(57)【要約】【課題】端部からの水分の侵入を防止し、また、層間の剥離を防止して、水分による発光素子の劣化を好適に防止できる有機ＥＬ積層体を提供する。【解決手段】封止基板が支持体の上に、無機膜とこの無機膜の下地となる有機膜との組み合わせを１以上有する、表層が無機膜であるガスバリアフィルムであり、パッシベーション膜と表層の無機膜とが対面して、接着剤によって有機ＥＬデバイスとガスバリアフィルムとが接着されており、接着剤が、パッシベーション膜と表層の無機膜との間の全域に充填されており、さらに、有機ＥＬデバイスの端部における、パッシベーション膜と表層の無機膜との間の間隙が、発光素子の位置における、パッシベーション膜と表層の無機膜との間の間隙よりも狭いことにより、この課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ材料を用いる発光素子、および、この発光素子を覆うパッシベーション膜を有する有機ＥＬデバイスと、透明な封止基板とを、接着剤によって接着してなる有機ＥＬ積層体であって、
前記有機ＥＬデバイスが、前記封止基板側に向けて発光するトップエミッション型であり、
前記封止基板が、支持体の上に、無機膜と、この無機膜の下地となる有機膜との組み合わせを１以上有する、表層が無機膜であるガスバリアフィルムであり、
前記パッシベーション膜と前記表層の無機膜とが対面して、前記接着剤によって前記有機ＥＬデバイスと前記ガスバリアフィルムとが接着されており、
前記接着剤が、前記パッシベーション膜と前記表層の無機膜との間の全域に充填されており、
さらに、前記有機ＥＬデバイスの端部における、前記パッシベーション膜と前記表層の無機膜との間の間隙が、前記発光素子の位置における、前記パッシベーション膜と前記表層の無機膜との間の間隙よりも狭いことを特徴とする有機ＥＬ積層体。
【請求項２】
前記有機ＥＬデバイスの端部から前記発光素子までの距離である縁部距離Ｌが５ｍｍ以下である請求項１に記載の有機ＥＬ積層体。
【請求項３】
前記有機ＥＬデバイスの端部から前記発光素子までの距離である縁部距離Ｌと、端部における前記パッシベーション膜と前記表層の無機膜との間の間隙である開口高さｄとの比率が、ｄ／Ｌ≦０．１である請求項１または２に記載の有機ＥＬ積層体。
【請求項４】
前記パッシベーション膜と、前記ガスバリアフィルムの少なくとも前記表層の無機膜とが、同じ材料で形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の有機ＥＬ積層体。
【請求項５】
前記有機ＥＬデバイスの端部における前記接着剤の厚さが、１μｍ〜１００μｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ積層体。
【請求項６】
前記発光素子の位置における前記接着剤の厚さが２μｍ〜２００μｍである請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ積層体。
【請求項７】
前記接着剤がシランカップリング剤を有するものであり、
前記パッシベーション膜および前記表層の無機膜が、ケイ素化合物の膜であり、かつ、表面に−Ｏ基および−ＯＨ基の少なくとも一方が導入されたケイ素化合物を有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ積層体。
【請求項８】
前記パッシベーション膜および前記表層の無機膜が窒化ケイ素の膜である請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機ＥＬ積層体。
【請求項９】
前記パッシベーション膜の厚さが１０μｍ以下である請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機ＥＬ積層体。
【請求項１０】
前記ガスバリアフィルムの前記有機膜の厚さが０．５μｍ〜５μｍである請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機ＥＬ積層体。
【請求項１１】
前記ガスバリアフィルムが、複数の前記無機膜を有し、かつ、全ての前記無機膜が同じ材料で形成される請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機ＥＬ積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子をパッシベーション膜で保護する有機ＥＬデバイスを、封止基板で封止してなる有機ＥＬ積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（Electro Luminescence（エレクトロルミネッセンス））材料を用いた有機ＥＬデバイス（ＯＬＥＤデバイス）が、ディスプレイや照明装置等に利用されている。
【０００３】
この有機ＥＬデバイスに利用される有機ＥＬ材料は、非常に水分に弱い。そのため、有機ＥＬ装置では、封止基板に凹形状を持たせて空間を形成し、有機ＥＬ材料が封止されるこの空間内にゲッター材を配置して、侵入する水分を補足することが行われている。
また、特許文献１に示されるように、可撓性を有する金属フィルムを封止基板として用いて水分の侵入を防止することも行われている。
しかしながら、これらの方法では、光取り出し方向が有機ＥＬ材料を形成する素子基板側であるボトムエミッション方式でしか利用することができず、光取り出し方向が封止基板側であるトップエミッション方式では利用することができない。
【０００４】
これに対し、特許文献２や特許文献３に示されるように、有機ＥＬ材料を用いる発光素子（有機ＥＬ素子）、そのものにガスバリア性を付与することで、水分による有機ＥＬ材料の劣化を防止する方法が開発されている。
具体的には、素子基板の上に有機ＥＬ材料や電極等を有する発光素子を、ガスバリア性を有するパッシベーション膜（保護膜）で覆い、このパッシベーション膜の上に、接着剤を用いて封止基板を接着してなる積層体構造（有機ＥＬ積層体）とすることで、水分による有機ＥＬ素子の劣化を防止している。
【０００５】
このような有機ＥＬ積層体において、パッシベーション膜の形成材料としては、ガスバリア性を発現する窒化ケイ素、酸化ケイ素および酸化窒化ケイ素等の無機材料が例示されている。
また、封止基板の形成材料としては、ガラス、プラスチック、石英、樹脂、金属等が例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１１８６７４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９８９２６号公報
【特許文献３】特許第５０３６６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本発明者の検討によれば、発光素子をパッシベーション膜で覆い、尚且つ、高いガスバリア能を持つガラスを封止基板として用いた場合であっても、封入した接着剤の端面からの水分の侵入により、パッシベーション膜を水分が通過し、有機ＥＬ材料のエッジ部から劣化してしまうことがわかった。
【０００８】
端面からの水分の侵入を抑制するために、接着剤の端面から有機ＥＬ材料までの距離を増やすことが考えられる。しかしながら、ディスプレイとして用いられる有機ＥＬデバイス、特に、携帯電話等のモバイル用の有機ＥＬデバイスでは、縁部を小さくして、製品のサイズに対して画面の比率を大きくしたいというニーズがある。そのため、端部から有機ＥＬ材料までの距離を増やすことは難しい。
【０００９】
あるいは、パッシベーション膜を厚くすることも考えられる。しかしながら、有機ＥＬ材料にダメージを与えないように低温でパッシベーション膜を成膜する条件下において、厚い無機膜を形成するのは非常に生産性が悪く、コストの増加を招いてしまう。
【００１０】
また、有機ＥＬ装置には、軽量化や薄手化の要求がある。しかしながら、封止基板として金属やガラスを用いると、有機ＥＬ装置が、重く、厚いものになってしまう。そのため、より良好に装置の軽量化や薄手化を図るためには、封止基板としてガラス等を用いるより、プラスチックフィルムを用いる方が有利である。
しかしながら、本発明者の検討によれば、発光素子をパッシベーション膜で覆ってなる有機ＥＬデバイスを、封止基板としてのプラスチックフィルムで封止すると、軽量化や薄手化は図れるものの、往々にして、層間の剥離や、プラスチックフィルムに起因する発光素子の劣化等が生じる。
【００１１】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、軽量化、薄手化を図ると共に、端部からの水分の侵入を防止し、また、層間の剥離を防止して、水分等による発光素子の劣化をより好適に防止できる有機ＥＬ積層体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題を解決するために、本発明は、有機ＥＬ材料を用いる発光素子、および、この発光素子を覆うパッシベーション膜を有する有機ＥＬデバイスと、透明な封止基板とを、接着剤によって接着してなる有機ＥＬ積層体であって、有機ＥＬデバイスが、封止基板側に向けて発光するトップエミッション型であり、封止基板が、支持体の上に、無機膜と、この無機膜の下地となる有機膜との組み合わせを１以上有する、表層が無機膜であるガスバリアフィルムであり、パッシベーション膜と表層の無機膜とが対面して、接着剤によって有機ＥＬデバイスとガスバリアフィルムとが接着されており、接着剤が、パッシベーション膜と表層の無機膜との間の全域に充填されており、さらに、有機ＥＬデバイスの端部における、パッシベーション膜と表層の無機膜との間の間隙が、発光素子の位置における、パッシベーション膜と表層の無機膜との間の間隙よりも狭いことを特徴とする有機ＥＬ積層体を提供する。
