WO2016103889A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

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organic
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forming
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林 建二
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コニカミノルタ株式会社
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    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/02Details
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/10Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an organic electroluminescence element and an organic electroluminescence element.
  • it is related with the manufacturing method of the organic electroluminescent element which has high productivity and durability, and the organic electroluminescent element manufactured by the said manufacturing method.
  • An organic electroluminescence (EL) element (an organic EL device or an organic EL device) using an organic material can emit light in a surface emission by a specific wavelength and a thin and solid shape by selecting an optimal organic material. . For this reason, commercialization is urgently required for thin large-area full-color displays, electrophotographic light source devices, liquid crystal display backlights, biometric light sources such as vein sensors, and surface emitting illumination. In order to expand applications, quality development development such as material development, structural optimization, and production process efficiency is being actively promoted for further cost reduction and reliability improvement.
  • An organic EL element is a thin film solid state light emitting element generally comprising at least a first electrode, an organic functional layer containing an organic compound, and a second electrode on a base substrate.
  • One of the first electrode and the second electrode constitutes an anode, and the other constitutes a cathode.
  • the organic functional layer is composed of a large number of organic compounds containing at least one organic light-emitting substance.
  • organic EL element panels are based on flexible transparent film substrates by roll supply.
  • the establishment of large-scale production technology for consistent production is required.
  • a dark spot phenomenon occurs in which the electrodes and the light emitting material deteriorate and become non-light-emitting due to oxygen or water vapor that permeates the transparent film substrate from the atmosphere over time.
  • a sealing substrate such as a metal foil with a resin adhesive.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a conventional organic EL element.
  • 1B is a sectional view taken along the line XX shown in the plan view of FIG. 1A
  • FIG. 1C is a sectional view taken along the line Y 1 -Y 1
  • FIG. 1D is a sectional view taken along the line Y 2 -Y 2 .
  • a region that is considerably wider than the electrode for example, at least 300 ⁇ m or more away from the end of the first electrode or the end of the second electrode. Must be formed up to.
  • Patent Document 1 a technique for removing a part of the metal electrode with a laser, or as disclosed in Patent Document 2
  • Patent Document 2 There have been studies such as removing inorganic film sealing by using.
  • damage to the surroundings is likely to occur due to strong thermal energy irradiation necessary for sublimation, and there are problems such as particle scattering, resulting in a decrease in yield. Is concerned.
  • Patent Documents 3 to 5 when a cathode separator or a resist layer is provided, the number of steps increases correspondingly, resulting in a problem that productivity is lowered.
  • oxygen gas is used as a main component in dry etching, oxidation of the electrode material and the organic functional layer is induced, and the product quality is likely to be deteriorated.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems and situations, and a solution to that problem is to provide a method for manufacturing an organic electroluminescence element having a narrow bezel region and high productivity. Moreover, it is providing the organic electroluminescent element manufactured by the manufacturing method of the said organic electroluminescent element.
  • the present inventor has removed the formed organic functional layer by dry etching in the process of studying the cause of the above problem, etc., and thereby the organic electroluminescence having a narrow bezel region and high productivity.
  • the inventors have found that an element can be manufactured, and have reached the present invention.
  • the above-mentioned problem according to the present invention is solved by the following means.
  • a method for producing an organic electroluminescence device comprising a substrate, a second electrode connection layer, a first electrode, an organic functional layer, a second electrode, an inorganic sealing layer, a resin adhesive layer, and a sealing substrate, Forming the second electrode connection layer on one surface side of the substrate; Forming the first electrode on the same side of the substrate as the surface on which the second electrode connection layer is formed; Forming the organic functional layer adjacent to the first electrode on the same side of the substrate as the surface on which the second electrode connection layer is formed; Forming the second electrode on the organic functional layer; Removing the organic functional layer in a portion not covered with the second electrode by dry etching; Forming the inorganic sealing layer covering the second electrode and the organic functional layer, and laminating the sealing substrate on the inorganic sealing layer via the resin adhesive layer;
  • a method for producing an organic electroluminescence element comprising:
  • a method for producing an organic electroluminescence device comprising a substrate, a first electrode, an organic functional layer, a second electrode, a second electrode connection layer, an inorganic sealing layer, a resin adhesive layer, and a sealing substrate, Forming the first electrode on one side of the substrate; Forming the organic functional layer adjacent to the first electrode on the same side of the substrate as the surface on which the first electrode is formed; Forming the second electrode on the organic functional layer; Removing the organic functional layer in a portion not covered with the second electrode by dry etching; Forming the second electrode connection layer covering the second electrode and a part of the organic functional layer; Forming the inorganic sealing layer covering the second electrode and the organic functional layer, and laminating the sealing substrate on the inorganic sealing layer via the resin adhesive layer;
  • a method for producing an organic electroluminescence element comprising:
  • the organic electroluminescence device according to claim 1 or 2, further comprising a step of forming an organic planarization layer on the one surface side of the substrate before the step of forming the first electrode. Manufacturing method.
  • the step of removing a part of the organic functional layer by the dry etching generates a plasma discharge by mixing hydrogen gas and nitrogen gas in a reduced pressure atmosphere.
  • An organic electroluminescence element in which at least a first electrode, an organic functional layer, a second electrode, an inorganic sealing layer, a resin adhesive layer, and a sealing substrate are sequentially stacked on one surface side of the substrate, A second electrode connection layer electrically connected to the second electrode;
  • the second electrode connection layer is a structure drawn to the outside of the inorganic sealing layer and the sealing substrate, The layer thickness of the organic functional layer gradually decreases from the end of the second electrode toward the outside,
  • the organic electroluminescent element characterized in that the width of the region of the organic functional layer protruding from the end of the second electrode in the direction parallel to the substrate is in the range of 0 to 100 ⁇ m.
  • the organic electroluminescence device according to any one of items 7 to 10, further comprising a gas barrier layer adjacent to the substrate.
  • the present invention it is possible to provide a method for manufacturing an organic electroluminescence element having a narrow bezel region and high productivity. Moreover, the organic electroluminescent element manufactured by the manufacturing method of the said organic electroluminescent element can be provided.
  • the expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention is not clear, but is presumed as follows.
  • it is possible to pattern an organic functional layer with high accuracy without giving alterations such as oxidation to the electrode material and the organic functional layer, and it is possible to eliminate an extra organic function while preventing a short circuit between the first electrode and the second electrode.
  • the layer can be removed.
  • a highly reliable panel with excellent foreign matter reduction and pattern accuracy in the peripheral bezel area enables high moisture resistance reliability, a narrow bezel width, a small number of masks, and a large area on a roll substrate. Can have high productivity.
  • mask patterning of 5 to 20 layers of organic functional layers is not required, so that mask costs can be greatly reduced.
  • the organic electroluminescent device manufacturing method of the present invention includes a substrate, a second electrode connection layer, a first electrode, an organic functional layer, a second electrode, an inorganic sealing layer, a resin adhesive layer, and a sealing substrate.
  • a method of forming the second electrode connection layer on one surface side of the substrate (second electrode connection layer formation step), and a surface of the substrate on which the second electrode connection layer is formed Forming the first electrode on the same side as the first electrode, and forming the first electrode adjacent to the first electrode on the same side as the surface on which the second electrode connection layer of the substrate is formed.
  • a step of forming a functional layer (organic functional layer forming step), a step of forming the second electrode on the organic functional layer (second electrode forming step), and the portion not covered by the second electrode Organic functional layer removed by dry etching
  • Forming an inorganic sealing layer that covers the second electrode and the organic functional layer (inorganic sealing layer forming process), and interposing the resin adhesive layer on the inorganic sealing layer.
  • laminating step a step of laminating the sealing substrate.
  • the method for producing an organic electroluminescence element of the present invention includes a substrate, a first electrode, an organic functional layer, a second electrode, a second electrode connection layer, an inorganic sealing layer, a resin adhesive layer, and a sealing substrate.
  • a step of forming the organic functional layer adjacent to the first electrode (organic functional layer forming step), a step of forming the second electrode on the organic functional layer (second electrode forming step), and the second A step of removing the organic functional layer in a portion not covered by the electrode by dry etching (dry etching step), and a step of forming the second electrode connection layer covering the second electrode and a part of the organic functional layer.
  • a step of forming an organic flattening layer before the step of forming the first electrode on one surface side of the substrate. It is preferable to include a formation layer forming step).
  • the step of removing a part of the organic functional layer by the dry etching (dry etching step) generates a plasma discharge containing hydrogen gas as a main component in a reduced pressure atmosphere. This is because the electrode material and the organic functional layer are not oxidized, and the burden on the environment is small.
  • the step of removing a part of the organic functional layer by the dry etching includes mixing hydrogen gas and nitrogen gas in a reduced pressure atmosphere to generate plasma discharge. Is preferred. This is because the etching rate is improved without oxidizing the electrode material and the organic functional layer.
  • an environment under a reduced pressure atmosphere is formed from the step of forming the second electrode (second electrode forming step) to the step of forming the inorganic sealing layer (inorganic sealing layer forming step). It is preferable to carry out continuously while maintaining. This is because adhesion of foreign matters on each layer can be greatly reduced.
  • the organic electroluminescence element of the present invention is an organic electroluminescence element in which at least a first electrode, an organic functional layer, a second electrode, an inorganic sealing layer, a resin adhesive layer, and a sealing substrate are sequentially laminated on one surface side of the substrate. And having a second electrode connection layer electrically connected to the second electrode, wherein the second electrode connection layer is drawn to the outside of the inorganic sealing layer and the sealing substrate.
  • a region of the organic functional layer in which the layer thickness of the organic functional layer gradually decreases from the end of the second electrode toward the outside, and protrudes in a direction parallel to the substrate from the end of the second electrode The width is within the range of 0 to 100 ⁇ m.
  • an etching prevention layer is provided between the substrate and the first electrode. This is because an organic EL element can be manufactured without deterioration of the substrate.
  • the organic EL element can be manufactured without deterioration of the second electrode.
  • an organic planarization layer is provided between the substrate and the first electrode, and the layer thickness of the organic planarization layer gradually increases from the end of the first electrode toward the outside.
  • the width of the region of the organic planarization layer that decreases and protrudes in the direction parallel to the substrate from the end of the first electrode is in the range of 0 to 100 ⁇ m. This is because the area for forming the inorganic sealing layer can be ensured by minimizing the bezel area, and moisture or the like can be suitably prevented from entering the organic functional layer.
  • a gas barrier layer adjacent to the substrate. This is because it is possible to suitably prevent gas such as moisture from entering from the substrate side.
  • Embodiments 1 and 2 An example of a method for producing an organic electroluminescence element (hereinafter also referred to as an organic EL element) of the present invention and an organic EL element produced by the production method will be described as Embodiments 1 and 2, and preferred embodiments are described in Embodiments 3 to 3. This will be described as 5.
  • the manufacturing method of the organic EL element 1a of Embodiment 1 is a manufacturing method of an organic EL element having a substrate, a second electrode connection layer, a first electrode, an organic functional layer, a second electrode, an inorganic sealing layer, and a resin adhesive layer.
  • a step of forming a second electrode connection layer on one surface side of the substrate a step of forming the first electrode on the same side as the surface of the substrate on which the second electrode connection layer is formed, Forming an organic functional layer adjacent to the first electrode on the same side of the substrate as the surface on which the second electrode connection layer is formed; forming a second electrode on the organic functional layer; Removing a portion of the organic functional layer not covered by the two electrodes by dry etching, forming an inorganic sealing layer covering the second electrode and the organic functional layer, and forming a resin adhesive layer on the inorganic sealing layer And laminating a sealing substrate via As shown in FIG.
  • the organic EL element 1 a has a layer structure in which a first electrode (anode) 140 and a second electrode connection layer 122 a are provided on the surface side of the substrate 100 where the gas barrier layer 110 is provided.
  • the sealing substrate 200 is bonded to the organic EL element body on which the organic functional layer 150, the second electrode (cathode) 160, and the inorganic sealing layer 170 are laminated via the resin adhesive layer 180.
  • . 2A is a sectional view taken along the line XX shown in the plan view of FIG. 2A
  • FIG. 2C is a sectional view taken along the line Y 1 -Y 1
  • FIG. 2D is a sectional view taken along the line Y 2 -Y 2 .
  • the manufacturing method of the organic EL element 1b of Embodiment 2 is a manufacturing method of the organic EL element which has a board
  • the organic EL element 1 b has a layer configuration in which a first electrode (anode) 140 is provided on the surface side of the substrate 100 where the gas barrier layer 110 is provided, and the organic functional layer 150, second layer is provided. After the electrode (cathode) 160 is formed, the second electrode connection layer 122b is provided on the gas barrier layer in contact with the second electrode and along the organic functional layer.
  • FIG. 9B is a sectional view taken along the line XX shown in the plan view of FIG. 9A
  • FIG. 9C is a sectional view taken along the line Y 1 -Y 1
  • FIG. 9D is a sectional view taken along the line Y 2 -Y 2 .
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the second electrode connection layer 122b is formed after the second electrode is formed and the dry etching process is performed (see FIGS. 9 and 10).
  • Embodiment 3 is different from Embodiments 1 and 2 in that an organic planarization layer is formed on a gas barrier layer before forming a first electrode, and a first electrode connection layer is formed (FIG. 11). reference).
  • an organic planarization layer 130 By forming the organic planarization layer 130, unevenness that is likely to occur when the first electrode is formed can be suppressed.
  • a first electrode connection layer that ensures connection with the first electrode.
  • the etching prevention layer is not provided, it is also preferable that it is the structure provided with an etching prevention layer similarly to Embodiment 4 and 5.
  • FIG. FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the line XX shown in the plan view of FIG. 11A
  • FIG. 11C is a cross-sectional view taken along the line Y 1 -Y 1
  • FIG. 11D is a cross-sectional view taken along the line Y 2 -Y 2 .
  • an etching prevention layer 115 is provided on the gas barrier layer.
  • the other configurations can employ the configurations of the first to third embodiments. That is, the configuration in which the etching prevention layer of the fourth embodiment is provided is an example, and can be similarly applied to the configurations of the first to third embodiments.
  • an etching prevention layer By providing the etching prevention layer, deterioration of the gas barrier layer and the substrate can be suppressed. In the case where the gas barrier layer is not provided, an etching prevention layer can be provided on the substrate.
  • an etching prevention layer 115 is provided on the second electrode.
  • the other configurations can employ the configurations of the first to fourth embodiments. That is, the configuration in which the etching prevention layer according to the fifth embodiment is provided is an example similarly to the fourth embodiment, and can be employed in the configurations of the first to fourth embodiments. In the following, further detailed description of Embodiments 1 to 5 will be given.
  • Embodiment 1 In FIG. 2, the top view and schematic sectional drawing of the organic EL element 1a are shown as an example of the organic EL element manufactured by the manufacturing method of the organic EL element of this invention.
  • H represents a light emitting region
  • N represents a non-light emitting region.
  • a first electrode (anode) 140, an organic functional layer 150, a second electrode (cathode) 160, a second electrode connection layer 122a, and an inorganic sealing layer 170 are laminated on one surface side of the substrate 100.
  • the sealing substrate 200 is bonded to the organic EL element main body via the resin adhesive layer 180.
  • the organic EL element 1a is not limited to these layer structures, and may have a general layer structure.
  • the organic functional layer 150 only needs to have at least a light emitting layer.
  • various functional layers such as a carrier (hole and electron) injection layer, a blocking layer, and a transport layer as described later are provided. It may be appropriately laminated.
  • the organic EL element 1a is manufactured by pasting on the inorganic sealing layer 170 in a state where the sealing substrate 200 and the resin adhesive layer 180 are laminated in advance. That is, the organic EL element 1a of the present embodiment is manufactured with a completely solid structure, not with a hollow structure in which a gas is sealed.
  • the first electrode 140, the organic functional layer 150, and the second electrode 160 are easily changed in response to water vapor or oxygen in the atmosphere, and particularly when a flexible substrate is used, the oxygen permeability and the water vapor permeability are high. It is preferable to provide a gas barrier layer.
  • the second electrode connection layer 122a, the first electrode 140, the organic functional layer 150, and the second electrode 160 are sequentially formed on the gas barrier layer, and then dry etching is performed to form the inorganic sealing layer 170. In some cases, the electrode connection layer 120 is formed after the dry etching step.
  • the inorganic sealing layer 170 has a structure in which the first electrode 140, the organic functional layer 150, and the second electrode 160 are easily altered by reacting with water vapor or oxygen in the atmosphere. It is formed so as to cover not only the upper surface (sealing substrate 200 side) but also the side surface while being connected to the electrode connection layer 122a.
  • the resin adhesive layer 180 and the sealing substrate 200 are formed so as to cover the inorganic sealing layer 170 because the purpose is to protect the organic EL element body from external impact and heat dissipation during light emission.
  • the edge part is formed by simultaneous cutting
  • FIG. Therefore, the non-light emitting region (also referred to as frame width or bezel width) around the organic EL element 1a can be made as narrow as possible without being affected by the pattern accuracy of each layer or the bonding accuracy of the sealing substrate. That is, in the organic EL element of the present embodiment, it is possible to suppress a decrease in reliability (deterioration with time) of a light emitting state due to atmospheric exposure while ensuring flexibility without increasing the frame width and thickness.
  • each organic compound layer includes various organic compound layers such as a carrier (hole and electron) injection layer, a blocking layer, and a transport layer in addition to the light emitting layer, and includes an organic functional layer 150. Is formed by laminating these organic compound layers. The configuration of these organic compound layers will be described in detail later.
  • FIG. 4 the layer structure formed in each manufacturing process is shown in FIG. 4, the cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 2 is shown on the left side, and the cross-sectional view taken along the line Y 2 -Y 2 in FIG. 2 is shown on the right side.
  • the steps from the second electrode connection layer forming step to the second electrode forming step will be described as forming steps.
