JP4664877B2

JP4664877B2 - 有機エレクトロルミネセンス表示装置

Info

Publication number: JP4664877B2
Application number: JP2006214622A
Authority: JP
Inventors: 克彦石井; 広明三輪; 節郎小林
Original assignee: 株式会社日立ディスプレイズ
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2022-05-30
Also published as: JP2006324261A

Description

本発明は有機エレクトロルミネセンス表示装置に関する。

有機エレクトロルミネセンス表示装置（以下、有機ＥＬ（(Electro Luminescence)）表示装置と称す）は、観察する側の透明基板の裏面の各画素毎に独立して発光がなされる有機ＥＬ積層体からなる有機発光体層が形成されている。
そして、前記透明基板は、その裏面の前記有機ＥＬ積層体を囲むようにして取り付けられた封止キャップとともに該有機ＥＬ表示装置の外囲器を構成している。

該封止キャップは、有機ＥＬ積層体が周囲に存在する水分によって影響を受けやすいことから、前記透明基板とともに該有機ＥＬ積層体の周囲を密閉空間とすることによって、耐湿性の向上を図っている。

しかしながら、このような構成からなる有機ＥＬ表示装置は、その封止キャップが平板状の透明基板と組み合わせて前記密閉空間を形成させるため、うつわ（器）状に成型された形状をなしたものであった。
このため、該有機ＥＬ表示装置の奥行きの厚さが比較的大きくなってしまうという不都合が生じていた。

また、封止キャップの内側面に乾燥剤含有層を塗布して、耐湿効果を図っているのが通常であるが、この乾燥剤含有層の形成が比較的困難であるという不都合が生じていた。

本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、その目的は、奥行きの厚さを極力薄くできる有機ＥＬ表示装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、耐湿性に優れた有機ＥＬ表示装置を提供することにある。

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、以下のとおりである。

手段１．
本発明による有機ＥＬ表示装置は、たとえば、一方の面に少なくとも有機発光体層が形成された透明基板と、この透明基板の前記有機発光体層が形成された面に対向して配置される平板状の基板とを備え、
前記基板の前記透明基板との固着は壁体を介してなされていることを特徴とするものである。

手段２
本発明による有機ＥＬ表示装置は、たとえば、手段１の構成を前提とし、前記平板状の基板の前記有機発光体層と対向する面には乾燥剤が配置されていることを特徴とするものである。

手段３．
本発明による有機ＥＬ表示装置は、たとえば、手段２の構成を前提とし、前記乾燥剤は壁体の近傍にて他の部分よりも量が多くなっていることを特徴とするものである。

手段４．
本発明による有機ＥＬ表示装置は、たとえば、手段１の構成を前提とし、前記壁体は透明基板側に形成されたものと平板状の基板側に形成されたものを有し、それらは位置がずれて形成されていることを特徴とするものである。

手段５．
本発明による有機ＥＬ表示装置は、たとえば、一方の面に少なくとも有機発光体層が形成された透明基板と、この透明基板の前記有機発光体層が形成された面に対向して配置される平板状の基板とを備え、
前記基板の前記透明基板との固着は壁体を介してなされているとともに、前記壁体に囲まれた前記基板の前記透明基板との間にスペーサが配置されていることを特徴とするものである。

手段６．
本発明による有機ＥＬ表示装置は、たとえば、手段５の構成を前提とし、前記スペーサは前記壁体の形成の際に同時に形成されていることを特徴とするものである。
なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

以上説明したことから明らかなように、本発明による有機ＥＬ表示装置によれば、奥行きの厚さを極力薄くできるようになる。また、耐湿性に優れたものを得ることができる。

以下、本発明による有機ＥＬ表示装置の実施例を図面を用いて説明をする。

実施例１．
《全体の構成》
図２は、本発明による有機ＥＬ表示装置の一実施例を示す全体の平面図である。同図は等価回路で示しているが、実際の幾何学的配置にほぼ対応させて描いている。
同図において、透明基板ＳＵＢ１がある。この透明基板ＳＵＢ１は観察者側に配置され、観察者は該透明基板ＳＵＢ１を通して表示を観察するようになっている。
透明基板ＳＵＢ１の裏面には、そのｘ方向に延在しｙ方向に並設されたゲート信号線ＧＬとy方向に延在しｘ方向に並設されたドレイン信号線ＤＬとが形成されている。
各ゲート信号線ＧＬと各ドレイン信号線ＤＬとで囲まれた領域は画素領域を構成するとともに、これら各画素領域のマトリクス状の集合体は画像表示部ＡＲを構成するようになっている。

