JP2009199979A - 有機エレクトロルミネッセンス装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置に反りが生じず高品位な表示を実現する有機ＥＬ装置を提供する。
【解決手段】基板２０と、一対の電極間に発光層１２を挟持した複数の発光素子２１と、基板２０上に複数の発光素子２１が配置されて形成される表示領域と、少なくとも基板２０上の表示領域を覆って形成され、表示領域の周辺部で基板２０と当接する封止層と、を有する素子基板２０Ｌと、を備えた有機ＥＬ装置１であって、素子基板２０Ｌを挟持して設けられた一対の反り緩和基板３１ａ，ｂを有しており、一対の反り緩和基板３１ａ，ｂは、基板２０と一方の反り緩和基板との線膨張係数の差に起因して生じる素子基板２０Ｌの反りを、基板２０と他方の反り緩和基板との線膨張係数の差に起因して生じる素子基板２０Ｌの反りによって緩和し、反り緩和基板３１ａ，ｂの形成材料は、基板２０の形成材料よりもヤング率が低く且つ基板２０の形成材料よりも密度が低いことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置およびその製造方法に関するものである。

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。

有機ＥＬ装置は、有機材料を含む材料で形成された発光素子を備えている。この発光素子は基本的な構成として、陽極と陰極との間に有機発光層（発光層）が挟持される構成となっている。更にこれらの基本構成に加えて、発光素子には、陽極からの正孔注入をより容易に行うために陽極と発光層との間に配置される正孔注入層や、陰極からの電子注入をより容易に行うために陰極と発光層との間に配置される電子注入層など、様々な機能を担う機能層が付加され、これらの機能層の効果により高い輝度や高い発光効率を実現している構成のものが多い。

これら発光層、正孔注入層、電子注入層等の各層の形成に用いられる材料は、大気中の水分や酸素と容易に反応し劣化するものが多い。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、発光素子としての性能が低下する。そのため有機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や封止材などのガスバリア層で発光素子を封止する構造が提案されている（たとえば特許文献１、２参照）。
特開２００４−２８１０８５号公報 特開２００５−１９０８２号公報

ところで、平面表示装置の技術トレンドは薄型化と大画面化であり、広い画面を備える薄型の液晶ディスプレイやプラズマディスプレイが市場を賑わしている。有機ＥＬ装置においても活発に開発が行われている。

装置の厚みについて、従来の有機ＥＬ装置の構造では、装置内部への水分の浸透防止のために、密度が高く水分子を通さないガラスや金属製の封止基板と素子基板とを、シール材を用いて周縁部で貼り合わせて中空構造とし、内部の空隙部に封止された乾燥剤で浸入する水分を捕捉する構造が一般的であった。

しかし近年では、中空構造を必要としない完全な固体構造により封止する技術が可能となってきている。これは、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイのように液状体や気体を封入する工程を必要とする平面表示装置と比べると構造が大きく異なる点であり、中空構造を必要としないこの特長を活かし、有機ＥＬ装置は大幅な薄型化と軽量化が実現できる。

また有機ＥＬ装置は、消費電力が低く視野角が広いといった大画面化に有利とされる特長を備えている。これらの特長を活かし、大画面化を実現する有機ＥＬ装置の開発が期待されている。

有機ＥＬ装置を大型化した場合、高精細且つ高速な応答の動画表示を実現するため、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）を用いるアクティブマトリクス駆動方式を採用することが好ましい。しかし、ＴＦＴは十分な電子移動度を得るためには３００℃以上の高温プロセスで形成する必要があるため、ＴＦＴを配置する素子基板には、ガラス基板または金属基板などの耐熱性を有する基板を用いる必要がある。一方で、ガラス基板や金属基板を備えた有機ＥＬ装置を大型化すると、装置重量が大きくなり、薄型化によって実現できる軽量化が損なわれる。

そこで、素子基板に対向配置される対向基板をプラスチック基板とすると軽量化を図ることが出来るが、素子基板に用いられるガラス基板や金属基板と、対向基板に用いられるプラスチック基板との、熱に対する変形率が異なるため装置に反りや歪みが生じやすい。このような反りや歪みの影響は、装置が大型化するほどより顕著であり、表示画像の劣化や装置の破損につながるおそれがある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、装置に反りが生じず高品位な表示を実現する有機ＥＬ装置を提供することを目的とする。また、このような有機ＥＬ装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の有機ＥＬ装置は、基板と、一対の電極間に有機発光層を挟持した複数の発光素子と、前記基板上に前記複数の発光素子が配置されて形成される表示領域と、少なくとも前記基板上の前記表示領域を覆って形成され、前記表示領域の周辺部で前記基板と当接する封止層と、を有する素子基板と、を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記素子基板を挟持して設けられた一対の反り緩和基板を有しており、前記一対の反り緩和基板は、前記基板と一方の前記反り緩和基板との線膨張係数の差に起因して生じる前記素子基板の反りを、前記基板と他方の前記反り緩和基板との線膨張係数の差に起因して生じる前記素子基板の反りによって緩和し、前記反り緩和基板の形成材料は、前記基板の形成材料よりもヤング率が低く且つ前記基板の形成材料よりも密度が低いことを特徴とする。
この構成によれば、反り緩和基板の形成材料は基板の形成材料よりも低密度であるため、反り緩和基板を基板の形成材料で形成した場合よりも軽量化することができる。また、素子基板を一対の反り緩和基板で挟持しているため、素子基板と両反り緩和基板との間に発生する熱応力同士が相殺し、全体として熱応力を緩和するために、装置の反りを緩和し軽減することができる。更に、両反り緩和基板の形成材料は基板の形成材料よりも低ヤング率であるため、装置に反りが生じても破損しにくい。したがって、装置を軽量化と装置の反りの防止とを両立し、高品位な表示を実現する有機ＥＬ装置とすることができる。

本発明においては、前記封止層は、前記表示領域を覆って全面に形成され、前記表示領域の周辺部で前記基板と当接する電極保護層と、前記電極保護層上に形成され、前記表示領域を覆う有機緩衝層と、前記有機緩衝層の全面を覆って形成され、前記表示領域の周辺部で前記電極保護層と当接するガスバリア層と、を備えることが望ましい。
この構成によれば、発光素子へ浸透する水分を捕捉する乾燥剤が不要であり、確実な水分浸透防止が可能である上に、乾燥剤を用いた中空構造の有機ＥＬ装置と比べて装置に生じる反りによって破損しにくく、熱変形に強い構造を備えた有機ＥＬ装置とすることができる。また、反り緩和基板にこのようなガスバリア層を設けるものに比べて、側面接着部からの水分浸透が防げるため長期信頼性が達成できる。

