JP2004342515A - 封止構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】透明基板2上には、アノード5、EL層6、カソード7の順に積層した有機EL素子3が形成されている。有機EL素子3全体を被覆するように水分遮断シート8が設けられており、水分遮断シート8は有機EL素子3の外縁から延出して透明基板2上にも成膜されている。水分遮断シート8の外周部には樹脂シール9が形成され、樹脂シール9は水分遮断シート8の外縁から延出して透明基板2上にも形成されている。樹脂シール9及び水分遮断シート8全体を覆うようにガスバリア薄膜10が成膜され、ガスバリア薄膜10は樹脂シール9の外縁から延出して透明基板2上にも成膜されている。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、EL素子を封止する封止構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、EL(Electro Luminescence)素子、液晶素子、半導体素子といった電気素子は、家庭用電化製品、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、その他あらゆる電子機器に使用されている。特に、有機EL素子は有機化合物のEL層がアノードとカソードとの間に配置された自発光素子であり、表示装置の画素、露光装置の光源、液晶ディスプレイのバックライト、その他の光源に用途が広がっている。有機EL素子は、主に、基板上にフォトリソグラフィー法、エッチング、化学メッキ、蒸着、液滴塗布といった種々の手法を用いてアノード、EL層、カソードを積層することで形成される。
【0003】
このような有機EL素子は外気中の水分、酸素等によって劣化しやすいため、封止構造によって封止されている。例えば、特許文献1には、基板にアノード、EL層、カソードの順に基板上に積層されてなる有機EL素子全体に合成樹脂を塗布して、合成樹脂に対向ガラス基板を貼り付けてなる封止構造について記載されている。この封止構造においては、有機EL素子が対向ガラス基板と基板との間に挟まれ、対向ガラス基板と基板との間に合成樹脂が充填されている。更に、対向ガラス基板及び基板の周囲を覆うようにガスバリア性のカバー部材が設けられている。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−175877号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の封止構造では、合成樹脂と基板との接合性が十分でないため、外気が基板と合成樹脂との間の界面を通じて有機EL素子まで侵入してしまうおそれがあり、外気中の酸素や水分により有機EL素子が劣化してしまうおそれがある。また、対向ガラス基板と基板との間に有機EL素子を挟まれている上、対向ガラス基板及び基板の周囲を覆うようにカバー部材が設けられているため、全体として厚みが増してしまう。
そこで、本発明の目的は、封止構造の密封性を向上し、有機EL素子が外気に曝されないようにするとともに、有機EL素子及び封止構造全体として厚みを薄くすることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項1記載の発明は、例えば図1に示すように、
基板(例えば、透明基板2)上に第一電極(例えば、アノード5)、少なくとも一層以上のEL層(例えば、EL層6)、第二電極(例えば、カソード7)の順に積層されてなるEL素子(例えば、有機EL素子3)を封止する封止構造(例えば、封止構造4)において、
前記EL素子の上面を被覆するように設けられ、水分が透過することを遮断する水分遮断シート(例えば、水分遮断シート8)と、
前記水分遮断シートのうち少なくとも外周部上に形成されるとともに、前記水分遮断シートの縁から延出して前記水分遮断シートの周囲の前記基板上に形成された樹脂シール(例えば、樹脂シール9)と、
前記樹脂シールを被覆するように成膜され、ガスバリア性を有したガスバリア膜(例えば、ガスバリア薄膜10)と、
