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JP3817081B2 - 有機ｅｌ素子の製造方法 - Google Patents

有機ｅｌ素子の製造方法 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子に関し、特に長期にわたって安定した発光特性を維持する有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は、例えば図４に示すように、光透過性を有する基板１上に陽極２を形成し、その上に有機化合物からなる正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、電子注入層６を順次積層し、その上に陰極７を形成した積層構造体８からなっている。
【０００３】
基板１としては、例えば透明なガラス、石英、サファイアまたは有機フィルムが用いられ、陽極２は例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）が用いられる。
また陰極７には電子の放出エネルギが小さい、例えばアルカリ金属やアルカリ土類金属を基本とした反応性の高い合金が用いられている。
このような有機ＥＬ素子は、積層構造体８が大気に晒されているため、特に陰極７は大気に含まれる湿気によって酸化され、発光特性を劣化させる。
【０００４】
そこで、特開平９−１４８０６６号公報においては、図５（Ａ）に示されるように、積層構造体８を気密容器９で封止し、更に気密容器９の内部に乾燥剤１０を入れたり、特開平８−１１１２８６号公報では、図５（Ｂ）に示されるように、積層構造体８の表面をＳｉＯ2 またはＳｉ3 Ｎ4 の保護膜１１で覆ったり、また特開平１０−１４４４６８号公報では積層構造体８を樹脂膜で覆って大気と遮断するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した気密容器で封止する方法は気密容器を設けたことにより厚みが厚くなると共に重量も重くなる。
またＳｉＯ2 やＳｉ3 Ｎ4 の保護膜で覆う方法は、素子のリペア（障害素子をレーザ等によって焼断させてオープン状態にする）時や製造作業時等において物がぶつかることによる傷の発生を防止するために膜厚を厚くする必要があるが、膜厚を厚くすると残留応力が増して基板を反らせたりクラックが発生して特性を劣化させ、また膜厚を厚くすると成膜時間が長くなる。
【０００６】
また樹脂で覆う方法は水分の遮断が十分でなく、性能的に問題がある。
本発明は水分によって発光特性が劣化されないようにした有機ＥＬ素子の製造方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するために、請求項１の発明においては、基板上に少なくとも陽極、有機発光層および陰極を順次形成し、前記陽極、有機発光層および陰極からなる積層構造体の表面上に封止膜を形成し、障害素子がある場合、該障害素子をレーザリペアによって焼断させてオープン状態して成る有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記封止膜として、前記積層構造体の表面上に気相成長法によって無機パッシベーション封止膜を形成し、該無機パッシベーション封止膜の上に樹脂からなる樹脂封止膜を成膜し、
前記樹脂封止膜は、前記レーザリペアによって前記無機パッシベーション封止膜に傷が発生したとき、当該無機パッシベーション封止膜を保護するためのものである。
【００１３】
請求項２の発明においては、前記樹脂封止膜の上に更に気相成長法によって形成された無機パッシベーション封止膜を成膜する。
【００１４】
請求項３の発明においては、基板上に少なくとも陽極、有機発光層および陰極を順次形成し、前記陽極、有機発光層および陰極からなる積層構造体の表面上に封止膜を形成し、障害素子がある場合、該障害素子をレーザリペアによって焼断させてオープン状態して成る有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記封止膜として、前記陽極、有機発光層および陰極からなる積層構造体の表面上に樹脂からなる樹脂封止膜を成膜し、該樹脂封止膜の上に気相成長法によって形成された無機パッシベーション封止膜を成膜し、
前記樹脂封止膜は、前記無機パッシベーション封止膜を前記レーザリペアの際の膜破壊から保護するためのものである。
【００１５】
請求項４の発明においては、前記無機パッシベーション封止膜の上に更に樹脂からなる樹脂封止膜を成膜する。
【００１６】
請求項５の発明においては、前記無機パッシベーション封止膜は、プラズマＣＶＤ法により成膜される窒化シリコン封止膜とする。
【００１７】
