JP2010272516A - 有機発光素子及び有機発光素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】有機発光素子及び有機発光素子の製造方法を提供する。
【解決手段】基板と、バリア層と、第１電極と、第２電極と、第１電極及び第２電極間に介在された有機膜とを含む有機発光素子において、バリア層がＳｉＯ無機膜及びＳｉＯＮ無機膜の積層構造を含む有機発光素子及びその製造方法である。
【選択図】図２

Description

本発明は、有機発光素子及び有機発光素子の製造方法に関する。

薄膜封止及びフレキシブル・ディスプレイ用の基板材料は、その要求特性上、基板の柔軟性が高くなければならないという特徴を有する。また、ＯＬＥＤ（organic light emitting device）ディスプレイは、有機素材を使用するので、酸素や水分にさらされる場合、寿命が急激に短縮されるという問題点がある。プラスチック基板材料としては、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリ（アリーレンエーテルスルホン）などが主に研究されている。一般的なプラスチック基板の水分透過率（ＷＶＴＲ：water vapor transmission rate）は、１０〜１，０００ｇ／ｍ^２／dayであり、ＯＬＥＤの長寿命化のために、１Ｘ１０^−６ｇ／ｍ^２／day以下の透湿特性を示さねばならないので、基板上に水分遮断膜を形成することが一般的な方法である。

大韓民国特許公開第２００１−０１０１２３１号

現在、電子機器は、水分の浸入を防ぐための接着剤を用いることにより、水分から封子されている。ところが、この場合、使われた接着剤及び基板を介して微量の水分が浸透するために、機器内に流入した水分を積極的に除去できる吸湿剤が使われている。このような吸湿剤は不透明であるので、吸湿剤の代わりに、透過度が確保される薄膜を適用し、１０層以上の多層でもって試みられている。ところが、多層積層による透過度の低下、タクトタイム（tact time）、薄膜のストレスが問題になっている。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、透過度を確保しつつ、水分等の遮断性に優れたバリア層を含む、新規かつ改良された有機発光素子及び有機発光素子の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、基板と、バリア層と、第１電極と、第２電極と、前記第１電極及び第２電極間に介在された有機膜とを含む有機発光素子において、前記バリア層が、無機膜の積層構造（ＳｉＯ無機膜とＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜との積層構造）を含む有機発光素子（ｘは０．１〜１の値であり、ｙは０．１〜１の値である）が提供される。

また、上記ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜の密度は、上記ＳｉＯ無機膜の密度より高くてもよい。

また、上記ＳｉＯ無機膜の厚さは、４５０ないし６００ｎｍであってよい。

また、上記ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜の厚さは、０．５ないし５ｎｍであってよい。

また、上記バリア層の厚さは、１ｎｍないし１，０００ｎｍであってよい。

また、上記バリア層の厚さは、３００ｎｍないし５００ｎｍであってよい。

また、上記バリア層は、ＳｉＯ無機膜及びＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜が順次に２回積層された積層構造であってもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板を準備する段階と、上記基板上にＳｉＯ膜を形成させる段階と、上記ＳｉＯ膜上部にＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜を積層してバリア層を形成させる段階とを含む有機発光素子の製造方法（ｘは０．１〜１であり、ｙは０．１〜１である）が提供される。

また、上記ＳｉＯ膜を形成させる段階は、ＳｉＯを熱蒸着処理する段階であってよい。

また、上記ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜を積層する段階は、窒素プラズマ処理段階であってよい。

また、上記製造方法は、前記ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜を積層する段階後、前記ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜上にＳｉＯを熱蒸着してＳｉＯ膜を形成させ、前記ＳｉＯ膜上部にＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜を積層し、ＳｉＯ無機膜及びＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜を順次に２回積層させる段階を含むことができる。

