JP2003059646A

JP2003059646A - 有機薄膜表示装置

Info

Publication number: JP2003059646A
Application number: JP2001243372A
Authority: JP
Inventors: Yuji Ichinohe; 裕司一戸; Ketsuki Ri; 傑煕李; Yoshiyuki Ukishima; 禎之浮島; Masahiro Ito; 正博伊藤; Takashi Komatsu; 孝小松
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2003-02-28

Abstract

(57)【要約】【課題】長寿命であり、柔軟性を有する有機薄膜表示装
置を提供する。【解決手段】基板１１上に形成されたアノード電極膜１
２と、その表面の発光性有機薄膜１５ａと、その表面の
カソード電極膜１６aとを、樹脂封止膜２１と金属封止
膜２２とで封止する。樹脂封止膜２１の膜厚は、陰極隔
壁１４上の無効電極膜１６ｂが埋没する程度の厚みにす
る。発光性有機薄膜１５ａは、基板１１と絶縁体１９と
金属封止膜２２とで外気から遮断されているため長寿命
である。また、硬い金属製の封止缶を用いなくても済む
ため、柔軟性を有する有機薄膜表示装置２が得られる。

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素子を封
止する技術分野にかかり、特に、封止缶を用いずに封止
する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子を封止し、有機薄膜表示装
置を構成させるために、従来より、金属製の封止缶、ま
たはガラス製の蓋が用いられている。

【０００３】図１３の符号１０２は、従来技術の有機薄
膜表示装置であり、有機ＥＬ素子１０５が、封止缶１０
６によって封止されている。

【０００４】この有機ＥＬ素子１０５は、ガラス基板１
１１と、ガラス基板１１１上に形成されたアノード電極
膜１１２と、アノード電極膜１１２上に配置された発光
性有機薄膜１１５ａと、該発光性有機薄膜１１５ａ上に
配置されたカソード電極膜１１６ａとを有している。

【０００５】アノード電極膜１１２は、ＩＴＯ(インジ
ウム・錫酸化物)の薄膜によて構成されており、そのＩ
ＴＯ膜薄をパターニングすることによって互いに絶縁さ
れた複数本数の直線状の配線に成形されている。各アノ
ード電極膜１１２は、互いに平行に所定間隔で配置され
る。

【０００６】また、発光性有機薄膜１１５ａとカソード
電極膜１１６ａとは、それぞれ有機ＥＬ薄膜と金属薄膜
とで構成されており、絶縁物１１３上に形成されたリブ
１１４よって、それぞれ複数本数の直線状の配線に分離
されている。アノード電極膜１１２と、発光性有機薄膜
１１５ａ及びカソード電極膜１１６ａとは、互いに垂直
な方向に延設されている。

【０００７】符号１１５ｂ、１１６ｂは、それぞれリブ
１１４上に成膜された部分の有機ＥＬ薄膜と金属薄膜で
あり、リブ１１４の段差により、発光性有機薄膜１１５
ａ同士の間、及びカソード電極膜１１６ａ同士の間を分
離させている部分であるが、有機ＥＬ素子１０５の動作
には寄与しない。

【０００８】上記のような有機ＥＬ素子１０５は、一般
には矩形形状であり、その四辺の縁近くの部分には、光
硬化性接着剤１２５が配置されている。この光硬化性接
着剤１２５はリング状になており、容器状の封止缶１０
６の縁部分が光硬化性接着剤１２５に押しつけられ、そ
の状態で光硬化性接着剤１２５ｎ紫外線が照射され、封
止缶１０６が有機ＥＬ素子１０５に固定されることで、
有機薄膜表示装置１０２が構成されている。

【０００９】光硬化性接着剤１２５には多数種類の樹脂
が存在するが、エポキシ系樹脂を用いた場合には、硬化
に用いる紫外線の波長は３５０ｎｍであり、照射時間は
４０秒から７０秒程度である。

