JP2003086357A

JP2003086357A - 発光素子及びその製造方法

Info

Publication number: JP2003086357A
Application number: JP2001271307A
Authority: JP
Inventors: Naomi Kaneko; 尚美金子; Hisahide Wakita; 尚英脇田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2003-03-20

Abstract

(57)【要約】【課題】積層構造体上に直接バリア膜を形成すること
が可能になり、吸湿による有機ＥＬ素子劣化や、膜応力
によるバリア膜クラック、及び発光素子劣化のない信頼
性の高い有機ＥＬ素子及びそれを用いた表示装置、照明
装置を実現することを目的とする。また発光素子の小型
化が可能となり、かつ発光光の外部への射出割合の低下
をなくすことができる。【解決手段】基板上に少なくとも電極、有機発光層、
対向電極を形成した積層構造体上に有機化合物からなる
緩衝層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の電極間に正
孔輸送層、発光層、電子注入層からなる有機材料を含む
発光領域を備え、両電極から発光層にキャリアを注入す
ることによって発光層を発光させる有機エレクトロルミ
ネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という）に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子を利用した平面ディスプレ
イや、平面光源は、次世代のディスプレイ材料として研
究、開発が盛んに行われている。

【０００３】有機ＥＬ素子は、例えば、図３に示すよう
に、ガラス基板１０上に陽極を構成する透明導電材料
（ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＩｎＯ３、ＺｎＯ）が用いられた
透明電極１２が形成され、この透明電極１２上に有機材
料を含む有機材料を含む発光領域１８（正孔輸送層１
４、発光層１６、電子輸送層１７）、発光領域１８上
に、陰極を構成するＭｇＡｇ，Ｃａ，Ａｌ、ＭｇＩｎな
どからなる金属電極５０が形成されている。そして、透
明電極１２から発光層１６に注入された正孔と、金属電
極５０から発光層に注入される電子とが、発光層１６で
再結合することにより発光する。図３に示すように、発
光層１６で発光した光は、透明電極を通過し、ガラス基
板１０を通じて外部に出る。また、不透明な金属電極５
０側へ進んだ光は、透明電極５０で反射され、これより
ガラス基板側へ進んでガラス基板を通って外部へ出る。
しかし、このようなＥＬ素子内で発生した発光光がガラ
ス基板１０を通して外部へ射出される場合は、射出割合
は約２０％程度であり、残りの８０％近くは、発光層１
８やガラス基板１０を導波して金属面で吸収されたり基
板の端から放出されてしまう。

【０００４】素子内で発生した発光を効率良く素子外部
に取り出すして発光効率を改善するために提案されたＥ
Ｌ素子の構成が図４に示すものである。

【０００５】図４に示すように、ガラス基板１０上に電
極を構成する透明導電材料（ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＩｎＯ
３、ＺｎＯ等）、あるいはＭｇＡｇ，Ｃａ，Ａｌ、Ｍｇ
Ｉｎなどからなる金属材料が用いられた電極１２が形成
され、この電極１２上に有機材料を含んだ発光領域１８
（正孔輸送層１４、発光層１６、電子輸送層１７）、発
光領域１８上に透明電極５１が形成されている。この透
明電極６０は、図３に示すように不透明な金属材料では
なく、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＩｎＯ３、ＺｎＯ、あるいは
これらの酸化物の複合体からなる透明導電膜材料が用い
られている。

【０００６】透明電極５１に透明導電膜材料を用いるこ
とで、素子の上部電極となる陰極電極側から発光領域１
８で発生した発光光を取り出すことが可能となる。図４
に示すように、発光層１６で発光した光は、透明な陰極
電極５１を通過し、外部に出る。電極１２が不透明な金
属材料である場合は、陽極電極１２側へ進んだ光は陽極
電極１２で反射され、これより透明電極６０側へ進んで
透明電極６０を通って外部へ出る。また、電極が透明導
電膜材料からなる場合、例えばガラス上に反射層（散乱
層）（図示せず）と組み合わせることにより、発光層１
６で発光し陽極電極１２側へ進んだ光は陽極電極１２で
反射され、これより透明電極５１側へ進んで透明電極６
０を通って外部へ出ることになる。

