有機発光素子及びその製造方法
【課題】有機発光素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板と、基板及び第２電極を覆うパッシベーション膜とを含む有機発光素子、及びその製造方法である。
【解決手段】第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板と、基板及び第２電極を覆うパッシベーション膜とを含む有機発光素子、及びその製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板と、前記基板及び前記第２電極を覆うパッシベーション膜とを含む有機発光素子、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在適用されている電子機器の水分遮断技術には、接着剤で封止を行う場合に使われる接着剤と、基板を介して微量の水分が浸透するため、機器内に流入した水分を積極的に除去できる吸湿剤とが使われている。このような吸湿剤は不透明であるので、透過度が確保される薄膜を適用し、１０層以上の多層にすることが試みられているが、多層積層により、透過度、タクトタイム（ｔａｃｔ ｔｉｍｅ）、薄膜のストレスが問題になっており、このための努力として、有機物／無機物の積層構造が現在進められている状況である。
【０００３】
現在出願されている特許を参照すると、有機／無機の多層積層が最近の技術として議論されているが、このときの透過度とタクトタイムとが工程適用の問題点として明らかになってきている。
【０００４】
それだけではなく、有機発光素子の上部からの水分の浸透と比較して、コーナーから透湿してくる水分の遮断が完全になされない状況にあるため、コーナーから浸透してくる水分による素子の損傷を克服することがいまだに問題点として残っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板と、前記基板及び前記有機発光部を覆う順次に積層された２層のパッシベーション膜とを含む有機発光素子であり、前記基板と第１パッシベーション膜との間に、基板の成分、第１パッシベーション膜成分及びイオン注入による成分からなる第１混合層を含み、前記第１パッシベーション膜と、該第１パッシベーション膜を覆う第２パッシベーション膜との間に、第１パッシベーション膜の成分、第２パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第２混合層を含む、水分を遮断する有機発光素子を提供するものである。
【０００６】
本発明はまた、前記有機発光素子の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面によって、第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板と、前記基板及び前記有機発光部を覆う順次に積層された２層のパッシベーション膜とを含む有機発光素子であり、前記基板と第１パッシベーション膜との間に、基板の成分、第１パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第１混合層を含み、前記第１パッシベーション膜と、該第１パッシベーション膜を覆う第２パッシベーション膜との間に、第１パッシベーション膜の成分、第２パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第２混合層を含む有機発光素子が提供される。
【０００８】
本発明の一具現例によれば、イオン注入による前記成分は、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｎ２またはＯ２からなる群から選択された一つ以上でありうる。
【０００９】
本発明の一具現例によれば、前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜は、互いに異なる成分からなり、該成分は、金属、酸化物、窒化物、酸窒化物またはそれらの混合物からなりうる。
【００１０】
本発明の一具現例によれば、前記金属は、Ａｌ、Ａｇ、Ｙｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、ＭｇまたはＮｉでありうる。
【００１１】
本発明の一具現例によれば、前記酸化物は、ＭｏＯｘ（ｘ＝２〜４）、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣｄＯ、ＣａＯ、Ｃｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＤｙＯ、ＧｄＯ、ＨｆＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＮｂＯ、ＮｉＯ、Ｎｄ２Ｏ３、ＰｄＯ、Ｓｍ２Ｏ３、ＳｃＯ、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、Ｔａ２Ｏ３、ＴｉＯ、ＷＯ３、ＶＯ２、ＹｂＯ、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯまたはＺｒＯでありうる。
【００１２】
本発明の一具現例によれば、前記窒化物は、ＡｌＮ、ＢＮ、ＮｂＮ、ＳｉＮ、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＹｂＮまたはＺｒＮでありうる。
【００１３】
本発明の一具現例によれば、前記酸窒化物は、ＳｉＯＮまたはＡｌＯＮでありうる。
【００１４】
本発明の一具現例によれば、前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜それぞれは、透光度が９０％以上１００％以下でありうる。
【００１５】
本発明の一具現例によれば、前記基板は、ガラス、プラスチック、ポリマーまたは金属でありうる。
【００１６】
本発明の一具現例によれば、前記第１混合層及び第２混合層の厚みは、それぞれ０を超えて約６，０００ｎｍまででありうる。
【００１７】
本発明の一具現例によれば、前記第１混合層及び第２混合層内で、前記第１パッシベーション膜の成分の濃度、または前記第２パッシベーション膜の成分の濃度が、それぞれのパッシベーション膜から基板側に、順次低下しうる。
【００１８】
本発明の他の側面によって、第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板を準備する段階と、前記基板及び前記有機発光部の上に第１パッシベーション膜を蒸着させる段階と、前記第１パッシベーション膜上に、イオンビームを注入する段階と、第２パッシベーション膜を、前記第１パッシベーション膜上に蒸着させる段階と、前記第２パッシベーション膜上に、イオンビームを注入する段階と、を含む有機発光素子の製造方法が提供される。
【００１９】
本発明の一具現例によれば、前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜は、それぞれ互いに異なる成分からなり、該成分は、金属、酸化物、窒化物、酸窒化物またはそれらの混合物でありうる。
【００２０】
本発明の一具現例によれば、前記金属は、Ａｌ、Ａｇ、Ｙｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、ＭｇまたはＮｉでありうる。
【００２１】
本発明の一具現例によれば、前記酸化物は、ＭｏＯｘ（ｘ＝２〜４）、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣｄＯ、ＣａＯ、Ｃｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＤｙＯ、ＧｄＯ、ＨｆＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＮｂＯ、ＮｉＯ、Ｎｄ２Ｏ３、ＰｄＯ、Ｓｍ２Ｏ３、ＳｃＯ、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、Ｔａ２Ｏ３、ＴｉＯ、ＷＯ３、ＶＯ２、ＹｂＯ、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯまたはＺｒＯでありうる。
【００２２】
本発明の一具現例によれば、前記窒化物は、ＡｌＮ、ＢＮ、ＮｂＮ、ＳｉＮ、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＹｂＮまたはＺｒＮでありうる。
【００２３】
本発明の一具現例によれば、前記酸窒化物は、ＳｉＯＮまたはＡｌＯＮでありうる。
【００２４】
本発明の一具現例によれば、前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜は、それぞれ透光度が９０％以上１００％以下でありうる。
【００２５】
本発明の一具現例によれば、前記基板は、ガラス、プラスチック、ポリマーまたは金属でありうる。
【００２６】
本発明の一具現例によれば、前記イオンビームは、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｎ２またはＯ２からなる群から選択される一つ以上でありうる。
【００２７】
本発明の一具現例によれば、前記第１パッシベーション膜上に、イオンビームを注入する段階は、前記有機発光部を除外した第１パッシベーション膜部分にイオンビームを注入し、前記基板と第１パッシベーション膜との間に、基板の成分、第１パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第１混合層を形成する段階でありうる。
【００２８】
本発明の一具現例によれば、前記第２パッシベーション膜上に、イオンビームを注入する段階は、第２パッシベーション膜全体にイオンビームを注入し、前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜間に、第１パッシベーション膜の成分、第２パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第２混合層を形成する段階でありうる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、イオン注入（ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）法によって、基板とパッシベーション膜との界面にエネルギーを加え、基板とパッシベーション膜との混合層を形成して界面をなくし、新しい層を設けて水分を遮断する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】有機発光素子に水分が浸透する経路を模式的に示した図面である。
【図２Ａ】基板とパッシベーション膜とにイオン注入法でイオンを照射して生成される混合層の生成原理を模式的に示した図面である。
【図２Ｂ】基板とパッシベーション膜とにイオン注入法でイオンを照射して生成される混合層の生成原理を模式的に示した図面である。
【図２Ｃ】基板とパッシベーション膜とにイオン注入法でイオンを照射して生成される混合層の生成原理を模式的に示した図面である。
【図３】ガラス基板にＳｉＮｘを蒸着させ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｎｅ、Ａｒなどのガスを利用し、それらガスのイオンを注入（ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）させた後、二次イオン質量分析機であるＳＩＭＳ（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｉｏｎ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析機を利用した分析結果を図示したグラフである（Ｘ＝１．０〜１．５）。
【図４Ａ】本発明の一具現例による有機発光素子の製造方法を模式的に図示した図面である。
【図４Ｂ】本発明の一具現例による有機発光素子の製造方法を模式的に図示した図面である。
【図４Ｃ】本発明の一具現例による有機発光素子の製造方法を模式的に図示した図面である。
【図４Ｄ】本発明の一具現例による有機発光素子の製造方法を模式的に図示した図面である。
【図４Ｅ】本発明の一具現例による有機発光素子の製造方法を模式的に図示した図面である。
【図５】本発明の一具現例による有機発光素子の一部を拡大して模式的に図示した図面である。
【図６】本発明の一具現例による有機発光素子が、高電圧でも損傷なしに発光する様子を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００３２】
