JP2009110865A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シール性能の良否を正確に判定し、表示品位が良好であり、且つ、長寿命化が可能な表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 複数の画素によって構成されたアクティブエリアを備えた表示装置であって、
アクティブエリア１０２において、各画素に配置され一対の電極間に有機活性層を保持した構造の有機ＥＬ素子４０と、各画素を分離する隔壁７０と、を有するアレイ基板１００と、アレイ基板の有機ＥＬ素子側に対向して配置された封止基板２００と、アクティブエリアを囲むように枠状に配置されアレイ基板と封止基板とを貼り合せるシール部材３００と、アクティブエリア外においてシール部材より内側に配置された自発光性のテスト素子ＴＤと、を備え、
テスト素子ＴＤは、有機ＥＬ素子４０と比較して水分により劣化しやすい構造を有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、表示装置に係り、特に、自発光性の表示素子を備えた構成の表示装置に関する。

近年、平面表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置が注目されている。この有機ＥＬ表示装置は、自発光素子である有機ＥＬ素子を備えていることから、視野角が広く、バックライトを必要とせず薄型化が可能であり、消費電力が抑えられ、且つ応答速度が速いといった特徴を有している。

これらの特徴から、有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置に代わる、次世代平面表示装置の有力候補として注目を集めている。有機ＥＬ表示装置としては、有機ＥＬ素子で発生したＥＬ光をアレイ基板側から外部に取り出す下面発光（ボトムエミッション）方式、及び、有機ＥＬ素子で発生したＥＬ光を封止基板側から外部に取り出す上面発光（トップエミッション）方式がある。

各画素の有機ＥＬ素子は、画素回路などとともにアレイ基板に備えられ、陽極と陰極との間に発光機能を有する有機化合物を含む有機活性層を保持して構成されている。各画素は、樹脂材料によって形成された隔壁によって分離されている。このような構成の有機ＥＬ素子は、水分の影響により劣化しやすい薄膜を含んで構成されている。このため、基板上に有機ＥＬ素子を形成しただけの構成の場合、短時間のうちにダークスポット、画素シュリンケージと呼ばれる点灯しない領域が発生し、また、このような領域が拡大して商品として使用できない状態になってしまう。

そこで、有機ＥＬ表示装置内の水分を除去するための吸湿材料を有機ＥＬ素子上に設置した基板を用意し、有機ＥＬ素子が配置された基板の周辺に設置したシール部材を介して封止基板を貼り合わせることにより水分による劣化を防止する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２９９０４０号公報

上述したように、有機ＥＬ素子は、本質的に水分により劣化しやすいため、シール部材のバリア性、吸湿材料の吸湿能力には高いレベルでの品質安定性が要求される。しかしながら、シール部材の仕上がり状態、吸湿材料の設置量や吸湿能力のバラツキ等により、パネルの高温高湿下での耐性は異なる。

有機ＥＬ素子を備えたパネルの高温高湿保存試験規格は、パネルの製品仕様により種々定められているが、各パネルの出来栄えの判定が難しく、パネル毎の正確な高温高湿耐性を把握し、適切なスクリーニング（選別）作業を行うこと事が困難であった。

この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、短時間でシール性能の良否を正確に判定できる構造を有した表示装置を提供することにある。

この発明の態様による表示装置は、
複数の画素によって構成されたアクティブエリアを備えた表示装置であって、
前記アクティブエリアにおいて、各画素に配置され一対の電極間に有機活性層を保持した構造の自発光素子と、各画素を分離する隔壁と、を有する第１基板と、
前記第１基板の前記自発光素子側に対向して配置された第２基板と、
前記アクティブエリアを囲むように枠状に配置され、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合せるシール部材と、
前記アクティブエリア外において、前記シール部材より内側に配置された自発光性のテスト素子と、を備え、
前記テスト素子は、前記自発光素子と比較して水分により劣化しやすい構造を有することを特徴とする。

この発明によれば、テスト素子の点灯状態により、短時間でシール性能の良否を正確に判定できる構造を有した表示装置を提供することが可能となる。このとき、良品と判定された表示装置については、良好な表示品を長期間にわたって保つことが可能となり、信頼性を向上することが可能となる。

以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態では、表示装置として、自己発光型表示装置、例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置を例にして説明する。

有機ＥＬ表示装置１は、図１に示すように、画像を表示するアクティブエリア１０２を有するアレイ基板１００を備えている。アクティブエリア１０２は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている。また、図１では、カラー表示タイプの有機ＥＬ表示装置１を例に示しており、アクティブエリア１０２は、複数種類の色画素、例えば３原色に対応した赤色画素ＰＸＲ、緑色画素ＰＸＧ、及び、青色画素ＰＸＢによって構成されている。