を備えることを特徴とする。
【0007】
請求項1に記載の発明では、水分遮断シートがEL素子上面を被覆しているため、EL素子が水分遮断シートによって封止される。水分遮断シートは十分な水分遮断性を持たせるためにある程度の厚さが必要となるため、その周囲に段差が生じてしまい、このままではガスバリア膜を蒸着等で成膜すると、段差によりガスバリア膜に裂け目が生じこの隙間から水や酸素が浸入してしまう恐れがあるが、樹脂シールが水分遮断シートの縁から延出するように形成されているため、樹脂シールが水分遮断シートとその下方の部材との隙間を埋設し、水や酸素が有機EL素子にまで侵入しにくくなる。
また、ガスバリア膜が樹脂シールその下方の部材との隙間を埋設し、水や酸素が有機EL素子にまで侵入しにくくなり、有機EL素子が更に劣化しにくくなる。
また、本発明の封止構造は、従来のように対向ガラス基板と基板との間にEL素子を挟んだ構造となっているのではなく、EL素子を単に被覆するように水分遮断シートが設けられているだけであるから、全体としての厚みが従来と比較しても薄くすることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を用いて本発明の具体的な態様について説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。
【0009】
〔第一の実施の形態〕
図1には、本発明を適用した面発光デバイス1が示されている。
図1に示すように、面発光デバイス1は、光を透過する性質(以下、透光性という。)を有するとともに絶縁性を有する透明基板2と、透明基板2の表面上に形成された有機EL素子3と、有機EL素子3を封止する封止構造4と、を具備する。
【0010】
透明基板2は、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、その他のガラス、アクリル(PMMA)、ポリカーボネート、その他の樹脂で形成されている。
有機EL素子3は、第一電極であるアノード5と、有機化合物を含有したEL層6と、第二電極であるカソード7と、を具備し、透明基板2から順にアノード5、EL層6、カソード7が積層した積層構造となっている。
【0011】
アノード5は、透光性を有するとともに導電性を有し、比較的仕事関数の高いものである。アノード5は、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛若しくは酸化スズ又はこれらのうちの少なくとも一つを含む混合物(例えば、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、亜鉛ドープ酸化インジウム)で形成されている。
【0012】
アノード5には端子5aが一体形成されており、この端子5aが封止構造4の外側に延出している。
【0013】
アノード5上には、EL層6が形成されている。EL層6は、アノード5から、導電性高分子であるPEDOT(ポリチオフェン)及びドーパントであるPSS(ポリスチレンスルホン酸)からなる正孔輸送層、ポリフルオレン系発光材料からなる狭義の発光層の順に積層した二層構造である。
なお、EL層6は、正孔輸送層及び狭義の発光層からなる二層構造の他に、例えば、アノード5から順に正孔輸送層、狭義の発光層、電子輸送層となる三層構造であっても良いし、狭義の発光層からなる一層構造であっても良いし、これらの層構造において適切な層間に電子又は正孔の注入層が介在した積層構造であっても良い。つまり、EL層6は、正孔及び電子を注入し、正孔及び電子を輸送し、正孔と電子の再結合により励起子を生成して発光するための広義の発光層である。EL層6は、電子的に中立な有機化合物であることが望ましく、これにより正孔と電子がEL層6でバランス良く注入され、輸送される。EL層6に電子輸送性の物質が発光層に適宜混合されていても良いし、正孔輸送性の物質が発光層に適宜混合されても良いし、電子輸送性の物質及び正孔輸送性の物質が発光層に適宜混合されていても良い。
【0014】
