(57)【要約】【課題】有機ＥＬ素子を有する表示装置において、有機ＥＬ素子への水分の浸入を十分に抑制すること。【解決手段】基板１と、基板１上に形成された有機ＥＬ素子２と、有機ＥＬ素子２上に形成された防湿部４ａとを備え、防湿部４ａが、ポリシラザン膜３０と、無機材料を含む保護膜４０とを有し、ポリシラザン膜３０が有機ＥＬ素子２と保護膜４０との間に配置されている表示装置１０１。【選択図】図１
2009259788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に形成された有機ＥＬ素子と、該有機ＥＬ素子上に形成された防湿部とを備え、
前記防湿部が、ポリシラザン膜と、無機材料を含む保護膜とを有し、前記ポリシラザン膜が前記有機ＥＬ素子と前記保護膜との間に配置されている表示装置。
【請求項２】
前記防湿部が複数の前記ポリシラザン膜及び複数の前記保護膜を有し、それらが交互に積層されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記ポリシラザン膜の硬化率が５０％以下である、請求項１または２に記載の表示装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子を備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、有機ＥＬパネルにおいては、有機ＥＬ素子の発光層への水分の侵入を防止するための保護膜としてセラミック膜が形成される。このセラミック膜は、ＣＶＤ、ＰＶＤ、及びＡＬＤのような真空成膜法により成膜されたＳｉＯ２膜やＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜、Ａｌ２Ｏ３膜などが一般的である。
【０００３】
一方、発光ディスプレイの高寿命化のために、発光ディスプレイの対向電極及び発光材料をポリシラザンで被覆する方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−５４２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、有機ＥＬ素子の発光層のような水分の影響を受け易い被保護物を有する表示装置の場合、セラミック膜等の従来の保護膜では防湿効果が必ずしも十分ではなく、防湿効果の更なる向上が求められている。
【０００６】
そこで、本発明は、有機ＥＬ素子を有する表示装置において、有機ＥＬ素子への水分の浸入を十分に抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく鋭意検討の結果、本発明者らは、ポリシラザン膜と無機材料を含む保護膜との組み合わせを採用し、その上でポリシラザン膜を有機ＥＬ素子と保護膜との間に配置することにより、有機ＥＬ素子への水分の浸入が著しく抑制されることを見出し、係る知見に基づいて本発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明は、基板と、該基板上に形成された有機ＥＬ素子と、該有機ＥＬ素子上に形成された防湿部とを備え、防湿部が、ポリシラザン膜と、無機材料を含む保護膜とを有し、ポリシラザン膜が有機ＥＬ素子と保護膜との間に配置されている表示装置である。
【０００９】
上記本発明に係る表示装置によれば、有機ＥＬ素子への水分の浸入を十分に抑制することが可能である。一般に防湿膜として用いられている、無機材料を含む保護膜においては、ピンホールのような欠陥部分を完全に排除することは困難であり、この欠陥部分から微量の水分が保護膜の内側に侵入する場合があると考えられる。しかし、上記本発明に係る表示装置の場合、有機ＥＬ素子と保護膜との間にポリシラザン膜を配置しているため、保護膜の内側に侵入した水分はポリシラザン膜によって捕捉される。その結果、十分な防湿効果が得ることが可能になったと考えられる。
【００１０】
防湿部は複数のポリシラザン膜及び複数の保護膜を有し、それらが交互に積層されていてもよい。これにより一層高いレベルの防湿効果を容易に得ることができる。
【００１１】
ポリシラザン膜の硬化率は、５０％以下であることが好ましい。これにより特に高いレベルの防湿効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、水分の影響により劣化する有機ＥＬ素子への水分の浸入が十分に抑制される。そのため、表示装置の長寿命化が図られる。例えば有機ＥＬ素子を有する表示装置の吸湿による発光面積の低下が十分に抑制される。
【００１３】
また、真空成膜された従来のセラミック膜を厚膜化して防湿効果の向上を図ると、成膜に要する時間が長くなって生産効率が低下するが、本発明によれば高い生産効率を維持しつつ高い防湿効果を得ることが可能である。
【００１４】
