JP4048830B2

JP4048830B2 - 有機電子デバイス素子

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Publication number: JP4048830B2
Application number: JP2002141590A
Authority: JP
Inventors: 川井　　正一; 伊藤　　俊樹; 邦夫明渡
Original assignee: Denso Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Denso Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2022-05-16
Also published as: JP2003332042A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂基板等の透湿性およびガス透過性を有する基板の一面に、有機ＥＬや有機レーザ、有機トランジスタ等の有機電子デバイスを設けてなる有機電子デバイス素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の有機電子デバイス素子としては、例えば、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子が知られている。一般に、有機ＥＬ素子は、互いに対向する一対の電極間に有機発光材料を配置してなる構造体（有機ＥＬ構造体）を、基板の一面上に配置したものである。
【０００３】
このような有機ＥＬ素子においては、使用雰囲気中の水分により有機発光材料が劣化し、有機ＥＬ構造体における本来の発光領域に無発光領域が形成され、表示品位の悪化を招くという問題がある。
【０００４】
この問題に対して、特開２００１−２８４０４２号公報では、原子層成長法（以下、本欄にてＡＬＥ法という）により成膜されたＡｌ₂Ｏ₃等からなる無機アモルファス性の膜を、有機ＥＬ構造体の外表面にて有機発光材料を被覆するように形成し、これを保護膜として用いることが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来公報に記載の有機ＥＬ素子においては、基板は透湿性の無いガラス基板である。ここで、基板が透湿性を有する基板、例えば樹脂基板であると、基板側からも水分が侵入するため、上記無発光領域が形成される可能性がある。
【０００６】
この問題の解決手段として、例えば、特開平８−１６７４７５号公報や特開平９−１６１９６７号公報のように、無機薄膜を真空蒸着、スパッタリング、プラズマＣＶＤ法によりプラスチック基板（樹脂基板）に形成する方法が提案されている。
【０００７】
しかし、一般に、真空蒸着、スパッタリング、プラズマＣＶＤ法により成膜された膜は、ピンホールが発生しやすいため、そのピンホール部分から基板を通って有機ＥＬ構造体に水分が侵入し、無発光領域が形成されるという問題が生じやすい。また、このような基板はガス透過性も有するため、酸素等の侵入により有機材料が劣化する可能性もある。
【０００８】
そして、このような問題は、有機ＥＬ素子だけでなく、透湿性およびガス透過性を有する基板の一面に、有機材料からなる有機電子デバイスを設けてなる有機電子デバイス素子においては共通した問題と考えられる。例えば、透湿性およびガス透過性を有する基板としては、樹脂製の基板だけでなく、セラミック基板やガラスエポキシ基板等の基板も挙げられる。
【０００９】
また、有機電子デバイスとしては、有機ＥＬ以外にも、既に実用化されているコンデンサやポリマー電池をはじめ、電極などの導電性デバイス、有機レーザなどの発光デバイス、光センサや太陽電池などの光変換デバイス、有機トランジスタや有機集積化デバイスなどの電流制御デバイス、有機光メモリや有機光スイッチなどの光制御デバイスなどのアクティブ系のものが挙げられる。
【００１０】
つまり、これらの有機電子デバイスにおいても、基板を通して侵入してくる水分やガスにより有機材料が劣化し、デバイス特性の悪化が生じる可能性があると考えられる。
【００１１】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、透湿性およびガス透過性を有する基板の一面に有機電子デバイスを設けてなる有機電子デバイス素子において、水分やガスによる有機電子デバイスの劣化を適切に防止できるようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマＣＶＤ法により成膜された膜に比べて、原子層成長法により成膜された膜の方が、被成膜部材の被覆性に優れ且つピンホールが極力低減された膜を実現できることに着目してなされたものである。
【００１３】
