JP2011028887A - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光特性の劣化が少なく、機械的な強度がすぐれ、かつ、信頼性の高い固体封止方式の有機ＥＬ表示装置を実現する。
【解決手段】有機ＥＬ層１１４の上に配置された上部電極１１５の上に、熱可塑性接着材５２と水分に対するバリア層５３を有するラミネートフィルム５０を配置する。表示領域周辺のシール部においては、ラミネートフィルム５０の端部と素子基板１００の間は金属アルコキシドによって形成された金属酸化膜３０のみが存在している。有機ＥＬ素子は無機膜でのみ囲まれているので、外部からの水分の進入を阻止することが出来る。また、シール部は無機膜のみで形成されており、水分に対するシール効果が大きいので、シール部の幅を小さくすることが出来る。
【選択図】図１

Description

本発明は表示装置に係り、特に水分による有機ＥＬ素子の劣化を防止する構成を有する有機ＥＬ表示装置に関する。

有機ＥＬ表示装置では下部電極と上部電極との間に有機ＥＬ層を挟持し、上部電極に一定電圧を印加し、下部電極にデータ信号電圧を印加して有機ＥＬ層の発光を制御する。下部電極へのデータ信号電圧の供給は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を介して行われる。有機ＥＬ層は、発光層の材料によって赤、緑、青の発光を行う。このような有機ＥＬ層とＴＦＴを有する画素をマトリクス状に配置し、各画素の発光を制御することによって画像を形成する。

有機ＥＬ表示装置には、有機ＥＬ層から発光した光を、有機ＥＬ層等が形成されたガラス基板方向に取り出すボトムエミッション型と、有機ＥＬ層等が形成されたガラス基板と逆の方向に取り出すトップエミッション型とがある。トップエミッション型はＴＦＴが形成された領域の上にも発光領域を形成できるという利点がある。

有機ＥＬ表示装置に使用される有機ＥＬ材料は水分が存在すると発光特性が劣化し、長時間動作をさせると、水分によって劣化した場所が発光しなくなる。これは表示領域のダークスポットとして現れる。このダークスポットは時間の経過とともに成長し、画像の欠陥となる。なお、画面の周辺で発光しない領域が増加するエッジグロースという現象も水分の影響によって生ずる。

ダークスポット等の発生、あるいは成長を防止するためには、有機ＥＬ表示装置内への水分の浸入の防止、あるいは、浸入した水分を除去する必要がある。このために従来は、有機ＥＬ層が形成された素子基板を周囲に設置したシールを介して、封止基板によって封止し、外部から有機ＥＬ表示装置内への水分の浸入を防止する技術が開発されてきた。封止された内部の空間にはＮ_２等の不活性ガスを充填する。一方、有機ＥＬ表示装置内に進入した水分を除去するために、有機ＥＬ表示装置内に乾燥剤を設置する。これを中空封止型有機ＥＬ表示装置という。

「特許文献１」にはゾルゲル溶液から得られた主成分を接着材として素子基板と封止基板の周囲をシールする中空封止型の有機ＥＬ表示装置の構成が記載されている。また、「特許文献１」には、シール材の内側に吸湿効果あるいは脱酸素効果を有するゴムを配置して、内部の有機ＥＬ層を保護する構成が記載されている。また、このようなゴム材を封止基板の内壁全体に配置することによって封止基板の機械的な強度を向上させる構成が記載されている。

しかし、中空封止型有機ＥＬ表示装置では、素子基板と封止基板のギャップ調整が難しい、内部への水分の浸入を防止するために、素子基板と封止基板を周辺で接着するシール材の幅を広くとる必要がある、封止剤によって封止するときの、封止剤から放出されたガスによる有機ＥＬ材料の汚染、スループットが低い等の問題がある。さらに完成した有機ＥＬ表示装置において素子基板あるいは封止基板に外力が加わると素子基板と封止基板が接触することによって有機ＥＬ層が破壊されるという問題点を有している。

中空封止型有機ＥＬ表示装置の問題を対策するものとして、「特許文献２」には、封止基板を使用せずに、有機ＥＬ層と上部電極が形成された有機ＥＬ表示パネルの上に無機パッシベーション膜、有機平坦化膜、さらに無機パッシベーション膜を形成することによって水分が浸入することを防止する技術が記載されている。以後このような封止構造を固体封止という。ここで、無機パッシベーション膜にはＳｉＮ膜、ＳｉＯ_２膜等が使用される。

