JP2013187019A - 有機ｅｌ表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】酸やアルカリに起因する有機ＥＬ素子の特性劣化を防止することができる有機ＥＬ表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】有機ＥＬ表示装置１は、素子基板３０と、封止基板２０と、素子基板３０と封止基板２０との間に設けられた有機ＥＬ素子４と、有機ＥＬ素子４の表面を覆う第１保護層１５と、第１保護層１５上に形成された第２保護層１６とを備える。そして、第１保護層１５は、酸化アルミニウムにより形成され、第２保護層は、パリレン、ポリ尿素、またはアクリレートにより形成されている。
【選択図】図２
【解決手段】有機ＥＬ表示装置１は、素子基板３０と、封止基板２０と、素子基板３０と封止基板２０との間に設けられた有機ＥＬ素子４と、有機ＥＬ素子４の表面を覆う第１保護層１５と、第１保護層１５上に形成された第２保護層１６とを備える。そして、第１保護層１５は、酸化アルミニウムにより形成され、第２保護層は、パリレン、ポリ尿素、またはアクリレートにより形成されている。
【選択図】図２
Description
本発明は、有機電界発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子：以下、「有機ＥＬ素子」と記載する）を備えた有機ＥＬ表示装置およびその製造方法に関する。
近年、フルカラーディスプレイ等の次世代フラットパネル表示装置として有機ＥＬ表示装置が注目されている。この有機ＥＬ表示装置は、自己発光型の表示装置であり、視野角特性に優れ、視認性が高く、低消費電力であり、かつ薄型化が可能であるため、需要が高まってきている。
この有機ＥＬ表示装置は、所定の配列で配列された複数の有機ＥＬ素子を有し、複数の有機ＥＬ素子の各々は、絶縁性の基板上に形成された第１電極（陽極）と、第１電極上に形成された発光層を有する有機層と、有機層上に形成された第２電極（陰極）とを備えている。
ここで、有機ＥＬ素子は、一般に、一定期間駆動すると、発光輝度や発光の均一性等の発光特性が初期の場合に比し著しく低下してしまう。このような発光特性の劣化の原因としては、有機ＥＬ表示装置の内部からのアウトガスに含まれる酸やアルカリ、及び外部から進入する酸やアルカリに起因する有機ＥＬ表示素子の劣化が挙げられる。
そこで、これらの酸やアルカリから有機ＥＬ素子を保護するための構造を備えた有機ＥＬ表示装置が提案されている。より具体的には、例えば、対向する一対の電極間に有機層が狭持された有機ＥＬ素子と、有機ＥＬ素子上に設けられ、ポリパラキシリレン又はその誘導体（以下、パリレンと称する。）により形成された保護層とを備えた有機ＥＬ表示装置が開示されている。そして、このような構成により、パリレンは、高い耐溶剤性、及び耐化学性を有するため、有機ＥＬ素子を保護することができると記載されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、上記特許文献１に記載の有機ＥＬ表示素子では、有機ＥＬ表示装置の幅方向からの酸やアルカリの進入による有機ＥＬ素子の劣化を防止することはできるものの、パリレンは、ポリマー分子の成長において、有機ＥＬ表示装置の厚み方向に成長するため、有機ＥＬ表示装置の厚み方向からの酸やアルカリを完全には防止することができない。従って、酸やアルカリによる有機ＥＬ表示素子の劣化を十分に防止することができないという問題があった。
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、酸やアルカリに起因する有機ＥＬ素子の特性劣化を防止することができる有機ＥＬ表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の第１の有機ＥＬ表示装置は、第１基板と、第１基板に対向して設けられた第２基板と、第１基板上に形成され、第１基板と第２基板との間に設けられた有機ＥＬ素子と、第１基板上に形成され、有機ＥＬ素子の表面を覆う第１保護層と、第１保護層上に形成された第２保護層とを備え、第１保護層は、酸化アルミニウムにより形成され、第２保護層は、パリレン、ポリ尿素、及びアクリレートからなる群より選ばれる１種により形成されていることを特徴とする。
同構成によれば、酸化アルミニウムからなる第１保護層が有機ＥＬ素子を覆うように設けられ、更に、第１保護層上に、パリレン、ポリ尿素、及びアクリレートからなる群より選ばれる１種により形成された第２保護層が設けられているため、有機ＥＬ素子に対する、有機ＥＬ表示装置の内部からのアウトガスに含まれる酸やアルカリの進入、及び有機ＥＬ表示装置の外部からの酸やアルカリの進入を確実に防止することができる。
本発明の第２の有機ＥＬ表示装置は、第１基板と、第１基板に対向して設けられた第２基板と、第１基板上に形成され、第１基板と第２基板との間に設けられた有機ＥＬ素子と、第１基板上に形成され、有機ＥＬ素子の表面を覆う第１保護層と、第１保護層上に形成された第２保護層とを備え、第１保護層は、酸化アルミニウムにより形成され、第２保護層は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン膜、及び窒化酸化シリコン膜からなる群より選ばれる１種により形成されていることを特徴とする。
同構成によれば、酸化アルミニウムからなる第１保護層が有機ＥＬ素子を覆うように設けられ、更に、第１保護層上に、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、及び窒化酸化シリコンからなる群より選ばれる１種により形成された第２保護層が設けられているため、有機ＥＬ素子に対する、有機ＥＬ表示装置の内部からのアウトガスに含まれる酸やアルカリの進入、及び有機ＥＬ表示装置の外部からの酸やアルカリの進入を確実に防止することができる。
