JPH10134959A

JPH10134959A - 薄膜ｅｌパネル

Info

Publication number: JPH10134959A
Application number: JP8285738A
Authority: JP
Inventors: Mikihiro Noma; 幹弘野間; Satoshi Inoue; 智井上
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-10-29
Filing date: 1996-10-29
Publication date: 1998-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】薄膜ＥＬパネルの耐湿性を向上させるために
薄膜ＥＬ素子表面を固体の弗素系樹脂で覆うという方法
では弗素系樹脂を厚く塗布すると、通電発光時に画素破
壊が非常に起こりやすくなり、薄くすると防湿効果その
ものが低下するという問題があった。【解済手段】本発明によると弗素化合物絶縁油パーフ
ロオロトリアルキルアミンで薄膜ＥＬパネル内全体を満
たすことにより、あるいはシール部分を外側と内側の二
重の封止構造とし、その間のみを弗素化合物絶縁油パー
フロオロトリアルキルアミンで満たすことによって薄膜
ＥＬ素子の吸湿剥離を防止することができ、十分な耐湿
性・防湿性と十分な薄膜ＥＬ素子の信頼性・安定性を兼
ね備えた薄膜ＥＬパネルを得ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面薄型ディスプ
レイとして用いられている薄膜ＥＬパネルの構造に関
し、特に、信頼性の向上を図るものである。

【０００２】

【従来の技術】情報化産業時代の到来に伴いフラットデ
ィスプレイの需要が高まり、その中で薄膜ＥＬパネルは
自発光型であること、視認性が高いこと、長寿命である
こと、その他から特にＦＡ用ディスプレイに適用されて
いる。薄膜ＥＬパネルは図６に示すように、第―電極２
をＩＴＯ等の透明電極で形成し、第二電極６をＡｌ等の
金属電極で形成し、薄膜ＥＬ素子からの発光をガラス基
板１側から取り出す構造である。図６において、薄膜Ｅ
Ｌ素子７は、ガラス基板１上に第一電極２、第一絶縁層
３、発光層４、第二絶縁層５、第二電極６を順次積層し
て構成される。そして、薄膜ＥＬパネルは薄膜ＥＬパネ
ル基板の薄膜ＥＬ素子形成面を覆うようにシールガラス
８を配置し、その周辺部をシール樹脂で接着封止し、薄
膜ＥＬパネル基板とシールガラス間に絶縁性液体を充填
して完成される。また、図７のように、第二電極６をＩ
ＴＯ等の透明電極とし第一電極を金属電極にして、カラ
ーフィルター９をシールガラスに形成し、シールガラス
８側から薄膜ＥＬ素子の発光を取り出す反転構造のカラ
ー薄膜ＥＬパネルがある。

【０００３】従来の薄膜ＥＬパネルのシール方式は、特
開昭５６―９２５８１号公報に見られるように、図６に
おいて、ガラス基板１とシールガラス８の間隙にシリカ
ゲルを混合したシリコンオイル１９を注入する方法が公
知である。薄膜ＥＬ素子７は水分に弱く吸湿すると薄膜
が剥離してしまうという性質をもっているため、たとえ
シールガラス８を用いて封止してあっても長期間薄膜Ｅ
Ｌパネルを使用していると、わずかずつではあるが、ガ
ラス基板１とシールガラス８の張り合わせ部分のエポキ
シ樹脂からなるシール樹脂１１部分から、空気中の水分
が浸透して薄膜ＥＬパネル内に入り、薄膜ＥＬ素子７が
剥離することがある。これを防止するため、パネル内に
乾燥剤であるシリカゲルを混合したシリコンオイル１９
を封入し、それらでパネル内の水分を吸湿し、薄膜ＥＬ
素子７に吸湿されないような構造としている。図６の薄
膜ＥＬパネルではガラス基板１側からのみ光を取出すこ
とを前提としているので、表示面の後側にある絶縁層液
体部分に多量のシリカゲルを混合したシリコンオイル１
９を十分な量だけ封入することができ、そのため十分な
パネル寿命を連成することができる。またこの構造では
封入する絶縁性液体は透明である必要はなく、実際には
シリコンオイルが透明であっても、シリカゲルが白色の
ため見かけ上、白濁したものを封入することができる。

