JPS63131494A

JPS63131494A - 薄膜ｅｌ素子およびその製造方法

Info

Publication number: JPS63131494A
Application number: JP61275150A
Authority: JP
Inventors: 清水　安元
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1986-11-20
Filing date: 1986-11-20
Publication date: 1988-06-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、平面形ディスプレイ・デバイスとして、コン
ピュータシステムの端末機器その他の表示装置に、静止
画像や動画像の表示手段として利用される薄膜ＥＬ素子
およびその製造方法、特に封じ方法に関する。

〔従来の技術〕

従来この種の薄膜ＥＬ　（エレクトロルミネセンス）素
子は、例えば透明なガラス基板上に、Ｉｎ雪０、、Ｓｎ
Ｏ，等からなる透明電極を配列し、次にＹｔＯｓ　＋　
Ｔａ１ｏｎ等からなる第１の誘電体層、発光中心として
０．１〜２ｗｔ％のＭ、をドープしたｚｎＳ等からなる
ＥＬ発光層および第２の誘電体層を順次積層した後、Ａ
ｔ４ａ＋ＭＯ等からなる背面電極を配列することによっ
て形成されていた。透明基板側から見て透明電極と背面
電極とが交差する領域がパネルの１絵素に相当し、両電
極間に交流電圧を印加することによｊ’、Ｍｎ発光中心
よシ橙色の発光を呈する。

このよりなＥＬ素子は、透明基板上に形成した透明電極
から背面電極に至る９摸積層物（以下ＥＬ薄膜層という
）が外気、特に湿気の影響を受けやすく、空気中の湿気
がＥＬ薄膜層にわずかに吸着しても、それが誘電体層等
のピンホールなどに侵入してその部分の抵抗を下げる。

その結果過大な電流が流れて局部的に発熱することにな
り、薄膜が基板から剥離したり、絶縁破壊を起こして素
子寿命を低下させることになる。また、侵入した湿気が
ＥＬ発光層まで到達すると、発光層は水に対してきわめ
て弱いために劣化して、素子寿命が低下することになる
。

そこで、このような湿気から薄膜ＥＬ素子を保護するた
めに、従来より、■；無機あるいは有機性の被覆でＥＬ
薄膜層全体を密着して覆う、■；ガラスキヤツプなどで
カバーする、■；■のガラスキャップ中を脱ガス真空化
する、■；■のガラスキャップ中にシリコンオイル等の
絶縁性液体を溝たす、■；■に加え、さらにキヤツプ内
壁に水分吸収剤としてシリカゲルを塗布したシートを貼
設するなどの対策が施されてきた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した各種の防湿対策は、いずれも効果上ならびに製
造上の欠点を有する。まず、■はＥＬ、素子の放熱を行
なうのに不都合で、場合によっては応力の増加による膜
剥離が生ずる。次に、■は効果が不十分である。さらに
、■、■、■はいずれも製造上の困難性を有し、また特
に■は外部大気圧とキャップ内部との圧力差のために、
素子強度の点でも問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による薄膜ＥＬ素子は、内面に吸湿性材料を固定
したキャップを用い、かつこのキャップに設けた接着剤
注入口を、熱硬化形樹脂接着剤により封じしたものであ
る。

また本発明による製造方法は、キヤツプ内面に吸湿性材
料を分散させた接着剤を塗布し硬化させて吸湿性材料を
固定する工程と、ＥＬ薄膜層を形成した透明基板にキヤ
ツプを固着する工程と、これらを加熱した状態でキャッ
プの接着剤注入口に熱硬化形樹脂接着剤を注入し硬化さ
せて封止する工程とを設けたものである。

〔作用〕

キャップを透明基板上に配置し加熱することによ）、内
部に残留する湿気が接着剤注入口から追い出されるとと
もに、外部雰囲気からの湿気の侵入が阻止される。封じ
後、内部に少量の湿気が残留したとしても、その湿気は
キヤツプ内面に固定された吸湿性材料により吸収される
。

〔実施例〕

第２図は、透明基板上に形成したＥＬ薄膜層を示し、同
図（＆）は平面図、同図（ｂ）はそのｂ−ｂ断面図であ
る。次に、その形成方法を説明する。

まず、アルミノシリケートガラス（ＨＯＹＡ　（株）製
ＮＡ４０；寸法１０１００Ｘ１００Ｘ３＋　）からなる
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、真空蒸着法により多数の帯状の透明電極
２を成膜する。このとき、透明電極２の引出し部は、交
互に基板の周縁に向けて延在させる。

