JP2004031314A

JP2004031314A - 表示装置の製造方法

Info

Publication number: JP2004031314A
Application number: JP2003056734A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Komura; 小村　哲司; Toru Sasaya; 笹谷　亨
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】デバイス基板と封止基板とを貼り合わせた際のシール樹脂の破裂を防止する。
【解決手段】表示装置の製造方法は、デバイス基板２００と封止基板３００とをシール樹脂４００を介して貼り合わせて成るものにおいて、前記シール樹脂４００の粘度が４００００ｃｐ以上であることを特徴とするものであり、従来よりもシール樹脂の粘性を高めることで、デバイス基板２００と封止基板３００とを貼り合わせ、加熱処理した際のシール樹脂４００の破裂を抑止できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自発光素子を備えた表示装置に関するものであり、特にエレクトロルミネッセンス素子及び薄膜トランジスタを備えた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：以下、「ＥＬ」と称する。）素子を用いたＥＬ表示装置が、ＣＲＴやＬＣＤに代わる表示装置として注目されており、例えば、そのＥＬ素子を駆動させるスイッチング素子として薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、「ＴＦＴ」と称する。）を備えたＥＬ表示装置の研究開発も進められている。
【０００３】
上記ＥＬ表示装置は、例えば透明なガラス基板（以下、絶縁性基板）上にＴＦＴ及び有機ＥＬ素子が順に積層形成されている。
【０００４】
この絶縁性基板上にゲート電極が形成され、その上にゲート絶縁膜及びｐ−Ｓｉ膜から成る能動層が順に形成されている。
【０００５】
その能動層には、ゲート電極上方のチャネルと、このチャネルを介してゲート電極の両側にソース・ドレイン領域が設けられている。
【０００６】
そして、前記ゲート絶縁膜、能動層上の全面に層間絶縁膜が形成され、前記ドレイン領域に対応して設けたコンタクトホールにＡｌ等の金属を充填してドレイン電極が形成されている。
【０００７】
更に、全面に、例えば有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜が形成され、当該平坦化絶縁膜のソース領域に対応した位置にコンタクトホールが形成され、このコンタクトホールを介してソース領域とコンタクトしたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）から成るソース電極を兼ねた、ＥＬ素子の陽極が平坦化絶縁膜上に形成されている。
【０００８】
そして、このＩＴＯから成る陽極上にホール輸送層が形成され、当該ホール輸送層上に発光層ＥＬ素子が形成され、当該発光層ＥＬ素子を被覆するように電子輸送層が形成され、その上に陰極が積層形成されている。
【０００９】
ここで、上記ＥＬ素子が組み込まれた基板側を、以下デバイス基板と称して、従来のＥＬ表示装置の封止状態を説明する。
【００１０】
先ず、前記デバイス基板とガラス基板から成る封止基板とをディスペンサー装置等を用いて塗布される、例えばエポキシ樹脂等のシール樹脂を介して貼り合わせ、加熱硬化することで、デバイス基板と封止基板とを貼り合わせていた。
【００１１】
このデバイス基板と封止基板とを貼り合わせる際の加熱処理時または加圧処理時において、前記ＥＬ表示装置内に封入しておいた不活性ガスが膨張する。そのときに、シール樹脂が破裂しないように、余分な不活性ガスを逃がすための逃げ道となる開口部をシール樹脂に設けておく必要があった。そのため、不活性ガスを封入した後で、当該開口部を塞いでいた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したように貼り合わせ後に開口部を塞いだ場合、ＥＬ表示装置内に水分等が混入する可能性があり、ＥＬ表示装置の特性劣化の原因となる。
【００１３】
