有機ＥＬ表示装置
【課題】有機ＥＬ層が形成された素子基板を、シール材を介して封止基板によって封止し、表示領域に充填用樹脂が充填された有機ＥＬ表示装置において、充填用樹脂がシール材を覆ってシール不良が発生することを防止する。
【解決手段】ガラスで形成された素子基板１０の表示領域に有機ＥＬ素子３０が形成され、有機ＥＬ素子３０を覆って防湿膜１７が形成されている。素子基板１０に形成された有機ＥＬ素子３０は、フリットガラスによるシール材５０を介して封止基板２０によってシールされている。表示領域においては、充填用樹脂４０が素子基板１０と封止基板２０の間を充填している。充填用樹脂４０がシール材５０を覆うと、シール不良が発生する。これを防止するために、フリットガラスによって、充填用樹脂ストッパー６１を形成し、充填用樹脂がシール材と接触することを防止する。
【解決手段】ガラスで形成された素子基板１０の表示領域に有機ＥＬ素子３０が形成され、有機ＥＬ素子３０を覆って防湿膜１７が形成されている。素子基板１０に形成された有機ＥＬ素子３０は、フリットガラスによるシール材５０を介して封止基板２０によってシールされている。表示領域においては、充填用樹脂４０が素子基板１０と封止基板２０の間を充填している。充填用樹脂４０がシール材５０を覆うと、シール不良が発生する。これを防止するために、フリットガラスによって、充填用樹脂ストッパー６１を形成し、充填用樹脂がシール材と接触することを防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機ＥＬ表示装置に係り、素子基板と封止基板の間に樹脂を充填し、周囲をシール材によって封止することにより有機ＥＬ層への水分の浸入を防止する固体封止の有機ＥＬ表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。これは有機ＥＬ素子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する。ダークスポットの発生、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を防止する必要がある。
【０００４】
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Ｎ２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。
【０００５】
しかし、中空封止型有機ＥＬ表示装置では、乾燥剤を設置するため、額縁幅を広くとる必要がある。また、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。
【０００６】
中空封止の問題を対策するものとして、「特許文献１」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。
【０００７】
「特許文献２」には、素子基板と封止基板の間に接着シートを挟み、外部からの水分の浸入を防ぐ構成が記載されている。「特許文献３」には、素子基板と封止基板の間に接着シートを配置することによって固体封止とし、かつ、周辺をフリットガラスを用いたシール材によって封止する構成が記載されている。また、シール材と充填材としての接着シートとの間に隙間を形成する構成も記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１５６０５８号公報
【特許文献２】特開２００９−１２３６５３号公報
【特許文献３】特開２０１０−８０３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
「特許文献１」の構成は、最外部は防湿膜となっているが、これはＳｉＮ膜等の１μｍ程度の薄膜で形成されているので、外部から機械的な圧力が加わると防湿膜が破壊され、この部分から水分が浸入するという問題がある。また、外力が直接有機ＥＬ層に伝わりやすく、有機ＥＬ層が簡単に破壊されてしまうという問題がある。
【００１０】
「特許文献２」の構成は、接着シートを介してガラスで形成された封止基板によって有機ＥＬ層が形成された素子基板を封止するので、外力に対する有機ＥＬ層の保護機能は優れている。また、接着シートは、封止基板あるいは素子基板に貼り付けるだけでよいので、気泡に注意すれば、生産効率も確保できる。しかし、接着シートはコストが高く、有機ＥＬ表示装置の製造コストを押し上げる。
【００１１】
「特許文献３」に記載の構成は、素子基板と封止基板を周辺のフリットガラスによって封止する構成が記載されているが、素子基板と封止基板の間の充填材としては、接着シートを使用している。しかし、接着シートはコストが高く、有機ＥＬ表示装置の製造コストを押し上げることは、「特許文献２」の場合と同様である。
【００１２】
一方、充填用樹脂を封止基板と素子基板の間に充填することによって固体封止とする方法は、接着シートを使用する場合に比較して製造コストは抑えることが出来るが、充填用樹脂の塗布方法と、充填用樹脂の形成範囲とが問題となる。また、充填用樹脂を使用し、「特許文献３」に記載のようなフリットガラスによるシール材によって周辺を封止する構成とする場合、充填用樹脂がシール部に流れ込んで、シール材による封止機能が阻害される現象が生ずる。
【００１３】
本発明の課題は、素子基板と封止基板を周辺においてフリットガラスによって封止し、封止基板と封止基板の間に樹脂を充填することによって固体封止とする有機ＥＬ表示装置において、シール部の信頼性を向上させることができる構成を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は上記課題を解決するものであり、主な具体的な手段は次のとおりである。すなわち、第１の代表的な構成は、有機ＥＬ層を含む画素がマトリクス状に形成された表示領域と端子部を含む素子基板に、シール材を介して封止基板が前記表示領域を覆って配置された有機ＥＬ表示装置であって、前記表示領域において、前記素子基板と前記封止基板の間に充填用樹脂が充填され、前記シール材と前記表示領域との間に、前記表示領域を囲むように、第１の充填用樹脂用ストッパーが形成され、前記シール材と前記充填用樹脂用ストッパーとはフリットガラスによって形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置であり、
第２の代表的な構成は、有機ＥＬ層を含む画素がマトリクス状に形成された表示領域と端子部を含む素子基板に、シール材を介して封止基板が前記表示領域を覆って配置された有機ＥＬ表示装置であって、前記表示領域において、ブラックマトリクスが形成され、前記表示領域において、前記素子基板と前記封止基板の間に充填用樹脂が充填され、前記ブラックマトリクスと前記シール材は黒色フリットガラスで形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、素子基板と封止基板とがフリットガラスによって封止され、内部に充填用樹脂が充填された固体封止タイプの有機ＥＬ表示装置において、充填用樹脂がフリットガラスを覆うこと、あるいはフリットガラスと接触することによる封止不良を防止することが出来るので、信頼性の高い、有機ＥＬ表示装置を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の有機ＥＬ表示装置の表示領域の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例による有機ＥＬ表示装置の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】マザー基板に実施例１の液晶表示パネルが形成された状態を示す平面図である。
【図５】本発明の有機ＥＬ表示装置の製造プロセスを示すチャートである。
【図６】本発明の第２の実施例による有機ＥＬ表示装置の平面図である。
【図７】本発明の第３の実施例による有機ＥＬ表示装置の平面図である。
