JP2008108679A - 表示装置及び表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シール性能を向上して有機ＥＬ素子の劣化を抑制するとともに、視認性を向上することが可能な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】略矩形状の表示エリア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、表示エリア１０１とシール領域１０２との間に配置され表示エリア角部１０１Ｃから離間するような迂回パターン５００Ｄを含むループ状の配置パターンの乾燥剤５００と、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には、水分により劣化しやすいものが含まれ、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乾燥剤を有機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、乾燥剤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乾燥剤を配置することは困難である。

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、シール性能を向上して有機ＥＬ素子の劣化を抑制するとともに、視認性を向上することが可能な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、
略矩形状の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、
前記表示エリアと前記シール領域との間に配置され、前記表示エリアの角部から離間するような迂回パターンを含むループ状の配置パターンの乾燥剤と、
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、
略矩形状の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、
封止基板を用意する工程と、
前記表示エリアの外周に沿って乾燥剤を塗布する工程と、
前記乾燥剤よりも外方に塗布したシール材により前記アレイ基板と前記封止基板とを貼り合せる工程と、を備え、
前記乾燥剤を塗布する工程は、前記表示エリアの角部から離間するような迂回パターンを含むループ状に液状乾燥剤をディスペンサにより描画する工程を含むことを特徴とする。

この発明によれば、シール性能を向上して有機ＥＬ素子の劣化を抑制するとともに、視認性を向上することが可能な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、画像を表示する略矩形状の表示エリア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、例えば、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とを備えて構成されている。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、…）、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、…）、有機ＥＬ素子４０に電源を供給するための電源供給線Ｐなどを備えている。

さらに、アレイ基板１００は、表示エリア１０１の外側に位置する周辺エリア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。

有機ＥＬ表示装置１は、さらに、図３及び図４に示すように、乾燥剤５００を備えている。このような乾燥剤５００としては、光透過性に乏しい材料が選択されることが多いことから、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乾燥剤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。

このため、乾燥剤５００は、シール材４００によってシールされているシール空間内（アレイ基板１００と封止基板２００との間のシール材４００によって囲まれた空間）に備えられ、しかも、表示エリア１０１の外方に配置されている。このような配置に適した乾燥剤５００としては、シート状のものや液状（ペースト状）のものなどがある。シート状の乾燥剤は、人手によって貼り付ける手間があるため、望ましくは、液状の乾燥剤が選択される。この液状の乾燥剤は、ディスペンサを利用して塗布される。このような乾燥剤５００としては、例えば、酸化カルシウム（ＣａＯ）や酸化バリウム（ＢａＯ）といった酸化物の粉末などを溶媒に溶かした液状としたものが適用可能である。

以下に、乾燥剤５００の配置パターンについて述べる。

すなわち、図３及び図４に示すように、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られている。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、上述したようなマトリクス状に配置されたトップエミッションタイプの有機ＥＬ素子４０を含んでいる。

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。また、封止基板２００は、シール領域１０２の内側（つまり表示エリア１０１を含む領域）に形成された凹部２１０を有している。図４に示した例では、乾燥剤５００は、表示エリア１０１の外方において、封止基板２００の凹部２１０に配置されている。

より具体的には、乾燥剤５００は、表示エリア１０１とシール領域１０２との間の領域１０３に配置され、図３に示したようなループ状の配置パターンを形成するように配置されている。特に、乾燥剤５００の配置パターンは、表示エリア１０１の角部１０１Ｃから離間するような迂回パターン５００Ｄを含んでいる。

表示エリア１０１の外方に配置される乾燥剤５００は、上述したように、液状のものを適用してディスペンサにより塗布することによって形成することが望ましいが、描画精度が十分なディスペンサを利用できるとは限らず、また、近年の狭額縁化の要求に伴って表示エリア１０１とシール領域１０２との間に描画マージンを持った十分な幅の領域１０３を確保することが困難となってきている。このため、限られた幅の領域１０３に液状乾燥剤を描画した際、特に、描画方向が直角に変わる表示エリア角部１０１Ｃ付近では、図６に示すように、液状乾燥剤が表示エリア１０１に重なるような円弧状に描画されることがある。

