(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に少なくとも発光層を挟持した有機ＥＬ素子を一つの画素として、前記画素が一つ又は複数個形成された光デバイスであって、
基板と、
前記基板上に直接又は間接的に形成された下部電極と、
前記基板および／または前記下部電極上にパターニングされて画素領域を形成する第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜による前記画素領域内に形成された、前記発光層を含む有機発光機能層と、
前記有機発光機能層上に形成された上部電極と、
前記上部電極上に形成された第２絶縁膜と、
前記上部電極の成膜領域よりも広い範囲に形成した有機材料層と、
前記有機材料層上に形成された無機層と、
少なくとも前記基板上に形成された前記有機ＥＬ素子を封止材料により封止する封止部と、を有し、
前記有機発光機能層と前記上部電極との重なる領域の端部が、前記第１絶縁膜上に形成されるとともに前記第２絶縁膜により覆われ、前記有機材料層と前記無機層が重なる領域の端部が、前記有機発光機能層と前記上部電極が重なる領域の端部より前記封止部の外端部側の前記第１の絶縁膜の上層に形成されていることを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
前記有機材料層は、前記有機発光機能層を構成する少なくとも一つの有機材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
前記無機層は、前記上部電極と同一材料であることを特徴する請求項１に記載の光デバイス。
【請求項４】
一対の電極間に少なくとも発光層を含む有機発光機能層が挟持された有機ＥＬ素子を一つの画素として、前記画素が一つ又は複数個形成された光デバイスの製造方法であって、
基板上に直接又は他の層を介して下部電極を形成する下部電極形成工程と、
前記基板および／または前記下部電極上に第１絶縁膜のパターニングにより画素領域を形成する画素領域形成工程と、
前記下部電極上に発光および／または非発光により画素として機能する有機発光機能層を真空蒸着により形成する有機発光機能層形成工程と、
前記有機発光機能層上に上部電極を真空蒸着により形成する上部電極形成工程と、
前記有機発光機能層と前記上部電極との重なる領域の端部が、前記第１絶縁膜上に形成されるとともに第２絶縁膜により覆われるように該第２絶縁膜を前記有機ＥＬ素子上に真空蒸着により形成する第２絶縁膜形成工程と、
前記第２絶縁膜上に有機材料層を真空蒸着により形成する有機材料層形成工程と、
前記有機材料層上に無機層を真空蒸着により形成する無機層形成工程と、
前記基板上に形成された有機ＥＬ素子を封止する封止部を形成する封止工程と、を有し、
前記有機材料層形成工程および前記無機層形成工程時に、前記有機材料層と前記無機層が重なる領域の端部を、前記有機発光機能層と前記上部電極が重なる領域の端部より前記封止部の外端部側の前記第１の絶縁膜の上層に形成することを特徴とする光デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記有機材料層は、前記有機発光機能層を構成する少なくとも一つの有機材料を含むことを特徴とする請求項４に記載の光デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記無機層は、前記上部電極と同一材料であることを特徴とする請求項４に記載の光デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイス、および光デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光デバイスは、例えば携帯電話、車載用モニタ、家庭用電化製品のモニタ、パーソナルコンピュータの表示装置やテレビジョン受像装置等のドットマトリックス表示を行う情報表示装置や、時計や宣伝用パネル等の固定表示装置、スキャナやプリンタの光源、照明、液晶のバックライト等の照明装置、光電変換機能を利用した光通信装置等の各種デバイスに採用されている。この光デバイスは、一般的に複数の画素により形成されており、各画素に対して表示駆動や非表示駆動を行うことにより所望の情報を表示する。この光デバイスを形成する画素に、自発光素子を採用したものが知られている。自発光素子は、低電力且つバックライトが不要であるという利点を有し、この自発光素子を複数個ドットマトリックス状に配置した光パネルや、アイコン部（固定表示部）を形成した表示部、平面状や球面状等の照明器具などの光デバイスにも採用されており、その光デバイスの大きさも小型用から大型スクリーンなど様々なものが知られている。
【０００３】
自発光素子の代表的なものとしては、無機ＥＬ素子、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子、ＦＥＤ（Field Emission Display）素子、発光ダイオード、等が知られている。有機ＥＬ素子は、例えば有機ＥＬ（ＯＥＬ：Organic electroluminescence）デバイス、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Organic light emitting diode）デバイス、自発光素子、電場発光光源とも呼ばれている。一般的に有機ＥＬ素子は、アノード（陽極、正孔注入電極に相当する）と、カソード（陰極、電子注入層に相当する）との間に有機層（発光層）を挟み込んだ構造を有する（例えば、特許文献１参照）。一般的に有機層は、複数の機能層が積層した構造を有し、例えば正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層、および電子注入層等が順に積層された構造を有する。この各層は、単一の有機材料からなる単層、複数の材料を混ぜ合わせた混合層、高分子バインダの中に有機材料や無機材料の機能材料（電荷輸送機能、発光機能、電荷ブロッキング機能、光学機能等）を分散させた層、等を採用することができる。また各層に、上部電極をスパッタ法により形成する際に有機層がダメージを受けないようにバッファ機能を設けたものや、成膜プロセスによる凹凸を防ぐために平坦化機能を設けた有機ＥＬ素子も知られている。
上記構成の有機ＥＬ素子では、両電極に電圧を印加することにより、アノードから有機層内に注入および輸送された正孔と、カソードから有機層内に注入および輸送された電子とが有機層内で再結合し、この再結合により有機層内の有機分子の電子状態が基底状態から励起状態に遷移し、励起状態から基底状態に遷移する際に発光する。
【０００４】
図１は、一般的な有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を備える光デバイスを示す断面図である。図２は、光デバイスの有機ＥＬ素子の劣化を説明するための正面図である。
図１に示すように、一般的な光デバイス１Ｊは、有機ＥＬ素子を一つの画素１１として利用している。図１に示した光デバイス１Ｊは、ボトムエミッション型であり、ガラス製の基板２Ｊの上に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電材料からなる第１電極（下部電極とも呼ぶ）３Ｊが成膜・パターニングされ、その上部に発光層を含む有機発光機能層（複数でも単数でも良い）５Ｊが成膜・パターニングされ、その上部にＡｌ等の第２電極（上部電極とも呼ぶ）６Ｊが成膜・パターニングされている。第１電極３Ｊの端部には引出配線３ａが形成されている。上記製造工程により基板２Ｊ上に有機ＥＬ素子１００が作製される。上記基板２Ｊとしては、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor)等を用いたアクティブ駆動用基板や、ストライプ状の電極を形成したパッシブ駆動用基板を採用することができる。
【０００５】
また、図１に示した光デバイス１Ｊでは、有機ＥＬ素子１００がガラス等の封止基板９１Ｊにより封止接合されている。光デバイス１Ｊの封止接合方法としては、気密封止、膜封止、固体封止などの各種方法が知られている。例えば固体封止の場合、図１に示すように、素子側の基板２Ｊと封止基板９１との間をエポキシ樹脂等の接着剤９２Ｊを介して封止を行う。この際、接着剤９２Ｊを、有機ＥＬ素子が形成された面側の全面に塗布して封止する。
