(57)【要約】【課題】酸素や水分に対する耐久性を向上した有機エレクトロルミネッセンス装置を提供する。【解決手段】本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置１は、複数の発光素子によって構成された発光領域４と、前記発光領域４が形成された素子基板２と、前記発光領域４の全面を覆う封止膜１３と、前記封止膜１３の周囲に環状に設けられた捕水材１４と、前記捕水材１４の周囲に環状に設けられたシール材１５と、前記シール材１５を介して前記素子基板２に接着された封止基板６とを備えている。【選択図】図２
2008146957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子によって構成された発光領域と、
前記発光領域が形成された素子基板と、
前記発光領域の全面を覆う封止膜と、
前記封止膜の周囲に環状に設けられた捕水材と、
前記捕水材の周囲に環状に設けられたシール材と、
前記シール材を介して前記素子基板に接着された封止基板とを備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項２】
前記捕水材は、前記封止膜の外周部に接触して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項３】
前記捕水材は、前記封止膜の外周部の空間を埋めるように、前記封止膜と前記シール材との間に隙間なく設けられていることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項４】
前記捕水材は、前記封止膜の周囲に環状に設けられた第１捕水材と、前記シール材の内面に沿って環状に設けられた第２捕水材とを含むことを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項５】
前記捕水材の厚みは、前記素子基板と前記封止基板との間隔と同じであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機エレクトロルミネッセンス素子を画素として用いた有機エレクトロルミネッセンス装置の開発が進んでいる（以下、「エレクトロルミネッセンス」を「ＥＬ」と略記する）。有機ＥＬ素子は、発光層を含む１層以上の薄膜を陽極と陰極とからなる一対の電極によって挟んだ構造を有する。有機ＥＬ素子においては、一般に、酸素や水分に対する耐久性向上が課題となっており、そのため従来より、有機ＥＬ素子を外気から遮断するための様々な封止方法が提案されている。例えば、特許文献１には、有機ＥＬ素子の端面及び表面をガスバリア性に優れた封止膜で覆う薄膜封止と呼ばれる方法が開示されている。また、特許文献２には、有機ＥＬ素子が形成された素子基板にガラス容器等からなる封止基板をシール材で接着し、素子基板と封止基板との間を不活性ガスで満たす缶封止と呼ばれる方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１４２２５４号公報
【特許文献２】特開２００１−３３８７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、薄膜封止及び缶封止にはそれぞれ一長一短があり、いずれの方法を採用しても十分な特性を備えたものは得られていない。例えば、缶封止においては、シール材と素子基板との界面を通じて侵入する水分や、シール材中を通って侵入する水分を完全に遮断することは難しく、そのため素子基板と封止基板との間の空間に捕水材を配置して有機ＥＬ素子の劣化を防止しているが、有機ＥＬ素子を構成する一部の要素が捕水材の捕水速度よりも吸湿し易い場合があり、加速試験等を行った場合に、その部分が先行して劣化するという問題があった。一つの例としては、有機ＥＬ素子の陰極として用いられるＡｌ電極があり、加速試験においては、このＡｌ電極の表面が、捕水材があるにも拘わらず先行して劣化することがしばしば見られる。
【０００４】
一方、薄膜封止においては、有機ＥＬ素子の全面を封止膜で覆う方法であるので、陰極として用いられるＡｌ電極が表面から劣化することはないが、封止膜と素子基板との界面から侵入する水分や、有機ＥＬ素子を構成する各種薄膜の層間に侵入する水分を抑えることは難しく、界面から侵入した水分は有機ＥＬ素子にダメージを与えてダークスポットと呼ばれる非発光部を発生させる場合がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、酸素や水分に対する耐久性を向上した有機エレクトロルミネッセンス装置を提供することを目的とする。また、このような有機エレクトロルミネッセンス装置を備えることにより、信頼性が高く、発光特性に優れた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置は、複数の発光素子によって構成された発光領域と、前記発光領域が形成された素子基板と、前記発光領域の全面を覆う封止膜と、前記封止膜の周囲に環状に設けられた捕水材と、前記捕水材の周囲に環状に設けられたシール材と、前記シール材を介して前記素子基板に接着された封止基板とを備えることを特徴とする。この構成によれば、薄膜封止と缶封止との双方の封止構造を備えているので、従来に比べて信頼性の高い有機エレクトロルミネッセンス装置が提供できる。特に、捕水材が封止膜の周囲に環状に設けられているので、封止膜の周囲から侵入する酸素や水分に対して発光領域を全方向から保護することができ、さらに信頼性を良好なものとすることができる。
