JP2003282237A - 有機電界発光素子及びその製造装置及び電子デバイス - Google Patents
有機電界発光素子及びその製造装置及び電子デバイスInfo
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Abstract
温高湿度への耐性に優れた有機EL素子などに最適な保
護膜の提供。 【解決手段】 有機EL素子は、第1電極12、第2電
極18との間に少なくとも一層の有機化合物層30を備
えて素子領域が構成されており、この素子領域を覆うよ
うにアモルファス窒化炭素を少なくとも含む保護膜20
を形成する。アモルファス窒化炭素膜は、有機保護膜と
しての柔軟性にすぐれ応力緩和能力が高い一方無機膜に
類似した緻密な膜構造を備えるため、高温、高湿度下に
おいても劣化することなく有機EL素子を水分や酸素な
どから保護できる。またアモルファス窒化炭素膜とSi
N膜等の無機膜との積層構造としてもよい。更に、基板
と有機EL素子との間にこのような保護膜を形成しても
よい。
Description
子(以下有機EL素子という)、特にこの素子を保護す
るための保護膜に関する。
極間に少なくとも発光層を備えた有機層を備え、両側の
電極から有機層中の発光層に電子と正孔を注入し、有機
発光層で発光を起こさせる素子であり、高輝度発光が可
能である。また有機化合物の発光を利用しているため発
光色の選択範囲が広いなどの特徴を有し、光源やディス
プレイなどとして期待されており現在実用化が始まりつ
つある。
や酸素などによる浸食を受けやすく、これらの存在化で
は、ダークスポットが生じたり、素子が短絡する等の劣
化が起こる。このような劣化を防ぐためには、素子を保
護する手段が必要であり、現在、素子全体を乾燥窒素
や、アルゴンガスなどの雰囲気中でカバーガラスや缶パ
ッケージなどで封止する手法が用いられている。
化が容易な手法として、有機EL素子全体を保護膜で覆
う手法も提案されている。そして、このような保護膜と
してアモルファスカーボン(特開昭63−259994
号公報、特開平7−161474号公報)や、シリコン
窒化膜やシリコン酸化膜(特開平4−73886号公
報)、DLC(Diamond Like Carbon、特開平5−10
1885号公報)の他、有機材料としてポリパラキシレ
ン(特開平4−137483号公報)、ポリ尿素(特開
平8−222368号公報)等を用いることが提案され
ている。また、保護層を何層か積層させた構造も提案さ
れており、例えば、気相法によって形成された層と光硬
化性樹脂からなる層との積層構造(特開平4−2670
97号公報)や、無機保護膜と封止樹脂との積層構造
(特開平11−40345号公報)が報告されている。
表示装置(有機EL表示装置)は、様々な機器への搭載
が検討されているが、例えば自動車へ搭載される(車載
用)表示器として応用するには高温、高湿度条件に適応
することが求められる。上記保護膜を用いて有機EL素
子を水分や酸素から遮蔽することは、該有機EL表示装
置の薄型化、低コスト化、大面積化にとって必要不可欠
な技術であると考えられている。しかし、上述のような
車載用途では、高温、高湿度下において、熱応力や吸湿
応力によって保護膜にクラックが入ったり、保護膜が剥
離する現象を確実に防止する必要がある。そして、この
ような現象を回避するには、保護膜が、応力耐久性に優
れ、かつ有機EL素子に対して優れた密着力を持つ薄膜
である必要がある。
られるシリコン窒化膜やシリコン酸化膜などの無機保護
膜は、空気中の水分や酸素に対する遮蔽性、熱伝導率は
高いが、ヤング率が大きいために熱応力が大きくなる、
比較的脆弱な材質のためクラックが入りやすいといった
欠点がある。特に有機EL素子の保護膜として用いる場
