JP5024220B2 - 有機エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、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、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法および電子機器に関するものである。

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、陽極と陰極との間に有機発光層（発光層）や、電子注入層などの機能層が挟持される構成の有機発光素子（有機ＥＬ素子）を複数備えている。これらのうち、陰極や電子注入層は、電子を放出しやすい特性を備える材料で形成することから、大気中に存在する水分と反応し劣化しやすい。これらが劣化すると、ダークスポットと呼ばれる非発光領域を形成してしまう。そのため、有機ＥＬ装置では、有機発光素子から大気中の水分を遮断する封止構造が重要となる。

近年では、数μｍの厚みの薄い封止膜を用いて有機発光素子を外部雰囲気と遮断することが可能となっている。このような封止技術を用いると、内部に気体や液体を封入するための中空構造を備えず完全な固体構造が実現可能となる。固体構造を備える有機ＥＬ装置は、大幅な薄型化や軽量化が可能となり、更なる高機能・高品質な有機ＥＬ装置とすることが期待できる。

上述した薄膜の封止膜は、透明で透湿性の低い無機化合物層を用いて外部雰囲気からの水分浸入を遮断している。ところが、このような無機化合物層は高密度、高ヤング率、高膜応力を備えているため脆く破損しやすいという課題がある。封止膜が覆う有機発光素子の周辺には、発光素子間に設けられた画素隔壁や、発光素子に接続された配線、などに起因する凹凸形状が形成されており、このような凹凸部で特に破損しやすい。無機化合物層を厚膜化して破損を防ごうとすると、成膜時の残留応力が大きくなって反りやクラックの原因となりやすく、かえって性能を低下させるおそれがある。ひとたび封止膜が破損すると、破損部分から連続して水分が浸入し、発光素子が劣化し続けることになる。すると、封止膜の破損部分にダークスポットが発生するのみならず、破損部分を中心としてダークスポットが成長し、非発光部分を周囲に広げてしまうため、製品寿命が著しく短くなってしまう。

そのため、凹凸を平坦化し熱応力を緩和するために樹脂層を形成し、水分透過防止の機能を担う無機化合物層と積層させる構成が提案されている（例えば特許文献１，２参照）。また、形成材料や密度が異なる無機化合物層を積層させ、このような積層構造で発光素子を被覆することで、破損の抑制や高被覆を実現し、良好な封止を実現する技術が提案されている（例えば特許文献３，４参照）。
特開平１０―３１２８８３号公報 特開２０００―２２３２６４号公報 特開２００７―１８４２５１号公報 特開２００３―２８２２３７号公報

しかしながら、無機化合物層を樹脂層上に積層させる場合には、樹脂層の上に無機化合物層を設ける際に、温度変化等による樹脂層の伸縮により、樹脂層の端部の無機化合物層が追従できずに割れてしまうおそれがある。樹脂層を用いない場合には、発光素子近傍の凹凸形状の平坦化が困難であり、無機化合物層が破損しやすい凹凸形状が残留するため、製造する有機ＥＬ装置の信頼性が低いものとなる。

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、耐久性を向上させた封止層を備え高い信頼性を実現した有機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。更に、このような有機ＥＬ装置を備えた電子機器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、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置は、基板と、一対の電極間に有機発光層を挟持し、前記基板上に配置された複数の発光素子と、前記複数の発光素子を覆って設けられた有機緩衝層と、前記有機緩衝層を覆って設けられたガスバリア層と、を備え、前記ガスバリア層は、窒素を含有するケイ素化合物を含む第１無機膜と、前記第１無機膜の形成材料の酸化物を形成材料に含み前記第１無機膜よりも薄く形成された第２無機膜と、が、交互に積層された構造を有し、前記第１無機膜および前記第２無機膜は、各々２層以上形成されていることを特徴とする。

第１無機膜は、窒素原子を含むケイ素化合物を形成材料としている。窒素原子を含むケイ素化合物では、原子間の結合に窒素原子（結合数：３）が介在するため、共有結合の数が多く、高密度でガスバリア性が高い膜となる。一方で、ヤング率が高く柔軟性に欠ける。

第２無機膜は、第１無機膜の形成材料の酸化物を形成材料としている。このような酸化物では、原子間の結合に酸素原子（結合数：２）が介在してくるため、元の第１無機膜の形成材料よりも相対的に原子間の共有結合の数が減少する。すると、第１無機膜の形成材料よりも相対的にガスバリア性が低く、ヤング率が低い膜となる。

本発明のガスバリア層では、このような性質を備える第１無機膜と第２無機膜とが交互に複数積層している。即ち、２つの第１無機膜の間に、相対的に第１無機膜よりも低ヤング率の第２無機膜が挟持されている構成となっている。

このようなガスバリア層に応力が掛かった場合には、２つの第１無機膜の間では、層内方向（第２無機膜の面方向）の剪断力に対して相対的に柔軟性を備える第２無機膜が、第１無機膜よりも大きく変形する。そのため、第２無機膜を備えない場合と比べると、層内方向の剪断力に対して大きな変形が可能である。本発明のガスバリア層には、このような積層構造が複数設けられているため、全体として大きな変形が可能となる。したがって、ガスバリア層は、第２無機膜を備えない場合と比べると、応力に対して柔軟に変形することができ、応力による破損を起こしにくくなる。

一方、第２無機膜は第１無機膜よりも薄い膜であり、ガスバリア性能の主体は第１無機膜が担っている。そのためガスバリア層は、第１無機膜の性質を色濃く反映し、高いガスバリア性を示す。