［０００６］
特許文献１：特開２００５−６３９２８号公報
発明の開示
発明が解決しようとする課題
［０００７］
しかし、上記封止時に、例えば熱硬化性樹脂やＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）硬化樹脂等の接着剤９２Ｊを用いて封止する場合、硬化中又は硬化後の樹脂に内在する未硬化成分、溶剤、添加剤、あるいは外部雰囲気からの水分、酸素等のガス等の劣化因子（ｈ１）が有機ＥＬ素子１００に侵入する虞がある。この劣化因子（ｈ１）は、例えば図１，図２に示すように、有機発光機能層５Ｊと上部電極６Ｊ間の界面５６Ｊの端部（５６Ｊａ）から、その界面５６Ｊ内に侵入すると考えられる。このような劣化因子（ｈ１）の侵入現象は、有機ＥＬ素子１００を一つの画素として利用する光デバイス１Ｊの製造プロセス段階で有機ＥＬ素子１００を劣化させる。また、光デバイス１Ｊがユーザ（市場等）に渡って駆動する場合など所定時間経過すると、上記層間の界面５６Ｊへの劣化因子（ｈ１）の侵入が進行して、例えば図１，２に示すように画素１１の周辺部に非発光部分が生じて、徐々に非発光部分の幅（ｗ）が大きくなり、光デバイス１Ｊの発光不良部分が拡大するという問題点がある。
［０００８］
本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、下部電極及び上部電極間に発光層を含む有機発光機能層が挟持された自発光素子を有する光デバイスにおいて、上部電極と有機発光機能層との界面に、水、酸素、有機ガス等の劣化因子が侵入することに起因する発光不良を低減すること、有機ＥＬ素子等の自発光素子の発光不良による光デバイスの表示不良を低減すること、等が本発明の目的である。
課題を解決するための手段
［０００９］
本発明では、上述した課題を解決することを目的の一つとしている。
請求項１に記載の発明は、一対の電極間に少なくとも発光層を挟持した有機ＥＬ素子を一つの画素として、前記画素が一つ又は複数個形成された光デバイスであって、基板と、前記基板上に直接又は間接的に形成された下部電極と、前記基板および／または前記下部電極上にパターニングされて画素領域を形成する第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜による前記画素領域内に形成された、前記発光層を含む有機発光機能層と、前記有機発光機能層上に形成された上部電極と、前記上部電極上に形成された第２絶縁膜と、前記上部電極の成膜領域よりも広い範囲に形成した有機材料層と、前記有機材料層上に形成された無機層と、少なくとも前記基板上に形成された前記有機ＥＬ素子を封止材料により封止する封止部と、を有し、前記有機発光機能層と前記上部電極との重なる領域の端部が、前記第１絶縁膜上に形成されるとともに前記第２絶縁膜により覆われ、前記有機材料層と前記無機層が重なる領域の端部が、前記有機発光機能層と前記上部電極が重なる領域の端部より前記封止部の外端部側の前記第１の絶縁膜の上層に形成されていることを特徴とする。
［００１０］
［００１１］
［００１２］
請求項４に記載の発明は、一対の電極間に少なくとも発光層を含む有機発光機能層が挟持された有機ＥＬ素子を一つの画素として、前記画素が一つ又は複数個形成された光デバイスの製造方法であって、基板上に直接又は他の層を介して下部電極を形成する下部電極形成工程と、前記基板および／または前記下部電極上に第１絶縁膜のパターニングにより画素領域を形成する画素領域形成工程と、前記下部電極上に発光および／または非発光により画素として機能する有機発光機能層を真空蒸着により形成する有機発光機能層形成工程と、前記有機発光機能層上に上部電極を真空蒸着により形成する上部電極形成工程と、前記有機発光機能層と前記上部電極との重なる領域の端部が、前記第１絶縁膜上に形成されるとともに第２絶縁膜により覆われるように該第２絶縁膜を前記有機ＥＬ素子上に真空蒸着により形成する第２絶縁膜形成工程と、前記第２絶縁膜上に有機材料層を真空蒸着により形成する有機材料層形成工程と、前記有機材料層上に無機層を真空蒸着により形成する無機層形成工程と、前記基板上に形成された有機ＥＬ素子を封止する封止部を形成する封止工程と、を有し、前記有機材料層形成工程および前記無機層形成工程時に、前記有機材料層と前記無機層が重なる領域の端部を、前記有機発光機能層と前記上部電極が重なる領域の端部より前記封止部の外端部側の前記第１の絶縁膜の上層に形成することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
［００１３］
［図１］一般的な有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を備える光デバイスを示す断面図である。
［図２］光デバイスの有機ＥＬ素子の劣化を説明するための正面図である。
［図３］本発明の第１実施形態に係る光デバイス１を説明するための断面図である。
［図４］本発明に係る光デバイスの効果を説明するための、画素の端部に生じる非発光部分の幅の時間変化の一具体例を示す図である。
［図５］本発明の第１実施例に係る光デバイスの効果を説明するための図である。
［図６］本発明の第２実施例に係る光デバイスの効果を説明するための図である。
［図７］本発明の第２実施形態に係る光デバイスを説明するための断面図である。
［図８］本発明の第３実施形態に係る光デバイス１を説明するための図である。（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。
［図９］本発明の第３実施形態に係る光デバイスの製造方法の下部電極形成工程を説明するための図である。（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る光デバイス１の製造方法の画素領域形成工程（第１絶縁膜形成工程）を説明するための図である。（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る光デバイスの製造方法の第１電荷輸送層形成工程を説明するための図である。（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る光デバイスの製造方法の発光層形成工程を説明するための図である。（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る光デバイスの製造方法の第２電荷輸送層形成工程を説明するための図である。（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る光デバイスの製造方法の上部電極形成工程を説明するための図である。（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る光デバイスの製造方法の有機材料層形成工程を説明するための図である。（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る光デバイスの製造方法の無機層形成工程を説明するための図である。（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る光デバイス１Ｂを説明するための断面図である。
【図１８】本発明の第５実施形態に係る光デバイス１Ｃを説明するための図である。（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る光デバイスは、下部電極及び上部電極間に発光層を含む有機発光機能層が挟持された自発光素子を一つの画素として、画素が一つ又は複数個、基板上に直接又は他の層を介して形成された光デバイスであって、自発光素子の上部電極上に形成された有機材料層と、下部電極及び上部電極との絶縁が確保された状態で、有機材料層上に形成された無機層と、基板上に形成された自発光素子を封止材料により封止する封止部とを有し、有機材料層と無機層が重なる領域の端部が、有機発光機能層と上部電極が重なる領域の端部よりも画素より外側に、詳細には、封止部の外端部側に、有機材料層を介して離間して形成されていることを特徴とする。
【００１５】
