JP2013101984A - 有機発光装置の製造方法及び有機発光装置 - Google Patents
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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- H05B33/00—Electroluminescent light sources
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Abstract
【課題】ＴＦＴ工程時に高温でもバリア層の特性に変化がなく、基板のストレスを軽減させて工程安定性を高めることができるだけでなく、基板の量産が可能な、新規かつ改良された有機発光装置の製造方法及び有機発光装置を提供する。
【解決手段】有機発光装置の製造方法は、基板１０を用意する工程と、基板１０上にバリア層２０を形成する工程とを含み、バリア層２０を形成する工程は、基板１０上にバリア層側第１無機膜２１を形成する工程と、バリア層側第１無機膜２１上にポリイミド形成用モノマーを、熱蒸着法、プラズマ化学気相蒸着または原子層蒸着法を利用して蒸着させた後、熱処理することでポリイミドからなるバリア層側第１有機膜２２を形成する工程と、バリア層側第１有機膜２２上にバリア層側第２無機膜２３を形成する工程と、を含む。
【選択図】 図１
【解決手段】有機発光装置の製造方法は、基板１０を用意する工程と、基板１０上にバリア層２０を形成する工程とを含み、バリア層２０を形成する工程は、基板１０上にバリア層側第１無機膜２１を形成する工程と、バリア層側第１無機膜２１上にポリイミド形成用モノマーを、熱蒸着法、プラズマ化学気相蒸着または原子層蒸着法を利用して蒸着させた後、熱処理することでポリイミドからなるバリア層側第１有機膜２２を形成する工程と、バリア層側第１有機膜２２上にバリア層側第２無機膜２３を形成する工程と、を含む。
【選択図】 図１
Description
本発明は、有機発光装置の製造方法及び有機発光装置に関する。
薄膜封止及びフレキシブルディスプレイ用基板材料は、その要求特性上、基板の柔軟性が高くなければならないことが特徴である。また、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ディスプレイは有機素材を使用するので、酸素や水分に露出される場合に寿命が急減するという問題点がある。
プラスチック基板材料には、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が、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／ｍ２／ｄａｙであって、高い酸素及び水分に対する透過性のため、ＯＬＥＤの長寿命のために１×１０−６／ｍ２／ｄａｙ以下の透湿特性を示さねばならないので、基板にバリア層を形成するのが一般的である。
Ｒａｔｅ）は、１０〜１，０００ｇ／ｍ２／ｄａｙであって、高い酸素及び水分に対する透過性のため、ＯＬＥＤの長寿命のために１×１０−６／ｍ２／ｄａｙ以下の透湿特性を示さねばならないので、基板にバリア層を形成するのが一般的である。
フレキシブルディスプレイ製作過程を説明すれば、まず高分子溶液をガラス基板上に塗布して高分子膜を形成した後、この上にバリア層を載せ、その上にＴＦＴ素子及びディスプレイを構成するパートが製作される。
しかし、この製造過程においては、ＴＦＴ工程が比較的高温で進むため、有機膜と無機膜とを交互に積層する形態のバリア層は、有機膜と無機膜との熱膨張係数（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ、ＣＴＥ）差によって、ＴＦＴ素子の製作時に整列し難いという問題があった。したがって、有機膜と無機膜とを交互に積層する構造を作るためには、温度によるＣＴＥ値の差が相対的に少ない高分子材料を使用して内部ストレスを減らし、素子を安定して製作する必要がある。
