(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正孔注入電極と電子注入電極との間に配されたエレクトロルミネセント有機層を備えたエレクトロルミネセント素子と、このエレクトロルミネセント素子を収容するハウジングとを有し、
前記ハウジングが、第１のシール面を持つ第１の形状部材と、内周縁部を伴う第２のシール面を持つ箱形形状の第２の形状部材とを有し、
前記エレクトロルミネセント素子が前記第１の形状部材に取り付けられ、
前記第１の形状部材と前記第２の形状部材とが、前記第１のシール面と前記第２のシール面との間に延在するシール材の閉じた環状部を有するシール部によって互いに接続された
エレクトロルミネセント装置であって、
前記シール材が、有機シール材を含み、前記第２の形状部材の内部に向かう方向において、前記シール材が前記第２のシール面の前記内周縁部より内部に延在せず、
前記シール材が前記第２のシール面の前記内周縁部まで延在することを特徴とするエレクトロルミネセント装置。
【請求項２】
前記有機シール材の厚さが、前記第１のシール面と前記第２のシール面との間の任意の場所において１００μｍよりも小さいことを特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネセント装置。
【請求項３】
前記有機シール材の厚さが、前記第１のシール面と前記第２のシール面との間の任意の場所において１０μｍよりも小さく、前記環状部全体にわたって、前記シール部の外周縁部と内周縁部との間の距離が、少なくとも０．２ｍｍであることを特徴とする請求項２記載のエレクトロルミネセント装置。
【請求項４】
前記有機シール材が、エポキシをベースとした接着剤と、ハロゲン化又は非ハロゲン化高分子炭化水素とのグループから選択されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のエレクトロルミネセント装置。
【請求項５】
前記有機シール材が、無機の粒子を含んでいることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のエレクトロルミネセント装置。
【請求項６】
正孔注入電極と電子注入電極との間に配されたエレクトロルミネセント有機層を備えたエレクトロルミネセント素子と、このエレクトロルミネセント素子を収容するハウジングとを有し、前記ハウジングが、第１のシール面を持つ第１の形状部材と、外周縁部及び内周縁部を伴う第２のシール面を持つ箱形形状の第２の形状部材とを有するエレクトロルミネセント装置を、
前記第１の形状部材に前記エレクトロルミネセント素子を取り付ける工程と、前記第１の形状部材と第２の形状部材とを、シール材の閉じた環状部により互いに接続する工程とを含んで製造する方法であって、
前記接続する工程が、
前記第１の形状部材のシール面と前記第２の形状部材のシール面とを互いに近付けて又は突き合わせて配する工程と、
前記第２の形状部材の前記第２のシール面の前記外周縁部に有機シール材を供給する工程と、
毛管作用によって前記シール面の間に前記有機シール材を、前記シール材が前記第２のシール面の前記内周縁部より内部に延在せず、
前記シール材が前記第２のシール面の前記内周縁部まで延在するように堆積させる工程と
を含むことを特徴とするエレクトロルミネセント装置の製造方法。
【請求項７】
前記シール材を、毛管作用による輸送が生じない温度で供給し、更に、毛管作用による有機シール材の輸送が生じるまで温度を上昇させることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
更に、毛管作用による有機シール材の輸送が生じるまで上昇させた温度を、当該毛管作用のために必要とされた温度よりも少なくとも１０℃高い硬化温度まで上昇させることを特徴とする請求項７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、正孔注入電極と電子注入電極との間に配されたエレクトロルミネセント有機層を備えたエレクトロルミネセント素子と、このエレクトロルミネセント素子を密閉するハウジングとを有し、ハウジングが、第１のシール面を持つ第１の形状部材と、内周縁部を伴う第２のシール面を持つ箱形形状の第２の形状部材とを有し、エレクトロルミネセント素子が第１の形状部材に取り付けられ、第１の形状部材と第２の形状部材とが、第１のシール面と第２のシール面との間に延在するシール材の閉じた環状部を有するシール部によって互いに接続されたエレクトロルミネセント装置に関する。
