JP2008027814A

JP2008027814A - Ｅｌパネル

Info

Publication number: JP2008027814A
Application number: JP2006201114A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Satomi; 倫明里見
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2006-07-24
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2008-02-07

Abstract

【課題】基板と封止基板とが接着剤を介して接着された構成を有しながら、十分に長い寿命を有するＥＬパネルを提供すること。
【解決手段】基板３と、ＥＬ素子５と、封止層３０及び該封止層３０を挟んで基板３と対向配置された封止基板４０を有しておりＥＬ素子５を覆うように設けられた封止部７と、を備え、封止層３０は、樹脂マトリックス１０と、樹脂マトリックス１０内に分散している球状の第１の無機フィラー２１及び針状又は板状の第２の無機フィラー２２とを含有し、第２の無機フィラー２２は、その長軸方向が第１の無機フィラー２１の表面に沿うように配列している、ＥＬパネル１ａ。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルに関する。

ＥＬ素子は特に水分に弱く、その長寿命化を図るためには外気環境からの水の侵入を十分に防ぐことが求められる。そのため、基板上に形成されたＥＬ素子を覆うように封止基板を設け、この封止基板と基板とを接着剤（封止剤）を介して貼り合わせる構造がＥＬパネルにおいて多く採用されている。そして、このような構造のＥＬパネルにおいて、接着剤の中に無機フィラーを添加することにより水の移動経路を長くして、接着剤層における水の浸透を遅らせる試みがなされている（例えば、特許文献１。）。
特開２００５−９１８７４号公報

しかし、従来のＥＬパネルは、長期間使用後に輝度の低下を生じる等の問題があり、寿命の点で更なる改善が求められていた。そして、本発明者らによる詳細な検討の結果、特に、基板と封止基板とが接着剤を介して接着された構成を有するＥＬパネルの場合、接着剤の層（封止層）の側方からＥＬ素子へ向かう方向の水の浸透速度が大きく、このことが寿命低下の大きな要因となっていることが明らかとなった。

そこで、本発明は、基板と封止基板とが接着剤を介して接着された構成を有しながら、十分に長い寿命を有するＥＬパネルを提供することを目的とする。

本発明は、基板と、該基板上に形成されたＥＬ素子と、基板のＥＬ素子が形成されている側の面に接する封止層及び該封止層を挟んで基板と対向配置された封止基板を有しておりＥＬ素子を覆うように設けられた封止部と、を備え、封止層は、樹脂マトリックスと、該樹脂マトリックス内に分散している球状の第１の無機フィラー及び針状又は板状の第２の無機フィラーとを含有し、第２の無機フィラーは、その長軸方向が第１の無機フィラーの表面に沿うように配列している、ＥＬパネルである。

針状又は板状の第２の無機フィラーがその長軸方向が球状の第１の無機フィラーの表面に沿うように配列していることにより、隣り合う第１の無機フィラー同士の間の領域において、基板の主面に垂直な方向に第２の無機フィラーの配向が偏った状態となる。その結果、第２の無機フィラーがランダムな方向に配されている場合と比較して、封止層の側面から樹脂マトリックス中に侵入した水が基板と平行な方向に移動してＥＬ素子に接近するときの移動経路がより長くなり、この方向での水の浸透速度が小さくなる。これにより、ＥＬパネルが長寿命化されると考えられる。

第２の無機フィラーの最大径の平均値は、第１の無機フィラーの最大径の平均値よりも小さいことが好ましい。これにより、隣り合う第１の無機フィラー同士の間の領域において基板の主面に垂直な方向に第２の無機フィラーの配向が偏る傾向がより強くなって、ＥＬパネルの長寿命化の効果がより顕著なものとなる。

第１の無機フィラーの最大径の平均値の基板と封止基板との間隔に対する比は０．２５以上であることが好ましい。これにより、隣り合う第１の無機フィラー同士の間の領域において基板の主面に垂直な方向に第２の無機フィラーの配向が偏る傾向がより強くなって、ＥＬパネルの長寿命化の効果がより顕著なものとなる。

