JP2018141902A - ゲッター粒状体及び表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】発光素子の長寿命化を実現することができるゲッター粒状体及びそのゲッター粒状体を用いた表示装置を提供する。
【解決手段】ゲッター粒状体は、中空部を有する無機粒子と、無機粒子の中空部内に内包され、酸素及び水分のうちの少なくとも一方を吸着するゲッター材料とを有している。表示装置は、基板と、基板上に形成された発光素子と、発光素子を保護するように形成され、前記のゲッター粒状体を含むバリア材とを有している。
【選択図】図2

Description

本発明は、ゲッター粒状体及びそれを用いた表示装置に関する。
有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode、OLED)は、高コントラスト、低消費電力等の特徴を有する自発光デバイスであり、例えばディスプレイ用途の発光素子として研究開発が進められている。
一方、OLEDは、水分や酸素により素子特性が劣化する。このため、OLEDへの水や酸素の侵入を防止する技術の開発が進められている(特許文献1、2)。特許文献1には、ゲッター材を含む吸湿性フィルムを含むOLEDが記載されている。また、特許文献2には、基板上で有機発光素子の全面を封止する粘接着フィルムを含む有機電子装置において、粘接着フィルムが、水分吸着剤を含む光硬化性組成物の光硬化物を含むことが記載されている。
特開2016−516261号公報 特開2015−504580号公報
上記OLEDの劣化防止のためのゲッター材には、無機酸化物、有機金属化合物等が用いられる。このようなゲッター材は、水分や酸素を吸収すると膨張する。このため、樹脂中にゲッター材等が混合されたバリア材を用いた場合、ゲッター材が水分や酸素を吸収して膨張する結果、バリア材が破壊されることがある。例えば、OLEDパネルの周囲を囲むダム材を構成する樹脂中にゲッター材が混合される場合がある。この場合、ゲッター材が膨張すると、ダム材が破壊され、OLEDその他の発光素子の劣化が発生する。このように、従来のゲッター材では、水分や酸素の吸収により膨張するため、OLEDその他の発光素子の劣化を防止することは困難であり、発光素子の長寿命化を実現することが困難であった。
また、従来、ゲッター材は、着色されていたり、数μm以上のサイズを有していたりした。このため、ゲッター材を含むバリア材を透明化することが困難であった。バリア材の透明度が低いと、発光素子からの光の透過を妨げないようにバリア材を用いる必要があるため、バリア材の使用範囲が限られてしまうことになる。
本発明は、発光素子の長寿命化を実現することができるゲッター粒状体及びそのゲッター粒状体を用いた表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一観点によれば、中空部を有する無機粒子と、前記無機粒子の前記中空部内に内包され、酸素及び水分のうちの少なくとも一方を吸着するゲッター材料とを有することを特徴とするゲッター粒状体が提供される。
本発明の他の観点によれば、基板と、前記基板上に形成された発光素子と、前記発光素子を保護するように形成され、上記のゲッター粒状体を含むバリア材とを有することを特徴とする表示装置が提供される。
本発明によれば、発光素子の長寿命化を実現することができる。
図1は、本発明の第1実施形態による表示装置を示す断面図である。 図2は、本発明の第1実施形態によるゲッター粒状体を示す断面図である。 図3は、本発明の第1実施形態によるゲッター粒状体の製造方法を示すフローチャートである。 図4は、本発明の第2実施形態による表示装置を示す断面図である。 図5は、本発明の第3実施形態によるゲッター粒状体を示す斜視図である。 図6は、本発明の第3実施形態によるゲッター粒状体の製造方法を示すフローチャートである。 図7は、本発明の変形実施形態による表示装置を示す断面図である。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態によるゲッター粒状体及び表示装置について図1乃至図3を用いて説明する。
まず、本実施形態による表示装置の構成について図1を用いて説明する。図1は本実施形態による表示装置を示す断面図である。なお、以下では、図1に示すトップエミッション型の表示装置について説明する。
本実施形態による表示装置は、有機発光ダイオード(OLED)を発光素子として用いた表示装置である。図1に示すように、本実施形態による表示装置10では、素子基板12上に、バリア層18が形成されている。
素子基板12は、例えば、ガラス基板である。なお、素子基板12は、ガラス基板に限定されるものではなく、種々の材質の基板を用いることができる。
バリア層18は、酸素及び水分に対するバリア性を有する単層又は複数層の無機材料層からなるものである。バリア層18を構成する層としては、例えば、酸化シリコン層、窒化シリコン層、アルミナ層等が用いられている。
