TW587397B - Organic EL element and method of manufacturing the same - Google Patents

Description

587397 五、發明說明（l) 發明背景 本發明係有關於一種有機EL(電場發光）元件，特別有 關於一種由密封罩，緊#地密封住有機EL層中的有機元 件，以及一種製造上述有機EL元件的方法。 EL是一種現象’在電場的應用上，某些類型的磷光體 放出光線，利用這種現象的元件是EL元件。在有機el元件 的結構中，有機層是以發光材料為材料，使用有機化合物 失在二個電極中間。有機層的配置包括以螢光有機固體為 =料的發光（light-emitting)層的多層結構，例如多環 务香族碳氫化合物（anthracene )和三苯基胺 (triphenylamine)衍生物等等電洞注入層。另一個可利 用的有機層包括多層結構的發光層和電子注入層以六環苯 (perylene)衍生物為材料，或電洞注入層（電洞傳輸層） 的多層結構，EL發光層，和電子注入層（電子傳輸層）。在 有機EL it件中，多層的結構介人在：電極之間，通常形成 在基板上。 D —田電子/主入到發光層再結合於電洞時，如此利用有機

Ltc件發出光線。由有機虬元件，在1〇v的電壓下可以獲 個10GCd/m2到數十個i，叫d/m2高亮度發光，且反 應速率同樣地高。 典作^ ?EL 70件有一個不利條件是它不能防水。例如，儘 &很少1的水能多句使^ Μ # -β H @ # π 發先層和電極層互相分離，或改變 構成發光層荨專的Μ π Μ, .., 材枓性备，然而在這種情況下，形成稱 做暗化（dark SD〇r+、λα a 4 ▲ t )的非放射部分，使放射的品質降

587397 五、發明說明（2) 低。因此，當習知的有機乩元件在空氣中被驅動。它的發* 光特性迅速地降低。為了獲得實用的有機EL元件，元件必' 須得密封，如此水或類似物質將無法進入發光層。 ， 就如岔封有機EL元件的結構，把樹脂或類似材料直接 應用於有機元件的結構，或利用氣體或液體充滿中空的結 構。第3圖顯示配置有機乩元件到實用的習知密封結構（填 充類型結構）。在第3圖顯示的是有機以元件、陽極13、有 機EL層14、和陰極15連續地形成在玻璃基板12上。例如， 有機EL層14有電洞輸送層和乩發光層的多層結構。在填充 類型結構，有機EL元件形成在玻璃基板12上，被覆蓋著密 封的密封罩16，經由黏著劑41固$，密封的密封㈣的内_ 部被填充惰性氣體。 ,f封罩Μ的材料，例如，使用玻璃、金屬、或塑膠。 當$著劑41使玻璃基板12和密封罩16互相結合，樹脂硬化 在室溫，或因為有機EL元件有低熱阻使用紫外線光線放射 使樹脂硬化。當密封罩16經由使用這樣的黏著劑固定在玻 璃基板12上，在黏著劑41塗佈於結合玻璃基板丨卩的表面或 密封罩16之後’固定玻璃基板12和密封罩16的操作是必需 的。 當上述有機EL元件是以小尺寸製造，沒有對發光有好_ 處的區域面積必須減少。沒有對發光有好處的區域，包括 必要部分：密封黏著部分、在密封黏著部分和發光區域的 末端之間的區域、電極（陽極）拉線部分等等。大約 lOOnm厚的電極，是必需的為了激發内部有機乩元件去發

