JP2001092376A

JP2001092376A - 表示素子およびその製造方法

Info

Publication number: JP2001092376A
Application number: JP26517699A
Authority: JP
Inventors: Takuhiro Omi; 拓寛大見; Mamoru Urushizaki; 守漆崎; Yasunori Kawamoto; 保典河本
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 1999-09-20
Publication date: 2001-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】基板と封止ケースを確実に封止して、長期に
渡って安定した発光特性を維持することができ、製造工
程が簡易で低コストな有機ＥＬ素子を得る。【解決手段】ガラス基板１上に、一対の電極２１、２
３と、その間に配設される発光層２２からなる表示部２
を設け、表示部２の外表面側を覆って、ガラス等よりな
る封止ケース３を配置する。封止ケース３の周縁部と基
板１の間に発熱体４としてＣｒ膜を配し、Ｃｒ膜にＹＡ
Ｇレーザを照射して、Ｃｒ膜の発熱で封止ケース３と基
板１を溶融、融着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機ＥＬ（エレク
トロルミネッセンス）素子、無機ＥＬ素子、ＦＥＤ（電
界放出型表示装置）、ＶＦＤ（蛍光表示管）、ＰＤＰ
（プラズマディスプレイ）等の、真空封止または流体気
密封止を必要とする表示素子、およびその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】かかる表示素子の一例として、有機ＥＬ
素子があり、視認性と耐衝撃性に優れていること、発光
色が多様であることなどから、車載用ディスプレイや携
帯機器用ディスプレイとしての利用が期待されている。
有機ＥＬ素子の構造の一例を図１５に示すと、有機ＥＬ
素子は、ガラス基板１上に、陽極２１、有機発光層２
２、陰極２３を順次積層して形成した表示部２を有し、
この表示部２の外表面を覆うように封止ケース３が配設
されている。封止ケース３は下端開口の容器状で、その
開口周縁部を接着剤３３を用いて基板１に接合封止して
いる。有機ＥＬ素子の陽極２１、陰極２３には、外部回
路により電圧が印加されるようになしてあり、有機発光
層２２に陰極２３から電子が注入されるとともに、陽極
から正孔が注入されることにより、有機発光層２２内で
電子と正孔が再結合して発光する。

【０００３】ところで、有機ＥＬ素子は、長時間駆動す
ると発光輝度等の発光特性が初期特性に比べて低下する
ことが知られている。この原因は、表示部２内に侵入す
る水分にあり、この水分が電極２１、２３と有機発光層
２２との間に侵入して剥離を生じさせ、電圧を印加して
も局所的に発光しないダークスポットと呼ばれる黒点を
発生させる。ダークスポットは、その後の駆動により、
中心部分を核にして同心円状に拡大成長していく傾向に
あり、その結果、表示性能を著しく低下させてしまう。
従って、素子性能を向上させるには、電極２１、２３と
有機発光層２２の間に水分が侵入するのを阻止し、ダー
クスポットの発生を抑止する必要がある。

【０００４】このため、上記図１５に示す従来構成のよ
うに、封止ケース３内に乾燥剤３２を配設することが提
案されているが（例えば、特開平３−２６１０９１号公
報）、封止ケース３に乾燥剤３２を収容する通気性保持
容器を固定する必要があり、製造工程が複雑になる上、
素子が大型化する。また、例えば特開平６−９６８５８
号公報には、表示部表面を覆って、水分透過率の低いイ
オンプレーティング膜よりなる封止膜を設けることが、
特開平７−２１１４５５号公報には、吸水性物質と防湿
性物質からなる保護膜を形成することが記載されている
が、有機発光層２２を構成する有機材料は耐熱性が低
く、一般に、１００℃前後、耐熱性の材料でも１３０℃
以上の熱にさらすことはできない。これを越えないよう
に、上記イオンプレーティング膜あるいは保護膜を成膜
しようとすると、膜質が著しく低下してピンホール等が
発生する。

【０００５】そこで、ガラス基板１と封止ケース３との
間を完全封止し、外部から素子内への水分の侵入を遮断
することが要求される。従来、これら部材間の接合に関
しては、例えば、特開平５−８９９５９号公報に、部材
間を気密封止用エポキシ樹脂等で接着することが記載さ
れている。エポキシ樹脂系接着剤は、耐湿性が高いこと
を特徴としており、２液混合型エポキシ樹脂接着剤と、
加熱硬化型エポキシ樹脂接着剤がある。２液混合型エポ
キシ樹脂接着剤は、室温で硬化可能であるが、硬化時間
が長く、主剤と硬化剤を混合する手間を要するなど、工
業的には不向きである。一方、加熱硬化型エポキシ樹脂
接着剤は、混合の必要はないが、硬化温度が１４０〜１
８０℃と高く、耐熱性の低い有機ＥＬ素子用の接着剤に
使用することができない。

