(57)【要約】  本発明は、発光素子の保護膜蒸着方法に関し、前記保護膜蒸着方法は、発光素子の保護膜蒸着方法において、基板の発光素子の上部に第１無機保護膜を蒸着する段階と、前記第１無機保護膜よりも内部応力が相対的に小さい第２無機保護膜を前記第１無機保護膜の上部に蒸着する段階と、を含むことを特徴とする。
2019518309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子の保護膜蒸着方法において、
基板の発光素子の上部に第１無機保護膜を蒸着する段階と、前記第１無機保護膜よりも内部応力が相対的に小さい第２無機保護膜を前記第１無機保護膜の上部に蒸着する段階と、を含むことを特徴とする発光素子の保護膜蒸着方法。
【請求項２】
前記第１無機保護膜を蒸着する段階と前記第２無機保護膜を蒸着する段階において、原子層蒸着法により、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）膜が蒸着されることを特徴とする請求項１に記載の発光素子の保護膜蒸着方法。
【請求項３】
前記第１無機保護膜を蒸着する段階と前記第２無機保護膜を蒸着する段階は、同一のソースガスを用いて一つのチャンバにおいて連続して行われ、反応ガスを異ならせることを特徴とする請求項２に記載の発光素子の保護膜蒸着方法。
【請求項４】
前記第１無機保護膜を蒸着する段階は、アルミニウムを含有する化合物をソースガスとして提供し、反応ガスとしてＮ２Ｏを提供し、前記第２無機保護膜を蒸着する段階は、アルミニウムを含有する化合物をソースガスとして提供し、反応ガスとしてＯ２を提供することを特徴とする請求項３に記載の発光素子の保護膜蒸着方法。
【請求項５】
前記第２無機保護膜の厚さは、前記第１無機保護膜の厚さ以上であることを特徴とする請求項４に記載の発光素子の保護膜蒸着方法。
【請求項６】
前記第１無機保護膜を蒸着する段階と前記第２無機保護膜を蒸着する段階を繰り返して多層保護膜を蒸着することを特徴とする請求項４に記載の発光素子の保護膜蒸着方法。
【請求項７】
前記第１無機保護膜を蒸着する段階と前記第２無機保護膜を蒸着する段階を繰り返す場合、前記発光素子において、上部へ行くほど、内部応力が相対的に小さくなるように蒸着されることを特徴とする請求項６に記載の発光素子の保護膜蒸着方法。
【請求項８】
前記発光素子において、上部へ行くほど、プラズマパワー量及び反応ガス供給量は相対的に大きくなることを特徴とする請求項７に記載の発光素子の保護膜蒸着方法。
【請求項９】
前記第２無機保護膜の上部にバッファ膜を蒸着する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の発光素子の保護膜蒸着方法。
【請求項１０】
前記バッファ膜の内部応力は、前記第２無機保護膜の内部応力に比べて相対的に小さいことを特徴とする請求項９に記載の発光素子の保護膜蒸着方法。
【請求項１１】
前記バッファ膜は、プラズマ化学気相蒸着法により蒸着されるカーボンを含有したシリコン酸化物からなることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子の保護膜蒸着方法。
【請求項１２】
前記バッファ膜は、ＨＭＤＳＯ（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌｏｘａｎｅ）、ＴＭＤＳＯ（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌｏｘａｎｅ）、ＨＥＤＳ（Ｈｅｘａｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌａｎｅ）、ＨＣＤＳ（Ｈｅｘａｃｈｌｏｒｏ−ｄｉｓｉｌａｎｅ）、ＢＤＥＡＳ（Ｂｉｓｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ−ｓｉｌａｎｅ）からなる有機前駆体の群よりいずれか一つを選んで蒸着されることを特徴とする請求項１１に記載の発光素子の保護膜蒸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