(57)【要約】【課題】  有機ＥＬ素子を用いる発光装置の開発が進められているが、有機発光素子を内蔵するためのガラス基板及び保護板をＵＶ型接着剤を用いて封止しているので、ガスや水分等の侵入を防止するのが難しいが、これを陽極接合によって封止することで、水分等の侵入を防止する抑止力を向上させた発光装置を提供する。【解決手段】  透明なガラス基板１１表面上に、有機発光層１４を挟持した第１及び第２の電極層１３，１５を配置し、これらを保護板１７で覆うとともに、保護板１７とガラス基板１１間に接合用金属層１６を介在させ、この金属層１６とガラス基板１１及び保護板１７とを陽極接合させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非透湿性材料によって形成されたガラス基板と、
このガラス基板上に形成された第１の電極層と、
この電極層上に配設される有機発光層と、
この有機発光層を前記第１の電極層とで挟持するように積層された第２の電極層と、
前記ガラス基板の周辺部に配置された接合用金属層と、
この金属層に当接され前記ガラス基板と対向配置された非透湿性材料によって形成された保護板とを具備し、
前記ガラス基板及び保護板とを接合用金属層を介して陽極接合させて封止したことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記接合用金属層を前記第１または第２の電極層と同じ材料を用いて前記第１または第２の電極層形成時に同時に形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記ガラス基板を貫通するように設けられ前記第１及び第２の電極層のいずれかに接続される少なくとも１個の接続端子を設け、この接続端子に接続されない他方の電極層を前記ガラス基板周辺部にまで延在させて接合用金属層としたことを特徴とする請求項１または２記載の発光装置。
【請求項４】
前記ガラス基板と少なくとも第１の電極層間に半導体膜を介在させたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた発光装置に係わり、特に、有機エレクトロルミネッセンス層をガラス基板と保護板とで確実に封止した発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、競馬場や野球場等の広い場所において、多数の観客に出場選手の紹介やオッズ、スコア等を知らせる画像データの表示には、多数の電球を平面状に配置した大型の表示スクリーンが使用されている。また、このような大型の表示スクリーンではなく、駅や空港等での行先表示や出発時間、到着時間等を知らせる表示スクリーンにおいては、電球表示に代えて、最近では液晶表示装置が多用されるようになってきている。
【０００３】
この液晶表示装置を使用する利点としては、電球表示のものに比較して消費電力が少なく、また小型化に優れている点等が挙げられる。その反面、液晶表示装置としては液晶表示パネル、及びこの表示パネルを照射するためのバックライト、そしてこれらを構成するための構成部品が多数に上り、構成部品数の多さから表示装置としては高価なものとなってしまうとともに、その装置自体の厚さも大きくなるという問題点がある。
【０００４】
しかしながら、この液晶表示装置の最大の問題点は、何と言っても視野角が狭いことであり、このため正面からの視認性には優れていても、表示装置の側面方向からの視認性が極めて悪い。この問題点を改善すべく現在も改良が進められているが、まだ十分な視認性を持った表示装置としては実現されていない。
【０００５】
一方、この液晶表示装置の問題点を改善するものとして、最近では有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）素子の開発が進められており、このような表示装置への採用が検討されている。この有機ＥＬ素子は、それ自身で発光する発光素子であるために、液晶表示装置のようにバックライト等の光源を必要としないので、部品点数の削減にもなるばかりでなく、装置としての厚さも薄く構成でき、また軽量化も可能となり、しかも視野角も広く採ることができるので、表示装置に使用するには好適な条件を兼ね備えているものである。
【０００６】
この有機ＥＬ素子を備えた発光装置は、図１０に示すように、透明なガラス基板８１上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明導電膜製の第１の電極層８２を成膜し、この電極層８２上に、例えばα−ＮＰＤ、Ａｌｑ３等の有機発光層８３が積層配置され、更にこの有機発光層８３の上にフッ化リチウム、アルミニウム等の第２の電極層８４が成膜されたもので、この第１及び第２の電極層８２，８４の一端部は、ガラス基板８１面に沿って、ガラス基板８１の端部に導出されている。
【０００７】