【００１３】
ここで、有機ＥＬデバイスの端部から発光素子までの距離である縁部距離Ｌが５ｍｍ以下であることが好ましい。
また、有機ＥＬデバイスの端部から発光素子までの距離である縁部距離Ｌと、端部におけるパッシベーション膜と表層の無機膜との間の間隙である開口高さｄとの比率が、ｄ／Ｌ≦０．１であるのが好ましい。
また、パッシベーション膜と、ガスバリアフィルムの少なくとも表層の無機膜とが、同じ材料で形成されているのが好ましい。
【００１４】
また、有機ＥＬデバイスの端部における接着剤の厚さが、１μｍ〜１００μｍであるのが好ましい。
また、発光素子の位置における接着剤の厚さが２μｍ〜２００μｍであるのが好ましい。
【００１５】
また、接着剤がシランカップリング剤を有するものであり、パッシベーション膜および表層の無機膜が、ケイ素化合物の膜であり、かつ、表面に−Ｏ基および−ＯＨ基の少なくとも一方が導入されたケイ素化合物を有するのが好ましい。
また、パッシベーション膜および表層の無機膜が窒化ケイ素の膜であるのが好ましい。
また、パッシベーション膜の厚さが１０μｍ以下であるのが好ましい。
【００１６】
また、ガスバリアフィルムの有機膜の厚さが０．５μｍ〜５μｍであるのが好ましい。
また、ガスバリアフィルムが、複数の無機膜を有し、かつ、全ての無機膜が同じ材料で形成されるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
このような本発明によれば、有機ＬＥ積層体の軽量化および薄手化を図ると共に、端部からの水分の侵入を防止することができ、また、層間の剥離防止することができるので、水分等による発光素子の劣化を好適に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の有機ＥＬ積層体の一例を概念的に示す図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の有機ＥＬ積層体に用いられるガスバリアフィルムの別の例を概念的に示す図である。
【図３】図１に示す有機ＥＬ積層体の端部の構成を概念的に示す部分拡大図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ積層体の他の一例の端部の構成を概念的に示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の有機ＥＬ積層体について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００２０】
図１に、本発明の有機ＥＬ積層体の一例を概念的に示す。
図１に示すように、本発明の有機ＥＬ積層体１０は、有機ＥＬ材料を用いる発光素子２４が形成された有機ＥＬデバイス１２と、ガスバリアフィルム１４とを、接着剤１６で接着してなるものである。また、本発明の有機ＥＬ積層体１０は、端部において、ガスバリアフィルム１４と有機ＥＬデバイス１２との間の間隙が絞られた形状を有するものである。
【００２１】
本発明の有機ＥＬ積層体１０において、有機ＥＬデバイス１２は、素子基板２０の上に発光素子２４を形成して、発光素子２４をパッシベーション膜２６で覆ってなる、公知の有機ＥＬデバイスと同様の構成を有する。
従って、本発明において、有機ＥＬデバイス１２は、有機ＥＬ材料を用いる発光素子２４を有し、かつ、水分や酸素ガス等から保護するために発光素子２４を覆うパッシベーション膜２６を有するものであれば、各種の有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明装置などの有機ＥＬ装置に利用される、公知の有機ＥＬデバイス（ＯＬＥＤデバイス）が、全て、利用可能である。
【００２２】
本発明の有機ＥＬ積層体１０において、素子基板２０は、各種の有機ＥＬデバイスに用いられている素子基板が、全て利用可能である。具体的には、ガラス、プラスチック、金属、および、セラミック等からなる素子基板が例示される。
ここで、本発明の有機ＥＬ積層体においては、水分等による発光素子の劣化を防止するために、水分等が素子基板２０を透過して発光素子２４に至るのを防止できるのが好ましい。そのため、素子基板２０は、ガラスや金属等のように、水分等の含有量が低く、かつ、水分等の透過率が低い材料からなる基板を用いるのが好ましい。
【００２３】
ここで、本発明の有機ＥＬ積層体１０は、有機ＥＬデバイス１２を封止する封止基板として、後述する有機膜３２と無機膜３４とを積層してなる、有機／無機の積層構造を有するガスバリアフィルム１４を用いる。そのため、本発明の有機ＥＬ積層体１０は、素子基板２０と逆側（ガスバリアフィルム１４側）から光を発する、トップエミッション型の有機ＥＬ装置に利用される。
有機ＥＬ装置がトップエミッション形である場合には、素子基板２０が光透過性を有する必要は無い。従って、本発明の有機ＥＬ積層体１０を、トップエミッション型の有機ＥＬ装置に利用する場合には、素子基板２０として、表面に陽極酸化膜を有するアルミニウム箔や、アルミニウム箔とポリイミドとの積層体など、絶縁層を有する可撓性の金属フィルム（金属板）を用いてもよい。本発明は、封止基板としてガスバリアフィルム１４を用いるので、このような金属フィルムを素子基板２０として用いることにより、フレキシブルな有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明装置等を好適に作製できる。
【００２４】
また、素子基板２０としてガラス等の光透過性のある材料を用いて、素子基板２０側にも光を発するようにして、両面から光を発する構成としてもよい。
【００２５】
前述のように、本発明の有機ＥＬ積層体１０において、有機ＥＬデバイス１２は、公知の有機ＥＬデバイスである。
従って、素子基板２０の上に形成される発光素子（有機ＥＬ素子）２４は、有機ＥＬ材料からなる発光部（発光層）、電極、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等を有する、有機ＥＬ材料を用いる公知の発光素子である。
発光素子２４は、有機ＥＬ積層体１０の用途や大きさ等に応じて、公知の方法で形成すればよい。
【００２６】
有機ＥＬデバイス１２は、発光素子２４（あるいはさらに素子基板２０の表面）を覆って、パッシベーション膜（保護膜）２６が形成される。
パッシベーション膜２６は、水分や酸素等が発光素子２４に至って、発光素子２４（特に、有機ＥＬ材料）が劣化するのを防止するためのものである。
【００２７】
パッシベーション膜２６は、公知の有機ＥＬデバイスに利用される、ガスバリア性を発現する材料からなる各種の膜（層）が利用可能である。
具体的には、ガスバリア性を有する無機化合物からなる膜が例示され、中でも、窒化ケイ素、酸化ケイ素および酸化窒化ケイ素等のケイ素化合物からなる膜が好適に例示される。その中でも、高いガスバリア性や、トップエミッション型に利用した際における光学特性等の点で、窒化ケイ素からなる膜は好適に例示される。
パッシベーション膜２６は、膜の形成材料に応じた公知の方法で成膜すればよい。
【００２８】
後に詳述するが、本発明においては、パッシベーション膜２６は、後述するガスバリアフィルム１４の表層の無機膜３４と同じ材料で形成されるのが好ましい。
【００２９】
また、パッシベーション膜２６は、ケイ素化合物からなり、表面（ガスバリアフィルム側の表面）に、−Ｏ基および／または−ＯＨ基、特に−ＯＨ基が導入されているのが好ましい。特に、パッシベーション膜２６が窒化ケイ素で形成され、その表面に、−Ｏ基および／または−ＯＨ基、特に−ＯＨ基が導入されているのが好ましい。
パッシベーション膜２６表面に−Ｏ基や−ＯＨ基が導入されており、かつ、後述する接着剤１６がシランカップリング剤を含有することで、好適な有機ＥＬデバイス１２（パッシベーション膜２６）と接着剤１６との密着性を得られる。この点に関しては、後に詳述する。
【００３０】
ケイ素化合物からなるパッシベーション膜２６は、通常、発光素子２４が損傷しない温度に保った状態で、プラズマＣＶＤやスパッタリング等の気相堆積法（気相成膜法）によって形成される。
ここで、低温の気相堆積法によって形成されるケイ素化合物からなる膜では、全てのケイ素が例えば窒化ケイ素などの目的とする化合物となっているわけではなく、未結合の結合手を有するケイ素も存在する。特に、膜の表面では、未結合の結合手を有するケイ素が多量に存在している。そのため、パッシベーション膜２６を成膜した後、膜の表面を空気（大気）に曝せば、この未結合の結合手に−Ｏ基や−ＯＨ基が結合して、パッシベーション膜２６の表面に、−Ｏ基や−ＯＨ基、特に、−ＯＨ基を導入できる。
【００３１】
本発明の有機ＥＬ積層体１０において、パッシベーション膜２６の膜厚は、有機ＥＬ積層体１０の用途やサイズ等に応じて、適宜、設定すればよい。
