JP2008016699A - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有機ＥＬ表示装置において、薄膜技術を用いることによって有機ＥＬ膜に対する水分の浸入を防ぐ。
【解決手段】有機ＥＬ膜１１を挟んで下部電極９と上部電極１２が形成され、上部電極１２を覆って、防湿膜１３としての役割を持つＳｉＯｘＮｙをプラズマＣＶＤで形成する。防湿膜１３は有機ＥＬ膜を水分から保護する。防湿膜１３の上に検査用導電膜１４が形成される。検査用導電膜１４と上部電極１２との間に直流または交流の電圧を印加して防湿膜１３の欠陥の有無を検出する。
【選択図】図２

Description

本発明は有機ＥＬ表示装置において、湿気による有機ＥＬ材料の劣化を防止するための、封止技術に関連する。

従来表示装置の主流はＣＲＴであったが、これに替わって、フラットデスプレイ装置である、液晶表示装置、プラズマ表示装置等が実用化され、需要が増大している。さらにこれらの表示装置に加え、有機エレクトロルミネッセンスを用いた表示装置（以下有機ＥＬ表示装置という）や、フィールドエミッションを利用する電子源をマトリクス状に配置して陽極に配置された蛍光体を光らすことによって画像を形成する表示装置（以後ＦＥＤ表示装置という）の開発、実用化も進んでいる。

有機ＥＬ表示装置は（１）液晶と比較して自発光型であるので、バックライトが不要である、（２）発光に必要な電圧が１０Ｖ以下と低く、消費電力を小さくできる可能性がある、（３）プラズマ表示装置やＦＥＤ表示装置と比較して、真空構造が不要であり、軽量化、薄型化に適している、（４）応答時間が数マイクロ秒と短く、動画特性がすぐれている、（５）視野角が１７０度以上と広い、等の特徴がある。

しかしながら、ＥＬ材料は周囲に水分や酸素があった場合、材料に酸化が促進され、ダークスポットが発生したりして発光特性が劣化する。これを対策するため、基板上に配線、スイッチング素子、有機ＥＬ発光層等を形成したあと、該基板の背面に封止のためのガラス基板、あるいは封止缶によって内部を気密にし、内部に乾燥剤を設置して有機ＥＬ材料が形成されている表示装置の内部から湿度を除去することが行われている。

図１２は封止缶１５を用いて封止をした例の断面模式図である。基板１上には、アンダーコート２、配線、スイッチング素子等が形成されるが、図１２では省略してある。有機ＥＬ膜１１は下部電極９と上電極１２に間に電圧を印加することによって発光する。封止缶１５が基板１に封着材１６を用いてとりつけられ、表示装置内の気密を保つ。内部から水分を除去するために、乾燥剤１９が封止缶１５の内側にとりつけられる。乾燥剤１９は例えば、両面粘着テープ１９１によって封止缶１５の内部に固定される。封止缶１５の材料としては例えば、ステンレス等の金属が使用される。乾燥剤１９の材料としては、活性炭、ゼオライト、シリカゲル等が用いられる。

図１３は背面ガラス板１７を用いて表示装置の内部を気密に保つ例である。背面ガラス板１７は基板１とのスペースを保つために、封止枠１８を介して封着材１６によって基板１にとりつけられ、表示装置の内部を気密に保つ。この場合、背面ガラス板１７の内側に乾燥剤１９が両面粘着テープ１９１等で固定される。乾燥剤１９の材料は封止缶１５の場合と同様である。

以上のような従来例は例えば、「特許文献１」、「特許文献２」等に記載されている。

特開平３−２６１０９１号公報 特開２００１−３４５１７５号公報

以上のような封止缶、背面ガラス等を用いて、水分の進入を防ぐ構造をとっても、気密封止は非常に難しい。また、有機ＥＬ基盤は基板完成後に封止をすることになるが、有機ＥＬは熱に弱く、高温を必要とするフリットガラスのような信頼性の高い封止材料を使用できないという問題もある。そして、封止の欠陥があれば、水分が浸入して、有機ＥＬの特性を劣化させることになる。これを対策するため、表示装置内に乾燥剤を設置するが、封止の欠陥が存在すれば、充分な対策とはならない。

また、有機ＥＬ表示装置の利点は、表示装置を薄くできること、また、重量を軽くできることである。しかし、従来技術のように、水分の浸入を防ぐために封止缶を用いたり、背面ガラス基板を用いたりすれば、この分厚さが大きくなり、また、重量も大きくなる。また、表示装置内部に水分を除去するための乾燥剤を用いれば、さらにこの分の厚みを考慮しなければならなくなり、また、重量も大きくなる。このように、封止缶あるいは、背面ガラス基板等を用いて水分の浸入を防いだり、水分の除去をおこなおうとしたりすると、表示装置の厚み、重量と言うような点で、有機ＥＬ表示装置の利点を半減させてしまう。

