JP2005339832A - 有機ｅｌパネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 有機ＥＬ素子内への水分の侵入によるダークスポットの発生を抑え、また、煩雑な作業を要することなく発光駆動に伴う発熱によって前記有機ＥＬ素子の温度が上昇することを抑制することによって長寿命化させることが可能な有機ＥＬパネル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 有機ＥＬパネル１は、基板２上に形成され少なくとも発光層を有する有機層５が一対の電極（第一，第二電極）３，６間に形成されてなる有機ＥＬ素子１０を有する。有機ＥＬ素子１０を気密的に覆うように基板２上に配設される封止部材７を有する。粉体状の吸着剤９ａと所定量の液体（不活性液体）９ｂとを混合させてなり、封止部材７の有機ＥＬ素子１０との対向面に有機ＥＬ素子１０と接触する状態にて配設される吸着部材９を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板上に形成され少なくとも発光層を有する有機層が一対の電極間に積層形成されてなる有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子と、前記有機ＥＬ素子を気密的に覆うように基板上に配設される封止部材と、を備えてなる有機ＥＬパネル及びその製造方法に関するものである。

有機ＥＬパネルとしては、例えばガラス材料からなる基板上に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透光性導電材料からなり陽極となる第一電極と、少なくとも発光層を有する有機層と、アルミニウム（Ａｌ）等の金属材料からなり陰極となる第二電極とを順次積層して積層体である有機ＥＬ素子を形成し、この有機ＥＬ素子を覆うように、例えばガラス材料からなる封止部材を前記基板上に接着剤を介して気密的に配設するものが知られている。

かかる有機ＥＬパネルは、長期間の発光に耐える長寿命化が求められるが、前記有機ＥＬ素子の発光特性を劣化させる原因の一つとして、ダークスポットの発生が上げられる。このダークスポットは、前記有機ＥＬ素子の構成材料の表面に付着している水分や前記有機ＥＬ素子が収納される封止空間内に侵入した水分が、前記第二電極表面の欠陥（塵やゴミ等の付着によって生じる個所）等から前記有機ＥＬ素子内に侵入し、前記有機層と前記第二電極との間に剥離を生じさせることで発生すると考えられている。

このような問題を解決するものとして、本願出願人は、特許文献１にて、化学的にあるいは物理的に水分を吸着する粉体状の吸着剤を例えばフッ素系オイルからなる所定量の不活性液体と混合してクリーム状あるいはゲル状の吸着部材を形成し、この吸着部材を前記封止部材の前記有機ＥＬ素子と対向する面上に配設してなる有機ＥＬパネルを提案している。

また、さらに、発光駆動に伴う発熱によって前記有機ＥＬ素子の温度が上昇し、前記有機ＥＬ素子の構成材料が劣化することを抑制するために、特許文献２には、有機ＥＬ素子（有機ＥＬ積層膜）及び封止部材（封止材）との両方に接するように吸湿性熱伝導固体を配設するものが開示されている。
特開２００２−１９８１７０号公報 特開２００４−１１９２７７号公報

しかしながら、特許文献２に開示される方法においては、前記有機ＥＬ素子に前記吸湿性熱伝導固体が接触することで前記有機ＥＬ素子に傷等が発生するおそれがあるという問題点があった。また、前記有機ＥＬ素子に傷等が発生することを防止する、あるいは、前記有機ＥＬ素子と前記吸湿性熱伝導固体とを良好に接触させるためには、前記封止部材における前記吸湿性熱伝導固体の配設位置、高さ、表面の平坦度等を細かく規定する必要があり、前記有機ＥＬパネルの製造工程において煩雑な作業を要するという問題点があった。