一般的に、パッシベーション膜２６を厚くするほど、水分等に対するパッシベーション膜２６による発光素子２４の保護性能が高くなる。
しかしながら、有機ＥＬデバイス１２では、発光素子２４の損傷を防止するために、高温でのパッシベーション膜２６の成膜を行うことができない。そのため、厚いパッシベーション膜２６を成膜するためには、時間や手間がかかり、コスト高となる。加えて、パッシベーション膜２６は、無機材料からなる膜であるので、厚すぎると、自身の内部応力によって自然に割れ等の損傷を生じる。
【００３２】
ここで、本発明の有機ＥＬ積層体１０においては、後述する有機／無機の積層構造を有する高性能なガスバリアフィルム１４を、無機膜３４をパッシベーション膜２６側に向けて、封止基板として用いる。そのため、パッシベーション膜２６を薄くしても、十分に、水分等による発光素子２４の劣化を防止することができる。
以上の点を考慮すると、本発明の有機ＥＬ積層体１０において、パッシベーション膜２６の厚さは１０μｍ以下とするのが好ましい。特に、５μｍ以下とするのが好ましく、さらに、３μｍ以下とすることがより好ましい。これにより、有機ＥＬ積層体１０の薄膜化や薄手化を、より好適に行うことができ、さらに、コストダウンも図れる。
【００３３】
他方、有機ＥＬ積層体１０において、ガスバリアフィルム１４は、支持体３０の上に、有機膜３２を有し、この有機膜３２の上に、無機膜３４を有するものである。
本発明の有機ＥＬ積層体１０は、前述の有機ＥＬデバイス１２と、このガスバリアフィルム１４とが、無機膜３４とパッシベーション膜２６と対面させて、接着剤１６によって、接着されることで、構成される。
【００３４】
本発明の有機ＥＬ積層体１０において、ガスバリアフィルム１４は、支持体３０の上に、無機膜３４と、この無機膜３４の下地となる有機膜３２との組み合わせを、１つ以上、有し、かつ、表面（支持体３０と逆側の表面）が無機膜３４である。
従って、本発明の有機ＥＬ積層体１０においては、ガスバリアフィルム１４は、例えば、図２（Ａ）に示すガスバリアフィルム１４ａのように、無機膜３４と下地の有機膜３２との組み合わせを２つ有するものでもよく、あるいは、３以上、有するものでもよい。
【００３５】
また、後述するが、本発明の有機ＥＬ積層体１０においては、ガスバリアフィルム１４の支持体３０として、リタデーション値が３００ｎｍ以下の低リタデーションフィルムを用いるのが好ましい。また、有機膜３２は、通常、いわゆる塗布法で形成される。
ここで、低リタデーションフィルムは、溶剤によって溶解され易い物も多い。そのため、支持体３０として低リタデーションフィルムを用い、その表面に塗布法によって有機膜３２を形成すると、塗料に含有される有機溶剤によって支持体３０が溶解されてしまい、リタデーションの変動等の光学特性の劣化が生じる場合が有る。
【００３６】
このように、有機膜３２の形成の際に、支持体３０が溶解する可能性が有る場合には、図２（Ｂ）に示すガスバリアフィルム１４ｂのように、支持体３０の表面に、支持体３０を保護するための保護無機膜３４ａを形成し、その上に、有機膜３２と無機膜３４との組み合わせを、１以上、形成してもよい。なお、保護無機膜３４ａは、無機膜３４と同様のものとすればよい。
さらに、このように、支持体３０の表面に、保護無機膜３４ａを設ける場合には、支持体３０と保護無機膜３４ａとの間に、両者の成分が混合されてなる、混合層を有してもよい。この混合層を有することにより、温度や湿度の変化に起因するガスバリアフィルム１４ｂ（特に無機膜３４）の損傷を、好適に防止できる。なお、この混合層は、気相堆積法で保護無機膜３４ａを成膜する際に、プラズマによる支持体３０のエッチングや、支持体３０にかけるバイアスによるイオン等の引き込みを制御することで、形成できる。
【００３７】
本発明の有機ＥＬ積層体１０において、ガスバリアフィルム１４の支持体３０は、公知のガスバリアフィルムで支持体として用いられているものが、各種、利用可能である。
中でも、薄手化や軽量化が容易である、有機ＥＬ積層体１０のフレキシブル化に好適である等の点で、各種のプラスチック（高分子材料／樹脂材料）からなるフィルムが好適に利用される。
具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、透明ポリイミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、シクロオレフィンポリマー（脂環式ポリオレフィン）、シクロオレフィンコポリマー、および、トリアセチルセルロースからなるプラスチックフィルムが、好適に例示される。
【００３８】
ここで、前述のように、本発明の有機ＥＬ積層体１０は、トップエミッション型の有機ＥＬ装置に利用される。従って、有機ＥＬ積層体１０の光学的な特性を考えると、支持体３０は、リタデーション値(Retardation)が３００ｎｍ未満、特に２００ｎｍ以下、中でも特に１５０ｎｍ以下の、低リタデーションフィルムを用いるのが好ましい。
また、パッシベーション膜２６および後述する無機膜３４の負荷を軽減し、水分等による発光素子２４の劣化を、より好適に防止するためには、支持体３０自身の水分透過率が低く、かつ、含水量が少ないのが好ましい。特に、支持体３０の含水量は、３００[g/m2]以下であるのが好ましく、特に、２００［g/m2]以下であるのが好ましい。
以上の点を考慮すると、支持体３０は、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、トリアセチルセルロース、および、透明ポリイミドからなるプラスチックフィルムが好適に例示される。特に、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、および、シクロオレフィンコポリマー、などからなるプラスチックフィルムが好適であり、中でも、シクロオレフィンコポリマーからなるプラスチックフィルムは、支持体３０として好適に例示される。
【００３９】
支持体３０の厚さは、有機ＥＬ積層体１０の用途や大きさによって、適宜、設定すればよい。ここで、本発明者の検討によれば、支持体３０の厚さは、１０μｍ〜２００μｍ程度が好ましい。支持体３０の厚さを、この範囲にすることにより、有機ＥＬ積層体１０の軽量化や薄手化、等の点で、好ましい結果を得る。
なお、支持体３０は、このようなプラスチックフィルムの表面に、反射防止や位相差制御、光取り出し効率向上等の機能が付与されていてもよい。
【００４０】
支持体３０の上には、有機膜３２が成膜される。有機膜３２は、有機化合物からなる膜（有機化合物を主成分とする膜（層））で、基本的に、モノマーおよび／またはオリゴマを、架橋（重合）したものである。
有機膜３２は、ガスバリアフィルム１４において主にガスバリア性を発現する無機膜３４の下地層となるものである。
【００４１】
ガスバリアフィルム１４は、この下地となる有機膜３２を有することにより、この有機膜３２が、無機膜３４のクッションとしても作用する。そのため、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４とを接着する際の押圧時や、有機ＥＬデバイス１２が外部から衝撃を受けた場合などに、この有機膜３２のクッション効果によって、無機膜３４の損傷を防止できる。
これにより、有機ＥＬ積層体１０において、ガスバリアフィルム１４が適正にガスバリア性能を発現して、水分による発光素子２４の劣化を、好適に防止できる。
【００４２】
また、ガスバリアフィルム１４は、無機膜３４の下地となる有機膜３２を有することにより、支持体３０の表面の凹凸や、表面に付着している異物等を包埋して、無機膜３４の成膜面を適正できる。その結果、成膜面の全面に、隙間無く、割れやヒビ等の無い適正な無機膜３４を成膜できる。
ガスバリアフィルム１４は、このような有機／無機の積層構造を有することにより、水蒸気透過率が１×１０-4[g/(m2・day)]未満となるような、高いガスバリア性能を得ることができる。すなわち、本発明の有機ＥＬ積層体１０は、有機／無機の積層構造を有する、高いガスバリア性能を有するガスバリアフィルム１４を封止基板として用いることにより、前述のようにパッシベーション膜２６を３μｍ以下と薄くしても、好適に、水分等による発光素子２４の劣化を防止できる。
【００４３】
ガスバリアフィルム１４において、有機膜３２の形成材料としては、各種の有機化合物（樹脂／高分子化合物）が、利用可能である。
具体的には、ポリエステル、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、脂環式ポリオレフィン、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル、アクリロイル化合物、などの熱可塑性樹脂、あるいはポリシロキサン、その他の有機ケイ素化合物の膜が好適に例示される。これらは、複数を併用してもよい。
【００４４】
中でも、ガラス転移温度や強度に優れる等の点で、ラジカル重合性化合物および／またはエーテル基を官能基に有するカチオン重合性化合物の重合物から構成された有機膜３２は、好適である。
