JP2013171716A - 有機ｅｌ装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐久性および歩留まりを向上させた有機ＥＬ装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】基板１０と、基板上に配置された第１電極層１２と、第１電極層上に配置された有機ＥＬ層４０と、有機ＥＬ層上に配置された第２電極層２０と、第２電極層上に配置される封止用ガラス板５０とを少なくとも備える有機ＥＬ装置において、第２電極層の表面の全部または一部を保護層２５によって被覆した。
【選択図】図１
【解決手段】基板１０と、基板上に配置された第１電極層１２と、第１電極層上に配置された有機ＥＬ層４０と、有機ＥＬ層上に配置された第２電極層２０と、第２電極層上に配置される封止用ガラス板５０とを少なくとも備える有機ＥＬ装置において、第２電極層の表面の全部または一部を保護層２５によって被覆した。
【選択図】図１
Description
本発明は、有機ＥＬ装置およびその製造方法に関し、特に耐久性および歩留まりを向上させた有機ＥＬ装置およびその製造方法に関する。
近年、有機発光素子として有機ＥＬ（ＥＬ：Electroluminescence）素子を用いた表示装置や照明装置が実用化に向けて開発が進められている。
ところで、有機ＥＬ素子は、水分による劣化が著しいため、素子内への水分の侵入を防ぐために固形状または液状の樹脂、ゲル材あるいは不活性ガス等の充填材が用いられる。
例えば、ガラス基板上に陽極となる透明電極、有機ＥＬ層および陰極となる背面電極を順次積層して有機ＥＬ素子を形成し、この有機ＥＬ素子を覆うガラス基板と封止部材とで得られる空間内に紫外線硬化樹脂を充填する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、上記従来技術のように、紫外線硬化樹脂を充填する場合において、硬化前の液状の樹脂が有機ＥＬ層と反応して、有機ＥＬ層自体を溶解させたり、膨潤させる現象を生じる。
特に、端部において有機ＥＬ層上に電極が形成されていない部分や、電極にピンホール等の欠陥を生じている部位では、欠陥を介して浸入した液状の樹脂が有機ＥＬ層と接触して反応し、有機ＥＬ層に溶解や膨潤を生じさせ発光性能を低下させるという問題があった。
本発明の目的は、耐久性および歩留まりを向上させた有機ＥＬ装置およびその製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の一態様によれば、基板と、前記基板上に配置された第１電極層と、前記第１電極層上に配置された有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上に配置された第２電極層と、前記第２電極層上に配置される封止用ガラス板と、前記第２電極層の表面の全部または一部を被覆する保護層とを備える有機ＥＬ装置が提供される。
本発明の他の態様によれば、基板を準備する工程と、前記基板上に第１電極層を形成する工程と、前記第１電極層上に有機ＥＬ層を形成する工程と、前記有機ＥＬ層上に第２電極層を形成する工程と、前記第２電極層の表面の全部または一部に保護層を形成する工程と、前記第２電極層上に所定の隙間を挟んで封止用ガラス板を対向させる工程と、前記基板と前記封止用ガラス板との間に周辺封止材を形成する工程と、前記基板と前記封止用ガラス板との間に形成される空間に充填材を充填する工程とを有する有機ＥＬ装置の製造方法が提供される。
本発明によれば、耐久性および歩留まりを向上させることができる有機ＥＬ装置およびその製造方法を提供することができる。
次に、図面を参照して、実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
以下の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、「透明」とは、透過率が約５０％以上であるものと定義する。また「透明」とは、実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、可視光線に対して、無色透明という意味でも使用する。可視光線は波長約３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ程度、エネルギー約３．４５ｅＶ〜１．４９ｅＶ程度に相当し、この領域で透過率が５０％以上あれば透明である。
