JP4346459B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
本発明は、発光素子を備えた発光装置に関する。
近年、高度情報化杜会の進展と多様化に伴い、従来から一般に使用されているＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）に比べ消費電力が少なく薄型である表示機器の需要が高くなってきている。
このような需要に対して、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと略記する。）素子を用いたディスプレイは、低消費電力、高速応答、薄型かつ軽量および視野角依存性が無い等の特徴を有しており、そのポテンシャルの高さから研究開発が盛んに行われている。
ここで、有機ＥＬ素子とは、電子注入電極とホール注入電極とからそれぞれ電子とホールとを発光部へ向けて注入し、これらの電子・ホールを発光部で再結合させることにより発光部の有機分子を励起状態とし、この有機分子が励起状態から基底状態へと戻るときに螢光を発光するものである。
一方、有機ＥＬ素子は水分に非常に弱いため、水分を遮断する技術が重要となる。一般的には、有機ＥＬ素子をメタル缶によって封止し、さらにメタル缶内には吸水剤が設けられている。
しかしながら、上記のように、有機ＥＬ素子をメタル缶により封止する方法では、有機ＥＬ素子を用いたディスプレイを薄型化することが困難となる。
したがって、現在、メタル缶を使用しない有機ＥＬ素子の封止方法の開発が進められている。例えば、特許文献１に示されている有機ＥＬ素子の封止方法においては、有機層および電極を封止するために、ＡＬＥ（アトミック・レイヤー・エピタキシー）法により樹脂膜と酸化アルミニウム（Al2 O3 ）膜との積層膜を形成している。この場合、酸化アルミニウム膜の内部応力による有機層および電極への圧迫を防止するために樹脂膜が設けられる。
特開２００２−１５１２５４号公報
しかしながら、上記のように、有機層および電極を封止するために、樹脂膜の上に酸化アルミニウム膜を形成する際に、樹脂膜が完全に膜で被覆されない場合がある。その結果、水分が樹脂膜を通して有機層内に浸入する。
本発明の目的は、薄型化が可能でかつ水分の浸入が十分に防止された発光装置を提供することである。
本発明に係る発光装置は、基板と、基板上に配置された１または複数の発光素子と、１または複数の発光素子を被覆する封止膜とを備え、封止膜は、１または複数の発光素子を含む領域を覆うように形成された樹脂層と、樹脂層上および樹脂層の外周部を覆うように形成された無機層とを含むものである。
本発明に係る発光装置においては、基板上に配置された１または複数の発光素子を含む領域を覆うように樹脂層が形成される。また、この樹脂層上および樹脂層の外周部を覆うように無機層が形成される。
それにより、水分が樹脂層を通して発光素子内に浸入することを防止することができる。また、封止缶を用いずに発光素子を封止することができるので、発光装置を薄型化することができる。
発光装置は、基板上において少なくとも領域の外側に形成された撥水処理膜をさらに備えてもよい。
この場合、撥水処理膜により樹脂層が無機層の外側にはみ出ることが防止される。それにより、発光素子内に水分が浸入することを確実に防止することができる。
撥水処理膜は、基板上において領域の内側を除いて領域の外側に形成されてもよい。
この場合、領域の外側に形成された撥水処理膜により樹脂層が無機層の外側にはみ出ることが防止される。それにより、発光素子内に水分が浸入することを確実に防止することができる。
撥水処理膜は、基板上の全域に形成されてもよい。この場合、基板上の全域に形成された撥水処理膜により樹脂層が無機層の外側にはみ出ることが防止される。それにより、発光素子内に水分が浸入することを確実に防止することができる。
１または複数の発光素子の各々は、基板上に第１の電極、有機層および第２の電極を順に含み、撥水処理膜は、第１の電極と有機層との間に延び、キャリア注入層および／またはキャリア輸送層として機能してもよい。
この場合、撥水処理膜が発光素子の第１の電極と有機層との間に延びるように設けられていることにより、撥水処理膜がキャリア注入層および／またはキャリア輸送層として機能する。これにより、共通の工程により撥水処理膜、キャリア注入層およびキャリア輸送層を形成することができる。その結果、製造時間および製造工程を低減することができる。
撥水処理膜は、フッ化炭素よりなってもよい。この場合、フッ化炭素は、優れた撥水性を有するので、樹脂層が無機層の外側にはみ出ることを十分に防止することができる。
発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと略記する。）素子であってもよい。この場合、発光装置の薄型化が可能でかつ有機ＥＬ素子内への水分の浸入を十分に防止することができる。
本発明によれば、水分が樹脂膜を通して発光素子内に浸入することを防止することができる。また、封止缶を用いずに発光素子を封止することができるので、発光装置を薄型化することができる。