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、ＴＦＴ工程時に高温でもバリア層の特性に変化がなく、基板のストレスを軽減させて工程安定性を高めることができるだけでなく、基板の量産が可能な、新規かつ改良された有機発光装置の製造方法及び有機発光装置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、基板を用意する工程と、前記基板上にバリア層を形成する工程と、前記バリア層上に、第１電極、有機発光層及び第２電極を順次に含む有機発光素子を形成する工程と、前記有機発光素子を覆う封止層を形成する工程と、を含み、前記バリア層形成工程は、前記基板上にバリア層側第１無機膜を形成する工程と、前記バリア層側第１無機膜上にポリイミド形成用モノマーを、熱蒸着法、ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＥＣＶＤ）またはＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＡＬＤ）を利用して蒸着させた後、熱処理することでポリイミドからなるバリア層側第１有機膜を形成する工程と、前記バリア層側第１有機膜上にバリア層側第２無機膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする有機発光装置の製造方法が提供される。
Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＥＣＶＤ）またはＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＡＬＤ）を利用して蒸着させた後、熱処理することでポリイミドからなるバリア層側第１有機膜を形成する工程と、前記バリア層側第１有機膜上にバリア層側第２無機膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする有機発光装置の製造方法が提供される。
ここで、前記ポリイミド形成用モノマーは、ＰＴＣＤＡ（ｐｅｒｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、ＢＰＤＡ（ｂｉｐｈｅｎｙｌｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）及びＰＭＤＡ（ｐｙｒｏｍｅｌｌｉｔｉｃｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）からなる群から選択された一つ以上の酸成分と、ＤＡＤＤ（ｄｉａｍｉｎｏｄｏｄｅｃａｎｅ）、ＯＤＡ（ｏｘｙｄｉａｎｉｌｉｎｅ）及びＰＤＡ（ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）からなる群から選択された一つ以上のアミン成分とを含むことができる。
ここで、前記バリア層側第１有機膜の形成工程は、前記蒸着されたポリイミド形成用モノマーを８５℃〜３５０℃で熱処理でき、さらに望ましくは、８５℃〜１２５℃で熱処理できる。
また、バリア層側第１有機膜の厚さは、１ｎｍ〜１μｍであってもよく、さらに望ましくは、３００ｎｍ〜５００ｎｍであってもよい。
また、前記形成されたバリア層側第１無機膜、バリア層側第１有機膜及びバリア層側第２無機膜の総厚さは、１０ｎｍ〜１０μmであってもよい。
また、前記バリア層側第２無機膜上にポリイミド形成用モノマーを、熱蒸着法、ＰＥＣＶＤまたはＡＬＤを利用して蒸着した後、熱処理することでポリイミドからなるバリア層側第２有機膜を形成する工程と、前記バリア層側第２有機膜上にバリア層側第３無機膜を形成する工程と、をさらに含んでいてもよい。
また、前記封止層を形成する工程は、前記有機発光素子を覆う封止層側第１無機膜を形成する工程と、前記封止層側第１無機膜上にポリイミド形成用モノマーを、熱蒸着法、ＰＥＣＶＤまたはＡＬＤを利用して蒸着させた後、熱処理することでポリイミドからなる封止層側第１有機膜を形成する工程と、前記封止層側第１有機膜上に封止層側第２無機膜を形成する工程と、を含んでいてもよい。
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、基板と、前記基板上に形成されたバリア層と、前記バリア層上に形成された、第１電極、有機発光層及び第２電極を順次に含む有機発光素子と、前記有機発光素子を覆う封止層と、を備える有機発光装置において、前記バリア層及び封止層のうち少なくともいずれか一つは、第１無機膜、第１有機膜及び第２無機膜が順次に積層された複合膜であり、前記第１有機膜がポリイミド形成用モノマーを、熱蒸着法、プラズマ化学気相蒸着（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＥＣＶＤ）または原子層蒸着法（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＡＬＤ）を利用して蒸着させた後、熱処理することで形成されたポリイミドである有機発光装置が提供される。
Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＥＣＶＤ）または原子層蒸着法（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＡＬＤ）を利用して蒸着させた後、熱処理することで形成されたポリイミドである有機発光装置が提供される。
