JP2005527076A - 有機電気光学素子の気密封止 - Google Patents

Abstract

有効寿命が延長された有機電気光学素子を達成するために、本発明は、基板（３）を用意する工程と、第１の導電層（１３）を付与する工程と、少なくとも１つの有機電気光学材料を含む少なくとも１つの層（１５）を付与する工程と、第２の導電層（１７）を付与する工程と、ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）を堆積させる工程とからなる前記有機電気光学素子を製造する方法を提供する。

Description

本発明は一般に、有機電気光学素子およびそれらを製造する方法に関する。特に、本発明は気密封止された有機電気光学素子を製造する方法および気密封止された電気光学素子に関する。

有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は他の照明および表示手段に対して多数の利点を有しているので、集中的開発の対象である。例えば、ＯＬＥＤは非常に薄く、かつ柔軟性を持つようにさえ製造され得る。さらには、ＯＬＥＤは液晶ディスプレイに比して自己発光するという利点を有している。

しかし、ＯＬＥＤに関する主要な問題は、これまでのところ非常に制限されているその有効寿命である。ＯＬＥＤの動作時間を５０００運転時間以上に延ばすことは、殆ど不可能であることが証明されている。低仕事関数の金属カソードは概ねＯＬＥＤに使用される。この状況では、とりわけ、金属カルシウムが一般的である。しかし、低仕事関数の金属カソードの材料は概ね非常に反応しやすい。この金属層が受ける化学反応および関連する仕事関数の変動は、有効寿命を制限する主な要因の１つであると考えられる。

特に、この状況では、空気またはその空気中に湿気として存在している水との反応はＯＬＥＤの金属電極の劣化の原因となる。

上記問題を解決するために、米国特許第５，８８２，７６１号はＯＬＥＤ構造体が湾曲した金属シートで被覆されたＯＬＥＤを提案している。さらに、これに記載されているＯＬＥＤは乾燥剤またはゲッターの貯蔵器を有している。この乾燥剤の貯蔵器およびＯＬＥＤ構造体は多孔性接着テープで相互に分離されている。この金属シートはＵＶ接着剤を用いてガラス基板に接合されている。この解決法の欠点は、金属シートとガラス基板との間の結合領域などの有機層は、小さな気体分子が比較的通り抜けやすいということにある。このため、接着結合は、特に大気中の酸素および水の通路となっている。故に、乾燥剤が使い果たされ、金属電極の劣化が始まるのはまさに時間の問題である。さらに、このタイプの封止は、著しく薄いか、あるいは柔軟性のある構成要素の封止といったＯＬＥＤ技術の重要な特性を実施することは不可能である。

米国特許第５，８８２，７６１号 日本国特許第７２１１４５６号 米国特許第５，８２１，６９２号 米国特許第５，９６２，９６２号 欧州特許第０７７６１４７号 国際公開第９９／０３１１２号 独国特許出願第２０２ ０５ ８３０．１号 独国特許出願第１０２ ２２ ９６４．３号 独国特許出願第１０２ ２２ ６０９．１号 独国特許出願第１０２ ２２ ９５８．９号 独国特許出願第１０２ ５２ ７８７．３号 独国特許出願第１０３ ０１ ５９９．０号 Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｇａｓ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｉｎ Ｓｏｌｉｄｓ ａｎｄ Ｍｅｌｔｓ 米国特許第６，１０７，４５２号 欧州特許第０ ５７３ ５４９号 欧州特許出願公開第８００５６３ Ａ１号 欧州特許第８００５６３ Ｂ１号、 欧州特許出願公開第１００６１６９ Ａ１号

知られているゲッター材料の例は、日本国特許第７２１１４５６号、米国特許第５，８２１，６９２号、または米国特許第５，９６２，９６２号に記載されているような液体である。さらに、欧州特許第０７７６１４７号はゲッターとして固体材料を使用することを記載している。国際公開第９９／０３１１２号に開示されているように、有機構成要素のゲッター媒体として気体を用いることもできる。しかし、先行技術から知られているこれらすべての解決策の共通の特徴は、ゲッター材料の効率は気体の発生が継続するにつれて低下し、したがって、劣化に対して永久的な保護ができない。

したがって、本発明は、例えば、ＯＬＥＤなどの有機電気光学素子の劣化を遅らせ、それらの有効寿命を延長するという目的に基づいている。
この目的は、独立請求項において請求される、有機電気光学素子を製造する方法および有機電気光学素子によって、非常に驚くほど単純な方法で達成される。いずれの場合も、有利な改良点は従属請求項に記載されている。

したがって、有機電気光学素子を製造する本発明の方法は、基板を用意する工程と、第１の導電層を付与する工程と、少なくとも１つの有機電気光学材料を含む少なくとも１つの層（１５）を付与する工程と、第２の導電層を付与する工程と、ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層（７、７１、７２、．．．７Ｎ）を堆積させる工程をからなる。

ガラス質構造体を有する層はその著しく優れたバリア作用が知られている。この状況では、ガラス質構造体と共に短距離秩序の物質および／または元素を含んだ材料を構成して長距離秩序の元素および／または物質のない層は、ガラス質構造体を有する層と理解されるべきである。したがって、「ガラス質構造体を有する層」という用語はガラス質アモルファス層を意味する。したがって、このタイプの層はガラスのみからなるわけではない。むしろ、ガラスに加えて、ガラス質層は、例えば、有機材料、合金、またはアモルファス元素層を含む。非ガラス質、すなわち、実質的に微結晶質、多結晶質、あるいは結晶質の層と比較して、本発明の方法を用いて付与される層の違いは、とりわけ非晶質構造のために粒界が存在しないことである。しかし、実際このタイプの粒界は本質的に、結晶質または多結晶質の媒体を通過する小分子、例えば、酸素または水に対しては透過速度がより速くなる原因となる。

本発明の特定の好適な実施形態は、特に、ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層の堆積を提供して、ガラス、特に無機ガラスを堆積させる工程からなる。

構成要素および他の基板の封止のための蒸着コーティングガラスのバリア特性に関しては、本願出願人と同一の出願人によって出願され、参照によって本願明細書に明示的に組み入れられる、２００２年４月１５日に出願された独国特許出願第２０２ ０５ ８３０．１号、２００２年５月２３日に出願された独国特許出願第１０２ ２２ ９６４．３号、２００２年５月２３日に出願された独国特許出願第１０２ ２２ ６０９．１号、２００２年５月２３日に出願された独国特許出願第１０２ ２２ ９５８．９号、２００２年１１月１３日に出願された独国特許出願第１０２ ５２ ７８７．３号、２００３年１月１６日に出願された独国特許出願第１０３ ０１ ５９９．０号も参照されたい。

蒸着コーティングガラス層のバリア特性に関して、蒸着コーティングガラス層の層の厚さが８μｍ〜１８μｍにあるときは、１０^７ ｍｂａｒ ｌ ｓ^−１より小さいあるいは１０^−８ ｍｂａｒ ｌ ｓ^−１より小さいヘリウム漏れ速度が確実に達成されることが測定で示されている。８μｍおよび１８μｍの層厚を有する層の場合、ヘリウムリークレートは０〜２×１０^−９ ｍｂａｒ ｌ ｓ^−１の範囲にあることも示されており、これらの上限値は実施された試験の測定誤差によって既に実質的に影響を受けている。

ヘリウムを除くすべての気体に対する透過速度が層厚が５０μｍであっても利用可能な測定手段を用いて記録され得ないガラスは数多く知られている。ガラスを介した拡散速度の概略については、例えば、「Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｇａｓ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｉｎ Ｓｏｌｉｄｓ ａｎｄ Ｍｅｌｔｓ」に記載がある。しかし、ヘリウム自身はその不活性のためにＯＬＥＤの層に影響を及ぼさず、したがってＯＬＥＤの有効寿命には重要ではない。