子の保護膜蒸着方法に係り、さらに詳しくは、原子層蒸着法により、発光素子の表面に多層構造の無機保護膜を蒸着する場合、一つのチャンバにおいて連続して蒸着作業を行い、従来に比べて生産性を向上させることができる、保護膜を蒸着する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化社会の発達に伴い、ディスプレイ素子についての研究が盛んになっており、特に、発光素子（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）ディスプレイまたは有機発光素子（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）ディスプレイが脚光を浴びている。
【０００３】
前記有機発光素子は、自体的に光を発する有機物質を用いるものであって、従来の液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）等とは全く異なる特性を有している。特に、有機発光素子を用いたディスプレイ装置は、次世代ディスプレイ装置として、いわゆる曲がるディスプレイを具現可能な装置として知られており、最近、携帯電話、スマートフォン及びタブレット型パソコンのような各種の携帯型装置のディスプレイとしても多く活用されている。
【０００４】
有機発光素子は、電子と正孔が半導体の中で電子−正孔対を生成し、前記電子−正孔対の再結合過程を通じて発光する素子である。このような有機発光素子は、相対的に低い駆動電圧で光の三原色を全て表現することができ、さらには、高解像度及び天然色を具現するのに優れている。また、低コストで大面積のディスプレイ装置を生産可能であり、曲がる特性と速い応答速度を有する長所がある。
【０００５】
ところが、上記した有機発光素子は、有機薄膜と電極の構造を含み、外部の水分または酸素等が内部に侵透すると、速く劣化（ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）するという問題点がある。このような問題点を解決するために、有機発光素子では、水分と酸素を遮断する保護膜（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ  ｆｉｌｍ）が必須的に必要である。
【０００６】
近年、原子層蒸着法（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）またはプラズマ化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ：Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて、有機材料と無機材料の保護膜を多層に形成する方法が開発された。
【０００７】
原子層蒸着法は、低いＷＶＴＲ（Ｗａｔｅｒ  Ｖａｐｏｒ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｒａｔｅ：単位面積及び時間当たりの水蒸気透過率)を有する長所があるが、大面積化が難しく、特に多層構造の保護膜を蒸着する場合、生産率が顕著に低いという問題点がある。また、プラズマ化学気相蒸着法を用いた保護膜の場合、相対的に非常に厚い厚さにより、フレキシブルな特性に劣るという問題がある。
【０００８】
さらには、有機材料と無機材料の多層構造は、各層ごとに蒸着方法が異なり、蒸着チャンバを別途に設置しなければならないので、設置費及び設置空間を多く要し、特に生産性（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）が非常に劣る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記問題点に鑑みなされたものであり、原子層蒸着法を用いて保護膜を蒸着する場合、従来に比べて薄い厚さを有しながら、従来と類似した効果を発揮することができる保護膜蒸着方法を提供することを目的とする。
【００１０】
