(57)【要約】【課題】本発明の目的は、トップエミッションの有機ＥＬディスプレイにおいて、乾燥剤のための余分な加工を封止部材にすることなく、高品質でコンパクトな有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法を提供することにある。【解決手段】本発明の有機ＥＬディスプレイ１０は、素子基板１２と、素子基板１２上に形成された有機ＥＬ素子１４と、素子基板１２と対向し、かつ、有機ＥＬ素子１４が発光した光を透過する封止基板２２と、対向した素子基板１２と封止基板２２との周縁部において、有機ＥＬ素子１４を封止するシール剤２４と、封止基板２２において、有機ＥＬ素子１４と対面する位置に設けた光透過性の乾燥剤層２６とを含む。光透過性の乾燥剤層２６が均一に光を透過させるため、表示装置として使用できる。【選択図】    図１
2005071639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子基板と、
前記素子基板に形成された有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子が形成された素子基板の面と対向して配設された光透過性の封止基板と、
前記素子基板と封止基板との周縁部において、前記有機ＥＬ素子を封止するシール剤と、
前記封止基板において、少なくとも有機ＥＬ素子が発する光の透過する位置に成膜によって形成された光透過性の乾燥剤の層と、
を含む有機ＥＬディスプレイ。
【請求項２】
前記乾燥剤の層がアルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物である請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項３】
素子基板および封止基板を準備するステップと、
前記素子基板に有機ＥＬ素子を形成するステップと、
前記有機ＥＬ素子が形成された素子基板の面と対向させる封止基板において、有機ＥＬ素子が発する光の透過する位置に光透過性の乾燥剤の層を形成するステップと、
前記素子基板の有機ＥＬ素子と封止基板の乾燥剤の層が対向するように素子基板と封止基板とを対向させ、素子基板と封止基板の周縁部にシール剤を設けて有機ＥＬ素子を封止するステップと、
を含む有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項４】
前記乾燥剤の層を形成するステップが、
前記封止基板上にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の層を成膜するステップと、
アルカリ金属またはアルカリ土類金属の層を酸化させるステップと、
を含む請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記酸化させるステップが、前記アルカリ金属またはアルカリ土類金属の層を空気中に曝すステップを含み、該空気中に曝すステップの後、酸化されたアルカリ金属またはアルカリ土類金属の層を真空中または不活性ガス中で加熱するステップを含む請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記封止基板上にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の層を成膜するステップが、真空蒸着またはスパッタリングでアルカリ金属またはアルカリ土類金属の層の成膜をおこなう請求項４または５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記封止するステップは、真空中または不活性ガス中でおこなう請求項４乃至６に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トップエミッションの有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ
Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
