JP2015141749A - 表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、気密性が高く、発光素子の劣化を抑制することができる表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の表示装置は、複数の画素のそれぞれに発光素子が設けられ、画素が配列された表示領域を有する第１基板と、第１基板に対向して配置された第２基板と、第１基板と第２基板との間に配置されたスペーサと、ガラスを含み、第１基板および第２基板を貼り合わせ、表示領域の外側に設けられ、第１基板または第２基板の端部より外側に突出するシール材と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置およびその製造方法に関する。特に、発光素子が形成された基板と対向基板とをガラスフリットで密封させる表示装置およびその製造方法に関する。

近年、モバイル用途の発光表示装置において、高精細化や低消費電力化に対する要求が強くなってきている。モバイル用途の表示装置としては、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ：ＬＣＤ）や、有機ＥＬ表示装置等の自発光素子（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を利用した表示装置や、電子ペーパー等が採用されている。

その中でも、有機ＥＬ表示装置は液晶表示装置で必要であったバックライトや偏光板が不要であり、薄膜だけで表示装置を形成することができる。したがって、折り曲げ可能（フレキシブル）な表示装置を実現することができ、また、ガラス基板を使用しないため、軽く、壊れにくい表示装置を実現することが可能であるため、非常に注目を集めている。また、中小型の有機ＥＬ表示装置において、表示サイズを維持したまま表示装置を縮小化するために、狭額縁の表示装置が要求されている。

狭額縁のためには、表示装置の周辺領域の面積を小さくする必要がある。そのためには、周辺領域に配置されるシール材の幅を狭くし、シール材の専有する面積をできる限り小さくする必要がある。

ここで、有機ＥＬ表示装置の各画素に配置された有機ＥＬ素子などの発光素子は、酸素や水分に曝されると劣化して発光効率が低下することが知られている。この問題を解消するために、例えば特許文献１では、発光素子が設けられた基板とそれに対向する対向基板とをガラスフリットを用いて貼り合せることで、気密性の高い封止構造に関する表示装置が開示されている。

しかし、特許文献１では、トランジスタ層や発光層が配置された基板または対向基板の表面にガラスフリットを塗布し、両基板を貼り合せる方法が記載されている。この方法では、ガラスフリットを塗布する幅やアライメント精度のマージンを考慮する必要があるため、ガラスフリット配置のために必要な面積が大きくなる。さらに、ガラスフリットをレーザ照射等で局所加熱して融着するときに、レーザ照射等によって発生した熱が表示領域に配置された画素の発光素子に伝達し、発光素子を劣化させてしまう場合があるため、ガラスフリットと表示領域との間に一定の距離を確保する必要がある。これらの理由により、周辺領域の縮小化が制限されてしまう。

特開２００７−１９４１８４号公報

本発明は、周辺領域の額縁が狭い表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。または、気密性が高く、発光素子の劣化を抑制することができる表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態による表示装置は、複数の画素のそれぞれに発光素子が設けられ、画素が配列された表示領域を有する第１基板と、第１基板に対向して配置された第２基板と、第１基板と第２基板との間に配置されたスペーサと、ガラスを含み、第１基板および第２基板を貼り合わせ、表示領域の外側に設けられ、第１基板または第２基板の端部より外側に突出するシール材と、を有する。

また、別の好ましい態様において、シール材は、第１基板または第２基板の側面の一部に配置されてもよい。

また、別の好ましい態様において、シール材の一部は、第１基板と第２基板との間に挟まれていてもよい。

また、別の好ましい態様において、スペーサは無機材料であってもよい。

また、別の好ましい態様において、第２基板は、画素を開口する遮光層と、着色層を有し、少なくとも遮光層の開口部に設けられたカラーフィルタと、を有し、シール材は、表示領域およびカラーフィルタが対向するように第１基板と第２基板とを貼り合わせ、カラーフィルタはシール材の内側に設けられ、少なくともカラーフィルタの上面および端部を覆う無機絶縁層を有し、第１基板、第２基板およびシール材で囲まれた空隙部に、発光素子が露出されていてもよい。

また、別の好ましい態様において、シール材を覆い、第１基板または第２基板の側面の一部に接して配置される樹脂層を有してもよい。

また、別の好ましい態様において、空隙部は、露点温度が−７０℃以下であってもよい。

また、別の好ましい態様において、空隙部は、酸素濃度が１ｐｐｍ以下であってもよい。

本発明の一実施形態による表示装置の製造方法は、第１基板の複数の画素が配列される表示領域に、発光素子を形成し、スペーサを介して第１基板と、第１基板に対向して配置された第２基板と、を貼り合せ、表示領域の外側に設けられ、第１基板または第２基板の端部より外側に突出するように、ガラスを含むシール材を形成し、第１基板または第２基板の側面側からレーザを入射し、シール材を融着させる。