【図８】本発明の第４の実施例による有機ＥＬ表示装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施例によって本発明の内容を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明の固体封止における有機ＥＬ表示装置の表示領域における断面図である。図１において、赤画素、緑画素、青画素が並んで配置されている。赤画素、緑画素、青画素の組を画素と呼ぶ。また、赤画素、緑画素、青画素をサブ画素と呼ぶこともある。図１の封止基板２０の上に記載した白矢印は、赤の光、緑の光、青の光が放射されることを示している。有機ＥＬ表示装置では、このような画素がマトリクス状に配置され、表示領域を形成している。
【００１９】
有機ＥＬ表示装置には、有機ＥＬ層１５から発光した光を、有機ＥＬ層１５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１５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。図１はトップエミッション型有機ＥＬ表示装置である。
【００２０】
図１において、ガラスで形成されたＴＦＴ基板１０の上にＴＦＴ回路１１が形成されている。ＴＦＴ回路１１は、ＴＦＴ、走査線、映像信号線、層間絶縁膜等を含む概念であるが、詳細な説明は省略する。図１において、ＴＦＴ回路１１の上に、反射電極１２が形成されている。反射電極１２は、有機ＥＬ層１５からの光を上側に反射して光の利用効率を上げるためのものである。反射電極１２はＡｌによって形成されている。
【００２１】
図１において、反射電極１２の上に下部電極１３がＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等によって形成されている。下部電極１３はアノードであり、図示しないＴＦＴのソース電極と接続して映像信号が入力される。赤画素、緑画素、青画素との間にはバンク１４が形成されている。バンク１４は、各画素を区画するとともに、有機ＥＬ層１５が段切れを生ずることを防止する。
【００２２】
バンク１４とバンク１４の間に有機ＥＬ層１５が形成されている。有機ＥＬ層１５は複数の層からなっている。有機ＥＬ層が５層の場合、例えば、下部電極であるアノード側からホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等から構成されている。有機ＥＬ層の各層は非常に薄く、例えば、５層合わせても２００ｎｍ程度であるので、外部から機械的な圧力がかかると容易に破壊する。
【００２３】
有機ＥＬ層１５の上には上部電極１６がＭｇＡｇ合金等によって形成されている。上部電極１６はカソードとなっている。図１はトップエミッションであるから光を透過させるために、上部電極１６は５〜１０ｎｍ程度と非常に薄く形成される。有機ＥＬ層は水分によって特性が劣化する。したがって、水分が有機ＥＬ層１５に浸入することを阻止するために、上部電極１６の上に防湿膜１７がＳｉＮ等によって形成される。防湿膜１７は、ＣＶＤあるいはスパッタリングによって形成される。
【００２４】
防湿膜１７はこの他にＳｉＯ２、ＳｉＮｘＯｙ等によって形成されることもある。防湿膜１７は充填用樹脂４０に内在する水分ならびに形成時のダメージに対する保護膜なので、０．３μｍ程度に形成される。
【００２５】
防湿膜１７の上に、素子基板１０と封止基板２０の間を充填して固体封止とするための充填用樹脂４０が形成される。充填用樹脂４０は、封止基板２０に印刷、あるいは、ディスペンサ等によって形成され、この封止基板２０を素子基板１０に貼り合わせる。充填用樹脂４０は熱硬化等して、素子基板１０と封止基板２０を接着する。なお、後で説明するように、シールは周辺に形成されたフリットガラスによるシール材５０によって行われるので、充填用樹脂４０はかならずしも接着性を有していなくともよい。図１において、封止基板２０側から有機ＥＬ層の光が取り出され、画像が認識される。
【００２６】
ここで、充填用樹脂４０は、硬化する前は流動的であり、充填用樹脂４０の塗布範囲を規定することが難しいという問題がある。例えば、充填用樹脂４０を封止基板２０に塗布し、封止基板２０と素子基板１０を接着した際、充填用樹脂４０が流れ出して、シール材の一部を覆うようなことがあるとシール不良を生じてしまう。
【００２７】
図２および図３に示す本発明は、このような問題を防止するために、封止基板２０に充填用樹脂４０が広がる範囲を規定する充填用樹脂ストッパー５０を形成することである。図２は本発明の第１の実施例における封止構造を示す平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
【００２８】
図２において、封止基板２０が素子基板１０にフリットガラスによって形成されたシール材５０によって接着している。表示領域１００においては、封止基板２０と素子基板１０の間は図２では図示しない充填用樹脂４０によって充填されている。図２に示すように、素子基板１０は封止基板２０よりも大きく形成され、素子基板１０が封止基板２０と重なった部分に表示領域１００が形成されている。
【００２９】
図２において、表示領域１００とシール材５０との間に、表示領域１００を囲むように、第１充填用樹脂ストッパー６１が形成されている。第１充填用樹脂ストッパー６１はシール材５０と同様にフリットガラスによって形成されている。しかし、第１充填用樹脂ストッパー６１の幅は、シール材５０の幅よりも小さい。シール材５０は、有機ＥＬ表示装置の内部を外気から遮断する役割を持つのに対し、充填用樹脂用ストッパー６１は表示領域１００に充填されている充填用樹脂４０に対するダムの役割を持てばよいからである。なお、充填用樹脂６１は複数形成される場合があるので、図２においては、第１充填用樹脂ストッパーと呼んでいる。
【００３０】
図２において、素子基板１０に封止基板２０が重ねられていない部分には、各画素の回路を駆動するための駆動ＩＣ７０、表示領域１００に形成された走査線、映像信号線と駆動ＩＣ７０と接続するため、あるいは、駆動ＩＣ７０と端子部９０を接続するための引出し線８０、液晶表示パネルを外部回路と接続するための端子部９０等が形成されている。
【００３１】
図２において、素子基板１０と封止基板２０を接着する充填用樹脂４０は、硬化前は液体であり、流動性を有している。そして、封止基板２０と素子基板１０を接着する際、充填用樹脂４０がはみ出してフリットガラスで形成されたシール材５０の一部を覆う場合がある。フリットガラスによるシール材５０は、後でレーザによって加熱され、溶融し、その後固化して素子基板１０と封止基板２０を接着するが、充填用樹脂４０がシール材５０の一部を覆っていると、シール材５０による素子基板１０と封止基板２０のシールが不完全になる。
【００３２】
本実施例では、図２に示すように第１充填用樹脂ストッパー６１を、表示領域１００を囲むように配置して、充填用樹脂４０が充填用樹脂ストッパー６１よりも外側に流動することを防止している。これによって、シール材５０が充填用樹脂４０によって覆われる現象を回避することが出来る。
【００３３】
図３は図２のＡ−Ａ断面図であり、充填用樹脂４０が第１充填用樹脂ストッパー６１によって外側への流出が阻止される状態を示している。図３において、素子基板１０と封止基板２０とが周辺において、シール材５０によってシールされ、素子基板１０と封止基板２０の間に充填用樹脂４０が充填されている。素子基板１０も封止基板２０もガラスで形成され、厚さはいずれも０．５ｍｍである。充填用樹脂４０の存在範囲は、第１充填用樹脂ストッパー６１によって規定されている。第１充填用樹脂ストッパー６１の高さは８〜１０μｍ、幅は０．１〜０．２ｍｍ程度である。
【００３４】
充填用樹脂４０厚さは１０μｍ程度であり、第１充填用樹脂ストッパー６１の高さよりも僅かに厚くなっている。しかし、この程度の差であれば、第１充填用樹脂ストッパー６１は充填用樹脂４０に対するストッパーとしての役割を十分に果たすことができる。また、仮に、充填用樹脂４０の流出防止が第１充填用樹脂ストッパー６１だけでは十分でない場合であっても、後で説明する素子基板１０側に形成された素子基板側充填用樹脂ストッパー６３によって充填用樹脂４０はそれ以上広がることを阻止される。したがって、充填用樹脂４０がフリットガラスによって形成されたシール材５０を覆うことはない。
【００３５】
