(57)【要約】【課題】有機ＥＬ素子を用いた表示装置において、接合部材として金属を用いて防湿性の高い封止を行うと同時に、該金属に起因する寄生容量による表示不良を生じることなく額縁面積の低減を図る。【解決手段】基板１と封止ガラスとを対向配置させて表示領域２の外側において金属接合部９によって封止した表示装置において、金属接合部９を、定電圧配線である電源配線３及び共通配線４上に保護膜を介して配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上の表示領域に配置された複数の有機ＥＬ素子と、前記基板に対向して配置された封止ガラスと、前記基板と封止ガラスとを前記表示領域の外周に位置する封止領域において金属で接合する金属接合部とを有する表示装置であって、
前記表示領域の外側には前記有機ＥＬ素子を駆動するための周辺回路と定電圧配線と、前記定電圧配線を保護する保護膜と、を有し、
前記定電圧配線の少なくとも一部が前記金属接合部と前記保護膜を介して重畳することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記表示装置は複数の有機ＥＬ素子に共通して配置された共通電極を有し、前記定電圧配線は前記共通電極に接続される共通配線であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記有機ＥＬ素子はトランジスタを介して駆動され、前記定電圧配線は前記トランジスタに接続される電源配線であることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記金属接合部は、前記周辺回路と重畳しないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を備えた表示装置に関し、特に、空気中の水蒸気や酸素の影響を防止した表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フラットパネルディスプレイとして、自発光型デバイスである有機ＥＬ素子が注目されている。有機ＥＬ素子は、自発光型のデバイスであることからバックライトを必要としない。また有機ＥＬ素子は、薄型化が可能であり、且つ視認性や色再現範囲も広いことから、製品化に向けて複数の企業が研究開発を進めている。現在、有機ＥＬ素子は、車載用コンポや携帯電話等のディスプレイの表示素子として既に実用化がなされている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、対向する陽極と陰極からなる一対の電極間に、発光層を含む有機化合物層が設けられている電子素子である。また有機ＥＬ素子は、発光層の光を外部に取り出せるようにするために、光取り出し側の電極としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極が使用される。そして外部駆動回路により陽極と陰極との間に電圧を印加することにより有機ＥＬ素子は発光する。
【０００４】
ところで有機ＥＬ素子は、基板（例えば、ガラスやフィルム）上に設けられる素子であるが、一般に大気中に含まれる水分に極めて弱いことが知られている。例えば、有機ＥＬ素子に水分が浸入すると、有機ＥＬ素子が設けられている基板上には非発光領域（ダークスポット）が発生したり、非発光状態にまでは至らないものの発光特性が変化したりすることにより、発光輝度が低下するといった寿命の課題が生じている。
【０００５】
このため、通常、その外表面には、封止層等の封止部材が設けられている。ここで、大気中の水分が有機ＥＬ素子中に浸入することによって起こる寿命低下という課題を解決するために、特許文献１にて低融点金属によるガラス封止が提案されている。特にインジウム及びインジウム合金はガラスとの密着性がよく、ガラス封止の材料に適している。
【０００６】
一方、有機ＥＬ素子を画素として駆動するために、行方向と列方向に二次元マトリクス状に配置したアクティブマトリクス型表示装置が実用化されている。陽極と陰極の一方は、画素ごとに分離して形成され、これに駆動回路が接続される。駆動回路には列方向又は行方向に延びる電源配線が接続され、駆動回路を経て、分離形成された電極（陽極又は陰極）の側から有機ＥＬ素子に電力が供給される。このようにして有機ＥＬ素子の挙動（発光の時間長や光量）の高精度な制御を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−２１９４９２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
