JP2003100445A

JP2003100445A - エレクトロルミネッセンス表示装置

Info

Publication number: JP2003100445A
Application number: JP2001294615A
Authority: JP
Inventors: Hisao Haku; 久雄白玖
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2003-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】耐湿性に優れ、かつ、大面積への対応も可能な
可撓性を有するEL表示装置を提供すること。【解決手段】EL表示装置１は、パネル部１０と、これに
接続された駆動回路部１５とからなる。パネル部１０
は、基体１１と、その上に形成された素子部１２とから
なる。基体１１は、厚み１００μｍ以下のガラス薄板１
１１及び１１２を厚み２００μｍ以下の透明樹脂層１１
３を介在させて貼り合わせた構造としてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、極めて耐湿性に優
れ、かつ、大面積化にも対応可能な可撓性エレクトロル
ミネッセンス表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報機器の多様化に伴い、一般に
使用されている（ＣＲＴ（陰極線管））に比べて消費電
力が少ない平面表示素子に対するニーズが高まってきて
いる。このような平面表示装置の一つとして、高効率・
薄型・軽量・低視野角依存性等の特性を有するエレクト
ロルミネッセンス（以下、「EL」と称する。）表示装置が
注目され、このＥＬ表示装置を用いたディスプレイの開
発が活発に行われている。このようなＥＬ表示装置に
は、無機材料からなる発光層を有する無機EL表示装置
と、有機材料からなる発光層を有する有機EL表示装置と
がある。

【０００３】無機EL表示装置は、一般に、発光部位に高
電界を作用させて、電子をこの高電界中で加速して発光
中心に衝突させることにより、発光中心を励起させて発
光させる自発光型の表示装置である。一方、有機EL表示
装置は、電子注入電極とホール注入電極とからそれぞれ
電子とホールとを発光部位内へ注入し、注入された電子
及びホールを発光中心で再結合させて有機分子を励起状
態から基底状態へと戻るときに発光を発生する自発光型
の表示装置である。

【０００４】この有機EL表示装置は、発光材料である発
光物質の選択を変えることにより発光色を変化させるこ
とができ、マルチカラー、フルカラー等の表示装置への
対応に対する期待が高まっている。これらのEL表示装置
に用いられている電極や発光層は、基体に比べて極めて
薄く、素子の機能を損なうことなく容易に湾曲させるこ
とができる。湾曲できると、意匠性が向上するととも
に、できた空間に回路等を実装でき、設計面でも有利と
なる。そこで、薄いガラスもしくは透明な薄いプラステ
ィックを基板に用い、可撓性のあるEL表示装置の開発が
進められている。

【０００５】更に、EL表示装置を大型化してゆく上で、
軽量化という観点は重要となる。この場合においても、
薄いガラスやプラスチック基板の適用が検討されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】通常、ガラス基板上に
形成されたEL表示部を、ガラスもしくは金属製の枠材に
て封止する構造においては、ガラスや金属といった無機
材料の持つ優れたガスバリア性により、素子内部への酸
素及び水分の侵入を阻止することができる。そして、こ
の酸素及び水分の侵入を阻止する効果は、用いるガラス
基板等の厚みに依存し、市販品の厚み２００μｍ以下の
薄板ガラスを用いても、所望のガスバリア特性は得られ
るが、この種の薄いガラスは取り扱いが極めて困難で、
容易に破損してしまう。特に、大面積化を図る場合に、
強度的に自立できなくなったり、製造ラインにおける搬
送が一段と困難となる。

【０００７】一方、割れ難いという観点からは、ガラス
よりも透明なプラスチック基体が有利となるが、有機材
料である樹脂は、基本的にはガスバリア性に乏しい。最
近、このような目的に沿ったプラスチック基体として、
ポリカーボネートフィルムを主材とし、その両面をシリ
カ系の無機薄膜でコーティングした低透湿性の基体が開
発され始めてきたが（帝人株式会社製エレクリア）、温
度４０℃、湿度９０％の過酷な環境条件下での水蒸気透
過量として、１ｇ／ｍ²・日程度と、必要仕様に比べて
１００〜１０００倍の開きがある（なお、このような温
度４０℃、湿度９０％の過酷な環境条件下での水蒸気透
過量の評価は、EL表示装置の水分等に対する耐性の限界
点を知る上で有効である）。

