(57)【要約】【課題】特性を悪化させずに耐候性を向上させるディスプレイパネルを提供する。【解決手段】ディスプレイパネル１は、板状の前面ガラス１０と、前面ガラス１０に対向する板状の背面ガラス１１と、前面ガラス１０及び背面ガラス１１と協働して真空層１２（減圧層）を画定すべく前面ガラス１０及び背面ガラス１１の外周縁部をシールするハンダから成る周縁シール材１３（封止部）と、背面ガラス１１を貫通する穴に一端が埋め込まれ、他端が封止されている排気管１４とを備える。さらに、ディスプレイパネル１は、真空層１３において前面ガラス１０に載置されるＥＬ素子としてのトップエミッション型有機ＥＬ素子１００と、有機ＥＬ素子１００及び背面ガラス１１の間隔を所定値に保つ複数の柱状のスペーサ１５とを備える。【選択図】      図１
2004296308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の前面ガラスと、前記前面ガラスに対向する板状の背面ガラスと、前記前面ガラス及び前記背面ガラスと協働して減圧層を画定すべく前記前面ガラス及び前記背面ガラスの外周縁部を封止する封止部と、前記減圧層において前記前面ガラスに配設されたＥＬ素子とを有することを特徴とするディスプレイパネル。
【請求項２】
前記封止部は有機接着剤から成ることを特徴とする請求項１記載のディスプレイパネル。
【請求項３】
前記封止部はハンダから成ることを特徴とする請求項１記載のディスプレイパネル。
【請求項４】
前記ＥＬ素子の基板と前記前面ガラスとは密着していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のディスプレイパネル。
【請求項５】
前記ＥＬ素子の前記基板は前記前面ガラスと一体であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のディスプレイパネル。
【請求項６】
前記ＥＬ素子と前記背面ガラスとの間に間隔保持部材が介在することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のディスプレイパネル。
【請求項７】
前記減圧層はＥＬ素子内部の圧力よりも減圧されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のディスプレイパネル。
【請求項８】
前記ＥＬ素子は有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスプレイパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のディスプレイパネルとしてのＥＬ素子は、発光層を介して対向する電極及び背面電極に電圧を選択的に印加することによって該発光層を選択的に発光させることができ、マトリックス表示に適するパッシブ型のものと、高速スイッチング機能によって高速切換え表示を行うことができ、動画表示に適するアクティブ型のものとの２種類が知られている。
【０００３】
上記パッシブ型のＥＬ素子は、単純マトリックス構造をとり、基板と、該基板上に配された電極と、発光層を含み、該電極の上面に積層されたＥＬ積層体と、該ＥＬ積層体の上面に積層された背面電極と、該ＥＬ積層体を積層した基板に頂面が接着される周辺突条部を周辺部に規定するように中央部が凹状に加工され、周辺突条部の頂面の封止部を介して基板上に接着されたガラス製の封止板とから成る。
【０００４】
また、上記アクティブ型のＥＬ素子は、アクティブマトリックス構造をとり、ＴＦＴ液晶素子の構造と同様に、基板と、該基板上に画素毎に形成された薄膜トランジスター回路又はダイオードと、発光層を含み、該薄膜トランジスター回路又は該ダイオードの上面に積層されたＥＬ積層体と、該ＥＬ積層体を積層した基板に頂面が接着される周辺突条部を周辺部に規定するように中央部が凹状に加工されたガラス製の封止板とから成る。
【０００５】
上記パッシブ型のＥＬ素子と上記アクティブ型のＥＬ素子とにおいて、トップエミッション型のＥＬ素子は、上記発光層から上記封止板側までを透明部材で構成することにより、発光層からの光を封止板側から取出すものである。
【０００６】