特に、アルカリ金属含有ガラスからなるガラス質構造体を有する層は気密封止に特に適している。このアルカリ金属イオンがガラス骨格内の隙間を充填するので、透過速度が非常に遅い緻密層が提供される。

特に、ホウケイ酸ガラスもガラス質構造体を有する層にとって特に適した材料である。これらのガラスは透過速度を低減させるためにアルカリ金属イオンを含んでもよい。

「有機電気光学材料」という用語は、電界発光特性を有し、故にＯＬＥＤを構成するのに適している有機材料および光起電性を有する有機材料の両方を含む。説明を簡単にするために以下の文章では、「ＯＬＥＤ」という用語はその等価構造を考慮して、光変換素子、すなわち、発光素子および光起電力素子の両方に対する一般的な用語として用いられている。

当業者に知られている幅広い物質が有機電気光学材料として用いられ得る。とりわけ、金属有機材料、特に、トリプレット発光体あるいはランタニド錯体などの金属有機錯体がこの目的に使用され得る。一例として、トリス−（８−ヒドロキシキノリノ）−アルミニウム（Ａｌｑ３）あるいはＭＥＨ−ＰＰＶ（ポリ（２−メトキシ，５−（２’−エチル−ヘキシルオキシ）パラフェニレンビニレン）（ＭＥＨ−ＰＰＶ）が電界発光材料として用いられる。この層は、有機電気光学材料として、例えば蛍光色素などの発光体をドープした有機または無機のマトリクス層からなってもよい。とりわけ、使用された無機マトリクスは多孔性二酸化チタンであった。

さらなる電界発光物質は、例えば、米国特許第６，１０７，４５２号、欧州特許第０ ５７３ ５４９号、欧州特許出願公開第８００５６３ Ａ１号、欧州特許第８００５６３ Ｂ１号、および欧州特許出願公開第１００６１６９ Ａ１号に記載されており、これらは参照によって本願に完全に組み入れられている。当業者には知られているが、これらに記載されているＯＬＥＤの構造についても参照することとし、この解説は本願の一部を成すものと想定される。

さらに、本発明の堆積は、ガラス質構造体を有する層がその下の材料の表面上で直接成長するので、気体が突き抜け得る空洞または接合点を形成することなく、ガラス質構造体を有する層とその下の材料との間に緊密な接合を形成する。さらには、ガラス質構造体を有する層、すなわち、実質的には結晶質の部分領域またはサブ領域のない層は、結晶質材料と比べて機械的負荷の点でよりよい耐性があることにより区別される。このことは材料の機械的負荷の制限内で変形が生じたとしても、そのような材料の非常に良好なバリア作用は保持されることを意味する。したがって、本発明の方法は、長い寿命を有する柔軟性のあるＯＬＥＤを製造することをも可能にする。

本発明によれば、ガラス質構造体を有する層の堆積は層の真空または低圧での堆積、例えば、真空または低圧コーティングによる層の堆積を含む。この目的にはあらゆる真空コーティング方法が適しているかもしれない。したがって、ガラス質構造体を有する層を堆積させるために、とりわけ、ＰＶＤまたはＣＶＤ方法を用いることが可能である。複数の堆積方法を互いに組み合わせることも可能である。例えば、ＰＶＤあるいはＣＶＤの真空コーティング方法または低圧コーティング方法は、真空および／または乾燥雰囲気中で実行することができるので、とりわけ有利であり、これによりコーティング中に湿度に反応しやすいＯＬＥＤ層が汚染されるのが避けられる。

特に好適な実施形態によれば、ガラス質構造体を有する前記少なくとも１つの層は蒸着コーティングによって堆積される。蒸着コーティングによって層の速い成長速度を達成することが可能となり、これによって本発明の方法の変更が特に迅速に行われることになり、したがって経済的に大量生産が可能となる。

有利には、蒸着コーティングによるガラス質構造体を有する層の堆積はプラズマイオン支援堆積（ＰＩＡＤ）の工程を含んでもよい。この場合、イオンビームはコーティングされる基板上にさらに導かれる。このイオンビームはプラズマ源を用いて、例えば、適切な気体のイオン化によって生成され得る。この気体イオンは蒸着コーティング源から放出される粒子をさらに加速させる。これによって特に緻密で、欠陥がほとんどない状態で堆積された層が得られる。

ガラス質構造体を有する層を堆積させる工程は蒸着コーティングガラスを堆積させる工程からなることも特に好ましい。このタイプのガラスは蒸着コーティングによって堆積され得る材料である。蒸着コーティングガラスは優れた封止特性を有していることが認められている。しかし、蒸着コーティングによる好適な堆積に加えて、当然これらのガラスは他の真空または低圧コーティング工程を用いて堆積されてもよい。

一例として、電子ビームコーティングが蒸着コーティングには特に適している。このために、電子ビームがターゲット上に導かれ、その衝撃によって電子はその運動エネルギーをターゲットに放出するので、その結果として加熱される。最終的に、このターゲット材料がその加熱によって蒸発される。次に、蒸発された材料がコーティングされる表面と接触し、そこでその材料はガラス質構造体を有する層として堆積される。

さらには、ガラス質構造体を有する層を形成するための蒸着コーティングの工程は少なくとも２つの蒸着源からの共蒸着の工程を含んでよい。この方法により、例えば、その源の蒸着コーティング速度により堆積される層の化学量論を調節することが可能となる。特に、共蒸着コーティングの工程は蒸着源の少なくとも１つの蒸着コーティング速度を変動させる、特に周期的に変動させる工程を含んでもよい。このガラス質構造体を有する層の材料特性は、蒸着コーティング速度を変動させることによって、蒸着コーティングされた表面に対して垂直方向に影響かつ適合され得る。例えば層の化学量論を変えることによって、例えば層の熱膨張係数をコーティングされた面の熱膨張係数に整合させることが可能であり、表面材料と蒸着コーティングされた層との間の熱応力が回避されるか、あるいは低減される。例えば蒸着コーティング速度を周期的に変動させることを用いて、コーティング面に対して垂直に蒸着コーティング層の屈折率を周期的に変動させ得る。

しかし、一般に、蒸着コーティングによる堆積は蒸気圧が比較的高い特別な蒸着コーティング材料が必要となる。特別なＯＬＥＤ用途に対して低い蒸気圧およびそれに相当して概ね高い融点を有する材料も適しているかもしれないので、物理的および／または化学的蒸着によるガラス質構造体を有する少なくとも１つの層を堆積する工程は、有利にはガラス質構造体を有する層をスパッタリングする工程を含んでもよい。ここでは、「層をスパッタリングする」という用語はＰＶＤ方法の１つを意味するものと理解される。蒸着コーティングとは異なり、層のスパッタリングは比較的蒸着が困難な材料を用いた場合でも実行され得る。

しかし、有利には、他の方法、例えば化学蒸着を用いて、例えばプラズマ増強化学蒸着法（ＰＣＶＤ）によって、ガラス質構造体を有する層を製造することもできる。この点では特に、プラズマインパルス化学蒸着法（ＰＩＣＶＤ）が特に適している。すなわち、この方法においてはプラズマは時間にわたって絶え間なく発生されるのではなく、むしろパルス的に発生されるので、とりわけ、コーティングされる素子上に生じる熱負荷はより低くなる。

さらに、方法の有利な構成において、ガラス質構造体を有する層の堆積は、有機材料の共堆積工程を含んでもよい。ガラス質構造体を有する層を形成する層材料と共に用いる有機材料の共堆積、すなわち同時に行われる堆積は、例えば、残留気体雰囲気からの共蒸着または堆積によってもたらされてよい。この場合、有機材料の分子はガラス質構造体を有する層内に取り込まれる。この有機材料は層特性に好ましい影響を様々に及ぼし得る。一例として、ここで言えることは、機械的負荷がかかった場合の柔軟性がより高いこと、光学的特性と機械的特性とが整合していること、層結合が改善されることであり、これは例えば、特に疎水材料やゲッター材料の添加により、有機成分が変化する勾配層として層が堆積される結果であり、有機成分の変化はすなわち、充填密度および層の微細構造の変化、層の化学的特性の影響である。