バリア層18上には、OLED22を駆動する駆動回路を構成する薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、TFT)を含むTFT層20が形成されている。TFT層20上には、OLED22が形成されている。
OLED22は、アノード(陽極)24と、アノード24上に形成された発光層を含む有機化合物層26と、有機化合物層26上に形成されたカソード(陰極)28とを有している。
アノード24は、例えば反射電極からなるものである。アノード24としては、例えば、アルミニウム、銀、プラチナ、クロム等の反射率の高い材料の薄膜、又はこれらのような薄膜上にITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)等の透明導電性酸化物の薄膜を形成したものが用いられている。
有機化合物層26は、例えば、ピクセルを構成するサブピクセルに応じて、赤色光を発光する有機化合物層(R)と、緑色光を発光する有機化合物層(G)と、青色光を発光する有機化合物層(B)とを含んでいる。各有機化合物層は、例えば、アノード24上に順次形成された正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層により構成されている。各有機化合物層を構成する各層は、それぞれの発光色に応じた材料により構成されている。
カソード28は、例えば半透明電極又は透明電極からなるものである。カソード28としては、例えば、銀、銀合金、ITO、IZO等の薄膜が用いられている。
上記OLED22の構成により、本実施形態による表示装置10は、素子基板12の表面、すなわちOLED22の上面側から光を取り出すトップエミッション型になっている。なお、OLED22の構成は、上記の構成に限定されるものではなく、種々の構成を採用することができる。例えば、上記のように赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ発光する有機化合物層を用いた3色方式の構成に代えて、白色光を発光する有機化合物層をカラーフィルタとともに用いて赤色、緑色及び青色を得るカラーフィルタ方式の構成を採用することもできる。また、アノード24、有機化合物層26及びカソード28、並びに有機化合物層26を構成する層の積層構造も、上位の構成に限定されるものではなく、種々の構成を採用することができる。
TFT層20上に形成されたOLED22上には、パッシベーション層30が形成されている。パッシベーション層30は、OLED22を覆うように、OLED22の上面及び側面に形成されている。
パッシベーション層30は、透湿性の低い無機膜からなるものであり、OLED22を酸素及び水分から保護する保護膜として機能する。パッシベーション層30としては、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等が用いられている。
OLED22の周囲のバリア層18上には、OLED22を含むパネルの周囲を囲むようにダム材32が形成されている。ダム材32には、後述するゲッター粒状体34が含まれている。ダム材32が形成された素子基板12上には、素子基板12に対向するように、他の基板である対向基板36がダム材32により固定されている。OLED22は、素子基板12、対向基板36及びダム材32により囲まれた気密空間内に封止されている。
ダム材32は、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等の樹脂からなるものであり、対向基板36を接着して素子基板12上に固定する。ダム材32の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等が用いられている。ダム材32は、素子基板12上にマトリクス状に形成された複数のOLED22を含むパネルの周囲を囲むように形成されている。
ダム材32には、後述する本実施形態によるゲッター粒状体34が混合されて含まれている。ゲッター粒状体34を含むダム材32は、酸素及び水分のOLED22への侵入を抑制又は防止してOLED22を保護するバリア材としても機能する。なお、ダム材32は、酸素及び水分のうちの少なくとも一方のOLED22への侵入を抑制又は防止する機能を有するものであればよい。
対向基板36は、例えば、ガラス基板である。対向基板36として透明基板を用いることにより、トップエミッション型の表示装置を構成することができる。対向基板36は、素子基板12に対向するように配置されている。素子基板12に対向するように配置された対向基板36は、ダム材32に接着されてダム材32上に固定されている。
素子基板12、対向基板36及びダム材32により囲まれた、OLED22を封止する気密空間には、充填材38が充填されている。充填材38は、OLED22を埋め込んでいる。充填材38の材料としては、例えば、吸湿機能を有する透明樹脂が用いられている。
こうして、本実施形態による表示装置10が構成されている。本実施形態による表示装置10では、酸素及び水分のOLED22への侵入を抑制又は防止してOLED22を保護するバリア材として機能するダム材32がゲッター粒状体34を含んでいる。以下、本実施形態によるゲッター粒状体34についてさらに図2を用いて説明する。図2は、本実施形態によるゲッター粒状体34を示す断面図である。