平面形のディスプレイとして液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイがある。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、有機ＥＬディスプレイ３２ａ，３２ｂは、素子基板３４ａ，３４ｂ上に有機ＥＬ素子３６ａ，３６ｂを搭載し、封止缶もしくは基板４４ａ，４４ｂとシール剤４６ａ，４６ｂを用いて有機ＥＬ素子３６ａ，３６ｂを外部に対して封止した構造を有する。有機ＥＬ素子３６ａ，３６ｂと封止缶もしくは基板４４ａ，４４ｂやシール剤４６ａ，４６ｂとの間には隙間がある。有機ＥＬ素子３６ａ，３６ｂは、下部電極３８ａ，３８ｂ、上部電極４０ａ，４０ｂ、有機層４２ａ，４２ｂで構成される。有機層４２ａ，４２ｂが発光する。
【０００３】
有機ＥＬディスプレイ３２ａ，３２ｂの構造にはボトムエミッションとトップエミッションの２種類の構造がある。図３（ａ）のボトムエミッションの有機ＥＬディスプレイ３２ａは、素子基板３４ａおよび下部電極３８ａが透明であり、素子基板３４ａ側から光が出射される。図３（ｂ）のトップエミッションの有機ＥＬディスプレイ３２ｂは、封止基板４４ｂが透明であり、封止基板４４ｂ側から光が出射される。従来、ボトムエミッションの有機ＥＬディスプレイ３２ａが多く採用されている。
【０００４】
有機ＥＬ素子３６ａ，３６ｂは、水分や酸素によって劣化する。そこで有機ＥＬディスプレイ３２ａ，３２ｂの内部に乾燥剤４８ａ，４８ｂをセットした上で有機ＥＬ素子３６ａ，３６ｂが外部の空気と触れないための封止をする。ボトムエミッションの有機ＥＬディスプレイ３２ａでは封止缶４４ａ側には光を取り出す必要がない。封止缶４４ａは金属製の光透過性のない部材を用いることができ、乾燥剤４８ａを設置できるスペースも比較的容易に準備することができる。乾燥剤４８ａは袋状の容器にパッキングし、シールなどを用いて封止缶４４ａに貼り付ける。しかし、封止前に乾燥剤４８ａをセットするための専用の装置が必要になり、量産時のコスト上昇の一因である。
【０００５】
ボトムエミッションの有機ＥＬディスプレイ３２ａは、素子基板３４ａに各種の回路（図示せず）を形成するため、有機ＥＬディスプレイ３２ａの開口率が小さくなる。トップエミッションの有機ＥＬディスプレイ３２ｂは、開口率を大きくできる点で有利である反面、乾燥剤４８ｂをどのように配置するかが大きな問題となる。封止基板４４ｂに凹部５０を設け、その凹部５０に袋状の容器にパッキングされた乾燥剤４８ｂをセットする。しかし、封止基板４４ｂに凹部５０を設ける加工が必要なために製造コストが上昇する。
【０００６】
図４に示すように、複数の有機ＥＬ素子３６ｂをそれぞれ陰極隔壁５２で分けた有機ＥＬディスプレイ３３は、封止基板４４ｂの周縁の非表示領域のみに乾燥剤４８ｂをセットしなければならない。したがって、有機ＥＬディスプレイ３３の額縁の面積Ｘ２が広くなる。大画面の有機ＥＬディスプレイ３３では、封止基板４４ｂの周縁に乾燥剤４８ｂを設けるだけでは、全ての有機ＥＬ素子３６ｂに乾燥剤４８ｂの効果を与えることができない。乾燥剤４８ｂを封止基板４４ｂに樹脂で固定する方法があるが、均一な膜を作るのが困難であり、樹脂を用いるために乾燥剤４８ｂの効果が薄くなる。
【０００７】
封止基板に乾燥剤の膜を形成した有機ＥＬディスプレイが特許文献１に開示されている。実施例にはガラス基板の上に透明電極の下部電極、有機ＥＬ層、イッテルビウムの上部電極の順に積層することが記載されている。この構成より周知のボトムエミッションの構造となっている。対向基板の乾燥剤膜は多孔質膜で形成して乾燥剤膜の表面積を広くしている。乾燥剤膜は、スピンコートやディップコートで膜形成し、その膜をゾル−ゲル法によって多孔質膜にすることによって形成している。乾燥剤の表面積を広くすることによって、微粉末の乾燥剤と同等の吸湿能力を得ることができる。乾燥剤が膜になっているのでパーティクル汚染が微粉末の乾燥剤と比較して少ない。
【０００８】
しかし乾燥剤膜が多孔質膜であるので、乾燥剤膜が白濁してしまう。トップエミッションの有機ＥＬディスプレイに適用すれば、光の通路に白濁した多孔質膜を配置することになり、表示装置として使用できない。また、多孔質膜は光を散乱させるため、表示装置としての所望の光を出射させることができない。さらに、スピンコートやディップコートで乾燥剤膜の形成をおこなうため、均等な膜厚にならず、均一に光を出射することができない。したがって、特許文献１の乾燥剤膜はトップエミッションの有機ＥＬディスプレイに使用できず、ボトムエミッションの有機ＥＬディスプレイに限定される。
【０００９】
