JP2013062094A - 有機エレクトロルミネッセンスパネルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】不良や故障の発生した有機ＥＬ素子を、素子単位で容易に交換する。
【解決手段】有機ＥＬパネル１は、複数の有機ＥＬ素子２と、複数の有機ＥＬ素子２を被覆可能な２つの被覆部材３とを備え、複数の有機ＥＬ素子２が被覆部材３間に挟持され、被覆部材３間が大気圧に対して減圧されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンスパネルおよびその製造方法に関する。

近年、照明用またはディスプレイ用としての発光パネルの大型化、高精細化の要請が高まってきている。しかしながら、基板を大きくし発光パネルを大型化する方法では、製造コストの増大や、基板を大型化することによる輝度ムラの発生等が問題となる。
その一方で、比較的生産効率の高い小型の発光パネルを繋ぎ合わせて大画面化させる発光パネルの配置構成が検討されている。小型の発光パネルの一例として有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）素子が使用されている。

小型の有機ＥＬ素子を繋げる方法として、たとえば、互いに隣接する有機ＥＬ素子（表示パネル）の基板側縁部が重なるように階段状に積層された構成等が開示されている（特許文献１参照）。

ところで、小型の有機ＥＬ素子を繋ぎ合わせる場合、有機ＥＬ素子同士を接合する際または有機ＥＬ素子を支持部材に固定する際に接着剤が必要となる。
たとえば、上記特許文献においては、表示光を散乱させないため有機ＥＬ素子を構成する基板と同程度の屈折率を有する接着剤を用いて、有機ＥＬ素子同士を接合させている。

特開２００４−２５１９８１号公報

しかしながら、上述のように有機ＥＬ素子を接着剤で固定すると、有機ＥＬ素子の一部に不良や故障が発生した場合、有機ＥＬ素子が接着剤により強固に固定されているため、有機ＥＬ素子単位での交換は容易ではなく、有機ＥＬパネル全体の交換を必要とし、結果として生産効率等の低下を招く。

したがって、本発明の主な目的は、一部の有機ＥＬ素子に不良や故障が発生しても、当該有機ＥＬ素子を容易に交換することができる有機ＥＬパネルおよびその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を被覆可能な被覆部材とを備え、
前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子が前記被覆部材間に挟持された有機エレクトロルミネッセンスパネルであって、
前記被覆部材間が大気圧に対して減圧されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネルが提供される。

本発明の他の態様によれば、
複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を被覆可能な被覆部材とを備え、
前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子が前記被覆部材間に挟持された有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法であって、
前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を前記被覆部材間に配置する工程と、
前記被覆部材間を大気圧に対して減圧する工程と、
を備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法が提供される。

本発明によれば、複数の有機ＥＬ素子は被覆部材間に大気圧に対して減圧することで固定されているから、被覆部材間を大気圧に開放することにより、不良や故障の発生した有機ＥＬ素子を容易に交換することができる。

第１の実施形態にかかる有機ＥＬパネルの概略構成を示す断面図であって、（ａ）は減圧後の状態を、（ｂ）は減圧前の状態をそれぞれ示す図面である。 図１の有機ＥＬパネルの変形例（１−１）の概略構成を示す断面図である。 図１の有機ＥＬパネルの変形例（１−２）の概略構成を示す断面図である。 図１の有機ＥＬパネルの変形例（１−３）の概略構成を示す断面図である。 図１の有機ＥＬパネルの変形例（１−４）の概略構成を示す断面図である。 図１の有機ＥＬパネルの変形例（１−５）の概略構成を示す断面図である。 第２の実施形態にかかる減圧後の有機ＥＬパネルの概略構成を示す断面図である。 図７の有機ＥＬパネルの変形例（２−１）の概略構成を示す断面図である。 図７の有機ＥＬパネルの変形例（２−２）の概略構成を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。

