JP2017050071A - フレキシブル有機ｅｌ表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】柔軟性に優れ、非表示領域（ベゼル部）の幅を大きくすることなく、酸素や水分の遮断性に優れると共に、相対的に低コストで、相対的に単純な工程を通じて製造できるフレキシブル有機ＥＬ表示装置を提供すること。【解決手段】フレキシブル基板と、前記フレキシブル基板上に配置された無機膜と、前記無機膜上に配置された有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を覆う封止層と、前記封止層上に配置された封止基板と、前記封止層の端部及び前記封止基板の端部を少なくとも含む側面に形成された樹脂シール層とを備えるフレキシブル有機ＥＬ表示装置であって、前記樹脂シール層が、１０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下の水蒸気透過率を有することを特徴とするフレキシブル有機ＥＬ表示装置である。【選択図】図１
Description
本発明は、フレキシブル有機ＥＬ表示装置に関するものである。
有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬ素子は、時間の経過とともに発光特性が低下するという問題があった。この発光特性の低下は、酸素や水分が有機ＥＬ素子の内部に侵入し、有機層や電極を劣化させることが主な原因であると考えられている。そこで、封止剤を用いて有機ＥＬ素子が酸素や水分と接触するのを遮断する様々な手段が採られている。
例えば、特許文献１には、第１フレキシブルガラス基板と第２フレキシブルガラス基板とで挟まれた有機ＥＬ素子と、それらの側面を低い酸素透過度と低い水分透過度が得られる程度に厚くしたエポキシ樹脂でシールするシール層とを備える有機ＥＬ表示装置が提案されている。
特許文献２には、窒化シリコン又は酸窒化シリコンからなるガスバリア層で、電極に接続されている接続配線の端面、その接続配線と発光素子との表面を覆った有機ＥＬ表示装置が提案されている。
特許文献３には、対向する第１の基板と第２の基板との間に設けられた有機ＥＬ素子を有する画素部と、画素部の外周を囲むように設けられ、樹脂からなる第１のシール材と、第１の基板及び第２の基板の側面の少なくとも一方と接し、且つ第１の基板と第２の基板との隙間に充填され、金属からなる第２シール材とを有する有機ＥＬ表示装置が提案されている。
特許文献２には、窒化シリコン又は酸窒化シリコンからなるガスバリア層で、電極に接続されている接続配線の端面、その接続配線と発光素子との表面を覆った有機ＥＬ表示装置が提案されている。
特許文献３には、対向する第１の基板と第２の基板との間に設けられた有機ＥＬ素子を有する画素部と、画素部の外周を囲むように設けられ、樹脂からなる第１のシール材と、第１の基板及び第２の基板の側面の少なくとも一方と接し、且つ第１の基板と第２の基板との隙間に充填され、金属からなる第２シール材とを有する有機ＥＬ表示装置が提案されている。
しかしながら、特許文献１では、酸素や水分の遮断性を確保するためにシール層の層厚さを厚くしなければならず、非表示領域（ベゼル部）の幅が大きくなるという問題がある。特許文献２の有機ＥＬ表示装置を畳んだり曲げたりした場合、ガスバリア層が破壊されてしまうため、特許文献２の技術をフレキシブル有機ＥＬ表示装置に適用することはできない。また、特許文献３では、材料の異なる複数のシール材を設ける必要があるので、製造工程が複雑になり、製造コストが増大するという問題がある。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、柔軟性に優れ、非表示領域（ベゼル部）の幅を大きくすることなく、酸素や水分の遮断性に優れると共に、相対的に低コストで、相対的に単純な工程を通じて製造できるフレキシブル有機ＥＬ表示装置を提供することを目的とする。
本発明のフレキシブル有機ＥＬ表示装置は、フレキシブル基板と、フレキシブル基板上に配置された無機膜と、無機膜上に配置された有機ＥＬ素子と、有機ＥＬ素子を覆う封止層と、封止層上に配置された封止基板と、封止層の端部及び封止基板の端部を少なくとも含む側面に形成された樹脂シール層とを備え、樹脂シール層が、１０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下の水蒸気透過率を有することを特徴とするものである。
本発明において、上記樹脂シール層は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、ポリオレフィン樹脂及び液晶ポリマー樹脂からなる群から選択されるベース樹脂と、無機フィラーとを含有することが好ましい。
本発明において、上記無機フィラーは、板状無機化合物及び水分捕捉無機化合物からなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
本発明において、上記樹脂シール層は、１ＧＰａ以下のヤング率を有することが好ましい。
本発明において、上記樹脂シール層と上記フレキシブル基板との界面、上記樹脂シール層と上記無機膜との界面、上記樹脂シール層と上記封止層との界面及び上記樹脂シール層と上記封止基板との界面のせん断強度が０．５ｋｇｆ／ｃｍ２以上であり、且つそれらの界面のピール強度が０．２Ｎ／１０ｍｍ以上であることが好ましい。
