JP2011029022A - 有機ｅｌ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 有機ＥＬ素子のフレキシブル性などの特性の低下を抑制しつつ、有機ＥＬ素子の面内における輝度のバラツキを抑制することができる有機ＥＬ装置を提供すること。
【解決手段】 第１基板２と、アノード電極９、アノード電極９に対向配置されたカソード電極１０、およびアノード電極９とカソード電極１０との間に介在された有機化合物層１１を有し、第１基板２上に設けられた有機ＥＬ素子５と、第１基板２上に設けられ、有機ＥＬ素子５を覆うことにより有機ＥＬ素子５を封止する導電封止層６とを含む有機ＥＬ装置１において、導電封止層６を、アノード電極９およびカソード電極１０の少なくとも一方に電気的に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機ＥＬ装置に関する。

有機ＥＬ装置は、高輝度、低消費電力などの特性を有するので、たとえば、照明デバイス、ディスプレイ用バックライトなどに使用されている。
有機ＥＬ装置は、たとえば、透明なガラス基板と、ガラス基板上に設けられた透明アノード電極と、透明アノード電極に対向配置されたカソード電極と、透明アノード電極とカソード電極との間に介在された有機ＥＬ層とを備えている。透明アノード電極、有機ＥＬ層およびカソード電極により構成される積層構造は、有機ＥＬ装置において光を生成する有機ＥＬ素子である。

透明アノード電極−カソード電極間に電圧が印加されると、透明アノード電極から正孔が、カソード電極から電子が、有機化合物層中にそれぞれ注入される。これによって、電子と正孔とが有機ＥＬ層の発光層で再結合し、光が生成される。こうして、有機ＥＬ素子が発光する。

特開２００３−１７２４５号公報

近年、有機ＥＬ装置の用途を拡大すべく、有機ＥＬ素子の大面積化および高輝度化が要望されている。その対策として、たとえば、透明アノード電極−カソード電極間に、より高い電圧を印加して印加電流を大きくし、有機ＥＬ素子の輝度を向上させることが考えられる。
しかし、印加電流が大きくなると、各電極での単位面積当たりの電圧降下が大きくなる。そのため、各電極においては、その給電箇所での電圧と、給電箇所から離れた位置での電圧との差が大きくなる。その結果、有機ＥＬ層に対する正孔や電子の供給ムラが生じ、有機ＥＬ素子の発光領域における輝度のバラツキが大きくなるという不具合がある。

このような不具合に対して、電極の厚さを大きくすることによって、電極の単位面積当たりの抵抗を下げることが考えられる。ところが、電極の厚さが大きくなると、有機ＥＬ素子のフレキシブル性が低下するなど、別の不具合が発生する。また、透明アノード電極の厚さが大きくなると、光の透過率が低下するといった不具合もある。
本発明の目的は、有機ＥＬ素子のフレキシブル性などの特性の低下を抑制しつつ、有機ＥＬ素子の発光領域内における輝度のバラツキを抑制することができる有機ＥＬ装置を提供することにある。

上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、第１基板と、第１電極、前記第１電極に対向配置された第２電極、および前記第１電極と前記第２電極との間に介在された有機化合物層を有し、前記第１基板上に設けられた有機ＥＬ素子と、前記第１基板上に設けられ、前記有機ＥＬ素子を覆うことにより前記有機ＥＬ素子を封止する導電封止層とを含み、前記導電封止層は、前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方に電気的に接続されている、有機ＥＬ装置である。

この構成によれば、第１電極および第２電極の少なくとも一方に対して電気的なコンタクトを形成するための電極として、有機ＥＬ素子を覆うことにより有機ＥＬ素子を封止する導電封止層を利用することができる。導電封止層は、有機ＥＬ素子を覆うように大きな面積に形成されているので、第１電極および第２電極の少なくとも一方に対して大きな面積で接続することができる。これにより、導電封止層が接続された第１電極および第２電極の少なくとも一方において、等電位部分の面積を大きくすることができる。

その結果、第１電極および第２電極の厚さを大きくしなくても、有機化合物層に対する電子および正孔の供給ムラを低減することができる。そのため、有機ＥＬ素子のフレキシブル性などの特性の低下を抑制しつつ、有機ＥＬ素子の発光領域における輝度のバラツキを抑制することができる。よって、有機ＥＬ素子の大面積化および高輝度化を図ることができる。

また、有機ＥＬ素子が導電封止層により封止されているので、酸素や水分などによる有機ＥＬ素子の劣化を抑制することができる。
換言すれば、有機ＥＬ素子（とくに有機化合物層）への酸素または水分の侵入を抑制する導電封止層が、第１電極および第２電極への給電のために兼用されている。これにより、有機ＥＬ素子の特性劣化の抑制と、輝度ムラの低減とが同時に達成される。

第１電極および／または第２電極の発光領域における電位ムラを抑制する方策として、たとえば、第１電極および第２電極の外周に沿って補助配線を設け、当該補助配線を第１電極および第２電極の外周縁に接触させることが考えられるかも知れない。しかし、このような方策では、第１電極および第２電極の外側に補助配線を設置するためのスペースが必要となる。そのため、有機ＥＬ素子が複雑化・大型化するという不具合を生じる。また、補助配線の抵抗を維持したまま電極外方への補助配線のはみ出し量をできる限り低減するために、補助配線の厚さを大きくすることが考えられるかも知れない。しかし、そうすると、有機ＥＬ素子のフレキシブル性が低下する。

これに対し、請求項１に記載の有機ＥＬ装置によれば、有機ＥＬ素子を封止するための導電封止層を利用して、第１電極および第２電極の少なくとも一方に対する電気的なコンタクトが形成される。この場合、電気的なコンタクトを形成するためのスペースは、第１電極および第２電極の外周に補助配線を設ける場合よりも、小さくて済む。その結果、有機ＥＬ素子の簡素化および薄型化を図ることができる。

