有機エレクトロルミネッセンス表示パネル及び製造方法
【課題】 発光特性が劣化しにくい高遮蔽性有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンス表示パネルを提供する。
【解決手段】 第１及び第２表示電極並びに第１及び第２表示電極間に挟持かつ積層された有機化合物からなる１以上の有機機能層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子と、有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板と、からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルであって、有機エレクトロルミネッセンス素子及びその周囲の基板の表面を覆う高分子化合物膜と、高分子化合物膜、その縁部及びその周囲の基板の表面を覆う無機バリア膜と、を有する。
【解決手段】 第１及び第２表示電極並びに第１及び第２表示電極間に挟持かつ積層された有機化合物からなる１以上の有機機能層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子と、有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板と、からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルであって、有機エレクトロルミネッセンス素子及びその周囲の基板の表面を覆う高分子化合物膜と、高分子化合物膜、その縁部及びその周囲の基板の表面を覆う無機バリア膜と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電流の注入によって発光するエレクトロルミネッセンスを呈する有機化合物材料からなる発光層を含む１以上の薄膜（以下、有機機能層という）を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という）及びその１以上が基板上に形成された有機エレクトロルミネッセンス表示パネル（以下、有機ＥＬ表示パネルという）に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機ＥＬ素子は、基本的には有機機能層を陽極及び陰極で挟んだ形態で、両電極から注入された電子と正孔が再結合時に形成される励起子が励起状態から基底状態に戻り光を生じさせる。例えば、透明基板上に、陽極の透明電極と、有機機能層と、陰極の金属電極とが順次積層して有機ＥＬ素子は構成され、透明基板側から発光を得る。有機機能層は、発光層の単一層、あるいは有機正孔輸送層、発光層及び有機電子輸送層の３層構造、又は有機正孔輸送層及び発光層の２層構造、さらにこれらの適切な層間に電子或いは正孔の注入層やキャリアブロック層を挿入した積層体である。
【０００３】有機ＥＬ表示パネルとして、例えばマトリクス表示タイプのものや、所定発光パターンを有するものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この有機ＥＬ素子は、大気に晒されると、水分、酸素などのガス、その他の使用環境中のある種の分子の影響を受けて劣化し易い、特に有機ＥＬ素子の電極と有機機能層の界面では特性劣化が顕著であり、輝度、色彩などの発光特性が低下する問題がある。これを防止するために、有機ＥＬ表示パネルにおいて、酸化シリコンなどの無機物単一層の保護膜で有機ＥＬ素子を封止してその劣化を抑制する方法が考えられるが、これは十分なバリア性を有していない。すなわち、無機バリア膜ではピンホール発生を回避できないからである。保護膜にピンホールがあるとその部分から水分、酸素などが侵入し、有機ＥＬ素子の発光しない部分いわゆるダークスポットが拡大してしまう。
【０００５】そこで本発明は、有機機能層又は電極に対する酸素及び水分などに対する遮蔽性が高く発光特性が劣化しにくい有機ＥＬ素子及び有機ＥＬ表示パネルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネルは、第１及び第２表示電極並びに前記第１及び第２表示電極間に挟持かつ積層された有機化合物からなる１以上の有機機能層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板と、からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルであって、前記有機エレクトロルミネッセンス素子及びその周囲の前記基板の表面を覆う高分子化合物膜と、前記高分子化合物膜、その縁部及びその周囲の前記基板の表面を覆う無機バリア膜と、を有することを特徴とする。
【０００７】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネルにおいは、前記無機バリア膜は窒化シリコン又は窒化酸化シリコンからなることを特徴とすることを特徴とする。本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネルにおいは、前記無機バリア膜はプラズマ化学気相成長法又はスパッタ法により成膜されたことを特徴とする。
【０００８】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネルにおいは、前記高分子化合物膜はプラズマ重合成長法又は化学気相成長法により成膜されたことを特徴とする。本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネルにおいは、前記高分子化合物膜がポリパラキシリレンであることを特徴とする。
