JPS6316877B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、平面薄型デイスプレイ・デバイスと
して、文字、記号及び図形等を含むコンピユータ
の出力表示端末機器その他種々の表示装置に文
字、記号及び図形等の静止画像、動画像の表示手
段として利用される薄膜EL素子の封止方法に関
し、より詳しくは外気との遮断を確実にした薄膜
EL素子の封止方法に関する。

〔従来の技術〕

先ず、薄膜EL素子は、ガラス板等の透明基板
上に、In₂、O₃、SnO₂等からなる透明電極を複数
帯状に平行配列し、次にY₂O₃、Ta₂O₅等から成
る第１誘電体層と、発光中心として0.1〜2.0wt％
のMn（又はTb、Sm、Cu、Al、Br等）をドープ
したZnS（又はZnSe等）のEL発光層と、Y₂O₃、
Ta₂O₅等から成る第２誘電体層とを順次積層し、
そしてAl、Ta、Mo等から成る背面電極を前述
した透明電極と直交する方向に複数帯状に平行配
列して形成される。この透明電極と背面電極とが
平面図的に見て交差する領域がパネルの１絵素に
相当し、両電極に交流電圧を印加することによ
り、EL発光層内に発生した電界によつて伝導帯
に励起され、かつ加速されて充分なエネルギーを
得た電子が直接Mn発光中心を励起し、この励起
されたMn発光中心が基底状態に戻る際に黄色の
発光を呈する。

このような薄膜EL素子は、外気、特に湿気に
対して極めて弱く、空気中の僅かな湿気が薄膜
EL素子に吸着しても、それが薄膜のピンホール
等に侵入して、その抵抗を下げるため、結果的に
過大な電流が流れて局部的に発熱することによ
り、薄膜が基板から剥離し又は、絶縁破壊を起こ
して、輝度寿命が低下する。

そこで、このような空気中の湿気から薄膜EL
素子を保護する手段として、素子をシリコーン樹
脂で被覆する方法や、素子上方に設けた空間にオ
イル等の防湿流体を封入した防湿方法が提案され
ている。

これらの方法は、何れも未だ防湿効果が充分で
なく、また後者の防湿方法については封止工程が
煩雑である欠点があつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記したような従来の欠点を除去す
るためになされたものであり、薄膜EL素子を外
気から確実に遮断する構造を有して、輝度寿命の
長い薄膜EL素子の封止方法を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このような目的を達成するため、本発明による
薄膜EL素子の封止方法は、板状カバー側及び透
明基板側の何れか一方の面上に枠状に塗布した熱
硬化性樹脂接着剤を硬化して第１のスペーサを形
成しておき、次に加熱状態で、この第１のスペー
サとこれに対向する板状カバー側及び透明基板側
のうち他方の面上との間に新たな熱硬化性樹脂接
着剤を注入して硬化することにより、第２のスペ
ーサを形成し、これら第１のスペーサと第２のス
ペーサとで封止することを特徴としている。

熱硬化性樹脂接着剤それ自体は既に知られてい
るように、硬化剤又は触媒の添加により常温ある
いは加熱により化学反応を起こして硬化する接着
剤であり、その性質として接着力が高く、耐久
性、耐熱性があり、本発明において好ましい態様
として、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂等を加
熱硬化して使用する。

