JP3992001B2 - 有機エレクトロルミネッセンス装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置及び電子機器に関するものである。

従来、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと略記する。）表示装置などの電気光学装置においては、基板上に陽極、正孔注入層、ＥＬ物質などの電気光学物質からなる発光層、および陰極等が積層された構造のものが知られている。このような有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬ素子では、発光層を形成する電気光学物質の酸素や水分等による劣化や、陰極の酸素や水分等による導電性低下などにより、発光素子として寿命が短くなるといった課題があった。
このような課題を解決する技術として、従来では、例えば支持基板上に発光素子を形成し、この支持基板の発光素子側面と、別途用意した対向基板とを、接着樹脂を介して貼り合わせることにより前記発光素子を封止する構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。また。この特許文献１では、発光素子を封止する対向基板に画素間領域を遮光するブラックマトリクスを設けており、この対向基板と支持基板とを精度良く貼り合わせるために、両基板の対向面にそれぞれアライメントマークを設けることが開示されている。
特開２００２−２２１９１６号公報

上記従来技術文献に記載の技術によれば、確かに接着樹脂による発光素子の封止と、アライメントマークによる基板面方向の位置決め精度の向上とを達成できる。しかしながら、特に対向基板側から光を取り出すトップエミッション型の有機ＥＬ装置では、上記封止構造の内部を表示光が透過するため、接着樹脂が光学特性に与える影響が大きく、基板面方向の位置決めのみでは良好な表示性能を得られない場合がある。
また、このような有機ＥＬ装置を電子機器の表示部として実装する場合、外部回路との接続端子が必要になるが、接着樹脂を単に基板間に挟む構造の場合、基板の間から溢れた接着樹脂が接続端子に付着して端子の接触性を低下させるおそれがあり、製造歩留まりにも大きく影響する。

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、発光素子上に接着層及び保護基板を配設してなる封止構造を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置において、保護基板側からも良好に表示光の取り出しが可能であり、好ましくは、接続端子等が設けられる周辺領域においても優れた信頼性を得られる有機エレクトロルミネッセンス装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記課題を解決するために、一面側に有機ＥＬ素子が形成された素子基板と、前記有機ＥＬ素子上に設けられた接着層を介して前記素子基板と貼り合わされた保護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、前記保護基板と素子基板との間に、前記両基板を所定の間隔に保持する離間部材が設けられ、前記離間部材が、前記有機ＥＬ素子が形成された素子形成領域の外側に配置されており、前記離間部材と前記保護基板との当接部分に、前記保護基板の外周端部に設けられた切欠部と、該切欠部に嵌合された離間部材の上端部とにより構成された嵌合構造が設けられており、前記離間部材が、前記素子形成領域の外側の前記素子基板の周辺領域に延在する陰極用配線と平面的に重なる領域に形成されるとともに、前記離間部材の前記素子形成領域と反対側の端部が前記陰極用配線の外側に配置されていることを特徴とする。
また本発明は、一面側に有機ＥＬ素子が形成された素子基板と、前記有機ＥＬ素子上に設けられた接着層を介して前記素子基板と貼り合わされた保護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、前記保護基板と素子基板との間に、前記両基板を所定の間隔に保持する離間部材が設けられ、前記離間部材が、前記有機ＥＬ素子が形成された素子形成領域の外側に配置されており、前記離間部材と前記保護基板との当接部分に、前記離間部材の上端部の前記素子形成領域側に設けられた切欠部と、該切欠部に嵌合された保護基板の外端部とにより構成された嵌合構造が設けられており、前記離間部材が、前記素子形成領域の外側の前記素子基板の周辺領域に延在する陰極用配線と平面的に重なる領域に形成されるとともに、前記離間部材の前記素子形成領域と反対側の端部が前記陰極用配線の外側に配置されていることを特徴とする。
さらに本発明は、一面側に有機ＥＬ素子が形成された素子基板と、前記有機ＥＬ素子上に設けられた接着層を介して前記素子基板と貼り合わされた保護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、前記保護基板と素子基板との間に、前記両基板を所定の間隔に保持する離間部材が設けられ、前記離間部材が、前記有機ＥＬ素子が形成された素子形成領域の外側に配置されており、前記離間部材と前記保護基板との当接部分に、前記保護基板の素子基板側に刻設された溝部と、該溝部に嵌合された前記離間部材の上端部とにより構成された嵌合構造が設けられており、前記離間部材が、前記素子形成領域の外側の前記素子基板の周辺領域に延在する陰極用配線と平面的に重なる領域に形成されるとともに、前記離間部材の前記素子形成領域と反対側の端部が前記陰極用配線の外側に配置されていることを特徴とする。
前記嵌合構造によって、前記保護基板の板厚方向及び面方向の移動が規制されていることが好ましい。
この構成によれば、前記保護基板と素子基板との間に介挿された離間部材によって、保護基板と素子基板とを所定位置に保持できるため、特に保護基板側から有機ＥＬ素子の光を取り出すトップエミッション構造において、保護基板を透過して射出される表示光の均一性を高めることができる。またこれらの嵌合構造によれば、簡便な構成にて保護基板と素子基板とを正確に位置合わせできる構造を提供でき、高性能の有機エレクトロルミネッセンス装置を低コストに製造することができる。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置では、前記離間部材が、前記有機ＥＬ素子が形成された素子形成領域の外側に配置されていることが好ましい。この構成によれば、前記有機ＥＬ素子を封止するために設けられる接着層の外側に前記離間部材を配することになるので、当該離間部材によっても有機ＥＬ素子への水分等の侵入を防止でき、より優れた信頼性を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置とすることができる。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置では、前記離間部材が、外部機器との接続部を成す接続端子が形成された領域と、前記素子形成領域との間に配置されていることが好ましい。この構成によれば、前記接着層と素子形成領域との間に配置された離間部材によって、接着層の形成材料が素子形成領域に付着するのを防止でき、前記接続端子等に前記形成材料が付着することによる接触不良等を効果的に防止することができる。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置では、前記離間部材と前記保護基板との当接部分に、前記保護基板の面方向の移動を規制する嵌合構造が設けられていることが好ましい。この構成によれば、前記離間部材と保護基板とを嵌め合わせることで素子基板に対して正確に位置決めされた位置に保護基板を配置でき、有機エレクトロルミネッセンス装置の特性向上、並びに製造容易性の向上を実現できる。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置では、前記嵌合構造が、前記保護基板の外周端部に設けられた切欠部と、該切欠部に嵌合された離間部材の上端部とにより構成されていることが好ましい。
また本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置では、前記嵌合構造が、前記離間部材の上端部に設けられた切欠部と、該切欠部に嵌合された保護基板の外端部とにより構成されていてもよい。
さらに、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置では、前記嵌合構造が、前記保護基板の素子基板側に刻設された溝部と、該溝部に嵌合された前記離間部材の上端部とにより構成されていてもよい。
これらの嵌合構造によれば、簡便な構成にて保護基板と素子基板とを正確に位置合わせできる構造を提供でき、高性能の有機エレクトロルミネッセンス装置を低コストに製造することができる。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置では、前記離間部材が、平面視略矩形枠状を成して形成されていることが好ましい。この構成によれば、離間部材によって接着層を取り囲んだ構成とすることができ、接着層の形成材料が素子基板周縁部に付着するのを防止できるとともに、離間部材によって有機ＥＬ素子への水分等の侵入を効果的に防止できるものとなる。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置では、前記離間部材又は保護基板に、前記接着層を介して保護基板を貼り合わせる際に前記接着層に気泡が混入するのを防止する気泡除去手段が設けられていることが好ましい。前記気泡除去手段が、前記離間部材の外側と前記接着層とを連通する連通孔であることが好ましい。
この構成によれば、接着層と保護基板との間に気泡が混入することによる表示特性の劣化を効果的に防止することができ、高画質の有機エレクトロルミネッセンス装置を高歩留まりに製造できる。