また、別の好ましい態様において、シール材は、第１基板または第２基板の側面の一部に形成されてもよい。

また、別の好ましい態様において、シール材は、第１基板と第２基板の間に一部が挟まれるように形成されてもよい。

また、別の好ましい態様において、レーザは、第１基板および第２基板の表面に対して略平行に入射されてもよい。

また、別の好ましい態様において、レーザは、第１基板および第２基板の平面視において、第１基板および第２基板の一辺に対して鋭角をなすように入射されてもよい。

また、別の好ましい態様において、複数の第１基板および複数の第２基板が貼り合せられた複数の一対の基板に対して、同一工程で複数のレーザを入射してもよい。

また、別の好ましい態様において、複数の一対の基板に対して、同一工程で複数のシール材を形成してもよい。

また、別の好ましい態様において、シール材は、露点温度が−７０℃以下の雰囲気下で形成されてもよい。

また、別の好ましい態様において、シール材は、酸素濃度が１ｐｐｍ以下の雰囲気下で形成されてもよい。

これらの本発明によれば、周辺領域の額縁が狭い表示装置およびその製造方法を提供することができる。または、気密性が高く、発光素子の劣化を抑制することができる表示装置およびその製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態１における表示装置の斜視図を示す図である。 本発明の実施形態１における表示装置の平面図を示す図である。 本発明の実施形態１における表示装置のＡ−Ｂ断面図を示す図である。 本発明の実施形態１における表示装置のＣ−Ｄ断面図を示す図である。 本発明の実施形態１の変形例１における表示装置のＡ−Ｂ断面図を示す図である。 本発明の実施形態１の変形例２における表示装置のＡ−Ｂ断面図を示す図である。 本発明の実施形態２における表示装置のＡ−Ｂ断面図を示す図である。 本発明の実施形態２における表示装置のＣ−Ｄ断面図を示す図である。 本発明の実施形態３における表示装置の平面図を示す図である。 本発明の実施形態３の変形例１における表示装置の平面図を示す図である。 本発明の実施形態３の変形例２における表示装置の平面図を示す図である。 本発明の実施形態３の変形例３における表示装置の平面図を示す図である。 本発明の実施形態４における表示装置のＡ−Ｂ断面図を示す図である。 本発明の実施形態４の変形例における表示装置のＡ−Ｂ断面図を示す図である。 本発明の実施形態４における表示装置の製造方法のプロセスフローを示す図である。 本発明の実施形態４における表示装置のガラスフリットへのレーザ照射方法を示す図である。 本発明の実施形態４における表示装置の平面視におけるガラスフリットへのレーザ照射方法を示す図である。 本発明の実施形態５における表示装置の製造方法において、複数の基板に同一工程でガラスフリットを塗布する方法を示す図である。 本発明の実施形態５の変形例における表示装置の製造方法において、複数の基板に同一工程でガラスフリットを塗布する方法を示す図である。 本発明の実施形態５における表示装置の製造方法において、複数の基板に同一工程でガラスフリットを融着する方法を示す図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

＜実施形態１＞
図１乃至４を用いて、本発明の実施形態１に係る表示装置の構成を説明する。図１は、本発明の実施形態１における表示装置の斜視図を示す図である。また、図２は、本発明の実施形態１における表示装置の平面図を示す図である。図３は、本発明の実施形態１における表示装置のＡ−Ｂ断面図を示す図である。図４は、本発明の実施形態１における表示装置のＣ−Ｄ断面図を示す図である。以降、実施形態１の変形例や他の実施形態において、図２の表示装置の向きにおいて、左右方向の断面図を示したものをＡ−Ｂ断面図といい、上下方向の断面図を示したものをＣ−Ｄ断面図という。

実施形態１における表示装置は、図１および２に示すように、複数の画素のそれぞれに発光素子が設けられ、画素１８０が配列された表示領域１１０を有する基板１００、基板１００に対向し、画素１８０を開口する遮光層１２１を有する対向基板２００、基板１００と対向基板２００との側面の一部に配置され、基板１００と対向基板２００とで囲まれた空隙部を密閉するガラスを含むシール材（ガラスフリット１３０）、基板１００が露出された領域に設けられたドライバＩＣ３００およびＦＰＣ４００（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）を有する。基板１００は、表示領域１１０と表示領域１１０の周辺に位置する周辺領域１２０とに分けられる。基板１００には、表示領域１１０に画素１８０がマトリクス状に配列され、複数の画素１８０のそれぞれに発光素子が配置されている。対向基板２００には、複数の画素１８０をそれぞれ開口する遮光層１２１が配置されている。ここで、遮光層１２１の開口部に着色層を有するカラーフィルタが設けられていてもよい。また、基板１００が露出され、ドライバＩＣ３００およびＦＰＣ４００が接続された領域を周辺領域１２０に含んでもよい。ＦＰＣ４００には、駆動回路を制御するコントローラ回路に接続される端子部５００が備えられている。

図２に示すように、周辺領域１２０に対応した領域には、基板１００と対向基板２００との間隔を一定に保持するスペーサ１３２と、基板１００と対向基板２００とで囲まれた空隙部を密閉するシール材として機能するガラスフリット１３０が設けられている。ガラスフリットとは、粉末状、ペースト状などの様々な形態の融点３００〜７００℃と比較的低温のガラス材料である。ガラスフリット１３０は、表示領域１１０を囲むように、基板１００と対向基板２００との重なる領域の外周部に連続して設けられている。表示装置の平面視において、表示領域１１０とガラスフリット１３０との間にはオフセットが設けられている。

ここで、ガラスフリット１３０は、基板１００および対向基板２００の間に挟まれた領域と、そこから対向基板２００の端部より外側に突出して配置されている。図２では、対向基板２００が基板１００よりも小さいため、ガラスフリット１３０は対向基板２００の外周に沿って形成されているが、基板１００が対向基板２００よりも小さい場合は、ガラスフリット１３０は基板１００の外周に沿って形成されてもよい。つまり、ガラスフリット１３０は、基板１００または対向基板２００のいずれかの端部より外側に突出していればよい。

図２において、周辺領域１２０の四隅に配置されたスペーサ１３２は、基板１００と対向基板２００との間隔を一定に保持する。図２では、表示領域１１０とスペーサ１３２との間、また、スペーサ１３２とガラスフリット１３０との間にはオフセットが設けられているが、必ずオフセットが設けられている必要はなく、これらが互いに重なっていてもよい。もちろん、スペーサ１３２が表示領域１１０内に設けられていてもよい。また、スペーサ１３２が基板１００と対向基板２００とを接着する機能を有していてもよい。スペーサの配置については、後で詳しく説明する。

