JP4945408B2 - 有機エレクトロルミネッセンスの製造方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、本明細書において「有機ＥＬ装置」ということがある）の製造方法および有機ＥＬ装置に関する。

有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、本明細書において「有機ＥＬ素子」ということがある）は、無機ＥＬ素子に比べ、低電圧での駆動が可能であり、輝度が高く、多数の色の発光が容易に得られるといった様々な利点を有する。また、有機ＥＬ素子を搭載した有機ＥＬ装置は、発光装置としてより厚みの薄いものが作製し得る点に大きな期待が寄せられている。このような状況の下、より高い性能の素子、装置を開発するべく、様々な検討がなされている。

図５に、従来の有機ＥＬ装置の一例として有機ＥＬ装置１００を示す。有機ＥＬ装置１００においては、基板１０１上にバリア膜が成膜されており、その上に有機ＥＬ素子が搭載されている。有機ＥＬ素子１０３を物理的に保護すると共に、湿気などの外的要因からも有機ＥＬ素子１０３を保護するため、有機ＥＬ素子１０３は、基板１０６の一面にバリア膜１０５が成膜された基板にて覆われている。バリア膜１０２とバリア膜１０５とは、シールド材１０４を介して接着されている。シールド材１０４は、有機ＥＬ素子１０３の外周部に設けられる。このようにして、基板１００と基板１０６との間に有機ＥＬ素子１０３が密封された有機ＥＬ装置１００が構成されている。

上記のように、従来、有機ＥＬ装置を封止するために基板同士を接着する手段として、シールド材（あるいは接着材など他の類似用語で呼ばれる場合もある）が用いられている。シールド材は有機ＥＬ素子を包囲するように塗布され、２つの基板がシールド材を介して貼り合わせられる。シールド部材としては、例えば、紫外線硬化樹脂を用いることが開示されている（例えば、特許文献１など）。また、他の接着用の部材として、低融点ガラス、低融点はんだなどを用いることが開示されている（例えば、特許文献２など）。

特開平１０−２３３２８３号公報 特開平１０−１２５４６３号公報

有機ＥＬ装置をより薄型にすると共に、有機ＥＬ素子の保護強度が高く、防湿性などにも優れた基板として、フィルム基板を用いることが考えられる。しかしながら、このようなフィルム基板は紫外線の透過率が低く十分に樹脂を硬化しにくい場合が多い。そのためシールド材として紫外線硬化樹脂と、このようなフィルム基板を組み合わせて用いると、基板同士の接着が弱く、装置の耐性強度が低下しやすい。また紫外線硬化樹脂の硬化が十分ではないと、封止が十分でなく、湿気などの外的要因から有機ＥＬ素子を保護することが難しい。低融点ガラス、低融点はんだなど、他のシールド材を用いることも可能であるが、封止のためにシールド材を用いる以上、これらのシールド材を少なくとも一方の基板に設ける工程が必須となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より簡素化された有機ＥＬ装置の製造方法を提供することを課題とする。また、本発明は、より簡素化された方法によって製造可能な有機ＥＬ装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明者らは、シールド材を封止だけのためにわざわざ別途に設けなくてもよい製造方法および装置の構成とすることが望ましいという着想に至った。薄型の有機ＥＬ装置の場合、基板となるフィルム基板には、より気密性を高めるためにバリア膜が成膜される場合が多い。この点に本発明者らは着目し、このバリア膜を利用して封止をも行うという解決手段を考案した。上記課題を解決するものとして、本発明では、以下の構成を採用する。

