JP2009110865A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、表示装置に係り、特に、自発光性の表示素子を備えた構成の表示装置に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly to a display device having a structure including a self-luminous display element.
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、自発光素子である有機EL素子を備えていることから、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。 In recent years, organic electroluminescence (EL) display devices have attracted attention as flat display devices. Since this organic EL display device includes an organic EL element that is a self-luminous element, the viewing angle is wide, the backlight can be thinned, the power consumption can be reduced, and the response speed can be reduced. It has the feature of being fast.
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。有機EL表示装置としては、有機EL素子で発生したEL光をアレイ基板側から外部に取り出す下面発光(ボトムエミッション)方式、及び、有機EL素子で発生したEL光を封止基板側から外部に取り出す上面発光(トップエミッション)方式がある。 Because of these features, organic EL display devices are attracting attention as potential candidates for next-generation flat display devices that replace liquid crystal display devices. As an organic EL display device, a bottom emission method in which EL light generated in the organic EL element is extracted from the array substrate side and an EL light generated in the organic EL element is extracted from the sealing substrate side to the outside. There is a top emission method.
各画素の有機EL素子は、画素回路などとともにアレイ基板に備えられ、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有機活性層を保持して構成されている。各画素は、樹脂材料によって形成された隔壁によって分離されている。このような構成の有機EL素子は、水分の影響により劣化しやすい薄膜を含んで構成されている。このため、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。 The organic EL element of each pixel is provided on an array substrate together with a pixel circuit and the like, and is configured by holding an organic active layer containing an organic compound having a light emitting function between an anode and a cathode. Each pixel is separated by a partition formed of a resin material. The organic EL element having such a configuration is configured to include a thin film that easily deteriorates due to the influence of moisture. For this reason, in the case of a configuration in which an organic EL element is simply formed on a substrate, a non-lighting area called a dark spot or pixel shrinkage occurs in a short time, and such an area expands as a product. It becomes unusable.
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部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)。
上述したように、有機EL素子は、本質的に水分により劣化しやすいため、シール部材のバリア性、吸湿材料の吸湿能力には高いレベルでの品質安定性が要求される。しかしながら、シール部材の仕上がり状態、吸湿材料の設置量や吸湿能力のバラツキ等により、パネルの高温高湿下での耐性は異なる。 As described above, since organic EL elements are inherently susceptible to deterioration by moisture, high levels of quality stability are required for the barrier properties of the sealing member and the hygroscopic capacity of the hygroscopic material. However, the resistance of the panel under high temperature and high humidity varies depending on the finished state of the sealing member, the amount of the hygroscopic material installed, and the variation in the hygroscopic capacity.
有機EL素子を備えたパネルの高温高湿保存試験規格は、パネルの製品仕様により種々定められているが、各パネルの出来栄えの判定が難しく、パネル毎の正確な高温高湿耐性を把握し、適切なスクリーニング(選別)作業を行うこと事が困難であった。 The high-temperature and high-humidity storage test standards for panels equipped with organic EL elements are variously determined by the product specifications of the panel, but it is difficult to judge the quality of each panel, grasping the exact high-temperature and high-humidity resistance of each panel, It was difficult to perform an appropriate screening operation.
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、短時間でシール性能の良否を正確に判定できる構造を有した表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a display device having a structure capable of accurately determining whether the sealing performance is good in a short time.
この発明の態様による表示装置は、
複数の画素によって構成されたアクティブエリアを備えた表示装置であって、
前記アクティブエリアにおいて、各画素に配置され一対の電極間に有機活性層を保持した構造の自発光素子と、各画素を分離する隔壁と、を有する第1基板と、
前記第1基板の前記自発光素子側に対向して配置された第2基板と、
前記アクティブエリアを囲むように枠状に配置され、前記第1基板と前記第2基板とを貼り合せるシール部材と、
前記アクティブエリア外において、前記シール部材より内側に配置された自発光性のテスト素子と、を備え、
前記テスト素子は、前記自発光素子と比較して水分により劣化しやすい構造を有することを特徴とする。
A display device according to an aspect of the present invention includes:
A display device having an active area composed of a plurality of pixels,
In the active area, a first substrate having a self-luminous element having a structure in which an organic active layer is held between a pair of electrodes disposed in each pixel, and a partition that separates each pixel;
A second substrate disposed facing the self-luminous element side of the first substrate;
A sealing member disposed in a frame shape so as to surround the active area, and bonding the first substrate and the second substrate;
A self-luminous test element disposed inside the seal member outside the active area, and
The test element has a structure that is easily deteriorated by moisture as compared with the self-luminous element.
この発明によれば、テスト素子の点灯状態により、短時間でシール性能の良否を正確に判定できる構造を有した表示装置を提供することが可能となる。このとき、良品と判定された表示装置については、良好な表示品を長期間にわたって保つことが可能となり、信頼性を向上することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a display device having a structure capable of accurately determining whether the sealing performance is good or not in a short time depending on the lighting state of the test element. At this time, with respect to the display device determined to be non-defective, it is possible to maintain a good display product for a long period of time and to improve reliability.
以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置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。 A display device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a self-luminous display device such as an organic EL (electroluminescence) display device will be described as an example of the display device.
