JP2010272270A - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】固体封止方式の有機ＥＬ表示装置において、封止材のピンホールから進入する水分によって有機ＥＬ発光層が劣化して生ずるダークスポットが、市場において発生することを防止する。
【解決手段】有機ＥＬ層１１４が水分によって劣化することを防止するために、上部電極１１５の上に第１の無機膜１２０、有機平坦化膜１３０、第２の無機膜１４０が形成されている。第２の無機膜１４０に生じたピンホールから水分が進入して有機平坦化膜１３０を拡散し、数ヶ月後に有機ＥＬ層１１４を劣化させて市場不良を生ずることを防止するために、有機平坦化膜１３０に酸素あるいは水分と反応して発色する材料を添加しておき、有機ＥＬ表示装置が市場に出荷される前に不良品を検出し、排除する。
【選択図】図１
【解決手段】有機ＥＬ層１１４が水分によって劣化することを防止するために、上部電極１１５の上に第１の無機膜１２０、有機平坦化膜１３０、第２の無機膜１４０が形成されている。第２の無機膜１４０に生じたピンホールから水分が進入して有機平坦化膜１３０を拡散し、数ヶ月後に有機ＥＬ層１１４を劣化させて市場不良を生ずることを防止するために、有機平坦化膜１３０に酸素あるいは水分と反応して発色する材料を添加しておき、有機ＥＬ表示装置が市場に出荷される前に不良品を検出し、排除する。
【選択図】図１
Description
本発明は有機ＥＬ表示装置に係り、特に水分によるダークスポット等の発生を抑えた、信頼性の高い有機ＥＬ表示装置に関する。
有機ＥＬ表示装置では下部電極と上部電極との間に有機ＥＬ層を挟持し、上部電極に一定電圧を印加し、下部電極にデータ信号電圧を印加して有機ＥＬ層の発光を制御する。下部電極へのデータ信号電圧の供給は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を介して行われる。有機ＥＬ層は、発光層の材料によって赤、緑、青の発光を行う。このような有機ＥＬ層とＴＦＴを有する画素をマトリクス状に配置し、各画素の発光を制御することによって画像を形成する。
有機ＥＬ表示装置には、有機ＥＬ層から発光した光を、有機ＥＬ層等が形成されたガラス基板方向に取り出すボトムエミッション型と、有機ＥＬ層等が形成されたガラス基板と逆の方向に取り出すトップエミッション型とがある。トップエミッション型はＴＦＴが形成された領域の上にも発光領域を形成できるという利点がある。
有機ＥＬ表示装置に使用される有機ＥＬ材料は水分が存在すると発光特性が劣化し、長時間動作をさせると、水分によって劣化した場所が発光しなくなる。これは表示領域のダークスポットとして現れる。このダークスポットは時間の経過とともに成長し、画像の欠陥となる。なお、画素の周辺で発光しない領域が増加するエッジグロースという現象も水分の影響によって生ずる。
ダークスポット等の発生、あるいは成長を防止するためには、有機ＥＬ表示装置内への水分の浸入の防止、あるいは、浸入した水分を除去する必要がある。このために従来は、有機ＥＬ層が形成された素子基板を周囲に設置したシールを介して、封止基板によって封止し、外部から有機ＥＬ表示装置内への水分の浸入を防止する技術が開発されてきた。封止された内部の空間にはＮ２等の不活性ガスを充填する。一方、有機ＥＬ表示装置内に進入した水分を除去するために、有機ＥＬ表示装置内に乾燥剤を設置する。これを中空封止型有機ＥＬ表示装置という。
しかし、中空封止型有機ＥＬ表示装置では、素子基板と封止基板のギャップ調整が難しい、内部への水分の浸入を防止するために、素子基板と封止基板を周辺で接着するシール材の幅を広くとる必要がある、封止剤によって封止するときの、封止剤から放出されたガスによる有機ＥＬ材料の汚染、スループットが低い等の問題がある。さらに完成した有機ＥＬ表示装置において素子基板あるいは封止基板に外力が加わると素子基板と封止基板が接触することによって有機ＥＬ層が破壊されるという問題点を有している。
中空封止の問題を対策するものとして、「特許文献１」には、封止基板を使用せずに、有機ＥＬ層と上部電極が形成された有機ＥＬ表示パネルの上に無機パッシベーション膜、有機平坦化膜、さらに無機パッシベーション膜を形成する技術が記載されている。以後このような封止構造を固体封止という。
有機ＥＬ層の電子注入層はアルカリ金属やアルカリ土類金属などの反応性の高い金属を用いる場合が多く、水分が存在すると、これと反応して、失活するので、水分の進入を防ぐように封止をする必要がある。上部電極まで形成された有機ＥＬ表示パネルを無機パッシベーション膜、有機平坦化膜、および無機パッシベーション膜で被覆した構成は、比較的堅牢で、薄く、コストの低い有機ＥＬ表示装置を形成できる可能性がある。