更に、ポリシラザン膜は適度な可撓性を有しており、ＣａＯ膜のような吸湿機能を有する他の膜と比較して割れが発生し難いという利点もある。従って、保護膜の割れを防止することができるのでポリシラザン膜は有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】表示装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】表示装置の一実施形態を示す断面図である。
【図３】表示装置の一実施形態を示す断面図である。
【図４】表示装置の一実施形態を示す断面図である。
【図５】表示装置の一実施形態を示す断面図である。
【図６】表示装置の一実施形態を示す断面図である。
【図７】表示装置の一実施形態を示す断面図である。
【図８】表示装置の一実施形態を示す断面図である。
【図９】試験用サンプルを示す断面図である。
【図１０】水分の透過率を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。
【図１１】水分の透過率を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。
【図１２】Ｓｉ−Ｎ結合残存率を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。
【図１３】比較のために作製した表示装置を示す断面図である。
【図１４】発光面積を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。
【図１５】試験用に作製した積層体を示す断面図である。
【図１６】水分の透過率を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。
【図１７】表示装置の一実施形態を示す平面図である。
【図１８】表示装置の一実施形態を示す平面図である。
【図１９】比較用の表示装置を示す断面図である。
【図２０】表示装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２１】表示装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２２】表示装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２３】比較用の表示装置を示す断面図である。
【図２４】発光面積比を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。
【図２５】発光面積比を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。
【図２６】発光面積比を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。
【図２７】発光面積比を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。
【図２８】発光面積比を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。
【図２９】輝度を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。
【図３０】発光面積比を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。
【図３１】発光面積比を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。
【図３２】発光面積比を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。
【図３３】発光面積比を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。
【図３４】発光面積比を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。
【図３５】発光面積比を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。
【図３６】発光面積比を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。
【図３７】３００時間経過後の発光面積比と硬化率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。重複する説明については適宜省略される。
【００１７】
図１、２、３、４、５、６、７及び８は、それぞれ、表示装置の一実施形態を示す断面図である。
【００１８】
図１に示す表示装置１０１は、基板１と、基板１上に設けられた有機ＥＬ素子２と、有機ＥＬ素子２の基板１とは反対側に設けられた防湿部４ａとを備えるパッシブ駆動タイプの有機ＥＬパネルである。防湿部４ａは、内部保護膜５０と、ポリシラザン膜３０と、保護膜４０とを有しており、これらは有機ＥＬ素子２側からこの順に積層されている。
【００１９】
