JP2008108652A - 有機デバイスの製造方法および有機デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】有機素子上の保護膜の封止性能を向上させる。
【解決手段】基板１００上に形成された、第１電極１０３、有機化合物１０４、第２電極１０５を含む有機素子１０１上に、外部の水分や酸素の侵入を防ぐための保護層１０２を設ける。保護層１０２は、プラズマＣＶＤ法によって有機素子１０１にダメージを与えることなく成膜された第１の保護膜１０６と、第１の保護膜１０６上にスパッタリング法によって成膜された密着性が高く高密度な第２の保護膜１０７を有する。
【選択図】図１
【解決手段】基板１００上に形成された、第１電極１０３、有機化合物１０４、第２電極１０５を含む有機素子１０１上に、外部の水分や酸素の侵入を防ぐための保護層１０２を設ける。保護層１０２は、プラズマＣＶＤ法によって有機素子１０１にダメージを与えることなく成膜された第１の保護膜１０６と、第１の保護膜１０６上にスパッタリング法によって成膜された密着性が高く高密度な第２の保護膜１０７を有する。
【選択図】図１
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）デバイスあるいは有機ＴＦＴ等の有機デバイスの製造方法および有機デバイスに関するものである。
有機ＥＬデバイスは、一対の電極とその間に配置される有機化合物層とから少なくとも構成された有機素子を有する。その有機素子の上に保護膜を設けることが知られており、保護膜の成膜技術としては真空中で不純物を断って薄膜を形成する技術がある。例えば、プラズマＣＶＤ法（化学的気相蒸着法）を利用した技術は特許文献１に開示され、スパッタリング法（物理的気相蒸着法）を利用した技術は特許文献２に開示されている。
プラズマＣＶＤ法では、平坦化性がよく低応力な膜が形成できる反面、膜密着性と高速成膜性には難点がある。また、スパッタリング法では、高速成膜性を実現しながら密着性の高い高密度な薄膜を形成できる反面、膜応力が強く、カバレッジ性、平坦化性には難点がある。
さらに、スパッタリング法とプラズマＣＶＤ法を組合わせた技術としては特許文献３がある。しかしながら特許文献３に開示された方法は、有機素子を覆う第１層にスパッタリング法を適用し、第１層を覆う第２層にプラズマＣＶＤ法を適用するため、保護膜の封止性能を増幅するには至らない。すなわち、第１層において素子に膜応力ダメージを与え、かつ第１層の表面平坦性を大きく損なってしまう。その上から第２層によって第１層の表面を封止するには大きな困難を伴うため、実用的ではない。
特開平５−３３５０８０号公報
特開２００４−２８８５４３号公報
特開２００４−１２７６０８号公報
有機素子は一般に微量の水分や酸素分と反応し、その特性が劣化し寿命を損なってしまう。また、有機ＥＬデバイスのような有機デバイスに保護膜を形成する場合、熱ダメージ、プラズマダメージ、膜応力ダメージ等があると、有機素子が変性や分解を起こしてしまう。
したがって有機デバイスの保護膜には、有機素子にダメージを与えずに外部からの水分や酸素分を封止する封止性能が求められる。
本発明は上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、有機素子上の保護膜の封止性能を向上させることのできる有機デバイスの製造方法および有機デバイスを提供することを目的とするものである。
本発明の有機デバイスの製造方法は、一対の電極の間に配置された有機化合物層を有する有機素子を形成する工程と、前記有機素子を覆うように、プラズマＣＶＤ法によって第１の保護膜を形成する第１の保護膜形成工程と、前記第１の保護膜上に、スパッタリング法によって第２の保護膜を形成する第２の保護膜形成工程と、を有することを特徴とする。
プラズマＣＶＤ法による第１の保護膜形成時には、有機素子に対するダメージが少なくて平坦化性のよい、低応力な保護膜が形成される。また、スパッタリング法による第２の保護膜形成時には、密着性の高い高密度な保護膜を高速で成膜できる。
プラズマＣＶＤ法による成膜後にスパッタリング法による成膜を行うという手順で２つの保護膜を形成することで、封止性能の格段に高い長寿命の有機デバイスを効率よく製造できる。
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示す有機デバイスは、基板１００上に形成された有機素子１０１と、封止性能の高い保護層１０２と、を有する。有機素子１０１は、第１電極１０３上に有機化合物層１０４を形成し、その上に第２電極１０５を重ねた構成を有する。保護層１０２は、有機素子１０１を覆う第１の保護膜１０６と、その上に成膜された第２の保護膜１０７と、を有する。
