(57)【要約】【課題】  有機ＥＬ層のような自ら光を発する発光層を内部に封入した表示装置において、水分による表示劣化を防止し、また、発光層を駆動するＴＦＴのサイズ及び能力に制約を受けることなく設計できる表示装置を提供する。【解決手段】  第１の基板１とキャップ１０とを接着し、表示領域を封止するシール１１に、粉末状の乾燥剤を混入する。表示領域を挟む基板面からの水分透過はほとんど無視でき、かつ、シール１１を透過する水分は、乾燥剤によって吸着されるので、発光層が水分によって劣化することを防止できる。また、乾燥剤を混入した樹脂よりなる樹脂封止層３３によって表示領域を覆うことで表示領域を水分より保護する。また、基板に溝を設け、ここに乾燥剤１４を配置することによって、より確実に水分を吸着する。【選択図】      図１
2007027142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法おいて、
第1の基板の表示領域に自発光素子を形成し、
前記自発光素子上に遮光膜を形成し、
前記自発光素子の周辺領域に紫外線硬化樹脂を形成し、
透過性の第2の基板を、前記表示領域を有する前記第1の基板に対向する位置に配置し、
前記第2の基板を通して前記紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記遮光膜は自発光素子を全て覆って形成することを特徴とした請求項1に記載の表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記遮光膜はマグネシウム、インジウム合金、マグネシウム、銀合金、アルミニウム、リチウム合金、フッ化リチウムのいずれかを含むことを特徴とした請求項1または２に記載の表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記紫外線硬化樹脂には乾燥剤が混入されていることを特徴とした請求項1に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に、エレクトロルミネッセンス（Electro  Luminescence：以下、「ＥＬ」と称する。）素子を備えた表示装置に関し、特に有機ＥＬ層及び薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、「ＴＦＴ」と称する。）を備えたアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置の封止構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬを用いた表示装置は、電流を流すことによって自ら光を発する自発光素子であり、ＣＲＴよりも消費電力が少なく、また、ＬＣＤのように視野角の問題を有さない。そこで、有機ＥＬ表示装置が、ＣＲＴやＬＣＤに代わる表示装置として注目されている。図８（ａ）は従来の有機ＥＬ表示装置を示す平面図、図８（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。透明基板１上に画素毎に選択駆動回路２が複数配置されている。それぞれの選択駆動回路２には画素電極４が接続され、それらを覆って有機ＥＬ層５及び対向電極６が配置されている。選択駆動回路２、画素電極４、有機ＥＬ層５、対向電極６よりなる表示領域の周囲には選択駆動回路２を制御したり、画素電極４に所定の電圧を印加するためのドライバ回路７ａ、７ｂが配置されている。ドライバ回路７は配線８によって端子９に接続されている。それらの構造を覆ってアルミニウムなどの金属からなるキャップ１０が配置され、透明基板１にシール５１を用いて固着されている。キャップ１０と透明基板１との間の空間１２は、乾燥窒素が充填され、キャップ１０の内面には乾燥剤シート１３が設置されている。
【０００３】
選択駆動回路２は例えば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）などからなる半導体素子を複数有する。第１のＴＦＴはドライバ回路７ａの出力に応じて導通、非導通を切り換える。ドライバ回路７ａの出力によって選択駆動回路２の第１のＴＦＴが導通となった画素電極４には、第２のＴＦＴを介してドライバ回路７ｂの出力に応じた電圧が印加され、対向電極６との間に電流が流れる。発光層５は、ここに電流を流すことによって発光する構成であり、画素電極４と対向電極６との間に流れる電流量に応じた強度で発光する。発生した光は、断面図下方向に透明基板１を透過して視認される。
【０００４】
有機ＥＬ層５は各画素毎に異なる色を発色するように各画素毎にそれぞれ形成されている。
【０００５】
図９は１つの画素をより詳細に示した断面図である。石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁性基板１上に、Ｃｒ、Ｍｏなどの高融点金属からなるゲート電極４１が配置されている。ゲート電極４１の上には、ＳｉＮ／ＳｉＯ２よりなるゲート絶縁膜４２、及びポリシリコン膜からなる能動層４３が順に積層され
ている。その能動層４３には、ゲート電極４１上方のチャネル４３ｃと、このチャネル４３ｃの両側に、高濃度領域のソース４３ｓ及びドレイン４３ｄが設けられている。ソース４３ｓ及びドレイン４３ｄは、チャネル４３ｃ上のストッパ絶縁膜４４をマスクにしてイオンドーピングし更にゲート電極４１の両側をレジストにてカバーしてイオンドーピングしてゲート電極４１の両側に低濃度領域と高濃度領域とを有するいわゆるＬＤＤ構造である。選択駆動回路２は、ゲート電極４１、ゲート絶縁膜４２、能動層４３の総称である。