したがって、本発明の構成によれば、ガスバリア層は、高いガスバリア性と、応力に対する耐久性を兼ね備えた層となり、信頼性の高い有機ＥＬ装置とすることができる。

本発明においては、前記複数の発光素子の表面を覆って、前記複数の発光素子と前記有機緩衝層との間に形成された電極保護層を備え、前記電極保護層は、窒素を含有するケイ素化合物を含む第３無機膜と前記第３無機膜の形成材料の酸化物を形成材料に含み前記第３無機膜よりも薄く形成された第４無機膜とが交互に積層された構造を有し、前記第３無機膜および前記第４無機膜は、各々２層以上形成されていることが望ましい。
この構成によれば、発光素子上を更に電極保護層にて覆うことにより、更にガスバリア性を高め封止性能を上げることができる。また、設ける電極保護層は、ガスバリア層と同様の構成の第３無機膜と第４無機膜との積層構造を備えるため、高いガスバリア性と高い耐久性とを兼ね備えた層となっている。したがって、更に信頼性の高い有機ＥＬ装置とすることができる。

本発明においては、前記第２無機膜は、含有するケイ素原子に対する酸素原子の原子数比が、１以上２以下であることが望ましい。
第２無機膜におけるケイ素原子に対する酸素原子の原子数比が１未満であると、第１無機膜とのヤング率差が小さくなり、必要とする柔軟性が得られにくい。また、酸素原子数比が２の場合には酸化シリコン（ＳｉＯ_２）となるため、原子数比は２が上限である。したがって、この構成とすることで、応力に対して変形することが可能なガスバリア層とすることができる。

前記第４無機膜の膜厚においても、含有するケイ素原子に対する酸素原子の原子数比が、１以上２以下であることが望ましい。
第４無機膜におけるケイ素原子に対する酸素原子の原子数比が１未満であると、第３無機膜とのヤング率差が小さくなり、必要とする柔軟性が得られにくい。また、酸素原子数比が２の場合には酸化シリコン（ＳｉＯ_２）となるため、原子数比は２が上限である。したがって、この構成とすることで、応力に対して変形することが可能な電極保護層とすることができる。

本発明においては、前記第２無機膜の膜厚は、０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが望ましい。
０．１ｎｍ未満の膜厚だと、ケイ素原子１原子分程度の厚みとなるために、第１無機膜と第２無機膜との層間方向に第２無機膜の広がりがない。そのため、層内方向において、第２無機膜が含む共有結合の角度変化等に基づく第２無機膜の変形ができず、ガスバリア層全体の変形ができなくなる。また、第１無機膜のガスバリア性に影響を与えないためには、第２無機膜の膜厚は１０ｎｍ程度までの膜厚とすることが好ましい。したがって、この構成とすることで、耐久性とガスバリア性とを兼ね備えたガスバリア層とすることができる。

前記第４無機膜の膜厚においても、同様の理由により０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが望ましい。
０．１ｎｍ未満の膜厚だと、第３無機膜と第４無機膜との層間方向に第４無機膜の広がりがなく、ガスバリア層全体の変形ができなくなる。また、第３無機膜のガスバリア性に影響を与えないためには、第４無機膜の膜厚は１０ｎｍ程度までの膜厚とすることが好ましい。したがって、この構成とすることで、耐久性とガスバリア性とを兼ね備えたガスバリア層とすることができる。

本発明においては、前記有機緩衝層の周縁端部の角度が、２０度以下であることが望ましい。
この構成によれば、有機緩衝層の周縁端部において、有機緩衝層を覆って形成されるガスバリア層が急峻な角度を備えて形成されないため、有機緩衝層の周縁端部でのガスバリア層の損傷を抑制することが可能となる。したがって、ガスバリア層による封止を確実なものとすることができる。ここで、「有機緩衝層の周縁端部の角度」とは、有機緩衝層が形成された下地面に対する、有機緩衝層の周縁端部における接触角度（仰角）を示す。

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、上述の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、窒素を含有するケイ素化合物を含む材料膜を成膜する工程と、前記材料膜の表面に酸素プラズマ処理を施し、前記材料膜の表面に酸素プラズマ処理を施し、前記材料膜の表面に該材料膜の形成材料の酸化物を含む酸化膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
この方法によれば、薄膜の酸化膜を容易に成膜でき、良好な耐久性を備えた有機ＥＬ装置を容易に製造することができる。

本発明の電子機器は、上述の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、耐久性が高く長寿命である電子機器とすることができる。

［第１実施形態］
以下、図１〜図６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は有機ＥＬ装置１を模式的に示す断面図である。本発明における有機ＥＬ装置は、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。

有機ＥＬ装置１は、複数の発光素子２１が配置された素子基板２０Ａと、複数の発光素子２１を覆って積層して形成される有機緩衝層１８とガスバリア層１９の各層と、この素子基板２０Ａの複数の発光素子２１が配置された面に対向配置された支持基板３１と、を備えており、これら素子基板２０Ａと支持基板３１とは、シール層３３および接着層３４とを介して貼り合わされている。以下、各構成要素について順に説明する。

（素子基板）
素子基板２０Ａは、基板本体２０と、基板本体２０上に形成された各種配線やＴＦＴ素子を備える素子層１４と、を備えている。基板本体２０は、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、また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）などが挙げられる。透明基板としては、例えばガラス、石英ガラス、窒化ケイ素等の無機物や、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の有機高分子（樹脂）を用いることができる。また、光透過性を備えるならば、前記材料を積層または混合して形成された複合材料を用いることもできる。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、駆動用ＴＦＴ１２３や不図示の各種配線が形成されており、これらの構成を無機絶縁膜で覆った素子層１４が形成されている。素子層１４を覆う無機絶縁膜は、例えば酸窒化シリコンで構成されている。

素子基板２０Ａ上には、素子基板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上に配置される発光素子２１からの射出光を支持基板３１側に反射する金属反射板１５と、が形成されている。平坦化層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。

平坦化層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、隣り合う発光素子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。換言すると、発光素子２１は隔壁１３によって区画されている。隔壁１３は平坦化層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。

発光素子２１は、陽極１０と陰極１１に発光層１２が挟持されて構成されており、隔壁１３に囲まれた平坦化層１６上に設けられている。発光素子２１の厚みは５００ｎｍ程度であり、隔壁１３とは１μｍ以上の厚み（高さ）差を有している。

