JP2011034827A - 有機ｅｌ表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】気泡を含まない充填材を有する、表示品位が良好な有機ＥＬ表示装置およびその製造方法を得ることを目的とする。
【解決手段】
本発明の一態様によれば、一主面に発光層を有するアレイ基板と、前記アレイ基板の発光層を有する一主面と間隙を持って対向する封止基板と、前記アレイ基板と前記封止基板との間隙において、前記一対の基板の外縁に沿うように設けられ、第１の硬化手段で硬化される材料で形成されたシール材と、前記１対の基板の間隙で、かつ、前記シール材に囲まれた内側の部分に設けられ、第２の硬化手段で硬化される材料で設けられた充填材と、を備えることを特徴とする有機ＥＬ表示装置が提供される。
【選択図】図２

Description

本発明は、充填材を有する有機ＥＬ表示装置およびその製造方法に関する。

有機ＥＬ表示装置は、一主面に発光層が設けられたアレイ基板と、アレイ基板と間隙を形成しながら対向する封止基板と、アレイ基板の外縁に沿って設けられアレイ基板と封止基板を接着するシール材とによって構成される。アレイ基板と封止基板とによって形成される間隙のシール材の内側部分には充填材が設けられている場合がある。有機ＥＬ表示装置は充填材が設けられていると、発光層に水分が浸入しにくく、衝撃に強く、そして薄型化が可能である。

近年、有機ＥＬ発光素子と色変換フィルタを水分および酸素濃度を管理した環境下に配置し、色変換フィルタ外周部に環状の外周封止剤およびその内部に紫外線硬化性の充填剤を塗布し、有機ＥＬ発光素子と色変換フィルタを貼り合わせて集成体とし、前記水分および酸素濃度を管理した大気圧の環境において、前記集成体に紫外線を照射して外周封止剤及び充填剤を硬化させる工程を備えた有機ＥＬディスプレイの製造方法が開示されている（特許文献１参照。）。

特開２００５−５１６６号公報

充填材を設ける有機ＥＬ表示装置は、シール材と充填材を同じ硬化手段で硬化する樹脂を使用すると、シール材と充填材を配置した後に両者を一度に硬化させることができる。しかしながら、充填材がアレイ基板上に配置された後シール材の内側に広がる際には気泡が混入する場合があり、そのままの状態で充填材を硬化すると表示品位を低くする虞がある。

従って本発明は、上記問題点を解決するために成されたもので、気泡を含まない充填材を有する有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の有機ＥＬ表示装置は、一主面に発光層を有するアレイ基板と、前記アレイ基板の発光層を有する一主面と間隙を持って対向する封止基板と、前記アレイ基板と前記封止基板との間隙において、前記一対の基板の外縁に沿うように設けられ、第１の硬化手段で硬化される材料で形成されたシール材と、前記１対の基板の間隙で、かつ、前記シール材に囲まれた内側の部分に設けられ、第２の硬化手段で硬化される材料で設けられた充填材と、を備えたことを特徴としている。

または、本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、一主面に活性層を有するアレイ基板上に、アレイ基板の外周に沿って額縁状にシール材を塗布する工程と、前記アレイ基板上のシール材の内側部分に充填材を設ける工程と、前記アレイ基板の前記シール材及び前記充填材が設けられた一主面に封止基板を貼り合わせる工程と、前記シール材を第１の硬化手段で硬化する工程と、前記シール材を硬化して静置した後に前記充填材を第２の硬化手段で硬化する工程と、を備えたことを特徴としている。

本発明によれば充填材に気泡を混入させないので、表示品位が良好な有機ＥＬ表示装置を得ることができる。

有機ＥＬ表示装置を概略的に示す平面図である。 図１の有機ＥＬ表示装置II−II線に沿って切断した断面の拡大図である。 本発明の実施例に係る、１枚の基板上で４つの表示パネルを作成する際のアレイ基板にシール材を配置した後を示す平面図である。 図３のアレイ基板上に充填材を配置した後を示す平面図である。 図４のアレイ基板に封止基板を貼りあわせた後を示す断面図である。 図１の有機ＥＬ表示装置の充填材が未硬化な状態における破線円VIII内の平面を示す写真である。 シール材を硬化してから１５時間静置した後の図１で示す破線円VIII内を示す平面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す平面図である。

