(57)【要約】【課題】  ダークスポットが少ない薄い中空封止のＡＭ−ＯＬＥＤを提供する。【解決手段】  有機ＥＬ素子が配列された表示領域を有する素子基板と、表示領域に対向して素子基板を密封する封止基板を備え、  各有機ＥＬ素子は、下部電極、有機発光層、および上部電極を順次積層した積層体を有する発光部と、下部電極と有機発光層との間に絶縁物で構成された素子分離膜を有する素子分離部とを備え、  封止基板は表示領域と対向する部分に吸湿剤を備え、吸湿剤は凹凸を備え、発光部と吸湿剤の凹部とが対向する位置に配置されるか、素子分離部と、凸部が対向する位置に配置されるようにする。【選択図】図１
2009048860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ素子が配列された表示領域を有する素子基板と、前記素子基板に対して間隙を空けて固定された封止基板を備え、
前記有機ＥＬ素子は、
下部電極、有機発光層、および上部電極を順次積層した積層体を有する発光部と、
前記下部電極と前記有機発光層との間に絶縁物で構成された素子分離膜を有する素子分離部とを備え、
前記封止基板は、前記表示領域と対向する部分に吸湿剤を備え、
前記吸湿剤は、凹凸を備え、
前記発光部と前記吸湿剤の凹部とが対向する位置で、前記素子基板と前記封止基板が固定されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項２】
有機ＥＬ素子が配列された表示領域を有する素子基板と、前記素子基板に対して間隙を空けて固定された封止基板を備え、
前記有機ＥＬ素子は、
下部電極、有機発光層、および上部電極を順次積層した積層体を有する発光部と、
前記下部電極と前記有機発光層との間に絶縁物で構成された素子分離膜を有する素子分離部とを備え、
前記封止基板は、前記表示領域と対向する部分に吸湿剤を備え、
前記吸湿剤は、凹凸を備え、
前記素子分離と前記吸湿剤の凸部とが対向する位置で、前記素子基板と前記封止基板が固定されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項３】
上部電極は金属で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項４】
素子基板および封止基板はいずれも平板で構成さ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表示装置。
【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表示装置（以下、有機ＥＬ表示装置と称する場合がある）に係る。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子に水分が侵入すると、急速に特性が劣化し、ダークスポットと言われる黒点不良になる。
【０００３】
そのため、従来より、水分を有機ＥＬ素子に侵入させない方法が考えられてきた。現在の代表的な封止構造としては、「固体封止構造」と「中空封止構造」が一般的と言える。「固体封止構造」は、有機ＥＬ素子をレジンやガラス膜の中に封止することで、水分や酸素の浸入速度を遅くする方法で、「中空封止構造」は、有機ＥＬ素子を乾燥させた不活性ガス雰囲気に封止することで、水分や酸素の浸入量を抑制する方法である。
【０００４】
この「中空封止構造」では、不活性ガス雰囲気の乾燥を維持するために、通常、封止基板の内側に吸湿剤が配置される。この「中空封止構造」を用いたボトムエミッション型（以下、「ＢＥ型」）のアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置（以下、「ＡＭ−ＯＬＥＤ」）の場合、特許文献１のように、光学特性を考慮せずに封止基板の全面に配置される。トップエミッション型（以下、「ＴＥ型」）の場合、封止基板側が光の出射方向になるので、通常、表示領域の周囲に配置されるが、吸湿しても高い透過率を維持できる材料の場合には、ＢＥ型と同様に全面に配置される。
【０００５】