封止板に乾燥剤とシリコーン化合物の混合物を配置する有機ＥＬ素子が特許文献２に開示されている。封止板に乾燥剤とシリコーンの混合物を塗布し、硬化させる。しかし、乾燥剤とシリコーン化合物はそれぞれ光の屈折率が異なるため、光が乱反射する恐れがある。混合物を配置する方法が、封止板に混合物を塗布し、硬化させるだけであるため、混合物の表面に凹凸が生じ、混合物の表面で光の乱反射が生じる恐れがある。特許文献２の図１において、混合物の表面に凹凸を有することが明示されている。したがって、特許文献２の有機ＥＬ素子はボトムエミッションの有機ＥＬ素子である。
【００１０】
封止基板に乾燥剤と樹脂とを混合した吸着層を形成した有機ＥＬ表示装置が特許文献３に開示されている。封止基板に乾燥剤と樹脂との混合物を塗布し、ドクターブレードで膜厚を揃え、自然冷却によって吸着層を形成する。しかし、吸着層が乾燥剤と樹脂との混合物の層であるため、光の屈折率の違いによって、乱反射を起こす恐れがある。特許文献３の有機ＥＬ表示装置はボトムエミッションの表示装置である。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２１６９５１号公報（図１）
【特許文献２】特開２０００−２７７２５４号公報（図１）
【特許文献３】特開２００１−３４５１７５号公報（図１、図２）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、トップエミッションの有機ＥＬディスプレイにおいて、乾燥剤のための余分な加工を封止部材にすることなく、高品質でコンパクトな有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る有機ＥＬディスプレイの要旨は、素子基板と、前記素子基板に形成された有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子が形成された素子基板の面と対向して配設された光透過性の封止基板と、対向した前記素子基板と封止基板との周縁部において、前記有機ＥＬ素子を封止するシール剤と、前記封止基板において、有機ＥＬ素子が発する光が透過する位置に成膜によって形成された光透過性の乾燥剤の層と、を含む。有機ＥＬディスプレイは、素子基板、封止基板およびシール剤で有機ＥＬ素子を封止し、有機ＥＬ素子の光が透過する封止基板に光透過性の乾燥剤の層が設けられる。
【００１４】
前記乾燥剤の層はアルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物である。アルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物は透明であるため、有機ＥＬ素子の光を透過させることができる。
【００１５】
本発明に係る有機ＥＬディスプレイの製造方法の要旨は、素子基板および封止基板を準備するステップと、前記素子基板に有機ＥＬ素子を形成するステップと、前記有機ＥＬ素子が形成された素子基板の面と対向させる封止基板において、有機ＥＬ素子が発する光が透過する位置に光透過性の乾燥剤の層を形成するステップと、前記素子基板の有機ＥＬ素子と封止基板の乾燥剤の層が対向するように素子基板と封止基板とを対向させ、素子基板と封止基板の周縁部にシール剤を設けて有機ＥＬ素子を封止するステップと、を含む。
【００１６】
前記乾燥剤の層を形成するステップが、前記封止基板上にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の層を成膜するステップと、形成されたアルカリ金属またはアルカリ土類金属の層を酸化させるステップと、を含む。
【００１７】
前記酸化させるステップは、前記アルカリ金属またはアルカリ土類金属の層を空気中に曝すステップを含み、該空気中に曝すステップの後、酸化されたアルカリ金属またはアルカリ土類金属の層を真空中または不活性ガス中で加熱するステップを含む。
【００１８】
前記封止基板上にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の層を成膜するステップが、真空蒸着またはスパッタリングでアルカリ金属またはアルカリ土類金属の層の成膜をおこなう。
【００１９】
前記封止するステップは、前記真空中または不活性ガス中でおこなう。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法に係る実施の形態について図面を用いて説明する。本発明に係る有機ＥＬディスプレイは、トップエミッションの有機ＥＬディスプレイである。
【００２１】
