JP2006164737A - 表示素子、若しくはそれを備えた表示パネル及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水分や酸素等に対する高い耐久性を実現する。
【解決手段】有機ＥＬ素子１は、第１基板１０と、第１基板１０と離間して対向する封止基板２８と、第１基板１０と封止基板２８とを封止し、第１基板１０と封止基板２８との間に封止空間を形成するシール２９と、第１基板１０上に設けられたソースライン１２及びゲートライン１３と、ゲートライン１３とソースライン１２とに電気的に接続された画素電極２１と、を少なくとも有する。ソースライン１２及びゲートライン１３は封止空間内に設けられており、ソースライン１２と接続され、封止空間内から引き出されたソース引き出し電極３０を有し、ソース引き出し電極３０はゲートライン１３と同一膜から形成されている。
【選択図】図７

Description

本発明は表示素子、若しくはそれを備えた表示パネル及び表示装置に関するものである。

有機エレクトロルミネッセント素子（以下、「有機ＥＬ素子」とすることがある。）は、一般的に、水分や酸素等による影響を受けやすく、有機ＥＬ素子内に水分（及び／又は酸素）が進入すると、有機ＥＬ素子の素子特性（輝度等）の劣化が促進される。有機ＥＬ素子内に水分等が進入することによる有機ＥＬ素子の劣化メカニズムには諸説があるが、一説には、発光材料や上部共通電極（陰極）材料が、素子内に進入した水分等により、酸化又は水酸化物化されるためであるとされている。

有機ＥＬ素子の水分や酸素等に対する耐久性を向上させる技術として、例えば特許文献１には、樹脂材料含有膜を封止構造内に閉じこめ、樹脂材料含有膜を封止構造外部に露出させない構成の有機ＥＬ素子が開示されている。樹脂材料等の有機材料は無機材料に比して格段にガス透過度が高いため、樹脂材料含有膜が外気と接触している場合は、樹脂材料含有膜を透過して水分や酸素等が有機ＥＬ素子内に進入しやすい。しかし、特許文献１に記載された有機ＥＬ素子では、樹脂材料含有膜が封止構造内に閉じこめられており、樹脂材料含有膜が外気から遮断されているため、有機ＥＬ素子内への水分等の進入が効果的に抑制される。
特開２００３−２９７５５２号公報

発明者らは誠意研究した結果、特許文献１に記載された有機ＥＬ素子であっても、水分や酸素等に対する耐久性が十分ではないという知見を得た。

本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、水分や酸素等に対する高い耐久性を実現させることにある。

本発明に係る表示素子は、第１基板と、前記第１基板と離間して対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板とを封止し、前記第１基板と前記第２基板との間に封止空間を形成するシールと、前記第１基板上にそれぞれ設けられたソースライン、ゲートライン、電源ライン、及び画素電極とを少なくとも有する。前記ソースライン、前記ゲートライン、及び前記電源ラインは前記封止空間内に設けられている。本発明に係る表示素子は、前記ソースラインと接続され、前記封止空間内から引き出されたソース引き出し電極と、前記電源ラインと接続され、前記封止空間内から引き出された電源引き出し電極とをさらに有する。前記ソース引き出し電極及び／又は前記電源引き出し電極は前記ゲートライン又は前記画素電極と同一膜から形成されている。

本発明に係る表示素子は、前記ゲートラインと前記画素電極との間に設けられた樹脂層をさらに有し、前記樹脂層が前記シールと前記第１基板との間に形成されていないものであっても構わない。

本発明に係る表示素子では、前記ソース引き出し電極及び／又は前記電源引き出し電極の層厚が３００ｎｍ以下であることが好ましい。

本発明に係る表示素子では、前記画素電極が前記有機発光層から出射された光を前記第２基板側に反射する反射電極であり、前記ソース引き出し電極及び／又は電源引き出し電極が前記画素電極と同一膜から形成されていても構わない。

本発明に係る表示素子では、前記ソースラインが、第１導電層と、前記第１導電層の上に設けられた第２導電層とを有し、前記第１導電層の幅は、前記第２導電層の幅よりも狭くてもよい。また、前記導第２導電層はアルミニウム又は銅を含んでいてもよい。

本発明に係る表示素子は、有機エレクトロルミネッセント発光層を有していても構わない。

本発明に係る表示パネルは本発明に係る表示素子を備えている。

本発明に係る表示装置は本発明に係る表示素子を備えている。

本発明によれば、シールと第１基板との間隙から水分や酸素等が進入することを効果的に防ぐことができるので、水分や酸素等に対する高い耐久性を実現させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施形態１）図１は実施形態１に係る有機ＥＬ素子１を模式的に示す概略平面図である。