本発明においては、前記反り緩和基板は、厚さが５０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲の値であることが望ましい。
反り緩和基板の厚みが５０μｍよりも薄いとわずかな変形で反り緩和基板が破損しやすく、１０００μｍよりも厚いと重量が増加するため軽量化に不利であると共に、コスト増となるため不向きである。そのため、この構成とすることで良好な反り緩和基板とすることができ、高品質な有機ＥＬ装置とすることができる。

本発明においては、前記一対の反り緩和基板は、それぞれ前記素子基板との間に形成された接着層を介して貼り合わせられ、前記接着層の厚さは、隣接する前記反り緩和基板の厚さの５分の１以下であることが望ましい。
この構成によれば、反り緩和基板の曲げ特性に影響を与えない程度の薄膜とすることができるため設計が容易となり、適切に制御した物性を備えた反り緩和基板を備える有機ＥＬ装置とすることができる。

本発明においては、前記反り緩和基板の形成材料は、ヤング率が０．１ＧＰａ以上１５ＧＰａ以下の範囲の値であることが望ましい。
ヤング率が０．１ＧＰａよりも小さいと、反り緩和基板による素子基板の補強が困難となり、１５ＧＰａより大きいと、反りが発生した際に屈曲圧力によって脆性的に破損しやすくなるため不向きである。そのため、この構成とすることで良好な反り緩和基板とすることができ、高品質な有機ＥＬ装置とすることができる。

本発明においては、前記反り緩和基板の形成材料は、線膨張係数が２００ｐｐｍ／℃よりも小さいことが望ましい。
この構成によれば、反り緩和基板の熱変形率が小さくなり、素子基板との線膨張係数の差を小さくなることで基板へかかる応力負荷を小さくし、熱に対する寸法安定性が高く反りが生じにくい有機ＥＬ装置とすることができる。

本発明においては、一方の前記反り緩和基板の厚さの３乗と該反り緩和基板の形成材料のヤング率との積が、他方の前記反り緩和基板の厚さの３乗と該反り緩和基板の形成材料のヤング率との積の０．５倍以上１．５倍以下の範囲の値であることが望ましい。
この構成によれば、一対の反り緩和基板のそれぞれをヤング率が異なる材料で形成した場合であっても、発生する反りを良好に緩和することができる。そのため、反り緩和基板の形成材料の選択自由度が高まり、良好な有機ＥＬ装置とすることができる。

本発明においては、前記反り緩和基板の形成材料が、ポリエチレンナフタレートを含むことが望ましい。
この構成によれば、熱変形が小さい上に高透明な良好な反り緩和基板とすることができる。

本発明においては、前記一対の反り緩和基板は、形成材料が同じ線膨張係数を備えることが望ましい。
この構成によれば、熱による反り緩和基板の変形が素子基板の両面で同程度となるため、効率的に反りの発生を抑制することができる。

本発明においては、前記一対の反り緩和基板は、同じ形成材料であることが望ましい。
この構成によれば、容易且つ確実に反り緩和基板の物理特性をそろえることができ、反りの発生を抑制した高品質の有機ＥＬ装置とすることができる。

本発明においては、前記一対の反り緩和基板は、表面に透明導電性の金属酸化物を含む機能層を備えることが望ましい。
この構成によれば、装置駆動により発生する熱を機能層により効率的に放熱することが可能となるため、上記効果に加え駆動発熱による反りや変形を軽減することができる。

また、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は、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有する素子基板を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、前記有機エレクトロルミネッセンス装置は、前記素子基板を挟持して貼り合わせられ、前記素子基板の両面から該素子基板の反りを抑制する一対の反り緩和基板を有し、前記一対の反り緩和基板の各々の片面にあらかじめ前記一対の反り緩和基板と前記素子基板とを貼りあわせる接着層の形成材料が塗布され、該一対の反り緩和基板の前記接着層の形成材料を配置した面と前記素子基板とを対向配置して、前記素子基板の両面から同時に圧着する工程を備えることを特徴とする。
この方法によれば、素子基板の両面に接着層形成材料を配置する工程が不要であるため、素子基板の両面に対して反り緩和基板を容易に同時圧着することができる。そのため、片面ずつ取り付けるよりも反り緩和基板を取り付ける工程が削減することができる。更に、両面の接着層の硬化を同時に行うことができるため、接着層形成材料の硬化収縮を素子基板の両面で同時に生じさせることができる。したがって、硬化収縮による反りの影響が無く、良好な有機ＥＬ装置を製造することができる。

本発明においては、前記圧着する工程は、減圧または加圧雰囲気下において行うことが望ましい。
この方法によれば、接着剤に気泡が混入することを防ぐことができ、合わせて、接着層の形成材料が含む水分を除きながら接着層の形成を行うことができる。そのため、水分や気泡が原因となる反り緩和基板の剥離や表示画像の低下の無い高品質な有機ＥＬ装置を製造することができる。

本発明においては、前記有機エレクトロルミネッセンス装置は、前記素子基板に接続し他の装置と導通させる接続配線を有し、前記圧着する工程に先立って、所定の熱処理条件で熱処理を行って前記接続配線と前記素子基板とを接続する工程を備えることが望ましい。
この方法によれば、反り緩和基板が熱処理環境に曝されないため、反り緩和基板に過剰な耐熱性が要求されず、材料選択の自由度が増す。

［第１実施形態］
以下、図１〜図７を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス装置（有機ＥＬ装置）について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。

図１は、本実施形態の有機ＥＬ装置１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。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。

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、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と、該陽極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、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。

次いで、図２の概略平面図を用いて有機ＥＬ装置１の平面構造を説明する。基板２０Ａは、平面視矩形の形状を有しており、基板本体（基板）２０の中央部に配置された表示領域３と、表示領域３の周囲に配置された額縁部４とを備えている。

表示領域３は平面視矩形の領域形状を備え、図１で示したサブ画素Ｘがマトリクス状に配置されている。サブ画素Ｘにはそれぞれ発光素子２１が配置されており、は赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれかの光が取り出される構成となっている。これら各々の色に発色するサブ画素Ｘは、図中の短手方向において同一色で配列していわゆるストライプ配置を構成している。そして、サブ画素Ｘが発色するＲＧＢが一つのまとまりとなって、単位画素が構成されており、該単位画素は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。表示領域３の大きさは、対角で約１０インチとなっている。

額縁部４には、表示領域３を覆って表示領域３よりも広い面積に（額縁部４にはみ出るまで）形成される平面視矩形の陰極１１と、陰極１１の周囲を囲んで形成される第１陰極配線２２Ａと、第１陰極配線２２Ａと接続して形成される第２陰極配線２２Ｂと、陰極１１の周辺部に配置され、陰極１１と第１陰極配線２２Ａとを接続する帯状の補助陰極配線２４と、複数のサブ画素Ｘの間の領域に延在し、補助陰極配線２４同士を接続する補助配線２５と、を備えている。また、基板２０Ａの長辺のうちの一方の辺２１には、その中央部に基板２０Ａを他の部材と電気的に接続させる際に用いる実装端子４０を備えている。第１陰極配線２２Ａと第２陰極配線２２Ｂとは、１つの陰極配線２２を構成している。

