JP6101457B2 - 有機el装置 - Google Patents
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Description
また、有機EL素子は、一方又は双方が透光性を有する2つの電極を対向させ、この電極の間に有機化合物からなる発光層を積層したものである。有機EL装置は、電気的に励起された電子と正孔との再結合のエネルギーによって発光する。
有機EL装置は、自発光デバイスであるため、ディスプレイ材料として使用すると高コントラストの画像を得ることができる。また、発光層の材料を適宜選択することにより、種々の波長の光を発光することができる。また、白熱灯や蛍光灯に比べて厚さが極めて薄く、且つ面状に発光するので、設置場所の制約が少ない。
特許文献1の発光モジュール(有機EL装置)では、発光領域に位置する給電端子と、給電領域に位置する給電電極(電極)が電気接続部材(給電部材)によって、支持体(封止部材)の背面側で接続されている。すなわち、給電領域から発光領域に線状の給電部材を這わすことによって給電領域の面積を縮小させて、発光領域を拡大できると考えられる。
また、電極と給電部材は、超音波接合によって接合されており、給電部材はそのすべてが剥きだしとなっている。そのため、給電部材に例えば銅線などを用いた場合、給電部材の表面が酸化されてしまうことがあった。給電部材が酸化されると、電流の流れを阻害し、場合によっては、断線し給電できなくなるおそれもあった。
請求項2に記載の発明は、基材上に順に、第1電極層と、有機発光層と、第2電極層を備えた積層体を有する断面構造を備え、前記基材を平面視したときに、実際に発光する発光領域と、給電部材が接続される給電領域が存在する有機EL装置において、前記発光領域を含む領域を囲む硬質壁部を有し、当該硬質壁部に少なくとも給電部材の一部が埋没しており、当該埋没している給電部材を介して外部から給電領域に給電されるものであり、さらに、前記第2電極層上に電気伝導性を有した導電性基材を有し、当該導電性基材と前記給電領域とが前記給電部材を介して電気的に接続されており、前記発光領域内において、導電性基材を経由して外部から給電されるものであり、給電部材は給電領域から発光領域に跨がって配されていることを特徴とする有機EL装置である。
請求項3に記載の発明は、基材上に順に、第1電極層と、有機発光層と、第2電極層を備えた積層体を有する断面構造を備え、前記基材を平面視したときに、実際に発光する発光領域と、給電部材が接続される給電領域が存在する有機EL装置において、前記発光領域を含む領域を囲む硬質壁部を有し、当該硬質壁部に少なくとも給電部材の一部が埋没しており、当該埋没している給電部材を介して外部から給電領域に給電されるものであり、さらに、前記第2電極層上に電気伝導性を有した導電性基材を有し、当該導電性基材と前記給電領域とが前記給電部材を介して電気的に接続されており、前記発光領域内において、導電性基材を経由して外部から給電されるものであり、硬質壁部は、絶縁性を有した硬質樹脂で形成されており、導電性基材の一部に覆い被さっていることを特徴とする有機EL装置である。
上記した発明は、基材上に順に、第1電極層と、有機発光層と、第2電極層を備えた積層体を有する断面構造を備え、前記基材を平面視したときに、実際に発光する発光領域と、給電部材が接続される給電領域が存在する有機EL装置において、前記発光領域を含む領域を囲む硬質壁部を有し、当該硬質壁部に少なくとも給電部材の一部が埋没しており、当該埋没している給電部材を介して外部から給電領域に給電されるものであり、さらに、前記第2電極層上に電気伝導性を有した導電性基材を有し、当該導電性基材と前記給電領域とが前記給電部材を介して電気的に接続されており、前記発光領域内において、導電性基材を経由して外部から給電される。
非発光領域29は、発光領域30内の有機EL素子12に給電する給電領域31,32と、発光領域30内の有機EL素子12の封止に寄与する封止領域33,34から形成されている。
