JP2009015152A - 電子デバイスの接続構造及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた形状加工性及び作業性を維持しつつ、接続信頼性を向上させた電子デバイスの接続構造を提供する。
【解決手段】本発明は、導電層１２と、その導電層１２に対向して配置された基板１６と、導電層１２の上面の一部と直接接触した下面を有し、かつ導電層１２の上面上に非接着の状態で固定された金属箔１７ａ、ｂと、導電層１２の上面、金属箔１７ａ、ｂの上面及び基板１６の下面に接着した接着フィルム１８とを備える電子デバイス１０の接続構造を提供する。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明は、導電層１２と、その導電層１２に対向して配置された基板１６と、導電層１２の上面の一部と直接接触した下面を有し、かつ導電層１２の上面上に非接着の状態で固定された金属箔１７ａ、ｂと、導電層１２の上面、金属箔１７ａ、ｂの上面及び基板１６の下面に接着した接着フィルム１８とを備える電子デバイス１０の接続構造を提供する。
【選択図】 図１
Description
本発明は、電子デバイスの接続構造及びその製造方法に関するものである。
従来、フラットパネルディスプレイの分野においてディスプレイパネルに備えられた電極（以下、「パネル電極」という。）と制御回路や駆動回路などの外部回路とを接続する取り出し手段として、フレキシブルプリント配線板（以下、「ＦＰＣ」という。）が用いられている。ＦＰＣとパネル電極との接着ははんだ付け又は熱圧着によるものが一般的である。しかしながら、これらの接着温度は通常１５０℃以上になるため、接続部周辺の電子部材の耐熱性が低い場合は、ＦＰＣを採用することが困難となる。
さらには、特許文献１に記載されるように、異方導電性膜などの導電性接着剤を採用する方法も知られている。しかしながら、導電性接着剤を採用する場合でも接着温度が通常１５０℃以上となるため、ＦＰＣと同様に、接続部周辺の電子部材の耐熱性が低い場合は、その採用が困難となる。
そこで、別の取り出し手段としてクリップ電極と呼ばれるクリップ状の電極が開発されている。このクリップ電極はパネルの一部を狭持しつつパネル電極と接触することで、ディスプレイパネルに固定した状態となる。ところが、クリップ電極はそのばね性によりパネルの一部を狭持するため、寸法や形状の制約を受けてしまう。
そこで、上述の問題点を解決可能な手段として特許文献２に記載の接続構造が提案されている。この接続構造は、固体型エレクトロクロミック素子において、下部透明導電層の端部に、導電性粘着材を介して金属箔を接着したものである。この接続構造によると、種々の形に加工が容易であり、取り付け時の作業性を向上させることができる。
特開平１１−７０４０号公報
国際公開第０２／３９１８０号パンフレット
しかしながら、特許文献２に記載の接続構造は、金属箔及び下部導電層が、それらと比較して高抵抗である導電性粘着材を介して接続されている。そのため、このような接続構造を備えた電子デバイスでは、接続信頼性の点において更に改善の余地がある。
そこで、本発明は上記事情にかんがみてなされたものであり、優れた形状加工性及び作業性を維持しつつ、接続信頼性を向上させた電子デバイスの接続構造及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明は、導電層と、その導電層に対向して配置された基板と、上記導電層の上面の一部と直接接触した下面を有し、かつ導電層の上記上面上に非接着の状態で固定された金属箔と、導電層の上面、金属箔の上面及び基板の下面に接着した接着フィルムとを備える電子デバイスの接続構造を提供する。
また、本発明は、導電層の上面の一部と金属箔の下面とを直接接触させるようにして、非接着の状態で導電層の上記上面上に金属箔を載置する工程と、導電層及び金属箔の両方の露出した上面上に接着フィルムを載置する工程と、接着フィルムの上面上に基板を載置する工程と、導電層、金属箔、接着フィルム及び基板をそれらの積層方向に押圧して、接着フィルムにより導電層の上面上に金属箔を固定すると同時に、接着フィルムを介して基板を導電層に対向させて固定する工程とを有する電子デバイスの接続構造の製造方法を提供する。
本発明によると、まず、導電層及び金属箔が、特許文献２で提案されたような導電性粘着材を介することなく直接接触しているため、十分に優れた接続信頼性を示す。また、金属箔が外部回路との接続に用いられる取り出し手段として機能するため、外部回路と導電層との接続に関する作業性を向上させることができる。さらに、金属箔はクリップ電極と比較して寸法や形状の制約を受け難く、種々の形状に容易に加工することができる。
また、本発明で用いられる接着フィルムは、１５０℃よりも低い温度で接着可能なものでもよいため、接続部周辺の電子部材に高度な耐熱性が要求されず、材料選択の幅が広くなり生産コストの低減も可能となる。さらに、本発明の電子デバイスの接続構造の製造方法によると、導電層の上面上に金属箔を固定すると同時に、接着フィルムを介して基板を導電層に対向させて固定するため、この接続構造の製造工程を簡略化することが可能となる。
