(57)【要約】【課題】有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を設けた発光パネルにおいて、発光に伴う発熱による劣化を、簡便な手段による冷却で抑制できるようにする。【解決手段】有機ＥＬ素子を覆う封止パッケージ５内を外側から冷却可能な温度調整手段１０を設ける。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、有機エレクトロルミネッセンス素子を設けた発光パネルにおいて、有機エレクトロルミネッセンス素子が封止パッケージで覆われており、しかも封止パッケージ内を外側から冷却可能な温度調整手段が設けられていることを特徴とする発光パネル。
【請求項２】
封止パッケージ内の内部状態を検出することができるセンサーを備えており、温度調整手段が、このセンサーによって検出された封止パッケージ内の内部状態に基づいて作動制御されることを特徴とする請求項１に記載の発光パネル。
【請求項３】
センサーが検出する封止パッケージ内の内部状態が、封止パッケージ内の温度又は圧力であることを特徴とする請求項２に記載の発光パネル。
【請求項４】
温度調整手段の作動制御が、Ｐ＝ｋＴ（但し、Ｐは封止パッケージ内の圧力、ｋは封止パッケージ内の容積と封止パッケージ内の気体の種類によって定まる比例定数、Ｔは封止パッケージ内の温度である。）に基づき、所要の温度範囲と圧力範囲を同時に満たす範囲で行われることを特徴とする請求項３に記載の発光パネル。
【請求項５】
温度制御手段が、封止パッケージ上に取り付けられた冷却素子であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光パネル。
【請求項６】
封止パッケージ内に、温度調整手段により封止パッケージ内の温度が降下したときに、温度降下前に比して乾燥機能が強化される乾燥剤が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば表示装置などに用いられる発光パネルに関するもので、更に詳しくは、基板上に、陽極、発光層を含む有機層及び陰極を積層した有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を設けた発光パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に正孔輸送層、発光層などを積層した有機層を設けたもので、通常、陽極を透明電極で形成し、対抗する陰極を金属で形成したものとなっている。この有機ＥＬ素子は、陽極と陰極間に電圧をかけると、陽極から供給された正孔と陰極から供給された電子が再結合して発光し、その光が透明な陽極側から出力される。
【０００３】
ところで、このような有機ＥＬ素子においては、発光に伴う発熱により、有機ＥＬ素子を構成する各有機層の劣化が生じる。このため、発光輝度が低下したり、発光が不安定なるなどの経時的劣化の問題がある。
【０００４】
従来、上記有機ＥＬ素子の発光時の発熱による劣化を防止するために、基板上に設けられた有機ＥＬ素子にパッケージを被せ、このパッケージ内に冷却流体を供給して冷却することが知られている（特開２００１−１９６１６５号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の冷却の場合、冷却のために供給される冷却流体が直接有機ＥＬ素子と接触することから、使用できる冷却流体が有機ＥＬ素子、特にその有機層に対して不活性なものに限られる。加えて、有機ＥＬ素子は、水分によって劣化してしまうことから、使用する冷却流体から十分水分を除去しておくことが必要となる。このため、冷却流体の取り扱いが煩雑になり、冷却に必要な装置的な負担が大きくなる問題がある。
【０００６】
また、上記問題に加え、冷却流体の供給と停止により、パッケージの内圧変動が大きくなり、パッケージの封止が疲労して劣化しやすい問題もある。パッケージの封止が劣化して外気がパッケージ内に侵入すると、外気の水分によって有機ＥＬ素子が劣化されてしまうことになる。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、有機ＥＬ素子を設けた発光パネルにおいて、発光に伴う発熱による劣化を、簡便な手段による冷却で抑制できるようにすることを第１の目的とする。また、本発明は、有機ＥＬ素子の封止状態の劣化を抑制しつつ上記冷却を行うことができるようにすることを第２の目的とする。更に本発明は、有機ＥＬ素子周囲の良好な乾燥卯雰囲気を維持しつつ上記冷却を行うことができるようにすることを第３の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記第１の目的を達成するために、基板上に、有機エレクトロルミネッセンス素子を設けた発光パネルにおいて、有機エレクトロルミネッセンス素子が封止パッケージで覆われており、しかも封止パッケージ内を外側から冷却可能な温度調整手段が設けられていることを特徴とする発光パネルを提供するものである。
【０００９】
