JP2010182634A - 有機エレクトロルミネッセンス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ギャップ材含有のシール材によって素子基板と封止部材とを接合したときでも、画素領域外側の外周側シール領域の幅寸法を狭めることのできる有機ＥＬ装置を提供すること。
【解決手段】有機ＥＬ装置１００において、外周側シール領域１０ｃで素子基板１０と封止部材２０とを、ギャップ材９５を含有する第１シール材９１によって接合するにあたって、画素領域１０ａと平面的に重なる領域における素子基板１０と封止部材２０との間隔Ｇａを、ギャップ材９５の粒径より大にしてある。このため、第１シール材９１が画素領域１０ａと重なる位置まで入り込んだ場合でも、ギャップ材９５は、素子基板１０や封止部材２０に対して強い力で当接しない。従って、ギャップ材９５によって、封止膜６０、有機ＥＬ素子８０、カラーフィルター２２（Ｒ）、２２（Ｇ）、２２（Ｂ）が損傷することがないので、外周側シール領域１０ｃの幅寸法を狭めることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬ（Electro Luminescence）という）装置に関するものである。

有機ＥＬ装置は、陽極、有機機能層および陰極が積層された有機ＥＬ素子を素子基板上に備えており、低電圧で電子注入効果を高めることを目的に、発光機能層と陰極との層間に、アルカリ金属やアルカリ土類金属を主成分とする電子注入層が配置される場合もある。このような有機ＥＬ素子に用いられる有機機能層や、陰極、電子注入層は、非常に活性であるため、大気中に存在する水分と簡単に反応して変質しやすい。かかる変質が起こると、電子注入効果が損なわれ、ダークスポットと呼ばれる非発光部分が発生してしまう。

そこで、従来は、素子基板において有機ＥＬ素子が設けられている面側に封止部材を対向配置し、画素領域を外周側で囲む外周側シール領域で素子基板と封止部材とシール材によって接合した構造が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００８−１６３００号公報

しかしながら、特許文献１に開示の構造を採用して、図６（ａ）、（ｂ）に示すような有機ＥＬ装置１００を構成すると、画素領域１０ａの外側に、光の出射に寄与しない無駄な領域が幅広に存在することになるという問題点がある。すなわち、シール材９３に配合されたギャップ材９９が、画素領域１０ａと重なる位置まで入り込むと、ギャップ材９９によって、素子基板１０に形成した有機ＥＬ素子８０や、封止部材２０に形成したカラーフィルター２２が損傷してしまうため、画素領域１０ａから外側に大きく離れた位置に外周側シール領域１０ｃを確保する必要がある。なお、図６（ａ）、（ｂ）に示す構成は、本願発明との対比のために本願発明者が案出した参考例であり、従来技術ではない。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ギャップ材含有のシール材によって素子基板と封止部材とを接合したときでも、画素領域外側の外周側シール領域の幅寸法を狭めることのできる有機ＥＬ装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置は、有機エレクトロルミネッセンス素子が画素領域に設けられた素子基板と、該素子基板において前記有機エレクトロルミネッセンス素子が設けられている面側に対向配置された封止部材と、少なくとも前記画素領域を外周側で囲む外周側シール領域で前記素子基板と前記封止部材とを接合するシール材と、該シール材に配合され、前記外周側シール領域において前記素子基板および前記封止部材に当接して当該外周側シール領域における前記素子基板と前記封止部材との間隔を規定するギャップ材と、を有し、前記画素領域と平面的に重なる領域における前記素子基板と前記封止部材との間隔が前記ギャップ材の粒径より大であることを特徴とする。

本発明では、少なくとも画素領域を外周側で囲む外周側シール領域において、素子基板と封止部材とをギャップ材含有のシール材によって接合するとともに、画素領域と平面的に重なる領域における素子基板と封止部材との間隔がギャップ材の粒径より大に設定されている。このため、シール材に配合されたギャップ材が、画素領域と重なる位置まで入り込んでも、ギャップ材が有機ＥＬ素子を損傷させることがない。従って、画素領域に対して外周側シール領域を近接させることができる。それ故、画素領域の外側において、光の出射に寄与しない無駄な領域の幅を狭くすることができる。

本発明において、前記シール材は、一部が前記画素領域の外周側端部と平面的に重なっていることが好ましい。このように構成すると、画素領域の外周側端部と平面的に重なる領域についても、シール領域として利用することができるので、その分、画素領域の外周側に設ける外周側シール領域の幅寸法を狭めることができる。

本発明においては、前記素子基板および前記封止部材のうちの一方の部材において、他方の部材と対向する面は、前記画素領域と平面的に重なる領域が凹んでいる構成を採用することができる。

この場合、前記一方の部材は前記封止部材であり、当該封止部材の前記素子基板と対向する面は、前記画素領域と平面的に重なる領域が凹部になっていることが好ましい。かかる凹部は、素子基板および対向基板のいずれの側に設けてもよいが、封止部材では、素子基板と違って配線が形成されていない。それ故、封止部材に凹部を形成すれば、かかる凹部の段差に起因して配線が断線するなどの不具合が発生しない。

本発明は、前記有機ＥＬ素子の光が前記封止部材を透過して出射される場合に適用すると効果的である。有機ＥＬ素子の光が封止部材を透過して出射される場合には、隣り合う画素間で混色が発生するのを防ぐ為に、ギャップ材によって素子基板と封止部材との間隔を制御するのが効果的である。

