(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられたシリコン化合物からなる第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に形成された複数の第１の電極と、
前記複数の第１の電極上に設けられた複数のエレクトロルミネセンス層と、
前記複数のエレクトロルミネッセンス層の間を絶縁する第２絶縁層と、
前記エレクトロルミネセンス層及び前記第２絶縁層の上方を覆う上面部と、該上面部から前記第１絶縁層に至る側面部と、該側面部から基板外周方向に延びるフランジ部とを有し、前記エレクトロルミネセンス層及び第２絶縁層を覆うように設けられた第２の電極と、
前記第２の電極の上面部に接触する上面バリア部と、前記第２の電極の側面部に接触する側面バリア部と、前記第２の電極のフランジ部に接触するフランジバリア部とを有し、前記第２の電極に直接接触して設けられたシリコン化合物からなるバリア層と、
を有し、
前記複数のエレクトロルミネッセンス層及び前記第２絶縁層が形成されていない周囲領域にて、前記第２の電極は前記第１絶縁層に至るように形成されており、
前記エレクトロルミネッセンス層は、前記第２電極、前記バリア層、及び前記第１絶縁層により封止されており、
前記第２の電極の少なくとも前記バリア層側の面は、無機酸化物で形成されてなり、
前記バリア層の少なくとも前記第２の電極側の面は、無機化合物で形成されてなるエレクトロルミネセンス装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエレクトロルミネセンス装置において、
前記第２の電極は、インジウム錫酸化物又はインジウム亜鉛酸化物で形成されてなるエレクトロルミネセンス装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエレクトロルミネセンス装置において、
前記バリア層は、シリコン化合物で形成された少なくとも１層からなるエレクトロルミネセンス装置。
【請求項４】
請求項３に記載のエレクトロルミネセンス装置において、
前記バリア層は、前記第２の電極に接触するシリコン酸化物からなる層を有するエレクトロルミネセンス装置。
【請求項５】
請求項３に記載のエレクトロルミネセンス装置において、
前記バリア層は、前記第２の電極に接触するシリコン窒化物からなる層を有す るエレクトロルミネセンス装置。
【請求項６】
請求項３に記載のエレクトロルミネセンス装置において、
前記バリア層は、前記第２の電極に接触するシリコン窒酸化物からなる層を有するエレクトロルミネセンス装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス装置において、
前記バリア層を覆う保護層をさらに有するエレクトロルミネセンス装置。
【請求項８】
請求項７に記載のエレクトロルミネセンス装置において、
前記バリア層と前記保護層の間に配置された接着層をさらに有するエレクトロルミネセンス装置。
【請求項９】
請求項８に記載のエレクトロルミネセンス装置において、
前記接着層は、前記保護層よりも柔らかい材料で形成されてなるエレクトロルミネセンス装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載のエレクトロルミネセンス装置を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレクトロルミネセンス装置及びその製造方法並びに電子機器に関する。
【０００２】
【背景技術】
エレクトロルミネセンス（以下、ＥＬという。）素子は、水分や酸素の影響を受けやすいので、ガラス基板を彫り込んで形成される封止用基板によって封止されている。ガラス基板の彫り込みには、ウェットエッチング法、サンドブラスト法又は加工成型法などがあるが、加工時間、工程数又はコストの面でそれぞれ一長一短があった。また、ガラス基板から形成された封止用基板では、ＥＬ装置の薄型化を実現することが難しい。
【０００３】
本発明の目的は、薄型化を実現することができるＥＬ装置及びその製造方法並びに電子機器を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係るＥＬ装置は、基板上に設けられたシリコン化合物からなる第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に形成された複数の第１の電極と、
前記複数の第１の電極上に設けられた複数のエレクトロルミネセンス層と、
前記複数のエレクトロルミネッセンス層の間を絶縁する第２絶縁層と、
前記エレクトロルミネセンス層及び前記第２絶縁層の上方を覆う上面部と、該上面部から前記第１絶縁層に至る側面部と、該側面部から基板外周方向に延びるフランジ部とを有し、前記エレクトロルミネセンス層及び第２絶縁層を覆うように設けられた第２の電極と、
