JP2011040347A - 有機ｅｌ装置 - Google Patents

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祉朗 炭田
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貴史 竹中
Koichi Yamashita
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Abstract

【課題】有機ＥＬ素子の劣化を抑制することが可能な有機ＥＬ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置された有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を覆うとともに前記有機ＥＬ素子への水分の浸透を防止する第１保護膜と、を備えたアレイ基板と、前記アレイ基板の前記第１保護膜の上方に配置された封止基板と、前記アレイ基板の前記第１保護膜と前記封止基板との間に配置された樹脂層と、前記アレイ基板及び前記封止基板から露出した前記樹脂層の表面を覆う二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）によって形成された第２保護膜と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【選択図】 図２

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置に関する。
近年、自発光型で、高速応答、広視野角、高コントラストの特徴を有し、かつ、更に薄型軽量化が可能な有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子を用いた表示装置の開発が盛んに行われている。有機ＥＬ素子は、水分の影響により劣化しやすい薄膜を含んで構成されている。
例えば、特許文献１によれば、素子基板上に有機電界発光素子を形成し、この有機電界発光素子を覆う保護膜で形成し、この保護膜側に接着剤となる樹脂材料を介して封止基板を貼り合わせる固体封止構造が提案されている。
特開２００７−２４２３１３号公報
本発明の目的は、有機ＥＬ素子の劣化を抑制することが可能な有機ＥＬ装置を提供することにある。
本発明の一態様によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置された有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を覆うとともに前記有機ＥＬ素子への水分の浸透を防止する第１保護膜と、を備えたアレイ基板と、前記アレイ基板の前記第１保護膜の上方に配置された封止基板と、前記アレイ基板の前記第１保護膜と前記封止基板との間に配置された樹脂層と、前記アレイ基板及び前記封止基板から露出した前記樹脂層の表面を覆う二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）によって形成された第２保護膜と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。
また、本発明の一態様によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置された有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を覆うとともに前記有機ＥＬ素子への水分の浸透を防止する第１保護膜と、前記絶縁基板の上方に配置された電極パッドと、を備えたアレイ基板と、前記アレイ基板の前記第１保護膜の上方に配置された封止基板と、前記アレイ基板の前記第１保護膜と前記封止基板との間に配置された樹脂層と、前記アレイ基板に実装され、前記電極パッドに接続された接続端子を有するとともに前記有機ＥＬ素子の駆動に必要な信号を供給する信号供給源と、前記アレイ基板及び前記封止基板から露出した前記樹脂層の表面を覆うとともに、前記信号供給源の前記接続端子、及び、前記接続端子に接続された前記電極パッドを覆う二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）によって形成された第２保護膜と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。
本発明によれば、有機ＥＬ素子の劣化を抑制することが可能な有機ＥＬ装置を提供することができる。
図１は、この発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す平面図である。 図２は、図１に示した有機ＥＬ表示装置の表示パネルをＩＩ−ＩＩ線で切断した有機ＥＬ素子を含む概略断面図である。 図３は、本実施形態の第１構成例における表示パネルの構造を概略的に示す断面図である。 図４は、本実施形態の第２構成例における表示パネルの構造を概略的に示す断面図である。 図５は、本実施形態の第３構成例における表示パネルの構造を概略的に示す断面図である。 図６は、本実施形態の変形例であって、第２保護膜から表示面を露出させた表示パネルの構造を概略的に示す断面図である。 図７は、第２保護膜を備えたことによる効果の実験結果を示す図であり、各グループの表示パネルについて有機ＥＬ素子の劣化発生状況を示す図である。
以下、本発明の一態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、有機ＥＬ装置の一例として、アクティブマトリクス駆動方式を採用した有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す平面図である。
