JP2008103172A - 表示装置及び表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シール材によるシール性能を向上し、長寿命の表示装置及びこの表示装置を製造するための製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】表示エリア１０１にトップエミッションタイプの表示素子を備えたアレイ基板１００と、アレイ基板１００の表示素子側に対向して配置された封止基板２００と、表示エリア１０１より外方の枠状のシール領域１０２に配置されアレイ基板１００と封止基板２００とを貼り合わせるシール材４００と、を備え、封止基板２００は、表示エリア１０１とシール領域１０２との間の少なくとも一部に溝部Ｇを有し、さらに、溝部Ｇに配置され封止基板２００の主面２００Ｐからアレイ基板１００に向かって突出した吸湿材料５００を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

この発明は、表示装置及び表示装置の製造方法に係り、特に、複数の自発光性素子によって構成された表示装置及びその製造方法に関する。

近年、平面表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置が注目されている。この有機ＥＬ表示装置は、自発光性素子であることから、視野角が広く、バックライトを必要とせず薄型化が可能であり、消費電力が抑えられ、且つ応答速度が速いといった特徴を有している。

これらの特徴から、有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置に代わる、次世代平面表示装置の有力候補として注目を集めている。このような有機ＥＬ表示装置は、基板上において陽極と陰極との間に発光機能を有する有機化合物を含む光活性層を保持した有機ＥＬ素子をマトリックス状に配置することにより構成されている。光活性層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等を含んでいる。

しかしながら、有機ＥＬ素子に用いられる材料、例えば電子注入層は水分による劣化が激しく、基板上に有機ＥＬ素子を形成しただけの構成の場合、短時間のうちにダークスポット、画素シュリンケージと呼ばれる点灯しない領域が発生し、また、このような領域が拡大して商品として使用できない状態になってしまう。

そこで、有機ＥＬ表示装置内の水分を除去するための吸湿材料を有機ＥＬ素子上に設置した基板を用意し、有機ＥＬ素子が配置された基板の周辺に設置したシール材を介して封止基板を貼り合わせることにより水分による劣化を防止する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−２９９０４０号公報

近年、有機ＥＬ素子から放射された放射光を有機ＥＬ素子の上面側すなわち封止基板側から取り出すトップエミッションタイプの開発が進められている。しかしながら、吸湿材料として適用される材料は、一般的に十分な光透過性を有していない。このため、有機ＥＬ素子から放射された放射光を有機ＥＬ素子の下面側すなわちアレイ基板側から取り出すボトムエミッションタイプを適用した場合のように、表示エリアにわたって吸湿材料を配置することは困難である。大容量の吸湿材料を表示エリア外に設置するためには、表示エリア外の面積を拡大する必要があり、狭額縁化の妨げとなってしまう。

この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、シール材によるシール性能を向上し、長寿命の表示装置及びこの表示装置を製造するための製造方法を提供することにある。

この発明の第１の態様による表示装置は、
表示エリアにトップエミッションタイプの表示素子を備えたアレイ基板と、
前記アレイ基板の前記表示素子側に対向して配置された封止基板と、
前記表示エリアより外方の枠状のシール領域に配置され、前記アレイ基板と前記封止基板とを貼り合わせるシール材と、を備え、
前記封止基板は、前記表示エリアと前記シール領域との間の少なくとも一部に溝部を有し、
さらに、前記溝部に配置され、前記封止基板の主面から前記アレイ基板に向かって突出した吸湿材料を備えたことを特徴とする。

この発明の第２の態様による表示装置の製造方法は、
表示エリアにトップエミッションタイプの表示素子を備えたアレイ基板を用意する工程と、
表示エリアを囲む枠状の緩衝領域の少なくとも一部に溝部を有する封止基板を用意する工程と、
前記封止基板の溝部に、前記封止基板の主面より突出するように吸湿材料を塗布する工程と、
前記封止基板において、前記吸湿材料が塗布された緩衝領域よりも外方の枠状のシール領域にシール材を塗布する工程と、
前記アレイ基板と前記封止基板とを前記シール材により貼り合せる工程と、
を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、シール材によるシール性能を向上し、長寿命の表示装置及びこの表示装置を製造するための製造方法を提供することができる。