一般的な中空封止のＡＭ−ＯＬＥＤは、特許文献１に開示されているように、表示領域よりも広い凹部を設けた掘り込みガラスを封止基板に用い、凹部に吸湿剤を配置し、封止基板周囲の凸部により吸湿剤と有機ＥＬ素子とのギャップを保っている。
【０００６】
この封止基板と素子基板は、プロセスや使用環境によって曲がる。曲がり幅が大きい場合、吸湿剤と有機ＥＬ素子が接触する。これらの基板が曲がる具体例は、減圧、加圧による封止基板の湾曲、使用者が指で押すなどの外圧による湾曲等である。
【０００７】
吸湿剤の表面に異物が付着していたりあるいは突起が生じていた場合、吸湿剤と有機ＥＬ素子との接触は、上部電極だけでなく、有機発光層にも損傷を与えかねない。仮に、発光部に損傷を与えてしまえば、ダークスポットになる。
【０００８】
従来は、特許文献２のように、封止基板の剛性を高めることで、そもそも不良の原因となる吸湿剤と有機ＥＬ素子との接触自体を予防することが検討されてきた。
【特許文献１】特開２００７−１０３３１７公報
【特許文献２】特開２００７−１０３３１４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２のように剛性を高めれば基板は厚くせざるをえず、薄くすれば結局湾曲する場合があり、従来技術では、薄型と吸湿剤起因のダークスポットの低減とを両立できなかった。
【００１０】
本発明の目的は、薄く、ダークスポットが少ない有機ＥＬ表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題に対して、ダークスポットの発生モードを分析した結果から、吸湿剤と上部電極とが接触した場合であっても、必ずしもダークスポットになるわけではなく、表示部で接触した場合に、ダークスポットになる可能性が高いこと着目した。逆に、異物が接触したのが素子分離部であれば直接表示に関係なく、仮に、素子分離部の有機発光層の損傷の影響が表示部まで拡がったとしても、そのスピードはかなり遅いのである。
【００１２】
そこで、本発明者は、封止基板の吸湿剤に凹凸を設け、素子基板の素子分離部の凸に対して、吸湿剤の凸が少なくとも一部で向かい合う（平面的に重なる）位置で、素子基板と封止基板とを位置決めし、スペーサ含有シール剤で固定した。このことは、凹凸を逆にして表現するならば、素子基板の発光部の凹に対して、吸湿剤の凹が少なくとも一部で向かい合う（平面的に重なる）位置で、素子基板と封止基板とを位置決めし、スペーサ含有シール剤で固定したともいうことができる。
【００１３】
また、本発明は、上部電極に反射電極を用いたＢＥ型で採用するのが効果的であるが、ＴＥ型であっても、透明吸湿剤を用いるならば適用できる。
【００１４】
また、素子基板だけでなく、封止基板も平板で構成する場合、掘り込みがない分、ギャップ制御が難しいので、本発明は効果的である。ただし、封止基板に掘り込みガラスを用いた場合でも、十分に有効である。
【００１５】
なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、薄く、また、ダークスポットの発生を抑えた中空封止構造のＡＭ−ＯＬＥＤ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】
【００１７】
以下、本発明による有機ＥＬ表示装置の実施例を図面を用いて説明をする。
【００１８】
図２は、本発明による有機ＥＬ表示装置の一実施例を示す平面図であり、いわゆるＢＥ型の有機ＥＬ表示装置を示している。
【００１９】
図２において、観察者側となる紙面表側には素子基板１が、紙面裏側には封止基板２がそれぞれ対向して配置され、これら素子基板１と封止基板２はそれらの周辺に形成される環状のシール材３によって密封された外囲器を構成している。
【００２０】
シール材３に囲まれた領域は表示領域ＡＲを構成し、この表示領域ＡＲには、封止基板２と対向する素子基板１側の面において、多数の有機ＥＬ素子４がマトリックス状に配置されて形成されている。
【００２１】
各有機ＥＬ素子４はそれぞれ画素（絵素）を構成し、これら画素は、平面的に観た場合、表示領域ＡＲの図中丸枠Ａを拡大して示した図Ａ'に示すように、発光部ＲＤと発光部ＲＤの周囲に素子分離部ＤＳを有して形成されている。この素子分離部ＤＳは隣接する発光部ＲＤ間の分離を図るようになっている。