アレイ基板１００の少なくともアクティブエリア１０２は、封止基板２００によって封止されている。すなわち、これらのアレイ基板１００と封止基板２００とは、アクティブエリア１０２を囲むように枠状に配置されたシール部材３００により貼り合せられている。シール部材３００は、樹脂材料（例えば紫外線硬化型の樹脂材料）であっても良いし、フリットであっても良い。

各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、画素回路１０及びこの画素回路１０によって駆動制御される表示素子４０を備えている。図１に示した画素回路１０は、一例であって、他の構成の画素回路を適用しても良いことは言うまでもない。図１に示した例では、画素回路１０は、駆動トランジスタＤＲＴ、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３、蓄積容量素子ＣＳなどを備えて構成されている。駆動トランジスタＤＲＴは、表示素子４０に供給する電流量を制御する機能を有している。第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２は、サンプル・ホールドスイッチとして機能する。第３スイッチ素子ＳＷ３は、駆動トランジスタＤＲＴから表示素子４０への駆動電流の供給、つまり表示素子４０のオン／オフを制御する機能を有している。蓄積容量素子ＣＳは、駆動トランジスタＤＲＴのゲートーソース間の電位を保持する機能を有している。

駆動トランジスタＤＲＴは、高電位電源線Ｐ１と第３スイッチＳＷ３との間に接続されている。表示素子４０は、第３スイッチＳＷ３と低電位電源線Ｐ２との間に接続されている。第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２のゲート電極は、第１ゲート線ＧＬ１に接続されている。第３スイッチＳＷ３のゲート電極は、第２ゲート線ＧＬ２に接続されている。第１スイッチＳＷ１のソース電極は、映像信号線ＳＬに接続されている。これらの駆動トランジスタＤＲＴ、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、及び、第３スイッチ素子ＳＷ３は、例えば薄膜トランジスタによって構成され、その半導体層は、ここではポリシリコンによって形成されている。

このような回路構成の場合、第１ゲート線ＧＬ１からオン信号が供給されたのに基づいて第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２がオンとなり、映像信号線ＳＬを流れる電流量に応じて高電位電源線Ｐ１から駆動トランジスタＤＲＴに電流が流れ、また、駆動トランジスタＤＲＴを流れる電流に応じて蓄積容量素子ＣＳが充電される。これにより、駆動トランジスタＤＲＴは、映像信号線ＳＬから供給された電流量と同一の電流量を、高電位電源線Ｐ１から表示素子４０に供給可能となる。

そして、第２ゲート線ＧＬ２からオン信号が供給されたのに基づいて第３スイッチＳＷ３がオンとなり、蓄積容量素子ＣＳで保持した容量に応じて、駆動トランジスタＤＲＴは、高電位電源線Ｐ１から第３スイッチＳＷ３を介して表示素子４０に所定輝度に対応した所定量の電流を供給する。これにより、表示素子４０は、所定の輝度に発光する。

表示素子４０は、自発光性の表示素子である有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成されている。すなわち、赤色画素ＰＸＲは、主に赤色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｒを備えている。緑色画素ＰＸＧは、主に緑色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｇを備えている。青色画素ＰＸＢは、主に青色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｂを備えている。

各種有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、基本的に同一構成であり、例えば、図２に示すように、配線基板１２０上に配置されている。なお、配線基板１２０は、ガラス基板やプラスチックシートなどの絶縁性の支持基板１０１上に、アンダーコート層１１１、ゲート絶縁膜１１２、層間絶縁膜１１３、有機絶縁膜１１４などの絶縁層を備える他に、各種スイッチＳＷ、駆動トランジスタＤＲＴ、蓄積容量素子Ｃｓ、各種配線（ゲート線、映像信号線、電源線等）などを備えて構成されたものとする。アンダーコート層１１１、ゲート絶縁膜１１２、及び、層間絶縁膜１１３は、樹脂材料よりも透水性の低い無機系材料、例えば酸化シリコン膜（ＳｉＯ_２）や窒化シリコン膜（ＳｉＮ）などによって形成されている。なお、必要に応じて、層間絶縁膜１１３と有機絶縁膜１１４との間に無機系材料（酸化シリコン膜や窒化シリコン膜など）によって形成されたパッシベーション膜を配置しても良い。

すなわち、図２に示した例では、アンダーコート層１１１の上には、スイッチや駆動トランジスタなどのトランジスタ素子（図１に示した回路構成においては第３スイッチＳＷ３）２０の半導体層２１が配置されている。半導体層２１は、ゲート絶縁膜１１２によって覆われている。ゲート絶縁膜１１２の上には、トランジスタ素子２０のゲート電極２０Ｇなどが配置されている。ゲート電極２０Ｇは、層間絶縁膜１１３によって覆われている。層間絶縁膜１１３の上には、トランジスタ素子２０のソース電極２０Ｓ及びドレイン電極２０Ｄなどが配置されている。これらのソース電極２０Ｓ及びドレイン電極２０Ｄは、ゲート絶縁膜１１２及び層間絶縁膜１１３を半導体層２１まで貫通するコンタクトホールを介して半導体層２１にそれぞれコンタクトしている。

