JP2003223987A

JP2003223987A - 有機ｅｌ表示装置および有機ｅｌ素子の封止方法

Info

Publication number: JP2003223987A
Application number: JP2002022829A
Authority: JP
Inventors: Wataru Omuro; 渉大室
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-08-08
Anticipated expiration: 2022-01-31
Also published as: JP3772752B2

Abstract

(57)【要約】【課題】封止キャップ内の有機ＥＬ素子に対して有害な
物質の除去を考慮してより使用寿命の長い有機ＥＬ表示
装置とそれに用いられる有機ＥＬ素子の封止方法を提供
する。【解決手段】陽極層１１、有機ＥＬ層１２及び陰極層１
３から成る有機ＥＬ素子１４を形成されたガラス基板１
０と、このガラス基板１０の有機ＥＬ素子１４を外気か
ら封止するための封止キャップ１５の内壁に凹凸を設
け、有機ＥＬ素子に対して有害な物質を除去する部材と
してＡｌ（アルミニウム）を成膜し、可及的に露点を低
く制御した窒素雰囲気内において、封止キャップ１５の
縁部とガラス基板１０面間にＵＶ硬化樹脂１６を介装し
て硬化させ、封止キャップ１５をガラス基板１０に固定
して、内部を封止する。残留水分や酸素はＡＬによって
吸収されて除去されると共に後から進入してくる水分や
酸素も除去される。

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表示装置
とそれに用いられる有機ＥＬ素子の封止方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、有機エレクトロルミネセンス
素子、有機電界発光素子、有機ＬＥＤ素子などと称され
る有機薄膜のエレクトロルミネセンス現象を利用した発
光表示素子（以下、有機ＥＬ素子という）がある。そし
て、このような有機ＥＬ素子を用いた有機エレクトロル
ミネセンス表示装置（以下、有機ＥＬ表示装置という）
がある。上記の有機ＥＬ素子は、通常、ガラス基板上に
陽極層、有機ＥＬ層、陰極層の順で成膜され、ドットマ
トリクス状の発光部を形成して構成される。

【０００３】このような有機ＥＬ表示装置では、有機Ｅ
Ｌ素子を封止して外気と遮断するが、表示装置内部に残
った水分や酸素その他の物質によって、有機ＥＬ素子が
劣化する。さらに、上記のように有機ＥＬ素子を封止し
ても、わずかな水分や酸素等が封止部材や蓋部材を通過
して表示装置内に入り込む。これらの水分や酸素等も有
機ＥＬ素子の劣化の原因となる。

【０００４】このような問題を解決するために、特開２
０００−３０６６６４号公報には、封止部材と基板の少
なくともどちらか一方の表面に、水分を物理的及び／ま
たは化学的に吸着する物質を設けた有機ＥＬ表示装置が
開示されている。図５は、そのような有機ＥＬ素子を大
気に触れないように封止した従来の構成を示す側断面図
である。同図に示すように、ガラス基板１の上に、陽極
層２、有機ＥＬ層３、および陰極層４から成る有機ＥＬ
素子５が形成されている。この有機ＥＬ素子５は、対向
基板６と封止部７とで覆われている。対向基板６は封止
部７でガラス基板１に対し固定されており、全体として
内部を外気から遮断している。そして、封止部材等に設
けられた物質８により内部の水分を物理的及び／または
化学的に吸着して内部の残留水分による有機ＥＬ素子５
への悪影響を比較的簡単な構成で排除でき、ダークスポ
ットの成長を抑止できるとしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記水分を物
理的及び／または化学的に吸着する物質が全部水と反応
してしまうとそれ以上の水分を吸着できなくなり、表示
装置内に進入した水分は有機ＥＬ素子を反応して、有機
ＥＬ素子が劣化する。

【０００６】従って、表示装置内に設ける吸着物質の量
は多ければ多いほど良いが、封止部材と基板の表面積は
限られているため限度があった。本発明の課題は、上記
従来の実情に鑑み、表示装置内に設ける有機ＥＬ素子に
対して有害な物質を吸着又は吸収する部材の量を可及的
に多くなるようにして上記の問題を解決した有機ＥＬ表
示装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以下に、本発明に係わる
有機ＥＬ表示装置およびそれに用いられる有機ＥＬ素子
の封止方法の構成について述べる。先ず、請求項１記載
の発明の有機ＥＬ表示装置は、透明基板と、該透明基板
の一方の面に形成され、陽極と陰極の間に有機層を設
け、上記電極間に電流が注入されることにより有機層か
ら発光する有機ＥＬ素子を有し、該有機ＥＬ素子を封止
すべく上記透明基板の一方の面上において上記有機ＥＬ
素子を覆う蓋部材と、該蓋部材の縁部底面と上記透明基
板の一方の面との間に介在して硬化した封止部材とを備
え、上記蓋部材は、その上記基板と対向する面が凹凸状
の粗面に形成され、該粗面の一部分又は全面に上記有機
ＥＬ素子に対して有害となる物質を吸着または吸収する
薄膜状の部材を付着させて形成されて構成される。