【０００６】
そして、ゲート絶縁膜４２、能動層４３及びストッパ絶縁膜４４上の全面に、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜及びＳｉＯ２膜の順に積層された層間絶縁膜４５が形成され、ドレイン４３ｄに対応して設けたコンタクトホールにＡｌ等の金属を充填して駆動電源線４６に接続されている。更に全面に例えば有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜４７を形成
する。そして、その平坦化絶縁膜４７のソース４３ｓに対応した位置にコンタクトホールを形成し、このコンタクトホールを介してソース１３ｓとコンタクトしたＩＴＯ（Indium
Thin Oxide）等から成る透明電極３が配置される。
【０００７】
有機ＥＬ層５は、ＭＴＤＡＴＡ（4,4 -bis(3-methylphenylphenylamino)biphenyl）から成る第１ホール輸送層５ａ、ＴＰＤ（4,4 ,4 -tris(3-methylphe nylphenylamino)triphenylanine）からなる第２ホール輸送層５ｂ、キナクリドン（Quinacridone）誘導体を含むＢｅｂｑ2（10-ベンゾ〔ｈ〕キノリノール−ベリリウム錯体）から成る発光層５ｃ及びＢｅｂｑ2から成る電子輸送層５ｄからなる発光素子層である。以上の構成は、例えば特願平１１−２２１８３や、特願平１１−２２１８４等に記載されている。
【０００８】
また有機ＥＬ層５は、陽極から注入されたホールと、陰極から注入された電子とが有機ＥＬ層５の内部で再結合し、有機ＥＬ層５を形成する有機分子を励起して励起子が生じる。この励起子が放射失活する過程で有機ＥＬ層５から光が放たれ、この光が透明な陽極から透明絶縁基板１を介して外部へ放出されて発光する。
【０００９】
こうして積層形成されたＴＦＴと有機ＥＬ層５は、アルミニウム等の金属から成るキャップ１０によって表面を覆われる。そのキャップ１０は絶縁性基板１の周囲とエポキシ等のシール剤からなるシール５１によって接着されている。有機ＥＬ層は、例えば対向電極６にピンホールなどの欠陥が生じていると、ここから侵入する水分によって、対向電極６が酸化したり、有機ＥＬ層５と対抗電極５の間で剥離が生じるなどしてダークスポットが発生し、表示品質が著しく劣化する。キャップ１０は物理的衝撃から表示領域やドライバ回路７を保護するとともに、水分の侵入を防止する役割を担っている。このため、表示領域を覆うように皿状の形状をなしている。また、侵入した水分の対策のためにキャップ１０内の空間１２は乾燥窒素やヘリウム等の不活性な気体が充填され、更に乾燥剤シート１３が配置されている。更に乾燥剤シート１３を配置するために設置個所に更に段差が設けられている場合もある。このような構成は例えば特開平９−１４８０６６に開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の封止構造では、例えば空間１２に充填された窒素中に残留するなどして、水分がたまっている。これに対して乾燥剤シート１３はキャップ１０に配置されているので、乾燥剤シート１３に吸着されずに有機ＥＬ層に水分が付着することがある。
【００１１】
また、乾燥剤シート１３は、乾燥剤の粉末を多孔質のフィルムで包んだ構成であり、１ｍｍ程度の厚みを有する。これは、数μｍ程度の表示領域の厚みに比較して、極めて厚く、また、キャップ１０の内面に固着するという構成上、空間１２が生じるので、有機ＥＬ表示装置全体の厚みを薄くすることに限界があった。
【００１２】
ところで、上述の従来の表示装置の構造では、有機ＥＬ層５からの光放出の方向がＴＦＴを設けた絶縁性基板１側であるため、放出される光がＴＦＴによって遮断されてしまい表示画素１の開口率を大きくするには制限があった。
【００１３】
また従来の構造であると、発光光を遮断しない程度にＴＦＴを極力小さくしなければならないという制約があるため、ＴＦＴのサイズ及びＴＦＴの能力にも制限があった。
【００１４】
そこで本発明は、より確実に有機ＥＬ層５に水分の付着が防止できる封止構造を有し、かつ全体の厚さを薄くすることができる有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とし、また、表示画素の開口率を向上させ、ＥＬ素子を駆動するＴＦＴのサイズや駆動能力の決定
に自由度の増大が図れるとともに、色要素をＴＦＴを形成した基板に対向した別の基板上に設けることによってプロセスの簡略化を図ることが可能な有機ＥＬ表示装置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】
【００１５】
本発明は上記課題を解決するためになされ、一対の基板間に、電圧印加によって自ら発光する表示領域を封入してなる表示装置において、一対の基板間に乾燥剤が混入された樹脂が配置されている表示装置である。
【００１６】
そして、一対の基板間は、表示領域を囲って形成されたシールによって互いに接着されており、このシールに乾燥剤が混入されている。
【００１７】
更に、基板の少なくとも一方の周囲には、凹部形状の溝を有し、この溝に乾燥剤が封入されている。
【００１８】
更に、この溝は、一対の基板を互いに接着するシールによって覆われている。
【００１９】
また、一対の基板のうち、表示領域が形成された第１の基板に対向する第２の基板と、表示領域の間には、色要素を備え、第２の基板は可視光を透過する透明基板である。
【００２０】