〔１〕第一基板と前記第一基板の少なくとも一方の面に設けられた第一バリア膜とを備える支持基板の前記第一バリア膜上に有機エレクトロルミネッセンス素子が搭載された素子搭載基板を、第二基板と前記第二基板の少なくとも一方の面に設けられた第二バリア膜とを備える封止基板で、前記第一バリア膜および前記第二バリア膜の間に前記有機エレクトロルミネッセンス素子全体を挟み込むように覆い、前記第一バリア膜と前記第二バリア膜との接触部を融着させて前記有機エレクトロルミネッセンス素子を密封する封止工程を含む、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
〔２〕前記第一バリア膜または前記第二バリア膜のいずれか一方のバリア膜が光透過性膜であり、他方が前記光透過性バリア膜と熱融着可能な無機材料で形成された膜であることを特徴とする、上記〔１〕に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
〔３〕前記無機材料で形成された膜が、アルミニウム、銅、銀、および金からなる群より選ばれるいずれか１種の金属で形成された膜を含むことを特徴とする、上記〔２〕に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
〔４〕前記無機材料が、ナノ粒子金属であることを特徴とする、上記〔２〕に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
〔５〕前記ナノ粒子金属が、アルミニウム、銅、銀、および金からなる群から選ばれる１種または２種以上の金属を含むことを特徴とする、上記〔４〕に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
〔６〕前記無機材料で形成された膜がスクリーン印刷法により形成されることを特徴とする、上記〔４〕または〔５〕に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
〔７〕前記融着を熱照射により行うことを特徴とする、上記〔１〕から〔６〕のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
〔８〕前記熱照射が、熱線レーザによることを特徴とする、上記〔７〕に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
〔９〕第一基板および前記第一基板の少なくとも一方の面に設けられた第一バリア膜を備える支持基板上に、有機エレクトロルミネッセンス素子が搭載された素子搭載基板と、
第二基板および前記第二基板の少なくとも一方の面に設けられた第二バリア膜を備える封止基板とを備え、前記第一バリア膜または第二バリア膜のいずれか一方のバリア膜が光透過性膜であり、他方が前記光透過性膜と熱融着可能な無機材料で形成された膜であり、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を包囲する部位で前記第一バリア膜および第二バリア膜とが直接融着されて前記有機エレクトロルミネッセンス素子が密封されてなる、有機エレクトロルミネッセンス装置。

本発明によれば、工程数が少ない有機ＥＬの製造方法が提供され得る。したがって、本発明によれば、有機ＥＬの製造コストを低減に寄与し得る。また、本発明によれば、所望の封止性能を有しつつ、より薄膜化された有機ＥＬ装置が提供され得る。

１．本発明の有機ＥＬ装置の製造方法
本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、有機ＥＬ装置を製造する工程において、所定の封止工程を有するものである。以下、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の実施形態を、図１から図４に示す実施形態の一例を参照しつつ説明する。図１〜４は、本発明の有機ＥＬの製造方法に係る一実施形態の概要を示すものである。図１〜４に示す実施形態では、いわゆるボトムエミッションタイプの有機ＥＬ装置について示している。理解の容易のため、図面における各部材の縮尺は実際とは異なる場合がある。また、本発明は以下の記述によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。有機ＥＬ装置においては電極のリード線等の部材も存在するが、本発明とは直接関係ないため記載を省略している。本発明の有機ＥＬ装置の構成については、「２．本発明の有機ＥＬ装置」の項にてさらに詳述する。

本発明の製造方法においては、第一基板と前記第一基板の少なくとも一方の面に設けられた第一バリア膜とを備える支持基板上に有機ＥＬ素子が搭載された素子搭載基板に、第二基板と前記第二基板の少なくとも一方の面に設けられた第二バリア膜とを備える封止基板を重ね合わせ、双方の基板に設けられたバリア膜が有機ＥＬ素子全体を覆うようにする。

図１〜４に示す実施形態では、まず素子搭載基板１０および封止基板２０をそれぞれ作製し、その後にこれらを貼り合わせる工程が採用されている（図１および図２）。

素子搭載基板１０は、次のようにして作製し得る。まず、公知の手法で第一基板１１上に、例えば窒化シリコンなどを用いて第一バリア膜１２を形成し、支持基板１３を作製する。成膜の方法は特に限定されず、バリア膜の材料等に応じて適宜選択してよい。第一バリア膜１２は、ガスバリア性及び光透過性を有している。第一バリア膜を形成する材料として好ましくは、例えば、窒化シリコン、酸化シリコン、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムなどが挙げられる。

