场致发光装置及其制造方法

专利名称：场致发光装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及场致发光装置及其制造方法。
技术背景作为一种利用场致发光现象的装置，有有源矩阵型的有机场致发光装 置。在为有源矩阵型时，每一像素需要包括控制阳极即像素电极的开关用TFT和驱动电流供给用TFT的两个以上的TFT。因此，为了同时确保TFT 形成区域和提高开口率，优选在TFT的上面也能够形成功能层(夹持于阳 极和阴极层之间的至少包含有机场致发光层的层)的顶发射型。另外，以 彩色显示为目标时，难以在每个像素上用不同的材料低成本且精度优良地 形成电独立的功能层，从而每一个像素难以发出3原色中任一颜色的光。 因此，通常是在图像显示区域整个面上形成发白色光的功能层后，通过阴 极层在该功能层上贴合滤色板则可以显示彩色图像(专利文献1)。在该结构的场致发光装置中，密封性和滤色板的装配方法成为问题。 上述功能层由于含有容易与水反应的有机材料和金属等，因此由于水分(水蒸气)而劣化。因此，需要有抑制外气渗入的机构(结构)。另外， 功能层和滤色板的间隔(以下称为"间隙")在显示区域内存在偏差时， 可能发生视野角变化引起的色度变化等显示品质的降低。因此，在进行上 述贴合时，需要能够抑制上述间隙的偏差、长时间保持其状态的机构。于 是，上述结构的场致发光装置在功能层上形成有由称为阻气层的氧化硅膜 或氮化硅膜等构成的透明且具有优异的水蒸气隔断性的薄膜。而且，使用 混合了大致同一尺寸的球形隔离物的粘结剂将滤色板贴合在该阻气层上， 来抑制间隙的偏差及变动。专利文献1:特开2001-267070号公报但是，在采用上述球形隔离物进行贴合的方法中，上述阻气层和上述 隔离层在点接触的状态加压，肯定会对该阻气层造成局部的破损等损伤，另外，为避免这样的事态而用低弹性率的材料形成隔离层时，存在会增大 间隙的偏差的问题。发明内容本发明是鉴于上述课题而开发的，目的在于提供一种不会对阻气层造 成损害且抑制间隙的偏差，提高了显示性能品质的场致发光装置。为解决上述课题，本发明的场致发光装置具有显示体基板和保护基 板，所述显示体基板包括显示体层和密封层，所述显示体层包括矩阵状 配置的开关元件和利用该开关元件控制发光状态的发光元件，所述密封层 包括形成于所述显示体层上的至少具有隔断水蒸气功能的阻气层；所述保护基板由表面层叠有由相互不同的材料构成的至少两种隔离层的透光性 材料构成，所述显示体基板和所述保护基板以所述隔离层内的最上层的隔 离层和所述阻气层紧贴的方式贴合在一起，其特征在于，所述最上层的隔 离层比所述阻气层的弹性率低。上述最上层的隔离层的弹性率低，另外双方进行面接触，因此，能够 抑制上述阻气层受到局部性的损害。另外，由于在形成隔离层时可以选择 任意的膜厚，因此能够填补起因于上述最上层的隔离层的低弹性率的变形 而形成任意的间隙。因此，通过该结构，能够在显示体基板上形成密封性优异的阻气层， 且能够将保护基板保持任意的间隙贴合在其上层，能够提高场致发光装置 的显示性能，且能够抑制水蒸气的渗入引起的经年劣化。另外，为解决上述课题，本发明的场致发光装置具有显示体基板和保护基板，所述显示体基板包括显示体层和密封层，所述显示体层包括矩 阵状配置的幵关元件和利用该开关元件控制发光状态的发光元件，所述密封层包括形成于所述显示体层上的至少具有隔断水蒸气功能的阻气层；所述保护基板由包括滤色层、形成于所述滤色层上的第一隔离层和形成于所 述第一隔离层上的第二隔离层的透光性材料构成，所述显示体基板和所述 保护基板以所述第二隔离层和所述阻气层紧贴的方式贴合在一起，其特征 在于，所述第二隔离层比所述第一隔离层及所述阻气层的弹性率更低。 上述第一隔离层与上述第二隔离层相比弹性虑高，难以变形，因此能够抑制上述显示体基板和上述保护基板贴合时的压力引起的变形。因此， 根据该结构，可以得到能够进一步抑制显示区域内的上述间隙的偏差，能 够抑制水蒸气的渗入引起的经年劣化，且显示性能进一步提高的场致发光 装置。
优选的场致发光装置的特征在于，所述密封层包括在所述显示体层上 按顺序层叠而成的阴极保护层、有机缓冲层及所述阻气层的至少三种材料层。
上述发光元件的最上层即阴极层为了付与透光性而使用膜厚极薄的 金属膜，通过在其上层形成阴极保护膜，能够降低涂敷形成有机缓冲层时 及与上述保护基板的贴合加重等造成的阴极的凹陷或断线等的影响。而 且，在其上层形成有机缓冲层而使像素隔壁或配线等的凹凸平坦化，由此 能够抑制在阻气层上发生的龟裂等的缺陷。因此，根据该结构，可以得到 能够进一步抑制经年劣化，且显示性能进一步提高的场致发光装置。
另外，优选的场致发光装置的特征在于，所述有机缓冲层的弹性率比 所述第二隔离层的弹性率更高。
