(57)【要約】【課題】封止性能を下げずに非発光領域の割合を削減すること。【解決手段】封止構造付発光素子１は、透明基板２と、透明基板２の表面上に形成された有機ＥＬ素子３と、有機ＥＬ素子３を封止する封止構造４と、を具備する。封止構造４は、有機ＥＬ素子３全体を被覆したバリア多層膜８と、バリア多層膜８の外縁に堆積してなる無機物シール膜９と、を具備する。バリア多層膜８は、下層から順に樹脂層８ａ、無機物バリア層８ｂ、樹脂層８ｃ、無機物バリア層８ｄの順に積層した積層構造を成しており、有機ＥＬ素子３の外縁を跨って透明基板２上にも形成されている。エアロゾル化した無機物をバリア多層膜８の外縁に吹き付けることによって、無機物シール膜９が形成される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも第一電極、ＥＬ層、第二電極の順に積層したＥＬ素子を封止する封止方法において、
樹脂層と、該樹脂層に接して該樹脂層上に積層した無機物層とを少なくとも含む多層膜で前記ＥＬ素子全体を被覆し、前記多層膜を前記ＥＬ素子の外縁を跨って前記基板上に形成する工程と、
前記多層膜の外縁に向けてエアロゾル化した無機物を吹き付けることによって前記多層膜の外縁にシールのための無機物を堆積させる工程と、を含むことを特徴とする封止方法。
【請求項２】
少なくとも第一電極、ＥＬ層、第二電極の順に積層した複数のＥＬ素子であって基板上に配列された複数のＥＬ素子を封止する封止方法において、
樹脂層と、該樹脂層に接して該樹脂層上に積層した無機物層とを少なくとも含む多層膜で前記複数のＥＬ素子をまとめて被覆し、前記多層膜を前記複数のＥＬ素子全体の外周を跨って前記基板上に形成する工程と、
前記多層膜の外縁に向けてエアロゾル化した無機物を吹き付けることによって前記多層膜の外縁にシールのための無機物を堆積させる工程と、を含むことを特徴とする封止方法。
【請求項３】
セラミック微粒子とキャリアガスとを攪拌することによって、前記エアロゾル化した無機物を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の封止方法。
【請求項４】
金属材料をキャリアガス中で蒸発させることによって、前記エアロゾル化した無機物を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の封止方法。
【請求項５】
アクリレートモノマー、メタクリレートモノマー、アクリレートオリゴマー若しくはメタクリレートオリゴマー又はこれらの組み合わせをフラッシュ蒸着により堆積して光重合させることによって前記樹脂層を形成することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の封止方法。
【請求項６】
酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム若しくは導電性金属酸化物又はこれらの混合物を気相成長法により前記樹脂層上に堆積することによって前記無機物層を形成することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の封止方法。
【請求項７】
基板上に少なくとも第一電極、ＥＬ層、第二電極の順に積層したＥＬ素子を封止する封止構造において、
前記ＥＬ素子全体を被覆するとともに前記ＥＬ素子の外縁を跨って前記基板上に形成され、樹脂層と、該樹脂層に接して該樹脂層上に積層した無機物層とを少なくとも含む多層膜と、
前記多層膜の外縁を被覆した無機物シール膜と、を具備することを特徴とする封止構造。
【請求項８】
少なくとも第一電極、ＥＬ層、第二電極の順に積層した複数のＥＬ素子であって基板上に配列された複数のＥＬ素子を封止する封止構造において、
前記複数のＥＬ素子をまとめて被覆するとともに前記複数のＥＬ素子全体の外周を跨って前記基板上に形成され、樹脂層と、該樹脂層に接して該樹脂層上に積層した無機物層とを少なくとも含む多層膜と、
前記多層膜の外縁を被覆した無機物シール膜と、を具備することを特徴とする封止構造。
【請求項９】
前記無機物シール膜はエアロゾル化した無機物を前記多層膜の外縁に吹き付けることで形成されたことを特徴とする請求項７又は８に記載の封止構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を封止する封止方法及び封止構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＬ素子には、例えば第一電極、絶縁膜、無機ＥＬ層、絶縁膜、第二電極の順に積層した無機ＥＬ素子と、第一電極、有機ＥＬ層、第二電極の順に積層した有機ＥＬ素子とがある。特に有機ＥＬ素子は、表示装置の画素、露光装置の光源、液晶ディスプレイのバックライト、その他の光源と開発用途が広がっている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は外気中の水分、酸素等によって劣化しやすいため、封止構造によって封止されている。例えば、特許文献１には、基板上に形成された有機ＥＬ素子を被覆した樹脂封止膜と、この樹脂封止膜を被覆した無機物封止膜とからなる封止構造について記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２２３２６４号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この封止構造では、有機ＥＬ素子を劣化させる水分、酸素等の劣化因子が積層方向に直交する方向に外部から浸透してしまい、有機ＥＬ素子までに到達する恐れがあり、十分に保護できなかった。さらに、封止構造の樹脂封止膜及び無機物封止膜は有機ＥＬ素子の外縁を跨って基板上にも形成されているが、基板と封止構造との間の界面を通じて、つまり積層方向に沿って劣化因子が浸透して有機ＥＬ素子までに到達する恐れがある。そこで、劣化因子がその界面を通じて有機ＥＬ素子までに到達する時間を遅らせるために、樹脂封止膜及び無機物封止膜を基板面方向に形成する範囲を拡張して、樹脂封止膜及び無機物封止膜の端面から有機ＥＬ素子の端部までの距離を長くすることが考えられるが、そのようにすると樹脂封止膜及び無機物封止膜が形成されている範囲の割合が増え、有機ＥＬ素子が形成されている範囲の割合が減る。樹脂封止膜及び無機物封止膜が形成されている範囲は発光しない領域であり、その範囲は基本的には表示面として機能せず特に携帯電話等の小型パネルには不適である。樹脂封止膜及び無機物封止膜が形成されている範囲を狭くすれば、上述したように封止性が芳しくなく、有機ＥＬ素子の発光寿命を短くしていた。