本発明によれば、優れた形状加工性及び作業性を維持しつつ、接続信頼性を向上させた電子デバイスの接続構造及びその製造方法を提供することができる。
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
図１は本発明の好適な第１の実施形態に係る電子デバイスの接続構造を模式的に示す断面図である。図１に示す電子デバイスは固体型エレクトロクロミック（以下、単に「ＥＣ」と表記する。）素子である。このＥＣ素子１０は、下部透明導電層１２と、その下部透明導電層１２に対向して配置された基板である対向ガラス１６と、下部透明導電層１２の上面の一部と直接接触した下面を有し、かつ下部透明導電層１２の上面上に非接着の状態で固定された金属箔１７ａ、ｂと、下部透明導電層１２の上面、金属箔１７ａ、ｂの上面及び対向ガラス１６の下面に接着した接着フィルム１８とを備える接続構造を有する。以下、このＥＣ素子１０について詳細に説明する。
図１に示すように、固体型ＥＣ素子１０には、基板ガラス１１の上面上にＩＴＯ等を構成材料とする下部透明導電層１２が設けられており、この下部透明導電層１２の一部に溝１２ｂを形成して隔離部１２ａが設けられている。下部透明導電層１２は、２つの取り出し電極を設けるために、溝１２ｂによって隔離された隔離部１２ａと本体部１２ｃとの２つの部分からなる。隔離部１２ａ及び本体部１２ｃを含めた下部透明導電層１２の幅寸法は、基板ガラス１１と同じ寸法である。下部透明導電層１２の上面上には、ＷＯ３等を構成材料とするＥＣ層１３が成層され、ＥＣ層１３の上面上にＩＴＯ等を構成材料とする上部透明導電層１４が成層されている。
さらに、下部透明導電層１２の本体部１２ｃの外端の上面上、並びに、隔離部１２ａの外端の上面上には、金属箔１７ａ、ｂが各々取り付けられている。金属箔１７ａ、ｂは、その下面の一部が下部透明導電層１２の上面の一部と接触している。そして、基板ガラス１１、下部透明導電層１２、ＥＣ層１３、上部透明導電層１４及び金属箔１７ａ、ｂを上側から被覆するようにして、接着フィルム１８が備えられている。ただし、接着フィルム１８はその幅寸法が基板ガラス１１と同じであるため、金属箔１７ａ、ｂの外側の一部は接着フィルム１８で被覆されることなく露出している。この接着フィルム１８による接着によって、金属箔１７ａ、ｂがそれぞれ、下部透明導電層１２の本体部１２ｃ及び隔離部１２ａ上に固定されている。下部透明導電層１２と金属箔１７ａ、ｂとの接点は、それらが直接接触することによって確保されるが、これらは互いに接着していない。
金属箔１７ａ、ｂの構成材料は箔を形成可能な金属であれば特に限定されず、例えば銅、アルミニウム、スズ、ステンレス綱などが挙げられる。これらの中では、耐食性及び光沢性等の観点からステンレス綱が好ましい。また、金属箔１７ａ、ｂは金属箔の表面を被覆するようにめっきを施したものであってもよい。めっきを施すことにより耐食性を向上させることができる。
また、接着フィルム１８の構成材料は樹脂を主成分とする公知のものであれば特に限定されない。接着フィルム１８に含まれる樹脂としては、熱硬化性樹脂であっても熱可塑性樹脂であってもよく、例えばエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等が挙げられる。
更に接着フィルム１８の上面上には、対向ガラス１６が備えられており、対向ガラス１６は、接着フィルム１８による接着によって固定されている。また、上部透明導電層１４はその下面で隔離部１２ａの上面と直接接しており、下部透明導電層１２の本体部１２ｃと上部透明導電層１４とは互いに短絡しないように形成されている。さらに、隔離部１２ａから上部透明導電層１４の電極を取り出すことができるようになっている。つまり、溝１２ｂ内にもＥＣ層１３が成層されており、下部透明導電層１２の本体部１２ｃと上部透明導電層１４及び下部透明導電層１２の隔離部１２ａとの間にはＥＣ層１３が挟まった状態になっている。
また、上部透明導電層１４の幅寸法は、隔離部１２ａのＥＣ素子１０中心側からＥＣ層１３を大部分覆う寸法である。対向ガラス１６の幅寸法は、隔離部１２ａ及び本体部１２ｃを含めた下部透明導電層１２の幅寸法（すなわち、基板ガラス１１の幅寸法）より両側に長い寸法である。さらに、図示していないが、外部回路と金属箔１７ａ、ｂとは例えばスポット溶接により金属箔１７ａ、ｂに接合されたリード線を介して接続されている。
この固体型ＥＣ素子１０の金属箔１７ａ、ｂは取り出し電極として機能し、これらを通して、外部から下部透明導電層１２と上部透明導電層１４との間に直流電流を印加すると、ＥＣ層１３は着色し、逆電圧を印加するとＥＣ層１３は消色する。
このように、取り出し電極である金属箔１７ａ、ｂが下部透明導電層１２と直接接触することにより、固体型ＥＣ素子１０の接続信頼性は十分に優れたものとなる。また、金属箔１７ａ、ｂが外部回路との接続に用いられる取り出し電極として機能するため、外部回路と下部透明導電層１２とを接続する際の作業性を向上させることができる。
