JP4708360B2 - 有機エレクトロルミネセンス表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機エレクトロルミネセンス表示装置およびその製造方法に関する。

従来、エレクトロルミネセンス特性を有する有機発光材料を発光源とする有機エレクトロルミネセンス表示パネル（以下有機ＥＬ表示パネルと称する）を含む有機エレクトロルミネセンス表示装置（以下有機ＥＬ表示装置と称する）が知られている。該有機ＥＬ表示パネルは、発光機能を備えた有機機能層が陽極および陰極によって挟持されて形成されている有機エレクトロルミネセンス素子（以下有機ＥＬ素子と称する）と、該有機ＥＬ素子を支持する基板と、を含み、該基板上に複数の該有機ＥＬ素子が例えばマトリックス状に並べられている。
陽極は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの仕事関数が大きい材料からなっている。陰極は、仕事関数が小さい材料、すなわちアルカリ金属およびアルカリ土類金属をベースとした合金などを用いて形成されている。
有機機能層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などの機能層を含む。該有機機能層は、例えば有機化合物材料からなり発光機能を有する発光層のみの単一層、あるいは有機正孔輸送層、発光層および有機電子輸送層の３層構造、又は有機正孔輸送層及び発光層の２層構造、さらにこれらの適切な層間に電子或いは正孔の注入層やキャリアブロック層を挿入した積層体とすることができる。
かかる構成の有機ＥＬ素子において、陽極および陰極間に電圧を印加すると、正孔および電子が有機機能層へと注入されて、これらが発光層にて再結合して発光するのである。
有機ＥＬ素子は大気に晒されると、陰極が大気中の水分により酸化してしまう。その結果、発光しない部分、いわゆるダークスポットが生じるという問題がある。そこで、有機ＥＬ素子は乾燥剤を備えた気密容器によって封止されて大気から遮断されている。また、有機ＥＬ表示パネルの軽量化を図るために、有機ＥＬ素子を酸化シリコン等の無機材料からなる封止膜によって封止する技術も提案されている。かかる封止膜は外部からの物理的な衝撃によって損傷してしまうことから、封止膜を覆ってこれを保護する樹脂膜が形成されているものも提案されている（特開２０００−２２３２６４号公報）。
有機ＥＬ素子を封止することによって、有機ＥＬ素子が大気中の水分に直に晒されなくなる。しかし、樹脂材料からなる基板を用いた有機ＥＬ表示パネルの場合、大気中の水分が当該基板を透過して有機ＥＬ素子に到達してしまう。そこで、無機材料からなりかつ水分を透過させない防湿膜が樹脂基板上に成膜されている（特開２００２−１００４６９号公報）。

ところが、上記の如き樹脂基板を用いた有機ＥＬ表示パネルの場合、該パネルが外部からの圧力により変形すると、防湿膜にクラックが入ってしまう。その結果、表示パネルの視認性が損なわれてしまう。また、当該クラックから水分が浸入しやすくなり、有機ＥＬ表示パネルの信頼性が低下してしまう。
また、有機ＥＬ表示パネルは該表示パネルを駆動せしめる駆動回路等の外部回路と配線基板上の配線を介して接続しており、表示パネルの陽極および陰極の電極引き出し部と配線基板の該配線とが導電性接着材などで接着されている。そして、表示パネルが変形すると、電極引き出し部と配線とが剥離するおそれがある。
本発明は、上記した問題が１例として挙げられる諸問題を解決する手段を提供することを目的とする。
本発明のある特徴による有機ＥＬ表示装置は、発光層を含む有機機能層と該有機機能層を挟持する第１及び第２表示電極とからなる有機ＥＬ素子と、該有機ＥＬ素子を担持している樹脂基板と、を有する有機ＥＬ表示パネルを含む有機ＥＬ表示装置であって、該樹脂基板の表面を覆う無機バリア膜と、該有機ＥＬ表示パネルを囲繞する樹脂封止膜と、を含むことを特徴とする。
本発明の別の特徴による有機ＥＬ表示装置の製造方法は、発光層を含む有機機能層と該有機機能層を挟持する第１及び第２表示電極とからなる有機ＥＬ素子と、該有機ＥＬ素子を担持している樹脂基板と、を有する有機ＥＬ表示パネルを含む有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、該有機ＥＬ表示パネルを樹脂封止膜によって囲繞する囲繞工程を有する、ことを特徴とする。