以下、本発明に係る発光装置の一例として、有機ＥＬ装置について図面を参照しながら説明する。
（第１の実施の形態）
図１は第１の実施の形態および後述の第２、第３および第４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面図であり、図２は第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の一部の拡大図である。
図１は第１の実施の形態および後述の第２、第３および第４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面図であり、図２は第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の一部の拡大図である。
なお、第１および第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１００は下面側（基板において素子が形成されない側）から光を取り出すボトムエミッション構造を有し、第３および第４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１００は上面側（基板において素子が形成される側）から光を取り出すトップエミッション構造を有する。
以下、互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向とする。Ｘ方向およびＹ方向は、基板１の表面に平行な方向であり、Ｚ方向は基板１の表面に垂直な方向である。複数の有機ＥＬ素子５０はＸ方向およびＹ方向に沿って配列される。
図１の有機ＥＬ装置１００においては、基板１上にＸ方向に延びる複数のホール注入電極２が形成されている。ホール注入電極２上に複数の有機ＥＬ素子５０がマトリクス状に配置されている。各有機ＥＬ素子５０が画素を構成する。単純マトリクス型（パッシブ型）では、基板１として透明ガラス基板が用いられ、アクティブ・マトリクス型では、基板１として、透明ガラス基板上に複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）および平坦化層を備えたＴＦＴ基板が用いられる。なお、有機ＥＬ素子５０の構造の詳細については後述する。
複数の有機ＥＬ素子５０を含む領域を覆うように保護層９が形成されている。保護層９は窒化シリコン（ＳｉＮ）等からなる。また、保護層９上および保護層９の外周部を覆うように樹脂層１０が形成されている。さらに、樹脂層１０上および樹脂層１０の外周部を覆うように無機層１１が形成されている。樹脂層１０はアクリル樹脂等からなり、無機層１１は窒化シリコン等からなる。
図２に示すように、有機ＥＬ素子５０は、ホール注入電極２、ホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５、電子輸送層６、電子注入層７および電子注入電極８の積層構造を有する。
ホール注入電極２はＸ方向に沿って連続的または画素ごとに配列され、電子注入電極８はＹ方向に沿って配列されている。隣接する有機ＥＬ素子５０間はレジスト材料からなる素子分離用絶縁層（図示せず）により分離されている。
本実施の形態においては、保護層９が各有機ＥＬ素子５０を含む領域を覆うように形成された後、基板１上の外周部における保護層９の外側の領域にフッ化炭素（ＣＦｘ）からなる撥水処理膜１２が形成される。撥水処理膜１２の形成方法については後述する。
ホール注入電極２は、ＲＦ（高周波）スパッタリング法により基板１上に形成され、例えば厚さ８００ÅのＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）等の金属化合物からなる透明電極である。スパッタガスとして例えばアルゴン（Ａｒ）ガスを用いる。成膜時の圧力は例えば１．５×１０-1 Ｐａであり、ＲＦ出力は例えば２００Ｗである。
ホール注入層３は、真空蒸着法によりホール注入電極２上に形成され、下記式（１）に示される銅フタロシアニン（Copper phthalocyanine：以下、ＣｕＰｃと略記する）等からなる。ホール注入層３の厚さは例えば１００Åである。
ホール輸送層４は、真空蒸着法によりホール注入層３上に形成され、下記式（２）に示されるN,N'-ジ(ナフタレン-1-イル)-N,N'-ジフェニル-ベンジジン（N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine：以下、ＮＰＢと略記する）等からなる。ホール輸送層４の厚さは例えば５００Åである。
発光層５は、真空蒸着法によりホール輸送層４上に形成され、下記式（３）に示されるトリス(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム（Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum：以下、Ａｌｑと略記する）等からなる。