阻气层是由用硅酸氮化物构成的弹性率高的无机化合物构成的薄膜， 因此，下层即成为基底的层变形时，可能发生凹陷或龟裂等损伤。但是， 上述有机缓冲层的弹性率比上述第二隔离层的弹性率高时，贴合时的压力 被上述第二隔离层的变形吸收，从而能够抑制上述有机缓冲层的变形。
因此，根据该结构，利用上述有机缓冲层的变形能够抑制上述阻气层 受到损伤，因此，可以得到能够进一步抑制经年劣化，且显示性能进一步 提高的场致发光装置。
另外，优选的场致发光装置的特征在于，所述第二隔离层被图案化， 局部地配置在所述第一隔离层上。
在进行上述显示体基板和上述保护基板的贴合时，不但需要使上述第 二隔离层与阻气层接触而且需要使上述两个基板在水平方向进行相对移 动且使上述发光元件和上述滤色层的位置一致。这时，由于上述方式的第 二隔离层的作用，水平方向移动时的摩擦阻抗降低，因此位置对合精度提 高，另外，能够抑制在上述第二隔离层的侧面部发生破损或变形等。因此， 能够得到显示性能进一步提高的场致发光装置。另外，优选的场致发光装置的特征在于，所述滤色层由滤色板和黑矩 阵形成，所述滤色板被着色成红、绿、蓝三原色中的任一种色调，所述黑 矩阵由隔开各个该滤色板的遮光性材料构成，所述第一隔离层及所述第二 隔离层的至少任一方仅配置于所述黑矩阵上。
在黑矩阵上配置的材料不需要透光性，因此扩大了材料的选择范围。 因此，能够将重点置于成本和构图性等上而选择隔离层形成材料，能够得 到品质提高和成本降低等效果。另外，通过制成选择遮光材料的隔离层， 也可以防止邻接的像素的光泄露，也可以制成色再现性高的高精细的显示 装置。 .
另外，优选的场致发光装置的特征在于，所述第二隔离层被图案化，
在由图案化而产生的侧面部形成10 60度的顺向锥部。
在进行上述显示体基板和上述保护基板的贴合时，不但需要使上述第 二隔离层与阻气层接触而且需要使上述两个基板在水平方向进行相对移 动，以使上述发光元件和上述滤色层的位置一致。这时，由于上述方式的 第二隔离层的作用，移动时的阻抗降低，因此位置对合精度提高，另外， 能够抑制在上述侧面部发生破损或变形等。因此，能够得到显示性能进一 步提高的场致发光装置。
另外，优选的场致发光装置的特征在于，在所述第二隔离层的表面形 成有凹凸。
在进行上述显示体基板和上述保护基板的贴合时，不但需要使上述第 二隔离层与上述阻气层接触而且需要使上述两个基板在水平方向进行相 对移动，以使上述发光元件和上述滤色层的位置一致。这时，由于上述方 式的第二隔离层的作用而降低移动时的摩擦阻抗，因此位置对合精度提 高，因此，能够得到显示性能进一步提高的场致发光装置。
另外，优选的场致发光装置，其特征在于，所述第二隔离层的膜厚比 所述第一隔离层的膜厚更薄。
根据该结构能够进一步抑制上述间隙的偏差。因此，能够得到显示性 能进一步提高的场致发光装置。
另外，为解决上述课题，本发明提供一种场致发光装置的制造方法， 包括贴合工序，该贴合工序将在最上层具有由保护形成于基板表面的元件组的高弹性率材料构成的阻气层的第一基板，在表面具有两层以上的隔离 层的第二基板，与所述阻气层和所述隔离层以紧贴的方式贴合，其特征在 于，用比该最上层的隔离层的下层的隔离层及所述阻气层弹性率更低的材 料形成所述两层以上的隔离层内的最上层的隔离层，在所述最上层的隔离 层上吸收所述阻气层的表面的凹凸。
根据该制造方法，能够不损害上述阻气层而使上述第一基板和上述第 二基板紧贴且固定。因此，能够实现保护上述元件组、及使上述第一基板 和上述第二基板的间隔均匀化两方面。因此，不损害可靠性等且能够提高 场致发光装置的显示品质。
另外，为解决上述课题，本发明提供一种场致发光装置的制造方法， 其包括贴合工序，在该贴合工序中，以所述第二隔离层和所述阻气层紧贴 的方式将所述显示体基板和所述保护基板重叠而加重，所述显示体基板包 括显示体层和密封层，所述显示体层包括矩阵状配置的开关元件和利用该 开关元件控制发光状态的发光元件，所述密封层包括形成于所述显示体基 板上的至少具有隔断水蒸气功能的阻气层；所述保护基板由包括滤色层、 形成于所述滤色层上的第一隔离层和形成于所述第一隔离层上的第二隔 离层的透光性材料构成，其特征在于，用比所述第一隔离层及所述阻气层 弹性率更低的材料形成所述最第二隔离层，所述第二隔离层吸收所述阻气 层的凹凸，并且不使所述阻气层凹陷而接触，从而使所述显示体层和所述 滤色层的间隔保持为大致恒定。
根据该制造方法，能够不损害上述阻气层而使上述显示体层和上述滤 色层的间隔保持一定。因此，能够不损害可靠性等而提高场致发光装置的 显示品质。
另外，优选的场致发光装置的制造方法，其特征在于，所述贴合工序 包括以将所述第二隔离层和所述阻气层紧贴的状态，使所述显示体基板和 所述保护基板在水平方向相对移动的工序。
根据该制造方法，能够不损害上述阻气层且以更近的距离高精度地调 整发光元件和滤色板的相对位置，因此，能够更进一步提高场致发光装置 的显示性能。