図１は、本発明による有機ＥＬ表示装置の一部断面図である。

以下、本発明による有機ＥＬ表示パネルおよびその製造方法を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に示す如く、有機ＥＬ表示パネル１は表面が無機バリア膜２に覆われている樹脂基板３と、第１表示電極４と有機化合物からなりかつ発光層（図示せず）を含む有機機能層５と第２表示電極６とが順に形成されて構成されている有機ＥＬ素子と、を含む。なお、図１には、説明を簡単にするために、１つの有機ＥＬ素子が設けられている有機ＥＬ表示パネルが示されている。従って、有機ＥＬ表示パネルには複数の有機ＥＬ素子が形成されていても良い。複数の有機ＥＬ素子は、基板上に例えばマトリックス状に並べられていることとしても良い。
無機バリア膜２は、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどの無機材料からなる防湿性の高い薄膜である。樹脂基板３は、例えばポリカーボネート（ＰＣ）などの樹脂材料からなる。なお無機バリア膜２は、樹脂基板の表面のうち少なくとも有機ＥＬ素子を担持している主面に設けられている。また、かかる主面とは反対側の他方の主面にも無機バリア膜２が設けられていることとしても良い。
第１表示電極４は、例えばＩＴＯ等の導電性材料からなる。第１表示電極４は、第１電極引き出し部７を有することとしても良い。第１電極引き出し部７には、外部回路（図示せず）と接続している配線を含む配線基板８が接着されている。第１電極引き出し部と配線基板の配線との接着は例えば導電性接着剤を用いることとしても良い。
有機機能層５は、有機化合物材料からなりかつ少なくとも発光層を含んでいる。例えば有機機能層は、銅フタロシアニンからなる正孔注入層、ＴＰＤ（トリフェニルアミン誘導体）からなる正孔輸送層、Ａｌｑ３（アルミキレート錯体）からなる発光層、酸化リチウムからなる電子注入層からなる積層体であることとしても良い。
第２表示電極６は、例えばアルミニウム（Ａｌ）などの金属材料からなる。第２表示電極６は、外部回路と接続するための第２電極引き出し部（図示せず）を有することとしても良い。該第２電極引き出し部には、外部回路に接続している配線を含む配線基板（図示せず）が接着されている。
なお、有機ＥＬ素子は酸化シリコン、窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどの無機材料からなる無機封止膜９によって封止されていることとしても良い。無機封止膜９は、第１および第２表示電極引き出し部を除いて有機ＥＬ素子を覆って、該素子を封止することとしても良い。
上記の如く、有機ＥＬ素子が樹脂基板によって担持されている有機ＥＬ表示パネル１は、その全外周が樹脂材料からなる樹脂封止膜１０によって囲繞されている。有機ＥＬ表示パネル１が樹脂封止膜１０によって被覆されることにより、パネルの機械的強度を向上させることができる。その結果、当該表示パネルに外部から圧力が加えられた場合であっても、基板に設けられた無機バリア膜にクラックが発生することおよび基板が割れることを防止することができる。特に、樹脂基板の両主面に無機バリア膜を設けた場合、有機ＥＬ素子を支持している一方の主面とは反対側の他方の主面の無機バリア膜にクラックが発生することを防ぐことができる。また樹脂封止膜を設けることによって有機ＥＬ表示パネルの表示部に傷が付きにくくすることもできる。さらに、配線基板と電極引き出し部との接着部が樹脂封止膜で覆うことによって、配線基板の剥離を防止することもできる。
なお、樹脂基板３は可撓性を有するフィルムとしても良い。基板を可撓性とすることによって、薄くて軽く、しかも信頼性が高い屈曲自在な有機ＥＬ表示パネルを含む有機ＥＬ表示装置が得られる。
なお、樹脂封止膜１０は防湿性を有することとしても良い。例えば、樹脂基板の両主面が無機バリア膜で覆われている場合、該基板の側部、すなわち無機バリア膜によって覆われていない部分から水分が浸入するおそれがある。樹脂封止膜１０が防湿性を有することによって、樹脂基板の側部からの水分の透過を防ぐことができる。その結果、吸湿による体積膨張および基板上の第１表示電極や無機バリア膜の剥離を防止することができる。
また、樹脂封止膜の防湿性が良好である場合、有機ＥＬ素子を封止する無機封止膜が設けられなくても良い。
上記の如き構成の有機ＥＬ表示パネルの製造方法について説明する。
樹脂材料からなる板体にスパッタ法やＣＶＤ法などの成膜方法を用いて無機バリア膜を成膜して、表面が無機バリア膜に覆われている樹脂基板が得られる。
かかる樹脂基板上に、スパッタ法などの成膜方法を用いて例えばＩＴＯからなる第１表示電極を形成する。第１表示電極を形成する際に、外部回路に接続するための第１電極引き出し部が形成されても良い。第１表示電極が形成された後、蒸着法などの成膜方法を用いて第１表示電極上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層および電子注入層を順に成膜して、有機機能層を形成する。かかる有機機能層上に蒸着法などの成膜方法を用いて例えばＡｌからなる第２表示電極を形成して、有機ＥＬ素子を形成する。なお、第２表示電極を形成する際に外部回路と接続するための第２電極引き出し部が形成されても良い。
有機ＥＬ素子を形成した後、第１および第２表示電極引き出し部を除いて有機ＥＬ素子を封止する無機封止膜を形成する。無機封止膜は、プラズマＣＶＤ法などの成膜方法を用いて形成される。また、無機封止膜は窒化シリコンなどの無機材料からなる。
