CN101373786A - 有机电致发光装置及其制造方法、电子机器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够防止发光元件劣化、且使发光的光输出效率提高以及可确保高精细和广视角的有机电致发光装置及其制造方法、电子机器。该有机电致发光装置具备：具有在阳极(10)和阴极(11)之间夹持有发光层(12)的多个发光元件(21)和被覆多个发光元件的封闭层的元件基板(20A)；与元件基板对向配置的、具有多个着色层(37)和区划多个着色层的黑色矩阵层(32)的封闭基板(31)；粘合封闭基板和元件基板的周边部的周边密封层(33)；以及在由周边密封层所围成的内部形成的、粘合封闭基板和元件基板的像素区域的填充层(34)，在封闭基板上，在着色层和黑色矩阵层(32)的表面上形成有改善与填充层的形成材料的润湿性的表面改性层(40)。

Description

有机电致发光装置及其制造方法、电子机器
技术领域
本发明涉及有机电致发光装置及其制造方法、电子机器。
背景技术
近年来，随着信息机器的多样化等，耗电量少且轻量化的平面显示装置的需求增加。作为这样的平面显示装置之一，已知具备有机发光层的有机电致发光装置(以下称为“有机EL装置”)。
有机EL装置的发光层、空穴注入层、电子注入层中使用的材料与大气中的水分反应而易劣化。如果这些层劣化，会在有机EL装置中形成被称为所谓“黑点”的不发光区域，作为发光元件的寿命缩短。在这样的有机EL装置中，为了防止水分、氧等的侵入，提出了用防潮性优异的薄膜来封闭发光元件的结构(例如，专利文献1)。
专利文献1：特开2001-230086号公报
发明内容
然而，如上所述的有机EL装置介由例如粘合层使元件基板和封闭基板贴合，但在形成粘合层时，有时气泡会混入到着色层和遮光层的表面上的阶梯、凹凸部分的粘合层内。为了解决这一问题，提出了在着色层和遮光层的表面上设置保护层来缓和阶梯、凹凸而实现平坦化的构成。考虑到着色层和遮光层因水分等引起劣化，该保护层可由吸水性低的材料形成，但一般来说吸水性低的保护层存在与粘合层的材料液的润湿性低的问题。与粘合层的材料液润湿性低会使粘合层的材料液的填充性低，因此填充要花费时间。
此外，由于基板间存在保护层等，从有机发光层至着色层的距离增加。为顶部发光构造的有机EL装置时，若从有机发光层至着色层的距离增加，为了防止向邻接的像素漏光就必须增大遮光层的面积。其结果是着色层的开口面积减小，存在发光的光输出效率下降的问题。
本发明鉴于上述现有技术的问题点而完成，其目的在于，提供能够防止发光元件劣化、并且使发光的光输出效率提高以及可确保高精细和广视角的有机电致发光装置及其制造方法、电子机器。
为了解决上述问题，本发明的有机电致发光装置的特征在于，具备元件基板、封闭基板、周边密封层以及填充层，其中，所述元件基板具有在一对电极之间夹持有有机发光层的多个发光元件和被覆多个发光元件的封闭层；所述封闭基板与元件基板对向配置并且具有多个着色层和区划多个着色层的遮光层；所述周边密封层粘合封闭基板和元件基板的周边部；所述填充层在由周边密封层所围成的内部形成并且粘合封闭基板和元件基板的像素区域，在封闭基板上，在着色层和遮光层的表面上形成有改善与填充层的形成材料的润湿性的表面改性层。
根据本发明的有机电致发光装置，着色层和遮光层的表面上被覆有改善与填充层的形成材料的润湿性的表面改性层。因此，表面改性层成为与填充层的形成材料(材料液)的接触面，能够抑制与填充层的形成材料的接触角度。因此，填充层的形成材料的填充性提高，能够防止气泡混入填充层内。由此，不需要以往为了使着色层和遮光层平坦化而设置的保护层，所以可使发光元件与着色层的距离比以往更接近。因此，即使在为了扩大视角而设置更加高精细的像素间距、并扩大着色层的面积(像素面积)而构成的情况下，也不会产生向邻接像素的漏光。因此，由于能够尽可能大地增大发光面积，所以能够以低耗电获得高亮度发光。此外，通过提高填充层的形成材料的填充性，可以缩短填充时间和减少使用量。
另外，优选形成的表面改性层比多个着色层和遮光层的膜厚薄。
根据这样的构成，能够降低水分等的吸收率，确保所需的膜强度。如果表面改性层的膜厚大，可能吸收周边密封层和填充层的形成材料中所含的固化剂，阻碍周边密封层和填充层的固化。通过形成比着色层和遮光层薄的表面改性层，能够使固化剂的吸收率降低。由此，可以使周边密封层和填充层良好地固化，并且可充分确保其粘合性。此外，如果表面改性层的膜厚大，则从有机发光层至着色层的距离变大，削减上述保护层的效果会消失。
另外，填充层优选由比周边密封层的形成材料粘度低的形成材料来形成。
根据这样的构成，周边密封层的形成材料的粘度比填充层的形成材料的粘度高，因此可以防止贴合时周边密封层的断裂。因此，可以充分发挥防止填充层露出的堤坝功能。此外，能够防止水分浸入元件基板和封闭基板之间周边密封层所围成的内部。还具有使封闭层上的封闭基板固定以及对来自外部的机械性冲击的缓冲功能，从而能够保护封闭层。
另外，优选表面改性层以使封闭基板的周边部露出的方式被形成图案。
根据这样的构成，由于表面改性层以使封闭基板的周边部露出的方式形成图案，因此为了防止周边密封层的形成材料的润湿扩大，可以在规定处涂布周边密封层的形成材料。由此，就能够在封闭基板的周边部上形成规定膜厚的周边密封层，所以周边密封层不会溃决，从而确保周边密封层的堤坝功能。
另外，优选在发光区域外的封闭基板的周边部也设置遮光层，并且表面改性层以使遮光层的与周边密封层接触处部分地露出的方式形成图案。
根据这样的构成，在遮光层上形成的周边密封层不会溃决，可确保周边密封层的堤坝功能。
