有機エレクトロルミネッセンス装置及びその製造方法、電子機器
【課題】発光素子の劣化を防止するとともに、発光光の取り出し効率を向上させて高精細及び広視野角を確保可能な有機エレクトロルミネッセンス装置及びその製造方法、電子機器を提供する。
【解決手段】陽極１０と陰極１１との間に発光層１２を挟持した複数の発光素子２１と、複数の発光素子２１を被覆する封止層と、を有する素子基板２０Ａと、素子基板２０Ａに対向配置され、複数の着色層３７と、複数の着色層３７を区画するブラックマトリクス層３２と、が形成された封止基板３１と、封止基板２０Ａと素子基板３１との周辺部を接着する周辺シール層３３と、周辺シール層３３で囲まれた内部に形成され、封止基板３１と素子基板２０Ａとの画素領域を接着する充填層３４と、を備え、封止基板３１には、着色層３７及びブラックマトリクス層３２の表面上に、充填層３４の形成材料との濡れ性を改善する表面改質層４０が形成されている。
【解決手段】陽極１０と陰極１１との間に発光層１２を挟持した複数の発光素子２１と、複数の発光素子２１を被覆する封止層と、を有する素子基板２０Ａと、素子基板２０Ａに対向配置され、複数の着色層３７と、複数の着色層３７を区画するブラックマトリクス層３２と、が形成された封止基板３１と、封止基板２０Ａと素子基板３１との周辺部を接着する周辺シール層３３と、周辺シール層３３で囲まれた内部に形成され、封止基板３１と素子基板２０Ａとの画素領域を接着する充填層３４と、を備え、封止基板３１には、着色層３７及びブラックマトリクス層３２の表面上に、充填層３４の形成材料との濡れ性を改善する表面改質層４０が形成されている。
【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装置及びその製造方法、電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の多様化等に伴い、消費電力が少なく軽量化された平面表示装置のニーズが高まっている。この様な平面表示装置の一つとして、有機発光層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。
【０００３】
有機ＥＬ装置の発光層、正孔注入層、電子注入層に用いられる材料は、大気中の水分と反応し、劣化し易いものが多い。これらの層が劣化すると、有機ＥＬ装置に、いわゆる「ダークスポット」と呼ばれる非発光領域が形成されてしまい、発光素子としての寿命が短くなってしまう。このような有機ＥＬ装置においては、水分や酸素等の侵入を防ぐために、防湿性に優れた薄膜で発光素子を封止する構造が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−２３００８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記したような有機ＥＬ装置は、素子基板と封止基板とが例えば接着層を介して貼り合わされるが、接着層を形成する際、着色層及び遮光層の表面上における段差や凹凸部分の接着層内に気泡が混入してしまうことがある。これを解決するために、着色層及び遮光層の表面上にオーバーコート層を設けて段差や凹凸を緩和して平坦化を図る構成が提案されている。このオーバーコート層は、着色層及び遮光層の水分等による劣化を考慮して吸水性の低い材料から形成されるが、一般的に吸水性の低いオーバーコート層は接着層の材料液との濡れ性が低いという問題がある。接着層の材料液との濡れ性が低いと、接着層の材料液の充填性が低下するため充填に時間が掛かってしまう。
【０００５】
また、基板間にオーバーコート層等が存在することにより、有機発光層から着色層までの距離が離れてしまう。トップエミッション構造の有機ＥＬ装置の場合、有機発光層から着色層までの距離が離れてしまうと、隣接画素への光漏れを防止するため遮光層の面積を拡大する必要がある。その結果、着色層の開口面積が小さくなり、発光光の取り出し効率が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、発光素子の劣化を防止するとともに、発光光の取り出し効率を向上させて高精細及び広視野角を確保可能な有機エレクトロルミネッセンス装置及びその製造方法、電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置は、上記課題を解決するために、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と、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、素子基板に対向配置され、複数の着色層と、複数の着色層を区画する遮光層と、を有する封止基板と、封止基板と素子基板との周辺部を接着する周辺シール層と、周辺シール層で囲まれた内部に形成され、封止基板と素子基板との画素領域を接着する充填層と、を備え、封止基板には、着色層及び遮光層の表面上に、充填層の形成材料との濡れ性を改善する表面改質層が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置によれば、着色層及び遮光層の表面上が、充填層の形成材料との濡れ性を改善する表面改質層によって被覆されている。そのため、表面改質層が充填層の形成材料（材料液）との接触面となって、充填層の形成材料との接触角度を抑えることができる。よって、充填層の形成材料の充填性が向上し、充填層内に気泡が混入してしまうことを防ぐことができる。これにより、従来、着色層及び遮光層上を平坦化するために設けられていたオーバーコート層が不要となるため、発光素子と着色層との距離を従来よりも近づけることができる。そのため、視野角を拡大するために、より高精細な画素ピッチにするとともに着色層の面積（画素面積）を拡大して構成した場合にも、隣接画素への発光漏れが生じない。よって、発光面積を稼ぐことができるため、低消費電力で高輝度発光が得られるようになる。また、充填層の形成材料の充填性が向上することで、充填時間の短縮と使用量を削減することが可能となる。
【０００９】
また、表面改質層が、複数の着色層及び遮光層よりも薄い膜厚で形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、水分等の吸収率を下げ、所望とする膜強度を確保することができる。表面改質層の膜厚が大きいと、周辺シール層及び充填層の形成材料中に含まれる硬化剤を吸収して周辺シール層及び充填層の硬化を阻害しまう虞があるが、着色層及び遮光層よりも薄く形成することで硬化剤の吸収率を低下させることができる。これにより、周辺シール層及び充填層を良好に硬化させることができるとともに、その接着性が十分に確保される。また、表面改質層の膜厚が大きいと、有機発光層から着色層までの距離が大きくなり、前述のオーバーコート層を削減した効果が無くなってしまう。
【００１０】
また、充填層が、周辺シール層の形成材料よりも粘度の低い形成材料から形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、周辺シール層の形成材料の粘度が充填層の形成材料の粘度よりも高いため、貼り合わせ時における周辺シール層の断裂を防ぐことができる。よって、充填層のはみ出しを防ぐ土手機能が十分に発揮される。また、素子基板と封止基板との間における周辺シール層に囲まれた内部に、水分の侵入を防ぐことができる。また、封止層上の封止基板を固定させ、かつ外部からの機械的衝撃に対して緩衝機能を有することになり、封止層を保護することができる。
【００１１】
また、表面改質層が、封止基板の周辺部を露出させるようにパターン形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、封止基板の周辺部を露出させるように表面改質層をパターン形成することで、周辺シール層の形成材料の濡れ広がりを防いで所定箇所に周辺シール層の形成材料を塗布することができる。これにより、封止基板の周辺部上に所定の膜厚の周辺シール層を形成することができるので、周辺シール層が決壊せず、周辺シール層の土手機能が確保される。
【００１２】
また、発光領域外の封止基板の周辺部にも遮光層が設けられ、表面改質層が、遮光層の周辺シール層が接触する箇所を部分的に露出させるようにパターン形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、遮光層上に形成される周辺シール層が決壊せず、周辺シール層の土手機能が確保される。
【００１３】
また、封止層が、発光素子の電極を被覆する電極保護層と、電極保護層を被覆する有機緩衝層と、有機緩衝層を被覆するガスバリア層と、を有してなり、遮光層が、有機緩衝層及びガスバリア層よりも弾性率の低い材料から構成されていることが好ましい。
このような構成よれば、素子基板と封止基板との間に、発光素子の電極を被覆する電極保護層と、電極保護層を被覆する有機緩衝層と、有機緩衝層を被覆するガスバリア層の少なくとも３層が積層されてなる封止層が形成されているため、発光素子が形成された素子基板上を平坦化させるとともに、発光素子への水分の浸入を防ぐことができる。
また、遮光層が、有機緩衝層及びガスバリア層よりも弾性率の低い材料から構成されているため、基板同士の接合時の荷重を吸収することが可能になり、ガスバリア層が損傷することを防止することができる。
【００１４】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法によれば、封止基板に、複数の着色層及び遮光層を被覆する表面改質層を形成する工程と、素子基板に、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被覆する封止層を形成する工程と、素子基板と封止基板とを周辺シール層及び充填層を介して貼り合わせる工程と、を有することを特徴とする。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法によれば、着色層及び遮光層の表面上に、充填層の形成材料（材料液）との濡れ性を改善する表面改質層を形成することにより、表面改質層が充填層の形成材料との接触面となり、充填層の形成材料との接触角度を抑えることができる。したがって、充填層の形成材料の充填性が向上し、充填層内への気泡の混入を防止できるとともに、充填時間の短縮と使用量を削減することが可能となる。
【００１５】
また、素子基板と封止基板とを周辺シール層及び充填層を介して貼り合わせる工程は、封止基板の周辺部に紫外線硬化樹脂を塗布して周辺シール層を形成する工程と、画素領域に対応する周辺シール層の内側に熱硬化樹脂を塗布して充填層を形成する工程と、を備えることが好ましい。
このような方法によれば、周辺シール層によって充填層の材料（熱硬化性樹脂）のはみ出しを防ぐことができる。周辺シール層は、紫外線硬化樹脂からなるため、例えば素子基板と封止基板との貼り合わせ前に紫外線照射によって粘度をさらに高めておくことで、貼り合わせ時における周辺シール層の断裂を防ぐことができる。素子基板と封止基板の間における周辺シール層に囲まれた内部に、熱硬化性樹脂からなる充填層を形成することで、素子基板と封止基板との接着性を、応力を緩和しつつ向上させることができる。また、素子基板と封止基板との間における周辺シール層に囲まれた内部に水分が侵入することを防ぐことができる。また、封止層上の封止基板を固定させ、かつ外部からの機械的衝撃に対して緩衝機能を有し、封止層を保護することができる。
【００１６】
また、周辺シール層の硬化反応が開始してから、素子基板と封止基板とを減圧下にて貼り合わせることが好ましい。
このような方法によれば、素子基板と封止基板を貼り合わせる前に周辺シール層（紫外線硬化樹脂）に紫外線を照射することで硬化反応を開始させて、周辺シール層の粘度上昇が徐々に始まった後に素子基板と封止基板を貼り合わせるようにすると、貼り合わせ時には周辺シール層の粘度が上昇するため、貼り合わせ位置精度が向上するとともに充填層のはみ出しを防ぐことができる。
さらに、素子基板と封止基板を減圧下で貼り合わせ、大気雰囲気中で硬化させるので、充填層の材料が周辺シール層で囲まれた内部に隙間なく広がるため、気泡や水分の混入を防ぐことができる。
【００１７】
本発明の電子機器は、先に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、信頼性に優れ、かつ表示品質にも優れた表示部を具備した電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を詳しく説明する。
なお、この実施の形態は、本発明の一部の態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下に示す各図においては、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異ならせてある。
【００１９】
（有機ＥＬ装置の第１実施形態）
まず、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、「有機ＥＬ装置」と言う）の第１実施形態を説明する。
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り、図１において符号１は有機ＥＬ装置である。
【００２０】
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と称する。）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との各交点付近に画素領域Ｘを形成したものである。
【００２１】
