JPH09270295A - 有機発光素子およびその製造方法 - Google Patents

有機発光素子およびその製造方法

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JPH09270295A
JPH09270295A JP8079784A JP7978496A JPH09270295A JP H09270295 A JPH09270295 A JP H09270295A JP 8079784 A JP8079784 A JP 8079784A JP 7978496 A JP7978496 A JP 7978496A JP H09270295 A JPH09270295 A JP H09270295A
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JP
Japan
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light emitting
organic
organic light
emitting device
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JP8079784A
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Ritsuo Inaba
律夫 稲葉
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/84Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K50/844Encapsulations
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/84Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K50/846Passivation; Containers; Encapsulations comprising getter material or desiccants

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  • Optics & Photonics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機発光素子の耐久性を高めるためには、有
機発光素子の核となる部分を形成した後の、有機発光素
子の封止が重要であるが、水分や酸素等の影響により耐
久性に優れた有機発光素子は得られなかった。 【解決手段】 本発明は、基板11上に透明電極12、
ホ−ル輸送材料13、電子輸送材料14、カソード金属
電極15を順次形成する際に同時に、有機保護膜16に
より有機発光素子を保護するものである。さらに好まし
くは、上記の有機保護膜上に金属薄膜を形成して、酸素
や水分の透過を完全に防止して有機発光素子の耐久性を
高めるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は有機材料を用いた発
光素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】有機発光素子において、実用化のための
最大の課題は有機発光素子を作成した後の信頼性(耐久
性)の確保におかれている。従来、信頼性の確保に関し
ての発表例は少なく、何が信頼性を低下させているかも
完全には明確にはなっていない。
【0003】しかしながら、従来の発表例の中でいまま
でに発表されて明確になったものの一つに有機材料の結
晶化に基づく有機発光素子の劣化があ。この結晶化によ
って素子構造の破壊が生じてデバイス機能が無くなるわ
けであるが、結晶化の要因としては有機発光素子を保持
する温度や湿度が効いていることが分かっているが、こ
れらの要因を根本的に打ち消す実用的なレベルでの素子
の封止技術は今までには実現されていないものの、有機
発光素子を低温に保持することにより有機発光素子の信
頼性(耐久性)を向上させることができるとの報告もな
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、有機発
光素子を低温に保持することにより有機発光素子の信頼
性を向上させた例としては、1万時間以上の駆動が報告
されている(これは温度を下げることにより温度並びに
湿度に基づく有機発光素子劣化を防止する効果があ
る)。
【0005】一方、室温程度の温度では、最もよい条件
(保存条件は室温で研究室レベルでの保存条件、素子サ
イズは数ミリ角程度の条件)ならば結晶化等は明確には
なっていないが、その他の素子の劣化要因を低減するこ
とが可能となって現在では数千時間まで信頼性は確保さ
れてきている。
【0006】上記のように、有機発光素子は保存条件が
適切ならば寿命は1万時間以上確保されることは分かっ
ており、いかにして素子の最適条件を確保することが出
来るかが鍵となる。今までの研究で素子の劣化を防止す
るための手段は、水分の遮断、酸素の遮断、温度の遮断
を行えば良いことが分かってきた。
【0007】そこで、さらに長時間の素子寿命を持たせ
るためには素子の封止技術がより一層重要となる。電子
部品、半導体あるいは薬品等で広く用いられている従来
の封止技術の中で、例えば有機の発光素子の封止にとっ
て最も適用しやすい方法は、有機材料で覆う方法が考え
られるが実験結果はそのままの適用では封止効果が不十
分であることが分かった。もちろんカンパッケージング
等の技術は可能であるが大面積化は難しいため有機材料
の封止には使えない。
【0008】上記の問題点に鑑み、本発明は、有機発光
素子の素子寿命を著しく長く持たせることのできる封止
技術を用いた有機発光素子を提供することを目的とする
ものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】半導体の封止技術等で用
いられているCVD等の封止技術は有機発光素子の最大
耐熱温度が100度程度であるため有機発光素子の封止
用には適していない。
【0010】また、1ミクロン以下のピンホ−ル等の存
在が封止効果を無くしてしまうため、ピンホ−ルの全く
生じないことも封止方法が有機発光素子には特に必要と
される。
【0011】そこで、本発明では発光素子作成状態の同
一状態で素子上に有機材料の重合膜を設けることを特徴
とするもので、重合材料と、重合条件を適切に設定する
ことによって封止条件を満足させることが出来た。
【0012】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態における
有機発光素子について図面を参照しながら説明する。
【0013】(実施の形態1)図1は、本発明実施の形
態1における有機発光素子の概略断面図を示したもので
ある。図1において、11はガラスからなる基板、12
は基板上に形成された透明電極、13及び14は上記の
透明電極上に順次形成されたホール輸送材料層及び電子
輸送材料層を示している。そして更に、15は電子輸送
材料層上に形成されたカソード電極、16は上記のよう
に形成された有機発光素子全体を覆うように形成された
有機材料からなる有機保護膜、18は有機保護膜16上
に形成されたバッファー保護膜、19はカバー封止材料