EL層6上にはカソード7が形成されている。カソード7は、少なくとも仕事関数の低い材料を含み、具体的にはマグネシウム、カルシウム、リチウム若しくはバリウムや希土類からなる単体又はこれらの単体を少なくとも一種を含む合金で形成されている。更に、カソード7が積層構造となっていても良く、例えば、上述のような低仕事関数材料で形成された膜上にアルミニウム、クロム等高仕事関数で且つ低抵抗率の材料で被膜した積層構造でも良い。また、カソード7は可視光に対して遮光性を有するのが望ましく、さらに、EL層6で発した可視光に対して高い反射性を有するのが望ましい。つまり、カソード7が可視光を反射する鏡面として作用することで、光の利用効率を向上することができる。
【0015】
カソード7には端子7aが接続されており、この端子7aが封止構造4の外側に延出している。
【0016】
以上のように積層構造となる有機EL素子3では、アノード5とカソード7との間に電界(電圧)が生じるとEL層6内に電流が流れるが、このとき正孔がアノード5からEL層6へ注入され、電子がカソード7からEL層6に注入される。そして、EL層6にて正孔及び電子が再結合することによって励起子が生成され、励起子がEL層6内の蛍光体を励起して発光する。透明基板2及びアノード5が透明であるため、光は透明基板2及びアノード5を透過し、透明基板2の裏面が表示面となり、カソード7が反射性を有しているため表示輝度も高くなる。
【0017】
封止構造4は、アノード5、EL層6及びカソード7が積層した積層部全体つまり端子5a及び端子7aを除く有機EL素子3全体を被覆する絶縁保護膜11と、アノード5、EL層6及びカソード7が積層した積層部全体に重なるようにして絶縁保護膜11上に形成されるとともに、水分が透過することを遮断する積層構造の水分遮断シート8と、水分遮断シート8の周囲を囲繞するようにして環状に形成された樹脂シール9と、端子5a及び端子7aを露出するようにして水分遮断シート8及び樹脂シール9全体を被覆したガスバリア薄膜10と、を具備する。
【0018】
絶縁保護膜11は、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなり、絶縁性を有する膜である。
【0019】
水分遮断シート8は、下層から吸着層12、遮蔽層13、ナイロン層14、保護樹脂層15の順に積層した四層構造を成している。積層方向に見て、水分遮断シート8の面積は有機EL素子3の面積よりも大きく、水分遮断シート8の外周部分は有機EL素子3の外縁よりも外側に延出し、周縁が垂直に切り立つような構造になっている。吸着層12は、水又は酸素と物理吸着する官能基を有するポリエチレン、ポリプロピレンからなり、絶縁保護膜11等に容易に接着するものである。吸着層12の膜厚は、十分な水分遮断の観点から20μm以上が好ましくより望ましくは、50μm〜100μmである。吸着層12に酸化カルシウムや酸化バリウム等の吸湿剤を添加しても良い。更には、吸着層12に鉄粉等の化学的に酸素を吸着する脱酸素剤を添加しても良い。遮蔽層13は、アルミ又はアルミ合金からなり、厚さ方向の水又は酸素の浸入を遮蔽するものである。遮蔽層13の膜厚は、10〜40μm厚である。ナイロン層14はナイロンからなるものであり、このナイロン層14に鉄粉等の化学的に酸素を吸着する脱酸素剤を添加しても良い。ナイロン層14の膜厚は9μmである。保護樹脂層15はポリテレフタル酸エチレンからなり、この保護樹脂層15に鉄粉等の化学的に酸素を吸着する脱酸素剤を添加しても良い。保護樹脂層15の膜厚は12μmである。以上の水分遮断シート8は、水や酸素を吸着し、積層方向に水や酸素を侵入することを防止するものである。
【0020】
樹脂シール9は、二液型エポキシ樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂及び光硬化樹脂(紫外線硬化性樹脂)のいずれかを硬化したものである。樹脂シール9は、水分遮断シート8の外縁に沿って水分遮断シート8の外周部上に形成されている。更に、樹脂シール9は水分遮断シート8の外縁から延出して、絶縁保護膜11や基板2上にも形成されている。絶縁保護膜11や基板2の表面に対して樹脂シール9の表面の成す角度θ(接触角θ)は90°未満であり、望ましくは60°以下のテーパ状である。樹脂シール9なしに水分遮断シート8の周囲をガスバリア薄膜10が成膜すると、水分遮断シート8の周縁が切り立っている構造のため生じる段差によって水分遮断シート8の周縁でガスバリア薄膜10に裂け目が生じ、ここから水や酸素が浸入してしまう恐れがあるが、樹脂シール9がこのような段差を緩やかにするような構造で形成されるために、その上部を覆うガスバリア薄膜10を薄くしても十分ステップカバレッジでき、また水分遮断シート8とその下の絶縁保護膜11や基板2との界面に水や酸素の侵入することを抑制するものである。