另外，优选封闭层具有被覆发光元件的电极的电极保护层、被覆电极保护层的有机缓冲层和被覆有机缓冲层的阻气层，并且遮光层由弹性模量比有机缓冲层和阻气层低的材料构成。
根据这样的构成，在元件基板和封闭基板之间，形成有层合被覆发光元件的电极的电极保护层、被覆电极保护层的有机缓冲层和被覆有机缓冲层的阻气层中的至少3层而成的封闭层，因此能够使形成有发光元件的元件基板平坦化，并且能够防止水分浸入发光元件。
此外，由于遮光层由比有机缓冲层和阻气层的弹性模量低的材料构成，因此可以吸收基板之间接合时的负荷，从而能够防止阻气层损伤。
根据本发明的有机电致发光装置的制造方法，其特征在于，具有如下工序：在封闭基板上形成被覆多个着色层和遮光层的表面改性层的工序；在元件基板上，形成被覆多个发光元件的封闭层的工序，其中所述发光元件在一对电极之间夹持有有机发光层；以及介由周边密封层和填充层贴合元件基板和封闭基板的工序。
根据本发明的有机电致发光装置的制造方法，由于在着色层和遮光层的表面上形成改善与填充层的形成材料(材料液)的润湿性的表面改性层，因此表面改性层成为与填充层的形成材料的接触面，从而能够控制与填充层的形成材料的接触角度。因此，填充层的形成材料的填充性提高，能够防止气泡混入填充层内，并且可以缩短填充时间和减少使用量。
另外，介由周边密封层和填充层贴合元件基板和封闭基板的工序，优选具有在封闭基板的周边部涂布紫外线固化树脂而形成周边密封层的工序以及在与像素区域对应的周边密封层的内侧涂布热固化树脂而形成填充层的工序。
根据这样的方法，可以利用周边密封层来防止填充层材料(热固化性树脂)的露出。由于周边密封层由紫外线固化树脂形成，因此例如在贴合元件基板和封闭基板之前通过照射紫外线进一步提高粘度，能够防止贴合时周边密封层的断裂。通过在元件基板和封闭基板之间的由周边密封层所围成的内部形成由热固化性树脂形成的填充层，能够在缓和应力的同时提高元件基板和封闭基板的粘合性。此外，能够防止水分浸入元件基板和封闭基板之间的由周边密封层所围成的内部。还具有使封闭层上的封闭基板固定以及对来自外部的机械性冲击的缓冲功能，从而能够保护封闭层。
另外，优选在周边密封层的固化反应开始后，在减压下贴合元件基板和封闭基板。
根据这样的方法，在贴合元件基板和封闭基板之前通过对周边密封层(紫外线固化树脂)照射紫外线来引发固化反应，若在周边密封层的粘度逐渐开始上升后使元件基板和封闭基板贴合，则在贴合时周边密封层的粘度上升，因此能够提高贴合位置精度，并且防止填充层的露出。
进而，由于在减压下贴合元件基板和封闭基板，在大气环境下进行固化，因此填充层的材料没有间隙地在周边密封层所围成的内部展开，所以能够防止气泡、水分的混入。
本发明的电子机器的特征在于，具备以上所述的有机电致发光装置。
根据本发明，可以提供具有可靠性优异、且显示品质也优异的显示部的电子机器。
附图说明
图1是表示本发明的本实施方式的有机EL装置的布线结构的示意图。
图2是模式化地表示本发明第1实施方式的有机EL装置的结构的俯视图。
图3是模式化地表示本发明第1实施方式的有机EL装置的结构的剖面图。
图4是本发明第1实施方式的图3所示的A部的放大剖面图。
图5是本发明第1实施方式的有机EL装置的元件基板侧的工序图。
图6是本发明第1实施方式的有机EL装置的封闭基板侧的工序图。
图7是模式化地表示本发明第2实施方式的有机EL装置的结构的剖面图。
图8是表示本发明的实施方式的电子机器的图。
符号说明
1...有机EL装置   2...有机EL装置   10...阳极(电极)11...阴极(电极)   12...发光层(有机发光层)   13...像素隔壁17...电极保护层   18...有机缓冲层   19...阻气层   20A...元件基板   21...发光元件   31...封闭基板   32...黑色矩阵层(遮光层)   33...周边密封层(粘合层)   34...填充层(粘合层)35...有机缓冲层的周边端部   38...阻气层的周边端部   40...表面改性层。
具体实施方式
以下，详细说明本发明。
应予说明的是，该实施方式是表示本发明一部分的方式，并不限定本发明，在本发明的技术思想的范围内可以进行任意变化。此外，在以下示出的各图中，为了使各层、各部件达到可在图中辨认程度的大小，各层、各部件的缩小比例不同。
(有机EL装置的第1实施方式)
首先，说明本发明的有机电致发光装置(以下称为有机EL装置)的第1实施方式。
图1是表示本实施方式的有机EL装置的布线结构的示意图，图1中符号1为有机EL装置。
该有机EL装置1是使用薄膜晶体管(Thin Flim Transistor，以下称为TFT)作为开关元件的有源矩阵式的有机EL装置，具有由多个扫描线101、沿着与各扫描线101垂直交叉的方向延伸的多个信号线102和与各信号线102并列延伸的多个电源线103组成的布线结构，在扫描线101和信号线102的各交叉点附近形成像素区域X。
当然，根据本发明的技术思想，并非必须使用TFT等的有源矩阵式，使用简单矩阵所适用的元件基板来实施本发明，进行简单矩阵驱动可以用低成本得到完全相同的效果。
信号线102连接有具备移位寄存器、电平转换器、视频线路以及模拟开关的数据线驱动电路100。此外，扫描线101连接有具备移位寄存器和电平转换器的扫描线驱动电路80。
进而，各像素区域X分别设有：介由扫描线101将扫描信号供给至栅极的开关用TFT(开关元件)112、介由该开关用TFT112保持从信号线102供给的像素信号的保持电容113、将由该保持电容113所保持的像素信号供给至栅极的驱动用TFT(开关元件)123、介由该驱动用TFT123在与电源线103电连接时从该电源线103流入驱动电流的阳极10(电极)、以及在该阳极10和阴极11(电极)之间夹持的发光层12(有机发光层)。