【００２２】
図１（ａ）は、有機ＥＬ素子２の断面を示す図で、図２のＩ（ａ）−Ｉ（ａ）線における断面に相当する図である。
【００２３】
発光部ＲＤは、素子基板１側から下部電極２０９、有機発光層２１１、および上部電極２１２の順次積層体からなり、有機発光層２１１がそれに流れる電流に応じて発光するようになっている。
【００２４】
素子分離部は、下部電極２０９と有機発光層２１１の間に、素子分離膜２１０を備えている。この素子分離膜２１０は、ポリイミド、アクリルのような有機絶縁膜か、ＳｉＮのような無機絶縁膜であり、発光部ＲＤの下部電極間の絶縁をすることで、発光部ＲＤの分離を実現している。なお、この素子分離膜２１０として形成した絶縁膜は、表示領域外にも配置されている。
【００２５】
有機発光層２１１からの光は下部電極２０９、素子基板１を通して観察者側に出射するため、上部電極２１２は高反射性のアルミニウムの蒸着膜で構成され、下部電極２０９は高透光性導電膜であるＩＴＯで構成され、素子基板１も高い透光性の無アルカリガラスで構成されている。
【００２６】
図１（ｂ）は、有機ＥＬ素子２の断面を示す図で、図２のＩ（ｂ）−Ｉ（ｂ）線における断面に相当する図である。
【００２７】
素子基板１と封止基板２の間において、周辺を除く領域に表示領域ＡＲが形成され、周辺には、表示領域ＡＲとたとえば僅かな離間を有してシール材３が形成されている。また、封止基板２の素子基板１側の面であって表示領域ＡＲと対向する面、その全域（シール材３に囲まれた領域）にわたって吸湿剤５が形成されている。
【００２８】
各有機ＥＬ素子４の有機発光層２１１が水分の侵入によって特性が劣化することに鑑み、吸湿剤５によって表示領域ＡＲの周辺の空間を乾燥不活性ガス雰囲気とするようにし、有機発光層２１１の特性の安定化を図っている。
【００２９】
まず、素子基板１の表面に下地膜２０１が形成され、この下地膜２０１の表面に島状の半導体層２０２が形成されている。この半導体層２０２はいわゆる薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）ＴＦＴの半導体層となり、たとえば、アモルファスシリコン層を成膜し、エキシマレーザ照射によってポリシリコンに改質させ、その後、パターニングして形成できる。
【００３０】
下地膜２０１の表面には半導体層２０２をも被って絶縁膜２０３が形成され、この絶縁膜２０３は薄膜トランジスタＴＦＴの形成領域においてゲート絶縁膜として機能するようになっている。
【００３１】
また、絶縁膜２０３の表面には半導体層２０２のほぼ中央を横切るようにして薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極２０４が形成されている。このゲート電極２０４は、図示されていないが、映像信号の入力にともない映像信号に応じた電位が印加されるようになっている。
【００３２】
絶縁膜２０３の表面にはゲート電極２０４をも被って層間絶縁膜２０５が形成されている。
【００３３】
層間絶縁膜２０５の表面には、薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層２０２のドレイン領域およびソース領域に、層間絶縁膜２０５および絶縁膜２０３に形成されたスルーホールを通して、電気的に接続されるドレイン電極２０６およびソース電極２０７が形成されている。ドレイン電極２０６は、図示されていないが、後述の有機発光層２１１に電源を供給するための電源供給線に接続されている。
【００３４】
薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極およびソース電極は、バイアスの印加状態によって、それらが入れ替わる性質を有するが、この明細書では、便宜上、電源供給線に接続される側をドレイン電極とする。
【００３５】
層間絶縁膜２０５の表面には、ドレイン電極２０６およびソース電極２０７をも被ってパッシベーション膜２０８が形成されている。
【００３６】