前記第２の電極の上面部に接触する上面バリア部と、前記第２の電極の側面部に接触する側面バリア部と、前記第２の電極のフランジ部に接触するフランジバリア部とを有し、前記第２の電極に直接接触して設けられたシリコン化合物からなるバリア層と、
を有し、
前記複数のエレクトロルミネッセンス層及び前記第２絶縁層が形成されていない周囲領域にて、前記第２の電極は前記第１絶縁層に至るように形成されており、
前記エレクトロルミネッセンス層は、前記第２電極、前記バリア層、及び前記第１絶縁層により封止されており、
前記第２の電極の少なくとも前記バリア層側の面は、無機酸化物で形成されてなり、
前記バリア層の少なくとも前記第２の電極側の面は、無機化合物で形成されてなる。
【０００５】
本発明によれば、第２の電極の無機酸化物で形成された面に、バリア層の無機化合物で形成された面が直接接触するので、バリア層のガスバリア性能が高くなっている。また、第２の電極上にバリア層を直接形成するので、ＥＬ装置の薄型化を実現することが可能である。
【０００６】
（２）このＥＬ装置において、
前記第２の電極は、インジウム錫酸化物又はインジウム亜鉛酸化物で形成されていてもよい。
【０００７】
（３）このＥＬ装置において、
前記第２の電極は、前記ＥＬ層の側方及び上方を覆うように形成されていてもよい。
【０００８】
（４）このＥＬ装置において、
前記バリア層は、シリコン化合物で形成された少なくとも１層からいてもよい。
【０００９】
（５）このＥＬ装置において、
前記バリア層は、前記第２の電極に接触するシリコン酸化物からなる層を有してもよい。
【００１０】
（６）このＥＬ装置において、
前記バリア層は、前記第２の電極に接触するシリコン窒化物からなる層を有してもよい。
【００１１】
（７）このＥＬ装置において、
前記バリア層は、前記第２の電極に接触するシリコン窒酸化物からなる層を有してもよい。
【００１２】
（８）このＥＬ装置において、
前記第２の電極の周囲に形成されたシリコン化合物からなる絶縁層をさらに有し、
前記バリア層は、前記絶縁層上に至るように形成されていてもよい。
【００１３】
（９）このＥＬ装置において、
前記バリア層を覆う保護層をさらに有してもよい。
【００１４】
（１０）このＥＬ装置において、
前記バリア層と前記保護層の間に配置された接着層をさらに有してもよい。
【００１５】
（１１）このＥＬ装置において、
前記接着層は、前記保護層よりも柔らかい材料で形成されていてもよい。
【００１６】
（１２）本発明に係る電子機器は、上記ＥＬ装置を有する。
【００１７】
（１３）本発明に係るＥＬ装置の製造方法は、基板上にシリコン化合物からなる第１絶縁層を形成する工程と、
前記第１絶縁層上に複数の第１の電極を形成する工程と、
前記複数の第１の電極間にバンク層を形成する工程と、
前記第１の電極上における前記バンク層により絶縁された領域にＥＬ層を形成する工程と、
前記バンク層及び前記ＥＬ層を覆うように、その表面が無機酸化物からなる第２の電極をスパッタリング又はＣＶＤにより形成する工程と、
前記第２の電極及び前記第１絶縁膜の表面を覆うように、無機化合物からなるバリア層をスパッタリング又はＣＶＤにより形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１９】
（１４）このＥＬ装置の製造方法において、
前記第２の電極を気相成膜法で形成してもよい。
【００２０】
（１５）このＥＬ装置の製造方法において、
前記バリア層を気相成膜法で形成してもよい。
【００２１】
（１６）このＥＬ装置の製造方法において、
前記第２の電極を、インジウム錫酸化物又はインジウム亜鉛酸化物で形成してもよい。
【００２２】
（１７）このＥＬ装置の製造方法において、
前記バリア層を、シリコン化合物で形成してもよい。
【００２３】
（１８）このＥＬ装置の製造方法において、
前記バリア層を、前記第２の電極に接触するシリコン酸化物からなる層を有するように形成してもよい。
【００２４】
（１９）このＥＬ装置の製造方法において、
前記バリア層を、前記第２の電極に接触するシリコン窒化物からなる層を有するように形成してもよい。
【００２５】
（２０）このＥＬ装置の製造方法において、
前記バリア層を、前記第２の電極に接触するシリコン窒酸化物からなる層を有するように形成してもよい。
【００２６】
（２１）このＥＬ装置の製造方法において、
前記第２の電極の周囲に形成されたシリコン化合物からなる絶縁層上に至るように、前記バリア層を形成してもよい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＥＬ装置を示す図である。ＥＬ装置１０は、基板１２を有する。基板１２は、ガラス基板、プラスチック基板又はシリコン基板のいずれであってもよい。ＥＬ装置１０が、基板１２とは反対側から光を取り出すトップエミッション型であれば、基板１２に光透過性は不要であるが、基板１２から光を取り出すボトムエミッション型であれば、基板１２は光透過性を必要とする。
