JP2014179335A - 有機発光表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】薄膜封止層を適用した有機発光表示装置において、外部の浸透要因により有機発光素子が劣化することを抑制できる有機発光表示装置を提供する。
【解決手段】有機発光素子が形成された基板と、前記有機発光素子を覆い、前記基板と結合された封止部と、を含み、前記封止部は、無機層と有機層が積層され、前記無機層と前記有機層の各端部が前記基板に結合し、前記有機層の厚さは前記無機層の厚さより厚い、有機発光表示装置。
【選択図】図１
【解決手段】有機発光素子が形成された基板と、前記有機発光素子を覆い、前記基板と結合された封止部と、を含み、前記封止部は、無機層と有機層が積層され、前記無機層と前記有機層の各端部が前記基板に結合し、前記有機層の厚さは前記無機層の厚さより厚い、有機発光表示装置。
【選択図】図１
Description
本発明は、有機発光表示装置に関し、より詳しくは、薄膜封止（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｅｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ；ＴＦＥ）構造を適用した有機発光表示装置に関する。
有機発光表示装置は、正孔注入電極（正極）、有機発光層、及び電子注入電極（負極）で構成される有機発光素子（ＯＬＥＤ）を含む。
この有機発光素子は、通常、ガラスで具備された基板上に提供され、外部から流入し得る水分や酸素などにより影響を受けて劣化することを防止するために、他の基板によってカバーされる。
最近、有機発光表示装置をはじめとする表示装置は、消費者の要求によりますます薄形化されており、有機発光表示装置においてもこれを満足させるために、有機発光素子をカバーする構成として薄膜封止（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ；ＴＦＥ）構造を適用している。
薄膜封止構造は、基板の表示領域に形成された有機発光素子の上に、無機膜と有機膜をそれぞれ一層以上交互に積層して表示領域を覆うことにより有機発光素子を保護する構造である。このように積層された無機膜と有機膜を薄膜封止層と称す。
この薄膜封止層を備えた有機発光表示装置は、可撓性特性の基板と共に装置の柔軟性を良くすることができる。また、この有機発光表示装置は、装置の多様な設計（例：折畳み式構造）を可能にし、何より薄形化を可能にする。
しかしながら、薄膜封止層を採用した有機発光表示装置は、基板に対する薄膜封止層のエッジ部位の封止構造がぜい弱で、依然として外部から流入する水分や酸素により有機発光素子が影響を受けるという問題があった。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、外部の浸透要因により有機発光素子が劣化することを抑制することが可能な、新規かつ改良された有機発光表示装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、有機発光素子が形成された基板と、前記有機発光素子を覆い、前記基板と結合された封止部と、を含み、前記封止部は、無機層と有機層が積層され、前記無機層と前記有機層の各端部が前記基板に結合し、前記有機層の厚さは前記無機層の厚さより厚い、有機発光表示装置が提供される。
また、前記封止部は、前記無機層と前記有機層をそれぞれ少なくとも一つ以上備え、前記無機層と前記有機層は交互に積層されてもよい。
また、前記有機発光素子から最も近くに配置される前記封止部の第１層と、前記有機発光素子から最も遠くに配置される前記封止部のｎ層とが、全て無機層である構成としてもよい。
また、前記無機層と前記有機層は一対でサブ封止部を成し、前記サブ封止部をｎ個（但し、ｎ＝２）に積層してもよい。
また、前記ｎ個のサブ封止部のうち、ｎ番目サブ封止部の無機層が有する面積が、ｎ−１番目サブ封止部の無機層が有する面積より大きい構成としてもよい。
また、前記ｎ個のサブ封止部のうち、ｎ番目サブ封止部の有機層が有する面積が、ｎ−１番目サブ封止部の有機層が有する面積より大きい構成としてもよい。
また、前記有機発光素子と前記封止部との間に配置された光機能性膜をさらに含んでもよい。
また、光機能性膜は紫外線遮断膜で形成してもよい。
また、前記光機能性膜の厚さは、２０ｎｍ〜２００ｎｍにしてもよい。
また、前記光機能性膜の厚さは、５０ｎｍ〜１５０ｎｍにしてもよい。