根据该有机EL装置1，驱动扫描线101，开关用TFT112变为开的状态时，这时的信号线102的电势保持在保持电容113中，根据该保持电容113的状态，决定驱动用TFT123的开、关状态。然后，介由驱动用TFT123的通道，电流从电源线103流至阳极10，进而电流介由发光层12流至阴极11。发光层12根据流过它的电量来发光。
下面，参照图2～图4说明本实施方式的有机EL装置1的具体方式。这里，图2是模式化地表示有机EL装置1的结构的俯视图。图3是模式化地表示有机EL装置1的剖面图。图4是表示图3的关键部分(A部分)的图，是用于说明有机EL装置1的周边部的结构的放大剖面图。
首先，参照图2说明有机EL装置1的结构。
图2是表示TFT元件基板(以下称为“元件基板”)20A的图，其通过在基板主体20上形成的上述各种布线、TFT、各种电路使发光层12发光。
有机EL装置的元件基板20A具备中央部分的实际显示区域4(图2中双点划线框内)和配置于实际显示区域4周围的假区域5(单点划线和双点划线之间的区域)
从图1所示的像素区域X输出红(R)、绿(G)或蓝(B)中的任一种光，形成了图2所示的显示区域RGB。在实际显示区域4中，显示区域RGB以矩阵状配置。此外，显示区域RGB分别在纸面纵向以同一颜色排列，构成所谓条纹配置。该显示区域RGB成为一体，构成显示单元像素，该显示单元像素使发出的RGB光混色，从而进行全彩显示。
在实际显示区域4的图2中两侧的假区域5的下层侧，配置有扫描线驱动电路80。此外，在图2中位于实际显示区域4的上方侧的假区域5的下层侧，配置有检测电路90。该检测电路90是用于检测有机EL装置1的工作状况的电路，具备例如将检测结果输出至外部的检测信息输出机构(未示出)，以能够对制造中途、运出时的有机EL装置1的品质、缺陷进行检查而构成。
(剖面结构)
下面，参照图3说明有机EL装置1的剖面结构。
本实施方式中的有机EL装置1是所谓“顶部发光结构”的有机EL装置。顶部发光结构并非将光从元件基板侧输出，而是从封闭基板侧输出，因此，不受配置于元件基板的各种电路的大小的影响，具有能够确保广大发光面积的效果。因此，可以抑制电压和电流并确保亮度，能够长时间地维持发光元件的寿命。
该有机EL装置1设有元件基板20A和与该元件基板20A对向配置的封闭基板31，所述元件基板20A具有在阳极10和阴极11(一对电极)之间夹持有发光层12(有机发光层)的多个发光元件21和区划发光元件21的像素隔壁13。
(元件基板)
如图3所示，有机EL装置1在形成有上述的各种布线(例如，TFT(未示出)等)的基板主体20上，被覆有由氮化硅等形成的无机绝缘层14。此外，无机绝缘层14中形成有接触孔(未示出)，上述阳极10与驱动用TFT123连接。无机绝缘层14上形成了内装有由铝合金等形成的金属反射板15的平坦化层16。
在该平坦化层16上形成了阳极10和阴极11夹持发光层12而形成的发光元件21。此外，为了区划这些发光元件21而配置有绝缘性的像素隔壁13。
在本实施方式中，阳极10中使用功函数5eV以上的空穴注入率高的ITO(Indium Tin Oxide氧化铟锡)等金属氧化物导电层。
应予说明的是，在本实施方式中，由于是顶部发光结构，因此阳极10不必一定使用具有光透射性的材料，也可以使用由铝等形成的金属电极。采用该构成时，可以不设置上述金属反射板15。
作为用于形成阴极11的材料，由于本实施方式是顶部发光结构，所以必须是具有光透射性的材料，因此可使用透光性导电材料。作为透光性导电材料，ITO是合适的，除此以外，还可以使用例如氧化铟-氧化锌系无定形导电膜(Indium Zinc Oxide：IZO(注册商标))等。
此外，阴极11适宜使用电子注入效果大(功函数4eV以下)的材料。例如钙、镁、钠、锂金属或它们的金属化合物。作为金属化合物，适于使用氟化钙等金属氟化物、氧化锂等金属氧化物、乙酰丙酮钙等有机金属配合物。此外，仅使用这些材料，则由于电阻大而不能发挥作为电极的功能，因此为了避开发光部分可以将铝、金、银、铜等金属层形成图案，或者也可以与ITO、氧化锡等具有透光性的金属氧化物导电层的层合体组合起来使用。此外，在本实施方式中，将氟化锂和镁-银合金、ITO的层合体调整为可以得到透光性的膜厚后使用。
发光层12采用发出白色光的白色发光层。该白色发光层使用真空蒸镀工艺形成于元件基板20A的整个面上。作为白色发光材料，可以使用苯乙烯基胺系发光材料、蒽系掺杂剂(蓝色)和苯乙烯基胺系发光材料、红荧烯系掺杂剂(黄色)。
此外，优选使三芳基胺(ATP)聚合物空穴注入层、TDP(三苯基二胺)系空穴输送层、羟基喹啉铝(Alq3)层(电子输送层)在发光层12的下层或上层成膜。
此外，在元件基板20A上，形成有电极保护层17(封闭层)来被覆发光元件21和像素隔壁13。
考虑到透光性、密合性、耐水性、阻气性，该电极保护层17较理想的是用硅酸氮化物等硅化合物形成。此外，电极保护层17的膜厚优选在100nm以上，为了防止由于被覆像素隔壁13而产生的应力所引起的断裂，膜厚的上限优选设定在200nm以下。
此外，在本实施方式中，以单层形成电极保护层17，也可以以多层进行层合。例如，可以用低弹性模量的下层和高耐水性的上层构成电极保护层17。
在电极保护层17上，形成有机缓冲层18(封闭层)来被覆电极保护层17。该有机缓冲层18以填埋受到像素隔壁13形状的影响而形成为凹凸状的电极保护层17的凹凸部分的方式配置，而且其上表面大致平坦地形成。