また、第１保護層を形成する際に、仮に第１保護層にスパークやダストに起因するピンホールが形成された場合であっても、酸やアルカリの進入を防止することができるため、結果として、有機ＥＬ素子に対する酸やアルカリの進入を確実に防止することが可能になる。
本発明の第１及び第２の有機ＥＬ表示装置においては、第１保護層の厚みが、１０ｎｍ〜１０μｍであってもよい。
同構成によれば、第１保護層の厚みを大きくすることなく、有機ＥＬ素子の耐酸性及び耐アルカリ性を確実に確保することができる。
本発明の第１の有機ＥＬ表示装置においては、第２保護層上に、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン膜、及び窒化酸化シリコン膜からなる群より選ばれる１種により形成された第３保護層が設けられていてもよい。
同構成によれば、第１保護層を形成する際に、仮に第１保護層にスパークやダストに起因するピンホールが形成された場合であっても、酸やアルカリの進入を防止することができる。従って、有機ＥＬ素子に対する酸やアルカリの進入をより一層確実に防止することが可能になる。
本発明の第２の有機ＥＬ表示装置においては、第２保護層上に、パリレン、ポリ尿素、及びアクリレートからなる群より選ばれる１種により形成された第３保護層が設けられていてもよい。
同構成によれば、有機ＥＬ素子に対する酸やアルカリの進入をより一層確実に防止することができる。
本発明の第１の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、基板上に有機ＥＬ素子を形成する有機ＥＬ素子形成工程と、基板上に、酸化アルミニウムからなり、有機ＥＬ素子を覆う第１保護層を形成する第１保護層形成工程と、第１保護層上に、パリレン、ポリ尿素、及びアクリレートからなる群より選ばれる１種からなる第２保護層を形成する第２保護層形成工程とを少なくとも備えることを特徴とする。
同構成によれば、酸化アルミニウムからなる第１保護層が有機ＥＬ素子を覆うように設けられ、更に、第１保護層上に、パリレン、ポリ尿素、及びアクリレートからなる群より選ばれる１種により形成された第２保護層が設けられているため、有機ＥＬ素子に対する、有機ＥＬ表示装置の内部からのアウトガスに含まれる酸やアルカリの進入、及び有機ＥＬ表示装置の外部からの酸やアルカリの進入を確実に防止することができる有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
本発明の第２の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、基板上に有機ＥＬ素子を形成する有機ＥＬ素子形成工程と、基板上に、酸化アルミニウムからなり、有機ＥＬ素子を覆う第１保護層を形成する第１保護層形成工程と、第１保護層上に、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン膜、及び窒化酸化シリコン膜からなる群より選ばれる１種からなる第２保護層を形成する第２保護層形成工程とを少なくとも備えることを特徴とする。
同構成によれば、酸化アルミニウムからなる第１保護層が有機ＥＬ素子を覆うように設けられ、更に、第１保護層上に、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、及び窒化酸化シリコンからなる群より選ばれる１種により形成された第２保護層が設けられているため、有機ＥＬ素子に対する、有機ＥＬ表示装置の内部からのアウトガスに含まれる酸やアルカリの進入、及び有機ＥＬ表示装置の外部からの酸やアルカリの進入を確実に防止することができる有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
また、第１保護層を形成する際に、仮に第１保護層にスパークやダストに起因するピンホールが形成された場合であっても、酸やアルカリの進入を防止することができるため、結果として、有機ＥＬ素子に対する酸やアルカリの進入を確実に防止することができる有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
本発明の第１及び第２の有機ＥＬ表示装置の製造方法においては、第１保護層形成工程において、第１保護層を原子層堆積法（ＡＬＤ法）により形成してもよい。
同構成によれば、ピンホールやクラックを形成することなく、第１保護層を形成することができる。
本発明の第１の有機ＥＬ表示装置の製造方法においては、第２保護層形成工程の後、第２保護層上に、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン膜、及び窒化酸化シリコン膜からなる群より選ばれる１種からなる第３保護層を形成する第３保護層形成工程を更に備えていてもよい。
同構成によれば、第１保護層を形成する際に、仮に第１保護層にスパークやダストに起因するピンホールが形成された場合であっても、酸やアルカリの進入を防止することができる。従って、有機ＥＬ素子に対する酸やアルカリの進入をより一層確実に防止することができる有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
本発明の第２の有機ＥＬ表示装置の製造方法においては、第２保護層形成工程の後、第２保護層上に、パリレン、ポリ尿素、及びアクリレートからなる群より選ばれる１種からなる第３保護層を形成する第３保護層形成工程を更に備えていてもよい。
同構成によれば、有機ＥＬ素子に対する酸やアルカリの進入をより一層確実に防止することができる有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