【0021】
ガスバリア薄膜10は、酸化アルミニウムまたはアルミニウムからなるものである。ガスバリア薄膜10は、水分遮断シート8及び樹脂シール9を覆い、絶縁保護膜11の端部及び端子5a,7aを露出するように成膜されている。このガスバリア薄膜10の膜厚は、全体の薄型化の観点から0.01mm以下が望ましい。「ガスバリア性」とは、酸素ガス及び水蒸気を通過させないで酸素ガス及び水蒸気を遮蔽する性質をいう。
【0022】
次に、面発光デバイス1の製造方法、封止構造4の製造方法、有機EL素子3の封止方法について説明する。
まず、スパッタリング法、PVD法又はCVD法によって透明基板2の表面上にITO等の透明導電層を形成し、その透明導電層にマスクを施した状態でエッチングをすることによって、透明基板2上にアノード5、端子5a及び端子7aを形成するが、端子5aはアノード5と一体に形成し、端子7aはアノード5及び端子5aから離れるように形成する。次いで、液滴吐出法(インクジェット法)、スピンコート法、ダイコート法、ディップコート法、平版印刷法、凹版印刷法、凸版印刷法といった湿式塗布法によってEL層6をアノード5上に形成する。次いで、スパッタリング法、PVD法又はCVD法によって導電膜を成膜し、その導電膜にマスクを施した状態でエッチングすることによって、EL層6上にカソード7を形成してカソード7と端子7aとを接続する(図2(a))。次いで、有機EL素子3を被覆するとともに端子5a及び端子7aが露出するようにシリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる絶縁保護膜11を成膜する(図2(b))。
【0023】
次いで、図2(c)に示すように、重合、架橋前の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又は光硬化性樹脂からなる接着剤層12’、遮蔽層13、ナイロン層14、保護樹脂層15の順に積層してなる水分遮断シート8を有機EL素子3に重ねるようにして絶縁保護膜11に接着する。ここで、接着剤層12’を絶縁保護膜11側にして水分遮断シート8を接着し、更に有機EL素子3の端子5a,7a及び絶縁保護膜11の端部が水分遮断シート8から露出するようにして水分遮断シート8を接着する。そして、接着剤層12’が重合、架橋して硬化すると、ポリエチレン、ポリプロピレン等の吸着層12に変質する(図3(a))。水分遮断シート8を接着する時に水や酸素が生じる場合、この後十分乾燥させることで水や酸素を除去する。なお、接着剤層12’の組成にもよるが、水分遮断シート8を接着する際に水分遮断シート8を加熱して、更に水分遮断シート8を有機EL素子3側に押し付けるのが望ましい。
【0024】
次いで、二液型エポキシ樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂又は光硬化性樹脂を水分遮断シート8の外周部全体に塗布するが、この樹脂の絶縁保護膜11や基板12に対する接触角θが90°未満望ましくは60°以下にするのが望ましい。ここで、水分遮断シート8の外縁から樹脂を延出するようにして、且つ、端子5a,7aの突端及び絶縁保護膜11の端部に樹脂を浴びせないようにして、樹脂を塗布する。そして、塗布した樹脂が重合、架橋して硬化すると、その塗布した樹脂が樹脂シール9になる(図3(b))。樹脂シール9によって水分遮断シート8とその下の部材との隙間を埋めて、隙間からの水や酸素の浸入を抑制することができる。樹脂シール9生成時に水や酸素が生じる場合、この後十分乾燥させることで水や酸素を除去する。