本発明は以上のような従来技術の問題点を解決するものであって、有機ＥＬ膜の水分からの保護を高い信頼性をもって、可能にするものである。また、薄型軽量という有機ＥＬ表示装置の利点を充分に生かすことができるものである。以下に具体的な手段を示す。

（１）基板に有機ＥＬ膜がマトリクス状に配置され、前記有機ＥＬ膜は下部電極と上部電極の間に存在して、前記下部電極と前記上部電極間に電圧を印加することによって発光して前記基板の画面に画像を形成する有機ＥＬ表示装置であって、
前記上部電極および下部電極は電圧を供給するための端子と接続し、前記上部電極を覆って防湿膜が形成され、前記防湿膜の上には導電膜が形成され、前記導電膜は電圧を供給するための端子を有していることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
（２）前記基板はガラス基板であることを特徴とする（１）に記載の有機ＥＬ装置。
（３）前記有機ＥＬ表示装置はボトムエミッションタイプであることを特徴とする（１）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（４）前記有機ＥＬ表示装置はトップエミッションタイプであることを特徴とする（１）に記載の有機ＥＬ表示装置。
前記導電膜は透明導電膜であることを特徴とする（１）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（６）前記導電膜はＩＴＯ膜であることを特徴とする（１）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（７）前記防湿膜は透明絶縁膜であることを特徴とする（１）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（８）前記防湿膜はＳｉＯｘＮｙで形成されており、ｘおよびｙは任意の数であることを特徴とする（１）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（９）前記防湿膜は多層構造となっていることを特徴とする（１）に記載の有機ＥＬ表示装置。

（１０）基板に有機ＥＬ膜がマトリクス状に配置され、前記有機ＥＬ膜は下部電極と上部電極の間に存在して、前記下部電極と前記上部電極間に電圧を印加することによって発光して前記基板の画面に画像を形成する有機ＥＬ表示装置であって、
前記上部電極および下部電極は電圧を供給するための端子と接続し、前記上部電極を覆って防湿膜が形成され、前記防湿膜の上には導電膜が形成され、前記導電膜は電圧を供給するための端子を有しており、前記ＥＬ表示装置が動作しているときは、前記導電膜に所定の電位が供給されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
（１１）前記所定の電位は表示装置のフレームの電位と同じであることを特徴とする（１０）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（１２）前記所定の電位は前記上部電極に印加される電位と同じであることを特徴とする（１０）に記載の有機ＥＬ装置。

（１３）基板に有機ＥＬ膜がマトリクス状に配置され、前記有機ＥＬ膜は下部電極と上部電極の間に存在して、前記下部電極と前記上部電極間に電圧を印加することによって発光して前記基板の画面に画像を形成する有機ＥＬ表示装置であって、
前記上部電極および下部電極は電圧を供給するための端子と接続し、前記上部電極を覆って防湿膜が形成され、前記防湿膜の上には導電膜が形成され、前記導電膜は電圧を供給するための端子を有しており、前記有機ＥＬ膜が形成された範囲には機械的な保護部材が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
（１４）前記機械的な保護部材はポッティングによって形成された有機樹脂であることを特徴とする（１３）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（１５）前記機械的な保護部材は缶状の金属部材であることを特徴とする（１３）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（１６）前記機械的な保護部材はガラス板状のものを含むことを特徴とする（１３）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（１７）前記機械的な保護部材は透明プラスチック板状のものを含むことを特徴とする（１３）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（１８）前記機械的な保護部材である缶状の金属部材の内側は気密封止され、かつ、乾燥剤が設置されていることを特徴とする（１３）に記載の有機ＥＬ表示装置。
（１９）前記ガラス板状のものを含む機械的な保護部材の内側は気密封止され、かつ、乾燥剤が設置されていることを特徴とする（１３）に記載の有機ＥＬ表示装置。

上記手段による効果は次のようである。

手段（１）ないし（９）によれば、有機ＥＬ膜および有機ＥＬ膜上の上部電極を覆って、防湿膜を形成し、さらにその上に検査用導電膜を形成しているので、封止缶あるいは、封止のための背面ガラス基板等を用いることが必須ではなくなるので、薄型、軽量という有機ＥＬ表示装置に利点をフルに生かすことが出来る。さらに、前記有機ＥＬ膜上の上部電極と検査用導電膜との間に直流または交流電圧を印加することによって、前記防湿膜の欠陥の有無を検査することができるので、欠陥品の出荷を排除することができる。さらに検査方法によっては、欠陥の場所も検出可能であるので、欠陥の修復も可能となる。

