(57)【要約】【課題】有機素子を封止カバーにより中空封止する有機デバイスにおいて、外力が封止カバーに負荷されたとしても封止カバーと有機素子とが接触することを防止し、かつ製造工程を簡単化する。【解決手段】有機デバイス１は、基板２上に配置された有機素子３と、基板２上に対向配置されて有機素子３を中空封止する封止カバー４と、封止カバー４とは別体の補強部材５とを備える。封止カバー４は、基板２と当接する周縁部４１と、周縁部４１の内側にあって有機素子３を収納する空間となる凹部４２とを有する。補強部材５は、凹部４２の内壁の周面４２ａ及び底面４２ｂに配設されている。外力が封止カバー４に負荷されたとしても、応力が補強部材５により分散されるので、封止カバー４の撓みを小さくでき、封止カバー４と有機素子３との接触を防止できる。また、予め形成した補強部材５を封止カバー４に取り付けるだけで、封止カバー４に補強部材５を配設できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に配置された有機素子と、前記基板上に対向配置されて前記有機素子を中空封止する封止カバーと、を備えた有機デバイスにおいて、
前記封止カバーとは別体で該封止カバーを補強するための補強部材を備え、
前記封止カバーは、前記基板と当接する周縁部と、前記周縁部の内側にあって前記有機素子を収納する空間となる凹部と、を有し、
前記補強部材は、前記凹部の内壁の周面及び底面に配設されていることを特徴とする有機デバイス。
【請求項２】
前記補強部材は、前記周面側よりも前記底面の中央に近いほど厚みが薄くされていることを特徴とする請求項１に記載の有機デバイス。
【請求項３】
前記補強部材は、階段状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の有機デバイス。
【請求項４】
前記補強部材の段部の隅に充填された充填材をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の有機デバイス。
【請求項５】
前記充填材は、樹脂材料により構成されることを特徴とする請求項４に記載の有機デバイス。
【請求項６】
前記充填材は、吸湿性を有する材料により構成されることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の有機デバイス。
【請求項７】
前記補強部材は、吸湿性を有する材料により構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の有機デバイス。
【請求項８】
基板と、前記基板上に配置された有機素子と、前記基板上に対向配置されて前記有機素子を中空封止する封止カバーと、を備える有機デバイスの製造方法において、
前記封止カバーにおける前記基板と当接する周縁部の内側に前記有機素子を収納する空間となる凹部を形成する第１の工程と、
前記第１の工程により形成された前記凹部の内壁の周面及び底面に、前記封止カバーとは別体で前記封止カバーを補強するための補強部材を配設する第２の工程と、
前記第２の工程により前記補強部材が配設された封止カバーを前記基板に取り付けることにより、前記有機素子を中空封止する第３の工程と、を含むことを特徴とする有機デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機素子を封止カバーにより中空封止した有機デバイスとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、有機デバイスの一種である自発発光パネルが知られており、その自発発光パネルは、有機ＥＬ素子を光源としている（例えば、特許文献１参照）。その自発発光パネルの構成を図９に示す。その自発発光パネル１００は、基板１１０上に配置された有機ＥＬ素子１２０と、基板１１０に対向配置され有機ＥＬ素子１２０を中空封止する封止カバー１３０とを備える。
【０００３】
封止カバー１３０は、基板１１０に接着される周縁部１３１と、周縁部１３１の内側にあって有機ＥＬ素子１２０を収納する空間となる凹部１３２と、凹部１３２の内側に設けられた補強部１３３とを有し、それらは一体的に形成されている。補強部１３３は、凹部１３２の内壁周面１３４から内壁底面１３５に亘って設けられている。
【０００４】
