WO2007037358A1 - 有機ｅｌディスプレイおよびその製造方法 - Google Patents

有機ｅｌディスプレイおよびその製造方法 Download PDF

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  • Non-patent literature 1 Applied Physics Letters, Volume 76, Number 10, pi 243 (2000). Tka sni amasa i et al.
  • the density of the transparent inorganic material in the inner layer of the sealing film can be obtained by subjecting the SEM image of the cross section of the sealing film to a binarization process, and is 50% or less. ] Either Display described.
  • the density of the transparent inorganic material of the outer layer of the sealing film is determined by subjecting the SEM image of the cross section of the sealing film to a binarization process, and is 90% or more.
  • the “inner layer” in the case of obtaining the density by binary ⁇ processing means for example, "a layer having a thickness of 30% from the inside of the sealing film”.
  • the “outer layer” in the case of obtaining the density by binarization means for example, “a layer having a thickness of 30% from the outside of the sealing film”.
  • the density of the transparent inorganic material of the inner layer in the sealing film may be lower than that of the outer layer, for example, preferably not more than 74%, more preferably not more than 50% 30% The following is more preferable.
  • the lower limit of the density is not particularly limited, but may be 20% or more.
  • the stage 110 shown in FIG. 4 may be gradually brought close to the target 120; the amount of inert gas introduced from the gas introduction line 140 may be increased; and the frequency of the high frequency power supply 130 The voltage of the power supply 130 may be increased to control the density of the sealing film (density of the inorganic material).
  • the member on which the sealing film is formed is the same as the member used in the sputtering method described above. It is like.
  • the source gas is appropriately selected according to the component (transparent inorganic material) of the sealing film to be formed.
  • silane gas eg, SiCl
  • the means for controlling the collision velocity of ions is not particularly limited, and for example, if the voltage of an electrode (also referred to as “extraction electrode”) for accelerating generated ions is adjusted.
  • the high frequency power source 130 may be formed by increasing the frequency of.

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Abstract

　本発明は、トップエミッション型の有機ＥＬディスプレイに関し、より具体的には、特定の封止膜を有し、光取り出し効率が向上された有機ＥＬディスプレイに関する。本発明の有機ＥＬディスプレイは、透明無機材料を含む封止膜を有するトップエミッション型有機ＥＬ素子を備えるディスプレイであって、前記封止膜の内層の透明無機材料の密度が、前記封止膜の外層の透明無機材料の密度よりも低いことを特徴とする。前記透明無機材料は、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化酸化シリコンまたは酸化アルミニウムなどである。本発明により、低消費電力型の有機ＥＬディスプレイが提供される。

Description

明 細 書
有機 ELディスプレイおよびその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、有機 ELディスプレイ、より詳細にはトップェミッション型有機 ELディスプ レイ、及びその製造方法に関する。
背景技術
[0002] 有機 ELディスプレイは、基板にマトリックス状に配置された有機 EL素子を含む。有 機 EL素子はパッシブ型とアクティブ型とに大別されうるが、いずれも有機 EL積層体（ 有機発光層を含む)を覆う封止膜を有することが好ましい。封止膜は、素子外部の水 分や酸素から有機 EL積層体を遮断することができる。
[0003] また有機 EL素子は、ボトムェミッション型とトップェミッション型とに大別されうる。ボ トムェミッション型の有機 EL素子は、発光層からの光を、基板を通して取り出される。 一方、トップェミッション型の有機 EL素子は、発光層からの光を、封止膜を通して取り 出される。したがって、ボトムェミッション型の有機 EL素子の基板は透明であり、トップ ェミッション型の有機 EL素子の封止膜は透明であることが必要である。
[0004] 有機 EL素子において、発光層力 の光が外部に取り出される効率は、ボトムェミツ シヨン型であれば基板に、トップェミッション型であれば封止膜に大きく依存する。例 えば、基板または封止膜と外部（大気）との界面での全反射を抑制すれば、取り出し 効率は向上する。当該反射を抑制するために、基板の外表面にシリカ球を配したり（ 非特許文献 1参照）、外表面に微小の凹凸を形成 (例えばマイクロレンズアレイを形 成)したりして (非特許文献 2参照）、光を散乱させることが提案されて 、る。
[0005] また、基板の内表面 (有機発光層が在る方の面）にシリカ球を配したり（非特許文献 1)、シリカエア口ゲルを配置したりして (非特許文献 3)、光の取り出し効率を上げるこ とも報告されている。
非特許文献 1： Applied Physics Letters, Volume 76, Number 10, pi 243 (2000). Tka sni amasa i et al.