図１に示すように、本発明の有機ＥＬディスプレイ１０は、素子基板１２と、素子基板１２に形成された有機ＥＬ素子１４と、素子基板１２の有機ＥＬ素子１４が形成された面と対向し、かつ、有機ＥＬ素子１４が発光した光を透過させる光透過性の封止基板２２と、対向した素子基板１２と封止基板２２との周縁部において、有機ＥＬ素子１４を外部に対して封止するシール剤２４と、封止基板２２において、有機ＥＬ素子１４が発する光の透過する位置に設けた光透過性の乾燥剤の層２６とを含む。
【００２２】
トップエミッションの有機ＥＬディスプレイ１０であるため、素子基板１２は透光性の基板でなくても良い。例えば、素子基板１２は、プラスチックやガラスを用いる。なお、素子基板１２は各種回路（図示せず）が形成され、さらに回路上に例えば樹脂層（図示せず）が形成され、樹脂層の上に有機ＥＬ素子１４が形成される。なお、図１およびその説明において各種回路や樹脂層を省略する。
【００２３】
有機ＥＬ素子１４の基本構造は、有機層２０が下部電極１６と上部電極１８に挟まれた構造である。一般的には素子基板１２上に形成されるの下部電極１６が陽極である。上部電極１８は透明もしくは半透明電極を使用する。有機層２０はホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などの複数層で構成する場合が多い。
【００２４】
封止基板２２はガラスなどの透明基板であり、有機ＥＬ素子１４が発する光は封止基板２２側から光を出射させる。乾燥剤を配置するための凹部は設けない。素子基板１２の有機ＥＬ素子１４と封止基板２２の乾燥剤の層２６とが対向するように素子基板１２と封止基板２２とを対向させ、シール剤２４で素子基板１２と封止基板２２を接続する。有機ＥＬ素子１４を外部に対して封止することができる。
【００２５】
乾燥剤の層２６はアルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物である。光を乱反射させずに均一に透過させるために、乾燥剤の層２６は層厚を一定にし、かつ、均質な層にする。乾燥剤の層２６は、蒸着などの真空または減圧下において成膜された層であり、従来技術の特許文献１から３に開示されている塗布やディップコートなどで層を形成したものではない。また、本発明における説明において、成膜は真空または減圧下における蒸着などの成膜を言う。
【００２６】
乾燥剤の層２６は、例えばＣａＯ（酸化カルシウム）やＢａＯ（酸化バリウム）の乾燥剤である。乾燥剤の層２６は、樹脂などに乾燥剤を混入したものではなく、ＣａＯやＢａＯの単一材料で形成したものである。乾燥剤の層２６の層厚を約２００ｎｍにすると、可視領域の光を９０％以上の透過率で透過させることができる。封止基板２２において光が通過する位置に乾燥剤の層２６を形成しても問題なく表示装置として使用できる。
【００２７】
次に有機ＥＬディスプレイ１０の製造方法について説明する。（１）素子基板１２および封止基板２２を準備する。封止基板２２としてガラスなどの光透過性の基板を準備する。
【００２８】
（２）素子基板１２に有機ＥＬ素子１４を形成する。例えば、周知の真空蒸着によって上述した有機ＥＬ素子１４の各層を形成する。
【００２９】
（３）有機ＥＬ素子１４を封止するための封止基板２２において、有機ＥＬ素子１４の有する素子基板１２の面と対面し、有機ＥＬ素子１４が発する光が透過する位置を含む領域に光透過性の乾燥剤の層２６を形成する。乾燥剤の層２６の形成は、（Ａ）封止基板２２上にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の層を成膜する。アルカリ金属またはアルカリ土類金属の層の成膜は、例えばＣａやＢａを真空蒸着、スパッタリングなどで積層する。（Ｂ）アルカリ金属またはアルカリ土類金属の層を酸化させる。例えば、ＣａＯやＢａＯが形成される。上記（Ａ）と（Ｂ）の工程を繰り返して所望の厚さの乾燥剤の層２６を積層しても良い。
【００３０】
上記（Ｂ）の酸化させる方法の一例として、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の層を空気中に曝す方法がある。空気にさらして酸化させた際に、酸化されたアルカリ金属またはアルカリ土類金属の層が、空気中の水分を吸収してしまうため、その水分を蒸発させる必要がある。そこで、酸化されたアルカリ金属またはアルカリ土類金属の層を真空中または不活性ガス中で加熱する。不活性ガスは窒素ガスやアルゴンガスを用いる。