【0025】
次いで、スパッタリング法、PVD法又はCVD法によって透明基板2の表面側一面、つまり、水分遮断シート8、樹脂シール9、端部を除く絶縁保護膜11及び透明基板2の露出した部分全体にガスバリア性の薄膜を成膜する。ここで、その薄膜がAlの場合には、蒸着法によって成膜し、その薄膜がAl2O3の場合には、スパッタリング法によって成膜する。これにより、絶縁保護膜11の端部及び端子5a,7aが露出するようにガスバリア薄膜10が形成される(図3(c))。スパッタリング法によりガスバリア薄膜10を形成する場合、樹脂シール9の表面にシワが発生しておりガスバリア薄膜10の膜厚が厚くなるほどシワが細かくなっているので、ガスバリア薄膜10の応力を抑えるためにガスバリア薄膜10の膜厚が2000Å以下となるように成膜するのが望ましい。先の工程で樹脂シール9の接触角θが90°未満望ましくは60°以下となるように樹脂シール9が形成されているので、樹脂シール9の全体を覆うようにガスバリア薄膜10を成膜することができる。
【0026】
以上のように本実施形態によれば、水分遮断シート8が有機EL素子3の外縁から延出するようにして有機EL素子3全体を被覆しているため、有機EL素子3が水分遮断シート8によって封止される。ここで有機EL素子3を被覆する窒化シリコン膜からなる絶縁保護膜11では水、酸素を十分遮蔽できないが、水分遮断シート8によって有機EL素子3の上面からの水及び酸素を十分遮蔽することができる。更に、樹脂シール9が水分遮断シート8の外縁から延出するようにして水分遮断シート8の外周部に形成されているから、水分遮断シート8とその下方で接する部材との接合面に経時的に隙間が生じてしまい、水や酸素が浸入する経路が発生しても、その外側を樹脂シール9によって水や酸素の浸入を抑制することができる。
【0027】
また、仮に樹脂シール9を形成せずにガスバリア薄膜10を形成した場合には、樹脂シール9の外周部の段差によってガスバリア薄膜10が樹脂シール9の外縁で途切れる恐れがあるが、樹脂シール9を形成することで樹脂シール9の表面が絶縁保護膜11や基板2の表面に対して傾斜しているので、ガスバリア薄膜10が途切れずにガスバリア薄膜10を成膜することができる、
【0028】
また、二液型エポキシ樹脂又は熱硬化性エポキシ樹脂を硬化して樹脂シール9を形成した場合には、重合生成後の経時的な樹脂シール9の縮小率が小さいので、その後に被覆するガスバリア薄膜10が樹脂シール9の収縮により生ずる物理的応力のために皺を生じてしまうことがない。特に、ガスバリア薄膜10がAl2O3の場合には、樹脂シール9とガスバリア薄膜10との密着性が良好であり、ガスバリア薄膜10にピンホールが生成されることを抑えることができ、水や酸素に対して優れた遮蔽性をもたらした。一方、樹脂シール9として紫外線硬化樹脂を用いた場合には、その上面を被覆した酸化アルミからなるガスバリア薄膜10に皺が形成されてしまい、樹脂シール9として二液型エポキシ樹脂又は熱硬化性エポキシ樹脂を硬化した樹脂シール9の場合ほど高い封止性がないことが確認された。
【0029】
また、ガスバリア薄膜10には厚さ方向にピンホールが生じることがあるが、有機EL素子3の上方には水分遮断シート8が形成されているので、水分遮断シート8直上のガスバリア薄膜10にピンホールが発生した場合であっても、水分遮断シート8が水や酸素を吸着するので有機EL素子3に水や酸素が到達することを抑制できる。
【0030】
また、この封止構造4は、従来のように対向ガラス基板と基板との間に有機EL素子3を挟んだ構造となっているのではなく、有機EL素子3を水分遮断シート8で被覆し、水分遮断シート8の外周部を樹脂シール9でシールし、全体をガスバリア薄膜10で被覆しているだけである。従って、面発光デバイス1全体としての厚みは、ガラス板二枚で封止した従来の封止構造に比較しても薄くなっている。
【0031】
〔変形例1〕
変形例について以下で説明するが、以下の変形例については上記面発光デバイス1と異なる点について説明し、面発光デバイス1の構成要素と同一の構成要素に同一の符号を付す。