手段（１０）ないし（１２）によれば、有機ＥＬ表示装置が動作している間は検査用導電膜に所定の電圧を印加するので、有機ＥＬ表示装置が検査用導電膜の影響を受けて不安定になるということが無くなる。

手段（１３）ないし（１９）によれば、有機ＥＬ表示装置において有機ＥＬ膜等が形成された面にはは機械的な保護部材が形成されているので、有機ＥＬ膜等の画像表示のための素子が機械的に破壊されることを防止することができる。また、手段（１８）および（１９）によれば、従来の封止手段に加えて、防湿膜を設置したので水分に対する２重の防護手段を設けることになり、表示装置の信頼性がさらに向上する。

実施例にしたがって、本発明の詳細な内容を開示する。

図１は、本実施例による基板の平面図である。基板の中央の大部分には表示領域２１が形成されている。この表示領域の両側に走査信号駆動回路２２、２３が配置されている。各走査信号駆動回路２２、２３からはゲート信号線が延在している。左側の走査信号駆動回路２２からのゲート信号線２４と右側の走査信号駆動回路２３からのゲート信号線２５とは交互に配置されている。

表示領域２１の下側には映像信号駆動回路２６が配置され、このデータ信号駆動回路からは表示領域２１側にデータ信号線２７が延在している。表示領域２１の上側には電流供給母線２８が配置され、この電流供給母線２８からは表示領域２１側に電流供給線２９が延在している。

データ信号線２７と電流供給線２９は交互に配置され、これにより、これらデータ信号線２７、電流供給線２９、および前記ゲート信号線２４、ゲート信号線２５で囲まれた各領域において一つの画素ＰＸの領域を構成する。

表示領域の上側にはコンタクトホール群３０が形成されている。コンタクトホール群３０は表示領域全域に形成される有機ＥＬ膜１１の上部電極１２を、絶縁膜の下に形成されていて端子まで延在する配線と電気的に接続する役割をもつ。表示領域の下側には端子３１が形成され、これらの端子３１から走査信号、データ信号、有機ＥＬ膜１１に対する陽極電位、陰極電位等が供給される。

端子部を除く基板全面に外部からの水分を防止するための防湿膜１３が形成される。この防湿膜１３は絶縁膜である必要がある。この防湿膜１３は有機ＥＬ膜１１に水分が浸入するのを防ぐための充分な封止効果が必要である。この目的のためにはＳｉＯｘＮｙが適している。ｘおよびｙは任意の数値である。すなわち、ＳｉＯ２またはＳｉＮ単独の膜でもよいが、ＳｉＯ２のみだとピンホールが出やすく、ＳｉＮのみであると色がつきやすいという点に注意が必要である。ＳｉＯｘＮｙはプラズマＣＶＤによって、1ミクロンないし２ミクロンの厚さに形成される。このように膜を厚くするのは、膜欠陥の発生をできるだけ避けるためである。この場合、端子部にはＳｉＯｘＮｙの付着を防がなければならないため、プラズマＣＶＤを行う際には端子部をマスクしておこなう。

次に防湿膜１３上のほぼ全面に検査用導電膜１４を例えば、スパッタリングにより３０ｎｍ以上の厚さに形成する。検査用導電膜１４が端子部に付着することを防止するため、端子部をマスクしてスパッタリング等をおこなう。ただし、検査用導電膜用の端子１４１が必要であるので、この端子のスパッタリングによって形成する。

図２は図１に示す画素ＰＸ部分の断面図であり、いわゆるボトムエミッションタイプの断面構造を示す。図２は薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）をスイッチング素子として有機ＥＬを駆動する表示装置の画素部の断面図である。図２において、ガラス基板１の上に、アンダーコート２が施されている。このアンダーコート２はガラス基板１からの不純物がＴＦＴや有機ＥＬを汚染するのを防止する役目を有する。半導体膜３にはソース部、チャンネル部、ドレイン部が形成されている。半導体膜３を覆ってゲート絶縁膜４が形成されており、このゲート絶縁膜４の上にはゲート電極５が形成され、このゲート電極５を覆って層間絶縁膜６が形成される。この層間絶縁膜６の上には、ＳＤ配線７が形成されるが、このＳＤ配線７は層間絶縁膜６に形成されたスルーホールを通して、半導体膜３に形成されているソース部またはドレイン部と接続し、ＴＦＴから信号を取り出す役割をもつ。このＳＤ配線７を覆って、ＴＦＴ全体を保護するためのパッシベーション膜８が形成される。有機ＥＬ膜１１の下部電極９となる、透明電極ＩＴＯがパッシベーション膜８上に形成されるが、この透明電極はパッシベーション膜８に形成されたスルーホールを介してＳＤ配線７とつながる。