図２は図１中の点線ＩＩで囲まれた部分（ソースライン１２の引き出し部分）を模式的に示す概略平面図である。

図３は図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した概略断面図である。

図４は図２で示した部分の等価回路図である。

有機ＥＬ素子１は、第１基板１０と、第１基板１０の上に設けられた複数のソースライン１２、複数のゲートライン１３、及び複数の電源ライン１４と、ソースライン１２及びゲートライン１３に接続された第１ＴＦＴ１６と、第１ＴＦＴ１６及び電源ライン１４に接続された第２ＴＦＴ１５と、第２ＴＦＴ１５に接続された画素電極２１と、画素電極２１の上に設けられた有機機能層２４と、複数の画素電極２１をそれぞれに区画する第４絶縁層２２と、第４絶縁層２２の上に設けられたバンク２３と、有機機能層２４及びバンク２３を覆う上部共通電極２７と、第１基板１０と離間して対向する封止基板（第２基板）２８と、第１基板１０と封止基板２８とを封止するシール２９とを有する。

第２ＴＦＴ１５は、図３に示すように、第１基板１０上に設けられたシリコン層１１と、シリコン層１１の上に設けられた第１絶縁層１７ａと、第１絶縁層１７ａの上に設けられたゲートライン（ゲートメタル）１３と、ゲートライン１３の上に設けられた第２絶縁層１７ｂと、第２絶縁層１７ｂの上に設けられ、第２絶縁層１７ｂに形成されたコンタクトホールを介してシリコン層１１に電気的に接続された電源ライン１４と、第２絶縁層１７ｂの上に設けられ、第２絶縁層１７ｂに形成されたコンタクトホールを介してシリコン層１１に電気的に接続されたドレイン電極１８とを有する。ドレイン電極１８の上には、第３絶縁層１９と、樹脂層（平坦化膜）２０とが順次積層されている。樹脂層２０の上には画素電極２１が設けられており、画素電極２１は樹脂層２０及び第３絶縁層１９を貫通するスルーホールを介してドレイン電極１８に電気的に接続されている。

有機ＥＬ素子１では、画素電極２１が有機機能層２４にホール（正孔）を注入し、上部共通電極２７が電子を注入する。有機機能層２４に注入されたホールと電子とは有機ＥＬ発光層２６において再結合されることによって、励起子（エキシトン：ｅｘｃｉｔｏｎ）が形成される。形成された励起子は励起状態から基底状態へと失活する際に光を放出し、その放出された光が有機ＥＬ素子１から出射される。

第１基板１０は有機ＥＬ素子１の機械的耐久性を担保する機能と、有機機能層２４等に外部から水分や酸素等が進入することを抑制する機能とを有する。第１基板１０は、ガラスや石英、セラミックス等の無機材料、若しくはポリエチレンテレフタレート等のプラスティック等で形成することができる。第１基板１０は、アルミニウム基板や鉄基板等の一方面をＳｉＯ₂（シリカゲル）等の絶縁材料でコートした基板、又はアルミニウム基板や鉄基板等の表面に陽極酸化法等を用いて絶縁化処理を施した基板等であっても構わない。尚、有機ＥＬ素子１が第１基板１０側から光を出射させるボトムエミッション方式である場合は、第１基板１０はガラスやプラスティック等の光透過率の高い材料により構成されることが好ましい。

封止基板２８は第１基板１０に離間して対向している。封止基板２８は、シール２９により、周縁が第１基板１０に接着されており、第１基板１０と封止基板２８との間には封止空間（外気から遮断された空間）が形成されている。封止基板２８は、ガス透過度（水分や酸素等を透過させる割合）が小さく、機械的耐久性が高いことが好ましい。封止基板２８の材料としては、ガラスや石英、セラミックス等の無機材料、若しくはポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料等が挙げられる。

シール２９はガス透過度が小さいことが好ましく、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等により形成される。シール２９は紫外線硬化性樹脂であっても構わない。この構成によれば、シール２９を加熱することなく、紫外線の照射のみによって硬化させることができるため、封止基板２８を第１基板１０に容易に接着することができる。

相互に並行に延びる複数のソースライン（データ信号線）１２のそれぞれは、図２及び図４に示すように、第１ＴＦＴ１６に電気的に接続されている。相互に平行な複数のゲートライン（走査信号線）１３はソースライン１２の延びる方向に交差する方向に延びている。複数のゲートライン１３のそれぞれは、第１ＴＦＴ１６に電気的に接続されている。相互に平行な複数の電源ライン１４はソースライン１２の延びる方向に延びている。複数の電源ライン１４のそれぞれは第２ＴＦＴ１５に接続されている。ソースライン１２及びゲートライン１３により第１ＴＦＴ１６がオン状態とされると、第２ＴＦＴ１５がオン状態になる。第２ＴＦＴ１５がオン状態になると、第２ＴＦＴ１５を介して電源ライン１４から画素電極２１に電流が供給され、電流が供給された画素電極２１の上に形成された有機機能層２４が発光する。

ゲートライン１３は、タンタル（Ｔａ）やタングステン（Ｗ）等の高融点金属（リフラクトメタル）により形成することができる。一般に、タングステン（Ｗ）等の高融点金属は耐水耐酸性が高いため、ゲートライン１３がタンタル（Ｔａ）やタングステン（Ｗ）等の高融点金属で形成されている場合は、後工程で画素電極２１等をパターニングする際にゲートライン１３が画素電極２１を所望の形状にパターニングするためのエッチング液により浸食されることが抑制される。