これらのソース電極２０Ｓ及びドレイン電極２０Ｄは、有機絶縁膜１１４によって覆われている。このような有機絶縁膜１１４は、下層の凹凸の影響を緩和しその表面を平坦化する目的で、樹脂材料をコーティングするなどの手法により形成されている。

有機ＥＬ素子４０は、有機絶縁膜１１４の上に配置されている。この有機ＥＬ素子４０は、第１電極６０と第２電極６４との間に有機活性層６２を保持した構成であり、以下に詳細な構造について説明する。

すなわち、第１電極６０は、有機絶縁膜１１４の上において色画素ＰＸ毎に独立島状に配置され、陽極として機能する。この第１電極６０は、有機絶縁膜１１４をドレイン電極２０Ｄまで貫通するコンタクトホールＣＨを介して、ドレイン電極２０Ｄにコンタクトしている。このような第１電極６０は、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成された透過層と、アルミニウム（Ａｌ）などの光反射性を有する導電材料によって形成された反射層とを積層した積層体によって構成しても良いし、透過層単層または反射層単層で構成しても良い。

有機活性層６２は、第１電極６０上に配置され、少なくとも発光層を含んでいる。この有機活性層６２は、発光層以外の機能層を含むことができ、例えば、ホール注入層、ホール輸送層、ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、バッファ層などの機能層を含むことができる。このような有機活性層６２は、複数の機能層を複合した単層で構成されても良いし、各機能層を積層した多層構造であっても良い。有機活性層６２においては、発光層が有機系材料であればよく、発光層以外の層は無機系材料でも有機系材料でも構わない。有機活性層６２において、発光層以外の機能層は共通層であってもよい。発光層は、赤、緑、または青に発光する発光機能を有した有機化合物によって形成される。

また、有機活性層６２は、高分子系材料によって形成された薄膜を含んでいても良い。このような薄膜は、インクジェット法などの選択塗布法により成膜可能である。また、有機活性層６２は、低分子系材料によって形成された薄膜を含んでいても良い。このような薄膜は、マスク蒸着法などの手法により成膜可能である。

第２電極６４は、複数の色画素ＰＸに共通であって、各色画素ＰＸの有機活性層６２の上に配置され、陰極として機能する。この第２電極６４は、半透過層を含んでいてもよい。すなわち、第２電極６４は、ＩＴＯなどの光透過性を有する導電材料を用いて形成された透過層と、透過層と有機活性層６２との間に配置され銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）との混合物などによって形成された半透過層との２層構造としても良いし、半透過層単層の電極として構成してもよい。なお、第２電極６４は、透過層単層で構成してもよいことは言うまでもない。

また、アレイ基板１００は、アクティブエリア１０２において、少なくとも隣接する色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）間を分離する隔壁７０を備えている。この隔壁７０は、有機絶縁膜１１４の上において、各第１電極６０の周縁を覆うように配置され、アクティブエリア１０２において格子状またはストライプ状に形成されている。このような隔壁７０は、樹脂材料をパターニングすることによって形成されている。この隔壁７０は、第２電極６４によって覆われている。

また、シール部材３００が樹脂材料によって形成されている場合には、アレイ基板１００と封止基板２００との間の密閉空間内に、乾燥剤が配置される。このような乾燥剤は、シール部材３００を介して密閉空間内に流入した水分を吸収するものであって、トップエミッションタイプにおいては、アクティブエリア１０２の外側に配置されている。

なお、シール部材３００がフリットによって形成されている場合には、フリットが透水性を有していないため、乾燥剤は不要であるが、密閉空間内に乾燥剤を配置しても良い。

この実施の形態においては、有機ＥＬ表示装置１は、アクティブエリア１０２の外側の領域１０４において、シール部材３００より内側（つまり、密閉空間内）に配置された自発光性のテスト素子ＴＤを備えている。このテスト素子ＴＤは、アクティブエリア１０２に配置された有機ＥＬ素子４０と比較して水分により劣化しやすい構造を有している。

このようなテスト素子ＴＤは、アクティブエリア１０２の有機ＥＬ素子４０と同様に、一対の電極間に有機活性層を保持した構造であり、水分により劣化するとダークスポットが発生し、時間の経過とともにダークスポットが成長する。このため、このテスト素子ＴＤとアクティブエリア１０２に配置された有機ＥＬ素子４０とのダークスポットの発生のしやすさの関係（加速係数）を予め把握しておくことにより、全パネルについて短時間の高温高湿環境下での耐久試験を行い、テスト素子ＴＤのダークスポットの発生状況を観察することにより、パネルの合否判定が可能となる。つまり、短時間でシール性能の良否を正確に判定することが可能となる。そして、このようなスクリーニングにより良品として判定されたパネルについては、良好な表示品位を長期間にわたって保つことが可能となり、信頼性を向上することが可能となる。

