JP2010170776A - Organic electroluminescent element and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基材上に有機エレクトロニクス構造体を形成する工程および形成された該有機エレクトロニクス構造体の表面に接着剤層を介して封止部材を貼合する工程を有する有機エレクトロニクス素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an organic electronics element, which includes a step of forming an organic electronics structure on a substrate and a step of bonding a sealing member to the surface of the formed organic electronics structure via an adhesive layer. About.
近年、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下「有機EL素子」という。)、有機光電変換素子、電子写真用有機感光体、有機トランジスタ等を始めとした、様々な有機エレクトロニクス素子の開発が検討されている。 In recent years, development of various organic electronics elements such as organic electroluminescence elements (hereinafter referred to as “organic EL elements”), organic photoelectric conversion elements, organic photoconductors for electrophotography, organic transistors and the like has been studied.
有機エレクトロニクス素子は、有機物を用いて電気的な動作を行う素子であり、省エネルギー、低価格、柔軟性といった特長を発揮できると期待され、従来のシリコンを主体とした無機半導体に替わる技術として注目されている。 Organic electronics elements are elements that perform electrical operations using organic substances, and are expected to exhibit features such as energy saving, low cost, and flexibility, and are attracting attention as a technology that can replace conventional inorganic semiconductors based on silicon. ing.
これらの有機エレクトロニクス素子は、有機物の非常に薄い膜を電極を介して電流を流すことで、発光したり、発電したり、帯電したり、電流や電圧を制御したりする素子である。 These organic electronic elements are elements that emit light, generate power, charge, or control current and voltage by passing a current through an extremely thin film of an organic substance through an electrode.
これらの中でも、有機エレクトロニクス素子の一つである有機EL素子が自発光素子として注目されている。 Among these, an organic EL element, which is one of organic electronic elements, has attracted attention as a self-luminous element.
有機EL素子は、ガラス等の基材上に有機化合物の発光層(以下有機発光層あるいは有機層ともいう)を陰極と陽極の2つの電極で挟持した構成の有機EL構造体を配置し、陰極および陽極間に電流を供給することにより有機発光層の発光を行う素子である。最近では、有機EL素子の用途の拡大等により、樹脂フィルム等の可撓性の基材を用いた有機EL素子も登場しており、このような可撓性基材を用いることにより、ロールツーロール方式により有機EL素子の製造も行われるようになってきた(例えば、特許文献1参照。)。 An organic EL element includes an organic EL structure having a structure in which a light emitting layer of an organic compound (hereinafter also referred to as an organic light emitting layer or an organic layer) is sandwiched between two electrodes, a cathode and an anode, on a substrate such as glass. The device emits light from the organic light emitting layer by supplying a current between the anode and the anode. Recently, organic EL elements using a flexible base material such as a resin film have also appeared due to expansion of applications of the organic EL element, and roll-to-roll by using such a flexible base material. An organic EL element has also been manufactured by a roll method (see, for example, Patent Document 1).
ここで、ロールツーロール方式の製造方法とは、ロール状に巻かれた基材を繰り出して基材上に有機EL構造体を形成し、EL構造体を形成した基材を再度ロールに巻き取る形態の製造方法を称するが、ロール状に巻かれた基材を繰り出から有機EL素子形成までの一環生産工程も、ロールツーロール方式に含まれる。ロールツーロール方式による製造は、連続生産が可能なので生産効率を向上させることができるというメリットを有する。 Here, the roll-to-roll manufacturing method refers to forming a substrate wound in a roll shape to form an organic EL structure on the substrate, and winding the substrate on which the EL structure has been formed again on a roll. Although the manufacturing method of a form is called, the roll-to-roll system also includes the one-part production process from feeding a base material wound in a roll shape to forming an organic EL element. The roll-to-roll manufacturing has the advantage that production efficiency can be improved because continuous production is possible.
ところで、有機発光層は水分や酸素による影響を受けやすく、空気中に放置すると水分や酸素により品質の劣化を招くので、有機EL素子の製造では、封止と呼ばれる外気の影響を低減するための保護膜を形成する工程を付加している。 By the way, the organic light emitting layer is easily influenced by moisture and oxygen, and if left in the air, the quality is deteriorated by moisture and oxygen. Therefore, in the manufacture of organic EL elements, the effect of outside air called sealing is reduced. A step of forming a protective film is added.
有機EL素子の封止技術としては、例えば、窒化物や窒化酸化物等の薄膜を電子ビーム法やスパッタリング法、プラズマCVD法、イオンプレーティング法等により有機EL構造体上に被覆する方法、具体的には、対向ターゲット式のスパッタ装置を用いた封止技術(例えば、特許文献2参照。)や、有機EL構造体の基材上に封止缶のような容器の周縁部を接着剤で接着して覆う方法(例えば、特許文献3参照。)、シート状の封止部材を有機EL構造体に接着剤層を介して貼り合わせて封止を行う技術(例えば、特許文献4参照。)等が挙げられる。 As a sealing technique of the organic EL element, for example, a method of coating a thin film such as nitride or nitride oxide on the organic EL structure by an electron beam method, a sputtering method, a plasma CVD method, an ion plating method, or the like. Specifically, a sealing technique using a facing target type sputtering apparatus (see, for example, Patent Document 2), or a peripheral portion of a container such as a sealing can on an organic EL structure base material with an adhesive. A method of adhering and covering (for example, refer to Patent Document 3), and a technique for performing sealing by bonding a sheet-shaped sealing member to an organic EL structure through an adhesive layer (for example, refer to Patent Document 4). Etc.