ここで、前記ポリイミド形成用モノマーは、ＰＴＣＤＡ（ｐｅｒｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、ＢＰＤＡ（ｂｉｐｈｅｎｙｌｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）及びＰＭＤＡ（ｐｙｒｏｍｅｌｌｉｔｉｃｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）からなる群から選択された一つ以上の酸成分と、ＤＡＤＤ（ｄｉａｍｉｎｏｄｏｄｅｃａｎｅ）、ＯＤＡ（ｏｘｙｄｉａｎｉｌｉｎｅ）及びＰＤＡ（ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）からなる群から選択された一つ以上のアミン成分とを含むことができる。
また、前記第１無機膜及び第２無機膜はそれぞれ独立して、シリコン窒化物、アルミニウム窒化物、ジルコニウム窒化物、チタン窒化物、ハフニウム窒化物、タンタル窒化物、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、スズ酸化物、セリウム酸化物、シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）及びアルミニウムからなる群から選択された一つ以上を含んでもよい。
また、前記第２無機膜上に、第２有機膜及び第３無機膜の積層膜が一つ以上さらに積層されていてもよい。
また、前記複合膜は、アルミナ、ポリイミド及びアルミナが順次積層されていてもよい。
また、前記複合膜の厚さは、１０ｎｍ〜１０μｍであってもよい。
また、前記第１有機膜の厚さは、１ｎｍ〜１μｍであってもよく、さらに望ましくは、３００ｎｍ〜５００ｎｍであってもよい。
本発明による有機発光装置及びその製造方法は、高温でもバリア層の特性が変化せず、基板のストレスを軽減させて工程安定性を高めることができる。また、一般的なウェット工程ではない単純な蒸着法で複数層構造の膜を製造するため、基板の量産が可能である。
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。
図１は、本発明による有機発光装置の一実施形態を概略的に図示したものである。
図１から分かるように、有機発光装置は、基板１０上にバリア層２０が形成され、バリア層２０上に第１電極３１、有機発光層３２及び第２電極３３を順次に含む有機発光素子３０を備え、前記有機発光素子３０を覆う封止層４０を備える。ここで、前記バリア層２０は、バリア層側第１無機膜２１、バリア層側第１有機膜２２及びバリア層側第２無機膜２３が順次に積層された複合膜である。
前記基板１０は、従来ガラス材基板に比べて比重が小さくて軽く、割れ難くて曲面具現の可能な特性を持つプラスチック材基板などの柔軟な基板が望ましい。
基板１０の上面には不純物イオンの拡散を防止し、水分や外気の浸透を防止するためのバリア層２０が形成されるが、バリア層側第１無機膜２１、バリア層側第１有機膜２２及びバリア層側第２無機膜２３の積層構造を持つ有機／無機複合バリア層で形成される。
前記最上部のバリア層側第２無機膜２３上には、図２に図示された他の実施形態による有機発光装置のように、バリア層側第２有機膜２４、バリア層側第３無機膜２５を順次にさらに積層でき、バリア層側第２有機膜２４及びバリア層側第３無機膜２５の積層物を２回以上積層してバリア層２０を形成することもできる。
前記バリア層側第１無機膜２１及びバリア層側第２無機膜２３の薄膜材料及び積層方法は、当分野で公知のものならば、特別に制限なしに使用できる。
例えば、バリア層側第１無機膜２１及びバリア層側第２無機膜２３の薄膜材料には、シリコン窒化物、アルミニウム窒化物、ジルコニウム窒化物、チタン窒化物、ハフニウム窒化物、タンタル窒化物、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、スズ酸化物、セリウム酸化物、シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）、アルミニウムなどを挙げることができ、無機膜の積層方法には、スパッタリング、化学気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）、Ｅビーム、熱蒸着法、熱的イオンビーム補助蒸着法（ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ａｓｓｉｓｔｅｄ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＩＢＡＤ）などの真空性膜法を利用できる。前記ＣＶＤ法には、ＩＣＰ−ＣＶＤ（Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＣＣＰ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）−ＣＶＤ、ＳＷＰ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ）−ＣＶＤ方法などを挙げることができる。