図３において、充填用樹脂４０は熱硬化性のアクリル樹脂あるいはエポキシ樹脂によって形成される。第１充填用樹脂ストッパー６１は、シール材５０と同じフリットガラスによって形成されている。シール材の幅は１ｍｍ、高さは１０μｍ、第１充填用樹脂ストッパー６１の幅は０．１ｍｍ、高さは８〜１０μｍである。シール材５０の幅は、第１充填用樹脂ストッパー６１に比べて大きいが、同時に形成することが出来る。すなわち、シール材５０と第１充填用樹脂ストッパー６１を印刷で形成する場合は、印刷用のマスクの開口の設定によって可能である。
【００３６】
一方、ディスペンサを用いて、シール材５０および第１充填用樹脂ストッパー６１を形成する場合は、シール材５０を形成する場合と、第１充填用樹脂ストッパー６１を形成する場合とで、ディスペンサのノズルの移動速度を変えればよい。すなわち、ディスペンサの移動速度を大きくすれば、フリットガラスの塗布量は少なくなるので、それだけ、幅と高さを小さくすることが出来る。また、速度を大きく変えたくない場合は、ディスペンサによる吐出圧を変えることによってディスペンサからのフリットガラスの吐出量を制御することが出来る。
【００３７】
ディスペンサのノズルの径を換えることによって、シール材５０と第１充填用樹脂ストッパー６１の幅を変えることも可能である。ノズルの径が小さいと、フリットガラスの粒径によって、ディスペンサのノズルつまりの問題が生ずる場合があるが、この場合、第１充填用樹脂ストッパー６１におけるフリットガラスの粒径を小さくすればよい。
【００３８】
シール材および第１充填用樹脂ストッパー６１を形成するフリットガラスは、見栄えの点からは、黒色フリットガラスを使用するのがよい。黒色フリットガラスとしては、Ｖ２Ｏ５を主成分とするフリットガラスを用いることが出来る。Ｖ２Ｏ５は黒色である。黒色フリットガラスとしては、その他にＳｎＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ等を成分とし、あるいは、これらの混合物を成分とし、黒色添加材として、カーボンブラック、酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）、五酸化バナジウムＶ２Ｏ５等を加えたものを用いることが出来る。
【００３９】
図３において、表示領域１００に対応する部分には、有機ＥＬ素子３０が形成されている。有機ＥＬ素子３０は、図１におけるＴＦＴ回路から有機ＥＬ層の上部電極までを含む概念である。有機ＥＬ素子３０はＳｉＮ等の防湿膜１７によって覆われている。防湿膜１７は、表示領域のみでなく、端子部９０を除いて素子基板１０の全面に形成されている。
【００４０】
図３において、仮に、充填用樹脂４０が外に向かって流動し、シール材５０に付着すると、この部分において、シール不良が発生する。すなわち、フリットガラスによって形成されたシール材５０は、素子基板１０と封止基板２０と接着する際に、レーザによって高温にして溶融させるが、この時、封止膜１７とシール材５０との間に充填用樹脂４０が存在していると、この充填用樹脂４０が分解してガスを発生し、シール不良を発生させる。また、充填用樹脂４０がフリットガラスの下側に入り込むと、フリットガラスと素子基板１０との接着が出来なくなる。
【００４１】
シール不良を防止するために、図３において、シール材５０の内側に第１充填用樹脂ストッパーが形成されている。すなわち、充填用樹脂４０は、第１充填用樹脂ストッパー６１によって外側には流出しない構成となっている。しかし、第１充填用樹脂ストッパー６１を超えて充填用樹脂４０が外側に流出する場合もありうる。
【００４２】
これを対策するために、素子基板１０において、有機ＥＬ素子３０の外側に素子基板側充填用樹脂ストッパー６３が形成されている。素子基板側充填用樹脂ストッパー６３は、図１におけるバンク１４を形成するときに同時に形成される。したがって、素子基板側充填用樹脂ストッパー６３の高さはバンク１４の高さと同じ１μｍ程度である。素子基板側充填用樹脂ストッパー６３によって形成される１μｍ程度の段差が、第１充填用樹脂ストッパー６１がストッパーとして十分でない場合に、充填用樹脂４０に対してストッパーとなる。第１充填用樹脂ストッパー６１によってカバーできない充填用樹脂４０は僅かであるので、１μｍ程度の段差で十分なストッパー作用を発揮することが出来る。
【００４３】
ところで、有機ＥＬ表示装置の製造では、生産効率を上げるために、大きなマザー基板２００に多数の有機ＥＬ表示パネルを形成し、その後、スクライビング等によって各有機ＥＬ表示パネルに分離する。図４は、マザー基板２００に多数の有機ＥＬ表示パネルが形成されている状態を示している。図４に示すように、各有機ＥＬ表示パネルごとにシール材５０が形成され、シール材５０の内側に表示領域を囲むようにして第１充填用樹脂ストッパー６１が形成されている。
【００４４】
マザー基板２００の周辺部には、多くの有機ＥＬ表示パネルが形成された領域を囲うように、マザー基板シール材５５が形成されている。マザー基板シール材５５はエポキシ等の樹脂で形成されている。すなわち、素子基板１０が多数形成されたマザー素子基板と、封止基板２０が多数形成されたマザー封止基板とを窒素雰囲気中で重ね合わせ、マザー基板シール材５５で接着する。そうすると、マザー基板シール材５５の内部は、窒素雰囲気となる。この状態で各液晶表示パネル毎にフリットガラスで形成されたシール材をレーザ照射によって溶融し、素子基板と封止基板を接着する。そうすると、フリットガラスが酸素の影響を受けないので、安定したシール性能を確保することが出来る。その後、マザー基板２００を個々の有機ＥＬ表示パネルに分離する。
【００４５】
図５は、有機ＥＬ表示パネルが個々に分離される前のマザー基板２００の製造プロセスを示す。図５において、左側がマザー素子基板の概略プロセスである。すなわち、マザー素子基板に蒸着によって有機ＥＬ層１５および上部電極１６を形成する。その上に防湿膜１７を形成する。なお、図５では、有機ＥＬ素子３０製作のための詳細なプロセスは省略して記載している。
【００４６】
図５の右側は、マザー封止基板の概略プロセスである。すなわち、マザー封止基板にシール材５０、第１充填用樹脂ストッパー６１、および、アラインメントマークをフリットガラスによって同時に形成する。アラインメントマークは、マザー素子基板とマザー封止基板を接着する時の位置あわせのためのマークである。シール材５０、第１充填用樹脂ストッパー６１、およびアラインメントマークは印刷で形成してもよいし、ディスペンサで形成してもよい。
【００４７】
その後、仮焼成をおこなって、シール材５０、第１充填用樹脂ストッパー６１、およびアラインメントマークを硬化させる。仮焼成によって、フリットガラス中のバインダは飛散する。その後、充填用樹脂４０を表示領域に塗布する。充填用樹脂４０の塗布は、印刷でもよいし、ディスペンサでもよい。その後、マザー封止基板の周辺に、マザー基板シール材をエポキシ等の樹脂によって形成する。
【００４８】
このようにして形成したマザー素子基板とマザー封止基板を、窒素雰囲気中で重ね合わせ、仮接着する。この仮接着は、マザー基板シール材によるマザー素子基板とマザー封止基板の接着である。これによって、マザー基板２００の内部は窒素雰囲気になる。
【００４９】
その後、レーザを各有機ＥＬ表示パネルのフリットガラスで形成されたシール材５０に照射することによって、フリットガラスを溶融し、固化することによって、各有機ＥＬ表示パネルの封止を行う。レーザ照射時は、窒素雰囲気中で行うので、フリットガラスの劣化による封止不良が生ずることは無い。また、先に行った仮焼成によってフリットガラス内のバインダは飛散してしまっているので、バインダによる汚染も生じない。
【００５０】
レーザは、フリットガラスで形成された第１充填用樹脂ストッパー６１に対しては照射する必要は無い。第１充填用樹脂ストッパー６１は、先の仮焼成によって固化しており、ストッパーとしては十分な機能を有しているで、あえて、溶融、接着をする必要は無い。
【００５１】
本実施例では、充填用樹脂４０は、第１充填用樹脂ストッパー６１あるいは、素子基板側充填用樹脂ストッパー６３によって外側への流出は防止され、充填用樹脂４０がフリットガラスで形成されたシール材を５０覆うことが無いので、各有機ＥＬ表示パネルのシールの信頼性を向上させることが出来る。なお、図３における素子基板１０に形成された素子基板側充填用樹脂ストッパー６３は、第１充填用樹脂ストッパー６１によって充填用樹脂の広がりを十分に制御することが出来る場合は必須ではない。