【０００７】このような有機ＥＬ素子内で発生した発光
光は、ガラス基板１０を通して外部へ射出されないた
め、図３の構成に比べて、外部への射出割合は増えるの
である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図３、図４に
示すような有機ＥＬ素子は、例えば、電子注入層や発光
領域を構成する有機層などへの水分や酸素の進入による
素子劣化が発生するといった問題がある。水分や酸素と
の反応により構造変化を生じるため、素子の一部分が発
光しないダークスポットが発生、成長したり、発光効率
が低下を招く原因となり、例えばＥＬ素子を用いたディ
スプレイの場合、表示品位が悪化するのである。したが
って、有機EL素子の耐久性や信頼性を高めるには、電子
注入層や有機層に用いる材料と水分や酸素との反応を防
止するために、有機ＥＬ素子全体が封止されている必要
がある。

【０００９】図３，４に示されるようにガラスやアルミ
からなるキャップ５１、５２を発光素子に被せることに
より、水分の侵入を防止されているが、発光素子の小型
化（薄化）の妨げとなり、かつ発光光の外部への射出割
合の低下を引き起すといった問題がある。

【００１０】従来、有機EL素子の封止については、これ
まで主に二つの方法による検討が行われてきた。その一
つは、ガラス製キャップ等を有機ＥＬ素子に封着するも
のであり、他方は蒸着法等の真空成膜技術を用いて、有
機ＥＬ素子の外表面に保護膜を形成するものである。

【００１１】ガラス製キャップ等を封着して有機ＥＬ素
子を封止する方法としては、無機エレクトロルミネッセ
ンス素子で既に用いられているように、背面電極の外側
にガラス板を設け、背面電極とガラス板の間にシリコー
ンオイルを封入する方法等がある。

【００１２】保護膜を形成して有機ＥＬ素子を封止する
方法については、例えば特開平６−９６８５８号公報に
ＧｅＯ、ＳｉＯ、ＡｌＦ３等をイオンプレーティング法
を用いて有機ＥＬ素子の外表面に形成する方法が開示さ
れている。

【００１３】また、特開平７−２１１４５５号公報にお
いては、吸水率１％以下の吸水物質と吸水率０．１％以
下の防湿性物質からなる保護膜を形成する方法が形成さ
れている。

【００１４】また、特開平１０−４１０６７号公報にお
いては、有機ＥＬ素子の外表面に、最下層に絶縁性化合
物を有する少なくとも２層以上の積層膜からなる膜厚３
μｍ〜３０μｍの保護膜を形成する方法が開示されてい
る。

【００１５】一般的に有機ＥＬ素子を用いたディスプレ
イ等を製造する場合、基板上には有機ＥＬ素子を構成す
る積層体の他、スイッチング素子や発光色の異なる発光
領域を区分して形成するための有機材料（リブ）等が形
成される。この場合、基板表面上には多数の凹凸ができ
ることは避けられない。水分や酸素の侵入を防ぐべく、
基板上に有機EL素子を構成積層構造体上に保護膜を形成
した場合、基板上に形成されたスイッチング素子、電
極、有機EL素子といった基板上の凹凸のため、膜応力に
起因するバリア膜のクラックや剥がれ、素子破壊を引き
起こすといった課題があった。膜応力は多層に積層され
ることにより増加する。また、基板上に付着したダス
トに起因するバリア膜のクラックや剥がれ、素子破壊を
引き起こすといった課題もあった。