第１陰極配線２２Ａは、陰極１１の両短辺および辺２１側とは反対側の陰極１１の長辺に対向して平面視コの字型に配置されている。また、第２陰極配線２２Ｂは平面視Ｌ字型を備えており、第１陰極配線２２Ａの両端部にはそれぞれ１つずつ第２陰極配線２２Ｂの一端部が接続されている。また、各第２陰極配線２２Ｂの他端部には接続端子部２３が設けられており、接続端子部２３は実装端子４０の一部を構成して辺２１に当接するように設けられている。

実装端子４０は、不図示の配線基板を介して有機ＥＬ装置１が備える各種配線と接続されている。実装端子４０は、有機ＥＬ装置１と他の部材とを電気的に接続させる際に用いる。実装端子４０は、必要に応じて金や銀などの導電性の高い金属によるメッキを行い、実装端子４０での導電性を高めることとしておいても良い。

これら各種配線のうち実装端子４０の端部を除いて、ガスバリア層１９が形成されている。ガスバリア層１９に覆われない部分（露出部分）には、実装端子４０の一部を構成する接続端子部２３も含んでいる。また、第２陰極配線２２Ｂの備える屈曲部はガスバリア層１９に覆われている。

次に、本実施形態の有機ＥＬ装置１の具体的な態様を、図３から図７を参照して説明する。

図３は有機ＥＬ装置１を模式的に示す断面図である。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方式」の有機ＥＬ装置である。トップエミッション方式は、光を有機ＥＬ素子が配置された基板側ではなく対向する基板側から取り出すため、発光面積が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、素子基板２０Ｌと、素子基板２０Ｌの両面に配置された反り緩和基板３１ａ，ｂと、を備えており、これら素子基板２０Ｌと反り緩和基板３１ａ，ｂとは、接着層３４ａ，ｂを介して貼り合わされている。また、素子基板２０Ｌは、複数の発光素子２１が配置された基板２０Ａと、複数の発光素子２１を覆って積層して形成される電極保護層１７と有機緩衝層１８とガスバリア層１９の各層からなる封止層と、を備えている。以下の説明においては、基板２０Ａの配置している側を下側、反り緩和基板３１ａが配置している側を上側として、各構成の上下関係、積層関係を示すこととする。以下、各構成要素について順に説明する。

基板２０Ａが備える基板本体２０は、無アルカリガラスのような透明基板や、ステンレススチール、銅などの不透明基板を用いることができる。これらの素材では、５００℃程度までの耐熱性があるとＴＦＴを形成する際に、基板本体２０が変形や品質劣化を起こさないため好ましい。装置全体の軽量化を考慮した場合、３ｇ／ｃｍ^３以上の密度を備えるものが多い金属材料よりも、２．０〜２．４ｇ／ｃｍ^３程度であるガラスの方が低密度であり好ましい。基板本体２０の厚みは、剛性維持と軽量化とのバランスのため、０．１〜０．５ｍｍの厚みであると良い。本実施形態では、基板本体２０の材料としてガラスを用いる。

基板本体２０上には、前述した駆動用ＴＦＴ１２３や不図示の各種配線が形成されており、これらの構成を覆って基板本体２０の表面の全面に無機絶縁膜１４が形成されている。無機絶縁膜１４は、例えば窒化シリコンで構成されている。

基板２０Ａ上には、基板２０Ａが備える配線やＴＦＴ素子等に由来する表面の凹凸を緩和するための平坦化層１６と、平坦化層１６に内装されて配置される発光素子２１から照射される光を基板本体２０と対向する側に反射する機能を有する金属反射層１５と、が形成されている。平坦化膜１６は、絶縁性の樹脂材料で形成されており、形成方法はフォトリソグラフィを用いるため、材料には例えば感光性のアクリル樹脂や環状オレフィン樹脂などが用いられている。

金属反射層１５は、配線と製造工程を兼ねるため、配線材料と同じ例えばアルミニウムやチタン、モリブデン、銀、銅などの金属またはそれらを組み合わせた合金材料で形成されており、光を反射する性質を備えている。本実施形態ではアルミニウムで形成されている。金属反射層１５は、後述する発光素子２１と基板本体２０との間で発光素子２１に平面的に重なるように配置されている。

平坦化膜１６上であって、金属反射層１５と平面的に重なる領域には、発光素子２１が配置されており、隣接する発光素子２１の間および発光素子２１と基板本体２０の端部との間には隔壁１３が形成されている。隔壁１３は平坦化膜１６と同様に絶縁性の樹脂材料で形成されており、形成方法はフォトリソグラフィを用いるため、材料には例えば感光性のアクリル樹脂や環状オレフィン樹脂などが用いられている。

隔壁１３の頭頂部には、陰極１１の導通を補助する補助配線２５が形成されている。補助配線２５は、アルミニウムや金、銀、銅などの金属材料を使用し、公知の方法を用いて形成することができる。

発光素子２１は、陽極１０と陰極１１に発光層１２が挟持されて形成されている。発光素子２１を構成する陽極１０は、平坦化膜１６上に形成され、基板２０Ａが備える駆動用ＴＦＴ１２３に接続されている。また陽極１０は、仕事関数が５ｅＶ以上の正孔注入効果の高い材料が好適に用いられる。このような正孔注入効果の高い材料としては、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物）等の金属酸化物を挙げることができる。本実施形態ではＩＴＯを用いる。

また、上記金属反射層１５は、発光層１２との距離を制御することでＲＧＢの発光効率を高めることが出来るため、ＲＧＢ画素ごとに金属反射層１５の膜厚を制御して反射する距離を制御することが好ましい。なお、本実施形態の有機ＥＬ装置１はトップエミッション方式の発光方法であるため、陽極１０は必ずしも光透過性を有する必要は無く、アルミニウム等の光を透さない金属電極を設けることとしてもよい。その場合には、陽極１０が光を反射し先述の金属反射層１５の機能を兼ね備えるため、金属反射層１５は設けなくても良い。

発光層１２は、白色に発光する白色発光層を採用している。本実施形態では、この白色発光層は低分子系の発光材料を用いて真空蒸着法を用いて形成されている。白色の発光材料としては、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挙げることができる。また、各層の構成を変化させ、赤色、緑色、青色の３色を同時に発光させて白色発光を取り出す３層構造とすることも可能である。

なお、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）をそれぞれ成膜し、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することが好ましい。それぞれの層は、加熱ボートまたは加熱るつぼを用いた真空蒸着法により各層の形成材料を順次形成する。