このように乾燥剤５００と表示エリア１０１とが重なった場合、乾燥剤５００自体の透過率はそれほど高くはないため、表示エリア１０１に表示された画像の一部が見にくくなってしまう。特に、表示エリア１０１の周辺を遮光するあるいは見栄えの低下を改善するために、顔料などを含有した黒色の乾燥剤５００を適用した場合には、表示エリア１０１に表示された画像の一部が欠落してしまう。

また、乾燥剤５００と表示素子部５０を構成する有機ＥＬ素子４０とが接触してしまうと、有機ＥＬ素子４０の寿命に影響を及ぼし、接触していない他の有機ＥＬ素子４０との間で寿命の差が生じてしまい表示ムラとなるおそれもある。

そこで、上述した実施の形態においては、表示エリア１０１の角部１０１Ｃから離間するような迂回パターン５００Ｄを含む配置パターンの乾燥剤５００を適用している。これにより、限られた幅の領域１０３においても、確実に乾燥剤５００を配置することが可能となり、特に、迂回パターン５００Ｄによって乾燥剤５００と表示エリア１０１との重なりも抑制できる。このため、トップエミッションタイプであっても、十分に高いシール性能を得ることができるとともに、狭額縁化を実現しつつ視認性を向上することが可能となる。

図３に示した例では、迂回パターン５００Ｄは、矩形状としたが、この例に限らず、図６に示すように、円弧状であってもよい。このような迂回パターン５００Ｄを適用しても、上述したのと同様の効果が得られる。

また、上述したような配置パターンの乾燥剤５００は、図４に示したように封止基板２００側に配置する例に限らず、アレイ基板１００側に配置してもよいが、アレイ基板１００上には、表示エリア１０１から周辺エリア１０４に向かって複数の配線が引き出されているため、これらに跨るように乾燥剤５００を配置することはあまり望ましいことではない。つまり、乾燥剤５００は、封止基板２００側に配置されることが望ましい。

さらに、図７及び図８に示すように、封止基板２００は、表示エリア１０１とシール領域１０２との間の領域１０３に対応してループ状の溝部Ｇを備えて構成されてもよい。このような構成の場合には、乾燥剤５００は、封止基板２００の溝部Ｇに配置され、しかも、上述した例と同様に、表示エリア角部１０１Ｃから離間するような迂回パターンを含むループ状の配置パターンを形成するよう配置される。このような構成によれば、上述したような効果に加え、さらに、乾燥剤５００の幅方向への広がりを抑制でき、また、乾燥剤５００を表示素子部５０から遠ざけることができ、両者の接触を防止できる。

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。ここでは、図４に示したような凹部２１０に乾燥剤５００を配置した例の製造方法について説明する。

まず、図９Ａに示すように、略矩形状の表示エリア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、配線基板１２０上において表示エリア１０１の画素毎に第１電極６０を形成する工程、第１電極６０上に光活性層６４を形成する工程、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。

第１電極６０は、例えばＩＴＯによって形成され、成膜時にはスパッタの温度制御により表面凹凸が５０オングストロームの薄膜として形成した。光活性層６４は、ここでは高分子系材料を用いて形成され、洗浄・撥インク処理を行った第１電極６０上に成膜した。第２電極６６は、例えばバリウム（Ｂａ）によって形成され、また、その保護膜として銀（Ａｇ）をバリウムに続いて連続蒸着した。この際、バリウムの成膜レートを前半５オングストローム／ｓｅｃ、後半２０オングストローム／ｓｅｃとし、さらに銀の成膜レートを５０オングストローム／ｓｅｃに設定した。この結果、バリウムと銀との界面ではバリウムと銀との合金が形成されていた。