合には、防湿性を高めるため、厚さ1μm以上に形成す
る必要があり、応力の影響は一層大きく、高温や高湿条
件下でクラックが入ったり、剥離したりしやすくなる。
従って、車載用途の有機EL表示装置における保護膜と
しては適切でない。
どの有機保護膜は、柔軟性に優れた膜であるため応力耐
久性は高いが、膜の緻密性が低いため水分や酸素の遮蔽
性が低く、やはり車載用との有機EL表示装置の保護膜
として適切でない。
からなる保護膜は、有機EL素子に対する密着性に劣
り、また膜自体にかかる応力を制御することが難しく、
高温や高湿条件においてクラックや剥離といった問題が
生じてしまうという問題がある。
明は、有機EL素子の保護膜として、高温、高湿度下に
おいても優れた保護機能を備えた膜を提供することを目
的とする。
にこの発明は、有機電界発光素子において、電極間に少
なくとも一層の有機化合物層を備えた素子領域と、該素
子領域を覆って形成された保護膜と、を備え、前記保護
膜はアモルファス窒化炭素を含む。
において、電極間に少なくとも一層の有機化合物層を備
えた有機電界発光素子と、この素子が形成される基板と
の間に保護膜を備え、前記保護膜はアモルファス窒化炭
素を含む。
素子において、前記保護膜は、前記アモルファス窒化炭
素の単独膜又は無機膜との積層膜である。
素子において、前記アモルファス窒化炭素を含む膜は、
アルカン、アルケン又はアルキンを1種以上含むガス
と、窒素又はアンモニアを含むガスとを原材料として気
相成長法によって成膜されている。
素子において、前記無機膜は、窒化膜、酸化膜又は炭素
膜又はシリコン膜のいずれかを含む。
化珪素膜、窒化硼素膜、窒化アルミニウム膜、酸化珪素
膜、酸化アルミニウム膜、酸化チタン膜、アモルファス
シリコン膜、アモルファスカーボン膜又はダイアモンド
状カーボン膜のいずれかである。
素子において、前記保護膜は、前記アモルファス窒化炭
素を含む膜と前記無機膜との2層以上の積層構造より構
成され、前記アモルファス窒化炭素膜と前記有機電界発
光素子との間に前記無機膜が形成されている。
の保護膜としてアモルファス窒化炭素を含む膜を少なく
とも用いることで、これらの耐性を格段に向上できる。
このようなアモルファス窒化炭素は、有機保護膜として
の柔軟性に優れ応力耐久性があり、素子の応力緩和膜と
して機能する。その一方で、無機膜に類似した緻密性を
備えているため水分や酸素などの遮蔽能力が非常に高
い。更に、このアモルファス窒化炭素膜(a−CNx:
H膜)は、導入する窒素量(x)を制御して膜の応力特
性を制御しやすい。従って、要求に応じた特性の保護膜
を容易に成膜できる。
C膜等を用いた無機膜と、上記アモルファス窒化炭素膜
との積層構造とすることで、水や酸素の遮蔽性を一段と
高めることができる。
記保護膜は、基板上に形成される該素子を覆い素子を外
部から保護する保護膜の他、上記基板と素子との間に設
けられ基板側から素子への水分等の侵入を防止する保護
膜としても有用である。
を覆い、高温高湿度耐性を備える保護膜として、少なく
ともアモルファス窒化炭素膜が用いられている。有機E
L素子に限らず、その他液晶ディスプレイや有機トラン
ジスタ等の有機電子デバイスなどにおいても高温、高湿
度への耐性を高める要請は強く、上述のようにアモルフ
ァス窒化炭素膜を保護膜に用いることで、これらデバイ
スの信頼性、寿命を飛躍的に向上させることができる。
一層の有機化合物層を備えた素子領域と、少なくとも前
記素子領域を覆う保護膜とを備え、該保護膜はアモルフ
ァス窒化炭素膜及び無機膜の積層構造を備え該素子領域
を覆える有機電界発光素子の製造装置であって、前記素
子領域を構成する各層をそれぞれ成膜する素子成膜室
と、前記アモルファス窒化炭素膜を成膜する保護膜成膜