【０００４】しかし、図７に示した反転構造カラー薄膜
ＥＬパネルではカラーフィルター９を形成したシールガ
ラス８側から表示光を取り出すため、シールガラス８と
発光画素の間を広くとると、見る角度によって色ズレを
起こしてしまうので、構造上ガラス基板１とシールガラ
ス８の間隙を広く出来ず、ガラス基板１とシールガラス
８の間の間隙は２０〜４０μｍ程度以下の小さな空間し
か確保出来ない。このためパネル内には十分な量のシリ
コンオイルが充填できず、その量は図６の構造の薄膜Ｅ
Ｌパネルの数十分の１である。さらに反転構造カラー薄
膜ＥＬパネルでは絶縁性液体層を通して薄膜ＥＬ素子か
らの発光を見る構造となるため、白濁したシリカゲル混
合シリコンオイルを使用することも出来ず、乾燥剤も入
れることができない。これらの制限により少量のシリコ
ンオイルのみをパネル内に封入したものでは、吸湿限界
値が小さくすぐに吸湿飽和してしまうため、十分なパネ
ル寿命を達成出来ないという問題が生じていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記問題を解決する手
段が特開平２―６００８８号公報で提案されている。こ
の構造を図８に示すように、ガラス基板１に形成された
薄膜ＥＬ素子７の表面を弗素系樹脂２１で覆い、かつガ
ラス基板１とシールガラス８の接着部のシール樹脂１１
の外周を弗素系樹脂２０で覆うものである。しかしなが
ら、図８に示す構造の薄膜ＥＬパネルは、薄膜ＥＬ素子
７の表面に弗素系樹脂２１を厚く塗布すると、通電発光
時に画素破壊が非常に起こりやすくなり十分な信頼性が
確保されず、また―度破壊した部分の弗素系樹脂２１は
無くなって薄膜ＥＬ素子７がむき出しになってしまうた
め、その部分から吸湿剥離が進行するという問題があ
る。また塗布する弗素系樹脂２１の厚みを薄くすると、
ある程度破壊点の個数を減らし破壊点の大きさを小さく
は出来るが、弗素系樹脂２１が薄いため防湿効果そのも
のが低下してしまうという問題があった。よって十分な
耐湿性・防湿性と十分なＥＬ素子の信頼性・安定性を兼
ね備えたシール方式が望まれていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
薄膜ＥＬパネルは、基板上に形成された第一電極と、そ
れに対向する第二電極と、それらの間に設けられた発光
層からなる薄膜ＥＬ素子を備える薄膜ＥＬパネル基板に
対向して、前記薄膜ＥＬ素子形成面を覆うようにシール
ガラスを配置し、その周辺部を接着封止した薄膜ＥＬパ
ネルであって、前記薄膜ＥＬパネル基板とシールガラス
の間隙を満たす絶縁性液体に弗素化合物絶縁油を用いた
ことを特徴とする。

【０００７】また本発明の請求項２記載の薄膜ＥＬパネ
ルは、前記請求項１記載の薄膜ＥＬパネルにおいて、前
記シールガラスの周辺部を内側と外側の二重に接着し、
その間の間隙のみを弗素化合物絶縁油で満たしたことを
特徴とする。

【０００８】本発明の請求項３記載の薄膜ＥＬパネル
は、前記請求項１あるいは２記載の薄膜ＥＬパネルにお
いて、前記弗素化合物絶縁油は、化学式（Ｃ_nＦ_2n+1）₃
Ｎ、（ｎ＝１、２、３・・・）で表されるパーフロオロ
トリアルキルアミンを主成分に用いたことを特徴とす
る。