図５は、ソースライン１２の概略断面図である。

ソースライン１２は第３導電層１２ａと、第３導電層１２ａの上に設けられた第１導電層１２ｂと、第１導電層１２ｂの上に設けられた第２導電層１２ｃとを有する。第１導電層１２ｂはアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等を含むことが好ましい。ソースライン１２には比較的大きな電流を流す必要があるため、電気抵抗値が比較的小さいアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等が主成分であることがより好ましい。また、電気抵抗値を小さくする観点から、ソースライン１２は大きい断面積を有することが好ましい。言い換えれば、厚い層厚を有することが好ましく、例えば３００ｎｍ以上であることがより好ましい。第３導電層１２ａ及び第２導電層１２ｃは、チタン（Ｔｉ）やタングステン（Ｗ）等により形成することが好ましい。第３導電層１２ａ及び第２導電層１２ｃは同一材料により形成されていてもよい。

一般的に、第１導電層１２ｂに含まれるアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）はシリコンに対する密着性が低く、また、第１絶縁層１７ａに含まれる無機材料に対する密着性も低い。このため、例えば、ソースライン１２を第１導電層１２ｂのみで構成した場合、第１ＴＦＴ１６におけるソースライン１２とシリコン層１１との間の密着性が低く、ソースライン１２がシリコン層１１から剥離する虞がある。また、ソースライン１２と、無機材料を主成分とする第１絶縁層１７ａとの間の密着性が低く、ソースライン１２と第１絶縁層１７ａとの間で剥離する虞がある。

一方、チタン（Ｔｉ）やタングステン（Ｗ）等はシリコンに対する密着性が高く、且つアルミニウム（Ａｌ）に対する密着性も高い。そのため、アルミニウム（Ａｌ）等を含む第１導電層１２ｂとシリコン層１１との間にチタン（Ｔｉ）やタングステン（Ｗ）等を含む第３導電層１２ａを設けることにより、ソースライン１２がシリコン層１１から剥離することを効果的に抑制することができる。従って、第３導電層１２ａを設けることにより、ソースライン１２とシリコン層１１とを確実に電気的に接続させることができる。また、第１導電層１２ｂと第１絶縁層１７ａとの間にチタン（Ｔｉ）やタングステン（Ｗ）等を含む第２導電層１２ｃを設けることにより、ソースライン１２と第１絶縁層１７ａとの間で剥離が発生することを効果的に抑制することができる。

さらに、チタン（Ｔｉ）やタングステン（Ｗ）等を含有する第３導電層１２ａを設けることにより、ソースライン１２をシリコン層１１にオーミックコンタクトさせることができる。このため、有機ＥＬ素子１の動作時に、ソースライン１２とシリコン層１１との接合部での電圧降下・電力損失が発生することを効果的に抑制することができる。尚、「オーミックコンタクト（オーミック接触）」とは、半導体等に金属電極を形成し、その電流−電圧特性が直線（オーム性）となる接合をいう。

一般的に、第１導電層１２ｂの幅は、第３導電層１２ａの幅よりも狭く、且つ第２導電層１２ｃの幅よりも狭い。ソースライン１２は、まずチタン（Ｔｉ）等を含む薄膜、アルミニウム（Ａｌ）を含む薄膜、及びチタン（Ｔｉ）を含む薄膜を順次形成し、それらの膜をエッチング液を用いて同時にパターニングすることにより形成される。パターニングする際に、エッチングされやすい（エッチングレートの大きい）第１導電層１２ｂはエッチングされにくい（エッチングレートの小さい）第３導電層１２ａ及び第２導電層１２ｃよりも速くエッチングされるためである。

ソースライン１２、ゲートライン１３、及び電源ライン１４は封止空間内に設けられている。ゲートライン１３は、封止空間内において、ゲート引き出し電極３１に電気的に接続されており、ゲート引き出し電極３１は封止空間外に引き出されている。ゲート引き出し電極３１の封止空間外側の一端は第１基板１０上に設けられたゲート端子部３４に電気的に接続されている。ゲートライン１３とゲート引き出し電極３１とは同一膜で形成されている。

図６は図１中の点線ＶＩで囲まれた部分（引き出し部）の構成を示す概略平面図である。

図７は図５中ＶＩＩ−ＶＩＩ線で切断した概略断面図である。

図８は図５中ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断した概略断面図である。

図９は図１中ＩＸ−ＩＸ線で切断した概略断面図である。

ソースライン１２は、封止空間内において、ソース引き出し電極３０に電気的に接続されている。ソース引き出し電極３０はゲートライン１３と同一膜により形成されている。ソース引き出し電極３０は第１基板１０と第１絶縁層１７ａとの間に形成されており、第１絶縁層１７ａを貫通するコンタクトホールを介して、ソース引き出し電極３０の一端がソースライン１２に接続されている。ソース引き出し電極３０は、シール２９が形成された領域を横切って、封止空間の外に引き出されており、封止空間外におけるソース引き出し電極３０の他端は第１基板１０上に設けられたソース端子部３３に電気的に接続されている。ソース端子部３３は第１絶縁層１７ａの上に設けられ、ソース引き出し電極３０と電気的に接続された下部端子電極３８と、下部端子電極３８の周囲を覆う絶縁層３６と、下部端子電極３８の上に形成された端子３７とを有する。下部端子電極３８はソースライン１２と同一膜により形成されている。