以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置及びその製造方法について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態では、表示装置として、自己発光型表示装置、例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置を例にして説明する。

図１に示すように、有機ＥＬ表示装置１は、アレイ基板１００と、アレイ基板１００に対向して配置された封止基板２００とを備えて構成されている。この有機ＥＬ表示装置１は、画像を表示する表示エリア１０１を有している。表示エリア１０１は、マトリクス状に配置された複数種類の色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成されている。封止基板２００は、少なくとも表示エリア１０１を密封するようにシール材４００を介してアレイ基板１００に貼り合せられている。

アレイ基板１００上において、各色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、画素回路及び画素回路によって駆動制御される表示素子を備えている。画素回路は、オン画素とオフ画素とを電気的に分離しかつオン画素への映像信号を保持する機能を有する画素スイッチ１０と、画素スイッチ１０を介して供給される映像信号に基づき表示素子へ所望の駆動電流を供給する駆動トランジスタ２０と、駆動トランジスタ２０のゲート−ソース間電位を所定期間保持する蓄積容量素子３０とを有している。これら画素スイッチ１０及び駆動トランジスタ２０は、例えば薄膜トランジスタにより構成され、ここでは、半導体層にポリシリコンを用いている。

表示素子は、トップエミッションタイプの自発光素子である有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成されている。すなわち、赤色画素ＰＸＲは、主に赤色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｒを備えている。緑色画素ＰＸＧは、主に緑色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｇを備えている。青色画素ＰＸＢは、主に青色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｂを備えている。

また、アレイ基板１００は、色画素ＰＸの行方向（すなわち図１のＹ方向）に沿って配置された複数の走査線Ｙｍ（ｍ＝１、２、…）と、走査線Ｙｍと略直交する列方向（すなわち図１のＸ方向）に沿って配置された複数の信号線Ｘｎ（ｎ＝１、２、…）と、有機ＥＬ素子４０に電源を供給するための電源供給線Ｐと、を備えている。

さらに、アレイ基板１００は、表示エリア１０１の外周に沿った周辺エリア１０４に、走査線Ｙｍのそれぞれに走査信号を供給する走査線駆動回路１０７の少なくとも一部と、信号線Ｘｎのそれぞれに映像信号を供給する信号線駆動回路１０８の少なくとも一部と、を備えている。すべての走査線Ｙｍは、走査線駆動回路１０７に接続されている。また、すべての信号線Ｘｎは、信号線駆動回路１０８に接続されている。

各種有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の構成は、基本的に同一である。すなわち、図２に示すように、アレイ基板１００は、配線基板１２０の主面側に配置された複数の有機ＥＬ素子４０を備えている。なお、配線基板１２０は、ガラス基板やプラスチックシートなどの絶縁性の支持基板上に、画素スイッチ１０、駆動トランジスタ２０、蓄積容量素子３０、走査線駆動回路１０７、信号線駆動回路１０８、各種配線（走査線、信号線、電源供給線等）などを備えて構成されたものとする。

有機ＥＬ素子４０は、色画素ＰＸ毎に独立島状に配置された第１電極６０と、第１電極６０に対向して配置され（すなわち第１電極６０よりも封止基板２００側に配置され）複数の色画素ＰＸに共通に配置された第２電極６６と、これら第１電極６０と第２電極６６との間に保持された光活性層６４と、によって構成されている。

有機ＥＬ素子４０を構成する第１電極６０は、配線基板１２０上に配置されている。トップエミッションタイプを採用した構成では、この第１電極６０は、光反射性を有する導電材料を用いて形成されることが望ましい。