本発明によれば、基板と封止基板とが接着剤を介して接着された構成を有し、十分に長い寿命を有するＥＬパネルが提供される。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

図１は、本発明の第一実施形態に係るＥＬパネルを示す概略断面図である。図１に示すＥＬパネル１ａは、基板３と、基板３上に形成されたＥＬ素子５と、基板３のＥＬ素子５が形成されている側においてＥＬ素子５を覆うように設けられた封止部７とから構成される。封止部７は、基板３のＥＬ素子５側の面に接するとともにＥＬ素子５に密着しながらこれを覆うように形成された封止層３０と、封止層３０を間に挟んで基板３と対向配置された封止基板４０とを有している。

ＥＬパネル１ａは、ＥＬ素子５から発光された光を封止部７側に表示するトップエミッション型、又は基板３側に表示するボトムエミッション型のいずれかタイプのＥＬパネルとして適用することができる。封止層３０は、樹脂マトリックス１０と、樹脂マトリックス１０内に分散している球状の第１の無機フィラー２１及び板状の第２の無機フィラー２２とを含有している。樹脂マトリックス１０は、典型的には硬化性樹脂から形成された硬化物からなる。

第２の無機フィラー２２は、その長軸方向が第１の無機フィラー２１の表面に沿うように配列している。第２の無機フィラー２２がこのように配列していることにより、隣り合う第１の無機フィラー２１同士の間の領域において、基板３の主面に垂直な方向に第２の無機フィラー２２の配向が偏った状態になっている。このような形態をとることで、第１の無機フィラー２１と第２の無機フィラー２２とを合わせた無機フィラー全体としての密度を、第１の無機フィラー２１単独の場合と比較してより顕著に大きくすることが可能になる。これにより、水の侵入経路の延長を図ることができる。

第１の無機フィラー２１は球状である。第１の無機フィラー２１のアスペクト比は典型的には１．０〜１．５であり、より好ましくは１．０〜１．２である。第１の無機フィラー２１としては、シリカ粒子等が好適に用いられる。

第２の無機フィラー２２は、無機物からなる板状のフィラーである。第２の無機フィラー２２のアスペクト比は、典型的には２〜１０程度である。第２の無機フィラーは針状であってもよい。第２の無機フィラーとしては、タルク等の層状粘土化合物からなるフィラーが好適に用いられる。

ここで、第１の無機フィラー及び第２の無機フィラーのアスペクト比は、封止層の断面を観察したときに、それぞれの無機フィラーの断面における最大径とこれに垂直な方向における径との比を意味する。

第１の無機フィラー２１の最大径Ｒの平均値Ｒｍの基板３と封止基板４０との間隔ｄに対する比は０．２５以上であることが好ましく、０．３０以上であることがより好ましい。Ｒｍの間隔ｄに対する比が０．２５未満であると、第２の無機フィラー２２が基板３の主面に略垂直な方向に配向し難くなって、長寿命化の効果が減少する傾向にある。

上記と同様の観点から、第２の無機フィラー２２の最大径Ｌの平均値ＬｍはＲｍよりも小さいことが好ましい。言い換えると、Ｌｍ／Ｒｍは１．０未満であることが好ましい。また、このＬｍ／Ｒｍは０．８５以上であることが好ましい。この比が０．８５未満であるか又は１を超えると、ＥＬ素子の長寿命化の効果が減少する傾向にある。

より具体的には、第１の無機フィラー２１の最大径Ｒの平均値Ｒｍが５〜１５μｍであり、第２の無機フィラー２２の最大径Ｌの平均値ＬｍがＲｍよりも小さく、且つ、間隔ｄがＲｍを超えて１５μｍ以下であることが好ましい。間隔ｄが１５μｍ以下であるＥＬパネルにおいて本発明は特に有用なものである。

第１の無機フィラー２１の封止層３０全体に対する比率は、１〜６０体積％であることが好ましい。一方、第２の無機フィラー２２の封止層３０全体に対する比率は１〜６０体積％であることが好ましい。第１又は第２の無機フィラーの比率がこれら数値範囲外にあると、ＥＬパネルの長寿命化の効果が減少する傾向にある。

