(57)【要約】【課題】  電磁波遮断層を新たに設けることなく電磁波遮断効果を奏する有機ＥＬ表示パネルを提供するとともに、基材からの酸素や水分等の出ガスによる有機ＥＬの発光劣化を防止でき、かつインライン型装置を用いて製造しても組成が均一なバリア膜を有する有機ＥＬ表示パネルを提供する。【解決手段】  基材と、有機ＥＬ素子と、前記基材と有機ＥＬ素子との間に設けられるバリア層と、からなる有機ＥＬ表示パネルにおいて、前記バリア層を、２種類の無機膜を積層して形成し、かつ、当該２種類の無機膜のうち、基材側の無機膜は導電性を有する無機酸化膜とし、有機ＥＬ素子側の無機膜はガスバリア性および絶縁性を有する無機酸化膜とする。【選択図】      図１
2004241371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、有機ＥＬ素子と、前記基材と有機ＥＬ素子との間に設けられるバリア層と、からなる有機ＥＬ表示パネルであって、
前記バリア層は、２種類の無機膜を積層してなり、当該２種類の無機膜のうち、基材側の無機膜は導電性を有する無機酸化膜であり、有機ＥＬ素子側の無機膜はガスバリア性および絶縁性を有する無機酸化膜であることを特徴とする有機ＥＬ表示パネル。
【請求項２】
前記バリア層を形成する２種類の無機膜のうち、基材側の無機膜が、インジウム錫酸化物又はインジウム亜鉛酸化物の何れかからなり、有機ＥＬ素子側の無機膜が、窒化アルミニウム、窒化酸化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウムからなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示パネル。
【請求項３】
前記バリア層を形成する２種類の無機膜がともにスパッタリング法により形成された膜であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機ＥＬ表示パネル。
【請求項４】
前記２種類の無機膜を積層してなるバリア層が２層以上繰り返して積層されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一の請求項に記載の有機ＥＬ表示パネル。
【請求項５】
前記有機ＥＬ素子を挟んで、前記基材と対向するようにカラーフィルタが設けられており、
当該カラーフィルタはガスバリア性と導電性を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一の請求項に記載の有機ＥＬ表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ表示パネルに関する。さらに具体的には、基材から発生する出ガスを有効に防止することができるとともに電磁波を防止することができるバリア層を有する有機ＥＬ表示パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、炭素などを含む有機物を発光体にする電界発光（ＥＬ）素子であり、基材上のプラス電極とマイナス電極との間にはさんだジアミン類などの有機蛍光物質（有機発光層）に電圧をかけて発光させるものである。有機ＥＬ素子は、いわゆる自発光デバイスであり、バックライトなどの他の光源を必要としないという利点があるため、有機ＥＬ素子を用いた表示装置（ディスプレイ）が開発されている。
【０００３】
このような有機ＥＬ素子は、水分や酸素により有機発光層の発光特性が劣化するため、基材からの水分、酸素等の出ガスを遮断する必要がある。そのため、出ガスの多いガラス基材を用いる場合には、その水分や酸素等により有機発光層の発光特性が劣化しないよう出ガスを防止するバリア膜を設けた態様の有機ＥＬ素子が知られている。こうしたバリア膜は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法等の真空蒸着法により形成されることが知られている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような有機ＥＬ表示パネルにおいては、従来から、電磁波を遮断する機能が必要な場合があり、その際には電磁波遮断層を新たに設けることが行われていた。
【特許文献１】特開２００２−１００４６９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、有機ＥＬ表示パネルの構成中に新たに電磁波遮断層を設けようとすると、その分作業工程が煩雑になりコスト高となる問題があった。