【００１６】ＥＬ素子上に保護膜を形成する場合に、バ
リア膜の形成方法によっては、有機ＥＬ素子にダメージ
を与えたり、静電破壊が発生するといった課題があっ
た。

【００１７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、基板上に少なくとも電極、有機発光層、
対向電極を形成した積層構造体上に有機化合物からなる
緩衝層を形成することにより、積層構造体上に直接バリ
ア膜を形成することが可能になり、水分や酸素の進入に
よる有機ＥＬ素子劣化や、膜応力によるバリア膜クラッ
ク、及び発光素子劣化のない耐久性、信頼性の高い有機
ＥＬ素子及びそれを用いた表示装置、照明装置を実現す
ることを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の発光素子は、基
板上に形成された電極と、有機発光層と対向電極と、を
備えた発光素子であって、前記対向電極上に形成された
緩衝層と、前記緩衝層上に少なくとも１層以上のバリア
膜とが形成されていることを特徴とする。

【００１９】本発明の好ましい態様において、緩衝層
は、有機物を有する。

【００２０】また、本発明の好ましい態様において、緩
衝層は、０．３μm以上５μｍ以下の膜厚である。

【００２１】また、本発明の好ましい態様において、緩
衝層は、基板上に形成された積層体構造の凹凸の２倍以
上の膜厚である。

【００２２】また、本発明の好ましい態様において、緩
衝層は、前記積層構造体を覆い、前記積層構造体の表面
の凹凸を０．５μｍ以下である。

【００２３】また、本発明の好ましい態様において、緩
衝層は導電性を有し、体積抵抗値が１０¹²Ω・ｃｍ以下
である。

【００２４】また、本発明の好ましい態様において、バ
リア膜は、酸化膜や窒化膜、金属薄膜、及びダイヤモン
ドライクカーボン膜を少なくとも１種以上含む。なお、
酸化膜はSi又はAｌを有する。

【００２５】また、本発明の好ましい態様において、緩
衝層は、酸化膜を有する。

【００２６】また、本発明の好ましい態様において、酸
化膜はＳｉＯｘからなる。

【００２７】また、本発明の好ましい態様において、Ｓ
ｉＯｘ層は、１５ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の膜厚であ
る。

【００２８】本発明の表示装置は、上記に記載のいずれ
かの発光素子を用いた表示装置。

【００２９】本発明の証明装置は、上記に記載のいずれ
かの発光素子を用いた照明装置。

【００３０】本発明の発光素子の製造方法は、基板上に
電極を形成する工程と、前記電極上に有機発光層を形成
する工程と、前記有機発光層上に対向電極を形成する工
程からなる発光素子の製造方法であって、少なくとも前
記対向電極の表面に緩衝層を形成する工程と、前記緩衝
層上に少なくとも１層以上のバリア膜を形成する工程と
を有するこを特徴とする。

【００３１】本発明の好ましい態様において、一度も大
気中に取り出すことなく、真空中で連続して行われる。

【００３２】また、本発明の好ましい態様において、前
記対向電極上に緩衝層を形成する工程と、前記緩衝層上
に少なくとも１層以上のバリア膜を形成する工程とは、
１００℃以下の温度条件下で行われる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて説明する。

【００３４】（実施の形態１）以下本発明の実施の形態
１について説明する。図１は本発明に係る発光素子の実
施の形態１を示す断面図である。図１において、１０１
は基板、１０２は電極、１０３は発光層、１０４は対向
電極、１０５は緩衝層、１０６はバリア性を有するバリ
ア膜、１０７はスイッチング素子をリブで覆ったもので
ある。

【００３５】本実施の形態において、薄膜トランジスタ
からなるスイッチング素子１０７及びＩＴＯからなる画
素電極１０２が形成されたガラス基板上に、少なくとも
有機EL素子の発光領域１０３、対向電極１０４を蒸着法
により形成した積層構造体を形成する。発光領域１０３
は例えばＡｌｑ₃等からなる発光層（膜厚５００Ａ）と
ＴＰＤからなる正孔輸送層（膜厚５００Ａ）（図示せ
ず）からなる。対向電極１０４は、この場合、反射率が
高く、発光層を効率良く発光させる機能を備えているＡ
ｌ層（膜厚１０００Ａ）からなる。

