JP2008192426A

JP2008192426A - 発光装置

Info

Publication number: JP2008192426A
Application number: JP2007024532A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yaegashi; 裕之八重樫
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-08-21
Also published as: US20080211393A1

Abstract

【課題】封止部材と基板との接着部分からの水分や酸素の侵入を効果的に防ぐことができる発光装置を提供する。
【解決手段】基板１２と、該基板上の厚さ方向に積層された一対の電極１４，２４間に有機エレクトロルミネッセンス層１８を有する発光素子２０と、前記基板上に形成され、前記発光素子の一対の電極とそれぞれ接続する引出配線１６，２６と、前記発光素子を封止する封止部材３４と、を備え、前記基板上の少なくとも前記発光素子の周囲に無機酸化物を含む絶縁層３０が形成されており、前記封止部材が、前記発光素子の周囲に形成されている前記無機酸化物を含む絶縁層との間に設けられた接着剤３２を介して接着していることを特徴とする発光装置１０。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置、具体的には、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を用いた発光装置に関する。

近年、有機ＥＬ素子を用いた薄型の発光装置が開発されている。図９は、有機ＥＬ素子１の構成を概略的に示している。ガラス等の基板２上に、陽極３、有機ＥＬ層８（正孔輸送層４、発光層５、及び電子輸送層６）、陰極７等が形成されている。引出配線（端子）９を介して外部の配線と接続し、両極３，７に電界を印加することにより、電極３，７間に挟まれた領域の発光層５が励起状態となって発光する。

有機ＥＬ層８は水分や酸素に弱いため、封止される。例えば、図１０に示すようにガラス、金属、樹脂フィルム等の封止部材７０を接着剤７２を介して基板２に接着させる方法がある。封止部材７０の内側の空間には不活性ガスを充填したり、乾燥剤を設けるなどして有機ＥＬ素子の劣化を抑制することができる。

基板２に関しては、ガラス基板のほか、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂フィルムを用いる場合がある。樹脂製の基板であれば大きく曲げてもガラス基板のように割れず、耐衝撃性が高い表示装置とすることができる。特に樹脂フィルムからなる樹脂基板であれば、光透過性が高く、軽量であるといった利点もある。

しかし、樹脂フィルムは一般的に水分や酸素を透過し易く、有機ＥＬ層の劣化が促進され易い。そこで、樹脂フィルムの表面にＳｉＮやＡｌＮｘＯｙ等の無機絶縁膜を設けて水分や酸素の侵入を防ぐ方法が提案されている（特許文献１参照）。
また、封止部材７０に関しては、水分や酸素の侵入を防止するため、金属板等のガス透過性の無い基材に樹脂からなる絶縁層を積層した封止部材が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００３−８６３５６号公報特開２００２−９３５７３号公報

ところが、上記のように水分や酸素の侵入を効果的に防ぐ構造とした基板や封止部材を用いても、封止部材と基板との接着部分から水分や酸素が侵入し易いという問題がある。

そこで、本発明は、封止部材と基板との接着部分からの水分や酸素の侵入を効果的に防ぐことができる発光装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では以下の発光装置が提供される。
＜１＞基板と、該基板上の厚さ方向に積層された一対の電極間に有機エレクトロルミネッセンス層を有する発光素子と、前記基板上に形成され、前記発光素子の一対の電極とそれぞれ接続する引出配線と、前記発光素子を封止する封止部材と、を備え、前記基板上の少なくとも前記発光素子の周囲に無機酸化物を含む絶縁層が形成されており、前記封止部材が、前記発光素子の周囲を囲むように前記基板上および引出配線上に形成されている前記無機酸化物を含む絶縁層との間に設けられた接着剤を介して接着していることを特徴とする発光装置。

＜２＞前記封止部材の少なくとも前記接着剤と接する部分に無機酸化物を含む絶縁層が形成されていることを特徴とする＜１＞に記載の発光装置。

＜３＞前記封止部材が、プラスチック製の基材にバリア層を設けたものであることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の発光装置。
＜４＞＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の発光装置であって、データラインと走査ラインの電気的交点に発光素子を配置したことを特徴とする単純マトリクス型発光装置。

