JP2010231955A - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量で破損し難く湾曲可能であると共に、大気中の水分あるいは酸素から充分に保護される有機ＥＬ表示装置の提供。
【解決手段】第１金属基板と、ガラス基板と、前記ガラス基板の一方の主面に形成された有機ＥＬ素子とを備える有機ＥＬ表示装置であって、前記ガラス基板と前記第１金属基板とは固着され、前記第１金属基板には、複数の孔が形成されており、前記有機ＥＬ素子の発光層で発光する光は、前記孔を通って出射される
【選択図】 図１

Description

本発明は有機ＥＬ表示装置に係り、特に、金属基板を備える有機ＥＬ表示装置に関する。

有機ＥＬ表示装置（パネル）は、基板の主面にマトリックス状に配置された多数の自発光の画素を備える画像表示部が形成されて構成されている。

前記画像表示部は、各画素毎に備えられる複数の有機ＥＬ素子と、これら有機ＥＬ素子を独立に駆動させる回路を備え、これら有機ＥＬ素子と回路は、微細加工によってパターン化された導電層、絶縁層、半導体層、発光体層等を所定の順序で積層させることによって構成されている。なお、このような導電層、絶縁層、半導体層、発光体層等の積層体をこの明細書において回路構成層と称する場合がある。

また、近年において、たとえば下記非特許文献１、２において開示されているように、基板を、従来のガラス等に替えて、金属からなる基板とする構成のものが知られるに至っている。このような有機ＥＬ表示装置は軽量で破損し難く、湾曲させて用いることができるという効果を奏する。

このような有機ＥＬ表示装置は、その回路構成層を形成する場合、最初、充分な剛性を有する厚いガラス基板上で前記回路構成層を形成し、その後、前記回路構成層を、たとえばガラス基板から剥離させ、新たに用意した金属板に接着剤を介して接着させるように形成するのが通常となっている。

なお、非特許文献１、２に開示された有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ素子からの光を金属基板に対して上方に照射されるトップエミッション型を採用し、前記金属基板の上方に回路構成層を形成し、この回路構成層の上面に、有機ＥＬ素子を大気中の水分あるいは酸素から保護するバリア層を設けた構成となっている。

SOCETY FOR INFORMATION DISPLAY 2007 INTERNATIONAL SYMPOSIUM DIGEST OF TECHNICAL PAPERS, 1669頁 SOCETY FOR INFORMATION DISPLAY 2006 INTERNATIONAL SYMPOSIUM DIGEST OF TECHNICAL PAPERS, 1834頁

しかし、非特許文献１、２に開示された有機ＥＬ表示装置における前記バリア層は、大気中の水分あるいは酸素の透過性が、金属基板あるいはガラス基板の場合よりも大きくなっている。

このため、回路構成層に形成された有機ＥＬ素子に大気中の水分あるいは酸素が侵入し、有機ＥＬ素子の特性を劣化させてしまう不都合があった。

本発明の目的は、軽量で破損し難く湾曲可能であると共に、大気中の水分あるいは酸素から充分に保護される有機ＥＬ表示装置を提供することにある。

本発明の有機ＥＬ表示装置は、ボトムエミッション型の構成を採用し、金属基板に有機ＥＬ素子の発光層からの光を通す孔を形成するとともに、この孔を通して大気中の水分あるいは酸素が侵入するのをガラス薄膜によって回避させた構成としたものである。

本発明の構成は、たとえば、以下のようなものとすることができる。

（１）第１金属基板と、ガラス基板と、前記ガラス基板の一方の主面に形成された回路構成層とを備える有機ＥＬ表示装置であって、前記ガラス基板の前記一方の主面と異なる側の主面は、前記第１金属基板の主面と接して重なり、前記回路構成層は、複数のスイッチ素子と複数の有機ＥＬ素子とを有し、前記有機ＥＬ素子は、発光層と電極とを有し、前記第１金属基板には、複数の孔が形成されており、前記発光層で発光する光は、前記孔を通って出射されることを特徴とする。