本発明を適用した有機ＥＬ装置は、携帯電話機やモバイルコンピューターなどの電子機器において表示部として用いることができる。また、本発明を適用した有機ＥＬ装置は、複写機などの画像形成装置（電子機器）において露光ヘッドとして用いることができる。さらに、本発明を適用した有機ＥＬ装置は照明装置（電子機器）として用いることができる。

本発明を適用した有機ＥＬ装置の電気的な構成を示す等価回路図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置の平面的な構成を各構成要素と共に第２基板の側から見た平面図、およびそのＪ−Ｊ′断面図である。 本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置の断面構成を拡大して示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ装置の断面図、および当該有機ＥＬ装置の断面構成を拡大して示す断面図である。 本発明に係る有機ＥＬ装置を用いた電子機器の説明図である。 本発明の参考例に係る有機ＥＬ装置の問題点を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。以下の説明で参照する図においては、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、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、以下の説明では、図６を参照して説明した構成との対応が分りやすいように、可能な限り、対応する部分には同一の符号を付して説明する。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明を適用した有機ＥＬ装置の電気的な構成を示す等価回路図である。図１に示す有機ＥＬ装置１００において、素子基板１０上には、複数の走査線３ａと、走査線３ａに対して交差する方向に延びる複数のデータ線６ａと、走査線３ａに対して並列して延在する複数の電源線３ｅとが形成されている。また、素子基板１０において、矩形形状の画素領域１０ａには複数の画素１００ａがマトリクス状に配列されている。データ線６ａにはデータ線駆動回路１０１が接続され、走査線３ａには走査線駆動回路１０４が接続されている。複数の画素１００ａの各々には、走査線３ａ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の薄膜トランジスター３０ｂと、このスイッチング用の薄膜トランジスター３０ｂを介してデータ線６ａから供給される画素信号を保持する保持容量７０と、保持容量７０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の薄膜トランジスター３０ｃとが形成されている。また、複数の画素１００ａの各々には、薄膜トランジスター３０ｃを介して電源線３ｅに電気的に接続したときに電源線３ｅから駆動電流が流れ込む画素電極８１（陽極層）と、この画素電極８１と対極層との間に有機機能層が挟まれた有機ＥＬ素子８０とが構成されている。

かかる構成によれば、走査線３ａが駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスター３０ｂがオンになると、そのときのデータ線６ａの電位が保持容量７０に保持され、保持容量７０が保持する電荷に応じて、駆動用の薄膜トランジスター３０ｃのオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の薄膜トランジスター３０ｃのチャネルを介して、電源線３ｅから画素電極８１に電流が流れ、さらに有機機能層を介して対極層に電流が流れる。その結果、有機ＥＬ素子８０は、これを流れる電流量に応じて発光する。

このように構成した有機ＥＬ装置１００において、複数の画素１００ａは各々、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応し、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３つの画素１００ａによって１つのピクセルを構成している。本形態において、有機ＥＬ素子８０は、白色光、または赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の混合色光が出射され、画素１００ａが赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれに対応するかは、後述するカラーフィルターによって規定されている。

なお、図１に示す構成では、電源線３ｅは走査線３ａと並列していたが、電源線３ｅがデータ線６ａに並列している構成を採用してもよい。また、図１に示す構成では、電源線３ｅを利用して保持容量７０を構成していたが、電源線３ｅとは別に容量線を形成し、かかる容量線によって保持容量７０を構成してもよい。

（有機ＥＬ装置の具体的構成）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置の平面的な構成を各構成要素と共に第２基板側から見た平面図、およびそのＪ−Ｊ′断面図である。なお、図２（ｂ）にはカラーフィルターなどの図示を省略してある。図２（ａ）、（ｂ）において、本形態の有機ＥＬ装置１００では、素子基板１０と、封止基板およびカラーフィルター基板の双方の機能を担う封止部材２０とを備えており、素子基板１０において、複数の有機ＥＬ素子８０が形成されている面側に封止部材２０が重ねて配置されている。

ここで、素子基板１０と封止部材２０とは、第１シール材９１（ギャップ材含有シール材）および第２シール材９２によって貼り合わされている。かかる第１シール材９１および第２シール材９２の詳細な構成は後述するが、第１シール材９１は、図２（ａ）にドットを密に付した領域で示してあるように、画素領域１０ａを外側で囲む外周側シール領域１０ｃ（周辺領域）に沿って枠状に形成されている。これに対して、第２シール材９２は、図２（ａ）にドットを疎に付した領域で示してあるように、第１シール材９１で囲まれた領域の全体にわたって形成されている。なお、素子基板１０と封止部材２０とは、第１シール材９１（ギャップ材含有シール材）のみによって貼り合わされることもある。

素子基板１０において、封止部材２０からの張り出し領域には端子１０２が形成されている。また、素子基板１０において、外周側シール領域１０ｃや、画素領域１０ａと外周側シール領域１０ｃとに挟まれた領域などを利用して、図１を参照して説明したデータ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４（図示せず）が形成されている。

（有機ＥＬ素子の構成）
図３は、本発明を適用した有機ＥＬ装置の断面構成を拡大して示す断面図である。なお、図３には、有機ＥＬ素子として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応する３つの有機ＥＬ素子のみを示してある。