そこで、本発明は、上記のような問題点を解決しようとしてなされたものであり、封止性能を下げずに非発光領域の割合を削減することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、例えば図１に示すように、基板（例えば、透明基板２）上に少なくとも第一電極（例えば、アノード５）、ＥＬ層（例えば、ＥＬ層６）、第二電極（例えば、カソード７）の順に積層したＥＬ素子（例えば、有機ＥＬ素子３）を封止する封止方法において、
樹脂層（例えば、第一の樹脂層８ａ）と、該樹脂層に接して該樹脂層上に積層した無機物層（例えば、第二の無機物バリア層８ｂ）とを少なくとも含む多層膜（例えば、バリア多層膜８）で前記ＥＬ素子全体を被覆し、前記多層膜を前記ＥＬ素子の外縁を跨って前記基板上に形成する工程と、
前記多層膜の外縁に向けてエアロゾル化した無機物を吹き付けることによって前記多層膜の外縁にシールのための無機物（例えば、無機物シール膜９）を堆積させる工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、例えば図７に示すように、少なくとも第一電極、ＥＬ層、第二電極の順に積層した複数のＥＬ素子であって基板上に配列された複数のＥＬ素子（例えば、有機ＥＬ型表示部１０３）を封止する封止方法において、
樹脂層（例えば、第一の樹脂層１０８ａ）と、該樹脂層に接して該樹脂層上に積層した無機物層（例えば、第二の無機物バリア層１０８ｂ）とを少なくとも含む多層膜（例えば、バリア多層膜１０８）で前記複数のＥＬ素子をまとめて被覆し、前記多層膜を前記複数のＥＬ素子全体の外周を跨って前記基板上に形成する工程と、
前記多層膜の外縁に向けてエアロゾル化した無機物を吹き付けることによって前記多層膜の外縁にシールのための無機物（例えば、無機物シール膜１０９）を堆積させる工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
請求項７に記載の発明は、基板上に少なくとも第一電極、ＥＬ層、第二電極の順に積層したＥＬ素子を封止する封止構造において、
前記ＥＬ素子全体を被覆するとともに前記ＥＬ素子の外縁を跨って前記基板上に形成され、樹脂層と、該樹脂層に接して該樹脂層上に積層した無機物層とを少なくとも含む多層膜と、
前記多層膜の外縁を被覆した無機物シール膜と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
請求項８に記載の発明は、少なくとも第一電極、ＥＬ層、第二電極の順に積層し、基板上に配列された複数のＥＬ素子を封止する封止構造において、
前記複数のＥＬ素子をまとめて被覆するとともに前記複数のＥＬ素子全体の外周を跨って前記基板上に形成され、樹脂層と、該樹脂層に接して該樹脂層上に積層した無機物層とを少なくとも含む多層膜と、
前記多層膜の外縁を被覆した無機物シール膜と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の封止構造において、
前記無機物シール膜はエアロゾル化した無機物を前記多層膜の外縁に吹き付けることで形成されたことを特徴とする。
【００１１】
以上のように、多層膜の外縁に向けてエアロゾル化した無機物を吹き付けることによって、多層膜の外縁に無機物が堆積してなる無機物シール膜が形成される。エアロゾル化した無機物の微粒子を吹き付けて堆積させることによって、無機物微粒子が緻密に且つ強固に結着し、無機物シール膜が基板によりよく密着する。無機物シール膜と基板との界面から外気が侵入することが防止され、ＥＬ素子の劣化が抑えられる。そのため、多層膜がＥＬ素子の外縁又は複数のＥＬ素子全体の外周を跨って基板上に形成されている範囲を狭くすることができ、発光しない領域を狭くすることができる。
【００１２】
樹脂層は比較的平坦に形成することができ、無機物層がその樹脂層に接して樹脂層上に積層しているので、無機物層が薄くともピンホール等の欠陥のないものとなる。そのため、本発明に係る封止構造は高い封止性を有する。
また、多層膜に無機物層が含まれているため、積層方向に水分、酸素等が浸透しにくく、ＥＬ素子を水分、酸素等から保護することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の封止方法において、セラミック微粒子とキャリアガスとを攪拌することによって、前記エアロゾル化した無機物を生成することを特徴とする。
従って、沸点が高く蒸発させにくいセラミックであってもエアロゾル化することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の封止方法において、金属材料をキャリアガス中で蒸発させることによって、前記エアロゾル化した無機物を生成することを特徴とする。
従って、金属材料をエアロゾル化することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか一項に記載の封止方法において、アクリレートモノマー、メタクリレートモノマー、アクリレートオリゴマー若しくはメタクリレートオリゴマー又はこれらの組み合わせをフラッシュ蒸着により堆積して光重合させることによって前記樹脂層を形成することを特徴とする。