【実施例２】
【００５２】
図６は、本発明の第２の実施例を示す有機ＥＬ表示装置の平面図である。図６では有機ＥＬ表示装置における端子部９０は省略され、素子基板１０と封止基板２０が重なった部分のみの平面図となっている。図６において、表示領域１００を囲むように、第１充填用樹脂ストッパー６１が形成されている。第１充填用樹脂ストッパー６１を囲むように、第２充填用樹脂ストッパー６２が形成され、さらにその外側にシール材５０が形成されている。
【００５３】
本実施例が実施例１と異なる点は、充填用樹脂用ストッパー６１の外側に第２充填用樹脂ストッパー６２が形成されていることであり、その他の構成は実施例１と同様である。図６における第２充填用樹脂ストッパー６２は第１充填用樹脂ストッパー６１と形状も材料も同じである。すなわち、第２充填用樹脂ストッパー６２はフリットガラスで形成され、幅は０．１ｍｍ程度、高さは８〜１０μｍ程度である。
【００５４】
第２充填用樹脂ストッパー６２も第１充填用樹脂ストッパー６１と同様に、印刷あるいはディスペンサによって形成することが出来る。形成方法は実施例１で述べたと同様であるので、説明は省略する。第２充填用樹脂ストッパー６２の役割は、第１充填用樹脂ストッパー６１によってせきとめられなかった充填用樹脂４０を第２充填用樹脂ストッパー６２によってせき止めることである。
【００５５】
したがって、本実施例では、充填用樹脂４０がシール材５０を覆うことをより確実に防止することが出来る。なお、実施例１で説明した素子基板１０に形成された素子基板側充填用樹脂ストッパー６３は、本実施例においても、使用することが出来る。ただし、素子基板１０に形成された第３充填用樹脂用ストッパー６３は必須ではない。
【実施例３】
【００５６】
図７は、本発明の第３の実施例を示す有機ＥＬ表示装置の平面図である。図７も有機ＥＬ表示装置における端子部９０は省略され、素子基板１０と封止基板２０が重なった部分のみの平面図となっている。図７において、表示領域１００を囲むように、第１充填用樹脂ストッパー６１が形成され、第１充填用樹脂ストッパー６１を囲むように、第２充填用樹脂ストッパー６２が形成され、さらにその外側にシール材５０が形成されている。この構成は図６で示す実施例２と同様である。
【００５７】
本実施例が図６と異なる点は、表示領域１００にブラックマトリクス１１０が形成されていることである。ブラックマトリクス１１０は各画素の間に黒色の物質を形成することによって、画面のコントラストを向上させる役割を有する。図７におけるブラックマトリクス１１０はシール材５０や充填用樹脂用ストッパーと同じ、黒色フリットガラスを用いている。したがって、ブラックマトリクス１１０をシール材５０や第１充填用樹脂ストッパー６１、第２充填用樹脂用ストッパー６２等と同時に印刷によって形成することが出来る。
【００５８】
本実施例においては、ブラックマトリクス１１０を印刷で形成するので、細かなパターンを形成することは困難である。したがって、図７の構成は、比較的大画面であり、画素のサイズが大きい表示装置に適している。図７におけるブラックマトリクス１１０の幅は０．１ｍｍ程度であり、高さは、１μｍ〜８ミクロン程度で、マスクの構成、印刷条件等によって制御することが出来る。なお、図７において、ブラックマトリクス１１０の周りに、第１充填用樹脂ストッパー６１と第２充填用樹脂ストッパー６２の２本の充填用樹脂ストッパーが形成されているが、第１充填用樹脂用ストッパー１本のみでもよい。
【実施例４】
【００５９】
図８は、本発明の第４の実施例を示す有機ＥＬ表示装置の平面図である。図８も有機ＥＬ表示装置における端子部９０は省略され、素子基板１０と封止基板２０が重なった部分のみの平面図となっている。図８において、表示領域１００を囲むように、シール材５０が形成されているが、第１充填用樹脂ストッパー６１および第２充填用樹脂ストッパー６２は形成されていない。そのかわり、ブラックマトリクス１１０がシール材５０付近にまで形成されている。本実施例においてもブラックマトリクス１１０は黒色フリットガラスで形成されている。
【００６０】
本実施例の特徴は、ブラックマトリクス１１０が充填用樹脂用ストッパーの役割を兼ねていることである。本実施例によるブラックマトリクス１１０は幅が０．１ｍｍ程度で、高さは８μｍ程度と、実施例１〜３における第１充填用樹脂ストッパー６１あるいは第２充填用樹脂ストッパー６２と同じくらいの高さである。したがって、ブラックマトリクス１１０が充填用樹脂のストッパーの役割を持つ。
【００６１】
本実施例では、表示領域の周辺に第１充填用樹脂ストッパーあるいは第２充填用樹脂ストッパー６２を形成する必要が無いので、表示領域１００から有機ＥＬ表示パネルの端部までのいわゆる額縁領域を小さくすることが出来る。また、ブラックマトリクス１１０によって、充填用樹脂４０がシール材５０を覆う現象を防止することが出来るので、シール部の信頼性を確保することが出来る。
【符号の説明】
【００６２】
１０…素子基板、 １１…ＴＦＴ回路、 １２…反射電極、 １３…下部電極、 １４…バンク、 １５…有機ＥＬ層、 １６…上部電極、 １７…防湿膜、 ２０…封止基板、 ３０…ＯＬＥＤ素子、 ４０…充填用樹脂、 ５０…シール材、 ５５…マザー基板シール材、 ６１…第１充填用樹脂ストッパー、 ６２…第２充填用樹脂ストッパー、 ６３…素子基板側充填用樹脂ストッパー、 ７０…駆動ＩＣ、 ８０…引出し線、 ９０…端子部、 １００…表示領域、 １１０…ブラックマトリクス、 ２００…マザー基板。
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機ＥＬ表示装置に係り、素子基板と封止基板の間に樹脂を充填し、周囲をシール材によって封止することにより有機ＥＬ層への水分の浸入を防止する固体封止の有機ＥＬ表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。これは有機ＥＬ素子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する。ダークスポットの発生、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を防止する必要がある。
【０００４】
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Ｎ２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。
【０００５】
しかし、中空封止型有機ＥＬ表示装置では、乾燥剤を設置するため、額縁幅を広くとる必要がある。また、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。
【０００６】
中空封止の問題を対策するものとして、「特許文献１」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。
【０００７】
「特許文献２」には、素子基板と封止基板の間に接着シートを挟み、外部からの水分の浸入を防ぐ構成が記載されている。「特許文献３」には、素子基板と封止基板の間に接着シートを配置することによって固体封止とし、かつ、周辺をフリットガラスを用いたシール材によって封止する構成が記載されている。また、シール材と充填材としての接着シートとの間に隙間を形成する構成も記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１５６０５８号公報
【特許文献２】特開２００９−１２３６５３号公報
【特許文献３】特開２０１０−８０３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
「特許文献１」の構成は、最外部は防湿膜となっているが、これはＳｉＮ膜等の１μｍ程度の薄膜で形成されているので、外部から機械的な圧力が加わると防湿膜が破壊され、この部分から水分が浸入するという問題がある。また、外力が直接有機ＥＬ層に伝わりやすく、有機ＥＬ層が簡単に破壊されてしまうという問題がある。