以上説明したように本発明によれば、常温で成膜が可能であり、遮断膜の特性に優れた無機複合膜を有する有機発光素子を提供することができる。単純な単膜同士の積層構造に比べて、単膜間の相互作用が強い層を作ることができる。また、常温工程によって物質選択の範囲が広く、物質によるさまざまな中間層を、用途に合うように作ることができ、多層構造の膜を製造するとき、工程回数調節が可能であるために、既存の方法に比べてすぐれた長所を有する。

本発明の一実施形態に係る有機発光素子の構造を示した図面である。 本発明の一実施形態に係る有機発光素子の断面の一部を拡大した模式図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光素子の断面を拡大撮影したところを示すイメージである（１７，０００倍）。 本発明の一実施形態に係る有機発光素子の表面を拡大撮影したところを示すイメージである（２０，０００倍）。 本発明の一実施形態に係る有機発光素子の断面を拡大撮影したところを示すイメージである（３０，０００倍）。 本発明の一実施形態に係る有機発光素子の表面を拡大撮影したところを示すイメージである（２０，０００倍）。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

本発明の一実施形態に係る有機発光素子は、基板と、バリア層と、第１電極と、第２電極と、前記第１電極及び第２電極間に介在された有機膜とを含む有機発光素子であり、前記バリア層は、ＳｉＯ無機膜及びＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜の積層構造を含む（ｘは０．１〜１であり、ｙは０．１〜１である）。

図２は、本発明の一実施形態による有機発光素子の断面の一部を拡大した模式図である。

フレキシブル・ディスプレイ薄膜封止用遮断膜として使われる無機膜は、Ｏ_２プラズマ方法や、加熱する形態で作られるために、有機ＥＬ（electroluminescent）の劣化による素子の信頼性低下は、相変らず問題として残されている。一般的に使われるスパッタリング法やＣＶＤ（chemical vapor deposition）法は、低温での無機膜生成は可能であるが、Ｏ_２プラズマによる有機ＥＬの劣化は、まだ検証されていない状態である。また、低温での無機膜生成は、遮断性を高めるために、膜厚が厚くならざるをえず、膜厚増加による自体欠陥（crack）が生じてしまう。従って、有機膜を含んだ無機膜／有機膜形態の多層構造や、無機膜（稠密な構造）／無機膜（さほど稠密ではない構造）の構造で薄膜封止用遮断膜を製作できる。

薄膜封止用遮断膜に使われる無機膜／有機膜は、垂直面に対する水分及び酸素の遮断性にはすぐれるが、有機膜端部での水分及び酸素の透湿（edge permeation）が最も大きい問題でなり、工程時間も長くかかるという短所がある。無機膜（稠密な構造）／無機膜（さほど稠密ではない構造）は、ＰＥＣＶＤ（plasma enhanced chemical vapor deposition）法を主に使用している。膜蒸着速度や物質選択範囲が広いという面では、優秀な特性を有しているが、膜厚が３０ｎｍ以下の無機膜（稠密な構造）の特性を制御できない。また、膜自体に欠陥（defect）及び粒子（particle）が存在するために、その後に無機膜（さほど稠密ではない構造）は、欠陥及び粒子を覆うためには、さらに厚くなってしまう。また、無機膜（稠密な構造）／無機膜（さほど稠密ではない構造）間の界面の分離（delamination）による自体クラックが生じうるという短所がある。

熱蒸着法（thermal evaporation）及びＮ_２プラズマ処理（plasma treatment）は、常温で実行することができ、プラズマ損傷がないために、有機ＥＬの劣化による素子の信頼性低下はないものと期待される。

ＳｉＯ物質自体は、水分遮断性にすぐれ、Ｎ_２プラズマで処理する場合、ＳｉＯ膜自体の欠陥及び表面粗度（surface roughness）が改善されるという効果がある。また、ＳｉＯ_２に比べてＳｉＯ自体が、Ｎとの結合力が良好であるために、短時間のプラズマ処理時にも、ＳｉＯ表面にＳｉＯＮ形態の、薄くありつつも稠密な無機膜が形成されうるという長所がある。結果として、熱蒸着及びＮ_２プラズマによって形成された遮断膜は、特性において欠陥もなく、他の方法に比べて膜厚を薄くしても、遮断膜の性能にすぐれるだけではなく、積層構造の形態である場合、単膜と単膜との間に中間層（interlayer）が生成され、低温で工程が可能であるために、薄膜封止分野でも、使用可能性が高い方法である。

