JP4372773B2 - 表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に係わり、特に、有機エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence）素子を用いたエレクトロルミネッセンス表示装置に適用して有効な技術に関する。

近年、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたエレクトロルミネッセンス表示装置（以下、ＯＬＥＤ表示装置という）が、ＣＲＴや、液晶表示装置に代わる次世代のフラットディスプレイ装置として注目されている。
このＯＬＥＤ表示装置は、液晶表示装置などの現行のフラットディスプレイ装置と比較して、（１）発光に必要な電圧が１０Ｖ以下と低く、消費電力を小さくできる、（２）自発光型であるのでバックライトが不要である、（３）同じ自発光型のプラズマ表示装置のような真空構造が不要であり、軽量化、薄型化に適している、（４）応答時間が数μ秒と短く、視野角が１７０度以上と広い等の特徴を有している。（下記、非特許文献１参照）
前述したＯＬＥＤ表示装置は、陽極および陰極の形状により、単純マトリクス方式のＯＬＥＤ表示装置と、アクティブマトリクス方式のＯＬＥＤ表示装置とに大別されるが、その基本構造は同じである。

図４は、ＯＬＥＤ表示装置の基本構造を示す断面図である。
図４に示すように、ＯＬＥＤ表示装置は、ガラス基板１０上に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明電極から成る陽極１１、正孔輸送層１２、発光層１３、電子輸送層１４、陰極１５が、この順番で積層されて構成される。
陽極１１と陰極１５との間に電圧を印加すると、陽極１１から注入された正孔と、陰極１５から注入された電子とが発光層１３の内部で再結合し、発光層１３を形成する有機分子を励起して励起子が生じ、この励起子が放射失活する過程で発光層１３から光が放たれ、この光が透明な陽極１１からガラス基板１０を介して外部へ放出されて発光する。
以下、正孔輸送層１２、発光層１３および電子輸送層１４から成る多層膜を、ＯＬＥＤ膜という。
単純マトリクス方式のＯＬＥＤ表示装置は、図４に示す陽極１１と陰極１５とを、ＯＬＥＤ膜３０を挟んで互いに直交する多数のストライプ電極で構成し、陽極１１となる多数のストライプ電極と、陰極１５となる多数のストライプ電極との交点の画素に駆動電圧を印加して画像を表示する。
また、アクティブマトリクス方式のＯＬＥＤ表示装置は、各画素毎に陽極１１を形成し、この陽極１１に、各画素毎に設けられる能動素子、例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ；Thin Film Transistor）を介して駆動電圧を印加して画像を表示する。

なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
「有機ＥＬパネルの高精細化に向け回路の基本特許を取得」、日経エレクトロニクス、2000.4.24（no.768)，pp.163〜170、2000年4月24日

前述したＯＬＥＤ表示装置では、陰極１５は、Ｍｇ／Ａｇ、ＬｉＦ／Ａｌ、あるいは、Ｃａ／Ａｌなどで構成される。
そして、ＯＬＥＤ膜および陰極１５は、水、酸素、熱あるいは紫外線に対して耐性が低く、特に、水は、ＯＬＥＤ膜に多大な影響を与えて、発光が阻害されて非発光となった、所謂、ダークスポットと言われる欠陥の最大の原因となる。
このため、信頼性の高いＯＬＥＤ表示装置を実現するためには、これらの要素が、前述のＯＬＥＤ膜および陰極１５に侵入するのを防止する必要があり、そこで、従来のＯＬＥＤ表示装置にあっては、ＯＬＥＤ表示装置の製作時に、封止部材で封止される封止空間内に、乾燥した不活性な気体（例えば、霜点（露点）−８０℃以下の窒素ガス）を封入している。
この状態を、パネル化した後も保ちつづけることが必要であるが、接着剤２１を介して、外気の水分子が封止空間内に侵入することが考えられる。
そこで、パネル化された後に外部より侵入した水分子を吸収して、封止空間内を、常時封止時の適切な乾燥状態に保つために乾燥剤が封入されている。

従来のＯＬＥＤ表示装置においては、前述の乾燥剤として、高い吸湿力を持つ酸化バリウム（Ｂａ０、ＢａＯ_２）が使用されていた。
しかしながら、酸化バリウムは、高い吸湿力を持つが故に、例えば、保存している場合でも空気中の水分子を吸着することがあるなど、取り扱いが困難であるという問題点があった。
前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、高い吸着性を持ちながら、従来よりも取り扱いが容易な乾燥剤を用いた、エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明は、基板と、前記基板上に設けられるエレクトロルミネッセンス素子と、接着剤を介して前記基板上に接着され、前記エレクトロルミネッセンス素子を覆う封止部材と、前記基板と前記封止部材とで囲まれる封止空間内に設けられる乾燥剤とを備える表示装置に適用される。
本発明においては、前記乾燥剤として、例えば、ゼオライトなどの多孔質の無機材料で構成される。
また、本発明では、前記ゼオライトが、直径が２．５Å以上の細孔を、５０％以上含むことを特徴する。
また、一般に、前記基板と前記封止部材とで囲まれる封止空間内には、乾燥した窒素ガスが封止されるが、この場合には、前記ゼオライトが、直径が２．５Å以上、かつ、３．０Å以下の細孔を、５０％以上含むことを特徴する。
ゼオライトは、多孔質の無機材料であり、水分子を吸着したゼオライトは、加熱することにより元の状態（水分子を吸着する前の状態）に戻すことが可能であるので、保存時に水分子を吸着したとしても、表示装置に組み込む際に加熱処理を施すことで、元の状態に戻すことができるので、乾燥剤として酸化バリウムを使用する場合に比べて、取り扱いが容易となる。