本発明によれば、保護層を備える有機ＥＬ表示装置において、酸やアルカリの進入に起因する有機ＥＬ素子の特性劣化を防止することが可能になる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。また、図３は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置が備える有機ＥＬ素子を構成する有機層を説明するための断面図である。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。また、図３は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置が備える有機ＥＬ素子を構成する有機層を説明するための断面図である。
図１、図２に示す様に、有機ＥＬ表示装置１は、第１基板である素子基板３０と、素子基板３０に対向する第２基板である封止基板２０と、素子基板３０上に形成されるとともに、素子基板３０及び封止基板２０の間に設けられた有機ＥＬ素子４とを備えている。
また、図１、図２に示すように、素子基板３０は、有機ＥＬ素子４が配列された表示領域Ｄを有する。この表示領域Ｄには、封止基板２０と対向する素子基板３０側の面において、有機ＥＬ素子４がマトリックス状に配置されて形成されている。
素子基板３０及び封止基板２０は、例えば、ガラス、またはプラスチック等の絶縁性材料により形成されている。
また、図２に示すように、有機ＥＬ素子４は、素子基板３０の表面上に設けられた第１電極６（陽極）と、第１電極６の表面上に設けられた有機層７と、有機層７の表面上に設けられた第２電極８（陰極）とを備えている。
第１電極６は、素子基板３０の表面上に所定の間隔でマトリクス状に複数形成されており、複数の第１電極６の各々が、有機ＥＬ表示装置１の各画素領域を構成している。なお、第１電極６は、例えば、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、またはＩＴＯとＡｇの積層膜等により形成されている。
有機層７は、マトリクス状に区画された各第１電極６の表面上に形成されている。この有機層７は、図３に示すように、正孔注入層９と、正孔注入層９の表面上に形成された正孔輸送層１０と、正孔輸送層１０の表面上に形成され、赤色光、緑色光、および青色光のいずれかを発する発光層１１と、発光層１１の表面上に形成された電子輸送層１２と、電子輸送層１２の表面上に形成された電子注入層１３とを備えている。
そして、これらの正孔注入層９、正孔輸送層１０、発光層１１、電子輸送層１２、および電子注入層１３が順次積層されることにより、有機層７が構成されている。
正孔注入層９は、発光層１１への正孔注入効率を高めるためのものである。この正孔注入層９を形成する材料としては、例えば、ベンジン、スチリルアミン、トリフェニルアミン、ポルフィリン、トリアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、ポリアリールアルカン、フェニレンジアミン、アリールアミン、オキザゾール、アントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、トリフェニレン、アザトリフェニレン、あるいはこれらの誘導体、または、ポリシラン系化合物、ビニルカルバゾール系化合物、チオフェン系化合物あるいはアニリン系化合物等の複素環式共役系のモノマー、オリゴマーあるいはポリマーを挙げることができる。
正孔輸送層１０は、上述の正孔注入層９と同様に、発光層１１への正孔注入効率を高めるためのものであり、正孔輸送層１０を形成する材料としては、上述の正孔注入層９と同様のものが使用できる。
発光層１１は、第１電極６、及び第２電極８による電圧印加の際に、両電極の各々から正孔および電子が注入されるとともに、正孔と電子が再結合する領域である。この発光層１１は、発光効率が高い材料により形成され、例えば、低分子蛍光色素、蛍光性の高分子、金属錯体等の有機材料により形成されている。
より具体的には、例えば、アントラセン、ナフタレン、インデン、フェナントレン、ピレン、ナフタセン、トリフェニレン、アントラセン、ペリレン、ピセン、フルオランテン、アセフェナントリレン、ペンタフェン、ペンタセン、コロネン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、あるいはこれらの誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体、ビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体、トリ（ジベンゾイルメチル）フェナントロリンユーロピウム錯体ジトルイルビニルビフェニルが挙げられる。
電子輸送層１２は、第２電極８から注入される電子を発光層１１に輸送するためのものである。この電子輸送層１２を形成する材料としては、例えば、キノリン、ペリレン、フェナントロリン、ビススチリル、ピラジン、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、フルオレノン、またはこれらの誘導体や金属錯体が挙げられる。
より具体的には、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、アントラセン、ペリレン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、１，１０−フェナントロリン、またはこれらの誘導体や金属錯体が挙げられる。
電子注入層１３は、上述の電子輸送層１２と同様に、第２電極８から注入される電子を発光層１１に輸送するためのものであり、電子注入層１３を形成する材料としては、上述の電子輸送層１２と同様のものが使用できる。
第２電極８は、有機層７に電子を注入する機能を有するものである。この第２電極８は、例えば、マグネシウム合金（ＭｇＡｇ等）、アルミニウム合金（ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ等）、金属カルシウム、または仕事関数の小さい金属等により形成されている。