シート状の封止部材を貼り合わせる封止技術は、有機EL構造体が形成された基材に、長尺の封止部材を連続的に接着して被覆することにより行われる。封止部材は有機EL構造体全体を被覆するので、有機EL構造体に通電したときに短絡を招かないように封止部材には絶縁性の素材が選択される。 A sealing technique for bonding a sheet-shaped sealing member is performed by continuously bonding and covering a long sealing member on a substrate on which an organic EL structure is formed. Since the sealing member covers the entire organic EL structure, an insulating material is selected for the sealing member so as not to cause a short circuit when the organic EL structure is energized.
そして、ロールツーロール方式の生産方式においては、長尺の基材上に所定の間隔にて連続的に形成された有機EL構造体の上に、接着剤層を有する長尺の封止部材で連続的に被覆し、その後有機EL構造体毎に断裁することにより有機EL素子を製造することができる。 In a roll-to-roll production system, a long sealing member having an adhesive layer on an organic EL structure continuously formed at a predetermined interval on a long base material. An organic EL element can be manufactured by continuously covering and then cutting each organic EL structure.
接着剤層としては、有機EL構造体の形成パターンに合わせて予めパターン化されたものや、全面に接着剤層が形成されたものを選択することができるが、全面に接着剤層を有するものの方が封止作業の作業性が向上する。 As the adhesive layer, one that has been patterned in advance according to the formation pattern of the organic EL structure or one that has an adhesive layer formed on the entire surface can be selected. This improves the workability of the sealing work.
しかしながら、このようにして形成された有機EL素子は有機EL素子の周辺部における接着剤の剥がれ等による封止能力の低下およびそれに起因する素子の劣化が起こり、特に切断面における接着力の低下が大きな問題であった。 However, the organic EL element formed in this way has a decrease in sealing ability due to peeling of the adhesive at the periphery of the organic EL element and a deterioration of the element resulting from the deterioration, and in particular, a decrease in adhesive strength at the cut surface. It was a big problem.
又、有機エレクトロニクス素子の一つである有機光電変換素子は、有機化合物の薄膜からなる発電層を電極で挟持した構成で、光を照射すると発電する素子である。従って、薄膜の有機光電変換素子を太陽電池として利用すると、小型化、軽量化が容易であるうえ、既存の無機半導体系の太陽電池に比べ、低照度環境や高温環境下でも比較的安定した出力を得られる太陽電池となる。 An organic photoelectric conversion element, which is one of organic electronic elements, is an element that generates electricity when irradiated with light, with a structure in which a power generation layer made of a thin film of an organic compound is sandwiched between electrodes. Therefore, if a thin-film organic photoelectric conversion element is used as a solar cell, it is easy to reduce the size and weight, and the output is relatively stable even in low-light and high-temperature environments compared to existing inorganic semiconductor solar cells. The solar cell can be obtained.
有機光電変換素子においても、有機EL素子と同様に、水分・酸素などの影響で発電層中にキャリアトラップを形成し、電荷分離によって発生したキャリアの集電を阻害してしまう。結果として発電効率の低下をまねくだけでなく、素子寿命低下にも影響を及ぼすようになる。したがって、有機光電変換素子においても同様に、水分や酸素などのガス成分に対して、バリア性能を有する封止材を用いて性能を確保したりすることが検討されているが、上述した有機EL素子の場合と共通する問題があることがわかった。 In the organic photoelectric conversion element, similarly to the organic EL element, carrier traps are formed in the power generation layer due to the influence of moisture, oxygen, and the like, and current collection of carriers generated by charge separation is inhibited. As a result, not only the power generation efficiency is lowered, but also the life of the element is affected. Therefore, in the organic photoelectric conversion element, it has been studied to secure performance by using a sealing material having barrier performance against gas components such as moisture and oxygen. It was found that there is a problem common to the case of the element.
本発明の課題は、ロールツーロール方式で長尺基材の上に有機エレクトロニクス構造体を形成する工程と、水分や酸素による劣化から防止するために、接着剤層を有する長尺の封止部材を貼合する工程を有する有機エレクトロニクス素子の製造方法において、封止部材の接着力を高め、耐久性の高い有機エレクトロニクス素子の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to form an organic electronics structure on a long base material by a roll-to-roll method, and a long sealing member having an adhesive layer in order to prevent deterioration due to moisture and oxygen In the manufacturing method of the organic electronics element which has the process of bonding, it is providing the manufacturing method of the organic electronics element with high adhesive force of a sealing member, and high durability.
本発明が解決しようとする課題は、以下の手段により達成される。 The problem to be solved by the present invention is achieved by the following means.
1.基材上に、陽極および陰極、該両電極に挟まれた有機層とを有する有機エレクトロニクス構造体を連続して形成する工程と、前記基材の前記有機エレクトロニクス構造体が形成された面に、封止部材を接着剤層を介して貼合する工程を有する有機エレクトロニクス素子の製造方法において、前記有機エレクトロニクス構造体の周囲の一部に、前記基材と前記封止部材との接着力を強化する処理を施す接着力強化工程を有することを特徴とする有機エレクトロニクス素子の製造方法。 1. On the base material, a step of continuously forming an organic electronics structure having an anode and a cathode, and an organic layer sandwiched between the electrodes, and the surface of the base material on which the organic electronics structure is formed, In the manufacturing method of an organic electronics element having a step of bonding a sealing member through an adhesive layer, the adhesive force between the base material and the sealing member is enhanced on a part of the periphery of the organic electronics structure The manufacturing method of the organic electronics element characterized by having the adhesive force reinforcement | strengthening process which performs the process to perform.
2.前記接着力強化工程は、少なくとも有機層形成時に行うことを特徴とする前記1記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。 2. 2. The method of manufacturing an organic electronic element according to 1, wherein the adhesion strengthening step is performed at least when the organic layer is formed.
3.前記封止部材には、全面に接着剤層が形成されていることを特徴とする前記1または2記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。 3. 3. The method of manufacturing an organic electronics element according to 1 or 2, wherein an adhesive layer is formed on the entire surface of the sealing member.
