JP6607973B2 - 有機発光表示装置 - Google Patents
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Description
本発明は、有機発光表示装置に係り、さらに詳細には、密封構造を改善した有機発光表示装置に関する。
有機発光表示装置は、視野角、コントラスト、応答速度、消費電力などの側面で特性に優れるため、ＭＰ３プレーヤーや携帯電話などの個人用携帯器機からテレビ（ＴＶ）に至るまで応用範囲が広がりつつある。
有機発光表示装置は、酸素や水分の浸透によって劣化する特性を持っている。したがって、酸素や水分の浸透を防止するための密封構造を必要とする。特に、製造工程中に含まれ得る多様な粒子によって密封特性が低下するという問題を解決する必要がある。そして、有機発光表示装置は、フレキシブル表示装置としての使用要求が高いため、屈曲時にも密封特性が破壊されない密封構造を必要とする。
本発明の課題は、密封構造を改善した有機発光表示装置を提供することである。
本発明の一例によれば、基板と、前記基板上に位置し、第１電極、有機発光膜及び第２電極の順に積層された積層体を含む有機発光部と、前記基板及び有機発光部の上側に形成された少なくとも一つの有機膜と、前記基板及び有機発光部の上側に形成され、前記有機膜の上側もしくは下側に備えられた少なくとも一つの無機膜と、を備え、前記無機膜が軟化温度を有する有機発光表示装置が提供される。本発明の他の特徴によれば、前記有機膜は、少なくとも一つの環境性要素のエッジを取り囲むように前記環境性要素と接して備えられる。本発明の他の特徴によれば、前記無機膜は、前記環境性要素との間に間隙が存在しないように前記環境性要素と接している。本発明の他の特徴によれば、前記有機膜は、前記環境性要素のエッジを取り囲むように前記環境性要素と接して備えられる。本発明の他の特徴によれば、前記無機膜の軟化温度は、前記有機発光膜に含まれた物質の変性温度のうち最小値より低い。本発明の他の特徴によれば、前記無機膜は、柔軟性が与えられた後、凝固して形成される。本発明の他の特徴によれば、前記無機膜は、上面が平坦に形成されている。本発明の他の特徴によれば、前記無機膜は、酸化スズを含む。本発明の他の特徴によれば、前記有機膜は、上面が平坦に形成されている。本発明の他の特徴によれば、前記無機膜が前記有機膜の上側に形成される。本発明の他の特徴によれば、前記無機膜が前記有機膜の下側に形成される。本発明の他の特徴によれば、前記有機膜または無機膜と前記有機発光部との間に備えられた保護膜をさらに含む。本発明の他の特徴によれば、前記無機膜の下部面が、非平坦面と平坦面とを含む。本発明の他の特徴によれば、前記有機膜の下部面は、非平坦面と平坦面とを含む。前記無機膜は、下記から選ばれる少なくとも一種からなる。ＳｎＯ（８０ｗｔ％）及びＰ2Ｏ5（２０ｗｔ％）；ＳｎＯ（９０ｗｔ％）及びＢＰＯ4（１０ｗｔ％）；ＳｎＯ（２０〜５０ｗｔ％）、ＳｎＦ2（３０〜６０ｗｔ％）及びＰ2Ｏ5（１０〜３０ｗｔ％）（ここで、ＳｎＯ、ＳｎＦ2及びＰ2Ｏ5の合計重量は１００ｗｔ％である）；ＳｎＯ（２０〜５０ｗｔ％）、ＳｎＦ2（３０〜６０ｗｔ％）、Ｐ2Ｏ5（１０〜３０ｗｔ％）及びＮｂＯ（１〜５ｗｔ％）（ここで、ＳｎＯ、ＳｎＦ2、Ｐ2Ｏ5及びＮｂＯの合計重量は１００ｗｔ％である）；及びＳｎＯ（２０〜５０ｗｔ％）、ＳｎＦ2（３０〜６０ｗｔ％）、Ｐ2Ｏ5（１０−３０ｗｔ％）及びＷＯ3（１〜５ｗｔ％）（ここで、ＳｎＯ、ＳｎＦ2、Ｐ2Ｏ5及びＷＯ3の合計重量は１００ｗｔ％である）。本発明の他の特徴によれば、前記無機膜を二つ備え、前記無機膜が前記有機膜の上側と下側に備えられている。本発明の他の特徴によれば前記有機発光膜に含まれた物質の変性温度の最小値が１３０〜１４０℃である。本発明の他の特徴によれば前記有機膜が、アクリレート系ポリマーを含む。
以下、添付した図面を参照で本発明の望ましい実施形態についてさらに詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による有機発光表示装置を概略的に示す断面図である。図２は、図１のII部分についての部分断面図であり、図３は、図１のIII部分についての部分断面図である。
図１ないし図３から分かるように、基板１の一面に有機発光部２が形成されており、この有機発光部２を有機膜３と無機膜４との積層体が覆うように、前記積層体が基板１上に形成される。