【０００９】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネルにおいは、前記基板は高分子化合物からなるプラスチック基板であることを特徴とする。本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネルにおいは、前記プラスチック基板の前記有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する表面を覆うように予め形成された基板側無機バリア膜を有することを特徴とする。
【００１０】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル製造方法は、１以上の有機エレクトロルミネッセンス素子及び前記有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルの製造方法であって、基板上に、各々が第１及び第２表示電極並びに前記第１及び第２表示電極間に挟持かつ積層された有機化合物からなる１以上の有機機能層からなる１以上の有機ＥＬ素子を形成する工程と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子及びその周囲の前記基板の表面を覆うように、前記有機ＥＬ素子を含む表示領域よりも大きい範囲に高分子化合物膜を成膜する工程と、前記高分子化合物膜、その縁部及びその周囲の前記基板の表面を覆うように、前記高分子化合物膜よりも大きい範囲に無機バリア膜を成膜する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル製造方法においては、前記高分子化合物膜の縁部は漸次膜厚が減少するように形成されることを特徴とする。本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル製造方法においては、前記無機バリア膜は窒化シリコン又は窒化酸化シリコンからなることを特徴とする。
【００１２】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル製造方法においては、前記無機バリア膜はプラズマ化学気相成長法により成膜されたことを特徴とする。本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル製造方法においては、前記高分子化合物膜はプラズマ重合成長法により成膜されたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】発明者は、無機バリア膜だけの有機ＥＬ素子封止は不充分であるので、有機ＥＬ素子において高分子化合物膜と無機バリア膜の２層封止構造とする実験をした。高分子化合物膜と無機バリア膜の被覆面積を変化させた結果、有機ＥＬ素子に近い高分子化合物膜のエッジを無機バリア膜で被覆していないと、露出した高分子化合物膜のエッジ部分から水分や酸素が侵入して侵入し、高分子化合物膜中を進行してそれが有機ＥＬ素子にダメージを与えてしまうことを知見した。そこで、本発明によれば、無機バリア膜で高分子化合物膜エッジを覆いエッジからの水分や酸素の侵入を遮断して有機ＥＬ素子が保護される。以下に、本発明による実施の形態例を図面を参照しつつ説明する。
【００１４】図１に本実施形態の有機ＥＬ素子を示す。実施形態の有機ＥＬ素子は、ガラスなどの基板１０の上に順に積層された、第１表示電極１３（透明電極の陽極）、有機化合物からなる発光層を含む１以上の有機機能層１４、及び第２表示電極１５（金属電極の陰極）を備える。さらに、有機ＥＬ素子は、その第２表示電極１５の背面を覆うように、順に積層された封止膜、すなわち高分子化合物膜１６Ｐと無機バリア膜１６Ｓを有する。高分子化合物膜１６Ｐは、有機ＥＬ素子Ｄ及びその周囲の基板１０の表面Ｒ１を被覆している。無機バリア膜１６Ｓは、高分子化合物膜１６Ｐと、その縁部Ｅ及びその周囲の基板の表面Ｒ２を被覆している。高分子化合物膜１６Ｐの縁部Ｅは漸次膜厚が減少するように形成される。無機バリア膜１６Ｓの滑らかな堆積を確保するためである。基板１０の材料は限定されないので、ガラスなどの無機物の他、高分子化合物などの有機物から選択できる。
【００１５】例えば、図２に示すように、有機ＥＬ素子の製造方法においては、基板１０上にインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）からなる第１表示電極１３を蒸着又はスパッタにて成膜する。その上に、銅フタロシアニンからなる正孔注入層、ＴＰＤ（トリフェニルアミン誘導体）からなる正孔輸送層、Ａｌｑ3（アルミキレート錯体）からなる発光層、Ｌｉ2Ｏ（酸化リチウム）からなる電子注入層を順次、蒸着して有機機能層１４を形成する。さらに、この上に蒸着によって、Ａｌからなる第２表示電極１５を透明電極１３の電極パターンと有機機能層１４を介して対向するように成膜する。
【００１６】次に、図３に示すように、有機ＥＬ素子の上に高分子化合物膜１６Ｐとしてポリパラキシリレン膜をＣＶＤ（化学気相成長法）により成膜する。この時、第１開口マスクＭ１を使って画素又は有機ＥＬ素子を含む表示領域よりも大きい範囲に高分子化合物膜１６Ｐを成膜する。次に、図４に示すように、高分子化合物膜１６Ｐ上に無機バリア膜１６Ｓとして窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤ（プラズマ化学気相成長法）により成膜する。この時、第２開口マスクＭ２を使って高分子化合物膜１６Ｐよりも大きい範囲に無機バリア膜１６Ｓを成膜して、図１に示す有機ＥＬ素子が作成される。第２開口マスクＭ２は第１開口マスクＭ１より大なる面積の無機物通過用開口を有しているので、高分子化合物膜１６Ｐのエッジを被覆するように無機バリア膜１６Ｓが成膜できる。また、高分子化合物膜１６Ｐ及び無機バリア膜１６Ｓの交互に積層する多層構造とする場合に同様に繰り返して成膜する。