次に、同様の製法により、酸化イツトリウム（−０３）
を素材にして第１の誘電体層３（膜厚３０００Ｘ）、活
性物質として０．５ｗｔ％のマンガン（Ｍｎ）をドープ
したＺ　ｎＳ　：　ＭＨ焼結ペレットを素材にしてＥＬ
発光層４（膜厚ｅｏｏｏ　Ｓ）および第４の誘電体層３
と同様な物質を素材にして第２の誘電体層５（膜厚３０
００λ）を屓次成膜する。次いで第２の誘電体層５の上
に、同様な製法により、アルミニウム（Ａｔ）を素材に
して、透明電極２と互いに交差する方向に、多数の帯状
の背面電極６Ｃ膜厚３０００Ｘ）を成膜する。この背面
電極６の引出し部も、基板の周縁に向けて交互に延在さ
せる。引出し部を除いた両電極ならびにその間に介在さ
せたＥＬ発光層および第１、第２の誘電体層によｐ、Ｅ
Ｌ薄膜層７が構成される。

第３図は、この透明基板１に固着して用いるキャップを
示し、同図（＆）は平面図、同図（ｂ）はそのｂ−ｂ断
面図、同図（ｃ）は−親図（ただし裏返し）である。キ
ヤツプ８は、透明基板１と同様の素材であるアルミノシ
リケートガラスからなる。各部の寸法は第２図中に示し
た通り（単位は朋）で、概ね正方形の底壁および４つの
側壁を有する箱形であるが、開放端部に、矩形状の切欠
９を設けである。この切欠９は、後述するように、キヤ
ツプ８が透明基板５上に固着されたときに接着剤注入口
を構成する。

次に、第１図を用いて、このようなキヤツプ８を透明基
板１に固着して封じする工程を説明する。

はじめに、キヤツプ８を、１００〜２００℃（本実施例
では１５０℃）で１時間以上（同２時間）予備加熱し、
表面に吸着された湿気を十分に除去する。

次に、五酸化ニリン（Ｐｒｏｓ）の微粒子を熱硬化形の
エポキシ系接着剤に分散させたペーストを準備し、キャ
ップ８のＥＬＬ膜層７に面することになる底壁内面に１
、同ペーストをスクリーン印刷法により約２００〜３０
０μｍの厚さに塗布した後、ホットプレート等の加熱器
に乗せ、１００〜２００℃（本実施例では１５０℃）に
加熱する。これにより、固化した接着層１０に五酸化ニ
リンの微粒子１１が固定された吸湿効果層１２が得られ
る（第１図（ａ））。

一方、ＥＬＬ膜層７を形成した透明基板１を、１００〜
２００℃（本実施例では１２０℃）で１時間以上（同３
時間）予備加熱して表面に吸着されたり内部に吸蔵され
たりした湿気を十分に除去する。′引続きさらに加熱し
ながら、この透明基板１上に、前述したキャップ８を、
ＥＬＬ膜層７を覆うような所定位置に配置する。このと
き、キャップ８の切欠９を除く開放端面に、予め熱硬化
形のエポキシ系接着剤を塗布しておくことにより、その
接着剤が硬化して形成された固化接着部１３によって、
キャップ８は透明基板１上に固着される（第１図（ｂ）
）。

次に、これら透明基板１およびキャップ８の加熱をしば
らく継続した後、その状態で、キャップ８の切欠９に新
たなエポキシ系接着剤を注射器等で注入し、所定時間（
本実施例では１時間）加熱し続ける。これにより、切欠
９は、固化接着部１４により封じされる（第１図（Ｃ）
）。

封じに際し、キャップ８およびＥＬＬ膜層７が形成され
た透明基板１をそれぞれ予備加熱することによりそれら
の表面に吸着された湿気あるいはＥＬ薄薄膜層中中吸蔵
された水分を除去することができ、さらに両者を重ねた
状態で加熱することにより、内部に残留する湿気をキャ
ップ８の切欠９から外部に追い出すことができるととも
に、外部雰囲気からの湿気の侵入を阻止することができ
る。また、封じ完了後に内部に少量の湿気が残留したと
しても、その湿気は五酸化ニリンの微粒子１１により吸
収されるため、ＥＬＬ膜層７が劣化するなど発光表示に
悪影響が及ぶことを防止できる。この五酸化ニリンによ
る吸湿効果は、封じの際に加熱されることから、さらに
高められる。また、この五酸化ニリンの微粒子１１を固
定している接着剤は熱硬化形であることから、封じ工程
における加熱によって劣化することはない。

