JP2009187857A - 有機ｅｌ装置とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接着層材料を介して素子基板と封止基板とを接着する際に、接着層材料が外部に漏出することを防止できる有機ＥＬ装置とその製造方法を提供する。
【解決手段】一対の電極１０，１１の間に少なくとも有機発光層１２を有する機能層を挟持した複数の発光素子２２と、複数の発光素子２２を被覆する封止層２３と、を有する素子基板２０と、素子基板２０に対向配置され、接着層３４を介して素子基板２０に接着された封止基板２０と、を備え、複数の発光素子２２が配置された表示領域４の外側に、接着層３４の周縁部を収容して接着層３４の外縁を規定する溝状の周辺凹部３３ａが、表示領域４を囲んで形成されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

この発明は、有機ＥＬ装置とその製造方法に関するものである。

従来から、一対の電極の間に有機発光層を挟持した複数の発光素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置という）が知られている。有機ＥＬ装置は、これら複数の発光素子を被覆する封止層を備えた素子基板と、前記素子基板に対向して配置され、接着層を介して素子基板に接着された封止基板と、各基板の周辺部を接着する枠状のシール層と、を備えている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１７３８６８号公報

しかしながら、上記従来の有機ＥＬ装置は、未硬化のシール層材料を一方の基板上に枠状に配置し、その内側に液状の接着層材料が配置した後、シール材を配置した基板に他方の基板を対向配置して接着することにより形成される。そのため、接着層材料が両基板の間で圧縮されて両基板の外周側に押し出され、未硬化のシール層材料を損傷する虞がある。シール層材料が損傷すると、接着層材料が枠状のシール層の外側に漏出するという課題がある。

そこで、この発明は、接着層材料を介して素子基板と封止基板とを接着する際に、接着層材料が外部に漏出することを防止できる有機ＥＬ装置とその製造方法を提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明の有機ＥＬ装置は、一対の電極の間に少なくとも有機発光層を有する機能層を挟持した複数の発光素子と、前記複数の発光素子を被覆する封止層と、を有する素子基板と、前記素子基板に対向配置され、接着層を介して前記素子基板に接着された封止基板と、を備え、前記複数の発光素子が配置された表示領域の外側に、前記接着層の周縁部を収容して前記接着層の外縁を規定する溝状の周辺凹部が、前記表示領域を囲んで形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、素子基板と封止基板とを接合する際に、両基板間の表示領域に未硬化の接着層材料を配置して、両基板により接着層材料を挟み込んで圧迫すると、接着層材料が両基板間で圧縮されて表示領域から両基板の外周側に押し出される。このとき、周辺凹部の内側の表示領域から両基板の外周側に押し出された接着層材料の周縁部は、周辺凹部に流入して収容される。これにより、接着層材料の周縁部が周辺凹部を越えて両基板の外周側へ押し出されることが防止される。したがって、接着層材料が外部に漏出することを防止でき、接着層材料が硬化した後の接着層の外縁を周辺凹部により規定することができる。

また、本発明の有機ＥＬ装置は、前記周辺凹部は、前記封止基板の前記素子基板に対向する面に形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、周辺凹部の内側の表示領域から両基板の外周側に押し出された接着層の材料の周縁部を、封止基板の周辺凹部に流入させて収容し、接着層の材料が外部に漏出することを防止できる。

また、本発明の有機ＥＬ装置は、前記封止基板は、封止基板本体と、該封止基板本体の前記素子基板に対向する面に形成された被覆層と、を備え、前記周辺凹部は、前記被覆層に形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、封止基板本体の表面に形成された被覆層をパターニングすして、封止基板に周辺凹部を形成することができる。

また、本発明の有機ＥＬ装置は、前記封止基板本体および前記接着層は、それぞれ光透過性を有する材料により形成され、前記封止基板は、前記封止基板上の前記表示領域に形成された複数の着色層と、前記着色層を区画する遮光層と、を備え、前記被覆層は、前記着色層および前記遮光層を覆って形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、封止基板本体上に形成された着色層と遮光層とを覆う比較的膜厚の大きい被覆層に周辺凹部を形成し、周辺凹部の容量を拡大して接着層材料の収容力を向上させ、接着層材料の外部への漏出をより効果的に防止できる。

また、本発明の有機ＥＬ装置は、前記周辺凹部よりも前記封止基板の外周側の、前記封止基板の前記素子基板側の面が撥液化されていることを特徴とする。

このように構成することで、周辺凹部が接着層材料に満たされて、接着層材料が周辺凹部よりも封止基板の外周側へ溢れ出ようとした場合に、周辺凹部よりも封止基板の外周側の、封止基板の素子基板側の面により、接着層材料が弾かれて周辺凹部内に留められる。したがって、接着層材料の外部への漏出をより効果的に防止できる。

また、本発明の有機ＥＬ装置は、前記周辺凹部によって囲まれた領域の外側に、前記素子基板の周辺部と前記封止基板の周辺部とを接着するシール層が形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、シール層により両基板間を封止することができ、水分等の浸入を防止して発光素子の劣化を防止することができる。