以上のように樹脂層が熱により硬化したものではなく、光により硬化したものであるため、ＥＬ素子に熱的ダメージを与えずに樹脂層を形成することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５の何れか一項に記載の封止方法において、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム若しくは導電性金属酸化物又はこれらの混合物を気相成長法により前記樹脂層上に堆積することによって前記無機物層を形成することを特徴とする。
従って、無機物層を形成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を実施するための好適な形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１８】
〔第一の実施の形態〕
図１（ａ）は、本発明を適用した封止構造付発光素子１を示した平面図であり、図１（ｂ）は、Ｉ−Ｉ断面における断面図である。
図１に示すように、封止構造付発光素子１は、光を透過する性質（以下、透光性という。）を有するとともに絶縁性を有する透明基板２と、透明基板２の表面上に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子３（以下、有機ＥＬ素子と略称する。）と、有機ＥＬ素子３を封止する封止構造４と、を具備する。
【００１９】
透明基板２は、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、その他のガラス、ＰＭＭＡ（ポリメタクリ酸メチル）、ポリカーボネート、その他の樹脂等の透明な材料で板状又はシート状に形成されている。
【００２０】
有機ＥＬ素子３は、アノードである第一電極５と、有機化合物を含有したエレクトロルミネッセンス層６（以下、ＥＬ層と略称する。）と、カソードである第二電極７と、を具備し、透明基板２から順に第一電極５、ＥＬ層６、第二電極７が積層した積層構造となっている。
【００２１】
第一電極５は、透光性を有するとともに導電性を有し、比較的仕事関数の高い透明電極である。第一電極５は、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ若しくはカドミウム−錫酸化物（ＣＴＯ）又はこれらのうちの少なくとも一つを含む混合物（例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム）かなる。
【００２２】
第一電極５には端子５ａが一体形成されており、この端子５ａの突端が封止構造４の外側に延出している。図示は省略するが端子５ａは絶縁膜によって被覆されている。
【００２３】
第一電極５上には、ＥＬ層６が形成されている。このＥＬ層６は、第一電極５から、導電性高分子であるＰＥＤＯＴ（ポリチオフェン）及びドーパントであるＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）からなる正孔輸送層６ａ、ポリフルオレン系発光材料からなる発光層６ｂの順に積層した二層構造である。
なお、ＥＬ層６は、正孔輸送層６ａ及び発光層６ｂからなる二層構造の他に、例えば、第一電極５から順に正孔輸送層、発光層、電子輸送層となる三層構造であっても良いし、発光層からなる一層構造であっても良いし、これらの層構造において適切な層間に電子又は正孔の注入層が介在した積層構造であっても良い。つまり、ＥＬ層６は、正孔及び電子を輸送し、正孔と電子の再結合により励起子を生成して発光するための広義の発光層である。ＥＬ層６は、電子的に中立な有機化合物であることが望ましく、これにより正孔と電子がＥＬ層６でバランス良く注入され、輸送される。ＥＬ層６に電子輸送性の物質が発光層に適宜混合されていても良いし、正孔輸送性の物質が発光層に適宜混合されても良いし、電子輸送性の物質及び正孔輸送性の物質が発光層に適宜混合されていても良い。
【００２４】
ＥＬ層６上には第二電極７が形成されている。第二電極７は、少なくとも仕事関数の低い材料を含み、具体的にはマグネシウム、カルシウム、リチウム、バリウム若しくは希土類からなる単体金属又はこれらの単体を少なくとも一種を含む合金で形成されている。更に、第二電極７が積層構造となっていても良く、例えば、上述のような低仕事関数材料で形成された膜上にアルミニウム、クロム等高仕事関数で且つ低抵抗率の材料で被膜した積層構造でも良い。
【００２５】
第二電極７には端子７ａが接続されており、この端子７ａが封止構造４の外側に延出している。図示は省略するが端子７ａは絶縁膜によって被覆されている。
【００２６】
以上のような積層構造となる有機ＥＬ素子３では、第一電極５と第二電極７との間に電界（電圧）が生じると、正孔が第一電極５からＥＬ層６へ注入され、電子が第二電極７からＥＬ層６に注入される。そして、ＥＬ層６（主に発光層６ｂ）にて正孔及び電子が再結合することによって励起子が生成され、励起子がＥＬ層６内の蛍光体を励起して発光する。この封止構造付発光素子１はボトムエミッション型の発光素子であり、ＥＬ層６で発した光は透明基板２から外部に出射する。
【００２７】
封止構造４は、第一電極５、ＥＬ層６及び第二電極７が積層した積層部全体を、つまり端子５ａ，７ａの突端を除いて有機ＥＬ素子３全体を被覆したバリア多層膜８と、バリア多層膜８の外縁に沿って成膜された無機物シール膜９と、を具備する。
【００２８】
バリア多層膜８は、第二電極７側から順に第一の樹脂層８ａ、第一の無機物バリア層８ｂ、第二の樹脂層８ｃ、第二の無機物バリア層８ｄが積層した多層構造となっている。
【００２９】