【００２９】
ＥＬ装置１０は、一対の走査ドライバ１４を有する。走査ドライバ１４は、チップ部品であってもよいし、基板１２上に形成された薄膜回路（例えばＴＦＴを含む回路）であってもよい。
【００３０】
ＥＬ装置１０は、複数の陽極配線１６，１８，２０を有する。陽極配線１６，１８，２０は、それぞれ、ＥＬ層４０（図２参照）に電流を流すための配線である。陽極配線１６，１８，２０は、それぞれ、異なる幅で形成されており、ＥＬ層４０の色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）による発光効率の違いに対応して、異なる値の電流を流すのに適している。ＥＬ装置１０は、陰極配線２２を有する。陰極配線２２は、陽極配線１６，１８，２０の外側に配置されている。また、陰極配線２２は、配線基板との取付側を除くように、コ状（又はＣ状）に形成されている。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態に係るＥＬ装置の断面図である。ＥＬ装置１０は、複数の第１の電極３０を有する。それぞれの第１の電極３０は、陽極配線１６，１８，２０のいずれかに電気的に接続されている。基板１２が絶縁体でない場合、第１の電極３０と基板１２との間には絶縁層３２が形成されていてもよい。基板１２がシリコンからなる場合、絶縁層３２は、シリコン化合物（例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン窒酸化物）で形成してもよい。絶縁層３２は、複数層で形成してもよい。第１の電極３０の側方に、絶縁層３２の一部を形成してもよい。第１の電極３０と絶縁層３２を面一になるように形成してもよい。
【００３２】
ＥＬ装置１０は、第１の電極３０への電流を制御するスイッチング素子３４を有する。スイッチング素子３４は、絶縁層３２によって覆われていてもよい。
【００３３】
それぞれの第１の電極３０上には、ＥＬ層４０が形成されている。ＥＬ層４０は、発光層４２を有する。発光層４２は、高分子又は低分子の有機材料で形成されている。発光層４２は、キャリアの注入によって発光する。ＥＬ層４０は、正孔輸送層４４及び電子輸送層４６によって挟まれていてもよい。隣同士のＥＬ層４０の間には、バンク層４８が形成されている。バンク層４８は、電気的に絶縁体で形成されており、隣同士のＥＬ層４０間の電気的導通を遮断する。バンク層４８は、シリコン化合物（例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン窒酸化物）で形成してもよい。
【００３４】
ＥＬ装置１０は、第２の電極５０を有する。第２の電極５０は、ＥＬ層４０（例えばその側方及び上方）を覆うように形成されている。第２の電極５０は、全てのＥＬ層４０を覆っていてもよい。第２の電極５０は、バンク層４８を覆っていてもよい。第２の電極５０は、全ての第１の電極３０を覆うように形成されていてもよい。第２の電極５０は、透明であってもよい。第２の電極５０の少なくとも表面（バリア層５２側の面）は、無機酸化物で形成されている。第２の電極５０は、インジウム錫酸化物又はインジウム亜鉛酸化物で形成してもよい。第２の電極５０は、陰極配線２２と電気的に接続されている。第２の電極５０（例えばその下端部）の周囲には、絶縁層３２の一部があってもよい。
【００３５】
ＥＬ装置１０は、複数層又は１層からなるバリア層５２を有する。バリア層５２は、透明（例えば８０％以上の光透過率）である。バリア層５２は、第２の電極５０に直接接触するように形成されている。バリア層５２の少なくとも第２の電極５０側の面は、無機化合物（例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン窒酸化物などのシリコン化合物）で形成されている。バリア層５２は、シリコン化合物で形成された少なくとも１層から構成されていてもよい。バリア層５２は、第２の電極５０に接触するシリコン酸化物又はシリコン窒化物からなる層を有していてもよい。バリア層５２は、絶縁層３２上に至るように形成されている。バリア層５２は、１０ｎｍ〜３００ｎｍ、例えば１００ｎｍ程度の厚みで形成されている。
【００３６】
本実施の形態によれば、第２の電極５０の無機酸化物で形成された面に、バリア層５２の無機化合物で形成された面が直接接触するので、バリア層５２のガスバリア性能が高くなっている。バリア層５２の、シリコン化合物からなる絶縁層３２上の部分（例えば下端部）も、同様に、ガスバリア性能が高くなっている。また、第２の電極５０上にバリア層５２を直接形成するので、ＥＬ装置１０の薄型化を実現することが可能である。
【００３７】
バリア層５２上には保護層５４が形成されていてもよい。保護層５４は、透明（例えば８０％以上の光透過率）である。保護層５４は、耐久性又は反射防止機能を有しており、ガスバリア性を有していてもよい。保護層５４は、ガラス、プラスチックフィルム、炭素原子を有する高分子層、ダイアモンドライクカーボン又はフッ素ポリマーなどで形成することができる。