有機ＥＬ表示装置は、略矩形平板状の表示パネルＤＰと、表示パネルDPの一端辺に沿ってテープキャリアパッケージＴＣＰを介して設けられたプリント回路基板ＰＣＢとによって構成される。

表示パネルDPはアレイ基板ASと、アレイ基板ＡＳと対向する封止基板ＥＳと、封止基板ＥＳの端辺に沿って設けられアレイ基板ＡＳと封止基板ＥＳとを貼り合わせるシール材SSとによって構成される。アレイ基板ASの一端辺は封止基板ＥＳよりも外側に延在しており、この延在する一端辺にテープキャリアパッケージTCPが設けられている。プリント回路基板PCBは、テープキャリアパッケージTCPの表示パネルDPが設けられた端辺に対向する端辺に設けられている。表示パネルDPは、図１においてシール材SSで囲まれた内側に破線で示す領域の内側には表示領域AAを有しており、表示エリアAAの外側には周辺領域PAを有している。

図２は、図１に示す有機ＥＬ表示装置の表示パネルのII−II線断面を示す拡大図である。アレイ基板ＡＳと封止基板ＥＳとは間隔を持ってシール材SSに保持されている。シール層ＳＳは、アレイ基板ＡＳと封止基板ＥＳとの間隙の周辺領域ＰＡ上に額縁状に設けられている。

アレイ基板ＡＳと封止基板ＥＳとの間で、かつ、シール材SSによって囲まれる内側は充填材FMで満たされている。

アレイ基板ＡＳは、絶縁性の基板ＳＵＢを含んでいる。基板ＳＵＢは、例えばガラスなどによって形成された光透過性の基板である。基板ＳＵＢ上には、表示領域AA内において、複数のトランジスタや配線を含む画素回路群PCGが設けられている。トランジスタや配線はアルミニウムなどの金属によって形成されている。アレイ基板ＡＳ上には複数の画素が設けられており、一つの画素につき一つのトランジスタが配置されている。

基板SUB上には、画素回路群PCGの外側において、基板SUBの一端辺に沿うようにして走査信号線ドライバYDRが設けられている。走査信号線ドライバＹＤＲは、複数のトランジスタや配線を含む。走査信号線ドライバＹＤＲのトランジスタや配線は、アルミニウムなどの金属によって形成されている。画素回路群PCGと走査信号線ドライバYDRの一部とは絶縁樹脂製の平坦化層ＰＬで被覆されている。

表示領域ＡＡにおいて、平坦化層ＰＬ上には、複数の画素電極ＰＥが、配置されている。平坦化層PL上には、隔壁絶縁層ＰＩが平坦化層ＰＬを覆うように設けられている。隔壁絶縁層ＰＩには、画素電極PEに対応する位置に複数の開口が設けられている。各画素電極ＰＥ上には、活性層ＡＬが形成されている。つまり、隔壁絶縁層ＰＩは、活性層ＡＬの発光色の境界において盛り上がるように形成されている。隔壁絶縁層ＰＩの厚さは、画素電極ＰＥと活性層ＡＬの厚さの和よりも厚い。つまり、平坦化層ＰＬからの高さは活性層ＡＬよりも隔壁絶縁層ＰＩの方が高い。隔壁絶縁層ＰＩ及び活性層ＡＬは、共通電極ＣＥで被覆されている。

画素電極PEは、例えば金属によって形成された光反射性の材料によって形成された背面電極である。画素電極ＰＥは１画素につき一つずつ配置されている。

隔壁絶縁層PIは、アクリル樹脂などの有機絶縁膜によって形成される。活性層ＡＬは、有機発光層を含んでいる。本実施例における有機ＥＬ表示装置は、活性層ALが赤色、緑色、青色の３色に発光する三色方式を採用している。１画素につき赤色、緑色、青色のいずれかの色に発光する活性層ＡＬが設けられている。

