JP2837013B2 - Ｅｌ表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＥＬ(Electroluminesc
ence）素子を絶縁性オイルにて封止したＥＬ表示装置に
関する。このものは、例えば、車両の計器類の自発光型
のセグメント表示やマトリックス表示、或いは他の表示
装置のバックライト用の面光源などに使用される。

【０００２】

【従来技術】従来、薄膜ＥＬ素子は、絶縁性基板である
ガラス基板上に、電極、絶縁層、発光層、絶縁層及び電
極を順次積層し形成されている。上記発光層はＺnＳ,Ｚ
nＳe,ＳrＳ等の発光母体に発光中心としてＭn や希土類
元素等を微量ドーピングして形成される。その発光層の
両側の絶縁層はＳiＯ₂，ＳiＮ,Ａl₂Ｏ₃ 等から成る。更
に、両電極は少なくとも光取り出し側を透明とした一対
の導電膜から成る。

【０００３】薄膜ＥＬ素子はその発光層が空気中の水分
を嫌うため、一般に、薄膜ＥＬ素子を用いた薄膜ＥＬ表
示装置は絶縁性オイルにて封止された構造とされる。こ
の構造としては、特開昭５２−７２１９７号公報「薄膜
ＥＬ装置」などにて開示され、図１０にその断面構造の
模式図を示したような薄膜ＥＬ表示装置１００が知られ
ている。上記薄膜ＥＬ表示装置１００は、薄膜ＥＬ素子
１１２が形成されたガラス基板１１１上に曲げ加工等を
施したカバーガラス１２１が接合され中空部が形成され
る。そのカバーガラス１２１の一部に穿たれた穴１２２
から、上記中空部の隙間（ギャップ）に防湿用の絶縁性
オイル１１６が注入される。そして、絶縁性オイル１１
６はシールガラス１２５にて封止されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記構造の薄膜ＥＬ表
示装置１００は温度変化に伴うオイルの熱膨張による内
圧増加によりシールガラス１２５がカバーガラス１２１
から外れ易いという問題があった。このような問題を解
決するため、特公平３−４０９１６号公報「ＥＬ素子封
止構造におけるオイル注入口の封止方法」にて開示され
たものが知られている。このものは、前述した図１０の
シールガラス１２５に替えてカバーガラス１２１の穴１
２２に挿入端部が末広がり状のテーパ部を構成するシャ
フトとこのシャフトの外周に嵌合された軟質金属性のカ
ラーとを挿入する。そして、上記シャフトのみを引き上
げてそのテーパ部により上記カラーの内端部を押し広げ
て穴１２２の内側開口端部にかしめ固定するようにして
いる。このような構造から成る薄膜ＥＬ表示装置におい
ては、上述のかしめ固定のためオイルが注入される中空
部の隙間を１〜２mm以上とする必要があり、オイル容量
が多くなってしまう。すると、上述の薄膜ＥＬ表示装置
を例えば、車載用ディスプレイ装置のように周囲環境の
温度変化が激しいものに応用すると、薄膜ＥＬ表示装置
の封止構造そのものがオイルの熱膨張により機能が低下
する可能性がある。

【０００５】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたものであり、その目的とするところは、周囲環境
の激しい温度変化に対して封入されたオイルの熱膨張に
よる封止構造の機能低下を防止したＥＬ表示装置を提供
することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の発明の構成は、平板から成る絶縁性基板上に少なくと
も光取り出し側を透明とした一対の導電膜から成る電極
とそれら電極間に絶縁層−発光層−絶縁層から成る積層
構造を形成したＥＬ素子を絶縁性オイルにて封止したＥ
Ｌ表示装置であって、前記ＥＬ素子に対向して前記絶縁
性基板に接合される平板と、前記絶縁性基板と前記平板
との間の前記ＥＬ素子の積層構造の端面方向における全
周囲を前記オイルの注入口となる開口部を除いて接合す
るように接合樹脂にて形成され、前記開口部の内側にそ
の開口幅を広げた形状とする封止枠と、前記封止枠を形
成する前記接合樹脂に所定の割合で予め混入され、所定
の外径寸法から成るスペーサと、前記封止枠の開口部か
ら前記オイルが注入された後、前記開口部に接合樹脂を
埋め込んで形成されるオイル封止部とを備え、前記オイ
ル封止部の接合樹脂は、少なくとも前記開口部近傍の前
記封止枠の一部に内側からかかるようにして埋め込まれ
ることを特徴とする。

