JP2016004053A

JP2016004053A - 表示装置

Info

Publication number: JP2016004053A
Application number: JP2014122056A
Authority: JP
Inventors: 隆靖鈴木; Takayasu Suzuki
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2016-01-12
Also published as: KR101730240B1; CN105280675A; US9551678B2; US20150362449A1; CN105280675B; KR20150143316A

Abstract

【課題】表示の劣化あるいは故障が発生する前に水分の侵入などを検出可能とする表示装置を提案する。
【解決手段】本発明の一実施形態として、画素回路を有する表示回路が表示領域に形成された第１の基板と、第１の基板に第２の基板を封止するダム剤と、前記ダム剤が配置された領域と前記表示領域との間に配置された水分検出部とを有する表示装置を提供する。前記水分検出部は、水分を検出すると発色または発光する材料をダム剤の材料に混合して構成してもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関する。特に、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）現象を用いる表示装置の封止に関する。

液晶や有機ＥＬ現象を利用した薄型の表示装置が使用されている。特に有機ＥＬ現象を用いる表示装置は、液晶をもちいるものと異なり、自発光をするため、鮮明な画像を表示することが可能である。また、近年、折り曲げ可能な基板などの材料を用いることにより、フレキシブルな表示装置も開発されている。

有機ＥＬ現象を用いる表示装置に関する技術の一つとして、例えば、特許文献１を挙げることができる。

特開２００３−１５７９７０号公報

有機ＥＬ現象を用いる表示装置においては、有機ＥＬ素子が水分や酸素に対して十分な耐性を有しているとは言えない。このため、表示装置の組立ての際には、外部から水分や酸素などが内部に侵入しないようにするために基板などに対して封止が行われる。

しかしながら、封止を行っても、表示装置の製造後に水分などの侵入を完全に防ぐことは困難であり、表示の劣化あるいは故障を招くことがある。

そこで、本発明は、表示の劣化あるいは故障が発生する前に水分の侵入などを検出可能とする表示装置を提案する。

本発明の一実施形態として、画素回路を有する表示回路が表示領域に形成された第１の基板と、第１の基板に第２の基板を封止するダム剤と、前記ダム剤が配置された領域と前記表示領域との間に配置された水分検出部とを有する表示装置を提供する。

（Ａ）本発明の一実施形態に係る表示装置の上面図、（Ｂ）本発明の一実施形態に係る表示装置の断面図。（Ａ）本発明の一実施形態に係る表示装置の表示回路、（Ｂ）本発明の一実施形態に係る表示装置の画素回路。（Ａ）本発明の一実施形態に係る表示装置の上面図、（Ｂ）本発明の一実施形態に係る表示装置の断面図。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して複数の実施形態として説明する。なお、本発明は、これらの実施形態に限定されることはなく、種々の変形などを行っても実施することが可能である。また、図面においては、上下および左右の縮尺は同じであるとは限らず、幅、厚さなどを誇張して示す場合がある。

（実施形態１）
図１（Ａ）は、本発明の実施形態１に係る表示装置の上面図を示し、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面線による表示装置の断面図を示す。

図１に示すように、表示装置１００は、上面視において、正方形ないし長方形の形状をしている。ただし、本発明においては、表示装置１００の形状としては、任意の幾何学形状を用いることも可能である。

本実施形態に係る表示装置は、図１（Ｂ）に示すように、対向する基板を貼り合わせて形成されている。ここに、対向する基板は、基板１１１と基板１１４である。なお、基板１１１の上に必要に応じてバリア層１１２を形成することができる。また、基板１１４に必要に応じてバリア層１１３を形成することができる。本実施形態においては、必要に応じてバリア層などが形成された基板を一体として扱い、単に「基板」と呼ぶ場合がある。特に、図１（Ｂ）において下側の基板を「第１の基板」と呼ぶ場合がある。それに対して、「第１の基板」に対向する基板を「第２の基板」という場合がある。

基板１１１としては、例えばガラスを用いる基板を使用することができる。特に、ガラスの厚さを薄くすることにより、折り曲げ可能とすることもできる。また、ガラスを用いる基板以外にも、ポリイミドなどの樹脂製の基板を用いることも可能である。この場合、基板１１１の側に画像が表示される場合には、透明な材料を用いることができる。

バリア層１１２は、必須ではないが、基板１１１が水分や酸素を透過する性質を持つ場合には、表示装置に使用される表示素子に水分や酸素などが到達しないようにするために使用される。例えば、バリア層１１２は高密度の透明な酸化金属などを用いた材料により形成される。一般的には、水分であれば、１０^−６ｇ／ｍ^２／ｄａｙ程度の透過性能を有する材料によりバリア層１１２が形成される。