電子輸送層６は、真空蒸着法により発光層５上に形成され、Ａｌｑ等からなる。発光層５と電子輸送層６との厚さの合計は例えば５００Åである。
電子注入層７は、真空蒸着法により電子輸送層６上に形成され、ＬｉＦ（フッ化リチウム）等のハロゲン化物からなる。電子注入層７の厚さは例えば５Åである。
上記のホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５、電子輸送層６および電子注入層７のそれぞれの成膜時の圧力は例えば５．０×１０-5 Ｐａである。
電子注入電極８は、真空蒸着法により電子注入層７上に形成され、アルミニウム等からなる。電子注入電極８の厚さは例えば１０００Åであり、成膜時の圧力は例えば１．０×１０-4 Ｐａである。
次に、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置１００の製造方法について説明する。
図３は本実施の形態に係る有機ＥＬ装置１００の製造の手順を示す模式図である。図３（ａ）〜（ｄ）の左側に有機ＥＬ装置１００の平面図を示し、右側にこの平面図におけるＡ−Ａ線断面図を示す。図３では、図示を簡略化するために２×２画素を有する有機ＥＬ装置１００を示している。
まず、上述した方法により、基板１の上に、ホール注入電極２、ホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５、電子輸送層６、電子注入層７および電子注入電極８をそれぞれ順に形成する。
この後、図３（ａ）に示すように、所定のマスクを用いてＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）スパッタリング法により複数の有機ＥＬ素子５０を覆うように保護層９を形成する。保護層９は窒化シリコンからなり、保護層９の厚さは例えば１０００Åである。
また、保護層９の成膜時の圧力は例えば１．９×１０-1 Ｐａであり、ＲＦ出力は例えば３００Ｗである。スパッタガスとしては、例えばアルゴン（Ａｒ）ガスと窒素（Ｎ2 ）ガスとの混合ガスを用いる。この場合、アルゴンガスに対する窒素ガスの流量比は例えば２２％である。なお、保護層９が形成された面積をａとする。
次に、図３（ｂ）に示すように、所定のマスクを用いてプラズマＣＶＤ（化学的気相堆積）法により、基板１上の外周部における保護層９の外側の領域に撥水処理膜１２を形成する。この場合、所定のマスクの表面積をａ’としたとき、ａ’≒ａ（ａ’＞ａ）の関係が成り立つ。
撥水処理膜１２は例えばフッ化炭素（ＣＦｘ）よりなる。原料ガスとして三フッ化メタン（ＣＨＦ3 ）等を用いる。撥水処理膜１２の成膜時の圧力は例えば２０Ｐａであり、バイアス電圧の印加電力は例えば１００Ｗである。また、撥水処理膜１２の成膜時間は例えば１０秒である。
次に、図３（ｃ）に示すように、所定の開口部を有するマスクを用いてスピンコート法により保護層９を含む領域を覆うように樹脂層１０を塗布する。撥水処理膜１２上には樹脂が弾かれるために樹脂層１０は形成されない。樹脂層１０は例えばアクリル樹脂からなり、樹脂層１０の厚さは例えば５μｍである。樹脂層１０が塗布された面積をｂとしたとき、ｂ≒ａ’（ｂ＜ａ’）の関係が成り立つ。
次に、図３（ｄ）に示すように、所定のマスクを用いて樹脂層１０を含む領域を覆うように無機層１１を形成する。無機層１１の厚さは例えば１０００Åであり、成膜方法および成膜条件は保護層９の成膜方法および成膜条件と同様である。無機層１１が形成された面積をｃとしたとき、ｃ≫ｂの関係が成り立つ。すなわち、樹脂層１０の上面および外周部が無機層１１により覆われる。
本実施の形態においては、基板１上に配置された１または複数の有機ＥＬ素子５０を含む領域を覆うように樹脂層１０が形成される。また、この樹脂層１０上および樹脂層１０の外周部を覆うように無機層１１が形成される。それにより、水分が樹脂層１０を通して有機ＥＬ素子５０内に浸入することを防止することができる。また、封止缶を用いずに有機ＥＬ素子５０を封止することができるので、有機ＥＬ装置１００を薄型化することができる。
また、撥水処理膜１２が基板１上において有機ＥＬ素子５０を含む領域の内側を除いて上記領域の外側に形成されているので、上記領域の外側に形成された撥水処理膜１２により樹脂層１０が無機層１１の外側にはみ出ることが防止される。それにより、有機ＥＬ素子５０内に水分が浸入することを確実に防止することができる。
本実施の形態においては、ホール注入電極２が第１の電極に相当し、ホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５、電子輸送層６および電子注入層７が有機層に相当し、電子注入電極８が第２の電極に相当し、有機ＥＬ素子５０が有機電界発光素子に相当し、有機ＥＬ装置１００が有機電界発光装置に相当し、ホール注入層３がキャリア注入層に相当し、ホール輸送層４がキャリア輸送層に相当する。