また、図中ｘ方向に配置される各画素に共通に対向電極信号線ＣＬが形成され、この対向電極信号線ＣＬは他の対向電極信号線ＣＬと共通に接続されている。
各画素領域には、その片側のゲート信号線ＧＬからの走査信号によって作動される薄膜トランジスタＴＦＴと、この薄膜トランジスタＴＦＴを介して片側のドレイン信号線ＤＬからの映像信号が供給される画素電極ＰＸが形成されている。
この画素電極ＰＸは、前記対向電極信号線ＣＬと接続される対向電極ＣＴとで有機ＥＬからなる発光材料層ＦＬＲを挟持するように構成され、該発光材料層ＦＬＲはそれに流れる電流によって発光するようになっている。

前記ゲート信号線ＧＬのそれぞれの一端は透明基板ＳＵＢ１の周辺にまで延在され、その延在端は走査信号駆動回路Ｖの出力端子が接続される端子を構成するようになっている。また、前記走査信号駆動回路Ｖの入力端子は該透明基板ＳＵＢ１の周辺に配置されるプリント基板（図示せず）からの信号が入力されるようになっている。
走査信号駆動回路Ｖはたとえばテープキャリア方式で形成された複数個の半導体装置からなり、互いに隣接する複数のゲート信号線ＧＬ毎にグループ化され、これら各グループ毎に一個の半導体装置があてがわれるようになっている。

同様に、前記ドレイン信号線ＤＬのそれぞれの一端も透明基板ＳＵＢ１の周辺にまで延在され、その延在端は映像信号駆動回路Ｈｅの出力端子が接続される端子を構成するようになっている。また、前記映像信号駆動回路Ｈｅの入力端子は透明基板ＳＵＢ１の周辺に配置されるプリント基板（図示せず）からの信号が入力されるようになっている。
この映像信号駆動回路Ｈｅもテープキャリア方式で形成された複数個の半導体装置からなり、互いに隣接する複数のドレイン信号線ＤＬ毎にグループ化され、これら各グループ毎に一個の半導体装置があてがわれるようになっている。

前記各ゲート信号線ＧＬは、走査信号駆動回路Ｖからの走査信号によって、その一つが順次選択されるようになっている。
また、前記各ドレイン信号線ＤＬのそれぞれには、映像信号駆動回路Ｈｅによって、前記ゲート信号線ＧＬの選択のタイミングに合わせて映像信号が供給されるようになっている。

さらに、透明基板ＳＵＢ１の前記ゲート信号線ＧＬ、ドレイン信号線ＤＬおよび薄膜トランジスタＴＦＴ等が形成された側の面に、その画像表示部ＡＲを充分に被うようにして封止基板ＳＵＢ２が対向配置され、この封止基板の周辺に形成された封止壁体ＳＷによって前記透明基板ＳＵＢ１と固定されている。

ここで、該封止基板ＳＵＢ２は透明基板ＳＵＢ１と同様に平板状をなしその材料としてはたとえばステンレス、透明基板から構成されている。この場合、前記封止基板ＳＵＢ２は特に上述した材料のものに限定はされず、他の材料であってもよい。
透明基板ＳＵＢ１と封止基板ＳＵＢ２との間の空間にはたとえば窒素（Ｎ）等の不活性ガスが充填されているとともに、該封止基板ＳＵＢ２の透明基板ＳＵＢ１と対向する面には乾燥剤が塗布されている。

なお、上述した実施例では、走査信号駆動回路Ｖおよび映像信号駆動回路Ｈｅは透明基板ＳＵＢ１とプリント基板との間を跨って接続されるいわゆるテープキャリア方式の半導体装置を示したものであるが、たとえば透明基板ＳＵＢ１に搭載されたチップ状の半導体装置であってもよく、さらに、前記薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層が多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）から構成される場合、透明基板ＳＵＢ１面に前記多結晶シリコンからなる半導体素子を配線層とともに形成されたものであってもよい。