【００３８】
図１に示すように、ＥＬ装置１０には、配線基板６０が取り付けられており、ＥＬモジュールが構成されている。配線基板６０は、基板６２を有する。基板６２は、フレキシブル基板であってもよい。基板６２には、図示しない配線パターンが形成されている。ＥＬ装置１０と配線基板６０の電気的接続には、異方性導電材料（異方性導電膜、異方性導電ペースト等）を使用してもよい。
【００３９】
配線基板６０には、集積回路チップ６４が搭載されている。集積回路チップ６４には、ＥＬ装置１０への信号を生成する機能を含む信号ドライバが形成されていてもよい。集積回路チップ６４は、フェースダウンボンディングされていてもよいし、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）による電気的接続が図られていてもよい。
【００４０】
本実施の形態に係るＥＬ装置は、上述したように構成されており、以下その製造方法について説明する。ＥＬ装置の製造方法では、第１の電極３０上に設けられたＥＬ層４０を覆うように、第２の電極５０を、無機酸化物からなる表面を有するように形成する。そして、バリア層５２を、少なくともその一部が第２の電極５０に直接接触するように、無機化合物によって形成する。
【００４１】
第２の電極５０は、気相成膜法（スパッタリング又はＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）など）で形成してもよい。バリア層５２は、気相成膜法（スパッタリング又はＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）など）で形成してもよい。気相成膜法は、減圧下で行うものであってもよい。その他の内容は、上述したＥＬ装置の説明から導き出すことができるので説明を省略する。
【００４２】
本実施の形態によれば、第２の電極５０の無機酸化物からなる表面に直接接触するように、無機化合物によってバリア層５２の少なくとも一部を形成するので、バリア層５２のガスバリア性能を高くすることができる。また、第２の電極５０上にバリア層５２を直接形成するので、ＥＬ装置１０の薄型化を実現することが可能である。
【００４３】
図３は、本実施の形態に係るＥＬ装置を有するＥＬモジュールの回路を説明する図である。ＥＬ装置１０は、複数の走査線７０と、走査線７０に対して交差する方向に延びる複数の信号線７２と、信号線７２に沿って延びる複数の電源線７４と、を有する。走査線７０は、走査ドライバ１４（例えばシフトレジスタ及びレベルシフタを備える。）に電気的に接続されている。信号線７２は、集積回路チップ６４の信号ドライバ７６に電気的に接続されている。電源線７４は、陽極配線１６，１８，２０のいずれかに電気的に接続されている。走査線７０及び信号線７２の各交点に対応して、画素となるＥＬ層４０が設けられている。
【００４４】
走査線７０には、各画素に対応して、スイッチング素子３４が電気的に接続されている。スイッチング素子３４が薄膜トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）であれば、そのゲート電極に走査線７０が電気的に接続される。また、信号線７２には、各画素に対応して、キャパシタ８０が電気的に接続されている。詳しくは、キャパシタ８０は、信号線７２と電源線７４との間に電気的に接続されており、信号線７２からの画像信号に応じた電荷を保持できるようになっている。キャパシタ８０と信号線７２との間に、スイッチング素子３４が電気的に接続されている。走査線７０からの走査信号によって、スイッチング素子３４が制御され、スイッチング素子３４は、キャパシタ８０への電荷の蓄積を制御する。
【００４５】
キャパシタ８０に保持された電荷量又はその有無によって、駆動素子８２が制御される。駆動素子８２が薄膜トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）であれば、そのゲート電極とキャパシタ８０の信号線７２側の電極とが電気的に接続される。駆動素子８２は、電源線７４とＥＬ層４０との間に電気的に接続されている。すなわち、駆動素子８２は、電源線７４からＥＬ層４０への電流の供給を制御する。
【００４６】
このような構成のもとに、走査線７０の走査信号によってスイッチング素子３４がオンとなると、そのときの信号線７２と電源線７４との電位差によってキャパシタ８０に電荷が保持され、その電荷に応じて、駆動素子８２の制御状態が決まる。そして、駆動素子８２のチャネルを介して電源線７４から第１の電極３０に電流が流れ、ＥＬ層４０を通じて第２の電極５０に電流が流れる。ＥＬ層４０は、これを流れる電流量に応じて発光するようになる。
