JP2013211258A - 有機el素子の製造方法及び有機el素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機EL素子の製造方法は、第1の電極層と第2の電極層とが接触していないようにしつつ、有機層を第1の電極層よりも少なくとも基材の長手方向両外側にはみ出させ、さらに第2の電極層を前記有機層よりも少なくとも前記長手方向両外側にはみ出させることによって、少なくとも前記基材の長手方向における前記発光部の両外側において、前記有機層の前記長手方向両端縁が前記第2の電極層の前記長手方向両端側で覆われるように、前記第1の電極層、前記有機層及び前記第2の電極層を形成する。
【選択図】 図2
Description
例えば、図10(b)の右側において、上記短絡することなく第1の電極層23を通電可能とするために、有機層25の右側端部側が、第2の電極層27の右側端縁よりも右側にはみ出し、第1の電極層23の右側端部側が、有機層25の右側端縁よりも右側にはみ出し(図10(a)の右側参照)、さらに、該第1の電極層の右側端部側が、封止層29の右側端縁よりも右側にはみ出して形成されている(図10(d)の右側参照))。
また、図10(b)の左側において、上記短絡することなく第2の電極層27を通電可能とするために、有機層25の左側端部側が第1の電極層23の左側端縁よりも左側にはみ出し、第2の電極層27の左側端部側が有機層25の左側端縁よりも左側にはみ出し(図10(a)の左側参照)、さらに、該第2の電極層27が封止層29の左側端縁よりも左側にはみ出して形成されている(図10(d)の左側参照)。
すなわち、帯状の金属製の基材は、通常、長手方向に圧延されることによって形成されており、かかる圧延により、該基材の表面部には、長手方向に延在している微細な溝が幅方向に亘って複数形成されていることが判明した。
また、基材に絶縁層を積層した後においても、基材に積層された絶縁層の表面部には、基材の溝に起因する溝が長手方向に延在していることが判明した。
このため、かかる基材を用いて有機EL素子を形成したとき、基材の幅方向における発光部の両外側においては、絶縁層表面部の複数の溝間に形成された凸部と、主として封止層とが接触しており、この接触によって幅方向外側からは封止層の内側へと酸素や水分が侵入し難く、発光特性の劣化に及ぼす影響が比較的小さいことが判明した。
これに対し、基材の長手方向における発光部の両外側においては、有機層と第2の電極層の各形成パターンによって、発光特性の劣化に及ぼす影響が大きく異なることが判明した。
具体的には、上記長手方向における発光部の両外側の少なくともいずれか一方において、第2の電極層が有機層よりも外側にはみ出しておらず、有機層の両端縁が第2の電極層に覆われていない場合には(図6〜図10参照)、上記絶縁層表面部の溝を酸素や水分が通過して封止層の内側まで侵入し、さらに、有機層と第1の電極層との境界や、有機層と第2の電極層との境界において、端縁側から発光部に相当する領域まで酸素や水分が侵入し、発光特性の劣化が生じることが判明した。
一方、上記長手方向における発光部よりも両外側において、第2の電極層が有機層よりもはみ出しており、有機層の両端縁が第2の電極層の両端側で覆われている場合には(図2〜図5参照)、上記絶縁層表面部の溝を酸素や水分が通過して封止層の内側まで侵入しても、第2の電極層によって、更に内側へ侵入することを抑制することができるため、有機層と第2の電極層との境界に酸素や水分が到達し難くなり、発光部まで酸素や水分が到達し難くなることが判明した。
そして、かかる知見に基づき、本発明者らは、本発明を完成するに至った。
帯状の金属製の基材の一面側に絶縁層、第1の電極層、少なくとも発光層を有機構成層として有する有機層、第2の電極層及び封止層を順次形成することにより、
前記第1の電極層と前記有機層と前記第2の電極層との重なり部分を発光部として有する有機EL素子を作製する有機EL素子の製造方法であって、
前記第1の電極層と前記第2の電極層とが接触していないようにしつつ、
前記有機層を前記第1の電極層よりも少なくとも前記基材の長手方向両外側にはみ出させ、さらに前記第2の電極層を前記有機層よりも少なくとも前記長手方向両外側にはみ出させることによって、少なくとも前記基材の長手方向における前記発光部の両外側において、前記有機層の前記長手方向両端縁が前記第2の電極層の前記長手方向両端側で覆われるように、前記第1の電極層、前記有機層及び前記第2の電極層を形成することを特徴とする。