また、給電領域31,32の一部では、第1電極層3上に導電層85,86が積層し、その上に、硬質樹脂層10が積層されている。導電層85,86と導電性基材80は、ワイヤー87,88によって接続されている。
すなわち、ワイヤー87,88の一方の端部は、図5のように無機封止層7から露出した露出領域97,98で導電層85,86に接続されている。もう一方の端部は、無機封止層7が被覆した被覆領域99で導電性基材80に接続されている。
別言すると、ワイヤー87の一方の端部は、給電領域31内の導電層85に接続されており、もう一方の端部は、発光領域30内で導電性基材80と接続されている。すなわち、ワイヤー87は給電領域31から発光領域30に跨がって取り付けられている。ワイヤー88の一方の端部は、給電領域32内の導電層86に接続されており、もう一方の端部は、給電領域32内で導電性基材80と接続されている。ワイヤー87,88は、図2のように無機封止層7及び軟質樹脂層8と接触していない。
第1接続孔91と第2接続孔92は、図1のようにともに円形の開口を有しており、開口径が異なっている。第1接続孔91の開口径は、第2接続孔92の開口径よりも小さく、ともに同心円状となっている。すなわち、第1接続孔91と第2接続孔92は共に連続した連通孔を形成しており、外部電源に電気的に接続される給電端子93を当該連通孔内に挿通させることによって第2導電箔83側から第1導電箔81に接続可能となっている。
このように、導電性基材80は、外部電源に電気的に接続される給電端子93の一方の極(例えば、正極)を第1導電箔81に接続し、給電端子93の他方の極(例えば、負極)を第2導電箔83に接続することが可能となっている。
絶縁シート82の材質は、絶縁性を有していれば特に限定されるものではないが、封止性が高い観点からポリエチレンテレフタレート(PET)とポリ塩化ビニリデン(PVDC)とポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のうちいずれかであることが好ましい。
ワイヤー87,88の材質は、電気伝導性を有していれば、特に限定されるものではないが、例えば、銅線、銀線、金線、アルミニウム線などが採用できる。
当該第1電極層分離溝15の外側(発光領域30と反対側)で、第2電極層6と第1電極層3が接触しており、さらにその外側で、導電層86と第1電極層3が接触している。
すなわち、有機EL素子12を構成する第2電極層6と導電層86との間には、導電層分離溝78があり、当該導電層分離溝78に無機封止層7が入り込んでいる。
一方、その対辺側に位置する有機EL素子12を構成する第2電極層6と導電層85との間にも導電層分離溝77があり、当該導電層分離溝77に無機封止層7が入り込んでいる。
具体的には、無機封止層7は、図3のようにその一部が導電層分離溝77及び導電層分離溝78から外側に張り出しており、導電層86,87の一部を覆っている。無機封止層7は、第2電極層6の端面を覆っている。
基板2は、面状に広がりをもっている。具体的には、多角形又は円形をしており、四角形であることが好ましい。本実施形態では、長方形状のガラス基板を採用している。
また、第2電極層6の電気伝導率及び熱伝導率は、第1電極層3よりも大きい。言い換えると、第2電極層6は、第1電極層3よりも電気伝導性及び熱伝導性が高い。
また、無機封止層7は、所定の条件で有機EL素子12と離反する方向に圧縮応力が発生する層であることが好ましい。
ここでいう「所定の条件」とは、有機EL素子12の熱膨張などに起因して発生する押圧力を受けた場合などである。
具体的には、無機封止層7は、図3のように有機EL素子12側から乾式法によって形成される第1無機封止層50と、湿式法によって形成される第2無機封止層51がこの順に積層されて形成されている。
