JPWO2013042532A1 - 有機エレクトロルミネッセンスパネル及び有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このような有機EL素子は、直流電圧が供給されると発光するため、有機EL素子の電極部に外部から直流電圧を印加するための接続部(給電部)が必要となる。
このような給電部の構造としては、各種方式が開示されている。例えば、図5に示す有機EL素子20では、支持基板21上の一対の電極22,24間に有機機能層23が挟持されており、このような有機EL素子20において、有機機能層23を覆い、陽極22及び陰極24の側端部が露出するように封止部材27が接着層25を介して設けられている。そして、封止部材27の側縁部から露出した陽極22及び陰極24上に陽極用給電部28及び陰極用給電部29が配置された技術が開示されている。
また、例えば、透明基板上に形成された矩形状の発光部の互いに平行な2辺両端部に沿って、前記透明基板上に陽極用給電部及び陰極用給電部が配置された技術が開示されている(特許文献1参照)。
また、このような有機EL素子を大型の照明器具等に適用し平面上に複数並べて発光させた場合、全体として有機EL素子間の非発光エリアが目立ってしまい、非発光エリアが大きいため、それなりの照明輝度を得るためには当該照明器具のサイズ自体を大きくしなければならないといった問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、平面視における非発光エリアを小さくすることができる有機エレクトロルミネッセンスパネル及び有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法を提供することを目的としている。
前記絶縁性接着層の端部の一部に、当該端部を覆い、かつ、前記第1電極に接触する第1電極用の導電性部材が設けられ、
前記絶縁性接着層の端部のうち前記第1電極用の導電性部材とは異なる端部の一部に、当該端部を覆い、かつ、前記第2電極に接触する第2電極用の導電性部材が設けられ、
前記第1電極は、前記第1電極用の導電性部材を介して給電され、
前記第2電極は、前記第2電極用の導電性部材を介して給電されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネルが提供される。
本発明の他の態様によれば、支持基板上に、少なくとも第1電極と、発光層と、第2電極とがこの順に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子が、前記第2電極上に設けられた絶縁性接着層を介して絶縁性封止部材により封止された有機エレクトロルミネッセンスパネルを製造する有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法であって、
前記絶縁性接着層の端部の一部に、当該端部を覆い、かつ、前記第1電極に接触する第1電極用の導電性部材を設け、
前記絶縁性接着層の端部のうち前記第1電極用の導電性部材とは異なる端部の一部に、当該端部を覆い、かつ、前記第2電極に接触する第2電極用の導電性部材を設け、
前記第1電極用の導電性部材を介して前記第1電極に給電させ、前記第2電極用の導電性部材を介して前記第2電極に給電させることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法が提供される。
〔第1の実施形態〕
《有機ELパネル》
図1Aは、本発明の有機ELパネルの平面図、図1Bは、有機EL素子の平面図、図1Cは、図1AのI−I線における断面図である。
図1A及び図1Cに示すように、有機ELパネル100は、支持基板1上に、第1電極(陽極2)と、発光層を含む有機機能層3と、第2電極(陰極4)と、絶縁性接着層5(以下、単に接着層という)と、絶縁性封止部材7と、がこの順に設けられている。本実施形態では、第1電極を陽極2、第2電極を陰極4として説明する。なお、以下の説明において、支持基板1の有機機能層3が形成されている側を上側とし、反対側を下側とする。また、上下方向に直交する一方向を左右方向(図1C中の左右方向のこと)とし、上下方向及び左右方向の双方に直交する方向を前後方向(図1C中、紙面の手前と奥側の方向のこと)とする。
有機機能層3は、支持基板1の上面のうち陽極2で覆われていない露出した上面の一部から陽極2の左側端部を除いて陽極2を覆うように設けられている。
陰極4は、支持基板1の上面のうち陽極2及び有機機能層3で覆われていない露出した上面から有機機能層3の左側端部を除いて有機機能層3を覆うように設けられており、支持基板1の右側端部に延在している。
そして、このような支持基板1、陽極2、有機機能層3及び陰極4は、接着層5、絶縁性封止部材7及び後述する導電性部材13,14によって封止された密着封止構造となっている。
