JP4181026B2

JP4181026B2 - 有機ｅｌ素子

Info

Publication number: JP4181026B2
Application number: JP2003420624A
Authority: JP
Inventors: 孝志氏原
Original assignee: Canon Tokki Corp
Current assignee: Canon Tokki Corp
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2023-12-18
Also published as: JP2005183108A

Description

本発明は、有機ＥＬ素子に関するものである。

有機ＥＬ素子は、基板上に陽極31，有機化合物から成る有機ＥＬ層32及び陰極33を積層し、この有機ＥＬ層32に電圧を印加して発光させるものであるが、この有機ＥＬ層32は極めて水分に弱く、大気にさらされていると劣化が進み素子寿命が短くなるという欠点がある。

そこで、一般に、有機ＥＬ素子は、図１に図示したように前記陽極31，有機ＥＬ層32及び陰極33から成る積層体34が形成される有機ＥＬ素子基板35と、この有機ＥＬ素子基板35の前記積層体34を形成した面と対向状態に設ける封止基板36とから成り、これらの外周部を夫々絶縁物である樹脂製の接着剤37を接合部として夫々接合することで、この積層体34を有機ＥＬ素子基板35及び封止基板36間に気密状態で内包（封止）している。尚、図中符号40は吸湿剤である。

しかしながら、外部基板41に設けた外部回路38と陽極31及び陰極33を夫々接続するため、前記陽極31及び陰極33と外部回路38とを接続する接続部39をこの有機ＥＬ素子基板35及び封止基板36間から外部に導出する必要があり、接合部として絶縁物である樹脂製の接着剤37を用いているため、外部からの水分の侵入を完全に阻止できないという問題がある。

一方、特許第３２９０５８４号公報（以下、特許文献１という。）のように有機ＥＬ素子基板35及び封止基板36の外周部を金属製の接合部により夫々接合すれば、外部からの水分の侵入はほとんどなくなると考えられるが、封止基板36上の電極と有機ＥＬ素子基板35上の電極とを接続する必要もあり、加工が厄介で製作は容易でない。

また、図２に図示したように、前記陽極31，有機ＥＬ層32及び陰極33上にＣＶＤ等により薄膜42を成膜することで、この薄膜42によりこの陽極31，有機ＥＬ層32及び陰極33を封止することも提案されているが、この薄膜42によっては外部からの水分の侵入を確実に阻止できていないのが現状である。

特許第３２９０５８４号公報

本発明は、上述のような問題点を解決したものであり、積層体から形成される発光画素と共に発光画素駆動回路を気密状態に内包し、発光画素駆動回路と外部回路とを有機ＥＬ素子基板に形成したスルーホールを介して接続することで、封止基板への加工が一切不要となり、また、有機ＥＬ基板の電極と封止基板の電極とを電気的に接合する必要もなく、加工が容易で確実に外部からの水分の侵入を阻止できる構成をコスト安に実現できる極めて実用性に秀れた有機ＥＬ素子を提供するものである。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

陽極１，有機ＥＬ層２，陰極３が積層された有機ＥＬ画素とその有機ＥＬ画素を駆動する薄膜トランジスター14から成る発光画素４がマトリックス状に複数並設され文字若しくは絵を表示できるように構成され、このマトリックス状に複数並設された発光画素４と、これらの発光画素４を駆動する発光画素駆動回路６と、前記発光画素４及び発光画素駆動回路６を電気的に接続する接続部13とを設けた有機ＥＬ素子基板７と、この有機ＥＬ素子基板７の前記発光画素４を形成した面と対向状態に設ける封止基板８とから成り、前記陰極３を透明電極とすると共に、前記封止基板８を透明基板とし、前記有機ＥＬ層２からの発光をこの陰極３及び封止基板８を介して外部に導出し得るように構成し、前記有機ＥＬ素子基板７と封止基板８とを、その外周部を夫々金属接合部９により接合することで、この有機ＥＬ素子基板７と封止基板８との間に、前記発光画素４，前記発光画素駆動回路６及び前記接続部13を気密状態に内包するように構成された有機ＥＬ素子であって、前記有機ＥＬ素子基板７の前記発光画素４を形成した面に設けられ前記有機ＥＬ素子基板７と前記封止基板８との間に気密状態に内包される前記発光画素駆動回路６と電気的に接続される外部接続部11と、前記有機ＥＬ素子基板７の前記発光画素４を形成した面の裏面に設けられ該裏面と対向状態に設けられる外部基板15上に設けた外部回路10と電気的に接続される外部接続部11とを電気的に接続する、貫通穴及びこの貫通穴を封止するハンダから成るスルーホール12を前記有機ＥＬ素子基板７に設けて、前記発光画素駆動回路６と前記外部回路10とを前記外部接続部11及び前記スルーホール12により電気的に接続したことを特徴とする有機ＥＬ素子に係るものである。