【０００７】
本発明においては、前記捕水材は、前記封止膜の外周部に接触して設けられていることが望ましい。この構成によれば、基板を伝わって侵入する酸素や水分の侵入経路を捕水材の幅分だけ長くすることができる。
【０００８】
本発明においては、前記捕水材は、前記封止膜の外周部の空間を埋めるように、前記封止膜と前記シール材との間に隙間なく設けられていることが望ましい。この構成によれば、基板を伝わって侵入する酸素や水分の侵入経路を最大限長くすることができる。
【０００９】
本発明においては、前記捕水材の厚みは、前記素子基板と前記封止基板との間隔と同じであることが望ましい。この構成によれば、捕水材が素子基板と封止基板の双方に接するため、素子基板とシール材との界面を通して侵入する酸素や水分と、封止基板とシール材との界面を通して侵入する酸素や水分との双方を遮断することができる。
【００１０】
本発明においては、前記捕水材は、前記封止膜の周囲に環状に設けられた第１捕水材と、前記シール材の内面に沿って環状に設けられた第２捕水材とを含むことが望ましい。この構成によれば、発光領域の周囲を、封止膜、第１捕水材及び第２捕水材によって３重に保護することができる。
【００１１】
本発明の電子機器は、前述した本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置を備えることを特徴とする。この構成によれば、信頼性が高く、発光特性に優れた電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
【００１３】
また、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、ＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係を説明する。この際、水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。
【００１４】
［有機ＥＬ装置の構成］
図１は本発明の有機ＥＬ装置の一実施形態の等価回路図である。有機ＥＬ装置１は、Ｘ軸方向に延びる複数の走査線１０１と、走査線１０１に対して交差する方向（Ｙ軸方向）に延びる複数の信号線１０２と、信号線１０２と平行に延びる複数の発光用電源配線１０３とを備えている。走査線１０１と信号線１０２との交点付近には、画素領域Ａが設けられている。
【００１５】
信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、及びアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路１０４が電気的に接続されている。また、各信号線１０２には、薄膜トランジスタを備える検査回路１０６が電気的に接続されている。さらに、走査線１０１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路１０５が電気的に接続されている。
【００１６】
画素領域Ａの各々には、スイッチング用ＴＦＴ１１２、保持容量Ｃａｐ、駆動用ＴＦＴ１２３、画素電極（第１電極）１１１、機能層１１０、及び共通電極（第２電極）１２により構成される画素回路が設けられている。本実施形態の場合、画素電極１１１は陽極であり、共通電極１２は陰極であるが、画素電極１１１を陰極、共通電極１２を陽極としても良い。スイッチング用ＴＦＴ１１２のゲート電極には、走査線１０１が電気的に接続されている。スイッチング用ＴＦＴ１１２は走査線１０１から供給される走査信号に応じてオン状態又はオフ状態となり、スイッチング用ＴＦＴ１１２を介して信号線１０２から供給される画像信号が保持容量Ｃａｐによって保持されるようになっている。
【００１７】
駆動用ＴＦＴ１２３のゲート電極はスイッチング用ＴＦＴ１１２及び保持容量Ｃａｐに電気的に接続されており、保持容量Ｃａｐによって保持された画像信号がゲート電極に供給されるようになっている。画素電極１１１は駆動用ＴＦＴ１２３に電気的に接続されており、駆動用ＴＦＴ１２３を介して発光用電源配線１０３から駆動電流が供給されるようになっている。機能層１１０は発光層を含む少なくとも１層以上の層からなり、画素電極１１１と共通電極１２との間に挟持されている。発光素子である有機ＥＬ素子は、画素電極１１１、機能層１１０及び共通電極１２を含んで構成されている。
【００１８】
機能層１１０としては、赤色に発光する赤色機能層１１０Ｒと、緑色に発光する緑色機能層１１０Ｇと、青色に発光する青色機能層１１０Ｂとの３種の機能層が用いられている。機能層１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０ＢはそれぞれＹ軸方向に沿ってストライプ状に配置されており、各機能層が、赤色機能層１１０Ｒ、緑色機能層１１０Ｇ、青色機能層１１０Ｂの順にＸ軸方向に互いに交互に配置されている。機能層１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂはそれぞれ駆動用ＴＦＴ１２３を介して発光用電源配線１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂに電気的に接続されており、発光用電源配線１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂは発光用電源回路１３２にそれぞれ電気的に接続されている。