なお、本発明では、陰極4の上を絶縁性封止部材7によって封止(被覆)された状態を有機ELパネル100といい、支持基板1から陰極4までが形成された状態を有機EL素子10と言う。
接着層5は、陽極2、有機機能層3及び陰極4の上面に接着剤が塗布されて形成される。
接着層5を形成する接着剤としては、絶縁性を有する材料であり、例えば、熱可塑性樹脂又はエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂などからなる熱硬化型接着性樹脂などを用いることができる。より詳細には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、2−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型(二液混合)を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
また、絶縁性封止部材7と有機EL素子10との間隙に、吸湿性化合物を封入することもできる。
絶縁性封止部材7は、導電性部材13,14による端部封止のため、平面視において支持基板1より若干小さく形成されている。詳細には、絶縁性封止部材7の左右の幅は、支持基板1の左右の幅よりも小さく、前後の長さは支持基板1の前後の長さと略等しくなっている。したがって、絶縁性封止部材7を平面視した際に、絶縁性封止部材7の左右側縁部から陽極2及び陰極4の一部が露出するようになっている。
絶縁性封止部材7の縁部から露出した陰極4上(陰極4の右側端部)から絶縁性封止部材7の右側端部に架けて、接着層5の右側端部を覆うように陰極用導電性部材14が形成されている。
導電性部材13,14の形成方法としては、例えば、スクリーン印刷やディスペンサーを用いて所定箇所に上記導電性部材13,14を塗布して形成する方法や、スポットレーザーを用いて上記導電性部材13,14を加熱して溶融させることによって、各電極2,4と絶縁性封止部材7とに導電性部材13,14を形成する。
金属ペーストは、バインダー樹脂にアルミニウムを含有させたものが好ましい。これら導電性部材13,14の形成幅は、絶縁性封止部材7の端部に架かる部分も含めて、例えば、0.05mm以上、1mm以下である。
また、陽極用導電性部材13は、陽極2に外部電源から電力を供給するための給電部とされ、陰極用導電性部材14は、陰極4に外部電源から電力を供給するための給電部とされている。したがって、例えば、図2に示すように、複数の有機ELパネル100を並べてアレイ化する場合に、各有機ELパネル100の各導電性部材13,14同士を突き当てるだけで、容易に配線することができる。
陽極用の取り出し電極11及び陰極用の取り出し電極12は、例えば、銅やスズメッキからなるテープを絶縁性封止部材7の所定箇所に貼り付けることによって設けることができる。
以下、有機ELパネル100の製造方法について説明する。
まず、図1Cに示すように、有機EL素子10の陽極2、有機機能層3及び陰極4の露出した上面に接着剤を塗布し、塗布した接着剤からなる接着層5に対して絶縁性封止部材7を設ける。
その後、絶縁性封止部材7よりも外側に延出した陽極2上(陽極2の左側端部)から絶縁性封止部材7の左側端部に架けて、接着層5の左側端部を覆うように陽極用導電性部材13を形成する。また、絶縁性封止部材7よりも外側に延出した陰極4上(陰極4の右側端部)から絶縁性封止部材7の右側端部に架けて、接着層5の右側端部を覆うように陰極用導電性部材14を形成する。
以上のようにして、有機ELパネル100を製造する。
また、接着層5は、陽極2、有機機能層3及び陰極4の露出した上面に塗布して形成し、その後、この接着層5に対して絶縁性封止部材7を設けるとしたが、逆に、絶縁性封止部材7側に接着剤を塗布して接着層5を形成し、この接着層5を陽極2、有機機能層3及び陰極4の露出した上面に配置させて封止基板7を設けるようにしても良い。
さらに、これらの封止は、有機EL素子10の外部環境からの水分や酸素の浸入を抑制できれば如何なる環境で行われても良く、例えば、真空(低圧)環境であっても良いし、窒素等の不活性ガスにより置換された大気圧環境であっても良い。
また、絶縁性接着層5の端部を導電性部材13,14で覆って端部封止を行うことから、封止機能をより高めることができる。その結果、水分や酸素の侵入を抑制でき、有機EL素子10の寿命が向上する。
また、導電性部材13,14は給電機能を有するので、複数の有機ELパネル100を並べてアレイ化する場合に、構成によっては配線をせずに、導電性部材13,14同士を互いに突き当てるだけで接続ができ、アレイ化し易い。
以下、上記有機EL素子の層構成の好ましい具体例を示すが、本発明はこれに限定されない。