これらの層は、有利には導電層の一方が他方の導電層に比べてより低い仕事関数を有するように付与される。電極として用いられ、その間に有機電気光学材料を含む層が設けられ、かつ電極に印加される電圧の適切な極性が与えられた第１および第２の導電層間の仕事関数の差のために、カソードとして働く層において、有機電気光学材料の非占有電子状態に電子が注入される。これと同時に、欠陥電子または正孔がアノードとして働くより低い仕事関数の層から注入され、その結果光量子が電子と欠陥電子との再結合の結果として前記有機材料内で放出される。

多くの場合、ＯＬＥＤを製造するために、特に第１と第２の導電層の間に付与される追加の機能層が用いられる。したがって、この方法は有利には、少なくとも１つの正孔注入層および／またはポテンシャル整合層および／または電子阻止層および／または正孔阻止層および／または電子伝導層および／または正孔伝導層および／または電子注入層を付与する工程を含んでもよい。特に高い量子効率または光効率の歩留りは次の好ましい順序で層を付与することによって達成される：ポテンシャル整合層／正孔注入層／電子ブ阻止層／少なくとも１つの電気光学材料を含む層／正孔阻止層／電子伝導層／電子注入層／ポテンシャル整合層。

説明を簡単にするために、以下では有機電気光学素子の機能層の配列をＯＬＥＤ層構造体と呼ぶ。これは特に第１および第２の導電層ならびに有機電気光学材料を含む層から構成される。さらに、ＯＬＥＤ層構造体は、例えば、上記のさらなる機能層を含んでもよい。

光を出力または入力できるようにするには、導電層の１つが少なくとも部分的に透明であると有利である。とりわけ、この層にはインジウムスズ酸化物またはフッ素ドープ酸化スズ（ＳｎＯ_２：Ｆ）が適していることが証明されている。

この方法のさらなる利点は、層が付与される順番を変えることができる点である。一般に、ＯＬＥＤは透明基板に透明導電層を付与し、次に有機電気光学材料を含む層を該透明導電層に堆積させることによって製造される。続いて、この構造体は、例えば、さらなる電極として前記透明導電層よりも低い仕事関数を有するかもしれない導電層によって被覆される。この場合、放射される光は透明基板を介して出力または導入され得る。

方法の好適な構成によれば、ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層を堆積させる工程は、少なくとも１つの有機電気光学材料含む少なくとも１つの層、および第１および第２の導電層の付与後に行われる。これらの層が基板の同じ側から、例えば、堆積されることによって付与されると、少なくとも１つの有機電気光学材料含む層が基板とガラス質構造体を有する層との間に設けられる。このようにして、ＯＬＥＤ層構造体が基板とガラス質構造体を有する層との間で封止される。

本発明に従って付与されるガラス質構造体を有する層は、例えば、それ自身が透明であり得るので、有機電気光学材料を含む層の後からその透明導電層が基板に付与されるように層の配列を構成することも可能である。このような方法で、例えば、非透明基板を有するＯＬＥＤを製造することも可能であり、この場合、光はガラス質構造体を有する層および透明導電層を通過する。

有利には、導電層の１つまたは両方および有機電気光学材料を含む層も構造化された形態で付与するまたは堆積させることも可能である。特に、これらの層は横方向に、すなわち、表面に沿って構造化された形態で製造されてもよい。この性質を構造化することによってそのような素子の多数の特性に影響を及ぼすことができる。一例として、導電層内に光が通る開口部が形成され得る。さらに、層が必ずしも互いの上に付与される必要のない層の配置も可能である。むしろ、一例として、構造化された層が相互に噛み合うことが可能である。一例として、第１および／または第２の導電層が櫛型に構造化されるように付与されてもよい。次に、少なくとも１つの有機電気光学材料を含む層が、例えば、前記櫛型構造体間に完全にあるいは部分的に設置され得る。さらには、構造化は、専用のスイッチング素子によって操作される画素化された構造体あるいはアクティブマトリクスディスプレイとしての有機電気光学素子の製造に適している。

少なくとも二成分系の材料を含んだガラス質構造体を有する層は、ＯＬＥＤの気密封止に特に適している。このタイプの層は、一般に、例えば石英ガラスと異なり結晶質領域を形成する傾向はほとんどなく、かつより緻密な構造を有しているために、透過速度が特に遅いことにより区別される。このような少なくとも二成分系の材料は、例えば、少なくとも２つの金属酸化物または二酸化ケイ素および１つ以上の金属酸化物から構成されてよい。

さらには、この方法は少なくとも１つのガラス質構造体を有する層を堆積させる工程が導電層の１つを付与する前に行われるように構成されてもよい。この結果、ガラス質構造体を有する層は基板とＯＬＥＤ層構造体との間に設けられる。方法のそのような変形例の１つは、基板を介したＯＬＥＤ層構造体への拡散を抑えることもできるＯＬＥＤを製造する。これはＯＬＥＤの基板側で気密封止を達成することも可能にする。これは、例えば、基板が典型的には小さな気体分子に対して速い透過速度を有する柔軟性のある可塑性材料を含んでいる場合には、柔軟性のあるＯＬＥＤに有利である。この場合、屈折率を整合させることによってＯＬＥＤの歩留りを増大させるために、ガラス質層はＯＬＥＤによって照射される光用の出力層または導入層の機能を実行することもできる。

さらにはガラス質構造体を有する少なくとも１つの層が、有機電気光学材料を含む層が付与される側から、基板の反対側に付与され得る。したがって、この層は、光がＯＬＥＤの標準的な層構造体内の環境に出力される基板の側に付与される。この場合も、整合させない場合には、特に材料／空気の界面においては屈折率の著しい変動と共にそれに相当する強い後方反射が存在するので、ガラス質構造体を有する層を用いて屈折率を整合させることで出力効率を増大させることができる。さらに、このタイプの層は、ＯＬＥＤの有効寿命を延ばすために拡散バリアも形成し得る。物理的および／または化学的蒸着によりガラス質構造体を有する層を付与する工程が多層を付与する工程からなる、ＯＬＥＤを製造する本発明の方法の改良は、ＯＬＥＤの特性に対しても非常に有利である。このタイプの多層の個々の複数層は、例えば個々の層のバリア作用が有効寿命に悪影響を及ぼす特定の気体に対して形成され得るように、例えば異なる化学組成を有してよい。例えば、柔軟性のある中間層を導入することによって、例えば、柔軟性、層結合、または固有の層の応力などの機械的特性を改善することもできる。多層の個々の層すべてが、ガラス質構造体を有している必要があるというわけではない。むしろ、ガラス質の層材料を有する個々の層は、化学的および物理的な層特性を特定の要件に適合させるために、例えば、金属層あるいは特に高分子層などの有機層といった異なる化学組成の他の個々の層と結合され得る。したがって、本発明の方法のこの改善では、多層を付与する工程は、少なくとも２つの個々の層において異なる化学組成および／または異なる機械的特性を有する多層を付与する工程を含む。ここでは、個々の層に対して異なる製造方法を組み合わせること、例えば、接着結合、ディップコーティング、あるいはスピンコーティングを相互にかつガラス質構造体を有する少なくとも１つの層の堆積と組み合わせることも可能である。

特に、複数の個々の層を、少なくとも２つの個々の層が異なる屈折率を有するように付与することもできる。これは異なる層材料を付与することによって達成され得る。しかし、付与中に複数の工程パラメータを選択すること、例えば、蒸着コーティング速度を選択することによって屈折率に影響を及ぼすことも可能である。このタイプの屈折率の変動する多層は、屈折率の整合に特に適している。

