JP2010086814A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品位が良好であり、且つ、信頼性の向上及び長寿命化が可能な表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】複数の画素によって構成されたアクティブエリア１２を備えた表示装置であって、各画素に配置された有機活性層を含む自発光性の表示素子６０と、各画素を区画するように配置され有機活性層に接触する樹脂層を含む隔壁７０と、を備えたアレイ基板１０と、アレイ基板１０の表示素子に対向するように配置され表示素子に対向する面からアレイ基板に向かって延びた柱状スペーサＳＰを備えた封止基板２０と、を備え、アレイ基板は、さらに、柱状スペーサに対向するように形成され樹脂層を含むスペーサ受け部１１０を備え、スペーサ受け部を構成する樹脂層の最上部から、隔壁を構成する樹脂層までの間で樹脂材料によるパスが分断されていることを特徴とする。
【選択図】 図４Ｃ

Description

この発明は、表示装置に係り、特に、自発光性の表示素子である有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を備えた表示装置に関する。

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、自発光性の表示素子である有機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及び軽量化が可能であり、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。

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。しかしながら、このような有機ＥＬ素子に用いられる材料、特に、有機活性層を構成する材料には、水分や酸素により劣化しやすいものが含まれる。このため、有機ＥＬ素子は、アレイ基板に対向配置された封止基板により、不活性ガス雰囲気中あるいは真空中で気密に封止されている。アレイ基板における各画素にスイッチング素子を配置したアクティブ型のみならず、スイッチング素子を用いないパッシブ型についても同様の構成である。

有機ＥＬ表示装置としては、有機ＥＬ素子で発生した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。

有機ＥＬ表示装置の画面中央付近では、アレイ基板における有機ＥＬ素子と封止基板の内面との間には、一定の空間が設けられていることが多い。この場合、画面中央を押圧する外力が加わった場合、封止基板の撓みによって、有機ＥＬ素子と封止基板とがコンタクトして、有機ＥＬ素子の最上層ないし下層まで達するキズが発生するおそれがある。

アレイ基板において、特に封止基板側に向かって突出した隔壁付近は、封止基板とのギャップが小さく、コンタクトしやすい。このため、隔壁付近に大きなキズが発生すると、有機ＥＬ素子を封止している空間に対し、隔壁が露出することがある。この隔壁は、一般に０．５μｍ〜４．０μｍ程度の高さ（厚み）を持っており、樹脂層によって構成されている。

例えば、特許文献１によれば、有機ＥＬ表示装置において、アレイ基板と封止基板とのギャップを均一に保持する柱状のスペーサを設ける技術が開示されている。特に、この特許文献１においては、アレイ基板側において隔壁の上にスペーサを形成する技術や、封止基板側に形成したスペーサを隔壁にコンタクトさせる技術などが開示されている。
特開２００６−１００１８６号公報

隔壁は、一般に樹脂材料をパターニングすることによって形成される。このような樹脂材料は、性質上、若干の透湿性を有しているものがある。このため、隔壁を覆う電極にピンホールなどのキズが生じて隔壁が露出した場合、水分が浸入し、隔壁内に拡散していくモードがある。有機ＥＬ素子は、水分や酸素によって劣化が加速される性質を持っており、水分浸入によって輝度の低下を招き、時間の経過に伴って正常輝度で発光しなくなるという事態が生じうる。つまり、電極のピンホール周辺の画素においては、他の画素よりも有機ＥＬ素子の劣化が急速に進行し、発光輝度にムラが生ずることにつながる。

一方で、電極のピンホールから各部に含まれる水分やガス成分、特に樹脂材料に含まれる水分が外部に発散する現象が発生するモードもある。この場合には、正常な画素において、時間の経過に伴って次第に劣化していく一方で、ピンホール周辺の画素においては、劣化の度合いが小さく、発光輝度にムラが生ずることがある。

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、表示品位が良好であり、且つ、信頼性の向上及び長寿命化が可能な表示装置を提供することにある。

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、
各画素に配置された有機活性層を含む自発光性の表示素子と、各画素を区画するように配置され前記有機活性層に接触する樹脂層を含む隔壁と、を備えた第１基板と、
前記第１基板の前記表示素子に対向するように配置され、前記表示素子に対向する面から前記第１基板に向かって延びた柱状スペーサを備えた第２基板と、を備え、
前記第１基板は、さらに、前記柱状スペーサに対向するように形成され樹脂層を含むスペーサ受け部を備え、
前記スペーサ受け部を構成する樹脂層の最上部から、前記隔壁を構成する樹脂層までの間で樹脂材料によるパスが分断されていることを特徴とする。

この発明によれば、表示品位が良好であり、且つ、信頼性の向上及び長寿命化が可能な表示装置を提供することが可能となる。

以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置及び表示装置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、例えばトップエミッション方式の有機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（第１基板）１０と、このアレイ基板１０に対向して配置された封止基板（第２基板）２０と、を備えている。このような構成の有機ＥＬ表示装置１は、画像を表示するアクティブエリア１２を有している。アクティブエリア１２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おり、図１に示した例では、長方形状に形成されている。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１２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。

これらのアレイ基板１０と封止基板２０とは、アクティブエリア１２を囲むように枠状に配置されたシール材３０により貼り合せられている。シール材３０は、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などの樹脂材料であっても良いし、低融点ガラスなどのフリットガラスであってもよい。

