JP4499672B2 - 有機ｅｌ素子及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機ＥＬ素子に係り、特に、有機ＥＬ素子の駆動時に発生する熱及び基板に存在するＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）から発生する熱を放出する放熱構造を有する有機ＥＬ素子に関する。

有機材料の電界発光（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｅｃｅ）を用いた有機ＥＬ素子は、下部電極と上部電極との間に有機正孔輸送層や有機発光層を積層することによって、低電圧直流駆動による高輝度発光を遂げた発光素子として注目されている。

図１Ａ及び図１Ｂは、従来の有機ＥＬ素子、特に、アクティブマトリクスボトムエミッション（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ Ｂｏｔｔｏｍ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）方式の有機ＥＬ素子の断面及び平面を模式的に示す図である。

有機ＥＬ素子は、図１Ａ及び１Ｂに示すように、ＴＦＴ １０’及び第１電極１０”が形成され、ＩＴＯで製造される透明基板１０、正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層など少なくとも１層以上の有機物で構成された有機物層１１、電子注入及び発光された光を反射させる第２電極１２、シーリングするためのシールラント（ｓｅａｌａｎｔ）１３及びシールカップ１４を備えてなる。

このように構成されたアクティブマトリクスボトムエミッション方式の有機ＥＬ素子の第１電極１０”と第２電極１２に、＋、−直流電圧をそれぞれ印加すると、透明な第１電極１０”から注入される正孔が有機物層１１の正孔輸送層を通って発光層に移動し、第２電極１２から注入される電子が有機物層１１の電子輸送層を通って発光層にそれぞれ移動し、この発光層で電子と正孔との結合が発生して光がＩＴＯの透明基板から放出される。このように製造された有機ＥＬ素子において大気中の水分によってセル収縮（ｃｅｌｌ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ）が起こるのを防ぐために、通常、Ｎ_２雰囲気下でシールラント１３及びシールカップ１４を用いてシーリングすることによって外部水分の素子内への侵入を防止する。大部分の場合、第２電極１２は、活性領域であるシーリングライン１３’の内側まで蒸着され、共通（ｃｏｍｍｏｎ）電極として使われる。

上記のようなアクティブマトリクスボトムエミッション方式の有機ＥＬ素子において熱の発生する部分は、基板に形成されているＴＦＴ部１０’と有機ＥＬ素子の有機物層１１とに大きく分けられる。ここで、発生した熱は、電源を供給する配線、光が放出されるガラス基板を介した伝導及び有機ＥＬ素子の第２電極１２とシールカップ１４との間に存在するガスの対流によって外部に放出することもできる。

しかしながら、上記の有機ＥＬ素子では、配線の幅を増加させると開口率が減少すると、ガラス基板では熱伝導効率が低く、かつ、ガスの大部分を占める窒素の熱伝導度も非常に低いという短所があり、効率よく熱を外部に放出しにくい。しかも、外部に放出されずに残っている熱は、素子内部の温度を上昇させてＴＦＴ性能の低下、有機物の退化、有機物と電極間の界面特性の低下などを招き、結果として素子の安全性及び寿命を低下させるという問題があった。そこで、効果的な放熱システムが切実に要求されている現状である。

本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、有機ＥＬ素子の駆動時に発生する熱及び基板に存在するＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）から発生する熱を効率的に放出する放熱構造を有する有機ＥＬ素子及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に、本発明は、活性領域に第１電極が配列された基板と、前記第１電極上に形成され、少なくとも１層以上に形成される有機物層と、前記有機物層上に形成され、不活性領域の基板上にまで形成されて素子内部の熱を外部に放出する第２電極と、前記第２電極に対向して配置され、シールラントを介してシールライン上の第２電極とシール連結されるシールカップと、前記不活性領域に形成された第２電極の縁と前記シールカップとを連結する熱伝導体とを備える有機ＥＬ素子を提供する。

本発明は、活性領域に第１電極が配列された基板と、前記第１電極上に形成されて、少なくとも１層以上に形成される有機物層と、前記有機物層上に形成される第２電極と、一面が前記第２電極に対向して配置されるシールカップと、シールライン内部の前記第２電極の縁及び前記シールカップの他の一面と連結されるよう前記シールラインを含む前記シールライン外部に形成され、前記シールラインでシールラントを介して前記シールカップの一面とシール連結され、素子内部の熱を外部に放出する熱伝導体と、を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子を提供する。

