JP2003123966A - 表示素子の封入およびその形成方法 - Google Patents
表示素子の封入およびその形成方法Info
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Abstract
有する封止層を含む表示素子を提供する。 【解決手段】 表示素子が、ガラス基板上に形成された
発光体と、ガラス基板の縁に接合した縁を有する封止層
と、ガラス基板とガラスキャップの間の接合領域上に形
成したフリットの封止層とを含む。封入の際、表示素子
を受台と押さえ板の間に設けてから、高出力レーザビー
ムあるいは赤外線がガラスキャップを透過して封止層上
に集中してフリットを焼結させる。そして、圧力を受台
および押さえ板に与える。
Description
その形成方法に関し、特に有機発光ダイオードの封入お
よびその形成方法に関する。
光ダイオード(OLED)あるいは高分子LED(PL
ED)はエレクトロルミネッセンス(EL)素子を使用
する。それは電流を特定の有機発光体材料へ印加して、
電気を明かりに変換することができ、薄型、軽量、高発
光能率、低駆動電圧の特長を提供した。しかしながら、
使用時間の増加にともない水分および酸素が表示素子に
透過する可能性が高まり、金属電極と有機発光層の間の
剥離と、有機材料のひび割れと、電極の酸化とを発生さ
せた。その結果、電気が供給されない所謂ダークスポッ
トを発生して輝度および発光の均一度を下げた。
金属電極および有機発光膜からなる有機EL素子をガラ
ス基板上に形成した後、通常、封止ケースを使用してガ
ラス基板を封入し、有機EL素子の内部空間が高湿状態
になることを防いでいた。また、内部の水分を減少させ
てダークスポットの問題を解決するための様々な技術も
開発されてきたが、それらの技術は、例えばガラス基板
上の光硬化樹脂、ガラス基板上の板状の金属酸化物、フ
ッ化物あるいは硫化物を形成し、気密ケースを使用して
有機EL素子を封入することなどであった。しかしなが
ら、他にも漏電、クロストークおよび酸素溶解などの解
決しなければならない問題もあった。
LEDの表示素子10は、ガラス基板12と、ガラス基
板12の縁上をコートする紫外線硬化樹脂のシール剤1
4と、シール剤14でガラス基板12に接着された封止
ケース16とからなる。そのため、ガラス基板12およ
び封止ケース16により形成された内部空間18が気密
容器を形成する。さらに、内部空間18中において、ガ
ラス基板12が陰極層26、有機発光体材料層24およ
び陽極層22からなる積層体20を有する。そして、シ
ール剤14は紫外線硬化樹脂である。ガラス基板より小
さいサイズの金属材料あるいはガラス材料から選択した
材料の封止ケース16が積層体20を封入して、電子パ
ッケージ回路により駆動される所定電極だけを露出す
る。しかしながら、シール剤14に使用される紫外線硬
化樹脂がエポキシ樹脂であるため、それが予定外の接着
によりガラス基板12と封止ケース16を接合させて、
シール剤14のアウトガスにより内部空間18中の水分
に対する耐水性と、大気中の水分と酸素の透過に対する
抵抗性を不良にしていた。そして、これは表示素子10
の発光性を低下させることとなった。
1Bに示すように、シール剤28を提供して内部空間1
8を充填し、積層体20を封入することである。表示素
子10のもう一つの封入の改善方法は、図1Cに示すよ
うに、シール剤28を提供してシール剤14の製造を省
略することである。しかしながら、シール剤28は紫外
線硬化型樹脂あるいは熱硬化性樹脂でアウトガスにより
発生する大量の水分を含んでいる。そのため、金属電極
と有機発光層の間が剥離する問題は依然として存在して
いた。
子を封入してもよい。ガラス材料は、優れた気密性とガ
ラス基板の膨張性に似た膨張性があるため、従来、フリ
ットおよび半田ガラスなどのガラスシール材を利用し
て、陰極線管(CRT)およびプラズマディスプレイパ
ネル(PDP)を封入していた。封入の際、ガラスシー
ル材のために高温炉中での焼結が必要であった。ガラス
シール材は、PbO-B2O3などの大量の鉛を含んで、焼結温
度は320℃を超えるが、これはTgなどのガス変換温度
である90℃をはるかに超えている。この問題を解決す
るために、高温炉を部分加熱に替えることもできるが、
部分加熱の装置を慎重に選んで熱応力を防止しなければ
ならなかった。
1の目的は、水分および酸素の透過に対して良好な耐性
を有する封止層を含む表示素子を提供することである。
ガラス基板の間の各接合点に均一高さのギャップを有す
る表示素子を形成することである。