すなわち、有機ＥＬ表示装置は、略矩形状の表示パネル１を備えている。この表示パネル１は、アレイ基板１００及び封止基板２００を備えている。アレイ基板１００は、画像を表示する略矩形状のアクティブエリア（第１領域）１０２と、このアクティブエリア１０２の周辺に枠状に形成された周辺エリア（第２領域）１０４と、を有している。アレイ基板１００のアクティブエリア１０２には、複数の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤがマトリクス状に配置されている。
封止基板２００は、アレイ基板１００のアクティブエリア１０２において、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと向かい合っている。この封止基板２００は、ガラス基板やプラスチック基板などの光透過性を有する絶縁基板である。
これらのアレイ基板１００及び封止基板２００は、アクティブエリア１０２を囲む枠状に形成されたシール材３１０によって貼り合わせされている。シール材３１０は、例えば、紫外線硬化型樹脂などの有機系材料によって形成されている。表示パネル１は、アレイ基板１００と封止基板２００との間において、シール材３１０によって囲まれた内側に充填層３２０を備えている。このような充填層３２０は、例えば、紫外線硬化型樹脂などの有機系材料によって形成されている。本実施形態において、シール材３１０及び充填層３２０は、アレイ基板１００と封止基板２００との間に配置された樹脂層３００に相当する。
また、アレイ基板１００の周辺エリア１０４には、封止基板２００の端部２００Ｅから外方に向かって延在した延在部１１０が形成されている。この延在部１１０には、接続部１３０が設けられている。この接続部１３０は、電極パッドＰＤを備えている。このような接続部１３０には、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに電源や各種制御信号などの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに対して駆動に必要な信号を供給する駆動ＩＣチップやフレキシブル・プリンテッド・サーキット（以下、ＦＰＣと称する）などの信号供給源が実装可能である。
図２は、図１に示した有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを含む表示パネル１の断面図である。なお、ここに示した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、封止基板２００の側から光を放射するトップエミッションタイプであるが、本実施形態においては、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、アレイ基板１００の側から光を放射するボトムエミッションタイプであっても良い。
アレイ基板１００は、ガラス基板やプラスチック基板などの光透過性を有する絶縁基板１０１、絶縁基板１０１の上方に形成されたスイッチング素子ＳＷ及び有機ＥＬ素子ＯＬＥＤなどを有している。絶縁基板１０１の上には、第１絶縁膜１１１が配置されている。このような第１絶縁膜１１１は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。この第１絶縁膜１１１は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。
第１絶縁膜１１１の上には、スイッチング素子ＳＷの半導体層ＳＣが配置されている。この半導体層ＳＣは、例えばポリシリコンによって形成されている。この半導体層ＳＣには、チャネル領域ＳＣＣを挟んでソース領域ＳＣＳ及びドレイン領域ＳＣＤが形成されている。
半導体層ＳＣは、第２絶縁膜１１２によって被覆されている。また、この第２絶縁膜１１２は、第１絶縁膜１１１の上にも配置されている。このような第２絶縁膜１１２は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。この第２絶縁膜１１２は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。
第２絶縁膜１１２の上には、チャネル領域ＳＣＣの直上にスイッチング素子ＳＷのゲート電極Ｇが配置されている。この例では、スイッチング素子ＳＷは、トップゲート型のｐチャネル薄膜トランジスタである。ゲート電極Ｇは、第３絶縁膜１１３によって被覆されている。また、この第３絶縁膜１１３は、第２絶縁膜１１２の上にも配置されている。このような第３絶縁膜１１３は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。この第３絶縁膜１１３は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。
第３絶縁膜１１３の上には、スイッチング素子ＳＷのソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄが配置されている。ソース電極Ｓは、半導体層ＳＣのソース領域ＳＣＳにコンタクトしている。ドレイン電極Ｄは、半導体層ＳＣのドレイン領域ＳＣＤにコンタクトしている。スイッチング素子ＳＷのゲート電極Ｇ、ソース電極Ｓ、及び、ドレイン電極Ｄは、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）などの導電材料を用いて形成されている。
これらのソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄは、第４絶縁膜１１４によって被覆されている。また、この第４絶縁膜１１４は、第３絶縁膜１１３の上にも配置されている。このような第４絶縁膜１１４は、アクティブエリア１０２の全体に亘って延在している。この第４絶縁膜１１４は、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などの有機化合物や、シリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する画素電極ＰＥは、第４絶縁膜１１４の上に配置されている。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷのドレイン電極Ｄに接続されている。この画素電極ＰＥは、この例では陽極に相当する。