【００１０】封止缶１０６によって構成される容器の内
側表面には予め乾燥剤１２８が貼付されている。封止缶
１０６を有機ＥＬ素子１０５に貼付した状態では、封止
缶１０６と有機ＥＬ素子１０５との間には空間１２７が
形成されており、乾燥剤１２８は、この空間１２７内に
位置し、有機ＥＬ素子１０５から空間１２７内放出され
る水分を吸収するようになっている。乾燥剤１２６とし
ては主として酸化バリウムが用いられている。

【００１１】従来技術による有機薄膜表示装置１０２は
上記のように構成されているが、以下に示すような問題
点を有している。

【００１２】第一に、封止は樹脂から成る光硬化性接着
剤１２５によって行われるため、大気中に存在する水蒸
気が光硬化性接着剤１２５を透過し(透湿)、封止缶１０
６内に侵入しやすい。封止缶１０６内に一旦水蒸気が侵
入すると、発光性有機薄膜１１５ａが酸化されたり分解
されたりしてしまい、有機薄膜表示装置１０２の寿命が
短くなる。

【００１３】光硬化性接着剤１２５を厚く塗り固め、透
湿を防止しようとしても、水蒸気に対する樹脂のバリア
性は極めて低いため、透湿の問題は解決できない。

【００１４】また、上記封止缶１０６内には予め乾燥剤
１２６が配置されており、水蒸気を吸収するようになっ
ているが、乾燥剤１２６の効果は短期間で消失してしま
う。

【００１５】第二の問題としては、現在の封止が水蒸気
からの封止だけにカ点が置かれている点にある。有機物
の酸化や分解を助長するものは水蒸気だけではなく、酸
素Ｏ ₂も水蒸気と同様に、発光性有機薄膜１１５ａの酸
化や分解を助長してしまう。

【００１６】しかしながら、酸素は光硬化性樹脂を透過
してしまうため、現状の封止方法では、封止缶１０６内
への酸素の侵入を防止できない。従って、現状では酸素
については十分な対策がとられていない。

【００１７】第三の問題は、封止缶１０６が金属製また
はガラス製であり、これらは柔軟性がなく、硬いという
点である。有機ＥＬ薄膜を用いた表示装置の利点の一つ
には、有機ＥＬ素子１０５が柔軟性を有しているという
ことがあるが、封止缶１０６が柔軟性を有さないと、有
機薄膜表示装置１０２の柔軟性も失われてしまう。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の不都合を解決するために創作されたものであり、その
目的は、長寿命で柔軟性を有する有機薄膜表示装置を提
供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、基板と、前記基板の一面側
に配置され、互いに平行に延設された複数本数のアノー
ド電極膜と、前記基板の一面側に配置され、前記アノー
ド電極膜とは直交する方向に延設された複数本数のカソ
ード電極膜と、前記アノード電極膜と前記カソード電極
膜との間に配置された発光性有機薄膜とを有し、前記カ
ソード電極膜と前記アノード電極膜との間に電圧を印加
すると前記発光性有機薄膜が発光するように構成された
有機ＥＬ素子を有する有機薄膜表示装置であって、前記
基板の一面側には樹脂封止膜が配置され、前記有機ＥＬ
装置は、前記アノード電極膜と前記カソード電極膜とが
外部回路に接続可能な状態で、樹脂封止膜によって封止
されたことを特徴とする有機薄膜表示装置である。請求
項２記載の発明は、前記樹脂封止膜上には金属薄膜から
成る金属封止膜が配置された請求項１記載の有機薄膜表
示装置である。請求項３記載の発明は、前記金属封止膜
は、前記アノード電極膜と前記カソード電極膜から電気
的に絶縁された請求項２記載の有機薄膜表示装置であ
る。請求項４記載の発明は、前記樹脂封止膜の表面は、
前記金属封止膜によって覆われた請求項２又は請求項３
のいずれか１項記載の表示装置である。請求項５記載の
発明は、前記金属薄膜上には、絶縁性薄膜が配置された
請求項２乃至請求項４のいずれか１項記載の有機薄膜表
示装置である。請求項６記載の発明は、前記樹脂封止膜
内には、乾燥剤が分散された請求項１乃至請求項５のい
ずれか１項記載の有機薄膜表示装置である。