【０００６】
さらに別の問題としては、従来公知のバリア膜は、単に基材上に１種類の無機酸化物（例えば、特許文献１においては窒化酸化ケイ素）を蒸着させることで形成されているに過ぎず、そうすると、当該バリア膜自体を形成する段階で基材からの出ガスの影響を受けてしまい、バリア膜を均一に形成することができないという問題もあった。特に、インライン型（通過成膜型）装置を用いてバリア膜を形成した場合には、基材からの出ガスの量が基材の位置（例えば、基材の先頭部分と末端部分）によってバラツキが生じるため、組成の均一なバリア膜を形成することは非常に困難であった。
【０００７】
本発明は、このような状況においてなされたものであり、電磁波遮断層を新たに設けることなく電磁波遮断効果を奏する有機ＥＬ表示パネルを提供するとともに、基材からの酸素や水分等の出ガスによる有機ＥＬの発光劣化を防止でき、かつインライン型装置を用いて製造しても厚さが均一なバリア膜を有する有機ＥＬ表示パネルを提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの観点は、有機ＥＬ表示パネルは、基材と、有機ＥＬ素子と、前記基材と有機ＥＬ素子との間に設けられるバリア層と、からなる有機ＥＬ表示パネルであって、前記バリア層は、２種類の無機膜を積層してなり、当該２種類の無機膜のうち、基材側の無機膜は導電性を有する無機酸化膜であり、有機ＥＬ素子側の無機膜はガスバリア性および絶縁性を有する無機酸化膜であることに特徴を有する。
【０００９】
この有機ＥＬ表示パネルによれば、２種類の無機膜を積層することによりバリア膜が形成し、かつ当該２種類の無機膜のうち基材側の無機膜としては導電性を有する無機酸化膜を用いているため、有機ＥＬ表示パネル中に従来から存在していたバリア層に電磁波遮断効果を持たせることができる。
【００１０】
また、この有機ＥＬ表示パネルによれば、有機ＥＬ素子側には、基材からの出ガスを防止するガスバリア性を有しかつ絶縁性を有する無機酸化膜が形成されているため当該有機ＥＬ表示パネルをアクティブマトリックス方式の表示パネルとして用いることも可能であり、さらに、前記基材側に形成される導電性を有する無機酸化膜が、有機ＥＬ素子側に形成される無機酸化膜を形成する際のキャップ層（基材からの出ガスを遮断する層）として機能するため、当該有機ＥＬ素子側に形成される無機酸化膜の組成を均一とすることができる。
【００１１】
前記有機ＥＬ表示パネルにおいては、前記バリア層を形成する２種類の無機膜のうち、基材側の無機膜が、インジウム錫酸化物又はインジウム亜鉛酸化物の何れかからなり、有機ＥＬ素子側の無機膜が、窒化アルミニウム、窒化酸化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウムからなっていてもよい。
【００１２】
また、前記有機ＥＬ表示パネルにおいては、前記バリア層を形成する２種類の無機膜がともにスパッタリング法により形成された膜であってもよい。
【００１３】
さらに、前記有機ＥＬ表示パネルにおいては、前記有機ＥＬ素子を挟んで、前記基材と対向するようにカラーフィルタが設けられており、当該カラーフィルタはガスバリア性と導電性を有していてもよい。
【００１４】
いわゆるトップエミッション方式（基材と反対側から光を透過させるタイプ）の有機ＥＬ表示パネルにおいては、有機ＥＬ素子を挟んで基材と対向するようにカラーフィルタが設けられる場合があり、この場合に当該カラーフィルタにガスバリア性と導電性を付与することにより、有機ＥＬ素子の劣化を防止することができるとともに、カラーフィルタに電磁波遮断効果を持たせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の有機ＥＬ表示パネルについて図面を用いて具体的に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の有機ＥＬ表示パネルの構成を説明するための概略断面図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明の有機ＥＬ表示パネル１０は、基材１１と、有機ＥＬ素子１２と、前記基材１１と有機ＥＬ素子１２との間に設けられるバリア層１３とから構成されている。そして、このバリア層１３は、２種類の無機膜（１３ａ、１３ｂ）を積層してなり、当該２種類の無機膜（１３ａ、１３ｂ）のうち、基材側の無機膜１３ａは導電性を有する無機酸化膜であり、有機ＥＬ素子側の無機膜１３ｂはガスバリア性および絶縁性を有する無機酸化膜であることに特徴を有している。