また、本発明の有機ＥＬ装置は、前記シール層は、前記周辺凹部から前記封止基板の外周方向に離間して配置されていることを特徴とする。

このように構成することで、シール層と周辺凹部との間に空間が形成される。これにより、素子基板と封止基板を接合する際に、両基板の外周側に押し出された接着層材料によってシール層が損傷することをより確実に防止して、接着層材料の外部への漏出をより効果的に防止することができる。

また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、素子基板上の表示領域に、一対の電極の間に少なくとも有機発光層を有する機能層を挟持した複数の発光素子を形成する工程と、前記素子基板上に、前記複数の発光素子を被覆する封止層を形成する工程と、前記素子基板に対向配置される封止基板の前記素子基板に対向する面に、前記表示領域を囲む溝状の周辺凹部を形成する工程と、前記封止基板の前記素子基板に対向する面の前記周辺凹部の内側に、液状の接着層材料を配置する工程と、前記素子基板の前記封止層が形成された面と、前記封止基板の前記接着層材料が配置された面とを対向させ、前記接着層材料を介して前記素子基板と前記封止基板とを貼り合わせる接着工程と、を有し、前記接着工程において、前記封止基板の外周側に押し出された前記接着層材料を前記周辺凹部に収容して、前記周辺凹部により前記接着層材料の外縁を規定することを特徴とする。

このように製造することで、素子基板と封止基板とを接合する際に、両基板間の表示領域に未硬化の接着層材料を配置して、両基板により接着層材料を挟み込んで圧迫すると、接着層材料が両基板間で圧縮されて表示領域から両基板の外周側に押し出される。このとき、周辺凹部の内側の表示領域から両基板の外周側に押し出された接着層材料の周縁部は、周辺凹部に流入して収容される。これにより、接着層材料の周縁部が周辺凹部を越えて両基板の外周側へ押し出されることが防止される。したがって、接着層材料が外部に漏出することを防止でき、接着層材料が硬化した後の接着層の外縁を周辺凹部により規定することができる。

また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記接着工程の前に、前記周辺凹部よりも前記封止基板の外周側の、前記被覆層の前記素子基板側の面を撥液化する工程を有することを特徴とする。

このように製造することで、接着工程において接着層材料が周辺凹部に流入し、周辺凹部が接着層材料に満たされて、接着層材料が周辺凹部よりも封止基板の外周側へ溢れ出ようとした場合に、周辺凹部よりも封止基板の外周側の、封止基板の素子基板側の面により、接着層材料が弾かれて周辺凹部内に留められる。したがって、接着層材料の外部への漏出をより効果的に防止できる。

また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記接着工程の前に、前記周辺凹部によって囲まれた領域の外側の領域に対応する前記素子基板上の領域にシール層材料を配置する工程を有し、前記接着工程において、前記シール層材料を介して前記素子基板の周辺部と前記封止基板の周辺部とを接合することを特徴とする。

このように製造することで、接着工程において接着層による素子基板と封止基板との接着と、シール層による両基板間の封止とを一括して行うことができる。また、接着工程において両基板の外周側に押し出された接着層材料を周辺凹部に収容して外縁を規定することができるので、押し出された接着層材料により未硬化のシール層材料が損傷することが防止され、接着層材料が外部に流出することが防止される。

また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記シール層材料は、前記素子基板と前記封止基板とを接着したときに、前記シール層材料が前記周辺凹部から前記封止基板の外周方向に離間するように配置することを特徴とする。

このように製造することで、素子基板と封止基板を接合する際に、シール層と周辺凹部との間に空間が形成される。そのため、両基板の外周側に押し出された接着層材料が、万一、周辺凹部を乗り越えて両基板の外周側に溢れ出た場合であっても、その空間によって溢れ出た接着層材料を受容することができる。したがって、接着層材料によってシール層が損傷することをより確実に防止して、接着層材料の外部への漏出をより効果的に防止することができる。

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。なお、以下の各図面では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態の有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図である。この有機ＥＬ装置１は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス方式のもので、複数の走査線１０１と、各走査線１０１に対して直角に交差する方向に延びる複数の信号線１０２と、各信号線１０２に並列に延びる複数の電源線１０３とからなる配線構成を有し、走査線１０１と信号線１０２との各交点付近にサブ画素Ｘを形成したものである。

信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ線駆動回路１００が接続されている。また、走査線１０１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査線駆動回路８０が接続されている。

さらに、サブ画素Ｘの各々には、走査線１０１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用ＴＦＴ（スイッチング素子）１１２と、このスイッチング用ＴＦＴ１１２を介して信号線１０２から共有される画素信号を保持する保持容量１１３と、この保持容量１１３によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用ＴＦＴ（スイッチング素子）１２３と、この駆動用ＴＦＴ１２３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに電源線１０３から駆動電流が流れ込む陽極１０と、この陽極１０と陰極１１との間に挟み込まれた発光層（有機発光層）１２が設けられている。

この有機ＥＬ装置１によれば、走査線１０１が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ１１２がオン状態になると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量１１３に保持され、この保持容量１１３の状態に応じて、駆動用ＴＦＴ１２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１２３のチャネルを介して、電源線１０３から陽極１０に電流が流れ、さらに発光層１２を介して陰極１１に電流が流れる。発光層１２は、これを流れる電流量に応じて発光する。