【０００９】本発明によると、薄膜ＥＬパネルのガラス
基板とシールガラスとの間隙を満たす絶縁性液体に弗素
化合物絶縁油、すなわちパーフロオロトリアルキルアミ
ンを絶縁油の主成分に用いることによって先述の問題を
解決できる。前記従来の技術において説明したように、
吸湿性のあるシルカゲルを混合したシリコンオイルが使
用できないので、シリコンオイルの代わりに水を全く通
さない材質でＥＬ素子全体を覆うことで問題を解決する
というのが本発明の技術的思想である。この場合に、そ
の材質が固体でかつ厚くＥＬ素子を覆うと、先述の様に
通電発光時に画素破壊を起こしてしまうため、液体でか
つ絶縁性があり水を溶かさない材質として、本発明は弗
素化合物絶縁油を使用するものである。特に、化学式
（Ｃ_nＦ_2n+1）₃Ｎ、（ｎ＝１、２、３・・）で表される
パーフロオロトリアルキルアミンは飽和水分量が１０ｐ
ｐｍ以下と極めて低く、水分をほとんど吸湿せず絶縁性
も高い。パーフロオロトリアルキルアミンの分子構造は

【００１０】

【化１】

【００１１】で表わされ、ｎの値により沸点および流動
点が異なる。化学式（Ｃ₄Ｆ₉）₃Ｎおよび（Ｃ₅Ｆ₁₁）₃
Ｎの物性を以下の表に示すが、パーフロオロトリアルキ
ルアミン系材料の選定で特に問題となるのは沸点と流動
点であり、パネルの通電発光時はパネル内部の画素近傍
の温度は１００℃近くなり、安全性を考えると沸点はそ
の温度より十分高いことが望まれる。一方、本発明の意
図より弗素化合物絶縁油は常温で液体であることが必要
であり、この２点を考慮して化学式（Ｃ₄Ｆ₉）₃Ｎある
いは（Ｃ₅Ｆ₁₁）₃Ｎで表されるパーフロオロトリアルキ
ルアミンを薄膜ＥＬパネル用の絶縁油として使用した。

【００１２】

【表１】

【００１３】薄膜ＥＬパネルの水分の移動機構を考察す
ると、図５に示すように、パネル外部には水蒸気を多く
含んだ大気があり、その大気からは水分が無尽蔵に供給
されるとする。また薄膜ＥＬ素子７はシール樹脂１１部
分以外は約ｌｍｍのガラス基板とシールガラスで覆われ
ているので水分の出入りは全くなく、水分は水分透過性
のあるエポキシ樹脂からなるシール樹脂１１部分のみか
ら侵入するとする。またそのシール樹脂１１は側面Ａを
大気と、側面Ｂをパネル内の絶縁性液体Ｃと接した状態
にある。このシール樹脂１１は大気中の水分を吸湿し側
面Ａから浸透した水分は水分の濃度勾配により側面Ｂヘ
と達する。その時絶縁性液体Ｃがシリコンオイルのよう
に飽和水分量が非常に大きくエポキシ樹脂より吸湿性が
良いものであると、側面Ｂからシリコンオイルヘ水分供
給が起こり、シール樹脂１１内の側面Ｂ付近での水分濃
度は側面Ａ付近に比べ下がってしまう。そのためたえず
水分濃度の側面Ａから側面Ｂの勾配ができ、大気から水
分が側面Ａおよび側面Ｂを通って絶縁性液体Ｃヘと恒常
的に供給されパネル内の水分量は限りなく増加すること
になる。しかし、絶縁性液体Ｃに飽和水分量が極めて低
く水分をほとんど吸湿しないパーフロオロトリアルキル
アミンのような弗素化合物絶縁油を用いると、シール樹
脂１１内を側面Ａから側面Ｂヘと移動してきた水分は側
面Ｂから絶縁性液体Ｃへと移動せず、シール樹脂１１内
ヘ蓄積されていき、やがて水分濃度がエポキシ樹脂の飽
和水分量に達すると、大気からの吸湿は止まってしま
う。

