JP2002280169A - 有機ｅｌ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】安価で信頼性の高い封止構造の有機ＥＬ装置を
提供する。 【解決手段】有機ＥＬ装置１は、有機ＥＬ素子３が内面
に形成された素子基板２と、有機ＥＬ素子に所定間隔を
おいて対面する封止基板７を有し、両基板の外周部の間
には接着剤１１が設けられる。ここで、素子基板２と封
止基板７の外周部の間には枠状の内側隔壁８があり、有
機ＥＬ素子３を周状に囲い、その内側には封止基板７の
内面側に捕水部１０が形成されている。素子基板２と封
止基板７の外周部の間には、内側隔壁を枠状に囲む外側
隔壁９があり、内側隔壁８と外側隔壁９の間に接着剤１
１が充填されて両基板を接着している。有機ＥＬ素子を
覆う金属キャップが不要である。隔壁は低融点ガラスで
形成でき、接着面の透湿度が小さく信頼性が高い。捕水
部とシール剤を内側隔壁で区画したので、溶媒に溶かし
た捕水剤の塗布領域を限定でき、シールの信頼性を低下
させることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機エレクトロル
ミネッセンス（以下、有機ＥＬという）素子の発光を光
源・表示等に利用する有機ＥＬ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子は、電子注入電極をなす陰
極と正孔注入電極をなす陽極との間に蛍光性有機化合物
を含む薄膜の有機層を挟んだ構造を有し、有機層に電子
及び正孔を注入して再結合させることにより励起子（エ
キシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の
光の放出（蛍光・燐光）を利用して表示を行う表示素子
である。

【０００３】前記有機ＥＬ素子は水分に非常に弱いた
め、実際に発光・表示装置の発光部分として使用する場
合には、有機ＥＬ素子自体を外気に触れさせない封止構
造が採用される。例えば、図４は金属製の封止キャップ
を用いた有機ＥＬ素子の封止構造の一例を示した断面図
である。ガラス基板１００の内面上には、透光性の陽極
１０１と、有機層１０２と、陰極１０３とが積層して形
成され、有機ＥＬ素子１０４が構成されている。この有
機ＥＬ素子１０４を覆ってガラス基板１００の上面に金
属製の封止キャップ１０５が接着剤１０６で接着されて
いる。有機ＥＬ素子１０４に対面する封止キャップ１０
５の一部分には凹部１０７が設けられ、該凹部１０７内
には捕水剤１０９が充填されて透水性の保持シートで保
持されている。捕水剤１０９としては酸化バリウム、酸
化カルシウム等が用いられる。この捕水剤１０９が、有
機ＥＬ素子１０４に付着している水分や封止キャップ内
の雰囲気中に含まれる水分、また外部から封止キャップ
内に侵入する水分を吸着する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に金属製の封止キャップを用いた従来の有機ＥＬ装置に
おいては、次のような問題点がある。

【０００５】即ち、金属製の封止キャップ１０５は有機
ＥＬ素子１０４が形成されるガラス基板１００のサイズ
に合わせて加工する必要があるので、作成する数量に関
係なく、品種ごとに用意しなければならない。このた
め、金属を整形するための金型も品種ごとに必要とな
り、作業性やコスト面で問題がある。また、金型の精度
を管理して作製しないと、得られる封止キャップ１０５
の封止面の平面度が良好に保てず、凹凸が大きくなるた
め、ガラス基板１００との接着面における透湿度の増大
を招き、有機ＥＬ素子１０４の信頼性が著しく低下する
おそれがある。さらに接着剤１０６は、金属とガラスの
両方に十分な信頼性をもって接着しなければならず、材
料の選択が困難である。

【０００６】本発明は以上説明した問題点に鑑みて成さ
れたものであり、金属キャップを用いることなく安価で
信頼性の高い封止構造が得られる有機ＥＬ装置とその製
造方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された有
機ＥＬ装置は、有機ＥＬ素子（３）が内面に形成された
素子基板（２）と、前記素子基板の有機ＥＬ素子に所定
間隔をおいて対面する封止基板（７）と、前記素子基板
と前記封止基板の外周部の間に設けられて両基板を封止
するシール剤（接着剤１１）とを有する有機ＥＬ装置
（１）において、前記素子基板と前記封止基板の外周部
の間に設けられて前記有機ＥＬ素子を周状に囲うととも
に、その内側において前記素子基板の内面側に捕水部
（１０）の形成領域を区画する内側隔壁（８）と、前記
素子基板と前記封止基板の外周部の間に設けられて前記
内側隔壁を周状に囲むとともに、前記内側隔壁との間に
前記シール剤が充填されるシール領域を区画する外側隔
壁（９）とを有している。

