WO2010055746A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Classifications
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
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- H10K71/851—Division of substrate
Definitions
- the present invention relates to a method for producing an organic electroluminescence element (hereinafter also referred to as an organic EL element) and an organic EL element produced by this production method.
- an organic electroluminescence element hereinafter also referred to as an organic EL element
- the organic EL element includes a first electrode (anode or cathode) formed on a substrate and an organic compound layer (single layer portion or multilayer portion) containing an organic light emitting material laminated thereon, that is, an organic layer including a light emitting layer. It is a thin film type device having a functional layer and a second electrode (cathode or anode) laminated on the organic functional layer.
- a voltage is applied to such an organic EL element, electrons are injected into the organic functional layer from the cathode and holes are injected from the anode. It is known that light is obtained by releasing energy as light when the electrons and holes recombine in the light emitting layer and the energy level returns from the conduction band to the valence band.
- the organic EL element is a thin film type element
- the organic EL element when used as a surface light source such as a backlight, an apparatus including the surface light source can be easily made thin.
- an organic EL display device is configured using an organic EL element in which a predetermined number of organic EL elements as pixels are formed on a substrate as a display panel, the liquid crystal display has high visibility and no viewing angle dependency. Consideration is being made because there are advantages that cannot be obtained with the device.
- a method in which a first electrode, an organic functional layer, a second electrode, and a sealing layer are sequentially formed on a substrate (sequential film forming method), a first electrode, A first member in which an organic functional layer is laminated and a second member in which a second electrode is formed are prepared, and the first electrode and the second electrode are opposed to each other between the first member and the second member.
- a method of pasting (a pasting method) is known.
- Organic substances such as organic light emitting materials used in organic EL elements are weak in moisture and oxygen, and their performance deteriorates. Also, the characteristics of electrodes deteriorate rapidly in the atmosphere due to oxidation, and the organic EL elements are spotted on the organic EL elements. A non-light emitting part (hereinafter referred to as a dark spot) is generated and further has a disadvantage that it expands. Generally, it is used by blocking moisture and oxygen from the outside, and suppressing deterioration of the organic EL element over a long period of time.
- the organic EL structure produced by the sequential film-forming method employs a method in which a moisture-proof sealing member is bonded and sealed via an adhesive.
- the organic EL structure produced by the bonding method has a method of sealing an organic periphery including a light emitting layer sandwiched between a first electrode and a second electrode with an adhesive (sealing agent). Yes.
- Examples of the base material for the organic EL structure include a single-wafer sheet base material and a strip-shaped flexible base material.
- the method of using the strip-shaped flexible substrate is a so-called roll-to-roll method.
- As a manufacturing method using these sheet-fed sheet base materials and a manufacturing method by a roll-to-roll system for example, on a base material by a roll-to-roll system using a sheet-fed sheet base material and a strip-shaped flexible base material.
- a method is known in which a plurality of organic EL structures are sequentially formed by a film forming method, a sealing member is bonded via an adhesive, and then a punched and cut organic EL element is manufactured (for example, (See Patent Document 1).
- the method of manufacturing the organic EL element described in Patent Document 1 is an excellent method in terms of production efficiency, but when the cutting is performed for a long time, generation of dark spots is occasionally observed in the cut organic EL element. I found out.
- This invention is made
- the objective is to provide the manufacturing method and organic EL element of the organic EL element which improved the dark spot tolerance at the time of cutting and manufacturing an organic EL structure. is there.
- Organic electroluminescence having a plurality of laminates each including an organic functional layer including at least one light emitting layer between the first electrode and the second electrode and between the first electrode and the second electrode on a flexible support. After forming a structure, the said organic electroluminescent structure is cut
- the organic electroluminescence structure is formed by sequentially laminating a first electrode, an organic functional layer including at least one light emitting layer, and a second electrode on a flexible support, and then sealing the laminate on the laminate. 3.
- the organic electroluminescent structure includes a first electrode, an organic functional layer including at least one light emitting layer on a first strip-shaped flexible support, and an adhesive coated around the organic functional layer. And a second member in which a second electrode is formed on the second strip-shaped flexible support, and the first strip-shaped flexible support and the second strip-shaped flexible member are used. 3.
- Organic substances such as organic light emitting materials used in organic EL elements are weak in moisture and oxygen, and their performance deteriorates. Also, the characteristics of electrodes deteriorate rapidly in the atmosphere due to oxidation, and the organic EL elements are spotted on the organic EL elements. It is known that a non-light emitting portion (hereinafter referred to as a dark spot) is generated and further has a disadvantage that it expands.
- organic EL elements are generally composed of the following two configurations. 1. On the base material, a first electrode (a gas barrier layer may be provided between the base material and the first electrode), an organic functional layer having at least one light emitting layer, a second electrode, and sealing The structure which has a member is known. That is, an organic EL element manufactured by a sequential film formation method. 2.
- the adhering substance is the abrasion powder of the cutting blade that has been generated by the rubbing of the cutting blade due to the cutting blade used for cutting being used for a long time, and is disposed in the same space shielded from the outside air. It was estimated that it dropped and adhered to the cutting process and the process before the cutting process.
- iron since iron has an oxygen adsorptivity, it is likely to become iron oxide, and the performance of the organic functional layer having the first electrode, the second electrode, and the light emitting layer by oxygen released from the wear powder containing iron oxide. Deteriorated and it was estimated that dark spots occurred.
- FIG. 4 is an enlarged schematic view of a portion indicated by O in FIG. 3. It is a schematic perspective view at the time of applying another cutting machine to the cutting process shown by FIG.
- FIG. 1 is a schematic diagram of a manufacturing process of an organic EL element by a sequential film forming method using a roll-to-roll method using a strip-like flexible support.
- a method for manufacturing individual organic EL elements after forming a stop member to form an organic EL structure will be described with reference to FIG.
- reference numeral 1 denotes a manufacturing process of an organic EL element in which a first electrode, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, a second electrode, and a sealing member are formed by a sequential film forming method.
- the manufacturing process 1 includes a supplying process 2, a first electrode forming process 3, an organic functional layer forming process 4, a second electrode forming process 5, a sealing process 6, and a cutting process 7.
- Supplied process 2 uses a feeding device 201 and an accumulator 202.
- the accumulator 202 is disposed to adjust the difference between the conveyance speed of the belt-like flexible support 201a conveyed from the supply process 201 and the vapor deposition speed of the first electrode formation process 3, and has a certain length.
- the belt-like flexible support 201a has a function of accumulating. Adjustment of the length to accumulate is possible by changing the length of the accumulator part 202 according to a speed difference.
- a belt-like flexible support 201 a that is wound around a winding core and supplied in a roll state is fed out from the feeding device 201 and sent to the first electrode forming step 3.
- a step of forming a gas barrier film on the surface of the strip-shaped flexible support 201a on which the first electrode is formed may be disposed before the first electrode forming step 3. It is preferable to place an alignment mark (not shown) indicating the position where the first electrode is formed in advance on the flexible support 201a.
- the first electrode forming step 3 uses a vapor deposition apparatus 302 having an evaporation source container 301 and an accumulator 303.
- the accumulator 303 is arranged to adjust the speed difference between the transport speed and the winding speed from the first electrode forming step 3 and to adjust the speed for replacing the roll after winding. It has a function of collecting the belt-like flexible support 201a. Adjustment of the length to accumulate is possible by changing the length of the accumulator part 303 according to a speed difference.
- an alignment mark (not shown) attached to the belt-like flexible support 201a continuously supplied from the supply step 2 is read by a detection device (not shown).
- a first electrode (not shown) having an extraction electrode at a position determined by the vapor deposition apparatus 302 in accordance with information (not shown) is formed into a mask pattern and wound.
- the formation method of the first electrode (anode) is not particularly limited.
- a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, or the like can be used.
- the organic functional layer forming step 4 includes a hole transport layer forming step 401, a light emitting layer forming step 402, and an electron transport layer forming step 403.
- the belt-like flexible support 201a on which the first electrode wound after passing through the first electrode forming step 3 is formed is unwound and attached to the belt-like flexible support 201a.
- the alignment mark (not shown) is read by a detection device (not shown), and is aligned with the position of the first electrode formed on the strip-shaped flexible support 201a according to the information of the detection device (not shown).
- a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer are sequentially formed and wound.
- the hole transport layer forming step 401 includes a film forming step 401a, a drying step 401b, and an accumulator 401c.
- the film forming process 401a uses a coating device 401a1 disposed in a coating chamber (not shown) and a backup roll 401a2.
- the belt-like flexible support 201a conveyed from the first electrode forming step 3 is held on the backup roll 401a2, and the belt-like flexible support 201a is applied by the coating apparatus 401a1.
- the hole transport layer forming coating solution is applied to the region excluding the edge of the first electrode formed on the top, and the solvent in the hole transport layer forming coating is removed in the drying step 401b to transport holes. Form a layer.
- the alignment mark (not shown) provided on the strip-shaped flexible support 201a on which the first electrode conveyed from the first electrode forming step 3 is formed is a hole. Detected by a detector (not shown) provided in the transport layer forming step 401, the coating device 401a1 is aligned according to the alignment mark, and the upper surface of the belt-like flexible support 201a held by the backup roll 401a2 The hole transport layer forming coating solution is applied to the region of the first electrode except for the extraction electrode portion of the first electrode formed by patterning.
- the light emitting layer forming step 402 includes a film forming step 402a, a drying step 402b, and an accumulator 402c.
- the film forming process 402a uses a coating device 402a1 and a backup roll 402a2 disposed in a coating chamber (not shown).
- the belt-like flexible support 201a conveyed from the hole transport layer forming step 401 is held on the backup roll 402a2, and the coating device 402a1 uses the coating device 402a1 on the belt-like flexible support 201a.
- a coating solution for forming a light emitting layer is applied to the region of the hole transport layer formed on the substrate, and the solvent in the coating film for forming the light emitting layer is removed in the drying step 402b to form a light emitting layer.
- an alignment mark (not shown) provided on the belt-like flexible support 201a on which the hole transport layer transported from the hole transport layer forming step 401 is formed is used. Detection is performed by a detector (not shown) disposed in the light emitting layer forming step 402, the coating device 402a1 is aligned according to the alignment mark, and the belt-like flexible support 201a held on the backup roll 402a2 is aligned. The light emitting layer forming coating solution is applied to the region where the upper hole transport layer is formed.
- the electron transport layer forming step 403 includes a film forming step 403a, a drying step 403b, and an accumulator 403c.
- the film forming process 403a uses a coating apparatus 403a1 disposed in a coating chamber (not shown) and a backup roll 403a2.
- the belt-like flexible support 201a conveyed from the light-emitting layer forming step 402 is held on the backup roll 403a2, and is applied onto the belt-like flexible support 201a by the coating device 403a1.
- An electron transport layer forming coating solution is applied to the formed light emitting layer region, and the solvent in the electron transport layer forming coating film is removed in the drying step 403b to form an electron transport layer.
- an alignment mark (not shown) provided on the belt-like flexible support 201a on which the light emitting layer conveyed from the light emitting layer forming step 402 is formed is formed into a film forming step 403a.
- the coating device 403a1 is aligned according to the alignment mark, and the light emitting layer on the strip-shaped flexible support 201a held on the backup roll 403a2
- a coating solution for forming an electron transport layer is applied to the formed region and wound.
- the accumulator 403c is arranged to adjust the speed difference between the conveyance speed and the winding speed from the organic functional layer forming step 4 and to adjust the speed for roll replacement after winding.
- the coating apparatus used in the hole transport layer forming step 401, the light emitting layer forming step 402, and the electron transport layer forming step 403 is not particularly limited.
- an extrusion coating method, an inkjet method, a flexographic printing method, Various coating apparatuses used for an offset printing method, a gravure printing method, a screen printing method, a spray coating method using a mask, and the like can be given. Use of these applicators can be appropriately selected according to the material of the used coating liquid in each step.
- This figure shows the case of the extrusion coating method.
- the hole transport layer forming step and the light emitting layer forming step 5 shown in this figure show a case where there is one wet coating apparatus and one drying apparatus, but they can be increased as necessary. Yes.
- the second electrode forming step 5 uses a vapor deposition apparatus 502 having an evaporation source container 501.
- the vapor deposition apparatus 502 unwinds the belt-like flexible support 201a on which the portion up to the electron transport layer wound up after passing through the electron transport layer forming step 403 is unwound, and an alignment mark attached to the flexible support 201a. (Not shown) is read by a detection device (not shown), and in accordance with information of the detection device (not shown), the vapor deposition device 501 is aligned with the position of the first electrode formed on the strip-like flexible support 201a.
- a second electrode (cathode) (not shown) having an extraction electrode (not shown) is formed into a mask pattern on an already formed electron transport layer (not shown).
- an organic EL structure having the structure of substrate / barrier layer / first electrode (anode) / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / second electrode (cathode) is completed.
- the second electrode (cathode) forming step 5 uses the vapor deposition apparatus 502 is shown.
- the method for forming the second electrode (cathode) is not particularly limited.
- the sputtering method, molecular beam epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma polymerization method, plasma CVD method, laser CVD method, thermal CVD method and the like can be used.
- the sealing step 6 uses an adhesive application device 601, a sealing member supply device 602, a bonding device 603, and an accumulator 604. Adhesive is applied to the light emitting region except for the second electrode lead electrode and the first electrode lead electrode of the strip-like flexible support 201a formed up to the second electrode by the adhesive application device 601. The Thereafter, an adhesive for the band-shaped flexible support 201a in which the band-shaped sealing member 602a conveyed from the sealing member supply apparatus 602 is formed up to the second electrode is applied by the bonding apparatus 603. The organic EL structure is produced by pasting on the surface side. At this stage, a band-shaped organic EL structure is produced. Then, it is conveyed to the cutting process 7.
- the accumulator 604 is provided for speed adjustment with the second electrode (cathode) forming step 5.
- the cutting process 7 uses a punching and cutting device 701, an accumulator 702, and a winding device 703.
- the punching / cutting device 701 reads an alignment mark (not shown) attached to the band-shaped organic EL structure with a detection device (not shown), and cuts according to information of the detection device (not shown).
- the band-shaped organic EL structure to which the sealing member 602 a is bonded by the punching and cutting apparatus 701 is punched into a rectangular shape and cut into individual organic EL elements 8.
- the skeleton from which the organic EL structure has been punched is wound up and collected by a winding device 703.
- the manufacturing process shown in this figure uses a belt-like flexible support, and the first electrode, hole transport layer, light emitting layer, electron transport layer, second electrode, sealing layer, and cutting are performed continuously.
- the first electrode, hole transport layer, light emitting layer, electron transport layer, second electrode, sealing layer, and cutting are performed continuously.
- it is arranged in the same space shielded from the outside air.
- it is possible to divide into three steps: supply of a strip-shaped flexible support, formation of a first electrode, formation of a hole transport layer, formation of an electron transport layer, formation of a second electrode, and cutting.
- FIG. 2 is a schematic view of a manufacturing process of an organic EL structure by a sequential film formation method using a single-wafer sheet-like support.
- a plurality of first electrodes patterned on a sheet-like sheet-like support are formed, and a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, a second electrode are formed on the plurality of first electrodes.
- a method for manufacturing individual organic EL elements by cutting a sheet-like organic EL structure formed with a sealing member will be described with reference to FIG.
- 1 ′ is a sheet-like sheet-like support in which a first electrode, a hole transport layer, a light-emitting layer, an electron transport layer, a second electrode and a sealing member are formed by a sequential film formation method.
- the manufacturing process of the organic EL element which cuts an organic EL structure into an individual organic EL element is shown.
- the manufacturing process 1 ′ includes a supply process 2 ′, a first electrode formation process 3 ′ for forming a plurality of patterned first electrodes on the sheet-like support 201 ′, and a hole transport layer formation process 4.
- the manufacturing process 1 ' is arranged in the same space that is shielded from the outside air.
- the supply step 2 ′ includes a supply device (not shown) for supplying a sheet-like sheet-like support 201 ′ previously provided with an alignment mark (not shown) to the next step, and a sheet-like sheet shape supplied from the supply step 2 ′.
- a substrate cleaning apparatus 2'a for cleaning the surface of the single-wafer sheet-like support 201' is used in order to improve the vapor deposition property. is doing.
- an alignment mark (not shown) attached to the single-wafer sheet-like support 201 ′ is read by a detection device (not shown), and the evaporation source container is read according to information from the detection device (not shown).
- a plurality of patterned first electrodes are formed on a single-wafer sheet-like support 201 'under reduced pressure using a vapor deposition apparatus 3'b having 3'a.
- an alignment mark (not shown) attached to the single-wafer sheet-like support 201 ′ is read by a detection device (not shown), and an evaporation source is read according to information from the detection device (not shown).
- a vapor deposition apparatus 4'b having a container 4'a is used to remove the first electrode of the single-wafer sheet-like support 201 'on which a plurality of first electrodes are formed under reduced pressure except for a portion serving as an extraction electrode.
- a hole transport layer is formed so as to cover the first electrode including the periphery of one electrode.
- an alignment mark (not shown) attached to the sheet-like sheet support 201 ′ is read by a detection device (not shown), and the evaporation source container 5 is read according to information of the detection device (not shown).
- the light emitting layer is formed on the hole transport layer of the single-wafer sheet-like support 201 'on which the hole transport layer is formed under reduced pressure using the vapor deposition apparatus 5'b having' a. .
- an alignment mark (not shown) attached to the sheet-like support 201' is read by a detection device (not shown), and the evaporation source container is read according to the information of the detection device (not shown).
- An electron transport layer is formed on the light emitting layer of the single-wafer sheet-like support 201 ′ having a vapor deposition device 6′b having 6′a and having the light emitting layer formed under reduced pressure.
- an alignment mark (not shown) attached to the sheet-like sheet support 201 ′ is read by a detection device (not shown), and the evaporation source container 7 is read according to information from the detection device (not shown).
- the sealing step 8 ' includes an adhesive coating step 8'a and a flexible sealing member bonding step 8'b.
- the adhesive coating process 8'a includes an alignment mark detection unit (not shown) for detecting an alignment mark (not shown) attached to the sheet-like support 201 'and a sheet-like support 201'.
- a mounting table 8'a2 on which 201 'is mounted is used.
- the flexible sealing member bonding step 8′b is a flexible sealing member in which the sheet-like sheet support 201 ′ coated with an adhesive and the flexible sealing member 801 ′ are stacked and bonded.
- a laminating device 8′b1 and a flexible sealing member supply device (not shown) for supplying the flexible sealing member 801 ′ onto the sheet-like sheet support 201 ′ are used.
- the flexible sealing member bonding step 8'b has a curing processing device (not shown) for curing the adhesive, and if necessary, the curing processing unit (not shown) is a cutting step. It is preferable to arrange it in front.
- the curing method of the curing unit can be appropriately selected according to the type of adhesive used (for example, a thermosetting adhesive, an ultraviolet curable adhesive, etc.).
- a sheet-like organic EL structure is produced. Thereafter, it is sent to a cutting process 9 'and punched and cut to produce individual organic EL elements.
- the cutting process 9 ' uses a punching and cutting apparatus 9'a.
- a punching and cutting device 9'a an alignment mark (not shown) attached to the sheet-like organic EL structure is read with a detection device (not shown), and punched into a rectangle according to information from the detection device (not shown). Cut into individual organic EL elements 10 '.
- the cutting blade used in the cutting step of the manufacturing process shown in FIG. 1 and FIG. It is preferable that at least the cutting step and the step before the cutting step (sealing step) are arranged in the same space shielded from the outside air.
- the cutting process and the process before the cutting process are connected, failure due to the adhesion of the abrasion powder of the cutting blade containing iron was likely to occur, but by using the cutting blade of the present invention, It is possible to prevent the abrasion powder accompanying the abrasion of the blade from adhering to the organic EL structure before sealing, which is effective for improving productivity (efficiency and space saving).