第一の樹脂層８ａは第二電極７上に形成され、第一の樹脂層８ａの一部が平面視して第二電極７の外縁から外側へ延出して透明基板２上にも形成されている。第一の無機物バリア層８ｂは第一の樹脂層８ａ上に形成され、第一の無機物バリア層８ｂの一部が平面視して第一の樹脂層８ａの外縁から外側へ延出して透明基板２上にも形成されている。第二の樹脂層８ｃは第一の無機物バリア層８ｂ上に形成され、第二の樹脂層８ｃの一部が平面視して第一の無機物バリア層８ｂの外縁から外側へ延出して透明基板２上にも形成されている。第二の無機物バリア層８ｄは第二の樹脂層８ｃ上に形成され、第二の無機物バリア層８ｄの一部が平面視して第二の樹脂層８ｃの外縁から外側へ延出して透明基板２上にも形成されている。
【００３０】
第一の樹脂層８ａ及び第二の樹脂層８ｃはアクリル樹脂（メタクリル樹脂を含む意である。）からなるが、第一の樹脂層８ａが第二の樹脂層８ｃと同じ成分であっても良いし異なる成分であっても良い。第一の樹脂層８ａ及び第二の樹脂層８ｃは、アクリレートモノマー、メタクリレートモノマー、アクリレートオリゴマー若しくはメタクリレートオリゴマー又はこれらの組み合わせを蒸着等により堆積してから光重合させることによって形成したものである。
【００３１】
第一の無機物バリア層８ｂ及び第二の無機物バリア層８ｄは酸化珪素（ＳｉＯ２）、窒化珪素（ＳｉＮ、Ｓｉ３Ｎ４）、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム若しくはＩＴＯのような導電性金属酸化物又はこれらの混合物からなり、酸素ガス等の気体や水分を遮蔽する性質を有する。第一の無機物バリア層８ｂが第二の無機物バリア層８ｄと同じ成分であっても良いし、異なる成分であっても良い。第一の無機物バリア層８ｂ及び第二の無機物バリア層８ｄはスパッタリング法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法等の気相成長法で成膜したものである。
【００３２】
第一の樹脂層８ａが第二電極７上に形成されていることで、第一の無機物バリア層８ｂを平坦な面に形成することができ、ピンホール等の欠陥のない薄い第一の無機物バリア層８ｂを形成することができる。つまり、第二電極７の表面は比較的粗い面となっているから、その第二電極７上に第一の無機物バリア層８ｂを薄く成膜すると第一の無機物バリア層８ｂに欠陥が生じる恐れがあるが、本実施形態では第一の樹脂層８ａの表面は第二電極７の表面よりも粗くないから、第一の無機物バリア層８ｂが比較的薄くても第一の無機物バリア層８ｂに欠陥がない。同様に、第二の樹脂層８ｃが形成されていることによって、欠陥のない薄い第二の無機物バリア層８ｄを形成することができる。
【００３３】
なお、本実施形態ではバリア多層膜８は第二電極７から順に樹脂層、無機物バリア層が交互に積層された多層構造であるが、これらの層の間に他の層が介在していても良いし、第二電極７から順に樹脂層、無機物バリア層からなる二層構造であっても良い。つまり、バリア多層膜８には樹脂層と無機物バリア層が少なくとも一層ずつ含まれており、無機物バリア層が樹脂層に接するように樹脂層上に積層しており、更に無機物バリア層及び樹脂層が平面視してそれぞれの下層の外縁から延出するように形成されている必要がある。
【００３４】
バリア多層膜８上であってその外周部には（つまり、第二の無機物バリア層８ｄ上であってその外周部には）、無機物シール膜９が環状に形成されている。この無機物シール膜９は、バリア多層膜８上に成膜されているとともにバリア多層膜８の外縁を跨って透明基板２にも成膜されている。
【００３５】
無機物シール膜９は、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ等の金属単体若しくはこれら金属の合金又はセラミックからなり、エアロゾル化した無機物を吹き付けて堆積させることによって形成されたものである。セラミックとしては、Ａｌ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＴｉＯ２、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、ＭｇＯ等の酸化物、ＷＣ、ダイヤモンド、ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ等の炭化物、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４等の窒化物が挙げられる。なお、無機物シール膜９を金属又は合金で形成する場合には、金属を加熱・蒸発させて、蒸発した金属がキャリアガスと衝突することによって微粒子となり、金属がエアロゾル化する。一方、無機物シール膜９をセラミックで形成する場合には、化学的に又は機械的に微粒子化されたセラミックをキャリアガスと混合した状態で攪拌することにより、セラミックがエアロゾル化する。
【００３６】
封止構造付発光素子１の製造方法及び封止構造４による封止方法について説明する。
まず、スパッタリング法、ＰＶＤ法又はＣＶＤ法によって透明基板２の表面上にＩＴＯ等の透明導電層を形成し、その透明導電層にマスクを施した状態でエッチングをすることによって、透明基板２上に第一電極５、端子５ａ及び端子７ａを形成するが、端子５ａは第一電極５と一体に形成し、端子７ａは第一電極５及び端子５ａから離れるように形成する。次に、液滴吐出法（インクジェット法）、スピンコート法、ダイコート法、ディップコート法、平版印刷法、凹版印刷法、凸版印刷法等の湿式塗布法又は蒸着法等の気層成長法によって正孔輸送層６ａ、発光層６ｂを第一電極５上に順次形成する。次に、スパッタリング法、ＰＶＤ法又はＣＶＤ法によって導電膜を成膜し、その導電膜にマスクを施した状態でエッチングすることによって、ＥＬ層６上に第二電極７を形成して第二電極７と端子７ａとを接続する。次に、端子５ａ及び端子７ａを絶縁膜で被膜する。以上のようにして有機ＥＬ素子３を形成する（図２（ａ））。
【００３７】