従来技術では、ＳｉＨ_４をＯ_２と反応させてＳｉＯ_２膜を形成し、ＳｉＯＮ膜は、ＳｉＨ_４をアンモニアと反応させて形成した。本発明の一実施形態によるバリア層は、従来技術のＳｉＯＮ／ＳｉＯ_２構造ではない、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ／ＳｉＯ構造を有する（Ｘは０．１〜１であり、Ｙは０．１〜１である）。ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜及びＳｉＯ膜の形成については、追って製造方法の部分で説明する。

本発明の一実施形態によれば、前記ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜は、ＳｉＯ無機膜より相対的に稠密な構造を有するので、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜の密度は、ＳｉＯ無機膜の密度より高くありうる。

本発明の一実施形態によれば、前記ＳｉＯ無機膜の厚さは、４５０ないし６００ｎｍであって、前記ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜の厚さは、０．５ないし５ｎｍでありうる。

ＳｉＯ無機膜の厚さ及びＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜の厚さが前記範囲であるとき、バリア層の性能が最適化される。

本発明の一実施形態によれば、前記バリア層の厚さは、１ｎｍないし１，０００ｎｍであって、前記バリア層の厚さは、例えば３００ｎｍないし５００ｎｍでありうる。

バリア層の性能をさらに向上させるために、本発明の一実施形態によれば、前記バリア層は、ＳｉＯ無機膜／ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜が順次に２回積層されたものでありうる。

従って、この場合、本発明の本発明の一実施形態による有機発光素子は、基板と、バリア層と、第１電極と、第２電極と、前記第１電極及び第２電極間に介在された有機膜とを含む有機発光素子であり、前記バリア層は、ＳｉＯ無機膜／ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜／ＳｉＯ無機膜／ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜を含む（ｘは０．１〜１であり、ｙは０．１〜１である）。

本発明の他の側面によって、第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板を準備する段階と、前記基板上にＳｉＯ膜を形成させる段階と、前記ＳｉＯ膜上部にＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜を積層し、バリア層を形成させる段階とを含む有機発光素子の製造方法（ｘは０．１〜１であり、ｙは０．１〜１である）が提供される。

本発明の一実施形態によれば、熱蒸着で前記ＳｉＯ膜を形成させる段階は、ＳｉＯを熱蒸着処理する段階でありうる。

ＳｉＯ熱蒸着は、ＳｉＯというガラス状の褐色／黒色を帯びた非晶性固体を、一般的な熱蒸着法で蒸着して膜を形成する方法である。ＳｉＯは、ＳｉＯ_２とＳｉとの化合物に熱を加えれば、ガス状のＳｉＯが生成される。その後に冷却させれば、ＳｉＯという固状の物質を得る。他の生成経路は、ＳｉＯ_２にＨ_２やＣＯを高い温度（１５００〜２，０００℃）で反応させ、前記のような方法で得ることができる。

ＳｉＯ_２＋Ｓｉ→２ＳｉＯ

ＳｉＯ_２＋Ｈ_２→ＳｉＯ＋Ｈ_２Ｏ

このように得られたＳｉＯは、電気を加えて高い温度（１５００〜２，０００℃）で、下記のように分解させ、最終的にＳｉＯ_２とＳｉとのマトリックス構造で、ＳｉＯという組成で、所望の基板に蒸着する。

２ＳｉＯ→ＳｉＯ_２＋Ｓｉ

本発明の一実施形態によれば、前記ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜を積層する段階は、窒素プラズマ処理段階でありうる。