次に、本実施形態の有機ＥＬ装置１の具体的な態様を、図２〜図４を参照して説明する。ここで、図２は有機ＥＬ装置１の構成を模式的に示す平面図である。図３は有機ＥＬ装置１を模式的に示す断面図である。図４は、図３の要部（Ａ部）を示す図である。

図２に示すように、有機ＥＬ装置１は、素子基板本体２１上に形成された上述の各種配線、ＴＦＴ、及び各種回路により発光層１２を発光させるＴＦＴ素子基板（以下「素子基板」という。）２０を備えている。また、図２では図示を省略するが、素子基板２０に対向して封止基板３０が配置されている。
素子基板２０及び封止基板３０は、後述する複数の発光素子及び着色層が形成された領域に対応する表示領域４（中央部分に二点鎖線で示す枠内の領域）と、表示領域４の周囲に配置されたダミー領域５（一点鎖線と二点鎖線との間の領域）とを備えている。

表示領域４内には、複数の画素領域Ｒ，Ｇ，Ｂがマトリクス状に配置されている。画素領域Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれ、図１のサブ画素Ｘが備える陽極１０、発光層１２、及び陰極１１を発光素子として備えている。そして、発光素子から射出された光を各画素領域Ｒ，Ｇ，Ｂの着色層に透過させることにより、各画素領域Ｒ，Ｇ，Ｂから、それぞれＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の光を取り出すことができるように構成されている。

また、画素領域Ｒ，Ｇ，Ｂの各々は、紙面縦方向において同一色で配列しており、いわゆるストライプ配置を構成している。そして、画素領域Ｒ，Ｇ，Ｂが一つのまとまりとなって、表示単位画素が構成されており、表示単位画素はＲ，Ｇ，Ｂの発光を混色させてフルカラー表示を行うようになっている。

素子基板２０上の表示領域４の図２中両側であって、ダミー領域５の下層側には、走査線駆動回路８０が配置されている。また、素子基板２０上の表示領域４の図２中上方側であってダミー領域５の下層側には、検査回路９０が配置されている。この検査回路９０は、有機ＥＬ装置１の作動状況を検査するための回路であって、例えば検査結果を外部に出力する検査情報出力手段（不図示）を備え、製造途中や出荷時における有機ＥＬ装置１の品質、欠陥の検査を行うことができるように構成されている。

図３に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１は、いわゆる「トップエミッション構造」の有機ＥＬ装置である。トップエミッション構造は、光を素子基板２０側ではなく封止基板３０側から取り出すため、素子基板２０に配置された各種回路の大きさに影響されず、発光面積を広く確保できる効果がある。そのため、電圧及び電流を抑えつつ輝度を確保することが可能であり、発光素子２２の寿命を長く維持することができる。

図３に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１は、素子基板２０と、素子基板２０に対向して配置され、接着層３４及びシール層３５を介して素子基板２０に接着された封止基板３０とを備えている。
素子基板２０上には、陽極１０と陰極１１との間に、発光層（有機発光層）１２を含む機能層を挟持した複数の発光素子２２が形成されている。そして、これら複数の発光素子２２を覆うように封止層２３が形成されている。以下、これらの構成についてさらに詳しく説明する。

素子基板２０は、素子基板本体２１と、素子基板本体２１の封止基板３０側の面を覆う無機絶縁層１４とを備えている。素子基板本体２１は、例えばシリコン等により形成され、無機絶縁層１４は窒化珪素等により形成されている。素子基板本体２１上には、駆動用ＴＦＴ１２３や、その他、図１に示す各種配線等（図３では図示省略）が形成され、無機絶縁層１４はこれらを覆うように形成されている。

無機絶縁層１４上には、アルミ合金等からなる金属反射板１５が内装された平坦化層１６が形成されている。平坦化層１６は、絶縁性の樹脂材料、例えば、感光性のアクリル樹脂や環状オレフィン樹脂等により形成されている。

平坦化層１６上の金属反射板１５に平面的に重なる領域には、発光素子２２の陽極１０が形成されている。陽極１０は、例えば仕事関数が５ｅＶ以上の正孔注入層の高いＩＴＯ（Indium Thin Oxide:インジウム錫酸化物）等の金属酸化物により形成されている。陽極１０は、平坦化層１６及び無機絶縁層１４を貫通するコンタクトホールを介して、素子基板本体２１上の駆動用ＴＦＴ１２３に接続されている。

また、平坦化層１６上には、発光素子２２を区画する絶縁性の画素隔壁１３が形成されている。画素隔壁１３は、陽極１０の上部を露出させる複数の開口部を備えている。

この開口部と画素隔壁１３による凹凸形状に沿って、画素隔壁１３及び陽極１０の上面を覆うように発光層１２が形成されている。発光層１２としては、例えば、スリチルアミン系発光層にアントラセン系のドーパントをドーピングした層（青色）と、スリチルアミン系発光層にルブレン系のドーパントをドーピングした層（黄色）と、を同時に発光させて白色発光を実現している発光材料を用いることができる。