ガラス質構造体を有する層の多くの堆積方法においては、ある熱負荷がＯＬＥＤ層構造体に適用され、またその層に悪影響を及ぼすかもしれない。特に、この熱負荷はＣＶＤまたはＰＶＤコーティング中に層組成に影響を及ぼし得る。熱負荷からの悪影響を低減するために、少なくとも１つの予備封止を付与することも可能である。このタイプの予備封止は、例えば、熱伝導を低減させ、したがってＯＬＥＤ層が加熱されることを予防し得る。
さらに、一例を挙げると、予備封止を適切に行えば、ＰＶＤまたはＣＶＤにより付与している間にガラス質構造体を有する層が別の層に貫通するか、あるいはそれを化学的に変成することを防ぐことができる。これは、例えば、別の層が例えばカルシウムなどの非常に軟質の金属または反応しやすい金属から製造されている場合には、第２の導電層に当てはまるかもしれない。

さらに、この方法は有利にはカバーを付与する工程を含んでよい。ガラス質構造体を含む概ね非常に薄い層またはＯＬＥＤのその他の層を損傷から保護するために、ガラス質構造体を有する層にカバーを付与することができる。

しかし、さらには、カバーと基板との間の接触面が、ガラス質構造体を有する層によって密封されかつ気密的に閉鎖されるように、ガラス質構造体を有する層を付与することも可能である。このために、ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層を堆積させる工程は、ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層でカバーの座面の境界端を被覆する工程を含む。この工程は気密封止を提供する目的を達成するだけでなく、はんだガラスと同様の方法で、例えば、蒸着コーティングガラスなどの層を使用してカバーを固定できるようにする。「座面（bearing surface）」という用語は、さらなる構成要素とカバーとの間の接触点が形成されるカバーの表面として厳密に理解されるべきではない。例えば、ＯＬＥＤ層構造体は概ねわずかに隆起しているので、ＯＬＥＤ層構造体の隣の隣接領域において、カバーとそれに対応するベース、例えば、基板と間の距離は短いかもしれない。しかし、これら領域も座面の一部として理解されるべきである。したがって、座面とは、ベースに面するカバーのその側のベースへの突出面であると理解され得る。

さらに、本発明の方法は有利には、少なくとも１つの結合層、特に、ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層が付与される結合層を付与する工程を付加的に含んでいる場合に改善され得る。このタイプの層は、可塑性表面上のガラス質構造体を有する層の結合特性を特に改善することができ、これは、熱的または機械的負荷、例えば、曲げ負荷がかかった状況下で層の微細構造の機械的安定性に対する有利な効果を有する。このようにして、連続的な層がより高速で製造され、より低い多孔性を有するより滑らかな層を得ることが可能となる。

本発明はまた、特に上記方法によって製造可能な有機光電気素子を提供することも想定している。
したがって、本発明の素子は、基板と、第１の導電層と、少なくとも１つの有機電気光学材料を含む少なくとも１つの層と、第２の導電層と、さらにガラス質構造体を有する堆積層とからなる。

ＯＬＥＤを製造する方法に関連して既に上記で記載したように、ガラス質構造体を有する層は小分子に対する拡散バリアとして特に適しており、したがって素子の劣化に対して効果的な保護を提供する。層が素子の表面上に堆積されるという事実は、層と素子の表面との間に中間層または遷移層のない接合が存在するということを意味し、これは気密封止を達成する目的としては特に好都合である。この層はＣＶＤおよび／またはＰＶＤにより、例えばスパッタリング、蒸着コーティング、ＰＣＶＤ、あるいはＰＩＣＶＤにより表面に堆積されるのが好ましい。

層間の仕事関数に差が出るようにするためには、一方の導電層が他方の層に比べてより低い仕事関数を有することが好ましい。
発光素子の場合、電圧が導電層に印加されると、電子はより低い仕事関数を有する層から非占有エネルギー状態に注入される。次に、より高い仕事関数を有する層から注入される欠陥電子との再結合が、放射される光量子を発生させる。

本発明に従ってＯＬＥＤの量子効率を増大させるには、ＯＬＥＤはさらなる機能層をさらに有して良い。ここでは、一例として、少なくとも１つの正孔注入層および／または少なくとも１つのポテンシャル整合層および／または少なくとも１つの電子阻止層および／または少なくとも１つの正孔阻止層および／または少なくとも１つの電子伝導層および／または１つの正孔伝導層および／または少なくとも１つの電子注入層が有利である。

放出された光量子を出力できるようにするために、導電層の１つが、有機電気光学材料を含む層によって放出される光に対して少なくとも部分的に透過性であると有利である。これらの要求される特性は、とりわけ、第１の導電層がインジウムスズ酸化物またはフッ素ドープ酸化スズを含んでいる場合に実現される。

さらに、有機電気光学材料を含む層が設けられる基板側に、ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層を配置する必要はない。むしろ、ガラス質構造体を有する層は、この側から基板の反対側に配置されてもよい。このような方法で、一方では基板を通過する気体分子の拡散を押させることが可能であり、他方では、例えば、屈折率を整合させるガラス質構造体を有する層の結果として、例えば、ＯＬＥＤの光学特性に好ましい影響を及ぼすことも可能である。

さらには、ガラス質構造体を有する前記少なくとも１つの層は、コーティングされた表面に対して垂直方向に沿って変動する組成および／または屈折率を含んでよい。その表面に対して垂直な組成の変化によって、その層は、この方向に相応して変動する材料特性、例えば、変動する熱膨張係数または屈折率を有することができる。しかし、この屈折率も、他の方法、例えば、層のモルフォロジによって影響され得る。特に、組成および／または屈折率も周期的に変動し得る。ガラス構造体および周期的に変動する屈折率を有する層は、素子に光を出力あるいは導入するのに特に適している。

特に有利には、ガラス質構造体を有する前記少なくとも１つの層は、基板と第１または第２の導電層との間に配置されてもよい。この配置は基板を通る気体分子の拡散を抑制もする。さらに、このような方法でＯＬＥＤ層構造体と基板との間の屈折率を整合させることが可能となる。

有機電気光学素子は、ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層からなる多層を含んでもよい。これは光学特性あるいは特には光の出力または導入、および曲げ耐性などの機械的特性の両方に対して有利であり得る。

光を出力かつ導入する特に好ましい容量は、特に、多層の個々の層が異なる屈折率を有する場合に達成され得る。
さらに、ＯＬＥＤは断熱コーティングとして機能することができ、かつガラス質構造体を有する層を用いたコーティング中にＯＬＥＤ上の熱負荷を低減させる少なくとも１つの予備封止層を含んでもよい。さらに、予備封止コーティングはガラス質構造体を有する層のために安定したベースを形成するように機能し得る。

ガラス質構造体を有する層または他の層を特に機械的損傷から保護するために、ＯＬＥＤは有利にはカバーを有してもよい。
また、ＯＬＥＤは有利には、少なくとも１つのガラス質構造体を有する層に好ましくは隣接する少なくとも１つの結合層を含んでもよい。このタイプの結合層によって、ガラス質構造体を有する層の結合の改善が得られる。この結果、比較的高い成長率および比較的により滑らかな層が堆積中に達成され得る。さらに、このタイプの結合層を用いて層の固有の応力を低減させることができる。

さらに、本発明の電気光学素子は有利には構造化層を含んでよい。一例として、第１および／または第２の導電層および／または少なくとも１つの有機電気光学材料を含む少なくとも１つの層が構造化されてよく、これら層の１つまたは複数に付加的機能を組み入れるためである。特に、第１および／または第２の導電層は櫛型に構造化されてよい。櫛型に構造化された層の指型電極は、例えば、ある高さに位置する導電層間で電圧が印加されるか、あるいはタップされるように、相互に係合し得る。

