JP2004127660A - 有機エレクトロルミネッセンス素子の封止方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】陽極と陰極との間に有機発光層を配設した積層体3を、透明基板1と封止体とで封止する有機EL素子の封止方法において、その封止に先立って、上記透明基板1と封止体とが封止の際に当接する互いにの面を、大気圧プラズマにより処理する。
【選択図】図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」という)の封止方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、有機EL素子は、図9に示すように、平板状のガラス基板91の表面に陽極,有機発光層および陰極の順で積層された積層体93が形成され、この積層体93を覆うようにして有天筒状の封止体92が上記ガラス基板91上に接着剤94で固定されている。この接着剤94は、封止体92の開口面に塗布されている。このように、有機EL素子は、積層体93をガラス基板91と封止体92とで接着剤94により封止することにより作製される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、有機EL素子は、寿命が短く、一定期間を経ると、発光輝度,発光均一性等の発光性能が初期に比べて著しく劣化するという欠点がある。このような発光性能の劣化は、有機EL素子内部で生成された水分や、外部から接着剤94を通って有機EL素子内部に侵入した水分が原因となって、有機EL素子内部の積層体93が劣化するからであると知られている。このため、積層体93と封止体92との間等に吸湿剤96が配設されている。
【0004】
上記有機EL素子内部における水分の生成は、ガラス基板91表面のSiO2 膜95のO原子と接着剤94に含有されるCH成分のH原子とが反応して水(H2 O)が生成されるためであると考えられる。そして、その反応で失われたO原子を補うために、その外側に隣接するSiO2 分子からO原子が内側に移動する。さらに、その移動で失われたO原子を補うために、その外側に隣接するSiO2 分子からO原子が内側に移動する。このようなO原子の移動が順に外側に拡がり、最も外側では、空気中からO原子を補う。すなわち、有機EL素子内部における水分の生成に用いられるO原子は、有機EL素子外部の空気中からガラス基板91表面のSiO2 膜95を通って、有機EL素子内部に供給される。H原子についても同様に、有機EL素子内部における水分の生成に用いられるH原子は、有機EL素子外部の空気中から接着剤94を通って、有機EL素子内部に供給される。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、水分が、有機EL素子内部で生成されたり、外部から有機EL素子内部に侵入したりしないようにできる有機EL素子の封止方法の提供をその目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の有機EL素子の封止方法は、陽極と陰極との間に有機発光層を配設した積層体を、透明基板と封止体とで封止する有機EL素子の封止方法において、その封止に先立って、上記透明基板と封止体とが封止の際に当接する互いの面を、大気圧プラズマにより処理するという構成をとる。
【0007】
本発明者らは、有機EL素子において、発光性能の劣化の原因となる水分が、有機EL素子内部で生成されたり、外部から有機EL素子内部に侵入したりしないようにすべく、有機EL素子の封止方法について、鋭意研究を重ねた。その研究の過程で、有機EL素子の封止を、接着剤を用いないで行うとともに、ガラス基板等の透明基板の表面にSiO2 膜等の膜が存在しない状態で行えばよいと着想した。そこで、さらに鋭意研究を重ねた。その結果、陽極と陰極との間に有機発光層を配設した積層体を、透明基板と封止体とで封止する有機EL素子の封止方法において、その封止に先立って、透明基板と封止体とが封止の際に当接する互いの面を、大気圧プラズマにより処理すれば、透明基板における処理面では、大気圧プラズマによりSiO2 膜等の膜が除去されるとともに粗面に形成され、封止体における処理面では、大気圧プラズマにより活性化されるとともに粗面に形成される。そして、それら処理面を接合させると、それら処理面は密着し、有機EL素子の寿命が延びることを見出し、本発明に到達した。
【0008】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【0009】
図1〜図8は、本発明の有機EL素子の封止方法の一実施の形態を示している。この実施の形態では、有機EL素子の封止方法は、陽極と陰極との間に有機発光層を配設した積層体3を、透明基板1と封止体2とで封止する有機EL素子の封止方法において、その封止に先立って、上記透明基板1と封止体2とが封止の際に当接する互いにの面を、大気圧プラズマにより処理する方法である。
【0010】
この有機EL素子の封止方法は、例えば、つぎのようにして行われる。すなわち、まず、図1(a),(b)に示すように、上記透明基板1の表面に上記陽極,発光層および陰極を真空蒸着法等により順次形成した後、エッチング等により所定の形状〔図1(a)では四角形板状〕に整え、上記積層体3を透明基板1の表面に複数〔図1(a)では9個〕形成する。
