(57)【要約】【課題】水分、酸素等を含む外気の遮断効果がより高い封止方法等を得る。【解決手段】例えば有機電界発光素子で構成され、表示を行う表示部１が形成された発光素子基板２と、少なくとも表示部１を覆うたえの透明基板３と、発光素子基板２と透明基板３との間に、除湿剤を設けるためではなく、所定の間隔を得るために設けたガラスビーズ４と、発光素子基板２、透明基板３及びガラスビーズ４で形成された間隙部分に満たされた、例えばエポキシ系の樹脂５とを備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示を行う表示部が形成された土台用基板と、
少なくとも前記表示部を覆う封止用基板と、
前記土台用基板と前記封止用基板との間に所定の間隔を得るために設けた粒子と、
前記土台用基板、前記封止用基板及び前記粒子で形成された間隙部分に満たした封止剤と
を備えたことを特徴とする表示パネル。
【請求項２】
防湿機能を有し、前記土台用基板、前記封止用基板及び粒子で形成された表示パネルの外周部分を被覆する防湿層をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の表示パネル。
【請求項３】
フッ素系樹脂で前記防湿層を構成することを特徴とする請求項２記載の表示パネル。
【請求項４】
前記表示部は電界発光素子を用いて構成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示パネル。
【請求項５】
エポキシ系樹脂を前記封止剤として用い、
前記表示部においては、前記封止剤と接触する部分を絶縁性金属酸化膜又は透明導電性膜で形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の表示パネル。
【請求項６】
少なくとも前記封止用基板側の材料を透明の材料で構成することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の表示パネル。
【請求項７】
少なくとも前記土台用基板側の材料を透明の材料で構成することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の表示パネル。
【請求項８】
前記封止用基板側及び前記土台用基板側の材料を透明の材料で構成することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の表示パネル。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の表示パネルを備え、表示機能を行わせることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
土台用基板に表示部を形成し、前記表示部の外周部分に粒子を配置する工程と、
前記表示部を覆うように、土台用基板と封止用基板とで前記粒子を挟み込み、接着する工程と、
前記土台用基板、封止用基板及び前記粒子により形成される間隙を封止剤で満たす工程と
を少なくとも有することを特徴とする表示パネルの製造方法。
【請求項１１】
前記間隙を前記封止剤で満たした後に、前記土台用基板、前記封止用基板及び粒子で形成された表示パネルの外周部分を防湿機能を有する材料で被覆する工程をさらに有することを特徴とする請求項１０記載の表示パネルの製造方法。
【請求項１２】
前記防湿機能を有する材料をスパッタリング、蒸着、ＣＶＤ又はコーティング法を用いて外周全体又は部分的に被覆することを特徴とする請求項１１記載の表示パネルの製造方法。
【請求項１３】
毛細管現象により前記間隙を前記封止剤で満たすことを特徴とする請求項１０記載の表示パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示パネル等に関するものである。水分、温度等に影響を受けやすい電界発光素子（特に有機化合物）を用いた表示パネルに特に適用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、表示パネルは携帯電話機をはじめとしてコンピュータ、電子手帳、携帯ゲーム機等といった様々な電子機器、家電機器に利用されている。しかも、その種類も豊富で、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）等、様々な種類の表示装置が提供されている。その中でも、表示装置の軽量化等の点で、現在最も注目をされているのが有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子という）を利用した表示装置（ＯＥＬＤ）である。有機ＥＬ素子は、自己発光であるため自認性がよく、応答速度が速いので、その素子を利用した表示装置は動画を表示するために有望な装置である。