なお、撥水処理膜１２としてフッ化炭素を用いたが、酸化チタン等の撥水性を有する他の無機膜、有機膜等を用いてもよく、また、樹脂層１０としてアクリル樹脂を用いたが、エポキシ樹脂等の他の樹脂を用いてもよい。さらに、無機層１１の材料は窒化シリコンに限定されず、酸化シリコン、窒化アルミニウム等の他の種々の無機材料を単独でまたは積層して用いることできる。
また、保護層９の形成の前に、撥水処理膜１２を形成してもよく、所定のマスクを用いて樹脂層１０をスプレーにより塗布してもよい。
また、基板１上において無機層１１を含む領域を覆うように封止缶をさらに設けてもよい。
さらに、基板１上に電子注入電極、電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層およびホール注入電極を順に積層してもよい。
（第２の実施の形態）
図４は第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の一部の拡大図である。
図４は第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の一部の拡大図である。
図４に示すように、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置が第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１００と異なる点は以下の点である。
本実施の形態においては、基板１上にホール注入電極２を形成した後、基板１上の全域に撥水処理膜１２を形成する。その後、図２のホール注入層３は形成せず、第１の実施の形態と同様に、ホール輸送層４、発光層５、電子輸送層６、電子注入層７、電子注入電極８、保護層９、樹脂層１０および無機層１１をそれぞれ順に形成する。成膜方法については後述する。
また、ホール輸送層４の厚さは例えば６００Åであり、電子輸送層６の厚さは例えば６００Åである。
以上の点を除き、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１００と同様な材料および構成で本実施の形態に係る有機ＥＬ装置を作製する。
次に、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法が第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１００の製造方法と異なる点は、撥水処理膜１２の成膜時間が例えば２０秒である点である。
図５は本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の製造の手順を示す模式図である。図５（ａ）〜（ｄ）の左側に有機ＥＬ装置の平面図を示し、右側にこの平面図におけるＢ−Ｂ線断面図を示す。図５では、図示を簡略化するために２×２画素を有する有機ＥＬ装置を示している。
まず、上述した方法により、基板１の上に、ホール注入電極２を形成する。この後、図５（ａ）に示すように、プラズマＣＶＤ法により、基板１上の全域に撥水処理膜１２を形成する。
次に、図５（ｂ）に示すように、撥水処理膜１２上に、ホール輸送層４、発光層５、電子輸送層６、電子注入層７および電子注入電極８を形成する。
次に、図５（ｃ）に示すように、所定のマスクを用いてＥＣＲスパッタリング法により複数の有機ＥＬ素子５０を覆うように保護層９を形成する。なお、保護層９が形成された面積をｄとする。
次に、図５（ｄ）に示すように、所定の開口部を有するマスクを用いてスピンコート法により保護層９を含む領域を覆うように樹脂層１０を塗布する。この場合、樹脂層１０の外周部が撥水処理膜１２により弾かれることによって、樹脂層１０は撥水処理膜１２上において拡張せずにマスクの開口部に対応する形状に形成される。樹脂層１０が塗布された面積をｅとしたとき、ｅ≒ｄ（ｅ＞ｄ）の関係が成り立つ。
次に、図５（ｅ）に示すように、所定のマスクを用いて樹脂層１０を含む領域を覆うように無機層１１を形成する。無機層１１が形成された面積をｆとしたとき、ｆ≫ｅの関係が成り立つ。すなわち、樹脂層１０の上面および外周部が無機層１１により覆われる。
本実施の形態においては、基板１上に配置された１または複数の有機ＥＬ素子５０を含む領域を覆うように樹脂層１０が形成される。また、この樹脂層１０上および樹脂層１０の外周部を覆うように無機層１１が形成される。それにより、水分が樹脂層１０を通して有機ＥＬ素子５０内に浸入することを防止することができる。また、封止缶を用いずに有機ＥＬ素子５０を封止することができるので、有機ＥＬ装置１００を薄型化することができる。
また、撥水処理膜１２が基板１上の全域に形成されているので、基板１上の全域に形成された撥水処理膜１２により樹脂層１０が無機層１１の外側にはみ出ることが防止される。それにより、有機ＥＬ素子５０内に水分が浸入することを確実に防止することができる。
さらに、撥水処理膜１２がホール注入電極２とホール輸送層４との間に延びるように設けられていることにより、撥水処理膜１２がホール注入層として機能する。これにより、共通の工程により撥水処理膜１２およびホール注入層を形成することができる。その結果、製造時間および製造工程を低減することができる。