（２）本発明の有機ＥＬ表示装置は、（１）において、前記第１金属基板の前記ガラス基板側には、封止材を介して前記第１金属基板と対向配置された第２金属基板を備えることを特徴とする
（３）本発明の有機ＥＬ表示装置は、（１）において、前記ガラス基板の厚さは５０μｍ以下であることを特徴とする。

（４）本発明の有機ＥＬ表示装置は、（１）において、前記第１金属基板の厚さは２０μｍ以上から２００μｍ以下であることを特徴とする。

（５）本発明の有機ＥＬ表示装置は、（４）において、前記第１金属基板の厚さは５０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする。

（６）本発明の有機ＥＬ表示装置は、（２）において、前記第２金属基板の厚さは２０μｍ以上から２００μｍ以下であることを特徴とする。

（７）本発明の有機ＥＬ表示装置は、（６）において、前記第２金属基板の厚さは５０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする。

（８）本発明の有機ＥＬ表示装置は、（１）において、前記複数の孔のそれぞれは、前記発光層のそれぞれに対向して設けられていることを特徴とする。

（９）本発明の有機ＥＬ表示装置は、（１）において、前記複数の孔のそれぞれは、隣接する複数の前記発光層に対向して設けられていることを特徴とする。

（１０）本発明の有機ＥＬ表示装置は、（１）において、前記第１金属基板と前記ガラス基板とは、接着剤で固着されていることを特徴とする。

（１１）本発明の有機ＥＬ表示装置は、（１）において、前記第１金属基板の前記ガラス基板側の主面には、光吸収性の膜が形成されていることを特徴とする。

なお、上記した構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。また、上記した構成以外の本発明の構成の例は、本願明細書全体の記載または図面から明らかにされる。

このように構成された有機ＥＬ表示装置は、軽量で破損し難く湾曲可能であると共に、大気中の水分あるいは酸素から充分に保護できるようになる。

本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。

本発明による有機ＥＬ表示装置の実施例１を示す断面図である。 本発明による有機ＥＬ表示装置の画像表示部における等価回路を示す図である。 本発明による有機ＥＬ表示装置において有機ＥＬ素子の光照射側から観た平面図である。 本発明による有機ＥＬ表示装置の実施例２を示す説明図である。

本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。なお、各図および各実施例において、同一または類似の構成要素には同じ符号を付し、説明を省略する。

図１は、本発明の有機ＥＬ表示装置の実施例１を示す断面図である。図１に示す有機ＥＬ表示装置は、図中下側から観察者が画像を認識できるいわゆるボトムエミッション型となっている。

図１において、まず、たとえばステンレスから構成される金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）がある。この金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）には、後述するように、画像表示部ＡＲに相当する領域に多数の孔が散在されて形成されている。また、前記金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）は、その厚さをたとえば２０μｍから２００μｍの範囲（好ましくは５０μｍから１００μｍの範囲）とすることにより、機械的強度が充分でフレキシブル性を確保することができるようになる。

金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）の主面（図中上側の面）には、薄膜化されたガラス基板（以下の説明においてガラス薄膜ＳＵＢ（ＧＬＳ）と称する）が配置されている。ガラス薄膜ＳＵＢ（ＧＬＳ）の上面には、回路構成層ＣＩＬが形成されている。ガラス薄膜ＳＵＢ（ＧＬＳ）は接着剤ＡＤＨによって前記金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）に固着されている。

金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）は上述のようにたとえばステンレスで構成され、このステンレスの熱膨張係数は小さいことから、金属とガラスとの熱膨張係数の相違によって発生するガラス薄膜ＳＵＢ（ＧＬＳ）および回路構成層ＣＩＬ内の応力を抑制できる効果を奏する。このことから、金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）の材料としてステンレスの他にたとえばインバー合金等であってもよい。

回路構成層ＣＩＬは、ガラス薄膜ＳＵＢ（ＧＬＳ）の上面にパターン化された導電層、絶縁層、半導体層、および有機ＥＬ素子からなる発光層等が所定の順序で積層され、平面的に観て、マトリックス状に多数の画素が配置されて構成されている。これら多数の画素の集合体は画像表示部ＡＲを構成するようになっている。