これらのＥＬ素子において、長期間使用することにより、封止板の密封性が低下してＥＬ素子内に水分等が混入し、この結果、ＥＬ積層膜が劣化することがある。これを防止するために、ＥＬ素子内を水分や酸素から遮断すべく、基板と封止板とは、基板と封止板の周辺突条部との間の封止部に配された接着剤から成る接着層を介して接着されている。この接着層を構成する接着剤の材料としては、一般的に、樹脂や低融点ガラス等が用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＥＬ素子は、基板と封止板の周辺突条部との間の封止部に配された接着層の材料として樹脂製接着剤を用いた場合は、樹脂が透湿性を有していることにより、樹脂を通して水分がＥＬ素子内部に浸入するので、ＥＬ素子、特に有機ＥＬ素子の特性が悪化すると共に耐候性が低下してしまうという問題がある。また、接着層の材料として低融点ガラスを用いた場合は、接着工程の際にＥＬ素子が高温になるので、ＥＬ素子、特に有機ＥＬ素子の特性が悪化したり、ＥＬ素子内の基板に反りが生じてしまうという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、特性を悪化させずに耐候性を向上させるディスプレイパネルを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載のディスプレイパネルは、板状の前面ガラスと、前記前面ガラスに対向する板状の背面ガラスと、前記前面ガラス及び前記背面ガラスと協働して減圧層を画定すべく前記前面ガラス及び前記背面ガラスの外周縁部を封止する封止部と、前記減圧層において前記前面ガラスに配設されたＥＬ素子とを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項１記載のディスプレイパネルによれば、前面ガラス、背面ガラス、及び封止部によって画定された減圧層にＥＬ素子が配設されているので、ＥＬ素子が減圧層内に閉じ込められ、もって特性を悪化させずに耐候性を向上させることができる。
【００１１】
請求項２記載のディスプレイパネルは、請求項１記載のディスプレイパネルにおいて、前記封止部は有機接着剤から成ることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載のディスプレイパネルによれば、封止部は有機接着剤から成るので、封止接合が容易になると共に封止接合を行う際の製造コストを下げることができる。
【００１３】
請求項３記載のディスプレイパネルは、請求項１記載のディスプレイパネルにおいて、前記封止部はハンダから成ることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載のディスプレイパネルによれば、封止部はハンダから成るので、ＥＬ素子の温度を上げることなく前面ガラス及び背面ガラスの外周縁部を封止することができ、もって熱によるＥＬ素子の特性の悪化を防止することができる。
【００１５】
請求項４記載のディスプレイパネルは、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のディスプレイパネルにおいて、前記ＥＬ素子の基板と前記前面ガラスとは密着していることを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載のディスプレイパネルによれば、ＥＬ素子の基板と前面ガラスとは密着しているので、揮発性有機溶剤を含んだ有機接着剤等を用いることなくＥＬ素子と前面ガラスとを固定することができ、もって減圧層の減圧状態を長時間維持することができる。
【００１７】
請求項５記載のディスプレイパネルは、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のディスプレイパネルにおいて、前記ＥＬ素子の前記基板は前記前面ガラスと一体であることを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載のディスプレイパネルによれば、ＥＬ素子の前記基板は前面ガラスと一体であるので、ディスプレイパネル全体の厚みを小さくすることができると共にＥＬ素子の発光による前面ガラスへの光の透過率を向上させることができる。
【００１９】
請求項６記載のディスプレイパネルは、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のディスプレイパネルにおいて、前記ＥＬ素子と前記背面ガラスとの間に間隔保持部材が介在することを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載のディスプレイパネルによれば、ＥＬ素子と背面ガラスとの間に間隔保持部材が介在するので、減圧層の排気における気体の流路を確保することができ、排気効率を向上させることができる。
【００２１】
請求項７記載のディスプレイパネルは、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のディスプレイパネルにおいて、前記減圧層はＥＬ素子内部の圧力よりも減圧されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項７記載のディスプレイパネルによれば、減圧層はＥＬ素子内部の圧力よりも減圧されているので、減圧層からＥＬ素子内部への気体の浸入を長時間防止することができる。
【００２３】
