JP5111201B2 - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

Description

本発明は有機ＥＬ表示装置に係り、特に水分有機ＥＬ層の劣化を防止し、寿命特性の優れた有機ＥＬ表示装置に関する。

有機ＥＬ表示装置では画素電極（下部電極）と上部電極との間に有機ＥＬ層を挟持し、上部電極に一定電圧を印加し、下部電極にデータ信号電圧を印加して有機ＥＬ層の発光を制御することによって画像を形成する。下部電極へのデータ信号電圧の供給は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を介して行われる。

有機ＥＬ表示装置には、有機ＥＬ層から発光した光を、有機ＥＬ層等が形成されたガラス基板方向に取り出すボトムエミッション型と、有機ＥＬ層等が形成されたガラス基板と逆の方向に取り出すトップエミッション型とがある。トップエミッション型は有機ＥＬ層の発光面積を多く取ることが出来るのでディスプレイの明るさを大きくすることが出来るという利点がある。

有機ＥＬ表示装置に使用される有機ＥＬ材料は水分が存在すると発光特性が劣化し、長時間動作をさせると、水分によって劣化した場所が発光しなくなる。これは表示領域のダークスポットとして現れる。このダークスポットは時間の経過とともに成長し、画像の欠陥となる。

ダークスポットの発生、あるいは成長を防止するためには、有機ＥＬ表示装置内への水分の浸入の防止あるいは、浸入した水分を除去する必要がある。このために、有機ＥＬ層が形成された素子基板を封止基板によって封止し、外部から有機ＥＬ表示装置内への水分の浸入を防止する。一方、有機ＥＬ表示装置内に進入した水分を除去するために、有機ＥＬ表示装置内に乾燥剤を設置する。これを中空封止型有機ＥＬ表示装置という。

中空封止型有機ＥＬ表示装置では、素子基板と封止基板のギャップ調整が難しい、封止内部の圧力調整が難しい等の問題がある。例えば、シール材は、紫外線硬化エポキシ樹脂からなっており、この樹脂は外部からの水分を完全に遮断することは出来ないため、浸入してきた水分が中空部分に拡散されることになるので、中空封止の場合は、効果的に有機ＥＬ層を水分から保護することは困難である。

中空封止の問題点を対策するものとして「特許文献１」に記載の固体封止がある。固体封止は、素子基板と封止基板との間を液体または、接着材等の固体で充填したものである。「特許文献１」には、素子基板と凹部を有する封止基板とを貼り合わせ、その後、シリコーンオイルを充填した構成が開示してある。シリコーンオイルが応力緩衝材となって働くので、外力によって基板湾曲が生じても基板が割れにくい。

しかし、シリコーンオイルは、長時間脱水したとしても、有機ＥＬ表示装置に対する実用レベルの脱水までは困難なので、やがて、シリコーンオイル中の水分が析出して、有機ＥＬ層にまで浸透し、素子寿命を低下させる。

「特許文献２」には、固体封止構造の他の従来技術が記載されている。具体的には、乾燥剤を接着性の有機溶媒に溶かして供給し、熱または光によって化学反応を起こさせて素子基板と封止基板を接着している。

特開２００４−１５７５１７号公報 特表２００５−５３３９１９号公報

「特許文献１」に記載の技術では、乾燥剤として液体を使用するので、液体を有機ＥＬ表示装置内に注入するための構造が必要であり、また、液体注入のプロセスが必要である等、製造工程が複雑になる問題点がある。

一方、「特許文献２」に記載の技術では、接着材として用いられる低分子有機溶液に乾燥剤を含有させたゾル状態で供給する場合、有機溶剤が勢い良く気化する。有機溶剤が勢い良く気化することは接着力が強いことを意味するが、気化が早いということは、その分有機ガスが内包され易いということを意味している。有機ガスは寿命を短くする原因となる。そのために、従来の技術では、厚い窒化シリコン膜を乾燥剤含有接着材の下地膜として形成しておく必要があった。また、ゾル状のような、低粘度の溶剤はハンドリングしずらい。という問題もある。