必要であればバリア層１１２を形成した基板１１２上の中央部分である符号１０３により示される領域（表示領域）に、画像を表示するための表示回路が形成される。

図２（Ａ）は、表示回路の一例を示す。データドライバ２０１に複数のデータ線Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が接続され、また、ゲートドライバ２０２に複数のゲート線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３が接続される。なお、データドライバ２０１に接続されるデータ線の本数およびゲートドライバ２０２に接続されるゲート線の本数は同数である必要はなく、また、任意の本数とすることができる。

なお、データドライバ２０１およびゲートドライバ２０２は、表示装置の上端部１０４、表示装置の右端部１０５などに配置することが可能である。

複数のデータ線それぞれと複数のゲート線それぞれとの交点に対応して、画素回路２０３が配置される。

図２（Ｂ）は、画素回路２０３の一例を示す。データ線Ｄｊにスイッチング素子ＴＲ１のドレイン電極およびソース電極の一方が接続され、スイッチング素子ＴＲ１のドレイン電極およびソース電極の他方が、コンデンサＣの一方の電極と制御トランジスタＴＲ２のゲート電極とに接続がされる。スイッチング素子ＴＲ１のゲート電極には、ゲート線Ｇｉが接続される。

コンデンサＣの他方の電極と制御トランジスタＴＲ２のドレイン電極およびソース電極の一方が、電源線ＥＬＤＶＶに接続され、制御トランジスタＴＲ２のドレイン電極およびソース電極の他方がＬＥＤのアノード電極に接続され、ＬＥＤのカソード電極が電源線ＥＬＶＳＳに接続される。

ゲート線Ｇｉの電圧が大きくなり、スイッチング素子ＴＲ１がオンになると、データ線Ｄｊに供給されたデータ信号の電圧が、コンデンサＣに蓄積される。その後、ゲート線Ｇｉの電圧が小さくなり、スイッチング素子ＴＲ１がオフになると、コンデンサＣに蓄積されたデータ信号の電圧値に応じて、制御トランジスタＴＲ２を介してＤＬＤＶＶからＬＥＤを経由してＥＬＶＳＳに流れる電流量が制御される。

ＬＥＤは、有機ＥＬ素子であり、正孔輸送層、発光層および電子輸送層から形成され、発光層において、正孔と電子とが結合することにより、有機ＥＬ現象により発光する。

なお、上記において、有機ＥＬ現象により発光する画素回路を用いる表示回路について説明した。しかし、本発明は有機ＥＬ現象により発光するものに限定されることはなく、例えば、液晶を用いた画素回路などを用いる表示回路を使用することも可能である。

領域１０１は、ダム剤が配置されている領域を示す。この領域は、データドライバ２０１およびゲートドライバ２０２が配置される上端部１０４および右端部１０５を除き、基板１１１の端部に配置することができる。ダム剤は、例えば、熱硬化性または紫外線硬化性を有するエポキシ樹脂である。ダム剤は、ディスペンサ（図示せず）などにより、図１（Ａ）の符号１０１の領域に配置される。ダム剤のディスペンサなどによる配置時の厚さは、表示回路の厚さを越えるようにし、例えば、１０μｍ以上５００μｍ以下の厚さとする。また、ダム剤の粘性は、例えば１０００ｍＰａｓ以上１００Ｐａｓ以下とすることができる。

ダム剤が配置されている領域１０１の内側であり、表示領域１０３の外側の領域１０２には、水分検出部が配置される。水分検出部としては、例えば、水分により発色したり、発光したりする材料を用いることができる。そのような材料は、例えばダム剤の材料に混合して配置することができる。これにより、領域１０１に配置されたダム剤の接着力を補うことができる。

水分により発色する材料としては、アントシアニン系材料やカルシウムを用いることができる。また、塩化コバルトを用いることができる。水分により発光する材料としては、ルミノール反応やサイリューム反応により発光する材料を用いることができる。

本実施形態において、領域１０１の内側の領域１０２に、水分検出部を配置する理由は、水分検出部を領域１０１に配置すると、表示装置１００の側面において水分検出部が露出する可能性があり、水分が表示装置１００の内部に侵入していないのに、水分検出部が発色あるいは発光してしまい、水分を誤検出してしまうことを防止するためである。すなわち、実際に表示装置１００の内部に水分が侵入したときに、水分検出部が発色あるいは発光するように、水分検出部を領域１０１の内側の領域１０２に配置する。

領域１０１にダム剤を配置し、領域１０２に水分検出部を配置した後に、表示領域１０３には、フィル剤を充填し、必要に応じてバリア層１１３を有する基板１１４を配置し、ダム剤およびフィル剤を硬化させ、封止を行う。

なお、画素回路がトップエミッション型の発光を行う場合には、基板１１１に対向する基板１１４を介して画像の表示がされるので、基板１１４および必要に応じて配置されるバリア層１１３は透明な材料を用いる。これにより、基板１１４の側から、水分検出部の発色あるいは発光を検出することができる。また、基板１１１が不透明である場合であっても、少なくとも水分検出部が配置される領域の部分については、基板１１１は透明であるのが好ましい。