さらに、金属箔１７ａ、ｂは、クリップ電極と比較して省スペース化を図ることができ、また、必要に応じて種々の形状に容易に加工することができる。すなわち、クリップ電極で接続する場合、その形状の制約により対向ガラスの幅寸法を基板ガラスのものよりも小さくせざるを得ない。しかしながら、本実施形態の固体型ＥＣ素子１０では、図１からも明らかなとおり、対向ガラス１６の幅寸法を基板ガラス１１と同程度にすることが可能であり、あるいは、基板ガラス１１よりも大きくすることができる。また、金属箔１７ａ、ｂは、製品自体が複雑な形状をしていたとしてもその形状に合わせて種々の形に容易に加工することができ、接触抵抗が低下するほか、外観をすっきりさせることができる。
また、接着フィルム１８の構成材料として、１５０℃よりも低い温度で接着可能なＥＶＡなどを採用することができるため、その場合に固体型ＥＣ素子１０の各部材を構成する材料に高度な耐熱性が要求されない。さらに、下部透明導電層１２の上面と対向ガラス１６下面との距離は、一般的に数１０μｍ程度に形成されているが、金属箔１７ａ、ｂ及び接着フィルム１８は変形が容易であるので、この材料を押しつぶすことによって、上記距離に追従させることができる。また、金属箔１７ａ、ｂの構成材料に光沢性の高い金属を採用することで、この金属箔１７ａ、ｂ自体を反射面として活用できるため、固体型ＥＣ素子１０の有効反射面積を、上述の特許文献２に記載のものよりも拡大することができる。
かかる固体型ＥＣ素子１０は、下記のようにして製造することができる。まず、基板ガラス１１、下部透明導電層１２、ＥＣ層１３及び上部透明導電層１４を図１のように構成した構造体を準備すると共に、図１に示す金属箔１７ａ、ｂを準備する。次いで、下部透明導電層１２の本体部１２ｃの外端の上面上、並びに、隔離部１２ａの外端の上面上に、それぞれ金属箔１７ａ、ｂの下面が直接接触するようにして、それら金属箔１７ａ、ｂを載置する。この際、下部透明導電層１２の本体部１２ｃ及び隔離部１２ａの上面と、金属箔１７ａ、ｂの下面とは接着されていない。また、金属箔１７ａ、ｂはピン留めなどにより位置合わせ及び仮固定される。
次に、上記構造体及び／又は金属箔１７ａ、ｂの両方の露出した上面上に接着フィルム１８を載置する。図１では、構造体の上面の方が金属箔１７ａ、ｂの上面よりも高い位置にあるため、構造体の上面上に接着フィルム１８が載置される。ただし、金属箔１７ａ、ｂの上面の方が高ければ、金属箔１７ａ、ｂの上面上に載置される。もちろん、接着フィルム１８を載置する際に積層方向に押圧して、構造体及び金属箔１７ａ、ｂの両方の上面上に接着フィルム１８の下面を直接接触させてもよい。
続いて、接着フィルム１８の上面上に対向ガラス１６を載置する。そして、真空圧着などの手段によりそれらの積層方向に押圧することにより、接着フィルム１８が圧縮されて、下部透明導電層１２の本体部１２ｃ及び隔離部１２ａの上面上に金属箔１７ａ、ｂを固定すると同時に、接着フィルム１８を介して対向ガラス１６を下部透明導電層１２に対向させて固定する。こうして、固体型ＥＣ素子１０を得る。
この固体型ＥＣ素子の製造方法によると、下部透明導電層１２の本体部１２ｃ及び隔離部１２ａの上面上に金属箔１７ａ、ｂを固定すると同時に、接着フィルム１８を介して対向ガラス１６を下部透明導電層１２に対向させて固定するため、その製造工程を従来よりも簡略化することができる。また、対向ガラス１６を基板ガラス１１よりも両側に長い幅寸法（あるいは図示していないが、基板ガラス１１と同程度の幅寸法）にできるため、対向ガラスを押圧して接着フィルム１８を圧着する際に金属箔１７ａ、ｂが浮くことによる位置ずれを防止できる。
次に、図２を参照して、上記第１の実施形態にかかる固体型ＥＣ素子を用いたミラー装置について説明する。図２は、上記固体型ＥＣ素子１０を用いたミラー装置の概略断面図である。この図２では、図１に示した固体型ＥＣ素子１０が上下逆に示されている。
図２に示すように、ミラー装置２０は、基板ガラス１１及びその上面上に成膜された金属反射膜２１からなる反射部材２２と、金属反射膜２１の上面に成膜されその一部に溝を設けることにより隔離された下部透明導電層（図示せず）と、下部透明導電層の上面に成膜されたＥＣ層１３と、隔離された下部透明導電膜の一部とＥＣ層１３との上面にわたって成膜された上部透明導電層（図示せず）と、下部透明導電層に対向した対向ガラス１６とを備え、かつ、下部透明導電層の本体部及び隔離された下部透明導電層の隔離部の端部上面に、金属箔１７ａ、ｂを固定している。したがって、この固体型ＥＣ素子によるミラー装置２０において、上部透明導電層と対向ガラス１６との間には空隙が形成されている。
金属箔１７ａ、ｂは、一端部が対向ガラス１６及び下部透明導電層間に挟まれて接着フィルム（図示せず）により下部透明導電層に接着されて取り付けられており、他端部が外部に延びている。金属反射膜２１の幅寸法は、基板ガラス１１の幅寸法より両側に短い寸法である。対向ガラス１６の幅寸法は、基板ガラス１１の幅寸法と同じ寸法である。なお、上下の透明導電層、接着フィルム及びＥＣ層１３の積層状態は図１に示すものと同様であり、ここでは詳細な図示及び説明を省略してある。
