JPH11339954A - 有機el表示装置 - Google Patents

有機el表示装置

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JPH11339954A
JPH11339954A JP10149939A JP14993998A JPH11339954A JP H11339954 A JPH11339954 A JP H11339954A JP 10149939 A JP10149939 A JP 10149939A JP 14993998 A JP14993998 A JP 14993998A JP H11339954 A JPH11339954 A JP H11339954A
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JP
Japan
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organic
electrode layer
sealing member
sealing
expansion
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JP10149939A
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Masahiro Yokoi
正裕 横井
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/87Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K59/871Self-supporting sealing arrangements

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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】有機EL表示装置の封止構造の改良により、温
度変動による内圧の変動を小さくして、信頼性を向上さ
せる。 【解決手段】封止部材の少なくとも一部に、封入空間の
体積を増減可能に伸縮する伸縮部を備えた。温度の変化
により内圧が変動すると、それに伴って伸縮部が伸縮し
て封入空間の体積が増減されるため、ボイル・シャルル
の法則により内圧の変動が緩和される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機材料からなる
発光層をもつ有機EL素子を気密に封止した有機EL表
示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】表示用ディスプレイデバイスとしては、
ブラウン管(Cathode Ray Tube)、液晶(Liquid Cryst
al)、プラズマ(Plasma)、発光ダイオード(Light Em
ittingDiode)及びEL(Electro Luminescence)など
が従来より知られ、コンピュータ用ディスプレイ、液晶
ディスプレイのバックパネルなどに広く利用されてい
る。
【0003】この中でもELは自発光形であり、また薄
膜とすることができるために薄い表示素子として期待さ
れている。そして薄膜型直流ELとして、低電圧で駆動
できる有機薄膜ELが近年注目を集めている。例えばフ
ルカラー用ディスプレイとするためには、赤、緑、青の
3原色を効率よく発光する素子が必要であるが、無機E
Lでは青色については発光効率の低い材料しかない。し
かし有機ELによれば、青色も効率よく発光できる素子
が開発され、フルカラー用ディスプレイへの応用が盛ん
に研究されている。
【0004】ところが有機EL素子に用いられる有機発
光材料は、耐水性が低く、湿気により寿命が短くなると
いう欠点がある。また有機EL素子に用いられているM
g合金などの金属電極も、水や酸素に対する耐性が低い
という欠点がある。そこで従来より、有機EL素子を封
止部材内に封止し、有機EL素子と封止部材との間に形
成される封入空間内に窒素ガスなどを封入した有機EL
表示装置が用いられている。
【0005】例えば図4に示す従来の有機EL表示装置
は、有機EL素子 100と封止ガラス200とから構成され
ている。このうち有機EL素子 100は、ガラス基板 101
と、ガラス基板 101上に形成されたITO(インジウム
錫酸化物)などの透明電極層102と、透明電極層 102上
に形成された有機EL発光層 103と、有機EL発光層10
3上に形成された金属電極層 104とより構成されてい
る。また封止ガラス 200は一面に開口をもつ箱状をな
し、封止ガラス 200の開口周縁部がガラス基板 200に接
着剤などの封止剤 201によって接合されている。