また、一対の基板のうち、表示領域が形成された第１の基板に対向する第２の基板と表示領域の間には、所定の色を有する光を異なる色の光に変換する蛍光変換層を有し、蛍光変換層と、表示領域との間には、乾燥剤からなるスペーサを備える。
【００２１】
また、乾燥剤が混入された樹脂は、表示領域を覆って形成されている。
【００２２】
更に、一対の基板のうち、表示領域が形成された第１の基板に対向する第２の基板と、表示領域の間には、表示領域を覆って形成された樹脂が充填されている。
【００２３】
また、透明な第１の基板と、第１の基板上に複数配置された選択駆動回路と、選択駆動回路にそれぞれ接続された複数の画素電極と、複数の画素電極を覆って形成されたエレクトロルミネッセンス層と、複数の画素電極とエレクトロルミネッセンス層を介して対向する対向電極とを有するエレクトロルミネッセンス表示装置において、選択駆動回路、画素電極、エレクトロルミネッセンス層及び対向電極よりなる表示領域全てを覆って形成され、乾燥剤が混入された樹脂封止層と、樹脂封止層の外側に第１の基板に対向して配置された第２の基板とを有する表示装置である。
【００２４】
さらに、上述した乾燥剤は、化学吸着性を有する物質であり、粒径２０μｍ以下の粉末であって、樹脂封止層中に１０wt%以上５０wt%以下混入されている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の表示装置によれば、一対の基板間に乾燥剤が混入された樹脂が配置されているので、表示装置内に侵入した水分を乾燥剤が吸着するので、表示領域が水分によって劣化することを防止できる。
【００２６】
そして、一対の基板間は、表示領域を囲って形成されたシールによって互いに接着されており、このシールに乾燥剤が混入されている。基板からの水分透過はほぼ無視できる量であり、シールからの水分透過は乾燥剤に吸着されるので、表示装置内に水分が侵入することはほとんどなく、従って、表示領域が水分によって劣化することを防止できる。
【００２７】
更に、基板の少なくとも一方の周囲には、凹部形状の溝を有し、この溝に乾燥剤が封入されているので、溝内の乾燥剤は、充分な量を配置することができ、より確実に水分の透過を防止することができる。
【００２８】
更に、この溝は、一対の基板を互いに接着するシールによって覆われているので、溝の乾燥剤が外気に接触することがなく、不必要な水分を吸着することがなく、より長期にわたってシールを透過する水分を吸着することができる。
【００２９】
また、一対の基板のうち、表示領域が形成された第１の基板に対向する第２の基板と、表示領域の間には、色要素を備え、第２の基板は可視光を透過する透明基板であるので、表示画素の開口率を向上させ、表示領域を駆動するＴＦＴを有する場合は、このサイズや駆動能力の決定に自由度の増大が図れ、色要素をＴＦＴを形成した基板に対向した別基板上に設けることによってプロセスの簡略化を
図ることができ、更には水分による表示劣化を防止することができる。
【００３０】
また、一対の基板のうち、表示領域が形成された第１の基板に対向する第２の基板と表示領域の間には、所定の色を有する光を異なる色の光に変換する蛍光変換層を有し、蛍光変換層と、表示領域との間には、乾燥剤からなるスペーサを備えるので、乾燥剤シートを配置せずとも表示装置内の水分を吸着することができ、また、スペーサが乾燥剤よりなるので単なるスペーサ以外に別途乾燥剤を配置する必要がないため、表示装置の開口率が向上する。
【００３１】
また、乾燥剤が混入された樹脂は、表示領域を覆って形成されているので、表示領域の全面から均等に水分を吸着することができ、乾燥剤シートを配置するよりも効果的に水分を吸着できる。また、乾燥剤シートを配置する必要がなくなるため、表示装置をより薄型化できる。
【００３２】
更に、一対の基板のうち、表示領域が形成された第１の基板に対向する第２の基板と、表示領域の間には、表示領域を覆って形成された樹脂が充填されているので、不必要な空間がなくなり、より水分による劣化を防止できるとともに表示装置を薄型化できる。
【００３３】
さらに、上述した乾燥剤は、化学吸着性を有する物質であり、粒径２０μｍ以下の粉末であって、樹脂封止層中に１０wt%以上５０wt%以下混入されているので、乾燥剤を混入した樹脂の硬化を妨げることがなく、また、硬化前の樹脂の粘性や、硬化後の樹脂の硬度を落とすことなく、充分な吸湿度とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
＜第１の実施の形態＞
図１（ａ）は本発明の第１の実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置の平面図、図１（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。従来と同様の構造については同じ番号を付し、詳しい説明を省略する。透明基板１上に画素毎に選択駆動回路２が配置され、平坦化絶縁膜３を介して画素電極４が配置され、それらを覆って有機ＥＬ層５及び対向電極６が配置されている。選択駆動回路２、平坦化絶縁膜３、画素電極４、有機ＥＬ層５、対向電極６とを総称して表示領域と記す。表示領域の周囲には選択駆動回路２を制御したり、画素電極４に所定の電圧を印加するためのドライバ回路７ａ、７ｂが配置されている。ドライバ回路７は配線８によって端子９に接続されている。表示領域は基板１に対向して配置された第２の基板である金属製のキャップ１０に覆われ、キャップ１０の内側には乾燥剤シート１３が配置されている。以上の構造は、従来の表示装置と同様である。