【０００８】そして、この有機ＥＬ表示装置は、例えば
請求項２記載のように、上記蓋部材は側壁をも有し、該
側壁内面にも凹凸状の粗面が形成され、該粗面にも上記
有機ＥＬ素子に対して有害となる物質を吸着または吸収
する薄膜状の部材を付着させて構成される。

【０００９】上記有機ＥＬ素子に対して有害となる物質
は、例えば請求項３記載のように、水又は酸素の一方又
は両方である。また、上記薄膜状の部材は、例えば請求
項４記載のように、水又は酸素の少なくともいずれか一
方と反応しやすい金属を上記蓋部材の内面に真空成膜し
てなる。そして、上記金属は、例えば請求項５記載のよ
うに、アルミニウムであることが好ましい。

【００１０】次に、請求項６記載の発明の有機ＥＬ素子
の封止方法は、透明基板の一方の面に形成された有機Ｅ
Ｌ素子に対し、該有機ＥＬ素子を上記透明基板の一方の
面上において覆うべく形成された蓋部材の内面の一部又
は全面に、上記有機ＥＬ素子に対して有害となる物質を
吸着又は吸収する薄膜状の部材を付着させる付着工程
と、上記蓋部材の縁部と上記透明基板の一方の面との間
に介装する封止部材を配置する配置工程と、上記蓋部材
の縁部と上記透明基板の一方の面とを、上記封止部材を
介して接着させる接着工程と、上記封止部材を硬化させ
る硬化工程と、を含んで構成されるそして、例えば請求
項７記載のように、少なくとも上記接着工程と上記硬化
工程とは、可及的に露点を低く設定した窒素雰囲気中で
行われることが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は一実施の形態における
有機ＥＬ表示装置の構成を模式的に示す側断面図であ
る。

【００１２】図２は上記有機ＥＬ表示装置の製造工程を
工程ブロック図で示しており、この有機ＥＬ表示装置に
用いられる有機ＥＬ素子の封止方法を説明する図であ
る。本発明の有機ＥＬ表示装置および有機ＥＬ素子の封
止方法は、図２に示すように、適宜の成膜装置２０を用
いた陽極の成膜工程Ｓ１、真空装置２１内で処理される
有機ＥＬ層の成膜工程Ｓ２、陰極の成膜工程Ｓ３、蓋部
材としての封止キャップにＡｌ（アルミニウム）を成膜
する工程Ｓ４、低い露点の窒素雰囲気２２中で処理され
る封止部材としてのＵＶ硬化樹脂を塗布する工程Ｓ５
と、ガラス基板に封止キャップを接着する工程Ｓ６とよ
って実現される。

【００１３】上記の陽極の成膜工程Ｓ１では、図１に示
すガラス基板１０上に陽極層１１が形成される。この陽
極層１１には、特には図示しないが、まずガラス基板１
０上一面に、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、イ
オンプレーティング法等により透明電極層が成膜された
後、フォトリソグラフィ技術等が用いられて、ストライ
プ状に薄膜の陽極電極が形成されている。上記の透明電
極層の材料としては、ニッケル、金、白金、パラジウ
ム、これらの合金、または酸化錫、沃化銅などの金属や
それらの合金、化合物、更には導電性ポリマーなどを用
いることができる。

【００１４】次に、有機ＥＬ層の成膜工程Ｓ２では、図
１に示すように、上記陽極層１１の上に重ねて薄膜の有
機ＥＬ層１２が成膜される。有機ＥＬ層１２の材料とし
ては、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム
（ＡＬＱ3 ）等の低分子系材料や、ポリパラフェニレン
ビニレン（ＰＰＶ）等の高分子系材料が種々研究開発さ
れ、実用化され始めている。

【００１５】続く陰極の成膜工程Ｓ３では、上記有機Ｅ
Ｌ層１２の上に重ねて陰極層１３が形成される。この陰
極層１３も、特には図示しないが、ストライプ状に薄膜
の陰極が形成される。このストライプ状の陰極は、有機
ＥＬ層１２を間に挟み上記ストライプ状の陽極と格子状
に交差する形で形成されている。