有機ＥＬ素子１では、ソース引き出し電極３０がゲートライン１３と同一膜により形成されているため、ソース引き出し電極３０をゲートライン１３と同一工程で形成することができる。このため、有機ＥＬ素子１は製造プロセスが少なく、容易且つ安価に製造することができる。

また、ソース引き出し電極３０がゲートライン１３と同一膜により形成されているため、有機ＥＬ素子１内への水分や酸素等の進入を効果的に抑制することができる。従って、水分や酸素等に対する高い耐久性を実現することができる。以下、この理由について、図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、実施形態１に係る有機ＥＬ素子１と比較するために、従来の有機ＥＬ素子Ｚについて説明する。

図１０は従来の有機ＥＬ素子ＺのソースラインＣの引き出し部分の概略平面図である。

図１１は図１０中ＸＩ−ＸＩ線で切断した概略断面図である。

図１２は図１０中ＸＩＩ−ＸＩＩ線で切断した概略断面図である。

従来の有機ＥＬ素子Ｚは、第１基板Ａと、第１基板Ａの上に形成された第１絶縁膜Ｂと、第１絶縁層Ｂの上にストライプ状に形成された複数のソースラインＣと、封止空間内の、ソースラインＣの上に形成された樹脂層Ｄと、第１基板Ａに離間して対向する封止基板Ｅと、封止基板Ｅと第１基板Ａとを封止するシールＦと、封止空間外に設けられ、ソースラインＣに電気的に接続された端子部Ｇとを有する。ソースラインＣの引き出し部分の構造以外は本実施形態１に係る有機ＥＬ素子１と同様の構成を有する。有機ＥＬ素子Ｚでは、ソースラインＣが、ソース引き出し電極を介することなく、そのまま封止空間外に引き出されている。

ソースラインＣや電源ラインには比較的大きな電流が流れるため、低抵抗であることが望ましく、層厚が非常に厚い。一般的には、ソースラインＣは３００ｎｍ以上に形成される。そのため、図１２（ａ）に示すようにシールＦが封止基板Ｅと第１基板Ａとの間を完全に封止することができず、ソースラインＣと第１基板Ａとにより構成される角部に間隙Ｊが生じる。また、図１２（ｂ）に示すように、実施形態１に係る有機ＥＬ素子１と同様に、ソースラインＣを３層構造にした場合、第１導電層Ｃ１及び第３導電層Ｃ３よりも幅の狭い第２導電層Ｃ２部分には特にシールＦが行き渡りにくく、第２導電層Ｃ２とシールＦとの間に間隙Ｊが形成されやすい。このため、従来の有機ＥＬ素子Ｚでは第２導電層Ｃ２とシールＦとの間に形成された間隙Ｊから水分や酸素等が有機ＥＬ素子Ｚ内に進入するので、従来の有機ＥＬ素子Ｚは水分等に対する耐久性が低い。

従来の有機ＥＬ素子Ｚでは、ソースラインＣがそのまま引き出されているのに対して、図６及び図７に示すように、本実施形態１に係る有機ＥＬ素子１では、ソースライン１２がソース引き出し電極３０によって引き出されている。ソース引き出し電極３０はゲートライン１３と同一膜から形成されている。ゲートライン１３はソースライン１２や電源ライン１４と比較して流れる電流の量が少ないため、ソースライン１２とは異なり、それほど低抵抗であることを要さないため、ソースライン１２と比較して層厚をより薄くすることができる。一般的には２００ｎｍ以下とすることができる。そのため、本実施形態１に係る有機ＥＬ素子１では、従来の有機ＥＬ素子Ｚとは異なり、引き出し電極３０と第１基板１０とにより大きな段差が形成されず、図８に示すように、シール２９は封止基板２８と第１基板１０との間をより確実に封止することができる。従って、有機ＥＬ素子１内への水分や酸素等の進入を効果的に抑制することができ、水分や酸素等に対する高い耐久性を実現することができる。

図９に示すように、電源ライン１４は、封止空間内において、電源引き出し電極３２に電気的に接続されている。電源引き出し電極３２はゲートライン１３と同一膜により形成されている。電源引き出し電極３２は第１基板１０と第１絶縁層１７ａとの間に形成されており、第１絶縁層１７ａを貫通するコンタクトホールを介して、電源引き出し電極３２の一端が電源ライン１４に接続されている。電源引き出し電極３２はシール２９が形成された領域を横切って、封止空間の外に引き出されており、電源引き出し電極３２の封止空間外における電源引き出し電極３２の他端は第１基板１０上に設けられた電源端子部３５に電気的に接続されている。

有機ＥＬ素子１では、電源引き出し電極３２がゲートライン１３と同一膜により形成されているため、電源引き出し電極３２をゲートライン１３と同一工程で形成することができる。このため、有機ＥＬ素子１は製造プロセスが少なく、容易且つ安価に製造することができる。

また、電源引き出し電極３２は、ソース引き出し電極３０と同様に、ゲートライン１３と同一膜により形成されているため、有機ＥＬ素子１内への水分や酸素等の進入を効果的に抑制することができる。従って、水分や酸素等に対する高い耐久性を実現することができる。