[実施の形態]
（有機ＥＬ装置）
実施の形態に係る有機ＥＬ装置１の模式的断面構造は、図１に示すように表される。
（有機ＥＬ装置）
実施の形態に係る有機ＥＬ装置１の模式的断面構造は、図１に示すように表される。
実施の形態に係る有機ＥＬ装置１は、図１に示すように、基板１０と、基板１０上に配置された第１電極層１２と、第１電極層１２上に配置された有機ＥＬ層４０と、有機ＥＬ層４０上に配置された第２電極層２０と、第２電極層２０上に配置される封止用ガラス板５０と、第２電極層２０の表面の全部または一部を被覆する保護層２５とを備える。
これにより、有機ＥＬ層４０が液状の充填材（例えば、紫外線照射前の紫外線硬化樹脂）８０と接触して反応し、有機ＥＬ層４０が溶解する事態が防止される。
また、基板１０と封止用ガラス板５０との間を所定のギャップを挟んで封止する周辺封止材１００と、基板１０と封止用ガラス板５０との間に形成される空間に充填される充填材８０とを備える。
なお、図１に示すように、保護層２５は、有機ＥＬ層４０の端部を覆うように形成されている。
これにより、有機ＥＬ層４０の端部が液状の充填材（例えば、紫外線照射前の紫外線硬化樹脂）８０と反応し、有機ＥＬ層４０に溶解や膨潤を生じる事態が防止され、発光性能が低下することが回避される。
図２に示すように、有機ＥＬ層４０は、基板１０側から、例えば、正孔輸送層１４、発光層１６および電子輸送層１８が順次積層されている。また、積層順序を逆にして、電子輸送層１８、発光層１６および正孔輸送層１４の順序で積層されていても良い。
正孔輸送層１４は、第１電極層１２から注入された正孔を円滑に発光層に輸送するための層であり、例えば、４，４’−ビス[Ｎ−（１−ナフチル−１−）Ｎ−フェニル−アミノ]−ビフェニルなどで形成することができる。
発光層１６は、注入された正孔および電子が再結合して発光するための層であり、例えば、ドーパントとして、ルブレンや、遷移金属原子を含む錯体がドーピングされたアルミニウム（８−ヒドロキシ）キノリネートで形成することができる。
電子輸送層は、第２電極層２０から注入された電子を円滑に発光層に輸送するための層であり、例えば、アルミニウム（８−ヒドロキシ）キノリネートで形成することができる。
なお、有機ＥＬ層４０は、上記正孔輸送層、電子輸送層以外の層、例えば、正孔注入層、電子注入層等を用いて構成しても良い。
保護層２５は、撥水性もしくは撥油性を備える樹脂等で構成すると良い。具体的には、保護層２５を、フッ素樹脂などのフッ素化合物で構成することができる。
なお、フッ素樹脂とは、フッ素を含むオレフィンを重合して得られる合成樹脂の総称をいう。
このようなフッ素樹脂で保護層２５を形成した場合には、フッ素樹脂の優れた撥水性および撥油性により、液状の充填材８０と有機ＥＬ層４０との接触が防止される。従って、有機ＥＬ層４０と反応し易い液状の紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂を充填材として使用することが可能となり、耐久性を向上させることができる。
なお、保護層２５をフッ素樹脂のコーティング膜で構成する場合には、その厚さは１ｎｍ〜１０μｍとすることが望ましい。フッ素樹脂のコーティング膜の成膜には、ディッピング法やパドル法を適用することができる（詳細については後述する）。
なお、図１に示すように、実施の形態に係る有機ＥＬ装置１は、発光層１６で発光した光（ｈν）が基板１０側から出射されるボトムエミッション構成となっている。
また、保護層２５は、ＳｉＮ等の窒化膜で構成するようにしても良い。この場合には化学蒸着（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）により効率的に成膜することができる。
また、第２電極層がピンホール等の欠陥箇所を有する場合に、欠陥箇所を保護層２５で覆うようにしても良い。詳細については後述する。
（比較例）
図３〜５を参照して、比較例としての有機ＥＬ装置１ａについて述べる。なお、実施の形態に係る有機ＥＬ装置１と同一の構成については同一符号を付して、重複した説明は省略する。
図３〜５を参照して、比較例としての有機ＥＬ装置１ａについて述べる。なお、実施の形態に係る有機ＥＬ装置１と同一の構成については同一符号を付して、重複した説明は省略する。
