JP2010238678A - 発光装置の作製方法および発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な構造とすることなく、従来よりも密閉性に優れた空間に発光素子を備え、かつ作業性に優れた封止技術を提供することにより、発光素子の劣化を防ぎ、信頼性の向上を図ることを目的とする.
【解決手段】本発明では、密閉性に優れた封止構造を形成するために二重構造の封止を行う。なお、この場合において、素子が形成される素子基板（以下、第１の基板ともいう）と、封止に用いる封止基板（以下、第２の基板ともいう）にそれぞれサイズの異なる基板を用いて、両基板が重ならない領域（以下、オフセット領域という）を設けることにより、二重構造における外側のシールパターンを形成する場合における作業性を良くすることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一対の電極間に有機化合物を含む膜（以下、「有機化合物層」と記す）を設けた素子に電界を加えることで、蛍光又は燐光が得られる発光素子を用いた発光装置及びその作製方法に関する。具体的には、上記発光素子を有する素子基板を封止することにより発光装置を完成させる。なお、本発明における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイス、発光デバイスもしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光素子にコネクター、例えばＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）もしくはＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープもしくはＴＣＰ（Tape Carrier Package）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Chip On Glass）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。

薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動などの特徴を有する材料を発光体として用いた発光素子は、次世代のフラットパネルディスプレイへの応用が期待されている。特に、発光素子をマトリクス状に配置した発光装置は、従来の液晶表示装置と比較して、視野角が広く視認性が優れる点に優位性があると考えられている。

発光素子の発光機構は、一対の電極間に電界発光層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が電界発光層中の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光するといわれている。励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。

しかしながら、発光装置は、その作製において、他の液晶表示装置等の表示装置とは異なる問題を有している。

発光素子は、水分により劣化することが知られており、具体的には、水分の影響により電界発光層と電極間において剥離が生じたり、電界発光層を形成する材料が変質したりすることにより、ダークスポットと呼ばれる非発光領域が生じたり、発光面積が縮小したりして所定の発光が維持できなくなるといった問題が生じる。なお、このような発光素子の劣化は、素子を長時間駆動させた際における信頼性の低下にもつながる。

このような問題を解決する方法としては、素子の外表面を防湿性フィルムで覆う方法（例えば、特許文献１参照。）や、素子基板に気密ケースを貼り合わせたりすることにより、発光素子を外部と遮断された密閉空間に備えるといった技術（封止技術）が知られている（例えば、特許文献２〜３参照。）。

しかし、このような封止基板等を設けた場合であっても、時間の経過に伴い発光素子が備えられた空間に水分や、酸素等の気体が侵入する可能性があり、より完全な封止力が期待される。

また、封止の際には、密閉空間が水分や酸素を含まないようするために、湿度が低く、かつ窒素等の不活性ガス雰囲気といった特定の条件（以下、嫌気条件という）下で処理を行う必要がある。そのため作業性の良さも重要な要件である。

［特許文献１］特開平５−１０１８８４号公報
［特許文献２］特開平５−３６４７５号公報
［特許文献３］特開平５−８９９５９号公報

そこで、本発明では複雑な構造とすることなく、従来よりも密閉性に優れた空間に発光素子を備え、かつ作業性に優れた封止技術を提供することにより、発光素子の劣化を防ぎ、信頼性の向上を図ることを目的とする。

そこで、本発明では、密閉性に優れた封止構造を形成するために二重構造の封止を行う。なお、この場合において、素子が形成される素子基板（以下、第１の基板ともいう）と、封止に用いる封止基板（以下、第２の基板ともいう）にそれぞれサイズの異なる基板を用いて、両基板が重ならない領域（以下、オフセット領域という）を設けることにより、二重構造における外側のシールパターンを形成する場合における作業性を良くすることを特徴とする。

また、素子基板と封止基板との張り合わせは、湿度を露点で−６０℃以下に抑え、かつ窒素等の不活性ガス雰囲気からなる嫌気条件下で行うこととする。なお、必要に応じて真空条件下で行うことも可能である。

なお、本発明において、第１のシールパターンを素子基板または封止基板上に形成し、素子基板と貼り合わせた後、オフセット領域を有する一方の基板（サイズの大きい方の基板）のオフセット領域から、オフセット領域を有しない他方の基板（サイズの小さい方の基板）の端部にかけて、ディスペンサーを用いて第２のシールパターンを形成することを特徴とする。

なお、ここで形成される第２のシールパターンは、毛管現象を利用することにより素子基板と封止基板との間の隙間に注入される。なお、本発明では、サイズの小さい基板の周囲４辺に、連続的に第２のシールパターンを形成することから、サイズの小さい基板の周囲４辺に接してオフセット領域を有する必要がある。

なお、本発明において第１のシールパターンを形成する第１のシール剤および第２のシールパターンを形成する第２のシール剤の材料としては、粘性率が３０〜５００Ｐａ・ｓ（２５℃）で、比重が１〜１．５（２５℃）のエポキシ系の樹脂を用いることが好ましい。第１のシール剤と第２のシール剤に用いる材料は、同一のものでも良いが、異なる材料を用いてもよい。なお、毛管現象を利用する場合において、第２のシール剤１０８の材料には、比較的粘性率の低い材料（粘性率が２００Ｐａ・ｓ（２５℃）以下）を用いることが好ましい。