本発明によれば、封止部材と基板との接着部分からの水分や酸素の侵入を効果的に防ぐことができる発光装置が提供される。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係る発光装置について説明する。
本発明者は、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を用いた発光装置における発光素子の劣化原因等について研究を行った。

一般的に、封止部材を基板に接着する際には、基板又は封止部材の接着面に紫外線（ＵＶ）硬化性樹脂を塗布し、基板と封止部材とを貼り合せてＵＶを照射することにより接着するが、本発明者は、特に基板と接着剤との接着界面の接着力不足により大気中の水分や酸素が封止部材の内側に侵入して素子の劣化が促進されることを見出した。特に、図１０に示されるように封止部材７０を有機ＥＬ素子との間に空間を設けて接着する場合には、不活性ガスを充填したり、乾燥剤を設けるなどして素子の劣化を効果的に防止することができる反面、封止部材７０と基板２との接着面が小さいために、接着力が不足して水分や酸素が侵入し易い。

このような接着力不足は接着剤を塗布する際の接着面の濡れ性に関わるものと推定され、接着面が親水性であれば高い接着力が得られることがわかった。
基板として無アルカリガラスを使用する場合、表面処理により親水性とすることが可能である。一方、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のフィルム素材の基板では、基板表面は疎水性となるが、例えば、基板表面にバリア層と称して無機絶縁膜を形成することで濡れ性を改善することができる。

しかし、図１０に示されるように基板２上の接着部分には引出配線９が形成されている箇所があり、封止部材７０は、基板２上の引出配線９とも接着剤７２を介して接着される。例えば配線抵抗の面から金属膜で引出配線９を形成した場合、使用環境によっては大気中の水分等の影響で引出配線９が腐食し、さらに進行すると接着剤７２との界面が剥離して外気から水分等の侵入の原因となり、有機ＥＬ素子の劣化が促進され易い。

そこで、本発明者は、発光素子、引出配線等を形成した後、封止部材との接着部分となる基板上の発光素子の周囲に無機酸化物を含む絶縁層を形成し、この無機酸化物を含む絶縁層と封止部材との間に接着剤を設けて接着することで接着力が高められ、接着部分からの大気中の水分や酸素の侵入を防ぐことができることを見出し、本発明の完成に至った。

［第１の態様］
図１は本発明に係る発光装置の一例を示す概略平面図である。また、図２は図１に示す発光装置のＡ−Ａ´線概略断面図であり、図３はＢ−Ｂ´線概略断面図である。なお、図１に示されるように陽極１４及び陰極２４はそれぞれストライプ状に形成されているが、図２及び図３では各電極１４，２４は一体ものとして簡略的に示し、隔壁等は省略されている。

この発光装置１０は、データラインと走査ラインの電気的交点に発光素子２０を配置した単純マトリクス型であり、図１に示されるように、基板１２上には陽極１４と陰極２４とからなる一対の電極１４，２４がマトリクス状に配置され（各電極の一部は省略）、各電極１４，２４とそれぞれ接続する引出配線１６，２６が形成されている。ここで、電極１４，２４はそれぞれデータライン、走査ライン、或いは走査ライン、データラインとして機能する。また、図２及び図３に示されるように、陽極１４と陰極２４は基板１２の厚さ方向に積層されており、これらの一対の電極１４，２４間に有機エレクトロルミネッセンス層（有機ＥＬ層）１８が形成されている。このような一対の電極１４，２４と、電極１４，２４の交差する部分に形成されている有機ＥＬ層１８とが有機ＥＬ素子、すなわち発光素子２０を構成して発光する。

また、基板１２上の発光素子２０の周囲において封止部材３４を接着させる領域２８には無機酸化物を含む絶縁層３０が形成されており、この層３０は、引出配線１６，２６上にも形成されている。そして、発光素子２０を封止するための板状の封止部材３４が、基板１２上の無機酸化物を含む絶縁層３０との間に設けられた接着剤３２を介して接着している。このような構成により、基板１２上の発光素子２０の周囲に形成された無機酸化物を含む絶縁層３０と接着剤との接着力が高まり、封止部材３４と基板１２との接着部分における酸素や水分の侵入が大幅に抑制される。