非特許文献 2 Journal of Applied Physics, Volume 91, Number 5, p3324 (2002). S Moller et al.
非特許文献 3 : Advanced Material, Volume 13, pl l49 (2001). T. Tsutsui et al. 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 前述の通り、有機 EL発光素子の発光層力 の光の取り出し効率は、基板 (ボトムェ ミッション型の場合)、または封止膜 (トップェミッション型の場合)の材質や構造など に依存する。基板や封止膜の外表面で光を散乱させると、光取り出し効率は向上す る力 一方で発光点がぼけることがあり、画像ぼけが生じることがある。また、その他の 手法によっても取り出し効率が十分に向上しな力つたり、構造が複雑になって実用的 でな力つたりする場合がある。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明者は、トップェミッション型の有機 EL発光素子の封止膜を、ガラスなどの透 明無機材料によって形成したときに、封止膜の透明無機材料の密度を制御すること により、光取り出し効率を高めることができることを見出した。つまり、封止膜の内層の 透明無機材料の密度を、外層のその密度よりも低くすることにより、発光層からの光 が散乱されて光取り出し効率が向上し、かつ発光点がぼけにくいことを見出し、本発 明を完成させた。
[0008] すなわち、本発明の第一は、以下に示すディスプレイに関する。
[1]透明無機材料を含む封止膜を有するトップェミッション型有機 EL素子を備える ディスプレイであって、前記封止膜の内層の透明無機材料の密度が、前記封止膜の 外層の透明無機材料の密度よりも低い、ディスプレイ。
[2]前記透明無機材料は、酸ィ匕シリコン、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、および 酸ィ匕アルミニウム力もなる群力も選択される、 [1]に記載のディスプレイ。
[3]前記封止膜の内層の透明無機材料の密度は、前記封止膜の断面の SEM画 像を二値化処理することにより求められ、 74%以下である、 [1]または [2]に記載の ディスプレイ。
[4]前記封止膜の内層の透明無機材料の密度は、前記封止膜の断面の SEM画 像を二値化処理することにより求められ、 50%以下である、 [1]〜[3]のいずれかに 記載のディスプレイ。
[5]前記封止膜の外層の透明無機材料の密度は、前記封止膜の断面の SEM画 像を二値化処理することにより求められ、 90%以上である、 [1]〜[4]のいずれかに 記載のディスプレイ。
[6]前記封止膜の厚さが 0. 1 111〜10 111でぁる、 [1]〜[5]のいずれかに記載 のディスプレイ。
[7]前記封止膜の厚さが 1 μ πι〜10 /ζ mである、 [1]〜[6]のいずれかに記載のデ イスプレイ。
[0009] また本発明者は、封止膜を、スパッタ法、イオンプレーティング法もしくはプラズマ C VD法による膜形成の条件を適切に調整するか、または透明無機材料の粒子を含む ペーストの塗布膜に光を照射して形成することにより、封止膜の透明無機材料の密 度が適切に制御されることを見出し、本発明を完成させた。
[0010] すなわち本発明の第二は、以下に示すディスプレイの製造方法に関する。
[8] [1]に記載のディスプレイの製造方法であって、封止膜が形成される部材、お よびターゲットを準備するステップ;および前記ターゲットにイオンを衝突させて、スパ ッタされた原子または分子を前記部材に付着させて封止膜を形成するステップを含 み、
前記封止膜を形成するときに、前記部材の環境温度を上昇させていくか、前記部 材と前記ターゲットの距離を縮めていくか、前記部材と前記ターゲットに印加された電 圧を上げていくか、前記電圧を印加するための電源の周波数を上げていくか、前記 ターゲットに衝突させるイオンの量を増やして 、くか、または前記イオン源となるガス の量を増やしていぐ製造方法。
[9] [1]に記載のディスプレイの製造方法であって、封止膜が形成される部材にソ ースガスを提供するステップ；および前記ソースガス存在下で、高周波放電電極によ りプラズマを発生させて、前記部材に封止膜を形成するステップを含み、