本発明の一具現例による有機発光素子（ＯＬＥＤ）は、第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板と、前記基板及び前記有機発光部を覆う順次に積層された２層のパッシベーション膜とを含む有機発光素子であり、前記基板と第１パッシベーション膜との間に、基板の成分、第１パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第１混合層を含み、前記第１パッシベーション膜と、該第１パッシベーション膜を覆う第２パッシベーション膜との間に、第１パッシベーション膜の成分、第２パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第２混合層を含む。
【００３３】
現在、水分に敏感なさまざまな電子機器は、それらの安定した駆動と寿命の確保とのための方策として、水分を吸収するゲッタ（ｇｅｔｔｅｒ）や吸湿剤を使用したり、上下のガラスにシーラントやフリット（ｆｒｉｔ）を利用して、寿命を確保している状況である。最近では、有機素子に無機薄膜を単一膜または多層膜で積層し、パッシベーション膜として使用している。前記のような場合、多層の薄膜積層時に、ストレスが加わり、かつタクトタイム（ｔａｃｔ ｔｉｍｅ）がかかり、透過度もまた問題視されている。
【００３４】
そのうちでも最も重要なのは、水分の吸湿経路である。図１は、有機発光素子（ＯＬＥＤ）に水分が浸透する経路を模式的に示した図面である。図１から分かるように、水分浸透経路は、例えば、ガラスのような基板とパッシベーション膜との界面で、吸湿されてくる経路１、上部から入り込む経路２、及び有機発光素子のステップ・カバリッジ（ｓｔｅｐ ｃｏｖｅｒａｇｅ ）になるコーナーから入る経路３に分類され、これを完全に遮断するには、数μｍ厚の厚膜が必要であり、かつ多くの時間がかかるというような困難さがある状況である。特に、このような水分浸透経路のうち問題になるのは、経路１及び経路３のようなものである。
【００３５】
本発明の一具現例によれば、イオン注入方法によって、基板と第１パッシベーション膜とに、イオンを適切な条件で照射することによって、基板と第１パッシベーション膜との間に、基板の成分、第１パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第１混合層を生成することができる。
【００３６】
また、第１パッシベーション膜と第２パッシベーション膜とにイオンを適切な条件で照射することによって、第１パッシベーション膜と第２パッシベーション膜との間に、第１パッシベーション膜の成分、第２パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第２混合層を生成することができる。
【００３７】
第１混合層及び第２混合層の生成は、第１パッシベーション膜の種類、第２パッシベーション膜の種類、イオンの種類、イオン注入電圧、イオン注入圧力、イオン注入時間、並びに第１混合層及び第２混合層が生じる深さのような多くの条件に依存する。いくつかの例について、実施例で説明する。
【００３８】
このように、基板と第１パッシベーション膜との明確な界面、そして第１パッシベーション膜と第２パッシベーション膜との明確な界面が消え、代わりに、混合層が生成されることによって、水分浸透は、効果的に抑制される。
【００３９】
前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜は、互いに異なる成分からなり、該成分は、金属、酸化物、窒化物、酸窒化物またはそれらの混合物からなりうる。
【００４０】
本発明の一具現例によれば、前記金属は、Ａｌ、Ａｇ、Ｙｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、ＭｇまたはＮｉであり、前記酸化物は、ＭｏＯｘ（ｘ＝２〜４）、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣｄＯ、ＣａＯ、Ｃｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＤｙＯ、ＧｄＯ、ＨｆＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＮｂＯ、ＮｉＯ、Ｎｄ２Ｏ３、ＰｄＯ、Ｓｍ２Ｏ３、ＳｃＯ、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、Ｔａ２Ｏ３、ＴｉＯ、ＷＯ３、ＶＯ２、ＹｂＯ、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯまたはＺｒＯであり、前記窒化物は、ＡｌＮ、ＢＮ、ＮｂＮ、ＳｉＮ、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＹｂＮまたはＺｒＮであり、前記酸窒化物は、ＳｉＯＮまたはＡｌＯＮでありうる。
【００４１】
図２Ａないし図２Ｃは、基板とパッシベーション膜とにイオン注入法でイオンを照射して生成される混合層の生成原理を模式的に示した図面である。
【００４２】
図２Ａは、基板と、その上に蒸着されたパッシベーション膜との境界が明確に区分されることを示す図面である。
【００４３】
図２Ｂでは、基板とパッシベーション膜との界面に、エネルギーを有するイオンが注入（ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）され、境界面が活性化される状態を示している。使われるガスは、不活性気体であるＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅなどであり、使われる用途によって、Ｎ２，Ｏ２ガスなども使用可能である。前記ガスがイオン化されて注入される場合、イオンは、適切な作業条件で、基板及びパッシベーション膜の明確な界面を不明確にし、このような過程を経て、図２Ｃのような混合層が生成される。
【００４４】
図２Ｃの状態は、図２Ａの状態とは異なり、その境界が明確ではなく、これは、あたかも図２Ａの状態の基板及びパッシベーション膜が、互いに強力に接着された状態であると見ることができる。従って、水分浸透は困難になる。
【００４５】
本発明の一具現例によれば、イオン注入による前記成分は、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｎ２またはＯ２からなる群から選択された一つ以上でありうる。
【００４６】
本発明の一具現例によれば、前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜それぞれは、透光度が９０％以上１００％以下でありうる。
【００４７】
それぞれのパッシベーション膜の透光度が９０％未満である場合、効率及び視野角に問題点が生じうる。
【００４８】
本発明の一具現例によれば、前記基板は、一般的に基板として使われる材質が使われ、例えば、ガラス、プラスチック、ポリマーまたは金属でありうる。
【００４９】
本発明の一具現例によれば、前記第１混合層及び第２混合層の厚みは、それぞれ０を超えて約６，０００ｎｍまででありうる。
【００５０】
それぞれの混合層の厚みが、６，０００ｎｍを超える場合、薄膜のストレスによって、膜が裂けて浮き上がるような現象の問題が起こりうる。
【００５１】
本発明の一具現例によれば、前記第１混合層及び第２混合層内で、前記第１パッシベーション膜の成分の濃度、または前記第２パッシベーション膜の成分の濃度が、それぞれのパッシベーション膜から基板側に、順次低下しうる。
【００５２】
図３は、例えば、ガラスのような基板に、例えば、ＳｉＮｘのような窒化物膜を蒸着させ、多様なガスを利用して注入（ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）した後、二次イオン質量分析機であるＳＩＭＳ（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｉｏｎ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析機を利用した分析結果を図示した図面である（Ｘ＝１．０〜１．５）。
【００５３】
図３を参照すれば、注入させた成分の原子番号が増加するほど、界面のシャープネス（ｓｈａｒｐｎｅｓｓ）は低下する。すなわち、界面の拡張（ｂｒｏａｄｅｎｉｎｇ）程度は、Ａｒ＞Ｎｅ＞Ｎ＞Ｈｅの順序である（ただし、注入時のドース量（ｄｏｓｅ）は同一であり、Ｒｐ（ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ ｒａｎｇｅ）は全ての試料において類似していると仮定）。
【００５４】
また、図３の横軸を参照すれば、混合層の深さは、１００ｎｍないし５００ｎｍであることが分かる。混合層でパッシベーション膜の成分であるＳｉＮの濃度が、パッシベーション膜（ここでは、ＳｉＮｘ）から基板（ここでは、ガラス）側に、順次低下することが分かる。
【００５５】
次に、本発明の一具現例による有機発光素子の製造方法について説明する。
【００５６】
本発明の他の側面によって、第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板を準備する段階と、前記基板及び前記有機発光部の上に、第１パッシベーション膜を蒸着させる段階と、前記第１パッシベーション膜上にイオンビームを注入する段階と、第２パッシベーション膜を前記第１パッシベーション膜上に蒸着させる段階と、前記第２パッシベーション膜上にイオンビームを注入する段階とを含む有機発光素子の製造方法が提供される。
【００５７】
図４Ａないし図４Ｅは、本発明の一具現例による有機発光素子の製造方法を、模式的に図示した図面である。
【００５８】
図４Ａを参照すれば、まず、第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部２０が形成された基板１０を準備する。ここで、前記基板は、有機発光素子の製造において、一般的に基板として使われる材質が使われ、例えば、ガラス、プラスチック、ポリマーまたは金属でありうる。
【００５９】
次に、図４Ｂを参照すれば、前記基板１０及び前記有機発光部２０の上に、第１パッシベーション膜３０を蒸着させる。ここで、第１パッシベーション膜３０は、有機発光素子の製造において、一般的にパッシベーション膜として使われる材質が使われ、例えば、金属、酸化物、窒化物、酸窒化物またはそれらの混合物でありうる。本発明の一具現例によれば、前記金属は、Ａｌ、Ａｇ、Ｙｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、ＭｇまたはＮｉであり、前記酸化物は、ＭｏＯｘ（ｘ＝２〜４）、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣｄＯ、ＣａＯ、Ｃｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＤｙＯ、ＧｄＯ、ＨｆＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＮｂＯ、ＮｉＯ、Ｎｄ２Ｏ３、ＰｄＯ、Ｓｍ２Ｏ３、ＳｃＯ、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、Ｔａ２Ｏ３、ＴｉＯ、ＷＯ３、ＶＯ２、ＹｂＯ、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯまたはＺｒＯであり、前記窒化物は、ＡｌＮ、ＢＮ、ＮｂＮ、ＳｉＮ、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＹｂＮまたはＺｒＮであり、前記酸窒化物は、ＳｉＯＮまたはＡｌＯＮでありうる。
【００６０】
一方、第１パッシベーション膜の透光度は、９０％以上１００％以下でありうる。パッシベーション膜の透光度が９０％未満である場合、効率及び視野角に問題点が生じうる。
【００６１】
次に、図４Ｃを参照すれば、前記第１パッシベーション膜３０上に、イオンビームを注入するが、イオンビームは、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｎ２またはＯ２からなる群から選択される一つ以上であり、前記有機発光部２０を除外した第１パッシベーション膜部分３０に、イオンビームを注入し、前記基板１０及び第１パッシベーション膜３０間に、基板１０の成分、第１パッシベーション膜３０成分及びイオン注入による成分からなる第１混合層（図示せず）を形成する。