有机缓冲层18具有缓和由元件基板20A的翘曲、体积膨胀所产生的应力，从而防止电极保护层17从不稳定形状的像素隔壁13剥离的功能。此外，由于有机缓冲层18的上表面被大致平坦化，因此在有机缓冲层18上形成的由硬被膜构成的后述阻气层19(封闭层)也被平坦化。因此，应力集中的部位消失，由此防止在阻气层19发生断裂。
有机缓冲层18，作为固化前的原料主成分，由于在减压气氛下通过丝网印刷法形成，因此必须是流动性优异、且没有溶剂和挥发成分、高分子骨架全部由作为原料的有机化合物材料形成，优选使用具有环氧基、分子量3000以下的环氧单体/寡聚物(单体的定义：分子量1000以下；寡聚物的定义：分子量1000～3000)。例如有双酚A型环氧寡聚物、双酚F型环氧寡聚物、酚醛清漆型环氧寡聚物、聚乙二醇二缩水甘油醚、烷基缩水甘油醚、3，4-环氧环己烯基甲基-3’，4’-环氧环己烯羧酸酯、ε-己内酯改性3，4-环氧环己基甲基-3’，4’-环氧环己烷羧酸酯等，这些可以单独使用或多个组合使用。
此外，作为与环氧单体/寡聚物反应的固化剂，可以是形成电绝缘性和粘合性优异、且硬度高、强韧、耐热性优异的固化被膜的固化剂，可以是透光性优异、且固化不均少的加成聚合型。优选3-甲基-1，2，3，6-四氢邻苯二甲酸酐、甲基-3，6-桥亚甲基-1，2，3，6-四氢邻苯二甲酸酐、1，2，4，5-苯四甲酸二酐、3，3’，4，4’-二苯甲酮四甲酸二酐等酸酐系固化剂。进而，通过少量添加作为促进酸酐反应(开环)的反应促进剂的1，6-己二醇等分子量大且不易挥发的醇类、氨基酚等胺化合物，易进行低温固化。它们的固化在60～100℃范围的加热下进行，其固化被膜成为具有酯键的高分子。
此外，也可以使用经常用于缩短固化时间的阳离子释放型的聚合引发剂，但以不使固化收缩急剧进行的反应较慢的聚合引发剂为好。另外，优选为了使之能够在涂布后的加热所引起的低粘度下发生平坦化而最终通过热固化形成的固化物。
进而，还可以混合提高与电极保护层17、阻气层19的密合性的硅烷偶联剂、异氰酸酯化合物等干燥剂(捕水剤)、防止固化时的收缩的微粒等添加物。此外，由于在减压环境下进行印刷形成，因此为了在涂布时不易产生气泡，将含水量调整至100ppm以下。
这些各原料的粘度优选为1000mPa·s(室温：25℃)以上。这是为了在涂布后立即向发光层12渗透，不产生被称为黑点的不发光区域。此外，作为这些原料混合而成的缓冲层形成材料的粘度，优选500～20000mPa·s，特别优选2000～10000mPa·s(室温)。
此外，作为有机缓冲层18的最适膜厚，优选2～5μm。有机缓冲层18的膜厚较厚的话虽然可在异物混入等情况下防止阻气层19的缺陷，但如果合并了有机缓冲层18的层厚超过5μm，则后述着色层37和发光层12的距离增大，逃逸至侧面的光增加，因此输出光的效率下降。
此外，作为固化后的特性，优选有机缓冲层18的弹性模量为1～10GPa。这是因为，弹性模量为10GPa以上时，无法吸收将像素隔壁13上平坦化时的应力，而弹性模量为1GPa以下时，耐磨性、耐热性等不足。
在有机缓冲层18上，在被覆有机缓冲层18、且被覆电极保护层17的末端部为止的广范围形成阻气层19。
阻气层19是用于防止氧、水分侵入的层，由此能够抑制发光元件21因氧、水分而发生的劣化等。考虑到透光性、阻气性、耐水性，阻气层19优选由含氮的硅化合物，即硅氮化物、硅酸氮化物等形成。
阻气层19的弹性模量优选100GPa以上，具体来说优选200～250GPa左右。此外，阻气层19的膜厚优选为200～600nm左右。这是因为，如果小于200nm，则对异物的被覆性不足，局部地形成贯穿孔，可能会损害阻气性，如果超过600nm，则可能因应力而产生断裂。
进而，作为阻气层19，可以制成层合结构，也可以将其组成不均匀化而制成尤其是其氧浓度连续或不连续地变化的结构。此外，制成层合结构时的膜厚，作为第一阻气层，优选200～400nm，如果小于200nm，则有机缓冲层18的表面和侧面被覆不足。作为提高对异物等的被覆性的第二阻气层，优选200～800nm。若总厚度超过1000nm以上，则从断裂发生频率提高和经济性的方面出发是不优选的。
此外，在本实施方式中，由于将有机EL装置1制成顶部发光结构，因此阻气层19必须具有光透射性，因此，通过适当调整其材质、膜厚，在本实施方式中，将可见光范围的光线透射率调整为例如80％以上。
(封闭基板)
进而，与形成有阻气层19的元件基板20A对向配置了封闭基板31。
该封闭基板31具有将发出的光输出的显示面，因此由玻璃或透明塑料(聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚烯烃等)等具有光透射性的材料构成。
在封闭基板31的下表面，作为着色层37，以矩阵状排列形成红色着色层37R、绿色着色层37G、蓝色着色层37B。此外，在着色层37的周围，形成黑色矩阵层32(遮光层)。着色层37的膜厚在0.1～1.5μm左右的范围内根据每种颜色进行调整。此外，其宽度优选以10～15μm左右进行设定。
各着色层37分别与阳极10上形成的白色发光层12对向地进行配置。由此，发光层12发出的光透过各着色层37，作为红色光、绿色光、蓝色光的各色光而出射至观察者侧。
进而，为了不使光从后述的有机EL装置1的周边部的框部(不发光部分)D(参照图4)泄漏，有时周边密封层33的宽度内以黑色矩阵层32覆盖。
这样，利用发光层12发出的光、且通过多色的着色层37，有机EL装置1就会进行彩色显示。
此外，除了着色层37，封闭基板31还可以设有：紫外线阻挡、吸收层；防反射膜；散热层等功能层。
此外，在本实施方式中，在着色层37和黑色矩阵层32的表面上，设有用于改善与后述的填充层34的材料液的润湿性、提高填充层34的填充性的表面改性层40。