図３を用いて、実施形態１の表示装置のＡ−Ｂ断面構造について説明する。ここで、図３において、基板１００は表面が対向基板２００の方向を向いており、対向基板２００は表面が基板１００の方向を向いている。以降の説明において、基板１００および対向基板２００のそれぞれに対して配置されている構造物について説明する場合、それぞれの基板の表面方向を上方と表現する。

図３では、基板１００上にトランジスタ層（図示しない）が配置され、トランジスタ層上に層間絶縁層１１２が配置され、層間絶縁層１１２上に発光素子１１３が配置されている。発光素子１１３は、表示領域１１０に配置されており、下部電極と発光層と上部電極とを含む。下部電極は層間絶縁層１１２に設けられたコンタクトを介してトランジスタ層に接続され、上部電極は複数の発光素子１１３に共通の共通電極である。また、対向基板２００上には遮光層１２１が配置されている。ここで、実施形態１における表示装置は、白色の発光素子とカラーフィルタ（ＣＦ）を組み合わせた「白色＋ＣＦ構造」であってもよく、また、各画素にＲＧＢ色に発光する発光素子を作り分けた「ＲＧＢ塗り分け」であってもよい。「白色＋ＣＦ構造」の場合は、対向基板２００上にカラーフィルタが配置されていてもよい。また、発光素子を水分や不純物から保護するためのパッシベーション層が発光素子上に設けられていてもよい。

スペーサ１３２は、基板１００と対向基板２００との間に配置されており、基板１００と対向基板２００との距離を一定に保持する。スペーサ１３２は、脱ガスや脱水分が少ない材質であることが好ましく、例えば、シリカやセラミックのような無機系接着剤を用いると良い。

スペーサ１３２よりも外側に、基板１００と対向基板２００とで囲まれた空隙部１３１を密閉するガラスフリット１３０が配置されている。ガラスフリット１３０は、一部が基板１００と対向基板２００との間に挟まれるように配置されている。また、ガラスフリット１３０は、基板１００および対向基板２００の端部より外側に突出しており、基板１００および対向基板２００の側面に接するように配置されている。ガラスフリット１３０は、基板１００または対向基板２００の側面を全て覆う必要はなく、少なくともこれらの側面の一部に接するように配置されていればよい。

次に、図４を用いて、実施形態１の表示装置のＣ−Ｄ断面構造について説明する。基板１００が対向基板２００よりも延長している側の対向基板２００の端部では、ガラスフリット１３０ｄは、一部が基板１００と対向基板２００との間に挟まれるように配置されている。また、ガラスフリット１３０ｄは、対向基板２００の端部より外側に突出しており、対向基板２００の側面に接するように配置されている。ガラスフリット１３０ｄは、対向基板２００の側面を全て覆う必要はなく、少なくともこれらの側面の一部に接するように配置されていればよい。

また、対向基板２００が基板１００よりも延長している構造の場合は、基板１００の端部において、ガラスフリットは基板１００より外側に突出し、基板１００の側面に接するように配置されればよい。この場合においても、ガラスフリットは、基板１００の側面を全て覆う必要はなく、少なくともこれらの側面の一部に接するように配置されていればよい。

つまり、ガラスフリット１３０は、基板１００または対向基板２００の端部より外側に突出していればよく、また、上記の端部の外側の側面の一部に接するように配置されていればよい。ここで、ガラスフリット１３０は、層間絶縁層１１２の表面および側面、基板１００の側面、対向基板２００の表面および側面に接して配置されているが、端部において、基板１００の表面が露出して、基板１００の表面および側面とガラスフリット１３０が接してもよい。また、逆に層間絶縁層１１２および基板１００とガラスフリット１３０との間に他の層が挟まれていてもよい。また、対向基板２００とガラスフリット１３０との間に他の層が挟まれていてもよい。

上記のように、空隙部１３１を密閉するガラスフリット１３０が基板１００または対向基板２００の端部より外側に突出して配置され、基板１００または対向基板２００の側面の一部に接するように配置される構造とすることで、ガラスフリット１３０配置のために必要な面積を小さくすることができる。その結果、周辺領域１２０を狭くして表示領域１１０を広げることができるので、狭額縁の表示装置を得ることができる。また、ガラスフリット１３０が基板１００または対向基板２００の端部より外側に突出していることで、ガラスフリット１３０を融着するためのレーザ照射時に、レーザ光がガラスフリット１３０を透過して表示領域の発光素子に照射されることを抑制することができる。また、レーザ光の吸収によってガラスフリット１３０で発生した余剰熱が内部の発光素子に伝達しにくくする。

また、実施形態１では、発光素子１１３は基板１００と対向基板２００とガラスフリット１３０とに囲まれた空隙部１３１に露出されている。つまり、発光素子１１３の上には、発光層を水分や不純物から保護するための保護層は形成されておらず、発光素子１１３の表面が空隙部１３１に露出されている。例えば、発光素子が下部電極、発光層、上部電極（共通電極）で構成されている場合、共通電極の上には保護層は形成されておらず、共通電極が空隙部１３１に露出される。

発光素子上にパッシベーション層を形成する場合、ドライバＩＣ３００やＦＰＣ４００を実装する端子部の配線上にもパッシベーション層が形成される。そのため、端子部のパッシベーション層を除去する必要がある。しかし、上記のように発光素子上にパッシベーション層を設けない構造にすることで、パッシベーション層を形成する工程だけでなく、端子部のパッシベーション層を除去する工程も削減することができる。

ガラスフリット１３０は、基板１００と対向基板２００とに挟まれた空隙部１３１を密閉する。ここで、実施形態１では、密閉された空隙部１３１には、窒素（Ｎ_２）ガスが充填されている。

