JP2005276754A - 有機エレクトロルミネッセンス装置の製造装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 接着剤中の気泡や水分を確実に除去することができ、コンパクトな構成で大型基板への対応も容易な有機ＥＬデバイスの製造装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】 まず、弾性体のシート１３によって仕切られた第１の空間１１及び第２の空間１２のうち第１の空間１１に、素子基板Ｐ１と封止基板Ｐ２とを対向させた状態で設置する。次に、第１の空間１１を排気することによって第１の空間１１を第２の空間１２に対して負圧に制御し、両空間１１，１２に生じた差圧を、両基板Ｐ１，Ｐ２に対向配置された前記シート１３を介して素子基板Ｐ１及び封止基板Ｐ２の一方に作用させることによって両基板Ｐ１，Ｐ２を圧着する。
【選択図】 図２
【解決手段】 まず、弾性体のシート１３によって仕切られた第１の空間１１及び第２の空間１２のうち第１の空間１１に、素子基板Ｐ１と封止基板Ｐ２とを対向させた状態で設置する。次に、第１の空間１１を排気することによって第１の空間１１を第２の空間１２に対して負圧に制御し、両空間１１，１２に生じた差圧を、両基板Ｐ１，Ｐ２に対向配置された前記シート１３を介して素子基板Ｐ１及び封止基板Ｐ２の一方に作用させることによって両基板Ｐ１，Ｐ２を圧着する。
【選択図】 図２
Description
本発明は、素子基板と封止基板とを接着して素子を封止する有機エレクトロルミネッセンス装置の製造装置及び製造方法に関するものである。
有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイ等の有機ＥＬデバイスでは、酸素や水分等に対する耐久性の向上が課題となっている。例えば、有機ＥＬディスプレイを構成する有機ＥＬ素子は、無機陽極／（有機正孔注入層）／有機発光層／（電子注入層）／無機陰極からなるものであるが、特に電子を放出し易い材料特性を持つ電子注入層は、大気中に存在する水分と反応しやすく、水と反応することによって電子注入効果がなくなり、ダークスポットと呼ばれる非発光領域を形成してしまう。
そこで、水分を遮断する封止構造が必要となるが、従来は水分を遮断するガラス又は金属製の封止缶を接着剤で貼り合わせて中空構造とし、接着剤断面から侵入する水分は、封止缶の内側に設けた乾燥剤で捕まえて素子に到達させない構造（缶封止構造）を一般に用いてきた（例えば、特許文献１，２参照）。
特開平７−１６９５６７号公報
特開平１０−１２３７６号公報
そこで、水分を遮断する封止構造が必要となるが、従来は水分を遮断するガラス又は金属製の封止缶を接着剤で貼り合わせて中空構造とし、接着剤断面から侵入する水分は、封止缶の内側に設けた乾燥剤で捕まえて素子に到達させない構造（缶封止構造）を一般に用いてきた（例えば、特許文献１，２参照）。
しかし、前記の構造は中大型パネルやトップエミッション型パネルでは課題が多く、実現が困難である。一方、中大型パネルでも利用可能なベタ封止は、接着剤中の気泡やそれに関わる信頼性の問題があり、実用化できていない。また、パネルサイズが大きくなると、圧着時の絶対圧力が大きくなるため、圧着装置が大掛かりになるといった問題もある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、接着剤中の気泡や水分を確実に除去することができ、コンパクトな構成で大型基板への対応も容易な有機エレクトロルミネッセンス装置の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、接着剤中の気泡や水分を確実に除去することができ、コンパクトな構成で大型基板への対応も容易な有機エレクトロルミネッセンス装置の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造装置は、複数の有機ＥＬ素子が設けられた素子基板と封止基板とを接着して前記有機ＥＬ素子を封止する装置であって、弾性体のシートによって仕切られた第１の空間及び第２の空間と、両空間を排気可能な排気手段とを備え、前記第１の空間が、前記素子基板と前記封止基板とを対向させた状態で設置可能な基板設置部を有し、前記シートが前記基板設置部に対して対向配置されており、前記排気手段によって前記第１の空間を前記第２の空間に対して負圧に制御し、両空間に生じた差圧を前記シートを介して前記封止基板及び前記素子基板の一方に作用させることによって両基板を圧着可能としたことを特徴とする。
