JP2006004770A - 有機ｅｌ装置の製造方法及び有機ｅｌ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、有機ＥＬ素子にダメージを与えることなくリーク箇所を排除することができる有機ＥＬ装置の製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】ガラス基板１の表面上に陽極２、有機発光層３及び陰極４を順次積層して有機ＥＬ素子Ａを形成する。ここで、例えば導電性を有する異物５が陽極２上の有機発光層３及び陰極４の中に存在すると、作動時にこの異物５を介して陽極２と陰極４との間でリークが発生する虞がある。そこで、不活性なガス雰囲気中において陽極２と陰極４との間に電圧を印加して通電することによりリーク電流を流して異物５周辺に位置する陰極４を破裂させて陰極４と異物５との間の導通を切断する。その後、有機ＥＬ素子Ａの表面上を封止膜６により覆って封止し、これにより有機ＥＬ装置が製造される。
【選択図】図３

Description

この発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置の製造方法に係り、特に基板上に第１の電極層と有機発光層と第２の電極層とを順次積層して有機ＥＬ素子を形成した後にこの有機ＥＬ素子を封止して有機ＥＬ装置を製造する方法に関する。
また、この発明は、上述のような方法で製造される有機ＥＬ装置にも関している。

従来、有機ＥＬ装置は、高輝度で自己発光を行うため、薄型、軽量の携帯機器等のディスプレイや照明装置として広く実用化が進められている。この有機ＥＬ装置は、基板上に第１の電極層と有機発光層と第２の電極層とを順次積層して有機ＥＬ素子が形成された構造を有している。また、このような有機ＥＬ装置では、酸素や水分により有機ＥＬ素子がダメージを受けて画質の劣化や寿命の短縮化を招く虞があるため、有機ＥＬ素子の表面上をＳｉＮ膜等の封止膜により覆って封止することにより、外部からの酸素や水分の浸入を防止している。

ところが、このような有機ＥＬ装置において、有機ＥＬ素子の第１の電極層と第２の電極層との間にリーク箇所があると、作動時にリーク電流によりリーク箇所の第２の電極層が熱膨張して破裂することがある。その場合、第２の電極層の破裂に伴って有機ＥＬ素子表面上の封止膜に孔があき、外部の酸素や水分が有機ＥＬ素子へ浸入して有機ＥＬ素子を劣化させる虞がある。
そこで、例えば特許文献１に開示されている有機ＥＬ装置の製造方法では、有機ＥＬ素子の封止前に、酸素雰囲気中で有機ＥＬ素子の第１の電極層と第２の電極層との間に通電することによりリーク箇所を酸化させて絶縁体にする処理を行い、その後に有機ＥＬ素子を封止している。

特開平１１−３１２５８０号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、有機ＥＬ素子が酸素雰囲気中で通電されるため、有機ＥＬ素子の有機発光層や電極層が酸素によりダメージを受けて劣化するという問題を生じてしまう。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、有機ＥＬ素子にダメージを与えることなくリーク箇所を排除することができる有機ＥＬ装置の製造方法を提供することを目的とする。
また、この発明は、このような方法により製造される有機ＥＬ装置を提供することも目的としている。

この発明に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に第１の電極層と有機発光層と第２の電極層とを順次積層して有機ＥＬ素子を形成した後にこの有機ＥＬ素子を封止する有機ＥＬ装置の製造方法において、封止前に、酸素及び水分を含まない雰囲気中で有機ＥＬ素子の第１の電極層と第２の電極層との間に通電することによりリーク箇所の第２の電極層を破裂させる方法である。

基板上に第１の電極層、有機発光層及び第２の電極層を順次積層して有機ＥＬ素子を形成し、次に酸素及び水分を含まない雰囲気中において第１の電極層と第２の電極層との間に電圧を印加して通電することにより、これら第１の電極層と第２の電極層との間のリーク箇所に予めリーク電流を流してリーク箇所の陰極を破裂させ、これにより第１の電極層と第２の電極層とを互いに絶縁する。その後、有機ＥＬ素子を封止する。