【００１０】
「特許文献２」の構成は、接着シートを介してガラスで形成された封止基板によって有機ＥＬ層が形成された素子基板を封止するので、外力に対する有機ＥＬ層の保護機能は優れている。また、接着シートは、封止基板あるいは素子基板に貼り付けるだけでよいので、気泡に注意すれば、生産効率も確保できる。しかし、接着シートはコストが高く、有機ＥＬ表示装置の製造コストを押し上げる。
【００１１】
「特許文献３」に記載の構成は、素子基板と封止基板を周辺のフリットガラスによって封止する構成が記載されているが、素子基板と封止基板の間の充填材としては、接着シートを使用している。しかし、接着シートはコストが高く、有機ＥＬ表示装置の製造コストを押し上げることは、「特許文献２」の場合と同様である。
【００１２】
一方、充填用樹脂を封止基板と素子基板の間に充填することによって固体封止とする方法は、接着シートを使用する場合に比較して製造コストは抑えることが出来るが、充填用樹脂の塗布方法と、充填用樹脂の形成範囲とが問題となる。また、充填用樹脂を使用し、「特許文献３」に記載のようなフリットガラスによるシール材によって周辺を封止する構成とする場合、充填用樹脂がシール部に流れ込んで、シール材による封止機能が阻害される現象が生ずる。
【００１３】
本発明の課題は、素子基板と封止基板を周辺においてフリットガラスによって封止し、封止基板と封止基板の間に樹脂を充填することによって固体封止とする有機ＥＬ表示装置において、シール部の信頼性を向上させることができる構成を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は上記課題を解決するものであり、主な具体的な手段は次のとおりである。すなわち、第１の代表的な構成は、有機ＥＬ層を含む画素がマトリクス状に形成された表示領域と端子部を含む素子基板に、シール材を介して封止基板が前記表示領域を覆って配置された有機ＥＬ表示装置であって、前記表示領域において、前記素子基板と前記封止基板の間に充填用樹脂が充填され、前記シール材と前記表示領域との間に、前記表示領域を囲むように、第１の充填用樹脂用ストッパーが形成され、前記シール材と前記充填用樹脂用ストッパーとはフリットガラスによって形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置であり、
第２の代表的な構成は、有機ＥＬ層を含む画素がマトリクス状に形成された表示領域と端子部を含む素子基板に、シール材を介して封止基板が前記表示領域を覆って配置された有機ＥＬ表示装置であって、前記表示領域において、ブラックマトリクスが形成され、前記表示領域において、前記素子基板と前記封止基板の間に充填用樹脂が充填され、前記ブラックマトリクスと前記シール材は黒色フリットガラスで形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、素子基板と封止基板とがフリットガラスによって封止され、内部に充填用樹脂が充填された固体封止タイプの有機ＥＬ表示装置において、充填用樹脂がフリットガラスを覆うこと、あるいはフリットガラスと接触することによる封止不良を防止することが出来るので、信頼性の高い、有機ＥＬ表示装置を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の有機ＥＬ表示装置の表示領域の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例による有機ＥＬ表示装置の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】マザー基板に実施例１の液晶表示パネルが形成された状態を示す平面図である。
【図５】本発明の有機ＥＬ表示装置の製造プロセスを示すチャートである。
【図６】本発明の第２の実施例による有機ＥＬ表示装置の平面図である。
【図７】本発明の第３の実施例による有機ＥＬ表示装置の平面図である。
【図８】本発明の第４の実施例による有機ＥＬ表示装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施例によって本発明の内容を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明の固体封止における有機ＥＬ表示装置の表示領域における断面図である。図１において、赤画素、緑画素、青画素が並んで配置されている。赤画素、緑画素、青画素の組を画素と呼ぶ。また、赤画素、緑画素、青画素をサブ画素と呼ぶこともある。図１の封止基板２０の上に記載した白矢印は、赤の光、緑の光、青の光が放射されることを示している。有機ＥＬ表示装置では、このような画素がマトリクス状に配置され、表示領域を形成している。
【００１９】
有機ＥＬ表示装置には、有機ＥＬ層１５から発光した光を、有機ＥＬ層１５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１５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。図１はトップエミッション型有機ＥＬ表示装置である。
【００２０】
図１において、ガラスで形成されたＴＦＴ基板１０の上にＴＦＴ回路１１が形成されている。ＴＦＴ回路１１は、ＴＦＴ、走査線、映像信号線、層間絶縁膜等を含む概念であるが、詳細な説明は省略する。図１において、ＴＦＴ回路１１の上に、反射電極１２が形成されている。反射電極１２は、有機ＥＬ層１５からの光を上側に反射して光の利用効率を上げるためのものである。反射電極１２はＡｌによって形成されている。
【００２１】
図１において、反射電極１２の上に下部電極１３がＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等によって形成されている。下部電極１３はアノードであり、図示しないＴＦＴのソース電極と接続して映像信号が入力される。赤画素、緑画素、青画素との間にはバンク１４が形成されている。バンク１４は、各画素を区画するとともに、有機ＥＬ層１５が段切れを生ずることを防止する。
【００２２】
バンク１４とバンク１４の間に有機ＥＬ層１５が形成されている。有機ＥＬ層１５は複数の層からなっている。有機ＥＬ層が５層の場合、例えば、下部電極であるアノード側からホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等から構成されている。有機ＥＬ層の各層は非常に薄く、例えば、５層合わせても２００ｎｍ程度であるので、外部から機械的な圧力がかかると容易に破壊する。
【００２３】
有機ＥＬ層１５の上には上部電極１６がＭｇＡｇ合金等によって形成されている。上部電極１６はカソードとなっている。図１はトップエミッションであるから光を透過させるために、上部電極１６は５〜１０ｎｍ程度と非常に薄く形成される。有機ＥＬ層は水分によって特性が劣化する。したがって、水分が有機ＥＬ層１５に浸入することを阻止するために、上部電極１６の上に防湿膜１７がＳｉＮ等によって形成される。防湿膜１７は、ＣＶＤあるいはスパッタリングによって形成される。
【００２４】
防湿膜１７はこの他にＳｉＯ２、ＳｉＮｘＯｙ等によって形成されることもある。防湿膜１７は充填用樹脂４０に内在する水分ならびに形成時のダメージに対する保護膜なので、０．３μｍ程度に形成される。
【００２５】
防湿膜１７の上に、素子基板１０と封止基板２０の間を充填して固体封止とするための充填用樹脂４０が形成される。充填用樹脂４０は、封止基板２０に印刷、あるいは、ディスペンサ等によって形成され、この封止基板２０を素子基板１０に貼り合わせる。充填用樹脂４０は熱硬化等して、素子基板１０と封止基板２０を接着する。なお、後で説明するように、シールは周辺に形成されたフリットガラスによるシール材５０によって行われるので、充填用樹脂４０はかならずしも接着性を有していなくともよい。図１において、封止基板２０側から有機ＥＬ層の光が取り出され、画像が認識される。
【００２６】
ここで、充填用樹脂４０は、硬化する前は流動的であり、充填用樹脂４０の塗布範囲を規定することが難しいという問題がある。例えば、充填用樹脂４０を封止基板２０に塗布し、封止基板２０と素子基板１０を接着した際、充填用樹脂４０が流れ出して、シール材の一部を覆うようなことがあるとシール不良を生じてしまう。