本発明の製造装置では、素子基板と封止基板との接着を減圧下で行なうため、封止用接着剤中の気泡や水分の除去が封止と同時に行なえるようになる。また本発明の製造装置では、素子基板と封止基板との接着を第１の空間と第２の空間との差圧を使って行なうため、プレス装置等の機械的な手段を使う場合に比べて装置を小型化でき、圧力も均一にかけることができる。
本発明の製造装置では、素子基板と封止基板との接着を減圧下で行なうため、封止用接着剤中の気泡や水分の除去が封止と同時に行なえるようになる。また本発明の製造装置では、素子基板と封止基板との接着を第１の空間と第２の空間との差圧を使って行なうため、プレス装置等の機械的な手段を使う場合に比べて装置を小型化でき、圧力も均一にかけることができる。
本発明の製造装置では、前記素子基板と前記封止基板との相対位置を規制可能な規制手段を設けることが好ましい。前述のようにシートを弾性変形させて押圧力を付与する構造のものでは、押圧時にシートが歪んで素子基板と封止基板とが位置ずれを生じることがある。本構成のように規制手段を設ければ、シートが歪んでもこのような位置ずれは生じなくなる。
また本発明の製造装置では、前記素子基板と前記封止基板とが密着した状態で、両基板を接着する封止用接着剤を硬化可能な硬化手段を設けることが好ましい。こうすることで、一連の封止工程を連続して行なうことができる。
また本発明の製造装置では、前記素子基板と前記封止基板とが密着した状態で、両基板を接着する封止用接着剤を硬化可能な硬化手段を設けることが好ましい。こうすることで、一連の封止工程を連続して行なうことができる。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法は、複数の有機ＥＬ素子が設けられた素子基板と封止基板とを接着して前記有機ＥＬ素子を封止する方法であって、弾性体のシートによって仕切られた第１の空間及び第２の空間のうち前記第１の空間に、前記素子基板と前記封止基板とを対向させた状態で設置する設置工程と、前記第１の空間を前記第２の空間に対して負圧に制御し、両空間に生じた差圧を、両基板に対向配置された前記シートを介して前記素子基板及び前記封止基板の一方に作用させることによって両基板を圧着する圧着工程とを備えたことを特徴とする。
本方法では、素子基板と封止基板との接着を減圧下で行なうため、封止用接着剤中の気泡や水分の除去が封止と同時に行なえるようになる。また本方法では、素子基板と封止基板との接着を第１の空間と第２の空間との差圧を使って行なうため、プレス装置等の機械的な手段を使う場合に比べて、装置を小型化でき、圧力も均一にかけることができる。
本方法では、素子基板と封止基板との接着を減圧下で行なうため、封止用接着剤中の気泡や水分の除去が封止と同時に行なえるようになる。また本方法では、素子基板と封止基板との接着を第１の空間と第２の空間との差圧を使って行なうため、プレス装置等の機械的な手段を使う場合に比べて、装置を小型化でき、圧力も均一にかけることができる。
本発明の製造方法では、前記設置工程が、前記素子基板及び前記封止基板を設置した後に、前記第１の空間と前記第２の空間とを等しく排気することによって、前記封止基板に設けられた封止用接着剤を脱気する工程を含むものとすることができる。このように両空間を等しく排気することによって、素子基板と封止基板とを圧着せずに、これらの配置された第１の空間を減圧することができる。このため、単に第１の空間のみを排気する場合に比べて封止用接着剤の脱気を十分に行なうことができる。また、このような状態をつくることで、発光素子を構成する有機中間層等の減圧乾燥も可能になる。