また、テスト素子ＴＤは、アレイ基板１００に配置されている。そして、このテスト素子ＴＤは、その少なくとも一部が有機ＥＬ素子４０と同一材料によって形成されている。つまり、テスト素子ＴＤは、有機ＥＬ素子４０と同時に形成可能であり、特に別途の製造工程を必要としない。すなわち、コストの増大を招くことなく、テスト素子ＴＤを配置することが可能となる。

以下に、有機ＥＬ素子４０より劣化しやすいテスト素子ＴＤの具体的な構造例について説明する。

《第１実施形態》
図２に示した第１実施形態において、アクティブエリア１０２に配置された有機ＥＬ素子４０は、第１電極６０が有機絶縁膜１１４の上に配置された反射層（例えば、アルミニウム）６０Ｒに透過層（例えば、ＩＴＯ）６０Ｔを積層した積層体であり、また、第２電極６４が有機活性層６２の上に配置された半透過層（例えば、マグネシウム及び銀の混合物）６４Ｈに透過層（ＩＴＯ）６４Ｔを積層した積層体として構成されている。

また、この第１実施形態においては、有機ＥＬ表示装置１は、さらに、第２電極６４を覆う保護膜８０を備えている。このような保護膜８０は、アクティブエリア１０２の全体にわたって配置され、さらに、最外周の隔壁７０Ｘより外方（つまり、アレイ基板１００の端部側）まで延在している。また、この保護膜８０は、例えば窒化シリコンや酸化シリコンなどの無機系材料によって形成されている。つまり、有機ＥＬ素子４０を囲む隔壁７０は、第２電極６４及び保護膜８０といったいずれも無機系材料からなる薄膜によって被覆されている。

図２及び図３に示したように、アクティブエリア外の領域１０４に配置されたテスト素子ＴＤは、樹脂材料によって形成されたバンクＢによって囲まれ、実質的に有機ＥＬ素子４０と同様に構成されている。

なお、このテスト素子ＴＤについては、簡便に点灯チェックが可能となるように、図１に示したような画素回路が接続されていない。すなわち、テスト素子ＴＤは、有機絶縁膜１１４の上に配置された下部電極Ｅ１と、封止基板２００側に配置された上部電極Ｅ２と、これらの下部電極Ｅ１と上部電極Ｅ２との間に保持された有機活性層ＥＬＬと、によって構成されている。

また、バンクＢは、隔壁７０と同一の樹脂材料によって形成することがプロセスの増加を伴わないため望ましい。

下部電極Ｅ１は、第１電極６０と同様に、有機絶縁膜１１４の上に配置された反射層（例えば、アルミニウム）Ｅ１Ｒに透過層（例えば、ＩＴＯ）Ｅ１Ｔを積層した積層体として構成されている。なお、下部電極Ｅ１を構成する導電層のうちの少なくとも一方は、シール部材３００より外方に延在し、基板端１００Ｅ１まで引き出されて、電圧を印加可能とする端子Ｔ１を構成している。図２及び図３に示した例では、透過層Ｅ１Ｔが基板端１００Ｅ１まで引き出され、端子Ｔ１を構成している。

有機活性層ＥＬＬは、有機活性層６２と同様に構成されている。

上部電極Ｅ２は、第２電極６４と同様に、有機活性層ＥＬＬの上に配置された半透過層（例えば、マグネシウム及び銀の混合物）Ｅ２Ｈに透過層（例えば、ＩＴＯ）Ｅ２Ｔを積層した積層体として構成されている。なお、上部電極Ｅ２を構成する導電層のうちの少なくとも一方は、シール部材３００より外方に延在し、下部電極Ｅ１とショートしないように基板端１００Ｅ２まで引き出されて、電圧を印加可能とする端子Ｔ２を構成している。図２及び図３に示した例では、透過層Ｅ２Ｔが基板端１００Ｅ２まで引き出され、端子Ｔ２を構成している。

なお、テスト素子ＴＤにおいて、下部電極Ｅ１及び上部電極Ｅ２の構造は、必ずしも有機ＥＬ素子４０の第１電極６０及び第２電極６４と同一である必要はなく、テスト素子ＴＤにおいては、より簡素な構造、すなわち、下部電極Ｅ１及び上部電極Ｅ２がそれぞれ単層として構成されても良い。

このような構成により、端子Ｔ１と端子Ｔ２との間に直流電圧を印加することにより、テスト素子ＴＤを点灯させることが可能である。

バンクＢは、その表面の少なくとも一部が被覆されることなく、密閉空間内に露出している。すなわち、テスト素子ＴＤ及びバンクＢは、保護膜８０によって覆われていない。また、上部電極Ｅ２は、端子Ｔ２を構成する部分以外は必要最小限の面積に形成されており、バンクＢの上面ＢＴで途切れている。つまり、バンクＢの上面ＢＴの一部、及び、バンクＢの外側面ＢＥの一部は、保護膜８０や上部電極Ｅ２から露出しており、密閉空間に曝されている。

