WO2005027582A1 - 表示装置及びその製造方法 - Google Patents

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WO2005027582A1
WO2005027582A1 PCT/JP2003/011544 JP0311544W WO2005027582A1 WO 2005027582 A1 WO2005027582 A1 WO 2005027582A1 JP 0311544 W JP0311544 W JP 0311544W WO 2005027582 A1 WO2005027582 A1 WO 2005027582A1
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organic
display device
insulating film
inorganic insulating
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PCT/JP2003/011544
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French (fr)
Inventor
Yoshiaki Sakamoto
Original Assignee
Fujitsu Limited
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Definitions

  • the present invention relates to a display device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a self-luminous display device using an organic electroluminescent (EL) element and a method for manufacturing the same.
  • EL organic electroluminescent
  • a display device using an organic EL element includes a strip-shaped electrode (anode) made of a transparent conductive film on a transparent substrate, a striped electrode (cathode) made of a metal thin film and orthogonal to the anode, and a gap between these electrodes. It has a structure in which a plurality of elements having the formed organic EL layer are provided. The anode and the cathode are arranged in a matrix, and each intersection of the anode and the cathode corresponds to a pixel. By applying a predetermined driving voltage between predetermined electrodes, predetermined pixels can emit light.
  • the organic EL device which uses a liquid crystal molecule sandwiched between two substrates as a shutter
  • the organic EL device is a self-luminous type, so it has high visibility and no viewing angle dependence.
  • a flexible film substrate can be used and that the liquid crystal display device is thinner and lighter.
  • organic EL elements are liable to react with moisture, oxygen, and the like due to the use of organic substances, which causes deterioration of characteristics. That is, if the organic EL layer reacts with moisture or oxygen in the air to cause corrosion or oxidation, the deteriorated portion becomes a non-light-emitting portion (dark spot), and the light-emitting function of the device is lost. For this reason, it is necessary to take various measures for shielding the organic EL element from the outside air.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-012385
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-0252565. Report
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-0174244
  • Patent Document 4 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-086359
  • Patent Document 1 proposes a display device in which an organic EL element is sealed with a glass plate or a metal plate.
  • this method cannot take advantage of the thin and light structure that is characteristic of organic EL devices due to the thickness and weight of the glass plate.
  • Patent Documents 2 to 4 disclose a thin structure in which a resin film for relaxing stress and an inorganic film for blocking external air are laminated on an organic EL element, and the organic EL element is sealed with the laminated film. Display devices have been proposed.
  • an inorganic film provided for the purpose of blocking the outside air a material having less flexibility than a resin film, such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon nitride oxide film, is generally used. For this reason, when stress was concentrated on this layer, cracks sometimes occurred.
  • the stress is most concentrated on the substrate surface, so that the stress is concentrated on the inorganic film located on the surface and the film is broken.
  • Such a crack in the inorganic film causes the sealing function to be lost, and the organic EL element is deteriorated.
  • the resin film provided below the inorganic film has higher moisture permeability and water content than the inorganic film, the resin film in contact with the organic EL device may deteriorate the organic EL device.
  • Patent Document 3 it is conceivable to improve moisture resistance by repeatedly laminating a plurality of resin films and a plurality of inorganic films.
  • a structure in which a plurality of resin films and a plurality of inorganic films are repeatedly laminated increases the number of manufacturing steps and increases manufacturing costs.
  • An object of the present invention relates to a display device using an organic EL element and a method for manufacturing the same.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a display device which can be realized at low cost.
  • the object of the present invention is to provide a first substrate, a first electrode formed on the first substrate, a first electrode, an organic EL layer formed on the first electrode, Second layer formed on EL layer
  • An organic EL element having the following electrodes: a first inorganic insulating film formed on the organic EL element and sealing the organic EL layer; and a second inorganic film formed on the first inorganic insulating film.
  • the first substrate and the second substrate such that a neutral axis when a bending stress is applied is positioned near an interface between the first inorganic insulating film and the second substrate. This is achieved by a display device characterized in that the material and the thickness are set.
  • the above object is to provide a first substrate, a first electrode formed on the first substrate, an organic EL layer formed on the first electrode, and an organic EL layer formed on the organic EL layer.
  • An organic EL element having a formed second electrode, a first inorganic insulating film formed directly on the organic EL element, and sealing the organic EL layer; and
  • the present invention is also attained by a display device having the formed second substrate.
  • the above object is to form a first electrode on a first substrate, a step of forming an organic EL layer on the first substrate, and a step of forming a second electrode on the organic EL layer.
  • a neutral axis when a bending stress is applied is brought closer to the inorganic insulating film, so that the inorganic insulating film can be formed. Cracks are prevented, and the organic EL element can be effectively shielded from moisture and oxygen. Thereby, the reliability of the display device can be improved.
  • an inorganic insulating film for sealing the organic EL element under the organic EL element it is possible to further suppress the deterioration of the organic EL element due to moisture and oxygen during and after the manufacturing process. it can.
  • the organic EL layer can be sealed with an inorganic insulating film without being exposed to moisture or oxygen in the air during manufacturing, further suppressing the deterioration of the characteristics of the organic EL device can do.
  • FIG. 1 is a diagram (part 1) for explaining the principle of a display device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram (part 2) for explaining the principle of the display device according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view showing the structure of the display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a process cross-sectional view (part 1) illustrating the method for manufacturing a display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a process cross-sectional view (part 2) illustrating the method for manufacturing a display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic sectional view showing the structure of the display device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing a display device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic sectional view showing the structure of the display device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing a display device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view showing the structure of the display device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • a predetermined substrate is further formed on the inorganic insulating film, and a neutral axis in which a tensile stress and a compressive stress generated when bending the display device are balanced and in a no-stress state is positioned near the inorganic insulating film. This suppresses bending stress acting on the organic insulating film. .
  • the position of the neutral axis y n (distance from the bottom surface) of a multilayer structure consisting of multiple layers is given by the following general formula, assuming that each layer is a rigid body with no slippage between layers. (See, for example, Mechanical Engineering Handbook). Where E is Young's modulus, A is the cross-sectional area, and yz is the distance from the bottom surface to any point on the cross-section. y n ... (1)
  • FIG. 1A a first sample in which an inorganic insulating film 12 is formed on a first substrate 10, and an inorganic insulating film 12 and a second substrate 1 on a first substrate 10.
  • the second sample Fig. 1B is formed.
  • the thickness of the first substrate is E 2
  • the thickness of the inorganic insulating film is t 2
  • the thickness of the second substrate is E 3
  • the thickness of the second substrate is T 3. From 1), the distance y n to the neutral axis in the case of the first sample is
  • the stress ⁇ 2 acting on the inorganic insulating film satisfies the following simultaneous equations (for example, see the Mechanical Engineering Handbook).
  • y is the distance from the neutral axis to the evaluation point.
  • the maximum stress CT max is the breakdown strength ⁇ of the inorganic insulating film.
  • the radius of curvature r indicating the bending state
  • the neutral axis is near the center of the cross section of the first substrate and the distance y is large (see Fig. 2A), whereas in the case of the second sample, the neutral axis is connected to the first substrate.
  • the distance y approaches the vicinity of the inorganic insulating film between the second substrate and the distance y decreases (see FIG. 2B). Therefore, the second sample has a structure that is more flexible than the first sample.
  • the inorganic insulating film is assumed to be a thin film (t t 3 >> t 2 ) for each substrate thickness, and if the term of the inorganic insulating film thickness t 2 is ignored in Equation (3), the value from the neutral axis to the evaluation point is Distance y is expressed as follows.
  • the selection of the substrate material and the thickness of the substrate be centered on the condition that satisfies the relationship of Expression (8), and that the range be appropriately set according to the material of the inorganic insulating film and the radius of curvature r.
  • the selection of the substrate material, the thickness of the substrate, and the like are set so that the neutral axis is located from the inorganic insulating film to a distance corresponding to 40% of the thickness of the substrate. It is desirable to set.
  • the neutral axis be located between the second substrate and a position corresponding to 40% of the thickness of the second substrate.
  • the inorganic insulating film for shielding the organic EL element from the outside air be formed directly on the organic EL element.
  • an organic insulating film such as a resin film is formed between the organic EL element and the inorganic insulating film, moisture is absorbed in the organic insulating film during a manufacturing process or the like due to the nature of the organic insulating film such as high moisture permeability and high water content. This water is absorbed and causes the organic EL element to deteriorate later.
  • the inorganic insulating film directly on the organic EL element as in the display device of the present invention, it is possible to greatly suppress the entry of moisture.
  • the organic EL element and the inorganic insulating film in a continuous vacuum environment. As a result, the organic EL element can be completely shut off from the outside air.
  • the first substrate is an organic material such as a resin film
  • the second substrate coated with an adhesive in advance and the first substrate laminated with the organic EL element and the inorganic insulating film are vacuum-laminated to form a second substrate. It is possible to form an integrated structure having no gap between the first substrate and the second substrate.
  • first substrate and the second substrate examples include flexible substrates such as a resin film obtained by thinning a resin material such as polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, and amorphous polyolefin, such as cellophane, and a flexible substrate. Can be applied.
  • a resin film obtained by thinning a resin material such as polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, and amorphous polyolefin, such as cellophane, and a flexible substrate. Can be applied.
  • the organic EL layer has a single-layer structure of only a light-emitting layer, a two-layer structure of a hole-transport layer and a light-emitting layer, a two-layer structure of a light-emitting layer and an electron-transport layer, and a three-layer structure of a hole-transport layer, a light-emitting layer and an electron-transport layer. Can be applied.
  • the light-emitting layer has a fluorescence characteristic in the visible region, even the preferably consists deposition of good phosphor, quinolinol aluminum complex (A 1 q 3: 8- Hydroxyquinoline Alumin um), B e- Benzokino linoleic (B e B q 2 ), 2,5 _ bis (5,7-t-pentyl-2-benzobenzoxazolyl) — 1,3,4-thiadiazonole, 4,4, -bis —Benzoxazolinole) stinoleben, 4,4'-bis [5,7-di- (2-methyl-2-butyl) -12-benzozoxazolyl] stinoleben, 2,5-bis (5,7-t —Bennitole 2—Benzoxazolyl) Thiophine, 2,5-bis ([5-a, ⁇ -dimethylbenzyl] -2-benzoxazolyl) thiophene, 2,5-bis [5,
  • Benzo midazonole-based fluorescent brighteners tris (8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) magnesium, bis (benzo [f] _8-quinolinol) zinc, bis (2-methyl-2-quinolinol) Over G) aluminum O dimethylsulfoxide, tris (8-quinolinol) indium, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, 8-key Roh linoleic lithium, tris (5-black port _ 8-quinolinol) gallium, bis
  • 8-Hydroxyquinoline-based metal complexes such as calcium, poly [zinc-bis (8-hydroxy-15-quinolinonyl) methane], etc.