空隙部１３１には、Ｎ_２などの不活性ガスが充填されていてもよいが、それに限定されず、発光素子１１３を劣化させる水分や酸素の含有量が少ない雰囲気で満たされていればよい。例えば、空隙部１３１の雰囲気は、好ましくは露点温度が−７０℃以下であるとよい。より好ましくは、露点温度が−９０℃以下であるとよい。また、空隙部１３１の雰囲気は、好ましくは酸素濃度が１ｐｐｍ以下であるとよい。より好ましくは酸素濃度が０．５ｐｐｍ以下であるとよい。また、空隙部１３１は減圧されていてもよく、逆に加圧されていてもよい。減圧、加圧のいずれの状態においても、水分や酸素の含有量が少ないことが望ましい。

また、ガラスフリット１３０と接する層間絶縁層１１２と同じ材質の膜を対向基板２００上に配置し、ガラスフリット１３０が上下で接する膜が同じ材質になるような構造にしてもよい。このような構造にすることで、ガラスフリットの上下において同等の密着性が得られ、空隙部１３１は良好かつ信頼性の高い密閉性を得ることができる。さらに、ガラスフリット１３０と接する層間絶縁層１１２と対向基板２００上に配置された無機層とは、ガラスフリットを基準に上下対称の構造（ミラー構造）になっていることが好ましい。このミラー構造とは、例えば図３の断面図において、基板１００から対向基板２００に向かって、基板１００、窒化シリコン、酸化シリコン、ガラスフリット、酸化シリコン、窒化シリコン、対向基板２００の順で配置されるような構造をいう。上記のようなミラー構造とすることで、良好かつ信頼性の高い密閉性が得られると同時に、ガラスフリットのレーザ照射による融着工程などの熱によって発生する、基板１００側の伸縮と対向基板２００側の伸縮が略等しくなるため、内部応力を緩和することができる。

ここで、実施形態１の変形例１について説明する。図５は、本発明の実施形態１の変形例１における表示装置のＡ−Ｂ断面図を示す図である。図５は図３と類似しているので、異なる点についてのみ説明する。図５では、基板１００、層間絶縁層１１２および対向基板２００の側面にのみガラスフリット１３３が接するように配置されており、基板１００と対向基板２００とが対向する面（基板１００または対向基板２００上に構造物が形成されている場合は、その形成物上の面を指す）にはガラスフリット１３３は接していない。図５では、ガラスフリット１３３が基板１００および対向基板２００の端部より内側に入り込んだ構造を例示したが、これに限定されず、基板１００および対向基板２００の間にはガラスフリット１３３が存在しない構造であってもよい。

図５のような構造とすることで、さらにガラスフリット１３３配置のために必要な面積を小さくすることができる。その結果、周辺領域１２０を狭くして表示領域１１０を広げることができるので、狭額縁の表示装置を得ることができる。

また、実施形態１の変形例２について説明する。図６は、本発明の実施形態１の変形例２における表示装置のＡ−Ｂ断面図を示す図である。図６は図３と類似しているので、異なる点についてのみ説明する。図６では、ガラスフリット１３４は、基板１００および対向基板２００の間に挟まれた位置から対向基板２００の端部より外側に突出して配置されているが、基板１００、層間絶縁層１１２および対向基板２００の側面には接していない。

図６のような構造とすることで、さらにガラスフリット１３４のために必要な面積を小さくすることができる。その結果、周辺領域１２０を狭くして表示領域１１０を広げることができるので、狭額縁の表示装置を得ることができる。また、詳細は後で説明するが、ガラスフリット１３４が基板１００および対向基板２００の外側に突出する構造を有することで、ガラスフリット１３４を融着するためのレーザ照射時に、レーザ光がガラスフリット１３４を透過して表示領域の発光素子に照射されることを抑制することができる。また、レーザ光の吸収によってガラスフリット１３４で発生した余剰熱が内部の発光素子に伝達しにくくする。

＜実施形態２＞
図７および８を用いて、本発明の実施形態２に係る表示装置の構成を説明する。図７は、本発明の実施形態２における表示装置のＡ−Ｂ断面図を示す図である。また、図８は、本発明の実施形態２における表示装置のＣ−Ｄ断面図を示す図である。

図７は図３と類似しているので、異なる点についてのみ説明する。図７では、図３の構造に加え、補強材として樹脂層１４０がガラスフリット１３０を覆い、基板１００および対向基板２００の側面の一部に接して配置されている。樹脂層１４０は、基板１００または対向基板２００の側面を全て覆う必要はなく、少なくともガラスフリット１３０を覆い、基板１００または対向基板２００の側面の一部に接するように配置されていればよい。

次に、図８を用いて、実施形態２の表示装置のＣ−Ｄ断面構造について説明する。基板１００が対向基板２００よりも延長している側面では、樹脂層１４０ｄは、ガラスフリット１３０ｄを覆い、層間絶縁層１１２の表面と対向基板２００の側面とに接して配置される。樹脂層１４０ｄは、対向基板２００の側面を全て覆う必要はなく、少なくともこれらの側面の一部に接するように配置されていればよい。

また、対向基板２００が基板１００よりも延長している構造の場合は、ガラスフリットを覆い、対向基板２００の表面と基板１００または層間絶縁層１１２の側面とに接して配置される。この場合においても、樹脂層は、基板１００または層間絶縁層１１２の側面を全て覆う必要はなく、少なくともこれらの側面の一部に接するように配置されていればよい。

つまり、樹脂層１４０ｄは、ガラスフリットを覆い、基板１００または対向基板２００の側面に接して配置されていればよく、また、上記の端部の外側の側面の一部に接するように配置されていればよい。ここで、樹脂層１４０ｄは、基板１００の側面、対向基板２００の側面に接して配置されているが、基板１００または対向基板２００と樹脂層１４０ｄとの間に他の層が挟まれていてもよい。

