JP2010092596A - 有機ｅｌ表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】封止ガラスのクラックの発生を防止し、額縁の小さい有機ＥＬ表示装置を提供する。
【解決手段】第１乃至第４の工程により有機ＥＬ表示装置を製造する。第１の工程は、樹脂層１２１とガラスフリット１２２とを所定の間隔を隔てて封止基板１２０に形成する工程である。第２の工程は、画素領域及び非画素領域を有すると共に当該画素領域に有機ＥＬ素子が形成された基板１０１と、封止基板１２０とを、樹脂の軟化温度よりも低い温度で貼り合せて貼り合わせ基板とする工程である。第３の工程は、第１の雰囲気下でガラスフリット１２２にレーザーを照射し、加熱して溶融し、基板１０１と封止基板１２０とを接着する工程である。第４の工程は、貼り合せ基板を第２の雰囲気下でベークし、画素領域を樹脂層１２１で被覆させる工程である。前記工程において、第１の雰囲気の圧力は第２の雰囲気の圧力よりも小さい。
【選択図】 図１
【解決手段】第１乃至第４の工程により有機ＥＬ表示装置を製造する。第１の工程は、樹脂層１２１とガラスフリット１２２とを所定の間隔を隔てて封止基板１２０に形成する工程である。第２の工程は、画素領域及び非画素領域を有すると共に当該画素領域に有機ＥＬ素子が形成された基板１０１と、封止基板１２０とを、樹脂の軟化温度よりも低い温度で貼り合せて貼り合わせ基板とする工程である。第３の工程は、第１の雰囲気下でガラスフリット１２２にレーザーを照射し、加熱して溶融し、基板１０１と封止基板１２０とを接着する工程である。第４の工程は、貼り合せ基板を第２の雰囲気下でベークし、画素領域を樹脂層１２１で被覆させる工程である。前記工程において、第１の雰囲気の圧力は第２の雰囲気の圧力よりも小さい。
【選択図】 図１
Description
本発明は、画素領域に有機ＥＬ素子が形成された基板を有し、対向する封止基板の周縁部がガラスフリットで封着され、ガラスフリットと基板と封止基板とで囲まれた空間に樹脂層が充填された有機ＥＬ表示装置の製造方法に関するものである。
従来の有機ＥＬ表示装置として、溝が設けられた封止基板にガラスフリットを形成したものが知られている。このような有機ＥＬ表示装置では、光学干渉によるニュートンリングの発生を防止するため、ＵＶ硬化型又は熱硬化型のシール材（樹脂層）を画素領域に対応して配置し、有機ＥＬ素子が形成された基板と封止基板を貼り合わせている（特許文献１参照）。
そして、貼り合わせ時に両基板に圧力を加えると、シール材は有機ＥＬ素子を覆うと同時に、圧力により画素領域の外側方向に押し出される。外側方向に押し出されるシール材が溝部に達する際に、溝を満たしながら外側への進行が阻止されるようになる。このようにして、シール材とガラスフリットに所定の間隔を設けることにより、シール材がレーザーの熱で損傷されてガラスフリットが剥離するという問題を防止することができる。
しかしながら、上述した従来技術では、封止基板に溝を設けるため、レーザー照射時に溝が加熱されて封止基板にクラックが発生し、あるいは外部衝撃の影響で、溝を起点としてクラックが発生し易いという問題がある。さらに、クラックを防止するためには、ガラスフリットの形成精度及びレーザー照射時の熱伝導を考慮して、ガラスフリットと溝の間隔が０．５ｍｍ乃至１ｍｍ程度必要である。このため、有機ＥＬ表示装置の額縁が大きくなるという問題がある。
また、狭額縁化のために、溝の幅を０．１ｍｍと小さくした場合には、製造精度のばらつきによってシール材が多く塗布されることもあるため、基板貼り合わせ時に、シール材が溝を越えてガラスフリットと接触するおそれがある。
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、封止ガラスのクラックの発生を防止し、額縁の小さい有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、次の４つの工程を含んでいる。第１の工程は、樹脂層とガラスフリットとを所定の間隔を隔てて封止基板に形成する工程である。第２の工程は、画素領域及び非画素領域を有すると共に当該画素領域に有機ＥＬ素子が形成された基板と、封止基板とを、樹脂の軟化温度よりも低い温度で貼り合わせて貼り合わせ基板とする工程である。第３の工程は、第１の雰囲気下でガラスフリットにレーザーを照射し、加熱して溶融し、基板と封止基板とを接着する工程である。第４の工程は、貼り合わせ基板を第２の雰囲気下でベークし、画素領域を樹脂層で被覆する工程である。そして、第１の雰囲気の圧力は第２の雰囲気の圧力よりも小さいことを特徴としている。