【０００７】

【作用】平板はＥＬ素子に対向して絶縁性基板に接合さ
れる。接合樹脂にて形成される封止枠により上記絶縁性
基板と上記平板との間のＥＬ素子の積層構造の端面方向
における全周囲をオイルの注入口となる開口部を除いて
接合される。この封止枠の開口部はその内側に開口幅を
広げた形状とされる。又、所定の外径寸法から成るスペ
ーサが、封止枠を形成する接合樹脂に所定の割合で予め
混入されている。そして、封止枠の開口部からオイルが
注入された後、オイル封止部が上記開口部を閉じるよう
に接合樹脂を埋め込んで形成される。このオイル封止部
を形成する接合樹脂は、少なくとも上記開口部近傍の上
記封止枠の一部に内側からかかるようにして埋め込まれ
ている。このように、本発明のＥＬ表示装置はＥＬ素子
の周囲で絶縁性基板と平板との間にオイル封止部が封止
枠の開口部に形成された封止構造を有している。上記ス
ペーサにより上記絶縁性基板と上記平板との接合時の隙
間が一定とされる。この隙間を適当な寸法に設定された
ＥＬ表示装置では、周囲環境の激しい温度変化にてオイ
ルが熱膨張して内部圧力が上昇しても封止構造が機能低
下することはない。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図１は本発明に係る薄膜ＥＬ表示装置１０の断
面構造を示した模式図である。又、図２はガラス基板１
１，２１を接合する場合の重ね合わせを示した説明図で
ある。薄膜ＥＬ表示装置１０は、薄膜ＥＬ素子１２が形
成された絶縁性基板であるガラス基板１１に対向して平
板であるガラス基板２１が接合されて形成されている。
このガラス基板２１には例えば、薄膜ＥＬ素子１２の発
光色と異なる発光色の薄膜ＥＬ素子２２が形成されてい
る。尚、薄膜ＥＬ表示装置１０における薄膜ＥＬ素子が
１２のみの場合には、ガラス基板１１に対向する平板と
してはガラス基板２１の他、耐熱アクリル板又は透過型
表示器でなければセラミックス板などが使用可能であ
る。ガラス基板１１とガラス基板２１とは、薄膜ＥＬ素
子１２，２２の積層構造の端面方向における全周囲を絶
縁性オイルであるシリコンオイルの注入口となる開口部
３２を除いた接合樹脂から成る封止枠３１にて接合され
ている。上記開口部３２はその内側に開口幅を広げた形
状とされる。本実施例では、図２に示したように、開口
部３２は接合樹脂から成る封止枠３１の両端面が半円形
状で対向するように形成されている。従って、開口部３
２の開口幅は封止枠３１の幅の中程から内側に向かって
広げた形状とされている。この封止枠３１を形成する接
合樹脂には所定の割合でスペーサ３５が予め混入されて
いる。このスペーサ３５としては、隙間Ｇに対応した所
定の外径寸法のガラスビーズなどから成る球体にて達成
される。

【０００９】図２に示されたように、上下の薄膜ＥＬ素
子１２，２２の位置を合わせて接合した後、絶縁性オイ
ルであるシリコンオイル１６を開口部３２から注入し、
ガラス基板１１，２１の間の封止枠３１内に満たす。そ
して、その開口部３２に接合樹脂を後述のように滴下し
てオイル封止部３３が形成される。

【００１０】次に、上述の図１、図２及び図３を参照し
て薄膜ＥＬ表示装置１０の製造工程を詳述する。先ず、
図２に示したように、薄膜ＥＬ素子１２を形成したガラ
ス基板１１上で薄膜ＥＬ素子１２の周囲に例えば、エポ
キシ系熱硬化性樹脂である接合樹脂をスクリーン印刷し
て封止枠３１を形成した。この封止枠３１の開口部３２
となる両端面は、印刷用スクリーンに丸い形状を与える
か又は端部の接合樹脂を予め盛り上げておくことにより
上述のような半円形状となる。尚、接合樹脂には印刷前
にガラス基板１１，２１との間の隙間Ｇに等しい直径の
小球から成るスペーサ３５を予め混入し、真空脱包した
後使用した。このスペーサ３５の混入量は接合面で４mm
² 当り数個となるように調整した。又、使用したガラス
基板１１の外形寸法は74×44mmであり、封止枠３１は幅
３mm、外形寸法を74×34mmとして印刷した。接合樹脂か
ら成る封止枠３１の印刷後、ガラス基板１１，２１が位
置ズレを起こさないよう治具にセットして両側から押さ
え、封止枠３１に熱を加えて硬化させ両ガラス基板１
１，２１を接合した。尚、実際には封止枠３１を約80℃
で一旦仮硬化させ、熱硬化時に起こる微小な位置ズレを
修正した後、更に、約 150℃まで上昇させて完全に硬化
した。

【００１１】接合されたガラス基板１１，２１を予め加
熱して流動性をもたせたシリコンオイル中に浸し、真空
引きを行ったのち大気圧中に戻すという工程によりガラ
ス基板１１，２１の間の封止枠３１内にシリコンオイル
１６を注入した。次に、接合されたガラス基板１１，２
１をシリコンオイル中から取り出し室温まで冷却した。