4.前記封止部材の接着剤が熱反応性接着剤であり、前記接着力強化工程で処理された領域の接着剤層を加熱する接着剤層硬化工程を有することを特徴とする前記1〜3の何れか1項記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。 4). The above-mentioned 1-3, wherein the adhesive of the sealing member is a heat-reactive adhesive, and has an adhesive layer curing step of heating the adhesive layer in the region treated in the adhesive strength strengthening step The manufacturing method of the organic electronics element of any one of Claims.
5.前記封止部材の接着剤が光反応性接着剤であり、前記接着力強化工程で処理された領域の接着剤層に光を照射する接着剤層硬化工程を有することを特徴とする前記1〜3の何れか1項記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。 5. The above-mentioned 1 to 3, wherein the adhesive of the sealing member is a photoreactive adhesive and has an adhesive layer curing step of irradiating light to the adhesive layer in the region treated in the adhesive strength enhancing step. 4. The method for producing an organic electronic device according to any one of 3 above.
6.前記接着力強化工程が、基材上の有機エレクトロニクス構造体周辺部の一部をクリーニングするクリーニング工程であることを特徴とする前記1〜5の何れか1項記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。 6). 6. The method of manufacturing an organic electronics element according to any one of 1 to 5, wherein the adhesion strengthening step is a cleaning step of cleaning a part of the periphery of the organic electronics structure on the substrate.
7.前記クリーニング工程が、溶媒によるクリーニング工程であることを特徴とする前記6記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。 7). 7. The method of manufacturing an organic electronics element as described in 6 above, wherein the cleaning step is a cleaning step using a solvent.
8.前記クリーニング工程が、プラズマ表面処理によるクリーニング工程であることを特徴とする前記6記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。 8). 7. The method of manufacturing an organic electronics element as described in 6 above, wherein the cleaning step is a cleaning step by plasma surface treatment.
9.前記クリーニング工程が、UV表面処理によるクリーニング工程であることを特徴とする前記6記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。 9. 7. The method of manufacturing an organic electronics element according to 6, wherein the cleaning step is a cleaning step by UV surface treatment.
10.前記接着力強化工程が、基材上の有機エレクトロニクス構造体周辺部の一部を粗面化する粗面化処理工程であることを特徴とする前記1〜5の何れか1項記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。 10. 6. The organic electronics according to any one of 1 to 5, wherein the adhesion strengthening step is a roughening treatment step of roughening a part of the periphery of the organic electronics structure on the substrate. Device manufacturing method.
11.基材上に、陽極および陰極、該両電極に挟まれた有機層と、を有する有機エレクトロニクス構造体を複数列連続して形成する工程と前記基材の前記有機エレクトロニクス構造体が形成された面に、封止部材を貼合する工程を有する有機エレクトロニクス素子の製造方法において、前記有機エレクトロニクス構造体の周囲の一部に前記基材と前記封止部材の接着力を強めるための接着力強化工程を有し、封止部材貼合後に接着力強化工程で形成された接着力強化領域の一部で切断することを特徴とする有機エレクトロニクス素子の製造方法。 11. A step of continuously forming a plurality of rows of organic electronics structures having an anode and a cathode, and an organic layer sandwiched between the electrodes on the substrate, and the surface of the substrate on which the organic electronics structures are formed In the method for manufacturing an organic electronics element having a step of bonding a sealing member, an adhesion strengthening step for strengthening the adhesive force between the base material and the sealing member around a part of the organic electronics structure A method for producing an organic electronics element, comprising: cutting a part of an adhesive strength-enhanced region formed in an adhesive strength-enhancing step after bonding a sealing member.
12.前記接着力強化工程は、少なくとも有機層形成時に行うことを特徴とする前記11記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。 12 12. The method of manufacturing an organic electronic element according to 11, wherein the adhesion strengthening step is performed at least when the organic layer is formed.
13.封止部材には、全面に接着剤層が形成されていることを特徴とする前記11又は12記載の有機エレクトロニクス素子の製造方法。 13. 13. The method for producing an organic electronic element according to 11 or 12, wherein an adhesive layer is formed on the entire surface of the sealing member.
14.前記1〜13の何れか1項記載の製造方法により形成されたことを特徴とする有機エレクトロニクス素子。 14 14. An organic electronic element formed by the manufacturing method according to any one of 1 to 13 above.
15.前記1〜13の何れか1項記載の製造方法により形成されたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 15. 14. An organic electroluminescence element formed by the manufacturing method according to any one of 1 to 13 above.
本発明の、接着力強化工程を実施することにより、断裁部位での基材と封止部材との接着性を向上し、耐久性の高い有機エレクトロニクス素子の製造方法を提供することができた。 By carrying out the adhesion strengthening step of the present invention, it was possible to improve the adhesion between the substrate and the sealing member at the cutting site, and to provide a method for producing a highly durable organic electronic device.
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail.
本発明の製造方法は、基材上に、陽極および陰極、該両電極にはさまれた有機層と、を有する有機エレクトロニクス構造体を連続的に形成する工程と、前記基材の有機エレクトロニクス構造体が形成された面に、封止部材を貼合する工程と、有機エレクトロニクス構造体毎に基材を切断する工程を有する有機エレクトロニクス素子の製造方法において、製造工程内に前記基材と前記封止部材の接着力を向上するための接着力強化工程を有することを特徴とし、更には該接着力強化工程で形成された接着力強化部位で切断することを好ましい態様とするものである。 The manufacturing method of the present invention comprises a step of continuously forming an organic electronics structure having an anode and a cathode on the substrate, and an organic layer sandwiched between the electrodes, and the organic electronics structure of the substrate. In the manufacturing method of the organic electronics element which has the process of bonding a sealing member to the surface in which the body was formed, and the process of cutting a base material for every organic electronics structure, the base material and the sealing in a manufacturing process It is characterized by having an adhesive strength enhancing step for improving the adhesive strength of the stop member, and further preferably cutting at an adhesive strength enhancing portion formed in the adhesive strength enhancing step.
