(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その上に発光デバイスが完成された透明基板と、
該透明基板上に、前記発光デバイスを囲んで形成してある第１リブと、
該透明基板上に、前記第１リブと同じ高さで、該第１リブを囲んで形成してある第２リブと、
該透明基板上に、前記第１リブより低い高さで、前記第１リブと前記第２リブの間に形成してある第３リブと、
封止キャップの縁を透明基板の該第１リブと該第２リブとの上端に接合して、気密空間を形成する封止キャップと、
前記気密空間中に形成されて発光デバイスを覆う第１封止層と、
上記第１リブと上記第３リブの間の空間と、上記第２リブと上記第３リブの間の空間と、上記第３のリブの上端と上記封止キャップとの間の空間とを被覆する第２封止層とを有する構成としたことを特徴とする表示デバイスのハウジング構造。
【請求項２】
前記第２封止層は、加熱硬化型の材料からなることを特徴とする請求項１に記載の表示デバイスのハウジング構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、表示デバイスのハウジング構造およびハウジング工程に関し、特に有機ＥＬ素子デバイスの多層封止層を有するハウジング構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示デバイスに使用するエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子中において、電流を特定の蛍光あるいは燐に印加することにより、電気を光に変換することができる。発光層中に使用する材料により、ＥＬ素子は有機と無機に分類されるが、有機ＥＬ素子デバイスは積層有機層を利用して、薄型、軽量、高輝度効率および低駆動電圧という特長を有する。しかしながら、使用寿命および信頼性はハウジング構造と非常に関係があるため、有機ＥＬ素子デバイスの改良されたハウジング工程を開発することが重要であった。
【０００３】
現在、有機ＥＬ素子は低仕事関数の活性金属を利用して金属陰極を形成しているため、有機ＥＬ素子の寿命はその有機ＥＬ素子中の水分および酸素と関連性がとてもあった。しかしながら、使用時間が増大するにつれて、水分と酸素が有機ＥＬ素子中を透過する可能性も高まり、有機発光層と陰極の間の剥離、有機材料のクラックそして電極の酸化が発生した。そのため、電流が供給されないダークスポットが発生して、輝度および発光の均一性が低下することとなった。寿命を延ばすために、ダークスポットの問題を解決する内部湿度を下げる様々な技術が開発されている。例えば、ガラス基板上に光硬化樹脂を形成したり、金属酸化物、フッ化物あるいは硫化物をガラス基板上に塗布したり、防水性フィルムをガラス基板上に形成したり、気密ケースを使用したりして有機ＥＬ素子のパッケージをおこなっていた。しかしながら、リーク電流、クロストーク現象および酸化物溶解など解決しなければならないその他の問題が存在していた。
【０００４】
図１は、従来の技術における有機ＥＬ素子１０の第１ハウジング構造の断面図である。有機ＥＬ素子１０は、ガラス基板１２と、陽極層１１、有機発光材料層１３および陰極層１５により形成された積層体１４と、積層体１４を被覆するシール剤１６とを含む。ハウジング工程において、封止キャップ１８がガラス基板１２上に固定されてから、封止キャップ１８をシール剤１６上に均一な圧力で押さえて、そのシール剤１６を熱で硬化する。しかしながら、その熱硬化は特定の雰囲気中で進められなければならず、その中の水分および酸素は厳密に制御されて、長い加熱時間が必要であるため、このハウジング工程では大量生産のニーズに応えることができなかった。
【０００５】
図２は、従来の技術における有機ＥＬ素子２０の第２ハウジング構造の断面図である。第２ハウジング構造はシール剤２４をガラス基板１２の縁上に提供して、封止キャップ１８とガラス基板１２を接合して気密空間２２を形成する。シール剤２４は紫外線硬化樹脂であり、それは紫外線照射で硬化することができるためハウジング工程時間を減らすことができる。しかしながら、紫外線硬化樹脂は、大量の水分を含みアウトガス現象を有するエポキシ樹脂であるため、１層のシール剤２４では水および酸素に対する良好な耐性を有機ＥＬ素子２０へ提供することができなかった。
【０００６】
