JP2007103317A - Ｅｌ表示パネル - Google Patents

Abstract

【課題】封止部材が荷重を受けて撓んでも、ＥＬ表示素子の損傷を低減することができる封止構造を採用したＥＬ表示パネルを提供する。
【解決手段】アレイ基板４上に形成された表示部２と対向する封止部材５の内面側に表示部２より小さい凹部７を設け、凹部７の底面中央部に乾燥剤９を配し、封止部材５をアレイ基板４にシール材１１を介して固着させたＥＬ表示パネル１において、乾燥剤９と表示部２とを第１の隙間寸法Ｇ１を開けて配し、また、凹部７の内周側の縁部５ａと表示部２とを第２の隙間寸法Ｇ２を開けて配し、封止部材５の撓みによる乾燥剤９の表示部２側への移動距離が、第１の隙間寸法Ｇ１に達したときに、前記撓みによる縁部５ａの表示部２側への移動距離を第２の隙間寸法Ｇ２以下とすることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＥＬ表示パネルに関し、封止部材によるＥＬ素子の損傷を防止する構造に関する。

有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）素子は、正孔と電子の再結合によって発光する有機化合物材料を利用した自発光型の素子であり、近年、この有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示パネルが、液晶表示装置に代わる平面表示装置として注目されている。

有機ＥＬ表示パネルは、ガラス基板上に有機ＥＬ素子と有機ＥＬ素子を駆動するためのＴＦＴを含む画素が複数個マトリクス状に配置されて表示部が形成されてなる。有機ＥＬ素子に用いられる有機化合物材料は水分などにより発光特性が低下するという性質を有するため、乾燥剤を設けた封止部材によってガラス基板上に形成される表示部を封止することで水分の侵入を防ぐとともに、封止空間に配された乾燥剤によって、封止空間雰囲気中の水分を吸着除去する封止構造を採用した有機ＥＬ表示パネルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この有機ＥＬ表示パネル１００は、図３(ａ)に示すように、表示部１０４が形成された基板１０２と、表示部１０４と所定間隔をおいて基板１０２に対向して配置される封止部材１０６とを、封止部材１０６に荷重を加えることにより、シール材１０８を介して固着され封止されており、封止部材１０６の内面側に、表示部１０４と対向する凹部１１０を形成し、その中央部分には乾燥剤１１２を配置する封止構造を採用している。これにより、水分の侵入を防ぐとともに、封止空間雰囲気中の水分を吸着除去することができる。
特開２０００−１７３７６４号公報

しかしながら、上記構成の有機ＥＬ表示パネルでは、封止部材１０６が荷重を受けて撓んだ場合、特に、封止部材１０６を基板１０２に固着する場合には、図３（ｂ）に示すように、凹部１１０の内周側の縁部１０６ａが表示部１０４と接触して損傷させる恐れがあり、これにより発光しない黒点、いわゆるダークスポットが生じる問題があった。

そこで、本発明は上記問題を解決するために、封止部材が荷重を受けて撓んでも、表示部の損傷を低減することができる封止構造を採用したＥＬ表示パネルを提供することを目的とする。

本発明のＥＬ表示パネルは、ＥＬ素子をマトリクス状に複数配してなる表示部を形成したアレイ基板と、前記表示部と所定間隔をおいて前記アレイ基板に対向して配置された封止部材と、乾燥剤とを有し、前記表示部と対向する前記封止部材の内面側に前記表示部より小さい凹部を設け、前記凹部底面の中央部に前記乾燥剤を配し、前記封止部材を前記アレイ基板にシール材を介して固着させたＥＬ表示パネルにおいて、前記乾燥剤と前記表示部との間に第１の隙間寸法を開けて配され、また、前記凹部の内周側の縁部と前記表示部との間を第２の隙間寸法を開けて配され、前記封止部材の撓みによる前記乾燥剤の前記表示部側への移動距離が、前記第１の隙間寸法に達したときに、前記撓みによる前記縁部の前記表示部側への移動距離を第２の隙間寸法以下とすることを特徴とする。

本発明によれば封止部材が撓んだ場合に、凹部の内周側の縁部が表示部と線状に接触する前に、乾燥剤が表示部と面接触するため、表示部への加圧力を低減することができ、そのため、表示部の損傷を低減することができる。

以下、本発明の一実施形態のＥＬ表示パネルについて図面を参照しながら説明する。ここではＥＬ表示パネルとして、その発光層に有機材料を用いた表示素子をマトリクス状に配置した有機ＥＬ表示パネル１を例示する。

（１）有機ＥＬ表示パネルの内部構造
まず、図２に基づいて有機ＥＬ表示パネル１の内部構造について説明する。

図２に示すように、石英ガラスや無アルカリガラスなどからなる絶縁性の支持基板３上には、有機ＥＬ表示パネル１の表示領域として機能する表示部２が配され、アレイ基板４を形成している。この表示部２は、低温ポリシリコン薄膜トランジスター（以下、単にＴＦＴという）３０、およびその上に積層される有機ＥＬ素子２０から成る画素をマトリクス状に複数個配してなる。

