JP2005222807A - 封止構造体、電子機器及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、このような問題を解決すべく、封止性を向上させた安価で信頼性の高い封止構造体、電子機器及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【解決手段】 一対の基板間１１，１３に電子素子又は発光素子３０を含み、一対の基板１１，１３の外周が断面略Ｔ字状又は略Ｅ字状の封止部材１５により封止されている封止構造体により上記課題を解決する。上記一対の基板間１１，１３の距離は、上記断面略Ｔ字状の封止部材１５の突出部又は前記断面略Ｅ字状の中央の突出部１６により保持される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、封止構造体、電子機器及び画像形成装置に関し、詳しくは、封止性を向上させた安価で信頼性の高い封止構造体、電子機器及び画像形成装置に関する。

有機ＥＬ素子は、電流を流すことによって自ら発光する自発光素子であり、これを利用した表示装置は、外部光を利用して画像表示を行うＬＣＤ（液晶）等の表示装置よりもさらに薄型にすることが可能である。また、消費電力が低い、応答速度が速い、視野角が広い等の優れた特長を有するため、ＣＲＴ（ブラウン管）やＬＣＤに代わる表示装置として注目を集めている。

有機ＥＬ素子は、水分や酸素等の影響を受け易い。このような水分や酸素等の影響から有機ＥＬ素子を保護すべく、一般に、特開２０００−１７３７６６号公報（特許文献１）に開示されているようなキャップ（封止缶）を用いた封止がなされている。また、特開８−３０２３４０号公報（特許文献２）には、板又はフィルム間に挟まれた有機ＥＬ素子の周囲をスペーサで囲い、スペーサと板又はフィルムとの接合部を熱硬化型接着剤で接合し、封止した例が開示されている。
特開２０００−１７３７６６号公報 特開８−３０２３４０号公報

しかしながら、特許文献１のような封止缶を用いた封止方法では、封止缶のコストが高く、低コスト化を図る上では不向きである。また、封止缶を用いた場合、有機ＥＬ素子が形成された基板（有機ＥＬ基板）との接合面積が小さいため、外部から侵入する水分に対し、密閉性が十分とはいえなかった。

また、特許文献２に記載の構成でも、接着面積が十分とはいえず、外部から侵入する水分に対し、密閉性が十分とはいえなかった。

また、例えば、画像表示装置では、有効表示領域の拡大を図るという観点から、有効表示領域以外の非有効表示領域（額縁部）をできる限り狭くしたいという要請がある。したがって、従来の封止部材では基板との接着面積を十分に取ることができず、封止強度の面でも改良の余地があった。

本発明は、このような問題を解決すべく、封止性を向上させた安価で信頼性の高い封止構造体、電子機器及び画像形成装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決すべく、本発明の第１の態様は、一対の基板間に電子素子又は発光素子を含み、上記一対の基板の外周が断面略Ｔ字状又は略Ｅ字状の封止部材により封止されている封止構造体を提供するものである。

これによれば、一対の基板の外周が断面略Ｔ字状又は略Ｅ字状の封止部材により封止されているため、従来法と比較して基板と封止部材との接触面積が大きくなる。したがって、封止に寄与する面積が広くなり、水分等が外部から内部に侵入するのに要する経路が長くなるので、水分等の侵入を十分に防止することが可能となる。また、封止部材により基板の周囲が支持されることになるので、封止強度が増す。よって、水分による電子素子又は発光素子の劣化等を回避し得るのでこのような封止構造体を用いた場合、信頼性の高い製品が得られる。また、封止缶等の高価な部材を用いないので、製品の低コスト化が図れる。なお、ここで電子素子としては、例えばトランジスタ、ダイオード、キャパシタ、抵抗、インダクタ等が挙げられる。

封止部材を構成する材料は、特に限定されず、封止効果が得られる限り、樹脂、金属、セラミック等のいずれも使用することが可能となる。但し、熱等による歪み等を回避し得るという観点からは、熱膨張係数が基板の熱膨張係数とほぼ同等かそれに近いものが好ましい。

上記一対の基板間の距離が、上記断面略Ｔ字状の突出部又は上記断面略Ｅ字状の封止部材の中央の突出部により保持されることが好ましい。これにより、他の部材を用いなくても基板間の距離が保持し得るので、封止構造体の小型化あるいは基板上の有効領域を増加することが可能となる。

本発明は、上記電子素子又は発光素子が、有機ＥＬ素子である場合に特に好適である。有機ＥＬ素子は、水分等の影響を著しく嫌うので、封止性を特に向上させる必要があり、有機ＥＬ素子の劣化を低減することができる。