光活性層６４は、第１電極６０上に配置され、少なくとも発光層６４Ａを含んでいる。この光活性層６４は、発光層６４Ａ以外の機能層を含むことができ、例えば、ホール注入層、ホール輸送層、ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、バッファ層などの機能層を含むことができる。この光活性層６４は、複数の機能層を複合した単層で構成されても良いし、各機能層を積層した多層構造であっても良い。光活性層６４においては、発光層６４Ａが有機系材料であればよく、発光層６４Ａ以外の層は無機系材料でも有機系材料でも構わない。光活性層６４において、発光層６４Ａ以外の機能層は共通層であってもよく、図２に示した例では、発光層６４Ａの第１電極６０側及び第２電極６６側にそれぞれ共通層が配置されている。一方の共通層は、ホール注入層及びホール輸送層を含み、また、他方の共通層は、ブロッキング層及び電子輸送層を含んでいる。発光層６４Ａは、赤、緑、または青に発光する発光機能を有した有機化合物によって形成される。

第２電極６６は、各色画素の光活性層６４上に配置されている。トップエミッションタイプを採用した構成では、この第２電極６６は、光透過性を有する導電材料を用いて形成され、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）などを用いて形成されている。

また、アレイ基板１００は、表示エリア１０１において、少なくとも隣接する色毎に画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）間を分離する隔壁７０を備えている。隔壁７０は、例えば各第１電極６０の縁に沿って格子状またはストライプ状に配置され、第１電極６０を露出する隔壁７０の開口形状が矩形となるよう形成されている。この隔壁７０は、例えば樹脂材料によって形成される。

次に、この実施の形態に係るシール構造について説明する。

すなわち、図３及び図４に示すように、アレイ基板１００は、表示エリア１０１において、配線基板１２０の主面側に表示素子部５０を備えている。この表示素子部５０は、マトリクス状に配置された複数の有機ＥＬ素子４０を含むものとする。封止基板２００は、アレイ基板１００の表示素子部５０に対向するように配置されている。これらのアレイ基板１００及び封止基板２００は、表示エリア１０１より外方の枠状のシール領域１０２に配置されたシール材４００によって貼り合わせされている。

有機ＥＬ表示装置１は、さらに、吸湿材料５００を備えている。吸湿材料５００としては、酸化カルシウム（ＣａＯ）や酸化マグネシウム（ＭｇＯ）や臭素酸化物（ＢｒＯ）などの酸化物の粉末、金属錯体、ゼオライト、シリカゲルなどをペースト状としたものが適用可能である。

このような吸湿材料５００は、光透過性に乏しいことから、トップエミッションタイプの有機ＥＬ素子４０の放射面側つまり封止基板２００側に配置するには不向きである。つまり、封止基板２００の表示エリア１０１に対応する領域にわたって吸湿材料５００を配置すると、有機ＥＬ素子４０からの光取出効率が低下する。そのため、吸湿材料５００は、表示エリア１０１の外方、すなわち、表示エリア１０１とシール領域１０２との間の緩衝領域１０３に配置されている。

この実施の形態においては、封止基板２００は、緩衝領域１０３に対応してその少なくとも一部に溝部Ｇを備えている。吸湿材料５００は、封止基板２００の溝部Ｇに配置されている。一方、シール材４００は、溝部Ｇに近接したシール領域１０２に配置されている。

このような構成の有機ＥＬ表示装置１の製造過程においては、封止基板２００のシール領域１０２に塗布されたシール材４００が溝部Ｇに流れ込むおそれがある。シール材４００の塗布精度のばらつきなどの影響によりシール材４００が溝部Ｇに流れ込むと、封止基板２００をアレイ基板１００と貼り合せた際にシール材４００がシール性能を確保する上で必要な幅に達しない不具合が発生する。このため、シール材４００と溝部Ｇとの間に充分なマージンを確保する必要がある。

その一方で、有機ＥＬ表示装置１の狭額縁化への要求がある。つまり、トップエミッションタイプの有機ＥＬ素子を適用した有機ＥＬ表示装置１においては、吸湿材料５００を表示エリア１０１の外方に配置することが望まれるが、額縁サイズの大型化が望まれていないため、シール材４００が塗布されるシール領域１０２と吸湿材料５００を配置するための溝部Ｇとの間に十分な幅のマージンを確保できず、シール材４００と吸湿材料５００とが近接する。