【0006】この有機EL表示装置では、有機EL素子
100と封止ガラス 200とで密閉空間が形成され、有機E
L素子 100と封止ガラス 200の間に形成された封入空間
300には窒素ガスが充填されている。この有機EL表示
装置では、透明電極層 102、有機EL層 103及び金属電
極層104は外部と遮断されて窒素ガスのみが接触するた
め、劣化が防止され長寿命となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記した従来
の有機EL表示装置では、温度の変化により封入された
窒素ガスの圧力が変動し、高温下では内圧が高くなる。
そのため高くなった内圧による応力は剛性の低い封止剤
201などに作用し、有機EL表示装置の信頼性を低下さ
せるという不具合があった。
【0008】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、有機EL表示装置の封止構造の改良により
内圧の変動を小さくして、信頼性を向上させることを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の有機EL表示装置の特徴は、基板と基板上に形成さ
れた第1電極層と第1電極層上に形成された有機EL発
光層と有機EL発光層上に形成された第2電極層とより
なる有機EL素子と、有機EL素子を気密に封止する封
止部材とよりなり、有機EL素子と封止部材との間に形
成される封入空間内に不活性物質を封入してなる有機E
L表示装置において、封止部材の少なくとも一部に封入
空間の体積を増減可能に伸縮する伸縮部を備えたことに
ある。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の有機EL表示装置では、
封止部材の少なくとも一部に封入空間の体積を増減可能
に伸縮する伸縮部が備えられている。したがって温度の
変化により内圧が変動すると、それに伴って伸縮部が伸
縮して封入空間の体積が増減されるため、ボイル・シャ
ルルの法則により内圧の変動が緩和される。
【0011】例えば高温下で内圧が高くなると、伸縮部
が膨張して封入空間の体積が増大するため内圧が低下す
る。また低温下で内圧が低くなると、伸縮部が収縮して
封入空間の体積が減少するため内圧が上昇する。したが
って本発明の有機EL表示装置では、温度が変動しても
封入空間の内圧の変動が少ないため、封止剤などに応力
が作用するのが防止され、信頼性が向上する。
【0012】有機EL素子としては、例えばガラス基板
上にITO膜などから第1電極層を形成し、第1電極層
上に有機EL発光層を形成し、有機EL発光層上に第2
電極層を形成したものなど、従来用いられているものを
用いることができる。基板としては、通常ガラス基板が
用いられるが、合成樹脂基板を用いることもできる。ま
た基板は一般に透明であるが、第2電極層に透明なもの
を用いれば、基板は不透明とすることもできる。
【0013】第1電極層の材料としては、従来と同様に
ITO、AZO(Al添加ZnO)、SnO2 などが例
示され、スパッタリングなどで第1電極層が形成され
る。第1電極層のパターンは特に制限されず、ストライ
プ状など従来と同様のパターンに形成することができ
る。透明な基板を用いて基板側から発光させる場合に
は、この第1電極層もITOなどから透明電極層とする
必要があるが、第2電極層を透明として第2電極側から
発光させる場合には第1電極層は不透明な導電性金属か
ら形成することもできる。
【0014】有機EL発光層は、正孔輸送層と、正孔輸
送層上に形成された発光体層と、発光体層上に形成され
た電子輸送層とから、従来と同様に構成することができ
る。この有機EL発光層は、真空蒸着法、ラングミュア
ブロジェット蒸着法、ディップコーティング法、スピン
コーティング法、真空気体蒸着法、有機分子線エピタキ
シ法などを用いて形成することができる。
【0015】第2電極層の材料としては、Mg−Ag合
金、Alなどの導電性金属が例示される。この第2電極
層は、有機EL発光層上に形成するため、スパッタリン
グなどの高温が作用する成膜法は用いられない。したが
って蒸着法などで形成できる材料から選択される。封止
部材としては、従来と同様にガラス、樹脂などを用いる
ことができ、その形状は有機EL素子を覆うものであれ
ば特に制限されない。また封止部材は、接着剤などの封
止剤で有機EL素子の基板に接合して有機EL素子とと
もに封入空間を構成してもよいし、封止部材のみで封入
空間を構成しその内部に有機EL素子を封止することも
できる。
【0016】封止部材と有機EL素子の第2電極層との
間隔は、一般に 100〜 200μmとされる。この間隔が狭
すぎると、封止部材と有機EL素子とが接触して有機E
L素子が損傷するおそれがある。また封入空間内に封入