有機素子１０１に密着する第１の保護膜１０６は、プラズマＣＶＤ法を用いて成膜する。この成膜工程（第１の保護膜形成工程）では、膜応力ダメージを与えることなく、段差を有する有機素子１０１上にカバレッジ性の良い膜が得られる。
さらに、第１の保護膜１０６を覆う第２の保護膜１０７をスパッタリング法を用いて成膜する。この成膜工程（第２の保護膜形成工程）では、平坦化のなされた下地の上に密着性の高い高密度な膜が高速で得られる。しかも、カバレッジ性よく第１の保護膜１０６が形成されているため、有機素子１０１に及ぼす第２の保護膜１０７の膜応力ダメージは低減される。
このようにそれぞれの成膜方法の長所を生かし、短所を打消し合いながら保護膜を形成できるので保護膜の特性である封止性能が格段に向上する。
ここでいう保護膜の特性である封止性能とは、より具体的には保護膜で封止した素子が６０℃９０％ＲＨ高温高湿耐久時間５００時間以上を経て発光時にダークスポットを生じない性能である。より好ましくは１０００時間以上を経て発光時にダークスポットを生じない性能である。この数値５００時間以上とは第１の保護膜の成膜と第２の保護膜の成膜を以上の方法で行わなければ単純には達成し得ない数値である。以上の製法で得られる有機デバイスの保護膜の特性については後述する実施例と比較例において詳しく説明する。
第１および第２の保護膜は、窒化シリコンあるいは窒化酸化シリコンからなる膜、あるいはこれらの組成にさらに水素等が付加された膜等であり、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法により得られる膜である。保護膜の上にさらに別の部材、例えばカバーガラスのようなガラスや樹脂部材等が配置されていてもよい。
本実施の形態の有機素子とは有機ＥＬ素子や有機ＴＦＴ等である。
有機ＥＬ素子の場合は、一対の電極とその間に配置される発光層である有機化合物とから少なくとも構成される。
有機ＴＦＴの場合は、ソース、ゲート、ドレイン各電極と、ソースドレイン電極間に配置される有機半導体層とから少なくとも構成され、保護膜は、ゲート電極側に配置されていてもよい。あるいはゲート電極とは反対側に配置されてもよい。
２インチ角ＴＦＴ基板の上に次の公知の材料を用いて図１に示す膜構成の有機ＥＬ素子を作製した。すなわち第１電極としてＣｒを配設したＴＦＴ基板にＵＶ／オゾン洗浄処理を施した上に、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層からなる有機発光層をそれぞれ以下の材料によって真空蒸着法で形成した。
正孔輸送層には、下記化学式１
で表されるα−ＮＰＤを５０ｎｍの膜厚で成膜した。
発光層には下記化学式２
で表されるアルミキレート錯体（Ａｌｑ３）と化学式３
電子輸送層には化学式４
で表されるフェナントロリン化合物を１０ｎｍの膜厚で形成した。
さらに電子注入層として上記のフェナントロリン化合物と炭酸セシウムＣｓ2 ＣＯ3 を１００：１の重量比で共蒸着し４０ｎｍの膜厚で形成した。
この上にスパッタリング法によるＩＴＯ薄膜である第２電極を２２０ｎｍの膜厚で成膜し画素を形成した。
その後、プラズマＣＶＤ法によって第１の保護膜を１μｍの膜厚で形成した。この保護膜は、ＳｉＨ4 ガス４ｓｃｃｍ、Ｎ2 ガス２００ｓｃｃｍ、高周波電力４０Ｗ、圧力７０Ｐａの条件の下で成膜した。次に、スパッタリング法によって第２の保護膜を１μｍの膜厚で形成した。この保護膜は、Ｓｉターゲットを用いてＡｒガス３０ｓｃｃｍ、Ｎ2 ガス８ｓｃｃｍ、Ｏ2 ガス２ｓｃｃｍ、直流電流２Ａ、圧力０．７Ｐａの条件の下で成膜した。
こうして作製したサンプルＡに６０℃９０％ＲＨ高温高湿耐久試験を行い、一定時間後に発光してダークスポットの数を計測したところ、高温高湿耐久時間５００時間までダークスポットは検出されなかった。
（比較例１）
図２に示すように、実施例と同様の方法で基板２００上に、第１電極２０３、有機化合物層２０４、第２電極２０５からなる有機素子２０１を形成した上に、スパッタリング法によって保護膜２０２を膜厚２μｍで実施例の第２の保護膜と同様の条件で成膜した。こうして作製したサンプルＢに６０℃９０％ＲＨ高温高湿耐久試験を行い、一定時間後に発光してダークスポットの数を計測したところ、高温高湿耐久時間１００時間にてダークスポットが検出された。
図２に示すように、実施例と同様の方法で基板２００上に、第１電極２０３、有機化合物層２０４、第２電極２０５からなる有機素子２０１を形成した上に、スパッタリング法によって保護膜２０２を膜厚２μｍで実施例の第２の保護膜と同様の条件で成膜した。こうして作製したサンプルＢに６０℃９０％ＲＨ高温高湿耐久試験を行い、一定時間後に発光してダークスポットの数を計測したところ、高温高湿耐久時間１００時間にてダークスポットが検出された。
