JP2007053017A - 有機ｅｌパネルとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 有機層に水分が付着することなく、安定した状態にて発光する長寿命の有機ＥＬパネルを提供する。
【解決手段】 ガラス基板１上に形成され少なくとも発光層を有する有機層４が一対の電極（透明電極２と背面電極５）間に積層形成されてなる有機ＥＬ素子１０と、少なくとも有機層４を気密的に覆うようにガラス基板１上に設けられる封止部材と、ガラス基板１と前記封止部材とによって形成される気密空間Ｓにおいて有機ＥＬ素子１０側に設けられ水分と化学的に反応して水和物を形成する吸湿部材８と、を備えてなる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、基板上に形成され少なくとも発光層を有する有機層が一対の電極間に積層形成されてなる有機ＥＬ素子を備えてなる有機ＥＬパネルとその製造方法に関するものである。

有機ＥＬパネルとしては、ガラス材料からなるガラス基板（透光性の支持基板）上に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等によって陽極となる透明電極と、正孔注入層，正孔輸送層，発光層及び電子輸送層からなる有機層と、陰極となるアルミニウム（Ａｌ）等の非透光性の背面電極とを順次積層して積層体である有機ＥＬ素子を形成し、この積層体を覆うガラス材料からなる凹部形状の封止部材を前記ガラス基板上に紫外線硬化性接着剤（光硬化性接着剤）を介して気密的に設けるとともに、前記ガラス基板と前記封止部材とで得られる気密空間内に吸湿部材を設けるものが知られており、例えば特許文献１に開示されている。

また、吸湿部材を備える有機ＥＬパネルとして、本願出願人は、粘性を有する吸湿部材を前記封止部材の前記有機ＥＬ素子との対向面に設ける構造を特許文献２にて提案している。かかる有機ＥＬパネルは、前記封止部材の前記有機ＥＬ素子との対向面に、吸湿粉粒体と不活性液体との混合物からなるクリーム状の吸湿部材を膜状に形成するとともに、この吸湿部材が形成された封止部材を前記支持基板上に紫外線硬化性接着剤を介して気密封止するものであり、ダークスポットの発生や両電極間の短絡を防止できるとともに、前記吸湿部材の配設工程を含む封止工程を簡素化し、生産性を向上させるものである。
特開２００１−２６７０６６号公報 特開２００２−１９８１７０号公報

上述したようなクリーム状の吸湿部材を設けてなる有機ＥＬパネルは、吸湿作用として十分な機能を発揮できるものの、例えば、スピードメータやエンジン回転計などの車両用表示装置として用いられる場合、所定の取り付け角度をもって前記車両用表示装置のケース体に収納され、この車両用表示装置が使用される環境としては、車両の走行による振動を受けたり、高温（例えば、８０℃程度）に達したりすることがある。

このような環境下で使用される有機ＥＬパネルにおいて、前記封止部材に設ける前記吸湿部材は、前記吸湿粉粒体と前記不活性液体との混合状態が不均一になり、前記車両用表示装置への取り付け角度に伴って、傾斜する有機ＥＬパネルの下端側に前記吸湿部材の少なくとも一部分が流動し部分的に厚くなってしまう現象が生じる（以下、液だれ部と記す）。

そのため、特に前記有機ＥＬパネルを薄型化した場合など、前記有機ＥＬ素子と前記吸湿部材とのクリアランスが小さくなると、前記液だれ部が前記有機ＥＬ素子と干渉し、振動等の影響によって特に背面電極側に損傷を与え、ダークスポットの発生や両電極間の短絡等の原因となり、この場合、有機ＥＬパネルとしての寿命を短くしてしまうといった問題が生じてしまう。

また、前記気密封止された気密空間内において、水分が吸湿部材に触れる前に有機層側へ浸入しダークスポットを発生させてしまう可能性があったため、確実に水分を吸湿する吸湿部材が必要となっていた。