また、前記光機能性膜は、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）、ベンゾフェノン、フォトアクリル、ＢａＦ２、ＣｓＦ、Ｎａ５Ａｌ３Ｆ１４、ＫＣｌ、及びＳｉＯ２より選択されたいずれか一つの材質を含んでもよい。
また、前記光機能性膜は、互いに異なる屈折率を有する第１膜と第２膜とが積層された反射膜で形成してもよい。
また、前記有機層が紫外線硬化物質からなり、前記第１膜と前記第２膜のそれぞれの光学的厚さが、前記有機層の硬化に用いる紫外線波長のλ／４であってもよい。
また、前記第１膜が、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）、ベンゾフェノン、フォトアクリル、ＢａＦ２、ＣｓＦ、Ｎａ５Ａｌ３Ｆ１４、ＫＣｌ、及びＳｉＯ２
より選択されたいずれか一つの材質を含み、前記第２膜が、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、Ｃｕ２０、Ｆｅ２０３、ＴｉＯ２、及びＺｎＳｅより選択されたいずれか一つの材質を含んでもよい。
より選択されたいずれか一つの材質を含み、前記第２膜が、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、Ｃｕ２０、Ｆｅ２０３、ＴｉＯ２、及びＺｎＳｅより選択されたいずれか一つの材質を含んでもよい。
また、前記有機層の厚さが、前記無機層の厚さより少なくても５倍であってもよい。
以上説明したように本発明によれば、外部から流入し得る汚染源に対する遮断性を高めることができる。これにより、暗点やむら発生などの表示不良を未然に防止して製品特性を向上させることができ、寿命延長にも利点がある。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は種々の相異な形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限られない。
また、種々の実施形態において、同一の構成を有する構成要素に対しては同一の符号を付け、代表的に第１実施形態で説明し、その他の実施形態では第１実施形態とは異なる構成についてのみ説明する。
本発明を明確に説明するために、説明上不必要な部分は省略し、明細書の全体にわたって同一または類似する構成要素に対しては同一の参照符号を付ける。
また、図面に示した各構成の大きさ及び厚さは、説明の便宜のために任意で表したので、本発明が必ずしも図示したものに限られることではない。
図面において、種々の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して表わした。そして、図面において、説明の便宜のために一部の層及び領域の厚さを誇張して表わした。層、膜、領域、板などの部分が他の部分「の上」または「上」にあるという時、これは他の部分の「すぐ上」にある場合だけでなく、その中間に別の他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「すぐ上」にあるという時には、中間に別の他の部分がないことを意味する。
図１は、本発明の実施形態による有機発光表示装置の斜視図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線を基準に切開した断面図である。
図１と図２を参照すれば、本実施形態の有機発光表示装置１０１は、表示領域Ａ１０とパッド領域Ａ２０を備え、表示領域Ａ１０で所定の映像を表わすパネルアセンブリ１２と、軟性回路基板１４を通じてパネルアセンブリ１２と電気的に接続する印刷回路基板１６とを含む。
パネルアセンブリ１２は、その上面に表示領域Ａ１０とパッド領域Ａ２０が定義される基板１８と、表示領域Ａ１０を覆いながら基板１８の上に形成される封止部２０とを含む。
封止部２０は、表示領域Ａ１０より大きい面積に形成され、表示領域Ａ１０だけでなく表示領域Ａ１０の外側（非表示領域）に対応する部位まで基板１８の上面を覆って保護する。パッド領域Ａ２０は封止部２０によって覆われないで露出する。
基板１８の表示領域Ａ１０には副画素がマトリックス状に配置され、表示領域Ａ１０の外側に副画素を駆動させるためのスキャンドライバ（図示せず）とデータドライバ（図示せず）が位置する。基板１８のパッド領域Ａ２０には、スキャンドライバとデータドライバに電気信号を伝達するためのパッド電極（図示せず）が位置する。
図３は、図１に示したパネルアセンブリの副画素回路構造を示す概略図であり、図４は、図１に示したパネルアセンブリの部分拡大断面図である。