次に、有機ＥＬ素子３が形成された透明基板２を真空チャンバにセッティングし、図２（ｂ）に示すように透明基板２上方に環状のメタルマスク１０をセッティングする。ここでメタルマスク１０の中央部には第二電極７よりも大きな開口部１０ａが形成されているが、この開口部１０ａ内に有機ＥＬ素子３全体が位置するようにメタルマスク１０を透明基板２上方にセッティングする。
【００３８】
そして、真空チャンバ内の高温蒸発源（坩堝）に粉末状の試料（アクリレートモノマー、メタクリレートモノマー、アクリレートオリゴマー若しくはメタクリレートオリゴマー又はこれらの組み合わせ）を落下させることで試料を瞬時に蒸発させ、図２（ｃ）に示すように試料の膜１１で有機ＥＬ素子３全体を被覆する（フラッシュ蒸着法）。ここで、メタルマスク１０に開口部１０ａが形成されているので、有機ＥＬ素子３には試料が堆積するが、有機ＥＬ素子３の周囲の基板２上には試料が堆積せず、メタルマスク１０に堆積する。そして、堆積した試料の膜１１に紫外線等の光を照射することによって試料が重合し、アクリル樹脂からなる第一の樹脂層８ａが形成される（図３（ａ））。このように、第一の樹脂層８ａが熱により硬化したものではなく、光により硬化したものであるため、第一の樹脂層８ａの形成の時に有機ＥＬ素子３に熱的ダメージを与えない。
【００３９】
次に、スパッタリング装置又は蒸着装置の成膜室に透明基板２をセッティングし、メタルマスクの開口部内に第一の樹脂層８ａが配されるようにメタルマスクを透明基板２上方にセッティングする。この状態でスパッタリング法又蒸着法を行うことによって、第一の樹脂層８ａ上に第一の無機物バリア層８ｂを成膜するとともに、第一の樹脂層８ａの外縁を跨って透明基板２上にも第一の無機物バリア層８ｂを成膜する（図３（ｂ））。ここで、第一の無機物バリア層８ｂがＳｉＯ２又はＡｌ２Ｏ３の場合にはスパッタリング法により第一の無機物バリア層８ｂを成膜し、第一の無機物バリア層８ｂがＳｉＮの場合にはプラズマＣＶＤ法により第一の無機物バリア層８ｂを成膜する。
【００４０】
次に、第一の樹脂層８ａの場合と同様にフラッシュ蒸着及び光照射を順次行うことによって、第二の樹脂層８ｃを第一の無機物バリア層８ｂ上に成膜するとともに、第一の無機物バリア層８ｂの外縁を跨って透明基板２上にも第二の樹脂層８ｃを成膜する。次に、第一の無機物バリア層８ｂの場合と同様にスパッタリング又は蒸着を行うことによって、第二の無機物バリア層８ｄを第二の樹脂層８ｃ上に成膜するとともに、第二の樹脂層８ｃの外縁を跨って透明基板２上にも第二の無機物バリア層８ｄを成膜する（図３（ｃ））。
【００４１】
次に、無機物シール膜９を形成する。ここで、金属又は合金からなる無機物シール膜９を形成する場合には図４に示された装置を用い、セラミックからなる無機物シール膜９を形成する場合には図５に示された装置を用いる。以下、無機物シール膜９を金属又は合金から形成する場合と、無機物シール膜９をセラミックから形成する場合について説明する。
【００４２】
（１）金属又は合金の場合
まず、図４に示された装置について詳説する。
この装置は、蒸発室２１と、成膜室２２と、蒸発室２１に配置された誘導加熱器付坩堝２３と、蒸発室２１と成膜室２２を連結する搬送管２４と、成膜室２２内において搬送管２４の先端に取り付けられたノズル２５と、ノズル２５の先に対向配置された透明基板２を支持するためのヒータ付ホルダ２６と、ヒータ付ホルダ２６にセットされた透明基板２の移動を行う移動機構（図示略）と、搬送管２４が挿入された余分粒子排気管２７と、余分粒子排気管２７を介して蒸発室２１から排気された不活性キャリアガス（ヘリウムガスが最も望ましく、その他にアルゴンガス、窒素ガスでも良い。）及び成膜室２２から排気されたキャリアガスを蒸発室２１に循環させるとともに循環の過程でキャリアガスを純化するキャリアガス純化・循環システム２８と、成膜室２２から空気を排気するための排気ポンプ２９と、蒸発室２１から余分粒子排気管２７を介して排気された不活性キャリアガスをキャリアガス純化・循環システム２８に送るポンプ３０Ａと、成膜室２２から排気されたキャリアガスをキャリアガス純化・循環システム２８に送るポンプ３０Ｂと、から構成されている。
【００４３】
無機物シール膜９の形成方法について説明する。有機ＥＬ素子３及びバリア多層膜８が形成された透明基板２をヒータ付ホルダ２６にセッティングするとともに、誘導加熱器付坩堝２３に金属材料（Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ等の金属単体若しくはこれらのうちの二種以上の混合物）をセッティングする。そして、排気ポンプ２９で空気を排気し、キャリアガス純化・循環システム２８で０．１〜０．５ＭＰａに加圧したキャリアガスを蒸発室２１に供給することでキャリアガスを循環させる。キャリアガス純化・循環システム２８でキャリアガスを純化しつつ循環させている時に、誘導加熱器付坩堝２３によって金属材料を加熱して蒸発させる。蒸発した金属材料はキャリアガス分子と衝突して冷却され、エアロゾル化した微粒子となって、搬送管２４に吸い込まれる。ここで、搬送管２４を５８０Ｋ程度に加熱するのが望ましい。なお、搬送管２４に吸い込まれない金属微粒子はキャリアガスと共に余分粒子排気管２７に吸い込まれるので、蒸発室２１に金属微粒子が滞留して凝集粒子が形成されることが防止される。
【００４４】
搬送管２４に吸い込まれた金属微粒子は、ノズル２５から１００ｍ／ｓ以上の速度で吹き出て、ヒータ付ホルダ２６にセットされた透明基板２に衝突する。この時、エアロゾル化した金属微粒子を含むキャリアガスをノズル２５から透明基板２に吹き付けつつ、第二の無機物バリア層８ｄの外縁にノズル２５の先端を沿わせるように透明基板２を移動機構で移動させる（図６）。これにより、ノズル２５から吹き出たキャリアガスが第二の無機物バリア層８ｄの外縁に向けて吹き付けられ、第二の無機物バリア層８ｄの外縁及びその周辺に金属微粒子が堆積する。これにより、無機物シール膜９が第二の無機物バリア層８ｄの外縁に沿って環状に形成される。