本発明は、このような問題に鑑み、有機ＥＬ素子内への水分の侵入によるダークスポットの発生を抑え、また、煩雑な作業を要することなく発光駆動に伴う発熱による前記有機ＥＬ素子の温度上昇を抑制することによって前記有機ＥＬ素子を長寿命化させることが可能な有機ＥＬパネル及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の有機ＥＬパネルは、前記課題を解決するために、基板上に形成され少なくとも発光層を有する有機層が一対の電極間に積層形成されてなる有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を気密的に覆うように前記基板上に配設される封止部材と、粉体状の吸着剤と所定量の液体とを混合してなり、前記封止部材の前記有機ＥＬ素子との対向面に前記有機ＥＬ素子と接触する状態にて配設される吸着部材と、を備えてなることを特徴とする。

また、前記吸着部材は、前記封止部材と前記有機ＥＬ素子とによって押圧され前記有機ＥＬ素子の前記封止部材との対向面の一部または全部と接触するように押し広げられてなることを特徴とする。

また、前記吸着部材は、大きさが２０μｍ以下である前記吸着剤を有してなることを特徴とする。

また、前記吸着部材は、前記吸着剤の含有量が４０パーセント以下であることを特徴とする。

また、前記吸着剤は、物理的に水分を吸着可能な材料からなることを特徴とする。

本発明の有機ＥＬパネルの製造方法は、基板上に形成され少なくとも発光層を有する有機層が一対の電極間に積層形成されてなる有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を気密的に覆うように前記基板上に配設される封止部材と、粉体状の吸着剤と所定量の液体とを混合してなり、前記封止部材の前記有機ＥＬ素子との対向面に配設される吸着部材と、を備えてなる有機ＥＬパネルの製造方法であって、前記封止部材の前記有機ＥＬ素子との対向面に前記吸着部材を配設する工程と、前記封止部材と前記基板とを前記有機ＥＬ素子を気密的に覆うように重ね合わせ、また、前記吸着部材と前記有機ＥＬ素子とを接触させ前記封止部材と前記有機ＥＬ素子とで前記吸着部材を押圧して押し広げる工程と、を少なくとも含むことを特徴とする。

また、前記封止部材の前記有機ＥＬ素子との対向面に前記吸着部材を配設する工程において、前記封止部材の前記有機ＥＬ素子との対向面と前記有機ＥＬ素子との間隔よりも高く前記吸着部材を配設することを特徴とする。

また、前記吸着部材は、大きさが２０μｍ以下の前記吸着剤を有することを特徴とする。

また、前記吸着部材は、前記吸着剤の含有量が４０パーセント以下であることを特徴とする。

また、前記吸着剤は、物理的に水分を吸着可能な材料からなることを特徴とする。

本発明は、基板上に形成され少なくとも発光層を有する有機層が一対の電極間に形成されてなる有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を気密的に覆うように前記基板上に配設される封止部材と、を備えてなる有機ＥＬパネル及びその製造方法に関し、有機ＥＬ素子内への水分の侵入によるダークスポットの発生を抑え、また、煩雑な作業を要することなく発光駆動に伴う発熱による前記有機ＥＬ素子の温度上昇を抑制することによって前記有機ＥＬ素子を長寿命化させることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づき説明する。図１に示すように、有機ＥＬパネル１は、基板２と、第一電極３と、絶縁層４と、有機層５と、第二電極６と、封止部材７と、接着剤８と、吸着部材９とから構成されている。

基板２は、ガラス材料等の透光性材料からなり、矩形状に形成されている。

第一電極３は、外部電源（図示しない）から有機層５に正孔を注入する陽極となるものであり、基板２上にＩＴＯ等の透光性の導電性材料を蒸着法やスパッタリング法等の手段によって層状に形成し、さらにフォトリソグラフィー法等の手段によって所定の形状に形成してなるものである。また、第一電極３は、第一電極３から引き出し形成されたリード部と、このリード部の終端部に設けられる電極部とを備えており、所定の回路基板（図示しない）を介して前記外部電源と接続される。

絶縁層４は、例えば、ポリイミド系等の絶縁材料からなり、フォトリソグラフィー法等の手段によって所定の形状に形成される。絶縁層４は、発光領域の輪郭を鮮明に表示するため、第一電極３の周縁部と若干重なるように形成され、また、第一電極３と第二電極６との絶縁を確保するために前記リード部上を覆うように配設される。