また、請求項２記載の発明は、前記第１電極が、前記第２電極の抵抗よりもシート抵抗が大きい電極膜であり、前記導電封止層は、少なくとも前記第１電極に電気的に接続されている、請求項１に記載の有機ＥＬ装置である。
この構成では、導電封止層が、第２電極の抵抗よりもシート抵抗が大きい電極膜（第１電極）に接続されている。そのため、より効果的に、有機化合物層に対する電子または正孔の供給ムラを低減することができる。

また、請求項３記載の発明は、前記導電封止層は、前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方の周縁部に沿って線状に接触する線状接続部を有している、請求項１または２に記載の有機ＥＬ装置である。
この構成では、線状接続部が第１電極および第２電極の少なくとも一方の周縁部に沿って線状に接触するため、第１電極および第２電極のそれぞれにおける周縁部に囲まれる中央部に、光を取り出すための面積を十分確保することができる。そのため、有機ＥＬ素子の光取出効率の低下を抑制しつつ、第１電極および第２電極に対して導電封止層を大きな面積で接触させることができる。さらには、この線状接続部が有機ＥＬ素子の側面から封止することにより、酸素や水分の侵入をより効果的に抑制することができる。

なお、前記線状接続部は、第１電極および第２電極の少なくとも一方の周縁部全周に沿って設けられていてもよい。また、前記線状接続部は、第１電極および第２電極の少なくとも一方の周縁部に沿って、所定の間隔を空けて複数設けられていてもよい。
また、請求項４記載の発明は、前記導電封止層を支持する絶縁性の第２基板をさらに含み、前記導電封止層は、前記第１電極に電気的に接続された第１領域と、前記第１領域と絶縁分離され、前記第２電極に電気的に接続された第２領域とを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置である。

この構成では、第１領域および第２領域が絶縁性の第２基板に支持されているので、第１電極および第２電極に接続される２つの導電領域を、１つの第２基板に集約することができる。そのため、有機ＥＬ素子の構造を簡素化することができる。このような第１領域および第２領域は、たとえば、導電膜付きの絶縁性基板（銅箔付きポリイミド基板など）の導電膜を予めパターニングすることにより、簡単に形成することができる。

また、請求項５記載の発明は、前記導電封止層は、前記有機ＥＬ素子を挟んで前記第１基板に対向する導電層と、前記導電層と前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方との間に介在された導電バンプとを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置である。
この構成では、導電封止層が導電層と導電バンプとを有している。導電封止層を第１電極または第２電極に電気的に接続する際には、まず、第１電極および第２電極における所定位置に導電バンプを形成し、その後、導電バンプに導電層を接触させればよい。すなわち、第１電極または第２電極に対する導電バンプの位置合わせによって、第１電極または第２電極に対する導電封止層のコンタクト位置が決定する。導電バンプは、たとえば、めっき法、転写法など、従来知られているバンプ形成技術により作製することができる。したがって、第１電極または第２電極に対する導電封止層の電気的なコンタクトを簡単に形成することができ、さらには、コンタクト位置を精密に制御することもできる。

また、請求項６記載の発明は、前記導電バンプは、樹脂材料からなるコアと、前記コアを被覆する導電被覆膜とからなる、請求項５に記載の有機ＥＬ装置である。
この構成では、導電バンプの全体が導電材料ではなく、そのコアが樹脂材料であるため、導電材料の使用量を低減することができる。その結果、コストを低減することができる。また、樹脂材料が、たとえば、熱硬化性樹脂であれば、有機ＥＬ素子が発熱しても軟化し難いので、有機ＥＬ素子の曲げ耐性を向上させることができる。

また、請求項７記載の発明は、前記導電封止層および前記有機ＥＬ素子の少なくとも一方を被覆するバリア層をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置である。
この構成では、導電封止層および有機ＥＬ素子の少なくとも一方がバリア層により被覆されているので、酸素や水分などによる有機ＥＬ素子の劣化を一層抑制することができる。

また、請求項８記載の発明は、前記第１基板がフレキシブル性を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置である。
この構成では、第１基板がフレキシブル性を有するので、たとえば、フレキシブル性が要求される各種工業製品に好適に使用することができる。なお、有機ＥＬ装置が前記第２基板を備える場合には、第１基板および第２基板の両方がフレキシブル性を有することが好適である。

図１は、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の模式的な平面図である。 図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図１の有機ＥＬ装置の断面図であり、図２（ａ）は切断線IIａ−IIａでの切断面、図２（ｂ）は切断線IIｂ−IIｂでの切断面、図２（ｃ）は切断線IIｃ−IIｃでの切断面をそれぞれ示す。 図３（ａ）〜（ｅ）は、図１および図２に示す有機ＥＬ装置の製造方法を工程順に示す図である。 図４は、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の模式的な平面図である。 図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図４の有機ＥＬ装置の断面図であり、図５（ａ）は切断線Ｖａ−Ｖａでの切断面、図５（ｂ）は切断線Ｖｂ−Ｖｂでの切断面、図５（ｃ）は切断線Ｖｃ−Ｖｃでの切断面をそれぞれ示す。 図６（ａ）〜（ｅ）は、図３および図４に示す有機ＥＬ装置の製造方法を工程順に示す図である。 図７は、第１実施形態の有機ＥＬ装置の第１変形例を示す図であって、図２（ａ）に対応する断面図である。 図８は、第１実施形態の有機ＥＬ装置の第２変形例を示す図であって、図２（ａ）に対応する断面図である。 図９は、第１実施形態の有機ＥＬ装置の第３変形例を示す図であって、図２（ａ）に対応する断面図である。 図１０は、第１実施形態の有機ＥＬ装置の第４変形例を示す図であって、図２（ａ）に対応する断面図である。 図１１は、第２実施形態の有機ＥＬ装置の第１変形例を示す図であって、図５（ａ）に対応する断面図である。 図１２は、第２実施形態の有機ＥＬ装置の第２変形例を示す図であって、図５（ａ）に対応する断面図である。 図１３は、第２実施形態の有機ＥＬ装置の第３変形例（トップ・エミッション型）を示す図であって、図５（ａ）に対応する断面図である。

