(57)【要約】【課題】本発明の目的は、酸素などによる有機ＥＬ素子の劣化が無く、大画面であっても表示品位の低下が無い有機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上で縦横に配置された複数の有機ＥＬ素子１４と、素子基板１２上で有機ＥＬ素子１４ごとにその有機ＥＬ素子１４を囲むように設けられた隔壁１６と、素子基板１２と対向し、隔壁１６に密着された封止基板１８と、素子基板１２と封止基板１８の周縁部において、有機ＥＬ素子１４および隔壁１６を同時に封止するシール剤２０とを含む。【選択図】    図１
2005071646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子基板と、
前記素子基板上に配置された複数の有機ＥＬ素子と、
前記素子基板上で１または複数の有機ＥＬ素子ごとに該有機ＥＬ素子の周囲を囲むように設けられた隔壁と、
前記素子基板と対向し、前記隔壁に密着された封止基板と、
前記素子基板と封止基板の周縁部において、前記有機ＥＬ素子および隔壁を同時に封止するシール剤と、
を含む有機ＥＬディスプレイ。
【請求項２】
前記封止基板の表面が、ＵＶオゾン処理、プラズマ処理またはシランカップリング剤の塗布がおこなわれた請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項３】
前記封止基板にブラックマトリクスが設けられ、該ブラックマトリクスと前記隔壁とが密着された請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項４】
素子基板および封止基板を準備するステップと、
前記素子基板上に複数の有機ＥＬ素子を形成するステップと、
前記素子基板上で１または複数の有機ＥＬ素子ごとに該有機ＥＬ素子の周囲を囲むように隔壁を形成するステップと、
前記隔壁と封止基板とを密着させるステップと、
前記素子基板と封止基板の周縁部において、シール剤によって前記有機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５】
前記隔壁と封止基板とを密着させるステップが、前記素子基板と封止基板と隔壁とで囲まれる空間を減圧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】
前記封止基板の表面にＵＶオゾン処理、プラズマ処理またはシランカップリング剤の塗布をおこなうステップを含む請求項４または５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記封止基板にブラックマトリクスを形成するステップを含み、前記隔壁と封止基板とを密着させるステップが、隔壁とブラックマトリクスを密着させるステップを含む請求項４または５に記載の製造方法。
【請求項８】
前記素子基板および封止基板にアライメントマークを設けるステップと、
前記アライメントマークを使用して前記ブラックマトリクスと隔壁との位置あわせをするステップと、
を含む請求項７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、有機ＥＬ素子を使用した有機ＥＬ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】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、周知の有機ＥＬディスプレイ５０は、素子基板５２上に有機ＥＬ素子５４が縦横に配列されている。有機ＥＬ素子５４は、有機発光層がアノード電極とカソード電極に挟まれた構成である。素子基板５２と封止基板（または封止缶とも言う）５８とを対向させ、両基板５２、５８の周縁部をシール剤６０で接着されることによって、有機ＥＬ素子５４は封止されている。図４（ｂ）に示すように、基板５２の縦方向に隔壁５６が設けられている。素子基板５２や封止基板５８はガラス基板や金属缶を使用する。有機ＥＬ素子５４が発光することによって、有機ＥＬディスプレイ５０は表示をおこなっている。素子基板５２側を表示面とするのがボトムエミッションであり、封止基板５８側を表示面とするのがトップエミッションである。
【０００３】
有機ＥＬ素子５４は、水分や酸素と反応したり、シール剤６０の硬化時に発生するガスと反応したりすることによって、劣化する。封止に使用したシール剤６０の透湿性、シール剤６０と基板５２、５８との界面、および、接着の欠陥などによって、水分や酸素が有機ＥＬディスプレイ５０内に侵入する。この浸入した水分や酸素による有機ＥＬ素子５４の劣化は、ディスプレイ５０内の全ての有機ＥＬ素子５４に及んでしまう。したがって、ディスプレイ５０全体としての輝度が低下してしまう。
【０００４】
素子基板５２と封止基板５８は一定間隔で対向することが必要である。両基板間の距離が変化するとディスプレイ５０の表示面に干渉縞などが生じてしまう。比較的小画面のディスプレイ５０であれば基板間の距離を一定にすることは容易である。しかし、大画面のディスプレイ５０では、両基板５２，５８の周縁部にシール剤６０を塗布するだけでは、基板間の距離にムラが生じ易く、干渉縞が発生する原因になる。これは液晶ディスプレイと異なり、ディスプレイ５０内部に窒素などのガスの層を設けるためにもろいのでこの構造にすることにより、より欠陥ができやすいからである。