図３Ａは、従来の技術における有機ＥＬ素子３０の第３ハウジング構造の金属キャップの平面図であり、図３Ｂは、従来の技術における有機ＥＬ素子３０の第３ハウジング構造の断面図である。第３ハウジング構造は、積層体１４に面した凹部と、凹部中に設置された吸水層３４と、吸水層３４を被覆する単向性透過膜３６とを有するスタンピング成形金属キャップ３２を提供する。好ましくは、吸水層３４が水分を吸収して固体状態を維持する固体化合物であるBaO、CaO、CaSO4およびCaCl2などからなる。そして、吸水層３４により吸収された水分は単向性透過膜３６から流出せずに凹部内に留まる。このハウジング構造は厳しい環境テストにパスすることができるが、平面を有さない金属キャップ３２は水と酸素に対する抵抗性が低下して、大型有機ＥＬ素子デバイスの製作が困難であった。さらに、金属キャップ３２はガラス基板１２より厚みが大きいために、有機ＥＬ素子３０では平面表示器の軽量、薄型、短径および小型化という市場のニーズを達成することが出来なかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的は、表示装置の寿命を延ばすハウジング構造を提供することである。
【０００８】
本発明の第２の目的は、水分と酸素に対する耐性を向上させるハウジング構造を提供することである。
【０００９】
本発明の第３の目的は、ハウジング構造を提供して接着性を向上させることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ハウジング構造およびハウジング工程を提供して、従来技術の問題点を解決することである。透明基板は完成された発光デバイスを有する。透明基板の縁を封止キャップの縁に接合して気密空間を形成する。第１封止層および第２封止層を有する封止構造を、封止キャップと透明基板の間の接合縁上に提供する。そして異なる材料を使用して第１封止層と第２封止層を形成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、有機および無機のＥＬ素子デバイスの多層封止層を有するハウジング構造を提供するが、それはOLED、PLED、LCD、PDPおよびその他の光ダイオードなどを含む。ハウジング構造において、少なくとも２層の封止層が選択的に内部空間中かＥＬ素子の縁上を被覆するか、或いはＥＬ素子を被覆する。そしてハウジング構造が、リブ構造、気体保護層および防水性フィルムを提供してＥＬ素子デバイスの寿命をさらに延長する。
【００１２】
（第１実施例）
第１実施形態は２つの異なる材料の２層封止層を有するハウジング構造を提供して、撥水性、耐水性、優れた水分や酸素の吸収性、および高い接着強度を同時に達成することができる。従来の単層封止層と比較して、２層封止層が提供する組み合わせの特性は、有機ＥＬ素子デバイスの発光性能および寿命を確実に延長する。さらに工程の必要性に応じて、２層以上の封止層を形成して水分と酸素に対する耐性を強化してもよい。
【００１３】
図４Ａは、本発明の第１実施形態における、第１ハウジング構造を示す断面図である。有機ＥＬ素子４０Ａにおいて、ガラス、透明プラスチックあるいはポリマーからなる透明基板４２上で、積層体４４が陽極層４１、有機発光層４３および陰極層４５により形成される。ハウジング構造において、第１封止層４６Ｉおよび第２封止層４６IIが封止キャップ４８の縁上に被覆されて２重ループとして提供される。好ましくは、封止キャップ４８がガラス、金属あるいはセラミックの材料からなる。その後、封止キャップ４８が透明基板４２上に固定されて、封止層４６Ｉ，４６II上に圧力が均一にかけられる。最後に、第１封止層４６Ｉおよび第２封止層４６IIがそれぞれ適当な硬化処理により硬化されて、封止キャップ４８の縁が透明基板４２の縁に接合されて、気密空間４９が形成される。
【００１４】
第１封止層４６Ｉと第２封止層４６IIは、セラミック、ポリマー、金属あるいは複合材料などの異なった材料で形成されて、その中に固体、液体あるいは気体状で水および酸素を吸収することが可能な物質が選択的に混ぜられて、水および酸素の透過を防止して適当な接着性を提供する。同時に、選択された硬化工程により、第１封止層４６Ｉあるいは第２封止層４６IIを形成するのに使用される材料は、室温硬化型、加熱硬化型、紫外線硬化型あるいは可視光硬化型である。そのため硬化工程中において、硬化源を光源照射あるいは加熱から選択して、ハウジング工程時間を短縮する。例えば、もし第１封止層４６Ｉが光硬化で、第２封止層４６IIが熱硬化である場合、紫外線光源あるいはその他の適当な光源を先ず使用して第２封止層４６IIを急速に硬化してから、熱処理を一般レベルの清潔な環境中でおこない第２封止層４６IIを硬化する。