なお、図示は省略するが、本実施形態では、陽極１０と発光層１２との間に、トリアリールアミン多量体（ＡＴＰ）層（正孔注入層）、トリフェニルジアミン系誘導体（ＴＰＤ）層（正孔輸送層）、発光層１２と陰極１１との間にアルミニウムキノリノール（Ａｌｑ３）層（電子注入層）、ＬｉＦ（電子注入バッファー層）がそれぞれ成膜され、各電極からの電子および正孔の注入を容易にさせる構成となっている。本実施形態では、これら正孔注入層、正孔輸送層、発光層１２、電子注入層及び電子注入バッファー層により機能層が構成されている。

発光層１２上には、発光層１２の凹凸形状に沿って、発光層１２を覆うように、陰極１１が形成されている。陰極１１は、トップエミッション構造の有機ＥＬ装置１においては光透過性を有する材料により形成する必要がある。したがって、陰極１１の材料としては、例えば、ＩＴＯ、酸化インジウム・酸化亜鉛系アモルファス導電膜（Indium Zinc Oxide：ＩＺＯ／アイ・ゼット・オー（登録商標））等を用いることができる。

また、陰極１１は、電子注入効果の大きい（仕事関数が４ｅＶ以下）材料が好適に用いられる。例えば、カルシウムやマグネシウム、ナトリウム、リチウム金属、又はこれらの金属化合物である。金属化合物としては、フッ化カルシウム等の金属フッ化物や酸化リチウム等の金属酸化物、アセチルアセトナトカルシウム等の有機金属錯体が該当する。また、これらの材料だけでは、電気抵抗が大きく電極としての性能が低下するため、発光部分を避けるようにアルミニウムや金、銀、銅などの金属層をパターン形成したり、ＩＴＯや酸化錫などの透光性を有する金属酸化物導電層との積層体と組み合わせて用いたりしてもよい。
本実施形態では、陰極１１の材料としてフッ化リチウムとマグネシウム−銀合金、ＩＴＯの積層体を、透光性が得られる膜厚に調整して用いている。

また、素子基板２０上には、無機絶縁層１４、平坦化層１６、及び発光素子２２の陰極１１を覆って、電極保護層１７が形成されている。電極保護層１７は、例えば、珪素酸窒化物等の珪素化合物により形成されている。

電極保護層１７上には、電極保護層１７を覆うように有機緩衝層１８が形成されている。この有機緩衝層１８は、画素隔壁１３とその開口部による凹凸形状を埋めるように形成され、素子基板２０上を平坦化している。

有機緩衝層１８は、光透過性を有する材料により構成され、原料主成分としては、減圧雰囲気下でスクリーン印刷法により形成するために、流動性に優れ、かつ溶媒や揮発成分の無い、全てが高分子骨格の原料となる有機化合物材料である必要があり、好ましくはエポキシ基を有する分子量３０００以下のエポキシモノマー／オリゴマーが用いられる（モノマーの定義：分子量１０００以下、オリゴマーの定義：分子量１０００〜３０００）。例えば、ビスフェノールＡ型エポキシオリゴマーやビスフェノールＦ型エポキシオリゴマー、フェノールノボラック型エポキシオリゴマー、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、アルキルグリシジルエーテル、３，４-エポキシシクロヘキセニルメチル-３'，４'-エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、ε-カプロラクトン変性３，４-エポキシシクロヘキシルメチル３'，４'-エポキシシクロヘキサンカルボキレートなどがあり、これらが単独もしくは複数組み合わされて用いられる。

また、エポキシモノマー／オリゴマーと反応する硬化剤としては、電気絶縁性や接着性に優れ、かつ硬度が高く強靭で耐熱性に優れる硬化被膜を形成するものがよく、透光性に優れ、かつ硬化のばらつきの少ない付加重合型がよい。例えば、３−メチル−１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸、メチル−３，６−エンドメチレン−１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸、１，２，４，５−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、３，３'，４，４'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物などの酸無水物系硬化剤が好ましい。さらに、酸無水物の反応（開環）を促進する反応促進剤として１，６−ヘキサンジオールなど分子量が大きく揮発しにくいアルコール類やアミノフェノールなどのアミン化合物を微量添加することで低温硬化しやすくなる。これらの硬化は６０〜１００℃の範囲の加熱で行われ、その硬化被膜はエステル結合を持つ高分子となる。
また、硬化時間を短縮するためよく用いられるカチオン放出タイプの重合開始剤を用いてもよいが、硬化収縮が急激に進まないよう反応の遅いものが良く、また、塗布後の加熱による粘度低下で平坦化を進めるように最終的には熱硬化を用いて硬化物を形成するものが好ましい。

有機緩衝層１８上には、有機緩衝層１８を覆い、さらに電極保護層１７の終端部までを覆うガスバリア層１９が形成されている。ガスバリア層１９は、透光性、ガスバリア性、耐水性を考慮して、例えば、窒素を含む珪素化合物、すなわち珪素窒化物や珪素酸窒化物等によって形成される。また、本実施形態では、ガスバリア層１９は、材質や膜厚を適宜調整することにより、可視光領域における光線透過率を例えば８０％以上にしている。
本実施形態では、このガスバリア層１９と、上述の電極保護層１７及び有機緩衝層１８により、発光素子２２を覆う封止層２３が形成されている。