陽極１０は、平坦化層１６上に形成され、素子基板２０Ａが備える駆動用ＴＦＴ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 Thin 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。なお、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板１５の機能を兼ね備えるため、金属反射板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。ここでは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発光層を形成することとしても良い。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。また発光素子２１は、発光層１２として、赤色発光層を有する赤色発光素子と、緑色発光層を有する緑色発光素子と、青色発光層を有する青色発光素子と、を有するようにしても良い。

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。

陰極１１は、発光層１２と隔壁１３との表面を覆って、最も外側（素子基板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、銀、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。これらの材料は真空蒸着法を用いるのが一般的であるが、蒸気圧の低い金属酸化物などについては、ＥＣＲプラズマスパッタ法やイオンプレーティング法、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を形成してもよい。

陰極１１の上には、陰極１１の導通を補助する補助配線２２が形成されている。補助配線２２は、ＩＴＯやＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＩＺＯ(インジウム亜鉛酸化物、アイゼットオー（登録商標）)、ＡＺＯ（アルミニウム亜鉛酸化物）、ＧＺＯ（ガリウム亜鉛酸化物）などの透明な金属酸化物導電体を用いて形成される。本実施形態では、補助配線２２を厚く形成し、陰極１１の保護層としての機能を付与することとしている。

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

陰極配線２２Ａ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、主に素子基板２０Ａの外周部付近に設けられる。陰極配線２２Ａの形成材料には、アルミニウム−シリコン合金や、チタン、タングステン、モリブデン、タンタルなどの金属が用いられ、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２２Ａ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２２Ａ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２２Ａの腐食を防ぐことができる。

（薄膜封止層）
素子基板２０Ａ上には、発光素子２１を覆い全面に複数の保護層が積層した薄膜封止層が形成されている。この薄膜封止層として、本実施形態の有機ＥＬ装置１は、有機緩衝層１８とガスバリア層１９とを備えている。

素子基板２０Ａ上には、陰極配線２２Ａの端面を覆い、陰極配線２２Ａ、補助配線２２の表面を覆って全面に、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補助陰極２２の表面の凹凸を埋め、起伏を緩和するように配置される。この有機緩衝層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、隔壁１３からの陰極１１や発光層１２の剥離を防止する機能を有する。また、有機緩衝層１８の上面の起伏が緩和されるので、後述するガスバリア層１９に応力が集中する部位がなくなり、クラックの発生を防止することができる。有機緩衝層１８のヤング率は、０．１ＧＰａ以上５ＧＰａ以下の範囲であると好適である。

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未満の原料をモノマー、分子量１０００以上３０００以下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。これらの酸無水物系硬化剤は、水分子と反応してカルボン酸を生じると重合しなくなるため、有機緩衝層１８の形成材料は、含水率１０ｐｐｍ以下に調整されていることが望ましい。

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などの添加剤が混入されていても良い。

有機緩衝層形成材料の粘度は、２０００ｍＰａ・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、４０００ｍＰａ・ｓ以上１００００ｍＰａ・ｓ以下（室温）が好ましい。この範囲の粘度に調節することで、気泡の発生を抑制することができる。

また、有機緩衝層１８の最適な膜厚としては、２μｍ以上５μｍ以下が好ましい。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覆うガスバリア層１９が形成されている。またガスバリア層１９の端部は素子層１４と接している。ガスバリア層１９は、発光素子２１に酸素や水分が浸入するのを防止する機能を備えており、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。

本発明のガスバリア層１９は、窒素を含むケイ素化合物（窒化シリコンや酸窒化シリコンなど）と、その酸化物と、が交互に積層した構造を備えている。ガスバリア層１９の合計膜厚は、１００ｎｍ以上８００ｎｍ以下が好ましい。ガスバリア層１９が１００ｎｍ未満である場合は、膜厚が薄いため破損しやすく、８００ｎｍより大きい場合、例えば１０００ｎｍ以上となると、膜応力や柔軟性の低下によりクラックが発生しやすくなるため好ましくない。封止性能に加え生産性を考慮すると２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の膜厚がより好ましい。ガスバリア層１９の構成や製造方法については、後に詳述する。

図では、ガスバリア層１９は素子基板２０Ａよりも小さく（狭く）形成されている様に示しているが、ガスバリア層１９は素子基板２０Ａの端部にまで延在していても構わない。効率化のために、１枚の大型基板上に複数の基板を形成した後に製造過程において切り離す、いわゆる多面取りを行って製造する場合には、支持基板３１を貼り合わせた後に、ガスバリア層１９ごとパネルを切断してもよい。

（支持基板）
素子基板２０Ａに対向して、支持基板３１と、支持基板３１上に形成されたカラーフィルタ層３２と、を備えている。

支持基板３１は、発光素子２１から射出される光を透過する光透過性と、薄膜封止層を保護する強度とを備えた基板であり、例えばガラス、石英ガラス、窒化ケイ素等の無機物や、ポリエチレンテレフタレート樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂等の光透過性を備えた有機高分子（樹脂）を用いて形成することができる。また、光透過性を備えるならば、前記材料を積層または混合して形成された複合材料を用いることもできる。中でも、透明性の高さと透湿性の低さから、特にガラス基板が好適に用いられる。また、紫外線を遮断または吸収する層や、光反射防止膜、放熱層などの機能層が形成されていても良い。

支持基板３１上には、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。着色層３２ａは、アクリル樹脂などの樹脂層に、赤色、緑色、青色を示す顔料または染料を混合して形成されている。また、必要に応じてライトブルーやライトシアン、白などの着色層３２ａを備えることとしても良い。

この着色層３２ａの各々は、白色の光を射出する発光素子２１に対向して配置されている。これにより、発光素子２１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、隣り合う着色層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は黒色に着色された樹脂で形成されている。

カラーフィルタ層３２は、着色層３２ａが０．５μｍ以上２μｍ以下の範囲で各色に適した厚みに調整されている。また、ブラックマトリクス層３２ｂは、１μｍ程度の厚みを有している。