そこで本発明の目的とするところは、上述した問題に着目してなされたものであり、有機層に水分が付着することなく、安定した状態にて発光する長寿命の有機ＥＬパネルを提供することにある。

本発明の有機ＥＬパネルは、請求項１に記載したように、基板上に形成され少なくとも発光層を有する有機層が一対の電極間に積層形成されてなる有機ＥＬ素子と、少なくとも前記有機層を気密的に覆うように前記基板上に設けられる封止部材と、前記基板と前記封止部材とによって形成される気密空間において前記有機ＥＬ素子側に設けられ水分と化学的に反応して水和物を形成する吸湿部材と、を備えてなることを特徴とする。

また、請求項２に記載したように、請求項１に記載の有機ＥＬパネルにおいて、前記吸湿部材は、膜厚が５μｍ以下となる膜状に形成されてなることを特徴とする。

また、請求項３に記載したように、請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬパネルにおいて、前記吸湿部材は、脱水開始温度が１００℃以上であることを特徴とする。

また、請求項４に記載したように、請求項１から請求項３のいずれかに記載の有機ＥＬパネルにおいて、前記吸湿部材は、臭化ストロンチウムを含有してなることを特徴とする。

また、本発明の有機ＥＬパネルの製造方法は、請求項５に記載したように、基板上に形成され少なくとも発光層を有する有機層が一対の電極間に積層形成されてなる有機ＥＬ素子と、少なくとも前記有機層を気密的に覆うように前記基板上に設けられる封止部材と、前記基板と前記封止部材とによって形成される気密空間において前記有機ＥＬ素子側に設けられ水分と化学的に反応して水和物を形成する吸湿部材と、を備えてなる有機ＥＬパネルの製造方法であって、前記有機層や前記電極を前記基板に形成する有機ＥＬ素子形成工程と、前記封止部材を前記基板上に設ける封止工程と、前記有機ＥＬ素子形成工程と前記封止工程との間に前記吸湿部材を蒸着法により形成する吸湿部材形成工程と、を含むことを特徴とする。

また、請求項６に記載したように、請求項５に記載した有機ＥＬパネルの製造方法において、前記吸湿部材形成工程と、前記封止工程と、の間に前記吸湿部材を加熱する加熱脱水工程を含むことを特徴とする。

本発明は、基板上に形成され少なくとも発光層を有す有機層が一対の電極間に積層形成されてなる有機ＥＬ素子を備えてなる有機ＥＬパネルとその製造方法に関し、有機層に水分が付着することなく、安定した状態にて発光する長寿命の有機ＥＬパネルを提供できる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づき説明する。

図１及び図２において、有機ＥＬパネルは、ガラス基板（基板）１と、透明電極（電極）２と、絶縁層３と、有機層４と、背面電極（電極）５と、封止基板（封止部材）６と、接着部材（封止部材）７と、吸湿部材８とから主に構成されている。

ガラス基板１は、長方形形状からなる透光性の支持基板である。

透明電極２は、ＩＴＯ等の導電性材料からなり、ガラス基板１上に設けられる。透明電極２は、日の字型の表示セグメント部２ａと、個々のセグメントからそれぞれ引き出し形成されたリード部２ｂと、リード部２ｂの終端部に設けられる端子部２ｃとを備えている。この場合、端子部２ｃは、ガラス基板１の一辺側に集中して設けられる。

絶縁層３は、例えば、ポリイミド系あるいはフェノール系等の絶縁材料からなり、透明電極２と背面電極５との絶縁を確保するために、リード部２ｂ上を覆うように形成される。また、絶縁層３は、表示セグメント部２ａの形状に対応した窓部３ａと、背面電極５の後述する端子部に対応する切り欠き部３ｂとを有し、発光領域の輪郭を鮮明に表示するため、透明電極２の表示セグメント部２ａの周縁部と若干重なるように窓部３ａが形成される。