本実施例において、透明基板１およびキヤツプ８の材質
をともにアルミノンリケードガラスとしたが、これに限
定されるものではない。例えばセラミックスやプラスチ
ックでもよいが、好ましくは熱膨張係数の等しいガラス
を用いることがよい。

このようなガラスとしては、例えばソーダライムガラス
等の多成分系ガラスでもよいし、石英ガラスでもよい。

また、熱硬化形相脂接着剤は、エポキシ樹脂接着剤に限
らず、シリコーン樹脂など、他の耐熱性・耐湿性の樹脂
でもよい。

さらに、吸湿性材料としては、五酸化ニリンの他に、シ
リカゲル、塩素酸マグネシウム（Ｍ、（ｃｚｏｓ）２）
、酸化アルミニウム（Ａｊ＊０３）、酸化カルシウム（
Ｃａｂ）などを用いてもよい。

なお、矩形状の切欠９の代りに、Ｖ字状、Ｕ字状等の切
欠または円管状、角管状等の貫通孔でもよく、その数は
１対に限らず、少なくとも１個あればよい。また、買通
孔状の接着剤注入口であれば、キャップ８の＠壁に限ら
ず、底部に設けてもよい。

さらに、上述した実施例では、底部および側壁部を一体
に形成したキャップを用いたが、これらを別体に形成し
て組合せて本よい。第４図に、その例を示す。第４図０
は平面図、同図（ｂ）はそのｂ−ｂ断面図、同図（ｃ）
は斜視図である。

本実施例のキャップ１５は、透明基板１と同一のアルミ
ノシリケートガラスからなる板状カバー１５Ａの一生表
面に１コの字形の枠状のスペーサ１５Ｂを２個向かい合
せに配置した構成を有している。スペーサ１５Ｂは、板
状カバー１５Ａに熱硬化形エポキシ系接着剤を塗布し、
オープン等で１００℃で加熱硬化させることにより固着
形成した。その際、２個のスペーサ１５Ｂのコの字の開
口側を相互に所定距離Ｌ＝０．３〜１０朋（本実施例で
は３目）だけ離間させ、スリット１６を構成する。なお
、２個のスペーサの枠内は、ＥＬ薄膜層７の側面を包囲
する大きさを有する。また、その幅寸法Ｗは０、５〜５
鴎（本実施例では２順）が適当である。

高さ寸法Ｈは、ＥＬ薄膜層７のうちの透明電極２を除い
た全膜厚と、後述する固化吸着層の厚さく通常２０〜３
０００　μｍ　；本実施例では２０ト３００μｍ）とを
合せた厚さより大きければよく、本実施例では１０００
μｍとした。

次に、第５図ないし第８図を用いて、このようなキャッ
プ１５を透明基板１に固着して封じする工程を説明する
。なお、各図において（−）は第４図（ｂ）に対応する
断面図、（ｂ）は側面図である。

はじめに、キヤツプ１５を１００〜２００℃（本実施例
では１２０℃）で１時間以上（本実施例では２時間）予
備加熱し、表面に吸着されたり内部に吸蔵された湿気を
十分に除去する。次に、五酸化ニリン（ｐ２ｏｉ）の微
粒子を熱硬化形のエポキシ系接着剤に分散させたペース
トを、第１図の実施例と同様の方法により、板状カバー
１５ＡのＥＬ薄膜層７に面する内面に２０〜３０００μ
ｍ　（本実施例では２００〜３００μｍ）の厚さに塗布
し、硬化させて、五酸化ニリンの微粒子１１と固化した
接着層１０とからなら吸湿効果層１２を得る（第５図）
。

一方、ＥＬ薄膜層Ｔを形成した透明基板１も、第１図の
実施例と同様に加熱し、湿気を十分に除去した後、引続
き１００〜２００℃（本実施例では１５０℃）で加熱し
ながら、キャップ１５を、ＥＬ薄膜層７を覆う所定位置
に配置する（第６図）。