【００１９】
共通電極１２と発光用電源配線１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂとの間には第１静電容量Ｃ１が設けられている。第１静電容量Ｃ１には電荷が蓄積されるようになっており、有機ＥＬ装置１の駆動中に各発光用電源配線１０３を流れる駆動電流の電位が変動した場合に、第１静電容量Ｃ１に蓄積された電荷が各発光用電源配線１０３に放電され、駆動電流の電位変動を抑制するようになっている。
【００２０】
上記構成の有機ＥＬ装置１においては、走査線１０１から走査信号が供給されてスイッチング用ＴＦＴ１１２がオン状態になると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量Ｃａｐに保持され、保持容量Ｃａｐに保持された電位に応じて駆動用ＴＦＴ１２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１２３のチャネルを介して、発光用電源配線１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂから画素電極１１１に駆動電流が流れ、更に機能層１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂを介して共通電極１２に電流が流れる。このとき、機能層１１０を流れた電流量に応じた量の発光が機能層１１０から得られる。
【００２１】
次に、図２を用いて有機ＥＬ装置１の平面構造について説明する。有機ＥＬ装置１は、素子基板（第１基板）２と、封止基板（第２基板）６とを備えている。素子基板２は、ガラス、石英、プラスチック等の透光性基板を基体としてなり、素子基板２の中央部には発光用電源配線１０３（１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂ）と表示画素部３（図中一点鎖線の枠内）とが設けられている。表示画素部３の中央部には、複数の画素Ａを含む平面視略矩形状の実表示領域４（図中二点鎖線の枠内）が設けられており、実表示領域４の外周に沿って走査線駆動回路１０５，１０５及び検査回路１０６が設けられている。素子基板２のＸ軸に平行な１辺には、複数の端子１０４が形成された端子部２Ａが設けられている。そして、この１辺に隣接する２辺に沿ってそれぞれ走査線駆動回路１０５，１０５が設けられ、残る１辺に検査回路１０６が設けられている。走査線駆動回路１０５の外側には、走査線駆動回路１０５と電気的に接続される走査線駆動回路用制御信号配線１０５ａと走査線駆動回路用電源配線１０５ｂとが設けられている。
【００２２】
表示画素部３は、中央部の実表示領域４と、実表示領域４の周囲に配置されたダミー領域５（一点鎖線及び二点鎖線の間の領域）とを備えている。実表示領域４には、複数の画素Ａがマトリクス状に配置されており、該複数の画素Ａによって発光領域である実表示領域４が構成されている。走査線駆動回路１０５、検査回路１０６、走査線駆動回路用制御信号配線１０５ａ及び走査線駆動回路用電源配線１０５ｂはダミー領域５に設けられており、発光用電源配線１０３（１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂ）はダミー領域５の周囲（すなわち表示画素部３の周囲）に設けられている。
【００２３】
発光用電源配線１０３は、走査線駆動回路用制御信号配線１０５ｂ及び検査回路１０６の外側に沿って平面視Ｌ字状に設けられている。赤色画素（Ｒ）に接続される発光用電源配線１０３Ｒは、図示左側の走査線駆動回路用制御信号配線１０５ｂに沿ってＹ軸方向に延在し、走査線駆動回路用電源配線１０５ｂが途切れた位置から図示右側に屈曲して検査回路１０６の外側に沿ってＸ軸方向に延在している。緑色画素（Ｇ）又は青色画素（Ｂ）に接続される発光用電源配線１０３Ｇ又は１０３Ｂは、図示右側の走査線駆動回路用制御信号配線１０５ｂに沿ってＹ軸方向に延在し、走査線駆動回路用電源配線１０５ｂが途切れた位置から図示左側に屈曲して検査回路１０６の外側に沿ってＸ軸方向に延在している。発光用電源配線１０３Ｒ，１０ＲＧ，１０３Ｂは、表示画素部３の３つの辺を囲むように配置されており、図示略の配線によって画素Ａと電気的に接続されている。
【００２４】
発光用電源配線１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂの外側には共通電極用配線１２ａが設けられている。共通電極用配線１２ａは、素子基板２のフレキシブル配線基板１３０が設けられた辺以外の３辺に沿って平面視コ字状に設けられており、発光用電源配線１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂの外側を囲むように配置されている。共通電極１２は実表示領域４及び共通電極用配線１２ａが設けられた領域を含む素子基板２の略全面に設けられており、共通電極１２と共通電極用配線１２ａとが重なる部分において共通電極１２と共通電極用配線１２ａとが電気的に接続されている。
【００２５】
共通電極１２の表面には封止膜１３が設けられている。封止膜１３は共通電極１２が設けられた領域を含む素子基板２の略全面に設けられている。封止膜１３は、ガスバリア性に優れた珪素窒化物、珪素酸化物、セラミックス等により形成されている。また、封止膜１３の下地に平坦化膜としての緩衝層を設けても良い。封止膜１３は共通電極１２よりも広く形成されており、大気中の酸素や水分から共通電極１２を遮断している。