【００１５】
図４Ｂは、本発明の第１実施形態における、第２ハウジング構造を示す断面図である。有機ＥＬ素子４０Ｂにおいて、大型サイズの第１封止層４６Ｉは発光部に対応した位置で封止キャップ４８上を被覆して、第２封止層４６IIが封止キャップ４８の縁上を被覆する。そして、上で述べた定位、均一加圧および硬化処理のステップによりハウジング工程を完成させる。第１封止層４６Ｉと第２封止層４６IIに使用する材料、硬化種類および硬化工程は上で述べた条件と同様である。
【００１６】
図４Ａに示す第１ハウジング構造と較べて、第２ハウジング構造では第１封止層４６Ｉを使用して発光部を覆い、封止キャップ４８と透明基板４２の間のハウジング領域を増大させて、有機ＥＬ素子４０Ｂの大きい機械強度を達成する。さらには、増大されたハウジング領域により水分および酸素の透過に対して長い距離を提供して、有機ＥＬ素子４０Ｂの寿命をさらに延ばす。そして、第１封止層４６Ｉを形成するもう一つの方法において、水浸、蒸着、化学気相成長あるいはスパッタリングを使用して透明基板４２上の発光部を覆う。そして、第２封止層４６IIが透明基板４２あるいは封止キャップ４８の縁上に被覆される。その後、上で述べた定位、均一加圧および硬化処理のステップによりハウジング工程が完成する。
【００１７】
（第２実施例）
第２実施形態は、発光部の周りにリブ構造を有する有機ＥＬ素子４０Ｂ（図４Ｂに示す）を提供して、水分および酸素の透過を防止して水分および酸素の透過領域を減少させる。そのため、リブ構造の緻密性と２層封止層の水分および酸素に対する耐性とを組み合わせて、有機ＥＬ素子デバイスの寿命を更に向上することができる。
【００１８】
図５Ａは、本発明の第２実施形態における第１ハウジング構造を示す断面図である。有機ＥＬ素子５０Ａにおいて、単ループあるいは２重ループを有するリブ構造が封止キャップ４８の縁上に形成される。好ましくは、第１リブ５２Ｉおよび第２リブ５２IIとして示される２重ループを有するリブ構造が、ガラス、セラミック、金属、有機ポリマーあるいは複合材料からなる。そして、第１封止層４６Ｉが発光部に対応した位置で封止キャップ４８上に被覆される。続いて、第２封止層４６IIが第１リブ５２Iと第２リブ５２IIの間の空間を被覆する。それから、定位、均一加圧および硬化処理のステップによりハウジング工程を完成する。第１リブ５２Ｉおよび第２リブ５２IIが固定空間を透明基板４２と封止キャップ４８の間に提供するため、第１封止層４６Ｉおよび第２封止層４６IIを固定空間中へ均一に分布して、硬化工程による局所ダメージを防ぐ。
【００１９】
図５Ｂは、本発明の第２実施形態における第２ハウジング構造を示す断面図である。第１ハウジング構造と異なり、有機ＥＬ素子５０Ｂ中において、第２封止層４６IIは第２リブ５２IIの外側を被覆して、吸水層５４が第１リブ５２Ｉと第２リブ５２IIの間の空間を被覆する。吸水層５４は、水分を吸収する固体状態、液体状態あるいは膜状のBaO、CaO、CaSO4およびCaCl2を含む。吸水層５４が水分と同じ高い活性化特性を有するため、吸水層５４が外界の水分と化学的に反応することにより、外界の水分がハウジング構造に透過することを防ぐ。
【００２０】
図５Ｃは、本発明の第２実施形態における第３ハウジング構造を示す断面図である。第１ハウジング構造と異なり、有機ＥＬ素子５０Ｃ中において、第３リブ５６を透明基板４２の縁上に形成して、第１リブ５２Ｉと第２リブ５２IIの間に設置する。そのため、第２封止層４６IIが第１リブ５２Ｉと第３リブ５６の間の空間と、第２リブ５２IIと第３リブ５６の間の空間を被覆する。
【００２１】
（第３実施例）
第３実施形態は気体保護層を有する有機ＥＬ素子４０Ａ（図４Ａに示す）を提供して弾性と強度を高めて、それは加圧と加熱による増大圧力で封止層が押されることを防ぐ。これは封止層の実行性を確保することができる。
【００２２】
図６Ａは、本発明の第３実施形態における第１ハウジング構造を示す断面図である。図４Ａに示す有機ＥＬ素子４０Ａと較べると、第３実施形態の有機ＥＬ素子６０Ａは、第１封止層４６Ｉがゴム、シリカゲルあるいはその他の弾性材料からなる気体保護層６２に替えられている。ハウジング工程において、気体保護層６２を封止キャップ４８の縁上に形成してから、第２封止層４６IIを封止キャップ４８上の気体保護層６２の外側に形成する。それから定位、均一加圧および硬化処理のステップによりハウジング工程を完成させる。
【００２３】