さらには、多層からなる保護膜を蒸着する場合、一つの装置で保護膜を蒸着することができる保護膜蒸着方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した本発明の目的は、発光素子の保護膜蒸着方法において、基板の発光素子の上部に第１無機保護膜を蒸着する段階と、前記第１無機保護膜よりも内部応力が相対的に小さい第２無機保護膜を前記第１無機保護膜の上部に蒸着する段階と、を含むことを特徴とする発光素子の保護膜蒸着方法により達成される。
【００１２】
ここで、前記第１無機保護膜を蒸着する段階と前記第２無機保護膜を蒸着する段階において、原子層蒸着法により、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）膜が蒸着される。
【００１３】
このとき、前記第１無機保護膜を蒸着する段階と前記第２無機保護膜を蒸着する段階は、同一のソースガスを用いて一つのチャンバにおいて連続して行われ、反応ガスを異ならせて行われる。
【００１４】
具体的に、前記第１無機保護膜を蒸着する段階は、アルミニウムを含有する化合物をソースガスとして提供し、反応ガスとしてＮ２Ｏを提供し、前記第２無機保護膜を蒸着する段階は、アルミニウムを含有する化合物をソースガスとして提供し、反応ガスとしてＯ２を提供する。
【００１５】
一方、前記第２無機保護膜の厚さは、前記第１無機保護膜の厚さ以上に蒸着されてもよい。
【００１６】
さらには、前記第１無機保護膜を蒸着する段階と前記第２無機保護膜を蒸着する段階を繰り返して多層保護膜を蒸着してもよい。このとき、前記第１無機保護膜を蒸着する段階と前記第２無機保護膜を蒸着する段階を繰り返す場合、前記発光素子において、上部へ行くほど、内部応力が相対的に小さくなるように蒸着されてもよい。この場合、前記発光素子において、上部へ行くほど、プラズマパワー量及び反応ガス供給量は相対的に大きくなる。
【００１７】
一方、前記第２無機保護膜の上部にバッファ膜を蒸着する段階をさらに含んでもよい。このとき、前記バッファ膜の内部応力は、前記第２無機保護膜の内部応力に比べて相対的に小さくてもよい。前記バッファ膜は、プラズマ化学気相蒸着法により蒸着されるカーボンを含有したシリコン酸化物からなってもよい。さらには、前記バッファ膜は、ＨＭＤＳＯ（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌｏｘａｎｅ）、ＴＭＤＳＯ（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌｏｘａｎｅ）、ＨＥＤＳ（Ｈｅｘａｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌａｎｅ）、ＨＣＤＳ（Ｈｅｘａｃｈｌｏｒｏ−ｄｉｓｉｌａｎｅ）、ＢＤＥＡＳ（Ｂｉｓｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ−ｓｉｌａｎｅ）からなる有機前駆体の群よりいずれか一つを選んで蒸着されてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
上記した構成を有する保護膜蒸着方法によれば、原子層蒸着法を用いて、酸化アルミニウム混合物からなる無機保護膜を多層に蒸着し、従来と類似した効果を奏しながら、相対的に薄い厚さを有する保護膜を蒸着することができる。
【００１９】
また、同一のソースガスを用いて、第１無機保護膜と第２無機保護膜が同一の装置において蒸着されるので、蒸着装置の設置面積を顕著に減らし、さらには、工程時間も従来に比べて相対的に短縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】有機発光素子の構成を概略的に示す側断面図である。
【図２】本発明に係る保護膜の蒸着過程を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施例に係る保護膜を示す断面図である。
【図４】発光素子の上部に蒸着される無機保護膜の内部応力の差による実験結果を示す写真である。