室と、前記無機膜を成膜する無機膜成膜室と、を備え、
少なくとも、前記素子領域を覆って先に形成される前記
アモルファス窒化炭素膜又は無機膜を成膜する各保護膜
成膜室と、前記素子成膜室とが直接又は搬送用真空室を
介して連結されている。
L素子が形成された基板を大気に晒さずに保護膜の成膜
装置まで搬送することができる。有機EL素子を大気に
晒さずに保護膜形成装置に搬送することが可能となるこ
とで、in-situでの各層の積層が可能となる。
適な実施の形態(以下実施形態という)について説明す
る。
態1に係る有機EL素子の概略断面構成を示している。
基板10上には、第1電極12、有機化合物層30、第
2電極18が積層されて素子領域が構成されており、第
1電極12と第2電極18から電子と正孔を発光層に注
入することで発光層の有機化合物が励起され、発光が起
きる。基板10は、透明なガラス基板やプラスチック基
板などを用いることができ、このような基板10上に形
成される有機EL素子の各層の材料は特に限定されるも
のではなく、例えば従来より有機EL素子の材料として
提案されている材料の他、今後新たに開発される材料及
びそれらの組み合わせも採用可能である。一例として、
第1電極12は正孔注入電極(陽極)として機能し、I
TO(Indiumn Tin Oxide)などの透明電極を用いて構
成され、第2電極18は、電子注入電極(陰極)として
機能し、Alなどの金属電極から構成することができ
る。有機化合物層30は、少なくとも有機発光材料を含
んで構成され、採用する有機材料等の特性に応じて、発
光層の単層構造の他、正孔輸送層/発光層、発光層/電
子輸送層などの2層構造、正孔輸送層/発光層/電子輸
送層の3層構造や、更に電荷(正孔、電子)注入層など
を備える多層構造などから構成することができる。図1
に示す例では、透明第1電極12と金属第2電極18と
の間に、正孔注入層32、正孔輸送層34、有機発光層
36がこの順に積層されている。なお、図1では、上記
金属第2電極18は、実際には、有機発光層36との対
向面側に形成されたフッ化リチウムなどからなる電子注
入層16との積層構造によって構成されている。
成の有機EL素子を覆って保護膜20が形成されてい
る。この保護膜20は、図1に示されるように、素子の
最上層の第2電極18形成後、基板10上の素子領域全
体を覆うように成膜され、有機EL素子を空気中の水分
や酸素などから保護する。保護膜20の材料としては、
アモルファス窒化炭素(a−CNx:H)を用いる。a
−CNx:H膜は、無機膜に近い緻密性を備えているた
め空気中の水分や酸素の遮蔽性が高い。さらに、被覆
性、平坦性に優れると共に、有機膜としての柔軟性も備
えているため応力耐久性が高く、熱応力や吸湿応力をこ
のa−CNx:H膜によって緩和できる。更に、a−C
Nx:H膜は、膜中に含有の元素Nが基材との結合力を
高めるため、低応力の膜を実現でき、有機EL素子の保
護膜として高温、高湿度下に置かれた場合にも、剥離や
クラックなどを防止することが可能である。また、a−
CNx:H膜は、メタンガスと窒素ガスを原料にしたプ
ラズマ気相成長法などによって形成することができ、原
材料となるメタンガス、窒素ガスが安価であり、成膜装
置(プラズマ気相成長装置)も比較的安価であり、有機
EL素子の製造コスト低減に非常に有利である。また、
原材料であるメタンガス、窒素ガスの比率を制御すれば
膜中のNの割合を調整でき、Nの割合(x)に応じて成
膜されたa−CNx:H膜の特性、特に応力等を精度良
く制御できる。従って、このa−CNx:H膜は、有機
EL素子の保護膜として非常に優れている。
x:H膜の単層構造に限らず、他の保護材料膜との積層
構造であってもよい。水分や酸素などの遮蔽性の高い例