【００３６】スイッチング素子１０７上には、異なる発
光領域を区分するため有機材料が覆っている場合があ
り、この場合、基板表面からおよそ１．５μｍの高低差
がある。

【００３７】緩衝層１０５は、ポリアニリンスルホン酸
（ＰＡＳ）からなる有機導電性材料をスピンコート法に
より対向電極１０４上に３μｍ程度形成した後、熱処理
を施こすことにより硬化している。これにより、積層構
造体表面の高低差は約０．５μｍ程度である。

【００３８】また緩衝層のシート抵抗値は１０⁶Ω・ｃ
ｍ程度である。

【００３９】衝層上にはバリア膜１０６が形成されてい
る。バリア膜は窒化アルミニウムからなりスパッタ法に
て３０００Ａ形成されている。バリア膜１０６は、水蒸
気バリア性に優れ、０．５以下ｇ／ｍ²／ｄａｙであ
る。

【００４０】また、本発明に用いられる素子構成は特に
限定されるものではなく、次のような構成をとることが
出来る。例えば、陽極／発光層／陰極陽極／正孔注入層／発光層／陰極陽極／発光層／電子注入層／陰極陽極／正孔注入層／発光層／陰極等をあげることができる。これらの構成の素子において
は各層が複数の層の積層体であってもよいし、また複数
の材料の混合体であってもよい。これらの構成を、基板
／電極／発光領域（正孔注入層、発光層）／対向電極と
大別する。

【００４１】発光層に使用される材料としては、ベンゾ
イミダゾール系、ベンゾチアゾール系、ベンゾオキサゾ
ール系の材料、金属キレート化オキシノイド系化合物、
スチルヘルゼン系化合物等をあげることができる。正孔
注入層としては、フルオレノン誘導体、アントラキノジ
メタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジ
オキシド誘導体、複素環テトラカルボン酸、カルボジイ
ミド、フルオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジ
メタン誘導体、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘
導体、キノリノール誘導体の金属錯体、フタロシアニ
ン、ジスチリルピラジン誘導体等が考えられる。

【００４２】有機ＥＬ素子の場合、発光層の形成は主に
抵抗加熱蒸着法を用いるが、エレクトロンビーム蒸着
法、スパッタ法等を用いてもよい。

【００４３】有機ＥＬ素子は、有機発光層が付着した基
板を高温に加熱すると、有機層が劣化してしまうため、
対向電極１０４は低温成膜する必要がある。さらに、対
向電極としてＩＴＯ等、金属薄膜を蒸着法、スパッタ法
やエレクトロンビーム蒸着法等により有機発光層上に形
成する場合、有機層へのダメージを軽減するため、有機
層上にバッファ層を形成してから透明電極を形成するの
が好ましい。バッファ層としては、銅フタロシアニン等
の熱的に安定な有機化合物等を用いればよい。

【００４４】対向電極１０４は低温で形成されるため、
対向電極１０４と下地膜の密着性は悪く、対向電極１０
４の剥がれが発生しやすい。対向電極と下地膜との密着
性を向上するため、プラズマアッシングといった表面処
理を施した表面に対向電極形成することが好ましい。

【００４５】対向電極１０４は、この場合、反射率が高
く、発光層を効率良く発光させる機能を備えていればよ
く、ＡｌあるいはＡｌ化合物、銀あるいは銀化合物等の
金属膜を用いることが好ましい。さらに、銀化合物とし
ては、銀・パラジウム・銅（ＡｇＰｄＣｕ）の合金ある
いは銀・金・銅（ＡｇＡｕＣｕ）の合金を用いるのが好
ましい。また、有機化合物を発光層として用いるいわゆ
る電流注入型の有機ＥＬ素子の場合、通常反射電極は陰
極となり、電子の注入効率のよい材料、すなわち仕事関
数の低い材料を用いることが多い。有機ＥＬ素子の陰極
としては例えばＡｌ−Ｌｉ合金、Ｍｇ−Ａｇ合金等の、
仕事関数が低いが反応性の高い金属（Ｌｉ、Ｍｇ等）と
反応性が低く安定な金属（Ａｌ、Ａｇ等）との合金を用
いればよい。あるいは、Ｌｉ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ａｌ等の
仕事関数の低い金属あるいはその化合物と仕事関数の高
い金属の積層電極、ＩＴＯ／Ａｌ／ＩＴＯといった金属
と透明導電膜の積層電極などを用いることができる。