作为表面改性层40的形成材料，可以列举含有羰基、羧基的丙烯酸树脂、富含胺基的苯乙烯基胺、吖丙啶、四乙氧基硅烷、四乙氧基钛酸酯、聚硅氮烷等有机硅烷、有机钛酸酯等具有极性高的官能团的有机化合物等。
表面改性层40在除了封闭基板31的周边部以外的像素区域内被形成图案。此外，作为表面改性层40的膜厚，优选制成比黑色矩阵层32和着色层37薄的膜厚，例如1～10nm左右。极性高的表面改性层40易吸水，而且有时因吸湿而膜强度不足，因此膜厚优选尽可能薄。
作为表面改性层40的润湿性(表面张力)的指标，优选40mN/m以上，更优选50mN/m以上。其理由是，虽然后述填充层34的材料液中使用的脂环环氧单体等的粘度低至50mPa·s(室温)左右，但为了获得固化时的反应性，因而极性高。因此表面张力高而不易润湿扩展，所以润湿性(表面张力)优选40mN/m以上。
在元件基板20A和封闭基板31之间的周边部设有周边密封层33。
该周边密封层33具有提高元件基板20A和封闭基板31的贴合位置精度，以及防止后述的填充层34(粘合层)露出的堤坝功能，由经紫外线固化而粘度提高的环氧材料等构成。优选使用具有环氧基的分子量3000以下的环氧单体/寡聚物(单体的定义：分子量1000以下；寡聚物的定义：分子量1000～3000)。例如有双酚A型环氧寡聚物、双酚F型环氧寡聚物、酚醛清漆型环氧寡聚物、聚乙二醇二缩水甘油醚、烷基缩水甘油醚、3，4-环氧环己烯基甲基-3’，4’-环氧环己烯羧酸酯、ε-己内酯改性3，4-环氧环己基甲基-3’，4’-环氧环己烷羧酸酯等，这些可以单独或多个组合使用。
此外，作为与环氧单体/寡聚物反应的固化剂，优选重氮盐、二苯基碘鎓盐、三苯基锍盐、磺酸酯、铁芳烃配合物、硅烷醇/铝配合物等引发阳离子聚合反应的光反应型引发剂。此外，涂布时的粘度优选2万～20万mPa·s(室温)，更优选4万～10万mPa·s。使用紫外线照射后粘度逐渐上升的材料时，即使在1mm以下的细密封宽度下也能够防止周边密封层33的断裂，并且能够防止贴合后的填充剂露出。此外，为了贴合时使减压时不易产生气泡，优选含水量调整至1000ppm以下的材料。
此外，作为周边密封层33的膜厚优选15μm以下。此外，由于一般粘合剂中多含有的粘土矿物、二氧化硅球、树脂球等间隙材料(填充剂)在贴合压接时会损伤上述阻气层19，因此，在本实施方式中使用由不含间隙材料的紫外线固化性树脂构成的粘合剂。
此外，在元件基板20A和封闭基板31之间由周边密封层33所围成的内部，形成了由热固化性树脂形成的填充层34(粘合层)。
该填充层34没有间隙地填充在上述周边密封层33所围成的有机EL装置1的内部，使与元件基板20A对向配置的封闭基板31固定，并且对来自外部的机械性冲击具有缓冲功能，保护发光层12、阻气层19。
填充层34，作为固化前的原料主成分，必须是流动性优异、且不含有溶剂之类的挥发成分的有机化合物材料，优选使用具有环氧基的分子量3000以下的环氧单体/寡聚物(单体的定义：分子量1000以下；寡聚物的定义：分子量1000～3000)。例如有双酚A型环氧寡聚物、双酚F型环氧寡聚物、酚醛清漆型环氧寡聚物、聚乙二醇二缩水甘油醚、烷基缩水甘油醚、3，4-环氧环己烯基甲基-3’，4’-环氧环己烯羧酸酯、ε-己内酯改性3，4-环氧环己基甲基-3’，4’-环氧环己烷羧酸酯等，这些可以单独或多个组合使用。
此外，作为与环氧单体/寡聚物反应的固化剂，可以是形成电绝缘性、且强韧、耐热性优异的固化被膜的固化剂，可以是透光性优异、且固化不均少的加成聚合型。优选例如：3-甲基-1，2，3，6-四氢邻苯二甲酸酐、甲基-3，6-桥亚甲基-1，2，3，6-四氢邻苯二甲酸酐、1，2，4，5-苯四甲酸二酐、3，3’，4，4’-二苯甲酮四甲酸二酐或者它们的聚合物等酸酐系固化剂，双氰胺等。它们的固化在加热温度60～100℃的范围下进行，其固化被膜成为与硅酸氮化物的密合性优异的具有酯键的高分子。进而，通过添加作为促进酸酐的开环反应的固化促进剂的芳香胺、醇类、氨基酚等较高分子量的化合物，可以在低温且短时间内固化。此外，还含有硫醇等反应引发剂、叔胺催化剂、硅烷偶联剂。
此外，涂布时的粘度优选500mPa·s(室温)以下，更优选30～300mPa·s左右。其理由是，考虑到材料对贴合后的空间的填充性，优选刚加热后一旦粘度下降就开始固化的材料。此外，为了贴合时使减压时不易产生气泡，优选含水量调整至100ppm以下的材料。
作为填充层34的膜厚，优选1～5μm。此外，与上述周边密封层33同样地，使用不含有一般粘合剂中多含的粘土矿物、二氧化硅球、树脂球等间隙材料(填充剂)的粘合剂，防止阻气层19损伤。
此外，着色层37与发光元件21的距离(基板之间的间隙)设为比与着色层37邻接的黑色矩阵层32的宽度短的距离。如果这样设定着色层37和发光元件21的距离，则向邻接像素方向出射的光可以被与着色层37邻接的黑色矩阵层32遮挡。
(周边部的剖面结构)
以下参照图4说明有机EL装置1的周边部的剖面结构。
如图4所示，该有机EL装置1的周边部具有以下构成：在上述元件基板20A和封闭基板31之间，依次层合有电极保护层17、有机缓冲层18、阻气层19、周边密封层33。
有机缓冲层18的厚度从中央部向周边端部35逐渐减小。由此，可以防止被覆有机缓冲层18的阻气层19因应力集中而产生断裂、剥离等损伤。
这里，阻气层19是以完全被覆有机缓冲层18的方式形成为比有机缓冲层18宽大，在该阻气层19上配置周边密封层33。进而，形成以下结构：有机缓冲层18的周边端部35的突出部分36位于周边密封层33的宽度d内。这样，通过周边密封层33保护覆盖有机缓冲层18的周边端部35的阻气层19，因此能够防止阻气层19因应力集中而引起断裂、剥离等损伤。同时，能够防止水分透过阻气层19而到达发光元件21，防止黑点的产生。