えば無機保護膜との積層構造とすることで、保護膜20
として水分や酸素の一層の遮蔽性向上と応力緩和能力と
の両立、有機EL素子との密着性向上などを図ることが
できる。なお、a−CNx:H膜と組み合わせて用いる
上記無機保護膜は、厚く成膜すると応力が高くなるた
め、薄く形成することが好ましい。無機保護膜として
は、窒化膜、酸化膜又は炭素膜又はシリコン膜などが採
用可能であり、より具体的には、シリコン窒化膜(Si
N膜)、ボロン窒化膜、アルミニウム窒化膜、シリコン
酸化膜(SiO2膜)、アルミニウム酸化膜(Al2O
3膜)、チタン酸化膜(TiO2膜,TiCO膜な
ど)、アモルファスシリコン膜、アモルファスカーボン
膜又はダイアモンド状カーボン(DLC)膜などが挙げ
られる。
に、有機EL素子側から順に、a−CNx:H膜22
と、SiN膜24とが積層された構造を採用することも
できる。SiN膜は非常に緻密な膜であるため、このS
iN膜をa−CNx:H膜の上に積層することで、素子
上方からの水分や酸素の侵入の遮蔽能力を高めることが
でき、有機EL素子の信頼性向上を図ることができる。
上記積層順を逆として無機保護膜、a−CNx:H膜の
順としても良い。具体的には、有機EL素子側から順に
SiN膜24、a−CNx:H膜22を積層した保護膜
20が採用可能である。a−CNx:H膜の膜構造は、
下地依存性があるため、下地となる膜として、SiN膜
24など、緻密な膜を採用することで、その上に形成す
るa−CNx:H膜22をより緻密で水分や酸素の遮蔽
機能の高い膜とすることができる。
が化学的に活性であるため膜の基材表面への吸着性が高
く、一方、a−CNx:H膜の原材料であるメタンガス
などのアルカン、アルケン等のガスは、シランほど活性
でないため、例えば、有機EL素子の第2電極(金属電
極)18に対しては、SiN膜と比較すると、a−CN
x:H膜の方が被覆性が低い。従って、a−CNx:H
膜よりも下層にSiN膜を形成すれば、SiN膜が有機
EL素子を密着性よく覆い、このSiN膜上に膜質の良
いa−CNx:H膜を形成でき、高温、高湿度に対する
耐性をさらに高めることができる。また、保護膜形成時
に、有機EL素子の表面にゴミなどのパーティクルが付
着している場合も考えられるが、SiN膜24は、この
ゴミの表面にも有機EL素子の表面と同様に密着性よく
形成でき、このSiN膜24をa−CNx:H膜22が
覆うことで、パーティクル付着領域についても平坦性と
被覆性の高いa−CNx:H膜22で覆うことが容易と
なる。このため、パーティクル領域で保護膜が被覆不良
となり、保護膜のとぎれた部分から有機EL素子に水分
や酸素が侵入することを防止できる。
x:H膜の上層を更に水分や酸素の遮蔽能力の高い膜、
例えばSiN膜等の無機保護膜を形成しても良い。図4
は、このような3層構造の保護膜20の構成を示してお
り、有機EL素子側からSiN膜24、a−CNx:H
膜22、SiN膜24がこの順に形成されている。保護
膜最上層にSiN膜24が形成されているため、有機E
L素子上方からの水分等の侵入をより確実に防ぐことが
できる。なお、上述の構成例と同様、この最上層のSi
N膜24についても、膜中の応力が高くならないよう、
水分等の遮蔽効果が得られ、必要な強度を持つ範囲で薄
く形成することが好ましい。
SiN膜をさらに多層積層させた構造のものでもよい。
こうすることで保護膜の信頼性をさらに高めることがで
きる。
有機EL素子の概略断面構造を示している。実施形態1
と相違する点は、有機EL素子がその第2電極18側か
ら保護膜20で覆われるだけでなく、基板11と有機E
L素子との間(ここでは第1電極12)に保護膜(バッ
ファ層)21を形成している点である。素子を形成する
基板11として、可撓性に優れ、ガラス基板より一層安