素子基板２０のガスバリア層１９が形成された面には、封止基板３０が対向して配置されている。封止基板３０は、接着層３４及びシール層３５を介して素子基板２０上のガスバリア層１９に接着されている。封止基板３０は、ガラスまたは透明プラスチック（ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ポリカーボネ―ト、ポリオレフィン等）等の光透過性を有する材料で構成された封止基板本体３１を備えている。

封止基板本体３１の素子基板２０と対向する面には、着色層３７として、赤色着色層３７Ｒ、緑色着色層３７Ｇ、青色着色層３７Ｂがマトリクス状に配列形成されている。また、各着色層３７の周囲には、各着色層３７を区画するブラックマトリクス層（遮光層）３２が形成されている。着色層３７及びブラックマトリクス層３２は、封止基板３０を素子基板２０に位置合わせして接着ときに、図２に示す表示領域４に配置されるように形成されている。着色層３７の膜厚は、例えば、約０．１〜１．５μｍ程度に調整されている。また、その幅は、約１０〜１５μｍ程度で設定されている。

着色層３７の各々は、陽極１０上に形成された白色の発光層１２に対向して平面的に重なるように配置されている。これにより、発光層１２から射出された光が、着色層３７の各々を透過し、赤色光、緑色光、青色光の各色光として観察者側に射出されるように構成されている。

また、封止基板本体３１上には、表示領域４に形成された着色層３７及びブラックマトリクス層３２上を覆うオーバーコート層（被覆層）３３が形成されている。オーバーコート層３３は、表示領域４の内側から表示領域４の外側のシール層３５の形成領域まで延設されている。オーバーコート層３３は、例えばアクリルやポリイミド等の樹脂材料により形成され、約２〜４μｍ程度の膜厚に形成されている。

オーバーコート層３３の表示領域４の外側に延設された部分には、溝状の周辺凹部３３ａが形成されている。本実施形態では、周辺凹部３３ａは、図４に示すように、表示領域４の外側に形成されたブラックマトリクス層３２の外縁に隣接して設けられている。周辺凹部３３ａは、接着層３４の周縁部を収容して接着層３４の外縁３４ｅを規定するように設けられている。周辺凹部３３ａよりも封止基板３０の外周側の、封止基板３０の素子基板２０側の面３３ｓは、撥液化処理されて撥液性を付与されている。また、周辺凹部３３ａは、図２に示すように、表示領域４を囲むように連続して形成されている。

素子基板２０と封止基板３０との間の周辺部には、シール層３５が設けられている。シール層３５は周辺凹部３３ａによって囲まれた領域の外側に形成され、素子基板２０の周辺部と封止基板３０の周辺部とを接着している。シール層３５は、周辺凹部３３ａから封止基板３０の外周方向に離間して配置され、接着層３４とシール層３５との間に空間が形成されている。

このシール層３５は、紫外線によって硬化して粘度が向上するエポキシ材料等で構成され、例えば、有機緩衝層１８と同様の材料が用いられる。また、シール層３５のエポキシモノマー／オリゴマーと反応する硬化剤としては、ジアゾニウム塩、ジフェニルヨウドニウム塩、トリフェルスルフォニウム塩、スルホン酸エステル、鉄アレーン錯体、シラノール／アルミニウム錯体などのカチオン重合反応を起こす光反応型開始剤が用いられる。

また、接着層３４は、硬化前の原料主成分としては、流動性に優れ、かつ溶媒のような揮発成分を持たない有機化合物材料である必要があり、シール層３５及び有機緩衝層１８と同様の材料が用いられる。また、接着層のエポキシモノマー／オリゴマーと反応する硬化剤としても、有機緩衝層１８と同様の材料が用いられる。

また、この有機ＥＬ装置１の周辺部は額縁部（非発光部分）Ｄとなっている。この額縁部Ｄは、有機ＥＬ装置１の非発光部分であり、例えば、素子基板２０上の最端部に設けられた画素隔壁１３から素子基板２０の端部までの幅である。その額縁部Ｄは、例えば、２ｍｍで形成され、周辺シール層の幅ｄは、例えば、約１ｍｍで形成されている。

次に、本実施形態の有機ＥＬ装置１の製造方法について図５〜図７を用いて説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は、素子基板２０側の製造工程を示す工程図である。図６（ａ）〜（ｄ）は、封止基板３０側の製造工程を示す工程図である。図７（ａ）及び（ｂ）は素子基板２０と封止基板３０との接着工程を示す工程図である。

まず、図５（ａ）に示すように、公知の製造方法により、素子基板本体２１上に各種配線、ＴＦＴ、各種回路、無機絶縁層１４、平坦化層１６、金属反射板１５、発光素子２２及び画素隔壁１３を形成し、これらを覆うように電極保護層１７を形成する。
電極保護層１７は、例えば、窒素を含む珪素化合物、すなわち珪素窒化物や珪素酸窒化物などを、ＥＣＲスパッタ法やイオンプレーティング法等の高密度プラズマ成膜法により成膜して形成する。

次に、図５（ｂ）に示すように、電極保護層１７上に有機緩衝層１８を形成する。
具体的には、減圧雰囲気下でスクリーン印刷を行った有機緩衝層１８を、６０〜１００℃の範囲で加熱して硬化させる。この時、有機緩衝層１８の形成材料が電極保護層１７や陰極１１を透過してＡｌｐ３などの発光層１２に浸透してダークスポットが発生することを防止するために、ある程度硬化が進むまでは低温で放置し、ある程度高粘度化したところで温度を上げて完全硬化させる。