  • Metal-chelated oxinoxide compounds such as lithiumepindridione, 1,4-bis (2-methylstyryl) benzene, 1,4-bis (3-methylstyryl) benzene, 1,4-bis (4-methylstyrinolate) ) Benzene, distyrinolebenzene, 1,4-bis (2-ethynolestyryl) benzene, 1,4-bis (3-ethynolestyrinole) benzene, 1,4-bis (2-methylstyrinole) 2 —Styrylbenzene compounds such as methylbenzene, 2,5-bis (4-methylstyryl) pyrazine, 2,5-bis (4-ethylstyryl) pyrazine, 2,5-bis [
  • TPD triphenyl-1 1,4-diphenyl-1,4,1-diamine
  • oxaziazole derivatives such as 1,3-bis (4-tert-butylphenyl-1,3,4-oxadiazolyl) phenylene (OXD-7), anthraquinodimethane derivatives, A difluoroquinone derivative or the like can be used.
  • the electrode material on the cathode side of the organic EL element includes a metal or a metal having a low work function, for example, a metal such as A1, In, Mg, Ti, a Mg—Ag alloy, or a Mg — Mg alloys such as In alloys, A1 alloys such as A1-Li alloys, A1-Sr alloys, and A1-Ba alloys can be used.
  • a metal such as A1, In, Mg, Ti, a Mg—Ag alloy, or a Mg — Mg alloys such as In alloys, A1 alloys such as A1-Li alloys, A1-Sr alloys, and A1-Ba alloys can be used.
  • the inorganic insulating film a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon nitride oxide film, or the like can be used.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view showing the structure of the display device according to the present embodiment.
  • FIGS. 4 and 5 are process sectional views showing the method for manufacturing the display device according to the present embodiment.
  • the structure of the display device according to the present embodiment will be explained with reference to FIG.
  • an anode 24 made of IT is formed on the substrate 22 made of polycarbonate.
  • Electrode 2 on 4, the organic EL layer 2 6 and a hole transport layer and A 1 q 3 made of (quinolinol aluminum complex) emission layer of a non-one NPD (Jifue two Runafuchirujia Min) is formed on the substrate 22 made of polycarbonate.
  • a cathode-side electrode 30 made of A 1 —Li is formed on the organic EL layer 26 . This allows electrodes 24 and An organic EL device having the organic EL layer 26 and the electrode 30 is configured.
  • an inorganic insulating film 34 made of a silicon nitride oxide film is formed so as to seal the organic EL layer 26.
  • a substrate 38 made of cellophane is formed on the inorganic insulating film 34.
  • one feature of the display device according to the present embodiment is that the inorganic insulating film 34 is directly formed on the organic EL element.
  • an organic insulating film such as a resin film
  • the organic insulating film has high moisture permeability and high water content. Water is absorbed by the film, and this water may cause deterioration of the organic EL element later.
  • the display device according to the present embodiment is characterized in that a substrate 38 is formed on the inorganic insulating film 34.
  • a substrate 38 is formed on the inorganic insulating film 34.
  • the substrate 38 is formed on the inorganic insulating film 34, and the neutral axis is brought closer to the inorganic insulating film 34. This prevents cracks in the inorganic insulating film 34, and can effectively shield the organic EL element from moisture and oxygen.
  • a substrate 22 is temporarily attached on a glass substrate 20 having a thickness of 1 mm.
  • a polycarbonate film can be used.
  • the polycarbonate film for example, Eleclear (registered trademark), HT100-600B manufactured by Teijin Limited can be used. This polycarbonate film had a thickness of 100 ⁇ m, and had an ITO film formed on its surface.
  • the ITO film on the polycarbonate film is patterned by lithography and etching to form an electrode 24 made of the ITO film (FIG. 4A).
  • an organic EL layer 26 having a total film thickness of 150 nm is formed by performing vacuum evaporation in a state where the organic EL layer 26 is covered with a metal mask 28 having a predetermined opening pattern (FIG. 4B).
  • an Al-Li alloy having a thickness of 100 nm is deposited on the organic EL layer 26 by a vacuum evaporation method to form an electrode 30 made of an Al-Li alloy.
  • an electrode 30 having a desired pattern is formed by performing vacuum vapor deposition while covering with a metal mask 32 having a predetermined opening pattern (FIG. 4C).
  • an organic EL device having the electrode 24, the organic EL layer 26, and the electrode 30 is formed.
  • an inorganic insulating film made of, for example, a silicon nitride oxide film having a thickness of 150 nm was formed on the substrate 22 on which the organic EL element was formed by a plasma coating method (PCS device manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.).
  • a film 34 is formed.
  • the inorganic insulating film 34 having a desired pattern is formed by depositing the metal insulating film 36 while covering it with a metal mask 36 having a predetermined opening pattern (FIG. 5A).
  • the inorganic insulating film 34 is for sealing the organic EL layer 26 and is formed so as to completely cover the organic EL layer 26.
  • the substrate on which the organic EL layer 26 is formed is not exposed to the atmosphere and is operated under a continuous vacuum environment. It is desirable to form a film.
  • the organic EL layer 26 can be sealed with the inorganic insulating film 34 without being exposed to moisture or oxygen in the air during the production, and the characteristic deterioration of the organic EL element can be suppressed. it can.
  • a substrate 38 is formed on the inorganic insulating film 34 so as to cover the inorganic insulating film 34.
  • a substrate 38 for example, a cellophane tape (manufactured by Nichiban Co., Ltd.) having a film thickness of 50 ⁇ m can be used and attached.
  • the display device shown in FIG. 3 is manufactured by removing the glass substrate 20 (FIG. 5C).
  • the display device manufactured by the above manufacturing method was bent at a radius of curvature of 5 mm, and the presence or absence of cracks in the inorganic insulating film was examined.
  • the neutral shaft is used.
  • the distance y from the substrate to the interface between the inorganic insulating film 34 and the substrate 38 was 21 ⁇ , and no cracks occurred in the inorganic insulating film 34.
  • a 100 ⁇ m-thick polycarbonate (Young's modulus 1.9 GPa) was used as the substrate 22, and a 100 ⁇ m-thick aluminum tape (Young's modulus 69 GPa) was used as the substrate 38.
  • the distance y from the neutral axis to the interface between the inorganic insulating film 34 and the substrate 38 was 47 ⁇ , and cracks occurred in the inorganic insulating film 34.
  • the distance y from the neutral axis to the surface of the inorganic insulating film 34 to prevent cracks cannot be specified unequivocally because it varies depending on the constituent material of the element and the radius of curvature.
  • the distance y from the neutral axis to the surface of the inorganic insulating film 34 is preferably less than 21 ⁇ so that the distance y is less than 47 ⁇ .
  • the substrate is formed on the inorganic insulating film for sealing the organic EL element, and the neutral axis when bending stress is applied is brought closer to the inorganic insulating film.
  • the organic EL element can be effectively shielded from moisture and oxygen.
  • the reliability of the display device can be improved.
  • an inorganic insulating film for sealing the organic EL element is formed on the upper side of the organic EL element without using an organic insulating film, the organic EL element is not affected by water or oxygen during the manufacturing process or after manufacturing. Deterioration can be suppressed.
  • the organic EL layer is exposed to moisture and oxygen in the air during manufacturing.
  • the sealing can be performed without using the inorganic insulating film, and the characteristic deterioration of the organic EL element can be further suppressed.
  • FIG. 6 is a schematic sectional view showing the structure of the display device according to the present embodiment
  • FIG. 7 is a process sectional view showing the method of manufacturing the display device according to the present embodiment.
  • the same components as those of the display device according to the first embodiment and the method of manufacturing the same shown in FIGS. 3 to 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • an anode 24 made of ITO is formed on the substrate 22 made of polycarbonate.
  • the organic EL layer 2 6 and a hole transport layer and made of A 1 q 3 emitting layer made of a- NPD is formed on the organic EL layer 26 .
  • a cathode-side electrode 30 made of A 1 —Li is formed on the organic EL device including the electrode 24, the organic EL layer 26, and the electrode 30 is configured.
  • an inorganic insulating film 34 made of a silicon oxynitride film is formed so as to seal the organic EL layer 26.
  • a substrate 38a made of polycarbonate is formed on the inorganic insulating film 34.
  • the display device according to the present embodiment is different from the first embodiment in that the substrate 38 a formed on the inorganic insulating film 34 is made of polycarbonate, which is the same material as the substrate 22. Is the same as that of the display device. Opposite substrates 2 2, 3 8 By applying a material having the same rigidity to a, the neutral axis can be easily located in the region between the substrate 22 and the substrate 38a. As a result, the neutral axis can be made closer to the inorganic insulating film 34, and the occurrence of cracks in the inorganic insulating film 34 can be prevented.
  • the rigidity is the same when the Young's modulus of the substrate 22 is E, the thickness of the substrate 38a is E 2 , the thickness is t 2 , and the thickness is t 2 .
  • the substrate 22 and the substrate 38a do not necessarily have to have the same material and the same thickness, and the material of the substrate 22 The thickness may be appropriately selected.
  • the organic EL element and the inorganic insulating film 34 are formed on the substrate 22 in the same manner as in the method of manufacturing the display device according to the first embodiment shown in FIGS. 4A to 5A.
  • a substrate 38a made of polycarbonate is formed on the inorganic insulating film 34 by the following method, for example.
  • an ultraviolet-curing adhesive for example, XNR 5516 manufactured by Nagase ChemteX Corporation
  • XNR 5516 manufactured by Nagase ChemteX Corporation
  • the substrate 22 and the substrate 38a are bonded to each other by vacuum lamination such that the surface to which the adhesive is attached is in contact with the inorganic insulating film 34 (FIG. 6A).
  • the substrate 38a When bonding the substrate 38a to the substrate 22 as shown in FIG. 6A, the substrate 38a is gradually bonded to the substrate 22 from one side of the substrate 38a while bending the substrate 38a. Thus, the substrate 22 and the substrate 38a can be bonded to each other without bubbles. By performing this operation in a vacuum, that is, by performing vacuum lamination, generation and encapsulation of air bubbles can be suppressed.