前記基板１は、ガラス材基板であるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、金属またはプラスチックからなる基板であってもよい。前記基板１は、屈曲可能なフレキシブル基板でありうるが、この時、屈曲半径が１０ｃｍ以下の基板でありうる。
基板１上に形成された有機発光部２は、図２に示したように、第１電極２１と第２電極２２、及び第１電極２１と第２電極２２との間に備えられた有機発光膜２３の積層体を含む。
図面には図示していないが、前記有機発光部２は、各画素当り一つの画素回路を含み、前記画素回路は、少なくとも一つの薄膜トランジスタ（図示せず）及びキャパシタ（図示せず）を備える。
前記第１電極２１は、前記薄膜トランジスタと電気的に連結される。
前記第１電極２１と第２電極２２とは互いに対向し、有機発光膜２３によって互いに電気的な絶縁が保持される。前記第１電極２１は、そのエッジが画素定義膜２４によって覆われ、画素定義膜２４及び第１電極２１の上部に有機発光膜２３及び第２電極２２が形成される。少なくとも前記第２電極２２は、画素全体をいずれも覆うように共通電極で形成され、前記第１電極２１は、画素ごとに独立した構造で形成される。
第１電極２１及び第２電極２２は、それぞれアノード及びカソードの機能を行えるが、極性は互いに逆になってもよい。
第１電極２１がアノードとして使われる場合、前記第１電極２１としては、仕事関数の絶対値の高い物質を使い、第２電極２２がカソードとして使われる場合、前記第２電極２２としては、仕事関数の絶対値が第１電極２１より低いものを使う。第１電極２１及び第２電極２２の極性が逆になる場合、物質も逆に使われうるということはいうまでもない。以下では、第１電極２１がアノードとして、第２電極２２がカソードとして使われる場合を説明する。
第１電極２１は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、及びＩｎ2Ｏ3のうち少なくとも一つの透明金属酸化物を含んで形成される。第２電極２２は、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ及びＣｒのうち少なくとも一つの金属を含んで形成される。
基板１の方向に画像が具現される背面発光型構造の場合、前記第２電極２２の厚さを相対的に厚く形成して基板１方向への発光効率を高める。
有機膜３の方向に画像が具現される前面発光型構造の場合、前記第２電極２２の厚さを薄く形成して第２電極２２を半透過反射膜とするか、または、第２電極２２を前述した物質以外の透明な導電体で形成する。もちろんこの場合には、第１電極２１が反射膜をさらに含む。
有機発光膜２３は、発光層（ＥＭＬ）を含む複数の有機膜の積層構造で形成する。発光層と第１電極２１との間には、正孔輸送層、正孔注入層などが備えられ、発光層と第２電極２２との間には電子輸送層、電子注入層などが備えられる。
前記有機発光膜２３には、例えば、下記の化合物３０１、３１１及び３２１のうちいずれか一つ以上が含まれうる。
図１ないし図３による実施形態で、前記のような有機発光部２は、有機膜３及び無機膜４が順次積層されてなる積層体によって覆われ、この有機膜３及び無機膜４の積層体によって、前記有機発光部２は外気から遮断されるように密封される。
この時、前記有機膜３及び無機膜４は、仮に環境性要素５１または５１'が存在した場合に、それらのエッジを取り囲むように、前記環境性要素５１または５１'と接して備えられる。
前記環境性要素５１または５１'は、本発明の有機発光表示装置の形成工程で非意図的に付着した粒子であり、有機物及び／または無機物を含む。図３に示した実施形態で、前記環境性要素５１または５１'は第２電極２２上に位置する。図面には図示されていないが、第２電極２２内または下部に位置する場合もあり、これによって有機発光部２の上面が所定の屈曲を持つ場合があり得る。
前記環境性要素５１または５１'は、有機発光部２の形成後には、洗浄などのウェット工程によって除去することができない。
前記環境性要素５１または５１'は、サイズが１〜５μｍであり得るが、小さなサイズの環境性要素５１'は有機膜３によって覆われ、大きいサイズの環境性要素５１は有機膜３上に露出される。
前記無機膜４は、有機膜３の厚さより大きくて有機膜３によって埋め込まれず、有機膜３上に露出された環境性要素５１を覆う。