【０００３】
ところが、現在の有機ＥＬ素子は、外気の水分、酸素等の影響を受けると、電極との間で剥離を起こしてしまったり、素子自体が変質してしまったりしてその発光寿命が短くなってしまう。そこで、例えば光硬化性樹脂を介して封止する方法（特許文献１参照）、ガラスビーズによる接着バインダを用いて２枚の基板間に有機ＥＬ素子による表示部分を閉じこめ、周囲を接着する方法（特許文献２参照）、低融点金属を用いて凹部を有する基板を融着する方法（特許文献３参照）等、表示装置の有機ＥＬ素子を外気から遮断するための技術が様々提供されている。特にガラスビーズによるバインダを用いた封止方法は、乾燥剤を分散させた樹脂で周辺を２枚の基板間を封止するため低コスト化を図ることができる。ここで、特許文献２では、樹脂に乾燥剤を含められるだけの接着幅が確保できるようにガラスビーズが用いられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１８２７５９号公報
【特許文献２】
特開２０００−１００５５８号公報
【特許文献３】
特開平１０−１７２７５７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような硬化性樹脂や接着バインダを用いた場合、水蒸気となった水分が樹脂を透過してくることがある。また、低融点金属を用いた場合でも、接着表面において濡れ性がばらついた場合には隙間が生じることがある。このように、従来のような方法では外気に含まれる水分等の遮断が十分であるとはいえなかった。
【０００６】
特にガラスビーズ等のバインダを用いた方法では次のような問題があった。
（１）上述の文献は有機発光素子が不活性ガスで覆われている構成を採っている。しかし、素子表面が不活性ガスと同成分を含む層であるため、最終的には外界のガスが透過・拡散してしまうおそれがある。ここで、有機ＥＬ素子の劣化原因には酸素ガスの影響も考えられるため、このような構造では十分な封止と発光寿命改善が望めない。また封止には紫外線硬化樹脂だけしか用いられていないため、含水率や透水性の問題によって十分な水蒸気浸透が防止できない。
（２）有機発光素子に封止樹脂が接触する場合、有機発光素子最表面のアルカリ金属類が封止樹脂を酸化することがあり、素子の寿命や発光効率を低下させることがある。
【０００７】
そこで、本発明は、このような問題点を解決し、外気の遮断効果がより高い封止方法等を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る表示パネルは、表示を行う表示部が形成された土台用基板と、少なくとも表示部を覆う封止用基板と、土台用基板と封止用基板との間に所定の間隔を得るために設けた粒子と、土台用基板、封止用基板及び粒子で形成された間隙部分に満たした封止剤とを備えたものである。
本発明においては、土台用基板と封止用基板との間を例えばスペーサーのような粒子で調整し、それにより生じた間隙を封止剤で満たし、表示部と外気とを遮断する。したがって、粒子で土台用基板と封止用基板との間隔を調整し、生じた間隙を封止剤で満たすようにしたので、外気の浸透を防ぎ、水分、酸素等から有機発光素子を保護することができ、発光寿命の改善を図ることができる。また、粒子により所定の間隔を得ることができるので、凹部を設けた封止用基板で表示部を被せるという構成を採る必要がなく、コストの低い平坦な基板を用いることができる。これにより、薄型軽量化が可能となる。また、粒子により、その表示部、封止剤等の特性等に応じて所定の間隔を容易に変更することができる。
【０００９】
また、本発明に係る表示パネルは、防湿機能を有し、土台用基板、封止用基板及び粒子で形成された表示パネルの外周部分を被覆する防湿層をさらに備えたものである。
本発明においては、表示パネルの外周部分を防湿層で被覆し、外気の水分の浸透を防ぐ。したがって、有機発光素子の保護効果をより発揮することができ、さらに発光寿命の改善を図ることができる。
【００１０】
また、本発明に係る表示パネルは、フッ素系樹脂で防湿層を構成する。
本発明においては、防湿効果の高いフッ素系樹脂で防湿層を構成する。したがって、有機発光素子の保護効果をより発揮することができ、さらに発光寿命の改善を図ることができる。
【００１１】
また、本発明に係る表示パネルの表示部は電界発光素子を用いて構成する。
本発明においては、電界発光素子を用いた表示部とする。したがって、本発明の遮断効果が十分に発揮される。特に外気との接触により発光寿命が著しく短くなる有機電界発光素子において有効である。
【００１２】