前記封止膜を形成するときに、前記部材の環境温度を上昇させていくか、前記部 材と高周波放電電極との距離を縮めていくか、前記高周波放電電極の電圧を上げて いくか、前記電圧を印加するための電源の周波数を上げていくか、または前記ソース ガスの密度を上げていぐ製造方法。
[10] [1]に記載のディスプレイの製造方法であって、封止膜が形成される部材、 および前記部材に対向して設けられたターゲットを準備するステップ;前記ターゲット の周辺にプラズマを発生させて、ターゲットからイオンを発生させるステップ；および 前記部材に前記イオンを衝突させて封止膜を形成するステップを含み、
前記封止膜を形成するときに、イオンの衝突速度を上げていくか、前記部材の環境 温度を上昇させていくか、前記部材とターゲットとの距離を縮めていくか、プラズマを 発生させるための電源の周波数を上げていぐ製造方法。
[11] [1]に記載のディスプレイの製造方法であって、封止膜が形成される部材に
、透明無機材料の粒子を含むペーストを塗布するステップ；および前記塗布膜にレ 一ザを照射するステップを含む、製造方法。
発明の効果
[0011] 本発明のディスプレイは、それに含まれる有機 EL素子の光取り出し効率が高いの で低消費電力型ディスプレイとなる。また、封止膜の無機材料の密度が内層と外層と で異なるため膜ストレスが低減し、封止膜を比較的厚くすることができる。封止膜を厚 くすると、強度が高まり破壊されに《なる。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]本発明のディスプレイに含まれる有機 EL素子の概略を示す図である。封止膜 6 の内層は、粒径の大きい透明無機材料粒子を含むため密度が低いのに対し、外層 は、粒径の小さ!/ヽ透明無機材料粒子を含むため密度が高 ヽ。
[図 2]本発明のディスプレイに含まれる有機 EL素子の概略を示す図である。封止膜 6 'の内層は、透明無機材料粒子の数が少ないため密度が低いのに対し、外層は、粒 子の数が多 、ため密度が高！、。
[図 3]本発明のディスプレイに含まれる、アクティブ型有機 EL素子の例を示す図であ る。
[図 4]有機 EL素子の封止膜を形成するための高周波スパッタ装置の例を示す図であ る。
[図 5]封止膜を形成するときの温度プロファイルの例を示す図である。 [図 6]有機 EL素子の封止膜を形成するための対向ターゲットスパッタ装置の例を示 す図である。
[図 7]有機 EL素子の封止膜を形成するためのプラズマ CVD装置の例を示す図であ る。
[図 8]有機 EL素子の封止膜を形成するためのイオンプレーティング装置の例を示す 図である。
発明を実施するための最良の形態
[0013] 1.本発明のディスプレイ
本発明のディスプレイは複数の有機 EL素子を含むが、有機 EL素子は基板上にマ トリックス状に配置されていることが好ましい。有機 EL素子は、ノ ッシブ型であっても アクティブ型であってもよいが、トップェミッション型であることを特徴とする。トップエミ ッシヨン型有機 EL素子とは、発光層からの光が、封止膜を通して取り出される素子を 意味する。
[0014] 本発明のディスプレイに含まれる有機 EL素子は封止膜を有し、該封止膜は透明無 機材料を含む材料からなる。一般的に、封止膜は有機 EL素子全体を覆い、有機 EL 積層体 (後述)を、外部の酸素や水分など力も遮断する役割を果たすので、無機材 料力もなることが好ましい。さらにトップェミッション型の有機 EL素子の封止膜は、発 光層からの光の経路ともなるので、透明度の高 ヽ材料力もなることが好ま 、。
[0015] 封止膜に含まれる透明無機材料の例には、酸ィ匕シリコン、窒化シリコン、窒化酸ィ匕 シリコン、および酸ィ匕アルミニウムなどが含まれるが、特に制限されない。また封止膜 には、本発明の効果を損なわない限り、透明無機材料以外の材料、例えば透明有機 材料 (透明榭脂など)や、溶剤などが含まれていてもよい。特に、封止膜を形成する プロセスにお ヽて残存する他の材料が、封止膜に含まれて!/ヽることがある。
[0016] 本発明における有機 EL素子の封止膜は、内層における透明無機材料の密度が、 外層における透明無機材料の密度よりも低いことを特徴とする。封止膜の「内層」とは 、発光層が存在する側の封止膜の層を意味する。一方、封止膜の「外層」とは、発光 層が存在しない側、一般的には外気に触れている側の封止膜の層を意味する。