  • the substrate 3 8 is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 365 nm, for example, at 18 jZ cm 2. Irradiate from the a side to cure the adhesive (Fig. 6B).
  • the two substrates are finished as a single rigid body without exposing the organic EL layer to moisture or oxygen in the air and without interposing bubbles between the substrates 22 and 38a. be able to.
  • the display device shown in FIG. 6 can be manufactured by removing the glass substrate 20.
  • the display device manufactured by the above manufacturing method was bent at a radius of curvature of 5 mm, and the presence or absence of cracks in the inorganic insulating film 34 was examined.
  • the substrate 22 was made of polycarbonate having a thickness of 100 m (Young's modulus 1.9 GPa), and the substrate 38 a was made of polycarbonate having a thickness of 100 ⁇ (Young's modulus 1.9 GPa).
  • the distance y from the neutral axis to the interface between the inorganic insulating film 34 and the substrate 38a was 0. ⁇ , and no cracks occurred in the inorganic insulating film 34.
  • the organic EL element is sandwiched between the two substrates having the same rigidity, the neutral axis when bending stress is applied can be brought closer to the inorganic insulating film. it can. This prevents cracks in the inorganic insulating film, and effectively shields the organic EL element from moisture and oxygen. Thereby, the reliability of the display device can be improved.
  • an inorganic insulating film for sealing the organic EL layer is formed on the upper surface of the organic EL element without using an organic insulating film, the organic EL element is not affected by moisture or oxygen during the manufacturing process or after manufacturing. Deterioration can be suppressed.
  • the organic EL layer is exposed to moisture and oxygen in the air during manufacturing.
  • the sealing can be performed without using the inorganic insulating film, and the characteristic deterioration of the organic EL element can be further suppressed.
  • FIG. 8 and FIG. 9 This will be described using 9.
  • FIG. 8 is a schematic sectional view showing the structure of the display device according to the present embodiment
  • FIG. 9 is a process sectional view showing the method of manufacturing the display device according to the present embodiment. Note that the same components as those of the display device according to the first and second embodiments and the method of manufacturing the same shown in FIGS. 3 to 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • An inorganic insulating film 40 made of a silicon oxynitride film is formed on a substrate 22 made of polycarbonate.
  • an anode electrode 24 made of ITO is formed on the inorganic insulating film 40.
  • the organic EL layer 2 6 and a light emitting layer made of Seiana ⁇ feed layer and A lq 3 consisting of a-NPD is formed on the organic EL layer 26 .
  • a cathode-side electrode 30 made of A 1 —Li is formed on the organic EL device including the electrode 24, the organic EL layer 26, and the electrode 30 is configured.
  • an inorganic insulating film 34 made of a silicon oxynitride film is formed so as to seal the organic EL layer 26.
  • a substrate 38a made of polycarbonate is formed on the inorganic insulating film 34.
  • the display device according to the present embodiment is the same as the display device according to the second embodiment except that the inorganic insulating film 40 is formed between the substrate 22 and the electrode 24.
  • the inorganic insulating film 40 By forming the inorganic insulating film 40 between the substrate 22 and the electrode, it is possible to enhance the property of blocking the outside air from the substrate 22 side and to suppress the deterioration of the organic EL element due to moisture, oxygen, and the like. .
  • the structure of the display device according to the present embodiment is particularly effective when the substrate 22 is an organic material such as a resin film.
  • a substrate 22 made of polycarbonate having a thickness of 100 ⁇ m is temporarily attached on a glass substrate 20 having a thickness of 1 mm.
  • an inorganic insulating film 40 made of, for example, a 150-nm-thick silicon oxynitride film is formed on the substrate 22 by a plasma coating method.
  • the film is scanned five times with a film thickness per scan of 30 nm in order to relax the film stress of the silicon oxynitride film and suppress the substrate temperature. It is desirable to form the film while cooling the substrate (during the interval).
  • an ITO film 42 is formed on the inorganic insulating film 40 by, for example, a sputtering method (FIG. 9A).
  • the ITO film 42 is patterned by photolithography and etching to form an electrode 24 made of the ITO film 42 on the inorganic insulating film 40 (FIG. 9B).
  • the display device is completed in the same manner as in the method of manufacturing the display device according to the first and second embodiments shown in FIGS. 4B to 5A and FIGS. 7A to 7C (FIG. 9C).
  • the organic EL layer 26 can be sealed with the inorganic insulating films 34 and 40 without being exposed to moisture or oxygen in the air during the production, and the characteristic deterioration of the organic EL element is suppressed. be able to.
  • the organic EL element is sandwiched between the two substrates having the same rigidity, the neutral axis when bending stress is applied can be brought closer to the inorganic insulating film. it can. This prevents cracks in the inorganic insulating film, and effectively shields the organic EL element from moisture and oxygen. Thereby, the reliability of the display device can be improved.
  • an inorganic insulating film for sealing the organic EL element is formed on the upper and lower sides of the organic EL element, deterioration of the organic EL element due to moisture and oxygen during and after the manufacturing process can be suppressed. it can.
  • the lower inorganic insulating film should enhance the ability to block outside air from the substrate 22 side.
  • the deterioration of the characteristics of the organic EL element can be further suppressed.
  • FIG. 10 is a plan view showing the structure of the display device according to the present embodiment.
  • the display device according to the present embodiment is obtained by applying the structure of the display device according to the second embodiment to a simple matrix type display device.
  • an organic EL element formation region 52 is provided on a substrate 50 made of polycarbonate having a thickness of 100 ⁇ m.
  • a plurality of organic EL elements are arranged in a matrix.
  • Each of the organic EL elements is, for example, an organic EL element in a display device according to the second embodiment shown in FIG. 6, and includes an electrode 24 formed as an anode on a substrate 50 and an organic layer formed on the electrode 24.
  • an organic EL element constituting a pixel is formed.
  • a substrate 54 made of, for example, polycarbonate having a thickness of 100 ⁇ m is formed on the substrate 50 on which a plurality of organic EL elements are formed.
  • the substrate 50 is electrically connected to an electrode (for example, electrode 24) extending in the row direction, and is provided with a terminal connection region 56 for connecting a wiring for applying a predetermined drive voltage to the electrode. ing.
  • the substrate 5.0 has electrodes extending in the column direction (for example, electrodes
  • the display drive circuit 64 is connected to the terminal connection areas 56 and 58 via terminal connection wiring boards 60 and 62 such as a flexi- ple printed board.
  • the area of the substrate 54 be smaller than the area of the substrate 50.
  • the intersection between the electrode 24 and the electrode 30 is formed.
  • the positioned organic EL layer 26 emits light.
  • the display driving circuit 64 appropriately selects the electrodes 24 extending in the row direction and the electrodes 30 extending in the column direction, and applies a driving voltage between these electrodes to form an organic EL element formation region. A desired image can be displayed on the screen.
  • a polycarbonate film is used as the substrates 50 and 54. Accordingly, a flexible display device can be formed. Further, the structure of the display device according to the second embodiment is applied, and the materials and thicknesses of the substrates 50 and 54 are appropriately selected such that the neutral axis when a bending stress is applied approaches the inorganic insulating layer 34. Therefore, cracks can be effectively prevented from being generated in the inorganic insulating layer 34. As a result, the sealing of the organic EL layer 26 can be completed, and the characteristic deterioration of the organic EL element can be suppressed.
  • the materials of the substrate and the inorganic insulating film applicable to the display device of the present invention are as follows. It is not limited. The material and thickness of the substrate and the material and thickness of the inorganic insulating film can be appropriately selected according to the value of the radius of curvature required for the display device as much as possible.
  • the simple matrix type display device has been described.
  • a switching element such as a thin film transistor (TFT) is provided in each pixel portion, and a driving voltage applied to the organic EL element by the switching element is provided.
  • An active matrix display device to be controlled may be configured.
  • the structure of the organic EL element in the display device according to the second embodiment is applied.
  • the structure of the organic EL element in the display device according to the first embodiment or the third embodiment is applied. Good.
  • the display device and the method for manufacturing the same according to the present invention relate to a display device using an organic EL element and a method for manufacturing the same, wherein the organic EL element has a high air blocking property and a high flexibility.
  • a structure of a display device and a method of manufacturing the display device capable of realizing such a structure with a simple process at low cost are realized. Therefore, the present invention is extremely useful in application to a highly flexible, thin and light display device. In addition, it is extremely useful in application to a display device that can be folded and retracted.