587397 五、發明說明（3) 出光線’被形成在玻璃基板12的表面。玻璃基板12本身至 少有大約幾個# m的翹曲或波紋。 因此’由上述翹曲或波紋和由電極形成的立體 Cthfee-dimensional )的形狀（梯階），是在玻璃基板 1 2的部分去黏著於密封罩16 。當玻璃基板1 2和密封 罩1 6彼此直接接觸時，彼此並沒有緊密接觸，而是留有 許多縫隙的。為此緣故，黏著劑4丨塗佈於某些固定的厚度 (l〇Vm到幾個以吸收立體的形狀，並且玻璃基 板12和密封罩16彼此緊黏著以使之間沒有縫隙。因為在這 個j式中，黏著劑41被塗佈的厚度，所以當玻璃基板12 和密封罩16 &此調準和逆向緊壓時，夾在兩者之間 者劑41會被壓擠，而可能擠壓黏著到有機乩元件。 當黏著劑41附著於有機虬元件時， 用“不管是否㈣劑41硬化/未硬:時有機 el兀件疋很相，以致於會損壞，形成沒有放射 機 為此緣故，黏著劑41的壓擠必需被控制；告 刀。 量減低，•然擠壓不會發生，立體 的數 持密封性。 々成縫隙，所以不能保 當黏著劑41用於密封有機EL元件 的溫度，才不會降低有機EL元件的品必/頁硬化在較低 期巧將不會產生對有機EL元件有不利影響並且’在硬化 黏者劑4 1必須有低浸透性，以便可以' I 另外， 從上面的需要來看，黏著 =保持密封性。 在封有機EL元件必須 587397 五、發明說明（4) 有下述的特性： 1 ·在密封罩和玻璃基板之間的結合表面有翹曲或波紋，經 由拉出拉出連結（extraction interconnection)形成梯 階，可以被充足的平坦化。 2·硬化溫度（黏著劑固定溫度）低於有機EL元件禁得起的溫 度。 3 ·在硬化期間沒有產生對有機EL元件有害的氣體。 4·硬化的黏著劑有低滲透性。 ^黏著劑的界面有低黏著性質、㈣封罩或玻璃基板的界 面’水的滲透作用是相當小。 雖然紫外線-硬化環氧樹脂（ultravi〇let —curing 『Μ 1 η )不需要加熱，就能滿足項目1到3和5的需 比車Γ，儘=透t不會很低，不利於保持密封性。對照 杓π 二/生裱氧樹脂樹脂比紫外線硬化的環氧樹脂 EL元件降低品質，並且=期間產生的氣體，使有機 的熱阻溫度。因此，環ϊ 需溫度超過有狐元件 被採用於密封有機ELn曰無法滿足項目2和3 ’且不能 化樹脂，雖然從有機ELm知，使用紫外線-硬 性維持程度是不夠的◊同、=用昜命的觀點，它的密封 以彌補低滲透性。合來j =，盡可能地減少黏著劑的厚度 罩的製模精度部分：材料是傳導金屬，由於密封 觸，黏著劑的厚度不能機el元件和連接電極互相接 層能避免水渗透到内部的：;:、：在這種情況下，厚黏著劑 1- k成不能太壓擠有機EL元

$ 8頁 587397 五、發明說明（5) 件，且有機EL元件的服務壽命縮短。 發明概述 本發明的目的為提供一種更長服務壽命的有機EL元 件，及其製造方法。 為了達到上述目的，根據本發明，提供一種有機乩元件， 其包括：一透光的透明基板；一有機電場發光 (electroluminescence) (EL)層，形成在上述基板的元 件形成區域上；一框架，形成在上述基板上去圍住上述元 件形成區域，上述框架有平坦的上表面，以吸收在上述基 板表面上的立體的形狀；一密封罩，被固定在上述框架上 表面，以及一黏著層，使上述框架和上述密封罩互相黏 附，上述黏著層被硬化在低於上述有機阢層熱阻溫度的溫 圖式簡單說明 第1 A到1 D圖 件梯階的平面圖 為顯示符合本發明實施例，製造有機EL元 :2A和2B圖是顯示梯階的剖面圖，在下面的第1〇 圖，I造生產有機EL元件的剖面圖；以及