このミラー装置２０は、容易に電極を取り付けることができるので、取り付け時の作業性が向上する。また、金属箔１７ａ、ｂを用いることにより、取り出し電極を基板ガラス１１や対向ガラス１６及び金属反射膜２１等の形状に対応して種々の形状に加工して取り付けることができる。例えば、対向ガラス１６の幅寸法を基板ガラス１１の幅寸法と同じ寸法とすることも可能となる。さらに、金属箔１７ａ、ｂを用いることにより、ミラー装置２０の設置場所や使用状況に取り出し電極の形状を適応させることができ、しかも厚さが薄い取り出し電極とすることもできる。このようなミラー装置２０は、自動車等の車両用ＥＣミラーとして有用である。
図３は本発明の好適な第２の実施形態に係る電子デバイスの接続構造を模式的に示しており、（ｂ）はその模式平面図であり、（ａ）は（ｂ）のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面を模式的に示している。図３に示す電子デバイスは高分子有機ＥＬ素子である。この高分子有機ＥＬ素子３０は、下部透明導電層３２と、その下部透明導電層３２に対向して配置された対向基板３３と、下部透明導電層３２の上面の一部と直接接触した下面を有し、かつ下部透明導電層３２の上面上に非接着の状態で固定された金属箔３７ｂと、下部透明導電層３２の上面、金属箔３７ｂの上面及び対向基板３３の下面に接着した接着フィルム３８ｂとを備える接続構造を有する。以下、この高分子有機ＥＬ素子３０について詳細に説明する。
図３に示すように、高分子有機ＥＬ素子３０には、基板ガラス３１の上面上にＩＴＯ等を構成材料とする下部透明導電層３２が設けられている。下部透明導電層３２の上面上には、発光層３５が設けられている。この発光層３５は電圧の印加により発光する高分子有機化合物を構成材料としている。そのような高分子有機化合物としては従来公知のものであれば特に制限されず、例えば、ポリパラフェニレンビニル（ＰＰＶ）、ＭＥＨ−ＰＰＶ、ＰＦ系などのπ共役ポリマー、ポリビニルカルバソール（ＰＶＫ）、ＴＰＤＰＥＳ、ＰＶＯＸＤなどの色素含有ポリマーが挙げられる。この発光層３５の上面上には対向基板３３が設けられている。対向基板３３は、発光層３５側からＡｌ等を構成材料とする上部導電層３９及びセラミック又はガラス基板３６が順に積層されている。
さらに、下部透明導電層３２の外端の上面上には、金属箔３７ｂが取り付けられている。下部透明導電層３２の金属箔３７ｂよりも高分子有機ＥＬ素子３０中心側の上面上には、接着フィルム３８ｂが備えられており、この接着フィルム３８ｂによる接着によって、金属箔３７ｂが下部透明導電層３２上に固定されている。下部透明導電層３２と金属箔３７ｂとの接点は、それらが直接接触することによって確保されるが、これらは互いに接着していない。金属箔３７ｂは、幅方向一端部が下部透明導電層３２及び接着フィルム３８ｂ間に挟まれ、接着フィルム３８ｂにより下部透明導電層３２に接着されて取り付けられており、幅方向他端部が外部に延びている。
一方、下部透明導電層３２の上記金属箔３７ｂが取り付けられた外端とは反対側の外端の上面上には、上記接着フィルム３８ｂと同程度の幅寸法を有する接着フィルム３８ａが備えられている。さらに接着フィルム３８ａの上面の外端側一部と接するようにして金属箔３７ａが備えられている。この金属箔３７ａは接着フィルム３８ａによる接着により固定されている。また、金属箔３７ａはその上面の一部が上部導電層３９と直接接しており、上部導電層３９と金属箔３７ａとの接点はそれによって確保されるが、これらは互いに接着していない。金属箔３７ａは、幅方向一端部が上部導電層３９及び接着フィルム３８ａ間に挟まれ、接着フィルム３８ａにより上部導電層３９に接着されて取り付けられており、幅方向他端部が外部に延びている。
金属箔３７ａ、ｂの構成材料は上記第１の実施形態における金属箔１７ａ、ｂと同様であればよい。また、接着フィルム３８ａ、ｂの構成材料は上記第１の実施形態における接着フィルム１８と同様であればよい。
接着フィルム３８ａ、ｂの上面上には、対向基板３３が備えられており、対向基板３３は、接着フィルム３８ａ、ｂによる接着によって固定されている。対向基板３３の幅寸法は、基板ガラス３１と同じ寸法である。さらに、図示していない外部回路と金属箔３７ａ、ｂとは、金属箔３７ａ、ｂに例えばスポット溶接により接合されたリード線３４を介して接続されている。
この高分子有機ＥＬ素子３０において、金属箔３７ｂは下部透明導電層３２からの取り出し電極として機能し、金属箔３７ａは上部導電層３９からの取り出し電極として機能する。この金属箔３７ａ、ｂを通して、それぞれ下部透明導電層３２及び上部導電層３９に外部から電圧を印加すると発光層３５が発光し、その光が下部透明導電層３２及び基板ガラス３１を通して外部に取り出される。
このように、取り出し電極である金属箔３７ａ、ｂが、それぞれ下部透明導電層３２及び上部導電層３９と直接接触することにより、高分子有機ＥＬ素子３０の接続信頼性は十分に優れたものとなる。また、金属箔３７ａ、ｂが外部回路との接続に用いられる取り出し電極として機能するため、外部回路と下部透明導電層３２及び上部導電層３９とを接続する際の作業性を向上させることができる。