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の模式的な平面図である。図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図１の有機ＥＬ装置の断面図であり、図２（ａ）は切断線IIａ−IIａでの切断面、図２（ｂ）は切断線IIｂ−IIｂでの切断面、図２（ｃ）は切断線IIｃ−IIｃでの切断面をそれぞれ示す。

有機ＥＬ装置１は、たとえば、照明デバイス、ディスプレイ用バックライトなどに用いられる。この有機ＥＬ装置１は、第１基板２を備えている。第１基板２は、この実施形態では平面視長方形状に形成されており、１対の短辺および１対の長辺を有している。
以下では、便宜的に、第１基板２の短辺に平行な方向（幅方向）をＸ方向とし、第１基板２の長辺に平行な方向（長さ方向）をＹ方向とし、第１基板２の厚さ方向に平行な方向をＺ方向として本実施形態を説明する。また、Ｚ方向については、第１基板２が下側に配置される有機ＥＬ装置１の基本姿勢を基準として、上下方向ということがある。

第１基板２としては、たとえば、ガラス基板、プラスチック基板、ＳＵＳ基板を適用できる。第１基板２としてガラス基板やプラスチック基板などの透明基板が適用される場合、有機ＥＬ装置１は、第１基板２の側（下側）へ光を取り出すボトム・エミッション型として構成される。一方、第１基板２としてＳＵＳ基板などの不透明基板が適用される場合、有機ＥＬ装置１は、第１基板２とは反対側（上側）へ光を取り出すトップ・エミッション型として構成される。また、第１基板２の厚さは、たとえば、第１基板２がフレキシブル性を有する程度の値であり、具体的には、０．０１〜１ｍｍである。以下では、有機ＥＬ装置１がボトム・エミッション型であるとして、本実施形態を説明する。

第１基板２上には、第１基板２の一短辺に沿ってアノード端子３およびカソード端子４が設けられている。また、第１基板２上には、Ｙ方向において端子が配置される側（端子側）とは反対側に有機ＥＬ素子５が設けられている。
そして、有機ＥＬ装置１は、各端子３，４および有機ＥＬ素子５を封止するための導電封止層６と、導電封止層６を支持するための第２基板７とを有している。なお、図１は、第２基板７を取り外した状態の有機ＥＬ装置１を示している。

有機ＥＬ素子５は、第１基板２の上面８（一方面）に形成された第１電極としてのアノード電極９と、アノード電極９に対向配置された第２電極としてのカソード電極１０と、アノード電極９とカソード電極１０との間に介在された有機化合物層１１とを有している。
アノード電極９としては、たとえば、ＩＴＯ（酸化インジウムと酸化錫との固溶体）、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）などの透明電極材料からなる電極膜を適用できる。アノード電極９の膜厚は、たとえば、０．１〜１μｍである。そのような透明電極膜の抵抗は、たとえば、シート抵抗が３Ω／□程度である。また、アノード電極９は、この実施形態では平面視長方形状に形成されている。

有機化合物層１１は、アノード電極９の上面に沿ってＹ方向端子側に延び、アノード電極９の長さ方向一側面に回りこむ断面視Ｌ字状に形成されている。また、有機化合物層１１の平面形状は、この実施形態ではアノード電極９よりも長さおよび幅のいずれも小さい長方形である。有機化合物層１１の外周とアノード電極９の外周との間には、Ｙ方向端子側が開放された平面視コ字状の第１ギャップ１２が設けられている。この第１ギャップ１２には、アノード電極９の周縁部１３が平面視コ字状に露出している。

また、有機化合物層１１は、たとえば、Ｚ方向においてアノード電極９の側から順に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層が積層された構造を有している。
正孔注入層の材料としては、たとえば、アリールアミン類、フタロシアニン類（たとえば、銅フタロシアニンなど）など、正孔注入層の材料として通常用いられるものが挙げられる。

正孔輸送層の材料としては、たとえば、アリールアミン類など、正孔輸送層の材料として通常用いられるものが挙げられる。
発光層は、たとえば、Ａｌｑ_３などの蛍光を示す金属錯体系材料に蛍光色素をドープして構成されている。たとえば、赤色発光層の材料としては、Ａｌｑ_３にＤＣＭがドープされたもの、たとえば、緑色発光層の材料としては、Ａｌｑ_３にＣｏｕｍａｌｉｎｅ（クマリン）がドープされたもの、たとえば、青色発光層の材料としては、Ａｌｑ_３にＰｅｒｙｌｅｎｅ（ペリレン）がドープされたものなどが挙げられる。

電子輸送層の材料としては、たとえば、アルミ錯体、オキサジアゾール類、トリアゾール類、フェナントロリン類など、電子輸送層の材料として通常用いられるものが挙げられる。
電子注入層の材料としては、たとえば、リチウムなどのアルカリ金属、フッ化リチウム、酸化リチウム、リチウム錯体など、電子注入層の材料として通常用いられるものが挙げられる。

なお、正孔注入層および電子注入層は、省略されてもよい。
カソード電極１０としては、たとえば、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｍｇ−Ａｌ（マグネシウム−アルミニウム合金）、Ａｌ−Ｌｉ（アルミニウム−リチウム）合金などの金属材料からなる電極膜を適用できる。カソード電極１０の膜厚は、たとえば、０．０１〜０．５μｍである。そのような金属電極膜の抵抗は、一般に、前述の透明電極膜よりも低く、たとえば、シート抵抗が１Ω／□程度である。