前記有機膜３は、ポリマー物質でありうる。前記ポリマー物質は、アクリレート系ポリマーを含む。後述するように前記有機膜３は、硬化性前駆体を成膜後にポリマーへと硬化させることによって得られる。したがって、図２に示すように、前記有機膜３の上面３０１は平坦に形成される。この時、有機膜３の下部面３０２は画素定義膜２４に形成された屈曲に沿うため、平坦でない部分を持つ。このように前記有機膜３は、上面３０１の平坦な部分と下部面３０２の平坦でない部分とが互いに対向する。
前記有機膜３は、このように上面３０１が平坦に形成されているため、図３に示すように、前記環境性要素５１と接する境界における厚さｔ３１が、前記環境性要素５１から離隔している部分における厚さｔ３２と同じになる。これは、下部面３０２に図２のような屈曲のある部分を除いては、均一な厚さに形成できるということを意味する。したがって、有機発光部２を全面積に亘って均一に保護する。
前記無機膜４は、有機膜３上に成膜されるが、これによって前記無機膜４は、前記有機膜３と面で互いに接するように備えられる。
前記無機膜４は、低温粘度変化（ＬｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＶｉｓｃｏｓｉｔｙＴｒａｎｓｉｔｉｏｎ：ＬＶＴ）無機物を含む。
前記無機膜４は、後述するように軟化して流動化した後に凝固して形成されるが、無機膜４の粘度変化温度は、前記有機発光膜２３の変性温度より低い。
本明細書において、「軟化温度」とは、前記ＬＶＴ無機物が固体から液体に完全に変わる温度を意味するものではなく、前記ＬＶＴ無機物に柔軟性を提供できる最小温度、すなわち、前記ＬＶＴ無機物の粘度が変化する最小温度を意味する。
ＬＶＴ無機物の軟化温度は、前記有機発光部１３に含まれた物質の変性温度より低い。例えば、前記ＬＶＴ無機物の軟化温度は、前記有機発光部１３に含まれた物質の変性温度のうち最小値より低い。
前記有機発光膜２３の変性温度とは、前記有機発光膜２３に含まれた物質の物理的変性及び／または化学的変性をもたらす温度を意味し、有機発光膜２３に含まれた物質の種類及び数によって、複数存在する。
例えば、前記有機発光膜の変性温度は、有機発光膜２３に含まれた有機物のガラス遷移温度Ｔｇを意味する。前記軟化温度及びガラス転移温度は、ＬＶＴ無機物及び有機発光膜２３に含まれた有機物について熱重量分析法（ＴｈｅｒｍｏＧｒａｖｉｍｅｔｒｉｃＡｎａｌｙｓｉｓ：ＴＧＡ）又は熱機械分析装置(ＴＭＡ：Ｔｈｅｒｍｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ)を行うことで測定される。
前記ガラス転移温度は、例えば、有機発光膜２３に含まれた物質について、ＴＧＡ（ＴｈｅｒｍｏＧｒａｖｉｍｅｔｒｉｃＡｎａｌｙｓｉｓ）、ＤＳＣ（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＳｃａｎｎｉｎｇＣａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）又は熱機械分析装置(ＴＭＡ：Ｔｈｅｒｍｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ)を用いた熱分析（Ｎ2雰囲気、温度区間：常温〜６００℃（１０℃／ｍｉｎ）−ＴＧＡ、常温〜４００℃−ＤＳＣ、パンタイプ：使い捨て用アルミニウムパン内の白金パン（ＴＧＡ）、使い捨て用アルミニウムパン（ＤＳＣ））を行った結果から導出され、これは当業者が容易に分かるものである。
前記有機発光膜２３に含まれた物質の変性温度は、例えば、１３０℃を超過するが、これに限定されるものではなく、有機発光膜２３に含まれた物質について、前述したようなＴＧＡ、ＤＳＣ又はＴＭＡ分析により容易に測定できるものである。
前記有機発光部１３に含まれた物質の変性温度のうち最小値は、例えば、１３０℃〜１４０℃である。例えば、前記有機発光膜２３に含まれた物質の変性温度のうち最小値は１３２℃であるが、これに限定されるものではなく、前記有機発光膜２３に含まれた物質の変性温度のうち最小値は、有機発光膜２３に含まれた物質について、前述したようなＴＧＡ、ＤＳＣ又はＴＭＡ分析によりＴｇを求めた後、複数ある場合には複数のＴｇのうち最小値を選択することで定められる。
例えば、前記ＬＶＴ無機物の軟化温度は、８０℃以上、例えば、８０℃以上及び１３２℃未満の範囲でありうるが、これに限定されるものではない。例えば、前記ＬＶＴ無機物の軟化温度は、例えば、８０℃〜１２０℃または１００℃〜１２０℃でありうるが、これに限定されるものではない。例えば、前記ＬＶＴ無機物の軟化温度は１１０℃である。