この画素電極ＰＥは、反射電極ＰＥＲ及び透過電極ＰＥＴが積層された２層構造である。反射電極ＰＥＲは、第４絶縁膜１１４の上に配置されている。また、透過電極ＰＥＴは、反射電極ＰＥＲの上に積層されている。反射電極ＰＥＲは、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などの光反射性を有する導電材料によって形成されている。透過電極ＰＥＴは、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）、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によって形成されている。なお、画素電極ＰＥは、上述した２層構造に限らず、３層以上の積層構造であっても良いし、反射電極ＰＥＲ単層であっても良いし、透過電極ＰＥＴ単層であっても良い。トップエミッションタイプの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの場合には、画素電極ＰＥは、少なくとも反射電極ＰＥＲを有している。また、マイクロキャビティ構造を採用する場合には、画素電極ＰＥは、反射電極ＰＥＲを有している。
第４絶縁膜１１４の上には、隔壁ＰＩが配置されている。この隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥの周縁に沿って配置されている。また、この隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥの一部に重なっている。このような隔壁ＰＩは、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などの有機化合物や、シリコン窒化物などの各種無機化合物などの絶縁材料によって形成されている。
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する有機層ＯＲＧは、画素電極ＰＥの上に配置されている。この有機層ＯＲＧは、少なくとも発光層を含み、さらに、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層などを含んでも良い。なお、有機層ＯＲＧの材料については、蛍光材料を含んでいても良いし、燐光材料を含んでいても良い。
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する対向電極ＣＥは、有機層ＯＲＧの上に配置されている。この対向電極ＣＥは、有機層ＯＲＧのみならず隔壁ＰＩも被覆している。この例では、対向電極ＣＥは、陰極に相当する。このような対向電極ＣＥは、アクティブエリア１０２の全体に亘って延在している。この対向電極ＣＥは、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）・銀（Ａｇ）などによって形成された半透過層によって構成されている。なお、対向電極ＣＥは、ＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成された透過層を含んでいても良い。マイクロキャビティ構造を採用する場合には、対向電極ＣＥは、マグネシウム・銀などによって形成された半透過層を有している。
対向電極ＣＥの上には、第１保護膜１１５が配置されている。このような第１保護膜１１５は、アクティブエリア１０２の全体に亘って延在している。つまり、第１保護膜１１５は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを覆うとともに、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの周囲に配置された隔壁ＰＩの直上にも延在している。この第１保護膜１１５は、光透過性を有し且つ水分が浸透しにくい材料、例えば、シリコン窒化物やシリコン酸窒化物などの無機化合物によって形成されている。つまり、この第１保護膜１１５は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤへの水分の浸透を防止する水分バリア膜として機能する。
なお、上述した第１絶縁膜１１１、第２絶縁膜１１２、第３絶縁膜１１３、第４絶縁膜１１４、第１保護膜１１５などは、アクティブエリア１０２のみならず、図示しない周辺エリア１０４にも延在していても良い。
封止基板２００は、アレイ基板１００の第１保護膜１１５の上方に配置されている。
アレイ基板１００の第１保護膜１１５と封止基板２００との間には、樹脂層３００が配置されている。すなわち、樹脂層３００は、アレイ基板１００の第１保護膜１１５の上に積層されている。この樹脂層３００は、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などの光透過性を有する樹脂材料によって形成されている。封止基板２００の内面２００Ａは、樹脂層３００に接している。なお、樹脂層３００は、第１保護膜１１５及び封止基板２００に密着していることが望ましいが、第１保護膜１１５との間や封止基板２００との間に微小な空隙が形成されていたり、他の薄膜が介在していたりしても良い。
図３は、本実施形態の第１構成例における表示パネル１の断面を概略的に示す図である。なお、この図３において、アレイ基板１００は、既に説明したように第１絶縁膜１１１、第２絶縁膜１１２、第３絶縁膜１１３、第４絶縁膜１１４、スイッチング素子ＳＷ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ、隔壁ＰＩなどを備えているが、図示を省略する。また、この図３において、アレイ基板１００の第４絶縁膜１１４よりも上方に配置された有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ及び隔壁ＰＩを表示素子部１５０と表記する。つまり、表示素子部１５０を覆うということは、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの対向電極ＣＥの上を覆うことに相当する。