【００１４】よってこの弗素化合物絶縁油、特にパーフ
ロオロトリアルキルアミンで薄膜ＥＬパネル内を満た
し、薄膜ＥＬ素子７全体を覆うことによって薄膜ＥＬ素
子７の吸湿剥離を防止することができ、十分な耐湿性、
防湿性と十分な薄膜ＥＬ素子の信頼性、安定性を兼ね備
えたシール方式が可能となる。またシール樹脂１１部分
からの水分の侵入さえ防止すればパネル内部の水分量は
増加しないことから、シール樹脂１１部分を外側と内側
の二重の封止構造とし、その間のみを弗素化合物絶縁油
１２で満たす構造としても良く、これによりパネル内全
部を弗素化合物絶縁油で満たすのと同様の効果を上げる
ことができ、高価な弗素化合物絶縁油を少量だけ使用す
ることで低価格化が達成出来る。

【００１５】

【発明の実施の形態】

（実施例１）本発明の第１の実施例の薄膜ＥＬパネルの
構成を図１の断面図、図２の平面図を参照して説明す
る。薄膜ＥＬパネルを構成する薄膜ＥＬ素子７は、ガラ
ス基板１の上にモリブデン（Ｍｏ）よりなり、厚さ２０
０ｎｍの第―電極２を形成し、これをウエットエッチン
グによりストライプ状に形成した電極パターン、その上
部にＳｉ₃Ｎ₄／ＳｉＯ₂の積層構造よりなり、厚さ２０
０ｎｍの第―絶縁層３、ＳｒＳ：ＣｅとＺｎＳ：Ｍｎよ
りなり、厚さ１０００ｎｍの白色発光層４、ＳｉＯ₂／
Ｓｉ₃Ｎ₄を積層してなる厚さ２００ｎｍの第二絶縁層
５、ＩＴＯ等の厚さ２００ｎｍの透明な第二電極６の５
層積層構造よりなる。その後、ウエットエッチングによ
り第二電極６にストライプ状電極パターンを第―電極２
のストライプ状電極パターンと直交するように形成した
構造よりなる。

【００１６】第一及び第二絶縁層３及び５にはＴａ₂Ｏ₅
やＡｌ₂Ｏ₃などが、第―電極２にはモリブデン（Ｍｏ）
以外にタンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）などの金
属電極が、第二電極６にはＩＴＯ以外にアルミニウム
（Ａｌ）を添加したＺｎＯ、ガリウム（Ｇａ）を添加し
たＺｎＯなどの透明電極を用いることも可能であり、ス
パッタ法や電子ビーム蒸着法などの薄膜形成法により形
成される。

【００１７】ＳｒＳ：Ｃｅ／ＺｎＳ：Ｍｎを積層した白
色発光層４はＳｒＳにＣｅを０．１ａｔ％添加し、加圧
形成したのちＡｒガス中で、１１００℃で１時間焼結さ
せたＳｒＳ：Ｃｅペレットと、ＺｎＳにＭｎを０．３５
ａｔ％添加し、加圧形成したのちＡｒガス中で９００℃
で１時間焼結させたＺｎＳ：Ｍｎペレットを用いて電子
ビーム蒸着法によりそれぞれ基板温度５００℃、２００
℃で膜厚７００ｎｍ、３００ｎｍの計１０００ｎｍの厚
さに積層成膜される。

【００１８】第一及び第二電極層２及び６間に２００Ｖ
程度の両極性パルス電圧を印加すると、ＳｒＳ：Ｃｅ発
光層から青色光が、ＺｎＳ：Ｍｎ発光層から黄色光が生
じ、結果として白色光として発光し、ガラス基板１と反
対側へ出射する、いわゆる反転構造型の薄膜ＥＬパネル
となっている。

【００１９】上記構造の薄膜ＥＬ素子７に対して、シー
ルガラス８にはストライプ状の電極パターンが形成する
それぞれの画素に対応するように、パターニングされた
赤フィルター９ａ・青フィルター９ｂ・緑フィルター９
ｃからなるカラーフィルター９が回転塗布法あるいは印
刷法により形成され、先述の白色発光を赤・青・緑にそ
れぞれ分光する役目を担う。そしてそのシールガラス８
は薄膜ＥＬ素子７を形成したガラス基板１に薄膜ＥＬ素
子７形成面を覆うようにスペーサー１０を介して均―間
隙３０μｍで一部注入口１３部分を除きシールガラス８
の周囲に土手状に形成されたシール樹脂１１によって貼
り合わせられる。