バリア膜の成膜法としては例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、スパッタリング法などを採用し得る。バリア膜の厚みも所望により定め得るが、薄型の有機ＥＬ装置を作製する観点からは、バリア膜の厚さは、好ましくは１０〜１００００ｎｍ、より好ましくは１００〜１０００ｎｍ程度である。図１〜４に示す例では、ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置について示しており、第一基板１１および第一バリア膜１２は光透過性を備える材料で形成される。

次に、第一バリア膜１２が形成された支持基板１３上に有機発光層（不図示）を有する積層体である有機ＥＬ素子１４を形成する。例えば、クロム（Ｃｒ）と酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）とをこの順に積層し、パターニングして第一電極（不図示）を形成する。第一電極を形成後、ＵＶ・オゾン処理装置によりＩＴＯ上の表面洗浄処理を行う。その後、正孔注入層材料を含有した溶液をたとえばスピンコート法等により第一電極上に塗布し、乾燥させて正孔注入層（不図示）を形成する。続いて、発光材料を含有した溶液を、例えばスピンコート法などの方法により正孔注入層上に塗布し、乾燥させて発光層を作製し、有機発光層を形成する。

次に、有機発光層上に真空蒸着法等によりたとえばバリウム（Ｂａ）層、アルミニウム（Ａｌ）層（不図示）を形成する。さらに、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）をターゲットとした対向ターゲット式成膜装置等により、アルミニウム層上に酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を蒸着して、第二電極としてＩＴＯ透明電極層（不図示）を形成する。第一基板１１上に有機ＥＬ素子１４が形成され、素子搭載基板１０が作製し得る。

封止基板２０は、第二基板２１の少なくとも一方の面に第二バリア膜２２を設けて作製される。第二バリア膜は、第一バリア膜と融着可能な材料で形成される。バリア膜を熱で融着させる際の温度は、有機ＥＬ素子など他の構成部材に対し影響が少ない温度範囲であることが好ましい。したがって、第二バリア膜の材料は、外気を遮断するバリア性に優れるとともに、融着可能な温度が上記のような温度範囲であることが好ましい。第二バリア膜の材料としては、例えば、無機材料、好ましくは、アルミニウム、銅、銀、および金などが挙げられ、取り扱いの容易さやコスト低減の観点からは、アルミニウムが好適である。第二バリア膜２２を設ける方法は、第二バリア膜２２の材料等により適宜選択し得る。融着可能な材料としては、無機材料であってもよい。例えば、アルミニウム、銅、銀、および金などの金属無機材料の場合、金属材料の各種薄膜形成法を採用し得る。金属材料の薄膜形成法として、例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、スパッタリング法などを採用し得る。

また、バリア膜を形成させるための無機材料としては、ナノ粒子金属も好適に用い得る。ナノ粒子金属とは、ナノサイズの粒径を有する粒子で形成された金属材料のことをいうナノ粒子の粒径は小さいほど融点が低下する傾向があり、熱によるバリア膜どおしの融着を容易にする観点からは、その粒径は好ましくは０．１〜１０００ｎｍであり、より好ましくは１〜１０ｎｍである。ナノ粒子金属を構成する金属の好ましい例として、アルミニウム、銅、銀、および金から選ばれる１種またはこれらの金属から選ばれる２種以上の粒子の混合物などが挙げられる。

ナノ粒子金属でバリア膜を形成する場合、スピンコート法、ロールコート法、ディプコートのコーティング方法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法などによって膜を形成し得る。

上記のようにして作製された封止基板２０と素子搭載基板１０を重ね合わせる。両基板は、双方にそれぞれ設けられたバリア膜が相対する向きで貼り合わせ、素子搭載基板１０上の有機ＥＬ素子１４全体が封止基板２０で覆われるようにすると共に、第二バリア膜２２と第一バリア膜１２が接触部３０を形成するようにする（図２）。さらに、図２において矢印にて示すように、必要に応じて接触部３０を押圧し、接触部３０をより安定的に密着させてもよい。

