(57)【要約】【課題】プラズマＣＶＤプロセスで発生する紫外線の影響を抑えることを目的とする。【解決手段】陰極として透明電極３４を有するように有機エレクトロルミネッセンス素子２６を形成する。透明電極３４よりも紫外線吸収率が高い紫外線吸収層３６を透明電極３４の上に形成する。紫外線が発生するプラズマＣＶＤプロセスで紫外線吸収層３６の上に封止膜３８を形成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極として透明電極を有するように有機エレクトロルミネッセンス素子を形成する工程と、
前記透明電極よりも紫外線吸収率が高い紫外線吸収層を前記透明電極の上に形成する工程と、
紫外線が発生するプラズマＣＶＤプロセスで前記紫外線吸収層の上に封止膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法において、
前記プラズマＣＶＤプロセスでシランガスを使用し、
前記封止膜を窒化ケイ素含有材料から形成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装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法において、
前記透明電極及び前記紫外線吸収層は、いずれもインジウム亜鉛酸化物から形成され、
前記紫外線吸収層は、前記透明電極よりも酸素割合が大きいことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法において、
前記透明電極は、インジウム亜鉛酸化物から形成され、
前記紫外線吸収層は、非晶質インジウムスズ酸化物から形成されてい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装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１又は２に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法において、
前記紫外線吸収層は、芳香族化合物又はヘテロ環化合物を含むように形成されてい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装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法において、
前記紫外線吸収層は、導電性を有し、前記透明電極に密着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装置の製造方法。
【請求項７】
陰極として透明電極を有する有機エレクトロルミネッセンス素子と、
前記透明電極の上に配置された、前記透明電極よりも紫外線吸収率が高い紫外線吸収層と、
前記紫外線吸収層の上に配置された、窒化ケイ素含有材料からなる封止膜と、
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装置。
【請求項８】
請求項７に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記透明電極は、インジウム亜鉛酸化物から形成され、
前記紫外線吸収層は、前記透明電極よりも酸素割合が大きいインジウム亜鉛酸化物から形成されてい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装置。
【請求項９】
請求項７に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記透明電極は、インジウム亜鉛酸化物から形成され、
前記紫外線吸収層は、非晶質インジウムスズ酸化物から形成されてい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装置。
【請求項１０】
請求項７に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、
前記紫外線吸収層は、芳香族化合物又はヘテロ環化合物を含むように形成されてい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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス表示装置には、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子を大気から遮断するための封止構造がある。封止構造にはバリア性が求められるのはもちろんであるが、光を上から取り出すトップエミッション型では透明性も要求されており、材料に制約があるため、窒化ケイ素（ＳｉＮ）が封止膜として使用されている。窒化ケイ素の成膜はプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）によって行うことが多い（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３７８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プラズマＣＶＤプロセスでは紫外線が発生する。紫外線は、トップエミッション型の有機ＥＬ素子では最上層の電極が透明であるため、これを透過して発光材料を変質又は失活させて発光効率を低下させるという問題があった。