比較例としての有機ＥＬ装置１ａは、図１に示す実施の形態に係る有機ＥＬ装置１と異なり、第２電極層２０上に保護層が形成されていない。
そのため、例えば、図４（ａ）に示すように、第２電極層２０に欠陥の一種であるピンホール２１が生じている場合には、このピンホール２１から液状の充填材（例えば、紫外線照射前の紫外線硬化樹脂）８０が浸入する。
そして、ピンホール２１から浸入した液状の充填材８０が有機ＥＬ層４０と反応し、有機ＥＬ層４０を溶解してしまう（図４（ｂ）参照）。これにより、有機ＥＬ層４０の発電特性が損なわれてしまう。
また、図５（ａ）に示すように、有機ＥＬ層４０の端部には、第２電極層２０が設けられていないため、露出した状態となっている。
そのため、有機ＥＬ層４０の端部と液状の充填材８０が反応し、有機ＥＬ層４０ａを溶解してしまう（図５（ｂ）参照）。これにより、有機ＥＬ層４０全体の発電特性が損なわれてしまう。
一方、実施の形態に係る有機ＥＬ装置１によれば、保護層２５によって液状の充填材８０と有機ＥＬ層４０との接触が防止される。従って、有機ＥＬ層４０と反応し易い液状の紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂を充填材として使用することが可能となり、有機ＥＬ装置の耐久性が向上される。
（自己修復）
図６および図７を参照して、電極の自己修復（セルフリペア）について説明する。
図６および図７を参照して、電極の自己修復（セルフリペア）について説明する。
図６（ａ）に示すように、第２電極層２０等に異物（パーティクル）５００が混入した場合には、この異物によって第１電極層１２と第２電極層２０との間でリークパスが発生してしまう。
この場合に、液体に浸漬させた状態で逆バイアスを印加すると、電流集中により、図６（ｂ）に示すようにリークパスの発生箇所５０１が焼き切れて修復される。
ここで、充填材８０が液体や気体の場合には上記のような自己修復を行うことができたが、充填材８０を固体化した紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂とした場合には、このような自己修復はできなかった。
即ち、固体の場合には、ショート箇所（リペア箇所）を焼き切る際に周辺まで破壊が及んでしまうという不都合があった。
そこで、本発明では、図７に示す手法により、充填材８０として紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂等を用いる場合においても自己修復を可能としている。
即ち、図７（ａ）に示すように、有機ＥＬ層４０および第２電極層２０を覆うように液状のフッ素コーティング剤９０を滴下する。
なお、フッ素コーティング剤９０としては、フッ素化合物を揮発性の溶媒に添加したものが用いられる。より具体的には、メチルノナフルオロイソブチルエーテル（２０〜８０％）、メチルノナフルオロブチルエーテル（２０〜８０％）の溶媒にフッ素系樹脂（１〜３％）を添加したものなどが適用される。
そして、前記溶媒が揮発する前に、図７（ｂ）に示すように、第１電極層１２をマイナス、第２電極層２０をプラスとして、例えば駆動電圧の３〜４倍の逆バイアス電圧（例えば、１０〜１５Ｖ）を印加する。
これにより、第２電極層２０にリーク箇所が存在する場合には、そのリーク箇所（リペア箇所）Ｒで電流集中を起こし、リーク箇所が焼き切られる。
次いで、フッ素コーティング剤９０の溶媒を揮発させることにより、図７（ｃ）に示すようにフッ素化合物から成る保護層２５が形成される。
この場合に、自己修復されたリペア痕２６が保護層２５によって被覆されるので、硬化前の液状の紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂等を充填材８０として用いても有機ＥＬ層４０と充填材８０が反応する事態が回避される。
即ち、リペア痕２６を介して液状の充填材８０が有機ＥＬ層４０が接触することが無いので、有機ＥＬ層４０と充填材８０が反応して溶解する事態が回避される。
このように、本発明によれば、充填材８０として紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂等を用いる場合にも、リーク箇所（リペア箇所）の自己修復を行うことができ、歩留まりを向上することができる。また、固体化した紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂等により有機ＥＬ装置１の耐久性を高めることができる。
