JP2004047458A - エレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】有機ＥＬ素子の損傷を受けるのを防止すると共に、また放熱性を向上して、温度上昇による素子特性の劣化を防止する。
【解決手段】表面に有機ＥＬ素子を備えたデバイスガラス基板１と、このデバイス基板１とシール樹脂４を用いて貼り合わされた封止ガラス基板５と、封止ガラス基板５の表面に形成された乾燥剤層８と、を具備する有機ＥＬパネルにおいて、有機ＥＬ素子のカソード層２と乾燥剤層８との間に熱伝導性スペーサ９を設けた。また、ポケット部６を含む封止ガラス基板５の表面には、熱伝導層７を形成した。熱伝導層７は、クロム層やアルミニウム層等の金属層を蒸着あるいはスパッタにより形成することができる。
【選択図】 図２
【解決手段】表面に有機ＥＬ素子を備えたデバイスガラス基板１と、このデバイス基板１とシール樹脂４を用いて貼り合わされた封止ガラス基板５と、封止ガラス基板５の表面に形成された乾燥剤層８と、を具備する有機ＥＬパネルにおいて、有機ＥＬ素子のカソード層２と乾燥剤層８との間に熱伝導性スペーサ９を設けた。また、ポケット部６を含む封止ガラス基板５の表面には、熱伝導層７を形成した。熱伝導層７は、クロム層やアルミニウム層等の金属層を蒸着あるいはスパッタにより形成することができる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレクトロルミネッセンス表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有機エレクトロルミネッセンス（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：以下、「有機ＥＬ」と称する。）素子を用いた有機ＥＬ表示装置が、ＣＲＴやＬＣＤに代わる表示装置として注目されている。
【０００３】
一般に、有機ＥＬ素子は湿気に弱いため、有機ＥＬ表示パネルでは、乾燥剤が塗布された金属キャップやガラスキャップで蓋をして、湿気の浸入を防止していた。図５はそのような従来例のＥＬ表示パネルの構造を示す断面図である。デバイスガラス基板１００は、その表面に多数の有機ＥＬ素子（不図示）が形成された表示領域を有している。そして、表示領域の全面は有機ＥＬ素子のカソード層１０１によって被覆されている。カソード層１０１は例えばアルミニウム層で形成されている。また、デバイスガラス基板１００の裏面には偏向板１０２が装着されている。
【０００４】
そして、上記構成のデバイスガラス基板１００は、エポキシ樹脂等から成るシール樹脂１０３を用いて、封止ガラス基板１０４と貼り合わされている。封止ガラス基板１０４には、上記表示領域に対応した領域に凹部（以下、ポケット部１０５という）がエッチングによって形成され、このポケット部１０５に水分等の湿気を吸収するための乾燥剤層１０６が塗布されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の封止構造の有機ＥＬパネルでは、外力により、デバイスガラス基板１００あるいは、封止ガラス基板１０４に撓みが生じ、有機ＥＬ素子が乾燥剤層１０６に接触し、カソード層１０１やその下層の有機発光材料層が損傷を受けるおそれがあった。
【０００６】
また、有機ＥＬ素子は自発光素子であり、発光時に発熱する。すると、有機ＥＬ素子が形成されたガラス基板の温度が上昇する。ところが、上記従来の封止構造では放熱性が悪いために、温度上昇が急激に起こり、例えば６０°Ｃ以上に温度が上昇すると、有機ＥＬ素子の発光有機材料の劣化が起こり、その寿命が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、第１の絶縁性基板と、前記絶縁性基板の表面に形成されたエレクトロルミネッセンス素子と、前記第１の絶縁性基板の表面に対向して貼り合わされた第２の絶縁性基板と、前記第２の絶縁性基板の前記第１の絶縁性基板に対向する面に形成された乾燥剤層と、前記エレクトロルミネッセンス素子と前記乾燥剤層との間隙に挿入された複数のスペーサと、を有することを特徴とする。
【０００８】
係る構成によれば、エレクトロルミネッセンス素子と乾燥剤層との間隙に複数のスペーサを挿入したので、エレクトロルミネッセンス素子と乾燥剤層とが接触して、エレクトロルミネッセンス素子（カソード層を含む）の損傷が防止される。また、スペーサに熱伝導性を持たせることで、エレクトロルミネッセンス素子が発生する熱を外部に放熱する作用が得られ、これによりエレクトロルミネッセンス素子の劣化を防止することもできる。
【０００９】
また上記構成に加えて、前記第２の絶縁性基板の表面に熱伝導層が形成され、該熱伝導層上に前記乾燥剤層が形成されていることを特徴とする。係る構成によれば、エレクトロルミネッセンス素子からの熱は、熱伝導性を有するスペーサ及び熱伝導層を介して、第２の絶縁性基板側へすみやかに放熱される。これによりエレクトロルミネッセンス素子の温度上昇が抑制され、素子特性の劣化が防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施の形態に係るエレクトロルミネッセンス装置を示す平面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ線における断面図である。
