JP2002319485A

JP2002319485A - 有機ｅｌ素子用封止部材

Info

Publication number: JP2002319485A
Application number: JP2001124143A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kajimoto; 淳梶本; Tomonori Makino; 智訓牧野; Katsumasa Anami; 克全阿波; Koji Mori; 浩治森
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2002-10-31

Abstract

(57)【要約】【目的】外部から入射してきた光を吸収する機能を封
止部材に付与し、偏光フィルタの省略が可能で薄型化に
適した有機ＥＬ素子を提供する。【構成】この有機ＥＬ素子用封止部材は、金属板又は
金属箔を基材とし、波長４００〜６００ｎｍの可視光反
射率が１５％以下で膜厚１〜４０μｍの有機系塗膜が基
材表面に設けられている。有機系塗膜は、CIE 1976で設
定されるＬ*ａ*ｂ*表色系における明度指数Ｌ*が３０以
下，クロマティクネス指数ａ*が−１〜１，クロマティ
クネス指数ｂ*が−１〜１の範囲にある色彩をもつこと
が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シャープで鮮明な画像
を再生できる薄型で安価な有機ＥＬ素子に適した封止部
材に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子は、蛍光性有機化合物を含
む薄膜をアノード電極とカソード電極との間に挟み込ん
だ積層構造をもつ（図１）。具体的には、ガラス基板１
上に形成されたアノード電極２に有機発光層３及びカソ
ード電極４が積層されており、各層２〜４を覆う封止部
材５が基板１に固着されている（図１）。有機層３は、
たとえばアノード電極２側から数十ｎｍの膜厚で銅フタ
ロシアニン（ＣｕＰｃ）有機物等を成膜した正孔注入層
３ａ，数十ｎｍの膜厚でビス[N−(1−ナフチル−)ベン
ジヂン]α−NPD有機物等を成膜した正孔輸送層３ｂ，数
十ｎｍの膜厚でトリス(8−キノリノラト)アルミニウム
（Alq3）有機物等を成膜した発光兼電子輸送層３ｃの３
層構造になっている。

【０００３】アノード電極２とカソード電極４との間に
直流電圧を印加すると、正孔注入層３ａに正孔，発光兼
電子輸送層３ｃに電子が注入される。正孔は、正孔輸送
層３ｂを移動し、発光兼電子輸送層３ｃの電子と再結合
する。再結合によって励起子（エキシトン）が生成する
が、励起子が失活する際に生じる蛍光又は燐光がガラス
基板１を介して外部に放出される。このとき、有機層３
をＸＹマトリックスに分割し、単純マトリックス方式又
はアクティブマトリックス方式で駆動させてピクセルを
選択発光させることにより所定の画像が表示される。

【０００４】図１の積層構造をもつ有機ＥＬ素子では、
ガラス基板１を光取出し側としていることから、絶縁性
及び透明性の高いガラスが基板材料に使用されている。
なかでも、軽量化及び薄型化の要求が強い携帯電話，車
載用ディスプレー等の用途では、数ｍｍ程度の薄いガラ
ス板が基板１として使用される。アノード電極２にも透
明性が要求され、ＩＴＯ薄膜等の透明導電膜が使用され
る。カソード電極４には、膜厚数十〜数百ｎｍで成膜さ
れたＡｌ−Ｔｉ等の導電薄膜が使用される。

【０００５】正孔注入層３ａ，正孔輸送層３ｂ，発光兼
電子輸送層３ｃ等を積層した有機層３をもつ有機ＥＬ素
子は、酸素の存在下で発光寿命が極端に低下する傾向を
示す。また、雰囲気中に水分があると、画像の鮮明度に
悪影響を及ぼすダークスポットが発生・拡大する。酸素
や水分に起因する性能劣化は、特に低分子タイプの有機
ＥＬ素子で顕著にみられる。酸素や水分に起因した性能
劣化を防止するため、水分を極力取り除いたドライ窒素
等の不活性ガス雰囲気中でガラス基板１に封止部材５を
固着し、各層２〜４を覆っている。封止部材５には、酸
素や水分が透過しない板厚０．１〜１ｍｍ程度のステン
レス鋼箔が使用されている。