【００４５】
（２）セラミックの場合
図５に示された装置について説明する。
この装置は、成膜室３１と、成膜室３１内に配置されたノズル３２と、ノズル３２の先に対向配置された透明基板２を支持するホルダ３３と、ホルダ３３にセットされた透明基板２の移動を行う移動機構３４と、不活性キャリアガス（ヘリウムガスが最も望ましく、その他にアルゴンガス、窒素ガスでも良い。）を貯蔵した供給ボンベ３５と、供給ボンベ３５からキャリアガスが供給されるとともに振動するエアロゾル化室３６と、供給ボンベ３５及びエアロゾル化室３６からキャリアガスが供給されるとともに微粒子を分級する分級装置３７と、分級装置３７からノズル３２まで連繁した搬送管３８と、成膜室３１から空気を排気するための真空ポンプ３９と、から構成されている。
【００４６】
無機物シール膜９の形成方法について説明する。有機ＥＬ素子３及びバリア多層膜８が形成された透明基板２をホルダ３３にセッティングするとともに、機械的粉砕又は化学的手法によって平均粒径０．０５〜２μｍ程度に微粒子化したセラミック（Ａｌ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＴｉＯ２、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、ＭｇＯ、ＷＣ、ダイヤモンド、ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４のうちの少なくとも一つ）をエアロゾル化室３６に投入する。そして、真空ポンプ３９で成膜室３１を５０〜１ｋＰａ程度に減圧する。そして、供給ボンベ３５からエアロゾル化室３６にキャリアガスを供給すると、エアロゾル化室３６と成膜室３１の圧力差によってキャリアガスがエアロゾル化室３６から分級装置３７を通って成膜室３１に流れる。この時、エアロゾル化室３６の振動によりキャリアガスとセラミック微粒子が攪拌されて、セラミック微粒子がエアロゾル化する。分級装置３７に流れたセラミック微粒子のうち粒径の比較的大きいものは分級装置３７で分級され、比較的小さい粒径のセラミック微粒子は搬送管３８に流れこむ。
【００４７】
搬送管３８に流れたセラミック微粒子は、ノズル３２より吹き出て、ホルダ３３にセットされた透明基板２に衝突する。この時、エアロゾル化したセラミック微粒子を含むキャリアガスをノズル３２から透明基板２に吹き付けつつ、第二の無機物バリア層８ｄの外縁にノズル３２の先端を沿わせるように透明基板２を移動機構で移動させる（図６）。これにより、ノズル３２から吹き出たキャリアガスが第二の無機物バリア層８ｄの外縁に向けて吹き付けられ、第二の無機物バリア層８ｄの外縁及びその周辺にセラミック微粒子が堆積する。これにより、無機物シール膜９が第二の無機物バリア層８ｄの外縁に沿って環状に形成される。
【００４８】
以上のように、本実施形態では、エアロゾル化した無機物を吹き付けることによって無機物シール膜９を形成しているから、形成された無機物シール膜９は微粒子同士が緻密に且つ強固に結着してなるものであり、特に透明基板２と無機物シール膜９との密着性が高い。このような無機物シール膜９がバリア多層膜８の外縁に形成されているので、バリア多層膜８にある層間の界面や、バリア多層膜８と透明基板２との界面を通じて、水分、酸素等が浸透することを防ぐことができる。そのため、有機ＥＬ素子３の劣化を抑えることができる。更に、無機物シール膜９を形成することによって封止性が向上しているから、バリア多層膜８が透明基板２上に形成されている範囲を狭くすることができる。つまり、透明基板２のうち有機ＥＬ素子３が形成されている範囲の割合を増やすことができ、バリア多層膜８が形成されている範囲の割合を減らすことができる。従って、発光領域の占める領域を増やすことができる。
【００４９】
また、バリア多層膜８に無機物バリア層８ｂ，８ｄが含まれているため、バリア多層膜８の積層方向に水分、酸素等が浸透することが防止され、有機ＥＬ素子３を水分、酸素等から保護することができる。
【００５０】
また、バリア多層膜８が樹脂層８ａ、無機物バリア層８ｂ、樹脂層８ｃ、無機物バリア層８ｄの四層構造になっているが、仮に一つの樹脂層と一つの無機物バリア層とのみからなる二層構造のバリア多層膜の場合と比較したら、積層方向への封止性が同じ場合には四層構造のバリア多層膜８の方が二層構造のバリア多層膜よりも薄くすることができる。
【００５１】
〔第二の実施の形態〕
図７（ａ）は、本発明を適用した封止構造付表示パネル１０１を示した平面図であり、図７（ｂ）は、ＶＩＩ−ＶＩＩ断面における断面図である。
図７に示すように、封止構造付表示パネル１０１は、透光性及び絶縁性を有した透明基板１０２と、透明基板２の表面中央部に形成された有機ＥＬ型表示部１０３と、有機ＥＬ型表示部１０３を封止する封止構造１０４と、を具備する。
【００５２】
透明基板１０２は第一実施形態の透明基板２と同じである。
【００５３】
有機ＥＬ型表示部１０３は、複数の有機ＥＬ素子が画素として二次元アレイ状に配列されたものであり、ドットマトリクス表示を行うようになっている。有機ＥＬ型表示部１０３はパッシブ駆動方式（単純マトリクス駆動方式）で表示を行うものであっても良いし、アクティブ駆動方式で表示を行うものであっても良い。
【００５４】
