有机电致发光胶片显示器
1.前言
近年来,平板显示器市场增长很快。其中有机EL（电致发光）显示器也加入平板显示器的行列。有机EL是自发光的,并不需要背光源,而且响应速度是微秒级,非常快。由于视认性好,在下一代需要动态图像显示的移动电话应用中有非常好的前景。现在,它在日本的汽车音响市场中已得到实用化;在美国装有多彩色显示器的移动电话也开始应用,证明了有机EL显示器品位的高档。
有机EL显示器一般形成在玻璃板上,但是通过把这种玻璃基板换成树脂基板（胶片）,就大大扩大了有机EL的应用范围。图1表示了玻璃基板有机EL显示器和树脂基板有机EL显示器的比较。可见,树脂基板的有机EL显示器像胶片一样,很薄很轻。要是把它应用于现在的移动仪器,那是很有效的。而且树脂胶片有柔软性,可以弯曲,可以实现各种形状的显示器。
本文对有机EL胶片显示器用树脂基板的要求,有机EL用壁垒膜的开发和显示的制作等作一个介绍。
2.对树脂基板的具体要求如下
光学特性（高透明性）
耐环境性（耐热性,耐溶剂性）
气体壁垒性（防氧气,防水蒸气）
表面平滑性
现在,满足所有这些要求的树脂并不存在。在今后光靠树脂单体满足这些要求也是困难的。因此,我们认为必须在树脂基板上镀有这些功能的薄膜。市场上已经开发了适合液晶显示器的树脂基板,但即使用这些树脂基板,仍然要镀防气体进入的基膜和硬膜层等薄膜。液晶用树脂基板对有机EL来讲,在光学上有足够的性能,但是在做成有机EL器件后,是很薄的胶片,因而对氧气和水份非常敏感。所以,有机EL胶片显示器中,对于气体的壁垒性和表面的平滑性有更高的要求。特别是在水蒸气壁垒性方面,在一般的树脂中,大体上是1～10g/m2day,即使在附加气体壁垒膜的液晶用基板中至多为0.1～1g/m2day。但是作为有机EL的壁垒膜,这种性能是不够的。
现在人们掌握了现有树脂的基本性能,而且开发了适用于有机EL的壁垒膜。于是应用附加这种壁垒膜,提高了对水蒸气壁垒性的树脂基板,试制了有机EL胶片显示器。
3.有机EL用壁垒膜开发
采用以往的树脂基板（PET或PC）试制的有机EL器件有许多黑点,质量不好。这是由于进入水蒸气等造成的。于是进行了新的有机EL用壁垒膜的开发。在采用树脂基板的情况下,需要分别对从基板一侧进入的物质和从器件一侧进入的物质进行研究。
⑴器件外侧的保护膜
关于器件外侧的保护膜,以前研究过利用等离子体CVD法的氮化硅膜。采用等离子体CVD（化学气相沉积）法的优点是容易控制应力、器件的被覆性好等。在半导体中把氮化硅作为保护膜是众所周知的,但是为了适用于有机EL,必须在不对EL产生损伤的低温下成膜。这种等离子体CVD法形成的氮化硅膜作为有机EL密封用保护膜,显示出有非常好的壁垒性。
⑵树脂基板侧的壁垒膜
作为隔断来自树脂基板一侧的水分等进入的壁垒膜,能使用上述的氮化硅膜。因为氮化硅膜带茶褐色。为了用做光输出一侧的膜,在透光率上必须是充分的。因此人们着眼于氧氮化硅。人们研究了通过在氮化硅膜中引入氧从而形成氧氮化硅膜,在对有机EL保持足够壁垒性的状态下,可使膜透明化。
通过研究膜的光学透过率和防湿性能与膜中氧氮的比例关系,可以评价氧氮化硅膜的性能。关于壁垒膜的防湿性能,在所有透湿度测定法的测定极限以下。因此,只能在制作有机EL器件以后,观察判断其发光状态来评价。
在一定的氧氮化比范围内,既显示出有高的透过率,又显示有好的防湿性。