次に、本発明の電子機器は、先に記載の本発明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している。この構成によれば、高画質表示が可能であり、かつ信頼性に優れた表示部を具備した電子機器が提供される。

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。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である有機ＥＬ装置（有機エレクトロルミネッセンス装置）の配線構造を示す回路構成図である。この有機ＥＬ装置１は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（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に対して直交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。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等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等を備える走査線駆動回路８０が接続されている。

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ＴＦＴ１１２と、このスイッチング用ＴＦＴ１１２を介して信号線１０２から供給される画素信号を保持する保持容量１１３と、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ＴＦＴ１２３と、この駆動用ＴＦＴ１２３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに電源線１０３から駆動電流が流れ込む画素電極２３と、この画素電極２３と陰極（対向電極）５０との間に挟み込まれた機能層１１０とが設けられている。そして、このような画素電極２３と陰極５０と機能層１１０とにより、発光素子、すなわち有機ＥＬ素子が構成されている。

上記構成を備えた有機ＥＬ装置１において、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から画素電極２３に電流が流れ、さらに機能層１１０を介して共通陰極５０に電流が流れる。すると、機能層１１０は、自身に流れる電流量に応じて発光する。

次に、本実施形態の有機ＥＬ装置１の具体的な態様を、図２及び図３を参照して説明する。図２は有機ＥＬ装置１の平面構成を模式的に示す図である。図３は図２のＡ−Ｂ線に沿う断面構成図である。

図２に示すように本実施形態の有機ＥＬ装置１は、素子基板２０と、スイッチング用ＴＦＴ（図示せず）に接続された画素電極がマトリクス状に配置されてなる画素電極域（図示せず）と、少なくとも画素電極域上に位置する平面視略矩形状の画素部３（図２中一点鎖線枠内）とを備えて構成されている。本実施形態において画素部３は、中央部分の素子形成領域４（図中二点鎖線枠内）と、この素子形成領域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）とに区画されている。

素子形成領域４には、それぞれ画素電極を有する表示領域Ｒ、Ｇ、Ｂが図示Ａ−Ｂ方向及びそれと直交する方向に、すなわち平面視マトリクス状に規則的に配置されている。また、素子形成領域４の図２左右方向両側には、走査線駆動回路８０、８０が配置されている。この走査線駆動回路８０、８０は、ダミー領域５の下層側に位置して設けられている。

また、素子形成領域４の図２上側には検査回路９０が配置されており、この検査回路９０も先の操作線駆動回路８０と同様にダミー領域５の下層側に配置されている。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（図示せず）を備え、製造途中や出荷時における表示装置の品質、欠陥の検査を行うことができるように構成されている。