さらに、透明電極およびパッシベーション膜８上には、各画素を分離するためのバンク１０が形成される。バンク１０が形成されていない部分には発光部である有機ＥＬ膜１１が堆積される。そして、有機ＥＬ膜１１上には上部電極１２となる金属層が形成される。有機ＥＬ膜１１は一般には複数層となっているが、陰極と陽極の間に電圧を印加することによって発光する。ここで、下部電極９は透明電極で形成されており、パッシベーション膜８、層間絶縁膜６、アンダーコート２いずれも透明であるので、有機ＥＬ膜１１で発した光は図１２の矢印Ｌの方向に向かう（ボトムエミッション）。一方、上部電極１２へ向かう光は上部電極１２である金属で反射されてやはり図１１の矢印Ｌの方向に向かうことになる。

そして、上部電極１２の上には防湿膜１３であるＳｉＯｘＮｙが1ミクロンないし２ミクロンの厚さで、プラズマＣＶＤ法により形成されている。防湿膜１３の上には検査用導電膜１４が３０ｎｍ以上の厚さにスパッターリングによって形成されている。検査用導電膜１４は大気中に安定して存在できる導電膜であればなんでもよいが、例えば、ＩＴＯ膜、ＩＺＯ膜、ＷＯ_３膜、またはＭｏＯ_３膜等が使用される。

図３は発光部となる有機ＥＬ膜１１部分の１例である断面模式図を示す。図３において、透明電極である下部電極９の上にホール注入層１１１が５０ｎｍ、ホール輸送層１１２が４０ｎｍ、発光層１１３が２０ｎｍ、電子輸送層１１４が２０ｎｍ、電子注入層１１５が０．５ｎｍの厚さで形成される。上部電極１２はＡｌのスパッター膜が１５０ｎｍ程度形成される。有機ＥＬ膜１１は水分が存在すると変質して発光特性を劣化させるので、有機ＥＬ膜１１は水分に曝されないように保護する必要がある。本発明による有機ＥＬ膜１１の上部電極１２上に形成された防湿膜１３は有機ＥＬ膜１１を水分の浸入から防止する。

従来は有機ＥＬ膜１１への水分の浸入は有機ＥＬ膜１１やスイッチングのためのＴＦＴ等が形成された基板１の背後に封止缶１５や背面ガラス板１７等をとりつけることによって、表示装置の内部を水分の浸入から防いできた。しかし、封止缶１５の設置あるいは背面ガラスの設置は表示装置の全体厚さを大きくするとともに、重量も大きくなる。本発明は基板１に形成された有機ＥＬ膜１１等を防湿性の膜によって完全に覆うことで、基板１の背面に形成された封止缶１５や背面ガラス板１７等を省略することにより、表示装置の全体厚さを小さくするとともに、重量を軽減し、有機ＥＬ本来の利点を発揮するものである。

防湿膜１３には上述のように、プラズマＣＶＤで形成された膜厚１ミクロンないし２ミクロンのＳｉＯｘＮｙが使用される。ＳｉＯｘＮｙは防湿特性が優れたものであるが、この防湿膜１３にピンホール等の欠陥があれば、その欠陥部分から水分が浸入して有機ＥＬ膜１１を劣化させる。

本発明においては、防湿膜１３の上にさらに検査用導電膜１４を形成する。図２に示すように、有機ＥＬ膜１１以下の層は、有機ＥＬ膜１１の上部電極１２によって全面が覆われている。これを覆って、防湿膜１３が形成され、防湿膜１３を覆って、検査用導電膜１４が形成されることになる。そして、本発明においては、この検査用導電膜１４および前記上部電極１２を用いることによって、防湿膜１３に欠陥があるか否かを検査することができる。

本発明の構成においては、図４に示すように、少なくとも３種類の検査方法を適用することができる。第１の検査方法は、図４に示すように、上部電極１２と検査用導電膜１４の間に直流電圧を印加することである。ＳｉＯｘＮｙ膜は優れた絶縁特性を持つので、通常は直流電流が流れることは無い。しかし、ＳｉＯｘＮｙ膜に欠陥があればその部分で直流電流が流れることになり、容易に欠陥の有無を検出することができる。