本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法によれば、基板と封止基板とを貼り合わせる工程の温度が、樹脂の軟化温度よりも低いので、樹脂が軟化しない。したがって、貼り合わせ時の圧力によって樹脂層が外側方向に押し出されることがないため、貼り合わせ工程後においてもガラスフリットと樹脂層との間隔を維持することができる。このため、ガラスフリットにレーザーを照射する際に、樹脂層へのダメージが抑えられ、封止ガラスに溝を形成する必要がなくなり、耐衝撃性が格段に向上する。
さらに、レーザーで基板と封止基板とを封着した後、接着工程よりも高い圧力下（大気中）でベークするので、樹脂層が軟化した状態で、基板、封止基板、あるいはその両方が接着工程よりも高い圧力（大気圧）で押圧される。このように、ガラスフリットと樹脂層間の隙間が減圧状態であるので、ベークで軟化した樹脂層が外側方向に押し出され、最終的にはベークによって樹脂層とガラスフリットの間隔を縮めることができる。場合によっては、接触した状態にすることも可能である。したがって、樹脂層が被覆した画素領域の端部をガラスフリットに近接させることができる。すなわち、従来よりも額縁幅の狭い有機ＥＬ表示装置とすることができる。
以下、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法の実施形態について説明する。
本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法は、次の４つの工程を含んでいる。第１の工程は、樹脂層とガラスフリットとを所定の間隔を開けて封止基板に形成する工程である。第２の工程は、画素領域及び非画素領域を有すると共に当該画素領域に有機ＥＬ素子が形成された基板と、封止基板とを、樹脂の軟化温度よりも低い温度で貼り合わせて貼り合わせ基板とする工程である。第３の工程は、第１の雰囲気下（減圧下）でガラスフリットにレーザーを照射し、加熱して溶融し、基板と封止基板とを接着する工程である。第４の工程は、貼り合わせ基板を第２の雰囲気下（例えば大気下）でベークし、画素領域を樹脂層で被覆する工程である。そして、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法では、第１の雰囲気の圧力は第２の雰囲気の圧力よりも小さくなっている。
ここで、樹脂層は、熱可塑性樹脂であることが好ましく、樹脂フィルムを貼付して形成してもよい。また、樹脂層の軟化温度は、有機ＥＬ素子の耐熱温度よりも低いことが好ましい。
このような製造方法で形成された有機ＥＬ表示装置において、樹脂層の端部は、ガラスフリットと画素領域の間に位置する。また、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置は、画素領域及び非画素領域を有し、画素領域に有機ＥＬ素子が形成された基板を有する。また、基板と対向する封止基板が周縁部をガラスフリットで封着され、ガラスフリットと基板と封止基板とで囲まれた空間には、樹脂層が充填されている。そして、樹脂層の厚さは、画素領域の端部よりも中央部の方が小さくなっている。
このように、樹脂層の厚さが、画素領域の端部よりも中央部の方が小さくなっていると、画面中央部の樹脂層による光学損失が少なくなり、画面中央の表示輝度を向上させることができる。そして、表示輝度を向上させることにより、消費電力を抑えることができる。ただし、表示ムラが懸念されるが、液晶ディスプレイのバックライトの輝度分布と同様に、画面中央の輝度が高く、なだらかな輝度傾斜の場合には、表示不良が視認されにくい。