【００１７】高分子化合物膜１６Ｐを成膜するプラズマ重合法は、有機分子をプラズマ状態になし、発生するラジカル種のカップリングによって重合させる成膜方法である。プラズマ重合によれば、モノマーは蒸気圧を持っていればビニル基のような特別な重合性基を必要とせず、得られた高分子化合物膜は緻密な薄膜となる。実施形態では、交流プラズマ重合装置によってプラズマ重合を行うが、陰極と陽極が区別される直流プラズマ法によって重合を行ってもよい。
【００１８】高分子化合物膜の原料ガスは、例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、エチレン、プロピレン、ブテン、ブタジエン、アセチレン、メチルアセチレンなどの炭化水素系モノマー、ヘキサメチルジシロキサン、トリエトキシビニルシラン、ポリジメチルシロキサン、テトラメトキシシランなどのケイ素系モノマー、テトラフルオロエチレンなどのフッ化水素系モノマー、などがある。特に実質的に炭素と水素のみからなる高分子化合物膜は表面に緻密でピンホールの無い硬質の膜を形成できるという利点を有するので好ましく、中でも原子数の比（原子組成比）で表わして好ましくはＨ／Ｃ＝１．５以下であると三次元的に充分架橋した特性の良い高分子化合物膜が形成できる。このような高分子化合物膜は炭化水素系モノマーガスの量を少なくし、反応圧力を低くし、かつ印加電力を大きくすることにより生成し得る。すなわち、反応圧力を低く印加電力を大きくすることにより、モノマー単位量あたりの分解エネルギーが大きくなって分解が進み、架橋した高分子化合物膜が形成できる。その他キャリアガスとして水素、不活性ガスなどのガスが使用できる。
【００１９】ＣＶＤ（化学気相成長法）による高分子化合物膜は、ポリパラキシリレン、特にパラキシリレン重合膜又は塩素化パラキシリレン重合膜がガス及び水蒸気透過性が極めて低く、不純物の混入が抑制でき、ピンホールの少ない、均一な膜を成膜できるので好ましい。このようなキシレン樹脂は米国ユニオン・カーバイド社のパリレンＮ（ポリパラキシリレン）、パリレンＣ（ポリモノクロクロロパラキシリレン）、パリレンＤ（ポリジクロロパラキシリレン）などがある。ガス透過性が低い点でパリレンＣが好ましいが、ＳｉＮ膜をその上に成膜するので、パリレンＮでも十分である。ポリパラキシリレンなど高分子化合物膜は２量体のガスを減圧下に熱分解することにより得られる。
【００２０】実験例では、ガラス基板のＩＴＯ陽極面上に所定の有機機能層を形成し、更にＡｌ陰極を成膜して有機ＥＬ素子を形成した。次いで、ポリエチレン高分子化合物膜をプラズマ重合により有機ＥＬ素子を覆うように成膜し、さらに、高分子化合物膜の縁部及びその周囲の基板の表面を覆うように窒化シリコンの無機バリア膜をプラズマ重合成長法によりその全面に成膜し、実施例の有機ＥＬ表示パネルを作製した。なお、比較例として高分子化合物膜の縁部が無機バリア膜から露出するように成膜した有機ＥＬ表示パネルをも作製した。高分子化合物膜のプラズマ重合成膜条件は、２０ＳＣＣＭのエチレンガスで、圧力０．９Ｔｏｒｒ、ＲＦ電力５００ｍＷ／ｃｍ2、周波数１３．５６ＭＨｚ温度を室温で、膜厚０．５μｍを成膜した。耐久性を大気中にて６０℃、９５％ＲＨの条件で、これらの有機ＥＬ素子のダークスポットの拡大状態を測定する試験をしたところ、実施例ではダークスポットの拡大がなかったが、比較例ではダークスポットの拡大があった。
【００２１】図５は他の実施形態の、複数の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示パネルの部分拡大背面図である。有機ＥＬ表示パネルは、基板１０上にマトリクス状に配置された複数の有機ＥＬ素子を備えている。透明電極層を含む行電極１３（陽極の第１表示電極）と、有機機能層と、該行電極に交差する金属電極層を含む列電極１５（第２表示電極）と、が基板１０上に順次積層されて構成されている。行電極は、各々が帯状に形成されるとともに、所定の間隔をおいて互いに平行となるように配列されており、列電極も同様である。このように、マトリクス表示タイプの表示パネルは、複数の行と列の電極の交差点に形成された複数の有機ＥＬ素子の発光画素からなる画像表示配列を有している。有機ＥＬ表示パネルは基板１０上の有機ＥＬ素子の間に平行に設けられた複数の隔壁７を備えていてもよい。複数の有機ＥＬ素子を覆うように、第２表示電極１５及び隔壁７の上には高分子化合物膜１６Ｐ及び無機バリア膜１６Ｓが形成されている。有機機能層の材料を選択して適宜積層して各々が赤Ｒ、緑Ｇ及び青Ｂの発光部を構成することもできる。
【００２２】図６に他の実施形態の有機ＥＬ素子を示す。この有機ＥＬ素子は、その基板を、合成樹脂を用いたプラスチック基板１０とし、その表面を窒化シリコン又は窒化酸化シリコンなど無機物からなる基板側無機バリア膜２２で被覆した以外、上記図１の実施形態と同一である。基板側無機バリア膜２２上に有機ＥＬ素子の電極が形成される。合成樹脂基板としては、ポリエチレンテレフタレート，ポリエチレン−２，６−ナフタレート，ポリカーボネート，ポリサルフォン，ポリエーテルサルフォン，ポリエーテルエーテルケトン，ポリフェノキシエーテル，ポリアリレート，フッ素樹脂，ポリプロピレンなどのフィルムが適用できる。