また、開口部を形成せずに貼り合わせを行った場合には、ＥＬ表示装置内外の圧力差により、シール樹脂が破裂する危険性もあった。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記課題に鑑み本発明の表示装置の製造方法は、デバイス基板と封止基板とをシール樹脂を介して貼り合わせて成るものにおいて、前記シール樹脂の粘度が４００００ｃｐ以上であることを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記シール樹脂の粘度が４００００ｃｐ以上、１７００００ｃｐ未満であることを特徴とするものである。
【００１６】
更に、前記デバイス基板と前記封止基板との間の空間には、不活性ガスが封止されていることを特徴とするものである。
【００１７】
係る構成により、シール樹脂の粘性を高めることで、デバイス基板と封止基板とを貼り合わせ、加熱処理した際のシール樹脂の破裂を抑止できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の表示装置の製造方法を有機ＥＬ表示装置に応用した場合について、以下に説明する。
【００１９】
図２に本発明が適用される有機ＥＬ表示装置の表示画素付近を示す平面図を示し、図３（ａ）に図２中のＡ−Ａ線に沿った断面図を示し、図３（ｂ）に図２中のＢ−Ｂ線に沿った断面図を示す。
【００２０】
図２及び図３に示すように、ゲート信号線５１とドレイン信号線５２とに囲まれた領域に表示画素１１０が形成されており、マトリクス状に配置されている。
【００２１】
この表示画素１１０には、自発光素子である有機ＥＬ素子６０と、この有機ＥＬ素子６０に電流を供給するタイミングを制御するスイッチング用ＴＦＴ３０と、有機ＥＬ素子６０に電流を供給する駆動用ＴＦＴ４０と、保持容量とが配置されている。なお、有機ＥＬ素子６０は、第１の電極である陽極６１と発光材料からなる発光素子層と、第２の電極である陰極６５とから成っている。
【００２２】
即ち、両信号線５１，５２の交点付近にはスイッチング用ＴＦＴである第１のＴＦＴ３０が備えられており、そのＴＦＴ３０のソース３３ｓは保持容量電極線５４との間で容量をなす容量電極５５を兼ねるとともに、ＥＬ素子駆動用ＴＦＴである第２のＴＦＴ４０のゲート４１に接続されている。駆動用おり、第２のＴＦＴ４０のソース４３ｓは有機ＥＬ素子６０の陽極６１に接続され、他方のドレイン４３ｄは有機ＥＬ素子６０に供給される電流源である駆動電源線５３に接続されている。
【００２３】
また、ゲート信号線５１と並行に保持容量電極線５４が配置されている。この保持容量電極線５４はクロム等から成っており、ゲート絶縁膜１２を介してＴＦＴのソース３３ｓと接続された容量電極５５との間で電荷を蓄積して容量を成している。この保持容量５６は、第２の駆動用ＴＦＴ４０のゲート電極４１に印加される電圧を保持するために設けられている。
【００２４】
図３に示すように、有機ＥＬ表示装置は、ガラスや合成樹脂などから成る基板または導電性を有する基板あるいは半導体基板等の基板１０上に、ＴＦＴ及び有機ＥＬ素子を順に積層形成して成る。ただし、基板１０として導電性を有する基板及び半導体基板を用いる場合には、これらの基板１０上にＳｉＯ_２やＳｉＮなどの絶縁膜を形成した上にスイッチング用ＴＦＴ３０、駆動用ＴＦＴ４０第１、第２のＴＦＴ及び有機ＥＬ素子６０を形成する。いずれのＴＦＴともに、ゲート電極がゲート絶縁膜を介して能動層の上方にあるいわゆるトップゲート構造である。
【００２５】
先ず、スイッチング用ＴＦＴ３０である第１のＴＦＴ３０について説明する。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁性基板１０上に、非晶質シリコン膜（以下、「ａ−Ｓｉ膜」と称する。）をＣＶＤ法等にて成膜し、そのａ−Ｓｉ膜にレーザ光を照射して溶融再結晶化させて多結晶シリコン膜（以下、「ｐ−Ｓｉ膜」と称する。）とし、これを能動層３３とする。その上に、ＳｉＯ_２膜、ＳｉＮ膜の単層あるいは積層体をゲート絶縁膜１２として形成する。更にその上に、Ｃｒ、Ｍｏなどの高融点金属からなるゲート電極３１を兼ねたゲート信号線５１及びＡｌから成るドレイン信号線５２を備えており、有機ＥＬ素子の駆動電源でありＡｌから成る駆動電源線５３が配置されている。
【００２７】
そして、ゲート絶縁膜１２及び能動層３３上の全面には、ＳｉＯ_２膜、ＳｉＮ膜及びＳｉＯ_２膜の順に積層された層間絶縁膜１５が形成されており、ドレイン３３ｄに対応して設けたコンタクトホールにＡｌ等の金属を充填したドレイン電極３６が設けられ、更に全面に有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜１７が形成されている。