- the steps from the support supplying process to the cutting process are arranged in the same space shielded from the outside air.
- FIG. 3 is a schematic view of a manufacturing process of an organic EL element by a bonding method using a roll-to-roll method using a belt-like flexible support.
- stacked the positive hole transport layer, the light emitting layer, and the electron carrying layer one by one on the 1st electrode and the 1st electrode patterned and formed as an example below After bonding the number of the first electrodes and the second strip-shaped flexible support body on which the second electrode is formed in accordance with the position to form the strip-shaped organic EL structure, the individual organic EL elements are cut and cut. The manufacturing method will be described with reference to FIG.
- the manufacturing process 1 includes a first supply process 2 ", a first electrode formation process 3", an organic functional layer formation process 4 ", and a second supply process 5".
- a second electrode forming step 6 ′′, a sealant coating step 7 ′′, a bonding step 8 ′′, and a cutting step 9 ′′ are included.
- the first supply step 2 ′′ uses a feeding device 201 ′′ and an accumulator 202 ′′.
- the accumulator 202 ′′ is a first belt-like flexible support 201 ′′ a conveyed from the feeding device 201 ′′. Is provided to adjust the difference between the transport speed of the first electrode forming step 3 ′′ and the deposition rate of the first electrode forming step 3 ′′, and has a function of accumulating a belt-shaped first flexible support 201 ′′ a having a certain length. is doing.
- the length of accumulation can be adjusted by changing the length of the accumulator unit 202 "according to the speed difference.
- the first belt-like shape fed from the feeding device 201" is wound around the winding core and supplied in a roll state.
- the flexible support 201 ′′ a is fed out and sent to the first electrode forming step 3 ′′.
- a step of forming a gas barrier film on the surface of the first strip-like flexible support 201 ′′ a on which the first electrode is formed may be disposed before the first electrode forming step 3 ′′. It is preferable that an alignment mark (not shown) indicating a position where the first electrode is formed is previously attached to the first belt-like flexible support 201 ′′ a.
- a vapor deposition apparatus 302 ′′ having an evaporation source container 301 ′′ and an accumulator 303 ′′ are used.
- the accumulator 303 ′′ is arranged to adjust the speed difference between the conveyance speed and the winding speed from the first electrode forming step 3 ′′ and to adjust the speed for roll replacement after winding.
- the first belt-like flexible support 201 ′′ a having a certain length has a function of accumulating. Adjustment of the accumulating length is made possible by changing the length of the accumulator portion 303 ′′ in accordance with the speed difference. ing.
- an alignment mark (not shown) attached to the first strip-like flexible support 201 ′′ a continuously supplied from the supply step 2 ′′ is detected by a detection device (not shown).
- the first electrode (not shown) having an extraction electrode at a position determined by the vapor deposition device 302 ′′ according to the information of the detection device (not shown) is formed into a mask pattern and wound.
- the formation method of the first electrode (anode) is not particularly limited.
- a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, or the like can be used.
- the organic functional layer forming step 4 ′′ includes a hole transport layer forming step 401 ′′, a light emitting layer forming step 402 ′′, and an electron transport layer forming step 403 ′′.
- the organic functional layer forming step 4 ′′ unwinds the strip-shaped flexible support 201 ′′ a on which the first electrode wound after passing through the first electrode forming step 3 is formed, and the first strip-shaped flexible support
- An alignment mark (not shown) attached to the body 201 ′′ a is read by a detection device (not shown) and formed on the first belt-like flexible support 201 ′′ a according to information from the detection device (not shown).
- a hole transport layer, a light-emitting layer, and an electron transport layer are sequentially formed in accordance with the position of the first electrode, and are conveyed to the sealant coating step 7 ′′.
- the organic functional layer formation step 4 ′′ is shown in FIG. Since the structure is the same as the organic functional layer forming step 4 shown in FIG.
- the hole transport layer forming step 401 ′′ includes a film forming step 401 ′′ a, a drying step 401 ′′ b, and an accumulator 401 ′′ c.
- the film forming process 401 ′′ a uses a coating apparatus 401 ′′ a1 and a backup roll 401 ′′ a2 disposed in a coating chamber (not shown).
- the light emitting layer forming step 402 ′′ includes a film forming step 402 ′′ a, a drying step 402 ′′ b, and an accumulator 402 ′′ c.
- the film forming step 402 ′′ a uses a coating device 402 ′′ a1 and a backup roll 402 ′′ a2 disposed in a coating chamber (not shown).
- the electron transport layer forming step 403 ′′ includes a film forming step 403 ′′ a, a drying step 403 ′′ b, and an accumulator 403 ′′ c.
- the film forming process 403 ′′ a uses a coating apparatus 403 ′′ a1 and a backup roll 403 ′′ a2 disposed in a coating chamber (not shown).
- the sealing agent coating step 7 ′′ the first belt-like flexible support 201 in which the sealing agent coating device 7 ′′ a and the electron transport layer sent from the organic functional layer forming step 4 ′′ are formed. And a detecting device (not shown) for detecting an alignment mark (not shown) attached to the first belt-like flexible support 201 ′′ a.
- An adhesive is applied around the light emitting layer / electron transport layer. Then, it is conveyed to bonding process 8 ''.
- a feeding device 5 ′′ a and an accumulator 5 ′′ b are used. From the feeding device 5 ′′ a, a second belt-like piece that is wound around a winding core and supplied in a roll state is used. The flexible support 501 ′′ is fed out and sent to the second electrode forming step 6 ′′.
- the accumulator 5 ′′ b is arranged to adjust the difference between the second electrode forming speed in the second electrode forming step 6 ′′ and the feeding speed of the second strip-shaped flexible support 501 ′′ in the second supply step 5 ′′. Has been.
- the second belt-like flexible support 501 ′′ is aligned at the same position as the alignment mark attached to the first belt-like flexible support 201 ′′ a in order to determine the position at which the second electrode is formed. It is preferable to add a mark (not shown).
- a vapor deposition device 6 ′′ a and an accumulator 6 ′′ c are used.
- 6 ′′ b indicates an evaporation source container.
- a detection device (not shown) detects an alignment mark (not shown) attached to the second strip-shaped flexible support 501 ′′ continuously conveyed from the second supply step 5 ′′.
- the second electrode (cathode) (not shown) having the take-out electrode (not shown) is attached to the second strip-shaped flexible support 501 ′′ by the vapor deposition device 6 ′′ a according to the information of the detection device (not shown).
- a mask pattern is formed thereon. Thereafter, the film is transferred to a bonding step 7 ′′.
- the method of forming the second electrode (cathode) in the second electrode forming step 6 ′′ is the same as the method of the second electrode forming step 6 shown in FIG. 1. Note that the second belt-like flexible support 501 ′′ and A gas barrier layer may be provided between the cathode (second electrode).
- the bonding process 8 ′′ uses a bonding device 8 ′′ a.
- the laminating device 8 ′′ a has a plurality of first electrodes sent from the sealing agent coating step 7 ′′, and a first strip-shaped flexible support 201 ′′ a coated with the sealing agent;
- the second strip-shaped flexible support body 501 ′′ formed with a plurality of second electrodes sent from the second electrode forming step 6 ′′ is placed in a state where the first electrode and the second electrode face each other. In such a manner, alignment marks (not shown) attached to the first strip-shaped flexible support 201 ′′ a and the second strip-shaped flexible support 501 ′′ are bonded and bonded together.
- the band-shaped organic EL structure 10 ′′ is manufactured. It is conveyed to the cutting process 9 ′′.
- the cutting process 9 ′′ uses a punching and cutting device 9 ′′ a, an accumulator 9 ′′ b, and a winding device 9 ′′ c.
- a punching and cutting device 9 ′′ a By punching and cutting the strip-shaped organic EL structure 10 ′′ sent from the bonding step 8 ′′ into a rectangle by the punching and cutting apparatus 9 ′′ a, individual organic EL elements 11 ′′ are produced.
- the skeleton obtained by punching individual organic EL elements 11 ′′ is wound up and collected by the winding device 9 ′′ c.
- the manufacturing method of the organic EL element using the manufacturing process shown to this figure showed the case where preparation of a 1st member, preparation of a 2nd member, bonding, and cutting are performed continuously, a manufacturing method is especially limited.
- the production of the first member, the production of the second member, and bonding and cutting may be performed separately.
- the cutting blade used in the cutting step of the manufacturing process shown in this figure is at least a cutting step, It is preferable that the step before the cutting step (bonding step) is arranged in the same space shielded from the outside air. That is, when the cutting process and the process before the cutting process (sealing process) are connected, failure due to the adhesion of the abrasion powder of the cutting blade containing iron was likely to occur, but by using the cutting blade of the present invention, It is possible to prevent the abrasion powder accompanying the abrasion of the blade from adhering to the organic EL structure before sealing, which is effective for improving productivity (efficiency and space saving).
- the first strip-shaped flexible support and the second strip-shaped flexible support are arranged in the same space shielded from the outside air from the cutting step to the cutting step.
- the present invention relates to a method for manufacturing an organic EL element, which has improved dark spot (performance fluctuation) resistance when an organic EL element is manufactured by cutting an organic EL structure as shown in FIGS. It is.
- the thickness of the first electrode of the organic EL element manufactured by the manufacturing process shown in FIGS. 1 to 3 is preferably 100 nm to 200 nm.
- the thickness of the hole transport layer is not particularly limited, but is usually about 5 nm to 5 ⁇ m, preferably 5 to 200 nm.
- the hole transport layer may have a single layer structure.
- the light emitting layer is a multilayer, it is necessary to dispose units for the application / drying unit according to the number of layers to be laminated.
- a white element can be manufactured by forming a light emitting layer in multiple layers.
- the light emitting layer refers to a blue light emitting layer, a green light emitting layer, and a red light emitting layer.
- the total film thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but is usually selected in the range of 2 nm to 5 ⁇ m, preferably 2 to 200 nm in consideration of film uniformity, voltage necessary for light emission, and the like. Further, it is preferably in the range of 10 to 20 nm.
- the thickness of the electron transport layer is preferably in the range of 0.1 nm to 5 ⁇ m, although it depends on the material.
- the sheet resistance as the second electrode (cathode) is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 ⁇ m, preferably 50 to 200 nm.
- FIG. 4 is an enlarged schematic view of a portion indicated by O in FIG.
- FIG. 4A is an enlarged schematic perspective view of a portion indicated by O in FIG.
- FIG. 4B is an enlarged schematic perspective view of the punching and cutting apparatus shown in FIG.
- the punching and cutting apparatus shown in FIGS. 1 and 2 is the same as that shown in FIG.
- 9 ′′ a denotes a punching and cutting device.
- the punching and cutting device 9 ′′ a includes a punch 9 ′′ a1, a die 9 ′′ a2, a stripper 9 ′′ a3, a knockout 9 ′′ a4, and an upper die 9 ′′ a5.
- the punch 9 ′′ a1 and the die 9 ′′ a2 have a rectangular shape, and can be appropriately set according to the size of the individual organic EL element 11 ′′ to be punched and cut.
- a strip-shaped organic EL structure In the case of punching individual organic EL elements 11 ′′ from the body 10 ′′ at a time, a plurality of punches 9 ′′ a1 and dies 9 ′′ a2 are arranged according to the number, and at the same time, the punches 9 ′′ a1 and the die 9 ′′ are arranged.
- a stripper 9 ′′ a3 and a knockout 9 ′′ a4 need to be arranged in accordance with a2. This drawing shows a case where two individual organic EL elements 11 ′′ are punched simultaneously.
- the strip-shaped organic EL structure 10 ′′ is punched into individual organic EL elements 11 ′′ (see FIG. 3) by the punch 9 ′′ a1 and the die 9 ′′ a2.
- the stripper 9 ′′ a3 is provided on the outer periphery of the punch 9 ′′ a1.
- the knockout 9 ′′ a4 is provided for recovering the punched individual organic EL element 11 ′′ from the die 9 ′′ a2.
- a punch 9 ′′ a1 and a stripper 9 ′′ a3 are attached to the upper die 9 ′′ a5, and a die 9 ′′ a2 is attached to the lower die 9 ′′ a6.
- the guide post 9 ′′ a7 and the drive unit With 9 ′′ a8, the punch 9 ′′ a1 and the stripper 9 ′′ a3 can be punched up and down (in the direction of the arrow in the drawing) corresponding to the die 9 ′′ a2.
- the stripper 9 ′′ a3 is operably attached in a vertical direction (arrow direction in the drawing) to a stripper base (not shown) attached to the upper die 9 ′′ a5 via a linear guide 9 ′′ a31.
- the 9 ′′ a32 is organic.
- a linear guide 9 ′′ that presses the outer peripheral portion of the punched region of the band-shaped organic EL structure 10 ′′ placed on the surface 9 ′′ a21 of the die 9 ′′ a2 while pressing the stripper 9 ′′ a3.
- the spring of the elastic member provided in a31 is shown.
- the die 9 ′′ a2 includes a punching hole portion 9 ′′ a22 for punching to a predetermined size and a plurality of suction holes 9 ′′ for sucking and fixing the band-shaped organic EL structure 10 ′′ to the surface 9 ′′ a21 of the die 9 ′′ a2. a24, a suction pipe 9 ′′ a23 connected to a suction pump (not shown), and an alignment mark 9 ′′ a25 for alignment with the alignment mark G attached to the strip-shaped organic EL structure 10 ′′.
- the alignment mark 9 ′′ a25 is such that four alignment marks are attached in accordance with the positions of the four alignment marks G attached to the corners of the band-shaped organic EL structure 10 ′′. It is preferable from the viewpoint of positional accuracy.
- the strip-shaped organic EL structure is formed by the alignment detection device 9 ′′ d disposed in the punching / cutting step 9 ′′.
- the alignment mark G attached to the body 10 ′′ is detected, and information is input to a control unit (not shown) to control the punching and cutting device 9 ′′ a.
- the surface 9 ′′ of the die 9 ′′ a2. The fact that the four alignment marks 9 ′′ a25 attached to a21 coincide with the four alignment marks G attached to the corners of the organic EL elements 11 ′′ constituting the strip-shaped organic EL structure 10 ′′.
- FIG. 5 is a schematic perspective view when another cutting machine is applied to the cutting process shown in FIG.
- the cutting process 9 ′′ uses a cutting device 9 ′′ a ′, a conveyor belt 9 ′′ b ′, a collection box 9 ′′ c ′, and an ear winding device 9 ′′ d ′.
- the cutting device 9 ′′ a′1 is not particularly limited, and examples thereof include a vertical cutting device using a fixed blade, a rotary blade, and the like. This figure has shown the case of the vertical direction cutting device which uses a rotary blade.
- Reference numerals 9 ′′ a′11 to 9 ′′ a′13 denote rotating blades of the longitudinal cutting apparatus 9 ′′ a′1.
- the number of rotating blades is appropriately determined according to the number of organic EL elements formed on the strip-shaped flexible support.
- the horizontal cutting device 9 ′′ a′2 is not particularly limited.
- the horizontal cutting device 9 ′′ a′2 uses a guillotine method, a rotary blade, a method of moving an NT cutter, or the like in the horizontal direction. A direction cutting device is mentioned.
- 10 ′′ a indicates an ear portion of the band-shaped organic EL structure 10 ′′ cut by the rotary blade 9 ′′ a′11 and the rotary blade 9 ′′ a′13, and is wound by the ear winding device 9 ′′ d ′. It has come to be taken.
- the cutting device used in the cutting process of the manufacturing process of the organic EL element shown in FIGS. 1 to 3 As an example of the cutting device used in the cutting process of the manufacturing process of the organic EL element shown in FIGS. 1 to 3, the punching cutting device 9 ′′ a in FIG. 4, the vertical cutting device 9 ′′ a′1 in FIG.
- the direction cutting device 9 ′′ a′2 is shown, the cutting device to be used is not particularly limited.
- a cutting device using upper and lower blades, a cutting device using Thomson blades, and a push cutting blade are used. Can be used as appropriate.
- the material used for the cutting blade of the cutting apparatus has an iron content of less than 60%, preferably less than 30%, more preferably less than 1%, and particularly preferably substantially 0%. If the iron content exceeds 60%, the generation of dark spots becomes noticeable in the organic EL panel produced by long-term use, which is not preferable.
- Examples of materials whose iron content is less than 60% include powdered high-speed steel (HRP72 manufactured by Hitachi Metals), cemented carbide (WC) (GF series manufactured by Mitsubishi Materials Co., Ltd., SF series manufactured by Nippon Tungsten Co., Ltd.) ), Cermet (TiC) (manufactured by Nippon Tungsten Co., Ltd.), sintered diamond (Sumidia, manufactured by Sumitomo Electric Hardmetal Co., Ltd.), sintered CBN (Sumiboron, manufactured by Sumitomo Electric Hardmetal Co., Ltd.), ceramic (Kyocera Mita Japan) Alumina-based (Al 2 O 3 ) A479, zirconia-based (ZrO 2 ) Z201N, Z701N, silicon nitride-based (Si 3 N 4 ) SN235P) and the like can be mentioned.
- the following effects can be obtained by cutting with a cutting blade whose iron content is less than 1%. 1. It has become possible to produce an organic EL element that does not generate dark spots even after cutting for a long time. 2. Production efficiency can be improved by enabling long-term continuous production. 3.
- the phosphorescent compound having high luminous efficiency used in the light emitting layer is weak against oxygen, but its deterioration is eliminated and a plurality of types of phosphorescent compounds can be used.
- a transparent resin film is mentioned as a strip
- the resin film include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate butyrate, and cellulose acetate propionate ( CAP), cellulose esters such as cellulose acetate phthalate, cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide , Polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones, Cycloolefin resins such as polyether imide, polyether ketone imide, polyamide, fluororesin, nylon,
- PET polyethylene ter
- strip-like flexible supports can also be used for the sheet-like sheet-like support.
- Gas barrier layer examples of the gas barrier layer provided on the surface of the belt-like flexible support include inorganic and organic gas barrier films or a hybrid gas barrier film of both.
- the material for forming the gas barrier film may be any material that has a function of suppressing intrusion of elements that cause deterioration of the element such as moisture and oxygen.
- silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like can be used.
- the method for forming the barrier film is not particularly limited, and for example, vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, atmospheric pressure plasma polymerization
- a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used, but an atmospheric pressure plasma polymerization method as described in JP-A-2004-68143 is particularly preferable.
- the material used for these gas barrier layers can also be used for the second strip-shaped flexible support and the strip-shaped flexible adhesive member.
- the water vapor permeability is preferably 0.01 g / m 2 / day or less. Furthermore, a high barrier film having an oxygen permeability of 10 ⁇ 3 ml / m 2 / day / atm or less and a water vapor permeability of 10 ⁇ 5 g / m 2 / day or less is preferable.
- Electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used.
- electrode substances include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO.
- conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO.
- ITO indium tin oxide
- ZnO ZnO
- an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 .ZnO) that can form a transparent conductive film may be used.
- these electrode materials may be formed into a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or when the pattern accuracy is not required (about 100 ⁇ m or more) ), A pattern may be formed through a mask having a desired shape when the electrode material is deposited or sputtered. Or when using the substance which can be apply
- a hole injection layer may be present between the first electrode and the light emitting layer or the hole transport layer.
- the hole injection layer is a layer provided between the electrode and the organic functional layer in order to lower the driving voltage and improve the light emission luminance.
- the organic EL element and its industrialization front line June 30, 1998, NT. The details are described in Volume 2, Chapter 2, “Electrode Materials” (pages 123-166) of “S.
- the details of the anode buffer layer (hole injection layer) are described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069 and the like.
- copper phthalocyanine is used.