第1無機封止層50は、化学気相蒸着によって形成される層であり、さらに詳細にはシランガスやアンモニアガス等を原料としてプラズマCVD法で成膜される層である。第1無機封止層50は、後述するように有機EL装置1の製造工程において、水分含量が少ない雰囲気下で、有機EL素子12の形成工程に連続して成膜できるため、空気や水蒸気に晒さずに成膜でき、使用直後の初期ダークスポットの発生を低減することができる。
なお、ここでいうポリシラザン誘導体は、珪素−窒素結合を持つポリマーであり、Si−N、Si−H、N−H等からなるSiO2、Si3N4、及び両者の中間固溶体SiOxNy等のセラミック前駆体ポリマーである。また、このポリシラザン誘導体は、Siと結合する水素部分が一部アルキル基等で置換された誘導体も含む。
ポリシラザン誘導体の中でも特に側鎖が全て水素であるペルヒドロポリシラザンや、珪素と結合する水素部分が一部メチル基に置換された誘導体が好ましい。
無機封止層7の一部を担う第1無機封止層50の厚みは、0.5μm〜5μmであることが好ましく、1μm〜2μmであることがより好ましい。
また、無機封止層7の一部を担う第2無機封止層51の厚みは、好ましくは0.5μm〜5μmであることが好ましく、1μm〜3μmであることがより好ましい。
軟質樹脂層8のショア硬さがA70より大きい場合、軟質樹脂層8の剛性が大きすぎて、膨らみや衝撃を十分吸収できない。
軟質樹脂層8の曲げ弾性率は、3MPa以上30MPa以下であることが好ましく、3MPa以上25MPa以下であることがより好ましく、3.9MPa以上23MPa以下であることが特に好ましい。
また、本実施形態の軟質樹脂層8は、接着性を有しており、複数部材を互いに接着可能となっている。具体的には、本実施形態の軟質樹脂層8は、シート状又は板状の部材であり、表面に粘着性加工が施されている。
また、本実施形態の硬質樹脂層10は、防水性及び接着性(粘着性)を有しており、複数部材を互いに接着可能となっている。具体的には、本実施形態の硬質樹脂層10は、溶液又はゲル状の流動体を固化して形成されるものである。
硬質樹脂層10の具体的な材質としては、例えば、エポキシ樹脂性の接着材などが採用できる。なお、本実施形態では、エポキシ樹脂性の接着材を採用している。
このような硬質樹脂層10から構成される本発明に係る硬質壁部は、本発明に係る導電性基材80を十分な強度で支持し、また、水分の有機EL素子12への進入を十分に防止し、本発明に係るボンディングワイヤー87,88(給電部材)を十分な強度で補強し、また、その酸化を防止し、かつ、硬質壁部が存在する非発光領域29となる額縁領域を狭くする観点から、図1に示されるその基板2面に平行な方向の硬質樹脂層10の幅(硬質壁部の厚み)D1,D2が、0.05mm以上、10mm以下とすることが好ましく、0.1mm以上5mm以下とすることがより好ましく、0.5mm以上2mm以下とすることがさらに好ましい。
有機EL装置1は、図示しない真空蒸着装置及びCVD装置によって成膜し、図示しないパターニング装置、本実施形態では、レーザースクライブ装置を使用してパターニングを行い、製造される。
具体的には、まず、スパッタ法やCVD法によって基板2の一部又は全部に第1電極層3を成膜する(図6(a)から図6(b))。
このとき、本実施形態では、基板2の長辺(長さ方向に延びる辺)及び短辺(長辺に直交する辺であって、幅方向に延びる辺)の近傍には第1電極層3を積層していない。
このとき、第1電極層分離溝15は、基板2の短辺に平行に形成されており、幅方向全体に亘っている。
第1電極層分離溝15は、有機EL装置1が形成された際に給電領域32と発光領域30との境界部位に形成されている。すなわち、第1電極層分離溝15は、長さ方向において、第1電極層3を2つの領域に分割している。
このとき、第1電極層分離溝15内に機能層5が積層され、第1電極層分離溝15内に機能層5が満たされるとともに、この基板の大部分に機能層5が積層される。
このとき、前記したマスクで隠した部位(機能層5が被覆されていない部位)において、第2電極層6が積層されて第1電極層3と第2電極層6(導電層85,86)が接触した状態で固着し、第1電極層3と第2電極層6(導電層85,86)が電気的に接続される。