第２の検査方法は図４に示すように、上部電極１２と検査用導電膜１４の間に交流電圧を印加し、ＣＲメーターによって、インピーダンスと電流電圧間の位相差を測定することによって、防湿膜１３であるＳｉＯｘＮｙ膜の欠陥の有無を検出するものである。この場合、欠陥がなければ、電圧と電流の位相差は９０度である。そして、欠陥があれば、位相差は急激にゼロに近づく。第１の検査方法に比べて第２の検査方法の有利な点は、インピーダンスおよび電流電圧間の位相差の周波数特性を測定することによって、防湿膜１３の欠陥の数、程度等をある程度推測することができるという点である。また、上部電極１２と検査用導電膜１４との間には防湿膜１３を挟んで大きな容量が存在することになるが、この第２の検査方法によってインピーダンスあるいは容量を測定することによって、ＳｉＯｘＮｙ膜の管理をすることも出来る。

第３の検査方法は、やはり、図４に示すように、ＰＨＥＭＯＳなる検査方法を用いるものである。ＰＨＥＭＯＳ検査方法は半導体の技術分野ではすでに用いられている。すなわち、上部電極１２と検査用導電膜１４との間に直流電圧を印加した場合、防湿膜１３に欠陥が存在すれば、その欠陥部分において、検査用導電膜１４と有機ＥＬ膜１１の間に電流が流れるが、その電流が流れた部分から微弱な赤外線が放射される。ＰＨＥＭＯＳでは、この微弱な赤外線をＣＣＤカメラ４１で検出することによって、欠陥の存在を検出するものである。ＰＨＥＭＯＳを本発明の検査に使用することよる有利な点は、欠陥の存在のみでなく、どの部分に欠陥が存在するかも検出することができることである。ＰＨＥＭＯＳでは欠陥の位置がわかるので、欠陥の修復が可能であるとともに、欠陥を生じさせる工程の調査も可能である。

以上のように、本発明を用いれば、製品を出荷する前に、その製品の防湿効果に欠陥がないものか否かを検査することが可能であり、製品の信頼性を著しく増すことができる。さらに、検査方法によっては、欠陥の位置、さらには、防湿膜１３の製作に関連する工程の管理まで可能になる。

一方、表示装置として動作している場合、検査用導電膜１４がフロート電位では不安定であり、有機ＥＬの動作に悪影響を与える。本発明では、出荷前の欠陥検査後は検査用導電膜１４をアース電位（フレームと同じ電位）とするか、有機ＥＬ膜１１の上部電位と同一電位にすることによって、動作の不安定を回避する。ここで、検査用導電膜１４には、検査用導電膜端子１４１から電位を供給することができる。検査用導電膜端子１４１へは、通常のフレキシブル配線基板を設置する際に他の端子と同時に接続し、所定の電圧を印加すればよい。

本発明においては、検査時に検査用導電膜１４に直流または交流電圧を印加するため、あるいは、動作中にアース電位（フレーム電位）等を印加するために、検査用導電膜１４に検査用導電膜端子１４１が設けられる。この検査用導電膜端子１４１は、表示装置の他の端子と同じ辺に設けられる。このようすにすれば、他の端子をＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）等によって、外部回路と接続するときに同時に接続することが出来る。

実施例１においては、防湿膜１３であるＳｉＯｘＮｙはプラズマＣＶＤ法によって、１ミクロンないし２ミクロン形成している。本発明の実施において、最も重要な点はこの防湿膜１３にピンホール等の欠陥が生じないようにすることである。防湿膜１３を２回に分けて形成することにより、この欠陥が存在する確率を大幅に減らすことができる。すなわち、同じ膜を同一の条件で連続して堆積すれば、ピンホールも同じ場所に連続して形成される。しかし、同一膜の堆積であっても、一度工程を中断して再び膜の堆積を開始すれば、同一場所にピンホールが形成される確率を下げることができる。すなわち、同じ２ミクロンの厚さの膜であっても、例えば、１ミクロンずつ分けて堆積することによって、膜の厚さ方向に貫通するピンホールの存在の確率を小さくすることができる。つまり、積層膜の場合、膜にピンホールがあっても、同一箇所にピンホールが存在しなければ防湿効果は保てるからである。

同一の膜であっても、複数の膜に分けて形成することによって、ピンホールの確率が減少するのであるから、別な性質の膜を複数層形成すれば、さらにピンホールの確率を減らすことができる。例えば、防湿膜１３としてＳｉＯｘＮｙを１ミクロン堆積したあと、ＳｉＯ２膜を１ミクロン、スパッタリングで形成する。ピンホールは種々の原因によって発生するが、その原因は形成方法によって異なる場合が多い。例えば、プラズマＣＶＤによるピンホールの発生原因とスパッタリングによるピンホールの発生原因は異なるため、別なプロセスを用いて成膜すれば、同一箇所にピンホールが発生する確率は非常に小さくなる。