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、高い吸着性を持ちながら、従来よりも取り扱いが容易な乾燥剤を用いた、エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置を提供することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
〈本発明が適用されるＯＬＥＤ表示装置の基本構造〉
図１は、本発明が適用されるＯＬＥＤ表示装置の基本構造を示す要部断面図である。
図１に示すＯＬＥＤ表示装置は、表示面となるガラス基板１０と、このガラス基板１０上に、接着剤２１で接着シールされる封止部材２０とで構成される。なお、接着剤２１は紫外線硬化樹脂、または熱硬化樹脂で構成される。
ガラス基板１０には、陽極１１、ＯＬＥＤ膜３０、および陰極１５が形成され、前述したように、ＯＬＥＤ膜３０は、正孔輸送層１２、発光層１３および電子輸送層１４から成る多層膜で形成される。
発光層１３で発光した光は、図１に矢印で示すように、ガラス基板１０側に放出される。
また、封止部材２０は、ガラス、あるいは、ステンレスなどの金属で構成され、図１に示すように、封止部材２０の一部に凹部２２が形成され、この凹部内には、テープ２５によって、乾燥剤２３が固定、収納されている。

図２は、図１に示すＯＬＥＤ表示装置を封止部材２０側から見た裏面図、図３は、図１に示すＯＬＥＤ表示装置の側面を示す側面図である。
図２、図３に示すように、封止部材２０は、各ＯＬＥＤ膜３０を囲むように、設けられ、前記凹部２２は、封止部材２０の略中央部に設けられる。
なお、図３において、１６は取り出し電極であり、陽極１１が、ガラス基板１０上を封止部材２０の外側まで延長された部分である。
また、封止部材２０と、ガラス基枚１０とで囲まれた封止空間２６には、乾燥し、かつ不活性な気体（例えば、窒素ガス）が封入されている。
なお、図１に示すＯＬＥＤ表示装置は、単純マトリクス方式のＯＬＥＤ表示装置であり、陽極１１となる多数のストライプ電極と、陰極１５となる多数のストライプ電極とが、ＯＬＥＤ膜３０を挟んで直交するように形成される。
但し、図１では、陽極１１となる多数のストライプ電極、陰極１５となる多数のストライプ電極の図示は省略している。

〈従来のＯＬＥＤ表示装置の乾燥剤の材料〉
前述したように、ＯＬＥＤ膜３０および陰極１５は、水、酸素、熱あるいは紫外線に対して耐性が低く、特に、水は、ＯＬＥＤ膜３０に多大な影響を与えて、発光が阻害されて非発光となった、所謂、ダークスポットと言われる欠陥の最大の原因となる。
このため、信頼性の高いＯＬＥＤ表示装置を実現するためには、水分子が、前述のＯＬＥＤ膜３０、および陰極１５に侵入するのを防止する必要があり、そこで、従来のＯＬＥＤ表示装置にあっては、ＯＬＥＤ表示装置の製作時に、封止部材２０で封止される封止空間２６内に、乾燥した不活性な気体（例えば、霜点（露点）−８０℃以下の窒素ガス）を封入している。
この状態を、パネル化した後も保ちつづけることが必要であるが、接着剤２１を介して、外気の水分子が封止空間内に侵入することが考えられる。
そこで、パネル化された後に外部より侵入した水分子を吸収して、封止空間２６内を、常時封止時の適切な乾燥状態に保つために乾燥剤２３が封入される。

