JP2008066126A

JP2008066126A - 封止部材、及び有機エレクトロルミネセンス素子

Info

Publication number: JP2008066126A
Application number: JP2006243083A
Authority: JP
Inventors: Takanobu Shiokawa; 孝紳塩川; Yukio Kubota; 幸雄久保田; Toru Chiba; 亨千葉; Takaomi Sekiya; 尊臣関谷
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2008-03-21

Abstract

【課題】有機ＥＬ素子の透明性を高める。
【解決手段】封止部材１５は、陽極１２及び陰極１４の間に配置される有機発光層１３を封止するために用い、ガラスから形成する。封止部材１５は、凹部２１を形成するように外周が突出する。凹部２１の凹部底面２１Ｂが形成された部分の全体又は一部は、可視光域における透過率が６０％以上である。封止部材１５は例えばガラスモールドによって成形する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラスキャップ構造を有する封止部材、及びその封止部材を有する有機エレクトロルミネセンス素子に関する。

有機エレクトロルミネセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という）は、他の固体発光素子に比べ、高速な応答性を有すること、視野角が広いこと、素子が占める容積が小さいこと等優れた特性を有している。したがって近年、ディスプレイ等の表示装置や照明装置等、多様な用途に応用されつつある。有機ＥＬ素子は、透明基板上に、陽極、有機発光層、陰極が順に積層されて構成され、陽極・陰極間に電流が流され、陽極から注入された正孔と、陰極から注入された電子とが、有機発光層内において再結合をし、この再結合により光が生成される。

有機発光層は乾燥剤と共に、ガラス製若しくは金属製の封止部材によって封止され、大気中の水分浸透が抑制され、いわゆる、ダークスポットと呼ばれる発光しない領域が形成されることが防止されている。封止部材は、乾燥剤や有機発光層を配置するために通常中央部に凹部が形成されたキャップ形状を呈しており、この凹部は、ガラス板にブラスト加工、エッチング加工等施すことにより成形されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００５−３５３２８４号公報

ところで、有機ＥＬ素子は、有機発光層で発光した光を、透明基板側から取り出すことが一般的であるが、近年、封止部材側から光を取り出すトップエミッション型の開発が進められている。また、近年、デジタルカメラのファインダー装置において、ペンタプリズムと焦点板の間の被写体結像位置近傍に有機ＥＬ素子を配設させ、有機ＥＬ素子の発光表示により、ファインダー内に各種文字情報を表示させる試みもなされている。

トップエミッション型の有機ＥＬ素子は、光取り出し効率を向上させるために、封止部材に高い透明性が要求される。また、ファインダー装置に適用される有機ＥＬ素子も、被写体からの光を透過させる必要があるので、封止部材に高い透明性が要求される。しかし、ブラスト加工やエッチング加工によって成形された封止部材の凹部は、スリ面で形成されるため、封止部材に透明性を持たせることは困難である。

また、有機ＥＬ素子は層厚が非常に薄いことから、例えば車のフロントガラスや、店頭のウインドウ等のガラス面に貼付可能な照明装置として利用されることが検討されつつある。このような用途では、ガラス面の透過性を確保するために、有機ＥＬ素子に透明性を有することが必要される。しかし、有機ＥＬ素子にブラスト加工やエッチング加工によって成形された封止部材が用いられると、上述したように、透明性を確保することは困難となる。

そこで、本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、封止部材の透明性を向上させ、透明性に優れた有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。

本発明に係る封止部材は、陽極及び陰極の間に配置される有機発光層を封止するためのガラスから形成される封止部材において、凹部を形成するように外周が突出されており、凹部の凹部底面が形成された部分の全体又は一部が、可視光域における透過率が６０％以上であることを特徴とする。

封止部材は例えばガラスモールドによって成形される。そしてこの場合、モールドの離型性を良くするため、外周に設けられた突出部の内周面は、凹部底面と成す角度が鈍角となるように傾く傾斜面であることが好ましい。