上記のように、ガラスフリットを覆うように補強材として樹脂層を配置することで、ガラスフリットを保護し、ガラスフリットへの物理的衝撃を緩和することができ、また、ガラスフリットの剥離を抑制することができる。

＜実施形態３＞
図９乃至１２を用いて、本発明の実施形態３に係る表示装置の構成を説明する。図９は、本発明の実施形態３における表示装置の平面図を示す図である。また、図１０は、本発明の実施形態３の変形例１における表示装置の平面図を示す図である。また、図１１は、本発明の実施形態３の変形例２における表示装置の平面図を示す図である。また、図１２は、本発明の実施形態３の変形例３における表示装置の平面図を示す図である。

図９は図２と類似しているので、異なる点についてのみ説明する。図２では、周辺領域１２０の四隅にスペーサ１３２が配置されているのに対して、図９では、周辺領域１２０の上と下の辺に沿って、複数のスペーサ１３２が配置されている。また、図１０では、周辺領域１２０の上と下の辺に沿って伸長された形状のスペーサ１３５が配置されている。このように、基板１００と対向基板２００と接触するスペーサの数を増やす、または、スペーサとの接触面積を増やすことで、貼り合せ時に安定して固定させることができ、また、表示装置の完成後に外圧に対する強度を向上させることができる。

図１１では、表示領域１１０内に複数のスペーサ１３６が配置されている。スペーサ１３６は各画素に配置されていてもよく、複数の画素毎に配置されていてもよい。スペーサ１３６は画素間に配置された遮光層１２１上に配置することが好ましい。

また、図１２では、表示領域１１０および周辺領域１２０に複数の粒子状またはファイバー状スペーサ１３７が配置されている。スペーサ１３７は、表示装置の通常の使用方法では視認されない程度の大きさであることが望ましく、好ましくは直径が０．５μｍ以上１０μｍ以下であるとよく、さらに好ましくは１μｍ以上５μｍ以下であるとよく、さらに好ましくは１μｍ以上３μｍ以下であることが好ましい。また、スペーサ１３７は表示領域１１０および周辺領域１２０にランダムに配置されていてもよい。スペーサ１３７は散布法で形成してもよい。

図１１および１２で示したように、表示領域１１０内にスペーサを配置することで、表示装置の完成後に外圧による凹みを抑制することができ、外圧が印加されたときの素子の破壊を抑制することができる。また、図１２に示す散布法による形成は、アライメントをとる必要がないため、タクトが短く、不良発生率の低い工程でスペーサを形成することができる。

＜実施形態４＞
図１３乃至１７を用いて、本発明の実施形態４に係る表示装置の構成を説明する。実施形態４は、白色の発光素子とカラーフィルタを組み合わせた「白色＋ＣＦ構造」において、対向基板上にカラーフィルタが配置された構造について説明する。

図１３は、本発明の実施形態４における表示装置のＡ−Ｂ断面図を示す図である。図１３は図３と類似しているので、異なる点についてのみ説明する。図３では、対向基板２００上には何も配置されていないのに対して、図１３では、遮光層１２１、カラーフィルタ１２２、無機パッシベーション層１２３が配置されている。特に、カラーフィルタ１２２は露出部がないように無機パッシベーション層１２３に覆われている。ここで、遮光層１２１が有機材料の場合は、遮光層１２１も露出部がないように無機パッシベーション層１２３で覆われることが好ましい。具体的には、遮光層１２１は基板１００に対向する上面１２１ａと端部１２１ｂを有し、カラーフィルタ１２２は基板１００に対向する上面１２２ａと端部１２２ｂを有する。そして、１２１ａ，１２２ａ，１２１ｂ，１２２ｂを覆うように無機パッシベーション層１２３が配置されている。

ここで、遮光層１２１は各画素を画定する領域に、配線等と重なるように配置されており、カラーフィルタ１２２は表示領域１１０の各発光素子に対応した領域に配置されている。ガラスフリット１３０は周辺領域１２０に配置され、基板１００と対向基板２００とに挟まれた空隙部１３１を密閉する。ここで、実施形態１では、密閉された空隙部１３１には、Ｎ_２ガスが充填されている。

ここで、ガラスフリット１３０は層間絶縁層１１２および無機パッシベーション層１２３と接して配置されているが、これに限定されず、ガラスフリット１３０と層間絶縁層１１２との間、またはガラスフリット１３０と無機パッシベーション層１２３との間に他の層が配置されていてもよく、逆に、層間絶縁層１１２、無機パッシベーション層１２３のいずれかまたは両方が存在せず、ガラスフリット１３０と基板１００または対向基板２００とが接していてもよい。また、対向基板２００上には遮光層１２１、カラーフィルタ１２２、無機パッシベーション層１２３の順で積層されているが、これに限定されず、カラーフィルタ１２２、遮光層１２１、無機パッシベーション層１２３の順で積層されていてもよい。また、遮光層１２１とカラーフィルタ１２２とが異なるパターンを有し、積層されていなくてもよい。

また、図１３では、基板１００と層間絶縁層１１２、層間絶縁層１１２と発光素子１１３、対向基板２００と遮光層１２１、遮光層１２１とカラーフィルタ１２２、カラーフィルタ１２２と無機パッシベーション層１２３、は接しているが、この構造に限定されず、それぞれの層間に他の層が挟まれていてもよい。

また、実施形態４では、発光素子１１３は、基板１００と対向基板２００とガラスフリット１３０とに囲まれた空隙部１３１に露出されている。つまり、発光素子１１３の上には、発光層を水分や不純物から保護するための保護層は形成されておらず、発光素子１１３の表面が空隙部１３１に露出されている。例えば、発光素子が下部電極、発光層、上部電極（共通電極）で構成されている場合、共通電極の上には保護層は形成されておらず、共通電極が空隙部１３１に露出される。