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Abstract

基板22と、基板22上に形成され、電極24と、電極24上に形成された有機EL層26と、有機EL層26上に形成された電極30とを有する有機EL素子と、有機EL素子上に形成され、有機EL層を封止する無機絶縁膜34と、無機絶縁膜34上に形成された基板38とを有し、曲げ応力を加えたときの中立軸が無機絶縁膜34と基板38との界面近傍に位置するように、基板22及び基板38の材料及び厚さが設定されている。このよう表示装置を構成することにより、無機絶縁膜にクラックが入ることが防止され、有機EL素子を水分や酸素から効果的に遮断することができる。これにより、表示装置の信頼性を向上することができる。

Description

明 細 書 表示装置及びその製造方法 [技術分野]
本発明は、 表示装置及びその製造方法に係り、 特に有機エレク ト口ルミネッセ ンス (EL) 素子を用いた自発光型の表示装置及びその製造方法 関する。 [背景技術]
従来、 フラットパネルディスプレイとしては液晶分子をシャッターとして用 いる液晶表示装置が主流であった。 近年、 更なる極薄化 ·大画面化を達成する ものとして、 有機 E L素子を用いた自発光型の表示装置が注目されている。 有機 EL素子を用いた表示装置は、 透明基板上に透明導電膜よりなるストライ プ状の電極 (陽極) と、 金属薄膜よりなり陽極と直交するストライプ状の電極 ( 陰極) と、 これら電極間に形成された有機 EL層とを有する素子が複数設けられ た構造を有している。 陽極と陰極とはマトリクス状に配されており、 陽極と陰極 の各交差部分が、 それぞれ画素に対応している。 所定の電極間に所定の駆動電圧 を印加することにより、 所定の画素を発光することができる。
このような有機 E L素子は、 液晶素子が 2枚の基板間に狭持された液晶分子を シャッターとして利用するのと異なり、 自己発光型であるため、 視認性が高い、 視野角依存性がない、 可撓性を有するフィルム基板を用いることができる、 液晶 表示装置と比較して薄い ·軽い、 などの様々な利点がある。
一方、 有機 EL素子は、 有機物を用いているが故に水分や酸素等と反応しやす く、 これが特性劣化の原因となる。 すなわち、 有機 EL層が空気中の水分や酸素 と反応して腐食や酸化を生じると、 この劣化部が非発光部 (ダークスポット) と なり、 素子の発光機能を失ってしまう。 このため、 有機 EL素子を外気から遮断 するための種々の対策を講ずる必要がある。
このような対策を開示する先行技術文献としては、 例えば、 特許文献 1 (特開 平 1 0— 0 1 238 5号公報) 、 特許文献 2 (特開 2002— 025765号公 報) 、 特許文献 3 (特開 2 0 0 3— 0 1 7 2 4 4号公報) 、 特許文献 4 (特開 2 0 0 3— 0 8 6 3 5 9号公報) がある。
特許文献 1には、 有機 E L素子をガラス板や金属板により封止した表示装置が 提案されている。 しかしながら、 この方法では、 ガラス板の厚さや重量によって 有機 E L素子の特徴である薄く軽い構造を生かすことができない。
また、 特許文献 2乃至 4には、 有機 E L素子上に、 応力緩和のための樹脂膜と 外気遮断のための無機膜とを積層し、 この積層膜により有機 E L素子を封止した 薄型構造の表示装置が提案されている。 しかしながら、 外気を遮断する目的で設 けられる無機膜としては、 一般に、 シリコン酸化膜、 シリコン窒化膜、 シリコン 窒化酸化膜など、 樹脂膜に比較して可撓性に劣る材料を用いている。 このため、 この層に応力が集中すると、 クラック (割れ) が生じることがあった。 例えば、 有機 E L素子が形成された基板を含む表示装置全体を曲げた場合、 基板表面に最 も応力が集中するため、 表面に位置する無機膜に応力が集中して破断してしまう。 このような無機膜のクラックは封止機能を失うこととなり、 有機 E L素子が劣化 してしまう。 また、 無機膜の下層に設けられた樹脂膜は、 無機膜と比較して透湿 性 ·含水性が高いため、 有機 E L素子に接する樹脂膜によって有機 E L素子の劣 化を生じる虞がある。
また、 例えば特許文献 3に記載されているように、 複数の樹脂膜と複数の無機 膜とを繰り返し積層することにより耐湿性を向上することが考えられる。 しかし ながら、 複数の樹脂膜と複数の無機膜とを繰り返し積層する構造では、 製造工程 数が増大し、 製造コストの増加をもたらすことになる。
本発明の目的は、 有機 E L素子を用いた表示装置及びその製造方法に関し、 有 機 E L素子の外気遮断性が高く且つ可撓性の高い表示装置の構造及びこのような 構造を簡素なプロセスで低廉に実現しうる表示装置の製造方法を提供することに ある。
[発明の開示] - 上記目的は、 第 1の基板と、 前記第 1の基板上に形成され、 第 1の電極と、 前 記第 1の電極上に形成された有機 E L層と、 前記有機 E L層上に形成された第 2 の電極とを有する有機 E L素子と、 前記有機 E L素子上に形成され、 前記有機 E L層を封止する第 1の無機絶縁膜と、 前記第 1の無機絶縁膜上に形成された第 2 の基板とを有し、 曲げ応力を加えたときの中立軸が前記第 1の無機絶縁膜と前記 第 2の基板との界面近傍に位置するように、 前記第 1の基板及び前記第 2の基板 の材料及ぴ厚さが設定されていることを特徴とする表示装置によつて達成される。 また、 上記目的は、 第 1の基板と、 前記第 1の基板上に形成され、 第 1の電極 と、 前記第 1の電極上に形成された有機 E L層と、 前記有機 E L層上に形成され た第 2の電極とを有する有機 E L素子と、 前記有機 E L素子上に直に形成され、 前記有機 E L層を封止する第 1の無機絶縁膜と、 前記第 1の無機絶縁膜上に形成 された第 2の基板とを有することを特徴とする表示装置によっても達成される。 また、 上記目的は、 第 1の基板上に、 第 1の電極を形成する工程と、 前記第 1 の基板上に、 有機 E L層を形成する工程と、 前記有機 E L層上に、 第 2の基板を 形成する工程と、 前記有機 E L層を封止するように、 第 1の無機絶縁膜を形成す る工程と、 前記第 1の無機絶縁膜上に、 曲げ応力を加えたときの中立軸が前記第 1の無機絶縁膜との界面近傍に位置するように材料及び厚さが設定された第 2の 基板を形成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によっても 達成される。
本発明によれば、 有機 E L素子を封止するための無機絶縁膜上に基板を形成す ることにより、 曲げ応力を加えたときの中立軸を無機絶縁膜に近づけるので、 無 機絶縁膜にクラックが入ることが防止され、 有機 E L素子を水分や酸素から効果 的に遮断することができる。 これにより、 表示装置の信頼性を向上することがで きる。
また、 有機 E L素子の上側に、 有機絶縁膜を介さずに有機 E L素子を封止す るための無機絶縁膜を形成することにより、 製造過程や製造後における水分や 酸素による有機 E L素子の劣化を抑制することができる。
また、 有機 E L素子の下側にも有機 E L素子を封止するための無機絶縁膜を 更に形成することにより、 製造過程や製造後における水分や酸素による有機 E L素子の劣化を更に抑制することができる。
また、 有機 E L層の形成から無機絶縁膜の形成までの一連の成膜工程を、 連 続した真空環境下にて行うので、 製造途中において有機 E L層が大気中の水分 や酸素に曝されることなく無機絶縁膜により封止することができ、 有機 E L素 子の特性劣化を更に抑制することができる。
[図面の簡単な説明]
図 1は、 本発明による表示装置の原理を説明する図 (その 1 ) である。
図 2は、 本発明による表示装置の原理を説明する図 (その 2 ) である。
図 3は、 本発明の第 1実施形態による表示装置の構造を示す概略断面図である。 図 4は、 本発明の第 1実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図 ( その 1 ) である。
図 5は、 本発明の第 1実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図 ( その 2 ) である。
図 6は、 本発明の第 2実施形態による表示装置の構造を示す概略断面図である。 図 7は、 本発明の第 2実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図で ある。
図 8は、 本発明の第 3実施形態による表示装置の構造を示す概略断面図である。 図 9は、 本発明の第 3実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図で ある。
図 1 0は、 本発明の第 4実施形態による表示装置の構造を示す平面図である。
[発明を実施するための最良の形態] '
[本発明の原理]
本発明では、 無機絶縁膜上に更に所定の基板を形成し、 表示装置を曲げる際 に生じる引張応力と圧縮応力とが釣り合って無応力状態となる中立軸を、 無機 絶縁膜の近傍に位置させることにより、 有機絶縁膜に作用する曲げ応力を抑制 ' する。 .
以下、 本原理の詳細について説明する。
複数の層からなる積層体の中立軸の位置 y n (底面からの距離) は、 各層が 一体となる剛体であって層間で滑りが生じないものと仮定すると、 下記一般式に より表される (例えば、 機械工学便覧を参照) 。 ここで、 Eはヤング率、 Aは 断面積、 y zは底面から断面上の任意の点までの距離である。 yn … (1 )
Figure imgf000006_0001
ここで、 第 1の基板 1 0上に無機絶縁膜 1 2が形成された第 1の試料 (図 1 A ) と、 第 1の基板 1 0上に無機絶縁膜 1 2と第 2の基板 1 4とが形成された第 2 の試料 (図 1 B) とを想定する。
第 1の基板のヤング率を Eい 厚さを 無機絶縁膜のヤング率を E 2, 厚さ を t 2、 第 2の基板のヤング率を E 3, 厚さを t 3とすると、 式 (1 ) より、 第 1 の試料の場合における中立軸までの距離 y nは、
= E t1 2 +E2 -t2 -(2-tl +t2) … ( 2 )
" 2-(E1 -t1 +E2 -t2)
と表され、 第 2の試料の場合における中立軸までの距離 y nは、
_El -t1 2 +E2 -t2 -(2-t1 +t2) + E3 -t3 -(2-t +2-t2 +t3) ( 3: y" 2-(E! -tx +E2 -t2 +E3 -t3)
と表される。