また、封止部材は、全体又は一部が、可視光域における透過率が６０％以上である平板状のガラス基板の一方の面に、枠状部材が貼り合わされて形成され、その枠状部材の内部が凹部となっても良い。

封止部材の凹部底面、及びその凹部底面の反対側の面の少なくともいずれか一方を曲面に形成し、レンズ機能を持たせても良い。また、凹部底面、及び凹部底面の反対側の面の少なくともいずれか一方に反射防止層が形成されることが好ましい。

本発明に係る有機ＥＬ素子は、基板上に陽極及び陰極の間に配置される有機発光層を形成すると共に、基板を覆うように設けられた封止部材によって、有機発光層を封止する。そして、封止部材の基板に対向する対向面側は、凹部を形成するように外周が突出し、その外周の突出部の先端部が基板に接着することにより、密閉空間を形成して有機発光層を封止し、封止部材は、凹部底面が形成された部分の全体又は一部が、可視光域における透過率が６０％以上であることを特徴とする。

本発明においては、封止部材の透過率を高めることにより、高い透明性を有する有機ＥＬ素子を提供でき、また、透過率の高い封止部材は、例えばガラスモールドにより成形され、若しくはガラス材に枠状部材が接着されて形成されるので、容易な方法により成形可能である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子の模式的な断面図を示す。有機ＥＬ素子２０は、透明基板１０と、透明基板１０上に積層された陽極１２と、陽極１２上に積層された有機発光層１３と、有機発光層１３の上に積層された陰極１４と、有機発光層を封止するための封止部材１５と、吸湿材１６とを有する。

基板１０は、例えばガラスまたは樹脂等の絶縁性を有する材料によって形成され、基板１０側から光を取り出す場合等には、透明性を有する。陽極１２は、導電性を有し、かつ透明性を有する材料によって形成され、例えばITO（Indium Tin Oxide）、ATO(antimony doped tindioxide)、ZnO（zinc oxide）等の透明導電性金属化合物によって形成される。

有機発光層１３は、特にその層構成は限定されないが、例えば陽極１２側から順に、正孔注入材料で形成される正孔注入層、正孔輸送材料で形成される正孔輸送層、有機発光材料で形成される有機発光層、電子輸送材料で形成される電子輸送層が積層されて構成される。有機発光層１３は、有機ＥＬ素子２０の用途に応じて、緑、赤、青、または白等の光が発するように構成される。

陰極１４は例えばアルミニウム、インジウム、マグネシウム、カルシウム、チタニウム、イットリウム、リチウム、及びこれらの合金等の非透過性の陰極金属材料から形成され非透明電極に形成されても良いし、上記した透明導電性金属化合物から形成され、透明電極に形成されても良い。

さらには、陰極１４は有機発光層１３の上に積層され、上記した陰極金属材料から形成される第１の陰極層と、第１の陰極層の上に積層され、上記した透明導電性金属化合物によって形成される第２の陰極層とによって構成されていても良い。このような陰極１４は第１の陰極層の層厚を小さくする（例えば１００Å以下）ことにより、実質的に透明性を確保できると共に、電子の注入性の低下を最小限に抑制することができる。なお、この場合、第１の陰極層と有機発光層１３の間には、LiF等によって形成される電子注入層が積層されていたほうが良い。

有機発光層１３を挟み込む陽極１２と陰極１４は、不図示の電源に接続される。陽極１２と陰極１４の間には、電源から電圧が印加され、その電圧印加により有機発光層１３から光が発せられる。有機発光層１３からの光は陽極１２、基板１０を透過し、基板１０の下面１０Ｄから取り出されても良いし、陰極１４、封止部材１５を透過し、封止部材１５の上面１５Ｕから取り出され、トップエミッション型に構成されても良い。