有機ＥＬ素子２は、基板１に隣接して設けられた下部電極２１と、下部電極２１上に設けられた発光層２０と、発光層２０を間に挟んで下部電極２１と対向配置された上部電極２２とを有する。発光層２０は防湿部４ａの内側に設けられている。ポリシラザン膜３０は、有機ＥＬ素子２と保護膜４０との間に配置されている。発光層２０は、内部保護膜５０、ポリシラザン膜３０及び保護膜４０から構成される防湿部４ａによって、上部電極２２とともに封止されている。言い換えると、発光層２０は、防湿部４ａ、基板１及び下部電極２１によって密閉された空間内に配置されている。
【００２０】
基板１としては、例えばガラス基板が用いられる。有機ＥＬ素子２を構成する下部電極２１、発光層３０及び上部電極２２については特に制限はなく、有機ＥＬ素子の分野で通常用いられているものから適宜選択される。
【００２１】
ポリシラザン膜３０は、例えば下記式：
−（ＳｉＨ２ＮＨ）−
で表される繰り返し単位を有するポリシラザンから形成された膜である。ポリシラザンは、下記反応によって水と反応してシリカ（ＳｉＯ２）を生成する。この反応により、ポリシラザン膜３０は水分を吸収する機能を発揮する。
−（ＳｉＨ２ＮＨ）−  ＋  ２Ｈ２Ｏ  →  ＳｉＯ２  ＋  ＮＨ３
【００２２】
なお、ポリシラザン膜３０を構成するポリシラザンは上記繰り返し単位を有するものに限られるものではなく、水分を吸収する機能を持つものであれば他の繰り返し単位を有するものであっても構わない。例えば、−（ＳｉＨ２ＮＨ）−、−（ＳｉＲＨＮＨ）−、−（ＳｉＲ２ＮＨ）−、及び−（ＳｉＢＮＨ）−（式中のＲはメチル基、エチル基などの炭化水素であり、Ｂはホウ素原子である。）から選ばれる少なくとも１つの繰り返し単位を有するポリシラザンであれば、同様な効果を発揮する。
【００２３】
ポリシラザン膜３０は上記反応により生成するシリカを含んでいる場合がある。ポリシラザン膜３０において、ポリシラザンが有する上記繰り返し単位のうちシリカに転化したものの割合（硬化率）が低いほうが、より高い防湿効果が得られる傾向にある。具体的には、ポリシラザン膜３０の硬化率は５０％以下であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましく、２０％以下であることがさらに好ましい。後述の実施形態に係る表示装置のように、表示装置が複数のポリシラザン膜を有する場合、複数のポリシラザン膜のうち少なくとも一つポリシラザン膜の硬化率が、より望ましくは全てのポリシラザン膜の硬化率が、上記の範囲内にあることが好ましい。
【００２４】
ポリシラザンの硬化率は、ＦＴ−ＩＲにより観測される、Ｓｉ−Ｏ結合に基づくシグナルの強度に基づいて決定することができる。完全未硬化のポリシラザンをＦＴ−ＩＲで測定すると、Ｓｉ−Ｏ結合の吸収ピーク（１０６８ｃｍ−１）は存在せず、Ｓｉ−Ｎ結合（８３１ｃｍ−１）およびＳｉ−Ｈ結合（２１６９ｃｍ−１）が確認される。恒温恒湿槽などで大気中加熱、もしくは高湿下で加熱することによりポリシラザンの硬化が進行する。ＦＴ−ＩＲで経時測定を行った場合、ポリシラザンの硬化進行にともない、Ｓｉ−Ｏ結合の吸収ピークが大きくなり、Ｓｉ−Ｎ結合およびＳｉ−H結合のピークが小さくなる。そしてポリシラザンが完全に硬化すると、Ｓｉ−Ｏ結合の吸収ピークが飽和し、Ｓｉ−ＨおよびＳｉ−Ｎ結合の吸収ピークが消える。
【００２５】
この現象に基づいて、硬化率の規定は以下の手順で行った。
最初に、Ｓｉ基板上にポリシラザンをスピンコートで規定膜厚（４００ｎｍ、６００ｎｍ、又は１０００ｎｍ）で形成した。そして、このサンプルを完全硬化（８５℃、８５％の恒温恒湿環境で２４時間貯蔵し、更に恒温槽にて１２０℃で６時間維持）させた後、このサンプルをＦＴ−ＩＲ（島津製作所  FTIR-8300）で測定して、ポリシラザンのＳｉ−Ｏの吸収ピーク値を取得した。そして、この時の吸収ピーク値を硬化率１００％時の吸収ピーク値と設定した。また、同様にＳｉ基板上に規定膜厚の２０%、４０%、６０%、又は８０%の膜厚でポリシラザン膜を形成し、上記と同様の処理を行い、それぞれのＳｉ−Ｏの吸収ピーク値を硬化率２０%、４０%、６０%、又は８０％の吸収ピーク値と設定した。そして、これらの測定点をプロットしたものを硬化率のテーブルとした。
【００２６】
初期の硬化率を振る実験の際は、実験品（もしくは製品）のポリシラザン成膜時に、Ｓｉ基板上に同一膜厚のポリシラザン膜を形成し、実験品（もしくは製品）と同一の硬化処理を行った後にＦＴ−ＩＲでＳｉ−Ｏ吸収ピーク値を測定して、上記テーブルから硬化率を求めた。
【００２７】
ポリシラザン膜３０の厚さは、１００〜２０００ｎｍであることが好ましい。保護膜４０を透過した微量の水分のみがポリシラザン膜３０に達するため、ポリシラザン膜３０が薄くても十分な防湿効果が達成され得る。
【００２８】
ポリシラザン膜３０は、例えば、ポリシラザン及びこれを溶解する溶媒を含有する溶液の層をスプレーコートやスピンコートにより形成し、そこから溶媒を除去する方法により形成することができる。