【００６２】
イオンビーム注入で、前記有機発光部を除外する理由は、イオンビームからの有機発光部の損傷を避けるためである。
【００６３】
次に、図４Ｄを参照すれば、第２パッシベーション膜４０を、前記第１パッシベーション膜３０上に蒸着させる。ここで、第２パッシベーション膜４０は、有機発光素子の製造において、一般的にパッシベーション膜として使われる材質が使われ、例えば、金属、酸化物、窒化物、酸窒化物またはそれらの混合物でありうる。第２パッシベーション膜の透光度は、９０％以上１００％以下でありうる。パッシベーション膜の透光度が９０％未満である場合、効率及び視野角に問題点が生じうる。
【００６４】
第２パッシベーション膜４０は、第１パッシベーション膜３０と異なる成分でありうる。例えば、第１パッシベーション膜３０が金属である場合、第２パッシベーション膜４０は、酸化物または窒化物であって、第１パッシベーション膜３０が酸化物である場合、第２パッシベーション膜４０は、金属または窒化物であって、第１パッシベーション膜３０が窒化物である場合、第２パッシベーション膜４０は、金属または酸化物でありうる。
【００６５】
最後に、図４Ｅを参照すれば、前記第２パッシベーション膜４０上に、イオンビームを注入するが、イオンビームは、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｎ２またはＯ２からなる群から選択される一つ以上であり、前記第２パッシベーション膜４０の全体にイオンビームを注入し、前記第１パッシベーション膜３０と第２パッシベーション膜４０との間に、第１パッシベーション膜３０の成分、第２パッシベーション膜４０成分及びイオン注入による成分からなる第２混合層（図示せず）を形成する。
【００６６】
図５は、本発明の一具現例による有機発光素子の一部を拡大し、模式的に図示した図面である。
【００６７】
図５を参照すれば、基板１０と第１パッシベーション膜３０との間に、基板１０の成分、第１パッシベーション膜３０成分及びイオン注入による成分５０からなる第１混合層が形成され、第１パッシベーション膜３０と第２パッシベーション膜４０との間に、第１パッシベーション膜３０の成分、第２パッシベーション膜４０成分及びイオン注入による成分５０からなる第２混合層が形成されていることが分かる。有機発光部２０の近くには、イオン注入による成分５０が存在しない。
【００６８】
第１混合層及び第２混合層によって、図１での水分浸透経路１ないし３がいずれも効率的に遮断される。
【００６９】
本発明による有機発光素子は、従来技術で使われる１０層のパッシベーション膜よりも単純なパッシベーション膜を含むことによって、タクトタイムを効果的に短縮することができ、工程性が向上するのである。
【００７０】
以下、本発明で使われる一般的な有機発光素子の構造について説明する。
【００７１】
本発明で使われる有機発光素子の構造は、一般的なものであって、非常に多様である。前記第１電極と第２電極との間に、有機膜として、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層からなる群から選択された１層以上の層を有機膜としてさらに含むことができる。
【００７２】
本発明で使われる有機発光素子は、例えば、第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造、または第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造を有する。
【００７３】
以下、前述の積層構造を有する有機発光素子の製造方法について述べる。
【００７４】
まず、基板上部に、大きい仕事関数を有するアノード（正極）電極用物質を蒸着法またはスパッタリングによって形成し、第１電極であるアノードとして使用する。ここで、基板としては、一般的な有機発光素子で使われる基板を使用するが、透明性、表面平滑性、取扱容易性及び防水性にすぐれる有機基板または透明プラスチック基板が望ましい。そして、アノード電極用物質としては、透明であって伝導性にすぐれる酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などを使用する。
【００７５】
前記アノード電極の上部に、正孔注入層物質を真空熱蒸着またはスピンコーティングさせる。前記正孔注入層物質としては、例えば、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）などのフタロシアニン化合物；スターバースト型アミン誘導体類である（４，４−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン）（ＴＣＴＡ）、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、１，３，５−トリス［４−（３−メチルフェニルフェニルアミノ）フェニル］ベンゼン（ｍ−ＭＴＤＡＰＢ）；溶解性のある伝導性高分子であるポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／カンファースルホン酸（Ｐａｎｉ／ＣＳＡ）、ポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＡＮＩ／ＰＳＳ）などを使用できるが、これらに限定されるものではない。
【００７６】
【化１】
【００７７】
正孔注入層の上部に、正孔輸送層物質を真空熱蒸着またはスピンコーティングさせ、正孔輸送層を形成する。前記正孔輸送層物質は、例えば、１，３，５−トリカルバゾリルベンゼン、４，４’−ビスカルバゾリルビフェニル、ポリビニルカルバゾール、ｍ−ビスカルバゾリルフェニル、４，４’−ビスカルバゾリル−２，２’−ジメチルビフェニル、４，４’，４”−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン、１，３，５−トリ（２−カルバゾリルフェニル）ベンゼン、１，３，５−トリス（２−カルバゾリル−５−メトキシフェニル）ベンゼン、ビス（４−カルバゾリルフェニル）シラン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＮＰＢ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−コ−Ｎ−（４−ブチルフェニル）ジフェニルアミン）（ＴＦＢ）、またはポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−コ−ビス−Ｎ，Ｎ−フェニル−１，４−フェニレンジアミン（ＰＦＢ）などを含むことができるが、これらに限定されるものではない。
【００７８】
【化２】
【００７９】
次に、正孔輸送層の上部に発光層が導入され、発光層の材料は、特別に制限されるものではなく、４，４’−ビスカルバゾリルビフェニル（ＣＢＰ）、ＴＣＢ、（４，４−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン）（ＴＣＴＡ）、ＳＤＩ−ＢＨ−１８、ＳＤＩ−ＢＨ−１９、ＳＤＩ−ＢＨ−２２、ＳＤＩ−ＢＨ−２３、ｄｍＣＢＰ、Ｌｉｑ、１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）、ビス（２−メチル−８−キノリラート）−（ｐ−フェニルフェノラート）−アルミニウム（Ｂａｌｑ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）などをホストとして使用でき、ドーパントの場合、蛍光ドーパントとしては、出光社（Ｉｄｅｍｉｔｓｕ Ｃｏ．）から購入可能なＩＤＥ１０２、ＩＤＥ１０５や、リン光ドーパントとしては周知の緑色リン光ドーパントであるＩｒ（ｐｐｙ）３、青色リン光ドーパントである（４，６−Ｆ２ｐｐｙ）２Ｉｒｐｉｃなどが共に真空熱蒸着されうる。
【００８０】
【化３】
【００８１】
ドーピング濃度は、特別に制限されるものではないが、一般的に、０．５〜１２重量％で使用する。発光層上に、電子輸送層が、真空蒸着法、またはスピンコーティング法でもって薄膜を形成できる。
【００８２】
一方、発光層にリン光ドーパントを共に使用する場合、三重項励起子または正孔が、電子輸送層に拡散する現象を防止するために、さらに正孔阻止物質を真空熱蒸着し、正孔阻止層を形成できる。このときに使用できる正孔阻止層の材料は、特別に制限されるものではないが、電子輸送能を有しつつ、発光化合物より高いイオン化ポテンシャルを有さねばならず、代表的なものとしてＢａｌｑ、ＢＣＰなどがある。
【００８３】
正孔阻止層上に、電子輸送層が、真空蒸着法またはスピンコーティング法でもって薄膜を形成できる。
【００８４】
前記電子輸送層の材料は、例えば、公知の材料であるＡｌｑ３などを利用できる。
【００８５】
また、電子輸送層上に、電子注入層が積層されうる。前記電子注入層の材料は、例えば、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯなどを含むことができるが、これらに限定されるものではない。
【００８６】
そして、電子注入層の上部に、カソード形成用金属を真空熱蒸着し、カソード電極を形成する。ここで、カソード形成用金属としては、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）などが使われうる。また、電極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層またはカソード電極に、必要によってさらに、前面発光素子を得るために、ＩＴＯ、ＩＺＯを使用した透過型カソードを使用できる。本発明の有機発光素子は、アノードまたは２層の中間層をさらに形成することも可能である。
【００８７】
次に、カソード電極及び基板上に、前述の方法によってパッシベーション膜を蒸着し、かつイオン注入を経ることによって、有機発光素子が完成される。
【００８８】
以下、本発明による有機発光素子の実施例を具体的に例示するが、本発明が、下記の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００８９】
〔実施例１〕
［ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（７５０Å）／α−ＮＰＤ（１５０Å）／ジスチリルアリーレン（ＤＳＡ）（３００Å）：２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰｅ）（３％）／Ａｌｑ３（２００Å）／ＬｉＦ（８０Å）／Ａｌ（３，０００Å）］
アノードは、コーニング（Ｃｏｒｎｉｎｇ）１５Ω／ｃｍ２（１，２００Å）ＩＴＯガラス基板を、５０ｍｍｘ５０ｍｍｘ０．７ｍｍサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水との中で、それぞれ５分間超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）オゾン洗浄して使用する。前記基板上部にｍ−ＭＴＤＡＴＡを真空蒸着し、正孔注入層を７５０Å厚に形成する。次に、前記正孔注入層の上部にα−ＮＰＤを１５０Å厚に真空蒸着し、正孔輸送層を形成する。正孔輸送層を形成した後、この正孔輸送層の上部に、ＤＳＡをホストとし、ドーパントとしてＴＢＰｅを３％使用し、これを真空蒸着し、３００Å厚に発光層を形成する。その後、前記発光層の上部にＡｌｑ３を真空蒸着し、２００Å厚の電子輸送層を形成する。この電子輸送層の上部に、ＬｉＦ ８０Å（電子注入層）と、Ａｌ ３，０００Å（カソード電極）とを順次に真空蒸着し、ＬｉＦ／Ａｌ電極を形成する。
【００９０】
次に、２×１０−６Ｔｏｒｒの圧力を有した熱蒸着機（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）で、前記基板及びＬｉＦ／Ａｌ電極上に、第１パッシベーション膜としてＳｉＮｘを５，０００Å厚に蒸着する（ｘは、１．２〜１．４）。
【００９１】
前記第１パッシベーション膜が形成された部分のうち、有機発光部が形成された部分を覆った後、４０ｋＶ、１×１０−６Ｔｏｒｒで、Ｎ２（１０ｓｃｃｍ）ガスでもってイオンドース量１×１０１７イオン／ｃｍ２で、６０分間イオン注入（ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）を実施し、第１パッシベーション膜と基板との間に、第１混合層を形成する。
【００９２】
次に、前記第１パッシベーション膜上に、ＳｉＯＮを９，０００Å厚に蒸着し、第２パッシベーション膜を形成する。
【００９３】