次に、図５（ｃ）に示すように、有機緩衝層１８上にガスバリア層１９を形成する。
具体的には、ＥＣＲスパッタ法やイオンプレーティング法などの高密度プラズマ成膜法で形成する。また、形成前には、酸素プラズマ処理によって密着性を向上させると信頼性が向上する。
以上の工程により、複数の発光素子２２を備え、それらが電極保護層１７、有機緩衝層１８、及びガスバリア層１９からなる封止層２３により被覆された素子基板２０が製造される。

一方、図６（ａ）に示すように、封止基板本体３１上に、着色層３７及びブラックマトリクス層３２を形成する。着色層３７として、赤色着色層３７Ｒ、緑色着色層３７Ｇ、青色着色層３７Ｂを、表示領域４に対応してマトリクス状に形成するとともに、各着色層３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂの周囲に、各着色層３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂを区画するブラックマトリクス層３２を形成する。

具体的には、各着色層３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂを、陽極１０上に形成された白色の発光層１２に対向するように形成する。着色層３７の膜厚は光透過率を考慮して極力薄い方がよく、赤色着色層３７Ｒ、緑色着色層３７Ｇ、青色着色層３７Ｂを、上記した０．１〜１．５μｍ程度でそれぞれ形成する。
ブラックマトリクス層３２は、着色層３７と同様かそれ以上の膜厚で形成する。
具体的には、フォトリソグラフィ法やインクジェット法などの印刷法でパターン形成し、使用する材料に応じて塗布量を調整しながら膜厚を適宜調整する。

次に、図６（ｂ）に示すように、着色層３７及びブラックマトリクス層３２を覆い、表示領域４の内側から外側まで延設するようにオーバーコート層３３を形成する。
具体的には、上記した樹脂材料を原料成分または有機溶媒等で希釈して、フレキソ印刷法やグラビア印刷法やスリットコート法やスクリーン印刷法などを用いてパターン塗布し、熱オーブン等で蒸発及び硬化を行う。
これにより、封止基板本体３１上に、着色層３７及びブラックマトリクス層３２が形成され、これらを覆うオーバーコート層を備えた封止基板３０が製造される。

次に、図６（ｃ）に示すように、オーバーコート層３３の表示領域４の外側に延設された部分に、例えば、フォトリソグラフィ法やエッチング法等により、図２に示すように表示領域４を囲むように連続した溝状の周辺凹部３３ａを形成する。本実施形態では、周辺凹部３３ａは、表示領域４の外側に形成されたブラックマトリクス層３２の外縁に隣接するように近接して形成する。

次に、周辺凹部３３ａよりも封止基板３０の外周側の、オーバーコート層３３の素子基板２０に対向させる面３３ｓを撥液化して、濡れ性を低下させる。具体的には、大気圧下で４フッ化メタンを反応ガスとするプラズマ処理（ＣＦ４プラズマ処理）を行い、その後、プラズマ処理のために加熱された封止基板３０を室温まで冷却することで、周辺凹部３３ａよりも封止基板３０の外周側の、オーバーコート層３３の素子基板２０に対向させる面３３ｓを撥液化して、濡れ性を低下させる。

次に、図６（ｄ）に示すように、オーバーコート層３３上の、周辺凹部３３ａの内側（図２に破線で示す周辺凹部３３ａの内側の領域）に、液状の接着層材料３４０を配置する。具体的には、例えば、ジェットディスペンス法により前述した熱硬化性樹脂材料を塗布していく。

次に、図７（ａ）に示すように、素子基板２０上に形成されたガスバリア層１９上の周辺部にシール層材料３５０を配置する。シール層材料３５０は、封止基板３０に形成された周辺凹部３３ａによって囲まれた領域（図２参照）の外側に対応するガスバリア層１９上の領域に配置する。また、シール層材料３５０は、素子基板２０と封止基板３０とを接着したときに、シール層３５が周辺凹部３３ａから封止基板３０の外周方向に離間するように、シール層材料３５０の内縁が対向して配置される封止基板３０の周辺凹部３３ａの外縁よりも素子基板２０の外周側に位置するように配置する。
具体的には、ニードルディスペンス法により前述した紫外線硬化性樹脂材料を封止基板３０の周囲に塗布していく。なお、この塗布方法は、スクリーン印刷法を用いてもよい

次いで、シール層材料３５０が塗布された素子基板２０に紫外線照射を行う。
具体的には、シール層材料３５０の硬化反応を開始させる目的で、例えば、照度３０ｍＷ／ｃｍ２、光量５００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を素子基板２０に照射する。この時、紫外線硬化性樹脂であるシール層材料３５０のみが反応し、徐々に粘度が向上する。

次に、素子基板２０の封止層２３が形成された面と、封止基板３０の接着層材料３４０が配置された面とを対向させ、図７（ｂ）に示すように、接着層材料３４０及びシール層材料３５０を介して素子基板２０と封止基板３０とを貼り合わせる。このとき、貼り合わせた素子基板２０と封止基板３０とのアライメント位置の微調整を行いながら、素子基板２０と封止基板３０の双方を接近させていく。

