JP2004179106A - 表示装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも発光寿命を長くし信頼性を高めた有機ＥＬ素子表示装置を提供する。同時に、そのような有機ＥＬ素子表示装置を搭載した機器を提供する。
【解決手段】基板上に、一対の電極間に発光層を配したＥＬ素子を二次元的に複数配設した表示装置であって、各ＥＬ素子の基板とは反対の側は、ＥＬ素子を大気から隔離するための封止体が配設されており、ＥＬ素子と封止体間には、分離されている複数の間隙を設けている。そして、複数の間隙は、各ＥＬ素子の基板とは反対の側のＥＬ素子面と封止体とにより形成されるものである。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報表示装置に関し、特に、エレクトロルミネッセンス素子（以下、エレクトロルミネッセンスをＥＬで表現し、ＥＬ素子とも言う）を利用した表示装置と該表示装置を表示部に用いた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、平面表示装置（ 以下、フラットディスプレイとも言う） が多くの分野、場所で使われており、情報化が進む中で、ますます、その重要性が高まっている。
現在、フラットディスプレイの代表と言えば液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤとも言う）であるが、ＬＣＤとは異なる表示原理に基づくフラットディスプレイとして、有機ＥＬ、無機ＥＬ、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰとも言う）、ライトエミッティングダイオード表示装置（以下、ＬＥＤとも言う）、蛍光表示管表示装置（以下、ＶＦＤとも言う）、フィールドェミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤとも言う）などの開発も活発に行われている。
これらの新しいフラットディスプレイはいずれも自発光型と呼ばれるもので、ＬＣＤとは次の点で大きく異なり、ＬＣＤには無い優れた特徴を有している。
ＬＣＤは、受光型と呼ばれ、液晶は自身では発光することはなく、外光を透過、遮断する、いわゆるシャッターとして動作し、表示装置を構成する。
このため光源を必要とし、ー般に、バックライトが必要である。
これに対して自発光型は、装置自身が発光するため別光源が不要である。
ＬＣＤのような受光型では表示情報の様態に拘わらず常にバックライトが点灯し、全表示状態とほぼ変わらない電力を消費することになる。
これに対して自発光型は、表示情報に応じて点灯する必要のある箇所だけが電力を消費するだけなので、受光型表示装置に比較して電力消費が少ないという利点が原理的にある。
ＬＣＤでは、バックライト光源の光を遮光して暗状態を得るため、少量であっても光漏れを完全に無くすことは困難であるのに対して、自発光型では発光しない状態がまさに暗状態であるので理想的な暗状態を容易に得ることができコントラストにおいても自発光型が圧倒的に優位である。
また、ＬＣＤは液晶の複屈折による偏光制御を利用しているため、観察する方向こよって大きく表示状態が変わるいわゆる視野角依存性が強いが、自発光型ではこの問題がほとんど無い。
さらに、ＬＣＤは有機弾性物質である液晶の誘電異方性に由来する配向変化を利用するため、原理的に電気信号に対する応答時間が１ｍｓｅｃ以上である。
これに対して、開発が進められている上記の技術では電子、正孔といったいわゆるキャリア遷移、電子放出、プラズマ放電などを利用しているため、応答時間はｎｓｅｃ桁であり、液晶とは比較にならないほど高速であり、ＬＣＤの応答の遅さに由来する動画残像の問題が無い。
【０００３】
これらの中でも、特に、有機ＥＬの研究が活発である。
有機ＥＬはＯＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ ＥＬ）または有機ライトエミッティングダイオード（ＯＬＥＤ；Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とも呼ばれている。
ＯＥＬ素子、ＯＥＬＤ素子は、陽極と陰極の一対の電極間に有機化合物を含む（ＥＬ層）を挟持した構造となっており、Ｔａｎｇ等の「アノード電極／ 正孔注入層／ 発光層／ カソード電極」の積層構造が基本になっている。（特許１５２６０２６号公報）
また、Ｔａｎｇ等が低分子材料を用いているの対して、中野らは、高分子材料を用いている。（特開平３−２７３０８７号公報）
また、正孔注入層や電子注入層を用いて効率を向上させたり、発光層に蛍光色素等をドーブして発光色を制御することも行われている。