  • the substrate 100 is continuously transferred to the multilayer film formation chamber R20.
  • the second electrode connection layer 122a is formed (second electrode connection layer forming step).
  • the second electrode connection layer is a region on the gas barrier layer and including the Y 2 -Y 2 cross section, and is formed by the first electrode formation step which is the next step. It is formed in a region not in contact with the electrode, and is not formed in a region including the XX cross section and the Y 1 -Y 1 cross section.
  • the first electrode 140 is formed on the gas barrier layer.
  • the first electrode is formed in a region including the XX cross section, the Y 1 -Y 1 cross section, and the Y 2 -Y 2 cross section. As shown in FIG. 4, the Y 2 -Y 2 cross section is as described above.
  • the second electrode connection layer is not formed in the range.
  • the organic functional layer 150 is formed so as to cover the first electrode, and the organic functional layer 150 is also partially covered on the gas barrier layer (or substrate) and the second electrode connection layer. Form.
  • the second electrode 160 is formed on the organic functional layer and is in contact with the second electrode connection layer.
  • the first electrode 140, the organic functional layer 150, and the second electrode 160 are preferably formed by a vacuum deposition method.
  • the film forming pressure is controlled in a high vacuum region of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 to 1 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, and the second electrode connection layer 122a is preferably formed by sputtering or ion plating.
  • the pressure is selected in the range of 0.1 to 2 Pa.
  • Each film is formed in a pattern using a mask adapted to the design.
  • the substrate on which the second electrode connection layer 122a, the first electrode 140, the organic functional layer 150, and the second electrode 160 are stacked enters the RF (radio frequency) plasma deposition chamber R30.
  • a dry etching process for removing the organic functional layer by dry etching and formation of the inorganic sealing layer 170 are performed.
  • the dry etching and the formation of the inorganic sealing layer can be handled without moving by switching the pressure and the supply gas.
  • etching process In the dry etching process, plasma discharge is generated while supplying hydrogen gas and nitrogen gas under a pressure of 0.1 to 50 Pa, and the excess organic functional layer 150 protruding from the bezel region around the second electrode 160 is removed. .
  • etching is performed using a reactive gas, an ion beam, a laser beam, an ion gas, and a radical gas in a reduced-pressure atmosphere. Chemical etching using ion gas or radical gas is preferable to physical etching such as laser beam, ion beam or sputtering so that the etched material is not scattered as particles. Oxygen radicals and nitrogen generated by plasma discharge are preferred.
  • Reactive ion etching that chemically reacts using radicals or hydrogen radicals is suitable.
  • reactive ion etching using hydrogen radicals can selectively etch only a carbon-based organic material by hydrogen radicals decomposing and reacting organic substances into methane gas.
  • only the organic compound such as the organic functional layer 150 or the organic planarization layer 130 that is not covered with the mask using the first electrode 140 and the second electrode 160 as a mask layer. Can be removed by etching.
  • hydrogen radicals and nitrogen radicals can also prevent oxidation of metal materials such as silver that are preferably used in electrode materials, they are suitable as process gases used in the production of the organic EL element 1a.
  • a plasma discharge is generated by continuously supplying a certain amount of hydrogen gas and nitrogen gas in a reduced pressure atmosphere of 0.1 to 50 Pa using a high frequency power source such as 13.56 MHz or 2.54 GHz, and generating a plasma atmosphere.
  • a dry etching process is performed by exposing the organic EL element 1a below. Since the plasma radiation temperature at the time of etching rises, etching is performed while cooling the substrate while the temperature of the table in close contact with the substrate is adjusted in the range of 25 to 70 ° C. The reason for mixing hydrogen gas and nitrogen gas is to increase the etching rate.
  • FIG. 5 shows the shape change of the cross section of the organic functional layer 150 to be etched.
  • patterning can be performed with a protruding distance from the end of the second electrode of about 10 ⁇ m.
  • the edge angle ⁇ of the etched organic functional layer was about 20 degrees (see FIG. 2).
  • the inorganic sealing layer 170 is formed.
  • a silicon nitride film is formed by supplying silane gas and ammonia gas at a relatively high deposition pressure of 50 to 200 Pa. By doing so, it is possible to form the inorganic sealing layer 170 with good step coverage, dense and high gas barrier performance.
  • the inorganic sealing layer 170 is also formed in a pattern using a mask so that parts of the first electrode 140 and the second electrode connection layer 122a are exposed.
  • the laminating step is a step of pressure-bonding the sealing substrate through the resin adhesive layer after forming the inorganic sealing layer.
  • the substrate 100 whose pressure and conveyance speed are adjusted in the accumulation chamber R40 is sealed with the resin adhesive layer 180 fed out from the second unwinding portion 56 in the laminating chamber R50 in a reduced pressure atmosphere.
  • the stop substrate 200 is bonded onto the inorganic sealing layer 170 with a pressure roller.
  • the resin adhesive layer 180 is provided on the sealing substrate 200 in advance, and is wound in the winding chamber R60 through a curing step with light or heat as necessary (not shown) after bonding.
  • the first roller 84 performs pressure bonding with the sealing substrate via the resin adhesive layer (first pressure bonding step), and the second roller 86 pressure bonds with the separator 300 removed in order to further improve the adhesion.
  • the pressure bonding environment is preferably an inert gas atmosphere such as nitrogen in order to suppress the mixing of air and moisture, but an ideal pressure bonding without bubbles is more preferable in a reduced pressure atmosphere.
  • the continuous roll lamination can be performed by supplying the continuous roll in a state where the sealing substrate 200 is cut into a predetermined shape in advance and temporarily fixed to the separator 300, the pressure bonding apparatus has high productivity. Thus, the pressure bonding process is completed, and the organic EL element wound up in a roll shape is cured in the resin adhesive layer 180 by a process such as thermosetting.
  • the organic EL element 1a thus fabricated has a structure in which a part of the first electrode 140 and a part other than the second electrode connection layer 122a are covered with the inorganic sealing layer 170 and the sealing substrate 200.
  • the illustration of the reinforcing tape T that reinforces the connection between the organic EL element and the FPC (Flexible printed circuit) substrate F is omitted.
  • the first electrode 140 and the second electrode connection layer 122a are the FPC board F (the wiring portion of the FPC board is F1). Is connected to a power supply unit (power feeding unit) composed of a printed circuit board or a flexible circuit board provided with a current amount adjusting IC or the like. Furthermore, it can also be used as a lighting device or a light emitting device with a structure reinforced by a housing, a frame member, a fixing substrate, or the like.
  • FIG. 8 shows a method of cutting a plurality of organic EL elements stacked in a roll state for each panel. Specifically, FIG. 8 shows a state before the division (the state after the sealing substrate is crimped as shown in FIG. 6). By cutting at a position C indicated by 12, the organic EL element 1a is 12 times. Can be obtained (see the plan view in the middle of FIG. 8).
  • the upper cross-sectional view of FIG. 8 represents a cross-sectional view taken along the YY cross section, and the lower cross-sectional view represents the organic EL element 1a. As shown in FIG.
  • an excimer laser, a carbon dioxide (CO 2 ) laser, a YAG laser, an Nd: YAG laser, a ruby laser, a YVO 4 laser, a semiconductor laser or the like is used as a light source.
  • One type or a combination of a plurality of types can be used within a range of ⁇ 50 ⁇ m.
  • Cutting is performed by scanning one or more of these heads side by side.
  • the laser beam having a wavelength that can be easily absorbed by each layer may be sequentially scanned and cut.
  • the second electrode connection layer 122b is formed after the dry etching process (see FIGS. 9 and 10).
  • a specific method for manufacturing an organic EL element will be described in detail with reference to FIG. 9 and FIG.
  • FIG. 10 the region including the XX cross section and the Y 1 -Y 1 cross section will be described in detail.
  • the second electrode Only the connection layer forming step will be described using a plan view and a Y 2 -Y 2 cross section.
  • the first electrode, the organic functional layer, and the second electrode are formed before the second electrode connection layer is formed, and the process is performed up to the dry etching process.
  • a first electrode 140 is formed on the gas barrier layer.
  • the first electrode is formed in a region including the XX cross section, the Y 1 -Y 1 cross section, and the Y 2 -Y 2 cross section. As shown in FIG. 9, the Y 2 -Y 2 cross section has an organic functional layer.
  • the second electrode connection layer In order to form the second electrode connection layer after forming the film, it is formed in advance in a range not in contact with the second electrode connection layer (see FIG. 10).
  • the organic functional layer 150 is formed so as to cover the first electrode, and the organic functional layer 150 is formed so as to partially cover the gas barrier layer (or substrate).
  • the second electrode 160 is formed on the organic functional layer.
  • the second electrode connection layer 122b is formed from the second electrode along the side surface of the organic planarization layer to the gas barrier layer (or the substrate). As shown in FIG. 10, the second electrode connection layer does not contact the first electrode.
  • the inorganic sealing layer 170 is formed as in the first embodiment.
  • the inorganic sealing layer 170 is also formed in a pattern using a mask so that parts of the first electrode 140 and the second electrode connection layer 122b are exposed.
  • a sealing substrate is bonded onto an inorganic sealing layer, and the sealing substrate is bonded and bonded via a resin adhesive layer.
  • the organic EL element 1b By forming the organic EL element 1b as in the second embodiment, it is not necessary to form a pattern with a mask when the organic functional layer 150 is formed. This is because the second electrode connection layer 122b can be used to connect in an arch shape without leaving an unnecessary organic functional layer 150 around the second electrode 160. Since there is no organic functional layer 150 in the bezel region, a highly reliable organic EL element 1b can be obtained by eliminating a layer through which external moisture permeates in the bezel region. Further, since a mask used in the organic functional layer 150 is not required, productivity is improved and cost reduction can be realized.
  • Embodiment 3 is different in that an organic planarization layer is formed on the gas barrier layer and a first electrode connection layer is formed before forming the first electrode in the second embodiment (see FIG. 11).
  • the organic planarization layer 130 and the first electrode connection layer 121 the gas barrier layer 110, the inorganic sealing layer 170, and the first electrode can be used even when the first electrode 140 uses a material having low moisture resistance such as a silver thin film.
  • the connection layer 121 and the second electrode connection layer 122c high reliability can be obtained without being exposed to the outside and without being corroded for a long time.
  • pattern formation with a mask becomes unnecessary.
  • organic planarization layer 130 and the organic functional layer 150 are not provided in the bezel region, a highly reliable organic EL element 1c is obtained by eliminating a layer through which external moisture is transmitted in the bezel region.
  • productivity can be improved and cost reduction can be realized.
  • Embodiment 4 it is also preferable to provide an etching prevention layer 115 on the gas barrier layer 110 in the organic EL elements shown in Embodiments 1 to 3.
  • FIG. 12 shows a case where an etching prevention layer is provided for the organic EL element 1c shown in the third embodiment.
  • 12A is a sectional view taken along the line XX shown in the plan view of FIG. 12A
  • FIG. 12C is a sectional view taken along the line Y 1 -Y 1
  • FIG. 12D is a sectional view taken along the line Y 2 -Y 2 .
  • Embodiment 5 it is also preferable to form an etching prevention layer on the second electrode after forming the second electrode in the organic EL elements shown in Embodiments 1 to 4.
  • FIG. 13 shows a case where the etching prevention layer 115 is provided on the surface of the second electrode 160 in addition to the formation of the organic planarization layer shown in the third embodiment. Even when the organic planarization layer is not formed, an etching prevention layer can be similarly provided.
  • 13A is a sectional view taken along the line XX shown in the plan view of FIG. 13A
  • FIG. 13C is a sectional view taken along the line Y 1 -Y 1
  • 13D is a sectional view taken along the line Y 2 -Y 2 .
  • the organic EL element with high reliability can be obtained without damaging the second electrode 160 and the organic functional layer 150 in the dry etching process. 1e is obtained.
  • pattern formation with a mask is not required when forming the organic planarization layer 130 and the organic functional layer 150, so that productivity can be improved and cost reduction can be realized.
  • the structure which provides an etching prevention layer on a 2nd electrode can be similarly employ
  • the substrate 100 (also referred to as a substrate, a base material, or a support) is preferably a transparent film such as a thin glass, a thin ceramic, a resin film, a resin film containing glass fiber or carbon fiber, and the like.
  • a transparent resin film from the viewpoint of weight reduction, external impact resistance, and cost.
  • a material for forming the transparent resin film for example, polyolefin such as polyethylene, polypropylene, and cyclic olefin copolymer (COP), polyester such as polyamide, polyimide, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), cellophane, and cellulose.
  • Cellulose esters such as diacetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate (CAP), triacetyl cellulose (TAC), cellulose nitrate, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH), Syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyetherketone, polyimide, polyethersulfone A transparent resin film made of acrylic resin such as poly (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones, polyether imide, polyether ketone imide, fluororesin, polymethyl methacrylate (PMMA), and polyarylates and their derivatives.
  • PES polyphenylene sulfide
  • PMMA polyphenylene sulfide
  • fluororesin polymethyl methacrylate
  • PMMA polyarylates and their derivatives.
  • a cycloolefin resin called Arton (registered trademark: manufactured by JSR) or Apel (registered trademark: manufactured by Mitsui Chemicals) can be used as a material for forming a transparent resin film.
  • Arton registered trademark: manufactured by JSR
  • Apel registered trademark: manufactured by Mitsui Chemicals
  • the thickness is preferably 50 to 300 ⁇ m. Sufficient holding strength can be obtained when the thickness is 50 ⁇ m or more, and flexibility can be maintained when the thickness is 300 ⁇ m or less.
  • a transparent gas barrier layer 110 is formed on one or both surfaces of the substrate 100, at least on the entire surface on the side where the first electrode is formed.
  • the gas barrier layer 110 is intended to prevent the penetration of water vapor and oxygen in the atmosphere and to ensure electrical insulation with respect to the first electrode 140, the organic functional layer 150, and the second electrode 160.
  • the gas barrier layer 110 may be not only an inorganic material film but also a film made of a composite material with an organic material or a hybrid film obtained by laminating these films.
  • water vapor permeability (environmental condition: 25 ⁇ 0.5 ° C., relative humidity (90 ⁇ 2)%) is about 0.01 g / m 2 ⁇ 24 h or less, and oxygen permeability is about 0. .01 ml / m 2 ⁇ 24 h ⁇ atm] or less, a resistivity of 1 ⁇ 10 12 ⁇ ⁇ cm or more, and a light transmittance of about 80% or more in the visible light region. It is necessary to be.
  • the oxygen permeability is a value of 0.0001 ml / m 2 ⁇ 24 h ⁇ atm or less and the water vapor permeability is a value of about 0.0001 g / m 2 ⁇ 24 h or less. It is particularly preferable to use a multilayer film.
  • the “water vapor permeability” as used herein is a value measured by an infrared sensor method in accordance with JIS (Japanese Industrial Standard) -K7129 (2008), and “oxygen permeability” is JIS- It is a value measured by a coulometric method based on K7126 (2006).
  • the material for forming the gas barrier layer 110 described above any material can be used as long as the material can cause deterioration of the organic EL element, for example, can suppress the penetration of a gas such as water or oxygen into the organic EL element.
  • it can be composed of a film made of an inorganic material such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon carbide, silicon oxycarbide, aluminum oxide, aluminum nitride, titanium oxide, zirconium oxide, niobium oxide, molybdenum oxide.
  • the gas barrier layer 110 preferably has a silicon compound such as silicon nitride or silicon oxide as a main raw material in consideration of gas barrier properties, transparency, cleaving property during division, and the like.
  • the film may be composed of not only the inorganic material film but also a film made of a composite material with an organic material or a hybrid film obtained by laminating these films.
  • the order of laminating the film made of an inorganic material and the film made of an organic material is arbitrary, but both the organic material / inorganic material may be laminated alternately, but the outermost surface of the gas barrier layer 110 is An inorganic material is more preferable from the viewpoint of insulating properties, gas barrier properties, and sealing with an inorganic sealing layer 170 described later.
  • the layer thickness can be arbitrarily set as long as the above performance is satisfied, but considering the flexibility, the total thickness is preferably in the range of 50 to 1000 nm. If it is 50 nm or less, sufficient gas barrier performance cannot be obtained, and if it is 1000 nm or more, cracks and the like during bending tend to occur.
  • any method can be used as long as it can be formed on the substrate 100.
  • vacuum deposition method sputtering method, magnetron sputtering method, molecular beam epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma polymerization method (see JP 2004-68143 A), plasma CVD Techniques such as (Chemical Vapor Deposition) method, laser CVD method, thermal CVD method, ALD (atomic layer deposition) method, and wet coating can be used.
  • the electrode connection layer 120 (the first electrode connection layer 121 and the second electrode connection layer 122 in the drawing) is a metal or the like in which the first electrode 140 and the second electrode 160 lack moisture resistance.
  • This is a conductive wiring having heat resistance and moisture resistance taken out of the inorganic sealing layer 170.
  • the total layer thickness is preferably 50 to 1000 nm. When the thickness is 50 nm or more, an increase in wiring resistance can be suppressed, and when the thickness is 1000 nm or less, occurrence of cracks or the like during bending can be suppressed.
  • metals such as aluminum, titanium, molybdenum, copper, and tantalum, ITO (indium tin oxide), indium gallium zinc oxide (IGZO), tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO) ) And transparent metal oxides such as GZO (gallium zinc oxide), and metal materials that are advantageous in terms of conductivity are more preferable.
  • ITO indium tin oxide
  • IGZO indium gallium zinc oxide
  • SnO 2 tin oxide
  • ZnO zinc oxide
  • GZO gallium zinc oxide
  • metal materials that are advantageous in terms of conductivity are more preferable. You may use these for metal multilayer films, such as a MAM electrode (Mo / Al * Nd alloy / Mo) which consists of a single layer or a three-layer structure.
  • the electrode connection layer 120 can be formed by patterning, for example, by vacuum deposition, sputtering, magnetron sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, wet coating, or the like. .