そこで、この実施の形態においては、シール材４００を塗布するより先に溝部Ｇに溝部Ｇの体積より多くの吸湿材料５００を塗布する。溝部Ｇの体積とは、図５に示すように、Ｄ（溝部の深さ）×Ｗ（溝部の幅）×Ｌ（溝部の長さ）によって与えられる。これにより、溝部Ｇに塗布された吸湿材料５００は、封止基板２００の主面２００Ｐよりも盛り上がった状態で配置される。つまり、封止基板２００の溝部Ｇに配置された吸湿材料５００は、封止基板２００に貼り合せられるアレイ基板１００に向かって突出している。

このため、吸湿材料５００が障壁として機能し、吸湿材料５００より後に塗布されるシール材４００の溝部Ｇへの流れ込みが抑制される。また、吸湿材料５００が枠状に配置されているため、シール材４００の塗布位置が規制され、表示エリア１０１側へのシール材４００の進入も抑制される。したがって、シール材４００の塗布精度にかかわらず、シール材４００によるシール性能を確保するのに必要な幅を確保することが可能となる。

なお、ここで示した例では、溝部Ｇは、表示エリア１０１を囲む枠状（つまり略矩形状の表示エリア１０１に対応した４辺）に形成されており、吸湿材料５００もこの溝部Ｇに対応して枠状に配置されている。しかしながら、このようなレイアウトに限らず、溝部Ｇは、緩衝領域１０３の少なくとも一部に形成されていれば良い。すなわち、吸湿材料５００を配置するのに必要な面積に合わせて溝部Ｇを設ければよく、例えば、緩衝領域１０３の一辺のみに溝部Ｇを設けても良いし、４辺に非連続的に溝部Ｇを設けても良い。

次に、上述した構成の有機ＥＬ表示装置１の製造方法について説明する。

まず、図６Ａに示すように、表示エリア１０１にトップエミッションタイプの有機ＥＬ素子４０を備えたアレイ基板１００を用意する。すなわち、この工程においては、支持基板上に各種配線などを形成して配線基板１２０を形成する工程や、配線基板１２０上において表示エリア１０１の画素ＰＸ毎に第１電極６０を形成する工程や、第１電極６０上に光活性層６４を形成する工程や、光活性層６４上に光透過性を有する第２電極６６形成する工程などが含まれている。これにより、配線基板１２０の主面側に表示素子部５０を備えたアレイ基板１００が形成される。

続いて、図６Ｂに示すように、表示エリア１０１を囲む枠状の緩衝領域１０３の少なくとも一部に溝部Ｇを有する封止基板２００を用意する。例えば、ガラスによって構成された封止基板２００については、エッチングなどの化学的処理、サンドブラストなどの機械的処理を施すことにより所望の位置に溝部Ｇが形成される。

続いて、図６Ｃに示すように、封止基板２００の溝部Ｇに、封止基板２００の主面２００Ｐより突出するように吸湿材料を塗布する。すなわち、ペースト状の吸湿材料５００を溝部Ｇに沿って塗布する。このとき、溝部Ｇの体積より多くの吸湿材料５００を塗布することにより、吸湿材料５００は溝部Ｇから溢れ、主面２００Ｐより突出する。

続いて、図６Ｄに示すように、封止基板２００において、吸湿材料５００が塗布された緩衝領域１０３よりも外方の枠状のシール領域１０２にシール材４００を塗布する。このとき、シール材４００の表示エリア１０１側の端部が溝部Ｇのシール領域１０２側の端部と略一致する程度に近づけてシール材４００を塗布する。

続いて、図６Ｅに示すように、アレイ基板１００と封止基板２００とをシール材４００により貼り合せる。すなわち、アレイ基板１００を封止基板２００側に向けて加圧しながら、シール材４００に紫外線を照射して、シール材４００を硬化させる。これにより、アレイ基板１００と封止基板２００とが貼り合せられる。なお、図６Ｃに示した工程において、十分な量の吸湿材料５００が塗布されている場合、封止基板２００をアレイ基板１００に貼り合わせた際、吸湿材料５００がアレイ基板１００に接触し、押しつぶされる。このとき、吸湿材料５００は、表示エリア１０１及びシール領域１０２の両側に向かって広がるように作用するため、シール領域１０２に塗布されたシール材４００の緩衝領域１０３側への広がり（つまり溝部Ｇへの流れ込み）が抑制される。