走査線駆動回路８０および検査回路９０の駆動電圧は、所定の電源部から図示略の信号配線を介して供給される。また、これら走査線駆動回路８０および検査回路９０への駆動制御信号および駆動電圧は、この有機ＥＬ装置１の作動制御を司る所定のメインドライバなどから図示略の信号配線を介して送信ないし供給される。なお、この場合の駆動制御信号とは、走査線駆動回路８０および検査回路９０が信号を出力する際の制御に関連するメインドライバなどからの指令信号である。

さらに、画素部３の外側には、陰極用配線２０２が設けられており、陰極５０と電気的に接続されている。少なくともこの陰極５０の形成領域を覆うように透明な保護基板３０が被着されている。詳細は後述するが、図３に示すように、保護基板３０は、素子基板２０と対向して配置された基板であり、素子基板２０との間に素子形成領域４を構成する複数の発光素子を挟持した構成となっている。

次に、図３に示す断面構造をみると、有機ＥＬ装置１では、素子基板２０上に画素電極（第１の電極）２３と有機発光層６０と陰極（第２の電極）５０とを備えた有機ＥＬ素子２００が多数配列されている。また前記複数の有機ＥＬ素子２００上には、有機ＥＬ素子２００…を覆って形成された接着層３３と、この接着層３３上に配設された保護基板３０とからなる封止構造が設けられている。
尚、図１に示した機能層１１０の主要な構成層としては有機発光層６０であるが、挟まれる２つの電極との間に正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層（ホールブロック層）、電子阻止層（エレクトロンブロック層）を備えるものであってもよい。本実施形態に係る有機ＥＬ素子２００の場合、有機発光層６０と画素電極２３との間に正孔注入／輸送層７０が設けられている。

素子基板２０としては、いわゆるトップエミッション型の有機ＥＬ装置の場合、この素子基板２０の対向側である保護基板３０側から表示光を取り出す構成であるので、透明基板及び不透明基板のいずれも用いることができる。不透明基板としては、例えばアルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したものがあり、また耐衝撃性や軽量化を考慮して熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、さらにはそのフィルム（プラスチックフィルム）などを用いてもよい。

また、素子基板２０上には、画素電極２３を駆動するための駆動用ＴＦＴ１２３などを含む回路部１１が形成されており、その上に有機ＥＬ素子２００が多数配設されている。有機ＥＬ素子２００は、図３に示すように、陽極として機能する画素電極２３と、この画素電極２３からの正孔を注入／輸送する正孔注入／輸送層７０と、電気光学物質の一つである有機ＥＬ物質を備える有機発光層６０と、陰極５０とが順に積層形成されることにより構成されている。このような構成のもと、有機ＥＬ素子２００はその有機発光層６０において、正孔注入／輸送層７０から注入された正孔と陰極５０からの供給された電子とが結合することにより発光するようになっている。

画素電極２３は、本実施形態ではトップエミッション型であることから透明である必要がなく、従って適宜な導電材料、例えば金属材料によって形成される。但し、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料によって形成してもよいのは勿論である。
正孔注入／輸送層７０の形成材料としては、例えばポリチオフェン誘導体、ポリピロール誘導体など、またはそれらのドーピング体などが用いられる。具体的には、３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の分散液等をその形成材料として用いて形成される。

有機発光層６０を形成するための材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料を用いることができる。具体的には、（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。
尚、上述した高分子材料に代えて、従来公知の低分子材料を用いることもできる。
また、必要に応じて、このような有機発光層６０の上にカルシウムやマグネシウム、リチウム、ナトリウム、ストロンチウム、バリウム、セシウムを主成分とした金属又は金属化合物からなる電子注入層を形成してもよい。

本実施形態において正孔注入／輸送層７０と有機発光層６０とは、素子基板２０上にて平面略格子状に形成された無機絶縁層２５及び隔壁構造体２２１によって囲まれて配置されている。すなわち、これらにより囲まれた開口部２２１ａ内に配置された正孔注入／輸送層７０および有機発光層６０は単一の有機ＥＬ素子２００を構成する素子層となる。また、隔壁構造体２２１は、絶縁層を介して下層側に設けられた走査線駆動回路８０上まで延設されており、ダミー領域５に配置された隔壁構造体２２１の開口部２２１ａは、機能層形成時のダミー画素として利用可能になっている。
尚、無機絶縁層２５は、素子形成領域４およびダミー領域５の総面積より広い面積に、素子基板２０の外周部まで覆うように形成されている。

上記有機発光層６０及び正孔注入／輸送層７０は、前記隔壁構造体２２１の開口部２２１ａに対して微少量の液滴を選択的に塗布する液滴吐出法（インクジェット法）が適用できる。液滴吐出法には公知の方法を適用でき、先の特許文献１にも開示されている。また液滴吐出法により有機発光層６０等を形成する場合、隔壁構造体２２１の開口部２２１ａ内に塗布される液量がごく少量であるため、開口部２２１ａに順次液滴を配していく間に、塗布された液体材料が乾燥してムラになることが問題となる場合がある。これに対して、本実施形態に係る有機ＥＬ装置では隔壁構造体２２１に設けられた開口部２２１ａのうち、ダミー領域５に配されている開口部２２１ａをダミー画素として利用できるので、このダミー画素を成す開口部２２１ａに液体材料を滴下しておけば、上記乾燥ムラが生じるのを防止することができ、均一な素子特性を有する有機ＥＬ素子２００を作製することができる。