パッシベーション膜２０８の表面には下部電極２０９が形成され、この下部電極２０９の一部はパッシベーション膜２０８に形成したスルーホールを通して薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極２０７と電気的に接続されている。
【００３７】
この下部電極２０９は、表示領域ＡＲ全域にマトリクス状に形成されている。また、発光部ＲＤの間の素子分離部ＤＳには、素子分離膜２１０が形成され、この素子分離膜２１０の開口部が発光部ＲＤとなる。従って、素子分離部ＤＳに周囲が囲まれた発光部ＲＤがマトリクス状に配置されているともいえる。
【００３８】
この素子分離膜２１０の上面、および素子分離膜２１０から露出された下部電極２０９の上面には、有機発光層２１１が形成されている。
【００３９】
有機発光層２１１は、形成するホスト材料自体が発光する場合とホストに微量添加したドーパント材料が発光する場合とがある。ホスト材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体（ＤＰＶＢｉ）、骨格にベンゼン環を有するシロール誘電体（２ＰＳＰ）、トリフェニルアミン構造を両端に有するオキソジアゾール誘電体（ＥＭ２）等がある。また、ドーパント材料としては、キナクリドン，クマリン６，ナイルレッド，ルプレン等がある。
【００４０】
また、この有機発光層２１１は、厳密には、発光層だけでなく、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層のうちのいくつかを伴って形成される場合があるが、この場合においても、この明細書において有機発光層と称し、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等を含んだ概念で記載する。
【００４１】
そして、有機発光層２１１の表面には、上部電極２１２が形成されている。この上部電極２１２は各有機ＥＬ素子４に共通に形成され、したがって素子分離層２１０上にも形成される共通電極を構成し、下部電極２０９に印加される電位に対して基準となる電位が印加されるようになっている。
【００４２】
このように構成された有機ＥＬ素子４は、下部電極２０９と上部電極２１２に印加される電圧に応じて有機発光層２１１に電流が流れることによって、有機発光層２１１が発光するようになる。
【００４３】
そして、有機発光層２１１からの光は透明導電膜からなる下部電極２０９、透光性の材料からなる素子基板１を通して図中下側（矢印方向）に照射されるようになる。
【００４４】
一方、封止基板２があり、この封止基板２の素子基板１側の面には、表示領域ＡＲの全域に対向して吸湿剤５が形成されている。この吸湿剤５は、たとえばゼオライト、ＣａＯが用いられるが、他に化学吸湿性物質粒子、物理吸着物質粒子等であってもよい。
【００４５】
そして、この吸湿剤５は、封止基板２の面に対し、少なくとも発光部ＲＤと対向する部分が素子分離部ＤＳと対向する部分よりも低く形成されている。
【００４６】
換言すれば、吸湿剤５は、表示領域ＡＲに対向する領域の一部に凹部ＤＮＴを備え、平面的に観た場合、凹部ＤＮＴは発光部ＲＤと重なるようにして形成されている。
【００４７】
このように構成された有機ＥＬ表示装置は、吸湿剤５が形成された封止基板２を、各有機ＥＬ素子４が形成された素子基板１に貼り合わせる際に、吸湿剤５の表面に異物が付着していたりあるいは突起が生じていても、これら異物あるいは突起によって有機ＥＬ素子４に損傷を与えない構成となっている。
【００４８】
図３（ａ）に、吸湿剤５が形成された封止基板２と、各有機ＥＬ素子４が形成された素子基板１とを、間隔を空けて貼り合わせた状態を示し、図３（ｂ）に、素子基板１が吸湿剤５に接触した状態を示している。
【００４９】
図３（ａ）において、吸湿剤５の表面において、発光部ＲＤと対向する凹部に異物（突起であってもよい）ＦＯ１が付着し、素子分離部ＤＳと対向する凸部に異物（突起であってもよい）ＦＯ２が付着したとする。
【００５０】
図３（ｂ）に示すように、封止基板２と吸湿剤が接触した場合、その際の圧力によって、吸湿剤５は凹部ＤＮＴを除く凸部（素子分離部ＤＳに対向する部分）において層厚を縮ませるような圧力がかかるが、凹部ＤＮＴの凹面に付着した異物ＦＯ１は有機ＥＬ素子４の表面までの間隔が大きいので、接触しにくくなっている。