【００２６】
素子基板２上には封止基板６が対向配置されている。素子基板２と対向基板６とが対向する対向領域の周縁部にはシール材１５が設けられており、環状のシール材１５を介して素子基板２と封止基板６とが接着されている。シール材１５はエポキシ樹脂等の透湿性の低い樹脂膜により形成されており、素子基板２と封止基板６とを接着すると共に、実表示領域４を大気中の酸素や水分から遮断する機能を有する。
【００２７】
素子基板２は封止基板６よりも大きく形成されており、素子基板２が封止基板６から張り出す張出し部に端子部２Ａが設けられている。端子部２Ａには配線基板１３０が電気的に接続されている。配線基板１３０は可撓性を有するプラスチック製の基材を基体としてなり、該基材の素子基板２側の辺端部に複数の端子１３２ａが設けられている。端子１３２ａには配線１３２が接続されており、配線１３２上に、図１に示したデータ側駆動回路１０４、共通電極用電源回路１３１及び発光用電源回路１３２を含む制御用ＩＣ１３１が実装されている。
【００２８】
シール材１５の内側には捕水材１４が設けられている。捕水材１４としては、アルキルアルミニウム等の液状体や、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム等のシート状のものが用いられる。捕水材１４は封止膜１３の周囲に環状に設けられており、封止膜１３の周囲から侵入する酸素や水分に対して封止膜１３を全方向から保護している。捕水材１４は、封止膜１３の外周部の空間を埋めるように、封止膜１３とシール材１５との間に隙間なく設けられており、基板を伝わって侵入する酸素や水分の侵入経路を最大限長くするようになっている。
【００２９】
図３はシール材１５の近傍の拡大断面図である。同図に示すように、捕水材１４は、素子基板２と封止基板６との間隔（ギャップ）と同じ厚みに形成されており、素子基板２とシール材１５との界面から侵入する酸素や水分と、封止基板６とシール材１５との界面から侵入する酸素や水分との双方を遮断するようになっている。捕水材１４はシール材１５の内面と封止膜１３の外周部の面とに接しており、素子基板２を伝わって侵入する酸素や水分の侵入経路を最大限長くするようになっている。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態の有機ＥＬ装置１によれば、薄膜封止と缶封止との双方の封止構造を備えているので、従来に比べて信頼性の高い有機ＥＬ装置が提供できる。特に、捕水材１４が封止膜１３の周囲に環状に設けられているので、封止膜１３の周囲から侵入する酸素や水分に対して実表示領域４を全方向から保護することができ、さらに信頼性を良好なものとすることができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、捕水材１４を封止膜１３の外周部からシール材１５の内側までの空間を埋めるように配置したが、捕水材の構成はこのようなものに限定されない。例えば、図４に示すように、封止膜１３の周囲を取り囲むように設けられた環状の第１捕水材１６と、シール材１５の内面に沿って設けられた環状の第２捕水材１７とを含む構成とすることもできる。この場合、発光領域である実表示領域４の周囲は、封止膜１３、第１捕水材１６、第２捕水材１７によって３重に保護されることになり、シール材１５を含めれば４重の封止構造が得られることとなる。
【００３２】
［電子機器］
次に、図５を用いて、本発明の有機ＥＬ装置を備えた電子機器の実施形態について説明する。図５は、本発明の有機ＥＬ装置の一例である図１の有機ＥＬ装置を携帯電話の表示部に適用した例についての概略構成図である。同図に示す携帯電話１３００は、上記実施形態の有機ＥＬ装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。上記各実施の形態の有機ＥＬ装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、プロジェクタ、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、テレビジョン受像機、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、かかる構成とすることで、信頼性が高く、発光特性に優れた電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】有機ＥＬ装置の一実施形態の等価回路図である。
【図２】同有機ＥＬ装置の平面図である。
【図３】同有機ＥＬ装置のシール材、捕水材及び封止膜の構成を示す断面図である。
【図４】捕水材の配置の他の構成を示す平面図である。
【図５】電子機器の一例である携帯電話機の概略構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…有機ＥＬ装置、２…素子基板、４…実表示領域（発光領域）、６…封止基板、１３…封止膜、１４…捕水材、１５…シール材、１６…第１捕水材、１７…第２捕水材、１３００…携帯電話（電子機器）
【図１】
2008146957.tif 000003
【図２】
2008146957.tif 000004
【図３】
2008146957.tif 000005
【図４】
2008146957.tif 000006
【図５】
2008146957.tif 000007