本発明の有機エレクトロニクス素子の製造方法は、特に、有機EL素子の製造方法として好適に用いることができる。 The method for producing an organic electronic device of the present invention can be suitably used particularly as a method for producing an organic EL device.
本発明に係わる実施の形態について、有機エレクトロニクス素子の一例として有機EL素子を用いて以下説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below using an organic EL element as an example of an organic electronics element.
先ず、有機EL素子について図をもって説明する。 First, the organic EL element will be described with reference to the drawings.
図1は、有機EL素子の構成を示す模式図である。図1(a)は有機EL素子10の平面図であり、また図1(b)は有機EL素子10のA−A′断面図であり、図1(c)は有機EL素子10のB−B′断面図である。図1(b)に示すように、有機EL素子10は、基材11上に、第1電極12、有機発光層13、第2電極14を形成して有機EL構造体20とし、さらに有機EL構造体20の上面を接着剤層15を介して封止部材16で積層した構成を有する。また図1(b)に示すように、有機EL構造体20は、有機発光層13を含む上面部が封止部材16で被覆されており、封止部材16の図示上部に第1電極12の一部が露出し、封止部材16の図示下部に第2電極14の一部が露出している。第1および第2電極の封止部材16の図示上下に露出する部分から電流を供給することにより有機発光層13が発光する。この第1電極12の封止部材16上部に露出する部分を第1電極引き出し部12aと称することにし、同様に、第2電極14の封止部材16の下部に露出する部分を第2電極引き出し部14aと称することにする。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an organic EL element. 1A is a plan view of the
基材11は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)等の可撓性を有する素材から形成される。
The
第1電極12は、陽極であって、透明にする場合はインジウムチンオキサイド(ITO)、インジウムジンクオキサイド(IZO)、金、酸化錫、酸化亜鉛等の仕事関数が4eV以上で透過率が40%以上の導電性材料による電極である。第1電極12はその一端に引き出し部である第1電極引き出し部12aを有する。第1電極引き出し部12aは封止部材16により被覆されず露出しており、第1電極引き出し部12aを介して第1電極12に外部から電流を供給することができる。
The
有機発光層13は、発光層を含む数nm〜数μmの有機化合物又は錯体等の有機材料からなる単層、または複数の層で構成され、例えば、陽極と接する正孔輸送層、発光材料を備える発光層、陰極と接する電子輸送層の3層等からなり、フッ化リチウム層や無機金属塩の層、またはそれらを含有する層などが任意の位置に配置されていてもよい。
The organic
第2電極14は、陰極であって、反射電極とする場合はアルミニウム、ナトリウム、リチウム、マグネシウム、銀、カルシウム等の仕事関数が4eV未満で、反射率が60%以上の金属材料からなる電極である。第2電極14はその一端に引き出し部である第2電極引き出し部14aを有する。第2電極引き出し部14aは封止部材16により被覆されず露出しており、第2電極引き出し部14aを介して第2電極14に外部から電流を供給することができる。
The
本発明における有機EL素子は、第1電極(陽極)12、第2電極(陰極)14に外部から供給された電流により、有機発光層13において電子および正孔が結合し、結合により生じた励起エネルギーを利用した発光を行う素子で、有機発光層13からの光は透明な第1電極(陽極)12を通して取り出される。励起エネルギーを利用する発光としては、1重項励起エネルギーを発光に利用する蛍光、或いは、3重項励起エネルギーを発光に利用する燐光が挙げられる。特に、燐光は、3重項励起子が発光に寄与するため、蛍光に比べ高い発光効率が得られるので、光源として望ましい発光である。
In the organic EL device according to the present invention, electrons and holes are combined in the organic
有機EL素子10の発光層からの発光は、第1電極12、基材11を透過して取り出されるが、第2電極(陰極)を、薄膜の陰極材料と透過率の高い陽極材料を積層して構成し、実質的に透明として、陰極から光を取り出す、所謂トップエミッションの構成にしてもよい。
Light emitted from the light emitting layer of the
次に、本発明に係る有機EL素子の製造方法を説明する。 Next, the manufacturing method of the organic EL element according to the present invention will be described.
図2は、本発明の有機EL素子の製造工程を示すブロック図である。本発明の有機EL素子の製造工程は、連続するロール状基体を送り出し、該基体上に有機EL構造体形成工程120、有機EL構造体の周縁に接着力強化領域を形成する接着力強化工程140、封止部材接着工程150、接着剤層硬化工程160、断裁工程170を経て有機EL素子を形成するものであり、前記基材と前記封止部材の接着力を強めるための接着力強化工程を有することを特徴とする。
FIG. 2 is a block diagram showing a manufacturing process of the organic EL element of the present invention. The manufacturing process of the organic EL element of the present invention is a process of feeding a continuous roll-shaped substrate, forming an organic EL
図3は、基体上に有機EL構造体を形成する有機EL構造体形成工程120の模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram of an organic EL
尚、ここでは、既に第1電極(陽極)を形成した基材を用いた例を示したが、インラインで陽極のパターニングを行ってもよく、電極の形成時の金属粉の飛散等による有機EL構造体の電極間でのショートの懸念があるときは金属粉の有機EL構造体形成工程への遮断対策が必要である。 In addition, although the example using the base material which has already formed the first electrode (anode) is shown here, the patterning of the anode may be performed in-line, and organic EL due to scattering of metal powder at the time of electrode formation, etc. When there is a concern about a short circuit between the electrodes of the structure, it is necessary to take measures to block the metal powder from forming the organic EL structure.