このような構成の第１実施形態においては、水分の進行が有機ＥＬ素子４０そのものよりも樹脂材料の中の方が速いことに基づいている。すなわち、異物等により有機ＥＬ素子４０の第２電極６４や保護膜８０にピンホールが発生した場合には、ピンホール近傍から水分が浸入してダークスポットが発生するが、その成長速度は、樹脂材料によって形成された隔壁７０の上のピンホールを基点とした場合の方が、有機ＥＬ素子４０の上のピンホールを基点とした場合よりもはるかに大きい（例えば、５〜１０倍程度）。

このような知見に基づき、アクティブエリア１０２においては有機ＥＬ素子４０を囲む隔壁７０は、第２電極６４や保護膜８０などの無機系材料からなる薄膜によって覆われており、隔壁７０は本来露出していない（もし、第２電極６４及び保護膜８０にピンホールが発生した場合にはそのわずかな領域が露出する）のに対して、アクティブエリア外の領域１０４においてはテスト素子ＴＤを囲む樹脂材料からなるバンクＢは、その大半の領域が無機系材料からなる薄膜に覆われることなく、露出させている。これにより、テスト素子ＴＤは、有機ＥＬ素子４０と比較して水分により劣化しやすい構造とすることが可能となる（つまり、ダークスポットが発生しやすい構成となっている）。

《第２実施形態》
この第２実施形態において、第１実施形態と同一構成については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。図４及び図５に示した第２実施形態においては、テスト素子ＴＤは、下部電極Ｅ１と上部電極Ｅ２との間に有機活性層ＥＬＬを保持した構成であり、封止基板側に配置された電極、すなわち上部電極Ｅ２は、有機活性層ＥＬＬの一部を露出するように形成されている。つまり、上部電極Ｅ２には、有機活性層ＥＬＬまで貫通するホールＨが形成されている。

アクティブエリア１０２において、第２電極６４の上に、さらに保護膜８０を配置する構成では、上部電極Ｅ２の上には保護膜８０を配置しない、もしくは、保護膜８０も有機活性層ＥＬＬの一部を露出するように形成される。つまり、テスト素子ＴＤにおいては、有機活性層ＥＬＬが密閉空間に曝されている。この有機活性層ＥＬＬが露出する面積は、通常、形成されうるピンホールのサイズよりも大きく設定されている。

このような第２実施形態によれば、アクティブエリア１０２においては有機ＥＬ素子４０を構成する有機活性層６２は、第２電極６４や保護膜８０などの無機系材料からなる薄膜によって覆われており、本来露出していない（もし、第２電極６４及び保護膜８０にピンホールが発生した場合にはそのわずかな領域が露出する）のに対して、アクティブエリア外の領域１０４においてはテスト素子ＴＤを構成する有機活性層ＥＬＬは、その一部が無機系材料からなる薄膜に覆われることなく、露出させている。これにより、テスト素子ＴＤは、有機ＥＬ素子４０と比較して水分により劣化しやすい構造とすることが可能となる（つまり、ダークスポットが発生しやすい構成となっている）。

なお、この第２実施形態においては、テスト素子ＴＤを囲むバンクＢは、図４に示した例のように、第１実施形態と同様に無機系材料によって被覆されていなくても良いし、隔壁７０と同様に上部電極Ｅ２や保護膜８０などの無機系材料からなる薄膜によって被覆されていても良い。

《第３実施形態》
この第３実施形態において、第１実施形態と同一構成については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。第３実施形態においては、テスト素子ＴＤは、下部電極Ｅ１と上部電極Ｅ２との間に有機活性層ＥＬＬを保持した構成であり、有機活性層ＥＬＬより封止基板側に配置された無機系材料からなる薄膜の層数が有機ＥＬ素子４０における有機活性層６２より封止基板側に配置された無機系材料からなる薄膜の層数より少なく構成されている。

より具体的には、図６に示すように、有機ＥＬ素子４０における封止基板側に配置された一方の電極、すなわち第２電極６４は、複数の導電層を積層して構成された積層体である。つまり、第２電極６４は、無機系材料からなる半透過層６４Ｈ及び透過層６４Ｔの２つの導電層を積層した構造である。

これに対して、テスト素子ＴＤにおける封止基板側に配置された一方の電極、すなわち上部電極Ｅ２は、有機ＥＬ素子４０の第２電極６４よりも少ない層数の導電層によって構成されている。つまり、上部電極Ｅ２は、単層構造であり、例えば、無機系材料からなる透過層（例えば、ＩＴＯ）Ｅ２Ｔのみで構成されている。

アクティブエリア１０２において、第２電極６４の上に、さらに保護膜８０を配置する構成では、上部電極Ｅ２の上には保護膜８０を配置しない方が劣化しやすいテスト素子ＴＤを構成することが可能であるが、上部電極Ｅ２の上に保護膜８０を配置しても、第２電極６４が２層以上の構成であるのに対して上部電極Ｅ２が第２電極６４より少ない層数で構成されていれば、劣化しやすいテスト素子ＴＤを構成することが可能である。