【００１２】
デバイスガラス基板１は、その表面に多数の有機ＥＬ素子（不図示）が形成された表示領域を有している。その厚みは、０．７ｍｍ程度である。この表示領域は、複数の画素がマトリクス状に配置され、各画素毎に有機ＥＬ素子が配置されている。そのような画素の詳細な構造については後述する。
【００１３】
そして、表示領域の全面は有機ＥＬ素子のカソード層２によって被覆されている。カソード層２は例えばアルミニウム層で形成されている。また、デバイスガラス基板１の裏面には偏向板３が装着されている。
【００１４】
上記構成のデバイスガラス基板１は、エポキシ樹脂等から成るシール樹脂４を用いて、封止ガラス基板５と貼り合わされている。封止ガラス基板５の厚みは、０．７ｍｍ程度である。封止ガラス基板５には、上記表示領域に対応した領域に凹部（以下、ポケット部６という）がエッチングによって形成されている。ポケット部６の深さは、０．３ｍｍ程度である。
【００１５】
そして、ポケット部６を含む封止ガラス基板５の表面には、熱伝導層７が形成されている。熱伝導層７は、クロム層やアルミニウム層等の金属層を蒸着あるいはスパッタにより形成することができる。その厚みは、クロム層の場合で１００μｍ程度が好ましい。
【００１６】
前記シール樹脂４は封止ガラス基板５のポケット部６の周辺部とデバイスガラス基板１の端部との間に挟まれるように形成され、両基板を接着し、封止している。
【００１７】
熱伝導層７上のポケット部６には、水分等の湿気を吸収するための乾燥剤層８が塗布されている。乾燥剤層８は例えば、粉末状の酸化カルシウムや酸化バリウム等、及び接着剤として樹脂を溶剤に溶かした状態にして、ポケット部６の底部に塗布し、更にＵＶ照射や加熱処理を行うことで硬化させることで形成される。
【００１８】
そして、有機ＥＬ素子のカソード層２と乾燥剤層８との間の間隙に、複数の熱伝導性スペーサ９が挿入されている。熱伝導性スペーサ９の材料としては、金属が好ましいが、特に軟らかい金属が好ましく、例えばインジウムが適している。また、複数の熱伝導性スペーサ９の形状は球状であることが好ましい。
【００１９】
複数の熱伝導性スペーサ９は、有機ＥＬ素子のカソード層２と乾燥剤層８との間に嵌入されていてもよいし、遊嵌されていてもよい。すなわち、複数の熱伝導性スペーサ９は、貼り合わされたデバイスガラス基板１あるいは封止ガラス基板５に外力が加わった時に、有機ＥＬ素子のカソード層２と乾燥剤層８との間隔を保つと共に、外力から有機ＥＬ素子を保護するための緩衝材として機能すればよい。
【００２０】
上記構成によれば、有機ＥＬ素子のカソード層２と乾燥剤層との間に複数の熱伝導性スペーサ９を設けたので、有機ＥＬ素子と乾燥剤層８とが接触して、有機ＥＬ素子（カソード層２を含む）の損傷が防止される。また、複数の熱伝導性スペーサ９は、有機ＥＬ素子が発生する熱を外部に放熱する作用があるので、有機ＥＬ素子の劣化を防止することもできる。
【００２１】
また、封止ガラス基板５に熱伝導層７を設けたので、有機ＥＬ素子からの熱はカソード層２、熱伝導性スペーサ９、熱伝導層７を経由して、封止ガラス基板５の側へすみやかに放熱される。これにより有機ＥＬ素子の温度上昇が抑制され、素子特性の劣化が防止される。
【００２２】
なお、上記実施形態において、ポケット部６を設けた上で、さらに熱伝導性スペーサ９を設ける構造を示した。ポケット部６を設けたことにより、有機ＥＬ素子と乾燥剤層８との間隔が広くなり、両者がより接触しにくくなる利点がある。しかし、本発明はこれに限られず、ポケット部６を設けずに、複数の熱伝導性スペーサ９のみを設けてもよい。
【００２３】
また、複数の熱伝導性スペーサ９及び熱伝導層７を設けることにより、放熱性が高まるが、熱伝導層７を設けず、複数の熱伝導性スペーサ９のみを形成した構造でも、ある程度の放熱性の向上が期待できる。
【００２４】
また上記実施形態では、デバイスガラス基板１と封止ガラス基板５とがシール樹脂４によって封止されているが、シール樹脂４を用いずに封止することもできる。例えば、デバイスガラス基板１と封止ガラス基板５とが互いに接着される部分をレーザー照射により加熱溶融させ、その状態で両基板を溶着し、その後両基板が冷却されることで固着される。この場合、デバイスガラス基板１と封止ガラス基板５の中、少なくとも一方の基板が加熱溶融されていれば、他方の基板と接着することができる。また、デバイスガラス基板１あるいは封止ガラス基板５を加熱溶融するのではなく、それらの基板の間に加熱によって溶融する部材を挿入し、これを加熱溶融することで、両基板を間接的に溶着することも可能である。
【００２５】
また、複数の熱伝導性スペーサ９に限らず、その代わりに、熱伝導性の低い材料、例えば非金属から成る複数のスペーサを利用しても、スペーサとしての効果が得られる。すなわち、貼り合わされたデバイスガラス基板１あるいは封止ガラス基板５に外力が加わった時に、有機ＥＬ素子のカソード層２と乾燥剤層８との間隔を保つと共に、外力から有機ＥＬ素子を保護するという効果が得られる。