特開２００３−３０８９６４号公報 特開２００７−１５６０５８号公報

「特許文献１」には、有機ＥＬ装置の対衝撃性を向上させるため、あるいは、曲げ強度を向上させるために、ゴム材を封止基板の内側にコートする構成が記載されているが、一般には、ゴム材は透明ではないために、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置には使用出来ないという問題を有している。

また、「特許文献１」には、有機ＥＬ層の湿気やガスに対する保護効果を向上させるためにシール部の内側にゴム材を形成する構成も記載されている。しかし、このようなゴム材を使用すると、有機ＥＬ表示装置の表示領域の周辺部の幅、いわゆる額縁を大きくしなければならないという問題を有している。特に小型の有機ＥＬ表示装置では、外形を一定に保ったまま、表示領域を大きくしたいという要請が強いので、いわゆる額縁を大きくしなければならいことは大きな問題となる。

中空封止の問題を対策するものとして、「特許文献２」に記載の固体封止タイプの有機ＥＬ表示装置は、比較的堅牢で、薄い有機ＥＬ表示装置を形成できる可能性がある。しかし、このような有機膜と無機膜の積層構造の場合、無機膜にピンホールが発生しやすい。特に、有機ＥＬ素子が形成された膜表面は、後で説明するバンク等の存在によって表面が凹凸になっているので、下側の無機膜にはピンホールが発生しやすい。無機膜にピンホールが発生すると、このピンホールから水分が浸入し、長時間をかけて有機ＥＬ層に到達し、有機ＥＬ層の発光特性を劣化させる。また、このような無機膜や有機膜は一般にはフォトリソグラフィ工程によって形成されるので、製造コストがかかるという問題を有している。

有機ＥＬ表示装置の他の問題は、表示領域内に形成されている有機ＥＬ層は水分によって劣化するので、有機材料を用いてシール部をシールする場合、水分が有機樹脂をわずかながら透過して、長時間動作させると、水分が有機ＥＬ表示装置内に浸入し、有機ＥＬ層を劣化させるという点である。有機材料を用いたシール部において、水分の透過を少なくするには、シール材の幅を大きくする必要がある。シール材の幅を大きくすると、額縁領域の幅が大きくなり、所定の外形のまま、表示領域を大きくしたいという要請に対する阻害要因となる。

しかしながら、特に固体封止においては、有機材料は、有機ＥＬ層の下側および上側に平坦化膜等として使用されており、シール部のみを有機材料を用いずに無機材料のみで構成するということは従来技術では困難であった。

本発明の課題は、有機ＥＬ層を無機材料のみによってシールし、有機ＥＬ表示装置内への水分の浸入を極力小さくし、寿命特性の良い有機ＥＬ表示装置を実現することである。また、本発明の他の課題は、シール部を無機材料によって、シールすることによって額縁領域の幅を小さくし、所定の外形に対して表示領域の大きさを大きくすることが出来る構成を実現することである。

本発明は上記課題を解決するものであり、具体的な手段は次のとおりである。

（１）下部電極と上部電極に挟持された有機ＥＬ層とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に配置された表示領域を有する素子基板と、前記表示領域を囲むシール部を有する有機ＥＬ表示装置であって、前記表示領域の上には一方の面に熱可塑性接着材を有し、他の面に水分に対するバリア層を有するラミネートフィルムが配置され、前記表示領域の前記上部電極には、前記ラミネートフィルムの前記熱可塑性接着材が接着し、前記表示領域は、前記ラミネートフィルムの端部において、金属アルコキシドをバインダーとして金属酸化物粒子と非水溶媒を用いて混合してなるペーストから固化形成された金属酸化物によってシールされていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。

（２）前記シール部においては、前記素子基板と前記金属アルコキシド入りペーストから固化形成された金属酸化物の間には有機膜が存在しないことを特徴とする（１）に記載の有機ＥＬ表示装置。