《画素の構成》
図３は、前記透明基板ＳＵＢ１の面に形成された一画素の構成を示す平面図で、該透明基板ＳＵＢ１の観察側と反対側から観た図を示している。また、図４は図３のIV−IV線における断面図を示している。
図３において、まず透明基板ＳＵＢ１の表面にＳｉＯあるいはＳｉＮからなる下地層ＧＷが形成されている。この下地層ＧＷは透明基板ＳＵＢ１に含まれるイオン性不純物が後述の薄膜トランジスタＴＦＴに影響を及ぼすのを回避するために形成されている。
この下地層ＧＷの各画素領域のたとえば左下の個所にｘ方向に延在するポリシリコン層からなる半導体層ＰＳが形成されている。この半導体層ＰＳは薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層となるものである。

そして、この半導体層ＰＳをも被って該基板ＳＵＢの表面には絶縁膜ＧＩが形成されている。この絶縁膜ＧＩは薄膜トランジスタＴＦＴの形成領域においてゲート絶縁膜として機能するものである。
この絶縁膜ＧＩの表面にはそのｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線ＧＬが形成されている。このゲート信号線ＧＬは後述のドレイン信号線ＤＬとで前記画素領域を画するようにして形成される。

また、このゲート信号線ＧＬは、その一部において前記半導体層ＰＳのほぼ中央部を横切るようにして延在される延在部が形成され、この延在部は薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極ＧＴとして機能するようになっている。
なお、このゲート電極ＧＴの形成後にはそれをマスクとして不純物イオンが打ち込まれ、該ゲート電極ＧＴの直下以外の領域の前記半導体層ＰＳの部分は低抵抗化されるようになっている。

ゲート信号線ＧＬ（ゲート電極ＧＴ）をも被って前記基板ＳＵＢの表面には絶縁膜ＩＮが形成されている。この絶縁膜ＩＮは後述のドレイン信号線ＤＬの形成領域において前記絶縁膜ＧＩとともにゲート信号線ＧＬに対する層間絶縁膜としての機能を有する。
絶縁膜ＩＮの表面にはそのｙ方向に延在されｘ方向に並設されるドレイン信号線ＤＬが形成されている。このドレイン信号線ＤＬの一部は前記半導体層ＰＳの一端部にまで延在され、絶縁膜ＩＮおよび絶縁膜ＧＩを貫通して予め形成されたスルーホールＴＨ１を通して該半導体層ＰＳと接続されている。すなわち、ドレイン信号線ＤＬの前記延在部は薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極ＳＤ１として機能する。

また、前記半導体層ＰＳの他端部には絶縁膜ＩＮおよび絶縁膜ＧＩを貫通して予め形成されたスルーホールＴＨ２を通して接続されたソース電極ＳＤ２が形成され、このソース電極ＳＤ２は後述の画素電極ＰＸと接続させるための延在部が形成されている。
そして、このようにドレイン信号線ＤＬ（ドレイン電極ＳＤ１）、ソース電極ＳＤ２が形成された基板ＳＵＢの表面には絶縁膜ＩＬが形成され、その上面にはさらに積層されて絶縁膜ＩＮＬが形成されている。

この絶縁膜ＩＮＬの上面には、各画素領域の僅かな周辺を除く中央にたとえばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透光性の導電膜からなる画素電極ＰＸが形成され、この画素電極ＰＸは該絶縁膜ＩＮＬおよび絶縁膜ＩＬに形成したスルーホールＴＨ３を通して前記薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＤ２と接続されている。
画素電極ＰＸが形成された透明基板ＳＵＢ１の表面にはたとえば有機材料層からなるバンク膜ＢＮＫが形成され、このバンク膜ＢＮＫ膜はその一部が孔開けされて前記画素電極ＰＸの周辺を除く中央部が露出されるようになっている。

さらに、このバンク膜ＢＮＫおよびこのバンク膜ＢＮＫから露出された画素電極ＰＸの表面には有機ＥＬからなる発光材料層ＦＬＲが形成されている。
そして、この発光材料層ＦＬＲの表面の全域にはたとえばアルミニゥムからなる対向電極ＣＴが形成されている。この場合、前記アルミニゥムは発光材料層ＦＬＲを介して画素電極ＰＸと対向する部分において対向電極ＣＴとして機能し、それ以外の部分は図２に示した対向電極信号線ＣＬとして機能することになる。