【００２６】
次に、上記実施の形態に共通に適用されるＥＬ表示装置の表示画素の構成例について説明する。
【００２７】
図３に有機ＥＬ表示装置の表示画素付近を示す平面図を示し、図４（ａ）に図３中のＡ−Ａ線に沿った断面図を示し、図４（ｂ）に図３中のＢ−Ｂ線に沿った断面図を示す。
【００２８】
図３及び図４に示すように、ゲート信号線５１とドレイン信号線５２とに囲まれた領域に表示画素１１５が形成されており、マトリクス状に配置されている。
【００２９】
この表示画素１１５には、自発光素子である有機ＥＬ素子６０と、この有機ＥＬ素子６０に電流を供給するタイミングを制御するスイッチング用ＴＦＴ３０と、有機ＥＬ素子６０に電流を供給する駆動用ＴＦＴ４０と、保持容量とが配置されている。なお、有機ＥＬ素子６０は、第１の電極であるアノード層６１と、発光材料からなる発光素子層と、第２の電極であるカソード層６５とから成っている。
【００３０】
即ち、両信号線５１，５２の交点付近にはスイッチング用ＴＦＴである第１のＴＦＴ３０が備えられており、そのＴＦＴ３０のソース３３ｓは保持容量電極線５４との間で容量をなす容量電極５５を兼ねるとともに、ＥＬ素子駆動用ＴＦＴである第２のＴＦＴ４０のゲート４１に接続されており、第２のＴＦＴ４０のソース４３ｓは有機ＥＬ素子６０のアノード層６１に接続され、他方のドレイン４３ｄは有機ＥＬ素子６０に供給される電流源である駆動電源線５３に接続されている。
【００３１】
また、ゲート信号線５１と並行に保持容量電極線５４が配置されている。この保持容量電極線５４はクロム等から成っており、ゲート絶縁膜１２を介してＴＦＴ３０のソース３３ｓと接続された容量電極５５との間で電荷を蓄積して容量を成している。この保持容量５６は、第２のＴＦＴ４０のゲート電極４１に印加される電圧を保持するために設けられている。
【００３２】
図４に示すように、有機ＥＬ表示装置は、ガラスや合成樹脂などから成る基板又は導電性を有する基板あるいは半導体基板等の基板１０上に、ＴＦＴ及び有機ＥＬ素子を順に積層形成して成る。ただし、基板１０として導電性を有する基板及び半導体基板を用いる場合には、これらの基板１０上にＳｉＯ２やＳｉＮなどの絶縁膜を形成した上に第１、第２のＴＦＴ及び有機ＥＬ素子を形成する。いずれのＴＦＴともに、ゲート電極がゲート絶縁膜を介して能動層の上方にあるいわゆるトップゲート構造である。ただし、トップゲート構造に限らず、ゲート電極上に能動層が重なる、いわゆるボトムゲート構造でもよい。
【００３３】
まず、スイッチング用ＴＦＴである第１のＴＦＴ３０について説明する。
【００３４】
図４（ａ）に示すように、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁性基板１０上に、非晶質シリコン膜（以下、「ａ−Ｓｉ膜」と称する。）をＣＶＤ法等にて成膜し、そのａ−Ｓｉ膜にレーザ光を照射して溶融再結晶化させて多結晶シリコン膜（以下、「ｐ−Ｓｉ膜」と称する。）とし、これを能動層３３とする。その上に、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜の単層あるいは積層体をゲート絶縁膜１２として形成する。更にその上に、Ｃｒ、Ｍｏなどの高融点金属からなるゲート電極３１を兼ねたゲート信号線５１及びＡｌから成るドレイン信号線５２を備えており、有機ＥＬ素子の駆動電源でありＡｌから成る駆動電源線５３が配置されている。
【００３５】
そして、ゲート絶縁膜１２及び能動層３３上の全面には、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜及びＳｉＯ２膜の順に積層された層間絶縁膜１５が形成されており、ドレイン３３ｄに対応して設けたコンタクトホールにＡｌ等の金属を充填したドレイン電極３６が設けられ、更に全面に有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜１７が形成されている。
【００３６】
次に、有機ＥＬ素子の駆動用ＴＦＴである第２のＴＦＴ４０について説明する。図４（ｂ）に示すように、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁性基板１０上に、ａ−Ｓｉ膜にレーザ光を照射して多結晶化してなる能動層４３、ゲート絶縁膜１２、及びＣｒ、Ｍｏなどの高融点金属からなるゲート電極４１が順に形成されており、その能動層４３には、チャネル４３ｃと、このチャネル４３ｃの両側にソース４３ｓ及びドレイン４３ｄが設けられている。そして、ゲート絶縁膜１２及び能動層４３上の全面に、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜及びＳｉＯ２膜の順に積層された層間絶縁膜１５を形成し、ドレイン４３ｄに対応して設けたコンタクトホールにＡｌ等の金属を充填して駆動電源に接続された駆動電源線５３が配置されている。更に全面に例えば有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜１７を備えている。そして、その平坦化絶縁膜１７のソース４３ｓに対応した位置にコンタクトホールを形成し、このコンタクトホールを介してソース４３ｓとコンタクトしたＩＴＯから成る透明電極、即ち有機ＥＬ素子のアノード層６１を平坦化絶縁膜１７上に設けている。このアノード層６１は各表示画素ごとに島状に分離形成されている。
