有機ＥＬパネル及びその製造方法
【課題】 放熱性や強度の向上が可能であり、また、表示不良の発生を抑制することが可能な有機ＥＬパネル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】両電極２、４間に少なくとも有機発光層を挟持してなる有機ＥＬ素子を支持基板１上に形成し、前記有機ＥＬ素子を気密的に覆う封止基板５をスペーサー６ａを含む接着剤６を介して支持基板１上に配設してなる有機ＥＬパネルである。封止基板５の前記有機ＥＬ素子との対向面に放熱性フィラー７ａを含む充填剤７が配設され、充填剤７は、その配設時高さＴ２が接着剤６の配設時高さＴ１よりも低く、かつ、スペーサー６ａの径ａ１よりも高く、放熱性フィラー７ａはその径ａ２がスペーサー６ａの径ａ１よりも小さく、封止基板５と支持基板とは充填剤７配設後に加圧して接着されてなる。
【解決手段】両電極２、４間に少なくとも有機発光層を挟持してなる有機ＥＬ素子を支持基板１上に形成し、前記有機ＥＬ素子を気密的に覆う封止基板５をスペーサー６ａを含む接着剤６を介して支持基板１上に配設してなる有機ＥＬパネルである。封止基板５の前記有機ＥＬ素子との対向面に放熱性フィラー７ａを含む充填剤７が配設され、充填剤７は、その配設時高さＴ２が接着剤６の配設時高さＴ１よりも低く、かつ、スペーサー６ａの径ａ１よりも高く、放熱性フィラー７ａはその径ａ２がスペーサー６ａの径ａ１よりも小さく、封止基板５と支持基板とは充填剤７配設後に加圧して接着されてなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両電極間に少なくとも有機発光層を挟持してなる有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子を支持基板上に形成した有機ＥＬパネルに関するものであり、特に気密空間に充填剤を配設した有機ＥＬパネル及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬパネルは、自発光装置として脚光を浴びており、ディスプレイ用途としては液晶表示装置に比べて視野角依存性が少ない、コントラスト比が高い、薄膜化が可能であるなどの利点から市場投入が進み、最近では有機ＥＬパネルを使用した薄型テレビも市場投入された。
【０００３】
また、最近では有機ＥＬパネルは照明装置としても市場投入され始めており、照明用途としての開発も盛んに行われている。特に照明用途としての有機ＥＬパネルは、高輝度化に伴う放熱技術が重要な開発項目の１つである。
【０００４】
放熱技術として例えば特許文献１及び２に開示されるように、支持基板と封止基板との間の気密空間内に充填剤を充填する発明が開示されている。充填剤を充填することによって、放熱のほか、大型化に伴って撓みの生じる支持基板と封止基板との接触による表示不良を抑制することも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０３５３４号公報
【特許文献２】特再公表２００８−１０２６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の構成においては、支持基板と封止基板との接着時に両基板に圧力が付与される際や温度変化などの種々の条件で有機ＥＬ素子に対して圧力が付与される場合に、充填剤によって有機ＥＬ素子に物理的なダメージが与えられることで表示不良を引き起こすおそれがあるという問題点があり、有機ＥＬパネルの放熱及び強度向上のためには更なる改良の余地があった。
【０００７】
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、放熱性や強度の向上が可能であり、また、表示不良の発生を抑制することが可能な有機ＥＬパネル及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するため、両電極間に少なくとも有機発光層を挟持してなる有機ＥＬ素子を支持基板上に形成し、前記有機ＥＬ素子を気密的に覆う封止基板をスペーサーを含む接着剤を介して前記支持基板上に配設してなる有機ＥＬパネルであって、
前記封止基板の前記有機ＥＬ素子との対向面に放熱性フィラーを含む充填剤が配設され、
前記充填剤は、その配設時高さが前記接着剤の配設時高さよりも低く、かつ、前記スペーサーの径よりも高く、前記放熱性フィラーはその径が前記スペーサーの径よりも小さく、
前記封止基板と前記支持基板とは前記充填剤配設後に加圧して接着されてなることを特徴とする。
【０００９】
また、前記充填剤の配設時における前記スペーサーの径よりも高く配設される突出部の容積は、前記スペーサーの径に基づいて定められる設計上の気密空間の容量から前記充填剤の配設時における前記スペーサーの径以下に配設される非突出部の容積を除いた設計残容量よりも大きく、前記スペーサーの径+１０μｍに基づいて定められる限界気密空間の容量から前記非突出部の容積を除いた限界残容量よりも小さいことを特徴とする。
【００１０】
また、前記封止基板は、前記充填剤の周囲に吸湿剤が配設されてなり、前記充填剤と前記吸湿剤との間に位置するように仕切り部が形成されてなることを特徴とする。
【００１１】
また、前記仕切り部は凸状であり、接着後の前記封止基板と前記支持基板との間隔よりも低く形成されてなることを特徴とする。
【００１２】
また、前記仕切り部は、接着後の前記封止基板と前記支持基板との間隔よりも前記封止基板の前記仕切り部形成個所の最大撓み量分より低く形成されてなることを特徴とする。
【００１３】
また、前記封止基板は、前記有機ＥＬ素子との対向面の表面粗さが１μｍ以上であることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、前記課題を解決するため、両電極間に少なくとも有機発光層を挟持してなる有機ＥＬ素子を支持基板上に形成し、前記有機ＥＬ素子を気密的に覆う封止基板をスペーサーを含む接着剤を介して前記支持基板上に配設してなる有機ＥＬパネルの製造方法であって、
前記封止基板の前記有機ＥＬ素子との対向面に放熱性フィラーを含む充填剤を配設し、
前記充填剤を、その配設時高さが前記接着剤の配設時高さよりも低く、かつ、前記スペーサーの径よりも高くなるように配設し、前記放熱性フィラーはその径が前記スペーサーの径よりも小さく、
前記封止基板と前記支持基板とを前記充填剤配設後に加圧して接着することを特徴とする。
【００１５】
また、前記充填剤の配設時における前記スペーサーの径よりも高く配設される突出部の容積が、前記スペーサーの径に基づいて定められる設計上の気密空間の容量から前記充填剤の配設時における前記スペーサーの径以下に配設される非突出部の容積を除いた設計残容量よりも大きく、前記スペーサーの径+１０μｍに基づいて定められる限界気密空間の容量から前記非突出部の容積を除いた限界残容量よりも小さくなるように前記充填剤を配設することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、両電極間に少なくとも有機発光層を挟持してなる有機ＥＬ素子を支持基板上に形成した有機ＥＬパネルに関するものであり、特に気密空間に充填剤を配設した有機ＥＬパネル及びその製造方法に関するものであり、放熱性や強度の向上が可能であり、また、表示不良の発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態である有機ＥＬパネルを示す断面図。
【図２】同上の有機ＥＬパネルの製造方法を示す図。
【図３】同上の有機ＥＬパネルの封止基板を示す平面図。
【図４】同上の有機ＥＬパネルの別例を示す図。
【図５】同上の有機ＥＬパネルの別例を示す図。
【図６】同上の有機ＥＬパネルにおける封止基板の一部を示す簡略図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を添付の図面に基いて説明する。図１は本発明の実施形態である有機ＥＬパネルを示すものである。有機ＥＬパネルは、支持基板１上に透明電極（陽極）２、機能層３、背面電極（陰極）４からなる発光部（有機ＥＬ素子）を形成し、また、支持基板１上に封止基板５を接着剤６を介して配設してなる。また、封止基板５の発光部との対向面には充填剤７配設されている。
【００１９】
支持基板１は、例えば光透過性を有するガラス基板からなる矩形状の基板である。