【０００６】有機ＥＬ素子は、液晶ディスプレーのよう
なバックライトを必要としない自発光素子であるため、
液晶ディスプレーに比較して鮮明な画像を再生でき、視
角によって画像が視認しづらくなる欠点もない。しか
し、封止部材５に使用されているステンレス鋼箔等の金
属材料は、可視光の反射率が高く、有機ＥＬ素子の発光
時又は非発光時に拘らず、外部から有機ＥＬ素子に入射
した光の一部が封止部材５で反射され、光取り出し面か
ら出射される。外部から入射した光に由来する外乱は、
偏光フィルタ６によって抑制される。偏光フィルタ６
は、通常、粘着剤／1/4波長板／偏光板／アンチグレア
板／保護フィルムの５層構造をもっており、ガラス基板
１に貼り合わせることによって、外乱を防止し、有機Ｅ
Ｌ素子として十分なコントラストのある画像表示を可能
にする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】有機ＥＬ素子は、自発
光素子であるため薄型化可能なことが大きな利点であ
り、その特徴を最大限に活用し、"薄さ"を強調して素子
自体も可能な限り薄くする研究が急速に進められてい
る。将来的には、システム手帳に挟み込める薄さのカー
ドテレビ等も想定されており、各メーカ間における極薄
化の競争が更に活発化することが予想される。有機ＥＬ
素子を薄型化する上で素子を構成する各部材が薄いこと
が必要とされる。しかし、従来の偏光フィルタは、数ｍ
ｍ程度の厚みをもっており、多層構造が故に薄型化にも
限界があり、有機ＥＬ素子を薄型化する上でのネックに
なっている。しかも、偏光フィルタで光吸収が生じるた
め輝度が低下し、偏光フィルタ自体が比較的高価であ
り、有機ＥＬ素子の製造性を低下させる原因にもなる。
偏光フィルタに起因する種々の問題を考慮すると、偏光
フィルタの省略が可能な有機ＥＬ素子の製造が臨まれ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、外部から入射し
てきた光を吸収する機能を封止部材に付与することによ
り、偏光フィルタの省略を可能にし、コントラストが高
く鮮明な画像を再生できる薄型化に適した有機ＥＬ素子
を提供することを目的とする。

【０００９】本発明の有機ＥＬ素子用封止部材は、その
目的を達成するため、金属板又は金属箔を基材とし、波
長４００〜６００ｎｍの可視光反射率が１５％以下で膜
厚１〜４０μｍの有機系塗膜が基材表面に設けられてい
ることを特徴とする。有機系塗膜は、CIE 1976で設定さ
れるＬ*ａ*ｂ*表色系における明度指数Ｌ*が３０以下，
クロマティクネス指数ａ*が−１〜１，クロマティクネ
ス指数ｂ*が−１〜１の範囲にある色彩をもつことが好
ましい。

【００１０】

【作用】偏光フィルタの省略が可能なように封止部材の
光吸収能を高める方法としては、金属製封止部材の着色
が考えられる。金属材料の着色法には、アルミニウムや
ステンレス鋼の表面に酸化皮膜を形成して干渉色を付与
する方法等、無機系皮膜による着色が知られている。し
かし，封止部材５はカソード電極４と接触しない形状に
押出加工等によって成形されるため、無機系皮膜では成
型加工時に封止漏れの原因となるクラックが生じやす
い。この点、有機系塗膜で着色した金属材料では、成型
加工時に金属材料の変形に有機系塗膜が追従するため、
有機系塗膜にクラックが入りがたい。

【００１１】封止部材５の表面を有機系材料で被覆する
こと自体はすでに知られている（特開２０００−４３９
７０号公報）であるが、絶縁性の付与を目的として樹脂
単体を使用しているため、偏光フィルタを省略できるま
での十分な光吸収特性を示さない。これに対し、本発明
では、波長４００〜６００ｎｍの可視光反射率が１５％
以下の有機系塗膜を膜厚１〜４０μｍで形成することに
より、外部から入射してきた光を効率よく吸収してい
る。その結果、偏光フィルタを使用しなくても、コント
ラストの高い画像を再生できる。

【００１２】

【実施の形態】本発明に従った有機ＥＬ素子用封止部材
は、封止部材基材５ａの表面に有機系塗膜５ｂを形成し
ている（図２）。封止部材基材５ａには、ステンレス
鋼，普通鋼，各種メッキ鋼，銅，銅合金，アルミニウ
ム，アルミニウム合金等の金属薄板又は金属箔が使用さ
れる。水密性，気密性の金属薄板又は金属箔を封止部材
基材５ａにしているため、水分や酸素に起因した有機Ｅ
Ｌ素子の性能劣化が防止される。

【００１３】有機系塗膜５ｂは、ポリエステル系，アク
リル系，フッ素系，エポキシ系，ウレタン系，シリコー
ン系等、各種樹脂塗料から形成される。なかでも、柔軟
性のある有機樹脂を含む塗料から形成された有機系塗膜
５ｂは、塗装金属板の押出加工等により封止部材基材５
ａを作製する際に塗装金属板の変形に追従するため、封
止漏れの原因となるクラックが生じがたい。