従って、発光特性の劣化が抑制された有機EL素子を製造することが可能となる。
帯状の金属製の基材の一面側に絶縁層、第1の電極層、少なくとも発光層を有機構成層として有する有機層、第2の電極層及び封止層が順次形成されてなり、
前記第1の電極層と前記有機層と前記第2の電極層との重なり部分を発光部として有する有機EL素子であって、
前記第1の電極層と前記第2の電極層とが接触しておらず、且つ、
前記有機層が前記第1の電極層よりも少なくとも前記基材の長手方向両外側にはみ出しており、さらに前記第2の電極層が前記有機層よりも少なくとも前記長手方向両外側にはみ出していることによって、少なくとも前記基材の長手方向における前記発光部の両外側において、前記有機層の前記長手方向両端縁が前記第2の電極層の前記長手方向両端側で覆われていることを特徴とする。
有機絶縁層の厚みは、薄すぎると、金属製の基材21の表面凹凸の平坦化が十分にできず、厚すぎると、金属製の基材21に対する密着性が低下するおそれがある。かかる観点を考慮すると、前記有機絶縁層の厚みは、1〜40μmの範囲であることが好ましい。厚みがこの範囲内であると、十分な電気絶縁性を確保するとともに、基材21に対する密着性をも確保することができる。前記有機絶縁層の厚みは、より好ましくは、0.5〜10μmであり、さらに好ましくは、1〜5μmである。基材21上に前記有機絶縁層を形成する方法は特に限定されず、ロールコート、スプレーコート、スピンコートおよびディッピング等による塗布や、フィルム状に形成された樹脂の転写等により形成することができる。
前記無機絶縁層は薄すぎると絶縁性が低下する。また、厚すぎるとクラックが生じやすくなり、ガスバリア性および絶縁性が低下する。前記無機絶縁層の厚さは、10nm〜5μmの範囲であることが好ましく、50nm〜2μmの範囲であることがより好ましく、0.1〜1μmの範囲であることがさらに好ましい。前記無機絶縁層を形成する方法は、特に限定されず、無機絶縁層形成材料を吐出可能な蒸着源を用いた蒸着法、スパッタリング法、CVD法等の乾式法およびゾル−ゲル法等の湿式法等を利用することができる。
絶縁層31上に陽極層23を形成する方法は、特に限定されず、例えば、陽極層形成材料を吐出可能な蒸着源を用いた一般的な蒸着法を利用することができ、かかる蒸着法のうち、加熱蒸着法を利用することが好ましい。
有機層25上に陰極層27を形成する方法は、特に限定されず、例えば、陰極層形成材料を吐出可能な蒸着源を用いた蒸着法を利用することができ、また、その他、例えば、スパッタリングにより成膜を行う方法を利用することもできる。
従って、発光特性の劣化が抑制された有機EL素子20を製造することが可能となる。
また、上記製造方法を、その他例えば、ロール状に巻き取られた基材21を上記供給ローラから繰り出し、繰り出された基材21上に、絶縁層31、陽極層23、有機層25、陰極層27及び封止層29を上記の様に順次形成し、得られた有機EL素子20を上記巻き取りローラにより順次巻き取ることによって、実施することもできる。
また、上記のようにして巻き取りローラで巻き取られた有機EL素子20を繰り出し、裁断等を行って、シート状の有機EL素子20を形成することもできる。
基材の表面粗さ(Ra)の測定は、触針式表面形状測定装置(商品名:Dektak150)を用いて行った。基材の長手方向および短手方向の表面粗さをそれぞれ10箇所測定し、10箇所の平均値を、基材の長手方向および短手方向の表面粗さとした。
帯状の金属製の基材として、幅が30mm、長さが140m、厚み50μm、基材の長手方向の表面粗さ(Ra)が40nm、基材の短手方向の表面粗さ(Ra)が55nmのロール状のフレキシブルSUS基板を用いた。すなわち、実施例1においては、基材の長手方向の表面粗さが短手方向の表面粗さよりも小さくなっている。この基材の一面側に、アクリル樹脂(JSR株式会社製 商品名「JEM−477」)を塗工装置で塗工することによって、厚み3μmの絶縁層を形成した。かかる基材と絶縁層との積層体を供給ローラ(不図示)に巻き回した。また、第1の電極層、有機層、第2の電極層及び封止層のパターンとして、図2に示すパターンを採用した。