[0017] 図 1および図 2には、本発明の有機 ELディスプレイに含まれる封止膜の例が模式 的に示される。図 1に示された有機 ELディスプレイは、基板 1,防湿膜 2,陰極電極 3 ,有機発光層 4,陽極電極 5および封止膜 6を含む。封止膜 6は透明無機材料を含む 力 その内層、つまり有機発光層 4がある側は粒子径の大きい透明無機材料粒子を 含み、一方その外層、つまり有機発光層 4がない側は粒子系の小さい透明無機材料 粒子を含む。粒子が大きければ密度は下がり緻密性の低い膜となり、粒子が小さい ほど密度が上がり緻密性の高い膜となる。
図 2に示された有機 ELディスプレイは、基板 1,防湿膜 2,陰極電極 3,有機発光層 4,陽極電極 5および封止膜 6'を含む。封止膜 6'は透明無機材料を含むが、その内 層に含まれる透明無機材料粒子の数が少ないため緻密性が低ぐ一方、その外層に 含まれる透明無機材料の数が多 、ため緻密性が高 、。
[0018] 封止膜の透明無機材料の密度 (緻密性）は、図 1または図 2で示された態様以外の 態様で調整されて 、てもよ 、。
[0019] 封止膜における透明無機材料の密度は、封止膜の断面の SEM画像を二値ィ匕処 理して求めることができる。二値ィ匕処理の例には、固定しきい値処理、可変しきい値 処理、適応二値化処理、一定分散強調処理などが含まれるが、通常は可変しきい値 処理を用いることが好ましい。これらの方法は、例えばデジタル画像処理入門： 63〜 67ページ（CQ出版社)や、科学計測のための画像データ処理： 111〜117ページ（ CQ出版社)などに説明されている。
[0020] 二値ィ匕処理により密度を求める場合の「内層」とは、例えば「封止膜の内側から、膜 厚さの 30%の層」を意味する。同様に、二値化処理により密度を求める場合の「外層 」とは、例えば「封止膜の外側から、膜厚さの 30%の層」を意味する。
[0021] 封止膜における内層の透明無機材料の密度は、外層のそれよりも低ければよいが 、例えば 74%以下であることが好ましぐ 50%以下であることがより好ましぐ 30%以 下であればさらに好ましい。密度の下限は特に制限されないが、 20%以上であれば よい。内層の透明無機材料の密度を下げることによって、発光層力もの光が封止膜 の内面で散乱して、反射が抑制されるので、光取り出し効率が向上される。
[0022] 封止膜における外層の透明無機材料の密度は、内層のそれよりも高ければよいが 、例えば 90%以上であることが好ましい。封止膜の外層の密度を上げることにより、 画像ぼけが防止され、クリアな画像が得られる。
[0023] 封止膜における透明無機材料の密度は、内層において低ぐ外層において高けれ ばよいが、その中間層における密度は特に限定されない。例えば、内層から外層へ 段階的に密度が高められていてもよい。
[0024] 封止膜の厚さは特に制限されず、例えば 0. 1 μ m〜 10 mであればよい。前述の 通り、本発明における封止膜は、内層と外層とで透明無機材料の密度が相違するの で、密度が一定の膜と比較して、膜応力が低減されうる。例えば、スパッタリングにより 形成された酸化シリコン膜は、通常 0.： m程度よりも厚くすると膜応力により破壊さ れやすくなる。一方、本発明における封止膜の厚さは 1 μ m以上、好ましくは 2 /z m以 上にすることができる。封止膜を厚くすることができるので、その強度を上げることがで き、有機 ELディスプレイの実用性を高めることができる。
[0025] 封止膜の外層の表面形状は、均一でありうる。封止膜の外層の表面形状を凸凹に すれば、光散乱が引き起こされて光取り出し効率が向上されうるが、本発明における 封止膜は内層の無機材料の密度が下げられているため、外層の表面形状を凸凹に しなくてもよい。また、外層の表面形状を凸凹にされた封止膜は発光点をぼけさせて 、ディスプレイの画像ぶれを引き起こすことがあるが、本発明における封止膜によれ ばそのような問題が回避される。
[0026] 本発明における有機 EL素子は、前記封止膜を含む以外は、通常のトップエミッショ ン型の有機 EL素子と同様の構造とすることができる。つまり、本発明における有機 E L素子では、封止膜と透明電極とを直接接触させるか;または封止膜を透明電極に、 任意の層 (榭脂層など)を介して配置させることにより、光取り出し効率の向上が効果 的に奏される。
以下において、トップェミッション型の有機 EL装置の例を、図面を参照して説明す る。