- Examples thereof include a phthalocyanine buffer layer, an oxide buffer layer typified by vanadium oxide, an amorphous carbon buffer layer, and a polymer buffer layer using a conductive polymer such as polyaniline (emeraldine) or polythiophene.
- the hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes, and in a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer.
- the hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
- the hole transport material has any one of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic.
- triazole derivatives for example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives,
- Examples include stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers.
- the above-mentioned materials can be used as the hole transport material, but it is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.
- aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ′, N′-tetraphenyl-4,4′-diaminophenyl; N, N′-diphenyl-N, N′— Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD); 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane; 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p-tolyl) Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminoph
- a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.
- inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC can be used as the hole injection material and the hole transport material.
- JP-A-11-251067, J. Org. Huang et. al. A so-called p-type hole transport material described in a book (Applied Physics Letters 80 (2002), p. 139) can also be used. In the present invention, it is preferable to use these materials because a light-emitting element with higher efficiency can be obtained.
- the material used for the light emitting layer is not particularly limited, and examples thereof include the latest trends of flat panel displays, Toray Research Center, Inc. Current status and latest technological trends of EL displays, and various materials as described on pages 228-332.
- the light emitting layer preferably contains a known host compound and a known phosphorescent compound (also referred to as a phosphorescent compound) in order to increase the light emission efficiency of the light emitting layer.
- a known phosphorescent compound also referred to as a phosphorescent compound
- the phosphorescent compound is generally weak against oxygen, but damage can be prevented by using the cutting blade of the present invention.
- the host compound is a compound contained in the light-emitting layer, the mass ratio in the layer is 20% or more, and the phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission is 0.1 at room temperature (25 ° C.). Is defined as less than a compound.
- the phosphorescence quantum yield is preferably less than 0.01.
- a plurality of host compounds may be used in combination. By using a plurality of types of host compounds, it is possible to adjust the movement of charges, and the organic EL element can be made highly efficient. In addition, by using a plurality of phosphorescent compounds, it is possible to mix different light emission, thereby obtaining an arbitrary emission color. White light emission is possible by adjusting the kind of phosphorescent compound and the amount of doping, and can also be applied to illumination and backlight.
- Known host compounds include, for example, JP-A Nos. 2001-257076, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357777, and 2002-334786. Gazette, 2002-8860, 2002-334787, 2002-15871, 2002-334788, 2002-43056, 2002-334789, 2002-75645 No. 2002-338579, No. 2002-105445, No. 2002-343568, No. 2002-141173, No. 2002-352957, No. 2002-203683, No. 2002-363227.
- the host compound in each layer is the same compound because it is easy to obtain a uniform film property over the entire organic functional layer. It is more preferable that the emission energy is 2.9 eV or more because it is advantageous for efficiently suppressing energy transfer from the dopant and obtaining high luminance.
- Phosphorescence emission energy refers to the peak energy of the 0-0 band of phosphorescence emission when the photoluminescence of a deposited film of 100 nm is measured on a substrate with a host compound.
- the host compound has a phosphorescence emission energy of 2.9 eV or more and a Tg of 90 ° C. or more in consideration of deterioration of the organic EL device over time (decrease in luminance and film properties), market needs as a light source, and the like.
- phosphorescence emission energy is 2.9 eV or more and Tg is 90 ° C. or more.
- Tg is more preferably 100 ° C. or higher.
- a phosphorescent compound is a compound in which light emission from an excited triplet is observed, is a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.), and has a phosphorescence quantum yield of 25.
- the compound is 0.01 or more at ° C.
- the phosphorescent compound preferably has a phosphorescence quantum yield of 0.1 or more.
- the phosphorescent quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic II, page 398 (1992 version, Maruzen) of Experimental Chemistry Course 4 of the 4th edition. Although the phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, the phosphorescence quantum yield used in the present invention only needs to achieve the phosphorescence quantum yield in any solvent.
- the energy transfer type is to obtain light emission from the phosphorescent compound by moving to the other, and the other is that the phosphorescent compound becomes a carrier trap, and carrier recombination occurs on the phosphorescent compound, and the phosphorescent compound emits light.
- it is a carrier trap type in which light emission can be obtained, in any case, it is a condition that the excited state energy of the phosphorescent compound is lower than the excited state energy of the host compound.
- the phosphorescent compound can be appropriately selected from known materials used for the light emitting layer of the organic EL device.
- the phosphorescent compound is preferably a complex compound containing a group 8-10 metal in the periodic table of elements, more preferably an iridium compound, an osmium compound, or a platinum compound (platinum complex compound), rare earth Of these, iridium compounds are the most preferred.
- the phosphorescent maximum wavelength of the phosphorescent compound is not particularly limited. In principle, the emission wavelength obtained by selecting a central metal, a ligand, a ligand substituent, etc. is changed. I can do it.
- Spectral radiance meter CS-1000 manufactured by Konica Minolta Sensing It is determined by the color when the measurement result is applied to the CIE chromaticity coordinates.
- an electron transport material also serving as a hole blocking material
- any one of conventionally known compounds can be selected and used. For example, nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodisides. Examples include methane and anthrone derivatives, oxadiazole derivatives and the like.
- thiadiazole derivatives in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and quinoxaline derivatives having a quinoxaline ring known as an electron-withdrawing group can also be used as the electron transport material.
- quinoxaline derivatives having a quinoxaline ring known as an electron-withdrawing group can also be used as the electron transport material.
- a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.
- metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) aluminum Tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), and the like, and the central metals of these metal complexes are In, Mg, Metal complexes replaced with Cu, Ca, Sn, Ga or Pb can also be used as the electron transport material.
- metal-free or metal phthalocyanine or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transporting material.
- Distyrylpyrazine derivatives can also be used as electron transport materials, and inorganic semiconductors such as n-type-Si and n-type-SiC can also be used as electron transport materials, as well as hole injection layers and hole transport layers. I can do it.
- the thickness of the electron transport layer is not particularly limited, but is usually about 5 nm to 5 ⁇ m, preferably 5 to 200 nm.
- the electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
- an electron transport layer having a high n property doped with impurities can also be used.
- examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-10-270172, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like. It is preferable to use such an electron transport layer having a high n property because an element with lower power consumption can be manufactured.
- the electron transport layer can also be formed by thinning the electron transport material by a known method such as wet coating or vacuum deposition.
- the electron injection layer (cathode buffer layer) formed in the electron injection layer forming step is made of a material having a function of transporting electrons and is included in the electron transport layer in a broad sense.
- the electron injection layer is a layer provided between the electrode and the organic functional layer for lowering the driving voltage and improving the luminance of the light emission.
- Electrode As the second electrode, a material having a work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used.
- electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like.
- a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function value than this from the viewpoint of durability against electron injection and oxidation for example, a magnesium / silver mixture, Magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum and the like are preferred.
- the cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
- the emission luminance is advantageously improved.
- the conductive transparent material mentioned in the description of the first electrode is formed thereon, so that a transparent or translucent second electrode ( A cathode) can be manufactured, and by applying this, an element in which both the first electrode (anode) and the second electrode (cathode) are transmissive can be manufactured.
- the adhesive examples include a liquid adhesive, a sheet adhesive, and a thermoplastic resin.
- liquid adhesives include photo-curing and thermosetting sealing agents having reactive vinyl groups of acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, moisture-curing adhesives such as 2-cyanoacrylate, epoxy-based adhesives, etc.
- the organic functional layer which comprises an element may deteriorate with heat processing, the thing which can be adhesively cured from room temperature to 80 degreeC is preferable.
- the above-mentioned gas barrier layer is formed on the back surface side of the adhesive layer of the belt-like flexible adhesive member as necessary.
- the bonding part When adhering the sealing member using a liquid adhesive, the bonding part considers the bonding stability, the prevention of air bubbles mixing into the bonding part, the flatness maintenance of the flexible sealing member, etc. It is preferably carried out under reduced pressure conditions of 10 to 1 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa.
- a sheet-like adhesive is an adhesive that is non-flowable at room temperature (about 25 ° C.) and exhibits fluidity in the range of 50 ° C. to 100 ° C. when heated, and is formed into a sheet shape.
- a photocurable resin mainly composed of a compound having an ethylenic double bond at the end or side chain of a molecule and a photopolymerization initiator can be mentioned.
- thermoplastic resin a thermoplastic resin having a melt flow rate of JIS K 7210 specified in a range of 5 to 20 g / 10 min is preferable, and a thermoplastic resin of 6 to 15 g / 10 min or less is preferably used. This is because if a resin with a melt flow rate of 5 (g / 10 min) or less is used, the gap formed by the steps of the extraction electrode of each electrode cannot be completely filled, and a resin of 20 (g / 10 min) or more cannot be filled. This is because if used, the tensile strength, stress cracking resistance, workability and the like are lowered.
- thermoplastic resins are preferably formed into a film and bonded to a flexible sealing member (a strip-shaped flexible sealing member or a single-sheet flexible sealing member).
- the laminating method can be made by using various generally known methods such as a wet laminating method, a dry laminating method, a hot melt laminating method, an extrusion laminating method, and a thermal laminating method.
- the thermoplastic resin is not particularly limited as long as it satisfies the above numerical values.
- low density polyethylene which is a polymer film described in the new development of functional packaging materials (Toray Research Center, Inc.).
- HDPE linear low density polyethylene
- LLDPE linear low density polyethylene
- CPP unstretched polypropylene
- OPP OPP
- ONy PET, cellophane
- PVA polyvinyl alcohol
- PVA polyvinyl alcohol
- OV stretched vinylon
- EVOH ethylene-vinyl acetate copolymer
- EVOH ethylene-propylene copolymer
- an ethylene-acrylic acid copolymer an ethylene-methacrylic acid copolymer
- PVDC vinylidene chloride
- the base material of the sealing member is not particularly limited.
- ethylene tetrafluoroethyl copolymer ETFE
- high density polyethylene HDPE
- expanded polypropylene OPP
- polystyrene PS
- polymethyl methacrylate PMMA
- thermoplastic resin film materials glass, metal foil, etc. used for general packaging films such as stretched nylon (ONy), polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyimide, polyether styrene (PES) I can do it.
- thermoplastic resin films a multilayer film produced by coextrusion with a different film, a multilayer film produced by bonding with different stretching angles, etc. can be used as required. Further, it is naturally possible to combine the density and molecular weight distribution of the film used to obtain the required physical properties.
- thermoplastic resin film it is necessary to form a barrier layer by vapor deposition or coating.
- the barrier layer include a metal vapor deposition film and a metal foil.
- inorganic vapor deposition films include thin film handbooks p879-p901 (Japan Society for the Promotion of Science), vacuum technology handbooks p502-p509, p612, p810 (Nikkan Kogyo Shimbun), vacuum handbook revised editions p132-p134 (ULVAC Japan Vacuum Technology KK).
- the metal vapor deposition film as described in the above. For example, metals such as In, Sn, Pb, Au, Cu, Ag, Al, Ti, and Ni are used.
- a material of the metal foil for example, a metal material such as aluminum, copper, or nickel, or an alloy material such as stainless steel or an aluminum alloy can be used, but aluminum is preferable in terms of workability and cost.
- the film thickness is about 1 to 100 ⁇ m, preferably about 10 ⁇ m to 50 ⁇ m.
- a film such as polyethylene terephthalate or nylon may be laminated in advance.
- a resin film it is preferable to have a thermoplastic adhesive resin layer on the side in contact with the liquid sealing agent.
- a protective layer may be provided on the barrier layer.
- the thickness of the protective layer is preferably 100 nm to 200 ⁇ m in consideration of stress cracking resistance, electrical insulation resistance of the barrier layer, adhesiveness (adhesive force, step following ability) and the like when used as a sealant layer.
- a thermoplastic resin film having a JIS K 7210 specified melt flow rate of 5 to 20 g / 10 min is preferable, and a thermoplastic resin film of 6 to 15 g / 10 min or less is more preferably used.
- thermoplastic resin film is not particularly limited as long as it satisfies the above numerical values.
- low-density polyethylene which is a polymer film described in Toray Research Center, Inc., a new development of functional packaging materials
- HDPE linear low density polyethylene
- LLDPE linear low density polyethylene
- CPP unstretched polypropylene
- OPP OPP
- ONy PET, cellophane
- PVA polyvinyl alcohol
- PVA stretched vinylon
- EVOH ethylene-vinyl acetate copolymer
- EVOH ethylene-propylene copolymer
- ethylene-acrylic acid copolymer ethylene-methacrylic acid copolymer
- PVDC vinylidene chloride
- thermoplastic resin films it is particularly preferable to use LDPE, LLDPE produced by using LDPE, LLDPE and a metallocene catalyst, or a film using a mixture of these films and HDPE films.
- the flexible sealing member used to form the sealing layer is a laminated film in which a barrier layer (a protective layer if necessary) is formed on the resin base material in order to facilitate handling during production. It is preferable to use it in the state.
- a method for producing a laminated film various generally known methods such as a wet laminating method and a dry laminating method are generally used on an inorganic layer of a thermoplastic resin film deposited with an inorganic material and a thermoplastic resin film laminated with an aluminum foil. It can be made by using a hot melt laminating method, an extrusion laminating method, or a thermal laminating method.
- the water vapor permeability of the flexible sealing member used in the present invention is preferably 0.01 g / m 2 ⁇ day or less in consideration of gas barrier properties and the like required for commercialization as an organic EL element.
- the oxygen permeability is preferably 0.1 ml / m 2 ⁇ day ⁇ MPa or less.
- the moisture permeability is a value measured mainly by the MOCON method by a method based on the JIS K7129B method (1992), and the oxygen permeability is a value measured mainly by the MOCON method by a method based on the JIS K7126B method (1987). is there.
- the Young's modulus of the flexible sealing member is 1 ⁇ 10 ⁇ 3 GPa to 80 GPa and the thickness is 10 ⁇ m to 500 ⁇ m in consideration of adhesion to the organic EL element, prevention of spreading of the liquid adhesive, and the like. preferable.
- the material for forming the inorganic film that forms the barrier layer may be any material that has a function of suppressing intrusion of elements that cause deterioration of the element such as moisture and oxygen.
- a metal such as Ni, MgO, SiO, SiO 2, Al 2 O 3, GeO, NiO, CaO, BaO, Fe 2 O 3, Y 2 O 3, TiO 2 or the like can be used.
- the thickness of the inorganic film is preferably 30 nm or more and 2000 nm or less in consideration of moisture permeability, gas permeability, film stress and the like.
- the organic EL device of the present invention preferably uses the following method in combination in order to efficiently extract light generated in the light emitting layer.
- An organic EL element emits light inside a layer having a refractive index higher than that of air (refractive index is about 1.7 to 2.1), and can extract only about 15% to 20% of the light generated in the light emitting layer. It is generally said that there is no. This is because light incident on the interface (interface between the transparent substrate and air) at an angle ⁇ greater than the critical angle causes total reflection and cannot be taken out of the element, or a transparent electrode or light emitting layer and a transparent support. This is because the light undergoes total reflection between the light and the light, the light is guided through the transparent electrode or the light emitting layer, and as a result, the light escapes in the side direction of the organic EL element.
- Measures for improving the light extraction efficiency include, for example, a method of forming irregularities on the surface of the transparent support to prevent total reflection at the interface between the transparent support and the air (US Pat. No. 4,774,435).
- a method for improving efficiency by imparting light collecting properties to a transparent support JP-A-63-314795.
- a method of forming a reflective surface on the side surface of an element Japanese Patent Laid-Open No. 1-220394.
- a method of forming an antireflection film by introducing a flat layer having an intermediate refractive index between a transparent support and a light emitter Japanese Patent Laid-Open No. 62-172691).
- a method of introducing a flat layer having a lower refractive index than a substrate between a transparent support and a light emitter Japanese Patent Laid-Open No. 2001-202827.
- There is a method of forming a diffraction grating between any of the transparent support, the transparent electrode layer and the light emitting layer (including between the transparent support and the outside) Japanese Patent Laid-Open No. 11-283951.
- these methods can be used in combination with an organic EL device.
- a method of forming a diffraction grating between any of the body, the transparent electrode layer and the light emitting layer (including between the substrate and the outside) can be suitably used.
- the low refractive index layer include aerogel, porous silica, magnesium fluoride, and a fluorine-based polymer. Since the refractive index of the transparent support is generally about 1.5 to 1.7, the low refractive index layer preferably has a refractive index of about 1.5 or less. Further, it is preferably 1.35 or less.
- the thickness of the low refractive index medium is preferably at least twice the wavelength in the medium.
- the method of introducing a diffraction grating into an interface or any medium that causes total reflection is characterized by a high effect of improving light extraction efficiency.
- This method uses the property that the diffraction grating can change the direction of light to a specific direction different from refraction by so-called Bragg diffraction such as first-order diffraction or second-order diffraction.
- the diffraction grating to be introduced has a two-dimensional periodic refractive index. This is because light emitted from the light-emitting layer is randomly generated in all directions, so in a general one-dimensional diffraction grating having a periodic refractive index distribution only in a certain direction, only light traveling in a specific direction is diffracted. The light extraction efficiency does not increase so much. However, by making the refractive index distribution a two-dimensional distribution, light traveling in all directions is diffracted, and the light extraction efficiency is increased.
- the position where the diffraction grating is introduced may be in any of the layers or in the medium (in the transparent support or in the transparent electrode), but is preferably in the vicinity of the organic light emitting layer where light is generated.
- the period of the diffraction grating is preferably about 1/2 to 3 times the wavelength of light in the medium.
- the arrangement of the diffraction grating is preferably two-dimensionally repeated, such as a square lattice, a triangular lattice, or a honeycomb lattice.
- the organic EL device of the present invention may be processed so as to provide, for example, a structure on a microlens array on the light extraction side of the transparent support in order to efficiently extract light generated in the light emitting layer, or so-called By combining with a condensing sheet, the brightness in a specific direction can be increased by condensing light in a specific direction, for example, the front direction with respect to the light emitting surface of the organic EL element.
- a quadrangular pyramid having a side of 30 ⁇ m and an apex angle of 90 degrees is two-dimensionally arranged on the light extraction side of the transparent support.
- One side is preferably 10 ⁇ m to 100 ⁇ m. If it becomes smaller than this, the effect of diffraction will generate
- the condensing sheet it is possible to use, for example, an LED backlight of a liquid crystal display device that has been put into practical use.
- a brightness enhancement film (BEF) manufactured by Sumitomo 3M Limited can be used.
- the shape of the prism sheet may be, for example, a substrate in which a triangle stripe having an apex angle of 90 degrees and a pitch of 50 ⁇ m is formed, the apex angle is rounded, and the pitch is randomly changed.
- the shape may be other shapes.
- a diffusion film (light-up) manufactured by Kimoto Co., Ltd. can be used.
- Example 1 (Production of organic EL structure)
- a flexible support / first electrode (anode) / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / second electrode (cathode) / adhesive layer / sealing are formed by sequential film formation.
- a band-shaped organic EL structure having a structure of a stopping member was produced.
- the hole transport layer, the light emitting layer, and the electron transport layer were formed by a wet coating method.
- the manufacturing process is arranged in the same space shielded from the outside air.
- a polyethylene naphthalate film (a film made by Teijin-Dyupon Co., Ltd., hereinafter abbreviated as PEN) having a width of 200 mm and a length of 500 m and a thickness of 100 ⁇ m was prepared.
- a position designation mark was added to the position where the alignment mark, the extraction electrode for the first electrode, and the extraction electrode for the second electrode were formed in accordance with the position of the first electrode formed in advance.
- an anode (first electrode) having a thickness of 120 nm, a width of 70 mm and a length of 100 mm and having an electrode is patterned by ITO (indium tin oxide) deposition method, and the first electrode is strip-shaped and flexible. Two rows were formed at intervals of 20 mm in the length direction of the support and 15 mm at both ends in the width direction, and the winding core was formed into a winding roll shape.