また本発明の製造方法では、前記圧着工程が、前記素子基板と前記封止基板とを密着させた状態で、両基板を接着する前記封止用接着剤を硬化する工程を含むものとすることができる。こうすることで、一連の封止工程を連続して行なうことができる。
また本発明の製造方法では、前記素子基板がトップエミッション型の素子構造を有するものとすることができる。トップエミッション型の有機ＥＬパネルでは、素子基板と封止基板とのギャップ（即ち、封止用接着剤の厚み）にむらがあると、それが表示不良に繋がることがあるが、本発明の製造方法では圧着時の圧力を均一にすることが可能なため、このようなギャップむらは生じない。このため、本発明の製造方法をトップエミッション型パネルの封止工程に用いることにより、高品質な表示が可能な有機ＥＬディスプレイを製造することが可能になる。
［第１実施形態］
以下、本発明の封止装置（有機ＥＬ装置の製造装置）について図面を参照しながら説明する。図１，図２は、本発明の封止装置の一実施の形態を示す概略構成図である。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
図１において、封止装置１は、複数の発光素子Ｅが設けられた素子基板Ｐ１と封止基板Ｐ２とを収容可能な基板収容室（第１の空間）１１と、この基板収容室１１に対して差圧を調節するための差圧調節室（第２の空間）１２と、これらの空間１１，１２を仕切る弾性体のシート１３とを備えている。
以下、本発明の封止装置（有機ＥＬ装置の製造装置）について図面を参照しながら説明する。図１，図２は、本発明の封止装置の一実施の形態を示す概略構成図である。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
図１において、封止装置１は、複数の発光素子Ｅが設けられた素子基板Ｐ１と封止基板Ｐ２とを収容可能な基板収容室（第１の空間）１１と、この基板収容室１１に対して差圧を調節するための差圧調節室（第２の空間）１２と、これらの空間１１，１２を仕切る弾性体のシート１３とを備えている。
素子基板Ｐ１は、例えば有機ＥＬディスプレイの本体部を構成するものであり、素子基板Ｐ１の表面にはそれぞれの画素に対応して前述の発光素子Ｅが個別に形成されている。この発光素子Ｅは、無機ＥＬ素子又は有機ＥＬ素子のいずれでもよい。有機ＥＬ素子は熱に対する耐性が比較的小さく、熱圧着やレーザ融着などの方法を採用できないので、本発明の製造方法を好適に適用することができる。発光素子Ｅからの光の取出し方式は、トップエミッション方式又はボトムエミッション方式のいずれを採用してもよい。この素子基板Ｐ１の上方には、封止基板Ｐ２が離間して設置されている。封止基板Ｐ２は、一面側に熱硬化性の封止用接着剤Ｒを備えている。この封止用接着剤Ｒは基板全面に塗布されており、封止基板Ｐ２はこの封止用接着剤Ｒを介して素子基板Ｐ１の能動面に接着される。
基板収容室１１には、これらの基板Ｐ１，Ｐ２を設置するための基板設置部２０が設けられている。この基板設置部２０には、素子基板Ｐ１と封止基板Ｐ２との相対位置を規制するための基板ガイド（規制手段）１７が設けられている。この基板ガイド１７は、これらの基板Ｐ１，Ｐ２の外周位置に対応して配置された枠状の部材である。基板Ｐ１，Ｐ２は積層して設置されることから、この基板ガイド１７は、下部側が素子基板Ｐ１に対応した枠形状を有し、上部側が封止基板Ｐ２に対応した枠形状を有している。このような基板ガイド１７を備えることにより、基板Ｐ１，Ｐ２をその枠に沿って正確に位置決めすることが可能になる。また、基板設置部２０にはヒータ１９が設けられており、素子基板Ｐ１と封止基板Ｐ２とが圧着された際に、これらを接着する封止用接着剤を加熱硬化できるようになっている。
基板収容室１１と差圧調節室１２にはそれぞれ制御弁１５，１６を介して排気ポンプ１４が接続されており、これらの制御弁１５，１６によって基板収容室１１及び差圧調節室１２の排気量が独立に制御可能となっている。本実施形態において、排気ポンプ１４，制御弁１５，１６が本発明の排気手段１８を構成する。
