JP4934213B2 - エレクトロルミネッセンス素子用部材 - Google Patents
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Description
本発明は、エレクトロルミネッセンス（以下、「ＥＬ」という）素子内の所定の気体成分を除去するためのＥＬ素子用部材に関するものである。
従来より、モバイル機器等の各種機器のディスプレーや発光素子等には、発光体としてＥＬ素子（電界発光素子）が用いられている。しかしながら、ＥＬ素子には、高温条件下や一定期間を経ることにより、発光輝度，発光均一性等の発光性能が初期に比べて著しく劣化するという欠点がある。このような発光性能の劣化は、ＥＬ素子内部において、その構成部品や構成材料の表面等に吸着している水分や外部から浸入した水分，酸素や有機系のガスが原因となって、発光しない部分（ダークスポット）が発生するためであると知られている。
そこで、上記発光性能の劣化（ダークスポットの発生）の原因をなくすために、ＥＬ素子内に、化学的に水分を吸着するとともに吸湿しても固体状態を維持する化合物により形成されている乾燥手段を備えたＥＬ素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このものは、乾燥手段となる化合物を固形化してＥＬ素子内に固定したものである。
しかしながら、上記ＥＬ素子では、乾燥手段となる化合物を固形化するための工程が必要となるため、その固形化のための時間や設備を要する。したがって、製造コストが高くなるという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、ＥＬ素子の製造コストを抑えることができるＥＬ素子用部材の提供をその目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明のＥＬ素子用部材は、下側基板と、この下側基板と対面した状態で設けられ上記下側基板との間で密封空間をつくる上側基板と、上記下側基板の内表面に設けられ有機発光層を有する積層体とを備えたＥＬ素子に内蔵されるＥＬ素子用部材であって、それ自体の上下両面に接着面を有する接着部材と、所定の気体成分を除去する除去剤と、この除去剤の下面の少なくとも一部を被覆する通気部付きのシート材とを備え、上記接着部材が、その上面の接着面を利用して上記上側基板の内表面に接着固定され、下面の接着面を利用して上記除去剤の上面側を接着固定し、上記除去剤が上記接着部材と上記通気部付きのシート材との間に挟持された状態で、上記通気部付きのシート材の周縁部が上記接着部材に接着されているという構成をとる。
すなわち、本発明のＥＬ素子用部材は、所定の気体成分を除去する除去剤と、それ自体の上下両面に接着面を有する接着部材と、上記除去剤の下面の少なくとも一部を被覆する通気部付きのシート材とを備え、上記接着部材が、その上面の接着面を利用して上記上側基板の内表面に接着固定され、下面の接着面を利用して上記除去剤の上面側を接着固定し、上記除去剤を上記接着部材と上記シート材との間に挟持した状態で、上記シート材の周縁部が上記接着部材に接着されている。このように、ＥＬ素子用部材は、除去剤と接着部材と通気部付きのシート材とからなる簡単な構造であるため、ＥＬ素子用部材の作製を簡単に行なうことができる。したがって、ＥＬ素子用部材の製造コストを抑えることができるとともに、ＥＬ素子の製造コストを抑えることができる。
また、本発明のＥＬ素子用部材において、通気部がポリテトラフルオロエチレンからなる多孔体である場合には、耐熱性に優れた材料であるため、ＥＬ素子が加熱環境に置かれても、安定して使用できる。
また、本発明のＥＬ素子用部材において、通気部が結晶構造を有する高分子からなる多孔体である場合には、その結晶構造を有する高分子が多孔体の孔径制御を容易とする材料であるため、ＥＬ素子内部における所定の気体成分を除去する性能を容易に制御することができる。
また、本発明のＥＬ素子用部材において、通気部が熱可塑性樹脂からなる多孔体である場合には、その熱可塑性樹脂が加工性に優れる材料であるため、通気部の加工を簡単にすることができる。
また、本発明のＥＬ素子用部材において、熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂である場合には、そのポリオレフィン系樹脂が多孔体の孔径制御を容易とする材料であるため、ＥＬ素子内部における所定の気体成分を除去する性能を容易に制御することができる。さらに、ポリオレフィン系樹脂は、安価であるため、ＥＬ素子の製造コストをより抑えることができる。しかも、リサイクルが容易であるため、使用後はリサイクルすることにより、ごみを減少させることができる。