もちろん本発明の技術的思想に沿えば、ＴＦＴなどを用いるアクティブマトリクスは必須ではなく、単純マトリクス向けの素子基板を用いて本発明を実施し、単純マトリクス駆動しても全く同じ効果が低コストで得られる。
【００２２】
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。
【００２３】
さらに、画素領域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、該保持容量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該電源線１０３から駆動電流が流れ込む陽極１０（電極）と、該陽極１０と陰極１１（電極）との間に挟み込まれた発光層１２（有機発光層）が設けられている。
【００２４】
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、該保持容量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。
【００２５】
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）を示す図であって、有機ＥＬ装置１の周辺部の構成を説明するための拡大断面図である。
【００２６】
まず、図２を参照し、有機ＥＬ装置１の構成を説明する。
図２は、基板本体２０上に形成された前述した各種配線，ＴＦＴ，各種回路によって、発光層１２を発光させるＴＦＴ素子基板（以下「素子基板」という。）２０Ａを示す図である。
有機ＥＬ装置の素子基板２０Ａは、中央部分の実表示領域４（図２中二点鎖線枠内）と、実表示領域４の周囲に配置されたダミー領域５（一点鎖線および二点鎖線の間の領域）とを備えている。
【００２７】
図１に示す画素領域Ｘからは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）または青（Ｂ）のいずれかの光が取り出され、図２に示す表示領域ＲＧＢが形成されている。実表示領域４においては、表示領域ＲＧＢがマトリクス状に配置されている。また、表示領域ＲＧＢ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、表示領域ＲＧＢ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、該表示単位画素はＲＧＢ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。
【００２８】
実表示領域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、実表示領域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。
【００２９】
（断面構造）
次に、図３を参照して、有機ＥＬ装置１の断面構造を説明する。
本実施形態における有機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、光を素子基板側ではなく封止基板側から取り出すため、素子基板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、発光素子の寿命を長く維持することができる。
この有機ＥＬ装置１は、陽極１０と陰極１１（一対の電極）の間に発光層１２（有機発光層）を挟持した複数の発光素子２１及び発光素子２１を区切る画素隔壁１３を有する素子基板２０Ａと、この素子基板２０Ａに対向配置された封止基板３１と、が設けられている。
【００３０】
（素子基板）
図３に示すように、有機ＥＬ装置１は、前述した各種配線（例えば、ＴＦＴ（不図示）等）が形成された素子基板２０Ａ上に、窒化珪素等からなる無機絶縁層１４が被覆されている。また、無機絶縁層１４にはコンタクトホール（不図示）が形成され、前述した陽極１０が駆動用ＴＦＴ１２３に接続されている。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。
この平坦化層１６上には、陽極１０と陰極１１が発光層１２を挟持して形成される発光素子２１が構成されている。また、この発光素子２１を区分するように絶縁性の画素隔壁１３が配置されている。
【００３１】
本実施形態において、陽極１０には、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）等の金属酸化物導電層が用いられる。
なお、本実施形態においては、トップエミッション構造のため、陽極１０は必ずしも光透過性を有する材料を用いる必要はなく、アルミ等からなる金属電極を用いてもよい。この構成を採用した場合は、前述した金属反射板１５は設けなくてよい。
【００３２】
陰極１１を形成するための材料としては、本実施形態はトップエミッション構造であることから光透過性を有する材料である必要があり、したがって透光性導電材料が用いられる。透光性導電材料としては、ＩＴＯが好適とされるが、これ以外にも、例えば酸化インジウム・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。なお、本実施形態ではＩＴＯを用いるものとする。
【００３３】
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機能しないため、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てもよい。
なお、本実施形態では、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るものとする。
【００３４】
発光層１２は、白色に発光する白色発光層を採用している。この白色発光層は、真空蒸着プロセスを用いて素子基板２０Ａの全面に形成されている。白色発光材料としては、スチリルアミン系発光材料，アントラセン系ドーパント（青色）、及びスチリルアミン系発光材料，ルブレン系ドーパント（黄色）が用いられる。
なお、発光層１２の下層或いは上層に、トリアリールアミン（ＡＴＰ）多量体正孔注入層、ＴＤＰ（トリフェニルジアミン）系正孔輸送層、アルミニウムキノリノール（Ａｌｑ３）層（電子輸送層）を成膜することが好ましい。
【００３５】
また、素子基板２０Ａ上には、電極保護層１７（封止層）が形成され発光素子２１及び画素隔壁１３を被覆している。
この電極保護層１７は、透光性や密着性、耐水性、ガスバリア性を考慮して珪素酸窒化物などの珪素化合物で構成することが望ましい。また、電極保護層１７の膜厚は１００ｎｍ以上が好ましく、画素隔壁１３を被覆することで発生する応力によるクラック発生を防ぐため、膜厚の上限は２００ｎｍ以下に設定することが好ましい。
なお、本実施形態においては、電極保護層１７を単層で形成しているが、複数層で積層してもよい。例えば、低弾性率の下層と高耐水性の上層とで電極保護層１７を構成してもよい。
【００３６】
電極保護層１７上には、有機緩衝層１８（封止層）が形成され電極保護層１７を被覆している。この有機緩衝層１８は、画素隔壁１３の形状の影響により、凹凸状に形成された電極保護層１７の凹凸部分を埋めるように配置され、さらに、その上面は略平坦に形成される。
有機緩衝層１８は、素子基板２０Ａの反りや体積膨張により発生する応力を緩和し、不安定な形状の画素隔壁１３からの電極保護層１７の剥離を防止する機能を有する。また、有機緩衝層１８の上面が略平坦化されるので、有機緩衝層１８上に形成される硬い被膜からなる後述するガスバリア層１９（封止層）も平坦化される。したがって、応力が集中する部位がなくなり、これにより、ガスバリア層１９でのクラックの発生を防止する。
【００３７】
有機緩衝層１８は、硬化前の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。
【００３８】
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良く、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。
【００３９】
さらに、電極保護層１７やガスバリア層１９との密着性を向上させるシランカップリング剤や、イソシアネート化合物などの捕水剤、硬化時の収縮を防ぐ微粒子などの添加物を混入しても良い。また、減圧雰囲気下で印刷形成するため、塗布した際に気泡が発生しにくくするために、含水量は１００ｐｐｍ以下に調整しておく。
【００４０】
これらの原料毎の粘度は、１０００ｍＰａ・ｓ（室温：２５℃）以上が好ましい。塗布直後に発光層１２へ浸透して、ダークスポットと呼ばれる非発光領域を発生させないためである。また、これらの原料を混合した緩衝層形成材料の粘度としては、５００〜２００００ｍＰａ・ｓ、特に２０００〜１００００ｍＰａ・ｓ（室温）が好ましい。
【００４１】
また、有機緩衝層１８の最適な膜厚としては、２〜５μｍが好ましい。有機緩衝層１８の膜厚が厚いほうが異物混入した場合等にガスバリア層１９の欠陥を防ぐが、有機緩衝層１８を合わせた層厚が５μｍを超えると、後述する着色層３７と発光層１２の距離が広がり側面に逃げる光が増えるため光を取り出す効率が低下する。
また、硬化後の特性としては、有機緩衝層１８の弾性率が１〜１０ＧＰａであることが好ましい。１０ＧＰａ以上では、画素隔壁１３上を平坦化した際の応力を吸収することができず、１ＧＰａ以下では耐摩耗性や耐熱性等が不足するためである。
【００４２】
有機緩衝層１８上には、有機緩衝層１８を被覆し、かつ電極保護層１７の終端部まで覆うような広い範囲で、ガスバリア層１９が形成されている。
ガスバリア層１９は、酸素や水分が浸入するのを防止するためのもので、これにより酸素や水分による発光素子２１の劣化等を抑えることができる。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、好ましくは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によって形成される。
【００４３】
ガスバリア層１９の弾性率は、１００ＧＰａ以上、具体的には２００〜２５０ＧＰａ程度が好ましい。また、ガスバリア層１９の膜厚は、２００〜６００ｎｍ程度が好ましい。
２００ｎｍ未満であると、異物に対する被覆性が不足し部分的に貫通孔が形成されてしまい、ガスバリア性が損なわれてしまうおそれがあるからであり、６００ｎｍを越えると、応力によるクラックが生じてしまうおそれがあるからである。
【００４４】
さらに、ガスバリア層１９としては、積層構造としてもよいし、その組成を不均一にして特にその酸素濃度が連続的に、あるいは非連続的に変化するような構成としてもよい。
なお、積層構造とした場合の膜厚は、第一ガスバリア層としては、２００〜４００ｎｍが好ましく、２００ｎｍ未満では有機緩衝層１８の表面及び側面被覆が不足してしまう。異物等の被覆性を向上させる第二ガスバリア層としては、２００〜８００ｎｍが好ましい。
総厚１０００ｎｍ以上を超えるとクラックの発生頻度が上がること及び経済的な面で好ましくない。
【００４５】
また、本実施形態では、有機ＥＬ装置１をトップエミッション構造としていることから、ガスバリア層１９は光透過性を有する必要があり、したがってその材質や膜厚を適宜に調整することにより、本実施形態では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。
【００４６】
（封止基板）
さらに、ガスバリア層１９が形成された素子基板２０Ａに封止基板３１が対向配置されている。
この封止基板３１は、発光光を取り出す表示面を有するため、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）などの光透過性を有する材料で構成されている。
【００４７】
封止基板３１の下面には、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、着色層３７の周囲には、ブラックマトリクス層３２（遮光層）が形成されている。着色層３７の膜厚は、０．１〜１．５μｍ程度において各色毎に調整されている。また、その幅は、１０〜１５μｍ程度で設定されることが好ましい。
【００４８】
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に対向して配置されている。これにより、発光層１２の発光光が、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出射するようになっている。
【００４９】
さらに、後述する有機ＥＬ装置１の周辺部の額縁部（非発光部分）Ｄ（図４参照）からの光が漏洩しないように、周辺シール層３３の幅内がブラックマトリクス層３２で覆われている場合もある。
【００５０】
このように、有機ＥＬ装置１においては、発光層１２の発光光を利用し、かつ、複数色の着色層３７によってカラー表示を行うようになっている。
なお、封止基板３１には、着色層３７の他に、紫外線遮断、吸収層や、光反射防止膜、放熱層などの機能層を設けてもよい。
【００５１】
また、本実施形態においては、着色層３７及びブラックマトリクス層３２の表面上に、後述する充填層３４の材料液との濡れ性を改善して充填層３４の充填性を向上させるための表面改質層４０が設けられている。
【００５２】
表面改質層４０の形成材料としては、カルボニル基やカルボキシル基を含むアクリル樹脂、アミノ基を多く含むスチリルアミンやエチレンイミン、テトラエトキシシランやテトラエトキシチタネート、ポリシラザンなどの有機シランや有機チタネートなど極性の高い官能基を有する有機化合物等が挙げられる。
【００５３】