【００２０】
透明電極２は、例えばＩＴＯ、ＩＺＯ（登録商標）、ＺｎＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ等の透明導電材料からなるものであり、スパッタリング法、真空蒸着法、スピン塗布法、インクジェット法等の手段によって層状に形成された後、フォトリソグラフィー法により所望の形状にパターニングされてなる。また、透明電極２上には配線抵抗を低減するために、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）等の低抵抗の金属材料あるいはこれらの合金の単層あるいは積層からなる補助電極を部分的に形成してもよい。また、透明電極２の端部上に短絡を防止するための無機材料や高分子材料からなる絶縁膜を形成してもよい。絶縁膜は、スパッタリング法、真空蒸着法、スピン塗布法、インクジェット法等の手段によって層状に形成された後、フォトリソグラフィー法により所望の形状にパターニングされる。
【００２１】
機能層３は、少なくとも有機発光層を有するものであり、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層及び電子注入層からなり、各層が真空蒸着法等の手段によって形成されてなるものである。
【００２２】
背面電極４は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）等の低抵抗の金属導電材料やＩＺＯ（登録商標）、ＺｎＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ等の透明導電材料あるいはこれらの合金からなるものであり、真空蒸着法やスパッタリング法等の手段によって層状に形成されてなる。透明電極２と背面電極４とが対向し、機能層３を挟持する個所が前記発光部となる。
【００２３】
封止基板５は、例えば支持基板１と同様に光透過性を有するガラス基板からなる矩形状の基板からなり、スペーサー６ａを含有する紫外線硬化型の接着剤６を周縁部に塗布し、この接着剤６を介して支持基板１上に接着されることで、支持基板１とともに発光部を収納する気密空間を形成するものである。また、封止基板５は、前記発光部との対向面に充填剤７が塗布されている。なお、封止基板５は、金属材料からなるものであってもよい。
【００２４】
充填剤７は、放熱性フィラー７ａを含む１２０Ｐａ・ｓ程度の粘度であるゲル化剤からなり、封止基板５の前記発光部との対向面に塗布して配設されるものである。放熱性フィラー７ａは前記発光部から発生し吸湿剤９を介して伝達される熱を封止基板５から外部に放出する媒体となるものであり、溶剤や水分を一切含まないアルミナ、シリカ、シリコン、または鉄、亜鉛、銅、銀などの酸化物や窒化物、あるいはこれらを絶縁性の樹脂で覆ったものが用いられる。放熱性フィラー７ａの径は例えば１５〜２０μｍであるが、接着剤６のスペーサー６ａの径よりも小さいものであれば、これよりも小さいものであっても大きいものであってもよい。
【００２５】
さらに、本実施形態における特徴部分について述べる。図２は有機ＥＬパネルの製造方法における封止基板５への充填剤７の塗布工程及び支持基板１と封止基板５との接着工程を示すものである。
まず、封止基板５の前記発光部との対向面の周辺部にスペーサー６ａを含有する接着剤６をディスペンサー等の手段によって塗布する（図２（ａ）参照）。このとき、接着剤６の塗布時（配設時）の高さをＴ１とする。
次に、封止基板５の前記発光部との対向面の接着剤６の塗布領域の内側に放熱性フィラー７ａを含有する充填剤７をディスペンサー等の手段によって塗布する（図２（ｂ）及び図３参照）。このとき、充填剤７の塗布時（配設時）の高さＴ２が、接着剤６の塗布時の高さＴ１より低く（Ｔ２＜Ｔ１）、かつ、接着剤６のスペーサー６ａの直径ａ１よりも若干高く（Ｔ２＞ａ１）なるように充填剤７を塗布する。また、充填剤７は塗布時においては所定の長さｄ及び幅ｗのライン状に塗布され、封止基板５の全面には塗布されておらず、充填剤７の塗布領域には充填剤７が塗布されない領域（以下、間隔部とも言う）５ａが設けられるようにする。さらに、塗布された充填剤７の容積Ｓ（Ｓ＝Ｔ２・ｄ・ｗ）のうち、（Ｔ２−ａ１）・ｄ・ｗで求められるスペーサー６ａの直径ａ１よりも高い部位（以下、突出部とも言う）７ｂの容積Ｓ１（Ｓ１＝（Ｔ２−ａ１）・ｄ・ｗ）が、スペーサー６ａの直径ａ１に基づいて、ｘ・ｙ・ａ１で定められる設計上の気密空間の容量から（ｘ、ｙは気密空間の縦横の長さを示し、さらに詳細には気密空間のうち両基板１、５の接着時に充填剤７が充填される空間の縦横の長さを示す）、塗布された充填剤７のうち、ａ１・ｄ・ｗで求められるスペーサー６ａの直径ａ１以下の部位（以下、非突出部とも言う）７ｃの容積を除いた設計残容量Ｓ２（Ｓ２＝（ｘ・ｙ・ａ１）−（ａ１・ｄ・ｗ））と、スペーサー６ａの直径ａ１+１０μｍに基づいて、ｘ・ｙ・（ａ１+１０μｍ）で定められる限界気密空間の容量から非突出部７ｃの容積を除いた限界残容量Ｓ３（Ｓ３＝（ｘ・ｙ・（ａ１+１０μｍ））−（ａ１・ｄ・ｗ））との間で下記の関係を満たすように充填剤７が塗布される。
Ｓ２＜Ｓ１＜Ｓ３
すなわち、
（ｘ・ｙ・ａ１）−（ａ１・ｄ・ｗ）＜（Ｔ２−ａ１）・ｄ・ｗ＜（ｘ・ｙ・（ａ１+１０μｍ））−（ａ１・ｄ・ｗ）
また、充填剤７に含有される放熱性フィラー７ａは、その直径ａ２がスペーサー６ａの直径ａ１よりも小さいものを用いる。スペーサー６ａの直径ａ１は、後述する接着後の両基板１、５の間隔Ｔ３に依存するが、この間隔Ｔ３が高いと接着剤６を水分が透過しやすくなりシール性能が低下するため、スペーサー６ａの直径ａ１は小さいことが望ましく、放熱性フィラー７ａの直径ａ２はこれよりさらに小さくなる。
次に、上述のように接着剤６及び充填剤７を塗布した封止基板５と前記発光部を形成した支持基板１とを重ね合わせ（図２（ｃ）参照）、さらに両基板１、５の平面に対して垂直方向に所定の圧力を加えた後、ＵＶを照射して接着剤６を硬化させて両基板１、５を接着し前記発光部を封止する（図２（ｄ）参照）。このとき、まず接着剤６が支持基板１と接触した後に加圧により押し潰され、その後に充填剤７が支持基板１（前記発光部を含む）と接触し、さらに加圧により両基板１、５の平面に対して水平方向に充填剤７が押し広がって間隔部５ａを埋め、前記発光部を覆う。なお、上述の式を満たすように充填剤７を塗布する結果、充填剤７の塗布容積Ｓは設計上の気密空間の容量よりも大きくなり、充填剤７の塗布容積Ｓと充填剤７の粘度とによって両基板１、５はスペーサー６ａの直径ａ１までは近接せず、接着後の両基板１、５間の間隔Ｔ３は、スペーサー６ａの直径ａ１よりも高くなる。
【００２６】
本実施形態は、放熱性フィラー７ａを含む充填剤７を封止基板５の前記発光部との対向面に配設することで放熱性や強度の向上が可能である。さらに、上述の特徴により、充填剤７の塗布時の高さＴ２を接着剤６の塗布時の高さＴ１よりも低くすることで、両基板１、５の加圧時にはまず接着剤６が接触するため、充填剤７が接着剤６を乗り越えて気密空間外に漏れ出て前記発光部の配線や端子を覆って接続不良による表示不良を起こすことを抑制することができる。
さらに、充填剤７の塗布時の高さＴ２を接着剤６のスペーサー６ａの直径６ａよりも若干高くすることで、両基板１、５の加圧時に充填剤７を押し広げて前記発光部を隙間無く覆うことができ放熱性や強度を向上させることができる。
さらに、充填剤７に含有する放熱性フィラー７ａの直径ａ２をスペーサー６ａの直径ａ１よりも小さくすることによって、充填剤７の押し広げ時や温度変化によって充填剤７が前記発光部に応力を加える際にも放熱性フィラー７ａによって前記発光部に物理的なダメージを与えることを抑制し、表示不良が起こることを抑制するができる。
また、両基板１、５間の間隔Ｔ３がスペーサー６ａの直径ａ１に対して大きすぎる場合には前述のように接着剤６を水分が通過しやすくなりシール性能が低下するが、充填剤７の塗布容量を上述の式の範囲内とすることで隙間のない充填とシール性能の両立が実現できる。なお、充填剤７の粘度が低すぎる場合には、加圧時に充填剤７が広がりすぎ、また、粘度が高すぎる場合には、加圧しても充填剤７が間隔部５ａを埋める程度に広がらないため、充填剤７の粘度は、２００ｐａ・ｓ以下であって、動粘度が１１００００ｃＳｔ±１００００程度とすることが望ましい。