【００３５】
本実施形態の特徴とするところは、キャップ１０と透明基板１とを接着するシール１１
に乾燥剤の粉末が混入されている点である。
【００３６】
シールはアクリルなどの合成樹脂で形成されるが、合成樹脂は微量の水分を透過する。水分透過量は樹脂の種類によって異なるが、例えば長瀬チバ製XNR5493Tは、比較的透湿度の低い樹脂であるが、気温６０℃、湿度９０％の環境下で１日に７ｇ／ｍ２の水分を透過する。（カタログ値）そのような透過した水分が、乾燥剤シート１３に吸着される前に表示領域に付着すると、有機ＥＬ層５の劣化につながる恐れがあった。しかし、本実施形態では、シール１１に乾燥剤の粉末が混入されているので、シールを透過する水分はほとんどない。
【００３７】
シール１１は例えばエポキシ樹脂よりなり、２液混合もしくは紫外線照射によって硬化するタイプのものを用いるのがよい。加熱して硬化させるタイプのものは、加熱によって有機ＥＬ層５が劣化する恐れがあるため、不適である。また、樹脂の硬化前の粘度は１０００００cps〜３０００００cps程度のものを用いる。
乾燥剤を均等に混入するために、硬化前に樹脂が流れてしまわない範囲でできるだけ粘度の低い樹脂を用いるのが望ましい。
【００３８】
乾燥剤は、シール１１を硬化させる前に混入し、充分に練り合わせてから樹脂を硬化させると、シール１１中に均等に混入させることができる。乾燥剤としては、化学吸着性の物質を用いる。化学吸着性の乾燥剤の例としては、例えば酸化カルシウム、酸化バリウム等のアルカリ土類金属の酸化物、塩化カルシウム等のアルカリ土類金属のハロゲン化物、五酸化リンなどが挙げられる。シリカゲルのような物理吸着性の乾燥剤は、高温になると吸着した水分を放出するため不適である。
＜第２の実施形態＞
図２（ａ）は本発明の第１の実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置の平面図、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。第１の実施形態と同様の構造については同じ番号を付し、詳しい説明を省略する。  本実施形態の特徴とするところは、透明絶縁基板１のシール１１の下部に溝が設けられ、その溝の中に乾燥剤１４が配置されている点である。
【００３９】
上述したように、シール１１は硬化前に流れてしまわないように、ある程度粘度の高い樹脂を使用する必要がある。従って、乾燥剤を均等に混入させることに困難を有する。また、硬化前の樹脂の粘性を失わせないためには、混入できる乾燥剤の量には限界がある。そして、シール１１の幅が薄いと、混入される乾燥剤も少なくなってしまい、透過する水分全てを吸着できない恐れがある。本実施形態は、透明絶縁基板１に溝を設け、ここに乾燥剤１４を配置している。乾燥剤１４は、粘度の低い樹脂に乾燥剤を混入させた後、この溝に流し込んで硬化させ、その後にシール１１を形成しても良いし、溝中の乾燥剤１４は、粒径の大きな顆粒状の乾燥剤を粘度の低い樹脂で固定しても良いし、溝の形状に合わせて乾燥剤１４を形成し、これをはめ込んでもよい。いずれにせよ、溝中には、シール１１を透過する水分量に比較して充分に多量の乾燥剤１４を配置することができる。そして、シール１１に侵入した水分の大半は、溝中の樹脂に混入された乾燥剤に吸着されるので、表示装置内部にはほとんど侵入しない。
【００４０】
また、乾燥剤１４は外部に露出していると、外気中に含まれる豊富な水分を吸着してしまい、すぐに吸着能力を失ってしまう。従って、乾燥剤１４は外部に露出しないように、シール１１下部に、シール１１に覆われて配置すると良い。もちろん、シール１１にも乾燥剤を混入しておけばなお効果的である。
【００４１】
また、本実施形態や、以下に述べるだい４、６の実施形態において、第１の基板１のみに溝を形成したが、対向する基板（本実施形態の場合、キャップ１０）にも溝を形成し、ここにも乾燥剤を配置すると更に効果的である。
＜第３の実施形態＞
図３は第３の実施の形態であり、色要素としてカラーフィルタ２１を備え、第１の基板１’と第２の基板２２とを有する有機ＥＬ表示装置の断面図である。第１の実施形態と同様の構造については同じ番号を付し、詳しい説明を省略する。本実施形態は、第１の実施形態と異なり、有機ＥＬ層５から発した光は、透明な対向電極２５を透過して図面上方に発光する。有機ＥＬ層５は全面から白色光を発し、カラーフィルタ２１によってそれぞれの色の光となってカラー表示を行う。
【００４２】
画素電極２３は、平坦化絶縁膜３及びこの平坦化絶縁膜３に設けたコンタクトホールを含む面に形成した不透明導電材料、例えばモリブデン（Ｍｏ）よりなる下層２３ａと、その上に形成されたＩＴＯよりなる上層２３ｂとの積層構造である。Ｍｏの上層２３ａとＩＴＯの下層２３ｂとは同形状でよい。下層２３ａは、有機ＥＬ層５で発生した光を反射し、効率よく光を放出するために設けられる。不透明導電材料は、Ｍｏに限定されることなく、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の金属でもよい。また、その上にＩＴＯの上層２３ｂを設けたのは、仕事関数が高く、有機ＥＬ層５の発光を効率よく行うためである。
【００４３】
また、対向電極と有機ＥＬ層５との間には、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、カリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属、又はこれら金属のフッ素化合物等の仕事関数の高い材料からなるバッファ層２４が形成されている。