この積層体に曲げモーメント Mを与え、 曲率半径 rの曲げ状態とするとき、 無 機絶縁膜に作用する応力 σ 2は、 下記の連立方程式を満足する (例えば、 機械工 学便覧を参照) 。 ここで、 yは、 中立軸から評価点までの距離である。
1 M
(4)
r
Ε, -y-M
びつ = ( 5)
∑ E'I)
式 (4) 及び式 (5) より、 曲率半径 rのとき、 無機絶縁膜の表面側 (第 2の 基板との界面側) に作用する最大応力 a ma xは、 y = | セ 1+ 1: 211 | から、
E2 -\ +t2 -yn
(6 ) と表される。 このとき、 最大応力 CT ma xが無機絶縁膜の破壊強度 σ。を超えない ように、 曲率半径 r及び中立軸までの距離 y n、 すなわち曲率半径 rと各部材の ヤング率 E及び厚さ tを選択することで、 無機絶縁膜の破壌を防止することがで きる。
なお、 曲げ状態を示す曲率半径 rについては、 各部材のヤング率 E及び厚さ t を選択して構成した結果、 無機絶縁膜の破壌限界まで曲げられる寸法と捉えるの が適切である。 したがって、 可撓性を追求する構造 (曲率半径 rを極力小さくす る構造) においては、 各部材の適切なヤング率 E及ぴ厚さ tを選択することを必 要とする。
式 (6 ) から判るように、 最大応力 c m a xを極小とするには、 中立軸から評価 点までの距離 y (= | t x + t 2 - y n I ) を極小にする必要がある。
第 1の試料の場合、 中立軸は第 1.の基板の断面中心付近にあり距離 yが大きい のに対し (図 2 A参照) 、 第 2の試料の場合、 中立軸は第 1の基板と第 2の基板 との間にある無機絶縁膜近傍へ接近し、 距離 yが小さくなる (図 2 B参照) 。 し たがって、 第 2の試料は、 第 1の試料と比較して、 可撓性の高い構造となる。 特に、 各基板厚に対して無機絶縁膜を薄膜 (tい t 3》 t 2) とし、 式 (3 ) において無機絶縁膜の厚さ t 2の項を無視すると、 中立軸から評価点までの距離 yは以下のように表される。
2(£^ +E3t3 )
したがって、 距離 yを極小とするには、 式 (7 ) において y = 0となる下記の 条件が必要となる。
Figure imgf000007_0001
このように、 無機絶縁膜のクラックを最も効果的に防止する観点からは、 式 ( 8 ) の関係を満足するように、 基板の材料及び膜厚を設定することが望ましい。 すなわち第 1の基板と第 2の基板との有機 E L素子を狭持する 2つの基板は、' 剛性が同じであることが望ましい。 但し、 無機絶縁膜にクラックが生じるか否 かは、 中立軸からの距離のみならず、 無機絶縁膜の材料や曲率半径等にも依存す る。 したがって、 基板材料の選択や基板の厚さは、 式 (8 ) の関係を満たす条件 を中心条件とし、 無機絶縁膜の材料や曲率半径 rに応じて範囲を適宜設定するこ とが望ましい。 なお、 本願発明者の検討によれば、 無機絶縁膜から基板の厚さの 4 0 %に相当 する距離までの間に中立軸が位置するように、 基板材料の選択や基板の厚さ等を 設定することが望ましい。 すなわち、 第 1の基板側の無機絶縁膜の界面から第 1 の基板の 4 0 %の厚さに相当する第 1の基板側の位置から、 第 2の基板側の無機 絶縁膜の界面から第 2の基板の 4 0 %の厚さに相当する第 2の基板側の位置まで の間に、 中立軸が位置することが望ましい。
有機 E L素子を外気から遮断するための無機絶縁膜は、 有機 E L素子.上に直 に形成することが望ましい。 有機 E L素子と無機絶縁膜との間に樹脂膜などの 有機絶縁膜を形成した場合、 透湿性 ·含水性が高いという有機絶縁膜の性質に より、 製造工程等においてこの有機絶縁膜に水分が吸収され、 この水分が後に有 機 E L素子の劣化を生じる原因となる。 本発明の表示装置のように有機 E L素子 上に直に無機絶縁膜を形成することにより、 水分の浸入を大幅に抑制することが できる。
また、 製造工程中における水分や酸素の混入やそれによる有機 E L素子の劣化 を防止する観点から、 有機 E L素子と無機絶縁膜とを連続する真空環境下で形成 することが望ましい。 これにより、 有機 E L素子を外気から完全に遮断して構成 することができる。
また、 第 1の基板が樹脂フィルムのような有機材料の場合、 第 1の基板側から の水分や酸素の浸入をも遮断することが望ましい。 これには、 有機 E L素子を形 成する前に予め基板表面に無機絶縁膜を形成しておくことが有効である。
また、 第 2の基板を積層する際に、 予め接着剤を塗布した第 2の基板と、 有機 E L素子と無機絶縁膜とを積層した第 1の基板とを、 真空ラミネートすることに より、 第 1の基板と第 2の基板との間に空隙がない一体構造を形成することがで さる。
なお、 第 1の基板及び第 2の基板としては、 ポリエチレンテレフタレート ( P E T ) 、 ポリカーボネート、 非晶質ポリオレフイン等の樹脂材料を薄膜化した 樹脂フィルムゃセロハンなどの可撓性を有するものや、 フレキシブル基板を適用 することができる。
また、 有機 E L素子の陽極側の電極材料には、 I T O、 A T O ( S bをドープ した S n〇2) 、 AZ O (A 1をドープした Z ηθ) 等を用いることができる。 また、 有機 E L層は、 発光層のみの単層構造、 正孔輸送層と発光層又は発光層 と電子輸送層の 2層構造、 正孔輸送層と発光層と電子輸送層との 3層構造を適用 することができる。
発光層としては、 可視領域で蛍光特性を有し、 成膜性の良い蛍光体からなるも のが好ましく、 キノ リノールアルミ錯体 (A 1 q3: 8-Hydroxyquinoline Alumin um) 、 B e—ベンゾキノ リノール (B e B q2) 、 2, 5 _ビス ( 5, 7—ジー t—ペンチルー 2—べンゾォキサゾリル) — 1, 3, 4—チアジアゾーノレ、 4, 4, -ビス (5, 7一ベンチノレ一 2—ベンゾォキサゾリノレ) スチノレベン、 4, 4 ' 一ビス 〔5, 7—ジ— (2—メチルー 2—ブチル) 一 2—べンゾォキサゾリル 〕 スチノレベン、 2, 5一ビス (5, 7—ジー t—ベンチノレ一 2—べンゾォキサゾ リル) チォフィン、 2, 5一ビス ( [5 - a, α—ジメチルベンジル〕 - 2—ベ ンゾォキサゾリル) チォフェン、 2, 5一ビス [5, 7—ジ— (2—メチルー 2 ーブチル) 一 2一べンゾォキサゾリノレ〕 - 3, 4—ジフエ二ルチオフェン、 2 , 5一ビス ( 5—メチノレー 2—べンゾォキサゾリル) チォフェン、 4, 4, 一ビス
(2—ベンゾォキサイゾリル) ビフエニル、 5—メチル一 2— 〔 2 - 〔4一 (5 ーメチノレ _ 2—ベンゾォキサイゾリノレ) フエニル〕 ビュル〕 ベンゾォキサイゾリ ル、 2— 〔2— (4一クロ口フエニル) ビュル〕 ナフト 〔1 , 2 - d] 才キサゾ ール等のベンゾォキサゾール系、 2, 2, 一 (p—フエ二レンジビニレン) ービ スベンゾチアゾール等のベンゾチアゾール系、 2— 〔2— 〔4— (2—べンゾィ ミダゾリル) フエ二ノレ〕 ビュル〕 ベンゾィミダゾーノレ、 2 - 〔2一 (4—カノレポ キシフエニル) ビュル〕 ベンゾィミダゾーノレ等のベンゾィ ミダゾーノレ系等の蛍光 増白剤や、 トリス (8—キノリノール) アルミニウム、 ビス (8—キノリノール ) マグネシウム、 ビス (ベンゾ 〔f 〕 _ 8—キノリノール) 亜鉛、 ビス (2—メ チルー 8—キノリノラート) アルミニウムォキシド、 トリス (8—キノリノール ) インジウム、 トリス (5—メチルー 8—キノリノール) アルミニウム、 8—キ ノリノールリチウム、 トリス (5—クロ口 _ 8—キノリノール) ガリウム、 ビス
(5—クロ口一 8 _キノリノール) カルシウム、 ポリ 〔亜鉛一ビス (8—ヒ ドロ キシ一 5—キノリノニル) メタン〕 等の 8—ヒ ドロキシキノリン系金属錯体ゃジ リチウムェピンドリジオン等の金属キレート化ォキシノィ ド化合物や、 1, 4一 ビス (2—メチルスチリル) ベンゼン、 1, 4一 ( 3—メチルスチリル) ベンゼ ン、 1, 4一ビス (4—メチルスチリノレ) ベンゼン、 ジスチリノレベンゼン、 1, 4 -ビス ( 2ーェチノレスチリル) ベンゼン、 1, 4一ビス (3—ェチノレスチリノレ ) ベンゼン、 1 , 4—ビス (2—メチルスチリノレ) 2—メチルベンゼン等のスチ リルベンゼン系化合物や、 2 , 5一ビス (4ーメチルスチリル) ピラジン、 2, 5—ビス (4ーェチルスチリル) ピラジン、 2, 5—ビス 〔2— (1—ナフチル ) ビニル〕 ピラジン、 2, 5—ビス (4ーメ トキシスチリル) ピラジン、 2, 5 一ビス 〔2— (4 -ビフエニル) ビュル〕 ピラジン、 2 , 5—ビス 〔 2— ( 1 - ピレニル) ビニル〕 ピラジン等のジスチルピラジン誘導体や、 ナフタルイミ ド誘 導体や、 ペリレン誘導体や、 ォキサジァゾール誘導体や、 アルダジン誘導体や、 シクロペンタジェン誘導体や、 スチリルァミン誘導体や、 クマリン系誘導体や、 芳香族ジメチリディン誘導体等を適用することができる。 また、 アントラセン、 サリチル酸塩、 ピレン、 コロネン等を適用することもできる。
また、 正孔輸送層としては、 正孔移動度が高く、 透明で成膜性の良いものが好 ましく、 N, N, ージフエニル一N, N, 一ビス ( 3—メチルフエ二ル) 一 1 , 1, —ジフエニル一 4, 4, 一ジァミン (TPD) 、 ポルフィン、 テトラフエ二 ルポルフィン 同、 フタロシアニン、 ί同フタロシアニン、 チタニウムフタロシア二 ンオキサイド等のポリフィ リン化合物や、 1, 1—ビス {4一 (ジー Ρ— トリル ァミノ) フエ二ル} シク口へキサン、 4, 4, , 4' ' 一トリメチルトリフエ二 ルァミン、 Ν, Ν, Ν, , N' ーテトラキス ( Ρ— トリル) 一 Ρ—フエ二レンジ ァミン、 1一 (Ν, Ν—ジ一 Ρ— トリルァミノ) ナフタレン、 4, 4 ' 一ビス ( ジメチルァミノ) — 2— 2 ' ージメチルトリフエニルメタン、 Ν, Ν, Ν, , Ν , ーテトラフエニノレー 4, 4' ージアミノビフエ二ノレ、 Ν, Ν, 一ジフエニノレー Ν, N' —ジー m—トリル一 4, N, N—ジフエ-ル一 N, N, 一ビス (3—メ チルフエニル) 一 1, 1 ' —4, 4, 一ジァミン、 4' ージアミノビフエ-ル、 N—フヱニルカルバゾール等の芳香族第三級アミンゃ、 4—ジー P—トリルアミ ノスチルベン、 4一 (ジ一 P—トリルァミノ) 一4' 一 〔4一 (ジ一 P—トリル ァミノ) スチリル〕 スチルベン等のスチルベン化合物や、 トリァゾール誘導体や ォキサジザゾール誘導体や、 ィミダゾール誘導体や、 ポリアリ一ルアルカン誘導 体や、 ピラゾリン誘導体や、 ピラゾロン誘導体や、 フヱ-レンジァミン誘導体や、 ァニールァミン誘導体や、 ァミノ置換カルコン誘導体や、 ォキサゾール誘導体や、 スチリルアントラセン誘導体や、 フルォレノン誘導体や、 ヒ ドラゾン誘導体や、 シラザン誘導体や、 ポリシラン系ァニリン系共重合体や、 高分子オリゴマーや、 スチリルァミン化合物や、 芳香族ジメチリディン系化合物や、 ポリ 3—メチルチ ォフェン等の有機材料を適用することができる。 また、 ポリカーボネート等の高 分子中に低分子の正孔輸送層用の有機材料を分散させた、 高分子分散系の正孔輸 送層も適用することができる。