  • the organic planarization layer 130 is a layer formed between the gas barrier layer 110 and the first electrode 140, and planarizes the surface of the gas barrier layer 110 and improves adhesion before forming the first electrode 140.
  • it is suitably used when a thin film metal such as silver is used for the first electrode 140.
  • the organic planarization layer 130 is a material that easily transmits water vapor
  • the organic planarization layer 130 preferably has a structure protected by the gas barrier layer 110 and the inorganic sealing layer 170, such as a DRY process such as vapor deposition, spray coating, a gravure coater,
  • a pattern is formed in the same shape as the first electrode 140 by a comma coater, a die coater, an ink jet method, or the like.
  • the layer thickness is in the range of 50 to 1000 mm. When the thickness is 50 nm or more, sufficient flatness can be obtained, and when the thickness is 1000 nm or less, it is preferable from the economical aspect.
  • the material of the organic planarization layer 130 is preferably a transparent resin material, and not only an insulating organic polymer material such as an epoxy resin, an acrylic resin, polyester, or polyimide, but also polyaniline or polyphenylamine as an auxiliary material for the first electrode 140.
  • an insulating organic polymer material such as an epoxy resin, an acrylic resin, polyester, or polyimide, but also polyaniline or polyphenylamine as an auxiliary material for the first electrode 140.
  • PEDOT / PSS polyethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid
  • PPV polyphenylene vinylene
  • a conductive polymer material such as tertiary amine, and the like may be used.
  • acrylic resin particles having high refractive index, niobium oxide-based inorganic particles, and the like can be added to these resin binder components to impart the effect of increasing light scattering properties. Since the organic planarization layer 130 is likely to allow moisture to enter, the side surface must be covered with the inorganic sealing layer 170. Patterning is performed by patterning by mask patterning or by partially removing the bezel region that protrudes outside the first electrode 140 in a dry etching process described later.
  • the first electrode 140 is an electrode film that supplies (injects) holes to the light emitting layer and has a high work function (4 eV or more), such as metals, alloys, conductive compounds, and mixtures thereof.
  • the electrode material is formed.
  • the first electrode 140 is formed of, for example, a thin film metal such as gold, silver, or aluminum, or ITO (indium tin oxide). Material), tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), gallium zinc oxide (GZO), indium gallium zinc oxide (IGZO), and the like.
  • the light transmittance of the first electrode 140 when light is extracted from the first electrode 140 side, the light transmittance of the first electrode 140 is preferably about 50% or more in the visible light region.
  • the sheet resistance (surface resistance) of the first electrode 140 is preferably a value of 300 ⁇ / ⁇ or less.
  • the first electrode 140 may be a multilayer. For example, a high refractive index layer such as silicon monoxide or niobium oxide or a reflective layer may be provided.
  • the film thickness of the first electrode 140 changes depending on the layer configuration, the electrical resistance of the forming material, and the light transmission, depending on the timely setting, but is preferably set to a value in the range of 5 to 200 nm.
  • the first electrode 140 having the above-described configuration is formed by a technique such as vacuum deposition, sputtering, magnetron sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, or wet coating.
  • the first electrode 140 forms the first electrode 140 having a desired pattern through a pattern mask opened in a desired shape pattern.
  • the organic functional layer 150 is composed of multiple organic compound layers. As described above, for example, it is preferable to include various organic compound layers such as a light emitting layer, a carrier (hole and electron) injection layer, a blocking layer, and a transport layer. Hereinafter, the configuration of each organic compound layer will be described. In addition, each layer which comprises an organic compound layer can be formed even if it is any method of a vacuum evaporation method and the apply
  • a hole injection layer (anode buffer) is provided between the first electrode 140 and the light emitting layer or between the first electrode 140 and a hole transport layer described later. Layer) may be provided.
  • the hole injection layer is provided between the first electrode 140 and the light emitting layer or the hole transport layer in order to lower the driving voltage of the organic EL element and improve the light emission luminance.
  • As a material for forming the hole injection layer (anode buffer layer) compounds described in JP-A No. 2000-160328 can be used. Note that the hole injection layer can be formed by either a vacuum vapor deposition method or a coating method.
  • the hole transport layer is a layer that transports (injects) holes supplied from the first electrode 140 to the light emitting layer. Further, the hole transport layer also acts as a barrier that prevents the inflow of electrons from the cathode 160 side. Therefore, the term hole transport layer may be used in a broad sense to include a hole injection layer and / or an electron blocking layer. As the hole transport material, any material of an organic material and an inorganic material can be used as long as the material can exhibit the above-described action of transporting (injecting) holes and blocking the inflow of electrons.
  • a hole transport material for example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives , Styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, conductive polymer oligomers (particularly thiophene oligomers), and the like can be used.
  • triazole derivatives for example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, o
  • a hole transport material compounds, such as a porphyrin compound and an aromatic tertiary amine compound (styrylamine compound), can be used, for example.
  • compounds such as a porphyrin compound and an aromatic tertiary amine compound (styrylamine compound)
  • styrylamine compound an aromatic tertiary amine compound
  • Aromatic tertiary amine 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-tolylaminophenyl) -4-phenyl Cyclohexane, bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane, bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethan
  • aromatic tertiary amine compounds 4- (di-p-tolylamino) -4 ′-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene, 4-N, N-diphenylamino- (2- A styrylamine compound such as diphenylvinyl) benzene and 3-methoxy-4'-N, N-diphenylaminostilbenzene can be used.
  • aromatic tertiary amine compounds those having two condensed aromatic rings in the molecule as described in US Pat. No.
  • 5,061,569 for example, 4,4′-bis [N— (1-Naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD) and 4,4 ′ in which three triphenylamine units as described in JP-A-4-308688 are connected in a starburst type , 4 ′′ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (MTDATA) may be used.
  • the hole transport material for example, a polymer material in which the various hole transport materials described above are introduced into a polymer chain, or a polymer material in which the various hole transport materials described above are used as a polymer main chain. It can also be used. Note that inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC can also be used as a hole transport material and a material for forming a hole injection layer. Furthermore, as a hole transport material, for example, JP-A-11-251067, J. Org. Huang et. al. You may use the material called what is called a p-type hole transport material as described in literatures (Appl. Phys. Lett., 80 (2002), p.139). Note that when such a material is used as a hole transport material, a more efficient light-emitting element can be obtained.
  • the hole transport layer may be doped with an impurity to form a hole transport layer having a high p property (hole rich).
  • examples thereof include, for example, JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. , 95, 5773 (2004).
  • the hole transport layer can be formed by either a vacuum vapor deposition method or a coating method.
  • the layer thickness of the hole transport layer is appropriately set according to conditions such as the hole transport material used, but is preferably set to a value in the range of 5 to 500 nm. Note that only one hole transport layer may be provided, or a plurality of layers may be provided.
  • the hole transport layer has a single-layer structure, one or more of the above-described hole transport materials are included in the hole transport layer.
  • the light-emitting layer transports holes injected directly from the first electrode 140 or from the first electrode 140 via a hole transport layer and the like, and directly transports from the second electrode 160 or transports electrons from the second electrode 160.
  • This layer emits light by recombination with electrons injected through the layer.
  • the light emitting portion may be inside the light emitting layer, or may be an interface between the light emitting layer and a layer adjacent thereto. Further, only one light emitting layer may be provided, or a plurality of light emitting layers may be provided. Note that when a plurality of light-emitting layers are provided, a structure in which a plurality of light-emitting layers having different emission colors from each other may be stacked. When a plurality of light emitting layers are provided, a non-light emitting intermediate layer may be provided between adjacent light emitting layers. In this case, the intermediate layer can be formed of the same material as the host compound described later in the light emitting layer.
  • the light emitting layer is formed of an organic light emitting material including a host compound (light emitting host) and a light emitting material (light emitting dopant).
  • a host compound light emitting host
  • a light emitting material light emitting dopant
  • an arbitrary emission color can be obtained by appropriately adjusting the emission wavelength of the light emitting material, the type of the light emitting material to be contained, and the like.
  • the light emitting layer may be formed using a vacuum deposition method, or may be formed using a coating method such as die coating after diluting in an organic solvent.
  • the thickness of the light emitting layer can be arbitrarily set.
  • the homogeneity of the constituent films For example, the homogeneity of the constituent films, the prevention of unnecessary application of a high voltage during light emission, and the improvement of the stability of the emission color with respect to the driving current
  • the structures of the host compound and the light emitting material contained in the light emitting layer will be specifically described.
  • a compound having a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission at room temperature (25 ° C.) of less than about 0.1 is preferably used.
  • a compound having a phosphorescence quantum yield of less than about 0.01 is preferably used as the host compound.
  • the volume ratio of the host compound in the light emitting layer is preferably about 50% or more among various compounds contained in the light emitting layer.
  • a known host compound can be used as the host compound. At that time, one type of host compound may be used, or a plurality of types of host compounds may be used in combination. By using a plurality of types of host compounds, the mobility (amount of movement) of charges (holes and / or electrons) can be adjusted, and the light emission efficiency of the organic EL element can be improved.
  • the host compound having the above-described characteristics examples include known low-molecular compounds, high-molecular compounds having repeating units, and low-molecular compounds having a polymerizable group such as a vinyl group or an epoxy group (evaporation polymerizable light-emitting host). ) And the like can be used.
  • the host compound it is preferable to use a compound having a hole transporting function, an electron transporting function, a function of preventing emission of longer wavelengths, and a high Tg (glass transition temperature).
  • the “glass transition temperature (Tg)” mentioned here is a value obtained by a method based on JIS-K 7121-2012 using a DSC (Differential Scanning Calorimetry) method.
  • JP-A Nos. 2001-257076, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357777, 2002 No. 334786, No. 2002-8860, No. 2002-334787, No. 2002-15871, No. 2002-334788, No. 2002-43056, No. 2002-334789, No. 2002-75645.
  • the host compound is preferably a carbazole derivative, and particularly preferably a carbazole derivative and a dibenzofuran compound.
  • Luminescent material for example, a phosphorescent luminescent material (phosphorescent compound, phosphorescent luminescent compound), a fluorescent luminescent material, or the like can be used.
  • a phosphorescent light emitting material is a compound that can emit light from an excited triplet.
  • the phosphorescent material is a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.), and a phosphorescent quantum yield is a compound having a value of about 0.01 or more at 25 ° C.
  • a phosphorescent material having a phosphorescence quantum yield of about 0.1 or more.
  • the phosphorescence quantum yield can be measured, for example, by the method described on page 398 of “Fourth edition Experimental Chemistry Course 7 Spectroscopy II” (1992 edition, Maruzen).
  • the phosphorescence quantum yield in the solution can be measured using various solvents, but in this embodiment, the phosphorescence emission material has a phosphorescence quantum yield of about 0.01 or more in any solvent.
  • Any light emitting material can be used.
  • the light emitting layer may contain one kind of light emitting material, or may contain a plurality of kinds of light emitting materials having different light emission maximum wavelengths. By using a plurality of types of light emitting materials, it is possible to mix a plurality of lights having different emission wavelengths, thereby obtaining light of an arbitrary emission color. For example, white light can be obtained by including a blue dopant, a green dopant, and a red dopant (three kinds of light emitting materials) in the light emitting layer.
  • the first light emission process is an energy transfer type light emission process.
  • carriers recombine on the host compound in the light emitting layer where carriers (holes and electrons) are transported, thereby generating an excited state of the host compound.
  • the energy generated at this time moves from the host compound to the phosphorescent material (the energy level of the excited state moves from the excited level of the host compound to the excited level (excited triplet) of the luminescent material), As a result, light is emitted from the phosphorescent material.
  • the second light emission process is a carrier trap type light emission process.
  • a phosphorescent material traps carriers (holes and electrons) in the light emitting layer.
  • carrier recombination occurs on the phosphorescent material, and light is emitted from the phosphorescent material.
  • the excited state energy level of the phosphorescent light emitting material needs to be lower than the excited state energy level of the light emitting host.
  • a desired phosphorescent material is appropriately selected from various known phosphorescent materials (phosphorescent compounds) used in conventional organic EL devices. Can be used.
  • a complex compound containing a metal element of Group 8 to Group 10 in the periodic table of elements can be used as the phosphorescent material.
  • a complex compound containing a metal element of Group 8 to Group 10 in the periodic table of elements can be used as the phosphorescent material.
  • fluorescent light-emitting materials include, for example, coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamines.
  • a dye, a pyrylium dye, a perylene dye, a stilbene dye, a polythiophene dye, a rare earth complex phosphor, or the like can be used.
  • a method for obtaining white light emission a method in which a host compound contains a plurality of light emitting materials having different emission wavelengths is used, but the present invention is not limited to this.
  • a blue light-emitting layer, a green light-emitting layer, and a red light-emitting layer may be laminated to form a light-emitting layer, and white light emission may be obtained by mixing light emitted from each color light-emitting layer.
  • the electron transport layer is a layer that transports (injects) electrons supplied from the second electrode 160 to the light emitting layer.
  • the electron transport layer also acts as a barrier that prevents holes from flowing in from the anode 140. Therefore, the term electron transport layer may be used in a broad sense to include an electron injection layer and / or a hole blocking layer.
  • An electron transport layer adjacent to the second electrode 160 side of the light-emitting layer when the electron transport layer has a single-layer structure, the electron transport layer is located closest to the light-emitting layer when a plurality of the electron transport layer and the electron transport layer are provided.
  • Any material can be used as an electron transport material (also serving as a hole blocking material) used for the layer) as long as it has a function of transmitting (transporting) electrons injected from the second electrode 160 to the light emitting layer. Can do.
  • the electron transport material any one of known compounds used in conventional organic EL elements can be appropriately selected and used.
  • a metal complex such as a fluorene derivative, a carbazole derivative, an azacarbazole derivative, an oxadiazole derivative, a trizole derivative, a silole derivative, a pyridine derivative, a pyrimidine derivative, or an 8-quinolinol derivative is used as the electron transport material.
  • a metal complex such as a fluorene derivative, a carbazole derivative, an azacarbazole derivative, an oxadiazole derivative, a trizole derivative, a silole derivative, a pyridine derivative, a pyrimidine derivative, or an 8-quinolinol derivative is used as the electron transport material.
  • electron transport material for example, metal phthalocyanine or metal free phthalocyanine or a compound in which an end group thereof is substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be used.
  • a dibenzofuran derivative can also be used as an electron transport material.
  • the electron transport layer may be doped with an impurity as a guest material to form an electron transport layer having a high n property (electron rich).
  • an impurity as a guest material
  • the electron transport layer having such a structure are described in, for example, JP-A-4-297076, JP-A-10-270172, JP-A-2000-196140, 2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. , 95, 5773 (2004).
  • an organic alkali metal salt can be used as the guest material (dope material).
  • an alkali metal salt of an organic substance is used as a doping material
  • the kind of the organic substance is arbitrary.
  • a compound such as a salt, a tosylate, and a benzenesulfonate can be used as the organic substance.
  • organic substances include aliphatic carboxylic acids such as formate, acetate, propionate and butyrate.
  • the number of carbon atoms is preferably 4 or less.
  • the most preferable compound as the organic substance is acetate.
  • the kind of alkali metal which comprises the alkali metal salt of organic substance is arbitrary, For example, Li, Na, K, or Cs can be used.
  • a preferable alkali metal is K or Cs, and a more preferable alkali metal is Cs. Therefore, an organic alkali metal salt that can be used as a doping material for the electron transport layer is a compound in which the organic substance and the alkali metal are combined.
  • the doping material for example, formic acid Li, formic acid K, formic acid Na, formic acid Cs, acetic acid Li, acetic acid K, sodium acetate, acetic acid Cs, propionic acid Li, propionic acid Na, propionic acid K, propionic acid Cs , Oxalic acid Li, oxalic acid Na, oxalic acid K, oxalic acid Cs, malonic acid Li, malonic acid Na, malonic acid K, malonic acid Cs, succinic acid Li, succinic acid Na, succinic acid K, succinic acid Cs, benzoic acid Acid Li, benzoic acid Na, benzoic acid K or benzoic acid Cs can be used.
  • formic acid Li, formic acid K, formic acid Na, formic acid Cs acetic acid Li, acetic acid K, sodium acetate, acetic acid Cs, propionic acid Li, propionic acid Na, propionic acid K, propionic acid Cs
  • Li-acetate, K-acetate, Na-acetate or Cs-acetate is a preferred dopant, and the most preferred dope is Cs-acetate.
  • the preferable content of these dope materials is a value within the range of about 1.5 to 35% by mass with respect to the electron transport layer to which the dope material is added, and the more preferable content is about 3 to 25%.
  • the value is in the range of mass%, and the most preferable content is a value in the range of about 5 to 15 mass%.
  • the electron transport layer can be formed by either a vacuum deposition method or a coating method.
  • the layer thickness of the electron transport layer is appropriately set according to conditions such as the electron transport material used, but is preferably set to a value in the range of 5 to 200 nm. Note that only one electron transport layer or a plurality of electron transport layers may be provided. When the electron transport layer has a single-layer structure, one or more materials among the electron transport materials described above are included in the electron transport layer.
  • an electron injection layer (electron buffer layer) is provided between the second electrode 160 and the light emitting layer or between the second electrode 160 and the electron transport layer. Also good. Similar to the hole injection layer, the electron injection layer is formed between the second electrode 160 and the organic compound layer (light emitting layer or electron transport layer) in order to reduce the driving voltage of the organic EL element and improve the light emission luminance. Provided.
  • a detailed description of the configuration of the electron injection layer is omitted, but for example, “Organic EL element and its industrialization front line” (issued by NTT, Inc. on November 30, 1998) The structure of the electron injection layer is described in detail in the chapter “Electrode Material” (pages 123-166).
  • the second electrode 160 is a conductive film that supplies (injects) electrons to the light emitting layer, and usually has a small work function (4 eV or less), such as a metal (electron-injecting metal), an alloy, or an electrically conductive compound. And electrode materials such as a mixture thereof.