【０００８】請求項２に記載された有機ＥＬ装置は、請
求項１記載の有機ＥＬ装置（１）において、前記内側隔
壁（８）と前記外側隔壁（９）が不透水性材料としての
無機材料からなることを特徴としている。

【０００９】請求項３に記載された有機ＥＬ装置は、請
求項２記載の有機ＥＬ装置において、前記無機材料が焼
成工程を経た低融点ガラスであることを特徴としてい
る。

【００１０】請求項４に記載された有機ＥＬ装置は、請
求項１記載の有機ＥＬ装置（１）において、前記内側隔
壁（８）の内側において前記素子基板（２）の内面に捕
水部（１０）が形成されたことを特徴としている。

【００１１】請求項５に記載された有機ＥＬ装置の製造
方法は、素子基板（２）の内面に有機ＥＬ素子（３）を
形成する工程と、封止基板（７）の内面に周状の内側隔
壁（８）と前記内側隔壁を囲む周状の外側隔壁（９）を
無機材料によって形成する工程と、前記内側隔壁の内側
において前記封止基板の内面上に捕水部（１０）を形成
する工程と、前記内側隔壁と前記外側隔壁の間にシール
剤（接着剤）を設ける工程と、前記有機ＥＬ素子が前記
内側隔壁の内側に配されるように前記素子基板を前記封
止基板に対面させて接着する工程とを有している。

【００１２】請求項６に記載された有機ＥＬ装置の製造
方法は、素子基板（２）の内面に有機ＥＬ素子（３）を
形成する工程と、封止基板（７）の内面に周状の内側隔
壁（８）と前記内側隔壁を囲む周状の外側隔壁（９）を
ガラスペーストによって印刷し焼成する工程と、前記内
側隔壁の内側において前記封止基板の内面に捕水剤を塗
布して乾燥させることにより捕水部（１０）を形成する
工程と、前記内側隔壁と前記外側隔壁の間にシール剤と
して紫外線硬化型の接着剤（１１）を塗布する工程と、
前記有機ＥＬ素子が前記内側隔壁の内側に配されるよう
に前記素子基板を前記封止基板に対面させて接着する工
程と、紫外線の照射により前記接着剤（１１）を硬化さ
せる工程とを有している。

【００１３】請求項７に記載された有機ＥＬ装置の製造
方法は、１枚の素子基板（素子原板２２）の内面に複数
個の有機ＥＬ素子（３）を適当な間隔で形成する工程
と、１枚の封止基板（封止原板２７）の内面において、
前記素子基板に形成される複数個の有機ＥＬ素子と対応
する複数個所の位置に、周状の内側隔壁（８）と前記内
側隔壁を囲む周状の外側隔壁（９）をガラスペーストに
よってそれぞれ印刷した後に焼成する工程と、前記各内
側隔壁の内側において前記封止基板の内面にそれぞれ捕
水剤を塗布して乾燥させることにより捕水部（１０）を
形成する工程と、前記各内側隔壁と前記各外側隔壁の間
にそれぞれシール剤として紫外線硬化型の接着剤（１
１）を塗布する工程と、前記各有機ＥＬ素子が前記各内
側隔壁の内側に配されるように前記素子基板を前記封止
基板に対面させて接着する工程と、紫外線の照射により
前記接着剤（１１）を硬化させる工程と、前記外側隔壁
の外周に沿って前記素子基板（２２）と前記封止基板
（２７）を切断して複数個の有機ＥＬ素子（１）を得る
工程を有している。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１（ａ）は本発明の実施の形態
の一例における有機ＥＬ装置１の縦断面図、図１（ｂ）
は図１（ａ）の切断線における平断面図である。素子基
板２はソーダライムガラス等の透光性・絶縁性基板とし
ての板ガラスを所定の矩形状に切断したものである。素
子基板２の内面側の中央には有機ＥＬ素子が形成されて
いる。有機ＥＬ素子３は、素子基板２の内面に形成した
透光性の陽極４と、その上に形成した有機層５と、その
上に形成した陰極６を有する。

【００１５】有機ＥＬ素子３に所定間隔をおいて対面す
るように、封止基板７が設けられている。封止基板７は
素子基板２と略同一の外形及び材質のガラス板である。

【００１６】素子基板２と封止基板７の間には、内側隔
壁８及び外側隔壁９が設けられている。内側隔壁８及び
外側隔壁９は低融点フリットガラス等の無機物質で構成
されており、高い不透水性を有している。内部隔壁８は
有機ＥＬ素子３の周囲を囲む平面視矩形の枠構造であ
り、外部隔壁９は所定間隔をおいて内部隔壁８を囲む平
面視矩形の枠構造である。外部隔壁９の外面は、素子基
板２と封止基板７の外周部の端面と略一致しており、全
体として薄型パネル状の容器が構成されている。