尚、ここでは、画素電極と対向電極が陽極、陰極のいずれかに相当し、ー対の電極を構成する。
そして、ー対の電極間に設けられる全ての層を、総称して、ＥＬ層と呼び、上記の正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層がこれに含まれる。
【０００４】
図７に有機ＥＬ素子の断面構造を示す。
有機ＥＬは、電極間に電場を印加し、ＥＬ層に電流を通じることで、発光するが、従来はー重頃励起状態から基底状態に戻る際の蛍光発光のみを利用していたが、最近の研究により、三重項励起状態から基底状態に戻る際の燐光発光を有効に利用することができるようになり、効率が向上している。
通常、ガラス基板やプラスチック基板といった透光性の支持基板（基板２）にー方の電極３を形成してから、発光層（有機ＥＬ層とも言う）４、対向電極５の順に形成して製造される。
一般には陽極がＩＴＯなどの透光性電極、陰極が金属で構成され非透光性電極であることが多い。
なお、図７では図示しないが、有機ＥＬ素子は水分や酸素による特性劣化が著しいため、ー般には、素子が水分や酸素に触れない様に不活性ガスを充満した上で、別基板を用いたり、薄膜蒸着によりいわゆる封止を行ない信頼性を確保している。
【０００５】
ＥＬ層の形成方法としては、低分子材料ではー般に真空蒸着法が用いられ、高分子材料では溶液化して、スピンコートや印刷法、転写法が用いられる。
表示装置として微細画素を形成する場合には、低分子材料ではマスク蒸着法が用いられ、高分子材料ではインクジェット法や印刷法、転写法などが用いられる。
近年では塗付可能な低分子材料も報告されている。
【０００６】
有機ＥＬ素子をディスプレイとして利用する場合、ＬＣＤと同様に、電極構成と駆動方法によりパッシブマトリクス方式とアクティブマトリクス方式に大別することが出来る。
パッシブマトリクス方式は、ＥＬ層を挟んで互いに交差する水平方向電極と垂直方向電極によりー対の電極を構成するもので構造が簡単であるが、画像を表示するためには時分割走査により走査線の本数倍だけ瞬間輝度を高めなければならず、通常のＶＧＡ以上のディスプレイでは１００００ｃｄ／ｍ^２ を上回る有機ＥＬの瞬間輝度が必要であり、ディスプレイとしては実用上多くの問題がある。
尚、パッシブマトリクス方式であっても走査線数の少ない簡単なディスプレイであれば構造の簡単さを活かして実用的な装置を実現することは出来る。
さらには、従来の蛍光発光材料に加えて燐光発光材料の開発が進められており発光効率が大幅に向上しており、このようなの高発光効率の発光材料を利用することでパッシブマトリクス方式の従来の問題が解決される可能性がある。
アクティブマトリクス方式は、ＴＦＴを形成した基板に画素電極を形成し、ＥＬ層、対向電極を形成するもので、パッシブマトリクス方式に比べて構造は複雑であるが、発光輝度、消費電力、クロストークといった多くの点で有機ＥＬディスプレイとして有利である。
さらに、多結晶シリコン（ポリシリコン）膜や連続粒界シリコン（ＣＧシリコン）膜を用いたアクティブマトリクス方式ディスプレイでは、アモルファスシリコン膜よりも電界効果移動度が高いので、ＴＦＴの大電流処理が可能であり、電流駆動素子である有機ＥＬの駆動に適している。
また、ポリシリコンＴＦＴでは高速動作が可能であることにより、従来、外付けのＩＣで処理していた各種制御回路を、ディスプレイ画素と同一基板上に形成し、表示装置の小型化、低コスト化、多機能化等多くのメリットがある。
【０００７】
ここで、従来の有機ＥＬ表示装置の画素回路構成と、アクティブマトリクス方式の有機ＥＬ表示装置の信号処理システムについて、簡単に説明しておく。
図８は、従来の有機ＥＬ表示装置の代表的な画素回路構成の１例であるが、走査線Ｇ（１１）、データ信号線Ｄ（１２）、電源供給線Ｖ（１３）の各バスラインに加えて、スイッチング用ＴＦＴ（１４）、ゲート保持容量（１５）、駆動用ＴＦＴ（１６）、インバータ（１６１）とＥＬ素子（１７）で構成される。
走査線Ｇ（１１）で選択されたスイッチング用ＴＦＴ（１４）のゲートがオープンされデータ信号線Ｄ（１２）から発光強度に応じた信号電圧がＴＦＴソースに加えられると、インバータ１６１を介して駆動用ＴＦＴ（１６）のゲートが信号電圧の大きさに応じてアナログ的にクローズされ、その状態がゲート保持容量（１５）で保持される。
電源供給線Ｖ（１３）から駆動用ＴＦＴ（１６）のソースに電圧が印加されるとゲートの開き具合に応じた電流がＥＬ素子（１７）に流れ、信号電圧の大きさに応じて階調的に発光する。
図８の回路は、非選択時に発光部に動作出力が供給されて表示するノーマリーホワイト表示方式を実現するための回路であるが、インバータ１６１を設けずに、選択時に発光部に動作出力が供給されて表示するノーマリーブラック表示方式を実現することもできる。