【００２７】
図２および図３に示す本発明は、このような問題を防止するために、封止基板２０に充填用樹脂４０が広がる範囲を規定する充填用樹脂ストッパー５０を形成することである。図２は本発明の第１の実施例における封止構造を示す平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
【００２８】
図２において、封止基板２０が素子基板１０にフリットガラスによって形成されたシール材５０によって接着している。表示領域１００においては、封止基板２０と素子基板１０の間は図２では図示しない充填用樹脂４０によって充填されている。図２に示すように、素子基板１０は封止基板２０よりも大きく形成され、素子基板１０が封止基板２０と重なった部分に表示領域１００が形成されている。
【００２９】
図２において、表示領域１００とシール材５０との間に、表示領域１００を囲むように、第１充填用樹脂ストッパー６１が形成されている。第１充填用樹脂ストッパー６１はシール材５０と同様にフリットガラスによって形成されている。しかし、第１充填用樹脂ストッパー６１の幅は、シール材５０の幅よりも小さい。シール材５０は、有機ＥＬ表示装置の内部を外気から遮断する役割を持つのに対し、充填用樹脂用ストッパー６１は表示領域１００に充填されている充填用樹脂４０に対するダムの役割を持てばよいからである。なお、充填用樹脂６１は複数形成される場合があるので、図２においては、第１充填用樹脂ストッパーと呼んでいる。
【００３０】
図２において、素子基板１０に封止基板２０が重ねられていない部分には、各画素の回路を駆動するための駆動ＩＣ７０、表示領域１００に形成された走査線、映像信号線と駆動ＩＣ７０と接続するため、あるいは、駆動ＩＣ７０と端子部９０を接続するための引出し線８０、液晶表示パネルを外部回路と接続するための端子部９０等が形成されている。
【００３１】
図２において、素子基板１０と封止基板２０を接着する充填用樹脂４０は、硬化前は液体であり、流動性を有している。そして、封止基板２０と素子基板１０を接着する際、充填用樹脂４０がはみ出してフリットガラスで形成されたシール材５０の一部を覆う場合がある。フリットガラスによるシール材５０は、後でレーザによって加熱され、溶融し、その後固化して素子基板１０と封止基板２０を接着するが、充填用樹脂４０がシール材５０の一部を覆っていると、シール材５０による素子基板１０と封止基板２０のシールが不完全になる。
【００３２】
本実施例では、図２に示すように第１充填用樹脂ストッパー６１を、表示領域１００を囲むように配置して、充填用樹脂４０が充填用樹脂ストッパー６１よりも外側に流動することを防止している。これによって、シール材５０が充填用樹脂４０によって覆われる現象を回避することが出来る。
【００３３】
図３は図２のＡ−Ａ断面図であり、充填用樹脂４０が第１充填用樹脂ストッパー６１によって外側への流出が阻止される状態を示している。図３において、素子基板１０と封止基板２０とが周辺において、シール材５０によってシールされ、素子基板１０と封止基板２０の間に充填用樹脂４０が充填されている。素子基板１０も封止基板２０もガラスで形成され、厚さはいずれも０．５ｍｍである。充填用樹脂４０の存在範囲は、第１充填用樹脂ストッパー６１によって規定されている。第１充填用樹脂ストッパー６１の高さは８〜１０μｍ、幅は０．１〜０．２ｍｍ程度である。
【００３４】
充填用樹脂４０厚さは１０μｍ程度であり、第１充填用樹脂ストッパー６１の高さよりも僅かに厚くなっている。しかし、この程度の差であれば、第１充填用樹脂ストッパー６１は充填用樹脂４０に対するストッパーとしての役割を十分に果たすことができる。また、仮に、充填用樹脂４０の流出防止が第１充填用樹脂ストッパー６１だけでは十分でない場合であっても、後で説明する素子基板１０側に形成された素子基板側充填用樹脂ストッパー６３によって充填用樹脂４０はそれ以上広がることを阻止される。したがって、充填用樹脂４０がフリットガラスによって形成されたシール材５０を覆うことはない。
【００３５】
図３において、充填用樹脂４０は熱硬化性のアクリル樹脂あるいはエポキシ樹脂によって形成される。第１充填用樹脂ストッパー６１は、シール材５０と同じフリットガラスによって形成されている。シール材の幅は１ｍｍ、高さは１０μｍ、第１充填用樹脂ストッパー６１の幅は０．１ｍｍ、高さは８〜１０μｍである。シール材５０の幅は、第１充填用樹脂ストッパー６１に比べて大きいが、同時に形成することが出来る。すなわち、シール材５０と第１充填用樹脂ストッパー６１を印刷で形成する場合は、印刷用のマスクの開口の設定によって可能である。
【００３６】
一方、ディスペンサを用いて、シール材５０および第１充填用樹脂ストッパー６１を形成する場合は、シール材５０を形成する場合と、第１充填用樹脂ストッパー６１を形成する場合とで、ディスペンサのノズルの移動速度を変えればよい。すなわち、ディスペンサの移動速度を大きくすれば、フリットガラスの塗布量は少なくなるので、それだけ、幅と高さを小さくすることが出来る。また、速度を大きく変えたくない場合は、ディスペンサによる吐出圧を変えることによってディスペンサからのフリットガラスの吐出量を制御することが出来る。
【００３７】
ディスペンサのノズルの径を換えることによって、シール材５０と第１充填用樹脂ストッパー６１の幅を変えることも可能である。ノズルの径が小さいと、フリットガラスの粒径によって、ディスペンサのノズルつまりの問題が生ずる場合があるが、この場合、第１充填用樹脂ストッパー６１におけるフリットガラスの粒径を小さくすればよい。
【００３８】
シール材および第１充填用樹脂ストッパー６１を形成するフリットガラスは、見栄えの点からは、黒色フリットガラスを使用するのがよい。黒色フリットガラスとしては、Ｖ２Ｏ５を主成分とするフリットガラスを用いることが出来る。Ｖ２Ｏ５は黒色である。黒色フリットガラスとしては、その他にＳｎＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ａｇ２Ｏ等を成分とし、あるいは、これらの混合物を成分とし、黒色添加材として、カーボンブラック、酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）、五酸化バナジウムＶ２Ｏ５等を加えたものを用いることが出来る。
【００３９】
図３において、表示領域１００に対応する部分には、有機ＥＬ素子３０が形成されている。有機ＥＬ素子３０は、図１におけるＴＦＴ回路から有機ＥＬ層の上部電極までを含む概念である。有機ＥＬ素子３０はＳｉＮ等の防湿膜１７によって覆われている。防湿膜１７は、表示領域のみでなく、端子部９０を除いて素子基板１０の全面に形成されている。
【００４０】
図３において、仮に、充填用樹脂４０が外に向かって流動し、シール材５０に付着すると、この部分において、シール不良が発生する。すなわち、フリットガラスによって形成されたシール材５０は、素子基板１０と封止基板２０と接着する際に、レーザによって高温にして溶融させるが、この時、封止膜１７とシール材５０との間に充填用樹脂４０が存在していると、この充填用樹脂４０が分解してガスを発生し、シール不良を発生させる。また、充填用樹脂４０がフリットガラスの下側に入り込むと、フリットガラスと素子基板１０との接着が出来なくなる。
【００４１】
シール不良を防止するために、図３において、シール材５０の内側に第１充填用樹脂ストッパーが形成されている。すなわち、充填用樹脂４０は、第１充填用樹脂ストッパー６１によって外側には流出しない構成となっている。しかし、第１充填用樹脂ストッパー６１を超えて充填用樹脂４０が外側に流出する場合もありうる。
【００４２】
これを対策するために、素子基板１０において、有機ＥＬ素子３０の外側に素子基板側充填用樹脂ストッパー６３が形成されている。素子基板側充填用樹脂ストッパー６３は、図１におけるバンク１４を形成するときに同時に形成される。したがって、素子基板側充填用樹脂ストッパー６３の高さはバンク１４の高さと同じ１μｍ程度である。素子基板側充填用樹脂ストッパー６３によって形成される１μｍ程度の段差が、第１充填用樹脂ストッパー６１がストッパーとして十分でない場合に、充填用樹脂４０に対してストッパーとなる。第１充填用樹脂ストッパー６１によってカバーできない充填用樹脂４０は僅かであるので、１μｍ程度の段差で十分なストッパー作用を発揮することが出来る。