しかし、無機パッシベーション膜にはピンホールが存在する。ピンホールの原因は基板上の異物や、気相成長したパーティクル等である。このようなピンホールが存在すると、このピンホールから水分が浸入し、樹脂層を拡散して有機ＥＬ層に達し、有機ＥＬ層の失活を生ずることになる。樹脂層中の拡散は遅いので、実際に不良となるのは、数ヶ月から１年程度かかり、加速試験でも１ケ月以上かかる。
このような不良は製品が市場に流通してから生ずるので、市場事故となって、顧客の信頼を失うことになる。したがって、このような不良は極力抑える必要がある。しかし、ピンホールは極めて小さく、顕微鏡をもってしても発見は困難であり、まして、アクティブマトリクスの回路のパターンや、有機ＥＬ層などが形成された素子基板上のパッシベーション膜に生じたピンホールの発見はほとんど不可能である。
このように、従来は、市場不良を引き起こす可能性のあるパッシベーション膜の欠陥を検出することは、ほとんど不可能であった。本発明の課題は、無機パッシベーション膜、有機平坦化膜あるいは有機樹脂膜等で形成された固体封止の有機ＥＬ表示装置において、パッシベーション膜に生じたピンホールの存在を検出し、このような問題のある有機ＥＬ表示装置を市場に出荷しないようにする手段を実現することである。
本発明は上記課題を解決するものであり、具体的な手段は次のとおりである。
（１）下部電極と上部電極に挟持された有機ＥＬ層とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に配置された表示領域を有する有機ＥＬ表示装置であって、前記上部電極の上には、第１の無機膜が形成され、前記第１の無機膜の上には有機膜が形成され、前記有機膜の上には第２の無機膜が形成され、前記有機膜には酸素と反応して発色する材料が添加されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
（２）前記有機膜は、エポキシ樹脂、または、ポリプロピレン樹脂、または、ポリエチレン樹脂であることを特徴とする（１）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（３）前記酸素と反応して発色する材料はインジゴガーミンまたは、メチレンブルーであることを特徴とする（２）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（４）前記酸素と反応して発色する材料は０．５ｗｔ％〜２ｗｔ％添加されていることを特徴とする（３）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（５）下部電極と上部電極に挟持された有機ＥＬ層とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に配置された表示領域を有する有機ＥＬ表示装置であって、前記上部電極の上には、第１の無機膜が形成され、前記第１の無機膜の上には有機膜が形成され、前記有機膜の上には第２の無機膜が形成され、前記有機膜には水分と反応して発色する材料が添加されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
（６）前記有機膜は、ポリプロピレン樹脂、または、ポリエチレン樹脂であることを特徴とする（５）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（７）前記水分と反応して発色する材料はフェノールフタレインと炭酸ナトリウムであることを特徴とする（６）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（８）前記水分と反応して発色する材料は０．５ｗｔ％〜２ｗｔ％添加されていることを特徴とする（７）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（９）下部電極と上部電極に挟持された有機ＥＬ層とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に配置された表示領域を有する有機ＥＬ表示装置であって、前記上部電極の上には、接着材と基材と、前記基材の上に色素が付着したラミネートフィルムが配置され、前記ラミネートフィルムの上には無機膜が形成され、前記色素は、酸素と反応して発色する材料であることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