【００２９】
保護膜４０は、無機材料から構成される膜であり、ポリシラザン膜３０よりも低い水分透過率を有する。保護膜４０はセラミック膜又は金属膜であることが好ましい。より具体的には、保護膜４０は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化アルミニウム、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化タンタル、酸化錫、酸化インジウム、酸化ゲルマニウム、酸化タングステン、金、白金、タングステン及びタンタルからなる群より選ばれる少なくとも１種の無機材料を含むことが好ましい。
【００３０】
保護膜４０は、スパッタ、イオンプレーティング、ＣＶＤ、及びＡＬＤのような真空成膜法により形成された膜であることが好ましい。真空成膜法により形成された保護膜４０とその内側に配置されたポリシラザン膜３０とを組合わせることにより、相乗的により一層顕著な防湿効果が得られる。真空成膜された保護膜４０は、単独でもある程度は良好な防湿効果を発揮するものの、必ずしも満足できるレベルではない。これは、保護膜４０中にわずかに存在する微小な欠陥部分から水分が局所的に侵入して、ダークスポットや素子シュリンクなどの表示不良が発生するためであると考えられる。一方、ポリシラザン膜３０よりも外側に保護膜４０が配置されていない場合、ポリシラザン膜３０が高濃度の水分に晒されてシリカへの転化が進行し、短時間でその吸水機能が失われる。これに対して、本実施形態に係る表示装置１０１においては、保護膜４０の欠陥部分から侵入した微量の水分のみがポリシラザン膜３０によって捕捉されるため、ポリシラザン膜３０の吸湿機能が維持される。その結果、発光層２０への水分の侵入が長期間にわたって十分に抑制されると考えられる。
【００３１】
発光層２０及び上部電極２２を覆う内部保護膜５０も、保護膜４０と同様に無機材料を含む膜であり、通常、保護膜４０と同様の材料及び方法により形成される。内部保護膜５０を設けることにより、ポリシラザン膜３０を形成する際に発光層２０及び上部電極２２が溶媒によって損傷することが防止される。ただし、内部保護膜５０は必ずしも設けられていなくてもよい。
【００３２】
図２に示す表示装置１０１も、基板１と、基板１上に設けられた有機ＥＬ素子２と、有機ＥＬ素子２の基板１とは反対側に設けられた防湿部４ａとを備える。防湿部４ａは、ポリシラザン膜３０と、保護膜４０とを有しており、これらは有機ＥＬ素子２側からこの順に積層されている。
【００３３】
図２の表示装置１０１の有機ＥＬ素子２は、基板１の一方面上に設けられた下部電極２１と、下部電極２１上に設けられた発光層２０と、発光層２０を間に挟んで下部電極２１と対向配置された上部電極２２と、下部電極２１上に設けられた、発光層２０及び上部電極２２を複数の領域に分画するエッジカバー２５と、エッジカバー２５上に設けられた素子分離部２６とを有する。発光層２０は防湿部４ａの内側に設けられている。ポリシラザン膜３０は、有機ＥＬ素子２と保護膜４０との間に配置されている。このポリシラザン膜３０が形成される際、溶液に含まれたポリシラザンが素子分離部２６の根元にまで浸入するので、素子分離部２６の全体を完全に覆うことができる。発光層２０は、内部保護膜５０、ポリシラザン膜３０及び保護膜４０から構成される防湿部４ａによって、上部電極２２、エッジカバー２５及び素子分離部２６とともに封止されている。
【００３４】
図３に示す表示装置１０１のように、ポリシラザン膜３０の内側に、発光層２０、上部電極２２、エッジカバー２５及び素子分離部２６を覆う内部保護膜５０が設けられていてもよい。
【００３５】
図４に示す表示装置１０１の防湿膜４ａは、保護膜４０の外側に順に積層された第２のポリシラザン膜３１及び第２の保護膜４１を更に有する。このようにポリシラザン膜と無機材料を含む保護膜との組合せを複数組積層することにより、より一層高いレベルの防湿効果を容易に得ることができる。
【００３６】
図５に示す表示装置１０１は、基板１と、基板１上の一方面上に設けられた複数のＴＦＴ５と、ＴＦＴ５を覆う層間絶縁膜７と、層間絶縁膜７上に設けられた有機ＥＬ素子２と、有機ＥＬ素子２の基板１とは反対側の面及び側面を覆う防湿部４ａとを備えるアクティブ駆動タイプの有機ＥＬパネルである。
【００３７】
図６に示す表示装置１０１のように、ポリシラザン膜３０の内側に、層間絶縁膜７及び有機ＥＬ素子２を覆う内部保護膜５０が更に設けられていてもよい。
【００３８】
図７に示す表示装置１０１は、基板１と、基板１上に設けられた有機ＥＬ素子２と、有機ＥＬ素子２の基板１とは反対側に設けられた防湿部４ａと、有機ＥＬ素子２と基板１との間に設けられた第２の防湿部４ｂとを備えるパッシブ駆動タイプの有機ＥＬパネルである。有機ＥＬ素子２の発光層２０は、防湿部４ａ、防湿部４ｂ及び下部電極２１によって密閉された空間内に配置されている。
【００３９】