【０００２】
本発明は、また、このようなエレクトロルミネセント装置を製造する方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
エレクトロルミネセント（ＥＬ）装置は、電源に適宜に接続されているときに、エレクトロルミネセンス現象を使用して光を発する装置である。発光が有機材料から作り出される場合には、この装置は、有機エレクトロルミネセント装置と呼ばれる。有機ＥＬ装置は、特に、液晶表示装置又は腕時計に用いられるバックライトのように、発光面積が大きい薄型の光源として用いられ得る。また、有機ＥＬ装置が独立してアドレス可能又は不可能な複数のＥＬ素子を有する場合には、このＥＬ装置は表示装置としても用いられ得る。
【０００４】
ＥＬ素子においてＥＬ層として有機層を用いることが知られている。知られている有機層は、一般に、共役したルミネセント化合物を含んでいる。この化合物は、クマリンなどの低分子色素であっても、（ポリ）フェニレンビニレンなどの高分子化合物であってもよい。ＥＬ素子は、また、２つの電極を有しており、これらの電極は有機層と接触している。適宜の電圧を印加することによって、負極すなわちカソードが電子を注入し、正極すなわちアノードが正孔（ホール）を注入する。ＥＬ素子が積層型である場合には、少なくとも１つの電極が発せられるべき光に対して透明でなければならない。アノードに関して知られている透明電極の材料は、例えば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ；indium tin oxide）である。知られているカソードの材料は、特に、アルミニウム（Ａｌ），イッテルビウム（Ｙｂ），マグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）との合金，リチウム（Ｌｉ）とアルミニウムとの合金又はカルシウム（Ｃａ）である。ＩＴＯの他に知られているアノードの材料は、例えば金及び白金である。ＥＬ素子は、必要に応じて、例えばオキサジアゾール（oxadiazole）又は第三級アミンにより構成され、電荷の輸送又は電荷の注入を改善する役割を果たす他の有機層を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
冒頭の段落で述べたタイプのＥＬ装置は、国際特許出願公開公報ＷＯ９８／５３６４４に開示されている。上述した既知の有機装置では、シール材が低融点金属又は低融点合金である。この金属材料は、国際特許出願公開公報ＷＯ９８／５３６４４に従って用いられている。ハウジングは、有機シール材がハウジング内においてバリア材料として用いられ得ない程度に気密性及び防水性を有している必要があることが、実験から明らかになっている。有機材料類の中で最も適したバリア材料であると言われているエポキシをベースとした接着剤及びハロゲン化又は非ハロゲン化高分子炭化水素でさえ、不適当である。また、バリア特性の劣化とは別に、有機シール材と例えばガラスとの膨張係数の差が大きく、その結果ボンディングの問題が生じてしまうという不都合があることが分かった。
【０００６】
しかしながら、いくつかの応用例では、既知の装置では十分であることが分かっているが、特にピッチが非常に小さいＥＬ装置や、金属固有の導電率が問題を引き起こす装置や、金属シール材の使用が十分ではない装置に関する例が存在する。
【０００７】
本発明の目的は、金属シール材を用いることによる問題を克服する冒頭の段落で述べたような装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の装置は、シール材が有機シール材を含み、第２の部材の内部に向かう方向において、シール材が第２のシール面の内周縁部まで最大限に延在していることを特徴としている。
【０００９】
本発明の発明者は、国際特許出願公開公報ＷＯ９８／５３６４４には「有機材料はバリア材料として用いられ得ない」と述べられているが、実際には、上述したように特定の条件が満たされる場合には、有機材料がシール材として用いられ得ることを認識した。
【００１０】
従来、有機シール材を用いるときは、このような材料を比較的厚い層として部材の一方に供給し、そののち２つの部材を互いに押圧していた。シール部は、数１０μｍの厚さを有しており、本質的に、いくらかのシール材はハウジングの内部に押し動かされていた。これは、少なくとも２つの問題を引き起こしてしまう。