詳しくは、支持基板３上に配されたＴＦＴ３０は、支持基板３上に非晶質シリコン膜をＣＶＤ法などによって成膜し、その非晶質シリコンにレーザ光を照射して多結晶化した多結晶シリコンよりなる半導体層３１の上にゲート絶縁膜３３およびゲート電極３５を順に積層して形成されており、半導体層３１には、チャネル３１ｃと、このチャネル３１ｃの両側にソース３１ｓおよびドレイン３１ｄが設けられている。そして、ゲート電極３５、ゲート絶縁膜３３および半導体層３１の上面全体を覆うように第１絶縁膜１３を積層し、ドレイン３１ｄに対応して設けたコンタクトホールにアルミニウムなどの金属を充填してドレイン電極とし、ドレイン３１ｄと接続している。同様にソース３１Ｓに対応して設けたソース電極を形成する。そして、第１絶縁膜１３およびドレイン・ソース電極の上面には、第２絶縁膜１７を積層し、ソース電極に対応する位置に形成したコンタクトホールを介してソース３１ｓと接続した画素電極２１、ここでは有機ＥＬ素子２０の陽極を第２絶縁膜１７上に設けている。この陽極２１は格子状に配され、アクリル樹脂からなる隔壁１９により区画されている。尚、本実施例では、表示素子を駆動する画素回路として一のＴＦＴのみを記載しているが、実際には、各画素に複数のＴＦＴで構成した画素回路が用いられる。

そして、画素電極２１の上面には、正孔注入層２３、正孔輸送層２５、発光層兼電子輸送層２７（以下、単に発光層２７という）、対向電極（ここでは陰極）２９が、この順番で積層されて有機ＥＬ素子２０を形成している。各層には、例えば、正孔注入層２３として数ｎｍから数百ｎｍの膜厚のＣｕＰｃ膜が、正孔輸送層２５として数十ｎｍの膜厚のα−ＮＰＤ膜が、発光層２７として数十ｎｍの膜厚のＡＬｑ３膜が、対向電極２９として数十ｎｍから数百ｎｍの膜厚のＡｌ、Ｌｉ，Ｍｇ，Ａｇ，Ｉｎなどの金属材料単体やこれらの合金からなる薄膜が、ぞれぞれ成膜されている。なお、対向電極２９は、表示部２の全面に形成され、各画素に配されている有機ＥＬ素子２０すべてに共通する電極となっている。

（２）封止構造
次に、図１に基づいて有機ＥＬ表示パネル１の封止構造について説明する。

ガラス板よりなる封止部材５はアレイ基板４に対向して配置され、その対向面には、表示部２の形成領域より小さい凹部７が形成され、凹部７内面の中央部には、水分などを吸収する乾燥剤９が配置されている。この乾燥剤９としては、例えば、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、塩化カルシウムなどの粉末体を樹脂とともに溶剤に溶かし、所定の形状に成形し加熱処理などを行うことで硬化させる。

そして、ドライ窒素などの水分を取り除いた不活性ガス雰囲気中において、上記のように形成した封止部材５とアレイ基板４とを、エポキシ樹脂などからなるシール材１１を介して対向配置し、封止部材５に荷重を加えることで固着する。

（３）アレイ基板４の損傷防止の構造
本願の発明者は、上記で説明した課題である凹部７の縁部５ａでアレイ基板４を損傷することのない構造をいろいろ試みたが、新たな部品や製造工程を付加するとコストが上昇するため、その実現が困難であった。そこで、本発明者は乾燥剤９に着目した。乾燥剤９が縁部より早くアレイ基板４に当接すると、縁部５ａによる損傷が防止できる可能性がある。そこで、実験を行うと、乾燥剤９はアレイ基板４に対し面接触するため、縁部５ａのように線接触でないため、アレイ基板４に傷が付かないことが判明した。

そのため、乾燥剤９が縁部５ａより早くアレイ基板４に当接する構造にすれば上記課題を解決できるが、本発明者は次の課題に当たった。それは、乾燥剤９は上記したように加熱処理して製造するために、乾燥剤９の厚みにバラツキが大きく、他のガラス基板３やシール材１１の寸法精度のように細かい寸法で設計して製造することが困難であるということである。

そこで、乾燥剤９の厚みのバラツキを考慮した上で、乾燥剤９が縁部５ａより早くアレイ基板４に当接する構造にするために、本発明者は、図１（ｂ）に示すように、封止部材５が荷重を受けた場合、凹部７の内周側の縁部Ｒが、基板２上に形成されている表示部２の陰極２９と当接する前に、凹部の中央部に配置された乾燥剤９が表示部２の陰極２９と当接する条件を導出した。