このようにして製造された有機ＥＬ表示装置によれば、アレイ基板１００と封止基板２００とを貼り合わせるシール材４００によるシール幅を十分に確保することができ、シール性能を向上することが可能となる。また、シール材４００によってシールされた内部空間において、有機ＥＬ素子から放射された放射光の外部への出射に影響を及ぼさない領域に吸湿材料を配置することができる。このため、シールされた有機ＥＬ素子の水分による劣化を防止することができ、長寿命化が可能となる。また、限られたスペースに吸湿材料を配置することが可能となり、狭額縁化が可能となる。

なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

図１は、この発明の一実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す図である。 図２は、図１に示した有機ＥＬ表示装置の１画素分の構造を概略的に示す断面図である。 図３は、図１に示した有機ＥＬ表示装置に適用可能なシール構造を概略的に示す断面図である。 図４は、図１に示した有機ＥＬ表示装置に適用可能なシール構造を概略的に示す平面図である。 図５は、封止基板に設けられた溝部の構造を概略的に示す図である。 図６Ａは、有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図であり、アレイ基板を用意する工程を説明するための図である。 図６Ｂは、有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図であり、封止基板を用意する工程を説明するための図である。 図６Ｃは、有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図であり、吸湿材料を塗布する工程を説明するための図である。 図６Ｄは、有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図であり、シール材を塗布する工程を説明するための図である。 図６Ｅは、有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図であり、アレイ基板と封止基板とを貼り合わせる工程を説明するための図である。

符号の説明

ＰＸ…画素、１…有機ＥＬ表示装置、４０…有機ＥＬ素子、５０…表示素子部、６０…第１電極、６４…光活性層、６６…第２電極、７０…隔壁、１００…アレイ基板、１０１…表示エリア、１０２…シール領域、１０３…緩衝領域、１２０…配線基板、２００…封止基板、Ｇ…溝部、４００…シール材、５００…吸湿材料

Claims (5)

1. 表示エリアにトップエミッションタイプの表示素子を備えたアレイ基板と、
   前記アレイ基板の前記表示素子側に対向して配置された封止基板と、
   前記表示エリアより外方の枠状のシール領域に配置され、前記アレイ基板と前記封止基板とを貼り合わせるシール材と、を備え、
   前記封止基板は、前記表示エリアと前記シール領域との間の少なくとも一部に溝部を有し、
   さらに、前記溝部に配置され、前記封止基板の主面から前記アレイ基板に向かって突出した吸湿材料を備えたことを特徴とする表示装置。
2. 前記吸湿材料は、前記表示エリアを囲む枠状の溝部に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示素子は、
   表示エリアの画素毎に独立島状に配置された第１電極と、
   前記第１電極より前記封止基板側に配置され、光透過性を有する第２電極と、
   前記第１電極と前記第２電極との間に保持された光活性層と、によって構成された有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 表示エリアにトップエミッションタイプの表示素子を備えたアレイ基板を用意する工程と、
   表示エリアを囲む枠状の緩衝領域の少なくとも一部に溝部を有する封止基板を用意する工程と、
   前記封止基板の溝部に、前記封止基板の主面より突出するように吸湿材料を塗布する工程と、
   前記封止基板において、前記吸湿材料が塗布された緩衝領域よりも外方の枠状のシール領域にシール材を塗布する工程と、
   前記アレイ基板と前記封止基板とを前記シール材により貼り合せる工程と、
   を備えたことを特徴とする表示装置の製造方法。
5. 前記アレイ基板を用意する工程は、
   配線基板上において、表示エリアの画素毎に独立島状に第１電極を形成する工程と、
   前記第１電極上に光活性層を形成する工程と、
   前記光活性層上に光透過性を有する第２電極形成する工程と、
   を含むことを特徴とする請求項４に記載の表示装置の製造方法。

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