基板収容室１１と差圧調節室１２とは、基板収容室１１の上部に基板設置部２０に対して概ね平行に設けられた弾性体のシート１３によって気密に仕切られている。このシート１３は例えばゴムからなり、基板収容質１１と差圧調節室１２との間に生じた差圧によって弾性変形し、基板設置部２０に設置された封止基板Ｐ２を素子基板Ｐ１側に押圧するようになっている。なお、図中、符号１３ａはシート１３を基板収容室１１の上部に固定するための固定具である。
基板収容室１１と差圧調節室１２とは、基板収容室１１の上部に基板設置部２０に対して概ね平行に設けられた弾性体のシート１３によって気密に仕切られている。このシート１３は例えばゴムからなり、基板収容質１１と差圧調節室１２との間に生じた差圧によって弾性変形し、基板設置部２０に設置された封止基板Ｐ２を素子基板Ｐ１側に押圧するようになっている。なお、図中、符号１３ａはシート１３を基板収容室１１の上部に固定するための固定具である。
次に、このような封止装置１を用いて素子基板Ｐ１の能動面を封止する方法について説明する。
まず、図１に示すように、複数の発光素子Ｅが形成された素子基板Ｐ１と、封止用接着剤Ｒが塗布された封止基盤Ｐ２とを用意し、これらの基板Ｐ１，Ｐ２を基板ガイド１７を用いて基板設置部２０に設置する。この際、封止基板Ｐ２は、封止用接着剤Ｒが素子基板Ｐ１につかないように素子基板Ｐ１に対して離間して配置する。
次に、排気ポンプ１４によって基板収容室１１を排気し、封止用接着剤Ｒの脱気、及び発光素子Ｅを構成する有機中間層等の減圧乾燥を行なう。この際、制御弁１６を開けて差圧調節室１２も排気し、両空間１１，１２に差圧が発生しないようにする。こうした場合、封止基板Ｐ２がシート１３の弾性変形によって素子基板Ｐ１側に圧着されることがないので、封止用接着剤Ｒの脱気を十分に行なうことができる。
まず、図１に示すように、複数の発光素子Ｅが形成された素子基板Ｐ１と、封止用接着剤Ｒが塗布された封止基盤Ｐ２とを用意し、これらの基板Ｐ１，Ｐ２を基板ガイド１７を用いて基板設置部２０に設置する。この際、封止基板Ｐ２は、封止用接着剤Ｒが素子基板Ｐ１につかないように素子基板Ｐ１に対して離間して配置する。
次に、排気ポンプ１４によって基板収容室１１を排気し、封止用接着剤Ｒの脱気、及び発光素子Ｅを構成する有機中間層等の減圧乾燥を行なう。この際、制御弁１６を開けて差圧調節室１２も排気し、両空間１１，１２に差圧が発生しないようにする。こうした場合、封止基板Ｐ２がシート１３の弾性変形によって素子基板Ｐ１側に圧着されることがないので、封止用接着剤Ｒの脱気を十分に行なうことができる。
次に、図２に示すように、制御弁１６を閉じて差圧調節室１２の排気を停止し、ベントによって差圧調節室１２の圧力を徐々に高めていく。これにより、基板収容室１１は差圧調節室１２に対して負圧に制御され、シート１３は両空間１１，１２に生じる差圧によって弾性変形される。そして、この差圧が一定以上の大きさになると、シート１３は封止基板Ｐ２に接触し、その弾性力によって封止基板Ｐ２を素子基板Ｐ１側に押圧するようになる。この差圧の大きさは、必要とされるギャップ（素子基板Ｐ１と封止基板Ｐ２との間隔）に応じて調節する。
このように封止基板Ｐ２を素子基板Ｐ１に圧着したら、これらを密着させたまま、封止用接着剤Ｒをヒータ１９によって加熱硬化する。
以上により、封止が完了する。
このように封止基板Ｐ２を素子基板Ｐ１に圧着したら、これらを密着させたまま、封止用接着剤Ｒをヒータ１９によって加熱硬化する。
以上により、封止が完了する。
以上説明したように、本実施形態では、素子基板Ｐ１と封止基板Ｐ２との接着を減圧下で行なうため、封止用接着剤Ｒ中の気泡や水分の除去が封止と同時に行なえるようになる。また、本実施形態では素子基板Ｐ１と封止基板Ｐ２との接着を基板収容室１１と差圧調節室１２との差圧を使って行なうため、プレス装置等の機械的な手段を使う場合に比べて装置を小型化でき、圧力も均一にかけることができる。さらに、本実施形態では基板設置部２０にヒータ１９を設けたため、封止用接着剤Ｒの脱気，基板Ｐ１，Ｐ２の接着，封止用接着剤Ｒの硬化までの一連の工程を連続して行なうことができる。このような方法は、素子基板Ｐ１がトップエミッション型の素子構造を有する場合に特に効果的である。