好適には、有機材料層と無機層との界面領域（重なる領域）に、劣化因子を捕捉して該劣化因子による有機発光機能層の劣化を低減させる捕捉部が形成されていることを特徴とする。また、好適には、有機材料層は、有機発光機能層を構成する少なくとも一つの有機材料を含むことを特徴とする。また、好適には、無機層は上部電極と同一材料であることを特徴とする。
【００１６】
上記構成の光デバイスでは、下部電極及び上部電極間に有機発光機能層が挟持された自発光素子上に、有機材料層が形成され、その有機材料層上に無機層が形成されているので、例えば接着剤の未硬化成分、溶剤、外部雰囲気からの水や酸素などの劣化因子が、上部電極と有機発光機能層間の界面へ侵入することを低減することができる。
【００１７】
また、上記構成の光デバイスでは、劣化因子を、有機材料層と無機層の界面の端部から界面に優先的に捕捉することで、劣化因子が上部電極と有機発光機能層間の界面へ侵入する量を低減することができる。
【００１８】
また、上記光デバイスでは、有機発光機能層と上部電極との界面の端部を、例えば有機材料層に接する構造を有するので、有機発光機能層と上部電極との界面への劣化因子の侵入を低減することができる。また上記光デバイスでは、有機発光機能層と上部電極との界面の端部を、例えば第１絶縁膜に接する構造を有するので、有機発光機能層と上部電極との界面への劣化因子の侵入を低減することができる。
【００１９】
また、有機材料層は、有機発光機能層を構成する少なくとも一つの有機材料を含むので、例えば有機材料層形成時に新たな有機材料を準備することなく、有機発光層形成時に準備した有機材料を用いて容易に有機材料層を形成することができる。また、光デバイスが、有機発光機能層と上部電極との界面の端部を有機材料層により覆う構造を有する場合には、上記構成の有機材料層を用いることにより、有機材料層と有機発光機能層の間の結合力が比較的大きいので、劣化因子の侵入をさらに低減することができる。
【００２０】
また、上記構成の光デバイスでは、自発光素子上に、比較的高い熱伝導度の無機層を設けたので、光デバイスが表示駆動する際に発生する熱を放熱する効果がある。
【００２１】
また、例えば上部電極にピンホール等の欠陥がある場合であっても、その上部電極上に有機材料層、および無機層が順に形成されているので、その欠陥を要因とするダークスポットの拡大を防止することができる。
【００２２】
また、本発明の一実施形態に係る光デバイスの製造方法は、一対の電極間に少なくとも発光層を含む有機発光機能層が挟持された自発光素子を一つの画素として、画素が一つ又は複数個形成された光デバイスの製造方法であって、基板上に直接又は他の層を介して下部電極を形成する下部電極形成工程と、下部電極上に発光層を含む有機発光機能層を形成する有機発光機能層形成工程と、有機発光機能層上に上部電極を形成する上部電極形成工程と、上部電極上に有機材料層を形成する有機材料層形成工程と、有機材料層上に、下部電極及び上部電極との絶縁が確保された状態で無機層を形成する無機層形成工程と、基板上に形成された自発光素子を封止材料により封止して封止部を形成する封止工程とを有し、有機材料層形成工程および無機層形成工程時に、有機材料層と無機層が重なる領域の端部を、有機発光機能層と上部電極が重なる領域の端部より封止部の外端部側に、有機材料層を介して離間して形成することを特徴とする。
上記光デバイスの製造方法により、上記構成の光デバイスを簡単に作製することができる。
【００２３】
また、好適には、本発明に係る光デバイスの製造方法では、有機発光機能層、上部電極、有機材料層、および無機層を真空蒸着法により形成することで、例えばスパッタ法により上部電極上に無機層を形成する従来の製造方法と比べて、製造プロセスの簡略化、およびスパッタ法による膜応力による歪発生の防止等の効果がある。
【００２４】
また、本発明の他の実施形態に係る光デバイスの製造方法では、基板上に直接又は他の層を介して下部電極を形成する下部電極形成工程と、下部電極上に発光および／または非発光により画素として機能する有機発光機能層を真空蒸着により形成する有機発光機能層形成工程と、有機発光機能層上に、該有機発光機能層の形成された領域の一部が露出するように上部電極を真空蒸着により形成する上部電極形成工程と、有機発光機能層が露出した領域に有機発光機能層を構成する少なくとも一つの材料を含む有機材料層を真空蒸着により形成する有機材料層形成工程と、有機材料層の上面と露出領域上の範囲に無機層を真空蒸着により形成する無機層形成工程と、基板上に形成された自発光素子を封止材料により封止する封止工程とを有する。
【００２５】
上記光デバイスの製造方法では、有機発光機能層上に、該有機発光機能層の形成された領域の一部が露出するように上部電極を真空蒸着により形成する上部電極形成工程と、有機発光機能層が露出した領域に有機発光機能層を構成する少なくとも一つの材料を含む有機材料層を真空蒸着により形成する有機材料層形成工程と、有機材料層の上面と露出領域上の範囲に無機層を真空蒸着により形成する無機層形成工程とを有するので、簡単に本発明に係る上記構成の光デバイスを作製することができる。
【００２６】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る光デバイス、および光デバイスの製造方法を説明する。
【００２７】
［第１実施形態］
図３は、本発明の第１実施形態に係る光デバイス１を説明するための断面図である。図１に示した従来の光デバイスと同じ構成や動作については説明を省略する。
図３に示すように、本発明の第１実施形態に係る光デバイス１は、一つの画素１１又は複数の画素１１を有している。本実施形態では、複数の画素１１が基板２上に格子状に形成されている。画素１１の形成領域は本発明に係る画素領域の一実施形態に相当する。また、光デバイス１では、一画素に対応する自発光素子１００が、電極間に形成された発光層の発光／非発光により、各種情報表示を行う。自発光素子１００としては、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を採用することができる。光デバイス１としては、例えばアクティブマトリクス駆動型又はパッシブマトリクス駆動型を採用することができる。以下、本発明の一実施形態に係る光デバイスを採用したボトムエミッションタイプのパッシブマトリクス駆動型有機ＥＬパネルの一例を詳細に説明する。
［００２８］
本実施形態に係る光デバイス１は、図３に示すように、基板２、下部電極（第１電極）３、発光層を備える有機発光機能層５、上部電極（第２電極）６、有機材料層７、無機層８、および封止部材９を有する。
［００２９］
基板２は、本発明に係る基板の一実施形態に相当し、下部電極３は本発明に係る下部電極の一実施形態に相当し、有機発光機能層５は本発明に係る有機発光機能層の一実施形態に相当する。上部電極６は本発明に係る上部電極の一実施形態に相当し、有機材料層７は本発明に係る有機材料層の一実施形態に相当する。無機層８は本発明に係る無機層の一実施形態に相当し、封止部材９は本発明に係る封止部の一実施形態に相当する。
［００３０］
基板２は、例えば平板状、フィルム状のものが好ましく、材質としてはガラス又はプラスチックを用いることができる。例えばボトムエミッション型の光デバイス１では、透明性を有する材料により基板２を形成する。
［００３１］
下部電極（第１電極）３は、導電材料からなり、基板２上に直接又は他の層（例えば非透湿性層等）を介して形成されている。下部電極３の形成材料としては、例えばＩＴＯなどの透明導電材料を採用する。
［００３２］
発光層を備える有機発光機能層５は、下部電極３上に直接又は他の層（例えば電荷輸送層等）介して形成される。有機発光機能層５は、例えば電荷輸送層、発光層（発光層ともいう）等の積層構造を有する。この有機発光機能層５は、例えば真空蒸着法により形成される。他にも塗布、印刷法やレーザ転写法により形成されてもよい。
［００３３］
上部電極（第２電極）６は、導電性材料からなり、有機発光機能層５上に形成されている。詳細には、上部電極６は、図３に示すように、有機発光機能層５の端部５ａより内側に端部６ａが位置するように、有機発光機能層５上に狭い範囲に形成されている。具体的には、上部電極６は、図３に示すように、有機発光機能層５の形成された領域の一部が露出するように、真空蒸着により形成される。
［００３４］