しかし、これらの層の他の構造体も安定している。一例として、導電層は特にディスプレイ用途として、基板上で異なる高さで交差し、かつ個々に切り替えられた画素構造体の画素の活性化を可能にするライン、例えば、相互接続を含み得る。この場合、導電層間に存在し、少なくとも１つの電気光学材料を含む層は、導電層のドライブされた２つの相互接続の交差点の近傍で局所的にエレクトロルミネセンスに励起される。反対に、例えば面像の記録などのセンサ用途としては、それに相当する光起電力配置を局所的信号走査に用いることができる。

さらに、本発明は上記製造方法を実行しかつ／または本発明の光電素子を製造する装置を提供する。ＯＬＥＤ層構造体を製造する手段に加え、このタイプの装置は少なくとも１つのガラス質構造体を有する層を堆積させるコーティング手段を有している。
本発明を好適な実施形態に基づきかつ添付図面を参照してより詳細に記載する。添付図面中の同一の参照番号は、同一または類似する部分を示す。

図１は本発明のＯＬＥＤの第１の実施形態の略断面図であり、全体を１で示している。このＯＬＥＤは基板３を含んでおり、ＯＬＥＤ層構造体５が一方の側９に付与されている。この層構造体５は第１の導電層１３、少なくとも１つの有機電気光学材料を含む層１５、および第２の導電層１７を含んでいる。ＯＬＥＤの層構造体５はガラス質構造体を有する層７で被覆され、かつＰＶＤおよび／またはＣＶＤコーティングにより付与されている。その低い透過率のために、層７は特に自然大気からの水または酸素などの小さな気体分子に対してＯＬＥＤ層構造体５の気密封止を形成する。このようにして、反応性気体と層構造体の材料との間の化学反応の結果として生じる本発明のＯＬＥＤの劣化が著しく低減され、このことはＯＬＥＤの有効寿命の延びとして現れる。無機ガラスはその低透過率のために層７に特に便宜的な材料であることが証明されている。特に、アルカリ金属含有ガラスは、特に低い透過率を有しており、ホウケイ酸ガラスもまた特に適している。

ガラス質構造体を有する層は、蒸着コーティングによって素子１上に堆積された蒸着コーティングガラスからなることが好ましい。
わかりやすくするために、有機電気光学材料を含む層１５を以下では有機発光素子と呼ぶ。しかし、この層は光起電力素子用の光吸収光起電力層として設計されてもよい。

Ｓｃｈｏｔｔ社によって製造され、かつ以下の重量百分率の組成を有する蒸着コーティングガラスタイプ８３２９が特に適していることが証明されている。

括弧内に示した値は蒸着コーティングによる堆積層内の対応成分の重量％である。

このホウケイ酸ガラスの電気抵抗は約１０^１０Ω／ｃｍ（１００℃）である。さらには、このガラスは純度のよい状態では約１．４６９の屈折率を有する。
誘電率εは約４．７（２５℃、１ＭＨｚ）、ｔａｎδは約４５×１０^−４（２５℃、１ＭＨｚ）である。蒸着コーティング方法およびこのシステムの構成要素の異なる揮発性によって、結果としてターゲット材料と蒸着コーティングによって付与された層との間にわずかに異なる化学量論が得られる。蒸着コーティングによって付与された層のずれが括弧内に示されている。

以下でガラス２と呼ぶ別の適切な蒸着コーティングガラスは、以下の重量百分率の組成を有している：
成分： ガラス２
ＳｉＯ_２ ７１％
Ｂ_２Ｏ_３ ２６％
Ｎａ_２Ｏ ０．５％
Ｌｉ_２Ｏ ０．５％
Ｋ_２Ｏ １．０％
Ａｌ_２Ｏ_３ １．０％
特に使用されるのが好ましいこれら２つのホウケイ酸ガラスは、以下の表に記載の特性を有している。

例えば、ＣＶＤおよび／またはＰＶＤのような真空蒸着により層７を付与すれば、結果として、層構造体５の表面およびＯＬＥＤ構造体の隣の領域にある基板自身の両方との層７の緊密な結合が形成される。その結果、ＯＬＥＤ層構造体の端部領域における透過性の通路も回避される。すなわち、これまで知られてきたＯＬＥＤでは、そのような通路は、例えば、接着結合によって封止される。層７は蒸着コーティング、特に、上記組成の１つを有するガラスターゲットの電子ビーム蒸着によって堆積されることが好ましい。

特に緻密で低欠陥の層を製造するには、ＡＰＳ（ａｄｖａｎｃｅｄ ｐｌａｓｍａ ｓｏｕｒｃｅ）を使用し、かつプラズマイオン支援蒸着、特にプラズマイオンにより支援された蒸着コーティングを実行することも有利であることが証明されている。

この実施形態においては、基板は透明である。有機発光層１５から放出された光はまず最初に第１の導電層１３を通過した後、透明基板の側１１上の環境との界面を通る。
この実施形態においては、第１の導電層１３は光を透過させるために、例えば、インジウムスズ酸化物などの透過性導電材料からなる。

第２の導電層は第１の導電層の仕事関数よりも低い仕事関数を有する材料からなり、インジウムスズ酸化物の場合の仕事関数は約４．９ｅＶである。カルシウムは第２の導電層として特に適した材料である。しかし、カルシウムは非常に反応しやすく、特に、大気中の酸素および空気中に湿気として存在する水と反応する。特にこの層を保護するためには、劣化を避けるためにＯＬＥＤ層構造体の気密封止が重要である。

ＯＬＥＤのこの実施形態は基板／第１の導電層／有機発光層／第２の導電層という層配列からなる。これはＯＬＥＤの標準的な構造体に相当する。しかし、同時にＯＬＥＤ層構造体５を効果的に封止するガラス質構造体を有する層を付与することによって、逆の層配列を有する構造体を得ることもできる。この変形例を図２に示す。したがって、図２に示した実施形態では、基板／第２の導電層／有機発光層／第１の導電層となる。この実施形態においては、基板３は不透明材料からなってもよい。次に有機発光層１５から放出された光は、第１の導電層１３を通過した後、ガラス質構造体を有する層７を通って外側１９に現れる。

図３は予備封止層２１を有する実施形態を概略的に示している。この予備封止層はとりわけガラス質構造体を有する層７の安定したベースを形成するために用いられる。この第２の導電層１７は非常に軟質の金属カルシウムからなることが好ましい。予備封止層２１は分子が層７からこの層に突き抜けるのを防ぐ。さらに、層２１はまた、その低い熱伝導率故にガラス質構造体を有する層７の付与中に高レベルの熱出力がＯＬＥＤ層構造体に伝導されるのを防ぐ断熱コーティングを形成する。

図４Ａ〜４Ｄは付加的なカバー２３を備えた有機電気光学素子１の実施形態を示している。カバー２３は特に機械的損傷を保護するために用いられる。素子１の層１３〜１７は比較的軟質であってもよいので、層７が機械的作用に反応しやすいように、層７はＯＬＥＤ層構造体５の領域内において、あまり安定していないベースに接合されている。カバー２３は有利にはＯＬＥＤに接着結合されてよい。図４Ａに示した実施形態においては、カバー２３は合成樹脂または可塑性の層２５を介して素子のさらなる構成要素に接合されている。この合成樹脂または可塑性の層２５は、例えば、突出しているＯＬＥＤ層構造体によって生じる表面の凹凸を補償するのに適している。

図４Ｂに示した実施形態においては、ガラス質構造体を有する層７は、カバーの座面の境界端部も被覆されるように堆積されている。このために、カバー２３は、ガラス質構造体を有する層７の前に被覆された基板に付与される。次に、ガラス質構造体を有する層７がカバー２３の端部が層７によって封止されるように、カバー上および座面の境界の曲線部を定めるその端部の上に堆積される。これによって、気体がカバーと基板との間を突き抜けるのが妨げられ、かつＯＬＥＤ層構造体５に達することができないようにされている。