このとき、導電層分離溝77,78は、第1電極層分離溝15と平行に形成されており、機能層5が積層された領域の外側であって、第2電極層6が積層された領域に形成されている。導電層分離溝77は、有機EL装置1が形成された際に給電領域31と発光領域30との境界部位に形成されている。導電層分離溝78は、有機EL装置1が形成された際に発光領域30と給電領域32との境界部位の外側(給電領域32側)に形成されている。
以上が、有機EL素子形成工程である。
まず、基板の一部をマスクで覆い、CVD装置によって、第1無機封止層50を成膜する(図6(f)から図6(g))。
このとき、第1無機封止層50は、少なくとも発光領域30内の第2電極層6を覆っており、さらに、導電層分離溝77,78の部材厚方向の投影面上まで延びている。すなわち、導電層分離溝77,78内に第1無機封止層50が積層されて、満たされる。そのため、封止機能を十分に確保することができる。
さらに、本実施形態の第1無機封止層50は、図3のように長さ方向lにおいて、導電層分離溝77,78を超えて延びており、図4のように幅方向wにおいては、基板の長辺近傍まで至っている。すなわち、導電層85,86の一部に第1無機封止層50が成膜されている。そのため、伝熱性及び封止性をさらに向上させることができる。
このとき、第1無機封止層50上の全面を第2無機封止層51が覆っている。
このようにして、第1無機封止層50上に第2無機封止層51が積層されて無機封止層7が形成される。
導電性基材接着工程では、軟質樹脂層8を形成するとともに、無機封止層7に導電性基材80を接着する。
具体的には、無機封止層7上に軟質樹脂層8を真空ラミネーターで貼り合わせる(図7(a)から図7(b))。
このとき、軟質樹脂層8を形成するに当たって、軟質樹脂層8の両面に絶縁性のセパレーターが被覆したものを用いる。また、貼り合わせ時には、軟質樹脂層8の片面のセパレーターを剥離して、剥離面を無機封止層7上に貼り合わせる。
そして、この貼り合わせた状態では、軟質樹脂層8は発光領域30全体を覆っており、さらに、図3のように長さ方向lにおいて給電領域32の一部まで延びているが、導電層分離溝77,78までは至っていない。すなわち、導電層分離溝77,78から外側には、軟質樹脂層8が被覆しておらず、無機封止層7が露出している。言い換えると、無機封止層7上には、図3,図4のように軟質樹脂層8が露出した部位と、軟質樹脂層8が被覆した部位が混在し、軟質樹脂層8が被覆した部位は幅方向及び長さ方向の中央側に位置している。
具体的には、図5(a)のように導電性基材80の一方の辺近傍と導電層85を複数本のワイヤー87でボンディングする。導電性基材80の前記一方の辺の対辺近傍と導電層86を複数本のワイヤー88でボンディングする。
このとき、ワイヤー87は、図3のように導電層分離溝77の上下方向の投影面上を通過しており、ワイヤー88は、導電層分離溝78の上下方向の投影面上を通過している。複数のワイヤー87,88によって導電層85,86と導電性基材80とを接続しているため、接続強度が高く、ワイヤー87,88の引っ張りに対して、導電層85,86が剥がれにくい。それ故に、信頼性も高い。
このとき、導電性基材80の一部は、硬質樹脂層10内に埋没している。すなわち、共に接着性を有した軟質樹脂層8と硬質樹脂層10によって、導電性基材80は固定されている。
また、硬質樹脂層10は、図3のように長さ方向において導電性基材80と導電層85,86に跨がって塗布されて形成されており、図4のように幅方向において導電性基材80と第1電極層3に跨がって塗布されて形成されている。
発光領域30に位置する導電性基材80の大部分は、図9のように硬質樹脂層10で覆われていない。すなわち、導電性基材80が露出する開口が形成されている。当該開口形状は、略長方状となっており、当該開口の面積は、発光領域30の面積に比べて一回り大きくなっている。当該開口の面積は、導電性基材80の形成面積の90パーセント以上98パーセント以下となっており、95パーセント以上98パーセント以下であることが好ましい。