【0011】
ついで、図2(a),(b)に示すように、上記積層体3が形成された透明基板1の表面を大気圧プラズマにより処理する。この処理は、各積層体3の周辺部分(積層体3と積層体3との間、または積層体3と透明基板1の周側縁との間)に対応する透明基板1の表面に対して行われ、処理される部分(図3のハッチング部分)と各積層体3の間には、処理されない部分1a(図3参照)を少し設けている。この理由は、下記に説明する封止体2の凹部2a〔図4(a),(b)参照〕の開口が各積層体3よりもひと回り大きいことに対応させるためである。このような部分(図3のハッチング部分)を大気圧プラズマにより処理するために、この大気圧プラズマに用いる電極は、高圧電極4が上記透明基板1と同じ大きさの平板形状になっており、低圧電極5が格子状に形成されて処理される部分(図3のハッチング部分)と同形状になっている。そして、大気圧プラズマの発生は、高圧電極4を積層体3の上方に位置させ、低圧電極5を処理される部分(図3のハッチング部分)の裏面に当接させた状態で行う。この大気圧プラズマにより処理された透明基板1の表面部分(図3のハッチング部分)は、SiO2 膜95(図9参照)等の膜が除去されるとともに、粗面に形成される。
【0012】
一方、図4(a),(b)に示すように、封止体2として、各積層体3を収納可能な凹部2aを備えたものを準備する。各凹部2aは、各積層体3よりもひと回り大きな開口を有するものとなっている。そして、図5(a),(b)に示すように、この封止体2の凹部2aの開口面を大気圧プラズマにより処理する。この処理される部分(図6のハッチング部分)は、上記透明基板1(図3参照)の表面において処理される部分(図3のハッチング部分)と同形状となっている。このような部分を大気圧プラズマにより処理するために、大気圧プラズマに用いる電極は、高圧電極4が上記封止体2と同じ大きさの平板形状になっており、低圧電極5が格子状に形成されて封止体2の凹部2aの開口面と同形状になっている。そして、大気圧プラズマの発生は、高圧電極4を封止体2の凹部2aの開口面と反対側の面に当接させ、低圧電極5を上記開口面の下方に位置させた状態で行う。この大気圧プラズマにより、封止体2の凹部2aの開口面(図6のハッチング部分)は、活性化されるとともに、粗面に形成される。
【0013】
そして、図7(a),(b)に示すように、大気圧プラズマにより処理された、透明基板1の表面部分(図3のハッチング部分)と、封止体2の凹部2aの開口面(図6のハッチング部分)とを接合させる。この接合は、大気圧プラズマによりSiO2 膜95(図9参照)等の膜が除去されるとともに粗面に形成された面と、大気圧プラズマにより活性化されるとともに粗面に形成された面との接合であるため、これら各面の相互作用により、この接合は、強固に密着するようになる。このようにして、有機EL素子の封止方法が行われる。そして、図8(a)に示すように、積層体3を収納した凹部2aと凹部2aの間の中心をカッター6で切断し、図8(b)に示すような、1つの積層体3を有する有機EL素子に分割する。
【0014】
このようにして作製された有機EL素子では、透明基板1と封止体2との接合面が大気圧プラズマにより処理された面同士の接合となって密着しているため、その接合面には、水分の生成に用いられるO原子の通路となるSiO2 膜95(図9参照)等の膜が存在しないとともに、水分の生成に用いられるH原子の通路となったり水分の通路となったりする接着剤94(図9参照)も存在しない。このため、有機EL素子内部では水分が発生しないとともに、有機EL素子内部には水分が侵入しない。その結果、有機EL素子の寿命が延びるようになる。
【0015】
また、上記のように、有機EL素子内部で水分が発生したり、有機EL素子内部に水分が侵入したりしないため、有機EL素子内部に配設された吸湿剤96(図9参照)も不要にすることができる。このため、有機EL素子を軽量化することができるとともに、薄型化することができる。
【0016】
なお、上記透明基板1としては、透明性に優れたものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、ガラス基板,プラスチック基板,フィルム基板等があげられる。なかでもプラスチック基板またはフィルム基板を用いると、ガラス基板を用いるよりも、有機EL素子を軽量化することができるとともに、薄型化することができる。
【0017】
上記封止体2としては、上記積層体3を透明基板1とで封止できるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、ガラス製,SUS等の金属板製,ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂製,アルミニウム箔等の金属箔製,その金属箔の表裏面をポリテトラフルオロエチレン等の樹脂で被覆したもの等があげられる。なかでも金属箔製のものを用いると、ガラス製や板金属板製のものを用いるよりも、有機EL素子を軽量化することができるとともに、薄型化することができる。また、形状も、特に限定されるものではなく、例えば、平板状のもの,上記実施の形態で用いたような積層体3を収納可能な凹部2aを備えたもの等があげられる。