前記言及したところによってＳｉＯ膜を蒸着した後、窒素プラズマ処理を行うが、窒素プラズマ処理後にＳｉＯ（密度：２．１３ｇ／ｃｍ^３）膜は、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ（密度：２．２〜３．０ｇ／ｃｍ_３）形態の薄い膜を形成する。ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜は、一般的に周知の膜密度が稠密なＳｉ_３Ｎ_４（密度：３．４ｇ／ｃｍ^３）に比べては密度が低いが、ＳｉＯ_２やＳｉＯに比べては、高い膜密度を有する。また、ＳｉＯ_２に比べてＳｉＯは、不完全な構造からなっており、窒素プラズマ処理時に、ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ構造がさらに好ましく形成されうる。

本発明の一実施形態によれば、前記製造方法は、前記ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜を積層する段階後、前記ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜上にＳｉＯを熱蒸着してＳｉＯ膜を形成させ、前記ＳｉＯ膜の上部にＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜を積層し、ＳｉＯ無機膜／ＳｉＯｘＮｙ無機膜を順次に２回積層させる段階を含むことができる。前記の通りに、ＳｉＯ無機膜／ＳｉＯｘＮｙ無機膜を順次に２回積層させる場合、図２に図示されているような構造を有することになる。

以下、本発明で使われる一般的な有機発光素子構造について説明する。

本発明で使われる有機発光素子の構造は、一般的なものであって非常に多様である。前記第１電極及び第２電極間に有機膜として、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層からなる群から選択された１層以上の層を有機膜としてさらに含むことができる。

本発明で使われる有機発光素子は、例えば、第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の積層構造、または第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の積層構造を有する。

以下、前述の積層構造を有する有機発光素子の製造方法について、図１に図示された有機発光素子を参照しつつ、説明することとする。図１の有機発光素子は、基板、第１電極（アノード）、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び第２電極（カソード）を具備している。

まず、基板上部に、大きい仕事関数を有する第１電極用物質を、蒸着法またはスパッタリング法などによって形成し、第１電極を形成する。前記第１電極は、アノードまたはカソードでありうる。ここで、基板としては、一般的な有機発光素子で使われる基板を使用するが、機械的強度、熱的安定性、透明性、表面平滑性、取扱容易性及び防水性にすぐれるガラス基板または透明プラスチック基板が望ましい。第１電極用物質としては、伝導性にすぐれる酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇなどを利用でき、透明電極または反射電極として形成されうる。

次に、前記第１電極上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ（Langmuir-Blodgett）法のような多様な方法を利用し、正孔注入層（ＨＩＬ）を形成できる。

真空蒸着法によって正孔注入層を形成する場合、その蒸着条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造及び熱的特性などによって異なるが、一般的に、蒸着温度１００ないし５００℃、真空度１０^−８ないし１０^−３ｔｏｒｒ、蒸着速度０．０１ないし１００Å／ｓｅｃの範囲で適切に選択することが望ましい。

スピンコーティング法によって正孔注入層を形成する場合、そのコーティング条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的するする正孔注入層の構造及び熱的特性によって異なるが、約２，０００ｒｐｍないし５，０００ｒｐｍのコーティング速度、コーティング後の溶媒除去のための熱処理温度は、約８０℃ないし２００℃の温度範囲で適切に選択することが望ましい。

前記正孔注入層物質としては、公知の正孔注入材料を使用できるが、例えば、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、４，４’，４’’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、４，４’，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［２−ナフチルフェニルアミノ］トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）、ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／カンファースルホン酸（Ｐａｎｉ／ＣＳＡ）またはポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＡＮＩ／ＰＳＳ）などを使用できるが、これらに限定されるものではない。

前記正孔注入層の厚さは、約１００Åないし１０，０００Å、望ましくは１００Åないし１，０００Åでありうる。前記正孔注入層の厚さが前記範囲を満足する場合、駆動電圧の上昇なしに、優秀な正孔注入特性を得ることができる。