また、シート材が、中央部分が通気部からなり、その通気部の外側が非多孔体からなっている場合には、通気部と非多孔体との面積比等を変えることにより、シート材の強度や気体成分の透過性の制御を、通気部のみで制御するよりも、広範囲で行なうことができる。
また、本発明のＥＬ素子用部材において、接着部材の２５℃における弾性率が１×１０3 〜１×１０10Ｐａの範囲である場合には、充分に柔軟であるため、ＥＬ素子が使用されている温度域では充分に接着している。
また、本発明のＥＬ素子用部材において、それ自体の２５℃における弾性率が１ＭＰａ以上である場合には、ＥＬ素子用部材の剛性が充分に高いため、ＥＬ素子用部材の固定時の作業性が向上し、ＥＬ素子の製造において自動化に対応することができる。特に、上記弾性率を１ＭＰａ〜１×１０6 ＭＰａの範囲に設定すると、上記作業性をより向上させることができるため、上記範囲に設定することが好適である。ただし、上記弾性率の上限は特に限定されるものではない。
また、本発明のＥＬ素子用部材において、取扱い等の観点から、それ自体の厚みは、５ｍｍ以下、好適には５μｍ〜５ｍｍの範囲、より好適には５０μｍ〜３ｍｍの範囲である。ただし、上記厚みの下限は特に限定されるものではない。
以上のように、本発明のＥＬ素子用部材によれば、所定の気体成分を除去する除去剤と、それ自体の上下両面に接着面を有する接着部材と、上記除去剤の下面の少なくとも一部を被覆する通気部付きのシート材とを備え、上記接着部材が、その上面の接着面を利用して上記上側基板の内表面に接着固定され、下面の接着面を利用して上記除去剤の上面側を接着固定し、上記除去剤を上記接着部材と上記シート材との間に挟持した状態で、上記シート材の周縁部が上記接着部材に接着されている。このように、ＥＬ素子用部材は、除去剤と接着部材と通気部付きのシート材とからなる簡単な構造であるため、ＥＬ素子用部材の作製を簡単に行なうことができる。したがって、ＥＬ素子用部材の製造コストを抑えることができるとともに、ＥＬ素子の製造コストを抑えることができる。
また、通気部が結晶構造を有する高分子からなる多孔体である場合には、その結晶構造を有する高分子が多孔体の孔径制御を容易とする材料であるため、ＥＬ素子内部における所定の気体成分を除去する性能を容易に制御することができる。また、通気部が熱可塑性樹脂からなる多孔体である場合には、その熱可塑性樹脂が加工性に優れる材料であるため、通気部の加工を簡単にすることができる。そして、上記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂である場合には、多孔体の孔径制御が容易となるうえ、ポリオレフィン系樹脂が安価であるため、ＥＬ素子の製造コストをより抑えることができる。しかも、リサイクルが容易であるため、使用後はリサイクルすることにより、ごみを減少させることもできる。
また、シート材が、中央部分が通気部からなり、その通気部の外側が非多孔体からなっている場合には、通気部と非多孔体との面積比等を変えることにより、シート材の強度や気体成分の透過性の制御を、通気部のみで制御するよりも、広範囲で行なうことができる。
また、本発明のＥＬ素子用部材において、接着部材の２５℃における弾性率が１×１０3 〜１×１０10Ｐａの範囲である場合には、充分に柔軟であるため、ＥＬ素子の使用温度域においても接着力を維持できる。
また、本発明のＥＬ素子用部材において、それ自体の２５℃における弾性率が１ＭＰａ以上である場合には、ＥＬ素子用部材の剛性が充分に高いため、長尺のセパレータ上に複数のＥＬ素子用部材を作製し、そのＥＬ素子用部材をセパレータから、変形させることなく簡単にピックアップすることができるようになり、ＥＬ素子製造の自動化に対応することができるようになる。その結果、ＥＬ素子の製造時間の短縮およびコストダウンを実現することができる。
また、本発明のＥＬ素子用部材において、それ自体の厚みが５ｍｍ以下である場合には、ＥＬ素子用部材が取扱いやすくなる。
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
図１は、本発明のＥＬ素子用部材およびそれを内蔵したＥＬ素子の実施の形態に用いる基本形態を示している。この基本形態におけるＥＬ素子は有機ＥＬ素子であり、表面基板（下側基板）１および背面基板（上側基板）２がそれぞれを対峙させて封止材３により封止されたものであって、その表面基板１の皿状の凹所上面には、陽極４，有機発光層５および陰極６の順で積層体７が形成され、上記背面基板２の皿状の凹所下面（内面）には、所定の気体成分を除去するためのＥＬ素子用部材が固定されている。このＥＬ素子用部材は、所定の気体成分を除去する板状の除去剤８と、この除去剤８に接着固定されている接着部材１１とからなっており、この接着部材１１により上記背面基板２に接着されている。また、上記接着部材１１は、内部に１層の基材層１２を有する３層（基材層１２およびこの基材層１２の両面の接着剤層１３）の積層体となっている。