ピンホールの発生原因は堆積された膜の材料によっても異なる。例えば、同じプラズマＣＶＤによって、膜を形成した場合であっても、同一膜を２ミクロン形成するよりも、ＳｉＯｘＮｙ膜を１ミクロン形成し、他の膜、例えば、ＳｉＮ膜を１ミクロン形成したほうが、同一箇所にピンホールが形成される確率は小さくなる。

本実施例のように、防湿膜１３を複数層に分けて形成することにより、防湿膜１３を貫通するピンホールを抑制することがで、防湿効果を上げることができる。

実施例１においては、いわゆるボトムエミッションタイプの有機ＥＬ表示装置を例にとって説明したが、本発明はいわゆるトップエミッションタイプの有機ＥＬ表示装置に対しても適用することができる。トップエミションタイプの利点はボトムエミッションタイプの場合に比較して発光部分の面積を大きくとることができることである。

図５は、トップエミッションタイプの有機ＥＬ表示装置における、図１に示す画素ＰＸ部分の断面図である。図５において、パッシベーション膜８の形成までは図２に示すボトムエミッションタイプの構造と同じである。図５においては、トップエミションタイプの利点を生かして発光部分を大きくとるため、ＴＦＴの上方にも発光部分を形成している。ただし、ＴＦＴの上方にも発光部を形成するためには、ＴＦＴの上方にも有機ＥＬの下部電極９を形成し、しかも、この下部電極９は平坦でなければならない。下部電極９を平坦にするためには下部電極９の下地となるパッシベーション膜８が平坦でなければならない。このために、パッシベーション膜は２層構造とし、下層８１はＳｉＮ等の無機膜を使用し、上層８２は有機膜を用いて平坦な膜を形成する。

図５における下側電極はトップエミションタイプにおいては、有機ＥＬ膜１１の陰極となるので、仕事関数の小さい、例えば、ＡｌまたはＡｌ合金等で形成される。下側電極の上には有機ＥＬ膜１１が蒸着等で形成される。有機ＥＬ膜１１は一般には積層膜が使用されるが、この積層構造はボトムエミッションタイプの場合とは異なっている。有機ＥＬ膜１１の上には上部電極１２が形成される。トップエミッションタイプでは陽極を通して光が出て行くので、透明である必要がある。したがって、陽極材料としてはＩＴＯ、ＩＺＯ、ＷＯ_３、またはＭｏＯ_３等が適している。

上部電極１２の上には防湿膜１３が1ミクロンないし２ミクロン程度形成される。形成方法は実施例１と同じである。ただし、トップエミッションタイプでは防湿膜１３は透明であることが必須である。実施例で用いたＳｉＯｘＮｙは透明であるので、本実施例でも好適な材料である。ＳｉＯ２、ＳｉＮ等も透明であるので、本実施例で使用することもできる。ただし、ＳｉＮは成膜条件によっては着色する場合もあるので注意が必要である。

防湿膜１３に上には検査用導電膜１４が形成されることは実施例１と同じである。ただし、トップエミッションタイプにおいては、この検査用導電膜１４は透明電極であることが必須である。この目的には、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＷＯ_３、またはＭｏＯ_３等が適している。そして、この検査用導電膜１４には検査のための端子を形成しておくことは実施例１と同じである。

図６はトップエミッションタイプの有機ＥＬ表示装置における発光部となる有機ＥＬ膜１１の膜構造を示す。図６において、下部電極９であるＳＤ配線層７の上に電子注入層１１６が形成される。電子注入層１１６は、例えば、ＬｉＦを０．５ｎｍ真空蒸着によって形成する。電子注入層１１６の役割は下部電極９である陰極からの電子の注入を容易にするものである。電子注入層１１６の上には電子輸送層１１７が形成される。電子輸送層１１７は例えば、真空蒸着によりトリス（８−キノリノール）アルミニューム（以下Ａｌｑと略す）を２０ｎｍの厚さに形成する。この層の役割は電子を発光層１１８まで、出来るだけ抵抗なしに、効率よく運ぶ役割を持つ。その上には発光層１１８が形成される。この発光層１１８において、電子とホールが再結合することによるＥＬ発光が生ずる。発光層１１８は、例えば、Ａｌｑとキナクリドン（Ｑｃと略す）の共蒸着膜を２０ｎｍの厚さに形成する。ＡｌｑとＱｃの蒸着速度の比は４０：１である。発光層１１８の上にはホール輸送層１１９が形成される。このホール輸送層１１９は陽極から供給されたホールをできるだけ抵抗無しに効率よく発光層１１８に運ぶ役割をもつ。ホール輸送層１１９はα―ＮＰＤを蒸着により５０ｎｍの厚さに形成する。ホール輸送層１１９の上にはホール注入層１２０が形成される。このホール注入層１２０は、陽極からのホールの注入を容易にするものである。ホール注入層１２０は銅フタロシアニンを蒸着により５０ｎｍの厚さに形成する。ホール注入層１２０の上に陽極である、上部電極１２が形成される。なお、ホール注入層１２０と上部電極１２の間に、バッファー層として透明金属酸化物をＥＢ蒸着等によって１５ｎｍの厚さに形成する場合もある。このバッファー層としての金属酸化物の材料としてはＶ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ_３、またはＭｏＯ_３等があげられる。バッファー層の主たる役割は陽極材料とスパッタリングするさいに、有機ＥＬ膜１１がダメージを受けるのを防止するためである。

