JP3879933B2

JP3879933B2 - 有機ｅｌパネル

Info

Publication number: JP3879933B2
Application number: JP2005099568A
Authority: JP
Inventors: 洋太郎白石; 貴池田; 智宏小野
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: JP2006272283A

Description

本発明は、有機ＥＬパネル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（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）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、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ことが可能となるものである。
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等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、８５℃程度）に達することがある。

このような環境で使用される有機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、その一部を構成する前記不活性液体にフッ素系のオイルやグリースなどを採用しており、これらは温度上昇にともない、粘度が下がるものであり、この温度上昇にともなう粘度低下によって、前記吸湿部材が流動したり、あるいは、前記吸湿粉粒体と前記不活性液体とが分離しそ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不活性液体の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パネルを小型化した場合など、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、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、流動や液だれ部が発生しないように、吸湿部材の粘度を高くすることも考えられるが、粘度を高くすると、吸湿部材の流動性が低下して吸湿部材を形成する（混合、充填、塗布などの）工程での生産性の低下を招くという問題があった。したがって、この問題を解決する吸湿部材および有機ＥＬパネルが望まれていた。

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、吸湿部材の形成工程に必要な流動性を備え、かつ吸湿部材の形成後の流動や液だれ部の発生を抑制することが可能な有機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、少なくとも発光層を有する有機層を陽極と陰極とで狭持した有機ＥＬ素子を透光性の支持基板上に形成し、前記有機層を覆うように封止部材を前記支持基板上に設け、吸湿部材が少なくとも吸湿粉粒体からなる吸湿体と、前記吸湿体を保持する不活性液体からなるバインダと、潤滑剤である樹脂微粒子とからなり、前記樹脂微粒子は、耐熱温度１２０℃以上で含水率１％以下で平均粒径４０μｍ以下で前記吸湿部材に０．３〜５ｗｔ％含まれており、前記吸湿部材を前記封止部材に膜状に設けたものである。

本発明は、吸湿部材の形成工程に必要な流動性を備え、かつ吸湿部材の形成後の流動や液だれ部の発生を抑制することが可能な有機ＥＬパネルを提供することができる。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。

図１および図２において、有機ＥＬパネル１は、ガラス基板（支持基板）２と、透明電極（陽極）３と、絶縁層４と、有機層５と、背面電極（陰極）６と、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２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３は、ガラス基板２上にＩＴＯ等の導電性材料を蒸着法やスパッタリング法等の手段によって形成されるもので、日の字型の表示セグメント部３ａ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３ｂと、リード部３ｂの終端部に設けられる電極部３ｃとを備えている。なお、電極部３ｃは、ガラス基板２の一辺に集中的に設けている。

絶縁層４は、例えば、ポリイミド系等の絶縁材料からなり、例えばフォトリソグラフィー法等の手段によって形成される。絶縁層４は、表示セグメント部３ａに対応した窓部４ａと、背面電極６の後述する電極部に対応する切り欠き部４ｂ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３の表示セグメント部３ａの周縁部と若干重なるように窓部４ａが形成され、また、透明電極３と背面電極６との絶縁を確保するためにリード部３ｂ上を覆うように設けられる。

有機層５は、少なくとも発光層を有するものであれば良いが、本発明の実施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蒸着法やスパッタリング法等の手段によって順次積層形成してなるものである。有機層５は、絶縁層４における窓部４ａ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６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を蒸着法やスパッタリング法等の手段によって形成されるものであり、有機層６上に設けられる。背面電極６は、透明電極３における各電極部３ｃと隣接するようにガラス基板２の一辺に設けられるリード部６ａと電気的に接続される。なお、リード部６ａの終端部には、電極部６ｂが設けられ、リード部６ａ及び電極部６ｂは透明電極３と同材料により形成される。

以上のように、ガラス基板２上に透明電極３と絶縁層４と有機層５と背面電極６とを順次積層し積層体を形成することで有機ＥＬ素子９が得られる。

封止部材７は、例えばガラス材料からなる平板部材に凹部７ａを形成してなるものである。封止部材７は、凹部７ａを取り囲むように形成される支持部７ｂを、例えば紫外線硬化性エポキシ樹脂の接着剤１０を介しガラス基板２上に気密的に設けることで、封止部材７とガラス基板２とで有機ＥＬ素子９の有機層５を収納する気密空間１１を構成する。封止部材７は、透明電極３の電極部３ｃ及び背面電極６の電極部６ｂが外部に露出するようにガラス基板２よりも若干小さめに構成されている。

吸湿部材８は、有機ＥＬ素子９に当接しないように所定の膜厚（例えば、１ｍｍ）によって、封止部材７の有機ＥＬ素子９との対向面、即ち封止部材７の凹部７ａの底面に膜状に設けられる。本発明の有機ＥＬパネルにおける吸湿部材８は、吸湿体８ａと、バインダ８ｂと、樹脂微粒子８ｃとから構成される。