される不活性物質としては、有機EL素子、封止部材及
び封止剤に対して不活性なものであればよく、窒素ガ
ス、ヘリウムガス、アルゴンガスなどの不活性ガス、あ
るいはフッ素系の不活性液体を用いることができる。
【0017】本発明の最大の特徴は、封止部材の少なく
とも一部に封入空間の体積を増減可能に伸縮する伸縮部
を備えたところにある。この伸縮部としては、例えば風
船状あるいは蛇腹状に封止部材の一部から突出する伸縮
自在な凸部とすることができる。このような凸部を設け
ることにより、温度変動により封入空間の内圧が変動す
ると凸部が膨張又は収縮する。これにより封入空間の体
積が変動するため、封入空間の内圧は元の内圧との差が
小さくなる方向に移動し封止剤などに作用する応力が小
さくなる。
【0018】伸縮部を凸部とした場合には、伸縮部は封
止部材の開口に気密に接合される。この接合は、物理的
あるいは化学的に接合すればよいが、伸縮部の伸縮時に
気密が破壊されないように接合する必要があるので、物
理的な接合と接着など化学的な接合の両方を併用するこ
とが望ましい。また封止部材全体を伸縮部とすることも
できる。例えばゴムなどの気密な袋の開口を有機EL素
子のガラス基板に接合して封止部材とすれば、温度変動
により封入空間の内圧が変動すると封止部材自体が膨張
又は収縮する。これにより封入空間の体積が変動するた
め、封入空間の内圧は元の内圧との差が小さくなる方向
に移動し封止剤などに作用する応力が小さくなる。
【0019】伸縮部の材質としては、封入される不活性
物質に対して耐性を有し、不活性物質の膨張・収縮に応
じて伸縮するものであればよく、フッ素ゴム、ブチルゴ
ムなどのゴム系のもの、熱可塑性エラストマ、ポリブタ
ジエンなどの樹脂系のものなどが例示される。
【0020】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 (実施例1)図1に本発明の有機EL表示装置の断面図
を示す。この有機EL表示装置は、有機EL素子1と封
止部材2及び伸縮部3から構成されている。
【0021】有機EL素子1は、ガラス基板10と、ガラ
ス基板10上に形成されたITO膜からなる第1電極層11
と、第1電極層11上に形成された有機EL発光層12と、
有機EL発光層12上に形成されMg−Ag合金よりなる
第2電極層13とから構成されている。第1電極層11は、
スパッタリングによりガラス基板10上にストライプ状に
形成され、その厚さは1000〜2000Åである。また有機E
L発光層12は、第1電極層11上及びガラス基板10上の全
面に形成された正孔輸送層と、正孔輸送層上に形成され
た発光体層と、発光体層上に形成された電子輸送層とか
ら構成され、それぞれ公知の有機材料から蒸着法により
形成されて、全体の厚さは1000〜1500Åとなっている。
【0022】そして第2電極層13は、マスクを介して蒸
着法により厚さ1500〜2000Åに形成され、第1電極層11
に対して直交するストライプ状となっている。したがっ
てこの有機EL素子1は、第1電極層11と第2電極層13
を介して有機EL発光層12に直流電圧を印加することに
より発光し、その発光は透明な第1電極層11とガラス基
板10を透過してガラス基板10側から視認される。また第
1電極層11と第2電極層13とで形成されるマトリクスの
所定点を選択して通電すれば、その点が画素となるの
で、ディスプレイとして画像を表示することが可能とな
る。
【0023】封止部材2はガラス板から箱状に形成さ
れ、その開口周縁部が有機EL素子1の第1電極層11、
有機EL発光層12及び第2電極層13を覆うように、封止
剤20によってガラス基板10に接合されている。そして封
止部材2の上面の一部には開口21が設けられ、袋状の伸
縮部3の開口周縁部が開口21の周縁部に気密に接合され
ている。この開口21は、第1電極層11、有機EL発光層
12及び第2電極層13が存在せずに表出するガラス基板10
の表面に対向して設けられている。
【0024】伸縮部3は軟質のフッ素ゴムから気密な袋
状に形成されている。そして伸縮部3の開口周縁部が開
口21の周縁部に気密に接合され、ガラス基板10、封止部
材2及び伸縮部3により気密な封入空間4が形成されて
いる。なお、封入空間4の体積は全体で1.5cm3
あり、伸縮部3内の容積は1.5cm3 である。封止剤
20によるガラス基板10と封止部材2との接合、及び封止
部材2と伸縮部3の接合には、紫外線硬化型の接着剤が
用いられている。このように紫外線硬化型の接着剤を用
いることで、接着時に高温となって有機EL素子1が劣
化するような不具合が防止されている。
【0025】封入空間4には窒素ガスが封入され、その
圧力は室温(25℃)において1気圧となるように設定
されている。封入空間4への窒素ガスの封入は、封止部