このようにして製作された表示装置を出荷前に防湿膜１３に欠陥が無いか否かを検査用導電膜１４および有機ＥＬ膜１１の上部電極１２を利用して検査する。検査方法は実施例１と同じである。さらに、防湿膜１３を多層構造にする、あるいは、複数の材料を用いた多層構造にすることで、防湿膜１３のピンホール等を防止して、防湿効果の信頼性を上げることが出来る点は実施例２に記載したことと同じである。

実施例１ないし３においては、本発明の利点を最大限生かすために、従来用いられてきた封止缶１５、背面ガラス板１７等は使用していない。しかし、有機ＥＬ膜１１等を機械的に保護するために保護構造が必要な場合がある。

本実施例では図１の基板の平面図において、表示装置の有効画面部の周りに、端子部を検査用導電膜の端子部除いて、シール部を形成し、このシール部に保護部材を接着する。図７は保護部材として封止缶１５を用いた例であり、図８は保護部材として背面透明板を用いた例である。図７も図８も乾燥剤１９は用いていない。本実施例では防湿効果は主として、有機ＥＬ膜１１の上部電極１２の上に形成された防湿膜１３に持たせているので、背面透明板はガラス板に限る必要は無く、重量の軽いプラスチックでもよい。また、図８において、封止枠１８は柱上のものを図示したが、実施例での基板１と背面透明板との間隔は小さくてよいので、ビーズ状のスペーサでもよい。

本実施例においては、防湿効果は主として防湿膜１３に持たせているので、表示装置の背面は機械的な保護を施せばよい。したがって、図７または図８のような、固定的な容器を用いる必要は無く、図９に示すような有機樹脂４０をポッティングしてもよい。ただし、熱硬化性の樹脂を用いる場合、この樹脂４０は８０℃以下で効果するようなものであることが望ましい。また、紫外線硬化樹脂を用いる場合、有機ＥＬ膜１１に紫外線が照射されないように注意する必要がある。紫外線は有機ＥＬ膜１１を損傷させるからである。実施例１で示したようなボトムエミッションタイプの場合、有機ＥＬ膜１１は金属膜である上部電極１２によって覆われている。したがって、紫外線をポッティング樹脂４０の方向から照射する場合は、上部電極１２が有機ＥＬ膜１１を保護することになるので、紫外線硬化樹脂を用いることは容易である。

実施例１なし５は有機ＥＬ膜１１に対する防湿効果は有機ＥＬ膜１１の上部電極１２上に形成された防湿膜１３のみに持たせた場合である。本発明は表示装置を薄くかつ軽量にできるという有機ＥＬ表示装置の利点を最大限にいかすことができるものである。そして、本発明では、この防湿膜１３に欠陥があるか否かについても検査することができる。しかし、上部電極１２の上に形成された防湿膜１３のピンホール等を完全に除去できないような場合、表示装置の背面に封止缶１５または、背面ガラス板１７等を設置して封止をし、防湿効果をより完全にすることができる。

図１０に封止手段として封止缶１５を用いた場合、図１１に背面ガラス板１７を用いた場合を示す。図７および図８と異なる点は図１０および図１１では乾燥剤１９を用いている点である。表示装置の内部の水分を除去するためである。本実施例では、有機ＥＬ膜１１に対して、封止缶１５または背面ガラス板１７による封止と防湿膜１３による封止の２重封止構造となっている。

本実施例においても、封止缶１５、背面ガラス板１７等を取り付ける前に、直流抵抗の測定による防湿膜１３の欠陥の検出、交流電圧を印加することによるインピーダンスおよび位相差を測定することによる防湿膜１３の欠陥および、防湿膜１３の管理、ＰＨＥＭＯＳ法による防湿膜１３に欠陥および欠陥位置の検出等を実施できることはいうまでもない。