（３）前記金属アルコキシドの金属はＡｌであることを特徴とする（１）に記載の有機ＥＬ表示装置。

（４）前記ラミネートフィルムの前記バリア膜はアルミナあるいはシリカの蒸着膜、または、アルミナおよびシリカの共蒸着膜であることを特徴とする（１）に記載の有機ＥＬ表示装置。

（５）下部電極と上部電極に挟持された有機ＥＬ層とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に配置された表示領域を有する素子基板と、前記表示領域を囲むシール部を有する有機ＥＬ表示装置であって、前記表示領域の上には接着材を介して封止基板が接着し、前記表示領域は前記封止基板の端部において、金属アルコキシドをバインダーとして金属酸化物粒子と非水溶媒を用いて混合してなるペーストから固化形成された金属酸化物によってシールされていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。

（６）前記シール部においては、前記素子基板と前記金属アルコキシド入りペーストから固化形成された金属酸化物の間には有機膜が存在しないことを特徴とする（５）に記載の有機ＥＬ表示装置。

（７）前記金属アルコキシドの金属はＡｌであることを特徴とする（５）に記載の有機ＥＬ表示装置。

（８）前記接着材は熱硬化性接着材であることを特徴とする（５）に記載の液晶表示装置。

（９）前記接着材は熱可塑性接着材であることを特徴とする（５）に記載の液晶表示装置。

本発明によれば、水分に対するバリア層を有するラミネートフィルムによって素子基板に形成された有機ＥＬ素子を保護し、ラミネートフィルムの周辺と素子基板の間を金属アルコキシドによって形成された金属酸化物によってシールしているので、水分に対する有機ＥＬ素子の保護効果が高く、寿命の長い有機ＥＬ表示装置を実現することが出来る。

本発明の他の面によれば、水分に対するバリアとして有機ＥＬ素子の上にガラスで形成された封止基板を接着し、封止基板の周辺と素子基板の間を金属アルコキシドによって形成された金属酸化物によってシールしているので、水分に対する有機ＥＬ素子の保護効果が高く、寿命の長い有機ＥＬ表示装置を実現することが出来る。

本発明によれば、シール部を無機膜のみによって構成することが出来るので、額縁の幅を小さくすることが出来、画面の大きさを大きくすることが出来る。また、本発明によれば、低コストで信頼性の高い固体封止構成を実現することが出来る。

実施例１の有機ＥＬ表示装置の断面図である。 実施例１の有機ＥＬ表示パネルの斜視図である。 大気中における金属アルコキシドの反応を示す化学式である。 実施例１の有機ＥＬ表示装置の模式断面図である。 実施例２の有機ＥＬ表示装置の断面図である。 実施例１の有機ＥＬ表示パネルの斜視図である。

以下、実施例によって本発明の内容を詳細に説明する。

図１は本発明による有機ＥＬ表示装置の断面図であり、図２は本発明が適用される有機ＥＬ表示装置の斜視図であり、図３はシール材として使用される金属アルコキシドの反応を示す化学式であり、図４は図２の有機ＥＬ表示装置の短辺方向の断面模式図である。

図２において、ガラスで形成された素子基板１００の上に表示領域２０と端子領域１５が形成されている。表示領域２０は、表面に水分に対するバリア層としてシリカ（ＳｉＯ_２）もしくはアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）の蒸着膜、あるいは、これらの共蒸着膜が形成されたラミネートフィルム５０で覆われている。ラミネートフィルムの基材は例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等で形成される。表示領域２０の周辺は、アルミナを主成分とする無機シール材３０によってシールされている。すなわち、有機膜は水分が透過するので、ラミネートフィルム５０の周辺部は無機シール材３０によってシールされている。後で述べるように、シール材３０は金属アルコキシドによって形成されている。

表示領域２０の外側には端子領域１５が形成されており、端子領域１５には、走査線、映像信号線、電源線等の引き出し線３５が形成され、端子領域１５に形成された端子部２５に接続している。端子部２５から走査信号、映像信号、電源等を供給する。

図１は本発明の構造を示す断面模式図である。図１は、表示領域２０の一部と、シール部と、端子領域１５の断面を示している。なお、以下の説明では、有機ＥＬ表示装置１０はトップエミッションタイプであることを前提として説明するが、本発明はこれに限らず、ボトムエミッションタイプの有機ＥＬ表示装置にも適用することが出来る。