【００１１】
ほとんど全ての有機材料は、ガスを含んでいる。それら有機材料は、また、特に材料を通じての水分の拡散を許容する。このような有機材料のガス放出及び有機材料を通じての拡散は、国際特許出願公開公報ＷＯ９８／５３６４４に述べられているように、ＥＬ素子の速い劣化を引き起こす。
【００１２】
本発明に係る装置によれば、第１の部材と第２の部材との間のシール材が有機シール材を含んでおり、第２の部材の内部に向かう方向において、シール材が第２のシール面の内周縁部まで最大限に延在している。この装置では、実質的に、ハウジング内にシール材が存在しない。これは、ガス放出のために有機材料により放出されるガスの量を大きく低減させる。
【００１３】
本発明に係る装置によれば、有機シール材の厚さは、第１のシール面と第２のシール面との間の任意の場所において１００μｍよりも小さいことが好ましい。１００μｍよりも小さければ、シール面の間にシール材を堆積するために毛管作用を使用することができる。
【００１４】
本発明に係る装置によれば、有機シール材の厚さは、第１のシール面と前記第２のシール面との間の任意の場所において１０μｍよりも小さく、環状部全体にわたって、シール部の外周縁部と内周縁部との間の距離が、少なくとも０．２ｍｍであることが好ましい。シール材の厚さが非常に小さくされることは、環状部幅が少なくとも０．２ｍｍであることと共働して、シール部を通じての水分の拡散に対する抵抗を非常に大きくする。
【００１５】
他の利点は、用いられる材料の量が低減することである。シール部の厚さを小さくすることは、ボンディングの問題を多少とも解決し、シール部の強度を高める。
【００１６】
有機シール材は、エポキシをベースとした接着剤と、ハロゲン化又は非ハロゲン化高分子炭化水素とのグループから選択されることが好ましい。このような材料を通じての水分の拡散は、比較的少ない。
【００１７】
有機シール材は、無機の粒子を含んでいることが好ましい。このような粒子としては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）又はケイ酸マグネシウムの粒子が挙げられる。このような粒子が存在すると、水分は、無機の粒子を通じて拡散しない又は極めてゆっくりと拡散するので、水分についての拡散経路の長さが効果的に長くなる。この拡散経路の長さの増長は、シール部を通じての水分の拡散を低減する。（シール部の厚さが等しい場合、）有機シール材の量もまた低減され、これは有機シール材により放出されるガスの量を低減する。
【００１８】
本発明の方法は、接続する工程が、第１の部材のシール面と第２の部材のシール面とを互いに近付けて又は突き合わせて配する工程と、第１の部材と第２の部材との接触領域の外周縁部のまわりに有機シール材を供給する工程と、毛管作用によってシール面の間に有機シール材を堆積させる工程とを含むことを特徴としている。本発明に係る方法は、シール材が第２のシール面の内周縁部に達するとすぐに、シール材の輸送が中止されるという利点を有している。従って、実質的に、ハウジングの内部にはシール材が存在しない。
【００１９】
上述した「近付けて」又は「突き合わせて」という語は、直接接触していると理解されたく、これは、毛管作用を引き起こす距離にある位置を含むと共に、第１の部材と第２の部材との間にスペーサが配置された態様を含んでいる。シール部に上述したスペーサが組み込まれるときは、このスペーサもまた、拡散経路の長さを効果的に増大させることによって拡散を減少させることが可能である。
【００２０】
毛管作用による輸送が生じない温度でシール材を供給し、更に、毛管作用による有機シール材の輸送が生じる値まで温度を上昇させることが好ましい。低い「不動の」温度でシール材を供給し、更に、「毛管作用」温度まで温度を上昇させることの利点は、実際の封止に先立って、シール材の供給がチェックされ得ることである。
【００２１】
一方又は両方のシール面に層としてシール材を提供する場合と比べて、用いられる材料の量が少なくてすむ。不正確さ及び表面の不規則さにより、与えられる層は、通常、すき間が最も広い場所においてもシール材が両方の（表）面に接することを確実にするように、実際の封止層よりも厚くなっている。これは、シール部の平均的な厚さがｘμｍである場合に、実質的により厚い（２ｘμｍ）シール材層が与えられなければならないことを意味する。過剰なシール材の一部更には大部分までもが、ハウジングの内部に押し動かされてしまう。本発明に係る方法は、シール材が、ハウジングの内部に押し動かされてしまうことなく、又はハウジングの内部において存在することなく、実質的にそれぞれの部材のシール面全体にシール材が供給されるので、これらの問題による痛手を受けない。