より詳しく説明すると、上記接着部材１１を構成する接着剤層１３の接着剤は、特に限定されるものではなく、感圧性接着剤（粘着剤），ホットメルト接着剤，紫外線や放射線や熱や湿度等によって硬化する接着剤，２液混合型の接着剤，常温硬化型接着剤等が用いられる。特に、感圧性接着剤としては、シリコーン系，アクリル系およびゴム系材料が好適である。
上記基材層１２は、熱可塑性プラスチックフィルム，熱硬化性プラスチックフィルム，金属箔，ネット，不織布等からなる基材で構成されている。
上記除去剤８としては、特に限定するものでなく、例えば、吸着剤，吸湿剤（乾燥剤），脱酸素剤（酸素吸収剤）等として汎用される化合物が用いられる。なかでも、上記除去剤８が、水蒸気，酸素，有機物蒸気からなる群から選ばれた少なくとも一つを除去する化合物が好ましい。そして、上記乾燥剤としては、例えば、物理的に水分を吸着する化合物や化学的に水分と反応する化合物のいずれも使用できる。このような化合物として、例えば、シリカゲル，モレキュラーシーブ（分子ふるい：ゼオライト等），活性アルミナ，アルカリ金属酸化物，アルカリ土類金属酸化物，硫酸塩，金属ハロゲン化物，過塩素酸塩，有機物，炭酸塩，五酸化リン，水素化カルシウム，水素化アルミニウムリチウム，活性金属等があげられる。特に、コバルトイオンを吸着させたシリカゲルは、無水状態で青、吸湿するとピンクに変色するため吸湿状況の判断が容易にできて便利である。また、上記脱酸素剤としては、例えば、活性炭，シリカゲル，モレキュラーシーブ，酸化マグネシウム，酸化鉄等があげられる。また、有機ガスの吸着剤としては、例えば、活性炭，シリカゲル，モレキュラーシーブがあげられる。さらに、上記除去剤８は、上記に例示した化合物を複数混合して用いてもよい。
そして、上記ＥＬ素子用部材は、つぎのようにして作製され、ＥＬ素子内に固定される。すなわち、図２および図３に示すように、長尺のセパレータ１４上に接着部材１１を所定の形状に順次形成したのち、その接着部材１１上に上記除去剤８を接着固定する。このようにして、上記セパレータ１４上にＥＬ素子用部材を作製する。そののち、自動装着機により、上記セパレータ１４上のＥＬ素子用部材をピックアップし、上記背面基板２に接着することによりＥＬ素子に固定される。
このように、上記基本形態によれば、ＥＬ素子用部材は、上記除去剤８と接着部材１１とからなる簡単な構造であるため、ＥＬ素子用部材の作製を簡単に行なうことができる。したがって、ＥＬ素子用部材の製造コストを抑えることができる。しかも、ＥＬ素子用部材の固定が接着という簡単な作業により行なわれるため、ＥＬ素子の製造コストを抑えることができる。
そして、接着部材１１には、内部に基材層１２を有しているため、接着部材１１の弾性率を大きくすることができる。したがって、セパレータ１４からＥＬ素子用部材を簡単にピックアップすることができるようになるため、そのピックアップやそれに続く背面基板２への接着を自動装着機を用いて行なうことができる。このように、上記ＥＬ素子用部材を用いることにより、ＥＬ素子の製造において自動化に対応することができるため、ＥＬ素子の製造を短時間に行なうことができ、ＥＬ素子の製造コストを抑えることができる。
図４は、本発明のＥＬ素子用部材の第１の実施の形態を示している。この実施の形態では、ＥＬ素子用部材は、上記基本形態における接着部材１１に、除去剤８を被覆するようにして、通気性を有する通気部１０ａからなるシート材１０がその周縁部で接着されているものである。それ以外の部分は、上記基本形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
より詳しく説明すると、上記シート材１０の通気部１０ａは、通気性（透湿性を含む）を有するものであれば特に限定されるものではないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる多孔体，結晶構造を有する高分子からなる多孔体，熱可塑性樹脂からなる多孔体等であることが好ましい。なお、通気度が小さくてもよい場合には、これらからなる非多孔体を通気部１０ａとして用いることもできる。また、上記通気部１０ａは、上記多孔体の材料を２種以上混合して作製してもよいし、複数の層構造としたものでもよいし、２種以上の多孔体を複合したものでもよい。この通気部１０ａの厚みおよび気孔率は、限定されるものではないが、通常、前者は１〜５０００μｍ、後者は２〜９８％である。