（シール層）
素子基板２０Ａと支持基板３１とは、素子基板２０Ａの外周部近傍に配置されるシール層３３によって貼り合わされている。

シール層３３は、装置内部への水分浸入防止の機能と、素子基板２０Ａと支持基板３１との貼り合わせ位置を固定する機能と、を有している。

また、シール層３３は、有機緩衝層１８の周縁端部に重なるように設けられている。有機緩衝層１８とガスバリア層１９とは、熱膨張率の異なる材料にて形成されていることがほとんどであり、熱膨張率の差に由来してガスバリア層１９が破損するおそれがある。その様な破損は、ガスバリア層１９の形状が変化する有機緩衝層１８の端部において起こりやすい。しかし、ガスバリア層１９をシール層３３と有機緩衝層１８とで挟持すると、応力集中によるガスバリア層１９のクラックや剥離等の損傷を防ぐことができる。

シール層３３の形成材料は、紫外線によって硬化して粘度が向上する樹脂材料で構成されている。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。ここでは、分子量１０００未満のものをモノマー、分子量１０００以上３０００以下のものをオリゴマーとしている。このような形成材料としては、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、シール層３３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、主に紫外線照射によりカチオン重合反応を起こさせる光反応型開始剤が好適に用いられる。これらの硬化剤を加えたシール層３３の形成材料は光（紫外線）硬化性樹脂として振る舞う。

シール層３３の形成材料の塗布時における粘度は、１０Ｐａ・ｓ以上２００Ｐａ・ｓ以下（室温）であることが好ましい。また、紫外線照射後に徐々に粘度が上昇するようにカチオンホールド剤と呼ばれる添加剤を用いると、貼り合わせ後の光照射工程を削除することができる上に、シール層３３の形成材料が流動しにくくなるため貼り合わせ工程が容易になる。更に、１ｍｍ以下の細いシール幅でもシール層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ため好ましい。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。

通常、シール層３３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。しかし、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シール層形成材料を用いる。

接着層３４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いる。接着層３４は、素子基板２０Ａに対向配置された支持基板３１を固定し、カラーフィルタ層との離間距離を一定に保ち、かつ外部からの機械的衝撃に対して緩衝機能を有し、薄膜封止層を保護する機能を備える。

接着層３４の形成材料は、透光性を有し接着機能を備えた有機材料（透明接着剤）が好ましく、更には、流動性に優れ、溶媒のような揮発成分を持たないものが良い。このような形成材料としては、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系などの樹脂接着剤を用いることができるが、耐熱性や耐水性を考慮すると、エポキシ系接着剤が好適である。例えば、シール層の形成材料として示した分子量３０００以下のエポキシモノマー／オリゴマーを挙げることができ、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、接着層３４の形成材料には、添加剤として、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が好ましい。また、芳香族アミンや脂肪族アミンなどのアミン硬化剤を用いても良い。これらの硬化剤を加えた接着層３４の形成材料は熱硬化性樹脂として振る舞う。他の添加剤として、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を含むとしても良い。

接着層３４の形成材料の硬化は、８０〜１２０℃の範囲で加熱することにより行われ、その硬化皮膜は酸窒化シリコンとの密着性に優れるエステル結合を持つ高分子となる。なお、接着層３４の形成材料には、シール層の形成材料と同様の理由によりスペーサや無機フィラーなどの充填剤が混入していないものを用いる。

接着層３４の形成材料の塗布時の粘度は、１００〜１０００ｍＰａ・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。

図１（ｂ）は、有機ＥＬ装置１の周辺部の断面構造を示した断面図であり、図１（ａ）において波線で丸く囲んだ符号Ａで示す部分を示す図である。

有機緩衝層１８は、階段状に重なって形成された陰極配線２２Ａと補助配線２２とを覆い素子層１４に接して形成されている。有機緩衝層１８の表面では、下地形状の凹凸が緩和されている。

有機緩衝層１８の周縁端部における素子基板２０Ａの面方向に対する仰角（周縁端部の角度）θ１は、２０度以下で形成されることが好ましく、特に１０度前後で形成されることが好ましい。これにより、有機緩衝層１８の周縁端部３５を覆うガスバリア層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。本実施形態では、仰角θ１は１０度となっている。

ガスバリア層１９は、窒素を含むケイ素化合物を形成材料とする第１ガスバリア層（第１無機膜、材料膜）１９ａと、第１ガスバリア層の形成材料の酸化物を形成材料とする第２ガスバリア層（第２無機膜、酸化膜）１９ｂと、が交互に積層して形成されている。

第１ガスバリア層１９ａは、水分透過性が低くガスバリア性が高い、窒素を含むケイ素化合物で形成されている。このような化合物には、例えば、窒化ケイ素や酸窒化ケイ素が挙げられる。本実施形態の第１ガスバリア層１９ａは、各々が５０ｎｍに形成されている。

第１ガスバリア層１９ａの形成材料が含む窒素原子の量は、設計により増減が可能であり、窒素原子量を増やすと、原子間の共有結合数が増える（共有結合の密度が上がる）ため、水分などを透過しにくい（ガスバリア性が高い）層とすることができる。ガスバリア性は、例えば水分の透過しにくさについては、ＪＩＳ−Ｋ７１２９「プラスチック−フィルム及びシート−水蒸気透過度の求め方（機器測定法）」で定められた水蒸気透過度を求めることにより評価できる性質である。例えば、ＪＩＳ−Ｋ７１２９Ｂ法を用いて評価した膜厚１００ｎｍの酸窒化シリコンの水蒸気透過率は、０．０５ｇ／ｍ^２・ｄａｙ以下である。

一方で、第１ガスバリア層１９ａの形成材料の窒素原子量が増えると、ヤング率が上がり柔軟性が失われる。窒化シリコンのヤング率は３００ＧＰａ、酸化シリコンのヤング率は１００ＧＰａであり、酸窒化シリコンのヤング率は含有する酸素と窒素の量比により、１００ＧＰａから３００ＧＰａの間の値をとる。本実施形態の第１ガスバリア層１９ａは、ヤング率が１５０〜３００ＧＰａの範囲となるように窒素量を設定したものを用いることができる。