よびガラス基板の変形と破断を防止する封入方法を提供
して、発光体へのダメージを防ぐことである。
発生した熱を垂直方向に伝える封入方法を提供して、安
定して安全な作動温度を維持することである。
リットを有するOLEDおよびPLEDの表示素子を提
供して、従来の技術で発生していた問題を解決する。
光体と、ガラス基板の縁に接合した縁を有する封止層
と、ガラス基板とガラスキャップの間の接合領域上に形
成したフリットの封止層とを含む。封入の際、表示素子
を受台と押さえ板の間に設けてから、高出力レーザビー
ムあるいは赤外線がガラスキャップを透過して封止層上
に集中しフリットを焼結させる。そして、圧力を受台お
よび押さえ板に与える。
本発明の第1実施例におけるOLEDおよびPLEDの
表示素子封入の断面図である。表示素子30は、陽極層
36、有機発光層38および陰極層40を重ねて形成し
た発光体34を上に形成したガラス基板32を含む。封
止層42が印刷あるいはコーティングにより、ガラス基
板32の縁に形成されて、ガラス基板32の縁とガラス
キャップ44の縁の間に接着性を提供する。そして、ガ
ラスキャップ44とガラス基板32を接合して形成した
内部空間で気密容器をつくる。
ましくはフリットでスペーサを含む。そのスペーサはガ
ラスキャップ44とガラス基板32の間の均一な高さを
形成する各ギャップを維持する。フリットは内部水分お
よび大気からの水分と酸素の透過に対して良好な抵抗力
を提供する。これはOLEDおよびPLEDの表示素子
30を操作する環境の制限を改善して、OLEDおよび
PLEDの寿命を延ばすことができる。
示素子30を封入する方法を示す断面図である。封止層
42を焼結する際、高出力レーザビームあるいは赤外線
を焼結源として利用し、とても小さい領域中に強い熱を
提供するため、集中領域の周囲の温度は熱応力を発生す
るほど高くはならない。表示素子30を封入する際、表
示素子30を押さえ板46と受台48の間に設けて、レ
ーザビームあるいは赤外線などの高出力ビーム50をガ
ラスキャップ44に与えると、適当な圧力52が押さえ
板46および受台48にかかる。好ましくは、良好な熱
導電性を有する銅(Cu)などの金属材料を利用して押さ
え板46および受台48を形成する。高出力ビーム50
は酸化インジウムスズ膜(ITO)に吸収されずに透光
ガラスを透過することができる。好ましくは、高出力ビ
ーム50が、800nm波長の高出力ダイオードレーザや1
064nm波長のNd-YAGレーザなどの、550nmを超える波
長のレーザビームである。また、若しくは高出力ビーム
50が800nmを超える波長の赤外線である。
透過して、封止層42上に集中するためフリットを焼結
させることができる。同時に、押さえ板46と受台48
に与える適当な圧力52がガラスキャップ44とガラス
基板32の間のギャップを減少させてスペーサを揃える
ため、各接合点における均一なギャップを確実にするこ
とができる。さらに、適当な圧力52は、高温度でフリ
ットを焼結する際に発生する熱も吸収することができ
る。これはガラスキャップ44およびガラス基板32と
フリットの間の温度差を減らして、ガラスキャップ44
とガラス基板32を変形と破断から守り、発光体34を
ダメージから保護する。さらに、ガラス材料の熱伝導性
が金属材料の熱伝導性よりはるかに低く、ガラスキャッ
プ44およびガラス基板32の厚さが約0.7mmだけで
あり、それは封止層42と発光体34の間の距離より小
さい。そのため、高温度でフリットを焼結して発生した
熱は、発光体34にダメージを与えずに、スムーズに押
さえ板46および受台48に向かう垂直方向へ伝達す
る。
施例に係る、OLEDおよびPLEDの表示素子封入を
示す断面図である。図4Bは、本発明の第2実施例に係
る、改良ケースを示す平面図である。表示素子60の封
入において、ガラスキャップ44の縁上にリブ構造64
が形成された改良ケース62を提供して、フリットのガ
ラス封止層66がガラスキャップ44の縁を覆い、リブ
構造64を囲む。改良ケース62の縁をガラス基板32
の縁に接合して、気密容器をつくる。ガラス封止層66
の形成前に、フリットあるいはセラミックスが材料のリ
ブ構造64を、周知の焼結技術によりガラスキャップ4
4上に形成する。リブ構造64は、第1実施例の封止層
42中に混ぜたスペーサと同じ機能を有して、ガラスキ
ャップ44とガラス基板32の間の各接合点に均一なギ
ャップを提供する。またリブ構造64は、ガラス封止層
66を焼結するときに発生する輻射熱を分離して、発光
体34が焼かれることを防止する。さらに、リブ構造6
4はフリットが内部空間に流れ入ることと、発光体34