陰極５０は、有機発光層６０と隔壁構造体２２１の上面、さらには隔壁構造体２２１の外側部を形成する壁面を覆った状態で素子基板２０上に形成されている。この陰極５０は、図３に示すように隔壁構造体２２１の外側であって素子基板２０の周縁領域に延在する陰極用配線２０２に接続されている。この陰極用配線２０２は、他の配線とともにフレキシブル基板２０３に導電接続されており（図２参照。）、これによって陰極５０は、陰極用配線２０２を介してフレキシブル基板２０３上の駆動ＩＣ（駆動回路）に接続される。
陰極５０は、本実施形態はトップエミッション型であることから、光透過性の導電材料により形成する必要があり、このような透光性導電材料としては、典型的にはＩＴＯが用いられるが、他の透明導電材料であってもよい。

陰極５０の上側（保護基板３０側）面には、陰極保護層（不図示）をさらに積層してもよい。陰極保護層は、製造プロセス時に陰極５０が腐食されてしまうことを防止する機能を有する層であり、珪素化合物などの無機化合物により形成することができる。陰極５０を無機化合物からなる陰極保護層で覆うことにより、陰極５０への酸素や水分、有機材料等の接触による腐食を良好に防止することができる。
尚、陰極保護層は、珪素化合物、すなわち珪素窒化物や珪素酸窒化物、珪素酸化物などを高密度プラズマ成膜法によって形成することができる。あるいは、珪素化合物以外でも、例えばアルミナや酸化タンタル、酸化チタン、さらには他のセラミックスなども用いることができる。その厚さは１０ｎｍから３００ｎｍ程度の厚みに形成すればよい。１０ｎｍ未満であると、膜の欠陥や膜厚のバラツキなどによって部分的に貫通孔が形成されてしまい、バリア性が損なわれてしまうおそれがある。また３００ｎｍを越えると、応力による割れが生じて、陰極５０の破損に繋がるおそれがあるからである。

陰極５０の上には、隔壁構造体２２１よりも広い範囲で、かつ陰極５０を覆う接着層３３が設けられており、この接着層３３上には保護基板３０が披着されている。接着層３３は、基板２０の外周部に立設された離間部材３５と、離間部材３５の上端面３５ｂに当接する保護基板３０とによって画素部３の内側に封入されている。また保護基板３０は接着層３３によって素子基板２０に対し貼り合わされている。

接着層３３は、例えばウレタン系、アクリル系、エポキシ系、ポリオレフィン系などの樹脂材料からなるものであり、後述する保護基板３０より柔軟でガラス転移点の低い材料からなる接着材として機能するものである。このような樹脂材料には、シランカップリング剤またはアルコキシシランを添加しておくのが好ましく、このようにすれば、形成される接着層３３と保護基板３０との密着性がより良好になり、従って機械的衝撃に対する緩衝機能が高くなる。また接着層３３は、ディスペンサ等により液状の樹脂材料を素子基板２０上に塗布し、保護基板３０を被着した状態で固化することにより形成できる。

また接着層３３は、保護基板３０を接着する機能に加え、その内側に酸素や水分が浸入するのを防止する機能も有しており、これにより陰極５０や有機発光層６０への酸素や水分の浸入を防止し、もって陰極５０や有機発光層６０の劣化等を抑えるようにしている。
尚、本実施形態ではトップエミッション型としていることから、接着層３３は透光性を有するものとされ、従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。

保護基板３０は、接着層３３とともに有機ＥＬ素子２００を封止する封止構造を成しており、好ましくは耐圧性や耐摩耗性、外部光反射防止性、ガスバリア性、紫外線遮断性などの機能の少なくとも一つを有する部材とされる。具体的には、ガラス基板や最表面にＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）層、珪素酸化物層、酸化チタン層などがコーティングされたプラスチックフィルム等が好適に用いられる。
尚、本実施形態の有機ＥＬ装置においては、トップエミッション型にする場合に保護基板３０、接着層３３を共に透光性のものにする必要があるが、ボトムエミッション型とする場合にはその必要はない。

隔壁構造体２２１より外側の陰極用配線２０２上の領域には、離間部材３５が立設されている。この離間部材３５は、素子基板２０と保護基板３０との間に介挿されることにより前記両基板を所定間隔にて離間する作用を奏する。ここで、図４はこの離間部材３５の平面形状を示す説明図である。同図に示すように、離間部材３５は平面視矩形枠状を成して隔壁構造体２２１を取り囲むように配置されている。

先に記載のように接着層３３は液状の形成材料を塗布し固化させることで形成されるが、本実施形態に係る有機ＥＬ装置では、離間部材３５によって囲まれた領域内にのみ前記形成材料が塗布されるので、保護基板３０を披着した際に、接着層３３をその内側に封入する堰部材として機能する。
すなわち、保護基板３０の被着時に前記形成材料が素子基板２０の周縁部まで濡れ広がるのを防止でき、これにより、接続端子等が形成されている端子領域２０Ａに上記形成材料が付着することがなくなる。従って、接続端子の接触が悪くなるといった不都合も生じない、信頼性に優れた有機ＥＬ装置となっている。