各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、画素回路４０及びこの画素回路４０によって駆動制御される自発光性の表示素子６０を備えている。図２に画素回路４０の一例を示すが、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２に示すように、画素回路４０は、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３、第４スイッチＳＷ４、蓄積容量素子ＣＳなどを備えて構成されている。第１スイッチＳＷ１は、表示素子６０に供給する電流量を制御する機能を有している。第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３は、サンプル・ホールドスイッチとして機能する。第４スイッチ素子ＳＷ４は、第１スイッチＳＷ１から表示素子６０への駆動電流の供給を制御する機能を有している。蓄積容量素子ＣＳは、第１スイッチＳＷ１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。

第１スイッチＳＷ１は、電源線Ｐと第４スイッチＳＷ４との間に接続されている。第１スイッチＳＷ１のゲート電極は第２スイッチＳＷ２に接続されている。第４スイッチＳＷ４は、第１スイッチＳＷ１と表示素子６０との間に接続されている。第４スイッチＳＷ４のゲート電極は、第１ゲート線ＧＬ１に接続されている。

第２スイッチＳＷ２は、信号線ＳＬと第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４との間に接続されている。第３スイッチＳＷ３は、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２との間に接続されている。第２スイッチＳＷ２及び第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。

これらの第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチ素子ＳＷ３、及び、第４スイッチＳＷ４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。

このような回路構成の場合、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２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３がオンとなり、信号線ＳＬを流れる電流に応じて電源線Ｐから電流が第１スイッチＳＷ１を流れ、また、第１スイッチＳＷ１を流れる電流に応じて蓄積容量素子ＣＳが充電される。そして、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４スイッチＳＷ４がオンとなり、蓄積容量素子ＣＳで保持した容量に応じた電流が第１スイッチＳＷ１を介して第４スイッチＳＷ４を流れる。これにより、表示素子６０に所定の輝度に応じた電流が供給される。

表示素子６０は、自発光素子である有機ＥＬ素子６０（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６０Ｒ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６０Ｇ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６０Ｂを備えている。

各種有機ＥＬ素子６０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、基本的に同一構成であり、例えば、図３に示すように、配線基板１００上に配置されている。なお、配線基板１００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の上に、アンダーコート層１０２、ゲート絶縁膜１０３、層間絶縁膜１０４、保護絶縁膜１０５を備える他に、画素回路４０や各種配線などを備えて構成されている。

これらのアンダーコート層１０２、ゲート絶縁膜１０３、及び、層間絶縁膜１０４は、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜などの無機系材料によって形成されている。保護絶縁膜１０５は、有機系材料によって形成されても良いし、アンダーコート層１０２などと同様に無機系材料によって形成されても良い。保護絶縁膜１０５が有機系材料によって形成される場合、材料をコーティングするなどの手法により成膜されるため、下層の凹凸の影響を緩和しその表面を平坦化することができる。

有機ＥＬ素子６０は、各画素ＰＸに独立島状に配置された第１電極６１と、第１電極６１に対向して配置され複数の画素ＰＸに共通の第２電極６２と、これらの第１電極６１と第２電極６２との間に保持された有機活性層６３と、によって構成されている。

第１電極６１は、保護絶縁膜１０５の上に配置され、陽極として機能する。この第１電極６１は、保護絶縁膜１０５に形成されたコンタクトホールを介して第４スイッチＳＷ４に接続されている。このような第１電極６１は、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）などの光反射性を有する導電材料を用いて形成された反射層の上に、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）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を積層した構造であってもよいし、反射層単層、または、透過層単層として構成しても良い。トップエミッション方式の場合、第１電極６１は、反射層を含んでいることが望ましい。

有機活性層６３は、第１電極６１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６３は、発光層以外の層として、例えば、ホール輸送層、ホール注入層、ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、バッファ層などを含んでも良いし、またこれらを機能的に複合した層を含んでもよい。発光層は、赤、緑、または青に発光する発光機能を有する有機化合物によって形成される。なお、有機活性層６３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。

第２電極６２は、有機活性層６３を覆うように配置され、陰極として機能する。この第２電極６２は、アクティブエリア１２の周囲に配置されコモン電位、ここでは接地電位を供給する図示しない第２電極電源線に接続されている。このような第２電極６２は、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）との混合物などからなる半透過層、及び、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を積層した構造であってもよいし、半透過層単層、または、透過層単層として構成しても良い。トップエミッション方式の場合、第２電極６２は、半透過層を含んでいることが望ましい。

また、アレイ基板１０は、アクティブエリア１２において、隣接する画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）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６１の周縁を覆うように配置され、アクティブエリア１２において格子状またはストライプ状に形成されている。これにより、隣接する異なる色の有機ＥＬ素子が絶縁される。このような隔壁７０は、例えば、絶縁性の樹脂材料を用いてパターニングすることによって形成されている。また、隔壁７０は、有機活性層６３とともに、第２電極６２によって覆われている。

図２に示した例では、第１電極６１は、点線で囲んだ部分が隔壁７０から露出しており、実質的な発光部として機能する。

封止基板２０は、アレイ基板１０の有機ＥＬ素子６０に対向するように配置されている。そして、封止基板２０は、その周縁部２１に配置されたシール材３０によりアレイ基板１０と貼り合わせられている。これにより、有機ＥＬ素子６０は、気密なスペースに封止される。

トップエミッション方式の場合、封止基板２０の内面（すなわちアレイ基板１０と対向する面）には、周縁部２１とアクティブエリア１２との間に乾燥剤を配置しても良い。また、封止基板２０の外面（すなわちアレイ基板１０に対向する面とは反対側の面）には、偏光板などの光学素子を配置しても良い。