この自発発光パネル１００においては、例えば、封止カバー１３０の外壁底部１３６に外力が加えられたとき、その外力による応力の一部が補強部１３３を介して周縁部１３１に伝達され、応力が分散する。それにより、外力が負荷された部分の曲げ応力が減少し、その部分の撓みが小さくなる。従って、封止カバー１３０は有機ＥＬ素子１２０に接触し難くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３５１２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載のような自発発光パネルにおいては、例えば封止カバー１３０がガラス製である場合、凹部１３２及び補強部１３３は切削加工又はサンドブラスト法等による研磨加工によって形成可能である。しかしながら、凹部１３２及び補強部１３３の一体的な形状は複雑であることから、形成工程が非常に煩雑なものになる、という問題がある。
【０００７】
本発明は、その問題を解決するもので、有機素子を封止カバーで中空封止する有機デバイスにおいて、外力が封止カバーに負荷されたとしても封止カバーと有機素子との接触を防止でき、しかも製造簡単な有機デバイスとその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の有機デバイスは、基板と、前記基板上に配置された有機素子と、前記基板上に対向配置されて前記有機素子を中空封止する封止カバーと、を備えた有機デバイスにおいて、前記封止カバーとは別体で該封止カバーを補強するための補強部材を備え、前記封止カバーは、前記基板と当接する周縁部と、前記周縁部の内側にあって前記有機素子を収納する空間となる凹部と、を有し、前記補強部材は、前記凹部の内壁の周面及び底面に配設されていることを特徴とする。
【０００９】
前記補強部材は、階段状に形成されていることが好ましい。
【００１０】
前記補強部材の段部の隅に充填された充填材をさらに備えることが好ましい。
【００１１】
前記充填材は、樹脂材料により構成されることが好ましい。
【００１２】
前記充填材は、吸湿性を有する材料により構成されることが好ましい。
【００１３】
前記補強部材は、吸湿性を有する材料により構成されることが好ましい。
【００１４】
本発明の有機デバイスの製造方法は、基板と、前記基板上に配置された有機素子と、前記基板上に対向配置されて前記有機素子を中空封止する封止カバーと、を備える有機デバイスの製造方法において、前記封止カバーにおける前記基板と当接する周縁部の内側に前記有機素子を収納する空間となる凹部を形成する第１の工程と、前記第１の工程により形成された前記凹部の内壁の周面及び底面に、前記封止カバーとは別体で前記封止カバーを補強するための補強部材を配設する第２の工程と、前記第２の工程により前記補強部材が配設された封止カバーを前記基板に取り付けることにより、前記有機素子を中空封止する第３の工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、外力が封止カバーに負荷されたとしても封止カバーと有機素子とが接触することを防止でき、しかも、製造が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機デバイスの分解斜視図。
【図２】（ａ）は上記有機デバイスの断面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図。
【図３】上記有機デバイスの製造工程を示すフローチャート。
【図４】上記実施形態の第１の変形例に係る有機デバイスの断面図。
【図５】上記有機デバイスの製造工程を示すフローチャート。
【図６】上記実施形態の第２の変形例に係る有機デバイスの断面図。
【図７】上記有機デバイスの製造工程を示すフローチャート。
【図８】上記実施形態の第３の変形例に係る有機デバイスの断面図。
【図９】従来の自発発光パネルの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態に係る有機デバイスとその製造方法について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の有機デバイスの構成を示す。その有機デバイス１は、基板２と、基板２上に配置された有機素子３と、基板２上に対向配置されて有機素子３を中空封止する封止カバー４と、封止カバー４とは別体で封止カバー４を補強するための補強部材５とを備える。封止カバー４は、基板２と当接する周縁部４１と、周縁部４１の内側にあって有機素子３を収納する空間となる凹部４２とを有する。
【００１８】