本実施形態によるゲッター粒状体34は、図2に示すように、無機材料からなる中空の無機粒子であるシリカ粒子42と、シリカ粒子42の中空部内に内包されたゲッター層44とを有している。
シリカ粒子42は、ゲッター粒状体34の外殻を構成する低膨張の硬い無機粒子であり、中空部を有する中空球形の形状を有している。シリカ粒子42のサイズは、例えば、外径で10nm〜100μmであり、好ましくは外径で10〜100nmである。シリカ粒子42は、このように外径がナノメートルオーダーのナノ粒子であることが好ましい。また、シリカ粒子42の内径は、製造条件等によって異なりうるが、例えば、1nm〜8μmである。特に外径100nm以下の小さなサイズをシリカ粒子42が有し、ゲッター粒状体34のサイズが100nm以下である場合、ゲッター粒状体34がダム材32に混合された場合であっても、ダム材32の透明性を確保することができ、バリア材として機能するダム材32の透明化を実現することができる。
シリカ粒子42には、不規則に複数の細孔46が形成されている。細孔46は、一端がシリカ粒子42内の中空部の内壁に開口し、他端がシリカ粒子42の表面に開口している。細孔46は、例えば、10〜100nmの孔径を有している。このような孔径の細孔をシリカ粒子42が有することにより、シリカ粒子42の強度を確保しつつ、以下に述べるゲッター層44により酸素及び水分を効率よく吸着することができる。
ゲッター層44は、シリカ粒子42の中空部の内壁に層状に形成されている。ゲッター層44は、ゲッター材料から構成され、細孔46を介して、酸素及び水分を吸着する機能を有している。図2では、ゲッター層44により吸着された物質である被吸着物質48を示している。図2に示す被吸着物質48は、ゲッター層44により吸着された酸素及び水分の分子、又はこれら分子の集合を模式的に示している。ゲッター層44を構成するゲッター材料は、酸素及び水分のうちの少なくとも一方を吸着する機能を有するものであればよく、酸素又は水分を吸着する機能を有するものであってもよいし、酸素及び水分を吸着する機能を有するものであってもよい。
ゲッター層44を構成するゲッター材料としては、化学吸湿材を用いることができ、具体的には、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化マグネシウム、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト、硫酸ガリウム、硫酸チタン、硫酸ニッケル等の化学吸湿材が例示される。また、ゲッター材料として、物理吸着材を用いることができ、具体的には、ゼオライト、多孔質シリカ、活性炭等の物理吸着材が例示される。さらに、複数種のゲッター材料を混合してゲッター層44を構成する材料として用いることもできる。ゲッター層44を構成するゲッター材料は、上記の例示される化学吸湿材及び物理吸着材からなる群から選択された少なくとも1種を用いることができる。
なお、シリカ粒子42内にゲッター材料が内包される態様は、シリカ粒子42の内壁にゲッター層44が層状に形成されている態様に限定されるものではなく、シリカ粒子42の中空部内にゲッター材料が含まれて内包されていればよい。
表示装置10におけるダム材32に対して外部から侵入する酸素及び水分は、細孔46を介して、ゲッター層44に吸着されて、シリカ粒子42内に蓄積される。これにより、ダム材32からの酸素及び水分のOLED22への侵入を抑制又は防止することができる。
さらに、ゲッター層44に吸着された酸素及び水分は、低膨張の硬いシリカ粒子42の外殻内に蓄積される。このため、ゲッター層44が酸素及び水分を吸着した場合であっても、外殻のシリカ粒子42によりゲッター層44の膨張を抑制することができ、もってゲッター粒状体34全体の膨張を抑制することができる。本実施形態では、こうしてゲッター粒状体34の膨張を抑制することができるため、ゲッター粒状体34を含むダム材32の破壊を抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、OLED22の長寿命化を実現することができる。
このように、本実施形態によれば、OLED22の長寿命化を実現することができる。また、本実施形態によれば、ゲッター粒状体34のサイズが100nm以下の場合、バリア材として機能するダム材32の透明化を実現することができる。
次に、本実施形態によるゲッター粒状体34の製造方法についてさらに図3を用いて説明する。図3は、本実施形態によるゲッター粒状体34の製造方法を示すフローチャートである。