通電工程は、不活性なガス雰囲気中あるいは真空中で行うことが好ましい。
また、有機ＥＬ素子は、膜封止される、或いは缶封止されることができる。
また、通電工程は、第１の電極層と第２の電極層との間に逆バイアス電圧を印加して行われることが好ましい。

この発明に係る有機ＥＬ装置は、基板上に第１の電極層と有機発光層と第２の電極層とが順次積層されて有機ＥＬ素子が形成されると共にこの有機ＥＬ素子の表面上が封止材により覆われて封止されている有機ＥＬ装置において、有機ＥＬ素子の第２の電極層に貫通孔が形成され且つこの貫通孔の内面に封止材が接するように存在しているものである。
なお、有機ＥＬ素子の第２の電極層の貫通孔の内側に異物が存在する場合には、この異物と貫通孔の内面との間に封止材が存在する。この異物は導電性を有するものでもよい。
また、上記のような異物が存在しない場合には、有機ＥＬ素子の第２の電極層の貫通孔の中に封止材が充填される。

この発明によれば、封止前に、酸素及び水分を含まない雰囲気中で有機ＥＬ素子の第１の電極層と第２の電極層との間に通電することによりリーク箇所の第２の電極層を破裂させるようにしたので、有機ＥＬ素子の発光層や電極層にダメージを与えることなくリーク箇所を排除することができる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１〜３を参照して、この発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置の製造方法を説明する。図１に示されるように、透明なガラス基板１の表面上に第１の電極層である陽極２を形成し、次に陽極２の表面上に有機発光層３を形成し、さらに有機発光層３の表面上に第２の電極層である陰極４を形成する。このようにしてガラス基板１上に有機ＥＬ素子Ａを形成する。
ここで、図１に示すような金属粉等の導電性を有する異物５が陽極２上の有機発光層３及び陰極４の中に存在すると、作動時にこの異物５を介して陽極２と陰極４との間でリークが発生する虞がある。

そこで、図２に示されるように、窒素等の不活性なガス雰囲気中において有機ＥＬ素子Ａの陽極２と陰極４との間に電圧を印加して通電する。これにより、異物５を介して陽極２と陰極４との間にリーク電流が流れて、異物５周辺に位置する陰極４が熱膨張して破裂することにより陰極４の貫通孔４ａの内面と異物５とが互いに離間した状態となり、陰極４と異物５との間の導通が切断される。従って、陽極２と陰極４との間のリーク経路が遮断される。
なお、通電工程は、リーク箇所にだけ効率よく電流を流すために、陽極２と陰極４との間に逆バイアスの電圧を印加、すなわち、陽極２に対して陰極４の電位が高くなるように電圧を印加して行うことが好ましい。また、その電圧値を例えば５Ｖ程度とすることが好ましい。

このように陽極２と陰極４との間のリーク経路を遮断した後に、図３に示されるように、有機ＥＬ素子Ａの表面上を封止膜６により覆って封止する。このとき、封止膜６を構成している封止材が陰極４の貫通穴４ａの内面と異物５との間に入り込み、この封止材が陰極４の貫通孔４ａの内面に接するように存在する。
このようにして、有機ＥＬ装置が製造される。

以上のように、酸素や水分を含まない不活性なガス雰囲気中で陽極２と陰極４との間のリークする虞がある箇所に予めリーク電流を流してその箇所の陰極４を破裂させることにより陽極２と陰極４との間のリーク経路を遮断する。そのため、有機ＥＬ素子Ａにダメージを与えることなく容易にリーク箇所を排除することができる。
また、陽極２と陰極４のリーク箇所を予め排除した後に有機ＥＬ素子Ａを封止するため、この有機ＥＬ装置の作動時におけるリークの発生が防止され、その結果、リーク電流による陰極４の破裂に起因する封止膜６の破れ等の不具合を未然に防止することができる。従って、有機ＥＬ素子Ａが外部の酸素や水分に接触して劣化することもなく、これにより有機ＥＬ装置の寿命を向上させることができる。

