(57)【要約】【課題】高開口率可能にすることによって高輝度可能にすると共に、高コントラスト化を可能にすること。【解決手段】有機ＥＬ素子封止用ガラス部材は、所定の厚さを持ったガラス基板にサンドブラスト法を用いて、もしくは、サンドブラスト法の後にガラス強度向上と光線透過率向上を目的としてフッ酸処理を施し、所定の深さを掘り込んだガラス基板の凹部に、所定粒径の捕水剤を分散させた透光性バインダーを塗布し、焼成することによって形成される。前記捕水剤を分散させた透光性バインダーは、前記凹部の形成による前記ガラス基板の機械的強度低下を補う量以上塗布される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の厚さを持ったガラス基板に形成した凹部と、前記凹部に配設された透光性の捕水材料とを備えて成ることを特徴とする有機ＥＬ素子封止用ガラス部材。
【請求項２】
前記捕水材料は、所定粒径の捕水剤を分散した透光性のバインダーによって構成されて成ることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子封止用ガラス部材。
【請求項３】
前記捕水材料は焼成されて成ることを特徴とする請求項２記載の有機ＥＬ素子封止用ガラス部材。
【請求項４】
前記捕水材料は、前記凹部の形成による前記ガラス基板の機械的強度低下を補う量以上塗布されて成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の有機ＥＬ素子封止用ガラス部材。
【請求項５】
前記捕水剤の粒径は４００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の有機ＥＬ素子封止用ガラス部材。
【請求項６】
前記ガラス基板の凹部は、サンドブラスト法によって形成されて成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の有機ＥＬ素子封止用ガラス部材。
【請求項７】
前記ガラス基板の凹部は、サンドブラスト法によって形成した後、前記ガラス基板の強度向上と光透過率向上のためにフッ酸処理を施して成ることを特徴とする請求項６記載の有機ＥＬ素子封止用ガラス部材。
【請求項８】
有機ＥＬ素子を封止部材内に収容して成る有機ＥＬパネルにおいて、
請求項１乃至７のいずれか一に記載の有機ＥＬ素子封止用ガラス部材を有機ＥＬ素子の発光層よりも前面側に配してなり、前記有機ＥＬ素子封止用ガラス部材は前記封止部材の一部を構成して成ることを特徴とする有機ＥＬパネル。
【請求項９】
駆動方式がＴＦＴ駆動方式であることを特徴とする請求項８記載の有機ＥＬパネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機ＥＬパネルに用いられる有機ＥＬ素子封止用ガラス部材及び前記ガラス部材を用いた有機ＥＬパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬディスプレイは、その発光層が水分に弱く、実用上はパネル内に水分吸着用の捕水剤を用いる必要性がある。この捕水剤は、有機ＥＬ発光層を形成するガラス基板とは別のガラス基板、もしくは金属板上に捕水剤単独、もしくはバインダー中に捕水剤を分散させた状態で塗布して有機ＥＬ層を有するガラス基板と対向する位置に貼り合わせて用いている。この構成方法は元来、捕水剤層が発光層よりも背面側に配されることを前提に考案されている。
【０００３】
近年、有機ＥＬディスプレイの駆動方法としてＴＦＴ（ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いる、いわゆるアクティブ駆動方式が採用されるようになり、ＴＦＴ素子を形成した後、同一基板上に有機ＥＬ層を形成されるようになった。この場合、ディスプレイとして発光層よりも前面側にＴＦＴ素子が配されることとなり、素子部の光線透過が遮断されることよりディスプレイとしての光学特性、特にコントラスト特性の低下を招く問題が生じることなる。さらにはＴＦＴ素子に用いられる配線は光線透過率を維持するために透明電極膜を用いる必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