また、有機ＥＬ表示装置１は、図２に示すように、有機ＥＬ素子４の表面上に、有機ＥＬ素子４を酸やアルカリから保護するための保護層１８が設けられている。
この保護層１８は、有機ＥＬ素子４を覆うように設けられた第１保護層１５と、第１保護層１５の表面上に設けられた第２保護層１６とにより構成されている。
この第１保護層１５は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）により形成されている。
この酸化アルミニウムは、透湿性が低いため、酸化アルミニウムにより形成された第１保護層１５を設けることにより、有機ＥＬ素子４に対する、有機ＥＬ表示装置１の内部からのアウトガスに含まれる酸やアルカリの進入や、外部からの酸やアルカリの進入を防止することができる。
また、第１保護層１５は、原子層堆積法（ＡＬＤ法）により形成することができる。この方法は、例えば、まず、対象となる基板を内部に入れた反応容器を、減圧状態（０．１Ｔｏｒｒ以下）とし、基板を所定温度（５０〜５００℃）に昇温する。
次いで、この反応容器に、膜形成用の金属原料ガスであるＳｉ原料ガスを供給し、反応容器へ不活性ガス（窒素ガス等）を供給しつつ、Ｓｉ原料ガスを排気して不活性ガスに置き換え、反応容器へ酸化剤原料ガスであるオゾンガスと水蒸気を同時に供給する。
なお、水蒸気は、オゾンガスの供給後に反応容器へ供給してもよい。次いで、反応容器へ不活性ガス（窒素ガス等）を供給しつつ、オゾンガス及び水蒸気を排気して不活性ガスに置き換える。この一連の工程を１サイクルとして１原子層の金属酸化物薄膜を形成し、これを複数サイクル繰り返して多原子層の金属酸化物薄膜を形成する。
なお、スパッタ法により第１保護層１５を形成した場合、第１保護層１５にピンホールやクラックが形成される場合があるが、原子層堆積法により第１保護層１５を形成した場合は、このようなピンホール等が形成されることはない。
また、本実施形態においては、第２保護層１６は、パリレン、ポリ尿素、またはアクリレートにより形成されている。
パリレンは、上述のごとく、高い耐溶剤性、及び耐化学性を有するとともに、有機材料の中では、特に、ガス透過率が低いため、パリレンにより形成された第２保護層１６を、有機ＥＬ素子４を覆う第１保護層１５の表面上に設けることにより、有機ＥＬ素子４に対する酸やアルカリの進入に起因する有機層７の劣化を抑制することができる。
また、パリレンは、硬化による収縮が非常に小さいため、パリレンからなる第２保護層１６の収縮に起因する有機ＥＬ素子４へのダメージを効果的に抑制することが可能になる。
また、ポリ尿素は、上述のパリレンと同様に、ガス透過率が低いため、有機ＥＬ素子４に対する酸やアルカリの進入に起因する有機層７の劣化を抑制することができるとともに、蒸着レートが速く、膜質が高品質であるため、第２保護層１６の表面上に設けられる膜（本実施形態においては、接着層１７）を成膜する際のピンホールの発生を抑制することが可能になる。
また、アクリレートは、上述のパリレンと同様に、ガス透過率が低いため、有機ＥＬ素子４に対する酸やアルカリの進入に起因する有機層７の劣化を抑制することができるとともに、塗布により成膜することが可能であるため、平坦性に優れており、上述のポリ尿素と同様に、第２保護層１６の表面上に設けられる膜（本実施形態においては、接着層１７）を成膜する際のピンホールの発生を抑制することが可能になる。
なお、アクリレートとしては、アクリル酸エステルやアクリル酸塩などのアクリル酸化合物を使用することができ、例えば、アクリレートをキシレン等の溶媒で希釈し、第１保護層１５の表面上に塗布した後、紫外線等により硬化させることにより、第１保護層１５上に、アクリレートからなる第２保護層１６を形成することができる。
即ち、上述のごとく、有機ＥＬ素子上に、パリレンにより形成された保護層を設けるだけでは、酸やアルカリによる有機ＥＬ素子の劣化を十分に防止することができないが、本実施形態のごとく、酸化アルミニウムにより形成された第１保護層１５を有機ＥＬ素子４を覆うように設け、更に、第１保護層１５の表面上に、パリレン、ポリ尿素、またはアクリレートにより形成された第２保護層１６を設けることにより、有機ＥＬ素子４に対する酸やアルカリの進入を確実に防止することができる。
また、第２保護層１６は、化学気相蒸着法（ＣＶＤ法）により形成することができる。この方法は、例えば、原料気化部、熱分解部、及び蒸着部をこの順に備えた蒸着装置において、蒸着の対照となる基板を蒸着部の内部に配設し、原料気化部において、原料であるジパラキシリレン類の固体ダイマーを昇華することにより得られた気体ダイマーを、熱分解部において熱分解することによりジラジカルパラキシリレンを生成させ、それを基材へ吸着させることで形成することができる。
なお、第２保護層１６を、有機溶剤（例えば、キシレン）により希釈した溶液を、第１保護層１５の表面上に噴霧して塗布することにより、第１保護層１５の表面上に第２保護層１６を形成する構成としてもよい。
また、第１保護層１５の厚みを大きくすることなく、有機ＥＬ素子４の耐酸性及び耐アルカリ性を確実に確保するとの観点から、第１保護層１５の厚みは、１０ｎｍ〜１０μｍであることが好ましい。また、防湿性を確保するとの観点から、第２保護層１６の厚みは、５００ｎｍ〜５μｍであることが好ましい。
また、保護層１８の厚みを大きくすることなく、有機ＥＬ素子４の耐酸性及び耐アルカリ性を確実に確保するとの観点から、保護層１８の厚みは、５μｍ〜２５μｍであることが好ましい。
また、有機ＥＬ表示装置１においては、図２に示すように、第２保護層１６の表面上に、接着層１７が設けられており、当該接着層１７を介して、素子基板３０に対向する封止基板２０が貼り合わされる構成となっている。なお、本実施形態においては、この接着層１７が、樹脂封止膜として機能する。