【００１８】
このように、バリア層１３を異なる２種類の無機膜（１３ａ、１３ｂ）で形成することにより、基材側の無機膜１３ａは導電性を有する無機酸化膜であるので、本発明の有機ＥＬ表示パネルに電磁波遮断性能を付与することができるとともに、当該無機膜１３ａが、基材１１からの出ガスを遮断することができるので、有機ＥＬ素子側の無機膜１３ｂを形成する際に、出ガスの影響を受けることがなく、その結果、無機膜１３ｂの組成を均一とすることができる。
【００１９】
以下に本発明の有機ＥＬ表示パネル１０の構成についてそれぞれ詳細に説明する。
【００２０】
［１］基材
本発明の有機ＥＬ表示パネル１０における基材１１は、有機ＥＬ素子を坦持するために必要な構成であり、当該機能を果たすものであればその材質等は特に限定されることはなく、ガラス基板や樹脂基板等の従来公知のいかなる基材を用いることができる。そして、本発明の有機ＥＬ表示パネル１０においては、水分等を多く含む樹脂基板をも用いることができる。従来の有機ＥＬ表示パネル１０においては、水分等を多く含有する樹脂基板を用いると、当該基板からの出ガスが多いため、バリア層を形成するに際し不都合を生じる場合が多かったが、本発明によれば、バリア層を２層構造（１３ａ、１３ｂ）とし、基材側の無機層１３ａは出ガスに影響を受けない層とすることにより（詳細は後述する）、出ガスの多い樹脂基板を用いてもバリア性能を低下させることはない。
【００２１】
［２］有機ＥＬ素子
本発明において、有機ＥＬ素子１２とは、従来公知の有機ＥＬ素子であり、例えば、第１表示電極１２ａ、有機化合物からなる発光層を含む有機機能層１２ｂ、及び第２表示電極１２ｃからなる。
【００２２】
［３］バリア層
本発明の有機ＥＬ表示パネル１０におけるバリア層とは、前記基材１１と有機ＥＬ素子１２との間に設けられるものであり、２種類の無機膜（１３ａ、１３ｂ）を積層してなり、当該２種類の無機膜（１３ａ、１３ｂ）のうち、基材側の無機膜１３ａは導電性を有する無機酸化膜であり、有機ＥＬ素子側の無機膜１３ｂはガスバリア性および絶縁性を有する無機酸化膜であることに特徴を有している。以下、それぞれの無機膜について説明する。
【００２３】
（１）基材側の無機膜１３ａ（導電性を有する無機酸化膜）
バリア層を構成する無機膜のうち、基材側の無機膜１３ａは、導電性を有する無機酸化物であり、本発明の有機ＥＬ表示パネル１０に電磁波遮断機能を持たせる役割を果たすとともに、後述する有機ＥＬ素子側の無機膜１３ｂを形成する際に基材からの出ガスを遮断するいわゆるキャップ層としての役割を果たすものである。
【００２４】
このような無機膜１３ａとしては、導電性を有する無機酸化膜であればいかなるものであっても良いが、インジウム錫酸化物からなる膜（いわゆるＩＴＯ膜）又はインジウム亜鉛酸化物からなる膜（ＩＺＯ膜）であることが好ましく、これらの膜の中でも特に、低温で成膜したインジウム錫酸化物からなる膜であることが好ましい。前述したように、当該無機膜１３ａには、基材からの出ガスを遮断する役割があり、低温で成膜したインジウム錫酸化物からなる膜はアモルファス酸化膜となるため、出ガスを有効に遮断することができるとともに、当該無機膜１３ａの成膜時において出ガスの影響を受けにくいからである。
【００２５】
このような無機膜１３ａを形成する際には、真空状態で形成できる膜の形成方法であれば、特に限定されないが、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法等の真空蒸着法、等が挙げられる。このうち、スパッタリング法を用いることが好ましい。
【００２６】
スパッタリング法により無機膜１３ａを形成する際の条件は、形成しようとする無機膜１３ａの種類により適宜設定すればよい。例えば、ＩＺＯ膜を形成する場合においては、当該ＩＺＯ膜は常にアモルファス構造を維持することができるのでバリア性に問題を生じることはなく、従って特に形成条件を限定する必要はない。一方、ＩＴＯ膜を形成する場合においては、当該ＩＴＯ膜は結晶粒界の成長が発生するため、Ｈ２Ｏ分圧が高い状態（具体的には、Ｈ２Ｏ分圧が５×１０−４Ｐａ以上）で成膜するか、非加熱で低温成膜をすることが好ましい。なお、スパッタリング法によりＩＴＯ膜を成膜する場合の条件については、「ＴＦＴ／ＬＣＤ用スパッタＩＴＯ膜のエッチング特性と成膜条件  日本ＩＢＭ：北原洋明等  透明導電膜シンポジウムテキスト  Ｈ１３．４．１６  主催：（社）表面技術協会」等を参照することができる。