【００１７】内側隔壁８及び外側隔壁９は素子基板２と
封止基板７の間隔を一定に保持するスペーサとしての役
割を有する他、次のような機能を有する。即ち、内側隔
壁８の内側には、有機ＥＬ素子３と対面する封止基板７
の内面に矩形の領域が区画されており、この領域には捕
水部１０が形成されている。本例の捕水部１０は捕水物
質で構成された層であり、その捕水物質は従来と同一で
ある。また、内側隔壁８と外側隔壁９の間の枠状の空間
内には、シール剤としての接着剤１１が充填されてお
り、素子基板２と封止基板７を接着している。

【００１８】次に、前記有機ＥＬ装置１の製造工程につ
いて図２を参照して説明する。図２（ａ）は封止基板７
を示す。素子基板２の形状等はこれと略同一である。封
止基板７の材質としてソーダライムガラスを用いる場合
には、アルカリ成分の染み出しによるエポキシシール剤
との界面剥離を防止するためにＳｉＯ₂ 等の保護膜を少
なくとも接着剤（シール剤）と接触する面に形成してお
くのが好ましい。

【００１９】図２（ｂ）に示すように、封止基板７の内
面に内側隔壁８と外側隔壁９を形成する。形成方法とし
ては、印刷法、フォトリソグラフィー法などが利用でき
る。本例では無機物質としての低融点フリットガラスの
粉末を用いて前述した２重の枠状のパターンに形成し、
その後に焼成により不要成分を除去して硬化させ、所定
寸法の内側隔壁８と外側隔壁９を形成した。具体的に
は、低融点フリットガラスの粉末を含有するペーストを
使用して印刷法で所定パターンを形成し、焼成後に得ら
れる隔壁の寸法は幅０．２ｍｍ、高さ０．１ｍｍとし
た。隔壁形成後、洗浄しておく。

【００２０】このように、本例では、有機ＥＬ素子３が
形成される素子基板２と別体である封止基板７側に隔壁
８，９を形成するので、隔壁８，９の形成に高温の焼成
工程を用いることができる。即ち、焼成工程が必要なガ
ラス等の無機物からなる不透水性の隔壁８，９を、熱に
弱い有機ＥＬ装置に形成し、スペーサとして又は捕水剤
やシール剤の塗布領域の区画手段として用いることがで
きる。

【００２１】図２（ｃ）に示すように、内側隔壁８の内
側に液状の捕水剤を塗布し、乾燥させて捕水部１０とす
る。

【００２２】図２（ｄ）に示すように、内側隔壁８と外
側隔壁９の間にシール剤としてＵＶ硬化型のエポキシ系
の接着剤１１を塗布する。

【００２３】図２（ｅ）に示すように、あらかじめ有機
ＥＬ素子３を形成しておいた素子基板２を、乾燥窒素雰
囲気中で、前記封止基板７の隔壁の上に重ねて有機ＥＬ
素子３が内側隔壁８の内部に入るように組み合わせる。

【００２４】そして、接着剤１１を紫外線の照射により
硬化させ、両基板の封止を行う。

【００２５】以上のように形成した有機ＥＬ装置を駆動
して有機ＥＬ素子３を実際に発光させ、その発光状態を
顕微鏡を用いて観察した後、８５℃、８５％の高温高湿
度雰囲気に入れて捕水効果の確認を行った。１００時間
経過後、有機ＥＬ素子３を取り出して同様の発光条件で
発行させて顕微鏡で観察した。その結果、非発光部（ダ
ークスポット）の成長は見られず、封止基板７は有機Ｅ
Ｌ素子３を封止するための封止キャップとしての機能を
十分に果たしていることが確認された。

【００２６】次に、本発明の実施の形態の他の例である
有機ＥＬ装置の製造工程について図３を参照して説明す
る。本例は、製造しようとする有機ＥＬ装置よりも相対
的に大きなガラス板を用いて複数個の有機ＥＬ装置を同
時に製造する点を特徴とする。まず、図３に示すよう
に、複数の素子基板を取り出せるだけの形状・寸法の素
子原板２２を用意し、これに所定配置で複数の有機ＥＬ
素子３を製造しておく。他方、前記素子原板２２に対応
する形状・寸法の封止原板２７を用意し、これに前記有
機ＥＬ素子３の個数・配置に対応した個所・配置で前述
した内側隔壁８及び外側隔壁９を形成する。各位置の内
側隔壁８及び外側隔壁９には前述したように捕水部１０
とシール剤としての接着剤１１を設けておく。