価な例えばプラスチック基板を採用した場合、ガラス基
板と比較するとプラスチック基板は水分や酸素の遮蔽性
が低いため、基板側からの水分や酸素の侵入を防ぐ必要
がある。従って、図5に示すように基板11と有機EL
素子との間に保護膜21を形成することにより、有機E
L素子の保護がより確実となる。有機EL素子を覆う保
護膜20としては、上記実施形態1に示したようにa−
CNx:H膜の単層構造、SiN膜などとの多層構造が
採用可能である。
膜を用いることが、応力緩和と、水分や酸素の遮蔽の両
方の観点から好ましい。また、a−CNx:H膜の単層
構造に限られず、薄く成膜したSiN膜などの無機保護
膜との積層構造とすればより好ましい。積層構造は、例
えば、基板11側からa−CNx:H膜/SiN膜、或
いはSiN膜/a−CNx:H膜などがこの順に形成さ
れたもの或いは多層積層させたものが採用可能である。
護膜に覆われた有機EL素子は、図6に示すような製造
装置を用いて形成することができる。図6の製造装置で
は、電極間に有機層を備えて構成される有機EL素子の
各層をそれぞれ成膜する素子成膜室(有機化合物層成膜
室102、第2電極成膜室103)、素子形成領域上に
形成される保護膜用の成膜室(201、202)を含む
各成膜室が全て共通の搬送用真空装置300にそれぞれ
ゲートバルブ(GV)を介して連結され、装置全体がク
ラスタ構造を備えている。基板導入室と基板取出室とは
共通室100として構成することができる。
で、製造装置の形成工程への変更への許容度、例えば、
保護膜20を、上述の図2に示すような積層順から、図
3のように逆の積層順としたり、図4に示すように保護
膜20の積層数を増やす場合などにも簡単に適応でき、
さらに、装置の設置面積を縮小することも容易である。
もちろん、素子成膜室と保護膜用の成膜室とが直接連結
されたいわゆるインライン構造としてもよい。なお、各
室の間には、各室内を独立させるためゲートバルブが設
けられている。これらいずれの装置構成においても、有
機EL素子を構成する有機化合物層を形成した後の工程
で、外気に全くさらされることなく素子領域を保護膜2
0で覆うことができ、大気にされられることで劣化しや
すい素子有機化合物層を確実に保護することができる。
x:H膜は、プラズマ気相成長法(CVD)により成膜
することができる。また、該a−CNx:H膜と多層構
造をなす無機保護膜である例えばSiN膜についても、
プラズマCVD法によって形成することが好適である。
もちろん、SiN膜やSiO2膜などの無機保護膜は、
半導体装置などにおいて利用されるスパッタリング法な
どを用いて形成できる。しかし、スパッタ法では、半導
体デバイスなどと比較して損傷を受けやすい有機EL素
子に与えるダメージが大きく、また保護膜の重要な存在
意義が外気から素子を遮蔽することであるにも関わら
ず、プラズマCVDと比較すると得られる膜密度及びカ
バレッジが劣るため、プラズマCVD法によって成膜す
ることがより好ましい。特に、図3及び図4に示すよう
に有機EL素子側にSiN膜が形成される場合には、有
機EL素子の損傷防止のため、プラズマCVD法によっ
て形成することが望ましい。
素子を例にあげて説明しているが、本発明の実施形態に
係る上記アモルファス窒化炭素材料を用いた保護膜は、
有機材料を能動層の材料などに用いたいわゆる有機トラ
ンジスタなどの有機電子デバイスにおいて、機能材料を
水分や酸素などから保護する必要の高い素子などの保護
膜として用いても上記同様に高い効果を発揮できる。
説明する。なお、各実施例1〜4と比較例1及び2にお
いて用いた有機EL素子の構成は同一である。
の素子部分はガラス基板10上に、第1電極12、正孔
注入層32、正孔輸送層34、有機発光層36、電子注