本発明は上記課題を解決するものであり、具体的な手段は下記のとおりである。

（１）有機ＥＬ層がマトリクス状に形成された第１の基板と、前記第１の基板に対向する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の内側の周辺に、シール材が環状に形成された有機ＥＬ表示装置であって、前記シール材の内側には、分子量が１０００以上の媒体に、乾燥剤が混合されたゲルが充填されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。

（２）前記媒体は、分子量が１０００以上で１００００以下であることを特徴とする（１）に記載の有機ＥＬ表示装置。

（３）前記シール材は紫外線硬化樹脂であることを特徴とする（１）に記載の有機ＥＬ表示装置。

（４）上部電極と下部電極によって挟持された有機ＥＬ層を有する画素がマトリクス状に形成された第１の基板と、前記第１の基板に対向して配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の内側の周辺に、シール材が環状に形成された有機ＥＬ表示装置であって、前記上部電極の上には、保護膜が形成され、前記第１の基板に形成された前記保護膜と前記第２の基板の間で、前記シール材の内側には、分子量が１０００以上の媒体に、乾燥剤が混合されたゲルが充填されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。

（５）前記媒体は、分子量が１０００以上で１００００以下であることを特徴とする（４）に記載の有機ＥＬ表示装置。

（６）前記保護膜は、ＳｉＮ膜で形成されていることを特徴とする（４）に記載の有機ＥＬ表示装置。

（７）有機ＥＬ層がマトリクス状に形成された第１の基板と、前記第１の基板に対向する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の内側の周辺に、シール材が環状に形成された有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、前記第２の基板の周辺には紫外線硬化樹脂によるシール材を環状に形成し、前記シール材に紫外線を照射して半硬化シール材とする第１の工程と、前記半硬化シール材の内側にゲル状乾燥剤を設置する第２の工程と、前記第１の基板と前記第２の基板とを接着して前記第１の基板と、前記第２の基板と、前記シール材とで囲まれた領域にゲル状乾燥剤を充満させる第３の工程と、前記半硬化シール材を完全硬化シール材とする第４の工程を有することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。

（８）前記第３の工程は、前記第１の基板と前記第２の基板を重ね合わせるときは、減圧雰囲気中において行われ、前記第１の基板と、前記第２の基板と前記シール材とで囲まれた領域にゲル状乾燥剤を充満させるときは、大気圧雰囲気で行われることを特徴とする（７）に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。

（９）前記第１の工程から前記第３の工程までは、窒素雰囲気中で行われることを特徴とする（７）７に記載の有機ＥＬ表示装置。

本発明によれば、ゲル状乾燥剤が素子基板と封止基板との間に充填されているので、有機ＥＬ表示装置の機械的強度を上げることが出来る。また、素子基板あるいは封止基板に外部から力が加わった場合でも、有機ＥＬ層が封止基板に接触することは無く、有機ＥＬ層が封止基板に接触することに起因するダークスポットの発生を防止することが出来る。

また、素子基板と、封止基板の間に、ゲル状乾燥剤が充満しているので、外部から水分が浸入しにくい。さらに、外部から水分が浸入したとしてもゲル状乾燥剤に吸着されてしまうので、有機ＥＬ表示装置の寿命を延ばすことが出来る。

また、本発明で使用するゲル状乾燥剤はゲル状態であるために、透明乾燥剤を塗布した時に見られるような、塗り斑や乾燥ムラの発生を防止することが出来る。

また、本発明では、ゲル状乾燥剤を使用するので、封止基板に乾燥剤を設置するための凹部を設ける必要は無く、封止基板のコスト削減、ひいては、有機ＥＬ表示装置のコスト削減を可能にする。

以下に、実施例を用いて、本発明の内容を詳細に説明する。

図１は本発明を適用したトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置の表示領域の断面図である。本実施例はトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置を例にとって説明するが、ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置についても同様に本発明を適用することが出来る。トップエミッション型有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ層２２の上にアノードが存在するトップアノード型と、有機ＥＬ層２２の上にカソードが存在するトップカソード型とが存在する。図１はトップアノード型の場合であるが、トップカソードの場合も本発明を同様に適用することが出来る。