上記のように、図１３のような構造とすることで、ガラスフリット１３０が配置される領域の面積を小さくすることができ、狭額縁の表示装置を得ることができる。また、「白色＋ＣＦ構造」とすることで非常に高精細な表示装置を実現することができ、さらに、カラーフィルタを基板間に配置することで、隣接する画素の発光素子からの光が入り込むことによる混色のほとんどない高品質の表示装置を実現することができる。また、発光素子上にパッシベーション層を設けない構造にすることで、パッシベーション層を形成する工程だけでなく、端子部のパッシベーション層を除去する工程も削減することができる。

図１４は、本発明の実施形態４の変形例における表示装置のＡ−Ｂ断面図を示す図である。図１４は、図１３の構造に加え、補強材として樹脂層１４０がガラスフリット１３０を覆い、基板１００および対向基板２００の側面の一部に接して配置されている。樹脂層１４０は、基板１００または対向基板２００の側面を全て覆う必要はなく、少なくともガラスフリット１３０を覆い、基板１００または対向基板２００の側面の一部に接するように配置されていればよい。

上記のように、実施形態２と同様に、ガラスフリットを覆うように補強材として樹脂層を配置することで、ガラスフリットを保護し、ガラスフリットへの物理的衝撃を緩和することができ、また、ガラスフリットの剥離を抑制することができる。

図１５は、本発明の実施形態４における表示装置の製造方法のプロセスフローを示す図である。図１５を用いて、実施形態４における表示装置の製造方法を説明する。

まず、ガラス基板などの基板を準備し（Ｓ１５０１）、基板上にトランジスタ層を形成する（Ｓ１５０２）。トランジスタ層としては、一般的なものを使用することができ、例えば、アモルファスシリコン、ポリシリコン、酸化物半導体等を用いた、ボトムゲート型トランジスタやトップゲート型トランジスタを使用することができる。トランジスタ層を形成する前に、ガラス基板からの不純物をブロックし、密着性を向上させる単層または積層の下地層が形成されてもよい。次に、トランジスタ層を形成した後に、単層または積層の層間絶縁層を介して、複数の画素が配列される表示領域に発光素子を形成する（Ｓ１５０３）。発光素子は、層間絶縁層に形成されたコンタクトを介してトランジスタ層に接続される下部電極を形成し、下部電極の上に発光層を形成し、発光層の上に複数の発光素子に共通する共通電極を形成することで得られる。

次に、ガラス基板などの対向基板を準備し（Ｓ１５１１）、対向基板上に画素を開口する遮光層を形成する（Ｓ１５１２）。遮光層としては、Ｃｒなどの金属材料を用いてもよく、また、黒色に着色された樹脂材料を用いてもよい。遮光層は表示領域および周辺領域に形成される。表示領域においては、各画素を画定する領域に、配線等と重なるように形成され、周辺領域においては、表示領域とガラスフリットとの間の領域に形成される。

次に、対向基板の遮光層に設けられた開口部に着色層を有するカラーフィルタを形成する（Ｓ１５１３）。カラーフィルタは表示領域に形成され、各発光素子に対応した領域に形成される。カラーフィルタは、フルカラーを実現するために少なくともＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタを形成する。また、輝度向上のために配置される白色画素において、色再現性を向上させるためのＷ（白）のカラーフィルタを形成してもよい。

図１５では、遮光層の上にカラーフィルタを形成する製造方法について説明したが、これに限定されず、先にカラーフィルタを形成し、その上に遮光層を形成してもよい。また、対向基板と遮光層またはカラーフィルタとの間に他の層を形成してもよく、遮光層とカラーフィルタとの間に他の層を形成してもよい。また、カラーフィルタは少なくともＲ、Ｇ、Ｂの３種類を形成するが、３種類のカラーフィルタのいずれかの間に遮光層を形成してもよい。例えば、まず対向基板上にカラーフィルタＲ、Ｇを形成し、Ｒ、Ｇの上に遮光層を形成し、その上にカラーフィルタＢを形成してもよい。

遮光層およびカラーフィルタを形成した後に、対向基板、遮光層、カラーフィルタ上にこれらの上面と端部を覆うように無機パッシベーション層を形成する（Ｓ１５１４）。この無機パッシベーション層は、発光素子の劣化の原因となるガスや水分を放出する有機層をカバーするもので、少なくともカラーフィルタを露出させないように形成される。もし、遮光層が樹脂で形成される場合は、カラーフィルタと遮光層の両方を露出させないように形成される。つまり、図１３で示したように、遮光層１２１は基板１００に対向する上面１２１ａと端部１２１ｂを有し、カラーフィルタ１２２は基板１００に対向する上面１２２ａと端部１２２ｂを有する。そして、１２１ａ，１２２ａ，１２１ｂ，１２２ｂを覆うように無機パッシベーション層１２３が配置された構造となる。

次に、発光素子まで形成された基板、または、無機パッシベーション層まで形成された対向基板のいずれかまたは両方の基板の上にスペーサを形成する（Ｓ１５２１）。スペーサは実施形態３で説明したように、例えば、所定の位置に柱状のスペーサを形成する方法や、一定のサイズの粒子状またはファイバー状スペーサを散布して形成する方法など、多様な方法で形成することができる。いずれの方法にせよ、スペーサとして使用する材料は脱ガスや脱水分が少ない材質であることが好ましく、例えば、シリカやセラミックのような無機系接着剤を用いることが好ましい。対向基板にスペーサを形成する場合は、無機パッシベーション層の一部に凸部を設けてスペーサとしてもよい。スペーサを形成した後に、表示領域とカラーフィルタとが対向するように両基板を貼り合せる（Ｓ１５２２）。図示していないが必要に応じて、ここで大型の基板から個々のパネルに分割するための切断を行う。