上記封止部材が、接着剤を介して上記一対の基板の外周に接合されていることが好ましい。これにより、封止部材と基板との密着性を高めることが可能となる。

上記封止部材の上記基板との接触面に、接着剤溜まりが形成されていることが好ましい。これによれば、過剰の接着剤を接着剤溜まりに収容することが可能となるので、過剰の接着剤が接合面からはみ出すことによる素子等への影響を回避することが可能となる。

上記封止部材としては、例えば一体的に形成され又は複数の部材を組合わせて形成された枠体が挙げられる。封止部材として、一体的に形成された枠体を用いた場合には、繋ぎ目がないため、密閉性が高まるので、一層の封止効果が期待できる。また、複数の部材を組合わせて形成された枠体を用いた場合には、上記一対の基板の外周への装着が容易となるので、作業の向上性を図ることが可能となる。

上記封止部材が、端部において嵌合可能な複数の部材を組合わせて構成された枠体であることが好ましい。これにより、各部材間の接合性を高めることが可能となる。

上記封止部材が、複数の部材を組合わせて構成された枠体であり、上記各部材が端部において、一の部材が他の部材を覆う構造を有することが好ましい。これにより、外部からの水分の侵入を一層し難くすることが可能となる。

本発明の第２の態様は、上記いずれかに記載の封止構造体を備える電子機器である。上記のような封止構造体を備えるため、安価で信頼性の高い電子機器を提供することが可能となる。電子機器の一例としては、例えば、携帯電話、ビデオカメラ、携帯型パーソナルコンピュータ（いわゆるＰＤＡ）、ヘッドマウントディスプレイ、テレビジョン、ロールアップ式テレビジョン等が挙げられる。

本発明の第３の態様は、上記いずれかに記載の封止構造体を含み露光光源が構成されている画像形成装置を提供することが可能となる。上記のような封止構造体を含み露光光源が構成されているため、安価で信頼性の高い画像形成装置を提供することが可能となる。

以下、本発明について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の封止構造体の封止部を説明するための断面図である。

図１（ａ）に、断面略Ｔ字状の封止部材を用いた例を示す。図１（ａ）に示すように、本例の封止構造体は、図示しない電子素子又は発光素子が形成された素子形成基板１１と当該素子形成基板１１に形成された電子素子又は発光素子を封止するための封止基板１３とを、接着剤１７を介して断面略Ｔ字状の封止部材１５により封止された構成を有している。

このように断面略Ｔ字状の封止部材１５を用いた場合、封止部材１５は素子形成基板１１及び封止基板１３の上面（又は底面）１１ａ、１３ａと側面１１ｂ、１３ｂとの２面に接触することになる。従来のスペーサにより封止する方法では、１面のみで接合していたため、封止に寄与する面積が小さかった。しかし、このように、封止部材１５を素子形成基板１１及び封止基板１２の側面１１ｂ、１３ｂとも接触させることで封止に寄与する面積を増やすことが可能となり、封止性（密閉性）を向上させることが可能となる。また、このような構造によれば、素子形成基板１１及び封止基板１２の内側の領域を狭くすることなく、素子形成基板１１及び封止基板１２の側壁を上手く利用することにより接触面積を増やしているので、封止構造体の小型化あるいは素子形成基板１１及び封止基板１２の有効領域を増加することが可能となる。

また、封止部材１５の突出部１６を利用して、素子形成基板１１と封止基板１３との間隔（距離）を所定距離に保持することが可能であるので、両基板の間隔を保持するために他の部材を用いる必要がなく、素子形成基板１１及び封止基板１３の有効面積を増やすことが可能となる。なお、ここで、有効領域及び有効面積とは、素子形成基板１１及び封止基板１３における例えば素子、接続端子等の形成などに利用し得る領域及び面積をいう。また、素子形成基板１１及び封止基板１２の構成材料は、特に限定するものではなく、例えばガラス基板、シリコン基板、フィルム基板等が用いられる。