有機層５は、少なくとも発光層を有するものであればよいが、本発明の実施の形態においては正孔注入層，正孔輸送層，発光層及び電子輸送層を蒸着法等の手段によって順次積層形成してなるものである。有機層５は、絶縁層４から露出する第一電極３の形成箇所に対応するように所定の大きさをもって配設される。

第二電極６は、前記外部電源から有機層５に電子を注入する陰極となるものであり、アルミニウム（Ａｌ）やマグネシウム銀（Ｍｇ：Ａｇ）等の金属導電性材料を蒸着法等の手段によって層状に形成してなるものであり、有機層５上に形成される。第二電極６は、基板２上に設けられるリード部と電気的に接続される。なお、このリード部の終端部には、電極部が設けられ前記回路基板を介して前記外部電源と接続される。なお、前記リード部及び前記電極部は第一電極３と同材料により形成される。

以上のように、基板２上に第一電極３，絶縁層４，有機層５及び第二電極６を順次積層して有機ＥＬ素子１０が得られる。

封止部材７は、例えばガラス材料からなる平板部材にサンドブラスト、切削及びエッチング等の適宜方法で凹部７ａを形成してなるものである。封止部材７は、凹部７ａを取り囲むようにして形成される支持部７ｂを、例えば紫外線硬化型エポキシ樹脂からなる接着剤８を介して基板２上に気密的に配設することで、封止部材７と基板２とで有機ＥＬ素子１０を封止する封止空間を構成する。

吸着部材９は、封止部材７の有機ＥＬ素子１０との対向面７ｃに塗布，滴下または貼り付け等の方法で配設されるものであり、クリーム状あるいはペースト状に形成されている。吸着部材９は、化学的あるいは物理的に水分を吸着する吸湿作用を有し、例えば活性アルミナ，モレキュラシーブス，酸化カルシウムあるいは酸化バリウム等の無機材料からなる粉体状の吸着剤９ａと、フッ素系オイル等からなる所定量の不活性液体（液体）９ｂとを混合させてなるものである。なお、化学的に水分を吸着する材料は一般的に反応性が高く、有機ＥＬ素子１０の有機材料を劣化させるおそれがあるため、吸着剤９ａは反応性の低い物理的に水分を吸着する材料からなるものが望ましい。なお、吸着剤９ａの粒径（大きさ）は例えば２０μｍ以下となっており、さらに１０μｍ以下であることが望ましい。また、吸着部材９は、吸着剤９ａの含有量が吸着部材９全体に対して４０パーセント以下（さらに望ましくは２０パーセント以下）となるように形成される。また、吸着部材９は、後述する封止部材７を基板２と重ね合わせる工程において、有機ＥＬ素子１０の封止部材７との対向面である第二電極６の表面と接触し、さらに、封止部材７と有機ＥＬ素子１０とで押圧され、図１の矢印で示す有機ＥＬ素子１０に対して垂直方向に押し広げられ、第二電極６の表面の一部あるいは全部に接触するように設けられている。したがって、吸着部材９が有機ＥＬ素子１０と封止部材７との両方に接する構成となっていることから、発光駆動に伴って有機ＥＬ素子１０の有機層５に発生する熱を吸着部材９を介して封止部材７に伝導させ、この熱を放散させることが可能となっている。

次に、図２を用いて、有機ＥＬパネル１の製造方法について説明する。

まず、前述の透光性の導電材料を蒸着法等によって基板２上に層状に形成し、さらに、フォトリソグラフィー法等の手段によって、所定形状の第一電極３を形成する。次に、フォトリソグラフィー法等の手段によって、第一電極３の前記周縁部と若干重なるように絶縁層４を形成する（図２（ａ）参照）。

次に、絶縁層４から露出する第一電極３上に、正孔注入層，正孔輸送層，発光層及び電子輸送層を蒸着法やスパッタリング法等の手段によって順次積層形成して有機層５を形成する。次に、有機層５上に、前述の金属導電性材料を蒸着法等の手段によって層状に形成して第二電極６を形成し、有機ＥＬ素子１０を得る（図２（ｂ）参照）。