このような第３実施形態によれば、アクティブエリア１０２においては有機ＥＬ素子４０を構成する有機活性層６２は、２層構造の第２電極６４や保護膜８０などの無機系材料からなる薄膜によって覆われており、水分の浸入経路が形成されにくいのに対して、アクティブエリア外の領域１０４においてはテスト素子ＴＤを構成する有機活性層ＥＬＬは、有機活性層６２よりも薄い膜厚の無機系材料によって覆われることになる。これにより、テスト素子ＴＤは、有機ＥＬ素子４０と比較して水分により劣化しやすい構造とすることが可能となる（つまり、ダークスポットが発生しやすい構成となっている）。

なお、この第３実施形態においては、テスト素子ＴＤを囲むバンクＢは、図６に示した例のように、第１実施形態と同様に無機系材料によって被覆されていなくても良いし、隔壁７０と同様に上部電極Ｅ２や保護膜８０などの無機系材料からなる薄膜によって被覆されていても良い。

《効果の検証》
次に、この実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置について効果を検証した。

まず、アクティブエリア１０２の対角寸法が３．５型となるアレイ基板を２４枚分形成可能な寸法（４００ｍｍ×５００ｍｍ）のガラス基板（支持基板）を１枚用意した（サンプルＡ）。

サンプルＡは、アクティブエリアに対応して各画素に画素回路１０を備え、有機絶縁膜１１４によって覆われた配線基板として構成される。第１電極６０は、有機絶縁膜１１４の上に配置された反射層（アルミニウム）６０Ｒ及び反射層６０Ｒの上に積層された透過層（ＩＴＯ）６０Ｔを備え、有機絶縁膜１１４に形成されたコンタクトホールを介してトランジスタ素子２０と電気的に接続されている。なお、画素回路１０を構成するスイッチや駆動トランジスタなどのトランジスタ素子は、半導体層としてポリシリコン薄膜を備えて構成されている。

隔壁７０は、有機絶縁膜１１４の上において第１電極６０を取り囲むようにアクティブエリア１０２全体にわたって格子状に形成されている。この隔壁７０における格子のパターンピッチは７３μｍ×２１９μｍであり、隔壁７０の内側が有機ＥＬ素子４０の表示に寄与する領域（隔壁７０から露出した第１電極６０）であり、その寸法は４０μｍ×１４０μｍであった。

一方、アクティブエリア外の領域１０４においては、コーナーにテスト素子ＴＤを配置するために、有機絶縁膜１１４の上に下部電極Ｅ１を形成した。この下部電極Ｅ１は、反射層（アルミニウム）Ｅ１Ｒ及び反射層Ｅ１Ｒの上に積層された透過層（ＩＴＯ）Ｅ１Ｔを備えている。バンクＢは、有機絶縁膜１１４の上において下部電極Ｅ１を取り囲むように円形状に形成されている。このバンクＢは、隔壁７０と同一の樹脂材料により形成されている。

なお、このテスト素子ＴＤの下層には、簡便に点灯チェックが実施できるように画素回路は配置されていない。透過層Ｅ１Ｔは基板端まで引き出され、端子Ｔ１を構成している。このテスト素子ＴＤの大きさＤ１はバンクを含めて５００μｍΦであり、テスト素子ＴＤの表示に寄与する領域（バンクＢから露出した下部電極Ｅ１）の大きさＤ２は３００μｍΦであった。

上述したサンプルＡについて、基板を抵抗加熱方式の有機ＥＬ成膜装置にセットし、有機活性層６２として、正孔輸送層として機能するα−ＮＰＤを２００ｎｍの膜厚に成膜した後、発光層兼電子輸送層として機能するＡｌｑ_３を５０ｎｍの膜厚に成膜し、さらに、電子注入層兼ダメージバッファ層（半透過層）としてマグネシウム（Ｍｇ）及び銀（Ａｇ）を２ｎｍの膜厚に成膜した。そして、さらに、プラズマコーティング法を用いて透過層として膜厚１００ｎｍのＩＴＯを成膜した。つまり、有機ＥＬ素子４０においては、第２電極６４は、半透過層６４Ｈ及び透過層６０Ｔの２層構造である。

なお、テスト素子ＴＤについては、有機活性層ＥＬＬは、有機ＥＬ素子４０の有機活性層６２と同一構成とし、また、上部電極Ｅ２は、実質的に半透過層（Ｍｇ及びＡｇ）Ｅ２Ｈのみで構成した。この上部電極Ｅ２は、有機活性層ＥＬＬを覆うとともにバンクＢの上面ＢＴの一部を覆う程度に形成され、バンクＢの大部分の表面は露出している。なお、透過層を形成するＩＴＯが半透過層Ｅ２Ｈの一部にコンタクトするとともに基板端に引き出され、端子Ｔ２を構成している。