【０００８】そこで、本発明は、上記それぞれの課題を
鑑みてなされたものであって、耐湿性に優れ、かつ、大
面積への対応も可能な可撓性を有するEL表示装置を提供
することを目的としてなされたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、エレクトロルミネッセンス素子と、これ
を保護する基体とを備え、電気エネルギーをエレクトロ
ルミネッセンス素子を構成する発光物質に供給し発光さ
せるエレクトロルミネッセンス表示装置であって、前記
基体は、厚み１００μｍ以下の2枚のガラス板が厚み２
００μｍ以下の樹脂層を介して貼り合わせた可撓性を備
えたものからなる特徴とする。

【００１０】このように２枚のガラス板を樹脂で貼り合
わせた構造とすることで、可撓性と耐透湿性の両立が図
れるとともに、強度をガラス基板単体を基体として用い
た場合と比べて格段に改善することができ、大型化への
対応も容易となる。また、電極形成面にはガラスが用い
られるので、傷にも強く、平坦性にも優れたものとな
り、ITO（酸化インジウム錫）等の薄膜を基体表面に直
接形成した場合にも、クラックを生じさせない。

【００１１】前記発光物質には、有機材料を用いること
ができる。この場合、有機ELでは、陰極として電子を注
入する目的で低仕事関数を有するMｇやInなどの金属が
用いられるが、これらの金属は水分にさらされるなどす
ぐに酸化され劣化してしまうため、無機ELなどと比べて
水分侵入に対する信頼性を確保するための耐透湿性など
の要求値が一層厳しく、本発明による手法がより有用と
なる。

【００１２】前記基体の温度４０℃、湿度９０％の環境
条件下での水蒸気透過量として、０.０１ｇ／ｍ²・日以
下であることが好ましい。この数値であれば、有機EL表
示装置において、実用レベルである数千時間以上の連続
的な使用が可能となる。前記可撓性を有する基体を構成
するガラス板の材質として、Na₂Oの含有率が０．５重量
％以下の低アルカリ性ガラスとすることが望ましい。こ
うすることにより、基体とITOなどの電極や接着剤が直
接接触する場合にも、ガラス内のアルカリ成分がこれら
に対して拡散せず、デバイスとしての機能を低下させる
度合いを低くできる。

【００１３】以上のように本発明によって、ガラス板の
特性に起因し耐湿性が向上し、かつこの２枚のガラス板
は樹脂で貼り合わさっているとともに、また、ガラス板
間の当該樹脂によるクッション性のため外部からの衝撃
が緩和されることから強度的に優れたものとなることか
ら大面積にも対応可能な可撓性を有したエレクトロルミ
ネッセンス表示装置が実現されることになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態に
ついて図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、
本発明に係る実施形態のEL表示装置の構成を示す一部断
面図を含む図である。

【００１５】この図１にも示すように、EL表示装置１
は、パネル部１０と、これに接続された駆動回路部１５
とからなる。パネル部１０は、基体１１と、その上に形
成された素子部１２とからなる。そして、一般的には基
体１１側が光透過面となるが、素子部１２上面に接着剤
（不図示）を塗付して素子部を封止し、自動車の窓に貼
り付けるなどして速度計などとして利用する場合には両
面光透過型とすることが望ましい。それは、このように
することで、非発光時（非駆動時）において車窓内側か
ら外側を見ることができ、発光時（駆動時）には素子部
において所望のパターンに発光により得られた画像を見
ることができるからである。

【００１６】素子部１２は電極部１２Aと、有機ＥＬ能
動部１２Bとからなる電極部１２Aは、陽極部１２A１と
陰極部１２A２とかなる。陽極部１２A１は、正孔を注入
するためのもので、基体１１の表面上に形成されてい
る。そして、この陽極部１２A１は、例えば、厚み８０
０AのITOからなる。