【００２７】
また、無機膜１３ａの膜厚としては、上記機能を奏することが可能な程度の膜厚であればよく特に限定されることはないが、可視光透過率を確保するために光の干渉を考慮する必要があり、具体的には、次式（数１）を満たす膜厚（ｄ）とすることが好ましい。
【００２８】
（数１）
ｑλ＝４ｎｄ
但し、ｑは自然数（１，２，３・・・・）、ｎは屈折率、ｄは膜厚、λは波長をそれぞれ表している。
【００２９】
例えば、上記の式に標準値（ｑ＝１，２，３・・・、ｎ＝１．８〜２．０、λ＝５５０）を代入した場合の膜厚ｄは、７００Å、１５００Å、２２００Å、３０００Å・・・算出される。
【００３０】
（２）有機ＥＬ素子側の無機膜１３ｂ（ガスバリア性、絶縁性を有する無機酸化膜）
バリア層を構成する無機膜のうち、有機ＥＬ素子側の無機膜１３ｂは、ガスバリア性を有しかつ絶縁性を有する無機酸化物であり、本発明の有機ＥＬ表示パネル１０における有機ＥＬ素子１２を基材１１からの出ガスから保護するとともに、当該有機ＥＬ表示パネル１０をアクティブマトリクス方式の表示パネルにも使用可能とするための機能（絶縁性）を果たすものである。
【００３１】
なお、アクティブマトリクス方式には、トップエミッション方式（基材と反対側に光を透過させる）とボトムエミッション方式（基材側から光を透過させる）があるが、トップエミッション方式の場合には、光の色を補正するためのカラーフィルタが用いられる場合が多く、この場合に、当該カラーフィルタにバリア性と導電性を付与することにより、有機ＥＬ素子の劣化を防止することができるとともに、カラーフィルタに電磁波遮断効果を持たせることができる。
【００３２】
このような無機膜１３ｂとしては、ガスバリア性と絶縁性を有する無機酸化膜であればいかなるものであっても良いが、窒化アルミニウム、窒化酸化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウムであることが好ましく、これらの膜の中でも特に、窒化酸化ケイ素（ＳｉＯｘＮｙ）からなる膜であることが好ましい。窒化酸化ケイ素（ＳｉＯｘＮｙ）からなる膜はバリア性に優れているからである。
【００３３】
このような無機膜１３ｂを形成する際には、真空状態で形成できる膜の形成方法であれば、特に限定されないが、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法等の真空蒸着法、等が挙げられる。このうち、スパッタリング法を用いることが好ましい。
【００３４】
スパッタリング法により無機膜１３ｂを形成する際の条件としては、例えば、無機膜１３ｂとしてＳｉＯ２膜を形成する場合には、成膜圧力：０．５Ｐａ、Ａｒ／Ｏ２流量：４００／５ｓｃｃｍ、投入電力：４．３ｋｗ、ターゲット材質：ＳｉＯ２（サイズ：１２６ｍｍ×５２０ｍｍ）、パワー密度：４．３／６５５．２ｃｍ２＝６．５６ｗ／ｃｍ２、膜厚：３０００Å、とすることが好ましく、特に、窒化酸化ケイ素（ＳｉＯｘＮｙ）からなる膜を形成する際には、成膜圧力：０．５Ｐａ、Ａｒ／Ｎ２流量：４００／１０ｓｃｃｍ、投入電力：４．３ｋｗ、ターゲット材質：Ｓｉ３Ｎ４（サイズ：１２６ｍｍ×５２０ｍｍ）、パワー密度：４．３／６５５．２ｃｍ２＝６．５６ｗ／ｃｍ２、膜厚：３０００Å、とすることが好ましい。
【００３５】
また、無機膜１３ｂの膜厚としては、上記機能を奏することが可能な程度の膜厚であればよく特に限定されることはないが、具体的には５００〜５０００Åが好ましい。
【実施例】
【００３６】
（実施例１）
厚さ２００μｍ、大きさ３００ｃｍ×４００ｃｍのＰＥＳフィルム（ポリエーテルスルホンフィルム）を基材として用いた。そして、この基材の表面に、スパッタリング装置を用い、バリア層として、基材側の無機膜（図１の符号１３ａ参照）としてＩＺＯ膜を形成し、さらに当該ＩＺＯ膜の表面に、有機ＥＬ素子側の無機膜（図１の符号１３ｂ参照）として窒化酸化ケイ素膜を形成した。以下にそれぞれの成膜条件を示す。
＜基材側の無機膜（ＩＺＯ膜）＞
ターゲット材：ＩＺＯ（出光興産社製）
Ａｒ／Ｏ２：１００ｓｃｃｍ／１．５ｓｃｃｍ
成膜圧力：５ｍｍＴｏｒｒ
印加パワー：２．５ｋｗ
成膜温度：非加熱（程度２７℃）
膜厚：５００Å
搬送速度：２９０ｍｍ／分
＜有機ＥＬ素子側の無機膜（窒化酸化ケイ素膜）＞