また、画素回路がボトムエミッション型の発光を行う場合には、基板１１１を介して画像の表示がされるので、基板１１１および必要に応じて配置されるバリア層１１２は透明な材料を用いる。これにより、基板１１１の側から、水分検出部の発色あるいは発光を検出することができる。また、基板１１４が不透明である場合であっても、少なくとも水分検出部が配置される領域の部分については、基板１１４は透明であるのが好ましい。

なお、水分検出部には、水分により発色または発光する材料を用いると上記において説明したがこれに限られるものではない。例えば、水分により電気抵抗が変化する材料を用いることもできる。例えば、水分を吸収することにより、イオンに分離し、電気抵抗が低下する材料を用いることができる。これにより、基板１１１、１１４に電極および配線を形成しておき、水分により電気抵抗が変化する材料の電気抵抗を測定することができる。これにより、水分が検出されたときに、警告などを表示などできる。

以上のように、本実施形態によれば、水分が表示装置１００の内部に侵入したことを検出することが可能となり、表示の劣化や故障の発生を予測することが可能となる。

（実施形態２）
図３（Ａ）は、本発明の実施形態２に係る表示装置の上面図を示し、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面線による表示装置の断面図を示す。

図３に示すように、表示装置２００は、上面視において、正方形ないし長方形の形状をしている。ただし、本発明においては、表示装置２００の形状として、任意の幾何学形状を用いることができる点は、実施形態１と同じである。

また、基板１１１にバリア層１１２、基板１１４にバリア層１１３を配置することができることも実施形態１と同じである。

本実施形態が、実施形態１と異なる点は、図３に示すように、領域１０１にダム剤が配置され、その内側に水分検出部が配置される領域１０２が配置され、領域１０２の内側にダム剤が配置される点である。すなわち、水分検出部が、ダム剤が配置される領域１０１および２０１により挟まれている点である。なお、領域２０１の内部には、表示回路が配置される領域２０２が配置されている。

このように、本実施形態において、水分検出部が、ダム剤の配置される領域１０１および２０１により挟まれていることにより、水分検出部の材料の純度を高めることができ、水分検出の検出限界を小さくすることができる。すなわち、水分の検出の感度を高めることができる。

また、水分は、ダム剤の内部を透過するよりも、ダム剤と上下の基板１１１（必要に応じてバリア層１１２）、１１４（必要に応じてバリア層１１３）との接触面を透過する場合が多いと考えられる。そこで、図３（Ｂ）に示すように、水分検出部を、基板１１１（必要に応じてバリア層１１２を含む）に接触する第１水分検出面と、基板１１４（必要に応じてバリア層１１３を含む）に接触する第２水分検出面とを有するようにすることができる。また、基板１１１（必要に応じてバリア層１１２）および１１４（必要に応じてバリア層１１３）に接触させ、その間に部材を配置させることもできる。これにより、水分検出部の材料の量を最小として、水分の検出能力を最大化することができる。なお、この部材としては、例えばダム剤を使用することができるが、これに限定されることはない。例えば、金属の板であってもよい。特に、その板を構成する金属は、光を反射するものを使用するこができる。これにより、水分検出部の発色または発光をより検出しやすくすることができる。特に、光を反射する性質を有するのであれば、金属に限定されることはない。

１００表示装置、１０１ダム剤が配置される領域、１０２水分検出部が配置される領域、１０３表示回路が配置される領域、１０４上端部、１０５右端部、１１１基板、１１２バリア層、１１３バリア層、１１４基板

Claims

画素回路を有する表示回路が表示領域に形成された第１の基板と、
前記第１の基板に第２の基板を封止するダム剤と、
前記ダム剤が配置された領域と前記表示領域との間に配置された水分検出部と
を有する表示装置。
前記水分検出部は、水分を検出すると発色または発光する材料をダム剤の材料に混合して構成される請求項１に記載の表示装置。
前記水分検出部は、水分を検出すると電気抵抗が変化する材料を有する請求項１に記載の表示装置。
前記水分検知部が配置された領域と前記表示領域に形成された領域との間に別のダム剤が配置された領域を有する請求項１に記載の表示装置。
前記水分検出部は、水分を検出すると発色または発光する材料を有する請求項４に記載の表示装置。
前記水分検出部は、水分を検出すると電気抵抗が変化する材料を有する請求項４に記載の表示装置。
前記水分検出部は、前記第１の基板に接触する第１水分検出面と前記第２の基板に接触する第２水分検出面とを有し、前記第１水分検出面と前記第２水分検出面との間に前記第１水分検出面と前記第２水分検出面とを分離する部材が配置されている請求項４から６のいずれか一に記載の表示装置。
前記部材は、光を反射する性質を有する請求項７に記載の表示装置。