有機EL表示装置1は、図1に示すように、画像を表示するアクティブエリア102を有するアレイ基板100を備えている。アクティブエリア102は、マトリクス状に配置された複数の画素PXによって構成されている。また、図1では、カラー表示タイプの有機EL表示装置1を例に示しており、アクティブエリア102は、複数種類の色画素、例えば3原色に対応した赤色画素PXR、緑色画素PXG、及び、青色画素PXBによって構成されている。
As shown in FIG. 1, the organic
アレイ基板100の少なくともアクティブエリア102は、封止基板200によって封止されている。すなわち、これらのアレイ基板100と封止基板200とは、アクティブエリア102を囲むように枠状に配置されたシール部材300により貼り合せられている。シール部材300は、樹脂材料(例えば紫外線硬化型の樹脂材料)であっても良いし、フリットであっても良い。
At least the
各画素PX(R、G、B)は、画素回路10及びこの画素回路10によって駆動制御される表示素子40を備えている。図1に示した画素回路10は、一例であって、他の構成の画素回路を適用しても良いことは言うまでもない。図1に示した例では、画素回路10は、駆動トランジスタDRT、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、第3スイッチSW3、蓄積容量素子CSなどを備えて構成されている。駆動トランジスタDRTは、表示素子40に供給する電流量を制御する機能を有している。第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2は、サンプル・ホールドスイッチとして機能する。第3スイッチ素子SW3は、駆動トランジスタDRTから表示素子40への駆動電流の供給、つまり表示素子40のオン/オフを制御する機能を有している。蓄積容量素子CSは、駆動トランジスタDRTのゲートーソース間の電位を保持する機能を有している。
Each pixel PX (R, G, B) includes a
駆動トランジスタDRTは、高電位電源線P1と第3スイッチSW3との間に接続されている。表示素子40は、第3スイッチSW3と低電位電源線P2との間に接続されている。第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2のゲート電極は、第1ゲート線GL1に接続されている。第3スイッチSW3のゲート電極は、第2ゲート線GL2に接続されている。第1スイッチSW1のソース電極は、映像信号線SLに接続されている。これらの駆動トランジスタDRT、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、及び、第3スイッチ素子SW3は、例えば薄膜トランジスタによって構成され、その半導体層は、ここではポリシリコンによって形成されている。
The drive transistor DRT is connected between the high potential power supply line P1 and the third switch SW3. The
このような回路構成の場合、第1ゲート線GL1からオン信号が供給されたのに基づいて第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2がオンとなり、映像信号線SLを流れる電流量に応じて高電位電源線P1から駆動トランジスタDRTに電流が流れ、また、駆動トランジスタDRTを流れる電流に応じて蓄積容量素子CSが充電される。これにより、駆動トランジスタDRTは、映像信号線SLから供給された電流量と同一の電流量を、高電位電源線P1から表示素子40に供給可能となる。
In the case of such a circuit configuration, the first switch SW1 and the second switch SW2 are turned on based on the ON signal supplied from the first gate line GL1, and the high potential is set according to the amount of current flowing through the video signal line SL. A current flows from the power supply line P1 to the drive transistor DRT, and the storage capacitor element CS is charged according to the current flowing through the drive transistor DRT. As a result, the drive transistor DRT can supply the same amount of current as that supplied from the video signal line SL to the
そして、第2ゲート線GL2からオン信号が供給されたのに基づいて第3スイッチSW3がオンとなり、蓄積容量素子CSで保持した容量に応じて、駆動トランジスタDRTは、高電位電源線P1から第3スイッチSW3を介して表示素子40に所定輝度に対応した所定量の電流を供給する。これにより、表示素子40は、所定の輝度に発光する。
Then, the third switch SW3 is turned on based on the ON signal supplied from the second gate line GL2, and the driving transistor DRT is connected to the first potential from the high potential power supply line P1 according to the capacitance held in the storage capacitor element CS. A predetermined amount of current corresponding to a predetermined luminance is supplied to the
表示素子40は、自発光性の表示素子である有機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。
The
各種有機EL素子40(R、G、B)は、基本的に同一構成であり、例えば、図2に示すように、配線基板120上に配置されている。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101上に、アンダーコート層111、ゲート絶縁膜112、層間絶縁膜113、有機絶縁膜114などの絶縁層を備える他に、各種スイッチSW、駆動トランジスタDRT、蓄積容量素子Cs、各種配線(ゲート線、映像信号線、電源線等)などを備えて構成されたものとする。アンダーコート層111、ゲート絶縁膜112、及び、層間絶縁膜113は、樹脂材料よりも透水性の低い無機系材料、例えば酸化シリコン膜(SiO2)や窒化シリコン膜(SiN)などによって形成されている。なお、必要に応じて、層間絶縁膜113と有機絶縁膜114との間に無機系材料(酸化シリコン膜や窒化シリコン膜など)によって形成されたパッシベーション膜を配置しても良い。
The various organic EL elements 40 (R, G, B) have basically the same configuration, and are disposed on the
すなわち、図2に示した例では、アンダーコート層111の上には、スイッチや駆動トランジスタなどのトランジスタ素子(図1に示した回路構成においては第3スイッチSW3)20の半導体層21が配置されている。半導体層21は、ゲート絶縁膜112によって覆われている。ゲート絶縁膜112の上には、トランジスタ素子20のゲート電極20Gなどが配置されている。ゲート電極20Gは、層間絶縁膜113によって覆われている。層間絶縁膜113の上には、トランジスタ素子20のソース電極20S及びドレイン電極20Dなどが配置されている。これらのソース電極20S及びドレイン電極20Dは、ゲート絶縁膜112及び層間絶縁膜113を半導体層21まで貫通するコンタクトホールを介して半導体層21にそれぞれコンタクトしている。