【００３１】
（４）素子基板１２の有機ＥＬ素子１４と封止基板２２の乾燥剤の層２６が対向するように、素子基板１２と封止基板２２とを対向させ、素子基板１２と封止基板２６の周縁部にシール剤２４を設けて有機ＥＬ素子１４および乾燥剤の層２６を封止する。封止は、真空中または不活性ガス中でおこなう。不活性ガスとしては、例えば窒素ガスやアルゴンガスを用いる。不活性ガス中で封止をおこなうのは、有機ＥＬ素子１４が酸素や水分で劣化するため、封止する際に有機ＥＬディスプレイ１０内に酸素や水分が入るのを防ぐためである。
【００３２】
以上の工程によって有機ＥＬディスプレイ１０が製造される。乾燥剤の層２６は、封止基板２２にアルカリ金属やアルカリ土類金属を真空蒸着やスパッタリングなどで積層して成膜する。したがって、特許文献１に記載されているスピンコートやディップコートと異なり、層厚が一定でかつ均一な層が形成され、光が通過するときに乱反射が起きたりしない。直接アルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物を積層するのは困難であるが、一旦アルカリ金属やアルカリ土類金属を成膜した後に酸化させるので、乾燥剤の層の形成が容易である。さらに特許文献２や３に記載されている樹脂と乾燥剤の混合物の層ではないため、光の屈折率の違いによる光の乱反射が起こらない。
【００３３】
素子基板１２の上に複数の有機ＥＬ素子１４を形成した場合も同様である。図２に示すように、陰極隔壁２８で各有機ＥＬ素子１４が分けられているが、封止基板２２の全面に上記の乾燥剤の層２６を形成する。従来技術で示した図４の乾燥剤４８ｂと比較して、全ての有機ＥＬ素子１４はまんべんなく乾燥剤の層２６の効果を得られる。また、いわゆる額縁の面積Ｘ１は図４で示した額縁の面積Ｘ２よりも狭くなり、有機ＥＬディスプレイ１１の小型化にも有効である。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが本発明は上記の実施の形態に限定されることはない。その他、本発明は、主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は、封止基板において光が通過する位置に乾燥剤の層を形成しても、乾燥剤の層が光を透過させる透明な層であるため、表示装置として問題なく使用できる。乾燥剤を取り付けるための特別な加工を封止基板にしないため、乾燥剤の取り付けが容易である。乾燥剤を封止基板の周縁に配置しないため、有機ＥＬディスプレイの額縁を狭くでき、有機ＥＬディスプレイを小型化できる。乾燥剤の層をアルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物で構成するが、直接アルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物を積層するのではなく、一旦アルカリ金属やアルカリ土類金属を成膜した後に酸化させるので、乾燥剤の層の形成が容易である。乾燥剤と樹脂との混合物を使用せずに、乾燥剤のみの層を形成するため、光の乱反射が生じず、トップエミッションの有機ＥＬディスプレイとして使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬディスプレイの断面図である。
【図２】有機ＥＬ素子を複数設けた有機ＥＬディスプレイの断面図である。
【図３】従来の有機ＥＬディスプレイの断面図であり、（ａ）はボトムエミッションの有機ＥＬディスプレイの断面図であり、（ｂ）はトップエミッションの有機ＥＬディスプレイの断面図である。
【図４】有機ＥＬ素子を複数設けたトップエミッションの有機ＥＬディスプレイの断面図である。
【符号の説明】
１０，１１，３２ａ，３２ｂ，３３：有機ＥＬディスプレイ
１２，３４ａ，３４ｂ：素子基板
１４，３６ａ，３６ｂ：有機ＥＬ素子
１６，３８ａ，３８ｂ：下部電極（陽極）
１８，４０ａ，４０ｂ：上部電極（陰極）
２０，４２ａ，４２ｂ：有機層
２２：封止基板
２４，４６ａ，４６ｂ：シール剤
２６：乾燥剤の層
２８，５２：陰極隔壁
４４ａ，４４ｂ：封止缶または封止基板
４８ａ，４８ｂ：乾燥剤
５０：凹部
【図１】
2005071639.tif 000003
【図２】
2005071639.tif 000004
【図３】
2005071639.tif 000005
【図４】
2005071639.tif 000006