封止基板２８と第１基板１０との間がシール２９によって、より確実に封止されるためには、ソース引き出し電極３０の層厚は３００ｎｍ以下であることが好ましい。

尚、従来の有機ＥＬ素子Ｚにおいて、シールＦと第１基板Ａとの間に間隙Ｊが存在することは従来知られておらず、有機ＥＬ素子Ｚの水分等に対する耐久性が低い理由は明らかではなかった。シールＦと第１基板Ａとの間に形成された間隙Ｊから有機ＥＬ素子Ｚ内に水分等が進入していることは、本発明者らが誠意研究の結果、初めて認識されたことである。

図３に示すように、樹脂層（平坦化膜）２０は第１基板１０の一方面（図３で上側の面）を平坦化する機能を有する。樹脂層２０を形成することによって、樹脂層２０の上部に形成される画素電極２１や有機機能層２４等を平坦に形成することができる。従って、斑のない画像を表示可能な有機ＥＬ素子１を実現することができる。また、樹脂層２０は有機ＥＬ素子１内で発生する寄生容量を小さくする機能を有する。具体的には、画素電極２１とシリコン層１１、ソースライン１２、及びゲートライン１３との間に発生する寄生容量を小さくする。樹脂層２０が画素電極２１の下に介在することによって、画素電極２１とシリコン層１１、ソースライン１２、及びゲートライン１３との間の距離を長くすることができるからである。有機ＥＬ素子１内に発生する寄生容量をより小さくする観点から、樹脂層２０は厚い層厚を有することが好ましい。樹脂層２０の好ましい層厚は２μｍ以上５μｍ以下である。尚、樹脂層２０の材料としてはアクリル系樹脂が挙げられる。

図７に示すように、樹脂層２０は封止空間内にのみに設けられており、シール２９と第１基板１０との間には形成されていない。樹脂層２０は無機材料と比較してガス透過度が大きい有機材料（樹脂材料）を主成分としている。このため、樹脂層がシールと第１基板との間を経由して、樹脂層の端部が外気と接触している場合は、樹脂層を透過して有機ＥＬ素子内に外気中の水分や酸素等が進入するため、有機ＥＬ素子の耐久性が低い。有機ＥＬ素子１のように、樹脂層２０が封止空間内に設けられている場合は、有機ＥＬ素子１内に樹脂層２０を介して外部から水分等が進入することを効果的に抑制することができる。従って、水分や酸素等に対する高い耐久性を実現することができる。

画素電極２１は有機機能層２４にホール（正孔）を注入する機能を有する。画素電極２１の材料としては、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、カルシウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）、イットリウム（Ｙ）、ナトリウム（Ｎａ）、ルテニウム（Ｒｕ）、マンガン（Ｍｎ）、インジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）等の金属材料が挙げられる。マグネシウム（Ｍｇ）／銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）／銀（Ａｇ）、ナトリウム（Ｎａ）／カリウム（Ｋ）、アスタチン（Ａｔ）／酸化アスタチン（ＡｔＯ₂）、リチウム（Ｌｉ）／アルミニウム（Ａｌ）、リチウム（Ｌｉ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）等の合金であっても構わない。又は、酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の導電性酸化物等であってもよい。これらの材料の中でも、仕事関数の大きな材料がより好ましい。仕事関数の大きな材料により画素電極２１を形成することにより、有機機能層２４へのホール注入効率を向上させることができるからである。仕事関数の大きな材料としては、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等が挙げられる。

また、有機ＥＬ素子１が第１基板１０側から有機ＥＬ発光層２６の発光を取り出すボトムエミッション方式である場合は、画素電極２１がインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の光透過性の材料により形成されていることが好ましい。この構成によれば、有機ＥＬ発光層２６からの発光が画素電極２１により吸収される率を低くすることができ、高い輝度を実現させることができる。一方、有機ＥＬ素子１が上部共通電極２７側から有機ＥＬ発光層２６の発光を取り出すトップエミッション方式である場合は、画素電極２１がアルミニウム（Ａｌ）等の光反射性材料により形成されていることが好ましい。この構成によれば、有機ＥＬ発光層２６から画素電極２１側に向けて出射された光が光反射性に構成された画素電極２１によって上部共通電極２７側に高い反射率で反射される。そのため、有機ＥＬ発光層２６からの光の出射光率を高くすることができ、高い輝度を実現させることができる。

尚、本実施形態に係る有機ＥＬ素子１では、画素電極２１が略矩形に形成されているが、画素電極２１は円形、楕円形等であってもよい。

複数の有機機能層２４の各々は、画素電極２１の上に設けられたホール輸送層２５と、ホール輸送層２５の上に設けられた有機ＥＬ発光層２６とを有する。但し、有機機能層２４はこの構成に限定されない。有機機能層２４は、有機ＥＬ発光層２６のみにより構成されていてもよい。また、有機ＥＬ発光層２６に、ホール注入層、ホール輸送層２５、電子注入層、及び電子輸送層から選ばれた１又は２以上の層を組み合わせて用いても構わない。ホール注入層を設けることによって、画素電極２１から有機ＥＬ発光層２６へのホールの注入効率を向上させることができる。電子注入層を設けることによって、上部共通電極２７から有機ＥＬ発光層２６への電子の注入効率を向上させることができる。電子輸送層を設けることによって、上部共通電極２７から有機ＥＬ発光層２６への電子の輸送効率を向上させることができる。