図１の表示領域２０において、ガラスで形成された素子基板１００の上に、ＳｉＮで形成された第１下地膜１０１が形成され、その上にＳｉＯ_２で形成された第２下地膜１０２が形成されている。第１下地膜１０１と第２下地膜１０２の役割は、ガラス基板から析出する不純物が半導体層１０３を汚染して特性を劣化させることを防止することである。

第２下地膜１０２の上には、半導体層１０３が形成されている。本実施例では、半導体層１０３はｐｏｌｙ−Ｓｉによって形成され、厚さは５０ｎｍ程度である。ｐｏｌｙ−Ｓｉ半導体層１０３の形成方法は、まず、ａ−Ｓｉ層を形成し、これを、エキシマレーザ等によってアニールすることによってｐｏｌｙ−Ｓｉ層に変換する。

半導体層１０３の上にはゲート電極１０５が形成される。ゲート電極１０５はゲート配線と同層で形成される。半導体層１０３には、チャンネル部とソース領域、ドレイン領域が形成されるが、このソース領域およびドレイン領域は、ゲート電極１０５をマスクとして半導体層１０３にイオンインプランテーションによって不純物を添加することによって形成される。

ゲート電極１０５を覆って層間絶縁膜１０６がＳｉＮ等によって形成される。層間絶縁膜１０６の上には、ソース配線１０８、ドレイン配線１０７が形成される。本実施例では、映像信号線はドレイン配線１０７と同義である。ソース配線１０８、ドレイン配線１０７には有機ＥＬ層１１４を発光させるための電流が流れるので、抵抗が低い金属であるＡｌが用いられ、厚さも７００ｎｍ程度と、厚く形成される。なお、Ａｌ配線の下層には、Ａｌによる半導体等への汚染を防止するためのバリアメタルがＭｏあるいはＴｉ等の高融点金属で形成され、Ａｌ配線の上方には、Ａｌのヒロックを防止するためのキャップメタルがＭｏあるいはＴｉ等の高融点金属で形成される。

ソース配線１０８およびドレイン配線１０７は、ゲート絶縁膜１０４および層間絶縁膜１０６に形成されたスルーホールを介して、それぞれ、半導体層１０３のソース領域、ドレイン領域と接続する。また、ドレイン配線１０７は、無機シール材３０を通って、端子部２５に延在している。一方、ソース配線１０８は有機ＥＬ層１１４の下部電極１１２と接続する。

ソース配線１０８、ドレイン配線１０７を覆って、無機パッシベーション膜１０９がＳｉＮ等で形成される。無機パッシベーション膜１０９の役割は、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。無機パッシベーション膜１０９の上には、有機パッシベーション膜１１０が形成される。有機パッシベーション膜の役割は、ＴＦＴを保護するとともに、表面を平坦化することである。これによって、有機ＥＬ層１１４を平坦化された面に形成することが可能となり、有機ＥＬ層１１４が断切れを生じたりすることを防止することが出来る。

有機パッシベーション膜１１０の上には、反射膜１１１がＡｌあるいはＡｇ等の反射率の高い金属によって形成される。本実施例における有機ＥＬ表示装置１０は、トップエミッション型なので、反射膜１１１によって有機ＥＬ層１１４で発生した光を図１の上方に反射して光の利用効率を高める。

反射膜１１１の上には、有機ＥＬ層１１４のアノードとなる透明導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）で形成された下部電極１１２を被着する。下部電極１１２となるＩＴＯは、無機パッシベーション膜１０９および有機パッシベーション膜１１０に形成されたスルーホールを介してソース配線１０８と接続する。

下部電極１１２の上には有機ＥＬ層１１４が形成される。有機ＥＬ層１１４は、一般には複数の層で形成されている。例えば、アノード側から、ホール注入層５０ｎｍ、ホール輸送層５０ｎｍ、発光層２０ｎｍ、電子輸送層２０ｎｍ、電子注入層１ｎｍ等である。各層は非常に薄く、５層トータルでも１４０ｎｍ程度である。

なお、下部電極１１２および有機パッシベーション膜１１０の上には、各画素を区画することになるバンク１１３がアクリル樹脂等で形成される。上記のように、有機ＥＬ層１１４の各層は厚さが非常に小さいので、段部があると、この部分で断切れを生ずる。バンク１１３は、特に有機ＥＬ層１１４の端部における断切れを防止する役割を有する。