図３に示すように、素子基板１０は、石英基板、ガラス基板、セラミック基板、金属基板などからなる基板本体１０ｄを備えている。基板本体１０ｄの表面には、絶縁膜１１、１２、１３、１４、１５が形成され、絶縁膜１５の上層側には有機ＥＬ素子８０が形成されている。本形態において、絶縁膜１１、１２、１３、１５は、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜などから形成され、絶縁膜１４は、厚さが１．５〜２．０μｍの厚い感光性樹脂からなる平坦化膜として形成されている。絶縁膜１１は下地絶縁層であり、図示を省略するが、絶縁膜１１、１２、１３、１４の層間などを利用して、図１を参照して説明した薄膜トランジスター３０ｂ、３０ｃ、保持容量７０、各種配線や各駆動回路が形成されている。また、絶縁膜１２、１３、１４、１５に形成されたコンタクトホールを利用して、異なる層間に形成された導電膜同士の電気的な接続が行なわれている。

本形態の有機ＥＬ装置１００は、トップエミッション型であり、矢印Ｌ１で示すように、基板本体１０ｄからみて有機ＥＬ素子８０が形成されている側から光を取り出すので、基板本体１０ｄとしては、アルミナなどのセラミックス、ステンレススチールなどといった不透明な基板を用いることができる。また、絶縁膜１４、１５の層間には、アルミニウム、銀、それらの合金からなる光反射層４１が形成されており、有機ＥＬ素子８０から基板本体１０ｄに向けて出射された光を光反射層４１で反射することにより、光を出射可能である。

素子基板１０では、絶縁膜１５の上層にＩＴＯ膜などからなる画素電極８１（陽極）が島状に形成されており、画素電極８１の上層には、発光領域を規定するための開口部を備えた感光性樹脂などからなる厚い隔壁５１が形成されている。

画素電極８１の上層には、有機機能層８２および対極層８３（陰極）が積層されており、画素電極８１、有機機能層８２および対極層８３によって、有機ＥＬ素子８０が形成されている。本形態において、有機機能層８２および対極層８３は、隔壁５１が形成されている領域も含めて、画素領域１０ａの全面にわたって形成されている。

本形態において、有機機能層８２は、トリアリールアミン（ＡＴＰ）多量体からなる正孔注入層、ＴＰＤ（トリフェニルジアミン）系正孔輸送層、アントラセン系ドーパントやルブレン系ドーパントを含むスチリルアミン系材料（ホスト）からなる発光層、アルミニウムキノリノール（Ａｌｑ₃）からなる電子注入層をこの順に積層した構造を有しており、その上層にＭｇＡｇなどの薄膜金属からなる対極層８３が形成されている。また、有機機能層８２と対極層８３との間には、ＬｉＦからなる電子注入バッファ層が形成されることもある。これらの材料のうち、有機機能層８２を構成する各層、および電子注入バッファ層は、加熱ボート（るつぼ）を用いた真空蒸着法で順次形成することができる。また、対極層８３などを構成する金属系材料については真空蒸着法により形成でき、画素電極８１を構成するＩＴＯなどの酸化物材料についてはＥＣＲプラズマスパッタ法やプラズマガン方式イオンプレーティング法、マグネトロンスパッタ法などの高密度プラズマ成膜法により形成することができる。

本形態において、有機ＥＬ素子８０は、白色光や、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の単色光、または赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の混合色光を出射する。そして、有機ＥＬ装置１００では、封止部材２０において、有機ＥＬ素子８０と対向する位置に形成した赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルター２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）によって色変換を行なうことにより、フルカラー表示を行なう。すなわち、封止部材２０では、ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィンなどプラスチック基板や、ガラス基板などからなる透光性の部材本体２０ｄを備えており、かかる部材本体２０ｄに、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルター２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）が形成されている。また、封止部材２０では、カラーフィルター２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）の間で光の漏洩を防止するための遮光層２３（ブラックマトリックス層）、透光性の平坦化膜２４、酸窒化シリコン層などからなる透光性のガスバリア層２５がこの順に形成されている。本形態において、カラーフィルター２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）、遮光層２３、平坦化膜２４、およびガスバリア層２５は、封止部材２０において画素領域１０ａと重なる領域のみに形成され、外周側シール領域１０ｃには形成されていない。

カラーフィルター２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）は、透明樹脂バインダーに顔料または染料が混合されている層であり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を用いるのが基本であるが、目的に応じてライトブルーやライトシアン、白などを加えてもよい。カラーフィルター２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）の厚さは、光線透過率を考慮して極力薄い方がよく、０．１〜１.５μｍの範囲で形成される。カラーフィルター２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）の厚さは、対応する色によって相違させることもある。遮光層２３は、黒色顔料を含んだ樹脂からなり、その厚さは、カラーフィルター２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）よりも厚く、１〜２μｍ前後の膜厚が好ましいが、これ以上の膜厚であってもよい。なお、封止部材２０には、紫外線の入射を防止する紫外線遮断・吸収層や、光反射防止層、放熱層などの機能層が形成されることもある。

（封止構造）
このように構成した有機ＥＬ装置１００において、有機機能層８２、陰極として用いた対極層８３、電子注入層などは、水分により劣化しやすく、かかる劣化は、電子注入効果の劣化を惹き起こし、ダークスポットと呼ばれる非発光部分を発生させてしまう。そこで、本形態では、封止部材２０と素子基板１０とシール材（第１シール材９１および第２シール材９２）によって貼り合せた構成と、素子基板１０に対して以下に説明する封止膜６０を形成した構成とを併用する。