図3に示すように、本実施形態によるゲッター粒状体34の製造方法は、界面活性剤及びゲッター材料によりゲッター材料を内包するベシクルを含む第1の分散液を調製するステップS12を有している。また、ゲッター粒状体34の製造方法は、第1の分散液にシリカ前駆体を添加してベシクル及びシリカ前駆体を含む第2の分散液を調製するステップS14を有している。また、ゲッター粒状体34の製造方法は、第2の分散液のpHを調整するステップS16を有している。また、ゲッター粒状体34の製造方法は、pH調整後の第2の分散液を水熱反応に付して、ゲッター材料を内包するシリカ粒子42を得るステップS18を有している。また、ゲッター粒状体34の製造方法は、シリカ粒子42を固液分離して洗浄するステップS20を有している。さらに、ゲッター粒状体34の製造方法は、固液分離及び洗浄が行われたシリカ粒子42を焼成してゲッター粒状体34を得るステップS22を有している。
まず、ステップS12では、所定のpHで、ベシクルを形成可能な界面活性剤及び上述のゲッター材料を含む水溶液からゲッター材料を内包するベシクルを形成する。これにより、ゲッター材料を内包するベシクルを含む水性の第1の分散液を調製する。ステップS12で形成されるベシクルは、ゲッター粒状体34を構成するシリカ粒子42の鋳型となる分子集合体である。
ベシクルを形成する際の水溶液のpHは、特に限定されるものではないが、例えば、9.0〜11.7である。pHを調整することにより、形成されるシリカ粒子42の外径を調整することができる。
ベシクルの形成に用いうる界面活性剤は、特に限定されるものではなく、種々の界面活性剤を用いることができる。例えば、一本鎖型のカチオン界面活性剤、二本鎖型のカチオン界面活性剤、又はこれらの組み合わせを用いることができる。また、一本鎖型若しくは二本鎖型のカチオン界面活性剤又は一本鎖型及び二本鎖型のカチオン界面活性剤とアニオン界面活性剤との組み合わせを用いることができる。
一本鎖型のカチオン界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、炭素原子数12〜20のアルキル基を1本有するものが挙げられる。具体的には、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、テトラデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、オクタデシルトリメチルアンモニウムブロマイド等のアルキルトリメチルアンモニウム塩が例示される。また、ポリオキシエチレン付加ヘキサデシルトリメチルアンモニウム塩、ポリオキシエチレン付加オクタデシルトリメチルアンモニウム塩等のポリオキシエチレン付加アルキルトリメチルアンモニウム塩が例示される。また、ヘキサデシルピリジニウムブロマイド、オクタデシルピリジウニウムブロマイド等のアルキルピリジニウム塩が例示される。また、ヘキサデシルイミダゾリウムブロマイド、オクタデシルイミダゾリウムブロマイド等のアルキルイミダゾリウム塩が例示される。なお、具体例における塩は、例えば、ブロマイド塩、クロライド塩等である。
二本鎖型のカチオン界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、炭素原子数12〜20のアルキル基を2本有するものが挙げられる。具体的には、ジドデシルジメチルアンモニウムブロマイド、ジヘキサデシルジメチルアンモニウムブロマイド、ジオクタデシルジメチルアンモニウムブロマイド等のジアルキルジメチルアンモニウム塩が例示される。また、ポリオキシエチレン付加ジヘキサデシルジメチルアンモニウム塩、ポリオキシエチレン付加ジオクタデシルジメチルアンモニウム塩等のポリオキシエチレン付加ジアルキルジメチルアンモニウム塩が例示される。なお、具体例における塩は、例えば、ブロマイド塩、クロライド塩等である。
アニオン界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、具体的には、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレン付加アルキル硫酸塩、アルカンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、N−アシルアルキルタウリン酸、α−オレフィンスルホン酸塩、スルホコハク酸塩等が例示される。なお、具体例における塩は、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等である。
上記界面活性剤及びゲッター材料を含む水溶液における界面活性剤及びゲッター材料の濃度は、それぞれ特に限定されるものではないが、界面活性剤及びゲッター材料の種類に応じて適宜設定することができる。
ステップS12では、上記界面活性剤及びゲッター材料を含む水溶液のpHを所定のpHに調整した後、その水溶液に対して超音波照射を行う。これにより、ゲッター材料を取り込んで内包するベシクルが形成される。なお、水溶液のpHの調整には、例えば、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、アンモニア等のアルカリ性の物質を用いることができる。照射する超音波の周波数は、例えば、20kHz〜200kHzの範囲内で適宜設定することができる。また、照射する超音波の強度は、例えば、75〜600Wの範囲内で適宜設定することができる。