前記ＬＶＴ無機物は、１種の化合物からなるか、または２種以上の化合物からなる混合物である。前記ＬＶＴ無機物は、酸化スズ（例えば、ＳｎＯまたはＳｎＯ2）を含む。前記ＬＶＴ無機物がＳｎＯを含む場合、前記ＳｎＯの含量は２０重量％〜１００重量％である。
例えば、前記ＬＶＴ無機物は、リン酸化物（例えば、Ｐ2Ｏ5）、リン酸ホウ素（ＢＰＯ4）、フッ化スズ（例えば、ＳｎＦ2）、酸化ニオブ（例えば、ＮｂＯ）及び酸化タングステン（例えば、ＷＯ3）のうち１種以上をさらに含むが、これらに限定されるものではない。例えば、前記ＬＶＴ無機物は、−ＳｎＯ；−ＳｎＯ及びＰ2Ｏ5；−ＳｎＯ及びＢＰＯ4；−ＳｎＯ、ＳｎＦ2及びＰ2Ｏ5−ＳｎＯ、ＳｎＦ2、Ｐ2Ｏ5及びＮｂＯ；または−ＳｎＯ、ＳｎＦ2、Ｐ2Ｏ5及びＷＯ3；を含むが、これらに限定されるものではない。
例えば、前記ＬＶＴ無機物は下記の組成を持つが、これらに限定されるのではない。１）ＳｎＯ；２）ＳｎＯ（８０ｗｔ％）及びＰ2Ｏ5（２０ｗｔ％）；３）ＳｎＯ（９０ｗｔ％）及びＢＰＯ4（１０ｗｔ％）；４）ＳｎＯ（２０〜５０ｗｔ％）、ＳｎＦ2（３０〜６０ｗｔ％）及びＰ2Ｏ5（１０〜３０ｗｔ％）（ここで、ＳｎＯ、ＳｎＦ2及びＰ2Ｏ5の合計重量は１００ｗｔ％である）；５）ＳｎＯ（２０〜５０ｗｔ％）、ＳｎＦ2（３０〜６０ｗｔ％）、Ｐ2Ｏ5（１０〜３０ｗｔ％）及びＮｂＯ（１〜５ｗｔ％）（ここで、ＳｎＯ、ＳｎＦ2、Ｐ2Ｏ5及びＮｂＯの合計重量は１００ｗｔ％である）；または６）ＳｎＯ（２０〜５０ｗｔ％）、ＳｎＦ2（３０〜６０ｗｔ％）、Ｐ2Ｏ5（１０−３０ｗｔ％）及びＷＯ3（１〜５ｗｔ％）（ここで、ＳｎＯ、ＳｎＦ2、Ｐ2Ｏ5及びＷＯ3の合計重量は１００ｗｔ％である）。
例えば、前記ＬＶＴ無機物は、ＳｎＯ（４２．５ｗｔ％）、ＳｎＦ2（４０ｗｔ％）、Ｐ2Ｏ5（１５ｗｔ％）及びＷＯ3（２．５ｗｔ％）を含むが、これらに限定されるものではない。
このような組成で無機膜４を形成する場合、軟化温度を前記有機発光膜２３の変性温度より低く保持でき、後述する無機膜についてのヒーリング工程で、無機膜４に形成されうる多くの形態の欠陷をヒーリングする。
前記無機膜４は、図３に示したように、成膜性要素５２を含む。前記成膜性要素５２は、無機膜４の成膜工程中に有機膜３上に蒸着された無機物粒子でありうるが、これは、後述するようにヒーリング工程で治されて無機膜４の一部分をなす。
前記無機膜４は、図３に示したように、前記環境性要素５１に跨って該要素を超えられるため、その下部面４０２が平坦でない屈曲を持つ。この時、無機膜４の上面４０１が平坦に形成される。これは、後述するように無機膜についてのヒーリング工程で、無機膜が流動性を持った後に凝固されるからである。したがって、前記無機膜４は、上面４０１の平坦な部分と下部面４０２の平坦でない部分とが互いに対向する。
前記無機膜４は、このように上面４０１が平坦に形成されているため、図３に示すように、前記環境性要素５１と接する境界の厚さｔ４１が前記環境性要素５１から離隔している部分の厚さｔ４２と同じになる。これは、下部面４０２に図３のような屈曲のある部分を除いては均一な厚さに形成されるということを意味する。したがって、有機発光部２を全面積にかけて均一に保護する。
前記無機膜４は、図１に示したように、有機膜３より広い面積で形成されてそのエッジがいずれも基板１と接するようにすることが望ましい。したがって、有機膜３は、無機膜４によって完全に覆われた構造になり、この時、無機膜４が基板１と接しているため無機膜４の基板１との接合特性が向上し、外気の有機発光部２への浸透をさらに堅く遮断する。図面には図示されていないが、前記有機発光部２は、前述したように薄膜トランジスタを含む画素回路をさらに備えることができるので、前記無機膜４は、前記画素回路を構成する膜、例えば、薄膜トランジスタを構成する層のうちいかなる絶縁膜とも接するようにする。例えば、薄膜トランジスタを構成する層のうちゲート絶縁膜の延びた部分と前記無機膜４とが接するようにしてもよい。この場合にも、薄膜トランジスタを構成する絶縁膜が、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンなどの無機絶縁膜であるため、無機膜４が基板１と接する場合と同一及び／または類似した特性を示す。
前記のような有機膜３及び無機膜４は、下記の方法で製造される。先ず、図４に示すように、第２電極２２上に有機膜３を形成する。この時、第２電極２２上には環境性要素５１、５１'が位置していてもよい。
