JPWO2006134812A1 - 有機ｅｌパネルの製造方法、有機ｅｌ表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
長寿命の有機ＥＬ表示装置を製造する技術を提供する。発光部１２を保護する第一の保護膜１５を真空雰囲気中に置き、トリメチルアルミニウムとオゾンを交互に導入し、第一の保護膜１５の表面にアルミナ薄膜を形成する。このアルミナ薄膜は緻密であり、水分を透過しないので、発光部１２に空気中の水分が到達せず、発光部１２中の有機薄膜が劣化しない。従って、長寿命の有機ＥＬ表示装置５が得られる。
Description
本発明は有機ＥＬ表示装置の技術分野にかかり、特に、有機ＥＬ表示装置を水分から保護する技術に関する。
有機ＥＬ表示装置は有機薄膜に通電して発光させる表示装置であるが、有機薄膜は水分によって劣化しやすいため長寿命化が大きな課題とされている。
有機薄膜を水分から保護する構造を簡単に説明する。
有機薄膜を水分から保護する構造を簡単に説明する。
図５(ａ)に示した有機ＥＬ表示装置は、支持基板１０１を有しており、該支持基板１０１上に、ＩＴＯ等の透明導電膜から成る下部電極層１０２と、有機発光層から成る発光部１０３と、電子注入層を有する上部電極層１０４とが積層されている。
発光部１０３は、支持基板１０１の所定領域に配置されており、支持基板１０１上には、その領域を覆うように、金属製の封止缶１１１が配置されている。封止缶１１１の端部は封止樹脂１１２によって支持基板１０１に固定され、封止缶１１１の内部に空気が侵入しないように構成されている。封止缶１１１の内側には、乾燥剤１１５が配置されており、封止樹脂１１２を透過して封止缶１１１の内部に侵入する空気中の水分を除去し、発光部１０３を水分から保護するように構成されている。
図５(ｂ)は、封止缶を使用しない構成の有機ＥＬ表示装置であり、支持基板２０１上に下部電極層２０２と、発光部２０３と上部電極２０４とが配置されており、上部電極２０４表面には保護膜２１１が形成されている。カラー表示の有機ＥＬ表示装置を構成させる場合は、保護膜２１１上にカラーフィルタが配置される。
保護膜２１１は水分を透過しない材料であり、保護膜２１１が、封止缶１１１の代わりに、発光部２０３を大気中の水分に接触しないようにしている。
上記封止缶１１１を用いた有機ＥＬ表示装置では、透明な支持基板１０１を用いれば、発光部１０３が放射する光が支持基板１０１を透過するので、支持基板１０１を表示面とすることができる。しかし、支持基板１０１とは反対側を表示面とすることはできない。また、封止樹脂１１２を透過する水分による劣化は避けることができない。
上記封止缶１１１を用いた有機ＥＬ表示装置では、透明な支持基板１０１を用いれば、発光部１０３が放射する光が支持基板１０１を透過するので、支持基板１０１を表示面とすることができる。しかし、支持基板１０１とは反対側を表示面とすることはできない。また、封止樹脂１１２を透過する水分による劣化は避けることができない。
保護膜２１１を用いる有機ＥＬ表示装置では、例えば無色透明のＳｉＮＯ膜等の透明性を有する保護膜２１１を用いれば、支持基板２０１とは反対側の面を表示面とすることはできるものの、有機薄膜が熱に弱いため、保護膜を低温で成膜する必要があるため、緻密な保護膜を形成することが困難である。そのため、従来の保護膜２１１では水分に対する十分な保護効果が得られず、寿命が短いという問題がある。
なお、トリメチルアルミニウムを用いてアルミナを形成する技術は下記の公知技術文献に記載されている。
特開２００４−１９３２８０号公報
本発明は、上記従来技術の課題を解決するために創作されたものであり、その目的は、長寿命の有機ＥＬ表示装置を製造する技術を提供することにある。
上記課題を解決するため、支持基板と、前記支持基板上に配置された発光部と、前記発光部上に配置された電気絶縁性の第一の保護膜とを有し、封止パネルと貼りあわされて有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬパネルであって、前記有機ＥＬパネルを前記第一の保護膜が露出した状態で真空雰囲気に置き、前記真空雰囲気中にトリメチルアルミニウムを導入し、次いで、オゾンを導入して前記第一の保護膜の表面にアルミナ薄膜から成る第二の保護膜を形成する有機ＥＬパネルの製造方法である。