図１において、素子基板１０の上にはＳｉＮからなる第１下地膜１１と、ＳｉＯ２からなる第２下地膜１２が形成されている。ガラス基板からの不純物が半導体層１３を汚染することを防止するためである。第２下地膜１２の上には半導体層１３が形成される。半導体層１３はＣＶＤによってａ−Ｓｉ膜が形成されたあと、レーザー照射によってｐｏｌｙ−Ｓｉ膜に変換する。

半導体層１３を覆って、ＳｉＯ_２からなるゲート絶縁膜１４が形成される。ゲート絶縁膜１４を挟んで、半導体層１３と対向する部分にゲート電極１５が形成される。ゲート電極１５をマスクにして、半導体層１３にリンあるいはボロン等の不純物をイオンインプランテーションによって打ち込み、導電性を付与して、半導体層１３にソース部あるいはドレイン部を形成する。

ゲート電極１５を覆って層間絶縁膜１６がＳｉＯ_２によって形成される。ゲート配線とドレイン配線１７１を絶縁するためである。層間絶縁膜１６の上にはドレイン配線１７１が形成される。ドレイン配線１７１は層間絶縁膜１６およびゲート絶縁膜１４にスルーホールを介して半導体層１３のドレインと接続する。

その後、以上のようにして製作された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を保護するために、ＳｉＮからなる無機パッシベーション膜１８が被着される。無機パッシベーション膜１８の上には、有機パッシベーション膜１９が形成される。有機パッシベーション膜１９は無機パッシベーション膜１８とともに、ＴＦＴをより完全に保護する役割を有するとともに、有機ＥＬ層２２が形成される面を平坦にする役割を有する。したがって、有機パッシベーション膜１９は１〜４μｍと、厚く形成される。

有機パッシベーション膜１９の上には反射電極２４がＡｌまたはＡｌ合金によって形成される。ＡｌまたはＡｌ合金は反射率が高いので、反射電極２４として好適である。反射電極２４は有機パッシベーション膜１９および無機パッシベーション膜１８に形成されたスルーホールを介してドレイン配線１７１と接続する。

本実施例はトップアノード型の有機ＥＬ表示装置なので、有機ＥＬ層２２の下部電極２１はカソードとなる。したがって、反射電極２４として使用されるＡｌあるいはＡｌ合金が有機ＥＬ層２２の下部電極２１を兼用することが出来る。ＡｌあるいはＡｌ合金は仕事関数が比較的小さいので、カソードとして機能することが出来るからである。

下部電極２１の上には有機ＥＬ層２２が形成される。有機ＥＬ層２２は、下層から電子輸送層、発光層、ホール輸送層から構成されている。なお、電子輸送層と下部電極２１との間に電子注入層を設ける場合もある。また、ホール輸送層と上部電極２３の間にホール注入層を設ける場合もある。有機ＥＬ層２２の上にはアノードとなる上部電極２３が形成される。本実施例では上部電極２３としてはＩＺＯを用いている。ＩＺＯはマスクを用いず、表示領域全体に蒸着される。ＩＺＯの厚さは光の透過率を維持するために、３０ｎｍ程度に形成される。ＩＺＯの代わりにＩＴＯを用いることも出来る。

電子輸送層としては電子輸送性を示し、アルカリ金属と共蒸着することにより電荷移動錯体化しやすいものであれば特に限定は無く、例えばトリス（８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４-メチル-８-キノリノラート）アルミニウム、ビス（２-メチル−８−キノリノラート）−４−フェニルフェノラート−アルミニウム、ビス[２-[２-ヒドロキシフェニル]ベンゾオキサゾラート]亜鉛などの金属錯体や２−（４−ビフェニリル）−５−（４−tert−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、１，３−ビス[５−(ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル)−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル]ベンゼン等を用いることができる。