さらに、金属箔３７ａ、ｂは、クリップ電極と比較して省スペース化を図ることができ、あるいは、必要に応じて種々の形状に容易に加工することができる。また、金属箔３７ａ、ｂは、製品自体が複雑な形状をしていたとしてもその形状に合わせて種々の形に容易に加工することができ、接触抵抗が低下するほか、外観をすっきりさせることができる。さらには、接着フィルム３８ａ、ｂの構成材料として、１５０℃よりも低い温度で接着可能なＥＶＡなどを採用することができるため、その場合に高分子有機ＥＬ素子３０の各部材を構成する材料に高度な耐熱性が要求されない。加えて、金属箔３７ａ、ｂ及び接着フィルム３８ａ、ｂは変形が容易であるので、この材料を押しつぶすことによって、下部透明導電層３２の上面と対向基板３３下面との距離に追従させることができる。
かかる高分子有機ＥＬ素子３０は、下記のようにして製造することができる。まず、基板ガラス３１上に、下部透明導電層３２を例えば真空蒸着により形成する。次いで、図３に示す金属箔３７ａ、ｂを準備し、下部透明導電層３２の一方の外端上面上に、金属箔３７ｂの下面が直接接触するようにして、その金属箔３７ｂを載置する。この際、下部透明導電層３２の上面と、金属箔３７ｂの下面とは接着されていない。また、金属箔３７ｂはピン留めなどにより位置合わせされる。
次に、下部透明導電層３２及び金属箔３７ｂの両方の露出した上面上に、接着フィルム３８ｂを載置すると共に、下部透明導電層３２の他方の外端上面上に接着フィルム３８ａを載置する。この際、金属箔３７ｂの上面は接着フィルム３８ｂの下面と直接接触するが、下部透明導電層３２の上面は接着フィルム３８ｂの下面と直接接触していなくてもよい。もちろん、接着フィルム３８ａ、ｂを載置する際に積層方向に押圧して、金属箔３７ｂ上の部分を圧縮することで、下部透明導電層３２の上面を接着フィルム３８ｂの下面と直接接触させてもよい。
続いて、接着フィルム３８ａの外端側上面上に金属箔３７ａを載置する。この際、金属箔３７ａを軽く接着フィルム３８ａに押し付けることで金属箔３７ａは仮固定される。次いで、接着フィルム３８ｂ並びに金属箔３７ａ及び接着フィルム３８ａの上面上に対向基板３３を載置する。対向基板３３は、セラミック又はガラス基板３６上に上部導電層３９を、例えば真空蒸着により形成したものを準備する。そして、圧着などの手段によりそれらの積層方向に押圧することにより、接着フィルム３８ａ、ｂが圧縮されて、下部透明導電層３２及び接着フィルム３８ｂ間に金属箔３７ｂ、上部導電層３９及び接着フィルム３８ａ間に金属箔３７ａをそれぞれ固定すると同時に、接着フィルム３８ａ、ｂを介して対向基板３３を下部透明導電層３２に対向させて固定する。この際、下部透明導電層３２、接着フィルム３８ａ、ｂ及び対向基板３３に囲まれた空間が形成される。その空間内に、外部から空間内に貫通して設けられた図示しない注入孔から発光層３５の構成材料である高分子有機材料を充填した後、注入孔を塞ぐことにより発光層３５が形成される。こうして、高分子有機ＥＬ素子３０を得る。
この高分子有機ＥＬ素子３０の製造方法によると、下部透明導電層３２及び接着フィルム３８ｂ間、並びに上部導電層３９及び接着フィルム３８ａ間に金属箔３７ｂ、ａをそれぞれ固定すると同時に、接着フィルム３８ａ、ｂを介して対向基板３３を下部透明導電層３２に対向させて固定するため、その製造工程を従来よりも簡略化することができる。
図４は本発明の好適な第３の実施形態に係る電子デバイスの接続構造を模式的に示す断面図である。図４に示す電子デバイスは低分子有機ＥＬ素子である。この低分子有機ＥＬ素子４０は、下部透明導電層４２と、その下部透明導電層４２に対向して配置された基板である上部基板ガラス４６と、下部透明導電層４２の上面の一部と直接接触した下面を有し、かつ下部透明導電層４２の上面上に非接着の状態で固定された金属箔４７ａ、ｂと、下部透明導電層４２の上面、金属箔４７ａ、ｂの上面及び上部基板ガラス４６の下面に接着した接着フィルム４８とを備える接続構造を有する。以下、この低分子有機ＥＬ素子４０について詳細に説明する。
図４に示すように、低分子有機ＥＬ素子４０には、下部基板ガラス４１の上面上にＩＴＯ等を構成材料とする下部透明導電層４２が設けられており、この下部透明導電層４２の一部に溝４２ｂを形成して隔離部４２ａが設けられている。下部透明導電層４２は、２つの取り出し電極を設けるために、溝４２ｂによって隔離された隔離部４２ａと本体部４２ｃとの２つの部分からなる。隔離部４２ａ及び本体部４２ｃを含めた下部透明導電層４２の幅寸法は、下部基板ガラス４１と同じ寸法である。下部透明導電層４２の上面上には、フタロシアニン類などを構成材料とする正孔注入層４３ａ及びアリールアミン類等を構成材料とする正孔輸送層４３ｂが順に設けられている。正孔輸送層４３ｂの上面上には発光層４５が積層され、更にその上面上にオキサジアゾール類等の電子輸送層４９が設けられている（以下、正孔注入層４３ａ、正孔輸送層４３ｂ、発光層４５及び電子輸送層４９からなる積層体を「ＥＬ積層体」という）。また、電子輸送層４９の上面上にはＩＴＯ等を構成材料とする上部透明導電層４４が成層されている。