【図５】本発明の他の実施例に係る保護膜を示す断面図である。
【図６】本発明のまた他の実施例に係る保護膜を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付された図面を参照して、本発明の好適な実施例について詳述する。
【００２２】
先ず、有機発光素子の構造をみると、発光層と輸送層から作製された注入型薄膜素子で構成される。したがって、無機半導体とは、Ｐ−Ｎ接合を用いた発光素子であることにおいて共通しているが、接合界面において少数キャリヤの注入による再結合（Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）が支配的なＰ−Ｎ接合型のＬＥＤとは異なり、有機発光素子の場合、発光に寄与する全てのキャリアが外部の電極から注入されることにおいて異なる。すなわち、キャリア注入型の発光素子では、キャリアの注入と移動が行われやすい有機材料が必要となる。
【００２３】
図１は、有機発光素子の構成を示す側断面図である。
図１を参照すると、有機発光素子２００は、基板３００、アノード電極２１０、正孔注入層２２０、正孔輸送層２３０、発光層２４０、電子輸送層２５０、電子注入層２６０、及びカソード電極２７０の積層構造からなり、前記有機発光素子２００の上部に保護膜１００を有する。このような有機発光素子２００の構成については、本発明が属する分野において広く知られているので、具体的な説明を省略する。
【００２４】
上述のように、有機発光素子は、有機薄膜と電極の構造を含み、外部の水分または酸素等が内部に侵透すると、速く劣化する問題点を有するので、このような問題点を解決するために、水分と酸素を遮断する保護膜が必須的に必要である。この場合、保護膜の品質は、汚染因子への敏感度により少しずつ異なってくる。例えば、ＯＬＥＤの場合、１０−６ｇ／ｍ２・２４ｈｏｕｒｓ以下の保護膜が要求される。
【００２５】
近年、原子層蒸着法またはプラズマ化学気相蒸着法装置を用いて、無機材料の保護膜を多層に形成する方法がある。しかしながら、原子層蒸着法は、低いＷＶＴＲ（Ｗａｔｅｒ  Ｖａｐｏｒ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｒａｔｅ：単位面積及び時間当たりの水蒸気透過率)を有する長所があるが、大面積化が難しく、生産率が顕著に低いという問題点がある。また、プラズマ化学気相蒸着法を用いた保護膜の場合、相対的に厚い厚さによりフレキシブルな特性に劣るという問題がある。また、多層に蒸着する場合、相違した膜を蒸着するので、それぞれの膜形成のための別途の装備を備えなければならず、製造コストが上がり、しかも、製造時間も増加してしまう。
【００２６】
したがって、本発明では、従来に比べて相対的に薄い厚さを有しながら、従来と類似した効果を発揮し、生産率を高めながら、低いＷＶＴＲ値を有する保護膜蒸着方法を紹介する。図面を参照して、蒸着方法について説明する。
【００２７】
図２は、本発明に係る保護膜の蒸着過程を示すフローチャートであり、図３は、本発明の一実施例に係る保護膜を示す断面図である。図３では、便宜のため、発光素子を省略し、基板の上部に保護膜が形成されるものを示していることを明らかにしておく。
【００２８】
図２及び図３を参照すると、本発明に係る発光素子保護膜の蒸着過程は、基板３００の発光素子２００（図１参照)の上部に第１無機保護膜４１０を蒸着する段階（Ｓ１１０）と、前記第１無機保護膜４１０の上部に第２無機保護膜４３０を蒸着する段階（Ｓ１３０）と、を含む。この場合、前記第２無機保護膜４３０の内部応力は、前記第１無機保護膜４１０の内部応力に比べて、相対的にさらに小さくてもよい。すなわち、前記発光素子２００の上面に直接蒸着される前記第１無機保護膜４１０の内部応力が、前記第２無機保護膜４３０の内部応力に比べて、さらに大きくてもよい。本出願人の実験によれば、前記発光素子２００の上面に保護膜が多層に蒸着される場合、前記発光素子２００の上面において、上部へ行くほど、内部応力が小さくなることが好ましいことが分かるが、これについては後述する。
【００２９】