次に、図面を参照して、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法の実施形態を具体的に説明する。なお、特に図示又は記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。また、以下の説明は好ましい実施形態を示しており、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を示す説明図、図２は本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の模式的断面図である。
本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置は、図２に示すように、ガラス基板などの絶縁性を有する基板１０１上に半導体層１０２、ソース電極１０６、ドレイン電極１０７が形成され、その上に例えばＳｉＯ2からなるゲート絶縁膜１０３が形成されている。ゲート絶縁膜１０３の厚さとしては、１００ｎｍ乃至２００ｎｍが好ましく、駆動能力を向上させるためにＴａ2Ｏ5などの酸化物を用いてもよい。この上に、トランジスタのゲート電極１０４が形成される。ゲート電極１０４は、例えば、Ｃｒ，ＭｏＷ，Ａｌなどの金属材料をスパッタ法により成膜し、フォトエッチング法などによりパターン形成される。ゲート電極１０４の膜厚としては、１５０ｎｍ乃至３５０ｎｍが好ましい。
これらを覆うように、ＳｉＯ2などからなる層間絶縁膜１０９が形成され、その上に、信号線１０５と接続配線１０８が形成されている。信号線の材料としては、Ｃｒ、ＭｏＷ，Ａｌ又はＭｏ／Ａｌ／Ｍｏなどの積層膜が用いられ、配線抵抗を低くするために、膜厚としては、３００ｎｍ乃至８００ｎｍが好ましい。
さらに、トランジスタや配線の凹凸を緩和するためにアクリル樹脂等の平坦化層１１０がスピンコート法などにより基板上に形成され、アノード電極１１１と接続配線１０８を接続するためのスルーホール１１２が形成されている。十分な平坦性を得るために、平坦化層１１０の膜厚としては、１μｍ乃至３μｍが好ましい。
アノード電極１１１としては、光反射性の部材であることが好ましく、例えばＣｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の材料を選択することができる。反射率が高い部材であるほど、光取り出し効率を向上できるからである。
また、スルーホール１１２及びアノード電極１１１のエッジを覆うように素子分離膜１１３が形成されている。
このような基板１０１に対して、公知の手段により、有機発光層１１４、カソード電極１１５を堆積することにより、有機ＥＬ素子１１６を作製する。
有機発光層１１４は、有機発光材料、正孔注入材料、電子注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料より選ばれる少なくとも１種を用いることができる。正孔注入材料又は正孔輸送材料に有機発光材料をドーピングする、あるいは電子注入材料又は電子輸送材料に有機発光材料をドーピングする等により発色の選択の幅を広げることができる。さらに、有機発光層１１４は、発光効率の観点からアモルファス膜であることが好ましい。
各色の有機発光材料は、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、芳香族縮合多環化合物、芳香族複素環化合物、芳香族複素縮合環化合物、金属錯体化合物等及びこれらの単独オリゴ体あるいは複合オリゴ体が使用できる。なお、本発明の構成として、例示の材料に限定されるものではない。
有機発光層１１４は、正孔注入、正孔輸送、電子注入、電子輸送の各単機能を持つ層であってもよいし、複合機能を持つ層であってもよい。
有機発光層１１４の膜厚としては、０．０５μｍ乃至０．３μｍ程度がよく、好ましくは０．０５乃至０．１５μｍ程度である。
正孔注入材料及び輸送材料としては、フタロシアニン化合物、トリアリールアミン化合物、導電性高分子、ペリレン系化合物、Ｅｕ錯体等が使用できるが、本発明の構成として限定されるものではない。
電子注入材料及び輸送材料の例としては、アルミに８−ヒドロキシキノリンの３量体が配位したＡｌｑ３、アゾメチン亜鉛錯体、ジスチリルビフェニル誘導体系等を使用することができる。さらに、図示しないが、有機ＥＬ素子１１６上に保護膜を形成してもよい。このような方法により、有機ＥＬ素子を基板に形成する。