[0027] 図 3には、アクティブ型の有機 EL素子の例が示される。図 3に示される有機 EL素子 は、基板 10aおよび回路素子部 10bを含む素子基板 10 ;電極 12、正孔注入/輸送 層 13、有機 EL層 14、電子注入層 15、透明電極層 16およびバンク層 17を含む有機 EL積層体;ならびに封止膜 18を含む。 [0028] 有機 EL層 14で発光した光を、電子注入層 15、透明電極層 16、および封止膜 18 を通して取り出すので、これらは透明材料力もなることが好ましい。前述の通り、封止 膜 18は透明無機材料を含み、内層における密度を外層における密度よりも下げるこ とによって、有機 EL層 14で発光した光を散乱させ、光取り出し効率を向上させてい る。また、透明電極 16の例には ITO電極が含まれる。 ITO電極の ITOの密度を下げ ることによって、有機 EL層 14からの光を散乱させて、光取り出し効率を高めてもよい
[0029] 本発明の有機 ELディスプレイに含まれる有機 EL素子はパッシブ型であってもよ!/ヽ
[0030] 2.本発明の有機 ELディスプレイの製造方法
本発明の有機 ELディスプレイは、透明無機材料を含む封止膜の、内層と外層の透 明無機材料の密度を制御すること以外は、従来の製造法を適宜適用して製造するこ とがでさる。
[0031] 前記封止膜を形成する方法の例には、（1)スパッタ法、（2)プラズマ CVD法、（3) イオンプレーティング法、（4)印刷法などが含まれる力 これらに限定されるわけでは ない。
[0032] (1)スパッタ法について
スパッタ法による封止膜の形成は、以下のように行えばょ 、。
封止膜が形成される部材と、ターゲットを準備し；前記ターゲットにイオンを衝突させ 、スパッタされた原子または分子を前記部材に付着させて膜を形成すればよいが、こ のとき、 A)前記部材の環境温度を上昇させていくか、 B)前記部材とターゲットの距 離を縮めていくか、 C)衝突させるイオンの量を増やしていくか、 D)前記イオン源とな るガスの量を増やしていくか、 E)その他の条件を調整する。また、前記部材と前記タ 一ゲットとの間に電圧を印加する場合には、 F)前記部材とターゲットに印加された電 圧を上げて 、くか、 G)前記電源の周波数を上げてもょ 、。
[0033] 封止膜が形成される部材とは、有機 EL素子の透明電極であってもよ 、し、透明電 極上に配置された平坦ィ匕層などであってもよいし、その他 (カラー化するためのカラ 一フィルタ一層などを含む)であってもよいが、好ましくは透明電極である。形成され る封止膜は、有機 EL素子全体を覆うことが好ましい。
[0034] 前記ターゲットは、形成した!/ヽ封止膜の成分 (透明無機材料）に応じて適宜選択さ れる。例えば、酸ィ匕シリコン膜を形成したければ酸ィ匕シリコンを、窒化シリコン膜を形 成したければ窒化シリコンをターゲットにすればよい。ターゲットに衝突させるイオン は特に制限されず、例えば不活性ガス (アルゴンなど）のイオンを用いればよ!、。
[0035] スパッタ膜を形成するときに、 A)〜G)に記載したように、条件を調整することによつ て、形成される封止膜の内層における透明無機材料の密度よりも、外層における密 度を高めることができる。つまり膜形成の初期段階では、比較的穏ゃ力な条件 (例え ば、低温条件)で密度の低い層、いわばバッファ一層を形成して;膜形成の最終段階 では、比較的厳しい条件 (例えば、高温条件)で密度の高い層を形成する。
[0036] 前記部材の環境温度は、加熱ランプからの光を部材に照射する力 部材が載置さ れたステージに含まれるヒータにより上昇させることが好ましい。「部材の環境温度」と は、膜が形成される部材自体の温度、または部材の周囲の温度のいずれかを意味 する。
[0037] 図 4には、高周波スパッタ装置を用いて封止膜を形成する様子の例が示される。封 止膜が形成される部材 100が、加熱機構を有するステージ 110に配置される。また、 部材 100に対向してターゲット 120が配置される。部材 100と、ターゲット 120の間に は高周波電源 130を用いて高周波電圧が印加される。アルゴンガスなどの不活性ガ ス力 ガス導入ライン 140から導入され、ガス排出ライン 150から排出される。不活性 ガス雰囲気下で高周波電圧を印加してプラズマを発生させ、不活性ガスをイオン化 する。イオンィ匕された不活性ガスがターゲット 120に衝突して、スパッタされた原子ま たは分子が部材 100に付着して、無機材料からなる封止膜が形成される。