有機層４は、絶縁層３や透明電極２上に設けられる。有機層４は、少なくとも発光層を有するものであればよいが、本発明の実施の形態においては正孔注入層，正孔輸送層，発光層及び電子輸送層を順次積層形成してなるものである。有機層４は、絶縁層３における窓部３ａの形成箇所に対応するように所定の大きさをもって設けられる。

背面電極５は、アルミ（Ａｌ）やアルミリチウム（Ａｌ：Ｌｉ），マグネシウム銀（Ｍｇ：Ａｇ）等の金属性の導電性材料からなり、有機層４上に設けられる。背面電極５は、透明電極２における各端子部２ｃと隣接するようにガラス基板１の一辺側に設けられるリード部５ａと電気的に接続される。なお、リード部５ａの終端部には、端子部５ｂが設けられ、リード部５ａ及び端子部５ｂは透明電極２と同材料により形成される。

以上のように、ガラス基板１上に透明電極２と絶縁層３と有機層４と背面電極５とを順次積層して形成される有機ＥＬ素子１０が得られる。また、封止基板６と接着部材７とからなる封止部材によって、ガラス基板１上に設けられる有機層４などを気密的に覆うことができる。

封止基板６は、例えばガラス基板１と同様の材質からなる平滑面６ａを有する平板状のものが適用できる。封止基板６は、透明電極２の端子部２ｃ及び背面電極５の端子部５ｂが外部に露出するようにガラス基板１よりも若干小さ目に構成されている。

接着部材７は、例えば紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤からなる速硬性のものが適用できる。また、接着部材７は、ガラス基板１上に封止基板６を接着して固定するとともに、ガラス基板１に対して所定間隔（例えば、０．６ｍｍ）おいて封止基板６を支持するためのスペーサとして設けられる。また、接着部材７は、少なくとも有機層４を囲うような所定の枠状に設けられ、ガラス基板１と封止基板６とを所定間隔おいて気密的に接着することによって、有機層４を密閉する気密空間Ｓを形成し、有機層４が外部雰囲気に触れないようにしている。なお、ガラス基板１と封止基板６との所定間隔は、封止基板６が有機ＥＬ素子１０または吸湿部材８に触れないように、有機ＥＬ素子１０の厚みなど形状を考慮した値が設定される。

吸湿部材８は、水と反応して安定な水和物を形成することができる化合物からなる。吸湿部材８は、例えば、臭化ストロンチウムを適用でき、膜厚が約２μｍにて有機ＥＬ素子１０の背面電極５上に形成される。この吸湿部材８は、脱水開始温度が１００℃以上であるため、例えば車載用途であっても、安定して水和物を保持することが可能となる。なお、吸湿部材８は、化学的に水分を吸着するものが適用でき、塩化ストロンチウムや水酸化ストロンチウムであってもよい。また、吸湿部材８は、化学的に水分を吸着する部材に物理的に水分を吸着する部材（例えばゼオライトなどの多孔質材）を含有するものであってもよい。

以上の各部によって有機ＥＬパネルが構成される。

次に、上述した図３を用いて有機ＥＬパネルの製造方法について説明する。

まず、透明電極形成工程において、ガラス基板１上に導電性材料をスパッタリング法等の手段によって層状に形成し、さらにフォトリソグラフィー法等によって表示意匠に応じてパターニングして、表示セグメント部２ａ，リード部２ｂ及び電極部２ｃを備え陽極となる透明電極２を形成する（ステップＳ１）。なお、このとき、リード部５ａ及び端子部５ｂを透明電極２と同材料により形成する。

次に、絶縁層形成工程において、絶縁材料をスピンコート法等の手段によって層状に形成し、フォトリソグラフィー法等の手段によってパターニングして、端子部２ｃ、５ｂに対応する箇所と表示セグメント２ａの発光領域に対応する箇所と背面電極５のリード部５ａに対応する箇所とを除去して窓部３ａ及び切り欠き部３ｂを有する絶縁層３を形成する（ステップＳ２）。

