JP2000223264A - 有機el素子およびその製造方法 - Google Patents

有機el素子およびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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素子およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 光透過性を有する基板上に少なくとも陽
極、有機発光層および陰極が順次積層して成る有機EL
素子において、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無機パッシベーション封止膜
と、前記無機パッシベーション封止膜の上に樹脂からな
る樹脂封止膜と、を設ける。

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素子およびその製造方法
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S
iO2 またはSi3 4 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Si
3 4 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素子およびその
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が積層して成る有機EL
素子において、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と、前記無機パッシベーシ
ョン封止膜の上に樹脂からなる樹脂封止膜と、を設け
る。
【0008】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設ける。
【0009】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が順次積層して成る
有機EL素子において、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
膜と、前記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と、を設ける。
【0010】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
を設ける。
【0011】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、窒化シリコンからなる窒化シリ
コン封止膜とする。
【0012】請求項6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が順次形成して成る
有機EL素子の製造方法であって、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、該無機パッシベーション封止膜の上に樹脂からなる
樹脂封止膜を成膜する。
【0013】請求項7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8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が順次形成して成る
有機EL素子の製造方法であって、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
する。
【0015】請求項9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10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11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、Alq
3 (アルミキレート錯体)からなる発光層5、Li2
(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 V
apour Deposition)のチャンバ内に移送、配置して、S
iNx (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/
cm 2 、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、Si
2 、Al2 3 、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 (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に少なくとも陽極、有機発光層お
    よび陰極が積層して成る有機EL素子において、 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
    ション封止膜と、 前記無機パッシベーション封止膜の上に樹脂からなる樹
    脂封止膜と、を設けたことを特徴とする有機EL素子。
  2. 【請求項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設けた
    ことを特徴とする請求項1記載の有機EL素子。
  3. 【請求項3】 基板上に少なくとも陽極、有機発光層お
    よび陰極が順次積層して成る有機EL素子において、 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と、 前記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と、を設けたことを特徴とす
    る有機EL素子。
  4. 【請求項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設けたことを特徴とする
    請求項3記載の有機EL素子。
  5. 【請求項5】 前記無機パッシベーション封止膜は、窒
    化シリコンからなる窒化シリコン封止膜であることを特
    徴とする請求項1,2,3または4記載の有機EL素
    子。
  6. 【請求項6】 基板上に少なくとも陽極、有機発光層お
    よび陰極が順次形成して成る有機EL素子の製造方法で
    あって、 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、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するようにしたこ
    とを特徴とする有機EL素子の製造方法。
  7. 【請求項7】 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6記載の有機EL
    素子の製造方法。
  8. 【請求項8】 基板上に少なくとも陽極、有機発光層お
    よび陰極が順次形成して成る有機EL素子の製造方法で
    あって、 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するようにしたことを特徴とする有
    機EL素子の製造方法。
  9. 【請求項9】 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8記載の有機EL素子の製造方法。
  10. 【請求項10】 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6,7,8または9記載
    の有機EL素子の製造方法。
  11. 【請求項11】 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10記載の有機E
    L素子の製造方法。
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