層を示している。
【0014】次に以下では、図1に示す本発明の有機発
光素子の製造方法について説明する。
【0015】まず、ガラスからなる基板11上に透明電
極12をスッパッタリングあるいは蒸着で作成し、その
後エッチングにより所定の電極構造に加工する。この過
程までは有機発光素子の作成の前に行うこともでき、有
機発光素子作成と同時に行っても良いが一般的には電極
構造を作るために素子作成の前に行う。
【0016】次にホ−ル輸送材料層13および電子輸送
材料層14、さらにその上のカソード電極15は素子作
成において順次時間を置くことなく作成することが特性
の良い素子を作るためには重要であり、そのように順次
形成される。
【0017】以上のように有機発光素子の核となる部分
が形成された後、この有機発光素子を空気中(特に水分
下)に放置して置くと非発光部分となる黒点の発生が生
じてるとともに黒点が拡大してしまう。
【0018】そこで黒点の発生及び拡大防止には、その
後の封止技術が重要となるわけであるが、本発明では有
機発光素子作成と同時に封止を行うことを特徴とする。
なお、上記のように有機発光素子と同時に形成される封
止材料としては、特に有機材料を用いるものである。封
止材料に特に有機材料が重要な理由は、有機発光素子は
一般的に耐熱性が悪いために低温で作成する必要がある
ためで、低温でかつピンホ−ルの出来ない封止材料の作
成には有機材料が最も適しているからである。
【0019】また、封止のための有機材料の作成の方法
としては直接蒸着あるいは直接重合法で作成することが
効果があった。その際、一旦発光素子を作成してから、
その後封止用の保護膜を作成することは素子作成と封止
膜作成との間に入り込む劣化要因を取り除くことは出来
ないことが分かった。従って、有機発光素子そのものを
作成すると同時に有機材料を用いた封止を行なうことが
望ましい。
【0020】本発明の封止用の有機材料には有機材料の
中で特に劣化要因を取り除く効果が大きい材料として
は、下記のものが挙げられる。
【0021】ヘキサメチルシラザン((CH33SiS
i(CH33)、ヘキサメチルジシロキサン(((CH
33Si)2O)、トリフロロプロピルジメチルシロキ
サン((CF3CH2CH2SiMe22NH)、トリフ
ロロプロピルジメチルジロキサン((CF3CH2CH2
SiMe22O)である。
【0022】ヘキサメチルシラザン、ヘキサメチルジシ
ロキサン、トリフロロプロピルジメチルシロキサン、ト
リフロロプロピルジメチルジロキサン膜の作成には有機
発光素子作成蒸着槽の中で素子作成直後にプラズマ重合
法で作成することが最もピンホ−ルの少ない膜が作成す
ることが出来る。
【0023】上記の有機材料は分子単体のモノマ−状態
では封止膜とはならないが重合することによってピンホ
−ルの無い封止膜としての機能を持たせることが出来
る。上記のような重合を行なうためには温度、圧力等を
調整する必要性があるが、有機発光素子には使えないも
のの「プラズマ重合法」は発光素子にダメ−ジを与える
事なく封止膜を作ることが出来るため、有機材料による
封止の方法としては、プラズマ重合法により行なうこと
が望ましい。なお、上記の有機保護膜を形成するにあた
っては、その作成温度を50度から100度の温度範囲
内とすることが望ましい。
【0024】また、上記のプラズマ重合を行なうにあた
って、プラズマの作成には適当な圧力にして内部に上記
の有機材料のモノマ−を入れて高周波電解を与えること
によってプラズマが発生して重合物は容器内の表面に体
積する。
【0025】以上のように、本実施の形態における有機
発光素子では、有機発光素子の核となる部分を形成する
と同時に、すぐに封止工程を行い、しかもこの封止工程
において有機発光素子を有機材料により封止しているた
め、発光領域における黒点(非発光部分)の発生やその
拡大を防止することができ、結果として信頼性(耐久
性)の高い有機発光素子を形成することができる。
【0026】(実施の形態2)以下では、本発明実施の
形態2における有機発光素子について、図2を参照しな
がら説明する。本実施の形態は、上記した実施の形態1
における有機発光素子よりも更に信頼性(耐久性)の高
い有機発光素子を提供するものであり、有機保護膜上に
金属層を形成している点が実施の形態1とは異なる。
【0027】図2は本発明実施の形態2における有機発
光素子の概略を示す断面図であるが、図2において、1
1はガラスからなる基板、12は基板上に形成された透
明電極、13及び14は上記の透明電極上に順次形成さ
れたホール輸送材料層及び電子輸送材料層を示してい
る。そして更に、15は電子輸送材料層上に形成された
カソード電極、16は上記のように形成された有機発光
素子全体を覆うように形成された有機材料からなる有機
保護膜であり、以上の構成については、基本的に上記し
た実施の形態1における有機発光素子と同様の構成であ
る。
【0028】ここで、本実施の形態では、有機保護膜1
6上に形成された金属薄膜であり、さらにその上には、
カバー封止材料層19が形成されている。
【0029】次に以下では、上記のように有機保護層1
6上に金属薄膜を形成することの利点について説明す
る。
【0030】上記した本発明実施の形態1に示す有機発
光素子は、従来の有機発光素子と比較すると耐久性の点
で優れてはいるが、有機材料で封止した発光素子は耐久
性に於て完全になったわけではない。その理由は有機保
護層の数ミクロン程度の厚みでは透過する水分、酸素等
を完全には遮蔽する事ができないためである。特に同一
薄膜状態での水分、酸素等の透過率を金属、有機材料等
で比較すると金属が一桁程度透過率が少ない事がわかっ
た。従って、有機保護層の上に更に金属薄膜を形成して
やれば、水分や酸素等の透過をさらに完全に防止するこ
とができる。
【0031】実際に作成した有機発光素子では、上記の
金属薄膜の厚みを0.2μmから3μmの範囲で作成を
行なった。本実施の形態では有機発光素子作製チャンバ
ー内で封止用にさらに金属薄膜を設けることがより完全
に封止できた。
【0032】念のために記すと有機薄膜はピンホールが
少ないけれども、透過率は大きく、逆に金属薄膜は透過
率は小さいがピンホールの発生による透過率は大きい。
従って本実施の形態における有機発光素子は、この両方
の機能を補ってより完全な封止を行うというものであ
る。
【0033】なお、有機薄膜の封止効果は厚みとともに
その効果は増大するが、比例関係ではない。0.2μm
以下の厚みでは急激に封止効果が減少する。さらに厚い
方はその上限は特に無いが一般的に数μmが作製時間等
の効率から見て限界となる。
【0034】
【発明の効果】本発明の構造に依る発光素子構造によっ
て、長期の信頼性をもつ素子の実現が出来た。従来は1
000時間程度で外部からの水分等の浸入で素子の中の
黒点等の拡大が見られたが本発明の構造によって1万時
間以上の信頼製が確保出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における有機発光素子の
概略断面図
【図2】本発明の一実施の形態における有機発光素子の
概略断面図
【符号の説明】
11 基板ガラス 12 透明電極 13 ホ−ル輸送材料 14 電子輸送材料 15 カソード金属電極 16 有機保護膜 17 金属薄膜 18 バッファー保護膜 19 カバー封止材料