封止部材１５はキャップ構造に形成され、陰極１４の上に、基板１０を覆うように設けられる。封止部材１５は、基板１０に対向する下面１５Ｄ側の中央部に、凹部２１を形成するように、外周に基板１０に向かって突出する突出部２２が形成される。突出部２２の内周面２２Ａは、凹部２１の底面２１Ｂ（凹部底面２１Ｂ）と成す角が鈍角となる傾斜面として形成される。

突出部２２の先端面２２Ｔは、接着剤１７によって基板１０の上に接着され、凹部２１の内部、すなわち封止部材１５と基板１０の間に密閉空間１９が形成される。接着剤１７としてはＵＶ硬化樹脂等の光硬化性樹脂が好適に使用される。凹部底面２１Ｂには、吸湿材１６が接着されて取り付けられており、吸湿材１６も密閉空間１９内に配置される。なお、吸湿材１６は有機発光層１３の発光を遮光しないように、図１の上方から見たとき、有機発光層１３に重ならないように配置されることが好ましい。

封止部材１５において、凹部底面２１Ｂが形成された部分は、吸湿剤１６と重なる部分を除いて又は全体が、可視光域の全ての波長域において、透過率が６０％以上になり、好ましくは８０％以上になる。なお、本明細書において、可視光域とは、波長400ｎｍ〜700ｎｍの波長域のことをいう。また、透過率とは、封止部材１５の厚さ方向（図１の上下方向）における透過率をいう。

次いで、図２〜３を用いて第１の実施形態における封止部材の製造方法を説明する。本実施形態においては、封止部材１５を成型するためのモールド２９は、内部に中空が形成された胴型３１と、胴型３１の内部に嵌め合うように配置される下型３０と、胴型３１内部に嵌合可能な上型３５とを備える。上型３５の下面３５Ｄは、中央部に凸部３７が形成されるように、外周に基底面３５Ａが設けられる。凸部３７の先端面３５Ｃは、基底面３５Ａに平行な平面に形成され、凸部３７の外周面３５Ｅは先端面３５Ｃと成す角が鈍角となるように傾斜された傾斜面である。下型３０の上面３０Ｂは、上型３５の先端面３５Ｃに平行な平面に形成され、上面３０Ｂの上には、両面が研磨面である板状のガラス体４０が配置されている。なお、ガラス体４０は板状に限定されず例えば球状等であっても良い。

図３に示すように、モールド２９はヒーター４１によってガラス体４０が軟化されるまで加熱される。次いで、上型３５が下方に移動させられ、ガラス体４０は上型３５の下面３５Ｄと、下型３０の上面３０Ｂとによって挟圧され押圧成型される。ガラス体４０は加熱された状態で所定時間押圧された後、固化されるまで冷却され、その後上型３５が上方に移動させられ、キャップ構造を有する封止部材１５（図１参照）が得られる。

以上のように、本実施形態では、封止部材１５はガラスモールドによって成型され、封止部材１５の上面１５Ｕ及び凹部底面２１Ｂが、平面に形成された先端面３５Ｃ及び上面３０Ｂによって押圧されて成形される。したがって、封止部材１５の上面１５Ｕ及び凹部底面２１Ｂは、平滑に形成され、これにより封止部材１５の凹部底面２１Ｂが形成された部分は、高い透過率を有することとなる。このように、封止部材１５の透過率が高くなると、有機ＥＬ素子２０の透明性が高められ、例えば有機ＥＬ素子２０は非発光時、透明素子として形成可能である。

また、上型３５に設けられた凸部３７の外周面３５Ｅは、傾斜面であるので、上型３５の封止部材１５に対する離型性を高めることができる。

図４は、第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子２０の断面図である。以下、第２の実施形態について説明するが、以下の説明においては第１の実施形態との相違点のみについて説明する。