なお、封止基板２０は、ガラス基板によって構成されており、図２に示したように、少なくともアクティブエリア１２に対向する領域に凹部を備えた形状であっても良いが、必ずしも凹部が備えられていなくても良い。

上述したような有機ＥＬ表示装置において、封止基板２０は、アレイ基板１０の有機ＥＬ素子６０に対向する面からアレイ基板１０に向かって延びた柱状スペーサを備えている。これに対応して、アレイ基板１０は、有機ＥＬ素子６０（もしくは、第１電極６１が配置された領域に相当する表示素子領域）から隔離されているとともに封止基板２０の柱状スペーサに対向するように形成されたスペーサ受け部を備えている。

以下に、より具体的な構成例について説明する。

この実施形態に係る有機ＥＬ表示装置においては、図４Ａに示すように、配線基板１００に配置されたスペーサ受け部１１０は、所定の高さを有し、樹脂層を含む複数の層を積層した積層体によって構成されている。スペーサ受け部１１０の高さは、隔壁７０の高さと同等以下であっても良いし、隔壁７０の高さより高くても良い。

すなわち、図４Ａに示した第１構成例では、スペーサ受け部１１０は、配線基板１００の上に配置された第１樹脂層１１１と、第１樹脂層１１１に積層された第２樹脂層１１２と、によって構成されている。

第１樹脂層１１１は、保護絶縁膜１０５と同一層の樹脂層であり、配線基板１００の上に成膜された樹脂材料をパターニングすることにより形成可能である。また、この第１樹脂層１１１においては、有機ＥＬ素子６０（もしくは表示素子領域ＰＤ）とスペーサ受け部１１０との間に溝Ｇ１が形成されている。つまり、樹脂材料のパターニングにより、スペーサ受け部１１０を構成する第１樹脂層１１１と、有機ＥＬ素子６０の下地層として機能する保護絶縁膜１０５とが同時に形成されるとともに、第１樹脂層１１１と保護絶縁膜１０５とが互いに分離される。

第２樹脂層１１２は、隔壁７０と同一層の樹脂層であり、保護絶縁膜１０５及び第１樹脂層１１１の上に成膜された樹脂材料をパターニングすることにより形成可能である。また、この第２樹脂層１１２においては、有機ＥＬ素子６０（もしくは表示素子領域ＰＤ）とスペーサ受け部１１０との間に溝Ｇ２が形成されている。つまり、樹脂材料のパターニングにより、スペーサ受け部１１０を構成する第２樹脂層１１２と、隔壁７０とが同時に形成されるとともに、第２樹脂層１１２と隔壁７０とが溝Ｇ２によって互いに分離される。

このように、スペーサ受け部１１０を形成する工程は、概ねアレイ基板１０の製造工程を利用可能であり、別途の製造工程が不要である。このため、製造コストの増大を招くことはない。

このような第１構成例のスペーサ受け部１１０によれば、第１樹脂層１１１及び第２樹脂層１１２において、それぞれ形成された溝Ｇ１及びＧ２によって、保護絶縁膜１０５及び隔壁７０とは物理的に切り離された状態となり、有機ＥＬ素子６０もしくは表示素子領域ＰＤから隔離することが可能となる。つまり、ここでの「隔離」とは、樹脂材料からなる樹脂層を介してスペーサ受け部１１０と有機ＥＬ素子６０もしくは表示素子領域ＰＤとが繋がっていない状態に相当する。

このようなスペーサ受け部１１０を備えた配線基板１００において、有機ＥＬ素子６０の形成プロセスは、以下の通りである。まず、図４Ａに示すように、第１電極６１と、表示素子領域ＰＤから隔離されたスペーサ受け部１１０とを備えた配線基板１００を用意する。続いて、図４Ｂに示すように、表示素子領域ＰＤに対応した開口パターンＯＰを有する蒸着マスクＭをスペーサ受け部１１０に載置し、蒸着マスクＭを介して発光機能を有する有機化合物を含む材料を第１電極６１の上に蒸着して有機活性層６３を形成する。ここで適用される蒸着マスクＭは、金属あるいは同等の性質を持った基材に開口パターンを形成したものである。続いて、図４Ｃに示すように、蒸着マスクＭを除去して、有機活性層６３の上に第２電極６２を形成する。このとき、第２電極６２は、隔壁７０及びスペーサ受け部１１０も覆うように形成されている。このような工程により、有機ＥＬ素子６０が形成される。

一方で、アレイ基板１０に貼り合わせられる封止基板２０は、柱状スペーサＳＰを備えている。この柱状スペーサＳＰは、樹脂材料を成膜した後にパターニングすることにより形成可能である。あるいは、柱状スペーサＳＰは、所定位置に印刷する方法、インクジェット方式など、その他の方法によっても形成可能である。

なお、この柱状スペーサＳＰは、製造工程の大幅な増加を招くことがないように、単一の樹脂層によって構成されることが望ましい。また、柱状スペーサＳＰは、単一の樹脂層によって構成したときに、必要な高さが得られないような場合には、複数の樹脂層を積層した構成であっても良い。このような柱状スペーサＳＰは、図４Ｃに示すように、アレイ基板１０と封止基板２０とが貼り合わせられた際に、スペーサ受け部１１０に対向する。