なお、この場合において、第１のシールパターンは、基板同士を貼り合わせた際に素子基板上に形成される画素部が完全に囲まれるように形成する必要がある。また、第２のシールパターンについてもオフセット領域を有しない基板（サイズの小さい方の基板）の端部（４辺全て）を完全に覆うように形成する必要がある。

なお、本発明の構成は、平面方向に大きさの異なる第１の基板と第２の基板との間であって、前記第１の基板または前記第２の基板のいずれか一方に、発光素子を複数有する画素部が形成された発光装置の作製方法であって、前記第１の基板または前記第２の基板上に所定の領域を囲むように第１のシールパターンを形成し、前記第１の基板または前記第２の基板のいずれか一方に形成された前記画素部が、前記第２の基板における所定の領域に重なるように前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせ、前記第１の基板または前記第２の基板のいずれか一方のオフセット領域から、前記第１の基板または前記第２の基板のいずれか他方の基板端部にかけて第２のシールパターンを形成することにより、前記第１の基板及び前記第２の基板との隙間周辺を封じることを特徴とする発光装置の作製方法である。

また、本発明では、上記構成に加えて乾燥剤を備えた封止基板を用いて発光装置を作製する場合においても同様である。

さらに本発明の他の構成として、複数の画素部が形成された同一の素子基板上に対して、各画素部にそれぞれ一枚ずつ封止基板を貼り合わせることにより複数の発光装置の封止構造を同時に完成させることができる。なお、この場合には、封止基板がサイズの小さい基板となり、素子基板がサイズの大きい基板となるため、素子基板上にオフセット領域を有する。

なお、この場合には、先に説明したように第２のシールパターンを形成した後、第１のシールパターンに用いる第１のシール剤および第２のシールパターンに用いる第２のシール剤を硬化させ、第１の基板を、第２の基板で貼り合わされた画素部毎に切り離すことにより複数の発光装置を同時に形成することができる。

なお、上記構成において、
第１の基板および第２の基板に形成された第１のシールパターンに用いる第１のシール剤および第２のシールパターンに用いる第２のシール剤を紫外線照射、加熱、または紫外線照射と加熱との組み合わせにより硬化させることを特徴とする。

なお、上記各構成において、
前記第１のシール剤として用いるエポキシ系樹脂の粘性率が、前記第２のシール剤として用いるエポキシ系樹脂の粘性率よりも高いこと特徴とする。

また、本発明の発光装置は、平面方向に大きさの異なる第１の基板と第２の基板との間であって、前記第１の基板または前記第２の基板のいずれか一方に、発光素子を複数有する画素部が形成された発光装置であって、前記第１の基板、前記第２の基板、および前記第１のシールパターンで囲まれた第１の空間に位置する前記画素部と、前記第１の基板と対向する前記第２の基板に備えられた１または２以上の乾燥剤と、前記第１の基板または前記第２の基板のいずれか一方のオフセット領域から、前記第１の基板または前記第２の基板のいずれか他方の基板端部にかけて形成された第２のシールパターンとを有し、前記乾燥剤のうち少なくとも１つは、前記第１の空間の外側であって、第１の基板、前記第２の基板、前記第１のシールパターン、および前記第２のシールパターンで囲まれた第２の空間に備えられていることを特徴とする発光装置である。

なお、上記構成において、前記第１のシールパターンで囲まれた前記所定の領域の外側に形成される乾燥剤（以下、第１の乾燥剤ともいう）は、第１のシールパターンに用いる第１のシール剤から放出される水分や酸素の他、第２のシールパターンに用いる第２のシール剤を通して外部から侵入する水分や酸素等を吸収することができる。その他にも、本発明では、第１のシールパターンで囲まれた領域の内部に乾燥剤（以下、第２の乾燥剤ともいう）を設けることにより、同じ空間に備えられている発光素子から放出される水分や酸素等を吸収させることができる。このような構成とすることにより、先に説明した封止構造に加え、封止構造の内部に存在する（もしくは、侵入した）水分や酸素等を除去することができるので、発光素子の劣化防止により効果的である。

本発明を実施することにより、従来よりも密閉性に優れた発光装置の封止構造を形成することができる。さらに、本発明の封止方法は作業性に優れたものであることから発光素子の劣化を防ぎ、信頼性を向上させるだけでなく、歩留まりやスループットの向上を図ることもできる。

本発明の発光装置の封止構造について説明する図。 本発明の発光装置の封止方法について説明する図。 本発明の発光装置の封止構造について説明する図。 封止基板の構造について説明する図。 本実施形態３について説明する図。 発光装置の画素部の構造について説明する図。 本発明の発光装置の封止構造について説明する図。 本発明の発光装置の封止構造について説明する図。 電気器具について説明する図。

本発明の実施形態について、以下に説明する。
（実施の形態１）
図１（Ａ）は、本発明を実施したアクティブマトリクス型の発光装置の上面図である。

図１（Ａ）において、１０１は素子基板、１０２は封止基板、１０３は画素部、１０４は駆動回路部、１０５は端子部、１０６は第１のシールパターン、１０８は第２のシールパターンであり、素子基板１０１に封止基板１０２が第１のシールパターン１０６、および第２のシールパターン１０８により貼り合わされた構造である。なお、本発明における発光装置は、素子基板１０１と封止基板１０２を貼り合わせた際に重ならない領域（オフセット領域１０７）を有している。