陰極１１は、発光層１２と隔壁１３との表面を覆って、最も外側（基板２０Ａの外周部に近い側）に配置された隔壁１３の頭頂部に至るまで延在して形成されている。陰極１１の形成材料には、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。これらの材料を用いる場合には、金属材料は真空蒸着法、金属化合物はＥＣＲプラズマスパッタ法やイオンプレーティング（圧力勾配型プラズマガン成膜）法、対向ターゲットスパッタ法などの高密度プラズマ成膜法を用いて陰極１１を形成することができる。

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にくいため、ＩＴＯや酸化スズなどの透明な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、マグネシウム−銀合金（ＭｇＡｇ）を透明性が得られる２０ｎｍ以下の膜厚に調整して用いている。陰極１１の膜厚は約１０ｎｍである。

また、基板２０Ａ上であって、基板２０Ａの外周部近傍の平坦化膜１６が形成されていない領域には陰極配線２２が形成され、陰極配線２２と陰極１１とは補助陰極配線２４により接続され導通している。

陰極配線２２は、陰極１１を不図示の電源まで通電させることを目的として形成されており、主に基板２０Ａの周縁部に設けられる。陰極配線２２の形成材料には、電気伝導性の高いアルミニウムやチタン、モリブデン、タンタル、銀、銅などの金属またはそれらを組み合わせた合金が用いられ、これらの材料を単層もしくは多層に積層して形成したものが用いられる。また、陰極配線２２の最表層には、陽極１０と同じ材料であるＩＴＯが形成されている。陽極１０の形成時と同時に、陰極配線２２の最表層にもＩＴＯを形成しておくことで、製造工程におけるフォトリソグラフィ工程での陰極配線２２の腐食を防ぐことができる。

補助陰極配線２４は、陰極１１と陰極配線２２との通電を補助する目的で陰極１１の端部に設けられている。補助陰極配線２４の形成材料には、アルミニウム等の導電性の高い金属が用いられ、マスクを介して真空蒸着法やスパッタ法で成膜して形成される。これらの方法で成膜することで、発光層１２へ影響なく補助陰極配線２４を形成することができる。補助陰極配線２４の膜厚は１００ｎｍから５００ｎｍ程度であることが好ましい。本実施形態では３００ｎｍの膜厚の補助陰極配線２４を形成している。

さらに、発光素子２１の周囲に配置された隔壁１３の頭頂部には、補助配線２５が形成されている。補助配線２５は陰極１１および補助陰極配線２５に接続しており、表示領域３の中央部と周縁部との電位差を解消している。補助配線２５の形成材料には、アルミニウム等の導電性の高い金属が用いられ、マスクを介して真空蒸着法やスパッタ法で成膜して形成される。

基板２０Ａ上には、配置されている発光素子２１を覆って全面に複数の保護層が積層して層構造を形成している。この保護層として、本実施形態の有機ＥＬ装置１は、電極保護層１７と有機緩衝層１８とガスバリア層１９とを備えている。以下、基板２０Ａ上に形成されている各層について説明する。

基板２０Ａ上には、第１陰極配線２２Ａの端面を覆い、第１陰極配線２２Ａ、補助陰極配線２４、陰極１１の表面を覆って全面に、電極保護層１７が形成されている。この電極保護層１７により、２０ｎｍ以下と非常に薄い陰極１１や、その下の発光層１２の破損を抑制することができる。また、発光素子２１への水分の浸入を防ぐガスバリア層としての機能も兼ね備える。

電極保護層１７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を用いて形成することができる。形成前には、酸素プラズマ処理を行って形成した膜の密着性を向上させることが好ましい。このようにすることで、陰極１１との密着性が向上し、発光ムラを低減させることができる。

電極保護層１７は、透明性や密着性、耐水性、絶縁性、更にはガスバリア性を考慮して、酸窒化シリコンや窒化シリコンなどのケイ素化合物で構成することが望ましい。中でも、酸窒化シリコンは、含まれる酸素と窒素の比率を変えることで高い防湿性を維持しながら、膜応力を抑えつつ無色透明な膜とすることが可能であるため好ましい。本実施形態では、酸窒化シリコンを用いて電極保護層１７を形成している。

また、電極保護層１７の膜厚は、上層に形成する有機緩衝層の形成材料の発光層１２への浸透を防ぐ目的で１００ｎｍ以上とすることが好ましい。また、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３００ｎｍ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。

電極保護層１７の上には有機緩衝層１８が形成されている。有機緩衝層１８は、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。この有機緩衝層１８は、基板２０Ａの反りや体積膨張により発生する応力を緩和し、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ことができる。

有機緩衝層１８の形成材料としては、流動性に優れ且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ことが好ましく、その様な形成材料としてエポキシ基を有する分子量３０００以下のエポキシモノマー／オリゴマーを好適に用いることができる。ここでは、分子量１０００以下の原料をモノマー、分子量１０００〜３０００の原料をオリゴマーとする。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、有機緩衝層１８の形成材料には、エポキシモノマー／オリゴマーと反応する硬化剤が含まれる。このような硬化剤としては、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好適に用いられ、透明性に優れ且つ硬化のばらつきの少ない付加重合型が好ましい。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。これらの硬化剤を加えた有機緩衝層１８の形成材料は優れた熱硬化性樹脂として振る舞う。

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℃の範囲で加熱することで行われ、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光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。更には、陰極１１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等の捕水剤、硬化時の収縮を防ぐ微粒子などの添加剤が混入されていても良い。

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の破損を防ぎやすいが、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３２ａ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ためである。

有機緩衝層１８の上には、有機緩衝層１８の端部を含め全面を被覆し、且つ電極保護層１７の全面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、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、透明性、ガスバリア性、耐水性を考慮して、好ましくは窒素を含むケイ素化合物、すなわち窒化シリコンや酸窒化シリコンなどを用いて形成される。本実施形態では、酸窒化シリコンを用いてガスバリア層１９を形成している。

ガスバリア層１９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を用いて形成することができる。形成前には、形成面の酸素プラズマ処理を行って形成した膜の密着性を向上させることが好ましい。また、ガスバリア層１９の膜厚は、ガスバリア層１９の破損を防ぎガスバリア性を担保するために１００ｎｍ以上であることが好ましい。また、有機緩衝層１８の端部や陰極配線２２等の凹凸部を被覆する際にクラックを防ぐために８００ｎｍ以下であることが好ましい。なお、本実施形態においては、ガスバリア層１９を単層で形成しているが、複数層で積層してもよい。