材2に予め伸縮部3を接合しておいたものを、窒素ガス
中で封止剤 20により有機EL素子1のガラス基板10に
接合することで行うことができる。本実施例の有機EL
表示装置では、封入空間4内に窒素ガスが封入されてい
るので、有機EL素子1が水分や酸素によって劣化する
のが防止されている。そして温度が高温となって封入さ
れた窒素ガスが膨張すると、その圧力により伸縮部3が
膨張する。これにより窒素ガスの圧力が低下し、伸縮部
3の弾性による収縮力と窒素ガスの圧力とがバランスし
た状態で平衡となる。したがって封止部20に大きな応力
が作用するのが防止され、有機EL表示素子1の寿命を
長くすることができる。
【0026】また温度が低温となって窒素ガスの圧力が
低下すると、伸縮部3が収縮して封入空間4の体積が小
さくなる。これにより窒素ガスの圧力が上昇するため、
大気からの圧力により封止部20に大きな応力が作用する
のが防止されている。さらに温度が低下すると、伸縮部
3が封止部材2の内側へ侵入する場合が考えられるが、
開口21が第1電極層11、有機EL発光層12及び第2電極
層13が存在せず表出するガラス基板10の表面に対向して
設けられているので、伸縮部3が有機EL素子1に接触
して有機EL素子1が損傷するような不具合がない。
【0027】(実施例2)本実施例の有機EL表示装置
を図2に示す。この有機EL表示装置は、伸縮部3の形
状と封止部材2への接合位置が異なること以外は実施例
1と同様に構成されている。伸縮部材3は一端部が塞が
れた蛇腹形状をなし、その他端開口の周縁部が封止部材
2の開口22の周縁部に接合されている。また開口22は、
有機EL素子1に対向して設けられている。
【0028】本実施例の有機EL表示装置では、伸縮部
3は高温及び低温時に実施例1の伸縮部3と同様に作用
して、封止剤20に大きな応力が作用するのが防止され
る。そしてきわめて低い温度になって伸縮部3が大きく
収縮しても、伸縮部3は蛇腹部によって封止部材2の内
側へ侵入するのが規制されているので、有機EL素子1
に接触するような不具合がない。
【0029】したがって本実施例の有機EL表示装置に
よれば、実施例1の有機EL表示装置に比べて封止部材
2の開口22の位置の自由度が高い。 (実施例3)本実施例の有機EL表示装置を図3に示
す。この有機EL表示装置は、実施例1と同様の有機E
L素子1と、軟質な封止部材2’とから構成されてい
る。
【0030】封止部材2’はフッ素ゴムから気密な袋状
に形成され、その開口周縁部が有機EL素子1の第1電
極層11、有機EL発光層12及び第2電極層13を覆うよう
に、実施例1と同様の封止剤20によってガラス基板10に
接合されている。本実施例の有機EL表示装置では、封
止部材2’が実施例1及び実施例2の伸縮部3と同様に
機能し、温度の変動によって封止部材2’が膨張及び収
縮することで封入空間4の体積が増減され内圧の変動が
吸収されるので、封止剤20に大きな応力が作用するのが
防止されている。
【0031】すなわち本実施例では、封止部材2’の全
部が伸縮部を兼ねている。
【0032】
【発明の効果】すなわち本発明の有機EL表示装置によ
れば、温度の変動によって封入空間の内圧が変動して
も、伸縮部の伸縮により封入空間の体積が変動し内圧の
変動が吸収される。したがって封止剤などに過大な応力
が作用するのが防止され、長寿命の有機EL表示装置と
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の有機EL表示装置の断面図
である。
【図2】本発明の第2の実施例の有機EL表示装置の断
面図である。
【図3】本発明の第3の実施例の有機EL表示装置の断
面図である。
【図4】従来の有機EL表示装置の断面図である。
【符号の説明】
1:有機EL素子 2:封止部材
3:伸縮部 4:封入空間

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板と該基板上に形成された第1電極層
    と該第1電極層上に形成された有機EL発光層と該有機
    EL発光層上に形成された第2電極層とよりなる有機E
    L素子と、該有機EL素子を気密に封止する封止部材と
    よりなり、該有機EL素子と該封止部材との間に形成さ
    れる封入空間内に不活性物質を封入してなる有機EL表
    示装置において、 該封止部材の少なくとも一部に該封入空間の体積を増減
    可能に伸縮する伸縮部を備えたことを特徴とする有機E
    L表示装置。
JP10149939A 1998-05-29 1998-05-29 有機el表示装置 Pending JPH11339954A (ja)

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