前記有機膜３を形成する段階は、前記有機膜３に含まれた硬化性前駆体を提供する段階、及び前記硬化性前駆体を硬化させる段階を含む。
前記前駆体は、常温で５〜１５ｃｐの粘度を持ち、３００℃〜５００℃の沸点を持つ前駆体であり、熱硬化性または光硬化性前駆体である。例えば、前記前駆体は、アクリレート系前駆体（モノアクリレート、ジメタクリレート、トリアクリレートなど）を含むが、これらに限定されるものではない。前記硬化性前駆体は、１種の化合物からなるか、または２種以上の互いに異なる化合物の混合物である。
前記硬化性前駆体を有機発光部２上に提供する段階は、フラッシュ蒸発法を用いて行えるが、これに限定されるものではない。
次いで、有機発光部２に提供された硬化性前駆体を、公知の硬化方法を用いて硬化させる。例えば、前記前駆体は、ＵＶ（紫外線）硬化、赤外線硬化、レーザー硬化などによって硬化されて有機膜３に成膜されるが、これに限定されるものではない。
前記有機膜３の厚さは、１μｍないし５μｍである。前記有機膜３の厚さが前述したような範囲を満たす場合、前記有機膜３内に前記環境性要素５１または５１'の一部以上が埋め込まれることで、無機膜４の屈曲特性の向上に寄与する。
一例によれば、有機発光部２上に、硬化性前駆体として、モノアクリレート、ジメタクリレート、トリアクリレートが約２：７：１の重量比で配合された硬化性前駆体混合物（常温で５〜１５ｃｐの粘度を持ち、沸点は３００〜５００℃）を、フラッシュ蒸着法（成膜速度：約２００Å／ｓ／成膜時間：３〜４分）を用いて提供する。この時、前記硬化性前駆体混合物は、有機発光部２に提供されるやいなや直ぐ凝縮されて液相状態で存在するので、前記環境性要素５１または５１'との間に隙間なく、前記環境性要素５１または５１'の表面の一部以上は前記硬化性前駆体によって取り囲まれる。次いで、有機発光部２上に提供された硬化性前駆体混合物を、直ぐＵＶ硬化装置（紫外線波長：３９０ｎｍ／光量：５００ｍＪ）を用いて硬化させて有機膜３を形成する。
前述したように、前記環境性要素５１、５１'が１〜５μｍであることに鑑みて約４μｍ厚さの硬化性前駆体を成膜する。硬化性前駆体の場合は、成膜速度が２００Å／ｓのレベルで非常に速いため、４μｍ厚さの形成に３〜４分ほどかかる。
次いで、前記有機膜３上に予備無機膜４'を成膜する。この予備無機膜４'は、前述したＬＶＴ無機物を含む。
前記予備無機膜４'は、前記ＬＶＴ無機物をスパッタリング、真空蒸着法、低温蒸着法、プラズマ強化化学的気象蒸着法（ＰＣＶＤ）、プラズマイオン支援蒸着法（ＰＩＡＤ）、スリットコーティング法、フラッシュ蒸着法、電子ビームコーティング法またはイオンプレーティング法などの方法で前記有機膜３上に成膜することで形成される。具体的に、ＳｎＯ−ＳｎＦ2−Ｐ2Ｏ5−ＷＯ3組成の無機物をスパッタリング方式により成膜する。スパッタリング方式は、具体的にｄｕａｌｒｏｔａｒｙｔａｒｇｅｔ方式を適用し、基板が動きつつスキャンする方式を使う。１２ｋｗ、０．４Ｐａのアルゴンプラズマを使え、複数回のスキャン繰り返しで所望の膜厚さが得られる。このように約１μｍ厚さの予備無機膜４'を成膜する。
前記予備無機膜４'は、図４に示したように、成膜される表面に環境性要素５１による屈曲がある場合には、この屈曲に沿って連続的な膜を形成し難く、膜が切れて間隙４０３を形成する。また成膜の進行中に予備無機膜４'が均一に形成されるものではなく、成膜性要素５２がたまにありうる。前記成膜性要素５２は、予備無機膜４'と同じ、または類似した組成の無機物からなっている。この成膜性要素５２が存在する部分でも前記間隙４０３は発生する。
また、前記予備無機膜４'は、それ自体にも複数のピンホール４０４が存在しうる。前記のような間隙４０３及びピンホール４０４は、これらを介して透湿及び／または透気のパスを提供するので、ヒーリング工程を経て前記間隙４０３及びピンホール４０４を除去する。
前記ヒーリング工程により、図４に示したように成膜された前記予備無機膜４'について流動性を与えた後で凝固させることで、図３に示したように上面４０１の平坦な無機膜４に変化させる。
ヒーリング工程は、前記予備無機膜４'をその軟化温度以上に加熱して流動性を与える工程である。前記ヒーリング段階は、前記ＬＶＴ無機物の軟化温度以上の温度で行われる。例えば、前記ヒーリング段階は、前記ＬＶＴ無機物の軟化温度以上ないし前記有機発光膜に含まれた物質の変性温度未満の範囲で、前記予備無機膜４'を熱処理することで行われる。他の例として、前記ヒーリング段階は、前記ＬＶＴ無機物の軟化温度以上ないし前記有機発光膜に含まれた物質の変性温度のうち最小値未満の範囲で、前記予備無機膜４'を熱処理することで行われる。さらに他の例として、前記ヒーリング段階は、ＬＶＴ無機物の粘度変化温度で行われる。