【００３７】
有機ＥＬ素子６０は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極から成るアノード層６１、ＭＴＤＡＴＡ（４，４−ｂｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ）から成る第１ホール輸送層、ＴＰＤ（４，４，４−ｔｒｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）
ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｎｉｎｅ）からなる第２ホール輸送層から成るホール輸送層６２、キナクリドン（Ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ）誘導体を含むＢｅｂｑ２（１０−ベンゾ〔ｈ〕キノリノール−ベリリウム錯体）から成る発光層６３、及びＢｅｂｑ２から成る電子輸送層６４、マグネシウム・インジウム合金もしくはアルミニウム、もしくはアルミニウム合金から成るカソード層６５が、この順番で積層形成された構造である。
【００３８】
有機ＥＬ素子６０は、アノード層６１から注入されたホールと、カソード層６５から注入された電子とが発光層の内部で再結合し、発光層を形成する有機分子を励起して励起子が生じる。この励起子が放射失活する過程で発光層から光が放たれ、この光が透明なアノード層６１から透明絶縁基板を介して外部へ放出されて発光する。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、エレクトロルミネッセンス素子と乾燥剤層との間に複数のスペーサを設けたので、エレクトロルミネッセンス素子と乾燥剤層とが接触して、エレクトロルミネッセンス素子（カソード層を含む）の損傷が防止される。また係る複数のスペーサは、熱伝導性を有していれば、エレクトロルミネッセンス素子が発生する熱を外部に放熱する作用が生じるので、エレクトロルミネッセンス素子の劣化を防止することもできる。
【００４０】
また上記構成に加えて、前記第２の絶縁性基板の表面に熱伝導層が形成され、該熱伝導層上に前記乾燥剤層が形成されているので、エレクトロルミネッセンス素子からの熱は、複数の熱伝導性のスペーサ及び熱伝導層を介して、第２の絶縁性基板側へすみやかに放熱される。これにより、エレクトロルミネッセンス素子の温度上昇が抑制され、素子特性の劣化が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るエレクトロルミネッセンス表示装置の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線における断面図である。
【図３】有機ＥＬ表示装置の表示画素付近を示す平面図である。
【図４】有機ＥＬ表示装置の表示画素の断面図である。
【図５】従来例に係るエレクトロルミネッセンス装置の断面図である。
【符号の説明】
１ デバイスガラス基板 ２ カソード層 ３ 偏向板
４ シール樹脂 ５ 封止ガラス基板 ６ ポケット部
７ 熱伝導層 ８ 乾燥剤層 ９ 熱伝導性スペーサ
１０ 絶縁性基板 １２ ゲート絶縁膜 １５ 層間絶縁膜
１７ 平坦化絶縁膜 ３０ スイッチング用ＴＦＴ
３１ ゲート電極 ３２ ゲート絶縁膜 ３３ 能動層
３６ ドレイン電極 ４０ 駆動用ＴＦＴ ４１ ゲート電極
４３ 能動層 ５１ ゲート信号線 ５２ ドレイン信号線
５３ 駆動電源線 ５４ 保持容量電極線 ５５ 容量電極
５６ 保持容量 ６０ 有機ＥＬ素子 ６１ アノード層
６２ ホール輸送層 ６３ 発光層 ６４ 電子輸送層
６５ カソード層 １００ デバイスガラス基板
１０１ カソード層 １０２ 偏向板 １０３ シール樹脂
１０４ 封止ガラス基板 １０５ ポケット部 １０６ 乾燥剤層
１１５ 表示画素
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレクトロルミネッセンス表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有機エレクトロルミネッセンス（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：以下、「有機ＥＬ」と称する。）素子を用いた有機ＥＬ表示装置が、ＣＲＴやＬＣＤに代わる表示装置として注目されている。
【０００３】