素子基板２０Ｌのガスバリア層１９が配置された側には、反り緩和基板３１ａが対向配置されている。反り緩和基板３１ａについては後に詳述する。

反り緩和基板３１ａの素子基板２０Ｌと対向する面には、カラーフィルタ層３２が形成されている。カラーフィルタ層３２には、透過光を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれかの光に変調する着色層３２ａがマトリクス状に配列形成されている。この着色層３２ａ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から射出された光は着色層３２ａの各々を透過して、赤色光、緑色光、青色光として観察者側に射出され、カラー表示を行うようになっている。

また、隣接する着色層３２ａの間および着色層３２ａの周囲には、光漏れを防ぎ視認性を向上させるブラックマトリクス層３２ｂが形成されている。ブラックマトリクス層３２ｂは、発光素子２１に平面的に重ならない領域にまで延在して形成されている。そのため、装置側面からの光漏れを効率的に防ぎ画質を向上させることができる。

素子基板２０Ｌと反り緩和基板３１ａとは接着層３４ａによって貼り合わされている。接着層３４ａは、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２０Ｌに対向配置された反り緩和基板３１ａを固定し、外部の熱変化で発生する素子基板と反り緩和基板の膨張率の差が生じても剥離することなく緩和し、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を保護する機能を備える。

接着層３４ａの形成材料の主成分としては、有機溶媒のような揮発成分を除去した有機化合物材料である必要があり、アクリル系やポリウレタン系、エポキシ系接着剤などの透明性の高い液状の材料を使用する。好ましくは、耐熱性が高く高透明で、かつガスバリア層である酸窒化シリコンとの接着性に優れる熱硬化型エポキシ系接着剤が好ましい。これらを塗布形成し、６０〜１００℃の加熱による硬化工程により固体化させる。

接着層３４ａを形成するための材料には、基板間の距離を制御するための所定粒径の球状粒子（スペーサ）や、粘度を調整するため燐片状や塊状の無機材料（無機フィラー）などの充填物が混合されていることが多いが、これらの充填物は貼り合わせ圧着時にガスバリア層１９を損傷させるおそれがあるため、本実施形態ではこれらの充填物が混入していない形成材料を用いる。

接着層３４ａの形成材料の塗布時の粘度は、２００〜１０００ｍＰａ・ｓ（室温）が好ましい。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、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。

また、接着層３４ａとして上記のような硬化工程によって完全に固体化する材料でなくても、アクリル系粘着剤やゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤のような、貼り合せ後も恒久的に粘着性を保持する材料を用いてもよい。これらの粘着性材料は、完全固体化できないため耐熱性など劣るものの、硬化設備が不要になり製造コスト面で有利である。

接着層３４ａの膜厚はブラックマトリクス層３２ｂの幅との関係により最適な値が決まるが、一般には３〜１０μｍが好ましい。接着層３４ａがこの程度の厚みを備えると、接着層３４ａの膜厚と先述した有機緩衝層１８等の各保護層の膜厚との合計が最大で１５μｍ程度になる。この合計膜厚が１５μｍを超えると、カラーフィルタ層３２と発光素子２１との間の距離が広がりすぎ、発光素子２１から射出される光のうち装置側面に逃げる光の割合が増えるため、光取り出し効率が悪くなるためである。本実施形態では、接着層３４ａの層厚を５μｍに形成している。

また、反り緩和基板３１ａとの関係においては、反り緩和基板３１ａの厚みの５分の１以下の膜厚が好適である。この膜厚だと反り緩和基板３１ａの曲げ弾性率に影響を与えないため好ましい。接着層３４ａの膜厚の制御は、接着層３４ａの形成材料を配置する量を制御することで行う。

基板本体２０の発光素子２１と対向しない面には、反り緩和基板３１ａと対を成す反り緩和基板３１ｂが配置されている。反り緩和基板３１ｂと基板本体２０とは、接着層３４ｂにより接着されている。接着層３４ａと同様の性質を備える。

素子基板２０Ｌの端部（図では右端）では、陰極配線２２が外部に露出しており実装端子４０を形成している。実装端子４０には、フレキシブル基板等により形成された別部材の配線基板５０が接続されており、配線基板５０上には他の装置との接続に用いる接続配線が形成されている。有機ＥＬ装置１は、配線基板５０を介して他の装置と接続され、例えば表示画面としての機能を示す。

（反り緩和基板）
次いで、本発明の特徴部分である反り緩和基板３１ａ，３１ｂについて詳細に説明する。反り緩和基板３１ａ、３１ｂは、有機ＥＬ装置１の表示面および裏面に付設される。

一般に樹脂材料はガラスよりも密度が小さいため、基板本体２０をガラスで形成し、基板本体２０の対向基板を樹脂材料で形成すると、同じ厚みの対向基板をガラスで形成する場合よりも軽量化を図ることができる。しかし、基板本体２０をガラス、対向基板を樹脂材料で形成すると、基板本体２０と対向基板との線膨張係数の差に起因して、基板本体２０と対向基板との間に熱膨張率・熱収縮率（熱変形率）の差が生じる。

この熱変形率の差は、装置全体に反り・歪みを生じさせる。そこで、この反りを防ぐため本発明では基板本体２０の発光素子２１を配置しない面にも樹脂材料の基板を配置し、熱変形による装置の反りを防止する。本発明では、ここで説明した対向基板と、基板本体の裏面に配置する樹脂材料の基板とを合わせて反り緩和基板としている。

反り緩和基板３１ａ，ｂは、低密度材料を用いることによる軽量化と、基板本体を両面から挟持することによる耐屈曲性の向上とを同時に実現している。これらの目的に合致した反り緩和基板とするために、以下のような形成材料を用いることが好ましい。

両反り緩和基板の形成材料の密度は、１．０ｇ／ｃｍ^３以上１．５ｇ／ｃｍ^３以下の範囲のものが好ましく、１．０ｇ／ｃｍ^３以上の密度であれば汎用の樹脂材料を用いることができる。また、１．５ｇ／ｃｍ^３を越える密度の形成材料では、ガラスと比較した場合の軽量化メリットが少なくなる。

両反り緩和基板の形成材料の線膨張係数は、熱応力によるパネルの反りを考慮して、２つの反り緩和基板の線膨張係数が近い材質を選定することが好ましく、双方とも２００ｐｐｍ／℃以下が好ましい。更に、基板本体２０の形成材料の線膨張係数と近い値のものが好ましく、本実施形態では基板本体２０の形成材料であるガラスの線膨張係数（約８ｐｐｍ／℃）に近い形成材料がより好ましい。線膨張係数は、ＡＳＴＭ Ｄ６９６示される方法にて測定することできる。

両反り緩和基板の形成材料は、ヤング率が０．１ＧＰａ以上１５ＧＰａ以下の範囲のものが好ましい。形成材料のヤング率が０．１ＧＰａ未満であると剛性が低すぎて基板の補強が出来ず、１５ＧＰａより大きくなると、屈曲圧力に耐えられず脆性破壊しやすく、なるためである。