有機ＥＬパネルで用いられる捕水剤は、通常、無機系捕水剤を用い、パネル内で発光層よりも背面側に配して使用される。この場合、アクティブ駆動方式と称されるＴＦＴ駆動方法の有機ＥＬパネルにおいては、その構成上からＴＦＴの回路部分が発光層よりも前面側に配されることになってしまう。
【０００５】
この場合、ＴＦＴ素子は可視光を通さないため、結果としてディスプレイの開口率を下げ、十分な明るさが得られないという問題が生じる。そのため更なる駆動電圧の上昇が必要となり、結果として発光寿命の低下が生じることになる。また、発光層よりも前面側にＴＦＴ素子が存在することより、ＴＦＴ素子周辺の配線形成に用いるべき導電膜は透明導電膜が必須となり、高価で電気特性も十分でない材料を選定せざるを得ないという問題を生じる。
【０００６】
本発明は、高開口率可能にすることによって高輝度可能にすると共に、高コントラスト化を可能にすることを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、所定の厚さを持ったガラス基板に形成した凹部と、前記凹部に配設された透光性の捕水材料とを備えて成ることを特徴とする有機ＥＬ素子封止用ガラス部材が提供される。
【０００８】
ここで、前記捕水材料は、所定粒径の捕水剤を分散した透光性のバインダーによって構成されて成るように構成してもよい。
また、前記捕水材料は、所定温度で焼成されて成るように構成してもよい。
また、前記捕水材料は、前記凹部の形成による前記ガラス基板の機械的強度低下を補う量以上塗布されて成るように構成してもよい。
また、前記捕水剤の粒径は４００ｎｍ以下であるように構成してもよい。
【０００９】
また、前記ガラス基板の凹部は、サンドブラスト法によって形成されて成るように構成してもよい。
また、前記ガラス基板の凹部は、サンドブラスト法によって形成した後、前記ガラス基板の強度向上と光透過率向上のためにフッ酸処理を施して成るように構成してもよい。
【００１０】
また、本発明によれば、有機ＥＬ素子を封止部材内に収容して成る有機ＥＬパネルにおいて、前記いずれか一に記載の有機ＥＬ素子封止用ガラス部材を有機ＥＬ素子の発光層よりも前面側に配してなり、前記有機ＥＬ素子封止用ガラス部材は前記封止部材の一部を構成して成ることを特徴とする有機ＥＬパネルが提供される。
ここで、駆動方式がＴＦＴ駆動方式であるように構成してもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本願発明者は、前記問題点を解決するために種々検討した結果、透明捕水剤付きキャップガラスを用いた前面ガラス有機ＥＬパネルを発明した。前面ガラスパネルにすることにより、ＴＦＴの回路部分が発光層の背面側に配することが可能になり、ディスプレイの開口率が上昇し、明るさの向上が可能となった。
【００１２】
また、配線部も高価な透明導電膜に代わり安価な銅、アルミ配線の使用が可能となり、電気特性の向上も図れた。このことは駆動電圧のさらなる低下が可能となり、発光寿命の大幅な改良になった。本発明の捕水剤付きキャップガラスを用いた前面ガラス有機ＥＬパネルに付いて以下に説明する。
【００１３】
本実施の形態に用いられるキャップガラスは所定の厚さを持ち封止部材としてのガラス基板に、マスク加工を施した後、サンドブラスト法を用いて、もしくはサンドブラスト法の後にガラス強度向上と光線透過率向上を目的としてフッ酸処理を施すことにより、所定の深さを掘り込んだガラス基板の凹部に粒径４００ｎｍ以下の吸湿性粒子を均一に分散させたバインダー溶液を塗布した後、焼成して作製した。
【００１４】