離間部材３５は、アクリル樹脂等の有機材料、シリコン酸化物等の無機材料等により形成され、フォトリソグラフィ技術や印刷法等を用いて所定形状にパターン形成される。また素子基板２０と保護基板３０との間隔を保持するものであるので、形成領域内で均一な高さに形成され、その高さは５０μｍ〜１ｍｍ程度とされる。保護基板３０と有機ＥＬ素子２００とは、保護基板３０の被着によるパーティクル押込み等によって有機ＥＬ素子２００が破損するのを防止するために、ある程度の間隔にて離間されていることが好ましい。従って離間部材３５の高さは、隔壁構造体２２１の高さより大きく、例えば２０μｍ程度以上とすることが好ましく、上記５０μｍ以上の範囲とすれば、ほぼ確実に有機ＥＬ素子２００の破損を防止できる。

このように本実施形態の有機ＥＬ装置では、素子基板２０と保護基板３０との間に離間部材３５が介挿されているので、保護基板３０と素子基板２０とを所定間隔に保持することができ、これにより高画質の表示を得られるようになっている。つまり、トップエミッション型の有機ＥＬ装置１では、有機ＥＬ素子２００上に形成された接着層３３と保護基板３０とを透過した光が表示光となるが、上記離間部材３５によって、有機ＥＬ素子２００上に配された接着層３３は素子形成領域４の全面で均一な厚さに保持されているので、接着層３３による透過光の吸収や屈折が素子形成領域４内で均一になる。従って、保護基板３０を透過して出力される表示光は輝度、色度の均一性に優れたものとなり、高画質の表示を得ることができる。

次に、有機ＥＬ装置１の詳細な断面構造について説明する。図３に示したように、画素電極２３等が形成された下層側には、回路部１１が設けられているが、図３では詳細構成は省略していた。そこで図５の部分断面構成図を参照して回路部１１の詳細構成につき説明する。

素子基板２０の表面には下地としてＳｉＯ_２を主体とする下地保護層２８１が形成され、その上にはシリコン層（半導体層）２４１が形成されている。このシリコン層２４１の表面を含む素子基板２０上には、ＳｉＯ_２及び／又はＳｉＮを主体とするゲート絶縁層２８２が形成されている。

シリコン層２４１のうち、ゲート絶縁層２８２を挟んでゲート電極２４２と重なる領域がチャネル領域２４１ａである。上記ゲート電極２４２は、図示しない走査線１０１の一部を成している。一方、シリコン層２４１を覆い、ゲート電極２４２を形成したゲート絶縁層２８２の表面には第１層間絶縁層２８３が形成されている。この第１層間絶縁膜２８３は珪素酸化物膜や珪素窒化物膜などの珪素化合物膜を主体とする絶縁膜であり、例えば原料ガスとして、モノシランと一酸化二窒素との混合ガスや、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン、Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）と酸素、ジシランとアンモニア等を用いるプラズマＣＶＤ法等によって形成することができる。

また、シリコン層２４１のうち、チャネル領域２４１ａのソース側には、低濃度ソース領域２４１ｂおよび高濃度ソース領域２４１Ｓが設けられる一方、チャネル領域２４１ａのドレイン側には低濃度ドレイン領域２４１ｃおよび高濃度ドレイン領域２４１Ｄが設けられている。すなわち、駆動用ＴＦＴ１２３は、いわゆるＬＤＤ（Light Doped Drain）構造を備えた薄膜トランジスタである。これらのうち、高濃度ソース領域２４１Ｓは、ゲート絶縁層２８２と第１層間絶縁層２８３とに渡って開孔するコンタクトホール２４３ａを介してソース電極２４３に接続されている。ソース電極２４３は、上述した電源線１０３（図１参照、図５においてはソース電極２４３の位置に紙面垂直方向に延在する）の一部として構成される。一方、高濃度ドレイン領域２４１Ｄは、ゲート絶縁層２８２と第１層間絶縁層２８３とにわたって開孔するコンタクトホール２４４ａを介してソース電極２４３と同一層からなるドレイン電極２４４に接続されている。

ソース電極２４３およびドレイン電極２４４が形成された第１層間絶縁層２８３の上層は、例えば珪素窒化物や珪素酸化物、珪素酸窒化物などのガスバリア性を有する珪素化合物を主体とする平坦化絶縁膜２８４によって覆われている。この平坦化絶縁膜２８４は、珪素窒化物（ＳｉＮ）や珪素酸化物（ＳｉＯ_２）などの珪素化合物層とアクリル樹脂などの配線平坦化層とからなる構成とすることもできる。そして、ＩＴＯからなる画素電極２３が、この平坦化絶縁膜２８４の表面に形成されるとともに、平坦化絶縁膜２８４に設けられたコンタクトホール２３ａを介してドレイン電極２４４に接続されている。すなわち、画素電極２３は、ドレイン電極２４４を介してシリコン層２４１の高濃度ドレイン領域２４１Ｄと電気的に接続されている。

また、コンタクトホール２３ａ内に画素電極２３を形成すると、コンタクトホール２３ａの形状に起因した凹部２９５が残る。このため、この凹部２９５上には、有機平坦層２９６を形成し、凹部２９５を埋めて平坦化している。有機平坦層２９６としては、アクリル樹脂、有機珪素化合物等が好ましい。このように、隔壁構造体２２１の下地を平坦化することにより、隔壁構造体２２１を覆う陰極５０や接着層３３の平坦化が容易になり、封止性を向上させることができる。