図９は画素（１８）をマトリクス状に配置した実際の表示装置の構造である。
配線の簡略化のために、図９のように隣接する画素の電源供給線Ｖ１、２を共通化しても良い。
有機ＥＬ表示装置の回路構成、駆動方法としては、他にＴＦＴの数を更に多くしたもの（Ｙｕｍｏｔｏらの『Ｐｉｘｅｌ−Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｌａｒｇｅ−Ｓｉｚｅｄ Ｐｏｌｙ−ｓｉ ＡＭ−ＯＬＥＤ Ｄｉｓｐｌａｙｓ』Ａｓｉａ Ｄｉｓｐｌａｙ／ＩＤＷ’０１ Ｐ． １３９５−１３９８）や、時間分割階調（Ｍｉｚｕｋａｍｉらの『６−ｂｉｔ Ｄｉｇｉｔａｌ ＶＧＡ ＯＬＥＤ』ＳＩＤ’００ Ｐ． ９１２−９１５）や面積分割階調（Ｍｉｙａｓｉｔａらの『Ｆｕｌｌ Ｃｏｌｏｒ Ｄｉｓｐｌａｙｓ Ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｂｙ Ｉｎｋ−Ｊｅｔ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ』Ａｓｉａ Ｄｉｓｐｌａｙ／ＩＤＷ’０１ Ｐ． １３９９−１４０２）などのディジタル階調駆動法がある。
【０００８】
カラー化を達成する方法としては、最も基本的なＲ、Ｇ、Ｂの３色の有機ＥＬ材料を表示装置の画素毎に精密に配置する３色並置方式の他に、白色発光層とＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルター（ＣＦとも言う）を組み合わせるＣＦ方式と青色発光層とＲ、Ｇの蛍光変換色素フィルターとを組み合わせるＣＣＭ（Ｃｏｌｏｒ Ｃｈａｎｇｉｎｇ Ｍｅｄｉｕｍ）方式がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、有機ＥＬを用いた有機ＥＬ表示装置は多くの特徴を持つが、水分や酸素による特性劣化が著しいという問題がある。
このため、通常は、別基板を用いたり薄膜蒸着によりいわゆる封止を行ない大気から素子を隔離することで信頼性を確保している。
隔離された雰囲気を窒素等の不活性ガスや真空とすることで水分や酸素による劣化を防ぐことができる。
従来の封止構造を図６に示す。
図６では封止体を用いた場合を示している。
基板上に形成された有機ＥＬ装置を例えばグローブボックス中や真空チャンバー中で６封止体とシール材７で密閉し、空間を窒素等の不活性ガスや真空とすることにより大気中で装置を使用した場合にも水分や酸素による劣化を防ぐことができるようにしている。
封止体６としては金属板、ガラス板など気密性の高い物質を使うことができ、シール材７としては例えばＵＶ硬化接着剤や熱硬化接着剤を使うことができる。
装置空間内に残留する水分、酸素を吸着除去して封止の効果を高めるためにゲッター材（吸着材とも言う）８を設置することが多い。
ゲッター材８は酸化カルシュームなどの吸着性の高い物を用いる事ができる。
ゲッター材８はシール材が硬化反応する際に発生する有機ガスを吸着する物であればなお望ましい。
有機ＥＬ表示装置はＬＣＤと同様に表示装置として電子機器に搭載することが想定されるが、部品である表示装置の寿命信頼性は搭載される電子機器製品によって様々である。
例えば、携帯電話やＰＤＡ等比較的流行の移り変わりが速く、製品価格も手頃な機器に搭載する場合には数千時間程度の寿命信頼性で製品化が可能であるが、デジタルカメラやテレビなど買い替えサイクルが比較的長い耐久消費財に搭載する場合には数万時間以上の寿命信頼性が必要である。
従来の封止構造による有機ＥＬ装置は発光寿命が十分でなく信頼性が満足できるものではなく、前者のような比較的短い寿命で良い応用は可能であったが、後者のような長寿命を必要とする応用は出来なかった。
本発明は、これに対応するもので、従来よりも発光寿命を長くし信頼性を高めた有機ＥＬ素子表示装置を提供しようとするものである。
同時に、そのような有機ＥＬ素子表示装置を搭載した機器を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の表示装置は、基板上に、一対の電極間に発光層を配したＥＬ素子を二次元的に複数配設した表示装置であって、各ＥＬ素子の基板とは反対の側は、ＥＬ素子を大気から隔離するための封止体が配設されており、ＥＬ素子と封止体間には、分離されている複数の間隙を設けていることを特徴とするものである。
そして、上記において、複数の間隙は、各ＥＬ素子の基板とは反対側のＥＬ素子面と封止体とにより形成されるものであることを特徴とするものである。
あるいは、上記において、各ＥＬ素子の基板とは反対の側は、保護層で覆われており、複数の間隙は、保護層と封止体とにより形成されるものであることを特徴とするものである。