【００２７】
なお、封止基板５の前記発光部との対向面には、気密空間内に侵入した水分を吸着するための吸湿剤を塗布してもよい。具体的には、図４に示すように、接着剤６と充填剤７との間に吸湿剤８を塗布する。吸湿剤８は、化学的あるいは物理的に水分を吸着する吸湿作用を有する活性アルミナ、モレキュラシーブス、酸化カルシウムあるいは酸化バリウム等の無機材料と樹脂材料とを混合してクリーム状あるいはペースト状に形成される。なお、本発明において吸湿剤８を塗布する場合には、設計時の気密空間を算出する際にｘ、ｙからは吸湿剤８の塗布領域の幅をそれぞれ除いて計算する。
【００２８】
また、封止基板５に充填剤７と吸湿剤８とをそれぞれ塗布する場合には、充填剤７と吸湿剤８とが混ざり合うことで、化学反応を引き起こしたり部分的に膨張するなどして前記発光部にダメージを与えて表示不良を起こしたり、充填剤７及び吸湿剤８としての機能が損なわれ、補償する製品寿命が得られないといった問題が生じるおそれがある。
これに対し、図５に示すように、封止基板５の前記発光部との対向面に充填剤７と吸湿剤８との間に位置するように凸状の仕切り部５ｂを形成することで、充填剤７と吸湿剤８との混合を抑制し、信頼性を向上させることができる。仕切り部５ｂは、エッチング加工、フロスト加工、ブラスト加工あるいはこれらの組み合わせによって形成することができる。
また、仕切り部５ｂは、その高さＴ４が接着後の両基板１、５の間隔Ｔ３よりも低くなるように形成され、さらに望ましくは温度変化等による封止基板５の仕切り部５ｂ形成個所の最大撓み量Δｗ２部より低く形成される（Ｔ４＜Ｔ３−Δｗ２）。仕切り部５ｂと前記発光部（配線等を含む）との接触を防止して表示不良が起こることを抑制するためである。仕切り部５ｂ形成個所の最大撓み量Δｗ２は以下の式３で示す近似値とする。
図６は、封止基板５の半分を図示しており、図示の境界は中央部を示す。また、説明を簡略化するために充填剤７及び吸湿剤８等を省略している。図６に示すように、封止基板５の中央部の最大撓み量Δｗ１（ｍ）は、以下の数式１に近似する。
【数１】
なお、αは係数（−）であり、Ｌは荷重（Ｎ）であり、ａは封止基板５の単辺長さ（ｍ）（接着剤６の塗布領域を除く）であり、Ｄは封止基板５の剛性（Ｎ・ｍ）を示す。
さらに、封止基板５の中央部に掛かる荷重Ｌは、以下の数式２で示される。
【数２】
したがって、仕切り部５ｂ形成個所の最大撓み量Δｗ２（ｍ）は以下の数式３に近似する。
【数３】
なお、ｘ１は、封止基板５の中央部から仕切り部５ｂまでの長さを示す。
【００２９】
また、充填剤７の粘度が低い場合には、さらに、封止基板５の前記発光部との対向面をブラスト加工やフロスト加工などにより表面粗さＲａが１μｍ以上となるように荒らすことで充填剤７の過度の広がりを抑制することができる。
また充填剤７の塗布領域を前記発光部よりも広くすることで前記発光部の発光領域と仕切り部５ｂとが接触することを避けることができる。
【００３０】
また、本実施形態において、封止基板５は平板状であったが、封止基板５は、周縁部に支持基板１方向の突出する支持部を形成して凹状とし、この支持部に接着剤６を塗布するものであってもよい。凹状の封止基板５を用いる場合、本発明における「接着剤６の塗布時の高さＴ１（接着剤の配設時高さ）」は、実際の接着剤６の塗布時の高さに前記支持部の高さを加算したものとなり、「スペーサー６ａの直径ａ１（スペーサーの径）」は、実際のスペーサー６ａの直径に前記支持部の高さを加算したものとなる。
【００３１】
以下、さらに実施例を上げ本発明の具体的な効果を説明する。
【実施例１】
【００３２】
実施例は、前述の実施形態に示す有機ＥＬパネルであって、まず、支持基板１上に透明電極２として膜厚３００ｎｍのＩＴＯをスパッタリング法で形成し、フォトリソグラフィー法で所望の形状にパターニングした。次に、配線抵抗を低減するための補助電極としてＡｌをスパッタリング法にて膜厚５００ｎｍで形成し、フォトリソグラフィー法で所望の形状にパターニングした。次に、絶縁膜としてポリイミドを膜厚１μｍで透明電極２及び補助電極を部分的に覆うようにスピン塗布法で形成し、フォトリソグラフィー法で所望の形状にパターニングし、その後２５０℃で１時間の加熱処理を行い絶縁膜を焼成した。次に、透明電極２上に、機能層３として正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層をこの順に真空蒸着法で形成し、その後、背面電極４としてＡｌを真空蒸着法にて膜厚１００ｎｍで形成し、発光部を設けた。
また、封止基板５として０．５ｍｍ厚の平板ソーダガラスを用意し、後に発光部を覆うように周縁部に４０μｍ径のスペーサー６ａを１ｗｔ％含む紫外線硬化型の接着剤６を塗布した。接着剤６の塗布時の高さＴ１は２００μｍ〜３００μｍとした。その後、封止基板５を窒素環境下のグローブボックスへ搬送し、ＣａＯをベースとした化学吸湿剤を吸湿剤８として封止基板５の発光部との対向面の接着剤６より内側の２辺にディスペンサーにて塗布し、その後１０〜２０μｍ径のアルミナからなる放熱性フィラー７ａを含む、粘度が約１２０Ｐａ・ｓのゲル化剤からなる充填剤７を封止基板５の発光部との対向面の接着剤６及び吸湿剤８で囲まれる中央領域にディスペンサーで塗布した。充填剤７の塗布時の高さＴ２は８０μｍ〜１００μｍとした。
そして、発光部を形成した支持基板１と、接着剤６、充填剤７及び吸湿剤８を塗布した封止基板５とを重ね合わせ、加圧及び紫外線照射を１０Ｊ照射することで両者を接着させ有機ＥＬパネルを作成した。なお、有機ＥＬパネルは、外形サイズが４８ｍｍ×５０ｍｍ、画素（発光部）サイズが４５ｍｍ×４５ｍｍとした。
【００３３】
（比較例１）
比較例１として接着剤６の塗布時の高さＴ１は実施例１と同様の２００μｍ〜３００μｍで塗布し、実施例１と同様に吸湿剤８を塗布した後、４０〜６０μｍ径のアルミナからなる放熱性フィラー７ａを含む、粘度が約１４０Ｐａ・ｓのゲル化剤からなる充填剤７を封止基板５の発光部との対向面の接着剤６及び吸湿剤８で囲まれる中央領域にディスペンサーで塗布した。充填剤７の塗布時の高さＴ２は、比較例１では接着剤６の塗布時の高さＴ１とほぼ同様になるよう２００μｍ〜３００μｍとした。また接着剤６は実施例１と同様のものを使用し、含有するスペーサーは４０μｍ径である。
なお、上述した他は実施例１と同様にして比較例１としての有機ＥＬパネルを作成した。
【００３４】
（評価方法）
実施例１及び比較例１の評価方法として、まず、外観観察にて充填剤７の漏れ及び吸湿剤８への接触があるか否かを確認した。
また、−４０℃／８０℃の温度環境下で輝度３０００ｃｄ／ｍ２で発光駆動させるヒートサイクル試験を１０００時間行った。これは温度変化により気密空間内に含まれる空気の気圧変化に伴う膨張収縮により、充填剤７により発光部に与えられる応力が変化することでダメージを与え、表示不良を起こすか否かを評価するものである。
また、同様に、−４０℃の低温環境下で輝度３０００ｃｄ／ｍ２で発光駆動させる低温動作試験を１０００時間行った。これは上記と同様に室温に比べて発光部に与えられる応力が大きくなる低温環境下で、充填剤７により発光部にダメージが与えられ、表示不良を起こすか否かを評価するものである。
また、両基板の重ね合わせ時に加わる圧力によって充填剤７により発光部にダメージが与えられ、表示不良が起こるか否かを早期に確認することを目的として、表示不良を加速させる８０℃の高温環境下で輝度３０００ｃｄ／ｍ２で発光駆動させる高温動作試験を１０００時間を行った。
【００３５】
【表１】
上表１は、前述の充填剤７の漏れ及び吸湿剤８への接触の有無、ヒートサイクル試験、低温動作試験及び高温動作試験の評価結果を示すものである。比較例１においては充填剤７の漏れ、ならびに吸湿剤８への接触が確認され、また、何れの試験においても表示不良（ダークスポット）が多数発生しているのに対し、実施例１においては充填剤７の漏れ及び吸湿剤８への接触は確認されず、表示不良も生じていない。これにより、本発明を適用することで、充填剤７により放熱性や強度を向上させた構成において、充填剤７の漏れや吸湿剤８への接触が生じることがなく、また、種々の状況により発光部の面方向に圧力が掛かる場合であっても、圧力によりキズが生じて表示不良を引き起こすことを抑制することができる効果が十分に得られることは明らかである。
【００３６】