また、本発明は、前記真空雰囲気中に、前記トリメチルアルミニウムと前記オゾンを交互に導入する有機ＥＬパネルの製造方法である。
また、本発明は、前記トリメチルアルミニウムの導入後、前記オゾンを導入する前に、前記真空雰囲気への前記トリメチルアルミニウムの導入を停止し、前記真空雰囲気を真空排気して残留する前記トリメチルアルミニウムを真空排気する有機ＥＬパネルの製造方法である。
また、本発明は、前記オゾンの導入後、前記トリメチルアルミニウムを導入する前に、前記真空雰囲気への前記オゾンの導入を停止し、前記真空雰囲気を真空排気して残留する前記オゾンを真空排気する有機ＥＬパネルの製造方法である。
また、本発明は、前記第一の保護膜を形成する前の前記有機ＥＬパネルを成膜装置内に搬入し、前記成膜装置内にシリコン原子を含む第一の原料ガスと、窒素原子を含む第二の原料ガスと、酸素ガスを導入し、ＳｉＯＮ膜から成る第一の保護膜を形成する有機ＥＬパネルの製造方法である。
また、本発明は、前記有機ＥＬパネルに、封止パネルを重ね合わせて有機ＥＬ表示装置を製造する有機ＥＬ表示装置の製造方法である。
また、本発明は、前記真空雰囲気中に、前記トリメチルアルミニウムと前記オゾンを交互に導入する有機ＥＬパネルの製造方法である。
また、本発明は、前記トリメチルアルミニウムの導入後、前記オゾンを導入する前に、前記真空雰囲気への前記トリメチルアルミニウムの導入を停止し、前記真空雰囲気を真空排気して残留する前記トリメチルアルミニウムを真空排気する有機ＥＬパネルの製造方法である。
また、本発明は、前記オゾンの導入後、前記トリメチルアルミニウムを導入する前に、前記真空雰囲気への前記オゾンの導入を停止し、前記真空雰囲気を真空排気して残留する前記オゾンを真空排気する有機ＥＬパネルの製造方法である。
また、本発明は、前記第一の保護膜を形成する前の前記有機ＥＬパネルを成膜装置内に搬入し、前記成膜装置内にシリコン原子を含む第一の原料ガスと、窒素原子を含む第二の原料ガスと、酸素ガスを導入し、ＳｉＯＮ膜から成る第一の保護膜を形成する有機ＥＬパネルの製造方法である。
また、本発明は、前記有機ＥＬパネルに、封止パネルを重ね合わせて有機ＥＬ表示装置を製造する有機ＥＬ表示装置の製造方法である。
本発明は上記のように構成されており真空雰囲気中に第一の保護膜表面を露出させ、真空雰囲気中にトリメチルアルミニウムを導入し、第一の保護膜表面にトリメチルアルミニウムを吸着させる。吸着されたトリメチルアルミニウムは単分子層である。
次いで、未吸着のトリメチルアルミニウムを真空排気によって除去し、オゾンを導入すると、オゾンは吸着されているトリメチルアルミニウムと反応し、アルミナが生成される。遊離したメチル基と未反応のオゾンは真空排気によって除去する。
トリメチルアルミニウムの導入とオゾンの導入を交互に繰り返し行なって形成されるアルミナ薄膜は緻密であり、水分はこのアルミナ薄膜を透過できず、発光部が水分から保護される。
トリメチルアルミニウムはキャリアガス中に気体や蒸気として含有させ、真空雰囲気中に導入することができる。
トリメチルアルミニウムはキャリアガス中に気体や蒸気として含有させ、真空雰囲気中に導入することができる。
第一の保護膜よりも緻密な第二の保護膜を第一の保護膜上に積層したので発光部への水分の浸入を防止することが可能となった。
５……有機ＥＬ表示装置
１１……支持基板
１２……発光部
１５……第一の保護膜
１６……第二の保護膜
２０……封止パネル
１０ｄ……有機ＥＬパネル
１１……支持基板
１２……発光部
１５……第一の保護膜
１６……第二の保護膜
２０……封止パネル
１０ｄ……有機ＥＬパネル
本発明を図面を用いて説明する。
図１(ａ)の符号１０ａは本発明に用いることができる成膜対象物であり、支持基板１１を有している。支持基板１１上には、仕切１３によって分離された発光部１２が配置されている。発光部１２は、支持基板１１側から、アノード電極膜(下部電極)と、有機発光層と、電子注入層と、カソード電極膜(上部電極)とが積層されて構成されている。アノード電極膜にはトランジスタが接続されているが、そのトランジスタ及びトランジスタに接続された配線は図示を省略する。
成膜対象物１０ａの表面には、仕切１３の上部と発光部１２の最上層のカソード電極膜が露出されている。この露出部分によって成膜面が構成されている。