此外，虽然本实施方式中的阻气层19形成为比周边密封层33的外周大，但不必一定形成为比周边密封层33大。即，阻气层19的周边端部38可以形成为比有机缓冲层18的周边端部35大，也可以与有机缓冲层18的周边端部35同样地在周边密封层33的宽度d内形成。此外，电极保护层17的宽度也形成为比有机缓冲层18大，通常，由于使用与阻气层19同样的掩模材料形成，因此形成为与阻气层19同样的宽度。
此外，该有机EL装置1的周边部形成有框部(非发光部分)D。该框部D是有机EL装置1的非发光部分，例如，为从设于元件基板20A上的最端部的像素隔壁13至元件基板20A的端部的宽度。该框部D形成为例如2mm，周边密封层的宽度d形成为例如1mm。
根据上述实施方式，通过在着色层37和黑色矩阵层32的表面上形成表面改性层40，可改善与填充层34的材料液的润湿性，在由周边密封层33围成的内部没有间隙地形成填充层34。由此，可以充分确保填充层34的粘合性，介由填充层34和周边密封层33可靠地固定封闭基板31和元件基板20A。
此外，表面改性层40以比着色层37和黑色矩阵层32薄的膜厚来形成，因此能够降低水分等的吸收率，确保所需的膜强度。如果表面改性层40的膜厚大，可能吸收填充层34或周边密封层33的材料液中所含的固化剂而阻碍材料液的固化，通过比着色层37和黑色矩阵层32更薄地形成，固化剂的吸收率降低，能够使填充层34良好固化。而且由此可以成为充分确保了粘合性的填充层34。
此外，表面改性层40在除了封闭基板31的周边部以外的像素区域内形成图案，由此，在填充层34的材料液接触时周边密封层33不会溃决，确保周边密封层33的堤坝功能。
此外，通过将周边密封层33配置于阻气层19上，与将周边密封层33配置于阻气层19的外侧的情况相比，能够得到框部D窄的有机EL装置1，并且能够形成耐热性、耐湿性优异的有机EL装置1。
此外，一般密封剂的材料为了防止密封断开而混合无机材料的粒子来提高粘度，但周边密封层33通过由紫外线照射后粘度逐渐上升的材料形成，能够通过紫外线照射而在元件基板20A侧与封闭基板31侧贴合前提高粘度。因此，能够维持采用分配器等的快速的涂敷速度，并且能够防止减压贴合后的密封断开。
进而，通过在元件基板20A与封闭基板31之间周边密封层33所围成的内部形成由热固化性树脂形成的填充层34，抑制由固化收缩引起的对阻气层19以下的各功能层的影响，提高元件基板20A侧与封闭基板31侧的粘合性。因此，能够防止水分浸入元件基板20A与封闭基板31之间的周边密封层33所围成的内部。此外，由于周边密封层33对来自外部的机械性冲击具有缓冲功能，因此能够保护发光层12、阻气层19。
此外，由于阻气层19由硅化合物形成，因此能够确保透光性、阻气性和耐水性。
(有机EL装置的制造方法)
下面，参照图5、6说明本实施方式的有机EL装置1的制造方法。这里，图5是有机EL装置1的元件基板20A侧的工序图，图6是封闭基板31侧的工序图。
首先，如图5(a)所示，在直至层合有阴极11的元件基板20A上形成电极保护层17。
具体来说，将例如含氮的硅化合物，即硅氮化物、硅酸氮化物等通过ECR溅射法、离子镀法等高密度等离子体成膜法进行成膜。
然后，如图5(b)所示，在电极保护层17上形成有机缓冲层18。
具体来说，在减压气氛下将进行了丝网印刷的有机缓冲层18在60～100℃的范围进行加热使之固化。这一时刻的问题在于，刚加热后至反应开始时粘度暂时下降。这时，有机缓冲层18的形成材料会透过电极保护层17、阴极11而浸透至Alq3等的发光层12，从而产生黑点。因此，优选在低温下进行放置直到完成一定程度的固化，在一定程度高粘度化时提高温度而使之完全固化。
然后，如图5(c)所示，在有机缓冲层18上形成阻气层19。
具体来说，用ECR溅射法、离子镀法等高密度等离子体成膜法形成。此外，在形成前通过氧等离子体处理来提高密合性，则可靠性提高。
另一方面，如图6(a)所示，在封闭基板31上形成着色层37和黑色矩阵层32。作为着色层37，以矩阵状形成红色着色层37R、绿色着色层37G、蓝色着色层37B，并且在各着色层37R、37G、37B的周围形成黑色矩阵层32。
具体来说，以与阳极10上形成的白色发光层12对向的方式形成各着色层37R、37G、37B。考虑到光透射率，着色层37的膜厚尽可能薄是较好的，红色着色层37R、绿色着色层37G、蓝色着色层37B分别形成为上述的0.1～1.5μm左右。
黑色矩阵层32以与着色层37同样或其以上的膜厚形成。
具体来说，通过照相平版法、喷墨法等印刷法形成图案，根据使用的材料一边调整涂布量一般适当调整膜厚。
然后，如图6(b)所示，与像素区域对应地形成表面改性层40以被覆着色层37和黑色矩阵层32的表面。
具体来说，用原料成分或有机溶剂等将上述材料进行稀释，使用胶版印刷法、凹版印刷法、狭缝涂布(slit coat)法、丝网印刷法等在像素区域进行图案涂布，用热烘箱等进行蒸发和固化。这样即形成由有机化合物膜构成的表面改性层40。
然后，如图6(c)所示，在形成有着色层37、黑色矩阵层32和表面改性层40的封闭基板31的周边部形成周边密封层33。
具体来说，通过针管分配(needle dispense)法将上述紫外线固化性树脂材料(材料液)涂布在封闭基板31的周围。
此外，该涂布方法还可以使用丝网印刷法。
然后，如图6(d)所示，在由封闭基板31的周边密封层33所围成的内部形成填充层34。