自発光素子１００は、下部電極３、有機発光機能層５、上部電極６により形成されている。自発光素子１００は、湿気等の劣化因子により著しく劣化するので、封止部材９により自発光素子１００を封止して、素子の劣化を防止する。また、本実施形態に係る光デバイス１では、上部電極６上に有機材料層７、無機層８を形成し、その上に、接着剤などの封止材料９２を塗布して封止基板９１により、自発光素子１００を封止している。
一つの画素１１は、例えば図３に示すように、有機発光機能層５が下部電極３、上部電極６間に挟持された領域のうち、有機発光機能層５の発光層が実質的に有効に発光する領域に相当する。
【００３５】
有機材料層７は、図３に示すように、有機ＥＬ素子１００上の上部電極６上に形成されている。詳細には有機材料層７は、上部電極６上に、上部電極６の成膜領域より広い範囲に形成され、有機発光機能層５と界面５７が形成されている。
この有機材料層７は、例えば有機発光機能層５を構成する少なくとも一つの材料を含むことが好ましい。有機材料層７の材料としては、光デバイス１の外的環境、駆動条件などにより、各種有機材料を採用することができる。具体的には有機材料層７としては、アルミ錯体Ａｌｑ3 や銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を採用することができる。
【００３６】
無機層８は、下部電極及び上部電極との絶縁が確保された状態で、有機材料層上に形成されている。また、無機層８は、有機材料層７の上面と、露出領域上の範囲に例えば、導電材料を含む、導電層を真空蒸着により形成されている。
この無機層８は、導電材料を真空蒸着により成膜した場合、例えば有機ＥＬ素子を駆動制御する外部回路とは電気的に絶縁されている。また、無機層８の形成材料は、光デバイス１の外的条件、駆動条件などにより各種材料を採用することができる。具体的には、無機層８は、アルミニウムなどの各種金属、金属酸化物等の導電材料を採用することができる。また、無機層８は、上部電極６と同一材料により形成されていることが好ましい。
無機層８は、例えば図３に示すように、有機材料層７の形成領域より狭い範囲に形成するとともに、上部電極６の形成領域より広い範囲に形成する。また、無機層８は真空蒸着により形成される。上述したように本実施形態では有機発光機能層５、上部電極６、有機材料層７、無機層８を真空蒸着法により形成することで、製造プロセスの簡略化を実現することができる。
【００３７】
封止部材９は、基板２上に形成された有機ＥＬ素子１００を封止材料により封止する。光デバイス１Ｊの封止接合方法としては、気密封止、膜封止、固体封止などの各種方法を採用することができる。本実施形態では図３に示すように、素子側の基板２と、例えばガラスや金属材料等の各種材料からなる封止基板９１との間をエポキシ樹脂等の接着剤などの封止材料９２を介して封止を行う。この際、接着剤を、有機ＥＬ素子が形成された面側の全面に塗布して封止する。また、有機ＥＬ素子に対応する位置に凹部とする封止基板９１を接着剤を介して基板２と貼合封止する。この際、凹部に乾燥部材を形成しても良く、封止材料９２を封止膜として用いた膜封止を行っても構わない。つまり、封止材料９２は本発明に係る封止部の一実施形態に相当する。
【００３８】
また、光デバイス１は、有機材料層７と無機層８が重なる領域（有機材料層７と無機層８の界面）７８の端部８ａが、有機発光機能層５と上部電極６とが重なる領域（有機発光機能層５と上部電極６との界面）５６の端部６ａより封止部９の外端部９０１ａ側に、有機材料層７を介して離間して形成されている。
また、有機発光機能層５と上部電極６との界面５６の端部６ａが、有機材料層７により覆われた構造を有する。
また、有機材料層７と無機層８との界面７８の端部近傍領域に、劣化因子を捕捉して該劣化因子による有機発光機能層５の劣化を低減させる捕捉部が形成されている。詳細には、この捕捉部は、劣化因子が例えば有機材料層７と無機層８の界面に侵入しやすいという特性を利用している。
【００３９】
上記構成の光デバイス１の自発光素子１００は、下部電極３，上部電極６間に電圧を印加することによって、下部電極３及び上部電極６の一方に形成される陰極側から電子が注入され、下部電極３及び上部電極６の他方に形成される陽極側から正孔が注入されて、それらが発光層５２で再結合し、この再結合により発光層５２内の有機分子の電子状態が基底状態から、励起状態に遷移し、励起状態から基底状態に遷移する際に発光する。
【００４０】
また、上記構成の光デバイス１では、下部電極３及び上部電極６間に有機発光機能層５が挟持された自発光素子１００上に、有機材料層７が形成され、その有機材料層７上に無機層８が形成されているので、例えば封止部材９２の未硬化成分、溶剤、外部雰囲気からの水や酸素などの劣化因子が、上部電極６と有機発光機能層５間の界面５６へ侵入することを低減することができる。
【００４１】
また、上記構成の光デバイス１では、有機材料層７と無機層８の界面７８に、劣化因子を捕捉して、その劣化因子による有機発光機能層５の劣化を低減することができる。また劣化因子が上部電極６と有機発光機能層５間の界面５６へ侵入する量を低減することができる。つまり光デバイス１の発光不良を低減することができる。
【００４２】
また、上記光デバイス１では、有機発光機能層５と上部電極６との界面５６の端部６ａを、例えば規定の厚みの有機材料層７により覆われた構造に形成されているので、有機発光機能層５と上部電極６との界面５６への劣化因子の侵入を低減することができる。
【００４３】
また、上記構成の光デバイス１では、自発光素子１００上に有機材料層７を介して比較的高い熱伝導度の無機層８を備えるので、光デバイス１が発光駆動する際に発生する熱を放熱する効果がある。
【００４４】
また、例えば上部電極６にピンホール等の欠陥がある場合であっても、その上部電極６上に有機材料層７、および無機層８が順に形成されているので、その欠陥を要因とするダークスポットの拡大を防止することができる。
【００４５】
図４は、本発明に係る光デバイスの効果を説明するための、画素の端部に生じる非発光部分の幅の時間変化の一具体例を示す図である。縦軸は例えば図２に示すように、画素１１の端部に生じる非発光部分の幅（ｗ）を示し、横軸は高温高湿環境下での保管時間（ｔ）を示す。
【００４６】
例えば図１に示した一般的な構造の光デバイス１Ｊでは、図４に示したグラフＪ１のように、所定時間（ｔ１）前には、非発光部分の進行が観測されないが、所定時間後（ｔ１）は一定の速度で非発光部分の増加が観測される（非発光部分の幅（ｗ）で評価）。これは、例えば図１に示すように、封止部９の外端部９０１ａから接着剤９２Ｊ内に侵入した劣化因子が、所定時間（ｔ１）をかけて有機発光機能層５Ｊと上部電極６Ｊの界面５６Ｊに到達し、更に侵入したと考えられる。
【００４７】
一方、例えば図３に示した本発明に係る光デバイス１では、図４に示したグラフＰ１のように、所定時間（ｔ１）前において、非発光部分の進行が観測されず、所定時間（ｔ１）後においても非発光部分の進行が観測されない（観測時間内）。これは、例えば図３に示すように、本発明に係る光デバイス１の有機材料層７と無機層８の界面７８に、劣化因子を捕捉することによる効果であると考えられる。
また、図３に示すように、本発明に係る光デバイス１では、有機発光機能層５と上部電極６との界面５６の端部６ａが、所定の厚みの有機材料層７により覆われ、有機材料層７が有機発光機能層５上に成膜された構造を有するので、有機ＥＬ素子１００に劣化因子への侵入をさらに低減する効果がある。
【００４８】
［第１実施例］
次に、本発明の第１実施例に係る光デバイスを説明する。
ガラス製の基板２上に、下部電極３としてＩＴＯからなる陽極を形成し、その上に正孔注入層，正孔輸送層，発光層，電子注入層からなる有機発光機能層５を形成し、その上に上部電極７としてＡｌからなる陰極を形成した有機ＥＬ素子１００とする。
膜厚１１０ｎｍのＩＴＯ（インジウム錫酸化物）からなる陽極が形成されたガラス製の基板２上に、真空度５．０×１０-4Ｐａの各成膜室内で真空蒸着法によって成膜層を成膜した。この際、先ず、ＩＴＯ上に正孔注入層としてＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）を２５ｎｍの膜厚で成膜し、次いで、正孔注入層上に正孔輸送層として、ＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）―１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン）を４５ｎｍの膜厚で成膜した。正孔輸送層層上に発光層及び電子輸送層としてＡｌｑ3を膜厚６０ｎｍ成膜した。次いで、発光層上に電子注入層としてＬｉＦ（フッ化リチウム）を０．５ｎｍの厚さに成膜した。そして、電子注入層上に上部電極６としてＡｌ（アルミニウム）を１００ｎｍの厚さで成膜した。