【００４６】また、対向電極側から、発光考を取り出す
光上取り出しの場合は、対向電極は透明あるいは半透明
であることが好ましい。この場合、例えばＩＴＯ、Ｚｎ
Ｏといった酸化物からなる電極や、ＭｇＡｇ金属薄膜、
酸化物膜とメッシュ状に形成された金属薄膜との積層電
極なども用いることが出来る。

【００４７】電極１０２の形成方法としては、酸化イン
ジウムの他、酸化インジウムに酸化錫を含むＩＴＯや、
ＺｎＯといった透明導電膜やＡｌ等の金属電極であって
もよく、スパッタ、エレクトロンビーム蒸着、抵抗加熱
蒸着等の方法を用いればよい。

【００４８】基板1は,本発明の発光素子を嘆じ出来るも
のであれば良く,ガラス或いはポリカー簿ねート、ポリ
メチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレートな
どの樹脂フィルム、またはシリコン基板等を用いること
ができる。

【００４９】緩衝層１０５は、上記材料に限らないもの
とし、例えば有機材料に導電性フィラーを混合したもの
であっても構わない。

【００５０】また、緩衝層１０５の形成方法も、上記方
法に限らないものとし、印刷法等の塗布型の他、真空蒸
着法などを用いてもよい。また硬化方法も熱硬化に限ら
ず、ＵＶ照射によるＵＶ硬化、電子線照射によるＥＢ硬
化法等を用いてもよい。

【００５１】緩衝層の膜厚は、０．３μｍ以上５μｍ以
下であることが好ましく、さらに好ましいくは０．３μ
ｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。

【００５２】また、基板上に形成された積層構造体の高
低差の２倍以上であることが好ましい。

【００５３】表１に、本実施の形態における耐久テスト
結果を示す。

【００５４】バリア膜１０６は、窒化アルミニウムに限
らず、ＳｉＯ_x、Ａｌ₂Ｏ₃といった酸化物、窒化物から
なる無機膜、ダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ
膜）の他、Ａｌなどの金属膜であっても構わない。

【００５５】また、有機層と無機層の多層膜、または無
機膜の積層膜であっても構わない。

【００５６】また、バリア膜１０６の形成方法も、上記
方法に限らないものとし、スパッタ、エレクトロンビー
ム蒸着、抵抗加熱蒸着、ＣＶＤ、塗布型等、真空アーク
法、電子シャワー法、陽極酸化法などを用いればよい。

【００５７】本実施の形態１においては、基板上に形成
された積層構造体上に、緩衝層１０５を形成することに
より、前記積層構造体の表面凹凸が低減し、その上に形
成されるバリア膜のクラックを防止することができる。
また、バリア膜が積層構造体にあたえる応力及びその他
外的要因によって引き起こされる応力が積層構造体に与
える影響を低減すること可能になり、対向電極の剥がれ
などといった素子破壊を防止することが出来る。

【００５８】緩衝層１０５が有する導電性は、１０¹²Ω
・ｃｍ以下が好ましい。さらに好ましくは、１０¹⁰Ω・
ｃｍ以下である。

【００５９】緩衝層１０５が導電性を有することにより
対向電極の補助電極としての効果の他、例えば、バリア
膜成膜時のダメージを防止するなど、ＥＬ素子の静電破
壊を防止出来ると言った効果もある。