このとき、柱状スペーサＳＰは、スペーサ受け部１１０に接触していても良いし、互いに離間していても良い。

したがって、外力が加わった際には、柱状スペーサＳＰは、スペーサ受け部１１０に限定して接触するため、第２電極６２のキズ発生部位はスペーサ受け部１１０に限定される。また、柱状スペーサＳＰが接触したことにより、スペーサ受け部１１０が損傷を受け、このスペーサ受け部１１０を覆う第２電極６２にピンホールが形成されたとしても、スペーサ受け部１１０と有機ＥＬ素子６０とを繋ぐ水分のパスがない。換言すると、スペーサ受け部１１０を構成する樹脂層の最上部（図４Ｄに示した例では、第２樹脂層１１２）から、樹脂層である隔壁７０までの間で樹脂材料が繋がっておらず、これらの間の樹脂材料によるパスが分断されている。

例えば、図４Ｄ及び図４Ｅに示すように、スペーサ受け部１１０が損傷を受け、第２電極６２にピンホールＰＨが形成されたとする。このピンホールＰＨを介して浸入した水分は、スペーサ受け部１１０において、第２樹脂層１１２、第１樹脂層１１１へと順次移動するが、溝Ｇ１及びＧ２によって有機ＥＬ素子６０側への移動が阻止される。当然のことながら、有機ＥＬ素子６０の周辺の樹脂材料に含まれる水分等のスペーサ受け部１１０への移動も阻止される。

このように、スペーサ受け部１１０は、有機ＥＬ素子６０あるいはこれを囲む隔壁７０とは水分拡散経路が分離して構成されている。このため、ピンホールＰＨから浸透・拡散した水分が有機ＥＬ素子６０に到達しないため、水分に起因した劣化加速を抑制することが可能となる。一方で、有機ＥＬ素子６０の周辺の樹脂材料からの水分の拡散も抑制することが可能となる。

これにより、表示装置として使用した場合に、経年変化として一部の画素の有機ＥＬ素子６０が他の画素の有機ＥＬ素子の輝度低下より早く非発光となることが抑制される。すなわち、ピンホールＰＨの周辺の画素の有機ＥＬ素子６０であっても、他の画素の有機ＥＬ素子と同等の発光特性を維持することが可能となる。

一方、図５Ａ及び図５Ｂに示したような比較例では、隔壁７０が損傷を受け、第２電極６２にピンホールＰＨが形成された場合には、ピンホールＰＨを介して浸入した水分は、隔壁７０から有機ＥＬ素子６０に移動し、特に、有機活性層６３にダメージを与える。このため、有機ＥＬ素子６０において、ピンホールＰＨに近接する部分から劣化し、他の画素の有機ＥＬ素子よりも発光特性が低下してしまう場合がある。一方で、有機ＥＬ素子６０の周辺の樹脂材料に含まれる水分等はピンホールＰＨから外部に発散されやすくなる。このため、有機ＥＬ素子６０において、ピンホールＰＨに近接する部分での劣化が進行しにくく、他の画素の有機ＥＬ素子よりも良好な発光特性が維持される場合もある。

このように、第１実施形態によれば、スペーサ受け部１１０から浸入した水分の有機ＥＬ素子６０への移動、及び、有機ＥＬ素子６０周辺の樹脂材料から拡散した水分のスペーサ受け部１１０への移動が抑制され、局所的な画素での有機ＥＬ素子６０の特性変化を防止することが可能となる。

第１構成例においては、スペーサ受け部１１０は、複数の樹脂層を積層した積層体によって構成したが、この例に限らず、導電層を含んでいても良い。このとき、スペーサ受け部１１０は、各画素に有機ＥＬ素子６０を形成するのに必要な絶縁層や導電層と同一の層を含むことが望ましい。これにより、スペーサ受け部１１０を形成するためのプロセスが大幅に増えることがなく、製造コストの増大を抑制することが可能となる。

図６に示した第２構成例では、スペーサ受け部１１０は、配線基板１００の上に配置された第１樹脂層１１１と、第１樹脂層１１１に積層された第２樹脂層１１２と、によって構成されている。また、このスペーサ受け部１１０は、第１樹脂層１１１と第２樹脂層１１２との間に配置された防水層１１４を備えている。

この第２構成例においては、第１樹脂層１１１は、保護絶縁膜１０５と同一層の樹脂層であり、配線基板１００の上に成膜された樹脂材料をパターニングすることにより形成可能である。また、この第１樹脂層１１１においては、有機ＥＬ素子６０（もしくは表示素子領域ＰＤ）とスペーサ受け部１１０との間に溝を介することなく保護絶縁膜１０５と一体的に形成されている。つまり、スペーサ受け部１１０と有機ＥＬ素子６０（もしくは表示素子領域ＰＤ）とは、樹脂材料からなる層を介して繋がっている。

第２樹脂層１１２は、隔壁７０と同一層の樹脂層であり、第１樹脂層１１１の上に成膜された樹脂材料をパターニングすることにより形成可能である。また、この第２樹脂層１１２において、有機ＥＬ素子６０（もしくは表示素子領域ＰＤ）とスペーサ受け部１１０との間に溝Ｇ２が形成されている。つまり、スペーサ受け部１１０を構成する第２樹脂層１１２と隔壁７０とが溝Ｇ２によって互いに分離されている。