【０００６】他の接着剤として、特開平１０−２３３２
８３号公報には、硬化時間が短く、加熱を要しない光硬
化型接着剤、特にカチオン硬化タイプの紫外線硬化型エ
ポキシ樹脂接着剤を用いることが提案されているが、こ
の接着剤は、耐湿性が必ずしも十分ではない。所望の素
子寿命を確保するために、接着代を大きくして水分の侵
入を阻む方法もあるが、素子サイズが大きくなるため
に、１枚のマザーガラス上に形成可能な素子数が減少
し、製造コストが高くなる。

【０００７】また、特許第２７５４４６１号、特開平１
０−１２５４６３号公報には、接着剤の代わりに透湿性
のない低融点ガラス、低融点はんだ等の低融点の接着部
材を用い、レーザや超音波等により局所加熱して封止す
ることが記載されている。しかしながら、封止部材に厚
膜印刷した低融点ガラスペーストの有機バインダーを気
化させた後、仮焼成し、素子基板と重ね合わせた後に、
低融点ガラスを融解、接着するという複雑な工程を経て
おり、製造コストが高くなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、基
板と封止ケースを確実に封止して、長期に渡って安定し
た発光特性を維持することができ、しかも製造工程が簡
易でコスト低減が可能な表示素子およびその製造方法を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の発明
は、基板上に、一対の電極とその間に配設される発光層
からなる表示部を設け、この表示部の外表面側を覆い、
周縁部が上記基板に接合される封止ケースを設けた表示
素子であり、上記封止ケースの周縁部と上記基板とを、
両者の間に配置され、外部からのエネルギーを吸収して
発熱する発熱体の熱により熱融着してなることを特徴と
している。

【００１０】上記構成の表示素子は、上記基板と上記封
止ケースとが熱融着により直接、接合しているので、従
来の接着剤や低融点の接着部材を介して接合された素子
に比べて接合性が高く、確実に気密封止することができ
る。よって、外部からの水分の侵入を阻止し、表示部の
特性の劣化を防止して、信頼性および耐久性に優れた表
示素子が得られる。

【００１１】請求項２の発明では、上記発熱体を、上記
基板および上記封止ケースの少なくとも一方を溶融させ
る熱を発生するものとする。上記基板と上記封止ケース
を熱融着させるために、上記発熱体の発熱で、これらの
少なくとも一方を溶融させることが必要である。具体的
には、請求項３の発明のように、上記発熱体を、金属薄
膜、金属箔、または発熱源として金属を含有する膜とす
ると、外部からのエネルギー照射により、例えばガラス
等で構成される上記基板または上記封止ケースを溶融さ
せるに必要な熱を発生させることができる。

【００１２】請求項４の発明では、上記基板および上記
封止ケースの少なくとも一方を、上記外部からのエネル
ギーに対して透明な材料で構成する。これにより、上記
基板または上記封止ケースを透過した上記外部からのエ
ネルギーを、上記発熱体に照射させて、効率よく発熱さ
せることができる。

【００１３】請求項５の発明は、基板上に、一対の電極
とその間に配設される発光層からなる表示部を設け、該
表示部の外表面側を覆い、周縁部が上記基板に接合され
る封止ケースを設けた表示素子であり、上記基板および
上記封止ケースの一方を外部からのエネルギーを吸収し
て発熱する材料で構成し、他方を上記外部からのエネル
ギーに対して透明な材料で構成する。そして、上記一方
の発熱により他方を溶融することにより、両者を熱融着
させてなる。

【００１４】上記構成の表示素子では、上記基板または
上記封止ケースが、上記外部からのエネルギーにより発
熱する発熱体として作用する。よって、他部材としての
発熱体を設ける必要がなく、しかも上記基板と上記封止
ケースとを直接、熱融着させる同様の効果が得られる。
よって、より簡易な構造で、信頼性および耐久性に優れ
た表示素子が得られる。

【００１５】請求項６の発明では、上記外部からのエネ
ルギーをレーザとする。レーザにより、上記発熱体近傍
にのみ局所的にエネルギーを与えることができるので、
効率よく上記発熱体を発熱させ、しかも表示素子に損傷
を与えることなく封止を行うことができる。

【００１６】請求項７の発明では、上記発熱体をＣｒ膜
またはＣｒ箔とし、上記外部からのエネルギーをＹＡＧ
レーザとする。Ｃｒ膜またはＣｒ箔は、ＹＡＧレーザの
波長を吸収して、例えばガラスよりなる上記基板または
上記封止ケース材料を溶融するに十分な高熱を発生する
ので、素子の封止を確実に行うことができる。