以下、本発明に係る発光装置の構成等について、その製造方法とともにより具体的に説明する。
＜基板＞
基板１２は、有機ＥＬ素子等を支持することができる強度、光透過性等を有するものであれば特に限定されず、公知のものを使用することができる。例えば、基板１２側から光を透過させる、いわゆるボトムエミッション型の発光装置とする場合は、発光層から発せられる光をできるだけ散乱又は減衰させない基板であることが好ましい。そのような基板の具体例としては、ジルコニア安定化イットリウム（ＹＳＺ）、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料が挙げられる。

例えば、基板１２としてガラスを用いる場合、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。
また、有機材料からなる基板を用いる場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。また、特にプラスチック製の基板を用いる場合には、水分や酸素の透過を抑制するため、基板の片面又は両面に透湿防止層又はガスバリア層を設けることが好ましい。透湿防止層又はガスバリア層の材料としては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物を好適に用いることができる。透湿防止層又はガスバリア層は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
熱可塑性基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。

基板１２の形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光装置の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、基板１２の形状としては、取り扱い性、発光素子２０の形成容易性等の観点から、板状であることが好ましい。基板１２の構造は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。また、基板１２は、単一部材で構成されていてもよいし、２つ以上の部材で構成されていてもよい。

基板１２は、無色透明であっても有色透明であってもよいが、発光素子２０から発せられる光の散乱、減衰等を防止することができる点で無色透明であることが好ましい。

＜有機ＥＬ素子＞
基板１２上には発光素子として有機ＥＬ素子２０が形成されている。本発明に係る発光素子２０は、基板１２の厚さ方向に積層された陽極１４と陰極２４とからなる一対の電極１４，２４間に有機ＥＬ層１８を有していれば層構成は特に限定されない。例えば以下のような層構成を採用することができるが、これらに限定されず、目的等に応じて適宜決めればよい。

・陽極／発光層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極

＜陽極及び引出配線＞
図１及び図２に示されるように、基板１２上には陽極１４がストライプ状に形成されており、一端部には引出配線１６が接続している。
陽極１４は、有機ＥＬ層１８に正孔を供給する電極としての機能を有するものであれば、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光装置の用途、目的等に応じて公知の電極材料から適宜選択することができる。ただし、発光素子の性質上、陽極１４及び陰極２４のうち少なくとも一方の電極は透明であることが好ましく、通常は、透明な陽極１４が形成される。

陽極１４を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適に挙げられる。具体例として、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはＩＴＯが好ましい。

陽極１４を形成する方法としては、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式が挙げられる。陽極１４を構成する材料との適性等を考慮して適宜選択した方法に従って基板１２上に陽極１４を形成することができる。例えば、陽極材料としてＩＴＯを選択する場合には、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って陽極１４を形成することができる。
陽極１４を形成する位置は特に制限はなく、発光装置の用途、目的等に応じて適宜選択することができ、基板１２の一方の表面上の全体に形成されていてもよいし、一部に形成されていてもよい。

陽極１４を形成する際のパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよい。また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等を行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。

陽極用の引出配線１６も陽極１４と同様の材料を用いて同様の方法により形成することができるが、陽極１４を形成する際、陽極１４に接続する引出配線を同時に形成してもよい。陽極１４と陽極用の引出配線１６を同時にパターニングすれば、工数を減らすことができるとともに、各陽極１４に確実に接続した引出配線１６を形成することができる。このとき、さらに陰極用の引出配線２６を同時に形成することもできる。

陽極１４及び引出配線１６の厚みは、陽極１４を構成する材料等に応じて適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常、１０ｎｍ〜５０μｍ程度であり、５０ｎｍ〜２０μｍが好ましい。
また、陽極１４及び引出配線１６の抵抗値は、有機ＥＬ層１８に確実に正孔を供給するために、１０^３Ω／□以下が好ましく、１０^２Ω／□以下がより好ましい。

透明な陽極１４とする場合、無色透明であっても有色透明であってもよいが、透明陽極側から発光を取り出すためには、その光透過率は６０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましい。透明陽極については、沢田豊監修「透明電極膜の新展開」シーエムシー刊（１９９９）に詳述があり、ここに記載されている事項を本発明でも適用することができる。例えば、耐熱性の低いプラスチック基板を用いる場合は、ＩＴＯ又はＩＺＯを使用し、１５０℃以下の低温で成膜した透明陽極が好ましい。