これらの電極層８２，８４や有機発光層８３は、外気の水分や酸素に対して脆弱であるために、これらの第1及び第2の電極層８２，８４並びに有機発光層８３を、ガラスやステンレス等の保護板８５を用いて封止している。この封止には、保護板８５の周囲縁部にＵＶ硬化型の接着剤８６を塗布し、有機発光層８３を覆うようにガラス基板８１面と付き合わせ、この付き合わされたこのＵＶ硬化型接着剤８６に対して、内部の有機発光層８３にＵＶが照射されないように遮光した状態にてＵＶ露光を行い、接着剤８６を硬化させて気密に封止している。
【０００８】
しかしながら、このようなＵＶ硬化型接着剤８６を使用した封止構成では、ガスや水分を完全に遮断することが難しいものとなっており、このため、この封止された封止材８５内部空間には、内部で放出されるガスや水分、あるいは接着剤８６等の封止部分を透過して容器の内部空間内に侵入してくるガスや水分を吸着させるために、乾燥剤（図示せず）を内蔵している。
【０００９】
また、第１及び第２の電極層８２，８４を外部接続用の端子としても利用しているが、この端子部分でも気密性の劣化が発生し、点灯中に侵入してくる酸素や水分のために発光効率の低下やダークスポットの発生や、このダークスポットが拡大していくという問題がある。
【００１０】
更に、封止用にＵＶ型接着剤を使用しているので、接着剤の硬化作業時に有機発光層にまでＵＶ光が漏洩して到達してしまい、有機発光層を劣化させるばかりでなく、接着剤使用により高コスト化となっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記のような従来の問題点に鑑みてなされたもので、第１及び第２の電極層によって挟持されている有機発光層をガラス基板と保護板とで、間に接合用金属層を介在させて陽極接合によって封止することで、気密性を十分に向上させた発光装置を提供するもので、解決しようとする問題点は、確実な気密封止構成にすることを可能とする点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として、非透湿性材料によって形成されたガラス基板と、このガラス基板上に形成された第１の電極層と、この電極層上に配設される有機発光層と、この有機発光層を前記第１の電極層とで挟持するように積層された第２の電極層と、前記ガラス基板の周辺部に配置された接合用金属層と、この金属層に当接され前記ガラス基板と対向配置された非透湿性材料によって形成された保護板とを具備し、前記ガラス基板及び保護板とを接合用金属層を介して陽極接合させて封止したことを特徴とする。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するための第２の手段として、前記接合用金属層を前記第１または第２の電極層と同じ材料を用いて前記第１または第２の電極層形成時に同時に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するための第３の手段として、前記ガラス基板を貫通するように設けられ前記第１及び第２の電極層のいずれかに接続される少なくとも１個の接続端子を設け、この接続端子に接続されない他方の電極層をガラス基板周辺部にまで延在させて接合用金属層としたことを特徴とする。
【００１５】
本発明は、上記課題を解決するための第４の手段として、前記ガラス基板と少なくとも第１の電極層間に半導体膜を介在させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ガラス基板の一平面上に形成される第１及び第２の電極層と有機発光層を保護する非透湿性材料からなる保護板を接合用金属層を介して陽極接合させて封止させることにより、金属層とガラス基板及び金属層と保護板とをより一層強固に固着することができるので、外部からのガスや水分等の防御性能を向上させ、発光効率の低下やダークスポットの発生等を抑制することができ、接着剤を使用しないので廉価に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
まず、本発明に係る発光装置は、図１に示すように、非透湿性で透明な長方形状のアルカリ金属イオンを含むガラス基板１１に、このガラス基板１１を貫通して形成された２個の外部接続端子１２，１２´を設ける。この一方の接続端子１２の上に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる第１の電極層（陽電極層）１３を成膜し、この電極層１３上に、例えばα−ＮＰＤ、Ａｌｑ３等の有機発光層１４が積層配置される。
【００１９】
この有機発光層１４は、第1の電極層１３の端部を覆うようにその一端が第1の電極層１３側面に沿ってガラス基板１１面上に延在されている。
【００２０】
そして、更にこの有機発光層１４の上に、その一端部分がガラス基板１１面まで延在されるように有機発光層１４の延在されている同一方向に、フッ化リチウム、アルミニウム等の導電膜からなる第２の電極層（陰電極層）１５が成膜して構成されており、この第２の電極層１５は、ガラス基板１６を貫通する他の接続端子１２´と接続されている。
【００２１】