- the following hole transport layer formation is formed on the first electrode of the belt-like flexible support in which the first electrode formed in the form of a winding roll is formed on the prepared winding core.
- the coating liquid for coating was applied in an extrusion coater in a nitrogen gas atmosphere at a coating speed of 2 m / min, and then dried to form a hole transport layer having a thickness of 50 nm.
- the surface of the belt-like flexible support is subjected to a cleaning surface modification treatment using a low-pressure mercury lamp with a wavelength of 184.9 nm at an irradiation intensity of 15 mW / cm 2 and a distance of 10 mm. Carried out.
- the charge removal treatment was performed using a static eliminator with weak X-rays.
- PEDOT / PSS polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonate
- Baytron P AI 4083 manufactured by Bayer
- the solvent is removed at a height of 100 mm toward the film forming surface, a discharge air velocity of 1 m / s, a wide air velocity distribution of 5%, and a temperature of 100 ° C., followed by heat treatment.
- a 50 nm-thick hole transport layer was formed by heat treatment using a backside heat transfer method at a temperature of 120 ° C. using an apparatus.
- a dopant material Ir (ppy) 3 was dissolved in a host material polyvinyl carbazole (PVK) in 5% by mass in 1,2-dichloroethane to prepare a 1% solution, which was prepared as a coating solution for forming a green light emitting layer.
- PVK polyvinyl carbazole
- the coating liquid for forming an electron transport layer shown below is extruded on the light emitting layer of the belt-like flexible support formed up to the light emitting layer using a coating machine in a nitrogen gas atmosphere, and the coating speed is 2 m / min. Then, it was dried to form an electron transport layer having a thickness of 30 nm.
- the electron transport layer was prepared by dissolving Alq 3 in 1,2-dichloroethane to obtain a 0.5 mass% solution as a coating solution for forming an electron transport layer.
- the second electrode forming material is formed on the formed electron transport layer under a vacuum of 5 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa.
- a mask pattern was formed in the same size as the first electrode by vapor deposition so as to have an extraction electrode using aluminum, and a second electrode having a thickness of 100 nm was laminated.
- the adhesive was applied to a thickness of 20 ⁇ m on the second electrode, except for the portion to be the take-out electrode.
- the adhesive 16X-098 manufactured by Three Bond Co., Ltd. was used.
- a die using alloy tool steel and a punch that matches the shape of the die are prepared as punching cutting blades with 60% or more of iron, and the punching cutting device shown in FIG. 4 equipped with these is prepared and compared. No. 1-10 and 1-11.
- the blade edge angle ⁇ 1 (see FIG. 6) of the punch used was 80 °, and the blade edge angle ⁇ 2 (see FIG. 6) of the die was 85 °.
- the clearance between the punch and the stripper was +0.03 mm, and the clearance between the knockout and the die was +0.03 mm.
- the clearance between the die and the punch was 7 ⁇ m.
- a DC voltage was applied to the organic EL element to emit light using a source measure unit 2400 manufactured by KEITHLEY attached to each sample.
- a source measure unit 2400 manufactured by KEITHLEY attached to each sample.
- the number of dark spots is observed with a 50 ⁇ microscope, and the number of the most dark spots among 400 is the maximum number of dark spots. did.
- Example 2 Organic punched and cut with a punching and cutting apparatus using the same punching and cutting blade as in Example 1 from a sheet-like organic EL structure produced by sequential film formation using the single-wafer sheet-like support shown in FIG. The EL element also obtained the same result as in Example 1.
- Example 3 Structure of flexible support / first electrode (anode) / hole transport layer / light-emitting layer / electron transport layer / second electrode (cathode) / flexible support by the bonding method according to the manufacturing process shown in FIG.
- a band-shaped organic EL structure having the above was produced.
- the hole transport layer, the light emitting layer, and the electron transport layer were formed by a wet coating method.
- the manufacturing process is arranged in the same space shielded from the outside air.
- Coating agent coating 16X-098 manufactured by Three Bond Co., Ltd. was prepared as a sealant. Adhesive is applied around the first electrode (anode) / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer laminate formed on the first substrate, except for the portion serving as the take-out electrode of the first electrode (anode). The first member was coated.
- Second electrode (cathode) On the flexible support prepared in the second electrode (cathode) forming step shown in FIG. 3, it is adjusted to the size and position of the first electrode (anode) under a vacuum condition of 5 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa. Using a mask, a second electrode (cathode) having a thickness of 100 nm, a width of 70 mm, and a length of 100 mm and having an extraction electrode was formed by vapor-depositing aluminum to form a second member.
- the prepared first member and the second member are combined with the bonding apparatus shown in FIG. 3 so that the second electrode and the first electrode are opposed to each other by a thermocompression-bonding roll in a reduced pressure environment (first base material and first
- the first electrode (anode) and the second electrode (cathode) were sandwiched between the two substrates so as to face each other).
- a band-shaped organic EL structure is produced.
- the alignment between the first electrode and the second electrode was performed by detecting the alignment marks attached to both the electrodes with an alignment mark detection device and adjusting the conveyance speed of the first member and the second member.
- the degree of pressure reduction during bonding was 0.1 Pa
- the temperature during bonding was 200 ° C.
- the pressure was 5 MPa.
- each cutting device No. After the process cleaning, before cutting the prepared strip-shaped organic EL structure, the strip-shaped flexible support on which the prepared organic EL structure is not formed is 90 mm wide ⁇ long A sheet having a thickness of 120 mm was cut at 8000 pieces at a cutting speed of 3 m / min without cleaning the process. Subsequently, 400 organic EL elements each having a width of 90 mm and a length of 120 mm were cut from the produced band-shaped organic EL structure at a cutting speed of 3 m / min according to the alignment mark attached to the flexible support. An element was prepared and 301 to 311. The blade edge angle of the rotary blade used was 30 °.
- Sample Nos. 301 to 309 Sample Nos. Punched and cut with a cutting blade whose iron content is close to 60%.
- Sample No. 309 shows a dark spot that does not cause a failure in practice, and was cut and punched with a cutting blade with less iron. From 301 to 308, no dark spot was observed.
- Sample No. 8 was punched and cut with a cutting blade containing 84.4% and 96.4% of iron. It was confirmed that 310 and 311 frequently generate dark spots. The effectiveness of the present invention was confirmed.
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Abstract
本発明の目的は、有機EL構造体を断裁し製造するダークスポット耐性を向上させた有機EL素子の製造方法及び有機EL素子を提供することにある。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、可撓性支持体の上に第1電極及び第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に少なくとも一層の発光層を含む有機機能層を有する積層体を複数有する有機エレクトロルミネッセンス構造体を形成した後、前記有機エレクトロルミネッセンス構造体を鉄分が60%未満である断裁刃で断裁し、個別の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することを特徴とする。
Description
本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子とも言う)の製造方法とこの製造方法により作製した有機EL素子に関するものである。
近年、有機EL素子は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子や書き込み光源アレイとしての用途が有望視されており、活発な研究開発が進められている。有機EL素子は、基板上に形成された第1電極(陽極又は陰極)と、その上に積層された有機発光物質を含有する有機化合物層(単層部又は多層部)すなわち発光層を含む有機機能層と、この有機機能層上に積層された第2電極(陰極又は陽極)とを有する薄膜型の素子である。この様な有機EL素子に電圧を印加すると、有機機能層に陰極から電子が注入され陽極から正孔が注入される。この電子と正孔が発光層において再結合し、エネルギー準位が伝導帯から価電子帯に戻る際にエネルギーを光として放出することにより発光が得られることが知られている。
この様に、有機EL素子は薄膜型の素子であるため、有機EL素子をバックライト等の面光源として利用した場合には、面光源を備えた装置を容易に薄型にすることが出来る。又、画素としての有機EL素子を基板上に所定個数形成した有機EL素子をディスプレイパネルとして用いて有機EL表示装置を構成した場合には視認性が高い、視野角依存性がないなど、液晶表示装置では得られない利点があることから検討が進められている。
本発明では基板上に複数の第1電極と少なくとも発光層を含む有機機能層と第2電極まで積層した状態の積層体や、更に積層体を封止部材で密着封止した状態を有機EL構造体と言う。
有機EL構造体の製造方法としては、基材の上に順次第1電極、有機機能層、第2電極、封止層を逐次形成して行く方法(逐次成膜法)と、第1電極と有機機能層とを積層した第1部材と、第2電極を形成した第2部材とを準備し、第1部材と第2部材との間に第1電極と第2電極とが対向するように貼合する方法(貼合法)とが知られている。
有機EL素子に用いられる有機発光材料等の有機物は、水分や酸素等に弱く性能が劣化し、又、電極も、酸化により大気中では特性が急激に劣化し、有機EL素子上に斑点状の非発光部(以下、ダークスポットと言う)が発生し、更にはそれが拡大してしまう欠点があるため、これらの劣化を防止するために、不活性ガス中で製造したり、封止部材を設けて外部からの水分や酸素を遮断したり、長期にわたり有機EL素子の劣化を抑制して使用しているのが一般的である。
逐次成膜法で作製された有機EL構造体は、接着剤を介して防湿性の封止部材を貼合し封止する方法が取られている。
貼合法で作製された有機EL構造体は、第1電極と第2電極との間に挟持された発光層を含む有機の周囲を接着剤(封止剤)で封止する方法が取られている。
有機EL構造体の基材としては、枚葉シート基材と帯状可撓性基材とが挙げられる。帯状可撓性基材を使用する方法は、所謂、ロールトゥーロール方式と言われている製造方法である。これらの枚葉シート基材を使用した製造方法、ロールトゥーロール方式による製造方法としては、例えば、枚葉シート基材及び帯状可撓性基材を使用したロールトゥーロール方式により基材の上に複数の有機EL構造体を逐次成膜法にて形成した後、接着剤を介して封止部材を貼合し、その後、打ち抜き断裁した有機EL素子を製造する方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1に記載の有機EL素子を製造する方法は生産効率の面では優れた方法であるが、長時間の断裁を行ったとき、断裁された有機EL素子はダークスポットの発生が散見されることが判った。
この様な状況から、有機EL構造体を断裁し製造した有機EL素子において、ダークスポット耐性を向上させた有機EL素子の製造方法及び有機EL素子の開発が望まれている。
本発明は、上記状況に鑑みなされたものであり、その目的は有機EL構造体を断裁し製造する際のダークスポット耐性を向上させた有機EL素子の製造方法及び有機EL素子を提供することである。
本発明の上記課題は、下記の構成により達成された。
1.可撓性支持体の上に第1電極及び第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に少なくとも一層の発光層を含む有機機能層を有する積層体を複数有する有機エレクトロルミネッセンス構造体を形成した後、前記有機エレクトロルミネッセンス構造体を鉄分が60%未満である断裁刃で断裁し、個別の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
2.前記可撓性支持体が帯状可撓性支持体であることを特徴とする前記1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
3.前記有機エレクトロルミネッセンス構造体が、可撓性支持体の上に、第1電極と、少なくとも1層の発光層を含む有機機能層と、第2電極とを順次積層した後、積層体上に封止部材を形成して製造されていることを特徴とする前記1又は2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
4.前記有機エレクトロルミネッセンス構造体の断裁と、少なくとも封止部材の形成とが外部環境から遮断した同じ空間で行われることを特徴とする前記3に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
5.前記有機エレクトロルミネッセンス構造体が、第1帯状可撓性支持体の上に第1電極と、少なくとも一層の発光層を含む有機機能層と、前記有機機能層の周囲に塗設された接着剤とを有する第1部材と、第2帯状可撓性支持体の上に第2電極が形成された第2部材とを使用し、前記第1帯状可撓性支持体と前記第2帯状可撓性支持体との間に前記第1電極と前記第2電極とが挟まれた構成となるように貼合して製造されていることを特徴とする前記1又は2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
6.前記有機エレクトロルミネッセンス構造体の断裁と、少なくとも第1部材と第2部材との貼合とが外部環境から遮断した同じ空間で行うことを特徴とする前記5に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
7.前記1~6の何れか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法により製造されたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
我々は、有機EL構造体を断裁することにより製造した有機EL素子に、何故ダークスポットの発生が散見されるのか検討した結果、次のことが判った。
有機EL素子に用いられる有機発光材料等の有機物は、水分や酸素等に弱く性能が劣化し、又、電極も、酸化により大気中では特性が急激に劣化し、有機EL素子上に斑点状の非発光部(以下、ダークスポットと言う)が発生し、更にはそれが拡大してしまう欠点があることが知られている。
この水分や酸素の原因のダークスポットの発生を防止するため、一般的に有機EL素子は、概略次の2通りの構成から出来ている。
1.基材の上に、第1電極(基材と第1電極との間にガスバリア層を設けることもある)と、少なくとも1層の発光層を有する有機機能層と、第2電極と、封止部材とを有する構成が知られている。即ち、逐次成膜法により製造された有機EL素子。
2.第1基材の上に、第1電極と少なくとも1層の発光層を有する有機機能層とを積層した第1部材(第1基材と第1電極との間にガスバリア層を設けることもある)と、第2基材の上に、第2電極が形成された第2部材(第2基材と第2電極との間にガスバリア層を設けることもある)とを準備し、第1部材と第2部材との間に第1電極と第2電極とが対向するような構成が知られている。即ち、貼合法により製造された有機EL素子。
1.基材の上に、第1電極(基材と第1電極との間にガスバリア層を設けることもある)と、少なくとも1層の発光層を有する有機機能層と、第2電極と、封止部材とを有する構成が知られている。即ち、逐次成膜法により製造された有機EL素子。
2.第1基材の上に、第1電極と少なくとも1層の発光層を有する有機機能層とを積層した第1部材(第1基材と第1電極との間にガスバリア層を設けることもある)と、第2基材の上に、第2電極が形成された第2部材(第2基材と第2電極との間にガスバリア層を設けることもある)とを準備し、第1部材と第2部材との間に第1電極と第2電極とが対向するような構成が知られている。即ち、貼合法により製造された有機EL素子。
しかし、封止部材、ガスバリア層で保護された、上記1、2の構成を有し、断裁して製造した有機EL素子に何故ダークスポットが発生するのかを検討した結果次のことが判った。
1.上記1、2の構成を有する有機EL素子の共通点としては、少なくとも断裁工程と、断裁工程の前の工程が、外気と遮蔽された同じ空間に配置されている。
2.ダークスポットが発生した有機EL素子のダークスポットの核となる箇所を切り出し分析した結果、断裁刃に使用されている材料と同じ鉄分が検出された。
1.上記1、2の構成を有する有機EL素子の共通点としては、少なくとも断裁工程と、断裁工程の前の工程が、外気と遮蔽された同じ空間に配置されている。
2.ダークスポットが発生した有機EL素子のダークスポットの核となる箇所を切り出し分析した結果、断裁刃に使用されている材料と同じ鉄分が検出された。
付着物質は、断裁に使用する断裁刃が長時間使用することで、断裁刃の擦れにより発生し、飛散した断裁刃の磨耗粉であり、外気と遮蔽された同じ空間に配設されている少なくとも断裁工程と、断裁工程の前の工程に落下し付着すると推定した。