(i)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
(ii)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(iv)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
(v)陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
ここで、発光層は、少なくとも発光色の異なる2種以上の発光材料を含有していることが好ましく、単層でも複数の発光層からなる発光層ユニットを形成していてもよい。また、正孔輸送層には正孔注入層、電子阻止層も含まれる。なお、本発明では陽極及び陰極を除く層を有機機能層と言う。
発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
本発明に係る発光材料としては、蛍光性化合物、燐光発光材料(燐光性化合物、燐光発光性化合物等ともいう)を用いる。
本発明において、各発光層間に非発光性の中間層(非ドープ領域等ともいう)を設ける場合について説明する。
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平11−204258号公報、同11−204359号公報、及び「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層がある。
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
支持基板(以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう)としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができるが、特開2004−68143号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはAu等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性光透過性材料が挙げられる。また、IDIXO(In2O3−ZnO)等非晶質で光透過性の導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式製膜法を用いることもできる。陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常10nm以上1000nm以下、好ましくは10nm以上200nm以下の範囲で選ばれる。
一方、陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
有機EL素子の製造方法の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極からなる有機EL素子の製造法について説明する。
上記第1の実施形態の有機ELパネル100では、導電性部材13,14を平面視矩形状の有機EL素子10(支持基板1)の4辺の側端部のうち互いに平行な2辺の側端部(右側端部、左側端部)に沿って設けるとしたが、以下に説明する有機ELパネル100Aのように、有機EL素子10A(支持基板1A)の4辺の側端部に沿って設けた構成としても良い。
図4Aは、本発明の有機ELパネルの平面図、図4Bは、有機EL素子の平面図、図4Cは、図4AのII−II線における断面図である。
図4A及び図4Cに示すように、有機ELパネル100Aは、支持基板1A上に、陽極2Aと、発光層を含む有機機能層3Aと、陰極4Aと、絶縁性接着層5Aと、絶縁性封止部材7Aとが、この順に積層されている。
なお、陽極2A、有機機能層3A、陰極4Aの平面視における大きさは、第1の実施形態の陽極2、有機機能層3、陰極4の平面視における大きさよりも小さく形成されている。
すなわち、陽極2Aは、支持基板1Aの上面に、平面視において支持基板1Aの右側端部及び後側端部を除いて、支持基板1Aを覆うように設けられている。
有機機能層3Aは、支持基板1Aの上面のうち陽極2Aで覆われていない露出した上面の一部から、陽極2Aの左側端部及び前側端部を除いて、陽極2Aを覆うように設けられており、平面視において支持基板1A上の中央に配置されている。
陰極4Aは、支持基板1Aの上面のうち陽極2A及び有機機能層3Aで覆われていない露出した上面の一部(右側端部及び後側端部)から、有機機能層3Aの左側端部及び前側端部を除いて、有機機能層3Aを覆うように設けられている。
したがって、平面視において支持基板1Aの上面の4つの角部のうち左上及び右下の角部が、陽極2A、有機機能層3A及び陰極4Aのいずれにも覆われずに露出している。また、陽極2Aと陰極4Aとは互いに接触しない層構成となっている。