サンプルＡのアクティブエリア１０２は、テスト素子ＴＤとともに封止基板２００によって封止した。すなわち、封止基板２００の上に、ディスペンサーを用いてシール部材として紫外線硬化型の樹脂材料を額縁状に塗布した後に、サンプルＡの基板に貼りあわせ、所定条件の紫外線照射によって樹脂材料を硬化させた。これにより、密閉空間内に有機ＥＬ素子が配置される。

なお、サンプルＡにおいて、シール部材の形状としては、標準線幅１．０ｍｍであり、高さ１０μｍのもの（Ａａ−１）と、また、標準線幅２．０ｍｍであり、高さ１０μｍのもの（Ａａ−２）と、の２通りをそれぞれ１２面ずつ作成した。

サンプルＡの基板対を割断した後、周辺回路を実装して、サンプルＡについて２４個の有機ＥＬ表示装置を作成した。なお、この検証においては、サンプルＡについて、短時間で顕著な効果を確認するために、通常必要な乾燥剤を密閉密空間の内部に設置しなかった。

次に、これらの２×１２台の有機ＥＬ表示装置を高温高湿環境（８５℃×８５％ＲＨ）の中に放置し、所定時間経過後に、アクティブエリア内の有機ＥＬ素子４０と、アクティブエリア外のテスト素子ＴＤとのそれぞれについて表示確認を行って、ダークスポット等の水分による劣化の発生状況を目視にて観察した。

なお、テスト素子ＴＤについては、画素回路を配置していないので、下部電極Ｅ１及び上部電極Ｅ２のそれぞれからシール外部に引き出した端子Ｔ１及びＴ２に直流電圧を印加してテスト素子ＴＤを点灯、観察を行った。

また、この検証においては、ダークスポットの発生の有無については、有機ＥＬ素子４０については、目視可能なサイズとして例えば９０μｍのダークスポットが確認された場合に、ダークスポット発生有りと判定した。また、テスト素子ＴＤについては、点灯領域の大きさＤ２が当初の３００μｍΦから例えば２００μｍΦまで減少した場合、または、点灯領域内に９０μｍのダークスポットが確認された場合に、ダークスポット発生有りと判定した。

この結果を図７及び図８に示す。図７はテスト素子のダークスポット発生状況を示す結果であり、図８は有機ＥＬ素子のダークスポット発生状況を示す結果である。

図７及び図８に示した結果から、テスト素子ＴＤにおけるダークスポット発生タイミングがあまりに早いために、正確な発生時間が不明なパネルはあるものの、テスト素子ＴＤのダークスポット発生時間は、有機ＥＬ素子４０のダークスポット発生時間のほぼ１／５以下であることがわかる。

このことから、テスト素子ＴＤのダークスポット発生時間の加速係数は、有機ＥＬ素子４０の５倍以上であることが確認でき、例えば製品仕様として高温高湿（８５℃／８５％ＲＨ）環境下で５００時間放置した場合に、ダークスポットが発生しないことが必要ならば、同一の高温高湿環境下で例えば１５０時間の放置後にテスト素子ＴＤを観察し、ダークスポットが発生していなければ、仕様を満たしているおり、良品と判断することができる。

一方、ダークスポットが発生しておれば、トータル７５０時間程度でダークスポットが発生することが予測される。つまり、既に１５０時間経過していることから、残り６００時間の高温高湿環境下に放置した後にダークスポットが発生することになるため、マージンも含めて、不良と判断することが妥当である。

本検証の設計では、加速係数を５倍としたが、画素設計を工夫することや、顕微鏡を用いてテスト素子を拡大観察することにより、加速係数を更に大きくすることも可能である。それによって、スクリーニングに要する時間を短縮することも可能となる。

また、本検証では、テスト素子ＴＤをアクティブエリア外のコーナー部の外側に設置したが、本質的にはアレイ基板及び封止基板とシール部材によって囲まれた密閉空間内であれば、いずれの箇所に設置してもよく、パネル設計の事情に応じて設置場所を決定すれば良い。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

例えば、上述した第１乃至第３実施形態では、いずれもテスト素子ＴＤにおける有機活性層ＥＬＬは有機活性層６２と同一構成であったが、有機ＥＬ素子４０より劣化しやすいテスト素子ＴＤを構成する上で、有機活性層ＥＬＬの少なくとも一部を水分により劣化しやすい材料を用いることや、電子注入層として水分により腐食しやすい材料を用いること等も効果的ではある。

また、上述したような第１乃至第３実施形態においては、アクティブエリアの形成過程で同時にバンクＢによって囲まれたテスト素子ＴＤを作成できる利点から、隔壁７０とバンクＢとは、同一材料によって形成されることが望ましいと説明したが、これに限らない。すなわち、有機ＥＬ素子４０より劣化しやすいテスト素子ＴＤを構成する上では、バンクＢは、隔壁７０より吸湿性の高い樹脂材料によって形成されてもよい。