【0018】
上記陽極としては、透明で導電性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、酸化インジウム錫(ITO)膜,酸化亜鉛(ZnO)膜、酸化錫(SnO2 )膜等があげられる。
【0019】
上記有機発光層に用いられる材料としては、通常用いられているものでよく、例えば、ベンゾチアゾール系等の蛍光増白剤,スチリルベンゼン系化合物,ナフタルイミド誘導体等があげられる。
【0020】
上記陰極としては、導電性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、アルミニウム,マグネシウム,インジウム,銀,リチウム,もしくはこれらの合金等があげられる。
【0021】
上記大気圧プラズマの発生において、高圧電極4と低圧電極5との間に印加する電圧は、大気圧プラズマが発生すれば、特に限定されるものではないが、通常、1kV〜10kVの範囲である。また、その電源の周波数も、大気圧プラズマが発生すれば、特に限定されるものではないが、通常、1kHz〜20kHzの範囲である。
【0022】
上記大気圧プラズマの発生に用いられるガスとしては、大気圧プラズマが発生すれば、特に限定されるものではないが、通常、ヘリウム,ネオン,アルゴン,クリプトン,キセノン,ラドン,および窒素からなる不活性ガス群から選ばれる少なくとも一つが用いられる。
【0023】
上記実施の形態では、大気圧プラズマによる処理は、対向する高圧電極4と低圧電極5の間に透明基板1を配置するようにしたが、これに限定されるものではなく、電極間で発生させた大気圧プラズマをガス流や電界配置や磁気の作用により透明基板1の表面の所定の部分に吹き出す方法(リモートプラズマ)で処理してもよい。
【0024】
【発明の効果】
以上のように、本発明の有機EL素子の封止方法によれば、陽極と陰極との間に有機発光層を配設した積層体を、透明基板と封止体とで封止するのに先立って、透明基板と封止体とが封止の際に当接する互いの面を、大気圧プラズマにより処理するため、封止後の有機EL素子では、透明基板と封止体との接合面に、水分の生成に用いられるO原子の通路となるSiO2 膜等の膜を存在させないとともに、水分の生成に用いられるH原子の通路となったり水分の通路となったりする接着剤も存在させない状態にして、透明基板と封止体とを密着させることができる。このため、有機EL素子内部では水分が発生しないようにすることができるとともに、有機EL素子内部には水分が侵入しないようにすることができる。その結果、有機EL素子の寿命を伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の有機EL素子の封止方法の一実施の形態における積層体を形成した透明基板を示す斜視図であり、(b)はその側面図である。
【図2】(a)は上記積層体を形成した透明基板を大気圧プラズマにより処理する方法を示す説明図であり、(b)はその低圧電極が破断した側面図である。
【図3】上記大気圧プラズマにより処理された透明基板を示す斜視図である。
【図4】(a)は上記有機EL素子の封止方法における封止体を示す斜視図であり、(b)はそれを側方から見た断面図である。
【図5】(a)は上記封止体を大気圧プラズマにより処理する方法を示す説明図であり、(b)はその封止体および低圧電極が破断した側面図である。
【図6】上記大気圧プラズマにより処理された封止体を示す斜視図である。
【図7】(a)は上記有機EL素子の封止方法により封止された有機EL素子を示す斜視図であり、(b)はその封止体が破断した側面図である。
【図8】(a)は上記有機EL素子を一つの積層体を有する有機EL素子に分割する方法を示す説明図であり、(b)はその一つの積層体を有する有機EL素子を示す、封止体が破断した側面図である。
【図9】従来の有機EL素子を示す、封止体および接着剤が破断した説明図である。
【符号の説明】
1 透明基板
3 積層体
Claims (3)
- 陽極と陰極との間に有機発光層を配設した積層体を、透明基板と封止体とで封止する有機エレクトロルミネッセンス素子の封止方法において、その封止に先立って、上記透明基板と封止体とが封止の際に当接する互いの面を、大気圧プラズマにより処理することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の封止方法。
- 透明基板に対する大気圧プラズマによる処理が、透明基板の表面に積層体を配設した状態で、その積層体の周辺部分に対応する透明基板の表面に対して行われる請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の封止方法。
- 封止体が、積層体を収納可能な凹部を備えたものであり、封止体に対する大気圧プラズマによる処理が、上記封止体の凹部の開口面に対して行われる請求項1または2記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の封止方法。
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