【００１６】なお、上記陰極層の材料としては、通常、
アルミニウム、マグネシウム、マグネシウムインジウム
合金、マグネシウムアルミニウム合金、マグネシウム銀
合金や、アルミニウムリチウム合金等が考えられている
が、導電性が良好であり且つきわめて安価で真空蒸着も
比較的容易であるという理由でアルミニウムが用いられ
る場合が多い。

【００１７】以上の工程により、図１に示すように、ガ
ラス基板１０の一方の面（図では上面）には、上述した
陽極層１１、有機ＥＬ層１２、および陰極層１３が順次
積層されて構成された有機ＥＬ素子１４が形成される。
続いて、封止キャップにＡｌ（アルミニウム）を成膜す
る工程Ｓ４では、図１に示す封止キャップ１５の未だガ
ラス基板１０への組み付け前の状態の内面に、その全面
に真空蒸着によってアルミニウムの薄膜１７が成膜され
る。

【００１８】同図に示すように封止キャップ１５は、そ
の天井表面および内壁表面が凹凸状の粗面に形成されて
いる。これにより、平滑な面の場合とほぼ同一の内部容
積に対して、より大きな内面積が形成されている。この
アルミニウムの薄膜１７の真空蒸着は、設計上の都合に
よっては、全面と限ることなく部分的な蒸着であっても
良い。

【００１９】いずれにしても、凹凸状の粗面によって、
より大きな面積に形成されている内面に、アルミニウム
薄膜が蒸着される。次に、これらアルミニウムの薄膜１
７が成膜された封止キャップ１５および上記の有機ＥＬ
素子１４が形成されているガラス基板１０を、大気に曝
すことなく、真空場から窒素雰囲気中に移行させる。こ
れは、処理装置内の真空破壊を行う際に、空気ではなく
窒素で行うことによって達成される。また、これによっ
て形成される処理装置内の窒素雰囲気は、水分が水蒸気
として残留することを極力防止するために、可及的に露
点を低く制御した状態で形成される。

【００２０】そして、このような窒素雰囲気中で行われ
るＵＶ硬化樹脂を塗布する工程Ｓ５では、封止部材とし
てのＵＶ硬化樹脂を、封止キャップ１５の縁部底面に盛
り付けるように塗布するか、または封止の際にこの縁部
底面に対応するガラス基板１０の予め形成されている溝
１０−１内に、ガラス基板１０の面よりやや盛り上がる
程度に埋入する。もちろん適宜量の塗布と適宜量の埋入
の両方を行うようにしても良い。

【００２１】最後に、ガラス基板に封止キャップを接着
する工程Ｓ６では、上記アルミニウムの薄膜１７が成膜
された封止キャップ１５を、ガラス基板１０上の有機Ｅ
Ｌ素子１４を覆うようにして所定の位置、すなわち封止
キャップ１５の縁部底面とガラス基板１０の溝１０−１
とが対応する位置に位置決めして被せる。

【００２２】これにより、図１に示すように、上記予め
塗布または埋入されているＵＶ硬化樹脂１６が封止キャ
ップ１５の縁部底面とガラス基板１０の溝１０−１との
間に介装される。この後、ＵＶ硬化樹脂１６が硬化し
て、封止キャップ１５の縁部底面を、ガラス基板１０の
面とほぼ同一の高さに位置するようにして、ガラス基板
１０面に固定させ、封止キャップ１５の内部を封止す
る。

【００２３】上述したように封止キャップ１５はその天
井表面および内壁表面が凹凸状の粗面に形成されて、よ
り大きな面積に形成されており、その大きなに面積に、
上記のアルミニウムの薄膜１７が蒸着されて形成されて
いるので、封止キャップ１５の内面が平坦な場合より
も、本例の場合に蒸着されるアルミニウム薄膜１７の量
は大幅に増量する。元来、アルミニウムは酸化され易い
うえに水分吸着作用も有するので、上記のように増量さ
れたアルミニウム薄膜１７は、封止キャップ１５内部に
残留する水分や酸素はもとより、外部から除々に進入し
てくる水分や酸素ともよく反応し、吸着する。

【００２４】これにより、従来のように単に残留水分に
よる素子の変質・劣化が防止されるだけでなく、新たに
外部から進入してくる水分や酸素に対しても、有機ＥＬ
層の劣化や陰極層１３のアルミニウム電極の酸化の進行
が大きく抑止される。すなわち、有機ＥＬ素子１４全体
の使用寿命を延ばすことができる。