That is, in the example shown in FIG. 2, the
これらのソース電極20S及びドレイン電極20Dは、有機絶縁膜114によって覆われている。このような有機絶縁膜114は、下層の凹凸の影響を緩和しその表面を平坦化する目的で、樹脂材料をコーティングするなどの手法により形成されている。
The
有機EL素子40は、有機絶縁膜114の上に配置されている。この有機EL素子40は、第1電極60と第2電極64との間に有機活性層62を保持した構成であり、以下に詳細な構造について説明する。
The
すなわち、第1電極60は、有機絶縁膜114の上において色画素PX毎に独立島状に配置され、陽極として機能する。この第1電極60は、有機絶縁膜114をドレイン電極20Dまで貫通するコンタクトホールCHを介して、ドレイン電極20Dにコンタクトしている。このような第1電極60は、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)などの光透過性を有する導電材料によって形成された透過層と、アルミニウム(Al)などの光反射性を有する導電材料によって形成された反射層とを積層した積層体によって構成しても良いし、透過層単層または反射層単層で構成しても良い。
That is, the
有機活性層62は、第1電極60上に配置され、少なくとも発光層を含んでいる。この有機活性層62は、発光層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。このような有機活性層62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。有機活性層62においては、発光層が有機系材料であればよく、発光層以外の層は無機系材料でも有機系材料でも構わない。有機活性層62において、発光層以外の機能層は共通層であってもよい。発光層は、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。
The organic
また、有機活性層62は、高分子系材料によって形成された薄膜を含んでいても良い。このような薄膜は、インクジェット法などの選択塗布法により成膜可能である。また、有機活性層62は、低分子系材料によって形成された薄膜を含んでいても良い。このような薄膜は、マスク蒸着法などの手法により成膜可能である。
The organic
第2電極64は、複数の色画素PXに共通であって、各色画素PXの有機活性層62の上に配置され、陰極として機能する。この第2電極64は、半透過層を含んでいてもよい。すなわち、第2電極64は、ITOなどの光透過性を有する導電材料を用いて形成された透過層と、透過層と有機活性層62との間に配置され銀(Ag)とマグネシウム(Mg)との混合物などによって形成された半透過層との2層構造としても良いし、半透過層単層の電極として構成してもよい。なお、第2電極64は、透過層単層で構成してもよいことは言うまでもない。
The
また、アレイ基板100は、アクティブエリア102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。この隔壁70は、有機絶縁膜114の上において、各第1電極60の周縁を覆うように配置され、アクティブエリア102において格子状またはストライプ状に形成されている。このような隔壁70は、樹脂材料をパターニングすることによって形成されている。この隔壁70は、第2電極64によって覆われている。
In addition, the
また、シール部材300が樹脂材料によって形成されている場合には、アレイ基板100と封止基板200との間の密閉空間内に、乾燥剤が配置される。このような乾燥剤は、シール部材300を介して密閉空間内に流入した水分を吸収するものであって、トップエミッションタイプにおいては、アクティブエリア102の外側に配置されている。
Further, when the
なお、シール部材300がフリットによって形成されている場合には、フリットが透水性を有していないため、乾燥剤は不要であるが、密閉空間内に乾燥剤を配置しても良い。
In addition, when the sealing
この実施の形態においては、有機EL表示装置1は、アクティブエリア102の外側の領域104において、シール部材300より内側(つまり、密閉空間内)に配置された自発光性のテスト素子TDを備えている。このテスト素子TDは、アクティブエリア102に配置された有機EL素子40と比較して水分により劣化しやすい構造を有している。
In this embodiment, the organic
このようなテスト素子TDは、アクティブエリア102の有機EL素子40と同様に、一対の電極間に有機活性層を保持した構造であり、水分により劣化するとダークスポットが発生し、時間の経過とともにダークスポットが成長する。このため、このテスト素子TDとアクティブエリア102に配置された有機EL素子40とのダークスポットの発生のしやすさの関係(加速係数)を予め把握しておくことにより、全パネルについて短時間の高温高湿環境下での耐久試験を行い、テスト素子TDのダークスポットの発生状況を観察することにより、パネルの合否判定が可能となる。つまり、短時間でシール性能の良否を正確に判定することが可能となる。そして、このようなスクリーニングにより良品として判定されたパネルについては、良好な表示品位を長期間にわたって保つことが可能となり、信頼性を向上することが可能となる。
Similar to the
また、テスト素子TDは、アレイ基板100に配置されている。そして、このテスト素子TDは、その少なくとも一部が有機EL素子40と同一材料によって形成されている。つまり、テスト素子TDは、有機EL素子40と同時に形成可能であり、特に別途の製造工程を必要としない。すなわち、コストの増大を招くことなく、テスト素子TDを配置することが可能となる。
Further, the test element TD is arranged on the
以下に、有機EL素子40より劣化しやすいテスト素子TDの具体的な構造例について説明する。
Below, the specific structural example of the test element TD which deteriorates more easily than the
《第1実施形態》
図2に示した第1実施形態において、アクティブエリア102に配置された有機EL素子40は、第1電極60が有機絶縁膜114の上に配置された反射層(例えば、アルミニウム)60Rに透過層(例えば、ITO)60Tを積層した積層体であり、また、第2電極64が有機活性層62の上に配置された半透過層(例えば、マグネシウム及び銀の混合物)64Hに透過層(ITO)64Tを積層した積層体として構成されている。
<< First Embodiment >>
In the first embodiment shown in FIG. 2, the
また、この第1実施形態においては、有機EL表示装置1は、さらに、第2電極64を覆う保護膜80を備えている。このような保護膜80は、アクティブエリア102の全体にわたって配置され、さらに、最外周の隔壁70Xより外方(つまり、アレイ基板100の端部側)まで延在している。また、この保護膜80は、例えば窒化シリコンや酸化シリコンなどの無機系材料によって形成されている。つまり、有機EL素子40を囲む隔壁70は、第2電極64及び保護膜80といったいずれも無機系材料からなる薄膜によって被覆されている。
In the first embodiment, the organic
図2及び図3に示したように、アクティブエリア外の領域104に配置されたテスト素子TDは、樹脂材料によって形成されたバンクBによって囲まれ、実質的に有機EL素子40と同様に構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the test element TD disposed in the