素子基板１０１の材料としては、特に限定されないが、封止基板１０２と貼り合わせるため、熱膨張係数が同一のものとすることが好ましい。なお、電界発光層で生じた光を素子基板１０１側から出射させる構造（以下、下面出射構造という）とする場合には、透光性を有する基板、例えばガラス基板、石英基板、プラスチック基板とする。また、光を封止基板１０２側から出射させる構造（以下、上面出射構造という）とする場合には、半導体基板や金属基板をも用いることができる。素子基板１０１には、発光素子を複数有する画素部１０３、駆動回路部１０４、端子部１０５が設けられている。

ここでは、画素部１０５と駆動回路部１０４とを囲んで第１のシールパターン１０６が配置される例を示している。また、第１のシールパターン１０６は、端子部１５（または端子電極から延びた配線）において一部重なって形成される。

さらに、第２のシールパターン１０８は素子基板１０１と封止基板１０２との隙間周辺を封じるように設けられている。

ここで、図１（Ｂ）は図１（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。なお、画素部１０３および駆動回路部１０４は、素子基板１０１、封止基板１０２、および第１のシールパターン１０６により囲まれた空間に配置されている。また、第２のシールパターン１０８は、オフセット領域１０７の一部に形成されており、かつ素子基板１０１と封止基板１０２との隙間周辺を封じるように形成されている。

次に、図１で示す封止構造を作製する方法について、図２を用いて説明する。なお、図２では一枚の基板から１つの画素部を有する発光装置を形成する例を示している。

まず、図２（Ａ）に示す画素部１０３、駆動回路部１０４および端子部（ここでは、図示しない）が形成された素子基板１０１と封止基板１０２を貼り合わせる（図２（Ｂ））。なお、ここで用いる封止基板１０２にはディスペンサーを用いて第１のシールパターン１０６を形成しておく。封止基板１０２に形成される第１のシールパターン１０６は、封止基板１０２を素子基板１０１と貼り合わせた際に素子基板１０１上の画素部１０３および駆動回路部を囲む位置になるように形成する。

また、素子基板と封止基板との張り合わせは、湿度を露点で−６０℃以下に抑え、かつ窒素等の不活性ガス雰囲気からなる嫌気条件下で行うものとする。なお、先に述べた第１のシールパターン１０６の形成についてもこのような嫌気条件で行うのが好ましい。

次に、図２（Ｃ）に示すように素子基板１０１上のオフセット領域１０７にディスペンサー１０９を用いて第２のシールパターン１０８を形成する。なお、ここで形成される第２のシールパターン１０８は、毛管現象を利用することにより図２（Ｄ）で示すように素子基板１０１と封止基板１０２との隙間周辺を封じるように形成することができる。なお、本発明においては、封止基板１０２の周囲４辺を同様にして、かつ連続的に第２のシールパターン１０８を形成することから、封止基板１０２の周囲４辺にオフセット領域１０７を有していることが必要となる。

ここで第１のシールパターン１０６に用いる第１のシール剤、および第２のシールパターン１０８に用いる第２のシール剤としては、エポキシ系の樹脂を用いる。なお、本発明において、第１のシール剤と第２のシール剤に用いる材料は、同一のものでも良いが、異なる材料を用いることができる。なお、これらの材料は、粘性率が３０〜５００Ｐａ・ｓ（２５℃）で、比重が１〜１．５（２５℃）である。また、紫外光（３６５ｎｍ）の照射に伴う硬化性（ＵＶ硬化性）が４０００〜１２０００ｍＪ／ｃｍ²程度の材料を用いたが、素子（ＴＦＴ、発光素子）への影響を考えると紫外光の照射をより少なくすることが好ましい。なお、本発明において第２のシールパターン１０８は、毛管現象を利用して基板間の隙間周辺を封じるように形成することから、第２のシールパターン１０８に用いる第２のシール剤には、比較的粘性率の低い材料を用いることが好ましい。

なお、上記シール剤の材料としては、ナガセケムテックス（株）製のカチオンＵＶ硬化型エポキシ系樹脂（ＸＮＲ５５１６シリーズ）、三井化学（株）製のＸＵＣシリーズ、共立化学産業（株）製のワールドロック等を用いることができる。

本実施例では、特に第１のシール剤に粘性率の高い材料を用い、第２のシール剤に粘性率の低い材料を用いることとする。具体的には、第１のシール剤として、ナガセケムテックス（株）製のＸＮＲ５５１６シリーズ（粘性率：３７０Ｐａ・ｓ（２５℃））を用い、第２のシール剤としてナガセケムテックス（株）製のＸＮＲ５５１６シリーズ（粘性率：１３０Ｐａ・ｓ（２５℃））を用いることとする。

なお、このように第１のシールパターン１０６および第２のシールパターン１０８により素子基板１０１および封止基板１０２を封止することにより、二重構造を形成することができるので、従来よりも密閉性の高い封止を形成することができる。さらに、本発明の方法を用いて２種類のシールパターンを２段階に分けて形成することにより、２種類のシールパターンが予め形成されている封止基板を用いて封止を行う場合に比べて両基板に対するシール剤の密着性を均一にすることができる。すなわち、予め封止基板上にシールパターンを形成する場合に、封止基板に対するシール剤の密着性が、後で貼り合わせる素子基板に対する密着性よりも高くなってしまうという問題を解決することができる。