なお、ホール輸送層４を設けずに、ホール輸送機能を有する撥水処理膜１２を設けてもよい。
また、基板１上に電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層およびホール注入層を順に積層してもよい。この場合、撥水処理膜１２として電子注入機能または電子輸送機能を有する膜を用いることにより、共通の工程によって撥水処理膜１２および電子注入層または電子輸送層を形成することができる。
（第３の実施の形態）
図６は第３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の一部の拡大図である。
図６は第３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の一部の拡大図である。
図６に示すように、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置が第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１００と異なる点は以下の点である。
本実施の形態においては、基板１上に形成されるホール注入電極２として例えばモリブデン（Ｍｏ）を用いる。ホール注入電極２の厚さは例えば１０００Åである。
また、電子輸送層６上に形成される電子注入層７として例えば酸化リチウム（Ｌｉ2 Ｏ）を用いる。電子注入層７の厚さは例えば１５Åである。
さらに、電子注入層７上に形成される電子注入電極８として金属薄膜８ａと透明導電膜８ｂとの積層構造を用いる。この場合、金属薄膜８ａとして例えば銀（Ａｇ）を用いる。金属薄膜８ａの厚さは例えば１５０Åである。
透明導電膜８ｂは、ＥＣＲスパッタリング法により金属薄膜８ａ上に形成される。この場合、透明導電膜８ｂとして例えばＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）を用いる。透明導電膜８ｂの厚さは例えば１０００Åである。透明導電膜８ｂの成膜時の圧力は例えば１．９×１０-1 Ｐａであり、ＲＦ出力は例えば３００Ｗである。スパッタガスとして例えばアルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスを用い、アルゴンガスに対する酸素ガスの流量比は例えば０．３％である。
本実施の形態においては、基板１上に配置された１または複数の有機ＥＬ素子５０を含む領域を覆うように樹脂層１０が形成される。また、この樹脂層１０上および樹脂層１０の外周部を覆うように無機層１１が形成される。それにより、水分が樹脂層１０を通して有機ＥＬ素子５０内に浸入することを防止することができる。また、封止缶を用いずに有機ＥＬ素子５０を封止することができるので、有機ＥＬ装置１００を薄型化することができる。
また、撥水処理膜１２が基板１上において有機ＥＬ素子５０を含む領域の内側を除いて上記領域の外側に形成されているので、上記領域の外側に形成された撥水処理膜１２により樹脂層１０が無機層１１の外側にはみ出ることが防止される。それにより、有機ＥＬ素子５０内に水分が浸入することを確実に防止することができる。
（第４の実施の形態）
図７は第４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の一部の拡大図である。
図７は第４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の一部の拡大図である。
図７に示すように、本実施の形態に係る有機ＥＬ装置が第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置と異なる点は以下の点である。
本実施の形態においては、基板１上に形成されるホール注入電極２として例えばモリブデンを用いる。ホール注入電極２の厚さは例えば１０００Åである。
また、電子輸送層６上に形成される電子注入層７として例えば酸化リチウムを用いる。電子注入層７の厚さは例えば１５Åである。
さらに、電子注入層７上に形成される電子注入電極８として金属薄膜８ａと透明導電膜８ｂとの積層構造を用いる。この場合、金属薄膜８ａとして例えば銀を用いる。金属薄膜８ａの厚さは例えば１５０Åである。
透明導電膜８ｂは、ＥＣＲスパッタリング法により金属薄膜８ａ上に形成される。この場合、透明導電膜８ｂとして例えばＩＺＯを用いる。透明導電膜８ｂの厚さは例えば１０００Åである。透明導電膜８ｂの成膜時の圧力は例えば１．９×１０-1 Ｐａであり、ＲＦ出力は例えば３００Ｗである。スパッタガスとして例えばアルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスを用い、アルゴンガスに対する酸素ガスの流量比は例えば０．３％である。