次に、有機層４や背面電極５を設けるための前処理として、透明電極２や絶縁層が設けられたガラス基板１を洗浄する洗浄工程を行う（ステップＳ３）。なお、この洗浄工程は、プラズマクリーニングやＵＶオゾン洗浄等の処理によって行なうことができる。また、透明電極２や絶縁層が設けられたガラス基板１は、洗浄処理を行った後、乾燥した状態にて蒸着装置に搬送され、有機層形成工程がなされる。

有機層形成工程では、洗浄工程がなされたガラス基板１において、少なくとも発光領域となる表示セグメント２ａに重なるような形状に正孔注入層，正孔輸送層，発光層及び電子輸送層を蒸着法等の手段によって順次積層するものである（ステップＳ４）。

次に、背面電極形成工程において、導電性材料を蒸着法等の手段によって層状に積層して陰極となる背面電極５を形成する（ステップＳ５）。なお、背面電極５は、ガラス基板１の一辺側に予め設けられたリード部５ａに接続される。

以上の工程からなる有機ＥＬ素子形成工程によって、ガラス基板１上に透明電極と、有機層と、背面電極と、からなる有機ＥＬ素子１０が積層される。この場合、少なくとも有機層形成工程と背面電極形成工程は、真空雰囲気中にて処理される。

次に、この真空雰囲気中において、蒸着法等の手段によって背面電極５上に吸湿部材８を層状に積層する吸湿部材形成工程がなされる（ステップＳ６）。吸湿部材８は、有機ＥＬ素子１０において、後述する封止工程で接着部材７が塗布される箇所以外の箇所に積層することができる。なお、吸湿部材８は、吸湿部材８の吸湿能力と、気密空間Ｓの体積などに応じて量が設定される。この場合、吸湿部材８は、膜厚２μｍ程度、背面電極５と同じくらいの面積で形成される。この吸湿部材形成工程は、有機ＥＬ素子形成工程の有機層形成工程及び背面電極形成工程と同じ雰囲気中において、素早く吸湿部材８を形成することができるため、有機層４が水分に触れる可能性を低減することができる。

次に、有機ＥＬ素子１０に形成された吸湿部材８を加熱することによって、吸湿部材８が保持する水和物を水分として分離して脱水処理する加熱脱水工程を行う（ステップＳ７）。加熱脱水工程では、少なくとも有機ＥＬ素子１０の耐熱温度よりも低温で、かつ吸湿部材８の脱水開始温度よりも高温にて加熱する必要がある。この場合、１２０℃前後の温度にて加熱処理することで、吸湿部材８を乾燥することができる。後述する封止工程を行う前に、加熱脱水工程を行うことによって、吸湿部材８の吸湿容量を高めることができる。

次に、接着部材７が、有機層４を囲うような所定の枠状に形成されるように封止基板６に塗布する接着部材塗布処理と、接着部材７が塗布された封止基板６とガラス基板１とが所定間隔おいて気密的に接着する封止処理と、からなる封止工程（ステップＳ８）がなされる。なお、接着部材塗布処理は、所定の窒素濃度を有する窒素雰囲気中において、ディスペンサ装置によって塗布することができる。また、封止処理は、所定の窒素濃度を有する窒素雰囲気中において、ガラス基板１と封止基板６とによって接着部材７を挟み込み、気密な状態で紫外線を照射することによって、有機ＥＬ素子１０を収納するための気密空間Ｓを保持したまま接着部材７を硬化させるものである。

かかる有機ＥＬパネルは、ガラス基板１上に形成され少なくとも発光層を有する有機層４が一対の電極（透明電極２と背面電極５）間に積層形成されてなる有機ＥＬ素子１０と、少なくとも有機層４を気密的に覆うようにガラス基板１上に設けられる封止部材と、ガラス基板１と前記封止部材とによって形成される気密空間Ｓにおいて有機ＥＬ素子１０側に設けられ水分と化学的に反応して水和物を形成する吸湿部材８と、を備えてなる。