＜有機ＥＬ層＞
発光素子２０は、陽極１４と陰極２４との間に少なくとも発光層を含む有機ＥＬ層１８を有している。有機ＥＬ層１８を構成する発光層以外の層としては、前述したように、正孔輸送層、電子輸送層、電荷ブロック層、正孔注入層、電子注入層等の各層が挙げられる。好ましい層構成として、陽極側から、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層されている態様が挙げられ、さらに、例えば正孔輸送層と発光層との間、又は、発光層と電子輸送層との間に、電荷ブロック層等を有していてもよい。陽極と正孔輸送層との間に正孔注入層を有してもよく、陰極と電子輸送層との間には電子注入層を有してもよい。また、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。
これらの有機ＥＬ層１８を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法等いずれによっても好適に形成することができる。

−発光層−
発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、又は正孔輸送層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、又は電子輸送層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
発光層は、発光材料のみで構成されていても良く、ホスト材料と発光材料の混合層とした構成でも良い。さらに、発光層中に電荷輸送性を有さず、発光しない材料を含んでいても良い。また、発光層は１層であっても２層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。

発光材料は蛍光発光材料でも燐光発光材料であっても良く、ドーパントは１種であっても２種以上であっても良い。
蛍光発光材料の例としては、例えば、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、縮合芳香族化合物、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサジン誘導体、アルダジン誘導体、ピラリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、スチリルアミン誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、芳香族ジメチリディン化合物、８−キノリノール誘導体の金属錯体やピロメテン誘導体の金属錯体に代表される各種金属錯体等、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン誘導体などの化合物等が挙げられる。

燐光発光材料は、例えば、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む錯体が挙げられる。
遷移金属原子としては特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金である。
ランタノイド原子としては、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。

錯体の配位子としては、例えば、G.Wilkinson等著，Comprehensive Coordination Chemistry, Pergamon Press社１９８７年発行、H.Yersin著，「Photochemistry and Photophysicsof Coordination Compounds」 Springer-Verlag社１９８７年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社１９８２年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、フェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）、カルボン酸配位子（例えば、酢酸配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、２つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。

燐光発光材料は、発光層中に０．１〜４０質量％含有されることが好ましく、０．５〜２０質量％含有されることがより好ましい。

また、発光層に含有されるホスト材料は電荷輸送材料であることが好ましい。ホスト材料は１種であっても２種以上であっても良く、例えば、電子輸送性のホスト材料とホール輸送性のホスト材料を混合した構成が挙げられる。
ホスト材料の具体例としては、例えば、カルバゾール骨格を有するもの、ジアリールアミン骨格を有するもの、ピリジン骨格を有するもの、ピラジン骨格を有するもの、トリアジン骨格を有するもの及びアリールシラン骨格を有するものや、後述の正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層の項で例示されている材料が挙げられる。

発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。

−正孔注入層、正孔輸送層−
正孔注入層及び正孔輸送層は、陽極１４又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。正孔注入層及び正孔輸送層は、具体的には、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、有機シラン誘導体、カーボン、フェニルアゾールやフェニルアジンを配位子に有するＩｒ錯体に代表される各種金属錯体等を含有する層であることが好ましい。

正孔注入層及び正孔輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
正孔輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜２００ｎｍであるのが更に好ましい。また、正孔注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔注入層及び正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。

−電子注入層、電子輸送層−
電子注入層及び電子輸送層は、陰極２４又は陰極側から電子を受け取り、陽極側に輸送する機能を有する層である。電子注入層及び電子輸送層は、具体的には、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。

電子注入層及び電子輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
電子輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．２ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、０．５ｎｍ〜５０ｎｍであるのが更に好ましい。
電子注入層及び電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。

−正孔ブロック層−
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。発光層と陰極側で隣接する正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層を構成する有機化合物の例としては、ＢＡｌｑ等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、ＢＣＰ等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
正孔ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。