一般に、有機ＥＬ素子は湿気に弱いため、有機ＥＬ表示パネルでは、乾燥剤が塗布された金属キャップやガラスキャップで蓋をして、湿気の浸入を防止していた。図５はそのような従来例のＥＬ表示パネルの構造を示す断面図である。デバイスガラス基板１００は、その表面に多数の有機ＥＬ素子（不図示）が形成された表示領域を有している。そして、表示領域の全面は有機ＥＬ素子のカソード層１０１によって被覆されている。カソード層１０１は例えばアルミニウム層で形成されている。また、デバイスガラス基板１００の裏面には偏向板１０２が装着されている。
【０００４】
そして、上記構成のデバイスガラス基板１００は、エポキシ樹脂等から成るシール樹脂１０３を用いて、封止ガラス基板１０４と貼り合わされている。封止ガラス基板１０４には、上記表示領域に対応した領域に凹部（以下、ポケット部１０５という）がエッチングによって形成され、このポケット部１０５に水分等の湿気を吸収するための乾燥剤層１０６が塗布されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の封止構造の有機ＥＬパネルでは、外力により、デバイスガラス基板１００あるいは、封止ガラス基板１０４に撓みが生じ、有機ＥＬ素子が乾燥剤層１０６に接触し、カソード層１０１やその下層の有機発光材料層が損傷を受けるおそれがあった。
【０００６】
また、有機ＥＬ素子は自発光素子であり、発光時に発熱する。すると、有機ＥＬ素子が形成されたガラス基板の温度が上昇する。ところが、上記従来の封止構造では放熱性が悪いために、温度上昇が急激に起こり、例えば６０°Ｃ以上に温度が上昇すると、有機ＥＬ素子の発光有機材料の劣化が起こり、その寿命が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、第１の絶縁性基板と、前記絶縁性基板の表面に形成されたエレクトロルミネッセンス素子と、前記第１の絶縁性基板の表面に対向して貼り合わされた第２の絶縁性基板と、前記第２の絶縁性基板の前記第１の絶縁性基板に対向する面に形成された乾燥剤層と、前記エレクトロルミネッセンス素子と前記乾燥剤層との間隙に挿入された複数のスペーサと、を有することを特徴とする。
【０００８】
係る構成によれば、エレクトロルミネッセンス素子と乾燥剤層との間隙に複数のスペーサを挿入したので、エレクトロルミネッセンス素子と乾燥剤層とが接触して、エレクトロルミネッセンス素子（カソード層を含む）の損傷が防止される。また、スペーサに熱伝導性を持たせることで、エレクトロルミネッセンス素子が発生する熱を外部に放熱する作用が得られ、これによりエレクトロルミネッセンス素子の劣化を防止することもできる。
【０００９】
また上記構成に加えて、前記第２の絶縁性基板の表面に熱伝導層が形成され、該熱伝導層上に前記乾燥剤層が形成されていることを特徴とする。係る構成によれば、エレクトロルミネッセンス素子からの熱は、熱伝導性を有するスペーサ及び熱伝導層を介して、第２の絶縁性基板側へすみやかに放熱される。これによりエレクトロルミネッセンス素子の温度上昇が抑制され、素子特性の劣化が防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施の形態に係るエレクトロルミネッセンス装置を示す平面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ線における断面図である。
【００１２】
デバイスガラス基板１は、その表面に多数の有機ＥＬ素子（不図示）が形成された表示領域を有している。その厚みは、０．７ｍｍ程度である。この表示領域は、複数の画素がマトリクス状に配置され、各画素毎に有機ＥＬ素子が配置されている。そのような画素の詳細な構造については後述する。
【００１３】
そして、表示領域の全面は有機ＥＬ素子のカソード層２によって被覆されている。カソード層２は例えばアルミニウム層で形成されている。また、デバイスガラス基板１の裏面には偏向板３が装着されている。
【００１４】
上記構成のデバイスガラス基板１は、エポキシ樹脂等から成るシール樹脂４を用いて、封止ガラス基板５と貼り合わされている。封止ガラス基板５の厚みは、０．７ｍｍ程度である。封止ガラス基板５には、上記表示領域に対応した領域に凹部（以下、ポケット部６という）がエッチングによって形成されている。ポケット部６の深さは、０．３ｍｍ程度である。
【００１５】
そして、ポケット部６を含む封止ガラス基板５の表面には、熱伝導層７が形成されている。熱伝導層７は、クロム層やアルミニウム層等の金属層を蒸着あるいはスパッタにより形成することができる。その厚みは、クロム層の場合で１００μｍ程度が好ましい。
【００１６】
前記シール樹脂４は封止ガラス基板５のポケット部６の周辺部とデバイスガラス基板１の端部との間に挟まれるように形成され、両基板を接着し、封止している。
【００１７】
熱伝導層７上のポケット部６には、水分等の湿気を吸収するための乾燥剤層８が塗布されている。乾燥剤層８は例えば、粉末状の酸化カルシウムや酸化バリウム等、及び接着剤として樹脂を溶剤に溶かした状態にして、ポケット部６の底部に塗布し、更にＵＶ照射や加熱処理を行うことで硬化させることで形成される。
【００１８】