また、 電子輸送層としては、 1, 3—ビス (4一 t e r t一ブチルフエ二ルー 1, 3 , 4一ォキサジァゾリル) フエ二レン ( O X D - 7 ) 等のォキサジァゾ一 ル誘導体、 アントラキノジメタン誘導体、 ジフ 二ルキノン誘導体等を適用する ことができる。
また、 有機 E L素子の陰極側の電極材料には、 仕事関数の低い金属若しくは合 金、 例えば、 A 1、 I n、 M g、 T i等の金属や、 M g— A g合金、 M g— I n 合金等の M g合金や、 A 1— L i合金、 A 1— S r合金、 A 1 _ B a合金等の A 1合金等を適用することができる。
また、 無機絶縁膜としては、 シリコン酸化膜、 シリコン窒化膜、 シリコン窒化 酸化膜等を適用することができる。
[第 1実施形態]
本発明の第 1実施形態による表示装置及びその製造方法について図 3乃至図 5を用いて説明する。 図 3は本実施形態による表示装置の構造を示す概略断面 図 4及び図 5は本実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図である。 はじめに、 本実施形態による表示装置の構造について図 3を用いて説明する。 ポリカーボネートよりなる基板 2 2上には、 I T〇よりなる陽極側の電極 2 4が形成されている。 電極 2 4上には、 ひ一 N P D (ジフエ二ルナフチルジァ ミン) よりなる正孔輸送層と A 1 q 3 (キノリノールアルミ錯体) よりなる発光 層とを有する有機 E L層 2 6が形成されている。 有機 E L層 2 6上には、 A 1 — L iよりなる陰極側の電極 3 0が形成されている。 これにより、 電極 2 4と、 有機 E L層 2 6と、 電極 3 0とを有する有機 E L素子が構成されている。 有機 E L素子が形成された基板 2 2上には、 有機 E L層 2 6を封止するように、 シ リコン窒化酸化膜よりなる無機絶縁膜 3 4が形成されている。 無機絶縁膜 3 4 上には、 セロハンよりなる基板 3 8が形成されている。
このように、 本実施形態による表示装置は、 有機 E L素子上に、 直に無機絶 縁膜 3 4が形成されていることを一つの特徴としている。 有機 E L層 2 6と無 機絶縁膜 3 4との間に樹脂膜などの有機絶縁膜を形成した場合、 透湿性 ·含水 性が高いという有機絶縁膜の特性により、 製造過程等においてこの有機絶縁膜に 水分が吸収され、 この水分が後に有機 E L素子の劣化を生じる原因となる虞があ る。 本実施形態による表示装置のように有機 E L素子上に直に無機絶縁膜 3 4を 形成することにより、 水分の浸入を大幅に抑制することができる。
また、 本実施形態による表示装置は、 無機絶縁膜 3 4上に、 基板 3 8が形成さ れていることをも一つの特徴としている。 前述のように、 無機絶縁膜 3 4のクラ ックを防止するためには、 無機絶縁膜 3 4の場所を、 中立軸に近づける必要があ る。 そこで、 本実施形態による表示装置では、 無機絶縁膜 3 4上に基板 3 8を形 成し、 中立軸を無機絶縁膜 3 4に近づけている。 これにより、 無機絶縁膜 3 4に クラックが入ることが防止され、 有機 E L素子を水分や酸素から効果的に遮断す ることができる。
次に、 本実施形態による表示装置の製造方法について図 4及び図 5を用いて 説明する。
まず、 厚さ 1 m mのガラス基板 2 0上に、 基板 2 2を仮着する。 基板 2 2と しては、 ポリカーボネートフィルムを適用することができる。 ポリカーボネー トフイルムとしては、 例えば、 帝人株式会社製、 エレクリア (登録商標) 、 H T 1 0 0 - 6 0 Bを用いることができる。 このポリカーボネートフイルムは、 膜厚 1 0 0 μ mであり、 表面に I T O膜が形成されている。
次いで、 リソグラフィー及ぴエッチングにより、 ポリカーボネートフィルム 上の I T O膜をパターユングし、 I T O膜よりなる電極 2 4を形成する (図 4 A) 。
次いで、 真空蒸着法により、 ひ—N P Dよりなる正孔輸送層と、 A l q 3よ りなる発光層とを堆積し、 合計膜厚 1 5 0 n mの有機 E L層 2 6を形成する。 この際、 所定の開口パターンを有するメタルマスク 2 8により覆った状態で真 空蒸着を行うことにより、 所望のパターンを有する有機 E L層 2 6を形成する (図 4 B ) 。
次いで、 真空蒸着法により、 有機 E L層 2 6上に、 膜厚 1 0 0 n mの A 1一 L i合金を堆積し、 A 1— L i合金よりなる電極 3 0を形成する。 この際、 所 定の開口パターンを有するメタルマスク 3 2により覆った状態で真空蒸着を行 うことにより、 所望のパターンを有する電極 3 0を形成する (図 4 C ) 。
こうして、 電極 2 4と、 有機 E L層 2 6と、 電極 3 0とを有する有機 E L素 子を形成する。
次いで、 プラズマコーティング法 (住友重機械工業 (株) 製、 P C S装置) により、 有機 E L素子が形成された基板 2 2上に、 例えば膜厚 1 5 0 n mのシ リコン窒化酸化膜よりなる無機絶縁膜 3 4を形成する。 この際、 所定の開口パ ターンを有するメタルマスク 3 6により覆った状態で堆積することにより、 所 望のパターンを有する無機絶縁膜 3 4を形成する (図 5 A) 。 なお、 無機絶縁 膜 3 4は有機 E L層 2 6を封止するためのものであり、 有機 E L層 2 6を完全 に覆うように形成する。
シリコン窒化酸化膜の形成の際には、 膜応力緩和や基板温度の影響による有 機 E L材料への影響を極力抑える必要がある。 このような手段としては、 例え ば、 1走查あたりの膜厚を 3 0 n mとして 5回走査し、 成膜待機時 (走査間隔 中) に基板を冷却しつつ成膜する方法が考えられる。 このような方法により、 無機絶縁膜 3 4にクラックを生じることなく、 且つ基板温度を 7 5 °C以下に抑 えてピンホール等の欠陥のない均一な無機絶縁膜 3 4を形成することができる。 また、 有機 E L層 2 6の形成から無機絶縁膜 3 4の形成までの一連の成膜ェ 程では、 有機 E L層 2 6が形成された基板を大気開放せずに連続した真空環境 下にて成膜を行うことが望ましい。 これにより、 製造途中において、 有機 E L 層 2 6が大気中の水分や酸素に曝されることなく無機絶縁膜 3 4により封止す ることができ、 有機 E L素子の特性劣化を抑制することができる。
次いで、 無機絶縁膜 3 4上に、 無機絶縁膜 3 4を覆うように基板 3 8を形成 する (図 5 B) 。 ,基板 3 8としては、 例えば膜厚 50 μ mのセロハンテープ ( ニチバン株式会社製) を用い、 これを貼付することができる。
次いで、 ガラス基板 2 0を除去することにより、 図 3に示す表示装置が製造 される (図 5 C) 。
上記製造方法により製造した表示装置に対して、 曲率半径 5 mmの曲げを施 し、 無機絶縁膜のクラック発生の有無を調査した。
基板 22として膜厚 1 00 μπιのポリカーボネート (ヤング率 1. 9 GP a ) を、 基板 3 8として膜厚 5 0 ηιのセロハンテープ (ヤング率 2. 4GP a ) を用いた上記構造では、 中立軸から無機絶縁膜 34と基板 3 8との界面まで の距離 yは 2 1 μπιとなり、 無機絶縁膜 34にクラックは生じなかった。
比較のため、 基板 2 2として膜厚 1 00 ^ mのポリカーボネート (ヤング率 1. 9 G P a ) を用い、 基板 38として膜厚 1 0 0 μ mのアルミテープ (ヤン グ率 6 9 GP a) を用いた構造についても検討したところ、 中立軸から無機絶 縁膜 34と基板 3 8との界面までの距離 yは 4 7 μπιとなり、 無機絶縁膜 34 にクラックが生じた。 基板 3 8としてアルミテープを用いたときにクラックが 生じたのは、 基板 2 2に対して基板 3 8の剛性が大きすぎるため、 中立軸が基 板 3 8側で無機絶縁膜 34から遠のいたことに起因する。
また、 基板 2 2として膜厚 1 0 0 μπιのポリカーボネート (ヤング率 1. 9 GP a) を用い、 基板 3 8を形成しない構造についても検討した。 この場合、 中立軸から無機絶縁膜 34表面までの距離 yは 48 μπιとなり、 無機絶縁膜 3 4にクラックが生じた。
クラックを防止するための中立軸から無機絶縁膜 34の表面までの距離 yの 上限値は、 素子の構成材料や曲率半径によって変化するため一概に規定するこ とはできないが、 上記検討結果から、 無機絶縁膜 34として膜厚 1 5 0 nmの シリコン窒化膜を用いる場合には、 中立軸から無機絶縁膜 34表面までの距離 yが 47 μπι未満になるように、 望ましくは 2 1 μιη以下になるように、 基板 2 2及ぴ 3 8の材料及ぴ膜厚を設定する必要があることが判る。
このように、 本実施形態によれば、 有機 E L素子を封止するための無機絶縁 膜上に基板を形成し、 曲げ応力を加えたときの中立軸を無機絶縁膜に近づけるの で、 無機絶縁膜にクラックが入ることが防止され、 有機 E L素子を水分や酸素か ら効果的に遮断することができる。 これにより、 表示装置の信頼性を向上するこ とができる。
また、 有機 E L素子の上側に、 有機絶縁膜を介さずに、 有機 E L素子を封止 するための無機絶縁膜を形成するので、 製造過程や製造後における水'分や酸素 による有機 E L素子の劣化を抑制することができる。
また、 有機 E L層の形成から無機絶縁膜の形成までの一連の成膜工程を、 連 続した真空環境下にて行うので、 製造途中において有機 E L層が大気中の水分 や酸素に曝されることなく無機絶縁膜により封止することができ、 有機 E L素 子の特性劣化を更に抑制することができる。