上述したように、表示パネル１において、アレイ基板１００の表示素子部１５０は、第１保護膜１１５によって覆われている。封止基板２００は、アレイ基板１００の第１保護膜１１５が配置された側と向かい合っている。樹脂層３００は、アレイ基板１００の第１保護膜１１５と封止基板２００との間に配置されている。この樹脂層３００は、第１保護膜１１５を覆うとともに、さらに第１保護膜１１５よりも外方に向かって延在し、第１保護膜１１５によって覆われていないアレイ基板１００の内面１００Ａにも接している。また、この樹脂層３００は、封止基板２００の内面２００Ａに接している。
このように、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを含む表示素子部１５０を第１保護膜１１５によって覆い、且つ、第１保護膜１１５と封止基板２００との間に樹脂層３００が充填された構造の表示パネル１においては、水分バリア膜として機能する第１保護膜１１５が有機ＥＬ素子ＯＬＥＤへの水分の浸入を抑制するため、乾燥剤が設置されることはない。
しかしながら、第１保護膜１１５が全体にわたって無欠陥の膜として形成することが困難な場合には、樹脂層３００が外気に接触し樹脂層３００から浸入した水分は、乾燥剤が設置されていないために吸湿されることはなく、第１保護膜１１５の欠陥たとえばピンホールを介して有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに達し、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化を招くおそれがある。また、第１保護膜１１５の欠陥を低減するために、例えば蒸着法などにより５μｍ程度の厚い膜厚に形成した場合には、第１保護膜１１５を形成するのに長時間を要するため、量産化には不向きである。
そこで、本実施形態においては、表示パネル１は、アレイ基板１００及び封止基板２００から露出した樹脂層３００の表面（あるいは側面）３００Ｓを覆う第２保護膜５００を備えている。また、この第２保護膜５００は、アレイ基板１００の内面１００Ａ及び封止基板２００の内面２００Ａにも接している。樹脂層３００の表面３００Ｓとは、樹脂層３００のうち、アレイ基板１００の内面１００Ａと封止基板２００の内面２００Ａとの間に形成された平面または曲面に相当する。
なお、図３では、樹脂層３００の表面３００Ｓは、樹脂層３００を挟んだ両側の２箇所に形成され、それぞれが第２保護膜５００によって覆われているが、図１を参照して説明した通り、略矩形状の表示パネル１の場合、アレイ基板１００及び封止基板２００から露出した樹脂層３００の表面３００Ｓは一周に存在し、これらの全てが露出することなく第２保護膜５００によって覆われている。
また、図３に示した例では、第２保護膜５００は、封止基板２００の端部２００Ｅよりも外方に向かって延在したアレイ基板１００の延在部１１０を覆うことはない。つまり、延在部１１０の電極パッドＰＤは、第２保護膜５００から露出している。
この第２保護膜５００は、水分が浸透しにくい二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）あるいはシリカによって形成されている。つまり、この第２保護膜５００は、樹脂層３００への水分の浸透を防止する水分バリア膜として機能する。このような第２保護膜５００は、例えば、樹脂層３００を介してアレイ基板１００と封止基板２００とを貼り合わせた後に、溶媒中に触媒とともに溶かし込んだパーヒドロポリシラザン（略称；ＰＨＰＳ）液を塗布した後、乾燥させる手法などを適用して形成可能である。なお、本実施形態においては、塗布した後に乾燥させることによって二酸化ケイ素からなる第２保護膜５００が得られる材料はいずれも適用可能であり、特に、塗布による形成手法を適用可能な材料が好ましい。
なぜなら、このような塗布により第２保護膜５００を形成する手法は、蒸着によって形成する手法と比較して、欠陥が発生しにくいからであり、また、蒸着によって形成する手法と比較して、短時間で第２保護膜５００を形成することが可能であるからである。
このような構成によれば、樹脂層３００は、アレイ基板１００、封止基板２００、及び、第２保護膜５００によってシールドされ、外気から遮蔽されている。このため、樹脂層３００への水分の浸入を抑制することができる。したがって、たとえ第１保護膜１１５の膜厚が薄く、また、第１保護膜１１５に欠陥が発生していたとしても、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による劣化を抑制することが可能となる。
なお、このような第２保護膜５００については、第１保護膜１１５と同様に、樹脂層３００の表面３００Ｓの全面に亘って無欠陥の膜として形成することが困難であったとしても、外環境と接する樹脂層３００の表面３００Ｓの表面積を大幅に削減することができる。このため、表示素子部１５０に向かって浸入及び拡散する水分量を最小限に留めることが可能であり、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による劣化を抑制する効果は十分に発揮される。
次に、本実施形態の他の構成例について説明する。なお、第１構成例と同一構成については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