上記本発明は、好ましい態様として、第１に、封止パッケージ内の内部状態を検出することができるセンサーを備えており、温度調整手段が、このセンサーによって検出された封止パッケージ内の内部状態に基づいて作動制御されること、第２に、センサーが検出する封止パッケージ内の内部状態が封止パッケージ内の温度又は圧力であること、第３に、温度調整手段の作動制御が、Ｐ＝ｋＴ（但し、Ｐは封止パッケージ内の圧力、ｋは封止パッケージ内の容積と封止パッケージ内の気体の種類によって定まる比例定数、Ｔは封止パッケージ内の温度である。）に基づき、所要の温度範囲と圧力範囲を同時に満たす範囲で行われること、第４に、温度制御手段が、封止パッケージ上に取り付けられた冷却素子であること、第５に、封止パッケージ内に、温度調整手段により封止パッケージ内の温度が降下したときに、温度降下前に比して乾燥機能が強化される乾燥剤が設けられていることを含むものである。特に上記第３の態様は、前記本発明の第２の目的を達成するためのものであり、第５の態様は、前記本発明の第３の目的を達成するためのものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る発光パネルの一例を図１及び図２に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係る発光パネルの一例を示す模式的断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【００１２】
図中、１はガラスなどで構成された透明な基板であり、この基板１上には、陽極２、発光層３ｃを含む有機層３及び陰極４を積層した有機ＥＬ素子が設けられている。
【００１３】
陽極２は、基板１上に、並列されたライン状に形成されており、この陽極２上に有機層３と陰極４が順次積層されている。陰極４は、陽極２と交差する方向に形成された並列ライン状をなしており、陽極２と陰極４の交差領域が、陽極２と陰極４間に電圧を印加することで発光可能な発光部となっている。即ち、本例における有機ＥＬ素子は、行・列方向にそれぞれ複数配列された集合体として形成されている。
【００１４】
本例における陽極２は、良好な光透過性を有する導電材料、例えばＩＴＯなどの透明な導電性材料によって構成されており、陰極４は金属膜で構成されていていて、選択された陽極２と陰極４間に電圧を印加することで発光部に生じた光は、陽極２及び基板１を介して取り出されるものとなっている。また、本例の有機ＥＬ素子の有機層３は、陽極２上に順次積層された正孔注入層３ａ、正孔輸送層３ｂ、発光層３ｃ、電子輸送層３ｄによって構成されているが、有機層３が他の積層構造となった有機ＥＬ素子としたり、有機層３が単層の有機ＥＬ素子とすることもできる。
【００１５】
行・列方向にそれぞれ複数形成された有機ＥＬ素子集合体は、基板１上に被せられた封止パッケージ５内に収納されている。この封止パッケージ５は、上板部５ａ及び側板部５ｂを有する箱形をなしており、有機ＥＬ素子集合体周囲の基板１上に立設された隔壁６との間に乾燥剤７を挟み込んだ状態で、隔壁６の外側に側板部５ｂを位置させて被せられている。また、基板１と封止パッケージ５の側板部５ｂとの間、陽極２及び陰極４の引出部と封止パッケージ５の側板部５ｂとの間は、それぞれ接着剤８で固定されていると共に封止されており、有機ＥＬ素子集合体を収納した封止パッケージ５内が外気から遮断されている。更に、封止パッケージ５の上板部５ａと陰極４間には、部分的に電気的絶縁体で構成されたスペーサー９が設けられている。
【００１６】
上記封止パッケージ５の上板部５ａ上には、温度調整手段１０が設けられている。この温度調整手段１０としては、内部に調温用の流体が通される調温パイプなどを用いることもできるが、装置を簡略化すると共に、調温制御を容易にするために、通電により冷却効果が得られるペルチェ素子などの冷却素子が好ましい。また、封止パッケージ５にはセンサー１１が設けられており、封止パッケージ５内の温度又は圧力を検出できるようになっている。
【００１７】
温度調整手段１０の作動は、センサー１１として、封止パッケージ５内の温度を検出することが出きる温度センサーを用いると、簡便に制御することができる。即ち、本例における陽極２と陰極４間に電圧を印加し、任意の発光部を発光させると、それに伴う発熱により、封止パッケージ５内の温度が上昇する。センサー１１として、封止パッケージ５内の温度を検出することができる温度センサーを用いた場合、このセンサー１１が予め設定された温度への上昇を検知した時に温度調整手段１０を作動させることで、封止パッケージ５を介して外側から内部の温度を下げ、有機ＥＬを冷却することができる。そして、予め設定された温度への降下をセンサー１１が検知した時に温度調整手段１０の作動を停止させることで、封止パッケージ５内の温度を設定範囲に維持することができ、この温度調整により、発熱による有機ＥＬ素子への悪影響を抑制することができる。
【００１８】