両基板を貼り合せ切断した後に、両基板の側面から、例えばディップ方式やインクジェット方式などで塗布することで、発光素子が形成された基板または対向基板の端部より外側に突出するように、基板と対向基板とで囲まれた空隙部を密閉するようにガラスフリットを形成する（Ｓ１５２３）。本発明では、ガラスフリットを基板の貼り合せ後に、一対の基板の側面から形成することができる。したがって、複数の一対の基板を準備し、それらの側面に同一工程で同時にガラスフリットを形成することができる。ここで、図３に示すように、ガラスフリットは基板または対向基板の側面に接するように形成するが、ガラスフリットは基板または側面の全てを覆う必要はなく、少なくともこれらの側面の一部に接するように形成すればよい。

ここで、ガラスフリットを形成するときの雰囲気が、基板、対向基板、ガラスフリットで密閉された空隙部に充填されるので非常に重要である。実施形態４では、Ｎ_２雰囲気下でガラスフリットの形成を行った。ただし、これに限定されず、ガラスフリットを形成する工程の雰囲気は、発光素子の劣化の原因となる水分や酸素の含有量が少なければよい。例えば、ガラスフリットを形成する雰囲気は、好ましくは露点温度が−７０℃以下のであるとよい。より好ましくは、露点温度が−９０℃以下であるとよい。また、ガラスフリットを形成する雰囲気は、好ましくは酸素濃度が１ｐｐｍ以下であるとよい。より好ましくは酸素濃度が０．５ｐｐｍ以下であるとよい。また、ガラスフリットを形成する雰囲気は、減圧されていてもよく、逆に加圧されていてもよい。減圧、加圧のいずれの状態においても、水分や酸素の含有量が少ないことが望ましい。

最後に、貼り合せた基板に形成したガラスフリットをレーザ照射によって局所加熱する（Ｓ１５２４）。ガラスフリットを局所的に加熱することで、ガラスフリットを一対の基板または一対の基板上に形成された無機層に融着させ、発光素子を封止する。ここで、レーザ光を効率よく吸収して加熱するために、ガラスフリットがレーザ光波長帯のエネルギーを吸収する顔料を含んでいてもよい。

次に、図１６および１７を用いてレーザ照射工程のより具体的な方法について説明する。図１６は、本発明の実施形態４における表示装置のガラスフリットへのレーザ照射方法を示す図である。また、図１７は、本発明の実施形態４において、表示装置の平面視におけるガラスフリットへのレーザ照射方法を示す図である。本発明におけるレーザ照射は、１５０から出射されたレーザ光１５１を基板１００および対向基板２００の側面に入射させることで、ガラスフリット１３０を融着させる。ここで、レーザ光１５１は基板１００および対向基板２００の表面に対して略平行に入射される。また、基板１００および対向基板２００の平面視において、レーザ光１５１は基板１００および対向基板２００の一辺に対して直角ないし鋭角１５２をなすように入射される。この角度１５２は３０°から９０°、好ましくは４５°から９０°とするとよい。

上記のように、基板１００および対向基板２００の表面に対して略平行にレーザ光１５１を入射することで、ガラスフリットに照射されなかった漏れ光が表示領域内の発光素子に照射され、発光素子が劣化することを抑制することができる。また、レーザ光１５１を基板１００および対向基板２００の一辺に対して鋭角１５２で入射することによって、レーザ光１５１のガラスフリット内の光路長が長くなる。その結果、一度のレーザ照射で広範囲のガラスフリットを加熱することができ、また、レーザ光１５１の一部がガラスフリットを透過して、表示領域の発光素子に到達することを抑制することができる。

＜実施形態５＞
図１８乃至２０を用いて、本発明の実施形態５に係る表示装置の製造方法を説明する。実施形態５は、基板１００と対向基板２００とが貼り合わされた一対の基板６００を複数並べて、複数の一対の基板６００に対して、ガラスフリット１３０を形成する方法について説明する。

図１８は、本発明の実施形態５における表示装置の製造方法において、複数の基板に同一工程でガラスフリットを塗布する方法を示す図である。まず、複数の一対の基板６００が、互いの面が重なるように並べられる。図１８では、各々の一対の基板６００の間にスペースが設けられているが、各々の一対の基板６００が互いに接するように並べられてもよい。

複数の一対の基板６００の配置間隔に対応して、液体のガラスフリットを吐出するノズル１６１が固定治具１６０に配置されている。固定治具１６０は、図１８の矢印で示した方向にノズル１６１を走査する。図１８に示すように、ガラスフリット材料の液柱１６２がノズル１６１に設けられた微細孔から吐出されながら、ノズル１６１を矢印の方向へ操作することで、ガラスフリット１３０が基板１００と対向基板２００との境界部に連続して塗布される。一対の基板６００の一辺にガラスフリット１３０が塗布されると、一対の基板６００が９０度回転し、ガラスフリット１３０を塗布した一辺に隣接する一辺がノズル１６１の方向を向くように配置される。そして、上記と同様にしてガラスフリット１３０が一対の基板６００の側面に塗布される。

ガラスフリット１３０の塗布は、複数の一対の基板６００を回転させながら行ってもよい。この場合、ノズル先端とガラスフリット１３０が塗布される一対の基板６００の側面との距離を一定に保つように固定治具１６０を鉛直方向に上下させてもよい。

図１９は、本発明の実施形態５の変形例における表示装置の製造方法において、複数の基板に同一工程でガラスフリットを塗布する方法を示す図である。図１９では、複数の一対の基板６００を、ガラスフリット材料１７１が入った容器１７０に浸漬させる、いわゆるディップ方式によってガラスフリットを形成する。この場合、ガラスフリットを形成したい領域を、ガラスフリット材料１７１に対して親液性を有するようにしてもよい。さらに、その他の領域を、ガラスフリット材料１７１に対して撥液性を有するようにしてもよい。このようにすることで、ディップ方式でガラスフリットを形成する場合でも、所望の領域のみにガラスフリットを形成することができる。