また、本発明に係る表示パネルは、エポキシ系樹脂を封止剤として用い、表示部においては、封止剤と接触する部分を絶縁性金属酸化膜又は透明導電性膜で形成する。
本発明においては、酸化し難いエポキシ系樹脂を封止剤として用い、表示部の最外部分である封止剤と接触する部分については、絶縁性金属酸化膜又は透明導電性膜、例えば表示部に有機電界発光素子を用いる場合、素子界面付近が還元性の強い材料であれば、酸化シリコンや窒化シリコン、還元性の比較的弱い材料であればＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：インジウム酸化錫）等の膜を形成する。したがって、封止した内部部分での酸化還元反応を抑制することができ、封止効果をさらに発揮することができる。
【００１３】
また、本発明に係る表示パネルは、少なくとも封止用基板側の材料を透明の材料で構成する。
本発明においては、表示部から見て封止用基板側を少なくとも透明の材料で構成し、他方側には反射膜を形成する。したがって、封止基板側からの表示を少なくとも確保できる。
【００１４】
また、本発明に係る表示パネルは、少なくとも土台用基板側の材料を透明の材料で構成する。
本発明においては、表示部から見て土台用基板側を少なくとも透明の材料で構成し、他方側には反射膜を形成する。したがって、土台用基板側からの表示を少なくとも確保できる。
【００１５】
また、本発明に係る表示パネルは、封止用基板側及び土台用基板側の材料を透明の材料で構成する。
本発明においては、表示部の両面である封止用基板側及び土台用基板側を透明の材料で構成する。したがって、両面表示が可能となる。
【００１６】
また、本発明に係る電子機器は、上述に記載の表示パネルを備え、表示機能を行わせる。
本発明においては、携帯電話機、デジタルカメラ等の電子機器の表示部分に本発明の表示パネルを用いる。したがって、外気の侵入を防ぎ、特に電界発光素子の場合には、発光の効率及び寿命を損ねることなく、表示機能に関しては長寿命の電子機器を得ることができる。
【００１７】
また、本発明に係る表示パネルの製造方法は、土台用基板に表示部を形成し、表示部の外周部分に粒子を配置する工程と、表示部を覆うように、土台用基板と封止用基板とで粒子を挟み込む工程と、土台用基板、封止用基板及び粒子により形成される間隙を封止剤で満たす工程とを少なくとも有するものである。
本発明においては、少なくとも土台用基板と封止用基板との間隔を所定の間隔で維持できる外周部分の位置に例えばスペーサーのような粒子を配置する。そして、表示部を覆うように、土台用基板と封止用基板とで粒子を挟み込んだ後、土台用基板、封止用基板及び粒子により形成される間隙を封止剤で満たして表示パネルを製造する。したがって、外気の浸透を防ぎ、水分、酸素等から有機発光素子を保護することができ、発光寿命の改善を図ることができる。また、粒子により所定の間隔を得ることができるので、凹部を設けた封止用基板で表示部を被せるという構成を採る必要がなく、コストの低い平坦な基板を用いることができる。これにより、薄型軽量化が可能となる。また、粒子により、その表示部、封止剤等の特性等に応じて所定の間隔を容易に変更することができる。
【００１８】
また、本発明に係る表示パネルの製造方法は、間隙を封止剤で満たした後に、土台用基板、封止用基板及び粒子で形成された表示パネルの外周部分を防湿機能を有する材料で被覆する工程をさらに有するものである。
本発明においては、表示パネルの外周部分を防湿機能を有する材料で被覆する。したがって、有機発光素子の保護効果をより発揮することができ、さらに発光寿命の改善を図ることができる。
【００１９】
また、本発明に係る表示パネルの製造方法は、防湿機能を有する材料をスパッタリング、蒸着、ＣＶＤ又はコーティング法を用いて外周全体又は部分的に被覆するものである。
本発明においては、スパッタリング、蒸着、ＣＶＤ又はコーティングによる方法で外周全体又は部分的に被覆する。したがって、所定の部分に所定の厚さで防湿材料を被覆することができる。
【００２０】
また、本発明に係る表示パネルの製造方法は、毛細管現象により間隙を封止剤で満たすものである。
本発明においては、狭い間隙に対し、毛細管現象により封止剤を満たす。したがって、効率よく間隙を封止剤で満たすことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の第１の実施の形態に係る表示パネルの構成を示す図である。図１（ａ）は上面図を表し、図１（ｂ）はａ−ａ’間の断面図を表している。１は有機ＥＬ素子が形成され、実際に表示が行われる部分となる表示部である。ここで、表示部１には表示を行うための電極等が形成されているものとする。また、場合によっては各有機ＥＬ素子の発光を制御するために一体形成された回路を含んでいる場合もある。表示部１は土台用基板となる発光素子基板２上に形成されている。また、発光素子基板２と対面する基板が封止用基板となる透明基板３である。本実施の形態では発光素子基板２及び透明基板３としてホウ珪酸系の硬質ガラスを用いるものとする。