一方、鉄は酸素吸着性を有していることから、酸化鉄になり易く、酸化鉄を含む磨耗粉から放出された酸素により第1電極、第2電極、発光層を有する有機機能層の性能が劣化し、ダークスポットが発生すると推定した。
これらの推定から、第1電極の形成工程~断裁工程が、外気と遮蔽された同じ空間に配置された工程でダークスポットの発生を防止した有機EL素子を製造するには断裁工程からの鉄を含む断裁刃の磨耗粉の飛散を防止することが最も効果的と考え本発明に至った次第である。
有機EL構造体を断裁し製造する際のダークスポット耐性を向上させた有機EL素子の製造方法及び有機EL素子を提供することが出来た。有機EL素子以外にも有機光電変換素子を始めとした各種有機エレクトロニクス素子において、電極や有機物等の酸化は機能低下や寿命短縮の要因であり、有機エレクトロニクス素子の断裁においてもこの製造方法は有効的である。
本発明の実施の形態を図1~図5を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図1は帯状可撓性支持体を用いたロールトゥーロール方式で、逐次成膜法による有機EL素子の製造工程の模式図である。以下に、一例としてパターン化されて形成されている第1電極を複数有する帯状可撓性支持体上に湿式塗布法で形成した正孔輸送層、発光層、電子輸送層、第2電極、封止部材とを形成し有機EL構造体とした後、断裁して個別の有機EL素子を製造する方法を本図で説明する。
図中、1は逐次成膜法で第1電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、第2電極、封止部材を形成する有機EL素子の製造工程を示す。製造工程1は、供給工程2と、第1電極形成工程3と、有機機能層形成工程4と、第2電極形成工程5と、封止工程6と、断裁工程7とを有している。
供給工程2は、繰り出し装置201と、アキュームレータ202とを使用している。アキュームレータ202は、供給工程201から搬送されてくる帯状の可撓性支持体201aの搬送速度と第1電極形成工程3の蒸着速度との差を調整するために配設されており、一定長さの帯状の可撓性支持体201aを溜める機能を有している。溜める長さの調整は速度差に応じてアキュームレータ部202の長さを変えることで可能となっている。繰り出し装置201からは巻き芯に巻き取られロール状態で供給された、帯状の可撓性支持体201aが繰り出され第1電極形成工程3に送られる。尚、第1電極が形成される帯状の可撓性支持体201aの面にガスバリア膜を形成する工程を第1電極形成工程3の前に配設しても構わない。可撓性支持体201aには、予め第1電極を形成する位置を示すアライメントマーク(不図示)を付けて置くことが好ましい。
第1電極形成工程3は蒸発源容器301を有する蒸着装置302と、アキュームレータ303とを使用している。アキュームレータ303は、第1電極形成工程3からの搬送速度と巻き取り速度との速度差を調整するためや、巻き取り後ロール交換の為の速度を調整するために配設されており、一定長さの帯状の可撓性支持体201aを溜める機能を有している。溜める長さの調整は速度差に応じてアキュームレータ部303の長さを変えることで可能となっている。第1電極形成工程3では供給工程2から連続的に供給されてくる帯状の可撓性支持体201aに付けられているアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って蒸着装置302で決められた位置に取り出し電極を有する第1電極(不図示)をマスクパターン成膜し、巻き取られる。
第1電極(陽極)の形成方法については、特に限定はなく、例えばスパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、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法等を用いることが出来る。
有機機能層形成工程4は、正孔輸送層形成工程401と、発光層形成工程402と、電子輸送層形成工程403とを有している。有機機能層形成工程4では、第1電極形成工程3通過後巻き取られた第1電極が形成された帯状の可撓性支持体201aを巻き出し、帯状の可撓性支持体201aに付けられたアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って、帯状の可撓性支持体201aの上に形成されている第1電極の位置に合わせて正孔輸送層、発光層、電子輸送層が順次形成され、巻き取られる。
正孔輸送層形成工程401は、成膜工程401aと、乾燥工程401bと、アキュームレータ401cとを有している。成膜工程401aは、塗布室(不図示)に配設された塗布装置401a1と、バックアップロール401a2とを使用している。
正孔輸送層形成工程401は、第1電極形成工程3から搬送されてくる帯状の可撓性支持体201aをバックアップロール401a2上に保持し、塗布装置401a1により、帯状の可撓性支持体201a上に形成されている第1電極の端部を除いた領域に正孔輸送層形成用塗布液を塗布し、正孔輸送層形成用塗膜中の溶媒を乾燥工程401bで除去し正孔輸送層を形成する。
塗布装置401a1により塗布が行われる時は、第1電極形成工程3から搬送されてくる第1電極が形成された帯状の可撓性支持体201aに設けられたアライメントマーク(不図示)を正孔輸送層形成工程401に配設された検出機(不図示)により検出し、アライメントマークに従って塗布装置401a1の位置合わせが行われ、バックアップロール401a2に保持された帯状の可撓性支持体201aの上のパターン化されて形成された第1電極の取り出し電極部を除いて第1電極の領域に、正孔輸送層形成用塗布液が塗布される。
発光層形成工程402は、成膜工程402aと、乾燥工程402bと、アキュームレータ402cとを有している。成膜工程402aは、塗布室(不図示)に配設された塗布装置402a1と、バックアップロール402a2とを使用している。
発光層形成工程402は、正孔輸送層形成工程401から搬送されてくる帯状の可撓性支持体201aをバックアップロール402a2上に保持し、塗布装置402a1により、帯状の可撓性支持体201a上に形成されている正孔輸送層の領域に発光層形成用塗布液を塗布し、発光層形成用塗膜中の溶媒を乾燥工程402bで除去し発光層を形成する。
塗布装置402a1により塗布が行われる時は、正孔輸送層形成工程401から搬送されてくる正孔輸送層が形成された帯状の可撓性支持体201aに設けられたアライメントマーク(不図示)を発光層形成工程402に配設された検出機(不図示)により検出し、アライメントマークに従って塗布装置402a1の位置合わせが行われ、バックアップロール402a2上に保持された帯状の可撓性支持体201aの上の正孔輸送層が形成された領域に発光層形成用塗布液が塗布される。
電子輸送層形成工程403は、成膜工程403aと、乾燥工程403bと、アキュームレータ403cとを有している。成膜工程403aは、塗布室(不図示)に配設された塗布装置403a1と、バックアップロール403a2とを使用している。
電子輸送層形成工程403は、発光層形成工程402から搬送されてくる帯状の可撓性支持体201aをバックアップロール403a2上に保持し、塗布装置403a1により、帯状の可撓性支持体201a上に形成されている発光層の領域に電子輸送層形成用塗布液を塗布し、電子輸送層形成用塗膜中の溶媒を乾燥工程403bで除去し電子輸送層を形成する。
塗布装置403a1により塗布が行われる時は、発光層形成工程402から搬送されてくる発光層が形成された帯状の可撓性支持体201aに設けられたアライメントマーク(不図示)を成膜工程403aに配設された検出機(不図示)により検出し、アライメントマークに従って塗布装置403a1の位置合わせが行われ、バックアップロール403a2上に保持された帯状の可撓性支持体201aの上の発光層が形成された領域に電子輸送層形成用塗布液が塗布され、巻き取られる。アキュームレータ403cは有機機能層形成工程4からの搬送速度と巻き取り速度との速度差を調整するためや、巻き取り後ロール交換の為の速度を調整するために配設される。
正孔輸送層形成工程401と、発光層形成工程402と、電子輸送層形成工程403とで使用している塗布装置としては特に限定はなく、例えば、押出し塗布方式、インクジェット方式、フレキソ印刷方式、オフセット印刷方式、グラビア印刷方式、スクリーン印刷方式、マスクを用いたスプレー塗布方式等に使用する各種塗布装置が挙げられる。これらの塗布機の使用は各工程での使用塗布液の材料に応じて適宜選択することが可能となっている。本図は押出し塗布方式の場合を示している。本図に示される、正孔輸送層形成工程、及び発光層形成工程5は湿式塗布装置、乾燥装置がそれぞれ1台の場合を示しているが、必要に応じて増加することが可能となっている。
第2電極形成工程5は、蒸発源容器501を有する蒸着装置502を使用している。蒸着装置502では、電子輸送層形成工程403通過後巻き取られた電子輸送層までが形成された帯状の可撓性支持体201aを巻き出し、該可撓性支持体201aに付けられたアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って、帯状の可撓性支持体201aの上に形成されている第1電極の位置に合わせて蒸着装置501で、取り出し電極(不図示)を有する第2電極(陰極)(不図示)を、既に形成されている電子輸送層(不図示)の上にマスクパターン成膜する。この段階で、基材/バリア層/第1電極(陽極)/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/第2電極(陰極)の構成を有する有機EL構造体が出来上がる。本図では、第2電極(陰極)形成工程5が蒸着装置502を使用している場合を示したが、第2電極(陰極)の形成方法については、特に限定はなく、例えばスパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、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法等を用いることが出来る。
封止工程6は、接着剤塗設装置601と、封止部材供給装置602と、貼合装置603と、アキュームレータ604とを使用している。接着剤塗設装置601で第2電極までが形成された帯状の可撓性支持体201aの第2電極の引き出し電極と第1電極の引き出し電極とを除いて発光領域に接着剤が塗設される。この後、封止部材供給装置602より搬送されてくる帯状の封止部材602aを貼合装置603により、第2電極までが形成された帯状の可撓性支持体201aの接着剤が塗設された面側に貼合され、有機EL構造体が作製される。この段階で帯状の有機EL構造体が作製される。この後、断裁工程7に搬送される。アキュームレータ604は第2電極(陰極)形成工程5との速度調整のために配設されている。
断裁工程7は打ち抜き断裁装置701と、アキュームレータ702と、巻き取り装置703とを使用している。打ち抜き断裁装置701で、帯状の有機EL構造体に付けられたアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って断裁される。打ち抜き断裁装置701で封止部材602aが貼合された帯状の有機EL構造体は矩形に打ち抜かれ、個別の有機EL素子8に断裁される。有機EL構造体が打ち抜かれたスケルトンは巻き取り装置703で巻き取られ回収される。
本図に示す製造工程は帯状の可撓性支持体を使用し、第1電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、第2電極、封止層、断裁までを連続して行う場合を示しているが、外気と遮蔽された同じ空間に配置されている場合は、特に限定はない。例えば、帯状の可撓性支持体の供給~第1電極形成、正孔輸送層形成~電子輸送層形成、第2電極形成~断裁との3工程に分割することも可能である。
図2は枚葉シート状支持体を使用し、逐次成膜法による有機EL構造体の製造工程の模式図である。以下に、一例として枚葉シート状支持体にパターン化した複数の第1電極を形成し、これらの複数の第1電極の上に、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、第2電極、封止部材とを形成した、枚葉シート状の有機EL構造体を断裁して個別の有機EL素子を製造する方法を本図で説明する。
図中、1′は枚葉シート状支持体に、逐次成膜法で第1電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、第2電極及び封止部材を形成した枚葉シート状の有機EL構造体を断裁して個別の有機EL素子とする有機EL素子の製造工程を示す。製造工程1′は、供給工程2′と、枚葉シート状支持体201′の上に複数のパターン化した第1電極を形成する第1電極形成工程3′と、正孔輸送層形成工程4′、発光層形成工程5′、電子輸送層形成工程6′、第2電極形成工程7′、封止工程8′、断裁工程9′とを有している。尚、製造工程1′は、外気と遮蔽された同じ空間に配置されている。
供給工程2′は予めアライメントマーク(不図示)が付けられた枚葉シート状支持体201′を次工程に供給する供給装置(不図示)と、供給工程2′から供給された枚葉シート状支持体201′の表面に第1電極が蒸着される前に、蒸着性をよくするために枚葉シート状支持体201′の表面を清掃するための基材洗浄処理装置2′aとを使用している。
第1電極形成工程3′は、枚葉シート状支持体201′に付けられたアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って、蒸発源容器3′aを有する蒸着装置3′bを使用し、減圧条件下で枚葉シート状支持体201′の上に複数のパターン化した第1電極を形成する様になっている。
正孔輸送層形成工程4′は、枚葉シート状支持体201′に付けられたアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って、蒸発源容器4′aを有する蒸着装置4′bを使用し、減圧条件下で複数の第1電極が形成された枚葉シート状支持体201′の第1電極の取り出し電極となる部分を除いて第1電極の周囲を含め第1電極を覆う様に正孔輸送層を形成するようになっている。
発光層形成工程5′は、枚葉シート状支持体201′に付けられたアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って、蒸発源容器5′aを有する蒸着装置5′bを使用し、減圧条件下で正孔輸送層が形成された枚葉シート状支持体201′の正孔輸送層上に発光層を形成するようになっている。
電子輸送層形成工程6′は、枚葉シート状支持体201′に付けられたアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って、蒸発源容器6′aを有する蒸着装置6′bを有し、減圧条件下で発光層が形成された枚葉シート状支持体201′の発光層上に電子輸送層を形成するようになっている。
第2電極形成工程7′は枚葉シート状支持体201′に付けられたアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って、蒸発源容器7′aを有する蒸着装置7′bを有し、減圧条件下で電子輸送層上に複数の第1電極と直交する様に取り出し電極を有する複数の第2電極を形成するようになっている。
封止工程8′は、接着剤塗設工程8′aと、可撓性封止部材貼合工程8′bとを有している。接着剤塗設工程8′aは、枚葉シート状支持体201′に付けられたアライメントマーク(不図示)を検出するアライメントマーク検出部(不図示)と、枚葉シート状支持体201′上に形成された有機EL素子(不図示)の第1電極の取り出し電極及び第2電極の取り出し電極を除いて接着剤を塗設する接着剤塗設装置8′a1と、枚葉シート状支持体201′を載置する載置台8′a2とを使用している。
可撓性封止部材貼合工程8′bは、接着剤を塗設した枚葉シート状支持体201′と可撓性封止部材801′を積重し貼合する可撓性封止部材貼合装置8′b1と、可撓性封止部材801′を枚葉シート状支持体201′の上に供給する可撓性封止部材供給装置(不図示)とを使用している。又、可撓性封止部材貼合工程8′bは接着剤を硬化する硬化処理装置(不図示)を有していることが好ましく、必要に応じ硬化処理部(不図示)は裁断工程の前に配置することが好ましい。硬化処理部の硬化方式は使用する接着剤の種類(例えば熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等)に合わせ適宜選択することが可能である。可撓性封止部材貼合工程8′bが終了した段階で、枚葉シート状の有機EL構造体が作製される。この後、断裁工程9′に送られ打ち抜き断裁することで個別の有機EL素子が作製される。
断裁工程9′は打ち抜き断裁装置9′aを使用している。打ち抜き断裁装置9′aで、枚葉シート状の有機EL構造体に付けられたアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って矩形に打ち抜き、個別の有機EL素子10′に断裁する。
図1、図2で示される製造工程の断裁工程で使用する断裁刃を鉄分が60%未満である断裁刃で有機エレクトロルミネッセンスパネル構造体を断裁したことによる効果を最大に発現するためには、少なくとも断裁工程と、断裁工程の前の工程(封止工程)とが外気と遮蔽された同じ空間に配置されていることが好ましい。即ち、断裁工程と、断裁工程の前の工程(封止工程)とを繋げた場合鉄を含む断裁刃の磨耗粉の付着による故障が出やすかったが、本願発明の断裁刃を用いることで、封止前の有機EL構造体に刃物の摩耗に伴う摩耗粉が付着することが防止出来、生産性向上のため(効率、省スペース)に効果的である。特に、支持体の供給工程から断裁工程までが外気と遮蔽された同じ空間に配置されていることが好ましい。
図3は帯状可撓性支持体を用いたロールトゥーロール方式で、貼合法による有機EL素子の製造工程の模式図である。以下に、一例としてパターン化されて形成されている複数の第1電極と、第1電極の上に順次正孔輸送層、発光層、電子輸送層を積層した第1帯状可撓性支持体と、第1電極の数と、位置に合わせ第2電極を形成した第2帯状可撓性支持体とを貼合し、帯状の有機EL構造体を形成した後、断裁し個別の有機EL素子を製造する方法を本図で説明する。
図中、1″は製造工程を示す。製造工程1″は第1供給工程2″と、第1電極形成工程3″と、有機機能層形成工程4″と、第2供給工程5″と、第2電極形成工程6″、封止剤塗設工程7″と、貼合工程8″と、断裁工程9″とを有している。
第1供給工程2″は、繰り出し装置201″と、アキュームレータ202″とを使用している。アキュームレータ202″は、繰り出し装置201″から搬送されてくる第1の帯状可撓性支持体201″aの搬送速度と第1電極形成工程3″の蒸着速度との差を調整するために配設されており、一定長さの帯状の第1の可撓性支持体201″aを溜める機能を有している。溜める長さの調整は速度差に応じてアキュームレータ部202″の長さを変えることで可能となっている。繰り出し装置201″からは巻き芯に巻き取られロール状態で供給された第1の帯状可撓性支持体201″aが繰り出され第1電極形成工程3″に送られる。尚、第1電極が形成される第1の帯状可撓性支持体201″aの面にガスバリア膜を形成する工程を第1電極形成工程3″の前に配設しても構わない。第1の帯状可撓性支持体201″aには、予め第1電極を形成する位置を示すアライメントマーク(不図示)を付けておくことが好ましい。
第1電極形成工程3″は蒸発源容器301″を有する蒸着装置302″と、アキュームレータ303″とを使用している。アキュームレータ303″は、第1電極形成工程3″からの搬送速度と巻き取り速度との速度差を調整するためや、巻き取り後ロール交換の為の速度を調整するために配設されており、一定長さの第1の帯状可撓性支持体201″aを溜める機能を有している。溜める長さの調整は速度差に応じてアキュームレータ部303″の長さを変えることで可能となっている。第1電極形成工程3″では供給工程2″から連続的に供給されてくる第1の帯状可撓性支持体201″aに付けられているアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って蒸着装置302″で決められた位置に取り出し電極を有する第1電極(不図示)をマスクパターン成膜し、巻き取られる。
第1電極(陽極)の形成方法については、特に限定はなく、例えばスパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、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法等を用いることが出来る。
有機機能層形成工程4″は、正孔輸送層形成工程401″と、発光層形成工程402″と、電子輸送層形成工程403″とを有している。有機機能層形成工程4″は、第1電極形成工程3通過後巻き取られた第1電極が形成された帯状の可撓性支持体201″aを巻き出し、第1の帯状可撓性支持体201″aに付けられたアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って、第1の帯状可撓性支持体201″aの上に形成されている第1電極の位置に合わせて正孔輸送層、発光層、電子輸送層が順次形成され、封止剤塗設工程7″に搬送される。有機機能層形成工程4″は図1に示す有機機能層形成工程4と構成が同じなので詳細の説明は省略する。
正孔輸送層形成工程401″は、成膜工程401″aと、乾燥工程401″bと、アキュームレータ401″cとを有している。成膜工程401″aは、塗布室(不図示)に配設された塗布装置401″a1と、バックアップロール401″a2とを使用している。
発光層形成工程402″は、成膜工程402″aと、乾燥工程402″bと、アキュームレータ402″cとを有している。成膜工程402″aは、塗布室(不図示)に配設された塗布装置402″a1と、バックアップロール402″a2とを使用している。本図に示される発光層形成工程402″は湿式塗布装置、乾燥装置がそれぞれ1台の場合を示しているが、必要に応じて増加することが可能となっている。
電子輸送層形成工程403″は、成膜工程403″aと、乾燥工程403″bと、アキュームレータ403″cとを有している。成膜工程403″aは、塗布室(不図示)に配設された塗布装置403″a1と、バックアップロール403″a2とを使用している。
封止剤塗設工程7″は封止剤塗設装置7″aと有機機能層形成工程4″から送られてくる電子輸送層までが形成されている第1の帯状可撓性支持体201″aを載置する載置台6″bと、第1の帯状可撓性支持体201″aに付けられているアライメントマーク(不図示)の検出装置(不図示)とを有している。封止剤塗設装置7″aにより、第1電極の取り出し電極を除き、第1の帯状可撓性支持体201″aの上に積層された機能層(第1電極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層)の周囲に接着剤が塗設される。この後、貼合工程8″へ搬送される。
第2供給工程5″は、繰り出し装置5″aと、アキュームレータ5″bとを使用している。繰り出し装置5″aからは巻き芯に巻き取られロール状態で供給された第2の帯状可撓性支持体501″が繰り出され第2電極形成工程6″に送られる。アキュームレータ5″bは第2電極形成工程6″の第2電極形成速度と第2供給工程5″の第2の帯状可撓性支持体501″の繰り出し速度との差を調整するために配設されている。尚、第2の帯状可撓性支持体501″には、第2電極を形成する位置を決めるため、第1の帯状可撓性支持体201″aに付けられたアライメントマークと同じ位置にアライメントマーク(不図示)を付けておくことが好ましい。
第2電極形成工程6″は、蒸着装置6″aとアキュームレータ6″cとを使用している。6″bは蒸発源容器を示す。第2電極形成工程6″では第2供給工程5″から連続的に搬送されてくる第2の帯状可撓性支持体501″に付けられたアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って蒸着装置6″aで、取り出し電極(不図示)を有する第2電極(陰極)(不図示)を第2の帯状可撓性支持体501″の上にマスクパターン成膜する。この後、貼合工程7″へ搬送される。第2電極形成工程6″での第2電極(陰極)の形成方法は図1に示す第2電極形成工程6の方法と同じである。尚、第2の帯状可撓性支持体501″と陰極(第2電極)との間にガスバリア層を設けても構わない。
貼合工程8″は貼合装置8″aを使用している。貼合装置8″aは封止剤塗設工程7″から送られてくる複数の第1電極を有し、封止剤が塗設された第1の帯状可撓性支持体201″aと、第2電極形成工程6″から送られてくる複数の第2電極が形成されている第2の帯状可撓性支持体501″とを、第1電極と第2電極とを対向した状態になるように、第1の帯状可撓性支持体201″aと第2の帯状可撓性支持体501″とに付けられたアライメントマーク(不図示)を合わせ貼合する。貼合は貼合面の密着を均一にするため減圧環境で、圧着する方式を取ることが好ましい。貼合工程8″で貼合が終了した段階で帯状の有機EL構造体10″が作製される。この後、断裁工程9″に搬送される。
断裁工程9″は、打ち抜き断裁装置9″aと、アキュームレータ9″bと、巻き取り装置9″cとを使用している。打ち抜き断裁装置9″aで、貼合工程8″から送られてくる帯状の有機EL構造体10″を矩形に打ち抜き断裁することで個別の有機EL素子11″が作製される。巻き取り装置9″cで個別の有機EL素子11″を打ち抜いたスケルトンを巻き取り回収する。
本図に示す製造工程を使用した有機EL素子の製造方法は、第1部材の作製、第2部材の作製、貼合、断裁までを連続して行う場合を示したが、製造方法は特に限定はなく、例えば、第1部材の作製と、第2部材の作製と、貼合及び断裁を分割して行っても構わない。
本図で示される製造工程の断裁工程で使用する断裁刃を鉄分が60%未満である断裁刃で有機EL構造体を断裁したことによる効果を最大に発現させるためには、少なくとも断裁工程と、断裁工程の前の工程(貼合工程)とが外気と遮蔽された同じ空間に配置されていることが好ましい。即ち、断裁工程と、断裁工程の前の工程(封止工程)とを繋げた場合鉄を含む断裁刃の磨耗粉の付着による故障が出やすかったが、本願発明の断裁刃を用いることで、封止前の有機EL構造体に刃物の摩耗に伴う摩耗粉が付着することが防止出来、生産性向上のため(効率、省スペース)に効果的である。特に、第1帯状可撓性支持体と第2帯状可撓性支持体との供給工程から断裁工程までが外気と遮蔽された同じ空間に配置されていることが好ましい。
本発明は、図1~図3に示してある様に、有機EL構造体を断裁し、有機EL素子を製造するとき、ダークスポット(性能変動)耐性が向上した、有機EL素子製造方法に関するものである。