図1に示された面発光デバイス1では水分遮断シート8がガスバリア薄膜10によって被覆されているが、図4に示された面発光デバイス101では水分遮断シート8の中央部が露出している。つまり、この面発光デバイス11では、ガスバリア薄膜10が樹脂シール9を被覆するように環状に形成されている。また、ガスバリア薄膜10が樹脂シール9の外縁及び内縁から延出して、ガスバリア薄膜10の一部が透明基板2、端子5a,7a及び水分遮断シート8の一部を被覆している。
この面発光デバイス101の封止構造4でも、外気がガスバリア薄膜10によって遮蔽されるから、透明基板2と樹脂シール9との界面まで侵入しにくくなり、有機EL素子3が劣化しにくくなる。
【0032】
〔変形例2〕
図1に示された面発光デバイス1では樹脂シール9が水分遮断シート8の外周部を被覆するように環状に形成されているが、図5に示された面発光デバイス111では樹脂シール9が水分遮断シート8の全体を被覆して水分遮断シート8の外縁から延出するように形成されている。
この面発光デバイス111の封止構造4でも、外気がガスバリア薄膜10によって遮蔽されるから、透明基板2と樹脂シール9との界面まで侵入しにくくなり、有機EL素子3が劣化しにくくなる。
【0033】
〔変形例3〕
図1に示された面発光デバイス1では水分遮断シート8が吸着層12、遮蔽層13、ナイロン層14、保護樹脂層15からなる四層構造であったが、図6に示された面発光デバイス121では、水分遮蔽シート8が有機EL素子3側から順に吸着層12、遮蔽層13、保護樹脂層15からなる三層構造である。
この面発光デバイス121の封止構造4でも、外気がガスバリア薄膜10によって遮蔽されるから、透明基板2と樹脂シール9との界面まで侵入しにくくなり、有機EL素子3が劣化しにくくなる。
【0034】
〔変形例4〕
図4に示された面発光デバイス101では水分遮断シート8が吸着層12、遮蔽層13、ナイロン層14、保護樹脂層15からなる四層構造であったが、図7に示された面発光デバイス131では、水分遮蔽シート8が有機EL素子3側から順に吸着層12、遮蔽層13、保護樹脂層15からなる三層構造である。
この面発光デバイス131の封止構造4でも、外気がガスバリア薄膜10によって遮蔽されるから、透明基板2と樹脂シール9との界面まで侵入しにくくなり、水分が有機EL素子3まで侵入することがなくなる。
【0035】
〔変形例5〕
図5に示された面発光デバイス111では水分遮断シート8が吸着層12、遮蔽層13、ナイロン層14、保護樹脂層15からなる四層構造であったが、図8に示された面発光デバイス141では、水分遮蔽シート8が有機EL素子3側から順に吸着層12、遮蔽層13、保護樹脂層15からなる三層構造である。
この面発光デバイス141の封止構造4でも、外気がガスバリア薄膜10によって遮蔽されるから、透明基板2と樹脂シール9との界面まで侵入しにくくなり、水分が有機EL素子3まで侵入することがなくなる。
【0036】
本発明は、上記各実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
【0037】
例えば、一つの有機EL素子だけでなく、二つ以上の有機EL素子をまとめて封止構造4で封止しても良い。例えば、透明基板2の表面状にm行n列(m、nともに2以上の整数)のマトリクス状に複数の有機EL素子を配列し、その後、全ての有機EL素子を被覆するように絶縁保護膜11を成膜する。その後、水分遮断シート8を全ての有機EL素子に重ねるようにして水分遮断シート8を絶縁保護膜11に接着する。その後は、上記実施の形態と同様に、水分遮断シート8の外周部に樹脂シール9を形成し、樹脂シール9及び水分遮断シート8全体を被覆するようにガスバリア薄膜10を成膜する。この場合各有機EL素子が画素となるが、単純マトリクス駆動であれば端子5a、端子7aがともに複数となり、アクティブマトリクス駆動であれば、端子5a、端子7aの少なくとも一つが複数となり、画素ごとに設けられた画素回路(一又は複数のTFTから構成される)も封止構造4内に封止される。
【0038】
【実施例】
以下に、実施例を挙げることにより、本発明をさらに具体的に説明する。