【００２３】基板側無機バリア膜２２が覆うプラスチック基板の表面は、少なくとも有機ＥＬ素子に接触する表面、有機ＥＬ素子間の表面、有機ＥＬ素子周囲の表面、有機ＥＬ素子に接触する表面の裏側の表面を含むことが好ましい。プラスチック基板から有機機能層へのアウトガスなどの侵入を防止するためである。また、プラスチック基板の両面を基板側無機バリア膜２２で覆うことにより、プラスチック基板の反りを防止できる。
【００２４】上述した例においては、無機バリア膜の製法として、プラズマＣＶＤを用いたが、これに限られることはなく、スパッタ法、真空蒸着法などの気相成長法も適用可能である。さらに上述した実施例においては、単純マトリクス表示タイプの有機ＥＬ表示パネルを説明したが、本発明はＴＦＴなどを用いたアクティブマトリクス表示タイプのパネルの基板にも応用できる。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、高分子化合物膜エッジからの水分や酸素の侵入を遮断でき、水や酸素の遮断が十分な封止構造を形成できて有機ＥＬ素子が保護されるので、耐久性の高い有機ＥＬ表示パネルを提供することができる。また、多層構造保護膜の高分子化合物膜部分のエッジを無機バリア膜の保護膜で覆うことにより、信頼性の高い有機ＥＬ表示パネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による実施形態の有機ＥＬ素子の概略斜視図。
【図２】 本発明による有機ＥＬ表示パネル製造工程における基板の概略斜視図。
【図３】 本発明による有機ＥＬ表示パネル製造工程における基板の概略斜視図。
【図４】 本発明による有機ＥＬ表示パネル製造工程における基板の概略斜視図。
【図５】 本発明による他の実施形態の、複数の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示パネルの部分拡大背面図。
【図６】 本発明による他の実施形態の有機ＥＬ素子の概略斜視図。
【符号の説明】
１０ 基板
１３ 第１表示電極（透明電極の陽極）
１４ 有機機能層（発光層）
１５ 第２表示電極（金属電極の陰極）
１６Ｐ 高分子化合物膜
１６Ｓ 無機バリア膜
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電流の注入によって発光するエレクトロルミネッセンスを呈する有機化合物材料からなる発光層を含む１以上の薄膜（以下、有機機能層という）を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という）及びその１以上が基板上に形成された有機エレクトロルミネッセンス表示パネル（以下、有機ＥＬ表示パネルという）に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機ＥＬ素子は、基本的には有機機能層を陽極及び陰極で挟んだ形態で、両電極から注入された電子と正孔が再結合時に形成される励起子が励起状態から基底状態に戻り光を生じさせる。例えば、透明基板上に、陽極の透明電極と、有機機能層と、陰極の金属電極とが順次積層して有機ＥＬ素子は構成され、透明基板側から発光を得る。有機機能層は、発光層の単一層、あるいは有機正孔輸送層、発光層及び有機電子輸送層の３層構造、又は有機正孔輸送層及び発光層の２層構造、さらにこれらの適切な層間に電子或いは正孔の注入層やキャリアブロック層を挿入した積層体である。
【０００３】有機ＥＬ表示パネルとして、例えばマトリクス表示タイプのものや、所定発光パターンを有するものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この有機ＥＬ素子は、大気に晒されると、水分、酸素などのガス、その他の使用環境中のある種の分子の影響を受けて劣化し易い、特に有機ＥＬ素子の電極と有機機能層の界面では特性劣化が顕著であり、輝度、色彩などの発光特性が低下する問題がある。これを防止するために、有機ＥＬ表示パネルにおいて、酸化シリコンなどの無機物単一層の保護膜で有機ＥＬ素子を封止してその劣化を抑制する方法が考えられるが、これは十分なバリア性を有していない。すなわち、無機バリア膜ではピンホール発生を回避できないからである。保護膜にピンホールがあるとその部分から水分、酸素などが侵入し、有機ＥＬ素子の発光しない部分いわゆるダークスポットが拡大してしまう。
【０００５】そこで本発明は、有機機能層又は電極に対する酸素及び水分などに対する遮蔽性が高く発光特性が劣化しにくい有機ＥＬ素子及び有機ＥＬ表示パネルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネルは、第１及び第２表示電極並びに前記第１及び第２表示電極間に挟持かつ積層された有機化合物からなる１以上の有機機能層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板と、からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルであって、前記有機エレクトロルミネッセンス素子及びその周囲の前記基板の表面を覆う高分子化合物膜と、前記高分子化合物膜、その縁部及びその周囲の前記基板の表面を覆う無機バリア膜と、を有することを特徴とする。
【０００７】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネルにおいは、前記無機バリア膜は窒化シリコン又は窒化酸化シリコンからなることを特徴とすることを特徴とする。本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネルにおいは、前記無機バリア膜はプラズマ化学気相成長法又はスパッタ法により成膜されたことを特徴とする。