【００２０】このようにして作製された薄膜ＥＬパネル
に、注入口１３より弗素化合物絶縁油１２の注入を行な
う。ここで弗素化合物絶縁油１２にはパーフロオロトリ
アルキルアミン（Ｃ₅Ｆ₁₁）₃Ｎを用いた。この弗素化合
物絶縁油１２をオイル注入口１３より注入した後、オイ
ル注入口１３に紫外線感光樹脂を注入し紫外線を照射し
封止する。

【００２１】弗素化合物絶縁油１２の注入は、まず真空
容器に薄膜ＥＬパネルと絶縁油を満たした容器を入れ、
真空容器を真空にひき、ガラス基板１とシールガラス８
の間隙の空気を抜き、その状態でオイル注入口１３を弗
素化合物絶縁油に浸ける。次に、真空容器内を大気圧に
戻すと弗素化合物絶縁油の液面に大気圧がかかり、ガラ
ス基板１とシールガラス８の間隙の真空状態になってい
るところに弗素化合物絶縁油１２が注入される、いわゆ
る真空注入法で行われる。

【００２２】このようにして作製された薄膜ＥＬパネル
を温度８５℃・湿度８５％の恒温層内での５００Ｈｚ両
極性パルス駆動による加速エージングテストにおいて耐
湿性の検討を行った。本発明の実施例１の構造のパネル
にて絶縁油として十分加熱脱水したシリコンオイル（た
だしシリカゲルを含まず）を封入した場合、パネル寿命
が５００時間であったが、これに対して、封入する絶縁
油として本発明による弗素化合物絶縁油パーフロオロト
リアルキルアミン（Ｃ₅Ｆ₁₁）₃Ｎを用いた場合、パネル
寿命３０００時間を達成できた。約６倍の長寿命化が図
れたことになる。

【００２３】（実施例２）実施例１で示したのと同様に
ガラス基板１に薄膜ＥＬ素子７を形成し、またシールガ
ラス８にカラーフィルター９を形成する。この第２の実
施例ではシールガラス８には２箇所にオイル注入口１
５、１７が設けられている。そして図３の断面図、図４
の平面図に示すように、そのシールガラス８は薄膜ＥＬ
素子７を形成したガラス基板１に薄膜ＥＬ素子７の形成
面を覆うようにスペーサー１０を介して均―間隙３０μ
ｍで、シールガラス８の周囲に二重の土手状に形成され
たシール樹脂１１ａ、ｌｌｂによって貼り合わせられ
る。この外側のシール樹脂１１ａと内側のシール樹脂１
１ｂの間にはロの字状の独立した第１の空間が有りオイ
ル注入口１７を介して外部とつながっており、また内側
のシール樹脂１１ｂに固まれた第２の空間はオイル注入
口１５を介して外部とつながりている構造となってい
る。

【００２４】オイル封入の工程は、まず外側のシール樹
脂１１ａと内側のシール樹脂１１ｂの間の第１の空間に
実施例１と同様の方法でオイル注入口１７から弗素化合
物絶縁油１２を注入し、弗素化合物絶縁油１２の注入
後、オイル封止板１８を接着し封止する。ここで弗素化
合物絶縁油１２にはパーフロオロトリアルキルアミン
（Ｃ₄Ｆ₉）₃Ｎを用いた。この時注入口１５は弗素化合
物絶縁油に浸けず注入口１５から内側のシール樹脂１１
ｂの内部の第２の空間に弗素化合物絶縁油が入らないよ
うにする必要がある。上記のようにして弗素化合物絶縁
油１２を第１の空間に注入し、オイル封止板１８を接着
した後、再度上記の同様の工程を繰り返してオイル注入
口１５から十分加熱脱水したシリコンオイル１４を注入
し、シリコンオイル１４の注入後、オイル封止板１６を
接着し封止する。これにより外側のシール樹脂１１ａと
内側のシール樹脂１１ｂの間の第１の空間には弗素化合
物絶縁油１２が、内側のシール樹脂１１ｂに囲まれた第
２の空間にはシリコンオイル１４が往入された状態とな
る。よってシリコンオイル１４はシール樹脂１１ａと水
分を透過しない弗素化合物絶縁油１２とシール樹脂１１
ｂの三重の壁により外気と隔てられることとなり、シリ
コンオイル１４に水分が浸透し吸湿されることはない。
なおシリコンオイル１４はアルゴン（Ａｒ）やキセノン
（Ｘｅ）のような不活性ガスに置き換えても良い。