有機ＥＬ素子マトリクス、駆動回路、電源配線他がガラス基板上に一体化されて形成された表示パネルは、それが搭載される製品の軽量化やコンパクト化のために、薄く、小さくすることが求められている。とりわけ、表示パネルの有機ＥＬ素子マトリクスが形成された表示領域よりも外側の「額縁」と呼ばれる部分をできるだけ小さくすることが求められている。
【０００９】
携帯電話やコンパクトカメラ等の製品には矩形の表示パネルが用いられる。矩形表示パネルの場合、表示パネルの長辺に沿った額縁の幅が広いと、製品全体の寸法が著しく大きくなってしまう。そのため、表示領域の周囲に配置され、列方向又は行方向に延びる電源配線及び画素マトリクスを制御する周辺回路も、出来る限り幅を小さくする設計がされる。この場合、額縁を小さくするために電源配線と周辺回路に重なるように封止金属を配置しガラス封止すると、この封止金属に容量が寄生し、有機ＥＬ素子の高精度な制御が阻害されるという問題がある。
【００１０】
寄生容量の有機ＥＬ素子への影響について説明する。周辺回路からは有機ＥＬ素子に走査信号、情報信号、電流を送るための配線が伸びており、有機ＥＬ素子の発光時間をマトリクス制御している。周辺回路上に封止金属を配置すると周辺回路と走査信号及び情報信号の配線との間に容量が寄生し、画素マトリクスへの信号が遅延する。その結果として、所望の階調とは異なる情報が画素マトリクスに書き込まれ、所望の発光状態とは異なる輝度で発光する表示不良が発生する。
【００１１】
本発明の課題は、有機ＥＬ素子を用いた表示装置において、金属を接合部材として用いることによって外部の水分や酸素の影響を防止すると同時に、金属接合部に起因する寄生容量の発生を抑え、額縁を小さくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、基板と、前記基板上の表示領域に配置された複数の有機ＥＬ素子と、前記基板に対向して配置された封止ガラスと、前記基板と封止ガラスとを前記表示領域の外周に位置する封止領域において金属で接合する金属接合部とを有する表示装置であって、
前記表示領域の外側には前記有機ＥＬ素子を駆動するための周辺回路と定電圧配線とを有し、
前記定電圧配線の少なくとも一部が前記金属接合部と保護膜を介して重畳することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の表示装置によれば、定電圧配線に金属接合部が重畳して配置されるため、金属接合部による寄生容量の影響を受けることなく、額縁の面積を低減してパネル寸法を小さくした表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の表示装置の一実施形態の平面概略図である。
【図２】図１の表示装置の１画素の断面概略図である。
【図３】図１の表示装置のＡ−Ａ’断面概略図である。
【図４】本発明の表示装置の他の実施形態の平面概略図である。
【図５】本発明の表示装置の他の実施形態の平面概略図である。
【図６】本発明の表示装置の他の実施形態の平面概略図である。
【図７】本発明の表示装置の他の実施形態の平面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明について説明する。尚、以下の説明において特に図示又は記載されていない部分に関しては、当該技術分野における周知技術又は公知技術を適用することができる。また、以下に説明される事項は、本発明の実施形態の一例であり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１６】
本発明の表示装置は、表示領域に複数の有機ＥＬ素子がマトリクス状に配置された基板と、該基板に対向して配置された封止ガラスとを、表示領域の外周に位置する封止領域にて金属接合部で接合してなる。各有機ＥＬ素子は画素毎に設けられた画素電極と共通電極との間に少なくとも発光層を含む有機化合物層を有しており、係る有機ＥＬ素子を駆動するための周辺回路及び定電圧配線が、前記表示領域の外側に配置されている。そして、本発明においては、該定電圧配線の少なくとも一部が上記金属接合部と重畳していることを特徴とする。
【００１７】
以下、本発明の実施例１に係る表示装置について、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明の表示装置の一実施形態の平面概略図であり、封止基板側から封止基板を除いて観察した状態である。本表示装置は、基板上に形成された有機ＥＬ素子の上面から、図１においては紙面手前に光を取り出すトップエミッション型の表示装置である。