そして、有機ＥＬ素子のカソード層２と乾燥剤層８との間の間隙に、複数の熱伝導性スペーサ９が挿入されている。熱伝導性スペーサ９の材料としては、金属が好ましいが、特に軟らかい金属が好ましく、例えばインジウムが適している。また、複数の熱伝導性スペーサ９の形状は球状であることが好ましい。
【００１９】
複数の熱伝導性スペーサ９は、有機ＥＬ素子のカソード層２と乾燥剤層８との間に嵌入されていてもよいし、遊嵌されていてもよい。すなわち、複数の熱伝導性スペーサ９は、貼り合わされたデバイスガラス基板１あるいは封止ガラス基板５に外力が加わった時に、有機ＥＬ素子のカソード層２と乾燥剤層８との間隔を保つと共に、外力から有機ＥＬ素子を保護するための緩衝材として機能すればよい。
【００２０】
上記構成によれば、有機ＥＬ素子のカソード層２と乾燥剤層との間に複数の熱伝導性スペーサ９を設けたので、有機ＥＬ素子と乾燥剤層８とが接触して、有機ＥＬ素子（カソード層２を含む）の損傷が防止される。また、複数の熱伝導性スペーサ９は、有機ＥＬ素子が発生する熱を外部に放熱する作用があるので、有機ＥＬ素子の劣化を防止することもできる。
【００２１】
また、封止ガラス基板５に熱伝導層７を設けたので、有機ＥＬ素子からの熱はカソード層２、熱伝導性スペーサ９、熱伝導層７を経由して、封止ガラス基板５の側へすみやかに放熱される。これにより有機ＥＬ素子の温度上昇が抑制され、素子特性の劣化が防止される。
【００２２】
なお、上記実施形態において、ポケット部６を設けた上で、さらに熱伝導性スペーサ９を設ける構造を示した。ポケット部６を設けたことにより、有機ＥＬ素子と乾燥剤層８との間隔が広くなり、両者がより接触しにくくなる利点がある。しかし、本発明はこれに限られず、ポケット部６を設けずに、複数の熱伝導性スペーサ９のみを設けてもよい。
【００２３】
また、複数の熱伝導性スペーサ９及び熱伝導層７を設けることにより、放熱性が高まるが、熱伝導層７を設けず、複数の熱伝導性スペーサ９のみを形成した構造でも、ある程度の放熱性の向上が期待できる。
【００２４】
また上記実施形態では、デバイスガラス基板１と封止ガラス基板５とがシール樹脂４によって封止されているが、シール樹脂４を用いずに封止することもできる。例えば、デバイスガラス基板１と封止ガラス基板５とが互いに接着される部分をレーザー照射により加熱溶融させ、その状態で両基板を溶着し、その後両基板が冷却されることで固着される。この場合、デバイスガラス基板１と封止ガラス基板５の中、少なくとも一方の基板が加熱溶融されていれば、他方の基板と接着することができる。また、デバイスガラス基板１あるいは封止ガラス基板５を加熱溶融するのではなく、それらの基板の間に加熱によって溶融する部材を挿入し、これを加熱溶融することで、両基板を間接的に溶着することも可能である。
【００２５】
また、複数の熱伝導性スペーサ９に限らず、その代わりに、熱伝導性の低い材料、例えば非金属から成る複数のスペーサを利用しても、スペーサとしての効果が得られる。すなわち、貼り合わされたデバイスガラス基板１あるいは封止ガラス基板５に外力が加わった時に、有機ＥＬ素子のカソード層２と乾燥剤層８との間隔を保つと共に、外力から有機ＥＬ素子を保護するという効果が得られる。
【００２６】
次に、上記実施の形態に共通に適用されるＥＬ表示装置の表示画素の構成例について説明する。
【００２７】
図３に有機ＥＬ表示装置の表示画素付近を示す平面図を示し、図４（ａ）に図３中のＡ−Ａ線に沿った断面図を示し、図４（ｂ）に図３中のＢ−Ｂ線に沿った断面図を示す。
【００２８】
図３及び図４に示すように、ゲート信号線５１とドレイン信号線５２とに囲まれた領域に表示画素１１５が形成されており、マトリクス状に配置されている。
【００２９】
この表示画素１１５には、自発光素子である有機ＥＬ素子６０と、この有機ＥＬ素子６０に電流を供給するタイミングを制御するスイッチング用ＴＦＴ３０と、有機ＥＬ素子６０に電流を供給する駆動用ＴＦＴ４０と、保持容量とが配置されている。なお、有機ＥＬ素子６０は、第１の電極であるアノード層６１と、発光材料からなる発光素子層と、第２の電極であるカソード層６５とから成っている。
【００３０】
即ち、両信号線５１，５２の交点付近にはスイッチング用ＴＦＴである第１のＴＦＴ３０が備えられており、そのＴＦＴ３０のソース３３ｓは保持容量電極線５４との間で容量をなす容量電極５５を兼ねるとともに、ＥＬ素子駆動用ＴＦＴである第２のＴＦＴ４０のゲート４１に接続されており、第２のＴＦＴ４０のソース４３ｓは有機ＥＬ素子６０のアノード層６１に接続され、他方のドレイン４３ｄは有機ＥＬ素子６０に供給される電流源である駆動電源線５３に接続されている。
【００３１】
また、ゲート信号線５１と並行に保持容量電極線５４が配置されている。この保持容量電極線５４はクロム等から成っており、ゲート絶縁膜１２を介してＴＦＴ３０のソース３３ｓと接続された容量電極５５との間で電荷を蓄積して容量を成している。この保持容量５６は、第２のＴＦＴ４０のゲート電極４１に印加される電圧を保持するために設けられている。
【００３２】