第２ガスバリア層１９ｂは、第１ガスバリア層１９ａの形成材料の酸化物を材料として用い形成されている。そのため、第２ガスバリア層１９ｂの形成材料は、第１ガスバリア層１９ａの形成材料から、一部または全部の窒素原子を酸素原子に置き換えた構造となっている。酸素原子量が増えると、原子間の共有結合数が減る（共有結合の密度が下がる）ため、第１ガスバリア層１９ａよりも水分などを透過しやすい（ガスバリア性が低い）層となる。例えば、ＪＩＳ−Ｋ７１２９Ｂ法を用いて評価した膜厚１００ｎｍの酸化シリコンの水蒸気透過率は、０．１〜０．５ｇ／ｍ^２・ｄａｙである。ガスバリア性能としては、酸化シリコンのケイ素原子に対する酸素原子の比が１．５〜１．７程度であるものが最も高い。

一方で、共有結合密度が第１ガスバリア層１９ａの形成材料よりも低くなるため、相対的にヤング率が低い層となる。

本発明のガスバリア層１９は、このような性質を備える第１ガスバリア層１９ａと第２ガスバリア層１９ｂとが交互に複数積層している。即ち、２つの第１ガスバリア層１９ａの間に、相対的に低ヤング率の第２ガスバリア層１９ｂが挟持されている構成となっている。第２ガスバリア層１９ｂは、薄膜成膜または第１ガスバリア層１９ａの表面を酸化して形成されており、膜厚が１〜１０ｎｍ程度と非常に薄い膜となっている。

第２ガスバリア層１９ｂの膜厚は、例えば、形成後のガスバリア層１９の断面において、酸素濃度分布を測定し、酸素濃度の変化する箇所を第１ガスバリア層１９ａと第２ガスバリア層１９ｂとの界面として測定することができる。

このような構成のガスバリア層１９に応力が掛かった場合には、２つの第１ガスバリア層１９ａの間では、相対的に柔軟性を備える第２ガスバリア層１９ｂが第１ガスバリア層１９ａよりも大きく変形する。そのため、第２ガスバリア層１９ｂを備えない場合と比べて大きな変形が可能である。また、ガスバリア層１９には、複数の第２ガスバリア層１９ｂが積層されている。そのため、それぞれの第２ガスバリア層１９ｂの変形は少なくても、複数の第２ガスバリア層１９ｂがそれぞれに変形することで、全体として大きな変形が可能となる。したがって、ガスバリア層１９は、第２ガスバリア層１９ｂを備えない場合と比べると、応力に対して柔軟に変形することができ、応力による破損を起こしにくくなる。

また、第２ガスバリア層１９ｂは非常に薄い膜であり、ガスバリア性能の主体は第１ガスバリア層１９ａが担っている。そのためガスバリア層１９は、第１ガスバリア層１９ａの性質を反映し、高いガスバリア性を示す。

したがって、ガスバリア層１９は、高いガスバリア性と、応力に対する耐久性を兼ね備えた層となっている。
本実施形態の有機ＥＬ装置１は、以上のような構成となっている。

（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、図２から図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。

まず、図２（ａ）に示すように、補助配線２２までが形成された素子基板２０Ａに有機緩衝層１８を形成する。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補助配線２２上に有機緩衝層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し、塗布時に発生する気泡を除去することができる。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。

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℃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２（ｂ）に示すように、有機緩衝層１８上に酸窒化シリコンを成膜し、第１ガスバリア層１９ａを形成する。具体的には、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）プラズマスパッタ法やイオンプレーティング法（圧力勾配型プラズマガン成膜法など）、ＩＣＰ（誘導結合型プラズマ）−ＣＶＤ法、ＳＷＰ（表面波プラズマ）−ＣＶＤなどの高密度プラズマ成膜法で形成する。ここでは、後述するＩＣＰ−ＣＶＤ装置４０を用いて形成することとして図示している。

次に、図２（ｃ）に示すように、第１ガスバリア層１９ａの表面に酸素プラズマ処理を行い、第１ガスバリア層１９ａの表面を酸化して、非常に薄い第２ガスバリア層１９ｂを成膜する。ここでは、後述するＩＣＰ−ＣＶＤ装置４０を用いて形成することとして図示している。

図２（ｂ）と図２（ｃ）の処理を必要回数繰り返すことで、複数の第１ガスバリア層１９ａと第２ガスバリア層１９ｂとが交互に積層したガスバリア層１９を形成することができる。

ここで、ガスバリア層１９の形成方法について、図３および図４を用いて更に詳しく説明する。ガスバリア層１９の形成は、前述の高密度プラズマ成膜法であれば製造可能であるが、大面積化が可能で生産効率の高い製造方法として、ＩＣＰ−ＣＶＤ成膜法および搬送成膜ができる圧力勾配型プラズマガン成膜法が好ましい。図３は、ＩＣＰ−ＣＶＤ成膜法に用いるＩＣＰ−ＣＶＤ装置を示す図である。図４は、圧力勾配型プラズマガンを用いるイオンプレーティング式成膜装置を示す図である。

図３に示す様に、ＩＣＰ−ＣＶＤ装置４０は、導電性材料からなるチャンバ４１と、チャンバ４１内に配置されて被処理基板Ｘを載置するサセプタ４２と、チャンバ４１の天井に設けられた誘電体壁４３と、チャンバ４１の外の誘電体壁４３上に設けられた高周波アンテナ４４と、を備えている。サセプタ４２は、載置された被処理基板Ｘを加熱する加熱機構を内蔵している。また、チャンバ４１の壁面には、チャンバ４１内に各種の原料ガスＭＧを供給する供給管４５が設けられている。供給管４５は、反応に用いるガスの種類に応じて、互いに独立に複数備えるものとする。更に、チャンバ４１には、排気口（図示略）が適宜設けられている。