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＩＢＡＤ）などの真空性膜法を利用できる。前記ＣＶＤ法には、ＩＣＰ−ＣＶＤ（Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＣＣＰ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）−ＣＶＤ、ＳＷＰ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ）−ＣＶＤ方法などを挙げることができる。
バリア層２０のバリア層側第１有機膜２２は、バリア層側第１無機膜２１とバリア層側第２無機膜２３との間に備えられる。
従来バリア層に使われる有機膜は、アクリル系またはポリイミド系を主に使用するが、アクリル系は低温蒸着は可能であるが、以後の高温工程でＣＴＥ差によって素子の劣化が生じるという問題がある。また、ポリイミド系は基板に使われたガラスとＣＴＥが一致するため、高温工程で発生しうるストレス問題は解決できるが、ポリイミド蒸着工程がウェット工程に進み、工程特性上厚さ調節が難しく、かつ工程自体が複合しているため、量産性が落ちるという問題点を持っている。
これに対し、本発明による有機発光装置では、バリア層側第１有機膜２２を形成するに当って、ポリイミド形成用モノマーを、熱蒸着法、ＰＥＣＶＤ、ＡＬＤなどのドライ工程を利用して共蒸着させてから熱処理するため、ウェット工程とは異なって、チャンバで無機膜工程後に連続工程が可能であり、厚さ調節も容易である。また、ドライ工程の場合、ポリイミドの生成時に生成される水分の量が少ないという特性を持っている。この工程は量産性に優れて量産が可能である。また、前記バリア層側第１有機膜２２は、高い段差被覆性で欠陥のある膜を補完しつつ平坦化膜の役割を行うこともできる。
ここで、前記バリア層側第１有機膜２２の形成に使われたポリイミド形成用モノマーには、ＰＴＣＤＡ、ＢＰＤＡ及びＰＭＤＡからなる群から選択された一つ以上の酸成分と、ＤＡＤＤ、ＯＤＡ及びＰＤＡからなる群から選択された一つ以上のアミン成分を含むことができ、これに限定されず、当分野で公知のポリイミド系樹脂を形成できるモノマーならば、制限なしに使用できる。
前記酸成分とアミン成分とは、熱蒸着法、ＰＥＣＶＤ、ＡＬＤなどのドライ工程で共蒸着した後、熱処理を通じてポリイミド系樹脂を重合する。
積層されたバリア層側第１有機膜２２の厚さは１ｎｍ〜１μｍであり、さらに望ましくは、３００ｎｍ〜５００ｎｍでありうる。前記バリア層側第１有機膜２２の厚さが前記範囲を外れて厚過ぎれば、ポリイミド化するための工程時間があまりにも長くかかり、薄過ぎれば、その上部に積層させるバリア層側第２無機膜２３の粒子カーバリングになれない恐れ（すなわち、平坦化の効果が十分でない恐れ）がある。
また、前記バリア層２０の厚さ（すなわち、バリア層側第１無機膜２１、バリア層側第１有機膜２２、バリア層側第２無機膜２３の総厚さ）は１０ｎｍ〜１０μｍであることが望ましく、前記範囲内でバリア層の性能が最適化されうる。
前記バリア層２０の上部には有機発光素子３０が備えられる。前記有機発光素子は、第１電極３１、有機発光層３２及び第２電極３３を備える。
第１電極３１は、真空蒸着法やスパッタリング法などの方法を利用してバリア層２０上に形成され、カソードまたはアノードでありうる。前記第１電極３１は透明電極、半透明電極または反射電極であり、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇなどを利用して形成できるが、これに限定されるものではない。また、相異なる２つ以上の物質を利用して２層以上の構造を持つことができるなど、多様な変形ができる。