両反り緩和基板の形成材料のヤング率は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８やＪＩＳ Ｋ７１６１に示される引張り試験の結果から得られる引張り弾性率を用いても良く、また、ＡＳＴＭ Ｄ７９０やＪＩＳ Ｋ７１７１に示される３点曲げ試験の結果から得られる曲げ弾性率を用いて引張り弾性率に近似することとしても良い。本実施形態では、ＡＳＴＭ Ｄ７９０準拠の測定により得られる曲げ弾性率を用いる。

３点曲げ試験において試験片の曲げ弾性率（ヤング率）Ｅ（Ｐａ）は、試験片の幅をｂ（ｍｍ）、厚みをｄ（ｍｍ）、支点間距離をＬ（ｍｍ）、荷重をＰ（Ｎ）、たわみ量をｈ（ｍｍ）とすると、以下の式（１）で表すことができる。

上式より、ヤング率は厚みの３乗に比例するため、反り緩和基板３１ａの形成材料のヤング率をＥ_１、反り緩和基板３１ｂの形成材料のヤング率をＥ_２とすると、両反り緩和基板に同じ荷重が加わる場合に同じたわみ量になるためには、反り緩和基板３１ａの厚みｄ_１および反り緩和基板３１ｂの厚みｄ_２が以下の式（２）を満たすものとすればよい。

または、上式（２）を満たさないまでも、各反り緩和基板の形成材料のヤング率と厚みの３乗との積同士を比較し、一方の積の値が他方の積の値の０．５倍から１．５倍の範囲内の値であると、反りを緩和する効果が得られる。もちろん、両反り緩和基板を同じ形成材料で形成することとしても良く、その場合には両反り緩和基板の厚みを等しくすることが好ましい。

両反り緩和基板の厚みは、基板の補強のため５０μｍ以上が好ましく、また重量や材料コストを考慮して１０００μｍ以下であることが好ましい。本実施形態では両反り緩和基板を２００μｍの厚みに形成する。

両反り緩和基板の形成材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥ（ポリエチレン）、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの透明プラスチックを用いることができる。図４は、これらの形成材料のヤング率、密度、線膨張係数を示す表である。表に示すように、これらの形成材料は、比較例としてあげるエラストマーまたはゴムや、ガラスと比べ、反り緩和基板に好適な材料となる物性を備えている。

なかでも、耐熱水性（耐加水分解性）と高い透明性、熱変形量（線膨張係数）の低さなどから、ＰＥＮの２軸延伸フィルムを好適に用いることができる。上記材料で同様に延伸フィルムを用いる場合、１軸延伸フィルムでは配向状態や熱変形に異方性が生じるため、２軸延伸フィルムを用いることが望ましい。本実施形態では、両反り緩和基板の形成材料にＰＥＮの２軸延伸フィルムを用いる。

以上のような構成の有機ＥＬ装置１によれば、反り緩和基板３１ａ，ｂの形成材料の選択により軽量化することができ、素子基板を一対の反り緩和基板３１ａ，ｂで挟持しているため、素子基板と反り緩和基板３１ａ，ｂとの間に発生する熱応力同士が相殺し合い、全体として熱応力を緩和するために、装置の反りを緩和し軽減することができる。更に、反り緩和基板３１ａ，ｂの形成材料は基板本体２０の形成材料よりも低ヤング率であるため、装置に反りが生じても破損しにくい。したがって、装置を軽量化と装置の反りの防止とを両立し、高品位な表示を実現する有機ＥＬ装置１とすることができる。

また、本実施形態では、発光素子２１上に電極保護層１７、有機緩衝層１８、ガスバリア層１９の３層構造の封止層を備えることとしている。そのため、発光素子２１へ浸透する水分を捕捉する乾燥剤が不要であり、確実な水分浸透防止が可能である上に、乾燥剤を用いた中空構造の有機ＥＬ装置と比べて装置に生じる反りによって破損しにくく、熱変形に強い構造を備えた有機ＥＬ装置１とすることができる。

また、本実施形態では、反り緩和基板３１ａ，ｂを、厚さが２００μｍのＰＥＮフィルムで形成することとしている。そのため、好適なヤング率、線膨張係数、膜厚を備えた良好な反り緩和基板３１ａ，ｂとすることができ、高品質な有機ＥＬ装置１とすることができる。

また、本実施形態では、両接着層の層厚は５μｍである。反り緩和基板３１ａ，ｂの曲げ特性に影響を与えない程度の薄膜となっているため、反り緩和基板３１ａ，ｂの設計が容易となり、適切に物性を制御した反り緩和基板３１ａ，ｂを備える有機ＥＬ装置１とすることができる。

なお、本実施形態においては、接着層３４ａの形成材料には、粒子状の充填材を含まないこととしたが、ガスバリア層１９を損傷させない程度に弾性率が小さい有機材料の球状粒子を混合することとしてもよい。

また、本実施形態においては、ガスバリア層１９は窒化シリコンまたは酸窒化シリコンを用いることとしたが、酸化シリコンを用いることとしても構わない。その場合、酸化シリコンは窒化シリコンや酸窒化シリコンと比べると透湿性が高いため、窒化シリコンや酸窒化シリコンを用いて形成するガスバリア層１９よりも厚く成膜することが望ましい。

また、本実施形態においては、発光層１２の形成材料として低分子系の発光材料を用いているが、高分子系の発光材料を用いて公知の方法により発光層を形成することとしても良い。高分子材料としては、例えばポリフルオレン誘導体（ＰＦ）、ポリパラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。

また、本実施形態においては、発光素子２１から射出される白色光をカラーフィルタ層３２で変調して各色の光を表示することとしたが、カラーフィルタ層を用いず、発光素子の備える発光層に赤色発光層、緑色発光層および青色発光層を用い、各色の光をそれぞれ独立に射出することとしてもよい。

また、本実施形態においては、トップエミッション方式を採用することとしたが、ボトムエミッション方式を採用していることとしても同様に効果がある。ボトムエミッション方式の場合には、陽極１０はＩＴＯ等の光透過性の形成材料を用い、金属反射層１５は不要となる。また、陰極１１は、光を反射する性質を備え、各発光層から放出される光を基板２０Ａ側に向けて反射する反射膜と、低い電気抵抗を兼ね備える材料・膜厚で形成することが望ましい。例えば、陰極１１の形成材料にマグネシウム−銀合金（ＭｇＡｇ）を使用し、５０ｎｍ〜２００ｍｍに成膜することで実現することができる。