また、前述した無機材料からなる粉体状の吸着剤９ａと、前述した所定量の不活性液体９ｂとを例えばホモジナイザー等の撹拌装置によって撹拌混合させてクリーム状あるいはペースト状の吸着部材９を形成し、例えばガラス材料からなる平板部材にサンドブラスト、切削及びエッチング等の適宜方法で凹部７ａを形成してなる封止部材７の有機ＥＬ素子１０との対向面７ｃ上に、吸着部材９を所定の高さＢにて塗布する（図２（ｃ）参照）。なお、吸着部材９は、後述する押し広げを良好に行うために、高さＢが予め定められる封止部材７の有機ＥＬ素子１０との対向面７ｃと有機ＥＬ素子１０との間隔Ａ（図１及び図２（ｄ）参照）よりも大きい値となるように塗布されることが望ましい。

吸着部材９を封止部材７に塗布した後、封止部材７を、支持部７ｂが紫外線硬化型エポキシ樹脂からなる接着剤８を介して基板２と接合するように重ね合わせ、さらに接着剤８に紫外線を照射して接着剤８を硬化させ、有機ＥＬ素子１０を気密的に覆う封止空間を形成する（図２（ｄ）参照）。また、封止部材７を基板２に重ね合わせる際に、封止部材７に基板２の方向に対して所定の圧力を加えることによって、封止部材７に配設される吸着部材９を有機ＥＬ素子１０の封止部材７との対向面である第二電極６の表面と接触させ、さらに、封止部材７と有機ＥＬ素子１０と吸着部材９を押圧し、図２（ｄ）の矢印で示す有機ＥＬ素子１０に対して垂直方向に吸着部材９を押し広げ、吸着部材９を第二電極６の表面の一部あるいは全部に接触させる。

なお、前述の封止部材７と基板２との重ね合わせは、例えば図３に示すような封止装置Ａによって行うことができる。

封止装置Ａは、封止室Ａ１に、排気ポート１１を介して図示しない真空ポンプで室内が略真空状態になるように排気され、窒素導入口１２から窒素が導入されることで、酸素の濃度が１００ｐｐｍ以下及び露点が−７０℃以下の窒素室Ａ２を設けている。

封止装置Ａは、窒素室Ａ２の略中央に配設される支持基板１３と封止基板１４とが配設される重ね合わせ機構１５と、窒素室Ａ２の上方に配設され前記接着剤に紫外線を照射する紫外線照射装置１６（以下、ＵＶ照射装置という）と、ＵＶ照射装置１６と重ね合わせ機構１５との間に設けられる配設部１７にマスクホルダー１８を介して配設されＵＶ照射装置１６からの紫外線を部分的に遮断する紫外線カットマスク１９（以下、ＵＶカットマスクという）を備えている。

支持基板１３は、ガラス材料からなり、有機ＥＬ素子１０が複数個所形成されており、封止工程後に支持基板１３を各有機ＥＬ素子１０毎に分割されて個々の有機ＥＬパネル１の基板２を構成する、いわゆる多面取りに用いられる構成となっている。

封止基板１４は、支持基板１３上の各有機ＥＬ素子１０の形成位置に対応して各有機ＥＬ素子１０を気密的に覆うための凹部７ａが複数形成されている。封止基板１４は封止工程後に支持基板１３とともに切断され個々の有機ＥＬパネル１の封止部材７を構成するものである。また、封止基板１４は、例えばＸ−Ｙ−Ｚ方向に移動可能なロボットにディスペンサが取り付けられてなる接着剤塗布装置（図示しない）によって接着剤８を支持基板１３との接合面に塗布される。

重ね合わせ機構１５は、支持基板１３を配設する第一の載置部１５ａと、封止基板１４を配設する第二の載置部１５ｂと、載置部１５ｂを例えばシリンダーからなる駆動手段によって上方に移動させる上昇機構１５ｃとを備えている。