なお、上述のような自己修復を行った後に、ＳｉＮ等の窒化膜を保護層２５としてＣＶＤ等により成膜するようにしても良い。
（本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法）
図８〜図１９を参照して、図１に示す実施の形態に係る有機ＥＬ装置１の製造方法について説明する。
図８〜図１９を参照して、図１に示す実施の形態に係る有機ＥＬ装置１の製造方法について説明する。
製造方法の工程は以下の通りである。
（ａ）ガラス板から成る基板１０を準備する工程、
（ｂ）基板１０上に第１電極層１２を形成する工程、
（ｃ）第１電極層１２上に有機ＥＬ層４０を形成する工程、
（ｄ）有機ＥＬ層４０上に第２電極層２０を形成する工程、
（ｅ）第２電極層２０の表面の全部または一部に保護層２５を形成する工程（図９〜図１１参照）、
（ｆ）第２電極層２０上に所定の隙間を挟んで封止用ガラス板５０を対向させる工程（図１３参照）、
（ｇ）基板１０と封止用ガラス板５０との間に周辺封止材１００を形成する工程（図１２参照）、
（ｈ）基板１０と封止用ガラス板５０との間に形成される空間に充填材８０を充填する工程（図１４、図１５参照）
を有する。
（ｂ）基板１０上に第１電極層１２を形成する工程、
（ｃ）第１電極層１２上に有機ＥＬ層４０を形成する工程、
（ｄ）有機ＥＬ層４０上に第２電極層２０を形成する工程、
（ｅ）第２電極層２０の表面の全部または一部に保護層２５を形成する工程（図９〜図１１参照）、
（ｆ）第２電極層２０上に所定の隙間を挟んで封止用ガラス板５０を対向させる工程（図１３参照）、
（ｇ）基板１０と封止用ガラス板５０との間に周辺封止材１００を形成する工程（図１２参照）、
（ｈ）基板１０と封止用ガラス板５０との間に形成される空間に充填材８０を充填する工程（図１４、図１５参照）
を有する。
工程（ｅ）は、より詳細には、次の工程を有する。即ち、
（ｅ−１）フッ素化合物を揮発性の溶媒に添加した液体（フッ素コーティング剤）９０を第２電極層の表面の全面に塗布する工程、
（ｅ−２）溶媒が揮発する前に、有機ＥＬ層４０に対して逆バイアスを印加する工程、
（ｅ−３）溶媒を揮発させてフッ素化合物を含む保護層２５を形成する工程
を有する。
（ｅ−１）フッ素化合物を揮発性の溶媒に添加した液体（フッ素コーティング剤）９０を第２電極層の表面の全面に塗布する工程、
（ｅ−２）溶媒が揮発する前に、有機ＥＬ層４０に対して逆バイアスを印加する工程、
（ｅ−３）溶媒を揮発させてフッ素化合物を含む保護層２５を形成する工程
を有する。
フッ素化合物を揮発性の溶媒に添加した液体（フッ素コーティング剤）９０を第２電極層２０の表面の全部または一部に塗布する方法としては、図９に示すディッピング法と、図１０に示すパドル法が挙げられる。
ディッピング法は、図９に示すように、容器３００に入れられたフッ素コーティング剤９０に、有機ＥＬ素子２００を浸漬して行われる。
そして、有機ＥＬ素子２００をフッ素コーティング剤９０に浸漬した状態で、有機ＥＬ素子２００に逆バイアス電圧を印加する。
これにより、第２電極層２０にリーク箇所が存在する場合には、そのリーク箇所（リペア箇所）で電流集中を起こし、リーク箇所が焼き切られる。
次いで、有機ＥＬ素子２００をフッ素コーティング剤９０から引き上げて、溶媒を揮発させることにより、図１１に示すようなフッ素化合物から成る保護層２５が形成される。
なお、フッ素コーティング剤９０の溶媒の揮発は、常温で行なっても良いし、或いは６０℃程度に加熱して揮発を促進するようにしても良い。
一方、パドル法は、図１０に示すように、有機ＥＬ素子２００の上に、フッ素コーティング剤９０を盛るような形で滴下する。
そして、フッ素コーティング剤９０の溶媒が揮発する前に、有機ＥＬ素子２００に逆バイアス電圧を印加する。
これにより、第２電極層２０にリーク箇所が存在する場合には、そのリーク箇所（リペア箇所）で電流集中を起こし、リーク箇所が焼き切られる。
次いで、フッ素コーティング剤９０の溶媒を揮発させることにより、図１１に示すようなフッ素化合物から成る保護層２５が形成される。
なお、フッ素コーティング剤９０の溶媒の揮発は、常温で行なっても良いし、或いは６０℃程度に加熱して揮発を促進するようにしても良い。
前記工程（ｆ）〜（ｈ）は、図１２〜図１５のように示される。