表面改質層４０は、封止基板３１の周辺部を除く画素領域内にパターン形成されている。また、表面改質層４０の膜厚としては、ブラックマトリクス層３２及び着色層３７よりも薄い膜厚とされ、例えば１〜１０ｎｍ程度が好ましい。極性の高い表面改質層４０は吸水しやすく、吸湿によって膜強度が不足してしまうこともあるため膜厚はできるだけ薄いほうが好ましい。
【００５４】
表面改質層４０の濡れ性（表面張力）の指標としては、４０ｍＮ／ｍ以上、より好ましくは５０ｍＮ／ｍ以上である。理由として、後述する充填層３４の材料液に用いられる脂環エポキシモノマー等は粘度が５０ｍＰａ・ｓ（室温）程度と低いものの、硬化時の反応性を得るため極性が高い。そのため表面張力が高く濡れ広がりにくいことから、濡れ性（表面張力）は４０ｍＮ／ｍ以上が好ましい。
【００５５】
素子基板２０Ａと封止基板３１との間の周辺部には、周辺シール層３３が設けられている。
この周辺シール層３３は、素子基板２０Ａと封止基板３１の貼り合わせの位置精度の向上と後述する充填層３４（接着層）のはみ出しを防止する土手の機能を有し、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ている。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。
【００５６】
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、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好ましい。また、塗布時の粘度は、２万〜２０万ｍＰａ・ｓ（室温）が好ましく、４万〜１０万ｍＰａ・ｓがさらに好ましい。紫外線照射後に徐々に粘度が上昇する材料を用いると、１ｍｍ以下の細いシール幅でも周辺シール層３３の断裂を防ぎ、貼り合わせ後の充填剤のはみ出しを防ぐことができる。また、貼り合わせ時に減圧した際に気泡が発生しにくくするため、含水量は１０００ｐｐｍ以下に調整された材料であることが好ましい。
【００５７】
また、周辺シール層３３の膜厚としては１５μｍ以下が好ましい。なお、一般的な接着剤に多く含まれる粘土鉱物やシリカボール、樹脂ボールなどのギャップ材（フィラー）は、前述したガスバリア層１９が貼り合わせ圧着時に損傷してしまうため、本実施形態ではギャップ材が含有されていない紫外線硬化性樹脂からなる接着剤を用いる。
【００５８】
また、素子基板２０Ａと封止基板３１の間における周辺シール層３３に囲まれた内部に、熱硬化性樹脂からなる充填層３４（接着層）が形成されている。
この充填層３４は、前述した周辺シール層３３で囲まれた有機ＥＬ装置１の内部に隙間なく充填されており、素子基板２０Ａに対向配置された封止基板３１を固定させ、かつ外部からの機械的衝撃に対して緩衝機能を有し、発光層１２やガスバリア層１９の保護をするものである。
【００５９】
充填層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、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せて用いられる。
【００６０】
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、電気絶縁性に優れ、かつ強靭で耐熱性に優れる硬化皮膜を形成するものが良く、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良い。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、またはそれらの重合物などの酸無水物系硬化剤、ジシアンジアミドなどが好ましい。これらの硬化は、加熱温度６０〜１００℃の範囲で行われ、その硬化皮膜は珪素酸窒化物との密着性に優れるエステル結合を持つ高分子となる。さらに、酸無水の開環を促進する硬化促進剤として芳香族アミンやアルコール類、アミノフェノール等の比較的分子量の高いものを添加することで低温かつ短時間での硬化が可能となる。また、メルカプタンなどの反応開始剤や３級アミン触媒、シランカップリング剤も含まれる。
【００６１】
また、塗布時の粘度は、５００ｍＰａ・ｓ（室温）以下が好ましく、３０〜３００ｍＰａ・ｓ程度がより好ましい。理由は、貼り合わせ後の空間への材料充填性を考慮したもので、加熱直後に一度粘度が下がってから硬化が始まる材料が好ましい。また、貼り合わせ時に減圧した際に気泡が発生しにくくするため、含水量は１００ｐｐｍ以下に調整された材料であることが好ましい。
【００６２】
充填層３４の膜厚としては、１〜５μｍが好ましい。また、前述した周辺シール層３３と同様に、一般的な接着剤に多く含まれる粘土鉱物やシリカボール、樹脂ボールなどのギャップ材（フィラー）が含有されていない接着剤を用い、ガスバリア層１９の損傷を防いでいる。
【００６３】
なお、着色層３７と発光素子２１との距離（基板同士のギャップ）は、着色層３７に隣接するブラックマトリクス層３２の幅よりも短い距離とする。着色層３７と発光素子２１との距離をこのように設定すれば、隣接画素方向へ出射された光は、着色層３７に隣接するブラックマトリクス層３２によって遮ることができる。
【００６４】
（周辺部の断面構造）
次に、図４を参照して有機ＥＬ装置１の周辺部の断面構造を説明する。
図４に示すように、この有機ＥＬ装置１の周辺部は、前述した素子基板２０Ａと封止基板３１の間に、電極保護層１７、有機緩衝層１８、ガスバリア層１９、周辺シール層３３が順次積層される構成となっている。
【００６５】
有機緩衝層１８の厚さは、中央部から周辺端部３５にかけて小さくなっている。これにより、有機緩衝層１８を被覆するガスバリア層１９の応力集中によるクラックや剥離等の損傷を防ぐことができる。
【００６６】
ここで、ガスバリア層１９は、有機緩衝層１８を完全に被覆するように有機緩衝層１８よりも広く形成されており、このガスバリア層１９上に周辺シール層３３が配置されている。さらに、周辺シール層３３の幅ｄ内に有機緩衝層１８の周辺端部３５の立ち上がり部分３６が位置するように形成されている。このように、有機緩衝層１８の周辺端部３５を覆うガスバリア層１９を周辺シール層３３により保護するため、ガスバリア層１９の応力集中によるクラックや剥離等の損傷を防ぐことができる。これに伴って、水分がガスバリア層１９を透過して発光素子２１に到達することを防ぎ、ダークスポットの発生を防ぐことができる。
【００６７】
なお、本実施形態におけるガスバリア層１９は、周辺シール層３３の外周より広く形成されているが、必ずしも周辺シール層３３より広く形成する必要はない。つまり、ガスバリア層１９の周辺端部３８が、有機緩衝層１８の周辺端部３５よりも広く形成されていればよく、有機緩衝層１８の周辺端部３５と同様に周辺シール層３３の幅ｄ内に形成されていてもよい。また、電極保護層１７の幅も有機緩衝層１８より広く形成されており、通常、ガスバリア層１９と同様のマスク材を使用して形成するため、ガスバリア層１９と同じ幅で形成されている。
【００６８】
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２０Ａ上の最端部に設けられた画素隔壁１３から素子基板２０Ａ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、１ｍｍで形成されている。
【００６９】
上述の実施形態によれば、着色層３７及びブラックマトリクス層３２の表面上に表面改質層４０を形成することにより、充填層３４の材料液との濡れ性が改善され、周辺シール層３３に囲まれた内部に充填層３４が隙間なく形成される。これにより、充填層３４の接着性が十分に確保され、充填層３４及び周辺シール層３３を介して封止基板３１と素子基板２０Ａとを確実に固定させることができる。
【００７０】
また、表面改質層４０が、着色層３７及びブラックマトリクス層３２よりも薄い膜厚で形成されているため、水分等の吸収率を下げ、所望とする膜強度を確保することができる。表面改質層４０の膜厚が大きいと、充填層３４あるいは周辺シール層３３の材料液中に含まれる硬化剤を吸収してしまい材料液の硬化を阻害してしまう虞があるが、着色層３７及びブラックマトリクス層３２よりも薄く形成することで硬化剤の吸収率が低下し、充填層３４を良好に硬化させることができる。また、これにより接着性が十分に確保された充填層３４となる。
【００７１】
また、表面改質層４０は、封止基板３１の周辺部を除く画素領域内にパターン形成されており、これにより、充填層３４の材料液が接触した際に周辺シール層３３が決壊せず、周辺シール層３３の土手機能が確保される。
【００７２】
また、周辺シール層３３をガスバリア層１９上に配置することで、周辺シール層３３をガスバリア層１９の外側に配置する場合と比べて、額縁部Ｄの狭い有機ＥＬ装置１を得ることができるとともに、耐熱性や耐湿性に優れる有機ＥＬ装置１を形成できる。
【００７３】
また、一般的なシール剤の材料は、シール切れを防ぐために無機材料の粒子を混合して粘度を高めているが、周辺シール層３３は、紫外線照射後から徐々に粘度上昇する材料からなることで、紫外線照射によって素子基板２０Ａ側と封止基板３１側との貼り合わせ前に粘度を高めておくことができる。そのため、ディスペンサなどによる速い描画速度を維持しつつ、減圧貼り合わせ後のシール切れを防ぐことが出来る。
【００７４】
さらに、素子基板２０Ａと封止基板３１の間における周辺シール層３３に囲まれた内部に、熱硬化性樹脂からなる充填層３４を形成することで、硬化収縮によるガスバリア層１９以下の各機能層への影響を抑えつつ、素子基板２０Ａ側と封止基板３１側との接着性が向上する。そのため、素子基板２０Ａと封止基板３１の間における周辺シール層３３に囲まれた内部に、水分の侵入を防ぐことができる。また、周辺シール層３３は、外部からの機械的衝撃に対して緩衝機能を有しているため、発光層１２やガスバリア層１９を保護することができる。
【００７５】
また、ガスバリア層１９は、珪素化合物からなるため、透光性、ガスバリア性及び耐水性を確保することができる。
【００７６】
（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、図５，６を参照して本実施形態における有機ＥＬ装置１の製造方法を説明する。
ここで、図５は、有機ＥＬ装置１の素子基板２０Ａ側の工程図であり、図６は、封止基板３１側の工程図である。
【００７７】
まず、図５（ａ）に示すように、陰極１１までが積層された素子基板２０Ａに電極保護層１７を形成する。
具体的には、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する。
【００７８】
次に、図５（ｂ）に示すように、有機緩衝層１８を電極保護層１７上に形成する。
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。この時点の問題点として、加熱直後に反応が開始されるまで一時的に粘度が低下する。この時に、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。
そこで、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ことが好ましい。
【００７９】
次に、図５（ｃ）に示すように、ガスバリア層１９を有機緩衝層１８上に形成する。
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。
【００８０】
一方、図６（ａ）に示すように、封止基板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。
【００８１】
次に、図６（ｂ）に示すように、画素領域に対応して、着色層３７及びブラックマトリクス層３２の表面を被覆するように表面改質層４０を形成する。
具体的には、上記した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画素領域にパターン塗布し、熱オーブン等で蒸発及び硬化を行う。このようにして有機化合物膜からなる表面改質層４０を形成する。
【００８２】
次に、図６（ｃ）に示すように、着色層３７、ブラックマトリクス層３２、及び表面改質層４０が形成された封止基板３１の周辺部に周辺シール層３３を形成する。
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（材料液）を封止基板３１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。
【００８３】
次に、図６（ｄ）に示すように、封止基板３１の周辺シール層３３に囲まれた内部に充填層３４を形成する。
具体的には、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。
なお、この熱硬化性樹脂材料は、必ずしも封止基板３１の全面に塗布する必要はなく、封止基板３１上の複数箇所に塗布すればよい。
【００８４】
次に、図６（ｅ）に示すように、周辺シール層３３及び充填層３４が塗布された封止基板３１に紫外線照射を行う。
具体的には、周辺シール層３３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の紫外線を封止基板３１上に照射する。この時、紫外線硬化性樹脂である周辺シール層３３のみが反応し、徐々に粘度が向上する。
【００８５】
次に、図５（ｃ）に示す、ガスバリア層１９までが形成された素子基板２０Ａ側と、図６（ｅ）に示す、周辺シール層３３の硬化反応が開始された封止基板３１とを貼り合わせる。この時、貼り合わせた素子基板２０Ａと封止基板３１とのアライメント位置の微調整を行いながら、素子基板２０Ａと封止基板３１の双方を接近させていく。