本発明は、第１電極を有する基板を形成する段階と、前記第１電極上に、電子及び正孔が注入された後、これら電子及び正孔が結合して光を放出する有機物層を少なくとも１層以上形成する段階と、前記有機物層上に、第２電極をシールラインの外側に延設する段階と、前記第２電極と対向してシールカップを形成する段階と、前記シールライン上の第２電極と前記シールカップの縁にシールラントを塗布した後に硬化させてシーリングする段階と、前記シールラインの外側の第２電極の縁とシールカップとを連結する熱伝導体を形成する段階とを備える有機ＥＬ素子の製造方法を提供する。

上記目的を達成するために、本発明は、例えば、以下の手段を提供する。
（項目１）
活性領域に第１電極が配列された基板と、
上記第１電極上に形成され、少なくとも１層以上に形成される有機物層と、
上記有機物層上に形成され、不活性領域の基板上にまで形成されて素子内部の熱を外部に放出する第２電極と、
上記第２電極に対向して配置され、シールラントを介してシールライン上の第２電極とシール連結されるシールカップと、
を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子。
（項目２）
上記基板は、上記活性領域にマトリクス状に配列されたＴＦＴをさらに備える透明基板であり、
上記第２電極は、電子を注入して、光を反射させることを特徴とする項目１に記載の有機ＥＬ素子。
（項目３）
上記不活性領域に形成された第２電極の縁と上記シールカップとを連結する熱伝導体をさらに備えることを特徴とする項目１に記載の有機ＥＬ素子。
（項目４）
活性領域に第１電極が配列された基板と、
上記第１電極上に形成されて、少なくとも１層以上に形成される有機物層と、
上記有機物層上に形成される第２電極と、
上記第２電極に対向して配置され、シールラントを介して上記第２電極と連結されるシールカップと、
上記シールライン内部の上記第２電極の縁と上記シールカップとを連結して素子内部の熱を外部に放出する熱伝導体と、
を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子。
（項目５）
上記基板は、上記活性領域にマトリクス状に配列されたＴＦＴをさらに備える透明基板であり、
上記第２電極は、電子を注入し、光を反射させることを特徴とする項目４に記載の有機ＥＬ素子。
（項目６）
上記第２電極は、
ＡｌにＮｄ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｂ、Ｎｉのうち少なくとも１つ以上の元素を５ａｔ．％以内に添加した合金、ＭｇＡｇ合金及びＡｌ単原子の何れか１つからなることを特徴とする項目１または４に記載の有機ＥＬ素子。
（項目７）
上記第２電極は、
ＣｕまたはＡｇにＡｕ、Ｃｕ、ｎｄ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉのうち少なくとも１つ以上の元素を５ａｔ．％以内に添加した合金、Ｃｕ及びＡｇ単原子の何れか１つからなることを特徴とする項目１または４に記載の有機ＥＬ素子。
（項目８）
上記第２電極は、上記シールラインの外側部から１〜１０ｍｍさらに延在することを特徴とする項目１に記載の有機ＥＬ素子。
（項目９）
上記第２電極は、上記活性領域での高さが上記不活性領域での高さよりも高いことを特徴とする項目１に記載の有機ＥＬ素子。
（項目１０）
上記シールカップは、不透明体であるＳＵＳからなり、上記シールライン上の第２電極は、ストライプ状の金属膜からなることを特徴とする項目２に記載の有機ＥＬ素子。
（項目１１）
上記ストライプ状の金属膜は、線幅が１０〜５００μｍで、間隔が１０〜５００μｍであることを特徴とする項目１０に記載の有機ＥＬ素子。
（項目１２）
上記熱伝導体は、シルバーペースト、熱伝導テープ及びサーマルグリース（ｔｈｅｒｍａｌ ｇｒｅａｓｅ）の何れか１つであることを特徴とする項目３または４に記載の有機ＥＬ素子。
（項目１３）
上記シールカップは、導電材料からなり、上記熱伝導体は、絶縁材料からなり、上記不活性領域の第２電極は、絶縁材料でコーティングされたことを特徴とする項目３または４に記載の有機ＥＬ素子。
（項目１４）
上記不活性領域の第２電極は、上記透明基板のうちＴＡＢラインが形成された部分以外の部分に形成され、上記透明基板の少なくとも１面方向に形成されたことを特徴とする項目２に記載の有機ＥＬ素子。
（項目１５）
上記第２電極は、上記透明基板の４面に形成されたことを特徴とする項目１４に記載の有機ＥＬ素子。
（項目１６）
上記第２電極は、少なくとも２層以上の金属層から形成されたことを特徴とする項目１または４に記載の有機ＥＬ素子。
（項目１７）
上記第２電極は、Ａｌ及びＣｕがそれぞれ積層された２層構造から形成されたことを特徴とする項目１６に記載の有機ＥＬ素子。
（項目１８）
第１電極を有する基板を形成する段階と、
上記第１電極上に、電子及び正孔が注入された後で、これら電子及び正孔が結合して光を放出する有機物層を少なくとも１層以上形成する段階と、
上記有機物層上に、第２電極をシールラインの外側に延設する段階と、
上記第２電極と対向してシールカップを形成する段階と、
上記シールライン上の第２電極と上記シールカップの縁にシールラントを塗布した後に硬化させてシーリングする段階と、
を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
（項目１９）