  • the second electrode 160 when light is not extracted from the second electrode 160 side, the second electrode 160 is made of, for example, a metal such as aluminum, sodium, lithium, silver, indium, or rare earth, sodium-potassium Alloys, magnesium-silver alloys, magnesium-copper alloys, magnesium-silver alloys, magnesium-aluminum alloys, magnesium-indium alloys, lithium-aluminum alloys and other metals such as metal or metal alloys are preferred, but ITO ( Transparent metal oxide materials such as indium tin oxide), tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), gallium zinc oxide (GZO), and indium gallium zinc oxide (IGZO) may be used. .
  • a metal such as aluminum, sodium, lithium, silver, indium, or rare earth, sodium-potassium Alloys, magnesium-silver alloys, magnesium-copper alloys, magnesium-silver alloys, magnesium-aluminum alloys, magnesium-indium alloys, lithium-
  • the film thickness of the second electrode 160 varies depending on the layer configuration, the electrical resistance of the forming material, and the light transmission, depending on the timely setting, but it is necessary to function as a mask against the etching gas in dry etching.
  • the value is set within the range of 10 to 500 nm. If it is 10 nm or less, pinholes of the film are likely to be generated and damage is likely to occur in the dry etching process, and if it is 500 nm or more, it is not preferable from the viewpoint of economy and productivity.
  • the second electrode 160 can be formed by a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or the like.
  • the etching prevention layer 115 is a layer for protecting the substrate 100, the gas barrier layer 110, the second electrode 160, and the organic functional layer 150 from a dry etching process, and is preferably made of an inorganic compound material that does not change into a dry etching gas and is highly transparent. Insulating materials are preferred. Specifically, inorganic oxides such as aluminum oxide, zirconium oxide, niobium oxide, titanium oxide, and silicon oxide, inorganic nitrides such as silicon nitride and aluminum nitride, inorganic oxynitrides such as silicon oxynitride, lithium fluoride, Examples thereof include inorganic fluorides such as calcium fluoride and magnesium fluoride.
  • the thickness of the etching prevention layer 115 is appropriately set according to conditions, but is preferably at least 10 nm or more. When the thickness is 10 nm or more, pinholes in the film are less likely to occur, damage is less likely to occur in the dry etching process, and damage is less likely to occur. On the other hand, the upper limit of the thickness of the etching prevention layer 115 is preferably 500 nm or less in consideration of productivity. Any method can be used as a method for forming the etching prevention layer 115.
  • a vacuum deposition method for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, a magnetron sputtering method, a molecular beam epitaxy method, a cluster ion beam method, an ion plating method, a plasma polymerization method can be used.
  • Techniques such as atmospheric pressure plasma polymerization, plasma CVD, laser CVD, and thermal CVD can be used.
  • the inorganic sealing layer 170 is provided to prevent moisture absorption / degeneration of the first electrode 140, the organic functional layer 150, and the second electrode 160.
  • the inorganic sealing layer 170 is an insulating inorganic compound that prevents a short circuit between the electrode connection layer and the sealing substrate 200 and ensures the water resistance of the side surface even if the end portion is exposed during cutting. Preferably it consists of.
  • the inorganic sealing layer 170 is provided so as to cover the second electrode 160. Further, while covering the side surfaces of the organic functional layer 150 and the second electrode 160, the inorganic sealing layer 170 is in contact with the gas barrier layer 110 at the periphery thereof, thereby providing an inorganic sealing layer.
  • a sealing form composed of a stopper layer 170, a gas barrier layer 110, and an electrode connection layer is formed.
  • the inorganic sealing layer 170 As a material for forming the inorganic sealing layer 170, any material may be used as long as it is a dense and insulating inorganic compound that causes deterioration of the organic EL element, for example, isolates the organic EL element from moisture, oxygen, and the like. it can.
  • the water vapor permeability is about 0.01 g / m 2 ⁇ 24 h or less, preferably the water vapor permeability is about 0.0001 g / m 2 ⁇ 24 h or less, and the resistivity is 1 ⁇ 10 12 ⁇ ⁇ It is preferable to use a film having a thickness equal to or greater than cm and having both gas barrier properties and insulating properties.
  • the material for forming the inorganic sealing layer 170 having the above-described characteristics include inorganic compounds such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon oxycarbide, aluminum oxide, aluminum nitride, titanium oxide, niobium oxide, and zirconium oxide.
  • a carbon compound such as DLC (diamond-like carbon) can be used.
  • the inorganic sealing layer 170 is preferably configured using a silicon compound such as silicon nitride or silicon oxide as a main raw material.
  • the Vickers hardness JISZ2244
  • Young's modulus 70 GPa or more.
  • the layer thickness of the inorganic sealing layer 170 is suitably set according to conditions, it is preferably at least 200 nm.
  • the thickness is 200 nm or more, not only the above-described destruction prevention due to the pressing of the sealing substrate 200 but also the occurrence of pinholes and defective coverage in the inorganic sealing layer 170 due to particles, steps of each layer, and the like are less likely to occur.
  • the resin adhesive layer 180 softens through the pinhole and penetrates into the second electrode 160 and the organic functional layer 150, the components of the resin adhesive layer 180 oxidize / denature the second electrode 160 and the organic functional layer 150. As a result, the dark spot increases.
  • the upper limit of the thickness of the inorganic sealing layer 170 is not particularly limited as long as insulation and indentation resistance are ensured, but is preferably 1000 nm or less in consideration of flexibility and productivity.
  • any method can be used.
  • a vacuum deposition method a sputtering method, a magnetron sputtering method, a molecular beam epitaxy method, a cluster ion beam method, an ion plating method, a plasma weighting method, and the like.
  • Methods such as legal methods, atmospheric pressure plasma polymerization, plasma CVD, laser CVD, and thermal CVD can be used.
  • thermosetting adhesives using amine, acid anhydride, and cationic polymerization curing agents, urethane resin adhesives with isocyanate curing agents, moisture curable adhesives such as cyanoacrylate, acidic groups and metals
  • ion-crosslinking adhesive having an ionic salt-containing group
  • polyamides such as polyamides, polyesters, and polyethylenes that soften at high temperatures
  • hot-melt adhesives such as thermoplastic resins
  • adhesives that have initial tack at room temperature and pressure-sensitive adhesives that soften under pressure
  • a cationic curing type ultraviolet curing epoxy resin adhesive may be used as the adhesive.
  • the layer thickness of the resin adhesive layer 180 is preferably 5 to 50 ⁇ m. If the thickness is less than 5 ⁇ m, the step coverage of each layer is insufficient and the adhesive strength is insufficient, and if it exceeds 50 ⁇ m, the economic efficiency is deteriorated.
  • silane coupling agents that improve interfacial adhesion filler particles such as organic resin beads and inorganic compound particles that improve rigidity and moisture resistance may be added.
  • the filler particles to be added preferably have a diameter of 10 ⁇ m or less, more preferably nano-sized particles having a particle size in the range of 10 to 1000 nm so as not to jump out as protrusions and destroy the inorganic sealing layer 170. A gas permeability delay effect can be expected.
  • the resin adhesive layer 180 it is preferable to form the resin adhesive layer 180 with a thermosetting adhesive containing a thermal polymerization initiator from the viewpoint of simplicity of the manufacturing process.
  • the resin adhesive layer 180 is directly applied to the surface of the sealing substrate 200, or is formed into a film in advance and then bonded to the surface of the sealing substrate 200 with an adhesive (not shown).
  • the inorganic sealing layer 170 it is preferable to press-fit on the inorganic sealing layer 170 by the method mentioned later.
  • a sheet-type thermosetting adhesive When a sheet-type thermosetting adhesive is used, it exhibits non-flowability at room temperature (about 25 ° C), and when heated, it develops softening and flowability at a temperature in the range of 50 to 120 ° C.
  • the thermosetting adhesive even when the sealing substrate 200 is deformed, the adhesiveness is improved by filling the gap space.
  • the water content of the resin adhesive layer 180 is preferably set to a value of about 1.0% or less in consideration of reduction of outgas generated at the time of lamination and extension of the lifetime of the organic EL element.
  • the water content mentioned here is a value measured by a method based on ASTM (American Society for Testing and Materials) -D570.
  • the sealing substrate 200 has a role of protecting the inorganic sealing layer 170 and imparting moisture resistance, imparting heat dissipation and thermal diffusibility during light emission of the organic EL element, and protecting the resin adhesive layer 180. Further, since it is necessary to deform and hold so as to cover the end portion of the resin adhesive layer 180, appropriate rigidity and hardness are required. Moreover, in order to obtain heat dissipation (thermal conductivity of 5 W / m ⁇ k or more), a metal foil or the like is preferably used. Specific examples of the material include aluminum foil and a laminate of an aluminum foil and a resin. In addition, when light is emitted from the second electrode 160, the same material as the substrate 100 may be used as the sealing substrate 200.
  • the thickness is preferably 20 to 100 ⁇ m. When the thickness is 20 ⁇ m or more, a state that can be easily deformed can be maintained, and when the thickness is 100 ⁇ m or less, the optimum flexibility is obtained, so that the deformation can be easily performed.