本発明において、前記第１無機保護膜４１０及び第２無機保護膜４３０は、無機層で構成され、原子層蒸着法により蒸着されてもよい。本実施例の場合、多層構造の保護膜を原子層蒸着法により蒸着するので、優れた段差被覆（ｓｔｅｐ  ｃｏｖｅｒａｇｅ）効果を発揮し、さらには、保護膜の蒸着工程で発生し得るピンホール（ｐｉｎ  ｈｏｌｅ）等を効果的に除去することができる。
【００３０】
ここで、前記第１無機保護膜を蒸着する段階と前記第２無機保護膜を蒸着する段階は、同一のソースガスを用いて一つのチャンバにおいて連続して行われ、単に反応ガスを異ならせて行われる。
【００３１】
すなわち、本実施例において、前記第１無機保護膜４１０と前記第２無機保護膜４３０は共に、アルミニウムを含有する化合物、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ：ｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｌｕｍｉｎｕｍ）をソースガスとして原子層蒸着法により蒸着され、前記ソースガスと反応する反応ガスを異ならせて蒸着過程が行われる。例えば、前記第１無機保護膜４１０を蒸着する段階では、Ｎ２Ｏガスを反応ガスとして供給し、前記第２無機保護膜４３０を蒸着する段階では、Ｏ２ガスを反応ガスとして供給する。
【００３２】
このように発光素子用保護膜を蒸着する場合、無機材料で構成された多層膜構造の保護膜を蒸着することにより、保護膜の蒸着時に発生し得るピンホールの成長を抑制することができる。すなわち、前記第１無機保護膜４１０と前記第２無機保護膜４３０は、同一のソースガスを用いて蒸着されるが、反応ガスを異ならせて蒸着されることにより、薄膜の成長メカニズムが異なる。したがって、前記第１無機保護膜４１０の蒸着時に発生し得るピンホールは、前記第２無機保護膜４３０の蒸着時、これ以上成長できず、前記ピンホールによる異物の浸透経路を長く延長することにより、異物の浸透を防止する。
【００３３】
また、一つのソースガスを用いて第１無機保護膜４１０と第２無機保護膜４３０が蒸着されるので、単一のチャンバにおいて、前記第１無機保護膜４１０と第２無機保護膜４３０を全て蒸着することができ、さらには、反応ガスを異ならせて供給することにより、連続して前記蒸着工程を行うことができる。これにより、蒸着装置を別途に備える場合、発生する設置面積の増加、蒸着工程の増加、複雑な装置構成等の問題点を解決することができ、特に多層膜の蒸着に要する時間を減らし、原子層蒸着法の最大の問題点である低い生産性を克服することができる。
【００３４】
一方、前記第１無機保護膜を蒸着する段階と前記第２無機保護膜を蒸着する段階では、原子層蒸着法により、酸化アルミニウム混合物（ＡｌＯｘ）膜が蒸着され、さらに正確には、Ａｌ２Ｏ３に近い膜が蒸着される。このとき、前記第１無機保護膜４１０と前記第２無機保護膜４３０は、同一の膜が蒸着されるが、上述したように、反応ガスを異ならせて蒸着されるので、膜特性に関連した各種の物性値（ｐｒｏｐｅｒｔｙ）、例えば内部応力、屈折率等において異なる。
【００３５】
前記第１無機保護膜４１０は、前記発光素子２００の上面に直接蒸着されるので、蒸着時、前記発光素子２００の損傷を最小化することが重要であり、このような理由により、前記第１無機保護膜４１０を蒸着する場合、トリメチルアルミニウムをソースガスとして用い、プラズマ生成用の反応ガスとしては、Ｎ２Ｏガスを用いる。ラジカルを形成させる場合、ガス分子の化学結合を切り離すエネルギーが必要であり、Ｎ２ＯガスとＯ２ガスを比較すると、Ｏ２ガスに比べてＮ２Ｏガスの場合、相対的に少ないエネルギーで酸化反応が行われ、発光素子の損傷を減らすことができる。
【００３６】
例えば、前記第１無機保護膜４１０を蒸着する場合、蒸着工程が行われるチャンバ(図示せず)の内部圧力は、約０．４０〜０．８０Ｔｏｒｒであり、前記ソースガスであるトリメチルアルミニウムの供給量は、約２０〜７０ｓｃｃｍであり、反応ガスであるＮ２Ｏの供給量は、約５０〜２００ｓｃｃｍであり、プラズマ発生のためのパワー供給量は、約５００〜１５００Ｗに該当し、パージのための不活性ガス（アルゴン）の供給量は、約４０００〜１００００ｓｃｃｍに該当する。