次に、図１（ａ）に示すように、封止基板１２０に樹脂層１２１及びガラスフリット１２２を形成する。封止基板１２０としては、有機ＥＬ素子１１６を酸素や水分から保護するために、絶縁性ガラス、プラスチック又は導電性基板を使用することができる。
ガラスフリット１２２としては、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ホウ素、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化テルル、酸化アルミニウム、二酸化シリコン、酸化鉛、酸化スズ、酸化リン、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化フェライト、酸化銅、酸化チタニウム、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化アンチモン、ホウ酸鉛ガラス、リン酸スズガラス、バナジン酸ガラス、及びホウケイ酸ガラスから選択された１種の物質、又はこれらのいずれかの物質の組み合わせを選択することができる。また、ガラスフリット１２２は、スクリーン印刷法又はディスペンス法で形成することができる。ガラスフリット１２２は、１０μｍ乃至３００μｍの高さで形成することが好ましい。
樹脂層１２１としては、熱可塑性物質がよく、熱可塑性ウレタン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、熱可塑性エラストマー、オレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系、スチレン系、エポキシ系、ポリイミド系などの樹脂を使用することができる。これらの材料から選択された１種、又はこれらのいずれかの物質の組み合わせからなる材料をフィルム状に加工したものを、封止基板１２０に貼り付ける方法で、樹脂層１２１を形成することができる。樹脂層１２１の厚さとしては１０μｍ乃至３００μｍで、ガラスフリット１２２とほぼ同じ高さであることが好ましい。また、樹脂層１２１は有機ＥＬ素子１１６の発光波長に対して透明であることが好ましい。さらに、樹脂層１２１の軟化温度としては、８０℃乃至１２０℃が好ましい。
樹脂層１２１とガラスフリット１２２の間隔としては、ガラスフリット１２２に対するレーザー照射による樹脂層１２１の損傷を抑えるために、０．５ｍｍ乃至４ｍｍの幅を有するように形成することが好ましい。
次に、図１（ｂ）に示すように、減圧環境下で、ガラスフリット１２２及び樹脂層１２１が形成された封止基板１２０を、基板１０１と対向するように配置し、基板１０１と封止基板１２０に圧力を加える。減圧環境としては、１０ｋＰａ以下が好ましい。このとき、樹脂層１２１はフィルム状態であるため、貼り合わせ時の圧力によって樹脂層１２１が外側方向に押し出されることがなく、貼り合わせ工程後においてもガラスフリット１２２と樹脂層１２１との間隔を維持することができる。
次に、図１（ｃ）に示すように、ガラスフリット１２２にレーザーを照射し、ガラスフリット１２２を溶融し固化することにより、基板１０１と封止基板１２０とを接着する。このとき、樹脂層１２１とガラスフリット１２２は所定の間隔を有しているので、レーザーによる樹脂層１２１への損傷はない。
次に、接着した基板１０１と封止基板１２０を大気中でベークする。ベーク温度は、樹脂層１２１の軟化温度よりも高く、有機ＥＬ素子１１６の耐熱温度よりも低いことが好ましい。ここで、ガラスフリット１２２と樹脂層１２１の隙間は、減圧の状態で樹脂層１２１が軟化し、封止基板１２０が大気圧で押圧されるので、樹脂層１２１が外側方向に押し出される。最終的には、ベークによって樹脂層１２１とガラスフリット１２２間の隙間がなくなり、接触した状態になる。
このとき、ガラスフリット１２２が支えとなると共に、封止基板１２０が大気圧によって撓み、図１（ｄ）に示すような形状となる。表示領域の横幅を６０ｍｍ、ガラスフリット１２２と樹脂層１２１の間隔を２ｍｍ、樹脂層１２１の厚さを１０μｍとした場合に、撓み量は０．７μｍ程度と見積もることができる。したがって、封止基板１２０の撓みによる傾斜角は０．００１°程度と極めて小さく、歪みによるガラスフリット１２２の損傷は発生しない。
