JP2015222645A - 有機ｅｌ表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光特性や歩留まりへの影響無しに混色対策が可能な有機ＥＬ表示装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】有機ＥＬ層を含む画素がマトリックス状に配列された表示領域１８を有するアレイ基板１２と、アレイ基板に対向して配され、カラーフィルター５０を有する対向基板１４と、アレイ基板と対向基板との間の縁部に額縁状に形成されたシール１６と、シール内におけるアレイ基板上に形成された充填部２０と、シール内における対向基板と充填部との間に形成され、充填部の屈折率より低い屈折率を有する低屈折率層２２と、を有する有機ＥＬ表示装置１０。【選択図】図１

Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置及びその製造方法に関するものである。

有機ＥＬ表示装置のアレイ基板には、有機ＥＬ層を含む画素がマトリックス状に形成され、対向基板と額縁状のシール及び充填部で貼り合わされている。各画素の有機ＥＬ層は白色発光素子でありカラーフィルターにより多色表示を行っている。

特開２００３−２９７５５９号公報

しかし、上記のような有機ＥＬ表示装置においては、有機ＥＬ層が発光した白色光が隣接する画素のカラーフィルターを通過することによって混色が発生することがある。この「混色」とは、ある画素から発光した白色光が斜め方向に進行し、隣接した正規の色（例えば、緑色）と異なる色（例えば、赤色）のカラーフィルターを通過することで、正規の色（緑色）とは異なる色（赤色）が混ざる現象である。有機ＥＬ層は全方位に発光するため混色が発生し易い。

この混色を低減するためには、ブラックマトリックスの幅の拡大や、基板間距離を狭くするなどの対策方法がある。しかし、ブラックマトリックスの幅を拡大すると開口率の低下による表示視認低下が発生し、また、基板間距離を狭くすると基板間に挟み込んだ異物によって歩留まりが低下するという問題点があった。

また、従来よりアレイ基板１２と対向基板１４との間に充填部がなく、いわゆる中空パネルで形成された有機ＥＬ表示装置がある。この有機ＥＬ表示装置においては、画素から斜め方向に発光した白色光は封止膜と空気層との界面で反射されるため、混色が一見発生しないように考えられる。しかし、実際には封止膜と空気層の界面で反射した光がアレイ基板内部を伝達し、バンクなどの凹凸部で斜め方向に照射され、この斜め方向に照射された白色光が混色を発生させるという問題点があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、発光特性や歩留まりへの影響なしに混色対策が可能な有機ＥＬ表示装置及びその製造方法について提供することを目的とする。

本発明は、である。

本発明によれば、アレイ基板と対向基板の間に充填部と低屈折層を設けて混色を防止できる。

（ａ）は実施形態１の有機ＥＬ表示装置において対向基板を取り除いた状態の平面図であり、（ｂ）は有機ＥＬ表示装置の縦断面図である。 実施形態１の有機ＥＬ表示装置の拡大縦断面図である。 第５工程におけるアレイ基板と対向基板の拡大縦断面図である。 第７工程におけるアレイ基板と対向基板の拡大縦断面図である。 第８工程におけるアレイ基板と対向基板の拡大縦断面図である。 第９工程におけるアレイ基板と対向基板の拡大縦断面図である。 実施形態２の有機ＥＬ表示装置の拡大縦断面図である。

本発明の有機ＥＬ表示装置１０について、図面に基づいて説明する。

なお、実施形態における開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の趣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、実際の対応に比べ、各部の幅、厚さ、形状などについて模式的に表される場合があるが、あくまでも一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

実施形態１

実施形態１の有機ＥＬ表示装置１０について図１〜図６に基づいて説明する。

（１）有機ＥＬ表示装置１０の構造
有機ＥＬ表示装置１０の構造について図１に基づいて説明する。図１（ａ）（ｂ）に示すように、有機ＥＬ表示装置１０は、アレイ基板１２と、このアレイ基板１２に対向して配され、カラーフィルター５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを有する対向基板１４と、アレイ基板１２と対向基板１４とを貼り合わせるために額縁状に形成されたシール１６と、アレイ基板１２と対向基板１４との間にある充填部（ＦＩＬＬ）２０と、充填部２０と対向基板１４との間にある低屈折率層２２を有する。アレイ基板１２の上には、表示領域１８が形成され、この表示領域１８には、有機ＥＬ層４２を含む画素がマトリックス状に形成されている。また、アレイ基板１２と対向基板１４との間には、複数のスペーサ５４が立設されて、アレイ基板１２と対向基板１４との板間ギャップを一定に維持している。

（２）有機ＥＬ表示装置１０の縦断面構造
次に、有機ＥＬ表示装置１０の縦断面構造について図２に基づいて説明する。図２に示すように、アレイ基板１２を構成するガラス基板３０上には、第１層間絶縁膜２６と第２層間絶縁膜２８とが順番に積層されつつ、同じ層に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）からなる一画素分の画素回路２４が形成されている。