また、本実施形態においては、反り緩和基板３１ａ，ｂはＰＥＮのみで構成しているが、図５に示す有機ＥＬ装置２のように、反り緩和基板３１ａ，ｂの装置外側に、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＧａＺｎＯなどの金属酸化物からなる放熱層（機能層）３６を積層した多層構造とすることも可能である。放熱層３６の形成材料として透明性を備えるＩＴＯやＺｎＯを用いることで、非表示面のみならず表示面にも放熱機能を持たせることができる。更には、表面耐磨耗性を得るためのハードコート層や、太陽光から発光素子２１を守る紫外線遮断／吸収層などの別の機能を備えた機能膜を備えることとすることもできる、また、反り緩和基板３１ａ，ｂの装置内側に他の機能膜を備えることとしても良い。これらの場合、装置中心からの積層順が、反り緩和基板３１ａ，ｂにおいて同じになるような配置で積層させると好ましい。

（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、図６および図７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６は有機ＥＬ装置１の基板２０Ａに各種保護層を積層させた層構造を形成し素子基板２０Ｌとするまでの工程図であり、図７は素子基板２０Ｌと反り緩和基板３１ａ，ｂとを貼りあわせ有機ＥＬ装置１とするまでの工程図である。

電子機器が備える基板は、生産性向上のため、一枚の大きな原板の上に幾つもの基板構成を形成した後に所定の大きさの基板に切り分ける、いわゆる多面取りで作成されることが多い。以下の説明では、有機ＥＬ装置１を多面取りで形成する工程を示しており、原板上に一度に形成される複数の有機ＥＬ装置のうち一部を断面視した図を用いて工程を示している。

まず、図６（ａ）に示すように、陰極１１までが積層された基板２０Ａに電極保護層１７を形成する。例えば、前述のように窒化シリコンや酸窒化シリコンなどを、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。なお、透明無機材料として、酸化シリコンなどの無機酸化物や、ＬｉＦやＭｇＦ等のアルカリハライドを、真空蒸着法や高密度プラズマ成膜法により積層して電極保護層１７としてもよい。

次に、図６（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、まず減圧雰囲気下でスクリーン印刷法により有機緩衝層１８の形成材料を配置する。減圧雰囲気下で有機緩衝層１８の形成材料を配置することで、有機緩衝層１８の形成材料やスクリーンメッシュに含まれる揮発性の不純物や水分を極力除去することができる。また、スクリーン印刷法ではスキージによる摩擦により配置した材料の表面が強制的に平坦化されるため、他の材料配置方法と比較して材料表面を平坦にすることが可能である。

有機緩衝層１８の形成材料は、前述のように複数の材料が混合されているが、これらの原料ごとの粘度は、１０００ｍＰａ・ｓ（室温：２５℃）以上であることが望ましい。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有機緩衝層１８の形成材料の粘度としては、特に２０００〜１００００ｍＰａ・ｓ（室温）が好ましく、スクリーン印刷法による塗布のし易さと、成膜精度との兼ね合いにより、３０００〜７０００ｍＰａ・ｓ（室温）であることが好ましい。本実施形態では有機緩衝層１８の形成材料の粘度は５０００ｍＰａ・ｓである。また、含水量をあらかじめ１０ｐｐｍ以下に調整しておくと、電極保護層１７に欠陥が生じても陰極１１や発光素子２１の変質を防ぐことができ、また、減圧環境下での発泡が抑えられ作業が容易になるため好ましい。

続いて、配置した有機緩衝層１８の形成材料を６０〜１００℃の範囲で加熱して硬化させる。この加熱硬化は、大気圧での水分が１０ｐｐｍ以下に管理された窒素雰囲気下において行われる。この際、加熱直後から反応が開始されるまでの間は、一時的に有機緩衝層１８の形成材料の粘度が低下するため、形成材料が電極保護層１７や陰極１１を透過して発光層１２に浸透しダークスポットを発生させるおそれがある。そこで、ある程度硬化が進むまでは６０〜８０℃の低温で硬化し、ある程度反応が進んで高粘度化したところで８０度以上に温度を上げて完全硬化させることが好ましい。

次に、図６（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。なお形成前には、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ため好ましい。また、製造の際には、ガスバリア層１９と電極保護層１７とを同一の材料にて形成すると、製造工程や製造装置の簡略化を図ることができる。こうした場合には、ガスバリア層１９を形成する際に用いるマスクと電極保護層１７を形成する際に用いるマスクは共通のマスクが使用可能である。

一方、反り緩和基板３１ａ，ｂにおいては、図７（ａ）に示すように、カラーフィルタ層３２が形成された反り緩和基板３１ａに接着層形成材料３５ａを、反り緩和基板３１ｂに接着層形成材料３５ｂを配置する。配置方法としては、例えばスクリーン印刷法や、グラビアロールやアニロックスロール、コンマロールなどの転写用ローラを用いた転写式塗布法を用いることができる。なお、両接着層の形成材料は、必ずしも反り緩和基板の全面に塗布する必要はなく、ジェットディスペンス法などの方法を用い、必要量を配置面の複数箇所に分けて塗布することとしても良い。

続いて、反り緩和基板３１ａの接着層形成材料３５ａを塗布した面とガスバリア層１９とを対向させ、また、反り緩和基板３１ｂの接着層形成材料３５ｂを塗布した面と素子基板２０Ｌの基板２０Ａ側の面とをそれぞれ対向させて貼り合わせる。この際、反り緩和基板３１ａにはカラーフィルタ層３２が形成されているため、精密アライメントによる位置あわせの後に貼り合わせる。この貼り合わせ工程は、接着層形成材料中の気泡を除去するために、例えば真空度が１Ｐａの減圧雰囲気下で行うことが好ましい。また、同じ理由のために加圧雰囲気下で貼り合わせ工程を行うこととしても良い。

本実施形態に係る接着層３４ａ，ｂの形成材料の塗布時の粘度は２００〜１０００ｍＰａ・ｓ（室温）であることが好ましい。接着層の形成材料がこのような粘度を備えていると、貼り合わせ面の凹凸内部に良好に形成材料を充填することができる。

次に、図７（ｂ）に示すように、圧着して貼り合わせた有機ＥＬ装置１を大気中で加熱して、両接着層形成材料の硬化を完了させ接着層３４ａ，ｂとする。接着層３４ａ，ｂの硬化が基板本体２０の両側で同時に進行するため、接着層３４ａ，ｂの形成材料の硬化収縮による反りの発生を抑制することができる。また、温度条件または硬化剤の配合を制御し、加熱直後には形成材料の粘度が一旦低下した後に硬化が始まる様にすると、貼り合わせ面の凹凸内部に良好に形成材料を充填することができる。

次に、図７（ｃ）に示すように、実装端子４０にペースト状のはんだを印刷した配線基板５０を配置し、加熱しはんだ付けを行うリフロー工程によって配線基板５０を取り付ける。その後、複数の基板構成を形成した原板から各単位に切り離すことで、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。