次いで、スペーサ１５Ｂの外側面１７と板状カバー１５
Ａおよび透明基板１の対向面１８．１９とで構成される
凹所２０に、新たなエポキシ系接着剤を注射器等で注入
し、所定時間（本実施例では１時間）加熱を続ける。こ
れにより、エポキシ系接着剤が硬化し、固化接着部２１
を形成する（第７図）。固化接着部２１は、透明基板１
、板状カバー１５Ａおよびスペーサ１５Ｂの外側面に固
着し、これらを強固に接合している。図では、誇張して
描いであるが、固化接着部２１の高さ寸法（スペーサ１
５Ｂの高さ寸法と同じ）Ｈは、前述した通シ１１０００
１ｉ　（１ｍ）にすぎないから、透明基板１と板状カバ
ー１５Ａとの間における表面張力を得て、接着剤は容品
に注入される。なお、このときスリット１６には接着剤
は注入されず、内部空間と外部雰囲気と拡スリット１６
により通じている。

この状態で、透明基板１およびキャップ１５の加熱をし
ばらく継続した後、スリット１６に新たなエポキシ系接
着剤を注射器等で注入し、所定時間（本実施例では２０
分間）加熱し続ける。これにより、スリット１６は固化
接着部２２にょシ封止される（第８図）。

本実施例において、透明基板１、板状カバ−１５Ａ１熱
硬化形樹脂接着剤および吸湿性材料などが上述した物質
に限定されないことは、第１図の実施例の場合と同様で
ある。

また、各実施例において、吸湿性材料はキャップの底部
内面（第５図の実施例では板状カバー１５Ａの内面）に
のみ固定したが、キャップの側壁内面（第５図の実施例
ではスペーサ１５Ｂの内面）に固定してもよく、キャッ
プ内面全体に固定すればその吸湿効果をより高めること
ができることはいうまでもない。

なお、ＥＬ発光層４を第１および第２の誘電体層３．５
で挾んだ構成を示したが、これら第１および第２の誘電
体層は、いずれが一方のみで４よいことはいうまでもな
い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、内面に吸湿性材料を固定し念キャップ
を、ＥＬ薄膜層を形成した透明基板に固着し、接着剤注
入口を熱硬化形相脂接着剤で封じした構成をとるととく
より、またその封じを加熱した状態で行なうことにより
、防湿効果の高い薄膜ＥＬ素子が容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示す図で、第
１図は封じ方法を示す工程断面図、第２図（−）はＥＬ
、薄膜層を形成した透明基板を示す平面図、同図（ｂ）
はその断面図、第３図（ａ）はキヤツプを示す平面図、
同図（ｂ）はそのｂ−ｂ断面図、同図（Ｃ）は斜視図、
第４図（＆）はキャップの他の構成例を示す平面図、同
図（ｂ）はそのｂ−ｂ断面図、同図（Ｃ）は斜視図、第
５図〜第８図はこのキヤツプを用いての封じ方法を示す
工程図で、各図（−）は断面図、各図（ｂ）は（−）と
９０°方向の異なる側面図である。１・・−−透明基板、２１１・・・透明電極、３゜５・
・・・誘電体層、４・・・・ＥＬ発光層、６・・・・背
面電極、７・・・・ＥＬ薄膜層、８　。１５・・・・キャップ、９・・・・切欠（接着剤注入口
）、１０・・・・固化接着層、１１・・・・吸湿性物質
の微粒子、１３，１４，２１．２２・・・・固化接着部
、１６・・・・スリット（接着剤注入口）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）透明基板と、この透明基板上に形成された透明電
極、誘電体層、ＥＬ発光層および背面電極を含むＥＬ薄
膜層と、このＥＬ薄膜層を覆つて透明基板上に固着され
たキヤツプとを有する薄膜ＥＬ素子において、キヤツプ
は、接着剤注入口を備えるとともに内面に吸湿性材料を
固定し、かつ上記接着剤注入口は熱硬化形樹脂接着剤に
より封じてなることを特徴とする薄膜ＥＬ素子。
（２）キヤツプ内面に吸湿性材料を分散させた接着剤を
塗布し硬化させて吸湿性材料を固定する工程と、このキ
ヤツプを、透明電極、誘電体層、ＥＬ発光層および背面
電極からなるＥＬ薄膜層を設けた透明基板に固着する工
程と、これらキヤツプおよび透明基板を加熱した状態で
、キヤツプに設けた接着剤注入口に熱硬化形樹脂接着剤
を注入し硬貨させて封止する工程とを含むことを特徴と
する薄膜ＥＬ素子の製造方法。