図４は、本実施形態の第２構成例における表示パネル１の断面を概略的に示す図である。なお、図４においても、図３と同様に、アレイ基板１００の第１絶縁膜１１１、第２絶縁膜１１２、第３絶縁膜１１３、第４絶縁膜１１４、スイッチング素子ＳＷ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ、隔壁ＰＩなどの図示を省略し、表示素子部１５０が有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ及び隔壁ＰＩを含むものとする。
この第２構成例においては、図３に示した第１構成例と比較して、第２保護膜５００が樹脂層３００の表面３００Ｓを覆うとともに、アレイ基板１００及び封止基板２００も覆う点で相違している。
すなわち、アレイ基板１００の表示素子部１５０を覆う第１保護膜１１５と、封止基板２００との間には、樹脂層３００が配置されている。第２保護膜５００は、樹脂層３００の表面３００Ｓを覆っている。さらに、この第２保護膜５００は、樹脂層３００よりも外方に延在した封止基板２００の内面２００Ａ、封止基板２００の端部２００Ｅ、さらには、封止基板２００の外面２００Ｂを覆っている。なお、封止基板２００において、外面２００Ｂは、内面２００Ａに対向する面であり、端部２００Ｅは、内面２００Ａと外面２００Ｂとを繋ぐ面である。
第２保護膜５００は、さらに、樹脂層３００よりも外方に延在したアレイ基板１００の内面１００Ａ、アレイ基板１００の端部１００Ｅ、さらには、アレイ基板１００の外面１００Ｂを覆っている。なお、アレイ基板１００において、外面１００Ｂは、内面１００Ａに対向する面であり、端部１００Ｅは、内面１００Ａと外面１００Ｂとを繋ぐ面である。但し、図４に示した例では、アレイ基板１００の延在部１１０に形成された電極パッドＰＤは、第２保護膜５００から露出している。
この第２保護膜５００は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）によって形成されている。このような第２保護膜５００は、例えば、樹脂層３００を介してアレイ基板１００と封止基板２００とを貼り合わせた表示パネル１の電極パッドＰＤに保護テープを貼り付けた後に、表示パネル１の全体にパーヒドロポリシラザン液を塗布した後、乾燥させる手法などを適用して形成可能である。この場合、表示パネル１の全体をパーヒドロポリシラザン液に浸漬しても良い。そして、第２保護膜５００が形成された後に、保護テープを除去することによって、電極パッドＰＤが第２保護膜５００から露出する。
このような第２構成例においても、上述したのと同様に、樹脂層３００を外気からシールドすることが可能であり、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による劣化を抑制することが可能となる。
加えて、この第２構成例においては、アレイ基板１００を構成する絶縁基板１０１や封止基板２００として、ガラス基板よりも水分が浸入しやすいプラスチック基板を適用した場合であっても、アレイ基板１００及び封止基板２００が第２保護膜５００によって覆われているため、これらのプラスチック基板を介した水分の浸入を抑制することが可能となる。
一方で、アレイ基板１００においては、延在部１１０の電極パッドＰＤが第２保護膜５００から露出している。このような第２構成例は、信号供給源を実装する前に、第２保護膜５００を形成する場合に相当する。これにより、後に、延在部１１０に実装される信号供給源と電極パッドＰＤとを確実に電気的に接続することができる。
図５は、本実施形態の第３構成例における表示パネル１の断面を概略的に示す図である。なお、図５においても、図３と同様に、アレイ基板１００の第１絶縁膜１１１、第２絶縁膜１１２、第３絶縁膜１１３、第４絶縁膜１１４、スイッチング素子ＳＷ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ、隔壁ＰＩなどの図示を省略し、表示素子部１５０が有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ及び隔壁ＰＩを含むものとする。
この第３構成例においては、図３に示した第１構成例と比較して、第２保護膜５００が樹脂層３００の表面３００Ｓを覆うとともに、アレイ基板１００に実装された信号供給源４００が有する接続端子４００Ｔ、及び、この接続端子４００Ｔに接続された電極パッドＰＤも覆う点で相違している。ここに示した例では、信号供給源４００として、駆動ＩＣチップ４１０及びＦＰＣ４２０がそれぞれアレイ基板１００の延在部１１０に実装されているが、いずれか一方のみが実装されている場合もあり得る。
すなわち、アレイ基板１００の表示素子部１５０を覆う第１保護膜１１５と、封止基板２００との間には、樹脂層３００が配置されている。また、アレイ基板１００の延在部１１０において、駆動ＩＣチップ４１０の接続端子４００Ｔ及びＦＰＣ４２０の接続端子４００Ｔは、それぞれ電極パッドＰＤに接続されている。
第２保護膜５００は、樹脂層３００の表面３００Ｓを覆っている。また、この第２保護膜５００は、互いに接続された駆動ＩＣチップ４１０の接続端子４００Ｔと電極パッドＰＤ、及び、互いに接続されたＦＰＣ４２０の接続端子４００Ｔと電極パッドＰＤを覆っている。この第２保護膜５００は、さらに、駆動ＩＣチップ４１０の全体、及び、ＦＰＣ４２０の一部を覆っている。
さらに、第２保護膜５００は、樹脂層３００よりも外方に延在した封止基板２００の内面２００Ａ、封止基板２００の端部２００Ｅ、さらには、封止基板２００の外面２００Ｂを覆っている。また、第２保護膜５００は、樹脂層３００よりも外方に延在したアレイ基板１００の内面１００Ａ、アレイ基板１００の端部１００Ｅ、さらには、アレイ基板１００の外面１００Ｂを覆っている。