なお、このテスト素子TDについては、簡便に点灯チェックが可能となるように、図1に示したような画素回路が接続されていない。すなわち、テスト素子TDは、有機絶縁膜114の上に配置された下部電極E1と、封止基板200側に配置された上部電極E2と、これらの下部電極E1と上部電極E2との間に保持された有機活性層ELLと、によって構成されている。
Note that the pixel circuit as shown in FIG. 1 is not connected to the test element TD so that the lighting check can be easily performed. That is, the test element TD is held between the lower electrode E1 disposed on the organic insulating
また、バンクBは、隔壁70と同一の樹脂材料によって形成することがプロセスの増加を伴わないため望ましい。
Further, it is desirable that the bank B is formed of the same resin material as the
下部電極E1は、第1電極60と同様に、有機絶縁膜114の上に配置された反射層(例えば、アルミニウム)E1Rに透過層(例えば、ITO)E1Tを積層した積層体として構成されている。なお、下部電極E1を構成する導電層のうちの少なくとも一方は、シール部材300より外方に延在し、基板端100E1まで引き出されて、電圧を印加可能とする端子T1を構成している。図2及び図3に示した例では、透過層E1Tが基板端100E1まで引き出され、端子T1を構成している。
Similar to the
有機活性層ELLは、有機活性層62と同様に構成されている。
The organic active layer ELL is configured in the same manner as the organic
上部電極E2は、第2電極64と同様に、有機活性層ELLの上に配置された半透過層(例えば、マグネシウム及び銀の混合物)E2Hに透過層(例えば、ITO)E2Tを積層した積層体として構成されている。なお、上部電極E2を構成する導電層のうちの少なくとも一方は、シール部材300より外方に延在し、下部電極E1とショートしないように基板端100E2まで引き出されて、電圧を印加可能とする端子T2を構成している。図2及び図3に示した例では、透過層E2Tが基板端100E2まで引き出され、端子T2を構成している。
Similar to the
なお、テスト素子TDにおいて、下部電極E1及び上部電極E2の構造は、必ずしも有機EL素子40の第1電極60及び第2電極64と同一である必要はなく、テスト素子TDにおいては、より簡素な構造、すなわち、下部電極E1及び上部電極E2がそれぞれ単層として構成されても良い。
In the test element TD, the structures of the lower electrode E1 and the upper electrode E2 are not necessarily the same as those of the
このような構成により、端子T1と端子T2との間に直流電圧を印加することにより、テスト素子TDを点灯させることが可能である。 With such a configuration, the test element TD can be turned on by applying a DC voltage between the terminal T1 and the terminal T2.
バンクBは、その表面の少なくとも一部が被覆されることなく、密閉空間内に露出している。すなわち、テスト素子TD及びバンクBは、保護膜80によって覆われていない。また、上部電極E2は、端子T2を構成する部分以外は必要最小限の面積に形成されており、バンクBの上面BTで途切れている。つまり、バンクBの上面BTの一部、及び、バンクBの外側面BEの一部は、保護膜80や上部電極E2から露出しており、密閉空間に曝されている。
The bank B is exposed in the sealed space without covering at least a part of its surface. That is, the test element TD and the bank B are not covered with the
このような構成の第1実施形態においては、水分の進行が有機EL素子40そのものよりも樹脂材料の中の方が速いことに基づいている。すなわち、異物等により有機EL素子40の第2電極64や保護膜80にピンホールが発生した場合には、ピンホール近傍から水分が浸入してダークスポットが発生するが、その成長速度は、樹脂材料によって形成された隔壁70の上のピンホールを基点とした場合の方が、有機EL素子40の上のピンホールを基点とした場合よりもはるかに大きい(例えば、5〜10倍程度)。
The first embodiment having such a configuration is based on the fact that the progress of moisture is faster in the resin material than in the
このような知見に基づき、アクティブエリア102においては有機EL素子40を囲む隔壁70は、第2電極64や保護膜80などの無機系材料からなる薄膜によって覆われており、隔壁70は本来露出していない(もし、第2電極64及び保護膜80にピンホールが発生した場合にはそのわずかな領域が露出する)のに対して、アクティブエリア外の領域104においてはテスト素子TDを囲む樹脂材料からなるバンクBは、その大半の領域が無機系材料からなる薄膜に覆われることなく、露出させている。これにより、テスト素子TDは、有機EL素子40と比較して水分により劣化しやすい構造とすることが可能となる(つまり、ダークスポットが発生しやすい構成となっている)。
Based on such knowledge, in the
《第2実施形態》
この第2実施形態において、第1実施形態と同一構成については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。図4及び図5に示した第2実施形態においては、テスト素子TDは、下部電極E1と上部電極E2との間に有機活性層ELLを保持した構成であり、封止基板側に配置された電極、すなわち上部電極E2は、有機活性層ELLの一部を露出するように形成されている。つまり、上部電極E2には、有機活性層ELLまで貫通するホールHが形成されている。
<< Second Embodiment >>
In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the second embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the test element TD has a configuration in which the organic active layer ELL is held between the lower electrode E1 and the upper electrode E2, and is disposed on the sealing substrate side. The electrode, that is, the upper electrode E2 is formed so as to expose a part of the organic active layer ELL. That is, a hole H penetrating to the organic active layer ELL is formed in the upper electrode E2.