次に、本実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造方法の一例について説明する。図４〜図１０は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図である。
＜有機ＥＬ素子形成工程＞
まず、図４に示すように、基板サイズが３００×４００ｍｍで、厚さが０．７ｍｍのガラス基板等の素子基板３０上に、スパッタ法によりＩＴＯ膜をパターン形成して、第１電極６を形成する。この際、第１電極６の膜厚は、例えば、１５０ｎｍ程度に形成する。
まず、図４に示すように、基板サイズが３００×４００ｍｍで、厚さが０．７ｍｍのガラス基板等の素子基板３０上に、スパッタ法によりＩＴＯ膜をパターン形成して、第１電極６を形成する。この際、第１電極６の膜厚は、例えば、１５０ｎｍ程度に形成する。
次に、第１電極６上に、発光層１１を含む有機層７、及び第２電極８を金属製のマスクを使用して、蒸着法により形成する。
より具体的には、まず、第１電極６を備えた素子基板３０を蒸着装置のチャンバー内に設置する。なお、蒸着装置のチャンバー内は、真空ポンプにより、１×１０−５〜１×１０−４（Ｐａ）の真空度に保たれている。また、第１電極６を備えた素子基板３０は、チャンバー内に取り付けられた１対の基板受けによって２辺を固定した状態で設置する。
そして、蒸着源から、正孔注入層９、正孔輸送層１０、発光層１１、電子輸送層１２、および電子注入層１３の各蒸着材料を順次蒸発させて、正孔注入層９、正孔輸送層１０、発光層１１、電子輸送層１２、および電子注入層１３を積層することにより、図５に示すように、画素領域であって第１電極６上にに有機層７を形成する。
そして、図６に示すように、有機層７上に、第２電極８を形成することにより、素子基板３０上に、第１電極６、有機層７、及び第２電極８を備えた有機ＥＬ素子４を形成する。
なお、蒸発源としては、例えば、各蒸発材料が仕込まれた坩堝を使用することができる。坩堝は、チャンバー内の下部に設置されるとともに、坩堝にはヒーターが備え付けられており、このヒーターにより、坩堝は加熱される。
そして、ヒーターによる加熱により、坩堝の内部温度が各種蒸着材料の蒸発温度に到達することで、坩堝内に仕込まれた各種蒸着材料が蒸発分子となってチャンバー内の上方向へ飛び出す。
また、有機層７、及び第２電極８の形成方法の具体例としては、まず、素子基板３０上にパターニングされた第１電極６上に、ＲＧＢ全ての画素に共通して、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（4,4,4-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine）からなる正孔注入層９を、マスクを介して、例えば、２５ｎｍの膜厚で形成する。
次いで、正孔注入層９上に、ＲＧＢ全ての画素に共通して、α−ＮＰＤ（4,4-bis(N-1-naphthyl-N-phenylamino)biphenyl）からなる正孔輸送層１０を、マスクを介して、例えば、３０ｎｍの膜厚で形成する。
次に、赤色の発光層１１として、ジ(2-ナフチル)アントラセン（ＡＤＮ）に2,6-ビス（(4’-メトキシジフェニルアミノ)スチリル）-1,5-ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）を３０重量％混合したものを、マスクを介して、画素領域に形成された正孔輸送層１０上に、例えば、３０ｎｍの膜厚で形成する。
次いで、緑色の発光層１１として、ＡＤＮにクマリン６を５重量％混合したものを、マスクを介して、画素領域に形成された正孔輸送層１０上に、例えば、３０ｎｍの膜厚で形成する。
次に、青色の発光層１１として、ＡＤＮに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)を２．５重量％混合したものを、マスクを介して、画素領域に形成された正孔輸送層１０上に、例えば、３０ｎｍの膜厚で形成する。
次いで、各発光層１１上に、ＲＧＢ全ての画素に共通して、8-ヒドロキシキノリンアルミニウム(Ａｌｑ３)を電子輸送層１２として、マスクを介して、例えば、２０ｎｍの膜厚で形成する。
次いで、電子輸送層１２上に、フッ化リチウム(ＬｉＦ)を電子注入層１３として、マスクを介して、例えば、０．３ｎｍの膜厚で形成する。そして、第２電極８として、マグネシウム銀(ＭｇＡｇ)からなる陰極を、例えば、１０ｎｍの膜厚で形成する。
＜第１保護層形成工程＞
次いで、図７に示すように、上述の原子層堆積法（ＡＬＤ法）により、素子基板３０上に、有機ＥＬ素子４を覆うように、酸化アルミニウムからなる第１保護層１５を、例えば、１００ｎｍの厚みで形成する。
次いで、図７に示すように、上述の原子層堆積法（ＡＬＤ法）により、素子基板３０上に、有機ＥＬ素子４を覆うように、酸化アルミニウムからなる第１保護層１５を、例えば、１００ｎｍの厚みで形成する。
なお、この原子層堆積法は、上述のごとく、水（水蒸気）を使用する方法ではあるが、膜形成用の金属原料ガスであるＳｉ原料ガスを供給した後に、水蒸気を供給する方法であるため、原子層堆積法により、有機ＥＬ素子４を覆うように、酸化アルミニウムからなる第１保護層１５を形成する場合であっても、有機ＥＬ素子４への影響はないものと考えられる。
＜第２保護層形成工程＞
まず、図８に示すように、上述の化学気相蒸着法により、第１保護層１５の表面上に、例えば、パリレンからなる第２保護層１６を、例えば、１μｍの厚みで形成する。
まず、図８に示すように、上述の化学気相蒸着法により、第１保護層１５の表面上に、例えば、パリレンからなる第２保護層１６を、例えば、１μｍの厚みで形成する。
なお、原料であるジパラキシリレン類の固体ダイマーを昇華させる際の気化温度としては、４０℃〜２４０℃が好ましい。また、気化は、１トール（１３３Ｐａ）以下の減圧下にて行うことができる。