請求項８記載のディスプレイパネルは、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のディスプレイパネルにおいて、前記ＥＬ素子は有機ＥＬ素子であることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るディスプレイパネルを図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態に係るディスプレイパネルの概略構成を示す図であり、（ａ）は部分断面斜視図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の線Ｉｂ−Ｉｂに沿う断面図である。
【００２６】
図１において、ディスプレイパネル１は、板状の前面ガラス１０と、前面ガラス１０に対向する板状の背面ガラス１１と、前面ガラス１０及び背面ガラス１１と協働して真空層１２（減圧層）を画定すべく前面ガラス１０及び背面ガラス１１の外周縁部をシールするハンダから成る周縁シール材１３（封止部）と、背面ガラス１１を貫通する穴に一端が埋め込まれ、他端が封止されている排気管１４とを備える。
【００２７】
さらに、ディスプレイパネル１は、真空層１２において前面ガラス１０に載置されたＥＬ素子としてのトップエミッション型有機ＥＬ素子１００と、有機ＥＬ素子１００及び背面ガラス１１の間隔を所定値に保つ複数の柱状のスペーサ１５（間隔保持部材）とを備える。
【００２８】
図２は、図１における有機ＥＬ素子１００の断面図である。
【００２９】
図２において、有機ＥＬ素子１００は、パッシブ構造をとり、大きさ７．０ｃｍ角、厚さ１．０ｍｍの板状の透明な無アルカリガラス製の基板１９と、基板１９の上に形成された有機ＥＬ積層体２０と、この有機ＥＬ積層体２０を覆うように形成された封止板３０とから成る。
【００３０】
封止板３０は、大きさ５．０ｃｍ角、厚さ１．１ｍｍの板状の透明な無アルカリガラス製のガラス素板から加工されると共に、表面に、中央部を凹状に規定すべく中央の凹部３２の周辺部に幅２．０ｍｍの周辺突条部３１が形成され、底部の厚さが０．８ｍｍである。
【００３１】
封止板３０の凹部３２の形成は、ガラス素板を後述するウェットエッチング法により凹状に形成することにより行われる。このウェットエッチング法によりエッチングされたガラス素板のエッチング深さを測定したところ３００μｍであった。また、凹部３２の底面隅角部において湾曲部位を有し、その曲率半径は約３００μｍであった。封止板３０の凹部３２の底部の厚さは、０．３〜１．１ｍｍが好ましい。厚さが、０．３ｍｍ未満では封止板３０の強度が不十分であり、１．１ｍｍで封止板３０の強度は十分得られる。
【００３２】
上記のウェットエッチング法は、ガラス素板の４．５ｃｍ角の中央部が露出するように耐酸性テープ、即ちレジストでマスキングした後、このマスキングされたガラス素板を、例えば２０質量％フッ化水素酸、１質量％ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの混合液から成り、２５℃に保たれたエッチング液に浸漬するものである。
【００３３】
有機ＥＬ積層体２０は、基板１９上に形成され、厚さ３００ｎｍのＩＴＯ膜から成る導電膜２１と、後述する発光層を含み、該導電膜２１の上面に積層された有機ＥＬ積層膜２２と、有機ＥＬ積層膜２２の上面に形成され、厚さ５００ｎｍのＩＴＯ膜から成る上部透明電極２３と、上部透明電極２３に接続され、厚さ３００ｎｍのＩＴＯ膜から成る引出し電極２４とから成る。
【００３４】
有機ＥＬ積層膜２２は、導電膜２１側に配されたトリフェニルジアミンから成る高さ７０ｎｍの正孔輸送層と、この正孔輸送層の上面に形成されたキノリノールアルミ錯体から成る高さ７０ｎｍの発光層とから成る。さらには、上部透明電極２３と発光層との間に、さらにトリアゾールやオキサジアゾールから成る透明な電子輸送層が配されて構成されていてもよい。
【００３５】
基板１９と封止板３０の周辺突状部３１とは、その間に形成された封止部に配された有機接着剤から成る溶着層４０を介して封止接合される。具体的には、封止板３０を基板１９に対して所定の位置に配置した後、有機接着剤を用いて、封止板３０の周辺突条部３１を基板１９に溶着する。封止された凹部３２は乾燥ガスが封入されることにより大気圧に保持される。
【００３６】
図３は、図１の真空層１２を形成するための真空処理を示すフローチャートである。
【００３７】
図３において、まず、予め作製された有機ＥＬ素子１００を密着するように四角形の前面ガラス１０上の中央部に載置し（ステップＳ３０１）、有機ＥＬ素子１００の封止板３０上に、高さ０．１ｍｍの複数のスペーサ１５を所定の規則に従って配列する（ステップＳ３０２）。
【００３８】
次に、配列されたスペーサ１５の上に、前面ガラス１０と同様の大きさを有する四角形の背面ガラス１１を載置することによって前面ガラス１０及び背面ガラス１１をペアリングし（ステップＳ３０３）、９１．２Ｓｎ−８．８Ｚｎ（共晶点温度：１９８℃）のハンダａから成る周縁シール材１３を用いて、ペアリングされた前面ガラス１０及び背面ガラス１１の全周縁を超音波ハンダ接合法により封止接合する（ステップＳ３０４）。この場合、周辺シール材１３の厚さは、例えば０．０１ｍｍ〜５．０ｍｍである。