【０００８】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネルにおいは、前記高分子化合物膜はプラズマ重合成長法又は化学気相成長法により成膜されたことを特徴とする。本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネルにおいは、前記高分子化合物膜がポリパラキシリレンであることを特徴とする。
【０００９】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネルにおいは、前記基板は高分子化合物からなるプラスチック基板であることを特徴とする。本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネルにおいは、前記プラスチック基板の前記有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する表面を覆うように予め形成された基板側無機バリア膜を有することを特徴とする。
【００１０】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル製造方法は、１以上の有機エレクトロルミネッセンス素子及び前記有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルの製造方法であって、基板上に、各々が第１及び第２表示電極並びに前記第１及び第２表示電極間に挟持かつ積層された有機化合物からなる１以上の有機機能層からなる１以上の有機ＥＬ素子を形成する工程と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子及びその周囲の前記基板の表面を覆うように、前記有機ＥＬ素子を含む表示領域よりも大きい範囲に高分子化合物膜を成膜する工程と、前記高分子化合物膜、その縁部及びその周囲の前記基板の表面を覆うように、前記高分子化合物膜よりも大きい範囲に無機バリア膜を成膜する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル製造方法においては、前記高分子化合物膜の縁部は漸次膜厚が減少するように形成されることを特徴とする。本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル製造方法においては、前記無機バリア膜は窒化シリコン又は窒化酸化シリコンからなることを特徴とする。
【００１２】本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル製造方法においては、前記無機バリア膜はプラズマ化学気相成長法により成膜されたことを特徴とする。本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル製造方法においては、前記高分子化合物膜はプラズマ重合成長法により成膜されたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】発明者は、無機バリア膜だけの有機ＥＬ素子封止は不充分であるので、有機ＥＬ素子において高分子化合物膜と無機バリア膜の２層封止構造とする実験をした。高分子化合物膜と無機バリア膜の被覆面積を変化させた結果、有機ＥＬ素子に近い高分子化合物膜のエッジを無機バリア膜で被覆していないと、露出した高分子化合物膜のエッジ部分から水分や酸素が侵入して侵入し、高分子化合物膜中を進行してそれが有機ＥＬ素子にダメージを与えてしまうことを知見した。そこで、本発明によれば、無機バリア膜で高分子化合物膜エッジを覆いエッジからの水分や酸素の侵入を遮断して有機ＥＬ素子が保護される。以下に、本発明による実施の形態例を図面を参照しつつ説明する。
【００１４】図１に本実施形態の有機ＥＬ素子を示す。実施形態の有機ＥＬ素子は、ガラスなどの基板１０の上に順に積層された、第１表示電極１３（透明電極の陽極）、有機化合物からなる発光層を含む１以上の有機機能層１４、及び第２表示電極１５（金属電極の陰極）を備える。さらに、有機ＥＬ素子は、その第２表示電極１５の背面を覆うように、順に積層された封止膜、すなわち高分子化合物膜１６Ｐと無機バリア膜１６Ｓを有する。高分子化合物膜１６Ｐは、有機ＥＬ素子Ｄ及びその周囲の基板１０の表面Ｒ１を被覆している。無機バリア膜１６Ｓは、高分子化合物膜１６Ｐと、その縁部Ｅ及びその周囲の基板の表面Ｒ２を被覆している。高分子化合物膜１６Ｐの縁部Ｅは漸次膜厚が減少するように形成される。無機バリア膜１６Ｓの滑らかな堆積を確保するためである。基板１０の材料は限定されないので、ガラスなどの無機物の他、高分子化合物などの有機物から選択できる。
【００１５】例えば、図２に示すように、有機ＥＬ素子の製造方法においては、基板１０上にインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）からなる第１表示電極１３を蒸着又はスパッタにて成膜する。その上に、銅フタロシアニンからなる正孔注入層、ＴＰＤ（トリフェニルアミン誘導体）からなる正孔輸送層、Ａｌｑ3（アルミキレート錯体）からなる発光層、Ｌｉ2Ｏ（酸化リチウム）からなる電子注入層を順次、蒸着して有機機能層１４を形成する。さらに、この上に蒸着によって、Ａｌからなる第２表示電極１５を透明電極１３の電極パターンと有機機能層１４を介して対向するように成膜する。