[第 2実施形態]
本発明の第 2実施形態による表示装置及びその製造方法について図 6及び図 7を用いて説明する。 図 6は本実施形態による表示装置の構造を示す概略断面 図、 図 7は本実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図である。 な お、 図 3乃至図 6に示す第 1実施形態による表示装置及びその製造方法と同様 の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にする。
はじめに、 本実施形態による表示装置の構造について図 6を用いて説明する。 ポリカーボネートよりなる基板 2 2上には、 I T Oよりなる陽極側の電極 2 4が形成されている。 電極 2 4上には、 a— N P Dよりなる正孔輸送層と A 1 q 3よりなる発光層とを有する有機 E L層 2 6が形成されている。 有機 E L層 2 6上には、 A 1— L i よりなる陰極側の電極 3 0が形成されている。 これに より、 電極 2 4と、 有機 E L層 2 6と、 電極 3 0とを有する有機 E L素子が構 成されている。 有機 E L素子が形成された基板 2 2上には、 有機 E L層 2 6を 封止するように、 シリコン窒化酸化膜よりなる無機絶縁膜 3 4が形成されてい る。 無機絶縁膜 3 4上には、 ポリカーボネートよりなる基板 3 8 aが形成され ている。
このように、 本実施形態よる表示装置は、 無機絶縁膜 3 4上に形成された基 板 3 8 aが、 基板 2 2と同じ材料であるポリカーボネートにより構成されてい る他は、 第 1実施形態による表示装置と同様である。 対向する基板 2 2, 3 8 aに、 剛性が同じ材料を適用することにより、 中立軸を基板 2 2と基板 3 8 a との間の領域に容易に位置させることができる。 これにより、 中立軸を無機絶 縁膜 3 4に近づけることができ、 無機絶縁膜 3 4にクラックが生じることを防 止することができる。
なお、 剛性が同じであるとは、 基板 2 2のヤング率を Eい 厚さを 基 板 3 8 aのヤング率を E 2、 厚さを t 2として、
E!t!2 « Ε3ί3 2 ■■■ ( 9 )
の関係を満足する状態である。 したがって、 基板 2 2と基板 3 8 a とは、 必ず しも同じ材料及び同じ厚さである必要はなく、 式 (9 ) の関係を満するように、 基板 2 2 , 3 8 aの材料及び厚さを適耷選択すればよい。
次に、 本実施形態による表示装置の製造方法について図 7を用いて説明する。 まず、 図 4 A乃至図 5 Aに示す第 1実施形態による表示装置の製造方法と同 様にして、 基板 2 2上に、 有機 E L素子及び無機絶縁膜 3 4を形成する。
次いで、 例えば以下に示す方法により、 無機絶縁膜 3 4上に、 ポリカーボネ ートよりなる基板 3 8 aを形成する。
まず、 膜厚 1 0 0 mのポリカーボネートよりなる基板 3 8 aに、 紫外線硬 化型接着剤 (例えば、 ナガセケムテックス社製、 X N R 5 5 1 6 ) を全面に塗 布する。 次いで、 真空ラミネートにより、 接着剤の付着面が無機絶縁膜 3 4に 接するように、 基板 2 2と基板 3 8 aとを貼り合わせる (図 6 A ) 。
基板 3 8 aを基板 2 2に貼り合わせる際には、 図 6 Aに示すように、 基板 3 8 aを湾曲しながら、 基板 3 8 aの一辺側から徐々に基板 2 2に貼り合わせる。 これにより、 気泡が入ることなく基板 2 2と基板 3 8 aとを貼り合わせること ができる。 真空中でこの作業を行うことにより、 すなわち真空ラミネートを行 うことにより、 気泡の発生封入を抑制することができる。
なお、 基板 2 2と基板 3 8 aとを貼り合わせる際、 基板 2 2側を湾曲させる と、 基板 2 2の表面側に形成された無機絶縁膜 3 4に曲げ応力が集中してクラ ックが生じる虞がある。 したがって、 基板 3 8 aを貼り合わせる際には、 基板 3 8 aを湾曲しながら貼り合わせることが望ましい。
この後、 例えば波長 3 6 5 n mの紫外線を例えば 1 8 j Z c m 2で基板 3 8 a側から照射し、 接着剤を硬化させる (図 6 B ) 。
なお、 基板 3 8 aを貼り合わせる上記工程は、 有機 E L層 2 6の形成から無 機絶縁膜 3 4の形成までの一連の成膜工程から連続する真空系で処理すること が望ましい。 これにより、 有機 E L層が大気中の水分や酸素に曝されることな く、 且つ基板 2 2と基板 3 8 aとの間に気泡を挟むことなく、 2つの基板を一 体の剛体に仕上げることができる。
次いで、 基板 3 8 aを貼り合わせた後、 ガラス基板 2 0を除去することによ り、 図 6に示す表示装置を製造することができる。
上記製造方法により製造した表示装置に対して、 曲率半径 5 mmの曲げを施 し、 無機絶縁膜 3 4のクラック発生の有無を調査した。
基板 2 2として膜厚 1 0 0 mのポリカーボネート (ヤング率 1 . 9 G P a ) を、 基板 3 8 aとして膜厚 1 0 0 μ πιのポリカーボネート (ヤング率 1 . 9 G P a ) を用いた上記構造では、 中立軸から無機絶縁膜 3 4と基板 3 8 a との 界面までの距離 yは 0 . Ι μ πιとなり、 無機絶縁膜 3 4にクラックは生じなか つた。
このように、 本実施形態によれば、 有機 E L素子を、 剛性が同じである 2つ の基板により狭持するので、 曲げ応力を加えたときの中立軸を無機絶縁膜に近づ けることができる。 これにより、 無機絶縁膜にクラックが入ることが防止され、 有機 E L素子を水分や酸素から効果的に遮断することができる。 これにより、 表 示装置の信頼性を向上することができる。
また、 有機 E L素子の上面に、 有機絶縁膜を介さずに、 有機 E L層を封止す るための無機絶縁膜を形成するので、 製造過程や製造後における水分や酸素に よる有機 E L素子の劣化を抑制することができる。
また、 有機 E L層の形成から無機絶縁膜の形成までの一連の成膜工程を、 連 続した真空環境下にて行うので、 製造途中において有機 E L層が大気中の水分 や酸素に曝されることなく無機絶縁膜により封止することができ、 有機 E L素 子の特性劣化を更に抑制することができる。
[第 3実施形態]
本発明の第 3実施形態による表示装置及びその製造方法について図 8及び図 9を用いて説明する。 図 8は本実施形態による表示装置の構造を示す概略断面 図、 図 9は本実施形態による表示装置の製造方法を示す工程断面図である。 な お、 図 3乃至図 7に示す第 1及び第 2実施形態による表示装置及びその製造方 法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にする。 はじめに、 本実施形態による表示装置の構造について図 8を用いて説明する。 ポリカーボネートよりなる基板 2 2上には、 シリコン窒化酸化膜よりなる無 機絶縁膜 4 0が形成されている。 無機絶縁膜 4 0上には、 I T Oよりなる陽極 側の電極 2 4が形成されている。 電極 2 4上には、 a—N P Dよりなる正孔輸 送層と A l q 3よりなる発光層とを有する有機 E L層 2 6が形成されている。 有機 E L層 2 6上には、 A 1 — L i よりなる陰極側の電極 3 0が形成されてい る。 これにより、 電極 2 4と、 有機 E L層 2 6と、 電極 3 0とを有する有機 E L素子が構成されている。 有機 E L素子が形成された基板 2 2上には、 有機 E L層 2 6を封止するように、 シリコン窒化酸化膜よりなる無機絶縁膜 3 4が形 成されている。 無機絶縁膜 3 4上には、 ポリカーボネートよりなる基板 3 8 a が形成されている。
このように、 本実施形態よる表示装置は、 基板 2 2と電極 2 4との間に無機 絶縁膜 4 0が形成されている他は、 第 2実施形態による表示装置と同様である。 基板 2 2と電極との間に無機絶縁膜 4 0を形成することにより、 基板 2 2側か らの外気遮断性を高め、 水分や酸素等による有機 E L素子の劣化を抑制するこ とができる。
基板 2 2と電極 2 4との間に無機絶縁膜 4 0を設ける場合にも、 無機絶縁膜 3 4上に基板 3 8 aを設けることにより、 無機絶縁膜 3 4 , 4 0のクラックを 防止でき、 有機 E L素子に対する外気パリア膜としての機能を維持しつつ、 可 撓性の高い構造を実現することができる。
本実施形態による表示装置の構造は、 基板 2 2が榭脂フィルムのような有機 材料の場合、 特に効果的である。
次に、 本実施形態による表示装置の製造方法について図 9を用いて説日月する。 まず、 厚さ 1 m mのガラス基板 2 0上に、 膜厚 1 0 0 μ mのポリカーボネー トよりなる基板 2 2を仮着する。 次いで、 基板 2 2上に、 プラズマコーティング法により、 基板 2 2上に、 例 えば膜厚 1 5 0 n mのシリコン窒化酸化膜よりなる無機絶縁膜 4 0を形成する。 シリコン窒化酸化膜の形成の際には、 シリコン窒化酸化膜の膜応力緩和と基 板温度抑制のため、 1走査あたりの膜厚を 3 0 n mとして 5回走査し、 成膜待 機時 (走査間隔中) に基板を冷却しつつ成膜することが望ましい。 これにより、 無機絶縁膜 3 8にクラックを生じることなく、 且つ基板温度を 7 5 °C以下に抑 えてピンホール等の欠陥のない均一な無機絶縁膜 4 0を形成することができ 。 次いで、 無機絶縁膜 4 0上に、 例えばスパッタ法により、 I T O膜 4 2を形 成する (図 9 A) 。
次いで、 フォトリソグラフィー及ぴエッチングにより I T O膜 4 2をパター ニングし、 無機絶縁膜 4 0上に、 I T O膜 4 2よりなる電極 2 4を形成する ( 図 9 B ) 。
次いで、 例えば図 4 B乃至図 5 A及び図 7 A乃至図 7 Cに示す第 1及び第 2 実施形態による表示装置の製造方法と同様にして、 表示装置を完成する (図 9 C ) 。
なお、 有機 E L層 2 6の形成から無機絶縁膜 3 4の形成までの一連の成膜ェ 程では、 基板を大気開放せずに連続した真空環境下にて成膜を行うことが望ま しい。 これにより、 製造途中において、 有機 E L層 2 6が大気中の水分や酸素 に曝されることなく無機絶縁膜 3 4 , 4 0により封止することができ、 有機 E L素子の特性劣化を抑制することができる。