【００３７】
このとき、前記第１無機保護膜４１０の内部応力は、約−４００ＭＰａ〜＋４００ＭＰａの範囲であり、前記第１無機保護膜４１０の屈折率は、１．５０〜１．７０間の値を有する。
【００３８】
一方、前記第２無機保護膜４３０は、トリメチルアルミニウムをソースガスとして、Ｏ２ガスをプラズマ生成用の反応ガスとして用いる。例えば、前記第２無機保護膜４３０を蒸着する場合、蒸着工程が行われるチャンバ(図示せず）の内部圧力は、約０．５０〜０．８０Ｔｏｒｒであり、前記ソースガスであるトリメチルアルミニウムの供給量は、約３０〜７０ｓｃｃｍであり、反応ガスであるＯ２の供給量は、約４０００〜１００００ｓｃｃｍであり、プラズマ発生のためのパワー供給量は、約１０００〜２０００Ｗに該当し、パージのための不活性ガス（アルゴン）の供給量は、約４０００〜１００００ｓｃｃｍに該当する。
【００３９】
このとき、前記第２無機保護膜４３０の内部応力は、約−１００Ｍｐａ〜＋１００ＭＰａの範囲を有し、酸素・水蒸気透過率が１×１０−３ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であり、屈折率は、１．６０〜１．７０間の値を有する。
【００４０】
上述した場合、第１無機保護膜４１０と第２無機保護膜４３０の酸化反応ガスの差により、圧力、供給量等の差が発生する。すなわち、第１無機保護膜４１０の場合、Ｎ２Ｏガスのプラズマ分解を通じて、酸素ラジカルを得ており、第２無機保護膜４３０の場合、Ｏ２ガスのプラズマ分解を通じて、酸素ラジカルを得ることになる。
【００４１】
このとき、共有結合からなるＯ２分子と、イオン結合をなしているＮ２Ｏ分子の結合エネルギーの差による分解エネルギーと再結合エネルギーの差が発生し、これにより、圧力及び供給量の差が発生する。例えば、Ｏ２分子の結合エネルギーは、４９８ｋＪ／ｍｏｌであり、強い酸化剤であるＮ２Ｏ分子の結合エネルギーは、８２ｋＪ/ｍｏｌである。これにより、Ｎ２Ｏを反応ガスとして用いる場合、低いパワーでも、酸素ラジカルが多く発生するので、下部の発光素子のプラズマ損傷を減少させることができる。このような反応ガスの差により、最終膜において要する酸素ラジカルの発生量と反応ガスの分解エネルギーの差、共有結合とイオン結合、また安定化するための再結合により異なる工程条件を有する。
【００４２】
前記物性値のうち、前記第１無機保護膜４１０と第２無機保護膜４３０の内部応力を比較すると、上述のように、前記発光素子２００の上面に直接蒸着される前記第１無機保護膜４１０の内部応力が、前記第２無機保護膜４３０の内部応力に比べて相対的にさらに大きくてもよい。本出願人の実験によれば、前記発光素子２００の上面に保護膜が多層に蒸着される場合、前記発光素子２００の上面において、上部へ行くほど、内部応力が小さくなる場合、前記発光素子の保護膜４００が前記発光素子２００に堅固に付着する。これに対して、前記発光素子２００の上面において、上部へ行くほど、内部応力が大きくなる場合は、前記発光素子の保護膜４００により、前記発光素子２００が基板から剥がれる現象が発生する。つまり、本実施例のように、無機膜で構成された多層保護膜の構造を備える場合は、前記発光素子２００の上面において、上部へ行くほど、各保護膜の内部応力が小さくなることが好ましい。
【００４３】
図４は、複数個の発光素子の上部に無機保護膜が複数個で蒸着される場合、前記無機保護膜の内部応力の差による実験結果を示す写真である。上記実験は、高温高湿信頼性の評価で行われ、高温条件は８５℃であり、高湿条件は８５％ＲＨである。
【００４４】
このとき、図４の（Ａ）は、発光素子の上面に位置する第１無機保護膜の内部応力が、第２無機保護膜の内部応力に比べて相対的にさらに大きい場合を示し、図４の（Ｂ）は、これに対して、発光素子の上面に位置する第１無機保護膜の内部応力に比べて、第２無機保護膜の内部応力が相対的にさらに大きい場合を示す。
【００４５】