前記「ＬＶＴ無機物の軟化温度」は、前記ＬＶＴ無機物の組成によって異なり、「前記有機発光膜に含まれた物質の変性」は、前記有機発光膜２３に使われた物質によって異なるが、ＬＶＴ無機物の組成及び有機発光膜２３に使われた物質の成分によって当業者が容易に認識（例えば、有機発光膜２３に含まれた物質についてのＴＧＡ、ＤＳＣ又はＴＭＡ分析結果から導出されるＴｇ温度評価など）できる。
例えば、前記ヒーリング段階は、８０℃以上及び１３２℃未満の範囲（例えば、８０℃〜１２０℃または１００℃〜１２０℃の範囲）で１時間〜３時間（例えば、１１０℃で２時間）前記予備無機膜を熱処理することで行われるが、これらに限定されるものではない。前記ヒーリング段階の温度が前述したような範囲を満たすことで、前記予備無機膜４'のＬＶＴ無機物の流動化が可能になり、有機発光膜２３の変性が防止される。
このヒーリング工程は、真空、窒素またはアルゴン雰囲気で進むが、ＩＲオーブンを使える。また１〜３時間行われる。しかし、必ずしもこれらに限定されるものではなく、レーザースキャニングによってヒーリング工程を進める。このように加熱した後で冷却させれば、図４に示す予備無機膜４'が図３に示す無機膜４の形態に変わりつつ、図４に示す予備無機膜４'の間隙４０３及びピンホール４０４に流動化されたＬＶＴ無機物が充填され、したがって、間隙４０３及びピンホール４０４は自然になくなる。また前記予備無機膜４'内にあった成膜性要素５２も流動性を持つようになることで、前記予備無機膜４'が無機膜４に変化する時に自然に無機膜４に吸収される。
前記のようなヒーリング工程は必ずしも１回の工程で終わるものではなく、複数回の段階に分けて行われる。またヒーリング工程後には化学的処理法、プラズマ処理法、酸素を含む高温チャンバ処理法、酸素及び水分を含む高温チャンバ処理法または表面ドーピング法を用いて後処理工程を行える。前記後処理工程によって、前記環境性要素５１と前記ヒーリング処理された無機膜４との結合力、及び前記ヒーリング処理された無機膜４内のＬＶＴ無機物間の結合力が向上する。
このように図３による実施形態は、有機膜３内に、有機膜３の厚さを超過する環境性要素５１が位置する場合にも、有機膜３の上部に位置する無機膜４が堅く形成され、この無機膜４がかえって環境性要素５１と緻密に結合されていて環境性要素５１による密封破壊の恐れを解消する。また有機膜３を一定厚さ以上に形成した後で無機膜４を形成するため、前記無機膜４を単一膜として密封構造を形成する場合に比べて、工程タクトタイムを著しく短縮させ、これによって量産性を高める。また、このように無機膜４と有機膜３とが互いに接触するように形成される場合、無機膜４の比較的に劣る屈曲特性を有機膜３が補うため、有機膜３と無機膜４との積層体による密封構造の屈曲性が向上する。
図５は、本発明の他の一実施形態を示すものである。図５に示した実施形態で、環境性要素５１"は有機膜３上に位置する。この場合にも無機膜４は、前述したヒーリング工程を経つつ上面４０１が平坦になり、これによって前記無機膜４は、前記環境性要素５１"のエッジを取り囲むように前記環境性要素５１"と接して備えられる。したがって、有機膜３上に位置する環境性要素５１"による損傷を防止する。
図６は、本発明のさらに他の一実施形態を示すものであり、有機膜３を、有機発光部２を覆う第１有機膜３１と、無機膜４を覆う第２有機膜３２とで構成したものである。前記第１有機膜３１と第２有機膜３２とは、互いに同じ有機物である。しかし、必ずしもこれらに限定されるものではなく、前記第２有機膜３２は耐熱性有機物を使える。もちろんこの場合にも、前記耐熱性有機物の基本組成は、前記第１有機膜３１の組成と同一または類似にできる。
前記第２有機膜３２の構造は、図６に示したように、無機膜４全体を取り囲むように覆って形成されるが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、第２有機膜３２'が無機膜４の上面のみに形成されてもよい。また図８に示すように、第２有機膜３２"が無機膜４の上面を含む側面の一部を覆うように形成されてもよい。