発光層材料としては電子、ホールの輸送能力を有するホスト材料に、それらの再結合により蛍光もしくはりん光を発するドーパントを添加したもので共蒸着により発光層として形成できるものであれば特に限定は無く、例えば、ホストとしてはトリス（８−キノリノラト）アルミニウム、ビス（８−キノリノラト）マグネシウム、ビス（ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウムオキシド、トリス（８−キノリノラト）インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノラト）カルシウム、５，７−ジクロル−８−キノリノラトアルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム、ポリ［亜鉛（II）−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリニル）メタン］のような錯体、アントラセン誘導体、カルバゾール誘導体、等であっても良い。

また、ドーパントとしてはホスト中で電子とホールを捉えて再結合させ発光するものであって、例えば赤ではピラン誘導体、緑ではクマリン誘導体、青ではアントラセン誘導体などの蛍光を発光する物質やもしくはイリジウム錯体、ピリジナート誘導体などりん光を発する物質であっても良い。

ホール輸送層は、例えば、テトラアリールベンジシン化合物（トリフェニルジアミン：ＴＰＤ）、芳香族三級アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体、銅フタロシアニン誘導体等を用いることができる。

なお、有機ＥＬ層２２が端部において段切れによって破壊することを防止するために、画素と画素の間にバンク２０が形成される。バンク２０は有機材料で形成する場合もあるし、ＳｉＮのような無機材料で形成する場合もある。有機材料を使用する場合は、一般にはアクリル樹脂によって形成される。

バンク２０上の上部電極の上には導通を補助するために補助電極が用いられる場合もある。上部電極の抵抗が大きい場合は輝度むらが生ずる場合があるからである。本実施例では補助電極を使用していないが、補助電極を使用した有機ＥＬ表示装置においても、本発明を適用できることは言うまでも無い。

図１において、素子基板１０の上部電極と封止基板４０の間には、有機ＥＬ層を水分から保護するためのゲル状乾燥剤３０が挟持されている。乾燥剤としてゲル状乾燥剤３０を用いることは本発明の特徴である。ゲル状乾燥剤３０はゲル状物質に乾燥剤を分散させたものである。ゲル状乾燥剤３０は固体状態を保ちながら、外部から力が加わった場合に柔軟に変形する。本発明は、このゲル状乾燥剤３０の柔軟性を利用して、素子基板１０と封止基板４０との間に隙間なく、均一に乾燥剤を充填している。ゲル状乾燥剤３０に使用されるゲル材料としては、分子量が１０００以上、１００００以下のいわゆるデンドリマーと呼ばれる樹脂が適している。分散される乾燥剤としては、シリカゲル、アルコラート等を使用することが出来る。ゲル状乾燥剤３０を素子基板１０とともに挟持する封止基板４０には、ガラスが使用され、ガラスの厚さは０．５ｍｍ程度である。

図２は本発明の有機ＥＬ表示装置を製造するプロセスのうち、封止基板４０側のプロセス図である。図２（ａ）はガラスで形成される封止基板４０である。封止基板４０はガラスの平板が用いられる。従来例では、封止基板４０に乾燥剤を設置する場合は、乾燥剤が設置される部分はサンドブラスト等による凹部が形成されている。しかし、本発明は、ゲル状乾燥剤３０を使用するので、封止ガラス基板にこのような凹部を形成する必要が無い。次に述べるように、封止基板４０の周辺に形成された封止材がゲル状乾燥剤３０のストッパーになるからである。

封止基板４０の周囲には、ディスペンサによって、シール材５０が塗布されている。このシール材５０は開口部を持たないループ状に形成される。このシール材５０は紫外線硬化樹脂である。ディスペンサによるシール材５０の塗布は、窒素雰囲気中で行われる。

ディスペンサによって塗布されたシール材５０は、粘度は高いが、流動性を持っている。したがって、図２（ｂ）に示すように、封止基板４０の周囲に形成されたシール材５０に対して紫外線を照射し、半硬化シール材５１とする。後で封止基板４０と、素子基板１０を接着した後に、シール材５０を完全硬化シール材５２とするので、この時点ではまだ、半硬化シール材５１としておく。