また、第1電極(陽極)のパターニングは、照明用途のときは、面上に電極がパターニングされたもの、ディスプレイ用途のときは、TFTがあらかじめマトリクス状に配置されたアクティブタイプ、或いは、配線がマトリクス状にパターニングされたパッシブタイプでもよい。 In addition, the patterning of the first electrode (anode) is an active type in which electrodes are patterned on the surface for lighting applications, or an active type in which TFTs are arranged in advance in a matrix for display applications, or wiring. A passive type patterned in a matrix may be used.
第1電極(陽極)12を有するロール状に巻かれた基材11は、洗浄工程110に繰り出されて、超音波洗浄槽111に浸して超音波洗浄を行った後、シャワーヘッド113ですすぎを行い、乾燥ゾーン114で乾燥される。
The
その後、バッファゾーン115により後工程との搬送速度が調整され、有機EL構造体形成工程120に移送される。
Thereafter, the transfer speed with the subsequent process is adjusted by the
ここでは、有機EL構造体形成工程120としてドライ方式による形成工程を示した。先ずプラズマ槽121に移送され、プラズマ槽121は、圧力が1Pa以下の真空環境であり、基材11を酸素プラズマにより洗浄する。
Here, the formation process by the dry method is shown as the organic EL
続いて蒸着槽122において有機層及び陰極の蒸着が行われ、必要によりスパッタ槽123にてバリア層(不図示)が形成される。
Subsequently, the organic layer and the cathode are vapor-deposited in the
蒸着槽122は、1×10−4Pa以下の圧力の真空環境下で、蒸着源35から有機材料或いは金属材料が昇華されて、マスク36により所定のパターンで、基材11にあらかじめパターニングされている陽極12上に有機層及び陰極が積層されて、有機EL構造体20が形成される。
In the
有機EL構造体20は、例えば、陽極/正孔輸送層/発光層/陰極の構成からなる有機EL構造体の場合、第1電極(陽極)が形成された基材上に、正孔輸送層(α−NPD);500Å、発光層(Alq3);600Åの厚さで順次形成した後、その上に陰極(アルミニウム)を2000Åの膜厚で蒸着形成する。
In the case of an organic EL structure having an anode / hole transport layer / light emitting layer / cathode structure, for example, the
尚、用いたα−NPD及びAlq3の構造を下記に示す。 The structures of α-NPD and Alq 3 used are shown below.
その後、本図ではスパッタ槽123にてバリア層を形成する工程を示した。
Thereafter, this figure shows a step of forming a barrier layer in the sputtering
バリア層は、金属の酸化膜、酸化窒化膜、窒化膜、金属薄膜、ダイヤモンドライクカーボン膜を少なくとも1種以上含んでいる層である。好ましい金属としては珪素、アルミニウム等の金属であり、例えば、好ましいバリア膜材料として酸化窒化珪素、窒化珪素等が挙げられる。ここでは、スパッタ装置、例えばRFマグネトロンスパッタ装置が用いられる。 The barrier layer is a layer including at least one kind of metal oxide film, oxynitride film, nitride film, metal thin film, and diamond-like carbon film. Preferred metals are metals such as silicon and aluminum. Examples of preferred barrier film materials include silicon oxynitride and silicon nitride. Here, a sputtering apparatus such as an RF magnetron sputtering apparatus is used.
なお、基材の端部には、第1電極(陽極)のパターニング位置に対応して等間隔にアライメントマークが設けられていることが好ましい。前述の、有機EL構造体形成工程120、接着力強化工程140、封止部材接着工程150、硬化工程160、断裁工程170にては、該アライメントマークを基準にしてそれぞれの工程動作が実行されることが好ましい。
In addition, it is preferable that the alignment mark is provided in the edge part of the base material at equal intervals corresponding to the patterning position of the 1st electrode (anode). In the above-described organic EL
図4は、湿式塗布方式による有機EL構造体形成工程を示す。 FIG. 4 shows an organic EL structure forming process by a wet coating method.
図3のドライ方式によるものと同様に、既に第1電極12が形成された基材を用い、バッファゾーン115により後工程との搬送速度が調整され、有機EL構造体形成工程120に移送される。
Similar to the dry method of FIG. 3, the base material on which the
搬送されてくる基材の第1電極(陽極)のパターニング位置に対応して、正孔輸送層形成用塗布液が貯蔵されたタンク43に接続されたインクジェットヘッド41により正孔輸送層13aが形成され、乾燥(不図示)され、続いて発光層形成用塗布液が貯蔵されたタンク44に接続されたインクジェットヘッド42により発光層13bが形成され、乾燥(不図示)され、その後アルミ箔45を転写方式により転写して陰極14を形成し、有機EL構造体20が形成される。
The
尚、湿式塗布方式による有機層の形成方法としては、インクジェット法の他、グラビア印刷等の印刷方式や特殊コータを用いたパターン化等を用いることができる。 As a method for forming the organic layer by a wet coating method, a printing method such as gravure printing, patterning using a special coater, or the like can be used in addition to the inkjet method.
本発明の接着力強化工程140は、このようにして形成された有機EL構造体の表面、即ち陰極を形成した後、封止材部材接着前に実施できるが、有機層を形成する前や、複数の有機層を形成する間や、有機層形成後の陰極形成前に行っても良く、それらを組合せで行ってもよい。本発明においては、これらの接着力強化工程を有機層形成時に行うことが好ましく、複数箇所で行うことがさらに好ましい。
The
特に有機層を形成する工程で、基材表面や形成された有機層表面に異物が付着した場合、できるだけ速やかにその異物を取り除くことが好ましく、時間の経過と共に異物が強固に付着し、その後の封止部材との接着において接着力の低下を招く恐れがあるためである。 In particular, in the step of forming the organic layer, when foreign matter adheres to the substrate surface or the formed organic layer surface, it is preferable to remove the foreign matter as quickly as possible. This is because there is a risk of lowering the adhesive force in bonding with the sealing member.