本実施の形態においては、基板１上に配置された１または複数の有機ＥＬ素子５０を含む領域を覆うように樹脂層１０が形成される。また、この樹脂層１０上および樹脂層１０の外周部を覆うように無機層１１が形成される。それにより、水分が樹脂層１０を通して有機ＥＬ素子５０内に浸入することを防止することができる。また、封止缶を用いずに有機ＥＬ素子５０を封止することができるので、有機ＥＬ装置１００を薄型化することができる。
また、撥水処理膜１２が基板１上の全域に形成されているので、基板１上の全域に形成された撥水処理膜１２により樹脂層１０が無機層１１の外側にはみ出ることが防止される。それにより、有機ＥＬ素子５０内に水分が浸入することを確実に防止することができる。
さらに、撥水処理膜１２がホール注入電極２とホール輸送層４との間に延びるように設けられていることにより、撥水処理膜１２がホール注入層として機能する。これにより、共通の工程により撥水処理膜１２およびホール注入層を形成することができる。その結果、製造時間および製造工程を低減することができる。
なお、ホール輸送層４を設けずに、ホール輸送機能を有する撥水処理膜１２を設けてもよい。
（第５の実施の形態）
図８は第５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式図である。図８（ａ）は本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的平面図であり、図８（ｂ）は本実施の形態に係る有機ＥＬ装置のＣ−Ｃ線断面図である。
図８は第５の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式図である。図８（ａ）は本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的平面図であり、図８（ｂ）は本実施の形態に係る有機ＥＬ装置のＣ−Ｃ線断面図である。
図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、有機ＥＬ装置２００は、トップエミッション構造を有し、単一の有機ＥＬ素子により構成される。この有機ＥＬ装置２００は、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いられる。
ガラス基板１上にホール注入電極２が形成されている。金属、合金等からなるホール注入電極２上には、有機化合物層５１が形成されている。有機化合物層５１は、例えばホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層の積層構造からなる。有機化合物層５１上に透明導電膜からなる電子注入電極８が形成されている。なお、有機ＥＬ素子５２は、ホール注入電極２、有機化合物層５１および電子注入電極８を含む。
また、有機化合物層５１および電子注入電極８を含む領域を覆うように保護層９が形成される。保護層９が形成された後、基板１上の外周部における保護層９の外側の領域にフッ化炭素（ＣＦｘ）からなる撥水処理膜１２が形成されている。
さらに、保護層９上および保護層９の外周部を覆うように樹脂層１０が形成されている。樹脂層１０上および樹脂層１０の外周部を覆うように無機層１１が形成されている。
本実施の形態においては、基板１上に配置された有機ＥＬ素子５２を含む領域を覆うように樹脂層１０が形成される。また、この樹脂層１０上および樹脂層１０の外周部を覆うように無機層１１が形成される。それにより、水分が樹脂層１０を通して有機ＥＬ素子５２内に浸入することを防止することができる。また、封止缶を用いずに有機ＥＬ素子５２を封止することができるので、有機ＥＬ装置２００を薄型化することができる。
また、撥水処理膜１２が基板１上において有機ＥＬ素子５２を含む領域の内側を除いて上記領域の外側に形成されているので、上記領域の外側に形成された撥水処理膜１２により樹脂層１０が無機層１１の外側にはみ出ることが防止される。それにより、有機ＥＬ素子５２内に水分が浸入することを確実に防止することができる。
本実施の形態においては、ホール注入電極２が第１の電極に相当し、有機化合物層５１が有機層に相当し、電子注入電極８が第２の電極に相当し、有機ＥＬ素子５２が有機電界発光素子に相当し、有機ＥＬ装置２００が有機電界発光装置に相当する。
（第６の実施の形態）
図９は第６の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式図である。図９（ａ）は本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的平面図であり、図９（ｂ）は本実施の形態に係る有機ＥＬ装置のＤ−Ｄ線断面図である。
図９は第６の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式図である。図９（ａ）は本実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的平面図であり、図９（ｂ）は本実施の形態に係る有機ＥＬ装置のＤ−Ｄ線断面図である。