【０００５】
本発明は、プラズマＣＶＤプロセスで発生する紫外線の影響を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法は、陰極として透明電極を有するように有機エレクトロルミネッセンス素子を形成する工程と、前記透明電極よりも紫外線吸収率が高い紫外線吸収層を前記透明電極の上に形成する工程と、紫外線が発生するプラズマＣＶＤプロセスで前記紫外線吸収層の上に封止膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする。本発明によれば、紫外線吸収層が紫外線を吸収するので、プラズマＣＶＤプロセスで発生する紫外線が有機エレクトロルミネッセンス素子に与える影響を抑えることができる。
【０００７】
（２）（１）に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法において、前記プラズマＣＶＤプロセスでシランガスを使用し、前記封止膜を窒化ケイ素含有材料から形成することを特徴としてもよい。
【０００８】
（３）（１）又は（２）に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法において、前記透明電極及び前記紫外線吸収層は、いずれもインジウム亜鉛酸化物から形成され、前記紫外線吸収層は、前記透明電極よりも酸素割合が大きいことを特徴としてもよい。
【０００９】
（４）（１）又は（２）に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法において、前記透明電極は、インジウム亜鉛酸化物から形成され、前記紫外線吸収層は、非晶質インジウムスズ酸化物から形成されていることを特徴としてもよい。
【００１０】
（５）（１）又は（２）に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法において、前記紫外線吸収層は、芳香族化合物又はヘテロ環化合物を含むように形成されていることを特徴としてもよい。
【００１１】
（６）（１）から（４）のいずれか１項に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法において、前記紫外線吸収層は、導電性を有し、前記透明電極に密着することを特徴としてもよい。
【００１２】
（７）本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、陰極として透明電極を有する有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記透明電極の上に配置された、前記透明電極よりも紫外線吸収率が高い紫外線吸収層と、前記紫外線吸収層の上に配置された、窒化ケイ素含有材料からなる封止膜と、を有することを特徴とする。本発明によれば、紫外線吸収層が紫外線を吸収するので、紫外線が有機エレクトロルミネッセンス素子に与える影響を抑えることができる。
【００１３】
（８）（７）に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記透明電極は、インジウム亜鉛酸化物から形成され、前記紫外線吸収層は、前記透明電極よりも酸素割合が大きいインジウム亜鉛酸化物から形成されていることを特徴としてもよい。
【００１４】
（９）（７）に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記透明電極は、インジウム亜鉛酸化物から形成され、前記紫外線吸収層は、非晶質インジウムスズ酸化物から形成されていることを特徴としてもよい。
【００１５】
（１０）（７）に記載された有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記紫外線吸収層は、芳香族化合物又はヘテロ環化合物を含むように形成されていることを特徴としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置を示す図である。