なお、この有機ＥＬ装置では、例えば陽極２と陰極４との間に４〜５Ｖ程度の順バイアスの電圧を印加することにより作動されると共に、ガラス基板１の有機ＥＬ素子とは反対側の主面を光の出射面とし、作動時には有機発光層３で発した光が直接陽極２へ、あるいは陰極４で反射した後に陽極２へ入射し、さらにガラス基板１を透過して出射されるように構成されている。

また、この有機ＥＬ装置において、ガラス基板１は可視光に対して透明または半透明の材料から形成されればよく、ガラスの他、このような条件を満たす樹脂を用いることもできる。
有機ＥＬ素子Ａの陽極２は、電極としての機能を有し且つ少なくとも可視光に対して透明または半透明であればよく、例えばＩＴＯがその材料として採用される。有機発光層３の材料としては、少なくともＡｌｑ_３やＤＣＭなどの公知の有機発光材料が含有される。また、電極間には、電子輸送層やホール輸送層等の公知の有機ＥＬ装置に採用される一または複数の層も適宜形成でき、各層は公知の材料から適宜形成される。陰極４は、電極としての機能を有し且つ少なくとも可視光に対して反射性を有すればよく、例えばＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ合金、Ａｌ／Ｍｏ積層体等を採用することができる。各層は、真空蒸着法などの公知の薄膜形成法によって形成すればよい。
さらに、封止膜６としては、酸化膜や窒化膜等を用いることができ、湿式法または乾式法により形成することができる。また、この封止膜６を複数の膜から構成してもよい。

なお、上述の実施の形態１において、図１に示される異物５が導電性を持たない場合でも、この異物５近傍で陽極２と陰極４とのリークが発生する虞があるときには、上述の実施の形態１と同様の方法で有機ＥＬ装置を製造することにより、有機ＥＬ素子Ａにダメージを与えることなくリーク箇所を排除することができると共に、リーク電流による陰極４の破裂に起因する封止膜６の破れ等の不具合を未然に防止することができ、これにより上述の実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態２．
次に、図４〜６を参照して、この発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ装置の製造方法を説明する。この実施の形態２は、上述の実施の形態１の方法とほぼ同様であるが、図１に示したような異物５が有機ＥＬ素子Ａ内に存在しないにもかかわらずリーク発生の虞がある場合の有機ＥＬ装置の製造方法である。

すなわち、図４に示されるように、有機発光層３に貫通孔３ａが形成され、陰極４がこの貫通孔３ａに入り込んで陰極４と陽極３との間でリークが発生する虞がある場合、図５に示されるように、不活性なガス雰囲気中で陽極２と陰極４との間に通電してリーク箇所に予めリーク電流を流すことにより、リーク箇所周辺の陰極４を破裂させてリーク経路を遮断する。
その後、図６に示されるように、有機ＥＬ素子Ａの表面上を封止膜６により覆って封止する。このとき、封止膜６を構成している封止材が有機発光層３及び陰極４の貫通穴３ａ及び４ａの中に充填される。このようにして、有機ＥＬ装置が製造される。

したがって、有機ＥＬ素子Ａにダメージを与えることなくリーク箇所を排除することができると共に、リーク電流による陰極４の破裂に起因する封止膜６の破れ等の不具合を未然に防止することができ、これにより上述の実施の形態１と同様の効果が得られる。
なお、この実施の形態２でも、通電工程は陽極２と陰極４との間に逆バイアスの電圧を印加して行うことが好ましく、また電圧値を例えば５Ｖ程度とすることが好ましい。

なお、上述の実施の形態１及び２では、陽極２と陰極４との間の通電は不活性なガス雰囲気中で行っていたが、その代わりに、真空中で行うこともできる。また、酸素及び水分を含まない雰囲気中であれば、その他の雰囲気中で行ってもよい。