＜陰極及び引出配線＞
有機ＥＬ層１８上には、陽極１４と直交するように陰極２４がストライプ状に形成されている。
陰極２４は、通常、有機ＥＬ層１８に電子を注入する電極としての機能を有し、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光装置の用途、目的等に応じて公知の電極材料の中から適宜選択することができる。陰極２４を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられる。具体例としてアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等）、アルカリ土類金属（たとえばＭｇ、Ｃａ等）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属、などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点から、２種以上を好適に併用することができる。

これらの中でも、陰極２４を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点でアルミニウムを主体とする材料が好ましい。アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと０．０１〜１０質量％のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物（例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など）をいう。
なお、陰極２４の材料については、例えば、特開平２−１５５９５号公報及び特開平５−１２１１７２号公報に詳述されており、これらの公報に記載の材料は本発明においても適用することができる。

陰極２４の形成方法については特に制限はなく、公知の方法に従って形成することができる。例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、陰極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極の材料として金属等を選択する場合には、その１種又は２種以上を同時又は順次にスパッタ法等に従って陰極を形成することができる。

陰極２４を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等によって行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。

陰極用の引出配線２６も陰極２４と同様の材料を用いて同様の方法により形成することができるが、陰極２４を形成する際に同時に形成することもできる。陰極２４と陰極用の引出配線２６を同時にパターニングすれば、工数を減らすことができるとともに、各陰極２４に確実に接続した引出配線２６を形成することができる。

陰極２４の形成位置は特に制限はなく、有機ＥＬ層１８上の全体に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。

また、陰極２４と有機ＥＬ層１８との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を０．１〜５ｎｍの厚みで形成してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と解することもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。

陰極２４の厚みは、陰極２４を構成する材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、通常１０ｎｍ〜５μｍ程度であり、５０ｎｍ〜１μｍが好ましい。
また、陰極２４は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。なお、透明な陰極２４とする場合は、陰極２４の材料を１〜１０ｎｍの厚さに薄く成膜し、特にＩＴＯやＩＺＯ等の透明な導電性材料を積層することにより形成することができる。

＜保護層＞
発光素子２０は、保護層によって保護されていてもよい。保護層を構成する材料としては、水分や酸素等、素子劣化を促進する要素が素子内部に侵入することを抑制する機能を有しているものを使用することができる。具体例として、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂等の金属酸化物、ＳｉＮ_ｘ、ＳｉＮｘＯｙ等の金属窒化物、ＭｇＦ₂、ＬｉＦ、ＡｌＦ₃、ＣａＦ₂等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質等が挙げられる。

保護層の形成方法は特に限定されず、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、転写法を適用できる。

＜無機酸化物を含む絶縁層＞
基板１２上に発光素子２０、引出配線１６，２６等を形成した後、発光素子２０の周囲に無機酸化物を含む絶縁層３０を形成する。図４（Ａ）〜（Ｃ）は、発光素子２０の周囲に形成した無機酸化物を含む絶縁層３０の例を概略的に示している。基板１２上に１つの発光素子２０が形成されている場合には、無機酸化物を含む絶縁層３０は、その発光素子２０を囲むように形成する（図４（Ａ））。一方、基板１２上に複数の発光素子２０が形成されている場合には、通常は発光素子２０が形成されている領域全体を囲むように形成するが（図４（Ｂ））、発光素子２０を個々に囲むように形成してもよい（図４（Ｃ））。いずれにせよ、発光素子２０の周囲において接着剤を介して封止部材３４を接着させる領域に無機酸化物を含む絶縁層３０を形成する。

この層３０に含まれる無機酸化物としては、例えば、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、ＳｉＮｘＯｙ等が挙げられる。
このような無機酸化物を含む絶縁層３０を形成する方法としては、例えば、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法等が挙げられる。なお、無機酸化物を含む絶縁層３０は、通常、発光素子２０の周囲において接着剤を塗布する位置に形成するが、特にプラスチック製の基板や封止部材を用いると伸びが生じる場合もあるので、この場合、基板や封止部材の伸びを考慮して形成することが好ましい。

無機酸化物を含む層３０の厚みは、そこに接着させる封止部材３４の形状等にもよるが、封止部材３４との間で強い接着力を確保すること、封止部材３４と発光素子２０との間に適度な空間を確保すること等を考慮し、好ましくは１ｎｍ〜１０μｍであり、より好ましくは１００ｎｍ〜５μｍである。