本実施の形態に用いられる捕水剤の種類は吸湿能力のある材料であれば良く、例えば、シリカゲル（ＳｉＯ２）、酸化バリュウム（ＢａＯ）、酸化カルシウム（Ｃａ０）、酸化アルミニウム（Ａｌ２０３）、酸化亜鉛（Ｚｎ０）、酸化アンチモン（Ｓｂ２０３）、酸化ビスマス、無水硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）、水酸化アルミニウム、水酸化ビスマス等が挙げられる。好ましくは酸化バリウム、酸化カルシウムが挙げられる。透明性が必要とされるため、吸湿剤の粒径は４００ｎｍ以下が好ましい。
【００１５】
本実施の形態に用いられる透明捕水剤のバインダーの種類としては無機系でも良く、有機系の材料でも良い。無機系バインダーとしてはアルコキシシランの加水分解によるゾルゲル塗膜が挙げられる。アルコキシシランとしてはテトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ジメトキジメチルシラン、ジメトキシジエチルシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ジエトキシジメチルシラン、ジエトキシジエチルシラン、ジメトキシメチルフェニルシランなどが挙げられる。また、塗膜強度を向上させるために、少量のアルコキシジルコニウムを添加することもできる。
【００１６】
アルコキシシランの加水分解塗膜はアルコキシシランにＨ２Ｏを０．１ｍｏｌ％以上添加し、さらに触媒として酸あるいはアルカリをごく微量添加させゾルゲル反応を起こさせる。触媒を添加せずに加熱することによりゾルゲル反応を起こさせることも可能である。反応溶液を基板に塗布した後、高温で焼成することにより塗膜を形成することが出来るが膜厚が厚くなるとクラックが生じやすくなるため、クラック防止剤として各種添加剤を添加することもある。添加剤としてはアクリルシリコン剤例えばカネカゼムラックがある。また、イミドとシリコンを反応させたイミドシリコンが挙げられる。
【００１７】
有機系バインダーとしては透明な樹脂を用いることが出来る。例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン樹脂等である。アクリル樹脂はアクリル基を有するモノマーを重合して得られる樹脂であり、またアクリル基を有するモノマーあるいはオリゴマーを塗布成膜後に熱、光などの手段で反応させて得られる樹脂である。エポキシ樹脂はエポキシ基を有する樹脂であり、またエポキシ基と反応する官能基を有する硬化剤と反応させた樹脂である。エポキシ基と反応する官能基を有する硬化剤をあらかじめ混合しておいても良く、使用前に混合しても良い。
【００１８】
スチレン系樹脂はスチレン基を有する樹脂であり、またスチレン基の一部を混入させた樹脂である。また有機系バインダーと無機系バインダーを混合してもよく、あらかじめ反応させたハイブリットタイプの樹脂でも良い。ハイブリットタイプの樹脂としてはカネカゼムラック等アクリルシリコン系が挙げられる。これらの透明樹脂を有機溶媒に溶解することにより塗膜形成用溶液を作製できる。樹脂溶液の濃度は１０ｗｔ％以上で好ましくは２０〜８０ｗｔ％である。
【００１９】
透明捕水剤塗膜の作製はバインダー溶液に４００ｎｍ以下の捕水性粒子をバインダーの固形分に対し１ｗｔ％以上、好ましくは５〜７０ｗｔ％添加し十分に攪拌する。あらかじめ捕水性粒子を分散させた溶液を添加させても良い。均一になった捕水性粒子のバインダー溶液をキャップガラス基板に塗布した後、焼成する。
【００２０】
塗布の方法はスピンコーター、ロールコーター、スプレーコーター、インクジェット法、ディスペンサーなどによる方法で良く、特に限定するものではない。焼成温度は５０℃以上であり、好ましくは１００〜３００℃である。塗布溶液の溶媒を除去でき、また、捕水剤の吸湿を十分に除去することが出来る温度であれば良く、特に限定するものではない。得られた、透明捕水剤付きキャップガラスは捕水剤入り塗膜のないキャップガラスに比べ強度的にも優れている。