【００２２】
本発明の上述した諸相およびその他の諸相は、以下に説明する実施態様から明らかであり、以下に説明する実施態様に関連して理解されるであろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の係るＥＬ装置１の第１の実施態様の断面図である。理解し易いように、図１及びこれ以降の図は正確な縮尺で描かれてはおらず、幾つかの部分は、他の部分よりも大きく描かれている。このＥＬ装置１は、チャンバ１１内部のＥＬ素子６を有している。ＥＬ素子６は、エレクトロルミネセント有機層４を有しており、このエレクトロルミネセント有機層４は、発せられるべき光に対して透明な正孔注入電極３と電子注入電極５との間に配置されている。ＥＬ素子６は、部材２及び部材７により形成され、気密性及び防水性を有するハウジングに収容されている。ハウジングは、発せられるべき光に対して透明であり、ガラスプレート２の形態の第１の部材を有している。ＥＬ素子６はプレート２に取り付けられており、プレート２はＥＬ素子６の基板としての役割を果たしている。ハウジングは、また、内周縁部８及び外周縁部１０を伴う第２のシール面を持つ箱形形状の第２の形状部材７を有している。気密性及び防水性を有するハウジングを気密にシールするために、部材２及び部材７は、シール部９によって互いに接続されている。シール材９の閉じた環状部は、有機材料により作られ、厚さがｔ（この図では大いに強調されている。）、幅がｗである。
【００２４】
図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ、有機シール材を用いた、知られている装置に係るＥＬ装置（２Ａ）及び本発明に係るＥＬ装置（２Ｂ）の細部の断面図である。従来の装置（図２Ａ）では、第２のシール面の内周縁部８及び外周縁部１０に、通常数十μｍの幅の、少量の有機シール材が存在し、内周縁部８に存在する少量の有機シール材がチャンバ１１の内部に延在している。国際特許出願公開公報ＷＯ９８／５３６４４に記載されているように、有機シール材は、実際は、このような装置に不適切である。本発明の発明者は、このことが以下の理由の一方又は両方に基づいていることを認識した。
・無視できない量の有機材料９がチャンバ１１の内部に存在し、この材料がＥＬ装置に影響を及ぼすガスを放出する。
・水分及び／又は他の揮発性物質が、やがて材料９を通じて拡散し、チャンバ１１の内部に入り込み、その後ＥＬ素子６と反応する。
【００２５】
本発明に係る装置によれば、実質的に、チャンバ１１の内部にシール材９が存在しない。シール材９によりチャンバ１１の内部に放出されるガスの量は、大きく低減される。これを確立する方法は、シール面の間にシール材を堆積させる駆動力として毛管作用を使用することである。毛管作用を使用することにより、シール材の厚さの上限が規定される。この厚さは１００μｍよりも小さいことが好ましい。第１のシール面と第２のシール面との間の距離が（例えば２５μｍ以下に）狭くなることにより、毛管力が増大し、シール材の厚さが小さくなる。増大した毛管力は、シール面の間に粘度の高いシール材を堆積させるために用いられ得る。シール材の厚さを低減することにより、シール部の拡散抵抗が高まる。
【００２６】
シール材の厚さが、拡散に対する抵抗を決定する唯一のパラメータであるわけではない。拡散抵抗は、また、例えばシール部の幅にも依存する。十分な拡散抵抗を確保するために、シール材は、厚さが１０μｍよりも小さく、幅ｗが少なくとも０．２ｍｍであることが好ましい。その結果、ＥＬ素子６の寿命が非常に長くなる。また、厚さの低減は、接着の強さを高めると共に、材料９と部材２，７との熱膨張係数の差により生じる問題を緩和する。
【００２７】
図３は、無機の粒子３１を含んだ有機シール材を表すものである。このような粒子は、拡散抵抗を増大させる。
【００２８】