図１(ａ)の符号１０ａは本発明に用いることができる成膜対象物であり、支持基板１１を有している。支持基板１１上には、仕切１３によって分離された発光部１２が配置されている。発光部１２は、支持基板１１側から、アノード電極膜(下部電極)と、有機発光層と、電子注入層と、カソード電極膜(上部電極)とが積層されて構成されている。アノード電極膜にはトランジスタが接続されているが、そのトランジスタ及びトランジスタに接続された配線は図示を省略する。
成膜対象物１０ａの表面には、仕切１３の上部と発光部１２の最上層のカソード電極膜が露出されている。この露出部分によって成膜面が構成されている。
図２の符号５０は、第一の保護膜を形成するための第一の成膜装置であり、プラズマＣＶＤ装置である。第一の成膜装置５０は真空槽５１を有しており、該真空槽５１の内部には台(若しくは基板ホルダ)５８が配置されている。
真空槽５１に接続された真空排気系６１を動作させ、真空槽５１内を真空排気しておき、真空雰囲気を維持しながら真空槽５１内部に成膜対象物１０ａを搬入する。そして成膜対象物１０ａは成膜面をシャワープレート５３に向け、台５８上に配置する。
真空槽５１の内部であって、台５８と対向する位置にはシャワープレート５３が配置されている。シャワープレート５３には多数の小孔５２が形成されている。シャワープレート５３にはガス導入系６２が接続されており、台５８内に配置さたヒータ６３に通電し、ガス導入系６２からプラズマガスと原料ガスを導入し、成膜対象物１０ａの表面に向けて吹き付けると共に、シャワープレート５３に電圧を印加すると、成膜対象物１０ａの表面上に原料ガスとプラズマガスの混合ガスのプラズマが形成される。このプラズマ中で原料ガスが分解され、成膜対象物１０ａの成膜面上で反応し、図１(ｂ)に示すように、成膜面に第一の保護膜１５が形成される。
ここでは、プラズマガスとしてはアルゴンガスを用い、原料ガスは、シリコン原子を含む第一の原料ガスと、窒素原子を含む第二の原料ガスと、酸素ガス(Ｏ2ガス)であり、第一の原料ガスには、ＳｉＨ4ガス、第二の原料ガスにはＮＨ3ガスを用いた。
形成された第一の保護膜１５は、膜厚２０００ÅのＳｉＯＮ膜である。第一の保護膜１５の成長中は、成膜対象物１０ａを冷却し、発光部１２中の有機薄膜が、そのガラス転移温度よりも低温を維持するようにしておく。
形成された第一の保護膜１５は、膜厚２０００ÅのＳｉＯＮ膜である。第一の保護膜１５の成長中は、成膜対象物１０ａを冷却し、発光部１２中の有機薄膜が、そのガラス転移温度よりも低温を維持するようにしておく。
次に、この状態の成膜対象物１０ａを第一の成膜装置５０から搬出し、第二の保護膜を形成する第二の成膜装置内に搬入する。
図３の符号７０はその第二の成膜装置であり、真空槽７１と、オゾンガス供給装置７５とトリメチルアルミニウム供給装置８１とを有している。
図３の符号７０はその第二の成膜装置であり、真空槽７１と、オゾンガス供給装置７５とトリメチルアルミニウム供給装置８１とを有している。
オゾンガス供給装置７５は、酸素ガス源７８と、オゾン生成器７７と、オゾンガス放出器７６とを有している。酸素ガス源７８には酸素ガスが充填されており、酸素ガス源７８からオゾン生成器７７に酸素ガスが供給されると、オゾン生成器７７内でオゾンガスが生成さるように構成されている。生成されたオゾンガスはオゾンガス放出器７６に供給される。
トリメチルアルミニウム供給装置８１はキャリアガス供給源８５と、バブラー８３と、原料ガス放出器８２とを有している。バブラー８３の内部には、液状のトリメチルアルミニウムから成る液体原料８４が配置されている。
キャリアガス供給源８５には、キャリアガス(ここでは窒素ガス)が充填されており、キャリアガス供給源８５からバブラー８３にキャリアガスを供給すると、供給されたキャリアガスは、バブラー８３内で液体原料８４に吹き込まれ、液体原料８４の蒸気が含有された原料ガスが生成される。この原料ガスは原料ガス放出器８２に供給される。
オゾンガス放出器７６と原料ガス放出器８２は真空槽７１の内部に配置されており、オゾンガス放出器７６と原料ガス放出器８２からは、真空槽７１内に、オゾンガスと原料ガスとがそれぞれ放出されるように構成されている。