図４Ｃに示した実施形態においては、ベースへのカバーの接着結合は省略されている。この場合、カバー２３を固定するためにガラス質構造体を有する層７自身が用いられる。カバーの端部を封止することに加えて、ガラス質構造体を有する層７の堆積は故にまた、結果としてはんだガラスに関して達成されるのと同様の方法でカバーの結合を提供するが、ＯＬＥＤ層構造体が何らかの特定の熱負荷に晒されることはない。一例を挙げると、層７は連続層として示されていないが、むしろカバーの端部上またはカバーの座面の境界の曲線部上に堆積されているだけである。当然、層７は図４Ｂに示したのと同様の方法で素子の被覆された側の全表面を被覆するように堆積されてもよい。

図４Ｄは、カバー２３を備え、かつ該カバーの座面の境界の曲線部がガラス質構造体を有する層７で被覆された素子１のさらなる実施形態を示している。この場合も図４Ｃに関して示した実施形態と同様に、封止に加えて、層７によりカバーの固定も達成されている。しかし、対照的に、層７は素子の上に横方向に蒸着コーティングされているので、素子１の端部は封止されている。

図４Ｅに関して示した実施形態においては、封止、すなわちＯＬＥＤ層構造体の気密的閉鎖およびカバー２３の固定は、カバーの反対側からの堆積によって達成されている。この場合も、図４Ｂ、４Ｃ、および４Ｄに示した実施形態に共通の特徴、すなわちカバー２３の座面の境界の曲線部はガラス質構造体を有する層７によって被覆されている。

図５は第１および第２の導電層ならびに有機発光層の付与の前にガラス質構造体を有する層が基板に付与された実施形態を示している。その結果、ガラス質構造体を有する層が基板とＯＬＥＤ層構造体との間に設けられている。このような方法で、基板を介したＯＬＥＤ層構造体への拡散が抑制される。さらに、ＯＬＥＤ層構造体５と基板３との間の層７のこの配置を用いて達成される基板３の側面からのＯＬＥＤの封止によって、気体分子が突き抜け得る材料を基板３として使用することが可能になる。一例として、このような方法では、可塑物のバリア作用が悪いために気体分子がＯＬＥＤ層構造体に入るであろう可塑性基板を使用することも可能となる。可塑性基板の使用は柔軟性のあるＯＬＥＤを製造するのに特に適している。

さらに、ＯＬＥＤはガラス質構造体を有する層７を可塑性基板と接合させる結合層１０を含んでよい。
結合層１０はガラス質構造体を有する層７に隣接しており、基板３と層７との間に設けられている。結合層１０はガラス質構造体を有する層７と基板３との間で固定的かつ永久的な接合を形成するので、特にＯＬＥＤが曲げられた場合に、柔軟性のある基板３からの層７の分離を妨げることができる。当然、上記実施形態および以下に記載の実施形態がこのタイプの結合層を含むことも可能である。

さらに、さらなる封止（図５には示さず）によってＯＬＥＤ層構造体５を気密封止することができ、この封止はＣＶＤおよび／またはＰＶＤコーティングによりガラス質構造体を有する層を付与することによってもたらされることが同様に好ましい。ＯＬＥＤ層構造体５と基板３との間に付与されたガラス質構造体を有する層は、有機層１５から放出された光の出力を改善するために、拡散バリアとしてのその機能に加えて、ＯＬＥＤ層構造体５と基板３との間の屈折率をマッチさせるように働いてもよい。

ＯＬＥＤが図５に示したように構成された柔軟性のある基板３を有している場合、劣化をさらに増大させるであろうクラックが、ＯＬＥＤが曲げられた時にこの層内で形成されないように、層７は構造体の中性の繊維にできるだけ沿って広がっていなければならない。図６は構造体の柔軟性を増大させるために多層２７が付与された一実施形態を示している。この場合、多層２７は基板３とＯＬＥＤ層構造体５との間の基板の側９に付与されている。この実施形態においては、多層２７はガラス質構造体７１、７１、．．．、７Ｎを有するＮ枚の層から構成されている。Ｎ枚の柔軟性のある層８１、８２、．．．、８Ｎがこれらの層７１、７１、．．．、７Ｎと交互に付与されている。一例として、柔軟性のある層８１、８２、．．．、８Ｎは高分子層からなってもよい。ＯＬＥＤが曲がると、個々の層間に剪断力が生じる。層８１〜８Ｎに柔軟性があるために、この剪断力はこれらの層が変形することにより吸収される。当然、完全にかつ同じにＯＬＥＤ層構造体５を柔軟に封止するために、同じ原理をＯＬＥＤ層構造体の反対側に適用することもできる。

いずれの場合も説明を簡単にするために、基板の反対側にあるＯＬＥＤ層構造体の封止は図５および６には示していない。
図６に示した実施形態と同様に、図７はガラス質構造体を有する層７１、７２．．．、７Ｎおよびさらなる層８１、８２．．．、８Ｎからなる多層２７を備えた本発明のＯＬＥＤを示している。しかし、図６に示した実施形態とは異なり、この場合、層は、ＯＬＥＤ層構造体５が付与された基板３の側９の反対側１１に付与されている。ガラス質構造体を有する層７による図１〜４に関して示した実施形態と同様のＯＬＥＤ層構造体５の封止がさらに示されている。

この場合、多層２７は、層７１〜７Ｎによって達成されるバリア作用に加えて、ＯＬＥＤと周囲環境との界面において有機層１５によって放出される光の出力を改善するために屈折率の整合にも用いられる。この目的のため、多層２７の個々の層７１〜７Ｎおよび８１〜８Ｎは、異なる屈折率を有する。特に、層２７はガラス質構造体を有する層７１〜７Ｎが同じ屈折率を有するように、かつ同様に層８１〜８Ｎが同じ屈折率を有するように構成される。このようにして、屈折率が層の交互配置を介して層ごとに入れ替わる。

しかし、屈折率の変動が作られ得るのは、異なる層を組み合わせることによってだけではない。むしろ、ガラス質構造体を有する層は、被覆された表面に対して垂直方向に沿って変動する組成および／またはこの方向に沿って変動する屈折率を有することも可能である。屈折率の変動は層の組成を変えることによっても達成されることが好ましい。しかし、この方向に沿って変化する層のモルフォロジによる、例えば、密度を変化させることによる変動も考えられる。層の組成を変えた結果得られる屈折率が変動した層は、蒸着コーティング工程の間に蒸着源の少なくとも１つの蒸着コーティング速度を変えながら、共蒸着により層を堆積させることによって製造され得る。したがって、例えば、源の１つからの出力を周期的に変えることによって蒸着コーティング速度を周期的に変化させれば、被覆された表面に対して垂直に周期的に変動する屈折率を有するガラス質構造体を有する相当する層を製造することが可能となる。

このような屈折率の曲線を一例として図８Ａおよび８Ｂに示す。これら図中の座標ｚは被覆された表面に対して垂直方向を示す。両曲線はｚ方向の屈折率の周期的変動を表している。図８Ｂに示した屈折率の曲線は、周期的変動に加えて、素子の出力および導入の効率にさらに有利となり得るｚ方向の振幅の低下を有している。

最後に、図９はＯＬＥＤまたは有機電気光学素子のさらなる実施形態を示しており、これは構造化された機能層を有している。この実施形態においては、導電層１３および１７は櫛型に構造化され、共に基板３上で同じ高さに位置している。層１３および１７はそれぞれ、少なくとも１つのウェブ３２に接続された指型電極３０を有している。光起電力素子の場合の電圧源または電圧タップはウェブ３２を介してもたらされる。少なくとも１つの有機電気光学材料を含む層１５が構造化層１３および１７に付与されているので、前記指型電極の間には層１５の材料も存在している。この例示的実施形態においては、封止を行うために、このように製造されたＯＬＥＤ層構造体は再び図１に関して説明したのと同様に、ガラス質構造体を有する層７で被覆される。