次いで、上部電極６上に有機材料層７として有機発光機能の一つである電子輸送層と同じ材料のＡｌｑ3 を６０ｎｍ成膜した。有機材料層７は真空蒸着により形成し、有機発光機能層５と上部電極６との界面５６を覆うように成膜する。
その後、有機材料層７上に無機層８として上部電極６と同じ材料のＡｌを１００ｎｍ成膜した。無機層８は真空蒸着により形成し、有機材料層７と無機層８の界面７８の端部８ａが有機発光機能層５と上部電極６との界面５６の端部６ａよりも封止部の外端部９０１ａ側に形成するように成膜する。作製した有機ＥＬ素子をエポキシ樹脂を封止材料９２とし、ガラス製の封止基板９１と基板２とを空間を形成しないように封止して第１実施例に係る光デバイスを完成させた。
【００４９】
［第２実施例］
次に、第２実施例に係る光デバイスを作製した。第１実施例に係る光デバイスと同様な構成については説明を省略する。第２実施例では、有機材料層７を有機発光機能の一つである正孔注入層と同じ材料のＣｕＰｃを６０ｎｍ成膜した以外は前述の実施例１で作製した光デバイスと同様に作製した。
【００５０】
［比較例］
次に、本発明に係る光デバイスの効果を確認するために、有機材料層７および無機層８を形成せずに素子を封止して、比較例に係る光デバイスを作製した。その他の構成は、第１実施例及び第２実施例と同様であるので説明を省略する。
【００５１】
図５，図６は、本発明の実施例に係る光デバイスの効果を説明するための図である。詳細には、図５は、本発明の第１実施例に係る光デバイスと、比較例に係る光デバイスとを温度６０℃、湿度９０％の高温高湿環境下で保存し、図４に示したように経過時間ｔ（横軸単位時間（ｈ））に対する画素１１の端部に生じる非発光部分の幅（ｗ）（縦軸単位μｍ）を示す図である。図６は、本発明の第２実施例に係る光デバイスと、比較例に係る光デバイスとを温度６０℃、湿度９０％の高温高湿環境下で保存して、同様な実験を行った結果を示す図である。
【００５２】
比較例に係る光デバイスでは、図５，図６のグラフＪ２に示すように、約２４０時間前には、非発光部分の進行が観測されないが、約２４０時間経過後から一定の速度で非発光部分の増加が観測された（非発光部分の幅（ｗ）で評価）。
【００５３】
一方、第１実施例に係る光デバイスでは、図５のグラフＰ１１に示すように、約２４０時間前に非発光部分の進行が観測されず、更には約２４０時間経過後であっても非発光部分の進行が観測されなかった（観測時間内）。
【００５４】
また、第２実施例に係る光デバイスでは、図６のグラフＰ１２に示すように、約２４０時間前に非発光部分の進行が観測されず、更には約２４０時間経過後であっても非発光部分の進行が観測されなかった（観測時間内）。
【００５５】
［第２実施形態］
図７は、本発明の第２実施形態に係る光デバイスを説明するための断面図である。上記実施形態と同様な構成や機能については説明を省略する。
本実施形態に係る光デバイス１Ｓでは、図７に示すように、基板２の上部に下部電極３がパターン形成され、その上部にSiO2 、ポリイミド等の第１絶縁膜４により画素（領域）１１が形成される。この画素１１が一つ又は複数形成され、下部電極３および上部電極６への電圧印加により有機発光機能層５内に電流が流れることにより画素１１の表示／非表示が選択される。この画素１１の表示／非表示により光デバイスが所望の情報を表示している。
この画素１１および第１絶縁膜４の上部に有機発光機能層５および上部電極６が形成される。例えば図２に示すように、外端部９０１ａに最も近い画素１１の端部に形成される第１絶縁膜４上に有機発光機能層５および上部電極６の界面５６が形成される。
そして、自発光素子を覆うように第２絶縁膜４１を形成する。更に界面５６を覆うように上部電極６上に第２絶縁膜４１を形成する。好ましくは第２絶縁膜４１は第１絶縁膜４を形成した領域を全て覆うように成膜する。第２絶縁膜４１は、MoO3 （酸化モリブデン）、SnO2 （酸化スズ）等の金属酸化物を真空蒸着により形成する。
次に、この第２絶縁膜４１上の界面５６を覆う範囲に有機材料層７、その上部に無機層８を成膜する。有機材料層７と無機層８の界面７８の端部が第２絶縁膜４１下の界面５６の端部よりも封止部９の外端部９０１ａ側に形成されるように成膜する。
【００５６】
上記構成の光デバイスでは、パターニングされた第１絶縁膜４により画素領域１１が形成され、該画素領域１１内に自発光素子１００が形成され、有機発光機能層５と上部電極６との界面５６の端部が、第１絶縁膜４上に形成されるとともに第２絶縁膜４１により覆われた構造を有するので、第１実施形態と比べて更に有機発光機能層５と上部電極６の界面５６に劣化因子が侵入することを低減することができる。
【００５７】
［第３実施形態］
図８は、本発明の第３実施形態に係る光デバイス１を説明するための図である。図８（Ａ）は上面図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。第１実施形態と同じ構成や機能については説明を省略する。本実施形態に係る光デバイス１は、複数の自発光素子（有機ＥＬ素子）１００が基板２上に略格子状に形成されている。この光デバイス１は、少なくとも一つの画素１１、本実施形態ではマトリックス状の複数個の画素１１を有しており、この画素を形成する有機ＥＬ素子１００が下部電極３と上部電極６間に、発光層５２を含む有機発光機能層５が挟持されている。本実施形態に係る光デバイス１は、図８（Ａ），８（Ｂ）に示すように、例えば電源回路、コントローラＩＣ（Integrated circuit）等の外部回路からの入力信号により、各自発光素子の発光／非発光が制御される。光デバイス１は、この各自発光素子の発光／非発光により各種情報を表示する。以下、光デバイス１として、自発光素子である有機ＥＬ素子を利用した有機ＥＬパネルを説明する。
【００５８】
図８（Ａ），８（Ｂ）に示すように、光デバイス１は、基板２、下部電極（第１電極）３、第１絶縁膜４、発光機能層５、上部電極（第２電極）６、有機材料層７、無機層８、および封止部材９を有する。有機発光機能層５は、第１電荷輸送層５１、発光層５２、および第２電荷輸送層５３を有する。
詳細には、図８（Ａ），８（Ｂ）に示す光デバイス１では、ガラス等の基板２上にＩＴＯのような透明電極が下部電極３として形成され、一つの画素１１を形成するようにＳｉＯ2 やポリイミド等の第１絶縁膜４の開口部が成膜・パターニングされている。開口部内の下部電極３表面上に第１電荷輸送層をＮＰＤのような正孔輸送層で形成する。第１電荷輸送層５１は開口部内と開口部を形成する第１絶縁膜４の上部及び最外部に形成した第１絶縁膜４の上部まで成膜する。その第１電荷輸送層５１上に発光層５２が形成されている。発光層５２の発光材料としては光デバイスの設計事項、例えば単色表示やフルカラー表示、ドットマトリックスやアイコン表示、セグメント表示により適宜選択してよい。例えば、ＤＣＭ１（４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（４’−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン）等のスチリル色素等の赤色を発光する材料やジスチリル誘導体、トリアゾール誘導体等の青色を発光する材料、Ｉｒ（イリジウム）錯体を利用したリン光材料等を採用してもよい。発光層５２の上部には第２電荷輸送層５３が形成されている。第２電荷輸送層５３は例えばアルミニウム錯体（Ａｌｑ3 ）等の各種材料により電子輸送層が形成されている。発光層５２および第２電荷輸送層５３は第１電荷輸送層５１と同様に開口部を形成する第１絶縁膜４の上部及び最外部に形成した第１絶縁膜４の上部まで成膜する。
【００５９】
第１電荷輸送層５１、発光層５２、及び第２電荷輸送層５３を備える有機発光機能層５を成膜した上部に、上部電極６が成膜されている。上部電極６の形成材料としては、例えばＡｌ等の各種金属材料を採用することができる。この上部電極６は開口部を形成する第１絶縁膜４の上部及び最外部に形成された第１絶縁膜４の上部まで成膜されているが、図８（Ｂ）に示すように、有機発光機能層５の成膜範囲よりも狭い成膜範囲に形成されていることが好ましい。