前記第２有機膜３２、３２'、３２"は、第１有機膜３１と必ずしも同じ方法で形成する必要はなく、スクリーンプリンティングなどの塗布方法で成膜されてもよい。
図６ないし図８に示す構造の第２有機膜３２、３２'、３２"は、無機膜４を外部の衝撃などから保護し、前述したように無機膜４の屈曲特性を補う。
図面には図示されていないが、前記第２有機膜３２、３２'、３２"を覆うように別途の無機膜及び／または無機膜／有機膜の積層体を少なくとも一つ以上さらに成膜できる。この時の無機膜は、前述したＬＶＴ無機物を用いたヒーリング工程で形成されたものであるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、シリコン系酸化物及び／またはシリコン系チッ化物及び／またはアルミニウム系酸化物及び／またはアルミニウム系チッ化物などの、無機膜４とは異なる成分の無機物も適用できる。
図９は、本発明のさらに他の一実施形態を示すものであり、図１０は、図９のＸ部分を拡大して示すものである。前記有機発光部２を覆うように無機膜４を先ず形成した後、この無機膜４を覆うように有機膜３を形成する。この場合、前述したように無機膜４が平坦な上面４０１を持つため、環境性要素５１、５１'を取り囲むように環境性要素５１、５１'と緻密に接する。したがって、環境性要素５１、５１'に関する欠陷の治された緻密なバリアー特性を持つ無機膜４を形成可能になる。この無機膜４を有機膜３が覆って有機膜３の上面３０１が平坦に形成されるため、無機膜４及び有機膜３積層体のバリアー特性はさらに向上する。前述したように無機膜４は、工程特性上厚く形成され得ないため、無機膜４の外側に環境性要素５１、５１'が露出されるしかなく、これを再び有機膜３が覆って上面３０１を平坦にすることで、環境性要素５１、５１'に起因したバリアー特性の低下を完全に遮断する。また有機膜３は、無機膜４の屈曲特性を向上させる。
図１１は、本発明のさらに他の一実施形態を示すものであり、無機膜４は、有機発光部２を覆う第１無機膜４１と、有機膜３を覆う第２無機膜４２とを含む。前記有機膜３は、第１無機膜４１と第２無機膜４２との間に位置する。前記第２無機膜４２は、第１無機膜４１と同じ無機膜でありうる。すなわち、前記第１無機膜４１と第２無機膜４２とを前述したＬＶＴ無機物で形成し、ヒーリング工程により緻密かつ上面の平坦な無機膜に形成する。しかし、本発明は必ずしもこれらに限定されるものではなく、前記第１無機膜４１を、前述したＬＶＴ無機物を用いてヒーリング工程により形成し、第２無機膜４２は、シリコン系酸化物及び／またはシリコン系チッ化物及び／またはアルミニウム系酸化物及び／またはアルミニウム系チッ化物などの、第１無機膜４１とは異なる無機物質で形成する。この場合、第１無機膜４１と第２無機膜４２とのバリアー特性が互いに異なるため、第１無機膜４１と第２無機膜４２との長短所を互いに補う。
図面には図示していないが、前記第２無機膜４２を覆うように別途の有機膜をさらに形成でき、その上にも複数の有機膜／無機膜積層体がさらに形成される。
図１２は、本発明のさらに他の実施形態を示すものであり、図３による実施形態で、有機膜３と第２電極２２との間に保護膜２５がさらに備えられたものである。前記保護膜２５は、有機膜３の形成工程時に第２電極２２が損傷することを防止するためのものであり、ＬｉＦ、リチウムキノレート、Ａｌｑ3などが使われる。前記保護膜２５は、図４ないし図１１による実施形態でいずれも適用されるが、第２電極２２上に成膜される。
図１３は、本発明のさらに他の実施形態を示すものであり、図１による実施形態で、基板１の下部面に第３有機膜６が成膜されたものである。図１３による実施形態は、基板１をガラス材質で形成する場合にさらに有用である。すなわち、基板１をガラス材質で形成する場合には、薄い基板１を使っても屈曲特性が良くない。この時、基板１の下部面に第３有機膜６を成膜すれば、基板１の屈曲特性を高める。例えば、０．１ｍｍ厚さのガラス基板の場合に屈曲半径が１０ｃｍレベルであるが、その下部面に約５μｍ厚さのアクリル有機膜をコーティングした場合、屈曲半径２ｃｍレベルで１０，０００回屈曲時にも割れなくなる。また前記第３有機膜６は、基板１の下部面からの器具的強度を補う役割を行う。前記第３有機膜６は、前述した第１有機膜及び／または第２有機膜と必ずしも同じ材質である必要はない。
このように基板１の下部面に形成した第３有機膜６は、図４ないし図１２による実施形態でいずれも適用される。