ターゲット材：ＳｉＮ（豊島製作所製）
Ａｒ／Ｎ２：４００ｓｃｃｍ／１０ｓｃｃｍ（４０：１）
成膜圧力：５ｍｍＴｏｒｒ
印加パワー：４．３ｋｗ
成膜温度：非加熱（程度１１０℃）
膜厚：２５００Å
搬送速度：５８ｍｍ／分
なお、成膜中のガスモニターはアルバック社製四重極質量分析装置（STADAM-2000）を用いた。使用したキャリアは３個である（第１キャリア：ＥＳＣＡ用（Ｓｉウエハー／フィルム）、第２キャリアー：膜厚、透過率測定（ガラス）、第３キャリアー：フィルム（バリア測定）  全て同一バッチ）。
【００３７】
（比較例１）
比較例１として、前記本発明の実施例１における基材側の無機膜（ＩＺＯ膜）を形成せずに、基材上に直接窒化酸化ケイ素膜を形成した。その際の条件は全て実施例１と同様である。
【００３８】
（実施例１と比較例１との比較結果）
実施例１のバリア膜と比較例１のバリア膜との性能を比較するため、基材の所定の部分（図２に示すＡ〜Ｅ参照）における面内組成、透過率、バリア性を測定した。測定結果を以下の表１（実施例１）、表２（比較例１）にそれぞれ示す。
【００３９】
なお、各測定部分は基材の端から２ｃｍの部分であるが、モコン法によるバリア測定は測定部分周辺を９ｃｍ×９ｃｍに切り取って測定した。また、基材の搬送方向（スパッタリング装置に搬送される方向）は図２のＣが先頭でＡが後尾である。
【００４０】
また、組成分析はＥＳＣＡにて行なった。この際、Ａ〜Ｅ位置の基材上にＳｉウエハーを設置し組成分析を行なった。なお、これは膜厚、バリア、透過率測定とは別キャリアーの同一バッチで形成したものである。当該測定は１００Å程度掘り下げた値と最表面の値を測定した。値に大きな差は無く、上記の値は最表面の値を記載した。
【００４１】
また、膜厚測定に関しても前記組成分析と同様に別キャリアを用い、ガラス上に形成された膜をリフトオフ法にて剥離し評価を行なった。
【００４２】
【表１】
2004241371.tif 000003
【００４３】
【表２】
2004241371.tif 000004
前記表からも明らかなように、比較例１に比べ、実施例１のバリア層の方が水蒸気バリア性、及び酸素バリア性ともに優れているとともにＡ〜Ｅのどの部分においてもバリア性能が一定でムラがないことが分かり、このことはバリア膜が均一に形成されていることを意味している。
【００４４】
（実施例２）
実施例１に示すバリア層を繰り返し構造としたもの、つまり基材上にＩＺＯ膜−窒化酸化ケイ素膜−ＩＺＯ膜−窒化酸化ケイ素膜の順で無機膜を積層したものを形成した（図３参照）。各膜の形成条件は実施例１と同様である。
【００４５】
実施例２にかかるバリア層の透過率を測定したところ、ガラス基板を基準とした場合の８４％の透過率であり実用レベルであることが明らかとなった。また、当該バリア層の抵抗率を測定したところ３０Ω/□であり、電磁波防止性能を充分に有していると考えられる。
【００４６】
以上説明したように、本発明によれば、２種類の無機膜を積層することによりバリア膜が形成し、かつ当該２種類の無機膜のうち基材側の無機膜としては導電性を有する無機酸化膜を用いているため、有機ＥＬ表示パネル中に従来から存在していたバリア層に電磁波遮断効果を持たせることができる。
【００４７】
また、この有機ＥＬ表示パネルによれば、有機ＥＬ素子側には、基材からの出ガスを防止するガスバリア性を有しかつ絶縁性を有する無機酸化膜が形成されているため当該有機ＥＬ表示パネルをアクティブマトリックス方式の表示パネルとして用いることも可能であり、さらに、前記基材側に形成される導電性を有する無機酸化膜が、有機ＥＬ素子側に形成される無機酸化膜を形成する際のキャップ層（基材からの出ガスを遮断する層）として機能するため、当該有機ＥＬ素子側に形成される無機酸化膜の組成を均一とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の有機ＥＬ表示パネルの一例を示す概略断面図である。
【図２】実施例１と比較例１を比較するための測定部分を示す図である。
【図３】本発明の実施例２に係る有機ＥＬ表示パネルの概略断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  有機ＥＬ表示パネル
１１  基材
１２  有機ＥＬ素子
１３  バリア層
【図１】
2004241371.tif 000005
【図２】
2004241371.tif 000006
【図３】
2004241371.tif 000007