图1是表示场致发光型的EL装置的整体结构的回路构成图； 图2是示意地表示第一实施方式的EL装置的剖面图； 图3是示意地表示使用现有的球型的隔离层的EL装置的剖面图； 图4是表示第二实施方式的、显示体基板和保护基板的贴合的形态的 工序剖面图5是表示本发明第三实施方式的保护基板的图； 图6是表示本发明第四实施方式的保护基板的图； 图7是表示本发明第五实施方式的保护基板的图； 图8是表示本发明第六实施方式的保护基板的图； 图9是表示本发明第七实施方式的保护基板的图； 图IO是表示本发明第八实施方式的保护基板的图。 符号说明
1、 显示体基板
2、 保护基板
10、第一基板
20、第二基板
32、像素电极
34、功能层
36、阴极层
40、周边回路
50、隔壁
52、反射板
62、阴极保护层
64、有机缓冲层
66、阻气层
70、滤色层
71、滤色板
72、黑矩阵
75、外涂层77、周边密封剂
78、透明充填剂
80、隔离层
81、第一隔离层
82、第二隔呙层
88、球形隔离物
卯、图像显示区域
100、像素区域
102、扫描线
104、数据线
106、电源供给线
108、开关用TFT
110、保持容量
112、驱动用TFT
114、发光元件
115、漏电极
116、栅电极
120、扫描线驱动回路
130、数据线驱动回路
140、同步数据线
具体实施例方式
下面，作为将本发明具体化的实施方式，以顶发射型的场致发光(下
面，称为"EL")装置为例，根据附图进行说明。该顶发射型的场致发光 装置为由形成于后述的图像显示区域的整个面的发光层发出白色光，用滤 色板将该白色光调制成三原色而显示彩色图像。另外，用于以下说明的各 附图中，为了成为可认识各构件的大小，对各构件的比例尺进行了适当变 更。
本发明涉及形成于滤色层的上层的隔离层，特征在于其截面。因此， 首先用图1对后述的实施方式及现有例中共同的有源矩阵型的EL装置的结构进行说明。
图1是表示有源矩阵型的EL装置的整体结构的回路构成图。在图像
显示区域90形成有多个扫描线102、与扫描线102正交的多个数据线 104、与数据线104平行延伸的多个电源供给线106，在扫描线102和数据 线104的各个交点附近形成有像素区域100。 g口，在图像显示区域卯，像 素区域100配置成矩阵状。而且，在各像素区域100形成有通过扫描线 102向栅电极供给扫描信号的开关用TFT108、通过开关用TFT108保持从 数据线104供给的像素信号的保持容量110、向栅电极供给由保持容量110 保持的像素信号的驱动用TFT112共计3个元件。
在驱动用TFT112的一端子的前端，形成有通过该驱动用TFT从电源 供给线106流入驱动电流的发光元件114。如后述，发光元件114由与上 述一方的端子导通的作为阳极的像素电极、成为共通电位的阴极层、和由 像素电极和阴极层夹持的功能层构成。
为了与各个驱动用TFT112相对应，像素电极被图案化为在邻接的各 个像素电极间具有规定间隔。另一方面，功能层和阴极层遍及图像显示区 域90的整个范围而形成，且用像素电极和阴极层夹持功能层。
驱动扫描线102且开关用TFT108成为导通状态时，该时刻的数据线 104的电位保持于保持容量110，根据保持容量110的状态来决定驱动用 TFT112的电平。而且，驱动电流通过驱动用TFT112从电源供给线106 流入阳极，进而，驱动电流通过功能层流入阴极层。其结果是，功能层发 光层与各个驱动用TFTU2导通的阳极相对的区域(部分)按照驱动电流
的大小发光，通过后述的滤色板作为任意的原色光向外部照射。通过对任 意区域的功能层发光层通上任意的电流，则可在图像显示区域卯形成彩 色图像。
在图像显示区域90的周边，形成有扫描线驱动回路120及数据线驱 动回路130。根据由未图示的周边回路供给的各种信号从扫描线驱动回路 120向扫描线102依次供给扫描信号。而且，从数据线驱动回路130向数 据线104供给图像信号，从未图示的周边回路向电源供给线106供给像素 驱动电流。另外，扫描线驱动回路120的动作和数据线驱动回路130的动 作利用通过同步数据线140从周边回路供给的同步信号实现相互同步。(第一实施方式)
图2是示意地表示本发明的第一实施方式的顶发射型的EL装置的剖
面图。以本发明的说明必要的滤色层70、隔离层80、及密封层为中心进 行图示，开关用TFT108及保持容量110等本发明的说明中不需要的要素 省略图示或简化。
本实施方式的EL装置的显示体基板1和保护基板2用后述的粘接层 贴合而形成。显示体基板1由第一基板10、形成于第一基板IO上的显示 体层、形成于该显示体层上的密封层构成。在此，所谓的显示体层，意思 是形成于第一基板10上的元件组即元件及配线等的集合体，包括形成于 图像显示区域90 (参照图1)的发光元件114等、和形成于图像显示区域 90周边的周边回路40。所谓周边回路40是上述的扫描线驱动回路120、 数据线驱动回路130及同步数据线140等的总称。另外，所谓的密封层是 包括后述的阻气层的多个层的集合体。