その後、図２（ｃ）に示すように、ゲル状乾燥剤３０をループ状に形成されている半硬化シール材５１内部に滴下する。通常は、ゲル状乾燥剤３０はゲル状態で滴下されるが、粘度の関係で、滴下が難しい場合は、ゲル状乾燥剤３０を低分子溶媒に溶解させて塗布することも出来る。この場合も封止基板４０の周辺に形成された半硬化シール材５１が、ゲル状乾燥剤３０を溶解させた低分子溶剤のストッパーになる。ゲル状乾燥剤３０がデンドリマーによって形成されており、デンドリマーが化学的な極性を持っている場合は、低分子溶媒に容易に溶解することが出来るので、半硬化シール材５１の内側へのデンドリマーの滴下を容易に行うことが出来る。ここで、化学的な極性とは、分子構造が鎖状の場合、左端と右端との分子構造が異なるような場合をいう。

ゲル状乾燥剤３０を溶解した溶剤を半硬化シール材５１の内側に必要量滴下すると、溶剤のうちの、低分子溶媒は直ちに蒸発し、塗布された溶剤は、ゲル状乾燥剤３０の状態に戻る。低分子溶媒の蒸発は早いので、封止基板４０と素子基板１０を合わせるプロセス前に、低分子溶媒は消失している。

図２（ｄ）はこのようにして、ゲル状乾燥剤３０を塗布した状態を示している。図２（ｄ）に示すように、ゲル状乾燥剤３０はゲル状態であるから、塗布後も定形の固体状態となるのではなく、ゲル状乾燥剤３０の上面は、平坦はなっておらず、例えば、なだらかな山状となっている。なお、図２（ａ）〜図２（ｄ）までのプロセスは全て窒素雰囲気中で行われる。

図２（ｄ）のように、ゲル状乾燥剤３０を塗布した封止基板４０は窒素雰囲気中にあるが、この雰囲気を減圧し、ゲル状乾燥剤３０内に含まれる気泡６０等を除去する。この時、今まで除去されなかった低分子溶媒も完全に除去される。

以上のようにして脱泡された封止基板４０に対して、素子基板１０を貼り合わせる。この張り合わせも減圧雰囲気中で行われる。この状態を図３（ａ）に示す。図３（ａ）において、素子基板１０には、図を複雑化しないために、有機ＥＬ層のみが記載されている。図３（ａ）の状態では、まだ、封止基板４０と素子基板１０とを合わせただけの状態であるから、半硬化シール材５１の内側のゲル状乾燥剤３０と素子基板１０との間には、気泡６０等が存在している。

その後、封止基板４０と素子基板１０とを貼り合わせた状態のものに対して、窒素を供給し、圧力を大気圧の状態に戻す。そうすると、素子基板１０および封止基板４０が大気圧によって押され、内部の気泡６０が消失する。また、素子基板１０と封止基板４０が上下から押されることによって、半硬化シール材５１もつぶされて、素子基板１０と封止基板４０のシールがより確実に出来る形状に変形する。この状態を図３（ｂ）に示す。

図３（ｂ）において、素子基板１０、封止基板４０、半硬化シール材５１で囲まれた内部には、ゲル状乾燥剤３０が隙間無く充填されており、気泡６０等は存在していない。すなわち、ゲル状乾燥剤３０はゲル状態であるから、完全な固体ではなく、隙間に対して柔軟に充填することが出来る。また、素子基板１０には種々の層が形成され、表面は微視的には、凹凸が形成されているが、ゲル状乾燥剤３０はこの凹凸に対しても柔軟に対応し、凹部を充填することが出来る。

図３（ｂ）の状態では、半硬化シール材５１は、完全硬化の状態ではないので、素子基板１０と封止基板４０の接着、シールの信頼性等は十分ではない。したがって、図３（ｃ）に示すようにシール材５０に対して紫外線を照射し、シール材５０を完全硬化シール材５２とする。ところで、有機ＥＬ層に紫外線が照射されると、有機ＥＬ層は破壊されてしまう。したがって、図３（ｃ）においては、有機ＥＬ層が形成された部分には、紫外線カバー７０を設置して、シール材５０部分のみに紫外線を照射するようにしている。