図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、有機ＥＬ装置２０１は、トップエミッション構造を有し、単一の有機ＥＬ素子により構成される。この有機ＥＬ装置２０１は、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いられる。
ガラス基板１上にホール注入電極２が形成されている。このホール注入電極２が形成された基板１上の全域にはフッ化炭素（ＣＦｘ）からなる撥水処理膜１２が形成されている。
撥水処理膜１２上には、有機化合物層５１が形成されている。有機化合物層５１は、例えばホール輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層の積層構造からなる。この場合、別途例えばＣｕＰｃからなるホール注入層を撥水処理膜１２とホール輸送層との間に形成してもよい。
有機化合物層５１上に透明導電膜からなる電子注入電極８が形成されている。なお、有機ＥＬ素子５２は、ホール注入電極２、有機化合物層５１および電子注入電極８を含む。
また、有機化合物層５１および電子注入電極８を含む領域を覆うように保護層９が形成される。
さらに、保護層９上および保護層９の外周部を覆うように樹脂層１０が形成されている。樹脂層１０上および樹脂層１０の外周部を覆うように無機層１１が形成されている。
本実施の形態においては、基板１上に配置された有機ＥＬ素子５２を含む領域を覆うように樹脂層１０が形成される。また、この樹脂層１０上および樹脂層１０の外周部を覆うように無機層１１が形成される。それにより、水分が樹脂層１０を通して有機ＥＬ素子５２内に浸入することを防止することができる。また、封止缶を用いずに有機ＥＬ素子５２を封止することができるので、有機ＥＬ装置２０１を薄型化することができる。
また、撥水処理膜１２が基板１上の全域に形成されているので、基板１上の全域に形成された撥水処理膜１２により樹脂層１０が無機層１１の外側にはみ出ることが防止される。それにより、有機ＥＬ素子５２内に水分が浸入することを確実に防止することができる。
さらに、撥水処理膜１２がホール注入電極２と有機化合物層５１との間に延びるように設けられていることにより、撥水処理膜１２がホール注入層として機能する。これにより、共通の工程により撥水処理膜１２およびホール注入層を形成することができる。その結果、製造時間および製造工程を低減することができる。
なお、ホール輸送層を設けずに、ホール輸送機能を有する撥水処理膜１２を設けてもよい。
本実施の形態においては、ホール注入電極２が第１の電極に相当し、有機化合物層５１が有機層に相当し、電子注入電極８が第２の電極に相当し、有機ＥＬ素子５２が有機電界発光素子に相当し、有機ＥＬ装置２０１が有機電界発光装置に相当する。
以下、上記第１〜第４の実施の形態に基づいて実施例１〜４および比較例１，２の有機ＥＬ装置を作製し、作製された有機ＥＬ装置のエッジグロースを測定した。本実施例においては、有機ＥＬ装置の恒温恒湿試験を実施し、１０００時間経過後のエッジグロースを測定した。
ここで、エッジグロースとは、初期状態（恒温恒湿試験前）の有機ＥＬ素子の発光面積に対する水分等の影響により発光しなくなった非発光面積の割合をいう。
（１）実施例１，２および比較例１
実施例１では、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１００と同様の構造を有する有機ＥＬ装置を作製し、実施例２では、第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置と同様の構造を有する有機ＥＬ装置を作製した。また、比較例１では、撥水処理膜１２を形成しない点を除いて実施例１の有機ＥＬ装置１００と同様の構造を有する有機ＥＬ装置を作製した。
実施例１では、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１００と同様の構造を有する有機ＥＬ装置を作製し、実施例２では、第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置と同様の構造を有する有機ＥＬ装置を作製した。また、比較例１では、撥水処理膜１２を形成しない点を除いて実施例１の有機ＥＬ装置１００と同様の構造を有する有機ＥＬ装置を作製した。
図１０は実施例１，２および比較例１の有機ＥＬ装置の恒温恒湿試験の結果を示す図である。
図１０に示すように、実施例１の有機ＥＬ装置１００の１０００時間経過後のエッジグロースは０．６％となった。また、実施例２の有機ＥＬ装置の１０００時間経過後のエッジグロースは０．４％となった。
一方、比較例１の有機ＥＬ装置の１０００時間経過後のエッジグロースは１２％となった。
以上の結果より、撥水処理膜１２を有する有機ＥＬ装置では、撥水処理膜１２を有しない有機ＥＬ装置に比べ格段にエッジグロースの値が低くなることがわかった。
図１１は実施例１，２および比較例１の有機ＥＬ装置の恒温恒湿試験による非発光部を示す図である。