【００２５】なお、上記工程の説明では、陽極の成膜
を、真空装置とは独立した他の装置で行うように説明し
たが、陽極成膜工程Ｓ１から封止キャップへのＡｌ成膜
工程Ｓ４までを、一貫して真空装置内で連続して行うよ
うにしても良い。図３は、そのような工程Ｓ１〜Ｓ４ま
でを一貫して真空装置内で処理する場合の工程ブロック
図である。同図に示すように、図２に示した通常の成膜
装置２０は無く、陽極成膜工程Ｓ１が真空装置２１内で
行われ、そのまま連続して、有機ＥＬ層の成膜工程Ｓ
２、陰極成膜工程Ｓ３、封止キャップへのアルミニウム
成膜工程Ｓ４が行われる。その後の工程は図２の場合と
同様である。

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、封止キャップの内壁を凹凸状の粗面に形成して内
面積を大きくし、この面に有機ＥＬ素子に対して有害と
なる水分や酸素等の物質を吸着または吸収する除去部材
を真空蒸着等で添着させることにより、より多量に形成
された除去部材で有害物質を吸着または吸収でき、有機
ＥＬ素子の劣化を低減させることができる。

【００２７】また、封止キャップ内壁の凹凸状粗面によ
る多量の除去部材により、窒素雰囲気下での処理後でも
残留する水分や酸素等だけでなく、その後も外部から進
入する水分や酸素等をも除去することができるので、有
機ＥＬ素子の劣化防止をより一層長期に維持することが
でき、これにより、ダークスポットの発生やダークエリ
アの発生を長期に抑制して、有機ＥＬ素子の寿命をいっ
そう長く向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の有機ＥＬ表示装置の構成を模式的
に示す側断面図である。

【図２】一実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造工程と有
機ＥＬ素子の封止方法を説明する工程ブロック図であ
る。

【図３】製造工程Ｓ１〜Ｓ４までを一貫して真空装置内
で処理する場合の例を示す工程ブロック図である。

【図４】従来の有機ＥＬ素子を大気に触れないように封
止した構成を示す側断面図である。

【符号の説明】

１ガラス基板２陽極層３有機ＥＬ層４陰極層５有機ＥＬ素子６対向基板７封止部８水分等を物理的及び／または化学的に吸着する物
質１０ガラス基板１１陽極層１２有機ＥＬ層１３陰極層１４有機ＥＬ素子１５封止キャップ１６ＵＶ硬化樹脂１７アルミニウム薄膜２０成膜装置２１真空装置２２窒素雰囲気

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板と、該透明基板の一方の面に形
成され、陽極と陰極の間に有機層を設け、前記電極間に
電流が注入されることにより有機層から発光する有機Ｅ
Ｌ素子を有し、該有機ＥＬ素子を封止すべく前記透明基板の一方の面上
において前記有機ＥＬ素子を覆う蓋部材と、該蓋部材の
縁部底面と前記透明基板の一方の面との間に介在して硬
化した封止部材とを備え、前記蓋部材は、その前記基板と対向する面が凹凸状の粗
面に形成され、該粗面の一部分又は全面に前記有機ＥＬ
素子に対して有害となる物質を吸着または吸収する薄膜
状の部材を付着させて形成されている、ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】前記蓋部材は側壁をも有し、該側壁内面
にも凹凸状の粗面が形成され、該粗面にも前記有機ＥＬ
素子に対して有害となる物質を吸着または吸収する薄膜
状の部材を付着させたことを特徴とする請求項１記載の
有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】前記有機ＥＬ素子に対して有害となる物
質は、水又は酸素の一方又は両方であることを特徴とす
る請求項１又は２記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】前記薄膜状の部材は、水又は酸素の少な
くともいずれか一方と反応しやすい金属を前記蓋部材の
内面に真空成膜してなることを特徴とする請求項１又は
２記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】前記金属はアルミニウムであることを特
徴とする請求項４記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】透明基板の一方の面に形成された有機Ｅ
Ｌ素子に対し、該有機ＥＬ素子を前記透明基板の一方の面上において覆
うべく形成された蓋部材の内面の一部又は全面に、前記
有機ＥＬ素子に対して有害となる物質を吸着又は吸収す
る薄膜状の部材を付着させる付着工程と、前記蓋部材の縁部と前記透明基板の一方の面との間に介
装する封止部材を配置する配置工程と、前記蓋部材の縁部と前記透明基板の一方の面とを、前記
封止部材を介して接着させる接着工程と、前記封止部材を硬化させる硬化工程と、を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の封止方法。
【請求項７】少なくとも前記接着工程と前記硬化工程
とは、可及的に露点を低く設定した窒素雰囲気中で行わ
れる、ことを特徴とする請求項６記載の有機ＥＬ素子の
封止方法。