なお、この発明では前記画素構成を有するものに限定されることはなく、他の構成、すなわち、正孔注入層、電子注入層、あるいは電子輸送層と称される層が追加された構成、あるいは前記バンク層ＢＮＫが存在しない構成のものにあっても適用されるものである。

《封止壁体》
図１は、図２のI−I線における断面を示した図である。同図において、透明基板ＳＵＢ１のゲート信号線ＧＬ、ドレイン信号線ＤＬ、および薄膜トランジスタＴＦＴが形成された面に対向するようにして封止基板ＳＵＢ２が配置されている。
この封止基板ＳＵＢ２の周辺には封止壁体ＳＷが形成され、この封止壁体ＳＷは透明基板ＳＵＢ１と接着剤ＡＤを介して固着されることによって、該透明基板ＳＵＢ１の画像表示部ＡＲの面側には密閉空間を構成するようになっている。
この密閉空間には例えば窒素（Ｎ）等の不活性ガスが充填され、前記発光材料層ＦＬＲを化学的に安定させるように図っている。

なお、この不活性ガスが充填された密閉空間は、該不活性ガス中において、透明基板ＳＵＢ１に対する封止基板ＳＵＢ２の組み立てを行なうことによって形成することができる。
このように構成した場合、封止基板ＳＵＢ２は透明基板ＳＵＢ１と同様に平板状の基板を用いることができるため、有機ＥＬ表示装置の奥行きの長さＷを小さくできる効果を奏する。
そして、前記封止基板ＳＵＢ２の前記封止壁体ＳＷに囲まれる表面において乾燥剤ＤＲがたとえば塗布によって形成されている。この乾燥剤ＤＲは前記封止壁体ＳＷに囲まれる表面のほぼ全域にわたって形成され、これにより前記密閉空間における乾燥効率の拡大を図っている。

封止基板ＳＵＢ２は平板状の基板からなることから、その表面のほぼ全域に該乾燥剤ＤＲを塗布することは容易な作業として行なうことができる。
なお、この乾燥剤ＤＲは前記発光材料層ＦＬＲの湿気による劣化を防止せんために設けられるものである。

また、前記封止壁体ＳＷの外側の壁面には、その上下の透明基板ＳＵＢ１および封止基板ＳＵＢ２の一部をも含んでたとえばエポキシ樹脂ＥＯが塗布され、このエポキシ樹脂ＥＯによって該透明基板ＳＵＢ１および封止基板ＳＵＢ２内の密閉空間への湿気の侵入を防止するようになっている。

実施例２．
図５は、本発明による有機ＥＬ表示装置の他の実施例を示す構成図で、図１に対応した図となっている。
図１と比較して異なる構成は乾燥剤ＤＲにある。すなわち、封止基板ＳＵＢ２の面に形成される乾燥剤ＤＲのうち、特に、封止壁体ＳＷの近傍にある乾燥剤ＤＲ１の単位面積当たりの量が、それ以外の領域にある乾燥剤ＤＲの単位面積当たりの量よりも多く形成されていることにある。

この実施例では、前記乾燥剤ＤＲ１の形成領域をたとえば多層構造とすることにより他の領域の乾燥剤ＤＲよりも量の増大化を図っている。
外部からの湿気の侵入は封止壁体ＳＷの形成部からなされることに鑑み、この封止壁体ＳＷの近傍で湿気吸収能力を増大させようとするものである。
有機ＥＬ表示装置が大型化されるに従って発光材料層ＦＬＲの湿気による劣化の不都合を無視することができなくなることから、上述した構成が有効となる。

実施例３．
図６は、本発明による有機ＥＬ表示装置の他の実施例を示す構成図で、図１に対応した図となっている。
図１と比較して異なる構成は封止壁体にある。すなわち、透明基板ＳＵＢ１および封止基板ＳＵＢ２のそれぞれに封止壁体ＳＷ１およびＳＷ２が形成され、一方の封止壁体に対して他方の封止壁体は該一方の封止壁体の外側あるいは内側に位置をずらして形成している。
このようにした場合、湿気の侵入経路はラビリンス状の経路となり、該湿気の防止効果の向上が図れる。