また、前記有機ＥＬ素子基板７としてジルコニア基板を採用すると共に前記封止基板８としてガラス基板を採用したことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、封止基板への加工が一切不要となり、また、有機ＥＬ基板の電極と封止基板の電極を電気的に接合する必要もなく、加工が容易で確実に外部からの水分の侵入を阻止できる構成をコスト安に実現できる極めて実用性に秀れた有機ＥＬ素子となる。

好適と考える本発明の実施の形態（発明をどのように実施するのが最良か）を、図面に基づいてその作用効果を示して簡単に説明する。

本発明を構成する有機ＥＬ素子は、陽極１，有機ＥＬ層２，陰極３を積層して形成した発光画素４を設けた有機ＥＬ素子基板７と、封止基板８とでこの発光画素４と発光画素駆動回路６とをこの有機ＥＬ素子基板７と封止基板８との間に気密状態に内包（封止）する際、この有機ＥＬ素子基板７と封止基板８とをその外周部を金属接合部９により接合することで、この接合を通じての水分（大気）の侵入を確実に阻止でき、前記有機ＥＬ層２が大気にさらされることを確実に阻止できる。

また、本発明を構成する有機ＥＬは、陰極３及び封止基板８が透明で、発光画素４の有機ＥＬ層２からの発光を、有機ＥＬ素子基板７側から外部に導出する構成（ボトムエミッション）ではなく、封止基板８側から外部に導出する構成（トップエミッション）とすることができ、そのため、有機ＥＬ素子基板７上に形成した回路等が有機ＥＬ層２からの発光を妨げることがない。

本発明は上記構成の有機ＥＬにおいて発光画素駆動回路６と外部回路10を導通させるスルーホール12を封止基板８ではなく有機ＥＬ素子基板７に形成するため、封止基板８の加工は一切不要となり、また有機ＥＬ素子基板７の電極と封止基板８の電極を電気的に接合する必要もなく、有機ＥＬ素子基板７のみを加工すれば良いことになる。

しかも、本発明を構成する有機ＥＬ素子は、マトリックス状に構成される発光画素４を駆動する発光画素駆動回路６を、有機ＥＬ素子基板７と封止基板８を接合する金属接合部９の内部に形成するため、発光画素駆動回路６と外部回路10との接合線の数が極めて少なくて良く、この有機ＥＬ素子基板７に形成するスルーホール12の数が少なく形成が容易となり、上述した封止基板８の加工が不要である点と相俟って、製作を一層良好に行えることになる。

即ち、金属接合部９を用いることで、この有機ＥＬ素子基板７と封止基板８とをその外周部で極めて気密性良く接合できることになり、水分の侵入を確実に阻止できるのは勿論、前記封止基板８への加工が不要となり、有機ＥＬ素子基板７の電極と封止基板８の電極の接合がなくなると共にこの有機ＥＬ素子基板７のスルーホール12を減らすことができ、従来の有機ＥＬ素子においては、樹脂製の接合部により接合されるため、積層体と外部との遮断が不十分であり、この有機ＥＬ素子基板と封止基板との間に侵入する水分により有機ＥＬ層が容易に劣化してしまい、長寿命化を図ることはできず、また、これを解決できる構成は加工が厄介で製作が容易でなく実現性に乏しいものであったが、本発明は、加工が容易で確実に水分の侵入を阻止できる構成をコスト安に実現できるものとなる。

従って、本発明は、封止基板への加工が一切不要となり、有機ＥＬ基板の電極と封止基板の電極の接合がなくなり、しかも、有機ＥＬ素子基板に形成するスルーホールを減らすことができ、加工が容易でコスト安且つ確実に外部からの水分の侵入を阻止できる極めて実用性に秀れた有機ＥＬ素子となる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、陽極１，有機ＥＬ層２，陰極３が積層された有機ＥＬ画素とその有機ＥＬ画素を駆動する薄膜トランジスター14から成る発光画素４がマトリックス状に複数並設され文字若しくは絵を表示できるように構成され、マトリックス状に複数並設された発光画素４と、これらの発光画素４を駆動する発光画素駆動回路６と、前記発光画素４及び発光画素駆動回路６を電気的に接続する接続部13とを設けた有機ＥＬ素子基板７と、この有機ＥＬ素子基板７の前記マトリックス状の発光画素４を形成した面と対向状態に設ける封止基板８とから成り、前記陰極３を透明電極とすると共に、前記封止基板８を透明基板とし、前記有機ＥＬ層２からの発光をこの陰極３及び封止基板８を介して外部に導出し得るように構成し、前記有機ＥＬ素子基板７と封止基板８とを、その外周部を夫々金属接合部９により接合することで、この有機ＥＬ素子基板７と封止基板８との間に、前記発光画素４，前記発光画素駆動回路６及び前記接続部13を気密状態に内包するように構成された有機ＥＬ素子において、この発光画素駆動回路６と外部回路10とを外部接続部11により電気的に接続するように前記有機ＥＬ素子基板７にスルーホール12を形成したものである。