上記基板は、上記活性領域にマトリクス状に配列されたＴＦＴをさらに備える透明基板であり、
上記第２電極は、電子を注入して、光を反射させることを特徴とする項目１８に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
（項目２０）
上記シールラインの外側の第２電極の縁とシールカップとを連結する熱伝導体を形成する段階をさらに備えることを特徴とする項目１８に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
（項目２１）
第１電極を有する基板を形成する段階と、
活性領域の外側の上記基板上に熱伝導層を形成する段階と、
上記第１電極上に、電子及び正孔対が注入された後で、これら電子及び正孔が結合して光を放出できるように、少なくとも１層以上の有機物層を形成する段階と、
活性領域内の上記有機物層上に第２電極を形成する段階と、
上記活性領域の外側の熱伝導層を上記活性領域内の第２電極と連結する段階と、
上記第２電極と対向するシールカップを形成し、シールラントで上記シールカップの縁と上記シールライン上の第２電極とを連結してシールする段階と、
を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
（項目２２）
上記基板は、上記活性領域にマトリクス状に配列されたＴＦＴをさらに備える透明基板であり、
上記第２電極は、電子を注入して、光を反射させることを特徴とする項目２１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
（項目２３）
上記活性領域の外側の熱伝導層と上記シールカップとを連結する熱伝導体を形成する段階をさらに備えることを特徴とする項目２１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
（項目２４）
第１電極を有する基板を形成する段階と、
上記第１電極上に、電子及び正孔対が注入されこれら電子及び正孔が結合して光を放出できるように、少なくとも１層以上の有機物層を形成する段階と、
活性領域内の上記有機物層上に第２電極を形成する段階と、
上記第２電極と対向するシールカップを形成し、上記シールカップの縁と上記第２電極の縁を上記有機ＥＬ素子の外部に連結する熱伝導体を形成する段階と、
シールラントで上記シールカップと上記シールライン上の熱伝導体とを連結してシールする段階と、
を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
（項目２５）
上記基板は、上記活性領域にマトリクス状に配列されたＴＦＴをさらに備える透明基板であり、
上記第２電極は、電子を注入して、光を反射させることを特徴とする項目２４に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
（項目２６）
上記第２電極は、上記有機ＥＬ素子の活性領域よりも１〜１０ｍｍ以上大きいシャドウマスクを使って形成されることを特徴とする項目１８に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
（項目２７）
上記シールカップが不透明な場合、上記シールライン上の第２電極は、
ＵＶが上記シールラントに到達するようにストライプ状の金属膜で形成されることを特徴とする項目１９に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
（項目２８）
上記シールカップは、不透明体であるＳＵＳからなり、上記シールライン上の第２電極と熱伝導層は、ＵＶがシールラントに到達するようにストライプ状の金属膜で形成されることを特徴とする項目２２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
（項目２９）
上記ストライプ状の金属膜は、線幅が１０〜５００μｍで、間隔が１０〜５００μｍであることを特徴とする項目２８に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
（項目３０）
上記第２電極は、
ＡｌにＮｄ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｂ、Ｎｉのうち少なくとも１つ以上の元素を５ａｔ．％以内に添加した合金と、
ＭｇＡｇ合金と、
Ａｌ単原子と、
ＣｕまたはＡｇにＡｕ、Ｃｕ、ｎｄ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉの何れか１つ以上の元素を５ａｔ．％以内に添加した合金と、
Ｃｕと、
Ａｇ単原子からなる群のうち、何れか１つからなることを特徴とする項目１８または２１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
（項目３１）
上記熱伝導体は、シルバーペースト、熱伝導テープ及びサーマルグリース（ｔｈｅｒｍａｌ ｇｒｅａｓｅ）の何れか一つであることを特徴とする項目２０、２３及び２４の何れか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
（項目３２）
上記シールライン外側の第２電極は、
上記透明基板のうちＴＡＢラインの形成された部分以外に形成され、上記透明基板の少なくとも１面方向に形成されたことを特徴とする項目１９に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。