図1~図3に示される製造工程で製造された有機EL素子の第1電極の厚さは、100nm~200nmが好ましい。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm~5μm程度、好ましくは5~200nmである。この正孔輸送層は一層構造であってもよい。発光層が多層の場合は、積層する数に合わせて塗布・乾燥部のユニットを配設する必要がある。例えば、発光層を多層にすることで白色素子の作製が可能である。本発明において、発光層とは青色発光層、緑色発光層、赤色発光層を指す。発光層を積層する場合の積層順としては、特に制限はなく、又各発光層間に非発光性の中間層を有していてもよい。本発明においては、少なくとも1つの青発光層が、全発光層中最も陽極に近い位置に設けられていることが好ましい。又、発光層を4層以上設ける場合には、陽極に近い順から、例えば青色発光層/緑色発光層/赤色発光層/青色発光層、青色発光層/緑色発光層/赤色発光層/青色発光層/緑色発光層、青色発光層/緑色発光層/赤色発光層/青色発光層/緑色発光層/赤色発光層のように青色発光層、緑色発光層、赤色発光層を順に積層することが、輝度安定性を高める上で好ましい。発光層の膜厚の総和は特に制限はないが、膜の均質性、発光に必要な電圧等を考慮し、通常2nm~5μm、好ましくは2~200nmの範囲で選ばれる。更に10~20nmの範囲にあるのが好ましい。電子輸送層の膜厚は、素材にもよるが0.1nm~5μmの範囲が好ましい。第2電極(陰極)としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm~5μm、好ましくは50~200nmの範囲で選ばれる。
図4は図3のOで示される部分の拡大概略図である。図4(a)は図3のOで示される部分の拡大概略斜視図である。図4(b)は図4(a)に示される打ち抜き断裁装置の拡大概略斜視図である。尚、図1及び図2に示される打ち抜き断裁装置は本図と同一であるため説明は省略する。
図中、9″aは打ち抜き断裁装置を示す。打ち抜き断裁装置9″aは、パンチ9″a1と、ダイ9″a2と、ストリッパ9″a3と、ノックアウト9″a4と、上型9″a5と、下型9″a6と、ガイドポスト9″a7と、駆動部9″a8と、アライメント検出装置(不図示)とを有している。尚、パンチ9″a1と、ダイ9″a2とは矩形形状をしており、打ち抜き断裁する個別の有機EL素子11″の大きさに合わせ適宜設定することが可能である。帯状の有機EL構造体10″から個別の有機EL素子11″を1度に打ち抜く場合は、数に合わせ複数のパンチ9″a1と、ダイ9″a2とを配設し、同時にパンチ9″a1と、ダイ9″a2に合わせストリッパ9″a3と、ノックアウト9″a4を配設する必要がある。本図は2つの個別の有機EL素子11″を同時に打ち抜く場合を示している。
帯状の有機EL構造体10″は、パンチ9″a1とダイ9″a2とで個別の有機EL素子11″(図3参照)に打ち抜かれる。ストリッパ9″a3はパンチ9″a1の外周部に設けられている。ノックアウト9″a4は打ち抜かれた個別の有機EL素子11″をダイ9″a2から回収するために設けられている。
上型9″a5には、パンチ9″a1とストリッパ9″a3とが取り付けられており、下型9″a6にはダイ9″a2が取り付けられている。ガイドポスト9″a7と、駆動部9″a8とにより、パンチ9″a1とストリッパ9″a3とをダイ9″a2に対応して上下方向(図中の矢印方向)に打抜作動することが可能となっている。
ストリッパ9″a3はリニヤーガイド9″a31を介して上型9″a5に取り付けたストリッパベース(不図示)に上下方向(図中の矢印方向)に作動可能に取り付けられている。9″a32は有機EL素子11″を打ち抜く時に、ダイ9″a2の表面9″a21に載置された帯状の有機EL構造体10″の打ち抜き領域の外周部をストリッパ9″a3で押圧を掛けながら押さえるリニヤーガイド9″a31に設けた弾性部材のバネを示す。
ダイ9″a2は、規定寸法に打ち抜くための打ち抜き孔部9″a22と、ダイ9″a2の表面9″a21に帯状の有機EL構造体10″を吸引固定するための複数の吸引孔9″a24と、吸引ポンプ(不図示)に繋がった吸引管9″a23と、帯状の有機EL構造体10″に付けられているアライメントマークGとの位置合わせのためのアライメントマーク9″a25とを有している。アライメントマーク9″a25は、帯状の有機EL構造体10″の各角部に対応して付けられた4つのアライメントマークGの位置に合わせ4つのアライメントマークが付けられていることが位置精度を挙げることから好ましい。
打ち抜き断裁装置9″aでの帯状の有機EL構造体10″から個別の有機EL素子11″の打ち抜きは、打ち抜き断裁工程9″に配設されたアライメント検出装置9″dにより帯状の有機EL構造体10″に付けられているアライメントマークGを検出し、情報が制御部(不図示)に入力され、打ち抜き断裁装置9″aを制御する様になっている。ダイ9″a2の表面9″a21に付けられた4つのアライメントマーク9″a25と帯状の有機EL構造体10″を構成している各有機EL素子11″の角部に付けられた4つのアライメントマークGとが一致したことを打ち抜き断裁装置9″aに付けられたアライメントマーク検出装置(不図示)で検出し、吸引ポンプ(不図示)と駆動部9″a8とを駆動させることで行われる様に制御されている。帯状の有機EL構造体10″から個別の有機EL素子11″が打ち抜かれたスケルトン10″aは巻き取られ回収される。
尚本図に示される打ち抜き断裁装置は図1に示す断裁工程7、図2に示す断裁工程9′に適用することが可能である。
図5は図3に示される断裁工程に他の断裁機を適用した場合の概略斜視図である。
断裁工程9″は断裁装置9″a′と、コンベアーベルト9″b′と、回収箱9″c′と、耳部巻き取り装置9″d′とを使用している。断裁機9″a′は帯状の有機EL構造体10″を搬送方向に断裁する縦方向断裁装置9″a′1と、幅方向に断裁する横方向断裁装置9″a′2とを有している。縦方向断裁装置9″a′1としては特に限定はなく、例えば固定刃、回転刃等を使用した縦方向断裁装置が挙げられる。本図は回転刃を使用した縦方向断裁装置の場合を示している。9″a′11~9″a′13は縦方向断裁装置9″a′1の回転刃を示す。回転刃の数は帯状の可撓性支持体に形成された有機EL素子の数に従って適宜配設することが可能となっている。横方向断裁装置9″a′2としては特に限定はなく、例えば、ギロチン方式、回転刃、NTカッタ等を横方向に移動する方式等を使用した横方向断裁装置が挙げられる。10″aは回転刃9″a′11と、回転刃9″a′13とにより断裁された帯状の有機EL構造体10″の耳部を示し、耳部巻き取り装置9″d′により巻き取られる様になっている。
横方向断裁装置9″a′2で、縦方向断裁装置9″a′1により2つに分割された帯状の有機EL構造体10″が、帯状の有機EL構造体10″に付けられたアライメントマークGに従って横方向断裁装置9″a′2により断裁することで有機EL素子11″が作製される。横方向断裁装置9″a′2により断裁された個別の有機EL素子11″はコンベアーベルト9″b′により回収箱9″c′に回収される。
図1~図3に示した有機EL素子の製造工程の断裁工程に使用する断裁装置の一例として、図4で打ち抜き断裁装置9″a、図5で縦方向断裁装置9″a′1、横方向断裁装置9″a′2を示したが使用する断裁装置としては特に限定はなく、この他に例えば、上・下刃を使用した断裁装置、トムソン刃を使用した断裁装置、押し切り刃を使用した断裁装置等が挙げられ適宜使用することが可能となっている。
断裁装置の断裁刃に使用する材料は、鉄分が60%未満であり、好ましくは30%未満であり、更に好ましくは1%未満であり、特に好ましくは実質0%である。鉄分が60%を超えると、長期間使用することで製造された有機ELパネルにダークスポットの発生が目立つ様になり好ましくない。
鉄分が60%未満である材料としては、例えば、粉末ハイス鋼(HRP72 日立金属(株)製)、超硬合金(WC)(三菱マテリアル(株)製 GFシリーズ、日本タングステン(株)製 SFシリーズ)、サーメット(TiC)(日本タングステン(株)製)、焼結ダイヤモンド(住友電工ハードメタル(株)製 スミダイヤ)、焼結CBN(住友電工ハードメタル(株)製 スミボロン)、セラミック(京セラミタジャパン(株)製 アルミナ系(Al2O3)A479、ジルコニア系(ZrO2)Z201N、Z701N、窒化珪素系(Si3N4)SN235P)等が挙げられる。
外気と遮蔽され同じ空間に配置されている図1、図2に示す製造工程で逐次成膜法により製造した有機EL構造体、図3示す製造工程で貼合法により製造した帯状の有機EL構造体を断裁し、個別の有機EL素子を製造する時、鉄分が1%未満である断裁刃で断裁することで次ぎの効果が挙げられる。
1.長時間の断裁を行っても、ダークスポットの発生がない有機EL素子を製造することが可能となった。
2.長時間の連続生産が可能になったことで生産効率の向上が可能となった。
3.発光層に使用されている発光効率を高いリン光発光性化合物は酸素に弱いが、その劣化がなくなり、複数種のリン光発光性化合物の使用が可能となる。
1.長時間の断裁を行っても、ダークスポットの発生がない有機EL素子を製造することが可能となった。
2.長時間の連続生産が可能になったことで生産効率の向上が可能となった。
3.発光層に使用されている発光効率を高いリン光発光性化合物は酸素に弱いが、その劣化がなくなり、複数種のリン光発光性化合物の使用が可能となる。
以下、本発明の有機EL素子の製造法に係わる各部材に付き説明する。
(帯状可撓性支持体)
帯状可撓性支持体としては透明な樹脂フィルムが挙げられる。樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル或いはポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)或いはアペル(商品名三井化学社製)といったシクロオレフィン系樹脂等が挙げられる。ロールトゥーロール法の場合は、第1電極側と、第2電極側とは同じ帯状可撓性支持体を使用することが可能である。
帯状可撓性支持体としては透明な樹脂フィルムが挙げられる。樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル或いはポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)或いはアペル(商品名三井化学社製)といったシクロオレフィン系樹脂等が挙げられる。ロールトゥーロール法の場合は、第1電極側と、第2電極側とは同じ帯状可撓性支持体を使用することが可能である。
又、枚葉シート状支持体もこれらの帯状可撓性支持体を使用することが可能である。
(ガスバリア層)
帯状可撓性支持体の表面に必要に応じて設けるガスバリア層としては、無機物、有機物のガスバリア膜又はその両者のハイブリッドガスバリア膜が挙げられる。
帯状可撓性支持体の表面に必要に応じて設けるガスバリア層としては、無機物、有機物のガスバリア膜又はその両者のハイブリッドガスバリア膜が挙げられる。
ガスバリア膜を形成する材料としては、水分や酸素など素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素などを用いることが出来る。更に該膜の脆弱性を改良するためにこれら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機機能層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。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、クラスターイオンビーム法、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、コーティング法などを用いることが出来るが、特開2004-68143号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。これらのガスバリア層に使用した材料は第2帯状可撓性支持体、帯状可撓性接着部材への使用も可能である。
ガスバリア層の特性としては、水蒸気透過度が0.01g/m2/day以下であることが好ましい。更には、酸素透過度10-3ml/m2/day/atm以下、水蒸気透過度10-5g/m2/day以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
(第1電極)
第1電極としては、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。この様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等の導電性透明材料が挙げられる。又、IDIXO(In2O3・ZnO)等非晶質で透明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、或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。或いは、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、コーティング方式など湿式成膜法を用いることも出来る。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、又陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常10~1000nm、好ましくは10~200nmの範囲で選ばれる。
第1電極としては、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。この様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等の導電性透明材料が挙げられる。又、IDIXO(In2O3・ZnO)等非晶質で透明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、或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。或いは、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、コーティング方式など湿式成膜法を用いることも出来る。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、又陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常10~1000nm、好ましくは10~200nmの範囲で選ばれる。
(正孔注入層(陽極バッファ層))
第1電極と発光層又は正孔輸送層の間に、正孔注入層(陽極バッファ層)を存在させてもよい。正孔注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機機能層間に設けられる層のことで、「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)」の第2編第2章「電極材料」(123-166頁)に詳細に記載されている。陽極バッファ層(正孔注入層)は、特開平9-45479号公報、同9-260062号公報、同8-288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファ層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファ層、アモルファスカーボンバッファ層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファ層等が挙げられる。
第1電極と発光層又は正孔輸送層の間に、正孔注入層(陽極バッファ層)を存在させてもよい。正孔注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機機能層間に設けられる層のことで、「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)」の第2編第2章「電極材料」(123-166頁)に詳細に記載されている。陽極バッファ層(正孔注入層)は、特開平9-45479号公報、同9-260062号公報、同8-288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファ層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファ層、アモルファスカーボンバッファ層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファ層等が挙げられる。
(正孔輸送層)
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。正孔輸送層は単層又は複数層設けることが出来る。正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性の何れかを有するものであり、有機物、無機物の何れであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、又導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
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。正孔輸送層は単層又は複数層設けることが出来る。正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性の何れかを有するものであり、有機物、無機物の何れであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、又導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
正孔輸送材料としては上記のものを使用することが出来るが、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第3級アミン化合物を用いることが好ましい。芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′-テトラフェニル-4,4′-ジアミノフェニル;N,N′-ジフェニル-N,N′-ビス(3-メチルフェニル)-〔1,1′-ビフェニル〕-4,4′-ジアミン(TPD);2,2-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)プロパン;1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N′,N′-テトラ-p-トリル-4,4′-ジアミノビフェニル;1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)-4-フェニルシクロヘキサン;ビス(4-ジメチルアミノ-2-メチルフェニル)フェニルメタン;ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)フェニルメタン;N,N′-ジフェニル-N,N′-ジ(4-メトキシフェニル)-4,4′-ジアミノビフェニル;N,N,N′,N′-テトラフェニル-4,4′-ジアミノジフェニルエーテル;4,4′-ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,N,N-トリ(p-トリル)アミン;4-(ジ-p-トリルアミノ)-4′-〔4-(ジ-p-トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4-N,N-ジフェニルアミノ-(2-ジフェニルビニル)ベンゼン;3-メトキシ-4′-N,N-ジフェニルアミノスチルベンゼン;N-フェニルカルバゾール、更には米国特許第5,061,569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′-ビス〔N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4-308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4′,4″-トリス〔N-(3-メチルフェニル)-N-フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。
更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることも出来る。又、p型-Si、p型-SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することが出来る。
又、特開平11-251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Applied Physics Letters 80(2002),p.139)に記載されているような所謂p型正孔輸送材料を用いることも出来る。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることから、これらの材料を用いることが好ましい。
(発光層)
発光層に使用する材料は特に限定はなく、例えば、株式会社 東レリサーチセンター フラットパネルディスプレイの最新動向 ELディスプレイの現状と最新技術動向 228~332頁に記載されている如き各種材料が挙げられる。
発光層に使用する材料は特に限定はなく、例えば、株式会社 東レリサーチセンター フラットパネルディスプレイの最新動向 ELディスプレイの現状と最新技術動向 228~332頁に記載されている如き各種材料が挙げられる。
発光層には、発光層の発光効率を高くするために公知のホスト化合物と、公知のリン光性化合物(リン光発光性化合物とも言う)を含有することが好ましい。リン光性化合物は一般に酸素に弱いが、本発明の断裁刃を用いることでダメージを受けることを防止することができる。
ホスト化合物とは、発光層に含有される化合物の内で、その層中での質量比が20%以上であり、且つ室温(25℃)においてリン光発光のリン光量子収率が、0.1未満の化合物と定義される。好ましくはリン光量子収率が0.01未満である。ホスト化合物を複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機EL素子を高効率化することが出来る。又、リン光性化合物を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることが出来る。リン光性化合物の種類、ドープ量を調整することで白色発光が可能であり、照明、バックライトへの応用も出来る。
これらのホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ発光の長波長化を防ぎ、尚且つ高Tg(ガラス転移温度)である化合物が好ましい。公知のホスト化合物としては、例えば、特開2001-257076号公報、同2002-308855号公報、同2001-313179号公報、同2002-319491号公報、同2001-357977号公報、同2002-334786号公報、同2002-8860号公報、同2002-334787号公報、同2002-15871号公報、同2002-334788号公報、同2002-43056号公報、同2002-334789号公報、同2002-75645号公報、同2002-338579号公報、同2002-105445号公報、同2002-343568号公報、同2002-141173号公報、同2002-352957号公報、同2002-203683号公報、同2002-363227号公報、同2002-231453号公報、同2003-3165号公報、同2002-234888号公報、同2003-27048号公報、同2002-255934号公報、同2002-260861号公報、同2002-280183号公報、同2002-299060号公報、同2002-302516号公報、同2002-305083号公報、同2002-305084号公報、同2002-308837号公報等に記載の化合物が挙げられる。
複数の発光層を有する場合、これら各層のホスト化合物の50質量%以上が同一の化合物であることが、有機機能層全体にわたって均質な膜性状を得やすいことから好ましく、更にはホスト化合物のリン光発光エネルギーが2.9eV以上であることが、ドーパントからのエネルギー移動を効率的に抑制し、高輝度を得る上で有利となることからより好ましい。リン光発光エネルギーとは、ホスト化合物を基材上に100nmの蒸着膜のフォトルミネッセンスを測定し、そのリン光発光の0-0バンドのピークエネルギーを言う。
ホスト化合物は、有機EL素子の経時での劣化(輝度低下、膜性状の劣化)、光源としての市場ニーズ等を考慮し、リン光発光エネルギーが2.9eV以上且つTgが90℃以上のものであることが好ましい。すなわち、輝度と耐久性の両方を満足するためには、リン光発光エネルギーが2.9eV以上且つTgが90℃以上のものであることが好ましい。Tgは、更に好ましくは100℃以上である。
リン光性化合物(リン光発光性化合物)とは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、室温(25℃)にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、25℃において0.01以上の化合物である。先に説明したホスト化合物と合わせ使用することで、より発光効率の高い有機EL素子とすることが出来る。
リン光性化合物は、リン光量子収率は好ましくは0.1以上である。上記リン光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定出来る。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定出来るが、本発明に用いられるリン光性化合物は、任意の溶媒の何れかにおいて上記リン光量子収率が達成されればよい。
リン光性化合物の発光は原理としては2種挙げられ、1つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光性化合物に移動させることでリン光性化合物からの発光を得るというエネルギー移動型、もう一つはリン光性化合物がキャリアトラップとなり、リン光性化合物上でキャリアの再結合が起こりリン光性化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、何れの場合においても、リン光性化合物の励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
リン光性化合物は、有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることが出来る。リン光性化合物としては、好ましくは元素の周期表で8族-10族の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、又は白金化合物(白金錯体系化合物)、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
リン光性化合物のリン光発光極大波長としては特に制限されるものではなく、原理的には中心金属、配位子、配位子の置換基等を選択することで得られる発光波長を変化させることが出来る。
化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図4.16において、分光放射輝度計CS-1000(コニカミノルタセンシング社製)で測定した結果をCIE色度座標に当て嵌めた時の色で決定される。
(電子輸送層)