  • Each organic EL element panel after cutting is preferably mounted with an FPC through an anisotropic conductive film (ACF) A in order to connect the electrode connection layer and the FPC as shown in FIG. .
  • ACF anisotropic conductive film
  • a general pressure bonding method by heat and pressure can be used as the pressure bonding method between the FPC and the ACF. Since the pressure at which the ACF is fusion-bonded is heated at 100 to 200 ° C., it is preferable that a temperature load is not applied to the resin adhesive layer 180 having relatively low heat resistance. For this reason, it is protected by deforming the sealing substrate 200 so that the resin adhesive layer 180 is isolated.
  • the sealing substrate 200 is conductive, in order to ensure electrical insulation between the sealing substrate 200 and the ACF and FPC, an organic insulating layer (not shown) is further provided outside to ensure electrical insulation. It is also preferable to do. Since the adhesion area between FPC and ACF is very small, an insulating molding agent (not shown) is provided to cover ACF, and it is further fixed with reinforcing tape T so that a bridge is built between FPC and substrate 100. May be. Thus, the electrode connection layer is electrically connected to the control circuit and the power source through the metal wiring on the FPC and the connection connector K. In the embodiment of the present invention, the gas barrier layer is formed on the substrate. However, the embodiment is an example, and the present invention is not limited to this.
  • the method for producing an organic electroluminescence element of the present invention can be used in the field of production of an organic EL element, and further, a display device, a display, an organic EL element, a home lighting, a car lighting, a clock, and a liquid crystal equipped with the organic EL element.
  • a display device a display, an organic EL element, a home lighting, a car lighting, a clock, and a liquid crystal equipped with the organic EL element.

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Abstract

 本発明の課題は、ベゼル領域が狭く、高い生産性を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することである。 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、基板の一方の面側に、第2電極接続層を形成する工程と、基板の第2電極接続層を形成した面と同じ側に、第1電極を形成する工程と、基板の第2電極接続層を形成した面と同じ側に、第1電極と隣接して有機機能層を形成する工程と、有機機能層上に第2電極を形成する工程と、第2電極により覆われていない部分の有機機能層をドライエッチングにより除去する工程と、第2電極及び有機機能層を覆う無機封止層を形成し、無機封止層上に樹脂接着層を介して封止基板を積層する工程と、を備えることを特徴とする。

Description

有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子
 本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。より詳細には、高い生産性及び耐久性を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法及び当該製造方法により製造された有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
 有機物質を用いた有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子(有機ELデバイス又は有機EL装置)は、最適な有機材料を選択することで特定の波長による面発光と、薄型かつ固体形状で発光させることができる。
 このため、薄型大面積フルカラーディスプレイや、電子写真用光源デバイス、液晶ディスプレイ用バックライト、静脈センサー等の生体認識用光源、面発光照明用等において商品化が急がれている。また、用途を拡大するため、さらなる低コスト化と信頼性向上に向けて材料開発、構造最適化、生産プロセス効率化等の品質向上開発も活発に進められている。
 有機EL素子は、一般にベース基板上に、少なくとも第1電極、有機化合物を含有する有機機能層及び第2電極を備える薄膜固体発光素子である。なお、第1電極及び第2電極の一方が陽極を構成し、他方が陰極を構成する。また、有機機能層は、少なくとも一つの有機発光物質を含有する、多数の有機化合物から構成される。
 このような構成の有機EL素子において、第1電極及び第2電極間に電圧を印加すると、一方の電極(陽極)から発光層に正孔が注入され、かつ、他方の電極(陰極)から発光層に電子が注入される。
 そして、発光層に注入された正孔及び電子が発光層において再結合することにより、有機発光物質の励起子が生じ、当該励起子が励起準位(状態)から放射失活して基底準位(状態)に戻る際に生じるエネルギーが光として発光層から放出される。
 近年、有機EL素子の技術分野では、有機EL素子パネルの薄型化、軽量化、大型化、生産性向上、低コスト化等の要求から、ロール供給による可撓性のある透明フィルム基板をベースとして、一貫して生産を行う大規模生産技術の確立が求められている。
 透明フィルム基板に有機EL素子を形成する場合、時間とともに大気中から透明フィルム基板を浸透する酸素や水蒸気によって、電極や発光材料が劣化して非発光化するダークスポット現象が起こる。
 このため、ガスバリアー層及び無機封止層、さらに樹脂接着剤で金属箔等の封止基板を貼り合わせることにより、素子表面及び周辺を密封して使用する必要がある。
 さらに、無機LEDとのコスト競争の要求から、歩留り向上だけでなく、使用するマスク数の削減や発光しない非発光領域(ベゼル幅)の削減による単位面積当たりのパネル取数の向上、コストを下げるプロセス要求も高まっている。
 ロール基板で大面積に生産する場合は、ロール上に形成した素子が繋がった状態から、実際に使用するサイズに切断する工程が必要となってくるため、パネル端のベゼル幅を少しでも減らすことで実用面積アップによる生産コストが低減できる。
 そのためには、マスク精度の向上、ベゼル領域の異物による封止欠陥の防止、接着強度の確保等、素子の封止性を確保する必要がある。従来は、マスク精度公差を吸収し、封止欠陥をカバーし、接着強度を確保できるだけのベゼル幅を十分に確保して、無駄なスペースを設けなければならなかった。
 図1に、従来の有機EL素子の構成例を示す。図1Aの平面図に表されるX-X断面の断面図を図1B、Y1-Y1断面の断面図を図1C、Y2-Y2断面の断面図を図1Dに示す。図1に示すとおり、有機機能層をパターニングする際、マスクずれを考慮して、電極よりもかなり広い領域、例えば、第1電極の端部又は第2電極端部から少なくとも300μm以上離れた範囲にまで形成しなければならない。
 これは、有機機能層のパターンがずれて第1電極と第2電極が接触してしまうと電気短絡が発生し、発光しなくなってしまう不良が発生してしまうためである。
 さらに、有機機能層は水分に弱く、水分の浸透も早いため、無機封止層や接着層で側面を覆う必要があり、ベゼル幅が広がってしまうという問題があった。
 そこで、狭ベゼル化の課題に対して、例えば、特許文献1に記載されているように一部の金属電極部分をレーザーで除去する技術や、特許文献2に記載されているように、剥離層を使って無機膜封止を除去する等の検討がされている。
 しかし、金属電極や無機膜封止のような昇華しにくい材料を除去するには、昇華に必要な強い熱エネルギー照射によって周辺にダメージが発生しやすく、パーティクル飛散等の問題もあるため歩留りの低下が懸念される。
 また、特許文献3~5に記載されているように、カソードセパレーターやレジスト層を設けると、その分だけ工程が増えてしまい、生産性が低下する等の問題が発生してしまう。また、ドライエッチングで酸素ガスを主成分として使うと、電極材料や有機機能層の酸化を誘発し、製品の品質低下を招きやすい。
国際公開第2013/168619号 特開2007-48679号公報 特開2002-299050号公報 特開2008-243406号公報 特開2014-110135号公報
 本発明は、前記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、ベゼル領域が狭く、高い生産性を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することである。また、当該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有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。
 本発明者は、前記課題を解決すべく、前記問題の原因等について検討する過程において、形成した有機機能層をドライエッチングにより除去することにより、ベゼル領域が狭く、高い生産性を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を製造できることを見いだし、本発明に至った。
 本発明に係る前記課題は、以下の手段により解決される。
 1.基板、第2電極接続層、第1電極、有機機能層、第2電極、無機封止層、樹脂接着層及び封止基板を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
 前記基板の一方の面側に、前記第2電極接続層を形成する工程と、
 前記基板の前記第2電極接続層を形成した面と同じ側に、前記第1電極を形成する工程と、
 前記基板の前記第2電極接続層を形成した面と同じ側に、前記第1電極と隣接して前記有機機能層を形成する工程と、
 前記有機機能層上に前記第2電極を形成する工程と、
 前記第2電極により覆われていない部分の前記有機機能層をドライエッチングにより除去する工程と、
 前記第2電極及び前記有機機能層を覆う前記無機封止層を形成し、前記無機封止層上に前記樹脂接着層を介して前記封止基板を積層する工程と、
 を備え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.基板、第1電極、有機機能層、第2電極、第2電極接続層、無機封止層、樹脂接着層及び封止基板を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
 前記基板の一方の面側に、前記第1電極を形成する工程と、
 前記基板の前記第1電極を形成した面と同じ側に、前記第1電極と隣接して前記有機機能層を形成する工程と、
 前記有機機能層上に前記第2電極を形成する工程と、
 前記第2電極により覆われていない部分の前記有機機能層をドライエッチングにより除去する工程と、
 前記第2電極及び前記有機機能層の一部を覆う前記第2電極接続層を形成する工程と、
 前記第2電極及び前記有機機能層を覆う前記無機封止層を形成し、前記無機封止層上に前記樹脂接着層を介して前記封止基板を積層する工程と、
 を備え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。
 3.前記基板の一方の面側に、前記第1電極を形成する工程の前に、有機平坦化層を形成する工程を備えることを特徴とする第1項又は第2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。
 4.前記ドライエッチングにより前記有機機能層の一部を除去する工程が、減圧雰囲気下で水素ガスを主成分としてプラズマ放電を発生させることを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
 5.前記ドライエッチングにより前記有機機能層の一部を除去する工程が、減圧雰囲気下で水素ガスと窒素ガスを混合して、プラズマ放電を発生させることを特徴とする第1項から第4項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
 6.前記第2電極を形成する工程から前記無機封止層を形成する工程までの間、減圧雰囲気下の環境を維持したまま、連続して行うことを特徴とする第1項から第5項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
 7.基板の一方の面側に、少なくとも第1電極、有機機能層、第2電極、無機封止層、樹脂接着層及び封止基板が順に積層する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
 前記第2電極と電気的に接続する第2電極接続層を有し、
 前記第2電極接続層が、前記無機封止層及び前記封止基板の外側まで引き出されている構造であり、
 前記有機機能層の層厚が、前記第2電極の端部から外側に向かって徐々に減少し、
 前記第2電極の端部から前記基板と平行方向にはみ出した前記有機機能層の領域の幅が、0~100μmの範囲内であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
 8.前記基板と前記第1電極の間にエッチング防止層を有することを特徴とする第7項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
 9.前記第2電極と前記無機封止層の間にエッチング防止層を有することを特徴とする第7項又は第8項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
 10.前記基板と前記第1電極の間に有機平坦化層を有し、
 前記有機平坦化層の層厚が、前記第1電極の端部から外側に向かって徐々に減少し、
 前記第1電極の端部から前記基板と平行方向にはみ出した前記有機平坦化層の領域の幅が、0~100μmの範囲内であることを特徴とする第7項から第9項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
 11.前記基板に隣接してガスバリアー層を有することを特徴とする第7項から第10項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
 本発明の前記手段により、ベゼル領域が狭く、高い生産性を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することができる。また、当該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有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
 本発明の効果の発現機構又は作用機構については、明確になっていないが、以下のように推察している。
 本発明により、電極材料や有機機能層に酸化等の変質を与えることなく、高精度で有機機能層をパターン形成することができ、第1電極と第2電極の短絡を防ぎつつ余分な有機機能層を除去することができる。そして、周辺ベゼル領域の異物削減及びパターン精度に優れた、高信頼性のパネルが可能になることで、高い耐湿信頼性を持ちながら、狭いベゼル幅と少ないマスク数で、かつロール基板で大面積に生産することができる高い生産性を有することができる。
 また、5~20層にもなる多層の有機機能層のマスクパターニングが不要となるため、マスク費用の大幅な削減ができる。少量多品種の製造にも適している。また、フッ素系ガス等の有害ガスを用いずにドライエッチングができるため環境にも優しい。さらに、マスク数が減るためマスクずれの公差が減少し、さらに不要な有機機能層を除去することで、ベゼル(額縁)領域の幅を削減することができる。マスクの接触回数も減るため、マスク接触によるベゼル周辺領域の異物付着も大幅に削減できるだけでなく、ドライエッチング工程によりベゼル領域の異物の除去もできるため、製品歩留りと品質が向上する。
 このようにして、生産効率が高く、軽量、耐湿性、耐屈曲性、堅牢性、パネル周辺端部ぎりぎりからも光を放出できる光取り出し性を有する、安価な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供できるものと考えている。
従来の有機EL素子の平面図及び概略断面図 従来の有機EL素子の平面図及び概略断面図 従来の有機EL素子の平面図及び概略断面図 従来の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の製造方法に用いる製造装置の概略図 本発明の有機EL素子の製造方法の工程を表す模式図 ドライエッチングによる有機機能層を除去する前後の段差形状を表すグラフ ドライエッチングによる有機機能層を除去する前後の段差形状を表すグラフ ドライエッチングによる有機機能層を除去する前後の段差形状を表すグラフ 無機封止層まで形成した基板に樹脂接着層を介して封止基板を圧着する工程の一例を表す側面図 無機封止層まで形成した基板に樹脂接着層を介して封止基板を圧着する工程の一例を表す斜視図 本発明の有機EL素子をモジュールに使用した構成の一例を示す平面図及び概略断面図 有機ELパネルを所定の大きさに切断する切断位置の一例を表す模式図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の製造方法の工程を表す模式図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図 本発明の有機EL素子の平面図及び概略断面図
 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、基板、第2電極接続層、第1電極、有機機能層、第2電極、無機封止層、樹脂接着層及び封止基板を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、前記基板の一方の面側に、前記第2電極接続層を形成する工程(第2電極接続層形成工程)と、前記基板の前記第2電極接続層を形成した面と同じ側に、前記第1電極を形成する工程(第1電極形成工程)と、前記基板の前記第2電極接続層を形成した面と同じ側に、前記第1電極と隣接して前記有機機能層を形成する工程(有機機能層形成工程)と、前記有機機能層上に前記第2電極を形成する工程(第2電極形成工程)と、前記第2電極により覆われていない部分の前記有機機能層をドライエッチングにより除去する工程(ドライエッチング工程)と、前記第2電極及び前記有機機能層を覆う前記無機封止層を形成し(無機封止層形成工程)、前記無機封止層上に前記樹脂接着層を介して前記封止基板を積層する工程(ラミネート工程)と、を備えることを特徴とする。
 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、基板、第1電極、有機機能層、第2電極、第2電極接続層、無機封止層、樹脂接着層及び封止基板を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、前記基板の一方の面側に、前記第1電極を形成する工程(第1電極形成工程)と、前記基板の前記第1電極を形成した面と同じ側に、前記第1電極と隣接して前記有機機能層を形成する工程(有機機能層形成工程)と、前記有機機能層上に前記第2電極を形成する工程(第2電極形成工程)と、前記第2電極により覆われていない部分の前記有機機能層をドライエッチングにより除去する工程(ドライエッチング工程)と、前記第2電極及び前記有機機能層の一部を覆う前記第2電極接続層を形成する工程(第2電極接続層形成)と、前記第2電極及び前記有機機能層を覆う前記無機封止層を形成し(無機封止層形成工程)、前記無機封止層上に前記樹脂接着層を介して前記封止基板を積層する工程(ラミネート工程)と、を備えることを特徴とする。
 これらの特徴は、請求項1から請求項11までの請求項に係る発明に共通する又は対応する技術的特徴である。
 本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記前記基板の一方の面側に、前記第1電極を形成する工程の前に、有機平坦化層を形成する工程(有機平坦化層形成工程)を備えることが好ましい。
 本発明の実施態様としては、前記ドライエッチングにより前記有機機能層の一部を除去する工程(ドライエッチング工程)が、減圧雰囲気下で水素ガスを主成分としてプラズマ放電を発生させることが好ましい。これにより、電極材料及び有機機能層の酸化させることなく、環境への負担も少ないためである。
 本発明の実施態様としては、前記ドライエッチングにより前記有機機能層の一部を除去する工程(ドライエッチング工程)が、減圧雰囲気下で水素ガスと窒素ガスを混合して、プラズマ放電を発生させることが好ましい。これにより、電極材料及び有機機能層を酸化させることなく、エッチング速度が向上するためである。
 本発明の実施態様としては、前記第2電極を形成する工程(第2電極形成工程)から無機封止層を形成する工程(無機封止層形成工程)までの間、減圧雰囲気下の環境を維持したまま、連続して行うことが好ましい。これにより、各層の異物の付着を大幅に削減することができるためである。
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板の一方の面側に、少なくとも第1電極、有機機能層、第2電極、無機封止層、樹脂接着層及び封止基板が順に積層する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記第2電極と電気的に接続する第2電極接続層を有し、前記第2電極接続層が、前記無機封止層及び前記封止基板の外側まで引き出されている構造であり、前記有機機能層の層厚が、前記第2電極の端部から外側に向かって徐々に減少し、前記第2電極の端部から前記基板と平行方向にはみ出した前記有機機能層の領域の幅が、0~100μmの範囲内であることを特徴とする。