以上のような構成の有機ＥＬ装置の製造方法では、素子基板２０Ｌの両面に接着層形成材料３５ａ，ｂを配置する工程が不要であるため、素子基板２０Ｌの両面に対して反り緩和基板３１ａ，ｂを同時圧着することができる。そのため、片面ずつ取り付ける場合と比べ工程を削減することができる。更に、両面の接着層３４ａ，ｂの形成を同時に行うことができるため、接着層形成材料３５ａ，ｂの硬化収縮を素子基板２０Ｌの両面で同時に生じさせることができる。したがって、硬化収縮による反りの影響が無く、良好な有機ＥＬ装置１を製造することができる。

また、本実施形態では、反り緩和基板３１ａ，ｂを圧着する工程を、減圧雰囲気下において行うこととしている。そのため、水分や気泡が原因となる反り緩和基板３１ａ，ｂの剥離や、表示画像の低下の無い高品質な有機ＥＬ装置１を製造することができる。

なお、本実施形態では、リフロー工程により配線基板５０を取り付けた後に原板から各単位に切り離すこととしたが、切り離し後に配線基板５０を取り付けることとすることもできる。

また、本実施形態では、両反り緩和基板を取り付けた後に、リフロー工程により配線基板５０を取り付けることとしたが、両反り緩和基板の取り付け前に配線基板５０の取り付けを行うこともできる。その場合、両反り緩和基板はリフロー工程に曝されることがないため、両反り緩和基板の熱履歴を減らし、熱による歪みや劣化を抑制することができる。また、リフロー工程は一般に２００℃近い温度条件であるため、リフロー工程に曝される反り緩和基板は該温度条件に耐えるのに十分な耐熱性を備えることが必要となるが、前記のように取り付け順を逆にするとリフロー工程に耐えるほどの耐熱性が必要ではなくなるため、反り緩和基板の材料選択の幅が広げることができる。

また、本実施形態では、両反り緩和基板を同時に取り付けることとしたが、一方ずつ取り付けることとしても構わない。

［電子機器］
次に、本発明の有機ＥＬ装置を用いた電子機器の実施形態について説明する。図８は、本発明の有機ＥＬ装置を用いた電子機器の一例としてのテレビジョン受像機を示す斜視図である。図８に示すテレビジョン受像機１３００は、受信機本体（筐体）１３０２、スピーカーなどの音声出力部１３０４、上述した有機ＥＬ装置１を用いた表示部１３０６を備える。これにより、反りや歪みの無い高品質な表示部１３０６を具備し軽量な薄型大画面テレビ１３００を提供することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例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い。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

本発明に係る有機ＥＬ装置の配線構造を示す模式図である。 本発明に係る有機ＥＬ装置の構成を模式的に示す平面図である。 本発明に係る有機ＥＬ装置の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の反り緩和基板の形成材料の例を示す表である。 本発明に係る有機ＥＬ装置の変形例を示す断面図である 本発明に係る有機ＥＬ装置の製造工程図である。 本発明に係る有機ＥＬ装置の製造工程図である。 本発明の有機ＥＬ装置を備えた電子機器を示す図である。

符号の説明

１，２…有機エレクトロルミネッセンス装置、３…表示領域、１２…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…基板本体（基板）、２０Ａ…基板、２０Ｌ…素子基板、２１…発光素子、３１ａ，ｂ…反り緩和基板、３４ａ，ｂ…接着層、３６…放熱層（機能層）、５０…配線基板（接続配線）

Claims (14)

1. 基板と、
   一対の電極間に有機発光層を挟持した複数の発光素子と、
   前記基板上に前記複数の発光素子が配置されて形成される表示領域と、
   少なくとも前記基板上の前記表示領域を覆って形成され、前記表示領域の周辺部で前記基板と当接する封止層と、を有する素子基板と、を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置であって、
   前記素子基板を挟持して設けられた一対の反り緩和基板を有しており、
   前記一対の反り緩和基板は、前記基板と一方の前記反り緩和基板との線膨張係数の差に起因して生じる前記素子基板の反りを、前記基板と他方の前記反り緩和基板との線膨張係数の差に起因して生じる前記素子基板の反りによって緩和し、
   前記反り緩和基板の形成材料は、前記基板の形成材料よりもヤング率が低く且つ前記基板の形成材料よりも密度が低いことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
2. 前記封止層は、前記表示領域を覆って全面に形成され、前記表示領域の周辺部で前記基板と当接する電極保護層と、
   前記電極保護層上に形成され、前記表示領域を覆う有機緩衝層と、
   前記有機緩衝層の全面を覆って形成され、前記表示領域の周辺部で前記電極保護層と当接するガスバリア層と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
3. 前記反り緩和基板は、厚さが５０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲の値であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
4. 前記一対の反り緩和基板は、それぞれ前記素子基板との間に形成された接着層を介して貼り合わせられ、
   前記接着層の厚さは、隣接する前記反り緩和基板の厚さの５分の１以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
5. 前記反り緩和基板の形成材料は、ヤング率が０．１ＧＰａ以上１５ＧＰａ以下の範囲の値であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
6. 前記反り緩和基板の形成材料は、線膨張係数が２００ｐｐｍ／℃よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
7. 一方の前記反り緩和基板の厚さの３乗と該反り緩和基板の形成材料のヤング率との積が、他方の前記反り緩和基板の厚さの３乗と該反り緩和基板の形成材料のヤング率との積の０．５倍以上１．５倍以下の範囲の値であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
8. 前記反り緩和基板の形成材料が、ポリエチレンナフタレートを含むことを特徴とする請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
9. 前記一対の反り緩和基板は、形成材料が同じ線膨張係数を備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
10. 前記一対の反り緩和基板は、同じ形成材料であることを特徴とする請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
11. 前記一対の反り緩和基板は、表面に透明導電性の金属酸化物を含む機能層を備えることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
12. 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有する素子基板を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
    前記有機エレクトロルミネッセンス装置は、前記素子基板を挟持して貼り合わせられ、前記素子基板の両面から該素子基板の反りを抑制する一対の反り緩和基板を有し、
    前記一対の反り緩和基板の各々の片面にあらかじめ前記一対の反り緩和基板と前記素子基板とを貼りあわせる接着層の形成材料が塗布され、該一対の反り緩和基板の前記接着層の形成材料を配置した面と前記素子基板とを対向配置して、前記素子基板の両面から同時に圧着する工程を備え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。
13. 前記圧着する工程は、減圧または加圧雰囲気下において行うことを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
14. 前記有機エレクトロルミネッセンス装置は、前記素子基板に接続し他の装置と電気的に導通させる接続配線を有し、
    前記圧着する工程に先立って、所定の熱処理条件で熱処理を行って前記接続配線と前記素子基板とを接続する工程を備えることを特徴とする請求項１２または１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。

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