さらに、上記通気部１０ａの孔径は、上記除去剤８が透過しない大きさであれば限定されるものではないが、０．０１〜１００μｍの範囲であることが好ましい。特に、シート材１０がＥＬ素子の陰極６に接触する可能性がある場合には、シート材１０はクッション性を有することが好ましい。また、通気部１０ａがＰＴＦＥからなる多孔体である場合には、弾性率向上の観点から、その厚みが３μｍ以上であることが好ましい。そして、上記結晶構造を有する高分子および熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，ポリ４−メチル−ペンテン−１，ポリ−１−ブテン等のポリオレフィン系樹脂やポリフッ化ビニリデンが好適に用いられる。また、これらのポリオレフィン系樹脂は、単体で用いてもよいし、２種以上をブレンドして用いてもよいし、さらに、積層して用いてもよい。
図４に示す本発明のＥＬ素子用部材は、例えば、つぎのようにして作製され、ＥＬ素子に固定される。すなわち、上記基本形態において、長尺のセパレータ１４上に接着部材１１を所定の形状に順次形成し、その接着部材１１上に除去剤８を接着固定したのち、上記接着部材１１上に上記除去剤８を被覆するようにして上記シート材１０をその周縁部で接着する。このようにして、上記セパレータ１４上に複数のＥＬ素子用部材を作製する。そののち、自動装着機により、上記セパレータ１４上のＥＬ素子用部材をピックアップし、上記背面基板２の皿状の凹所に接着することによりＥＬ素子に固定される。
そして、このような第１の実施の形態によっても、上記基本形態と同様の作用・効果を奏する。
また、上記第１の実施の形態によれば、通気性を有する通気部１０ａを備えたシート材１０が除去剤８を被覆するようにして接着部材１１に接着されている。したがって、固形化されていない除去剤８を使用することもできる。
そして、上記シート材１０により除去剤８を被覆しているため、固形化されていない除去剤８を使用してもその飛散が防止される。その結果、除去剤８によるＥＬ素子への悪影響を抑えることができる。
特に、通気部１０ａが上記ポリテトラフルオロエチレンからなる多孔体である場合には、耐熱性に優れた材料であるため、ＥＬ素子が加熱環境に置かれても、安定して使用できる。
また、通気部１０ａが上記結晶構造を有する高分子からなる多孔体である場合には、その結晶構造を有する高分子が多孔体の孔径制御を容易とする材料であるため、ＥＬ素子内部における所定の気体成分を除去する性能を容易に制御することができる。
また、通気部１０ａが上記熱可塑性樹脂からなる多孔体である場合には、その熱可塑性樹脂が加工性に優れる材料であるため、通気部１０ａの加工を簡単にすることができる。特に、熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂である場合には、そのポリオレフィン系樹脂が多孔体の孔径制御を容易とする材料であるため、ＥＬ素子内部における所定の気体成分を除去する性能を容易に制御することができる。さらに、ポリオレフィン系樹脂は、安価であるため、ＥＬ素子の製造コストをより抑えることができる。しかも、リサイクルが容易であるため、使用後はリサイクルすることにより、ごみを減少させることができる。
図５および図６は、本発明のＥＬ素子用部材の実施の形態に用いる他の基本形態を示している。この実施の形態では、上記図１〜図３に示す基本形態における除去剤８の形状が４角形の環状体となっているものである。それ以外の部分は、図１に示す基本形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
そして、このような基本形態によっても、図１に示す基本形態と同様の作用・効果を奏する。
図７は、本発明のＥＬ素子用部材の第２の実施の形態を示している。この実施の形態では、接着部材２１は、上記第１の実施の形態における接着部材１１において、シート材１０を接着している側の接着剤層２２が基材層１２の周縁部に形成されているものである。そして、除去剤８は、シート材１０と基材層１２との間で挟持固定されている。それ以外の部分は、上記第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
そして、このような第２の実施の形態によっても、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
図８は、本発明のＥＬ素子用部材の第３の実施の形態を示している。この実施の形態では、接着部材２５が上記第１の実施の形態における接着剤層１３からなり、内部に基材層を有していないものである。それ以外の部分は、上記第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