ワイヤー87,88は、硬質樹脂層10に埋没した状態で硬化している。すなわち、疑似的なポッティング封止となっている。
2 基板(基材)
3 第1電極層
5 機能層(有機発光層)
6 第2電極層
7 無機封止層(封止層)
8 軟質樹脂層(軟質接着層)
10 硬質樹脂層(硬質壁部)
11 防湿部材
12 有機EL素子(積層体)
30 発光領域
31,32 給電領域
80 導電性基材
87,88 ワイヤー(ボンディングワイヤー)
Claims (6)
- 基材上に順に、第1電極層と、有機発光層と、第2電極層を備えた積層体を有する断面構造を備え、前記基材を平面視したときに、実際に発光する発光領域と、給電部材が接続される給電領域が存在する有機EL装置において、
前記発光領域を含む領域を囲む硬質壁部を有し、当該硬質壁部に少なくとも給電部材の一部が埋没しており、
当該埋没している給電部材を介して外部から給電領域に給電されるものであり、
さらに、前記第2電極層上に電気伝導性を有した導電性基材を有し、
当該導電性基材と前記給電領域とが前記給電部材を介して電気的に接続されており、前記発光領域内において、導電性基材を経由して外部から給電されるものであり、
積層体の全部又は一部を封止する封止層を有し、
当該封止層上に、軟質接着層が存在し、
軟質接着層は、前記発光領域の投影面上に位置するものであり、
当該軟質接着層によって導電性基材が接着されていることを特徴とする有機EL装置。 - 基材上に順に、第1電極層と、有機発光層と、第2電極層を備えた積層体を有する断面構造を備え、前記基材を平面視したときに、実際に発光する発光領域と、給電部材が接続される給電領域が存在する有機EL装置において、
前記発光領域を含む領域を囲む硬質壁部を有し、当該硬質壁部に少なくとも給電部材の一部が埋没しており、
当該埋没している給電部材を介して外部から給電領域に給電されるものであり、
さらに、前記第2電極層上に電気伝導性を有した導電性基材を有し、
当該導電性基材と前記給電領域とが前記給電部材を介して電気的に接続されており、前記発光領域内において、導電性基材を経由して外部から給電されるものであり、
給電部材は給電領域から発光領域に跨がって配されていることを特徴とする有機EL装置。 - 基材上に順に、第1電極層と、有機発光層と、第2電極層を備えた積層体を有する断面構造を備え、前記基材を平面視したときに、実際に発光する発光領域と、給電部材が接続される給電領域が存在する有機EL装置において、
前記発光領域を含む領域を囲む硬質壁部を有し、当該硬質壁部に少なくとも給電部材の一部が埋没しており、
当該埋没している給電部材を介して外部から給電領域に給電されるものであり、
さらに、前記第2電極層上に電気伝導性を有した導電性基材を有し、
当該導電性基材と前記給電領域とが前記給電部材を介して電気的に接続されており、前記発光領域内において、導電性基材を経由して外部から給電されるものであり、
硬質壁部は、絶縁性を有した硬質樹脂で形成されており、
導電性基材の一部に覆い被さっていることを特徴とする有機EL装置。 - 基材の縁に沿うように硬質壁部が形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の有機EL装置。
- 給電部材は、ボンディングワイヤーであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の有機EL装置。
- 給電部材は、その全部が前記硬質壁部内に埋没していることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の有機EL装置。
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