その後、接触部３０において、第一バリア膜と第二バリア膜を融着させる。融着の方法は、各バリア膜の材料により適宜選択可能である。図３に示す例においては、ＹＡＧレーザーＡを用いている。レンズ５０を経たレーザー光を接触部３０に照射し、融着部３１が形成される。有機ＥＬ素子１４の周囲全体をレーザーにより融着させて封止がなされ、有機ＥＬ装置１が作製される。

上記のように、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法では、バリア膜を利用して基板同士を接着させるため、基板同士の接着だけを目的としてシールド材を設ける工程は省くことができる。したがって、有機ＥＬ装置の製造工程を簡素化し、有機ＥＬ装置の製造コストを低減し得る。

なお、図１〜４では、いわゆるボトムエミッション構造を有する有機ＥＬ装置について説明したが、上記のように、バリア膜を有する支持基板と封止基板との間に有機ＥＬ素子を狭持する構成を有する有機ＥＬ装置であれば、本発明の実施形態として、封止基板側から光と取り出すいわゆるトップエミッション構造を有する有機ＥＬ装置としてもよい。この場合、封止基板側に光透過性のある材料が用いられ、他の構成を支持基板側に採用すればよい。

２．本発明の有機ＥＬ装置
本発明の有機ＥＬ装置は、上記本発明の製造方法により作製し得る。本発明の有機ＥＬ装置は、第一基板および前記第一基板の少なくとも一方の面に設けられた第一バリア膜を備える支持基板上に、有機ＥＬ素子が搭載された素子搭載基板と、第二基板および前記第二基板の少なくとも一方の面に設けられた第二バリア膜を備える封止基板を備える。前記第一バリア膜または第二バリア膜のいずれか一方のバリア膜は、光透過性膜であり、他方が前記光透過性膜と熱融着可能な無機材料で形成された膜である。前記素子搭載基板と封止基板は、前記有機ＥＬ素子を包囲する外周部位において、前記第一バリア膜および第二バリア膜とが直接融着されており、このようにして前記有機ＥＬ素子が有機ＥＬ装置内に封止される。

本発明の有機ＥＬ装置は、封止だけのためにシールド部材をわざわざ用いず、本質的に必要とされるバリア膜を兼用して装置を封止させている。また、単独でのシールド部材を要しないことにより、さらに装置自体の薄膜化をなし得る。以下、図４に示す本発明の実施形態の一例を参照しつつ、本発明の有機ＥＬ装置の実施形態について説明する。上述の通り、図４には、ボトムエミッションタイプの有機ＥＬ装置を示す。

＜第一基板＞
図４に示す第一基板１１は、有機ＥＬ素子１４が搭載される支持基板１３を構成する部材の一つである。第一基板１１は有機ＥＬ装置１をより薄型にする観点から、フィルム状の基板が好適である。また、第一基板１１は、電極を形成し、有機物の層を形成する際に変化しないものであればよく、例えばガラス、プラスチック、高分子フィルム、シリコン基板、これらを積層したものなどが用いられる。また、図４に示す有機ＥＬ装置は、ボトムエミッションタイプであり、第一基板１１は透明性の高い材料で形成されていること好ましい。第一基板は、単層構造であっても、多層構造であってもよい。

＜第一バリア膜＞
有機ＥＬ素子１４を外気から遮断するために、支持基板１３には第一バリア膜１２が設けられている。図４に示す実施形態は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置を示しており、第一バリア膜１２は光透過性のを有する。第一バリア膜１２を形成する材料として好ましい例は、上記「１．本発明の有機ＥＬ装置の製造方法」の項で説明したとおりである。第一バリア膜は、単層構造であっても、多層構造であってもよい。