防湿部４ａは図２の実施形態と同様の構成を有する。防湿部４ｂは、ポリシラザン膜３５と、無機材料を含む基板１側の保護膜４５とを有しており、これらは有機ＥＬ素子２側からこの順に積層されている。ポリシラザン膜３５は、発光層２０と保護膜４５との間に配置されている。基板１がポリカーボネート基板等の樹脂基板である場合、基板１側から水分が浸入し易いため、本実施形態のように被保護物と基板との側に防湿部を設けることが特に有効である。
【００４０】
図８に示す表示装置１０１のように、防湿部４ｂが、有機ＥＬ素子２とポリシラザン膜３０との間に設けられた、無機材料を含む基板側の内部保護膜５５を更に有していてもよい。
【００４１】
以下、本発明による防湿効果を検証する実験を行った結果について説明する。
【００４２】
図９に示すように、ガラス基板１上に蒸着によりカルシウム膜６１（２０ｎｍ厚）及びマグネシウム膜６２（２０ｎｍ厚）を形成し、その上に各種の積層構造を形成して、試験用サンプルを準備した。図９の（ａ）はスパッタによって成膜した酸化珪素膜４０（３０ｎｍ厚）のみを形成し、（ｂ）はポリシラザン膜３０（５００ｎｍ厚）のみを形成し、（ｃ）は酸化珪素膜４０（３０ｎｍ厚）及びポリシラザン膜３０（５００ｎｍ）をマグネシウム膜６２側からこの順に形成し、（ｄ）はポリシラザン膜３０（５００ｎｍ）及び酸化珪素膜４０（３０ｎｍ厚）をマグネシウム膜６２側からこの順に形成した試験用サンプルの積層構造を示す。ポリシラザン膜３０は、ＡＺエレクトロニックマテリアル株式会社製の「アクアミカ  ＮＰ１１０−２０」（パーヒドロポリシラザン）を用いて形成した。
【００４３】
準備した試験用サンプルを、温度８５℃、湿度８５％の環境下に貯蔵し、カルシウム膜６１及びマグネシウム膜６２まで浸透した水分の透過率の経時変化を測定した。水分の透過率は、カルシウム膜６１及びマグネシウム膜６２が吸湿により透明化する性質に基づいて求めた。
【００４４】
図１０は、水分の透過率を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。図１０のグラフにおいて、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、図９の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）の積層構造にそれぞれ対応する。図１０に示されるように、ポリシラザン膜３０及び酸化珪素膜４０を両方有し、ポリシラザン膜３０が内側に配置されている（ｄ）は長時間にわたって水分の透過が十分に抑制された。
【００４５】
更に、図９の（ｄ）と同様の積層構造を有し、ポリシラザン膜の厚さが６００ｎｍ、酸化珪素膜を２０ｎｍ、３０ｎｍ、６０ｎｍ又は１２０ｎｍである試験用サンプルを準備した。これら試験用サンプルについて上記と同様に水分の透過率の経時変化を測定したところ、透過率の明らかな上昇が認められるまでの時間（防湿寿命）は、酸化珪素膜が２０ｎｍのとき約１２０時間、３０ｎｍのとき約２５０時間、６０ｎｍのとき約４００時間、１２０ｎｍのとき約６４０時間であった。図９の（ａ）、すなわちスパッタによる酸化珪素膜単独の場合の防湿寿命は０．５時間未満であった。この結果、ポリシラザン膜及び酸化珪素膜を内側から順に積層した構成を採用することにより、酸化珪素膜が２０ｎｍのときに約１２０時間の防湿寿命が達成され、酸化珪素膜単独の場合の０．５時間未満と比較して防湿寿命が２００倍以上にまで延びることが確認された。
【００４６】
また、図９の（ａ）と同様の積層構成を有し、酸化珪素膜４０をＣＶＤにより２０００ｎｍの厚さで成膜した試験用サンプルの防湿寿命は約６０時間であった。この結果から、無機材料の保護膜の厚さを極端に厚くすればそれ単独でも防湿寿命がある程度向上するものの、ポリシラザン膜及び無機材料の保護膜を組み合わせた図９の（ｄ）の積層構成と比較すればまだ劣っていることが確認された。
【００４７】
図９の（ｄ）と同様の積層構成を有し、ポリシラザン膜の硬化率（シリカへの転化率）が０％、２０％、６０％、８０％又は９５％である試験用サンプルを準備した。ポリシラザン膜が２０〜９５％の硬化率で硬化したサンプルは、１４０℃の恒温槽内で所定時間加熱することにより準備した。ポリシラザンの硬化率は、ＦＴ−ＩＲにより観測される、Ｓｉ−Ｏ結合に基づくシグナルの強度に基づいて決定した。
【００４８】
準備した試験用サンプルについて。上述と同様に水分の透過率の経時変化を測定した。図１１は、水分の透過率を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。図１１に示されるように、硬化率が低いほど防湿寿命が長くなる傾向が確認された。
【００４９】
シリコン基板上に、ポリシラザン膜（３５０ｎｍ厚）、及びスパッタにより成膜された酸化珪素膜（３０ｎｍ厚）の組合せから構成される積層構成を、１組、２組又は３組形成した試験用サンプルを準備した。
【００５０】