第1の電極層23、有機層25、第2の電極層27及び封止層29のパターンとして、図4に示すパターンを採用したこと以外は実施例1と同様にして、実施例2の有機EL素子20を製造した(図5参照)。
有機層のうち、電子注入層として厚み0.5nmのLiF層、発光層および電子輸送層として厚み45nmのAlq3層、ホール輸送層として厚み50nmのNPB、正孔注入層として厚み10nmのCuPcを、この順に加熱蒸着し、さらに、第2の電極層として、スパッタリングによって厚み50nmのITO層(陰極層)を成膜した後、封止層として、厚み400nmのSiOCNをプラズマアシスト蒸着により蒸着したこと以外は実施例1と同様にして、図2に示すパターンを採用して、実施例3の有機EL素子20(縦80mm×横30mm)を得た(図3参照)。
図6に示すパターンを用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例1の有機EL素子50を製造した。
比較例2
図7に示すパターンを用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例2の有機EL素子50を製造した。
比較例3
図8に示すパターンを用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例3の有機EL素子50を製造した。
比較例4
図9に示すパターンを用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例4の有機EL素子50を製造した。
比較例5
図6に示すパターンを用いたこと以外は実施例3と同様にして、比較例5の有機EL素子50を製造した。
得られた各有機EL素子を、60℃/90%RHに設定された恒温恒湿器内に、発光していない状態で保存した。保存開始後、所定時間ごとに各有機EL素子を取り出して発光させ、発光部の面積(発光している領域の面積)を測定し、保存時間と発光部の面積との関係をグラフ上にプロットした。そして、発光部の面積が減少し始める時間を有機EL素子の寿命とした。なお、発光部の面積の測定は、株式会社キーエンス製のデジタルマイクロスコープ(商品名:VHX−1000)を用いて行った。結果を表1に示す。
Claims (4)
- 帯状の金属製の基材の一面側に絶縁層、第1の電極層、少なくとも発光層を有機構成層として有する有機層、第2の電極層及び封止層を順次形成することにより、
前記第1の電極層と前記有機層と前記第2の電極層との重なり部分を発光部として有する有機EL素子を作製する有機EL素子の製造方法であって、
前記第1の電極層と前記第2の電極層とが接触していないようにしつつ、
前記有機層を前記第1の電極層よりも少なくとも前記基材の長手方向両外側にはみ出させ、さらに前記第2の電極層を前記有機層よりも少なくとも前記長手方向両外側にはみ出させることによって、少なくとも前記基材の長手方向における前記発光部の両外側において、前記有機層の前記長手方向両端縁が前記第2の電極層の前記長手方向両端側で覆われるように、前記第1の電極層、前記有機層及び前記第2の電極層を形成することを特徴とする有機EL素子の製造方法。 - 前記基材の長手方向の表面粗さが短手方向の表面粗さより小さい請求項1に記載の有機EL素子の製造方法。
- 帯状の金属製の基材の一面側に絶縁層、第1の電極層、少なくとも発光層を有機構成層として有する有機層、第2の電極層及び封止層が順次形成されてなり、
前記第1の電極層と前記有機層と前記第2の電極層との重なり部分を発光部として有する有機EL素子であって、
前記第1の電極層と前記第2の電極層とが接触しておらず、且つ、
前記有機層が前記第1の電極層よりも少なくとも前記基材の長手方向両外側にはみ出しており、さらに前記第2の電極層が前記有機層よりも少なくとも前記長手方向両外側にはみ出していることによって、少なくとも前記基材の長手方向における前記発光部の両外側において、前記有機層の前記長手方向両端縁が前記第2の電極層の前記長手方向両端側で覆われていることを特徴とする有機EL素子。 - 前記基材の長手方向の表面粗さが短手方向の表面粗さより小さい請求項3に記載の有機EL素子。
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