この第２保護膜５００は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）によって形成されている。このような第２保護膜５００は、例えば、樹脂層３００を介してアレイ基板１００と封止基板２００とを貼り合わせた表示パネル１の電極パッドＰＤに駆動ＩＣチップ４１０及びＦＰＣ４２０を接続した後に、表示パネル１から延出したＦＰＣ４２０を除いて表示パネル１の全体及び駆動ＩＣチップ４１０にパーヒドロポリシラザン液を塗布した後、乾燥させる手法などを適用して形成可能である。この場合、表示パネル１の全体及び駆動ＩＣチップ４１０をパーヒドロポリシラザン液に浸漬しても良い。
このような第２構成例においても、上述したのと同様に、樹脂層３００を外気からシールドすることが可能であり、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による劣化を抑制することが可能となる。
また、この第３構成例においても第２構成例と同様に、アレイ基板１００を構成する絶縁基板１０１や封止基板２００として、ガラス基板よりも水分が浸入しやすいプラスチック基板を適用した場合であっても、アレイ基板１００及び封止基板２００が第２保護膜５００によって覆われているため、これらのプラスチック基板を介した水分の浸入を抑制することが可能となる。
加えて、この第３構成例においては、信号供給源４００の接続端子４００Ｔと電極パッドＰＤとが第２保護膜５００によって覆われている。このため、接続端子４００Ｔや電極パッドＰＤを外気からシールドすることが可能となり、これらの水分による腐食を抑制することが可能となる。また、信号供給源４００である駆動ＩＣチップ４１０も第２保護膜５００によって覆われているため、駆動ＩＣチップ４１０への水分の浸食を軽減することが可能となる。
上述した第２構成例及び第３構成例においては、第２保護膜５００がアレイ基板１００の外面１００Ｂ及び封止基板２００の外面２００Ｂの双方を覆う例について説明したが、アレイ基板１００の外面１００Ｂまたは封止基板２００の外面２００Ｂのいずれかには、画像を表示する表示面ＤＳＰが形成されるため、表示面ＤＳＰを覆う第２保護膜５００は、十分な透明性を有することが望ましい。例えば、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤがトップエミッションタイプである場合には封止基板２００の外面２００Ｂに表示面ＤＳＰが形成され、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤがボトムエミッションタイプである場合にはアレイ基板１００の外面１００Ｂに表示面ＤＳＰが形成される。
本実施形態において、第２保護膜５００として適用した二酸化ケイ素は比較的高い透明性を有しているが、表示に悪影響を及ぼすおそれがある場合には、表示面ＤＳＰを覆う第２保護膜５００の厚さを極力薄くすることが望ましい。
また、図６に示した例のように、封止基板２００の外面２００Ｂに表示面ＤＳＰが形成された表示パネル１において、表示面ＤＳＰを第２保護膜５００から露出させても良い。この場合、例えば、第２保護膜５００を形成する前に表示面ＤＳＰに保護テープを添付し、第２保護膜５００を形成した後に保護テープを除去することにより、表示面ＤＳＰを露出した第２保護膜５００が形成可能である。
ここに示した例は、トップエミッションタイプの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを有する図４に示した第２構成例に対応する。このような構成の場合には、表示面ＤＳＰに表示される画像が第２保護膜５００の影響を受けることがない。
なお、トップエミッションタイプの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを有する図５に示した第３構成例においても、同様に、封止基板２００の外面２００Ｂに形成された表示面ＤＳＰを第２保護膜５００から露出させても良い。また、図示を省略するが、ボトムエミッションタイプの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを有する第２構成例及び第３構成例においては、アレイ基板１００の外面１００Ｂに形成されたＤＳＰを第２保護膜５００から露出させても良い。
次に、本実施形態における有機ＥＬ表示装置について、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による耐久性を比較する実験を行った。
４００ｍｍ×５００ｍｍの長方形状のガラス基板からなる第１マザー基板の上にスイッチング素子ＳＷ、第１絶縁膜１１１、第２絶縁膜１１２、第３絶縁膜１１３、第４絶縁膜１１４、電極パッドＰＤなどを形成した。この第１マザー基板には、アクティブエリア１０２の対角寸法が３．５型となるアレイ基板１００を形成するための領域が２４箇所形成される。なお、スイッチング素子ＳＷは、半導体層としてポリシリコン薄膜を備えた低温ポリシリコンＴＦＴとして構成されている。
続いて、第１マザー基板において、第４絶縁膜１１４の上に反射電極ＰＥＲを形成し、この反射電極ＰＥＲの上にＩＴＯからなる透過電極ＰＥＴを積層し、画素電極ＰＥを形成した。なお、第４絶縁膜１１４には、コンタクトホールが形成されており、スイッチング素子ＳＷと画素電極ＰＥとが電気的に接続されている。
その後、第１マザー基板において、画素電極ＰＥの周辺に隔壁ＰＩを形成した。ここでは、隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥを取り囲むようにアクティブエリア１０２の全体にわたって格子状に形成されている。
続いて、第１マザー基板を抵抗加熱方式の有機ＥＬ成膜装置にセットし、画素電極ＰＥの上に有機ＥＬ材料として、ビス〔（Ｎ−ナフチル）−Ｎ−フェニル〕ベンジジン（略称；α−ＮＰＤ）を用いて厚さ２００ｎｍのホール輸送層を形成し、このホール輸送層の上に８−キノリノールアルミニウム錯体（略称；Ａｌｑ３）を用いて厚さ５０ｎｍの発光層兼電子輸送層を形成し、さらに、この電子輸送層の上にマグネシウム・銀を用いて厚さ２ｎｍの電子注入層兼対向電極ＣＥを形成した。