図３と図４を参照すれば、パネルアセンブリ１２の副画素は、有機発光素子Ｌ１と駆動回路部で形成される。有機発光素子Ｌ１は、第１画素電極（正孔注入電極／正極）２２、有機発光層２４、及び第２画素電極（電子注入電極／負極）２６を含む。
有機発光層２４は、実際に発光が行われる発光層（図示せず）以外に、正孔または電子のキャリアを発光層まで効率的に伝達するための有機層（図示せず）をさらに含むことができる。この有機層は、第１画素電極２２と発光層との間に位置する正孔注入層及び正孔輸送層と、第２画素電極２６と発光層との間に位置する電子注入層及び電子輸送層であり得る。
駆動回路部は、少なくとも２つの薄膜トランジスタＴ１、Ｔ２と、少なくとも１つの貯蔵キャパシタＣ１とを含む。薄膜トランジスタは、基本的にスイッチングトランジスタＴ１と、駆動トランジスタＴ２とを含む。
スイッチングトランジスタＴ１は、スキャンラインＳＬ１とデータラインＤＬ１に接続され、スキャンラインＳＬ１に入力されるスイッチング電圧により、データラインＤＬ１に入力されるデータ電圧を駆動トランジスタＴ２に伝送する。貯蔵キャパシタＣ１は、スイッチングトランジスタＴ１と電源ラインＶＤＤに接続され、スイッチングトランジスタＴ１から伝送された電圧と、電源ラインＶＤＤに供給される電圧との差に相当する電圧を貯蔵する。
駆動トランジスタＴ２は、電源ラインＶＤＤと貯蔵キャパシタＣ１に接続され、貯蔵キャパシタＣ１に貯蔵された電圧としきい電圧との差の自乗に比例する出力電流ＩＯＬＥＤを有機発光素子Ｌ１に供給し、有機発光素子Ｌ１は出力電流ＩＯＬＥＤによって発光する。駆動トランジスタＴ２は、ゲート電極２８、ソース電極３０、及びドレイン電極３２を含み、有機発光素子Ｌ１の第１画素電極２２が駆動トランジスタＴ２のドレイン電極３２に接続され得る。副画素の構成は上述した例に限定されず、多様に変形可能である。
図１を参照すれば、パネルアセンブリ１２のパッド領域Ａ２０にはチップオンガラス（ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）方式で集積回路チップ３４が実装され、チップオンフィルム（ｃｈｉｐ ｏｎ ｆｉｌｍ）方式で軟性回路基板１４が実装される。集積回路チップ３４と軟性回路基板１４の周囲には保護膜３６が形成されて、パッド領域Ａ２０に形成されたパッド電極を覆って保護する。印刷回路基板１６には、駆動信号を処理するための電子素子（図示せず）が実装され、外部信号を印刷回路基板１６に伝送するためのコネクタ３８が設けられる。
パネルアセンブリ１２の後方には、パネルアセンブリ１２の耐衝撃強度を高めるための緩衝テープ（図示せず）またはベーゼルを（図示せず）などが位置できる。軟性回路基板１４は、パネルアセンブリ１２の後方に折畳まれて、印刷回路基板１６がパネルアセンブリ１２の裏面と対向するようにする。
封止部２０は、基板１８に形成された有機発光素子と駆動回路部の上に直接形成されて、有機発光素子と駆動回路部を外部から密封させて保護する。このような封止部２０は、通常、その構成が薄膜からなり、薄膜封止層とも称する。
図２を参照すれば、封止部２０は、無機層２０１と有機層２０２が積層された構造を有する。ここで封止部２０は、無機層２０１と有機層２０２をそれぞれ少なくとも一つ以上備え、無機層２０１及び有機層２０２は交互に積層される。積層構造において、無機層２０１と有機層２０２は一対でサブ封止部２０３を構成し、このサブ封止部２０３はその積層数をｎ個（但し、ｎ＝２）にすることができる。
本実施形態において、図２に示すように、封止部２０は、３つのサブ封止部２０３が積層されて構成される。したがって、３つの無機層２０１及び有機層２０２が互いに交互に積層される。より具体的には、基板１８の上を有機発光素子Ｌ１で覆い、最初に無機層２０１を塗布し、次にこの上に有機層２０２を塗布し、この上にまた他の無機層２０１及び有機層２０２を反復して塗布し、最上の有機層２０２の上に最終的に無機層２０１が塗布することによって封止部２０を形成する。このように、本実施形態に係る封止部２０は、表示領域Ａ１０において有機発光素子Ｌ１を覆い、この有機発光素子Ｌ１から最も近くに配置される最初の層（第１層）と、有機発光素子Ｌ１から最も遠く、封止部２０の最外郭に配置される最後の層（ｎ層）とを全て無基層で構成する。
