
（１）非透湿性透明基板の表面に、透明な第一電極層を介して、少なくとも有機発光材料層を含む有機材料層を層平面に沿って分割した一方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第一積層体、および一方の面に弾性樹脂材料層を備えた金属基板の該弾性樹脂材料層の表面に、第二電極層を介して、前記有機材料層の他方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第二積層体を用意する工程；
（２）第一積層体の有機材料層および第二積層体の有機材料層のうちの少なくとも一方の有機材料層を、その表面に有機溶媒蒸気を接触させるか、あるいは加熱することにより軟化させる工程；および、
（３）第一積層体と第二積層体とを、各々の有機材料層側を内側にして加圧下に重ね合わせることにより、第一積層体の有機材料層と第二積層体の有機材料層とを互いに接合する工程。 - 非透湿性透明基板が、ガラス板である請求項３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。
- 非透湿性透明基板の表面に、透明な第一電極層を介して、少なくとも有機発光材料層を含む有機材料層を層平面に沿って分割した一方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第一積層体、および一方の面に弾性樹脂材料層を備えた金属基板の該弾性樹脂材料層の表面に、第二電極層を介して、前記有機材料層の他方の側の有機材料層が、その分割面を頂面として付設されてなる第二積層体が、各々の積層体の有機材料層側を内側にして互いに接合された構成の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 非透湿性透明基板が、ガラス板である請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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|---|---|---|---|---|
| KR101193176B1 (ko) * | 2005-04-30 | 2012-10-19 | 삼성디스플레이 주식회사 | 평판 표시장치의 제조 방법 및 평판 표시장치 |
| JP2013518373A (ja) * | 2010-01-30 | 2013-05-20 | メルク パテント ゲーエムベーハー | 色変換のための集積層を有する有機エレクトロルミネッセンスデバイス |
| CN113540357A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-10-22 | 南京邮电大学 | 一种柔性有机太阳能电池及其制备方法 |
-
2003
- 2003-03-25 JP JP2003083919A patent/JP2004296148A/ja active Pending
Cited By (4)
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