防水層１１４は、第１樹脂層１１１の表面を改質するなどの水分の透過率を低減させる処理を施すことによって形成しても良いし、低透水性を有する独自材料の膜などを別個に形成しても良い。この防水層１１４は、第１樹脂層１１１と第２樹脂層１１２とが直接コンタクトしないように、第２樹脂層１１２の下地となっている。

このような第２構成例のスペーサ受け部１１０によれば、第１樹脂層１１１と第２樹脂層１１２との間に防水層１１４を備えるとともに、第２樹脂層１１２において形成された溝Ｇ２により、有機ＥＬ素子６０もしくは表示素子領域ＰＤから隔離することが可能となる。

すなわち、スペーサ受け部１１０を構成する樹脂層の最上部（図６に示した例では、第２樹脂層１１２）から、樹脂層である隔壁７０までの間で樹脂材料が繋がっておらず、これらの間の樹脂材料によるパスが分断されている。このため、スペーサ受け部１１０と有機ＥＬ素子６０とを繋ぐ水分のパスがない。したがって、第１構成例と同様の効果が得られる。

図７乃至図９に示した第３構成例では、スペーサ受け部１１０は、配線基板１００の上に島状に配置された単一の樹脂層によって構成されている。このスペーサ受け部１１０は、配線基板１００の上に成膜された樹脂材料をパターニングすることにより形成可能である。特に、このようなスペーサ受け部１１０は、所定の高さを有するように印刷乃至その他の方法によって容易に形成可能であり、また、画素などの形成条件とは分離して、水分を吸収しにくい独自材料を選択することも可能である。

また、このように、単一の樹脂層によってスペーサ受け部１１０を形成する場合、その高さは自由に設定できる。図７に示した例では、スペーサ受け部１１０は、隔壁７０と同等の高さを有している。図８に示した例では、スペーサ受け部１１０は、隔壁７０より高い高さを有している。図９に示した例では、スペーサ受け部１１０は、隔壁７０より低い高さを有している。

このような第３構成例のスペーサ受け部１１０によれば、配線基板１００の上において独立しているため、保護絶縁膜１０５及び隔壁７０とは物理的に切り離された状態となり、有機ＥＬ素子６０もしくは表示素子領域ＰＤから隔離することが可能となる。すなわち、樹脂材料からなる層を介してスペーサ受け部１１０と有機ＥＬ素子６０もしくは表示素子領域ＰＤとが繋がっていない。換言すると、スペーサ受け部１１０と隔壁７０とが溝Ｇによって互いに分離されている。したがって、第１構成例と同様の効果が得られる。

図８に示したような隔壁７０より高いスペーサ受け部１１０を適用した場合には、アレイ基板１０において、最高の高さとなり、蒸着マスクＭの受け部としても機能する。

図９に示したような隔壁７０より低いスペーサ受け部１１０は、例えば、保護絶縁膜１０５と同一層の樹脂層で形成可能であり、配線基板１００の上に成膜された樹脂材料をパターニングすることにより保護絶縁膜と同時に形成可能である。このため、スペーサ受け部１１０を形成するための別途の製造工程が必要なく、製造コストの削減が可能である。

図１０に示した第４構成例では、スペーサ受け部１１０は、配線基板１００の上に配置された第１樹脂層１１１と、第１樹脂層１１１に積層された第２樹脂層１１２と、によって構成されている。また、このスペーサ受け部１１０は、第２樹脂層１１２の表面に配置された防水層１１４を備えている。

この第４構成例においては、第１樹脂層１１１は、保護絶縁膜１０５と同一層の樹脂層であり、配線基板１００の上に成膜された樹脂材料をパターニングすることにより形成可能である。また、この第１樹脂層１１１は、溝を介することなく保護絶縁膜１０５と一体的に形成されている。

第２樹脂層１１２は、隔壁７０と同一層の樹脂層であり、第１樹脂層１１１の上に成膜された樹脂材料をパターニングすることにより形成可能である。また、この第２樹脂層１１２は、溝を介することなく隔壁７０と一体的に形成されている。

防水層１１４は、少なくとも柱状スペーサＳＰと対向する領域に配置されている。この防水層１１４は、第２電極６２の上（つまり柱状スペーサＳＰと対向する面）に配置されても良いし、第２樹脂層１１２と第２電極６２との間に配置されても良い。

このような第４構成例のスペーサ受け部１１０によれば、防水層１１４を備えたことにより、有機ＥＬ素子６０もしくは表示素子領域ＰＤから隔離することが可能となる。

すなわち、スペーサ受け部１１０を構成する樹脂層の最上部（図１０に示した例では、第２樹脂層１１２）から、樹脂層である隔壁７０までの間で樹脂材料が繋がっておらず、これらの間の樹脂材料によるパスが分断されている。このため、スペーサ受け部１１０と有機ＥＬ素子６０とを繋ぐ水分のパスがない。したがって、第１構成例と同様の効果が得られる。

図１１に示した第５構成例では、スペーサ受け部１１０は、配線基板１００の上に配置された第１樹脂層１１１と、第１樹脂層１１１に積層された第２樹脂層１１２と、第２樹脂層１１２に積層された第３樹脂層１１３と、によって構成されている。また、このスペーサ受け部１１０は、第２樹脂層１１２と第３樹脂層１１３との間に配置された防水層１１４を備えている。