次に、紫外線照射および熱処理を行って第１のシールパターン１０６、及び第２のシールパターン１０７を硬化させる。なお、このときの処理条件としては、紫外線を６０００ｍＪ（３６５ｎｍ）照射した後、８０℃で１時間熱処理を行う。なお、紫外線の照射条件としては、紫外線を１２０００ｍＪ（３６５ｎｍ）照射することも可能である。

以上に示した作製方法により、図１に示す封止構造を形成することができる。

なお、本実施の形態で示す基板間（素子基板、封止基板）距離（図２においてａで示す距離）は、２〜２０μｍ程度であり、ディスペンサーのノズルサイズ（直径）は数十μｍである。これに対して、素子基板１０１の基板表面から封止基板１０２の基板表面まで（図２においてｂで示す距離）は、０．１〜１．１ｍｍ程度の段差があるため、図２（Ｄ）で示す構造を容易に得ることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態２においては、実施の形態１で示した構造とは異なる構造を有する発光装置について図３、図４を用いて説明する。

図３（Ａ）に、発光装置の上面図を示す。なお、図３（Ａ）において、３０１は素子基板、３０２は封止基板、３０３は画素部、３０４は駆動回路部、３０５は端子部、３０６は第１のシールパターン、３０８は第２のシールパターンであり、この部分は図１（Ａ）で示したものと同様であるが、封止基板３０２側に備えられた乾燥剤（第１の乾燥剤３１０、第２の乾燥剤３１１）を有する点で図１（Ａ）とは異なる。

ここで、図４により封止基板３０２の構造について説明する。素子基板３０１に貼り合わせる封止基板３０２は、図４（Ａ）に示す封止基板３０２は、図４（Ｂ）に示すように基板４１１の所定の位置に窪み４０１を形成し、この窪み４０１に第１の乾燥剤３１０および第２の乾燥剤３１１をそれぞれ備えた後、ディスペンサーにより第１のシールパターン３０６を形成したものである。なお、本実施の形態２における封止基板の形成は、嫌気条件において行うものとし、第１の乾燥剤および第２の乾燥剤は、固体粉末状の乾燥材料をそれぞれ、水分透過性に優れ、かつ酸素等の気体透過性に優れた材料からなる袋に封入したものを各所定の窪みに両面テープで貼り付けることにより備えるものとする。

そして、図４（Ａ）に示す封止基板を素子基板に貼り合わせることにより、図３（Ａ）に示す発光装置が形成される。

なお、本実施の形態２における発光装置は、封止基板に乾燥剤が設けられる点でのみ実施の形態１と異なるため、素子基板３０１と封止基板３０２を貼り合わせた後で、第２のシールパターン３０８を形成する方法については、実施の形態１で示した方法で行えばよい。なお、本実施の形態２における発光装置の場合にも、素子基板３０１と封止基板３０２を貼り合わせた際に重ならない領域（オフセット領域３０７）を有している。

ここで、図３（Ｂ）は図３（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。なお、画素部３０３、駆動回路部３０４、および封止基板３０２に備えられた第２の乾燥剤３１１は、素子基板３０１、封止基板３０２、および第１のシールパターン３０６により囲まれた空間に配置されている。また、第２のシールパターン３０８は、オフセット領域３０７の一部に形成されており、かつ素子基板３０１と封止基板３０２との隙間周辺を封じるように形成されている。

また、図３（Ｃ）は図３（Ａ）をＢ−Ｂ’で切断した断面図である。なお、本実施の形態２において第１の乾燥剤３１０は、素子基板３０１、封止基板３０２、第１のシールパターン３０６、および第２のシールパターン３０８により囲まれた空間に配置されている。

なお、第１の乾燥剤３１０は、第１のシールパターン３０６に用いる第１のシール剤から放出される水分や酸素の他、第２のシールパターン３０８に用いる第２のシール剤を通して外部から侵入する水分や酸素等を吸収することができる。これに対して、第２の乾燥剤３１１は、同じ空間に備えられている発光素子から放出される水分や酸素等を吸収することができる。そのため、実施の形態１に示した封止構造に加え、封止構造の内部に存在する（もしくは、侵入した）水分や酸素等を除去することができるので、さらに発光素子の劣化を防ぐことができる。

第２の乾燥剤３１１については、素子基板３０１上の画素部３０３と重なる位置に形成されることから、上面出射構造の発光装置を形成する場合には設けることができない。なお、この場合には、第１の乾燥剤３１０のみ設ける構造とすればよい。

（実施の形態３）
本実施の形態３では、１枚の基板に複数の画素部および駆動回路部を形成する場合、いわゆる多面取りの場合について図５により説明する。

ここでは１枚の基板を用いて４つのパネルを形成する例を示す。

まず、嫌気条件で封止基板５０２上にディスペンサーで第１のシールパターン５０６を所定の位置に形成する（図５（Ａ））。ここでは、第１のシールパターン５０６に用いる第１のシール剤として、ナガセケムテックス（株）製のＸＮＲ５５１６シリーズ（粘性率：３７０Ｐａ・ｓ（２５℃））を用いる。