図２は、回路構成層ＣＩＬによって形成された画像表示部ＡＲの等価回路を示している。図２に示すように、図中ｘ方向に伸長され図中ｙ方向に並設されるゲート信号線ＧＬと図中ｙ方向に伸長され図中ｘ方向に並設されるドレイン信号線ＤＬとで囲まれた矩形状の領域を画素領域（図中点線枠ＰＩＸで示す）としている。各画素領域には、少なくとも、ゲート信号線ＧＬからの走査信号によってオンされるスイッチング素子ＳＷＤと、このスイッチング素子ＳＷＤを通して供給されるドレイン信号線ＤＬからの映像信号に応じた電荷が蓄積される補助容量素子ＣＰＤと、電力供給線ＰＬに直列接続される電流制御素子ＣＲＤと有機ＥＬ素子ＥＬとを備え、前記電流制御素子ＣＲＤは前記補助容量素子ＣＰＤの電荷に応じた電流を前記電力供給線ＰＬを通して流すことによって前記有機ＥＬ素子ＥＬを発光させるようになっている。

このように構成される回路構成層ＣＩＬは、その形成において、まず、厚さの比較的大きなガラス基板の上面に形成するようになっている。基板として充分な剛性を有することが要求されるからである。そして、回路構成層ＣＩＬの形成後、前記ガラス基板を、回路構成層ＣＩＬが形成された側をマスクした状態でエッチングすることによって、厚さ５０μｍ以下に薄膜化させることによって、前記ガラス薄膜ＳＵＢ（ＧＬＳ）を構成するようになっている。

図１において、矩形枠Ａの部分における拡大図を矩形枠Ａ'に示している。拡大図に示すように、前記回路構成層ＣＩＬには、有機ＥＬ素子ＥＬを画素毎に備え、これら有機ＥＬ素子ＥＬは独立に発光できるようになっている。そして、図示していないが、発光層を挟持して配置される一対の電極のうち図中下側の電極をたとえばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明電極で構成することによって、前記発光層からの光は金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）側に照射されるようになっている。いわゆるボトムエミッション型と称される構成となっている。

そして、前記金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）には、各有機ＥＬ素子ＥＬの発光層からの光を観察者側（図中下側）へ導くように、前記有機ＥＬ素子ＥＬと対向する箇所に孔ＨＬが形成されている。図３は、有機ＥＬ表示装置を、金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）側から観た平面図である。金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）の画像表示部ＡＲに対応する箇所には、上述した孔ＨＬが形成されている。この孔ＨＬは、図３において、丸枠Ｂの部分における拡大図を丸枠Ｂ'に示すように、マトリックス状に多数形成されている。前記孔ＨＬを回路構成層ＣＩＬにおいてマトリックス状に配置された有機ＥＬ素子ＥＬのそれぞれに対応づけて、即ち画素毎に、形成しているためである。

この場合、有機ＥＬ表示装置の外囲器の一部を構成する金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）において孔ＨＬを構成することは、この孔ＨＬを通して、大気中から水分あるいは酸素が侵入する経路を形成してしまうことになる。しかし、この金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）と回路構成層ＣＩＬの間にはガラス薄膜ＳＵＢ（ＧＬＳ）が配置された構成となっているため、前記水分あるいは酸素はこのガラス薄膜ＳＵＢ（ＧＬＳ）によって回路構成層ＣＩＬへの侵入が阻止され、回路構成層ＣＩＬに形成された有機ＥＬ素子ＥＬの発光層が汚染されることのない構成となり、前記発光層の劣化を回避できるようになっている。

このことから、有機ＥＬ素子ＥＬの光照射側の基板として金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）を用いることができ、この金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）によって生じる不都合をガラス薄膜ＳＵＢ（ＧＬＳ）によって手当した構成となっている。これにより、本実施例の有機ＥＬ表示装置は、軽量で破損し難く湾曲可能であると共に、大気中の水分あるいは酸素から充分に保護できるようになる。