すなわち、請求項１に記載の発明では、透湿性およびガス透過性を有する基板（１０）と、基板の一面に形成された有機電子デバイス（３０）とを備える有機電子デバイス素子において、基板における有機電子デバイスの形成される一面および当該一面とは反対側の他面の一方は、原子層成長法により形成された基板保護膜（２０）により被覆され、他方に、原子層成長法とは異なる方法で形成された膜応力が圧縮応力である他方側保護膜（９０）が設けられ、基板保護膜（２０）側の基板面が凹となり且つ他方側保護膜（９０）側の基板面が凸となるように、基板（１０）が湾曲してなることを特徴とする。
【００１４】
それによれば、基板の一面および他面の少なくとも一方を被覆する基板保護膜は、原子層成長法により形成され被覆性に優れ且つピンホールがほとんど無いため、その被覆部分からの水分やガスの侵入が防止される。
【００１５】
よって、本発明によれば、透湿性およびガス透過性を有する基板の一面に有機電子デバイスを設けてなる有機電子デバイス素子において、水分やガスによる有機電子デバイスの劣化を適切に防止することができる。また、一般に、原子層成長法により形成された膜は膜応力が引っ張り応力（膜が縮む方向へ加わる応力）である。それに対して、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等の原子層成長法とは異なる成膜方法では、膜応力が圧縮応力（膜が伸びる方向へ加わる応力）である膜を成膜することができる。そのため、請求項１の発明においては、基板の一方の面に引っ張り応力を有する基板保護膜、他方の面に圧縮応力を有する他方側保護膜を形成することで、互いに方向の異なる膜応力が基板に作用して、基板保護膜側の基板面が凹となり且つ他方側保護膜側の基板面が凸となるように、基板を湾曲させることができる。このように基板を湾曲させることで、基板保護膜を若干縮ませた状態とすることができるため、基板保護膜に加わる引っ張り応力を緩和することができ、結果、基板保護膜の信頼性向上につながるという利点がある。
【００１６】
ここで、他方側保護膜（９０）としてはＳｉＮ膜を採用できる。また、請求項１または請求項２に記載の基板保護膜（２０）は、請求項３に記載の発明のように、原子層成長法により成膜された膜と原子層成長法とは異なる方法で成膜された膜との積層膜にすることができる。
【００１７】
具体的に、基板保護膜（２０）における原子層成長法とは異なる方法とは、請求項４〜請求項６の発明に記載されているように、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法を採用することができる。
【００１８】
一般に、原子層成長法では、あまり厚い膜を成膜することは難しく、それに比べて、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法では原子層成長法に比べて厚い膜を成膜することが容易である。
【００１９】
そのため、基板保護膜において上記積層膜構成とすれば、原子層成長法とは異なる方法で成膜された膜によって膜厚を確保することができ、基板保護膜の強度やキズ等に対する耐性を向上させることができるという利点がある。
【００２０】
そして、請求項７に記載の発明のように、このような積層構成とした基板保護膜（２０）においては、原子層成長法により成膜された膜は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、およびＺｎＯから選択された一種よりなり、原子層成長法とは異なる方法で成膜された膜は、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、Ｓｉ、ＺｎＳ、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、ＭｇＯから選択された一種よりなるものにできる。
【００２１】
また、請求項８に記載の発明では、基板（１０）は、樹脂製の基板であることを特徴とする。請求項１〜請求項７に記載の基板としては、樹脂製の基板を採用することができる。
【００２２】
また、請求項９に記載の発明では、基板（１０）と基板保護膜（２０）との間に、基板保護膜よりも基板との密着性の良い密着層（８０）が介在していることを特徴とする。
【００２３】
それによれば、基板と基板保護膜との密着性を向上させることができ好ましい。このような密着層としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等により形成された無機膜を採用することができる。
【００２４】
特に、基板が樹脂製の基板（樹脂基板）である場合、原子層成長法で形成された基板保護膜は無機アモルファス性膜であり、この無機アモルファス性膜と樹脂基板とは、熱膨張係数の差が大きいため、温度変化等による密着性の弱化が発生することがある。
【００２５】
その点、樹脂基板と基板保護膜との間に密着層を介在させることにより、そのような問題を極力回避し、樹脂基板と基板保護膜との密着性の確保がなされるため、水分やガスによる有機電子デバイスの劣化をより適切に防止することができる。