次に、図５（Ｂ）に示す複数の画素部および駆動回路部５０３が設けられた素子基板５０１と、第１のシールパターン５０６が設けられた複数の封止基板５０２とをそれぞれ貼り合わせる（図５（Ｃ））。なお、第１のシールパターン５０６によって素子基板５０１と複数の封止基板５０２を貼り合わせる場合には、湿度を露点で−６０℃以下に抑え、かつ窒素等の不活性ガス雰囲気からなる嫌気条件下で行うものとする。

封止基板５０２を貼り合わせた後で、オフセット領域から素子基板５０１および封止基板５０２の間の隙間にかけて第２のシールパターン５０８を形成する。なお、第２のシールパターン５０８に用いる第２のシール剤としてナガセケムテックス（株）製のＸＮＲ５５１６シリーズ（粘性率：１３０Ｐａ・ｓ（２５℃））を用い、その形成方法については、実施の形態１を参照すればよい。さらに、ＴＦＴおよび電界発光層を保護するためのメタルマスクを用いて紫外線照射を行い、第１のシール剤および第２のシール剤を硬化させる。なお、紫外線照射に加えて、熱処理を行ってもよい。

次に、スクライバー装置を用いてスクライブライン５１２を形成する（図５（Ｅ）。スクライブライン５１２は、第２のシールパターン５０８から０．５ｍｍ程度のマージンを考慮して形成すればよい。

次に、ブレイカー装置を用いて基板を分断する（図５（Ｆ））。こうして、１枚の基板から４つのパネルを作製することができる。

また、本実施の形態は、実施の形態１または実施の形態２と自由に組み合わせすることができる。

また、本実施の形態３では、複数の画素部および駆動回路部が形成された素子基板５０１を大型基板とし、複数の封止基板５０２を素子基板（大型基板）５０１上の各画素部および駆動回路部５０３に貼り合わせ、これを分断することにより、複数のパネルを完成させる場合について示すが、本発明はこれに限られることはなく、逆に封止基板に大型基板を用い、素子基板を複数封止基板に貼り合わせて複数のパネルを形成する構成とすることもできる。

さらに、第１のシールパターン５０６を形成する基板は、本実施の形態３に示すように封止基板５０２上に形成する必要はなく、素子基板５０１上に形成することもできる。

（実施の形態４）
本実施の形態４では、発光装置の画素部の構成について、図６の断面図を用いて説明する。

図６において、６０１は素子基板、６０５はゲート絶縁膜、６２２はＴＦＴであって、チャネル形成領域６０２、ソース領域６０３、ドレイン領域６０４上にゲート絶縁膜６０５を介して形成されたゲート電極６０６の他、配線６０７を有する。また、６１１は第１の電極、６１２は絶縁層、６１４は電界発光層、６１５は第２の電極であり、第１の電極６１１、電界発光層６１４および第２の電極６１５からなる素子は発光素子６１６である。さらに、６０２は、発光素子６１６等を空間６１７に備える封止基板である。

素子基板６０１上に設けられたＴＦＴ６２２（ｐチャネル型ＴＦＴ）は、発光する電界発光層６１４に流れる電流を制御する素子である。また、ここでは図示しないが、一つの画素には、他にもＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴまたはｐチャネル型ＴＦＴ）を一つ、または複数設けている。なお、ここでは、一つのチャネル形成領域６０２を有するＴＦＴを示したが、特に限定されず、複数のチャネルを有するＴＦＴとしてもよい。

本実施の形態において、第１の電極６１１は、発光素子６１６の陽極として機能する。この場合における第１の電極６１１の材料としては、ＴｉＮ、ＴｉＳｉxＮy、ＷＳｉx、ＷＮx、ＷＳｉxＮy、ＮｂＮ、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）の他、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、またはＭｏから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料を主成分とする膜またはそれらの積層膜を総膜厚１００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で用いればよい。ここでは、第１の電極６１１として窒化チタン膜を用いる。窒化チタン膜を第１の電極６１１として用いる場合、表面に紫外線照射や塩素ガスを用いたプラズマ処理を行って仕事関数を増大させることが好ましい。

また、第１の電極６１１の端部（および配線６０７）を覆う絶縁層６１２（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる）を有している。絶縁層６１２としては、無機材料（酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンなど）、感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、またはこれらの積層などを用いることができるが、ここでは窒化シリコン膜で覆われた感光性の有機樹脂を用いる。例えば、有機樹脂の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物の上端部のみに曲率半径を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。

また、電界発光層６１４は、蒸着法または塗布法を用いて形成する。なお、信頼性を向上させるため、電界発光層６１４の形成前に真空加熱を行って脱気を行うことが好ましい。例えば、蒸着法を用いる場合、真空度が５×１０^−３Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０^−４〜１０^−６Ｐａまで真空排気された成膜室で蒸着を行う。蒸着の際、予め、抵抗加熱により電界発光層を形成する材料は気化しており、蒸着時にシャッターが開くことにより基板の方向へ飛散する。気化した前記材料は、上方に飛散し、メタルマスクに設けられた開口部を通って基板に蒸着される。

蒸着法を用いる場合には、例えばＡｌｑ_３、部分的に赤色発光色素であるナイルレッドをドープしたＡｌｑ_３、Ａｌｑ_３、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＴＰＤ（芳香族ジアミン）を蒸着法により順次積層することで白色を得ることができる。