実施例1では、透明基板2の表面に有機EL素子3を形成し、その有機EL素子3を封止構造4で封止することによって、図1に示された面発光デバイス1を作成した。水分遮断シート8を接着する時に、水分遮断シート8を200℃に加熱して且つ水分遮断シート8を有機EL素子3側に0.25MPaの圧力で押しつけた。また、樹脂シール9には、エポキシ系の2液混合タイプの熱硬化樹脂を用いたが、具体的にはPX681C/NC(robnor resins社製)を用いた。樹脂シーツ9を形成する時には、ディスペンサで樹脂を塗布するが、走査速度を20mm/sec、塗布圧力を0.8kg/cm2、クリアランスを0.30mmに設定した。ガスバリア薄膜10は、Alを蒸着することによって膜厚5000Åの膜厚で成膜した。
【0039】
実施例2では、透明基板2の表面に有機EL素子3を形成し、その有機EL素子3を封止構造4で封止することによって、図1に示された面発光デバイス1を作成した。水分遮断シート8を接着する時に、水分遮断シート8を200℃に加熱して且つ水分遮断シート8を有機EL素子3側に0.25MPaの圧力で押しつけた。また、樹脂シール9には、アクリル系の紫外線硬化樹脂を用いたが、具体的には3027B(スリーボンド社製)を用いた。樹脂シーツ9を形成する時には、ディスペンサで樹脂を塗布するが、走査速度を20mm/sec、塗布圧力を0.8kg/cm2、クリアランスを0.30mmに設定した。ガスバリア薄膜10は、酸素雰囲気(真空度:5mTorr)においてAlをターゲットとして成膜速度39.3Å/minでスパッタリングすることによって、膜厚2000ÅのAl2O3膜とした。
【0040】
実施例1、実施例2の何れでも有機EL素子は同一工程・同一材料で形成した。
【0041】
そして、実施例1のように製造した三つ面発光デバイス1を温度60℃、湿度90%の雰囲気下に500時間曝露して、発光面中に成長したダークスポットの直径の増加量を測定した。同様に、実施例2のように製造した三つ面発光デバイス1を温度60℃、湿度90%の雰囲気下に500時間曝露して、発光面中に成長したダークスポットの直径の増加量を測定した。その結果を図9に示す。
図9のグラフにおいて、横軸は曝露時間を表し、縦軸はダークスポットの直径の増加量を表す。図9に示すように、実施例1(試料No.1、No.2、No.3)では、ダークスポットの成長速度が試料によってばらついていることがわかり、試料No.1のダークスポットの成長速度が最も速く、試料No.2のダークスポットの成長速度が最も遅い。実施例2(試料No.4、No.5、No.6)では、ダークスポットの成長速度が試料によってばらついておらず何れの試料でも殆ど同じ成長速度であることがわかる。但し、試料No.4、No.5、No.6の成長速度は実施例1の試料No.2の成長速度よりも速い。
有機EL素子3中のダークスポットは発光しない部分であり、有機EL素子3が劣化することによって生じるものであるため、実施例1の試料No.2のようにダークスポットの成長速度が低いことが望ましいが、大量生産を考慮すると実施例2のようにダークスポットの成長速度が試料によってばらつかないのが望ましい。
【0042】
また、実施例1、実施例2の面発光デバイス1を温度60℃、湿度90%の雰囲気下に500時間曝露して、面発光デバイス1を強度100cd/m2で発光させた時の効率及び電流比視効率を測定した。その結果を図10、図11に示す。
図10のグラフにおいて、横軸は曝露時間を表し、縦軸は効率を表す。図11のグラフにおいて、横軸は曝露時間を表し、縦軸は電流比視効率を表す。図10に示すように、実施例1であっても実施例2であっても、曝露時間が長くなっても効率が低下していかないことがわかる。また、図11に示すように、実施例1であっても実施例2であっても、曝露時間が長くなっても電流比視効率が低下していかないことがわかる。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、水分遮断シートがEL素子上面を被覆し、樹脂シールが水分遮断シートの縁から延出するように形成されているため、EL素子が水分遮断シート及び樹脂シールによって封止される。更に、樹脂シールが水分遮断シートの縁から延出するように形成されているため、樹脂シールが水分遮断シートとその下方の部材との隙間を埋設し、水や酸素が有機EL素子にまで侵入しにくくなる。また、ガスバリア膜が樹脂シールその下方の部材との隙間を埋設し、水や酸素が有機EL素子にまで侵入しにくくなり、有機EL素子が更に劣化しにくくなる。また、本発明の封止構造は、従来のように対向ガラス基板と基板との間にEL素子を挟んだ構造となっているのではなく、EL素子を単に被覆するように水分遮断シートが設けられているだけであるから、全体としての厚みが従来と比較しても薄くすることができる。