具体的には、本実施例の発光画素４は、前記有機ＥＬ素子基板７上に、陽極１，有機ＥＬ材料から成る有機ＥＬ層２，陰極３を真空蒸着装置などにより順次成膜することで形成している。また、封止基板８としてはガラス基板を採用している。

従って、発光画素４の有機ＥＬ層２からの発光は、透明な前記陰極３及び封止基板８を介して外部に導出することができ、有機ＥＬ素子基板７上に形成する回路等がこの発光を阻害することがない。

また、この発光画素４の外周に発光画素駆動回路６を設けている。具体的には、前記有機ＥＬ素子基板７の中央部に前記発光画素４を形成し、この発光画素４と金属接合部９で接合される外周部との間にこの発光画素駆動回路６を設けた構成としている。

従って、前記発光画素４と発光画素駆動回路６とを共に有機ＥＬ素子基板７と封止基板８とを接合する金属接合部９の内部に形成するため、発光画素駆動回路６と外部回路10との接合線（外部接続部11）の数がきわめて少なくて済むことになる。

即ち、前記外部接続部11を外部に導出するためのスルーホール12を、封止基板８でなく有機ＥＬ基板７に形成することができ、封止基板８の加工が不要になると共に、スルーホール12の数が少なくて済み、それだけ加工が容易で製作を良好に行えることになる。

尚、有機ＥＬ素子基板７の材質としてガラス基板以外のもの、例えば、スルーホール12を形成しやすいセラミック基板を採用しても良い。更に、セラミック基板としてジルコニアを用いれば透明なガラス封止基板８との熱膨張係数を同じにすることができ、熱膨張率差による変形をなくすことができ、信頼性の高い有機ＥＬ素子を実現できる。

また、有機ＥＬ素子基板７に形成するスルーホール12は、ガラス基板若しくはセラミック基板にレーザー加工などにより穴を開け、穴の周辺に金属メッキ等で金属膜を形成し、更にハンダで穴を封止することで形成することができる。

また、本実施例の接続部13及び外部接続部11は、各陽極１及び陰極３と電気的に接続されるものであれば良く、例えば導電性材料を有機ＥＬ素子基板７上に所定の厚さに蒸着若しくは塗布して形成したものを採用する。また、接続部13は、前記陽極１若しくは陰極３の一部を用いて構成しても良い。

また、本実施例においては、前記外部回路10を、外部回路基板15に設けた構成としているが、前記有機ＥＬ素子基板７の前記発光画素４を形成した面の裏面に形成しても良く、この場合には、外部回路10は、有機ＥＬ素子基板７及び封止基板８と異なる他の基板上に設ける必要なく、それだけスペース効率を向上させることができ、小型化を図れることになる。

また、本実施例においては、金属接合部９としてＡｕを採用しているが、より安価で済むＡｕにハンダを混ぜたものを採用しても良い。従って、樹脂製のものと異なり、外部からの水分（大気）の侵入を確実に阻止できる構成である。

本実施例は上述のように構成したから、陽極１，有機ＥＬ層２，陰極３を積層して形成した発光画素４を設けた有機ＥＬ素子基板７と、封止基板８とでこの発光画素４と発光画素駆動回路６とをこの有機ＥＬ素子基板７と封止基板８との間に気密状態に内包（封止）する際、この有機ＥＬ素子基板７と封止基板８とをその外周部を金属接合部９により接合することで、この接合を通じての水分（大気）の侵入を確実に阻止でき、前記有機ＥＬ層２が大気にさらされることを確実に阻止できる。

また、陰極３及び封止基板８が透明で、発光画素４の有機ＥＬ層２からの発光を、有機ＥＬ素子基板７側から外部に導出する構成（ボトムエミッション）ではなく、封止基板８側から外部に導出する構成（トップエミッション）とすることができ、そのため、有機ＥＬ素子基板７上に形成した回路等が有機ＥＬ層２からの発光を妨げることがない。