【００１７】陰極部１２Ａ２は、電子を注入するための
もので、有機ＥＬ能動部１２Ｂ上に形成され、例えば、
厚み、３０００ＡのＭｇＩｎからなる。有機ＥＬ能動部
１２Ｂは、図示はしないが、陽極部１２Ａ１上に形成さ
れたホール注入層（例えば、厚み１０００Ａのトリフェ
ニルアミン誘導体）と、その上に順次形成されたホール
輸送層（例えば厚み２００Ａのアミン誘導体）と発光層
（例えば厚み２００Ａのアルミニウムキノリノール錯体
にキナクリドンをドープしたもの）とからなる。

【００１８】これら各層は、真空度を１０^-4Ｐa以下に
して抵抗加熱ボードを用いた真空蒸着法を用いて形成す
ることができる。このようにして形成された発光層は、
５から１０Vの駆動電圧を印加することにより１００〜
３００ｃｄ／ｍ^２の輝度で発光する。基体１１は、厚み
１００μｍ以下のガラス薄板１１１及び１１２を透明樹
脂層１１３を介在させて貼り合わせた構造としてある。
このため、各ガラス薄板は１００μｍ以下と薄いが、こ
れを２枚貼り合わせているので強度に優れ、可撓性も確
保される。そして、透明樹脂層１１３は、アクリル系や
エポキシ系の熱硬化型もしくは光硬化型の接着剤及び、
ブチルゴムなどの粘着剤を用いて形成したものとするこ
とができる。透明樹脂層１１３に厚みとしては、薄すぎ
ると貼り合わせる力が足りないのに加え外力を緩和する
作用も低減し、厚すぎるとガラスの光吸収を含め、光の
透過率が下がったり、基体１１自体の可撓性を損なうこ
とになることから、１０〜５０μｍの範囲が好ましく、
特に、３０μｍ程度とすることが好ましい。また、この
透明樹脂層１１３は、ガラス薄板１１１及び１１２の面
全体に渡るように介在させることが、基体の強度をもっ
とも高くすることができるので好ましいことは言うまで
もないが、基体全面における光透過率のバランス及び基
体強度が必要程度確保することが可能であれば、部分的
に設け、樹脂層非介在領域があっても構わない。

【００１９】ガラス薄板１１１及び１１２の厚みとして
は、市販品として入手できるもっとも薄い３０μｍとし
ても良い。この場合には、衝撃等に対する外力の影響を
より緩和するために、透明樹脂層１１３の厚みは１００
〜２００μｍの範囲と比較的厚めに規定する必要があ
る。何れの構造においても、JIS K7129に規定してある
赤外センサー（モコン）法に準じた方法を用い、温度４
０℃、湿度９０％の環境条件下での基体の水蒸気透過量
を測定した結果、０．００５〜０.０１ｇ／ｍ^２・日で
あった。この数値は、有機EL表示装置において、実用レ
ベルである数千時間以上の連続使用が可能であることを
示唆するものである。

【００２０】次に、前記ガラス薄板１１１及び１１２と
しては、ホウケイ酸系ガラスを用いるのが一般的であ
る。しかし、そのガラスのうち発光物質近くに位置する
ガラス薄板１１１として、ホウケイ酸系低アルカリ性ガ
ラスを用いた場合と、安価であるがアルカリ成分を比較
的多く含む通常品のホウケイ酸系ガラスを用いた場合の
比較を行ったところ、後者の場合、印加した電圧が発光
部位に十分にかからず、輝度が低下することが分かっ
た。

【００２１】そして、この原因を解析したところ、後者
の場合、ガラス薄板と直接接触するITOからなる陽極部
１２A１中に、ガラス内のアルカリ成分が拡散したと思
われるITOの高抵抗化が発生していた。通常品であるホ
ウケイ酸系ガラスに含まれるNａ ₂Ｏの含有率を測定した
結果、７重量％も含んでおり、それに対し低アルカリ性
ガラスでは０．１重量％と低い含有率であった。つま
り、アルカリ成分が拡散することが、要因で輝度が低下
していたことを知ることができる。

【００２２】ITOの抵抗増加の許容値から換算すると、
アルカリ成分であるNａ₂Ｏの含有率としては、０．５重
量％以下とする必要がある。ただし、ITOと反対側に位
置するガラス薄板については、この数値に限定されるも
のではない。陰極部１２A２の表面には場合によっては
素子部が外気に触れて劣化するのを防止するために封止
層を形成することもできる。これは、例えば、アクリル
系やエポキシ系の樹脂を塗布した後、紫外線照射や８０
℃程度の熱を付与することで硬化させたり、シリカや窒
化シリコン、窒化アルミなどの無機薄膜をコーティング
することで形成される。