次に、前記正孔注入層の上部に、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような多様な方法を利用し、正孔輸送層（ＨＴＬ）を形成できる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって正孔輸送層を形成する場合、その蒸着条件及びコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲中から選択される。

前記正孔輸送層の物質は、公知の正孔輸送層の物質を利用できるが、例えば、Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなどのカルバゾール誘導体、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ−Ｎ−ビス（１−ナフチル）−１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）のような芳香族縮合環を有するアミン誘導体などを使用できる。このうち、例えば、ＴＣＴＡの場合、正孔輸送の役割以外にも、発光層から励起子が拡散されることを防止する役割も果たすことができる。

前記正孔輸送層の厚さは、約５０Åないし１，０００Å、望ましくは１００Åないし６００Åでありうる。前記正孔輸送層の厚さが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な正孔輸送特性を得ることができる。

次に、前記正孔輸送層の上部に真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような方法を利用して発光層（ＥＭＬ）を形成できる。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって発光層を形成する場合、その蒸着条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲中から選択される。

前記発光層は、公知の多様な発光物質を利用して形成できるが、公知のホスト及びドーパントを利用して形成することもできる。前記ドーパントの場合、公知の蛍光ドーパント及び公知のリン光ドーパントをいずれも使用できる。

例えば、ホストとしては、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＡＤＮ）、またはジスチレンアリーレン（ＤＳＡ）などを使用できるが、これらに限定されるものではない。

一方、公知の赤色ドーパントとして、ＰｔＯＥＰ、Ｉｒ（ｐｉｑ）３、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）、４−（ジシアノメチレン）−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＢ）などを利用できるが、これに限定されるものではない。

また、公知の緑色ドーパントとして、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（ｐｐｙ＝フェニルピリジン）、Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｍｐｙｐ）３、Ｃ５４５Ｔなどを利用できるが、これらに限定されるものではない。

一方、公知の青色ドーパントとして、Ｆ２Ｉｒｐｉｃ、（Ｆ２ｐｐｙ）２Ｉｒ（ｔｍｄ）、Ｉｒ（ｄｆｐｐｚ）３、ｔｅｒ−フルオレン、４，４′−ビス［２−｛４−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）フェニル｝ビニル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）、２，５，８，１１−テトラ−tert−ブチルフェリレン（ＴＢＰ）などを利用できるが、これらに限定されるものではない。

前記ドーパントの含有量は、発光層の形成材料１００重量部（すなわち、ホストとドーパントとの総重量は、１００重量部である）を基準として、０．１ないし２０重量部、特に０．５〜１２重量部であることが望ましい。ドーパントの含有量が前記範囲を満足するらば、濃度消光現象が実質的に防止されうる。

前記発光層の厚さは、約１００Åないし１，０００Å、望ましくは２００Åないし６００Åでありうる。前記発光層の厚さが前記範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な発光特性を得ることができる。

発光層がリン光ドーパントを含む場合、三重項励起子または正孔が電子輸送層に拡散される現象を防止するために、正孔阻止層（ＨＢＬ）を発光層の上部に形成できる（図１には図示せず）。このときに使用できる正孔阻止層の物質は、特別に制限されるものではなく、公知の正孔阻止層の物質のうちから任意に選択して利用できる。例えば、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ビス（２−メチル−８−キノラート）−ｐ−フェニルフェノラートアルミニウム錯体(Ｂａｌｑ)、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）などを利用できる。

前記正孔阻止層の厚さは、約５０Åないし１，０００Å、望ましくは１００Åないし３００Åでありうる。前記正孔阻止層の厚さが５０Å未満である場合、正孔阻止特性が低下し、前記正孔阻止層の厚さが１，０００Åを超える場合、駆動電圧が上昇しうるのである。

次に、電子輸送層（ＥＴＬ）を真空蒸着法、またはスピンコーティング法、キャスト法などの多様な方法を利用して形成する。真空蒸着法及びスピンコーティング法によって電子輸送層を形成する場合、その条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲中から選択される。