本発明によれば、柔軟性に優れ、非表示領域（ベゼル部）の幅を大きくすることなく、酸素や水分の遮断性に優れると共に、相対的に低コストで、相対的に単純な工程を通じて製造できるフレキシブル有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
以下、本発明に係るフレキシブル有機ＥＬ表示装置の好適な実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係るフレキシブル有機ＥＬ表示装置の模式断面図である。図１に示すように、フレキシブル有機ＥＬ表示装置１０は、フレキシブル基板１１と、フレキシブル基板１１上に配置された無機膜１２と、無機膜１２上に配置された有機ＥＬ素子１３と、有機ＥＬ素子１３を覆う封止層１４と、封止層１４上に配置された封止基板１５と、封止層１４の端部及び封止基板１５の端部を少なくとも含む側面に形成された樹脂シール層１６とを備える。
図１は、本発明に係るフレキシブル有機ＥＬ表示装置の模式断面図である。図１に示すように、フレキシブル有機ＥＬ表示装置１０は、フレキシブル基板１１と、フレキシブル基板１１上に配置された無機膜１２と、無機膜１２上に配置された有機ＥＬ素子１３と、有機ＥＬ素子１３を覆う封止層１４と、封止層１４上に配置された封止基板１５と、封止層１４の端部及び封止基板１５の端部を少なくとも含む側面に形成された樹脂シール層１６とを備える。
樹脂シール層１６は、厚みを１００μｍとし４０℃、９０％ＲＨで測定した時に１０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ：water vapor transmission rate）を有し、好ましくは１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下の水蒸気透過率を有し、より好ましくは０．１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下の水蒸気透過率を有する。本発明に係るフレキシブル有機ＥＬ表示装置では、樹脂シール層１６が酸素や水分の遮断性に優れるので、特許文献１のようにシール層の層厚を厚くする必要がない。そのため、特許文献１の有機ＥＬ表示装置よりも非表示領域（ベゼル部）の幅を狭めることができる。
樹脂シール層１６は、上記した水蒸気透過率を達成するために、ベース樹脂と無機フィラーとを含有することが好ましい。ベース樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、ポリオレフィン樹脂、液晶ポリマー樹脂等を挙げることができ、これらの中でも、封止層１４及び封止基板との接着性に優れ、柔軟性に優れるという観点から、ポリオレフィン樹脂が好ましい。
無機フィラーとしては、板状無機化合物及び水分捕捉無機化合物（無機系ゲッター剤）の少なくとも一種を含むことが好ましい。無機フィラーの平均粒径は、１０μｍ以下であることが好ましい。無機フィラーの平均粒径が１０μｍ以下であれば、フレキシブル有機ＥＬ表示装置１０を畳んだり曲げたりして（特に曲率半径３０ｍｍで曲げて）も樹脂シール層１６が破壊されることがない。なお、本発明において、無機フィラーの平均粒径とは、レーザ回折式粒子径分布測定装置により測定した値である。
板状無機化合物の具体例としては、マイカ、クレイ、タルク等を挙げることができる。これらの板状無機化合物は、単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。板状無機化合物のアスペクト比は、酸素や水分の遮断性を向上させるため、３〜３０００であることが好ましく、１０〜３０００であることがより好ましい。
本発明において、水分捕捉無機化合物（無機系ゲッター剤）とは、少なくとも水分補足（吸湿）機能を有し、望ましくは酸素吸収機能あるいは酸素吸着機能を有する無機化合物である。水分捕捉無機化合物（無機系ゲッター剤）の具体例としては、酸化カルシウム、ゼオライト（例えば、ナノサイズ化されたゼオライト）、シリカゲル、活性アルミナ等を挙げることができる。これらの水分捕捉無機化合物（無機系ゲッター剤）は、単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
酸素や水分の遮断性をより向上させるという観点から、板状無機化合物と水分捕捉無機化合物（無機系ゲッター剤）とを併用することが好ましい。
樹脂シール層１６は、１０質量％〜７０質量％の無機フィラーを含有することが好ましい。無機フィラーの含有量が１０質量％〜７０質量％の範囲であれば、酸素や水分の遮断性を確保しつつ、樹脂シール層１６内に無機フィラーを均一に分散させ易い。
樹脂シール層１６は、１ＧＰａ以下のヤング率を有することが好ましい。樹脂シール層１６のヤング率が１ＧＰａ以下であれば、フレキシブル有機ＥＬ表示装置１０を畳んだり曲げたりして（特に曲率半径３０ｍｍで曲げて）も樹脂シール層１６が破壊されることがない。
また、樹脂シール層１６とフレキシブル基板１１との界面、樹脂シール層１６と無機膜１２との界面、樹脂シール層１６と封止層１４との界面及び樹脂シール層１６と封止基板１５との界面のせん断強度は、０．５ｋｇｆ／ｃｍ２以上であることが好ましい。これらの界面のせん断強度が０．５ｋｇｆ／ｃｍ２以上であれば、フレキシブル有機ＥＬ表示装置１０を繰り返し畳んだり曲げたりしても不都合が生じない。また、樹脂シール層１６と接する他の部材（例えば、無機バリア層が形成されたポリイミド、ポリエチレンテレフタレートフィルム、アルミニウム箔など）との界面のせん断強度も０．５ｋｇｆ／ｃｍ２以上であることが好ましい。なお、本発明において、上記せん断強度は、樹脂シール層１６を形成するのと同じ材料を用い直径１ｃｍ、厚さ１００μｍ程度となる量でフレキシブル基板１１、無機膜１２、封止層１４もしくは封止基板１５を形成するのと同じ材料を接着したサンプルを作製し、このサンプルを用いて５ｍｍ／分の引張速度で測定した値である。