発光層４５は電圧の印加により発光する低分子有機化合物を構成材料としている。そのような低分子有機化合物としては従来公知のものであれば特に制限されず、例えば、アルミニウム錯体、アントラセン類、希土類錯体、イリジウム錯体などが挙げられる。また、これらの低分子有機化合物をホスト材料として含み、ペリレンやルブレン等の蛍光色素をドーパント材料として含んでもよい。
さらに、下部透明導電層４２の本体部４２ｃの外端の上面上、並びに、隔離部４２ａの外端の上面上には、金属箔４７ａ、ｂが各々取り付けられている。金属箔４７ａ、ｂは、その下面の一部が下部透明導電層４２の上面の一部と接触している。そして、下部基板ガラス４１、下部透明導電層４２、ＥＬ積層体、上部透明導電層４４及び金属箔４７ａ、ｂを上側から被覆するようにして、接着フィルム４８が備えられている。ただし、接着フィルム４８はその幅寸法が下部基板ガラス４１と同じであるため、金属箔４７ａ、ｂの外側の一部は接着フィルム４８で被覆されることなく露出している。この接着フィルム４８による接着によって、金属箔４７ａ、ｂがそれぞれ、下部透明導電層４２の本体部４２ｃ及び隔離部４２ａ上に固定されている。下部透明導電層４２と金属箔４７ａ、ｂとの接点は、それらが直接接触することによって確保されるが、これらは互いに接着していない。
金属箔４７ａ、ｂの構成材料は上記第１の実施形態における金属箔１７ａ、ｂと同様であればよい。また、接着フィルム４８の構成材料は上記第１の実施形態における接着フィルム１８と同様であればよい。
更に接着フィルム４８の上面上には、上部基板ガラス４６が備えられており、上部基板ガラス４６は、接着フィルム４８による接着によって固定されている。また、上部透明導電層４４はその下面で隔離部４２ａの上面と直接接しており、下部透明導電層４２の本体部４２ｃと上部透明導電層４４とは互いに短絡しないように形成されている。さらに、隔離部４２ａから上部透明導電層４４の電極を取り出すことができるようになっている。つまり、溝４２ｂ内にも正孔注入層４３ａが成層されており、下部透明導電層４２の本体部４２ｃと上部透明導電層４４及び下部透明導電層４２の隔離部４２ａとの間には正孔注入層４３ａが挟まった状態になっている。
また、上部透明導電層４４の幅寸法は、隔離部４２ａの低分子有機ＥＬ素子４０中心側からＥＬ積層体を大部分覆う寸法である。上部基板ガラス４６の幅寸法は、下部基板ガラス４１と同程度の幅寸法である。さらに、図示していないが、外部回路と金属箔４７ａ、ｂとは例えばスポット溶接により金属箔４７ａ、ｂに接合されたリード線を介して接続されている。
この低分子有機ＥＬ素子４０の金属箔４７ａ、ｂは取り出し電極として機能し、これらを通して、外部から下部透明導電層４２と上部透明導電層４４との間に電圧を印加すると、発光層４５が発光する。
このように、取り出し電極である金属箔４７ａ、ｂが下部透明導電層４２と直接接触することにより、低分子有機ＥＬ素子４０の接続信頼性は十分に優れたものとなる。また、金属箔４７ａ、ｂが外部回路との接続に用いられる取り出し電極として機能するため、外部回路と下部透明導電層４２とを接続する際の作業性を向上させることができる。
さらに、金属箔４７ａ、ｂは、製品自体が複雑な形状をしていたとしてもその形状に合わせて種々の形に容易に加工することができ、接触抵抗が低下するほか、外観をすっきりさせることができる。また、接着フィルム４８の構成材料として、１５０℃よりも低い温度で接着可能なＥＶＡなどを採用することができるため、その場合に低分子有機ＥＬ素子４０の各部材を構成する材料に高度な耐熱性が要求されない。さらに、金属箔４７ａ、ｂ及び接着フィルム４８は変形が容易であるので、この材料を押しつぶすことによって、低分子有機ＥＬ素子４０の基板ガラス４１、４６間の密閉性を高めることができる。
図５は本発明の好適な第４の実施形態に係る電子デバイスの接続構造を模式的に示す断面図である。図５に示す電子デバイスは液体型ＥＣ素子である。図５に示す液体型ＥＣ素子５０は、下部透明導電層５２と、その下部透明導電層５２に対向して配置された対向基板５３と、下部透明導電層５２の上面の一部と直接接触した下面を有し、かつ下部透明導電層５２の上面上に非接着の状態で固定された金属箔５７ｂと、下部透明導電層５２の上面、金属箔５７ｂの上面及び対向基板５３の下面に接着した接着フィルム５８ｂとを備える接続構造を有する。以下、この液体型ＥＣ素子５０について詳細に説明する。
図５に示すように、液体型ＥＣ素子５０には、基板ガラス５１の上面上にＩＴＯ等を構成材料とする下部透明導電層５２が設けられている。さらに、下部透明導電層５２の外端の上面上には、金属箔５７ｂが取り付けられている。下部透明導電層５２の金属箔５７ｂよりも液体型ＥＣ素子５０中心側の上面上には、接着フィルム５８ｂが備えられており、この接着フィルム５８ｂによる接着によって、金属箔５７ｂが下部透明導電層５２上に固定されている。下部透明導電層５２と金属箔５７ｂとの接点は、それらが直接接触することによって確保されるが、これらは互いに接着していない。金属箔５７ｂは、幅方向一端部が下部透明導電層５２及び接着フィルム５８ｂ間に挟まれ、接着フィルム５８ｂにより下部透明導電層５２に接着されて取り付けられており、幅方向他端部が外部に延びている。