これにより、配線基板１２０の主面側に、例えば対角２・２インチ、精細度１５０ｐｐｉ（ｐｉｘｅｌ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）のサイズの表示素子部５０を備えたアレイ基板１００が形成される。

続いて、図９Ｂに示すように、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深さの凹部２１０が形成される。

続いて、図９Ｃに示すように、表示エリア１０１の外周に沿って乾燥剤５００を塗布する。ここでは、封止基板２００の凹部２１０内において、ディスペンサにより液状乾燥剤をループ状に描画する。このとき、例えば、表示エリア角部１０１Ｃ付近を始点とし、表示エリアの一辺に沿って直線的に描画して直線パターンを形成した後、ディスペンサを表示エリア１０１から遠ざかる方向にオフセットしながら描画して迂回パターンを形成し、これらを繰り返すことによって、表示エリア１０１の四辺に沿った直線パターンと４つの角部に沿った迂回パターンとを有するループ状のパターンを描画する。そして、この液状乾燥剤を硬化させるために２５０度の高温でベークすることにより、図３に示したような配置パターンの乾燥剤５００が形成される。

続いて、図９Ｄに示すように、封止基板２００において、乾燥剤５００が塗布された領域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。

続いて、図９Ｅ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。

このようにして製造された有機ＥＬ表示装置によれば、乾燥剤５００と表示エリア１０１とが重ならず、表示エリア１０１の全面において表示された画像を視認することができ、また、有機ＥＬ素子４０に流す駆動電流量を調整したところ、全面均一な発光を得ることができた。初期輝度１００ｃｄ／ｍ^２の条件でライフ試験を行った結果、有機ＥＬ素子４０の輝度が半減する寿命は、約２０，０００時間であり、十分なライフ特性が得られ、表示エリア１０１内において表示ムラも発生しなかった。

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乾燥剤の配置例を概略的に示す平面図である。 図４は、図３に示した有機ＥＬ表示装置をＡ−Ａ線で切断したときの断面構造を概略的に示す図である。 図５は、乾燥剤と表示エリアとの干渉状態を説明するための図である。 図６は、図１に示した有機ＥＬ表示装置に適用可能な乾燥剤の他の配置例を概略的に示す平面図である。 図７は、図１に示した有機ＥＬ表示装置に適用可能な乾燥剤の他の配置例を概略的に示す平面図である。 図８は、図７に示した有機ＥＬ表示装置をＢ−Ｂ線で切断したときの断面構造を概略的に示す図である。 図９Ａ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９Ｂ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９Ｃ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、乾燥剤を塗布する工程を説明するための図である。 図９Ｄ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９Ｅ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、６４Ａ…発光層、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、１２０…配線基板、２００…封止基板、２１０…凹部、Ｇ…溝部、４００…シール材、５００…乾燥剤、５００Ｄ…迂回パターン

Claims (7)

1. 略矩形状の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、
   前記表示エリアと前記シール領域との間に配置され、前記表示エリアの角部から離間するような迂回パターンを含むループ状の配置パターンの乾燥剤と、
   を備えたことを特徴とする表示装置。
2. 前記迂回パターンは、矩形状または円弧状であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記乾燥剤は、前記封止基板の前記アレイ基板と対向する側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。
4. 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にループ状の溝部を有し、
   前記乾燥剤は、前記溝部に配置されたことを特徴とする表示装置。
5. 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。
6. 略矩形状の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、
   封止基板を用意する工程と、
   前記表示エリアの外周に沿って乾燥剤を塗布する工程と、
   前記乾燥剤よりも外方に塗布したシール材により前記アレイ基板と前記封止基板とを貼り合せる工程と、を備え、
   前記乾燥剤を塗布する工程は、前記表示エリアの角部から離間するような迂回パターンを含むループ状に液状乾燥剤をディスペンサにより描画する工程を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
7. 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６に記載の表示装置の製造方法。

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