次に、実施例２〜４及び比較例２、３を用いて封止基板５に充填剤７及び吸湿剤８を塗布し、さらに両者の間に仕切り部５ｂを形成した場合の具体的な効果について説明する。
【実施例２】
【００３７】
実施例２として、封止基板５に０．７ｍｍのソーダガラスを使用し、フロスト加工にて表面を表面粗さＲａが１μｍ以上５μｍ以下の精度で加工した。その際、封止基板５の充填剤７を塗布する領域と吸湿剤８を塗布する領域とを分割するべく凸状の仕切り部５ｂをエッチング加工でパターニングした。仕切り部５ｂの高さＴ４は、接着後の両基板１、５の間隔Ｔ３よりも封止基板５の仕切り部５ｂ形成個所の最大撓み量Δｗ２分より低くなるようにした。封止基板５に仕切り部５ｂで分割された中央領域に充填剤７を塗布した後、同環境下で仕切り部５ｂで分割された外側領域に吸湿剤８としてＣａＯをベースとした化学吸湿剤をディスペンサーにて塗布した。なお、接着剤６の塗布幅は１．５ｍｍとした。上述の他は実施例１と同様にして有機ＥＬパネルを作成した。
【実施例３】
【００３８】
実施例３として、封止基板５をエッチング加工にて表面を加工し、ブラスト加工にて仕切り部５ｂをパターニングし、仕切り部５ｂを含む表面をエッチング加工にて表面処理を行った他は、実施例２と同様にして有機ＥＬパネルを作成した。
【実施例４】
【００３９】
実施例４として、封止基板５を、エッチングの加工精度以下の幅の凸部形状を有するレジストパターンを形成してエッチング加工を施し、実施例２及び３と比較して尖った形状の仕切り部５ｂを形成し、フロスト加工にて封止基板５の表面を表面粗さＲａが０．１ｍｍとなるように加工した他は、実施例２と同様にして有機ＥＬパネルを作成した。
【００４０】
（比較例２）
比較例２として、仕切り部５ｂを形成せず、また、封止基板５に充填剤７を塗布せずに吸湿剤８のみを塗布した他は、実施例２と同様にして有機ＥＬパネルを形成した。
（比較例３）
比較例３として、仕切り部５ｂを形成せず、封止基板５に充填剤７と吸湿剤８とを塗布した他は、実施例２と同様にして有機ＥＬパネルを形成した。
【００４１】
（評価方法）
実施例２〜４及び比較例２、３は、照明用として作成されている。実施例２〜４及び比較例２、３の評価方法として、まず、点灯のための駆動にフレーム周波数１００Ｈｚ、順方向に定電流を０．３Ａ印加して３０００ｃｄ／ｍ２で色温度２０００Ｋに発光するようにし、発光部のジャンクション温度Ｔｊを計測した。
また、−４０℃／８０℃の温度環境下で輝度３０００ｃｄ／ｍ２で発光駆動させるヒートサイクル試験を１０００時間行った。これは温度変化により気密空間内に含まれる空気の気圧変化に伴う膨張収縮により、充填剤７により発光部に与えられる応力が変化することでダメージを与え、外観不良あるいは表示不良を起こすか否かを評価するものである。
また、６０℃／９０％の高温高湿環境下で輝度３０００ｃｄ／ｍ２で発光駆動させる高温高湿動作試験を１０００時間を行った。これは、本発明にて吸湿剤８の吸湿能力が低下していないか否かを評価するものである。また、車載スペックの振動耐久試験を実施した。これは、振動により、充填剤７により発光部に与えられる応力が変化することでダメージを与え、外観不良あるいは表示不良を起こすか否かを評価するものである。
【００４２】
【表２】
上表２は、前述の発熱温度の評価、ヒートサイクル試験、高温高湿動作試験、振動耐久試験の評価結果をしめすものである。発熱温度の評価において、比較例２はジャンクション温度Ｔｊは室温環境下で約５２℃であり、約２７℃程度発熱していた。また、比較例２及び実施例２〜４は、ジャンクション温度Ｔｊは約２９℃で発熱は約４℃程度に抑えることができた。したがって、充填剤７を気密空間内に充填することで放熱効果が得られていることがわかる。また、ヒートサイクル試験においては、比較例２と比較例３の一部に外観あるいは点灯に不良が発生したのに対し、実施例２〜４にはいずれも不良は見られなかった。高温高湿試験においては実施例２〜４及び比較例２、３のいずれにも不良は見られなかった。振動耐久試験においては、仕切り部５ｂのない比較例３に充填剤７と吸湿剤８とが混ざり合うことによる吸湿能力の低下に伴う不良が見られた。実施例２〜４にはいずれも不良は見られなかった。これにより、本発明として封止基板５に仕切り部５ｂを形成することによって、充填剤７及び吸湿剤８の能力を低下させることなく、信頼性を向上させることができる効果が十分に得られることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、両電極の間に少なくとも有機発光層を挟持した発光部を支持基板上に形成した有機ＥＬパネルに関するものであり、特に充填剤を気密空間内に配置した有機ＥＬパネルに好適である。なお、本発明は、ディスプレイ用、照明用問わず適用可能であり、セグメント型ディスプレイタイプやドットマトリクス型ディスプレイタイプの有機ＥＬパネルであっても適用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 支持基板
２ 透明電極
３ 機能層
４ 背面電極
５ 封止基板
５ａ 間隔部
５ｂ 仕切り部
６ 接着剤
６ａ スペーサー
７ 充填剤
７ａ 放熱性フィラー
８ 吸湿剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両電極間に少なくとも有機発光層を挟持してなる有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子を支持基板上に形成した有機ＥＬパネルに関するものであり、特に気密空間に充填剤を配設した有機ＥＬパネル及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬパネルは、自発光装置として脚光を浴びており、ディスプレイ用途としては液晶表示装置に比べて視野角依存性が少ない、コントラスト比が高い、薄膜化が可能であるなどの利点から市場投入が進み、最近では有機ＥＬパネルを使用した薄型テレビも市場投入された。
【０００３】
また、最近では有機ＥＬパネルは照明装置としても市場投入され始めており、照明用途としての開発も盛んに行われている。特に照明用途としての有機ＥＬパネルは、高輝度化に伴う放熱技術が重要な開発項目の１つである。
【０００４】
放熱技術として例えば特許文献１及び２に開示されるように、支持基板と封止基板との間の気密空間内に充填剤を充填する発明が開示されている。充填剤を充填することによって、放熱のほか、大型化に伴って撓みの生じる支持基板と封止基板との接触による表示不良を抑制することも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０３５３４号公報
【特許文献２】特再公表２００８−１０２６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の構成においては、支持基板と封止基板との接着時に両基板に圧力が付与される際や温度変化などの種々の条件で有機ＥＬ素子に対して圧力が付与される場合に、充填剤によって有機ＥＬ素子に物理的なダメージが与えられることで表示不良を引き起こすおそれがあるという問題点があり、有機ＥＬパネルの放熱及び強度向上のためには更なる改良の余地があった。
【０００７】
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、放熱性や強度の向上が可能であり、また、表示不良の発生を抑制することが可能な有機ＥＬパネル及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するため、両電極間に少なくとも有機発光層を挟持してなる有機ＥＬ素子を支持基板上に形成し、前記有機ＥＬ素子を気密的に覆う封止基板をスペーサーを含む接着剤を介して前記支持基板上に配設してなる有機ＥＬパネルであって、
前記封止基板の前記有機ＥＬ素子との対向面に放熱性フィラーを含む充填剤が配設され、
前記充填剤は、その配設時高さが前記接着剤の配設時高さよりも低く、かつ、前記スペーサーの径よりも高く、前記放熱性フィラーはその径が前記スペーサーの径よりも小さく、
前記封止基板と前記支持基板とは前記充填剤配設後に加圧して接着されてなることを特徴とする。
【０００９】