具体来说，通过喷射分配(jet dispense)法涂布上述热固化性树脂材料。
此外，该热固化性树脂材料未必一定在封闭基板31的整个面进行涂布，可以在封闭基板31上的多处进行涂布。
然后，如图6(e)所示，对涂布有周边密封层33和填充层34的封闭基板31进行紫外线照射。
具体来说，为了使周边密封层33开始固化反应，对封闭基板31上照射例如照度30mW/cm2、光量500mJ/cm2的紫外线。这时，仅是紫外线固化性树脂的周边密封层33反应，粘度逐渐上升。
然后，将图5(c)所示的、直至形成有阻气层19的元件基板20A侧与图6(e)所示的、周边密封层33的固化反应已开始的封闭基板31进行贴合。这时，一边进行贴合的元件基板20A与封闭基板31的排列位置的微调整，一边使元件基板20A与封闭基板31双方接近。
具体来说，在面方向(平行方向)上使元件基板20A和封闭基板31相对移动，调整发光元件21与着色层37的相对位置。例如，调整为使发光元件21和着色层37的错位在2μm以下。这样，进行最终对位(校正)。
然后以如下方式进行配置；使周边密封层33完全被覆元件基板20A上形成的有机缓冲层18的周边端部35的突出部分36。
一边这样进行排列位置精度调整，一边在真空度1Pa的真空氛围下、以加压600N保持200秒，使之压合。
然后，将压合而贴合的有机EL装置1在大气氛围中进行加热。
具体来说，在将元件基板20A侧和封闭基板31侧进行贴合的状态下，在大气中加热60～100℃左右，从而使上述已开始固化反应的周边密封层33和填充层34热固化。填充层34还具有保护阻气层19的作用，如果为液状体的状态，则置于高温场所时装置内的液状体发生对流，可能损伤阻气层19，因此必须使填充层34固化。
此外，即使元件基板20A和封闭基板31之间存在真空空间，通过在大气气氛中进行加热固化，填充层34也会填充该空间。由此，可以得到上述本实施方式的所需有机EL装置1。
因此，根据上述制造方法，通过在着色层37和黑色矩阵层32的表面上，形成改善与填充层34的材料液的润湿性的表面改性层40，表面改性层40成为与填充层34的形成材料的接触面，能够抑制与填充层34的材料的接触角度。因此，填充层34的形成材料的填充性提高，能够缩短填充时间和减少使用量。此外，还可以使用表面张力高且流动性低的粘合剂。
此外，通过以覆盖着色层37与黑色矩阵层32的边界部的方式，在着色层37和黑色矩阵层32的表面形成表面改性层40，能够使填充层34的材料液迅速润湿扩展至例如各着色层37R、37G、37B与黑色矩阵层32的边界的阶梯部分，从而不使气泡混入地进行填充层34的材料液的填充。
此外，根据该阶梯的大小，也可以对着色层37与黑色矩阵层32的表面进行平滑化。
总之，由于填充层34的材料液在表面改性层40的表面上迅速润湿扩展，因而能够良好地填充该材料液。由此，即使不设置使着色层37和黑色矩阵层32的表面平坦化的保护层，也能够使填充层34的材料液的填充性提高。由于不设置保护层，能够使元件基板20A与封闭基板31的距离(即，发光层12与着色层37的距离)比以往的装置窄。
此外，由于填充层34的材料液的填充性良好，因而可以较薄地形成在着色层37和黑色矩阵层32上形成的表面改性层40的膜厚，从而可以进一步缩短元件基板20A与封闭基板31的距离(即，发光层12与着色层37的距离)。
其结果是，即使在为了扩大视角而设置高精细的像素间距、并扩大着色层37的面积(像素面积)而构成的情况下，也不会发生向邻接像素的漏光。由此能够尽可能大地增大发光面积，所以能够以低耗电获得高亮度发光。此外，还可以谋求装置整体的薄型化。
此外，在将元件基板20A和封闭基板31贴合之前，对周边密封层33照射紫外线而使固化反应开始，在周边密封层33的粘度上升开始后进行元件基板20A和封闭基板31的贴合。因此，由于涂布时粘度低，可以以高速进行涂敷动作。此外，由于贴合时粘度上升，因此能够使贴合位置精度提高并防止填充层34露出。
此外，由于在将元件基板20A和封闭基板31进行贴合后使周边密封层33和填充层34加热固化，所以能够在维持位置精度的同时提高粘合性和耐热性、耐湿性。进而，由于在减压下进行元件基板20A和封闭基板31的贴合，在大气气氛中进行固化，利用真空气氛下与大气气氛中的压力差，填充层34没有间隙地扩展至周边密封层33所围成的内部，因而能够防止气泡、水分混入。
由此，能够得到通过保护阻气层19而防止发光元件21的劣化、且具有高耐热性的高可靠性的有机EL装置1。
(有机EL装置的第2实施方式)
下面，对本发明的第2实施方式的有机EL装置2进行说明。应予说明的是，在本实施方式中，对与第1实施方式相同的构成标记相同的符号并省略说明。这里，图7是模式化地表示有机EL装置2的剖面图。
本发明的第2实施方式的有机EL装置2在以下方面与上述实施方式1不同：为了不使光从有机EL装置1的周边部的框部(非发光部分)D泄漏，用黑色矩阵层32覆盖周边密封层33的宽度内(封闭基板31的周边部)；使黑色矩阵层32的膜厚形成为比上述着色层37厚。
如图7所示，通过以用黑色矩阵层32覆盖周边密封层33的宽度内的方式构成，可以防止光从有机EL装置2的周边部的框部(非发光部分)D泄漏。进而，通过使黑色矩阵层32以比上述着色层37厚的膜厚形成，可以进一步防止光向邻接像素渗漏。黑色矩阵层32的膜厚优选1～2μm左右的膜厚。要想使黑色矩阵层32的膜厚形成为比着色层37厚，则在形成着色层37后形成黑色矩阵层32。
此外，表面改性层40以被覆像素区域中的着色层37和黑色矩阵层32的表面的方式形成。