有機ＥＬ素子を封止した後、第１および第２電極引き出し部に配線基板を接着して、該配線基板に設けられている配線と第１および第２表示電極とを接続する。配線基板の接着には、例えば導電性接着剤が使用できる。接着後、有機ＥＬ表示パネルを未硬化樹脂液に浸漬する。未硬化樹脂液は、たとえば未硬化の熱硬化性樹脂液若しくは紫外線硬化性樹脂液であることとしても良い。なお、表示パネルの浸漬は、配線基板を保持して若しくは有機ＥＬ表示パネルの一部を保持して行うこととしても良い。
未硬化樹脂液から取り出された有機ＥＬ表示パネルの全外周は、未硬化樹脂膜によって覆われている。なお、未硬化樹脂膜に覆われた有機ＥＬ表示パネルに空気を吹き付ける若しくは該表示パネルを回転せしめて、当該表示パネルに付着した余分な樹脂液を除去することとしても良い。かかる未硬化樹脂膜を硬化して、有機ＥＬ表示パネルを囲繞する樹脂封止膜が形成される。
未硬化樹脂液が熱硬化性樹脂からなる場合、該未硬化樹脂膜を例えばオーブンによって加熱することとしても良い。なお、有機機能層を構成する有機化合物が熱によって分解することを防止するために、熱硬化性樹脂はなるべく低温で硬化することが好ましく、例えば１００乃至２００℃で硬化する樹脂であることが好ましい。
未硬化樹脂液が紫外線硬化性樹脂からなる場合、該未硬化樹脂膜に例えばＵＶランプからの紫外線を照射することとしても良い。なお、紫外線によって有機機能層が分解されることを防ぐために、紫外線硬化性樹脂は低線量で硬化する樹脂であることが好ましい。
上記の如き有機ＥＬ表示パネルの製造方法によれば、配線基板と有機ＥＬ表示パネルとの接続部を樹脂で固定する工程を有機ＥＬ表示パネルの封止工程とあわせて実施することができる。すなわち、配線基板と有機ＥＬ表示パネルとが剥離することを防ぐために接続部を樹脂で覆って固定する工程と有機ＥＬ表示パネルの機械的強度を向上せしめるために樹脂封止膜で有機ＥＬ表示パネルを覆う工程とを同一の工程で実施することができる。
なお、樹脂封止膜を形成する工程がスピンコート法を用いる工程であることとしても良い。例えば、上述した有機ＥＬ表示パネルと同様の手順により、有機ＥＬ素子が無機封止膜によって封止されておりかつ第１および第２表示電極の電極引き出し部に配線基板が接着されている有機ＥＬ表示パネルを形成する。該有機ＥＬ表示パネルの両主面のうち、例えば有機ＥＬ素子が設けられている側を上面として、かかる上面に未硬化樹脂液をスピンコートする。未硬化性樹脂はたとえば１００〜２００℃の温度で硬化する熱硬化性樹脂としても良い。スピンコートにより熱硬化性樹脂からなる未硬化樹脂膜が形成される。なお、未硬化樹脂膜の膜厚は、未硬化樹脂液の供給量、回転数などの条件によって制御することができる。かかる未硬化樹脂膜を硬化せしめて第１の樹脂封止膜が形成される。未硬化樹脂膜の硬化は、例えば有機ＥＬ表示パネルをオーブンに入れて加熱することによって実施される。
続いて、有機ＥＬ素子が設けられている側とは反対側の面を主面として未硬化樹脂液をスピンコート法によって配して、未硬化樹脂膜を形成する。かかる未硬化性樹脂液は、第１の樹脂封止膜と同様に熱硬化性樹脂としても良い。該未硬化樹脂膜を硬化せしめて、第２の樹脂封止膜を形成する。
上記の如く第１および第２の樹脂封止膜が形成されて、機械的強度が向上された有機ＥＬ表示パネルが得られる。また、第１および第２の樹脂封止膜の膜厚を、未硬化の熱硬化性樹脂液をスピンコートによって配する条件によって制御することができることから、有機ＥＬ素子が設けられている側とその反対側で樹脂封止膜の膜厚を変更することができる。例えば、有機ＥＬ素子が設けられている側における樹脂封止膜の膜厚を大とすることにより、配線基板と表示電極との接続部をより確実に固定することができる。そして、当該有機ＥＬ素子が設けられている側とは反対側の面における樹脂封止膜を薄くすることにより、表示部における輝度などの光学的特性が良好な表示パネルを得ることができる。
なお、未硬化性樹脂液が紫外線硬化性樹脂からなることとしても良い。紫外線硬化性樹脂を用いる場合、未硬化の紫外線硬化性樹脂液をスピンコート法によって配して未硬化樹脂膜を形成した後に、当該未硬化樹脂膜に紫外線を照射する工程を行う。当該工程を有機ＥＬ表示パネルの両主面において実施することによって、紫外線硬化性樹脂膜によって覆われている有機ＥＬ表示パネルを得ることができる。
変形例として、有機ＥＬ表示パネルの両主面の各面においてそれぞれ配される未硬化樹脂液の種類が互いに異なっていることとしても良い。例えば、有機ＥＬ表示パネルのうち、一方の面に熱硬化性樹脂からなる樹脂封止膜が形成され、他方の面に紫外線硬化性樹脂からなる樹脂封止膜が形成されている、こととしても良い。
該有機ＥＬ表示パネルの製造方法において、両主面のうち、例えば有機ＥＬ素子が設けられている側を上面として、かかる上面に紫外線硬化性樹脂からなる未硬化樹脂液をスピンコートし、紫外線硬化性樹脂からなる未硬化樹脂膜を形成する。かかる未硬化樹脂膜に紫外線を照射して硬化せしめて第１の樹脂封止膜を形成する。続いて、有機ＥＬ素子が設けられている側とは反対側の主面を上面として、熱硬化性樹脂からなる未硬化樹脂液をスピンコート法によって配し、未硬化樹脂膜を形成する。かかる未硬化樹脂膜を加熱して、第２の樹脂封止膜を形成する。
かかる構成によれば、樹脂材料の性質を利用して、接続部を確実に固定することができるとともに表示部における輝度等の光学的特性が良好な有機ＥＬ表示パネルを得ることができる。