【００２２】
粒子となるガラスビーズ４は、乾燥剤を含めるためではなく、発光素子基板２と透明基板３との間隙（ギャップ）を形成するために設けられている。表示部１の表面が凹凸しているため、透明基板３を直接表示部１に載せようとすると、発光素子基板２と透明基板３とが平行にならず、視認性に影響を与えてしまうからである。ここで、図４では、ガラスビーズ４を各角部分に１つずつ配置しているように見えるが、実際には、各角部分は複数のガラスビーズ４により支えられている。また、配置は角部分に限らず、透明基板３を支えられる位置（表示部１の外周部分）に配置できればよい。また、本実施の形態ではガラスビーズ４の直径を約１０μｍとして構成するが、その表示装置に応じた間隙を形成すればよく、大きさはこれに限定するものではない。ただ、粒径はできるだけ揃えておく必要がある。また、表示部１外の位置で用いられているので、例えば液晶による表示パネルに用いられているスペーサのように透明である必要はない。
【００２３】
そして、ガラスビーズ４によりできた間隙を封止剤となる樹脂５で埋める。ここでは、樹脂５の例としてエポキシ系の紫外線硬化樹脂を用いるがこれに限定するものではない。紫外線硬化樹脂は、溶剤を必要とせず、短時間で硬化するため、省エネルギー、生産効率性、耐環境性等に優れている。そして、樹脂５で埋めた後の外周を、例えばフッ素系樹脂やＳｉＮ又はＳｉＮＯのような窒化シリコンで構成される外周防湿層６でさらに封止する。
【００２４】
本発明は、表示部１を発光素子基板２と透明基板３とで挟み込む場合、表示部１の高さよりも大きな直径のガラスビーズ４で間隙を形成させる。そして、その間隙を樹脂５で満たした上で、表示部１と外気（水分、酸素）とを遮断し、さらに外周防湿層６を形成して封止し、外気の侵入を二重に防ぐことにより、格段の封止効果を得ることができる。これにより、有機ＥＬ発光素子の変質、寿命低下を防ぐことができる。また、ガラスビーズ４の大きさ（直径）によって間隙の幅（容積）を細かく調整することもできる。
【００２５】
次に本実施の形態の表示装置の製造手順について説明する。まず、発光素子基板２と透明基板３とを用意する。ここで、発光素子基板２には、あらかじめ配線溝（図示せず）を設けておく。配線溝とは、有機ＥＬ素子を発光させるための制御回路を駆動し、電荷を供給するための電力を外部から供給するために設ける溝である。また、透明基板３側を表示面として用い、発光素子基板２側を表示面として用いない場合には、表示部１の背面から電力を供給する導電孔（スルーホール）を発光素子基板２に設けるようにしてもよい。
【００２６】
その後、発光素子基板２の表面に、有機ＥＬ素子を制御するための制御回路及び電荷を供給するための電極（トランジスタ、ダイオード等の発光駆動素子も含む）を形成する。ここで、本実施の形態では発光素子基板２側に形成した電極を陽極とする。また、制御回路は本実施の形態が対象とする封止部分以外の部分に形成するようにしてもよい。電極を形成した後、これらの上に有機ＥＬ素子の層を形成する。
【００２７】
ここで、有機ＥＬ素子は、正孔注入層、発光層及び電子注入層で構成されるが、電子注入層の界面には、例えば、ＢＣＰ（バソックプロイン，２，９−ｄｉｍｅｔｙｌｅ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙ１−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ  ）とセシウム（Ｃｓ）との共蒸着膜を電子注入層とした場合、ＩＴＯ等を電極として成膜する。これはＢＣＰの還元能力が低いので、樹脂５との間で起こりうる酸化反応は、緻密なＩＴＯ等によって防ぐ区とができる。また、還元性の高い電子注入層は、例えば、カルシウムの場合、陰極を形成した後、酸化シリコンや窒化シリコンを成膜する。これは、樹脂５との間で起こりうる酸化反応を、緻密な酸化膜によって防ぐことができる。
【００２８】
そして、その層の上に、さらに発光素子基板２の表面に形成した電極が供給する電極と逆極性の電荷を供給するための電極（ここでは陰極）を形成し、表示部１を形成する。この電極については、前述したように、透明基板３側を表示面として用いる場合又は両面表示をする場合には、例えばＩＴＯのような透明導電膜を用いる。また、発光素子基板２側を表示面として用いる場合には、仕事関数の低い金属で構成される反射膜を用いる。
【００２９】