絶縁性封止部材7Aは、第1の実施形態の絶縁性封止部材7とは平面視における大きさが異なり、絶縁性封止部材7Aの左右の幅及び前後の長さは、支持基板1Aの左右の幅及び前後の長さよりも小さくなっている。したがって、絶縁性封止部材7Aを平面視した際に、絶縁性封止部材7Aの左右側縁部及び前後側縁部から陽極2A及び陰極4Aの一部が露出するようになっている。
さらに、支持基板1Aの上面のうち露出した左上及び右下の角部上で、陽極用導電性部材13Aの端部と陰極用導電性部材14Aの端部間には、導電性部材13A,14A同士が互いに接触しないように絶縁性材料15Aが設けられている。
絶縁性材料15Aとしては、上述の絶縁性接着層5Aと同様の材料を使用することができる。
さらに、導電性部材13A,14Aを有機EL素子10A(支持基板1A)の4辺の側端部に沿って設けることによって、4辺の側端部における封止機能を向上させることができる。また、導電性部材13A,14Aは給電機能を有することから、複数の有機ELパネル100Aを並べてアレイ化する場合に、導電性部材13A,14A同士を互いに突き当てるだけで接続ができ、アレイ化し易い。
例えば、上記第2の実施形態では、導電性部材13A,14Aは、有機EL素子10A(支持基板1A)の4辺の側端部に沿って設け、各導電性部材13A,14Aの端部間に絶縁性材料15Aを設けるとしたが、これに限らず、陽極用導電性部材13Aを有機EL素子10Aの左側端部に沿って設け、陰極用導電性部材14Aを有機EL素子10Aの右側端部に沿って設け、有機EL素子10Aの前側端部及び後側端部に沿って平面視直線状に絶縁性材料15Aを設けるようにしても良い。
2,2A,22 陽極
3,3A,23 有機機能層
4,4A,24 陰極
5,5A 絶縁性接着層
7,7A 絶縁性封止部材
10,10A,20 有機EL素子
11 陽極用の取り出し電極
12 陰極用の取り出し電極
13,13A 陽極用導電性部材
14,14A 陰極用導電性部材
25 接着層
27 封止部材
28 陽極用給電部
29 陰極用給電部
100,100A 有機ELパネル
Claims (4)
- 支持基板上に、少なくとも第1電極と、発光層と、第2電極とがこの順に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子が、前記第2電極上に設けられた絶縁性接着層を介して絶縁性封止部材により封止された有機エレクトロルミネッセンスパネルであって、
前記絶縁性接着層の端部の一部に、当該端部を覆い、かつ、前記第1電極に接触する第1電極用の導電性部材が設けられ、
前記絶縁性接着層の端部のうち前記第1電極用の導電性部材とは異なる端部の一部に、当該端部を覆い、かつ、前記第2電極に接触する第2電極用の導電性部材が設けられ、
前記第1電極は、前記第1電極用の導電性部材を介して給電され、
前記第2電極は、前記第2電極用の導電性部材を介して給電されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネル。 - 前記導電性部材が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パネル。
- 前記絶縁性封止部材上に、第1電極用の取り出し電極と、第2電極用の取り出し電極とがそれぞれ形成され、
前記第1電極用の取り出し電極と、前記第1電極用の導電性部材とが電気的に接続され、
前記第2電極用の取り出し電極と、前記第2電極用の導電性部材とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネル。 - 支持基板上に、少なくとも第1電極と、発光層と、第2電極とがこの順に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子が、前記第2電極上に設けられた絶縁性接着層を介して絶縁性封止部材により封止された有機エレクトロルミネッセンスパネルを製造する有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法であって、
前記絶縁性接着層の端部の一部に、当該端部を覆い、かつ、前記第1電極に接触する第1電極用の導電性部材を設け、
前記絶縁性接着層の端部のうち前記第1電極用の導電性部材とは異なる端部の一部に、当該端部を覆い、かつ、前記第2電極に接触する第2電極用の導電性部材を設け、
前記第1電極用の導電性部材を介して前記第1電極に給電させ、前記第2電極用の導電性部材を介して前記第2電極に給電させることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法。
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