【００２１】
本実施の形態に係る有機ＥＬ素子の構造について以下に述べる。素子の構造自体は公知の構造をとることが出来る。例えば陽極／電化（正孔）輸送剤／発光層／陰極（／は層を積層したことを示す）、あるいは陽極／導電性高分子／電荷（正孔）輸送層／発光層／電荷（電子）輸送層／陰極等が挙げられる。
【００２２】
以下、有機ＥＬ素子の作製について陽極／発光層／陰極の構造のものを例にとって以下に述べる。
ＴＦＴ及び配線をあらかじめ作製した基板の所定の位置に電極を形成する。この電極は電子注入陰極となる。この材料としては、特に限定されないが、イオン化エネルギーの小さい材料が好ましい。例えば、Ａｌ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｍｇ―Ａｇ合金などが用いられる。該陰極の作成方法としては公知の真空蒸着法、スパッタリング法等が用いられる。
【００２３】
次いで発光層を設けるが発光層の材料は公知のものが使用できる。低分子タイプ、高分子タイプのいずれでも良く、発光層の作製方法は真空蒸着法、スパッタリング法、スピンコート、インクジェット法等の材料に適した方法が用いられる。
次いで発光層の上に透明、または半透明な電極形成する。電極の材料としては導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等が用いられる。具体的にはインジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＮＥＳＡ）、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ等が用いられる。作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、メッキ法等が用いられる。
【００２４】
上記のようにして本実施の形態にかかる有機ＥＬ素子を作成することができるが、別の構造のものについても同様の方法で作製が可能である。
本実施の形態に係る透明捕水剤付きキャップガラスを用いた有機ＥＬパネルは、上記のようにして作製された有機ＥＬ素子付き基板を前述した透明捕水剤付きキャップガラスで封止することにより作製することができる。
【００２５】
以上のように、本実施の形態に係る有機ＥＬ素子封止用ガラス部材は、所定の厚さを持ったガラス基板に形成した凹部と、前記凹部に配設された透光性の捕水材料とを備えて成ることを特徴としている。
ここで、前記捕水材料は、所定粒径の捕水剤を分散した透光性のバインダーによって構成されて成るように構成している。
また、前記捕水材料は、所定粒径の捕水剤を分散した透光性のバインダーを塗布した後、所定温度で焼成することによって形成されて成るようにしている。
【００２６】
また、前記捕水材料は、前記凹部の形成による前記ガラス基板の機械的強度低下を補う量以上塗布されて成るように構成している。また、前記捕水剤の粒径は４００ｎｍ以下であるように構成している。また、前記ガラス基板の凹部は、サンドブラスト法によって形成されて成る。また、前記ガラス基板の凹部は、サンドブラスト法によって形成した後、前記ガラス基板の強度向上と光透過率向上のためにフッ酸処理を施して成るように構成している。
【００２７】
また、本実施の形態によれば、有機ＥＬ素子を封止部材内に収容して成る有機ＥＬパネルにおいて、前記いずれか一に記載の有機ＥＬ素子封止用ガラス部材を有機ＥＬ素子の発光層よりも前面側に配してなり、前記有機ＥＬ素子封止用ガラス部材は前記封止部材の一部を構成して成ることを特徴としている。
ここで、駆動方式が、ＴＦＴ（ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いたアクティブ駆動方式（ＴＦＴ駆動方式）であるように構成している。
【００２８】