中でも特に、上記強度に加え、屈折率が低い、透明性が高く光学特性に優れる等の点で、アクリレートおよび/またはメタクリレートのモノマーやオリゴマの重合体を主成分とする、ガラス転移温度が１２０℃以上のアクリル樹脂やメタクリル樹脂は、有機膜３２として好適に例示される。
その中でも特に、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート（ＤＰＧＤＡ）、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート（ＴＭＰＴＡ）、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート（ＤＰＨＡ）などの、２官能以上、特に３官能以上のアクリレートおよび/またはメタクリレートのモノマーやオリゴマの重合体を主成分とする、アクリル樹脂やメタクリル樹脂は、好適に例示される。また、これらのアクリル樹脂やメタクリル樹脂を、複数、用いるのも好ましい。
有機膜３２を、このようなアクリル樹脂やメタクリル樹脂で形成することにより、骨格がしっかりした下地の上に無機膜３４を成膜できるので、より緻密でガスバリア性が高い無機膜３４を成膜できる。
【００４５】
有機膜３２の厚さは、０．５μｍ〜５μｍが好ましい。
有機膜３２の厚さを０．５μｍ以上とすることにより、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４とを接着する際の押圧時などにおける、クッションとしての効果を十分に発揮して、無機膜３４の損傷を、より確実に防止できる。また、有機膜３２の厚さを１μｍ以上とすることにより、より好適に無機膜３４の成膜面を適正にして、割れやヒビ等の無い適正な無機膜３４を、成膜面の全面に渡って成膜できる。
また、有機膜３２の厚さを５μｍ以下とすることにより、有機膜３２が厚すぎることに起因する、有機膜３２のクラックや、ガスバリアフィルム１４のカール等の問題の発生を、好適に防止することができる。
以上の点を考慮すると、有機膜３２の厚さは、１μｍ〜５μｍとするのが、より好ましい。
【００４６】
なお、図２（Ａ）に示すガスバリアフィルムのように、複数の有機膜３２を有する場合には、有機膜３２の厚さは、同じでも、互いに異なってもよい。
また、複数の有機膜３２を有する場合には、各有機膜３２の形成材料は、同じでも異なってもよい。しかしながら、生産性等の点からは、全ての有機膜３２を、同じ材料で形成するのが好ましい。
【００４７】
有機膜３２は、塗布法やフラッシュ蒸着等の公知の方法で成膜すればよい。
また、有機膜３２の下層となる無機膜との密着性を向上するために、有機膜３２は、シランカップリング剤を含有するのが好ましい。
【００４８】
有機膜３２の上には、この有機膜３２を下地として、無機膜３４が成膜される。
無機膜３４は、無機化合物からなる膜（無機化合物を主成分とする膜（層））で、ガスバリアフィルム１４において、ガスバリア性を主に発現するものである。
また、本発明の有機ＥＬ積層体１０においては、ガスバリアフィルム１４の表層（支持体３０と逆側の表面の膜）は、無機膜３４となる。
【００４９】
無機膜３４としては、ガスバリア性を発現する無機化合物からなる膜が、各種、利用可能である。
具体的には、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの金属酸化物；  窒化アルミニウムなどの金属窒化物；  炭化アルミニウムなどの金属炭化物；  酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素、酸炭化ケイ素、酸化窒化炭化ケイ素などのケイ素酸化物；  窒化ケイ素、窒化炭化ケイ素などのケイ素窒化物；  炭化ケイ素等のケイ素炭化物；  これらの水素化物；  これら２種以上の混合物；  および、これらの水素含有物等の、無機化合物からなる膜が、好適に例示される。
特に、透明性が高く、かつ、優れたガスバリア性を発現できる点で、ケイ素化合物からなる膜は、好適に例示される。その中でも特に、窒化ケイ素からなる膜は、より優れたガスバリア性に加え、透明性も高く、好適に例示される。
【００５０】
ここで、本発明の有機ＥＬ積層体１０においては、表層の無機膜３４と前述のパッシベーション膜２６とが、同じ材料で形成されることが好ましい。
表層の無機膜３４とパッシベーション膜２６とは、異なっていてもよい。しかしながら、無機膜３４とパッシベーション膜２６とは、接着剤１６を介して接着される。そのため、同じ材料で形成されることにより、より強固に接着される。この点に関しては後に詳述する。
【００５１】
なお、図２に示すガスバリアフィルム１４ａおよび１４ｂのように、複数の無機膜３４（保護無機膜３４ａを含む）を有する場合には、表層の無機膜３４のみが、パッシベーション膜２６とは、同じ材料で形成されればよい。すなわち、複数の無機膜３４を有する場合には、無機膜３４の形成材料は、互いに異なってもよい。しかしながら、生産性等を考慮すれば、全ての無機膜３４を、同じ材料で形成するのが好ましい。
【００５２】
また、無機膜３４をケイ素化合物で形成する際には、表層の無機膜３４の表面に、−Ｏ基および／または−ＯＨ基、特に−ＯＨ基が導入されているのが好ましい。特に、表層の無機膜３４が窒化ケイ素で形成され、その表面に、−Ｏ基および／または−ＯＨ基、特に−ＯＨ基が導入されているのが好ましい。
表層の無機膜３４の表面に−Ｏ基や−ＯＨ基が導入されており、かつ、後述する接着剤１６がシランカップリング剤を含有することで、好適なガスバリアフィルム１４（無機膜３４）と接着剤１６との密着性を確保できる。この点に関しては、後に詳述する。
【００５３】
無機膜３４の厚さは、形成材料に応じて、目的とするガスバリア性を発現できる厚さを、適宜、決定すればよい。なお、本発明者の検討によれば、無機膜３４の厚さは、１０〜２００ｎｍとするのが好ましい。
無機膜３４の厚さを１０ｎｍ以上とすることにより、十分なガスバリア性能を安定して発現する無機膜３４が形成できる。また、無機膜３４は、一般的に脆く、厚過ぎると、割れやヒビ、剥がれ等を生じる可能性が有るが、無機膜３４の厚さを２００ｎｍ以下とすることにより、割れが発生することを防止できる。
また、このような点を考慮すると、無機膜３４の厚さは、１０ｎｍ〜１００ｎｍにするのが好ましく、特に、１５ｎｍ〜７５ｎｍとするのが好ましい。
なお、図２に示す例のように、ガスバリアフィルムが複数の無機膜３４（保護無機膜３４ａを含む）を有する場合には、各無機膜３４の厚さは、同じでも異なってもよい。
【００５４】
また、無機膜３４は、膜密度が２．１g/cm3〜２．７g/cm3であることが好ましい。膜密度を２．７g/cm3以下とすることで、無機膜３４、すなわち、ガスバリアフィルム１４の柔軟性を確保することができる。したがって、後述するように、ガスバリアフィルム１４を屈曲させて、端部においてガスバリアフィルム１４と有機ＥＬデバイス１２との間の間隙を絞った形状とすることが容易にできる。また、膜密度を２．１g/cm3以上とすることで、高い耐久性を確保でき、長期に渡って十分なガスバリア性を確保できる。
なお、上記利点をより好適に得られるため、２．３g/cm3〜２．６g/cm3とするのがより好ましい。
【００５５】
無機膜３４は、公知の方法で形成すればよい。具体的には、ＣＣＰ−ＣＶＤやＩＣＰ−ＣＶＤ等のプラズマＣＶＤ、マグネトロンスパッタリングや反応性スパッタリング等のスパッタリング、真空蒸着など、気相堆積法が好適に例示される。
なお、先のパッシベーション膜２６と同様、気相堆積法によって無機膜３４を成膜した後に、膜の表面を空気に曝すことで、無機膜３４の表面に−Ｏ基や−ＯＨ基、特に−ＯＨ基を導入できる。
【００５６】
接着剤１６は、パッシベーション膜２６と無機膜３４とを接着するものである。接着剤１６は、基本的に、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４との間の全域に充填される。このとき、接着剤１６は、パッシベーション膜２６の表面の凹凸を埋めるように充填される。
本発明の有機ＥＬ積層体１０において、接着剤１６は、パッシベーション膜２６および無機膜３４の形成材料に応じて、両者を十分な密着力で接着できるものを、適宜、選択すればよい。一例として、エポキシ系の接着剤や、アクリル系の接着剤１６が例示される。
【００５７】
なお、本発明の有機ＥＬ積層体１０は、トップエミッション型であるので、接着剤１６は、高い光透過率を有する物を利用するのが好ましい。また、接着剤１６は、アウトガスの放出が無い（あるいは極めて少ない）ものを用いるのが好ましい。
【００５８】
ここで、本発明の有機ＥＬ積層体１０においては、接着剤１６は、シランカップリング剤を含有するのが好ましい。
また、前述のように、接着剤１６で接着ざれるパッシベーション膜２６および無機膜３４は、表面に−Ｏ基および／または−ＯＨ基が導入されているのが好ましい。
これにより、接着剤１６と、パッシベーション膜２６および無機膜３４との密着性を、より高くできる。
【００５９】
周知のように、シランカップリング剤とは、ケイ素に、アルコキシ基等の加水分解性基と、アミノ基などの有機物との反応や相互作用とが期待できる有機官能基とを、結合させるものである。