【図２】プラズマＣＶＤプロセスで発生する紫外線が有機エレクトロルミネッセンス素子に与える影響を調べた実験結果を示す表である。
【図３】比較例１〜４に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を示す図である。
【図４】実施例１〜３に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置を示す図である。有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、ガラスなどからなる基板１０を有する。基板１０には、基板１０からの不純物に対するバリアとなるアンダーコート１２が形成され、その上に半導体層１４が形成されている。半導体層１４上のソース電極１６及びドレイン電極１８が設けられている。半導体層１４を覆ってゲート絶縁膜２０が形成されている。ゲート絶縁膜２０の上にはゲート電極２２が形成されている。ゲート電極２２を覆って層間絶縁膜２４が形成されている。半導体層１４、ソース電極１６、ドレイン電極１８及びゲート電極２２によって薄膜トランジスタが構成される。
【００１９】
有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、有機エレクトロルミネッセンス素子２６を有する。有機エレクトロルミネッセンス素子２６は、下部電極２８（例えば陽極）を含む。層間絶縁膜２４上に下部電極２８が形成されている。下部電極２８は、光を反射する下層２８Ｌと光を透過する上層２８Ｕからなる。下部電極２８となる部分を含む導電層は、層間絶縁膜２４を貫通して、半導体層１４上のソース電極１６及びドレイン電極１８の一方に電気的に接続している。
【００２０】
層間絶縁膜２４及び下部電極２８上に、絶縁層３０が形成されている。絶縁層３０は、下部電極２８の一部を開口させるように形成されている。絶縁層３０によって、下部電極２８の一部を囲むバンクが形成される。
【００２１】
有機エレクトロルミネッセンス素子２６は、有機層３２を含む。下部電極２８上に有機層３２が設けられている。有機層３２は、少なくとも発光層を含み、さらに、電子輸送層、正孔輸送層、電子注入層及び正孔注入層のうち少なくとも一層を含んでもよい。有機層３２を構成する少なくとも一層は、有機材料からなる。
【００２２】
有機エレクトロルミネッセンス素子２６は、最上層に透明電極３４（例えば陰極）を有する。有機層３２上に透明電極３４が設けられている。透明電極３４は、バンクとなる絶縁層３０上に載るように形成する。
【００２３】
透明電極３４の上に、紫外線吸収層３６が設けられている。紫外線吸収層３６は、透明電極３４よりも紫外線吸収率が高い。紫外線吸収層３６が紫外線を吸収するので、紫外線が有機エレクトロルミネッセンス素子２６に与える影響を抑えることができる。紫外線吸収層３６は、導電性を有する材料で透明電極３４に密着するように形成されていてもよい。その場合、透明電極３４及び紫外線吸収層３６が一体となって電気抵抗の低い電極を構成する。
【００２４】
有機エレクトロルミネッセンス素子２６は、封止膜３８によって封止されて、水分から遮断されている。封止膜３８は、紫外線吸収層３６の上に、窒化ケイ素を含有する材料から形成されている。
【００２５】
次に、図１を参照して、本発明の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法を説明する。
【００２６】
本実施形態では、ガラスなどからなる基板１０を用意する。基板１０には、基板１０からの不純物に対するバリアとなるアンダーコート１２を形成する。その上に半導体層１４を形成し、半導体層１４を覆うようにゲート絶縁膜２０を形成する。ゲート絶縁膜２０の上にはゲート電極２２を形成する。ゲート電極２２を覆うように層間絶縁膜２４を形成する。
【００２７】
層間絶縁膜２４の上に有機エレクトロルミネッセンス素子２６を形成する。そのために、層間絶縁膜２４上に下部電極２８を形成する。下部電極２８は複数層で形成する。例えば、光を反射する導電材料から下層２８Ｌを形成し、光透過性の導電材料から上層２８Ｕを形成する。
【００２８】
下部電極２８となる部分を含む導電層は、層間絶縁膜２４を貫通して、半導体層１４上でソース電極１６及びドレイン電極１８となる部分を含むように形成する。半導体層１４、ソース電極１６、ドレイン電極１８及びゲート電極２２によって薄膜トランジスタが構成される。
【００２９】
層間絶縁膜２４及び下部電極２８の上に絶縁層３０を形成する。絶縁層３０は、下部電極２８の一部を開口させるように形成する。絶縁層３０によって、下部電極２８の一部を囲むバンクを形成する。
【００３０】