また、前記充填剤の配設時における前記スペーサーの径よりも高く配設される突出部の容積は、前記スペーサーの径に基づいて定められる設計上の気密空間の容量から前記充填剤の配設時における前記スペーサーの径以下に配設される非突出部の容積を除いた設計残容量よりも大きく、前記スペーサーの径+１０μｍに基づいて定められる限界気密空間の容量から前記非突出部の容積を除いた限界残容量よりも小さいことを特徴とする。
【００１０】
また、前記封止基板は、前記充填剤の周囲に吸湿剤が配設されてなり、前記充填剤と前記吸湿剤との間に位置するように仕切り部が形成されてなることを特徴とする。
【００１１】
また、前記仕切り部は凸状であり、接着後の前記封止基板と前記支持基板との間隔よりも低く形成されてなることを特徴とする。
【００１２】
また、前記仕切り部は、接着後の前記封止基板と前記支持基板との間隔よりも前記封止基板の前記仕切り部形成個所の最大撓み量分より低く形成されてなることを特徴とする。
【００１３】
また、前記封止基板は、前記有機ＥＬ素子との対向面の表面粗さが１μｍ以上であることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、前記課題を解決するため、両電極間に少なくとも有機発光層を挟持してなる有機ＥＬ素子を支持基板上に形成し、前記有機ＥＬ素子を気密的に覆う封止基板をスペーサーを含む接着剤を介して前記支持基板上に配設してなる有機ＥＬパネルの製造方法であって、
前記封止基板の前記有機ＥＬ素子との対向面に放熱性フィラーを含む充填剤を配設し、
前記充填剤を、その配設時高さが前記接着剤の配設時高さよりも低く、かつ、前記スペーサーの径よりも高くなるように配設し、前記放熱性フィラーはその径が前記スペーサーの径よりも小さく、
前記封止基板と前記支持基板とを前記充填剤配設後に加圧して接着することを特徴とする。
【００１５】
また、前記充填剤の配設時における前記スペーサーの径よりも高く配設される突出部の容積が、前記スペーサーの径に基づいて定められる設計上の気密空間の容量から前記充填剤の配設時における前記スペーサーの径以下に配設される非突出部の容積を除いた設計残容量よりも大きく、前記スペーサーの径+１０μｍに基づいて定められる限界気密空間の容量から前記非突出部の容積を除いた限界残容量よりも小さくなるように前記充填剤を配設することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、両電極間に少なくとも有機発光層を挟持してなる有機ＥＬ素子を支持基板上に形成した有機ＥＬパネルに関するものであり、特に気密空間に充填剤を配設した有機ＥＬパネル及びその製造方法に関するものであり、放熱性や強度の向上が可能であり、また、表示不良の発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態である有機ＥＬパネルを示す断面図。
【図２】同上の有機ＥＬパネルの製造方法を示す図。
【図３】同上の有機ＥＬパネルの封止基板を示す平面図。
【図４】同上の有機ＥＬパネルの別例を示す図。
【図５】同上の有機ＥＬパネルの別例を示す図。
【図６】同上の有機ＥＬパネルにおける封止基板の一部を示す簡略図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を添付の図面に基いて説明する。図１は本発明の実施形態である有機ＥＬパネルを示すものである。有機ＥＬパネルは、支持基板１上に透明電極（陽極）２、機能層３、背面電極（陰極）４からなる発光部（有機ＥＬ素子）を形成し、また、支持基板１上に封止基板５を接着剤６を介して配設してなる。また、封止基板５の発光部との対向面には充填剤７配設されている。
【００１９】
支持基板１は、例えば光透過性を有するガラス基板からなる矩形状の基板である。
【００２０】
透明電極２は、例えばＩＴＯ、ＩＺＯ（登録商標）、ＺｎＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ等の透明導電材料からなるものであり、スパッタリング法、真空蒸着法、スピン塗布法、インクジェット法等の手段によって層状に形成された後、フォトリソグラフィー法により所望の形状にパターニングされてなる。また、透明電極２上には配線抵抗を低減するために、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）等の低抵抗の金属材料あるいはこれらの合金の単層あるいは積層からなる補助電極を部分的に形成してもよい。また、透明電極２の端部上に短絡を防止するための無機材料や高分子材料からなる絶縁膜を形成してもよい。絶縁膜は、スパッタリング法、真空蒸着法、スピン塗布法、インクジェット法等の手段によって層状に形成された後、フォトリソグラフィー法により所望の形状にパターニングされる。
【００２１】
機能層３は、少なくとも有機発光層を有するものであり、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層及び電子注入層からなり、各層が真空蒸着法等の手段によって形成されてなるものである。
【００２２】
背面電極４は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）等の低抵抗の金属導電材料やＩＺＯ（登録商標）、ＺｎＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ等の透明導電材料あるいはこれらの合金からなるものであり、真空蒸着法やスパッタリング法等の手段によって層状に形成されてなる。透明電極２と背面電極４とが対向し、機能層３を挟持する個所が前記発光部となる。
【００２３】
封止基板５は、例えば支持基板１と同様に光透過性を有するガラス基板からなる矩形状の基板からなり、スペーサー６ａを含有する紫外線硬化型の接着剤６を周縁部に塗布し、この接着剤６を介して支持基板１上に接着されることで、支持基板１とともに発光部を収納する気密空間を形成するものである。また、封止基板５は、前記発光部との対向面に充填剤７が塗布されている。なお、封止基板５は、金属材料からなるものであってもよい。
【００２４】
充填剤７は、放熱性フィラー７ａを含む１２０Ｐａ・ｓ程度の粘度であるゲル化剤からなり、封止基板５の前記発光部との対向面に塗布して配設されるものである。放熱性フィラー７ａは前記発光部から発生し吸湿剤９を介して伝達される熱を封止基板５から外部に放出する媒体となるものであり、溶剤や水分を一切含まないアルミナ、シリカ、シリコン、または鉄、亜鉛、銅、銀などの酸化物や窒化物、あるいはこれらを絶縁性の樹脂で覆ったものが用いられる。放熱性フィラー７ａの径は例えば１５〜２０μｍであるが、接着剤６のスペーサー６ａの径よりも小さいものであれば、これよりも小さいものであっても大きいものであってもよい。
【００２５】
さらに、本実施形態における特徴部分について述べる。図２は有機ＥＬパネルの製造方法における封止基板５への充填剤７の塗布工程及び支持基板１と封止基板５との接着工程を示すものである。
まず、封止基板５の前記発光部との対向面の周辺部にスペーサー６ａを含有する接着剤６をディスペンサー等の手段によって塗布する（図２（ａ）参照）。このとき、接着剤６の塗布時（配設時）の高さをＴ１とする。
次に、封止基板５の前記発光部との対向面の接着剤６の塗布領域の内側に放熱性フィラー７ａを含有する充填剤７をディスペンサー等の手段によって塗布する（図２（ｂ）及び図３参照）。このとき、充填剤７の塗布時（配設時）の高さＴ２が、接着剤６の塗布時の高さＴ１より低く（Ｔ２＜Ｔ１）、かつ、接着剤６のスペーサー６ａの直径ａ１よりも若干高く（Ｔ２＞ａ１）なるように充填剤７を塗布する。また、充填剤７は塗布時においては所定の長さｄ及び幅ｗのライン状に塗布され、封止基板５の全面には塗布されておらず、充填剤７の塗布領域には充填剤７が塗布されない領域（以下、間隔部とも言う）５ａが設けられるようにする。さらに、塗布された充填剤７の容積Ｓ（Ｓ＝Ｔ２・ｄ・ｗ）のうち、（Ｔ２−ａ１）・ｄ・ｗで求められるスペーサー６ａの直径ａ１よりも高い部位（以下、突出部とも言う）７ｂの容積Ｓ１（Ｓ１＝（Ｔ２−ａ１）・ｄ・ｗ）が、スペーサー６ａの直径ａ１に基づいて、ｘ・ｙ・ａ１で定められる設計上の気密空間の容量から（ｘ、ｙは気密空間の縦横の長さを示し、さらに詳細には気密空間のうち両基板１、５の接着時に充填剤７が充填される空間の縦横の長さを示す）、塗布された充填剤７のうち、ａ１・ｄ・ｗで求められるスペーサー６ａの直径ａ１以下の部位（以下、非突出部とも言う）７ｃの容積を除いた設計残容量Ｓ２（Ｓ２＝（ｘ・ｙ・ａ１）−（ａ１・ｄ・ｗ））と、スペーサー６ａの直径ａ１+１０μｍに基づいて、ｘ・ｙ・（ａ１+１０μｍ）で定められる限界気密空間の容量から非突出部７ｃの容積を除いた限界残容量Ｓ３（Ｓ３＝（ｘ・ｙ・（ａ１+１０μｍ））−（ａ１・ｄ・ｗ））との間で下記の関係を満たすように充填剤７が塗布される。