前記第１電極３１上には有機発光層３２が備えられる。前記有機発光層３２は、公知の発光物質を含むことができる。例えば、Ａｌｑ３、ＣＢＰ（４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル）、ＰＶＫ（ポリ（ｎ−ビニルカルバゾール））、ＤＳＡ（ジスチリルアリーレン）などの公知のホスト及びＰｔＯＥＰ、Ｉｒ（ｐｉｑ）３、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）、ＤＣＪＴＢ（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）（以上、赤色ドーパント）、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（ｐｐｙ＝フェニルピリジン）、Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｍｐｙｐ）３（以上、緑色ドーパント）、Ｆ２Ｉｒｐｉｃ、（Ｆ２ｐｐｙ）２Ｉｒ（ｔｍｄ）、Ｉｒ（ｄｆｐｐｚ）３、ｔｅｒ−フルオレン（以上、青色ドーパント）などの公知のドーパントを含むことができるが、これに限定されるものではない。
前記第２電極３３は、真空蒸着法やスパッタリング法などの方法を利用して有機発光層３２上に形成され、カソードまたはアノードでありうる。前記第２電極形成用金属には、低い仕事関数を持つ金属、合金、電気伝導性化合物及びこ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、前記第２電極２５は、相異なる２つ以上の物質を利用して２層以上の構造を持つことができるなど、多様な変形ができる。
一方、図１には具体的に図示されていないが、第１電極３１と第２電極３３との間には、有機発光層３２以外にも、正孔注入層、正孔輸送層、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一つ以上の層がさらに含まれうる。前記正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層は公知の材料及び公知の方法を利用して形成できる。
前記正孔注入層物質に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、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ［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］、ＮＰＢ（Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン）、ＴＤＡＴＡ、２−ＴＮＡＴＡ、Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ（ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸）、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホン酸））、Ｐａｎｉ／ＣＳＡ（ポリアニリン／カンファースルホン酸）またはＰＡＮＩ／ＰＳＳ（ポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホン酸））などを使用できるが、これに限定されるものではない。
前記正孔輸送層は、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、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（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）などの芳香族縮合環を持つ通例的なアミン誘導体などを利用して形成できる。
また、前記正孔阻止層は、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などを利用して形成できる。
一方、前記電子輸送層は、例えば、キノリン誘導体、特に、トリス（８−キノリノレート）アルミニウム（Ａｌｑ３）、ＴＡＺ（３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール）などを利用して形成でき、前記電子注入層は、例えば、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯなどを利用して形成できるが、これに限定されるものではない。
具体的に図示していないが、前記有機発光素子３０の上部には保護層がさらに備えられうる。前記保護層は、有機発光素子３０の第２電極３３が水分及び酸素によって酸化することを防止できる有機物または無機物からなりうる。または、前記保護層は有／無機複合層からなりうるなど、多様な構成が可能である。