尚、走査線駆動回路８０および検査回路９０に含まれるＴＦＴ（駆動回路用ＴＦＴ）、例えばこれらの駆動回路のうち、シフトレジスタに含まれるインバータを構成するＮチャネル型又はＰチャネル型のＴＦＴは、画素電極２３と接続されていない点を除いて駆動用ＴＦＴ１２３と概略同様の構造とすることができる。

画素電極２３が形成された平坦化絶縁膜２８４の表面には、画素電極２３と、上述した無機絶縁層２５及び隔壁構造体２２１とが設けられる。無機絶縁層２５は、例えばＳｉＯ_２などの無機材料からなる薄膜であり、隔壁構造体２２１は、アクリル樹脂やポリイミドなどの有機材料からなるものである。そして、画素電極２３の上には、無機絶縁層２５に設けられた開口部２５ａ、および隔壁構造体２２１に囲まれてなる開口部２２１ａの内部に、正孔輸送層７０と有機発光層６０とがこの順に積層される。
以上に説明した素子基板２０上の平坦化絶縁膜２８４までの層が、回路部１１を構成している。

ここで、本実施形態の有機ＥＬ装置１は、カラー表示を行うべく、各有機発光層６０が、その発光波長帯域が光の三原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）にそれぞれ対応して形成される（図１参照。）。例えば、有機発光層６０として、発光波長帯域が赤色に対応した赤色用有機発光層、緑色に対応した緑色用有機発光層、青色に対応した青色用有機発光層をそれぞれに対応する表示領域Ｒ、Ｇ、Ｂに設け、これら表示領域Ｒ、Ｇ、Ｂをもってカラー表示を行う１画素が構成される。また、各色表示領域の境界には、金属クロムをスパッタリングなどにて成膜した図示略のＢＭ（ブラックマトリクス）が、例えば隔壁構造体２２１と無機絶縁層２５との間に形成される。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図６を参照して説明する。図６は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置の平面構成図である。図６（ａ）は先の実施形態における図４に相当する図であり、図６（ｂ）は、同有機ＥＬ装置を（ａ）図のＹ方向に観察した場合の部分側面図である。

図６（ａ）に示すように、本実施形態に係る有機ＥＬ装置は、隔壁構造体２２１を取り囲んで配設される離間部材３５の形状が第１の実施形態と異なっており、具体的には、離間部材３５のうち、素子基板２０の各辺端に沿って延びる部分がそれぞれ一部切欠かれており、当該部位において離間部材３５の外側と接着層３３とが連通された連通孔３５ａを形成している。
尚、上記離間部材３５以外の構成は、特に示さない限り先の実施形態に係る有機ＥＬ装置１と同様の構成である。従って、図６に示す構成要素のうち図１ないし図５と同一の符号が付された構成要素は同様の構成である。

本実施形態に係る有機ＥＬ装置では、離間部材３５に上記連通孔３５ａ…が設けられていることで、接着層３３と保護基板３０とからなる封止構造を素子基板２０上に形成する際の歩留まりを向上させることができるようになっている。すなわち、上記構成の有機ＥＬ装置を製造する場合、接着層３３を離間部材３５に囲まれる領域内に塗布した後、その上に保護基板３０を披着するのであるが、その際に、接着層３３と保護基板３０との間に気泡が混入する場合がある。そこでこれらの連通孔３５ａ…が設けられていれば、これらの連通孔３５ａ…を気泡除去手段として機能させ、前記気泡を外側へ排出することができるので、気泡による表示特性の劣化等の不具合が生じず、従って有機ＥＬ装置の製造歩留まりを向上させることができる。また、塗布した接着層３３の形成材料の量が多すぎた場合には、保護基板３０を披着した際に余剰の形成材料が離間部材３５を乗り越えて外側へ溢れるおそれがあるが、前記連通孔３５ａ…が設けられていれば、余剰の前記形成材料が溢れ出すのを防止できる。また前記形成材料の塗布量に対するマージンが大きくなり、製造がより容易なものとなる。

上記連通孔３５ａ…（気泡除去手段）は、図６（ｂ）に示したように離間部材３５を高さ方向で全体的に開口させた形状に限らず、種々の形状が適用できる。例えば、図６（ｃ）に示すように、離間部材３５のうち、保護基板３０側の一部分を側面略矩形状に切り欠いて開口させた連通孔３５ａを形成してもよい。保護基板３０の被着時に前記形成材料が接続端子等が形成されている端子領域（図示せず）まで濡れ広がるのを防止するため、連通孔３５ａは端子領域２０Ａ（図示せず）以外の領域に形成されていることが望ましい。このような構成とすれば、接続端子の接触が悪くなるといった不都合も生じない、信頼性に優れた有機ＥＬ装置となる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について図７を参照して説明する。図７は、本実施形態の有機ＥＬ装置の側端部を拡大して示す部分断面構成図である。本実施形態の有機ＥＬ装置は、保護基板３０と離間部材３５との当接部分に嵌合構造が設けられている点に特徴を有しており、その他の構成は先の第１実施形態と同様の構成となっている。従って、図７に示す構成要素のうち図１ないし図５と同一の符号が付された構成要素は同様の構成である。