まず、素子基板１０には、対極層８３の上層に画素領域１０ａよりも広い領域にわたって封止膜６０が形成されている。かかる封止膜６０として、本形態では、対極層８３上に積層されたシリコン化合物層からなる第１膜６１、この第１膜６１上に積層された樹脂層からなる第２膜６２、およびこの第２膜６２上に積層されたシリコン化合物からなる第３膜６３を備えた積層膜が用いられている。第１膜６１および第３膜６３は、高密度プラズマ源を用いた高密度プラズマ気相成長法、例えば、ブラズマガン方式イオンプレーティング、ＥＣＲプラズマスパッタ、ＥＣＲプラズマＣＶＤ、表面波プラズマＣＶＤ、ＩＣＰ−ＣＶＤなどを用いて成膜された窒化シリコン（ＳｉＮ_x）や酸窒化シリコン（ＳｉＯ_xＮ_y）などから構成されている。かかる無機薄膜は、低温で成膜しても水分を確実に遮断する高密度ガスバリア層として機能する。第２層６２は、樹脂層から構成されており、基板本体１０ｄの反りや体積膨張により発生する応力によって第３膜６３にクラックが発生するのを防止する有機緩衝層として機能している。

本形態では、封止膜６０を構成する第１膜６１および第３膜６３は、画素領域１０ａ、画素領域１０ａの外側領域に形成されている。これに対して、第２層６２（有機緩衝層）は、画素領域１０ａ、および画素領域１０ａの近傍領域のみに分厚く形成され、画素領域１０ａから離れた外周側シール領域１０ｃには形成されていない。また、絶縁膜１４、１５は概ね、画素領域１０ａのみ形成されている。

（シール材の構成）
次に、本形態では、図２（ａ）、（ｂ）、および図３に示すように、素子基板１０と封止部材２０との間では、外周側シール領域１０ｃに沿って第１シール材９１が矩形枠状に形成されている。また、素子基板１０と封止部材２０との間では、外周側シール領域１０ｃで囲まれた領域の全体にわたって透光性の第２シール材９２が形成されており、素子基板１０と封止部材２０とは、第１シール材９１および第２シール材９２によって貼り合わされている。このため、素子基板１０に形成されている有機ＥＬ素子８０などを、外部から侵入した水分や酸素によって劣化することを防止することができる。

本形態において、第１シール材９１には、紫外線によって硬化するエポキシ系接着剤が用いられている。かかるエポキシ系接着剤としては、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（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）が用いられる。より具体的には、第１シール材９１には、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、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、ジアゾニウム塩、ジフェニルヨウドニウム塩、トリフェニ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添加され、主に紫外線の照射によってカチオン重合反応を起こす。

本形態において、第１シール材９１は、樹脂製のギャップ材９５が樹脂９６中に分散された構成になっている。かかるギャップ材９５は、ビーズ状であり、外周側シール領域１０ｃにおいて素子基板１０および封止部材２０に当接して素子基板１０と封止部材２０との間隔を制御する。トップエミッション構造では、素子基板１０とカラーフィルター２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）が形成された封止基板２０との間のギャップ管理が特に重要である。これは、有機ＥＬ素子８０とカラーフィルター２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）との距離が、所定の距離よりも離れてしまうと、有機ＥＬ素子８０から出射された光が対応する画素の隣の画素から漏れてしまい、隣り合う画素間で混色が発生してしまうおそれがあるためである。このため、本形態では、ギャップ材９５によって素子基板１０と封止部材２０との間隔を制御している。

第２シール材９２には、熱によって硬化するエポキシ系接着剤が用いられている。かかるエポキシ系接着剤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オリゴマー、より好ましくは分子量１０００以下のエポキシモノマーなどである。例えば、第２シール材９２の形成には、硬ビスフェノールＡ型エポキシモノマーやビスフェノールＦ型エポキシモノマー、ノボラック形フェノールエポキシモノマー、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、エポキシモノマーと反応する硬化剤としては、強靭で耐熱性に優れる硬化皮膜を形成する付加重合型が良く、芳香族アミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリエーテルジアミンなどのアミン類や、３−メチル−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、ジシアンジアミドなどが挙げられる。これらと、芳香族アミノアルコールやアルコール類、メルカプタンなどの反応開始剤または３級アミン触媒、シランカップリング剤と共に混合されて用いられる。

かかるシール構造を採用するにあたって、本形態では、外周側シール領域１０ｃにおける素子基板１０と封止部材２０との間隔Ｇｃは、ギャップ材９５の粒径と等しいのに対して、画素領域１０ａと平面的に重なる領域における素子基板１０と封止部材２０との間隔Ｇａは、ギャップ材９５の粒径より大である。

かかる条件を実現するにあたって、本形態では、封止部材２０に用いた部材本体２０ｄにおいて、画素領域１０ａと平面的に重なる領域は、外周側シール領域１０ｃに比して素子基板１０が位置する側とは反対側に凹んだ凹部２０ｆになっている。このため、封止部材２０において、画素領域１０ａと平面的に重なる領域（ガスバリア層２５が形成されている部分）は、外周側シール領域１０ｃに比して素子基板１０が位置する側とは反対側に凹んだ凹部２９になっている。言い換えれば、封止部材２０に用いた部材本体２０ｄにおいて、外周側シール領域１０ｃに相当する領域は、画素領域１０ａに比して素子基板１０が位置する側に突出した構造になっている。このため、ギャップ材９５としては、粒径が１〜５μｍの小径のものが用いられている。