【０００５】
ディスプレイ５０の所定位置にスペーサを設けると、両基板間隔を一定に保つことができる。しかし、水分や酸素の浸入を防いで有機ＥＬ素子５４の劣化を防止することはできない。
【０００６】
シール剤の内周に枠を設けた有機ＥＬディスプレイが特許文献１に開示されている。枠と封止基板であるカバーで囲まれた空間が減圧されることによって、残留水分や酸素などを減少させることができ、有機ＥＬ素子の劣化を抑制することができる。しかし、接着剤の内周に設けた枠によって酸素の侵入を防ぐことができても、有機ＥＬディスプレイが大型化されたときに、基板間隔を一定にするのが困難である。トップエミッションの有機ＥＬディスプレイであれば、表示面となる封止基板に干渉縞ができ、ディスプレイの表示品位を低下させる。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１９５６７５号公報（図１、図２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、酸素などによる有機ＥＬ素子の劣化が無く、大画面であっても表示品位の低下が無い有機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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機ＥＬディスプレイの要旨は、素子基板と、前記素子基板上で縦横に配置された複数の有機ＥＬ素子と、前記素子基板上で１または複数の有機ＥＬ素子ごとに該有機ＥＬ素子の周囲を囲むように設けられた隔壁と、前記素子基板と対向し、前記隔壁に密着された封止基板と、前記素子基板と封止基板の周縁部において、前記有機ＥＬ素子および隔壁を同時に封止するシール剤と、を含む。有機ＥＬ素子の周囲に隔壁を設け、隔壁が封止基板と密着される。有機ＥＬ素子は、素子基板と封止基板と隔壁とによって密封される。
【００１０】
前記封止基板の表面は、ＵＶオゾン処理、プラズマ処理またはシランカップリング剤の塗布がおこなわれたものを使用してもよい。
【００１１】
前記封止基板にブラックマトリクスが設けられ、該ブラックマトリクスと前記隔壁とが密着される構成でもよい。
【００１２】
本発明の有機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、前記素子基板上に縦横に複数の有機ＥＬ素子を形成するステップと、前記素子基板上で１または複数の有機ＥＬ素子ごとに該有機ＥＬ素子の周囲を囲むように隔壁を形成するステップと、前記隔壁と封止基板とを密着させるステップと、前記素子基板と封止基板の周縁部において、シール剤によって前記有機ＥＬ素子を封止するステップとを含む。
【００１３】
前記隔壁と封止基板とを密着させるステップが、前記素子基板と封止基板と隔壁で囲まれる空間を減圧するステップを含んでもよい。
【００１４】
前記封止基板の表面にＵＶオゾン処理、プラズマ処理またはシランカップリング剤の塗布をおこなうステップを含んでもよい。
【００１５】
前記封止基板にブラックマトリクスを形成するステップを含み、前記隔壁と封止基板とを密着させるステップが、隔壁とブラックマトリクスを密着させるステップを含んでもよい。
【００１６】
前記素子基板および封止基板にアライメントマークを設けるステップと、前記アライメントマークを使用して前記ブラックマトリクスと隔壁との位置あわせをするステップと、を含んでもよい。
【００１７】
【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ついて、図面を使用して説明する。
【００１８】
図１（ａ）、（ｂ）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上で縦横に配置された複数の有機ＥＬ素子１４と、素子基板１２上で有機ＥＬ素子１４ごとにその有機ＥＬ素子１４を囲むように設けられた隔壁１６と、素子基板１２と対向し、隔壁１６に密着された封止基板１８と、素子基板１２と封止基板１８の周縁部において、有機ＥＬ素子１４および隔壁１６を同時に封止するシール剤２０とを含む。
【００１９】
素子基板１２は、ガラスなどの絶縁基板である。素子基板１２上に複数の有機ＥＬ素子１４が縦横に並べられる。有機ＥＬ素子１４は、有機発光層がアノード電極とカソード電極に挟まれた構造である。
【００２０】
なお、図１においては、素子基板の上に直接有機ＥＬ素子１４が配置されているが、実際は後述するように、信号線などが素子基板１２の上に配置され、その上に絶縁物を介して有機ＥＬ素子１４が配置される。本明細書や図面において、それらの信号線や絶縁物は省略する。
【００２１】
パッシブ型の有機ＥＬディスプレイ１０であれば、基板１２の縦横にそれぞれ走査線と信号線が敷設されており、走査線と信号線はそれぞれアノード電極とカソード電極に接続されている。アクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイ１０であれば、基板１２の縦横にそれぞれ走査線と信号線が敷設されており、走査線と信号線の交叉部にＴＦＴ（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのアクティブ素子が設けられている。ＴＦＴのゲートとソースにそれぞれ走査線と信号線が接続され、ドレインにアノード電極が接続される。