準備した試験用サンプルを温度８５℃、湿度８５％の環境下に貯蔵した。その際、最下層のポリシラザン膜におけるＳｉ−Ｎ結合に由来するシグナルの強度の、シリカへの転化が全く進行していないと仮定したときの強度に対する比率（Ｓｉ−Ｎ結合残存率）の経時変化をＦＴ−ＩＲによって測定した。ポリシラザンが水分と反応してシリカに転化する際にＳｉ−Ｎ結合が切れることから、Ｓｉ−Ｎ結合残存率は、ポリシラザンのうちシリカに転化していない部分の比率に対応する。Ｓｉ−Ｎ結合残存率が０％になるまでの時間を防湿寿命とみなすことができる。
【００５１】
図１２は、Ｓｉ−Ｎ結合残存率を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。図１２に示されるように、積層回数を増やすことにより、Ｓｉ−Ｎ結合残存率の低下が長時間にわたって高く維持される傾向、すなわち防湿効果が向上する傾向が認められた。防湿寿命は「１組」の場合に約５００時間であり、「２組」では１３００時間まで延びた。更に、「３組」の試験用サンプルは、１５００時間でも５０％以上のＳｉ−Ｎ結合残存率を維持していることから、その防湿寿命は３０００時間程度にまで達すると推定される。これを温度２５℃、湿度５０％の環境下での防湿寿命に換算すると約８００００時間となる。
【００５２】
図１と同様の構成を有し、下部電極がＩＴＯ膜、上部電極がアルミニウム膜であり表示面積が４．００ｍｍ２である表示装置を作製し、その発光面積の変化を評価した。内部保護膜及び保護膜はスパッタによる酸化珪素膜（６０ｎｍ厚）とした。ポリシラザン膜の厚さが１００ｎｍの「サンプル＃１」と６００ｎｍの「サンプル＃２」の２種の表示装置を作製した。また、比較のため、図１３に示す表示装置１０１のように、保護膜を形成せず、６００ｎｍ厚のポリシラザン膜が最外層に位置する表示装置を「サンプル＃３」として作製した。
【００５３】
作製した表示装置を温度６０℃、湿度９５％の環境下に貯蔵し、発光面積の経時変化を測定した。図１４は、発光面積を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。図１４に示されるように、ポリシラザン膜の外側に保護膜が形成されていないサンプル＃３ではダークスポットが発生して短時間で表示面積が急激に減少したのに対して、サンプル＃１、＃２では表示面積が長時間にわたって高いレベルに維持された。サンプル＃２では５７０時間（常温、常湿度に換算して１００００時間強）経過後も初期の８０％以上の表示面積を維持した。
【００５４】
基板として樹脂基板を用いた場合の防湿効果を検証するため、図１５に示す積層構成を有する積層体を作製した。図１５（ａ）の積層体は、ポリカーボネート基板１（０．１２ｍｍ厚）、基板側の酸化珪素膜４５（６０ｎｍ厚）、基板側のポリシラザン膜３５（６００ｎｍ厚）、酸化珪素膜５５（６０ｎｍ厚）、試験用金属膜６０、酸化珪素膜５０、ポリシラザン膜３０、酸化珪素膜４０（６０ｎｍ厚）、第２のポリシラザン膜３１（６００ｎｍ厚）、及び第２の酸化珪素膜４１（６０ｎｍ厚）がこの順で積層された積層構成を有する。図１５（ｂ）の積層体は、基板側のポリシラザン膜３５が無いことの他は（ａ）と同様の積層構成を有する。各酸化珪素膜はスパッタにより成膜した。図１５（ｃ）の積層体は、基板側の酸化珪素膜４５、ポリシラザン膜３５、及び酸化珪素膜５５が無いことの他は（ａ）と同様の積層構成を有する。各酸化珪素膜はスパッタにより成膜した。試験用金属膜６０は、カルシウム膜（２０ｎｍ厚）及びマグネシウム膜（３０ｎｍ厚）から構成される。
【００５５】
得られた積層体を、温度８５℃、湿度８５％の環境下に貯蔵し、そのときの水分の透過率の経時変化を測定した。透過率は、試験用金属膜６０が吸湿により透明化する性質に基づいて決定した。図１６は、水分の透過率を貯蔵時間に対してプロットしたグラフである。ポリカーボネート基板１側にポリシラザン膜及び酸化珪素膜を設けた（ａ）では、長時間にわたって低い透過率が維持されており、ポリシラザン膜及び酸化珪素膜によって基板側からの水分の侵入が十分に抑制されることが確認された。
【００５６】
以下、本発明による表示装置の長寿命化の効果の検証を行った実験の結果について説明する。
【００５７】
１．防湿部の積層構成検討
表示装置の作製
図１７〜２３に示される試験用の表示装置（１２０×３２ドット、ドットサイズ設計値（レジスト開口部）：２００μｍ×２００μｍのパッシブパネル）を下記の手順で作製した。図１７は集積面側から見た表示装置の平面図であり、図１８は発光面側から見た表示装置の平面図である。図１７、１８に示す表示装置１０１は、パネル発光部３とこれを封止するパネル封止部６とを有する。
１）ガラス基板上にＩＴＯ膜（厚さ１００ｎｍ）を成膜し、これをパターニングして下部電極（陽極）を形成する。
２）パターニングされたＩＴＯ膜上に、フォトレジストを用いた方法によりエッジカバーと素子分離部を形成し、その後、白色の発光層及び上部電極（陰極）としてのＡｌ膜を形成させる。