透明基板と板状カバーは、好ましくはそれぞれ
の熱膨脹係数が実質的に等しく選定され、例えば
同一ガラス物質のものが使用される。

〔実施例〕

第１図は本発明において使用する、透明基板上
に形成した薄膜EL素子の実施例を示す。先ず、
石英ガラスから成る透明基板１上に、スズ酸化物
を混入した酸化インジウムを素材にして真空蒸着
法により、横方向に多数帯状の透明電極２を成膜
する。この透明電極２の引出部も交互に周辺に向
かつて延在させている。次に、同様な製法によ
り、酸化イツトリウム（Y₂O₃）を素材にして第
１の誘電体層３（膜厚：3000Å）と、活性物質と
して0.5wtのマンガン（Mn）を添加したZnS：
Mn焼結ペレツトを素材にしてEL発光層４（膜
厚：5000Å）と、第１の誘電体層と同様な物質を
素材にして第２の誘電体層５（膜厚：3000Å）を
順次成膜し、次に、この第２の誘電体層５上に、
同様な製法により、アルミニウム（Al）を素材
にして前述した透明電極と互いに交差するように
縦方向に多数帯状の背面電極６（膜厚：3000Å）
を成膜する。なお、この背面電極６も周辺に向か
つて交互に引出部を延在させている。そして、両
電極の引出部を除いた、透明電極２と背面電極６
との間にEL発光層４と第１、第２の誘電体層３，
５を介在して、薄膜EL素子７を構成している。

第２図は本発明において使用する、板状カバー
上に形成した第１のスペーサの実施例を示し、本
例では第１のスペーサを板状カバー上に付着させ
ている。

本例の板状カバー８は、透明基板１と同一物質
である石英ガラスから成り、その板状カバー上に
あつて、前述した薄膜EL素子７の側面を包囲す
る大きさの周辺領域に、エポキシ樹脂接着剤を印
刷法により枠状に塗布し、オーブン等で100℃で
加熱硬化させて、第１のスペーサ９を形成する。
この第１のスペーサの幅寸法Ｗは0.5〜５mm（本
例２mm）、高さ寸法Ｈは薄膜EL素子７のうち透明
電極２を除いた全膜厚より大であつて通常20〜
2000μm（本例30μm）であれば充分である。

次に、前述した薄膜EL素子７を透明基板１と
共に、100℃以上（本例120℃）で加熱して、その
表面及び内部に吸着した湿気を除去し、前述した
板状カバー８に付着した枠状の第１のスペーサ９
の内側に薄膜EL素子７をその側面から包囲する
ように、その板状カバー８を透明基板１上（正確
には、本発明のように透明電極２の引出部が透明
基板１の周辺まで延在している場合には、その引
出部上である。以下同様。）に配置する。その際、
透明基板１はホツトプレート等の加熱器に乗せ
て、100〜200℃の範囲内の実質的に一定温度（本
例150±５℃）で加熱された状態にあり、第１の
スペーサ９の頭部とこの頭部に対向する透明基板
１上との間にエポキシ樹脂接着剤を注射器等で注
入して、所定時間（本例１時間）経過後、このエ
ポキシ樹脂接着剤が硬化して、第３図の断面図に
示すように第２のスペーサ１０を形成して、薄膜
EL素子７と空間１１を封止する。前述したエポ
キシ樹脂接着剤の注入時において、空間１１の気
圧が前述した加熱状態でほぼ一定であり、熱膨脹
もほぼ一定状態にあることから、そのエポキシ樹
脂接着剤は、第１のスペーサ９及び透明基板１と
の表面張力を得て、エポキシ樹脂接着剤中に吸着
した湿気等のガスが空間１１内に侵入することな
く、確実に封止することができる。また、第１の
スペーサ９の高さ寸法Ｈは前述した通り高々数mm
程度であることから、その側面にもエポキシ樹脂
接着剤が同時に付着して、第２のスペーサ１０は
第１のスペーサ９の全外側面を覆うように形成さ
れる。

本発明に係る第１のスペーサ９は、透明基板１
上に付着させてもよい。すなわち、薄膜EL素子
の側面を包囲する透明基板１上の周辺領域にエポ
キシ樹脂接着剤を印刷法により枠状に塗布し、加
熱硬化させることにより、第１のスペーサ９を形
成してもよい。そして、本例においても加熱状態
で、第１のスペーサ９の頭部とこの頭部に対向す
る板状カバー８上との間にエポキシ樹脂接着剤を
注入し硬化することにより、第４図の断面図に示
すように第２のスペーサ１０を形成して、薄膜
EL素子７と空間１１を封止することができる。