【００４４】
第２の基板２２は、ガラスや合成樹脂よりなる透明基板である。本実施形態は上方から光を発するので、第１の基板１’は透明でも不透明でも良い。
【００４５】
有機ＥＬ層５から発光される光は透明な対向電極２５から外部（図中、矢印で示す紙面上方向）へ出射される。即ち、ＴＦＴの存在しない絶縁性基板２２側に発光する。なお、対向電極２５は複数の選択駆動回路２や画素電極２３に対向して形成されており、図３に示すように表示領域全面に形成されている。
【００４６】
以下に、透明で絶縁性の第２の基板２２に形成した色要素であるカラーフィルタ２１について説明する。上述の有機ＥＬ表示装置の表示パネルに色要素としてカラーフィルタ２１を設ける。図３に示すように、対向電極２５側に、透明フィルム又はガラス基板等の第２の基板２２上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を備えたカラーフィルタ２１を設ける。
【００４７】
このカラーフィルタ２１は第２の基板２２の有機ＥＬ層５の対向電極２５側に設けられている。そして第２の基板２２と第１の基板１’とは、それらの周辺を接着機能を有するシール２６にて接着して固定されている。なお、カラーフィルタ２１は有機ＥＬ層５とＴＦＴからなる各表示画素１に対応して各色が設けられている。各色間には光を遮断するブラックマトリックス（ＢＭ）２７が備えられていても良い。有機ＥＬ層５からの発光光は、カラーフィルタ２１を通ってそれぞれの色を図の矢印の方向に出射する。
【００４８】
ここで、有機ＥＬ層５の発光材料について説明する。有機ＥＬ層５の発光材料は、有機ＥＬ層５上に設けた色要素に応じて選択する。即ち、本実施形態の場合のように、Ｒ，Ｇ，Ｂを備えたカラーフィルタを用いる場合には、有機ＥＬ層５から発光する光として白色光を用いる。白色光を発光させるためには、有機ＥＬ層５の材料としては、ＺｎＢＴＺ錯体を用いたり、あるいは積層体のＴＰＤ（芳香族ジアミン）／ｐ−ＥｔＴＡＺ（１，２，４−トリアゾール誘導体）／Ａｌｑ（ただし、「Ａｌｑ」は赤色発光色素であるニールレッドで部分的にドープすることを意味する。）を用いることにより実現できる。
【００４９】
ここで、透明絶縁性基板２２と絶縁性基板２とを接着するシール剤について説明する。両基板１’，２２を接着するシール２６は、エポキシ系の樹脂から成りその中に酸化カル
シウム、五酸化リン、塩化カルシウム等の乾燥剤を混入させている。乾燥剤をシール剤に混入させることにより両基板１’，２２とシール２６とで形成される空間内の水分を乾燥剤にて吸収することができるため、水分による有機材料から成る各層への悪影響による表示劣化が防止できる。シール２６の組成は基本的には第１の実施形態のシール１１と同様である。本実施形態のように、上方から光を放出する形態の場合、乾燥剤シート１３を配置することはできないので、シール２６の乾燥剤は極めて重要である。
【００５０】
以上のように、本発明の有機ＥＬ表示装置によれば、カラーフィルタ２１を設けた第２の基板２２側から光を放出することができるので、ＴＦＴによって光が遮断されることがないため各表示画素１の開口率を最大限に設計することが可能となるとともに、有機ＥＬ層５を駆動するＴＦＴのサイズや駆動能力の決定のための自由度を増大することができる。
【００５１】
また、表示画素の開口率を向上できるので、明るい表示を得るために電流密度を大きくする必要もなくなり有機ＥＬ層５の寿命を長くすることができる。
【００５２】
また、有機ＥＬ層５として用いる発光材料は本実施形態の場合には、白色発光材料を１種類用いるだけでよく、また、透明基板２１上にＲ，Ｇ，Ｂの３色からなるカラーフィルタを配置してそのカラーフィルタ形成面と有機ＥＬ層５の対向電極２５側とを接着するだけであるから、従来の如く３原色を発光するために有機ＥＬ層５内に３種類の有機ＥＬ材料を形成していたのに比べて非常に工程が簡略化できる。
【００５３】
更に、発光光が対向電極側に設けたカラーフィルタ側から表示画素の色として出射されるので従来の如くＴＦＴ基板側から出射されるよりも発光される色の面積が大きくなり明るく鮮明なカラー表示を得ることができる。
＜第４の実施の形態＞
図４は本発明の第４の実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置の断面図である。第３の実施形態と同様の構造については同じ番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００５４】
本実施形態の特徴とするところは、透明絶縁基板１のシール１１の下部に第２の実施形態と同様に溝が設けられ、その溝の中に乾燥剤１４が配置されている点である。第２の実施形態と同様、溝の中の乾燥剤１４は、流動性の高い樹脂に充分な量の乾燥剤を混入し、流し込んで形成されているので、水分の吸着効率が高い。
＜第５の実施の形態＞
図５に、色要素として蛍光変換層３１を用いた場合の表示装置の断面図を示す。同図に示す如く、第３の実施形態と異なる点は、透明絶縁性基板２２上にカラーフィルタ２１に代えて蛍光変換層３１を形成した点、有機ＥＬ層５の材料が例えば青色発光材料を用いた点、蛍光変換層３１と対向電極２５との間に乾燥剤から成るスペーサ３２を設けた点である。蛍光変換層３１は、例えば青い光を受け、その強度に応じて所定の色の光を放出する層である。従って、カラーフィルタを用いなくても所定の色で発光することができ、また、蛍光変換層３１は自ら光を発するので、カラーフィルタのように光量が減衰することがない。