第3圖是習知密封結構的有機EL元件的剖面圖。 符號說明 12〜玻璃基板； 13〜陽極； 14〜有機EL層； 15〜陰極；

587397 五、發明說明（6) 1 6〜密封罩 22〜黏著劑 41〜黏著劑 15a〜陰極拉出連接 2 1〜框架； 22a〜黏著劑層； 較佳實施例說明 參考附圖將說明本發明。 第1 A到1 D圖顯示根據本發明的實施例，製造有機EL 元件的步驟。如同第1A圖所顯示，陽極13包括ITO(氧化 銦錫）薄膜經由濺鍍等等形成，有1 〇〇nm到200nm的厚度， 和陰極拉出連接15a形成在玻璃基板12上，形成大約〇.7mm 到1.1mm厚的鈉約（soda-lime)玻璃板。導電玻璃（ιτο )薄膜，例如陽極1 3，使用透明、傳導薄膜，被使用當作 電極，形成在玻璃基板12的表面上，經由產生在有機EL層 的發光執行顯示，因此最好有高光線穿透度 (transmittance) ° 被形成在 框架21是 經由陽極 如同在第1B圖所顯示，框架21製造自薄膜 有陽極1 3和陰極拉出連接1 5 a的玻璃基板1 2上 被形成為正方形外框去圍住光線放射部份外圍 1 3的拉出部份和陰極拉出連結丨5a形成黏住梯階；因此 框架21的上表面變為平坦的。框架21的形成範圍幾乎與 雄、封进封罩1 6的黏著表面一致。作為框架2 1的材 料’使用化學合成物樹脂能夠形成均勻層及在硬化後有低 ，透性的，例如，雙重包裝類型（tw〇 —pack type )環氧 樹脂樹脂（由NTT先進技術股份有限公司（Νττ

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2 ί材料。以及真空氣相沉積裝置的内部，經由真空泵 電冷Γΐ =接近1Χ ι〇Ε〜4Pa或略小；在抽真空後，供應 到電阻加熱器舟幫助a—NpD加熱到大約3〇〇力到_ 19从如此，a—NPD薄膜沉積大約50nm的厚度在玻璃基板 、既疋區域，因而形成電洞輸送層。

物r、么由真工氣相》儿積的tr^S(8 —quin〇Hn〇late)銘合成 ^以下省略Alq3)當材料，形成EL光線放射層。在真空氣 ^ ^積中，首先，在真空氣相沉積裝置中固定玻璃基板12 地土板固定器上，如此電洞輸送層結構表面是位於在較低 以及具有對應於經由氣相沉積形成的虬光線放射層 搂，域的的開口金屬投影罩，設置在基板的電洞輸送層結 面位置的既定部位。A 1 q3是應用在電阻加熱器舟當 一線放射材料，真空氣相沉積裝置的内部，經由真空幫浦 抽真空到大約1 X1 〇 E — 4 p a或較少。 在抽真空後，提供電流到電阻加熱器舟，幫助加熱

Ajq3至大約3〇〇 c到400 °C。如此，沉積5〇nm厚度的Alq3 溥膜，因而形成有機EL層14。在這個方法中形成有機阢層 14 ’構成綠色放射（green_emitHng)層。

在構成綠色放射層後，如同第“圖所顯示，陰極15的 材料，例如，鎂銀合金，形成在有機乩層14。每個陰極 1 5的末端是連接到已經形成對應的陰極拉出連結丨5a。經 由真空氣相沉積形成陰極15，使用鎂和銀當氣相沉積原 料，可以選擇形成到大約200nm厚度的合金層。當形成相 對陽極13的陰極15，在玻璃基板丨2的框架21中形成有機EL

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層1 4的光線放射層。 在這個實施例中，陰極拉出連結丨5a用電力連接到陰 極15,其由ITO薄膜形成。然而，本發明並不局限於此κ， 可以用陰極1 5相同的金屬材料，形成陰極抽取連結 15a。有機以層14形成的發光層，當從上面看時，陽極和 陰極的連結，形成的像素每一個都有〇 · 3随X 〇 · 3 mm的 尺寸’並且配置這些像素形成4 x 5的矩陣。