在矩阵状配置于图像显示区域90的各个图像区域100，形成有驱动用 TFT112和发光元件114。发光元件114由像素电极32、包含发光层的功 能层34、及作为共通电极的阴极层36构成。驱动用TFT112由半导体层 113、栅电极116及未图示的栅极绝缘膜构成。
在驱动用TFT112和栅电极116之间、及漏电极115和发光元件114 之间等的各个构成要素之间，形成由硅酸氮化物等构成的层间绝缘膜，从 而电绝缘。而且，通过仅在必要的部分形成于该层间绝缘膜的接触孔而电 连接。
本实施方式的EL装置是顶发射型装置，因此，像素电极32不需要具 有透光性，但是考虑到功函数的高度及构图，最表面用ITO (铟，锡氧化 物)形成。阴极层36由于要求功函数低，因此使用MgAg (镁 银合金) 将膜厚变薄至大致10nm，由此确保顶发射型必要的透光性。
功能层34被夹持于像素电极32和阴极层36之间，是利用通电而发 光的层。在本实施方式的EL装置中，是在像素电极32上按顺序层叠作 为正孔注入层的ATP (聚乙烯)多量体薄膜、作为正孔输送层的TPD (三 苯基二胺衍生物)薄膜、作为发光层的添加了蒽系掺杂剂(蓝色)或红荧 烯系掺杂剂(黄色)薄膜、作为电子注入层的Alq3 (三羟基喹啉铝)薄膜、作为电子注入缓冲层的LiF (氟化锂)薄膜而形成。
隔壁50由绝缘材料构成，在像素电极32的上层以包围该像素电极的 方式形成格子状。阴极层36和功能层34形成于包括隔壁50上的像素显 示区域90的大致整个面上。在隔壁50上，像素电极32和功能层34被绝 缘，功能层34不会发光。即，隔壁50对邻接的各个发光元件114区间进 行划分。在功能层34及像素电极32的下层，与顶发射型相对应地形成有 由金属材料构成的反射板52，将从功能层34产生的发光高效地向上方的 显示面侧反射。
密封层由阴极保护层62、有机缓冲层64和阻气层66构成，并按上述 顺序层叠于阴极层36上。阴极保护层62为硅氧化物或硅酸氮化物的较薄 的层，在CVD法等的低温下通过膜应力小的气相成长法进行成膜。而且， 形成有机缓冲层64时，起到保护阴极层36的作用。有机缓冲层64由环 氧化合物等透光性材料构成，是将液状的原料在采用间隙涂敷法或网版印 刷法等涂敷法形成后进行固化而成的，因此成为平坦性极高的层。功能层 34、阴极保护层62等即使将它们合计也不过是膜厚为100 500nm的极薄 的层，因此，不能消除由隔壁50形成的3 5um的台阶，隔壁50的凹凸 几乎原封不动地残存在第一基板10上。于是，在形成阻气层66之前，涂 敷3~5 u m的环氧化合物而使台阶大致平坦化，由此防止阻气层66的膜欠 缺变形、膜厚变动。阻气层66由硅酸氮化物、由硅酸氮化物构成的致密 且耐水性高的氮含量比较多的材料构成，通过使用了高密度等离子源的溅 射或CVD、离子电镀法等的气相成长法来制膜。为控制设备成本也可以 使用和阴极保护层62同样的装置形成。
保护基板2是将滤色层70、外涂层75和隔离层80在第二基板20上 按照该记载的顺序层叠而形成。第二基板20与顶发射型对应，因此需要 具有透光性，用玻璃等、或聚丁烯、丙烯树脂、聚碳酸酯等透明塑料形成。 在背面(未形成滤色层等侧的面)也可以形成UV (紫外线)隔断/吸收层、 光反射防止层、放热层等。
滤色层70由仅规定范围的波长的光透过的滤色板71、可隔断可视光 的黑矩阵72构成。滤色板71是使红、绿、蓝任一种光透过的过滤板，与 发光元件114的配置一起形成矩阵状，黑矩阵72形成围绕滤^^板的格子状。各个发光元件114由隔壁50相互分开，因此黑矩阵72以在垂直方向 与隔壁50大致重合的方式形成。
外涂层75是自现有的球形隔离物起以作为滤色层70的表面保护为目 的，形成于滤色层70上的整个面的透光性薄膜，但是本发明的多层隔离 层结构也是根据需要设计的。而且，在外涂层75上形成由第一隔离层81 和第二隔离层82构成的隔离层80，将滤色层70和发光元件114的间隔保 持为一定值。本实施方式的EL装置的隔离层80由于双方都与发光元件 114及滤色层71至少一部分重合，因此用树脂等透光性材料形成。而且， 如后所述，第一隔离层81和第二隔离层82具有不同的弹性率。
显示体基板1和保护基板2用由周边密封剂77和透明填充剂78两种 粘结剂构成的粘结层贴合而成。周边密封剂77是确保将显示体基板1和 保护基板2贴合时的位置精度，且具有用于防止透明填充剂78溢出的堤 坝作用的构件。用周边密封剂77围在保护基板2的周围，用保护基板2 和周边密封剂77形成凹部。而且，给该凹部供给了透明填充剂78后，覆 盖显示体基板1且加压，在阻气层66和第二隔离层82贴紧的状态下，周 边密封剂77和透明充填剂78固化从而贴合在一起。关于双方的粘结剂的 性质将在下文叙述。