【００１１】
また、上記において、複数の間隙は、その周辺を接着剤によりシールされ、互いに分離していることを特徴とするものである。
また、上記において、複数間隙の少なくとも１つには、吸着材が設置されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の電子機器は、上記本発明の表示装置を、表示部に用いたことを特徴とするものである。
【００１３】
【作用】
本発明の表示装置は、このような構成にすることにより、従来よりも発光寿命を長くし信頼性を高めた有機ＥＬ素子表示装置の提供を可能としている。
具体的には、基板上に、一対の電極間に発光層を配したＥＬ素子を二次元的に複数配設した表示装置であって、各ＥＬ素子の基板とは反対の側は、ＥＬ素子を大気から隔離するための封止体が配設されており、ＥＬ素子と封止体間には、分離されている複数の間隙を設けていることにより、これを達成している。
即ち、有機ＥＬ素子の素子雰囲気としては各間隙内の雰囲気が独立して存在する形になり、素子に接する雰囲気及びその中の不純物としては従来よりも非常に少なくすることができ、発光寿命を大幅に長くすることができる。
【００１４】
尚、これについては、以下、▲１▼、▲２▼の実験を行ない、見出された知見から、有機ＥＬ装置の封止において、細分化された間隙を形成するように封止を行い、有機ＥＬ装置に接する水分、酸素など大気中の不要成分の絶対量を従来よりも減少させる本発明の表示装置を想到したものである。
発明者は、有機ＥＬ素子の雰囲気と発光寿命の関係に注目し、次の▲１▼、▲２▼のような実験を行った。
▲１▼高分子材料を用いて図７の有機ＥＬ素子を作製し図６の様に封止を行った。
この際にゲッター材は用いていない。
これらの作業は全て不活性窒素に置換したグローブボックス内で行い素子劣化を防ぐようにした。
封止完了後の素子を大気中の通常環境において電界を連続印加しながら輝度計により輝度の時間変化すなわち発光寿命を測定した。
▲２▼一方で不活性窒素に置換したグローブボックス内で同様に作製した未封止状態の素子をグローブボックス内に置いたまま電界を連続印加しながら、輝度計をグローブボックス内に設置してその輝度の時間変化を測定した。
そして、両者の結果を比較したところ、一様に未封止の状態でグローブボックス内に放置した素子の発光寿命に比較して封止完了後の素子の発光寿命の方が大幅に長かった。
封止素子にはゲッター材を用いていないので両者の素子雰囲気は同一であり、また不活性窒素とは言っても純度１００％という事はあり得ないことから、素子雰囲気が不活性気体であってもその中に含まれる水分、酸素などの不純物によって発光寿命は劣化し、封止を行い素子雰囲気のきわめて少ない素子では、未封止でグローブボックス内の放置した素子雰囲気の非常に大量な素子よりも発行寿命が大幅に長くなった、というこの実験の結果から、更に素子雰囲気中の不純物の絶対量によって発光寿命が変化することを見出した。
【００１５】
複数の間隙は、各ＥＬ素子の基板とは反対側のＥＬ素子面と封止体とにより形成される形態のもの、あるいは、各ＥＬ素子の基板とは反対側は、保護層で覆われており、複数の間隙は、保護層と封止体とにより形成される形態のものが挙げられる。
更に、複数の間隙の周辺を接着剤によりシールし、互いに分離する形態も挙げられる。
【００１６】
また、複数間隙の少なくとも１つには、吸着材（以下ゲッター材とも言う）が設置されていることにより、ＥＬ表示装置空間内に残留する水分、酸素を吸着除去して封止の効果を高めることができるものとしている。
【００１７】
尚、特開平１１−４０３５４の記載では、発光寿命に大きな影響を及ぼすダークスポットの成長を防ぐために隔壁により発光層を分割するという方法をとっている。
しかしながら、発光層を分割することでが画素における発光面積が低下するという本質的な問題を有しているばかりでなく、ダークスポットの成長の広がりを防ぐという不良の発生後の対策としては有効であっても、本願の様に不良を発生させないで発光寿命を長くするために効果的であるとは言えず本発明のものが優れていることは明白である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の１例を、図に基づいて説明する。
図１は本発明の表示装置の実施の形態の第１の例の特徴部であるＥＬ素子断面を示した図で、図２は図１のＡ１側からみた間隙とゲッター材の形状の１例を示した図で、図３は図１のＡ１側からみた間隙とゲッター材の形状の他の１例を示した図で、図４は本発明の表示装置の実施の形態の第２の例の特徴部であるＥＬ素子断面を示した図で、図５は本発明の表示装置の実施の形態の第３の例の特徴部であるＥＬ素子断面を示した図である。