【００３０】
また、請求項１０に記載の発明では、基板（１０）における基板保護膜（２０）が形成される面には、紫外線照射またはプラズマ処理が施されていることを特徴とする。
【００３１】
それによれば、基板における基板保護膜が形成される面を原子レベルにて荒らすことができるため、原子層成長法により形成される基板保護膜の基板に対する密着性を向上させることができる。
【００３２】
また、請求項１１に記載の発明では、有機電子デバイス（３０）の外表面が、原子層成長法により形成されたデバイス保護膜（７０）により被覆されていることを特徴とする。
【００３３】
それによれば、有機電子デバイスの外表面も、原子層成長法により形成されたデバイス保護膜により被覆することで、水分やガスによる有機電子デバイスの劣化をより高レベルにて防止することができる。
【００３４】
また、請求項１１に記載のデバイス保護膜（７０）は、請求項１２に記載の発明のように、原子層成長法により成膜された膜と原子層成長法とは異なる方法で成膜された膜との積層膜にすることができる。
【００３５】
デバイス保護膜において上記積層膜構成とすれば、上記した請求項３に記載の発明と同様の理由から、原子層成長法とは異なる方法で成膜された膜によって膜厚を確保することができ、デバイス保護膜の強度やキズ等に対する耐性を向上させることができるという利点がある。
【００３６】
さらに、請求項１３に記載の発明のように、デバイス保護膜（７０）の外表面を樹脂からなる膜にて被覆するようにしても良い。それによれば、デバイス保護膜を樹脂膜にて保護することができるため、キズ等に対する耐性をより強化することができる。
【００３７】
ここで、請求項１４に記載の発明のように、デバイス保護膜（７０）を形成するための原子層成長法は、有機電子デバイス（３０）を構成する有機材料のガラス転移点以下の成膜温度にて行われるものであることが好ましい。
【００３８】
これは、デバイス保護膜は有機電子デバイス形成後に形成されるが、デバイス保護膜を形成するための原子層成長法を、有機電子デバイスを構成する有機材料のガラス転移点よりも高い成膜温度にて行うと、当該有機材料が結晶化するなどにより有機電子デバイスの特性が劣化する可能性があるためである。
【００３９】
また、請求項１５に記載の発明では、有機電子デバイス（３０）は、互いに対向する一対の電極（４０、６０）間に有機発光材料（５１〜５４）を配置してなる構造体からなるものであることを特徴とする。
【００４０】
上記請求項１〜請求項１４に記載の有機電子デバイス素子は、このような有機ＥＬ素子として適用することができる。
【００４１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す各実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態相互において同一部分には、説明の簡略化のために図中、同一符号を付してある。
【００４３】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る有機電子デバイス素子としての有機ＥＬ素子Ｓ１の概略断面構成を示す図である。
【００４４】
基板１０は、樹脂製の基板（樹脂基板）やセラミック基板あるいはガラスエポキシ基板等からなり、水分を透過させる透湿性、およびガスを透過させるガス透過性を有するものである。本例では、基板１０はポリカーボネートやエポキシ樹脂、ポリオレフィン等からなる透明な樹脂基板１０である。
【００４５】
この樹脂基板１０の一面上には、当該一面を被覆する基板保護膜２０が原子層成長法（アトミックレイヤーエピタキシー法、以下実施形態にてＡＬＥ法という）により形成されている。この基板保護膜２０は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、およびＺｎＯ等から選択された一種よりなる無機アモルファス性膜であり、本例では、約１００ｎｍの厚さで形成されたアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）膜である。
【００４６】
ここで、樹脂基板１０の一面、すなわち基板１０における基板保護膜２０が形成される面には、紫外線照射またはアルゴンや酸素等を用いたプラズマ処理が施されている。
【００４７】
それにより、樹脂基板１０の一面を原子レベルにて荒らすことができるため、ＡＬＥ法により形成される基板保護膜２０の基板１０に対する密着性を向上させることができる。本例では、樹脂基板１０の一面には酸素プラズマ処理が施してある。
【００４８】
そして、樹脂基板１０の一面上すなわち基板保護膜２０の上には、有機電子デバイスとしての有機ＥＬ構造体３０が形成されている。つまり、本実施形態では、樹脂基板１０における有機電子デバイスの形成される一面が、基板保護膜２０により被覆されており、この基板保護膜２０の上に有機電子デバイス３０が形成された形となっている。