他に発光層側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料(正孔阻止材料を兼ねる)としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることが出来、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることが出来る。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることも出来る。
他に発光層側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料(正孔阻止材料を兼ねる)としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることが出来、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることが出来る。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることも出来る。
又、8-キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8-キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7-ジクロロ-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7-ジブロモ-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(2-メチル-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(5-メチル-8-キノリノール)アルミニウム、ビス(8-キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga又はPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることが出来る。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることが出来る。又、ジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることが出来るし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、n型-Si、n型-SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることが出来る。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm~5μm程度、好ましくは5~200nmである。電子輸送層は上記材料の1種又は2種以上からなる一層構造であってもよい。
又、不純物をドープしたn性の高い電子輸送層を用いることも出来る。その例としては、特開平4-297076号公報、特開平10-270172号公報、特開2000-196140号公報、特開2001-102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)などに記載されたものが挙げられる。この様なn性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電力の素子を作製することが出来るため好ましい。電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、湿式塗布、真空蒸着法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することも出来る。
(電子注入層(陰極バッファ層))
電子注入層形成工程で形成される電子注入層(陰極バッファ層)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輸送層に含まれる。電子注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機機能層間に設けられる層のことで、「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)」の第2編第2章「電極材料」(123~166頁)に詳細に記載されている。電子注入層(陰極バッファ層)は、特開平6-325871号公報、同9-17574号公報、同10-74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファ層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファ層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファ層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファ層等が挙げられる。
電子注入層形成工程で形成される電子注入層(陰極バッファ層)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輸送層に含まれる。電子注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機機能層間に設けられる層のことで、「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)」の第2編第2章「電極材料」(123~166頁)に詳細に記載されている。電子注入層(陰極バッファ層)は、特開平6-325871号公報、同9-17574号公報、同10-74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファ層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファ層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファ層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファ層等が挙げられる。
(第2電極)
第2電極としては、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。この様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。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第2金属との混合物、例えば、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、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰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ることにより、作製することが出来る。
第2電極としては、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。この様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。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第2金属との混合物、例えば、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、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰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ることにより、作製することが出来る。
尚、発光した光を透過させるため、有機EL素子の第1電極(陽極)又は第2電極(陰極)の何れか一方が、透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
又、第2電極に上記金属を1~20nmの膜厚で作製した後に、第1電極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の第2電極(陰極)を作製することが出来、これを応用することで第1電極(陽極)と第2電極(陰極)の両方が透過性を有する素子を作製することが出来る。
(接着剤)
接着剤としては液状接着剤、シート状接着剤、熱可塑性樹脂等が挙げられる。液状接着剤としては、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シール剤、2-シアノアクリル酸エステルなどの湿気硬化型等の接着剤、エポキシ系などの熱及び化学硬化型(2液混合)等の接着剤、又、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系のホットメルト型接着剤、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等を挙げることが出来る。尚、素子を構成する有機機能層が熱処理により劣化する場合があるので、室温から80℃までに接着硬化出来るものが好ましい。又、帯状可撓性接着部材の接着剤層の裏面側には前述のガスバリア層が必要に応じて形成されることが好ましい。
接着剤としては液状接着剤、シート状接着剤、熱可塑性樹脂等が挙げられる。液状接着剤としては、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シール剤、2-シアノアクリル酸エステルなどの湿気硬化型等の接着剤、エポキシ系などの熱及び化学硬化型(2液混合)等の接着剤、又、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系のホットメルト型接着剤、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等を挙げることが出来る。尚、素子を構成する有機機能層が熱処理により劣化する場合があるので、室温から80℃までに接着硬化出来るものが好ましい。又、帯状可撓性接着部材の接着剤層の裏面側には前述のガスバリア層が必要に応じて形成されることが好ましい。
液状接着剤を使用して封止部材とを接着する場合、貼合部は、貼合安定性、貼合部内への気泡混入防止、可撓性封止部材の平面性保持等を考慮し、10~1×10-5Paの減圧条件で行うことが好ましい。
シート状の接着剤としては、常温(25℃程度)では非流動性を示し、且つ、加熱すると50℃~100℃の範囲で流動性を発現し、シート状に成形された接着剤を言う。使用する接着剤としては、例えば分子の末端又は側鎖にエチレン性2重結合を有する化合物と、光重合開始剤とを主成分とする光硬化性樹脂が挙げられる。使用に際しては、例えば、予め、封止部材側に貼合して常温(25℃程度)以下にして使用することが好ましい。
熱可塑性樹脂としては、JIS K 7210規定のメルトフローレートが5~20g/10minである熱可塑性樹脂が好ましく、更に好ましくは、6~15g/10min以下の熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。これは、メルトフローレートが5(g/10min)以下の樹脂を用いると、各電極の取り出し電極の段差により生じる隙間部を完全に埋めることが出来ず、20(g/10min)以上の樹脂を用いると引っ張り強さや耐ストレスクラッキング性、加工性などが低下するためである。これらの熱可塑性樹脂をフィルム状に成形し可撓性封止部材(帯状可撓性封止部材、枚葉シート状可撓性封止部材)に貼合して使用することが好ましい。貼合方法は一般的に知られている各種の方法、例えばウェットラミネート法、ドライラミネート法、ホットメルトラミネート法、押出しラミネート法、熱ラミネート法を利用して作ることが可能である。
熱可塑性樹脂は、上記数値を満たすものであれば特に限定されるものではないが、例えば機能性包装材料の新展開(株式会社東レリサーチセンター)に記載の高分子フィルムである低密度ポリエチレン(LDPE)、HDPE、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、中密度ポリエチレン、未延伸ポリプロピレン(CPP)、OPP、ONy、PET、セロファン、ポリビニルアルコール(PVA)、延伸ビニロン(OV)、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVOH)、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-メタクリル酸共重合体、塩化ビニリデン(PVDC)等の使用が可能である。これらの熱可塑性樹脂の中で特にLDPE、LLDPE及びメタロセン触媒を使用して製造したLDPE、LLDPE、又、LDPE、LLDPEとHDPEフィルムの混合使用した熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。
(封止部材)
封止部材の基材としては特に限定はなく、例えばエチレンテトラフルオロエチル共重合体(ETFE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、延伸ポリプロピレン(OPP)、ポリスチレン(PS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、延伸ナイロン(ONy)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド、ポリエーテルスチレン(PES)など一般の包装用フィルムに使用されている熱可塑性樹脂フィルム材料、ガラス、金属箔等を使用することが出来る。又、これら熱可塑性樹脂フィルムは、必要に応じて異種フィルムと共押出しで作った多層フィルム、延伸角度を変えて貼り合せて作った多層フィルム等も当然使用出来る。更に必要とする物性を得るために使用するフィルムの密度、分子量分布を組合せて作ることも当然可能である。
封止部材の基材としては特に限定はなく、例えばエチレンテトラフルオロエチル共重合体(ETFE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、延伸ポリプロピレン(OPP)、ポリスチレン(PS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、延伸ナイロン(ONy)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド、ポリエーテルスチレン(PES)など一般の包装用フィルムに使用されている熱可塑性樹脂フィルム材料、ガラス、金属箔等を使用することが出来る。又、これら熱可塑性樹脂フィルムは、必要に応じて異種フィルムと共押出しで作った多層フィルム、延伸角度を変えて貼り合せて作った多層フィルム等も当然使用出来る。更に必要とする物性を得るために使用するフィルムの密度、分子量分布を組合せて作ることも当然可能である。
熱可塑性樹脂フィルムの場合は、蒸着法やコーティング法でバリア層を形成する必要がある。バリア層としては、例えば金属蒸着膜、金属箔が挙げられる。無機蒸着膜としては薄膜ハンドブックp879~p901(日本学術振興会)、真空技術ハンドブックp502~p509、p612、p810(日刊工業新聞社)、真空ハンドブック増訂版p132~p134(ULVAC 日本真空技術K.K)に記載されている如き金属蒸着膜が挙げられる。例えば、In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti、Ni等の金属が用いられる。又、金属箔の材料としては、例えばアルミニウム、銅、ニッケルなどの金属材料や、ステンレス、アルミニウム合金などの合金材料を用いることが出来るが、加工性やコストの面でアルミニウムが好ましい。膜厚は、1~100μm程度、好ましくは10μm~50μm程度が望ましい。又、製造時の取り扱いを容易にするために、ポリエチレンテレフタレート、ナイロンなどのフィルムを予めラミネートしておいてもよい。可撓性封止部材に樹脂フィルムを使用する場合、液状シール剤と接触する側に熱可塑性接着性樹脂層を有することが好ましい。
更に、バリア層の上に保護層を設けてもよい。保護層の膜厚は、バリア層の耐ストレスクラッキング性、耐電気的絶縁性、シール剤層として使用する場合は接着性(接着力、段差追従性)等を考慮し、100nm~200μmが好ましい。保護層としてはJIS K 7210規定のメルトフローレートが5~20g/10minである熱可塑性樹脂フィルムが好ましく、更に好ましくは、6~15g/10min以下の熱可塑性樹脂フィルムを用いることが好ましい。これは、メルトフローレートが5g/10min以下の樹脂を用いると、各電極の取り出し電極の段差により生じる隙間部を完全に埋めることが出来ず、20g/10min以上の樹脂を用いると引っ張り強さや耐ストレスクラッキング性、加工性などが低下するためである。熱可塑性樹脂フィルムは、上記数値を満たすものであれば特に限定されるものではないが、例えば機能性包装材料の新展開株式会社東レリサーチセンター記載の高分子フィルムである低密度ポリエチレン(LDPE)、HDPE、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、中密度ポリエチレン、未延伸ポリプロピレン(CPP)、OPP、ONy、PET、セロファン、ポリビニルアルコール(PVA)、延伸ビニロン(OV)、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVOH)、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-メタクリル酸共重合体、塩化ビニリデン(PVDC)等の使用が可能である。これらの熱可塑性樹脂フィルムの中で特にLDPE、LLDPE及びメタロセン触媒を使用して製造したLDPE、LLDPE、又、これらフィルムとHDPEフィルムの混合使用したフィルムを使用することが好ましい。
封止層を形成するのに使用する可撓性封止部材は、製造時の取り扱いを容易にするために、樹脂基材の上にバリア層(必要に応じて保護層)を形成し積層フィルム状にした状態で使用することが好ましい。積層フィルムの製造方法としては、無機物を蒸着した熱可塑性樹脂フィルム及びアルミニウム箔をラミネートした熱可塑性樹脂フィルムの無機物層の上に一般的に知られている各種の方法、例えばウェットラミネート法、ドライラミネート法、ホットメルトラミネート法、押出しラミネート法、熱ラミネート法を利用して作ることが可能である。
本発明に使用する可撓性封止部材の水蒸気透過度は、有機EL素子として製品化する際に必要とするガスバリア性等を考慮し、0.01g/m2・day以下であることが好ましく、且つ酸素透過度は、0.1ml/m2・day・MPa以下であることが好ましい。水分透過度はJIS K7129B法(1992年)に準拠した方法で主としてMOCON法により測定した値であり、酸素透過度はJIS K7126B法(1987年)に準拠した方法で主としてMOCON法により測定した値である。可撓性封止部材のヤング率は有機EL素子との密着性、液状接着剤の塗れ広がり防止等を考慮し、1×10-3GPa~80GPaであり、厚みが10μm~500μmであることが好ましい。
(無機膜)
バリア層を形成する無機膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti、Ni等の金属、MgO、SiO、SiO2、Al2O3、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe2O3、Y2O3、TiO2等を用いることが出来る。無機膜の厚さは、水分透過率、ガス透過率、膜応力等を考慮し、30nm以上、2000nm以下が好ましい。
バリア層を形成する無機膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti、Ni等の金属、MgO、SiO、SiO2、Al2O3、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe2O3、Y2O3、TiO2等を用いることが出来る。無機膜の厚さは、水分透過率、ガス透過率、膜応力等を考慮し、30nm以上、2000nm以下が好ましい。
(その他)
本発明の有機EL素子は、発光層で発生した光を効率よく取り出すために以下に示す方法を併用することが好ましい。有機EL素子は、空気よりも屈折率の高い(屈折率が1.7~2.1程度)層の内部で発光し、発光層で発生した光の内15%から20%程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面(透明基板と空気との界面)に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことが出来ないことや、透明電極ないし発光層と透明支持体との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として、光が有機EL素子側面方向に逃げるためである。
本発明の有機EL素子は、発光層で発生した光を効率よく取り出すために以下に示す方法を併用することが好ましい。有機EL素子は、空気よりも屈折率の高い(屈折率が1.7~2.1程度)層の内部で発光し、発光層で発生した光の内15%から20%程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面(透明基板と空気との界面)に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことが出来ないことや、透明電極ないし発光層と透明支持体との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として、光が有機EL素子側面方向に逃げるためである。
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明支持体表面に凹凸を形成し、透明支持体と空気界面での全反射を防ぐ方法(米国特許第4,774,435)。透明支持体に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法(特開昭63-314795号公報)。素子の側面等に反射面を形成する方法(特開平1-220394号公報)。透明支持体と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法(特開昭62-172691号公報)。透明支持体と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法(特開2001-202827号公報)。透明支持体、透明電極層や発光層の何れかの層間(含む、透明支持体と外界間)に回折格子を形成する方法(特開平11-283751号公報)等がある。
本発明においては、これらの方法を有機EL素子と組合せて用いることが出来るが、透明支持体と発光体の間に透明支持体よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、或いは透明支持体、透明電極層や発光層の何れかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法を好適に用いることが出来る。本発明においては、これらの手段を組合せることにより、更に高輝度或いは耐久性に優れた有機EL素子を得ることが出来る。
透明電極と透明支持体の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど、外部への取り出し効率が高くなる。低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明支持体の屈折率は一般に1.5~1.7程度であるので、低屈折率層は、屈折率がおよそ1.5以下であることが好ましい。又、更に1.35以下であることが好ましい。低屈折率媒質の厚みは、媒質中の波長の2倍以上となるのが望ましい。これは、低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。全反射を起こす界面もしくは何れかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は、回折格子が一次の回折や、2次の回折といった所謂ブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることが出来る性質を利用して、発光層から発生した光の内、層間での全反射等により外に出ることが出来ない光を、何れかの層間もしくは、媒質中(透明基板内や透明電極内)に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。導入する回折格子は、2次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは、発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な1次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。しかしながら、屈折率分布を2次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
回折格子を導入する位置としては前述の通り、何れかの層間もしくは、媒質中(透明支持体内や透明電極内)でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。この時、回折格子の周期は、媒質中の光の波長の約1/2~3倍程度が好ましい。回折格子の配列は、正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、2次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
更に、本発明の有機EL素子は、発光層で発生した光を効率よく取り出すために、透明支持体の光取り出し側に、例えばマイクロレンズアレイ上の構造を設けるように加工したり、或いは、所謂集光シートと組合せることにより、特定方向、例えば有機EL素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることが出来る。マイクロレンズアレイの例としては、透明支持体の光取り出し側に一辺が30μmでその頂角が90度となるような四角錐を2次元に配列する。一辺は10μm~100μmが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大き過ぎると厚みが厚くなり好ましくない。
集光シートとしては、例えば液晶表示装置のLEDバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。この様なシートとして例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム(BEF)等を用いることが出来る。プリズムシートの形状としては、例えば基板に頂角90度、ピッチ50μmの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。又、発光素子からの光放射角を制御するために光拡散板・フィルムを、集光シートと併用してもよい。例えば、(株)きもと製拡散フィルム(ライトアップ)等を用いることが出来る。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1