フレキシブル基板１１との界面、樹脂シール層１６と無機膜１２との界面、樹脂シール層１６と封止層１４との界面及び樹脂シール層１６と封止基板１５との界面のピール強度は、０．２Ｎ／１０ｍｍ以上であることが好ましい。これらの界面のピール強度が０．２Ｎ／１０ｍｍ以上であれば、フレキシブル有機ＥＬ表示装置１０を繰り返し畳んだり曲げたりしても不都合が生じない。なお、本発明において、上記ピール強度は、樹脂シール層１６を形成するのと同じ材料を用い厚さ１００μｍ程度となる量でフレキシブル基板１１、無機膜１２、封止層１４もしくは封止基板１５を形成するのと同じ材料を接着し、１０ｍｍ幅に切断してサンプルを作製し、このサンプルを用いて室温雰囲気下で３００ｍｍ／分の剥離速度での１８０度ピール強度（Ｎ／１０ｍｍ）を測定した値である。
上記した樹脂シール層１６の形成方法は、封止層１４の端部及び封止基板１５の端部を少なくとも含む側面に、樹脂シール層形成用樹脂組成物を塗布し、必要に応じて硬化させればよい。ここで用いる樹脂シール層形成用樹脂組成物の硬化形態は、熱硬化型、湿気硬化型、化学硬化型（二液混合）、ホットメルト型、紫外線硬化型等の何れであってもよい。樹脂シール層形成用樹脂組成物の塗布は、ディスペンサ塗布、スプレー塗布、インクジェット塗布等の何れであってもよい。上記したように、樹脂シール層１６は単層で酸素や水分の遮断性に十分に優れるので、特許文献３のように製造工程が複雑にならず、相対的に低コストでフレキシブル有機ＥＬ表示装置１０を提供することができる。
フレキシブル基板１１としては、可撓性を有する公知のものを使用することができる。フレキシブル基板１１に用いることのできる材料の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン等を挙げることができる。
無機膜１２は、フレキシブル基板１１を通過して水分が侵入し、有機ＥＬ素子１３を劣化させることを防ぐものである。浸水バリアの機能を有する無機膜１２には、例えば、ＳｉＯ２等の無機層や、有機層との混合層等を挙げることができる。
有機ＥＬ素子１３は、一対の対向した電極と、それらの電極間に配置された発光層を含む有機ＥＬ層とを少なくとも有するものである。有機ＥＬ素子１３には、当該技術分野で公知の種々の構成を採用することができる。
封止層１４としては、有機ＥＬ素子１３を封止するために用いられる公知のものを使用することができる。封止層１４に用いることのできる材料の具体例としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を挙げることができる。
封止基板１５は、有機ＥＬ素子１３を密封するために用いられ、酸素や水分の遮断性の優れる公知のものを使用することができる。封止基板１５に用いることのできる材料の具体例としては、金属、無機バリア膜が形成された樹脂、無機有機複合膜が形成された樹脂等を挙げることができる。
本発明に係るフレキシブル有機ＥＬ表示装置は、樹脂シール層を上記のように形成すること以外は、公知の方法に準じて製造することができる。
１０ フレキシブル有機ＥＬ表示装置、１１ フレキシブル基板、１２ 無機膜、１３ 有機ＥＬ素子、１４ 封止層、１５ 封止基板、１６ 樹脂シール層。
Claims (5)
- フレキシブル基板と、前記フレキシブル基板上に配置された無機膜と、前記無機膜上に配置された有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を覆う封止層と、前記封止層上に配置された封止基板と、前記封止層の端部及び前記封止基板の端部を少なくとも含む側面に形成された樹脂シール層とを備えるフレキシブル有機ＥＬ表示装置であって、前記樹脂シール層が、１０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下の水蒸気透過率を有することを特徴とするフレキシブル有機ＥＬ表示装置。
- 前記樹脂シール層が、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、ポリオレフィン樹脂及び液晶ポリマー樹脂からなる群から選択されるベース樹脂と、無機フィラーとを含有することを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル有機ＥＬ表示装置。
- 前記無機フィラーが、板状無機化合物及び水分捕捉無機化合物からなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項２に記載のフレキシブル有機ＥＬ表示装置。
- 前記樹脂シール層が、１ＧＰａ以下のヤング率を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のフレキシブル有機ＥＬ表示装置。
- 前記樹脂シール層と前記フレキシブル基板との界面、前記樹脂シール層と前記無機膜との界面、前記樹脂シール層と前記封止層との界面及び前記樹脂シール層と前記封止基板との界面のせん断強度が０．５ｋｇｆ／ｃｍ２以上であり、且つそれらの界面のピール強度が０．２Ｎ／１０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のフレキシブル有機ＥＬ表示装置。
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