【００４３】
ところで、有機ＥＬ表示装置の製造では、生産効率を上げるために、大きなマザー基板２００に多数の有機ＥＬ表示パネルを形成し、その後、スクライビング等によって各有機ＥＬ表示パネルに分離する。図４は、マザー基板２００に多数の有機ＥＬ表示パネルが形成されている状態を示している。図４に示すように、各有機ＥＬ表示パネルごとにシール材５０が形成され、シール材５０の内側に表示領域を囲むようにして第１充填用樹脂ストッパー６１が形成されている。
【００４４】
マザー基板２００の周辺部には、多くの有機ＥＬ表示パネルが形成された領域を囲うように、マザー基板シール材５５が形成されている。マザー基板シール材５５はエポキシ等の樹脂で形成されている。すなわち、素子基板１０が多数形成されたマザー素子基板と、封止基板２０が多数形成されたマザー封止基板とを窒素雰囲気中で重ね合わせ、マザー基板シール材５５で接着する。そうすると、マザー基板シール材５５の内部は、窒素雰囲気となる。この状態で各液晶表示パネル毎にフリットガラスで形成されたシール材をレーザ照射によって溶融し、素子基板と封止基板を接着する。そうすると、フリットガラスが酸素の影響を受けないので、安定したシール性能を確保することが出来る。その後、マザー基板２００を個々の有機ＥＬ表示パネルに分離する。
【００４５】
図５は、有機ＥＬ表示パネルが個々に分離される前のマザー基板２００の製造プロセスを示す。図５において、左側がマザー素子基板の概略プロセスである。すなわち、マザー素子基板に蒸着によって有機ＥＬ層１５および上部電極１６を形成する。その上に防湿膜１７を形成する。なお、図５では、有機ＥＬ素子３０製作のための詳細なプロセスは省略して記載している。
【００４６】
図５の右側は、マザー封止基板の概略プロセスである。すなわち、マザー封止基板にシール材５０、第１充填用樹脂ストッパー６１、および、アラインメントマークをフリットガラスによって同時に形成する。アラインメントマークは、マザー素子基板とマザー封止基板を接着する時の位置あわせのためのマークである。シール材５０、第１充填用樹脂ストッパー６１、およびアラインメントマークは印刷で形成してもよいし、ディスペンサで形成してもよい。
【００４７】
その後、仮焼成をおこなって、シール材５０、第１充填用樹脂ストッパー６１、およびアラインメントマークを硬化させる。仮焼成によって、フリットガラス中のバインダは飛散する。その後、充填用樹脂４０を表示領域に塗布する。充填用樹脂４０の塗布は、印刷でもよいし、ディスペンサでもよい。その後、マザー封止基板の周辺に、マザー基板シール材をエポキシ等の樹脂によって形成する。
【００４８】
このようにして形成したマザー素子基板とマザー封止基板を、窒素雰囲気中で重ね合わせ、仮接着する。この仮接着は、マザー基板シール材によるマザー素子基板とマザー封止基板の接着である。これによって、マザー基板２００の内部は窒素雰囲気になる。
【００４９】
その後、レーザを各有機ＥＬ表示パネルのフリットガラスで形成されたシール材５０に照射することによって、フリットガラスを溶融し、固化することによって、各有機ＥＬ表示パネルの封止を行う。レーザ照射時は、窒素雰囲気中で行うので、フリットガラスの劣化による封止不良が生ずることは無い。また、先に行った仮焼成によってフリットガラス内のバインダは飛散してしまっているので、バインダによる汚染も生じない。
【００５０】
レーザは、フリットガラスで形成された第１充填用樹脂ストッパー６１に対しては照射する必要は無い。第１充填用樹脂ストッパー６１は、先の仮焼成によって固化しており、ストッパーとしては十分な機能を有しているで、あえて、溶融、接着をする必要は無い。
【００５１】
本実施例では、充填用樹脂４０は、第１充填用樹脂ストッパー６１あるいは、素子基板側充填用樹脂ストッパー６３によって外側への流出は防止され、充填用樹脂４０がフリットガラスで形成されたシール材を５０覆うことが無いので、各有機ＥＬ表示パネルのシールの信頼性を向上させることが出来る。なお、図３における素子基板１０に形成された素子基板側充填用樹脂ストッパー６３は、第１充填用樹脂ストッパー６１によって充填用樹脂の広がりを十分に制御することが出来る場合は必須ではない。
【実施例２】
【００５２】
図６は、本発明の第２の実施例を示す有機ＥＬ表示装置の平面図である。図６では有機ＥＬ表示装置における端子部９０は省略され、素子基板１０と封止基板２０が重なった部分のみの平面図となっている。図６において、表示領域１００を囲むように、第１充填用樹脂ストッパー６１が形成されている。第１充填用樹脂ストッパー６１を囲むように、第２充填用樹脂ストッパー６２が形成され、さらにその外側にシール材５０が形成されている。
【００５３】
本実施例が実施例１と異なる点は、充填用樹脂用ストッパー６１の外側に第２充填用樹脂ストッパー６２が形成されていることであり、その他の構成は実施例１と同様である。図６における第２充填用樹脂ストッパー６２は第１充填用樹脂ストッパー６１と形状も材料も同じである。すなわち、第２充填用樹脂ストッパー６２はフリットガラスで形成され、幅は０．１ｍｍ程度、高さは８〜１０μｍ程度である。
【００５４】
第２充填用樹脂ストッパー６２も第１充填用樹脂ストッパー６１と同様に、印刷あるいはディスペンサによって形成することが出来る。形成方法は実施例１で述べたと同様であるので、説明は省略する。第２充填用樹脂ストッパー６２の役割は、第１充填用樹脂ストッパー６１によってせきとめられなかった充填用樹脂４０を第２充填用樹脂ストッパー６２によってせき止めることである。
【００５５】
したがって、本実施例では、充填用樹脂４０がシール材５０を覆うことをより確実に防止することが出来る。なお、実施例１で説明した素子基板１０に形成された素子基板側充填用樹脂ストッパー６３は、本実施例においても、使用することが出来る。ただし、素子基板１０に形成された第３充填用樹脂用ストッパー６３は必須ではない。
【実施例３】
【００５６】
図７は、本発明の第３の実施例を示す有機ＥＬ表示装置の平面図である。図７も有機ＥＬ表示装置における端子部９０は省略され、素子基板１０と封止基板２０が重なった部分のみの平面図となっている。図７において、表示領域１００を囲むように、第１充填用樹脂ストッパー６１が形成され、第１充填用樹脂ストッパー６１を囲むように、第２充填用樹脂ストッパー６２が形成され、さらにその外側にシール材５０が形成されている。この構成は図６で示す実施例２と同様である。
【００５７】
本実施例が図６と異なる点は、表示領域１００にブラックマトリクス１１０が形成されていることである。ブラックマトリクス１１０は各画素の間に黒色の物質を形成することによって、画面のコントラストを向上させる役割を有する。図７におけるブラックマトリクス１１０はシール材５０や充填用樹脂用ストッパーと同じ、黒色フリットガラスを用いている。したがって、ブラックマトリクス１１０をシール材５０や第１充填用樹脂ストッパー６１、第２充填用樹脂用ストッパー６２等と同時に印刷によって形成することが出来る。
【００５８】
本実施例においては、ブラックマトリクス１１０を印刷で形成するので、細かなパターンを形成することは困難である。したがって、図７の構成は、比較的大画面であり、画素のサイズが大きい表示装置に適している。図７におけるブラックマトリクス１１０の幅は０．１ｍｍ程度であり、高さは、１μｍ〜８ミクロン程度で、マスクの構成、印刷条件等によって制御することが出来る。なお、図７において、ブラックマトリクス１１０の周りに、第１充填用樹脂ストッパー６１と第２充填用樹脂ストッパー６２の２本の充填用樹脂ストッパーが形成されているが、第１充填用樹脂用ストッパー１本のみでもよい。
【実施例４】
【００５９】