シランカップリング剤は、加水分解性基が加水分解することにより−ＯＨ基となり、この−ＯＨ基と無機化合物表面の−ＯＨ基とが脱水縮合することにより、無機化合物表面との間で、強い共有結合を生じる。また、シランカップリング剤は、有機性官能基と有機化合物との共重合等によって、有機化合物とも強固に結び着く。シランカップリング剤は、これにより、有機物と無機物との密着性を向上する。
【００６０】
ここで、本発明者の検討によれば、パッシベーション膜２６および無機膜３４がケイ素化合物である場合には、その表面に−Ｏ基、好ましくは−ＯＨ基を導入して『ＳｉＯＨ』のような状態にしておくことにより、接着剤１６が含有するシランカップリング剤の加水分解反応、および、脱水縮合が、好適に発生する。
すなわち、パッシベーション膜２６および無機膜３４の表面に−ＯＨ基等を導入することにより、パッシベーション膜２６および無機膜３４の表面から−ＯＨ基等が放出されてシランカップリング剤の加水分解反応が生じ、ケイ素化合物とシランカップリング剤とが脱水縮合による共有結合によって結合され、より高い、接着剤１６と、パッシベーション膜２６および無機膜３４との密着力が得られる。
【００６１】
また、一般的に、シランカップリング剤を用いる場合には、ｐＨ調整剤を添加して（酸やアルカリを添加して）、ｐＨ調整を行う。ところが、シランカップリング剤を含有する接着剤にｐＨ調整剤を添加すると、雰囲気の湿度や、有機溶剤からの給水によって、前述の加水分解が進行して、接着剤の粘度上昇等の不都合が生じる。
これに対し、本発明者の検討によれば、接着剤１６がシランカップリング剤を含有し、かつ、ケイ素化合物からなるパッシベーション膜２６および無機膜３４の表面に−Ｏ基やＯＨ基を導入しておけば、ｐＨ調整剤を添加してｐＨ調整を行わなくても、高い密着力が得られる。すなわち、この構成によれば、接着剤１６から、不都合の原因ともなり得るｐＨ調整剤を無くすことも可能である。
【００６２】
また、接着剤１６の厚さ（接着剤からなる膜の厚さ）は、有機ＥＬ積層体１０の大きさや用途等に応じて、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４とを確実に接着できる厚さを、適宜、設定すればよい。具体的には、発光素子が形成された位置における接着剤１６の厚さは、２μｍ〜２００μｍとするのが好ましい。
【００６３】
先にも述べたが、パッシベーション膜２６の表面は、発光素子２４に応じた凹凸を有しており、また、窒化ケイ素等からなる無機膜３４は、硬く、脆い。そのため、無機膜３４の割れ等の損傷を考慮すると、無機膜３４を、直接、接着剤１６に当接して、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４とを接着するのは、不利である。
これに対し、接着剤１６の厚さ（素子位置での接着剤１６の厚さ）を２μｍ以上とすることにより、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４とを接着する際の押圧時や、有機ＥＬ積層体１０が外部から衝撃を受けた際などに、接着剤１６を、無機膜３４の損傷を防止するためのクッションとして有効に作用させて、無機膜３４を保護できる。また、接着剤１６により、パッシベーション膜２６の表面の凹凸を包埋することができる。これにより、前述の有機膜３２が有するクッションとしての作用との相乗効果で、より確実に、無機膜３４の損傷を防止できる。
【００６４】
他方、接着剤からのアウトガスの放出や、硬化した場合のフレキシビリティの損失、光損失等を考慮すると、接着剤１６の厚さは、２００μｍ以下とするのが好ましい。
また、より好適なクッション効果による無機膜３４の損傷防止、および、アウトガスの低減効果を得られる等の点で、接着剤１６の厚さは、１０μｍ〜１００μｍとするのが、より好ましく、２０μｍ〜６０μｍとするのがさらに好ましい。
【００６５】
本発明の有機ＥＬ積層体１０において、接着剤１６による有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４との接着は、基本的に、公知の有機ＥＬ積層体における封止基板の接着と同様に行えばよい。
すなわち、ガスバリアフィルム１４の無機膜３４の表面、および／または、有機ＥＬデバイス１２のパッシベーション膜２６の表面に、接着剤１６を塗布する。その後、無機膜３４とパッシベーション膜２６とを対面させて、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４とを積層し、必要に応じて、押圧して、加熱、紫外線照射等を行い、接着剤１６を硬化して、両者を接着させる。
【００６６】
ここで、接着剤１６は、通常、ガスバリア性を有さない。そのため、有機ＥＬ積層体１０では、接着剤１６の端面からは、水分等が侵入し、これが発光素子２４に至って、発光素子を劣化させる可能性が有る。そこで本発明の有機ＥＬ積層体１０においては、端部（周縁部）において、有機ＥＬデバイス１２（パッシベーション膜２６）とガスバリアフィルム１４（無機膜３４）との間の間隙が絞られた形状を有する。なお、以下の説明では、特に記載が無い場合には、無機膜３４とは、表層の無機膜３４を示すこととする。
【００６７】
図３は、有機ＥＬ積層体１０の端部の構成を概念的に示す部分拡大図である。
図３に示すように、有機ＥＬ積層体１０の周縁部において、ガスバリアフィルム１４は、有機ＥＬデバイス１２側に近づく方向に屈曲される。さらに、この屈曲位置よりも端部側において、ガスバリアフィルム１４は、有機ＥＬデバイス１２と略平行になるように再度、屈曲される。すなわち、端部において、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４との間の間隙が絞られた形状を有している。言い換えると、端面における有機ＥＬデバイス１２のパッシベーション膜２６の表面から、ガスバリアフィルム１４の無機膜３４までの距離（高さ）が、中央領域（発光素子２４の位置）における該距離よりも小さくなるように、ガスバリアフィルム１４が屈曲されて配置されている。
【００６８】
端部における、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４との間の間隙を絞った形状とすることにより、接着剤１６の端面の表面積を小さくして、接着剤１６の端面からの水分等の侵入を防止し、発光素子２４の劣化を防止することができる。
【００６９】
ここで、有機ＥＬ積層体１０の端部から発光素子２４の端部までの距離である縁部距離をＬとし、端部における有機ＥＬデバイス１２のパッシベーション膜２６から、ガスバリアフィルム１４の無機膜３４までの距離である開口高さをｄとすると、縁部距離Ｌが、５ｍｍ以下であることが好ましく、また、縁部距離Ｌと開口高さｄとの比率ｄ／Ｌは０．１以下であることが好ましい。
前述のとおり、特に、携帯電話等のモバイル用のディスプレイとして利用される場合、縁部を小さくする必要があるが、縁部距離Ｌを、５ｍｍ以下と小さくした場合であっても、開口高さｄを、発光素子２４の位置におけるパッシベーション膜２６と無機膜３４との間の距離よりも狭くすることで、好適に端面からの水分等の侵入を防止することができる。その際、比率ｄ／Ｌ≦０．１とすることにより、より好適に端面からの水分等の侵入を防止することができる。
【００７０】
さらに、画面サイズ５インチ以下のディスプレイに対応する有機ＥＬ積層体１０においては、比率ｄ／Ｌは、０．００２〜０．１とするのが好ましい。画面サイズ５インチ以下のディスプレイは、携帯電話等のモバイル機器に用いられる。従って、比率ｄ／Ｌを、０．００２〜０．１として、製品のサイズに対して画面の比率を大きくすることと、端面からの水分等の侵入を防止すことを両立することが好ましい。
【００７１】
また、発光素子２４の位置における有機ＥＬデバイス１２のパッシベーション膜２６から、ガスバリアフィルム１４の無機膜３４までの距離を封止高さｄ０とすると、封止高さｄ０と開口高さｄとの比率ｄ／ｄ０は、０．０１〜０．９とするのが好ましい。
比率ｄ／ｄ０を０．９以下とすることにより、縁部距離が５ｍｍ以下の場合でも、より好適に端面からの水分等の侵入を防止することができる。
また、比率ｄ／ｄ０を０．０１以上とすることにより、バリアフィルムの割れを防止して、柔軟性に追従させる形で形状を維持することができる。
【００７２】
また、開口高さｄは、１μｍ〜１００μｍとすることが好ましい。開口高さを１μｍ以上とすることにより、確実に接着することができる。他方、開口高さｄを１００μｍ以下とすることにより、接着剤１６の端面からの水分等の侵入を好適に防止することができる。さらに、上記観点から、５〜５０μｍとすることが好ましく、１０〜３０μｍとすることがより好ましい。
また、ガスバリアフィルム１４の屈曲位置は、最も端部側の発光素子２４よりも外側（端部側）に配置するのが好ましい。
【００７３】
このように、本発明の有機ＥＬ積層体１０は、前述の発光素子２４（あるいはさらに素子基板２０の表面）を覆うパッシベーション膜２６を有する有機ＥＬデバイス１２と、有機／無機の積層構造を有し、表層が無機膜３４であるガスバリアフィルム１４とを、パッシベーション膜２６と無機膜３４とを対面させて、接着剤１６で接着してなる構成を有する。
加えて、本発明の有機ＥＬ積層体１０は、端部（周縁部）において、有機ＥＬデバイス１２（パッシベーション膜２６）とガスバリアフィルム１４（無機膜３４）との間の間隙が絞られた形状を有する。