【００６０】これより、薄型、軽量、高寿命、かつ信頼
性の高い発光素子、表示装置及び照明装置を得ることが
出来る。

【００６１】（実施の形態２）以下本発明の実施の形態
２について説明する。図２は本発明に係る発光素子の実
施の形態２を示す断面図である。図２において、２０１
は基板、２０２は電極、２０３は発光層、２０４は対向
電極、２０５は緩衝層、２０６はバリア性を有するバリ
ア膜、２０７はスイッチング素子、２０８はＳｉＯ
₂層、２０９は反射層である。

【００６２】本実施の形態において、発光素子を形成す
る工程は、一度も大気中に取り出すことなく、真空中で
行われる。

【００６３】本実施の形態において、反射層２０９、薄
膜トランジスタからなるスイッチング素子２０７及びＩ
ＴＯからなる画素電極２０２が形成されたガラス基板上
に、少なくとも有機EL素子の発光領域２０３、対向電極
２０４を蒸着法により形成した積層構造体を形成する。

【００６４】発光領域２０３は例えばＡｌｑ₃等からな
る発光層（膜厚５００Ａ）とＴＰＤからなる正孔輸送層
（膜厚５００Ａ）（図示せず）からなる。対向電極２０
４は、この場合、ＭｇＡｇからなる金属薄膜（５０Ａ）
上に透明あるいは半透明である酸化インジウム（膜厚１
０００Ａ）を積層した積層電極からなる。

【００６５】スイッチング素子２０７上には、異なる発
光領域を区分するため有機材料が覆っており、基板表面
からおよそ１μｍ程度の高低差がある。

【００６６】対向電極上に形成されたＳｉＯ₂層（２０
０Ａ）は、スパッタ法にて無加熱に形成されており、緩
衝層２０５との密着性を向上することが出来る。

【００６７】緩衝層２０５は、アクリル系材料に例えば
ポリアルキレングリコールを主成分とするポリマーに過
塩素酸リチウムなどの過塩素酸塩を複合化させたイオン
伝導性の導電性付与剤を添加した有機導電性材料を、印
刷法によりＳｉＯ₂上に２０８上に５μｍ形成した後、
電子線照射を施こすことにより硬化している。これによ
り、積層構造体表面の高低差は約２０ｎｍ程度である。
緩衝層２０５を形成することにより基板上の表面形状を
平坦化するといった効果がある。また緩衝層のシート抵
抗値は１０⁵Ω・ｃｍ程度である。

【００６８】衝層上にはバリア膜２０６が形成されてい
る。バリア膜はＳｉＯｘとアクリル系樹脂を交互に２０
層程度積層した多層膜からなる。ＳｉＯｘはバリア性を
有し、スパッタ法にて８００Ａ形成されている。アクリ
ル系樹脂は蒸着重合により０．３μｍ程度形成されてい
る。バリア膜２０６は、水蒸気バリア性に優れ、０．０
５以下ｇ／ｍ²／ｄａｙである。

【００６９】有機材料からなる発光領域２０３は、耐熱
性が悪く、発光領域２０３上に形成する対向電極２０
３、ＳｉＯｘ層２０８、及び緩衝層２０６、バリア膜２
０６は、１００℃以下の温度で形成することが好まし
い。

【００７０】対向電極２０４は低温で形成されるため、
対向電極１０４と下地膜の密着性は悪く、対向電極２０
４の剥がれが発生しやすい。また対向電極２０４上に形
成された緩衝層、バリア膜といった各積層膜も低温で形
成するため、各層界面の密着性も悪く、各膜応力による
各膜界面の剥がれが発生しやすい。対向電極２０４と緩
衝層２０５との間にＳｉＯｘ膜を形成することにより、
対向電極２０４と緩衝層２０５の密着性が向上するとい
った効果がある。

【００７１】発光光を対向電極側から取り出す、光上取
り出しの場合は、対向電極は透明あるいは半透明である
ことが好ましい。この場合、例えばＩＴＯ、ＺｎＯとい
った酸化物からなる電極や、ＭｇＡｇ金属薄膜、酸化物
膜とメッシュ状に形成された金属薄膜との積層電極など
も用いることが出来る。