 本発明の実施態様としては、前記基板と前記第1電極の間にエッチング防止層を有することが好ましい。これにより、基板が劣化することなく有機EL素子を作製することができるためである。
 本発明の実施態様としては、前記第2電極と前記無機封止層の間にエッチング防止層を有することが好ましい。これにより、第2電極が劣化することなく有機EL素子を作製することができるためである。
 本発明の実施態様としては、前記基板と前記第1電極の間に有機平坦化層を有し、前記有機平坦化層の層厚が、前記第1電極の端部から外側に向かって徐々に減少し、前記第1電極の端部から前記基板と平行方向にはみ出した前記有機平坦化層の領域の幅が、0~100μmの範囲内であることが好ましい。
 これにより、ベゼル領域を最小限とし、無機封止層を形成する領域を確保することができ、有機機能層に水分等の浸入を好適に防ぐことができるためである。
 本発明の実施態様としては、前記基板に隣接してガスバリアー層を有することが好ましい。これにより、基板側から水分等のガスの浸入を好適に防ぐことができるためである。
 以下、本発明とその構成要素及び本発明を実施するための形態・態様について詳細に説明する。なお、「~」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
 以下に、本発明の有機EL素子1の一例を、各図面を参照しながら具体的に説明するが(有機EL素子1a~1e)、本発明は下記の例に限定されない。
 《有機エレクトロルミネッセンス素子の構成の概要》
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ともいう。)の製造方法及び当該製造方法により製造される有機EL素子の一例を実施形態1及び2として説明し、好ましい形態を実施形態3~5として説明する。
 (実施形態1の概要)
 実施形態1の有機EL素子1aの製造方法は、基板、第2電極接続層、第1電極、有機機能層、第2電極、無機封止層及び樹脂接着層を有する有機EL素子の製造方法であって、基板の一方の面側に、第2電極接続層を形成する工程と、前記基板の第2電極接続層を形成した面と同じ側に、前記第1電極を形成する工程と、前記基板の第2電極接続層を形成した面と同じ側に、前記第1電極と隣接して有機機能層を形成する工程と、前記有機機能層上に第2電極を形成する工程と、前記第2電極により覆われていない部分の有機機能層をドライエッチングにより除去する工程と、前記第2電極及び前記有機機能層を覆う無機封止層を形成し、前記無機封止層上に樹脂接着層を介して封止基板を積層する工程と、を備える。
 有機EL素子1aの層構成は、図2に示すように、基板100のガスバリアー層110が設けられている面側に、第1電極(陽極)140、第2電極接続層122aが設けられ、順に、有機機能層150、第2電極(陰極)160、無機封止層170が積層される有機EL素子本体上に、樹脂接着層180を介して封止基板200を貼り合わせる構造となっている。なお、図2Aの平面図に表されるX-X断面の断面図を図2B、Y1-Y1断面の断面図を図2C、Y2-Y2断面の断面図を図2Dに示す。
 (実施形態2の概要)
 実施形態2の有機EL素子1bの製造方法は、基板、第1電極、有機機能層、第2電極、第2電極接続層、無機封止層及び樹脂接着層を有する有機EL素子の製造方法であって、基板の一方の面側に、前記第1電極を形成する工程と、前記基板の第1電極を形成した面と同じ側に、前記第1電極と隣接して有機機能層を形成する工程と、前記有機機能層上に第2電極を形成する工程と、前記第2電極により覆われていない部分の有機機能層をドライエッチングにより除去する工程と、前記第2電極及び有機機能層の一部を覆う第2電極接続層を形成する工程と、前記第2電極及び前記有機機能層を覆う無機封止層を形成し、前記無機封止層上に樹脂接着層を介して封止基板を積層する工程と、を備える。
 有機EL素子1bの層構成は、図9に示すように、基板100のガスバリアー層110が設けられている面側に、第1電極(陽極)140が設けられ、有機機能層150、第2電極(陰極)160を形成した後に、第2電極に接触し有機機能層に沿ってガスバリアー層上に第2電極接続層122bが設けられている。そして、第2電極、第2電極接続層及び有機機能層上に無機封止層170が積層され、樹脂接着層180を介して封止基板200を貼り合わせる構造となっている。図9Aの平面図に表されるX-X断面の断面図を図9B、Y1-Y1断面の断面図を図9C、Y2-Y2断面の断面図を図9Dに示す。
 実施形態2は、第2電極を形成し、ドライエッチング工程を行った後に、第2電極接続層122bを形成する点が実施形態1と異なる点である(図9及び図10参照)。
 (実施形態3の概要)
 実施形態3は、第1電極を形成する前にガスバリアー層上に有機平坦化層を形成し、第1電極接続層を形成する点で実施形態1及び実施形態2と異なっている(図11参照)。
 有機平坦化層130を形成することで、第1電極を形成する際に生じやすい凹凸を抑制することができる。また、有機平坦化層から水分等が浸入しないよう、無機封止層で覆うため、第1電極との接続を確保する第1電極接続層を設けることが好ましい。
 なお、図11においては、エッチング防止層を設けていないが、実施形態4及び5と同様にエッチング防止層を備える構成であることも好ましい。
 また、図11Aの平面図に表されるX-X断面の断面図を図11B、Y1-Y1断面の断面図を図11C、Y2-Y2断面の断面図を図11Dに示す。
 (実施形態4の概要)
 実施形態4は、ガスバリアー層上にエッチング防止層115を設ける構成である。その他の構成は実施形態1~3の構成を採用することができる。すなわち、実施形態4のエッチング防止層を設ける構成は、一例であって実施形態1~3の構成に同様に採用することができる。
 エッチング防止層を設けることにより、ガスバリアー層や基板の劣化を抑制することができる。なお、ガスバリアー層を設けない構成である場合には、基板上にエッチング防止層を設けることができる。
 (実施形態5の概要)
 実施形態5は、第2電極上にエッチング防止層115を設ける構成である。その他の構成は実施形態1~4の構成を採用することができる。すなわち、実施形態5のエッチング防止層を設ける構成も実施形態4と同様に一例であって、実施形態1~4の構成に採用することができる。
 以下において、実施形態1~5の更に詳細な説明をする。
 《実施形態1》
 図2に、本発明の有機EL素子の製造方法により製造された有機EL素子の一例として、有機EL素子1aの平面図及び概略断面図を示す。なお、各図におけるHは発光領域を表し、Nは非発光領域を表す。
 有機EL素子1aは、基板100の一方の面側に、第1電極(陽極)140、有機機能層150、第2電極(陰極)160、第2電極接続層122a、無機封止層170が積層される有機EL素子本体上に、樹脂接着層180を介して封止基板200を貼り合わせる構造となっている。
 なお、有機EL素子1aは、これらの層構造に限定されるものではなく、一般的な層構造であってもよい。また、有機機能層150は、少なくとも発光層を有していればよく、発光層以外に、後述するようなキャリア(正孔及び電子)の注入層、阻止層及び輸送層等の各種機能層が適宜積層されていてもよい。
 本実施形態では、封止基板200と樹脂接着層180をあらかじめ積層した状態で、無機封止層170上に貼り合わせることにより、有機EL素子1aを作製する。すなわち、本実施形態の有機EL素子1aは、気体を封入した中空構造ではなく、完全固体構造により作製される。
 本実施形態では、基板100上に、ガスバリアー層を形成することが好ましい。
 第1電極140、有機機能層150及び第2電極160は、大気中の水蒸気や酸素に反応して変質しやすく、特にフレキシブル基板を用いる場合には、酸素透過度や水蒸気透過度が高いため、ガスバリアー層を備えることが好ましい。
 また、本実施形態では、ガスバリアー層上に第2電極接続層122a、第1電極140、有機機能層150及び第2電極160を順に形成した後に、ドライエッチングを行い、無機封止層170を形成する場合と、ドライエッチング工程の後に電極接続層120を形成する場合がある。
 無機封止層170は、第1電極140と有機機能層150及び第2電極160が、大気中の水蒸気や酸素に反応して変質しやすいため、上に形成されたガスバリアー層110と第2電極接続層122aに接続しながら、これらの上面(封止基板200側)だけでなく、側面も覆うように形成される。
 また、樹脂接着層180及び封止基板200は、有機EL素子本体の外部衝撃からの保護と発光時の放熱性を目的としているため、無機封止層170を覆うように形成される。
 また、本実施形態では、基板100、ガスバリアー層110、無機封止層170、樹脂接着層180、封止基板200を同時切断によって端部を形成する。
 そのため、各層のパターン精度や封止基板の貼り合わせ精度に左右されることなく、有機EL素子1aの周辺の非発光領域(額縁幅又はベゼル幅ともいう。)を極力狭くすることができる。
 すなわち、本実施形態の有機EL素子では、額縁幅や厚みを増大させることなく、フレキシブル性を確保しつつ、大気暴露による発光状態の信頼性低下(経時劣化)を抑制することができる。
 なお、本実施形態の有機EL素子1aでは、発光層を含む有機機能層150から射出された光を、第1電極140側のみから放出することにしているが、第2電極160を透明にすれば双方の電極側から放出することも可能である。
 それぞれの有機化合物層は、図示は省略するが、発光層以外にも、例えば、キャリア(正孔及び電子)の注入層、阻止層及び輸送層等の各種有機化合物層を備え、有機機能層150はこれらの有機化合物層を積層して構成される。これらの有機化合物層の構成については、後で詳述する。
 [有機EL素子の製造方法]
 本発明の有機EL素子1aの製造方法について、ロール状の可撓性フィルムを基板100として用いて、連続的に有機EL素子1aを製造する工程の一例を図3に示す製造装置40の概略図に対応させて説明する。ちなみに、基板100は、あらかじめガスバリアー層110が形成されているものとする。
 減圧雰囲気下に置かれた巻出部42から巻き出された基板100は、各ガイドローラーを通って表面処理兼アキューム室R10に入り、上記基板表面のクリーニングと基板100の脱水処理が実施される。表面処理兼アキューム室R10においては、1×10-5~10Paが一般的である。
 また、各製造工程で形成された層構成を図4に示す。図4中、左側に図2でのX-Xにおける断面図を示し、右側に図2でのY2-Y2における断面図を示す。
 [形成工程]
 第2電極接続層形成工程から第2電極形成工程までを形成工程として説明する。
 基板100は、多層成膜室R20に連続搬送される。
 多層成膜室R20では、第2電極接続層122aを形成する(第2電極接続層形成工程)。図4に示すように、第2電極接続層は、ガスバリアー層上であって、Y2-Y2断面を含む領域であって、次工程である第1電極形成工程よって形成される第1電極と接触しない領域に形成させ、X-X断面及びY1-Y1断面を含む領域には形成させない。
 (第1電極形成工程)
 次に、ガスバリアー層上に第1電極140を形成する。第1電極は、X-X断面、Y1-Y1断面及びY2-Y2断面を含む領域に形成させるが、図4に示すように、Y2-Y2断面については、前記のとおり、第2電極接続層と接触しない範囲に形成させる。
 (有機機能層形成工程)
 次に、図4に示すように、第1電極を覆うように有機機能層150を形成し、ガスバリアー層(又は基板)及び第2電極接続層上も一部覆うように有機機能層150を形成する。
 (第2電極形成工程)
 さらに、第2電極160を有機機能層上に形成し、かつ第2電極接続層に接触するように形成する。
 成膜方法は、第1電極140、有機機能層150、第2電極160では真空蒸着法が好ましい。成膜圧力は、1×10-6~1×10-4Paの高真空領域に制御されており、第2電極接続層122aではスパッタ法又はイオンプレーティング法が好適に用いられるため、成膜圧力は0.1~2Paの範囲で選ばれる。それぞれ設計に合わせたマスクを用いてそれぞれパターンで成膜される。
 このように、第2電極接続層122a、第1電極140、有機機能層150、第2電極160が積層形成された基板は、RF(高周波)プラズマ成膜室R30に入る。ここでは、有機機能層をドライエッチングにより除去するドライエッチング工程と無機封止層170の形成が行われる。ドライエッチングと無機封止層の形成は圧力と供給ガスを切り替えることで、移動させることなく対応が可能である。
 [ドライエッチング工程]
 ドライエッチング工程では、0.1~50Pa圧力下で水素ガスと窒素ガスを供給しながらプラズマ放電を発生させ、第2電極160の周囲のベゼル領域にはみ出した余分な有機機能層150の除去を行う。
 ドライエッチング工程は、減圧雰囲気下で反応性ガス、イオンビーム、レーザービーム、イオンガス、ラジカルガスを用いてエッチングを行うものである。エッチングされた材料がパーティクルとして飛散しないように、レーザービームやイオンビーム、スパッタリングのような物理エッチングよりも、イオンガスやラジカルガスを用いた化学エッチングが好ましく、プラズマ放電によって発生させた酸素ラジカル、窒素ラジカル、水素ラジカルを用いて化学的に反応させる反応性イオンエッチングが好適である。
 特に、水素ラジカルを用いた反応イオンエッチングは、水素ラジカルが有機物を分解反応してメタンガス化させることで炭素系有機材料のみを選択的にエッチングすることができる。また、無機化合物や金属材料等とは反応しにくいため、第1電極140及び第2電極160をマスク層として、マスクに覆われていない有機機能層150や有機平坦化層130等の有機化合物のみをエッチング除去することが可能である。
 さらに、水素ラジカル及び窒素ラジカルは、電極材料で好適に用いられる銀等の金属材料の酸化を防ぐこともできるため、有機EL素子1aの作製に用いるプロセスガスとして好適である。
 具体的には、13.56MHzや2.54GHz等の高周波電源を用い、0.1~50Paの減圧雰囲気下で一定量の水素ガス及び窒素ガスを連続供給してプラズマ放電を発生させ、プラズマ雰囲気下に有機EL素子1aを晒すことでドライエッチング工程が行われる。エッチング時のプラズマ輻射温度は上昇するため、基板と密着するテーブルは25~70℃の範囲で温度調整した状態で、基板を冷却しながらエッチングを行う。水素ガスと窒素ガスを混合する理由は、エッチング速度が上がるためである。
 エッチングされる有機機能層150の断面の形状変化を図5に示す。
 図5には、有機機能層のエッチング時間とともに層厚が減衰する断面構造を示している。具体的には、図5Aが、エッチング前、図5Bがエッチングを3分実施した状態、図5Cがエッチングを12分実施した状態を表している。
 RF電力300W、圧力50Pa、窒素ガス/水素ガス比=1/1の比のエッチング条件で、第2電極からはみ出した有機機能層をエッチングした際の断面である。上記条件を約12分間エッチングすることで、第2電極の端部からのはみ出し距離を約10μmとしてパターニングができる。その際の、エッチングされた有機機能層の端部角度θは約20度であった(図2参照)。
 [無機封止層形成工程]
 続いて、無機封止層170の形成を行う。エッチング後の端部段差や凹凸を被覆するため、50~200Paと比較的高い成膜圧力でシランガスとアンモニアガスを供給して窒化ケイ素膜を形成する。
 こうすることで、ステップカバーレッジ性が良く、緻密でガスバリアー性能の高い無機封止層170が形成できる。無機封止層170も、第1電極140及び第2電極接続層122aの一部が露出するようにマスクを用いてそれぞれパターンで成膜される。
 [ラミネート工程]
 ラミネート工程とは、無機封止層を形成した後に、封止基板を、樹脂接着層を介して圧着する工程である。
 具体的には、アキューム室R40で圧力と搬送速度を調整された基板100は、減圧雰囲気下のままラミネート室R50の中で、第2巻出部56から繰り出された樹脂接着層180付きの封止基板200を、圧着ローラーで無機封止層170上に貼り合わせが行われる。樹脂接着層180はあらかじめ封止基板200上に設けられており、貼り合わせ後に必要に応じて光又は熱による硬化工程を経て(図示略)、巻取室R60において巻き取られる。
 ラミネート工程は、図6に示す2段階の圧着工程を行うローラーラミネート装置を用いることも好ましい。
 この装置では、第1ローラー84で樹脂接着層を介した封止基板との圧着を行い(第1圧着工程)、第2ローラー86でさらに密着性を高めるためにセパレーター300を外した状態で圧着を行う(第2圧着工程)。
 圧着環境としては、大気や水分の混入を抑えるため窒素等の不活性ガス雰囲気下がよいが、より好ましくは減圧雰囲気下の方が、より気泡の無い理想的な圧着が得られる。封止基板200をあらかじめ所定の形状に断裁してセパレーター300に仮固定した状態で連続ロール供給することで、連続ロールラミネートをすることができるため、生産性の高い圧着装置となっている。
 このようにして圧着工程が終了し、ロール状に巻き取った有機EL素子は熱硬化等の工程により樹脂接着層180の硬化が行われる。
 このようにして作製された有機EL素子1aは、第1電極140の一部と、第2電極接続層122a以外の部分は無機封止層170及び封止基板200によって被覆された構造となる。図7中の平面図においては、有機EL素子とFPC(Flexible printed circuits)基板Fとの接続を補強する補強テープTの図示を省略している。
 そして、有機EL素子1aは、素子モジュール構成図(図7参照)に示すように、第1電極140と第2電極接続層122aは、FPC基板F(FPC基板の配線部分をF1とする。)を介して電流量調整用IC等を設けたプリント基板やフレキシブル基板からなる電源ユニット(給電部)と接続される。
 さらに、筐体やフレーム部材、固定用基板等によって補強された構造にして照明デバイスや発光デバイスとして使用することもできる。
 [パネル切断方法]
 図8は、ロール状態のままで積層した複数の有機EL素子を、パネルごとに切断する方法である。具体的には、図8は、分割する前の状態(図6で示す封止基板の圧着後の状態)であり、▽で示した位置Cで切断を行うことにより、有機EL素子1aを12個得ることができる(図8中段の平面図参照)。なお、図8上段の断面図は、Y-Y断面による断面図を表し、下段の断面図は有機EL素子1aを表す。
 図8のように、後述するFPCの実装を行う辺が向かい合うように面付けをすることで、面積効率のよいパネル取りができるだけでなく、封止基板200、樹脂接着層180)をストライプ状のロール状態で準備することができるため、ロール状態での準備とラミネート時の貼り合わせ位置精度が取りやすくできる。
 具体的な切断方法は、金属製やセラミック製の機械刃による押圧切断やレーザー光を用いた切断方法が挙げられる。機械刃の切断としては、直線刃やロール刃をスキャンさせたり、ギロチンカッターによる油圧切断、トムソン刃やピナクル刃等の型抜きによる切断等が挙げられる。
 レーザー光を用いた分断方法として、エキシマレーザー、炭酸ガス(CO2)レーザー、YAGレーザー、Nd:YAGレーザー、ルビーレーザー、YVO4レーザー、半導体レーザー等を光源としたもので、波長は0.1~50μmの範囲の中で1種類又は複数種類を組み合わせて用いることができる。これらのヘッドを一つ又は複数並べてスキャンすることで切断を行う。また、樹脂や金属箔等の材料の異なる積層物であるため、各層の吸収しやすい波長のレーザー光を順次スキャンさせて切断してもよい。
 《実施形態2》
 実施形態2は、第2電極接続層122bの形成をドライエッチング工程の後に行うことにより製造する場合である(図9及び図10参照)。
 具体的な有機EL素子の製造方法について、図9及び図10を参照して、実施形態1と異なる部分を詳細に説明する。図10においては、X-X断面及びY1-Y1断面を含む領域について詳細に説明するが、第2電極接続層を形成する領域はY2-Y2断面に含まれるため、第2電極接続層形成工程についてのみ平面図及びY2-Y2断面を用いて説明する。
 [形成工程]
 実施形態2においては、第2電極接続層を形成する前に第1電極、有機機能層及び第2電極を形成し、ドライエッチング工程まで行う。
 (第1電極形成工程)
 ガスバリアー層上に第1電極140を形成する。第1電極は、X-X断面、Y1-Y1断面及びY2-Y2断面を含む領域に形成するが、図9に示すように、Y2-Y2断面については、有機機能層を形成後に第2電極接続層を形成させるため、第2電極接続層と接触しない範囲にあらかじめ形成する(図10参照)。
 (有機機能層形成工程)
 次に、図10に示すように、第1電極を覆うように有機機能層150を形成し、ガスバリアー層(又は基板)上も一部覆うように有機機能層150を形成する。
 (第2電極形成工程)
 さらに、第2電極160を有機機能層上に形成する。
 [ドライエッチング工程]
 ドライエッチング工程では、0.1~50Pa圧力下で水素ガスと窒素ガスを供給しながらプラズマ放電を発生させ、第2電極160の周囲のベゼル領域にはみ出した余分な有機機能層150の除去を行う。
 ドライエッチング工程の詳細は実施形態1と同様の方法を使用することができる。
 [第2電極接続層形成工程]
 ドライエッチング工程の後、第2電極から有機平坦化層の側面に沿って、ガスバリアー層上(又は基板上)まで第2電極接続層122bを形成する。
 図10に示したとおり、第2電極接続層は、第1電極と接することはない。
 [無機封止層形成工程]
 続いて、実施形態1と同様に、無機封止層170の形成を行う。無機封止層170も、第1電極140及び第2電極接続層122bの一部が露出するようにマスクを用いてそれぞれパターンで成膜される。
 [ラミネート工程]
 実施形態1と同様に無機封止層上に封止基板を、樹脂接着層を介して封止基板を貼り合わせ圧着する。
 実施形態2のように有機EL素子1bを形成することにより、有機機能層150の形成の際にマスクによるパターン成膜が不要となる。第2電極160の周囲に不要な有機機能層150を残すことなく、第2電極接続層122bを使ってアーチ状に繋ぐことができるためである。
 ベゼル領域に有機機能層150が無いことで、ベゼル領域に外部水分が透過する層を無くすことで、高い信頼性の有機EL素子1bが得られる。また、有機機能層150で使うマスクが不要となるため、生産性が向上し、低コスト化が実現できる。
 《実施形態3》
 実施形態3は、実施形態2で第1電極を形成する前にガスバリアー層上に有機平坦化層を形成し、第1電極接続層を形成する点で異なっている(図11参照)。
 有機平坦化層130と第1電極接続層121を設けることで、第1電極140が銀薄膜等の耐湿性の低い材料を用いても、ガスバリアー層110と無機封止層170、第1電極接続層121、第2電極接続層122cによって囲まれることで、外部に暴露されることなく、長期間腐食せずに高い信頼性が得られる。
 また、有機平坦化層130及び有機機能層150の形成の際にマスクによるパターン成膜が不要となる。
 ベゼル領域に有機平坦化層130及び有機機能層150が無いことで、ベゼル領域に外部水分が透過する層を無くすことで、高い信頼性の有機EL素子1cが得られる。
 また、有機機能層150及び有機平坦化層130で使うマスクが不要となるため、生産性が向上し、低コスト化が実現できる。
 《実施形態4》
 実施形態4として、実施形態1~3で示した有機EL素子について、ガスバリアー層110上にエッチング防止層115を設けることも好ましい。
 一例として、実施形態3で示した有機EL素子1cについて、エッチング防止層を設ける場合について図12に示した。
 なお、図12Aの平面図に表されるX-X断面の断面図を図12B、Y1-Y1断面の断面図を図12C、Y2-Y2断面の断面図を図12Dに示す。
 ガスバリアー層に有機無機ハイブリッド材料を用いる場合や積層構成であって有機物が使われた場合でも、ドライエッチング工程でガスバリアー層及び基板にダメージを与えることなく信頼性の高い有機EL素子1dが得られる。
 また、実施形態3同様に、有機平坦化層130及び有機機能層150の形成の際にマスクによるパターン成膜が不要となるため、生産性が向上し、低コスト化が実現できる。