［第１の実施形態］
図１（ａ）に示すとおり、有機ＥＬパネル１は、複数の有機ＥＬ素子２と、２つ（２枚）の被覆部材３とを、有している。
各有機ＥＬ素子２は矩形状を呈している。
各有機ＥＬ素子２は、側縁部同士で重なり合い、階段状に配置されている。
２つの被覆部材３は、複数の有機ＥＬ素子２を被覆可能なサイズを有している。
２つの被覆部材３は複数の有機ＥＬ素子２に密着しており、複数の有機ＥＬ素子２が２つの被覆部材３間に挟持され、固定されている。

各有機ＥＬ素子２は、主に、支持基板、陽極、有機機能層および陰極から構成され、支持基板上に陽極、有機機能層および陰極が順次積層された構成を有している。
支持基板は、ガラス、プラスチック等で構成され、種類には特に限定はない。支持基板は透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。
好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
陽極は、Ａｕ等の金属や、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ等の導電性透明材料で構成されている。
陽極は、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ_２Ｏ_３−ＺｎＯ）等の非晶質で、透明導電膜を作製可能な材料で構成されていてもよい。
一方、陰極は、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等で構成されている。

有機機能層は、たとえば、正孔輸送層／発光層／電子輸送層で構成されているが、これらに限定されるものではない。
正孔輸送層とは正孔を発光層に輸送する機能を有する層である。
電子輸送層とは電子を発光層に輸送する機能を有する層である。
発光層は、正孔輸送層および電子輸送層（または電極）から注入されてくる正孔および電子が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であっても良い。
なお、各有機ＥＬ素子２は、電極や有機機能層がポリマーフィルム、金属フィルム等の封止部材により個体ごとに（個々に）固体封止されていることが望ましい。

図１（ａ）中の拡大図に示すとおり、各有機ＥＬ素子２の支持基板１１の側縁部では電極４（電極４の一部）が露出しており、当該側縁部が非発光領域となっている。各有機ＥＬ素子２は、当該非発光領域を上下に重ねるように配置されている。
有機ＥＬ素子２間は、電極４を介して電気的に接続されている。より詳しくは、電極４間にはリード線１２が配線され、当該リード線１２により電極４間は電気的に接続されている。
図１（ａ）中の左右両端に配置された有機ＥＬ素子２の電極４には、電圧を印加するためのリード線５が接続され、当該電極４が有機ＥＬ素子２を発光させるための給電部として機能している。
なお、リード線５の他端は、図示されていない電源または他の有機ＥＬパネル１と接続されている。
各有機ＥＬ素子２の電気的接続には、低温はんだ、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）、ＡＣＦ（異方導電フィルム）、導電テープ、導電ペースト等を用いることができる。

被覆部材３は、光透過性を有しかつ柔軟性を有する軟質材で構成されていることが望ましい。
具体的には、被覆部材３はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等の公知の透明樹脂フィルムで構成することができる。
なお、被覆部材３は複数種類の互いに異なる透明樹脂フィルムを積層して構成されてもよい。この場合、透明樹脂フィルム間には、各透明樹脂フィルムを張り合わせるためのシーラント層を少なくとも１層または一部に設けるのがよい。

本実施形態では、上記のとおり、各有機ＥＬ素子２が固体封止されており、２つの被覆部材３はこれら複数の有機ＥＬ素子２を固定するための部材として用いられている。各有機ＥＬ素子２として固体封止されていない有機ＥＬ素子を使用し、被覆部材３に対して封止・固定の両方の機能を持たせてもよい。

さらに、本実施形態では、２つの被覆部材３が透明樹脂フィルムで構成されているため、有機ＥＬ素子２の発光面の向きに関係なく、任意の被覆部材３側で光取出しが可能となっている（図１（ａ）中矢印参照）。

続いて、有機ＥＬパネル１の製造方法について説明する。

はじめに、図１（ｂ）に示すように、各有機ＥＬ素子２を支持基板の側縁部同士で重ね合わせ、階段状に配置する。
その後、各有機ＥＬ素子２を、電極４を介して互いに電気的に接続する。図１（ｂ）中の左右両端に配置された有機ＥＬ素子２の電極４には、リード線５の一端を接続し、他端は図示されていない電源または他の有機ＥＬパネル１に接続する。