Ｓ２＜Ｓ１＜Ｓ３
すなわち、
（ｘ・ｙ・ａ１）−（ａ１・ｄ・ｗ）＜（Ｔ２−ａ１）・ｄ・ｗ＜（ｘ・ｙ・（ａ１+１０μｍ））−（ａ１・ｄ・ｗ）
また、充填剤７に含有される放熱性フィラー７ａは、その直径ａ２がスペーサー６ａの直径ａ１よりも小さいものを用いる。スペーサー６ａの直径ａ１は、後述する接着後の両基板１、５の間隔Ｔ３に依存するが、この間隔Ｔ３が高いと接着剤６を水分が透過しやすくなりシール性能が低下するため、スペーサー６ａの直径ａ１は小さいことが望ましく、放熱性フィラー７ａの直径ａ２はこれよりさらに小さくなる。
次に、上述のように接着剤６及び充填剤７を塗布した封止基板５と前記発光部を形成した支持基板１とを重ね合わせ（図２（ｃ）参照）、さらに両基板１、５の平面に対して垂直方向に所定の圧力を加えた後、ＵＶを照射して接着剤６を硬化させて両基板１、５を接着し前記発光部を封止する（図２（ｄ）参照）。このとき、まず接着剤６が支持基板１と接触した後に加圧により押し潰され、その後に充填剤７が支持基板１（前記発光部を含む）と接触し、さらに加圧により両基板１、５の平面に対して水平方向に充填剤７が押し広がって間隔部５ａを埋め、前記発光部を覆う。なお、上述の式を満たすように充填剤７を塗布する結果、充填剤７の塗布容積Ｓは設計上の気密空間の容量よりも大きくなり、充填剤７の塗布容積Ｓと充填剤７の粘度とによって両基板１、５はスペーサー６ａの直径ａ１までは近接せず、接着後の両基板１、５間の間隔Ｔ３は、スペーサー６ａの直径ａ１よりも高くなる。
【００２６】
本実施形態は、放熱性フィラー７ａを含む充填剤７を封止基板５の前記発光部との対向面に配設することで放熱性や強度の向上が可能である。さらに、上述の特徴により、充填剤７の塗布時の高さＴ２を接着剤６の塗布時の高さＴ１よりも低くすることで、両基板１、５の加圧時にはまず接着剤６が接触するため、充填剤７が接着剤６を乗り越えて気密空間外に漏れ出て前記発光部の配線や端子を覆って接続不良による表示不良を起こすことを抑制することができる。
さらに、充填剤７の塗布時の高さＴ２を接着剤６のスペーサー６ａの直径６ａよりも若干高くすることで、両基板１、５の加圧時に充填剤７を押し広げて前記発光部を隙間無く覆うことができ放熱性や強度を向上させることができる。
さらに、充填剤７に含有する放熱性フィラー７ａの直径ａ２をスペーサー６ａの直径ａ１よりも小さくすることによって、充填剤７の押し広げ時や温度変化によって充填剤７が前記発光部に応力を加える際にも放熱性フィラー７ａによって前記発光部に物理的なダメージを与えることを抑制し、表示不良が起こることを抑制するができる。
また、両基板１、５間の間隔Ｔ３がスペーサー６ａの直径ａ１に対して大きすぎる場合には前述のように接着剤６を水分が通過しやすくなりシール性能が低下するが、充填剤７の塗布容量を上述の式の範囲内とすることで隙間のない充填とシール性能の両立が実現できる。なお、充填剤７の粘度が低すぎる場合には、加圧時に充填剤７が広がりすぎ、また、粘度が高すぎる場合には、加圧しても充填剤７が間隔部５ａを埋める程度に広がらないため、充填剤７の粘度は、２００ｐａ・ｓ以下であって、動粘度が１１００００ｃＳｔ±１００００程度とすることが望ましい。
【００２７】
なお、封止基板５の前記発光部との対向面には、気密空間内に侵入した水分を吸着するための吸湿剤を塗布してもよい。具体的には、図４に示すように、接着剤６と充填剤７との間に吸湿剤８を塗布する。吸湿剤８は、化学的あるいは物理的に水分を吸着する吸湿作用を有する活性アルミナ、モレキュラシーブス、酸化カルシウムあるいは酸化バリウム等の無機材料と樹脂材料とを混合してクリーム状あるいはペースト状に形成される。なお、本発明において吸湿剤８を塗布する場合には、設計時の気密空間を算出する際にｘ、ｙからは吸湿剤８の塗布領域の幅をそれぞれ除いて計算する。
【００２８】
また、封止基板５に充填剤７と吸湿剤８とをそれぞれ塗布する場合には、充填剤７と吸湿剤８とが混ざり合うことで、化学反応を引き起こしたり部分的に膨張するなどして前記発光部にダメージを与えて表示不良を起こしたり、充填剤７及び吸湿剤８としての機能が損なわれ、補償する製品寿命が得られないといった問題が生じるおそれがある。
これに対し、図５に示すように、封止基板５の前記発光部との対向面に充填剤７と吸湿剤８との間に位置するように凸状の仕切り部５ｂを形成することで、充填剤７と吸湿剤８との混合を抑制し、信頼性を向上させることができる。仕切り部５ｂは、エッチング加工、フロスト加工、ブラスト加工あるいはこれらの組み合わせによって形成することができる。
また、仕切り部５ｂは、その高さＴ４が接着後の両基板１、５の間隔Ｔ３よりも低くなるように形成され、さらに望ましくは温度変化等による封止基板５の仕切り部５ｂ形成個所の最大撓み量Δｗ２部より低く形成される（Ｔ４＜Ｔ３−Δｗ２）。仕切り部５ｂと前記発光部（配線等を含む）との接触を防止して表示不良が起こることを抑制するためである。仕切り部５ｂ形成個所の最大撓み量Δｗ２は以下の式３で示す近似値とする。
図６は、封止基板５の半分を図示しており、図示の境界は中央部を示す。また、説明を簡略化するために充填剤７及び吸湿剤８等を省略している。図６に示すように、封止基板５の中央部の最大撓み量Δｗ１（ｍ）は、以下の数式１に近似する。
【数１】
なお、αは係数（−）であり、Ｌは荷重（Ｎ）であり、ａは封止基板５の単辺長さ（ｍ）（接着剤６の塗布領域を除く）であり、Ｄは封止基板５の剛性（Ｎ・ｍ）を示す。
さらに、封止基板５の中央部に掛かる荷重Ｌは、以下の数式２で示される。
【数２】
したがって、仕切り部５ｂ形成個所の最大撓み量Δｗ２（ｍ）は以下の数式３に近似する。
【数３】
なお、ｘ１は、封止基板５の中央部から仕切り部５ｂまでの長さを示す。
【００２９】
また、充填剤７の粘度が低い場合には、さらに、封止基板５の前記発光部との対向面をブラスト加工やフロスト加工などにより表面粗さＲａが１μｍ以上となるように荒らすことで充填剤７の過度の広がりを抑制することができる。
また充填剤７の塗布領域を前記発光部よりも広くすることで前記発光部の発光領域と仕切り部５ｂとが接触することを避けることができる。
【００３０】
また、本実施形態において、封止基板５は平板状であったが、封止基板５は、周縁部に支持基板１方向の突出する支持部を形成して凹状とし、この支持部に接着剤６を塗布するものであってもよい。凹状の封止基板５を用いる場合、本発明における「接着剤６の塗布時の高さＴ１（接着剤の配設時高さ）」は、実際の接着剤６の塗布時の高さに前記支持部の高さを加算したものとなり、「スペーサー６ａの直径ａ１（スペーサーの径）」は、実際のスペーサー６ａの直径に前記支持部の高さを加算したものとなる。
【００３１】
以下、さらに実施例を上げ本発明の具体的な効果を説明する。
【実施例１】
【００３２】
実施例は、前述の実施形態に示す有機ＥＬパネルであって、まず、支持基板１上に透明電極２として膜厚３００ｎｍのＩＴＯをスパッタリング法で形成し、フォトリソグラフィー法で所望の形状にパターニングした。次に、配線抵抗を低減するための補助電極としてＡｌをスパッタリング法にて膜厚５００ｎｍで形成し、フォトリソグラフィー法で所望の形状にパターニングした。次に、絶縁膜としてポリイミドを膜厚１μｍで透明電極２及び補助電極を部分的に覆うようにスピン塗布法で形成し、フォトリソグラフィー法で所望の形状にパターニングし、その後２５０℃で１時間の加熱処理を行い絶縁膜を焼成した。次に、透明電極２上に、機能層３として正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層をこの順に真空蒸着法で形成し、その後、背面電極４としてＡｌを真空蒸着法にて膜厚１００ｎｍで形成し、発光部を設けた。