【００１４】有機系塗膜５ｂ形成用の塗料に顔料を分散
させるとき、顔料に由来する色調が有機系塗膜５ｂに付
与され、着色によって光吸収特性が制御される。有機系
塗膜５ｂの可視光反射率は、塗料に配合される顔料の種
類及び配合量によって４００〜６００ｎｍの波長域で１
５％以下となるように調整される。これにより、外部光
が効率よく吸収され、高いコントラストでの画像再生が
可能となる。他方、１５％を越える高い可視光反射率で
は、反射光が強すぎて有機ＥＬ素子の発光色に影響を及
ぼし、画像のコントラストを低下させる。

【００１５】顔料には、無機系，有機系の顔料が１種又
は２種以上複合して使用される。また、封止部材５がカ
ソード電極４に接触した場合でも有機系塗膜５ｂにより
短絡が防止されるように、絶縁性の高いフェライト系
（ＭｅＯ−Ｆｅ₂Ｏ₃）粒子等の顔料が好ましい。有機系
塗膜５ｂの黒色度を上げると、可視光領域の全波長を均
一に吸収でき、再生画像のコントラストが一層向上す
る。黒色化がコントラストに及ぼす影響は、有機系塗膜
５ｂの色彩がCIE 1976で設定されるＬ*ａ*ｂ*表色系に
おける明度指数Ｌ*≦３０，クロマティクネス指数ａ*，
ｂ*が−１〜１の範囲にあるとき顕著となる。明度指数
Ｌ*＞３０では、可視光領域の全波長光の反射率が高く
なり、画像が白ボケしやすい。｜ａ*，ｂ*｜＞１では、
弱い反射率でも各反射色が強調され（たとえば、ａ*＞
１では赤色が強調される）、有機ＥＬ素子の発光色への
反射色の混入による色ボケが再生画像に生じやすくな
る。

【００１６】有機系塗膜５ｂは、ロールコート，スプレ
ーコート，スピンコート，浸漬等、通常の塗装法で塗料
を封止部材基材５ａに塗布し、加熱・焼成することによ
って形成される。通常の塗布法が採用可能なことは、偏
光フィルタを使用する従来の有機ＥＬ素子に比較して、
経済的にも有利である。塗装に先立って、金属材料に脱
脂，酸洗，塗布型クロメート処理等を必要に応じて施す
と、封止部材基材５ａに対する有機系塗膜５ｂの密着性
が向上する。

【００１７】有機系塗膜５ｂは、数μｍ程度の薄膜であ
っても光吸収に有効な程度に着色できるため、有機ＥＬ
素子の長所である"薄さ"が損なわれない。しかし、１μ
ｍに満たない膜厚では、有機系塗膜５ｂの隠蔽力が弱
く、封止部材基材５ａの表面における反射が生じやすく
十分な光吸収特性が得られない。逆に、４０μｍを超え
る厚膜では、有機ＥＬ素子の薄型化に支障を来たすばか
りでなく、封止部材基材５ａに対する有機系塗膜５ｂの
密着性も低下し、押出加工等の成型加工時に有機系塗膜
５ｂに剥離，亀裂等の欠陥が発生しやすくなる。

【００１８】

【実施例】封止部材Ａ（本発明例１）：板厚０．１５ｍ
ｍのＳＵＳ４３０鏡面仕上げステンレス鋼板を脱脂し、
封止部材基材５ａとした。有機系塗膜５ｂ形成用の塗料
として、ポリエステル系樹脂をキシレンに溶解し、Ｆｅ
₃Ｏ₄を分散させて黒色に調色した塗料を用意した。塗料
を封止部材基材５ａに塗布し、乾燥・焼成することによ
り乾燥膜厚７μｍの有機系塗膜５ｂを形成した。JIS Z8
722（1982）に準拠した分光測色系（ミノルタ製：CD−3
700d，d/8，SICモード，光源D65，２度視野）を用いて
有機系塗膜５ｂを測色したところ、Ｌ*=２８．０，ａ*=
０．９，ｂ*=０．６の色彩であった。

【００１９】封止部材Ｂ（本発明例２）:板厚０．３ｍ
ｍの溶融アルミニウムめっき鋼板を冷間圧延して、表面
粗さをＲａ＝１．２μｍ，Ｒｍａｘ＝２．０μｍに平滑
化処理し、脱脂後に塗布型クロメート処理を施すことに
よる封止部材基材５ａを用意した。有機系塗膜５ｂ形成
用の塗料としては、エポキシ系樹脂をキシレンに溶解
し、Ｆｅ₂Ｏ₃，Ｆｅ₃Ｏ₄，ＴｉＯ₂，ＮｉＯ₂，Ｓｂ₂Ｏ₃
を分散させて焦茶色に調色した塗料を用意した。塗料を
封止部材基材５ａに塗布し、乾燥・焼成することにより
乾燥膜厚１８μｍの有機系塗膜５ｂを形成した。得られ
た有機系塗膜５ｂの色彩は、Ｌ*=３８.３，ａ*=２．
９，ｂ*=３.７の色彩であった。