本発明による有機ＥＬ素子は、駆動時に発生する熱及び基板に存在するＴＦＴから発生する熱を効果的に外部に放出し、従来の有機ＥＬ素子に比べて温度を下げることができ、有機ＥＬ素子の劣化を低減して顕著に寿命の延長を達成でき、有機ＥＬ素子の各界面安全性を向上させることによって素子の特性低下を抑えるという効果が得られる。

以下、本発明に係る有機ＥＬ素子及びその製造方法の好適な実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図２Ａ及び図２Ｂは、本発明による有機ＥＬ素子の第１実施形態の断面及び平面を概略的に示す図である。

本発明による有機ＥＬ素子の第１実施形態は、活性領域にそれぞれ配置されるマトリクス状のＴＦＴ １０’と第１電極１０”が形成され、ＩＴＯなどの透明材料から作られる透明基板１０と、第１電極１０”上の活性領域に形成され、電子及び正孔が注入された後、これら電子及び正孔が結合して光を発生する少なくとも１層以上の有機物からなる有機物層１１、この有機物層１１及びシールラインの外側の不活性領域にまで形成される第２電極１５、第２電極１５に対向して配置されるシールカップ１４、このシールカップ１４の周辺部と第２電極１５のシールライン部分をシーリング連結するシールラント１３、シールラインの外側の不活性領域の第２電極１５とシールカップ１４とを連結して内部の熱を外部に放出させるための熱伝導体１６と、からなる。

第１電極１０”は、透明なものにすることが好ましく、有機物層１１は、従来と同様に少なくとも１層以上の有機物層、典型的なものとして正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層にすると良い。

ＴＦＴ １０’と第１電極１０”を含むアクティブマトリクス基板１０の製造後、有機物層１１の蒸着までの過程は、従来の有機ＥＬ素子の製造方法と同様に行われる。

その後、第２電極１５は、図５Ａに示すように、一般的に電極を製造するときに使用されるシャドウマスクよりも広い部分、すなわち、活性領域部分に相応する部分の第２電極１５’と、シールラインの外側の不活性領域に相応する部分の第２電極１５”とが穿孔されているシャドウマスクＣと、図５Ｂに示すように、シールラインに該当する部分に形成された所定間隔及び所定幅のストライプ状の穴１８が開いているシャドウマスクＤと、を使用して形成する。図６に示すように、所定間隔及び所定幅のストライプ状に、上記不活性領域部分の第２電極１５”と活性領域部分の第２電極１５’とを接続するように、上記のシールライン部分に所定間隔及び幅を持つストライプ状の熱伝導体１５’’’を形成する。このように電極を形成すると、後で形成されるシールカップ１４が不透明体のＳＵＳからなる場合、素子において光が出る反対方向、すなわちシールカップ１４の上部側からＵＶを照射してシールラント（ｓｅａｌａｎｔ）を硬化させることができない問題を克服し、ＵＶをシールラントに到達させることが可能になる。そこで、本発明では、図５Ｂのシャドウマスクを使用して、図６に１５’’’で示すように、例えば、１００μｍ間隔と１００μｍ幅で活性領域の第２電極１５’と不活性領域の第２電極１５”とを連結するようにしたものである。しかし、シールカップ１４が透明体のガラス（ｇｌａｓｓ）などからなる場合、第２電極１５’、１５”を一体にすることが製造工程上有利である。図５Ａ、図５Ｂ及び図６では、不活性領域部分の第２電極１５”を一側にのみ模式的に示したが、図２Ｂに示すように、ＴＡＢライン部分のみを除外した全側面部にわたって形成することがより好ましい。そして、活性領域の第２電極１５’は、下部に有機物層１１が形成されるから、不活性領域の第２電極１５”よりも高い高さにすることが好ましい。