図６Ｂは、本発明の第３実施形態における第２ハウジング構造を示す断面図である。図４Ａが示す有機ＥＬ素子４０Ａと較べると、第３実施形態の有機ＥＬ素子６０Ｂ中では、気体保護層６２が封止キャップ４８の縁上に形成されてから、第１封止層４６Ｉおよび第２封止層４６IIが順番に封止キャップ４８上で気体保護層６２の外側に形成される。それから、定位、均一加圧および硬化処理のステップによりハウジング工程を完成させる。
【００２４】
（第４実施例）
第４実施形態は、防水性フィルムを第１、第２および第３実施形態で述べた完成したハウジング構造の外部表面上に提供する。防水性フィルムは疎水性を有して水分および酸素の透過を減少させる。
【００２５】
図７Ａおよび図７Ｂは、第４実施形態におけるハウジング構造を示す断面図である。図７Ａに示すように、有機ＥＬ素子７０Ａ中において、透明防水性フィルム７２を水浸、蒸着、化学気相成長あるいはスパッタリングの使用により形成して図４が示す完成されたハウジング構造を覆う。図７Ｂに示すように、有機ＥＬ素子７０Ｂ中において、透明防水性フィルム７２を水浸、蒸着、化学気相成長あるいはスパッタリングの使用により形成して図４Ｂが示す完成されたハウジング構造を覆う。
【００２６】
以上のごとく、この発明を好適な実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、同業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【００２７】
【発明の効果】
上記構成により、この発明は、下記のような長所を有する。
【００２８】
本発明は、有機ＥＬ素子デバイスの多層封止層を有するハウジング構造を提供して、表示装置の寿命を延ばして、水分と酸素に対する耐性を向上させることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術にかかる、有機ＥＬ素子の第１ハウジング構造の断面図である。
【図２】従来の技術にかかる、有機ＥＬ素子の第２ハウジング構造の断面図である。
【図３Ａ】従来の技術にかかる、有機ＥＬ素子３０の第３ハウジング構造の金属キャップを示す平面図である。
【図３Ｂ】従来の技術にかかる、有機ＥＬ素子の第３ハウジング構造の断面図である。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態にかかる、第１ハウジング構造を示す断面図である。
【図４Ｂ】本発明の第１実施形態にかかる、第２ハウジング構造を示す断面図である。
【図５Ａ】本発明の第２実施形態にかかる、第１ハウジング構造を示す断面図である。
【図５Ｂ】本発明の第２実施形態にかかる、第２ハウジング構造を示す断面図である。
【図５Ｃ】本発明の第２実施形態にかかる、第３ハウジング構造を示す断面図である。
【図６Ａ】本発明の第３実施形態にかかる、第１ハウジング構造を示す断面図である。
【図６Ｂ】本発明の第３実施形態にかかる、第２ハウジング構造を示す断面図である。
【図７Ａ】本発明の第４実施形態にかかる、ハウジング構造を示す断面図である。
【図７Ｂ】本発明の第４実施形態にかかる、ハウジング構造を示す断面図である。
【符号の説明】
４０Ａ、４０Ｂ、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、６０Ａ、６０Ｂ、７０Ａ、７０Ｂ  有機ＥＬ素子
４２  透明基板
４４  積層体
４１  陽極層
４３  有機発光層
４５  陰極層
４６Ｉ  第１封止層
４６II  第２封止層
４８  封止キャップ
４９  気密空間
５２Ｉ  第１リブ
５２II  第２リブ
５４  吸水層
５６  第３リブ
６２  気体保護層
７２  透明防水性フィルム
【図１】
0003686885.tif 000002
【図２】
0003686885.tif 000003
【図３Ａ】
0003686885.tif 000004
【図３Ｂ】
0003686885.tif 000005
【図４Ａ】
0003686885.tif 000006
【図４Ｂ】
0003686885.tif 000007
【図５Ａ】
0003686885.tif 000008
【図５Ｂ】
0003686885.tif 000009
【図５Ｃ】
0003686885.tif 000010
【図６Ａ】
0003686885.tif 000011
【図６Ｂ】
0003686885.tif 000012
【図７Ａ】
0003686885.tif 000013
【図７Ｂ】
0003686885.tif 000014