【0044】
また、ガスバリア膜がAl又はAl2O3の何れかで形成されているため、ガスバリア膜と基板との接合性は樹脂と基板との接合性に比較しても高い。そのため、外気がガスバリア膜と基板との界面に侵入しにくくなり、有機EL素子が更に劣化しにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された封止構造及びこの封止構造に封止される有機EL素子を示した断面図である。
【図2】図1の封止構造の製造過程を示した図面である。
【図3】図2の続きの製造過程を示した図面である。
【図4】図1の封止構造とは別の封止構造を示した断面図である。
【図5】図1、図4の封止構造とは別の封止構造を示した断面図である。
【図6】図1、図4、図5の封止構造とは別の封止構造を示した断面図である。
【図7】図1、図4、図5、図6の封止構造とは別の封止構造を示した断面図である。
【図8】図1、図4、図5、図6、図7の封止構造とは別の封止構造を示した断面図である。
【図9】実施例について曝露時間とダークスポットの直径の増加量との関係の結果を示したグラフである。
【図10】実施例について曝露時間と効率との関係の結果を示したグラフである。
【図11】実施例について曝露時間と電流比視効率との関係の結果を示したグラフである。
【符号の説明】
2 透明基板(基板)
3 有機EL素子(EL素子)
4 封止構造
5 アノード(第一電極)
6 EL層
7 カソード(第二電極)
8 水分遮断シート
9 樹脂シール
10 ガスバリア薄膜(ガスバリア膜)
Claims (9)
- 基板上に第一電極、少なくとも一層以上のEL層、第二電極の順に積層されてなるEL素子を封止する封止構造において、
前記EL素子の上面を被覆するように設けられ、水分が透過することを遮断する水分遮断シートと、
前記水分遮断シートのうち少なくとも外周部上に形成されるとともに、前記水分遮断シートの縁から延出して前記水分遮断シートの周囲の前記基板上に形成された樹脂シールと、
前記樹脂シールを被覆するように成膜され、ガスバリア性を有したガスバリア膜と、
を備えることを特徴とする封止構造。 - 前記ガスバリア膜がAl又はAl2O3の何れかで形成されていることを特徴とする請求項1に記載の封止構造。
- 前記水分遮蔽シートは、吸着層、遮蔽層及び保護樹脂層で構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の封止構造。
- 前記水分遮蔽シートは、吸着層、遮蔽層、ナイロン層及び保護樹脂層で構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の封止構造。
- 前記吸着層は、ポリエチレン、ポリプロピレンのいずれかを有することを特徴とする請求項3又は4に記載の封止構造。
- 前記吸着層は、水又は酸素を物理吸着する官能基、或いは酸素を化学的に吸着する脱酸素剤を有することを特徴とする請求項3又は4に記載の封止構造。
- 前記遮蔽層は、金属を有することを特徴とする請求項3から6の何れか一項に記載の封止構造。
- 前記保護樹脂層は、ポリテレフタル酸エチレンを有することを特徴とする請求項3から7の何れか一項に記載の封止構造。
- 前記樹脂シールはテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項1から8の何れか一項に記載の封止構造。
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