入層16を備えた第2電極18をこの順に積層して構成
した。また、実施例5及び比較例3についても、基板と
してポリエチレンテレフタレート(PET)のフィルム
基板11を用いた点を除けば、有機EL素子の構造は同
一である。
実施例1〜5及び比較例1〜3において、基板10(又
は基板11)上に、第1電極12としてITO(Indium
TinOxide)を150nm、正孔注入層32として銅フ
タロシアニン(CuPc)を10nm、正孔輸送層34
としてトリフェニルアミン4量体(TPTE)を50n
m、発光層36としてキノリノールアルミ錯体(Alq
3)を60nm、電子注入層16としてフッ化リチウム
(LiF)を0.5nm、第2電極18としてアルミニ
ウム(Al)を100nm形成した。なお、実施例1〜
4、比較例1及び2において、ITOは、ITOが予め
形成されているガラス基板を用いた。ITO以外の各層
は、真空蒸着法によりin-situ(真空一貫)で形成した。
を覆う保護膜として、a−CNx:H膜の単層を用い
た。上述の図1が本実施例1に係る有機EL素子の断面
構成に相当する。実施例1において、有機EL素子を第
2電極18側から覆うようにa−CNx:H膜をメタン
ガスと窒素ガスを原料にしたプラズマ気相成長法にて作
製した。成膜中の圧力は200mTorr(1Torr≒1
33pa)、メタンガス流量10sccm、窒素ガス流量
5sccm、プラズマ投入電力20W、基板温度は室温
条件にて成膜を行った。a−CNx:H膜の膜厚は2μ
mとした。
示すように、有機EL素子を覆う保護膜20として、a
−CNx:H膜22とSiN膜24の積層構造とし、有
機EL素子をその第2電極18側から覆うようにa−C
Nx:H膜22を形成し、さらにその上にSiN膜24
を形成した。a−CNx:H膜22の厚さは2μmで、
上記実施例1と同様の条件で成膜した。SiN膜24
は、シランガスとアンモニアガスと窒化ガスとを原料と
したプラズマCVD法にて作製した。SiN膜の成膜中
の圧力は400mTorr、シランガス流量30scc
m、アンモニアガス流量30sccm、窒素ガス流量2
50sccm、プラズマ投入電力10W、基板温度は1
00℃の条件にて成膜し、0.1μmの厚さに形成し
た。
示すように有機EL素子を覆う保護膜20として、Si
N膜24とa−CNx:H膜22とが有機EL素子側か
らこの順に積層された構造とした。積層順が異なる点を
除き、各膜の成膜条件、膜厚は実施例2と同一である。
示すように、有機EL素子を覆う保護膜20として、有
機EL素子側から、SiN膜24/a−CNx:H膜2
2/SiN膜24の3層構造とした。有機EL素子を覆
うSiN膜も最上層のSiN膜も同様0.1μmの厚さ
で上記実施例2と同一条件で形成され、a−CNx:H
膜22については、2μmの厚さで、上記実施例1と同
一条件で形成した。
示すように、有機EL素子を形成する基板としてPET
フィルム基板11を用い、このフィルム基板11上に、
保護膜21(バッファ層)として、基板を覆ってa−C
Nx:H膜23を2μm形成し、この膜を覆ってSiN
膜25を0.1μmの厚さに形成した。成膜方法は、上
記各実施例と同一であり、また、形成したSiN膜25
の上には、各実施例と同様に有機EL素子を形成した。
そして、この有機EL素子を覆って、保護膜20を形成
している。保護膜20は、実施例3と同様に、素子側か
らSiN膜24を厚さ0.1μm、a−CNx:H膜2
2を厚さ2μm、上記実施例と同一条件で形成した。
としては、ガラス基板上に形成された有機EL素子を覆
う保護膜として、無機保護膜であるSiN膜をプラズマ
CVD法を用いて2μmの厚さに形成した。このSiN
膜の成膜条件は上記と同じとした。