[0038] このとき、加熱ランプ 160もしくはステージ 110の加熱機構、またはそれらの組み合 わせを用いて、部材 100の環境温度を上昇させていく。それにより、形成される封止 膜の無機材料の密度を徐々に上げていくことができる。図 5には、環境温度のプロフ アイルの例が示される。膜形成の初期段階では比較的低温度にてプラズマを発生さ せ、封止膜を形成する。初期段階に形成される層は密度の低い、いわばバッファー 層となるため、部材 100はダメージを受けにくい。その後、徐々に温度を上昇させ、 密度の高い層を重畳して、封止膜とする。膜形成の初期段階の温度は 10〜30°C程 度であればよぐ膜形成の最終段階の温度は 200°C程度であることが好ま 、。
[0039] また、図 4に示されたステージ 110をターゲット 120へ徐々に近づけてもよいし；ガス 導入ライン 140から導入される不活性ガスの量を増やしてもよいし;高周波電源 130 の周波数を高めてもよいし;電源 130の電圧を高めてもよぐそれにより封止膜の緻 密性 (無機材料の密度)を制御する。
[0040] 図 6には、対向ターゲットスパッタ装置を用いて封止膜を形成する様子の例が示さ れる。封止膜が形成される部材 100が、加熱機構を有するステージ 110に配置され る。また、互いに対向するターゲット 120を設け、両者に RF電源を用いて電圧を印加 する一方、両者の間に磁界を発生させる。それにより高エネルギーの電子を閉じ込 める。アルゴンガスなどの不活性ガス力 ガス導入ライン 140から導入され、ガス排出 ライン 150から排出される。導入された不活性ガスは、前記電子によりイオン化され、 ターゲット 120に衝突して、スパッタされた原子または分子が部材 100に付着して、無 機材料力もなる封止膜が形成される。このとき、加熱ランプ 160やステージ 110の加 熱機構を用いて部材 100の環境温度を上げるか、導入する不活性ガスの量を増や すか、電圧を高めるなどして、形成される封止膜の緻密性 (無機材料の密度)を変化 させる。
このようにターゲットを互いに対向して配置させたスパッタ装置を用いれば、部材 10 0へのプラズマによるダメージを防ぐことができる。
[0041] (2)プラズマ CVD法について
プラズマ CVD法による封止膜の形成は、以下のように行えばょ 、。
封止膜が形成される部材にソースガスを提供し；前記ソースガス存在下で、高周波 放電電極によりプラズマを発生させて前記部材に封止膜を形成すればょ 、が、この とき、 A)前記部材の環境温度を上昇させていくか、 B)部材と高周波電極との距離を 縮めていくか、 C)高周波放電電極の電圧を上げていくか、 D)前記電圧を印加する ための電源の周波数を上げて行くか、 E)ソースガスの密度を上げていくか、または F )その他の条件を調整する。
[0042] 前記封止膜が形成される部材は、前述のスパッタ法において用いられる部材と同 様である。前記ソースガスは、形成したい封止膜の成分 (透明無機材料）に応じて適 宜選択される。例えば、窒化シリコン膜を形成する場合はシランガス (例えば、 SiCl H
2 2 や SiH )とアンモニアとを含む混合ガスをソースガスにすればよぐ酸ィ匕シリコン膜を
4
形成する場合はシランガスと酸素とを含む混合ガスをソースガスにすればよい。
[0043] 図 7には、プラズマ CVD装置を用いて封止膜を形成する様子の例が示される。封 止膜を形成される部材 100が、加熱機構を有するステージ 110に配置され、かつス テージ 110は上下機構 190により上下に移動されうる。一方、部材 100に対向して高 周波放電電極 210を配置して、高周波電源 130を用いて高周波放電電極 210に電 圧を印加してプラズマ 200を発生させる。導入されるソースガス 180はプラズマ 200 により活性ィ匕されて、部材 100に封止膜が形成される。反応しないソースガス 180は ガス排出ライン 150から排出される。
[0044] 封止膜の形成初期段階においては部材 100を冷却しておくことが好ましい。冷却 は、ステージ 110の加熱機構による水冷、空冷、またはペルチェ素子などによる冷却 により行われる。部材 100の環境温度が低いと、緻密性 (無機材料の密度）の低い層 が形成され、部材 100はダメージを受けにくい。