【００５５】
ガラス基板等の透明絶縁性基板２２上に蒸着法により有機材料を蒸着して画素電極２３に対応して蛍光変換層３１を形成する。そして、透明絶縁性基板２２と絶縁性基板２とを、蛍光変換層３１を形成した透明絶縁性基板２２が、蛍光変換層３１を対向電極２５側になるようにして接着性を有するシール２６によって貼り付ける。
【００５６】
そして、蛍光変換層３１と対向電極２５との間には、スペーサ３２が配置されている。スペーサ３２によって蛍光変換層３１と対向電極２５との間隔を保持する。スペーサ３２
の直径は、間隔を保持できる程度でよく、例えば数μｍ乃至数百μｍ程度でよい。
【００５７】
本実施形態の最大の特徴は、このスペーサ３２が、酸化カルシウム、五酸化リン、塩化カルシウム等の乾燥剤によって形成されている点である。スペーサ３２によって、絶縁性基板２、透明絶縁性基板２２及び蛍光変換層３１とによって形成される領域中の水分を吸収できる。スペーサ３２の周囲は、窒素やヘリウム等が充填された空間でも良く、樹脂などが満たされていてもよい。
【００５８】
以下に、蛍光変換層３１として有機ＥＬ層５の有機ＥＬ層５を青色が発光される材料とした場合について説明する。蛍光変換層３１は、照射された着色光の色を他の色に変換する機能を有している。従って、有機ＥＬ層５に青色発光の材料を用いてカラー表示装置から３原色のＲ，Ｇ，Ｂを得ようとする場合には、蛍光変換層３１は、青色が赤色または緑色に変換される材料を用いて形成しなければならない。
【００５９】
有機ＥＬ層５から発光した青色光を赤色光に変換する場合には、その有機ＥＬ層５を４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチルリン）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）等を用いて形成する。そうすることにより、表示画素から赤色を出射することができる。
【００６０】
次に、有機ＥＬ層５から発光した青色光を緑色光に変換する材料として、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフロルメチルキノリジノ（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン等を用いて形成する。表示画素から緑色を出射することができる。
【００６１】
また、有機ＥＬ層５から青色光を放出する表示画素には、青色の色純度を高めるために青色変換層を設けても良い。その場合には例えばオキサジアゾール（ＯＸＤ）、アゾメチン−亜鉛錯体（ＡＺＭ）、Ａｌ−キノリン混合配位子錯体＋ペリレン等よりなる青色発光材料を形成する。
【００６２】
有機ＥＬ層５として用いる発光材料は、本実施の形態の場合には青色発光材料１種類を用いるだけでよく、また、透明基板２１上に３種類の蛍光変換材料を１層形成するだけであるから、従来の如く３原色を発光するために有機ＥＬ層５内に３種類の有機ＥＬ層５の材料を形成していたのに比べて非常に工程が簡略化できる。
【００６３】
なお、本実施の形態においては、有機ＥＬ層５から発光する光が青色の場合について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、有機ＥＬ層５からの光は赤色でも緑色でも良い。その際、赤色の光を発光する有機ＥＬ層５とする場合には赤色を青色及び緑色に変換する材料から成る蛍光変換層３１を設け、緑色の光を発光する有機ＥＬ層５とする場合には緑色を赤色及び青色に変換する材料から成る蛍光変換層３１を設ける。
【００６４】
このように、蛍光変換層３１を設けた透明絶縁性基板２１側から光を放出することができるので、ＴＦＴによって光が遮断されることがないため表示画素の開口率を最大限に設計することが可能となるとともに、ＴＦＴのサイズや駆動能力の決定に自由度の増大が図れる。
【００６５】
また、表示画素の開口率を向上できるので、明るい表示を得るために電流密度を大きくする必要もなくなり有機ＥＬ層５の寿命を長くすることができる。
【００６６】
更に、本実施の形態においても、発光光が陽極に設けた蛍光変換層３１側から出射されるので従来の如くＴＦＴ基板側から出射されるよりも色を発光する面積が大きくなり明るく鮮明なカラー表示を得ることができる。
【００６７】
また、第３の実施形態と同様、図面上から光を発する形態であるので、乾燥剤シート１３を配置することができないので、樹脂中の乾燥剤は極めて重要となる。
＜第６の実施の形態＞
図６に本発明の第６の実施形態である有機ＥＬ表示装置の一部断面図を示す。
【００６８】
本実施の形態が第５の実施形態と異なる点は、絶縁性基板１’の周辺に溝を設け、乾燥剤１４を設けている点である。
【００６９】
この溝２６は、絶縁性基板２をその溝２５の領域のみに開口部を有するマスクによって基板２をエッチングして形成する。
【００７０】
絶縁性基板２上にＴＦＴを形成した後、蛍光変換層３１を備えた透明絶縁性基板２２とをシール剤によって接着する前に、溝２６に乾燥剤を封入しておく。封入後シール２６によって両基板２，２２を接着して有機ＥＬ表示装置が完成する。
【００７１】
封入する乾燥剤としては、酸化カルシウム、五酸化リン、塩化カルシウム等を用いることができる。
【００７２】
以上のように、溝に封入した乾燥剤１４によりシール２６に吸着された水分を捕水することができ、更に乾燥剤であるスペーサ３２によって透明絶縁性基板１’と対向電極２５との間の水分を捕獲することができるため、水分による有機材料の劣化及びそれに伴う表示劣化を防止することができる。
＜第７の実施形態＞