図１（ｂ）に、断面略Ｅ字状の封止部材を用いた例を示す。図１（ｂ）に示すように、本例の封止構造体は、図１（ａ）と断面略Ｅ字状の封止部材１５を用いた点で異なる。このように断面略Ｅ字状の封止部材１５を用いることで、図１（ａ）の場合と同様、素子形成基板１１及び封止基板１２の有効面積を減らすことなく、封止に寄与する面積を増加させることが可能となる。しかも、素子形成基板１１及び封止基板１３の上面、側面、底面の３面と接触することになるので、断面略Ｔ字状の場合よりもさらに封止に寄与する面積が広がり、さらなる封止効果を得ることが可能となる。また、断面略Ｅ字状の封止部材１５でも同様に中央の突出部１６を利用して素子形成基板１１及び封止基板１３の間隔を所定距離に保持することが可能である。

次に、封止部材の概略形状について図面を参照しながら説明する。

図２は、封止部材の概略形状を説明するための上面図であり、図３乃至図５は、封止部材の概略形状を説明するための斜視図である。

図２（ａ）に示すように、封止部材１５は、一体的に形成された矩形状の枠体であってもよい。図３（ａ）及び図３（ｂ）に、このような一体的に形成された矩形状の枠体の斜視図を示す。図３（ａ）、（ｂ）は、各々断面略Ｔ字状、断面略Ｅ字状の枠体の例を示している。このように、一体的に封止部材１５が形成されていると、繋ぎ目がないので密閉性を向上させることが可能となる。したがって、一層の封止効果が得られる。封止部材１５に用いられる材料は、特に限定するものではないが、密閉効果を期待し得る材料（気密性の高い材料）であることが望ましい。なお、封止部材１５の材料は、使用態様、形状等に合わせて適宜選択される。例えば、図３（ａ）に示されるような断面略Ｔ字状の枠体であれば、枠体の上下から素子形成基板及び封止基板をそれぞれはめ込めばよいので、特に形状からの材料の限定は受けない。しかし、断面略Ｅ字状の枠体である場合には、素子形成基板及び封止基板をそのままでは嵌め込めないため、伸縮性のある材料（例：ゴム）を用い、枠体を引き延ばしながら両基板に嵌め込む必要がある。したがって、このように形状から材料の制約を受ける場合もある。また、熱等による歪み等を回避し得るという観点からは、封止部材の熱膨張係数が基板（素子形成基板及び封止基板）の熱膨張係数とほぼ同等かそれに近いものが好ましい。

また、図２（ｂ）乃至図２（ｄ）に示すように、封止部材１５は、複数の部材を組合わせて構成されていてもよい。

このように、複数の部材を組合わせることにより、素子形成基板及び封止基板への装着が容易となる。したがって、作業性が向上するのでコストの削減に寄与し得る。

図２（ｂ）及び図４（ａ）に示すように、例えば、封止部材１５は、各辺を構成する一対の縦部材１５ａと一対の横部材１５ｂとの計４つの部材から構成されていてもよい。また、図２（ｃ）及び図４（ｂ）に示すように、コの字状の部材１５ｃとコの字状の部材１５ｃの開口部を封止する棒状の部材１５ｄとの計２つの部材から構成されていてもよい。また、各部材の端部は、互いに嵌合し得るように構成されていてもよい。特に、枠体を構成する各部材のうち、一の部材が他の部材を覆うように構成されていることが好ましい。具体的には、例えば、図２（ｄ）及び図５（ａ）に示すように、縦部材１５ｅの端部に横部材１５ｆの端部が被さるように構成されていることが好ましい。このように一の部材と他の部材が重なり合うよう構成されることで、外部からの水分等の侵入を一層防止することが可能となる。なお、図示しないが、各部材が端部において、互いに嵌合し得るよう構成されていてもよい。

また、図５（ｂ）に示すように、封止部材１５は、樹脂等の可撓性部材を用い、折り曲げることで枠体が形成されるように構成されていてもよい。これによれば、繋ぎ目部が少ないので、密閉性を向上し得る。また、連続的（テープ状）に形成されているため、基板への取り付けが容易となる。

また、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、封止部材１５の素子形成基板１１及び／又は封止基板１３との接触面には、過剰の接着剤１７が外部にはみ出すのを防止するための接着剤溜まり１９が形成されていてもよい。これにより、接着剤１７が外部にはみ出すことによる素子の汚染や接続端子の接触不良等の虞を一層回避することが可能となる。なお、接着溜まりの形成位置は特に限定するものではない。但し、接着剤溜まり１９は、突出部の先端側に設けられている方が、余剰の接着剤１７は全て封止部材１５の先端側（封止の外側）に押出されるので一層のはみ出し防止効果を期待し得る。