図７に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置では、保護基板３０の素子基板２０側の外端部に、切欠部３０ａが設けられており、この切欠部３０ａに対して、素子基板２０上に立設された離間部材３５ａの上端部内側側が嵌合される構造となっている。そして、このような嵌合構造が設けられていることで、本実施形態の有機ＥＬ装置は、保護基板３０と素子基板２０との間隔を一定に保持できるとともに、保護基板３０の面方向のずれも抑制できるようになっている。つまり、保護基板３０に設けられた切欠部３０ａに臨む段差面３０ｂと離間部材３５の上面部３５ｂとが当接されることで、保護基板３０の板厚方向の移動が規制され、切欠部３０ａに臨む側端面３０ｃと離間部材３５の内側面３５ｃとが当接することにより保護基板３０の面方向の移動が規制されるので、保護基板３０は素子基板２０に対してその板厚方向及び面方向で正確な位置に配置される。従って、素子基板２０上に接着層３３の形成材料を塗布した後、保護基板３０を披着する際に、素子基板２０上に設けられた離間部材３５に対して保護基板３０を嵌め合わせるのみでその位置決めを容易に行うことができる。保護基板３０はガラス基板やプラスチックフィルムからなり、サンドブラストなどの研削加工することにより切欠部３０ａを形成するため、本実施形態によれば、保護基板３０の外形精度を損なうことなく形成できるという利点も得られる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について図８を参照して説明する。図８は、本実施形態の有機ＥＬ装置の側端部を拡大して示す部分断面構成図である。本実施形態の有機ＥＬ装置は、保護基板３０と離間部材３５との当接部分に嵌合構造が設けられている点に特徴を有しており、その他の構成は先の第１実施形態と同様の構成となっている。従って、図８に示す構成要素のうち図１ないし図５と同一の符号が付された構成要素は同様の構成である。

図８に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置では、素子基板２０上に立設された離間部材３５の上端部内側に、切欠部３５ｃが設けられており、この切欠部３５ｃに対して、保護基板３０の素子基板２０側の縁端が嵌合される構造となっている。そして、このような嵌合構造が設けられていることで、本実施形態の有機ＥＬ装置は、保護基板３０と素子基板２０との間隔を一定に保持できるとともに、保護基板３０の面方向のずれも抑制できるようになっている。つまり、離間部材３５に設けられた切欠部３５ｃに臨む段差面３５ｄと保護基板３０の下面外端部分とが当接されることで、保護基板３０の板厚方向の移動が規制され、切欠部３５ｃに臨む内側端面３５ｅと保護基板３０の側端面とが当接することにより保護基板３０の面方向の移動が規制されるので、保護基板３０は素子基板２０に対してその板厚方向及び面方向で正確な位置に配置される。従って、素子基板２０上に接着層３３の形成材料を塗布した後、保護基板３０を披着する際に、素子基板２０上に設けられた離間部材３５に対して保護基板３０を嵌め合わせるのみでその位置決めを容易に行うことができる。また本実施形態によれば、保護基板３０を加工しないため、保護基板３０の機械的強度あるいは封止性能を阻害することがないという利点も得られる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について図９を参照して説明する。図９は、本実施形態の有機ＥＬ装置の側端部を拡大して示す部分断面構成図である。本実施形態の有機ＥＬ装置は、保護基板３０と離間部材３５との当接部分に嵌合構造が設けられている点に特徴を有しており、その他の構成は先の第１実施形態と同様の構成となっている。従って、図９に示す構成要素のうち図１ないし図５と同一の符号が付された構成要素は同様の構成である。

図９に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置では、保護基板３０の内面側（素子基板２０側）周縁部に嵌合溝（切欠部）３０ｄが設けられており、係る嵌合溝３０ｄに対して離間部材３５の上端部が嵌め合わされる嵌合構造を有している。そして、このような嵌合構造が設けられていることで、本実施形態の有機ＥＬ装置は、保護基板３０と素子基板２０との間隔を一定に保持できるとともに、保護基板３０の面方向のずれも抑制できるようになっている。つまり、保護基板３０に設けられた嵌合溝３０ｄに臨む段差底面３０ｅと離間部材３５の上面部３５ｂとが当接されることで、保護基板３０の板厚方向の移動が規制され、嵌合溝３０ｄに臨む内壁面３０ｆと離間部材３５の側面とが当接することにより保護基板３０の面方向の移動が規制されるので、保護基板３０は素子基板２０に対してその板厚方向及び面方向で正確な位置に配置される。従って、素子基板２０上に接着層３３の形成材料を塗布した後、保護基板３０を披着する際に、素子基板２０上に設けられた離間部材３５に対して保護基板３０を嵌め合わせるのみでその位置決めを容易に行うことができる。また本実施形態では、保護基板３０と離間部材３５とを嵌合溝（切欠部）３０ｄにより嵌め合わせるため、保護基板３０と離間部材３５との密着度を向上でき、有機ＥＬ装置の機械的強度を向上できる。さらに、嵌合溝（切欠部）３０ｄを採用することにより、有機ＥＬ素子２００への水分や酸素の侵入をより効果的に防止することができる。

また上記嵌合溝３０ｄを有する保護基板３０を備えた有機ＥＬ装置では、図１０の部分断面構造に示すように、接着層３３の一部が離間部材３５の外側部（有機ＥＬ素子と反対側）にも配されている構成とすることができる。このように離間部材３５の外側にも接着層３３ａ（３３）を配するならば、有機ＥＬ素子２００への水分や酸素の侵入をより効果的に防止することができ、有機ＥＬ装置の信頼性をさらに高めることができる。