Claims (5)

1. 発光層を含む有機機能層と前記有機機能層を挟持する第１及び第２表示電極とからなる有機エレクトロルミネセンス素子と、前記有機エレクトロルミネセンス素子を担持しかつ少なくとも前記有機エレクトロルミネセンス素子を支持している表面を無機バリア膜で覆われている樹脂基板と、前記有機エレクトロルミネセンス素子を封止する無機材料からなる無機封止膜と、を有する有機エレクトロルミネセンス表示パネルを含む有機エレクトロルミネセンス表示装置であって、
   前記有機エレクトロルミネセンス表示パネルを囲繞する防湿性を有する樹脂封止膜を含むこと、
   前記樹脂封止膜は、前記有機エレクトロルミネセンス表示パネルの両主面の各面においてそれぞれ未硬化樹脂液をスピンコートして未硬化樹脂膜を設けた後に前記未硬化樹脂膜を硬化させた硬化樹脂膜の複数を含み、前記有機エレクトロルミネセンス表示パネルの両主面の各面においてそれぞれ配され前記硬化樹脂膜の種類が互いに異なっており、前記有機エレクトロルミネセンス素子が設けられている側とその反対側で得られた前記樹脂封止膜の膜厚が変えられてい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。
2. 前記第１及び第２表示電極はそれぞれ電極引き出し部を有し、
   前記電極引き出し部が配線基板と接続しており、
   前記電極引き出し部と前記配線基板との接続部が前記樹脂封止膜によって覆われていることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネセンス表示装置。
3. 前記樹脂基板は可撓性のフィルムからなることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネセンス表示装置。
4. 発光層を含む有機機能層と前記有機機能層を挟持する第１及び第２表示電極とからなる有機エレクトロルミネセンス素子と、前記有機エレクトロルミネセンス素子を担持している樹脂基板と、を有する有機エレクトロルミネセンス表示パネルを含む有機エレクトロルミネセンス表示装置の製造方法であって、
   前記有機エレクトロルミネセンス表示パネルを樹脂封止膜によって囲繞する囲繞工程を有すること、
   前記囲繞工程は前記有機エレクトロルミネセンス表示パネルの両主面の各面においてそれぞれ未硬化樹脂液をスピンコートして未硬化樹脂膜を設けた後に前記未硬化樹脂膜を硬化する工程を複数含み、前記有機エレクトロルミネセンス表示パネルの両主面の各面においてそれぞれ配される未硬化樹脂液の種類が互いに異なっており、前記有機エレクトロルミネセンス素子が設けられている側とその反対側で得られた前記樹脂封止膜の膜厚を変えること、を特徴とする有機エレクトロルミネセンス表示装置の製造方法。
5. 前記第１及び第２表示電極に電極引き出し部を設ける工程と、
   前記電極引き出し部を配線基板に接続する工程と、を含み、
   前記囲繞工程は前記電極引き出し部と前記配線基板との接続部を前記樹脂封止膜によって被覆する工程を含むことを特徴とする請求項４記載の有機エレクトロルミネセンス表示装置の製造方法。

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