【００１２】この後、図３(a)〜(d)に示した手法によ
り、封止枠３１の開口部３２に接合樹脂から成るオイル
封止部３３を形成し薄膜ＥＬ素子１２，２２を完全にシ
リコンオイル１６にて封止完了し薄膜ＥＬ表示装置１０
を形成した。開口部３２を封止するに当り、接合樹脂と
して熱硬化性樹脂を使用すると接合樹脂が加熱により完
全硬化する前にシリコンオイル１６の熱膨張による侵出
が起こるため、今回は紫外線硬化型の接合樹脂を用い
る。尚この他、２液混合反応硬化型の接合樹脂を用いる
こともできる。図３(a) に示したように、上述までの工
程でガラス基板１１，２１の間の封止枠３１内にはシリ
コンオイル１６がその開口部３２の内側近傍まで注入さ
れる。そして、図３(b) に示したように、開口部３２の
端部に接合樹脂を滴下する。すると、図３(c),(d) に示
したように、接合樹脂は毛細管現象により封止枠３１端
面に沿って開口部３２全体に広がりシリコンオイル１６
との境界線まで充填される。即ち、封止枠３１の開口部
３２からシリコンオイル１６が注入された後、その開口
部３２には接合樹脂が埋め込まれる。この接合樹脂は少
なくとも開口部３２近傍の封止枠３１の一部に内側から
かかるようにされる。図３(d) に示された状態の接合樹
脂に紫外線を照射して完全硬化させることによりオイル
封止部３３が形成される。このオイル封止部３３は上述
のように、開口部３２近傍の封止枠３１の内側まで充填
され、完全硬化されている。従って、この後にシリコン
オイル１６が熱膨張して内圧が上昇しても、オイル封止
部３３は開口部３２から抜け出るなどの不具合が生じる
恐れがない。尚、開口部３２を形成する封止枠３１の両
端面は上述の形状の他、開口部３２内側にその開口幅を
広げた形状であれば良く、図４(a),(b) に示したような
内側に広がったテーパ形状とすることもできる。

【００１３】上述したような製造工程により、薄膜ＥＬ
表示装置１０で隙間Ｇの幅寸法のみ変更したサンプルを
作成し、以下の試験を実施した。上記サンプルとして、
隙間Ｇの幅寸法を500,300,200,100,50,30,20μm とした
７種を各３個ずつ作成した。先ず、試験の前に、各サン
プルにエージング処理（本来の発光輝度を得るための電
圧を印加する前にそれより低い電圧で駆動させ、薄膜Ｅ
Ｌ素子内の製造過程で生じる weakpointを点破壊して寿
命と輝度を向上させる処理）を行った。すると、点破壊
によって生じるシリコンオイルの微小な気化により形成
される泡９１が、図５に示したように、大きく横方向に
広がり表示ムラを起こすものがあることが分かった。こ
のような表示ムラは隙間Ｇの幅寸法が20μm であるサン
プルがもっとも大きく、30μm のものにも見られた。そ
して、隙間Ｇの幅寸法が50μm 以上のサンプルには殆ど
観察されなかった。これらのサンプルにおけるシリコン
オイルの気化による表示ムラ９１は時間の経過と共に小
さくなる傾向を有するが完全に消えずに残る（特に最初
に大きな表示ムラは最後まで消えずに残る）サンプルも
あった。従って、薄膜ＥＬ表示装置１０の隙間Ｇの幅寸
法は50μm以上で作成するべきであることが分かった。

【００１４】そこで、結果的に残ったサンプルである隙
間Ｇの幅寸法が500〜50μmの５種について、 100℃恒温
とした高温放置試験を実施した。その結果を図６に示し
た。試験開始後間もなく、隙間Ｇの幅寸法が500μmのサ
ンプルの１つがガラス破壊、１つが接合樹脂の割れによ
り破損し、共にオイル漏れを起こした。次に、残りのサ
ンプルに対して０〜 100℃間の冷熱衝撃試験を実施した
ところ、図７に示したような結果となった。残りの隙間
Ｇの幅寸法が500μmのサンプルも破壊し、隙間Ｇの幅寸
法が300μmのサンプルの２つにオイル漏れは無かったが
接合樹脂のひび割れが見られた。又、上述の実施例の薄
膜ＥＬ表示装置１０におけるオイル封止部３３と封止枠
３１との界面に異常は見られなかった。そして、更に、
残りのサンプルに対して温度95℃，湿度 100％の高温高
湿試験を実施した。その結果を図８に示した。熱衝撃と
しては上述の冷熱衝撃試験よりも緩やかであり、何れの
サンプルにも異常は見られなかった。