前記電子輸送層の物質は、公知の電子輸送層形成材料のうちから任意に選択されうる。例えば、その例としては、キノリン誘導体、特にＡｌｑ３、１，２，４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）、Ｂａｌｑのような公知の材料を使用することができるが、これらに限定されるものではない。

前記電子輸送層の厚さは、約１００Åないし１，０００Å、望ましくは１００Åないし５００Åでありうる。前記電子輸送層の厚さが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な電子輸送特性を得ることができる。

また、電子輸送層の上部に陰極から電子の注入を容易にする機能を有する物質の電子注入層（ＥＩＬ）が積層されうる。

電子注入層の物質としては、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ_２Ｏ、ＢａＯのような電子注入層の形成材料として公知の任意の物質を利用できる。前記電子注入層の蒸着条件及びコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲中から選択される。

前記電子注入層の厚さは約１Åないし１００Å、望ましくは５Åないし９０Åでありうる。前記電子注入層の厚さが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優秀な電子注入特性を得ることができる。

最後に、電子注入層の上部に真空蒸着法やスパッタリング法のような方法を利用し、第２電極を形成できる。前記第２電極は、カソードまたはアノードとして使われうる。前記第２電極形成用の物質としては、小さい仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物及びそれらの混合物を使用できる。具体的な例としては、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）などを挙げることができる。また、前面発光素子を得るために、ＩＴＯ、ＩＺＯを使用した透明カソードを使用することもできる。

次に、カソード電極及び基板上に、前述の方法によって、バリア層を形成させることによって、有機発光素子が完成する。

以下、本発明による有機発光素子の実施例について具体的に例示するが、本発明が下記の実施例によって限定されるものではない。

〔実施例〕
（実施例１）

ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（７５０Å）／α−ＮＰＤ（１５０Å）／ＤＳＡ（３００Å）：ＴＢＰｅ（３％）／Ａｌｑ３（２００Å）／ＬｉＦ（８０Å）／Ａｌ（３，０００Å）

アノードは、コーニング（Corning）１５Ω／ｃｍ^２（１，２００Å）ＩＴＯガラス基板を、５０ｍｍｘ５０ｍｍｘ０．７ｍｍサイズに切って、イソプロピルアルコールと純粋水との中で、それぞれ５分間超音洗浄した後、３０分間ＵＶ（ultraviolet）オゾン洗浄して使用する。前記基板上部にｍ−ＭＴＤＡＴＡを真空蒸着し、正孔注入層を７５０Å厚に形成する。次に、前記正孔注入層の上部にα−ＮＰＤを１５０Å厚に真空蒸着し、正孔輸送層を形成する。正孔輸送層を形成した後、この正孔輸送層の上部に、ＤＳＡをホストとし、ドーパントとしてＴＢＰｅを３％使用してこれを真空蒸着し、３００Å厚に発光層を形成する。その後、前記発光層の上部にＡｌｑ３を真空蒸着し、２００Å厚さの電子輸送層を形成する。この電子輸送層の上部に、ＬｉＦ
８０Å（電子注入層）とＡｌ ３，０００Å（陰極電極）とを順次に真空蒸着し、ＬｉＦ／Ａｌ電極を形成し、有機発光素子を製造する。

次に、１０^−５〜１０^−６Ｔｏｒｒの圧力を有した熱蒸着機（thermal
evaporator）で、前記基板及びＬｉＦ／Ａｌ電極上に、ＳｉＯを５０８ｎｍに蒸着する。

その後、前記ＳｉＯ膜上に、Ｎ_２プラズマＬを１０^−５〜１０^−６圧力下で、１８０秒ほど露出させ、約４ｎｍのＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜を形成する。