【００２２】
隔壁１６は、各有機ＥＬ素子１４の周囲を囲むように設けられる。隔壁１６は、ネガティブフォトレジストなどの樹脂を使用する。樹脂としては、ノボラック樹脂やクレゾール樹脂である。
【００２３】
封止基板１８の下面と隔壁１６の上部は密着される。有機ＥＬ素子１４は、素子基板１２と封止基板１８と隔壁１６によって密封されることとなる。更に素子基板１２と封止基板１８の周縁部には両基板を接続するシール剤２０が設けられている。有機ＥＬディスプレイ１０は、隔壁１６および有機ＥＬ素子１４を同時に封止する構造である。
【００２４】
従来と比較して、酸素や水分が有機ＥＬ素子１４に達する恐れが少ない。シール剤２０の反応ガスが有機ＥＬ素子１４に達する恐れも少ない。隔壁１６の高さを一定にすることによって、素子基板１２と封止基板１８の基板間隔を一定にすることができる。トップエミッションの有機ＥＬディスプレイ１０の表示において、封止基板１８に干渉縞ができず、表示品位を高くすることができる。
【００２５】
上述した有機ＥＬディスプレイ１０の封止基板１８の表面は、ＵＶ（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｒａｙｓ）オゾン処理、プラズマ処理またはシランカップリング剤の塗布によって表面処理を行ったものを使用することが可能である。封止基板１８の表面は表面処理によって粗面となっている。したがって、隔壁１６と封止基板１８との密着性が向上する。
【００２６】
上述した有機ＥＬディスプレイ１０は、封止基板１８にブラックマトリクスが設けられたものを使用することが可能である。ブラックマトリクスは、クロム系材料やカーボンブラックなどの顔料を使用する。ブラックマトリクスの位置は、有機ＥＬ素子１４の発行した光が通過する部分以外の部分に設ける。ブラックマトリクスの位置としては、隔壁１６と接する位置である。
【００２７】
ブラックマトリクスによって、樹脂で構成された隔壁１６での光の乱反射を低減させる。また、ブラックマトリクスは隣り合う画素の光が混ざり合うのを防止するため、表示が鮮明になる。
【００２８】
ブラックマトリクスの表面をシランカップリング剤などによって粗化して、隔壁１６との密着性を向上させてもよい。ブラックマトリクスを封止基板１８に設けることによって、有機ＥＬディスプレイ１０はトップエミッション型として使用できる。隔壁１６の高さが一定であれば、表示面である封止基板１８に干渉縞も発生せず、表示品位の高いディスプレイとなる。
【００２９】
上述の有機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１８を準備する。（２）素子基板１２上に縦横に複数の有機ＥＬ素子１４を形成する。（３）素子基板１２上で有機ＥＬ素子１４ごとに有機ＥＬ素子１４を囲むように隔壁１６を形成する。（４）隔壁１６と封止基板１８とを密着させる。（５）素子基板１２と封止基板１８の周縁部において、シール剤２０によって有機ＥＬ素子１４を封止する。
【００３０】
上記（２）および（３）のステップは多少前後する場合がある。そのことについて説明する。パッシブ型の有機ＥＬディスプレイ１０の製造は、走査線、信号線およびアノード電極を形成後、隔壁１６を形成する。アクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイ１０の製造は、走査線、信号線、ＴＦＴを形成した後にアノード電極を形成し、その後に隔壁１６を形成する。
【００３１】
上記の製造方法によって、有機ＥＬ素子１４が素子基板１２、封止基板１８および隔壁１６で密封されるため、有機ＥＬ素子１４まで酸素や水分が到達する恐れが少ない。また、シール剤２０によって有機ＥＬ素子１４と隔壁１６とを同時に封止しているため、シール剤２０の反応ガスも有機ＥＬ素子１４に到達する恐れが少ない。
【００３２】
上記（４）のステップにおいて、素子基板１２と封止基板１８と隔壁１６で囲まれる空間を減圧するステップを含んでもよい。減圧状態で隔壁１６と封止基板１８とを密着させることによって、有機ＥＬディスプレイ１０を通常の大気圧に戻したときに、封止基板１８と隔壁１６との密着度が増す。例えば、上記の減圧したときの圧力は約０．０１〜３０ｋＰａの間で、好ましくは１〜１０ｋＰａである。
【００３３】
上記（４）のステップ前に、封止基板１８の表面にＵＶオゾン処理、プラズマ処理またはシランカップリング剤の塗布をおこない、封止基板１８の表面処理をおこなうことも可能である。表面処理によって封止基板１８の表面が粗面になるため、封止基板１８と隔壁１６との密着性が向上する。
【００３４】
上記（４）のステップ前に、封止基板１８にブラックマトリクスを形成するステップを含んでも良い。ブラックマトリクスは、例えばクロム系材料の膜をスッパッタ法で成膜形成する。または、カーボンブラックなどの顔料を含むレジスト層を設け、パターニングしてブラックマトリクスを形成する。この場合、上記（４）のステップは、隔壁１６とブラックマトリクスを密着させるステップを含む。有機ＥＬ素子１４が発光した光が隔壁１６などによって乱反射する場合があり、ブラックマトリクスは、その乱反射を低減させる。また、ブラックマトリクスの表面にシランカップリング剤を塗布して粗化してもよい。ブラックマトリクスと隔壁との密着性が向上する。