このように発光素子２０の周囲に無機酸化物を含む絶縁層３０を形成することで、図２および図３に示されるように、発光素子２０の周囲において引出配線１６，２６が形成されていない部分では基板１２の表面上に、引出配線１６，２６が形成されている部分では引出配線１６，２６上にそれぞれ無機酸化物を含む絶縁層３０が形成される。

＜封止＞
発光素子２０の周囲に無機酸化物を含む層３０を形成した後、無機酸化物を含む層３０と封止部材３４との間に接着剤３２を付与して接着を行う。
封止部材３４の材質は特に限定されず、ガラス、金属、樹脂フィルム等の公知の材料からなる封止部材３４を用いることができる。
一方、接着剤３２としては、封止部材３４を接着するために使用されている公知の材料を使用することができ、例えば、ＵＶ硬化性樹脂ではナガセケムテックス製ＸＮＲ−５５１６等を用いることができる。

例えば、発光素子２０の周囲に形成した無機酸化物を含む絶縁層３０にＵＶ硬化性樹脂を塗布し、封止部材３４を貼り合せてＵＶを照射することにより接着させる。あるいは、封止部材３４の接着させる部分にＵＶ硬化性樹脂を塗布し、基板１２上の無機酸化物を含む絶縁層３０に貼り合せて接着させてもよい。いずれにせよ、封止部材３４と、基板１２上の発光素子２０の周囲に形成した無機酸化物を含む絶縁層３０との間に接着剤３２を設け、この接着剤３２を介して封止部材３４を接着させる。これにより基板１２上の封止部材３４と接着する部分には引出配線１６，２６上にも無機酸化物を含む絶縁層３０が形成されているため、接着剤３２の接着性が高まり、封止部材３４は基板１２上の無機酸化物を含む絶縁層３０と接着剤３２を介して強く接着する。なお、基板１２上の発光素子２０の周囲に形成する無機酸化物を含む絶縁層３０や接着剤３２の厚みを調整し、封止部材３４と発光素子２０との間に空間を設けて、乾燥剤、不活性気体、不活性液体等を封入することもできる。

引出配線１６，２６にそれぞれ外部の配線（不図示）を接続し、陽極１４と陰極２４との間に直流（必要に応じて交流成分を含んでもよい）電圧（通常２ボルト〜１５ボルト）、又は直流電流を印加することにより、発光素子（有機ＥＬ素子）２０を発光させることができる。なお、発光素子２０の駆動方法については、特開平２−１４８６８７号、同６−３０１３５５号、同５−２９０８０号、同７−１３４５５８号、同８−２３４６８５号、同８−２４１０４７号の各公報、特許第２７８４６１５号、米国特許５８２８４２９号、同６０２３３０８号の各明細書、等に記載の駆動方法を適用することができる。

以上のような工程を経て、封止部材３４が、発光素子２０の周囲に形成されている無機酸化物を含む絶縁層３０との間に設けられた接着剤３２を介して接着した発光装置１０を製造することができる。このように製造された発光装置１０であれば、封止部材３４と基板１２との接着部分から大気中の酸素や水分が侵入することが効果的に防止され、これにより発光画素の縮退や、電極、有機ＥＬ層等の劣化が大幅に抑制されて長寿命化を図ることができる。

［第２の態様］
図５は、本発明に係る発光装置の第２の態様の断面を概略的に示している。この発光装置４０では、プラスチック製の基材４６の片面に大気中の酸素や水分の侵入を防ぐためのバリア層４２を形成した封止部材４８が用いられている。このようなバリア層４２を有することで、水分等が封止部材４８を透過することを極めて抑制することができる。

封止部材４８のバリア層４２側にはさらに無機酸化絶縁膜４４が形成されており、基板１２に形成された無機酸化絶縁膜３０と、封止部材４８に形成された無機酸化絶縁膜４４との間に接着剤３２が設けられて封止部材４８と基板１２とが接着している。このように封止部材側にも少なくとも接着剤３２と接する部分に無機酸化絶縁膜４４を設けて接着すれば、基板側だけでなく、封止部材側でも接着剤３２との接着力が高められ、大気中の酸素や水分の侵入をより確実に防止することができ、発光素子２０の劣化を一層抑制することができる。