【００１９】
図１に示す表示装置では、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）で構成された画素毎の駆動回路と有機ＥＬ素子とを含む画素が、行方向と列方向に二次元マトリクス状に配置されており、矩形の表示領域２を画定している。表示領域２には、図１の紙面縦方向にデータ線（不図示）が延び、横方向に走査線（不図示）が延びている。データ線は、列方向の画素に共通に接続され、走査線は行方向の画素を共通に接続している。
【００２０】
また、表示領域２の外側には、データ線にデータ信号を供給するデータ線駆動回路５と、走査線に制御信号を供給する走査線駆動回路６とが形成されている。端子部１１には、表示装置と外部回路とを接続し、映像信号や制御信号、電源を表示装置に供給するための端子が複数個配列されている。
【００２１】
図２は図１の表示装置の表示領域２の１画素分の断面概略図、図３は図１中のＡ−Ａ’断面の概略図である。本発明に係る有機ＥＬ素子は、画素毎に分離した画素電極１２と、全画素に共通に設けられ、共通の電圧が供給される共通電極１４と、その間に配置された、少なくとも発光層を有する有機化合物層１３とで構成されている。画素電極１２は有機ＥＬ素子を駆動する駆動回路（以下、画素回路という）を介して電源に接続され、該電源から電流が供給される。この電流は、有機化合物層１３に流れて発光層を発光させ、共通電極１２に流れ出る。また、画素回路の電源電圧は、画素回路に沿って配置された接続配線７によって供給される。
【００２２】
接続配線７は、表示領域２の画素の列に沿って配置され、表示領域２の外側（図１においては下辺）の電源配線３に接続されている。電源配線３は、表示領域２の外側に沿って配置され、その一端で引き出し配線を経由して端子部１１に接続されている。
【００２３】
共通電極１２は連続した透明導電層で形成され、表示領域２の外にまで延長して設けられ、表示領域外で共通配線４に接続されている。
【００２４】
封止ガラス１０は、金属接合部９によって保護膜８を介して基板１と接合されている。図１の上辺及び左辺に配置されるデータ線駆動回路５及び走査線駆動回路６は画素回路の高速応答が要求されるため、その上に容量が寄生する金属接合部９の配置は避けなければならない。
【００２５】
一方、図１の下辺及び右辺に配置される電源配線３は画素回路に定電圧及び電流を供給する機能であるため、高速応答を必要としない。このため、電源配線３上に金属接合部９が保護膜８を介して配置されても、寄生容量の影響は少ない。共通配線４も定電圧及び電流を供給する機能であるため、同様に寄生容量の影響は少なく、金属接合部９を保護膜８を介して配置しても差し支えない。本実施形態においては、図１の右辺においては、金属接合部９が共通配線４の引き出し線上に位置して、保護膜８を介して封止ガラス１０と基板１とを貼り合わせている。
【００２６】
図４乃至図７に本発明の他の実施形態の平面概略図を示す。
【００２７】
図４の実施形態は、共通電極１４と共通配線４が接続される辺及び金属接合部９が配置する位置以外は図１の実施形態と構成が同じである。共通電極１４と共通配線４が接続される辺は図４の右辺及び左辺であり、上辺の共通配線４は保護膜８によって保護されている。また金属接合部９は保護膜８を介して、右辺及び下辺においては電源配線３上に、上辺においては共通配線４上に位置する。
【００２８】
図５の実施形態は、共通配線４の上辺の位置とデータ線駆動回路５の位置以外は図４の実施形態と構成が同じである。表示領域２の上辺の外側では、先ずデータ線駆動回路５が位置し、次に共通配線４が位置することが図４の構成と異なる。
【００２９】
図６の実施形態は、端子部１１を下辺に配置し、共通配線４と共通電極１４との接続は右辺及び左辺において接続し、金属接合部９は保護膜８を介して電源配線３上に配置した形態である。
【００３０】
図７の実施形態は、共通配線４と共通電極１４との接続は上辺のみにおいて接続し、金属接合部９は保護膜８を介して下辺は電源配線３上に、右辺及び左辺は共通配線４上に配置した形態である。
【００３１】
本発明の表示装置においては、図２に示すように、基板１上に、電源配線３、共通配線４、データ線駆動回路５、走査線駆動回路６、接続配線７、端子部１１、画素回路が形成されている。これらの配線及び回路は公知のＴＦＴ作製技術又は半導体用トランジスタ作製技術により作製可能である。
【００３２】