さらに、図２などに示したように、テスト素子ＴＤにおいて、上部電極Ｅ２が有機活性層ＥＬＬの端面を覆わない、つまり、有機活性層ＥＬＬの端面と上部電極Ｅ２の端面とがツライチになるように形成した場合、有機活性層ＥＬＬが密閉空間内に曝され、有機ＥＬ素子４０より劣化しやすいテスト素子ＴＤを構成する上で有効である。

また、テスト素子ＴＤは、密閉空間内に複数個配置されても良い。

図１は、この発明の一実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す図である。 図２は、第１実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を切断したときのアクティブエリア及びアクティブエリア外の領域の構造を概略的に示す断面図である。 図３は、図２に示したアクティブエリア外のテスト素子の構造を概略的に示す平面図である。 図４は、第２実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を切断したときのアクティブエリア及びアクティブエリア外の領域の構造を概略的に示す断面図である。 図５は、図４に示したアクティブエリア外のテスト素子の構造を概略的に示す平面図である。 図６は、第３実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を切断したときのアクティブエリア及びアクティブエリア外の領域の構造を概略的に示す断面図である。 図７は、テスト素子を備えたことによる効果の検証結果を示す図であり、テスト素子のダークスポット発生状況を示す図である。 図８は、テスト素子を備えたことによる効果の検証結果を示す図であり、アクティブエリアの有機ＥＬ素子のダークスポット発生状況を示す図である。

符号の説明

ＰＸ…画素 ＰＸＲ…赤色画素 ＰＸＧ…緑色画素 ＰＸＢ…青色画素
ＤＲＴ…駆動トランジスタ ＣＳ…蓄積容量素子 ＳＷ…スイッチ
Ｐ１…高電位電源線 Ｐ２…低電位電源線 ＳＬ…映像信号線
ＴＤ…テスト素子 Ｂ…バンク ＢＴ…上面 ＢＥ…外側面
Ｅ１…下部電極 Ｅ１Ｒ…反射層 Ｅ１Ｔ…透過層 Ｔ１…端子
Ｅ２…上部電極 Ｅ２Ｈ…半透過層 Ｅ２Ｔ…透過層 Ｔ２…端子
ＥＬＬ…有機活性層
１…有機ＥＬ表示装置
１０…画素回路 ２０…トランジスタ素子 ４０…表示素子（有機ＥＬ素子）
６０…第１電極 ６０Ｒ…反射層 ６０Ｔ…透過層
６２…有機活性層
６４…第２電極 ６４Ｈ…半透過層 ６４Ｔ…透過層
７０…隔壁 ８０…保護膜
１００…アレイ基板
１０２…アクティブエリア １０４…アクティブエリア外の領域
１２０…配線基板 ２００…封止基板 ３００…シール部材

Claims (9)

1. 複数の画素によって構成されたアクティブエリアを備えた表示装置であって、
   前記アクティブエリアにおいて、各画素に配置され一対の電極間に有機活性層を保持した構造の自発光素子と、各画素を分離する隔壁と、を有する第１基板と、
   前記第１基板の前記自発光素子側に対向して配置された第２基板と、
   前記アクティブエリアを囲むように枠状に配置され、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合せるシール部材と、
   前記アクティブエリア外において、前記シール部材より内側に配置された自発光性のテスト素子と、を備え、
   前記テスト素子は、前記自発光素子と比較して水分により劣化しやすい構造を有することを特徴とする表示装置。
2. 前記テスト素子は、前記第１基板に配置され、その少なくとも一部が前記自発光素子と同一材料によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記テスト素子は、樹脂材料によって形成されたバンクによって囲まれ、
   前記隔壁は、その表面が無機系材料からなる薄膜によって被覆され、
   前記バンクは、その表面の少なくとも一部が被覆されることなく露出していることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記隔壁と前記バンクとは、同一材料によって形成されたことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記バンクは、前記隔壁より吸湿性の高い樹脂材料によって形成されたことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
6. 前記テスト素子は、一対の電極間に有機活性層を保持した構造であり、
   前記テスト素子において、前記封止基板側に配置された一方の電極は、前記有機活性層の一部を露出するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
7. 前記テスト素子は、一対の電極間に有機活性層を保持した構造であり、
   前記テスト素子における前記有機活性層より前記封止基板側に配置された無機系材料からなる薄膜の層数は、前記自発光素子における前記有機活性層より前記封止基板側に配置された無機系材料からなる薄膜の層数より少ないことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
8. 前記自発光素子における前記封止基板側に配置された一方の電極は、複数の導電層を積層して構成され、
   前記テスト素子における前記封止基板側に配置された一方の電極は、前記自発光素子よりも少ない層数の導電層によって構成されたことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
9. 前記シール部材は、フリットであることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。

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