【００２７】各有機ＥＬ素子３が各内側隔壁８の内部に
入るように封止原板２７と素子原板２２を重ねて組み合
わせる。そして紫外線をシール剤に照射して両原板２
２，２７の接着を固定化する。

【００２８】そして、図３中に矢印で示すように、製造
されるべき各有機ＥＬ装置１の外形に合わせて各原板２
２，２７にカッターで溝を切り、溝で各原板２２，２７
を折り割って複数の有機ＥＬ装置１を得る。本例では、
各有機ＥＬ装置の素子原板２２の側（有機ＥＬ素子の
側）に、パネル状の外形から突出した板部２ａが形成さ
れるように素子原板２２を折り割っている。この突出し
た板部２ａは内部の電極類に接続される外部端子部等が
形成されるスペースとして利用できる。

【００２９】本例では、素子基板２と封止基板７を接着
している接着剤１１は外側隔壁９でせき止められて外に
流れ出ないようになっているので、このように大型の一
組の原板２２，２７に複数の有機ＥＬ装置１を並べて製
造した後、原板２２，２７を折り割ることで有機ＥＬ装
置１を製造することができる。即ち、外側隔壁９がない
と接着剤１１が外側にだれてしまい、有機ＥＬ装置１の
外形となるべき部分を接着剤１１が横切った状態で固ま
ってしまうので、この部分で原板２２，２７をきれいに
折り割ろうとしてもうまくいかない。しかし本例によれ
ば、このような問題がないので、前述したように大型の
原板２２，２７を利用して多数個の有機ＥＬ装置１を一
度に製造できる。なお、図３では図示の都合上２個の有
機ＥＬ装置１しか図示していないが、原板２２，２７の
大きさを適当に選択すれば、さらに多数個の有機ＥＬ装
置１を同時に製造できる。その場合には、矩形の有機Ｅ
Ｌ装置１が原板２２，２７に対して縦横に所定間隔で規
則的に配置されるように構成し、各有機ＥＬ装置１の縦
横の各辺に沿って１回ずつの切断操作で原板が切断でき
るようにすると効率的である。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、板ガラスのような基板
材に印刷法やフォトリソグラフィ法で隔壁を形成する構
成なので、従来用いられていた金属キャップのように金
型加工が必要ではなく、製造する有機ＥＬ装置の数量や
品種にも関係なく適用でき、作業性やコスト面で従来に
比べて有利である。また、基板材をそのまま用いるので
封止面の平面度が良好であり、基板と隔壁の接着面にお
ける透湿度が小さく、有機ＥＬ装置としての信頼性が高
い。さらにシール剤は、基板としてガラス板を用いた場
合にはガラスのみに適したものを選択すればよい。

【００３１】捕水部とシール剤を内側隔壁で区画したの
で、捕水部を構成する捕水剤を溶媒に溶かして塗布する
工程を採用した場合に、捕水剤が塗布されて捕水部が形
成される領域を限定できるとともに、捕水剤がシール部
分にまで広がってシールの信頼性を低下させる問題が生
じない。

【００３２】シール塗布領域の外側に外側隔壁を設けた
ので、接着剤（正座）剤が基板の外側に広がることがな
い。このため、装置の内部から基板面を介して外に引き
出した電気端子が、基板面を伝って装置外にはみ出した
シール剤で覆われて接続信頼性を低下させるという問題
が生じにくい。また、大型の共通の原板に多連で一度に
製造した複数個の有機ＥＬ装置を分割して取り出す際に
も、原板上へのシール剤のはみ出しがないことから、原
板のカット部分にシール剤が存在しているために分割す
る（折り割る）ことができないという不都合は生じな
い。

【００３３】また、従来、両基板の間隔を決めるために
シール剤にビーズなどのスペーサ材を混入していたが、
本発明では隔壁が素子基板と封止基板の間隔を決めるス
ペーサとしての機能も有することから、かかるビーズな
どの専用のスペーサ材は設ける必要がなくなった。

【００３４】隔壁は、熱に弱い有機ＥＬ素子が形成され
る基板とは異なる側の基板に製造することができるの
で、ガラスなどのように加熱工程が必要な無機材料を利
用して製造することができる。従来シール剤として用い
られていたエポキシ樹脂などよりもガラスのような無機
材料の方が耐湿性が高いので、本発明は有機ＥＬ装置全
体として従来よりも高い耐湿性を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施の形態の第１の例である
有機ＥＬ装置の断面図、（ｂ）は（ａ）の切断線におけ
る断面図である。