また、請求項６の発明においては、前記プラズマＣＶＤ法による窒化シリコン封止膜の成膜時の原料ガスがシランガスと窒素ガスのみとする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例の断面図である。
図１において、基板１、陽極２、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、電子注入層６、陰極７、および積層構造体８は図４の従来例で説明した通りである。
【００１９】
第１の実施例では、積層構造体８の表面上に窒化シリコン（ＳｉＮx ）からなる窒化シリコン封止膜２０を設け、更に窒化シリコン封止膜２０の表面上に樹脂からなる樹脂封止膜２１を設ける。
【００２０】
すなわち、図１に示すように、透明なガラス基板１上に透光性のＩＴＯからなる陽極２を図示しない電極パターンを形成するように蒸着する。その上に、銅フタロシアニンからなる正孔注入層３、ＴＰＤ（トリフェニルアミン誘導体）からなる正孔輸送層４、Ａｌｑ3 （アルミキレート錯体）からなる発光層５、Ｌｉ2 Ｏ（酸化リチウム）からなる電子注入層６を順次、蒸着する。さらに、この上に蒸着によって、Ａｌからなる陰極７を陽極２の電極パターンと対向するようにパターニングする。こうして得られたガラス基板１上の積層構造体８を大気に曝すことなく、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapour Deposition）のチャンバ内に移送、配置して、ＳｉＮx （窒化ケイ素）からなる窒化シリコン封止膜２０をその表面に成膜する。
【００２１】
本実施例においては、プラズマＣＶＤ法に用いる原料ガスとしてＳｉＨ4 （シラン）ガス及びＮ2 （窒素）ガスのみを用い、各々の流量を１０ｓｃｃｍ及び２００ｓｃｃｍとし、ＲＦパワーを１０Ｗ、チャンバ内温度を１２０℃、チャンバ内圧力を０．９Ｔｏｒｒとした。得られた膜厚は約２μｍであった。
【００２２】
上記した実施例において得られた有機ＥＬ素子の窒化シリコン封止膜の被膜平面方向の残留応力を測定したところ、成膜直後で０．０６×１０9 ｄｙｎ／ｃｍ2 、充分に時間を経過した後にあっても−０．１７×１０9 ｄｙｎ／ｃｍ2 と小さいものであった。ただし、正の値を圧縮応力、負の値を引っ張り応力とする。この有機ＥＬ素子を、それぞれ室温及び高温高湿（６０℃、９５％）下に５００時間放置した後であっても、封止膜にクラックや剥離を発生せず、有機ＥＬ素子としての発光動作も安定していた。
【００２３】
上述したプラズマＣＶＤ法を用いて成膜した窒化シリコン封止膜２０の上に、例えばフッ素系やシリコン系の樹脂をスピンコート、デイッピング等の方法を用いて樹脂封止膜２１を成膜する。
【００２４】
このように積層構造体８の上に窒化シリコン封止膜２０を成膜し、更にその上に樹脂封止膜２１を成膜することによって、水分は窒化シリコン封止膜２０によって遮断され、傷の発生については樹脂封止膜２１によって保護される。
【００２５】
図２は本発明の第２の実施例の断面図を示す。第１の実施例では積層構造体８の上に窒化シリコン封止膜２０を、更に窒化シリコン封止膜２０の上に樹脂封止膜２１を成膜していたが、第２の実施例では積層構成体８の上に樹脂封止膜２１を成膜し、その上に窒化シリコン封止膜２０を成膜させている。
【００２６】
このように積層構造体８の上に樹脂封止膜２１を、更にその上に窒化シリコン封止膜２０を成膜することによって、第１の実施例に比べて、欠陥画素のレーザリペアの際に、レーザ強度に誤りがあっても膜破壊が生じにくいという利点がある。
【００２７】
なお、欠陥画素のレーザリペアとは、本出願人による特願平９−１４５８７１にも記載されるようにマトリクス表示装置における欠陥画素の対策に関するものであり、欠陥画素が存在すると、その点に駆動電流が集中するため欠陥画素が存在するライン上の他の画素に流れる駆動電流が減少し、ライン上の他の画素が暗くなるという問題を解決するために、透明基板側から欠陥画素に対してレーザ光線を集束させ、電極ラインを切断しないように欠陥画素のみを焼ききるものである。
【００２８】
第１の実施例の場合は、レーザリペアを行う際に集束焦点を誤ると、強度の劣る窒化シリコン膜にレーザが照射されて破壊し、水分の遮断が不充分になる恐れがあるが、第２の実施例の場合においては、強度的に優れる樹脂膜にレーザが照射されるため、窒化シリコン膜の破壊は防がれる。
一方、外部衝突などに対する耐久性は、外表面に樹脂膜が成膜される第１の実施例の方が優れている。
【００２９】
図３（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ本発明の第３および第４の実施例の断面を示している。