即ち、まず、図１２に示すように、有機ＥＬ素子２００の周縁部に、周辺封止材１００を形成する。周辺封止材１００は、例えば紫外線硬化樹脂やガラスフリットで構成できる。
また、図１２に示すように、有機ＥＬ素子２００の上に、充填材８０として、液状の紫外線硬化樹脂を滴下する。
紫外線硬化樹脂としては、例えば次のような組成のものが用いられる。
（１）ポリエチレングリコールジメタクリレート（２５〜５０％）、（２）エチレングリコールジメタクリレート（１０〜２５％）、（３）トリエチレングリコールジメタクリレート（１０〜２５％）、（４）テトラエチレングリコールジメタクリレート（１０〜２５％）、（５）過塩素酸マグネシウム（１０〜２５％）、（６）過塩素酸リチウム（２．５〜１０％）、（７）トリメチロールプロパントリメタクリレート（＜２．５％）。
ここで、上記成分（１）〜（４）および（７）が紫外線硬化性の樹脂成分、成分（５）、（６）は水分を化学吸着させる成分である。
次いで、図１３に示すように、封止用ガラス板５０を対向させ、真空チャンバにおいて真空状態で有機ＥＬ素子２００と封止用ガラス板５０とを貼り合わせる。
続いて、大気圧に開放すると、図１４に示すように、基板１０と封止用ガラス板５０が大気圧Ｐによって均等に加圧されて密着される。
次に、封止用ガラス板５０側から紫外線を照射して、充填材８０としての紫外線硬化樹脂を硬化させる。この際に、周辺封止材１００も紫外線硬化樹脂で形成される場合には、紫外線により同時に硬化される。
また、周辺封止材１００をガラスフリットで形成した場合には、周辺封止材１００にレーザ光を照射して、ガラスフリットを溶融させて封止用ガラス板５０と基板１０とを密封する。
充填材８０は、紫外線硬化樹脂に限らず、固形状または液状の樹脂、ガラス、フッ素系などの不活性オイルまたはゲル材あるいは窒素ガス、Ｈｅガス等の不活性ガスで構成することができる。固形状の樹脂としては、紫外線硬化樹脂以外に光硬化樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂を用いることができる。
液状の樹脂としては、液状プラスチック、液状エポキシ樹脂等を用いることができる。 また、オイルとしては、フッ素系オイルやシリコン系オイルを用いることができる。フッ素系オイルやシリコン系オイルは、有機ＥＬ層４０と反応せず、耐熱性、不燃性、耐薬品性に優れているからである。ゲル材としては、シリコン系やフッ素系のゲル材を用いることができる。不活性ガスとしては、窒素ガス等を用いることができる。これらの充填材は、有機ＥＬ層４０と反応せず、耐熱性、不燃性、耐薬品性に優れているからである。
また、充填材８０に、所定の吸湿材料をフィラーとして加えるようにしても良い。
吸湿材料としては、例えば、シリカゲル、ゼオライト、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム等が挙げられる。
吸湿材料を用いる場合には、有機ＥＬ素子の内部の残留水分等を吸着させて、有機ＥＬ素子へのダメージを軽減することができ、寿命を向上させることができる。
また、充填材８０が液状の樹脂、ガラス、オイルまたはゲル材である場合において、周辺封止材１００の内側に、充填材８０の漏出を防止するダム材を配置するようにしても良い。
ダム材としては、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等の接着性を有する材料を用いることができる。
また、ダム材に、所定の吸湿材料をフィラーとして加えるようにしても良い。
吸湿材料としては、例えば、シリカゲル、ゼオライト、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム等が挙げられる。
図１６および図１７は、複数の有機ＥＬ素子のセルＣに対して、まとめて自己修復と保護層２５を形成する場合を示す。
即ち、図１７に示すように、有機ＥＬ素子のセルＣijをマトリクス状に複数形成したユニット２００ａを、図１６に示すように、容器３００に入れられたフッ素コーティング剤９０に浸漬させる。なお、各セルＣijは、並列に接続されている。
そして、それぞれのセルＣijに逆バイアス電圧を印加することにより、各セルＣijの第２電極層２０にリーク箇所が存在する場合には、そのリーク箇所（リペア箇所）で電流集中を起こし、リーク箇所が焼き切られる。