続いて、対向電極ＣＥの上に、プラズマＣＶＤ法により窒化シリコン（ＳｉＮ）を用いて厚さ２００ｎｍの第１保護膜１１５を形成した。この第１保護膜１１５は、第１マザー基板の全面にわたって形成されている。
一方で、封止基板２００として、ガラス基板からなる第２マザー基板を用意した。この第２マザー基板は、第１マザー基板と同等の寸法である。この第２マザー基板の上には、シール材３１０としてディスペンサーを用いて紫外線硬化型樹脂を塗布し、更にシール材３１０で囲まれた内側には充填層３２０として紫外線硬化型樹脂を適量滴下した。シール材３１０は、第１マザー基板と第２マザー基板とを貼り合わせた際に、第１マザー基板に２４箇所形成された各アクティブエリア１０２を囲むような形状に形成される。
この第２マザー基板は、真空チャンバー中で第１マザー基板に貼りあわせられる。その後、シール材３１０及び充填層３２０となる紫外線硬化型樹脂に紫外線が照射され、これらの紫外線硬化型樹脂を硬化させた。このようにして、シール材３１０及び充填層３２０からなる樹脂層３００を形成した。なお、第１マザー基板と第２マザー基板との間には、乾燥剤は設置していない。
そして、第１マザー基板と第２マザー基板とが貼り合わせられた基板対について、２４個の表示パネル１に割断した。その後、これらの２４個の表示パネル１は、６個ずつＡ乃至Ｄの４つのグループに分けられ、それぞれ以下の処置を施した。ここでは、全ての表示パネル１について、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、封止基板２００の外面２００Ｂに表示面ＤＳＰが形成されるトップエミッションタイプとして構成されている。
Ａグループ（６個）の表示パネル１には、その側面から露出した樹脂層３００の表面３００Ｓに、キシレン中にパーヒドロポリシラザンとパラジウム（Ｐｄ）化合物の触媒を含有した溶液を、筆により塗布した後に、１００℃で３時間の熱処理を施して、図３に示したような二酸化ケイ素からなる第２保護膜５００を形成した。その後に、電極パッドＰＤに信号供給源４００を実装した。
Ｂグループ（６個）の表示パネル１には、電極パッドＰＤに保護テープを添付した後に、表示パネル１の全体を、キシレン中にパーヒドロポリシラザンとパラジウム（Ｐｄ）化合物の触媒を含有した溶液中に浸漬した後に取りだし、１００℃で３時間の熱処理を施した後に、保護テープを除去し、図４に示したような二酸化ケイ素からなる第２保護膜５００を形成した。その後に、電極パッドＰＤに信号供給源４００を実装した。
Ｃグループ（６個）の表示パネル１には、電極パッドＰＤに信号供給源４００を実装した後に、これらの信号供給源４００との接続部分を含む表示パネル１の全体を、キシレン中にパーヒドロポリシラザンとパラジウム（Ｐｄ）化合物の触媒を含有した溶液中に浸漬した後に取りだし、１００℃で３時間の熱処理を施し、図５に示したような二酸化ケイ素からなる第２保護膜５００を形成した。
Ｄグループ（６個）の表示パネル１については、特別な処置は施さず、第２保護膜５００を形成することなく、そのまま電極パッドＰＤに信号供給源４００を実装した。
続いて、これらの４つのグループの全ての表示パネル（全２４個）を高温高湿槽（温度；８５℃、相対湿度；８５％）の中に投入して放置し、所定時間が経過する毎に取り出して点灯検査を施した。点灯検査としては、外部からの水分が進入しやすいアクティブエリアの外周４辺付近を顕微鏡により観察し、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による劣化の有無を確認し、１箇所でも劣化が認められた場合にＮＧと判定した。
この実験結果を図７に示す。
Ａグループについては、４００時間が経過した時点で有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化が確認された表示パネルは１枚もなく、５００時間が経過した時点で１枚の表示パネルで有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化が確認され、また、７００時間が経過した時点で３枚の表示パネルで有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化が確認され、１０００時間が経過した時点では、５枚の表示パネルで有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化が確認されるとともに１枚の表示パネルについては点灯しなかった。
Ｂグループについては、４００時間が経過した時点で有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化が確認された表示パネルは１枚もなく、５００時間が経過した時点で１枚の表示パネルで有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化が確認され、また、７００時間が経過した時点で２枚の表示パネルで有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化が確認され、１０００時間が経過した時点では、４枚の表示パネルで有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化が確認されるとともに２枚の表示パネルについては点灯しなかった。
Ｃグループについては、３００時間が経過した時点で有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化が確認された表示パネルは１枚もなく、４００時間が経過した時点で１枚の表示パネルで有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化が確認され、また、７００時間が経過した時点で２枚の表示パネルで有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化が確認され、１０００時間が経過した時点では、４枚の表示パネルで有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化が確認されたが、点灯しない表示パネルは１枚もなかった。
