説明

発光装置の作製方法

【課題】上面出射のEL素子を作製する場合、従来の方法では、封止材に吸湿性物質を散
布すると、封止材側から出射しようとする光を吸湿性物質が遮ってしまうという問題があ
る。
【解決手段】EL素子102が存在する領域の周りに閉曲線の形に接着剤A105が描画
され、更に接着剤A105の周りに閉曲線の形に接着剤B106が描画される。接着剤A
105と接着剤B106の間に吸湿性物質106が散布されている。この構成にすると、
接着剤Bを通過した水は、EL素子の入っている密閉空間内に入る前に、吸湿性物質10
4が散布されている空間を通るので、そこで吸着される可能性がある。よって、EL素子
の入っている密閉空間内に入る水の量を減少させることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電極間に発光性材料を挟んだ素子(以下、発光素子という)を用いた発光装置
に関する。特に、EL(Electro Luminescence)が得られる発光性材料(以下、EL材料
という)を用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、EL現象を利用した発光素子(以下、EL素子という)を用いた発光装置(以下、
EL表示装置という)の開発が進んでいる。EL表示装置は発光素子自体に発光能力があ
るため、液晶ディスプレイのようなバックライトが不要である。さらに視野角が広いため
、屋外での用途に適している。
【0003】
EL表示装置にはパッシブ型(単純マトリックス型)とアクティブ型(アクティブマトリ
ックス型)の2種類があり、どちらも盛んに開発が行われている。特に現在はアクティブ
型EL表示装置が注目されている。また、EL素子の発光層となるEL材料は、有機材料
と無機材料があり、さらに有機材料は低分子系(モノマー系)有機材料と高分子系(ポリ
マー系)有機材料とに分けられる。両者とも盛んに研究されており、低分子系有機材料は
主に真空蒸着法、高分子系有機材料は主にスピンコート法によって成膜される。
【0004】
有機材料は無機材料と比べて発光効率が高く、低電圧で駆動することが可能であるとい
う特徴がある。また、有機化合物であるので、様々な新しい物質を設計し、作成すること
が可能である。よって、将来の材料設計の進展によって、より高い効率で発光する素子が
発見される可能性がある。
【0005】
EL素子は陽極、発光層および陰極から成り、陽極と陰極で発光層を挟み込むように形成
される。基板の上に形成するのは、陽極でも陰極でも良いが、作製上の容易さから、基板
の上に陽極を形成するのが一般的である。
【0006】
EL素子は発光層もしくは陰極が水と反応すると素子の劣化が起こる。素子の劣化によ
り素子内に発光しない領域、通称黒点(ダークスポットとも呼ばれる)
が形成される。素子の劣化を防ぐため、従来のEL表示装置は図3のように封止が行われ
る。基板301の上にEL素子302が形成され、基板301は封止材303と接着剤3
05によって固着される。封止材303はEL素子302の外寸よりも内寸が大きい凹部
を有する形状をしており、そこに吸湿性物質304が配置されている。EL素子302は
基板301、封止材303および接着剤305で囲まれた密閉空間にある。密閉空間は不
活性ガス(窒素もしくは希ガス)により満たされている。本明細書中において、封止材と
は水に弱いEL素子を守るために接着剤を介して基板に貼り合わせるものを言う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
図3に示すように、EL素子は基板、封止材および接着剤で囲まれた密閉空間に封止され
ている。EL素子は発光層もしくは陰極が水と反応すると素子の劣化が起こる。よって、
密閉空間は不活性ガスで充満されており、水分濃度は低く抑えられている。しかし、接着
剤として通常用いられる樹脂は一定の割合で水を透過する。従来の封止の方法では、密閉
空間に吸湿性物質が混入されているが、接着剤を透過した水が密閉空間内に入ったときに
、水が吸湿性物質に吸着される前にEL素子と反応してしまう可能性がある。
【0008】
上面出射のEL表示装置を作製する場合、従来の方法では、封止材に吸湿性物質を散布す
ると、封止材側から出射しようとする光を吸湿性物質が遮ってしまうという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明で提案するEL表示装置の構造を図1および図2に示す。図1および図2に示すよ
うに、EL素子102が存在する領域の周りに閉曲線の形に接着剤A105が形成され、
更に接着剤A105の周りに閉曲線の形に接着剤B106が形成される。接着剤A105
と接着剤B106の間に吸湿性物質106が散布されている。この構成にすると、接着剤
Bを透過した水は、EL素子の入っている密閉空間内に入る前に、吸湿性物質104が散