有機ＥＬ層１１４の上には、カソードとなる上部電極１１５が透明導電膜であるＩｎＺｎＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｃ Ｏｘｉｄｅ）によって形成される。ＩｎＺｎＯもＩＴＯも透明導電膜であるが、アニールする前は、ＩｎＺｎＯのほうがＩＴＯよりも抵抗が低い。有機ＥＬ層１１４は熱に弱いので、有機ＥＬ層１１４を被着した後は、アニールが出来ないので、カソードにＩｎＺｎＯを使用している。

以上によって、通常の有機ＥＬ表示装置１０の素子基板１００側は完成する。有機ＥＬ素子は水分の存在によって発光特性が劣化するので、外気から水分を遮断するための封止が必要となる。本発明は、以上で説明したような有機ＥＬ素子が形成された表示領域２０をラミネートフィルム５０で覆うことによって封止する。

ラミネートフィルム５０は基材がアクリルあるいはポリカーボネート等の透明樹脂フィルムで、表面は、アルミナあるいはシリカ等の蒸着膜、あるいは、アルミナおよびシリカの共蒸着膜によるバリア層５３によって覆われている。アルミナ膜、シリカ膜、あるいは、これらの共蒸着は無機膜であり、水分は透過しない。バリア層５３の効果を確実にするために、バリア層５３は数μｍというように厚く形成される。

このように、バリア層５３は水分を透過しないが、樹脂で形成されたラミネートフィルム基材５１が機械的に伸びたりすると、バリア層５３の一部が破壊し、この部分から水分が浸入する恐れがある。したがって、ラミネートフィルム基材５１は機械的にも強くしておく必要がるので、フィルム厚は５０μｍ程度に厚く形成される。

ラミネートフィルム５０の下側には熱可塑性接着材５２がコートされている。熱可塑性接着剤にはポリプロピレン系の樹脂が使用される。熱可塑性接着剤は１０μｍ〜２０μｍの厚さでラミネートフィルム基材５１に塗布される。このようなラミネートフィルム５０を一般的なラミネータによって有機ＥＬ素子が形成された表示領域２０に貼り付ける。このとき熱可塑性接着材５２が熱によって軟化するので、ラミネートフィルム５０の周辺において、熱可塑性接着材５２が外側にはみ出し、有機ＥＬ素子の側面を覆う。

このように、図１の構成では、有機ＥＬ素子の表面はバリア層５３を有するラミネートフィルム５０によって保護されているので、表面から水分が透過してくることは無い。しかし、有機ＥＬ素子の側面には、バリア層５３は存在せず、熱可塑性接着材５２のみによって覆われている。したがって、この部分から長い期間にわたって水分が浸入し、表示領域２０の周辺の有機ＥＬ素子を劣化させる。

本発明は、図１に示すように、表示領域２０の周辺、すなわち、ラミネートフィルム５０の周辺を無機シール材３０によってシールすることによって、側面からの水分の浸入を防止している。図１において、無機シール材３０はラミネートフィルム５０のバリア層５３の端部を覆い、ラミネートフィルム基材５１、熱可塑性接着材５２の側部を覆い、また、シール部における無機パッシベーション膜１０９を覆っている。

図１において、無機シール材３０の下を、端子と接続するドレイン配線１０７が貫通している。ドレイン配線１０７の下には、第１下地膜１０１、第２下地膜１０２、ゲート絶縁膜１０４、層間絶縁膜１０６が存在し、ドレイン配線１０７の上には、無機パッシベーション膜１０９が存在している。すなわち、シール部は無機材料のみによって形成されている。

このように、無機シール材３０は無機パッシベーション膜の上に直接形成されており、シール部においては、有機膜は存在していない。有機膜はわずかながら、水分を透過する。シール部を有機膜のみによって形成して水分の透過を少なくしようとすると、有機膜の幅を大きくしなければならない。したがって、表示領域２０の周辺の額縁領域が大きくなる。本実施例においては、シール部は水分を透過しない無機材料のみによって形成されているので、額縁領域の幅を小さく抑えることが出来る。