基板２は、ガラス基板により構成され、そのガラス基板の材料は、無アルカリガラス又はソーダライムガラス等である。有機素子３は、有機ＥＬ素子により構成され、その有機ＥＬ素子は、陽極３１、有機層３２、及び陰極３３が基板２側からこの順に積層して成る。有機層３２は、不図示であるが、ホール注入層、ホール輸送層、発光層及び電子注入層が陽極３１側からこの順に積層して成る。その発光層は、発光材料に多孔質粒子を混合して形成されている。陽極３１及び陰極３３間に電圧が印加されると、陽極３１から発光層にホールが注入され、陰極３３から発光層に電子が注入され、これらホールと電子とが発光層内で結合する。この結合により励起子が生成され、励起子が基底状態に遷移することにより発光し、この光が外部に取り出される。陽極３１及び陰極３３の配置は上記とは逆であってもよい。有機素子３は、基板２における有機素子３の配置対象面の中心部に設けられている。
【００１９】
封止カバー４は、ガラス基板により構成される。補強部材５は、その中心部に貫通孔５ａが形成された板状体であり、貫通孔５ａの開口は、図示のような四角状、又は円状である。補強部材５は、凹部４２に嵌め込まれている。補強部材５の材料としては、Ｆｅ−Ｎｉ合金、ＳｕＳ、Ｎｉ、又はＦｅ等の金属が用いられる。
【００２０】
図２（ａ）（ｂ）は、有機デバイス１のより詳細な構成を示す。有機素子３の陽極３１及び陰極３３は、封止カバー４の外部に導出され、有機素子３を駆動するための駆動回路と接続可能とされている。有機デバイス１は、ボトムエミッション型の有機ＥＬデバイスであり、上述した発光層の光を基板２側から外部に取り出すことができるように、陽極３１がＩＴＯ等の透明導電膜により構成され、また、基板２を構成するガラス基板が透明とされている。
【００２１】
封止カバー４は、有機素子３が凹部４２の開口の略中心に位置するように配置されている。凹部４２は、その開口から封止カバー４の外壁底面４ａに向かって延びる四角柱状の空間を形成する。凹部４２は、周面４２ａと有機素子３の側面との間、及び底面４２ｂと有機素子３の上底面との間に隙間が空くような内形寸法とされている。
【００２２】
封止カバー４の外形寸法は、封止カバー４が基板２上に収まるように決められている。封止カバー４の具合的な外形寸法については、幅Ｗ１及び奥行きＤ１が例えば１００［ｍｍ］であり、高さＨ１が例えば２［ｍｍ］である。凹部４２の内形寸法については、幅Ｗ２及び奥行きＤ２が例えば８５［ｍｍ］であり、深さＨ２が例えば１．２［ｍｍ］である。封止カバー４の外形寸法及び凹部４２の内形寸法は、上記に限定されない。幅Ｗ１及び奥行きＤ１の寸法は、数十〜数百［ｍｍ］のいずれかであればよい。
【００２３】
補強部材５は、凹部４２の内壁の周面４２ａ及び底面４２ｂに配設されている。補強部材５が凹部４２に嵌り、その状態で、補強部材５の外周側面５ｂと周面４２ａとが当接し、また、補強部材５の上底面５ｃと底面４２ｂとが当接するように、補強部材５の形状及び外形寸法は設定されている。補強部材５の厚みは、部位に関係なく略均一であり、例えば０.５［ｍｍ］であるが、これに限定されない。
【００２４】
補強部材５のヤング率は、封止カバー４のヤング率よりも高いことが好ましい。また、補強部材５を封止カバー４から外したり、クラックを生じさせたりする応力が補強部材５及び封止カバー４に発生しない程度に、補強部材５の線膨張係数は、封止カバー４の線膨張係数と近いことが望ましい。補強部材５には、塩化カルシウム又は酸化カルシウム等の吸湿性を有するカルシウム材がコーティングされており、このようにして、補強部材５は、吸湿性を有する材料により構成される。
【００２５】
図３は、有機デバイス１の製造工程を示す。その製造工程においては、封止カバー４に凹部４２が形成される（Ｓ１１；第１の工程）。凹部４２は、例えば、サンドブラスト法を用いた切削加工により形成される。この切削加工によれば、凹部４２を簡単に形成できる。凹部４２の形成方法は、上記に限定されず、エッチング法であってもよい。
【００２６】
Ｓ１１の工程により形成された凹部４２の周面４２ａ及び底面４２ｂに補強部材５が配設される（Ｓ１２；第２の工程）。この工程において、補強部材５は、凹部４２に嵌め込まれ、接着剤により凹部４２と接合され、封止カバー４と一体化する。
【００２７】
その後、Ｓ１２の工程により補強部材５が配設された封止カバー４が基板２に取り付けられることにより、有機素子３が中空封止される（Ｓ１３；第３の工程）。この工程においては、封止カバー４がフリットガラスを介して基板２に接合され、レーザ光の照射によりフリットガラスが軟化し、封止カバー４と基板２とが互いに貼り合わされる。
【００２８】