【００４９】
この有機電子デバイスとしての有機ＥＬ構造体３０は、互いに対向する一対の電極４０、６０間に有機発光材料を含む有機層５１〜５４を配置してなる構造体である。この有機ＥＬ構造体３０は、通常の有機ＥＬ素子に用いられる材料や膜構成を採用することができるが、具体的構成の一例について述べる。
【００５０】
基板保護膜２０の上に、まず、陽極（下部電極）４０が形成されている。この陽極４０はＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）膜等の透明導電膜からなるものでホール注入電極として機能する。
【００５１】
本例では、陽極４０は、基板保護膜２０の上にスパッタリング法により成膜されたＩＴＯ膜（例えば厚さ１５０ｎｍ）をエッチング等にてパターニングすることにより、図１中の左右方向に延びるストライプ状に形成されたものである。このストライプ形状の一例としては、５００μｍ幅の帯状の陽極４０が５０μｍの間隔でストライプ状に並んだものとできる。
【００５２】
この陽極４０の上には、有機発光材料からなるホール注入層５１、ホール輸送層５２、発光層５３、電子輸送層５４が順次形成されている。本例では、ホール注入層５１は、銅フタロシアニンを１５０ｎｍの膜厚で形成した膜であり、ホール輸送層５２は、ガラス転移点が約１３０℃のテトラトリフェニルアミン（ＴＰＴＥ）を約４０ｎｍの膜厚で形成した膜である。
【００５３】
また、本例では、発光層５３は、ガラス転移点が１７０℃のトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ）に対して蛍光物質であるキナクリドン化合物（ガラス転移点存在せず）をドープしたものを約４０ｎｍの膜厚で形成した膜である。さらに、電子輸送層５４はＡｌｑを約６０ｎｍの膜厚で形成した膜である。
【００５４】
これら有機発光材料を含む有機層５１〜５４は例えば約１０^-6Ｔｏｒｒの真空度で順次蒸着することで成膜することができる。そして、電子輸送層５４の上には、金属等よりなり、電子注入電極として機能する陰極（上部電極）６０が形成されている。
【００５５】
本例では、陰極６０は、マスクを用いた真空蒸着によって形成されたＡｌ（アルミニウム）膜（例えば厚さ１００ｎｍ）であり、図１中の紙面垂直方向に延びるストライプ状に形成されたものである。このストライプ形状の一例としては、５００μｍ幅の帯状の陰極６０が５０μｍの間隔でストライプ状に並んだものとできる。
【００５６】
このように、本例の有機ＥＬ構造体３０は、互いに直交するストライプ状の陽極４０と陰極６０とが交差して重なり合う領域が、発光表示を行うべき部分である表示画素（つまり本来の発光領域）を構成している。そして、本例の有機ＥＬ素子Ｓ１はドットマトリクスディスプレイを構成している。
【００５７】
そして、この有機ＥＬ構造体３０の外表面は、ＡＬＥ法により形成されたデバイス保護膜７０により被覆されている。ここで、基板保護膜２０は樹脂基板１０の一面全域を被覆しているが、デバイス保護膜７０は、陰極６０の上部および陰極６０が形成されていない有機層５１〜５４の上部において、有機層５１〜５４の成膜領域よりも広い範囲を被覆し、下地である有機層５１〜５４を保護している。
【００５８】
また、石英ガラス製のマスク等を用いて成膜することにより、デバイス保護膜７０の成膜領域は、陽極４０と陰極６０における外部回路との接続端子部が露出されるように設定されている。
【００５９】
かかる有機ＥＬ素子Ｓ１は、例えば樹脂基板１０の一面を酸素プラズマ処理した後、ＡＬＥ法により基板保護膜２０を成膜し、スパッタリング法にてＩＴＯ膜をパターニング成膜することで陽極４０を形成し、真空蒸着法により各有機層５１〜５４を形成し、蒸着法により陰極６０を形成し、ＡＬＥ法によりデバイス保護膜７０を形成することで製造される。
【００６０】
ここで、ＡＬＥ法によるアルミナからなる各保護膜２０、７０の形成は、基板１０を反応炉に入れ、その反応炉を真空雰囲気にし、気化したＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）と気化したＨ₂Ｏとを、Ｎ₂ガス等のキャリアガスにより、反応炉へ交互に導入することで行われる。その詳細については、従来より行われている一般的な成膜方法を採用することができるため省略する。
【００６１】
このとき、デバイス保護膜７０を形成するためのＡＬＥ法は、有機電子デバイスとしての有機ＥＬ構造体３０を構成する有機材料すなわち有機層５１〜５４を構成する有機材料のガラス転移点以下の成膜温度にて行うことが好ましい。これは、成膜温度が該ガラス転移点よりも高いと有機発光材料の結晶化が進み、発光効率が低下する等の特性劣化を生じる恐れがあるためである。
【００６２】