バリア層の全体厚は、約５００ｎｍである。

図３Ａは、本発明の一実施形態による有機発光素子の断面を拡大撮影したところを示すイメージである。

図３Ａを参照すれば、基板上にＳｉＯ膜が蒸着されており、前記ＳｉＯ膜上に薄いＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜が形成されているところを観察できる。

図３Ｂは、本発明の一実施形態による有機発光素子の表面を拡大撮影したところを示すイメージである。

（実施例２）
実施例１の基板及びＬｉＦ／Ａｌ電極上に、ＳｉＯを５５３．２ｎｍに蒸着し、その上に約４ｎｍのＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜を形成させた後、さらに前記ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜上にＳｉＯを、５２８．２ｎｍに蒸着し、その上にさらに約４ｎｍのＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜を形成させ、ＳｉＯ無機膜／ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜を順次に２回積層させた構造を形成させる点を除いては、実施例１と同一に有機発光素子を製造する。

バリア層の全体厚は、約１，１００ｎｍである。

図４Ａは、本発明の一実施形態による有機発光素子の断面を拡大撮影したところを示すイメージである。

図４Ａを参照すれば、基板上にＳｉＯ無機膜／ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜が順次に２回積層された構造が形成されたところを観察できる。

図４Ｂは、本発明の一実施形態による有機発光素子の表面を拡大撮影したところを示すイメージである。

（比較例）
実施例１の基板及びＬｉＦ／Ａｌ電極上に、ＳｉＯを５００ｎｍに蒸着する点を除いては、実施例１と同一に有機発光素子を製造する。

水分及び外気透過試験
前記実施例１，２及び比較例によって製造された有機発光素子に対して、水分及び外気に対する透過程度を調べ、その結果を下表１に示した。

前記工程温度は、基板の温度を意味する。

表１を参照すれば、実施例１，２による有機発光素子の透湿度は、それぞれ０．３〜０．０７、＜０．０１ｇ／ｍ^２／dayであって、比較例による有機発光素子の透湿度である１〜０．８ｇ／ｍ^２／dayよりすぐれているということが分かる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

Claims (11)

1. 基板と、
   前記基板上に形成される有機発光部と、
   前記基板及び前記有機発光部上に形成されるバリア層と、
   を備え、
   前記バリア層が、ＳｉＯ無機膜及びＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜の積層構造を含む有機発光素子（ｘは０．１〜１であり、ｙは０．１〜１である）。
2. ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜の密度が、ＳｉＯ無機膜の密度より高いことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
3. 前記ＳｉＯ無機膜の厚さが、４５０ないし６００ｎｍであることを特徴とする請求項２に記載の有機発光素子。
4. 前記ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜の厚さが、０．５ないし５ｎｍであることを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子。
5. 前記バリア層の厚さが、１ｎｍないし１，０００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
6. 前記バリア層の厚さが、３００ｎｍないし５００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
7. 前記バリア層は、ＳｉＯ無機膜及びＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜が順次に２回積層された構造を有することを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
8. 第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板を準備する段階と、
   前記基板上にＳｉＯ膜を形成させる段階と、
   前記ＳｉＯ膜の上部にＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜を積層してバリア層を形成させる段階とを含む有機発光素子の製造方法（ｘは０．１〜１であり、ｙは０．１〜１である）。
9. 熱蒸着で前記ＳｉＯ膜を形成させる段階は、ＳｉＯを熱蒸着処理する段階であることを特徴とする請求項８に記載の有機発光素子の製造方法。
10. 前記ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜を積層する段階は、窒素プラズマ処理段階であることを特徴とする請求項８に記載の有機発光素子の製造方法。
11. 前記ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜を積層する段階後、前記ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜上にＳｉＯを熱蒸着してＳｉＯ膜を形成させ、前記ＳｉＯ膜の上部にＳｉＯ_ｘＮ_ｙ膜を積層し、ＳｉＯ無機膜及びＳｉＯ_ｘＮ_ｙ無機膜を順次に２回積層させる段階を含むことを特徴とする請求項８に記載の有機発光素子の製造方法。