つまり、ある断面でみたときに、封止部材５が撓んでいない場合における両側の縁部５ａ、５ａの位置を点Ｒ、Ｒとし、これら点Ｒ，Ｒを結ぶ直線を直線Ｙとし、この直線Ｙ上であって凹部７の中心部と対向する位置を点Ｑとする（図１（ａ）参照）。直線Ｙは封止部材５が撓むことによって、封止空間側端部Ｐを支点として凹部７上面の撓みと平行に撓み、直線Ｙ上の点Ｑ、点Ｒが、各点の下方向の点Ｑ’、点Ｒ’へそれぞれ変位すると仮定し、この撓みを点Ｑ’、点Ｒ’を通る二次曲線Ｙ’によって近似する。

そして、点Ｑから点Ｑ’への変位量が第１の隙間寸法Ｇ１に達した場合に、点Ｒから点Ｒ’への変位量が第２の隙間寸法Ｇ２より小さくなるように、第１の隙間寸法Ｇ１および第２の隙間寸法Ｇ２を設定すればよく、その条件を満たした式は下記の通りである。

ここで、Ｇ１は撓みのない状態での乾燥剤９から表示部２までの距離である第１の隙間寸法、Ｇ２は封止部材５から表示部２までの距離である第２の隙間寸法、Ｌ１は凹部７の短辺側の寸法、Ｌ２はシール材１１によって仕切られた封止空間の短辺側の寸法である。

したがって、乾燥剤９の厚みにバラツキがあっても、上記の式の関係を具備する限り乾燥剤９が縁部５ａより早くアレイ基板４に当接するので、アレイ基板４の損傷を防止することができる。

例えば、表示部２の対角寸法が３．５インチである場合、凹部７の寸法Ｌ１を約５５．２ｍｍ、シール材１１によって仕切られた封止空間の寸法Ｌ２を約５６．８ｍｍ、第２の間隔寸法Ｇ２を約４μｍとすると、第１の間隔寸法Ｇ１が約７２μｍ以下となるように封止部材５、凹部７、乾燥剤９などの寸法を設定すればよいこととなり、特に、乾燥剤９の厚みにバラツキを考慮すると、第１の間隔寸法Ｇ１＝６０μｍ以下で設計するのが好ましい。

より好ましくは、凹部７の深さを小さく設けることによって、第１の隙間寸法Ｇ１を小さく設定する。

このように構成することにより、凹部７底面部分の封止部材５が肉厚となるため封止部材５は荷重を受けても撓みにくくなるとともに、封止空間の体積が小さくなるため、撓み時の封止空間内部の圧力上昇を低減することができ、シール材１１の破損を減らすことができる。

本発明は、表示部表面に配された陰極の損傷を低減し、ダークスポット発生を抑えることができるＥＬ表示パネルの封止構造として有用である。

（ａ）は、本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示パネルの短辺側断面図であり、（ｂ）は、荷重を受けて封止部材が撓んだ状態の（ａ）を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示部を示す一部拡大断面図である。 （ａ）は、従来の有機ＥＬ表示パネルの短辺側断面図であり、（ｂ）は、荷重を受けて封止部材が撓んだ状態の（ａ）を示す断面図である。

符号の説明

１ 有機ＥＬ表示パネル
２ 表示部
３ 支持基板
４ アレイ基板
５ 封止部材
５ａ 縁部
７ 凹部
９ 乾燥剤
１１ シール材
２０ 有機ＥＬ素子
３０ ＴＦＴ

Claims (3)

1. ＥＬ素子をマトリクス状に複数配してなる表示部を形成したアレイ基板と、前記表示部と所定間隔をおいて前記アレイ基板に対向して配置された封止部材と、乾燥剤とを有し、
   前記表示部と対向する前記封止部材の内面側に前記表示部より小さい凹部を設け、前記凹部底面の中央部に前記乾燥剤を配し、前記封止部材を前記アレイ基板にシール材を介して固着させたＥＬ表示パネルにおいて、
   前記乾燥剤と前記表示部との間に第１の隙間寸法を開けて配され、また、前記凹部の内周側の縁部と前記表示部との間を第２の隙間寸法を開けて配され、
   前記封止部材の撓みによる前記乾燥剤の前記表示部側への移動距離が、前記第１の隙間寸法に達したときに、前記撓みによる前記縁部の前記表示部側への移動距離を第２の隙間寸法以下とすることを特徴とするＥＬ表示パネル。
2. 前記第１の隙間寸法Ｇ１および前記第２の隙間寸法Ｇ２が、下記関係式を満たすことを特徴とする請求項１記載のＥＬ表示パネル。
   

   

   ただし、Ｌ１は凹部の短辺側の寸法、Ｌ２はシール材によって仕切られた封止空間の短辺側の寸法である。
3. 前記第１の隙間寸法が６０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示パネル。
   

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