画素回路２４と第２層間絶縁膜２８の上には、平坦化膜３２が形成されている。平坦化膜３２が形成されている領域は、シール１６よりも内側に形成されている。

平坦化膜３２上には、反射膜３４と不図示のカソードコンタクトとが積層されている。平坦化膜３２上には、さらにバンク４０が積層されている。バンク４０からアノード３６とカソードコンタクトが露出するようにコンタクトホールが形成されている。

バンク４０とアノード３６の上には、有機ＥＬ層４２が積層されている。

有機ＥＬ層４２とバンク４０の上には、カソード４４が積層され、コンタクトホールを介してカソードコンタクトと接触している。

カソード４４上には、封止膜４６が積層されている。この封止膜４６は、アレイ基板１２の端部まで形成されている。

対向基板１４を構成するガラス基板３８の上には、ブラックマトリックス４８が形成され、ブラックマトリックス４８と同じ層には、ＲＧＢよりなるカラーフィルター５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂが画素毎に形成され、ブラックマトリックス４８によって囲まれている。

ブラックマトリックス４８とカラーフィルター５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの上には、オーバーコート層（有機樹脂層）５２が形成されている。

対向基板１４のオーバーコート層５２とアレイ基板１２の封止膜４６上には、所定間隔毎にスペーサ５４が立設されている。

アレイ基板１２の封止膜４６の上には、充填部２０が形成されている。充填部２０は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などのＵＶ硬化樹脂や熱硬化樹脂より形成されている。充填部２０の屈折率は、例えば１．５である。

充填部２０と対向基板１４のオーバーコート層５２との間には、低屈折率層２２が形成されている。低屈折率層２２の屈折率は、充填部２０の屈折率より低く、１．０以上１．３以下であり、例えば、屈折率１．０の空気層より形成されている。また、低屈折率層２２との境界面である充填部２０の界面は、平らな面に形成されている。充填部２０と低屈折率層２２の製造方法については、後から詳しく説明する。

額縁状のシール１６は、充填部２０と同様にアクリル樹脂、エポキシ樹脂などのＵＶ硬化樹脂や熱硬化樹脂よりなり、アレイ基板１２と対向基板１４を貼り合わせるときに基板間ギャップを制御し易いように、１００〜１０００Ｐａ・ｓ程度の低粘性である。

（３）有機ＥＬ表示装置１０の製造方法
次に、有機ＥＬ表示装置１０における充填部２０と低屈折率層２２の製造方法について図３〜図６に基づいて説明する。

第１工程では、上記したアレイ基板１２を製造する。

第２工程では、ブラックマトリックス４８とカラーフィルター５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを有する対向基板１４を製造する。

第３工程では、図３に示すように、対向基板１４のブラックマトリックス４８とカラーフィルター５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの上にオーバーコート層５２を積層する。

第４工程では、図１に示すようにオーバーコート層５２の上にスペーサ５４を所定間隔毎に立設する。

第５工程では、対向基板１４のオーバーコート層５２とスペーサ５４の表面に離型処理を実施する。この離型処理とは、オーバーコート層５２とスペーサに対し、有機被膜の蒸着やフッ素系離型剤を塗布する。なお、図３〜図６においては、この離形剤５６を白丸で表している。

第６工程では、図１に示すように対向基板１４の縁部にシール１６を額縁状に形成する。このシールはＵＶ硬化樹脂又は熱硬化樹脂より形成され、塗布、インクジェット、印刷などの方法で形成する。

第７工程では、図４に示すように対向基板１４のオーバーコート層５２とスペーサ５４に充填部２０を形成する。この充填部２０を形成する場合には、離型剤５６よりなる剥離層を挟んで形成する。この充填部２０もＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂より形成され、塗布、インクジェット、印刷などの方法で形成する。

第８工程では、上記のように製造したアレイ基板１２の封止膜４６と対向基板１４の充填部２０とを向かい合わせにし、両板を貼り合わせる。図４、図５に示すように、アレイ基板１２と対向基板１４の貼り合わせは、減圧されたチャンバー内にて行われ、充填部２０を低粘度化して漏れ広がり性を向上するために加温してもよい。

第９工程では、図５に示すように、貼り合わせたアレイ基板１２と対向基板１４において、シール１６と充填部２０を硬化させる。この硬化は、ＵＶ硬化樹脂であれば紫外線を照射し、熱硬化樹脂であれば加熱処理する。なお、充填部２０とシール１６とが遅延硬化樹脂を用いている場合には、アレイ基板１２と対向基板１４を貼り合わせる前に紫外線を照射しておくことで硬化が進む。そして、液状の樹脂が硬化する際には、硬化収縮による体積の減少が生じるため、この減少によりアレイ基板１２と対向基板１４の間のギャップは狭まる方向に引っ張られる。すなわち、引っ張り応力が生じる。しかし、アレイ基板１２と対向基板１４の間のギャップは、スペーサ５４で保持されており狭まることがないため、液状の樹脂であるシール１６が硬化する際に発生するアレイ基板１２と対向基板１４の間の引っ張り応力によって、最も接着力の弱い部分である剥離層を有する充填部２０と対向基板１４のオーバーコート層５２との間で剥離が発生する。この剥離によって、図６に示すように、空気層よりなる低屈折率層２２が形成される。これによって、充填部２０と低屈折率層２２とを有する有機ＥＬ表示装置１０が完成する。