具体的には、素子基板２０Ａと封止基板３１とを面方向（平行方向）に相対移動させ、発光素子２１と着色層３７との対向位置を調整する。例えば、発光素子２１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。
そして、周辺シール層３３が素子基板２０Ａ上に形成した有機緩衝層１８の周辺端部３５の立ち上がり部分３６を完全に被覆するように配置する。
こうしてアライメント位置精度を調整しながら真空度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。
【００８６】
次に、圧着して貼り合わせた有機ＥＬ装置１を大気雰囲気中で加熱する。
具体的には、素子基板２０Ａ側と封止基板３１側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周辺シール層３３と、充填層３４を熱硬化させる。充填層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、充填層３４は必ず固体化させておく。
【００８７】
なお、素子基板２０Ａと封止基板３１との間には真空の空間が存在しても、大気雰囲気中で加熱硬化を行うことにより、充填層３４がその空間に充填される。以上より、前述した本実施形態における所望の有機ＥＬ装置１を得ることができる。
【００８８】
したがって、上述の製造方法によれば、着色層３７及びブラックマトリクス層３２の表面上に、充填層３４の材料液との濡れ性を改善する表面改質層４０を形成することにより、表面改質層４０が充填層３４の形成材料との接触面となり、充填層３４の材料との接触角度を抑えることができる。したがって、充填層３４の形成材料の充填性が向上し、充填時間の短縮と使用量を削減することができる。また、表面張力が高く且つ流動性の低い接着剤を用いることも可能である。
【００８９】
また、着色層３７とブラックマトリクス層３２との境界部を覆うようにして、着色層３７及びブラックマトリクス層３２の表面に表面改質層４０を形成することにより、例えば、各着色層３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂとブラックマトリクス層３２との境界における段差部分に充填層３４の材料液が素早く濡れ広がって、気泡を混入させることなく充填層３４の材料液を充填することができる。
また、その段差の大きさによっては、着色層３７とブラックマトリクス層３２との表面上を平滑化することも可能である。
【００９０】
いずれにしろ、表面改質層４０の表面上に充填層３４の材料液が素早く濡れ広がるため、当該材料液を良好に充填させることができる。よって、着色層３７及びブラックマトリクス層３２の表面上を平坦化するオーバーコート層を設けなくても、充填層３４の材料液の充填性を向上させることができる。オーバーコート層が不要になることで素子基板２０Ａと封止基板３１との距離（すなわち、発光層１２と着色層３７との距離）を従来の装置よりも狭くすることができる。
【００９１】
また、充填層３４の材料液の充填性が良好なため、着色層３７及びブラックマトリクス層３２上に形成される表面改質層４０の膜厚を薄く形成することが可能になり、素子基板２０Ａと封止基板３１との距離（すなわち、発光層１２と着色層３７との距離）をより狭くすることが可能になる。
【００９２】
その結果、視野角を拡大するために、より高精細な画素ピッチにするとともに着色層３７の面積（画素面積）を拡大して構成した場合にも、隣接画素への発光漏れが生じない。これにより、発光面積を稼ぐことができるため、低消費電力で高輝度発光が得られるようになる。また、装置全体の薄型化が図れる。
【００９３】
また、素子基板２０Ａと封止基板３１を貼り合わせる前に、周辺シール層３３に紫外線照射し硬化反応を開始させ、周辺シール層３３の粘度の上昇が始まった後に素子基板２０Ａと封止基板３１を貼り合わせる。そのため、塗布時には粘度が低いため高速で描画動作が行える。また、貼り合わせ時には粘度が上昇するため、貼り合わせ位置精度を向上させるとともに充填層３４のはみ出しを防ぐことができる。
【００９４】
また、素子基板２０Ａと封止基板３１を貼り合わせた後に周辺シール層３３及び充填層３４を加熱硬化させるため、位置精度を維持しつつ接着性及び耐熱性、耐湿性を向上させることができる。さらに、素子基板２０Ａと封止基板３１を減圧下で貼り合わせ、大気雰囲気中で硬化させるので、真空雰囲気下と大気雰囲気中との差圧により、充填層３４が周辺シール層３３で囲まれた内部に隙間なく広がるため、気泡や水分の混入を防ぐことができる。
以上により、ガスバリア層１９を保護することで発光素子２１の劣化が防止され、高耐熱性を有する高信頼性の有機ＥＬ装置１を得ることができる。
【００９５】
（有機ＥＬ装置の第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態における有機ＥＬ装置２について説明する。なお、本実施形態においては、第１実施形態と同一構成には同一符号を付して説明を省略する。ここで、図７は有機ＥＬ装置２を模式的に示す断面図である。
【００９６】
本発明の第２実施形態における、有機ＥＬ装置２は、有機ＥＬ装置１の周辺部の額縁部（非発光部分）Ｄからの光が漏洩しないように、周辺シール層３３の幅内（封止基板３１の周辺部）がブラックマトリクス層３２で覆われている点と、前述した着色層３７よりもブラックマトリクス層３２の膜厚が厚く形成されている点において上記実施形態１と相違している。
【００９７】
図７に示すように、周辺シール層３３の幅内がブラックマトリクス層３２で覆われている構成とすることにより、有機ＥＬ装置２の周辺部の額縁部（非発光部分）Ｄからの光の漏洩を防止することが可能となる。さらに、ブラックマトリクス層３２を着色層３７よりも厚い膜厚で形成することにより、隣接画素への光漏れをより防止することが可能になる。ブラックマトリクス層３２の膜厚は、１〜２μｍ前後の膜厚が好ましい。ブラックマトリクス層３２の膜厚を着色層３７よりも厚く形成する場合には、着色層３７を形成した後にブラックマトリクス層３２を形成する。
【００９８】
また、表面改質層４０は、画素領域内における着色層３７及びブラックマトリクス層３２の表面を被覆するようにして形成されている。
具体的には、発光領域（画素領域）以外のブラックマトリクス層３２の表面を部分的に露出させるようにパターン形成されている。すなわち、ブラックマトリクス層３２上における周辺シール層３３の形成領域（接触部分）には、表面改質層４０を形成しないようにする。これにより、ブラックマトリクス層３２上に形成される周辺シール層３３が決壊せず、周辺シール層３３の土手機能が確保される。
【００９９】
表面改質層４０を形成することにより、着色層３７とブラックマトリクス層３２の境界部の表面における凹凸部分に充填層３４の材料液が回り込み易くなり、凹凸部分に気泡が混入することなく材料液が充填される。また、上記凹凸部分に充填層３４の材料液が素早く濡れ広がり、充填時間を短縮することができる。このように、濡れ性が良く、充填時間が早いため、充填層３４の材料液の塗布量を削減して、充填層３４の膜厚を薄く形成することが可能である。
【０１００】
（電子機器）
次に、上記実施形態の有機ＥＬ装置を備えた電子機器の例について説明する。
図８（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図８（ａ）において、符号５０は携帯電話本体を示し、符号５１は有機ＥＬ装置を備えた表示部を示している。
図８（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図８（ｂ）において、符号６０は情報処理装置、符号６１はキーボードなどの入力部、符号６３は情報処理本体、符号６２は有機ＥＬ装置を備えた表示部を示している。
図８（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図８（ｃ）において、符号７０は時計本体を示し、符号７１は有機ＥＬ装置を備えたＥＬ表示部を示している。
図８（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、先の実施形態に示した有機ＥＬ装置が備えられたものであるので、表示特性が良好な電子機器となる。
【０１０１】
なお、電子機器としては、上記電子機器に限られることなく、種々の電子機器に適用することができる。例えば、ディスクトップ型コンピュータ、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等の電子機器に適用することができる。
【０１０２】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１０３】
例えば、上記実施形態においては、表面改質層４０を塗布法によって形成するとしたが、気相成膜法によって、減圧下でアルゴンガスと酸素ガスを混合したプラズマ雰囲気に通すことで形成される、単分子レベルでカルボニル基、カルボキシル基などを多く含む酸素富裕層（有機化合物層）を形成してもよい。また、真空蒸着法やスパッタ法、酸化物半導体である酸化亜鉛（ＺｎＯ）や酸化チタン（ＴｉＯ２）などの薄膜を、画素領域（着色層３７及びブラックマトリクス層３２上）にパターン形成してもよい。
上記したような方法を用いた場合には、薄膜に対して紫外線照射などの後処理を行うことによって表面エネルギーを高めることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の本実施形態の有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図である。
【図２】本発明の第１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。
【図３】本発明の第１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４】本発明の第１実施形態における図３に示すＡ部の拡大断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態における有機ＥＬ装置の素子基板側の工程図である。
【図６】本発明の第１実施形態における有機ＥＬ装置の封止基板側の工程図である。
【図７】本発明の第２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８】本発明の実施形態における電子機器を示す図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１…有機ＥＬ装置 ２…有機ＥＬ装置 １０…陽極（電極） １１…陰極（電極）
１２…発光層（有機発光層） １３…画素隔壁 １７…電極保護層 １８…有機緩衝層
１９…ガスバリア層 ２０Ａ…素子基板 ２１…発光素子 ３１…封止基板
３２…ブラックマトリクス層（遮光層） ３３…周辺シール層（接着層）
３４…充填層（接着層） ３５…有機緩衝層の周辺端部
３８…ガスバリア層の周辺端部 ４０…表面改質層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置及びその製造方法、電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の多様化等に伴い、消費電力が少なく軽量化された平面表示装置のニーズが高まっている。この様な平面表示装置の一つとして、有機発光層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。
【０００３】
有機ＥＬ装置の発光層、正孔注入層、電子注入層に用いられる材料は、大気中の水分と反応し、劣化し易いものが多い。これらの層が劣化すると、有機ＥＬ装置に、いわゆる「ダークスポット」と呼ばれる非発光領域が形成されてしまい、発光素子としての寿命が短くなってしまう。このような有機ＥＬ装置においては、水分や酸素等の侵入を防ぐために、防湿性に優れた薄膜で発光素子を封止する構造が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−２３００８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記したような有機ＥＬ装置は、素子基板と封止基板とが例えば接着層を介して貼り合わされるが、接着層を形成する際、着色層及び遮光層の表面上における段差や凹凸部分の接着層内に気泡が混入してしまうことがある。これを解決するために、着色層及び遮光層の表面上にオーバーコート層を設けて段差や凹凸を緩和して平坦化を図る構成が提案されている。このオーバーコート層は、着色層及び遮光層の水分等による劣化を考慮して吸水性の低い材料から形成されるが、一般的に吸水性の低いオーバーコート層は接着層の材料液との濡れ性が低いという問題がある。接着層の材料液との濡れ性が低いと、接着層の材料液の充填性が低下するため充填に時間が掛かってしまう。
【０００５】