このような本発明の封止方法による薄膜EL素
子は、第５図の発光輝度特性曲線１２に示す通
り、初期発光輝度（約80cd／m²）を350時間経過
してもほぼ一定に保持して、輝度寿命を長くする
ことができる。一方、比較例として、第１のスペ
ーサ９を形成するためのエポキシ樹脂接着剤のみ
で加熱硬化して封止した薄膜EL素子の発光輝度
特性は同図の曲線１３に示す通り、初期発光輝度
を350時間経過時に約1/10まで低下させているこ
とから、本発明の封止方法の優位性が明白であ
る。

以上の実施例において、透明基板１と板状カバ
ー８の材質として共に石英ガラスを使用したが、
同一の材質でなくても熱膨脹係数が実質的に等し
ければよく、例えばアルミノシリケートガラス、
ソーダライムガラス等の多成分系のガラスでもよ
い。また、熱硬化性樹脂接着剤としてエポキシ樹
脂接着剤の他に、シリコーン樹脂などの耐熱性、
耐湿性のものでもよい。第２のスペーサ１０の形
成は加熱硬化でなければならないが、第１のスペ
ーサ９の形成については加熱硬化に限定されず常
温硬化でもよい。薄膜EL素子７の構造及び材質
については勿論限定されない。

〔発明の効果〕

このような本発明の封止方法によれば、第１の
か一方の側に付着形成されているので、第２のス
ペーサ１０の形成時、すなわち封止工程における
位置合わせが容易であり、その材質が熱硬化性樹
脂接着剤であることから、封止工程の加熱による
材質劣化が生じないのみならず、その加熱状態下
で、空間１１の気圧と熱膨脹をほぼ一定に保持さ
れ、第２のスペーサ１０の形成のためのエポキシ
樹脂接着剤の注入が薄膜EL素子７や空間１１へ
向かつて進入することなく、外気との遮断を確実
にして、かつ容易に封止することができる。ま
た、熱膨脹係数をほぼ等しい材質の透明基板１と
板状カバー８を使用した場合には、それぞれの撓
み、そりや、第１、第２のスペーサ９，１０の剥
離などの欠陥が発生しない利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において使用する、透明基板上
に形成した薄膜EL素子の実施例を示し、同図ａ
は平面図及び同図ｂは同図ａのX₁―X₁線箇所断
面図である。第２図は本発明において使用する、
板状カバー上に形成した第１のスペーサの実施例
を示し、同図ａは平面図及び同図ｂは同図ａの
X₂―X₂線箇所断面図である。第３図は第１のス
ペーサを板状カバー側に付着した場合の本発明に
よる薄膜EL素子の断面図である。第４図は第１
のスペーサを透明基板側に付着した場合の本発明
による薄膜EL素子の断面図である。第５図は発
光輝度特性図である。 １…透明基板、２…透明電極、３，５…誘電体
層、４…EL発光層、６…背面電極、８…板状カ
バー、９…第１のスペーサ、１０…第２のスペー
サ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 透明電極と背面電極との間にEL発光層と誘
   電体層とを介在して構成される薄膜EL素子を透
   明基板上に前記透明電極側に向けて形成し、前記
   透明基板と、前記背面電極の上方に位置する板状
   カバーと、前記透明基板と前記板状カバーとの間
   に介在したスペーサとで封止する薄膜EL素子の
   封止方法において、前記板状カバー及び透明基板
   のうち何れか一方の面上にあつて、かつ前記薄膜
   EL素子を包囲する周辺領域に枠状に塗布した熱
   硬化性樹脂接着剤を硬化して第１のスペーサを形
   成し、次に加熱状態で、前記第１のスペーサとこ
   れに対向する前記板状カバー及び前記透明基板の
   うち他方の面上との間に新たな熱硬化性樹脂接着
   剤を注入して硬化することにより、第２のスペー
   サを形成し、前記スペーサが前記第１のスペーサ
   と前記第２のスペーサとを具備することを特徴と
   する薄膜EL素子の封止方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、熱硬化性樹
   脂接着剤がエポキシ樹脂接着剤又はシリコーン樹
   脂接着剤であることを特徴とする薄膜EL素子の
   封止方法。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項において、
   透明基板と板状カバーの各熱膨脹係数が実質的に
   等しいことを特徴とする薄膜EL素子の封止方法。