その後、一方の被覆部材３として複数の有機ＥＬ素子２を配置する形状に成形したポリプロピレン製のトレイ上に階段状に配置された複数の有機ＥＬ素子２を載置し、他方の被覆部材３としてＰＥＴに熱シール層としてＣＰＰ（無延伸フィルム）層を設けたフィルム（ヒートシール材）で複数の有機ＥＬ素子２の上方から複数の有機ＥＬ素子２全体を被覆する。
このとき、被覆部材３に、予め凹凸形状を形成していてもよい。
より詳しくは、各有機ＥＬ素子２に密着する被覆部材３の所定の領域に、彫り込みや段差等を設けてもよい。凹凸形状は、一方の被覆部材３のみに設けてもよいし、両方の被覆部材３に設けてもよい。
当該凹凸形状により、複数の有機ＥＬ素子２を載置する際に、容易に各有機ＥＬ素子２の位置決めを行うことができる。
位置決めは、被覆部材３上にマーク等の目印となるものを付すことによっても可能である。

その後、複数の有機ＥＬ素子２を２つの被覆部材３により被覆した状態で真空包装機（株式会社エヌ・ピー・シー製）のチャンバー内に載置し、減圧（１００Ｐａ絶対圧，３０ｓｅｃ）する。減圧を維持した状態で、被覆部材３の側縁部をインパルスシーラーにより熱接着（熱融着）し、冷却する。
最後に、チャンバー内を大気圧に開放し、その結果、有機ＥＬパネル１が製造される。
なお、当該製造方法では、各有機ＥＬ素子２を電気的に接続した後、各有機ＥＬ素子２を階段状に配置してもよいし、一方の被覆部材３上で、直接各有機ＥＬ素子２の配置構成や電気的接続を行ってもよい。

以上の本実施形態によれば、２つの被覆部材３間が大気圧に対して減圧されているから、２つの被覆部材３の内外の圧力差により、被覆部材３が押圧され、２つの被覆部材３が複数の有機ＥＬ素子２に沿って被覆部材３の両側から密着している。そのため、接着剤を用いなくても、複数の有機ＥＬ素子２を２つの被覆部材３により安定して固定することができる。これにより、複数の有機ＥＬ素子２の一部に不良や故障が発生した場合でも、減圧されている被覆部材３間にある複数の有機ＥＬ素子２を大気圧に開放することで、有機ＥＬ素子２は被覆部材３の固定から解除され、特定の有機ＥＬ素子２のみを容易に交換することが可能となる。
さらに、熱硬化性樹脂等で構成された接着剤を用いて各有機ＥＬ素子２間を固定する必要がないため、一般に耐熱性に劣る有機ＥＬ素子２に過度に熱を与えることがなく、歩留まりを向上させることができる。
さらに、本実施形態の有機ＥＬパネル１は、有機ＥＬ素子２を複雑に配置構成せず、減圧という単純な１工程の処理のみで複数の有機ＥＬ素子２を固定するから、製造工程を簡略化することができ、ひいては生産効率を上昇させ、製造コストを抑えることができる。

また、各有機ＥＬ素子２は非発光領域となる支持基板の側縁部で重ねられているから、有機ＥＬパネル１全体としての非発光領域の面積を縮小させ、有機ＥＬパネル１の視認性を向上させることができる。

なお、被覆部材３として１つの袋状の被覆部材３を使用し、当該被覆部材３中を減圧して、複数の有機ＥＬ素子２を固定するような構成としてもよい。
この場合でも、上記と同様に、被覆部材３に有機ＥＬ素子２を位置決めするための凹凸形状を形成してもよい。