カソード電極１０は、有機化合物層１１の上面に沿ってＹ方向端子側に延び、有機化合物層１１の長さ方向一側面に回りこむ断面視Ｌ字状に形成されている。また、カソード電極１０の平面形状は、この実施形態では有機化合物層１１よりも幅の小さい長方形である。そして、このカソード電極１０における有機化合物層１１に回りこむ部分には、カソード端子４が一体的に接続されている。

また、カソード電極１０の外周と有機化合物層１１の外周との間には、Ｙ方向端子側が開放された平面視コ字状の第２ギャップ１４が設けられている。この第２ギャップ１４には、有機化合物層１１の周縁部１５が平面視コ字状に露出している。
アノード端子３は、たとえば、カソード電極１０と同一の材料からなる。このアノード端子３は、この実施形態では、アノード電極９とは分離して、平面視正方形状に形成されている。アノード端子３は、Ｙ方向端子側が開放された平面視コ字状の周縁部１３の１対の延長線上のそれぞれに配置されている。したがって、第１基板２の上面８には、１対のアノード端子３およびカソード端子４が、互いに間隔を空けてＸ方向に直線上に配列されている。

このような構造の有機ＥＬ素子５では、平面視においてアノード電極９、有機化合物層１１およびカソード電極１０が重なる一点鎖線で囲まれる領域が、電子と正孔との再結合により発光する領域（発光領域１６）とされる。
第２基板７としては、たとえば、ポリイミド基板、ガラス基板、プラスチック基板などの絶縁性基板を適用できる。また、第２基板７の厚さは、たとえば、第２基板７がフレキシブル性を有する程度の値であり、具体的には、０．０１〜１ｍｍである。

導電封止層６は、Ｚ方向に間隔を空けて有機ＥＬ素子５に対向配置されたキャップ部１７と、キャップ部１７と第１基板２との間に有機ＥＬ素子５を封じるためのシール部１８とを一体的に有している。導電封止層６は、たとえば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などの金属材料からなる。
キャップ部１７は、第２基板７の内側面１９（第１基板２との対向面）のほぼ全域に薄膜状に形成されており、アノード端子３およびカソード端子４の端部を露出させるように、有機ＥＬ素子５の全域、アノード端子３およびカソード端子４に対向している。また、キャップ部１７の厚さは、たとえば、０．１〜５０μｍである。

シール部１８は、有機ＥＬ素子５の周囲を取り囲む平面視略四角環状に形成されており、第１ギャップ１２から露出するコ字状の周縁部１３に対して線状に接触するとともに、第１ギャップ１２の延長線上に配置された１対のアノード端子３および１対のアノード端子３間に配置されたカソード端子４に接触している。シール部１８の厚さは、たとえば、１〜２００μｍである。

上記のような導電封止層６には、カソード端子４の近傍に、その一部が除去された除去領域２７が形成されている。これにより、導電封止層６は、アノード電極９の周縁部１３およびアノード端子３に電気的に接続された第１領域としてのアノード領域２０と、カソード端子４に電気的に接続された第２領域としてのカソード領域２１とに絶縁分離されている。キャップ部１７およびシール部１８のそれぞれは、アノード領域２０側の第１キャップ部２２および線状接続部としての第１シール部２３、カソード領域２１側の第２キャップ部２４および第２シール部２５とに分離される。

カソード領域２１は、この実施形態では平面視矩形状である。このカソード領域２１を取り囲む除去領域２７は、平面視コ字状に形成されており、Ｙ方向端子側に開放されている。
そして、有機ＥＬ素子５は、第１基板２および導電封止層６により形成される中空部分２６に収容されており、その全周囲がシール部１８で囲まれている。中空部分２６は、除去領域２７のみを介して外部と流通可能とされている。

この中空部分２６には、絶縁体が充填されることにより絶縁層２８が形成されている。絶縁層２８の材料としては、たとえば、エポキシ樹脂など封止用の樹脂として通常用いられるものが挙げられる。
図３（ａ）〜（ｅ）は、図１および図２に示す有機ＥＬ装置の製造方法を工程順に示す図である。

上記有機ＥＬ装置１を製造するには、たとえば、図３（ａ）に示すように、蒸着法、スパッタ法などにより、第１基板２上に、アノード電極９、有機化合物層１１、カソード電極１０およびカソード端子４が、上記した形状となるように順に形成される。カソード端子４およびアノード端子３は、カソード電極１０を形成する工程において、同時にパターニングすることにより形成される。

一方、図３（ｂ）に示すように、導電薄膜（たとえば、厚さがシール部１８と同程度のもの）が形成された第２基板７が用意され、導電薄膜がパターニングされることにより、アノード領域２０およびカソード領域２１に分離される。導電薄膜のパターニング後、各領域の導電薄膜が所定パターンにエッチバックされることにより、シール部１８（第１シール部２３および第２シール部２５）が形成される。

そして、図３（ｃ）に示すように、第１基板２と第２基板７とが位置合わせされ、第１ギャップ１２から露出するアノード電極９の周縁部１３、アノード端子３およびカソード端子４に対して、シール部１８が接合される。これにより、図３（ｄ）に示すように、有機ＥＬ素子５が第１基板２および導電封止層６により形成される中空部分２６に封止される。

その後、図３（ｅ）に示すように、中空部分２６およびシール部１８の外周に封止用の樹脂が注入される。具体的には、第１シール部２３と第２シール部２５との間（隙間）から中空部分２６に樹脂が注入され、有機ＥＬ装置１の端面からシール部１８の外周に樹脂が注入される。これにより、絶縁層２８が形成される。
以上の工程を経て、図１および図２に示す有機ＥＬ装置１が得られる。