【図２】本発明の実施の形態の第１の例である有機ＥＬ
装置の製造工程図である。

【図３】本発明の実施の形態の第２の例である有機ＥＬ
装置の製造における一工程を示す図である。

【図４】金属キャップを有する従来の有機ＥＬ装置の断
面図である。

【符号の説明】

１ 有機ＥＬ装置 ２ 素子基板 ３ 有機ＥＬ素子 ７ 封止基板 ８ 内側隔壁 ９ 外側隔壁 １０ 捕水部 １１ シール剤としての接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齋藤 裕二 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB13 AB18 BB00 BB05 CA01 CB01 DA01 DB03 EA01 EB00 FA02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機ＥＬ素子が内面に形成された素子基
   板と、前記素子基板の有機ＥＬ素子に所定間隔をおいて
   対面する封止基板と、前記素子基板と前記封止基板の外
   周部の間に設けられて両基板を封止するシール剤とを有
   する有機ＥＬ装置において、 前記素子基板と前記封止基板の外周部の間に設けられて
   前記有機ＥＬ素子を周状に囲うとともに、その内側にお
   いて前記素子基板の内面側に捕水部の形成領域を区画す
   る内側隔壁と、 前記素子基板と前記封止基板の外周部の間に設けられて
   前記内側隔壁を周状に囲むとともに、前記内側隔壁との
   間に前記シール剤が充填されるシール領域を区画する外
   側隔壁と、 を有する有機ＥＬ装置。
2. 【請求項２】 前記内側隔壁と前記外側隔壁が不透水性
   材料としての無機材料からなる請求項１記載の有機ＥＬ
   装置。
3. 【請求項３】 前記無機材料が焼成工程を経た低融点ガ
   ラスである請求項２記載の有機ＥＬ装置。
4. 【請求項４】 前記内側隔壁の内側において前記素子基
   板の内面に捕水部が形成された請求項１記載の有機ＥＬ
   装置。
5. 【請求項５】 素子基板の内面に有機ＥＬ素子を形成す
   る工程と、 封止基板の内面に周状の内側隔壁と前記内側隔壁を囲む
   周状の外側隔壁を無機材料によって形成する工程と、 前記内側隔壁の内側において前記封止基板の内面上に捕
   水部を形成する工程と、 前記内側隔壁と前記外側隔壁の間にシール剤を設ける工
   程と、 前記有機ＥＬ素子が前記内側隔壁の内側に配されるよう
   に前記素子基板を前記封止基板に対面させて接着する工
   程とを有する有機ＥＬ装置の製造方法。
6. 【請求項６】 素子基板の内面に有機ＥＬ素子を形成す
   る工程と、 封止基板の内面に周状の内側隔壁と前記内側隔壁を囲む
   周状の外側隔壁をガラスペーストによって印刷し焼成す
   る工程と、 前記内側隔壁の内側において前記封止基板の内面に捕水
   剤を塗布して乾燥させることにより捕水部を形成する工
   程と、 前記内側隔壁と前記外側隔壁の間にシール剤として紫外
   線硬化型の接着剤を塗布する工程と、 前記有機ＥＬ素子が前記内側隔壁の内側に配されるよう
   に前記素子基板を前記封止基板に対面させて接着する工
   程と、 紫外線の照射により前記接着剤を硬化させる工程と、 を有する有機ＥＬ装置の製造方法。
7. 【請求項７】 １枚の素子基板の内面に複数個の有機Ｅ
   Ｌ素子を適当な間隔で形成する工程と、 １枚の封止基板の内面において、前記素子基板に形成さ
   れる複数個の有機ＥＬ素子と対応する複数個所の位置
   に、周状の内側隔壁と前記内側隔壁を囲む周状の外側隔
   壁をガラスペーストによってそれぞれ印刷した後に焼成
   する工程と、 前記各内側隔壁の内側において前記封止基板の内面にそ
   れぞれ捕水剤を塗布して乾燥させることにより捕水部を
   形成する工程と、 前記各内側隔壁と前記各外側隔壁の間にそれぞれシール
   剤として紫外線硬化型の接着剤を塗布する工程と、 前記各有機ＥＬ素子が前記各内側隔壁の内側に配される
   ように前記素子基板を前記封止基板に対面させて接着す
   る工程と、 紫外線の照射により前記接着剤を硬化させる工程と、 前記外側隔壁の外周に沿って前記素子基板と前記封止基
   板を切断して複数個の有機ＥＬ素子を得る工程を有する
   有機ＥＬ装置の製造方法。