【００２５】このようにして作製された薄膜ＥＬパネル
を温度８５℃、湿度８５％の恒温層内で５００Ｈｚ両極
性パルス駆動による加速エージングテストにおいて耐湿
性の検討を行った。本発明の実施例２の構造の薄膜ＥＬ
パネルに第１の空間及び第２の空間に十分加熱脱水した
シリコンオイル（ただしシリカゲルを含まず）を封入し
た場合のパネル寿命が７００時間であったのに対して、
第１の空間である外側に絶縁油として、本発明の弗素化
合物絶縁油１２のパーフロオロトリアルキルアミン（Ｃ
₄Ｆ₉）₃Ｎを封入し、第２の空間である内側に絶縁油と
してシリコンオイル１４を用いた場合、パネル寿命３５
００時間を達成できた。約５倍の長寿命化が図れたこと
になる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は弗素化合物絶縁油パーフロオロ
トリアルキルアミンで薄膜ＥＬパネル内全体を満たした
ので、あるいはシール部分を外側と内側の二重の封止構
造とし、その間のみを弗素化合物絶縁油パーフロオロト
リアルキルアミンで満たしたので、薄膜ＥＬ素子の吸湿
剥離を防止することができ、十分な防湿性、耐湿性とパ
ネルの信頼性を兼ね備えた薄膜ＥＬパネルを得ることが
出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のＥＬパネルの断面図を表わ
す図である。

【図２】本発明の実施例１のＥＬパネルの平面図を表わ
す図である。

【図３】本発明の実施例２のＥＬパネルの断面図を表わ
す図である。

【図４】本発明の実施例２のＥＬパネルの平面図を表わ
す図である。

【図５】薄膜ＥＬパネルの水分の移動機構を説明する図
である。

【図６】従来のＥＬパネルの断面図を表わす図である。

【図７】従来のＥＬパネルの断面図を表わす図である。

【図８】従来のＥＬパネルの断面図を表わす図である。

【符号の説明】

１ガラス基板２第―電極３第―絶縁層４発光層５第二絶縁層６第二電極７薄膜ＥＬ素子８シールガラス９カラーフィルター１０スペーサー１１シール樹脂１２弗素化合物絶縁油１３オイル注入口および注入口封止樹脂１４シリコンオイル１５オイル注入口１６注入口封止板１７オイル注入口１８注入口封止板１９シリコンオイル２０弗素系樹脂２１弗素系樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に形成された第一電極と、それに
対向する第二電極と、それらの間に設けられた発光層か
らなる薄膜ＥＬ素子を備える薄膜ＥＬパネル基板に対向
して、前記薄膜ＥＬ素子形成面を覆うようにシールガラ
スを配置し、その周辺部を接着封止した薄膜ＥＬパネル
において、前記薄膜ＥＬパネル基板とシールガラスの間
隙を満たす絶縁性液体に弗素化合物絶縁油を用いたこと
を特徴とする薄膜ＥＬパネル。
【請求項２】前記シールガラスの周辺部を内側と外側
の二重に接着し、その間の間隙のみを弗素化合物絶縁油
で満たしたことを特徴とする請求項１記載の薄膜ＥＬパ
ネル。
【請求項３】前記弗素化合物絶縁油は、化学式（Ｃ_n
Ｆ_2n+1）₃Ｎ、（ｎ＝１、２、３・・・）で表されるパ
ーフロオロトリアルキルアミンを主成分に用いたことを
特徴とする請求項１あるいは２記載の薄膜ＥＬパネル。