この第５構成例においては、第４構成例と同様に、この第１樹脂層１１１は、溝を介することなく保護絶縁膜１０５と一体的に形成されている。また、第２樹脂層１１２は、溝を介することなく隔壁７０と一体的に形成されている。防水層１１４は、第２樹脂層１１２と第３樹脂層１１３とが直接コンタクトしないように、第３樹脂層１１３の下地となっている。図１１においては、第２電極６２は、隔壁７０と共に第３樹脂層１１３を覆うように形成したが、第４構成例と同様に、第２樹脂層１１２あるいは防水層１１４を覆うように形成しても良い。

第３樹脂層１１３は、少なくとも柱状スペーサＳＰと対向する領域に防水層１１４を形成した上で、印刷、インクジェット、あるいはフォトレジストを用いた工程を含む方法など、その他の方法によって所定位置に形成可能である。

このような第５構成例のスペーサ受け部１１０によれば、第２樹脂層１１２と第３樹脂層１１３との間に防水層１１４を備えたことにより、有機ＥＬ素子６０もしくは表示素子領域ＰＤから隔離することが可能となる。

すなわち、スペーサ受け部１１０を構成する樹脂層の最上部（図１１に示した例では、第３樹脂層１１３）から、樹脂層である隔壁７０までの間で樹脂材料が繋がっておらず、これらの間の樹脂材料によるパスが分断されている。このため、スペーサ受け部１１０と有機ＥＬ素子６０とを繋ぐ水分のパスがない。したがって、第１構成例と同様の効果が得られる。また、アレイ基板１０において、スペーサ受け部１１０が隔壁７０より高くなり、蒸着マスクＭの受け部としても機能する。

上述した実施形態において、特に、積層体によってスペーサ受け部１１０を構成する場合、スペーサ受け部１１０を構成する島状に配置された第２樹脂層１１２や第３樹脂層１１３などは、例えばポリイミドなどの低透水性の樹脂材料を用いて形成してもよい。また、単一の樹脂層によってスペーサ受け部１１０を構成する場合には、スペーサ受け部１１０をポリイミドなどの低透水性の樹脂材料によって形成しても良い。

これにより、溝Ｇ１及びＧ２や防水層１１４を適用しなくても、スペーサ受け部１１０を有機ＥＬ素子６０もしくは表示素子領域ＰＤから隔離することが可能となる。

《スペーサ受け部の配置パターン》
図１２に示すように、スペーサ受け部１１０は、アクティブエリア１２の外側に配置されても良い。このようなアクティブエリア１２の外側は、画素のレイアウトの制約を受けにくいため、比較的大きなサイズのスペーサ受け部１１０を形成しやすい。また、画素とは十分に離れているため、たとえスペーサ受け部１１０が損傷を受けたとしても、各画素の有機ＥＬ素子６０への影響は少ない。

一方で、スペーサ受け部１１０は、アクティブエリア１２に配置されても良い。アクティブエリア１２においては、大きなサイズのスペーサ受け部１１０を形成することは難しいが、微細なサイズのスペーサ受け部１１０を必要な密度で形成しやすい。また、スペーサ受け部１１０の周囲を溝で囲む、有機ＥＬ素子６０の周囲を溝で囲む、あるいは、スペーサ受け部１１０が防水層や低透水性の樹脂材料からなる層を含むことにより、スペーサ受け部１１０と有機ＥＬ素子６０とを隔離することができる。このため、スペーサ受け部１１０が損傷を受けたとしても、各画素の有機ＥＬ素子６０への影響は少ない。

図２に示したように、各画素ＰＸは、有機ＥＬ素子６０が配置される表示素子領域、及び、この表示素子領域以外の領域、ここでは画素回路４０が配置される回路領域（図中の点線で囲んだ領域）を有している。アクティブエリア１２にスペーサ受け部１１０を配置する場合、このような回路領域がスペーサ受け部１１０を配置するための領域として利用可能である。

トップエミッション方式の場合、表示素子領域も回路領域として活用することができ、表示素子領域をより大きく確保することができる。その場合には、表示素子領域に重複しなかった回路領域や各種配線が形成された領域を、回路領域として理解すれば、本発明の範囲を逸脱しない。すなわち、アクティブエリア１２にスペーサ受け部１１０を配置する場合、スペーサ受け部１１０は、表示素子領域以外の領域を利用して配置すれば良い。なお、プロセス上の配慮から、スペーサ受け部１１０が配置された部分と、各種スイッチや各種配線との重複部分などの位置を調整することも可能である。

スペーサ受け部１１０は、各画素ＰＸに配置されても良い。図１３に示した例では、赤色画素ＰＸＲ、緑色画素ＰＸＧ、青色画素ＰＸＢが行方向に並んで配置されており、それぞれの画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が画素回路４０を備えている。各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の画素回路４０は、行方向に並んで配置されている。このような画素回路４０が並んだ行方向に延在する領域は、スペーサ受け部１１０を配置可能な領域に相当する。そして、ここでは、スペーサ受け部１１０は、各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の画素回路４０にそれぞれ重なるように配置されている。

また、スペーサ受け部１１０は、ｎ画素おき（但し、ｎは正の整数）に配置されても良い。図１４に示した例では、赤色画素ＰＸＲ、緑色画素ＰＸＧ、青色画素ＰＸＢが繰り返しこの順序で行方向に並んで配置されている。そして、ここでは、スペーサ受け部１１０は、行方向に、１画素おきに配置されている。また、図１５に示した例では、スペーサ受け部１１０は、行方向に、２画素おきに配置されている。なお、このような場合、列方向においても同様に、スペーサ受け部１１０は、ｎ画素おきに配置されても良い。また、図１４及び図１５に示した例では、スペーサ受け部１１０は、規則性を持って配置されているが、ある程度非規則性を高め、回路領域内において少なくとも一部の領域ではランダムに配置してもよい。