如同第2 A圖所顯示，黏著劑2 2 a塗佈於框架21的上 表面。能夠由一般塗佈方法，塗佈黏著劑22a，例如， 分配方法或絲網印刷方法。如同黏著劑22a，例如，可以 使用紫外線-硬化環氧樹脂。紫外線—硬化環氧樹脂在硬化 期間不會產生對發光層不利影響的氣體，以及紫外線-硬 化環氧樹脂硬化的必需溫度，低於有機虬薄膜形成發光芦 的熱阻溫度。^選一，如黏著劑22a，可以使用雙重 ㈢ =樹脂，在容許黏著硬化前，直接加人硬化啟始劑到矩 塗佈黏著劑22的框架21的上表面是平坦，由於吸收經 由&極13形成在玻璃基板12的表面上的立體的形 $、、 =，Λ著劑22不須吸收立體的形狀。由於這㈣^ ::22a層的厚度不須要很厚，大約是7 _到 黏 就夠了。黏著劑22a的材料可以一 ，宕，成# / 氧樹脂，或可以被硬化在85。心選一 皿硬化_類型環 * — 隹C或略低的熱固環氧樹 塑：i:劑22a的材料，在硬化期間將不能產生不利於巧 響發光層的氣體。可以把黏著劑22a僅僅塗佈於密^

587397 16 (稍後描述）的黏著表面，或者對塗佈於框架21和密封 性密封罩1 6二者的黏著表面。 在黏著劑22a塗佈當密封黏著層22以後，在充滿氮 氣體的密封容器中移除水份，提供降低到—7 2。〇的露點， 密封罩16透過黏著劑22a接觸框架22a上表面。當運用壓 力在玻璃基板12和密封罩16兩者之間的時候，黏著劑22& 疋被照射紫外線光線因此起硬化。在這個時候，控制壓力 運用在密封罩16和玻璃基板12之間，以便在形成黏著劑層 2 2a的硬化期間，厚度為數am以下。結果，如同第⑼圖所 顯示，密封罩16被黏著到框架21，那麼有機乩層14是由密 封罩1 6密封地封在乾氮氣體中。 舀知，使用框架2 1時，玻璃基板和密封罩是互相沒有 緊黏。因此，當雄、封罩被黏接到玻璃基板時，流體化的黏 著劑層被壓擠溢出。如果黏著劑被壓擠並且溢出玻璃基板 伸展進去與有機EL層接觸，造成出現非放射部分的不便。 假如壓擠黏著劑伸展到玻璃基板的外面，拉出連結連在玻 璃基板的周圍變狹窄，引起不便，例如，妨宝連社 才妾g °

上述面的不便，阻礙有機EL元件的縮減開支。然而， 如同這個實施例，假如提供框架21，經由框架21的邊緣可 以停止黏著劑22a的伸展。此後可以減少黏著22a的數量， 當密封罩16連接到玻璃基板12時，可以減少黏著劑22a的 伸展數量。因此，當與習知技術比較時，在密封罩黏著區 域和發光層1 6之間的不必要地區能夠進一步減少，所以