そして、このような本有機ＥＬ素子Ｓ１においては、外部回路によって陽極４０と陰極６０との間に所定のデューティ比を有する駆動用の直流電圧を印加することにより、所望の表示画素において、陽極４０からホール（正孔）、陰極６０から電子がそれぞれ移動してきて、これらホールおよび電子が発光層５３内で再結合し、その放出エネルギーで蛍光材料（本例ではキナクリドン化合物）が発光するようになっている。この発光は樹脂基板１０側から取り出される。
【００６３】
ところで、一般に、真空蒸着、スパッタリング、プラズマＣＶＤ法により成膜された膜に比べて、原子層成長法により成膜された膜の方が、被成膜部材の被覆性に優れピンホールが極力低減された膜を実現できる。そして、本実施形態では、樹脂基板１０の一面（有機電子デバイスの形成面）を、ＡＬＥ法にて形成された基板保護膜２０にて被覆している。
【００６４】
それによれば、樹脂基板１０の一面を被覆する基板保護膜２０は、被覆性に優れ且つピンホールがほとんど無いため、樹脂基板１０の他面から基板１０を透過してくる水分やガスは、基板保護膜２０にてブロックされ有機ＥＬ構造体３０側への侵入することはない。
【００６５】
よって、本実施形態によれば、水分やガスによる有機ＥＬ構造体（有機電子デバイス）３０の劣化を適切に防止することができる。
【００６６】
また、本実施形態では、樹脂基板１０における基板保護膜２０が形成される面には、紫外線照射またはプラズマ処理が施されている。それによれば、樹脂基板１０における基板保護膜２０の形成面を原子レベルにて荒らすことができるため、ＡＬＥ法により形成される基板保護膜２０と樹脂基板１０との密着性を向上させることができる。
【００６７】
また、本実施形態では、有機電子デバイスである有機ＥＬ構造体３０の外表面も、ＡＬＥ法により形成されたデバイス保護膜７０により被覆しているため、水分やガスによる有機ＥＬ構造体３０の劣化をより高レベルにて防止することができ、好ましい。
【００６８】
（第２実施形態）
図２は本発明の第２実施形態に係る有機電子デバイス素子としての有機ＥＬ素子Ｓ２の概略断面構成を示す図である。主として、上記第１実施形態との相違点について述べる。
【００６９】
上記第１実施形態では、樹脂基板１０における有機ＥＬ構造体（有機電子デバイス）３０の形成される一面に、基板保護膜２０を形成したが、本第２実施形態では、図２に示すように、さらに、当該一面とは反対側の他面にも基板保護膜２０を形成したものである。
【００７０】
本有機ＥＬ素子Ｓ２は、樹脂基板１０の一面と他面とにＡＬＥ法により基板保護膜２０を形成した後、上記第１実施形態と同様にして、有機ＥＬ構造体３０の形成、デバイス保護膜７０の形成を行うことで製造することができる。
【００７１】
このように、樹脂基板１０における有機ＥＬ構造体（有機電子デバイス）３０の形成される一面および当該一面とは反対側の他面の両面に、基板保護膜２０を形成することにより、樹脂基板１０の他面から基板１０内へ侵入しようとする水分やガスもブロックされるため、水分やガスによる有機電子デバイスの劣化をより高レベルにて防止することができる。
【００７２】
（第３実施形態）
図３は本発明の第３実施形態に係る有機電子デバイス素子としての有機ＥＬ素子Ｓ３の概略断面構成を示す図である。主として、上記第１実施形態との相違点について述べる。
【００７３】
図３に示すように、本実施形態では、樹脂基板１０における有機ＥＬ構造体（有機電子デバイス）３０の形成される一面および当該一面とは反対側の他面の両面、さらに、樹脂基板１０の端面に、基板保護膜２０を形成する。
【００７４】
つまり、樹脂基板１０の全表面を基板保護膜２０にて被覆することにより、樹脂基板１０の他面だけでなく端面から基板１０内へ侵入しようとする水分やガスもブロックされるため、水分やガスによる有機電子デバイスの劣化をより高レベルにて防止することができる。
【００７５】
ＡＬＥ法は、被成膜部材の表面で反応する現象を利用する成膜方法であるため、被成膜部材の表面形状に沿って均一な膜を形成することができる。このことから、樹脂基板１０の全表面に基板保護膜２０を形成することは、１回の成膜で行うことができる。
【００７６】
（第４実施形態）
図４は本発明の第４実施形態に係る有機電子デバイス素子としての有機ＥＬ素子Ｓ４の概略断面構成を示す図である。主として、上記第１実施形態との相違点について述べる。
【００７７】
本実施形態は、上記第１実施形態において、樹脂基板１０と基板保護膜２０との間に、基板保護膜２０よりも樹脂基板１０との密着性の良い密着層８０を介在させたものである。それによれば、樹脂基板１０と基板保護膜２０との密着性を向上させることができ好ましい。
【００７８】
このような密着層８０としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等により形成された無機膜を採用することができ、より具体的には、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、Ｓｉ、ＺｎＳ、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、ＭｇＯ、金属等の膜を採用することができる。また、密着層８０の膜厚としては１０ｎｍから２００ｎｍの範囲にすることができる。