 なお、基板上又はガスバリアー層上にエッチング防止層を設ける構成は、実施形態1~3及び後述する実施形態5についても同様に採用することができる。
 《実施形態5》
 実施形態5として、実施形態1~4で示した有機EL素子について、第2電極を形成した後に、第2電極上にエッチング防止層を形成することも好ましい。
 一例として、実施形態3で示した有機平坦化層の形成に加えて、第2電極160の表面にエッチング防止層115を設ける場合について図13に示した。なお、有機平坦化層を形成しない場合であっても同様にエッチング防止層を設けることができる。
 なお、図13Aの平面図に表されるX-X断面の断面図を図13B、Y1-Y1断面の断面図を図13C、Y2-Y2断面の断面図を図13Dに示す。
 第2電極側から発光させるために第2電極160を薄膜化して透明化した場合でも、ドライエッチング工程で第2電極160及び有機機能層150にダメージを与えることなく、高い信頼性の有機EL素子1eが得られる。
 また、実施形態3同様に、有機平坦化層130及び有機機能層150の形成の際にマスクによるパターン成膜が不要となるため、生産性が向上し、低コスト化が実現できる。
 なお、第2電極上にエッチング防止層を設ける構成は、実施形態1、2及び4についても同様に採用することができる。
 《有機EL素子の各構成》
 以下、図2に示す有機EL素子1aを一例として、各部及び各層の構成をより具体的に説明する。
 [基板]
 基板100(基体、基材、支持体ともいう。)は、例えば、薄型ガラス、薄型セラミック、樹脂フィルム、ガラス繊維や炭素繊維を含む樹脂フィルム等の透明性のあるフィルムであることが好ましい。特に、軽量化と耐外部衝撃性、コストの点から、透明樹脂フィルムを用いることが好ましい。
 透明樹脂フィルムの形成材料としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン、環状オレフィン共重合体(COP)等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、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、セロファン、セルロースジアセテート、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)、トリアセチルセルロース(TAC)、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類、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共重合体(EVOH)、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、フッ素樹脂、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル樹脂、ポリアリレート類等の材料とそれらの誘導体を透明樹脂フィルムの形成材料として用いることができる。
 さらに、例えば、アートン(登録商標:JSR社製)又はアペル(登録商標:三井化学社製)と呼ばれるシクロオレフィン系樹脂を透明樹脂フィルムの形成材料として用いることもできる。
 厚さとしては、50~300μmが好適である。50μm以上とすることで十分な保持強度を得ることができ、300μm以下とすることで可撓性を維持することができる。
 [ガスバリアー層]
 基板100の片面若しくは両面、少なくとも第1電極が形成される側の全面には、透明性のあるガスバリアー層110が形成される。
 ガスバリアー層110は、第1電極140と有機機能層150及び第2電極160に対して、大気中の水蒸気や酸素の浸透防止と電気絶縁性の確保を目的としている。
 ガスバリアー層110は、無機材料被膜だけでなく、有機材料との複合材料からなる被膜又はこれらの被膜を積層したハイブリッド被膜であってもよい。ガスバリアー層110の性能としては、水蒸気透過度(環境条件:25±0.5℃、相対湿度(90±2)%)が約0.01g/m2・24h以下、酸素透過度が約0.01ml/m2・24h・atm]以下、抵抗率が1×1012Ω・cm以上、光線透過率は可視光領域で約80%以上であるような、ガスバリアー性を有する透明絶縁膜であることが必要である。
 より好ましくは、酸素透過度が0.0001ml/m2・24h・atm以下の値であり、かつ、水蒸気透過度が約0.0001g/m2・24h以下の値となるようなハイバリアー性の多層膜で構成することが特に好ましい。
 なお、本明細書でいう「水蒸気透過度」は、JIS(日本工業規格)-K7129(2008年)に準拠した赤外センサー法により測定された値であり、「酸素透過度」は、JIS-K7126(2006年)に準拠したクーロメトリック法により測定された値である。
 上述したガスバリアー層110の形成材料としては、有機EL素子の劣化を招く、例えば水や酸素等のガスの有機EL素子への浸入を抑制できる材料であれば、任意の材料を用いることができる。
 例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸炭化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化モリブデン等の無機材料からなる被膜で構成することができる。
 本実施形態では、ガスバリアー性や透明性、分割時の割断性等を考慮して、ガスバリアー層110は窒化ケイ素や酸化ケイ素等のケイ素化合物を主原料とする構成が好ましい。
 なお、ガスバリアー性フィルムの脆弱性を改良するためには、上記無機材料被膜だけでなく、有機材料との複合材料からなる被膜又はこれらの被膜を積層したハイブリッド被膜で構成してもよい。
 この場合、無機材料からなる被膜及び有機材料からなる被膜の積層順序は任意であるが、有機材料/無機材料でも、両者を交互に複数積層してもよいが、ガスバリアー層110の最表面は無機材料となっている方が、絶縁性やガスバリアー性、後述の無機封止層170と接触させて密閉させる点からより好ましい。
 層厚は上記性能を満たせば任意で設定できるが、可撓性を考慮して、総厚で50~1000nmの範囲内が好ましい。50nm以下では十分なガスバリアー性能が得られず、1000nm以上では屈曲時のクラック等が発生しやすくなる。
 また、上述のようなガスバリアー層110の形成手法としては、基板100上に形成できる手法であれば、任意の手法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、スパッタ法、マグネトロンスパッタ法、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(特開2004-68143号公報参照)、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法、レーザーCVD法、熱CVD法、ALD(原子層堆積)法、また、湿式塗布等の手法を用いることができる。
 [電極接続層]
 電極接続層120(図示上は第1電極接続層121、第2電極接続層122)は、第1電極140及び第2電極160が耐湿性に欠ける金属等であるため、電極腐食を避けるために無機封止層170の外側に取り出す耐熱性・耐湿性を有する導電性の配線である。トータル層厚としては、50~1000nmが好ましい。50nm以上とすることで配線抵抗の増加を抑制することができ、1000nm以下とすることで屈曲時のクラック等の発生を抑制することができる。
 電極接続層120の材質としては、アルミニウム、チタン、モリブデン、銅、タンタル等の金属又はITO(インジウムスズ酸化物)、インジウムガリウム亜鉛酸化物(IGZO)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)、GZO(ガリウム亜鉛酸化物)等の透明性のある金属酸化物が挙げられるが、導電性に有利である金属材料がより好適である。
 これらを単層又は3層構造からなるMAM電極(Mo/Al・Nd合金/Mo)等の金属多層膜で用いてもよい。
 また、電極接続層120の形成方法としては、例えば真空蒸着やスパッタ法、マグネトロンスパッタ法、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、湿式塗布等でパターン形成される。
 [有機平坦化層]
 有機平坦化層130は、ガスバリアー層110と第1電極140の間に形成される層で、第1電極140を形成する前に、ガスバリアー層110の表面平坦化と密着性の向上を行うもので、特に第1電極140に銀等の薄膜金属を使用する際に好適に用いられるものである。
 有機平坦化層130は、水蒸気を透過しやすい材料であるため、ガスバリアー層110と無機封止層170で保護された構造であることが好ましく、蒸着等のDRYプロセス又はスプレー塗布やグラビアコーター、コンマコーター、ダイコーター、インクジェット法等によって、第1電極140と同じ形状でパターン形成されている。層厚は50~1000mmの範囲で用いられる。50nm以上とすることで平坦性を十分得ることができ、1000nm以下とすることで経済的な面からも好ましい。
 有機平坦化層130の材料としては、透明な樹脂材料が好ましく、エポキシ樹脂やアクリル樹脂、ポリエステル、ポリイミド等の絶縁性有機ポリマー材料だけでなく、第1電極140の補助材としてポリアニリンやポリフェニルアミン、PEDOT/PSS(ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸)、PPV(ポリフェニレンビニレン)、3級アミン等の導電性ポリマー材料等を用いてもよい。
 また、光散乱性を付与するため、これらの樹脂バインダー成分に、屈折率の高いアクリル樹脂粒子や酸化ニオブ系無機粒子等を添加して、光散乱性を上げる効果を付与することもできる。
 有機平坦化層130は、水分が浸入しやすいため、無機封止層170で側面を被覆する必要がある。マスクパターニングでパターン形成するか、後述のドライエッチング工程で第1電極140の外側にはみ出したベゼル領域を部分除去することでパターニングされる。
 [第1電極]
 第1電極140(陽極)は、発光層に正孔を供給(注入)する電極膜であり、仕事関数の大きい(4eV以上)、例えば、金属、合金、導電性化合物、及び、これらの混合物等の電極材料で形成される。
 具体的には、本発明の有機EL素子において、第1電極140側から光を取り出す場合には、第1電極140は、例えば、金や銀、アルミニウム等の薄膜金属や、ITO(インジウムスズ酸化物)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)、ガリウム亜鉛酸化物(GZO)、インジウムガリウム亜鉛酸化物(IGZO)等の光透過性を有する金属酸化物材料で形成することができる。
 なお、本発明の有機EL素子において、第1電極140側から光を取り出す場合には、第1電極140の光線透過率は可視光領域で約50%以上であることが好ましい。また、第1電極140のシート抵抗(表面抵抗)は300Ω/□以下の値であることが好ましい。また、第1電極140は多層であってもよい。例えば、一酸化ケイ素や酸化ニオブ等の高屈折率層や反射層を設けてもよい。
 第1電極140の膜厚は、層構成や形成材料の電気抵抗、光透過性によって適時設定依存して変化するが、好ましくは5~200nmの範囲内の値で設定される。
 上記構成の第1電極140は、例えば真空蒸着やスパッタ法、マグネトロンスパッタ法、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、湿式塗布法等の手法により形成される。第1電極140は、所望の形状パターンで開口されたパターンマスクを介して、所望パターンの第1電極140を形成する。
 [有機化合物層]
 有機機能層150は、図示は省略しているが多層の有機化合物層から構成されている。上述のように、例えば、発光層、キャリア(正孔及び電子)の注入層、阻止層及び輸送層等の各種有機化合物層を備えることが好ましい。以下、各有機化合物層の構成について説明する。なお、有機化合物層を構成する各層は、真空蒸着法及び塗布法のいずれの方法であっても形成することができる。
(1)正孔注入層
 本実施形態の有機EL素子では、第1電極140と発光層との間又は第1電極140と後述の正孔輸送層との間に、正孔注入層(陽極バッファー層)を設けてもよい。なお、正孔注入層は、有機EL素子の駆動電圧の低下や発光輝度の向上を図るために、第1電極140と、発光層又は正孔輸送層との間に設けられる。正孔注入層(陽極バッファー層)の形成材料としては、特開2000-160328号公報に記載されている化合物を用いることができる。なお、正孔注入層は、真空蒸着法及び塗布法のいずれの方法であっても形成することができる。
(2)正孔輸送層
 正孔輸送層は、第1電極140から供給された正孔を発光層に輸送(注入)する層である。また、正孔輸送層は、陰極160側からの電子の流入を阻止する障壁としても作用する。それゆえ、正孔輸送層という用語は、広い意味で、正孔注入層及び/又は電子阻止層を含む意味で用いられることもある。
 正孔輸送材料としては、上述した正孔を輸送(注入)する作用及び電子の流入を阻止する作用を発現可能な材料であれば、有機材料及び無機材料のいずれの材料も用いることができる。
 具体的には、正孔輸送材料として、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、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、導電性高分子オリゴマー(特に、チオフェンオリゴマー)等の化合物を用いることができる。
 また、正孔輸送材料としては、例えば、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物(スチリルアミン化合物)等の化合物を用いることができる。特に、本実施形態では、芳香族第3級アミン化合物を正孔輸送材料として用いることが好ましい。
 芳香族第3級アミン化合物としては、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)アミン等の化合物を用いることができる。また、芳香族第3級アミン化合物として、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等のスチリルアミン化合物を用いることができる。さらに、芳香族第3級アミン化合物として、米国特許第5061569号明細書に記載されているような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)や、特開平4-308688号公報に記載されているようなトリフェニルアミンユニットが三つ、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)等の化合物を用いてもよい。
 また、正孔輸送材料としては、例えば、上述した各種正孔輸送材料を高分子鎖に導入した高分子材料、又は、上述した各種正孔輸送材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。なお、p型-Si、p型-SiC等の無機化合物もまた、正孔輸送材料及び正孔注入層の形成材料として使用することができる。
 さらに、正孔輸送材料として、例えば、特開平11-251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Appl.Phys.Lett.,80(2002),p.139)等の文献に記載されているような、いわゆるp型正孔輸送材料と呼ばれる材料を用いてもよい。なお、このような材料を正孔輸送材料として用いた場合には、より高効率の発光素子を得ることができる。
 また、本実施形態では、正孔輸送層に不純物をドープして、p性の高い(正孔リッチ)の正孔輸送層を形成してもよい。その一例は、例えば、特開平4-297076号公報、特開2000-196140号公報、特開2001-102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等の文献に記載されている。このような正孔リッチの正孔輸送層を用いた場合には、より低消費電力の有機EL素子を作製することができる。
 正孔輸送層は、真空蒸着法及び塗布法のいずれの方法であっても形成することができる。正孔輸送層の層厚は、例えば用いる正孔輸送材料等の条件に応じて適宜設定されるが、5~500nmの範囲内の値に設定されることが好ましい。なお、正孔輸送層は、1層だけ設けてもよいし、複数層設けてもよい。正孔輸送層を1層構造とする場合には、上述した正孔輸送材料のうちの1種又は2種以上の材料が正孔輸送層に含まれるようにする。
(3)発光層
 発光層は、第1電極140から直接又は第1電極140から正孔輸送層等を介して注入される正孔と、第2電極160から直接又は第2電極160から電子輸送層等を介して注入される電子とが再結合して発光する層である。なお、発光する部分は、発光層の内部であってもよいし、発光層と、それに隣接する層との間の界面であってもよい。
 また、発光層は、1層だけ設けてもよいし、複数層設けてもよい。なお、発光層を複数設ける場合には、互いに発光色の異なる複数の発光層を積層した構成にしてもよい。また、発光層を複数設ける場合には、隣り合う発光層間に、非発光性の中間層を設けてもよい。この場合、中間層は、発光層内の後述するホスト化合物と同様の材料で形成することができる。
 本実施形態では、発光層を、ホスト化合物(発光ホスト)と、発光材料(発光ドーパント)とを含む有機発光性材料で形成する。このような構成の発光層では、発光材料の発光波長や含有させる発光材料の種類等を適宜調整することにより任意の発光色を得ることができる。
 また、発光層は、真空蒸着法を用いて形成してもよいし、有機溶媒に希釈してダイコート等の塗布法を用いて成膜してもよい。なお、発光層の層厚は、任意に設定することが可能であるが、例えば、構成膜の均質性、発光時における不必要な高電圧の印加の防止及び駆動電流に対する発光色の安定性向上等の観点では、発光層の層厚を5~200nmの範囲内の値に設定することがより好ましい。
 ここで、発光層に含まれるホスト化合物及び発光材料の構成について具体的に説明する。
(3-1)ホスト化合物
 発光層に含まれるホスト化合物としては、室温(25℃)におけるリン光発光のリン光量子収率が約0.1未満の値である化合物を用いることが好ましい。特に、リン光量子収率が約0.01未満の値である化合物をホスト化合物として用いることが好ましい。また、発光層中のホスト化合物の体積比は、発光層に含まれる各種化合物の中で約50%以上の値とすることが好ましい。
 また、ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を用いることができる。その際、1種類のホスト化合物を用いてもよいし、複数種のホスト化合物を併用してもよい。複数種のホスト化合物を用いることにより、電荷(正孔及び/又は電子)の移動度(移動量)を調整することができ、有機EL素子の発光効率を向上させることができる。
 上述のような特性を有するホスト化合物としては、例えば、公知の低分子化合物、繰り返し単位をもつ高分子化合物、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物(蒸着重合性発光ホスト)等の化合物を用いることができる。なお、ホスト化合物としては、正孔輸送機能、電子輸送機能、発光の長波長化を防止する機能、及び、高Tg(ガラス転移温度)を有する化合物を用いることが好ましい。ただし、ここでいう、「ガラス転移温度(Tg)」とは、DSC(Differential Scanning Calorimetry:示差走査熱量)法を用いて、JIS-K 7121-2012に準拠した手法により求められる値である。
 具体的には、ホスト化合物として、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号公報等の文献に記載されている化合物を用いることができる。
 なお、本実施形態では、ホスト化合物は、カルバゾール誘導体であることが好ましく、特に、カルバゾール誘導体であって、かつ、ジベンゾフラン化合物であることが好ましい。
(3-2)発光材料
 発光材料(発光ドーパント)としては、例えば、リン光発光材料(リン光性化合物、リン光発光性化合物)、蛍光発光材料等を用いることができる。ただし、発光効率の向上の観点では、発光材料としてリン光発光材料を用いることが好ましい。
 リン光発光材料は、励起三重項からの発光が得られる化合物である。
 具体的には、リン光発光材料は、室温(25℃)においてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、25℃において約0.01以上の値の化合物である。ただし、本実施形態では、リン光量子収率が約0.1以上の値であるリン光発光材料を用いることが好ましい。なお、リン光量子収率は、例えば、「第4版実験化学講座7・分光II」(1992年版、丸善)の398頁に記載されている手法により測定することができる。
 また、溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本実施形態では、リン光発光材料が、任意の溶媒において、約0.01以上の値のリン光量子収率が得られる発光材料であればよい。
 また、発光層には、1種類の発光材料を含有させてもよいし、発光極大波長の異なる複数種の発光材料を含有させてもよい。複数種の発光材料を用いることにより、発光波長の異なる複数の光を混ぜることができ、これにより、任意の発光色の光を得ることができる。例えば、青色ドーパント、緑色ドーパント及び赤色ドーパント(3種類の発光材料)を発光層に含有させることにより白色光を得ることができる。
 上述したホスト化合物及びリン光発光材料を含む発光層における発光(リン光発光)の過程(原理)としては、次の2種類の過程が挙げられる。
 第1の発光過程は、エネルギー移動型の発光過程である。
 このタイプの発光過程では、まず、キャリア(正孔及び電子)が輸送される発光層内のホスト化合物上において、キャリアが再結合し、これにより、ホスト化合物の励起状態が生成される。
 そして、この際に発生するエネルギーがホスト化合物からリン光発光材料に移動し(励起状態のエネルギー準位がホスト化合物の励起準位から発光材料の励起準位(励起三重項)に移動し)、この結果、リン光発光材料から発光が生じる。
 第2の発光過程は、キャリアトラップ型の発光過程である。このタイプの発光過程では、発光層において、リン光発光材料がキャリア(正孔及び電子)をトラップする。
 その結果、リン光発光材料上でキャリアの再結合が起こり、リン光発光材料から発光が生じる。上述したいずれの発光過程においても、リン光発光材料の励起状態のエネルギー準位は発光ホストの励起状態のエネルギー準位より低くする必要がある。
 上述のような発光過程を生じさせるリン光発光材料としては、従来の有機EL素子で用いられる公知の各種リン光発光材料(リン光性化合物)の中から所望のリン光発光材料を適宜選択して用いることができる。
 例えば、リン光発光材料としては、元素の周期表で8族~10族の金属元素を含有する錯体系化合物を用いることができる。そのような錯体系化合物の中でも、イリジウム化合物、オスミウム化合物、白金化合物(白金錯体系化合物)及び希土類錯体のいずれかをリン光発光材料として用いることが好ましい。
 本実施形態では、特に、リン光発光材料として、イリジウム化合物を用いることが好ましい。
 また、蛍光発光材料(蛍光発光体、蛍光性ドーパント)としては、例えば、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素又は希土類錯体系蛍光体等を用いることができる。
 なお、本明細書では、有機EL素子から発光する光を分光放射輝度計(コニカミノルタ社製、CS-1000)で測定し、その測定結果を、CIE(国際照明委員会)色度座標(例えば、「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4.16参照)に当てはめた時の色を、有機EL素子から発光する光の色とする。具体的には、ここでいう「白色」とは、2度視野角正面輝度を上記手法により測定した際に、1000cd/m2でのCIE1931表色系における色度がX=0.33±0.07、Y=0.33±0.07の領域内にある色のことをいう。