アクティブエリア102において、第2電極64の上に、さらに保護膜80を配置する構成では、上部電極E2の上には保護膜80を配置しない、もしくは、保護膜80も有機活性層ELLの一部を露出するように形成される。つまり、テスト素子TDにおいては、有機活性層ELLが密閉空間に曝されている。この有機活性層ELLが露出する面積は、通常、形成されうるピンホールのサイズよりも大きく設定されている。
In the configuration in which the
このような第2実施形態によれば、アクティブエリア102においては有機EL素子40を構成する有機活性層62は、第2電極64や保護膜80などの無機系材料からなる薄膜によって覆われており、本来露出していない(もし、第2電極64及び保護膜80にピンホールが発生した場合にはそのわずかな領域が露出する)のに対して、アクティブエリア外の領域104においてはテスト素子TDを構成する有機活性層ELLは、その一部が無機系材料からなる薄膜に覆われることなく、露出させている。これにより、テスト素子TDは、有機EL素子40と比較して水分により劣化しやすい構造とすることが可能となる(つまり、ダークスポットが発生しやすい構成となっている)。
According to the second embodiment, in the
なお、この第2実施形態においては、テスト素子TDを囲むバンクBは、図4に示した例のように、第1実施形態と同様に無機系材料によって被覆されていなくても良いし、隔壁70と同様に上部電極E2や保護膜80などの無機系材料からなる薄膜によって被覆されていても良い。
In the second embodiment, the bank B surrounding the test element TD may not be covered with an inorganic material as in the first embodiment, as in the example shown in FIG. Similarly to 70, it may be covered with a thin film made of an inorganic material such as the upper electrode E <b> 2 or the
《第3実施形態》
この第3実施形態において、第1実施形態と同一構成については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。第3実施形態においては、テスト素子TDは、下部電極E1と上部電極E2との間に有機活性層ELLを保持した構成であり、有機活性層ELLより封止基板側に配置された無機系材料からなる薄膜の層数が有機EL素子40における有機活性層62より封止基板側に配置された無機系材料からなる薄膜の層数より少なく構成されている。
<< Third Embodiment >>
In the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the third embodiment, the test element TD has a configuration in which the organic active layer ELL is held between the lower electrode E1 and the upper electrode E2, and is an inorganic material disposed closer to the sealing substrate than the organic active layer ELL. The number of thin film layers made of is configured to be smaller than the number of thin film layers made of an inorganic material disposed closer to the sealing substrate than the organic
より具体的には、図6に示すように、有機EL素子40における封止基板側に配置された一方の電極、すなわち第2電極64は、複数の導電層を積層して構成された積層体である。つまり、第2電極64は、無機系材料からなる半透過層64H及び透過層64Tの2つの導電層を積層した構造である。
More specifically, as shown in FIG. 6, one electrode disposed on the sealing substrate side in the
これに対して、テスト素子TDにおける封止基板側に配置された一方の電極、すなわち上部電極E2は、有機EL素子40の第2電極64よりも少ない層数の導電層によって構成されている。つまり、上部電極E2は、単層構造であり、例えば、無機系材料からなる透過層(例えば、ITO)E2Tのみで構成されている。
On the other hand, one electrode arranged on the sealing substrate side in the test element TD, that is, the upper electrode E <b> 2 is configured by a conductive layer having a smaller number of layers than the
アクティブエリア102において、第2電極64の上に、さらに保護膜80を配置する構成では、上部電極E2の上には保護膜80を配置しない方が劣化しやすいテスト素子TDを構成することが可能であるが、上部電極E2の上に保護膜80を配置しても、第2電極64が2層以上の構成であるのに対して上部電極E2が第2電極64より少ない層数で構成されていれば、劣化しやすいテスト素子TDを構成することが可能である。
In the configuration in which the
このような第3実施形態によれば、アクティブエリア102においては有機EL素子40を構成する有機活性層62は、2層構造の第2電極64や保護膜80などの無機系材料からなる薄膜によって覆われており、水分の浸入経路が形成されにくいのに対して、アクティブエリア外の領域104においてはテスト素子TDを構成する有機活性層ELLは、有機活性層62よりも薄い膜厚の無機系材料によって覆われることになる。これにより、テスト素子TDは、有機EL素子40と比較して水分により劣化しやすい構造とすることが可能となる(つまり、ダークスポットが発生しやすい構成となっている)。
According to the third embodiment, the organic
なお、この第3実施形態においては、テスト素子TDを囲むバンクBは、図6に示した例のように、第1実施形態と同様に無機系材料によって被覆されていなくても良いし、隔壁70と同様に上部電極E2や保護膜80などの無機系材料からなる薄膜によって被覆されていても良い。
In the third embodiment, the bank B surrounding the test element TD may not be covered with an inorganic material as in the first embodiment, as in the example shown in FIG. Similarly to 70, it may be covered with a thin film made of an inorganic material such as the upper electrode E <b> 2 or the
《効果の検証》
次に、この実施の形態に係る有機EL表示装置について効果を検証した。
<Verification of effect>
Next, the effect of the organic EL display device according to this embodiment was verified.