重ね合わせ機構１５は、上昇機構１５ｃを駆動させて第二の載置部１５ｂを上昇させて封止基板１４を所定圧力にて支持基板１３に重ね合わせる。なお、重ね合わせ機構１５は、第二の載置部１５ｂ上に弾性部材１５ｄを備えており、支持基板１３及び封止基板１４に過剰な圧力が付与されることを防止している。

マスクホルダー１８は、金属材料からなる枠状の部材であり、例えば板状の金属材料を略コの字状に折り曲げ形成してなる板バネ等を用いてＵＶカットマスク１９が枠内に配設固定されるものである。

ＵＶカットマスク１９は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の透光性の樹脂材料からなるベース部上にＣｒ（クロム）等の非透光性材料からなり紫外線を遮断する遮光部を有機ＥＬ素子１０の形成位置に対応させて形成してなるものである。

封止装置Ａは、重ね合わせ機構１５によって支持基板１３及び封止基板１４が重ね合わされると、ＵＶ照射装置１６からの紫外線をＵＶカットマスク１９を介して接着剤８の塗布位置に照射させることで、両部材を接合し、気密性良く封止する。

以上の工程によって、有機ＥＬパネル１が得られる。

かかる有機ＥＬパネル１は、粉体状の吸着剤９ａと所定量の不活性液体９ｂとを混合してなり、封止部材７の有機ＥＬ素子１０との対向面７ｃに配設される吸着部材９を備え、吸着部材９が、封止部材７と有機ＥＬ素子１０とによって押圧され有機ＥＬ素子１０の封止部材７との対向面の一部または全部と接触するように押し広げられてなるものである。

また、有機ＥＬパネル１の製造方法は、封止部材７の有機ＥＬ素子１０との対向面７ｃに吸着部材９を配設する工程と、封止部材７と基板２とを有機ＥＬ素子１０を気密的に覆うように重ね合わせ、また、吸着部材９と有機ＥＬ素子１０とを接触させ封止部材７と有機ＥＬ素子１０とで吸着部材９を押圧して押し広げる工程と、を少なくとも含むものである。また、吸着部材９を配設する工程において、封止部材７の有機ＥＬ素子１０との対向面７ｃと有機ＥＬ素子１０との間隔よりも高く吸着部材９を配設するものである。

したがって、有機ＥＬパネル１及びその製造方法は、有機ＥＬ素子１０が封止される封止空間内に吸着部材９を配設することにより有機ＥＬ素子内への水分の侵入によるダークスポットの発生を抑えることが可能となり、長期にわたって安定した発光特性を維持することができる。また、吸着部材９として粉体状の吸着剤９ａと不活性液体９ｂとを混合してなるクリーム状あるいはペースト状のものを使用し、さらに、封止部材７と基板２とを有機ＥＬ素子１０を気密的に覆うように重ね合わせる際に、吸着部材９と有機ＥＬ素子１０とを接触させ封止部材７と有機ＥＬ素子１０とで吸着部材９を押圧して押し広げることによって、吸着部材９の配設位置や高さにバラツキが生じる場合であっても、押し広げによって吸着部材９の形状が変形し、吸着部材９を封止部材７及び有機ＥＬ素子１０と良好に接触させることができる。また、特許文献２に開示される吸湿性熱伝導固体を有機ＥＬ素子に接触させる方法においては、前記吸湿性熱伝導固体の平坦度を細かく規定する必要があったが、本実施の形態の吸着部材９を使用する場合には、吸着部材９は押し広げによって有機ＥＬ素子１０の表面に沿って変形するため、表面の平坦度等を細かく規定する必要がない。したがって、有機ＥＬパネル１およびその製造方法は、煩雑な作業を要することなく有機ＥＬ素子１０の発光駆動に伴って有機層５に発生する熱を吸着部材９を介して放散させることができ、有機層５を構成する有機材料の劣化を抑制し、長期にわたって安定した発光特性を維持することができる。