無機層２０１は、スパッタリング、ＣＶＤ、ＩＢＡＤ（Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などによって金属の酸化物または窒化物で形成することができる。例えば、カルシウムオキシド、アルミナ、シリカ、チタニア、インジウムオキシド、チンオキシド、シリコンオキシド、シリコンナイトライド、アルミニウムナイトライドより選択された物質で形成されるが、必ずしもこれらの例示に限定されることはない。
有機層２０２は、液状または気化したモノマーを蒸着した後、紫外線の照射によって塑性する過程を通じて形成できる。その材質としては、例えば、アクリリック、メタアクリリック、ポリエステル、ＰＥＴ、ポリエチレン、ポリプロピレンより選択されたいずれか一つまたはこれらの混合物で形成できるが、必ずしもこれらの例示に限定されることはない。
本実施形態において、封止部２０は、無機層２０１と有機層２０２の厚さを異にして構成される。無機層２０１と有機層２０２の厚さ関係は、有機層２０２の厚さｄ２が無機層２０１の厚さｄ１より厚くなる関係である。一例として、有機層２０２の厚さｄ２は、ほぼ無機層２０１の厚さｄ１より５倍厚くても良い。このような無機層２０１と有機層２０２の厚さ関係は、基板１８の表示領域と非表示領域上でほぼ同一に維持される。
さらに、本実施形態において、封止部２０は、図２に示したように、それぞれの無機層２０１と有機層２０２の端部が基板１８に直接接触する形態を有するように構成される。
実質的には、封止部２０は、無機層２０１の厚さｄ１を１００ｎｍとし、有機層２０２の厚さｄ２を５００ｎｍとして形成することができる。
このように形成された各無機層２０１及び有機層２０２の端部は基板１８に直接接触する形態を有するため、封止部２０のｎ番目サブ封止部が有する有機層の面積は、ｎ−１番目サブ封止部が有する有機層の面積より大きくなり、これと同時に、ｎ番目サブ封止部が有する無機層の面積も、ｎ−１番目サブ封止部が有する無機層の面積より大きくなる。
このように形成された本実施形態を比較例と比較した結果、本実施形態による有機発光表示装置は、比較例による有機発光表示装置に比べ、暗点やむらの発生が起きないことが確認できた。
図５は、本実施形態による有機発光表示装置を、図６は、比較例による有機発光表示装置を示す写真である。
比較例による有機発光表示装置は、封止部を構成する無機層の厚さが１００ｎｍであり、有機層の厚さが７０ｎｍで、有機層の厚さだけを無機層の厚さより薄くし、無機層と有機層の各端部が基板に直接接触するなどそれ以外の条件は本実施形態と同一にして形成された。
図５は、本実施形態による有機発光表示装置による有機発光表示装置を、Ｒ．Ｈ８５％の高温高湿雰囲気下で３００時間放置した結果を示したものである。図６は、比較例による有機発光表示装置を、同様に、Ｒ．Ｈ８５％の高温高湿雰囲気下で３００時間放置した結果を示したものである。
図５及び図６に示した結果によって分かるように、本実施形態による有機発光表示装置は、比較例の有機発光表示装置に比べ、暗点やむらを発生させず、そのために寿命や効率特性を著しく良くすることができる。
このように、本実施形態による有機発光表示装置が暗点やむらを発生させ難いのは、封止部において、有機層の厚さが無機層の厚さより厚い状態で封止部の全般的な厚さを均一にすると共に、有機層の厚さを無機層の厚さより厚くすることで封止部を緻密に形成することにより、有機発光表示装置の外部から汚染物質や水分などが浸透することを未然に防止することに起因するといえる。
さらに、本実施形態では、封止部を構成する無機層及び有機層の端部の全てが基板に直接接触するので、基板と封止部との界面に浸透し得る汚染源を防ぐことにさらに効果的である。
図７は、本発明の第２実施形態による有機発光表示装置の断面図である。図示したように、この有機発光表示装置は、第１実施形態の有機発光表示装置の構成を基本とし、封止部２０と有機発光素子Ｌ１との間に光機能性膜４００をさらに形成している。
この光機能性膜４００は、有機発光素子Ｌ１に悪影響を与え得る紫外線を遮断させるように構成された紫外線遮断膜で形成することができる。
この光機能性膜４００は単一層で構成されるが、２つ以上の複層に形成することも可能である。物理的な側面で光機能性膜の厚さは２０ｎｍ〜２００ｎｍに維持されるが、その厚さが２０ｎｍ未満であれば、紫外線遮断が脆弱になって有機発光素子Ｌ１が紫外線により損傷を受け、その厚さが２００ｎｍを超えれば、有機発光表示装置の光取出し率や色純度特性を低下させる要因として作用するようになる。封止部２０をはじめとする有機発光表示装置の他の構成要素の厚さや有機発光表示装置の効率特性を考慮する時、光機能性膜４００の厚さは５０ｎｍ〜１５０ｎｍに維持することが良い。