このＥＬ装置１（図１）は、例えば以下のように製造される。部材７の封止領域上に、有機シール材９よりなる薄い層を約１０μｍの又はそれよりも小さい厚さで吹き付けるか又は印刷する。このような吹き付け又は印刷中、部材７の内部領域は（例えば被覆されることによって）保護されるので、ハウジング内部において、チャンバ１１の内部にシール材が存在しない。部材７と部材２とを一緒に押圧し、有機シール材を硬化させる。本発明に係る装置を製造することは可能であるが、シール材がチャンバ１１に入り込まないようにすることは難しい。部材を一緒に押圧することにより、シール材が内部に幾らか動いてしまうからである。また、ガスがシール材内にトラップされないようにすることも、非常に難しい。この問題は、例えば、部材２と部材７との対向する領域が幾らか傾斜しているとき、又は、押圧中、部材が互いに関してすべる（slip）ときに、更に大きくなり得る。これに対して考えられる対策の１つは、部材７の内周縁部近傍にシール材の端部を存在させないことである。しかしながら、これは、シール部の幅を狭くし、拡散抵抗を低減させてしまう。また、シール部の強度も低減させてしまう。この方法は、例えば、表面が平滑（smooth）で、均一（even）である場合に用いられ得る。
【００２９】
図４Ａ〜図４Ｃは、本発明に係る方法を表すものである。部材７と部材２とを互いに近付けて又は突き合わせて配置する。シール面は数μｍ以内の範囲でフラットである（図４Ａ）。シール材が硬化しない又は流動性を持つ温度で、部材７の外周縁部１０のまわりにシール材９を供給する（図４Ｂ）。シール材は、例えばエポキシ樹脂である。そののち、シール材が流動を開始して、毛管作用により部材７と部材２との間に流動し始める値まで温度を上げる。しかしながら、材料が部材７の内周縁部８に達するとすぐに、材料の流動を駆動する力、すなわち毛管作用がゼロとなる。従って、実質的には、チャンバ１１の内部には材料が流れ込まない。毛管作用により、シール材が利用可能な全ての空間を埋め、シール部内にガスがトラップされない（又はトラップされても少量である）。表面が平滑性及び均一性に欠けている場合であっても、シール材は、利用可能な全ての空間を埋め、過剰な材料を必要とすることなく信頼性の高いシール部をもたらす。毛管作用は、上昇させた温度で起こることが好ましい。これは、すぐにシール作用を生じさせることなく、シール材を供給することが可能となるからである。供給されるべきシール材の量及び位置は、適切に制御され得る。
【００３０】
そののち、シール材を硬化させる。これは、更に温度を上昇させること、又は紫外線照射などの他の手段によって行われ得る。これにより、シール材の非常に薄い層が与えられる。温度変化による硬化を用いるときには、硬化温度は、毛管作用のために必要とされる温度よりも少なくとも１０℃高いことが好ましい。部材間のすき間を埋めている間にシール材が硬化することを防ぐ一方、他方では、温度を上昇させすぎて熱応力が発生してしまうことを防ぐためである。
【００３１】
以上のことをまとめると、本発明に係るＥＬ装置は、実質的にシール面の内周縁部８の内部に延在していない有機シール材よりなるシール部を有している。毛管作用によってシール面の間にシール材を供給することを可能とするために、シール部は、厚さが１００μｍよりも小さくされている。シール部を通じた揮発性物質の拡散が大きく低減されるように、シール部は、厚さが１０μｍよりも小さく、幅が０．２ｍｍよりも大きいことが好ましい。
【００３２】
特許請求の範囲に記載した本発明の範囲内において種々変形可能であることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るＥＬ装置の第１の実施態様の断面図である。
【図２Ａ】  知られている装置に係るＥＬ装置の細部の断面図である。
【図２Ｂ】  本発明に係るＥＬ装置の細部の断面図である。
【図３】  本発明に係るＥＬ装置の一実施態様の細部の断面図である。
【図４Ａ】  本発明に係る方法を表す断面図である。
【図４Ｂ】  本発明に係る方法を表す他の断面図である。
【図４Ｃ】  本発明に係る方法を表す更に他の断面図である。
【符号の説明】
１…ＥＬ装置、２，７…部材、３…正孔注入電極、４…エレクトロルミネセント有機層、５…電子注入電極、６…ＥＬ素子、８…内周縁部、９…シール部、１０…外周縁部、１１…チャンバ、３１…粒子
【図１】
0004842470.tif 000002
【図２Ａ】
0004842470.tif 000003
【図２Ｂ】
0004842470.tif 000004
【図３】
0004842470.tif 000005
【図４Ａ】
0004842470.tif 000006
【図４Ｂ】
0004842470.tif 000007
【図４Ｃ】
0004842470.tif 000008