なお、図３（ｃ）では紫外線を照射して半硬化シール材５１を完全硬化シール材５２としているが、半硬化シール材５１を完全硬化シール材５２とするには、紫外線を照射する他に、使用する材料によっては、加熱によって半硬化シール材５１を完全硬化シール材５２とすることも出来る。ただし、加熱温度は、有機ＥＬ層を破壊しない範囲でなければならない。

図３（ｃ）において、紫外線を照射してシール部分を完全硬化シール材５２とし、紫外線カバー７０を除去した状態が図４である。図４は本実施例における有機ＥＬ表示装置が完成した状態を示す断面模式図である。図４において、有機ＥＬ層で発光した光は、図４に示す矢印Ｌの方向である、封止基板４０側に出射する。素子基板１０と封止基板４０の間に充填されたゲル状乾燥剤３０は、境界部分を柔軟に充填するので、ゲル状乾燥剤３０を通過して封止基板４０側から光を取り出す場合も、画像形成の妨げになることは無い。

図４に示すように、有機ＥＬ層の表面はゲル状乾燥剤３０によって完全に覆われている。また、素子基板１０と封止基板４０の間には、ゲル状乾燥剤３０が充填されているので有機ＥＬ表示装置の機械的な強度が増し、外部から素子基板１０あるいは封止基板４０に力が加わったような場合であっても、ゲル状乾燥剤３０によって、有機ＥＬ層と封止基板４０とが接触することを防止することが出来る。

また、本発明の構成によれば、素子基板１０と封止基板４０との間にゲル状乾燥剤３０が充満しているので、中空封止の場合と異なり、外部から内部に水分が浸入しにくい。また、外部から水分が浸入したとしても、ゲル状乾燥剤３０によって吸着されてしまうので、本発明による有機ＥＬ表示装置は長寿命とすることが出来る。

また、本発明のゲル状乾燥剤３０は、ゲル状態であるために、従来のように塗布によって乾燥剤を設置する場合に比較して、塗り斑や、乾燥ムラが発生しにくい。

さらに、本発明では、ゲル状乾燥剤３０を封止基板４０に形成されたシール材５０をストッパーとして設置する。一方、従来例では、固体乾燥剤を設置するような場合は、封止基板４０に凹部を形成し、凹部に固体乾燥剤を設置していた。したがって、従来例では封止基板４０にサンドブラスト等によって凹部を形成していたので、封止基板４０のコストを押し上げていた。本発明によれば、封止基板４０として平板を使用することが出来るので、封止基板４０のコスト上昇を抑えることが出来る。

以上は、有機ＥＬ表示装置が単独で製造されるとして説明したが、実際には、生産効率から、複数の素子基板１０が形成された大きなマザー素子基板と、複数の封止基板４０が形成された大きなマザー封止基板とを張り合わせて、複数の有機ＥＬ表示装置を形成し、その後、個々の有機ＥＬ表示装置に分離することが行われる。本発明はこのようなプロセスで形成される有機ＥＬ表示装置に対しても適用出来ることはいうまでもない。

図５は本発明の第２の実施例を示す有機ＥＬ表示装置の表示部の断面図である。図５において、素子基板１０から上部電極までの構成は図１と同様である。図５の特徴は上部電極の上に、保護膜２４が形成されている点である。ゲル状乾燥剤３０は外部から、侵入した水分を吸着して有機ＥＬ層を保護するが、ゲル状乾燥剤３０の水分の吸着能力が十分でなくなった場合にも、有機ＥＬ表示装置が直ちに動作不良をおこすのではなく、特定時間動作出来ることが好ましい。