本実施形態の有機デバイス１においては、例えば、封止カバー４の外壁底面４ａに外力が負荷されたとしても、その外力による応力の一部が底面４２ｂ、補強部材５及び周面４２ａを介して周縁部４１に伝達され、応力が分散する。それにより、外力が負荷された部分の曲げ応力が減少し、その部分の撓みが小さくなる。従って、その部分が有機素子３に接触することを防ぐことができる。しかも、接触防止のための補強部材は、予め形成したものを封止カバー４の凹部４２に取り付けるだけで、封止カバー４に配設することができる。そのため、従来のように封止カバー４を切削又は研磨することにより封止カバー４に補強部材５を一体的に形成する場合と比べ、補強部材５の配設工程が簡単になり、製造工程が簡単になる。
【００２９】
また、補強部材５に塗布されたカルシウムが、凹部４２により形成された空間内の空気中の水分を吸収するので、水分に起因する有機素子３の劣化を防ぐことができ、有機素子３の長寿命化を図ることができる。また、水分を除去するために上記空間内に乾燥剤を別途設けなくて済む。
【００３０】
以下、上記実施形態の各変形例について図面を参照して説明する。各変形例の説明においては、上記実施形態と同一の構成部材に同一の符号を付し、また、上記実施形態と同一の機能・構成については説明を省略する。
（第１の変形例）
図４は、第１の変形例に係る有機デバイス１の構成を示す。本変形例において、補強部材５は、周面４２ａ側よりも底面４２ｂの中央に近いほど厚みが薄くされている。補強部材５は、階段状に形成されており、その厚みは、段階的に薄くされている。
【００３１】
補強部材５は、互いに重ねられ接合された第１板状体５１及び第２板状体５２により構成されている。第１板状体５１及び第２板状体５２は、外形が共通であって、それぞれ、中心部に同軸の貫通孔５１ａ及び貫通孔５２ａを有する。第１板状体５１及び第２板状体５２は、底面４２ｂから基板２に向かってこの順に配置され、貫通孔５１ａの開口は貫通孔５２ａの開口よりも大きく設計されている。このような構成により、補強部材５の厚みは上記のように段階的に薄くされている。補強部材５の段数は、図示の２段に限定されず、３段以上であってもよい。
【００３２】
図５は、本変形例の有機デバイス１の製造工程を示す。その製造工程は、上記実施形態の製造工程（図３参照）において、Ｓ１１の工程とＳ１２の工程との間に、Ｓ２１の工程を追加したものである。Ｓ２１の工程では、第１板状体５１及び第２板状体５２の互いの接合面に接着剤が塗布され、それらの接合面が貼り合わされる。この貼り合わせ作業において、第１板状体５１と第２板状体５２とはそれぞれの端が揃うように位置決めされる。第１板状体５１と第２板状体５２とは、接着剤の硬化により接合され、このようにして、補強部材５が作製される。
【００３３】
本変形例においては、周面４２ａ側よりも底面４２ｂの中央に近いほど、補強部材５と有機素子３との間隔が広くなる。従って、封止カバー４の外壁底面４ａに外力が負荷されて封止カバー４が有機素子３側に撓んだとしても、補強部材５の厚みが均一な場合と比べて、補強部材５が有機素子３に接触し難くなる。また、第１板状体５１及び第２板状体５２を重ねて接合するたけで補強部材５を作製することができ、補強部材５の作製作業が簡単になる。
【００３４】
（第２の変形例）
図６は、第２の変形例に係る有機デバイス１の構成を示す。本変形例の有機デバイス１は、上記第１の変形例において、補強部材５の段部５ｄ、５ｅの各々の隅に充填された充填材６をさらに備えるものである。段部５ｄは、第１板状体５１の内周縁により構成され、段部５ｄの隅は、その内周縁の周面と封止カバー４の底面４２ｂとが交わる部分である。段部５ｅは、第２板状体５２の内周縁により構成され、段部５ｅの隅は、その内周縁の周面と第１板状体５１の表面とが交わる部分である。充填材６は、第２板状体５２の外周縁側の隅５ｆ、すなわち、第２板状体５２の表面と封止カバー４の周面４２ａとが交わる部分にも充填されている。充填材６は、表面が例えばＲ形状に凹むように形成されている。
【００３５】
充填材６は、樹脂材料により構成され、ポッティング（樹脂盛り）加工により段部５ｄ、５ｅの隅と第２板状体５２の隅５ｆとに盛られている。上記樹脂材料としては、例えば、熱硬化性又はＵＶ硬化性を有するエポキシ系の樹脂が用いられる。その樹脂には、吸湿材が配合されており、このようにして、充填材６は、吸湿性を有する材料により構成される。上記吸湿材としては、無機多孔質体、例えば、モレキュラシーブ（ゼオライト）、多孔質シリカ、活性アルミナ又はチタニアゲル等が用いられる。上記吸湿材として、ハイドロタルサイト等の層状複水酸化物の仮焼物、又は酸化カルシウム若しくは酸化マグネシウム等が使用されていてもよい。
【００３６】