第２電極１５は、１層、或いは熱伝導を効果的に高めるために２層以上にしてもよい。また、第２電極１５は、熱伝導の大きい物質を使用することが有利であり、例えば、１）ＭｇＡｇ合金、Ａｌ単原子またはＡｌにＮｄ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｂ、Ｎｉ元素のうち１種類または２種類以上を５ａｔ．％以内に添加した合金、または２）熱伝導に優れたＣｕ、Ａｇ単原子、これら各元素にＡｕ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉのうち１または２以上を５ａｔ．％以下で添加した合金を使用することができる。

その後、従来と同様にＳＵＳを使用してシールカップ１４を製造した後、第２電極１５のシールライン部分と対応するシールカップ１４の周辺部にシールラント材料を塗布して、ＵＶ照射により硬化させて有機ＥＬ素子をシーリングする。続いて、不活性領域部分の第２電極１５”とシールカップ１４との間を熱伝導体１６（図４参照）で連結する。該シールカップ１４の材料を伝導体にすると、熱の放出にはより効果的であるが、外部に露出されている第２電極と電気的に接触することから、他の素子に影響を与えたり影響を受けることになる。したがって、不活性領域の第２電極１５”部分には絶縁テープを貼り付けたり、絶縁体をコーティングしたりして外部との電気的接触により影響を受けるのを最小化することが好ましい。

図２Ｃは、本発明による有機ＥＬ素子の第２実施形態の断面を概略的に示す図である。

本発明による有機ＥＬ素子の第２実施形態は、上述した第１実施形態と略同一であるが、第２電極１５がシールラインの内部の活性領域にのみ形成され、熱伝導層２０がシールライン上に形成されて第２電極１５と熱伝導体１６とを連結する点が異なる。

図２Ｄは、本発明による有機ＥＬ素子の第３実施形態の断面を概略的に示す図である。

本発明による有機ＥＬ素子の第３実施形態は、上述した第１実施形態と略同一であるが、第２電極１５がシールライン内部の活性領域にのみ形成され、熱伝導体１６がシールラインの内部にまで形成され、熱伝導体１６がシールライン内部の第２電極の縁とシールカップ１４とを連結する点が異なる。

以下、本発明による有機ＥＬ素子の製造方法について具体的に説明する。

まず、本発明による有機ＥＬ素子の製造方法の第１実施例について説明する。

本実施形態では、ＴＦＴ １０’及び第１電極１０”が形成され、ＩＴＯで製造された厚さ１５０ｎｍの基板１０上に、抵抗加熱法を用いて有機物層１１及び第２電極１５を蒸着して１”サイズの有機ＥＬ素子を製造した。このときに、第２電極蒸着に際して活性領域よりも広いシャドウマスク（図５Ａ、５Ｂ及び図３参照）を使ってシールライン１３’の外側の不活性領域まで第２電極１５”を形成した。したがって、第２電極１５は、１５’で表示される活性領域部分と１５”で表示される不活性領域部分とに区分されている。そして、第２電極の材料はＡｌとし、２００ｎｍの厚さで蒸着した。素子製作後にＮ_２雰囲気下でシーリングを行い、シールカップ１４はＳＵＳで製作した。また、活性領域部分の第２電極１５’とシールラント１３（図３参照）の硬化のために外部の不活性領域まで露出された第２電極１５”との連結部は、ストライプ状、すなわち、図５Ｂのシャドウマスクを使って１０〜５００μｍの間隔かつ１０〜５００μｍの幅でシールライン部分に形成し、これで活性領域部分の第２電極１５’と不活性領域部分の第２電極１５”とをつないだ。これは、シールカップ１４が不透明なＳＵＳで作られるために、上述したように、後で行なわれるシーリング時に光が出る第２電極の下方からＵＶを照射してシールラントを硬化させるためである。上述した活性領域部分の第２電極１５’と不活性領域部分の第２電極１５”との連結部は、ストライプ形状だけでなく、他の形状で形成することができる。ただし、いすれの場合もＵＶを照射するための空間が連結部上に形成されていなければならない。