まず、アクティブエリア102の対角寸法が3.5型となるアレイ基板を24枚分形成可能な寸法(400mm×500mm)のガラス基板(支持基板)を1枚用意した(サンプルA)。
First, one glass substrate (supporting substrate) having a dimension (400 mm × 500 mm) capable of forming 24 array substrates in which the diagonal dimension of the
サンプルAは、アクティブエリアに対応して各画素に画素回路10を備え、有機絶縁膜114によって覆われた配線基板として構成される。第1電極60は、有機絶縁膜114の上に配置された反射層(アルミニウム)60R及び反射層60Rの上に積層された透過層(ITO)60Tを備え、有機絶縁膜114に形成されたコンタクトホールを介してトランジスタ素子20と電気的に接続されている。なお、画素回路10を構成するスイッチや駆動トランジスタなどのトランジスタ素子は、半導体層としてポリシリコン薄膜を備えて構成されている。
The sample A includes a
隔壁70は、有機絶縁膜114の上において第1電極60を取り囲むようにアクティブエリア102全体にわたって格子状に形成されている。この隔壁70における格子のパターンピッチは73μm×219μmであり、隔壁70の内側が有機EL素子40の表示に寄与する領域(隔壁70から露出した第1電極60)であり、その寸法は40μm×140μmであった。
The
一方、アクティブエリア外の領域104においては、コーナーにテスト素子TDを配置するために、有機絶縁膜114の上に下部電極E1を形成した。この下部電極E1は、反射層(アルミニウム)E1R及び反射層E1Rの上に積層された透過層(ITO)E1Tを備えている。バンクBは、有機絶縁膜114の上において下部電極E1を取り囲むように円形状に形成されている。このバンクBは、隔壁70と同一の樹脂材料により形成されている。
On the other hand, in the
なお、このテスト素子TDの下層には、簡便に点灯チェックが実施できるように画素回路は配置されていない。透過層E1Tは基板端まで引き出され、端子T1を構成している。このテスト素子TDの大きさD1はバンクを含めて500μmΦであり、テスト素子TDの表示に寄与する領域(バンクBから露出した下部電極E1)の大きさD2は300μmΦであった。 Note that no pixel circuit is arranged below the test element TD so that the lighting check can be easily performed. The transmissive layer E1T is drawn to the end of the substrate and constitutes a terminal T1. The size D1 of the test element TD is 500 μmΦ including the bank, and the size D2 of the region contributing to the display of the test element TD (the lower electrode E1 exposed from the bank B) is 300 μmΦ.
上述したサンプルAについて、基板を抵抗加熱方式の有機EL成膜装置にセットし、有機活性層62として、正孔輸送層として機能するα−NPDを200nmの膜厚に成膜した後、発光層兼電子輸送層として機能するAlq3を50nmの膜厚に成膜し、さらに、電子注入層兼ダメージバッファ層(半透過層)としてマグネシウム(Mg)及び銀(Ag)を2nmの膜厚に成膜した。そして、さらに、プラズマコーティング法を用いて透過層として膜厚100nmのITOを成膜した。つまり、有機EL素子40においては、第2電極64は、半透過層64H及び透過層60Tの2層構造である。
For sample A described above, the substrate was set in a resistance heating type organic EL film forming apparatus, and α-NPD functioning as a hole transport layer was formed as the organic
なお、テスト素子TDについては、有機活性層ELLは、有機EL素子40の有機活性層62と同一構成とし、また、上部電極E2は、実質的に半透過層(Mg及びAg)E2Hのみで構成した。この上部電極E2は、有機活性層ELLを覆うとともにバンクBの上面BTの一部を覆う程度に形成され、バンクBの大部分の表面は露出している。なお、透過層を形成するITOが半透過層E2Hの一部にコンタクトするとともに基板端に引き出され、端子T2を構成している。
For the test element TD, the organic active layer ELL has the same configuration as that of the organic
サンプルAのアクティブエリア102は、テスト素子TDとともに封止基板200によって封止した。すなわち、封止基板200の上に、ディスペンサーを用いてシール部材として紫外線硬化型の樹脂材料を額縁状に塗布した後に、サンプルAの基板に貼りあわせ、所定条件の紫外線照射によって樹脂材料を硬化させた。これにより、密閉空間内に有機EL素子が配置される。
The
なお、サンプルAにおいて、シール部材の形状としては、標準線幅1.0mmであり、高さ10μmのもの(Aa−1)と、また、標準線幅2.0mmであり、高さ10μmのもの(Aa−2)と、の2通りをそれぞれ12面ずつ作成した。 In Sample A, the seal member has a standard line width of 1.0 mm and a height of 10 μm (Aa-1), and a standard line width of 2.0 mm and a height of 10 μm. (Aa-2) and 12 patterns were created for each.
サンプルAの基板対を割断した後、周辺回路を実装して、サンプルAについて24個の有機EL表示装置を作成した。なお、この検証においては、サンプルAについて、短時間で顕著な効果を確認するために、通常必要な乾燥剤を密閉密空間の内部に設置しなかった。 After cleaving the substrate pair of sample A, peripheral circuits were mounted to produce 24 organic EL display devices for sample A. In this verification, in order to confirm a remarkable effect in a short time with respect to Sample A, a normally required desiccant was not installed in the sealed closed space.