有機材料によってシール材を形成する場合、水分の透過を小さくするために、シール材の幅は１．２ｍｍ以上とする必要があるが、本発明のように、無機材料によって形成すれば、シール材の幅は、０．１ｍｍ以下とすることも可能である。したがって、額縁領域の幅を小さくすることが出来る。

本発明の無機シール材３０の形成方法は次のとおりである。すなわち、金属アルコキシドをバインダとし、充填材をアルミナとし、アルコールを溶媒とした非水溶媒系の無機接着材で表示領域２０の周辺をシールする。バインダの金属アルコキシドは水分を吸収し、アルコールを放出しながらゾル化し、固まっていくので、固化するさい、水を放出しない。したがって、有機ＥＬ素子の特性に悪影響を与えない。

以上で述べた無機接着材が無機シール材３０に変化する状況を化学式で説明したものが図３である。図３（ａ）は金属アルコキシドと水が存在していることを示している。図３（ａ）において、Ｒはアルキル基であり、金属はＡｌである。図３（ａ）のＨ_２Ｏは空気中の水分を示している。図３（ａ）において、金属アルコキシドはペースト状であり、ラミネートフィルム５０の周辺にディスペンサによって塗布することが出来る。

塗布された金属アルコキシドを常温で放置すると、金属アルコキシドは空気中の水分と反応してアルコールを放出し、アルミナとなる。この様子を図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）において、Ｒはアルキル基であり、ＲＯＨはアルコールである。このように、金属アルコキシドは水分を放出せず、逆に水分を吸収しながらゾル化していくので、有機ＥＬ素子には悪影響を及ぼさない。しかも、ゾル化した後の無機シール材３０は無機物であるアルミナのみとなるので、水分に対するバリア性は極めて高い。したがって、本発明による無機シール材３０は有機ＥＬ表示装置１０のシールには極めて好適である。

以上の説明では、金属アルコキシドにおける金属はＡｌを使用しているが、金属アルコキシドにおける金属はこれにかぎらず、例えば、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｓｎ等を使用することが出来る。

図１において、端子領域１５に延在しているドレイン配線１０７は、無機パッシベーション膜１０９と同層で形成された保護膜１０９１、有機パッシベーション膜１１０と同層で形成された保護膜１１０１、バンク１１３と同層で形成された保護膜１１３１によって覆われ、外部雰囲気から保護されている。また、端子部２５に延在したドレイン線は、端子部２５において、下部電極と同層で形成された透明導電膜２５１で覆われ、保護されている。

図４は以上のようにして形成された有機ＥＬ表示装置１０の模式断面図である。図４は図２のＡ−Ａ断面図に相当する。図４において、素子基板１００の上には有機ＥＬ素子が形成されている。有機ＥＬ素子は赤発光層１１４１、緑発光層１１４２、青発光層１１４３の各発光画素を含んでいることを示している。有機ＥＬ素子をラミネートフィルム５０が覆っている。ラミネートフィルム５０はラミネートフィルム基材５１にコートされた熱可塑性接着材５２によって有機ＥＬ素子と接着している。ラミネートフィルム基材５１の上はアルミナあるいはシリカの蒸着膜による水分に対するバリア層５３が形成されている。

ラミネートフィルム５０の周辺は無機シール材３０によって覆われている。無機シール材３０は先に説明したように、Ａｌを金属とする金属アルコキシドで形成されている。図４の状態は、金属アルコキシドと大気中の酸素とが反応し、無機シール材３０がアルミナになった状態である。

図４に示すように、有機ＥＬ素子周辺は無機シール材３０によって完全に覆われているので、周辺から水分が有機ＥＬ素子側に浸入することは無い。また、有機ＥＬ素子の表面は、ラミネートフィルム５０によって覆われ、ラミネートフィルム５０の表面は水分を遮断する無機膜によるバリア層５３でコートされている。したがって、本実施例では、有機ＥＬ素子は無機膜によって完全に囲まれているので、水分に対する遮断性の性能は非常に優れている。

図５は本発明の第２の実施例を示す断面図、図６は第２の実施例による有機ＥＬ表示装置１０の斜視図である。図５における有機ＥＬ素子の部分および端子領域１５の構成は図１と同じであるので、説明を省略する。図５が実施例１の図１と異なるところは、有機ＥＬ素子の表面を水分から保護する構成がラミネートフィルム５０ではなく、ガラスで形成された封止基板２００であるということである。