【００２３】使用環境においては、このようなパッシベ
ーションでも十分な場合もあるが、更に、耐湿性を向上
させたり、機械的な強度を高め、取り扱いを容易とする
ため、図２に示すように、前記基体１１と同様の構造を
有する基体２０を陰極部１２A２の表面である光透過側
と反対側に貼り付けた構造とすることもできる。この貼
り付けは、接着層２１を介在させて行われる。接着層２
１としては、アクリル系やエポキシ系の熱硬化型もしく
は光硬化型の接着剤及び、ブチルゴムなどの粘着剤を用
いることができる。

【００２４】基体２０としては、上記基体１１と比較し
て、両側に位置するガラス薄板２０１及び２０２は基体
１１におけるものと同様の厚みとしても良く、また、両
ガラスを貼り合わせる役目を担う透明樹脂層１１３に相
当する樹脂層２０３は必ずしも透明である必要はない。
ガラス薄板２０１及び２０２の材質としては、前述同様
に低アルカリ性ガラスを用いた方が、接着層２１や素子
部１０２へのアルカリ成分の拡散が無く、長期の信頼性
が向上するので望ましい。

【００２５】なお、光反射面とするには、基体表面に酸
化チタンなどの光反射率の比較的高い光反射層を形成す
ることで容易に行うことができる。上記説明では、基体
１１は、その片面にITOからなる陽極部が設けてあった
が、これに限られないのは言うまでもないことである。
例えば、図３に示すように、基体１１は、厚みが比較的
厚く強度も強い支持板３０上に素子部１０２を形成し、
この支持板３０とは反対側に素子部を覆う封止構造体と
して用いることができる。その素子部側（素子部形成
面）に素子を発光させるためのトランジスタなどを前も
って形成する必要がある場合より微細な加工が必要とさ
れるため、のびちじみを極力抑える目的で厚みの厚い支
持板３０が用いられる。

【００２６】なお、支持板３０は、樹脂性とすることは
無論のこと、表面を絶縁層で被覆した金属板でも構成す
ることができる。最後に、上記説明では、有機EL表示装
置を例にとって説明したが無機EL表示装置においても同
様に適用可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によっ
て、極めて耐湿性に優れ、かつ大面積にも対応可能な可
撓性を有したエレクトロルミネッセンス表示装置が実現
されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のＥＬ表示装置の構成を示す
図（一部断面図を含む）である。

【図２】実施形態の別な例のＥＬ表示装置の構成を示す
断面図である。

【図３】実施形態の更に別な例のＥＬ表示装置の構成を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ＥＬ表示装置１０パネル部１１基体１２素子部１２Ａ電極部１２Ｂ有機ＥＬ能動部１２Ａ１陽極部１２Ａ２陰極部１５駆動回路部２０基体２１接着層３０支持板１１１、１１２ガラス薄板１１３透明樹脂層２０１、２０２ガラス薄板２０３樹脂層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エレクトロルミネッセンス素子と、これ
を保護する基体とを備え、電気エネルギーをエレクトロ
ルミネッセンス素子を構成する発光物質に供給し発光さ
せるエレクトロルミネッセンス表示装置であって、前記基体は、厚み１００μｍ以下の2枚のガラス板が厚
み２００μｍ以下の樹脂層を介して貼り合わせた可撓性
を備えたものからなることを特徴とするエレクトロルミ
ネッセンス表示装置。
【請求項２】エレクトロルミネッセンス素子を構成す
る発光物質は、有機材料からなることを特徴とする請求
項１に記載のエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項３】前記基体は、温度４０℃、湿度９０％の
環境条件下での水蒸気透過量として、０．０１ｇ／ｍ^２
・日以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載
のエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項４】前記基体の少なくとも発光物質側に位置
するガラス板の材質として、Ｎａ₂Ｏの含有率が０．５
重量％以下の低アルカリ性ガラスが用いられていること
を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のエレクト
ロルミネッセンス表示装置。