次に、これらの2×12台の有機EL表示装置を高温高湿環境(85℃×85%RH)の中に放置し、所定時間経過後に、アクティブエリア内の有機EL素子40と、アクティブエリア外のテスト素子TDとのそれぞれについて表示確認を行って、ダークスポット等の水分による劣化の発生状況を目視にて観察した。
Next, these 2 × 12 organic EL display devices are left in a high-temperature and high-humidity environment (85 ° C. × 85% RH), and after a predetermined time, the
なお、テスト素子TDについては、画素回路を配置していないので、下部電極E1及び上部電極E2のそれぞれからシール外部に引き出した端子T1及びT2に直流電圧を印加してテスト素子TDを点灯、観察を行った。 Since no pixel circuit is arranged for the test element TD, a DC voltage is applied to the terminals T1 and T2 drawn out of the seal from the lower electrode E1 and the upper electrode E2, respectively, so that the test element TD is lit and observed. Went.
また、この検証においては、ダークスポットの発生の有無については、有機EL素子40については、目視可能なサイズとして例えば90μmのダークスポットが確認された場合に、ダークスポット発生有りと判定した。また、テスト素子TDについては、点灯領域の大きさD2が当初の300μmΦから例えば200μmΦまで減少した場合、または、点灯領域内に90μmのダークスポットが確認された場合に、ダークスポット発生有りと判定した。
In this verification, regarding the presence or absence of the occurrence of dark spots, it was determined that the dark spots were generated when the
この結果を図7及び図8に示す。図7はテスト素子のダークスポット発生状況を示す結果であり、図8は有機EL素子のダークスポット発生状況を示す結果である。 The results are shown in FIGS. FIG. 7 shows the result of the dark spot generation state of the test element, and FIG. 8 shows the result of the dark spot generation state of the organic EL element.
図7及び図8に示した結果から、テスト素子TDにおけるダークスポット発生タイミングがあまりに早いために、正確な発生時間が不明なパネルはあるものの、テスト素子TDのダークスポット発生時間は、有機EL素子40のダークスポット発生時間のほぼ1/5以下であることがわかる。 From the results shown in FIG. 7 and FIG. 8, the dark spot generation timing in the test element TD is so early that there is a panel whose exact generation time is unknown, but the dark spot generation time of the test element TD is the organic EL element It can be seen that the dark spot generation time of 40 is almost 1/5 or less.
このことから、テスト素子TDのダークスポット発生時間の加速係数は、有機EL素子40の5倍以上であることが確認でき、例えば製品仕様として高温高湿(85℃/85%RH)環境下で500時間放置した場合に、ダークスポットが発生しないことが必要ならば、同一の高温高湿環境下で例えば150時間の放置後にテスト素子TDを観察し、ダークスポットが発生していなければ、仕様を満たしているおり、良品と判断することができる。
From this, it can be confirmed that the acceleration coefficient of the dark spot generation time of the test element TD is 5 times or more that of the
一方、ダークスポットが発生しておれば、トータル750時間程度でダークスポットが発生することが予測される。つまり、既に150時間経過していることから、残り600時間の高温高湿環境下に放置した後にダークスポットが発生することになるため、マージンも含めて、不良と判断することが妥当である。 On the other hand, if dark spots are generated, it is predicted that dark spots will occur in a total of about 750 hours. In other words, since 150 hours have already passed, dark spots are generated after being left in a high-temperature and high-humidity environment for the remaining 600 hours. Therefore, it is appropriate to determine a defect including a margin.
本検証の設計では、加速係数を5倍としたが、画素設計を工夫することや、顕微鏡を用いてテスト素子を拡大観察することにより、加速係数を更に大きくすることも可能である。それによって、スクリーニングに要する時間を短縮することも可能となる。 In this verification design, the acceleration coefficient is five times, but it is possible to further increase the acceleration coefficient by devising the pixel design or by magnifying the test element using a microscope. Thereby, the time required for screening can be shortened.
また、本検証では、テスト素子TDをアクティブエリア外のコーナー部の外側に設置したが、本質的にはアレイ基板及び封止基板とシール部材によって囲まれた密閉空間内であれば、いずれの箇所に設置してもよく、パネル設計の事情に応じて設置場所を決定すれば良い。 Further, in this verification, the test element TD is installed outside the corner portion outside the active area. However, any part of the test element TD is essentially in the sealed space surrounded by the array substrate, the sealing substrate, and the sealing member. The installation location may be determined according to the circumstances of the panel design.