【００７４】
前述のように、有機ＥＬデバイス（特に、トップエミッション型の有機ＥＬデバイス）１２として、素子基板２０の上に形成した発光素子２４を覆ってパッシベーション膜２６を形成し、パッシベーション膜２６の上を、接着剤を用いて封止基板で封止してなる構成が知られている。
特許文献１や特許文献２にも示されるように、このような有機ＥＬデバイス１２において、封止基板としては、ガラス板やプラスチックフィルム等の各種の物が例示されているが、通常、ガラス板が用いられている。
【００７５】
しかしながら、高いガスバリア能を持つガラスを封止基板として用いた場合であっても、封入した接着剤の端面からの水分の侵入により、パッシベーション膜を水分が通過し、発光素子の端部から劣化してしまう。
接着剤の端面から発光素子までの距離を増やすことで、端面からの水分の侵入を抑制することが考えられる。しかしながら、有機ＥＬ積層体は、ディスプレイとして用いられるため、縁部を小さくして画面の比率を大きくすることが求められており、接着剤の端面から発光素子までの距離を増やすことは難しい。
また、パッシベーション膜を厚くすることで、発光素子を保護することも考えられる。しかしながら、発光素子にダメージを与えずに、厚いパッシベーション膜を形成するのは非常に生産性が悪く、コストの増加を招いてしまう。
【００７６】
また、近年では、有機ＥＬ装置に対して、薄手化や軽量化の要求が高くなっている。加えて、用途によっては、有機ＥＬ装置には、折り曲げ等が可能なフレキシブル性を有することも、求められている。
【００７７】
これに対し、本発明の有機ＥＬ積層体１０は、封止基板として、無機膜３４と下地の有機膜３２とのを有する有機／無機の積層体構造を有し、かつ、無機膜３４を表層とするガスバリアフィルム１４を用いる。
さらに、パッシベーション膜２６と無機膜３４とを、対面させた状態で、接着剤１６によって、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４とを接着する。このとき、好ましい態様として、パッシベーション膜２６と無機膜３４とを同じ材料で形成する。
【００７８】
そのため、本発明によれば、封止基板として、柔軟性のあるガスバリアフィルム１４を用いるので、端部において、ガスバリアフィルム１４を屈曲させて、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４との間の間隙が狭くなるように形成することができる。そのため、接着剤１６の端面の面積を狭くすることができ、接着剤１６の端面からの水分等の侵入を防止することができる。
また、封止基板としてガラス板等を用いている従来の有機ＥＬ積層体に比して、軽量化および薄手化を図ることができる。
【００７９】
また、好ましい態様として、パッシベーション膜２６と無機膜３４とが、同じ材料で形成されるので、同じ力で接着剤１６に接着できる。その結果、両膜の密着力を揃えて応力差を無くし、かつ、両膜に最適な接着剤を用いて、高い密着力での接着が可能である。そのため、パッシベーション膜２６と接着剤１６との間、および、接着剤１６と無機膜３４との間での層間剥離を、好適に防止できる。
さらに、ガスバリア性を発現する無機膜３４を表層として、パッシベーション膜２６と無機膜３４とを対面させて、接着を行う。そのため、支持体３０からアウトガスが放出されても、このアウトガスは無機膜３４で遮蔽され、接着剤１６やパッシベーション膜２６に至ることを防止できる。従って、本発明によれば、支持体３０からのアウトガスによる発光素子２４の劣化や層間剥離も防止できる。
【００８０】
ここで、単に、柔軟性のあるブラスチックフィルムを用いて、端部において有機ＥＬデバイス１２とプラスチックフィルムとの間の間隙を絞った形状として、端面での接着剤の面積を小さくして、端面からの水分等の侵入を防止することが考えられる。
【００８１】
しかしながら、本発明者の検討によれば、封止基板としてプラスチックフィルムを用いると、パッシベーション膜２６（特にケイ素化合物で形成されるパッシベーション膜）と、封止基板との両者を両立して、十分な密着性を得ることが難しい。
その結果、パッシベーション膜２６と接着剤との間、および／または、接着剤とプラスチックフィルムとの間で層間剥離が生じて、この界面部に気泡状に水分等のガスが残存する。そのため、パッシベーション膜が有っても、長時間の経時で、この水分等が発光素子２４に至ってしまい、発光素子２４が劣化する。
【００８２】
さらに、本発明者は、検討の結果、プラスチックフィルムから放出される水分等のガス（いわゆるアウトガス）も大きな問題になることを見出した。
プラスチックフィルムは、内部に、水分等の様々なガスを内包している。これらのガスは、長時間の経時でフィルム内から放出されて、いわゆるアウトガスとなる。このアウトガスも、先の気泡内のガスと同様に、長時間の経時により、最終的には発光素子２４に至り、発光素子２４を劣化させる。加えて、アウトガスは、前述の層間の界面に存在する空間の気泡ともなるので、密着性の劣化すなわち層間剥離を増大してしまう。
すなわち、封止基板としてのプラスチックフィルムからアウトガスが発生することで、層間の剥離および水分等による発光素子２４の劣化が、加速する。
【００８３】
これに対して、本発明においては、封止基板として、表層が無機膜３４からなるガスバリアフィルム１４を用いる。
【００８４】
ここで、図１に示すように、パッシベーション膜２６の表面は、発光素子２４に応じた凹凸を有している。また、窒化ケイ素等からなる無機膜３４は、硬く、脆いので、他の部材に直接的に押圧されると、容易に、割れやヒビ等の損傷を生じる。
無機膜３４が損傷すれば、此処から水分等が透過するので、ガスバリアフィルム１４の性能が低下する。
そのため、一般的に考えれば、この無機膜３４の損傷を考慮すると、ガスバリアフィルム１４の表層を無機膜３４として、無機膜３４を、直接、接着剤１６に当接して、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４とを接着するのは、不利である。
【００８５】
一方、最上層の無機膜３４を保護するために、表層に保護有機膜を有するガスバリアフィルムも知られている。しかしながら、このガスバリアフィルムを用いて、保護有機膜をパッシベーション膜２６に対面して、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルムとを接着すると、前述のプラスチックフィルムと同様の問題を生じる。
また、有機ＥＬ積層体を用いる有機ＥＬ装置では、有機ＥＬ積層体の上に偏光板や１／λ板等の様々な機能層が形成される。これらの機能層を無機膜３４の保護膜として作用させることを考えて、支持体３０をパッシベーション膜２６に対面して、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４とを接着すると、やはり、前述のプラスチックフィルムと同様の問題を生じる。
【００８６】
これに対して、本発明の有機ＥＬ積層体１０では、ガスバリアフィルム１４が、無機膜３４の下地として有機膜３２を有する。そのため、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４とを接着する際の押圧時などに、有機膜３２が無機膜３４のクッションとして働き、無機膜３４を保護して、その損傷を防止できる。
しかも、下地の有機膜３２を有することにより、適正な無機膜３４を形成できるので、ガスバリアフィルム１４は、水蒸気透過率が１×１０-4[g/(m2・day)]未満となるような、高いガスバリア性能を有する。これにより、前述のように、パッシベーション膜２６の薄膜化によるコストダウンも図れる。
【００８７】
また、前述のとおり、接着剤１６の層は、無機膜３４のクッションとしても働く。クッションとしての機能を考慮すると接着剤１６の層は厚いのが好ましい。接着剤１６を厚くすると端面からの水分の侵入が増加するおそれがあるが、本発明においては、端部を絞った形状として接着剤１６の端面の面積を小さくすることができる。従って、接着剤１６を厚くして無機膜３４を好適に保護しつつ、端面からの水分の侵入を防止することができる。
【００８８】
以上のとおり、本発明の有機ＥＬ積層体１０によれば、封止基板としてガスバリアフィルム１４を用いることによる軽量化および薄手化に加え、有機ＥＬ積層体１０内部での層間剥離を防止し、かつ、封止基板としてガスバリアフィルム１４を用いることの効果を十分に発現し、さらに、接着剤１６の端部からの水分の侵入を防止して、パッシベーション膜２６の薄膜化によるコストダウンを図ると共に、より好適に水分等による発光素子２４の劣化を防止でき、その結果、長期に渡って目的性能を長期に渡って発揮する有機ＥＬ積層体１０を得られる。
【００８９】
ここで、図１に示す有機ＥＬ積層体１０では、ガスバリアフィルム１４の端部を２度屈曲させて、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４との間の間隙を絞る構成としたが、本発明はこれに限定はされず、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４との間の間隙を絞り、開口高さｄを封止距離ｄ０よりも小さくすることができればよい。