【００４７】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係るＥＬ装置を示す図である。本実施の形態では、第２の電極１００が、ＥＬ層４０の上方を覆う上面部と、上面部から立ち下がる側面部と、側面部から外方向に延びるフランジ部１０２と、を有する。また、バリア層１１０は、第２の電極１００の上面部に接触する上面バリア部と、第２の電極１００の側面部に接触する側面バリア部と、第２の電極１００のフランジ部１０２に接触するフランジバリア部１１２と、を有する。本実施の形態によれば、バリア層１１０がフランジバリア部１１２を有しており、ＥＬ層４０から離れた位置まで封止することができるので、ガスバリア性がさらに高められる。その他の構成、製造方法及び作用効果は、第１の実施の形態で説明した内容が該当する。
【００４８】
（第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３の実施の形態に係るＥＬ装置を示す図である。本実施の形態では、接着層１２０がバリア層５２上に設けられ、接着層１２０上に保護層１２２が設けられている。保護層１２２は、第１の実施の形態で説明した保護層５４の内容が該当する。接着層１２０は、ウレタン、アクリル、エポキシ樹脂、ポリオレフィンなどで形成してもよい。接着層１２０は、透明である。接着層１２０が保護層１２２よりも柔らかい材料（例えばガラス転移点が低い材料）で形成されていれば、外部からの衝撃を接着層１２０が吸収する。その他の構成、製造方法及び作用効果は、第１の実施の形態で説明した内容が該当する。
【００４９】
本発明の実施の形態に係るＥＬ装置を有する電子機器として、図６にはノート型パーソナルコンピュータ１０００が示され、図７には携帯電話２０００が示されている。
【００５０】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【００５１】
【実施例】
本願の発明者等は、本発明の効果を確認するための実験を行った。実験では、無機化合物で形成されてなるバリア層、無機酸化物層、金属層及び樹脂層を使用した。
【００５２】
バリア層の成膜には、電子サイクロン共鳴プラズマスパッタを適用し、ターゲット原料としてＳｉを選択し、真空度を０．２Ｐａとし、導入ガスをＡｒ、Ｏ２とし、膜厚を７０ｎｍとした。
【００５３】
無機酸化物層の形成には、マグネトロンＤＣスパッタを適用し、ターゲット原料としてＩｎＳｎＯを選択し、真空度を０．４Ｐａとし、導入ガスをＡｒ、Ｏ２とし、膜厚を１００ｎｍとした。
【００５４】
金属層の形成には、抵抗加熱蒸着を適用し、原料として高純度Ａｌを選択し、真空度を１．０×１０−５Ｐａとし、膜厚を１００ｎｍとした。
【００５５】
樹脂層の形成には、ポリエチレンテレフタレートを使用し、厚みを１８８μｍとした。
【００５６】
そして、ＪＩＳ−Ｚ０２０８に準拠して水蒸気透過率（ｇ／ｍ２・24hours：６０℃９０％ＲＨ）を測定した。その結果は次の通りである。
【００５７】
樹脂層・無機酸化物層・バリア層の積層体の水蒸気透過率は０．０４で、バリア層の水蒸気透過率を算出すると０．０４であった。
【００５８】
樹脂層・バリア層の積層体の水蒸気透過率は１．７６で、バリア層の水蒸気透過率を算出すると２．１８であった。
【００５９】
樹脂層・金属層・バリア層の積層体の水蒸気透過率は０．４１で、バリア層の水蒸気透過率を算出すると０．８１であった。
【００６０】
樹脂層のみの水蒸気透過率は、９．１９であった。
【００６１】
実験結果から、無機酸化物層の上に無機化合物のバリア層を形成した場合に、最も低い水蒸気透過率（最も高いガスバリア性能）となることが分かった。この結果は、本発明の効果を実証するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＥＬ装置を示す図である。
【図２】  図２は、本発明の第１の実施の形態に係るＥＬ装置の断面図である。
【図３】  図３は、本発明の第１の実施の形態に係るＥＬ装置の回路を示す図である。
【図４】  図４は、本発明の第２の実施の形態に係るＥＬ装置の断面図である。
【図５】  図５は、本発明の第３の実施の形態に係るＥＬ装置の断面図である。
【図６】  図６は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図７】  図７は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【符号の説明】
１０  ＥＬ装置、  ３０  第１の電極、  ４０  ＥＬ層、  ５０  第２の電極
５２  バリア層、  ５４  保護層
【図１】
0003729262.tif 000002
【図２】
0003729262.tif 000003
【図３】
0003729262.tif 000004
【図４】
0003729262.tif 000005
【図５】
0003729262.tif 000006
【図６】
0003729262.tif 000007
【図７】
0003729262.tif 000008