【００７２】電極２０２の形成方法としては、酸化イン
ジウムの他、酸化インジウムに酸化錫を含むＩＴＯや、
ＺｎＯといった透明導電膜やＡｌ等の金属電極であって
もよく、スパッタ、エレクトロンビーム蒸着、抵抗加熱
蒸着等の方法を用いればよい。

【００７３】基板２０１は,本発明の発光素子を嘆じ出
来るものであれば良く,ガラス或いはポリカー簿ねー
ト、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタ
レートなどの樹脂フィルム、またはシリコン基板等を用
いることができる。

【００７４】緩衝層２０５は、上記材料に限らないもの
とし、例えば有機材料に導電性フィラーを混合したもの
であっても構わない。

【００７５】また、緩衝層２０５の形成方法も、上記方
法に限らない。

【００７６】発光光を対向電極側から取り出す、光上取
り出しの場合は、緩衝層やバリア膜は透明あるいは半透
明であることが好ましい。

【００７７】発光光を対向電極側から取り出す、光上取
り出しの場合は、緩衝層やバリア膜は透明あるいは半透
明であることが好ましい。

【００７８】本実施の形態において、発光素子を形成す
る工程は、一度も大気中に取り出すことなく、真空中で
行われることが好ましい。これにより水分、酸素等が取
り込まれることなく、信頼性の高い発光素子が得ること
が可能になる。

【００７９】例えば、バリア膜２０６は、ＳｉＯｘに限
らず、ＡｌＯＮ、Ａｌ₂Ｏ₃といった酸化物、窒化物から
なる無機膜、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜
であっても構わない。

【００８０】また、有機層と無機層の多層膜、または無
機膜の積層膜であっても構わない。

【００８１】また、バリア膜２０６の形成方法も、上記
方法に限らないものとし、スパッタ、エレクトロンビー
ム蒸着、抵抗加熱蒸着、ＣＶＤ、塗布型等、真空アーク
法、電子シャワー法、陽極酸化法などを用いればよい。

【００８２】

【表１】

【００８３】表１に、本実施の形態における耐久テスト
結果を示す。

【００８４】また、ガラスキャップ等を被うことによ
り、さらにバリア性を向上するこが出来る。

【００８５】本実施の形態２においては、基板上に形成
された積層構造体上に、ＳｉＯｘ膜、緩衝層２０５を形
成することにより、前記積層構造体の表面凹凸が低減
し、その上に形成されるバリア膜のクラックを防止する
ことができる。また、バリア膜が積層構造体にあたえる
応力及びその他外的要因によって引き起こされる応力が
積層構造体に与える影響を低減すること可能になり、対
向電極の剥がれなどといった素子破壊を防止することが
出来る。また、緩衝層２０５が導電性を有することによ
り対向電極の補助電極としての効果の他、素子の静電破
壊を防止出来ると言った効果もある。

【００８６】これより、薄型、軽量、高寿命、かつ信頼
性の高い発光素子、表示装置及び照明装置を得ることが
出来る。

【００８７】

【発明の効果】本発明によれば、基板上に少なくとも電
極、有機発光層、対向電極を形成した積層構造体上に有
機化合物からなる緩衝層を形成することにより、積層構
造体上に直接バリア膜を形成することが可能になり、吸
湿による有機ＥＬ素子劣化や、膜応力によるバリア膜ク
ラック、及び発光素子劣化のない信頼性の高い有機ＥＬ
素子及びそれを用いた表示装置、照明装置を実現するこ
とを目的とする。

【００８８】また、従来、水分の侵入を防止するべく有
機ＥＬ発光素子に被せられてきたガラスやアルミからな
るキャップ５２を設ける必要がなくなり、発光素子の小
型化が可能となり、かつ発光光の外部への射出割合の低
下をなくすことができる。