図１〜図５中、２は透明基板（透光性基板とも言う）、３は透明電極（透光性電極とも言う）、４は発光層、５は対向電極、６は封止体、６ａは凹部、６ｂは凸部、７はシール材、８はゲッター材、９はシール材、１０は発光、２２は間隙、２３は保護層である。
【００１９】
先ず、本発明の表示装置の実施の形態の第１の例を図１に基づいて説明する。
第１の例の表示装置は、透明基板２上に、一対の透明電極３、対向電極５間に発光層４を配した有機ＥＬ素子（以下、ＥＬ素子、あるいは単に素子とも言う）を二次元的に複数配設した表示装置で、透明基板２上に、能動素子であるＴＦＴ（図示していない）とこれに接続された透明電極３、及び発光層４と非透光性の対向電極５を備えた画素部を二次元的に配設した、ボトムエミッション型のアクティブ駆動型自発光表示装置で、且つ、図８に示す画素１８を図９に示すように配列し、非選択時に各画素１８のインバータ１６１を介して発光部（ＥＬ素子１７）に動作電力を供給し、選択時には、発光部に動作出力が供給されず、発光部は発光しない、ノーマリーホワイト表示を行うものである。
そして、図１にその特徴部であるＥＬ素子の断面を示すように、各ＥＬ素子１７の透明基板２とは反対の側は、ＥＬ素子を大気から隔離するための封止体６が配設されており、ＥＬ素子と封止体間には、分離されている複数の間隙２２を設けており、且つ、複数の間隙２２は、各ＥＬ素子の透明基板２とは反対の側のＥＬ素子面と封止体とにより形成されるものである。
封止体６はＥＬ素子側に凹部６１、凸部６２を有し、ＥＬ素子とで間隙２２をそれぞれ独立に形成するもので、各間隙２２内にはゲッター材８を設けている。
本例の有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、封止体の構造において、図６に示すような従来とものと異なり、素子の発光寿命の点でその効果は大きい。
尚、先にも述べた通り、従来は、図６のように、透明基板２と同様な平板を６封止体として用いて、周辺をシール材７により封止し、その間隙２２に一括して８ゲッター材を配置するという単純な構造であった。
【００２０】
透明基板２としては、ガラス基板、プラスチック基板等が用いられ、本例はボトムエミッション構造で、透明性が要求される。
シール材７としては、一般に、ＵＶ硬化型の接着材が使用される。
ゲッター材８は、乾燥剤として良く知られた酸化カルシウムなどが使用される。
発光層４としては、正孔注入層上に、各色の発光有機材料を積層したものが挙げられ、具体的には、正孔注入層として、ＴＰＤ（Ｎ、Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−Ｎ、Ｎ’−ｂｉｓ（３ｍｅｔｈｙｌ−ｐｈｅｎｙｌ）−１、１−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−４、４’−ｄｉａｍｉｎｅ）、３色の発光有機材料のＧ（緑）発光有機材料として、Ａｌｑ_３ （ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）、Ｂ（青）発光材料としてＤＰＶＢｉ（１、４−ｂｉｓ（２、２−ｄｉｐｈｅｎｙｌｉｖｉｎｙｌ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ）、Ｒ（赤）発光材料としてＡｌｑ_３ にＤＣＭ（ジシアノメチレンピラン誘導体） を１． ０ｗｔ％添加したものを用いる場合や、ＰＥＤＯＴ（ポリチオフェン：Ｂａｙｅｒ ＣＨ８０００）をスピンコートにより８０ｎｍの厚さに塗布し、１６０℃で焼成して形成したものを、正孔注入層として、該ＰＥＤＯＴの上に、下記組成の、それぞれ異なる蛍光色素に対応し、有機ＥＬ層形成用塗布液により塗布形成される、それぞれ異なる３色の高分子有機ＥＬ材料を用いる場合等が、挙げられる。
＜有機ＥＬ層形成用塗布液組成＞
・ポリビニルカルバゾール ７０ 重量部
・オキサジアゾール化合物 ３０ 重量部
・蛍光色素 １ 重量部
・モノクロロベンゼン（溶媒） ４９００重量部
尚、蛍光色素がクマリン６の場合は５０１ｎｍをピークに持つ緑色発光、ペリレンの場合は４６０ｎｍ〜４７０ｎｍに持つ青色発光、ＤＣＭの場合は５７０ｎｍをピークに持つ赤色発光が得られる。
透光性電極（透明電極）としてＩＴＯ、非透光性電極１０９としては、ＭｇＡｇ合金等が用いられる。
【００２１】
本例は、細かな凹凸を有する封止体６を用い、有機ＥＬ素子との間に微細な複数の間隙２２を形成しそれぞれの間隙２２に更にゲッター材を配置するものである。
有機ＥＬ素子の素子雰囲気としては各間隙２２内の雰囲気が独立して存在する形になり、素子に接する雰囲気及びその中の不純物としては従来よりも非常に少なくすることができ発光寿命を大幅に長くすることができる。