また、気化ダイマーの熱分解温度としては、６００℃〜６８０℃が好ましく、熱分解は通常、０．５トール（６７Ｐａ）以下の減圧下にて行うことができる。
また、生成したジラジカルパラキシリレンは、第１保護層１５の膜表面に吸着するとともに相互に重合し、高分子量のポリパラキシリレン膜を形成するが、重合反応温度としては、基板に塗布された剥離剤の蒸散や分解を防ぎ、かつ基板に形成された薄膜の変形やダメージを防止するとの観点から、常温で行うことが好ましく、例えば、２０℃〜３５℃が好ましい。重合は通常、０．１トール（１３Ｐａ）以下の減圧下にて行うことができる。
なお、余剰のジラジカルパラキシリレンは、後流に冷却筒を設け、通常−７０℃程度の温度にて回収することができる。
＜接着層形成工程＞
次に、図９に示すように、第２保護層１６上に、例えば、エポキシ樹脂からなる接着層１７を、厚み５０μｍ以下で形成する。
次に、図９に示すように、第２保護層１６上に、例えば、エポキシ樹脂からなる接着層１７を、厚み５０μｍ以下で形成する。
なお、接着層１７を構成する接着剤としては、特に限定されず、かかる接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂の他に、ブチラール樹脂、アクリル樹脂等の、各種の樹脂系の接着剤を使用することができる。
また、接着層１７を熱硬化により形成する場合は、例えば、６０℃〜１２０℃の範囲において、熱硬化型の樹脂材料を熱硬化させる。なお、接着層１７を形成する樹脂材料として、紫外線硬化型の樹脂材料を使用してもよい。
＜貼合体形成工程＞
次いで、真空雰囲気で、封止基板２０と、有機ＥＬ素子４が形成された素子基板３０とを、接着層１７を介して重ね合わせて、図１０に示すように、素子基板３０上に封止基板２０を載置させる。
次いで、真空雰囲気で、封止基板２０と、有機ＥＬ素子４が形成された素子基板３０とを、接着層１７を介して重ね合わせて、図１０に示すように、素子基板３０上に封止基板２０を載置させる。
次いで、真空雰囲気で、所定の条件下（例えば、１００Ｐａ以下の圧力、−３０℃以下の露点温度、好ましくは、−７０℃以下の露点温度）において、大気圧までパージを行って差圧で加圧処理を行うことにより、接着層１７を介して、素子基板３０と封止基板２０とを貼り合わせ、素子基板３０と封止基板２０とが貼り合わされた貼合体を形成する。
なお、素子基板３０と封止基板２０を貼り合わせる際に、接着層１７を形成する樹脂材料が均一に拡散するように加圧処理を行う。
＜樹脂硬化工程＞
次いで、図１０に示すように、封止基板２０側から紫外線（図１０における矢印）を照射して、均一に拡散した樹脂材料を硬化させる。
次いで、図１０に示すように、封止基板２０側から紫外線（図１０における矢印）を照射して、均一に拡散した樹脂材料を硬化させる。
なお、照射する紫外線は、０．５〜１０Ｊが好ましく、１〜６Ｊがより好ましい。また、紫外線照射後、樹脂の硬化を促進させるために、大気中にて加熱処理（７０℃以上１２０℃以下、１０分以上２時間以下）を行う。
以上のようにして、図１、図２に示す有機ＥＬ表示装置１が作製される。
以上に説明した本実施形態においては、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態においては、酸化アルミニウムからなり、有機ＥＬ素子４の表面を覆う第１保護層１５を素子基板３０上に形成する構成としている。また、パリレン、ポリ尿素、またはアクリレートからなる第２保護層１６を第１保護層１５上に形成する構成としている。従って、有機ＥＬ素子４に対する、有機ＥＬ表示装置１の内部からのアウトガスに含まれる酸やアルカリの進入、及び有機ＥＬ表示装置１の外部からの酸やアルカリの進入を確実に防止することができる。
（２）本実施形態においては、第１保護層１５の厚みを、１０ｎｍ〜１０μｍに設定する構成としている。従って、第１保護層１５の厚みを大きくすることなく、有機ＥＬ素子４の耐酸性及び耐アルカリ性を確実に確保することができる。
（３）本実施形態においては、第１保護層１５を、原子層堆積法（ＡＬＤ法）により形成する構成としている。従って、ピンホールやクラックを形成することなく、第１保護層１５を形成することができる。
（４）本実施形態においては、第２保護層１６の厚みを、５００ｎｍ〜５μｍに設定する構成としている。従って、第２保護層１６の厚みを大きくすることなく、有機ＥＬ表示装置１の防湿性を確保することができる。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１１は、本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の断面図である。なお、有機ＥＬ表示装置の平面構造、及び有機ＥＬ素子を構成する有機層の構成は、上述の第１の実施形態と同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。また、上記第１の実施形態と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１１は、本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の断面図である。なお、有機ＥＬ表示装置の平面構造、及び有機ＥＬ素子を構成する有機層の構成は、上述の第１の実施形態と同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。また、上記第１の実施形態と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