この有機ＥＬ装置１では、アノード端子３−カソード端子４間に電圧が印加されることにより、アノード電極９およびカソード電極１０のそれぞれに、導電封止層６のアノード領域２０およびカソード領域２１のそれぞれを介して電圧が印加される。具体的には、アノード電極９には、コ字状の周縁部１３に接合されたアノード領域２０の第１シール部２３により電圧が印加される。

電圧の印加により、アノード電極９から正孔が、カソード電極１０から電子が、有機化合物層１１中にそれぞれ注入されることによって、電子と正孔とが有機化合物層１１の発光層で再結合し、光が生成される。生成された光は、第１基板２の側へ取り出される。
この有機ＥＬ装置１によれば、アノード電極９に対して電気的なコンタクトを形成するための電極として、有機ＥＬ素子５の全域に対向するキャップ部１７および有機ＥＬ素子５の周囲を取り囲むシール部１８を利用することができる。そして、第１シール部２３は、平面視コ字状に露出するアノード電極９の周縁部１３に線状に接触している。そのため、導電封止層６を、アノード電極９に対して大きな面積で接続することができる。これにより、導電封止層６が接続されたアノード電極９において等電位部分の面積を大きくすることができ、しかも、有機ＥＬ素子５の発光領域１６を、平面視コ字状の等電位面で取り囲むことができる。

その結果、電圧の印加時にアノード電極９の周縁部１３全体が等電位となるため、アノード電極９の発光領域１６内における電位ムラを抑制することができる。したがって、アノード電極９の厚さを大きくしなくても、有機化合物層１１に対する正孔の供給ムラを低減することができる。しかも、第１シール部２３が、カソード電極１０の抵抗よりもシート抵抗が大きいアノード電極９に接続されているため、より効果的に、有機化合物層１１に対する正孔の供給ムラを低減することができる。

そのため、有機ＥＬ素子５のフレキシブル性などの特性の低下を抑制しつつ、有機ＥＬ素子５の面内における輝度のバラツキを抑制することができる。よって、有機ＥＬ素子５の大面積化および高輝度化を図ることができる。
また、第１シール部２３がアノード電極９の周縁部１３に沿って線状に接触するため、アノード電極９の周縁部１３に囲まれる中央部（すなわち、発光領域１６）の面積を十分確保することができる。そのため、有機ＥＬ素子５の光取出効率の低下を抑制することもできる。

また、有機ＥＬ素子５が、第１基板２および導電封止層６により形成される中空部分２６に収容されており、その全周囲がシール部１８で囲まれているため、酸素や水分などの中空部分２６への侵入を遮断することができる。その結果、有機ＥＬ素子５の劣化を抑制することができる。換言すれば、有機ＥＬ素子５（とくに有機化合物層１１）への酸素または水分の侵入を抑制する導電封止層６が、アノード電極９への給電のために兼用されている。これにより、有機ＥＬ素子５の特性劣化の抑制と、輝度ムラの低減とが同時に達成される。

一方、上記のような構成の有機ＥＬ装置１において、アノード電極９の発光領域１６内における電位ムラを抑制する方策として、たとえば、アノード電極９の外周に沿って補助配線を設け、当該補助配線をアノード電極９の外周縁に接触させることが考えられる。しかし、このような方策では、アノード電極９の外側に補助配線を設置するためのスペースが必要となる。そのため、有機ＥＬ素子５が複雑化・大型化するという不具合を生じる。また、補助配線の抵抗を維持したままアノード電極９の外方への補助配線のはみ出し量をできる限り低減するために、補助配線の厚さを大きくすることが考えられるかも知れない。しかし、そうすると、有機ＥＬ素子５のフレキシブル性が低下する。

これに対し、上記の有機ＥＬ装置１によれば、有機ＥＬ素子５を封止するための導電封止層６を利用して、アノード電極９に対する電気的なコンタクトが形成される。この場合、電気的なコンタクトを形成するためのスペースは、アノード電極９の外周に補助配線を設ける場合よりも、小さくて済む。その結果、有機ＥＬ素子５の簡素化および薄型化を図ることができる。

また、導電封止層６のアノード領域２０およびカソード領域２１が、絶縁性の第２基板７に支持されているので、アノード電極９およびカソード電極１０に接続される２つの導電領域を、１つの第２基板７に集約することができる。そのため、有機ＥＬ素子５の構造を簡素化することができる。さらに、アノード領域２０およびカソード領域２１は、図３（ｂ）に示すように、導電薄膜が形成された第２基板７を用意し、導電薄膜をパターニングすることにより、簡単に形成することができる。

さらに、この有機ＥＬ装置１では、第１基板２および第２基板７のいずれもがフレキシブル性を有するので、たとえば、フレキシブル性が要求される各種工業製品に好適に使用することができる。
図４は、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の模式的な平面図である。図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図４の有機ＥＬ装置の断面図であり、図５（ａ）は切断線Ｖａ−Ｖａでの切断面、図５（ｂ）は切断線Ｖｂ−Ｖｂでの切断面、図５（ｃ）は切断線Ｖｃ−Ｖｃでの切断面をそれぞれ示す。図４および図５において、図１および図２に示す各部に対応する部分には、それらの各部と同一の参照符号を付している。また、以下では、同一の参照符号を付した部分についての詳細な説明を省略する。なお、図４は、導電基板を取り外した状態の有機ＥＬ装置を示している。