また、封止基板５として０．５ｍｍ厚の平板ソーダガラスを用意し、後に発光部を覆うように周縁部に４０μｍ径のスペーサー６ａを１ｗｔ％含む紫外線硬化型の接着剤６を塗布した。接着剤６の塗布時の高さＴ１は２００μｍ〜３００μｍとした。その後、封止基板５を窒素環境下のグローブボックスへ搬送し、ＣａＯをベースとした化学吸湿剤を吸湿剤８として封止基板５の発光部との対向面の接着剤６より内側の２辺にディスペンサーにて塗布し、その後１０〜２０μｍ径のアルミナからなる放熱性フィラー７ａを含む、粘度が約１２０Ｐａ・ｓのゲル化剤からなる充填剤７を封止基板５の発光部との対向面の接着剤６及び吸湿剤８で囲まれる中央領域にディスペンサーで塗布した。充填剤７の塗布時の高さＴ２は８０μｍ〜１００μｍとした。
そして、発光部を形成した支持基板１と、接着剤６、充填剤７及び吸湿剤８を塗布した封止基板５とを重ね合わせ、加圧及び紫外線照射を１０Ｊ照射することで両者を接着させ有機ＥＬパネルを作成した。なお、有機ＥＬパネルは、外形サイズが４８ｍｍ×５０ｍｍ、画素（発光部）サイズが４５ｍｍ×４５ｍｍとした。
【００３３】
（比較例１）
比較例１として接着剤６の塗布時の高さＴ１は実施例１と同様の２００μｍ〜３００μｍで塗布し、実施例１と同様に吸湿剤８を塗布した後、４０〜６０μｍ径のアルミナからなる放熱性フィラー７ａを含む、粘度が約１４０Ｐａ・ｓのゲル化剤からなる充填剤７を封止基板５の発光部との対向面の接着剤６及び吸湿剤８で囲まれる中央領域にディスペンサーで塗布した。充填剤７の塗布時の高さＴ２は、比較例１では接着剤６の塗布時の高さＴ１とほぼ同様になるよう２００μｍ〜３００μｍとした。また接着剤６は実施例１と同様のものを使用し、含有するスペーサーは４０μｍ径である。
なお、上述した他は実施例１と同様にして比較例１としての有機ＥＬパネルを作成した。
【００３４】
（評価方法）
実施例１及び比較例１の評価方法として、まず、外観観察にて充填剤７の漏れ及び吸湿剤８への接触があるか否かを確認した。
また、−４０℃／８０℃の温度環境下で輝度３０００ｃｄ／ｍ２で発光駆動させるヒートサイクル試験を１０００時間行った。これは温度変化により気密空間内に含まれる空気の気圧変化に伴う膨張収縮により、充填剤７により発光部に与えられる応力が変化することでダメージを与え、表示不良を起こすか否かを評価するものである。
また、同様に、−４０℃の低温環境下で輝度３０００ｃｄ／ｍ２で発光駆動させる低温動作試験を１０００時間行った。これは上記と同様に室温に比べて発光部に与えられる応力が大きくなる低温環境下で、充填剤７により発光部にダメージが与えられ、表示不良を起こすか否かを評価するものである。
また、両基板の重ね合わせ時に加わる圧力によって充填剤７により発光部にダメージが与えられ、表示不良が起こるか否かを早期に確認することを目的として、表示不良を加速させる８０℃の高温環境下で輝度３０００ｃｄ／ｍ２で発光駆動させる高温動作試験を１０００時間を行った。
【００３５】
【表１】
上表１は、前述の充填剤７の漏れ及び吸湿剤８への接触の有無、ヒートサイクル試験、低温動作試験及び高温動作試験の評価結果を示すものである。比較例１においては充填剤７の漏れ、ならびに吸湿剤８への接触が確認され、また、何れの試験においても表示不良（ダークスポット）が多数発生しているのに対し、実施例１においては充填剤７の漏れ及び吸湿剤８への接触は確認されず、表示不良も生じていない。これにより、本発明を適用することで、充填剤７により放熱性や強度を向上させた構成において、充填剤７の漏れや吸湿剤８への接触が生じることがなく、また、種々の状況により発光部の面方向に圧力が掛かる場合であっても、圧力によりキズが生じて表示不良を引き起こすことを抑制することができる効果が十分に得られることは明らかである。
【００３６】
次に、実施例２〜４及び比較例２、３を用いて封止基板５に充填剤７及び吸湿剤８を塗布し、さらに両者の間に仕切り部５ｂを形成した場合の具体的な効果について説明する。
【実施例２】
【００３７】
実施例２として、封止基板５に０．７ｍｍのソーダガラスを使用し、フロスト加工にて表面を表面粗さＲａが１μｍ以上５μｍ以下の精度で加工した。その際、封止基板５の充填剤７を塗布する領域と吸湿剤８を塗布する領域とを分割するべく凸状の仕切り部５ｂをエッチング加工でパターニングした。仕切り部５ｂの高さＴ４は、接着後の両基板１、５の間隔Ｔ３よりも封止基板５の仕切り部５ｂ形成個所の最大撓み量Δｗ２分より低くなるようにした。封止基板５に仕切り部５ｂで分割された中央領域に充填剤７を塗布した後、同環境下で仕切り部５ｂで分割された外側領域に吸湿剤８としてＣａＯをベースとした化学吸湿剤をディスペンサーにて塗布した。なお、接着剤６の塗布幅は１．５ｍｍとした。上述の他は実施例１と同様にして有機ＥＬパネルを作成した。
【実施例３】
【００３８】
実施例３として、封止基板５をエッチング加工にて表面を加工し、ブラスト加工にて仕切り部５ｂをパターニングし、仕切り部５ｂを含む表面をエッチング加工にて表面処理を行った他は、実施例２と同様にして有機ＥＬパネルを作成した。
【実施例４】
【００３９】
実施例４として、封止基板５を、エッチングの加工精度以下の幅の凸部形状を有するレジストパターンを形成してエッチング加工を施し、実施例２及び３と比較して尖った形状の仕切り部５ｂを形成し、フロスト加工にて封止基板５の表面を表面粗さＲａが０．１ｍｍとなるように加工した他は、実施例２と同様にして有機ＥＬパネルを作成した。
【００４０】
（比較例２）
比較例２として、仕切り部５ｂを形成せず、また、封止基板５に充填剤７を塗布せずに吸湿剤８のみを塗布した他は、実施例２と同様にして有機ＥＬパネルを形成した。
（比較例３）
比較例３として、仕切り部５ｂを形成せず、封止基板５に充填剤７と吸湿剤８とを塗布した他は、実施例２と同様にして有機ＥＬパネルを形成した。
【００４１】
（評価方法）
実施例２〜４及び比較例２、３は、照明用として作成されている。実施例２〜４及び比較例２、３の評価方法として、まず、点灯のための駆動にフレーム周波数１００Ｈｚ、順方向に定電流を０．３Ａ印加して３０００ｃｄ／ｍ２で色温度２０００Ｋに発光するようにし、発光部のジャンクション温度Ｔｊを計測した。
また、−４０℃／８０℃の温度環境下で輝度３０００ｃｄ／ｍ２で発光駆動させるヒートサイクル試験を１０００時間行った。これは温度変化により気密空間内に含まれる空気の気圧変化に伴う膨張収縮により、充填剤７により発光部に与えられる応力が変化することでダメージを与え、外観不良あるいは表示不良を起こすか否かを評価するものである。
また、６０℃／９０％の高温高湿環境下で輝度３０００ｃｄ／ｍ２で発光駆動させる高温高湿動作試験を１０００時間を行った。これは、本発明にて吸湿剤８の吸湿能力が低下していないか否かを評価するものである。また、車載スペックの振動耐久試験を実施した。これは、振動により、充填剤７により発光部に与えられる応力が変化することでダメージを与え、外観不良あるいは表示不良を起こすか否かを評価するものである。
【００４２】
【表２】
上表２は、前述の発熱温度の評価、ヒートサイクル試験、高温高湿動作試験、振動耐久試験の評価結果をしめすものである。発熱温度の評価において、比較例２はジャンクション温度Ｔｊは室温環境下で約５２℃であり、約２７℃程度発熱していた。また、比較例２及び実施例２〜４は、ジャンクション温度Ｔｊは約２９℃で発熱は約４℃程度に抑えることができた。したがって、充填剤７を気密空間内に充填することで放熱効果が得られていることがわかる。また、ヒートサイクル試験においては、比較例２と比較例３の一部に外観あるいは点灯に不良が発生したのに対し、実施例２〜４にはいずれも不良は見られなかった。高温高湿試験においては実施例２〜４及び比較例２、３のいずれにも不良は見られなかった。振動耐久試験においては、仕切り部５ｂのない比較例３に充填剤７と吸湿剤８とが混ざり合うことによる吸湿能力の低下に伴う不良が見られた。実施例２〜４にはいずれも不良は見られなかった。これにより、本発明として封止基板５に仕切り部５ｂを形成することによって、充填剤７及び吸湿剤８の能力を低下させることなく、信頼性を向上させることができる効果が十分に得られることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、両電極の間に少なくとも有機発光層を挟持した発光部を支持基板上に形成した有機ＥＬパネルに関するものであり、特に充填剤を気密空間内に配置した有機ＥＬパネルに好適である。なお、本発明は、ディスプレイ用、照明用問わず適用可能であり、セグメント型ディスプレイタイプやドットマトリクス型ディスプレイタイプの有機ＥＬパネルであっても適用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 支持基板