３）その後、図１９〜２２にそれぞれ示される積層構成を有する防湿部４ａを形成する。各ポリシラザン膜（厚さ６００ｎｍ）は、ＡＺエレクトロニックマテリアル株式会社製の「アクアミカ  ＮＰ１１０−２０」（パーヒドロポリシラザン）を用いて形成する。各保護膜（酸化珪素膜、厚さ２０ｎｍ）は、スパッタにより形成する。
【００５８】
図１９の表示装置１０１（サンプル＃４）の防湿部４ａは、有機ＥＬ素子２を直接覆う保護膜（酸化珪素膜）４０と、保護膜４０の有機ＥＬ素子２とは反対側の面を覆うポリシラザン膜３０とから構成される。図２０の表示装置１０１（サンプル＃５）の防湿部４ａは、有機ＥＬ素子２を直接覆うポリシラザン膜３０と、ポリシラザン膜３０の有機ＥＬ素子２とは反対側の面を覆う保護膜（酸化珪素膜）４０とから構成される。図２１の表示装置１０１（サンプル＃６）の防湿部４ａは、サンプル＃５と同様に積層されたポリシラザン膜３０及び保護膜（酸化珪素膜）４０と、さらにこれらの有機ＥＬ素子２とは反対側に積層されたポリシラザン膜３１及び保護膜（酸化珪素膜）４１とから構成される。図２２の表示装置（サンプル＃７）の防湿部４ａは、３層のポリシラザン膜３０、３１及び３２と、３層の保護膜（酸化珪素膜）４０、４１及び４２とから構成され、これらポリシラザン膜及び保護膜が交互に積層されている。言い換えると、サンプル＃７の防湿部４ａは、ポリシラザン膜及び保護膜を３組有する。各サンプルのポリシラザン膜は、いずれも未硬化（硬化率０％）とした。
【００５９】
さらに、比較用の表示装置として、図２３の表示装置（サンプル＃８）を作製した。図２３の表示装置（サンプル＃８）には、深さ０．２ｍｍのザグリ部を有するガラス製封止板７０及びそのザグリ部内に配置されたＣａＯ系のシート状乾燥剤７１を、防湿部４ａに代えて設けられている。ガラス製封止板７０をＵＶ硬化型エポキシ樹脂接着剤を用いて接着する方法により、基板１とガラス製封止板７０の間に形成された中空空間内に有機ＥＬ素子２を配置させた。
【００６０】
表示装置の寿命評価
作製した各表示装置を温度８５℃、湿度８５％の恒温恒湿環境下に放置し、そのときの発光ドットのシュリンクの進行状況を、パネル発光部３の中央部のドットＤ１（アドレス：６０−１５）、右上部のドットＤ２（アドレス：１−１）、右下部のドットＤ３（アドレス：１−３０）に関して測定した。シュリンクの進行状況は、表示装置にＤＣ６Ｖの定電圧を印加し、その状態で上記各ドットを顕微鏡で拡大して得た画像を、画像解析ソフトにより解析して発光面積を求める方法により測定した。
【００６１】
発光面積とともに、輝度の経時変化も評価した。パネル発光部３中央部の領域Ｒにおける輝度を、輝度計（ＴＯＰＣＯＭ製、ＢＭ−７）を用いて測定した。
【００６２】
各サンプルの防湿部の構成を表１に示す。図２４、２５、２６、２７及び２８は、それぞれ、サンプル＃４、＃５、＃６、＃７及び＃８の発光面積の経時変化を示すグラフである。各グラフの縦軸は、初期の発光面積を基準とする発光面積の比率である。
【００６３】
【表１】
2009259788.tif 000003
【００６４】
ポリシラザン膜が酸化珪素膜の外側に設けられたサンプル＃４（図２４）は、高温高湿環境下で１時間以内に殆ど非発光の状態になった。これは、ポリイミドテープを透過した水分の作用により、ポリシラザン膜が硬化して酸化珪素に転化したためであると考えられる。ポリシラザン膜が硬化して形成される酸化珪素膜の温度８５℃、湿度８５％の環境下での透湿度（カップ法）は２００ｇ／ｍ２・ｄａｙ程度と大きく、その防湿能力は非常に小さい。そのため、ポリシラザン膜の硬化後は、有機ＥＬ素子の防湿は、実質的に、スパッタにより形成された酸化珪素膜のみが担う。スパッタにより形成された酸化珪素膜は多数の欠陥部分を有しており、主としてその欠陥部分からの水分の浸入によって、発光面積が急速に減少したと考えられる。
【００６５】
酸化珪素膜の内側に設けられたポリシラザン膜を有するサンプル＃５〜＃７（図２５〜２７）においては、サンプル＃４と比較して、明らかに発光面積低下が抑制された。ポリシラザン膜及び酸化珪素膜を１組有するサンプル＃５は、高温高湿下で数十時間程度は初期の発光面積が維持された。複数のポリシラザン膜及び酸化珪素膜が交互に積層された積層構成を有するサンプル＃６、＃７は、３００時間経過後も発光面積の低下がほとんど認められなかった。ポリシラザン膜及び酸化珪素膜を３組有するサンプル＃７は、計算上、温度８５℃、湿度８５％の環境下で少なくとも７００時間程度の防湿能力を発現する予想される。
【００６６】
サンプル＃８は、サンプル＃４と比較すれば良好な耐久性が認められたものの、数時間以内の初期の段階から発光面積の低下が認められ、特に、パネル発光部３の端部に位置するドットＤ２，Ｄ３の発光面積が長時間経過後に低下する傾向が認められた。
【００６７】
図２９は、輝度の経時変化を示すグラフである。サンプル＃５〜＃７とサンプル＃８との比較から、防湿部としての積層体を設けること自体が、表示装置の輝度低下の原因とはならないことが確認された。なお、サンプル＃５〜＃８の輝度が初期から上昇しているが、これは、表示装置作製の際にエージングを施していないため、評価中にエージングの効果が現れたためと考えられる。