下部電極２８の上に有機層３２を形成する。有機層３２は、少なくとも発光層を含み、さらに、電子輸送層、正孔輸送層、電子注入層及び正孔注入層のうち少なくとも一層を含んでもよい。有機層３２を構成する少なくとも一層は、有機材料からなる。有機層３２は、蒸着又はスパッタリングによって形成する。
【００３１】
有機層３２上に透明電極３４を形成する。透明電極３４は、バンクとなる絶縁層３０上に載るように形成する。こうして、最上層に透明電極３４を有する有機エレクトロルミネッセンス素子２６が形成される。
【００３２】
透明電極３４の上に、透明電極３４よりも紫外線吸収率が高い紫外線吸収層３６を形成する。紫外線吸収層３６は、波長４３０ｎｍ以下の光を少なくとも５０％以上吸収する材料であることが好ましい。紫外線吸収層３６は、導電性を有する材料で透明電極３４に密着するように形成すれば、透明電極３４と一体化して電気抵抗の低い電極を構成することができる。
【００３３】
紫外線吸収層３６の上に、プラズマＣＶＤプロセスで封止膜３８を形成する。プラズマＣＶＤプロセスでは紫外線が発生する。紫外線は４３０ｎｍ以下の波長を有する。プラズマＣＶＤプロセスでシランガスを使用し、窒化ケイ素含有材料から封止膜３８を形成する。
【００３４】
本実施形態によれば、紫外線吸収層３６が紫外線を吸収するので、プラズマＣＶＤプロセスで発生する紫外線が有機エレクトロルミネッセンス素子２６に与える影響を抑えることができる。その結果、高精細、高輝度、長寿命又は低消費電力化の効果を達成することができる。
【００３５】
本発明に係る実施形態は、特に、１５インチ以下かつ解像度３００ｐｐｉ以上の高精細有機ＥＬディスプレイ又は１０２インチ以下かつ解像度４Ｋ（３８４０×２１６０）以上の有機ＥＬディスプレイで効果が得られると考えられる。
【実施例】
【００３６】
本実施形態の効果を検証するため、透明電極３４及び紫外線吸収層３６を種々の材料で形成し、その上にプラズマＣＶＤプロセスで封止膜３８を形成して、有機エレクトロルミネッセンス素子２６の発光効率を測定した。また、紫外線吸収層３６を形成しない比較例でも発光効率を測定した。
【００３７】
図２は、プラズマＣＶＤプロセスで発生する紫外線が有機エレクトロルミネッセンス素子２６に与える影響を調べた実験結果を示す表である。表において、透過率は波長４２０ｎｍの紫外線の透過率であり、発光効率は１０ｍＡ／ｃｍ２の電流で駆動したときの値であり、信頼性は、温度８０℃、相対湿度８０％、時間１０００ｈで評価したものである。
【００３８】
図３は、比較例１〜４に係る有機エレクトロルミネッセンス素子２６を示す図である。比較例１〜４では、下部電極２８は、光を反射する銀Agからなる下層２８Ｌとその上で結晶化したインジウムスズ酸化物ITOからなる上層２８Ｕによって形成されている。有機層３２は、下部電極２８側から順に、第１正孔輸送層HTL1、青色発光層B-EML、第１電子輸送層ETL1、Ｎキャリア発生層N-CGL、Ｐキャリア発生層P-CGL、第２正孔輸送層HTL2、緑色発光層G-EML、赤色発光層R-EML、第２電子輸送層ETL2及び電子注入層EILが積層されて形成されている。
【００３９】
比較例１では、図３に示すように、有機層３２の上に、透明電極３４がインジウム亜鉛酸化物IZOから形成されている。比較例１では、封止膜３８が形成されていない。つまり、プラズマＣＶＤプロセスを経ておらず、そのため、紫外線による発光効率の低下という問題はない。したがって、図２に示すように、発光効率は高いが、耐湿性の観点からの信頼性が得られない。
【００４０】
比較例２では、図３に示すように、封止膜３８を窒化ケイ素含SiNで形成する。つまり、プラズマＣＶＤプロセスを経る。プラズマＣＶＤプロセスのＳｉＨ４プラズマスペクトルは、波長４２０ｎｍにピーク発光があり、波長３５０ｎｍ以下にもブロードな発光がある。これらの領域の紫外線が発光材料を変質又は失活させて発光効率の低下を招く。透明電極３４は、インジウム亜鉛酸化物IZOから形成した。インジウム亜鉛酸化物IZOのスパッタ成膜時の酸素流量比は０．２ｓｃｃｍとした。透明電極３４の紫外線吸収性は、図２に示すように３５％以下であった。そのため、封止膜３８を形成するときのプラズマＣＶＤプロセスで、紫外線によるダメージを受けて、発光材料が劣化した。プラズマＣＶＤプロセスを経ていない比較例１と比べて、比較例２では発光効率が約４０％低下している。
【００４１】
比較例３では、図３に示すように、比較例２の透明電極３４を構成するインジウム亜鉛酸化物IZOよりも紫外線吸収性の高いインジウム亜鉛酸化物IZO−Aによって、透明電極３４を形成した。そのため、図２に示すように、比較例２よりも、発光材料のダメージが少なくなった。インジウム亜鉛酸化物IZO-Aはスパッタリングによって成膜し、成膜時の酸素流量比は０．３ｓｃｃｍとした。
【００４２】