２ 透明電極
３ 機能層
４ 背面電極
５ 封止基板
５ａ 間隔部
５ｂ 仕切り部
６ 接着剤
６ａ スペーサー
７ 充填剤
７ａ 放熱性フィラー
８ 吸湿剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両電極間に少なくとも有機発光層を挟持してなる有機ＥＬ素子を支持基板上に形成し、前記有機ＥＬ素子を気密的に覆う封止基板をスペーサーを含む接着剤を介して前記支持基板上に配設してなる有機ＥＬパネルであって、
前記封止基板の前記有機ＥＬ素子との対向面に放熱性フィラーを含む充填剤が配設され、
前記充填剤は、その配設時高さが前記接着剤の配設時高さよりも低く、かつ、前記スペーサーの径よりも高く、前記放熱性フィラーはその径が前記スペーサーの径よりも小さく、
前記封止基板と前記支持基板とは前記充填剤配設後に加圧して接着されてなることを特徴とする有機ＥＬパネル。
【請求項２】
前記充填剤の配設時における前記スペーサーの径よりも高く配設される突出部の容積は、前記スペーサーの径に基づいて定められる設計上の気密空間の容量から前記充填剤の配設時における前記スペーサーの径以下に配設される非突出部の容積を除いた設計残容量よりも大きく、前記スペーサーの径+１０μｍに基づいて定められる限界気密空間の容量から前記非突出部の容積を除いた限界残容量よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項３】
前記封止基板は、前記充填剤の周囲に吸湿剤が配設されてなり、前記充填剤と前記吸湿剤との間に位置するように仕切り部が形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項４】
前記仕切り部は凸状であり、接着後の前記封止基板と前記支持基板との間隔よりも低く形成されてなることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項５】
前記仕切り部は、接着後の前記封止基板と前記支持基板との間隔よりも前記封止基板の前記仕切り部形成個所の最大撓み量分より低く形成されてなることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項６】
前記封止基板は、前記有機ＥＬ素子との対向面の表面粗さが１μｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項７】
両電極間に少なくとも有機発光層を挟持してなる有機ＥＬ素子を支持基板上に形成し、前記有機ＥＬ素子を気密的に覆う封止基板をスペーサーを含む接着剤を介して前記支持基板上に配設してなる有機ＥＬパネルの製造方法であって、
前記封止基板の前記有機ＥＬ素子との対向面に放熱性フィラーを含む充填剤を配設し、
前記充填剤を、その配設時高さが前記接着剤の配設時高さよりも低く、かつ、前記スペーサーの径よりも高くなるように配設し、前記放熱性フィラーはその径が前記スペーサーの径よりも小さく、
前記封止基板と前記支持基板とを前記充填剤配設後に加圧して接着することを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
【請求項８】
前記充填剤の配設時における前記スペーサーの径よりも高く配設される突出部の容積が、前記スペーサーの径に基づいて定められる設計上の気密空間の容量から前記充填剤の配設時における前記スペーサーの径以下に配設される非突出部の容積を除いた設計残容量よりも大きく、前記スペーサーの径+１０μｍに基づいて定められる限界気密空間の容量から前記非突出部の容積を除いた限界残容量よりも小さくなるように前記充填剤を配設することを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
【請求項１】
両電極間に少なくとも有機発光層を挟持してなる有機ＥＬ素子を支持基板上に形成し、前記有機ＥＬ素子を気密的に覆う封止基板をスペーサーを含む接着剤を介して前記支持基板上に配設してなる有機ＥＬパネルであって、
前記封止基板の前記有機ＥＬ素子との対向面に放熱性フィラーを含む充填剤が配設され、
前記充填剤は、その配設時高さが前記接着剤の配設時高さよりも低く、かつ、前記スペーサーの径よりも高く、前記放熱性フィラーはその径が前記スペーサーの径よりも小さく、
前記封止基板と前記支持基板とは前記充填剤配設後に加圧して接着されてなることを特徴とする有機ＥＬパネル。
【請求項２】
前記充填剤の配設時における前記スペーサーの径よりも高く配設される突出部の容積は、前記スペーサーの径に基づいて定められる設計上の気密空間の容量から前記充填剤の配設時における前記スペーサーの径以下に配設される非突出部の容積を除いた設計残容量よりも大きく、前記スペーサーの径+１０μｍに基づいて定められる限界気密空間の容量から前記非突出部の容積を除いた限界残容量よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項３】
前記封止基板は、前記充填剤の周囲に吸湿剤が配設されてなり、前記充填剤と前記吸湿剤との間に位置するように仕切り部が形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項４】
前記仕切り部は凸状であり、接着後の前記封止基板と前記支持基板との間隔よりも低く形成されてなることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項５】
前記仕切り部は、接着後の前記封止基板と前記支持基板との間隔よりも前記封止基板の前記仕切り部形成個所の最大撓み量分より低く形成されてなることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項６】
前記封止基板は、前記有機ＥＬ素子との対向面の表面粗さが１μｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項７】
両電極間に少なくとも有機発光層を挟持してなる有機ＥＬ素子を支持基板上に形成し、前記有機ＥＬ素子を気密的に覆う封止基板をスペーサーを含む接着剤を介して前記支持基板上に配設してなる有機ＥＬパネルの製造方法であって、
前記封止基板の前記有機ＥＬ素子との対向面に放熱性フィラーを含む充填剤を配設し、
前記充填剤を、その配設時高さが前記接着剤の配設時高さよりも低く、かつ、前記スペーサーの径よりも高くなるように配設し、前記放熱性フィラーはその径が前記スペーサーの径よりも小さく、
前記封止基板と前記支持基板とを前記充填剤配設後に加圧して接着することを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
【請求項８】
前記充填剤の配設時における前記スペーサーの径よりも高く配設される突出部の容積が、前記スペーサーの径に基づいて定められる設計上の気密空間の容量から前記充填剤の配設時における前記スペーサーの径以下に配設される非突出部の容積を除いた設計残容量よりも大きく、前記スペーサーの径+１０μｍに基づいて定められる限界気密空間の容量から前記非突出部の容積を除いた限界残容量よりも小さくなるように前記充填剤を配設することを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１２４２６（Ｐ２０１３−１２４２６Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４５２６７（Ｐ２０１１−１４５２６７）
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００２３１５１２）日本精機株式会社 (1,561)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００２３１５１２）日本精機株式会社 (1,561)
【Ｆターム（参考）】
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