また、図６に示すように、たとえば透明基板ＳＵＢ１に形成された封止壁体ＳＷ１は封止基板ＳＵＢ２に形成された封止壁体ＳＷ２に対して外側および内側に形成され、３つの前記各封止壁体が一組として形成される封止壁体の幅ｗを一定にして形成できる効果を奏する。
透明基板ＳＵＢ１に形成された一対の封止壁体ＳＷ１はその間に充填される接着剤ＡＤの封止壁となり、該封止壁を乗り越えて画像表示部ＡＲ側へ侵入するのを防ぐことができるからである。
また、前記接着剤ＡＤは光硬化性のものを用いることにより、図６に示すように、ＵＶ光の照射によって容易に該接着剤ＡＤを硬化させることができる。

実施例４．
図７は本発明による有機ＥＬ表示装置の他の実施例を示した平面図で、たとえば封止基板ＳＵＢ２の封止壁体の内部においてスペーサＳＰを散在させて形成したことにある。
図７（ａ）は、該スペーサＳＰの形状を丸型にし、封止壁体ＳＷの内部にほぼ均等に散在させて配置させている。

このスペーサＳＰは透明基板ＳＵＢ１と封止基板ＳＵＢ２との間のギャップを均一化させるためのもので、有機ＥＬ表示装置が大型化した場合、あるいは透明基板ＳＵＢ１あるいは封止基板ＳＵＢ２のうち少なくとも一方において剛性が充分でない場合に有効となる。

このスペーサＳＰは封止壁体ＳＷとほぼ同じ高さに形成することから、該封止壁体ＳＷの形成と同時に形成でき、このようにした場合製造工数の増大を回避することができる。
なお、これら各スペーサＳＰは封止基板ＳＵＢ２上に乾燥剤ＤＲを介して形成してもよく、また、該乾燥剤ＤＲの選択的除去部に形成してもよいことはもちろんである。

図７（ｂ）は前記スペーサＳＰの形状を変化させたもので、図中ｙ方向に延在させｘ方向に並設させた矩形状のスペーサＳＰを設けている。同様にｘ方向に延在させｙ方向に並設させたスペーサＳＰを設けるようにしてもよいことはもちろんである。

さらに、この実施例では、前記スペーサＳＰを封止基板ＳＵＢ２側に形成したものであるが、透明基板ＳＵＢ１側に形成するようにしてもよいことはいうまでもない。
上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。

本発明による有機ＥＬ表示装置の一実施例を示す構成図で、図２のI−I線における断面図である。本発明による有機ＥＬ表示装置の一実施例を示す全体構成図である。本発明による有機ＥＬ表示装置の画素の一実施例を示す平面図である。図３のIV−IV線における断面図である。本発明による有機ＥＬ表示装置の他の実施例を示す構成図である。本発明による有機ＥＬ表示装置の他の実施例を示す構成図である。本発明による有機ＥＬ表示装置の他の実施例を示す平面図である。

符号の説明

ＳＵＢ１……透明基板、ＳＵＢ２……封止基板、ＳＷ……封止壁体、ＡＤ……接着剤、ＤＲ……乾燥剤、ＧＬ……ゲート信号線、ＤＬ……ドレイン信号線、ＴＦＴ……薄膜トランジスタ、ＰＸ……画素電極、ＣＴ……対向電極、ＦＬＲ……発光材料層。

Claims

一方の面に少なくとも有機発光体層が形成された第１基板と、
前記第１基板の前記有機発光体層が形成された面に対向して配置される第２基板とを備え、
前記第１基板の一方の面と前記第１基板の一方の面と対向する前記第２基板の面のそれぞれに、封止壁体を備え、
前記第１基板の封止壁体は、前記第２基板の封止壁体に対して外側及び内側に形成され、
前記第２基板の封止壁体は、前記第１基板の２つの封止壁体の間に配置され、
前記第１基板の２つの封止壁体の間には、前記第１基板の２つの封止壁体のうちの一方の封止壁体によって前記有機発光層が形成された画像表示部側への侵入を防止された接着剤が充填されて、前記第２基板の封止壁体と前記第１基板とが前記接着剤を介して固着され、
前記第１基板と前記第２基板との間に封止空間が設けられ、該封止空間側の第２基板面に乾燥剤を有することを特徴とする有機エレクトロルミネセンス表示装置。