上部電極６の上部には、上部電極６の成膜範囲よりも広い範囲に有機材料層７が成膜されている。例えば有機材料層７は、有機発光機能層５を構成する有機材料の中で同じ材料のものを選択することが好ましい。詳細には、有機材料層７を形成する際に、例えば第２電荷輸送層５３の形成材料であるＡｌｑ3 を、アルミニウム（Ａｌ）からなる上部電極６の上部に成膜・パターニングする。この際、図８（Ｂ）に示すように、有機材料層７の成膜範囲は、上部電極６より広い範囲に成膜する。詳細には、図８（Ｂ）に示すように、上部電極６の端部６ａより画素の外側に、有機発光機能層５と有機材料層７とが重なりあうように成膜する。本実施形態に係る光デバイス１では、有機発光機能層５と有機材料層７との界面をなくすことにより、有機ＥＬ素子１００の劣化因子が、有機発光機能層５と上部電極６の界面５６の界面に侵入することを低減して、それを要因とする有機ＥＬ素子１００の発光不良を低減することができる。
【００６０】
また、図８（Ｂ）に示すように、有機材料層７の上部に導電材料により無機層８を成膜する。この無機層８は、有機ＥＬ素子１００の下部電極３、上部電極６と電気的に絶縁状態が確保されており、さらに光デバイス１の有機ＥＬ素子１００を駆動するための外部回路８５（８５１，８５２）や第１電極側フレキシブル基板８０１（８０）や第２電極側フレキシブル基板８０２（８０）とも、電気的な絶縁状態が確保されている。つまりこの有機材料層７、無機層８は、有機ＥＬ素子１００の発光／非発光には関与していない。
【００６１】
また、図８（Ｂ）に示すように、無機層８の上部には、封止材料（接着剤）９２により封止基板９１が接合されている。封止材料９２としては、例えば熱硬化樹脂や光硬化樹脂等の有機樹脂を採用することができる。封止基板９１は、例えば平板状のガラス材料、金属基板やプラスチック材等からなり、水分をバリアする機能を有するもので形成されることが好ましい。また、図８（Ａ），８（Ｂ）には図示していないが、封止基板９１と基板２の外周部をシール材等で封止してもよい。
また、図８（Ｂ）に示すように、有機材料層７と無機層８が重なる領域（有機材料層７と無機層８の界面）７８の端部が、有機発光機能層５と上部電極６が重なる領域（有機発光機能層５と上部電極６の界面）５６の端部６ａより封止部９の外端部９０１ａ側に、有機材料層７を介して離間して形成されている。
【００６２】
光デバイス１の製造方法の一例を説明する。本実施形態に係る光デバイス１の製造方法は、例えば、下部電極形成工程、第１絶縁膜形成工程、有機発光機能層形成工程（第１輸送層形成工程、発光層形成工程、第２輸送層形成工程）、上部電極形成工程、有機材料層形成工程、無機層形成工程、封止工程、及び後処理工程を有する。以下、図８〜図１６を参照しながら、本実施形態に係る光デバイス１の製造方法を詳細に説明する。
【００６３】
［下部電極（第１電極）形成工程］
図９は、本発明の一実施形態に係る光デバイスの製造方法の下部電極形成工程を説明するための図である。図９（Ａ）は上面図であり、図９（Ｂ）は図９（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。
先ず、例えばガラス等の基板２上にＩＴＯ、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透明電極を下部電極（第１電極）３としてスパッタ成膜法等の各種成膜法により、全面に略一定の膜厚に成膜する。本例では、下部電極３を正孔注入電極として説明するが、逆に電子注入電極として形成しても良い。その後、有機ＥＬ素子の一部である下部電極３、有機ＥＬ素子１００の発光／非発光の制御信号を外部回路から入力するための下部電極用引出配線３ａと上部電極（第２電極）用引出配線３ｂをパターニングする。
詳細には、図９（Ａ），９（Ｂ）に示すように、下部電極３と下部電極用引出配線３ａを形作る複数の下部電極（第１電極）ライン３Ａと複数の上部電極用引出配線３ｂを、フォトリソグラフィ法でストライプ状にパターニングする。このとき、第１電極の表面を平滑にするために、上記基板２上に成膜された導電材料もしくは成膜後にパターニングされた導電材料に対して、研磨やエッチング等の表面処理を施してもよい。また、下部電極用引出配線３ａや上部電極用引出配線３ｂの上部に、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）等の低抵抗金属やその合金を積層してパターニングしてもよい。
【００６４】
［画素領域形成工程（第１絶縁膜形成工程）］
図１０は、本発明の一実施形態に係る光デバイス１の製造方法の画素領域形成工程（第１絶縁膜形成工程）を説明するための図である。図１０（Ａ）は上面図であり、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。
上述したように、一つの有機ＥＬディスプレイが情報表示を行うために、一つの有機ＥＬ素子１００を一つの画素１１として利用している。この複数の画素１１を有する有機ＥＬディスプレイを示しており、この画素１１の発光領域を第１絶縁膜４の開口部にて形成している。第１絶縁膜４は、例えば有機材料のポリイミド、無機材料の酸化珪素等を基板２の下部電極パターニング側の全面に成膜する。
先ず、例えばポリイミド前駆体、ノボラック樹脂、酸化珪素等の第１絶縁膜用材料を、基板２上の第１電極形成側の全面に、スピンコートやスパッタ法等の製造方法により成膜する。その後、図１０（Ａ），１０（Ｂ）に示すように、その第１絶縁膜を格子状にパターニングする。詳細には、第１絶縁膜４を、ストライプ状に複数並んでパターニングされている下部電極ライン３Ａ間と、その下部電極ライン３Ａに対して直交する方向に格子状になるようにフォトリソグラフィーによりパターニングする。パターニング後、必要に応じてキュア工程を実施する。図１０（Ｂ）には、下部電極３の両端に複数第１絶縁膜４が存在するように示したが、本実施形態に係る第１絶縁膜４は、図１０（Ａ）に示すように、１回の成膜で形成された一層の第１絶縁膜４を規定形状にパターニングして作製される。なお、第１絶縁膜４は、絶縁材料の成膜およびパターニングを複数行うことにより作製してもよい。本発明のに係る光デバイス１を形成できればよい。また画素領域形成工程（第１絶縁膜形成工程）において、上部電極６をパターニングするためのオーバーハングを有する隔壁や、塗分け用マスクが有機発光機能層５と接触しないようにするためにマスク支持層を形成してもよい。
【００６５】
［第１輸送層形成工程］
図１１は、本発明の一実施形態に係る光デバイスの製造方法の第１電荷輸送層形成工程を説明するための図である。図１１（Ａ）は上面図であり、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。
【００６６】
上記画素領域形成工程後、第１電極や第１絶縁膜４等が形成された基板２に、前処理工程を施す。前処理工程としては、例えば界面活性剤や純水等による洗浄工程や、ＵＶ（Ultraviolet）照射／オゾン洗浄やプラズマ洗浄等の各種洗浄工程を採用することができる。
次に、前処理工程後、その基板２を真空度１×１０-4Ｐａに設定した成膜室（不図示）内に搬送し、例えば抵抗加熱蒸着法等の各種製造方法により有機材料の成膜を行う。抵抗加熱蒸着法は、成膜室に基板２を設置し、成膜材料を充填した成膜源を加熱することにより、蒸発や昇華する成膜材料を第１絶縁膜４により区画された開口部内に成膜する。本実施形態では真空蒸着法による成膜方法の説明を行うが、その他にも高分子材料を塗布法、印刷法による成膜法、レーザ熱転写法等による成膜方法により成膜層を形成しても良い。
【００６７】
例えば、ＮＰＢ（N,N-di(naphtalence)-N,N-dipheneyl-benzidene）を第１電荷輸送層５１として成膜する。第１電荷輸送層５１は、下部電極３から注入される正孔（若しくは電子）を発光層５２に輸送する機能を有する。この第１電荷輸送層５１は、１層だけ積層したものでも２層以上積層したものであってもよい。また第１電荷輸送層５１は、単一の材料による成膜ではなく、複数の材料により一つの層を形成しても良く、電荷輸送能力の高いホスト材料に電荷供与（受容）性の高いゲスト材料をドーピングしてもよい。また、第１電荷輸送層５１は、開口部内、開口部を形成する第１絶縁膜４の上部及び最外部に形成した第１絶縁膜４の上部まで成膜する。また第１電荷輸送層５１と下部電極３間に銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等の正孔注入層を形成してもよい。