表示部１を発光素子基板２上に形成すると、ガラスビーズ４を含んだ、例えば紫外線硬化接着剤を発光素子基板２の所定の位置に塗布する。塗布した後、透明基板３を紫外線硬化接着剤の場合には、紫外線を照射し、硬化させながら圧着する。発光素子基板２と透明基板３とがガラスビーズ４を介して接着され、ガラスビーズ４に生じた間隙（約１０μｍ）に樹脂５を流し込む。流し込みは樹脂５を間隙部分（基板端部）に接触させ、毛細管現象によって行う。ここで、樹脂５として酸化し難いものを用いるようにすることが望ましい。また、樹脂５はあらかじめ脱気しておく。脱気方法としては真空中に放置させておく方法、硬化しない程度に加熱する方法等がある。
【００３０】
間隙を樹脂５で満たし、例えば紫外線硬化樹脂の場合、紫外線を照射させることにより硬化させた後、その周囲をフッ素系材料、窒化シリコン等により外周防湿層６を構成し、封止する。ここで、フッ素系材料を用いて外周防湿層６を構成する方法について説明する。まず、メタルマスク等を用いて部分的にＰＴＦＥ（ＰｏｌｙＴｅｔｒａＦｌｕｏｒｏＥｔｈｙｌｅｎｅ  ：ポリテトラフルオロエチレン）をスパッタリング又は蒸着を行うことにより外周防湿層６を構成することができる。また、フッ素溶媒に溶解させたアモルファスフッ素樹脂を部分的にコーティングする方法もある。さらにフッ素系ガス材料を用いてＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ）を行う方法がある。このＣＶＤを用いる方法としては、重合樹脂を噴射できるノズルを用いて外周を選択的に成膜する大気圧プラズマ重合法を用いてもよい。
【００３１】
以上のように第１の実施の形態によれば、発光素子基板２上に形成した表示部１を、発光素子基板２と透明基板３とで挟み込む場合に、ガラスビーズ４で間隔を調整して透明基板３が直接表示部１に載らないようにし、生じた間隙には、樹脂５を流し込むようにしたので、外気の浸透を防ぎ、水分、酸素等から有機発光素子を保護することができる。したがって、発光寿命の改善を図ることができる。また、さらに防湿層６により外周部分を構成し、封止を行うようにしたので、さらなる発光寿命の改善を図ることができる。また、透明基板３には平坦な基板を用いることができるので、凹部を形成して被せる基板に比べてコストを抑えることができる。また、透明基板３等を薄型化できるので、表示パネルの軽量小型化を図ることができる。また、ガラスビーズ４の径により、発光素子基板２と透明基板３との間を調整することができるので、発光特性、反射、樹脂５の屈折率等を考慮した表示パネルを製造することができる。
【００３２】
実施の形態２．
図２は第２の実施の形態に係る反射膜形成を表す図である。上述の実施の形態では特に説明しなかったが、発光素子基板２側だけを表示面とする場合には、接着を行う前に、透明基板３に対してあらかじめ導電性の反射膜を形成しておいてから接着を行う（図２（ａ））。また逆に、透明基板３側だけを表示面とする場合には、電極を形成した後、導電性の反射膜を形成する。また、反射機能を有する電極を形成するようにしてもよい（図２（ｂ））。
【００３３】
実施の形態３．
上述の実施の形態は、発光素子基板２として透明基板３と同様に透明なガラスを用いたが、透明基板３側だけを表示面とする場合は、発光素子基板をシリコン等を材料とする基板で構成することができる。また、発光素子基板２側だけを表示面とする場合は、透明基板３の代わりに、シリコン等の材料を基板として用いることもできる。
【００３４】
実施の形態４．
上述の実施の形態は、全て有機ＥＬ素子を用いた表示パネルについて説明した。ただ、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、無機ＥＬ素子等の表示パネルを用いた表示パネルでも実現することができる。
【００３５】
実施の形態５．
図３は本発明の第５の実施の形態に係る電子機器を表す図である。図４（ａ）はＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、図４（ｂ）は携帯電話、図４（ｃ）はデジタルカメラを表す。また、本実施の形態では図示していないが、コンピュータ、ゲーム機等、表示機能を有し、表示パネルを用いる電子機器に本発明の表示パネルを利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【図２】第２の実施の形態に係る反射膜形成を表す図である。
【図３】第５の実施の形態に係る電子機器を表す図である。
【符号の説明】
１  表示部、２  発光素子基板、３  透明基板、４  ガラスビーズ、５  樹脂
【図１】
2004152664.tif 000003
【図２】
2004152664.tif 000004
【図３】
2004152664.tif 000005