次いで、ステップS14では、ステップS12で調製した第1の分散液にシリカ前駆体を添加して、ゲッター材料を内包するベシクルとシリカ前駆体とを含む第2の分散液を調製する。シラン前駆体としてはシラン化合物が用いられ、第2の分散液において、シラン前駆体の加水分解反応及びこれに続く重縮合反応が開始して進行する。第2の分散液におけるベシクルの表面では、シラン化合物の加水分解反応及び重縮合反応によりシリカが形成される。その結果、ベシクル全体がシリカ膜で被覆され、中空のシリカ粒子42が形成される。シリカ粒子42の中空部内には、ベシクル及びこれに内包されたゲッター材料が内包されている。
シリカ前駆体としては、例えば次の一般式(1)で表されるアルコキシシランを用いることができる。
Si(OR)(R)4−n ……(1)
ただし、一般式(1)中、Rはアルキル基を表し、nは1〜4の整数を表し、4個のRは互いに同一でも異なっていてもよい。Rとしては、炭素原子数1〜10のアルキル基が例示され、炭素原子数1〜6のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素原子数1〜4のアルキル基がより好ましい。nは、2〜4の整数であることが好ましく、3又は4であることがより好ましく、4であることがさらにより好ましい。
具体的には、シリカ前駆体として、テトラメチルオルソシリケート、テトラエチルオルソシリケート、テトラプロピルオルソシリケート、テトラブチルオルソシリケート等が例示される。
シリカ前駆体の添加量は、特に限定されるものではなく、適宜設定することができるが、例えば、第2の分散液におけるシリカ前駆体の濃度が0.01〜0.5Mとなる量に設定することができる。
ステップS12では、第1の分散液へのシリカ前駆体の添加後、第1の分散液を所定の温度で撹拌することにより、シラン前駆体の加水分解反応及び重縮合反応を進行させることができる。例えば、第1の分散液の温度は15〜35℃、撹拌の回転数は500〜1000rpmに設定することができる。また、撹拌時間は、例えば30分〜24時間に設定することができる。
次いで、ステップS16では、ステップS14で調製した第2の分散液のpHを調整する。これにより、第2の分散液のpHを小さくする。具体的には、例えば、pHを9.0〜11.7の範囲内から6.0〜8.5の範囲内に小さくする。第2の分散液のpHの調整には、例えば、塩酸、硫酸、硝酸等の酸性物質を用いることができる。
ステップS16において、このようにpHを小さくすることにより、ベシクル表面で形成されたシリカ膜に存在するシラノール基同士が脱水縮合により架橋されてシリカ膜に存在するシラノール基が減少しやすくなる。また、残存するシラノール基が水和した状態になりやすくなる。こうして、形成されるシリカ粒子42において、シラノール基の残存量が減少しているとともに、残存するシラノール基が水和した状態になることで、シリカ粒子42の間でシラノール基同士の重縮合反応が抑制される。その結果、シリカ粒子42を外殻とするゲッター粒状体34の水性溶媒への分散性が向上する。
次いで、ステップS18では、ステップS16でpHを調整した後の第2の分散液を水熱反応に付して、ゲッター材料を内包するシリカ粒子42を得る。第2の分散液を水熱反応に付することにより、ベシクル表面で形成されたシリカ膜中に残存していたシラノール基の間で、重縮合反応が促進される。その結果、シリカ粒子を乾燥させた後も、中空構造を保持可能で、ゲッター層44の膨張にも耐えうる硬いシリカ粒子42を形成することができる。
水熱反応は、例えば、80〜190℃の温度条件の下、オートクレーブ中にて高温高圧で第2の分散液を処理することにより行うことができる。水熱反応の反応時間は、特に限定されず、温度条件及び圧力条件に応じて、適宜設定することができる。反応時間は、例えば4時間以上に設定することができる。
なお、pHを調整するステップS16と水熱反応を行うステップS18との間に、第2の分散液を撹拌するステップをさらに行ってもよい。この間に第2の分散液を撹拌することにより、水性溶媒への分散性に優れるシリカ粒子42をさらに得やすくなる。このステップでは、例えば、15〜35℃の温度、500〜1000rpmの回転数で撹拌することができ、撹拌時間は1〜24時間に設定することができる。
次いで、ステップS20では、水熱反応により得たシリカ粒子42を固液分離により取り出して洗浄する。洗浄後、シリカ粒子を乾燥する。固液分離を行う方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、吸引濾過を用いることができる。なお、水熱反応を行ったステップS18の後、ステップS20の固液分離を行うために反応物を常温に戻す際、反応物を静置してもよいし、撹拌してもよい。撹拌することにより、水性溶媒への分散性に優れるシリカ粒子42がさらに得やすくなることがある。
次いで、ステップS22では、ステップS20で取り出したシリカ粒子42を焼成して、ゲッター粒状体34を得る。焼成により、シリカ粒子42の中空部内の界面活性剤が除去されるとともに、シリカ粒子42に内包されていたゲッター材料からなるゲッター層44が形成される。焼成されたシリカ粒子42には、細孔46が生じる。