このように、 本実施形態によれば、 有機 E L素子を、 剛性が同じである 2つ の基板により狭持するので、 曲げ応力を加えたときの中立軸を無機絶縁膜に近づ けることができる。 これにより、 無機絶縁膜にクラックが入ることが防止され、 有機 E L素子を水分や酸素から効果的に遮断することができる。 これにより、 表 示装置の信頼性を向上することができる。
また、 有機 E L素子の上側及び下側に、 有機 E L素子を封止するための無機 絶縁膜をそれぞれ形成するので、 製造過程や製造後における水分や酸素による 有機 E L素子の劣化を抑制することができる。
特に、 下側の無機絶縁膜によって基板 2 2側からの外気遮断性を高めること ができ、 有機 E L素子の特性劣化を更に抑制することができる。
[第 4実施形態]
本発明の第 4実施形態による表示装置について図 1 0を用いて説明する。 図 1 0は本実施形態による表示装置の構造を示す平面図である。
本実施形態による表示装置は、 単純マトリクス型の表示装置に、 第 2実施形 態による表示装置の構造を適用したものである。
例えば膜厚 1 0 0 μ mのポリカーボネートよりなる基板 5 0には、 有機 E L 素子形成領域 5 2が設けられている。 有機 E L素子形成領域 5 2には、 複数の 有機 E L素子がマトリクス状に配置されている。 各有機 E L素子は、 例えば図 6に示す第 2実施形態による表示装置における有機 E L素子であり、 基板 5 0 上に形成された陽極としての電極 2 4と、 電極 2 4上に形成された有機 E L層 2 6と、 有機 E L層 2 6上に形成された陰極としての電極 3 0と、 有機 E L層
2 6を覆うように形成された無機絶縁膜 3 4とを有している。 電極 2 4と電極
3 0とは、 互いに直交する方向に延在するストライプ形状を有しており、 電極
2 4と電極 3 0との各交差部に、 画素を構成する有機 E L素子がそれぞれ形成 されている。 複数の有機 E L素子が形成された基板 5 0上には、 例えば膜厚 1 0 0 μ mのポリカーボネートよりなる基板 5 4が形成されている。
基板 5 0には、 行方向に延在する電極 (例えば電極 2 4 ) に電気的に接続さ れ、 これに所定の駆動電圧を印加する配線を接続するための端子接続領域 5 6 が設けられている。 また、 基板 5. 0には、 列方向に延在する電極 (例えば電極
3 0 ) に電気的に接続され、 これに所定の駆動電圧を印加する配線を接続する ための端子接続領域 5 8が設けられている。 端子接続領域 5 6, 5 8には、 フ レキシプルプリント板などの端子接続配線板 6 0, 6 2を介して、 表示駆動回 路 6 4が接続されている。
なお、 有機 E L素子形成領域の周辺部に端子接続領域 5 6, 5 8を配置する 観点からは、 基板 5 0の面積よりも基板 5 4の面積を小さくすることが望まし い。
行方向に延在する所定の電極 2 4と、 列方向に延在する所定の電極 3 0との 間に所定の駆動電圧を印加することにより、 電極 2 4と電極 3 0との交差部に 位置する有機 E L層 2 6が発光する。 表示駆動回路 6 4により、 行方向に延在 する電極 2 4と列方向に延在する電極 3 0とを適宜選択し、 これら電極間に駆 動電圧を印加することにより、 有機 E L素子形成領域に所望の画像を表示する ことができる。
本実施形態による表示装置では、 基板 5 0, 5 4としてポリカーボネートフ イルムを用いている。 したがって、 可撓性を有する表示装置を構成することが できる。 また、 第 2実施形態による表示装置の構造を適用し、 曲げ応力を加え たときの中立軸が無機絶縁層 3 4に近づくように、 基板 5 0 , 5 4の材料及ぴ 膜厚を適宜選択しているので、 無機絶縁層 3 4にクラックが生じるのを効果的 に防止することができる。 これにより、 有機 E L層 2 6の封止を完全にし、 有 機 E L素子の特性劣化を抑制することができる。
[変形実施形態]
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、 上記実施形態では、 基板としてポリカーボネートゃセロハンを用レ、、 無機絶縁膜としてシリコン窒化酸化膜を用いたが、 本発明の表示装置に適用し うる基板や無機絶縁膜の材料は、 これに限定されるものではない。 基板の材料 及び膜厚、 無機絶縁膜の材料や膜厚は、 表示装置に最大限必要とされる曲率半 径の値等に応じて適宜選択することができる。
また、 上記第 4実施形態では、 単純マトリ クス型の表示装置について説明し たが、 各画素部に薄膜トランジスタ (T F T ) 等のスイッチング素子を設け、 このスィツチング素子により有機 E L素子に印加する駆動電圧を制御する、 ァ クティブマトリクス型の表示装置を構成してもよい。
また、 上記第 4実施形態では、 第 2実施形態による表示装置における有機 E L素子の構造を適用したが、 第 1実施形態或いは第 3実施形態による表示装置 における有機 E L素子の構造を適用してもよい。
[産業上の利用の可能性]
本発明による表示装置及びその製造方法は、 有機 E L素子を用いた表示装置及 びその製造方法に関おいて、 有機 E L素子の外気遮断性が高く且つ可撓性の高い 表示装置の構造及びこのような構造を簡素なプロセスで低廉に実現しうる表示装 置の製造方法を実現する。 したがって、 本発明は、 可撓性が高く、 薄く軽い表示 装置への応用において極めて有用である。 その他、 折り畳み、 巻き取り収納可能 な表示装置への応用においても極めて有用である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 第 1の基板と、
前記第 1の基板上に形成された第 1の電極と、 前記第 1の電極上に形成された 有機 E L層と、 前記有機 E L層上に形成された第 2の電極とを有する有機 E L素 子と、
前記有機 E L素子上に形成され、 前記有機 E L層を封止する第 1の無機絶縁膜 と、
前記第 1の無機絶縁膜上に形成された第 2の基板とを有し、
曲げ応力を加えたときの中立軸が前記第 1の無機絶縁膜と前記第 2の基板との 界面近傍に位置するように、 前記第 1の基板及び前記第 2の基板の材料及び厚さ が設定されている
ことを特徴とする表示装置。
2 . 第 1の基板と、
前記第 1の基板上に形成された第 1の電極と、 前記第 1の電極上に形成された 有機 E L層と、 前記有機 E L層上に形成された第 2の電極とを有する有機 E L素 子と、
前記有機 E L素子上に直に形成され、 前記有機 E L層を封止する第 1の無機絶 縁膜と、
前記第 1の無機絶縁膜上に形成された第 2の基板と
を有することを特徴とする表示装置。
3 . 請求の範囲第 1項又は第 2項記載の表示装置において、
前記第 1の基板の剛性と前記第 2の基板の剛性とが同じである
ことを特徴とする表示装置。
4 . 請求の範囲第 1項乃至第 3項のいずれか 1項に記載の表示装置において、 前記第 1の基板と前記有機 E L素子との間に、 前記有機 E L層の下面側を覆う ように形成された第 2の無機絶縁膜を更に有する
ことを特徴とする表示装置。
5 . 請求の範囲第 1項乃至第 4項のいずれか 1項に記載の表示装置において、 前記第 1の基板及び/又は前記第 2の基板は、 樹脂フィルムである ことを特徴とする表示装置。
6 . 請求の範囲第 1項乃至第 5項のいずれか 1項に記載の表示装置において、 前記第 1の基板は、 前記第 2の基板よりも大きい
ことを特徴とする表示装置。
7 . 請求の範囲第 6項記載の表示装置において、
前記第 2の基板が形成された領域外の前記第 1の基板上に、 前記第 1の電極及 び前記第 2の電極を外部回路に接続する端子領域が設けられている
ことを特徴とする表示装置。
8 . 請求の範囲第 1項乃至第 7項のいずれか 1項に記載の表示装置において、 前記第 1の基板側の前記無機絶縁膜の界面から前記第 1の基板の 4 0 %の厚さ に相当する前記第 1の基板側の位置から、 前記第 2の基板側の前記無機絶縁膜の 界面から前記第 2の基板の 4 0 %の厚さに相当する前記第 2の基板側の位置まで の間に、 前記中立軸が位置している
ことを特徴とする表示装置。
9 . 第 1の基板上に、 第 1の電極を形成する工程と、
前記第 1の電極上に、 有機 E L層を形成する工程と、
前記有機 E L層上に、 第 2の電極を形成する工程と、
前記有機 E L層を封止するように、 第 1の無機絶縁膜を形成する工程と、 前記第 1の無機絶縁膜上に、 曲げ応力を加えたときの中立軸が前記第 1の無機 絶縁膜との界面近傍に位置するように材料及び厚さが設定された第 2の基板を形 成する工程と
を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
1 0 . 請求の範囲第 9項記載の表示装置の製造方法において、
前記第 2の基板を形成する工程では、 前記第 1の基板と剛性が同じである前記 第 2の基板を形成する
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
1 1 . 請求の範囲第 9項又は第 1 0項記載の表示装置の製造方法において、 前記第 1の電極を形成する工程の前に、 前記有機 E L層の下面側を覆う第 2の 無機絶縁膜を形成する工程を更に有する
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
1 2 . 請求の範囲第 1 0項又は第 1 2項記載の表示装置の製造方法において、 前記有機 E L層を形成する工程から前記第 1の無機絶縁膜を形成する工程は、 真空環境において連続して行う
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
1 3 . 請求の範囲第 9項乃至第 1 2項のいずれか 1項に記載の表示装置の製 造方法において、
前記第 2の基板を形成する工程では、 接着剤を塗布した前記第 2の基板を湾曲 しながら、 前記第 2の基板の一辺側から徐々に前記第 1の基板上に貼り合わせる ことを特徴とする表示装置の製造方法。
1 4 . 請求の範囲第 1 3項記載の表示装置の製造方法において、
前記第 2の基板を形成する工程は、 真空環境にて行う
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
1 5 . 請求の範囲第 9項乃至第 1 4項のいずれか 1項に記載の表示装置の製 造方法において、
前記第 2の基板は、 前記第 1の無機絶縁膜上に直に形成する
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
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