（１０）前記酸素と反応して発色する材料はインジゴガーミンまたは、メチレンブルーであることを特徴とする（９）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（１１）下部電極と上部電極に挟持された有機ＥＬ層とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に配置された表示領域を有する有機ＥＬ表示装置であって、前記上部電極の上には、接着材と基材と、前記基材の上に水分を遮断するバリア層が形成されたラミネートフィルムが配置され、前記ラミネートフィルムの上には無機膜が形成され、前記接着材には、水分と反応して発色する材料が添加されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
（１２）前記バリア層は、アルミナとシリカを共蒸着したものであることを特徴とする（１１）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（１３）前記酸素と反応して発色する材料は塩化コバルトであることを特徴とする（１１）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（１４）前記酸素と反応して発色する材料は炭酸ナトリウムおよびフェノールフタレインであることを特徴とする（１１）に記載の有機ＥＬ表示装置。
本発明によれば、固体封止タイプの有機ＥＬ表示装置において、最表面の無機パッシベーション膜のピンホールを早期に発見することが出来るので、ピンホールの存在する不良品が市場に出荷されることを防止することが出来る。また、ピンホールを早期に発見することによって、ＣＶＤ等の工程の問題を早期に発見することが出来、歩留まりを向上させることが出来る。
また、本発明は無機パッシベーション膜のピンホールの存在を有機平坦化膜に添加した色素の発色によって検出するが、色素の発色が乾燥等によって透明に復帰できるようなものであれば、有機ＥＬ表示装置内部の水分を除去した後、再び無機パッシベーション膜を形成することによってピンホールの無い有機ＥＬ表示装置に再生することが出来る。
以下、実施例によって本発明の内容を詳細に説明する。
図２は本発明が適用される有機ＥＬ表示装置１０の斜視図である。図２において、ガラスで形成された素子基板１００の上に表示領域２０と端子領域１５が形成されている。表示領域２０は、有機平坦化膜１３０によって被覆されており、有機平坦化膜１３０と表示領域２０とはほぼ一致している。表示領域２０の周辺には、有機平坦化膜１３０が存在せず、無機パッシベーション膜によって覆われた周辺封止領域３０が形成されている。有機膜は水分が透過するので、周辺封止領域３０には、有機平坦化膜１３０を削除している。
表示領域２０の外側には端子領域１５が形成されており、端子領域１５には、走査線、映像信号線、電源線等の引き出し線３５が形成され、端子領域１５に形成された端子部２５に接続している。端子部２５から走査信号、映像信号、電源等を供給する。
図１は本発明の構造を示す断面模式図である。図１は、表示領域２０の１部と周辺封止領域３０と、端子領域１５の断面を示している。なお、以下の説明では、有機ＥＬ表示装置１０はトップエミッションタイプであることを前提として説明するが、本発明はこれに限らず、ボトムエミッションタイプの有機ＥＬ表示装置にも適用することが出来る。
図１の表示領域２０において、ガラスで形成された素子基板１００の上に、ＳｉＮで形成された第１下地膜１０１が形成され、その上にＳｉＯ２で形成された第２下地膜１０２が形成されている。第１下地膜１０１と第２下地膜１０２の役割は、ガラス基板から析出する不純物が半導体層１０３を汚染して特性を劣化させることを防止することである。
第２下地膜１０２の上には、半導体層１０３が形成されている。本実施例では、半導体層１０３はｐｏｌｙ−Ｓｉによって形成され、厚さは５０ｎｍ程度である。ｐｏｌｙ−Ｓｉ半導体層１０３の形成方法は、まず、ａ−Ｓｉ層を形成し、これを、エキシマレーザ等によってアニールすることによってｐｏｌｙ−Ｓｉ層に変換する。
半導体層１０３の上にはゲート電極１０５が形成される。ゲート電極１０５はゲート配線と同層で形成される。半導体層１０３には、チャンネル部とソース領域、ドレイン領域が形成されるが、このソース領域およびドレイン領域は、ゲート電極１０５をマスクとして半導体層１０３にイオンインプランテーションによって不純物を添加することによって形成される。