次に、６０ｋＶ、１×１０−６Ｔｏｒｒで、Ｎ２（１０ｓｃｃｍ）ガスでもってイオンドース量１×１０１７イオン／ｃｍ２で、８０分間イオン注入（ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）を第２パッシベーション膜全体に実施し、第１パッシベーション膜と第２パッシベーション膜との間に第２混合層を形成し、有機発光素子を製造する。
【００９４】
図６は、実施例１によってイオン注入（ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）させた後の素子の発光を示している写真である。図６を参照すれば、２０ｋＶの高い電圧でも、本発明の一実施例による有機発光素子が、損傷なしに発光する様子を観察できた。
【００９５】
実施例１の有機発光素子の断面をＳＥＭ（ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）測定し、第１混合層及び第２混合層の厚みが、それぞれ約３００ｎｍであることを確認した。
【００９６】
第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜の透光度は、それぞれ約９０％、約９０％と測定された。
【００９７】
〔実施例２〕
第１パッシベーション膜として、酸化物であるＳｉＯ２を使用し、第２パッシベーション膜として、窒化物であるＳｉＮｘを使用したことを除いては、実施例１と同一に有機発光素子を製造する。
【００９８】
第１パッシベーション膜の場合、３０ｋＶ、１×１０−６ＴｏｒｒでＮ２（１０ｓｃｃｍ）ガスでもってイオンドース量１×１０１７イオン／ｃｍ２で、７０分間イオン注入（ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）を実施し、第１パッシベーション膜と基板との間に、第１混合層を形成する。次に、６０ｋＶ、１×１０−６ＴｏｒｒでＮ２（１０ｓｃｃｍ）ガスでもってイオンドース量１×１０１７イオン／ｃｍ２で、９０分間イオン注入（ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）を第２パッシベーション膜全体に実施し、第１パッシベーション膜と第２パッシベーション膜との間に、第２混合層を形成して有機発光素子を製造する。
【００９９】
〔実施例３〕
５０ｋＶ、２×１０−６ＴｏｒｒでＯ２（１０ｓｃｃｍ）ガスでもってイオンドース量１×１０１７イオン／ｃｍ２で、６０分間実施したことを除いては、実施例１と同一に有機発光素子を製造する。
【０１００】
〔比較例〕
第１電極、有機膜及び第２電極が順次に積層されてなされた有機電界発光部が形成された封止基板を製造する。次に、前記第２電極の上部に、平均粒径１００ｎｍ以下のＣａ粉末を、酸素ガス雰囲気下で真空熱蒸着させることによって、水分吸収層を形成する。
【０１０１】
前記ＣａＯ水分吸収層の上部に、無機保護層として、シリコン窒化物を真空蒸着させ、その上に、さらに同じ方法で、ＣａＯ水分吸収層をコーティングする。有機保護層として、アクリル系樹脂を使用してスピンコーティングした後、これを１００℃で熱処理し、第２電極／水分吸収層／無機保護層／水分吸収層／有機保護層が順次に積層された封止基板を製造する。
【０１０２】
最後に、前記の通りに製造された封止基板と基板とを合着し、有機発光素子を製造する。
【０１０３】
〔水分及び外気透過試験〕
前記実施例１及び比較例によって製造された有機発光素子に対して、水分及び外気に対する透過程度を調べた。
【０１０４】
その結果、実施例１による有機発光素子及び比較例による有機発光素子は、透湿度がそれぞれ１０−５ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上であって、ほとんど同等な水分及び外気に対する浸透抑制能があることが分かった。
【符号の説明】
【０１０５】
１，２，３ 水分の浸透経路
１０ 基板
２０ 有機発光部
３０ 第１パッシベーション膜
４０ 第２パッシベーション膜
５０ イオン注入による成分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板と、前記基板及び前記第２電極を覆うパッシベーション膜とを含む有機発光素子、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在適用されている電子機器の水分遮断技術には、接着剤で封止を行う場合に使われる接着剤と、基板を介して微量の水分が浸透するため、機器内に流入した水分を積極的に除去できる吸湿剤とが使われている。このような吸湿剤は不透明であるので、透過度が確保される薄膜を適用し、１０層以上の多層にすることが試みられているが、多層積層により、透過度、タクトタイム（ｔａｃｔ ｔｉｍｅ）、薄膜のストレスが問題になっており、このための努力として、有機物／無機物の積層構造が現在進められている状況である。
【０００３】
現在出願されている特許を参照すると、有機／無機の多層積層が最近の技術として議論されているが、このときの透過度とタクトタイムとが工程適用の問題点として明らかになってきている。
【０００４】
それだけではなく、有機発光素子の上部からの水分の浸透と比較して、コーナーから透湿してくる水分の遮断が完全になされない状況にあるため、コーナーから浸透してくる水分による素子の損傷を克服することがいまだに問題点として残っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板と、前記基板及び前記有機発光部を覆う順次に積層された２層のパッシベーション膜とを含む有機発光素子であり、前記基板と第１パッシベーション膜との間に、基板の成分、第１パッシベーション膜成分及びイオン注入による成分からなる第１混合層を含み、前記第１パッシベーション膜と、該第１パッシベーション膜を覆う第２パッシベーション膜との間に、第１パッシベーション膜の成分、第２パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第２混合層を含む、水分を遮断する有機発光素子を提供するものである。
【０００６】
本発明はまた、前記有機発光素子の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面によって、第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板と、前記基板及び前記有機発光部を覆う順次に積層された２層のパッシベーション膜とを含む有機発光素子であり、前記基板と第１パッシベーション膜との間に、基板の成分、第１パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第１混合層を含み、前記第１パッシベーション膜と、該第１パッシベーション膜を覆う第２パッシベーション膜との間に、第１パッシベーション膜の成分、第２パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第２混合層を含む有機発光素子が提供される。
【０００８】
本発明の一具現例によれば、イオン注入による前記成分は、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｎ２またはＯ２からなる群から選択された一つ以上でありうる。
【０００９】
本発明の一具現例によれば、前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜は、互いに異なる成分からなり、該成分は、金属、酸化物、窒化物、酸窒化物またはそれらの混合物からなりうる。
【００１０】
本発明の一具現例によれば、前記金属は、Ａｌ、Ａｇ、Ｙｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、ＭｇまたはＮｉでありうる。
【００１１】
本発明の一具現例によれば、前記酸化物は、ＭｏＯｘ（ｘ＝２〜４）、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣｄＯ、ＣａＯ、Ｃｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＤｙＯ、ＧｄＯ、ＨｆＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＮｂＯ、ＮｉＯ、Ｎｄ２Ｏ３、ＰｄＯ、Ｓｍ２Ｏ３、ＳｃＯ、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、Ｔａ２Ｏ３、ＴｉＯ、ＷＯ３、ＶＯ２、ＹｂＯ、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯまたはＺｒＯでありうる。
【００１２】
本発明の一具現例によれば、前記窒化物は、ＡｌＮ、ＢＮ、ＮｂＮ、ＳｉＮ、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＹｂＮまたはＺｒＮでありうる。
【００１３】
本発明の一具現例によれば、前記酸窒化物は、ＳｉＯＮまたはＡｌＯＮでありうる。
【００１４】
本発明の一具現例によれば、前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜それぞれは、透光度が９０％以上１００％以下でありうる。
【００１５】
本発明の一具現例によれば、前記基板は、ガラス、プラスチック、ポリマーまたは金属でありうる。
【００１６】
本発明の一具現例によれば、前記第１混合層及び第２混合層の厚みは、それぞれ０を超えて約６，０００ｎｍまででありうる。
【００１７】
本発明の一具現例によれば、前記第１混合層及び第２混合層内で、前記第１パッシベーション膜の成分の濃度、または前記第２パッシベーション膜の成分の濃度が、それぞれのパッシベーション膜から基板側に、順次低下しうる。
【００１８】
本発明の他の側面によって、第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板を準備する段階と、前記基板及び前記有機発光部の上に第１パッシベーション膜を蒸着させる段階と、前記第１パッシベーション膜上に、イオンビームを注入する段階と、第２パッシベーション膜を、前記第１パッシベーション膜上に蒸着させる段階と、前記第２パッシベーション膜上に、イオンビームを注入する段階と、を含む有機発光素子の製造方法が提供される。
【００１９】
本発明の一具現例によれば、前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜は、それぞれ互いに異なる成分からなり、該成分は、金属、酸化物、窒化物、酸窒化物またはそれらの混合物でありうる。
【００２０】
本発明の一具現例によれば、前記金属は、Ａｌ、Ａｇ、Ｙｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、ＭｇまたはＮｉでありうる。
【００２１】
本発明の一具現例によれば、前記酸化物は、ＭｏＯｘ（ｘ＝２〜４）、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣｄＯ、ＣａＯ、Ｃｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＤｙＯ、ＧｄＯ、ＨｆＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＮｂＯ、ＮｉＯ、Ｎｄ２Ｏ３、ＰｄＯ、Ｓｍ２Ｏ３、ＳｃＯ、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、Ｔａ２Ｏ３、ＴｉＯ、ＷＯ３、ＶＯ２、ＹｂＯ、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯまたはＺｒＯでありうる。
【００２２】
本発明の一具現例によれば、前記窒化物は、ＡｌＮ、ＢＮ、ＮｂＮ、ＳｉＮ、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＹｂＮまたはＺｒＮでありうる。
【００２３】
本発明の一具現例によれば、前記酸窒化物は、ＳｉＯＮまたはＡｌＯＮでありうる。
【００２４】
本発明の一具現例によれば、前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜は、それぞれ透光度が９０％以上１００％以下でありうる。
【００２５】
本発明の一具現例によれば、前記基板は、ガラス、プラスチック、ポリマーまたは金属でありうる。
【００２６】