図２０は、本発明の実施形態５における表示装置の製造方法において、複数の基板に同一工程でガラスフリットを融着する方法を示す図である。図１８と同様に、複数の一対の基板６００を互いの面が重なるように並べて配置する。そして、複数の一対の基板６００の配置間隔に対応して、複数のレーザ光１５３を出射する光源群１５４が配置されている。光源群１５４は、図２０の矢印で示した方向に走査され、一対の基板６００の側面に塗布されたガラスフリット１３０にレーザ光１５３を照射する。このレーザ光１５３の照射によって、ガラスフリットは局所加熱され、基板１００および対向基板２００の側面に融着される。ここで、レーザ光１５３を入射する角度は図１６および１７に示した角度にすることが好ましい。

図２０に示すように、複数のレーザ光１５３を複数の一対の基板６００の側面に形成されたガラスフリットに照射しながら、光源群１５４を矢印方向へ操作し、複数の一対の基板６００の一辺のガラスフリット１３０を融着する。次に、一対の基板６００が９０度回転し、ガラスフリット１３０を融着した一辺に隣接する一辺が光源群１５４の方向を向くように配置される。そして、上記と同様にしてレーザ光１５３をガラスフリット１３０に照射する。

上記の方法によると、複数の一対の基板に対して、同一工程でガラスフリットを形成することができ、また、同一工程でガラスフリットを融着することができる。これによって、タクトが向上し、製造コストを安くすることができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１００：基板
１１０：表示領域
１１２：層間絶縁層
１１３：発光素子
１２０：周辺領域
１２１：遮光層
１２１ａ：遮光層１２１の基板１００に対向する上面
１２１ｂ：遮光層１２１の端部
１２２：カラーフィルタ
１２２ａ：カラーフィルタ１２２の基板１００に対向する上面
１２２ｂ：カラーフィルタ１２２の端部
１２３：無機パッシベーション層
１３０、１３０ｄ、１３３、１３４：ガラスフリット
１３１：空隙部
１３２、１３５、１３６：スペーサ
１３７：粒子状またはファイバー状スペーサ
１４０、１４０ｄ：樹脂層
１５０：光源
１５１、１５３：レーザ光
１５２：鋭角
１５４：光源群
１６０：固定治具
１６１：ノズル
１６２：液柱
１７０：容器
１７１：ガラスフリット材料
２００：対向基板
３００：ドライバＩＣ
４００：ＦＰＣ
５００：端子部
６００：一対の基板

Claims (17)

1. 複数の画素のそれぞれに発光素子が設けられ、前記画素が配列された表示領域を有する第１基板と、
   前記第１基板に対向して配置された第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に配置されたスペーサと、
   ガラスを含み、前記第１基板および前記第２基板を貼り合わせ、前記表示領域の外側に設けられ、前記第１基板または前記第２基板の端部より外側に突出するシール材と、を有することを特徴とする表示装置。
2. 前記シール材は、前記第１基板または前記第２基板の側面の一部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記シール材の一部は、前記第１基板と前記第２基板との間に挟まれていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記スペーサは無機材料であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記第２基板は、前記画素を開口する遮光層と、着色層を有し、少なくとも前記遮光層の開口部に設けられたカラーフィルタと、を有し、
   前記シール材は、前記表示領域および前記カラーフィルタが対向するように前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせ、
   前記カラーフィルタは前記シール材の内側に設けられ、
   少なくとも前記カラーフィルタの上面および端部を覆う無機絶縁層を有し、
   前記第１基板、前記第２基板および前記シール材で囲まれた空隙部に、前記発光素子が露出されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の表示装置。
6. 前記シール材を覆い、前記第１基板または前記第２基板の側面の一部に接して配置される樹脂層を有することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 前記空隙部は、露点温度が−７０℃以下であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
8. 前記空隙部は、酸素濃度が１ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
9. 第１基板の複数の画素が配列される表示領域に、発光素子を形成し、
   スペーサを介して前記第１基板と、前記第１基板に対向して配置された第２基板と、を貼り合せ、
   前記表示領域の外側に設けられ、前記第１基板または前記第２基板の端部より外側に突出するように、ガラスを含むシール材を形成し、
   前記第１基板または前記第２基板の側面側からレーザを入射し、
   前記シール材を融着させることを特徴とする表示装置の製造方法。
10. 前記シール材は、前記第１基板または前記第２基板の側面の一部に形成されることを特徴とする請求項９に記載の表示装置の製造方法。
11. 前記シール材は、前記第１基板と前記第２基板の間に一部が挟まれるように形成されることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置の製造方法。
12. 前記レーザは、前記第１基板および前記第２基板の表面に対して略平行に入射されることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置の製造方法。
13. 前記レーザは、前記第１基板および前記第２基板の平面視において、前記第１基板および前記第２基板の一辺に対して鋭角をなすように入射されることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置の製造方法。
14. 複数の前記第１基板および複数の前記第２基板が貼り合せられた複数の一対の基板に対して、同一工程で複数の前記レーザを入射することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか一に記載の表示装置の製造方法。
15. 複数の前記一対の基板に対して、同一工程で複数の前記シール材を形成することを特徴とする請求項１４に記載の表示装置の製造方法。
16. 前記シール材は、露点温度が−７０℃以下の雰囲気下で形成されることを特徴とする請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
17. 前記シール材は、酸素濃度が１ｐｐｍ以下の雰囲気下で形成されることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置の製造方法。

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