高周波アンテナ４４は、第１整合器４６を介して、第１高周波電源４７と接続されている。第１高周波電源４７は、高周波アンテナ４４から誘導結合プラズマを発生させるのに十分な出力を持った高周波電力が供給されるようになっている。一方、サセプタ４２は、第２整合器４８を介して、バイアス用の高周波電力を供給する第２高周波電源４９と接続されている。

ＩＣＰ−ＣＶＤ装置４０は、高周波アンテナ４４に通電し誘導電界を発生させるとともに、供給管４５を介してチャンバ４１内に原料ガスＭＧを導入し、原料ガス由来のプラズマを生成させて、チャンバ４１内の被処理基板Ｘに成膜するようになっている。

このようなＩＣＰ−ＣＶＤ装置４０を用い、第１ガスバリア層１９ａを形成するには、原料ガスＭＧとして、モノシラン（ＳｉＨ_４）、アンモニア（ＮＨ_３）、一酸化二窒素（Ｎ_２Ｏ）を供給し、チャンバ４１内部で発生させる誘電結合プラズマにより原子化・励起し、被処理基板Ｘ上に成膜する。これは、図２（ｂ）に示す製造工程での成膜処理に相当する。

同様に、第２ガスバリア層１９ｂを形成するには、原料ガスとして酸素（Ｏ_２）、雰囲気ガスとしてアルゴン（Ａｒ）を供給し、チャンバ４１内で酸素プラズマを発生させ、第１ガスバリア層１９ａの表面を酸化して、酸化物の薄膜である第２ガスバリア層１９ｂを成膜する。これは、図２（ｃ）に示す製造工程での成膜処理に相当する。

以上の工程を必要回数繰り返すことで、第１ガスバリア層１９ａと第２ガスバリア層１９ｂとが交互に積層したガスバリア層１９を形成することができる。

図４は、圧力勾配型プラズマガンを備えたイオンプレーティング式成膜装置５０を模式的に示す図であり、図４（ａ）は第１ガスバリア層１９ａを成膜する様子を示す模式図、図４（ｂ）は第２ガスバリア層１９ｂを成膜する様子を示す模式図である。

イオンプレーティング式成膜装置５０は、チャンバ５１と、チャンバ５１と接続された成膜室５２と、チャンバ５１の側壁に接続された圧力勾配型のプラズマガン５３と、チャンバ５１内の下部に配置された導電性材料からなるハース５４と、ハース５４の凹部に備えられた蒸着材料５５と、を備えている。ハース５４は、ハース用磁石を内蔵している。ハース用磁石は、プラズマガン５３から射出されたＡｒプラズマのプラズマビームＰＢをハース５４に導く機能を備える。また、チャンバ５１の壁面には、チャンバ５１内に成膜用雰囲気ガスＡＧを供給する供給口５６や、排気口（図示略）が適宜設けられている。

成膜室５２は、内部に被処理基板Ｘを戴置し搬送する搬送機構が設けられており、成膜室５２内を往復する構成となっている。成膜室５２には、成膜が終了した被処理基板Ｘを搬出し、未処理の被処理基板Ｘを搬入する搬入部５７が設けられている。

このようなイオンプレーティング式成膜装置５０では、プラズマガン５３から射出されたプラズマビームＰＢが、ハース５４上の蒸着材料５５に照射され、蒸着材料５５を蒸発させる。蒸発した蒸着材料５５が、成膜室５２内で搬送される被処理基板Ｘに付着することで、被処理基板Ｘ上に成膜が行われるようになっている。蒸着材料５５にはＳｉやＳｉＯ_２等、成膜する種類に応じた材料を用いる。

このようなイオンプレーティング式成膜装置５０を用いて、第１ガスバリア層１９ａを形成するには、例えば図４（ａ）に示すように、被処理基板Ｘを一方の方向に搬送している際に、成膜用雰囲気ガスＡＧとしてアルゴン（Ａｒ）と窒素（Ｎ_２）とを供給すると共に、プラズマビームＰＢで蒸着材料５５を蒸発させて成膜する。これは、図２（ｂ）に示す製造工程における成膜処理に相当する。

同様に、第２ガスバリア層１９ｂを形成するには、例えば図４（ｂ）に示すように、被処理基板Ｘを他方の方向に搬送している際に、成膜用雰囲気ガスＡＧとしてアルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ_２）とを供給し、蒸着材料５５を蒸発させない程度に出力を下げたプラズマビームＰＢを照射する。このようにすると、チャンバ５１内で酸素プラズマが発生し、酸素プラズマにより第１ガスバリア層１９ａの表面を酸化して、酸化物の薄膜である第２ガスバリア層１９ｂを成膜することができる。これは、図２（ｃ）に示す製造工程における成膜処理に相当する。

以上の工程を必要回数繰り返すことで、第１ガスバリア層１９ａと第２ガスバリア層１９ｂとが交互に積層したガスバリア層１９を形成することができる。

一方、支持基板３１側においては、図５（ａ）に示すように、カラーフィルタ層３２が形成された支持基板３１の周辺部にシール層３３の形成材料を配置する。具体的には、ニードルディスペンス法により、前述したシール層３３の形成材料を支持基板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。本実施形態に係るシール層３３形成材料の塗布時の粘度は５０Ｐａ・ｓ（室温）である。含水量はあらかじめ１０００ｐｐｍ以下に調整しておく。

次に、図５（ｂ）に示すように、支持基板３１に配置されたシール層３３の形成材料に囲まれた内部に接着層３４の形成材料を配置する。配置方法としてジェットディスペンス法を用い、塗布を行う。なお、接着層３４の形成材料は、必ずしも支持基板３１の全面に塗布する必要はなく、必要量を支持基板３１上の複数箇所に分けて塗布すればよい。本実施形態に係る接着層３４形成材料の塗布時の粘度は５００ｍＰａ・ｓ（室温）である。
シール層３３の形成材料の粘度は接着層３４の形成材料の粘度よりも十分に高いため、シール層３３の形成材料は接着層３４の形成材料のはみ出しを防止する土手としての機能を発揮することができる。