【００１７】請求項８は表示素子の製造方法であり、基
板上に、一対の電極とその間に配設される発光層からな
る表示部を設ける第１工程と、この表示部の外表面側を
覆うように封止ケースを配設し、その周縁部を上記基板
に接合する第２工程からなる。そして、上記第２工程に
おいて、上記封止ケースの周縁部と上記基板との間に、
外部からのエネルギーを吸収して発熱する発熱体を配設
し、上記発熱体に外部からエネルギーを照射することに
より発生する熱で上記基板と上記封止ケースの少なくと
も一方を溶融させて、両者を熱融着させることを特徴と
する。

【００１８】上記方法によれば、上記封止ケースと上記
基板との間に上記発熱体を配設し、外部からエネルギー
を照射するという比較的簡単な工程で、素子の封止を行
うことができる。そして、得られた表示素子は、上記基
板と上記封止ケースとが熱融着により直接、接合してい
るので、信頼性および耐久性に優れている。

【００１９】請求項９の方法では、上記第２工程の前工
程として、上記発熱体を上記基板または上記封止ケース
の表面に成膜する工程を有する。上記発熱体を膜状とし
て、予め上記基板または上記封止ケースに成膜しておく
ことで、上記第２工程における位置決め等が容易にな
り、作業性が向上する。

【００２０】請求項１０の方法では、上記第２工程にお
いて、上記封止ケース内の上記発熱体の近傍に非蒸発型
ゲッターを配置して、これを上記外部からのエネルギー
照射時に活性化させる。非蒸発型ゲッターを素子内に配
設することで水分やガスを吸着させることができ、上記
表示部の劣化防止に有効である。また、非蒸発型ゲッタ
ーの活性化を上記外部からのエネルギー照射によって行
えば、別に活性化工程を設ける必要がないので、工程数
を増加させることなく、素子性能を向上させることがで
きる。

【００２１】請求項１１の方法では、上記第２工程にお
いて、上記外部からのエネルギーの照射を、照射部位の
周辺部を予備加熱した状態で行う。これにより封止部近
傍の熱的ショックを緩和することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１（ａ）は本発明を有機ＥＬ素
子に適用した一実施の形態を示すもので、有機ＥＬ素子
は、透明または半透明な基板１上に、表示部２を形成
し、該表示部２を上方から覆うように、封止ケース３を
配設してなる。図１（ｂ）はその部分拡大図で、表示部
２は、陽極２１、有機発光層２２、および陰極２３の積
層体からなり、図略の電極取出し部によって外部電源に
接続している。封止ケース３は平板状で、陰極２３の上
面と間隔をおいて対向しており、その周縁部は基板１の
周縁部と熱融着してこれらの間を気密封止している。こ
の基板１と封止ケース３の接合は、両者間に配設される
発熱体４に外部エネルギーを照射し発熱させることによ
ってなされる。これについては後述する。

【００２３】基板１および封止ケース３は、例えばガラ
スよりなり、無アルカリガラス、ソーダライムガラス等
のアルカリガラスといった種々のガラス材料のいずれも
好適に用いられる。基板１を、セラミックスや、ポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタ
レート（ＰＥＮ）等の他の材料で構成したり、可撓性を
有するフレキシブル基板としてもよい。また、封止ケー
ス３も、ガラスに限らず、金属等の他の材料で構成する
ことができる。

【００２４】表示部２の陽極２１は、例えば、ＩＴＯ
（ＳｎドープＩｎＯ₂）、ＡＴＯ（ＳｂドープＳｎ
Ｏ₂）、ＡＺＯ（ＡｌドープＺｎＯ）、ＩＺＯ（Ｚｎド
ープＩｎＯ ₂）等の透明導電膜よりなり、陰極２３は、
例えば、Ａｌ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｔｉ等の金属、Ａｌ−Ｌｉ
合金、Ａｌ−Ｓｒ合金、Ａｌ−Ｂａ合金等のＡｌ合金、
Ｍｇ−Ａｇ合金、Ｍｇ−Ｉｎ合金等のＭｇ合金等よりな
る。なお、陰極２３上に、陰極の電気抵抗を低減して発
光輝度のばらつきを防止するための補助電極を設けるこ
ともできる。有機発光層２２は、発光層とその陽極２１
側に正孔注入輸送層を、陰極２３側に電子注入輸送層を
積層した３層構造、発光層に正孔注入輸送層と電子注入
輸送層のいずれかのみを積層した２層構造、あるいは発
光層のみの単層構造よりなる。正孔注入輸送層および電
子注入輸送層は、それぞれ注入層と輸送層の複層構造と
してもよい。