前記有機発光素子３０の上部には、酸素、水分などの浸透を防止するために有機発光素子３０を覆う封止層４０が備えられる。前記封止層４０の材料及び形成方法は、当分野で公知のものならば、特別な制限なしに使われうる。
しかし、図３から分かるように、前記封止層４０は、バリア層２０と同様に封止膜側第１無機膜４１、封止膜側第１有機膜４２及び封止膜側第２無機膜４３を順次に積層した複合膜であり、最上部の封止膜側第２無機膜４３上に封止膜側第２有機膜及び封止膜側第３無機膜の積層物を一つ以上さらに積層して封止層４０を形成することもできる。
ここで、前記封止層４０は、バリア層２０を形成する無機膜、有機膜材料で構成されうる。バリア層２０をなす有機／無機複合膜は酸素及び水分透過バリア特性に優れるため、前記封止層４０にも適用できる。
ここで、本発明による有機発光装置は図示されてはいないが、バリア層が当分野での公知の物質及び方法で積層され、封止層のみ前記で説明した無機物、有機物及び無機物が順次に積層される複合膜であってもよい。
次いで、本発明の他の側面による有機発光装置の製造方法について説明する。
本発明の一実施形態に係る有機発光装置の製造方法は、基板１０を用意する工程と、前記基板１０上にバリア層２０を形成する工程と、前記バリア層２０上に、第１電極３１、有機発光層３２及び第２電極３３を順次に含む有機発光素子３０を形成する工程と、前記有機発光素子３０を覆う封止層４０を形成する工程と、を含む。ここで、前記バリア層２０を形成する工程は、バリア層２０上にバリア層側第１無機膜２１を形成する工程と、前記バリア層側第１無機膜上２１にポリイミド形成用モノマーを、熱蒸着法、プラズマ化学気相蒸着または原子層蒸着法を利用して蒸着させた後、熱処理することでポリイミドからなるバリア層側第１有機膜２２を形成する工程と、前記バリア層側第１有機膜２２上にバリア層側第２無機膜２３を形成する工程と、を含むことができる。
ここで、バリア層２０の形成工程は、例えば、基板１０の上部にバリア層側第１無機膜２１、バリア層側第１有機膜２２、バリア層側第２無機膜２３を順次に形成することによって行われる。
バリア層側第１無機膜２１及びバリア層側第２無機膜２３の薄膜材料及び積層方法は、当分野で公知のものならば特別に制限なしに使用できる。
バリア層側第１有機膜２２の形成工程では、ポリイミド形成用モノマーを、熱蒸着法、ＰＥＣＶＤ、ＡＬＤなどのドライ工程を利用して共蒸着させた後、熱処理することでポリイミド系樹脂のバリア層側第１有機膜２２を形成できる。
熱蒸着法などのドライ工程を通じてポリイミドを形成する場合、無機膜蒸着後にインライン上で交互蒸着が可能であり、厚さの調節が容易で、ウェット工程に比べて工程自体が単純なため、量産性に優れる。このように形成されたポリイミド系有機膜は高い段差被覆性を持つようになって、欠陥のある膜を補完しつつ平坦化膜の役割を行うこともできる。
前記バリア層側第１有機膜２２の形成に使われるポリイミド形成用モノマーには、ＰＴＣＤＡ、ＢＰＤＡ及びＰＭＤＡからなる群から選択された一つ以上の酸成分と、ＤＡＤＤ、ＯＤＡ及びＰＤＡからなる群から選択された一つ以上のアミン成分とを含むことができ、これに限定されず、当分野で公知のポリイミド系樹脂を形成できるモノマーならば、制限なしに使用できる。
前記酸成分とアミン成分とは、熱蒸着法、ＰＥＣＶＤ、ＡＬＤなどの方法で共蒸着した後、後熱処理を通じてポリイミド系樹脂を重合する。
バリア層側第１無機膜２１上に共蒸着されたポリイミド形成用モノマーは、８５℃〜３５０℃で熱処理でき、さらに望ましくは８５℃〜１２５℃でありうる。熱処理温度が前記範囲内にある時、形成されるバリア層側第１有機膜２２の厚さ調節が容易であり、優秀な界面特性を表すことができる。
積層されたバリア層側第１有機膜２２の厚さは１ｎｍ〜１μｍでああり、さらに望ましくは３００ｎｍ〜５００ｎｍでありうる。
このようにバリア層側第１有機膜２２を形成した後、その上部にバリア層側第２無機膜２３を形成することによって、バリア層側第１無機膜２１／バリア層側第１有機膜２２／バリア層側第２無機膜２３の積層構造を持つバリア層を製造する。
ここで、前記バリア層側第２無機膜２３上に同じ方法でバリア層側第２有機膜２４及びバリア層側第３無機膜２５を順次にさらに積層でき、バリア層側第２有機膜２４及びバリア層側第３無機膜２５の複合膜を一つ以上積層してバリア層２０を形成することもできる。
バリア層２０を形成した後には、その上部に有機発光素子３０を形成する。
有機発光素子３０の第１電極３１、有機発光層３２及び第２電極３３を形成する方法は、公知の蒸着法、スパッタリング法、コーティング法などを利用して行える。この時、第１電極３１と第２電極３２との間に有機発光層３３以外に、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、電子輸送層及び電子注入層のうち一つ以上をさらに形成できるということはいうまでもない。