【００７９】
本有機ＥＬ素子Ｓ４は、例えば樹脂基板１０の一面にスパッタリング法により密着層８０を形成し、この密着層８０の表面にＡＬＥ法により基板保護膜２０を形成した後、上記第１実施形態と同様に、有機ＥＬ構造体３０およびデバイス保護膜７０を形成することにより、製造することができる。
【００８０】
特に、本実施形態のように、基板１０が樹脂基板である場合、ＡＬＥ法で形成された無機アモルファス性膜である基板保護膜２０は、樹脂基板１０に対して熱膨張係数の差が大きいため、温度変化等による密着性の弱化が発生することがある。
【００８１】
その点、樹脂基板１０と基板保護膜２０との間に密着層８０を介在させることにより、そのような問題を極力回避し、樹脂基板１０と基板保護膜２０との密着性の確保がなされるため、水分やガスによる有機電子デバイスの劣化をより適切に防止することができる。
【００８２】
（第５実施形態）
図５は本発明の第５実施形態に係る有機電子デバイス素子としての有機ＥＬ素子Ｓ５の概略断面構成を示す図である。本実施形態は、上記第２実施形態と上記第４実施形態とを組み合わせたものである。
【００８３】
すなわち、図５に示すように、樹脂基板１０における有機ＥＬ構造体（有機電子デバイス）３０の形成される一面および当該一面とは反対側の他面の両面に、密着層８０を形成した後、この密着層８０の表面に基板保護膜２０を形成したものとしている。
【００８４】
本実施形態によれば、第２実施形態と第４実施形態とを合わせた効果が得られ、樹脂基板１０と基板保護膜２０との密着性を確保し、水分やガスによる有機電子デバイスの劣化をより適切に防止することができる。
【００８５】
（第６実施形態）
図６は本発明の第６実施形態に係る有機電子デバイス素子としての有機ＥＬ素子Ｓ６の概略断面構成を示す図である。本実施形態は、上記第３実施形態と上記第５実施形態とを組み合わせたものである。
【００８６】
すなわち、図６に示すように、樹脂基板１０における有機ＥＬ構造体（有機電子デバイス）３０の形成される一面および当該一面とは反対側の他面の両面に、密着層８０を形成した後、この密着層８０の表面および樹脂基板１０の端面に基板保護膜２０を形成したものとしている。
【００８７】
本実施形態によれば、第３実施形態と第５実施形態とを合わせた効果が得られ、樹脂基板１０と基板保護膜２０との密着性を確保し、水分やガスによる有機電子デバイスの劣化をより適切に防止することができる。
【００８８】
（第７実施形態）
図７、図８は本発明の第７実施形態に係る有機電子デバイス素子としての有機ＥＬ素子Ｓ７、Ｓ８の概略断面構成を示す図である。主として、上記第１実施形態との相違点について述べる。
【００８９】
本実施形態は、樹脂基板１０の一面および他面のうちどちらか一方の面に、ＡＬＥ法により形成された基板保護膜２０を設け、他方の面に、ＡＬＥ法とは異なる方法で形成された他方側保護膜９０を設けたものである。
【００９０】
ここで、他方側保護膜９０は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等により形成された無機膜を採用することができ、より具体的には、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、Ｓｉ、ＺｎＳ、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、ＭｇＯ、金属等の膜を採用することができる。
【００９１】
図７に示す本実施形態の第１の例では、樹脂基板１０における有機ＥＬ構造体（有機電子デバイス）３０の形成される一面に、基板保護膜２０を形成し、当該一面とは反対側の他面に、他方側保護膜９０を形成している。本第１の例によれば、上記第１実施形態と同様、水分やガスによる有機電子デバイスの劣化を適切に防止することができる。
【００９２】
一方、図８に示す本実施形態の第２の例では、樹脂基板１０における有機ＥＬ構造体（有機電子デバイス）３０の形成される一面に、他方側保護膜９０を形成し、当該一面とは反対側の他面に、基板保護膜２０を形成している。
【００９３】
本第２の例によれば、樹脂基板１０の他面から基板１０内へ侵入しようとする水分やガスが基板保護膜２０にてブロックされるため、水分やガスによる有機電子デバイスの劣化を適切に防止することができる。
【００９４】
これら本実施形態の有機ＥＬ素子Ｓ７、Ｓ８は、樹脂基板１０に基板保護膜２０および他方側保護膜９０を形成した後、上記第１実施形態と同様にして、有機ＥＬ構造体３０、デバイス保護膜７０を形成することにより、製造することができる。
【００９５】
さらに、本実施形態では、次のような効果も奏する。一般に、ＡＬＥ法により形成された膜は膜応力が引っ張り応力（膜が縮む方向へ加わる応力）である。それに対して、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等のＡＬＥ法とは異なる成膜方法では、膜応力が圧縮応力（膜が伸びる方向へ加わる応力）である膜を成膜することができる。