本発明の接着力強化工程140としては、有機EL構造体周辺部の一部及び好ましくは基材表面を、UV光を照射する、溶媒でふき取る、プラズマ処理する等によるクリーニング工程、或いは、素子周辺部の表面を粗面化する粗面化処理工程等であり、これらの処理を組み合わせて行っても良い。
As the
図5は、本発明の接着力強化工程の一例として、有機EL構造体の周辺部の一部及び基材表面を溶媒が含浸されたスポンジローラにより拭き取るクリーニング工程を示す。 FIG. 5 shows a cleaning process of wiping a part of the periphery of the organic EL structure and the surface of the substrate with a sponge roller impregnated with a solvent as an example of the adhesion strengthening process of the present invention.
図5(a)は、溶媒タンク51より溶媒供給パイプ52を介してクリーニングローラ53に溶媒を供給し、ローラを回転、摺動することにより有機EL構造体周辺部及び基材表面をクリーニングする工程を示す。
FIG. 5A shows a process of supplying the solvent from the
図5(b)は、接着力強化工程140により処理された有機EL構造体周辺部の一部及び基材表面の接着力強化領域55を示す図であり、該処理領域を図中斜線で示した。
FIG. 5B is a diagram showing a part of the periphery of the organic EL structure processed by the
尚、これらの接着力強化処理工程は有機EL構造体の周辺部に行うことが必要であり、有機EL構造体20の発光面の一部であることが好ましく、好ましくは発光面積の1%以上20%以下であり、更には10%以下であることが好ましい。
In addition, it is necessary to perform these adhesive force reinforcement | strengthening process processes to the peripheral part of an organic EL structure, and it is preferable that it is a part of light emission surface of the
尚、ここで言う発光面積とは、有機EL構造体20を構成する第1電極12と有機発光層13と第2電極14とが重なり合った領域の面積を言う。
In addition, the light emission area said here means the area of the area | region where the
図6は、封止部材接着工程150および接着剤層硬化工程160を示す斜視図である。接着力強化工程140により有機EL構造体周辺部が処理された表面上に、接着剤層15を介して封止部材16を圧着する工程と、これに続いて硬化工程160により有機EL構造体表面に形成された封止部材の接着剤層を硬化処理手段61,62により硬化する工程である。
FIG. 6 is a perspective view showing the sealing
本発明に用いられる封止部材には、予め接着剤層が形成されているが、封止部材の基板上に接着剤層を形成する方法としては如何なる方法であっても良く、例えば、ダイコート法、印刷法等、種々の方法を用いることができる。 In the sealing member used in the present invention, an adhesive layer is formed in advance, but any method may be used for forming the adhesive layer on the substrate of the sealing member, for example, a die coating method. Various methods such as a printing method can be used.
接着剤層は封止部材の基材のほぼ全面に形成されたものであっても、予め有機EL構造体に対応して必要な形状に接着剤層をパターニングしたものであっても良く、また、ほぼ全面に接着剤層を形成したのちパターニングを行ったものであっても良い。本発明の製造方法においては、接着剤層は封止部材の基板上にほぼ全面に形成され、そのまま有機EL構造体上に貼合する方法であることが好ましい。 The adhesive layer may be formed on almost the entire surface of the base material of the sealing member, or may be obtained by previously patterning the adhesive layer into a necessary shape corresponding to the organic EL structure. Alternatively, an adhesive layer may be formed on almost the entire surface and then patterned. In the production method of the present invention, the adhesive layer is preferably formed on the entire surface of the substrate of the sealing member and bonded directly onto the organic EL structure.
有機EL構造体表面に封止部材を形成するための接着剤としては、熱反応性(熱可塑性や熱硬化性等)接着剤あるいは光反応性(例えば、紫外線硬化性)接着剤等を用いることができる。 As an adhesive for forming a sealing member on the surface of the organic EL structure, a heat-reactive (thermoplastic or thermosetting) adhesive or a photoreactive (for example, ultraviolet curable) adhesive is used. Can do.
硬化処理手段61,62は接着剤を硬化させる手段であり、用いられた接着剤の種類により、加熱処理或いは光照射により、接着剤層を硬化する。 The curing processing means 61 and 62 are means for curing the adhesive, and the adhesive layer is cured by heat treatment or light irradiation depending on the type of adhesive used.
なお、本実施の形態に使用する接着剤としては、エポキシ系、アクリル系、アクリルウレタン系等の紫外線で硬化するタイプの接着剤が好ましいが、紫外線で硬化するタイプに限定するものではない。 The adhesive used in the present embodiment is preferably an epoxy type, acrylic type, acrylic urethane type or the like that is cured with ultraviolet rays, but is not limited to the type that is cured with ultraviolet rays.
図封止部材接着工程150では、有機EL構造体20が形成された基材11のロール上に、長尺の封止部材を接着して有機EL構造体上に接着剤層15を介して封止部材16を貼合する工程である。有機EL構造体20上に封止部材16を貼合した後、接着剤層硬化工程160により接着剤層を硬化することにより、有機EL構造体の有機発光層は封止部材により被覆され、空気中の水分や酸素による品質の劣化を招くことなく、高品質と高信頼性を維持できる。
In the sealing
また、有機EL構造体が形成された基材が、複数列の有機EL構造体を有する場合は、接着剤層が形成された封止部材を複数列用いて接着を行っても良く、また複数列の接着剤層を有する封止部材を接着し、その後封止部材を断裁することにより有機EL素子を得る方法であっても良い。 In addition, when the base material on which the organic EL structure is formed has a plurality of rows of organic EL structures, the plurality of rows of sealing members on which the adhesive layer is formed may be bonded. A method may be used in which an organic EL element is obtained by adhering a sealing member having a row of adhesive layers and then cutting the sealing member.
