WO2006134812A1 - 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

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

明 細 書

有機 ELパネルの製造方法、有機 EL表示装置の製造方法

技術分野

[0001] 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。

背景技術

[0002] 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 、ため長寿命化が大きな課題とされて 、る。

有機薄膜を水分から保護する構造を簡単に説明する。

[0003] 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 、る。

[0004] 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 は封止榭脂 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、封止榭脂 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 ヽる。

[0005] 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。

[0006] 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 、ようにして 、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、封止榭脂 112を透過する水分による劣化は避けることができない。

[0007] 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 、と 、う問題がある。

[0008] 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。

特許文献 1 :特開 2004— 193280号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] 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。

課題を解決するための手段

[0010] 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。

[0011] 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。

[0012] 次 、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。

[0013] 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。

発明の効果

[0014] 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。

図面の簡単な説明

[0015] [図 l](a)〜(e) :本発明の有機 EL表示装置の製造工程を説明するための図

[図 2]第一の保護膜を成膜する第一の成膜装置の一例

[図 3]第二の保護膜を成膜する第一の成膜装置の一例

圆 4](a)、 (b)：第二の保護膜の形成状態を説明するための図

[図 5](a)、（b) :従来技術の有機 EL表示装置を説明するための図 符号の説明

[0016] 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ノネル

発明を実施するための最良の形態

[0017] 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、力ソード電極膜 (上部電極)とが積層されて構成されている。ァ ノード電極膜にはトランジスタが接続されている力 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の最上層の力ソード電極 膜が露出されて 、る。この露出部分によって成膜面が構成されて 、る。

[0018] 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 、る。

[0019] 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。

[0020] 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 1 Oa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。

[0021] 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 (Oガス)であり、

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第一の原料ガスには、 SiHガス、第二の原料ガスには NHガスを用いた。

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形成された第一の保護膜 15は、膜厚 2000A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。

[0022] 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 、る。

[0023] 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 力もオゾン生成器 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 、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。

[0024] 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、バブラ一 83と、原料 ガス放出器 82とを有している。バブラ一 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 、る。

[0025] 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、キヤ リアガス供給源 85からバブラ一 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、バブラ一 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。

[0026] 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！ヽる。

[0027] 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 、る。

[0028] 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。

[0029] 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。

[0030] 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。

[0031] 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。

[0032] 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。

[0033] 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。

[0034] 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。

[0035] 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 (Al O )から

2 3 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。

[0036] 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の表面に榭脂 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、空気遮断用の榭脂被 膜を形成した後、封止パネルを貼り合わせる。

[0037] 図 1(d)の符号 17はその榭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、榭脂被膜 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。

[0038] 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 2 2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の間には平坦ィ匕膜 23が形成されており、有色部 22の厚 みによる凹凸が平坦ィ匕されている。

[0039] 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 、る力 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。

[0040] 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 、空気遮断用榭脂と封止用榭脂を封止パネル 20又は有機 ELパネル lOd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を榭脂被膜 17に密着させ、空気遮断用榭脂と封止用榭脂を硬化させる 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 E L表示装置 5が得られる。

[0041] 同図符号 32は封止用榭脂を示しており、紫外線硬化型の樹脂が用いられている。

封止用榭脂 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 用榭脂であり、封止用榭脂 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 、ように構成されて 、る。

[0042] 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 1 2を選択し、アノード電極膜と力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。

[0043] 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 (Al O )薄

2 3 膜が形成されているので、封止用榭脂 32や空気遮断用榭脂 31を透過した水分が発 光部 12に到達しな 、ようになって 、る。

[0044] 以上はカラーフィルターを使用するタイプであった力 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 Al O膜は、カラーフィルターの他、発光部 12が、赤、

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青、緑に発光する場合も含まれる。

[0045] 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ツ プェミッション型の表示装置に限定されるものではなぐ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ェミッション型の表示装置にも用い ることがでさる。

[0046] トップェ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 8 0%以上であることが望ましいので、アルミナ膜の膜厚は 70 A以下が望ましい。他方 、ノリア膜の機能を確保するため、トップェミッション型であるとボトムェミッション型で あるとを問わず、 50 A以上の膜厚であることが望ま 、。

Claims

請求の範囲

[1] 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。

[2] 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。

[3] 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。

[4] 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。

[5] 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。

[6] 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。