図１４は、本発明のさらに他の実施形態を示すものであり、図１による実施形態で、基板１と有機発光部２との間に第３無機膜７が備えられたものである。前記第３無機膜７は、前述したＬＶＴ無機物を用いてヒーリング工程を経て形成する。図面には図示していないが、前記第３無機膜７の上部に薄膜トランジスタ及び／またはキャパシタを含む画素回路部を構成する。この場合、第３無機膜７の緻密なバリアー特性によって有機発光部２の密封特性をさらに向上させる。前記第３無機膜７は、特に基板１がプラスチックで形成される場合のように、基板１自体のバリアー特性が良くない場合に特に有用である。
図１４で、前記第３無機膜７が基板１の上面に形成されたことを示したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、前記第３無機膜７は基板１の下部面に形成されてもよく、基板１の側面に形成されてもよい。このように第３無機膜７は、基板１と接するように形成されて基板１自体のバリアー特性を高める。このような第３無機膜７は、図４ないし図１３による実施形態でいずれも適用される。
本発明は、添付した図面に示した一実施形態を参照として説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の保護範囲は、添付した請求範囲のみによって定められねばならない。
本発明は、有機発光表示装置関連の技術分野に好適に用いられる。
３有機膜
４無機膜
２２第２電極
２４画素定義膜
５１、５１'環境性要素
５２成膜性要素
３０１有機膜の上面
３０２有機膜の下部面
４０１無機膜の上面
４０２無機膜の下部面
ｔ３１、ｔ３２、ｔ４１、ｔ４２厚さ
４無機膜
２２第２電極
２４画素定義膜
５１、５１'環境性要素
５２成膜性要素
３０１有機膜の上面
３０２有機膜の下部面
４０１無機膜の上面
４０２無機膜の下部面
ｔ３１、ｔ３２、ｔ４１、ｔ４２厚さ
Claims (14)
- 基板と、
前記基板上に位置し、第１電極、有機発光膜、および第２電極の順に積層された積層体を含む有機発光部と、
前記基板、および前記有機発光部の上側に位置し、前記有機発光部全体を覆い、硬化されたポリマーを含む有機膜と、
前記有機膜の上側に位置し、前記有機膜の上面及び側面全体を覆い、前記基板の表面上の一部に延在された無機膜を備え、
前記無機膜の上面は平坦であり、
前記無機膜が、前記有機発光部に含まれる物質のガラス転移温度よりも低い軟化温度を有する有機発光表示装置。 - 前記無機膜は、
ＳｎＯ（２０〜５０ｗｔ％）、ＳｎＦ2（３０〜６０ｗｔ％）、およびＰ2Ｏ5（１０〜３０ｗｔ％）からなる混合物；
ＳｎＯ（２０〜５０ｗｔ％）、ＳｎＦ2（３０〜６０ｗｔ％）、Ｐ2Ｏ5（１０〜３０ｗｔ％）、およびＮｂＯ（１〜５ｗｔ％）からなる混合物；ならびに
ＳｎＯ（２０〜５０ｗｔ％）、ＳｎＦ2（３０〜６０ｗｔ％）、Ｐ2Ｏ5（１０−３０ｗｔ％）、およびＷＯ3（１〜５ｗｔ％）からなる混合物のいずれか一つである、請求項１に記載の有機発光表示装置。 - 前記無機膜は、少なくとも一つの環境性要素のエッジを取り囲み、かつ前記環境性要素と接する、請求項１に記載の有機発光表示装置。
- 前記無機膜と前記環境性要素との間に間隙が存在しない、請求項３に記載の有機発光表示装置。
- 前記有機膜は、前記環境性要素のエッジを取り囲み、かつ前記環境性要素と接する、請求項３に記載の有機発光表示装置。
- 前記無機膜の軟化温度は、前記有機発光膜に含まれる物質の変性温度の最小値より低い、請求項１に記載の有機発光表示装置。
- 前記無機膜は、柔軟性が与えられた後、凝固して形成された、請求項１に記載の有機発光表示装置。
- 前記有機膜の上面は平坦である、請求項１に記載の有機発光表示装置。
- 前記有機膜と前記有機発光部との間に保護膜をさらに含む、請求項１に記載の有機発光表示装置。
- 前記無機膜の下部面は、非平坦面と平坦面とを有する、請求項１に記載の有機発光表示装置。
- 前記無機膜は、ＳｎＯ（４２．５ｗｔ％）、ＳｎＦ2（４０ｗｔ％）、Ｐ2Ｏ5（１５ｗｔ％）、およびＷＯ3（２．５ｗｔ％）を含む、請求項１に記載の有機発光表示装置。
- 前記有機発光部と前記有機膜の間に第２の無機膜をさらに有する、請求項１に記載の有機発光表示装置。
- 前記変性温度の前記最小値が１３０〜１４０℃の範囲に存在する、請求項６に記載の有機発光表示装置。
- 前記有機膜が、硬化されたアクリレート系ポリマーを含む、請求項１に記載の有機発光表示装置。
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