【００２５】発光層を構成する蛍光体は、可視光域で蛍
光性を示し、成膜性の良好なものが好ましく、その具体
例としては、Ａｌｑ3 （トリス（８−キノリノール）ア
ルミニウム）等の８−ヒドロキシキノリン系金属錯体、
ベンゾオキサゾール系、ベンゾチアゾール系、ベンゾイ
ミダゾール系の蛍光増白剤、スチリルベンゼン系化合
物、ジスチルピラジン誘導体、ナフタルイミド誘導体、
ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルダジン
誘導体、スチリルアミン誘導体、クマリン系誘導体、ア
ントラセン等が挙げられる。

【００２６】また、正孔注入輸送層は、正孔移動度が大
きく、透明で成膜性の良好なものが好ましく、その具体
例としては、ＴＰＴＥ（テトラトリフェニルアミン）、
ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−
メチルフェニル）−１，１−ジフェニル−４，４−ジア
ミン）等のトリフェニルアミン誘導体、ＣｕＰＣ（銅フ
タロシアニン）、フタロシアニン、ポルフィン、テトラ
フェニルポルフィン銅等のポルフィリン化合物、１，１
−ビス｛４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル｝シク
ロヘキサン等の芳香族第三級アミン、スチルベン化合
物、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イ
ミダゾール誘導体等が挙げられる。電子注入輸送層は、
電子移動度が大きく、成膜性の良好なものが好ましく、
その具体例としては、１，３−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブ
チルフェニル−１，３，４−オキサジアゾリル）フェニ
レン（ＯＸＤ−７）等のオキサジアゾール誘導体、アン
トラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体等が
挙げられる。

【００２７】次に、上記有機ＥＬ素子の製造工程を説明
する。まず、第１の工程で、基板１上に、公知の抵抗加
熱蒸着法、イオンビームスパッタ法等により、陽極２
１、有機発光層２２、陰極２３を順次積層して、表示部
２を形成する。次いで、第２の工程で、基板１の上方に
封止ケース３を配置し、その周縁部間を接合する。本発
明の特徴は、この第２工程の封止方法にあり、以下、こ
れについて、詳述する。

【００２８】第２工程において、封止ケース３を基板１
に接合する際、上記図１に示すように、封止ケース３が
平板状である場合には、封止ケース３が表示部２に接触
してダメージを与えるのを防止するために、基板１と封
止ケース３の間にスペーサ５を配設するとよい。スペー
サ５としては、例えばシリカ等のセラミックボールが用
いられるが、外部からのエネルギーに対する吸収特性
が、発熱体４に比べて相対的に低く、かつ耐熱性を有す
る材料であればよい。

【００２９】なお、ここでは、工程を簡略化するため
に、封止ケース３を平板状としたが、図２（ａ）に示す
ように、封止ケース３の下面を凹状に加工してもよい。
これにより、封止ケース３と基板１の間に空間を形成し
て、表示部２との干渉を防止することができ、スペーサ
５を省略することができる。あるいは、図３に示すよう
に、スペーサ５の代わりに、封止ケース３の周縁部の内
方に所定高さのリブ５１を配設して、封止ケース３と基
板１間を所定間隔に保持するようにしてもよい。

【００３０】本発明では、基板１と封止ケース３の間
に、外部からのエネルギーを吸収して発熱する発熱体４
を配置して、その熱により両者を直接、熱融着させる。
発熱体４は、外部からのエネルギーによって、基板１お
よび封止ケース３の少なくとも一方を溶融させる熱を発
生するものであればよく、発熱体４に接触する面が溶融
して発熱体４を取り込みながら他方に接着する。基板１
と封止ケース３が同材料、例えばガラスであれば、両方
が溶融し、混ざり合って一体化する。この状態を図１
（ｂ）に模式的に示す。

【００３１】基板１または封止ケース３が、例えば、ガ
ラスである場合、発熱体４として、Ｃｒ等の金属を用い
ることで、これらを溶融することができる。発熱体４
は、金属薄膜または金属箔の状態で用いられ、基板１と
封止ケース３の間に配設される。あるいは、金属を発熱
源として含有する膜、例えば金属を分散させた樹脂また
はガラスよりなる膜を用いてもよい。金属以外の材料で
あっても、発熱により基板１または封止ケース３を溶融
可能であればよく、基板１または封止ケース３材料に応
じて、適宜選択することができる。