本発明の一具現例によれば、前記イオンビームは、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｎ２またはＯ２からなる群から選択される一つ以上でありうる。
【００２７】
本発明の一具現例によれば、前記第１パッシベーション膜上に、イオンビームを注入する段階は、前記有機発光部を除外した第１パッシベーション膜部分にイオンビームを注入し、前記基板と第１パッシベーション膜との間に、基板の成分、第１パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第１混合層を形成する段階でありうる。
【００２８】
本発明の一具現例によれば、前記第２パッシベーション膜上に、イオンビームを注入する段階は、第２パッシベーション膜全体にイオンビームを注入し、前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜間に、第１パッシベーション膜の成分、第２パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第２混合層を形成する段階でありうる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、イオン注入（ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）法によって、基板とパッシベーション膜との界面にエネルギーを加え、基板とパッシベーション膜との混合層を形成して界面をなくし、新しい層を設けて水分を遮断する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】有機発光素子に水分が浸透する経路を模式的に示した図面である。
【図２Ａ】基板とパッシベーション膜とにイオン注入法でイオンを照射して生成される混合層の生成原理を模式的に示した図面である。
【図２Ｂ】基板とパッシベーション膜とにイオン注入法でイオンを照射して生成される混合層の生成原理を模式的に示した図面である。
【図２Ｃ】基板とパッシベーション膜とにイオン注入法でイオンを照射して生成される混合層の生成原理を模式的に示した図面である。
【図３】ガラス基板にＳｉＮｘを蒸着させ、Ｈｅ、Ｎ２、Ｎｅ、Ａｒなどのガスを利用し、それらガスのイオンを注入（ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）させた後、二次イオン質量分析機であるＳＩＭＳ（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｉｏｎ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析機を利用した分析結果を図示したグラフである（Ｘ＝１．０〜１．５）。
【図４Ａ】本発明の一具現例による有機発光素子の製造方法を模式的に図示した図面である。
【図４Ｂ】本発明の一具現例による有機発光素子の製造方法を模式的に図示した図面である。
【図４Ｃ】本発明の一具現例による有機発光素子の製造方法を模式的に図示した図面である。
【図４Ｄ】本発明の一具現例による有機発光素子の製造方法を模式的に図示した図面である。
【図４Ｅ】本発明の一具現例による有機発光素子の製造方法を模式的に図示した図面である。
【図５】本発明の一具現例による有機発光素子の一部を拡大して模式的に図示した図面である。
【図６】本発明の一具現例による有機発光素子が、高電圧でも損傷なしに発光する様子を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００３２】
本発明の一具現例による有機発光素子（ＯＬＥＤ）は、第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板と、前記基板及び前記有機発光部を覆う順次に積層された２層のパッシベーション膜とを含む有機発光素子であり、前記基板と第１パッシベーション膜との間に、基板の成分、第１パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第１混合層を含み、前記第１パッシベーション膜と、該第１パッシベーション膜を覆う第２パッシベーション膜との間に、第１パッシベーション膜の成分、第２パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第２混合層を含む。
【００３３】
現在、水分に敏感なさまざまな電子機器は、それらの安定した駆動と寿命の確保とのための方策として、水分を吸収するゲッタ（ｇｅｔｔｅｒ）や吸湿剤を使用したり、上下のガラスにシーラントやフリット（ｆｒｉｔ）を利用して、寿命を確保している状況である。最近では、有機素子に無機薄膜を単一膜または多層膜で積層し、パッシベーション膜として使用している。前記のような場合、多層の薄膜積層時に、ストレスが加わり、かつタクトタイム（ｔａｃｔ ｔｉｍｅ）がかかり、透過度もまた問題視されている。
【００３４】
そのうちでも最も重要なのは、水分の吸湿経路である。図１は、有機発光素子（ＯＬＥＤ）に水分が浸透する経路を模式的に示した図面である。図１から分かるように、水分浸透経路は、例えば、ガラスのような基板とパッシベーション膜との界面で、吸湿されてくる経路１、上部から入り込む経路２、及び有機発光素子のステップ・カバリッジ（ｓｔｅｐ ｃｏｖｅｒａｇｅ ）になるコーナーから入る経路３に分類され、これを完全に遮断するには、数μｍ厚の厚膜が必要であり、かつ多くの時間がかかるというような困難さがある状況である。特に、このような水分浸透経路のうち問題になるのは、経路１及び経路３のようなものである。
【００３５】
本発明の一具現例によれば、イオン注入方法によって、基板と第１パッシベーション膜とに、イオンを適切な条件で照射することによって、基板と第１パッシベーション膜との間に、基板の成分、第１パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第１混合層を生成することができる。
【００３６】
また、第１パッシベーション膜と第２パッシベーション膜とにイオンを適切な条件で照射することによって、第１パッシベーション膜と第２パッシベーション膜との間に、第１パッシベーション膜の成分、第２パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第２混合層を生成することができる。
【００３７】
第１混合層及び第２混合層の生成は、第１パッシベーション膜の種類、第２パッシベーション膜の種類、イオンの種類、イオン注入電圧、イオン注入圧力、イオン注入時間、並びに第１混合層及び第２混合層が生じる深さのような多くの条件に依存する。いくつかの例について、実施例で説明する。
【００３８】
このように、基板と第１パッシベーション膜との明確な界面、そして第１パッシベーション膜と第２パッシベーション膜との明確な界面が消え、代わりに、混合層が生成されることによって、水分浸透は、効果的に抑制される。
【００３９】
前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜は、互いに異なる成分からなり、該成分は、金属、酸化物、窒化物、酸窒化物またはそれらの混合物からなりうる。
【００４０】
本発明の一具現例によれば、前記金属は、Ａｌ、Ａｇ、Ｙｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、ＭｇまたはＮｉであり、前記酸化物は、ＭｏＯｘ（ｘ＝２〜４）、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣｄＯ、ＣａＯ、Ｃｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＤｙＯ、ＧｄＯ、ＨｆＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＮｂＯ、ＮｉＯ、Ｎｄ２Ｏ３、ＰｄＯ、Ｓｍ２Ｏ３、ＳｃＯ、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、Ｔａ２Ｏ３、ＴｉＯ、ＷＯ３、ＶＯ２、ＹｂＯ、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯまたはＺｒＯであり、前記窒化物は、ＡｌＮ、ＢＮ、ＮｂＮ、ＳｉＮ、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＹｂＮまたはＺｒＮであり、前記酸窒化物は、ＳｉＯＮまたはＡｌＯＮでありうる。
【００４１】
図２Ａないし図２Ｃは、基板とパッシベーション膜とにイオン注入法でイオンを照射して生成される混合層の生成原理を模式的に示した図面である。
【００４２】
図２Ａは、基板と、その上に蒸着されたパッシベーション膜との境界が明確に区分されることを示す図面である。
【００４３】
図２Ｂでは、基板とパッシベーション膜との界面に、エネルギーを有するイオンが注入（ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）され、境界面が活性化される状態を示している。使われるガスは、不活性気体であるＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅなどであり、使われる用途によって、Ｎ２，Ｏ２ガスなども使用可能である。前記ガスがイオン化されて注入される場合、イオンは、適切な作業条件で、基板及びパッシベーション膜の明確な界面を不明確にし、このような過程を経て、図２Ｃのような混合層が生成される。
【００４４】
図２Ｃの状態は、図２Ａの状態とは異なり、その境界が明確ではなく、これは、あたかも図２Ａの状態の基板及びパッシベーション膜が、互いに強力に接着された状態であると見ることができる。従って、水分浸透は困難になる。
【００４５】
本発明の一具現例によれば、イオン注入による前記成分は、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｎ２またはＯ２からなる群から選択された一つ以上でありうる。
【００４６】
本発明の一具現例によれば、前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜それぞれは、透光度が９０％以上１００％以下でありうる。
【００４７】
それぞれのパッシベーション膜の透光度が９０％未満である場合、効率及び視野角に問題点が生じうる。
【００４８】
本発明の一具現例によれば、前記基板は、一般的に基板として使われる材質が使われ、例えば、ガラス、プラスチック、ポリマーまたは金属でありうる。
【００４９】
本発明の一具現例によれば、前記第１混合層及び第２混合層の厚みは、それぞれ０を超えて約６，０００ｎｍまででありうる。
【００５０】
それぞれの混合層の厚みが、６，０００ｎｍを超える場合、薄膜のストレスによって、膜が裂けて浮き上がるような現象の問題が起こりうる。
【００５１】
本発明の一具現例によれば、前記第１混合層及び第２混合層内で、前記第１パッシベーション膜の成分の濃度、または前記第２パッシベーション膜の成分の濃度が、それぞれのパッシベーション膜から基板側に、順次低下しうる。
【００５２】
図３は、例えば、ガラスのような基板に、例えば、ＳｉＮｘのような窒化物膜を蒸着させ、多様なガスを利用して注入（ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）した後、二次イオン質量分析機であるＳＩＭＳ（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｉｏｎ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析機を利用した分析結果を図示した図面である（Ｘ＝１．０〜１．５）。
【００５３】
図３を参照すれば、注入させた成分の原子番号が増加するほど、界面のシャープネス（ｓｈａｒｐｎｅｓｓ）は低下する。すなわち、界面の拡張（ｂｒｏａｄｅｎｉｎｇ）程度は、Ａｒ＞Ｎｅ＞Ｎ＞Ｈｅの順序である（ただし、注入時のドース量（ｄｏｓｅ）は同一であり、Ｒｐ（ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ ｒａｎｇｅ）は全ての試料において類似していると仮定）。
【００５４】
また、図３の横軸を参照すれば、混合層の深さは、１００ｎｍないし５００ｎｍであることが分かる。混合層でパッシベーション膜の成分であるＳｉＮの濃度が、パッシベーション膜（ここでは、ＳｉＮｘ）から基板（ここでは、ガラス）側に、順次低下することが分かる。
【００５５】
次に、本発明の一具現例による有機発光素子の製造方法について説明する。