原料ガス放出器８２とオゾンガス放出器７６には、電子制御式の開閉バルブが設けられており、コンピュータ等の制御装置によって開閉バルブを制御すると、真空槽７１内への原料ガス又はオゾンガスの供給と停止を短時間で切り換えられるように構成されている。、それにより、真空槽７１内への原料ガス及びオゾンガスを所望期間だけ、所望のタイミングで導入できるように構成されている。
原料ガス放出器８２とオゾンガス放出器７６は、真空槽７１の一壁面(ここでは底面)に配置されている。保護膜を形成する場合には、予め真空槽７１を真空排気しておき、真空雰囲気を維持しながら成膜対象物１０ｂを真空槽７１内に搬入し、第一の保護膜１５を原料ガス放出器８２とオゾンガス放出器７６に向けた状態で成膜対象物１０ｂを配置する。
このとき、真空槽７１内への原料ガス及びオゾンガスの導入は停止されており、真空槽７１内を真空排気しながら、オゾンガスの導入を停止した状態で原料ガスの導入を開始する。
原料ガスの導入により、図４(ａ)に示すように、原料ガス中のトリメチルアルミニウム分子はアルミニウムが第一の保護膜１５表面に吸着され、反対側のメチル基を外側に向けてトリメチルアルミニウム分子が第一の保護膜１５の表面に吸着される。この状態では、成膜対象物１０ｂの表面にはメチル基が露出されている。
原料ガスの導入を所定時間維持し、成膜対象物１０ｂの表面に満遍なく原料ガスが吸着された後、原料ガスの導入を停止し、真空槽７１内に残留する原料ガスを真空排気する。
真空槽７１内が所定圧力まで低下した後、原料ガスの導入を停止した状態でオゾンガスを導入すると図４(ｂ)に示すように、成膜対象物１０ｂ表面に吸着されているトリメチルアルミニウム分子とオゾンガスとが反応し、アルミナの薄膜が形成される。オゾンガスの導入中も真空槽７１の真空排気は継続して行っておき、副生成物の二酸化炭素ガスやメタンガスの他、余分なオゾンガスは真空排気によって除去する。
オゾンガスの導入を所定時間維持し、成膜対象物１０ｂに吸着されていたトリメチルアルミニウム分子がオゾンと反応し、消費された後、オゾンガスの導入を停止し、真空槽７１内に残留するオゾンガスや副生成物を真空排気する。
真空槽７１内が所定圧力に低下した後、上記のような原料ガスの導入に切り替えると、真空槽７１内に導入された原料ガス中のトリメチルアルミニウム分子は、第一の保護膜１５表面に形成されたアルミナの薄膜に吸着される。オゾンガスの導入により、吸着されたトリメチルアルミニウム分子とオゾンガスとが反応し、アルミナの薄膜が積層される。
このように、原料ガスの導入とオゾンガスの導入を交互に複数回繰り返し行うと、成膜対象物１０ｂの第一の保護膜１５表面に、図１(ｃ)に示すように、アルミナ(Ａｌ2Ｏ3)から成る第二の保護膜１６が所望膜厚に形成される。同図符号１０ｃは、その状態の成膜対象物を示している。
成膜対象物１０ｃを第二の成膜装置７０から搬出し、第二の保護膜１６の表面に樹脂被膜原料液を塗布し、接着性が維持される程度に硬化させ、空気遮断用の樹脂被膜を形成した後、封止パネルを貼り合わせる。
図１(ｄ)の符号１７はその樹脂被膜を示しており、符号２０は封止パネルを示している。また、同図の符号１０ｄは、樹脂被膜１７が形成された状態の成膜対象物を示しており、これは上部パネル２０と貼り合わされる有機ＥＬパネルを構成する。
封止パネル２０は、透明基板２１表面に、カラーフィルタを構成する複数の有色部２２が配置されている。各有色部２２同士は、支持基板１１上の発光部１２と同じ間隔で配置されている。
有色部２２上と有色部２２の間には平坦化膜２３が形成されており、有色部２２の厚みによる凹凸が平坦化されている。
有色部２２上と有色部２２の間には平坦化膜２３が形成されており、有色部２２の厚みによる凹凸が平坦化されている。
なお、ここでは発光部１２は、赤色の光で発光する赤色発光部と、緑色の光で発光する緑色発光部と、青色の光で発光する青色発光部の三種類が存在しており、有色部２２は色純度調整用のカラーフィルタを構成しているが、白色の発光部１２の上に、赤色、緑色、又は青色の有色部２２を規則的に配置し、発光部１２から放射された白色光を、赤色、緑色、又は青色の有色光に変換し、カラー表示を行うものも本発明に含まれる。