次に、部材 100の環境温度を徐々に上昇させていく（温度プロファイルは、図 5と同 様にすればよい)。環境温度の上昇は、ステージ 110の加熱機構や、加熱ランプ 160 による光照射、またはチャンバ一内を覆う-クロム線 (不図示）によりチャンバ一内の 温度を上昇させて行えばよい。このようにして、無機材料の密度が制御された封止膜 が形成される。
[0045] また、環境温度の変化でなぐ部材 100と高周波電極 210との距離を縮めていく（ 初期には距離を長くし、徐々に短くしていく）か;高周波電源 130の周波数を上げて V、くか；電圧を上げて 、くか；ソースガス 180のソース密度を上げて!/、くことによって、 無機材料の密度が制御された封止膜を形成してもよ ヽ。
[0046] (3)イオンプレーティング法について
イオンプレーティング法による封止膜の形成は、以下のように行えばよい。 封止膜が形成される部材、および前記部材に対向して設けられたターゲットを準備 し;前記ターゲットの周辺にプラズマを発生させて、ターゲットからイオンを発生させ； 前記部材に前記イオンを衝突させて膜を形成すればよいが、このとき、 A)イオンの衝 突速度を上げていくか、 B)部材の環境温度を上げていくか、 C)部材とターゲットとの 距離を縮めて ヽくか、 D)プラズマを発生させるための電源の周波数を上げて ヽくか、 E)その他の条件を調整する。
[0047] 前記封止膜が形成される部材は、前述のスパッタ法において用いられる部材と同 様である。ターゲットは、スパッタ法と同様に、酸化シリコン膜を形成したければ酸ィ匕 シリコン、窒化シリコン膜を形成したければ窒化シリコンとすればよい。
[0048] イオンの衝突速度を制御する手段は特に制限されないが、例えば発生したイオン を加速するための電極（「引き出し電極」ともいう）の電圧を調整すればょ 、。
[0049] 図 8には、イオンプレーティング装置を用いて封止膜を形成する様子の例が示され る。封止膜が形成される部材 100を、加熱機構を有するステージ 110に配置する。ま た、ターゲット 120が配置され、ターゲット 120の周辺には、プラズマを発生させるた めの、高周波電源 130に接続されたコイルが配置される。さらに、ターゲット 120と引 き出し電極 220の間に電圧が印加される。ターゲット 120からプラズマによって発生し たイオンは、引き出し電極 220とターゲット 120の間に印加された電圧に応じた速度 で、部材 100へ衝突して封止膜を形成する。
[0050] 封止膜の形成初期においては、ターゲット 120と引き出し電極 220の間の電圧を低 めに設定して、イオンが部材 100へ向力 速度 (イオンビームの速度）を低めにする。 それにより、部材 100に形成される膜の密着性を低くする、つまり密度の低い層を形 成するとともに、部材 100へのダメージを抑制する。次に、前記電圧を上げていき、ィ オンビームの速度を高めていき、部材 100に形成される膜の密度を高めていく。
[0051] 前記電圧を上げていく代わりに、ステージ 110の加熱機構によって部材 100の環境 温度を上げて 、くか；部材 100とターゲット 120との距離を短くして 、くか；高周波電 源 130の周波数を上げていくことにより、密度が制御された封止膜を形成してもよい。
[0052] (4)塗布法について
塗布法による封止膜の形成は、以下のように行えばょ 、。
封止膜が形成される部材に、透明無機材料の粒子を含むペーストを塗布して;塗 布されたペースト膜にレーザを照射して加熱し、表面の透明無機材料の粒子を溶融 する。粒子が溶融することにより、表層を無機材料の密度の高い層とする。
[0053] 前記ペーストに含まれる透明無機材料の粒子の粒系は、照射されるレーザの波長 以下であって、波長の 1/2, 1/3,または「1Z自然数」でないことが好ましい。前記べ 一ストには、溶媒または榭脂が含まれていてもよぐレーザの照射によりその一部が 除去されてもよい。ペーストの塗布は、スリットコーターと称される装置を用いて行うこ とが好ましい。
[0054] 照射されるレーザは波長が 190〜880nm程度のレーザであればよぐエキシマレ 一ザなどが例示される。