第２の実施形態においては、封止部材１５の凹部底面２１Ｂ及び凹部底面２１Ｂの反対側の面（上面１５Ｕ）に反射防止層４５が設けられ、反射防止層４５は、MgF₂、シリカエアロゲル、Ta₂O₅等によって形成される。反射防止層４５は、好ましくは隣接する層の屈折率が異なる複数の層によって形成され、さらに好ましくは相対的に低い屈折率を有する低屈折率層と、相対的に高い屈折率を有する高屈折率層とが交互に積層され、２以上の層から形成されるが、同一の屈折率を有する１つの層によって形成されていても良い。

このように、封止部材１５に反射防止層４５が設けられると、封止部材１５の凹部底面２１Ｂが形成された部分の全体は、可視光域全ての波長域において、透過率が例えば９０％以上、好ましくは９５％以上になる。したがって、第１の実施形態よりさらに透明性の高い封止部材１５を得ることができる。

なお、本実施形態では、反射防止層４５は、凹部底面２１Ｂ及び上面１５Ｕの両面に設けられたが、いずれか一方の面に設けられても良い。また、反射防止層４５は、図４に示すように、凹部底面２１Ｂ及び上面１５Ｕの全面に設けられるが、凹部底面２１Ｂ及び上面１５Ｕの一部に設けられても良い。

図５は第３の実施形態に係る封止部材１５の分解斜視図である。第３の実施形態の封止部材１５は、平板状のガラス基板５０の一方の面５０Ｕに、矩形状の枠状部材５１が貼り合わせられて形成される。これにより、枠状部材５１は内部に凹部２１を形成するための突出部２２となり、封止部材１５に凹部２１が形成される。

ガラス基板５０はその全体が、可視光域全ての波長域において、透過率が６０％以上であって、好ましくは８０％以上である。枠状部材５１はガラス又は金属によって形成されると共に、枠状部材５１はガラス基板５０の一方の面５０Ｕに、光硬化性樹脂、熱硬化樹脂等の樹脂接着剤、半田ガラス等によって貼り合わせられる。また、枠状部材５１がガラスである場合、枠状部材５１が高温軟化されてガラス基板５０に接着されても良い。

以上のように本実施形態においては、透過率の高いガラス基板５０と、枠状部材５１とを貼り合わせることにより、凹部２１を有し、凹部底面が形成された部分の全体が、可視光域全ての波長域において、透過率が６０％である封止部材１５を形成することができる。したがって、本実施形態の封止部材１５を用いた場合も、透明性の高い有機ＥＬ素子２０を得ることができる。なお、第３の実施形態においても、第２の実施形態のように反射防止層が設けられても良い。

なお、第１乃至第３の実施形態においては、凹部底面及び凹部底面の反対側の面（第１及び第２の実施形態では、上面１５Ｕ）の少なくともいずれか一方は、凸面状又は凹面状の曲面（球面又は非球面）に形成され、封止部材１５がレンズ機能を有するように形成されても良い。

また、第１の実施形態においては、封止部材１５の凹部底面２１Ｂが形成された部分の全体が、透過率が６０％以上（好ましくは８０％以上）になったが、凹部底面２１Ｂが形成された部分の一部が透過率６０％以上（好ましくは８０％以上）になっても良い。第２の実施形態においても、同様に凹部底面２１Ｂが形成された部分の一部が透過率９０％以上（好ましくは９５％以上）になっても良い。さらに、第３の実施形態でも、ガラス基板４０の一部が透過率６０％以上（好ましくは８０％以上）になり、封止部材１５は、凹部底面が形成された部分の一部が透過率６０％以上（好ましくは８０％以上）になっても良い。

以下、本発明について実施例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
本発明の実施例１は第１の実施形態に対応した実施例であって、両面が研磨面である板状のガラス体（LBAL35、株式会社オハラ製）を、下型及び上型によって押圧成型することにより封止部材を形成した。なお、本実施例では、ガラス体が580℃になった時点で、100kgfの圧力で押圧成型した。凹部底面が形成された部分の封止部材の平均厚さは1.092mmであった。