ゲート電極１０５を覆って層間絶縁膜１０６がＳｉＮ等によって形成される。層間絶縁膜１０６の上には、ソース配線１０８、ドレイン配線１０７が形成される。本実施例では、映像信号線はドレイン配線１０７と同義である。ソース配線１０８、ドレイン配線１０７には有機ＥＬ層１１４を発光させるための電流が流れるので、抵抗が低い金属であるＡｌが用いられ、厚さも７００ｎｍ程度と、厚く形成される。なお、Ａｌ配線の下層には、Ａｌによる半導体等への汚染を防止するためのバリアメタルがＭｏあるいはＴｉ等の高融点金属で形成され、Ａｌ配線の上方には、Ａｌのヒロックを防止するためのキャップメタルがＭｏあるいはＴｉ等の高融点金属で形成される。
ソース配線１０８およびドレイン配線１０７は、ゲート絶縁膜１０４および層間絶縁膜１０６に形成されたスルーホールを介して、それぞれ、半導体層１０３のソース領域、ドレイン領域と接続する。また、ドレイン配線１０７は、周辺封止領域３０を通って、端子部２５に延在している。一方、ソース配線１０８は有機ＥＬ層１１４の下部電極１１２と接続する。
ソース配線１０８、ドレイン配線１０７を覆って、第１無機パッシベーション膜１０９がＳｉＮ等で形成される。第１無機パッシベーション役割は、主として、ＴＦＴを外部からの不純物から保護することである。第１無機パッシベーション膜１０９の上には、有機パッシベーション膜１１０が形成される。有機パッシベーション膜の役割は、ＴＦＴを保護するとともに、表面を平坦化することである。これによって、有機ＥＬ層１１４を平坦化された面に形成することが可能となり、有機ＥＬ層１１４が断切れを生じたりすることを防止することが出来る。
有機パッシベーション膜１１０の上には、反射膜１１１がＡｌあるいはＡｇ等の反射率の高い金属によって形成される。本実施例における有機ＥＬ表示装置１０は、トップエミッション型なので、反射膜１１１によって有機ＥＬ層１１４で発生した光を図１の上方に反射して光の利用効率を高める。
反射膜１１１の上には、有機ＥＬ層１１４のアノードとなる透明導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）で形成された下部電極１１２を被着する。下部電極１１２となるＩＴＯは、第１無機パッシベーション膜１０９および有機パッシベーション膜１１０に形成されたスルーホールを介してソース配線１０８と接続する。
下部電極１１２の上には有機ＥＬ層１１４が形成される。有機ＥＬ層１１４は、一般には複数の層で形成されている。例えば、アノード側から、ホール注入層５０ｎｍ、ホール輸送層５０ｎｍ、発光層２０ｎｍ、電子輸送層２０ｎｍ、電子注入層１ｎｍ等である。各層は非常に薄く、５層トータルでも１４０ｎｍ程度である。
なお、下部電極１１２および有機パッシベーション膜１１０の上には、各画素を区画することになるバンク１１３がアクリル樹脂等で形成される。上記のように、有機ＥＬ層１１４の各層は厚さが非常に小さいので、段部があると、この部分で断切れを生ずる。バンク１１３は、特に有機ＥＬ層１１４の端部における断切れを防止する役割を有する。
有機ＥＬ層１１４の上には、カソードとなる上部電極１１５が透明導電膜であるＩｎＺｎＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）によって形成される。ＩｎＺｎＯもＩＴＯも透明導電膜であるが、アニールする前は、ＩｎＺｎＯのほうがＩＴＯよりも抵抗が低い。有機ＥＬ層１１４は熱に弱いので、有機ＥＬ層１１４を被着した後は、アニールが出来ないので、カソードにＩｎＺｎＯを使用している。
以上によって、通常の有機ＥＬ表示装置１０の素子基板１００側は完成する。この後本発明は固体封止であるので、上部電極１１５の上をＳｉＮ等で形成された第２無機パッシベーション膜１２０によって被覆する。有機ＥＬ層１１４を水分から保護するためである。第２無機パッシベーション膜１２０の厚さは２００ｎｍ程度である。
第２無機パッシベーション膜１２０の上をさらに有機平坦化膜１３０によって被覆する。有機平坦化膜１３０は、エポキシ樹脂、熱可塑性のポリプロピレンやポリエチレン等を用いることが出来る。有機平坦化膜１３０は３０μｍ程度と厚く形成されるので、印刷あるいは、フィルム転写等によって形成される。なお、有機平坦化膜１３０の厚さは、有機ＥＬ表示装置製品の仕様に応じて１０μｍ〜１００μｍ程度に形成することが出来る。