また、基板間にオーバーコート層等が存在することにより、有機発光層から着色層までの距離が離れてしまう。トップエミッション構造の有機ＥＬ装置の場合、有機発光層から着色層までの距離が離れてしまうと、隣接画素への光漏れを防止するため遮光層の面積を拡大する必要がある。その結果、着色層の開口面積が小さくなり、発光光の取り出し効率が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、発光素子の劣化を防止するとともに、発光光の取り出し効率を向上させて高精細及び広視野角を確保可能な有機エレクトロルミネッセンス装置及びその製造方法、電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置は、上記課題を解決するために、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と、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、素子基板に対向配置され、複数の着色層と、複数の着色層を区画する遮光層と、を有する封止基板と、封止基板と素子基板との周辺部を接着する周辺シール層と、周辺シール層で囲まれた内部に形成され、封止基板と素子基板との画素領域を接着する充填層と、を備え、封止基板には、着色層及び遮光層の表面上に、充填層の形成材料との濡れ性を改善する表面改質層が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置によれば、着色層及び遮光層の表面上が、充填層の形成材料との濡れ性を改善する表面改質層によって被覆されている。そのため、表面改質層が充填層の形成材料（材料液）との接触面となって、充填層の形成材料との接触角度を抑えることができる。よって、充填層の形成材料の充填性が向上し、充填層内に気泡が混入してしまうことを防ぐことができる。これにより、従来、着色層及び遮光層上を平坦化するために設けられていたオーバーコート層が不要となるため、発光素子と着色層との距離を従来よりも近づけることができる。そのため、視野角を拡大するために、より高精細な画素ピッチにするとともに着色層の面積（画素面積）を拡大して構成した場合にも、隣接画素への発光漏れが生じない。よって、発光面積を稼ぐことができるため、低消費電力で高輝度発光が得られるようになる。また、充填層の形成材料の充填性が向上することで、充填時間の短縮と使用量を削減することが可能となる。
【０００９】
また、表面改質層が、複数の着色層及び遮光層よりも薄い膜厚で形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、水分等の吸収率を下げ、所望とする膜強度を確保することができる。表面改質層の膜厚が大きいと、周辺シール層及び充填層の形成材料中に含まれる硬化剤を吸収して周辺シール層及び充填層の硬化を阻害しまう虞があるが、着色層及び遮光層よりも薄く形成することで硬化剤の吸収率を低下させることができる。これにより、周辺シール層及び充填層を良好に硬化させることができるとともに、その接着性が十分に確保される。また、表面改質層の膜厚が大きいと、有機発光層から着色層までの距離が大きくなり、前述のオーバーコート層を削減した効果が無くなってしまう。
【００１０】
また、充填層が、周辺シール層の形成材料よりも粘度の低い形成材料から形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、周辺シール層の形成材料の粘度が充填層の形成材料の粘度よりも高いため、貼り合わせ時における周辺シール層の断裂を防ぐことができる。よって、充填層のはみ出しを防ぐ土手機能が十分に発揮される。また、素子基板と封止基板との間における周辺シール層に囲まれた内部に、水分の侵入を防ぐことができる。また、封止層上の封止基板を固定させ、かつ外部からの機械的衝撃に対して緩衝機能を有することになり、封止層を保護することができる。
【００１１】
また、表面改質層が、封止基板の周辺部を露出させるようにパターン形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、封止基板の周辺部を露出させるように表面改質層をパターン形成することで、周辺シール層の形成材料の濡れ広がりを防いで所定箇所に周辺シール層の形成材料を塗布することができる。これにより、封止基板の周辺部上に所定の膜厚の周辺シール層を形成することができるので、周辺シール層が決壊せず、周辺シール層の土手機能が確保される。
【００１２】
また、発光領域外の封止基板の周辺部にも遮光層が設けられ、表面改質層が、遮光層の周辺シール層が接触する箇所を部分的に露出させるようにパターン形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、遮光層上に形成される周辺シール層が決壊せず、周辺シール層の土手機能が確保される。
【００１３】
また、封止層が、発光素子の電極を被覆する電極保護層と、電極保護層を被覆する有機緩衝層と、有機緩衝層を被覆するガスバリア層と、を有してなり、遮光層が、有機緩衝層及びガスバリア層よりも弾性率の低い材料から構成されていることが好ましい。
このような構成よれば、素子基板と封止基板との間に、発光素子の電極を被覆する電極保護層と、電極保護層を被覆する有機緩衝層と、有機緩衝層を被覆するガスバリア層の少なくとも３層が積層されてなる封止層が形成されているため、発光素子が形成された素子基板上を平坦化させるとともに、発光素子への水分の浸入を防ぐことができる。
また、遮光層が、有機緩衝層及びガスバリア層よりも弾性率の低い材料から構成されているため、基板同士の接合時の荷重を吸収することが可能になり、ガスバリア層が損傷することを防止することができる。
【００１４】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法によれば、封止基板に、複数の着色層及び遮光層を被覆する表面改質層を形成する工程と、素子基板に、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被覆する封止層を形成する工程と、素子基板と封止基板とを周辺シール層及び充填層を介して貼り合わせる工程と、を有することを特徴とする。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法によれば、着色層及び遮光層の表面上に、充填層の形成材料（材料液）との濡れ性を改善する表面改質層を形成することにより、表面改質層が充填層の形成材料との接触面となり、充填層の形成材料との接触角度を抑えることができる。したがって、充填層の形成材料の充填性が向上し、充填層内への気泡の混入を防止できるとともに、充填時間の短縮と使用量を削減することが可能となる。
【００１５】
また、素子基板と封止基板とを周辺シール層及び充填層を介して貼り合わせる工程は、封止基板の周辺部に紫外線硬化樹脂を塗布して周辺シール層を形成する工程と、画素領域に対応する周辺シール層の内側に熱硬化樹脂を塗布して充填層を形成する工程と、を備えることが好ましい。
このような方法によれば、周辺シール層によって充填層の材料（熱硬化性樹脂）のはみ出しを防ぐことができる。周辺シール層は、紫外線硬化樹脂からなるため、例えば素子基板と封止基板との貼り合わせ前に紫外線照射によって粘度をさらに高めておくことで、貼り合わせ時における周辺シール層の断裂を防ぐことができる。素子基板と封止基板の間における周辺シール層に囲まれた内部に、熱硬化性樹脂からなる充填層を形成することで、素子基板と封止基板との接着性を、応力を緩和しつつ向上させることができる。また、素子基板と封止基板との間における周辺シール層に囲まれた内部に水分が侵入することを防ぐことができる。また、封止層上の封止基板を固定させ、かつ外部からの機械的衝撃に対して緩衝機能を有し、封止層を保護することができる。
【００１６】
また、周辺シール層の硬化反応が開始してから、素子基板と封止基板とを減圧下にて貼り合わせることが好ましい。
このような方法によれば、素子基板と封止基板を貼り合わせる前に周辺シール層（紫外線硬化樹脂）に紫外線を照射することで硬化反応を開始させて、周辺シール層の粘度上昇が徐々に始まった後に素子基板と封止基板を貼り合わせるようにすると、貼り合わせ時には周辺シール層の粘度が上昇するため、貼り合わせ位置精度が向上するとともに充填層のはみ出しを防ぐことができる。
さらに、素子基板と封止基板を減圧下で貼り合わせ、大気雰囲気中で硬化させるので、充填層の材料が周辺シール層で囲まれた内部に隙間なく広がるため、気泡や水分の混入を防ぐことができる。
【００１７】
本発明の電子機器は、先に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、信頼性に優れ、かつ表示品質にも優れた表示部を具備した電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を詳しく説明する。
なお、この実施の形態は、本発明の一部の態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下に示す各図においては、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異ならせてある。
【００１９】
（有機ＥＬ装置の第１実施形態）
まず、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、「有機ＥＬ装置」と言う）の第１実施形態を説明する。
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り、図１において符号１は有機ＥＬ装置である。
【００２０】
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と称する。）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との各交点付近に画素領域Ｘを形成したものである。
【００２１】
もちろん本発明の技術的思想に沿えば、ＴＦＴなどを用いるアクティブマトリクスは必須ではなく、単純マトリクス向けの素子基板を用いて本発明を実施し、単純マトリクス駆動しても全く同じ効果が低コストで得られる。
【００２２】
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。
【００２３】
さらに、画素領域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、該保持容量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該電源線１０３から駆動電流が流れ込む陽極１０（電極）と、該陽極１０と陰極１１（電極）との間に挟み込まれた発光層１２（有機発光層）が設けられている。
【００２４】
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、該保持容量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。
【００２５】
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）を示す図であって、有機ＥＬ装置１の周辺部の構成を説明するための拡大断面図である。
【００２６】
まず、図２を参照し、有機ＥＬ装置１の構成を説明する。
図２は、基板本体２０上に形成された前述した各種配線，ＴＦＴ，各種回路によって、発光層１２を発光させるＴＦＴ素子基板（以下「素子基板」という。）２０Ａを示す図である。
有機ＥＬ装置の素子基板２０Ａは、中央部分の実表示領域４（図２中二点鎖線枠内）と、実表示領域４の周囲に配置されたダミー領域５（一点鎖線および二点鎖線の間の領域）とを備えている。
【００２７】
図１に示す画素領域Ｘからは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）または青（Ｂ）のいずれかの光が取り出され、図２に示す表示領域ＲＧＢが形成されている。実表示領域４においては、表示領域ＲＧＢがマトリクス状に配置されている。また、表示領域ＲＧＢ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、表示領域ＲＧＢ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、該表示単位画素はＲＧＢ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。
【００２８】
実表示領域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、実表示領域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。
【００２９】
（断面構造）
次に、図３を参照して、有機ＥＬ装置１の断面構造を説明する。
本実施形態における有機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、光を素子基板側ではなく封止基板側から取り出すため、素子基板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、発光素子の寿命を長く維持することができる。
この有機ＥＬ装置１は、陽極１０と陰極１１（一対の電極）の間に発光層１２（有機発光層）を挟持した複数の発光素子２１及び発光素子２１を区切る画素隔壁１３を有する素子基板２０Ａと、この素子基板２０Ａに対向配置された封止基板３１と、が設けられている。
【００３０】
（素子基板）
図３に示すように、有機ＥＬ装置１は、前述した各種配線（例えば、ＴＦＴ（不図示）等）が形成された素子基板２０Ａ上に、窒化珪素等からなる無機絶縁層１４が被覆されている。また、無機絶縁層１４にはコンタクトホール（不図示）が形成され、前述した陽極１０が駆動用ＴＦＴ１２３に接続されている。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。
この平坦化層１６上には、陽極１０と陰極１１が発光層１２を挟持して形成される発光素子２１が構成されている。また、この発光素子２１を区分するように絶縁性の画素隔壁１３が配置されている。
【００３１】
本実施形態において、陽極１０には、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）等の金属酸化物導電層が用いられる。