図４を参照すると、有機発光素子の高温高湿信頼性の評価を通じて薄膜のパッシベーション効果を評価するが、図４の（Ａ）に示すように、発光素子の上面に位置する第１無機保護膜の内部応力が、第２無機保護膜の内部応力に比べて相対的にさらに大きい場合は、発光素子が変わることなく、パッシベーション効果が優れていることが分かる。
【００４６】
これに対して、図４の（Ｂ）に示すように、発光素子の上面に位置する第１無機保護膜の内部応力に比べて、第２無機保護膜の内部応力が相対的にさらに大きい場合は、水分または異物等の侵入により、発光素子の収縮（ｓｈｒｉｎｋａｇｅ）が発生することが分かる。
【００４７】
一方、前記発光素子の保護膜４００の全厚さが決まった場合、前記第１無機保護膜４１０と前記第２無機保護膜４３０の厚さを比較すると、前記第２無機保護膜４３０の厚さが前記第１無機保護膜４１０の厚さ以上に蒸着されてもよい。すなわち、内部応力が相対的に大きい前記第１無機保護膜４１０により、前記発光素子の保護膜４００を前記発光素子２００に堅固に付着するとともに、内部応力が相対的に小さい前記第２無機保護膜４３０の厚さを、前記第１無機保護膜４１０の厚さ以上に蒸着することにより、前記保護膜４００の特性を維持しながら、前記保護膜４００に柔軟性を提供することができる。
【００４８】
一方、図５は、本発明の他の実施例に係る保護膜を示す断面図である。
図５を参照すると、本実施例に係る発光素子保護膜５００は、前記第２無機保護膜４３０の上部にバッファ膜４５０をさらに有することにおいて、上述した実施例とは異なる。蒸着工程をみると、前記第２無機保護膜４３０を蒸着する段階に引き続き、前記第２無機保護膜４３０の上部にバッファ膜４５０を蒸着する段階をさらに含む。
【００４９】
前記バッファ膜４５０は、プラズマ化学気相蒸着法により蒸着されるカーボンを含有したシリコン酸化物（ＳｉＯＣ）で構成され、蒸着時、発生し得るパーティクル等を取り囲む役割をして、酸素及び水分の浸透を抑制し、表面に発生した欠陥及び内部応力を緩和させる役割をする。また、前記バッファ膜４５０の屈折率及び厚さの調節を通じて、前記発光素子の保護膜５００の光学特性を改善することができる。
【００５０】
具体的に、前記バッファ膜４５０は、ＨＭＤＳＯ（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌｏｘａｎｅ）、ＴＭＤＳＯ（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌｏｘａｎｅ）、ＨＥＤＳ（Ｈｅｘａｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌａｎｅ）、ＨＣＤＳ（Ｈｅｘａｃｈｌｏｒｏ−ｄｉｓｉｌａｎｅ）、ＢＤＥＡＳ（Ｂｉｓｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ−ｓｉｌａｎｅ）からなる有機前駆体の群よりいずれか一つを有機前駆体として選んで蒸着されてもよい。前記バッファ膜４５０の薄膜ストレスは、−５０Ｍｐａ〜＋５０Ｍｐａの値を有し、蒸着速度は２５０ｎｍ／ｍｉｎ以上であってもよい。
【００５１】
このとき、前記バッファ膜４５０の内部応力は、前記第２無機保護膜４３０の内部応力に比べて相対的に小さくてもよい。すなわち、上述のように、前記発光素子２００において、上部へ行くほど、保護膜の内部応力が小さくなることが、前記保護膜の付着力の上で好ましい。したがって、前記発光素子２００の上面に前記第１無機保護膜４１０を蒸着し、前記第１無機保護膜４１０の上面に前記第２無機保護膜４３０を蒸着し、前記第２無機保護膜４３０の上面に前記バッファ膜４５０を蒸着する場合、前記各膜の内部応力は、前記発光素子２００において、上部へ行くほど、小さくなるように構成されてもよい。すなわち、前記発光素子２００の上面に蒸着される前記第１無機保護膜４１０の内部応力が相対的に最も大きく、前記最上部に位置する前記バッファ膜４５０の内部応力が相対的に最も小さく、前記第２無機保護膜４３０が相対的に中間程度の内部応力を有してもよい。
【００５２】
一方、図６は、本発明のまた他の実施例に係る保護膜を示す断面図である。
図６を参照すると、本実施例に係る保護膜は、上述した第１無機保護膜を蒸着する段階と前記第２無機保護膜を蒸着する段階を繰り返して多層保護膜を蒸着する。