Ｄグループについては、５０時間が経過した時点で１枚の表示パネルで有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化が確認され、また、１００時間が経過した時点で３枚の表示パネルで有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化が確認され、２００時間が経過した時点で６枚の表示パネルの全てで有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化が確認され、７００時間が経過した時点では６枚の表示パネルのうちの３枚の表示パネルについては点灯しなかった。
この実験結果から明らかなように、Ａ乃至Ｃグループのように、樹脂層３００の表面３００Ｓを第２保護膜５００によって覆うことにより、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による劣化を抑制できることが確認された。一方で、Ｄグループのように、何ら処理を施さなかった場合には、樹脂層３００が外気に触れるため、樹脂層３００を介して水分が浸入しやすく、浸入した水分によって早々に有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化を招くことが確認された。
また、Ａグループ、Ｂグループ、及び、Ｄグループの表示パネルについては、高温高湿の環境下で１０００時間経過以前に点灯しない表示パネルが１乃至３枚発生しており、高温高湿試験の負荷により実装部分すなわち電極パッドＰＤと信号供給源４００の接続端子４００Ｔとが腐食したことが原因として考えられる。
一方で、樹脂層３００の表面３００Ｓに加えて実装部分を第２保護膜５００によって覆ったＣグループの表示パネルについては、高温高湿環境下で１０００時間経過後であっても全ての表示パネルが点灯した。この実験結果から、第２保護膜５００は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤへの水分浸入を抑制するだけでなく、実装部分の腐食を防止することにも有効であると確認された。
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。
本実施形態は、有機ＥＬ装置として、有機ＥＬ表示装置について説明したが、有機ＥＬ照明や有機ＥＬプリンターヘッドなどにも利用可能である。
ＯＬＥＤ…有機ＥＬ素子
ＰＥ…画素電極 ＯＲＧ…有機層 ＣＥ…対向電極
１…表示パネル
１００…アレイ基板 １０２…アクティブエリア １０４…周辺エリア
１１０…延在部 ＰＤ…電極パッド
１１５…第１保護膜
１５０…表示素子部
２００…封止基板
３００…樹脂層 ３１０…シール材 ３２０…充填層
４００…信号供給源 ４００Ｔ…接続端子
５００…第２保護膜

Claims (5)

  1. 絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置された有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を覆うとともに前記有機ＥＬ素子への水分の浸透を防止する第１保護膜と、を備えたアレイ基板と、
    前記アレイ基板の前記第１保護膜の上方に配置された封止基板と、
    前記アレイ基板の前記第１保護膜と前記封止基板との間に配置された樹脂層と、
    前記アレイ基板及び前記封止基板から露出した前記樹脂層の表面を覆う二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）によって形成された第２保護膜と、
    を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
  2. 前記アレイ基板は、さらに、前記絶縁基板の上方に配置され前記第２保護膜から露出した電極パッドを備えたことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
  3. 絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置された有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を覆うとともに前記有機ＥＬ素子への水分の浸透を防止する第１保護膜と、前記絶縁基板の上方に配置された電極パッドと、を備えたアレイ基板と、
    前記アレイ基板の前記第１保護膜の上方に配置された封止基板と、
    前記アレイ基板の前記第１保護膜と前記封止基板との間に配置された樹脂層と、
    前記アレイ基板に実装され、前記電極パッドに接続された接続端子を有するとともに前記有機ＥＬ素子の駆動に必要な信号を供給する信号供給源と、
    前記アレイ基板及び前記封止基板から露出した前記樹脂層の表面を覆うとともに、前記信号供給源の前記接続端子、及び、前記接続端子に接続された前記電極パッドを覆う二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）によって形成された第２保護膜と、
    を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
  4. 前記第２保護膜は、さらに、前記アレイ基板及び前記封止基板を覆うことを特徴とする請求項１または３に記載の有機ＥＬ装置。
  5. 前記アレイ基板または前記封止基板は、前記第２保護膜から露出した表示面を有することを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ装置。
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