另外，上述的"贴紧的状态"，意思不是阻气层66和第二隔离层82 整个面紧密粘接，而是至少一部分为相互接触的状态。阻气层66由于下 层的影响而在表面产生若干凹凸。因此，即使例如第二隔离层82形成于 图像显示区域90的整个面，在将显示体基板1和保护基板2贴合在一起 时，阻气层66和第二隔离层82也会产生未接触的部分(区域)。
如上所述，在本实施例的EL装置中，第一隔离层81及第二隔离层 82具有不同的弹性率，该弹性率是考虑上述的有机缓冲层64的弹性率而 决定的。具体而言，第二隔离层82是用比第一隔离层81及有机缓冲层64 弹性率更低的材料形成的，例如第一隔离层81及有机缓冲层64用3 10Gpa 的环氧树脂形成，第二隔离层82用1 3Gpa的丙烯树脂形成。将滤色板 71和发光元件114的间隙保持为一定值的功能主要由第一隔离层81来完 成。第二隔离层82起到防止将保护基板2贴合在显示体基板1上时的压 力(也包括给显示体基板1的水平方向的压力)对阻气层66、造成损伤的作用。另外，阻气层66用硅酸氮化物形成，因此具有比由环氧化合物构
成的有机缓冲层64更高的弹性率(100Gpa以上)。因此，阻气层66与第 二隔离层82相比具有高得多的弹性率。
阻气层66比第二隔离层82更难以变形，因此在贴合时即使相互加压 接合也只有第二隔离层82变形而吸收压力，从而抑制对阻气层66造成龟 裂或凹陷等损伤。因此，在贴合时，即使第二隔离层82变形，在阻气层 66上也不会产生龟裂等损伤，能够维持隔断水蒸气的功能，抑制由于水蒸 气等的渗入而造成的发光元件114的经年劣化。
另外，第一隔离层81比第二隔离层82更难以变形，因此贴合时的压 力几乎被第二隔离层82的变形全部吸收，能够抑制第一隔离层81变形。 因此，发光元件114和滤色板71的间隙保持一定，能够抑制显示性能被 损害。而且，第一隔离层81的膜厚可以设定为任意数值，因此也可以将 间隙缩小为比现有的球形隔离物的平均直径即3 5ym更小。因此，即使 保护基板2所占的滤色层70的面积增大、黑矩阵72的面积縮小，也不会 产生发光泄露，能够得到高开口率且低耗能的EL装置。另外，通过縮小 间隙，也能够提高将显示体基板1和保护基板2贴合在一起时的位置精度。
另外，有机缓冲层64比第二隔离层82更难以变形，因此可抑制对阻 气层66加压带来的变形。在进行上述加压时，变成有机缓冲层64和第二 隔离层82将阻气层66夹住并挤压(加压)的状态。阻气层66是硅酸氮 化物的薄膜，因此，下层因加压而变形时，容易在该变形位置开始龟裂等。 但是，该加压被第二隔离层82的变形吸收，因此能够抑制有机缓冲层64 的变形，其结果是也可以抑制在阻气层66上发生龟裂等。
因此，如上所述，根据本实施方式的结构，能够进一步抑制图像显示 区域90内的间隙的参差不齐，同时能够抑制由于水蒸气的渗入引起的经 年劣化。因此，能够得到显示性能及可靠性更进一步提高的EL装置。
图3是示意地表示作为比较的使用现有的球型隔离层确保间隙的EL 装置的剖面图。和图2所示的第一实施方式的EL装置相比仅隔离层的形 态不同。于是，对共同的结构要素赋予同样的符号，省略其说明的记载。
保护基板2是在第二基板20上将滤色层70和外涂层75层叠而形成， 通过球形隔离物88和显示体基板1贴合而成。具体而言，利用混合了,径3~5 u m的球形隔离物88的透明填充剂贴合在一起。
球形隔离物88从表面到中心用单一材料形成，因此将间隙保持为恒 定值并且以不使其它的结构要素、即阻气层66等变形的方式吸收贴合时 的压力较困难。另外，小直径的球形隔离物容易凝聚，难以均匀地分散。 另外，球形隔离物88 —般情况购入标准件，因此设定任意值的间隙是困 难的，也不能将间隙縮小为3um以下而提高开口率。本实施方式的EL 装置也与有关课题对应。因此，可以提供不但使成本降低而且显示品质得 到提高的EL装置。
(隔离层等的形成材料)
第一隔离层81的形成材料使用固化后弹性率提高的酚醛树脂或环氧 树脂、酚醛清漆树脂、异丁烯酸酯树脂、丙烯树脂、以残留有水分且不构 成产生气泡的原因的含水率不足0.01wt。/。的聚烯烃树脂。为使其弹性率比 第二隔离层82更大，因此优选3 10GPa范围。考虑到调整间隙的情况及 使滤色板71和黑矩阵72的台阶平坦化的情况，优选膜厚(层厚)在1 5pm 的范围。形成方法是在旋转涂敷(镀膜)或缝模涂敷后的光刻工序进行图 案化，也可以用网板印刷法或喷墨印刷法等印刷法进行图案涂敷。
第二隔离层82的形成材料以低弹性率为主要条件，因此优选异戊二 烯橡胶或苯乙烯丁二烯橡胶等橡胶类树脂、氨基甲酸酯树脂、硅酮树脂、 低密度聚乙烯等。由于其弹性率比第一隔离层81更小，因此优选在1 3GPa 范围。形成方法可以使用异戊二烯等橡胶类正型感光性材料且使用光刻工 序。另外，也可以用网板印刷法和喷墨印刷法等涂敷非感光性材料。为抑 制间隙的不均匀，在能够吸收阻气层66的表面凹凸的范围内优选薄的膜 厚，优选0.1 lpm。