有機ＥＬ型表示部１０３がパッシブ駆動方式である場合、有機ＥＬ型表示部１０３は次のように構成されている。即ち、複数の帯状のストライプ電極が平行になって透明基板１０２上に配列されており、これらストライプ電極全てを被覆するようにＥＬ層が形成されている。ＥＬ層は、ストライプ電極がアノードの場合、ストライプ電極から順に正孔輸送層及び発光層からなる二層構造であっても良いし、正孔輸送層、発光層、電子輸送層となる三層構造であっても良いし、発光層からなる一層構造であっても良いし、これらの層構造において適切な層間に電子又は正孔の注入層が介在した積層構造であっても良い。また、ストライプ電極がカソードの場合、ＥＬ層は、ストライプ電極から順に電子輸送層を兼ねた発光層及び正孔輸送層からなる二層構造であっても良いし、電子輸送層、発光層、正孔輸送層となる三層構造であっても良いし、発光層からなる一層構造であっても良いし、これらの層構造において適切な層間に電子又は正孔の注入層が介在した積層構造であっても良い。ＥＬ層上には複数の帯状の対向ストライプ電極が平面視してストライプ電極に直交するように形成されている。これら電極同士の交差部がマトリクス状に配列されており、この交差部においてストライプ電極、ＥＬ層、対向ストライプ電極の順に積層した積層構造が有機ＥＬ素子を成している。また、これら電極には端子１１０が接続されており、端子１１０の突端は封止構造１０４の外側に延出しており、端子１１０は突端を除いて絶縁膜１１１によって被覆されている。ストライプ電極がアノードの場合には、ストライプ電極、ＥＬ層、対向ストライプ電極はそれぞれ第一実施形態の第一電極５、ＥＬ層６、第二電極７と同じ材料を用いることができる。一方、ストライプ電極がカソードの場合には、ストライプ電極、ＥＬ層、対向ストライプ電極はそれぞれ第一実施形態の第二電極７、ＥＬ層６、第一電極５と同じ材料を用いることができる。なお、ＥＬ層が共通層となっているが、ストライプ電極と対向ストライプ電極との交差部ごとに分離、独立していても良い。
【００５５】
有機ＥＬ型表示部１０３がアクティブ駆動方式である場合、有機ＥＬ型表示部１０３は次のように構成されている。即ち、複数の画素電極が二次元アレイ状となって透明基板１０２上に配列されており、画素電極上にＥＬ層が形成されているが、ＥＬ層は共通した層として形成されているのではなく画素電極ごとに独立して形成されている。画素電極がアノードの場合には、ＥＬ層は、画素電極から順に正孔輸送層及び発光層からなる二層構造であっても良いし、正孔輸送層、発光層、電子輸送層となる三層構造であっても良いし、発光層からなる一層構造であっても良いし、これらの層構造において適切な層間に電子又は正孔の注入層が介在した積層構造であっても良い。また、画素電極がカソードの場合、ＥＬ層は、画素電極から順に電子輸送層を兼ねた発光層及び正孔輸送層からなる二層構造であっても良いし、電子輸送層、発光層、正孔輸送層となる三層構造であっても良いし、発光層からなる一層構造であっても良いし、これらの層構造において適切な層間に電子又は正孔の注入層が介在した積層構造であっても良い。これらＥＬ層全てを被覆するように対向電極が形成されている。二次元アレイ状に配列された画素電極それぞれにおいて画素電極、ＥＬ層、対向電極の順に積層した積層構造が有機ＥＬ素子を成している。画素電極がアノードの場合には、画素電極、ＥＬ層、対向電極はそれぞれ第一実施形態の第一電極５、ＥＬ層６、第二電極７と同じ材料を用いることができる。一方、画素電極がカソードの場合には、画素電極、ＥＬ層、対向電極はそれぞれ第一実施形態の第二電極７、ＥＬ層６、第一電極５と同じ材料を用いることができる。また、有機ＥＬ素子を駆動するためのアクティブ素子としての電界効果トランジスタ（ＴＦＴ）が一つの画素につき（一つの有機ＥＬ素子につき）一又は複数形成されているが、これら電界効果トランジスタは画素電極間に形成されているか又は画素電極と透明基板１０２との間に形成されている。また、各画素の電界効果トランジスタに電圧を印加するために、複数の走査線とこれら走査線に平面視して直交する信号線とが互いに絶縁されて配列されている。走査線、信号線には端子１１０が接続されており、端子１１０の突端は封止構造１０４の外側に延出しており、端子１１０は突端を除いて絶縁膜１１１によって被覆されている。なお、カソードが全画素にかけて連続した共通層とした対向電極となっているが、画素電極として画素ごとに独立させ、アノードを共通電極としても良い。
【００５６】
封止構造１０４は、有機ＥＬ型表示部１０３を、つまりマトリクス状に配列された複数の有機ＥＬ素子全てをまとめて被覆したバリア多層膜１０８と、バリア多層膜１０８の外縁に沿って成膜された無機物シール膜１０９と、を具備する。
【００５７】
バリア多層膜１０８は、有機ＥＬ型表示部１０３側から順に第一の樹脂層１０８ａ、第一の無機物バリア層１０８ｂ、第二の樹脂層１０８ｃ、第二の無機物バリア層１０８ｄが積層した多層構造となっている。
【００５８】
第一の樹脂層１０８ａは有機ＥＬ型表示部１０３上に形成され、第一の樹脂層１０８ａの一部が平面視して有機ＥＬ型表示部１０３の外縁から外側へ延出して透明基板１０２上にも形成されている。第一の無機物バリア層１０８ｂは第一の樹脂層１０８ａ上に形成され、第一の無機物バリア層１０８ｂの一部が平面視して第一の樹脂層１０８ａの外縁から外側へ延出して透明基板１０２上にも形成されている。第二の樹脂層１０８ｃは第一の無機物バリア層１０８ｂ上に形成され、第二の樹脂層１０８ｃの一部が平面視して第一の無機物バリア層１０８ｂの外縁から外側へ延出して透明基板１０２上にも形成されている。第二の無機物バリア層１０８ｄは第二の樹脂層１０８ｃ上に形成され、第二の無機物バリア層１０８ｄの一部が平面視して第二の樹脂層１０８ｃの外縁から外側へ延出して透明基板１０２上にも形成されている。
【００５９】
第一の樹脂層１０８ａ、第一の無機物バリア層１０８ｂ、第二の樹脂層１０８ｃ、第二の無機物バリア層１０８ｄはそれぞれ第一実施形態の第一の樹脂層８ａ、第一の無機物バリア層８ｂ、第二の樹脂層８ｃ、第二の無機物バリア層８ｄと同じ材料を用いることができる。
【００６０】
バリア多層膜１０８上であってその外周部には、無機物シール膜１０９が環状に形成されている。この無機物シール膜１０９はバリア多層膜１０８の外縁を跨って透明基板１０２にも成膜されている。無機物シール膜１０９は第一実施形態の無機物シール膜９と同じ材料を用いることができる。
【００６１】
封止構造付表示パネル１０１の製造方法及び封止構造１０４による封止方法について説明する。