外部の不活性領域に露出された第２電極は、ＴＡＢラインの形成されている部分を除いた４面に形成し、このように外部に露出されている第２電極から熱が放出されるので、素子駆動時に温度が減少した。そして、外部に露出された第２電極と外部の電気部品間の影響をなくすべく、露出されている第２電極及びＳＵＳ−カップに絶縁材料をコーティングした。上記の絶縁材料のコーティング方法は、絶縁テープをコーティングする方法などが好ましい。このようにして製作された素子を、偏光フィルム（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｆｉｌｍ）を貼り付けた後、２００ｃｄ／ｍ^２のホワイト（ｗｈｉｔｅ）で色座標０．３１、０．３３で駆動した結果、従来の有機ＥＬ素子（第２電極がシールラインの活性領域にのみ存在する場合）では温度が５２℃だったが、上記実施形態１では４８℃に減少し、実質的に素子内部の温度はより下がったものと推定される。また、第２電極をシールラインの外側の外部に露出させた場合、既存のものに比べて寿命が１５％以上改善したことが確認された。

次に、本発明による有機ＥＬ素子の製造方法の第２実施例について説明する。

本実施例は、第１実施例と同一工程で行い、その後、シールラインの外側である不活性領域部分の第２電極１５”とシールカップ１４とをシルバーペーストを使って図２Ａに示したように熱的に連結する熱伝導体１６を形成した。このようにして製作された有機ＥＬ素子を偏光フィルム（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｆｉｌｍ）を貼り付けた後、２００ｃｄ／ｍ^２のホワイトで色座標０．３１、０．３３で駆動した結果、従来の有機ＥＬ素子では温度が５２℃だったが、本実施例では４２℃に大きく減少し、実質的に素子内部の温度はより下がったものと推定される。また、第２実施例では素子内部の熱を効果的に放出して素子の安全性を改善したので、従来のものに比べて寿命が７０％以上も改善されたことが確認された。

次に、本発明による有機ＥＬ素子の製造方法の第３実施例について説明する。

本実施例は、シールカップ１４を不透明な金属であるＳＵＳに代えて透明な絶縁体であるガラスで形成し、シールライン部分の第２電極がストライプ状となる連結部分なしにシールラインの外側の不活性領域部分の第２電極１５”の部分まで一体に延在するようにして構成して、第２電極１５”のうちシルバーペーストの塗られている部分にのみ絶縁テープを貼り付けた以外は、上述した第２実施例と同一である。

このようにシールライン部分の第２電極がストライプ状でなく一体に形成されるのは、シールカップの材料を透明なガラスとしたので、製造工程上、複雑なストライプ状に製造しなくても光が出る反対側、すなわちシールカップの上部からＵＶを照射してシールラントを硬化させることができるためであり、シールカップのシルバーペーストの塗られている部分は、シールカップ自体が絶縁体のガラスで作られているので、別に絶縁テープを貼り付ける必要がなく、導電体である第２電極のシルバーペーストの塗られている部分にのみ絶縁テープを貼り付ければ良い。

上記第３実施例による方法で製造した有機ＥＬ素子に偏光フィルを貼り付けた後、２００ｃｄ／ｍ^２のホワイトにおいて色座標０．３１、０．３３で駆動した結果、温度が５２℃である従来のものに比べて４６℃に減少し、実質的に素子内部の温度はより下がったものと推定される。また、第２電極を外部に露出させた場合、素子内部の熱を効果的に放出して素子の安全性を改善できるため、従来のものに比べて寿命が４０％以上も改善したことが確認された。

次に、本発明による有機ＥＬ素子の製造方法の第４実施例について説明する。

本実施例の有機ＥＬ素子は、上記第２実施例と略同一工程で製造された。ただし、本実施例では、第２電極を蒸着するときに、Ａｌの単層に代えて、シャドウマスクを使ってまずＡｌを１００ｎｍ蒸着した後、この上に熱伝導を改善するために再びＣｕ２００ｎｍを蒸着することで複層にした。

このようにして製造された第４実施形態の有機ＥＬ素子に偏光フィルムを貼り付けた後２００ｃｄ／ｍ^２のホワイトにおいて色座標０．３１、０．３３で駆動した結果、従来では温度が５２℃だったが、本実施例では４１℃に減少し、実質的に素子内部の温度はより下がったものと推定される。また、露出された第２電極と、該露出された第２電極とシールカップとの熱伝導体による連結によって素子内部の熱を効果的に放出して素子の安全性を改善したため、従来のものに比べて寿命が７５％以上も改善されることが確認された。