実施の形態３．
この実施の形態３に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、上述の実施の形態１の方法において、図３に示されるように封止膜６で有機ＥＬ素子Ａを覆って膜封止する代わりに、図７に示されるように、有機ＥＬ素子Ａをガラスキャップ等の封止部材７で覆うことにより缶封止する方法である。ただし、封止部材７内には酸素及び水分を含まないガスが封入される。このようにしても、上述の実施の形態１と同様に、有機ＥＬ素子Ａにダメージを与えることなくリーク箇所を排除することができる。なお、図示しないが、図４〜６に示した上述の実施の形態２の方法においても、膜封止の代わりに缶封止することもできる。

なお、上記の実施の形態１〜３では、透明性の陽極２、有機発光層３及び反射性の陰極４がガラス基板１上に順次積層され、有機発光層３で発した光が陽極２及びガラス基板１を透過して出射されるボトムエミッション型の有機ＥＬ装置について説明したが、これに限るものではなく、この発明は、基板上に反射性電極、有機発光層及び透明性電極を順次積層して有機発光層で発した光が基板とは反対側の透明性電極を透過して出射されるトップエミッション型の有機ＥＬ装置にも適用される。
この場合、透明性電極の上に封止膜または封止部材が位置するが、この封止膜または封止部材は可視光に対して透明または半透明の材料から形成する必要がある。また、反射性電極及び透明性電極がそれぞれこの発明の第１の電極層及び第２の電極層となり、基板は可視光に対して透明でも不透明でも構わない。

この発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置の製造方法における有機ＥＬ素子の作成工程を示す図である。 実施の形態１における有機ＥＬ素子への通電工程を示す図である。 実施の形態１における有機ＥＬ素子の封止工程を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ装置の製造方法における有機ＥＬ素子の作成工程を示す図である。 実施の形態２における有機ＥＬ素子への通電工程を示す図である。 実施の形態２における有機ＥＬ素子の封止工程を示す図である。 実施の形態３における有機ＥＬ素子の封止工程を示す図である。

符号の説明

１ ガラス基板、２ 陽極、３ 有機発光層、３ａ，４ａ 貫通孔、４ 陰極、５ 異物、６ 封止膜、７ 封止部材、Ａ 有機ＥＬ素子。

Claims (10)

1. 基板上に第１の電極層と有機発光層と第２の電極層とを順次積層して有機ＥＬ素子を形成した後にこの有機ＥＬ素子を封止する有機ＥＬ装置の製造方法において、
   前記封止前に、酸素及び水分を含まない雰囲気中で有機ＥＬ素子の第１の電極層と第２の電極層との間に通電することによりリーク箇所の第２の電極層を破裂させる
   ことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
2. 前記通電工程は、不活性なガス雰囲気中で行われる請求項１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
3. 前記通電工程は、真空中で行われる請求項１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
4. 前記有機ＥＬ素子は、膜封止される請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
5. 前記有機ＥＬ素子は、缶封止される請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
6. 前記通電工程は、第１の電極層と第２の電極層との間に逆バイアス電圧を印加して行われる請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
7. 基板上に第１の電極層と有機発光層と第２の電極層とが順次積層されて有機ＥＬ素子が形成されると共にこの有機ＥＬ素子の表面上が封止材により覆われて封止されている有機ＥＬ装置において、
   有機ＥＬ素子の第２の電極層に貫通孔が形成され且つこの貫通孔の内面に封止材が接するように存在している
   ことを特徴とする有機ＥＬ装置。
8. 前記有機ＥＬ素子の第２の電極層の貫通孔の内側に異物が存在し、この異物と貫通孔の内面との間に封止材が存在している請求項７に記載の有機ＥＬ装置。
9. 前記異物は、導電性を有する請求項８に記載の有機ＥＬ装置。
10. 前記有機ＥＬ素子の第２の電極層の貫通孔の中に封止材が充填されている請求項７に記載の有機ＥＬ装置。

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