焼成では、例えば、シリカ粒子42を、400〜600℃の温度で1〜12時間加熱する。
こうして、本実施形態によるゲッター粒状体34が製造される。
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態による表示装置について図4を用いて説明する。図4は、本実施形態による表示装置を示す断面図である。なお、上記第1実施形態によるゲッター粒状体及び表示装置と同様の構成については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
上記第1実施形態では、ダム材32がゲッター粒状体34を含む場合について説明したが、これに限定されるものではない。ゲッター粒状体34は、ダム材32以外の部材にも含まれうる。本実施形態では、ダム材32以外の部材として充填材38にゲッター粒状体34が含まれる場合について説明する。
図4に示すように、本実施形態による表示装置100では、ダム材32に代えて、対向基板36及びダム材32により囲まれた気密空間、すなわちOLED22を封止する気密空間に充填された充填材38にゲッター粒状体34が混合されて含まれている。充填材38に混合されたゲッター粒状体34は、上記第1実施形態で説明したものであり、特に100nmの小さなサイズを有している。ゲッター粒状体34を含む充填材38は、酸素及び水分のOLED22への侵入を抑制又は防止してOLED22を保護するバリア材として機能することができる。
ゲッター粒状体34が100nmの小さなサイズを有する場合、バリア材として機能する充填材38の透明性を確保することができ、充填材38がOLED22で発光した光の透過を妨げることもない。こうして、本実施形態では、バリア材として機能する充填材38の透明化を実現することができる。
本実施形態のように、OLED22を封止する充填材38にゲッター粒状体34が含まれていてもよい。
なお、上記では、ダム材32に代えて充填材38にゲッター粒状体34が含まれる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ダム材32及び充填材38の両者にゲッター粒状体34が含まれていてもよい。
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態によるゲッター粒状体について図5及び図6を用いて説明する。図5は、本実施形態によるゲッター粒状体を示す斜視図である。図6は、本実施形態によるゲッター粒状体の製造方法を示すフローチャートである。なお、上記第1及び第2実施形態によるゲッター粒状体及び表示装置と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
上記第1実施形態では、ゲッター粒状体34として、中空球形の形状を有するシリカ粒子42と、シリカ粒子42の中空部の内壁に形成されたゲッター層44を有する場合について説明したが、これ限定されるものではない。シリカ粒子の形状及びシリカ粒子がゲッター材料を内包する態様は、種々の態様を採ることができる。本実施形態では、ゲッター粒状体の外殻を構成する中空の無機粒子であるシリカ粒子が円筒形の形状を有する場合について説明する。
図5に示すように、本実施形態によるゲッター粒状体134は、円筒形の形状を有するシリカ粒子142と、円筒形のシリカ粒子142の中空部内に充填されて内包されたゲッター充填材144とを有している。
シリカ粒子142は、ゲッター粒状体134の外殻を構成する低膨張の硬い無機粒子であり、中空部を有する円筒形の形状を有している。シリカ粒子142は、例えば、切断されたガラスチューブから構成されている。シリカ粒子142のサイズは、例えば、内径が100nm〜80μm、外径が200nm〜100μm、軸方向の長さが500nm〜1mmである。特に外径及び軸方向の長さがともに100nm以下の小さなサイズをシリカ粒子142が有し、ゲッター粒状体134のサイズが100nm以下である場合、ゲッター粒状体134がダム材32に混合された場合であっても、ダム材32の透明性を確保することができ、バリア材として機能するダム材32の透明化を実現することができる。
ゲッター充填材144は、シリカ粒子142の中空部内に充填されて内包されている。ゲッター充填材144は、シリカ粒子142の中空部内に固定されている。ゲッター充填材144は、ゲッター材料から構成され、又はゲッター材料の粉末と、ゲッター材料の粉末が分散された樹脂とから構成されている。ゲッター充填材144は、シリカ粒子142の円筒形の開口部を介して、酸素及び水分を吸着する機能を有している。なお、ゲッター充填材144を構成するゲッター材料は、酸素及び水分のうちの少なくとも一方を吸着する機能を有するものであればよく、酸素又は水分を吸着する機能を有するものであってもよいし、酸素及び水分を吸着する機能を有するものであってもよい。
なお、ゲッター充填材114は、シリカ粒子142の中空部内に完全に充填されていてもよいし、シリカ粒子142の中空部内に一部空間を残して充填されていてもよい。