このようにして、各電極層１３，１５と有機発光層１４が形成されたガラス基板１１の周辺部分には、接合用金属層１６が形成され、この金属層１６上に内部を凹状に形成されたガラス材からなる保護板１７がガラス基板１１と対向するように配置される。このガラス基板１１と保護板１７とは接合用金属層１６を利用して陽極接合により接合される。この陽極接合は、アルカリ金属イオンを含むガラス基板１１と接合用金属層１６、あるいはこの金属層１６と保護板１７との平滑面を当接し、アルカリ金属イオンの熱拡散が生じる温度のもとでガラス基板１１及び保護板１７と接合用金属層１６との間に直流電圧を印加させ、ガラス基板１１及び保護板１７と金属層１６との間に静電引力を発生させ、ガラス基板１１及び保護板１７と金属層１６との界面で化学結合を生じさせて、両者を強固に固定させるものである。
【００２２】
例えば、接合用金属層１６にプラスの電圧を、ガラス基板１１及び保護板１７側にマイナスもしくは接地電圧となるように直流電圧を印加して、界面で化学結合を生じさせ強固に固着するものである。この保護板１７としてはガラス基板１１と熱膨張係数が略一致したものが好ましく、接合面の表面粗さも０．２μｍ以下に抑制しておく必要がある。
【００２３】
このように構成された発光装置によれば、ガラス基板１１と保護板１７とを接合用金属層１６を介して陽極接合によって強固に固定するようにしているので、外部と内部とを遮断する効果が格段に向上し、点灯中の発光効率の低下やダークスポットの発生や拡大を抑制することができる。
【００２４】
この発光装置の製造方法について、図２を参照して詳細に説明する。
【００２５】
即ち、図２（ａ）に示すように、１Ａ族のナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ成分を２％以上含有する透明ガラス材からなるガラス基板１１に、図２（ｂ）に示すように、互いに離間して配置されガラス基板１１を貫通する２個の接続端子１２，１２´を気密に封止形成する。次いで図２（ｃ）に示すように、ガラス基板１１の周辺部分に接合用金属層１６を形成し、この接合用金属層１６の内側ガラス基板１１面上で一方の接続端子１２端面を覆って、図２（ｄ）に示すように、ＩＴＯからなる第１の電極層１３がスパッタリング法にて形成される。
【００２６】
この第１の電極層１３の上には、図２（ｅ）に示すように、α―ＮＰＤ、Ａｌｑ３等の有機発光層１４が真空蒸着法によって形成される。この有機発光層１４の更に上層には、図２（ｆ）に示すように、ＬｉＦ、Ａｌ等の第２の電極層１５が形成されるとともに、この電極層１５はガラス基板１１に形成された他の接続端子１２´に接続されている。
【００２７】
そして、これら第１及び第２の電極層１３，１５及び有機発光層１４を覆うようにした凹部１８を有する保護板１７が接合用金属層１６にその端面を当接させてガラス基板１１上に配置される。この状態において接合用金属層１６にプラス電圧を、ガラス基板１１及び保護板１７側をマイナスもしくは接地電圧とすることによって陽極接合にて封止し、発光装置を形成している。
【００２８】
このように構成することで、接合用金属層１６は独立にガラス基板１１上に形成することができるため、封止用に好適する材料を自由に選択して使用することが可能である。
【００２９】
また、この接合用金属層１６は、第１の電極層１３を形成する際に第１の電極層１３と同じ材料を用いて同時に形成することも可能である。
【００３０】
なお、図２において説明した部分については同じ符号を付すことにより、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
即ち、図３（ａ）〜（ｂ）に図示している工程は、図２（ａ）〜（ｂ）にかけての工程と同じであるが、図３（ｃ）に示すように、例えばＡｌ材からなる第１の電極層１３を形成すると同時に、ガラス基板１１の周辺部にも第１の電極層１３と同じ材質で接合用金属層１６を形成しているものである。
【００３２】
なお、その後の図３（ｄ）〜（ｆ）にかけての工程は前述の図２（ｅ）〜（ｇ）の工程と同じなので、その詳細な説明は省略するが、第２の電極層１５に透明導電材が使用されている。
【００３３】
このような工程にて発光装置を形成することにより、接合用金属層１６を別個に形成するよりも製造工程の減少を図ることができ、製造効率の向上が図られる。この場合の発光方向は、第１の電極層１３にＡｌ材を使用しているので封止材方向となる。
【００３４】
また、接合用金属層１６は、第２の電極層１５を形成する場合に併せて形成するように製造することも可能である。
【００３５】
即ち、図４（ａ）〜（ｂ）にかけての工程は、図２（ａ）〜（ｂ）にかけての工程と同じであるが、その後に図４（ｃ）に示すように、一方の接続端子１２側のガラス基板１１面上に第１の電極層１３を形成し、次いで図４（ｄ）に示すように、第１の電極層１３上に有機発光層１４を形成する。その後に図４（ｅ）に示すように、この有機発光層１４の上にＡｌ材の第２の電極層１５を形成するが、その際にガラス基板１１の周辺部にも、第２の電極層１５と同じ材質で接合用金属層１６を同時に形成している。