本発明において、有機ＥＬ素子を構成する有機化合物層１３は１００℃乃至１２０℃付近でガラス転移点を有する材料を含む場合があるため、金属接合部９に用いる金属としては、低融点金属が好ましい。具体的にはインジウムや錫、或いはそれらの合金を使用することが望ましい。特に、インジウム及びインジウム合金はガラスとの密着性が良いことが知られており、封止ガラス１０との接合部材に適している。
【００３３】
接合方法としては、封止ガラス１０の封止領域に金属線を所定のパターンでパターニングし、その後、封止ガラス１０を基板１とアライメントして重ね合わせ、加熱することで接合する方法である。金属線のパターニング方法としては、半田或いはめっきを使用したフォトリソグラフィー、エッチング、転写法等の公知の手法が挙げられる。半田を用いると安価な工程で金属線を形成することができ、一方めっきを使用する場合には、金属線を細線化する或いは任意のパターンで形成することができる。特に、インジウムの場合は電解めっきでパターン形成できるが、その際は予め例えば銅やクロム等をパターン成膜させた上に形成することができる。また、半田を超音波ディスペンス法で塗布して金属線をパターニングすることもできる。ここで超音波ディスペンス法とは、超音波半田コテ（超音波サービス株式会社製「サンボンダーＵＳＭ−ＩＶ」を使用）をＸＹＺ軸を備えたロボットに持たせ、接合材料をコテ先に補給しながら基板上に材料を選択的に形成する方式を指している。この時、半田の線幅や供給速度、さらに、コテ先端の太さ、ディスペンススピード、コテ先温度等を調整することで所望のパターンを形成することができる。
【００３４】
また基板１と封止ガラス１０とを金属接合部９を介して重ね合わせて接合する方法としては、特に限定されない。例えば、オーブン或いはホットプレート等を用いて基板全体を加熱することで金属線を溶融して接合する方法や、レーザー等を用いて局所的な加熱により金属線を瞬間的に溶融して接合する方法がある。或いは、それらを組み合わせ、金属溶融以下の温度まで全体的に加熱し、局所的に加熱する個所の溶融前後の温度差を小さくして熱的な衝撃を緩和することで歪を生じにくくする方法などがある。さらに接合時には、基板に加圧し、押しつけた状態で金属線を溶融して接合するようにしても良い。また溶融のために加熱した後の除熱過程においては、できるだけ急激な冷却を避け、内部歪による接合不良を起こさないようにするのが良い。
【００３５】
さらに、接合する環境としては、有機ＥＬ素子が酸素や水分によって劣化しないよう露点管理環境下で行うことが望ましい。
【実施例】
【００３６】
（実施例１）
図１，図２，図３に示す構成の表示装置を作製した。以下に各工程を説明する。
【００３７】
基板１の上に、駆動ＴＦＴを構成するソース１５、ドレイン１６、チャネル１７からなる半導体層を形成し、ゲート絶縁膜１８で覆った。半導体層はｐｏｌｙ−Ｓｉによって形成し、厚さは５０ｎｍ程度である。ｐｏｌｙ−Ｓｉ半導体層の形成方法は、先ず、ａ−Ｓｉ層を形成し、これを、エキシマレーザによってアニールすることによってｐｏｌｙ−Ｓｉ層に変換した。
【００３８】
上記半導体層のチャネル領域１７の上にゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極１９を形成し、その上に層間絶縁層２０を挟んでソース電極２１とドレイン電極２２を形成した。ソース電極２１とドレイン電極２２は、ゲート絶縁膜１８と層間絶縁層２０を貫通するコンタクトホール２３を通してそれぞれ半導体層のソース１５とドレイン１６に接続した。これらの上に保護膜８を形成した。
【００３９】
層間絶縁層２０はＣＶＤによりＳｉＮ膜を形成した。ソース電極２１とドレイン電極２２には抵抗が低い金属であるＡｌを用い、厚さも５００ｎｍ程度と厚く形成した。また保護膜８はＳｉＮで形成した。保護膜８は、主として、ＴＦＴを外部からの不純物から保護することである。また表示領域２の外周の全辺に位置する、共通電極１４のコンタクト領域である共通配線４は、保護膜８をドライエッチングによりパターニングして必要な領域を形成した。
【００４０】
これらの膜形成及びフォトリソパターニングを繰り返すことにより電源配線３、共通配線４、データ線駆動回路５、走査線駆動回路６、接続配線７、端子部１１、画素回路を形成した。ここでソース電極２１は、接続配線７に接続されている。また電源配線３及び共通配線４はソース電極２１とドレイン電極２２と同層で形成した。
【００４１】
次に表示領域２の形成方法について説明する。ソース電極２１とドレイン電極２２を覆う保護膜８上に平坦化膜２４をアクリル樹脂でコーティングし、さらにコンタクトホール２５を形成した。その上に画素電極１２をスパッタリングにより形成し、ドレイン電極２２に接続して配置した。ここではＡｇを１００ｎｍ、さらにその上にＩＴＯを２０ｎｍ形成し積層構造とした。画素電極１１の上に画素を分けるバンク（隔壁）２６をポリイミド樹脂によりコーティング、パターニングし、開口部を設けた。その開口部に発光層を含む有機化合物層１３を真空蒸着法により成膜した。