次に、図５（ｃ）に示すように、シール層３３および接着層３４が塗布された支持基板３１に紫外線照射を行う。例えば、照度３０ｍＷ／ｃｍ２ 、光量２０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を支持基板３１上に配置された各形成材料に照射する。すると、光反応型開始剤を含むシール層３３の形成材料が優先的に反応して硬化を開始するため、シール層３３の形成材料の粘度が向上する。

続いて、図６（ａ）に示すように、基板間のアライメント作業を行い、図２（ｃ）に示したガスバリア層１９までが形成された素子基板２０Ａと、図５（ｃ）に示したシール層３３の硬化を開始させた支持基板３１と、を貼り合わせる。貼り合わせは、減圧雰囲気下で行う。

次に、図６（ｂ）に示すように、圧着して貼り合わせた後に大気中で加熱（ポストベーク）して、シール層３３および接着層３４の形成材料の硬化を完了させる。
以上より、本実施形態における有機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１によれば、ガスバリア層１９は、高いガスバリア性を備える酸窒化シリコンを形成材料とした第１ガスバリア層１９ａと、応力に対して変形を可能とする相対的にヤング率が低い酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を形成材料とした第２ガスバリア層１９ｂと、の積層構造を備えるため、耐久性を兼ね備えた層となっており、信頼性の高い有機ＥＬ装置１とすることができる。

また、本実施形態では、第２ガスバリア層１９ｂを１ｎｍの厚みに形成している。そのため、耐久性とガスバリア性とを兼ね備えたガスバリア層とすることができる。

また、本実施形態では、有機緩衝層１８の周縁端部における仰角θ１が、１０度となっている。そのため、有機緩衝層１８の周縁端部において、有機緩衝層１８を覆って形成されるガスバリア層１９は、下地形状に対応して急峻な角度を備えずに形成されるため、有機緩衝層１８の周縁端部でのガスバリア層１９の損傷を抑制することができる。

また、以上のような有機ＥＬ装置の製造方法によれば、薄膜の第２ガスバリア層１９ｂを容易に成膜でき、良好な耐久性を備えた有機ＥＬ装置を容易に製造することができる。

なお、本実施形態においては、第２ガスバリア層１９ｂは、第１ガスバリア層１９ａの表面の一部を酸化して形成することとしたが、別途積層して形成しても構わない。

また、本実施形態においては、トップエミッション方式の有機ＥＬ装置としたが、ボトムエミッション方式を採用することとしても構わない。

［第２実施形態］
図７は、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の説明図である。本実施形態の有機ＥＬは、第１実施形態の有機ＥＬ装置と一部共通している。異なるのは、補助配線に陰極の保護層としての機能も付与するのではなく、陰極を保護する電極保護層を設けることである。したがって、本実施形態において第１実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

図７（ａ）に示すように、陰極１１の端部には、陰極１１と陰極配線２２Ａとの通電を補助する目的で補助陰極配線２４が設けられており、陰極１１、陰極配線２２Ａ、補助陰極配線２４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、透光性を備える程度（２０ｎｍ以下）に非常に薄く陰極１１を形成したとしても、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に酸素や水分が浸入するのを防止する機能も備えており、これにより酸素や水分による発光素子２１の劣化を抑えることができる。

本実施形態の電極保護層１７は、ガスバリア層１９と同様に、窒素を含むケイ素化合物（窒化シリコンや酸窒化シリコンなど）と、その酸化物と、が交互に積層した構造を備えている。電極保護層１７の膜厚は、１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の範囲が好ましい。例えば３〜５μｍ程度の膜厚に形成すれば、隔壁１３に起因する凹凸を完全に埋没させることも可能であるが、柔軟性に欠け、膜応力が高くなるため好ましくない。

図７（ｂ）に示すように、電極保護層１７は、ガスバリア層１９と同様に窒素を含むケイ素化合物を形成材料とする第１保護層１７ａ（第３無機膜、材料膜）と、第１保護層の形成材料の酸化物を形成材料とする第２保護層１７ｂ（第４無機膜、酸化膜）と、が交互に積層して形成されている。電極保護層１７は、前述のガスバリア層１９と同じ形成方法を用いて形成することができる。

このように形成された電極保護層１７は、ガスバリア層１９と接して設けられており、電極保護層１７とガスバリア層１９とで有機緩衝層１８を封止する構成となっている。有機緩衝層１８の周縁端部における電極保護層１７表面に対する仰角（周縁端部の角度）θ２は、２０度以下で形成されることが好ましく、特に１０度前後で形成されることが好ましい。本実施形態では、仰角θ２は１０度となっている。

以上のような構成の有機ＥＬ装置２では、外部環境からの水分の浸入を更に効果的に抑制することができ、更に耐久性が高く高品質な有機ＥＬ装置とすることができる。

［電子機器］
次に、本発明に係る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例を示すものであり、図８（ａ）は携帯電話を示す斜視図、図８（ｂ）はテレビジョン受像機を示す斜視図である。図８（ａ）は、本発明の有機ＥＬ装置を、携帯電話表示部のような小型パネルに応用した例であり、図８（ｂ）は、本発明の有機ＥＬ装置を、薄型テレビの表示部のような大型パネルに応用した例である。

図８（ａ）に示す携帯電話１３００は、本発明の有機ＥＬ装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。これにより、本発明の有機ＥＬ装置により構成された表示品質に優れる表示部を具備した携帯電話１３００を提供することができる。

図８（ｂ）に示すテレビジョン受像機１４００は、受信機本体（筐体）１４０２、スピーカーなどの音声出力部１４０４、上述した有機ＥＬ装置１を用いた表示部１４０６を備える。これにより、高品質な表示部１４０６を具備し軽量な薄型大画面テレビ１４００を提供することができる。

これらの電子機器は、本発明の有機ＥＬ装置を備えているため、耐久性が高く長寿命な表示部を備えた電子機器とすることができる。

また本発明の有機ＥＬ装置は、上記の電子機器に限らず、電子ブック、プロジェクタ、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、テレビジョン受像機、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、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々の画像表示手段として好適に用いることができ、かかる構成とすることで、表示品質が高く、信頼性に優れた表示部を備えた電子機器を提供できる。