なお、この発明は、上記実施形態そのまま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。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the spirit of the invention in the stage of implementation. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
例えば、上述した第1乃至第3実施形態では、いずれもテスト素子TDにおける有機活性層ELLは有機活性層62と同一構成であったが、有機EL素子40より劣化しやすいテスト素子TDを構成する上で、有機活性層ELLの少なくとも一部を水分により劣化しやすい材料を用いることや、電子注入層として水分により腐食しやすい材料を用いること等も効果的ではある。
For example, in each of the first to third embodiments described above, the organic active layer ELL in the test element TD has the same configuration as that of the organic
また、上述したような第1乃至第3実施形態においては、アクティブエリアの形成過程で同時にバンクBによって囲まれたテスト素子TDを作成できる利点から、隔壁70とバンクBとは、同一材料によって形成されることが望ましいと説明したが、これに限らない。すなわち、有機EL素子40より劣化しやすいテスト素子TDを構成する上では、バンクBは、隔壁70より吸湿性の高い樹脂材料によって形成されてもよい。
Further, in the first to third embodiments as described above, the
さらに、図2などに示したように、テスト素子TDにおいて、上部電極E2が有機活性層ELLの端面を覆わない、つまり、有機活性層ELLの端面と上部電極E2の端面とがツライチになるように形成した場合、有機活性層ELLが密閉空間内に曝され、有機EL素子40より劣化しやすいテスト素子TDを構成する上で有効である。
Further, as shown in FIG. 2 and the like, in the test element TD, the upper electrode E2 does not cover the end face of the organic active layer ELL, that is, the end face of the organic active layer ELL and the end face of the upper electrode E2 are in a pitch. The organic active layer ELL is exposed to the sealed space and is effective in configuring the test element TD that is more easily deteriorated than the
また、テスト素子TDは、密閉空間内に複数個配置されても良い。 Further, a plurality of test elements TD may be arranged in the sealed space.
PX…画素 PXR…赤色画素 PXG…緑色画素 PXB…青色画素
DRT…駆動トランジスタ CS…蓄積容量素子 SW…スイッチ
P1…高電位電源線 P2…低電位電源線 SL…映像信号線
TD…テスト素子 B…バンク BT…上面 BE…外側面
E1…下部電極 E1R…反射層 E1T…透過層 T1…端子
E2…上部電極 E2H…半透過層 E2T…透過層 T2…端子
ELL…有機活性層
1…有機EL表示装置
10…画素回路 20…トランジスタ素子 40…表示素子(有機EL素子)
60…第1電極 60R…反射層 60T…透過層
62…有機活性層
64…第2電極 64H…半透過層 64T…透過層
70…隔壁 80…保護膜
100…アレイ基板
102…アクティブエリア 104…アクティブエリア外の領域
120…配線基板 200…封止基板 300…シール部材
PX ... pixel PXR ... red pixel PXG ... green pixel PXB ... blue pixel DRT ... drive transistor CS ... storage capacitor element SW ... switch P1 ... high potential power line P2 ... low potential power line SL ... video signal line TD ... test element B ... Bank BT ... Upper surface BE ... Outer surface E1 ... Lower electrode E1R ... Reflective layer E1T ... Transmission layer T1 ... Terminal E2 ... Upper electrode E2H ... Transflective layer E2T ... Transmission layer T2 ... Terminal EL ... Organic
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記アクティブエリアにおいて、各画素に配置され一対の電極間に有機活性層を保持した構造の自発光素子と、各画素を分離する隔壁と、を有する第1基板と、
前記第1基板の前記自発光素子側に対向して配置された第2基板と、
前記アクティブエリアを囲むように枠状に配置され、前記第1基板と前記第2基板とを貼り合せるシール部材と、
前記アクティブエリア外において、前記シール部材より内側に配置された自発光性のテスト素子と、を備え、
前記テスト素子は、前記自発光素子と比較して水分により劣化しやすい構造を有することを特徴とする表示装置。 A display device having an active area composed of a plurality of pixels,
In the active area, a first substrate having a self-luminous element having a structure in which an organic active layer is held between a pair of electrodes disposed in each pixel, and a partition that separates each pixel;
A second substrate disposed facing the self-luminous element side of the first substrate;
A sealing member disposed in a frame shape so as to surround the active area, and bonding the first substrate and the second substrate;
A self-luminous test element disposed inside the seal member outside the active area, and
The display device according to claim 1, wherein the test element has a structure that is more easily deteriorated by moisture than the self-light-emitting element.
前記隔壁は、その表面が無機系材料からなる薄膜によって被覆され、
前記バンクは、その表面の少なくとも一部が被覆されることなく露出していることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The test element is surrounded by a bank formed of a resin material,
The partition wall is covered with a thin film made of an inorganic material on the surface,
The display device according to claim 1, wherein at least a part of a surface of the bank is exposed without being covered.
前記テスト素子において、前記封止基板側に配置された一方の電極は、前記有機活性層の一部を露出するように形成されたことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The test element has a structure in which an organic active layer is held between a pair of electrodes,
The display device according to claim 1, wherein in the test element, one electrode disposed on the sealing substrate side is formed so as to expose a part of the organic active layer.
前記テスト素子における前記有機活性層より前記封止基板側に配置された無機系材料からなる薄膜の層数は、前記自発光素子における前記有機活性層より前記封止基板側に配置された無機系材料からなる薄膜の層数より少ないことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The test element has a structure in which an organic active layer is held between a pair of electrodes,
The number of layers of the thin film made of an inorganic material disposed on the sealing substrate side from the organic active layer in the test element is an inorganic system disposed on the sealing substrate side from the organic active layer in the self-luminous element. The display device according to claim 1, wherein the number of layers of the thin film made of the material is smaller.
前記テスト素子における前記封止基板側に配置された一方の電極は、前記自発光素子よりも少ない層数の導電層によって構成されたことを特徴とする請求項7に記載の表示装置。 One electrode arranged on the sealing substrate side in the self-luminous element is configured by laminating a plurality of conductive layers,
The display device according to claim 7, wherein one electrode arranged on the sealing substrate side in the test element is configured by a conductive layer having a smaller number of layers than the self-light-emitting element.
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