【００３９】
その後、封止接合された前面ガラス１０及び背面ガラス１１の内部を有機ＥＬ素子１００の内部の圧力（例えば、１０１．３ＫＰａ）よりも低い真空（例えば１．０ＫＰａ以下）に減圧し（ステップＳ３０５）、さらに、封止接合された前面ガラス１０及び背面ガラス１１の内部が減圧された状態で背面ガラス１１に取り付けられた排気管１４を溶融することによって真空層１２が形成される（ステップＳ３０６）。これにより、前面ガラス１０、背面ガラス１１、真空層１２、周縁シール材１３、有機ＥＬ素子１００、及びスペーサ１５の組み合わせはディスプレイパネル１となる。
【００４０】
本実施の形態によれば、ディスプレイパネル１は、板状の前面ガラス１０と、前面ガラス１０に対向する板状の背面ガラス１１と、前面ガラス１０及び背面ガラス１１と協働して真空層１２を画定すべく前面ガラス１０及び背面ガラス１１の外周縁部をシールするハンダから成る周縁シール材１３と、真空層１２において前面ガラス１０に載置される有機ＥＬ素子１００とを有するので、有機ＥＬ素子１００が真空層１２内に閉じ込められ、もって特性を悪化させずに耐候性を向上させることができる。
【００４１】
また、周縁シール材１３はハンダａから成るので、有機ＥＬ素子１００の温度を上げることなく前面ガラス１０及び背面ガラス１１の外周縁部をシールすることができ、もって熱による有機ＥＬ素子１００の特性の悪化を防止することができる。
【００４２】
さらに、有機ＥＬ素子１００と背面ガラス１１との間にスペーサ１５が介在するので、真空層１２の排気における気体の流路を確保することができ、排気効率を向上させることができる。
【００４３】
有機ＥＬ素子１００の基板１９と前面ガラス１０とは密着しているので、揮発性有機溶剤を含んだ有機接着剤等を用いることなく有機ＥＬ素子１００と背面ガラス１１とを固定することができ、もって真空層１２の減圧状態を長時間維持することができる。
【００４４】
本実施の形態では、ディスプレイパネル１は、前面ガラス１０と、真空層１２において前面ガラス１０に載置された有機ＥＬ素子１００における基板１９とを有するが、これに限るものではなく、前面ガラス１０と基板１９とが一体となった前面ガラス５１を有するものであってもよい（図４（ａ）及び図４（ｂ））。これにより、ディスプレイパネル１全体の厚みを小さくすることができると共に有機ＥＬ積層体２０の発光による前面ガラス１０側への光の透過率を向上させることができる。
【００４５】
また、ディスプレイパネル１は、有機ＥＬ素子１００及び背面ガラス１１の間隔を所定値に保つ複数の柱状のスペーサ１５（保持部材）を備えるが、これに限らず、有機ＥＬ素子１００の封止板３０の上面と背面ガラス１１との密着面を有することにより有機ＥＬ素子１００が固定されるものであってもよい。これにより、スペーサ１５の配設の必要がなく、ディスプレイパネル１の構造を簡略化することができる。
【００４６】
さらに、ディスプレイパネル１は真空層１２を有しているが、これに限らず、有機ＥＬ素子１００の内部の圧力よりも低い所定の値まで減圧された減圧層を有してもよく、その場合は、希ガス等が封入されているのが好ましい。これにより、減圧層１２から有機ＥＬ素子１００内部への気体の浸入を長時間防止することができる。
【００４７】
本実施の形態では、前面ガラス１０と背面ガラス１１とをハンダから成る周縁シール材１３により封止接合しているが、これに限定されず、有機接着剤を用いて封止接合されたものであってもよい。これにより、封止接合が容易になると共に封止接合を行う際の製造コストを下げることができる。
【００４８】
本実施の形態では、ハンダａから成る溶着層４０は超音波ハンダ接合法を用いて形成されたが、これに限定されるものではなく、摩擦接合、多段接合、圧着接合等の接合方法を用いて形成されるものであってもよい。
【００４９】
上記ハンダとしては、９１．２Ｓｎ−８．８Ｚｎ（共晶点温度：１９８℃）のハンダａを用いたが、これに限定されるものではなく、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｇａ、及びＡｇから成る群から選択された少なくとも１つの材料を含む合金又は金属であって、共晶点温度又は融点が２５０℃以下となるハンダであってもよい。
【００５０】
さらに、上記ハンダは、さらに、Ｔｉ、Ａｌ、及びＣｒから成る群から選択された少なくとも１つの材料を含んでいてもよい。これにより、前面ガラス１０と背面ガラス１１のガラス成分との接着性を向上させることができる。
【００５１】
上記ハンダとしては、具体的には、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ系等のハンダであって、その共晶点温度が２５０℃以下となるようなハンダを用いてもよい。