図４に示すように、有機ＥＬ表示装置は、ガラスや合成樹脂などから成る基板又は導電性を有する基板あるいは半導体基板等の基板１０上に、ＴＦＴ及び有機ＥＬ素子を順に積層形成して成る。ただし、基板１０として導電性を有する基板及び半導体基板を用いる場合には、これらの基板１０上にＳｉＯ２やＳｉＮなどの絶縁膜を形成した上に第１、第２のＴＦＴ及び有機ＥＬ素子を形成する。いずれのＴＦＴともに、ゲート電極がゲート絶縁膜を介して能動層の上方にあるいわゆるトップゲート構造である。ただし、トップゲート構造に限らず、ゲート電極上に能動層が重なる、いわゆるボトムゲート構造でもよい。
【００３３】
まず、スイッチング用ＴＦＴである第１のＴＦＴ３０について説明する。
【００３４】
図４（ａ）に示すように、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁性基板１０上に、非晶質シリコン膜（以下、「ａ−Ｓｉ膜」と称する。）をＣＶＤ法等にて成膜し、そのａ−Ｓｉ膜にレーザ光を照射して溶融再結晶化させて多結晶シリコン膜（以下、「ｐ−Ｓｉ膜」と称する。）とし、これを能動層３３とする。その上に、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜の単層あるいは積層体をゲート絶縁膜１２として形成する。更にその上に、Ｃｒ、Ｍｏなどの高融点金属からなるゲート電極３１を兼ねたゲート信号線５１及びＡｌから成るドレイン信号線５２を備えており、有機ＥＬ素子の駆動電源でありＡｌから成る駆動電源線５３が配置されている。
【００３５】
そして、ゲート絶縁膜１２及び能動層３３上の全面には、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜及びＳｉＯ２膜の順に積層された層間絶縁膜１５が形成されており、ドレイン３３ｄに対応して設けたコンタクトホールにＡｌ等の金属を充填したドレイン電極３６が設けられ、更に全面に有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜１７が形成されている。
【００３６】
次に、有機ＥＬ素子の駆動用ＴＦＴである第２のＴＦＴ４０について説明する。図４（ｂ）に示すように、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁性基板１０上に、ａ−Ｓｉ膜にレーザ光を照射して多結晶化してなる能動層４３、ゲート絶縁膜１２、及びＣｒ、Ｍｏなどの高融点金属からなるゲート電極４１が順に形成されており、その能動層４３には、チャネル４３ｃと、このチャネル４３ｃの両側にソース４３ｓ及びドレイン４３ｄが設けられている。そして、ゲート絶縁膜１２及び能動層４３上の全面に、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜及びＳｉＯ２膜の順に積層された層間絶縁膜１５を形成し、ドレイン４３ｄに対応して設けたコンタクトホールにＡｌ等の金属を充填して駆動電源に接続された駆動電源線５３が配置されている。更に全面に例えば有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜１７を備えている。そして、その平坦化絶縁膜１７のソース４３ｓに対応した位置にコンタクトホールを形成し、このコンタクトホールを介してソース４３ｓとコンタクトしたＩＴＯから成る透明電極、即ち有機ＥＬ素子のアノード層６１を平坦化絶縁膜１７上に設けている。このアノード層６１は各表示画素ごとに島状に分離形成されている。
【００３７】
有機ＥＬ素子６０は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極から成るアノード層６１、ＭＴＤＡＴＡ（４，４−ｂｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ）から成る第１ホール輸送層、ＴＰＤ（４，４，４−ｔｒｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）
ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｎｉｎｅ）からなる第２ホール輸送層から成るホール輸送層６２、キナクリドン（Ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ）誘導体を含むＢｅｂｑ２（１０−ベンゾ〔ｈ〕キノリノール−ベリリウム錯体）から成る発光層６３、及びＢｅｂｑ２から成る電子輸送層６４、マグネシウム・インジウム合金もしくはアルミニウム、もしくはアルミニウム合金から成るカソード層６５が、この順番で積層形成された構造である。
【００３８】
有機ＥＬ素子６０は、アノード層６１から注入されたホールと、カソード層６５から注入された電子とが発光層の内部で再結合し、発光層を形成する有機分子を励起して励起子が生じる。この励起子が放射失活する過程で発光層から光が放たれ、この光が透明なアノード層６１から透明絶縁基板を介して外部へ放出されて発光する。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、エレクトロルミネッセンス素子と乾燥剤層との間に複数のスペーサを設けたので、エレクトロルミネッセンス素子と乾燥剤層とが接触して、エレクトロルミネッセンス素子（カソード層を含む）の損傷が防止される。また係る複数のスペーサは、熱伝導性を有していれば、エレクトロルミネッセンス素子が発生する熱を外部に放熱する作用が生じるので、エレクトロルミネッセンス素子の劣化を防止することもできる。