図９は、本発明のＥＬ素子用部材の第４の実施の形態を示している。この実施の形態では、シート材３１は、中央部分が上記第１の実施の形態と同様の通気部１０ａからなり、その通気部１０ａの外側が非多孔体３２からなっている。また、この非多孔体３２の材料としては、プラスチックや金属フィルム等が用いられる。そして、通気部１０ａと非多孔体３２との接合には、接着剤が用いられ、非多孔体３２の材料が熱可塑性樹脂等である場合には、熱融着を用いることができる。それ以外の部分は、上記第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
このようなＥＬ素子用部材によれば、通気部１０ａと非多孔体３２との面積比等を変えることにより、シート材の強度や気体成分の透過性の制御を、通気部１０ａのみで制御するよりも、広範囲で行なうことができる。このシート材３１の強度の制御は、セパレータ１４からのピックアップ率向上に反映させることができ、気体成分の透過性の制御は、気体成分の処理速度制御に反映させることができる。また、それ以外にも、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
なお、上記各実施の形態では、表面基板１の皿状の凹所上面に、陽極４，有機発光層５および陰極６の順で積層体７を形成したが、これらの層の他に電子輸送層や正孔輸送層や正孔注入層等が形成されていてもよく、これらの層が複数形成されてもよい。
また、ＥＬ素子内の空間は、密封気体が封入されてもよいし、真空状態にしてもよい。
また、上記熱可塑性樹脂からなる多孔体の製法は、特に限定されるものではなく、例えば押出しフィルムを延伸して作製する方法，良溶媒中に溶かした樹脂を貧溶媒中に析出させて作製する方法，粒状樹脂を加温状態で加圧成形して得られた多孔体成形物を切削してフィルムを作製する方法等があげられる。
本発明のＥＬ素子用部材は、ＥＬ素子内において、ＥＬ素子の発光性能の劣化の原因となる気体成分を除去することに利用可能である。
２ 上側基板
８ 除去剤
１０ シート材
１１ 接着部材
１２ 基材層
１３ 接着剤層
８ 除去剤
１０ シート材
１１ 接着部材
１２ 基材層
１３ 接着剤層
Claims (9)
- 下側基板と、この下側基板と対面した状態で設けられ上記下側基板との間で密封空間をつくる上側基板と、上記下側基板の内表面に設けられ有機発光層を有する積層体とを備えたエレクトロルミネッセンス素子に内蔵されるエレクトロルミネッセンス素子用部材であって、それ自体の上下両面に接着面を有する接着部材と、所定の気体成分を除去する除去剤と、この除去剤の下面の少なくとも一部を被覆する通気部付きのシート材とを備え、上記接着部材が、その上面の接着面を利用して上記上側基板の内表面に接着固定され、下面の接着面を利用して上記除去剤の上面側を接着固定し、上記除去剤が上記接着部材と上記通気部付きのシート材との間に挟持された状態で、上記通気部付きのシート材の周縁部が上記接着部材に接着されていることを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子用部材。
- 通気部がポリテトラフルオロエチレンからなる多孔体である請求項１記載のエレクトロルミネッセンス素子用部材。
- 通気部が結晶構造を有する高分子からなる多孔体である請求項１記載のエレクトロルミネッセンス素子用部材。
- 通気部が熱可塑性樹脂からなる多孔体である請求項１記載のエレクトロルミネッセンス素子用部材。
- 熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂である請求項４記載のエレクトロルミネッセンス素子用部材。
- シート材が、中央部分が通気部からなり、その通気部の外側が非多孔体からなっている請求項１〜５のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンス素子用部材。
- 接着部材の２５℃における弾性率が１×１０3 〜１×１０10Ｐａの範囲である請求項１〜６のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンス素子用部材。
- それ自体の２５℃における弾性率が１ＭＰａ以上である請求項１〜７のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンス素子用部材。
- それ自体の厚みが５ｍｍ以下である請求項１〜８のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンス素子用部材。
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