また、スピンコートを用いた塗布法により有機化合物を含む層を形成する場合には、塗布した後に真空加熱で焼成することが好ましい。この場合には、例えば正孔注入層として作用するポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を全面に塗布、焼成し、その後、発光層として作用する発光中心色素（１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン（ＴＰＢ）、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノ−スチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ１）、ナイルレッド、クマリン６など）ドープしたポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）溶液を全面に塗布、焼成すればよい。なお、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳは溶媒に水を用いており、有機溶剤には溶けない。従って、ＰＶＫをその上から塗布する場合にも、再溶解する心配はない。また、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳとＰＶＫは溶媒が異なるため、異なる成膜室で成膜することが好ましい。

また、電界発光層６１４を単層とすることもでき、ホール輸送性のポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に電子輸送性の１，３，４−オキサジアゾール誘導体（ＰＢＤ）を分散させてもよい。また、３０ｗｔ％のＰＢＤを電子輸送性材料として分散し、４種類の色素（ＴＰＢ、クマリン６、ＤＣＭ１、ナイルレッド）を適当量分散することで白色発光が得られる。

また、６１５は、導電膜からなる第２の電極、即ち、発光素子の陰極（或いは陽極）である。第２の電極６１５の材料としては、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ_２、ＣａＮなどの合金、または周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した透光性を有する膜を用いればよい。ここでは、第２の電極を通過させて発光させる上面出射型であるので、１ｎｍ〜１０ｎｍのアルミニウム膜、もしくはＬｉを微量に含むアルミニウム膜を用いる。第２の電極６１５としてＡｌ膜を用いる構成とすると、電界発光層６１４と接する材料を酸化物以外の材料で形成することが可能となり、発光装置の信頼性を向上させることができる。また、１ｎｍ〜１０ｎｍのアルミニウム膜を形成する前に陰極バッファ層としてＣａＦ_２、ＭｇＦ_２、またはＢａＦ_２からなる透光性を有する層（膜厚１ｎｍ〜５ｎｍ）を形成してもよい。

また、第２の電極６１５の低抵抗化を図るため、発光領域とならない領域に第２の電極６１５と接して補助電極を設けてもよい。また、第２の電極６１５を形成する場合には抵抗加熱を用いた蒸着法により、蒸着マスクを用いて選択的に形成すればよい。

また、本実施の形態４の場合には、発光素子の構成が上面出射構造を有していることから空間６１７には乾燥剤は設けない構成とする。なお、下面出射構造の場合には、実施の形態２において、図３で示したように画素部に乾燥剤を設ける構成とすればよい。

（実施の形態５）
本実施の形態５では、アクティブマトリクス型の発光装置の外観図について図７に説明する。なお、図７（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された７０１は駆動回路部（ソース側駆動回路）、７０２は画素部、７０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。また、７０４は封止基板、７０５は第１のシールパターンであり、第１のシールパターン７０５で囲まれた内側７０７は、空間になっている。さらに７０６は乾燥剤であり、また、第１のシール剤７０５と乾燥剤７０６を囲んで素子基板７１０のオフセット領域に第２のシールパターン７１５が形成される。

なお、７０８はソース側駆動回路７０１及びゲート側駆動回路７０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）７０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。

次に、断面構造について図７（Ｂ）を用いて説明する。基板７１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路７０１と、画素部７０２が示されている。

なお、ソース側駆動回路７０１はｎチャネル型ＴＦＴ７２３とｐチャネル型ＴＦＴ７２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成するＴＦＴは、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に形成することもできる。

また、画素部７０２はスイッチング用ＴＦＴ７１１と、電流制御用ＴＦＴ７１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極７１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極７１３の端部を覆って絶縁層７１４が形成されている。

第１の電極７１３上には、電界発光層７１６、および第２の電極７１７がそれぞれ形成されている。なお、具体的な構成については、実施の形態４を参照すればよい。

また、第２の電極７１７は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線７０８を経由してＦＰＣ７０９に電気的に接続されている。

また、素子基板７１０上に形成された発光素子７１８を封止するために第１のシールパターン７０５により封止基板７０４を貼り合わせる。なお、封止基板の所望の位置には、予め乾燥剤７０６が備えられている。そして、素子基板７０１、封止基板７０４、およびシール剤７０５で囲まれた空間７０７に発光素子７１８が備えられた構造になっている。

さらに、第１のシールパターン７０５が形成された領域と、乾燥剤７０６が備えられている領域の外側に第２のシールパターン７１５が形成されている。

なお、第１のシールパターン７０５に用いる第１のシール剤および第２のシールパターン７１５に用いる第２のシール剤としてはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。

また、本実施の形態では封止基板７０４を構成する材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Fiberglass-Reinforced Plastics）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。

以上のようにして発光素子７１８を空間７０７に封入し、さらに第２のシールパターン７１５で封止することにより、発光素子７１８を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素といった有機化合物層の劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。なお、本実施の形態の場合においては、発光素子７１８が上面出射型であることから、発光素子（画素部）と重なる位置には乾燥剤を設けないが、下面出射型の発光素子が形成される場合には、実施の形態２に示したように発光素子（画素部）と重なる位置に乾燥剤を設けることができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができる。