第１実施形態では、導電封止層６は、キャップ部１７とシール部１８とを一体的に有しているが、この第２実施形態の有機ＥＬ装置３１では、導電封止層３２は、第１基板２の厚さ方向に間隔を空けて有機ＥＬ素子５に対向配置された導電層としての導電基板３３と、導電基板３３と第１基板２との間に有機ＥＬ素子５を封じるための導電バンプ３４とを別体的に有している。なお、図４は、導電基板３３を取り外した状態の有機ＥＬ装置３１を示している。

導電基板３３は、たとえば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）などの金属材料からなる。導電基板３３は、アノード端子３およびカソード端子４の端部を露出させるように、有機ＥＬ素子５の全域、アノード端子３およびカソード端子４に対向している。また、導電基板３３の厚さは、たとえば、０．０１〜１ｍｍである。
導電バンプ３４は、たとえば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、はんだなどの金属材料からなる。また、導電バンプ３４は、有機ＥＬ素子５の周囲を取り囲む平面視略四角環状に形成されており、第１ギャップ１２から露出するコ字状の周縁部１３に対して線状に接触するとともに、第１ギャップ１２の延長線上に配置された１対のアノード端子３に接触している。導電バンプ３４は、導電基板３３およびアノード電極９の周縁部１３に対して共晶接合されており、これにより、アノード電極９とアノード端子３とを導電基板３３を介して電気的に接続している。

一方、導電バンプ３４は、カソード端子４を挟む１対のアノード端子３間が一部開放されている。これにより、導電バンプ３４は、カソード端子４に対して接触しておらず、導電基板３３とカソード端子４とを電気的に絶縁している。また、導電バンプ３４の高さは、たとえば、１〜２００μｍである。
そして、有機ＥＬ素子５は、第１基板２および導電基板３３により形成される中空部分３５に収容されており、その全周囲が導電バンプ３４で囲まれている。中空部分３５は、導電バンプ３４が一部開放されることにより形成された開孔部３６のみを介して外部と流通可能とされている。

その他の構成は、前述の第１実施形態の場合と同様であり、動作もまた、同様である。
図６（ａ）〜（ｅ）は、図４および図５に示す有機ＥＬ装置の製造方法を工程順に示す図である。
上記有機ＥＬ装置３１を製造するには、たとえば、図６（ａ）に示すように、蒸着法、スパッタ法などにより、第１基板２上に、アノード電極９が、上記した形状となるように形成される。

次いで、図６（ｂ）に示すように、たとえば、めっき法、転写法などにより、導電バンプ３４が、上記した形状となるように形成される。
次いで、図６（ｃ）に示すように、蒸着法、スパッタ法などにより、アノード電極９上に、有機化合物層１１、カソード電極１０およびカソード端子４が、上記した形状となるように順に形成される。カソード端子４およびアノード端子３は、カソード電極１０を形成する工程において、カソード電極１０のパターニングと同時にパターニングすることにより形成される。

次いで、図６（ｄ）に示すように、第１基板２と導電基板３３とが位置合わせされ、熱および圧力が加えられることにより、導電バンプ３４に導電基板３３が共晶接合される。これにより、有機ＥＬ素子５が第１基板２および導電基板３３により形成される中空部分３５に封止される。
その後、図６（ｅ）に示すように、開孔部３６（図６では図示せず）から封止用の樹脂を注入して絶縁層２８が形成される。

以上の工程を経て、図４および図５に示す有機ＥＬ装置３１が得られる。
この有機ＥＬ装置３１によれば、導電封止層３２が導電基板３３と導電バンプ３４とを有している。そして、導電封止層６をアノード電極９に電気的に接続する際には、図６（ｂ）に示すように導電バンプ３４を形成し、その後、図６（ｄ）に示すように、第１基板２と導電基板３３とを位置合わせし、熱および圧力を加えることにより、導電バンプ３４に導電基板３３を共晶接合すればよい。

すなわち、アノード電極９に対する導電バンプ３４の形成によって、アノード電極９に対する導電封止層３２のコンタクト位置が決定する。そして、導電バンプ３４は、たとえば、めっき法、転写法など、従来知られているバンプ形成技術により作製することができる。したがって、アノード電極９に対する導電封止層３２の電気的なコンタクトを簡単に形成することができ、さらには、コンタクト位置を精密に制御することもできる。

その他、前述の第１実施形態と同様の作用効果については、記載を省略する。
図７は、第１実施形態の有機ＥＬ装置の第１変形例を示す図であって、図２（ａ）に対応する断面図である。
第１実施形態の第１変形例に係る有機ＥＬ装置４１では、導電封止層６は、第２基板７に支持されておらず、Ｚ方向に間隔を空けて有機ＥＬ素子５に対向配置され、有機ＥＬ素子５に対向する内側面４３とは反対の外側面４２が露出したキャップ部１７と、キャップ部１７と第１基板２との間に有機ＥＬ素子５を封じるためのシール部１８とを一体的に有している。

また、絶縁層２８の材料としては、たとえば、窒化シリコン、酸化シリコンなど絶縁膜として通常用いられるものが挙げられる。
そして、第１変形例に係る有機ＥＬ装置４１を製造するには、たとえば、図３（ａ）に示した方法と同様の方法により、アノード電極９、有機化合物層１１、カソード電極１０、カソード端子４およびアノード端子３が形成され、その後、導電封止層６の形成に先立って、たとえば、蒸着法、スパッタ法などにより、絶縁層２８が形成される。絶縁層２８の形成後、たとえば、フォトリソグラフィ技術により、絶縁層２８がシール部１８の形状に対応するパターンにパターニングされる。そして、たとえば、蒸着法、スパッタ法などにより、導電封止層６の材料が堆積される。これにより、シール部１８とキャップ部１７とが同時に形成されて導電封止層６が形成される。