板上に形成された有機EL素子を覆う保護膜として、有
機保護膜であるポリパラキシレン膜をCVD法を用い、
2μmの厚さに形成した。
板上に形成された有機EL素子を覆う保護膜として、a
−C:H(アモルファスカーボン)膜を2μmの厚さに
形成した。このa−C:H膜は、メタンガスを原料にし
たプラズマCVD法により作製した。
の試料を大気中で100℃、1時間の条件でアニール処
理を行った。但し、基板としてフィルムを用いた実施例
5については、60℃で1時間の条件とした。このよう
な条件でアニールした後、高温試験及び高湿度試験を行
った。
環境下で1000時間発光させ、試験前後での発光面積
の変化の割合を求めた。また、高湿度試験では、65
℃、湿度95%RH条件下に試料を100時間放置し、
試験前後での発光面積の変化の割合を求めた。表1にそ
の結果を示す。
試験のいずれに対しても試験後の発光面積が80%以上
を達成しているが、比較例1〜3については、高温試験
と高湿度試験のいずれか一方が50%を下回る結果しか
得られていない。具体的には比較例1のようにSiN無
機保護膜のみとした場合、高湿度下での耐性は高いが、
高温試験の結果、全領域が非発光になってしまってい
る。一方、比較例3のようにa−C:H膜のみを採用し
た場合、高温下では82%と高い結果が得られている
が、高湿度試験の結果では保護膜の剥離が起きてしまっ
ている。従って、SiN膜単層、a−C:H膜の単層
は、少なくとも高温高湿度に対する耐性が強く要求され
る車載用には不適切であることがわかる。また、比較例
2のようにポリパラキシレン膜を保護膜に採用した場合
には、高温、高湿度試験の結果は両々とも極端に悪い数
値(0%付近)ではないが、高温試験は66%、高湿度
試験は32%と、どちらの数値も不十分である。従っ
て、比較例2の保護膜についても高温高湿度に対する耐
性が要求される車載用には不適切であることがわかる。
本発明のa−CNx:H膜は、実施例1のような単層構
造であっても、高温試験89%、高湿度試験81%と非
常に好ましい結果が得られている。また、実施例2及び
3に示すように、a−CNx:H膜と薄いSiN膜との
2層構造を採用すれば、保護膜としての機能が向上して
おり、2層の積層順は、実施例3の方が効果が高いこと
がわかる。また、SiN/a−CNxH/SiNの3層
構造の保護膜を用いた実施例4については、高温及び高
湿度試験のいずれの後においても、99%以上の発光面
積が実現されており、車載用途の有機EL表示装置など
の保護膜として特に有効であることがわかる。
る素子についても、高温試験後が85%、高湿度試験後
が80%の発光面積が実現されており、ガラスと比較し
て水分や酸素の遮蔽能力に劣るフィルム基板を用いた場
合であっても、実施例5のような保護膜21と保護膜2
0とによって有機EL素子の高温、高湿度への耐性を飛
躍的に高めることが可能であることがわかる。
ば、有機EL素子などの電子デバイスをアモルファス炭
化窒素材料を少なくとも含む保護膜によって覆うこと
で、高温、高湿度などにおいても劣化することなくこの
有機EL素子等を水分や酸素などから保護でき、素子の
信頼性、寿命を飛躍的に向上できる。
EL素子の概略断面構成を示す図である。
EL素子の概略断面構成を示す図である。
EL素子の概略断面構成を示す図である。
EL素子の概略断面構成を示す図である。
EL素子の概略断面構成を示す図である。
図である。
極、16 電子注入層、18 第2電極、20 保護
膜、22、23 アモルファス窒化炭素(a−CNx:
H)膜、24 無機保護間膜(SiN膜、SiO2膜も
しくはDLC膜など)、25 SiN膜、30 有機化
合物層、32 正孔注入層、34 正孔輸送層、36
有機発光層、100 基板導入・取出室、101 基板