共通電極CEはITO（indium tin oxide）などによって形成された光透過性の前面電極である。平坦化層ＰＬ上には、周辺領域ＰＡ上にコンタクト配線ＣＬが更に配置されている。コンタクト配線ＣＬは、平坦化層ＰＬを間に挟んで走査信号線ドライバＹＤＲと向き合っている。コンタクト配線ＣＬは、例えば、図１に示すテープキャリアパッケージＴＣＰと電気的に接続する。コンタクト配線ＣＬは、例えば、画素電極ＰＥと同一の材料からなる。

一方、 封止基板ＥＳは、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを間に挟んで基板ＳＵＢと対向している。封止基板ＥＳは、例えばガラスなどによって形成された光透過性の基板が用いられる。

このようなアレイ基板ASと封止基板ＥＳを、充填材FMを介在させながらシール材SSで貼り合わせる方法の一例を説明する。

図３は、本発明の実施例に係る、１枚の基板上で４つの表示パネルを作成する際のアレイ基板にシール材を配置した後を示す平面図である。表示パネルDPは、４枚の表示パネルを一度に作成することが出来る大きな基板SUBを使って作成される。略矩形状の基板上SUB上には４つのアレイ基板AS（AS１、AS２、AS３、AS４）が設けられている。

まず、基板SUBの活性層ALが形成された一主面に、基板SUBの端辺に沿ってシール材SS1の材料となる樹脂を額縁状に配置する。また、基板SUBの活性層ALが設けられた一主面に、アレイ基板AS１、AS2、AS3、AS4にも、それぞれの端辺に沿ってシール材SSの材料となる樹脂を略矩形状に配置する。シール材SS1とシール材SSは同じ材料を使用する。シール材SS1とシール材SSの材料となる樹脂は光硬化性のもので、例えば、紫外線（第１の硬化手段）を照射されることによって硬化するエポキシ系の樹脂を使用する。

図４は、図３のアレイ基板上に充填材を配置した後を示す平面図である。

図４に示すように、アレイ基板AS１、AS2、AS3、AS4それぞれについて、シール材SSによって囲まれた内側に、充填材FMの材料をディスペンサーで複数箇所に分けて配置する。充填材FMの材料は熱硬化性の樹脂で、例えば摂氏９０度（第２の硬化手段）で硬化するアクリル系の樹脂を使用する。充填材FMの樹脂材料は、シール材SSの樹脂材料よりも粘性が低い。

続いて、アレイ基板ASのシール材SSと充填材FMを配置した一主面を、封止基板ＥＳと対向させ、真空に近い減圧環境下において、アレイ基板ASと封止基板ＥＳを所望の間隔で貼り合わせる。封止基板ＥＳは、アレイ基板ASと同等の略矩形状であり、アレイ基板ASと同様に４枚の表示パネルDPを作成することが出来る大きさを有している。

図５は、図４のアレイ基板に封止基板を貼りあわせた後を示す断面図である。一枚の基板SUBと一枚の封止基板ＥＳによって４枚の表示パネルDPが形成されている。

図５に示すように、アレイ基板ASに封止基板ＥＳが貼り合わせられると、充填材FMはアレイ基板ASと封止基板ＥＳの間隙のシール材SSによって囲まれた内側に広がる。このとき、充填材FMの中に、特にシール材SSとの境界付近において、気泡が発生する場合がある。この気泡は、充填材ＦＭの粘性が高いほど生じやすい。減圧環境下でアレイ基板ASと封止基板ＥＳとを貼り合わせたので、気泡の内部の気圧は大気中よりも低くなっている。

そして、アレイ基板ASと封止基板ＥＳとを所望の間隔に保持した状態で紫外線をシール材SSに紫外線を照射し、シール材SSを硬化させる。アレイ基板ＡＳには光不透過性の金属からなる画素回路群ＰＣＧが設けられているので、シール材ＳＳを硬化させるための紫外線は対向基板ＥＳ側から照射する。