次に、本発明による有機ＥＬ素子の製造方法の第５実施例について説明する。

本実施例は、基本的には上述した第１実施例と同一であるが、ただし、シールラインの外側の不活性領域部分の第２電極１５”とＳＵＳで製造されたシールカップ１４とを、Ａｌテープを使って熱的に連結する工程が更に追加された。このようにして製造された有機ＥＬ素子に偏光フィルムを貼り付けた後２００ｃｄ／ｍ^２のホワイトにおいて色座標０．３１、０．３３で駆動した結果、従来の有機ＥＬ素子では温度が５２℃だったものが、本実施例では４２℃に減少し、実質的に素子内部の温度はより下がったものと推定される。また、この第５実施例は、素子内部の熱を効果的に放出し素子の安全性を改善したため、従来のものに比べて寿命が７０％以上も改善したことが確認された。

上記の実施例は、第１電極が陽極で、第２電極が陰極であるアクティブマトリクスボトムエミッション方式の有機ＥＬ素子について説明したが、本発明は、パッシブマトリクス方式やトップエミッション方式の有機ＥＬ素子にも応用可能である。すなわち、第１電極は陰極に、第２電極は陽極にそれぞれ形成されることができ、この場合、第１電極は電子を放出し、第２電極は正孔を放出するようになる。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。

有機ＥＬ素子内部の温度を效果的に下げ、劣化を抑えて寿命を増大させ、各界面安全性を向上させて素子の特性低下を抑える。

活性領域に第１電極が配列された基板と、前記第１電極上に形成され、少なくとも１層以上に形成される有機物層と、前記有機物層上に形成され、不活性領域の基板上にまで形成されて素子内部の熱を外部に放出する第２電極と、前記第２電極に対向して配置され、シールラントを介して前記シールライン上の第２電極とシール連結されるシールカップと、を備える有機ＥＬ素子を提供する。

従来の有機ＥＬ素子の断面及び平面を模式的に示す図である。 従来の有機ＥＬ素子の断面及び平面を模式的に示す図である。 本発明による有機ＥＬ素子の第１実施形態の断面及び平面を概略的に示す図である。 本発明による有機ＥＬ素子の第１実施形態の断面及び平面を概略的に示す図である。 本発明による有機ＥＬ素子の第２実施形態の断面を概略的に示す図である。 本発明による有機ＥＬ素子の第３実施形態の断面を概略的に示す図である。 図２Ｂの“Ｂ”部分の詳細図である。 図２Ａの“Ａ”部分の詳細図である。 シャドウマスクを示す図である。 シャドウマスクを示す図である。 図５Ａ及び図５Ｂのシャドウマスクを用いて形成した電極の平面図である。

Claims (25)