なお、素子基板１０では、画素領域１０ａに有機ＥＬ素子８０や封止膜６０が形成されている。このため、素子基板１０は、画素領域１０ａと重なる領域が外周側シール領域１０ｃに比して封止部材２０の側に突出した構造となっているが、封止部材２０の凹部２９や部材本体２０ｄの凹部２０ｆは十分な深さ寸法を有している。このため、素子基板１０に対して封止部材２０を重ねた際、画素領域１０ａと平面的に重なる領域における素子基板１０と封止部材２０との間隔Ｇａは、ギャップ材９５の粒径より大となる。

（製造方法）
図２および図３を参照して、本形態の有機ＥＬ装置１００の製造方法を説明する。なお、本形態の有機ＥＬ装置１００を製造するにあたっては、素子基板１０および封止部材２０を単品サイズの大きさにして貼り合せる方法の他、素子基板１０および封止部材２０を多数取りできる大型基板の状態で貼り合わせ、その後、大型基板を単品サイズの大きさに切断する方法を採用することもある。これらのいずれの方法を採用しても、基本的な構成は同一である。従って、単品サイズおよび大型基板にかかわらず、素子基板１０および封止部材２０という名称を用いる。

本形態の有機ＥＬ装置１００を製造するにあたっては、まず、封止部材２０に用いる部材本体２０ｄとして、画素領域１０ａと平面的に重なる領域が凹部２０ｆになっている基板を準備する。より具体的には、部材本体２０ｄをポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィンなどプラスチック基板により構成する場合、これらの成形する際に凹部２０ｆを同時形成する。また、部材本体２０ｄをガラス基板により構成する場合、平板状のガラス基板の一方面において、凹部２０ｆを形成すべき領域が開口するレジストマスクを形成した後、かかるレジストマスクの開口部を介してガラス基板をエッチングして、凹部２０ｆを形成する。かかる凹部２０ｆでは、内側壁２０ｇはテーパ面になっている。

次に、部材本体２０ｄの凹部２０ｆの底部に対して、上記のカラーフィルター２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）、遮光層２３、平坦化膜２４、およびガスバリア層２５をこの順に形成する。ここで、カラーフィルター２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）、遮光層２３、平坦化膜２４、およびガスバリア層２５を積層した際の総厚は、凹部２０ｆの深さに比してかなり薄い。このため、封止部材２０において、画素領域１０ａと平面的に重なる領域（ガスバリア層２５が形成されている部分）は、外周側シール領域１０ｃに比して素子基板１０が位置する側とは反対側に凹んだ凹部２９になっている。

素子基板１０を製造する際には、平板状の基板本体１０ｄを準備し、基板本体１０ｄの一方面に有機ＥＬ素子８０や封止膜６０を形成する。このため、素子基板１０は、画素領域１０ａと重なる領域が外周側シール領域１０ｃに比して封止部材２０の側に突出した構造となる。

次に、第１シール材塗布工程において、ディスペンサー描画、スクリーン印刷法、マイクロピエゾヘッドを用いたインクジェット法などにより、素子基板１０の外周側シール領域１０ｃに対して、前記した光硬化性の第１樹脂材料からなる樹脂９６中にギャップ材９５が分散された第１シール材９１を１ｍｍ以下の狭い幅寸法に塗布する。ここで、第１シール材９１を１ｍｍ以下の狭い幅寸法に塗布するという観点から、第１シール材９１の塗布時の粘度は、室温で１０万ｍＰａ・ｓ以上が好ましい。また、第１シール料９１は、水分を含んでいると、気泡が発生し、強度が低下するため、含水率は０．１ｗｔ％（１０００ｐｐｍ）以下に脱水されていることが好ましい。

次に、第２シール材塗布工程において、ディスペンサー描画、スクリーン印刷法、マイクロピエゾヘッドを用いたインクジェット法などにより、素子基板１０において、第１シール材９１で囲まれた領域内に、前記した熱硬化性の第２シール材９２を塗布する。かかる第２シール材９２は、ベタ状、ドット状、ストライプ状などのパターンに塗布される。第２シール材９２の塗布時の粘度は、薄膜でかつ充填性を上げるという観点から、２０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。かかる第２シール材９２についても、多量の水分を含んでいると硬化阻害を起こしやすいため、第２シール材９２についても、第１シール材９１と同様、水分を含んでいると、気泡が発生し、強度が低下するため、含水率は０．１ｗｔ％（１０００ｐｐｍ）以下に脱水されていることが好ましい。また、第２シール材９２に対して、酸無水の開環を促進する硬化促進剤やカチオン重合反応を起こす光反応型開始剤などを添加しておけば、低温かつ短時間での硬化が可能となる。

次に、重ね合わせ工程では、真空度１Ｐａ程度の減圧雰囲気中で、第１シール材９１および第２シール材９２を間に挟むように素子基板１０と封止部材２０とをアライメントしながら重ね合わせる。その際、約６００Ｎ程度の力で封止部材２０を素子基板１０に向けて加圧し、この状態を約２００秒保持する。かかる重ね合わせ工程では、まず、第１シール材９１が封止部材２０に接触して内側が密閉され、その後、素子基板１０と封止部材２０との間で第２シール材９２が展開する。