【００２０】本発明の有機薄膜表示装置は上記のように
構成されており、アノード電極膜とカソード電極膜のう
ちから、１本ずつ、又は１本と複数本数のアノード電極
膜とカソード電極膜を選択し、その間に電圧を印加する
と、選択されたアノード電極膜とカソード電極膜の間に
位置する発光性有機薄膜が発光するようになっている。

【００２１】この場合に、基板とアノード電極とが透明
性を有し、基板上に、アノード電極膜と発光性有機薄膜
とカソード電極とをこの順番で配置されていれば、発光
性有機薄膜から放射された光はアノード電極膜と基板と
を透過し、有機薄膜表示装置の外部に放射される。

【００２２】本発明の基板は、ガラス基板や透明な樹脂
基板が用いられる。また、金属封止膜や絶縁性薄膜は膜
厚が薄いので柔軟性を有しているため、基板の厚みが薄
く、柔軟性を有していれば、有機薄膜表示装置全体も柔
軟性を有している。

【００２３】

【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の有機薄膜
表示装置、及びその有機薄膜表示装置の製造工程を説明
する。

【００２４】図８を参照し、符号１１は、長方形形状の
透明なガラス基板から成る基板を示している。この基板
１１は、厚み０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度であり、柔軟
性を有している。

【００２５】この基板１１の表面には、直線状のアノー
ド電極膜１２が複数本互いに平行に配置されている。こ
のアノード電極膜１２は、膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ薄膜
で構成されている。

【００２６】次に、図９に示すように、このアノード電
極膜１２及び基板１１上に、互いに平行な直線状の絶縁
膜１３を複数本数形成する。この絶縁膜１３は、膜厚１
μｍのポリイミド薄膜で構成されており、アノード電極
膜１２と垂直な方向に延設されている。

【００２７】この状態では、絶縁膜１３の間には、アノ
ード電極膜１２の表面と基板１１の表面とが交互に露出
されている。

【００２８】次に、図１０に示すように、各絶縁膜１３
上に、膜厚３μｍの陰極隔壁１４を各絶縁膜１３の延設
方向に沿った方向に１本ずつ形成する。

【００２９】次いで、この状態の基板１１を有機蒸着装
置内に搬入し、基板１１の陰極隔壁１４が形成された側
の表面に、膜厚１００ｎｍ〜１５０ｎｍ程度の有機ＥＬ
薄膜を蒸着すると、図１１に示すように、陰極隔壁１４
の表面と、陰極隔壁１４の間に露出している基板１１及
びアノード電極膜１２の表面に、有機ＥＬ薄膜が形成さ
れる。

【００３０】符号１５ａは、基板１１の表面とアノード
電極膜１２の表面の有機ＥＬ薄膜によって構成される発
光性有機薄膜であり、符号１５ｂは、陰極隔壁１４表面
に形成された有機ＥＬ薄膜によって構成された無効有機
薄膜１５ｂである。

【００３１】陰極隔壁１４の膜厚は有機ＥＬ薄膜の膜厚
よりも厚いため、陰極隔壁１４によって大きな段差が形
成されており、発光性有機薄膜１５ａは、その段差によ
って無効有機薄膜１５ｂから分離される。

【００３２】陰極隔壁１４の隙間は、アノード電極１２
とは垂直方向に延びているから、発光性有機薄膜１５ａ
は、アノード電極膜１２とは垂直方向に延設されてお
り、アノード電極膜１２の表面と接触している。