第１実施形態の第１変形例に係る有機ＥＬ装置４１によれば、導電封止層６が第２基板７に支持されることなく、キャップ部１７の外側面４２が露出しているので、有機ＥＬ素子５が発熱しても、その熱をキャップ部１７の外側面４２から効率よく放散することができる。その結果、有機ＥＬ装置４１の放熱性を向上させることができる。
図８は、第１実施形態の有機ＥＬ装置の第２変形例を示す図であって、図２（ａ）に対応する断面図である。

第１実施形態の第２変形例に係る有機ＥＬ装置５１は、有機ＥＬ素子５を被覆する第１バリア層５２をさらに含んでいる。
第１バリア層５２は、たとえば、窒化シリコンなどの無機材料膜からなる。第１バリア層５２は、アノード電極９の周縁部１３から有機化合物層１１の周縁部１５を経由してカソード電極１０の全表面を覆っている。これにより、アノード電極９と有機化合物層１１との界面５３およびカソード電極１０と有機化合物層１１との界面５４が、第１バリア層５２によりシールされることとなる。

第１バリア層５２は、アノード電極９、有機化合物層１１、カソード電極１０、カソード端子４およびアノード端子３が図３（ａ）に示す方法により形成された後、たとえば、蒸着法、スパッタ法などにより無機材料を堆積させ、パターニングすることにより形成することができる。
第１実施形態の第２変形例に係る有機ＥＬ装置５１によれば、アノード電極９と有機化合物層１１との界面５３およびカソード電極１０と有機化合物層１１との界面５４が、第１バリア層５２によりシールされるので、たとえ中空部分２６内に残留水分や酸素などが存在しても、その残留水分および酸素と有機化合物層１１との接触を効果的に抑制することができる。その結果、酸素や水分などによる有機ＥＬ素子５の劣化を一層抑制することができる。

図９は、第１実施形態の有機ＥＬ装置の第３変形例を示す図であって、図２（ａ）に対応する断面図である。
第１実施形態の第３変形例に係る有機ＥＬ装置６１は、導電封止層６を被覆する第２バリア層６２をさらに含んでいる。
第２バリア層６２は、たとえば、窒化シリコンなどの無機材料膜からなる。第２バリア層６２は、キャップ部１７の内側面４３の全域を覆い、除去領域２７を隙間なく埋め尽くしている。

第２バリア層６２は、導電薄膜（図示せず）が図３（ｂ）に示すようにエッチバックされてシール部１８が形成された後、たとえば、蒸着法、スパッタ法などにより無機材料を導電封止層６上に堆積させ、パターニングすることにより形成することができる。
第１実施形態の第３変形例に係る有機ＥＬ装置６１によれば、キャップ部１７の内側面４３および除去領域２７が第２バリア層６２によりシールされるので、特に、除去領域２７から中空部分２６への水分や酸素などの侵入を効果的に抑制することができる。その結果、酸素や水分などによる有機ＥＬ素子５の劣化を一層抑制することができる。

図１０は、第１実施形態の有機ＥＬ装置の第４変形例を示す図であって、図２（ａ）に対応する断面図である。
第１実施形態の第４変形例に係る有機ＥＬ装置７１は、導電封止層６を被覆する第３バリア層７２をさらに含んでいる。
第３バリア層７２は、たとえば、窒化シリコンなどの無機材料膜からなる。第３バリア層７２は、第２基板７とキャップ部１７との間の全域に介在されている。

第３バリア層７２は、たとえば、蒸着法、スパッタ法などにより、第２基板７の表面に積層し、その後、第３バリア層７２上に導電薄膜（図示せず）を形成することにより、第２基板７とキャップ部１７（導電薄膜）との間に介在させることができる。
第１実施形態の第４変形例に係る有機ＥＬ装置７１によれば、キャップ部１７および除去領域２７が、第２基板７だけでなく第３バリア層７２によってもシールされているので、特に、除去領域２７から中空部分２６への水分や酸素などの侵入を効果的に抑制することができる。その結果、酸素や水分などによる有機ＥＬ素子５の劣化を一層抑制することができる。

図１１は、第２実施形態の有機ＥＬ装置の第１変形例を示す図であって、図５（ａ）に対応する断面図である。
第２実施形態の第１変形例に係る有機ＥＬ装置８１では、導電バンプ３４は、樹脂製コア８２と、樹脂製コア８２を被覆する導電被覆膜８３とからなる。
樹脂製コア８２の材料としては、たとえば、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。また、樹脂製コア８２の高さは、たとえば、１〜２００μｍである。

導電被覆膜８３の材料としては、たとえば、金（Ａｕ）などの金属が挙げられる。また、導電被覆膜８３の厚さは、たとえば、０．０１〜１μｍである。
このような導電バンプ３４は、アノード電極９が図６（ａ）に示すように第１基板２上に形成された後、たとえば、樹脂ペーストが導電バンプ３４のパターン状に形成され、その後、蒸着法、スパッタ法などにより金属材料が堆積され、パターニングされることによって形成することができる。

第２実施形態の第１変形例に係る有機ＥＬ装置８１によれば、導電バンプ３４の全体が金属材料ではなく、そのコアが樹脂材料であるため、金属材料の使用量を低減することができる。その結果、コストを低減することができる。また、樹脂材料が、たとえば、熱硬化性樹脂であれば、有機ＥＬ素子５が発熱しても軟化し難いので、有機ＥＬ素子５の曲げ耐性を向上させることができる。

さらには、樹脂製コア８２の材料としてヤング率の低い樹脂を使用することにより、有機ＥＬ素子５を曲げたときに生じる応力を、効率よく分散させることができる。
図１２は、第２実施形態の有機ＥＬ装置の第２変形例を示す図であって、図５（ａ）に対応する断面図である。
第２実施形態の第２変形例に係る有機ＥＬ装置９１は、導電バンプ３４とアノード電極９との間に介在された密着層９２をさらに含んでいる。