導入室、102 有機薄膜成膜室、103 陰極成膜
室、201 保護膜(SiN)成膜室、202 保護膜
(a−CNxH)成膜室、203 基板取出室、300
搬送用真空装置。
Claims (10)
- 【請求項1】 有機電界発光素子において、 電極間に少なくとも一層の有機化合物層を備えた素子領
域と、 該素子領域を覆って形成された保護膜と、を備え、 前記保護膜はアモルファス窒化炭素を含むことを特徴と
する有機電界発光素子。 - 【請求項2】 有機電界発光素子において、 電極間に少なくとも一層の有機化合物層を備えた有機電
界発光素子と、この素子が形成される基板との間に保護
膜を備え、 前記保護膜はアモルファス窒化炭素を含むことを特徴と
する有機電界発光素子。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載の有機電界発光素
子において、 前記保護膜は、前記アモルファス窒化炭素の単独膜又は
無機膜との積層膜であることを特徴とする有機電界発光
素子。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一つに記載の有
機電界発光素子において、 前記アモルファス窒化炭素を含む膜は、アルカン、アル
ケン又はアルキンを1種以上含むガスと、窒素又はアン
モニアを含むガスとを原材料として気相成長法によって
成膜されていることを特徴とする有機電界発光素子。 - 【請求項5】 請求項3に記載の有機電界発光素子にお
いて、 前記無機膜は、窒化膜、酸化膜又は炭素膜又はシリコン
膜のいずれかを含むことを特徴とする有機電界発光素
子。 - 【請求項6】 請求項5に記載の有機電界発光素子にお
いて、 前記無機膜は、窒化珪素膜、窒化硼素膜、窒化アルミニ
ウム膜、酸化珪素膜、酸化アルミニウム膜、酸化チタン
膜、アモルファスシリコン膜、アモルファスカーボン膜
又はダイアモンド状カーボン膜のいずれかであることを
特徴とする有機電界発光素子。 - 【請求項7】 請求項3又は請求項5又は請求項6のい
ずれかに記載の有機電界発光素子において、 前記保護膜は、前記アモルファス窒化炭素を含む膜と前
記無機膜との2層以上の積層構造より構成され、 前記有機電界発光素子側から前記アモルファス窒化炭素
膜、前記無機膜がこの順に形成されていることを特徴と
する有機電界発光素子。 - 【請求項8】 請求項3又は請求項5又は請求項6のい
ずれかに記載の有機電界発光素子において、 前記保護膜は、前記アモルファス窒化炭素を含む膜と前
記無機膜との2層以上の積層構造より構成され、 前記有機電界発光素子側から前記無機膜、前記アモルフ
ァス窒化炭素を含む膜がこの順に形成されていることを
特徴とする有機電界発光素子。 - 【請求項9】 有機電子デバイスを覆い、高温高湿度耐
性を備える保護膜として、少なくともアモルファス窒化
炭素を含む膜が用いられていることを特徴とする有機電
子デバイス。 - 【請求項10】 電極間に少なくとも一層の有機化合物
層を備えた素子領域と、少なくとも前記素子領域を覆う
保護膜とを備え、該保護膜はアモルファス窒化炭素膜及
び無機膜の積層構造を備え該素子領域を覆える有機電界
発光素子の製造装置であって、 前記素子領域を構成する各層をそれぞれ成膜する素子成
膜室と、 前記アモルファス窒化炭素膜を成膜する保護膜成膜室
と、 前記無機膜を成膜する無機膜成膜室と、を備え、 少なくとも、前記素子領域を覆って先に形成される前記
アモルファス窒化炭素膜又は無機膜を成膜する各保護膜
成膜室と、前記素子成膜室とが直接又は搬送用真空室を
介して連結されていることを特徴とする有機電界発光素
子の製造装置。
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