なお、本実施形態においては、トップエミッション構造のため、陽極１０は必ずしも光透過性を有する材料を用いる必要はなく、アルミ等からなる金属電極を用いてもよい。この構成を採用した場合は、前述した金属反射板１５は設けなくてよい。
【００３２】
陰極１１を形成するための材料としては、本実施形態はトップエミッション構造であることから光透過性を有する材料である必要があり、したがって透光性導電材料が用いられる。透光性導電材料としては、ＩＴＯが好適とされるが、これ以外にも、例えば酸化インジウム・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。なお、本実施形態ではＩＴＯを用いるものとする。
【００３３】
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機能しないため、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てもよい。
なお、本実施形態では、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るものとする。
【００３４】
発光層１２は、白色に発光する白色発光層を採用している。この白色発光層は、真空蒸着プロセスを用いて素子基板２０Ａの全面に形成されている。白色発光材料としては、スチリルアミン系発光材料，アントラセン系ドーパント（青色）、及びスチリルアミン系発光材料，ルブレン系ドーパント（黄色）が用いられる。
なお、発光層１２の下層或いは上層に、トリアリールアミン（ＡＴＰ）多量体正孔注入層、ＴＤＰ（トリフェニルジアミン）系正孔輸送層、アルミニウムキノリノール（Ａｌｑ３）層（電子輸送層）を成膜することが好ましい。
【００３５】
また、素子基板２０Ａ上には、電極保護層１７（封止層）が形成され発光素子２１及び画素隔壁１３を被覆している。
この電極保護層１７は、透光性や密着性、耐水性、ガスバリア性を考慮して珪素酸窒化物などの珪素化合物で構成することが望ましい。また、電極保護層１７の膜厚は１００ｎｍ以上が好ましく、画素隔壁１３を被覆することで発生する応力によるクラック発生を防ぐため、膜厚の上限は２００ｎｍ以下に設定することが好ましい。
なお、本実施形態においては、電極保護層１７を単層で形成しているが、複数層で積層してもよい。例えば、低弾性率の下層と高耐水性の上層とで電極保護層１７を構成してもよい。
【００３６】
電極保護層１７上には、有機緩衝層１８（封止層）が形成され電極保護層１７を被覆している。この有機緩衝層１８は、画素隔壁１３の形状の影響により、凹凸状に形成された電極保護層１７の凹凸部分を埋めるように配置され、さらに、その上面は略平坦に形成される。
有機緩衝層１８は、素子基板２０Ａの反りや体積膨張により発生する応力を緩和し、不安定な形状の画素隔壁１３からの電極保護層１７の剥離を防止する機能を有する。また、有機緩衝層１８の上面が略平坦化されるので、有機緩衝層１８上に形成される硬い被膜からなる後述するガスバリア層１９（封止層）も平坦化される。したがって、応力が集中する部位がなくなり、これにより、ガスバリア層１９でのクラックの発生を防止する。
【００３７】
有機緩衝層１８は、硬化前の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。
【００３８】
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良く、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。
【００３９】
さらに、電極保護層１７やガスバリア層１９との密着性を向上させるシランカップリング剤や、イソシアネート化合物などの捕水剤、硬化時の収縮を防ぐ微粒子などの添加物を混入しても良い。また、減圧雰囲気下で印刷形成するため、塗布した際に気泡が発生しにくくするために、含水量は１００ｐｐｍ以下に調整しておく。
【００４０】
これらの原料毎の粘度は、１０００ｍＰａ・ｓ（室温：２５℃）以上が好ましい。塗布直後に発光層１２へ浸透して、ダークスポットと呼ばれる非発光領域を発生させないためである。また、これらの原料を混合した緩衝層形成材料の粘度としては、５００〜２００００ｍＰａ・ｓ、特に２０００〜１００００ｍＰａ・ｓ（室温）が好ましい。
【００４１】
また、有機緩衝層１８の最適な膜厚としては、２〜５μｍが好ましい。有機緩衝層１８の膜厚が厚いほうが異物混入した場合等にガスバリア層１９の欠陥を防ぐが、有機緩衝層１８を合わせた層厚が５μｍを超えると、後述する着色層３７と発光層１２の距離が広がり側面に逃げる光が増えるため光を取り出す効率が低下する。
また、硬化後の特性としては、有機緩衝層１８の弾性率が１〜１０ＧＰａであることが好ましい。１０ＧＰａ以上では、画素隔壁１３上を平坦化した際の応力を吸収することができず、１ＧＰａ以下では耐摩耗性や耐熱性等が不足するためである。
【００４２】
有機緩衝層１８上には、有機緩衝層１８を被覆し、かつ電極保護層１７の終端部まで覆うような広い範囲で、ガスバリア層１９が形成されている。
ガスバリア層１９は、酸素や水分が浸入するのを防止するためのもので、これにより酸素や水分による発光素子２１の劣化等を抑えることができる。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、好ましくは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によって形成される。
【００４３】
ガスバリア層１９の弾性率は、１００ＧＰａ以上、具体的には２００〜２５０ＧＰａ程度が好ましい。また、ガスバリア層１９の膜厚は、２００〜６００ｎｍ程度が好ましい。
２００ｎｍ未満であると、異物に対する被覆性が不足し部分的に貫通孔が形成されてしまい、ガスバリア性が損なわれてしまうおそれがあるからであり、６００ｎｍを越えると、応力によるクラックが生じてしまうおそれがあるからである。
【００４４】
さらに、ガスバリア層１９としては、積層構造としてもよいし、その組成を不均一にして特にその酸素濃度が連続的に、あるいは非連続的に変化するような構成としてもよい。
なお、積層構造とした場合の膜厚は、第一ガスバリア層としては、２００〜４００ｎｍが好ましく、２００ｎｍ未満では有機緩衝層１８の表面及び側面被覆が不足してしまう。異物等の被覆性を向上させる第二ガスバリア層としては、２００〜８００ｎｍが好ましい。
総厚１０００ｎｍ以上を超えるとクラックの発生頻度が上がること及び経済的な面で好ましくない。
【００４５】
また、本実施形態では、有機ＥＬ装置１をトップエミッション構造としていることから、ガスバリア層１９は光透過性を有する必要があり、したがってその材質や膜厚を適宜に調整することにより、本実施形態では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。
【００４６】
（封止基板）
さらに、ガスバリア層１９が形成された素子基板２０Ａに封止基板３１が対向配置されている。
この封止基板３１は、発光光を取り出す表示面を有するため、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）などの光透過性を有する材料で構成されている。
【００４７】
封止基板３１の下面には、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、着色層３７の周囲には、ブラックマトリクス層３２（遮光層）が形成されている。着色層３７の膜厚は、０．１〜１．５μｍ程度において各色毎に調整されている。また、その幅は、１０〜１５μｍ程度で設定されることが好ましい。
【００４８】
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に対向して配置されている。これにより、発光層１２の発光光が、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出射するようになっている。
【００４９】
さらに、後述する有機ＥＬ装置１の周辺部の額縁部（非発光部分）Ｄ（図４参照）からの光が漏洩しないように、周辺シール層３３の幅内がブラックマトリクス層３２で覆われている場合もある。
【００５０】
このように、有機ＥＬ装置１においては、発光層１２の発光光を利用し、かつ、複数色の着色層３７によってカラー表示を行うようになっている。
なお、封止基板３１には、着色層３７の他に、紫外線遮断、吸収層や、光反射防止膜、放熱層などの機能層を設けてもよい。
【００５１】
また、本実施形態においては、着色層３７及びブラックマトリクス層３２の表面上に、後述する充填層３４の材料液との濡れ性を改善して充填層３４の充填性を向上させるための表面改質層４０が設けられている。
【００５２】
表面改質層４０の形成材料としては、カルボニル基やカルボキシル基を含むアクリル樹脂、アミノ基を多く含むスチリルアミンやエチレンイミン、テトラエトキシシランやテトラエトキシチタネート、ポリシラザンなどの有機シランや有機チタネートなど極性の高い官能基を有する有機化合物等が挙げられる。
【００５３】
表面改質層４０は、封止基板３１の周辺部を除く画素領域内にパターン形成されている。また、表面改質層４０の膜厚としては、ブラックマトリクス層３２及び着色層３７よりも薄い膜厚とされ、例えば１〜１０ｎｍ程度が好ましい。極性の高い表面改質層４０は吸水しやすく、吸湿によって膜強度が不足してしまうこともあるため膜厚はできるだけ薄いほうが好ましい。
【００５４】
表面改質層４０の濡れ性（表面張力）の指標としては、４０ｍＮ／ｍ以上、より好ましくは５０ｍＮ／ｍ以上である。理由として、後述する充填層３４の材料液に用いられる脂環エポキシモノマー等は粘度が５０ｍＰａ・ｓ（室温）程度と低いものの、硬化時の反応性を得るため極性が高い。そのため表面張力が高く濡れ広がりにくいことから、濡れ性（表面張力）は４０ｍＮ／ｍ以上が好ましい。
【００５５】
素子基板２０Ａと封止基板３１との間の周辺部には、周辺シール層３３が設けられている。
この周辺シール層３３は、素子基板２０Ａと封止基板３１の貼り合わせの位置精度の向上と後述する充填層３４（接着層）のはみ出しを防止する土手の機能を有し、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ている。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。
【００５６】
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、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好ましい。また、塗布時の粘度は、２万〜２０万ｍＰａ・ｓ（室温）が好ましく、４万〜１０万ｍＰａ・ｓがさらに好ましい。紫外線照射後に徐々に粘度が上昇する材料を用いると、１ｍｍ以下の細いシール幅でも周辺シール層３３の断裂を防ぎ、貼り合わせ後の充填剤のはみ出しを防ぐことができる。また、貼り合わせ時に減圧した際に気泡が発生しにくくするため、含水量は１０００ｐｐｍ以下に調整された材料であることが好ましい。
【００５７】
また、周辺シール層３３の膜厚としては１５μｍ以下が好ましい。なお、一般的な接着剤に多く含まれる粘土鉱物やシリカボール、樹脂ボールなどのギャップ材（フィラー）は、前述したガスバリア層１９が貼り合わせ圧着時に損傷してしまうため、本実施形態ではギャップ材が含有されていない紫外線硬化性樹脂からなる接着剤を用いる。
【００５８】
また、素子基板２０Ａと封止基板３１の間における周辺シール層３３に囲まれた内部に、熱硬化性樹脂からなる充填層３４（接着層）が形成されている。
この充填層３４は、前述した周辺シール層３３で囲まれた有機ＥＬ装置１の内部に隙間なく充填されており、素子基板２０Ａに対向配置された封止基板３１を固定させ、かつ外部からの機械的衝撃に対して緩衝機能を有し、発光層１２やガスバリア層１９の保護をするものである。
【００５９】
充填層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、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せて用いられる。
【００６０】
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、電気絶縁性に優れ、かつ強靭で耐熱性に優れる硬化皮膜を形成するものが良く、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良い。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、またはそれらの重合物などの酸無水物系硬化剤、ジシアンジアミドなどが好ましい。これらの硬化は、加熱温度６０〜１００℃の範囲で行われ、その硬化皮膜は珪素酸窒化物との密着性に優れるエステル結合を持つ高分子となる。さらに、酸無水の開環を促進する硬化促進剤として芳香族アミンやアルコール類、アミノフェノール等の比較的分子量の高いものを添加することで低温かつ短時間での硬化が可能となる。また、メルカプタンなどの反応開始剤や３級アミン触媒、シランカップリング剤も含まれる。
【００６１】
また、塗布時の粘度は、５００ｍＰａ・ｓ（室温）以下が好ましく、３０〜３００ｍＰａ・ｓ程度がより好ましい。理由は、貼り合わせ後の空間への材料充填性を考慮したもので、加熱直後に一度粘度が下がってから硬化が始まる材料が好ましい。また、貼り合わせ時に減圧した際に気泡が発生しにくくするため、含水量は１００ｐｐｍ以下に調整された材料であることが好ましい。