密着層９２は、たとえば、金（Ａｕ）などの金属材料からなる。密着層９２は、たとえば、アノード電極９の周縁部１３の表面からその外方へ延び、アノード電極９の全側面に回りこむ断面視Ｌ字状に形成されており、アノード電極９の外周端の全域を被覆している。
そして、導電バンプ３４は、密着層９２におけるアノード電極９の周縁部１３上の部分に接合されている。

このような密着層９２は、アノード電極９が図６（ａ）に示すように第１基板２上に形成された後、たとえば、蒸着法、スパッタ法などにより金属材料が堆積され、パターニングされることにより、形成することができる。そして、導電バンプ３４は、図６（ｂ）に示した方法と同様の方法により、密着層９２上に所定の形状となるように形成すればよい。

第２実施形態の第２変形例に係る有機ＥＬ装置９１によれば、導電バンプ３４とアノード電極９との間に密着層９２が介在されている。そのため、アノード電極９および密着層９２が、接合性の良好な組み合わせ（たとえば、アノード電極９がＩＴＯであり、密着層９２がＡｕである組み合わせ）であれば、導電バンプ３４とアノード電極９との接合性を向上させることができる。そのため、導電バンプ３４によるシール性を向上させることができる。

また、アノード電極９の外周端の全域が密着層９２により被覆されているため、アノード電極９の側面と水分との接触を抑制することができる。したがって、水分を比較的透過させやすい材料をアノード電極９の材料として適用しても、アノード電極９と水分との接触が抑制されるので、アノード電極９に侵入する水分を低減することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は他の形態で実施することもできる。

たとえば、第１実施形態では、導電封止層６は、アノード電極９およびカソード電極１０の両方に電気的に接続されているが、いずれか一方のみに接続されていてもよい。一方、第２実施形態では、導電封止層６，３２は、アノード電極９のみに電気的に接続されているが、アノード電極９およびカソード電極１０の両方に接続されていてもよい。
また、本発明は、トップ・エミッション型、ボトム・エミッション型の有機ＥＬ装置のいずれにも適用することができる。

たとえば、図１３に示す有機ＥＬ装置１０１が、トップ・エミッション型である。有機ＥＬ装置１０１は、ＳＵＳ基板などの不透明な第１基板２と、第１基板２の上面８全域に形成された絶縁層１０２と、絶縁層１０２上に順に積層された、アノード電極９、有機化合物層１１およびカソード電極１０とを備えている。アノード電極９の材料は特に制限されず、透明電極材料、不透明電極材料のいずれであってもよい。カソード電極１０の材料は、ＩＴＯなどの透明電極材料が適用される。また、絶縁層２８（エポキシ樹脂など）、導電封止層６（ＩＴＯなど）、第３バリア層７２（ＳｉＮなど）および第２基板２についても、透明な材料が用いられる。したがって、有機化合物層１１で生成された光は、透明なカソード電極１０、絶縁層２８、導電封止層３２、第３バリア層７２を透過し、第２基板７から取り出される。

また、アノード電極９に対する導電封止層６，３２のコンタクトは、アノード電極９の周縁部１３の全周に沿って１つ形成される必要はなく、たとえば、アノード電極９の周縁部１３に沿って線状に接触する線状接続部が、アノード電極９の周方向に沿って所定の間隔を空けて複数形成されていてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ 有機ＥＬ装置
２ 第１基板
５ 有機ＥＬ素子
６ 導電封止層
７ 第２基板
９ アノード電極
１０ カソード電極
１１ 有機化合物層
１３ （アノード電極の）周縁部
２０ アノード領域
２１ カソード領域
２３ 第１シール部
３１ 有機ＥＬ装置
３２ 導電封止層
３３ 導電基板
３４ 導電バンプ
４１ 有機ＥＬ装置
５１ 有機ＥＬ装置
５２ 第１バリア層
６１ 有機ＥＬ装置
６２ 第２バリア層
７１ 有機ＥＬ装置
７２ 第３バリア層
８１ 有機ＥＬ装置
８２ 樹脂製コア
８３ 導電被覆膜
９１ 有機ＥＬ装置

Claims (8)

1. 第１基板と、
   第１電極、前記第１電極に対向配置された第２電極、および前記第１電極と前記第２電極との間に介在された有機化合物層を有し、前記第１基板上に設けられた有機ＥＬ素子と、
   前記第１基板上に設けられ、前記有機ＥＬ素子を覆うことにより前記有機ＥＬ素子を封止する導電封止層とを含み、
   前記導電封止層は、前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方に電気的に接続されている、有機ＥＬ装置。
2. 前記第１電極が、前記第２電極の抵抗よりもシート抵抗が大きい電極膜であり、
   前記導電封止層は、少なくとも前記第１電極に電気的に接続されている、請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
3. 前記導電封止層は、前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方の周縁部に沿って線状に接触する線状接続部を有している、請求項１または２に記載の有機ＥＬ装置。
4. 前記導電封止層を支持する絶縁性の第２基板をさらに含み、
   前記導電封止層は、前記第１電極に電気的に接続された第１領域と、前記第１領域と絶縁分離され、前記第２電極に電気的に接続された第２領域とを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置。
5. 前記導電封止層は、前記有機ＥＬ素子を挟んで前記第１基板に対向する導電層と、前記導電層と前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方との間に介在された導電バンプとを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置。
6. 前記導電バンプは、樹脂材料からなるコアと、前記コアを被覆する導電被覆膜とからなる、請求項５に記載の有機ＥＬ装置。
7. 前記導電封止層および前記有機ＥＬ素子の少なくとも一方を被覆するバリア層をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置。
8. 前記第１基板がフレキシブル性を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置。

Images