次いで、フッ素コーティング剤９０の溶媒を揮発させることにより、図１７に示すように、各セルＣijの表面に保護層２５が形成される。
このように、図１６に示す例では、複数の有機ＥＬ素子のセルＣijについて、一挙に自己修復を行うことができると共に、各セルＣijの表面に保護層２５を一度に形成することができる。
この後、スクライブラインＳＬに沿って各セルＣijに分離することにより、有機ＥＬ素子を効率的に生産することができる。
（保護層の部分的形成）
図１８および図１９は、第２電極層２０の一部に保護層２５ａを形成する場合を示す。
図１８および図１９は、第２電極層２０の一部に保護層２５ａを形成する場合を示す。
即ち、図１８に示すように、第２電極層２０の端部を覆うように保護層２５ａを設けたり、図１９に示すように第２電極層２０のピンホール等の欠陥箇所２６を覆うように保護層２５ａを設ける。
欠陥箇所２６を覆う場合には、例えば顕微鏡で欠陥箇所２６を特定し、その欠陥箇所２６にフッ素コーティング剤９０をディスペンサにより塗布して形成することができる。
これにより、有機ＥＬ層４０と充填材８０が反応して溶解や膨潤が発生する事態が回避される。
（本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の性能）
図２０は、有機ＥＬ装置の発光面を顕微鏡観察した状態の撮像図であり、図２０（ａ）は保護層を形成しない場合、図２０（ｂ）は本実施の形態に係る保護層２５を形成した場合を示す。
図２０は、有機ＥＬ装置の発光面を顕微鏡観察した状態の撮像図であり、図２０（ａ）は保護層を形成しない場合、図２０（ｂ）は本実施の形態に係る保護層２５を形成した場合を示す。
図２０（ａ）に示すように、保護層を形成しない場合には、丸で囲むように、数カ所においてピンホールから浸入した充填材と有機ＥＬ層とが反応して溶解あるいは膨潤した状態が観察される。
なお、有機ＥＬ装置の発光面におけるピンホール密度は、図２１に示す例では、２３．８個／ｍｍ２であり、一般的には約１〜１００個／ｍｍ２程度である。
一方、本実施の形態に係る保護層２５を形成した場合、即ち、第２電極層２０の全部または一部に保護層２５を形成した場合には、図２０（ｂ）に示すように、有機ＥＬ層が溶解あるいは膨潤した箇所は観察されなかった。
このように、本実施の形態に係る保護層２５を第２電極層２０の全部または一部に保護層２５に形成することで、ピンホール等の欠陥を介した充填材と有機ＥＬ層との接触が有効に防止され、充填材と有機ＥＬ層とが反応して溶解あるいは膨潤する事態が回避され、発光性能が低下することが防止される。
図２２は、有機ＥＬ装置の固体封止強度の測定装置を示す模式図であり、図２２（ａ）は直径１４ｍｍの加重ヘッドを用いる場合、図２２（ｂ）は直径１ｍｍの加重ヘッドを用いる場合を示す。
図２２に示すように、フラット台６００と加重ヘッド６０２、６０３との間に、有機ＥＬ装置としてのパネル６０１を挟み込んで圧力Ｐを付加して固体封止強度の測定（加重リーク電流測定）を行った。
図２３は、本実施の形態に係る紫外線硬化樹脂を固化させて充填材８０として用いた有機ＥＬ装置１の固体封止強度の評価結果を示すグラフである。
この測定試験では、８０ｍｍ角の発光部を有する有機ＥＬ装置１の中央部に、直径１４ｍｍの加重ヘッド６０２による加重（ａ）または直径１ｍｍの加重ヘッド６０３による加重（ｂ）を２分間付与した後にリーク電流密度を測定した。
そして、０〜２０ｋｇｆ（０〜１２８Ｎ／ｃｍ２（φ１４ｍｍ）、０〜２５０００Ｎ／ｃｍ２（φ１ｍｍ））まで加重したが、図２３に示すようにリーク電流に変化は見られなかった。
ここで、例えば、押し圧により有機ＥＬ装置１が破壊されるとリーク電流は一気に急増してしまう。したがって、図２３に示すようにリーク電流に変化は見られないことから、紫外線硬化樹脂を固化させて充填材８０として用いた有機ＥＬ装置１は、この加重試験において破壊されることがなく、優れた耐圧性、耐久性を備えることが分かった。
以上述べたように、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置１によれば、フッ素化合物から成る保護層２５が有機ＥＬ層４０を保護し、充填材との反応を防止するため、充填材８０の材質の選択度が向上する。特に、従来において紫外線硬化樹脂や熱効果樹脂を充填材として用いた場合は、有機ＥＬ層４０が溶解したり、膨潤させることがあったが、これらの材料を充填材として使用可能となる。