図８は、本発明の第４の実施例を示す有機ＥＬ表示装置の平面図である。図８も有機ＥＬ表示装置における端子部９０は省略され、素子基板１０と封止基板２０が重なった部分のみの平面図となっている。図８において、表示領域１００を囲むように、シール材５０が形成されているが、第１充填用樹脂ストッパー６１および第２充填用樹脂ストッパー６２は形成されていない。そのかわり、ブラックマトリクス１１０がシール材５０付近にまで形成されている。本実施例においてもブラックマトリクス１１０は黒色フリットガラスで形成されている。
【００６０】
本実施例の特徴は、ブラックマトリクス１１０が充填用樹脂用ストッパーの役割を兼ねていることである。本実施例によるブラックマトリクス１１０は幅が０．１ｍｍ程度で、高さは８μｍ程度と、実施例１〜３における第１充填用樹脂ストッパー６１あるいは第２充填用樹脂ストッパー６２と同じくらいの高さである。したがって、ブラックマトリクス１１０が充填用樹脂のストッパーの役割を持つ。
【００６１】
本実施例では、表示領域の周辺に第１充填用樹脂ストッパーあるいは第２充填用樹脂ストッパー６２を形成する必要が無いので、表示領域１００から有機ＥＬ表示パネルの端部までのいわゆる額縁領域を小さくすることが出来る。また、ブラックマトリクス１１０によって、充填用樹脂４０がシール材５０を覆う現象を防止することが出来るので、シール部の信頼性を確保することが出来る。
【符号の説明】
【００６２】
１０…素子基板、 １１…ＴＦＴ回路、 １２…反射電極、 １３…下部電極、 １４…バンク、 １５…有機ＥＬ層、 １６…上部電極、 １７…防湿膜、 ２０…封止基板、 ３０…ＯＬＥＤ素子、 ４０…充填用樹脂、 ５０…シール材、 ５５…マザー基板シール材、 ６１…第１充填用樹脂ストッパー、 ６２…第２充填用樹脂ストッパー、 ６３…素子基板側充填用樹脂ストッパー、 ７０…駆動ＩＣ、 ８０…引出し線、 ９０…端子部、 １００…表示領域、 １１０…ブラックマトリクス、 ２００…マザー基板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ層を含む画素がマトリクス状に形成された表示領域と端子部を含む素子基板に、シール材を介して封止基板が前記表示領域を覆って配置された有機ＥＬ表示装置であって、
前記表示領域において、前記素子基板と前記封止基板の間に充填用樹脂が充填され、前記シール材と前記表示領域との間に、前記表示領域を囲むように、第１の充填用樹脂用ストッパーが形成され、
前記シール材と前記充填用樹脂用ストッパーとはフリットガラスによって形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記第１の充填用樹脂用ストッパーと前記シール材との間に第２の充填用樹脂用ストッパーが形成され、前記第２の充填用樹脂用ストッパーもフリットガラスで形成され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。
【請求項３】
前記素子基板には、前記充填用樹脂をせき止めるための素子基板側充填用樹脂用ストッパーが形成され、前記素子基板側充填用樹脂用ストッパーは樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記フリットガラスは黒色フリットガラスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記黒色フリットガラスはバナジウムフリットガラスであることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
前記充填用樹脂は印刷またはディスペンサによって形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】
有機ＥＬ層を含む画素がマトリクス状に形成された表示領域と端子部を含む素子基板に、シール材を介して封止基板が前記表示領域を覆って配置された有機ＥＬ表示装置であって、
前記表示領域において、ブラックマトリクスが形成され、
前記表示領域において、前記素子基板と前記封止基板の間に充填用樹脂が充填され、
前記ブラックマトリクスと前記シール材は黒色フリットガラスで形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項８】
前記表示領域と前記シール材の間に、前記表示領域を囲んで、充填用樹脂ストッパーが形成されていることを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項９】
前記充填用樹脂ストッパーと前記シール材の間に、前記充填用樹脂用ストッパーを囲むように、第２の充填用樹脂ストッパーが形成されていることを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１０】
前記黒色フリットガラスはバナジウムフリットガラスであることを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１】
有機ＥＬ層を含む画素がマトリクス状に形成された表示領域と端子部を含む素子基板に、シール材を介して封止基板が前記表示領域を覆って配置された有機ＥＬ表示装置であって、
前記表示領域において、前記素子基板と前記封止基板の間に充填用樹脂が充填され、前記シール材と前記表示領域との間に、前記表示領域を囲むように、第１の充填用樹脂用ストッパーが形成され、
前記シール材と前記充填用樹脂用ストッパーとはフリットガラスによって形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記第１の充填用樹脂用ストッパーと前記シール材との間に第２の充填用樹脂用ストッパーが形成され、前記第２の充填用樹脂用ストッパーもフリットガラスで形成され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。
【請求項３】
前記素子基板には、前記充填用樹脂をせき止めるための素子基板側充填用樹脂用ストッパーが形成され、前記素子基板側充填用樹脂用ストッパーは樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記フリットガラスは黒色フリットガラスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記黒色フリットガラスはバナジウムフリットガラスであることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
前記充填用樹脂は印刷またはディスペンサによって形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】
有機ＥＬ層を含む画素がマトリクス状に形成された表示領域と端子部を含む素子基板に、シール材を介して封止基板が前記表示領域を覆って配置された有機ＥＬ表示装置であって、
前記表示領域において、ブラックマトリクスが形成され、
前記表示領域において、前記素子基板と前記封止基板の間に充填用樹脂が充填され、
前記ブラックマトリクスと前記シール材は黒色フリットガラスで形成されていることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項８】
前記表示領域と前記シール材の間に、前記表示領域を囲んで、充填用樹脂ストッパーが形成されていることを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項９】
前記充填用樹脂ストッパーと前記シール材の間に、前記充填用樹脂用ストッパーを囲むように、第２の充填用樹脂ストッパーが形成されていることを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項１０】
前記黒色フリットガラスはバナジウムフリットガラスであることを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１０９０３０（Ｐ２０１２−１０９０３０Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５４６２１（Ｐ２０１０−２５４６２１）
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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