ここで、封止層において間隔ｄを一定に保つために粒子状のスペーサーを用いる場合があるが、第１の無機フィラーはこのスペーサーとは異なるものである。例えば、スペーサーは基板及び封止基板の双方に接するように配置されるのに対して、第１の無機フィラー２１は基板３及び封止基板４０に接しないか又はこれらのいずれか一方にのみ接するように配置されている点で両者は異なる。また、本実施形態の場合には、第１の無機フィラー２１の最大径Ｒは基板３と封止基板４０の間隔ｄよりも小さいのに対して、スペーサーの粒径はその機能に鑑みれば明らかなように間隔ｄと実質的に同一である点でも両者は異なる。ただし、封止層は、寿命向上の効果が著しく損なわれない限りにおいてスペーサーを更に含有していてもよい。

基板３及び封止基板４０は、ＥＬパネルの基板として通常用いられているものから適宜選択される。ＥＬパネル１ａをトップエミッション型として用いる場合、基板３及び封止基板４０のうち少なくとも封止基板４０は透光性を有する材料から構成される。ＥＬパネル１ａをボトムエミッション型として用いる場合、基板３及び封止基板４０のうち少なくとも基板３は透光性を有する材料から構成される。透光性を有する材料としては、ガラスや透明プラスチックが挙げられる。

ＥＬ素子５は、有機ＥＬ材料又は無機ＥＬ材料から構成されたＥＬ層を１対の電極層で挟んだ積層構造を有している。ＥＬ素子５としては、従来公知のもの等から適宜選択された素子を用いることができる。

図２は、本発明の第二実施形態に係るＥＬパネルを示す概略断面図である。図２に示すＥＬパネル１ｂは、封止部７の構造を除いてＥＬパネル１ａと同様の構成を有する。

第二実施形態における封止部７が有する封止基板４０は、その周縁部において基板３側に延出した部分が形成された形状を有する。この延出した部分と基板３の主面との間に封止層３０が形成されており、封止部７はこれと基板３とで中空空間が形成されるようにＥＬ素子５を覆っている。この中空空間には不活性ガスが充填されている。

ＥＬパネル１ａ，１ｂは、例えば、基板３上にＥＬ素子５を形成させるＥＬ素子形成工程と、基板３のＥＬ素子５が形成されている側の面上にＥＬ素子５を覆う封止部を形成させる封止部形成工程と、を備え、封止部形成工程が、基板３及び封止基板４０の間に硬化性樹脂組成物を挟む工程と、基板３及び封止基板４０の間に挟まれた硬化性樹脂組成物を硬化して、樹脂マトリックス１０と、樹脂マトリックス１０内に分散している球状の第１の無機フィラー２１及び板状の第２の無機フィラー２２とを含有する封止層３０を形成させる工程を含む、製造方法により得られる。

ＥＬ素子５は、当業者には理解されるように、基板３の一面上に従来公知の方法で形成させることができる。ＥＬ素子形成工程及びこれに続く封止部形成工程は、実質的に不活性ガスのみからなる低湿度雰囲気下で行われることが好ましい。

封止部形成工程において用いる硬化性樹脂組成物は、硬化性樹脂、第１の無機フィラー２１、第２の無機フィラー２２及び必要に応じて他の成分を含有する。

硬化性樹脂は、加熱や光照射によって架橋構造を形成して硬化するモノマー、オリゴマー又はプレポリマー等からなる樹脂である。この硬化性樹脂としてはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂が好ましく用いられる。この場合、硬化性樹脂組成物には、エポキシ樹脂の硬化剤、硬化促進剤等が加えられる。硬化剤又は硬化促進剤は、加熱又は光照射によりエポキシ樹脂の硬化を進行させるものとして通常用いられているものから適宜選択される。