透明填充剂78为通过加热进行固化，且不受UV照射的影响的液体 材料，由原料主成分和固化剂构成。作为原料主成分，需要流动性优异且 如溶剂类的不具有挥发成分的有机化合物材料，优选具有环氧基的分子量 3000以下的环氧单体/低聚物。例如有双(苯)酚A型环氧低聚物、双 (苯)酚F型环氧低聚物、(苯)酚醛清漆型的环氧低聚物等，可以单独 或将他们组合使用。
作为固化剂，适宜的是电绝缘性优异且坚韧、形成耐热性优异的固化皮膜的材料，适宜的是透明性优异且固化不均匀少的付加聚合型。例如，
优选3-甲基-l、 2、 3、 6-四氢无水苯二甲酸、甲基-3、 6-酸酐-l、 2、 3、 6-四氢无水苯二甲酸等、或优选它们的聚合物等酸酐类固化剂。固化是通过 在60 10(TC的范围内加热而进行，由于成为耐热性非常优异的固化物，所 以适用于高可靠性用途。另外，对于不要求耐热性的用途也可以采用在室 温进行固化的胺类固化剂。涂敷时的粘度调整为100 2000mPa s使用。
周边密封剂77是通过UV (紫外线)进行固化的材料，由环氧材料的 原材料主成分和固化剂构成。主要成分优选具有环氧基的分子量3000以 下的环氧单体/低聚物，且使用和透明填充剂78同样的材料。作为固化剂 使甩重氮盐、二苯基碘盐、铁一芳烃络合物等光反应型开始剂，利用uv 的照射引起阳离子聚合反应。另外，在UV照射后经过一定时间之后粘 度上升的滞后反应型使涂敷及贴合时的粘度极端下降至1 5万mPa s， 因此即使贴合加重少容易使间隙縮小等也合适。由于只在图像显示区域90 的外侧使用，因此不需要透光性。 (第二实施方式)
作为本发明的第二实施方式，图4是表示显示体基板1和保护基板2 的贴合形态的工序剖面图。与实际的贴合工序一致，将图2所示的形态上 下反转。为表示本实施方式中阻气层66和第二隔离层82的干涉的状态， 在显示体基板1中省略阻气层66以外的结构要素的图示。另外，在保护 基板2中，和第一实施方式共同的结构要素赋予同样的符号，省略一部分 说明。
首先，如图4(a)所示，使周边密封剂77在保护基板2的周围形成 堤坝状。用针式转移法或网板印刷法等向保护基板2上供给周边密封剂
77。 通过使用具有5 20X 104Pa/s粘度的材料，尤其是未经固化工序就能
够维持堤坝状的形态。
而后，向由周边密封剂77和保护基板2形成的凹部供给透明填充剂
78。 供给法优选喷射分配法。周边密封剂77和透明填充剂都为受热固化 而粘接的材料。
而后，通过UV照射使周边密封剂77临时固化。UV照度优选 30mW/cm2，光量优选2000mJ/cn^左右。对于UV，周边密封剂77是虽然粘度比涂敷时上升，但是未完全固化的材料，透明充填剂78是未固化的 材料。因此，在该阶段，透明充填剂78保持低粘度的液状。
其次，如图4(b)所示，通过真空贴合装置以覆盖保护基板2的方式 配置显示体基板1。在显示体基板1的外缘部，在周边回路40 (参照图2) 上形成阻气层66等，该阻气层与周边密封剂77为紧贴的形态。而且，在 中央区域、即上述外缘部的内侧区域，第二隔离层82和阻气层66的一部 分为紧贴形态。
本工序在1Pa左右的真空氛围气下进行贴合，因此，周边密封剂77 和显示体基板1接触时，其内部为透明填充剂78和真空空间共存的状态。 而且通过恢复至大气压，上述的真空空间被透明充填剂78充满。透明充 填剂78的供给量以完全充满上述空间且在进行上述贴合时向外部挤出的 量为最小的方式来选择。
而且，如图4 (c)所示，使显示体基板1和保护基板2相对地进行水 平移动，进行双方基板的定位。即，通过调整使发光元件114 (参照图2) 和滤色层70相互成为最适合的位置，EL装置可以显示合适的图像。通 过真空贴合装置，可以和图4 (b)的工序同时进行。
这时，在阻气层66和第二隔离层82紧贴的状态下，显示体基板l和 保护基板2进行移动，因此阻气层66和第二隔离层82相互摩擦。但是， 由于第二隔离层82弹性率低容易变形，能够和上述移动同时吸收阻气层 66表面的凹凸。因此，能够抑制阻气层66承受压力而产生龟裂等。在此， 在第二隔离层82和滤色层70之间有弹性率比第二隔离层82更高的第一 隔离层81，因此尽管第二隔离层82变形仍然能够维持间隙。另外，周边 密封剂77由于没有进行固化维持有柔软性的程度。因此，能够和上述移 动一起变形而吸收阻气层66表面的凹凸，能够抑制在周边密封剂77和显 示体基板1之间产生间隙。
最后，如图4 (d)所示，在60 100'C的加热工序使透明填充剂78完 全固化。通常，利用和大气压的压差进行按压，因此即使不加压间隙也稳 定，但是，也可以在加压的状态下加热。周边密封剂77在该阶段进行正 式固化，和透明充填剂78—起作为粘结剂发挥功能。 -.