【００３２】発熱体４が金属薄膜または金属含有膜であ
れば、図１（ｃ）のように、発熱体４、例えばＣｒ膜
を、予め前工程として封止ケース３の周縁部に成膜して
おくことができ、後工程の封止作業が容易になる。成膜
方法としては、蒸着法の他、通常、薄膜形成に用いられ
るＰＶＤ法、ＣＶＤ法や、印刷法、めっき法等、いずれ
の方法によってもよいが、パターニングの容易さからマ
スク蒸着法、スクリーン印刷法が簡便である。スクリー
ン印刷法による場合には、Ｃｒ等のペーストに、スペー
サ５となるシリカ等のセラミックスボールを予め混入し
ておくと便利である。また、封止ケース３側でなく、基
板１側に成膜することももちろんできる。成膜パターン
は、図１（ｃ）に示した直線状以外にも、図２（ａ）、
（ｂ）のように、２本の平行な細線パターン、または図
２（ｃ）のような破線状のパターンとすることもでき
る。

【００３３】外部エネルギーとしては、発熱体４および
その近傍に局所的にエネルギーを与えることが可能なも
の、例えば、レーザが好適に利用できる。発熱体４を、
例えばＣｒ膜とした場合には、ＹＡＧ（イットリア・ア
ルミニウム・ガーネット）レーザ（波長約１μｍ）が有
効である。ＹＡＧレーザ光にとってガラスは透明である
ため、基板１および封止ケース３がガラスである場合に
は、図４（ａ）に示すように、封止ケース３側からレー
ザＬの照射を行っても、図４（ｂ）に示すように、基板
１側からレーザＬを照射してもよい。レーザＬの照射角
度は、焦点から発熱体までの距離を一定に保つために、
図のように基板１に対して直角である方が望ましい。レ
ーザＬはレンズやミラーを用いて所望の場所に照射する
ようにしてもよいが、光ファイバ式にすれば、自動化や
多数箇所の同時照射が可能になり、効率化できる。ま
た、レーザ照射において、焦点から発熱体までの距離
（焦点はずし距離）によりビード形状が変わるため、用
途に応じて焦点はずし距離を±数ｍｍ程度の範囲で調整
することが必要とされる。

【００３４】このようにして照射されたレーザ光は、発
熱体４であるＣｒによって吸収され、瞬時に熱エネルギ
ーに変換されて、基板１および封止ケース３を溶融させ
る。レーザ照射された発熱体４は、金属蒸気、溶融金
属、凝固金属の３状態が混在するが、レーザ照射時間お
よび速度を調節することによって、金属蒸気の状態で熱
を拡散させ、基板１または封止ケース３を溶融させるこ
とが望ましい。この過程で、連続する直線状であった発
熱体４は寸断され、スペーサ５とともに基板１および封
止ケース３材料と溶融一体化する。なお、発熱体４は、
Ｃｒに限らず、ＹＡＧレーザに対して吸収発熱する他の
金属、その他の材料であってもよいことはもちろんであ
る。

【００３５】レーザ融着後のＣｒは、化学組成が変化
し、電気抵抗が増加する。従って、電極取出し部の短絡
等のおそれはほとんどないが、照射条件および素子駆動
条件次第ではその電気抵抗が問題になる場合もあるの
で、上記図２（ａ）のようにＣｒ膜を細線状として、シ
ール幅をレーザＬの照射幅より小さくすると安全であ
る。あるいは、上記図２（ｂ）のようにＣｒ膜を破線状
として、取出し電極上に発熱体４が位置しないようにす
るとよい。また、図５（ａ）に示すように、レーザ照射
部位の電極取出し部２４を覆うように、例えば、絶縁性
化合物層６を形成すると、断線や短絡を確実に防止する
ことができる。絶縁性化合物としては、例えば、Ｇｅ
Ｏ、ＳｉＯ等の酸化物が好適に使用される。絶縁性化合
物層６は、取出し電極の形成部位にのみ形成することも
できるが、図５（ｂ）に示すように、基板１の全面を覆
って形成すると、表示部２の保護膜として機能して、信
頼性を高めることができる。さらに、電極取出し部の短
絡を防止する他の手段として、図６に示すように、表示
部２近傍の基板１上に、電極駆動用のドライバＩＣ２５
をＣＯＧ実装してもよい。これにより電極取出しの本数
を減らし、電極ピッチを大きくできるので、短絡防止に
有効である。

【００３６】レーザ照射に際しては、予め照射部位の周
辺部をプレヒーティングすることが望ましい。例えば、
図７に示すように、基板１の下方にホットプレートＰを
配置し、予め加熱しておくことで、レーザ照射する際の
封止部近傍の熱的ショックを緩和することができる。ま
た、レーザＬのスキャン方法は、図８のように、発熱体
４の形成部位に沿って、一筆書き状に連続してスキャン
していくのが望ましい。その場合、レーザＬはクローズ
ドループを描くことになるが、その始点・終点部に、さ
らに耐湿性の接着剤３１を塗布すると、より確実に封止
することができる。