図３（Ａ）に示すように、第３の実施例では、図２の第２の実施例で説明した窒化シリコン封止膜２０の上に更に樹脂封止膜２１′を成膜させている。
このように樹脂封止膜２１′を成膜することにより、窒化シリコン封止膜２０が外部からの衝突などによる損傷を無くすことができる。
【００３０】
また図３（Ｂ）に示すように、第４の実施例では図１の第１の実施例で説明した樹脂封止膜２１の上に更に窒化シリコン封止膜２０′を成膜させている。
なお第４の実施例の窒化シリコン封止膜２０′に代えてカバーガラスで封止するようにしてもよい。このように構成することによって機械的な強度は強くなる。しかしフレキシブルな基板などには対応できなくなる。
【００３１】
なお、上述した実施例においては、水分の遮断を行うための封止膜として、プラズマＣＶＤ法により形成される窒化シリコン膜を用いたが、これに限られることはなく、スパッタ法、真空蒸着法などの気相成長法により形成される水分の遮断性に優れた無機パッシベーション膜であれば適用可能である。例えば、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等を適用することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、積層構造体の上に無機パッシベーション封止膜および窒化シリコン封止膜を形成するようにしたので、残留応力の少なく、水分の遮断が充分な有機ＥＬ素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例の断面図である。
【図３】本発明の第３および第４の実施例の断面図である。
【図４】有機ＥＬ素子の断面図である。
【図５】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 陽極
３ 正孔注入層
４ 正孔輸送層
５ 発光層
６ 電子注入層
７ 陰極
８ 積層構造体
２０，２０′ 窒化シリコン封止膜
２１，２１′ 樹脂封止膜

Claims (6)

  1. 基板上に少なくとも陽極、有機発光層および陰極を順次形成し、前記陽極、有機発光層および陰極からなる積層構造体の表面上に封止膜を形成し、障害素子がある場合、該障害素子をレーザリペアによって焼断させてオープン状態して成る有機ＥＬ素子の製造方法であって、
    前記封止膜として、前記積層構造体の表面上に気相成長法によって無機パッシベーション封止膜を形成し、該無機パッシベーション封止膜の上に樹脂からなる樹脂封止膜を成膜し、
    前記樹脂封止膜は、前記レーザリペアによって前記無機パッシベーション封止膜に傷が発生したとき、当該無機パッシベーション封止膜を保護するためのものである
    ことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
  2. 前記樹脂封止膜の上に更に気相成長法によって形成された無機パッシベーション封止膜を成膜するようにしたことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
  3. 基板上に少なくとも陽極、有機発光層および陰極を順次形成し、前記陽極、有機発光層および陰極からなる積層構造体の表面上に封止膜を形成し、障害素子がある場合、該障害素子をレーザリペアによって焼断させてオープン状態して成る有機ＥＬ素子の製造方法であって、
    前記封止膜として、前記陽極、有機発光層および陰極からなる積層構造体の表面上に樹脂からなる樹脂封止膜を成膜し、該樹脂封止膜の上に気相成長法によって形成された無機パッシベーション封止膜を成膜し、
    前記樹脂封止膜は、前記無機パッシベーション封止膜を前記レーザリペアの際の膜破壊から保護するためのものである
    ことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
  4. 前記無機パッシベーション封止膜の上に更に樹脂からなる樹脂封止膜を成膜するようにしたことを特徴とする請求項３記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
  5. 前記無機パッシベーション封止膜は、プラズマＣＶＤ法により成膜される窒化シリコン封止膜であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
  6. 前記プラズマＣＶＤ法による窒化シリコン封止膜の成膜時の原料ガスがシランガスと窒素ガスのみからなることを特徴とする請求項５記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
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