図７（ａ）は本発明の第７の実施形態にかかる有機ＥＬ表示装置の平面図、図７（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図である。従来と同様の構造については同じ番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００７３】
本実施形態は、表示領域の全面を覆って樹脂封止層３３が形成されていることに特徴を有する。樹脂封止層３３上には更に第２の基板２２が配置されている。
【００７４】
樹脂封止層３３の厚さ、即ち透明基板１と第２の基板２２との間隔Ｔは例えば１００μｍから５００μｍ程度、もしくは、表示領域の厚さｔの１００倍から１５０倍程度とする。本実施形態においてはＴ＝１５０μｍとした。そして、樹脂封止層３３と、第２の基板２２とは密着して形成され、空間は存在しない。このような構成にしたことにより、従来の構造における空間１２が生じないため、その分表示装置を薄くすることができる。上記のような層の厚さとする理由は、樹脂封止層３３の厚さが薄すぎると表示領域を充分に保護できず、また、第２の基板２２を確実に接着することができなくなる。また、樹脂封止層３３が厚すぎると樹脂封止層３３が外気に露出する側面積が大きくなる。樹脂封止層３３に用いる樹脂は、若干の水分を透過するため、樹脂封止層３３が露出する面積はできるだけ小さくすることが望ましい。
【００７５】
樹脂封止層３３には、乾燥剤を粉末にしたものが混入されている。乾燥剤は、樹脂封止層３３を硬化させる前に混入し、充分に練り合わせてから樹脂を硬化させると、樹脂封止層３３中に均等に混入させることができる。乾燥剤としては、化学吸着性の物質を用いる。化学吸着性の乾燥剤の例としては、例えば酸化カルシウム、酸化バリウム等のアルカリ土類金属の酸化物、塩化カルシウム等のアルカリ土類金属のハロゲン化物、五酸化リンなどが挙げられる。シリカゲルのような物理吸着性の乾燥剤は、高温になると吸着した水分を放出するため不適である。このように、乾燥剤が混入された樹脂封止層３３が表示領域を覆って形成されているので、表示領域の周囲には、空間がなく、有機ＥＬ層５が水分に
よって劣化することを防止することができる。また、樹脂封止層３３に混入された乾燥剤によって、樹脂封止層３３が充分な吸水能力を有するので、従来設置していた乾燥剤シート１３を設置する必要がなくなり、その分表示装置を薄くすることができる。更に、樹脂封止層３３は表示領域全体にわたって均等に形成されているため、表示領域の水分を全体から均等に吸着することができる。なお、乾燥剤の粉
末の粒径は、２０μｍ程度であれば、樹脂封止層３３の硬化の妨げにはならない。樹脂封止層３３に紫外線硬化タイプの樹脂を用いた場合、乾燥剤の粒径が大きすぎると、紫外線が均等に照射されず、樹脂の硬化に時間がかかったり、硬化が不完全になったりする。例えば乾燥剤として酸化カルシウムを用いれば、その粒径は概ね１０μｍ程度であるので好適である。
【００７６】
樹脂封止層３３は例えばエポキシ樹脂よりなり、２液混合もしくは紫外線照射によって硬化するタイプのものを用いるのがよい。加熱して硬化させるタイプのものは、加熱によって有機ＥＬ層５が劣化する恐れがあるため、不適である。
【００７７】
硬化前の樹脂封止層３３の粘度は従来のキャップ１０を固着するために用いていたシール１１に比較して低粘度のもの、例えば４５００cps〜５００００cps程度のものを用いると良い。従来用いていたシール１１は、粘度が高く数十万cps程度あったため、乾燥剤の粉末を均等に練り混むことが困難であり、また、第２の基板２２を設置するときに気泡が混入するなど、樹脂封止層３３を全面に均等に形成することが困難である。また、粘度が低すぎると硬化させる前に流れてしまう。
【００７８】
乾燥剤の粉末は樹脂封止層３３の樹脂に対して重量比で２０wt%〜４０wt%程度、体積比で１０vol%〜２０vol%混入する。少なすぎると水分吸着性が充分とれず、多すぎると樹脂の粘性が低下して、表示領域を完全に覆うことができなくなる。例えばスリーボンド製３１１２に酸化カルシウム粉末を２５wt%混入すれば、樹脂の粘度が低下したり樹脂封止層３３がもろくなったりせずに、かつ充分な耐水性が確保できる。
【００７９】
次に、乾燥剤の混入量について更に詳しく述べる。樹脂の中を透過する水分量は樹脂の種類によって異なるが、例えば長瀬チバ製XNR5493Tを用いた厚さ０．５ｍｍの樹脂であれば、２５℃で湿度５０％の環境で１日に約０．６g/m2透過する。ＥＬ表示装置の一辺を６ｃｍとし、樹脂封止層３３の膜厚を１５０μｍとすると、樹脂封止層３３が露出する面積は
４×６×１０-2×１５０×１０-6＝３．６×１０-5ｍ2
であるから、１日に透過する水分量は
０．６×３．６×１０-5＝２．２×１０-5ｇ/日
となる。乾燥剤として酸化カルシウムを用いると、水分１ｇを吸着するのに必要な酸化カルシウムは、分子量の比から約３ｇ必要であるので、１０年分の水分を完全に吸着できる酸化カルシウムの量は
２．２×１０-5×３×（３６５×１０）＝２５０ｍｇ
である。上記樹脂の重さは、樹脂の比重が１．３であるから、
（６ｃｍ×６ｃｍ×１５０μｍ）×１．３＝７００ｍｇ
である。従って、樹脂の重量パーセントは、
２５０／（２５０＋７００）≒２５wt%
となる。これは体積比に換算すると約１７vol%に相当する。もちろん、想定する保存環境、樹脂や乾燥剤の種類、ＥＬ表示装置の面積など、様々な要因によって、乾燥剤の最適な混合比は変化する。例えば、保存環境を３０℃湿度８０％とすれば水分透過量はおよそ２倍となる。逆に、５年分の水分を吸着できる酸化カルシウム量とすれば１／２倍となる。従って、乾燥剤の混合比は、重量比で１０wt%〜５０wt%、体積比で８vol%〜３５vol%とすれば良い。