【００４２】
本実施例での有機化合物層１３は積層構造でありホール輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層から構成される。またフルカラーディスプレイにするため発光層はシャドウマスクでパターニングしそれぞれ赤発光層、緑発光層、青発光層を成膜した。
【００４３】
ホール輸送層の材料としてはＮ，Ｎ’−α−ジナフチルベンジジン（α−ＮＰＤ）を使用した。赤発光層の材料はドーパント材料としてＩｒ錯体（１８体積％）を、ホスト材料として４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）を用いた。緑発光層の材料はドーパント材料としてクマリン色素（１．０体積％）を、ホスト材料としてトリス［８−ヒドロキシキノリナート］アルミニウム（Ａｌｑ3）を用いた。青発光層の材料はドーパント材料としてペリレン色素（１．０体積％）を、ホスト材料としてトリス［８−ヒドロキシキノリナート］アルミニウム（Ａｌｑ3）を用いた。
【００４４】
電子輸送層の材料はバソフェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）とした。また電子注入層はドーパント材料として炭酸セシウム（Ｃｓ2ＣＯ3）を、ホスト材料としてＢｐｈｅｎを用いた。
【００４５】
有機化合物層１３の上に共通電極１４を形成した。本実施例では透明電極材料のＩＺＯをスパッタリングにより成膜し、有機化合物層１３及び共通配線４に接続した。このようにして表示領域２を形成した。
【００４６】
次に、無アルカリガラスからなる封止ガラス１０上に銀ペーストをスクリーン印刷により枠上に印刷した後、焼成して硬化させた。次に銀を電極として電解メッキによりインジウム層を形成し、金属接合部９とした。次に表示領域２まで形成した基板１と金属接合部９を形成した封止ガラス１０を窒素雰囲気中でアライメント、接合し、レーザーにより熱溶着し、封止した。
【００４７】
ここで、図１の下辺及び右辺にあるように金属接合部９は保護膜８を介して、電源配線３上及び、共通配線４の引き出し配線上に配置させた。このようにして、下辺及び右辺の額縁を小さくすることを可能にした。
【００４８】
（実施例２）
図４に示す構成とした以外は実施例１と同様の製法で表示装置を作製した。表示領域２からパネル端部までの上辺の額縁寸法は共通配線４上に金属接合部９が配置されているため左辺に比べ０．４５ｍｍの額縁幅を小さくした。下辺及び左辺は実施例１と同様に０．９ｍｍの額縁幅を小さくした。このような形態によって上辺、下辺、右辺において額縁を小さくすることを可能にした。
【００４９】
（実施例３）
図５に示す構成とした以外は実施例１と同様の製法で表示装置を作製した。表示領域２からパネル端部までの額縁寸法は実施例２と同様に、上辺は０．４５ｍｍ、下辺及び左辺は０．９ｍｍの額縁幅を小さくした。このような形態によって、データ線駆動回路５から表示領域２に伸びるデータ線に対して容量を寄生することなく、上辺、下辺、右辺において額縁を小さくすることを可能にした。
【００５０】
（実施例４）
図６に示す構成とした以外は実施例１と同様の製法で表示装置を作製した。表示領域２からパネル端部までの下辺の額縁寸法は金属接合部９を電源配線３上に配置されているため、金属接合部９を電源配線３の外側に配置するのに比べて０．９ｍｍの額縁幅を小さくした。このような形態によって、下辺において額縁を小さくすることを可能にした。
【００５１】
（実施例５）
図７に示す構成とした以外は実施例１と同様の製法で表示装置を作製した。表示領域２からパネル端部までの左辺及び右辺の額縁寸法はともに金属接合部９を共通配線４上に配置されているため、金属接合部９を共通配線４の外側に配置するのに比べて０．４５ｍｍの額縁幅を小さくした。このような形態によって、右辺、左辺、下辺において額縁を小さくすることを可能にした。
【符号の説明】
【００５２】
１：基板、２：表示領域、３：電源配線、４：共通配線、５：データ線駆動回路、６：走査線駆動回路、８：保護膜、９：金属接合部、１０：封止ガラス、１４：共通電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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