図５において、上部電極の上には封止基板２００が接着材層６０を介して接着している。接着材には例えば、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂が使用される。 なお、エポキシ樹脂は熱硬化性であるので、素子基板１００と封止基板２００を貼り合わせたあと、素子基板１００および封止基板２００を加熱するとエポキシ樹脂が流動性を生じ、有機ＥＬ素子の上部電極に完全に密着する。また、エポキシ樹脂は加熱されることによって流動性が出るので、端部において、樹脂がはみ出し、これが、表示領域２０の側部を保護する。エポキシ樹脂をさらに温度をあげると硬化して有機ＥＬ表示装置１０が封止されることになる。

このようにして形成された有機ＥＬ表示装置１０は、封止基板２００およびエポキシ樹脂によって保護される。しかし、このような構成の場合、有機ＥＬ素子の側部はエポキシ樹脂のみによって保護されている。エポキシ樹脂はわずかながら水分を透過させるので、長期間の間には水分が有機ＥＬ素子に達し、有機ＥＬ素子の発光特性を劣化させる。

これを防止するために、本実施例では、実施例１と同様に、無機シール材３０を封止基板２００の端部、および、横方向にはみ出したエポキシ樹脂接着材の側部に形成する。無機シール材３０の形成方法は実施例１と同様である。すなわち、ペースト状の金属アルコキシドをディスペンサ等によって、封止基板２００周辺および表示領域２０周辺に塗布する。金属アルコキシドは空気中の水分と図３のような反応を生じ、金属アルコキシドを形成した部分はアルミナのみを成分とする無機シール材３０となる。

無機シール材３０が形成される部分の素子基板１００には、無機パッシベーション膜、層間絶縁膜、ゲート絶縁膜等の無機膜のみが存在しており、有機膜は存在していない。したがって、水分に対するバリア性は非常に優れている。このため、シール部の幅を小さくでき、したがって、有機ＥＬ表示装置１０の額縁領域を小さくすることが出来る。

エポキシ樹脂の形成方法は次ぎのとおりである。すなわち、量を正確にコントロールしたエポキシ樹脂を素子基板１００、あるいは、封止基板２００に滴下し、滴下されたエポキシ樹脂を素子基板１００および封止基板２００によってサンドイッチして、エポキシ樹脂を均等に広げて封止するという方法を適用することが出来る。

以上で説明したエポキシ樹脂は、加熱すると流動化し、さらに加熱すると硬化するという性質を有する熱硬化性の樹脂である。この場合、封止基板２００を素子基板１００に位置決めして貼り合わせたあと、加熱してエポキシ樹脂を流動化し、素子基板１００に形成された有機ＥＬ素子と良くなじませ、その後、さらにエポキシ樹脂の温度をあげるとエポキシ樹脂は仮硬化する。その後、さらに温度をあげて本硬化をさせる。この場合、仮硬化までは素子基板１００と封止基板２００の、貼り合わせ装置にて行い、本硬化は加熱炉にて行うことも出来る。こうすれば、素子基板１００と封止基板２００の貼り合わせ装置を多数用意しなくとも、実用的なタクト時間を確保することが出来る。

図６は実施例２による有機ＥＬ表示装置１０の斜視図である。図６において、素子基板１００の上には封止基板２００が配置されている。素子基板１００も封止基板２００もガラスで形成されているので、表面からの水分の透過は無い。素子基板１００と封止基板２００の板厚は同じでもよいし、異なっても良い。封止基板２００は素子基板１００とは図示しないエポキシ樹脂系接着材で接着している。図６において、素子基板１００の端子領域１５には端子部２５が形成されている。端子領域１５に形成される映像信号線引出し線、走査線引出し線等は図６において省略されている。

本実施例では、ガラスの封止基板２００を用いることは中空封止の場合と同じであるが、本実施例では、素子基板１００と封止基板２００の間にエポキシ樹脂が充填されており、機械的な強度が改善されている。また、本実施例によれば、素子基板１００と封止基板２００が接触したり離れたりした場合に有機ＥＬ層が素子基板１００から剥がれて封止基板２００の方に接着してしまうという中空封止での問題点は存在しない。