有機平坦化膜１３０の上には第３無機パッシベーション膜１４０が形成される。第３無機パッシベーション膜１４０は、プラズマＣＶＤあるいはタングステンワイヤを触媒とした熱分解ＣＶＤ等の低温ＣＶＤによってＳｉＮを約１μｍ程度被着することによって形成される。外部からの水分は主としてこの第３無機パッシベーション膜１４０によってブロックされる。第３無機パッシベーション膜１４０は端子部２５を除いて全面に被着されている。第３無機パッシベーション膜１４０は、端子部２５からは、フォトリソグラフィ等によって除去されている。
図１において、周辺封止領域３０は、端子と接続するドレイン配線１０７が貫通している。ドレイン配線１０７の下には、第１下地膜１０１、第２下地膜１０２、ゲート絶縁膜１０４、層間絶縁膜１０６が存在し、ドレイン配線１０７の上には、第１無機パッシベーション膜１０９、第２無機パッシベーション膜１２０、第３無機パッシベーション膜１４０が存在している。すなわち、有機膜は水分を透過するために、周辺封止領域３０は無機膜のみによって封止されている。
図１において、端子領域１５に、ドレイン配線１０７が延在し、端子部２５から映像信号が供給される。ドレイン配線１０７は主としてＡｌで形成されており、外部環境によって腐食しやすいので、端子部２５においては、ＩＴＯによって形成される端子部導電膜２５１によって被覆されている。端子部導電膜２５１を形成するＩＴＯは下部電極１１２と同層で形成される。
なお、端子領域１５に延在しているドレイン配線１０７は、第１無機パッシベーション膜１０９と同層で形成された保護膜１０９１、有機パッシベーション膜１１０と同層で形成された保護膜１１０１、バンク１１３と同層で形成された保護膜１１３１によって覆われ、外部雰囲気から保護されている。
表示領域２０における第３無機パッシベーション膜１４０にピンホール６０等が存在すると、このピンホール６０から水分が浸入し、有機ＥＬ層１１４に悪影響を与える。図３は表示領域２０の断面図であり、第３無機パッシベーション膜１４０にピンホール６０が存在した場合を示している。図３の断面図は、簡略化して描かれているが、基本的な構造は図１で説明したのと同様である。
図３において、下部電極１１２の上に、有機ＥＬ層１１４として、赤発光層１１４１、緑発光層１１４２、青発光層１１４３が並列して配置されている。赤発光層１１４１、緑発光層１１４２、青発光層１１４３の境界はバンク１１３上に存在している。有機ＥＬ層１１４を覆って上部電極１１５が形成され、上部電極１１５の上に第２無機パッシベーション膜１２０、有機平坦化膜１３０、第３無機パッシベーション膜１４０が形成されている。
図３において、第２無機パッシベーション膜１２０にピンホール６０が生じている。このピンホール６０から矢印のように水分が進入する。水分は有機平坦化膜１３０の中を、例えば、矢印のように拡散する。有機平坦化膜１３０を拡散した水分は、第２無機パッシベーション膜１２０に達する。第２無機パッシベーション膜１２０が完全であれば、水分は第２無機パッシベーション膜１２０によって阻止され、有機ＥＬ層１１４には進入しない。
しかし、第２無機パッシベーション膜１２０はバンク１１３等によって凹凸となっている上部電極１１５の上に形成されているので、ピンホール６０が生じている確率が第３無機パッシベーション膜１４０以上に大きい。第２無機パッシベーション膜１２０に図３に示すようにピンホール６０が生じていると、このピンホール６０を通して水分が浸入する。上部電極１１５は薄く、第２無機パッシベーション膜１２０以上にピンホール６０が多く生じているので、水分は有機ＥＬ層１１４に達し、有機ＥＬ層１１４の、特に電子注入層のアルカリ金属等と反応して、失活させ、その結果、有機ＥＬ層１１４の発光効率を低下させる。
図３においては、緑発光層１１４２と赤発光層１１４１の１部が水分によって劣化している様子を示す。図３において、緑発光層１１４２および赤発光層１１４１が劣化している部分を１１４５によって示す。このように、水分によって発光層が劣化すると図４に示すように、表示領域２０にダークスポット４０が発生する。図４に示すようなダークスポット４０が、有機ＥＬ表示装置１０が完成直後に生ずれば当該有機ＥＬ表示装置１０は不良品として市場に出荷されることは無い。
しかし、第３無機パッシベーション膜１４０のピンホール６０から進入してきた水分は、有機平坦化膜１３０を拡散するが、この拡散速度は小さく、製品が完成してから、出荷までの期間では、ダークスポット４０は発生しない。このようなメカニズムにおいては、ダークスポット４０が発生するまでの時間は有機ＥＬ表示装置１０が完成してから数ヶ月かかる。したがって、製品はすでに市場に出荷されており、市場事故となる。