【００３３】次に、この状態の基板１１を蒸着装置内に
搬入し、発光性有機薄膜１５ａ及び無効有機薄膜１５ｂ
表面に、膜厚１５０ｎｍ程度の金属薄膜を形成する。図
１１の符号１６aは、金属薄膜の、発光性有機薄膜１５
ａ表面に形成された部分によって構成されるカソード電
極膜を示しており、符号１６ｂは、無効有機薄膜１５ｂ
表面に形成された部分によって構成される無効電極膜を
示している。

【００３４】同図符号５は、カソード電極膜１６ａが形
成された状態の有機ＥＬ素子を示している。

【００３５】カソード電極膜１６ａと無効電極膜１６ｂ
とは、発光性有機薄膜１５ａと無効有機薄膜１５ｂとが
陰極隔壁１４の段差によって分離されているのと同様
に、陰極隔壁１４が形成する段差によって分離されてい
る。

【００３６】図１は、有機ＥＬ素子５のうち、アノード
電極膜１２が位置する部分のアノード電極膜１２の長手
方向に沿った断面図であり、基板１１の四辺部分から所
定距離だけ内側には、絶縁体１９が配置されている。こ
の絶縁体１９はＡｌ₂Ｏ₃で構成されており、平面形状が
リング状になっている。但し、絶縁体１９の平面形状
は、後述する金属封止膜２２とアノード電極膜１２及び
カソード電極膜１６ａとの接触を防止できる構造であれ
ばよく、必ずしもリング状でなくてもよい。

【００３７】図５は、アノード電極膜１２とカソード電
極膜１６ａと絶縁体１９の位置関係を説明するための平
面図であり、陰極隔壁１４や無効電極膜１６ｂは省略し
てある。

【００３８】アノード電極膜１２の両端部と、カソード
電極膜１６ａの両端部とは絶縁体１９の外側にはみ出し
ており、絶縁体１９の外側で外部回路と接続できるよう
になっている。

【００３９】次に、エポキシ樹脂等の紫外線硬化樹脂
に、酸化カルシウム等の非導電性物質から成る乾燥剤を
分散させ、絶縁体１９の内側にスプレーコーティング法
やスピンコート法によって塗布し、紫外線を照射して硬
化させ、図２に示すように、樹脂封止膜２１を形成す
る。樹脂封止膜２１の端部は、図６に示すように絶縁体
１９の上に位置させ、樹脂封止膜２１によって絶縁体１
９の内側の領域が覆われるようにする。

【００４０】なお、ここで用いた紫外線硬化樹脂中に
は、酸化カルシウムが１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下の
範囲で含有されている。用いた紫外線の波長は３５０ｎ
ｍであり、照射時間は６０秒間であった。

【００４１】紫外線硬化樹脂が硬化する際には水分が放
出されるが、その水分は紫外線硬化剤中に分散された乾
燥剤によって吸収されるため、発光性有機薄膜１５ａが
分解されたり酸化されたりすることはない。

【００４２】また、樹脂封止膜２１の膜厚は、陰極隔壁
１４上の無効電極膜１６ｂが樹脂封止膜２１内に埋没す
るか、無効電極膜１６ｂの表面高さが樹脂封止膜２１の
表面高さと同じ程度になる厚みにしておき、発光性有機
薄膜１５ａやカソード電極膜１６ａが樹脂封止膜２１の
表面から外部に露出しないようにしておく。ここでは５
μｍの膜厚に形成した。

【００４３】次に、前記樹脂封止膜２１が形成された基
板１１を金属薄膜形成装置内に搬入し、長方形の開口が
開けられたマスクにより、端部が絶縁体１９上に位置す
る長方形形状のアルミニウム薄膜を形成する。