本実施形態に係る下部電極３は、正孔注入電極に相当するので、有機発光機能層５は正孔輸送層として用いられている一般的な材料を利用することができる。また有機発光機能層５は、上記実施形態に限られるものではなく、本発明に係る光デバイス１を利用する状況、環境など各種条件に応じて材料、膜厚、成膜方法などを設計してもよい。
【００６８】
［発光層形成工程］
図１２は、本発明の一実施形態に係る光デバイスの製造方法の発光層形成工程を説明するための図である。図１２（Ａ）は上面図であり、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。
次に、図１２（Ａ），１２（Ｂ）に示すように、第１電荷輸送層５１の上部に発光層５２を成膜する。本例では、抵抗加熱蒸着法により、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の発光層を塗分け用マスクを利用してそれぞれの成膜領域に成膜する。赤（Ｒ）としてＤＣＭ１等のスチリル色素等の赤色を発光する有機材料を用いる。緑（Ｇ）としてＡｌｑ3 等の緑色を発光する有機材料を用いる。青（Ｂ）としてジスチリル誘導体、トリアゾール誘導体等の青色を発光する有機材料を用いる。勿論、他の材料でも、ホスト-ゲスト系の層構成でも良く、発光形態も蛍光発光材料を用いてもりん光発光材料を用いたものであってもよい。発光層５２は、開口部内、開口部を形成する第１絶縁膜４の上部及び最外部に形成した第１絶縁膜４の上部まで成膜する。
【００６９】
［第２電荷輸送層形成工程］
図１３は、本発明の一実施形態に係る光デバイスの製造方法の第２電荷輸送層形成工程を説明するための図である。図１３（Ａ）は上面図であり、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。
次に、図１３（Ａ），（Ｂ）に示すように、抵抗加熱蒸着法等の各種成膜方法により、例えばアルミニウム錯体（Ａｌｑ3 ）等の各種材料を第２電荷輸送層５３として発光層５２上に成膜する。第２電荷輸送層５３は、上部電極６から注入される電子を発光層５２に輸送する機能を有する。この第２電荷輸送層５３は、１層だけ積層したものでも２層以上積層した多層構造を有してもよい。また、第２電荷輸送層５３は、単一の材料による成膜ではなく、複数の材料により一つの層を形成しても良く、電荷輸送能力の高いホスト材料に電荷供与（受容）性の高いゲスト材料をドーピングしても形成してもよい。
また、本実施形態に係る上部電極６は、電子注入電極に相当するので、第２電荷輸送層５３は電子輸送層として用いられる一般的な材料を利用することができる。なお第２電荷輸送層５３は、上記実施形態に限られるものではなく、光デバイス１を利用する状況、環境など各種条件に応じてに材料、膜厚、成膜方法を設計してもよい。また、第２電荷輸送層５３は、開口部内、開口部を形成する第１絶縁膜４の上部及び最外部に形成した第１絶縁膜４の上部まで成膜する。
【００７０】
［上部電極（第２電極）形成工程］
図１４は、本発明の一実施形態に係る光デバイスの製造方法の上部電極形成工程を説明するための図である。図１４（Ａ）は上面図であり、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。
次に、図１４（Ａ），１４（Ｂ）に示すように、第２電荷輸送層５３の上部に上部電極６を形成する。詳細には第２電荷輸送層５３の上部に、上部電極（第１電極）ライン３Ａと直交する方向に沿って上部電極６の形成材料を成膜およびパターニングして、上部電極６を形成する。図１４（Ａ）に示すように、ライン状に形成された上部電極６を上部電極（第２電極）ラインという。
このパターニング方法は、成膜用マスクを利用したパターニング方法でも、上部電極ラインと平行な方向に設けた隔壁によるパターニング方法でもよい。上部電極ラインは、第１絶縁膜４の開口部が形成されている上部電極６と下部電極形成工程中に形成した上部電極用引出配線３ｂと電気的に接続するように成膜する。上部電極６は、電子注入電極として機能するように正孔注入電極より仕事関数の低い材料を用いる。本実施形態に係る上部電極６は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やマグネシウム合金（Ｍｇ-Ａｇ）を利用するのが好ましい。但し、Ａｌは電子注入能力が低いためにＡｌと第２電荷輸送層５３との間にＬｉＦのような電子注入層を設けることが好ましい。
この上部電極６の成膜範囲は、図１４（Ａ），１４（Ｂ）に示すように、有機発光機能層５の成膜範囲よりも狭い領域に成膜する。このときは蒸着マスクを利用して塗分けを行う。詳細には上部電極６は、図１４（Ａ），１４（Ｂ）に示すように、有機発光機能層５の端部領域５０１ａが露出するように成膜する。
【００７１】
［有機材料層形成工程］
図１５は、本発明の一実施形態に係る光デバイスの製造方法の有機材料層形成工程を説明するための図である。図１５（Ａ）は上面図であり、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。
次に、図１５（Ａ），（Ｂ）に示すように、上部電極６の上部に、上記第１電荷輸送層５１、発光層５２、第２電荷輸送層５３を備える有機発光機能層５のいずれか一つの有機層と同じ材料で、有機材料層７を成膜およびパターニングする。
有機材料層７の成膜は、例えば第２電荷輸送層５３から同じ真空蒸着によって行う。有機材料層７は、例えば、図１５（Ａ），１５（Ｂ）に示すように、有機発光機能層５の端部領域５０１ａを覆うように成膜する。この際、有機材料層７と有機発光機能層５の界面５７では、層間の親和性が比較的大きいので、実質的に界面がないような状態である。
【００７２】
［無機層形成工程］
図１６は、本発明の一実施形態に係る光デバイスの製造方法の無機層形成工程を説明するための図である。図１６（Ａ）は上面図であり、図１６（Ｂ）は図１６（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。
次に、有機材料層７の上部に、アルミニウム（Ａｌ）等の各種金属材料により無機層を成膜する。この際、図１６（Ａ），１６（Ｂ）に示すように、無機層８を有機材料層７より、面積を狭くして成膜する。無機層８の成膜は、第１電荷輸送層形成工程から同じ真空蒸着によって行う。
【００７３】
また、上記有機材料層形成工程および無機層形成工程時に、図１６（Ａ），１６（Ｂ）に示すように、有機材料層７と無機層８が重なる領域７８の端部８ａを、有機発光機能層５と上部電極６とが重なる領域５６の端部６ａより画素の外側に、有機材料層７を介して離間して形成する。
また、上記有機材料層形成工程時には、有機材料層７と無機層８が重なる有機発光機能層５と上部電極６との界面５６の端部が、有機材料層７より覆われるように形成する。
【００７４】
［封止工程、後処理工程］
次に、図８（Ａ），８（Ｂ）に示すように、無機層８の成膜パターニング終了後に封止部材９を用いた封止工程を行う。本実施形態では封止部材９をガラス等の各種材料からなる封止基板９１と、接着剤などの封止材料９２により形成されている。詳細には、封止材料を、基板２と封止基板９１との封止空間にエポキシ樹脂等を気密に充填して、固化させる。また、凹状加工ガラス、平板ガラス等を封止部材として接着剤を介して貼合せ、形成される空間内にシリコーンオイル等の液体を充填しても、前記空間内に固形の乾燥部材を配設しても良い。また、有機ＥＬディスプレイの薄型化を図るために、封止部材９を窒化シリコンや窒化酸化シリコン、MoO3 （酸化モリブデン）、SnO2 （酸化スズ）等の金属酸化物等の封止膜で形成してもよい。このとき、封止膜は有機材料層と無機層上全面を覆うように形成する。封止膜は真空蒸着で形成してもＣＶＤ法や塗布等で形成しても構わない。また、封止膜を利用した膜封止のみで光デバイスを封止してもよく、封止膜を施したものに封止基板と封止材料とで固体封止を施して光デバイスを封止しても、封止基板により気密封止を施して光デバイスを形成してもよい。
【００７５】