吸湿体８ａは、活性アルミナ、モレキュラシーブス、酸化カルシウム、ゼオライトまたはシリカゲル等の物理的あるいは化学的に水分を吸湿する１０μｍ以下の吸湿粉粒体（乾燥剤）からなる。なお、吸湿体８ａは、腐食性や潮解性がなく、低湿度下であっても優れた吸湿能力を持っているものが好ましく、他にも、クレイ系乾燥剤、アロフェン、酸化バリウムや酸化ストロンチウムのようなアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属の酸化物なども使用できる。また、吸湿体８ａとして、これらの材質を単独または併用して使用することができる。

バインダ８ｂは、フッ素系オイル、フッ素系グリース、シリコン系オイルまたはシリコン系グリースなどの不活性液体からなる。

樹脂微粒子８ｃは、本実施形態では、耐熱温度が１５０℃以上で、含水率０．５％以下のシリコーンゴムからなり、その平均粒径が５μｍ程度の球体である。また、その表面にシリコーン樹脂被膜を備えている。例えば、信越化学工業株式会社製シリコーン複合パウダーＫＭＰシリーズで、耐熱温度が３００℃以上、含水率０．１％のもので、平均粒径が５〜３０μｍ程度のものを選択して使用する。

また、吸湿部材８に対して、本実施形態では、樹脂微粒子８ｃを２ｗｔ％添加してある。

以上の各部によって有機ＥＬパネル１が構成される。

次に、図３〜図５を用いて有機ＥＬパネルの製造方法を説明するが、支持基板２への積層体の形成工程は一般的な蒸着工程であるため詳細な説明は省略するものとする。

先ず、例えばフッ素系オイルからなる不活性液体であるバインダ８ｂ中に所定量の吸湿体８ａと樹脂微粒子８ｃを混合することで、吸湿体８ａと樹脂微粒子８ｃとを含有する粘性を有するクリーム状の吸湿部材８を得る（混合工程１２）。このとき、吸湿部材８の材料は、生産性を確保するために、吸湿体８ａ、バインダ８ｂ及び樹脂微粒子８ｃを数十度程度まで加熱して流動性を確保している。

次に、吸湿部材８を塗布するための後述する塗布装置に配設される図示しないシリンジ内に混合工程１２によって得られた吸湿部材８を充填する（充填工程１３）。

そして、混合工程１２及び充填工程１３によって吸湿部材８中に生成される（混入する）気泡を脱泡するために、吸湿部材８が充填された前記シリンジを真空引きするとともに、前記シリンジに対して振動を与えることにより前記気泡を脱泡する（脱泡工程（振動付与工程）１４）。

以上の各工程によって吸湿部材８が生成される。なお、前記フッ素系オイルを用いて吸湿部材８をクリーム状に構成する場合は、前記フッ素系オイル、吸湿体８ａ及び樹脂微粒子８ｃとを所定の比率で混合することで、流動しにくいクリーム状の吸湿部材８が得られる。

次に、脱泡工程１４によって得られたクリーム状の吸湿部材８を封止部材７における有機ＥＬ素子９との対向面（凹部７ａの底面）に塗布する塗布工程１５について、図４及び図５を用いて詳述する。図４は、封止部材７における有機ＥＬ素子９との対向面に吸湿部材８を塗布するための塗布装置を示すものである。

塗布装置２０は、脱泡工程１４によって得られた吸湿部材８を所定量吐出するためのディスペンサ２１を備えるとともに、このディスペンサ２１には、吸湿部材８を吐出する後述する吐出口を備えたニードル２２を備えている。また、ディスペンサ２１は、アクチュエータやサーボモータ等から構成されるＸ−Ｙ−Ｚ移動手段によって横（Ｘ），縦（Ｙ）及び高さ（Ｚ）方向に移動できるように構成されている。なお、塗布装置２０は、真空引きされ、且つ窒素雰囲気中となる吸湿部材塗布室内に配設される。

図５は、封止部材７の凹部７ａの底面に塗布装置２０を用いて脱泡工程１４によって得られた吸湿部材８を塗布する状態を示すものである。塗布装置２０のディスペンサ２１に設けられたニードル２２には、封止部材７の凹部７ａの底面（平面）に対応した平坦面２２ａを有し、この平坦面２２ａの略中央には吸湿部材８を吐出する吐出口２２ｂを備えている。ディスペンサ２１は、前記Ｘ−Ｙ−Ｚ移動手段によって、まず凹部７ａの底面にディスペンサ２１を下降させて、ニードル２２の平坦面２２ａと凹部７ａの底面との距離が０．５ｍｍになるようにニードル２２を前記底面に近接配置させる。次に、吐出口２２ｂから脱泡工程１４によって得られた吸湿部材８を吐出させ平坦面２２ａと前記底面との隙間Ｓに流し込むとともに、前記Ｘ−Ｙ−Ｚ移動手段によって、前記ニードルを前記底面に対してＸ方向に終点まで平行移動させることで吸湿部材８が前記底面に塗布される（吸湿部材塗布工程１５）。