間隙２２の形状（封止体の凹凸形状でもある）としては、図２の様よう１次元的に配列された形状であっても良いし、より効果的な物としては、図３のようなな２次元的に配列された形状であっても良い。
【００２２】
次に、本発明の表示装置の実施の形態の第２の例を図４に基づいて説明する。
第２の例は、第１の例において、各間隙２２の独立性、機密性を高めるために、更に、図４の様に凹凸を有する封止体６の凸部６ｂにシール材９を配置したものである。
各部の材質については、第１の例と同様なものが適用できる。
【００２３】
次に、本発明の表示装置の実施の形態の第３の例を図５に基づいて説明する。
第３の例の表示装置は、第１の例と同様、透明基板２上に、一対の透明電極３、対向電極５間に発光層４を配した有機ＥＬ素子を二次元的に複数配設した表示装置で、透明基板２上に、能動素子であるＴＦＴ（図示していない）とこれに接続された透明電極３、及び発光層４と非透光性の対向電極５を備えた画素部を二次元的に配設した、ボトムエミッション型のアクティブ駆動型自発光表示装置で、且つ、図８に示す画素１８を図９に示すように配列し、各画素１８のインバータ１６１を介して発光部（ＥＬ素子１７）に動作電力を供給するノーマリーホワイト表示方式のものであるが、第１の例とは異なり、図５にその特徴部であるＥＬ素子の断面を示すように、各ＥＬ素子の基板とは反対の側は、保護層２３で覆われており、複数の間隙２２は、保護層２３と封止体６とにより形成されるものである。
図５に示す様に封止体６の凸部６ｂに配置するシール材９が有機ＥＬ素子に化学反応を及ぼさないように保護層を設けることは実用的である。
保護層２３は良く知られたカラーフィルターにも用いられているアクリル樹脂などを利用することができる。
これらの材料はシール材９中に含まれる成分の拡散を防ぐ効果に優れているが機密性は高くないので、封止技術と組み合わせることでより効果を発揮する。
保護層以外の各部の材質については、第１の例と同様のものが適用できる。
【００２４】
本発明は、上記第１の例〜第３の例の表示装置に限定されない。
上記第１の例〜第３の例の表示装置において、ＥＬ素子部はそのままで、回路構成を変更したものも、それらの変形例として挙げられる。
例えば、図８に示す画素１８において、インバータ１６１を設けない画素を、二次元的に配列し、選択時に各画素１８の発光部（ＥＬ素子１７）に動作電力を供給し、非選択時には、発光部に動作出力が供給されず、発光部は発光しない、ノーマリーブラック表示を行う回路構成のものが挙げられる。
【００２５】
本発明の電子機器の実施の形態例としては、図１に示す第１の例の表示装置、図４に示す第２の例の表示装置、図５に示す第３の例の表示装置を表示部としたもので、具体的には、図１０（ａ）に示すような携帯電話、図１０（ｂ）に示すようなＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｅｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）タイプの端末や、図１０（ｃ）に示すようなＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）や、図１０（ｄ）に示すようなテレビ受像機、ビデオカメラなどが挙げられる。
【００２６】
【実施例】
実施例を挙げて、本発明を更に説明する。
（実施例１）
実施例１は、図１に示す実施の形態の第１の例の表示装置であって、これを以下のようにして作製した。
図１に基づいて説明する。
透明基板（図１の２に相当）上に、回路部が作製されたアクティブマトリクス基板に、図６に示すボトムエミッション構造の有機ＥＬ素子を積層した。
有機ＥＬ層として、発光層４は、正孔注入層ＴＰＤ（Ｎ、Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−Ｎ、Ｎ’−ｂｉｓ（３ｍｅｔｈｙｌ−ｐｈｅｎｙｌ）−１、１−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−４、４’−ｄｉａｍｉｎｅ）と各色の発光有機材料を積層するとともに、マスク蒸着により３色並置蒸着し、サブピクセルとしてフルカラー表示装置とした。
Ｇ（緑）発光有機材料としてＡｌｑ_３ （ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）、Ｂ（青）発光材料としてＤＰＶＢｉ（１、４−ｂｉｓ（２、２−ｄｉｐｈｅｎｙｌｉｖｉｎｙｌ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ）、Ｒ（赤）発光材料としてＡｌｑ_３ にＤＣＭ（ジシアノメチレンピラン誘導体） を１． ０ｗｔ％添加したものを用いた。