【００９６】
そのため、本実施形態のように、樹脂基板１０のどちらか一方の面に引っ張り応力を有する基板保護膜２０、他方の面に圧縮応力を有する他方側保護膜９０を形成することで、互いに方向の異なる膜応力が基板に作用させることができる。例えば、基板保護膜２０をＡＬＥ法にて形成されたアルミナ膜とし、他方側保護膜９０をスパッタリング法で成膜されたＳｉＮ膜とすることで、上記の膜応力作用を実現できる。
【００９７】
そして、互いに方向の異なる膜応力が樹脂基板１０に作用することにより、基板保護膜２０側の基板面が凹となり且つ他方側保護膜９０側の基板面が凸となるように、樹脂基板１０が湾曲する。このように樹脂基板１０が湾曲すると、凹形状となった基板保護膜は若干縮んだ状態となる。
【００９８】
そのため、基板保護膜２０に加わる引っ張り応力によって基板保護膜２０が縮もうとするのを緩和することができる。その結果、基板保護膜２０の膜応力の緩和がなされ、基板保護膜２０にクラックや剥がれが生じにくくなるなど、信頼性向上につながる。
【００９９】
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態における基板保護膜２０やデバイス保護膜７０は、ＡＬＥ法により成膜された膜だけでなく、ＡＬＥ法により成膜された膜とＡＬＥ法とは異なる方法で成膜された膜との積層膜であっても良い。
【０１００】
具体的に、ＡＬＥ法とは異なる方法とは、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法を採用することができる。一般に、ＡＬＥ法では、あまり厚い膜を成膜することは難しく、それに比べて、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法ではＡＬＥ法に比べて厚い膜を成膜することが容易である。
【０１０１】
そのため、基板保護膜２０やデバイス保護膜７０において上記積層膜構成とすれば、ＡＬＥ法とは異なる方法で成膜された膜によって膜厚を確保することができ、基板保護膜２０やデバイス保護膜７０の強度やキズ等に対する耐性を向上させることができるという利点がある。
【０１０２】
そして、このような積層構成とした基板保護膜２０やデバイス保護膜７０においては、ＡＬＥ法により成膜された膜は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、およびＺｎＯ等から選択された一種よりなるものにでき、ＡＬＥ法とは異なる方法で成膜された膜は、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、Ｓｉ、ＺｎＳ、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、ＭｇＯ等から選択された一種よりなるものにできる。
【０１０３】
また、デバイス保護膜７０については、さらに、デバイス保護膜７０の外表面がシリコン系樹脂等の耐湿性に優れた樹脂からなる膜にて被覆されている構成であっても良い。それによれば、デバイス保護膜７０を樹脂膜にて保護することができるため、キズ等に対する耐性をより強化することができる。
【０１０４】
また、上記各実施形態は、有機ＥＬ素子以外にも、透湿性およびガス透過性を有する基板の一面に、有機材料からなる有機電子デバイスを設けてなる有機電子デバイス素子に適用可能なことは明らかである。
【０１０５】
例えば、透湿性およびガス透過性を有する基板としては、樹脂製の基板だけでなく、セラミック基板やガラスエポキシ基板等の基板も挙げられる。
【０１０６】
また、有機電子デバイスとしては、有機ＥＬ以外にも、既に実用化されているコンデンサやポリマー電池をはじめ、電極などの導電性デバイス、有機レーザなどの発光デバイス、光センサや太陽電池などの光変換デバイス、有機トランジスタや有機集積化デバイスなどの電流制御デバイス、有機光メモリや有機光スイッチなどの光制御デバイスなどのアクティブ系のものが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ素子の概略断面構成を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子の概略断面構成を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る有機ＥＬ素子の概略断面構成を示す図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る有機ＥＬ素子の概略断面構成を示す図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係る有機ＥＬ素子の概略断面構成を示す図である。