【００３６】
そして、これら第１及び第２の電極層１３，１５及び有機発光層１４を覆うようにした凹部１８を有する保護板１７が、接合用金属層１６にその端面を当接させてガラス基板１１と対向して配置される。この状態において接合用金属層１６にプラス電圧を、ガラス基板１１及び保護板１７側にマイナスもしくは接地電圧を印加することにより、第１及び第２の電極層１３，１５と接合用金属層１６相互間を陽極接合にて封止し、発光装置を製造している。
【００３７】
このように構成すると、第２の電極層１５と同じ材質を利用してそのまま接合用金属層１６を形成することが可能なので、製造工程の簡略化を図ることができる。この場合の発光方向は、Ａｌ材を使用した第２の電極層１５と反対側のガラス基板１１側となる。
【００３８】
上記の説明では、ガラス基板１１の周辺部に接合用金属層１６を形成して、凹部１８を有する保護板１７の端面を当接するようにして陽極接合を行っている場合について説明しているが、図５に示すように、ガラス基板１１の周辺部に第１及び第２の電極層１３，１５及び有機発光層１４を封入するに十分な高さを有する接合用金属層（壁）１６を配置し、この金属層１６の他端側に凹部１８を設けることなく平坦に形成された保護板１７を当接させて、これらを陽極接合によって形成することも可能である。
【００３９】
このように構成すれば、保護板１７は単純な平坦なガラス材等によって形成することが可能となるので、凹部１８を設ける等の手間や加工を省略することが可能となる。
【００４０】
また、図６には、第１と第２の電極層１３，１５を反転させて構成した場合を示す。このとき第１の電極層１３の材料として、ＬｉＦ、Ａｌの層をガラス基板１１面上に真空蒸着法によって設け、この上にα―ＮＰＤ、Ａｌｑ３を有機発光層１４として積層形成する。この有機発光層１４の上には、スパッタリング法によって形成されたＩＴＯ等の透明導電膜からなる第２の電極層１５を設けた構成としたものである。このように第１の電極層１３としてＡｌ等の材料を使用した場合には、保護板１７側方向が発光面側として構成されるために、ガラス基板１１の裏面側に導出された接続端子１２，１２´は、何等発光面に対して影響を与えることがなく、接続端子１２，１２´が遮光してしまうような虞もないので、配線の引きまわしが自由に行える効果がある。
【００４１】
また、図７に示すように、ガラス基板１１を貫通して設けた接続端子１２を単一構成とし、この接続端子１２に第１の電極層１３が接続されるように、第１の電極層１３をガラス基板１１上に形成し、有機発光層１４の上側に形成された第２の電極層１５をガラス基板１１面にまで延在させるだけではなく、ガラス基板１１面上にそってガラス基板１１の周辺部にまで形成させた構成としてもよい。
【００４２】
このように、第２の電極層１５を外部接続用と接合用金属層１６として兼用させる構成とすることによって、接続端子１２，１２´の使用本数を減少させることができ、それに伴う工数の削減が可能で作業時間の短縮等にも貢献する。
【００４３】
また、図８に示すように、ガラス基板１１面上にＳｉＯ２層（半導体層）１９を成膜し、この半導体層１９を介して接続端子１２，１２´をガラス基板１１を貫通するように形成し、この半導体膜１９上に第１の電極層１３と第２の電極層１５及びこれら電極層１３，１５に挟持された有機発光層１４を形成したものである。
【００４４】
この半導体層１９を有する発光装置は、図９（ａ）に示すようなガラス基板１１の表面上に、図９（ｂ）に示すように、ガラス基板１１の周辺部を除く平面部分に半導体層１９を形成する。この半導体層１９を形成したガラス基板１１に、図９（ｃ）に示すように接続端子１２，１２´を形成し、図９（ｄ）〜同（ｇ）に示すように前述の製造方法と同じ工程にて製造するもので、同じ部分については同じ符号を付すことで、その詳細な説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る発光装置の第1の実施形態を示す断面図。
【図２】同じく発光装置の製造工程を説明するための工程説明図。
【図３】同じく他の方法による製造工程を説明するために工程説明図。
【図４】同じく更に異なる方法による製造工程を説明するための工程説明図。
【図５】同じく第２の実施形態を示す断面図。
【図６】同じく本発明に係る発光装置の第３の実施形態を示す斜視図。
【図７】同じく第４の実施形態を示す断面図。
【図８】同じく第５の実施形態を示す断面図。
【図９】同じく第５の実施形態に係る発光装置の製造工程を説明するための工程説明図。
【図１０】従来の発光装置を示す断面図。
【符号の説明】
【００４６】
１１：ガラス基板
１２，１２´：接続端子
１３：第１の電極層
１４：有機発光層
１５：第２の電極層
１６：接合用金属層
１７：保護板
１９：半導体層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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