このような市場事故を防止するために、本発明は、第３無機パッシベーション膜１４０に存在するピンホール６０を工場内で発見し、第３無機パッシベーション膜１４０にピンホール６０が存在している有機ＥＬ表示装置１０が市場に出荷されることを防止することを可能にする。図５に、実施例１の断面図を示す。図５の構成は次の通りである。
すなわち、有機平坦化膜１３０に酸素と反応する材料を添加しておき、第３無機パッシベーション膜１４０のピンホール６０を介して酸素が進入してきた場合、当該材料が酸素と反応することによって着色することを利用して、第３無機パッシベーション膜１４０に存在するピンホール６０を発見する。そして、第３無機パッシベーション膜１４０にピンホール６０が存在する有機ＥＬ表示装置１０は不良品として市場へ出荷されることを防止する。
ここで、水と反応する物質を有機平坦化膜１３０に添加するのではなく、酸素と反応する物質を有機平坦化膜１３０に添加するのは、空気中の成分で最も反応性が高いのは酸素なので、添加された物質との反応を高い感度で検出できるからである。目的は、第３無機パッシベーション膜１４０におけるピンホール６０の存在の有無であるので、酸素で検出しても水分で検出しても良いからである。
この場合、有機平坦化膜１３０の基本材料としては、エポキシ樹脂、あるいは、熱可塑性のポリプロピレンやポリエチレン等を使用し、酸素と反応して発色する添加材としては、インジコカーミンやメチルブルーと言った色素が好適である。これらの還元体は酸化すると青く発色する。
一方、ピンホール６０を検出するための添加材は水分と反応するものでも良い。水分と反応して発色する系としては、例えば、フェノールフタレインと炭酸ナトリウムを微量添加したものを使用することが出来る。炭酸ナトリウムが吸湿するとアルカリ性となり、フェノールフタレインが赤く発色することになる。この場合の有機平坦化膜１３０の基材としては、熱可塑性のポリプロピレンやポリエチレン等を使用することは出来るが、エポキシ樹脂は架橋反応を阻害するので、適当では無い。
なお、酸素を検出する場合も、水分を検出する場合も、有機平坦化膜１３０の基材に対する添加材の割合は、０．５ｗｔ〜２ｗｔ程度で良い。図５において、第３無機パッシベーション膜１４０に存在しているピンホール６０から酸素が進入すると、添加材である色素が反応して発色する。例えば、インジゴカーミンの還元体を添加した場合、図のように進入して酸素によって青く発色し、図５のように、表面から青いスポットとして観察することが出来る。
このような有機ＥＬ表示装置１０を白色に点燈すると、図６に示すように、ピンホール６０が存在している場所は、青い点として認識することが出来るので、容易に不良品を選別することが出来る。色素としては、この他に、メチレンブルーなども同様に用いることが出来る。
これらの色素を例えば、有機平坦化膜１３０の基材であるエポキシ樹脂に添加しておいて、該エポキシ樹脂を塗布し、硬化させればよい。あるいは、有機平坦化膜１３０の基材としてのエポキシ樹脂を塗布し、硬化させた後に、上記のような色素を添加したエポキシ樹脂を塗布しても良い。その後、第３無機パッシベーション膜１４０によって全体を被覆することになる。以上は有機平坦化膜１３０はエポキシ樹脂として説明したが、他の樹脂でも良い。
図７は本発明の第２の実施例である。本実施例が実施例１と異なる点は、有機ＥＬ層１１４を水分から保護する構成が、有機平坦化膜１３０では、なく、ラミネートフィルム５０であるということである。図７において、有機ＥＬ層１１４の上部電極１１５の上に第２無機パッシベーション膜１２０が形成されているところまでは、実施例１と同様である。本実施例は第２無機パッシベーション膜１２０の上にラミネートフィルム５０が形成され、ラミネートフィルム５０の上の第３無機パッシベーション膜１４０が形成されている。ラミネートフィルム５０は、ラミネートフィルム基材５１と熱可塑性接着材５２で構成されている。
ラミネートフィルム５０の上に低温ＣＶＤによってＳｉＮ膜を１μｍ程度の厚さに被着することによって第３無機パッシベーション膜１４０を形成する。ラミネートフィルム５０の表面は極めて平坦で、泡等の欠陥も少なく。印刷や塗布で形成した有機平坦化膜１３０より第３無機パッシベーション膜１４０の欠陥はさらに少なくすることが出来る。
本実施例では、ラミネートフィルム基材５１の表面をインジゴカーミンあるいはメチレンブルーで染色する。また、ラミネートフィルム基材５１の他の面に熱可塑性接着材５２を塗布する。その後、ハイドロサルファイトナトリウム溶液を還元体として前記色素を退色させ、酸素を遮断して乾燥しておいたものを、有機ＥＬ表示パネルの第２無機パッシベーション膜１２０の上にラミネートし、その上から低温ＣＶＤによって第３無機パッシベーション膜１４０を形成する。