陽電極（第１の電極）３としてＩＴＯ、陰電極（第２の電極５）として、ＭｇＡｇを用いた。
ＴＰＤとＩＴＯとが接する積層順とした。
ＩＴＯは厚さ１５０ｎｍとし、高真空下で予熱を十分に行った昇華精製装置で精製したＴＰＤ（ｍ）をタングステンボードに装荷して抵抗加熱法で５０ｎｍ成膜した。
昇華精製された各色発光材料を石英ボードで装荷して、抵抗加熱法で３０ｎｍの厚さに成膜した。
続いて、ＭｇＡｇ合金（Ｍｇ：Ａｇ＝１０：１）を厚さ１５０ｎｍになるように蒸着し、さらにその上に、保護層として、Ａｇを２００ｎｍの厚みになるように蒸着し、陰電極（第２の電極５）を形成した。
最後に、別に用意した微細な複数の凹凸（図１の封止体６の間隙２２形成用の凹凸に相当）を一方表面に備えたガラス板とＵＶ硬化シール材により封止し、素子を完成した。
凹凸の窪みにはゲッター材として酸化カルシウム粉を配置した。
なお、封止体表面の凹凸が有機ＥＬ素子と独立した間隙を形成するように、封止の際には基板と封止体に圧力をかけながらシール材をＵＶ硬化させた。
圧力としては１ｋｇ／ ｃｍ^２ 以上が望ましいが強すぎると素子が破壊してしまうので基板、封止体の材質や素子の面積等を考慮して最適な圧力を調整することが望ましい。
信頼性の高い有機ＥＬ素子を作製するために、上記の製造工程は真空蒸着装置と不活性気体置換の封止装置を連結した装置の内部で大気中に暴露することなく一貫して行った。
表面に微細な凹凸を備えた封止体６は、もちろん例えばそのような形状を備えたガラスを特殊な製法によって始めから作製しても良いが、より安価に作製するためには、酸（特にバッファードＨＦ）によるエッチング、サンドブラスト法、電界研磨法などの方法を用いて後から加工することが望ましい。
本実施例では図３のような２次元的に配列された形状の凹部を作製した。
間隙２２を形成する凹部６ａの大きさは約５ｍｍ×５ｍｍ、深さは約５００μｍとした。
この様にして作製した有機ＥＬ素子の初期輝度の５０％輝度になるまでの時間いわゆる輝度半減時間を評価した。
初期輝度を１００００ｃｄ／ｍ^２ として輝度半減時間を評価したところ、輝度半減時間は約１７００時間であった。
（実施例１の比較例）
比較例として従来と同じように平板封止を行なう図６の有機ＥＬ素子を、実施例１と同様の材料を用いて作製し、実施例１と同様に輝度半減時間を評価したが、輝度半減時間は約１０００時間であった。
このように、実施例１においては、複数の微細な間隙を有する封止を行うことにより、有機ＥＬ素子の発光寿命を従来よりも大幅に長くすることができた。
【００２７】
比較例ではアクリル樹脂を、層間絶縁層として用いたため発光取出し効率が従来と同様であるが、実施例１では、低屈折率体１０４を用いたことで発光取り出し効率が向上し、印加電圧が同じであるにも関わらず、発光輝度が増加し、高性能な表示装置を得ることが出来た。
【００２８】
（実施例２）
図４を基に説明する。
実施例２として、実施例１で用いた封止体に、図４のようにシール材（以下、接着材とも言う）９を塗付して封止を行う以外は実施例１と同様に行い、有機ＥＬ素子を作製し、輝度半減時間の測定を行った。
接着材９は周辺封止に使用したＵＶシール材を転写法により選択的に塗付した。
より詳細には、別の基板に溶媒に溶解したＵＶシール材をスピナーを用いて薄膜形成し、ウエットな状態で実施例１で用いた微細な凹凸を有する封止体を押し付けてその凸部にＵＶシール材を転写することによって行った。
初期輝度を１００００ｃｄ／ｍ^２ として輝度半減時間を評価したところ、本実施例２では輝度半減時間は約２０００時間であった。
微細な間隙を有する封止を、更に間隙の独立性、機密性を高めることで、有機ＥＬ素子の発光寿命をより効果的に長くすることができた。
【００２９】
（実施例３）
図５を基に説明する。
実施例３として、実施例２の接着材を用いた封止に追加して、図５に示す保護層２３を形成し有機ＥＬ素子をシール材から保護する以外は実施例２と同様に行い有機ＥＬ素子を作製し、輝度半減時間の測定を行った。
保護層はアクリル樹脂を用いた。
初期輝度を１００００ｃｄ／ｍ^２ として輝度半減時間を評価したところ、本実施例３では輝度半減時間は約２０００時間と、実施例２と同じであった。
実施例２と実施例３で高温、高湿（８０℃、５０％ＨＲ）の環境で、同様の評価を行ったところ、実施例２では輝度半減時間は約２００時間、実施例３では輝度半減時間は約７００時間であった。
保護層を設けることで高温、高湿の環境下での信頼性をさらに高めることができた。
【００３０】
（実施例４）
実施例４は、実施例１で用いた低分子有機ＥＬ材料を高分子有機ＥＬ材料とした以外は、実施例１と同じで、実施例１と同様に行なって得たものである。