本実施例は従来技術に比較して、防湿膜１３の形成、検査用導電膜１４の形成等、工程が多いだけ、コストが上昇するが、製品で最も重要な信頼性の確保ができる点で大きな効果がある。封止缶１５、または、背面ガラス板１７等による封止では、８０℃以上の熱効果性樹脂を封着材１６に用いることは困難なこと、紫外線効果樹脂を用いる場合は、有機ＥＬに紫外線が照射されないようにする必要がある等、技術的に困難な課題があることを考慮すれば、２重封止の構造は実用上大きな効果がある。

本発明の表示装置の平面図である。 実施例１における画素の断面図である。 実施例１における有機ＥＬ膜の膜構造である。 本発明を用いた検査方法に概念図である。 実施例３における画素の断面図である。 実施例３における有機ＥＬ膜の膜構造である。 実施例４の例による断面模式図である。 実施例４の他の例による断面模式図である。 実施例４のさらに他の例による断面模式図である。 実施例４の例による断面模式図である。 実施例４の他の例による断面模式図である。 従来例による断面模式図である。 他の従来例による断面模式図である。

符号の説明

１…基板、２…アンダーコート、 ３…半導体膜、 ４…ゲート絶縁膜、 ５…ゲート電極、 ６…層間絶縁膜、 ７…ＳＤ配線、 ８…パッシベーション膜、 ９…下部電極、 １０…バンク、 １１…有機ＥＬ膜、 １２…上部電極、 １３…防湿膜、 １４…検査用導電膜、 １５…封止缶、 １６…封着材、 １７…背面ガラス板、 １８…封止枠、 １９…乾燥剤、 １４１…検査用導電膜端子、 １９１…両面粘着テープ

Claims (19)

1. 基板に有機ＥＬ膜がマトリクス状に配置され、前記有機ＥＬ膜は下部電極と上部電極の間に存在して、前記下部電極と前記上部電極間に電圧を印加することによって発光して前記基板の画面に画像を形成する有機ＥＬ表示装置であって、
   前記上部電極および下部電極は電圧を供給するための端子と接続し、前記上部電極を覆って防湿膜が形成され、前記防湿膜の上には導電膜が形成され、前記導電膜は電圧を供給するための端子を有していることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
2. 前記基板はガラス基板であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
3. 前記有機ＥＬ表示装置はボトムエミッションタイプであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
4. 前記有機ＥＬ表示装置はトップエミッションタイプであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
5. 前記導電膜は透明導電膜であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
6. 前記導電膜はＩＴＯ膜であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
7. 前記防湿膜は透明絶縁膜であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
8. 前記防湿膜はＳｉＯｘＮｙで形成されており、ｘおよびｙは任意の数であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
9. 前記防湿膜は多層構造となっていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
10. 基板に有機ＥＬ膜がマトリクス状に配置され、前記有機ＥＬ膜は下部電極と上部電極の間に存在して、前記下部電極と前記上部電極間に電圧を印加することによって発光して前記基板の画面に画像を形成する有機ＥＬ表示装置であって、
    前記上部電極および下部電極は電圧を供給するための端子と接続し、前記上部電極を覆って防湿膜が形成され、前記防湿膜の上には導電膜が形成され、前記導電膜は電圧を供給するための端子を有しており、前記ＥＬ表示装置が動作しているときは、前記導電膜に所定の電位が供給されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
11. 前記所定の電位は表示装置のフレームの電位と同じであることを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬ表示装置。
12. 前記所定の電位は前記上部電極に印加される電位と同じであることを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬ装置。
13. 基板に有機ＥＬ膜がマトリクス状に配置され、前記有機ＥＬ膜は下部電極と上部電極の間に存在して、前記下部電極と前記上部電極間に電圧を印加することによって発光して前記基板の画面に画像を形成する有機ＥＬ表示装置であって、
    前記上部電極および下部電極は電圧を供給するための端子と接続し、前記上部電極を覆って防湿膜が形成され、前記防湿膜の上には導電膜が形成され、前記導電膜は電圧を供給するための端子を有しており、前記有機ＥＬ膜が形成された範囲には機械的な保護部材が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
14. 前記機械的な保護部材はポッティングによって形成された有機樹脂であることを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬ表示装置。
15. 前記機械的な保護部材は缶状の金属部材であることを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬ表示装置。
16. 前記機械的な保護部材はガラス板状のものを含むことを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬ表示装置。
17. 前記機械的な保護部材は透明プラスチック板状のものを含むことを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬ表示装置。
18. 前記機械的な保護部材である缶状の金属部材の内側は気密封止され、かつ、乾燥剤が設置されていることを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬ表示装置。
19. 前記ガラス板状のものを含む機械的な保護部材の内側は気密封止され、かつ、乾燥剤が設置されていることを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬ表示装置。
    

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