一方、下部透明導電層５２の上記金属箔５７ｂが取り付けられた外端とは反対側の外端の上面上には、上記接着フィルム５８ｂと同程度の幅寸法を有する接着フィルム５８ａが備えられている。さらに接着フィルム５８ａの上面の外端側一部と接するようにして金属箔５７ａが備えられている。この金属箔５７ａは接着フィルム５８ａによる接着により固定されている。また、金属箔５７ａはその上面の一部がＩＴＯ等を構成材料とする上部透明導電層５９と直接接しており、上部透明導電層５９と金属箔５７ａとの接点はそれによって確保されるが、これらは互いに接着していない。金属箔５７ａは、幅方向一端部が上部透明導電層５９及び接着フィルム５８ａ間に挟まれ、接着フィルム５８ａにより上部透明導電層５９に接着されて取り付けられており、幅方向他端部が外部に延びている。
金属箔５７ａ、ｂの構成材料は上記第１の実施形態における金属箔１７ａ、ｂと同様であればよい。また、接着フィルム５８ａ、ｂの構成材料は上記第１の実施形態における接着フィルム１８と同様であればよい。
接着フィルム５８ａ、ｂの上面上には、対向基板５３が備えられており、対向基板５３は、接着フィルム５８ａ、ｂによる接着によって固定されている。対向基板５３は、下側から上述の上部透明導電層５９及びセラミック又はガラス基板５６が順に積層されている。対向基板５３の幅寸法は、基板ガラス５１と同じ寸法である。さらに、図示しない外部回路と金属箔５７ａ、ｂとは、金属箔５７ａ、ｂに例えばスポット溶接により接合されたリード線を介して接続されている。
そして、下部透明導電層５２、接着フィルム５８ａ、ｂ及び対向基板５３により形成された空間には液体型ＥＣ材料５５が封入されている。液体型ＥＣ材料５５は、窒素含有極性溶媒中に、電解質（イオン性有機化合物）と発色剤（２つのカルボニル基を有する芳香族化合物）とを溶解することにより得られる。液体型ＥＣ材料５５は、外部から空間内に貫通して設けられた図示しない注入孔から上記空間内に充填された後、注入孔を塞ぐことで、上記空間に封入される。
この液体型ＥＣ素子５０において、金属箔５７ｂは下部透明導電層５２からの取り出し電極として機能し、金属箔５７ａは上部透明導電層５９からの取り出し電極として機能する。この金属箔５７ａ、ｂを通して、それぞれ下部透明導電層３２及び上部導電層３９に外部から電圧を印加すると、液体型ＥＣ材料５５が着色し、逆電圧を印加すると液体型ＥＣ材料５５は消色する。
このように、取り出し電極である金属箔５７ａ、ｂが、それぞれ下部透明導電層５２及び上部透明導電層５９と直接接触することにより、液体型ＥＣ素子５０の接続信頼性は十分に優れたものとなる。また、金属箔５７ａ、ｂが外部回路との接続に用いられる取り出し電極として機能するため、外部回路と下部透明導電層５２及び上部透明導電層５９とを接続する際の作業性を向上させることができる。さらには、接着フィルム５８ａ、ｂの構成材料として、１５０℃よりも低い温度で接着可能なＥＶＡなどを採用することができるため、その場合に液体型ＥＣ素子５０の各部材を構成する材料に高度な耐熱性が要求されない。加えて、金属箔５７ａ、ｂ及び接着フィルム５８ａ、ｂは変形が容易であるので、この材料を押しつぶすことによって、下部透明導電層５２の上面と対向基板５３下面との距離に追従させることができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
例えば、本発明の電子デバイスの接続構造は、色素増感型太陽電池に適用することもできる。図６は、本発明の電子デバイスの接続構造を備えた色素増感型太陽電池の一例を示す模式断面図である。図６に示す色素増感型太陽電池６０には、基板ガラス６１の上面上にＩＴＯ等を構成材料とする下部透明導電層６２が設けられている。さらに、下部透明導電層６２の外端の上面上には、金属箔６７ｂが取り付けられている。下部透明導電層６２の金属箔６７ｂよりも色素増感型太陽電池６０中心側の上面上には、接着フィルム６８ｂが備えられており、この接着フィルム６８ｂによる接着によって、金属箔６７ｂが下部透明導電層６２上に固定されている。下部透明導電層６２と金属箔６７ｂとの接点は、それらが直接接触することによって確保されるが、これらは互いに接着していない。金属箔６７ｂは、幅方向一端部が下部透明導電層６２及び接着フィルム６８ｂ間に挟まれ、接着フィルム６８ｂにより下部透明導電層６２に接着されて取り付けられており、幅方向他端部が外部に延びている。