さらに、スペーサ受け部１１０は、複数の画素に跨って配置されても良い。図１６に示した例では、赤色画素ＰＸＲ、緑色画素ＰＸＧ、青色画素ＰＸＢが行方向に並んで配置されている。そして、ここでは、スペーサ受け部１１０は、行方向に延在して３画素分の長さを持って配置されている。

なお、２画素分の長さを持つスペーサ受け部１１０をｎ画素おきに配置したり、ランダムに配置したりしても良い。また、図１６に示した例よりもさらに長いスペーサ受け部１１０を配置しても良い。この場合、各種配線の上にスペーサ受け部１１０を配置することも可能である。さらに、１画素分の長さを持つスペーサ受け部１１０を２つの画素に跨るように配置しても良い。

このようなスペーサ受け部１１０は、例えば、略円錐状、略円柱状、略角錐状、または、略角柱状に形成される。さらには、スペーサ受け部１１０は、平面的にみて（つまり配線基板の主面と平行な断面が）楕円状のものや、直線状のものや、曲線状のものであってもよい。

当然のことながら、封止基板２０の柱状スペーサＳＰは、これらの配置のスペーサ受け部１１０に対向するように配置されている。また、柱状スペーサＳＰについても、スペーサ受け部１１０と同様の形状を採用可能である。

なお、これらのスペーサ受け部１１０及び柱状スペーサＳＰの配置は、アレイ基板と封止基板とのギャップを変化させるような基板の撓みあるいは変形を抑制するように基板間を支持できれば良いので、いたずらに多数個配置する必要はなく、また、画面サイズ（基板サイズ）に応じて、配置位置や個数を調整しても良い。

この実施の形態においては、アレイ基板１０を構成する支持基板１０１と封止基板２０とは、周縁部２１に配置されたシール材３０によって貼り合わせられているが、シール材３０の厚さは概略４〜１０μｍであり、支持基板１０１上の有機ＥＬ素子６０を含む層の厚さは概略１〜３μｍ程度であるから、アレイ基板１０と封止基板２０との間の空間（ギャップ）は１〜９μｍ程度と考えて良い。

このため、アレイ基板１０に備えられるスペーサ受け部１１０及び封止基板２０に備えられる柱状スペーサＳＰの高さは、これらのアレイ基板１０と封止基板との間の空間を支持できるように設定される。スペーサ受け部１１０の高さが図６に示した例などのように隔壁７０と略同等である場合、柱状スペーサＳＰの高さは、アレイ基板１０と封止基板２０との間に上記した範囲の空間を確保するために、２〜１０μｍであることが望ましい。なお、図８に示した例などのように、スペーサ受け部１１０の高さが隔壁７０よりも高い場合には、柱状スペーサＳＰの高さは、上記範囲よりも小さくしても良い。また、図９に示した例などのように、スペーサ受け部１１０の高さが隔壁７０よりも低い場合には、柱状スペーサＳＰの高さは、上記範囲よりも大きくすることが望ましい。

柱状スペーサＳＰとスペーサ受け部１１０とは、常に接触している必要は無く、機械的変形に際し、ギャップの維持と、有機ＥＬ素子６０と封止基板２０との接触防止として機能できれば良い。

アレイ基板１０と封止基板２０とのギャップが数μｍ程度であると、封止基板内面と有機ＥＬ素子層最上層との間で有機ＥＬ素子６０から放射された光が反射・干渉することによって、表示上の色変化や干渉縞となって、本来の表示を妨げるという影響が考えられるが、本提案によれば、ギャップを干渉作用の影響を少なくする距離に両反射面を保つことが可能になるという効果もある。これには、柱状スペーサＳＰをスペーサ受け部１１０に接触するような高さに設定し、ギャップがほとんど変化しないようにすることも効果的である。

図１７及び図１８は、封止基板２０の上に透明電極ＴＥが形成された場合の例を示している。図１７においては、封止基板２０のアレイ基板１０との対向面に透明電極ＴＥが配置されている。また、図１８においては、封止基板２０の外面に透明電極ＴＥが配置されている。この場合でも、先に説明した実施形態と同様に柱状スペーサＳＰを形成できる。表示面に円偏光板を配置する場合でも、同様の構成が実現できる。

この透明電極ＴＥは、ＩＴＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成され、アクティブエリア１２に対向するように配置されている。このような透明電極ＴＥは、表面に指などの接触があった場合に容量の変化としてその接触を検出するための素子として機能させることが可能である。このような透明電極ＴＥは、単層または多層構造である。

さらに、必要に応じて電極部分に低抵抗の電極による引き出し配線や外部回路との接続部分を形成しても良い。こうした接触を検出する機能を持った封止基板２０では、画面押圧による封止基板２０の撓みが発生するため、本発明の柱状スペーサＳＰ及びスペーサ受け部１１０を組み合わせた構成は、特に有効である。

また、上記のいずれの例においても封止基板２０がカラーフィルタとしての機能を持っていても本発明の趣旨を実現することが可能であるのは言うまでも無い。

以上説明したように、本実施形態によれば、有機ＥＬ表示装置の表示面の押圧による有機ＥＬ素子６０のキズ発生を回避し、封止基板側の柱状スペーサが接触する部位をスペーサ受け部１１０に限定することができ、さらに、スペーサ受け部１１０と有機ＥＬ素子６０とを分離したことによって、たとえスペーサ受け部１１０にキズが発生したとしても、有機ＥＬ素子６０への水分の浸入を防止し、有機ＥＬ素子の劣化を防止できる。