【００５６】
本発明の他の側面によって、第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板を準備する段階と、前記基板及び前記有機発光部の上に、第１パッシベーション膜を蒸着させる段階と、前記第１パッシベーション膜上にイオンビームを注入する段階と、第２パッシベーション膜を前記第１パッシベーション膜上に蒸着させる段階と、前記第２パッシベーション膜上にイオンビームを注入する段階とを含む有機発光素子の製造方法が提供される。
【００５７】
図４Ａないし図４Ｅは、本発明の一具現例による有機発光素子の製造方法を、模式的に図示した図面である。
【００５８】
図４Ａを参照すれば、まず、第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部２０が形成された基板１０を準備する。ここで、前記基板は、有機発光素子の製造において、一般的に基板として使われる材質が使われ、例えば、ガラス、プラスチック、ポリマーまたは金属でありうる。
【００５９】
次に、図４Ｂを参照すれば、前記基板１０及び前記有機発光部２０の上に、第１パッシベーション膜３０を蒸着させる。ここで、第１パッシベーション膜３０は、有機発光素子の製造において、一般的にパッシベーション膜として使われる材質が使われ、例えば、金属、酸化物、窒化物、酸窒化物またはそれらの混合物でありうる。本発明の一具現例によれば、前記金属は、Ａｌ、Ａｇ、Ｙｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、ＭｇまたはＮｉであり、前記酸化物は、ＭｏＯｘ（ｘ＝２〜４）、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣｄＯ、ＣａＯ、Ｃｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＤｙＯ、ＧｄＯ、ＨｆＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＮｂＯ、ＮｉＯ、Ｎｄ２Ｏ３、ＰｄＯ、Ｓｍ２Ｏ３、ＳｃＯ、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、Ｔａ２Ｏ３、ＴｉＯ、ＷＯ３、ＶＯ２、ＹｂＯ、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯまたはＺｒＯであり、前記窒化物は、ＡｌＮ、ＢＮ、ＮｂＮ、ＳｉＮ、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＹｂＮまたはＺｒＮであり、前記酸窒化物は、ＳｉＯＮまたはＡｌＯＮでありうる。
【００６０】
一方、第１パッシベーション膜の透光度は、９０％以上１００％以下でありうる。パッシベーション膜の透光度が９０％未満である場合、効率及び視野角に問題点が生じうる。
【００６１】
次に、図４Ｃを参照すれば、前記第１パッシベーション膜３０上に、イオンビームを注入するが、イオンビームは、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｎ２またはＯ２からなる群から選択される一つ以上であり、前記有機発光部２０を除外した第１パッシベーション膜部分３０に、イオンビームを注入し、前記基板１０及び第１パッシベーション膜３０間に、基板１０の成分、第１パッシベーション膜３０成分及びイオン注入による成分からなる第１混合層（図示せず）を形成する。
【００６２】
イオンビーム注入で、前記有機発光部を除外する理由は、イオンビームからの有機発光部の損傷を避けるためである。
【００６３】
次に、図４Ｄを参照すれば、第２パッシベーション膜４０を、前記第１パッシベーション膜３０上に蒸着させる。ここで、第２パッシベーション膜４０は、有機発光素子の製造において、一般的にパッシベーション膜として使われる材質が使われ、例えば、金属、酸化物、窒化物、酸窒化物またはそれらの混合物でありうる。第２パッシベーション膜の透光度は、９０％以上１００％以下でありうる。パッシベーション膜の透光度が９０％未満である場合、効率及び視野角に問題点が生じうる。
【００６４】
第２パッシベーション膜４０は、第１パッシベーション膜３０と異なる成分でありうる。例えば、第１パッシベーション膜３０が金属である場合、第２パッシベーション膜４０は、酸化物または窒化物であって、第１パッシベーション膜３０が酸化物である場合、第２パッシベーション膜４０は、金属または窒化物であって、第１パッシベーション膜３０が窒化物である場合、第２パッシベーション膜４０は、金属または酸化物でありうる。
【００６５】
最後に、図４Ｅを参照すれば、前記第２パッシベーション膜４０上に、イオンビームを注入するが、イオンビームは、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｎ２またはＯ２からなる群から選択される一つ以上であり、前記第２パッシベーション膜４０の全体にイオンビームを注入し、前記第１パッシベーション膜３０と第２パッシベーション膜４０との間に、第１パッシベーション膜３０の成分、第２パッシベーション膜４０成分及びイオン注入による成分からなる第２混合層（図示せず）を形成する。
【００６６】
図５は、本発明の一具現例による有機発光素子の一部を拡大し、模式的に図示した図面である。
【００６７】
図５を参照すれば、基板１０と第１パッシベーション膜３０との間に、基板１０の成分、第１パッシベーション膜３０成分及びイオン注入による成分５０からなる第１混合層が形成され、第１パッシベーション膜３０と第２パッシベーション膜４０との間に、第１パッシベーション膜３０の成分、第２パッシベーション膜４０成分及びイオン注入による成分５０からなる第２混合層が形成されていることが分かる。有機発光部２０の近くには、イオン注入による成分５０が存在しない。
【００６８】
第１混合層及び第２混合層によって、図１での水分浸透経路１ないし３がいずれも効率的に遮断される。
【００６９】
本発明による有機発光素子は、従来技術で使われる１０層のパッシベーション膜よりも単純なパッシベーション膜を含むことによって、タクトタイムを効果的に短縮することができ、工程性が向上するのである。
【００７０】
以下、本発明で使われる一般的な有機発光素子の構造について説明する。
【００７１】
本発明で使われる有機発光素子の構造は、一般的なものであって、非常に多様である。前記第１電極と第２電極との間に、有機膜として、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層からなる群から選択された１層以上の層を有機膜としてさらに含むことができる。
【００７２】
本発明で使われる有機発光素子は、例えば、第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造、または第１電極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／第２電極の構造を有する。
【００７３】
以下、前述の積層構造を有する有機発光素子の製造方法について述べる。
【００７４】
まず、基板上部に、大きい仕事関数を有するアノード（正極）電極用物質を蒸着法またはスパッタリングによって形成し、第１電極であるアノードとして使用する。ここで、基板としては、一般的な有機発光素子で使われる基板を使用するが、透明性、表面平滑性、取扱容易性及び防水性にすぐれる有機基板または透明プラスチック基板が望ましい。そして、アノード電極用物質としては、透明であって伝導性にすぐれる酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などを使用する。
【００７５】
前記アノード電極の上部に、正孔注入層物質を真空熱蒸着またはスピンコーティングさせる。前記正孔注入層物質としては、例えば、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）などのフタロシアニン化合物；スターバースト型アミン誘導体類である（４，４−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン）（ＴＣＴＡ）、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、１，３，５−トリス［４−（３−メチルフェニルフェニルアミノ）フェニル］ベンゼン（ｍ−ＭＴＤＡＰＢ）；溶解性のある伝導性高分子であるポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／カンファースルホン酸（Ｐａｎｉ／ＣＳＡ）、ポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＡＮＩ／ＰＳＳ）などを使用できるが、これらに限定されるものではない。
【００７６】
【化１】
【００７７】
正孔注入層の上部に、正孔輸送層物質を真空熱蒸着またはスピンコーティングさせ、正孔輸送層を形成する。前記正孔輸送層物質は、例えば、１，３，５−トリカルバゾリルベンゼン、４，４’−ビスカルバゾリルビフェニル、ポリビニルカルバゾール、ｍ−ビスカルバゾリルフェニル、４，４’−ビスカルバゾリル−２，２’−ジメチルビフェニル、４，４’，４”−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン、１，３，５−トリ（２−カルバゾリルフェニル）ベンゼン、１，３，５−トリス（２−カルバゾリル−５−メトキシフェニル）ベンゼン、ビス（４−カルバゾリルフェニル）シラン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＮＰＢ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−コ−Ｎ−（４−ブチルフェニル）ジフェニルアミン）（ＴＦＢ）、またはポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−コ−ビス−Ｎ，Ｎ−フェニル−１，４−フェニレンジアミン（ＰＦＢ）などを含むことができるが、これらに限定されるものではない。
【００７８】
【化２】
【００７９】
次に、正孔輸送層の上部に発光層が導入され、発光層の材料は、特別に制限されるものではなく、４，４’−ビスカルバゾリルビフェニル（ＣＢＰ）、ＴＣＢ、（４，４−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン）（ＴＣＴＡ）、ＳＤＩ−ＢＨ−１８、ＳＤＩ−ＢＨ−１９、ＳＤＩ−ＢＨ−２２、ＳＤＩ−ＢＨ−２３、ｄｍＣＢＰ、Ｌｉｑ、１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）、ビス（２−メチル−８−キノリラート）−（ｐ−フェニルフェノラート）−アルミニウム（Ｂａｌｑ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）などをホストとして使用でき、ドーパントの場合、蛍光ドーパントとしては、出光社（Ｉｄｅｍｉｔｓｕ Ｃｏ．）から購入可能なＩＤＥ１０２、ＩＤＥ１０５や、リン光ドーパントとしては周知の緑色リン光ドーパントであるＩｒ（ｐｐｙ）３、青色リン光ドーパントである（４，６−Ｆ２ｐｐｙ）２Ｉｒｐｉｃなどが共に真空熱蒸着されうる。
【００８０】
【化３】
【００８１】
ドーピング濃度は、特別に制限されるものではないが、一般的に、０．５〜１２重量％で使用する。発光層上に、電子輸送層が、真空蒸着法、またはスピンコーティング法でもって薄膜を形成できる。
【００８２】
一方、発光層にリン光ドーパントを共に使用する場合、三重項励起子または正孔が、電子輸送層に拡散する現象を防止するために、さらに正孔阻止物質を真空熱蒸着し、正孔阻止層を形成できる。このときに使用できる正孔阻止層の材料は、特別に制限されるものではないが、電子輸送能を有しつつ、発光化合物より高いイオン化ポテンシャルを有さねばならず、代表的なものとしてＢａｌｑ、ＢＣＰなどがある。
【００８３】
正孔阻止層上に、電子輸送層が、真空蒸着法またはスピンコーティング法でもって薄膜を形成できる。
【００８４】
前記電子輸送層の材料は、例えば、公知の材料であるＡｌｑ３などを利用できる。
【００８５】
また、電子輸送層上に、電子注入層が積層されうる。前記電子注入層の材料は、例えば、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯなどを含むことができるが、これらに限定されるものではない。
【００８６】