【００５１】
一方、素子分離部ＤＳに対向する部分の吸湿剤５に付着された異物ＦＯ２は、素子分離部ＤＳの上面に形成された上部電極２１２、さらに、その下層の有機発光層２１１を貫通させる場合も想定される。しかし、その場合でも、素子分離部ＤＳの上部電極２１２および有機発光層２１１に孔が空くだけで、発光には直接的な影響はない。間接的な影響としては素子分離部ＤＳの孔より水分が発光部ＲＤへ浸入する可能性もあるが、直ぐにダークスポットに成長するわけでないので、仮に、影響があったとしても表示装置の寿命を伸ばす効果はある。
【００５２】
図４は、封止基板２に形成された吸湿剤５の表面に凹部ＤＮＴを形成しない場合を示した図で、図３と対応させて描いたものである。
【００５３】
図４（ａ）に示すように、発光部ＲＤに対向する吸湿剤５の表面に異物ＦＯ１が存在する場合を想定する。
【００５４】
封止基板２を素子基板１に貼り合わせた場合、図４（ｂ）に示すように、吸湿剤５は、素子分離部ＤＳに対向する部分において層厚を縮ませるようにして圧縮し、異物ＦＯ１が付着されている吸湿剤５の表面は、有機ＥＬ素子４側に突き出るようになり、有機ＥＬ素子４の表面に接触するようになる。
【００５５】
そして、異物ＦＯ１が、発光部ＲＤの上面に形成された上部電極２１２、さらに、その下層の有機発光層２１１を貫通させる場合が生じると、図中点線枠Ｂの部分の拡大図Ｂ'に示すように、有機発光層２１１の下層において下部電極２０９が存在していることから、上部電極２１２と下部電極２０９とが接触し、ここにおいて電気的な短絡が生じ、有機ＥＬ素子４に損傷が生じてしまうことになる。
【００５６】
図５は、本発明による有機ＥＬ表示装置の他の実施例を示した説明図で、表示領域ＡＲを平面的に示した図となっている。
【００５７】
上述したように、表示領域ＡＲは、各発光部ＲＤは隣接する他の発光部ＲＤと素子分離部ＤＳを間にして配列させて構成されている。
【００５８】
そして、この表示領域ＡＲと対向して配置される吸湿剤５は、その凹部ＤＮＴを発光部ＲＤと重ねられるように形成するため、凸部ＰＪは素子分離部ＤＳに重ねられるように形成されるようになっている。
【００５９】
しかし、凸部ＰＪは、必ずしも素子分離領域ＤＳの全ての領域に形成する必要はなく、図５に示すように、素子分離領域ＤＳの一部に、たとえば所定数の有機ＥＬ素子４毎に分離させて形成するようにしてもよい。
【００６０】
すなわち、吸湿剤５は、表示領域ＡＲに対向する領域の一部に凹部が備えられ、凹部は、平面的に観て、少なくとも発光部ＲＤと重なるようにして形成されていればよい。
【００６１】
なお、吸湿後も透光性を維持できる吸湿剤５であれば、本発明をＴＥ型に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明による有機ＥＬ表示装置の一実施例を示す要部断面図である。
【図２】本発明による有機ＥＬ表示装置の一実施例を示す全体平面図である。
【図３】本発明による有機ＥＬ表示装置の効果を示す説明図である。
【図４】従来の有機ＥＬ表示装置の不都合を示す説明図である。
【図５】本発明による有機ＥＬ表示装置の他の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１……素子基板、２……封止基板、３……シール材、４……有機ＥＬ素子、５……吸湿剤、２０１……下地膜、２０２……半導体層、２０３……絶縁膜、２０４……ゲート電極、２０５……層間絶縁膜、２０６……ドレイン電極、２０７……ソース電極、２０８……パッシベーション膜、２０９……下部電極、２１０……素子分離膜、２１１……有機発光層、２１２……上部電極、ＡＲ……表示領域、ＲＤ……発光部、ＤＳ……素子分離部、ＰＪ……凸部。
【図１】
2009048860.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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