ホール輸送層２５は画素電極２１から有機ＥＬ発光層２６へのホールの輸送効率を向上させる機能を有する。ホール輸送層２５を形成するためのホール輸送材料は、高いホール輸送効率を有するものであれば、低分子発光材料であっても、高分子発光材料であっても構わない。ホール輸送層２５に好適な材料としては、例えば、ポルフィリン化合物、Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）−ベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＤ）等の芳香族第３級アミン化合物、ヒドラゾン化合物、キナクリドン化合物、スチルアミン化合物等の低分子材料、ポリアニリン、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネート（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）、ポリ（トリフェニルアミン誘導体）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）等の高分子材料、ポリ（Ｐ−フェニレンビニレン）前駆体、ポリ（Ｐ−ナフタレンビニレン）前駆体等の高分子材料前駆体が挙げられる。尚、ホール注入層１４１は、単層構造に限られるものではなく、多層構造でも勿論構わない。

有機ＥＬ発光層２６は画素電極２１から注入されたホールと、上部共通電極２７から注入された電子とを再結合させて光を出射させる機能を有する。有機ＥＬ発光層２６は、低分子発光材料を含むものであっても、また、高分子発光材料を含むものであっても構わない。有機ＥＬ発光層２６が低分子発光材料を含むものである場合は、真空蒸着法等の方法により成膜することができる。一方、有機ＥＬ発光層２６が高分子発光材料を含むものである場合は、インクジェット法等のウエットプロセスにより形成することができ、高精度且つ大きな面積を有する有機ＥＬ素子１を、少ない工程で安価に製造することができるため、より好ましい。有機ＥＬ発光層２６の材料としては、ポリ（２−デシルオキシー１、４−フェニレン）（ＤＯ−ＰＰＰ）、ポリ［２、５−ビス−［２−（Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリエチルアンモニウム）エトキシ］−１、４−フェニル−アルト−１、４−フェニルレン］ジブロマイド（ＰＰＰ−ＮＥｔ³⁺）、ポリ[２−（２'−エチルヘキシルオキシ）−５−メトキシ−１、４−フェニレンビニレン]（ＭＥＨ−ＰＰＶ）等が挙げられる。

バンク２３は、感光性ポリイミド、アクリル系樹脂、メタリクル系樹脂、ノボラック系樹脂等により形成することができる。

上部共通電極２７は有機機能層２４に電子を注入する機能を有する。上部共通電極２７は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、カルシウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）、イットリウム（Ｙ）、ナトリウム（Ｎａ）、ルテニウム（Ｒｕ）、マンガン（Ｍｎ）、インジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）等の金属材料により形成されていても構わない。又は、マグネシウム（Ｍｇ）／銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）／銀（Ａｇ）、ナトリウム（Ｎａ）／カリウム（Ｋ）、アスタチン（Ａｔ）／酸化アスタチン（ＡｔＯ₂）、リチウム（Ｌｉ）／アルミニウム（Ａｌ）、リチウム（Ｌｉ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）等の合金により形成されていてもよい。又は、酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の導電性酸化物により形成されていてもよい。

これらの材料の中でも、仕事関数の小さな材料がより好ましい。仕事関数の小さな材料を画素電極２１に含ませることにより、画素電極２１から有機機能層２４への電子注入効率を向上させることができるからである。仕事関数が小さい材料としては、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、マグネシウム（Ｍｇ）／銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）／銀（Ａｇ）、ナトリウム（Ｎａ）／カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）／アルミニウム（Ａｌ）、リチウム（Ｌｉ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）等が挙げられる。

また、有機ＥＬ素子１が上部共通電極２７側から有機ＥＬ発光層２６の光を取り出すトップエミッション方式である場合は、上部共通電極２７がインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の光透過性の材料により形成されていることが好ましい。この構成によれば、有機ＥＬ発光層２６からの光の上部共通電極２７による吸収率を低くすることができ、高い輝度を実現することができる。一方、有機ＥＬ素子１が第１基板１０側から有機ＥＬ発光層２６の光を取り出すボトムエミッション方式である場合は、上部共通電極２７がアルミニウム（Ａｌ）等の光反射性材料により形成されていることが好ましい。この構成によれば、有機ＥＬ発光層２６から上部共通電極２７側に向けて出射された光が上部共通電極２７によって画素電極２１側に高い反射率で反射される。そのため、有機ＥＬ発光層２６からの光の出射光率を高くすることができ、高い輝度を実現することができる。

上述のように、本実施形態１に係る有機ＥＬ素子１は水分や酸素等に対する耐久性が高いため、有機ＥＬ素子１を備えた有機ＥＬ表示パネルや有機ＥＬ表示装置もまた水分や酸素等に対する耐久性が高い。

実施形態１では有機ＥＬ素子１を例として説明したが、本発明に係る表示素子は何らこれに限定されるものではない。本発明に係る表示素子は、液晶表示素子、無機ＥＬ表示素子、プラズマ表示素子、フィールドエミッション表示素子等であってもよい。