【００８９】これより、薄型、軽量、高寿命、かつ信頼
性の高い発光素子、表示装置及び照明装置を得ることが
出来る。

【００９０】また、緩衝層１０５が導電性を有すること
により対向電極の補助電極としての効果の他、例えば、
バリア膜成膜時のダメージを防止するなど、ＥＬ素子の
静電破壊を防止か可能となり、歩留まりが向上出来ると
言った効果もある。

【００９１】また、対向電極２０４と緩衝層２０５との
間にＳｉＯｘ膜を形成することにより、対向電極２０４
と緩衝層２０５の密着性が向上するといった効果があ
る。

【００９２】これより、各膜応力による各膜界面の剥が
れが発生しない信頼性の高い有機ＥＬ素子及びそれを用
いた表示装置、照明装置を実現することを目的とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における発光素子の断面
図

【図２】本発明の実施の形態２における発光素子の断面
図

【図３】従来の一般的な有機ＥＬ発光素子を示す断面図

【図４】従来の一般的な有機ＥＬ発光素子を示す断面図

【符号の説明】

１０１基板１０２電極１０３発光領域１０４対向電極１０５緩衝層１０６バリア膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K007 AB11 AB15 AB18 BA06 BB07 CB01 CB02 CC01 DA01 DB03 EB00 FA01 FA02 5C094 AA15 AA31 AA36 AA42 AA43 BA03 BA27 CA19 DA07 DA09 DA13 EA04 EA05 EA06 EA07 EA10 FA01 FA02 FA04 FB01 FB02 FB12 FB15 FB20 GB10 JA05 JA08 JA20 5G435 AA14 AA17 AA18 BB05 CC09 GG32 GG42 HH01 HH12 HH20 KK05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に形成された電極と、有機発光層
と対向電極と、を備えた発光素子であって、前記対向電
極上に形成された緩衝層と、前記緩衝層上に少なくとも
１層以上のバリア膜とが形成されていることを特徴とす
る発光素子。
【請求項２】緩衝層は、有機物を有することを特徴と
する請求項１記載の発光素子。
【請求項３】緩衝層は、０．３μm以上５μｍ以下の
膜厚であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発
光素子。
【請求項４】緩衝層は、基板上に形成された積層体構
造の凹凸の２倍以上の膜厚であることを特徴とする請求
項１から３のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項５】緩衝層は、積層構造体を覆い、前記積層
構造体の表面の凹凸を０．５μｍ以下にしていることを
特徴とする請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】緩衝層は導電性を有し、体積抵抗値が１
０¹²Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１から
５のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項７】バリア膜は、酸化膜、窒化膜、金属薄
膜、及びダイヤモンドライクカーボン膜を少なくとも１
種以上含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか
１項に記載の発光素子。
【請求項８】緩衝層は、酸化膜を有することを特徴と
する請求項１から７のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項９】酸化膜はＳｉＯｘからなることを特徴と
する請求項８記載の発光素子。
【請求項１０】ＳｉＯｘ層は、１５ｎｍ以上１０００
ｎｍ以下の膜厚であることを特徴とする請求項８又は９
に記載の発光素子。
【請求項１１】請求項１から１０の何れかに記載の発
光素子を用いた表示装置。
【請求項１２】請求項１から１０のいずれかに記載の
発光素子を用いた照明装置。
【請求項１３】基板上に電極を形成する工程と、前記
電極上に有機発光層を形成する工程と、前記有機発光層
上に対向電極を形成する工程からなる発光素子の製造方
法であって、少なくとも前記対向電極の表面に緩衝層を
形成する工程と、前記緩衝層上に少なくとも１層以上の
バリア膜を形成する工程とを有することを特徴とする発
光素子の製造方法。
【請求項１４】一度も大気中に取り出すことなく、真
空中で連続して行われることを特徴とする請求項１３記
載の発光素子の製造方法。
【請求項１５】対向電極上に緩衝層を形成する工程
と、前記緩衝層上に少なくとも１層以上のバリア膜を形
成する工程とは、１００℃以下の温度条件下で行われる
ことを特徴とする請求項１３記載の発光素子の製造方
法。