図６において、封止基板２００の端部および側部、素子基板１００と封止基板２００を接着する図示しない接着材層６０の外側周辺は金属アルコキシドから形成された無機シール材３０によって覆われている。これによって、素子基板１００に形成された有機ＥＬ素子は、ガラスによる封止基板２００、および、無機シール材３０によって完全に囲まれるので、有機ＥＬ素子は水分から完全に保護される。

封止基板２００に形成する接着材６０はエポキシのみでなく、実施例１で使用したようなポリプロピレン系の熱可塑性の接着材を使用することも出来る。接着材として使用することが出来る他の材料としては、アクリル系、シリコーン系等をあげることが出来る。

熱可塑性の接着材は、熱可塑性の接着材フィルムを封止ガラスに転写して形成する。そして、熱可塑性の接着材が転写された封止基板２００を上部電極まで形成された素子基板１００に真空ラミネータ法を用いて貼り付ける。

以上説明したように、本実施例によれば、有機ＥＬ素子を無機材料によって囲むことにより、外部からの水分の浸入防ぐことが出来るので、有機ＥＬ素子の発光の劣化を防止することが出来、寿命特性の良い有機ＥＬ表示装置１０を実現することが出来る。また、表示領域周辺の額縁領域の幅を小さくすることが出来る。

１０…有機ＥＬ表示装置、 １５…端子領域、 ２０…表示領域、 ２５…端子部、 ３０…無機シール材、 ３５…引出し線、 ５０…ラミネートフィルム、 ５１…ラミネートフィルム基材、 ５２…熱可塑性接着材、 ５３…バリア膜、 ６０…接着材層、 １００…素子基板、 １０１…第１下地膜、 １０２…第２下地膜、 １０３…半導体層、 １０４…ゲート絶縁膜、 １０５…ゲート電極、 １０６…層間絶縁膜、 １０７…ドレイン配線、 １０８…ソース配線、 １０９…無機パッシベーション膜、 １１０…有機パッシベーション膜、 １１１…反射膜、 １１２…下部電極、 １１３…バンク、 １１４…有機ＥＬ層、 １１５…上部電極、 ２００…封止基板、 ２５１…端子部導電膜、 １０９１、１１０１、１１３１…端子保護膜、 １１４１…赤発光層、 １１４２…緑発光層、 １１４３…青発光層。

Claims (9)

1. 下部電極と上部電極に挟持された有機ＥＬ層とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に配置された表示領域を有する素子基板と、前記表示領域を囲むシール部を有する有機ＥＬ表示装置であって、
   前記表示領域の上には一方の面に熱可塑性接着材を有し、他の面に水分に対するバリア層を有するラミネートフィルムが配置され、
   前記表示領域の前記上部電極には、前記ラミネートフィルムの前記熱可塑性接着材が接着し、
   前記表示領域は、前記ラミネートフィルムの端部において、金属アルコキシドをバインダーとして金属酸化物粒子と非水溶媒を用いて混合してなるペーストから固化形成された金属酸化物によってシールされていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
2. 前記シール部においては、前記素子基板と前記金属アルコキシド入りペーストから固化形成された金属酸化物の間には有機膜が存在しないことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
3. 前記金属アルコキシドの金属はＡｌ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. 前記ラミネートフィルムの前記バリア膜はアルミナあるいはシリカの蒸着膜、または、アルミナおよびシリカの共蒸着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。
5. 下部電極と上部電極に挟持された有機ＥＬ層とＴＦＴを有する画素がマトリクス状に配置された表示領域を有する素子基板と、前記表示領域を囲むシール部を有する有機ＥＬ表示装置であって、
   前記表示領域の上には接着材を介して封止基板が接着し、
   前記表示領域は前記封止基板の端部において、金属アルコキシドをバインダーとして金属酸化物粒子と非水溶媒を用いて混合してなるペーストから固化形成された金属酸化物によってシールされていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
6. 前記シール部においては、前記素子基板と前記金属アルコキシド入りペーストから固化形成された金属酸化物の間には有機膜が存在しないことを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ表示装置。
7. 前記金属アルコキシドの金属はＡｌであることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ表示装置。
8. 前記接着材は熱硬化性接着材であることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
9. 前記接着材は熱可塑性接着材であることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。

Images