当然、上記に示した例示的実施形態を、様々な方法で、例えば、基板の複数の側に付与されているガラス質構造体を有する層によって組み合わせることもできる。例えば、とりわけ、例えば、図５または６に示した実施形態の場合のように、図７に関して示した実施形態をＯＬＥＤ層構造体５に面した基板側へのコーティングと組み合わせることができる。また、上記実施形態の他の任意の所望の組み合わせも実質的に可能である。例えば、上記素子のマトリクス配置を用いて、あるいは相互に交差する相互接続を有する、それに相当するように構造化された導電層を用いることにより、すべての実施形態を画素表示において使用することも可能である。

図１０は２つの試験片を透過する光の写真画像を示している。この試験片は２つのカルシウムストリップが付与されたガラス基板である。次に、この基板がカルシウムストリップを保持する側で封止される。比較するために、図１０の左に示した試験片の場合、封止のために蒸着コーティングガラスが付与されているが、図１０の右に示した試験片の場合、酸化シリコンが封止のために選択されている。

これらの画像は試験片を空気中に２０時間放置した後に撮影したものである。カルシウム層の劣化していない領域が画像中に濃色で表れている。２つの画像からは蒸着コーティングガラスで被覆されたカルシウムストリップの腐食は非常に小さいことがわかる。酸化シリコン層で被覆した試験片の劣化は、蒸着コーティングガラス被覆を有する試験片と比べて、全表面にわたって進行している。

図１１は各々蒸着コーティングガラスまたは酸化シリコンで被覆された複数の試験片に関するカルシウムストリップの光学密度を空気の作用の持続時間の関数として示している。測定が行われた試験片は図１０に示した試験片と同様のものである。この場合も、カルシウムストリップを基板に堆積させた後、ストリップを保持している側を蒸着コーティングガラスまたは酸化シリコン層を用いて蒸着コーティングによって封止した。

図１１に示したグラフは、封止材料として酸化シリコンを使用した場合、カルシウムストリップの劣化は、蒸着コーティングガラスを用いて封止した試験片に比して著しく速いことを示している。

図１２は異なる方法で封止したＯＬＥＤの効果の比較を表す棒グラフである。蒸着コーティングガラスで封止したＯＬＥＤが、封止していないＯＬＥＤおよび酸化シリコンで封止したＯＬＥＤと比較されている。この効果の測定は封止の直後に２つの異なるルミネセンスにおいて測定した。封止していないＯＬＥＤの劣化を防ぐために、ＯＬＥＤはシールド気体雰囲気中で試験した。

図１２に示した測定値から、酸化シリコンの堆積とは異なり、蒸着コーティングガラスで封止したＯＬＥＤの効果は、封止していないＯＬＥＤと比較して殆ど差を示していないことから、蒸着コーティングガラスの堆積は完成したＯＬＥＤの品質に実質的に影響を及ぼさないことがわかる。対照的に、酸化シリコンで封止したＯＬＥＤは著しく明るさが低下している。

以下の説明は図１３に言及したものであり、異なって封止された２つのＯＬＥＤ素子の明るさを人工気象室中の滞留時間の関数として表したグラフを示している。酸化シリコンで封止されたＯＬＥＤを蒸着コーティングガラスで封止したＯＬＥＤと比較した。写真要素を用いて明るさを測定し、その測定値を相対単位で示した。
一定の動作電流２ｍＡにてＯＬＥＤの明るさを測定した。

気温８５℃、相対的大気湿度８５％にて試験片を人工気象室中に放置した。人工気象室中に１０日間放置後、酸化シリコンで封止したＯＬＥＤは最初の明るさのわずかに約１／４となっていることがわかる。対照的に、蒸着コーティングガラスで封止したＯＬＥＤはわずかに増大した明るさを有している。

本発明のＯＬＥＤの第１の実施形態を示す断面図である。 逆の層構造体を有する本発明のＯＬＥＤのさらなる実施形態を示す断面図である。 予備封止層を有するＯＬＥＤを示す断面図である。 ＯＬＥＤ層構造体を保護するために付加的なカバーを有する実施形態を示す断面図である。 ＯＬＥＤ層構造体を保護するために付加的なカバーを有する実施形態を示す断面図である。 ＯＬＥＤ層構造体を保護するために付加的なカバーを有する実施形態を示す断面図である。 ＯＬＥＤ層構造体を保護するために付加的なカバーを有する実施形態を示す断面図である。 ＯＬＥＤ層構造体を保護するために付加的なカバーを有する実施形態を示す断面図である。 ＯＬＥＤ層構造体と基板との間に配置されたガラス質構造体を有する層を備えたＯＬＥＤの一実施形態を示す断面図である。 ＯＬＥＤ層構造体の多層封止を有する一実施形態を示す断面図である。 ＯＬＥＤ層構造体の多層封止および個々の層における異なる屈折率を有する一実施形態を示す断面図である。 ＯＬＥＤの２つのさらなる実施形態によるガラス質構造体を有する層の屈折率の曲線を示すグラフである。 ＯＬＥＤの２つのさらなる実施形態によるガラス質構造体を有する層の屈折率の曲線を示すグラフである。 櫛型に構造化された導電層を有するＯＬＥＤの一実施形態を示す平面図である。 それぞれＳｉＯ_２および蒸着コーティングガラスで被覆されたカルシウムストリップを有する２つの試験片の比較を示す画像である。 封止されたカルシウムストリップの光学密度を時間の関数として示すグラフである。 種々の封止されたＯＬＥＤの有効性の比較を示す棒グラフである。 種々の封止されたＯＬＥＤ素子の明るさを人工気象室中の滞留時間の関数として示すグラフである。

Claims (58)