【００２０】封止部材Ｃ（比較例１）：顔料としてＳｉ
Ｏ₂を使用し塗膜を灰色に調色する以外は、有機ＥＬ素
子用封止部材Ａと同様に膜厚５μｍでＬ*=６６.７，ａ*
=０.３，ｂ*=４.５の有機系塗膜５ｂを形成した。封止部材Ｄ（比較例２）：表面粗さがＲａ＝０.４μ
ｍ，Ｒｍａｘ＝１.８μｍのＳＵＳ４３０ダル仕上げス
テンレス鋼板を無塗装のまま封止部材基材５ａとして使
用した。

【００２１】各封止部材基材Ａ〜Ｄの可視光反射率を測
定したところ、有機ＥＬ素子用封止部材Ａ，Ｂは何れも
４００〜６００ｎｍの可視光反射率が１５％以下になっ
ていたが、有機ＥＬ素子用封止部材Ｃ，Ｄでは３０％以
上の高い可視光反射率が示された（図３）。各封止部材
基材Ａ〜Ｄを押出加工によって図１，２に示す缶形状に
成型加工した。作製された封止部材５を用いてガラス基
板１上に形成されている各層２〜４を封止すると共に、
ガラス基板１に封止部材５をＵＶ硬化型エポキシ樹脂系
接着剤で固着し、有機ＥＬ素子を得た。無塗装のダル仕
上げステンレス鋼板を封止部材５として使用する場合、
作製した有機ＥＬ素子のガラス基板１表面に偏光フィル
タ６（日東電工製：NPF−F1228DU，透過率４８.２％，
偏光度８４.７％）を貼り付け、従来型の有機ＥＬ素子
も作製した（比較例３）。

【００２２】作製された各有機ＥＬ素子のコントラスト
及び輝度を測定した。輝度の測定では、１２Ｖの電圧を
印加して有機ＥＬ素子を発光させた。コントラストは、
３００ルクス環境下で電圧を印加していないとき（非発
光時）の輝度に対して１２Ｖの電圧を印加したとき（発
光時）の輝度の比率で定義した。図３及び表１の調査結
果にみられるように、可視光反射率の高い封止部材を用
いた比較例１、２の有機ＥＬ素子ではコントラストが低
いのに対し、可視光反射率の低い封止部材５を用いた本
発明例１、２の有機ＥＬ素子ではコントラストが高くな
った。なかでも、黒色塗膜を形成した封止部材基材Ａを
使用する本発明例１は、コントラストが高く鮮明な画像
を再生できた。更に、電圧印加時の輝度は、偏光フィル
タ６を省略することによって向上できることが確認され
た。

【００２３】

【００２４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の有機Ｅ
Ｌ素子用封止部材は、着色顔料を分散させた有機系塗膜
を表面に形成した金属板又は金属箔を封止部材として使
用し、外部から入射した光を有機系塗膜で吸収させてい
るので、有機ＥＬ素子に表示される画像に及ぼす外乱光
の影響が抑えられ、コントラストが高く鮮明な画像が再
生される。しかも、偏光フィルタの省略を可能にするた
め、輝度が高く薄型化に適した有機ＥＬ素子を比較的安
価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】偏光フィルタ６を使用した従来の有機ＥＬ素
子の断面概略図

【図２】本発明に従った封止部材で封止した有機ＥＬ
素子の断面概略図

【図３】実施例で試作した各封止部材の可視光反射率
を比較したグラフ

【符号の説明】

１：ガラス基板２：アノード電極３：有機発光
層４：カソード電極５：封止部材６：偏光フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ 33/22 33/22 Ｄ (72)発明者阿波克全千葉県市川市高谷新町７番１号日新製鋼株式会社技術研究所内 (72)発明者森浩治千葉県市川市高谷新町７番１号日新製鋼株式会社技術研究所内Ｆターム(参考） 3K007 AB04 AB17 AB18 BB01 BB06 CA01 CB01 DA01 DB03 EA01 EA04 EB00 4J038 CD091 CG141 DB001 DD001 DG001 HA216 KA08 NA11 NA19 NA21 PB09 PC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属板又は金属箔を基材とし、波長４０
０〜６００ｎｍの可視光反射率が１５％以下で膜厚１〜
４０μｍの有機系塗膜が基材表面に設けられていること
を特徴とする有機ＥＬ素子用封止部材。
【請求項２】 CIE 1976で設定されるＬ*ａ*ｂ*表色系
における明度指数Ｌ*が３０以下，クロマティクネス指
数ａ*が−１〜１，クロマティクネス指数ｂ*が−１〜１
の範囲にある色彩の有機系塗膜が形成されている請求項
１記載の有機ＥＬ素子用封止部材。