【００１６】次に、図３に示すように、有機ＥＬ素子の上に高分子化合物膜１６Ｐとしてポリパラキシリレン膜をＣＶＤ（化学気相成長法）により成膜する。この時、第１開口マスクＭ１を使って画素又は有機ＥＬ素子を含む表示領域よりも大きい範囲に高分子化合物膜１６Ｐを成膜する。次に、図４に示すように、高分子化合物膜１６Ｐ上に無機バリア膜１６Ｓとして窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤ（プラズマ化学気相成長法）により成膜する。この時、第２開口マスクＭ２を使って高分子化合物膜１６Ｐよりも大きい範囲に無機バリア膜１６Ｓを成膜して、図１に示す有機ＥＬ素子が作成される。第２開口マスクＭ２は第１開口マスクＭ１より大なる面積の無機物通過用開口を有しているので、高分子化合物膜１６Ｐのエッジを被覆するように無機バリア膜１６Ｓが成膜できる。また、高分子化合物膜１６Ｐ及び無機バリア膜１６Ｓの交互に積層する多層構造とする場合に同様に繰り返して成膜する。
【００１７】高分子化合物膜１６Ｐを成膜するプラズマ重合法は、有機分子をプラズマ状態になし、発生するラジカル種のカップリングによって重合させる成膜方法である。プラズマ重合によれば、モノマーは蒸気圧を持っていればビニル基のような特別な重合性基を必要とせず、得られた高分子化合物膜は緻密な薄膜となる。実施形態では、交流プラズマ重合装置によってプラズマ重合を行うが、陰極と陽極が区別される直流プラズマ法によって重合を行ってもよい。
【００１８】高分子化合物膜の原料ガスは、例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、エチレン、プロピレン、ブテン、ブタジエン、アセチレン、メチルアセチレンなどの炭化水素系モノマー、ヘキサメチルジシロキサン、トリエトキシビニルシラン、ポリジメチルシロキサン、テトラメトキシシランなどのケイ素系モノマー、テトラフルオロエチレンなどのフッ化水素系モノマー、などがある。特に実質的に炭素と水素のみからなる高分子化合物膜は表面に緻密でピンホールの無い硬質の膜を形成できるという利点を有するので好ましく、中でも原子数の比（原子組成比）で表わして好ましくはＨ／Ｃ＝１．５以下であると三次元的に充分架橋した特性の良い高分子化合物膜が形成できる。このような高分子化合物膜は炭化水素系モノマーガスの量を少なくし、反応圧力を低くし、かつ印加電力を大きくすることにより生成し得る。すなわち、反応圧力を低く印加電力を大きくすることにより、モノマー単位量あたりの分解エネルギーが大きくなって分解が進み、架橋した高分子化合物膜が形成できる。その他キャリアガスとして水素、不活性ガスなどのガスが使用できる。
【００１９】ＣＶＤ（化学気相成長法）による高分子化合物膜は、ポリパラキシリレン、特にパラキシリレン重合膜又は塩素化パラキシリレン重合膜がガス及び水蒸気透過性が極めて低く、不純物の混入が抑制でき、ピンホールの少ない、均一な膜を成膜できるので好ましい。このようなキシレン樹脂は米国ユニオン・カーバイド社のパリレンＮ（ポリパラキシリレン）、パリレンＣ（ポリモノクロクロロパラキシリレン）、パリレンＤ（ポリジクロロパラキシリレン）などがある。ガス透過性が低い点でパリレンＣが好ましいが、ＳｉＮ膜をその上に成膜するので、パリレンＮでも十分である。ポリパラキシリレンなど高分子化合物膜は２量体のガスを減圧下に熱分解することにより得られる。
【００２０】実験例では、ガラス基板のＩＴＯ陽極面上に所定の有機機能層を形成し、更にＡｌ陰極を成膜して有機ＥＬ素子を形成した。次いで、ポリエチレン高分子化合物膜をプラズマ重合により有機ＥＬ素子を覆うように成膜し、さらに、高分子化合物膜の縁部及びその周囲の基板の表面を覆うように窒化シリコンの無機バリア膜をプラズマ重合成長法によりその全面に成膜し、実施例の有機ＥＬ表示パネルを作製した。なお、比較例として高分子化合物膜の縁部が無機バリア膜から露出するように成膜した有機ＥＬ表示パネルをも作製した。高分子化合物膜のプラズマ重合成膜条件は、２０ＳＣＣＭのエチレンガスで、圧力０．９Ｔｏｒｒ、ＲＦ電力５００ｍＷ／ｃｍ2、周波数１３．５６ＭＨｚ温度を室温で、膜厚０．５μｍを成膜した。耐久性を大気中にて６０℃、９５％ＲＨの条件で、これらの有機ＥＬ素子のダークスポットの拡大状態を測定する試験をしたところ、実施例ではダークスポットの拡大がなかったが、比較例ではダークスポットの拡大があった。
【００２１】図５は他の実施形態の、複数の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示パネルの部分拡大背面図である。有機ＥＬ表示パネルは、基板１０上にマトリクス状に配置された複数の有機ＥＬ素子を備えている。透明電極層を含む行電極１３（陽極の第１表示電極）と、有機機能層と、該行電極に交差する金属電極層を含む列電極１５（第２表示電極）と、が基板１０上に順次積層されて構成されている。行電極は、各々が帯状に形成されるとともに、所定の間隔をおいて互いに平行となるように配列されており、列電極も同様である。このように、マトリクス表示タイプの表示パネルは、複数の行と列の電極の交差点に形成された複数の有機ＥＬ素子の発光画素からなる画像表示配列を有している。有機ＥＬ表示パネルは基板１０上の有機ＥＬ素子の間に平行に設けられた複数の隔壁７を備えていてもよい。複数の有機ＥＬ素子を覆うように、第２表示電極１５及び隔壁７の上には高分子化合物膜１６Ｐ及び無機バリア膜１６Ｓが形成されている。有機機能層の材料を選択して適宜積層して各々が赤Ｒ、緑Ｇ及び青Ｂの発光部を構成することもできる。
【００２２】図６に他の実施形態の有機ＥＬ素子を示す。この有機ＥＬ素子は、その基板を、合成樹脂を用いたプラスチック基板１０とし、その表面を窒化シリコン又は窒化酸化シリコンなど無機物からなる基板側無機バリア膜２２で被覆した以外、上記図１の実施形態と同一である。基板側無機バリア膜２２上に有機ＥＬ素子の電極が形成される。合成樹脂基板としては、ポリエチレンテレフタレート，ポリエチレン−２，６−ナフタレート，ポリカーボネート，ポリサルフォン，ポリエーテルサルフォン，ポリエーテルエーテルケトン，ポリフェノキシエーテル，ポリアリレート，フッ素樹脂，ポリプロピレンなどのフィルムが適用できる。