（比較例２）
実施例と同様の方法で第２電極まで形成し、プラズマＣＶＤ法による保護膜を膜厚２μｍで実施例の第１の保護膜と同様の条件で成膜した。こうして作製したサンプルＣに６０℃９０％ＲＨ高温高湿耐久試験を行い、一定時間後に発光してダークスポットの数を計測したところ、高温高湿耐久時間３００時間にてダークスポットが検出された。
実施例と同様の方法で第２電極まで形成し、プラズマＣＶＤ法による保護膜を膜厚２μｍで実施例の第１の保護膜と同様の条件で成膜した。こうして作製したサンプルＣに６０℃９０％ＲＨ高温高湿耐久試験を行い、一定時間後に発光してダークスポットの数を計測したところ、高温高湿耐久時間３００時間にてダークスポットが検出された。
（比較例３）
実施例と同様の方法で第２電極まで形成した基板に、スパッタリング法による第１の保護膜１μｍを実施例の第２の保護膜と同様の条件で成膜した。次に、プラズマＣＶＤ法による第２の保護膜１μｍを実施例の第１の保護膜と同様の条件で成膜した。こうして作製したサンプルＤに６０℃９０％ＲＨ高温高湿耐久試験を行い、一定時間後に発光してダークスポットの数を計測したところ、高温高湿耐久時間３００時間にてダークスポットが検出された。
実施例と同様の方法で第２電極まで形成した基板に、スパッタリング法による第１の保護膜１μｍを実施例の第２の保護膜と同様の条件で成膜した。次に、プラズマＣＶＤ法による第２の保護膜１μｍを実施例の第１の保護膜と同様の条件で成膜した。こうして作製したサンプルＤに６０℃９０％ＲＨ高温高湿耐久試験を行い、一定時間後に発光してダークスポットの数を計測したところ、高温高湿耐久時間３００時間にてダークスポットが検出された。
以上の結果を表１にまとめた。
表１から、第１の保護膜をプラズマＣＶＤ法で形成し第２の保護膜をスパッタリング法で形成した有機デバイスであるサンプルＡは、保護膜の封止性能において比較例１〜３のサンプルＢ、Ｃ、Ｄに比べて優位であることがわかる。また、近い封止性能を有するものと比較しても成膜時間に遜色がない。したがって、本実施例の有機デバイスはデバイスの特性長寿命化と作製の高効率化に寄与することが判明した。
１００ 基板
１０１ 有機素子
１０２ 保護層
１０６ 第１の保護膜
１０７ 第２の保護膜
１０１ 有機素子
１０２ 保護層
１０６ 第１の保護膜
１０７ 第２の保護膜
Claims (3)
- 一対の電極の間に配置された有機化合物層を有する有機素子を形成する工程と、
前記有機素子を覆うように、プラズマＣＶＤ法によって第１の保護膜を形成する第１の保護膜形成工程と、
前記第１の保護膜上に、スパッタリング法によって第２の保護膜を形成する第２の保護膜形成工程と、を有することを特徴とする有機デバイスの製造方法。 - 前記有機化合物層は有機発光層であり、前記有機素子は有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項１記載の有機デバイスの製造方法。
- 一対の電極の間に配置された有機化合物層を有する有機素子と、前記有機素子を覆うようにプラズマＣＶＤ法によって形成された第１の保護膜と、前記第１の保護膜上にスパッタリング法によって形成された第２の保護膜と、を備えたことを特徴とする有機デバイス。
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| JP2006291923A JP2008108652A (ja) | 2006-10-27 | 2006-10-27 | 有機デバイスの製造方法および有機デバイス |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2009037811A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 有機ｅｌ装置の製造方法 |
| JP2012209209A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Toppan Printing Co Ltd | 有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法 |
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2006
- 2006-10-27 JP JP2006291923A patent/JP2008108652A/ja active Pending
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