例えば、図４に示すように、ガスバリアフィルム１４の周縁部を有機ＥＬデバイス１２の方向に湾曲させて、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４との間の間隙を絞り、開口高さｄを小さくする構成としてもよい。
なお、発光素子の位置より外側において、端部から所定の距離までの間は、有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４との間の間隙を、発光素子の位置における有機ＥＬデバイス１２とガスバリアフィルム１４との間の間隙よりも小さくするのが好ましい。
【００９０】
以上、本発明の有機ＥＬ積層体について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。
【実施例】
【００９１】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
【００９２】
［実施例１］
実施例１として、図１に示す有機ＥＬ積層体１０を作製した。
【００９３】
（有機ＥＬデバイス）
素子基板２０として、厚さ５００μｍのガラス基板を用いた。
この素子基板２０の周辺２．５ｍｍを、セラミックによってマスキングした。さらに、マスキングを施した素子基板２０を一般的な真空蒸着装置に装填して、真空蒸着によって、厚さ１００ｎｍの金属アルミニウムからなる電極を形成し、さらに、厚さ１ｎｍのフッ化リチウム層を形成した。
【００９４】
次に、電極およびフッ化リチウム層を形成した素子基板２０に真空蒸着法によって、以下の有機化合物を、順次、形成した。
（発光層兼電子輸送層）
・トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム：膜厚６０ｎｍ
（第２正孔輸送層）
・Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチルベンジジン：膜厚４０ｎｍ
（第１正孔輸送層）
・銅フタロシアニン：膜厚１０ｎｍ
【００９５】
さらにこれらの層を形成した素子基板２０を、一般的なスパッタリング装置に装填して、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide 酸化インジウム錫）をターゲットとして用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリングによって、厚さ０．２μｍのＩＴＯ薄膜からなる透明電極を形成して、有機ＥＬ材料を用いる発光素子２４を形成した。
【００９６】
また、発光素子２４は、大きさ２０００μｍ×２０００μｍとした。
また、素子基板２０の端部から発光素子２４までの縁部距離Ｌは、２．５ｍｍとした。
【００９７】
（パッシベーション膜）
次に、マスキングを除去し、有機ＥＬ素子が形成されたガラス基板に、プラズマＣＶＤ法によって、窒化珪素からなるパッシベーション膜２６を形成した。
原料ガスは、シランガス(ＳｉＨ4）、アンモニアガス(ＮＨ3）、窒素ガス(Ｎ2）および水素ガス(Ｈ2）を用いた。原料ガスの供給量は、シランガスが１００sccm、アンモニアガスが２００sccm、窒素ガスが５００sccm、水素ガスが５００sccmとした。また、形成圧力は５０Ｐａとした。
プラズマ励起電力は、周波数１３．５６ＭＨｚで３０００Ｗとした。
パッシベーション膜２６は、発光素子２４上で３μｍの厚さとした。また、パッシベーション膜２６の成膜後、膜の表面を大気に曝し、−Ｏ基や−ＯＨ基を導入し、有機ＥＬデバイス１２を作製した。
【００９８】
（ガスバリアフィルム）
ガスバリアフィルム１４としては、図２（Ｂ）に示すような、支持体３０、無機膜３４ａ、有機膜３２、無機膜３４が積層されたフィルムを用いた。
支持体３０として、厚さ１００μｍのシクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）フィルム（グンゼ社製、Ｆ１フィルム）を用いた。このＣＯＣフィルムの水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）は、２［g/m2・day］であった。
【００９９】
次に、支持体３０上にプラズマＣＶＤ法によって、厚さ５０ｎｍの無機膜３４ａを形成した。
原料ガスは、シランガス(ＳｉＨ4）、アンモニアガス(ＮＨ3）、窒素ガス(Ｎ2）および水素ガス(Ｈ2）を用いた。ガスの供給量は、シランガスが１００sccm、アンモニアガスが２００sccm、窒素ガスが５００sccm、水素ガスが５００sccmとした。また、形成圧力は５０Ｐａとした。すなわち、無機膜３４ａは、窒化珪素膜である。
プラズマ励起電力は、周波数１３．５６ＭＨｚで３０００Ｗとした。また、バイアス電力は、周波数４００ｋＨｚで５００Ｗとした。
【０１００】
次に、無機膜３４ａ上に有機膜３２を形成した。有機膜３２は、塗布法により支持体３０に材料を塗布し、乾燥後、紫外線照射して重合を行って、厚さ２μｍの膜を形成した。
有機膜３２を形成する塗料は、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）に、ＴＭＰＴＡ（ダイセル・サイテック社製）、光重合開始剤（チバケミカルズ社製  Ｉｒｇ１８４）、および、シランカップリング剤（信越シリコーン社製  ＫＢＭ５１０３）を添加して、調製した。すなわち、有機膜３２は、ＴＭＰＴＡを重合してなる層である。
光重合開始剤の添加量は、有機溶剤を除いた濃度で２質量％、シランカップリング剤の添加量は、有機溶剤を除いた濃度で１０質量％とした（すなわち固形分における有機化合物は８８質量％）。また、これらの比率で配合した成分をＭＥＫに希釈した塗料の固形分濃度は、１５質量％とした。
【０１０１】
次に、有機膜３２上にプラズマＣＶＤによって、厚さ５０ｎｍの無機膜３４を形成した。
無機膜３４の形成は、バイアス電力を３００Ｗとした以外は、前述の無機膜３４ａの形成と同様に行った。すなわち、無機膜３４は、窒化珪素膜である。また、無機膜３４の成膜後、膜の表面を大気に曝し、−Ｏ基や−ＯＨ基を導入した。
【０１０２】
（接着剤）
接着剤１６は、エポキシ樹脂（ＪＥＲ１００１）を４８％、エポキシ樹脂（ＪＥＲ１５２）を４８％、シランカップリング剤（ＫＢＭ５０２）を４％それぞれ加えたものをＭＥＫに溶解させて５０％重量溶液としたものとした。
この接着剤１６をガスバリアフィルム１４に所定の厚みとなるように塗布し、溶剤を十分に揮発させた後、有機ＥＬデバイス１２に不活性ガス下で貼り合せ、１００℃の環境に１００時間放置して硬化させて有機ＥＬ積層体１０を作製した。
このとき、発光素子２４の位置での接着剤１６の厚さ（封止高さｄ０）が５０μｍ、端面における接着剤の厚さ（開口高さｄ）が２５μｍとなるように押圧して、ガスバリアフィルム１４と有機ＥＬデバイス１２を接着した。すなわち、ｄ／Ｌを０．０１した。
【０１０３】
（評価）
次に、作製した有機ＥＬ積層体１０の作製直後の全体の輝度を測定した後に、温度６０℃、湿度９０％の環境下で、２００時間放置し、その後、発光素子２４を点灯させて、全体の輝度を再度測定して輝度低下の割合を測定した。また、黒色化（いわゆる、ダークスポット）の発生の有無を顕微鏡にて確認した。評価は、以下の基準に従って評価した。評価の結果、黒色化や、輝度低下は全く見られなかった（評価ＡＡＡ）。
ＡＡＡ：輝度低下が１％以下であり、黒色化が全く見られなかった。
ＡＡ：輝度低下が１％以上３％未満であった。
Ａ：輝度低下が３％以上５％未満であった。
Ｂ：輝度低下が５％以上８％未満であった。
Ｃ：輝度低下が８％以上１０％未満であった。
Ｄ：輝度低下が１０％以上３０％未満であった。
Ｅ：輝度低下が３０％以上であり、目視でも発光が低くなっていることが容易に視認できる。
評価はＣまで許容でき、Ｄ以下がＮＧである。
【０１０４】
［実施例２］
実施例２として、開口高さｄを１μｍとし、ｄ／Ｌを０．０００４とした以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ積層体を作製した。
この有機ＥＬ積層体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、評価はＡであった。端部周辺に若干ダークスポットが見られたことから、端部の接着層が薄いため、微小な密着不良箇所から水分がわずかに侵入したと考えられる。
【０１０５】
［実施例３］
実施例３として、開口高さｄを５０μｍとし、封止高さｄ０を１００μｍとし、ｄ／Ｌを０．０２とした以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ積層体を作製した。
この有機ＥＬ積層体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、評価はＡＡであった。
【０１０６】
［実施例４］
実施例４として、開口高さｄを１００μｍとし、封止高さｄ０を２００μｍとし、ｄ／Ｌを０．０４とした以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ積層体を作製した。