＜第二バリア膜＞
有機ＥＬ素子１４を外気から遮断するために、封止基板２０には第二バリア膜２２が設けられる。図４に示す実施形態では、ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置を示しており、第一のバリア膜１２が透過性を要する一方で、第二のバリア膜２２は、外気を遮断するガスバリア性が高く、第一バリア膜１２との融着性が良好な材料で形成されるが好適である。また、第二基板２１として、光透過性の低いフィルム材料を採用する場合、熱により融着可能な材料であることが好適である。このような構成を採用することにより、紫外線などを透過しにくいフィルム状基板を用いる場合であっても、有機ＥＬ装置の封止を十分に達成し得る。第二バリア膜２２を形成する材料として好ましくは、上記「１．本発明の有機ＥＬ装置の製造方法」の項で説明したとおりである。第二バリア膜２２と第一バリア膜１１とは有機ＥＬ素子の外周を囲う部位において融着され、有機ＥＬ装置１は封止されている。第二バリア膜は、単層構造であっても、多層構造であってもよい。

＜有機ＥＬ素子の構成＞
本発明は有機ＥＬ素子自体の内部構成に限定されるものではないので、図４ではその詳細な構造は不図示としてあるが、以下、有機ＥＬ素子として採用し得る実施形態を説明する。有機ＥＬ素子の構造としては、少なくとも陰極が光透過性を有する透明又は半透明である一対の陽極（第１電極）及び陰極（第２電極）からなる電極間に、少なくとも１つの発光層を有するものであり、発光層には低分子及び／又は高分子の有機発光材料が用いられる。

有機ＥＬ素子において、陰極、陽極、発光層以外の層としては、陰極と発光層との間に設けるもの、陽極と発光層との間に設けるものが挙げられる。陰極と発光層の間に設けるものとしては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層等が挙げられる。

電子注入層は、陰極からの電子注入効率を改善する機能を有する層であり、電子輸送層は、電子注入層又は陰極により近い電子輸送層からの電子注入を改善する機能を有する層である。また、電子注入層、若しくは電子輸送層が正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層を正孔ブロック層と称することがある。正孔の輸送を堰き止める機能を有することは、例えば、ホール電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。

陽極と発光層との間に設けるものとしては、正孔注入層・正孔輸送層、電子ブロック層等が挙げられる。

正孔注入層は、陰極からの正孔注入効率を改善する機能を有する層であり、正孔輸送層とは、正孔注入層又は陽極により近い正孔輸送層からの正孔注入を改善する機能を有する層である。また、正孔注入層、又は正孔輸送層が電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層を電子ブロック層と称することがある。電子の輸送を堰き止める機能を有することは、例えば、電子電流のみを流す素子を作製し、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することが可能である。

また、本発明の有機ＥＬ装置に用い得る有機ＥＬ素子としては、陽極と発光層との間に正孔輸送層を設けた有機ＥＬ素子、陰極と発光層との間に電子輸送層を設けた有機ＥＬ素子、陰極と発光層との間に電子輸送層を設け、かつ陽極と発光層との間に正孔輸送層を設けた有機ＥＬ素子等が挙げられる。例えば、具体的には、以下のａ）〜ｄ）の構造が例示される。
ａ）陽極／発光層／陰極
ｂ）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
ｃ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
ｄ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（ここで、／は各層が隣接して積層されていることを示す。以下同じ。）

ここで、発光層とは発光する機能を有する層であり、正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する層であり、電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する層である。なお、電子輸送層と正孔輸送層を総称して電荷輸送層と呼ぶ。発光層、正孔輸送層、電子輸送層は、それぞれ独立に２層以上用いてもよい。また、電極に隣接して設けた電荷輸送層のうち、電極からの電荷注入効率を改善する機能を有し、素子の駆動電圧を下げる効果を有するものは、特に電荷注入層（正孔注入層、電子注入層）と一般に呼ばれることがある。

さらに電極との密着性向上や電極からの電荷注入の改善のために、電極に隣接して前記の電荷注入層又は膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けてもよく、また、界面の密着性向上や混合の防止等のために電荷輸送層や発光層の界面に薄いバッファー層を挿入してもよい。積層する層の順番や数、及び各層の厚さについては、発光効率や素子寿命を勘案して適宜用いることができる。