がフリットに接触することとを防止することができるた
め、表示素子60の発光の働きを確実にすることができ
る。リブ構造64がガラス封止層66の不十分な気密密
度を補償するため、水分および酸素に対する抗力を向上
させることができる。
例で述べた方法と同じである。スペーサがガラス封止層
66中に埋め込まれていないため、レーザビームをうま
くガラス封止層66上に集中させることができる。そし
て、ガラス封止層66は不透明であるため、レーザビー
ムがガラス封止層66を透過して、ガラス基板32に達
することを防止することができる。
例に係るOLEDおよびPLEDの表示素子封入を示す
断面図である。他の改良ケース62に、第1実施例で述
べたガラスキャップ44をサンドブラストあるいはエッ
チングにより形成した凹部を設けて提供する。これは改
良ケース72とガラス基板32の接合により形成される
内部空間を増大させて、発光体34が改良ケース72へ
伝わる輻射熱により焼けることを防止することができ
る。封止層42の材質はフリット、あるいはフリットを
含んだスペーサである。表示素子70を封入する方法
は、第1実施例で述べた方法と同様である。
り開示したが、もとより、本発明を限定するためのもの
ではなく、同業者であれば容易に理解できるように、本
発明の技術思想の範囲において、適当な変更ならびに修
正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の
範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基
準として定めなければならない。
長所を有する。水分および酸素の透過に対して良好な耐
性を有する封止層を含む表示素子を提供するとともに、
ガラスキャップとガラス基板の間の各接合点が均一高さ
であるギャップを有する表示素子を形成する。そして、
ガラスキャップおよびガラス基板の変形と破断を防止す
る封入方法を提供して、発光体へのダメージを防ぐ。さ
らに、表示画素の外部に発生した熱を垂直方向に伝える
封入方法を提供して、安定して安全な作動温度を維持す
る。
EDの表示素子封入の断面図である。
図である。
LEDの表示素子封入の断面図である。
図である。
EDの表示素子封入の断面図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 その上表面に発光体が形成されたガラス
基板と、 その下表面の縁が前記ガラス基板の上表面の縁に接合さ
れて気密空間を形成するガラスキャップと、 前記ガラス基板と前記ガラスキャップの間の接合領域上
に形成されて、封止層がフリットである前記封止層とを
含む表示素子。 - 【請求項2】 前記封止層は、フリット中に埋め込まれ
たスペーサを含む請求項1記載の表示素子。 - 【請求項3】 前記ガラスキャップの下表面上に形成さ
れるリブ構造は、前記封止層により囲まれて、前記発光
体を囲む請求項1記載の表示素子。 - 【請求項4】 前記リブ構造はフリットにより構成され
ている請求項3記載の表示素子。 - 【請求項5】 前記リブ構造はセラミックス材料で構成
されている請求項3記載の表示素子。 - 【請求項6】 前記ガラスキャップの下表面上に、前記
発光体に対応した位置へ凹部が設けられている請求項1
記載の表示素子。 - 【請求項7】 前記発光体は少なくとも、陽極層、有機
発光層および陰極層を重ねて構成されている請求項1記
載の表示素子。 - 【請求項8】 ガラス基板上に形成された発光体と、そ
の縁を前記ガラス基板の縁に接合したガラスキャップ
と、前記ガラス基板と前記ガラスキャップの間の接合領
域上に形成されたフリットの封止層とを有する表示素子
を提供するステップと、 前記表示素子が上に設置された受台を提供するステップ
と、 前記表示素子上に設置された押さえ板を提供するステッ
プと、 前記ガラスキャップを透過して、前記封止層上に集中し
て前記フリットを焼結することのできる高出力ビームを
提供するステップと、 前記受台および前記押さえ板の上に圧力を加えるステッ
プとを含む表示素子の封入方法。 - 【請求項9】 前記受台および前記押さえ板が、良好な
熱伝導を有する金属材料で構成される請求項8記載の表
示素子の封入方法。 - 【請求項10】 前記高出力ビームは550nmを超える
波長を有するレーザビームである請求項8記載の表示素
子の封入方法。 - 【請求項11】 前記高出力ビームは800nmを超える
波長を有する赤外線である請求項8記載の表示素子の封
入方法。
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