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。

以下に、本発明の実施例について説明する。本実施例では、発明の効果を確認するため、有機ＥＬ装置の代わりとなる評価用の試験体を作成して評価を行った。

本実施例で用いた試験体は、ガラス性の支持基板上にマグネシウム膜（Ｍｇ膜）を成膜し、Ｍｇ膜を覆って電極保護層（ＳｉＯＮ）／有機緩衝層／ガスバリア層からなる薄膜封止層を形成し、更に薄膜封止層上にガラス性の対向基板を貼り合わせたものを用いた。電極保護層は支持基板に接して形成し、Ｍｇ膜を封止する構造とした。また、電極保護層とガスバリア層とが接する様に形成し、有機緩衝層を封止する構造とした。

用いた試験体では、各構成の厚みを、Ｍｇ膜：５０ｎｍ、電極保護層（ＳｉＯＮ）：４００ｎｍ、有機緩衝層：３μｍ、ガスバリア層：４００ｎｍ、とした。実施例の試験体では、ガスバリア層の形成において、５０ｎｍのＳｉＯＮ層を８層積層し、各層を成形する前に酸素プラズマ処理を行って酸化物の薄膜を形成した。一方、比較例の試験体では、ガスバリア層の形成において５０ｎｍのＳｉＯＮ層を８層積層して形成し、酸素プラズマ処理は行わなかった。

このような試験体を用いた評価においては、Ｍｇ膜を有機ＥＬ装置の陰極に見立て、Ｍｇ膜の劣化具合を評価することで、有機ＥＬ装置の陰極を覆う薄膜封止層の封止性能を評価する構成とした。

上記のような試験体を、１．７気圧、１２０℃、相対湿度８５％ＲＨの試験環境に設定した高度加速寿命試験装置（プレッシャークッカー試験機）内に５００時間放置し、放置後のＭｇ膜の変質を目視評価した。

試験体が備える５０ｎｍの厚みを備えたＭｇ膜は、金属光沢を備えていて不透明であるが、Ｍｇ膜が変質しＭｇＯ（酸化マグネシウム）になると、Ｍｇの金属光沢を失い透明になる。つまり、放置後のＭｇ膜にこのような変質部分がある場合には、薄膜封止層が損傷し、損傷部分から水分や空気が浸入したことを示すことになる。このことから、放置後のＭｇ膜にこのような変質部分が発生しているかどうかを目視確認し評価を行った。

その結果、図９に示すように、実施例の試験体にはＭｇ膜に変質が見られなかったのに対し、比較例の試験体では、Ｍｇ膜の周縁部で透明になった変質部分が確認できた。

この結果より、本発明の構成を備えるガスバリア層の耐久性の向上が確認でき、本発明の構成が課題解決に有効であることが確かめられた。

本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ装置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装置の製造方法を示す工程図である。 ＩＣＰ−ＣＶＤ成膜法に用いるＩＣＰ−ＣＶＤ装置を示す説明図である。 圧力勾配型プラズマガン成膜法に用いる成膜装置を示す説明図である。 本実施形態における有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程図である。 本実施形態における有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程図である。 本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ装置を模式的に示す断面図である。 本発明の電子機器の例を示す斜視図である。 実施例の結果を示す表である。

符号の説明

１，２…有機ＥＬ装置（有機エレクトロルミネッセンス装置）、１０…陽極（電極）、１１…陰極（電極）、１２…発光層（有機発光層）、１７…電極保護層、１７ａ…第１保護層（第３無機膜）、１７ｂ…第２保護層（第４無機膜）、１８…有機緩衝層、１９…ガスバリア層、１９ａ…第１ガスバリア層（第１無機膜）、１９ｂ…第２ガスバリア層（第２無機膜）、２０Ａ…素子基板（基板）、２１…発光素子、１３００…携帯電話（電子機器）、１４００…テレビジョン受像機（電子機器）、θ１，θ２…仰角（周縁端部の角度）

Claims (8)

1. 基板と、
   一対の電極間に有機発光層を挟持し、前記基板上に配置された複数の発光素子と、
   前記複数の発光素子を覆って設けられた有機緩衝層と、
   前記有機緩衝層を覆って設けられたガスバリア層と、を備え、
   前記ガスバリア層は、
   窒素を含有するケイ素化合物を含む第１無機膜と、
   前記第１無機膜の形成材料の酸化物を形成材料に含み前記第１無機膜よりも薄く形成された第２無機膜と、が交互に積層された構造を有し、
   前記第１無機膜および前記第２無機膜は、各々２層以上形成されており、
   前記第２無機膜の膜厚は０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下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. 前記複数の発光素子の表面を覆って、前記複数の発光素子と前記有機緩衝層との間に形成された電極保護層を備え、
   前記電極保護層は、
   窒素を含有するケイ素化合物を含む第３無機膜と、
   前記第３無機膜の形成材料の酸化物を形成材料に含み前記第３無機膜よりも薄く形成された第４無機膜と、が交互に積層された構造を有し、
   前記第３無機膜および前記第４無機膜は、各々２層以上形成され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. 前記第２無機膜において、含有するケイ素原子に対する酸素原子の原子数比は、１以上２以下であ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. 前記第４無機膜において、含有するケイ素原子に対する酸素原子の原子数比は、１以上２以下であることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
5. 前記第４無機膜の膜厚は、０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２または４に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
6. 前記有機緩衝層の周縁端部の角度が、２０度以下であ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. 請求項１から６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であって、
   窒素を含有するケイ素化合物を含む材料膜を成膜した後、前記材料膜の表面に酸素プラズマ処理を施し、前記材料膜の表面に該材料膜の形成材料の酸化物を含む酸化膜を形成して、複数の発光素子を覆う薄膜保護層の一部を形成する工程と、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。
8. 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を備えていることを特徴とする電子機器。

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