つまり、トップエミッション型の有機ＥＬパネルでは、素子基板と封止基板とのギャップ（即ち、封止用接着剤の厚み）にむらがあると、それが表示不良に繋がることがあるが、本実施形態の封止装置１では圧着時の圧力を均一にすることが可能なため、このようなギャップむらは生じない。このため、本封止装置１をトップエミッション型パネルの封止工程に用いることにより、高品質な表示が可能な有機ＥＬディスプレイを製造することが可能になる。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。また、上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
１・・・封止装置、１１・・・基板収容室（第１の空間）、１２・・・差圧調節室（第２の空間）、１３・・・弾性体のシート、１７・・・基板ガイド（規制手段）、１８・・・排気手段、１９・・・ヒータ（硬化手段）、２０・・・基板設置部、Ｅ・・・発光素子、Ｐ１・・・素子基板、Ｐ２・・・封止基板、Ｒ・・・封止用接着剤
Claims (7)
- 複数の有機エレクトロルミネッセンス素子が設けられた素子基板と封止基板とを接着して前記有機エレクトロルミネッセンス素子を封止する装置であって、
弾性体のシートによって仕切られた第１の空間及び第２の空間と、両空間を排気可能な排気手段とを備え、
前記第１の空間が、前記素子基板と前記封止基板とを対向させた状態で設置可能な基板設置部を有し、前記シートが前記基板設置部に対して対向配置されており、
前記排気手段によって前記第１の空間を前記第２の空間に対して負圧に制御し、両空間に生じた差圧を前記シートを介して前記封止基板及び前記素子基板の一方に作用させることによって両基板を圧着可能としたことを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造装置。 - 前記素子基板と前記封止基板との相対位置を規制可能な規制手段を備えたことを特徴とする、請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造装置。
- 前記素子基板と前記封止基板とが密着した状態で、両基板を接着する封止用接着剤を硬化可能な硬化手段を備えたことを特徴とする、請求項１又は２記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造装置。
- 複数の有機エレクトロルミネッセンス素子が設けられた素子基板と封止基板とを接着して前記有機エレクトロルミネッセンス素子を封止する方法であって、
弾性体のシートによって仕切られた第１の空間及び第２の空間のうち前記第１の空間に、前記素子基板と前記封止基板とを対向させた状態で設置する設置工程と、
前記第１の空間を前記第２の空間に対して負圧に制御し、両空間に生じた差圧を、両基板に対向配置された前記シートを介して前記素子基板及び前記封止基板の一方に作用させることによって両基板を圧着する圧着工程とを備えたことを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 - 前記設置工程が、前記素子基板及び前記封止基板を設置した後に、前記第１の空間と前記第２の空間とを等しく排気することによって、前記封止基板に設けられた封止用接着剤を脱気する工程を含むことを特徴とする、請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
- 前記圧着工程が、前記素子基板と前記封止基板とを密着させた状態で、両基板を接着する前記封止用接着剤を硬化する工程を含むことを特徴とする、請求項４又は５記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
- 前記素子基板がトップエミッション型の素子構造を有することを特徴とする、請求項４〜６のいずれかの項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
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