また、本発明の有機ＥＬ装置に用いる有機ＥＬ素子としては、電荷注入層（電子注入層、正孔注入層）を設けた有機ＥＬ素子としては、陰極に隣接して電荷注入層を設けた有機ＥＬ素子、陽極に隣接して電荷注入層を設けた有機ＥＬ素子が挙げられる。例えば、具体的には、以下のｅ）〜ｐ）の構造が挙げられる。
ｅ）陽極／電荷注入層／発光層／陰極
ｆ）陽極／発光層／電荷注入層／陰極
ｇ）陽極／電荷注入層／発光層／電荷注入層／陰極
ｈ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
ｉ）陽極／正孔輸送層／発光層／電荷注入層／陰極
ｊ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電荷注入層／陰極
ｋ）陽極／電荷注入層／発光層／電荷輸送層／陰極
ｌ）陽極／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極
ｍ）陽極／電荷注入層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極
ｎ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電荷輸送層／陰極
ｏ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極
ｐ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極

本発明の有機ＥＬ素子が有する発光層は、有機発光層以外の層を含んでいてもよい。具体的には、有機化合物を含む正孔注入層、有機化合物を含む正孔輸送層、有機化合物を含む電子注入層、有機化合物を含む電子輸送層、有機化合物を含む正孔ブロック層、有機化合物を含む電子ブロック層などが挙げられる。該有機層は第１の電極に直接接して設けられても良く、第１の電極上に他の層を介して設けられても良い。第１の電極と有機層との間の他の層としては、無機化合物からなる正孔注入層、無機化合物からなる電子注入層が挙げられる。

＜陽極＞
有機ＥＬ素子の陽極（第１電極）には、たとえば透明電極または半透明電極として、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物や金属の薄膜を用いることができ、透過率が高いものが好適に利用でき、用いる有機層により適宜、選択して用いる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、およびそれらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛・オキサイド等からなる導電性ガラスを用いて作製された膜（ＮＥＳＡなど）や、金、白金、銀、銅等が用いられ、ＩＴＯ、インジウム・亜鉛・オキサイド、酸化スズが好ましい。作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。また、該陽極として、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用いてもよい。

陽極の膜厚は、光の透過性と電気伝導度とを考慮して、適宜選択することができるが、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。

＜正孔注入層＞
正孔注入層は、陽極と正孔輸送層との間、または陽極と発光層との間に設けることができる。正孔注入層を形成する材料としては、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。

＜正孔輸送層＞
正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体などが例示される。

これらの中で、正孔輸送層に用いる正孔輸送材料として、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５−チエニレンビニレン）若しくはその誘導体等の高分子正孔輸送材料が好ましく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体である。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。

＜発光層＞
発光層は、本発明においては有機発光層であり、通常、主として蛍光またはりん光を発光する有機物化合物(低分子化合物または高分子化合物)を有する。なお、さらにドーパント材料を含んでいても良い。本発明において用いることができる発光層を形成する材料としては、例えば、下記の色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料、ドーパント材料などが挙げられる。

［色素系材料］
色素系材料としては、例えば、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ピロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマーなどが挙げられる。

［金属錯体系材料］
金属錯体系材料としては、例えば、イリジウム錯体、白金錯体等の三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体など、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、ＢｅなどまたはＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙなどの希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造などを有する金属錯体などを挙げることができる。

［高分子系材料］
高分子系材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素体や金属錯体系発光材料を高分子化したものなどが挙げられる。

上記発光性材料のうち、青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。

また、緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。

また、赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。

［ドーパント材料］
発光層中に発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的で、ドーパントを添加することができる。このようなドーパントとしては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。

＜電子輸送材料＞
電子輸送材料としては公知のものが使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン若しくはその誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、ナフトキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン若しくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン若しくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、又は８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体等が例示される。

これらのうち、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、又は８−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体が好ましく、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ポリキノリンがさらに好ましい。