図１１に示すように、本実施形態の有機ＥＬ表示装置４０においては、保護層１８が、有機ＥＬ素子４を覆うように設けられた第１保護層１５と、第１保護層１５の表面上に設けられた第２保護層２１とにより構成されており、第２保護層２１が、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化窒化シリコン膜（ＳｉＯｘＮｙ、ｘ＞ｙ）、または窒化酸化シリコン膜（ＳｉＮｘＯｙ、ｘ＞ｙ）により形成されている点に特徴がある。
そして、酸化シリコン等により形成された第２保護層２１を、酸化アルミニウムにより形成された第１保護層１５の表面上に設けることにより、第１保護層１５を形成する際に、仮に第１保護層１５にスパークやダストに起因するピンホールが形成された場合であっても、酸やアルカリの進入を防止することができるため、結果として、有機ＥＬ素子４に対する酸やアルカリの進入を確実に防止することが可能になる。
なお、第２保護層２１は、スパッタリング法、または化学気相成長法（ＣＶＤ法）により形成することができる。
また、第２保護層２１の厚みを大きくすることなく、有機ＥＬ素子４の耐酸性及び耐アルカリ性を確実に確保するとの観点から、第２保護層２１の厚みは、５００ｎｍ〜１０μｍであることが好ましい。
また、第１の実施形態の場合と同様に、保護層１８の厚みを大きくすることなく、有機ＥＬ素子４の耐酸性及び耐アルカリ性をより一層確実に確保するとの観点から、保護層１８の厚みは、５μｍ〜２５μｍであることが好ましい。
本実施形態の有機ＥＬ表示装置４０を製造する際には、まず、上述の第１の実施形態において説明した有機ＥＬ素子形成工程、第１保護層形成工程を行った後、公知のスパッタリング法や化学気相成長法（ＣＶＤ法）等の方法により、第１保護層１５の表面上に第２保護層２１を、例えば、１μｍの厚みで形成する。
次いで、上述の第１の実施形態において説明した接着層形成工程、貼合体形成工程、及び、樹脂硬化工程を行うことにより、図１１に示す有機ＥＬ表示装置４０が作製される。
以上に説明した本実施形態においては、上述の（２）〜（３）の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（４）本実施形態においては、酸化アルミニウムからなり、有機ＥＬ素子４の表面を覆う第１保護層１５を素子基板３０上に形成する構成としている。また、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン膜、または窒化酸化シリコン膜からなる第２保護層２１を第１保護層１５上に形成する構成としている。従って、有機ＥＬ素子４に対する、有機ＥＬ表示装置１の内部からのアウトガスに含まれる酸やアルカリの進入、及び有機ＥＬ表示装置１の外部からの酸やアルカリの進入を確実に防止することができる。
（５）また、第１保護層１５上に第２保護層２１を設けることにより、第１保護層１５を形成する際に、仮に第１保護層１５にスパークやダストに起因するピンホールが形成された場合であっても、酸やアルカリの進入を防止することができるため、結果として、有機ＥＬ素子４に対する酸やアルカリの進入を確実に防止することが可能になる。
（６）本実施形態においては、第２保護層２１の厚みを、５００ｎｍ〜１０μｍに設定する構成としている。従って、第２保護層２１の厚みを大きくすることなく、有機ＥＬ素子４の耐酸性及び耐アルカリ性をより一層確実に確保することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。
図１２に示す有機ＥＬ表示装置５０のように、図２に示す有機ＥＬ表示装置１の第２保護層１６の表面上に、第３保護層１９を更に備える構成としてもよい。即ち、保護層１８が、有機ＥＬ素子４を覆うように設けられた第１保護層１５と、第１保護層１５の表面上に設けられた第２保護層１６と、第２保護層１６の表面上に設けられた第３保護層１９とを備える構成としてもよい。
この第３保護層１９は、上述の第２の実施形態において説明した第２保護層２１と同様に、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化窒化シリコン膜（ＳｉＯｘＮｙ、ｘ＞ｙ）、または窒化酸化シリコン膜（ＳｉＮｘＯｙ、ｘ＞ｙ）により形成されている。そして、このような第３保護層１９を設けることにより、第１保護層１５を形成する際に、仮に第１保護層１５にスパークやダストに起因するピンホールが形成された場合であっても、酸やアルカリの進入を防止することができるため、結果として、有機ＥＬ素子４に対する酸やアルカリの進入をより一層確実に防止することが可能になる。
また、図１３に示す有機ＥＬ表示装置６０のように、図１１に示す有機ＥＬ表示装置４０の第２保護層２１の表面上に、第３保護層２２を更に備える構成としてもよい。即ち、保護層１８が、有機ＥＬ素子４を覆うように設けられた第１保護層１５と、第１保護層１５の表面上に設けられた第２保護層２１と、第２保護層１６の表面上に設けられた第３保護層２２とを備える構成としてもよい。
この第３保護層２２は、上述の第１の実施形態において説明した第２保護層１６と同様に、パリレン、ポリ尿素、またはアクリレートにより形成されている。そして、このような第３保護層２２を設けることにより、有機ＥＬ素子４に対する酸やアルカリの進入をより一層確実に防止することができる。
上記実施形態においては、有機層７を、正孔注入層９、正孔輸送層１０、発光層１１、電子輸送層１２、および電子注入層１３が順次積層された５層積層構造としたが、当該５層積層構造に限られず、例えば、正孔注入層兼正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層兼電子注入層の３層構造であってもよい。
また、積層構造を反転させ、第１電極６を陰極、第２電極８を陽極とすることもできる。この場合、積層構造としては、下方より陰極である第１電極６、電子注入層１３、電子輸送層１２、発光層１１、正孔輸送層１０、正孔注入層９、及び陽極である第２電極８となる。また、この場合、第１電極６および第２電極８に用いられる材料も入れ替わることになる。