一方、下部透明導電層６２の上記金属箔６７ｂが取り付けられた外端とは反対側の外端の上面上には、上記接着フィルム６８ｂと同程度の幅寸法を有する接着フィルム６８ａが備えられている。さらに接着フィルム６８ａの上面の外端側一部と接するようにして金属箔６７ａが備えられている。この金属箔６７ａは接着フィルム６８ａによる接着により固定されている。また、金属箔６７ａはその上面の一部がＩＴＯ等を構成材料とする上部透明導電層６９と直接接しており、上部透明導電層６９と金属箔６７ａとの接点はそれによって確保されるが、これらは互いに接着していない。金属箔６７ａは、幅方向一端部が上部透明導電層６９及び接着フィルム６８ａ間に挟まれ、接着フィルム６８ａにより上部透明導電層６９に接着されて取り付けられており、幅方向他端部が外部に延びている。また、下部透明導電層６２上の接着フィルム６８ａ、ｂ間には色素を吸着したＴｉＯ２層６４が積層されている。
金属箔６７ａ、ｂの構成材料は上記第１の実施形態における金属箔１７ａ、ｂと同様であればよい。また、接着フィルム６８ａ、ｂの構成材料は上記第１の実施形態における接着フィルム１８と同様であればよい。
接着フィルム６８ａ、ｂの上面上には、上部基板６３が備えられており、上部基板６３は、接着フィルム６８ａ、ｂによる接着によって固定されている。上部基板６３は、下側から上述の上部透明導電層６９及びガラス基板６６が順に積層されている。上部基板６３の幅寸法は、基板ガラス６１と同じ寸法である。さらに、図示しない外部装置と金属箔６７ａ、ｂとは、金属箔６７ａ、ｂに例えばスポット溶接により接合されたリード線を介して接続されている。
そして、ＴｉＯ２層６４、接着フィルム６８ａ、ｂ及び上部基板６３により形成された空間にはヨウ素溶液等の電解質溶液６５が封入されている。電解質溶液６５は、外部から空間内に貫通して設けられた図示しない注入孔から上記空間内に充填された後、注入孔を塞ぐことで、上記空間に封入される。
この色素増感型太陽電池６０において、金属箔６７ｂは下部透明導電層６２からの取り出し電極として機能し、金属箔６７ａは上部透明導電層６９からの取り出し電極として機能する。下部透明導電層６２に太陽光を照射すると、ＴｉＯ２層６４の色素が光を吸収し電子を放出することにより、その電子が下部透明導電層６２及び上部透明導電層６９間を移動すると共に、電解質溶液の酸化還元反応により電流が流れる。こうして下部透明導電層６２及び上部透明導電層６９間に接続された図示しない外部装置が駆動する。
また、本発明の電子デバイスの接続構造は、液晶パネルに適用することもできる。図７は、本発明の電子デバイスの接続構造を備えた液晶パネルの一例を示す模式断面図である。液晶パネル７０において、偏光板７１ａ、ＴＦＴアレイ基板７１ｂ、バスラインが設けられたガラス基板７１ｃ、ＴＦＴドット電極７２が順に積層されている。また、ガラス基板７１ｃ上の外端上面上には金属箔７７ａ、ｂが備えられており、それらは接着フィルム７８ａ、ｂによりガラス基板７１ｃに固定されている。接着フィルム７８ａ、ｂはまた、ガラス基板７１ｃに対向するＲＧＢフィルタ７９ａとガラス基板７９ｂと偏光板７９ｃとを備えたカラーフィルタ基板７９をガラス基板７１ｃに接着している。また、接着フィルム７８ａ、ｂの内側にはＡｇペースト８２が備えられており、ＲＧＢフィルタ７９ａの下側にはコモン電極７６が設けられている。ＴＦＴドット電極７２及びコモン電極７６の表面上にはポリイミド配向膜７３が形成されており、それらの間の間隔を確保するようにギャップ・スペーサー７４が配設されている。また、ＴＦＴドット電極７２及びコモン電極７６間には液晶材料７５が封入されている。この液晶材料７５は接着フィルム７８ｂに設けられた注入孔から注入された後、その注入孔が封孔材８１で塞がれることにより封入される。
また、上記各実施形態における金属箔は接着フィルムにより固定されているが、その固定を更に強固にするために、上述の各電子デバイスをその上下方向（各部材の積層方向）に押圧する外枠を設けてもよい。さらには、その外枠が、金属箔及び接着フィルムを外部環境から遮断できるように設けられることで、この電子デバイスの耐環境性を向上することができる。
１０…固体型ＥＣ素子、１１、３１…基板ガラス、１２、３２…下部透明導電層、１３…ＥＣ層、１４…上部透明導電層、１６…対向ガラス、１７ａ、１７ｂ、３７ａ、３７ｂ…金属箔、１８、３８ａ、３８ｂ…接着フィルム、３０…高分子有機ＥＬ素子、３３…対向基板、３５…発光層、３６…ガラス基板、３９…上部導電層。
Claims (2)
- 導電層と、
その導電層に対向して配置された基板と、
前記導電層の上面の一部と直接接触した下面を有し、かつ前記導電層の前記上面上に非接着の状態で固定された金属箔と、
前記導電層の前記上面、前記金属箔の上面及び前記基板の下面に接着した接着フィルムと、
を備える電子デバイスの接続構造。 - 導電層の上面の一部と金属箔の下面とを直接接触させるようにして、非接着の状態で前記導電層の前記上面上に前記金属箔を載置する工程と、
前記導電層及び前記金属箔の両方の露出した上面上に接着フィルムを載置する工程と、
前記接着フィルムの上面上に基板を載置する工程と、
前記導電層、前記金属箔、前記接着フィルム及び前記基板をそれらの積層方向に押圧して、前記接着フィルムにより前記導電層の前記上面上に前記金属箔を固定すると同時に、前記接着フィルムを介して前記基板を前記導電層に対向させて固定する工程と、
を有する電子デバイスの接続構造の製造方法。
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