以上のようにして、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置が得られる。
上述したように、基板１０１と封止基板１２０とを貼り合わせる際の圧力によって樹脂層１２１が外側方向に押し出されることがないため、貼り合わせ工程後においてもガラスフリット１２２と樹脂層１２１との間隔を維持することができる。したがって、ガラスフリット１２２にレーザーを照射する際に、樹脂層１２１へのダメージが抑えられ、封止ガラスに溝を形成する必要がなくなり、耐衝撃性が格段に向上する。
さらに、レーザーで基板１０１と封止基板１２０とを封着した後、大気中でベークするので、樹脂層１２１が軟化した状態で、封止基板１２０が大気圧で押圧される。そして、樹脂層１２１が外側方向に押し出されて、ガラスフリット１２２と樹脂層１２１の隙間が埋められる。最終的には、ベークによって樹脂層１２１とガラスフリット１２２が接触した状態となる。したがって、従来よりも額縁幅の狭い有機ＥＬ表示装置とすることができる。
さらに、樹脂層１２１の厚さに関しては、画素領域（表示領域）の端部よりも中央部の方が０．７μｍほど小さいので、画面中央部の樹脂層１２１による光学損失が少なくなり、画面中央の表示輝度を向上させて消費電力を抑えることができる。
１０１ 基板
１０２ 半導体層
１０３ ゲート絶縁膜
１０４ ゲート電極
１０５ 信号線
１０６ ソース電極
１０７ ドレイン電極
１０８ 接続配線
１０９ 層間絶縁膜
１１０ 平坦化層
１１１ アノード電極
１１２ スルーホール
１１３ 素子分離膜
１１４ 有機発光層
１１５ カソード電極
１１６ 有機ＥＬ素子
１２０ 封止基板
１２１ 樹脂層
１２２ ガラスフリット
１０２ 半導体層
１０３ ゲート絶縁膜
１０４ ゲート電極
１０５ 信号線
１０６ ソース電極
１０７ ドレイン電極
１０８ 接続配線
１０９ 層間絶縁膜
１１０ 平坦化層
１１１ アノード電極
１１２ スルーホール
１１３ 素子分離膜
１１４ 有機発光層
１１５ カソード電極
１１６ 有機ＥＬ素子
１２０ 封止基板
１２１ 樹脂層
１２２ ガラスフリット
Claims (6)
- 樹脂層とガラスフリットとを所定の間隔を隔てて封止基板に形成する工程と、
画素領域及び非画素領域を有すると共に当該画素領域に有機ＥＬ素子が形成された基板と、前記封止基板とを、樹脂の軟化温度よりも低い温度で貼り合わせて貼り合わせ基板とする工程と、
第１の雰囲気下で前記ガラスフリットにレーザーを照射し、加熱して溶融し、前記基板と前記封止基板とを接着する工程と、
前記貼り合わせ基板を第２の雰囲気下でベークし、前記画素領域を前記樹脂層で被覆する工程と、を含む有機ＥＬ表示装置の製造方法において、
前記第１の雰囲気の圧力は前記第２の雰囲気の圧力よりも小さいことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。 - 前記樹脂層は、熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
- 前記樹脂層は、樹脂フィルムを貼付して形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
- 前記樹脂層の軟化温度は、有機ＥＬ素子の耐熱温度よりも低いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
- 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の製造方法で作製され、
樹脂層の端部は、ガラスフリットと画素領域の間に位置することを特徴とする有機ＥＬ表示装置。 - 画素領域及び非画素領域を有すると共に当該画素領域に有機ＥＬ素子が形成された基板を有し、当該基板と対向する封止基板の周縁部がガラスフリットで封着され、前記ガラスフリットと前記基板と前記封止基板とで囲まれた空間に樹脂層が充填された有機ＥＬ表示装置であって、
前記樹脂層の厚さは、前記画素領域の端部よりも中央部の方が小さいことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
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