図7は、断裁工程170を示し、断裁刃171により接着力強化領域55を断裁する工程を示す。図7(a)は断裁工程の正面図であり、図7(b)はその平面図である。
FIG. 7 shows a cutting
接着力強化領域を断裁する断裁手段は断裁刃171を有し、それぞれの断裁刃にて封止部材および基材を所定の位置で断裁する。
The cutting means for cutting the adhesion strengthening region has a
用いられる断裁刃は、特に限定は無いが、回転ロール方式やギロチン方式の断裁刃等種々の方法を用いることができる。 The cutting blade to be used is not particularly limited, but various methods such as a rotary roll type or a guillotine type cutting blade can be used.
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
実施例1
《有機EL構造体の作製》
〈基材及び陽極〉
基材として厚さ100μm、幅200mm、長さ500mのポリエチレンナレフタレート(帝人・デュポン社製フィルム、PEN)にガスバリア膜を形成した長尺フィルム(特開2007−83644号公報に記載の方法で形成した。)を用い、陽極としてITOを150nm成膜し、巾190mm×長さ100mm、間隔10mmの陽極パターニングを行った。
Example 1
<< Preparation of organic EL structure >>
<Base material and anode>
A long film (as described in JP 2007-83644 A) formed by forming a gas barrier film on polyethylene naphthalate (film made by Teijin DuPont, PEN) having a thickness of 100 μm, a width of 200 mm, and a length of 500 m as a base material. As a positive electrode, an ITO film having a thickness of 150 nm was formed, and anode patterning was performed with a width of 190 mm × a length of 100 mm and an interval of 10 mm.
〈有機層の形成〉
有機層として、下記の正孔輸送層及び発光層を形成した。
<Formation of organic layer>
As the organic layer, the following hole transport layer and light emitting layer were formed.
〈正孔輸送層の形成〉
陽極が形成されたPENフィルムを繰り出し、表面の帯電除去処理を行った後、下記正孔輸送層を塗布し、乾燥後、熱処理して、ロール状に巻き取った。
<Formation of hole transport layer>
The PEN film on which the anode was formed was fed out and the surface was subjected to a charge removal treatment. Then, the following hole transport layer was applied, dried, heat-treated and wound into a roll.
塗布は正孔輸送層としてポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製 Bytron P AI 4083)を65%メタノール水溶液で5%濃度に希釈した溶液をエクストルージョンコート法により、両側に5mmの陽極が露出するように、全塗布幅180mm、乾燥後の厚みが50nmになるように成膜を行った。 As a hole transporting layer, a solution obtained by diluting polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Baytron P AI 4083 manufactured by Bayer) with 65% aqueous methanol solution to a concentration of 5% by the extrusion coating method, 5 mm on both sides. The film was formed such that the total coating width was 180 mm and the thickness after drying was 50 nm so that the anode of the film was exposed.
〈発光層の形成〉
[塗布装置]
インクジェット記録装置を用いて発光層の形成を行った。
<Formation of light emitting layer>
[Coating equipment]
A light emitting layer was formed using an ink jet recording apparatus.
上記ITO陽極、正孔輸送層が形成されたPENフィルムの正孔輸送層の上に発光層パターン膜を形成させるように全塗布幅180mmで発光層の塗布を行った。 The light emitting layer was applied with a total coating width of 180 mm so that a light emitting layer pattern film was formed on the hole transport layer of the PEN film on which the ITO anode and the hole transport layer were formed.
発光層は、ホスト材のポリビニルカルバゾール(PVK)にドーパント材としてIr(ppy)3、FIr(pic)、Btp2Ir(acac)(1:1:1混合物)を10質量%になるように混合し、1,2−ジクロロエタン中に溶解し固形分濃度を1質量%溶液とした。この溶液を第一正孔輸送層上に、インクジェット方式を用いて乾燥後の厚み100nmになる様に成膜し、発光層を設けた。 In the light emitting layer, the host material polyvinyl carbazole (PVK) is mixed with Ir (ppy) 3 , FIr (pic), Btp 2 Ir (acac) (1: 1: 1 mixture) as dopant materials to 10 mass%. Then, it was dissolved in 1,2-dichloroethane to obtain a 1% by mass solid content concentration. This solution was formed on the first hole transport layer so as to have a thickness of 100 nm after drying using an inkjet method, and a light emitting layer was provided.
続いて、正孔注入輸送層と同様な乾燥炉を用い60℃にて乾燥を行い連続して100℃にて加熱処理を行った。 Then, it dried at 60 degreeC using the drying furnace similar to a positive hole injection transport layer, and heat-processed at 100 degreeC continuously.
用いたドーパント材の構造式を下記に示す。 The structural formula of the dopant material used is shown below.
〈電子輸送層、陰極、封止膜の形成〉
次に、発光層まで製膜した素子を有する上記フィルムを5×10−4Paの真空下にて真空槽で、フッ化リチウム入りのボートに通電して蒸着速度0.01nm/秒〜0.02nm/秒で膜厚0.5nmの陰極バッファー層を設け、次いでアルミニウムの入ったボートに通電して蒸着速度1nm/秒〜2nm/秒で膜厚150nmの陰極をつけ、有機EL構造体を得た。
<Formation of electron transport layer, cathode, sealing film>
Next, the film having the element formed up to the light emitting layer is energized in a boat containing lithium fluoride in a vacuum tank under a vacuum of 5 × 10 −4 Pa, and the deposition rate is 0.01 nm / second to 0.00. A cathode buffer layer having a thickness of 0.5 nm was provided at 02 nm / second, and then a boat containing aluminum was energized to attach a cathode having a thickness of 150 nm at a deposition rate of 1 nm / second to 2 nm / second to obtain an organic EL structure. It was.