（実施形態２）図１３は実施形態２に係る有機ＥＬ素子２のソースライン１１２の引き出し部分の概略平面図である。

図１４は図１３中ＸＩＶ−ＸＩＶ線で切断した概略断面図である。

図１５は図１３中ＸＶ−ＸＶ線で切断した概略断面図である。

実施形態２に係る有機ＥＬ素子２は、図１３に示したソースライン１１２の引き出し部分以外は、実施形態１に係る有機ＥＬ素子１と同様の構成を有する。ここでは、本実施形態２に係る有機ＥＬ素子２のソースライン１１２の引き出し部分について詳細に説明する。

実施形態２に係る有機ＥＬ素子２のソースライン１１２の引き出し部分は、第１基板１１０と、第１基板１１０に離間して対向する封止基板１２８と、封止基板１２８の周縁と第１基板１１０とを封止するシール１２９と、第１基板１１０上に形成された第１絶縁基板１１７ａと、封止空間内（第１基板１１０と封止基板１２８とシール１２９とによって囲まれた空間内）、第１絶縁基板１１７ａ上に設けられたソースライン１１２と、ソースラインの上に設けられた樹脂層１２０と、ソースライン１１２に電気的に接続され、封止空間外に引き出されたソース引き出し電極１３０と、ソース引き出し電極１３０の一端が接続されたソース端子部１３３とを有する。ソース端子部１３３は、ソース引き出し電極１３０と電気的に接続された端子１３７と、端子１３７の下に設けられた下部端子電極１３８と、下部端子電極１３８の周囲を覆う絶縁層１３６とを有する。

有機ＥＬ素子２では、ソース引き出し電極１３０が画素電極１２１と同一膜から形成されている。画素電極１２１はアルミニウム（Ａｌ）等からなる反射電極に構成されている。所定配列で配列された複数の画素電極１２１は各々が孤立して設けられているため（孤立パターンであるため）、画素電極１２１では電圧降下等の問題が生じない。そのため、画素電極１２１には余り低い抵抗値が要求されず、よって、画素電極１２１の層厚はソースライン１１２の層厚と比較して非常に薄くすることができる。このため、画素電極１２１と同一膜から形成されたソース引き出し電極１３０もまた薄く形成することができる。従って、図１５に示すように、シール１２９は第１基板１１０と封止基板１２８との間をより確実に封止することができ、有機ＥＬ素子２内への水分等の進入を効果的に防ぐことができるので、水分や酸素等に対する高い耐久性を実現することができる。

図１６は実施形態２に係る有機ＥＬ素子２の電源ライン１１４の引き出し部分の概略平面図である。

実施形態２に係る有機ＥＬ素子２の電源ライン１１４の引き出し部分は、第１基板１１０と、第１基板１１０に離間して対向する封止基板１２８と、封止基板１２８の周縁と第１基板１１０とを封止するシール１２９と、第１基板１１０上に形成された第１絶縁基板１１７ａと、封止空間内（第１基板１１０と封止基板１２８とシール１２９とによって囲まれた空間内）、第１絶縁基板１１７ａ上に設けられた電源ライン１１４と、ソースラインの上に設けられた樹脂層１２０と、電源ライン１１４に電気的に接続され、封止空間外に引き出された電源引き出し電極１３２と、電源引き出し電極１３２の一端が接続された電源端子部１３５とを有する。

有機ＥＬ素子２では、電源引き出し電極１３２が画素電極１２１と同一膜から形成されている。上述の通り、画素電極１２１は比較的層厚の薄い反射電極に構成されている。このため、画素電極１２１と同一膜から形成された電源引き出し電極１３２もまた薄く形成することができる。従って、図１５に示すように、シール１２９は第１基板１１０と封止基板１２８との間をより確実に封止することができ、有機ＥＬ素子２内への水分等の進入を効果的に防ぐことができるので、水分や酸素等に対する高い耐久性を実現することができる。

（実施例１）実施形態１に係る有機ＥＬ素子１と同様の構成の有機ＥＬ素子を実施例１とした。実施例１では、ソース引き出し電極はタングステン（Ｗ）／チッ化タンタル（ＴａＮ）で形成されており、層厚は２００ｎｍであった。シールはエポキシ樹脂で、ディスペンス法を用いて形成した。

（実施例２）実施形態２に係る有機ＥＬ素子２と同様の構成の有機ＥＬ素子を実施例２とした。実施例２では、ソース引き出し電極はインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）／アルミニウム（Ａｌ）で形成されており、層厚は１５０ｎｍであった。シールは実施例１と同様である。

（比較例）ソース引き出し電極３０をソースライン１２と同一膜で形成した以外は実施例１と同様の構成をした。比較例では、ソース引き出し電極はチタン（Ｔｉ）／アルミニウム（Ａｌ）／チタン（Ｔｉ）で形成されており、層厚は６００ｎｍであった。シールは実施例１と同様である。