また、本発明の有機ＥＬ表示装置１，４０，５０，６０は、素子基板３０側から光を外部放出するボトムエミッション構造、素子基板３０側とは反対側から光を外部放出するトップエミッション構造のどちらかの構造を採用することができる。
以上説明したように、本発明は、有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示装置およびその製造方法に適している。
１ 有機ＥＬ表示装置
４ 有機ＥＬ素子
５ シール材
６ 第１電極
７ 有機層
８ 第２電極
９ 正孔注入層
１０ 正孔輸送層
１１ 発光層
１２ 電子輸送層
１３ 電子注入層
１５ 第１保護層
１６ 第２保護層
１７ 接着層
１８ 保護層
１９ 第３保護層
２０ 封止基板（第２基板）
２１ 第２保護層
２２ 第３保護層
３０ 素子基板（第１基板）
４０ 有機ＥＬ表示装置
５０ 有機ＥＬ表示装置
６０ 有機ＥＬ表示装置
４ 有機ＥＬ素子
５ シール材
６ 第１電極
７ 有機層
８ 第２電極
９ 正孔注入層
１０ 正孔輸送層
１１ 発光層
１２ 電子輸送層
１３ 電子注入層
１５ 第１保護層
１６ 第２保護層
１７ 接着層
１８ 保護層
１９ 第３保護層
２０ 封止基板（第２基板）
２１ 第２保護層
２２ 第３保護層
３０ 素子基板（第１基板）
４０ 有機ＥＬ表示装置
５０ 有機ＥＬ表示装置
６０ 有機ＥＬ表示装置
Claims (10)
- 第１基板と、
前記第１基板に対向して設けられた第２基板と、
前記第１基板上に形成され、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた有機ＥＬ素子と、
前記第１基板上に形成され、前記有機ＥＬ素子の表面を覆う第１保護層と、
前記第１保護層上に形成された第２保護層と
を備え、
前記第１保護層は、酸化アルミニウムにより形成され、前記第２保護層は、パリレン、ポリ尿素、及びアクリレートからなる群より選ばれる１種により形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。 - 第１基板と、
前記第１基板に対向して設けられた第２基板と、
前記第１基板上に形成され、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた有機ＥＬ素子と、
前記第１基板上に形成され、前記有機ＥＬ素子の表面を覆う第１保護層と、
前記第１保護層上に形成された第２保護層と
を備え、
前記第１保護層は、酸化アルミニウムにより形成され、前記第２保護層は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、及び窒化酸化シリコンからなる群より選ばれる１種により形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。 - 前記第１保護層の厚みが、１０ｎｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置。
- 前記第２保護層上に、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、及び窒化酸化シリコンからなる群より選ばれる１種により形成された第３保護層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
- 前記第２保護層上に、パリレン、ポリ尿素、及びアクリレートからなる群より選ばれる１種により形成された第３保護層が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置。
- 基板上に有機ＥＬ素子を形成する有機ＥＬ素子形成工程と、
前記基板上に、酸化アルミニウムからなり、前記有機ＥＬ素子を覆う第１保護層を形成する第１保護層形成工程と、
前記第１保護層上に、パリレン、ポリ尿素、及びアクリレートからなる群より選ばれる１種からなる第２保護層を形成する第２保護層形成工程と
を少なくとも備えることを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。 - 基板上に有機ＥＬ素子を形成する有機ＥＬ素子形成工程と、
前記基板上に、酸化アルミニウムからなり、前記有機ＥＬ素子を覆う第１保護層を形成する第１保護層形成工程と、
前記第１保護層上に、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、及び窒化酸化シリコンからなる群より選ばれる１種からなる第２保護層を形成する第２保護層形成工程と
を少なくとも備えることを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。 - 前記第１保護層形成工程において、前記第１保護層は、原子層堆積法（ＡＬＤ法）により形成されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
- 前記第２保護層形成工程の後、前記第２保護層上に、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、及び窒化酸化シリコンからなる群より選ばれる１種からなる第３保護層を形成する第３保護層形成工程を更に備えることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
- 前記第２保護層形成工程の後、前記第２保護層上に、パリレン、ポリ尿素、及びアクリレートからなる群より選ばれる１種からなる第３保護層を形成する第３保護層形成工程を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
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