【００３７】なお、レーザ照射時の基板１と封止ケース
３のギャップに関しては、マクロ的に満遍なく接触して
いればよく、積極的な加圧を行う必要はない。ただし、
脆性材料同志の接合の場合には、耐衝撃性を向上させる
ため、接合後にクリップ等で保持すると、より信頼性が
向上する。

【００３８】外部エネルギーとしては、ＹＡＧレーザ以
外のレーザ、例えばＣＯ₂レーザやアルゴンレーザを用
いることもできる。この場合には、これらのレーザに対
し吸収発熱する金属、その他の材料を、適宜選択して発
熱体４とすればよい。ただし、ＣＯ₂レーザは、基板１
や封止ケース３がガラスであると、ガラス自体が光を吸
収し、マイクロクラックを発生させるおそれがあるの
で、取扱いには注意を要する。また、発熱体４を加熱す
る外部エネルギー源は、表示部２にダメージを与えるこ
となく局所的ないし選択的に加熱することができればよ
く、レーザ以外に、例えば、発熱体４に直接、通電して
発熱させる方法によってもよい。

【００３９】本発明では、必ずしも封止ケース３と基板
１の間に発熱体４を配置する必要はなく、封止ケース３
と基板１の一方が外部からのエネルギーを吸収して発熱
する材料であれば、これを発熱体とすることもできる。
例えば、図９に示すように、封止ケース３を、レーザ照
射によるエネルギーを吸収して発熱する金属で構成し、
基板１をガラスとした場合には、基板１側からレーザＬ
を照射して、封止ケース３の周縁部を局所的に発熱させ
る。この時、封止ケース３自体が発熱体として作用し、
ガラスよりなる基板１が溶融して、熱融着する。すなわ
ち、一方が外部からのエネルギーを吸収して発熱する材
料で、他方が上記外部からのエネルギーに対して透明な
材料で構成されていればよく、上記一方の発熱により他
方を溶融させて、両者を直接、熱融着させることができ
る。

【００４０】図１０のように、有機ＥＬ素子内の封止部
近傍に、非蒸発型ゲッター７を配置することもできる。
非蒸発型ゲッター７は、ジルコニウムを主成分とする合
金でできており、希ガスおよび水素以外のほとんどのガ
スに対して化学的に強力に吸着する。また、一旦吸着し
たガスは１０００℃に加熱しても再放出することがな
い。従って、予め封止ケース３内に含まれている微量の
水分や、レーザ照射時に放出されるガス等を吸着して、
さらに素子の安定性を高めることができる。

【００４１】この非蒸発型ゲッター７は、吸着性能を発
現させるために、活性化処理を行う必要があり、例え
ば、高周波（ＲＦ）による加熱、電流加熱、赤外線加
熱、レーザによる直接加熱の他、熱伝導による間接加熱
等の手段を用いることができる。従って、封止ケース３
と基板１の封止時に、非蒸発型ゲッター７を近接配置し
ておき、レーザによる融着時に発生する局所熱を利用し
て加熱したり、直接、レーザ照射するなどにより活性化
することができる。さらに、この非蒸発型ゲッター材
は、金属表面にコーティング可能であるため、発熱体４
に予めコーティングしておき、融着と同時に活性化する
こともできる。

【００４２】図１１（ａ）、（ｂ）は、複数の有機ＥＬ
素子の製造を同時に行う場合で、素子個数（ここでは４
個）に応じた大きさの平板ガラスよりなる封止ケース３
上に、各素子に対応する発熱体４にそれぞれ成膜する。
一方、封止ケース３と同じ大きさとしたマザー基板１上
に複数の表示部２を形成しておき、発熱体４を成膜した
封止ケース３を配して封止した後、切断することで、複
数の素子を容易に製造できる。箔状の発熱体４を用いる
場合には、図１２（ａ）、（ｂ）のように、素子と略同
一形状の金属箔よりなる発熱体４を用意し、これを基板
１と封止ケース３の間に挟んで、封止部にのみ外部から
のエネルギーを照射するようにすればよい。この時、箔
状の発熱体４の固定は、封止ケース３上に配置して治具
で位置決めしてもよいが、接着剤で仮止めするか、静電
気帯電により固定してもよい。