上記封止工程後に、上記構成要素が形成された基板２を有機ＥＬ素子１００と外部回路８５（８５１，８５２）とを接続するために基板２上に形成してある下部電極用引出配線３ａおよび上部電極用引出配線３ｂの位置にフレキシブル基板８０（８０１，８０２）などの配線基板を圧着する。本実施形態では、外部回路８５と上部電極及び下部電極との接続をフレキシブル基板８０により行ったが、駆動回路を基板上に形成するＣＯＧ（Chip on glass）、フレキシブル基板８０上に駆動回路を形成したＦＯＧ（Flip Chip on Glass）等の各種実装技術を採用してもよい。外部回路８５と圧着接合終了後に検査工程やエージング工程等を施した後、光デバイス１が完成する。
【００７６】
本実施形態に係る光デバイス１の製造方法では、第１電荷輸送層形成工程、発光層形成工程、第２電荷輸送層形成工程、上部電極形成工程、有機材料層形成工程、無機層形成工程を、真空蒸着法により行うことで、製造プロセスの簡略化を実現することができる。
また、上記構成の光デバイス１では、有機ＥＬ素子１００の上部に有機材料層７と無機層８が成膜されているので、有機発光機能層５と上部電極６間への劣化因子の侵入による発光不良を低減することができる。
また、本発明に係る光デバイス１は、パッシブマトリクス駆動型であるが、この形態に限られるものではなく、例えば（Thin Film Transistor）を設けたアクティブ駆動型有機ＥＬパネルに、本発明に係る光デバイス１を適用してもよい。
【００７７】
以上説明したように、上記光デバイス１の製造方法により、簡単に上記構成の光デバイス１を作製することができる。
【００７８】
［第４実施形態］
図１７は、本発明の第４実施形態に係る光デバイス１Ｂを説明するための断面図である。上記第１実施形態および第２実施形態と同じ構成、および機能等については説明を省略する。
本実施形態に係る光デバイス１Ｂでは、図１７に示すように、自発光素子１００の上部電極６上に形成された有機材料層７と、下部電極３及び上部電極６との絶縁が確保された状態で、有機材料層７上に形成された無機層８とを有する。また、光デバイス１Ｂでは、図１７に示すように、有機発光機能層５と上部電極６との界面５６の端部６ａが、第１絶縁膜４により覆われた構造を有する。光デバイス１Ｂでは、基板２および／または下部電極３上に形成された第１絶縁膜４に、上部電極６の端部６ａ、有機材料層７の端部７ａ、無機層８の端部８ａが接する構造を有する。
また、光デバイス１Ｂは、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、図１７に示すように、有機材料層７と無機層８とが重なる領域（有機材料層７と無機層８の界面））７８の端部が、有機発光機能層５と上部電極６とが重なる領域（有機発光機能層５と上部電極６の界面）５６の端部より、封止部９の外端部９０１ａ側に、有機材料層７を介して離間して形成されている。
また、光デバイス１Ｂでは、有機材料層７と無機層８との界面７８の端部近傍領域に、劣化因子を捕捉して該劣化因子による有機発光機能層の劣化を低減させる捕捉部が形成されている。
【００７９】
上記構成の光デバイス１Ｂの製造方法は、第１実施形態〜第３実施形態と略同様な点については説明を省略する。本実施形態に係る光デバイス１Ｂの製造方法では、有機発光機能層５以上の各層の端部が第１絶縁膜４に接するような構造に形成する。
【００８０】
上記構成の光デバイス１Ｂでは、例えば劣化因子が無機層８と第１絶縁膜４との界面を通って侵入したとしても、有機材料層７と無機層８の界面に形成されている捕捉部に劣化因子が捕捉されるので、有機発光機能層５と上部電極６間に劣化因子が侵入することを更に低減することができる。
【００８１】
［第５実施形態］
図１８は、本発明の第５実施形態に係る光デバイス１Ｃを説明するための図である。図１８（Ａ）は上面図であり、図１８（Ｂ）は図１８（Ａ）に示した領域Ａ付近の断面図である。第１〜第４実施形態と同様な構成、および機能については説明を省略する。
本実施形態に係る光デバイス１Ｃは、アクティブマトリクス駆動型であり、詳細には図１８（Ａ），１８（Ｂ）に示すように、有機ＥＬ素子１００の駆動を制御するＴＦＴが形成された基板２（ＴＦＴ基板）上に、有機ＥＬ素子１００が形成されている。
より詳細には、光デバイス１Ｃは、図１８（Ａ），１８（Ｂ）に示すように、有機材料層７と無機層８が重なる領域（有機材料層７と無機層８の界面））７８の端部が、有機発光機能層５と上部電極６とが重なる領域（有機発光機能層５と上部電極６の界面）５６の端部より、封止部９の外端部９０１ａ側に、有機材料層７を介して離間して形成されている。また、ＴＦＴが下部電極３に電気的に接続されている。このＴＦＴは、図１８（Ｂ）に示すように、下部電極３に隣接して形成されていてもよいし、基板２上に平坦化層（不図示）を形成しておき、その平坦化層内に形成されていてもよい。
以上説明したように、本発明をアクティブマトリクス駆動型の光デバイス１Ｃに適用してもよい。
【００８２】
なお、本発明は上述した実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態を組み合わせて実施してもよい。
また、上記有機発光機能層５は、上述した実施形態に限られるものではなく、各種有機材料により形成してもよい。
【００８３】
以上説明したように、本発明に係る光デバイス１は、下部電極３及び上部電極６間に発光層５２を含む有機発光機能層５が挟持された自発光素子（有機ＥＬ素子）１００を一つの画素１１として、画素１１が一つ又は複数個、基板２上に直接又は他の層を介して形成されており、有機ＥＬ素子１００の上部電極６上に形成された有機材料層７と、下部電極３及び上部電極６との絶縁が確保された状態で、有機材料層７上に形成された無機層８と、基板上に形成された自発光素子（有機ＥＬ素子）１００を封止材料９２により封止する封止部９とを有し、有機材料層７と無機層８が重なる領域（界面７８）の端部が、有機発光機能層５と上部電極６が重なる領域（界面５６）の端部より封止部９の外端部（９０１ａ）側に、有機材料層７を介して離間して形成されているので、上部電極６と有機発光機能層５間に劣化因子が侵入することを低減することができる。また、その劣化因子の侵入を要因とする発光不良を低減することができる。
【００８４】
また、有機発光機能層５と上部電極６との界面５６の端部が、有機材料層７又は第１絶縁膜４により覆われた構造を有するので、上部電極６と有機発光機能層５間に劣化因子が侵入することを低減することができる。
【００８５】
つまり、有機材料層７と無機層８との界面７８の端部近傍領域に、劣化因子を捕捉して該劣化因子による有機発光機能層５の劣化を低減させる捕捉部が形成されているので、上部電極６と有機発光機能層５間に劣化因子が侵入することを低減することができる。
【００８６】
また、有機材料層７は、上部電極６上に、その上部電極６の成膜領域より広い範囲に形成され、無機層８は、有機材料層７上に、該有機材料層７の成膜領域より狭い範囲に形成されている。したがって、有機発光機能層５上の一部に有機材料層７が界面５７を形成するように成膜される。好ましくは有機材料層７としては、有機発光機能層を構成する少なくとも一つの有機材料を含むので、有機発光機能層５と有機材料層７の間の界面５７が、実質的に界面がないような状態に形成することができ、上部電極６と有機発光機能層５間に劣化因子が侵入することを低減することができる。
【００８７】
また、基板２および／または下部電極３上に形成された第１絶縁膜４に、上部電極６の端部、有機材料層７の端部、および無機層８の端部が接する構造を有し、有機材料層７と無機層８とが重なる領域（界面７８）の端部が、有機発光機能層５と上部電極６とが重なる領域（界面５６）の端部より外側に有機材料層７を介して離間して形成されているので、さらに上部電極６と有機発光機能層５間に劣化因子が侵入することを低減することができる。
【００８８】
また、上記有機発光機能層５、上部電極６、有機材料層７、無機層８を真空蒸着法により形成することで、例えば上部電極６をスパッタ法により形成する場合と比べて、有機発光機能層５に与えるダメージを低減することができ、簡単な製造工程により本発明に係る構成の光デバイスを形成することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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