在以上的工序中，完成将显示体基板1和保护基板2贴合在一起的工序。下面，经过在周边回路40中连接配线的工序等，则能够得到EL装置。 根据本实施方式，由于使用具有不同弹性率的两层隔离层，因此能够
维持发光元件114和滤色层70的间隙，且不损伤阻气层66就可以调整发 光元件114和滤色层70的相对位置。因此，能够进一步提高EL装置的品 质及显示性能。
(第三实施方式)
图5表示本发明第三实施方式的保护基板2。另外，直到以下的第八 实施方式，特征在于隔离层80，显示体基板1等和上述第一实施方式及第 二实施方式同样，因此只对保护基板2进行图示。另外，对于与第一实施 方式共同的结构要素，赋予其同样的符号，并省略一部分说明的记载。
本实施方式的保护基板2的隔离层80，其特征是第二隔离层82的膜 厚比第一隔离层81的膜厚更薄。如上所述，在本发明中，第一隔离层81 起到将间隙保持为恒定值的功能，第二隔离层82起到吸收贴合时的压力、 且抑制在阻气层66 (参照图2)上产生龟裂等的功能。在此，之所以在阻 气层66上产生龟裂等，是因为通过阻气层66表面的凹凸，给阻气层66 施加了局部的力。即，第二隔离层82的膜厚设定为阻气层66表面凹凸程 度左右。
因此，只要提高有机缓冲层64 (参照图2)的平坦性、且降低阻气层 66表面的凹凸，就可以代替将第二隔离层82减薄而将第一隔离层81增厚， 能够更进一步抑制间隙不均匀。其结果是能够得到显示性能更进一步提高 的EL装置。
(第四实施方式)
图6表示本发明第四实施方式的保护基板2。本实施方式的保护基板 2的隔离层80，其特征是在第二隔离层82的表面形成有凹凸。另外，第 一隔离层81平坦地形成。
会在阻气层66 (参照图2)上产生龟裂等的压力，在垂直方向上加压 保护基板2时、和使保护基板2与显示体基板1 (参照图2)相互向水平 方向移动而定位时产生。而且，阻气层66的平坦性提高且表面的凹凸降 低时，阻气层66和第二隔离层82以近似于面接触的形式接触。其结果是， 在双方的基板相对地向水平方向移动时产生大的阻力，施加于阻气层66的上述压力增大。这时，在本实施方式的第二隔离层82的表面设置凹凸 时，由于上述阻力降低而能够控制施加于阻气层66的上述压力。因此，
保护基板2和显示体基板1的定位变得容易，定位精度提高，因此能够得 到显示性能更进一步提高的EL装置。
另外，在图6中，是在第二隔离层82上形成有凹凸，但是，在第一 隔离层81上形成凹凸后，用通常的方法使第二隔离层82平坦化也能够得 到同样的效果。
(第五实施方式)
图7表示本发明的第五实施方式的保护基板2。本实施方式的保护基 板2的隔离层80，其特征是只在黑矩阵72上形成第二隔离层82。另外， 第一隔离层81在整个面上形成。
如上所述，黑矩阵72隔断由发光元件114 (参照图2)产生的光，配 置于和该黑矩阵72重合的区域的结构要素不必要具有透过性。因此，如 图所示，仅在黑矩阵72上形成第二隔离层82时，可以用不透明材料形成 第二隔离层82。因此，可以将重点放在弹性率和成本上而选择第二隔离层 82的形成材料，从而能够得到不损害显示品质、制造成本降低的EL装置。 (第六实施方式)
图8表示本发明的第六实施方式的保护基板2。本实施方式的保护基 板2的隔离层80，其特征是只在黑矩阵72上形成第一隔离层81，在其上 层的整个面上形成有第二隔离层82。
根据该方式，第一隔离层81不必要具有透过性，因此，可以将重点 放在弹性率和成本等上而选择第一隔离层81的形成材料，能够得到不损 害显示品质、制造成本等降低的EL装置。 (第七实施方式)
图9表示本发明的第七实施方式的保护基板2。本实施方式的保护基 板2的隔离层80，其特征是只在黑矩阵72上形成有第一隔离层81及第二 隔离层82双方。
根据该方式，将重点放在弹性率和成本等上而选择第一隔离层81及 第二隔离层82双方的形成材料，从而能够得到不损害显示品质、且制造 成本等更进一步降低的EL装置。 -另外，即使第二隔离层82的宽度和第一隔离层81的宽度不同，也可 以实施本实施方式。
(第八实施方式)
图10表示本发明的第八实施方式的保护基板2。本实施方式的保护基
板2的隔离层80，其特征是在第二隔离层82的侧面部形成强的顺向锥部。 根据该方式，第二隔离层82的侧面部与阻气层66 (参照图2)的表面的 凸部倾斜地抵接，因此，能够降低显示体基板l (参照图2)和保护基板2 向水平方向移动时的阻气层66和第二隔离层82因摩擦产生的阻力，容易 进行定位。因此，可以得到能够更进一步的精确定位，显示性能更进一步 提高的EL装置。另外，上述顺向锥部也可以用网板印刷法等对第二隔离 层82的形成材料进行图案化，可以利用热固化时的熔化使倾斜角度增加。
权利要求