本発明によれば、このように断面略Ｔ字状又は略Ｅ字状の封止部材１５を用いるので、従来法と比較して素子形成基板及び封止基板と封止部材との接触面積が大きくなる。したがって、封止に寄与する面積が広くなり、水分等が外部から内部に侵入するのに要する経路が長くなるので、水分等の侵入を十分に防止することが可能となる。また、封止部材により基板の周囲が支持されることになるので、封止強度が増す。よって、水分による電子素子又は発光素子の劣化等を回避し得るのでこのような封止構造体を用いた場合、信頼性の高い製品が得られる。また、封止缶等の高価な部材を用いないので、製品の低コスト化が図れる。

図７に、このような封止構造体を電気光学装置（有機ＥＬ表示装置）に適用した場合の一例を示す。

図７に示すように、本実施形態の電気光学装置は、有機ＥＬエレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）３０が形成されたガラス等から構成される素子形成基板１１と封止基板１３とが、接着剤１７を介して上述したような断面Ｅ字状の封止部材１５により封止された構成を有している。

有機ＥＬ素子３０は、第１電極３２と発光層３４と第２電極（透明陰極）３６とを含み構成されている。本実施形態では、より具体的には、素子形成基板１１上に第１電極３２、発光層３４及び第２電極（透明陰極）３６がこの順番で積層されている。第１電極３２は、例えば、Ａｌ／ＩＴＯ（又はＩＺＯ等）から構成され、第２電極３６は、ＩＴＯ又はＩＺＯ等から構成される。発光層３４としては、本例では、例えばポリフルオレン等の従来公知の有機化合物が用いられる。有機ＥＬ素子３０は、この他、必要に応じて電子輸送層、ホール輸送層、電子注入層、ホール注入層等を備えていてもよい。第１電極３２及び第２電極３６間に介在する発光層３４を含む有機物層の組合せとしては、以下のものが挙げられる。例えば、発光層からなる単層型、発光層＋電子輸送層／ホール輸送層からなる２層型、電子輸送層／発光層／ホール輸送層からなる３層型、電子注入層／発光層／ホール輸送層／ホール注入層からなる４層型、電子注入層／電子輸送層／発光層／ホール輸送層／ホール注入層からなる５層型が挙げられる。このような有機物層は、例えばインクジェット法により形成することができる。

なお、素子形成基板１１及び封止基板１３間に形成された有機ＥＬ素子と外部との電気的接続は、例えば、素子形成基板１１にスルーホールを設け、接続端子を外部に出すことにより図ることが可能となる。また、図８に示すように、封止部材１５の一部を断面略Ｌ字状とし、素子形成基板上に配線を延ばして略Ｌ字状の封止部材１５の外側に端子を出すことにより、外部との接続を図ってもよい。その場合、封止部材１５の外側と外部端子２７との接続部は、樹脂２９により封じる。

次に、このような電気光学装置を適用可能な電子機器の具体例について、図９及び図１０を参照しながら説明する。図９及び図１０は、電気光学装置１００（例：有機ＥＬ表示装置）を含んで構成される各種電子機器の例を示す図である。

図９（Ａ）は携帯電話への適用例であり、当該携帯電話８３０はアンテナ部８３１、音声出力部８３２、音声入力部８３３、操作部８３４、および本発明の電気光学装置１００を備えている。図９（Ｂ）はビデオカメラへの適用例であり、当該ビデオカメラ８４０は受像部８４１、操作部８４２、音声入力部８４３、および電気光学装置１００を備えている。図９（Ｃ）は携帯型パーソナルコンピュータ（いわゆるＰＤＡ）への適用例であり、当該コンピュータ８５０はカメラ部８５１、操作部８５２、および電気光学装置１００を備えている。図９（Ｄ）はヘッドマウントディスプレイへの適用例であり、当該ヘッドマウントディスプレイ８６０はバンド８６１、光学系収納部８６２および電気光学装置１００を備えている。

図１０（Ａ）はテレビジョンへの適用例であり、当該テレビジョン９００は電気光学装置６００を備えている。なお、パーソナルコンピュータ等に用いられるモニタ装置に対しても同様に電気光学装置１００を適用し得る。図１０（Ｂ）はロールアップ式テレビジョンへの適用例であり、当該ロールアップ式テレビジョン９１０は電気光学装置１００を備えている。

本発明に係る電子機器は、上記例に限定するものではない。すなわち、本発明の電気光学装置１００は、上述した例以外にも、例えば、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、ビューファインダ型ビデオテープレコーダ、モニタ直視型ビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ＰＯＳ端末機等の電子機器に広く適用することができる。