【００８０】
次に、樹脂封止層３３として紫外線硬化タイプの樹脂を用いた場合についての硬化方法について述べる。紫外線硬化タイプの樹脂は、例えばスリーボンド製３１１２樹脂であれば、メタルハライドランプを１００mW/cm2の強度で３０秒間照射し、トータル３０００mJ/cm2照射して硬化させることができる。しかし、このようなエネルギーを薄膜トランジスタである選択駆動回路２に照射すると、トランジスタのオン−オフ特性等の諸特性が変化したり、素子が破壊されたりする恐れがある。ところで、本実施形態は、下記に詳述するように、第２の基板２２の材質に関しては自由度が高い。そこで、対向電極６は、遮光性の導電膜、例えばマグネシウム・インジウム合金、マグネシウム・銀合金、アルミニウム・リチウム合金、フッ化リチウム／アルミニウム積層等の金属薄膜で形成し、第２の基板２２を透明基板とする。そして、第２の基板２２を通して紫外線を照射し、樹脂を硬化させる。第２の基板２２を透過して樹脂封止層３３に照射された紫外線は対向電極６で反射され、選択駆動回路２には照射されないので、選択駆動回路２の特性は変化しない。また、対向電極６によって反射された紫外線は再び樹脂封止層３３に照射されるので、紫外線の照射効率が向上する。なお、設計上の都合などで、対向電極６をＩＴＯのような透明な材質にする必要がある場合は、対向電極６の上に更に遮光膜を形成するとよい。
【００８１】
次に第２の基板２２について述べる。従来のキャップ１０は、有機ＥＬ層５と外界とを隔離するために皿状の形状にする必要があった。このため、プレス加工で容易に形成できる金属をキャップ１０の材質として採用していた。これに対し、本実施形態は、表示領域を樹脂封止層３３で封止し、乾燥剤シート１３は有しないので、第２の基板２２に求められる特性は、外部からの物理的衝撃から樹脂封止層３３を保護する耐衝撃性と、水分を透過しない非透水性が主となる。従って、第２の基板２２は、皿状に形成する必要がなく、平板で良いため、金属を始め、ガラス、アクリル等の樹脂板など、様々な材質を用いることができる。ただし、上述したように、紫外線硬化タイプの樹脂を用いて樹脂封止層３３を形成する場合は、第２の基板２２を透過して紫外線を照射するために第２の基板２２としては透明なガラスやアクリルが最適である。
【００８２】
本実施形態においても、基板１もしくは対向する第２の基板２２に溝を設け、第２の実施形態同様に、乾燥剤１４を配置すればなお効果的である。
【００８３】
なお、上述の各実施の形態においては、色要素としてカラーフィルタ又は蛍光変換層を用いた場合を示したが、カラー表示を必要としない場合には、カラーフィルタ及び蛍光変換層は不要である。
【００８４】
また、上述の各実施の形態においては、発光素子層として有機ＥＬ層を例示したが、ＬＥＤや、真空表示装置などのような有機ＥＬ層以外の発光層を有する表示装置においても同様に実施できる。ただ、有機ＥＬ層は、特に水分に対して脆弱であるので、本願は、特に有機ＥＬ層を用いた表示装置に適用してもっとも効果的であるといえる。
【００８５】
また、上述の各実施の形態においては、ＴＦＴの構造はボトムゲート型について説明したが本発明はそれに限るものではなく、ゲート電極が能動層の上方に設けられるいわゆるトップゲート型でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の有機ＥＬ表示装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ表示装置の第２実施形態を示す図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ表示装置の第３実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ表示装置の第４実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の有機ＥＬ表示装置の第５実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の有機ＥＬ表示装置の第６実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明の有機ＥＬ表示装置の第７実施形態を示す図である。
【図８】従来の有機ＥＬ表示装置の図である。
【図９】従来の有機ＥＬ表示装置の断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１                絶縁性基板
２                選択駆動回路
４、２３          画素電極
５                有機ＥＬ層
６、２５          対向電極
１１、２６、３３  シール
１４              乾燥剤
【図１】
2007027142.tif 000003
【図２】
2007027142.tif 000004
【図３】
2007027142.tif 000005
【図４】
2007027142.tif 000006
【図５】
2007027142.tif 000007
【図６】
2007027142.tif 000008
【図７】
2007027142.tif 000009
【図８】
2007027142.tif 000010
【図９】
2007027142.tif 000011