【００６２】
充填層３４の膜厚としては、１〜５μｍが好ましい。また、前述した周辺シール層３３と同様に、一般的な接着剤に多く含まれる粘土鉱物やシリカボール、樹脂ボールなどのギャップ材（フィラー）が含有されていない接着剤を用い、ガスバリア層１９の損傷を防いでいる。
【００６３】
なお、着色層３７と発光素子２１との距離（基板同士のギャップ）は、着色層３７に隣接するブラックマトリクス層３２の幅よりも短い距離とする。着色層３７と発光素子２１との距離をこのように設定すれば、隣接画素方向へ出射された光は、着色層３７に隣接するブラックマトリクス層３２によって遮ることができる。
【００６４】
（周辺部の断面構造）
次に、図４を参照して有機ＥＬ装置１の周辺部の断面構造を説明する。
図４に示すように、この有機ＥＬ装置１の周辺部は、前述した素子基板２０Ａと封止基板３１の間に、電極保護層１７、有機緩衝層１８、ガスバリア層１９、周辺シール層３３が順次積層される構成となっている。
【００６５】
有機緩衝層１８の厚さは、中央部から周辺端部３５にかけて小さくなっている。これにより、有機緩衝層１８を被覆するガスバリア層１９の応力集中によるクラックや剥離等の損傷を防ぐことができる。
【００６６】
ここで、ガスバリア層１９は、有機緩衝層１８を完全に被覆するように有機緩衝層１８よりも広く形成されており、このガスバリア層１９上に周辺シール層３３が配置されている。さらに、周辺シール層３３の幅ｄ内に有機緩衝層１８の周辺端部３５の立ち上がり部分３６が位置するように形成されている。このように、有機緩衝層１８の周辺端部３５を覆うガスバリア層１９を周辺シール層３３により保護するため、ガスバリア層１９の応力集中によるクラックや剥離等の損傷を防ぐことができる。これに伴って、水分がガスバリア層１９を透過して発光素子２１に到達することを防ぎ、ダークスポットの発生を防ぐことができる。
【００６７】
なお、本実施形態におけるガスバリア層１９は、周辺シール層３３の外周より広く形成されているが、必ずしも周辺シール層３３より広く形成する必要はない。つまり、ガスバリア層１９の周辺端部３８が、有機緩衝層１８の周辺端部３５よりも広く形成されていればよく、有機緩衝層１８の周辺端部３５と同様に周辺シール層３３の幅ｄ内に形成されていてもよい。また、電極保護層１７の幅も有機緩衝層１８より広く形成されており、通常、ガスバリア層１９と同様のマスク材を使用して形成するため、ガスバリア層１９と同じ幅で形成されている。
【００６８】
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２０Ａ上の最端部に設けられた画素隔壁１３から素子基板２０Ａ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、１ｍｍで形成されている。
【００６９】
上述の実施形態によれば、着色層３７及びブラックマトリクス層３２の表面上に表面改質層４０を形成することにより、充填層３４の材料液との濡れ性が改善され、周辺シール層３３に囲まれた内部に充填層３４が隙間なく形成される。これにより、充填層３４の接着性が十分に確保され、充填層３４及び周辺シール層３３を介して封止基板３１と素子基板２０Ａとを確実に固定させることができる。
【００７０】
また、表面改質層４０が、着色層３７及びブラックマトリクス層３２よりも薄い膜厚で形成されているため、水分等の吸収率を下げ、所望とする膜強度を確保することができる。表面改質層４０の膜厚が大きいと、充填層３４あるいは周辺シール層３３の材料液中に含まれる硬化剤を吸収してしまい材料液の硬化を阻害してしまう虞があるが、着色層３７及びブラックマトリクス層３２よりも薄く形成することで硬化剤の吸収率が低下し、充填層３４を良好に硬化させることができる。また、これにより接着性が十分に確保された充填層３４となる。
【００７１】
また、表面改質層４０は、封止基板３１の周辺部を除く画素領域内にパターン形成されており、これにより、充填層３４の材料液が接触した際に周辺シール層３３が決壊せず、周辺シール層３３の土手機能が確保される。
【００７２】
また、周辺シール層３３をガスバリア層１９上に配置することで、周辺シール層３３をガスバリア層１９の外側に配置する場合と比べて、額縁部Ｄの狭い有機ＥＬ装置１を得ることができるとともに、耐熱性や耐湿性に優れる有機ＥＬ装置１を形成できる。
【００７３】
また、一般的なシール剤の材料は、シール切れを防ぐために無機材料の粒子を混合して粘度を高めているが、周辺シール層３３は、紫外線照射後から徐々に粘度上昇する材料からなることで、紫外線照射によって素子基板２０Ａ側と封止基板３１側との貼り合わせ前に粘度を高めておくことができる。そのため、ディスペンサなどによる速い描画速度を維持しつつ、減圧貼り合わせ後のシール切れを防ぐことが出来る。
【００７４】
さらに、素子基板２０Ａと封止基板３１の間における周辺シール層３３に囲まれた内部に、熱硬化性樹脂からなる充填層３４を形成することで、硬化収縮によるガスバリア層１９以下の各機能層への影響を抑えつつ、素子基板２０Ａ側と封止基板３１側との接着性が向上する。そのため、素子基板２０Ａと封止基板３１の間における周辺シール層３３に囲まれた内部に、水分の侵入を防ぐことができる。また、周辺シール層３３は、外部からの機械的衝撃に対して緩衝機能を有しているため、発光層１２やガスバリア層１９を保護することができる。
【００７５】
また、ガスバリア層１９は、珪素化合物からなるため、透光性、ガスバリア性及び耐水性を確保することができる。
【００７６】
（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、図５，６を参照して本実施形態における有機ＥＬ装置１の製造方法を説明する。
ここで、図５は、有機ＥＬ装置１の素子基板２０Ａ側の工程図であり、図６は、封止基板３１側の工程図である。
【００７７】
まず、図５（ａ）に示すように、陰極１１までが積層された素子基板２０Ａに電極保護層１７を形成する。
具体的には、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する。
【００７８】
次に、図５（ｂ）に示すように、有機緩衝層１８を電極保護層１７上に形成する。
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。この時点の問題点として、加熱直後に反応が開始されるまで一時的に粘度が低下する。この時に、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。
そこで、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ことが好ましい。
【００７９】
次に、図５（ｃ）に示すように、ガスバリア層１９を有機緩衝層１８上に形成する。
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。
【００８０】
一方、図６（ａ）に示すように、封止基板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。
【００８１】
次に、図６（ｂ）に示すように、画素領域に対応して、着色層３７及びブラックマトリクス層３２の表面を被覆するように表面改質層４０を形成する。
具体的には、上記した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画素領域にパターン塗布し、熱オーブン等で蒸発及び硬化を行う。このようにして有機化合物膜からなる表面改質層４０を形成する。
【００８２】
次に、図６（ｃ）に示すように、着色層３７、ブラックマトリクス層３２、及び表面改質層４０が形成された封止基板３１の周辺部に周辺シール層３３を形成する。
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（材料液）を封止基板３１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。
【００８３】
次に、図６（ｄ）に示すように、封止基板３１の周辺シール層３３に囲まれた内部に充填層３４を形成する。
具体的には、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。
なお、この熱硬化性樹脂材料は、必ずしも封止基板３１の全面に塗布する必要はなく、封止基板３１上の複数箇所に塗布すればよい。
【００８４】
次に、図６（ｅ）に示すように、周辺シール層３３及び充填層３４が塗布された封止基板３１に紫外線照射を行う。
具体的には、周辺シール層３３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の紫外線を封止基板３１上に照射する。この時、紫外線硬化性樹脂である周辺シール層３３のみが反応し、徐々に粘度が向上する。
【００８５】
次に、図５（ｃ）に示す、ガスバリア層１９までが形成された素子基板２０Ａ側と、図６（ｅ）に示す、周辺シール層３３の硬化反応が開始された封止基板３１とを貼り合わせる。この時、貼り合わせた素子基板２０Ａと封止基板３１とのアライメント位置の微調整を行いながら、素子基板２０Ａと封止基板３１の双方を接近させていく。
具体的には、素子基板２０Ａと封止基板３１とを面方向（平行方向）に相対移動させ、発光素子２１と着色層３７との対向位置を調整する。例えば、発光素子２１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。
そして、周辺シール層３３が素子基板２０Ａ上に形成した有機緩衝層１８の周辺端部３５の立ち上がり部分３６を完全に被覆するように配置する。
こうしてアライメント位置精度を調整しながら真空度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。
【００８６】
次に、圧着して貼り合わせた有機ＥＬ装置１を大気雰囲気中で加熱する。
具体的には、素子基板２０Ａ側と封止基板３１側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周辺シール層３３と、充填層３４を熱硬化させる。充填層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、充填層３４は必ず固体化させておく。
【００８７】
なお、素子基板２０Ａと封止基板３１との間には真空の空間が存在しても、大気雰囲気中で加熱硬化を行うことにより、充填層３４がその空間に充填される。以上より、前述した本実施形態における所望の有機ＥＬ装置１を得ることができる。
【００８８】
したがって、上述の製造方法によれば、着色層３７及びブラックマトリクス層３２の表面上に、充填層３４の材料液との濡れ性を改善する表面改質層４０を形成することにより、表面改質層４０が充填層３４の形成材料との接触面となり、充填層３４の材料との接触角度を抑えることができる。したがって、充填層３４の形成材料の充填性が向上し、充填時間の短縮と使用量を削減することができる。また、表面張力が高く且つ流動性の低い接着剤を用いることも可能である。
【００８９】
また、着色層３７とブラックマトリクス層３２との境界部を覆うようにして、着色層３７及びブラックマトリクス層３２の表面に表面改質層４０を形成することにより、例えば、各着色層３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂとブラックマトリクス層３２との境界における段差部分に充填層３４の材料液が素早く濡れ広がって、気泡を混入させることなく充填層３４の材料液を充填することができる。
また、その段差の大きさによっては、着色層３７とブラックマトリクス層３２との表面上を平滑化することも可能である。
【００９０】
いずれにしろ、表面改質層４０の表面上に充填層３４の材料液が素早く濡れ広がるため、当該材料液を良好に充填させることができる。よって、着色層３７及びブラックマトリクス層３２の表面上を平坦化するオーバーコート層を設けなくても、充填層３４の材料液の充填性を向上させることができる。オーバーコート層が不要になることで素子基板２０Ａと封止基板３１との距離（すなわち、発光層１２と着色層３７との距離）を従来の装置よりも狭くすることができる。
【００９１】
また、充填層３４の材料液の充填性が良好なため、着色層３７及びブラックマトリクス層３２上に形成される表面改質層４０の膜厚を薄く形成することが可能になり、素子基板２０Ａと封止基板３１との距離（すなわち、発光層１２と着色層３７との距離）をより狭くすることが可能になる。
【００９２】
その結果、視野角を拡大するために、より高精細な画素ピッチにするとともに着色層３７の面積（画素面積）を拡大して構成した場合にも、隣接画素への発光漏れが生じない。これにより、発光面積を稼ぐことができるため、低消費電力で高輝度発光が得られるようになる。また、装置全体の薄型化が図れる。
【００９３】
また、素子基板２０Ａと封止基板３１を貼り合わせる前に、周辺シール層３３に紫外線照射し硬化反応を開始させ、周辺シール層３３の粘度の上昇が始まった後に素子基板２０Ａと封止基板３１を貼り合わせる。そのため、塗布時には粘度が低いため高速で描画動作が行える。また、貼り合わせ時には粘度が上昇するため、貼り合わせ位置精度を向上させるとともに充填層３４のはみ出しを防ぐことができる。
【００９４】
また、素子基板２０Ａと封止基板３１を貼り合わせた後に周辺シール層３３及び充填層３４を加熱硬化させるため、位置精度を維持しつつ接着性及び耐熱性、耐湿性を向上させることができる。さらに、素子基板２０Ａと封止基板３１を減圧下で貼り合わせ、大気雰囲気中で硬化させるので、真空雰囲気下と大気雰囲気中との差圧により、充填層３４が周辺シール層３３で囲まれた内部に隙間なく広がるため、気泡や水分の混入を防ぐことができる。