まず、端子１１０，１１０，…を形成し、有機ＥＬ型表示部１０３の電極、ＥＬ層等をパターニングすることによって有機ＥＬ素子が二次元アレイ状に配列されてなる有機ＥＬ型表示部１０３を透明基板１０２上に形成し、端子１１０，１１０，…を絶縁膜１１１で被覆する（図８（ａ））。ここで、有機ＥＬ型表示部１０３がアクティブ駆動方式の場合、まず複数の電界効果トランジスタ、走査線、信号線をパターニングしてから、電極、ＥＬ層をパターニングする。
【００６２】
次に、第一実施形態のバリア多層膜８を形成する場合と同様に、バリア多層膜１０８を形成する。ここで、バリア多層膜１０８の第一の樹脂層１０８ａ、第一の無機物バリア層８ｂ、第二の樹脂層１０８ｃ、第二の無機物バリア層１０８ｄを成膜するに際して、それぞれの下層の外縁を跨って透明基板１０２上にも形成する（図８（ｂ））。
【００６３】
次に、第一実施形態の無機物シール膜９を形成する場合と同様に、図４又は図５に示された装置を用いて、無機物シール膜１０９を形成する。つまり、エアロゾル化した無機物をノズル２５又はノズル３２から吹き出しつつ、第二の無機物バリア層１０８ｄの外縁にノズル２５，３２の先端を沿わせるように透明基板２を移動させ、エアロゾル化した無機物を第二の無機物バリア層１０８ｄの外縁に沿って吹き付ける。これにより、無機物の微粒子が第二の無機物バリア層８ｄの外縁及びその周辺に堆積し、無機物シール膜１０９を形成する。
【００６４】
以上のように、本実施形態では、無機物シール膜１０９がバリア多層膜１０８の外縁に形成されているので、バリア多層膜１０８が透明基板１０２上に形成されている非発光範囲を狭くしても、バリア多層膜１０８と透明基板１０２との界面を通じて、水分、酸素等が浸透することを防ぐことができる。
【００６５】
〔変形例〕
本発明は、上記各実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
【００６６】
例えば、図４に示された装置でエアロゾル化した金属微粒子を吹き付けている際に、透明基板２をヒータ付ホルダ２６で最大約２００℃に加熱しても良い。透明基板２を２００℃程度に加熱しても、有機ＥＬ素子３が熱損傷することもない上、無機物シール膜９と透明基板２との密着性、無機物シール膜９と無機物バリア層８ｄとの密着性が更に向上する。
【００６７】
また、これらバリア多層膜８，１０８に含まれる各層が透明であれば、発光素子１及び表示パネル１０１がトップエミッション型となり、光は第二の無機物バリア層８ｄ，１０８ｄから外部に出射する。この場合において、封止構造付発光素子１の第二電極７を透明な構造に形成し、封止構造付表示パネル１０１の対向ストライプ電極又は対向電極が透明な構造に形成する。
【００６８】
また、バリア多層膜８，１０８の樹脂層８ａ，８ｃ，１０８ａ，１０８ｃがアクリル樹脂からなるものであるが、これらが光重合により硬化したエポキシ樹脂からなるものでも良い。
【００６９】
第一実施形態における有機ＥＬ素子３に代えて無機ＥＬ素子を封止構造４で封止しても良いし、第二実施形態における有機ＥＬ表示部１０３に代えて、無機ＥＬ素子がマトリクス状に配列されてなる無機ＥＬ表示部を封止構造１０４で封止しても良い。無機ＥＬ素子の場合、第一基板２から順に第一電極、絶縁膜、無機発光層（ＥＬ発光層）、透明絶縁膜、第二電極となる層構造となるが、このような層構造に限定する必要はない。無機ＥＬ素子の場合、第一電極か第二電極のうち少なくとも一方が透明電極である。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１、２、７、８又は９の何れかに記載の発明によれば、多層膜が有機ＥＬ素子の外縁又は複数の有機ＥＬ素子全体の外周を跨って基板上に形成されている範囲を狭くしても、無機物シール膜と基板との界面から外気が侵入することが防止され、有機ＥＬ素子の劣化が抑えられる。
【００７１】
請求項３に記載の発明によれば、沸点が高く蒸発させにくいセラミックであってもエアロゾル化することができる。
【００７２】
請求項４に記載の発明によれば、金属材料をエアロゾル化することができる。
【００７３】
請求項５に記載の発明によれば、有機ＥＬ素子に熱的ダメージを与えずに樹脂層を形成することができる。
【００７４】
請求項６に記載の発明によれば、無機物層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した封止構造付発光素子を示した図面である。
【図２】図１に示された封止構造付発光素子の製造方法を順に示した図面である。
【図３】図２の続きの工程を示した図面である。
【図４】無機物シール膜を形成する際に用いる装置を示した図面である。
【図５】無機物シール膜を形成する際に用いる装置であって図４の装置とは異なる装置を示した図面である。
【図６】図４、図５の装置を用いて無機物シール膜を形成する方法を示した図面である。
【図７】本発明を適用した封止構造付表示パネルを示した図面である。
【図８】図７に示された封止構造付表示パネルの製造方法を順に示した図面である。
【符号の説明】
１  …  封止構造付発光素子
２、１０２  …  透明基板
３  …  有機ＥＬ素子
４、１０４  …  封止構造
５  …  アノード
６  …  ＥＬ層
７  …  カソード
８、１０８  …  バリア多層膜
８ａ、８ｃ、１０８ａ、１０８ｃ  …  樹脂層
８ｂ、８ｄ、１０８ｂ、１０８ｄ  …  無機物バリア層
９，１０９  …  無機物シール膜
１０１  …  封止構造付表示パネル
１０３  …  有機ＥＬ表示部
【図１】
2005011760.tif 000003
【図２】
2005011760.tif 000004
【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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