もし、第３無機パッシベーション膜１４０にピンホール６０が存在し酸素が透過してくるとラミネートフィルム５０の基材に付着した染料が酸素と反応して青く発色するので、第３無機パッシベーション膜１４０の不良を検出することが出来る。水分が第３無機パッシベーション膜１４０のピンホール６０を通過すると、有機ＥＬ表示装置１０には図６に示すような発色部７０が生ずるので、第３無機パッシベーション膜１４０の欠陥を検出することが出来る。
図８は、本発明の第３の実施例を示す断面図である。図３は、図１と同様、表示領域２０の端部から、周辺封止領域３０、端子領域１５にかけての断面図である。図８において、有機ＥＬ層１１４の上部電極１１５の上に第２無機パッシベーション膜１２０が形成されているところまでは、実施例１と同様である。本実施例では、実施例２で説明したラミネートフィルム５０が第２無機パッシベーション膜１２０上にラミネートされている。本実施例では、ラミネートフィルム基材５１の表面にアルミナとシリカを共蒸着して形成した、水分を遮断するバリア層５３を設けている。そして、バリア層５３の上に低温ＣＶＤ法によって第３無機パッシベーション膜１４０を形成している。
このように本実施例では、ラミネートフィルム表面にバリア層５３を設けているので、ラミネートフィルム５０を透過する水分はほとんど無く、水分透過が問題となる欠陥は、周辺部に限定される。
本実施例では、図８に示すように、熱可塑性接着材５２に塩化コバルトの微粉末を添加することにより、周辺における第３無機パッシベーション膜１４０のピンホール６０から水分が浸入すると塩化コバルトが青色から薄赤色に変色するので、欠陥を検出することが出来る。なお、熱可塑性接着材５２は青色ではあるが、表示領域２０においては、熱可塑性接着材５２は非常に薄いので、無色透明となっている。しかし、図８に示すように、ラミネートフィルム５０の周辺においては、熱可塑性接着材５２がはみ出して厚くなっているので、変色を検出することが出来る。
図８において、発色部７０の発生によって水分の浸入が認められた場合、一旦乾燥し、青色に戻した後、再度第３無機パッシベーション膜１４０を成膜して修復する。修復は再度全面に無機パッシベーション膜を形成する他、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を塗布し、レーザを照射して部分的に無機パッシベーション膜を形成することによって行うことも出来る。
水分の検出方法としては、熱可塑性接着材５２にアルカリ、例えば、炭酸ナトリウム等とフェノールフタレインの粉末を添加しても良い。水分があるとアルカリ性を示し、フェノールフタレインが赤く発色し、乾燥すると無色となる。
以上の実施例では、有機ＥＬ表示装置がトップエミッションタイプの場合について説明したが、本発明は、ボトムエミッションタイプの有機ＥＬ表示装置に対しても適用することが出来る。ボトムエミッションタイプの有機ＥＬ表示装置は、図１等に示すトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置１０に対し、有機ＥＬ層１１４の下部電極１１２の下にある反射電極を除去し、かつ、上部電極１１５をＩｎＺｎＯではなく、ＡｌやＡｇ等の反射率の高い金属で形成する。この場合の上部電極１１５はカソードとなる。このような構成の違いの他は、トップエミッションの場合もボトムエミッションの場合も基本的な構成は同様である。したがって、本発明をボトムエミッション型有機ＥＬ表示装置に問題無く適用することが出来る。
１０…有機ＥＬ表示装置、 １５…端子領域、 ２０…表示領域、 ２５…端子部、 ３０…周辺封止領域、 ３５…引出し線、 ４０…ダークスポット、 ５０…ラミネートフィルム、 ５１…ラミネートフィルム基材フィルム、 ５２…熱可塑性接着材、 ５３…バリア膜、 ６０…ピンホール、 ７０…発色部、 １００…素子基板、 １０１…第１下地膜、 １０２…第２下地膜、 １０３…半導体層、 １０４…ゲート絶縁膜、 １０５…ゲート電極、 １０６…層間絶縁膜、 １０７…ドレイン配線、 １０８…ソース配線、 １０９…第１無機パッシベーション膜、 １１０…有機パッシベーション膜、 １１１…反射膜、 １１２…下部電極、 １１３…バンク、 １１４…有機ＥＬ層、 １１５…上部電極、 １２０…第２無機パッシベーション膜、 １３０…有機平坦化膜、 １４０…第３無機パッシベーション膜、 ２５１…端子部導電膜、 １０９１、１１０１、１１３１…端子保護膜、 １１４１…赤発光層、 １１４２…緑発光層、 １１４３…青発光層、 １１４５…発光層の劣化部分。