図６をみると、前記保護膜は、第１無機保護膜４１０Ａと第２無機保護膜４３０Ａを蒸着した後、さらに第１無機保護膜４１０Ｂと第２無機保護膜４３０Ｂを蒸着して、全４層からなる保護膜を形成する。このような繰返し工程は、適切な回数で繰り返して行われてもよい。また、たとえ図示されてはいないが、上記図５に示した保護膜の最上部に上述したバッファ膜を蒸着してもよい。
【００５３】
一方、上記のように、前記第１無機保護膜を蒸着する段階と前記第２無機保護膜を蒸着する段階を繰り返して多層無機膜構造の保護膜を形成する場合、前記発光素子２００において、上部へ行くほど、内部応力が相対的に小さくなるように蒸着されてもよい。これは、上述のように、前記保護膜と前記発光素子の付着力を堅固に維持するためである。
【００５４】
このとき、原子層蒸着工程を用いた酸化アルミニウム混合物膜の場合、内部応力の調節は、プラズマのパワー量と反応ガス量を用いて行うことができる。このとき、反応ガスは、Ｎ２ＯからＯ２に、またはＯ２からＮ２Ｏに変わるようになる。
下記の表１は、提供されるパワー量による内部応力の変化を示す。
【００５５】
【表１】
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上記表１に示すように、提供されるパワー量により内部応力の数値が変化し、例えば、パワー量が上昇すればするほど、内部応力が小さくなる。
また、下記の表２は、反応ガス量(Ｏ２ガス量)による内部応力の変化を示す。
【００５６】
【表２】
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上記表２に示すように、提供される反応ガス量により内部応力の数値が変化し、例えば反応ガス量が上昇すればするほど、内部応力が小さくなる。
【００５７】
また、上記のように、前記第１無機保護膜を蒸着する段階と前記第２無機保護膜を蒸着する段階を繰り返して多層無機膜構造の保護膜を形成する場合、プラズマパワー量及び反応ガス量の調節により、前記保護膜層の全体の内部応力を調節することができる。
【００５８】
各無機保護膜層の内部応力は、上述のように、プラズマパワー量と反応ガス量により調節可能であるので、全体の保護膜層の内部応力を調節、例えば、全体の保護膜層の内部応力を所定の基準値以上に調節するために、プラズマパワー量と反応ガス量を調節することができる。
【００５９】
つまり、各無機保護膜の内部応力は、プラズマパワー量と反応ガス量の組合せで調節可能である。したがって、無機保護膜を２層以上に積層する場合、上部へ行くほど、内部応力が低くなるように積層し、または無機保護膜の総内部応力値が所定の基準値よりも小さいように設計可能である。
【００６０】
以上、本発明の好適な実施例を参照して説明したが、当該技術の分野における当業者であれば、後述する特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域を逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正及び変更して実施可能であろう。このため、変形された実施が、基本的に本発明における特許請求の範囲の構成要素を含んでいれば、全て本発明の技術的範疇に含まれるとみなさなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、原子層蒸着法を用いて、酸化アルミニウム混合物からなる無機保護膜を多層に蒸着し、従来と類似した効果を奏しながら、相対的に薄い厚さを有する保護膜を蒸着することができる。
【００６２】
また、同一のソースガスを用いて、第１無機保護膜と第２無機保護膜が同一の装置において蒸着されるので、蒸着装置の設置面積を顕著に減らし、さらには、工程時間も従来に比べて相対的に短縮させることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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