【図６】本発明の第６実施形態に係る有機ＥＬ素子の概略断面構成を示す図である。
【図７】本発明の第７実施形態に係る有機ＥＬ素子の第１の例の概略断面構成を示す図である。
【図８】本発明の第７実施形態に係る有機ＥＬ素子の第２の例の概略断面構成を示す図である。
【符号の説明】
１０…樹脂基板、２０…基板保護膜、３０…有機ＥＬ構造体、４０…陽極、
５１…ホール注入層、５２…ホール輸送層、５３…発光層、
５４…電子輸送層、６０…陰極、７０…デバイス保護膜、８０…密着層、
９０…他方側保護膜。

Claims

透湿性およびガス透過性を有する基板（１０）と、
前記基板の一面に形成された有機電子デバイス（３０）とを備える有機電子デバイス素子において、
前記基板における前記有機電子デバイスの形成される一面および当該一面とは反対側の他面の一方は、原子層成長法により形成された基板保護膜（２０）により被覆され、
他方に、前記原子層成長法とは異なる方法で形成された膜応力が圧縮応力である他方側保護膜（９０）が設けられ、
前記基板保護膜（２０）側の基板面が凹となり且つ前記他方側保護膜（９０）側の基板面が凸となるように、前記基板（１０）が湾曲してなることを特徴とする有機電子デバイス素子。
前記他方側保護膜（９０）はＳｉＮ膜であることを特徴とする請求項１に記載の有機電子デバイス素子。
前記基板保護膜（２０）は、原子層成長法により成膜された膜と原子層成長法とは異なる方法で成膜された膜との積層膜であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機電子デバイス素子。
前記基板保護膜（２０）における前記原子層成長法とは異なる方法は、スパッタリング法であることを特徴とする請求項３に記載の有機電子デバイス素子。
前記基板保護膜（２０）における前記原子層成長法とは異なる方法は、ＣＶＤ法であることを特徴とする請求項３に記載の有機電子デバイス素子。
前記基板保護膜（２０）における前記原子層成長法とは異なる方法は、蒸着法であることを特徴とする請求項３に記載の有機電子デバイス素子。
前記基板保護膜（２０）における前記原子層成長法により成膜された膜は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、およびＺｎＯから選択された一種よりなり、
前記原子層成長法とは異なる方法で成膜された膜は、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、Ｓｉ、ＺｎＳ、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、ＭｇＯから選択された一種よりなることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか一つに記載の有機電子デバイス素子。
前記基板（１０）は、樹脂製の基板であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の有機電子デバイス素子。
前記基板（１０）と前記基板保護膜（２０）との間に、前記基板保護膜よりも前記基板との密着性の良い密着層（８０）が介在していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載の有機電子デバイス素子。
前記基板（１０）における前記基板保護膜（２０）が形成される面には、紫外線照射またはプラズマ処理が施されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一つに記載の有機電子デバイス素子。
前記有機電子デバイス（３０）の外表面が、原子層成長法により形成されたデバイス保護膜（７０）により被覆されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一つに記載の有機電子デバイス素子。
前記デバイス保護膜（７０）は、原子層成長法により成膜された膜と原子層成長法とは異なる方法で成膜された膜との積層膜であることを特徴とする請求項１１に記載の有機電子デバイス素子。
前記デバイス保護膜（７０）の外表面が樹脂からなる膜にて被覆されていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の有機電子デバイス素子。
前記デバイス保護膜（７０）を形成するための原子層成長法は、前記有機電子デバイス（３０）を構成する有機材料のガラス転移点以下の成膜温度にて行われるものであることを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれか一つに記載の有機電子デバイス素子。
前記有機電子デバイス（３０）は、互いに対向する一対の電極（４０、６０）間に有機発光材料（５１〜５４）を配置してなる構造体からなるものであることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一つに記載の有機電子デバイス素子。