したがって、有機ＥＬ素子１０側に化学的に吸湿する吸湿部剤８を設けることによって、有機層４に浸入しそうな水分を有機層４に近い位置で吸湿することができるため、有機層４に水分が触れることによるダークスポットの発生を防止できる。また、化学的な吸湿部材８を用いることによって、液だれ現象のない、安定した状態にて長寿命の有機ＥＬパネルを提供できる。

また、吸湿部材８は、蒸着法によって膜厚が５μｍ以下となる膜状に形成できるため、封止基板６との接触によるダークスポットの発生を防止できる。

また、吸湿部材８は、例えば、臭化ストロンチウムのような材料を用いて、脱水開始温度が１００℃以上であることによって、車両に搭載するなどの過酷な環境下であっても安定した状態にて超寿命の有機ＥＬパネルを提供することができる。

また、かかる有機ＥＬパネルの製造方法は、有機層４や電極２，５をガラス基板１に形成する有機ＥＬ素子形成工程と、接着部材７が塗布された封止基板６をガラス基板１上に設ける封止工程と、前記有機ＥＬ素子形成工程と前記封止工程との間に吸湿部材８を蒸着法により形成する吸湿部材形成工程と、を含むことによって、薄膜の吸湿部材８を素早く形成することができる。

なお、本発明の実施の形態では、上述した構成部品からなる有機ＥＬパネルを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その構成や処理は同様の効果が得られるものであればよく、例えば、封止部材とガラス基板とで囲まれる気密空間の体積に応じた吸湿部材の膜厚や形状を適宜選択できる。また、有機ＥＬ素子１０側に設けられる吸湿部材８と別に、前述した吸湿部材８と同様のもの、あるいは多孔質材などの物理的に吸湿するものを、気密空間Ｓ内における封止基板６側に設けることもできる。

また、封止部材として、平板状の封止基板ではなく、ガラス材からなる基板を切削して凹部を形成するものであってもよいし、金属材料からなるものであってもよい。

本発明の実施の形態における有機ＥＬパネルを示す斜視図。 同上実施の形態における有機ＥＬパネルの部分断面図。 同上実施の形態における有機ＥＬパネルの製造工程を示す図。

符号の説明

１ ガラス基板（基板）
２ 透明電極（電極）
４ 有機層
５ 背面電極（電極）
６ 封止基板（封止部材）
７ 接着部材（封止部材）
８ 吸湿部材
１０ 有機ＥＬ素子

Claims (6)

1. 基板上に形成され少なくとも発光層を有する有機層が一対の電極間に積層形成されてなる有機ＥＬ素子と、
   少なくとも前記有機層を気密的に覆うように前記基板上に設けられる封止部材と、
   前記基板と前記封止部材とによって形成される気密空間において前記有機ＥＬ素子側に設けられ水分と化学的に反応して水和物を形成する吸湿部材と、を備えてなることを特徴とする有機ＥＬパネル。
2. 前記吸湿部材は、膜厚が５μｍ以下となる膜状に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
3. 前記吸湿部材は、脱水開始温度が１００℃以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬパネル。
4. 前記吸湿部材は、臭化ストロンチウムを含有してなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の有機ＥＬパネル。
5. 基板上に形成され少なくとも発光層を有する有機層が一対の電極間に積層形成されてなる有機ＥＬ素子と、少なくとも前記有機層を気密的に覆うように前記基板上に設けられる封止部材と、前記基板と前記封止部材とによって形成される気密空間において前記有機ＥＬ素子側に設けられ水分と化学的に反応して水和物を形成する吸湿部材と、を備えてなる有機ＥＬパネルの製造方法であって、
   前記有機層や前記電極を前記基板に形成する有機ＥＬ素子形成工程と、
   前記封止部材を前記基板上に設ける封止工程と、
   前記有機ＥＬ素子形成工程と前記封止工程との間に前記吸湿部材を蒸着法により形成する吸湿部材形成工程と、を含むことを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
6. 前記吸湿部材形成工程と、前記封止工程と、の間に前記吸湿部材を加熱する加熱脱水工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
   

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