バリア層２０の上部に有機発光素子３０を形成した後には、前記有機発光素子３０を覆うように封止層４０を形成することによって有機発光装置を製造する。
ここで、前記封止層４０の形成工程は、例えば、封止層側第１無機膜４１を形成する工程と、前記封止層側第１無機膜４１上にポリイミド形成用モノマーを、熱蒸着法、ＰＥＣＶＤまたはＡＬＤを利用して蒸着させた後、熱処理することでポリイミドからなる封止層側第１有機膜４２を形成する工程と、前記封止層側第１有機膜４２上に封止層側第２無機膜４３を形成する工程と、を含むことによって、封止層側第１無機膜４１／封止層側第１有機膜４２／封止層側第２無機膜４３の積層構造の封止層４０を形成できる。
また、最上部の無機膜上に有機膜／無機膜の積層膜を２回以上さらに積層して封止層を形成することもできる。
封止層側第１無機膜４１、封止層側第１有機膜４２、及び封止側第２無機膜４３の材質、厚さ等の特性については、前述したバリア層側第１無機膜２１、バリア層側第１有機膜２２、及びバリア層側第２無機膜２３と同様である。
以下、本発明による有機発光装置の実施形態を具体的に例示するが、本発明が下記の実施形態に限定されるものではない。
＜実施例＞
＜実施例＞
透明プラスチック基板の上部にスパッタリングを使用して、厚さ０．１８μｍのＡｌ２Ｏ３層を積層した。前記Ａｌ２Ｏ３層上に熱蒸着法を利用してＰＴＣＤＡを３６５〜３７０℃、Ｄ／Ｒ
０．９〜１Å／Ｓ、ＤＡＤＤを４４〜４８℃、Ｄ／Ｒ ０．４〜０．５Å／Ｓの条件で共蒸着した後、１２５℃で１時間熱処理して厚さ０．２１μｍのポリイミド層を形成した。前記ポリイミド上にスパッタリングを使用して厚さ０．１８μｍのＡｌ２Ｏ３層を積層して、総０．５７μｍ厚さのバリア層を完成した。前記バリア層の断面写真を図４に、表面写真を図５に示した。このようなＦＥ−ＳＥＭ写真から分かるように、厚さが一定であり、表面の均一なバリア層が形成されたことが分かる。前記バリア層上に有機発光素子を形成した後、イオンビーム蒸着法を利用してＳｉＯ２封止層を蒸着することで有機発光装置を製造した。
＜比較例＞
０．９〜１Å／Ｓ、ＤＡＤＤを４４〜４８℃、Ｄ／Ｒ ０．４〜０．５Å／Ｓの条件で共蒸着した後、１２５℃で１時間熱処理して厚さ０．２１μｍのポリイミド層を形成した。前記ポリイミド上にスパッタリングを使用して厚さ０．１８μｍのＡｌ２Ｏ３層を積層して、総０．５７μｍ厚さのバリア層を完成した。前記バリア層の断面写真を図４に、表面写真を図５に示した。このようなＦＥ−ＳＥＭ写真から分かるように、厚さが一定であり、表面の均一なバリア層が形成されたことが分かる。前記バリア層上に有機発光素子を形成した後、イオンビーム蒸着法を利用してＳｉＯ２封止層を蒸着することで有機発光装置を製造した。
＜比較例＞
前記実施例で、基板上に積層されたＡｌ２Ｏ３層の上部にスパッタリングを使用してアルミニウム膜を形成したことを除いては、同じ過程を通じて有機発光装置を製造した。有機発光素子を形成する前のバリア層の断面写真を図６に、表面写真を図７に示した。前記実施例に比べて厚さが一定でなく、表面のパーチクルが固まって均一でないことが分かる。
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。
本発明は、有機発光装置関連の技術分野に好適に用いられる。
１０ 基板
２０ バリア層
２１ バリア層側第１無機膜
２２ バリア層側第１有機膜
２３ バリア層側第２無機膜
３０ 有機発光素子
３１ 第１電極
３２ 有機発光層
３３ 第２電極
４０ 封止層
２０ バリア層
２１ バリア層側第１無機膜
２２ バリア層側第１有機膜
２３ バリア層側第２無機膜
３０ 有機発光素子
３１ 第１電極
３２ 有機発光層
３３ 第２電極
４０ 封止層
Claims (15)
- 基板を用意する工程と、
前記基板上にバリア層を形成する工程と、
前記バリア層上に、第１電極、有機発光層及び第２電極を順次に含む有機発光素子を形成する工程と、
前記有機発光素子を覆う封止層を形成する工程と、を含み、
前記バリア層を形成する工程は、
前記基板上にバリア層側第１無機膜を形成する工程と、
前記バリア層側第１無機膜上にポリイミド形成用モノマーを、熱蒸着法を利用して蒸着させた後、熱処理することでポリイミドからなるバリア層側第１有機膜を形成する工程と、
前記バリア層側第１有機膜上にバリア層側第２無機膜を形成する工程と、を含み、