【００４０】
また上記構成に加えて、前記第２の絶縁性基板の表面に熱伝導層が形成され、該熱伝導層上に前記乾燥剤層が形成されているので、エレクトロルミネッセンス素子からの熱は、複数の熱伝導性のスペーサ及び熱伝導層を介して、第２の絶縁性基板側へすみやかに放熱される。これにより、エレクトロルミネッセンス素子の温度上昇が抑制され、素子特性の劣化が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るエレクトロルミネッセンス表示装置の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線における断面図である。
【図３】有機ＥＬ表示装置の表示画素付近を示す平面図である。
【図４】有機ＥＬ表示装置の表示画素の断面図である。
【図５】従来例に係るエレクトロルミネッセンス装置の断面図である。
【符号の説明】
１ デバイスガラス基板 ２ カソード層 ３ 偏向板
４ シール樹脂 ５ 封止ガラス基板 ６ ポケット部
７ 熱伝導層 ８ 乾燥剤層 ９ 熱伝導性スペーサ
１０ 絶縁性基板 １２ ゲート絶縁膜 １５ 層間絶縁膜
１７ 平坦化絶縁膜 ３０ スイッチング用ＴＦＴ
３１ ゲート電極 ３２ ゲート絶縁膜 ３３ 能動層
３６ ドレイン電極 ４０ 駆動用ＴＦＴ ４１ ゲート電極
４３ 能動層 ５１ ゲート信号線 ５２ ドレイン信号線
５３ 駆動電源線 ５４ 保持容量電極線 ５５ 容量電極
５６ 保持容量 ６０ 有機ＥＬ素子 ６１ アノード層
６２ ホール輸送層 ６３ 発光層 ６４ 電子輸送層
６５ カソード層 １００ デバイスガラス基板
１０１ カソード層 １０２ 偏向板 １０３ シール樹脂
１０４ 封止ガラス基板 １０５ ポケット部 １０６ 乾燥剤層
１１５ 表示画素
Claims (11)
- 第１の絶縁性基板と、
前記第１の絶縁性基板の表面に形成されたエレクトロルミネッセンス素子と、
前記第１の絶縁性基板の表面に対向して貼り合わされた第２の絶縁性基板と、前記第２の絶縁性基板の前記第１の絶縁性基板に対向する面に形成された乾燥剤層と、
前記エレクトロルミネッセンス素子と前記乾燥剤層との間隙に挿入された複数のスペーサと、を有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。 - 前記複数のスペーサは、熱伝導性を有することを特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記複数のスペーサは、金属から成ることを特徴とする請求項２記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記複数のスペーサは、インジウムから成ることを特徴とする請求項３記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記複数のスペーサは、移動自在に挿入されたことを特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記複数のスペーサは、球状であることを特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記第２の絶縁性基板の表面に熱伝導層が形成され、この熱伝導層上に前記乾燥剤層が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記第２の絶縁性基板の表面に凹部が形成され、この凹部に前記熱伝導層が形成されていることを特徴とする請求項７記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記熱伝導層は、クロム層あるいはアルミニウム層であることを特徴とする請求項７記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記第１の絶縁性基板と前記第２の絶縁性基板とはシール樹脂を用いて貼り合わされていることを特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記第１の絶縁性基板と前記第２の絶縁性基板とは互いに溶着されていることを特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006221875A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Seiko Epson Corp | 電気光学装置及び電子機器 |
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