（４）効果
本実施形態によれば、充填部２０と対向基板１４との間に充填部２０よりも低屈折率である低屈折率層２２が形成されているため、図２に示すように有機ＥＬ層４２から斜め方向に発光した白色光は高屈折率の充填部２０と低屈折率である空気よりなる低屈折率層２２との界面に臨界角以上の角度で侵入し全反射するため、混色を防止できる（図４の矢印参照）。充填部２０の屈折率は約１．５であるため、低屈折率層２２としては屈折率が１．３以下の材料で形成するのが望ましく、屈折率１．０の空気層で形成するのが望ましい。また、カラーフィルター５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂに近い位置に低屈折率層２２と高屈折率よりなる充填部２０の界面を形成していることにより、従来の中空封止構造で発生するようなアレイ基板１２の凹凸構造を起因とする斜め光であっても混色を防止できる。

また、上記した製造方法で有機ＥＬ表示装置１０を製造すると、低屈折率層２２内部に離型剤５６が残るため、第三者がこの製造方法で有機ＥＬ表示装置１０を製造した場合でも、直ぐに発見できる。

実施形態２

次に、実施形態２の有機ＥＬ表示装置１０について図７に基づいて説明する。

本実施形態と実施形態１の異なる点は、本実施形態では対向基板１４にオーバーコート層５２が形成されていない点にある。このようなオーバーコート層５２が無い場合においては、低屈折率層２２と高屈折率の充填部２０の界面が、カラーフィルター５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂにより近い位置に形成できるため、さらに混色防止効果を高めることができる。

変更例

上記実施形態では、低屈折率層２２を空気層によって形成したが、充填部２０の屈折率よりも低い物質であれば、空気層以外の物質で形成してもよい。

また、本発明の実施形態を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての実施形態も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

また、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、上記実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

また、本実施形態において述べた対応によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は、当業者において時に想到し得るものについては、当然に発明によりもたらされるものと解される。

１０・・・有機ＥＬ表示装置、１２・・・アレイ基板、１４・・・対向基板、１６・・・シール、１８・・・表示領域、２０・・・充填部、２２・・・低屈折率層、４８・・・ブラックマトリックス、５０・・・カラーフィルター、５２・・・オーバーコート層、５４・・・スペーサ、５６・・・離型剤

Claims (11)

1. 有機ＥＬ層を含む画素がマトリックス状に配列された表示領域を有するアレイ基板と、
   前記アレイ基板に対向して配され、カラーフィルターを有する対向基板と、
   前記アレイ基板と前記対向基板との間の縁部に額縁状に形成されたシールと、
   前記シール内における前記アレイ基板上に形成された充填部と、
   前記シール内における前記対向基板と前記充填部との間に形成され、前記充填部の屈折率より低い屈折率を有する低屈折率層と、
   を有する有機ＥＬ表示装置。
2. 前記低屈折率層が、空気層である、
   請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
3. 前記アレイ基板と前記対向基板との間にスペーサが立設されている、
   請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
4. 前記対向基板と前記低屈折率層との間には剥離層を有する、
   請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
5. 前記剥離層が、有機薄膜、又は、フッ素系離型剤で形成されている、
   請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置。
6. 前記充填部を形成する材料が、ＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂、又は、遅延硬化樹脂である、
   請求項１の有機ＥＬ表示装置。
7. 前記低屈折率層の前記屈折率が、１．０以上１．３以下である、
   請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
8. 有機ＥＬ層を含む画素がマトリックス状に配列された表示領域を有するアレイ基板を形成し、
   カラーフィルターを有する対向基板を形成し、
   前記対向基板の縁部に額縁状のシールを形成し、
   前記シール内における前記対向基板上に剥離層を形成し、
   前記シール内における前記対向基板の前記剥離層上に充填部を形成し、
   前記アレイ基板と前記対向基板とを前記シールによって貼り合わせ、
   前記シールと前記充填部を硬化させると共に、前記剥離層で前記対向基板と前記充填部とを剥離して前記充填部の屈折率より低い屈折率を有する低屈折率層を形成する、
   有機ＥＬ表示装置の製造方法。
9. 前記低屈折率層は、シールが硬化する際に発生する前記アレイ基板と前記対向基板の間の引っ張り応力によって、最も接着力の弱い部分である前記剥離層を有する前記充填部と前記対向基板の間で剥離された空間により形成される、
   請求項８に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
10. 前記剥離層を、有機薄膜の蒸着、又は、フッ素系離型剤の塗布によって形成する、
    請求項８に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
11. 前記充填部を形成する材料が、ＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂、又は、遅延硬化樹脂である、
    請求項８に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。

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