Claims (14)
- 下部電極と上部電極に挟持された有機ＥＬ層とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に配置された表示領域を有する有機ＥＬ表示装置であって、
前記上部電極の上には、第１の無機膜が形成され、前記第１の無機膜の上には有機膜が形成され、前記有機膜の上には第２の無機膜が形成され、
前記有機膜には酸素と反応して発色する材料が添加されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。 - 前記有機膜は、エポキシ樹脂、または、ポリプロピレン樹脂、または、ポリエチレン樹脂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。
- 前記酸素と反応して発色する材料はインジゴガーミンまたは、メチレンブルー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。
- 前記酸素と反応して発色する材料は０．５ｗｔ％〜２ｗｔ％添加されていることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ表示装置。
- 下部電極と上部電極に挟持された有機ＥＬ層とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に配置された表示領域を有する有機ＥＬ表示装置であって、
前記上部電極の上には、第１の無機膜が形成され、前記第１の無機膜の上には有機膜が形成され、前記有機膜の上には第２の無機膜が形成され、
前記有機膜には水分と反応して発色する材料が添加されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。 - 前記有機膜は、ポリプロピレン樹脂、または、ポリエチレン樹脂であることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ表示装置。
- 前記水分と反応して発色する材料はフェノールフタレインと炭酸ナトリウム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。
- 前記水分と反応して発色する材料は０．５ｗｔ％〜２ｗｔ％添加されていることを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬ表示装置。
- 下部電極と上部電極に挟持された有機ＥＬ層とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に配置された表示領域を有する有機ＥＬ表示装置であって、
前記上部電極の上には、接着材と基材と、前記基材の上に色素が付着したラミネートフィルムが配置され、前記ラミネートフィルムの上には無機膜が形成され、
前記色素は、酸素と反応して発色する材料であることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。 - 前記酸素と反応して発色する材料はインジゴガーミンまたは、メチレンブルーであることを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ表示装置。
- 下部電極と上部電極に挟持された有機ＥＬ層とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に配置された表示領域を有する有機ＥＬ表示装置であって、
前記上部電極の上には、接着材と基材と、前記基材の上に水分を遮断するバリア層が形成されたラミネートフィルムが配置され、前記ラミネートフィルムの上には無機膜が形成され、
前記接着材には、水分と反応して発色する材料が添加されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。 - 前記バリア層は、アルミナとシリカを共蒸着したものであることを特徴とする請求項１１に記載の有機ＥＬ表示装置。
- 前記酸素と反応して発色する材料は塩化コバルトであることを特徴とする請求項１１に記載の有機ＥＬ表示装置。
- 前記酸素と反応して発色する材料は炭酸ナトリウムおよびフェノールフタレインであることを特徴とする請求項１１に記載の有機ＥＬ表示装置。
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