以上により、ガスバリア層１９を保護することで発光素子２１の劣化が防止され、高耐熱性を有する高信頼性の有機ＥＬ装置１を得ることができる。
【００９５】
（有機ＥＬ装置の第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態における有機ＥＬ装置２について説明する。なお、本実施形態においては、第１実施形態と同一構成には同一符号を付して説明を省略する。ここで、図７は有機ＥＬ装置２を模式的に示す断面図である。
【００９６】
本発明の第２実施形態における、有機ＥＬ装置２は、有機ＥＬ装置１の周辺部の額縁部（非発光部分）Ｄからの光が漏洩しないように、周辺シール層３３の幅内（封止基板３１の周辺部）がブラックマトリクス層３２で覆われている点と、前述した着色層３７よりもブラックマトリクス層３２の膜厚が厚く形成されている点において上記実施形態１と相違している。
【００９７】
図７に示すように、周辺シール層３３の幅内がブラックマトリクス層３２で覆われている構成とすることにより、有機ＥＬ装置２の周辺部の額縁部（非発光部分）Ｄからの光の漏洩を防止することが可能となる。さらに、ブラックマトリクス層３２を着色層３７よりも厚い膜厚で形成することにより、隣接画素への光漏れをより防止することが可能になる。ブラックマトリクス層３２の膜厚は、１〜２μｍ前後の膜厚が好ましい。ブラックマトリクス層３２の膜厚を着色層３７よりも厚く形成する場合には、着色層３７を形成した後にブラックマトリクス層３２を形成する。
【００９８】
また、表面改質層４０は、画素領域内における着色層３７及びブラックマトリクス層３２の表面を被覆するようにして形成されている。
具体的には、発光領域（画素領域）以外のブラックマトリクス層３２の表面を部分的に露出させるようにパターン形成されている。すなわち、ブラックマトリクス層３２上における周辺シール層３３の形成領域（接触部分）には、表面改質層４０を形成しないようにする。これにより、ブラックマトリクス層３２上に形成される周辺シール層３３が決壊せず、周辺シール層３３の土手機能が確保される。
【００９９】
表面改質層４０を形成することにより、着色層３７とブラックマトリクス層３２の境界部の表面における凹凸部分に充填層３４の材料液が回り込み易くなり、凹凸部分に気泡が混入することなく材料液が充填される。また、上記凹凸部分に充填層３４の材料液が素早く濡れ広がり、充填時間を短縮することができる。このように、濡れ性が良く、充填時間が早いため、充填層３４の材料液の塗布量を削減して、充填層３４の膜厚を薄く形成することが可能である。
【０１００】
（電子機器）
次に、上記実施形態の有機ＥＬ装置を備えた電子機器の例について説明する。
図８（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図８（ａ）において、符号５０は携帯電話本体を示し、符号５１は有機ＥＬ装置を備えた表示部を示している。
図８（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図８（ｂ）において、符号６０は情報処理装置、符号６１はキーボードなどの入力部、符号６３は情報処理本体、符号６２は有機ＥＬ装置を備えた表示部を示している。
図８（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図８（ｃ）において、符号７０は時計本体を示し、符号７１は有機ＥＬ装置を備えたＥＬ表示部を示している。
図８（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、先の実施形態に示した有機ＥＬ装置が備えられたものであるので、表示特性が良好な電子機器となる。
【０１０１】
なお、電子機器としては、上記電子機器に限られることなく、種々の電子機器に適用することができる。例えば、ディスクトップ型コンピュータ、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等の電子機器に適用することができる。
【０１０２】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１０３】
例えば、上記実施形態においては、表面改質層４０を塗布法によって形成するとしたが、気相成膜法によって、減圧下でアルゴンガスと酸素ガスを混合したプラズマ雰囲気に通すことで形成される、単分子レベルでカルボニル基、カルボキシル基などを多く含む酸素富裕層（有機化合物層）を形成してもよい。また、真空蒸着法やスパッタ法、酸化物半導体である酸化亜鉛（ＺｎＯ）や酸化チタン（ＴｉＯ２）などの薄膜を、画素領域（着色層３７及びブラックマトリクス層３２上）にパターン形成してもよい。
上記したような方法を用いた場合には、薄膜に対して紫外線照射などの後処理を行うことによって表面エネルギーを高めることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の本実施形態の有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図である。
【図２】本発明の第１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。
【図３】本発明の第１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４】本発明の第１実施形態における図３に示すＡ部の拡大断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態における有機ＥＬ装置の素子基板側の工程図である。
【図６】本発明の第１実施形態における有機ＥＬ装置の封止基板側の工程図である。
【図７】本発明の第２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８】本発明の実施形態における電子機器を示す図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１…有機ＥＬ装置 ２…有機ＥＬ装置 １０…陽極（電極） １１…陰極（電極）
１２…発光層（有機発光層） １３…画素隔壁 １７…電極保護層 １８…有機緩衝層
１９…ガスバリア層 ２０Ａ…素子基板 ２１…発光素子 ３１…封止基板
３２…ブラックマトリクス層（遮光層） ３３…周辺シール層（接着層）
３４…充填層（接着層） ３５…有機緩衝層の周辺端部
３８…ガスバリア層の周辺端部 ４０…表面改質層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、複数の着色層と、前記複数の着色層を区画する遮光層と、を有する封止基板と、
前記封止基板と前記素子基板との周辺部を接着する周辺シール層と、前記周辺シール層で囲まれた内部に形成され、前記封止基板と前記素子基板との画素領域を接着する充填層と、を備え、
前記封止基板には、前記着色層及び前記遮光層の表面上に、前記充填層の形成材料との濡れ性を改善する表面改質層が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装置。
【請求項２】
前記表面改質層が、前記複数の着色層及び前記遮光層よりも薄い膜厚で形成されていることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項３】
前記充填層が、前記周辺シール層の形成材料よりも粘度の低い形成材料から形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項４】
前記表面改質層が、前記封止基板の周辺部を露出させるようにパターン形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項５】
発光領域外の前記封止基板の周辺部にも前記遮光層が設けられ、
前記表面改質層が、前記遮光層の前記周辺シール層が接触する箇所を部分的に露出させるようにパターン形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項６】
前記封止層が、前記発光素子の電極を被覆する電極保護層と、
前記電極保護層を被覆する有機緩衝層と、
前記有機緩衝層を被覆するガスバリア層と、を有してなり、
前記遮光層が、前記有機緩衝層及び前記ガスバリア層よりも弾性率の低い材料から構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項７】
封止基板に、複数の着色層及び遮光層を被覆する表面改質層を形成する工程と、
素子基板に、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被覆する封止層を形成する工程と、
前記素子基板と前記封止基板とを周辺シール層及び充填層を介して貼り合わせる工程と、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装置の製造方法。
【請求項８】
前記素子基板と前記封止基板とを周辺シール層及び充填層を介して貼り合わせる工程は、
前記封止基板の周辺部に紫外線硬化樹脂を塗布して前記周辺シール層を形成する工程と、
画素領域に対応する前記周辺シール層の内側に熱硬化樹脂を塗布して前記充填層を形成する工程と、を備えることを特徴とする請求項７記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項９】
前記周辺シール層の硬化反応が開始してから、前記素子基板と前記封止基板とを減圧下にて貼り合わせることを特徴とする請求項８記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
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、複数の着色層と、前記複数の着色層を区画する遮光層と、を有する封止基板と、
前記封止基板と前記素子基板との周辺部を接着する周辺シール層と、前記周辺シール層で囲まれた内部に形成され、前記封止基板と前記素子基板との画素領域を接着する充填層と、を備え、
前記封止基板には、前記着色層及び前記遮光層の表面上に、前記充填層の形成材料との濡れ性を改善する表面改質層が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装置。
【請求項２】
前記表面改質層が、前記複数の着色層及び前記遮光層よりも薄い膜厚で形成されていることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項３】
前記充填層が、前記周辺シール層の形成材料よりも粘度の低い形成材料から形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項４】
前記表面改質層が、前記封止基板の周辺部を露出させるようにパターン形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項５】
発光領域外の前記封止基板の周辺部にも前記遮光層が設けられ、
前記表面改質層が、前記遮光層の前記周辺シール層が接触する箇所を部分的に露出させるようにパターン形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項６】
前記封止層が、前記発光素子の電極を被覆する電極保護層と、
前記電極保護層を被覆する有機緩衝層と、
前記有機緩衝層を被覆するガスバリア層と、を有してなり、
前記遮光層が、前記有機緩衝層及び前記ガスバリア層よりも弾性率の低い材料から構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項７】
封止基板に、複数の着色層及び遮光層を被覆する表面改質層を形成する工程と、
素子基板に、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被覆する封止層を形成する工程と、
前記素子基板と前記封止基板とを周辺シール層及び充填層を介して貼り合わせる工程と、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装置の製造方法。
【請求項８】
前記素子基板と前記封止基板とを周辺シール層及び充填層を介して貼り合わせる工程は、
前記封止基板の周辺部に紫外線硬化樹脂を塗布して前記周辺シール層を形成する工程と、
画素領域に対応する前記周辺シール層の内側に熱硬化樹脂を塗布して前記充填層を形成する工程と、を備えることを特徴とする請求項７記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項９】
前記周辺シール層の硬化反応が開始してから、前記素子基板と前記封止基板とを減圧下にて貼り合わせることを特徴とする請求項８記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−４７８７９（Ｐ２００９−４７８７９Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１３３６６（Ｐ２００７−２１３３６６）
【出願日】平成１９年８月２０日（２００７．８．２０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２０日（２００７．８．２０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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