1. 活性領域に第１電極が配列された基板と、
   前記第１電極上に形成され、少なくとも１層以上に形成される有機物層と、
   前記有機物層上に形成され、不活性領域の基板上にまで形成されて素子内部の熱を外部に放出する第２電極と、
   前記第２電極に対向して配置され、シールラントを介してシールライン上の第２電極とシール連結されるシールカップと、
   前記不活性領域に形成された第２電極の縁と前記シールカップとを連結する熱伝導体と
   を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子。
2. 前記基板は、前記活性領域にマトリクス状に配列されたＴＦＴをさらに備える透明基板であり、
   前記第２電極は、電子を注入して、光を反射させることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
3. 活性領域に第１電極が配列された基板と、
   前記第１電極上に形成されて、少なくとも１層以上に形成される有機物層と、
   前記有機物層上に形成される第２電極と、
   一面が前記第２電極に対向して配置されるシールカップと、
   シールライン内部の前記第２電極の縁及び前記シールカップの他の一面と連結されるよう前記シールラインを含む前記シールライン外部に形成され、前記シールラインでシールラントを介して前記シールカップの一面とシール連結され、素子内部の熱を外部に放出する熱伝導体と、
   を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子。
4. 前記基板は、前記活性領域にマトリクス状に配列されたＴＦＴをさらに備える透明基板であり、
   前記第２電極は、電子を注入し、光を反射させることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ素子。
5. 前記第２電極は、
   ＡｌにＮｄ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｂ、Ｎｉのうち少なくとも１つ以上の元素を５ａｔ．％以内に添加した合金、ＭｇＡｇ合金及びＡｌ単原子の何れか１つからなることを特徴とする請求項１または３に記載の有機ＥＬ素子。
6. 前記第２電極は、
   ＣｕまたはＡｇにＡｕ、Ｃｕ、ｎｄ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉのうち少なくとも１つ以上の元素を５ａｔ．％以内に添加した合金、Ｃｕ及びＡｇ単原子の何れか１つからなることを特徴とする請求項１または３に記載の有機ＥＬ素子。
7. 前記第２電極は、前記シールラインの外側部から１〜１０ｍｍさらに延在することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
8. 前記第２電極は、前記活性領域での高さが前記不活性領域での高さよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
9. 前記シールカップは、不透明体であるＳＵＳからなり、前記シールライン上の第２電極は、ストライプ状の金属膜からなることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ素子。
10. 前記ストライプ状の金属膜は、線幅が１０〜５００μｍで、間隔が１０〜５００μｍであることを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ素子。
11. 前記熱伝導体は、シルバーペースト、熱伝導テープ及びサーマルグリース（ｔｈｅｒｍａｌ ｇｒｅａｓｅ）の何れか１つであることを特徴とする請求項１または３に記載の有機ＥＬ素子。
12. 前記シールカップは、導電材料からなり、前記熱伝導体は、絶縁材料からなり、前記不活性領域の第２電極は、絶縁材料でコーティングされたことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
13. 前記不活性領域の第２電極は、前記透明基板のうちＴＡＢラインが形成された部分以外の部分に形成され、前記透明基板の少なくとも１面方向に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ素子。
14. 前記第２電極は、前記透明基板の４面に形成されたことを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬ素子。
15. 前記第２電極は、少なくとも２層以上の金属層から形成されたことを特徴とする請求項１または３に記載の有機ＥＬ素子。
16. 前記第２電極は、Ａｌ及びＣｕがそれぞれ積層された２層構造から形成されたことを特徴とする請求項１５に記載の有機ＥＬ素子。
17. 第１電極を有する基板を形成する段階と、
    前記第１電極上に、電子及び正孔が注入された後で、これら電子及び正孔が結合して光を放出する有機物層を少なくとも１層以上形成する段階と、
    前記有機物層上に、第２電極をシールラインの外側に延設する段階と、
    前記第２電極と対向してシールカップを形成する段階と、
    前記シールライン上の第２電極と前記シールカップの縁にシールラントを塗布した後に硬化させてシーリングする段階と、
    前記シールラインの外側の第２電極の縁とシールカップとを連結する熱伝導体を形成する段階と
    を備えることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
18. 前記基板は、前記活性領域にマトリクス状に配列されたＴＦＴをさらに備える透明基板であり、
    前記第２電極は、電子を注入して、光を反射させることを特徴とする請求項１７に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
19. 前記第２電極は、前記有機ＥＬ素子の活性領域よりも１〜１０ｍｍ以上大きいシャドウマスクを使って形成されることを特徴とする請求項１７に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
20. 前記シールカップが不透明な場合、前記シールライン上の第２電極は、
    ＵＶが前記シールラントに到達するようにストライプ状の金属膜で形成されることを特徴とする請求項１８に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
21. 前記ストライプ状の金属膜は、線幅が１０〜５００μｍで、間隔が１０〜５００μｍであることを特徴とする請求項２０に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
22. 前記第２電極は、
    ＡｌにＮｄ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｂ、Ｎｉのうち少なくとも１つ以上の元素を５ａｔ．％以内に添加した合金と、
    ＭｇＡｇ合金と、
    Ａｌ単原子と、
    ＣｕまたはＡｇにＡｕ、Ｃｕ、ｎｄ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉの何れか１つ以上の元素を５ａｔ．％以内に添加した合金と、
    Ｃｕと、
    Ａｇ単原子からなる群のうち、何れか１つからなることを特徴とする請求項１７に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
23. 前記熱伝導体は、シルバーペースト、熱伝導テープ及びサーマルグリース（ｔｈｅｒｍａｌ ｇｒｅａｓｅ）の何れか一つであることを特徴とする請求項１７に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
24. 前記シールライン外側の第２電極は、
    前記透明基板のうちＴＡＢラインの形成された部分以外に形成され、前記透明基板の少なくとも１面方向に形成されたことを特徴とする請求項１８に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
25. 前記シールカップは、導電材料からなり、前記熱伝導体は、絶縁材料からなる
    ことを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ素子。

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