【００４３】以上の工程により、基板１と封止ケース３
とが直接、融着した、封止性の高い有機ＥＬ素子を得る
ことができる。従って、水分の透過による素子の劣化を
防止して、素子の信頼性および耐久性を高めることがで
き、製造工程を複雑化することもない。また、局所的に
発生する熱のみを考慮して封止代を設定すればよいの
で、従来、経時的な透湿量を鈍らせる目的で多めに取っ
ていた封止代を小さくして、素子を小型化できる効果が
ある。そして、封止代が小さくなることにより、図１
１、１２に示した複数の素子を同時に形成する場合に、
素子間の間隔を小さくして、マザー基板上に形成可能な
素子数を増加することができる。なお、この場合には、
素子形成後の切断によるロスを考慮する必要があるが、
図１３に示すように、ＣＯ₂レーザＬ´を用いた分断代
がゼロになるガラス切断技術があり、この技術を採用す
ると、マザー基板からの取り数をさらに向上させて、製
品コストを低減可能である。

【００４４】

【実施例】次に、以下のようにして上記図１の構成の有
機ＥＬ素子を製造した。無アルカリガラスよりなる基板
１上に、スパッタ法により、ＩＴＯよりなる陽極２１を
形成し、さらに、抵抗加熱蒸着法によりＣｕＰＣからな
る正孔注入層、ＴＰＴＥからなる正孔輸送層、Ａｌｑ3
からなる発光層を順次成膜して表示部２とした後、表示
部２の発光層上に、ＬｉＦおよびＡｌよりなる陰極２３
を積層した。この陰極形成までを真空一貫工程で成膜
し、その後も大気開放せずに、１ｐｐｍ程度に露点管理
されたグローブボックスの封止室８（図１４）に移送し
た。このグローブボックス内は、封止室８および図示し
ないロードロック室等の複数のチャンバを有し、どのチ
ャンバも厳重に化学的に安定なガスに置換できるよう、
真空排気系およびガス精製器接続用のガス導入口を備え
ている。

【００４５】一方、封止ケース３として、基板１と同じ
大きさの無アルカリタイプの板ガラスを用い、その封止
部となる周縁部に、マスク蒸着により発熱体４としての
Ｃｒ膜を成膜した。膜厚は約１００ｎｍとした。この封
止ケース３を封止室８に移送し、発熱体４を形成した面
と、基板１の表示部２側の面とが対向するように配置し
て位置決めし、重ね合わせた。この時、両部材が接触し
て表示部２にダメージを与えるのを防止する目的で、Ｃ
ｒ膜が存在する平面上の数箇所にスペーサ５として数μ
ｍ径のシリカよりなるセラミックスボールを、適当な散
布密度となるように、マイクロディスペンサで散布し
た。

【００４６】次いで、封止ケース３側から、ＹＡＧレー
ザＬを照射して発熱体４を発熱させた。ＹＡＧレーザＬ
は、ミヤチテクノス社製のスキャニング式ＹＡＧレーザ
マーカ装置（ＭＬ−４１４１Ａ）を用い、２０Ｗ、２０
ｋＨｚのパルスレーザで、５０ｍｍ／ｓｅｃの速度、ビ
ーム径φ６０μｍでウォブル状にスキャンさせた。ここ
で、パルス発振とせず、連続発振としてもよく、同様の
効果が得られる。

【００４７】なお、本実施例で使用したＹＡＧレーザマ
ーカ装置は、通常、ガラス上へのバーコード等の印字目
的で用いられるもので、例えば、印字しようとするガラ
ス板に数μｍのギャップで全面Ｃｒ付ガラス板を対向さ
せてレーザ照射することにより、照射箇所のＣｒのみを
蒸発させて対向するガラス板上に転着可能である。つま
り、必要部位のみを局所的にレーザ照射することがで
き、素子にダメージを与えることなく、発熱体４形成部
位を正確にスキャンすることができる。

【００４８】このようにして、基板１と封止ケース３と
が熱融着した有機ＥＬ素子を得た。得られた有機ＥＬ素
子について、高温高湿下で特定の駆動条件で発光させた
ところ、発光輝度が初期輝度の半分になる半減時間は従
来比２倍以上に伸び、ダークスポットの発生も見られな
かった。このように、本発明によれば、素子封止が確実
になされ、発光特性の経時的な変化が小さくして、高耐
久性を実現できることがわかる。また、基板１と封止ケ
ース３材料としてソーダライムガラスを用いた場合も同
様の効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明を適用した有機ＥＬ素子の概
略構成を示す部分斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大
図、（ｃ）は発熱体の成膜パターンを示す図である。