したがって、経時変化による画素の輝度低下や非点灯化を抑制、同画素の多量発生による表示装置としての使用不可現象の発生を防止、ひいては機械的信頼性の高い長寿命の有機ＥＬデバイスを提供できる。これにより、有機ＥＬ表示装置の多方面への活用が可能になり、高性能表示装置を広く応用することに貢献する。

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。

例えば、上述した実施の形態では、上述した実施の形態においては、上面発光方式の有機ＥＬ表示装置を例に説明したが、下面発光方式の有機ＥＬ表示装置においても、上述した構成を採用することが可能である。

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表示装置において画素を構成する表示素子及び画素回路の一例を示す図である。 図３は、図１に示した有機ＥＬ表示装置におけるアクティブエリア及び周縁部の構造を概略的に示す断面図である。 図４Ａは、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置に適用可能な第１構成例を説明するための断面図である。 図４Ｂは、図４Ａに示した第１構成例における有機活性層の蒸着工程を説明するための図である。 図４Ｃは、図４Ａに示した第１構成例における第２電極の形成工程及び封止基板を貼り合わせる工程を説明するための図である。 図４Ｄは、図４Ａに示した第１構成例において支持体上の第２電極にピンホールが形成された状態を示す平面図である。 図４Ｅは、図４Ｄに示したピンホールからの水分の浸入経路を説明するための図である。 図５Ａは、比較例において隔壁上の第２電極にピンホールが形成された状態を示す平面図である。 図５Ｂは、図５Ａに示したピンホールからの水分の浸入経路を説明するための図である。 図６は、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置に適用可能な第２構成例を説明するための断面図である。 図７は、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置に適用可能な第３構成例を説明するための断面図である。 図８は、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置に適用可能な他の第３構成例を説明するための断面図である。 図９は、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置に適用可能な他の第３構成例を説明するための断面図である。 図１０は、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置に適用可能な第４構成例を説明するための断面図である。 図１１は、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置に適用可能な第５構成例を説明するための断面図である。 図１２は、アクティブエリア外に配置したスペーサ受け部を概略的に示す平面図である。 図１３は、アクティブエリア内において、各画素に配置したスペーサ受け部を概略的に示す平面図である。 図１４は、アクティブエリア内において、１画素おきに配置したスペーサ受け部を概略的に示す平面図である。 図１５は、アクティブエリア内において、２画素おきに配置したスペーサ受け部を概略的に示す平面図である。 図１６は、アクティブエリア内において、複数の画素に跨って配置したスペーサ受け部を概略的に示す平面図である。 図１７は、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置に適用可能な変形例を説明するための断面図である。 図１８は、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置に適用可能な変形例を説明するための断面図である。

符号の説明

ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…画素 ＰＤ…表示素子領域
１…有機ＥＬ表示装置
１０…アレイ基板 １２…アクティブエリア ２０…封止基板 ３０…シール材
４０…画素回路 ６０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…有機ＥＬ素子（表示素子）
６１…第１電極 ６２…第２電極 ６３…有機活性層
７０…隔壁
１００…配線基板 １０１…支持基板 １０５…保護絶縁膜
１１０…支持体 １１１…第１樹脂層 １１２…第２樹脂層 １１３…第３樹脂層 １１４…防水層 Ｇ（１、２）…溝
ＳＰ…柱状スペーサ

Claims (14)

1. 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、
   各画素に配置された有機活性層を含む自発光性の表示素子と、各画素を区画するように配置され前記有機活性層に接触する樹脂層を含む隔壁と、を備えた第１基板と、
   前記第１基板の前記表示素子に対向するように配置され、前記表示素子に対向する面から前記第１基板に向かって延びた柱状スペーサを備えた第２基板と、を備え、
   前記第１基板は、さらに、前記柱状スペーサに対向するように形成され樹脂層を含むスペーサ受け部を備え、
   前記スペーサ受け部を構成する樹脂層の最上部から、前記隔壁を構成する樹脂層までの間で樹脂材料によるパスが分断されていることを特徴とする表示装置。
2. 前記スペーサ受け部は、単一の樹脂層によって構成されたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記スペーサ受け部は、複数の層を積層した積層体によって構成されたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記スペーサ受け部は、防水層を含むことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記スペーサ受け部と前記表示素子との間に溝が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。
6. 前記スペーサ受け部は、前記アクティブエリアの外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。
7. 前記スペーサ受け部は、前記アクティブエリアにおいて前記表示素子に重ならないよう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。
8. 前記スペーサ受け部は、各画素に配置されたことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
9. 前記スペーサ受け部は、ｎ画素おき（但し、ｎは正の整数）に配置されたことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
10. 前記スペーサ受け部は、複数の画素に跨って配置されたことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
11. 前記スペーサ受け部は、略円錐状、略円柱状、略角錐状、または、略角柱状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。
12. 前記柱状スペーサは、単一の樹脂層によって構成されたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
13. 前記柱状スペーサは、２〜１０μｍの高さに形成されたことを特徴とする請求項１項記載の表示装置。
14. 前記第２基板は、前記アクティブエリアに対向するように配置された単層または多層構造の透明電極を備えたことを特徴とする請求項１項記載の表示装置。

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