比較例４では、図３に示すように、透明電極３４を、比較例３の透明電極３４と同様にインジウム亜鉛酸化物IZO-Aから形成するが、比較例３の透明電極３４よりも膜厚を厚くした。これにより、紫外線透過率を低下させ、紫外線によるダメージを低減することができたので、図２に示すように、発光効率は比較例３よりも改善された。
【００４３】
図４は、実施例１〜３に係る有機エレクトロルミネッセンス素子２６を示す図である。実施例１〜４では、下部電極２８及び有機層３２の構造は、比較例１と同じである。また、封止膜３８を窒化ケイ素含SiNで形成することも比較例２〜４と同じである。
【００４４】
実施例１では、図４に示すように、透明電極３４はスパッタリングによって、インジウム亜鉛酸化物IZO-Aから形成した。紫外線吸収層３６は、スパッタリングによって非晶質インジウムスズ酸化物ITO-Aから形成した。本実施例によれば、図２に示すように、比較例４と比較して、紫外線ダメージがさらに低減し、発光効率がさらに改善された。
【００４５】
実施例２では、図４に示すように、透明電極３４及び紫外線吸収層３６を、いずれもインジウム亜鉛酸化物から形成した。ただし、紫外線吸収層３６を構成するインジウム亜鉛酸化物IZO-Bは、透明電極３４を構成するインジウム亜鉛酸化物IZO-Aよりも、酸素割合が少なくとも５％以上大きくなるように形成した。インジウム亜鉛酸化物IZO-Bはスパッタリングによって成膜し、成膜時の酸素流量比は０．５ｓｃｃｍとした。本実施例によれば、図２に示すように、実施例１と比較して、紫外線ダメージがさらに低減し、発光効率がさらに改善された。
【００４６】
実施例３では、図４に示すように、透明電極３４をスパッタリングによって、インジウム亜鉛酸化物IZO-Aから形成した。そして、その上に、紫外線吸収層３６を、芳香族化合物又はヘテロ環化合物を含む有機含有材料BDから形成した。有機含有材料BDは、遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属又は典型元素などの無機化合物を含んでもよい。
【００４７】
芳香族化合物として、ベンゼン、インデン、ナフタレン、アズレン、スチレン、トルエン、キシレン、メシチレン、クメン、アントラセン、フェナントレン、ナフタセン、トリフェニレン、ピレン、クリセンからなる群より選ばれた１又は２以上の化合物が挙げられる。
【００４８】
ヘテロ環化合物として、１，４−ジオキサン、１，３，５−トリアジン、１，３−チアゾール、１，２−オキサチオラン、２，３−ジヒドロアゼート、４，５−ジヒドロ−１，３−チアゾール、３，４，５，６−テトラヒドロ−１，２−ジアジン、フラン、チオフェン、ピロール、イミダゾール、ピラン、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、ピロリジン、ピペラジン、ピペリジン、モルホリン、インドール、プリン、キノリン、イソキノリン、キヌクリジン、クロメン、チアントレン、フェノチアジン、フェノキサジン、キサンテン、アクリジン、フェナジン、カルバゾールからなる群より選ばれた１又は２以上の化合物が挙げられる。
【００４９】
有機含有材料BDは、波長４４０から４７０ｎｍに蛍光または燐光発光ピークスペクトルを持ち、波長４５０ｎｍ以下に吸収を持ち、波長４３０ｎｍ以下の領域において消衰係数ｋが０．０５以上であった。有機含有材料BDの蒸着によって紫外線吸収層３６を形成し、その膜厚を１６０ｎｍとした。
【００５０】
有機含有材料BDからなる紫外線吸収層３６は、実施例２のインジウム亜鉛酸化物IZO-Bからなる紫外線吸収層３６よりも、図２に示すように、紫外線吸収率が高かった。これにより、実施例３の発光効率は実施例２よりも高くなっており、窒化ケイ素成膜工程を経ていない比較例１とほぼ同等になっている。
【００５１】
実施例１〜３によれば、波長４２０ｎｍ以下の波長領域において、紫外線吸収性のある紫外線吸収層３６によって、有機エレクトロルミネッセンス素子２６を保護して高い発光効率を得ることが可能になることが確認された。
【００５２】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０  基板、１２  アンダーコート、１４  半導体層、１６  ソース電極、１８  ドレイン電極、２０  ゲート絶縁膜、２２  ゲート電極、２４  層間絶縁膜、２６  有機エレクトロルミネッセンス素子、２８  下部電極、２８Ｌ  下層、２８Ｕ  上層、３０  絶縁層、３２  有機層、３４  透明電極、３６  紫外線吸収層、３８  封止膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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