また、吸着部材９は、大きさが２０μｍ以下（さらに望ましくは１０μｍ以下）である吸着剤９ａを有してなるものである。また、吸着部材９は、吸着剤９ａの含有量が４０パーセント以下（さらに望ましくは２０パーセント以下）となるものである。吸着部材９に含有される吸着剤９ａの大きさを前述のように規定する、あるいは、吸着剤９ａの含有量を前述のように規定することによって、吸着部材９が押し広げられる際に吸着部材９に含有される吸着剤９ａによって有機ＥＬ素子１０に付与される抵抗を低減させることができ、吸着部材９を有機ＥＬ素子１０に接触させる際に吸着剤９ａによって有機ＥＬ素子１０に傷等が発生することを抑制することができる。

また、吸着剤９ａとして、反応性の低い物理的に水分を吸着可能な材料を用いることによって、吸着剤９ａによって有機ＥＬ素子１０の有機材料が劣化することを抑制することができる。

なお、本発明の実施の形態では、封止部材７に凹部７ａが形成される構成であったが、封止部材は凹部が形成されない平板状であってもよい。かかる封止部材においては基板と封止部材との間に配設される接着剤にスペーサ部材が含有されることが望ましい。

本発明の実施の形態の有機ＥＬパネルを示す要部断面図。 同上の有機ＥＬパネルの製造工程を示す図。 同上の有機ＥＬパネルの製造に用いられる封止装置を示す図。

符号の説明

１ 有機ＥＬパネル
２ 基板
３ 第一電極
５ 有機層
６ 第二電極
７ 封止部材
８ 接着剤
９ 吸着部材
９ａ 吸着剤
９ｂ 不活性液体（液体）
１０ 有機ＥＬ素子

Claims (10)

1. 基板上に形成され少なくとも発光層を有する有機層が一対の電極間に積層形成されてなる有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を気密的に覆うように前記基板上に配設される封止部材と、粉体状の吸着剤と所定量の液体とを混合してなり、前記封止部材の前記有機ＥＬ素子との対向面に前記有機ＥＬ素子と接触する状態にて配設される吸着部材と、を備えてなることを特徴とする有機ＥＬパネル。
2. 前記吸着部材は、前記封止部材と前記有機ＥＬ素子とによって押圧され前記有機ＥＬ素子の前記封止部材との対向面の一部または全部と接触するように押し広げられてなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
3. 前記吸着部材は、大きさが２０μｍ以下である前記吸着剤を有してなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
4. 前記吸着部材は、前記吸着剤の含有量が４０パーセント以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
5. 前記吸着剤は、物理的に水分を吸着可能な材料からなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
6. 基板上に形成され少なくとも発光層を有する有機層が一対の電極間に積層形成されてなる有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を気密的に覆うように前記基板上に配設される封止部材と、粉体状の吸着剤と所定量の液体とを混合してなり、前記封止部材の前記有機ＥＬ素子との対向面に配設される吸着部材と、を備えてなる有機ＥＬパネルの製造方法であって、
   前記封止部材の前記有機ＥＬ素子との対向面に前記吸着部材を配設する工程と、
   前記封止部材と前記基板とを前記有機ＥＬ素子を気密的に覆うように重ね合わせ、また、前記吸着部材と前記有機ＥＬ素子とを接触させ前記封止部材と前記有機ＥＬ素子とで前記吸着部材を押圧して押し広げる工程と、を少なくとも含むことを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
7. 前記封止部材の前記有機ＥＬ素子との対向面に前記吸着部材を配設する工程において、前記封止部材の前記有機ＥＬ素子との対向面と前記有機ＥＬ素子との間隔よりも高く前記吸着部材を配設することを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
8. 前記吸着部材は、大きさが２０μｍ以下の前記吸着剤を有することを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
9. 前記吸着部材は、前記吸着剤の含有量が４０パーセント以下であることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
10. 前記吸着剤は、物理的に水分を吸着可能な材料からなることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。

Images