布されている空間を通るので、そこで吸着される可能性がある。よって、EL素子の入っ
ている密閉空間内に入る水の量を減少させることができる。
【0010】
基板101、封止材103もしくは基板101および封止材103の吸湿性物質の散布
されている領域に溝が形成されると基板と封止材の間の隙間(以下、セルギャップと呼ぶ
)が小さくなるので良い。
【0011】
図1および図2のような構成にすると、上面出射のEL表示装置を作成する場合でも、光
の出射を遮らない位置に吸湿性物質を散布することができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明のEL表示装置では、接着剤を透過した水がEL素子の入っている密閉空間内に
入る前に吸湿性物質によって吸着される。よって、EL素子の入っている密閉空間内に入
る水の量を大幅に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明のEL表示装置の断面構造を示す図
【図2】本発明のEL表示装置の上面構造を示す図
【図3】従来のEL表示装置の断面構造を示す図
【図4】下面出射素子を用いた本発明のEL表示装置の断面構造を示す図
【図5】下面出射素子を用いた本発明のEL表示装置の断面構造を示す図
【図6】上面出射素子を用いた本発明のEL表示装置の断面構造を示す図
【図7】本発明のアクティブ型EL表示装置の断面構造を示す図
【図8】本発明のパッシブ型EL表示装置の断面構造を示す図
【図9】本発明のEL表示装置の断面構造を示す図
【図10】本発明のEL表示装置の断面構造を示す図
【図11】本発明の電気器具を示す図
【図12】本発明の電気器具を示す図
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明のEL表示装置の封止方法について説明する。本発明のEL表示装置の断面図を図
1に、上面図を図2に示す。なお、図2では封止材は省略されている。
【0015】
封止材103に接着剤を塗布する。塗布の方法はディスペンサー方式、もしくはスクリー
ン印刷によって行われる。塗布パターンは図2のようにEL素子102が存在する領域の
周りに閉曲線の形に接着剤A105が形成され、更に接着剤A105の周りに閉曲線の形
に接着剤B106が形成される。
【0016】
封止材103の材質としては、ガラス、ポリマー等の絶縁性物質が好ましい。例えば、非
晶質ガラス(ホウケイ酸塩ガラス、石英等)、結晶化ガラス、セラミックスガラス、有機
系樹脂(アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂もしくはエポキシ系
樹脂)、シリコーン系樹脂が挙げられる。また、セラミックスを用いてもよい。また、接
着剤105が絶縁物であるならステンレス合金等の金属材料を用いることも可能である。
【0017】
接着剤の材質としては、エポキシ系樹脂、アクリレート系樹脂等の接着剤を用いる事が可
能である。熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂を接着剤として用いる事もできる。但し、接着剤
は可能な限り水を透過しない材質であることが望ましい。
【0018】
接着剤A105と接着剤B106の間に粉末状の吸湿性物質104が散布される。散布の
際、吸湿性物質104が接着剤の塗布されている領域に入らないように注意する。吸湿性
物質104が接着剤の塗布されている領域に入ると、接着剤が基板もしくは封止材と接触
しなくなる事がある。なお、接着剤の塗布と吸湿性物質の散布はどちらの工程を先に行っ
ても良い。
【0019】
吸湿性物質の材質としては、例えばアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、硫酸
塩、金属ハロゲン化物もしくは過塩素酸塩が用いられる。
【0020】
吸湿性物質の散布の方法としては、例えば、ディスペンサー方式により塗布する方法、真
空蒸着法、スパッタ法を用いて封止材に成膜する方法、封止材の上にマスクを置き、吸湿
性物質と窒素ガスを混合させたものを上方より噴霧する方法などを採用することができる
。吸湿性物質の粉末を乳鉢および乳棒などの道具で細かく砕く事が好ましい。また、粉末
を0.03〜0.05mmメッシュのふるいにかけ、粒径の小さい粒子だけを選別して用
いる事が好ましい。接着剤A105と接着剤B106の間に吸湿性物質を散布するので、
セルギャップは粒径の数倍となる。
【0021】
吸湿性物質を散布する方法として、内側に吸湿性物質を有する容器を封止材に貼り付けて
も良い。容器は水蒸気を通すが吸湿性物質は通さない物質でできているものを用いる。
【0022】
封止材105とEL素子103の形成された基板101を貼り合わせる。貼り合わせの方
法は、封止材103および基板101に印を付けておき、CCD(チャージカップルドデ
バイス)カメラによって位置を合わせ、貼り合わせを行う。EL素子の封止される密閉空