封止部形成工程においては、例えば、基板３又は封止基板４０上に硬化性樹脂組成物を塗布し、これを基板３及び封止基板４０の間に挟む。このとき、無機フィラーとしてサイズが適切なものを選択した上で硬化性樹脂組成物の層が所定の厚さとなるまで加圧することにより、第２の無機フィラー２２を、その長軸方向が第１の無機フィラー２１の表面に沿うように配列させることが可能である。基板３及び封止基板４０の間に挟まれた硬化性樹脂組成物を、光照射又加熱により硬化することにより、封止層３０が形成される。このとき、好ましくは、光照射した後更に加熱して硬化性樹脂組成物を硬化する。硬化の際には必要に応じて全体を加圧する。加圧をすることで、第２の無機フィラー２２をより選択的にその長軸方向が第１の無機フィラー２１の表面に沿うように配列させることができる。

その他、ＥＬパネルの製造において通常行われる工程を経て、ＥＬパネルが製造される。

以下、実施例を挙げて本発明についてより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

ＥＬパネルの作製と評価
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、シリカ粒子（第１の無機フィラー）、板状のタルク（第２の無機フィラー）、及び光硬化のための硬化剤を含有する混合物を三本ロールで混練して、実施例１又は２の光硬化型の硬化性樹脂組成物を調製した。シリカ粒子としては、表１に示す平均粒径（最大径の平均値）を有するものをそれぞれ用い、その配合量は樹脂組成物全体に対して７質量％とした。また、タルクとしてはその最大径の平均値が７．２μｍのものを用い、その配合量は樹脂組成物全体に対して１５質量％とした。これら樹脂組成物をガラス基板に塗布し、有機ＥＬ素子が形成された基板に不活性ガス雰囲気下で貼り合わせ、０．４ＭＰａの圧力で全体をプレスした。そして、ＵＶ照射により硬化性樹脂組成物を硬化して、それぞれの硬化性樹脂組成物から形成された封止層を有するＥＬパネルを得た。基板と封止基板の間隔ｄ（封止層の厚さ）は、５０μｍであった。それぞれの封止層の断面を観察したところ、実施例１、２ではタルクがシリカ粒子の表面に沿って配列していることが確認された。

さらに比較例１として、シリカ粒子を含まない他は実施例１、２と同様にして樹脂組成物の調製及びＥＬパネルの作製を行った。

得られたＥＬパネルについて、初期及び５００時間発光後の輝度を測定し、５００時間後の輝度の初期の輝度に対する比率を求めた。表１に示されるように、実施例１、２のＥＬパネルは５００時間後も高い輝度が維持されており、十分に長い寿命を有していることが確認された。これに対して、第１の無機フィラーとしてのシリカ粒子を含有しない封止層を適用した比較例１のＥＬパネルは、５００時間発光後に輝度の大きな低下が認められた。

本発明の第一実施形態に係るＥＬパネルを示す概略断面図である。本発明の第二実施形態に係るＥＬパネルを示す概略断面図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ…ＥＬパネル、３…基板、５…ＥＬ素子、７…封止部、１０…樹脂マトリックス、２１…第１の無機フィラー、２２…第２の無機フィラー、３０…封止層、４０…封止基板。

Claims

基板と、該基板上に形成されたＥＬ素子と、前記基板の前記ＥＬ素子が形成されている側の面に接する封止層及び該封止層を挟んで前記基板と対向配置された封止基板を有しており前記ＥＬ素子を覆うように設けられた封止部と、を備え、
前記封止層は、樹脂マトリックスと、該樹脂マトリックス内に分散している球状の第１の無機フィラー及び針状又は板状の第２の無機フィラーとを含有し、
前記第２の無機フィラーの少なくとも一部は、その長軸方向が前記第１の無機フィラーの表面に沿うように配列している、ＥＬパネル。
前記第２の無機フィラーの最大径の平均値が前記第１の無機フィラーの最大径の平均値よりも小さい、請求項１記載のＥＬパネル。
前記第１の無機フィラーの最大径の平均値の前記基板と前記封止基板との間隔に対する比が０．２５以上である、請求項１又は２記載のＥＬパネル。