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板と、前記基板上に形成された透明電極
    と、前記透明電極上に形成されたホール輸送層及び電子
    輸送層と、その上に形成されたカソード電極と、前記ホ
    ール輸送層、前記電子輸送層及び前記カソード電極を覆
    うように形成された有機材料からなる有機保護層とを有
    し、前記有機材料がヘキサメチルジシラザン、ヘキサメ
    チルジシロキサン、トリフロロプロピルジメチルジシロ
    キサン、トリフロロプロピルジメルジシラザンから選ば
    れるいずれかであることを特徴とする有機発光素子。
  2. 【請求項2】基板と、前記基板上に形成された透明電極
    と、前記透明電極上に形成されたホール輸送層及び電子
    輸送層と、その上に形成されたカソード電極と、前記ホ
    ール輸送層、前記電子輸送層及び前記カソード電極を覆
    うように形成された有機材料からなる有機保護層と、前
    記有機保護膜上に形成された金属薄膜とを有する有機発
    光素子。
  3. 【請求項3】有機保護膜の膜厚を0.2ミクロン以上と
    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
    光素子。
  4. 【請求項4】基板と、前記基板上に形成された透明電極
    と、前記透明電極上に形成されたホール輸送層及び電子
    輸送層と、その上に形成されたカソード電極と、前記ホ
    ール輸送層、前記電子輸送層及び前記カソード電極を覆
    うように形成された有機材料からなる有機保護層とを有
    する有機発光素子の製造方法であって、素子作成と同時
    に有機材料を素子保護膜として形成することを特徴とす
    る有機発光素子の製造方法。
  5. 【請求項5】有機保護層をプラズマ重合により形成する
    ことを特徴とする請求項4に記載の有機発光素子の製造
    方法。
JP8079784A 1996-04-02 1996-04-02 有機発光素子およびその製造方法 Withdrawn JPH09270295A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001307873A (ja) * 2000-04-21 2001-11-02 Toppan Printing Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス表示素子およびその製造方法
EP1575101A1 (de) * 2004-03-11 2005-09-14 Samsung SDI Co., Ltd. OLED-Bauelement und Display auf Basis von OLED-Bauelementen mit höherer Lebensdauer
EP2136423A1 (en) 2008-05-30 2009-12-23 Centro Ricerche Plast-Optica S.p.A. Multilayer coating for protecting organic optic devices and manufacturing process thereof
CN111755625A (zh) * 2020-06-24 2020-10-09 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板及其制备方法

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