間を不活性ガスで満たすために、貼り合わせは不活性ガス(窒素もしくは希ガス)雰囲気
中で行われる。雰囲気中の水分濃度は可能な限り低く抑える。具体的には、水分濃度が1
ppm以下であることが望ましい。
【0023】
基板101と封止材103が貼り合わされた後、接着剤を硬化させる。接着剤が熱硬化性
樹脂の場合クリーンオーブン中での熱プレスによって、接着剤が光硬化性樹脂の場合紫外
線ランプによる紫外線照射によって、接着剤を硬化させる。いずれの場合も、硬化の際E
L素子にダメージがかかってしまう恐れがあるので注意する。
【0024】
接着剤が完全に硬化したら、スクライバーによって、基板101および封止材103の
分断線に切れ目を付ける。その後、切れ目を入れた面の反対面から力を加えることによっ
て分断を行う。この際、ブレイカーと呼ばれる圧力を加える装置を用いてもよい。
【実施例1】
【0025】
本発明を下面出射素子に適用したEL表示装置を図4に示す。基板401上に陽極40
2が形成される。基板401の材質としては、ガラス基板、石英基板もしくはプラスチッ
ク基板が用いられる。陽極402の材質としては、仕事関数の大きな導電膜、代表的には
透明導電膜(酸化インジウムと酸化スズの化合物など)、白金、金、ニッケル、パラジウ
ム、イリジウムもしくはコバルトを用いる。
陽極は、スパッタ法、真空蒸着法などの方法で形成され、フォトリソグラフィによってパ
ターニングが行われる。
【0026】
陽極402の上に発光層403が形成される。発光層403は単層又は積層構造で用いら
れるが、積層構造で用いられた方が発光効率は良い。一般的には陽極402上に正孔注入
層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層の順に形成されるが、正孔輸送層/発光層/電子輸
送層、または正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層のような構造で
も良い。本発明では公知のいずれの構造を用いても良いし、発光層403に対して蛍光性
色素をドーピングしても良い。発光層403に用いられるEL材料は高分子系有機材料、
低分子系有機材料のいずれを用いても良い。
【0027】
発光層403の上に陰極404が形成される。陰極404はメタルマスクを用いた真空蒸
着法によって成膜される。陰極404の材質としては、仕事関数の小さな金属、代表的に
は周期表の1族もしくは2族に属する元素(マグネシウム,リチウム,カリウム,バリウ
ム、カルシウム、ナトリウムもしくはベリリウム)またはそれらに近い仕事関数を持つ金
属を用いる。また、陰極の材料として、アルミニウムを用い、陰極のバッファー層として
アルミニウムの下にフッ化リチウムもしくはリチウムアセチルアセトネート錯体を形成し
ても良い。
【0028】
その後は本発明により、EL素子の封止が行われる。EL素子が存在する領域の周りに
閉曲線の形に接着剤A407が形成され、更に接着剤A407の周りに閉曲線の形に接着
剤B408が形成される。接着剤A407と接着剤B408の間に吸湿性物質406が散
布されている。図4のEL表示装置は封止材405がシート状である。しかし、従来の技
術と同じように、封止材405がEL素子の外寸よりも内寸が大きい凹部を有する形状で
あるEL表示装置も可能であり、その凹部に吸湿性物質を充填することは効果的である。
図5にそのようなEL表示装置を示す。
【実施例2】
【0029】
本発明を上面出射素子に適用したEL表示装置を図6に示す。基板601の上に陰極6
04が形成され、陰極604の上に発光層603が形成され、発光層603の上に陽極6
02が形成される。光は封止材605を透過して出射するので、封止材605は透明でな
ければならない。図4に示されるような構成の場合も、光を取り出すために陰極を薄くす
ることによって、上面出射のEL表示装置となる。光は封止材405を透過して出射する
ので、封止材405は透明でなければならない。その他の素子構成は実施例1と同じであ
る。
【0030】
従来の封止方法では、吸湿性物質は封止材の中央部に散布されているが、吸湿性物質は
一般的には透明ではないので、光の出射を妨げてしまう。本発明の方法により、上面より
光が出射する場合にも吸湿性物質を散布することができ、密閉空間の水分濃度を低く抑え
ることができる。
【実施例3】
【0031】
本発明はアクティブ型のEL表示装置にも適用することができる。本発明をアクティブ
型のEL表示装置に適用した例を図7に示す。701は基板、702はスイッチング用の
TFT(Thin Film Transistor)、703は電流制御用のTFT、704および705は
絶縁膜、706は陽極、707は発光層、708は陰極、709は封止材、710は接着
剤A、711は接着剤B、712は吸湿性物質である。
【実施例4】
【0032】
本発明はパッシブ型のEL表示装置にも適用することができる。本発明をパッシブ型の