1、一种场致发光装置，其具有显示体基板和保护基板，所述显示体基板包括显示体层和密封层，所述显示体层包括矩阵状配置的开关元件和利用该开关元件控制发光状态的发光元件，所述密封层包括形成于所述显示体层上的至少具有隔断水蒸气功能的阻气层，且所述保护基板在表面层叠有由相互不同的材料构成的至少两种隔离层且由透光性材料构成，所述显示体基板和所述保护基板以所述隔离层内的最上层的隔离层和所述阻气层紧贴的方式贴合在一起，其特征在于，所述最上层的隔离层比所述阻气层的弹性率低。
2、 一种场致发光装置，其具有显示体基板和保护基板，所述显示体 基板包括显示体层和密封层，所述显示体层包括矩阵状配置的开关元件 和利用该开关元件控制发光状态的发光元件，所述密封层包含形成于所述 显示体层上的至少具有隔断水蒸气功能的阻气层，且所述保护基板由包含 滤色层、形成于所述滤色层上的第一隔离层、和形成于所述第一隔离层上 的第二隔离层的透光性材料构成，所述显示体基板和所述保护基板以所述 第二隔离层和所述阻气层紧贴的方式贴合在一起，其特征在于，所述第二隔离层比所述第一隔离层及所述阻气层的弹性率更低。
3、 如权利要求2所述的场致发光装置，其特征在于， 所述密封层包含在所述显示体层上按顺序层叠的阴极保护层、有机缓冲层及所述阻气层的至少三种材料层。
4、 如权利要求3所述的场致发光装置，其特征在于， 所述有机缓冲层的弹性率比所述第二隔离层的弹性率更高。
5、 如权利要求2 4中任一项所述的场致发光装置，其特征在于， 所述第二隔离层被图案化，并局部地配置在所述第一隔离层上。
6、 如权利要求2 4中任一项所述的场致发光装置，其特征在于， 所述滤色层由滤色板和黑矩阵形成，所述滤色板被着色成红、绿、蓝三原色中的任一种色调，所述黑矩阵由隔开各个该滤色板的遮光性材料构 成，所述第一隔离层及所述第二隔离层的至少任一方仅配置于所述黑矩阵 上。
7、 如权利要求2 4中任一项所述的场致发光装置，其特征在于，所述第二隔离层被图案化，在由图案化而产生的侧面部形成10~60度的顺向锥部。
8、 如权利要求2 7中任一项所述的场致发光装置，其特征在于， 在所述第二隔离层的表面形成有凹凸。
9、 如权利要求2 8中任一项所述的场致发光装置，其特征在于， 所述第二隔离层的膜厚比所述第一隔离层的膜厚更薄。
10、 一种场致发光装置的制造方法，其包括贴合工序，该贴合工序以 阻气层和隔离层紧贴的方式将第一基板和第二基板贴合在一起，且第一基 板在最上层具有由保护形成于基板表面的元件组的高弹性率材料构成的 所述阻气层，第二基板在表面具有两层以上的所述隔离层，其特征在于，用比该最上层的隔离层的下层的隔离层及所述阻气层弹性率更低的 材料形成所述两层以上的隔离层内的最上层的隔离层，所述最上层的隔离 层吸收所述阻气层的表面的凹凸。
11、 一种场致发光装置的制造方法，其包括贴合工序，该贴合工序以 第二隔离层和阻气层紧贴的方式将显示体基板和保护基板重叠并施加载荷而贴合在一起，所述显示体基板包括显示体层和密封层，所述显示体层 包括矩阵状配置的开关元件和利用该开关元件控制发光状态的发光元件， 所述密封层包括形成于所述显示体层上的至少具有隔断水蒸气功能的阻 气层，所述保护基板由包含滤色层、形成于所述滤色层上的第一隔离层和 形成于所述第一隔离层上的第二隔离层的透光性材料构成，其特征在于，用比所述第一隔离层及所述阻气层弹性率更低的材料形成所述第二 隔离层，所述第二隔离层吸收所述阻气层的凹凸，并且不使所述阻气层凹 陷地接触，从而将所述显示体层和所述滤色层的间隔保持为大致恒定。
12、 如权利要求ll所述的场致发光装置的制造方法，其特征在于， 所述贴合工序包括在使所述第二隔离层和所述阻气层紧贴的状态下，使所述显示体基板和所述保护基板在水平方向相对移动的工序。
全文摘要
本发明提供一种场致发光装置，其阻气层的品质的提高和间隙精度并存。所述场致发光装置具有显示体基板(1)和保护基板(2)，显示体基板(1)包括显示体层和密封层，显示体层包括矩阵状配置的、利用驱动用TFT112控制发光状态的发光元件(114)，密封层包括形成于该显示体层上、至少具有隔断水蒸气功能的阻气层(66)；保护基板(2)由包括滤色层(70)、形成于滤色层(70)上的第一隔离层(81)及形成于第一隔离层(81)上的第二隔离层(82)的透光性材料构成，所述显示体基板(1)和所述保护基板(2)以第二隔离层(82)和阻气层(66)紧贴的方式贴合在一起，其特征在于，第二隔离层(82)比第一隔离层(81)及阻气层(66)的弹性率更低。
文档编号H05B33/04GK101308864SQ20081009716
公开日2008年11月19日 申请日期2008年5月19日 优先权日2007年5月17日
发明者林建二 申请人:精工爱普生株式会社