アレイ基板ASと封止基板ＥＳはシール材SSが硬化されることによって貼り合わせられる。このとき、充填材FMは熱硬化性の樹脂であるため、未硬化の状態である。このとき、充填材ＦＭ内に気泡が生じやすい。

充填材FMをこのままの状態で静置すると、気泡は充填材FMの中に溶け込んでなくなる。言い換えると、気泡があった部分にまで充填材FMが広がって、気泡は消える。

そして、シール材SSによって貼り合わせられたアレイ基板ASと封止基板ＥＳを例えば摂氏９０度の加熱炉で加熱し、充填材FMを硬化させる。

その後、一枚の基板SUB及び封止基板ＥＳで作成された４枚の表示パネルDP、DP2、DP 3、DP 4は切り離されてそれぞれ独立した表示パネルDPを得る。

充填材ＦＭの気泡は、シール材ＳＳと充填材ＦＭとの境界付近において生じやすい。あるいは、充填材ＦＭの気泡は隔壁絶縁層ＰＩの盛り上がり部分付近の段差においても生じやすい。

図６は、図１の有機ＥＬ表示装置の充填材が未硬化な状態における破線円VIII内の平面を示す写真である。写真の左方から下方に向けて弧を描くようにしてシール材ＳＳが配置されており、シール材ＳＳに囲まれるようにして写真の左下方に充填材ＦＭが配置されている。図６は、アレイ基板ASと封止基板ＥＳとを貼りあわせてシール材SSを硬化した後であり、充填材FMについては未だ硬化していない。図６の破線円VIIに示すように、アレイ基板ASと封止基板ＥＳとを貼りあわせた後のシール材SSの角部付近にある充填材FMには、気泡が生じている。

図７は、シール材を硬化してから１５時間静置した後の図１で示す破線円VIII内を示す平面図である。図６と同様にシール材ＳＳと充填材ＦＭが配置されている。図７はアレイ基板ASと封止基板ＥＳとが貼り合わせられて図６のようであったシール材SSの角部付近が、１５時間静置された後を示す。図６において観察された充填材FMの気泡は、そのままの状態で１５時間静置された後には消えていることを確認した。

アレイ基板ASと封止基板ＥＳとを貼り合せてから気泡が消えるまでに要する時間は、充填材FMの材料となる樹脂の粘性による。充填材FMの粘性が低い方が早く気泡が消える。

充填材FMは、アレイ基板ASと封止基板ＥＳとが貼り合わせられると、シール材SSの内側に広がる。更にそのまま静置すると、充填材ＦＭはシール材SSを内側から押してシール材SSを変形させたり、決壊させたりする場合がある。シール材SSが変形するとアレイ基板ASと封止基板ＥＳとの間隔が設計していた間隔よりも狭くなる虞がある。また、シール材SSが決壊すると充填材FMがシール材SSによって囲まれた領域の外側にはみ出する虞がある。これらを防ぐために、シール材SSは、アレイ基板AS上に塗布された後短時間で硬化させる必要がある。

一方、充填材FMが気泡を含んだ場合に、この気泡を含んだまま充填材FMを硬化すると表示不良を引き起こす虞があるため、充填材FMは気泡が消える十分な時間が経過した後に硬化させる必要がある。

本実施例においては、シール材SSには光硬化性の樹脂を使用し、充填材FMには熱硬化性の樹脂を使用しており、シール材SSと充填材FMとで硬化方法が違うので、シール材SSと充填材FMを別々に硬化させることができる。つまり、シール材SSに光を照射して先にシール材SS硬化し、充填材FMに混入した気泡が消えた後に充填材FMを加熱して硬化させることができる。従って、気泡を含まない充填材FMを得ることができる。

特に、狭額縁に設計された有機ＥＬ表示装置は、充填材FMとシール材SSとの境界付近に気泡があると、この気泡は表示領域ＡＡ内に含まれてしまうため、表示品位が低くなる虞がある。しかしながら、本実施例を採用すれば、狭額縁でも表示品位の高い有機ＥＬ表示装置を得ることができる。