そして、吸湿部材塗布工程１５後に減圧された窒素雰囲気中の室内において、脱泡工程１４によって得られた吸湿部材８が凹部７ａの底面に塗布されるとともに、接着剤１０が支持部７ｂに塗布された封止部材７と支持基板２とを重ね合わせ装置（図示せず）によって平行状態を保ちながら、且つ凹部７ａが有機ＥＬ素子９に対応するように重ね合わされるとともに、減圧室内において封止部材７側もしくは支持基板２側から所定の圧力を付与した状態にて、紫外線を照射することにより封止部材７と支持基板２とを接合する（接合工程１６）。これにより封止部材７と支持基板２によって構成される気密空間１１内に有機ＥＬ素子９が得られる構造となる。

また本実施形態では、封止部材７がガラス材料からなる例について説明したが、例えば封止部材７は金属材料によって形成してもよい。但し、この場合は、リード部３ｂ，６ａの金属封止部材によるショートを防止するため、接着剤中に絶縁材（樹脂、ガラス材料）からなるボール状、円柱状のスペーサを含有する必要がある。

また本実施形態では、封止部材７は凹部７ａと支持部７ｂとが一体に形成された構造であったが、本発明に適用される封止部材７はこれに限定されるものではなく、例えば平板部材と支持部となるスペーサによって封止部材７を構成するものであってもよい。

かかる有機ＥＬパネル１は、少なくとも発光層を有する有機層５を陽極である透明電極３と陰極である背面電極６とで狭持した有機ＥＬ素子９を透光性の支持基板であるガラス基板２上に形成し、有機層５を覆うように封止部材７をガラス基板２上に設けてなる有機ＥＬパネル１であって、吸湿粉粒体からなる吸湿体８と、吸湿体８を封止部材７の面上に保持する不活性液体からなるバインダ８ｂと、樹脂微粒子８ｃと、を混合してなる吸湿部材８を封止部材７における有機ＥＬ素子９との対向面に設けたものである。

したがって、例えば、特に吸湿部材塗布工程１５で、ニードル２２内を吸湿部材８が通るときに、樹脂微粒子８ｃが潤滑剤として機能し、吸湿部材８の粘度を低下させることなく、吸湿部材８の塗布工程１５に必要な流動性を得ることができる。なお、流動性が必要な工程は、塗布工程１５のみではなく、混合工程１２などの他の吸湿部材８の形成工程にも必要である。

また、樹脂微粒子８ｃは、バインダ８ｂと親和性があることで、バインダ８ｂ中への良好に分散することできる。また、樹脂微粒子８ｃは、吸湿部材８ａとも親和性があるので、樹脂微粒子８ｃが間に入って吸湿体８ａとバインダ８ｂとをつなぎ止めるように作用し、樹脂微粒子８ｃが吸湿体８ａとバインダ８ｂとの分離を抑制し、吸湿部材８の形成後の流動や液だれ部の発生を抑制することができる。

また、吸湿部材８に対して、樹脂微粒子８ｃを加えたことによって、吸湿部材８中のバインダ８ｂの使用量をより効果的に抑えることができ、吸湿部材８の高温時にバインダ８ｂが分離する量を抑制することができる。

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、吸湿体や樹脂微粒子の形状を適宜選択できる。

なお、本発明の樹脂微粒子８ｃは、本実施形態に限定されるものではなく、耐熱温度１２０℃以上で含水率１％以下の条件を満たす合成樹脂で、かつその平均粒径が４０μｍ以下の樹脂微粒子であればよい。例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を採用してもよい。また、その形状も球形に限定されるものではなく、不定型な粉体であっても良い。例えば、住友スリーエム株式会社製ダイニオンＴＦマイクロパウダーシリーズで、耐熱温度が２００℃以上、含水率１％以下のもので、平均粒径５〜３０μｍ程度のものを選択して使用する。

なお、本発明の樹脂微粒子８ｃの吸湿部材８に対する添加量は前記実施形態に限定されるものではなく、樹脂微粒子が０．３〜５ｗｔ％の範囲であればよい。

本発明の実施形態の有機ＥＬパネルを示す斜視図である。同実施形態の有機ＥＬパネルの断面図である。同実施形態の有機ＥＬパネルの製造方法を示す図。同実施形態の吸湿部材の塗布装置を示す図。同実施形態の吸湿部材の塗布方法を示す図。

符号の説明

１有機ＥＬパネル
２ガラス基板（支持基板）
３透明電極（陽極）
５有機層
６背面電極（陰極）
７封止部材
８吸湿部材
８ａ吸湿体
８ｂバインダ
８ｃ樹脂微粒子
９有機ＥＬ素子

Claims

少なくとも発光層を有する有機層を陽極と陰極とで狭持した有機ＥＬ素子を透光性の支持基板上に形成し、前記有機層を覆うように封止部材を前記支持基板上に設け、吸湿部材が少なくとも吸湿粉粒体からなる吸湿体と、前記吸湿体を保持する不活性液体からなるバインダと、潤滑剤である樹脂微粒子とからなり、前記樹脂微粒子は、耐熱温度１２０℃以上で含水率１％以下で平均粒径４０μｍ以下で前記吸湿部材に０．３〜５ｗｔ％含まれており、前記吸湿部材を前記封止部材に膜状に設けたことを特徴とする有機ＥＬパネル。