次に、常圧に戻すと、大気圧によって加圧されたのと同様な状態になるので、素子基板１０と封止部材２０との間で第２シール材９２が隅々まで展開し、第２シール材９２の充填性が向上する。その際、第１シール材９１は、第２シール材９２よりも粘度が高いので、第１シール材９１を塗布した際、第１シール材９１が外側に流出するバンクとして機能する。このため、減圧状態から常圧に戻した際に大気圧によって加圧されたのと同様な状態になっても、第２シール材９２は、第１シール材９１によって堰き止められ、外側に流出しない。また、第２シール材９２は第１シール材９１を外側に向けて押圧するが、第１シール材９１の粘度が高いため、第２シール材９２が第１シール材９１を突き破ることがなく、第２シール材９２の流出を防止することができる。また、第２シール材９２は粘度が低いため、第２シール材９２については、第１シール材９１で囲まれた領域の全体にわたって充填することができる。さらに、第１シール材９１が含有するギャップ材９５によって素子基板１０と封止部材２０との間隔が制御される。

次に、シール材固化工程では、第１シール材９１を固化させた後、第２シール材９２を固化させる。ここで、第１シール材９１は光硬化性であり、第２シール材９２は熱硬化性である。従って、本形態では、素子基板１０または／および封止部材２０の側から第１シール材９１に対して３０ｍＷ/ｃｍ²程度のパワーで２０００ｍＪ/ｃｍ²程度の光量の紫外線を照射して第１シール材９１のみを選択的に硬化させる。次に、第１シール材９１によって貼り合わされた素子基板１０と封止部材２０とをホットプレート上に配置した状態で、有機ＥＬ素子８０が劣化しない温度条件、例えば１００℃以下の温度条件、より具体的には６０〜１００℃の温度条件で加熱を行い、素子基板１０と封止部材２０との間で第２シール材９２を隅々まで行き渡らせながら第２シール材９２を硬化させる。このように、第１シール材９１は光硬化性であり、第２シール材９２は熱硬化性であるため、第１シール材９１および第２シール材９２を所定の順序に硬化させることができ、第１シール材９１のみを硬化させた後、第２シール材９２を硬化させることができる。従って、第２シール材９２を硬化させる際に粘弾性変化が起こっても、第１シール材９１によって素子基板１０と封止部材２０とが貼り合わされているので、素子基板１０と封止部材２０とに位置ずれが発生しない。また、画素領域１０ａでは素子基板１０および封止部材２０に各種の遮光性の膜が形成されているが、このような場合でも、第２シール材９２は、熱硬化性であるので、画素領域１０ａ内に形成された第２シール材９２を確実に硬化させることができる。

以上の工程を行なうことにより、有機ＥＬ装置１００を得る。なお、上記の工程を大型基板の状態で行なった場合には、大型基板を切断して単品サイズの有機ＥＬ装置１００を得る。

このように構成した有機ＥＬ装置１００において、第２シール材９２は硬化されているので、高温放置時に対流が起こらないので、封止膜６０の第３層６３を損傷することがなく、第２シール材９２は、封止膜６０の第３層６３に対する保護膜として機能する。また、第１シール材９１の塗布、および第２シール材９２の塗布を連続して行い、しかる後に、第１シール材９１および第２シール材９２を固化させるので、生産性を向上することができる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の有機ＥＬ装置１００において、外周側シール領域１０ｃで素子基板１０と封止部材２０とを接合する第１シール材９１は、素子基板１０と封止部材２０との基板間隔を制御するギャップ材９５を含有しているので、素子基板１０と封止部材２０との間隙を高い精度で制御することができる。このため、素子基板１０と封止部材２０とが当接することがないので、素子基板１０の画素領域１０ａに形成されている膜を損傷することがない。また、封止部材２０に形成したカラーフィルター２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を利用してカラー表示を行なう場合でも、素子基板１０と封止部材２０とが当接することを確実に防止することができので、素子基板１０と封止部材２０との間隙を狭めることができる。従って、高精細化、および混色の発生防止を実現することができる。

また、素子基板１０において、画素領域１０ａには、対極層８３の上層に封止膜６０が形成されているため、素子基板１０に形成されている有機ＥＬ素子８０などを、外部から侵入した水分から確実に保護することができる。

さらに、外周側シール領域１０ｃにおいて素子基板１０と封止部材２０とを、ギャップ材９５を含有する第１シール材９１によって接合するにあたって、画素領域１０ａと平面的に重なる領域における素子基板１０と封止部材２０との間隔Ｇａを、ギャップ材９５の粒径より大にしてある。このため、第１シール材９１が画素領域１０ａと重なる位置まで入り込んだ場合でも、ギャップ材９５は、素子基板１０や封止部材２０に対して強い力で当接しない。従って、ギャップ材９５によって、封止膜６０、有機ＥＬ素子８０、カラーフィルター２２（Ｒ）、２２（Ｇ）、２２（Ｂ）が損傷することがないので、外周側シール領域１０ｃを画素領域１０ａに近接させることができる。