587397 五、發明說明（11) 有機EL層14可以已較小尺寸製造。密封罩16的材料沒有 限定為玻璃，π以是不銹鋼、硬鋁、塑膠等等；如塑ς都 相當好，有很小的滲透性。如果金屬的障礙層形成在密封 罩1 6的内部側面，也能夠使用有大滲透性的塑膠材料。 把直流電（DC )低電流的能源供應器連接在有機EL層 14的陽極及陰極，以這個模式密封，透過拉出電極，在^ 氣壓力下25 °C的溫度時，提供能量，初始亮度為丨〇〇 CD / m2。在這個時候，電流是〇· 〇i5Ma、電壓是9v。接著，給放 射表面拍照的放大照片（x30)。當從上面看放射表面的區 域’黑暗斑點佔總面積的比率；當從上面看（在後面描 述，被稱為非-放射面積的比率）從照片可以計算而得，為 〇· 5%。當量得某黑點的直徑，其是7 。 上述有機EL層14被儲存500hrs在大#[下、π的π 度以及伽的相對濕度，沒有供給能量？：儲5存0=: 當以上述相同的模式計算非放射的區域時為0.7%。碟定 非放射面積實質上的初值沒有改變。測量上述相同的黑暗 斑點的直徑為9 μ in，實質上初值沒有改變。這個值是較小 於習知的技術（在後面描述）。從上述，在這個實施例，黑 暗斑點的成長被抑制。 利用習知的方法在有機EL層14的密封效果顯示如下。 在相同的模式中經由習知的方法密封有機EL層丨4，評估獲 得的結果’將以上述計算方法敘述來描述。當計算非放射 面積的最初的比率是〇 · 4 %。當測量確定的黑暗斑點的直徑 疋6 # m °上述有機EL層1 4在大氣中、溫度50 °C及相對濕度

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90%時儲存50 0小時，、力右 述相同的模式計】非；量。在儲存以後，當以上 同的黑暗斑點的直二夺，：4.6%。當測量上述相 在上面的實施；中，機25材：：， 框架的材料沒局限於：機：：有，料形成框架'然而， 低炫點玻璃制出、 ；，但疋框架可以二選一地由 熔點的玻璃無雜質：二到J 錯質玻璃，、經由分散低 法，經由絲網印刷法機黏合劑巾，如上述相同的方 案。讓錯質玻璃圖牵絶p7nting)形成錯質玻璃圖

成以板r Et 士 /案鈑k在400 C到500 t ;因此可以形 成以低-熔點玻璃為材料的框架。 同方ίϊϊ:成後，以上述第1β_圖和第2A、2B圖的相 ^卜線μ，層。在形成有機el層以後，密封罩以紫 &二θ Μ二=f脂為材料的黏著劑，黏附在框架，因而形 成密封的有機EL層14。 經=評估（在大氣中、5(rc的溫度及相對濕度議下 夺:沒有驅動貯存500小時）有機EL層14獲得的結果；在這 固模式下Μ吏W低—溶點玻璃為材料的才匡架所獲得的結 果將在後面描述。非放射的面積的比例在計算之後是〇 8%，相對於初始值〇·5%。同時間，計算黑暗斑點的直徑是 7 Vm，相較於初始值5 // m。結論，確認了效果。 可以一選一形成框架，經由賤鑛非傳導材料，例如，

SiO或Si〇2。在框架以非傳導材料形成時，以上述第1β到 1D圖及第2A、2B圖的相同方法形成有機讥層。在形成有 機EL層之後，密封罩使用以紫外線硬化環氧樹脂為材料的

587397 五、發明說明（13) 黏著劑黏著到 以上述相 式時（在大氣 貯存5 0 0小時） 〇· 8%。同時間 5 V m。結論， 如同上述 板上先形成框 黏附於框架。 黏密封罩。改 框架，因而 同方法評估 中、5 0 °C的 。在計算以 ，黑暗斑點 確認了效果 ’根據本發 架’在框架 因此，可以 進密封性和 形成密封的有機EL層14。 有機EL層14保存在上述相同 溫度及90%的相對濕度，非驅動、 後，非放射的面積的比例是 的直徑是8 // m，相對於初始值 〇 明，在例如：玻璃基板的透明基 裡面形成有機EL層，之後密封罩 製造很薄的黏著劑層，其必然緊 延長有機EL元件的使用壽命。

Claims (1)