図７は、本変形例の有機デバイス１の製造工程を示す。その製造工程は、上記第１の変形例の製造工程（図５参照）において、Ｓ１２の工程とＳ１３の工程との間にＳ３１、Ｓ３２の工程を追加したものである。Ｓ３１の工程では、未硬化状態の充填材６が段部５ｄ、５ｅの隅及び第２板状体５２の隅５ｆにポッティングされる。Ｓ３２の工程では、充填材６が熱硬化性を有する場合には充填材６は加熱され、上記樹脂材料がＵＶ硬化性を有する場合には充填材６にＵＶが照射され、充填材６は硬化する。
【００３７】
本変形例においては、段部５ｄ、５ｅの隅と第２板状体５２の隅５ｆとに作用しようとする応力を充填材６により分散することができ、それらの隅への応力集中を防ぐことができる。従って、封止カバー４がより撓み難くなり、封止カバー４の剛性が向上する。
【００３８】
また、未硬化状態の充填材６を規定の位置にポッティングし、充填材６を硬化させるだけで、封止カバー４に充填材６を設けることができ、従って、充填材６の設置工程が簡単になる。また、充填材６中の吸湿材が、凹部４２により形成された空間内の空気中の水分をさらに吸収するので、水分に起因する有機素子３の劣化をさらに抑制することができ、有機素子３の長寿命化を図ることができる。
【００３９】
（第３の変形例）
図８は、第３の変形例に係る有機デバイスの構成を示す。本変形例において、補強部材５は、上記第２変形例の充填材６（図６参照）と同等の樹脂材料により構成される。また、補強部材５は、周面４２ａ側よりも底面４２ｂの中央に近いほど厚みが連続的に薄くされており、その表面が例えばＲ形状に凹むように形成されている。
【００４０】
本変形例の有機デバイス１の製造工程の概略は、上記実施形態の製造工程と同じであることから、図３を再び参照する。本変形例においては、Ｓ１２の工程において、未硬化状態の補強部材５が封止カバー４の凹部４２の隅にポッティングされる。そして、補強部材５が熱硬化性を有する場合には補強部材５は加熱され、補強部材５がＵＶ硬化性を有する場合には補強部材５にＵＶが照射され、補強部材５は硬化する。
【００４１】
本変形例においては、未硬化状態の補強部材５を封止カバー４の規定位置にポッティングし、補強部材５を硬化させるだけで、封止カバー４に補強部材５を設けることができる。従って、補強部材５の設置工程が簡単になる。
【００４２】
なお、本発明は、上記の実施形態及び各変形例の構成に限定されるものでなく、使用目的に応じ、様々な変形が可能である。例えば、有機デバイス１は、有機系太陽電池であって、有機素子３は、有機色素を用いた色素増感型の光起電力素子、又は有機薄膜半導体を用いた光起電力素子により構成されていてもよい。また、封止カバー４の材料は、シリコン又はセラミック等の無機材料、ステンレス等の金属、若しくはプラスチックであっても構わず、その場合、凹部４２の形成方法は、プレス法であってもよい。また、封止カバー４を基板２に接合させるための部材として、フリットガラスの代わりに、樹脂製の接着剤を用いてもよい。その接着剤は、熱硬化型、化学硬化型（２液混合）又は光（紫外線）硬化型等の接着剤のいずれであってもよく、その材料としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル又はポリオレフィン等を用いることができる。
【００４３】
また、補強部材５は、蒸着、スパッタリング、めっき又はＣＶＤ等の成膜方法により凹部４２に配設されていても構わない。また、補強部材５は、吸湿性を有する材料により構成されていなくてもよい。また、充填材６として、ウレタン系又はシリコン系の樹脂材料が使用されていてもよいし、充填材６は、吸湿性を有する材料により構成されていなくてもよい。
【００４４】
また、上記実施形態、第１の変形例及び第２の変形例において、補強部材５の材料として、セラミック又は樹脂が用いられていてもよい。そのような場合、また、上記第３の変形例の場合、補強部材５を透明とし、さらに、陰極３３をＩＴＯ等の透明導電膜で構成し、封止カバー４も透明とすることで、有機デバイス１をトップエミッション型の有機ＥＬデバイスとして用いてもよい。このトップエミッション型では、有機層３２の光が封止カバー４側から外部に取り出される。また、上記第１の変形例及び第２の変形例において、補強部材５は、第１板状体５１及び第２板状体が一体的に成形されたものであっても構わない。
【符号の説明】
【００４５】
１  有機デバイス
２  基板
３  有機素子
４  封止カバー
４１  周縁部
４２  凹部
４２ａ  周面
４２ｂ  底面
５  補強部材
５ｄ、５ｅ  段部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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