また、本形態では、ギャップ材９５によって、封止膜６０、有機ＥＬ素子８０、カラーフィルター２２（Ｒ）、２２（Ｇ）、２２（Ｂ）が損傷することがないので、第１シール材９１の一部を積極的に画素領域１０ａの外周側端部と平面的に重なる領域まで入り込ませている。このため、画素領域１０ａの外周側端部と平面的に重なる領域についても、シール領域として利用することができるので、その分、外周側シール領域１０ｃの幅寸法を、例えば１ｍｍ以下にまで狭めることができる。

それ故、図６を参照して説明した有機ＥＬ装置の外形を図３に二点鎖線Ｒ１で示すように、本形態によれば、図３に幅寸法Ｗ１に相当する分だけ、狭めることができる。それ故、画素領域１０ａの外側において、光の出射に寄与しない無駄な領域の幅を狭くすることができる。

また、本形態によれば、外周側シール領域１０ｃにおける素子基板１０と封止部材２０との間隔Ｇｃを狭めた分、外部からの水分や酸素の侵入を確実に防止することができる。それ故、有機ＥＬ装置１００の信頼性を向上することができる。

さらに、画素領域１０ａと平面的に重なる領域における素子基板１０と封止部材２０との間隔Ｇａを、ギャップ材９５の粒径より大とするにあたって、素子基板１０および封止部材２０のうち、封止部材２０の側に凹部２９を設けてある。このような封止部材２０では、素子基板１０と違って配線が形成されていないため、凹部２９に起因して段差が発生した場合でも、配線が段線するなどの不具合が発生しない。

［実施の形態２］
図４（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ装置の断面図、および当該有機ＥＬ装置の断面構成を拡大して示す断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する機能を有する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の有機ＥＬ装置１００においても、実施の形態１と同様、素子基板１０の画素領域１０ａには、有機ＥＬ素子８０が形成されているともに、対極層８３の上層に画素領域１０ａよりも広い領域にわたって封止膜６０が形成されている。

また、本形態の有機ＥＬ装置１００においても、実施の形態１と同様、素子基板１０と封止部材２０との間では、外周側シール領域１０ｃに沿って第１シール材９１が矩形枠状に形成され、外周側シール領域１０ｃで囲まれた領域の全体にわたって透光性の第２シール材９２が形成されている。また、第１シール材９１は、樹脂製のギャップ材９５が樹脂９６中に分散された構成になっている。かかるギャップ材９５は、ビーズ状であり、外周側シール領域１０ｃにおいて素子基板１０および封止部材２０に当接して素子基板１０と封止部材２０との間隔を制御する。

かかるシール構造を採用するにあたって、本形態でも、外周側シール領域１０ｃにおける素子基板１０と封止部材２０との間隔Ｇｃは、ギャップ材９５の粒径と等しいのに対して、画素領域１０ａと平面的に重なる領域における素子基板１０と封止部材２０との間隔Ｇａは、ギャップ材９５の粒径より大である。

かかる構造を採用するにあたって、本形態では、素子基板１０に用いた基板本体１０ｄにおいて、画素領域１０ａと平面的に重なる領域は、外周側シール領域１０ｃに比して封止部材２０が位置する側とは反対側に凹んだ凹部１０ｆになっている。このため、素子基板１０において、画素領域１０ａと平面的に重なる領域（封止膜６０が形成されている部分）は、外周側シール領域１０ｃに比して封止部材２０が位置する側とは反対側に凹んだ凹部１９になっている。

なお、素子基板１０では、画素領域１０ａに有機ＥＬ素子８０や封止膜６０が形成されている。このため、素子基板１０では、画素領域１０ａは、基板本体１０ｄの凹部１０ｆの底部から封止部材２０の側に突出した構造となっているが、素子基板１０の凹部１９や基板本体１０ｄの凹部１０ｆは十分な深さ寸法を有している。このため、素子基板１０に対して封止部材２０を重ねた際、画素領域１０ａと平面的に重なる領域における素子基板１０と封止部材２０との間隔Ｇａは、ギャップ材９５の粒径より大となる。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分の説明を省略する。

以上説明したように、本形態の有機ＥＬ装置１００においても、外周側シール領域１０ｃにおいて素子基板１０と封止部材２０とを接合する第１シール材９１は、素子基板１０と封止部材２０との基板間隔を制御するギャップ材９５を含有しているので、素子基板１０と封止部材２０との間隙を高い精度で制御することができる。

また、外周側シール領域１０ｃにおいて素子基板１０と封止部材２０とを、ギャップ材９５を含有する第１シール材９１によって接合するにあたって、画素領域１０ａと平面的に重なる領域における素子基板１０と封止部材２０との間隔Ｇａを、ギャップ材９５の粒径より大にしてある。このため、第１シール材９１が画素領域１０ａと重なる位置まで入り込んだ場合でも、ギャップ材９５は、素子基板１０や封止部材２０に対して強い力で当接しない。従って、ギャップ材９５によって、封止膜６０、有機ＥＬ素子８０、カラーフィルター２２（Ｒ）、２２（Ｇ）、２２（Ｂ）が損傷することがないので、外周側シール領域１０ｃを画素領域１０ａに近接させることができる。また、本形態では、第１シール材９１の一部を積極的に画素領域１０ａの外周側端部と平面的に重なる領域まで入り込ませているため、画素領域１０ａの外周側端部と平面的に重なる領域についても、シール領域として利用することができる。それ故、図６を参照して説明した有機ＥＬ装置の外形を図４（ｂ）に二点鎖線Ｒ１で示すように、本形態によれば、図３に幅寸法Ｗ１に相当する分だけ、狭めることができる。それ故、画素領域１０ａの外側において、光の出射に寄与しない無駄な領域の幅を狭くすることができる。