＜電子注入層＞
電子注入層は、電子輸送層と陰極との間、または発光層と陰極との間に設けられる。電子注入層としては、発光層の種類に応じて、Ｃａ層の単層構造からなる電子注入層、または、Ｃａを除いた周期律表ＩＡ族とＩＩＡ族の金属であり且つ仕事関数が１．５〜３．０ｅＶの金属およびその金属の酸化物、ハロゲン化物および炭酸化物の何れか１種または２種以上で形成された層とＣａ層との積層構造からなる電子注入層を設けることができる。仕事関数が１．５〜３．０ｅＶの、周期律表ＩＡ族の金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、酸化リチウム、炭酸リチウム等が挙げられる。また、仕事関数が１．５〜３．０ｅＶの、Ｃａを除いた周期律表ＩＩＡ族の金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。

＜陰極＞
有機ＥＬ素子の陰極（第２電極）には、透明電極、または、半透明電極として、金属、グラファイトまたはグラファイト層間化合物、ＺｎＯ（亜鉛オキサイド）等の無機半導体、ＩＴＯ（インジウム・スズ・オキサイド）やＩＺＯ（インジウム・亜鉛・オキサイド）などの導電性透明電極、酸化ストロンチウム、酸化バリウム等の金属酸化物などが挙げられる。金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等のアルカリ金属；ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等のアルカリ土類金属、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン等の遷移金属；錫、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム；およびそれらのうち２つ以上の合金等があげられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金などが挙げられる。また、陰極を２層以上の積層構造としてもよい。この例としては、上記の金属、金属酸化物、フッ化物、これらの合金と、アルミニウム、銀、クロム等の金属との積層構造などが挙げられる。

以下に、実施例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
＜実施例１＞
［１−１］バリア膜形成
２００×２００ｍｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム基板にスパッタ法により３００ｎｍの厚みでＳｉＮ膜を基板全面成膜することでバリア膜を形成する。

［１−２］陽極形成
上記のようにして作製されたバリア膜形成ＰＥＮ基板の一方の面に、スパッタ法によって、１５０ｎｍの厚みでＩＴＯ膜を基板全面成膜する。ＩＴＯ膜が成膜された基板に、フォトレジスト（東京応化製ＯＦＰＲ１３）を回転数１０００ｒｐｍでスピンコートする。その後、フォトレジストに所望のパターンが形成されているフォトマスクを介して露光光を照射し（大日本スクリーン製、露光機ＭＡ−１２００）、現像することで、所望のパターンを得る。得られたレジストパターンをＩＴＯ用エッチング液（佐々木化学薬品製 ＩＳ−３）用い、ＩＴＯをエッチングし、その後レジストパターンを除去することで、所望のＩＴＯパターンを得る。

［１−３］正孔注入層形成
上記［１−２］にて作製されたＩＴＯパターン付きＰＥＮ基板上に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸（Ｂａｙｅｒ社製、ＢａｙｔｒｏｎＰ ＡＩ４０８３）の懸濁液を０．２μｍメンブランフィルターで濾過した液を用いて、約６０ｎｍの厚みで、全面にスピンコータする。その後、布を水に浸し、不要部分を拭取り、所望のパターンを得る。得られた膜をホットプレート上で２００℃、１０分間乾燥する。

［１−４］発光層形成
次に、有機ＥＬ材料である高分子発光材料（サメーション製 Ｌｕｍａｔｉｏｎ ＲＰ１５８）のキシレン溶液（１重量％）を、約８０ｎｍの厚みでスピンコートし、その後、布をキシレンに浸し、不要部分を拭取り所望のパターンを得る。得られた膜を減圧下において８０℃で１時間乾燥する。

［１−５］陰極形成
次に、バリウムを厚み約５ｎｍ、次いでアルミニウムを厚み約１００ｎｍで１０ｍｍ×１８０ｍｍのストライプ状にマスク蒸着する。以上の工程により有機ＥＬ素子が搭載された素子搭載基板が作製される。

［１−６］封止
上記［１−５］の素子搭載基板に、あらかじめＰＥＮフィルム基板上にアルミニウム膜を厚み１０００ｎｍ成膜された封止用基板を、真空下で貼り合わせる。その後、ＹＡＧレーザー（波長１０６４ｎｍ）の光を封止部に照射することで、アルミニウムが融解され、下地のＳｉＮと融着することで、有機ＥＬ素子を得る。得られた素子に電源を接続し、７Ｖ電圧を印加することで発光する。