具体的には、素子基板２０と封止基板３０とを面方向（平行方向）に相対移動させ、発光素子２２と着色層３７との対向位置を調整する。例えば、発光素子２２と着色層３７との位置ずれが２μｍ以下となるように調整する。このようにして、最終的な位置合わせ（補正）を行う。

このとき、封止基板３０と素子基板２０との間で圧迫されて、封止基板３０の外周側に押し出された接着層材料３４０を周辺凹部３３ａに収容して、周辺凹部３３ａにより接着層材料３４０の外縁を規定する。
このように、アライメント位置精度を調整しながら周辺凹部３３ａにより接着層材料３４０の外縁を規定し、例えば、真空度１Ｐａの真空雰囲気下で、加圧６００Ｎで２００秒間保持して圧着させる。

次に、圧着して貼り合わせた素子基板２０と封止基板３０とを大気雰囲気中で加熱する。具体的には、素子基板２０側と封止基板３０側とを貼り合わせた状態で、大気中において６０〜１００℃程度で加熱することで、前述した硬化反応が開始したシール層材料３５０と、接着層材料３４０とを熱硬化させ、シール層３５と接着層３４とを形成する。接着層３４は、ガスバリア層１９を保護する役割もあり、液状体のままであったりすると高温となる場所に放置された場合に、装置内で液状体が対流してガスバリア層１９を損傷する虞があるため、接着層３４は必ず固体化させておく。
以上により、上述した本実施形態の有機ＥＬ装置１を製造することができる。

次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態では、表示領域４の外側に、接着層３４の周縁部を収容して接着層３４の外縁３４ｅを規定する溝状の周辺凹部３３ａが、表示領域４を囲んで形成されている。このため、素子基板２０と封止基板３０とを接合する際に、上述のように、両基板間の表示領域４に未硬化の接着層材料３４０を配置して、両基板により接着層材料３４０を挟み込んで圧迫すると、接着層材料３４０が両基板間で圧縮されて表示領域４から両基板の外周側に押し出される。

このとき、周辺凹部３３ａの内側の表示領域４から両基板の外周側に押し出された接着層材料３４０の周縁部は、周辺凹部３３ａに流入して収容される。これにより、接着層材料３４０の周縁部が周辺凹部３３ａを越えて両基板の外周側へ押し出されることが防止される。したがって、接着層材料３４０が外部に漏出することを防止でき、接着層材料３４０が硬化した後の接着層３４の外縁３４ｅを周辺凹部３３ａにより規定することができる。

また、本実施形態では、着色層３７及びブラックマトリクス層３２を覆うオーバーコート層３３に周辺凹部３３ａが形成されている。そのため、オーバーコート層３３をパターニングすることで容易に周辺凹部３３ａを形成することができる。また、比較的膜厚の大きいオーバーコート層３３に周辺凹部３３ａを形成し、周辺凹部３３ａの容量を拡大して接着層材料３４０の収容力を向上させ、接着層材料３４０の外部への漏出をより効果的に防止できる。

また、周辺凹部よりも封止基板３０の外周側の、封止基板３０の素子基板２０側の面３３ｓが撥液化されていることで、周辺凹部３３ａが接着層材料３４０に満たされて、接着層材料３４０が周辺凹部３３ａよりも封止基板３０の外周側へ溢れ出ようとした場合に、周辺凹部３３ａよりも封止基板３０の外周側の、封止基板３０の素子基板２０側の面３３ｓにより、接着層材料３４０が弾かれて周辺凹部３３ａ内に留められる。したがって、接着層材料３４０の外部への漏出をより効果的に防止できる。

このように、本実施形態では、素子基板２０上の発光素子２２は封止層２３によって被覆されて封止され、素子基板２０と封止基板３０とは接着層３４を介して接着され、さらに封止基板３０に形成された周辺凹部３３ａにより、接着層材料３４０の外部への漏出が防止されている。このため、従来、シール層３５に要求されていた素子基板２０と封止基板との接着機能や発光素子２２の封止機能を、接着層３４及び封止層２３によって担うことができ、シール層３５を省略、あるいは削減することが可能となる。
したがって、シール層３５を省略、あるいは削減した場合には、シール層３５の製造工程を省略あるいは簡略化し、シール層材料３５０のコストを削減することができる。

しかし、本実施形態のように、あえてシール層３５を形成することで、有機ＥＬ装置１の封止性能を向上させ、水分等の浸入を防止して発光素子２２の劣化を防止することができる。また、周辺凹部３３ａにより、素子基板２０と封止基板３０とを接合する際に両基板の外周側に押し出された接着層材料３４０によって未硬化のシール層材料３５０が損傷することが防止され、接着層材料３４０の外部への漏出をより効果的に防止することができる。

また、本実施形態では、シール層３５は、周辺凹部３３ａから封止基板３０の外周方向に離間して配置されているので、シール層３５と周辺凹部３３ａとの間に空間が形成される。そのため、両基板の外周側に押し出された接着層材料３４０が、万一、周辺凹部３３ａを乗り越えて両基板の外周側に溢れ出た場合であっても、その空間によって溢れ出た接着層材料３４０を受容することができる。したがって、素子基板２０と封止基板３０とを接合する際に、両基板の外周側に押し出された接着層材料３４０によって未硬化のシール層材料３５０が損傷することをより確実に防止して、接着層材料３４０の外部への漏出をより効果的に防止することができる。

尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、本発明はトップエミッション型の有機ＥＬ装置だけでなく、ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置に適用してもよい。
また、周辺凹部は、封止基板側ではなく素子基板側に形成してもよく、封止基板と素子基板の両方に形成してもよい。また、周辺凹部は、オーバーコート層に形成するのではなく、封止基板本体に直接形成してもよい。

本発明の実施形態における有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図である。 本発明の実施形態における有機ＥＬ装置の構成を模式的に示す平面図である。 本発明の実施形態における有機ＥＬ装置の構成を模式的に示す断面図である。 図３のＡ部の拡大断面図である。 本発明の実施形態における有機ＥＬ装置の製造工程を示す工程図である。 本発明の実施形態における有機ＥＬ装置の製造工程を示す工程図である。 本発明の実施形態における有機ＥＬ装置の製造工程を示す工程図である。

符号の説明

１ 有機ＥＬ装置、４ 表示領域、１０ 陽極（一対の電極）、１１ 陰極（一対の電極）、１２ 発光層（有機発光層）、１７ 電極保護層（封止層）、１８ 有機緩衝層（封止層）、１９ ガスバリア層（封止層）、２０ 素子基板、２１ 素子基板本体、２２ 発光素子、２３ 封止層、３０ 封止基板、３２ ブラックマトリクス層（遮光層）、３３ オーバーコート層（被覆層）、３３ａ 周辺凹部、３３ｓ 面、３４ 接着層、３４ｅ 外縁、３５ シール層、３７ 着色層、３７Ｂ 青色着色層（着色層）、３７Ｇ 緑色着色層（着色層）、３７Ｒ 赤色着色層（着色層）、３４０ 接着層材料

Claims (11)

1. 一対の電極の間に少なくとも有機発光層を有する機能層を挟持した複数の発光素子と、前記複数の発光素子を被覆する封止層と、を有する素子基板と、
   前記素子基板に対向配置され、接着層を介して前記素子基板に接着された封止基板と、を備え、
   前記複数の発光素子が配置された表示領域の外側に、前記接着層の周縁部を収容して前記接着層の外縁を規定する溝状の周辺凹部が、前記表示領域を囲んで形成されていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
2. 前記周辺凹部は、前記封止基板の前記素子基板に対向する面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ装置。
3. 前記封止基板は、封止基板本体と、該封止基板本体の前記素子基板に対向する面に形成された被覆層と、を備え、
   前記周辺凹部は、前記被覆層に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ装置。
4. 前記封止基板本体および前記接着層は、それぞれ光透過性を有する材料により形成され、
   前記封止基板は、前記封止基板上の前記表示領域に形成された複数の着色層と、前記着色層を区画する遮光層と、を備え、
   前記被覆層は、前記着色層および前記遮光層を覆って形成されていることを特徴とする請求項３記載の有機ＥＬ装置。
5. 前記周辺凹部よりも前記封止基板の外周側の、前記封止基板の前記素子基板側の面が撥液化されていることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置。
6. 前記周辺凹部によって囲まれた領域の外側に、前記素子基板の周辺部と前記封止基板の周辺部とを接着するシール層が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置。
7. 前記シール層は、前記周辺凹部から前記封止基板の外周方向に離間して配置されていることを特徴とする請求項６記載の有機ＥＬ装置。
8. 素子基板上の表示領域に、一対の電極の間に少なくとも有機発光層を有する機能層を挟持した複数の発光素子を形成する工程と、
   前記素子基板上に、前記複数の発光素子を被覆する封止層を形成する工程と、
   前記素子基板に対向配置される封止基板の前記素子基板に対向する面に、前記表示領域を囲む溝状の周辺凹部を形成する工程と、
   前記封止基板の前記素子基板に対向する面の前記周辺凹部の内側に、液状の接着層材料を配置する工程と、
   前記素子基板の前記封止層が形成された面と、前記封止基板の前記接着層材料が配置された面とを対向させ、前記接着層材料を介して前記素子基板と前記封止基板とを貼り合わせる接着工程と、を有し、
   前記接着工程において、前記封止基板の外周側に押し出された前記接着層材料を前記周辺凹部に収容して、前記周辺凹部により前記接着層材料の外縁を規定することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
9. 前記接着工程の前に、前記周辺凹部よりも前記封止基板の外周側の、前記被覆層の前記素子基板側の面を撥液化する工程を有することを特徴とする請求項８記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
10. 前記接着工程の前に、前記周辺凹部によって囲まれた領域の外側の領域に対応する前記素子基板上の領域にシール層材料を配置する工程を有し、
    前記接着工程において、前記シール層材料を介して前記素子基板の周辺部と前記封止基板の周辺部とを接合することを特徴とする請求項８または請求項９記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
11. 前記シール層材料は、前記素子基板と前記封止基板とを接着したときに、前記シール層材料が前記周辺凹部から前記封止基板の外周方向に離間するように配置することを特徴とする請求項１０記載の有機ＥＬ装置の製造方法。

Images