前記ポリイミド形成用モノマーは、ＰＴＣＤＡ、ＢＰＤＡ及びＰＭＤＡからなる群から選択された一つ以上の酸成分とＤＡＤＤ、ＯＤＡ及びＰＤＡからなる群から選択された一つ以上のアミン成分を含み、
前記バリア層側第１無機膜、前記バリア層側第１有機膜、及び前記バリア層側第２無機膜は、インライン上で連続して形成されることを特徴とする有機発光装置の製造方法。 - 前記バリア層側第１有機膜の形成工程は、前記蒸着されたポリイミド形成用モノマーを８５℃〜３５０℃で熱処理することを特徴とする請求項１に記載の有機発光装置の製造方法。
- 前記バリア層側第１有機膜の形成工程は、前記蒸着されたポリイミド形成用モノマーを８５℃〜１２５℃で熱処理することを特徴とする請求項１または２に記載の有機発光装置の製造方法。
- 前記バリア層側第１有機膜の厚さは、１ｎｍ〜１μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機発光装置の製造方法。
- 前記バリア層側第１有機膜の厚さは、３００ｎｍ〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機発光装置の製造方法。
- 前記形成されたバリア層側第１無機膜、バリア層側第１有機膜及びバリア層側第２無機膜の総厚さは、１０ｎｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機発光装置の製造方法。
- 前記バリア層側第２無機膜上にポリイミド形成用モノマーを、熱蒸着法を利用して蒸着した後、熱処理することでポリイミドからなるバリア層側第２有機膜を形成する工程と、
前記バリア層側第２有機膜上にバリア層側第３無機膜を形成する工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機発光装置の製造方法。 - 前記封止層を形成する工程は、
前記有機発光素子を覆う封止層側第１無機膜を形成する工程と、
前記封止層側第１無機膜上にポリイミド形成用モノマーを、熱蒸着法を利用して蒸着させた後、熱処理することでポリイミドからなる封止層側第１有機膜を形成する工程と、
前記封止層側第１有機膜上に封止層側第２無機膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機発光装置の製造方法。 - 基板と、
前記基板上に形成されたバリア層と、
前記バリア層上に形成された、第１電極、有機発光層及び第２電極を順次に含む有機発光素子と、
前記有機発光素子を覆う封止層と、を備える有機発光装置において、
前記バリア層及び封止層のうち少なくとも前記バリア層は、第１無機膜、第１有機膜及び第２無機膜がインライン上で連続して積層された複合膜であり、前記第１有機膜がポリイミド形成用モノマーを、熱蒸着法を利用して蒸着させた後、熱処理することで形成されたポリイミドであり、
前記ポリイミド形成用モノマーは、ＰＴＣＤＡ、ＢＰＤＡ及びＰＭＤＡからなる群から選択された一つ以上の酸成分と、ＤＡＤＤ、ＯＤＡ及びＰＤＡからなる群から選択された一つ以上のアミン成分とを含むことを特徴とする有機発光装置。 - 前記第１無機膜及び第２無機膜はそれぞれ独立して、シリコン窒化物、アルミニウム窒化物、ジルコニウム窒化物、チタン窒化物、ハフニウム窒化物、タンタル窒化物、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、スズ酸化物、セリウム酸化物、シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）及びアルミニウムからなる群から選択された一つ以上を含むことを特徴とする請求項９に記載の有機発光装置。
- 前記第２無機膜上に、第２有機膜及び第３無機膜の積層膜が一つ以上さらに積層されたことを特徴とする請求項９または１０に記載の有機発光装置。
- 前記複合膜は、アルミナ、ポリイミド及びアルミナが順次積層されたことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の有機発光装置。
- 前記複合膜の厚さは、１０ｎｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の有機発光装置。
- 前記第１有機膜の厚さは、１ｎｍ〜１μｍであることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１項に記載の有機発光装置。
- 前記第１有機膜の厚さは、３００ｎｍ〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載の有機発光装置。
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