図１に戻り、回路構成層ＣＩＬが配置された金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）の上面には、たとえばステンレスあるいはインバー合金からなる封止基板ＥＣＢが配置され、この封止基板ＥＣＢは回路構成層ＣＩＬの画像表示部ＡＲを囲んで形成される封止材ＳＬによって金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）に固着されている。また、回路構成層ＣＩＬと封止基板ＥＣＢの間には乾燥剤が混入された接着剤ＡＤＨ（ＤＳ）が充填され、回路構成層ＣＩＬの周囲は乾燥が保持されるようになっている。なお、前記封止基板ＥＣＢは、その厚さをたとえば２０μｍから２００μｍの範囲（好ましくは５０μｍから１００μｍの範囲）とすることにより、機械的強度が充分でフレキシブル性を確保することができるようになる。

実施例１では、金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）に形成する孔ＨＬは、回路構成層ＣＩＬ内に形成されている有機ＥＬ素子ＥＬのそれぞれに対応づけて、即ち画素毎に、形成したものである。しかし、これに限定されることはなく、隣接して配置される複数の有機ＥＬ素子ＥＬに対して一つの孔ＨＬを設けるようにしてもよい。たとえば、図４は、図３における拡大図（丸枠Ｂ'）に対応した図であり、互いに隣接して配置される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）をカラー表示の単位画素とする３つの画素に対向する孔ＨＬ'を設けるようにしてもよい。

実施例１では、たとえばステンレスからなる金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）は、複数の孔ＨＬが設けられていることのみを示したものである。しかし、このように孔ＨＬが形成された金属基板ＳＵＢ（ＭＴ）をたとえば黒く塗装することによって光吸収性の膜を形成し、有機ＥＬ素子ＥＬからの光の反射を防止するように構成するようにしてもよい。このように構成した場合、表示画像のコントラストの向上が図れるようになる。

以上、本発明を実施例を用いて説明してきたが、これまでの各実施例で説明した構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。また、それぞれの実施例で説明した構成は、互いに矛盾しない限り、組み合わせて用いてもよい。

ＳＵＢ（ＭＴ）……金属基板、ＡＤＨ……接着剤、ＳＵＢ（ＧＬＳ）……ガラス薄膜、ＣＩＬ……回路構成層、ＡＤＨ（ＤＳ）……乾燥剤入り接着剤、ＥＣＢ……封止基板、ＥＬ……有機ＥＬ素子、ＨＬ、ＨＬ'……孔、ＰＩＸ……画素領域、ＧＬ……ゲート信号線、ＤＬ……ドレイン信号線、ＰＬ……電力供給線、ＳＷＤ……スイッチング素子、ＣＰＤ……補助容量素子、ＣＲＤ……電流制御素子、ＡＲ……画像表示部。

Claims (11)

1. 第１金属基板と、ガラス基板と、前記ガラス基板の一方の主面に形成された回路構成層とを備える有機ＥＬ表示装置であって、
   前記ガラス基板の前記一方の主面と異なる側の主面は、前記第１金属基板の主面と接して重なり、
   前記回路構成層は、複数のスイッチ素子と複数の有機ＥＬ素子とを有し、
   前記有機ＥＬ素子は、発光層と電極とを有し、
   前記第１金属基板には、複数の孔が形成されており、
   前記発光層で発光する光は、前記孔を通って出射されることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
2. 前記第１金属基板の前記ガラス基板側には、封止材を介して前記第１金属基板と対向配置された第２金属基板を備えることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
3. 前記ガラス基板の厚さは５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
4. 前記第１金属基板の厚さは２０μｍ以上から２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
5. 前記第１金属基板の厚さは５０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置。
6. 前記第２金属基板の厚さは２０μｍ以上から２００μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置。
7. 前記第２金属基板の厚さは５０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ表示装置。
8. 前記複数の孔のそれぞれは、前記発光層のそれぞれに対向して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
9. 前記複数の孔のそれぞれは、隣接する複数の前記発光層に対向して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
10. 前記第１金属基板と前記ガラス基板とは、接着剤で固着されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
11. 前記第１金属基板の前記ガラス基板側の主面には、光吸収性の膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。

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