具体来说，以使发光区域(像素区域)以外的黑色矩阵层32的表面部分地露出的方式形成图案。即，在黑色矩阵层32上形成周边密封层33的区域(接触部分)，不形成表面改性层40。由此，在黑色矩阵层32上形成的周边密封层33不会溃决，从而确保周边密封层33的堤坝功能。
通过形成表面改性层40，填充层34的材料液易于进入着色层37与黑色矩阵层32的边界部表面的凹凸部分，可以不混入气泡地在凹凸部分填充材料液。此外，填充层34的材料液在上述凹凸部分迅速润湿扩展，能够缩短填充时间。这样，由于润湿性良好、填充时间迅速，因此可以减少填充层34的材料液的涂布量，较薄地形成填充层34的膜厚。
(电子机器)
下面，对具备上述实施方式的有机EL装置的电子机器的例子进行说明。
图8(a)是表示手机的一例的立体图。在图8(a)中，符号50表示手机主体，符号51表示具备有机EL装置的显示部。
图8(b)是表示文字处理器、个人电脑等携带型信息处理装置的一例的立体图。在图8(b)中，符号60表示信息处理装置，符号61表示键盘等输入部，符号63表示信息处理主体，符号62表示具备有机EL装置的显示部。
图8(c)是表示腕表型电子机器的一例的立体图。在图8(c)中，符号70表示表的主体，符号71表示具备有机EL装置的EL显示部。
图8(a)～(c)中示出的电子机器由于具备上述实施方式中示出的有机EL装置，因此成为显示特性良好的电子机器。
此外，作为电子机器，并不限于上述电子机器，还可以适用于各种电子机器。例如台式电脑、液晶投影仪、适于多媒体的个人电脑(PC)和工程工作站(EWS)、寻呼机、文字处理器、电视机、寻像(view finding)型或监视器直视型磁带录像机、电子笔记本、台式电子计算器、车辆导航装置、POS终端、具备触摸面板的装置等电子机器。
以上，参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但不言而喻的是，本发明并不限于所述的例子，可以将上述各实施方式进行组合。只要是本领域技术人员，可以容易地在本发明保护的范围所记载的技术思想的范围内想到各种变化例和改正例，这些也当然属于本发明的技术范围。
例如，在上述实施方式中，表面改性层40通过涂布法形成，但也可以形成采用气相成膜法，在减压下通过氩气和氧气混合而成的等离子体气氛中形成在单分子水平下多含羰基、羧基等富氧层(有机化合物层)。此外，还可以用真空蒸镀法、溅射法，将作为氧化物半导体的氧化锌(ZnO)、氧化钛(TiO2)等薄膜在像素区域(着色层37和黑色矩阵层32上)形成图案。
使用上述这样的方法时，优选通过对薄膜进行紫外线照射等后处理来提高表面能。

Claims (10)

1.一种有机电致发光装置，其特征在于，具备元件基板、封闭基板、周边密封层以及填充层，其中，
所述元件基板具有在一对电极之间夹持有有机发光层的多个发光元件和被覆所述多个发光元件的封闭层；
所述封闭基板与所述元件基板对向配置并且具有多个着色层和区划所述多个着色层的遮光层；
所述周边密封层粘合所述封闭基板的周边部和所述元件基板的周边部；
所述填充层在由所述周边密封层所围成的内部形成并且粘合所述封闭基板的像素区域和所述元件基板的像素区域，
在所述封闭基板上，在所述着色层和所述遮光层的表面上形成有对所述填充层的形成材料的润湿性比所述着色层的表面和所述遮光层的表面高的表面改性层。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其特征在于，所述表面改性层以比所述多个着色层和所述遮光层薄的膜厚形成。
3.根据权利要求1或2所述的有机电致发光装置，其特征在于，所述填充层由粘度比所述周边密封层的形成材料低的形成材料形成。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的有机电致发光装置，其特征在于，所述表面改性层以使所述封闭基板的周边部露出的方式被形成图案。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的有机电致发光装置，其特征在于，在发光区域外的所述封闭基板的周边部也设有所述遮光层，所述表面改性层以使所述遮光层的与所述周边密封层的接触处部分地露出的方式被形成图案。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的有机电致发光装置，其特征在于，所述封闭层具有被覆所述发光元件的电极的电极保护层、被覆所述电极保护层的有机缓冲层以及被覆所述有机缓冲层的阻气层，所述遮光层由弹性模量比所述有机缓冲层和所述阻气层低的材料构成。
7.一种有机电致发光装置的制造方法，其特征在于，具有以下工序:
在封闭基板上形成被覆多个着色层和遮光层的表面改性层的工序；
在元件基板上形成被覆多个发光元件的封闭层的工序，其中所述发光元件在一对电极之间夹持有有机发光层；
介由周边密封层和填充层贴合所述元件基板和所述封闭基板的工序，
所述表面改性层比所述着色层的表面和所述遮光层的表面对所述填充层的形成材料的润湿性高。
8.根据权利要求7所述的有机电致发光装置的制造方法，其特征在于，介由周边密封层和填充层贴合所述元件基板和所述封闭基板的工序，包括在所述封闭基板的周边部涂布紫外线固化树脂而形成所述周边密封层的工序、以及在与像素区域对应的所述周边密封层的内侧涂布热固化树脂而形成所述填充层的工序。
9.根据权利要求8所述的有机电致发光装置的制造方法，其特征在于，在所述周边密封层的固化反应开始后，在减压下贴合所述元件基板和所述封闭基板。
10.一种电子机器，其特征在于，具备权利要求1～6中任一项所述的有机电致发光装置。
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