この乾燥剤２３として、従来は、酸化バリウムが使用されている。
ＯＬＥＤ表示装置の製作時において、封止空間２６内に封入される乾燥した不活性な気体として、霜点（露点）−８０°Ｃ以下の窒素ガスが封入されている。
霜点（露点）−８０°Ｃにおける飽和水蒸気圧は、０．０００４１ｍｍＨｇ［水分量として、６．１×１０^−４ｇ／ｍ^３、但し、２５°Ｃ，１ａｔｍ（条件は、以下同じ。）］であり、大気圧である窒素ガスとの圧力比は、５．３９×１０^−７となり極めて低い。この状態を、パネル化した後も保ち続けることが必要である。
従来、乾燥剤２３として使用されている酸化バリウムは、水分量として、７×１０^−１４ｇ／ｍ^３が実現でき、初期の乾燥状態を保てることが分かる。
しかし、酸化バリウムは、高い吸湿力を持つが故に、取り扱いが困難であり、例えば、保存している場合でも、酸化バリウムが空気中の水分子を吸着するので、取り扱いが困難であるという問題点があった。
さらに、酸化バリウムは、水分を吸着すると体積が大きく増加し、そのため、酸化バリウムを、封止部材２０の一部に形成された凹部２２内に固定、収納するためのテープ２５が剥がれてしまい、酸化バリウムが、封止空間２６内に飛散するという問題点もあった。

〈本発明の実施の形態のＯＬＥＤ表示装置の特徴〉
本実施の形態のＯＬＥＤ表示装置は、前述の乾燥剤２３として、多孔質の無機材料である、ゼオライトを用いたことを特徴とする。
ゼオライトは、多孔質の無機材料であり、水分子を吸着したゼオライトは、加熱することにより元の状態（水分子を吸着する前の状態）に戻すことが可能である。
そのため、保存時に水分子を吸着したとしても、表示装置に組み込む際に加熱処理を施すことで、元の状態に戻すことができるので、乾燥剤として酸化バリウムを使用する場合に比べて、取り扱いが容易となる。
これにより、高い吸着性を持ちながら、従来よりも取り扱いが容易な乾燥剤を用いた、エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置を提供することが可能となる。
また、ゼオライトは、細孔内に水分を吸着するので、水分を吸着しても体積増加が、酸化バリウムよりも小さく、そのため、封止部材２０の一部に形成された凹部２２内に固定、収納するためのテープ２５が剥がれることもない。

適切な孔径を持ったゼオライトでは、空気中の水分量として、１×１０^−４ｇ／ｍ^３という極めて低い湿度の状態を保つことが知られている。
しかし、ゼオライトは、孔に気体の分子を吸着させることによって、周囲の気体分子を減少させる。したがって、水分子以外の気体分子を吸着する可能性がある。
本実施の形態では、封止空間２６内には、窒素ガスが封入されており、乾燥剤２３としてのゼオライトには、窒素ガスは吸着せず、水分子のみを吸着させることが必要である。この制御は、ゼオライトの孔の大きさを適切に選択することによって実現することができる。
水分子の大きさは、２．８Åであり、窒素分子の大きさは、３．０Åである。 このように、水分子の大きさが、窒素分子より小さいことから、有効細孔径が２．５Å以上、かつ、３．０Å以下の細孔を、５０％以上含むゼオライトを用いることによって、主に、水分子はゼオライトに吸着され、窒素分子は吸着されない状態を満たすことが可能となる。
なお、封止空間２６内に、窒素ガスを封入しない場合には、有効細孔径が２．５Å以上の細孔を、５０％以上含むゼオライトを用いることによって、効率的に水分子をゼオライトに吸着させることが可能となる。

また、前述の説明では、ＯＬＥＤ膜３０が、正孔輸送層１２、発光層１３、および電子輸送層１４の多層膜で形成される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、このＯＬＥＤ膜３０として、正孔輸送層１２と発光層１３の機能を持つ膜と電子輸送層１４との２層、あるいは、正孔輸送層１２と、発光層１３と電子輸送層１４の機能を持つ膜と電子輸送層１４との２層から成るものであってもよい。
また、前述の説明では、本発明を、単純マトリクス方式のＯＬＥＤ表示装置に適用した実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アクティブマトリクス方式のＯＬＥＤ表示装置に適用可能であることはいうまでもない。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。

本発明が適用されるＯＬＥＤ表示装置の基本構造を示す要部断面図である。 図１に示すＯＬＥＤ表示装置を封止部材側から見た裏面図である。 図１に示すＯＬＥＤ表示装置の側面を示す側面図である。 ＯＬＥＤ表示装置の基本構造を示す断面図である。

符号の説明

１０…ガラス基板、１１…陽極、１２…正孔輸送層、１３…発光層、１４…電子輸送層、１５…陰極、１６…取り出し電極、２０…封止部材、２１…接着剤、２２…凹部、２３…乾燥剤、２５…テープ、２６…封止空間、３０…ＯＬＥＤ膜。

Claims (1)

1. 基板と、
   前記基板上に設けられる有機エレクトロルミネッセンス素子と、
   接着剤を介して前記基板上に接着され、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を覆う封止部材とを備え、
   前記接着剤を介して前記基板を前記封止部材で封止してなる表示装置の製造方法であって、
   前記封止前に、前記封止部材にゼオライトを固定する工程と、
   ゼオライトを組み込む際に加熱処理する工程と、
   前記基板と前記封止部材とで囲まれる封止空間内に露点−８０°Ｃ以下の窒素ガスを封入する工程とを有することを特徴とする表示装置の製造方法。

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