＜実施例２＞
実施例１と同様の方法で、陰極形成まで、すなわち上記［１−１］から［１−５］までの工程を行う。ＰＥＮフィルム基板上に銀ナノ粒子含有ペースト（大研化学工業製 ＣＡ−２５００Ｅ）をスクリーン印刷法によって塗布し、銀ナノ粒子膜を成膜し、封止基板を得る。その後、ＹＡＧレーザー（波長１０６４ｎｍ）の光を封止部に照射することで、銀ナノ粒子膜が融解され、下地のＳｉＮと融着することで、有機ＥＬ素子を得る。得られた素子に電源を接続し、７Ｖ電圧を印加することで発光する。

本発明は有機ＥＬに係る分野にて有用である。

本発明の実施形態の一例に係る有機ＥＬ装置の製法において、封止基板と素子搭載基板とを重ね合わせる前の状態を示す図である。 本発明の実施形態の一例に係る有機ＥＬ装置の製法において、封止基板と素子搭載基板とを重ね合わせた状態を示す図である。 本発明の実施形態の一例に係る有機ＥＬ装置の製法において、第一バリア膜と第二バリア膜を融着させる工程を示す図である。 本発明の有機ＥＬ装置の実施形態の一例を示す図である。 従来の有機ＥＬ装置を示す図である。

符号の説明

１ 有機ＥＬ装置
１０ 素子搭載基板
１１ 第一基板
１２ 第一バリア膜
１３ 支持基板
１４ 有機ＥＬ素子
２０ 封止基板
２１ 第二基板
２２ 第二バリア膜
３０ 接触部
３１ 封止部
５０ レンズ
Ａ レーザー光
１００、１０６ 有機ＥＬ装置
１０１ 基板
１０２、１０５ バリア膜
１０３ 有機ＥＬ素子
１０４ シールド材

Claims (8)

1. 第一基板と前記第一基板の少なくとも一方の面に設けられた第一バリア膜とを備える支持基板の前記第一バリア膜上に有機エレクトロルミネッセンス素子が搭載された素子搭載基板を、第二基板と前記第二基板の少なくとも一方の面に設けられた第二バリア膜とを備える封止基板で、前記第一バリア膜および前記第二バリア膜の間に前記有機エレクトロルミネッセンス素子全体を挟み込むように覆い、前記第一バリア膜と前記第二バリア膜との接触部を融着させて前記有機エレクトロルミネッセンス素子を密封する封止工程を含む、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、前記第一バリア膜または前記第二バリア膜のいずれか一方のバリア膜が光透過性膜であり、他方が前記光透過性膜と熱融着可能な無機材料で形成された膜であることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
2. 前記無機材料で形成された膜が、アルミニウム、銅、銀、および金からなる群より選ばれるいずれか１種の金属で形成された膜を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
3. 前記無機材料が、ナノ粒子金属であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
4. 前記ナノ粒子金属が、アルミニウム、銅、銀、および金からなる群から選ばれる１種または２種以上の金属を含むことを特徴とする、請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
5. 前記無機材料で形成された膜がスクリーン印刷法により形成されることを特徴とする、請求項３または４に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
6. 前記融着を熱照射により行うことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
7. 前記熱照射が、熱線レーザによることを特徴とする、請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
8. 第一基板および前記第一基板の少なくとも一方の面に設けられた第一バリア膜を備える支持基板上に、有機エレクトロルミネッセンス素子が搭載された素子搭載基板と、
   第二基板および前記第二基板の少なくとも一方の面に設けられた第二バリア膜を備える封止基板とを備え、
   前記第一バリア膜または第二バリア膜のいずれか一方のバリア膜が光透過性膜であり、他方が前記光透過性膜と熱融着可能な無機材料で形成された膜であり、
   前記有機エレクトロルミネッセンス素子を包囲する部位で前記第一バリア膜および第二バリア膜とが直接融着されて前記有機エレクトロルミネッセンス素子が密封されてなる、有機エレクトロルミネッセンス装置。

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