【００１５】以上説明したように、本発明の薄膜ＥＬ表
示装置は、封入されるオイルの熱膨張による封止構造の
機能低下を防止することができる。上述の実施例におけ
る薄膜ＥＬ表示装置では、２つの異なる発光色から成る
薄膜ＥＬ素子を形成した２つのガラス基板を接合した構
造を示した。このような、薄膜ＥＬ表示装置の構造にお
いては、従来の封止用のシールガラスを設ける必要がな
いため、透過型とした場合でも見栄えが悪くなるような
ことはない。又、薄膜ＥＬ素子同士を接近させることが
できるため、斜めから見た場合の薄膜ＥＬ素子間のパタ
ーンずれが目立たないという効果がある。更に、図９に
示したように、３つの異なる発光色から成る薄膜ＥＬ素
子５２，６２，７２をそれぞれ形成した３つのガラス基
板５１，６１，７１の間を封止枠５５，６５にてそれぞ
れ接合した薄膜ＥＬ表示装置５０を構成する。尚、それ
らガラス基板５１，６１，７１の間は、それぞれ上述の
実施例と同様なシリコンオイルによる封止構造を持つ。
このような構成から成る薄膜ＥＬ表示装置５０はマルチ
カラー表示を達成することができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、接合樹脂に所定の外径寸法か
ら成るスペーサを所定の割合で予め混入し、その接合樹
脂にてＥＬ素子の周囲で絶縁性基板と平板との間に内側
に開口幅を広げた開口部を有する封止枠を形成し、その
開口部から絶縁性オイルを注入した後、その開口部を閉
じるように少なくともその近傍の封止枠の一部に内側か
らかかるように接合樹脂を埋め込みオイル封止部が形成
されており、このオイル封止部は封止枠の開口部を確実
に封止できる。そして、スペーサにより絶縁性基板と平
板との間の隙間を正確に設定して注入されるオイル量を
必要最小限とすることができ周囲環境の激しい温度変化
に対してもその封止構造の機能低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体的な一実施例に係る薄膜ＥＬ表示
装置の断面構造を示した模式図である。

【図２】同実施例に係る薄膜ＥＬ表示装置のガラス基板
同士を接合する場合の重ね合わせを示した説明図であ
る。

【図３】同実施例に係る薄膜ＥＬ表示装置のオイル封止
部の詳細な形成手法を示した説明図である。

【図４】本発明の薄膜ＥＬ表示装置における封止枠の開
口部における他の端面形状を示した説明図である。

【図５】表示ムラを起こしたサンプルの状態を示した説
明図である。

【図６】サンプルに対して 100℃恒温とした高温放置試
験を実施した結果を示した説明図である。

【図７】サンプルに対して０〜 100℃間の冷熱衝撃試験
を実施した結果を示した説明図である。

【図８】サンプルに対して温度95℃，湿度 100％の高温
高湿試験を実施した結果を示した説明図である。

【図９】本発明の薄膜ＥＬ表示装置の他の実施例の断面
構造を示した模式図である。

【図１０】従来の薄膜ＥＬ表示装置の断面構造を示した
模式図である。

【符号の説明】

１０−薄膜ＥＬ表示装置 １１−ガラス基板 １２
−薄膜ＥＬ素子 １６−シリコンオイル（絶縁性オイル） ２１−ガラ
ス基板（平板） ２２−薄膜ＥＬ素子 ３１−封止枠 ３２−開口部 ３３−オイル封止部 ３５−スペーサ Ｇ−隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井ノ口 和宏 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−272498（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−32398（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−131099（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−147191（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05B 33/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板から成る絶縁性基板上に少なくとも
   光取り出し側を透明とした一対の導電膜から成る電極と
   それら電極間に発光層を配置したＥＬ素子を絶縁性オイ
   ルにて封止したＥＬ表示装置であって、 前記ＥＬ素子に対向して前記絶縁性基板に接合される平
   板と、 前記絶縁性基板と前記平板との間の前記ＥＬ素子の積層
   構造の端面方向における全周囲を前記オイルの注入口と
   なる開口部を除いて接合するように接合樹脂にて形成さ
   れ、前記開口部の内側にその開口幅を広げた形状とする
   封止枠と、 前記封止枠を形成する前記接合樹脂に所定の割合で予め
   混入され、所定の外径寸法から成るスペーサと、 前記封止枠の開口部から前記オイルが注入された後、前
   記開口部に接合樹脂を埋め込んで形成されるオイル封止
   部とを備え、前記オイル封止部の接合樹脂は、少なくと
   も前記開口部近傍の前記封止枠の一部に内側からかかる
   ようにして埋め込まれることを特徴とするＥＬ表示装
   置。