（電子機器）
図１１は、本発明に係る電子機器の一構成例である薄型大画面テレビ１２００の斜視構成図である。同図に示す薄型大画面テレビ１２００は、先の実施形態の有機ＥＬ装置からなる表示部１２０１と、筐体１２０１と、スピーカ等の音声出力部１２０３とを主体として構成されている。そして、この薄型大画面テレビでは、先の実施形態の有機ＥＬ装置による均一な明るさの表示を得ることができ、また表示部の信頼性にも優れたものとなっている。
本発明に係る有機ＥＬ装置は、図１１に示すテレビの表示部のみならず、種々の電子機器の表示部に適用することができ、例えば、携帯用電子機器、パーソナルコンピュータ等の表示部に好適に用いることができる。

図１は、実施形態に係る有機ＥＬ装置の回路構成図。 図２は、同、平面構成図、 図３は、図２のＡ−Ｂ線に沿う断面構成図。 図４は、基板支持構造の平面構造を示す説明図。 図５は、図２の要部を拡大して示す部分断面構成図。 図６は、第２実施形態に係る有機ＥＬ装置を示す説明図。 図７は、第３実施形態に係る基板支持構造を示す断面構成図。 図８は、第４実施形態に係る基板支持構造を示す断面構成図。 図９は、第５実施形態に係る基板支持構造を示す断面構成図。 図１０は、第５実施形態に係る基板支持構造を示す断面構成図。 図１１は、電子機器の一例を示す斜視構成図。

符号の説明

１ 有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置、２０ 素子基板、２３ 画素電極（第１電極）、２３ａ コンタクトホール、２５ 無機絶縁層、３０ 保護基板、３３ 接着層、５０ 陰極（第２電極）、６０ 有機発光層（有機機能層）、７０ 正孔注入層（有機機能層）、２００ 有機ＥＬ素子、２２１ 隔壁構造体、２２１ａ 開口部

Claims (8)

1. 一面側に有機ＥＬ素子が形成された素子基板と、前記有機ＥＬ素子上に設けられた接着層を介して前記素子基板と貼り合わされた保護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、
   前記保護基板と素子基板との間に、前記両基板を所定の間隔に保持する離間部材が設けられ、
   前記離間部材が、前記有機ＥＬ素子が形成された素子形成領域の外側に配置されており、
   前記離間部材と前記保護基板との当接部分に、前記保護基板の外周端部に設けられた切欠部と該切欠部に嵌合された離間部材の上端部とにより構成された嵌合構造が設けられており、
   前記離間部材が、前記素子形成領域の外側の前記素子基板の周辺領域に延在する陰極用配線と平面的に重なる領域に形成されるとともに、前記離間部材の前記素子形成領域と反対側の端部が前記陰極用配線の外側に配置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。
2. 一面側に有機ＥＬ素子が形成された素子基板と、前記有機ＥＬ素子上に設けられた接着層を介して前記素子基板と貼り合わされた保護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、
   前記保護基板と素子基板との間に、前記両基板を所定の間隔に保持する離間部材が設けられ、
   前記離間部材が、前記有機ＥＬ素子が形成された素子形成領域の外側に配置されており、
   前記離間部材と前記保護基板との当接部分に、前記離間部材の上端部の前記素子形成領域側に設けられた切欠部と該切欠部に嵌合された保護基板の外端部とにより構成された嵌合構造が設けられており、
   前記離間部材が、前記離間部材が、前記素子形成領域の外側の前記素子基板の周辺領域に延在する陰極用配線と平面的に重なる領域に形成されるとともに、前記離間部材の前記素子形成領域と反対側の端部が前記陰極用配線の外側に配置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。
3. 一面側に有機ＥＬ素子が形成された素子基板と、前記有機ＥＬ素子上に設けられた接着層を介して前記素子基板と貼り合わされた保護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、
   前記保護基板と素子基板との間に、前記両基板を所定の間隔に保持する離間部材が設けられ、
   前記離間部材が、前記有機ＥＬ素子が形成された素子形成領域の外側に配置されており、
   前記離間部材と前記保護基板との当接部分に、前記保護基板の素子基板側に刻設された溝部と該溝部に嵌合された前記離間部材の上端部とにより構成された嵌合構造が設けられており、
   前記離間部材が、前記離間部材が、前記素子形成領域の外側の前記素子基板の周辺領域に延在する陰極用配線と平面的に重なる領域に形成されるとともに、前記離間部材の前記素子形成領域と反対側の端部が前記陰極用配線の外側に配置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。
4. 前記嵌合構造によって前記保護基板の板厚方向及び面方向の移動が規制されていることを特徴とする請求項１から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. 前記離間部材が、外部機器との接続部を成す接続端子が形成された領域と、前記素子形成領域との間に配置されていることを特徴とする請求項１から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. 前記離間部材が、平面視略矩形枠状を成して形成されていることを特徴とする請求項１から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. 前記離間部材又は保護基板に、前記接着層を介して保護基板を貼り合わせる際に前記接着層に気泡が混入するのを防止するために前記離間部材の外側と前記接着層とを連通する連通孔が設けられていることを特徴とする請求項１から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. 請求項１から７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を備えたことを特徴とする電子機器。

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