1. 有機電気光学素子（１）を製造する方法であって、
   基板（３）を用意する工程と、
   第１の導電層（１３、１７）を付与する工程と、
   少なくとも１つの有機電気光学材料を含む少なくとも１つの層（１５）を付与する工程と、
   第２の導電層（１３、１７）を付与する工程と、
   ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）を堆積させる工程と
   からなる方法。
2. ガラス質構造体を有する層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）を堆積させる前記工程が、前記層を真空または低圧で堆積させる工程からなる請求項１に記載の方法。
3. ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層を堆積させる前記工程が、無機ガラスを堆積させる工程からなる請求項１または２に記載の方法。
4. ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層を堆積させる前記工程が、アルカリ金属含有ガラスを堆積させる工程からなる前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
5. ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層を堆積させる前記工程が、ホウケイ酸ガラスを堆積させる工程からなる前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
6. ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層を堆積させる前記工程が、蒸着コーティングガラスを堆積させる工程からなる前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
7. ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）を堆積させる前記工程が、物理的および／または化学的蒸着法を用いてガラス質構造体を有する少なくとも１つの層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）を堆積させる工程からなる前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
8. ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）を堆積させる前記工程が、ガラス質構造体を有する層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）を形成する蒸着コーティング工程からなる前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
9. ガラス質構造体を有する層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）を形成する前記蒸着コーティング工程が、電子ビーム蒸着工程からなる請求項８に記載の方法。
10. ガラス質構造体を有する層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）を形成する前記蒸着コーティング工程が、少なくとも２つの蒸着源から共蒸着する工程からなる請求項８または９に記載の方法。
11. 前記共蒸着工程が、前記少なくとも２つの蒸着源の少なくとも１つの蒸着速度を変動させる、特に周期的に変動させる工程からなる請求項１０に記載の方法。
12. 蒸着コーティングによる層の前記堆積が、プラズマイオン支援堆積工程からなる請求項８〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. ガラス質構造体を有する層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）を堆積させる前記工程が、プラズマ増強化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）により堆積させる工程、特に、プラズマインパルス化学蒸着（ＰＩＣＶＤ）により堆積させる工程、および／またはガラス質構造体を有する層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）上にスパッタリングする工程からなる前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
14. ガラス質構造体を有する層を堆積せさる前記工程が、有機材料を共蒸着させる工程からなる前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
15. 前記導電層（１３、１７）の一方が、他方の導電層（１３）に比べてより低い仕事関数を有する前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
16. 少なくとも１つの正孔注入層および／またはポテンシャル整合層および／または電子阻止層および／または正孔阻止層および／または電子伝導層および／または正孔伝導層および／または電子注入層を付与する工程を含む前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
17. 前記導電層（１３、１７）の少なくとも１つが、少なくとも１つの有機電気光学材料を含む層（１５）から放出された光に対して少なくとも部分的に透過性である前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
18. 前記層（１３、１７）がインジウムスズ酸化物および／またはフッ素ドープ酸化スズを含む請求項１７に記載の方法。
19. ガラス質構造体を有する前記少なくとも１つの層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）が、少なくとも１つの有機電気光学材料を含む前記層を付与した後に堆積される請求項１７または１８に記載の方法。
20. 前記第１および／または第２の導電層および／または少なくとも１つの有機電気光学材料を含む前記少なくとも１つの層が構造化された形態で付与される前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
21. 前記第１の導電層（１３）および／または前記第２の導電層（１５）が、櫛型に構造化されるように付与される請求項２０に記載の方法。
22. ガラス質構造体を有する前記層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）が、少なくとも二成分系の材料からなる前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
23. ガラス質構造体を有する前記少なくとも１つの層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）を堆積させる前記工程が、前記第１の導電層（１３）および前記第２の導電層（１７）ならびに少なくとも１つの有機電気光学材料を含む前記少なくとも１つの層（１５）を付与した後に行われる前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
24. ガラス質構造体を有する前記少なくとも１つの層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）を堆積させる前記工程が、前記導電層（１３、１７）を付与する前に行われる前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
25. ガラス質構造体を有する層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）を堆積させる前記工程が、少なくとも１つの有機電気光学材料を含む前記層（１５）が付与される側（１１）から、前記基板の反対側（９）上にガラス質構造体を有する層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）を堆積させる工程からなる前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
26. ガラス質構造体を有する層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）を堆積させる前記工程が、前記第１の導電層（１３）および前記第２の導電層（１７）ならびに少なくとも１つの有機電気光学材料を含む前記層（１５）を付与する前に行われる前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
27. ガラス質構造体を有する層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）を堆積させる前記工程が、多層（２７）を付与する工程からなる前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
28. 多層を付与する前記工程が、前記個々の層（７１、７２、．．．、７Ｎ、８１、８２、．．．、８Ｎ）の少なくとも２つにおいて異なる化学組成および／または異なる機械的特性を有する多層を付与する工程からなる請求項２７に記載の方法。
29. 前記多層（２７）の前記個々の層（７１、７２、．．．、７Ｎ、８１、８２、．．．、８Ｎ）が、異なる屈折率を有する請求項２８に記載の方法。
30. 予備封止層（２１）を付与する工程を含む前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
31. カバー（２３）を付与する工程を含む前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
32. ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層を堆積させる前記工程が、ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層で前記カバーの座面の境界端部を被覆する工程からなる請求項３１に記載の方法。
33. 少なくとも１つの結合層（１０）、特に、ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）が付与される結合層（１０）を付与する工程を含む前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
34. 特に前記請求項のいずれか１項に記載の方法を用いて製造可能な有機電気光学素子（１）であって、
    基板（３）と、
    第１の導電層（１３）と、
    少なくとも１つの有機電気光学材料を含む少なくとも１つの層（１５）と、
    第２の導電層（１７）と、
    ガラス質構造体を有する少なくとも１つの堆積された層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）と
    からなる有機電気光学素子。
35. ガラス質構造体を有する前記少なくとも１つの堆積された層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）が、無機ガラス層からなる請求項３４に記載の素子。
36. ガラス質構造体を有する前記少なくとも１つの堆積された層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）が、アルカリ金属含有ガラスからなる前記請求項のいずれか１項に記載の素子。
37. ガラス質構造体を有する前記少なくとも１つの堆積された層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）が、ホウケイ酸ガラスからなる前記請求項のいずれか１項に記載の素子。
38. ガラス質構造体を有する前記少なくとも１つの堆積された層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）が、蒸着コーティングガラスからなる前記請求項のいずれか１項に記載の素子。
39. ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層が、化学的および／または物理的蒸着により堆積される請求項３８に記載の素子。
40. ガラス質構造体を有する前記少なくとも１つの堆積された層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）が、蒸着コーティングによって付与される前記請求項のいずれか１項に記載の素子。
41. ガラス質構造体を有する前記少なくとも１つの堆積された層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）が、スパッタリングによって付与される前記請求項のいずれか１項に記載の素子。
42. 前記導電層（１３、１７）の少なくとも一方が、前記導電層（１７、１３）の他方に比べてより低い仕事関数を有する前記請求項のいずれか１項に記載の素子。
43. 前記導電層（１３、１７）の少なくとも１つが、少なくとも１つの有機電気光学材料を含む層（１５）から放出された光に対して少なくとも部分的に透過性である前記請求項のいずれか１項に記載の素子。
44. 前記少なくとも部分的に透明な導電層（１３）が、インジウムスズ酸化物および／またはフッ素ドープ酸化スズを含む前記請求項のいずれか１項に記載の素子。
45. ガラス質構造体を有する前記少なくとも１つの層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）が、前記基板（３）と第１の導電層（１３）または第２の導電層（１５）の間に配置された前記請求項のいずれか１項に記載の素子。
46. ガラス質構造体を有する前記少なくとも１つの層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）が、少なくとも１つの有機電気光学材料を含む前記層（１５）が設けられた側（９）から前記基板の反対側（１１）に設けられる前記請求項のいずれか１項に記載の素子。
47. ガラス質構造体を有する前記少なくとも１つの層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）が、前記被覆された表面に対して垂直方向に沿って変動する組成および／またはこの方向に沿って変動する屈折率を有する前記請求項のいずれか１項に記載の素子。
48. ガラス質構造体を有する前記少なくとも１つの層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）の組成および／または屈折率が、前記被覆された表面に対して垂直方向に周期的に変動する請求項４７に記載の素子。
49. ガラス質構造体を有する少なくとも１つの層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）からなる多層（２７）を含む前記請求項のいずれか１項に記載の素子。
50. 前記多層（２７）の個々の層（７１、７２、．．．、７Ｎ、８１、８２、．．．、８Ｎ）が異なる屈折率を有する請求項４９に記載の素子。
51. 少なくとも１つの前封止層（２１）を含む前記請求項のいずれか１項に記載の素子。
52. 少なくとも１つの正孔注入層および／または少なくとも１つのポテンシャル整合層および／または少なくとも１つの電子阻止層および／または少なくとも１つの正孔阻止層および／または少なくとも１つの電子伝導層および／または少なくとも１つの正孔伝導層および／または少なくとも１つの電子注入層を含む前記請求項のいずれか１項に記載の素子。
53. カバー（２３）を含む前記請求項のいずれか１項に記載の素子。
54. 前記カバー（２３）の座面の境界端部がガラス質構造体を有する少なくとも１つの層（７）で被覆される請求項５３に記載の素子。
55. 結合層（１０）、特に、ガラス質構造体を有する前記少なくとも１つの層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）に隣接する結合層（１０）を含む前記請求項のいずれか１項に記載の素子。
56. 前記第１および／または前記第２の導電層および／または少なくとも１つの有機電気光学材料を含む前記少なくとも１つの層が構造化される前記請求項のいずれか１項に記載の素子。
57. 前記第１の導電層（１３）および／または前記第２の導電層（１５）が櫛型に構造化される請求項５６に記載の素子。
58. 前記請求項のいずれか１項に記載された方法を実行しかつ／または前記請求項のいずれか１項に記載された有機電気光学素子（１）を製造する装置であって、該装置がガラス質構造体を有する少なくとも１つの層（７、７１、７２、．．．、７Ｎ）を堆積させる手段を含む装置。
    

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