【００４４】図３の符号２１は、そのアルミニウム薄膜
によって構成された金属封止膜を示しており、樹脂封止
膜２１の表面は金属封止膜２２によって覆われている。

【００４５】金属封止膜２２の四辺縁部分は、図７に示
すように絶縁体１９の表面に密着し、四辺縁部分よりも
内側の部分は樹脂封止膜２１の表面に密着しているた
め、金属封止膜２２は、アノード電極膜１２及びカソー
ド電極膜１６ａとは接触しておらず、電気的に絶縁され
ている。

【００４６】逆に、樹脂封止膜２１の表面は金属封止膜
２２によって覆われており、樹脂封止膜２１は、金属封
止膜２２の外部には露出しないようになっている。

【００４７】なお、金属封止膜２１を形成する方法は、
抵抗加熱蒸着、ＥＢ蒸着、又はスパッタ蒸着法等の成膜
方法を用いることができる。金属封止膜２２を構成する
金属アルミニウム薄膜は、ここでは膜厚１μｍ程度であ
る。

【００４８】一般に、アルミニウム薄膜は、水蒸気、酸
素の他、すべてのガスに対して極めて高いバリア性を有
している（＜１０^-6ｃｃ／ｍ²／ｄａｙ）。このような
アルミニウム薄膜を金属封止膜２２に採用することによ
って、従来技術が有する酸素、水蒸気に対する封止が不
完全であるという問題が解決される。

【００４９】次に、金属封止膜２２が形成された基板１
１をプラズマ処理装置内に搬入し、酸素プラズマを金属
封止膜２２の表面に照射し、金属封止膜２２の表面を酸
化すると、図４に示すように、金属封止膜２２の表面に
絶縁性薄膜２３が形成され、本発明の有機薄膜表示装置
２が得られる。この絶縁性薄膜２３により、有機薄膜表
示装置２の制御回路等の電子機器の端子と金属封止膜２
２との間の短絡事故が防止される。

【００５０】金属封止膜２２は、アノード電極膜１２及
びカソード電極膜１６ａとは絶縁されている。この有機
薄膜表示装置２では、金属封止膜２２は接地電位に接続
されており、複数のアノード電極膜１２とカソード電極
膜１６ａのうちから、アノード電極膜１２とカソード電
極膜１６ａとを１本ずつ、又は一方を１本、他方を複数
本数選択し、選択したアノード電極膜１２とカソード電
極膜１６ａに、それぞれ正電圧と負電圧を印加すると、
選択したアノード電極膜１２及びカソード電極膜１６ａ
とが交差する部分に位置する発光性有機薄膜１５ａが発
光し、透明なアノード電極膜１２と基板１１とを通過し
た光が、有機薄膜表示装置２の外部に放出される。

【００５１】このとき、選択したアノード電極膜１２と
カソード電極膜１６ａ以外のアノード電極膜１２とカソ
ード電極膜１６ａには電圧が印加されないため、選択し
たアノード電極膜１２とカソード電極膜１６ａとの間に
位置する発光性有機薄膜１５ａ以外の部分に位置する発
光性有機薄膜１５ａは発光しない。

【００５２】発光性有機薄膜１５ａは、基板１１と絶縁
体１９と金属封止膜２２とで外気から遮断されているた
め長寿命である。実測によると、本発明の有機薄膜表示
装置２では、有機ＥＬＤ素子５への酸素の透過度が１０
^-6ｃｃ／ｍ²／ｄａｙ以下であり、水蒸気の透過度が１
０^-6ｇ／ｍ²／ｄａｙ以下であった。

【００５３】また、金属封止膜２２と絶縁性薄膜２３は
柔軟性を有しており、有機ＥＬ素子５も柔軟性を有して
いるから、得られた有機薄膜表示装置２も柔軟性を有し
ている。

【００５４】なお、基板１１は、必ずしもガラス基板に
限定されるものではなく、樹脂フィルムによって構成さ
れる基板も含まれる。酸素透過度や水蒸気透過度を低下
させるため、表面処理や無機薄膜が形成された樹脂フィ
ルムも含まれる。