本実施例では、上部電極の表面に、水分に対する保護膜２４を形成することによって、ゲル状乾燥剤３０の水分吸着能力が十分でなくなった場合にも、特定時間は有機ＥＬ表示装置の動作が可能としている。この点、実施例１よりも有機ＥＬ表示装置を長寿命化することが出来る。

保護膜２４はＳｉＮ膜で形成する。実際はＳｉＮ_Ｘ膜となることが多いが、ＳｉＮ膜で代表して表現する。ＳｉＮ膜は種々の形成方法がある。本実施例における保護膜２４は、有機ＥＬ層が形成された後に形成するものである。有機ＥＬ層は高温にすると破壊してしまうので、ＳｉＮ膜を高温で形成することは出来ない。本実施例では、ＳｉＮ膜は低温ＣＶＤによって形成する。低温ＣＶＤは２００℃以下で成膜することが出来る。また、この場合、素子基板１０の温度を８０℃程度に保つことが出来る。

図５において、素子基板１０の保護膜２４と、封止基板４０との間には、ゲル状乾燥剤３０が挟持されている。図５に示す例もトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置であり、有機ＥＬ層からの光は、図５に示す矢印Ｌの方向に出射される。

本実施例における封止基板４０の形成方法は、実施例１で説明した、図２と同様である。図２に示すプロセスは全て窒素雰囲気中で行われる。

図２のようにして形成された封止基板４０に対して別途形成された素子基板１０を重ね合わせる。この様子を図６（ａ）に示す。図６（ａ）に示すプロセスは、素子基板１０に保護膜２４が形成されている他は実施例１の図３（ａ）と同様である。図６（ａ）は減圧した窒素雰囲気中で行われる。

図６（ｂ）は、減圧中にある図６（ａ）の状態の素子基板１０と封止基板４０を重ね合わせた状態のものに対し、窒素を供給して、素子基板１０と封止基板４０に大気圧によって圧力を加え、内部の気泡６０等を除去した図である。図６（ｂ）のプロセスは、実施例１の、図３（ｂ）に示すプロセスと同様である。

その後、半硬化シール材５１に対して紫外線を照射して、素子基板１０と封止基板４０の接着を完全なものとすると同時に、シール性の向上を行う。このプロセスも実施例１の図３（ｃ）と同様である。

また、図６（ｃ）では紫外線を照射して半硬化シール材５１を完全硬化シール材５２としているが、半硬化シール材５１を完全硬化シール材５２とするには、紫外線を照射する他に、使用する材料によっては、加熱によって半硬化シール材５１を完全硬化シール材５２とすることも出来る。ただし、加熱温度は、有機ＥＬ層を破壊しない範囲でなければならない。

図７は紫外線カバー７０を除去して完成した、実施例２の有機ＥＬ表示装置の断面図である。図７において、有機ＥＬ層で発光した光は、矢印Ｌの方向に出射する。図７は、有機ＥＬ層の表面に保護膜２４が形成されていることを除いては、実施例１の断面図である図４と同様である。図７において、素子基板１０の保護膜２４と封止基板４０との間には、ゲル状乾燥剤３０が隙間無く充填されている。したがって、封止基板４０あるいは素子基板１０に外力が加わった場合であっても、有機ＥＬ層と封止基板４０とが接触することは無い。

また、本実施例においても、封止基板４０と素子基板１０との間にゲル状乾燥剤３０が充填されているので、外部から水分が浸入しにくいこと、有機ＥＬ表示装置としての機械的強度が向上すること、封止基板４０に凹部等を形成する必要はなく、平板を用いることができること等は実施例１で説明したのと同様である。

図７において、有機ＥＬ層は保護膜２４によって覆われている。したがって、ゲル状乾燥剤３０の水分吸着能力が低下した場合であっても、本実施例の有機ＥＬ表示装置は相当時間動作することが出来るので、寿命特性を改善することが出来る。また、ゲル状乾燥剤３０と素子基板１０との界面から侵入した水分に対して保護膜２４がブロックするので、この点でも、本実施例における有機ＥＬ表示装置の寿命特性は優れている。