次に、本発明に係る電気光学装置を適用可能な画像形成装置の具体例について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、電気光学装置（例：有機ＥＬ表示装置）を含んで構成される画像形成装置の例を示す模式図である。

図１１に示すように、画像形成装置５００は、潜像を形成する感光体５０１と、感光体５０１を帯電する帯電手段（帯電ローラ）５０２と、画像データに応じた光を感光体５０１に書き込む、本発明の電気光学装置を適用した露光手段（プリンタヘッド）５０３と、露光手段５０３から照射される光を集光する集光手段（ロッドレンズアレイ）５０４と、感光体５０１にトナー像を形成する現像手段５０５と、感光体５０１に形成されたトナー像を転写紙に転写する転写手段（転写ローラ）５０６と、転写紙を搬送する転写紙搬送手段５０７とを備えている。かかる構成の画像形成装置５００では、帯電、露光、現像及び転写のプロセスを経て転写紙にトナー像が印字される。

図１は、本発明の封止構造体の封止部を説明するための断面図である。 図２は、封止部材の概略形状を説明するための上面図 図３は、封止部材の概略形状を説明するための斜視図である。 図４は、封止部材の概略形状を説明するための斜視図である。 図５は、封止部材の概略形状を説明するための斜視図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、封止部材に接着剤溜まりを設けた例を示す図である。 図７は、本発明の封止構造体を電気光学装置（例：有機ＥＬ表示装置）に適用した場合の一例を示す図である。 図８は、電気光学装置の外部との接続部を説明するための図である。 図９は、電気光学装置（例：有機ＥＬ表示装置）を含んで構成される各種電子機器の例を示す図である。 図１０は、電気光学装置（例：有機ＥＬ表示装置）を含んで構成される各種電子機器の例を示す図である。 図１１は、電気光学装置（例：有機ＥＬ表示装置）を含んで構成される画像形成装置の例を示す模式図である。

符号の説明

１１・・・素子形成基板、１２・・・封止基板、１３・・・封止基板、１５・・・封止部材、１６・・・突出部、１７・・・接着剤、２７・・・外部端子、２９・・・樹脂、３０・・・電子素子又は発光素子、３２・・・第１電極、３４・・・発光層、３６・・・第２電極、１００・・・電気光学装置、５００・・・画像形成装置、５０１・・・感光体、５０３・・・露光手段、５０５・・・現像手段、５０７・・・転写紙搬送手段、６００・・・電気光学装置、８３０・・・携帯電話、８３１・・・アンテナ部、８３２・・・音声出力部、８３３・・・音声入力部、８３４・・・操作部、８４０・・・ビデオカメラ、８４１・・・受像部、８４２・・・操作部、８４３・・・音声入力部、８５０・・・コンピュータ、８５１・・・カメラ部、８５２・・・操作部、８６０・・・ヘッドマウントディスプレイ、８６１・・・バンド、８６２・・・光学系収納部、９００・・・テレビジョン、９１０・・・ロールアップ式テレビジョン

Claims (10)

1. 一対の基板間に電子素子又は発光素子を含み、前記一対の基板の外周が断面略Ｔ字状又は略Ｅ字状の封止部材により封止されていることを特徴とする封止構造体。
2. 前記一対の基板間の距離が、前記断面略Ｔ字状の封止部材の突出部又は前記断面略Ｅ字状の中央の突出部により保持される、請求項１に記載の封止構造体。
3. 前記発光素子が、有機ＥＬ素子である、請求項１又は請求項２に記載の封止構造体。
4. 前記封止部材が、接着剤を介して前記一対の基板の外周に接合されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の封止構造体。
5. 前記封止部材の前記基板との接触面に、接着剤溜まりが形成されている、請求項１乃至４のいずれかに記載の封止構造体。
6. 前記封止部材が、一体的に形成され又は複数の部材を組合わせて形成された枠体である、請求項１乃至５のいずれかに記載の封止構造体。
7. 前記封止部材が、端部において嵌合可能な複数の部材を組合わせて構成された枠体である、請求項１乃至５のいずれかに記載の封止構造体。
8. 前記封止部材が、複数の部材を組合わせて構成された枠体であり、前記各部材が端部において、一の部材が他の部材を覆う構造を有する、請求項１乃至５のいずれかに記載の封止構造体。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の封止構造体を備えることを特徴とする電子機器。
10. 請求項１乃至８のいずれかに記載の封止構造体を含み露光光源が構成されていることを特徴とする画像形成装置。
    
    
    

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