ゲッター充填材144を構成するゲッター材料は、上記第1実施形態で述べたゲッター材料と同様の材料を用いることができ、好ましくは化学吸湿材を用いることができる。また、ゲッター充填材144を構成する樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を用いることができる。
第1実施形態によるゲッター粒状体34とは異なり、本実施形態によるゲッター粒状体134では円筒形状のシリカ粒子142の両端が開口しているものの、ゲッター充填材144に吸着された酸素及び水分は、硬いシリカ粒子142の外殻内に蓄積される。このため、ゲッター充填材144が酸素及び水分を吸着した場合であっても、ゲッター充填材144の膨張を抑制することができ、もってゲッター粒状体134全体の膨張を抑制することができる。本実施形態では、こうしてゲッター粒状体134の膨張を抑制することができるため、ゲッター粒状体134を含むダム材32の破壊を抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、OLED22の長寿命化を実現することができる。
本実施形態によるゲッター粒状体134も、上記第1及び第2実施形態において述べたように、ゲッター粒状体34と同様、バリア材として機能させるべきダム材32、充填材38等に含ませて用いることができる。
次に、本実施形態によるゲッター粒状体134の製造方法について図6を用いて説明する。
図6に示すように、本実施形態によるゲッター粒状体134の製造方法は、シリカ粒子142を構成するガラスチューブ内にゲッター充填材144を充填するステップS112を有している。また、ゲッター粒状体134の製造方法は、ガラスチューブに充填されたゲッター充填材144をガラスチューブ内に固定するステップS114を有している。さらに、ゲッター粒状体134の製造方法は、ゲッター充填材144が充填されて固定されたガラスチューブを切断してゲッター粒状体134を得るステップS116を有している。
まず、ステップS112では、シリカ粒子142を構成するガラスチューブ内に、ゲッター充填材144を充填する。ガラスチューブとしては、例えば、内径が100nm〜80μm、外径が200nm〜100μmのものを用いることができる。また、ゲッター充填材144は、上述したゲッター材料を樹脂に混合して分散させることにより用意することができる。ガラスチューブにゲッター充填材144を充填する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、毛細管現象を利用した方法を用いて充填することができる。
次いで、ステップS114では、ガラスチューブ内に充填したゲッター充填材144をガラスチューブ内に固定する。例えば、ゲッター充填材144を構成する熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂等の樹脂を硬化させることにより、ゲッター充填材144をガラスチューブ内に固定することができる。
次いで、ステップS116では、ゲッター充填材144が充填されて固定されたガラスチューブを切断してゲッター粒状体134を得る。ガラスチューブは、その外径に応じた長さで切断して複数の部分に切り分けることができ、例えば、500nm〜1mmの長さの部分に切断することができる。ガラスチューブを切断する方法は、特に限定されるものではない。
こうして、本実施形態によるゲッター粒状体134が製造される。
[変形実施形態]
本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、OLED22を保護するバリア材として機能するダム材32、充填材38等にゲッター粒状体34が含まれる場合を例に説明したが、ゲッター粒状体34が含まれるバリア材は、これらに限定されるものではない。ゲッター粒状体34が含まれるバリア材は、発光素子であるOLED22を保護するように、素子基板12、対向基板36、素子基板12と対向基板36との間等の表示装置10、100のいずれかの箇所又は領域に形成されているものであればよい。
また、上記実施形態では、素子基板12としてガラス基板を用いた場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、素子基板12として、可撓性を有する樹脂フィルムを用いることもできる。この場合、図7に示すように、樹脂フィルムよりなる素子基板12上に、感圧接着剤(Pressure Sensitive Adhesive、PSA)層14を介して、有機樹脂層16が形成されている。有機樹脂層16は、PSA層14により素子基板12上に接着されており、例えば、耐熱性を有する着色ポリイミド(polyimide、PI)フィルムからなるものである。有機樹脂層16上には、バリア層18が形成されている。このように接着剤層であるPSA層14が形成されている場合、PSA層14に第1実施形態によるゲッター粒状体34が含まれていてもよい。PSA層14は、ゲッター粒状体34を含むことにより、酸素や水分のOLED22への侵入を抑制又は防止してOLED22を保護するバリア材としても機能することができる。このように、ゲッター粒状体34は、ダム材32、充填材38及びPSA層14のうちの少なくともいずれかに含まれることができる。また、PSA層14に第3実施形態によるゲッター粒状体134が含まれていてもよい。