［実施例２］
実施例２では、板状のガラス体としてガラスゴブを用い、実施例１と同様の方法により、押圧成型で封止部材を形成した。このとき、封止部材の平均厚さは1.295mmであるとともに、封止部材の突出部の内周面と凹部底面との成す角は、９５°であった。

［実施例３］
実施例３は、第２の実施形態に対応した実施例であって、封止部材の凹部底面、及び凹部底面の反対側の面に反射防止層を設けた以外、実施例１と同様に実施した。凹部底面、及び凹部底面の反対側の面に設けた反射防止層の構成を表１に示す。なお、表１において、層１が封止部材から最も近い位置に設けられた層であって、層６が封止部材から最も遠い位置に設けられた層である。表１に示すように、反射防止層は高屈折率層と、低屈折率層を交互に３層ずつ積層して形成した。

［実施例４］
実施例４は、実施例２と同様に板状のガラス体としてガラスゴブを用い、封止部材の凹部底面が形成された部分の平均厚さが1.295ｍｍであったこと以外は、実施例３と同様に実施した。

図６、７は、実施例１〜４の封止部材の凹部底面が設けられた部分の分光透過率を示す。図６に示すように、実施例１、２では、封止部材をガラスモールドによって成型することにより、可視光域全ての波長域において、透過率が８０％以上となり、透明性の高い封止部材が得られたことが理解できる。また、図７に示すように、実施例３、４では、封止部材に反射防止層を設けることにより、可視光域全ての波長域において、透過率が９５％以上となり、実施例１、２に比べてさらに透明性が向上したことが理解できる。

本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子の模式的な断面図である。本発明の第１の実施形態に係る封止部材の製造方法を説明するための模式的な断面図である。本発明の第１の実施形態に係る封止部材の製造方法を説明するための模式的な断面図である。本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子の模式的な断面図である。本発明の第３の実施形態に係る封止部材を示す模式的な分解斜視図である。実施例１、２に係る封止部材の分光透過率を示すグラフである。実施例３、４に係る封止部材の分光透過率を示すグラフである。

符号の説明

１０基板
１２陽極
１３有機発光層
１４陰極
１６吸湿材
２０有機ＥＬ素子
２１凹部
２１Ｂ凹部底面
２２突出部
２２Ａ内周面
２９モールド
３０胴型
３１下型
３５上型

Claims

陽極及び陰極の間に配置される有機発光層を封止するためのガラスから形成される封止部材において、
凹部を形成するように外周が突出されており、
前記凹部の凹部底面が形成された部分の全体又は一部が、可視光域における透過率が６０％以上であることを特徴とする封止部材。
ガラスモールドによって成形されることを特徴とする請求項１に記載の封止部材。
前記外周に設けられた突出部の内周面が、凹部底面と成す角度が鈍角となるように傾く傾斜面であることを特徴とする請求項２に記載の封止部材。
前記凹部底面、及び前記凹部底面の反対側の面の少なくともいずれか一方に反射防止層が形成されることを特徴とする請求項１に記載の封止部材。
全体又は一部が、可視光域における透過率が６０％以上である平板状のガラス基板の一方の面に、枠状部材が貼り合わされて形成され、その枠状部材の内部が前記凹部となることを特徴とする請求項１に記載の封止部材。
前記凹部底面、及びその凹部底面の反対側の面の少なくともいずれか一方を曲面に形成し、レンズ機能を持たせたことを特徴とする請求項１に記載の封止部材。
基板上に陽極及び陰極の間に配置される有機発光層を形成すると共に、前記基板を覆うように設けられた封止部材によって、前記有機発光層を封止する有機エレクトロルミネセンス素子において、
前記封止部材の前記基板に対向する対向面側は、凹部を形成するように外周が突出し、
その外周の突出部の先端部が前記基板に接着することにより、密閉空間を形成して前記有機発光層を封止し、
前記封止部材は、前記凹部の凹部底面が形成された部分の全体又は一部が、可視光域における透過率が６０％以上であることを特徴とする有機エレクトロルミネセンス素子。