【００３５】
ブラックマトリクスを設けた場合、素子基板１２および封止基板１８にアライメントマークを設けるステップと、アライメントマークを使用してブラックマトリクスと隔壁１６との位置あわせをするステップとを含む。アライメントマークは、各基板１２、１８の外周部に印刷したり傷をつけたりすることによって設けたマークである。このマークを基準として周知のＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）カメラを用いた自動の位置あわせによって、ブラックマトリクスと隔壁１６とが密着できるようにする。アライメントマークによって位置あわせが自動で正確にできる。
【００３６】
本発明の製造方法によって、減圧下で隔壁１６と封止基板１８とを密着させるため、通常の大気圧に有機ＥＬディスプレイ１０を戻したときに、密着度が増す。したがって、各有機ＥＬ素子１４の封止が確実になり、外部からの酸素や水分の浸入が困難になる。
【００３７】
図２に本発明を適用したアクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイ２２を示す。素子基板１２上にＴＦＴ３４や配線がほどこされ、それらの上にポリマー３８が積層されている。ポリマー３８の上には、アノード電極２６とカソード電極２８によって有機発光層３０を挟んだ構成である有機ＥＬ素子２４が設けられ、ビア・ホール３６で配線に接続されている。さらに、ポリマー３８の上の所定箇所に絶縁層４０が設けられ、絶縁層４０上には樹脂で構成された隔壁３２が設けられる。隔壁３２の上端と封止基板１８とは密着されている。図１（ｂ）に示す構成と同じように、有機ＥＬ素子２４を隔壁３２で囲む。図１（ａ）、（ｂ）での説明と同じ効果が得られる。
【００３８】
以上、本発明の有機ＥＬディスプレイ１０は、シール剤２０以外に隔壁１６を用いて有機ＥＬ素子１４を封止するため、外部からの酸素や水分の浸入が困難になっている。また、シール剤２０で発生したガスは隔壁１６によって有機ＥＬ素子１４に到達するのが困難である。隔壁１６と封止基板１８とが密着されているため、隔壁１６の高さを一定にすることによって、封止基板１８に干渉縞ができない。したがって、トップエミッションの有機ＥＬディスプレイ１０の表示品位の低下がない。
【００３９】
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ない。例えば、１個ずつ有機ＥＬ素子１４を隔壁１６で囲んだが、図３に示すように、複数個の有機ＥＬ素子１４ごとに隔壁４２で囲んでも良い。この場合も、いわゆる表示エリアと呼ばれる有機ＥＬ素子１４が存在する領域において、隔壁４２が封止基板１６と密着される。したがって、封止基板１８に干渉縞が発生せず、有機ＥＬディスプレイ１０の表示品位が高い。
【００４０】
表示エリアの外周に表示をおこなわないダミーセルを設けても良い。ダミーセルもセルの周囲が隔壁１６によって囲まれている。ダミーセルが設けられた分だけ、表示領域の有機ＥＬ素子１４に酸素や水分が到達しにくくなる。
【００４１】
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。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によると、隔壁で有機ＥＬ素子の周縁を囲み、隔壁が封止基板に密着されることによって、外部からの酸素や水分の浸入したり、およびシール剤が硬化するときに発生したガスが有機ＥＬ素子に達したりする恐れが少ない。隔壁に封止基板が密着しているため、素子基板と封止基板の間隔が一定に保つことができ、封止基板に干渉縞ができて、有機ＥＬディスプレイの表示品位を落とすことは無い。減圧状態で隔壁と封止基板とを密着させるので、有機ＥＬディスプレイを通常の大気圧に戻したときに、密着性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬディスプレイを示す図であり、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’の断面を示した平面図である。
【図２】アクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイの断面を示す図である。
【図３】隔壁で複数の有機ＥＬ素子を同時に囲った有機ＥＬディスプレイの平面図である。
【図４】従来の有機ＥＬディスプレイを示す図であり、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ’の断面を示した平面図である。
【符号の説明】
１０：有機ＥＬディスプレイ
１２：素子基板
１４：有機ＥＬ素子
１６：隔壁
１８：封止基板
２０：シール剤
【図１】
2005071646.tif 000003
【図２】
2005071646.tif 000004
【図３】
2005071646.tif 000005
【図４】
2005071646.tif 000006