更に、発光画素駆動回路６と外部回路10を導通させるスルーホール12を封止基板８ではなく有機ＥＬ素子基板７に形成するため、封止基板８の加工は一切不要となり、また有機ＥＬ素子基板７の電極と封止基板８の電極を電気的に接合する必要もなく、有機ＥＬ素子基板７のみを加工すれば良いことになる。

しかも、マトリックス状に構成される発光画素４を駆動する発光画素駆動回路６を、有機ＥＬ素子基板７と封止基板８を接合する金属接合部９の内部に形成するため、発光画素駆動回路６と外部回路10との接合線の数が極めて少なくて良く、この有機ＥＬ素子基板７に形成するスルーホール12の数が少なく形成が容易となり、上述した封止基板８の加工が不要である点と相俟って、製作を一層良好に行えることになる。

即ち、金属接合部９を用いることで、この有機ＥＬ素子基板７と封止基板８とをその外周部で極めて気密性良く接合できることになり、水分の侵入を確実に阻止できるのは勿論、前記封止基板８への加工が不要となり、有機ＥＬ素子基板７の電極と封止基板８の電極の接合がなくなると共にこの有機ＥＬ素子基板７のスルーホール12を減らすことができ、従来の有機ＥＬ素子においては、樹脂製の接合部により接合されるため、積層体と外部との遮断が不十分であり、この有機ＥＬ素子基板と封止基板との間に侵入する水分により有機ＥＬ層が容易に劣化してしまい、長寿命化を図ることはできず、また、これを解決できる構成は加工が厄介で製作が容易でなく実現性に乏しいものであったが、本実施例は、加工が容易で確実に水分の侵入を阻止できる構成をコスト安に実現できるものとなる。

従って、本実施例は、封止基板への加工が一切不要となり、有機ＥＬ基板の電極と封止基板の電極の接合がなくなり、しかも、有機ＥＬ素子基板に形成するスルーホールを減らすことができ、加工が容易でコスト安且つ確実に外部からの水分の侵入を阻止できる極めて実用性に秀れた有機ＥＬ素子となる。

本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

従来例の概略説明断面図である。従来例の概略説明断面図である。本実施例の概略説明断面図である。本実施例の概略説明平面図である。

符号の説明

１陽極
２有機ＥＬ層
３陰極
４発光画素
６発光画素駆動回路
７有機ＥＬ素子基板
８封止基板
９金属接合部
10 外部回路
11 外部接続部
12 スルーホール
13 接続部
14 薄膜トランジスター
15 外部基板，外部回路基板

Claims

陽極，有機ＥＬ層，陰極が積層された有機ＥＬ画素とその有機ＥＬ画素を駆動する薄膜トランジスターから成る発光画素がマトリックス状に複数並設され文字若しくは絵を表示できるように構成され、このマトリックス状に複数並設された発光画素と、これらの発光画素を駆動する発光画素駆動回路と、前記発光画素及び発光画素駆動回路を電気的に接続する接続部とを設けた有機ＥＬ素子基板と、この有機ＥＬ素子基板の前記発光画素を形成した面と対向状態に設ける封止基板とから成り、前記陰極を透明電極とすると共に、前記封止基板を透明基板とし、前記有機ＥＬ層からの発光をこの陰極及び封止基板を介して外部に導出し得るように構成し、前記有機ＥＬ素子基板と封止基板とを、その外周部を夫々金属接合部により接合することで、この有機ＥＬ素子基板と封止基板との間に、前記発光画素，前記発光画素駆動回路及び前記接続部を気密状態に内包するように構成された有機ＥＬ素子であって、前記有機ＥＬ素子基板の前記発光画素を形成した面に設けられ前記有機ＥＬ素子基板と前記封止基板との間に気密状態に内包される前記発光画素駆動回路と電気的に接続される外部接続部と、前記有機ＥＬ素子基板の前記発光画素を形成した面の裏面に設けられ該裏面と対向状態に設けられる外部基板上に設けた外部回路と電気的に接続される外部接続部とを電気的に接続する、貫通穴及びこの貫通穴を封止するハンダから成るスルーホールを前記有機ＥＬ素子基板に設けて、前記発光画素駆動回路と前記外部回路とを前記外部接続部及び前記スルーホールにより電気的に接続したことを特徴とする有機ＥＬ素子。
前記有機ＥＬ素子基板としてジルコニア基板を採用すると共に前記封止基板としてガラス基板を採用したことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子。