この有機ＥＬ積層体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、評価はＢであった。端部および全面部でダークスポットが見られた。これは、接着層が厚いことによるアウトガスの影響と、開口高さが大きいことによる端部からの侵入の影響と考えられる。
【０１０７】
［実施例５］
実施例５として、開口高さｄを１１０μｍとし、封止高さをｄ０を２５０μｍとし、ｄ／Ｌを０．０４４とした以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ積層体を作製した。
この有機ＥＬ積層体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、評価はＣであった。端部および全面部でダークスポットが見られた。これは、接着層が厚いことによるアウトガスの影響と、開口高さが大きいことによる端部からの侵入の影響が大きくなったと考えられる。
【０１０８】
［実施例６］
実施例６として、発光素子の位置での接着剤厚さを２５０μｍとした以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ積層体を作製した。
この有機ＥＬ積層体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、評価はＡであった。全面部に若干ダークスポットが見られたので、接着層が厚いことによるアウトガスの影響と考えられる。
【０１０９】
［実施例７］
実施例７として、封止高さｄ０を１．５μｍとした以外は、実施例２と同様にして有機ＥＬ積層体を作製した。
この有機ＥＬ積層体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、評価はＢであった。全面部にダークスポットが見られたので、接着剤の厚さが薄いため、表層の無機膜が押圧によって破壊された影響と考えられる。
【０１１０】
［実施例８］
実施例８として、縁部距離Ｌを１ｍｍとし、ｄ／Ｌを０．０５とした以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ積層体を作製した。
この有機ＥＬ積層体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、評価はＡであった。端部に若干ダークスポットが見られたので、縁部距離が短いことにより水分の到達が早くなったことの影響と考えられる。
【０１１１】
［実施例９］
実施例９として、縁部距離Ｌを１ｍｍとし、ｄ／Ｌを０．０５とした以外は、実施例３と同様にして有機ＥＬ積層体を作製した。
この有機ＥＬ積層体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、評価はＢであった。端部にダークスポットが見られた。実施例８に比べ開口が広いことで、より水分進入の量が増え、縁部距離が短いことの影響が顕著になったと考えられる。
【０１１２】
［実施例１０］
実施例１０として、開口高さｄを８５μｍとし、封止高さｄ０を１００μｍとし、縁部距離Ｌを０．８ｍｍとし、ｄ／Ｌを１．０６とした以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ積層体を作製した。
この有機ＥＬ積層体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、評価はＣであった。これは、縁部距離Ｌに対して、開口高さｄが大きいため、実施例８や９と比較して水分到達が早くなったと考えられる。
【０１１３】
［実施例１１］
実施例１１として、ガスバリアフィルムの表層の無機膜として酸化アルミ膜を形成した以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ積層体を作製した。
酸化アルミ膜は、ターゲットとして金属アルミニウムを、プロセスガスとして酸素ガスおよびアルゴンガスを用いて、反応性スパッタリングにより形成した。酸化アルミ膜の厚さは、５０ｎｍとした。
この有機ＥＬ積層体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、評価はＣであった。これは、ガスバリアフィルムの無機膜とパッシベーション膜の材料の差で生じる接着剤との応力の差が顕著になり層間剥離が発生したためと考えられる。
【０１１４】
［実施例１２］
実施例１２として、接着剤がシランカップリング剤を含まない以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ積層体を作製した。
この有機ＥＬ積層体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、評価はＣであった。これは、接着剤層と有機ＥＬデバイスおよびガスバリアフィルムとの密着力が低く層間剥離が発生したためと考えられる。
【０１１５】
［比較例１］
比較例１として、ガスバリアフィルムの表層の無機膜３４を形成しない以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ積層体を作製した。すなわち、無機膜と有機膜が形成され、有機膜が表層に形成されるガスバリアフィルムを封止基板とした。
この有機ＥＬ積層体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、評価はＤであった。これはガスバリアフィルムの有機膜からのアウトガスの影響と考えられる。
【０１１６】
［比較例２］
比較例２として、発光素子の位置での接着剤の厚さｄ０を２００μｍとし、端面での接着剤の厚さｄを２００μｍとした以外は比較例２と同様の有機ＥＬ積層体を作製した。
この有機ＥＬ積層体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、周縁部と全面部においてダークスポットが見られ、周縁部が１ｍｍの幅で完全に黒色化し、発光が消失した。評価はＥであった。これは、アウトガスと端部進入水分の両方が極めて多いことを示唆していると考えられる。
【０１１７】
［比較例３］
比較例３として、封止基板として厚さ３００μｍのガラス基板を用い、発光素子の位置での接着剤の厚さｄ０を２００μｍとし、端面での接着剤の厚さｄを２００μｍとし、ｄ／Ｌを０．０８とした以外は実施例１と同様の有機ＥＬ積層体を作製した。
この有機ＥＬ積層体について、実施例１と同様の評価を行ったところ、周縁部が数１００μｍの幅で完全に黒色化していた。評価はＥであった。
また、封止基板としてガラス基板を用いると、全体が重く厚くなってしまうという問題も生じる。
結果を表１に示す。
【０１１８】
【表１】
2014186850.tif 000003
【０１１９】
以上のとおり、本発明の実施例である実施例１〜１２は、２００時間放置した後も輝度低下やダークスポットの発生がなく、あるいは、わずかであり、水分の侵入を防止し、発光素子の劣化を防止していることがわかる。
これに対して、比較例１〜３は２００時間放置後には、端部付近で輝度低下が発生しており、接着剤の端面からの水分の侵入を防止できないことがわかる。また、比較例１、２では、全域で発光不良が発生しており、有機膜からのアウトガスにより発光素子の劣化を防止できないことがわかる。
【０１２０】
また、実施例１〜５の対比、ならびに、実施例８および９の対比等から、開口高さｄが大きいと接着剤の端面からの水分の侵入が増加するため、開口高さｄは１μｍ〜１００μｍが好ましく、５μｍ〜５０がより好ましく、１０μｍ〜３０μｍがさらに好ましいことがわかる。
また、実施例１〜７の対比等から、封止高さｄ０が大きいと接着剤からのアウトガスの影響があり、また、封止高さｄ０が小さいと発光素子の凹凸により表層の無機膜が部分的に破壊されるため、封止高さｄ０は２μｍ〜２００μｍが好ましく、１０μｍ〜１００μｍがより好ましく、２０μｍ〜６０μｍがさらに好ましいことがわかる。
また、実施例１と８と対比、実施例３と９との対比等から、縁部距離Ｌが短いほど接着剤の端面からの水分の侵入の影響が大きくなるため本発明が有効であることがわかる。
また、実施例１、３、８、９および１０の対比等から、ｄ／Ｌは０．１以下が好ましいことがわかる。
また、実施例１と１１との対比から、ガスバリアフィルムの無機膜は窒化珪素膜であるのが好ましく、ガスバリアフィルムの無機膜とパッシベーション膜とは同じ材料からなることが好ましいことがわかる。
また、実施例１と１２との対比から、接着剤はシランカップリング剤を含むのが好ましいことがわかる。
以上の結果から、本発明の効果は、明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明装置などに、好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０，１００  有機ＥＬ積層体
１２  有機ＥＬデバイス
１４  ガスバリアフィルム
１６  接着剤
２０  素子基板
２４  発光素子
２６  パッシベーション膜
３０  支持体
３２  有機膜
３４  無機膜
【図１】
2014186850.tif 000004
【図２】
2014186850.tif 000005
【図３】
2014186850.tif 000006
【図４】
2014186850.tif 000007