そして、電子注入層の上部に、カソード形成用金属を真空熱蒸着し、カソード電極を形成する。ここで、カソード形成用金属としては、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）などが使われうる。また、電極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層またはカソード電極に、必要によってさらに、前面発光素子を得るために、ＩＴＯ、ＩＺＯを使用した透過型カソードを使用できる。本発明の有機発光素子は、アノードまたは２層の中間層をさらに形成することも可能である。
【００８７】
次に、カソード電極及び基板上に、前述の方法によってパッシベーション膜を蒸着し、かつイオン注入を経ることによって、有機発光素子が完成される。
【００８８】
以下、本発明による有機発光素子の実施例を具体的に例示するが、本発明が、下記の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００８９】
〔実施例１〕
［ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（７５０Å）／α−ＮＰＤ（１５０Å）／ジスチリルアリーレン（ＤＳＡ）（３００Å）：２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰｅ）（３％）／Ａｌｑ３（２００Å）／ＬｉＦ（８０Å）／Ａｌ（３，０００Å）］
アノードは、コーニング（Ｃｏｒｎｉｎｇ）１５Ω／ｃｍ２（１，２００Å）ＩＴＯガラス基板を、５０ｍｍｘ５０ｍｍｘ０．７ｍｍサイズに切り、イソプロピルアルコールと純水との中で、それぞれ５分間超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）オゾン洗浄して使用する。前記基板上部にｍ−ＭＴＤＡＴＡを真空蒸着し、正孔注入層を７５０Å厚に形成する。次に、前記正孔注入層の上部にα−ＮＰＤを１５０Å厚に真空蒸着し、正孔輸送層を形成する。正孔輸送層を形成した後、この正孔輸送層の上部に、ＤＳＡをホストとし、ドーパントとしてＴＢＰｅを３％使用し、これを真空蒸着し、３００Å厚に発光層を形成する。その後、前記発光層の上部にＡｌｑ３を真空蒸着し、２００Å厚の電子輸送層を形成する。この電子輸送層の上部に、ＬｉＦ ８０Å（電子注入層）と、Ａｌ ３，０００Å（カソード電極）とを順次に真空蒸着し、ＬｉＦ／Ａｌ電極を形成する。
【００９０】
次に、２×１０−６Ｔｏｒｒの圧力を有した熱蒸着機（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）で、前記基板及びＬｉＦ／Ａｌ電極上に、第１パッシベーション膜としてＳｉＮｘを５，０００Å厚に蒸着する（ｘは、１．２〜１．４）。
【００９１】
前記第１パッシベーション膜が形成された部分のうち、有機発光部が形成された部分を覆った後、４０ｋＶ、１×１０−６Ｔｏｒｒで、Ｎ２（１０ｓｃｃｍ）ガスでもってイオンドース量１×１０１７イオン／ｃｍ２で、６０分間イオン注入（ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）を実施し、第１パッシベーション膜と基板との間に、第１混合層を形成する。
【００９２】
次に、前記第１パッシベーション膜上に、ＳｉＯＮを９，０００Å厚に蒸着し、第２パッシベーション膜を形成する。
【００９３】
次に、６０ｋＶ、１×１０−６Ｔｏｒｒで、Ｎ２（１０ｓｃｃｍ）ガスでもってイオンドース量１×１０１７イオン／ｃｍ２で、８０分間イオン注入（ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）を第２パッシベーション膜全体に実施し、第１パッシベーション膜と第２パッシベーション膜との間に第２混合層を形成し、有機発光素子を製造する。
【００９４】
図６は、実施例１によってイオン注入（ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）させた後の素子の発光を示している写真である。図６を参照すれば、２０ｋＶの高い電圧でも、本発明の一実施例による有機発光素子が、損傷なしに発光する様子を観察できた。
【００９５】
実施例１の有機発光素子の断面をＳＥＭ（ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）測定し、第１混合層及び第２混合層の厚みが、それぞれ約３００ｎｍであることを確認した。
【００９６】
第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜の透光度は、それぞれ約９０％、約９０％と測定された。
【００９７】
〔実施例２〕
第１パッシベーション膜として、酸化物であるＳｉＯ２を使用し、第２パッシベーション膜として、窒化物であるＳｉＮｘを使用したことを除いては、実施例１と同一に有機発光素子を製造する。
【００９８】
第１パッシベーション膜の場合、３０ｋＶ、１×１０−６ＴｏｒｒでＮ２（１０ｓｃｃｍ）ガスでもってイオンドース量１×１０１７イオン／ｃｍ２で、７０分間イオン注入（ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）を実施し、第１パッシベーション膜と基板との間に、第１混合層を形成する。次に、６０ｋＶ、１×１０−６ＴｏｒｒでＮ２（１０ｓｃｃｍ）ガスでもってイオンドース量１×１０１７イオン／ｃｍ２で、９０分間イオン注入（ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）を第２パッシベーション膜全体に実施し、第１パッシベーション膜と第２パッシベーション膜との間に、第２混合層を形成して有機発光素子を製造する。
【００９９】
〔実施例３〕
５０ｋＶ、２×１０−６ＴｏｒｒでＯ２（１０ｓｃｃｍ）ガスでもってイオンドース量１×１０１７イオン／ｃｍ２で、６０分間実施したことを除いては、実施例１と同一に有機発光素子を製造する。
【０１００】
〔比較例〕
第１電極、有機膜及び第２電極が順次に積層されてなされた有機電界発光部が形成された封止基板を製造する。次に、前記第２電極の上部に、平均粒径１００ｎｍ以下のＣａ粉末を、酸素ガス雰囲気下で真空熱蒸着させることによって、水分吸収層を形成する。
【０１０１】
前記ＣａＯ水分吸収層の上部に、無機保護層として、シリコン窒化物を真空蒸着させ、その上に、さらに同じ方法で、ＣａＯ水分吸収層をコーティングする。有機保護層として、アクリル系樹脂を使用してスピンコーティングした後、これを１００℃で熱処理し、第２電極／水分吸収層／無機保護層／水分吸収層／有機保護層が順次に積層された封止基板を製造する。
【０１０２】
最後に、前記の通りに製造された封止基板と基板とを合着し、有機発光素子を製造する。
【０１０３】
〔水分及び外気透過試験〕
前記実施例１及び比較例によって製造された有機発光素子に対して、水分及び外気に対する透過程度を調べた。
【０１０４】
その結果、実施例１による有機発光素子及び比較例による有機発光素子は、透湿度がそれぞれ１０−５ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上であって、ほとんど同等な水分及び外気に対する浸透抑制能があることが分かった。
【符号の説明】
【０１０５】
１，２，３ 水分の浸透経路
１０ 基板
２０ 有機発光部
３０ 第１パッシベーション膜
４０ 第２パッシベーション膜
５０ イオン注入による成分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板と、
前記基板及び前記有機発光部を覆う、順次に積層された２層のパッシベーション膜と、を含む有機発光素子であり、
前記基板と第１パッシベーション膜との間に、基板の成分、第１パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第１混合層を含み、
前記第１パッシベーション膜と、前記第１パッシベーション膜を覆う第２パッシベーション膜との間に、第１パッシベーション膜の成分、第２パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第２混合層を含む有機発光素子。
【請求項２】
イオン注入による前記成分は、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｎ２またはＯ２からなる群から選択された一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜は、互いに異なる成分からなり、該成分は、金属、酸化物、窒化物、酸窒化物またはそれらの混合物からなることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記金属は、Ａｌ、Ａｇ、Ｙｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、ＭｇまたはＮｉであることを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子。
【請求項５】
前記酸化物は、ＭｏＯｘ（ｘ＝２〜４）、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣｄＯ、ＣａＯ、Ｃｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＤｙＯ、ＧｄＯ、ＨｆＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＮｂＯ、ＮｉＯ、Ｎｄ２Ｏ３、ＰｄＯ、Ｓｍ２Ｏ３、ＳｃＯ、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、Ｔａ２Ｏ３、ＴｉＯ、ＷＯ３、ＶＯ２、ＹｂＯ、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯまたはＺｒＯであることを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子。
【請求項６】
前記窒化物は、ＡｌＮ、ＢＮ，ＮｂＮ、ＳｉＮ、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＹｂＮまたはＺｒＮであることを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記酸窒化物は、ＳｉＯＮまたはＡｌＯＮであることを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜それぞれは、透光度が９０％以上１００％以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項９】
前記基板は、ガラス、プラスチック、ポリマーまたは金属であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項１０】
前記第１混合層及び第２混合層の厚みは、それぞれ０を超えて約６，０００ｎｍまでであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項１１】
前記第１混合層及び第２混合層内で、前記第１パッシベーション膜の成分の濃度、または前記第２パッシベーション膜の成分の濃度が、それぞれのパッシベーション膜から基板側に、順次低下することを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項１２】
第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板を準備する段階と、
前記基板及び前記有機発光部の上に第１パッシベーション膜を蒸着させる段階と、
前記第１パッシベーション膜上にイオンビームを注入する段階と、
第２パッシベーション膜を前記第１パッシベーション膜上に蒸着させる段階と、