さらに、有機ＥＬパネル１は、図２〜図６のような構成としてもよい（変形例１−１〜１−５参照）。

［変形例１−１］
図２に示すとおり、有機ＥＬパネル１では、複数の有機ＥＬ素子２が被覆部材３，６間に挟持されている。
被覆部材６は、硬質材で構成され、平板状を呈している。
具体的には、被覆部材６はアルミ、ステンレス、鋼材等の金属板、ガラスまたはポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン等の樹脂等で構成されている。
被覆部材６には、被覆部材３と同様に、有機ＥＬ素子２を位置決めするための凹凸形状を形成してもよい。
各有機ＥＬ素子２の発光面の向きは被覆部材３側とされ、被覆部材３側から光取出しが可能となっている（図２中矢印参照）。

［変形例１−２］
図３に示すとおり、有機ＥＬパネル１では、複数の有機ＥＬ素子２が被覆部材３，７間に挟持されている。
被覆部材７は、光透過性を有する硬質材で構成され、平板状を呈している。
具体的には、被覆部材７はガラスやポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン等の公知の透明樹脂フィルム等で構成されている。
被覆部材７には、被覆部材３と同様に、有機ＥＬ素子２を位置決めするための凹凸形状を形成してもよい。
各有機ＥＬ素子２の発光面の向きは被覆部材７側とされ、被覆部材７側から光取出しが可能となっている（図３中矢印参照）。

［変形例１−３］
図４に示すとおり、有機ＥＬパネル１では、複数の有機ＥＬ素子２は、各有機ＥＬ素子２の側面において接触し、平面状に配置されている。
第１の実施形態と同様に、任意の被覆部材３側で光取出しが可能となっている（図４中矢印参照）。
変形例１−３によれば、第１の実施形態と比較して、複数の有機ＥＬ素子２は平面状に配置されているから、減圧をする際に、有機ＥＬ素子２同士の間で位置ずれ（滑り）が発生するのをより抑制することができる。

［変形例１−４］
図５に示すとおり、有機ＥＬパネル１では、複数の有機ＥＬ素子２が被覆部材３，６間に挟持されている。
複数の有機ＥＬ素子２は、各有機ＥＬ素子２の側面において接触し、平面状に配置されている。
変形例１−１と同様に、被覆部材３側から光取出しが可能となっている（図５中矢印参照）。
変形例１−４によれば、第１の実施形態および変形例１−１〜１−３と比較して、複数の有機ＥＬ素子２は平面状に配置され、かつ平板状の被覆部材６上に配設されているから、減圧をする際に、有機ＥＬ素子２同士の間で位置ずれが発生するのをさらに抑制することができる。

［変形例１−５］
図６に示すとおり、有機ＥＬパネル１では、複数の有機ＥＬ素子２が被覆部材３，７間に挟持されている。
複数の有機ＥＬ素子２は、各有機ＥＬ素子２の側面において接触し、平面状に配置されている。
変形例１−４と同様に、被覆部材７側から光取出しが可能となっている（図６中矢印参照）。

［第２の実施形態］
第２の実施形態は、主に、下記の点で第１の実施形態と異なっている。

図７に示すとおり、有機ＥＬパネル８は、複数の有機ＥＬ素子２と、２つの被覆部材３と、段付きトレイ９とを、有している。
複数の有機ＥＬ素子２は、段付きトレイ９に載置された状態で２つの被覆部材３間に挟持されている。
段付きトレイ９には各有機ＥＬ素子２の形状に対応した段が形成されており、それら各段に有機ＥＬ素子２が一定の枚数ずつ嵌合（載置）されている。
段付きトレイ９は、硬質材で構成されている。
具体的には、段付きトレイ９はアルミ、ステンレス、鋼材等の金属、ガラスまたはポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン等の樹脂等で構成されている。

段付きトレイ９をガラスや透明樹脂フィルム等の透明材料で構成した場合には、有機ＥＬ素子２の発光面の向きに関係なく、任意の被覆部材３側で光取出しが可能となっている（図７中矢印参照）。