また、フッ素コーティング剤９０をコーティング工程で、液体のコーティング剤を使用するので、有機ＥＬ素子の自己修復（セルフリペア）を行うことができる。セルフリペアを行い、有機ＥＬ素子に欠陥が無い状態でフッ素コーティング剤９０がコーティングされるので、固体封止する場合にも高い歩留まりを確保することができる。
また、紫外線硬化樹脂や熱効果樹脂を充填材として用いて固体封止にすれば、フレキシブル性を備えた有機ＥＬ装置を作製することできる。
また、液体や固体の充填材８０を用いることにより、有機ＥＬ素子から発生する熱を外部に逃がすことが容易となる。この結果、有機ＥＬ素子の温度上昇を抑制することができる。有機ＥＬ素子は高温環境下で寿命が短くなる性質があるため、このような温度上昇の抑制により寿命を向上させることができる。
また、紫外線硬化樹脂や熱効果樹脂など固化した充填材８０を用いる場合には、上述のように耐圧性や耐久性を高めることができる。
[その他の実施の形態]
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。
本発明の有機ＥＬ装置は、高輝度有機ＥＬ照明分野、高輝度有機ＥＬディスプレイ分野などに適用可能である。
１…有機ＥＬ装置
１０…基板
１２…第１電極層
１４…正孔輸送層
１６…発光層
１８…電子輸送層
２０…第２電極層
２１…ピンホール
２５、２５ａ…保護層
２６…リペア痕（欠陥箇所）
４０…有機ＥＬ層
５０…封止用ガラス板
８０…充填材
９０…フッ素コーティング剤
１００…周辺封止材
２００…有機ＥＬ素子
２００ａ…有機ＥＬ素子のユニット
３００…容器
５００…異物（パーティクル）
５０１…リークパスの発生箇所
６００…フラット台
６０１…パネル
６０２、６０３…加重ヘッド
ＳＬ…スクライブライン
１０…基板
１２…第１電極層
１４…正孔輸送層
１６…発光層
１８…電子輸送層
２０…第２電極層
２１…ピンホール
２５、２５ａ…保護層
２６…リペア痕（欠陥箇所）
４０…有機ＥＬ層
５０…封止用ガラス板
８０…充填材
９０…フッ素コーティング剤
１００…周辺封止材
２００…有機ＥＬ素子
２００ａ…有機ＥＬ素子のユニット
３００…容器
５００…異物（パーティクル）
５０１…リークパスの発生箇所
６００…フラット台
６０１…パネル
６０２、６０３…加重ヘッド
ＳＬ…スクライブライン
Claims (21)
- 基板と、
前記基板上に配置された第１電極層と、
前記第１電極層上に配置された有機ＥＬ層と、
前記有機ＥＬ層上に配置された第２電極層と、
前記第２電極層上に配置される封止用ガラス板と、
前記第２電極層の表面の全部または一部を被覆する保護層と
を備えることを特徴とする有機ＥＬ装置。 - 前記基板と前記封止用ガラス板との間を所定のギャップを挟んで封止する周辺封止材と、
前記基板と前記封止用ガラス板との間に形成される空間に充填される充填材と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。 - 前記保護層は、前記有機ＥＬ層の端部を覆うことを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ装置。
- 前記保護層は、撥水性もしくは撥油性を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
- 前記保護層は、フッ素化合物で構成されることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ装置。
- 前記保護層は、窒化膜で構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
- 前記第２電極層が欠陥箇所を有する場合に、前記欠陥箇所を前記保護層で覆うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
- 前記充填材は、固形状または液状の樹脂、ガラス、オイルまたはゲル材あるいは不活性ガスで構成されることを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
- 前記固形状の樹脂は、光硬化樹脂または熱硬化樹脂で構成されることを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ装置。