(有機EL構造体の作製)
図1に示す製造工程により逐次成膜法で、可撓性支持体/第1電極(陽極)/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/第2電極(陰極)/接着剤層/封止部材の構成の帯状の有機EL構造体を作製した。尚、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層は湿式塗布方式で形成した。尚、製造工程は、外気と遮蔽された同じ空間に配置されている。
(有機EL構造体の作製)
図1に示す製造工程により逐次成膜法で、可撓性支持体/第1電極(陽極)/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/第2電極(陰極)/接着剤層/封止部材の構成の帯状の有機EL構造体を作製した。尚、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層は湿式塗布方式で形成した。尚、製造工程は、外気と遮蔽された同じ空間に配置されている。
〈帯状の可撓性支持体の準備〉
帯状の可撓性支持体として、幅200mm、長さ500mの厚さ100μmのポリエチレンナフタレートフィルム(帝人・デユポン社製フィルム、以下、PENと略記する)を準備した。尚、予め形成する第1電極の位置に合わせアライメントマーク及び第1電極の取り出し電極、第2電極の取り出し電極が形成される位置に位置指定マークを付けた。
帯状の可撓性支持体として、幅200mm、長さ500mの厚さ100μmのポリエチレンナフタレートフィルム(帝人・デユポン社製フィルム、以下、PENと略記する)を準備した。尚、予め形成する第1電極の位置に合わせアライメントマーク及び第1電極の取り出し電極、第2電極の取り出し電極が形成される位置に位置指定マークを付けた。
(第1電極の形成)
準備したPENの上に厚さ120nm、幅70mm×長さ100mmで取り出し電極を有する陽極(第1電極)を、ITO(インジウムチンオキシド)を蒸着法によりパターニングし、第1電極を帯状可撓性支持体の長さ方向に20mm間隔、幅方向に30mm間隔両端に15mmを空けて2列形成し、巻き芯に巻き取りロール状とした。
準備したPENの上に厚さ120nm、幅70mm×長さ100mmで取り出し電極を有する陽極(第1電極)を、ITO(インジウムチンオキシド)を蒸着法によりパターニングし、第1電極を帯状可撓性支持体の長さ方向に20mm間隔、幅方向に30mm間隔両端に15mmを空けて2列形成し、巻き芯に巻き取りロール状とした。
〈正孔輸送層の形成〉
図1に示す製造装置を使用し、準備した巻き芯に巻き取りロール状とした第1電極が形成された帯状可撓性支持体の第1電極の上に、以下に示す正孔輸送層形成用塗布液を押出し塗布機で窒素ガス雰囲気で塗布速度2m/min塗布した後、乾燥し厚みが50nmの正孔輸送層を形成した。正孔輸送層形成用塗布液を塗布する前に、帯状可撓性支持体の洗浄表面改質処理を、波長184.9nmの低圧水銀ランプを使用し、照射強度15mW/cm2、距離10mmで実施した。帯電除去処理は、微弱X線による除電器を使用し行った。
図1に示す製造装置を使用し、準備した巻き芯に巻き取りロール状とした第1電極が形成された帯状可撓性支持体の第1電極の上に、以下に示す正孔輸送層形成用塗布液を押出し塗布機で窒素ガス雰囲気で塗布速度2m/min塗布した後、乾燥し厚みが50nmの正孔輸送層を形成した。正孔輸送層形成用塗布液を塗布する前に、帯状可撓性支持体の洗浄表面改質処理を、波長184.9nmの低圧水銀ランプを使用し、照射強度15mW/cm2、距離10mmで実施した。帯電除去処理は、微弱X線による除電器を使用し行った。
(正孔輸送層形成用塗布液の準備)
ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製 Bytron P AI 4083)を純水で65%、メタノール5%で希釈した溶液を正孔輸送層形成用塗布液として準備した。
ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製 Bytron P AI 4083)を純水で65%、メタノール5%で希釈した溶液を正孔輸送層形成用塗布液として準備した。
(乾燥及び加熱処理条件)
正孔輸送層形成用塗布液を塗布した後、製膜面に向け高さ100mm、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度100℃で溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理装置で温度120℃で裏面伝熱方式の熱処理を行い厚さ50nmの正孔輸送層を形成した。
正孔輸送層形成用塗布液を塗布した後、製膜面に向け高さ100mm、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度100℃で溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理装置で温度120℃で裏面伝熱方式の熱処理を行い厚さ50nmの正孔輸送層を形成した。
〈発光層の形成〉
引き続き、正孔輸送層迄を形成した帯状可撓性支持体の正孔輸送層の上に、以下に示す緑色発光層形成用塗布液を塗布機を用い、窒素ガス雰囲気中で押出し、塗布速度2m/minで塗布した後、乾燥し厚みが100nmの発光層を形成した。
引き続き、正孔輸送層迄を形成した帯状可撓性支持体の正孔輸送層の上に、以下に示す緑色発光層形成用塗布液を塗布機を用い、窒素ガス雰囲気中で押出し、塗布速度2m/minで塗布した後、乾燥し厚みが100nmの発光層を形成した。
(緑色発光層形成用塗布液の準備)
ホスト材のポリビニルカルバゾール(PVK)にドーパント材Ir(ppy)3を5質量%、1,2-ジクロロエタン中に溶解し1%溶液とし、緑色発光層形成用塗布液として準備した。
ホスト材のポリビニルカルバゾール(PVK)にドーパント材Ir(ppy)3を5質量%、1,2-ジクロロエタン中に溶解し1%溶液とし、緑色発光層形成用塗布液として準備した。
(乾燥及び加熱処理条件)
緑色発光層形成用塗布液を塗布した後、製膜面に向け高さ100mm、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度60℃で溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理装置を用い、温度220℃で加熱処理を行い発光層を形成した。
緑色発光層形成用塗布液を塗布した後、製膜面に向け高さ100mm、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度60℃で溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理装置を用い、温度220℃で加熱処理を行い発光層を形成した。
〈電子輸送層の形成〉
引き続き、発光層迄を形成した帯状可撓性支持体の発光層の上に、以下に示す電子輸送層形成用塗布液を塗布機を用い、窒素ガス雰囲気中で押出し、塗布速度2m/min塗布した後、乾燥し厚みが30nmの電子輸送層を形成した。
引き続き、発光層迄を形成した帯状可撓性支持体の発光層の上に、以下に示す電子輸送層形成用塗布液を塗布機を用い、窒素ガス雰囲気中で押出し、塗布速度2m/min塗布した後、乾燥し厚みが30nmの電子輸送層を形成した。
(電子輸送層形成用塗布液の準備)
電子輸送層はAlq3を1,2-ジクロロエタン中に溶解し0.5質量%溶液とし電子輸送層形成用塗布液とした。
電子輸送層はAlq3を1,2-ジクロロエタン中に溶解し0.5質量%溶液とし電子輸送層形成用塗布液とした。
(乾燥及び加熱処理条件)
電子輸送層形成用塗布液を塗布した後、製膜面に向け高さ100mm、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度60℃で溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理装置を用い、温度200℃で加熱処理を行い電子輸送層を形成した。
電子輸送層形成用塗布液を塗布した後、製膜面に向け高さ100mm、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度60℃で溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理装置を用い、温度200℃で加熱処理を行い電子輸送層を形成した。
(第2電極の形成)
引き続き、形成された電子輸送層の上に第1電極の上に取り出し電極になる部分を除き、形成された電子輸送層の上に5×10-4Paの真空下にて第2電極形成材料としてアルミニウムを使用し、取り出し電極を有するように蒸着法にて第1電極と同じ大きさにマスクパターン成膜し、厚さ100nmの第2電極を積層した。
引き続き、形成された電子輸送層の上に第1電極の上に取り出し電極になる部分を除き、形成された電子輸送層の上に5×10-4Paの真空下にて第2電極形成材料としてアルミニウムを使用し、取り出し電極を有するように蒸着法にて第1電極と同じ大きさにマスクパターン成膜し、厚さ100nmの第2電極を積層した。
(接着剤の塗設))
引き続き、第2電極の上に取り出し電極になる部分を除き、接着剤を厚さ20μmに塗設した。接着剤として(株)スリーボンド製16X-098を使用した。
引き続き、第2電極の上に取り出し電極になる部分を除き、接着剤を厚さ20μmに塗設した。接着剤として(株)スリーボンド製16X-098を使用した。
(封止部材の貼合)
第1電極を形成した可撓性支持体に付けられたアライメントマーク及び第1電極の取り出し電極、第2電極の取り出し電極が形成される位置に位置指定マークと同じ位置に、アライメントマーク及び位置指定マークを付けた厚さ50μmのPETに、防湿層として厚さ30μmのアルミ箔を積層した封止部材を積重し、押圧0.5MPaで貼合し、温度100℃で接着固定化した。この段階で帯状の有機EL構造体が製造される。
第1電極を形成した可撓性支持体に付けられたアライメントマーク及び第1電極の取り出し電極、第2電極の取り出し電極が形成される位置に位置指定マークと同じ位置に、アライメントマーク及び位置指定マークを付けた厚さ50μmのPETに、防湿層として厚さ30μmのアルミ箔を積層した封止部材を積重し、押圧0.5MPaで貼合し、温度100℃で接着固定化した。この段階で帯状の有機EL構造体が製造される。
(打ち抜き断裁装置の準備)
鉄分が60%未満である打ち抜き断裁刃として、表1に示す様に、断裁刃の材質を変えたダイと、ダイの形状に合わせたパンチとを準備し、これらを装着した図4に示す打ち抜き断裁装置を準備しNo.1-1~1-9とした。尚、ダイはパンチと同じ材質とした。
鉄分が60%未満である打ち抜き断裁刃として、表1に示す様に、断裁刃の材質を変えたダイと、ダイの形状に合わせたパンチとを準備し、これらを装着した図4に示す打ち抜き断裁装置を準備しNo.1-1~1-9とした。尚、ダイはパンチと同じ材質とした。
尚、鉄を60%以上である打ち抜き断裁刃として、合金工具鋼を使用したダイと、ダイの形状に合わせたパンチとを準備し、これらを装着した図4に示す打ち抜き断裁装置を準備し比較No.1-10、1-11とした。
(帯状の機EL構造体の打ち抜き断裁)
準備した各打ち抜き断裁装置No.1-1~1-11で、工程清掃後、準備した帯状の有機EL構造体を打ち抜き断裁する前に、準備した有機EL構造体を形成しない帯状の可撓性支持体から幅90mm×長さ120mmのシートを打ち抜き断裁速度30個/minで8000個を工程を清掃することなく打ち抜き断裁した。この後、引き続き、作製した有機EL構造体を形成しない帯状の可撓性支持体から、可撓性支持体に付けたアライメントマークに従って、幅90mm×長さ120mmの有機EL素子を打ち抜き断裁速度30個/minで400個打ち抜き断裁し、有機EL素子を作製し、No.101~111とした。
準備した各打ち抜き断裁装置No.1-1~1-11で、工程清掃後、準備した帯状の有機EL構造体を打ち抜き断裁する前に、準備した有機EL構造体を形成しない帯状の可撓性支持体から幅90mm×長さ120mmのシートを打ち抜き断裁速度30個/minで8000個を工程を清掃することなく打ち抜き断裁した。この後、引き続き、作製した有機EL構造体を形成しない帯状の可撓性支持体から、可撓性支持体に付けたアライメントマークに従って、幅90mm×長さ120mmの有機EL素子を打ち抜き断裁速度30個/minで400個打ち抜き断裁し、有機EL素子を作製し、No.101~111とした。
使用したパンチの刃先角度θ1(図6参照)は80°、ダイの刃先角度θ2(図6参照)は85°とした。パンチとストリッパとのクリアランスは、+0.03mmとし、ノックアウトとダイとのクリアランスは+0.03mmとした。ダイとパンチとのクリアランスは、7μmとした。
評価
準備した各有機EL素子No.101~111に付き、ダークスポットの発生状況を以下に示す試験方法で試験した結果を表2に示す。
準備した各有機EL素子No.101~111に付き、ダークスポットの発生状況を以下に示す試験方法で試験した結果を表2に示す。
ダークスポットの試験方法
各試料に付き、KEITHLEY製ソースメジャーユニット2400型を用いて、直流電圧を有機EL素子に印加し発光させた。200cdで発光させた有機EL素子について、50倍の顕微鏡でダークスポット(発光ムラ)の数を観察し、400個の中で最も多くのダークスポットが発生している数を最大ダークスポットの数とした。
各試料に付き、KEITHLEY製ソースメジャーユニット2400型を用いて、直流電圧を有機EL素子に印加し発光させた。200cdで発光させた有機EL素子について、50倍の顕微鏡でダークスポット(発光ムラ)の数を観察し、400個の中で最も多くのダークスポットが発生している数を最大ダークスポットの数とした。
鉄分が60%未満である材料を使用した断裁刃で打ち抜き断裁した試料No.101~109において、鉄分が60%に近い断裁刃で打ち抜き断裁した試料No.109は実技上では故障とならない程度のダークスポットの発生が見られ、鉄分が少ない断裁刃で打ち抜き断裁した試料No.101~108ではダークスポットの発生が見られなかった。鉄を84.4%、96.2%含む断裁刃で打ち抜き断裁した試料No.110、111はダークスポットの発生が多発することが確認された。本発明の有効性が確認された。
実施例2
図2に示す枚葉シート状支持体を使用して逐次成膜法で作製した枚葉シート状の有機EL構造体から実施例1と同じ打ち抜き断裁刃を使用した打ち抜き断裁装置で打ち抜き断裁した有機EL素子も実施例1と同じ結果を得た。
図2に示す枚葉シート状支持体を使用して逐次成膜法で作製した枚葉シート状の有機EL構造体から実施例1と同じ打ち抜き断裁刃を使用した打ち抜き断裁装置で打ち抜き断裁した有機EL素子も実施例1と同じ結果を得た。
実施例3
図3に示す製造工程により貼合法で、可撓性支持体/第1電極(陽極)/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/第2電極(陰極)/可撓性支持体の構成を有する帯状の有機EL構造体を作製した。尚、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層は湿式塗布方式で形成した。尚、製造工程は、外気と遮蔽された同じ空間に配置されている。
図3に示す製造工程により貼合法で、可撓性支持体/第1電極(陽極)/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/第2電極(陰極)/可撓性支持体の構成を有する帯状の有機EL構造体を作製した。尚、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層は湿式塗布方式で形成した。尚、製造工程は、外気と遮蔽された同じ空間に配置されている。
(第1部材の準備)
(第1電極(陽極)側の可撓性支持体の準備)
予め形成する第1電極の位置に合わせアライメントマークを付けた実施例1と同じ可撓性支持体を準備した。
(第1電極(陽極)側の可撓性支持体の準備)
予め形成する第1電極の位置に合わせアライメントマークを付けた実施例1と同じ可撓性支持体を準備した。
(第1電極~電子輸送層の形成)
実施例1と同じ第1電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を、実施例1と同じ方法で可撓性支持体の上に順次積層した。
実施例1と同じ第1電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を、実施例1と同じ方法で可撓性支持体の上に順次積層した。
(封止剤の塗設)
封止剤として(株)スリーボンド製16X-098を準備した。第1基材上に形成した第1電極(陽極)/正孔輸送層/発光層/電子輸送層の積層体の周囲に、第1電極(陽極)の取り出し電極となる部分を除き接着剤を塗設し第1部材とした。
封止剤として(株)スリーボンド製16X-098を準備した。第1基材上に形成した第1電極(陽極)/正孔輸送層/発光層/電子輸送層の積層体の周囲に、第1電極(陽極)の取り出し電極となる部分を除き接着剤を塗設し第1部材とした。
(第2部材の準備)
(第2電極(陰極)側の可撓性支持体の準備)
予め形成する第1電極の位置に合わせアライメントマークを付けた第1部材と同じ可撓性支持体を準備した。
(第2電極(陰極)側の可撓性支持体の準備)
予め形成する第1電極の位置に合わせアライメントマークを付けた第1部材と同じ可撓性支持体を準備した。
(第2電極(陰極)の形成)
図3に示す第2電極(陰極)形成工程で準備した可撓性支持体の上に、5×10-4Paの真空条件下にて、第1電極(陽極)の大きさ及び位置に合わせマスクを使用して、厚さ100nm、幅70mm×長さ100mmで、取り出し電極を有する第2電極(陰極)を、アルミニウムを蒸着することで形成し第2部材とした。
図3に示す第2電極(陰極)形成工程で準備した可撓性支持体の上に、5×10-4Paの真空条件下にて、第1電極(陽極)の大きさ及び位置に合わせマスクを使用して、厚さ100nm、幅70mm×長さ100mmで、取り出し電極を有する第2電極(陰極)を、アルミニウムを蒸着することで形成し第2部材とした。
〈貼合〉
準備した第1部材と、第2部材とを図3に示す貼合装置により減圧環境下で熱圧着ロールにより第2電極と、第1電極とを対向する様に合わせ(第1基材と第2基材の間に第1電極(陽極)と第2電極(陰極)とが対向するように挟まれた構成となる)貼合した。この段階で帯状の有機EL構造体が作製される。尚、第1電極と第2電極との位置合わせは双方に付けられているアライメントマークをアライメントマーク検出装置で検出し、第1部材及び第2部材の搬送速度を調整しながら行った。貼合する時の減圧度としては、0.1Paとし、貼合する時の温度は200℃、圧力は5MPaとした。
準備した第1部材と、第2部材とを図3に示す貼合装置により減圧環境下で熱圧着ロールにより第2電極と、第1電極とを対向する様に合わせ(第1基材と第2基材の間に第1電極(陽極)と第2電極(陰極)とが対向するように挟まれた構成となる)貼合した。この段階で帯状の有機EL構造体が作製される。尚、第1電極と第2電極との位置合わせは双方に付けられているアライメントマークをアライメントマーク検出装置で検出し、第1部材及び第2部材の搬送速度を調整しながら行った。貼合する時の減圧度としては、0.1Paとし、貼合する時の温度は200℃、圧力は5MPaとした。
(断裁装置の準備)
鉄分が60%未満である打ち抜き断裁刃として、表3に示す様に、断裁刃の材質を変えたダイと、ダイの形状に合わせたパンチとを準備し、これらを装着した図4に示す打ち抜き断裁装置を準備しNo.3-1~3-9とした。尚、ダイはパンチと同じ材質とした。
鉄分が60%未満である打ち抜き断裁刃として、表3に示す様に、断裁刃の材質を変えたダイと、ダイの形状に合わせたパンチとを準備し、これらを装着した図4に示す打ち抜き断裁装置を準備しNo.3-1~3-9とした。尚、ダイはパンチと同じ材質とした。
尚、鉄分が60%以上である打ち抜き断裁刃として、合金工具鋼を使用したダイと、ダイの形状に合わせたパンチとを準備し、これらを装着した図4に示す打ち抜き断裁装置を準備し比較No.3-10~3-11とした。
(有機EL構造体の断裁)
準備した各断裁装置No.3-1~3-11で、工程清掃後、準備した帯状の有機EL構造体を断裁する前に、準備した有機EL構造体を形成していない帯状の可撓性支持体から幅90mm×長さ120mmのシートを断裁速度3m/minで8000個を工程を清掃することなく断裁した。この後、引き続き、作製した帯状の有機EL構造体から、可撓性支持体に付けたアライメントマークに従って幅90mm×長さ120mmの有機EL素子を断裁速度3m/minで400個断裁し、有機EL素子を作製し、No.301~311とした。使用した回転刃の刃先角度は30°とした。
準備した各断裁装置No.3-1~3-11で、工程清掃後、準備した帯状の有機EL構造体を断裁する前に、準備した有機EL構造体を形成していない帯状の可撓性支持体から幅90mm×長さ120mmのシートを断裁速度3m/minで8000個を工程を清掃することなく断裁した。この後、引き続き、作製した帯状の有機EL構造体から、可撓性支持体に付けたアライメントマークに従って幅90mm×長さ120mmの有機EL素子を断裁速度3m/minで400個断裁し、有機EL素子を作製し、No.301~311とした。使用した回転刃の刃先角度は30°とした。
評価
準備した各有機EL素子No.301~311に付き、ダークスポットの発生状況を実施例1と同じ試験方法で試験した結果を表4に示す。
準備した各有機EL素子No.301~311に付き、ダークスポットの発生状況を実施例1と同じ試験方法で試験した結果を表4に示す。
鉄分が60%未満である材料を使用した断裁刃で打ち抜き断裁した試料No.301~309において、鉄分が60%に近い断裁刃で打ち抜き断裁した試料No.309は実技上では故障とならない程度のダークスポットの発生が見られ、鉄分が少ない断裁刃で打ち抜き断裁した試料No.301~308ではダークスポットの発生が見られなかった。鉄を84.4%、96.4%含む断裁刃で打ち抜き断裁した試料No.310、311はダークスポットの発生が多発することが確認された。本発明の有効性が確認された。
1、1′、1″ 有機EL素子の製造工程
2、2′、 供給工程
2″ 第1供給工程
201a 可撓性支持体
201′ 枚葉シート状支持体
3、3′、3″ 第1電極形成工程
302、502、3′b~7′b、6″a 蒸着装置
4、4″ 有機機能層形成工程
201″a、501″ 帯状可撓性支持体
401、4′、401″ 正孔輸送層形成工程
402、5′、402″ 発光層形成工程
403、6′、403″ 電子輸送層形成工程
5、7′、6″ 第2電極形成工程
5″ 第2供給工程
6、8′ 封止工程
601、8′a1 接着剤塗設装置
602 封止部材供給装置
603 貼合装置
7、9′、9″ 断裁工程
7″ 封止剤塗設工程
701、9′a、9″a 打ち抜き断裁装置
8′a 接着剤塗設工程
8′b 可撓性封止部材貼合工程
8″ 貼合工程
9″a1 パンチ
9″a2 ダイ
9″a′ 断裁装置
9″a′1 縦方向断裁装置
9″a′2 横方向断裁装置
9″a′11~9″a′13 回転刃
2、2′、 供給工程
2″ 第1供給工程
201a 可撓性支持体
201′ 枚葉シート状支持体
3、3′、3″ 第1電極形成工程
302、502、3′b~7′b、6″a 蒸着装置
4、4″ 有機機能層形成工程
201″a、501″ 帯状可撓性支持体
401、4′、401″ 正孔輸送層形成工程
402、5′、402″ 発光層形成工程
403、6′、403″ 電子輸送層形成工程
5、7′、6″ 第2電極形成工程
5″ 第2供給工程
6、8′ 封止工程
601、8′a1 接着剤塗設装置
602 封止部材供給装置
603 貼合装置
7、9′、9″ 断裁工程
7″ 封止剤塗設工程
701、9′a、9″a 打ち抜き断裁装置
8′a 接着剤塗設工程
8′b 可撓性封止部材貼合工程
8″ 貼合工程
9″a1 パンチ
9″a2 ダイ
9″a′ 断裁装置
9″a′1 縦方向断裁装置
9″a′2 横方向断裁装置
9″a′11~9″a′13 回転刃
Claims (7)
- 可撓性支持体の上に第1電極及び第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に少なくとも一層の発光層を含む有機機能層を有する積層体を複数有する有機エレクトロルミネッセンス構造体を形成した後、
前記有機エレクトロルミネッセンス構造体を鉄分が60%未満である断裁刃で断裁し、個別の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 前記可撓性支持体が帯状可撓性支持体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素子の製造方法。
- 前記有機エレクトロルミネッセンス構造体が、可撓性支持体の上に、第1電極と、少なくとも1層の発光層を含む有機機能層と、第2電極とを順次積層した後、積層体上に封止部材を形成して製造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素子の製造方法。
- 前記有機エレクトロルミネッセンス構造体の断裁と、少なくとも封止部材の形成とが外部環境から遮断した同じ空間で行われる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素子の製造方法。
- 前記有機エレクトロルミネッセンス構造体が、第1帯状可撓性支持体の上に第1電極と、少なくとも一層の発光層を含む有機能機層と、前記有機機能層の周囲に塗設された接着剤とを有する第1部材と、第2帯状可撓性支持体の上に第2電極が形成された第2部材とを使用し、前記第1帯状可撓性支持体と前記第2帯状可撓性支持体との間に前記第1電極と前記第2電極とが挟まれた構成となるように貼合して製造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素子の製造方法。
- 前記有機エレクトロルミネッセンス構造体の断裁と、少なくとも第1部材と第2部材との貼合とが外部環境から遮断した同じ空間で行うことを特徴とする請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
- 請求項1~6の何れか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法により製造されたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
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Cited By (2)
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