また、本形態によれば、外周側シール領域１０ｃにおける素子基板１０と封止部材２０との間隔Ｇｃを狭めた分、外部からの水分や酸素の侵入を確実に防止することができる。それ故、有機ＥＬ装置１００の信頼性を向上することができる。

［他の実施の形態］
上記実施の形態では、トップエミッション型の有機ＥＬ装置１００において封止部材２０にカラーフィルター２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を設けた場合を例に説明したが、有機ＥＬ素子自身が各色の光を出射する有機ＥＬ装置に本発明を適用してもよく、この場合、封止部材２０は封止基板のみとして機能する。

また、上記実施の形態では、カラー表示用の有機ＥＬ装置１００を例に説明したが、複写機の光学ヘッドなどとして利用する場合には、モノクロでよく、このようなモノクロ用の有機ＥＬ装置に本発明を適用してもよい。この場合も、封止部材２０は封止基板のみとして機能する。

さらに、上記実施の形態では、トップエミッション型の有機ＥＬ装置１００を例に説明したが、ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置に本発明を適用してもよく、この場合、封止部材２０は封止基板のみとして機能する。

また、上記形態では、有機機能層８２を画素領域１０ａの全面に形成した例を説明したが、隔壁５１で囲まれた領域内にインクジェット法などで有機機能層を選択的に塗布した後、定着させて、画素電極８１の上層には、３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などからなる正孔注入層、および発光層からなる有機機能層が形成された有機ＥＬ装置に発明を適用してもよい。この場合、発光層は、例えば、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、または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、例えばルブレン、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、キナクリドン等をドープした材料から構成される。また、発光層としては、二重結合のπ電子がポリマー鎖上で非極在化しているπ共役系高分子材料が、導電性高分子でもあることから発光性能に優れるため、好適に用いられる。特に、その分子内にフルオレン骨格を有する化合物、すなわちポリフルオレン系化合物がより好適に用いられる。また、このような材料以外にも、共役系高分子有機化合物の前駆体と、発光特性を変化させるための少なくとも１種の蛍光色素とを含んでなる組成物も使用可能である。

［電子機器への搭載例］
図６を参照して、上述した実施形態に係る有機ＥＬ装置１００を搭載した電子機器について説明する。図５は、本発明に係る有機ＥＬ装置を用いた電子機器の説明図である。

図５（ａ）に、有機ＥＬ装置１００を備えたモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す。パーソナルコンピューター２０００は、表示ユニットとしての有機ＥＬ装置１００と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１及びキーボード２００２が設けられている。図５（ｂ）に、有機ＥＬ装置１００を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１及びスクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての有機ＥＬ装置１００を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、有機ＥＬ装置１００に表示される画面がスクロールされる。図５（ｃ）に、有機ＥＬ装置１００を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１及び電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての有機ＥＬ装置１００を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が有機ＥＬ装置１００に表示される。なお、有機ＥＬ装置１００が適用される電子機器としては、図５（ａ）〜（ｃ）に示すものの他、デジタルスチールカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型、モニター直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した有機ＥＬ装置１００が適用可能である。

また、本発明を適用した有機ＥＬ装置１００は、複写機などの画像形成装置（電子機器）において露光ヘッドとして用いることができる。さらに、本発明を適用した有機ＥＬ装置１００は照明装置（電子機器）として用いることができる。

１０・・素子基板、１０ａ・・画素領域、１０ｃ・・外周側シール領域、１０ｄ・・素子基板の基板本体、１０ｆ・・素子基板の基板本体に形成した凹部、１９・・素子基板の凹部、２０・・封止部材、２０ｄ・・封止部材の部材本体、２０ｆ・・封止部材の部材本体に形成した凹部、２２（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）・・カラーフィルター、２９・・封止部材の凹部、８０・・有機ＥＬ素子、８１・・画素電極（陽極）、８２・・有機機能層、８３・・対極層（陰極）、９１・・第１シール材、９２・・第２シール材、９５・・ギャップ材、９６・・樹脂、１００・・有機ＥＬ装置、１００ａ・・画素

Claims (5)

1. 有機エレクトロルミネッセンス素子が画素領域に設けられた素子基板と、
   該素子基板において前記有機エレクトロルミネッセンス素子が設けられている面側に対向配置された封止部材と、
   少なくとも前記画素領域を外周側で囲む外周側シール領域で前記素子基板と前記封止部材とを接合するシール材と、
   該シール材に配合され、前記外周側シール領域において前記素子基板および前記封止部材に当接して当該外周側シール領域における前記素子基板と前記封止部材との間隔を規定するギャップ材と、
   を有し、
   前記画素領域と平面的に重なる領域における前記素子基板と前記封止部材との間隔が前記ギャップ材の粒径より大であ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。
2. 前記シール材は、一部が前記画素領域の外周側端部と平面的に重なってい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. 前記素子基板および前記封止部材のうちの一方の部材において、他方の部材と対向する面は、前記画素領域と平面的に重なる領域が凹んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
4. 前記一方の部材は、前記封止部材であり、
   当該封止部材の前記素子基板と対向する面は、前記画素領域と平面的に重なる領域が、凹部になっていることを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
5. 前記有機ＥＬ素子の光は、前記封止部材を透過して出射されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。

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