【００５５】

【発明の効果】本発明によって、酸素、水蒸気に対して
高い封止能カ（１０^-6ｃｃ／ｍ²／ｄａｙ、または１０
^-6ｇ／ｍ²／ｄａｙ以下）を発揮し、かつ有機ＥＬ素子
のフレキシビリティーを向上せしめる封止方法が提供さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機薄膜表示装置の製造工程を説明す
るための断面図(１)

【図２】本発明の有機薄膜表示装置の製造工程を説明す
るための断面図(２)

【図３】本発明の有機薄膜表示装置の製造工程を説明す
るための断面図(３)

【図４】本発明の有機薄膜表示装置の製造工程を説明す
るための断面図(４)

【図５】アノード電極膜とカソード電極膜と絶縁体の位
置関係を説明するための平面図

【図６】絶縁体と樹脂封止膜の位置関係を説明するため
の平面図

【図７】金属封止膜と絶縁体及び樹脂封止膜との関係を
説明するための平面図

【図８】アノード電極膜の形状を説明するための斜視図

【図９】アノード電極膜と絶縁膜の位置関係を説明する
ための斜視図

【図１０】絶縁膜上に陰極隔壁を形成した状態を説明す
るための斜視図

【図１１】有機ＥＬ薄膜を成膜した状態を説明するため
の斜視図

【図１２】金属薄膜を成膜した状態を説明するための斜
視図

【符号の説明】

１１……基板１２……アノード電極膜１５ａ……発光性有機薄膜１６ａ……カソード電極膜２１……樹脂封止膜２２……金属封止膜２３……絶縁性薄膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浮島禎之千葉県山武郡山武町横田523番地株式会社アルバック千葉超材料研究所内 (72)発明者伊藤正博千葉県山武郡山武町横田523番地株式会社アルバック千葉超材料研究所内 (72)発明者小松孝千葉県山武郡山武町横田523番地株式会社アルバック千葉超材料研究所内Ｆターム(参考） 3K007 AB11 AB18 BA06 BA07 BB02 BB05 CA01 CA06 CB01 DA01 DB03 EB00 FA02 5C094 AA31 AA43 BA27 CA19 DA06 DA07 DA13 DB02 DB04 EA05 EB02 FA01 FA02 FB01 FB02 FB12 FB15 FB20 GB10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、前記基板の一面側に配置され、互
いに平行に延設された複数本数のアノード電極膜と、前記基板の一面側に配置され、前記アノード電極膜とは
直交する方向に延設された複数本数のカソード電極膜
と、前記アノード電極膜と前記カソード電極膜との間に配置
された発光性有機薄膜とを有し、前記カソード電極膜と
前記アノード電極膜との間に電圧を印加すると前記発光
性有機薄膜が発光するように構成された有機ＥＬ素子を
有する有機薄膜表示装置であって、前記基板の一面側には樹脂封止膜が配置され、前記有機
ＥＬ装置は、前記アノード電極膜と前記カソード電極膜
とが外部回路に接続可能な状態で、樹脂封止膜によって
封止されたことを特徴とする有機薄膜表示装置。
【請求項２】前記樹脂封止膜上には金属薄膜から成る金
属封止膜が配置された請求項１記載の有機薄膜表示装
置。
【請求項３】前記金属封止膜は、前記アノード電極膜と
前記カソード電極膜から電気的に絶縁された請求項２記
載の有機薄膜表示装置。
【請求項４】前記樹脂封止膜の表面は、前記金属封止膜
によって覆われた請求項２又は請求項３のいずれか１項
記載の表示装置。
【請求項５】前記金属薄膜上には、絶縁性薄膜が配置さ
れた請求項２乃至請求項４のいずれか１項記載の有機薄
膜表示装置。
【請求項６】前記樹脂封止膜内には、乾燥剤が分散され
た請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の有機薄膜
表示装置。