続いて、有機ＥＬパネル８の製造方法について説明する。

はじめに、複数の有機ＥＬ素子２を段付きトレイ９の各段に一定の枚数ずつ嵌合させる。
その後、各有機ＥＬ素子２を、電極４を介して互いに電気的に接続する。
その後、一方の被覆部材３上に複数の有機ＥＬ素子２が嵌合された段付きトレイ９を載置し、他方の被覆部材３で段付きトレイ９の上方から段付きトレイ９全体を被覆する。
その後、段付きトレイ９を２つの被覆部材３により被覆した状態で真空包装機（株式会社エヌ・ピー・シー製）のチャンバー内に載置し、減圧（１００Ｐａ絶対圧，３０ｓｅｃ）する。減圧を維持した状態で、被覆部材３の側縁部をインパルスシーラーにより熱接着（熱融着）し、冷却する。
最後に、チャンバー内を大気圧に開放し、その結果、有機ＥＬパネル８が製造される。

以上の本実施形態によれば、第１の実施形態で説明したのと同様の効果を得ることができるのに加え、複数の有機ＥＬ素子２は段付きトレイ９に嵌合され仮固定されているから、減圧をする際に、各有機ＥＬ素子２同士の間で位置ずれが発生するのを防止または抑制することができる。

なお、有機ＥＬパネル８を、図８，図９のような構成としてもよい（変形例２−１，２−２参照）。

［変形例２−１］
図８に示すとおり、有機ＥＬパネル８では、複数の有機ＥＬ素子２が被覆部材３と段付きトレイ９とに挟持されている。
被覆部材３の側縁部は、段付きトレイ９の側縁部と接合されている。
各有機ＥＬ素子２の発光面の向きは被覆部材３側とされ、被覆部材３側から光取出しが可能となっている（図８中矢印参照）。

［変形例２−２］
図９に示すとおり、有機ＥＬパネル８では、複数の有機ＥＬ素子２が被覆部材３と段付きトレイ１０とに挟持されている。
被覆部材３の側縁部は、段付きトレイ１０の側縁部と接合されている。
段付きトレイ１０は、光透過性を有する硬質材で構成されている。
具体的には、段付きトレイ１０はガラスやポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン等の公知の透明樹脂フィルムで構成されている。
各有機ＥＬ素子２の発光面の向きは段付きトレイ１０側とされ、段付きトレイ１０側から光取出しが可能となっている（図９中矢印参照）。

１ 有機ＥＬパネル
２ 有機ＥＬ素子
３ 被覆部材
４ 電極
５ リード線
６，７ 被覆部材
８ 有機ＥＬパネル
９，１０ 段付きトレイ
１１ 支持基板
１２ リード線

Claims (9)

1. 複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を被覆可能な被覆部材とを備え、
   前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子が前記被覆部材間に挟持された有機エレクトロルミネッセンスパネルであって、
   前記被覆部材間が大気圧に対して減圧されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネル。
2. 請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルにおいて、
   前記被覆部材が、２つの部材からなることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネル。
3. 請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルにおいて、
   前記２つの被覆部材のうち、少なくとも一方が柔軟性を有していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネル。
4. 請求項２または３に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルにおいて、
   前記２つの被覆部材のうち、少なくとも一方には前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を位置決めするための凹凸形状が形成されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネル。
5. 請求項２〜４のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルにおいて、
   前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の一方の面が発光面とされ、
   前記２つの被覆部材のうち、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光面側に配置された被覆部材が、光透過性を有していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネル。
6. 請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルにおいて、
   前記被覆部材が、１つの袋状の部材からなることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネル。
7. 請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルにおいて、
   前記被覆部材には、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を位置決めするための凹凸形状が形成されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネル。
8. 請求項６または７に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルにおいて、
   前記被覆部材が、柔軟性および光透過性を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネル。
9. 複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を被覆可能な被覆部材とを備え、
   前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子が前記被覆部材間に挟持された有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法であって、
   前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を被覆部材間に配置する工程と、
   前記被覆部材間を大気圧に対して減圧する工程と、
   を備える有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法。

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