EL表示装置に適用した例を図8に示す。801は基板、802は陽極、803は発光層
、804は陰極、805は絶縁膜、806は封止材、807は接着剤A,808は接着剤
B、809は吸湿性物質である。
【実施例5】
【0033】
実施例1、実施例2、実施例3及び実施例4において、基板、封止材もしくは基板およ
び封止材に溝が形成されており、その溝は吸湿性物質が散布されている領域に形成されて
いる本発明のEL表示装置を図9に示す。実施例1、実施例2、実施例3及び実施例4で
は、吸湿性物質の入る容積を確保するために、セルギャップの大きさは吸湿性物質の粒径
の数倍必要であったが、この構成にすると、溝の深さを深くすればするほど、セルギャッ
プをより小さくする事ができる。セルギャップが小さい程、樹脂の外気に曝される面積は
小さくなり、透過する水の量は少なくなる。
【0034】
実施例1、実施例2、実施例3及び実施例4において、溝の深さを十分大きくし、フィル
ム1010で蓋をすることで吸湿性物質を溝の中に充填する本発明のEL表示装置を図1
0に示す。吸湿性物質を真空蒸着法もしくはスパッタ法で形成する場合にはフィルムは特
に必要ではない。フィルムは、水蒸気を通すが吸湿性物質は通さない物質を用いる。よっ
て、吸湿性物質は溝の中に充填され、水蒸気は溝の中へも入っていくので、接着剤A10
07と接着剤B1008の間に存在する水蒸気の量を減らすことができる。フィルムの材
質は4−フッ化エチレンなどを用いる。この構成では、セルギャップの大きさは吸湿性物
質の量と無関係となり、接着剤の種類あるいはフィラーの大きさ等で決まる。
【0035】
図9および図10は図4のEL表示装置に上記の内容を適用した物であるが、図5のよう
に封止材が凹部を有する形状である場合にも、図6のような上面出射素子の場合にも、図
7のようなアクティブ型のEL表示装置にも、図8のようなパッシブ型のEL表示装置に
も上記の内容を適用する事は可能である。
【実施例6】
【0036】
本発明の自発光装置は、自発光型であるため液晶ディスプレイに比べて明るい場所での
視認性に優れ、しかも視野角が広い。従って、様々な電気器具の表示部として用いること
が出来る。例えば、TV放送等を大画面で鑑賞するには対角30インチ以上(典型的には
40インチ以上)のELディスプレイの表示部において本発明の自発光装置を用いると良
い。
【0037】
なお、ELディスプレイには、パソコン用表示装置、TV放送受信用表示装置、広告表
示用表示装置等の全ての情報表示用表示装置が含まれる。また、その他にも様々な電気器
具の表示部に本発明の自発光装置を用いることが出来る。
【0038】
その様な本発明の電気器具としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型表示
装置(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオ
ーディオ、オーディオコンポ等)、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯
情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録
媒体を備えた画像再生装置(具体的にはデジタルビデオディスク(DVD)等の記録媒体
を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。特に、
斜め方向から見ることの多い携帯情報端末は視野角の広さが重要視されるため、ELディ
スプレイを用いることが望ましい。それら電気器具の具体例を図11および図12に示す

【0039】
図11(A)はELディスプレイであり、筐体1101、支持台1102、表示部11
03等を含む。本発明の自発光装置は表示部1103にて用いることが出来る。なお、本
発明の自発光装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶ディスプレイより
も薄い表示部とすることが出来る。
【0040】
図11(B)はビデオカメラであり、本体1111、表示部1112、音声入力部11
13、操作スイッチ1114、バッテリー1115、受像部1116等を含む。本発明の
自発光装置は表示部1112にて用いることが出来る。
【0041】
図11(C)はヘッドマウントELディスプレイの一部(右片側)であり、本体112
1、信号ケーブル1122、頭部固定バンド1123、表示部1124、光学系1125
、表示装置1126等を含む。本発明の自発光装置は表示装置1126にて用いることが
出来る。
【0042】
図11(D)は記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDVD再生装置)
であり、本体1131、記録媒体(DVD等)1132、操作スイッチ1133、表示部
(a)1134、表示部(b)1135等を含む。表示部(a)1134は主として画像