外気から遮断された封止パッケージ５内は、温度上昇により昇圧し、温度降下により降圧することから、温度調整手段１０の作動制御は、センサー１１として、封止パッケージ５内の圧力を検出することができる圧力センサーを用いて行うこともできる。即ち、有機ＥＬ素子の発光に伴う発熱により、封止パッケージ５内の温度が上昇し、これによって封止パッケージ５内の圧力が予め設定された圧力に上昇したことをセンサー１１が検知した時に温度調整手段１０を作動させる。温度調整手段１０が作動すると、封止パッケージ５を介して、その外側から内部が冷却され、封止パッケージ５内が降温されると共に、有機ＥＬも冷却される。そして、この冷却により封止パッケージ５内の圧力が予め設定された圧力へ降下したことをセンサー１１が検知した時に温度制御手段１０の作動を停止させることで、封止パッケージ５内の温度を設定範囲に維持することができ、この温度調整により、発熱による有機ＥＬ素子への悪影響を抑制することができる。
【００１９】
有機ＥＬ素子の発熱による封止パッケージ５内の圧力変化は、温度変化に比して応答が早く、しかもムラが小さい。このため、センサー１１として圧力センサーを用いると、温度センサーを用いた場合に比して、敏感で正確な制御を行うことができる。尚、本発明においては、温度又は圧力センサー以外のセンサー１１を用いることもできる。
【００２０】
ところで、封止パッケージ５内の圧力は、内外の圧力差による封止パッケージ５への負荷を軽減するために、大気圧近傍に設定しておくことが好ましい。温度調整手段１０による冷却時に過剰な冷却を行うと、昇温時と冷却時との間の封止パッケージ５内の圧力差が大きくなり、この圧力差を繰り返し発生させることで、封止パッケージ５自体や、内部を大気から遮断するための接着剤８部分に疲労劣化を生じやすくなる。このため、温度調整手段１０の作動制御は、単に有機ＥＬに悪影響を及ぼさない温度範囲を基準にして行うのではなく、封止パッケージ５内の圧力変動をも考慮して行うことが好ましい。
【００２１】
具体的には、Ｐ＝ｋＴ（但し、Ｐはセンサー１１で検出された封止パッケージ５内の圧力、ｋは封止パッケージ５内の容積と封止パッケージ５内の気体の種類によって定まる比例定数、Ｔは封止パッケージ５内の温度である。）に基づいて、有機ＥＬ素子に悪影響を及ぼさない温度範囲と、封止パッケージ５に過大な負荷とならない圧力範囲とを同時に満たす範囲を定めて行うことが好ましい。また、温度調整手段１０の作動制御は、温度調整手段１０から封止パッケージ５への伝熱時間、封止パッケージ５から内部の気体への伝熱時間、封止パッケージ内の温度分布などを考慮して行うことが好ましい。
【００２２】
乾燥剤７は必須のものではないが、これを設けておくことで、有機ＥＬ素子の水分劣化を抑制することができる。特に、温度調整手段１０により封止パッケージ５内の温度が降下したときに、温度降下前に比して乾燥機能が強化される乾燥剤７とすると、封止パッケージ５内の水分が降温によって有機ＥＬ素子に影響しやすくなるのを防止することができるので好ましい。また、この乾燥剤７を、封止パッケージ５の内周縁に設けておくと、最も外部から水分が侵入しやすい接着剤８部分からの水分の侵入を阻止しやすくなる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したとおりのものであり、次の効果を奏するものである。
【００２４】
（１）封止パッケージ内に直接冷却流体を流入させることなく、封止パッケージの外から温度調整手段によって冷却を行うものであることから、冷却流体の接触による有機ＥＬ素子への悪影響を防止する手段を講じる必要がなく、温度調整手段の選択幅も広がって、装置的負担を軽減することができ、簡便な装置にて、発光に伴う発熱による劣化から有機ＥＬ素子を保護することができる。
【００２５】
（２）封止パッケージ内の圧力を検出することができる圧力センサーによって温度調整手段を作動制御すると、敏感で正確な制御を行うことができる。
【００２６】
（３）温度調整手段の作動制御を、所要の温度範囲と圧力範囲を同時に満たすように行うことで、有機ＥＬ素子の発熱劣化からの保護と同時に、封止パッケージに加わる圧力変化に伴う負荷を軽減することができ、封止状態の疲労劣化を抑制することができる。
【００２７】
（４）封止パッケージ内の温度が降下したときに、温度降下前に比して乾燥機能が強化される乾燥剤を設けておくことにより、封止パッケージ内の水分が降温によって有機ＥＬ素子に影響しやすくなるのを防止することができ、有機ＥＬ素子の水分劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発光パネルの一例を示す模式的断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１　　基板
２　　陽極
３　　有機層
３ａ　正孔注入層
３ｂ　正孔輸送層
３ｃ　発光層
３ｄ　電子輸送層
４　　陰極
５　　封止パッケージ
５ａ　天板部
６　　隔壁
７　　乾燥剤
８　　接着剤
９　　スペーサー
１０　温度調整手段
１１　センサー
【図１】
2004095458.tif 000003
【図２】
2004095458.tif 000004