また、光硬化性の樹脂は光を照射して硬化させた後に加熱をして完全に硬化させるが、本実施例によれば、シール材ＳＳを完全に硬化するために加熱をするのと同時に充填材ＦＭを加熱することが出来る。従って、シール材ＳＳも充填材ＦＭも光硬化性の樹脂を使用する場合と同じ工程数で有機ＥＬ表示装置を製造することが出来る。

なお、本実施例においてはシール材SSに光硬化性樹脂を使用し、充填材FMに熱硬化性樹脂を使用したが、シール材SSと充填材FMを異なる手段で硬化させることができるならば他の材料を使用することも可能である。つまり、シール材SSを先に硬化し充填材FMを後に硬化することができるならば、他の材料を使用しても良い。例えば、シール材SSとして熱硬化性樹脂を使用し、充填材FMとして光硬化性の樹脂を使用することも可能である。

また、この実施例における封止基板ＥＳには、アレイ基板ＡＳと対向する一主面にカラーフィルタを設けることも可能である。カラーフィルタは、例えば周期的に並べられた赤色、緑色、青色の３色の着色層から構成される。対向基板ＥＳにカラーフィルタを設ける場合には、対向基板ＥＳ側からシール材ＳＳに光が照射されるように、カラーフィルタをシール材ＳＳよりも内側に設ける。つまり、対向基板ＥＳ上のカラーフィルタは、額縁状のシール材ＳＳに囲まれた内側の領域に設ける。

本実施例においては、アレイ基板ASの基板SUB及び封止基板ＥＳはガラス基板を用いることとしたが、光透過性の樹脂基板を用いることも可能である。

画素電極PEは、本実施例においては金属などの光反射性の材料を用いることとしたが、ＩＴＯなどの光透過性の導電性材料を用いることも可能である。また、共通電極CEとしてはＩＴＯを用いることとしたが、金属などの光反射性の材料を用いることも可能である。

AA 表示領域
AL 活性層
AS アレイ基板
CE 共通電極
CL コンタクト配線
ＥＳ 封止基板
DP 表示パネル
FM 充填材
PA 周辺領域
PE 画素電極
PI 隔壁絶縁層
PL 平坦化膜
SS シール材
SUB 基板
TCP テープキャリアパッケージ
PCB プリント回路基板
PCG 画素回路群
YDR 走査信号線ドライバ

Claims (5)

1. 一主面に活性層を有するアレイ基板と、
   前記アレイ基板の発光層を有する一主面と間隙を持って対向する封止基板と、
   前記アレイ基板と前記封止基板との間隙において、前記一対の基板の外縁に沿うように設けられ、第１の硬化手段で硬化される材料で形成されたシール材と、
   前記１対の基板の間隙で、かつ、前記シール材に囲まれた内側の部分に設けられ、第２の硬化手段で硬化される材料で設けられた充填材と、
   を備えることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
2. 前記アレイ基板上に複数の開口を持つ隔壁絶縁層が設けられており、
   前記隔壁絶縁層の開口に前記活性層が設けられており、
   前記隔壁絶縁層の厚さは前記活性層の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置。
3. 前記シール材は光硬化性樹脂であり、前記充填材が熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ表示装置。
4. 前記第１の硬化手段がシール材に対する光照射であり、前記第２の硬化手段が充填材の加熱であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
5. 一主面に活性層を有するアレイ基板上に、アレイ基板の外周に沿って額縁状にシール材を塗布する工程と、
   前記アレイ基板上のシール材の内側部分に充填材を設ける工程と、
   前記アレイ基板の前記シール材及び前記充填材が設けられた一主面に封止基板を貼り合わせる工程と、
   前記シール材を第１の硬化手段で硬化する工程と、
   前記シール材を硬化して静置した後に前記充填材を第２の硬化手段で硬化する工程と、
   を備えたことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。

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