なお、本実施の形態５は実施の形態１乃至４と自由に組み合わせることができる。

（実施の形態６）
本実施の形態６では、実施の形態１乃至３、または実施の形態５において示した封止構造に加えて図８に示すような封止構造とすることもできる。

なお、図８では、素子基板８０１、封止基板８０２、および第１のシールパターン８０６により囲まれた空間に発光装置の画素部８０３、駆動回路部８０４、および第２の乾燥剤８１１を備え、第１のシールパターンの外側に第１の乾燥剤８１０を備え、その外部に形成された第２のシールパターン８０８により封止するという本発明の封止構造が、さらに水分等の侵入を防ぐ効果のある保護膜８１２で覆われる構造を示している。

本実施の形態において、保護膜８１２は、炭素を主成分とするＤＬＣ膜（Ｄｉａｍｏｎｄ ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ膜）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）膜や窒化珪素膜（ＳｉＮ）や、これらの積層膜を用いることができる。

なお、ここでいうＤＬＣ膜とは、膜厚３〜５０ｎｍのダイヤモンドライクカーボン膜、またはアモルファスカーボン膜である。ＤＬＣ膜は短距離秩序的には炭素間の結合として、ＳＰ_３結合をもっているが、マクロ的にはアモルファス状の構造となっている。ＤＬＣ膜の組成は炭素が７０〜９５原子％、水素が５〜３０原子％であり、非常に硬く絶縁性に優れている。加えて、ＤＬＣ膜は、化学的に安定で変化しにくい薄膜である。また、ＤＬＣ膜の熱伝導率は２００〜６００Ｗ／ｍ・Ｋであり、駆動時に発生する発熱を放熱させることができる。このようなＤＬＣ膜は、水蒸気や酸素などのガス透過率が低いという特徴もある。また、微少硬度計による測定で、１５〜２５ＧＰａの硬度を有することが知られている。

なお、保護膜はプラズマＣＶＤ法（代表的には、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法など）、燃焼炎法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、レーザー蒸着法などで形成することができる。

なお、図８に示す構造からも分かるように本発明の封止構造は、第２のシールパターン８０６を形成することにより、素子基板８０１と封止基板８０２との段差がフラットになっている。そのため、保護膜８１２をカバレッジ良く形成するのに適した構造であるといえる。

以上のようにして、先の実施の形態１〜５において示した封止構造に保護膜で覆うという構成を組み合わせることにより、外部からの水分や酸素などの侵入を防ぐ効果をさらに高めることができる。

（実施の形態７）
発光素子を用いた発光装置は自発光型であるため、液晶表示装置に比べ、明るい場所での視認性に優れ、視野角が広い。従って、本発明の発光装置を用いて様々な電気器具を完成させることができる。

本発明により作製した発光装置を用いて作製された電気器具として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携帯情報端末は、視野角の広さが重要視されるため、発光素子を有する発光装置を用いることが好ましい。それら電気器具の具体例を図９に示す。

図９（Ａ）は表示装置であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２００３に用いることにより作製される。発光素子を有する発光装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶表示装置よりも薄い表示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。

図９（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２１０２に用いることにより作製される。

図９（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス２２０６等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２２０３に用いることにより作製される。

図９（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２３０２に用いることにより作製される。

図９（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示するが、本発明により作製した発光装置をこれら表示部Ａ、Ｂ２４０３、２４０４に用いることにより作製される。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。

図９（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２５０２に用いることにより作製される。

図９（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９、接眼部２６１０等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２６０２に用いることにより作製される。

ここで図９（Ｈ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２７０３に用いることにより作製される。なお、表示部２７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。

なお、将来的に有機材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。

また、上記電気器具はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増してきている。有機材料の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。

また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが好ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが好ましい。

以上の様に、本発明により作製された発光装置の適用範囲は極めて広く、本発明の発光装置をあらゆる分野の電気器具に適用することが可能である。また、本実施の形態７の電気器具は実施の形態１乃至６を実施して作製された発光装置を用いることにより完成させることができる。

１０１ 素子基板
１０２ 封止基板
１０３ 画素部 １０４ 駆動回路部
１０５ 端子部
１０６ 第１のシールパターン
１０７ オフセット領域
１０８ 第２のシールパターン

Claims (8)