1. 587397 案號 90112776 1/年々月< FI 六、申請專利範圍 1 · 一種有機E L元件，其特徵在於包括：p < 一透光的透明基板（1 2) ; 3 一有機電場發光（electroluminescence) ( εΓΥ (1 4)，形成在上述基板的元件形成區域上； 一框架（2 1 )，形成在上述基板上去圍住上述元件形成 =V，上述框架有平坦的上表面，以吸收在上述基板表面 =^體的形狀，其中上述框架是以低滲透性（低透濕性） 溫$機材料為材料，硬化在高於上述有機虬層熱阻溫度的 ^ 一密封罩（16)，被固定在上述框架上表面；以及 Α Ϊ層（22以，使上述框架和上述密封罩互相黏附 声二且-:3構ί ’上述黏著層被硬化在低於上述有機EL 層熱阻溫度的溫度，其中上述密封構造係中空構造。 辻扩加t申請專利範圍第1項所述的有機EL元件，其中上 = ί硬化所形成，上述有機材料是硬化在高於 :其玻璃過渡。阻溫度的溫度，以及加熱上述有機材料到 丨述框:第1項所述的有機EL元件，其中上 述框架以項所述的有飢元件，其中上 述黏5著Π:以圍硬，:項所述的有機el元件，其中上 6.如申請專利ί圍第=樹脂為材料。 架盥宓私里^ ·圍第5項所述的有機EL元件，其中上

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   樹脂硬化。 如申凊專利範圍第1項所述的有機EL元件，其中上 ，機EL!被密封地保存在容器，其由上述基板、上述框 亡=费封罩所形成，且在沒有超過既定的濕度下充填 如申請專利範圍第7項所述的有機EL元件，其中上 惰性氣體是氮氣 •如申請專利範圍第i項所述的有機EL元件，在其中 的基板是以透明玻璃為材料。 H 一種有機EL元件的製造方法，其特徵在於包括： 在透光的透明基板（12)上，形成具有平坦上表面的框 & ^ 以吸收在基板表面的立體的形狀，而圍住元件形 暂I ^二其中上述框架是以低滲透性（低透濕性）之有機物 …、材料’硬化在高於有機EL層熱阻溫度的溫度； 形成一有機電場發光（EL)層（1 4)在基板的元件形成區 域；以及 2有機材料為材料的黏著層（22)，緊黏著在框架上表 =雄、=罩，硬化在低於有機EL層熱阻溫度的溫度，因此 置德、地密封該有機EL層於由該基板、該框架，以及該密封 ▲所構成的一容器中，纟中上述容器係一中空的密封構 方、、11 ·如申凊專利範圍第1 〇項所述的有機EL元件的製造 2 其中形成框架的步驟，包括熱硬化有機材料，硬化 =^有機EL層熱阻溫度的溫度，之後加熱有機材料到玻 ’過渡溫度的步驟。 六 ΜΜ 9ηιΐ977β 申請專利範圍 曰 修正 12 如由士主击 方法，·其中二框利範θ圍第10項所述的有機EL元件的製造 u如由架疋以玻璃為材料。 方法，其，上\框利^圍項所述的有機EL元件的製造 14.如申ϋ/以妙氧化物為材料。 方法，其中上W著：第1〇項所述的有機乩元件的製造 料。 耆劑層是以紫外線硬化環氧樹脂為材 方法，Hi專利範圍第14項所述的有機el元件的製造 線昭射产ft = ί互相黏附框架和密封罩，之後用紫外線光 線照射％氧樹脂’因而硬化環氧樹脂的步驟。 方味H明專利範圍第10項所述的有機el元件的製造 ϋ+密封的步驟包括在沒有多於既定濕度下、惰性 忐:氣，填充惰性氣體在由基板、框架及密封罩所形 、谷器，因而緊密地密封有機乩層連同惰性氣體的 驟。 17·如申4專利範圍第10項所述的有機EL元件的製造 方法’其中上述惰性氣體是氮氣。 、18·如申請專利範圍第1〇項所述的有機EL元件的製造 方法’其中上述基板是以透明玻璃為材料。