正孔注入層はＰＥＤＯＴ（ポリチオフェン：Ｂａｙｅｒ ＣＨ８０００）をスピンコートにより８０ｎｍの厚さに塗布し、１６０℃で焼成して形成した。
ＰＥＤＯＴの上に、下記の高分子有機ＥＬ材料を、溶媒に溶解して液状化したものをインクジェット法により３色並置蒸着し、サブピクセルとしてフルカラー表示装置とした。
実施例１と同様な表示装置が得られた。
（有機ＥＬ層形成用塗布液組成）
・ポリビニルカルバゾール ７０ 重量部
・オキサジアゾール化合物 ３０ 重量部
・蛍光色素 １ 重量部
・モノクロロベンゼン（溶媒） ４９００重量部
蛍光色素がクマリン６の場合は５０１ｎｍをピークに持つ緑色発光、ペリレンの場合は４６０ｎｍ〜４７０ｎｍに持つ青色発光、ＤＣＭの場合は５７０ｎｍをピークに持つ赤色発光が得られた。
信頼性の高い有機ＥＬ素子を作製するために、上記の製造工程は窒素置換したグローブボックス内で一貫して封止までを行った。
従来と同様な平板封止素子と輝度半減時間を比較したところ、実施例１と同様に複数の微細な間隙を有する封止を行うことにより有機ＥＬ素子の発光寿命を従来よりも大幅に長くすることができた。
【００３１】
（実施例５）
実施例５は、実施例２で用いた低分子有機ＥＬ材料を、上記第４の例の高分子有機ＥＬ材料とした以外は、実施例２と同じで、実施例２と同様に行なって得たものである。
実施例２と同様に微細な間隙を有する封止を更に間隙の独立性、機密性を高めることで、有機ＥＬ素子の発光寿命をより効果的に長くすることができた。
【００３２】
（実施例６）
実施例６は、実施例３で用いた低分子有機ＥＬ材料を、上記第４の例の高分子有機ＥＬ材料とした以外は、実施例３と同じで、実施例３と同様に行なって得たものである。
実施例３と同様に保護層を設けることで高温、高湿の環境下での信頼性をさらに高めることができた。
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、上記のように、、従来よりも発光寿命を長くし信頼性を高めた有機ＥＬ素子表示装置の提供を可能とした。
同時に、そのような有機ＥＬ素子表示装置を搭載した機器の提供を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表示装置の実施の形態の第１の例を示した図である。
【図２】図１のＡ１側からみた間隙とゲッター材の形状の１例を示した図である。
【図３】図１のＡ１側からみた間隙とゲッター材の形状の他の１例を示した図で
【図４】本発明の表示装置の実施の形態の第２の例を示した図である。
【図５】本発明の表示装置の実施の形態の第３の例を示した図である。
【図６】従来の有機ＥＬ素子の封止構造を示す断面図である。
【図７】有機ＥＬ素子の構造を示す断面図である。
【図８】アクティブ駆動有機ＥＬ表示装置の画素の構成を示す回路図である。
【図９】アクティブ駆動有機ＥＬ表示装置のマトリクス画素構成を示す構成図である。
【図１０】本発明の電子機器の形態例を示した図である。
【符号の説明】
１ 表示部
２ 透明基板（透光性基板とも言う）
３ 透明電極（透光性電極とも言う）
４ 発光層
５ 対向電極
６ 封止体
６ａ 凹部
６ｂ 凸部
７ シール材
８ ゲッター材
９ シール材
１０ 発光
１１ 走査線（Ｇ）
１２ データ信号線（Ｄ）
１３ 電源供給線（Ｖ）
１４ スイッチング用ＴＦＴ
１５ ゲート保持容量
１６ ＥＬ駆動ＴＦＴ
１６１ インバータ
１７ ＥＬ素子
１８ 画素
１９ 操作部
２０ 機器
２１ レンズ
２２ 間隙
２３ 保護層

Claims (6)

1. 基板上に、一対の電極間に発光層を配したＥＬ素子を二次元的に複数配設した表示装置であって、各ＥＬ素子の基板とは反対の側は、ＥＬ素子を大気から隔離するための封止体が配設されており、ＥＬ素子と封止体間には、分離されている複数の間隙を設けていることを特徴とする表示装置。
2. 請求項１において、複数の間隙は、各ＥＬ素子の基板とは反対の側のＥＬ素子面と封止体とにより形成されるものであることを特徴とする表示装置。
3. 請求項１において、各ＥＬ素子の基板とは反対の側は、保護層で覆われており、複数の間隙は、保護層と封止体とにより形成されるものであることを特徴とする表示装置。
4. 請求項１ないし３において、複数の間隙は、その周辺を接着剤によりシールされ、互いに分離していることを特徴とする表示装置。
5. 請求項１ないし４において、複数間隙の少なくとも１つには、吸着材が設置されていることを特徴とする表示装置。
6. 前記請求項１ないし請求項４に記載の表示装置を、表示部に用いたことを特徴とする電子機器。

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