【００２３】基板側無機バリア膜２２が覆うプラスチック基板の表面は、少なくとも有機ＥＬ素子に接触する表面、有機ＥＬ素子間の表面、有機ＥＬ素子周囲の表面、有機ＥＬ素子に接触する表面の裏側の表面を含むことが好ましい。プラスチック基板から有機機能層へのアウトガスなどの侵入を防止するためである。また、プラスチック基板の両面を基板側無機バリア膜２２で覆うことにより、プラスチック基板の反りを防止できる。
【００２４】上述した例においては、無機バリア膜の製法として、プラズマＣＶＤを用いたが、これに限られることはなく、スパッタ法、真空蒸着法などの気相成長法も適用可能である。さらに上述した実施例においては、単純マトリクス表示タイプの有機ＥＬ表示パネルを説明したが、本発明はＴＦＴなどを用いたアクティブマトリクス表示タイプのパネルの基板にも応用できる。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、高分子化合物膜エッジからの水分や酸素の侵入を遮断でき、水や酸素の遮断が十分な封止構造を形成できて有機ＥＬ素子が保護されるので、耐久性の高い有機ＥＬ表示パネルを提供することができる。また、多層構造保護膜の高分子化合物膜部分のエッジを無機バリア膜の保護膜で覆うことにより、信頼性の高い有機ＥＬ表示パネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による実施形態の有機ＥＬ素子の概略斜視図。
【図２】 本発明による有機ＥＬ表示パネル製造工程における基板の概略斜視図。
【図３】 本発明による有機ＥＬ表示パネル製造工程における基板の概略斜視図。
【図４】 本発明による有機ＥＬ表示パネル製造工程における基板の概略斜視図。
【図５】 本発明による他の実施形態の、複数の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示パネルの部分拡大背面図。
【図６】 本発明による他の実施形態の有機ＥＬ素子の概略斜視図。
【符号の説明】
１０ 基板
１３ 第１表示電極（透明電極の陽極）
１４ 有機機能層（発光層）
１５ 第２表示電極（金属電極の陰極）
１６Ｐ 高分子化合物膜
１６Ｓ 無機バリア膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第１及び第２表示電極並びに前記第１及び第２表示電極間に挟持かつ積層された有機化合物からなる１以上の有機機能層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板と、からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルであって、前記有機エレクトロルミネッセンス素子及びその周囲の前記基板の表面を覆う高分子化合物膜と、前記高分子化合物膜、その縁部及びその周囲の前記基板の表面を覆う無機バリア膜と、を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
【請求項２】 前記無機バリア膜は窒化シリコン又は窒化酸化シリコンからなることを特徴とすることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
【請求項３】 前記無機バリア膜はプラズマ化学気相成長法又はスパッタ法により成膜されたことを特徴とする請求項１又は２記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
【請求項４】 前記高分子化合物膜はプラズマ重合成長法又は化学気相成長法により成膜されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
【請求項５】 前記高分子化合物膜がポリパラキシリレンであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
【請求項６】 前記基板は高分子化合物からなるプラスチック基板であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
【請求項７】 前記プラスチック基板の前記有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する表面を覆うように予め形成された基板側無機バリア膜を有することを特徴とする請求項６記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
【請求項８】 １以上の有機エレクトロルミネッセンス素子及び前記有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルの製造方法であって、基板上に、各々が第１及び第２表示電極並びに前記第１及び第２表示電極間に挟持かつ積層された有機化合物からなる１以上の有機機能層からなる１以上の有機ＥＬ素子を形成する工程と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子及びその周囲の前記基板の表面を覆うように、前記有機ＥＬ素子を含む表示領域よりも大きい範囲に高分子化合物膜を成膜する工程と、前記高分子化合物膜、その縁部及びその周囲の前記基板の表面を覆うように、前記高分子化合物膜よりも大きい範囲に無機バリア膜を成膜する工程と、を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項９】 前記高分子化合物膜の縁部は漸次膜厚が減少するように形成されることを特徴とすることを特徴とする請求項８記載の製造方法。