前記第２パッシベーション膜上にイオンビームを注入する段階と、を含む有機発光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜は、それぞれ互いに異なる成分からなり、該成分は、金属、酸化物、窒化物、酸窒化物またはそれらの混合物であることを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記金属は、Ａｌ、Ａｇ、Ｙｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、ＭｇまたはＮｉであることを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記酸化物は、ＭｏＯｘ（ｘ＝２〜４）、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣｄＯ、ＣａＯ、Ｃｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＤｙＯ、ＧｄＯ、ＨｆＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＮｂＯ、ＮｉＯ、Ｎｄ２Ｏ３、ＰｄＯ、Ｓｍ２Ｏ３、ＳｃＯ、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、Ｔａ２Ｏ３、ＴｉＯ、ＷＯ３、ＶＯ２、ＹｂＯ、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯまたはＺｒＯであることを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記窒化物は、ＡｌＮ、ＢＮ，ＮｂＮ、ＳｉＮ、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＹｂＮまたはＺｒＮであることを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記酸窒化物は、ＳｉＯＮまたはＡｌＯＮであることを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１８】
前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜は、それぞれ透光度が９０％以上１００％以下であることを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１９】
前記基板は、ガラス、プラスチック、ポリマーまたは金属であることを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項２０】
前記イオンビームは、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｎ２またはＯ２からなる群から選択される一つ以上であることを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項２１】
前記第１パッシベーション膜上にイオンビームを注入する段階が、前記有機発光部を除外した第１パッシベーション膜の部分にイオンビームを注入し、前記基板と第１パッシベーション膜との間に、基板の成分、第１パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第１混合層を形成することを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項２２】
前記第２パッシベーション膜上にイオンビームを注入する段階が、第２パッシベーション膜全体にイオンビームを注入し、前記第１パッシベーション膜と第２パッシベーション膜との間に、第１パッシベーション膜の成分、第２パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第２混合層を形成することを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１】
第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板と、
前記基板及び前記有機発光部を覆う、順次に積層された２層のパッシベーション膜と、を含む有機発光素子であり、
前記基板と第１パッシベーション膜との間に、基板の成分、第１パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第１混合層を含み、
前記第１パッシベーション膜と、前記第１パッシベーション膜を覆う第２パッシベーション膜との間に、第１パッシベーション膜の成分、第２パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第２混合層を含む有機発光素子。
【請求項２】
イオン注入による前記成分は、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｎ２またはＯ２からなる群から選択された一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜は、互いに異なる成分からなり、該成分は、金属、酸化物、窒化物、酸窒化物またはそれらの混合物からなることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記金属は、Ａｌ、Ａｇ、Ｙｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、ＭｇまたはＮｉであることを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子。
【請求項５】
前記酸化物は、ＭｏＯｘ（ｘ＝２〜４）、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣｄＯ、ＣａＯ、Ｃｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＤｙＯ、ＧｄＯ、ＨｆＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＮｂＯ、ＮｉＯ、Ｎｄ２Ｏ３、ＰｄＯ、Ｓｍ２Ｏ３、ＳｃＯ、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、Ｔａ２Ｏ３、ＴｉＯ、ＷＯ３、ＶＯ２、ＹｂＯ、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯまたはＺｒＯであることを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子。
【請求項６】
前記窒化物は、ＡｌＮ、ＢＮ，ＮｂＮ、ＳｉＮ、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＹｂＮまたはＺｒＮであることを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記酸窒化物は、ＳｉＯＮまたはＡｌＯＮであることを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜それぞれは、透光度が９０％以上１００％以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項９】
前記基板は、ガラス、プラスチック、ポリマーまたは金属であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項１０】
前記第１混合層及び第２混合層の厚みは、それぞれ０を超えて約６，０００ｎｍまでであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項１１】
前記第１混合層及び第２混合層内で、前記第１パッシベーション膜の成分の濃度、または前記第２パッシベーション膜の成分の濃度が、それぞれのパッシベーション膜から基板側に、順次低下することを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項１２】
第１電極、有機膜及び第２電極を順次に含む有機発光部が形成された基板を準備する段階と、
前記基板及び前記有機発光部の上に第１パッシベーション膜を蒸着させる段階と、
前記第１パッシベーション膜上にイオンビームを注入する段階と、
第２パッシベーション膜を前記第１パッシベーション膜上に蒸着させる段階と、
前記第２パッシベーション膜上にイオンビームを注入する段階と、を含む有機発光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜は、それぞれ互いに異なる成分からなり、該成分は、金属、酸化物、窒化物、酸窒化物またはそれらの混合物であることを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記金属は、Ａｌ、Ａｇ、Ｙｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、ＭｇまたはＮｉであることを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記酸化物は、ＭｏＯｘ（ｘ＝２〜４）、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣｄＯ、ＣａＯ、Ｃｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＤｙＯ、ＧｄＯ、ＨｆＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＮｂＯ、ＮｉＯ、Ｎｄ２Ｏ３、ＰｄＯ、Ｓｍ２Ｏ３、ＳｃＯ、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、Ｔａ２Ｏ３、ＴｉＯ、ＷＯ３、ＶＯ２、ＹｂＯ、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯまたはＺｒＯであることを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記窒化物は、ＡｌＮ、ＢＮ，ＮｂＮ、ＳｉＮ、ＴａＮ、ＴｉＮ、ＶＮ、ＹｂＮまたはＺｒＮであることを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記酸窒化物は、ＳｉＯＮまたはＡｌＯＮであることを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１８】
前記第１パッシベーション膜及び第２パッシベーション膜は、それぞれ透光度が９０％以上１００％以下であることを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項１９】
前記基板は、ガラス、プラスチック、ポリマーまたは金属であることを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項２０】
前記イオンビームは、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｎ２またはＯ２からなる群から選択される一つ以上であることを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項２１】
前記第１パッシベーション膜上にイオンビームを注入する段階が、前記有機発光部を除外した第１パッシベーション膜の部分にイオンビームを注入し、前記基板と第１パッシベーション膜との間に、基板の成分、第１パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第１混合層を形成することを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項２２】
前記第２パッシベーション膜上にイオンビームを注入する段階が、第２パッシベーション膜全体にイオンビームを注入し、前記第１パッシベーション膜と第２パッシベーション膜との間に、第１パッシベーション膜の成分、第２パッシベーション膜の成分及びイオン注入による成分からなる第２混合層を形成することを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子の製造方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図５】
【図６】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１１３９６９（Ｐ２０１１−１１３９６９Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３１４７７（Ｐ２０１０−２３１４７７）
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（３０８０４０３５１）三星モバイルディスプレイ株式會社 (764)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（３０８０４０３５１）三星モバイルディスプレイ株式會社 (764)
【Ｆターム（参考）】
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