[0055] 前述の通り、本発明の有機 ELディスプレイの有機 EL素子は、その透明電極 (たと えば ITO電極）の ITOの密度を下げられて、その光取り出し効率が向上されうる。 IT O電極は、蒸着により形成されてもよぐ塗布された ITOナノメタルインク (ITOナノ粒 子を含むペースト）を焼成することにより形成されてもよい。 ITO電極を蒸着により製 造する方法の例には、反応性プラズマ蒸着法と称される方法が含まれる。反応性プ ラズマ蒸着法とは、プラズマ銃からのプラズマビームを照射されて蒸発した材料を、さ らにイオン化させ、イオン化された材料をプラズマ中で反応ガスと反応させながら成 膜する方法である。 ITO電極の密度は、たとえばプラズマビームの強度を調整するこ とにより任意に制御されうる。
産業上の利用可能性
[0056] 本発明の有機 ELディスプレイは、発光層力 の光の取り出し効率が高いため、消 費電力の少な 、ディスプレイを提供する。
[0057] 本出願は、 2005年 9月 29日出願の出願番号 JP2005— 284326に基づく優先権 を主張する。当該出願明細書に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される

Claims

請求の範囲
[1] 透明無機材料を含む封止膜を有するトップェミッション型有機 EL素子を備えるディ スプレイであって、
前記封止膜の内層の透明無機材料の密度が、前記封止膜の外層の透明無機材 料の密度よりも低い、ディスプレイ。
[2] 前記透明無機材料は、酸ィ匕シリコン、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、および酸ィ匕 アルミニウム力もなる群力も選択される、請求項 1に記載のディスプレイ。
[3] 前記封止膜の内層の透明無機材料の密度は、前記封止膜の断面の SEM画像を 二値ィ匕処理することにより求められ、 74%以下である、請求項 1に記載のディスプレ ィ。
[4] 前記封止膜の内層の透明無機材料の密度は、前記封止膜の断面の SEM画像を 二値ィ匕処理することにより求められ、 50%以下である、請求項 1に記載のディスプレ ィ。
[5] 前記封止膜の外層の透明無機材料の密度は、前記封止膜の断面の SEM画像を 二値ィ匕処理することにより求められ、 90%以上である、請求項 1に記載のディスプレ ィ。
[6] 前記封止膜の厚さが 0. l ^ m-lO ^ mである、請求項 1に記載のディスプレイ。
[7] 前記封止膜の厚さが 1 ^ m-lO ^ mである、請求項 1に記載のディスプレイ。
[8] 請求項 1に記載のディスプレイの製造方法であって、
封止膜が形成される部材、およびターゲットを準備するステップ;および前記ターゲ ットにイオンを衝突させて、スパッタされた原子または分子を前記部材に付着させて 封止膜を形成するステップを含み、
前記封止膜を形成するときに、前記部材の環境温度を上昇させていくか、前記部 材と前記ターゲットの距離を縮めていくか、前記部材と前記ターゲットに印加された電 圧を上げていくか、前記電圧を印加するための電源の周波数を上げていくか、前記 ターゲットに衝突させるイオンの量を増やして 、くか、または前記イオン源となるガス の量を増やしていぐ製造方法。
[9] 請求項 1に記載のディスプレイの製造方法であって、 封止膜が形成される部材にソースガスを提供するステップ；および前記ソースガス 存在下で、高周波放電電極によりプラズマを発生させて、前記部材に封止膜を形成 するステップを含み、
前記封止膜を形成するときに、前記部材の環境温度を上昇させていくか、前記部 材と高周波放電電極との距離を縮めていくか、前記高周波放電電極の電圧を上げて いくか、前記電圧を印加するための電源の周波数を上げていくか、または前記ソース ガスの密度を上げていぐ製造方法。
[10] 請求項 1に記載のディスプレイの製造方法であって、
封止膜が形成される部材、および前記部材に対向して設けられたターゲットを準備 するステップ;前記ターゲットの周辺にプラズマを発生させて、ターゲットからイオンを 発生させるステップ；および前記部材に前記イオンを衝突させて封止膜を形成するス テツプを含み、
前記封止膜を形成するときに、イオンの衝突速度を上げていくか、前記部材の環境 温度を上昇させていくか、前記部材とターゲットとの距離を縮めていくか、前記プラズ マを発生させるための電源の周波数を上げていぐ製造方法。
[11] 請求項 1に記載のディスプレイの製造方法であって、
封止膜が形成される部材に、透明無機材料の粒子を含むペーストを塗布するステ ップ;および前記塗布膜にレーザを照射するステップを含む、製造方法。
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