【００２８】
次に、有機ＥＬ素子の駆動用ＴＦＴである第２のＴＦＴ４０について説明する。図３（ｂ）に示すように、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁性基板１上に、ａ−Ｓｉ膜にレーザ光を照射してこれを多結晶化してなる能動層４３、ゲート絶縁膜１２、及びＣｒ、Ｍｏなどの高融点金属からなるゲート電極４１が順に形成されており、その能動層４３には、チャネル４３ｃと、このチャネル４３ｃの両側にソース４３ｓ及びドレイン４３ｄが設けられている。そして、ゲート絶縁膜１２及び能動層４３上の全面に、ＳｉＯ_２膜、ＳｉＮ膜及びＳｉＯ_２膜の順に積層された層間絶縁膜１５を形成し、ドレイン４３ｄに対応して設けたコンタクトホールにＡｌ等の金属を充填して駆動電源に接続された駆動電源線５３が配置されている。更に全面に例えば有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜１７を備えている。そして、その平坦化絶縁膜１７のソース４３ｓに対応した位置にコンタクトホールを形成し、このコンタクトホールを介してソース４３ｓとコンタクトしたＩＴＯから成る透明電極、即ち有機ＥＬ素子の陽極６１を平坦化絶縁膜１７上に設けている。この陽極６１は各表示画素ごとに島状に分離形成されている。
【００２９】
有機ＥＬ素子６０は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極から成る陽極６１、ＭＴＤＡＴＡ（４，４−ｂｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ）から成る第１ホール輸送層、ＴＰＤ（４，４，４−ｔｒｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）
ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｎｉｎｅ）からなる第２ホール輸送層から成るホール輸送層６２、キナクリドン（Ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ）誘導体を含むＢｅｂｑ２（ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム）から成る発光層６３、及びＢｅｂｑ２から成る電子輸送層６４、マグネシウム・インジウム合金もしくはアルミニウム、もしくはアルミニウム合金から成る陰極６５が、この順番で積層形成された構造である。
【００３０】
有機ＥＬ素子６０は、陽極６１から注入されたホールと、陰極６５から注入された電子とが発光層の内部で再結合し、発光層６３を形成する有機分子を励起して励起子が生じる。この励起子が放射失活する過程で発光層６３から光が放たれ、この光が透明な陽極６１から透明絶縁性基板１０を介して外部へ放出されて発光する。
【００３１】
ここで、上記ＥＬ素子６０が組み込まれた基板側を、以下デバイス基板２００と称して説明を続ける。
【００３２】
図１は、本発明のＥＬ表示装置の封止状態を説明するための図である。図１の（ａ）は封止基板３００にシール樹脂４００が塗布された状態を示す斜視図であり、（ｂ）はデバイス基板２００と封止基板３００とがシール樹脂４００を介して貼り合わされた状態を示す断面図である。
【００３３】
先ず、前記したＥＬ素子６０が組み込まれたデバイス基板２００とガラス基板から成る封止基板３００とを準備する。そして、封止基板３００の周辺部に沿って、例えばエポキシ樹脂等のシール樹脂４００をディスペンサー装置等を用いて塗布する。そして、シール樹脂４００が塗布された封止基板３００上にデバイス基板２００を貼り合わせる。この時、デバイス基板２００、シール樹脂４００及び封止基板３００によって囲まれた空間にはＮ_２ガスのような不活性ガスが封入される。そして、シール樹脂４００を、加熱硬化することで、デバイス基板２００と封止基板３００とを密着させ、当該ＥＬ素子６０を樹脂封止することで、ＥＬ表示装置が完成する。つまり、ＥＬ素子６０は、シール樹脂４００によって囲まれ、封止された状態となる。
【００３４】
ここで、前記デバイス基板２００と前記封止基板３００とをシール樹脂４００を介して貼り合わせて成るＥＬ表示装置において、シール樹脂４００の塗布時の粘度が４００００ｃｐ（センチポアーズ）以上に設定される。シール樹脂４００の粘度は、粘性摩擦トルクを測定することで求めることができる。被測定物であるシール樹脂４００は、測定装置の容器内に収納される。そして、シール樹脂４００の中に浸した回転軸を回転させることで生じるトルクを測定する。そして、あらかじめ求められたトルクと粘度の関係から、シール樹脂４００の粘度を知ることができる。