したがって、前記透明乾燥剤付きガラス部材を用いて全面が封止された有機ＥＬパネルは、ＴＦＴ駆動方式であっても、パッシブ駆動方式同等の開口率と高開口率によってもたらされる高輝度、高コントラストを特徴とする優れた電気光学特性を示し、背面側に配されるＴＦＴ周辺の回路形成も安価で、かつ優れた電気特性を持つ金属膜の使用が可能となる。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔実施例１〕
ジメトキシジメチルシランを酸触媒で加水分解した溶液１００グラム（固形分濃度３０ｗｔ％）に粒径３３ｎｍの酸化アルミニウムのイソプロピールアルコール分散溶液（固形分濃度２０ｗｔ％）５０グラムを添加し、分散機（ナノマイザー）を用いて均一に混合した。０．７ｍｍ厚の透明ガラス基板にサンドブラスト加工を施し、さらにフッ酸によるエッチング処理を施して深さ０．３ｍｍの凹部を形成したキャップガラス基板に酸化アルミニウムの分散アルコキシシラン溶液を塗布し、３００℃のホットプレートで３０分間焼成した。
【００３０】
得られたキャップガラスをＴＦＴ素子のある基板側から陰極としてＡｌを、発光層として低分子タイプの各ＲＧＢの発光画素を、陽極としてＩＴＯをそれぞれ積層した有機ＥＬ素子基板と貼り合わせた。得られた前面ガラス有機ＥＬパネルは優れた発光輝度を示し、発光寿命も良好な値を示した。
【００３１】
〔実施例２〕
アクリルシリコン溶液（鐘淵化学工業製カネカゼムラックＹＣ５９２０）１００グラム（固形分濃度５０ｗｔ％）に硬化剤（鐘淵化学工業製カネカゼムラックＢＴ１２０Ｓ）を１０グラムと粒径３０ｎｍの酸化バリウム（シーアイ化成製Ｎａｎｏｔｅｋ　ＢａＯ）のキシレン分散溶液（固形分濃度２０ｗｔ％）を５０グラム添加し、分散機を用いて均一に混合した。
【００３２】
実施例１で用いたと同様の処理を施したキャップガラス基板に酸化バリウムの分散アクリルシリコン溶液を塗布した後、２３０℃で３０分間焼成した。得られたキャップガラスをＴＦＴ素子のある基板側から陰極としてＡｌ／Ｃｅ（セシウム）を、発光層として高分子タイプの各ＲＧＢの発光画素を、電子注入層として導電性高分子（バイエル社製のＰＥＤＯＴ）を、陽極としてＩＴＯをそれぞれ積層した有機ＥＬ素子基板と貼り合わせた。得られた前面ガラス有機ＥＬパネルは優れた発光輝度を示し、発光寿命も良好な値を示した。
【００３３】
〔実施例３〕
イミドアクリルモノマー（東亜合成製　Ａｒｏｎｉｘ　ＴＯ−１５３４）の７０ｗｔ％ジグライム溶液１００グラムに粒径２７ｎｍの酸化カルシウムのキシレン分散溶液（固形分濃度２０ｗｔ％）５０グラムを添加し、分散機を用いて均一に混合した。実施例１で用いたと同様の処理を施したガラス基板に酸化カルシウム分散アクリルモノマー溶液を塗布し１６０℃で乾燥した後、ＵＶ照射を行い硬化した。実施例１と同様の有機ＥＬ素子基板と得られたキャップガラスを貼り合わせた。得られた前面ガラス有機ＥＬパネルは良好な発光輝度を示し、発光寿命も良好であった。
【００３４】
〔実施例４〕
エポキシ樹脂（住友化学工業製ＥＳＣＮ−１９５ＸＬ）と硬化剤（昭和高分子製ＢＲＧ−５５７）からなる５０ｗｔ％乳酸エチル溶液１００グラムに酸化バリウム（シーアイ化成製　Ｎａｎｏｔｅｋ　ＢａＯ）のキシレン分散溶液（固形分濃度２０ＷＴ％）を５０グラム添加し、分散機を用いて均一に混合した。１）で用いたと同様の処理を施したガラス基板に酸化バリウム分散エポキシ溶液を塗布した後、２５０℃で焼成した。実施例１と同様の有機ＥＬ素子基板と得られたキャップガラスを貼り合わせた。得られた前面ガラス有機ＥＬパネルは良好な発光輝度を示し、発光寿命も良好であった。
【００３５】
【発明の効果】
本発明に係る有機ＥＬ素子封止用ガラス部材によれば、高開口率可能にすることによって高輝度可能にすると共に、高コントラスト化が可能になる。
また、本発明に係る有機ＥＬパネルによれば、高開口率可能にすることによって高輝度可能にすると共に、高コントラスト化が可能になるため、表示品位に優れるという効果を奏する。