図１１（ａ）の上図は実施例１の有機ＥＬ装置１００の初期状態の発光部を示し、図１１（ａ）の下図は実施例１の有機ＥＬ装置１００の１０００時間経過後の発光部を示す。図１１（ａ）の下図において、点線の丸で示す部分が恒温恒湿試験により発光しなくなった非発光部分である。
図１１（ｂ）の上図は比較例１の有機ＥＬ装置の初期状態の発光部を示し、図１１（ｂ）の下図は比較例１の有機ＥＬ装置の１０００時間経過後の発光部を示す。図１１（ｂ）の下図において、点線の丸で示す部分が恒温恒湿試験により発光しなくなった非発光部分である。
図１１（ｃ）の上図は実施例２の有機ＥＬ装置の初期状態の発光部を示し、図１１（ｃ）の下図は実施例２の有機ＥＬ装置の１０００時間経過後の発光部を示す。図１１（ｃ）の下図において、点線の丸で示す部分が恒温恒湿試験により発光しなくなった非発光部分である。
図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）の下図にそれぞれ示すように、比較例１の有機ＥＬ装置の非発光部分は、実施例１，２の有機ＥＬ装置の非発光部分に比べ非常に大きくなっていることがわかる。
このように、有機ＥＬ装置は、撥水処理膜１２を基板１上の外周部における保護層９の外側の領域または基板１上の全域に形成することにより、有機ＥＬ素子５０内への水分の浸入を十分に防止できることがわかる。
（２）実施例３，４および比較例２
実施例３では、第３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置と同様の構造を有する有機ＥＬ装置を作製し、実施例４では、第４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置と同様の構造を有する有機ＥＬ装置を作製した。また、比較例２では、撥水処理膜１２を形成しない点を除いて実施例３の有機ＥＬ装置と同様の構造を有する有機ＥＬ装置を作製した。
実施例３では、第３の実施の形態に係る有機ＥＬ装置と同様の構造を有する有機ＥＬ装置を作製し、実施例４では、第４の実施の形態に係る有機ＥＬ装置と同様の構造を有する有機ＥＬ装置を作製した。また、比較例２では、撥水処理膜１２を形成しない点を除いて実施例３の有機ＥＬ装置と同様の構造を有する有機ＥＬ装置を作製した。
図１２は実施例３，４および比較例２の有機ＥＬ装置の恒温恒湿試験の結果を示す図である。
図１２に示すように、実施例３の有機ＥＬ装置の１０００時間経過後のエッジグロースは０．７％となった。また、実施例４の有機ＥＬ装置の１０００時間経過後のエッジグロースは０．９％となった。
一方、比較例２の有機ＥＬ装置の１０００時間経過後のエッジグロースは１６％となった。
以上の結果より、撥水処理膜１２を有する有機ＥＬ装置では、撥水処理膜１２を有しない有機ＥＬ装置に比べ格段にエッジグロースの値が低くなることがわかった。
このように、有機ＥＬ装置は、撥水処理膜１２を基板１上の外周部における保護層９の外側の領域または基板１上の全域に形成することにより、有機ＥＬ素子５０内への水分の浸入を十分に防止できることがわかる。
本発明は、発光素子内への水分等の浸入を防止することができる発光装置として利用することができる。
１ 基板
２ ホール注入電極
３ ホール注入層
４ ホール輸送層
５ 発光層
６ 電子輸送層
７ 電子注入層
８ 電子注入電極
９ 保護層
１０ 樹脂層
１１ 無機層
１２ 撥水処理膜
５０，５２ 有機ＥＬ素子
５１ 有機化合物層
１００，２００，２０１ 有機ＥＬ装置
２ ホール注入電極
３ ホール注入層
４ ホール輸送層
５ 発光層
６ 電子輸送層
７ 電子注入層
８ 電子注入電極
９ 保護層
１０ 樹脂層
１１ 無機層
１２ 撥水処理膜
５０，５２ 有機ＥＬ素子
５１ 有機化合物層
１００，２００，２０１ 有機ＥＬ装置
Claims (3)
- 基板と、
前記基板上に配置され、第１の電極、有機層および第２の電極を順に含んだ複数の発光素子と、
前記複数の発光素子を被覆する封止膜とを備え、
前記封止膜は、前記複数の発光素子を含む領域を覆うように形成された樹脂層と、
前記樹脂層上および前記樹脂層の外周部を覆うように形成された無機層と、
前記基板上において前記領域の外側に形成されと共に、前記発光素子において前記第１の電極と前記有機層との間に延びるフッ化炭素からなる撥水処理膜を備え、
前記撥水処理層は、前記撥水処理膜上の前記樹脂層の拡張を阻止すると共に、前記発光層の前記第１の電極と前記有機層との間で、キャリア注入層および／またはキャリア輸送層として機能することを特徴とした発光装置。 - 前記撥水処理膜は、フッ化炭素よりなることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
- 前記発光素子は、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または２に記載の発光装置。
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