実施例１に係る有機ＥＬ素子、実施例２に係る有機ＥＬ素子、及び比較例に係る有機ＥＬ素子を加速環境下（８５℃、相対湿度８５％）で放置し、平均輝度の経時変化を測定した。平均輝度とは、有機ＥＬ素子の画像表示領域から出射される光の総光量を画像表示領域の面積で割った値である。平均輝度の測定は輝度計ＢＭ−５Ａ (株式会社トプコン製)を使用して測定した。

図１７は実施例１及び実施例２と、比較例との平均輝度の経時変化を示すグラフである。

図１７に示すように、比較例に係る有機ＥＬ素子では１０００時間経過後の平均輝度が初期の平均輝度の５０％以下であった。それに対して実施例１に係る有機ＥＬ素子及び実施例２に係る有機ＥＬ素子では１０００時間経過後の平均輝度が初期の平均輝度の９０％以上であった。この結果からわかるように、ソースラインと比して層厚の比較的薄いゲートライン又は画素電極と同一膜からソース引き出し電極を形成することによって、水分や酸素等に対する耐久性を向上することができる。

実施形態１に係る有機ＥＬ素子１を模式的に示す概略平面図である。 図１中の点線ＩＩで囲まれた部分（ソースライン１２の引き出し部分）を模式的に示す概略平面図である。 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した概略断面図である。 図２で示した部分の等価回路図である。 ソースライン１２の概略断面図である。 図１中の点線ＶＩで囲まれた部分（引き出し部）を模式的に示す概略平面図である。 図５中ＶＩ−ＶＩ線で切断した概略断面図である。 図５中ＶＩＩ−ＶＩＩ線で切断した概略断面図である。 図１中ＩＸ−ＩＸ線で切断した概略断面図である。 従来の有機ＥＬ素子ＺのソースラインＣの引き出し部分の概略平面図である。 図１０中ＸＩ−ＸＩ線で切断した概略断面図である。 図１０中ＸＩＩ−ＸＩＩ線で切断した概略断面図である。 実施形態２に係る有機ＥＬ素子２のソースライン１１２の引き出し部分の概略平面図である。 図１３中ＸＩＩＩＩ−ＸＩＩＩＩ線で切断した概略断面図である。 図１３中ＸＶ−ＸＶ線で切断した概略断面図である。 実施形態２に係る有機ＥＬ素子２の電源ライン１１４の引き出し部分の概略平面図である。 実施例１及び２と比較例との平均輝度の経時変化を示すグラフである。

符号の説明

１、２ 有機ＥＬ素子
１０、１１０ 第１基板
１１ シリコン層
１２、１１２ ソースライン
１２ａ 第３導電層
１２ｂ 第１導電層
１２ｃ 第２導電層
１３ ゲートライン
１４ 電源ライン
１５、１６ ＴＦＴ
１７ａ、１１７ａ 第１絶縁層
１７ｂ 第２絶縁層
１８ ドレイン電極
１９ 第３絶縁層
２０、１２０ 樹脂層
２１、１２１ 画素電極
２２ 第４絶縁層
２３ バンク
２４ 有機機能層
２５ ホール輸送層
２６ 有機ＥＬ発光層
２７ 上部共通電極
２８、１２８ 封止基板
２９、１２９ シール
３０、１３０ ソース引き出し電極
３１ ゲート引き出し電極
３２ 電源引き出し電極
３３、１３３ ソース端子部
３４ ゲート端子部
３５ 電源端子部

Claims (8)

1. 第１基板と、
   前記第１基板と離間して対向する第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板とを封止し、前記第１基板と前記第２基板との間に封止空間を形成するシールと、
   前記第１基板上にそれぞれ設けられたソースライン、ゲートライン、電源ライン、及び画素電極と、
   を少なくとも有し、
   前記ソースライン、前記ゲートライン、及び前記電源ラインが前記封止空間内に設けられた表示素子であって、
   前記ソースラインと接続され、前記封止空間内から引き出されたソース引き出し電極と、
   前記電源ラインと接続され、前記封止空間内から引き出された電源引き出し電極とを有し、
   前記ソース引き出し電極及び／又は前記電源引き出し電極は前記ゲートライン又は前記画素電極と同一膜から形成されている表示素子。
2. 請求項１に記載された表示素子において、
   前記ゲートラインと前記画素電極との間に設けられた樹脂層をさらに有し、
   前記樹脂層が前記シールと前記第１基板との間に形成されていない表示素子。
3. 請求項１に記載された表示素子において、
   前記ソース引き出し電極及び／又は前記電源引き出し電極の層厚が３００ｎｍ以下である表示素子。
4. 請求項１に記載された表示素子において、
   前記ソース引き出し電極及び／又は電源引き出し電極は前記画素電極と同一膜から形成されており、
   前記画素電極は前記有機発光層から出射された光を前記第２基板側に反射する表示素子。
5. 請求項１に記載された表示素子において、
   前記ソースラインは、第１導電層と、前記第１導電層の上に設けられた第２導電層とを有し、
   前記第１導電層の幅は、前記第２導電層の幅よりも狭い表示素子。
6. 請求項５に記載された表示素子において、
   前記導第２導電層はアルミニウム又は銅を含む表示素子。
7. 請求項１に記載された表示素子を備えた表示パネル。
8. 請求項１に記載された表示素子を備えた表示装置。

Images