［第３の態様］
図６は、本発明に係る発光装置の第３の態様の断面を概略的に示している。この発光装置５０では、キャップ状の封止部材（封止キャップ）５２が設けられており、封止キャップ５２の縁が、基板１２上の発光素子２０の周囲に形成された無機酸化物を含む絶縁層３０上の接着剤３２を介して接着している。このような封止キャップ５２を接着すれば、基板１２上の無機酸化物を含む絶縁層３０との間に設けられた接着剤３２を介して強く接着するとともに、封止部材５２と発光素子２０との間に確実に空間を設けることができ、不活性ガス又は不活性液体を充填して酸素や水分による発光素子２０の劣化をより効果的に防止することができる。なお、不活性ガスとしては、例えばアルゴン、窒素等が挙げられ、不活性液体としては、例えば、パラフィン類、流動パラフィン類、パーフルオロアルカンやパーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等のフッ素系溶剤、塩素系溶剤、シリコーンオイル類が挙げられる。

また、図７に示すように封止キャップ５２と発光素子２０との間の空間に水分吸収剤（乾燥剤）５４を封入してもよい。
水分吸収剤５４としては、特に限定されることはないが、例えば、酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化燐、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、酸化マグネシウム等を挙げることができる。

封止部材５２と発光素子２０との間の空間に上記のような水分吸収剤５４を設けた発光装置であれば、封止部材５２が、基板１２上の無機酸化物を含む絶縁層３０との間に設けた接着剤３０を介して強く接着されているため水分が侵入し難い上、時間の経過とともに多少の水分が侵入しても水分吸収剤５４によって吸収されるため、発光素子２０の劣化を極めて効果的に抑制することができる。

以上本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図８に示すように発光素子全体とその周囲を覆うように無機酸化物を含む絶縁層３０を形成し、封止部材３４と、発光素子の周囲に形成されている無機酸化物を含む層３０との間に接着剤３２を設けて接着してもよい。
また、本発明に係る発光装置の用途は特に限定されるものではなく、例えば、照明装置のほか、テレビ、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電子ペーパ等の表示装置とすることができる。

本発明に係る発光装置の一例（第１の態様）を示す概略平面図である。図１におけるＡ−Ａ´線概略断面図である。図１におけるＢ−Ｂ´線概略断面図である。発光素子の周囲に形成された無機酸化物を含む層の例を示す概略平面図である。本発明に係る発光装置の他の例（第２の態様）を示す概略断面図である。本発明に係る発光装置の他の例（第３の態様）を示す概略断面図である。封止部材と発光素子との間の空間に水分吸収剤を設けた例を示す概略断面図である。本発明に係る発光装置のさらに他の例を示す概略断面図である。有機ＥＬ素子の構成の一例を示す概略図である。従来の発光装置の一例を示す概略断面図である。

符号の説明

１０・・・発光装置
１２・・・基板
１４・・・陽極
１６・・・陽極用引出配線
１８・・・有機ＥＬ層
２０・・・発光素子
２４・・・陰極
２６・・・陰極用引出配線
３０・・・無機酸化物を含む絶縁層
３２・・・接着剤
３４・・・封止部材

Claims

基板と、該基板上の厚さ方向に積層された一対の電極間に有機エレクトロルミネッセンス層を有する発光素子と、前記基板上に形成され、前記発光素子の一対の電極とそれぞれ接続する引出配線と、前記発光素子を封止する封止部材と、を備え、前記基板上の少なくとも前記発光素子の周囲に無機酸化物を含む絶縁層が形成されており、前記封止部材が、前記発光素子の周囲を囲むように前記基板上および引出配線上に形成されている前記無機酸化物を含む絶縁層との間に設けられた接着剤を介して接着していることを特徴とする発光装置。
前記封止部材の少なくとも前記接着剤と接する部分に無機酸化物を含む絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
前記封止部材が、プラスチック製の基材にバリア層を設けたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の発光装置であって、データラインと走査ラインの電気的交点に発光素子を配置したことを特徴とする単純マトリクス型発光装置。