【００５２】
本実施の形態では、ガラス素板に凹部３２を形成する方法として、ウェットエッチング法を用いているが、ドライエッチング法でもよく、ドライエッチング法とウェットエッチング法とを併用してもよい。
【００５３】
本実施の形態では、封止板３０の材料として無アルカリガラスを用いたが、有機ＥＬ素子１００の構成に応じて低アルカリガラス、又はエッチング後にアルカリ溶出防止処理を施したソーダライムガラス又は石英ガラスを用いることができる。また、封止板３０の材料として、金属材料を用いてもよく、この金属材料としては、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅを用いることが好ましく、さらに、ＳＵＳ、セラミック、Ｐｔ、Ａｕを用いてもよい。
【００５４】
また、封止板３０の形状は、図２に記載された形状に限定されるものではなく、有機ＥＬ積層体２０を保護するべく、基板１９と溶着層４０とによって封止できるものであればよい。
【００５５】
本実施の形態では、有機ＥＬ積層膜２２はパッシブ構造をとるものであったが、アクティブ構造をとるものであってもよい。また、本実施の形態では、有機ＥＬ素子１００はトップエミッション構造をとるものとしたが、ボトムエミッション構造をとるものであってもよい。
【００５６】
また、ＥＬ積層膜は、有機ＥＬ積層膜２２に代えて、無機ＥＬ積層膜であってもよい。この場合、透明導電膜側から順に、絶縁層、発光層、絶縁層からなるものや、電子障壁層、発光層、電流制限層からなるものが用いられる。
【００５７】
また、本実施の形態では、ＥＬ素子として有機ＥＬ素子１００を用いたが、これに限定されるものではなく、他のＥＬ素子を用いてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載のディスプレイパネルによれば、前面ガラス、背面ガラス、及び封止部によって画定された減圧層にＥＬ素子が配設されているので、ＥＬ素子が減圧層内に閉じ込められ、もって特性を悪化させずに耐候性を向上させることができる。
【００５９】
請求項２記載のディスプレイパネルによれば、封止部は有機接着剤から成るので、封止接合が容易になると共に封止接合を行う際の製造コストを下げることができる。
【００６０】
請求項３記載のディスプレイパネルによれば、封止部はハンダから成るので、ＥＬ素子の温度を上げることなく前面ガラス及び背面ガラスの外周縁部を封止することができ、もって熱によるＥＬ素子の特性の悪化を防止することができる。
【００６１】
請求項４記載のディスプレイパネルによれば、ＥＬ素子の基板と前面ガラスとは密着しているので、揮発性有機溶剤を含んだ有機接着剤等を用いることなくＥＬ素子と前面ガラスとを固定することができ、もって減圧層の減圧状態を長時間維持することができる。
【００６２】
請求項５記載のディスプレイパネルによれば、ＥＬ素子の前記基板は前面ガラスと一体であるので、ディスプレイパネル全体の厚みを小さくすることができると共にＥＬ素子の発光による前面ガラスへの光の透過率を向上させることができる。
【００６３】
請求項６記載のディスプレイパネルによれば、ＥＬ素子と背面ガラスとの間に間隔保持部材が介在するので、減圧層の排気における気体の流路を確保することができ、排気効率を向上させることができる。
【００６４】
請求項７記載のディスプレイパネルによれば、減圧層はＥＬ素子内部の圧力よりも減圧されているので、減圧層からＥＬ素子内部への気体の浸入を長時間防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るディスプレイパネルの概略構成を示す図であり、（ａ）は部分断面斜視図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の線Ｉｂ−Ｉｂに沿う断面図である。
【図２】図１における有機ＥＬ素子１００の断面図である。
【図３】図１の真空層１３を形成するための真空処理を示すフローチャートである。
【図４】図１のディスプレイパネル１の変形例を示す図であり、（ａ）は部分斜視図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の線ＩＶｂ−ＩＶｂに沿う断面図である。
【符号の説明】
１  ディスプレイパネル
１０  前面基板
１１  背面基板
１２  真空層
１３  周辺シール材
１４  排気管
１５  スペーサ
１９  基板
２０  有機ＥＬ積層体
２１  導電膜
２２  有機ＥＬ積層膜
２３  上部透明電極
２４  引出し電極
３０  封止板
３１  周辺突条部
４０  溶着層
１００  有機ＥＬ素子
【図１】
2004296308.tif 000003
【図２】
2004296308.tif 000004
【図３】
2004296308.tif 000005
【図４】
2004296308.tif 000006