- 前記周辺封止材は、ガラスフリットであることを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
- 前記充填材が液状の樹脂、ガラス、オイルまたはゲル材である場合において、前記周辺封止材の内側に、前記充填材の漏出を防止するダム材が配置されていることを特徴とする請求項２〜１０のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
- 前記ダム材もしくは前記充填材の一方もしくは両方は、吸湿機能を有することを特徴とする請求項１１に記載の有機ＥＬ装置。
- 前記周辺封止材は、光硬化樹脂で構成されることを特徴とする請求項２〜１２のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
- 基板を準備する工程と、
前記基板上に第１電極層を形成する工程と、
前記第１電極層上に有機ＥＬ層を形成する工程と、
前記有機ＥＬ層上に第２電極層を形成する工程と、
前記第２電極層の表面の全部または一部に保護層を形成する工程と、
前記第２電極層上に所定の隙間を挟んで封止用ガラス板を対向させる工程と、
前記基板と前記封止用ガラス板との間に周辺封止材を形成する工程と、
前記基板と前記封止用ガラス板との間に形成される空間に充填材を充填する工程と
を有することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。 - 前記保護層を形成する工程は、前記保護層によって前記有機ＥＬ層の一部を覆う工程を含むことを特徴とする請求項１４に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
- 前記保護層を形成する工程は、撥水性もしくは撥油性を備える物質を塗布する工程で構成されることを特徴とする請求項１４または１５に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
- 前記撥水性もしくは撥油性を備える物質は、フッ素化合物を揮発性の溶媒に添加した液体であることを特徴とする請求項１６に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
- 前記保護層を形成する工程は、
前記フッ素化合物を揮発性の溶媒に添加した液体を前記第２電極層の表面の全部または一部に塗布する工程と、
前記溶媒が揮発する前に、前記有機ＥＬ層に対して逆バイアスを印加する工程と、
前記溶媒を揮発させて前記フッ素化合物を含む保護層を形成する工程と
を有することを特徴とする請求項１７に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。 - 前記保護層を形成する工程は、前記第２電極層の表面の全部または一部に窒化膜を形成する工程で構成されることを特徴とする請求項１４または１５に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
- 前記保護層を形成する工程は、前記第２電極層が欠陥箇所を有する場合に、前記欠陥箇所を前記保護層で覆う工程を含むことを特徴とする請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
- 前記充填材を充填する工程は、
前記基板と前記封止用ガラス板との間に、液状の光硬化樹脂または熱硬化樹脂を入れる工程と、
前記液状の光硬化樹脂または熱硬化樹脂を硬化させる工程と
を有することを特徴とする請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
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|---|---|---|---|---|
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| KR102080296B1 (ko) | 2013-12-03 | 2020-02-21 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기 발광 장치 |
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