【請求項１０】 前記無機バリア膜は窒化シリコン又は窒化酸化シリコンからなることを特徴とすることを特徴とする請求項８又は９記載の製造方法。
【請求項１１】 前記無機バリア膜はプラズマ化学気相成長法により成膜されたことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１記載の製造方法。
【請求項１２】 前記高分子化合物膜はプラズマ重合成長法により成膜されたことを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１記載の製造方法。
【請求項１】 第１及び第２表示電極並びに前記第１及び第２表示電極間に挟持かつ積層された有機化合物からなる１以上の有機機能層からなる有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板と、からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルであって、前記有機エレクトロルミネッセンス素子及びその周囲の前記基板の表面を覆う高分子化合物膜と、前記高分子化合物膜、その縁部及びその周囲の前記基板の表面を覆う無機バリア膜と、を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
【請求項２】 前記無機バリア膜は窒化シリコン又は窒化酸化シリコンからなることを特徴とすることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
【請求項３】 前記無機バリア膜はプラズマ化学気相成長法又はスパッタ法により成膜されたことを特徴とする請求項１又は２記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
【請求項４】 前記高分子化合物膜はプラズマ重合成長法又は化学気相成長法により成膜されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
【請求項５】 前記高分子化合物膜がポリパラキシリレンであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
【請求項６】 前記基板は高分子化合物からなるプラスチック基板であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
【請求項７】 前記プラスチック基板の前記有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する表面を覆うように予め形成された基板側無機バリア膜を有することを特徴とする請求項６記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
【請求項８】 １以上の有機エレクトロルミネッセンス素子及び前記有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルの製造方法であって、基板上に、各々が第１及び第２表示電極並びに前記第１及び第２表示電極間に挟持かつ積層された有機化合物からなる１以上の有機機能層からなる１以上の有機ＥＬ素子を形成する工程と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子及びその周囲の前記基板の表面を覆うように、前記有機ＥＬ素子を含む表示領域よりも大きい範囲に高分子化合物膜を成膜する工程と、前記高分子化合物膜、その縁部及びその周囲の前記基板の表面を覆うように、前記高分子化合物膜よりも大きい範囲に無機バリア膜を成膜する工程と、を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項９】 前記高分子化合物膜の縁部は漸次膜厚が減少するように形成されることを特徴とすることを特徴とする請求項８記載の製造方法。
【請求項１０】 前記無機バリア膜は窒化シリコン又は窒化酸化シリコンからなることを特徴とすることを特徴とする請求項８又は９記載の製造方法。
【請求項１１】 前記無機バリア膜はプラズマ化学気相成長法により成膜されたことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１記載の製造方法。
【請求項１２】 前記高分子化合物膜はプラズマ重合成長法により成膜されたことを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１記載の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００３−２８２２４０（Ｐ２００３−２８２２４０Ａ）
【公開日】平成１５年１０月３日（２００３．１０．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００２−８２５１２（Ｐ２００２−８２５１２）
【出願日】平成１４年３月２５日（２００２．３．２５）
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１５年１０月３日（２００３．１０．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１４年３月２５日（２００２．３．２５）
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
【Ｆターム（参考）】
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