材質的な側面から、光機能性膜４００は、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）、ベンゾフェノン、フォトアクリル、ＢａＦ２、ＣｓＦ、Ｎａ５Ａｌ３Ｆ１４、ＫＣｌ、及びＳｉＯ２より選択されたいずれか一つの材質を含んで形成できる。
一方、光機能性膜４００が複層で構成される場合は、その実質的な構成として、互いに異なる屈折率を有する第１膜と第２膜が積層された反射膜構造を有してもよい。
この第１膜と第２膜が有するそれぞれの光学的厚さは、封止部２０の有機層２０２が紫外線硬化物質で形成される時に、この有機層２０２の硬化に用いられる紫外線波長のλ／４であり得る。
また、第１膜と第２膜の材質としては、上記第１膜がトリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）、ベンゾフェノン、フォトアクリル、ＢａＦ２、ＣｓＦ、Ｎａ５Ａｌ３Ｆ１４、ＫＣｌ、及びＳｉＯ２より選択されたいずれか一つの材質を含み、上記第２膜がシリコン窒化物（ＳｉＮ）、Ｃｕ２０、Ｆｅ２０３、ＴｉＯ２及びＺｎＳｅより選択されたいずれか一つの材質を含むことができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１２ パネルアセンブリ
２０ 封止部
２０１ 無機層
２０２ 有機層
２０３ サブ封止部
４００ 光機能性膜
Ｌ１ 有機発光素子
２０ 封止部
２０１ 無機層
２０２ 有機層
２０３ サブ封止部
４００ 光機能性膜
Ｌ１ 有機発光素子
Claims (15)
- 有機発光素子が形成された基板と、
前記有機発光素子を覆い、前記基板と結合された封止部と、
を含み、
前記封止部は、無機層と有機層が積層され、前記無機層と前記有機層の各端部が前記基板に結合し、前記有機層の厚さは前記無機層の厚さより厚い、有機発光表示装置。 - 前記封止部は、前記無機層と前記有機層をそれぞれ少なくとも一つ以上備え、前記無機層と前記有機層は交互に積層される、請求項１に記載の有機発光表示装置。
- 前記有機発光素子から最も近くに配置される前記封止部の第１層と、前記有機発光素子から最も遠くに配置される前記封止部のｎ層とが、全て無機層である、請求項２に記載の有機発光表示装置。
- 前記無機層と前記有機層が一対でサブ封止部を成し、前記サブ封止部がｎ個（但し、ｎ＝２）に積層される、請求項１または２に記載の有機発光表示装置。
- 前記ｎ個のサブ封止部のうち、ｎ番目サブ封止部の無機層が有する面積が、ｎ−１番目サブ封止部の無機層が有する面積より大きい、請求項４に記載の有機発光表示装置。
- 前記ｎ個のサブ封止部のうち、ｎ番目サブ封止部の有機層が有する面積が、ｎ−１番目サブ封止部の有機層が有する面積より大きい、請求項４に記載の有機発光表示装置。
- 前記有機発光素子と前記封止部との間に配置された光機能性膜をさらに含む、請求項１に記載の有機発光表示装置。
- 前記光機能性膜が紫外線遮断膜である、請求項７に記載の有機発光表示装置。
- 前記光機能性膜の厚さが２０ｎｍ〜２００ｎｍである、請求項８に記載の有機発光表示装置。
- 前記光機能性膜の厚さが５０ｎｍ〜１５０ｎｍである、請求項８に記載の有機発光表示装置。
- 前記光機能性膜が、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）、ベンゾフェノン、フォトアクリル、ＢａＦ２、ＣｓＦ、Ｎａ５Ａｌ３Ｆ１４、ＫＣｌ、及びＳｉＯ２より選択されたいずれか一つの材質を含む、請求項８に記載の有機発光表示装置。
- 前記光機能性膜が、互いに異なる屈折率を有する第１膜と第２膜が積層された反射膜である、請求項７に記載の有機発光表示装置。
- 前記有機層が紫外線硬化物質からなり、前記第１膜と前記第２膜の光学的厚さが前記有機層を硬化することに用いられる紫外線波長のλ／４である、請求項１２に記載の有機発光表示装置。
- 前記第１膜がトリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）、ベンゾフェノン、フォトアクリル、ＢａＦ２、ＣｓＦ、Ｎａ５Ａｌ３Ｆ１４、ＫＣｌ、及びＳｉＯ２より選択されたいずれか一つの材質を含み、
前記第２膜がシリコン窒化物（ＳｉＮ）、Ｃｕ２０、Ｆｅ２０３、ＴｉＯ２、及びＺｎＳｅより選択されたいずれか一つの材質を含む、請求項１２に記載の有機発光表示装置。 - 前記有機層の厚さが前記無機層の厚さより少なくとも５倍である、請求項１に記載の有機発光表示装置。
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