1. 素子基板に、発光素子を複数有する画素部及び駆動回路部を形成する工程を有し、
   封止基板に、シール剤を塗布して第１のシールパターンを形成する工程を有し、
   前記画素部及び前記駆動回路部が形成された面と、前記第１のシールパターンが形成された面とが対向するように、前記素子基板と前記封止基板とを貼り合わせる工程を有し、
   前記第１のシールパターンは前記画素部及び前記駆動回路部を囲んで配置され、
   前記素子基板は、前記封止基板の周囲４辺に、前記封止基板と重ならない領域であるオフセット領域を有し、
   前記封止基板の周囲４辺にある、前記素子基板の前記オフセット領域にシール剤を連続的に塗布して、前記封止基板の端部を覆うように、前記オフセット領域から前記封止基板の端部にかけて第２のシールパターンを形成する工程を有し、
   前記第２のシールパターンは前記封止基板の４辺の端部を覆い、
   前記第２のシールパターンは毛管現象により前記素子基板と前記封止基板との間に入り込み、前記素子基板と前記封止基板との隙間周辺を封じることを特徴とする発光装置の作製方法。
2. 素子基板に、発光素子を複数有する画素部及び駆動回路部を形成する工程を有し、
   封止基板に２つの窪みを形成し、前記２つの窪みの一方に第１の乾燥剤を備え、他方に第２の乾燥剤を備える工程を有し、
   前記封止基板に、シール剤を塗布して第１のシールパターンを形成する工程を有し、
   前記第１の乾燥剤は前記第１のシールパターンに囲まれ、
   前記画素部及び前記駆動回路部が形成された面と、前記第１のシールパターンが形成された面とが対向するように、前記素子基板と前記封止基板とを貼り合わせる工程を有し、
   前記第１のシールパターンは前記画素部及び前記駆動回路部を囲んで配置され、
   前記素子基板は、前記封止基板の周囲４辺に、前記封止基板と重ならない領域であるオフセット領域を有し、
   前記封止基板の周囲４辺にある、前記素子基板の前記オフセット領域にシール剤を連続的に塗布して、前記封止基板の端部を覆うように、前記オフセット領域から前記封止基板の端部にかけて第２のシールパターンを形成する工程を有し、
   前記第２の乾燥剤は前記第２のシールパターンと前記第１のシールパターンの間に設けられ、
   前記第２のシールパターンは前記封止基板の４辺の端部を覆い、
   前記第２のシールパターンは毛管現象により前記素子基板と前記封止基板との間に入り込み、前記素子基板と前記封止基板との隙間周辺を封じることを特徴とする発光装置の作製方法。
3. 素子基板に、発光素子を複数有する画素部及び駆動回路部を複数形成する工程を有し、
   複数の封止基板に、シール剤を塗布して第１のシールパターンを形成する工程を有し、
   前記画素部及び前記駆動回路部が形成された面と、前記第１のシールパターンが形成された面とが対向するように、前記素子基板と前記複数の封止基板とを貼り合わせる工程を有し、
   前記画素部及び前記駆動回路部が形成された領域毎に、前記封止基板が貼り合わせられ、
   前記第１のシールパターンは前記画素部及び前記駆動回路部を囲んで配置され、
   前記素子基板は、前記封止基板の周囲４辺に、前記封止基板と重ならない領域であるオフセット領域を有し、
   前記封止基板の周囲４辺にある、前記素子基板の前記オフセット領域にシール剤を連続的に塗布して、前記封止基板の端部を覆うように、前記オフセット領域から前記封止基板の端部にかけて第２のシールパターンを形成する工程を有し、
   前記第２のシールパターンは前記封止基板の４辺の端部を覆い、
   前記第２のシールパターンは毛管現象により前記素子基板と前記封止基板との間に入り込み、前記素子基板と前記封止基板との隙間周辺を封じ、
   前記素子基板を、前記封止基板で貼り合わされた前記画素部及び前記駆動回路部が形成された領域毎に切り離す工程を有することを特徴とする発光装置の作製方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか一において、前記素子基板と前記封止基板とを貼り合わせる工程は湿度を露点−６０℃以下の不活性ガス雰囲気下で行うことを特徴とする発光装置の作製方法。
5. 請求項１乃至３のいずれか一において、前記第２のシールパターンは前記第１のシールパターンとの間に隙間を有することを特徴とする発光装置の作製方法。
6. 請求項１乃至３のいずれか一において、前記第２のシールパターンに用いるシール剤の粘性率は２００Ｐａ・ｓ（２５℃）以下で、前記第１のシールパターンに用いるシール剤の粘性率よりも低いことを特徴とする発光装置の作製方法。
7. 発光素子を複数有する画素部及び駆動回路部が設けられた素子基板を有し、
   前記素子基板上の封止基板を有し、
   前記素子基板と前記封止基板との間には第１のシールパターンと第２のシールパターンが設けられ、
   前記第１のシールパターンは前記画素部及び前記駆動回路部を囲んで配置され、
   前記素子基板は、前記封止基板の周囲４辺に、前記封止基板と重ならない領域であるオフセット領域を有し、
   前記第２のシールパターンは前記オフセット領域から前記封止基板の端部にかけて設けられ、前記素子基板と前記封止基板との間に設けられ、前記封止基板の４辺の端部を覆うことを特徴とする発光装置。
8. 発光素子を複数有する画素部及び駆動回路部が設けられた素子基板を有し、
   前記素子基板上の封止基板を有し、
   前記素子基板と前記封止基板との間には第１のシールパターンと第２のシールパターンが設けられ、
   前記第１のシールパターンは前記画素部及び前記駆動回路部を囲んで配置され、
   前記素子基板は、前記封止基板の周囲４辺に、前記封止基板と重ならない領域であるオフセット領域を有し、
   前記第２のシールパターンは前記オフセット領域から前記封止基板の端部にかけて設けられ、前記素子基板と前記封止基板との間に設けられ、前記封止基板の４辺の端部を覆い、
   前記封止基板の２つの窪みの一方に第１の乾燥剤を備え、他方に第２の乾燥剤を備え、
   前記第１の乾燥剤は前記第１のシールパターンに囲まれ、
   前記第２の乾燥剤は前記第２のシールパターンと前記第１のシールパターンの間に設けられることを特徴とする発光装置。

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