また、上記実施形態では、発光素子としてOLED22を用いた場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。発光素子は、酸素又は水により素子特性が劣化しうるものであればよい。
また、上記実施形態では、ゲッター粒状体34、134を構成する中空の無機粒子がシリカ粒子42、142である場合を例に説明したが、これらに限定されるものではない。ゲッター材料を内包しうる中空の無機粒子であれば、種々の材料からなるものを用いることができる。
また、上記実施形態では、シリカ粒子42が中空球形の形状を有し、シリカ粒子142が円筒形の形状を有する場合を例に説明したが、これらに限定されるものではない。シリカ粒子等のゲッター粒状体を構成する無機粒子は、中空球形、円筒形のほか、種々の形状を有することができる。例えば、無機粒子は、ゲッター材料を内包する中空部を有するものであれば、楕円球形、円錐形、多面体形、板状形、繊維状の形状等の外形形状を有することができる。また、無機粒子は、多孔質構造を有するものであってもよいし、ギザギザ状の凹凸等の起伏を表面に有するものであってもよい。このような形状を有する場合も、無機粒子のサイズは、例えば、10nm〜100μmである。このような小さなサイズを無機粒子が有することにより、ゲッター粒状体がバリア材に混合された場合であっても、バリア材の透明性を確保することができ、バリア材の透明化を実現することができる。透明化されたバリア材は、発光素子で発光した光の透過を妨げないため、高い自由度で表示装置における様々な箇所又は領域に形成することができる。
10、100…表示装置
12…素子基板
22…OLED
32…ダム材
34…ゲッター粒状体
36…対向基板
38…充填材
42…シリカ粒子
44…ゲッター層
46…細孔
134…ゲッター粒状体
142…シリカ粒子
144…ゲッター充填材

Claims (13)

  1. 中空部を有する無機粒子と、
    前記無機粒子の前記中空部内に内包され、酸素及び水分のうちの少なくとも一方を吸着するゲッター材料と
    を有することを特徴とするゲッター粒状体。
  2. 前記無機粒子が、中空球形の形状を有することを特徴とする請求項1記載のゲッター粒状体。
  3. 前記無機粒子には、一端が前記無機粒子の前記中空部の内壁に開口し、他端が前記無機粒子の表面に開口した孔を有することを特徴とする請求項2記載のゲッター粒状体。
  4. 前記無機粒子が、円筒形の形状を有することを特徴とする請求項1記載のゲッター粒状体。
  5. 前記ゲッター材料と、前記ゲッター材料が分散された樹脂とを有する充填材が、前記無機粒子の前記中空部内に充填されていることを特徴とする請求項4記載のゲッター粒状体。
  6. 前記無機粒子が、シリカ粒子であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のゲッター粒状体。
  7. 前記無機粒子のサイズが、10nm〜100μmであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のゲッター粒状体。
  8. 前記ゲッター材料が、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化マグネシウム、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト、硫酸ガリウム、硫酸チタン、硫酸ニッケル、ゼオライト、多孔質シリカ、及び活性炭からなる群から選択された少なくとも1種であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のゲッター粒状体。
  9. 基板と、
    前記基板上に形成された発光素子と、
    前記発光素子を保護するように形成され、請求項1乃至8のいずれか1項に記載のゲッター粒状体を含むバリア材と
    を有することを特徴とする表示装置。
  10. 前記基板上に前記発光素子を囲むように形成されたダム材をさらに有し、
    前記ダム材が、前記バリア材として前記ゲッター粒状体を含むことを特徴とする請求項9記載の表示装置。
  11. 前記基板に対向するように配置された他の基板と、
    前記基板と前記他の基板との間に充填された充填材とをさらに有し、
    前記充填材が、前記バリア材として前記ゲッター粒状体を含むことを特徴とする請求項9又は10に記載の表示装置。
  12. 前記基板に形成された接着剤層をさらに有し、
    前記接着剤層が、前記バリア材として前記ゲッター粒状体を含むことを特徴とする請求項9乃至11のいずれか1項に記載の表示装置。
  13. 前記発光素子が、有機発光ダイオードであることを特徴とする請求項9乃至12のいずれか1項に記載の表示装置。
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