【図２】（ａ）は、有機ＥＬ素子の構成の他の例を示す
部分拡大図、（ｂ）、（ｃ）は発熱体の成膜パターンの
他の例を示す図である。

【図３】スペーサに代えてリブを形成した有機ＥＬ素子
の構成例を示す部分拡大図である。

【図４】（ａ）、（ｂ）は、レーザの照射方向を示す図
である。

【図５】（ａ）、（ｂ）は、絶縁性化合物層を形成した
有機ＥＬ素子の構成例を示す部分拡大図である。

【図６】ドライバＩＣを備えた有機ＥＬ素子の構成例を
示す部分拡大図である。

【図７】レーザ照射時の予備加熱方法を説明するための
図である。

【図８】レーザの照射方法を説明するための図である。

【図９】発熱体を配設しない有機ＥＬ素子の構成例を示
す部分拡大図である。

【図１０】非加熱ゲッターを含む有機ＥＬ素子の構成例
を示す部分拡大図である。

【図１１】複数素子を同時に形成する場合の発熱体の成
膜パターンを示す図である。

【図１２】複数素子を同時に形成する場合の箔状の発熱
体の配置を示す図である。

【図１３】素子形成後のガラス切断方法を説明するため
の図である。

【図１４】実施例における有機ＥＬ素子の製造方法を説
明するための図である。

【図１５】従来の有機ＥＬ素子の構成を示す部分断面図
である。

【符号の説明】

１基板２表示部２１，２２一対の電極２３有機発光層（発光層）３封止ケース４発熱体５スペーサ６絶縁性化合物層７非加熱ゲッター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河本保典愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 3K007 BB01 CA01 CA06 DA02 FA02 5C094 AA37 AA38 BA29 GB01 5G435 AA13 BB05 EE09 KK05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、一対の電極とその間に配設さ
れる発光層からなる表示部を設け、この表示部の外表面
側を覆い、周縁部が上記基板に接合される封止ケースを
設けた表示素子であって、上記封止ケースの周縁部と上
記基板とを、両者の間に配置され、外部からのエネルギ
ーを吸収して発熱する発熱体の熱により熱融着してなる
ことを特徴とする表示素子。
【請求項２】上記発熱体が、上記基板および上記封止
ケースの少なくとも一方を溶融させる熱を発生するもの
である請求項１記載の表示素子。
【請求項３】上記発熱体が、金属薄膜、金属箔、また
は発熱源として金属を含有する膜である請求項１または
２記載の表示素子。
【請求項４】上記基板および上記封止ケースの少なく
とも一方が、上記外部からのエネルギーに対して透明で
ある請求項１ないし３のいずれか記載の表示素子。
【請求項５】基板上に、一対の電極とその間に配設さ
れる発光層からなる表示部を設け、該表示部の外表面側
を覆い、周縁部が上記基板に接合される封止ケースを設
けた表示素子であって、上記基板および上記封止ケース
の少なくとも一方を外部からのエネルギーを吸収して発
熱する材料で構成し、他方を上記外部からのエネルギー
に対して透明な材料で構成して、上記一方の発熱により
他方を溶融することにより、両者を熱融着させてなるこ
とを特徴とする表示素子。
【請求項６】上記外部からのエネルギーがレーザであ
る請求項１ないし５のいずれか記載の表示素子。
【請求項７】上記発熱体が、Ｃｒ薄膜またはＣｒ箔で
あり、上記外部からのエネルギーがＹＡＧレーザである
請求項１ないし４のいずれか記載の表示素子。
【請求項８】基板上に、一対の電極とその間に配設さ
れる発光層からなる表示部を設ける第１工程と、この表
示部の外表面側を覆うように封止ケースを配設し、その
周縁部を上記基板に接合する第２工程からなる表示素子
の製造方法であって、上記第２工程において、上記封止
ケースの周縁部と上記基板との間に、外部からのエネル
ギーを吸収して発熱する発熱体を配設し、上記発熱体に
外部からエネルギーを照射することにより発生する熱で
上記基板と上記封止ケースの少なくとも一方を溶融させ
て、両者を熱融着させることを特徴とする表示素子の製
造方法。
【請求項９】上記第２工程の前工程として、上記発熱
体を上記基板または上記封止ケースの表面に成膜する工
程を有する請求項８記載の表示素子の製造方法。
【請求項１０】上記第２工程において、上記封止ケー
ス内の上記発熱体の近傍に非蒸発型ゲッターを配置し
て、これを上記外部からのエネルギー照射時に活性化さ
せる請求項８または９記載の表示素子の製造方法。
【請求項１１】上記第２工程において、上記外部から
のエネルギーの照射を、照射部位の周辺部を予備加熱し
た状態で行う請求項８ないし１０のいずれかに記載の表
示素子の製造方法。