さらにこの有機EL構造体を大気に接触させることなく窒素雰囲気下(純度99.999%以上の高純度窒素ガス下)で巻き取りを行った。 Further, the organic EL structure was wound up in a nitrogen atmosphere (under a high purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more) without being brought into contact with the air.
《接着力強化工程》
本発明の接着力強化工程としては、前記有機層形成工程後、及び又は、有機EL構造体形成後に行い、溶媒としてトルエンを用い、図5に示すスポンジローラ方式による洗浄、拭き取りを行った。
《Adhesion Strengthening Process》
The adhesion strengthening step of the present invention was performed after the organic layer formation step and / or after the formation of the organic EL structure, and was washed and wiped by a sponge roller method shown in FIG. 5 using toluene as a solvent.
《封止作業》
〈封止部材の作製〉
基材として、膜厚50μmを有するポリエチレンテレフタレートフィルム上に、アルミ箔30μmのバリア膜をラミネートした封止フィルムを作製した。
《Sealing work》
<Preparation of sealing member>
As a base material, a sealing film was produced by laminating a barrier film of aluminum foil 30 μm on a polyethylene terephthalate film having a thickness of 50 μm.
〈接着剤層の塗布〉
窒素雰囲気下で前記バリア膜を有する封止フィルムのバリア膜面上にUV硬化性のエポキシ樹脂(ナガセケムテックス(株)製UVレジン XNR5516)を全面に塗布し封止部材を形成した。
<Application of adhesive layer>
A UV curable epoxy resin (UV resin XNR5516 manufactured by Nagase ChemteX Corporation) was applied on the entire surface of the barrier film of the sealing film having the barrier film under a nitrogen atmosphere to form a sealing member.
〈貼り合せ〉
接着剤層が形成された封止部材に対向する様に、前記有機EL構造体を形成した基材の有機EL構造体面を対向するようにして対向ローラ間を通し、圧着し貼り合せを行い、UVランプにて陽極側から接着剤層へUV照射を行い接着剤層の硬化を実施した。
<Lamination>
Passing between the opposing rollers so that the organic EL structure surface of the substrate on which the organic EL structure is formed is opposed so as to face the sealing member on which the adhesive layer is formed, and performing pressure bonding and bonding, The adhesive layer was cured by UV irradiation from the anode side to the adhesive layer with a UV lamp.
《断裁工程》
続いて、連続する基材フィルム上に連続して形成された有機EL構造体の接着力強化工程により処理された有機EL構造体周辺部を断裁刃を用いて断裁し、単体の有機EL素子1を形成した。
《Cutting process》
Subsequently, the periphery of the organic EL structure processed by the step of strengthening the adhesion of the organic EL structure continuously formed on the continuous base film is cut using a cutting blade, and the single organic EL element 1 is cut. Formed.
又、接着力強化工程を全く行わなかった比較試料及び接着力強化工程を表1に示すものに変更した試料を各々作製し、下記の評価を行った。 Moreover, the comparative sample which did not perform the adhesive force reinforcement | strengthening process at all and the sample which changed the adhesive force reinforcement | strengthening process into what was shown in Table 1 were produced, respectively, and the following evaluation was performed.
尚、熱硬化型接着剤としてはメルティングポイント120℃の市販熱硬化型接着剤を用い、貼り合せ時に120℃に加熱圧着を行い、接着剤層の硬化を実施した。 A commercially available thermosetting adhesive having a melting point of 120 ° C. was used as the thermosetting adhesive, and the adhesive layer was cured by thermocompression bonding at 120 ° C. during bonding.
〔評価〕
温度25℃にて減圧環境33330Paに24時間保存後、加速劣化条件下(60℃90%RH、250時間)で保存後のダークスポット等の未発光部を除く発光部の面積を測定した。初期発光面積との比率を下記評価ランクで表記した。
[Evaluation]
After storing for 24 hours in a reduced pressure environment 33330 Pa at a temperature of 25 ° C., the area of the light emitting part excluding non-light emitting parts such as dark spots after storage under accelerated deterioration conditions (60 ° C. 90% RH, 250 hours) was measured. The ratio with the initial light emission area was expressed in the following evaluation rank.
◎:100〜95%以上
○:95%未満〜90%以上
△:90%未満〜85%以上
×:85%未満
◎: 100 to 95% or more ○: Less than 95% to 90% or more △: Less than 90% to 85% or more ×: Less than 85%
表1の結果から分かるように、封止部材を接着する前に本発明の接着力強化工程を実施することにより、特に有機層形成後と有機EL構造体形成後の両方において接着力強化工程を実施することにより、加速劣化条件下でも発光面積の低下が少なく、優れた性能を示すことが分かる。 As can be seen from the results in Table 1, by carrying out the adhesion strengthening step of the present invention before adhering the sealing member, the adhesion strengthening step is performed both after the organic layer formation and after the organic EL structure formation. It can be seen that, by carrying out, excellent performance is exhibited with little reduction in light emitting area even under accelerated deterioration conditions.
また、有機EL素子と同様に、有機光電変換素子においても、接着力強化工程を施すことにより、優れた耐久性の有機光電変換素子が得られることが分かった。 Moreover, similarly to the organic EL element, it was found that an organic photoelectric conversion element having excellent durability can be obtained by performing the adhesion strengthening step in the organic photoelectric conversion element.
10 有機EL素子
11 基材
12 第1電極(陽極)
13 有機発光層
14 第2電極(陰極)
12a 第1電極引き出し部
14a 第2電極引き出し部
15 接着剤層
16 封止部材
20 有機EL構造体
55 接着力強化領域
61,62 硬化処理手段
120 有機EL構造体形成工程
140 接着力強化工程
150 封止部材接着工程
160 接着剤層硬化工程
170 断裁工程
171 断裁刃
10
13 Organic
12a First electrode lead-out
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