情報を表示し、表示部(b)1135は主として文字情報を表示するが、本発明の自発光
装置はこれら表示部(a)1134、表示部(b)1135にて用いることが出来る。な
お、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【0043】
図11(E)はゴーグル型表示装置(ヘッドマウントディスプレイ)であり、本体11
41、表示部1142、アーム部1143を含む。本発明の自発光装置は表示部1142
にて用いることが出来る。
【0044】
図11(F)はパーソナルコンピュータであり、本体1151、筐体1152、表示部
1153、キーボード1154等を含む。本発明の自発光装置は表示部1153にて用い
ることが出来る。
【0045】
なお、将来的にEL材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ
等で拡大投影してフロント型あるいはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる

【0046】
また、上記電気器具はインターネットやCATV(ケーブルテレビ)などの電子通信回
線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増
してきている。EL材料の応答速度は非常に高いため、本発明の自発光装置は動画表示に
好ましい。
【0047】
図12(A)は携帯電話であり、表示用パネル1201、操作用パネル1202、接続
部1203、表示部1204、音声出力部1205、操作キー1206、電源スイッチ1
207、音声入力部1208、アンテナ1209を含む。本発明の自発光装置は表示部1
204にて用いることが出来る。なお、表示部1204は黒色の背景に白色の文字を表示
することで携帯電話の消費電力を抑えることが出来る。
【0048】
図12(B)は音響再生装置、具体的にはカーオーディオであり、本体1211、表示
部1212、操作スイッチ1213、1214を含む。本発明の自発光装置は表示部12
12にて用いることが出来る。また、本実施例では車載用オーディオを示すが、携帯型や
家庭用の音響再生装置に用いても良い。なお、表示部1214は黒色の背景に白色の文字
を表示することで消費電力を抑えられる。これは携帯型の音響再生装置において特に有効
である。
【0049】
図12(C)はデジタルカメラであり、本体1221、表示部(A)1222、接眼部
1223、操作スイッチ1224、表示部(B)1225、バッテリー1226を含む。
本発明の自発光装置は、表示部(A)1222、表示部(B)
1225にて用いることが出来る。また、表示部(B)1225を、主に操作用パネルと
して用いる場合、黒色の背景に白色の文字を表示することで消費電力を抑えることが出来
る。
【0050】
また、本実施例にて示した携帯型電気器具においては、消費電力を低減するための方法
としては、外部の明るさを感知するセンサ部を設け、暗い場所で使用する際には、表示部
の輝度を落とすなどの機能を付加するなどといった方法が挙げられる。
【0051】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用いることが
可能である。また、本実施例の電気器具は実施例1〜実施例5に示したいずれの構成を適
用しても良い。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
EL素子が形成された基板を形成する工程と、
封止材に環状の接着剤A及び環状の接着剤Bを形成する工程と、
前記環状の接着剤Aと前記環状の接着剤Bとの間に環状の吸湿性物質を形成する工程と、
前記環状の接着剤A、前記環状の接着剤B、前記環状の吸湿性物質、及び前記EL素子が前記基板と前記封止材との間に挟まれるように、前記基板と前記封止材とを貼り合わせる工程と、を有し、
前記EL素子は前記環状の接着剤Aに囲まれ、
前記環状の接着剤Aは前記環状の吸湿性物質に囲まれ、
前記環状の吸湿性物質は前記環状の接着剤Bに囲まれることを特徴とする発光装置の作製方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【公開番号】特開2012−79705(P2012−79705A)
【公開日】平成24年4月19日(2012.4.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−272909(P2011−272909)
【出願日】平成23年12月14日(2011.12.14)
【分割の表示】特願2011−92908(P2011−92908)の分割
【原出願日】平成13年9月10日(2001.9.10)
【出願人】(000153878)株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Fターム(参考)】