【００３５】
従来の課題として不活性ガスの逃げ道となる開口部をシール樹脂４００に形成しない状態で、デバイス基板と封止基板とを貼り合わせた場合に、シール樹脂が破裂する危険性が高かったが、本発明では樹脂封止する時のプロセスにおいて、シール樹脂４００の粘度を規定することで、シール樹脂４００が破裂することなく、樹脂封止を可能にしている。
【００３６】
尚、シール樹脂４００の粘度は、貼り合わせ時における表示装置内外の圧力差に耐え得るものであれば良く、本実施形態では当該シール樹脂の、塗布時の粘度の範囲として、より具体的には４００００ｃｐ以上、１７００００ｃｐ未満となるように設定している。ここで、粘度の上限を１７００００ｃｐ未満としたのは、あまり粘性が高すぎると貼り合わせ時の押し付け（シール樹脂の押し潰し）がし難くなるためであり、通常用いられる押し付け装置よりも押し付け力の強い装置を用いればより高い粘性を有するシール樹脂４００を取り扱うことも可能である。
【００３７】
また、シール樹脂４００の塗布時の粘度は、好ましくは、８００００ｃｐ以上、１５００００ｃｐ未満であり、更に好ましくは１０００００ｃｐ以上、１３００００ｃｐ未満であることが好ましい。上述の通り、一方で、粘性があまり高すぎると貼り合わせ時の押し付けがし難くなり、シールによる両基板間の間隔（ギャップ）を均一に確保することが難しいという点がある。また、他方で、粘性が低すぎると塗布したシール樹脂が直線状に形成できず、シールの形状の維持が難しいという点がある。このように、シール樹脂４００の粘度の高い低いは互いにトレードオフの関係にある。そこで、上述のようなシール樹脂の粘度にすることにより、粘度の高い場合と低い場合との長所をバランス良く採用することが可能となるのである。
【００３８】
このように本発明では、デバイス基板２００と封止基板３００とを貼り合わせた時、シール樹脂４００に不活性ガスの逃げ道となる開口部を形成しなくとも、ＥＬ表示装置内外の圧力差により、シール樹脂４００が破裂することを抑止できる。そのため、開口部を設けておくことなく、不活性ガスを封入することができるので、不活性ガスの純度を低下させてしまうことがない。また、開口部を通して、ＥＬ表示装置内に水分等が混入するおそれがなく、ＥＬ表示装置の特性劣化の発生を抑止できる。
【００３９】
更に、上記実施形態では、ＥＬ表示装置に本発明を適用した例を紹介したが、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶表示装置等の各種表示装置に適用可能なものである。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、シール樹脂の粘性を規定することで、デバイス基板と封止基板とを貼り合わせ、加熱処理または加圧処理した際のシール樹脂の破裂を抑止できる。
【００４１】
また、開口部を形成する必要がなくなるため、不活性ガスの純度を低下させることがないので、ＥＬ素子の特性劣化の発生を抑止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のデバイス基板と封止基板との貼り合わせ構造について説明するための図である。
【図２】本発明が適用されるＥＬ表示装置の平面図である。
【図３】本発明が適用されるＥＬ表示装置の断面図である。
【符号の説明】
２００　デバイス基板
３００　封止基板
４００　シール樹脂

Claims

エレクトロルミネッサンス素子が組み込まれたデバイス基板と、封止基板とを準備し、
前記封止基板上にその粘度が４００００ｃｐ以上のシール樹脂を塗布する工程と、
前記デバイス基板と前記封止基板とを前記シール樹脂を介して貼り合わせる工程と、
その後前記シール樹脂を加熱硬化させる工程と、を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
前記シール樹脂の塗布時の粘度が１７００００ｃｐ未満であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
前記デバイス基板と前記封止基板との間の空間には、不活性ガスが封止されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置の製造方法。