図７は保護膜２４はＳｉＮ膜１層であるとして説明したが、本実施例の保護膜２４は１層に限る必要は無く、複数膜によって構成することも出来る。保護膜２４も、本実施例ではＳｉＮとしたが、これに限らずＳｉＯ_２等で構成しても良い。また、保護膜２４は、ＳｉＮ膜とＳｉＯ_２膜の組み合わせで構成しても良い。

以上は、有機ＥＬ表示装置が単独で製造されるとして説明したが、実際には、生産効率から、複数の素子基板１０が形成された大きなマザー素子基板と、複数の封止基板４０が形成された大きなマザー封止基板とを張り合わせて、複数の有機ＥＬ装置を形成し、その後、個々の有機ＥＬ装置に分離することが行われる。本実施例もこのようなプロセスで形成される有機ＥＬ表示装置に対しても適用出来ることは実施例１と同様である。

実施例１の有機ＥＬ表示装置の表示領域の断面図である。 実施例１の製造工程である。 実施例１の図２に続く製造工程である。 実施例１の有機ＥＬ表示装置の断面模式図である。 実施例１の有機ＥＬ表示装置の表示領域の断面図である。 実施例２の製造工程である。 実施例２の有機ＥＬ表示装置の断面模式図である。

符号の説明

１０…素子基板、 １１…第１下地膜、 １２…第２下地膜、 １３…半導体層、 １４…ゲート絶縁膜、 １５…ゲート電極、 １６…層間絶縁膜、 １７…ＳＤ電極、 １８…無機パッシベーション膜、 １９…有機パッシベーション膜、 ２０…バンク、 ２１…下部電極、 ２２…有機ＥＬ層、 ２３…上部電極、 ２４…保護膜、 ３０…ゲル状乾燥剤、 ４０…封止基板、 ５０…シール材、 ５１…半硬化シール材、 ５２…完全硬化シール材、 ６０…気泡、 ７０…紫外線カバー

Claims (7)

1. 有機ＥＬ層がマトリクス状に形成された第１の基板と、前記第１の基板に対向する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の内側の周辺に、シール材が環状に形成された有機ＥＬ表示装置であって、
   前記シール材の内側には、分子量が１０００以上で１００００以下の媒体に、乾燥剤が混合されたゲルが充填されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
2. 前記シール材は紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
3. 上部電極と下部電極によって挟持された有機ＥＬ層を有する画素がマトリクス状に形成された第１の基板と、前記第１の基板に対向して配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の内側の周辺に、シール材が環状に形成された有機ＥＬ表示装置であって、
   前記上部電極の上には、保護膜が形成され、
   前記第１の基板に形成された前記保護膜と前記第２の基板の間で、前記シール材の内側には、分子量が１０００以上で１００００以下の媒体に、乾燥剤が混合されたゲルが充填されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
4. 前記保護膜は、ＳｉＮ膜で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ表示装置。
5. 有機ＥＬ層がマトリクス状に形成された第１の基板と、前記第１の基板に対向する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の内側の周辺に、シール材が環状に形成された有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
   前記第２の基板の周辺には紫外線硬化樹脂によるシール材を環状に形成し、前記シール材に紫外線を照射して半硬化シール材とする第１の工程と、
   前記半硬化シール材の内側に、分子量が１０００以上で１００００以下の媒体に、乾燥剤が混合されたゲル状乾燥剤を設置する第２の工程と、
   前記第１の基板と前記第２の基板とを接着して前記第１の基板と、前記第２の基板と、前記シール材とで囲まれた領域にゲル状乾燥剤を充満させる第３の工程と、
   前記半硬化シール材を完全硬化シール材とする第４の工程を有することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
6. 前記第３の工程は、前記第１の基板と前記第２の基板を重ね合わせるときは、減圧雰囲気中において行われ、前記第１の基板と、前記第２の基板と前記シール材とで囲まれた領域にゲル状乾燥剤を充満させるときは、大気圧雰囲気で行われることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
7. 前記第１の工程から前記第３の工程までは、窒素雰囲気中で行われることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ表示装置。

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