 また、本実施形態では、白色発光を得る手法として、ホスト化合物に、発光波長の異なる複数の発光材料を含有させる手法を用いるが、本発明はこれに限定されない。例えば、青色発光層、緑色発光層及び赤色発光層を積層して発光層を構成し、各色の発光層からそれぞれ発光される光を混ぜることにより白色発光を得てもよい。
(4)電子輸送層
 電子輸送層は、第2電極160から供給された電子を発光層に輸送(注入)する層である。また、電子輸送層は、陽極140からの正孔の流入を阻止する障壁としても作用する。それゆえ、電子輸送層という用語は、広い意味で、電子注入層及び/又は正孔阻止層を含む意味で用いられることもある。
 発光層の第2電極160側に隣接する電子輸送層(電子輸送層を1層構造とする場合には当該電子輸送層、電子輸送層を複数設ける場合には最も発光層側に位置する電子輸送層)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、第2電極160より注入された電子を発光層に伝達(輸送)する機能を有する材料であれば任意の材料を用いることができる。
 例えば、電子輸送材料として、従来の有機EL素子で用いられる公知の各種化合物の中から任意のものを適宜選択して用いることができる。
 より具体的には、電子輸送材料として、例えば、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリゾール誘導体、シロール誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、8-キノリノール誘導体等の金属錯体を用いることができる。
 その他の電子輸送材料としては、例えば、メタルフタロシアニン若しくはメタルフリーフタロシアニン又はそれらの末端基をアルキル基やスルホン酸基等で置換した化合物を用いることもできる。
 また、本実施形態では、例えば、ジベンゾフラン誘導体を電子輸送材料として用いることもできる。
 また、本実施形態では、電子輸送層に不純物をゲスト材料としてドープして、n性の高い(電子リッチ)電子輸送層を形成してもよい。このような構成の電子輸送層の具体例は、例えば、特開平4-297076号公報、同10-270172号公報、特開2000-196140号公報、同2001-102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等の文献に記載されている。具体的には、ゲスト材料(ドープ材)として、有機物のアルカリ金属塩を用いることができる。
 有機物のアルカリ金属塩をドープ材として用いる場合、有機物の種類は任意であるが、例えば、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、吉草酸塩、カプロン酸塩、エナント酸塩、カプリル酸塩、シュウ酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、安息香酸塩、フタル酸塩、イソフタル酸塩、テレフタル酸塩、サリチル酸塩、ピルビン酸塩、乳酸塩、リンゴ酸塩、アジピン酸塩、メシル酸塩、トシル酸塩、ベンゼンスルホン酸塩等の化合物を有機物として用いることができる。これらの中でも、特に、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、吉草酸塩、カプロン酸塩、エナント酸塩、カプリル酸塩、シュウ酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、又は、安息香酸塩を有機物として用いることが好ましい。
 さらに好ましい有機物は、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩等の脂肪族カルボン酸であり、この脂肪族カルボン酸を用いる場合には、その炭素数が4以下であることが好ましい。なお、有機物として最も好ましい化合物は、酢酸塩である。
 また、有機物のアルカリ金属塩を構成するアルカリ金属の種類は任意であり、例えば、Li、Na、K又はCsを用いることができる。これらのアルカリ金属の中でも、好ましいアルカリ金属は、K又はCsであり、さらに好ましいアルカリ金属は、Csである。
 それゆえ、電子輸送層のドープ材として用い得る有機物のアルカリ金属塩は、上記有機物と上記アルカリ金属とを組み合わせた化合物になる。具体的には、ドープ材として、例えば、ギ酸Li、ギ酸K、ギ酸Na、ギ酸Cs、酢酸Li、酢酸K、酢酸Na、酢酸Cs、プロピオン酸Li、プロピオン酸Na、プロピオン酸K、プロピオン酸Cs、シュウ酸Li、シュウ酸Na、シュウ酸K、シュウ酸Cs、マロン酸Li、マロン酸Na、マロン酸K、マロン酸Cs、コハク酸Li、コハク酸Na、コハク酸K、コハク酸Cs、安息香酸Li、安息香酸Na、安息香酸K又は安息香酸Csを用いることができる。これらの中でも、酢酸Li、酢酸K、酢酸Na又は酢酸Csが好ましいドープ材であり、最も好ましいドープ材は、酢酸Csである。
 なお、これらのドープ材の好ましい含有量は、ドープ材を添加する電子輸送層に対して、約1.5~35質量%の範囲内の値であり、より好ましい含有量は、約3~25質量%の範囲内の値であり、最も好ましい含有量は、約5~15質量%の範囲内の値である。
 電子輸送層は、真空蒸着法及び塗布法のいずれであっても形成することができる。また、電子輸送層の層厚は、例えば用いる電子輸送材料等の条件に応じて適宜設定されるが、5~200nmの範囲内の値に設定されることが好ましい。なお、電子輸送層は、1層だけ設けてもよいし、複数層設けてもよい。電子輸送層を1層構造とする場合には、上述した電子輸送材料のうちの1種又は2種以上の材料が電子輸送層に含まれるようにする。
(5)電子注入層
 本実施形態の有機EL素子では、第2電極160と発光層との間又は第2電極160と電子輸送層との間に、電子注入層(電子バッファー層)を設けてもよい。電子注入層は、正孔注入層と同様に、有機EL素子の駆動電圧の低下や発光輝度の向上を図るために、第2電極160と有機化合物層(発光層又は電子輸送層)との間に設けられる。
 ここでは、電子注入層の構成の詳細な説明を省略するが、例えば、「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)に電子注入層の構成が詳細に記載されている。
 [第2電極]
 第2電極160は、発光層に電子を供給(注入)する導電性の膜であり、通常、仕事関数の小さい(4eV以下)、例えば、金属(電子注入性金属)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物等の電極材料で形成される。
 具体的には、有機EL素子において、第2電極160側から光を取り出さない場合には、第2電極160は、例えば、アルミニウム、ナトリウム、リチウム、銀、インジウム、希土類等の金属、ナトリウム-カリウム合金、マグネシウム-銀合金、マグネシウム-銅合金、マグネシウム-銀合金、マグネシウム-アルミニウム合金、マグネシウム-インジウム合金、リチウム-アルミニウム合金等の金属又は金属合金等の電気抵抗の低い材料が好ましいが、ITO(インジウムスズ酸化物)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)、ガリウム亜鉛酸化物(GZO)、インジウムガリウム亜鉛酸化物(IGZO)等の透明性のある金属酸化物材料を用いてもよい。
 第2電極160の膜厚は、層構成や形成材料の電気抵抗、光透過性によって適時設定依存して変化するが、ドライエッチングでのエッチングガスに対するマスクとしても機能させる必要があるため、好ましくは10~500nmの範囲内の値で設定される。10nm以下では膜のピンホールが発生しやすくなりドライエッチング工程でダメージが出やすく、500nm以上では経済性・生産性の点で好ましくない。また、陰極160側から光を取り出す場合には、透明性の高い金属酸化物を用いるか、金属や合金の膜厚を5~20nm形成し、残りを後述のエッチング防止層115を重ねて厚さを確保して用いることが好ましい。
 また、第2電極160は、真空蒸着法やスパッタ法、イオンプレーティング法等により形成することができる。
 [エッチング防止層]
 エッチング防止層115は、ドライエッチングプロセスから、基板100、ガスバリアー層110、第2電極160、有機機能層150を守るための層であり、ドライエッチングガスに変質しない無機化合物材料が好ましく、高透明で絶縁性の材料が好ましい。具体的には、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ケイ素等の無機酸化物、窒化ケイ素や窒化アルミニウム等の無機窒化物、酸窒化ケイ素等の無機酸窒化物、フッ化リチウムやフッ化カルシウム、フッ化マグネシウム等の無機フッ化物等が挙げられる。
 エッチング防止層115の層厚は、条件に応じて適宜設定されるが、少なくとも10nm以上が好ましい。10nm以上であると、膜のピンホールが発生しにくくなりドライエッチング工程でダメージが出にくくなってダメージが発生しにくくなる。一方、エッチング防止層115の層厚上限としては、生産性を考慮して500nm以下が好ましい。
 エッチング防止層115の形成手法としては、任意の手法を用いることができ、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、マグネトロンスパッタ法、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法等の手法を用いることができる。
 [無機封止層]
 無機封止層170は、第1電極140、有機機能層150、第2電極160の吸湿・変質を防止するために設けられる。なお、無機封止層170は、電極接続層及び封止基板200との短絡を防止するのと、切断時に端部が露出しても側面の耐水性が確保できるように、絶縁性の無機化合物からなることが好ましい。無機封止層170は、第2電極160を覆うように設けられ、さらに、有機機能層150及び第2電極160の側面を覆いながら、それらの周囲ではガスバリアー層110と接することで、無機封止層170とガスバリアー層110、電極接続層からなる密封形態を形成している。
 無機封止層170の形成材料としては、有機EL素子の劣化を招く、例えば、水分や酸素等から有機EL素子を隔離する緻密で絶縁性の無機化合物であれば、任意の材料を用いることができる。無機封止層170の特性として、水蒸気透過度が約0.01g/m2・24h以下、好ましくは水蒸気透過度が約0.0001g/m2・24h以下、抵抗率が1×1012Ω・cm以上と、ガスバリアー性と絶縁性を両立するような被膜で構成することが好ましい。
 上述のような特性を有する無機封止層170の形成材料としては、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸炭化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム等の無機化合物や、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の炭素化合物を用いることができる。本実施形態では、ガスバリアー性や透明性、切断時の割断性等を考慮して、無機封止層170は窒化ケイ素や酸化ケイ素等のケイ素化合物を主原料とする構成が好ましい。
 さらに、封止基板200や樹脂接着層180とのラミネート工程に耐えるため、押圧に対する耐久性も必要であり、ビッカース硬度(JISZ2244)でHV50以上、ヤング率70GPa以上であることが好ましい。これは、封止基板200で好適に用いられるアルミニウム箔(HV約50、ヤング率70GPa)よりも高くすることで、電気短絡を確実に防止することができる。
 なお、無機封止層170の層厚は、条件に応じて適宜設定されるが、少なくとも200nm以上が好ましい。200nm以上であると、上述の封止基板200の押し込みによる破壊防止だけでなく、パーティクルや各層の段差等による無機封止層170のピンホールやカバーレッジ不良が発生しにくくなる。また、該ピンホールを介して樹脂接着層180が軟化する際に第2電極160及び有機機能層150に浸透すると、樹脂接着層180の成分が第2電極160や有機機能層150を酸化・変質する等して、ダークスポット増大の要因にもなる。一方、無機封止層170の層厚上限としては絶縁性及び押し込み耐性が確保されていれば特に限定されないが、フレキシブル性や生産性を考慮して1000nm以下が好ましい。
 無機封止層170の形成手法としては、任意の手法を用いることができ、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、マグネトロンスパッタ法、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法等の手法を用いることができる。
 [樹脂接着層]
 樹脂接着層180で用いる接着剤としては、アクリル酸系オリゴマー又は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性又は熱硬化性接着剤等が挙げられる。
 また、アミン系や酸無水物系、カチオン重合系硬化剤を用いた熱硬化型エポキシ接着剤、イソシアネート硬化剤を有するウレタン樹脂系接着剤、シアノアクリレート等の湿気硬化型接着剤、酸性基や金属イオン塩含有基を有するイオン架橋性接着剤等を用いてもよい。
 さらに、高温で軟化するポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン等のポリオレフィン、熱可塑性樹脂等のホットメルト系接着剤、室温で初期タック性を有する粘着剤、加圧により軟化するような感圧性接着剤を用いてもよい。この他にも、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を、接着剤として用いてもよい。
 樹脂接着層180の層厚としては、5~50μmが好ましい。5μm未満では各層の段差被覆不足と接着力不足が起こりやすく、50μmを超えると経済性が悪くなる。
 添加剤として、界面接着力を向上させるシランカップリング剤や、剛直性や防湿性を向上させる有機樹脂ビーズや無機化合物粒子等のフィラー粒子が添加されていてもよい。
 添加するフィラー粒子の粒径は、突起物として飛び出して無機封止層170を破壊しないように直径10μm以下のサイズが好ましく、より好ましくは粒径10~1000nm範囲のナノサイズ粒子を用いることにより、ガス浸透性の遅延効果が期待できる。
 本実施形態では、製造プロセスの簡易性の観点から、樹脂接着層180を、熱重合開始剤を含有する熱硬化性接着剤で形成することが好ましい。
 また、樹脂接着層180の形成方法としては、封止基板200表面に直接塗布により形成するか、事前にフィルム状にしてから接着剤(図示略)によって封止基板200表面に貼り合わせを行う。
 その後、後述の方法で無機封止層170上に圧着することが好ましい。シート状タイプの熱硬化性接着剤を用いる場合には、室温(25℃程度)では非流動性を示し、かつ、加熱すると50~120℃の範囲内の温度で軟化及び流動性を発現するような、熱硬化性接着剤を用いることで、封止基板200が変形した際でも、隙間空間を埋めることで接着性が向上する。
 また、樹脂接着層180の含水率は、ラミネート時に発生するアウトガス低減化と有機EL素子の長寿命化等を考慮して、約1.0%以下の値とすることが好ましい。なお、ここでいう含水率は、ASTM(米国材料試験協会)-D570に準拠した手法で測定された値である。
 [封止基板]
 封止基板200は、無機封止層170の保護及び防湿性の付与、有機EL素子の発光時の放熱・熱拡散性の付与及び樹脂接着層180の保護の役割を持つ。
 また、樹脂接着層180の端部を覆うように変形・保持する必要があるため、適度な剛性・硬さが必要である。また、放熱性(熱伝導率5W/m・k以上)を得るためには、金属箔等が好適に用いられる。
 具体的な材料としては、アルミニウム箔やアルミニウム箔と樹脂の積層体等が挙げられる。また、第2電極160から光を出す場合、封止基板200として基板100と同様の材料を用いてもよい。
 厚さとしては、20~100μmが好適である。20μm以上とすることで容易に変形できる状態を保持することができ、100μm以下とすることが最適な可撓性が得られるため、容易に変形させることができる。
 [FPC圧着・実装]
 切断後の各有機EL素子パネルは、図7のように、電極接続層とFPCを接続するため、異方性導電性膜(Anisotropic Conductive Film:ACF)Aを介してFPCを実装することが好ましい。
 FPCとACFの圧着方法は一般的な加熱加圧による圧着方法を用いることができる。ACFを溶融接続させる圧着温度は100~200℃の加熱が行われるため、比較的耐熱性の低い樹脂接着層180に温度負荷がかからないようにすることが好ましい。このため、樹脂接着層180が隔離されるよう封止基板200を変形することによって保護される。
 しかし、封止基板200は導電性があるため、封止基板200とACF及びFPCとの電気絶縁を確保するため、有機絶縁層(図示略)がさらに外側に設けられることで電気絶縁性を確保することも好ましい。
 FPCとACFの接着面積は非常に少ないため、さらにACFを被覆するように絶縁性モールド剤(図示なし)を設けたり、FPCと基板100間に橋を架けるように、さらに補強テープTで固定されてもよい。
 こうして、電極接続層は、FPC上の金属配線と接続コネクターKを通じて制御回路及び電源と導通している。
 なお、本発明の実施形態においては、基板にガスバリアー層を形成した場合について示したが、一例であってこれに限定されるものではない。
 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、有機EL素子の製造分野で使用することができ、さらには、有機EL素子を備えた表示デバイス、ディスプレイや、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源、さらには表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等の広い発光光源として好適に利用できる。
1(1a、1b、1c、1d、1e) 有機EL素子
100 基板
110 ガスバリアー層
115 エッチング防止層
120 電極接続層
 121 第1電極接続層
 122(122a、122b、122c) 第2電極接続層
130 有機平坦化層
140 第1電極
150 有機機能層
160 第2電極
170 無機封止層
180 樹脂接着層
200 封止基板
40 製造装置
42 巻出部
R20 多層成膜室
R30 プラズマ成膜室
R40 アキューム室
R50 ラミネート室
R60 巻取室
84 第1ローラー
86 第2ローラー

Claims (11)

  1.  基板、第2電極接続層、第1電極、有機機能層、第2電極、無機封止層、樹脂接着層及び封止基板を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
     前記基板の一方の面側に、前記第2電極接続層を形成する工程と、
     前記基板の前記第2電極接続層を形成した面と同じ側に、前記第1電極を形成する工程と、
     前記基板の前記第2電極接続層を形成した面と同じ側に、前記第1電極と隣接して前記有機機能層を形成する工程と、
     前記有機機能層上に前記第2電極を形成する工程と、
     前記第2電極により覆われていない部分の前記有機機能層をドライエッチングにより除去する工程と、
     前記第2電極及び前記有機機能層を覆う前記無機封止層を形成し、前記無機封止層上に前記樹脂接着層を介して前記封止基板を積層する工程と、
     を備え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.  基板、第1電極、有機機能層、第2電極、第2電極接続層、無機封止層、樹脂接着層及び封止基板を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
     前記基板の一方の面側に、前記第1電極を形成する工程と、
     前記基板の前記第1電極を形成した面と同じ側に、前記第1電極と隣接して前記有機機能層を形成する工程と、
     前記有機機能層上に前記第2電極を形成する工程と、
     前記第2電極により覆われていない部分の前記有機機能層をドライエッチングにより除去する工程と、
     前記第2電極及び前記有機機能層の一部を覆う前記第2電極接続層を形成する工程と、
     前記第2電極及び前記有機機能層を覆う前記無機封止層を形成し、前記無機封止層上に前記樹脂接着層を介して前記封止基板を積層する工程と、
     を備え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。
  3.  前記基板の一方の面側に、前記第1電極を形成する工程の前に、有機平坦化層を形成する工程を備えることを特徴とする請求項1又は請求項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.  前記ドライエッチングにより前記有機機能層の一部を除去する工程が、減圧雰囲気下で水素ガスを主成分としてプラズマ放電を発生させることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
  5.  前記ドライエッチングにより前記有機機能層の一部を除去する工程が、減圧雰囲気下で水素ガスと窒素ガスを混合して、プラズマ放電を発生させることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
  6.  前記第2電極を形成する工程から前記無機封止層を形成する工程までの間、減圧雰囲気下の環境を維持したまま、連続して行うことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
  7.  基板の一方の面側に、少なくとも第1電極、有機機能層、第2電極、無機封止層、樹脂接着層及び封止基板が順に積層する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
     前記第2電極と電気的に接続する第2電極接続層を有し、
     前記第2電極接続層が、前記無機封止層及び前記封止基板の外側まで引き出されている構造であり、
     前記有機機能層の層厚が、前記第2電極の端部から外側に向かって徐々に減少し、
     前記第2電極の端部から前記基板と平行方向にはみ出した前記有機機能層の領域の幅が、0~100μmの範囲内であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
  8.  前記基板と前記第1電極の間にエッチング防止層を有することを特徴とする請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  9.  前記第2電極と前記無機封止層の間にエッチング防止層を有することを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  10.  前記基板と前記第1電極の間に有機平坦化層を有し、
     前記有機平坦化層の層厚が、前記第1電極の端部から外側に向かって徐々に減少し、
     前記第1電極の端部から前記基板と平行方向にはみ出した前記有機平坦化層の領域の幅が、0~100μmの範囲内であることを特徴とする請求項7から請求項9までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  11.  前記基板に隣接してガスバリアー層を有することを特徴とする請求項7から請求項10までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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