【００６８】
２．硬化率の影響の検討
図２２に示される積層構成を有し、内側から２組目のポリシラザン膜３１及び３組目のポリシラザン膜３２の硬化率を０％、１０％、２０％、３０％、５０％、７０％又は１００％に調整した表示装置を作製した。最内層のポリシラザン膜３０の硬化率は０％とした。ポリシラザン膜３１，３２の硬化率は、ＵＶ／Ｏ３処理の条件を調整する方法により制御した。Ｓｉ基板上に未硬化（硬化率０％）のポリシラザン膜をダミーとして成膜し、これに対して各サンプルと同時にＵＶ／Ｏ３処理を行い、ダミーとしてのポリシラザン膜の硬化率をＦＴ−ＩＲ測定に基づいて決定する方法により、各サンプルのポリシラザン膜の硬化率を求めた。
【００６９】
作製した各表示装置を温度８５℃、湿度８５％の高温高湿環境下に放置し、そのときの発光ドットのシュリンクの進行状況を、パネル発光部３の中央部のドットＤ１（アドレス：６０−１５）、右上部のドットＤ２（アドレス：１−１）、右下部のドットＤ３（アドレス：１−３０）に関して、「１．防湿部の積層構成検討」の場合と同様の方法で測定した。
【００７０】
図３０は硬化率０％、図３１は硬化率１０％、図３２は硬化率２０％、図３３は硬化率３０％、図３４は硬化率５０％、図３５は硬化率７０％、図３６は硬化率１００％の表示装置の発光面積の経時変化を示すグラフである。いずれのサンプルも、少なくとも高温高湿の過酷な環境下において、少なくとも数十時間程度、初期の発光面積を維持した。
【００７１】
図３７は、３００時間経過後の発光面積比と硬化率との関係を示すグラフである。硬化率７０％以下では３００時間経過後もある程度以上の発光面積が維持され、硬化率５０％以下での発光面積低下は特に小さかった。さらに、硬化率３０％以下のサンプルは、３００時間経過後であっても発光面積の低下はほとんど認められず、より長期にわたる寿命を有していることが示唆された。
【００７２】
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。例えば、ポリシラザン膜及び保護膜が隣接して積層されるのに代えて、これらの間に他の層が挿入されていてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１…基板、２…有機ＥＬ素子、４ａ，４ｂ…防湿部、５…ＴＦＴ、２０…発光層、２１…下部電極、２２…上部電極、３０，３１，３５…ポリシラザン膜、４０，４１，４５…保護膜、５０，５５…内部保護膜、１０１…表示装置。
【図１】
2009259788.tif 000004
【図２】
2009259788.tif 000005
【図３】
2009259788.tif 000006
【図４】
2009259788.tif 000007
【図５】
2009259788.tif 000008
【図６】
2009259788.tif 000009
【図７】
2009259788.tif 000010
【図８】
2009259788.tif 000011
【図９】
2009259788.tif 000012
【図１０】
2009259788.tif 000013
【図１１】
2009259788.tif 000014
【図１２】
2009259788.tif 000015
【図１３】
2009259788.tif 000016
【図１４】
2009259788.tif 000017
【図１５】
2009259788.tif 000018
【図１６】
2009259788.tif 000019
【図１７】
2009259788.tif 000020
【図１８】
2009259788.tif 000021
【図１９】
2009259788.tif 000022
【図２０】
2009259788.tif 000023
【図２１】
2009259788.tif 000024
【図２２】
2009259788.tif 000025
【図２３】
2009259788.tif 000026
【図２４】
2009259788.tif 000027
【図２５】
2009259788.tif 000028
【図２６】
2009259788.tif 000029
【図２７】
2009259788.tif 000030
【図２８】
2009259788.tif 000031
【図２９】
2009259788.tif 000032
【図３０】
2009259788.tif 000033
【図３１】
2009259788.tif 000034
【図３２】
2009259788.tif 000035
【図３３】
2009259788.tif 000036
【図３４】
2009259788.tif 000037
【図３５】
2009259788.tif 000038
【図３６】
2009259788.tif 000039
【図３７】
2009259788.tif 000040