いずれの場合も、封止パネル２０と有機ＥＬパネル１０ｄを貼り合わせる際には、先ず、空気遮断用樹脂と封止用樹脂を封止パネル２０又は有機ＥＬパネル１０ｄの周辺部に配置し、発光部１２や有色部２２が配置された領域を囲っておき、封止パネル２０と有機ＥＬパネル１０ｄとを位置合わせし、発光部１２上に有色部２２を位置させた状態で平坦化膜２３を樹脂被膜１７に密着させ、空気遮断用樹脂と封止用樹脂を硬化させると封止パネル２０と有機ＥＬパネル１０ｄとが貼り合わされ、図１(ｅ)に示すように、有機ＥＬ表示装置５が得られる。
同図符号３２は封止用樹脂を示しており、紫外線硬化型の樹脂が用いられている。封止用樹脂３２は発光部１２が位置する領域を取り囲んでいる。符号３１は空気遮断用樹脂であり、封止用樹脂３２の内側に配置され、発光部１２が位置する領域内に空気が浸入しないように構成されている。
本発明の有機ＥＬ表示装置５は上記のように構成されており、所望位置の発光部１２を選択し、アノード電極膜とカソード電極膜の間に電圧を印加すると選択した発光部１２が発光し、有色部２２を通った光が外部に放射される。
この有機ＥＬ表示装置５では、第一の保護膜１５の表面に緻密なアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）薄膜が形成されているので、封止用樹脂３２や空気遮断用樹脂３１を透過した水分が発光部１２に到達しないようになっている。
以上はカラーフィルターを使用するタイプであったが、本発明はそれに限定されるものではない。
例えば、本発明で形成されるＡｌ2Ｏ3膜は、カラーフィルターの他、発光部１２が、赤、青、緑に発光する場合も含まれる。
例えば、本発明で形成されるＡｌ2Ｏ3膜は、カラーフィルターの他、発光部１２が、赤、青、緑に発光する場合も含まれる。
さらに、発光部１２から射出される発光光が、支持基板１１とは反対側から見えるトップエミッション型の表示装置に限定されるものではなく、透明な支持基板を通過して外部に放出され、支持基板側から見られるボトムエミッション型の表示装置にも用いることができる。
トップエミッション型の場合、発光光はアルミナ膜を透過する。可視光の透過率は８０％以上であることが望ましいので、アルミナ膜の膜厚は７０Å以下が望ましい。他方、バリア膜の機能を確保するため、トップエミッション型であるとボトムエミッション型であるとを問わず、５０Å以上の膜厚であることが望ましい。
Claims (6)
- 支持基板と、
前記支持基板上に配置された発光部と、
前記発光部上に配置された電気絶縁性の第一の保護膜とを有し、封止パネルと貼りあわされて有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬパネルであって、
前記有機ＥＬパネルを前記第一の保護膜が露出した状態で真空雰囲気に置き、
前記真空雰囲気中にトリメチルアルミニウムを導入し、
次いで、オゾンを導入して前記第一の保護膜の表面にアルミナ薄膜から成る第二の保護膜を形成する有機ＥＬパネルの製造方法。 - 前記真空雰囲気中に、前記トリメチルアルミニウムと前記オゾンを交互に導入する請求項１記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
- 前記トリメチルアルミニウムの導入後、前記オゾンを導入する前に、前記真空雰囲気への前記トリメチルアルミニウムの導入を停止し、前記真空雰囲気を真空排気して残留する前記トリメチルアルミニウムを真空排気する請求項２記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
- 前記オゾンの導入後、前記トリメチルアルミニウムを導入する前に、前記真空雰囲気への前記オゾンの導入を停止し、前記真空雰囲気を真空排気して残留する前記オゾンを真空排気する請求項２記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
- 前記第一の保護膜を形成する前の前記有機ＥＬパネルを成膜装置内に搬入し、
前記成膜装置内にシリコン原子を含む第一の原料ガスと、窒素原子を含む第二の原料ガスと、酸素ガスを導入し、ＳｉＯＮ膜から成る第一の保護膜を形成する請求項２記載の有機ＥＬパネルの製造方法。 - 請求項１記載の有機ＥＬパネルに、封止パネルを重ね合わせて有機ＥＬ表示装置を製造する有機ＥＬ表示装置の製造方法。
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