JP2006004707A - 封止装置、封止方法、有機el装置、および電子機器 - Google Patents

封止装置、封止方法、有機el装置、および電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】遮光ガラスを使用して封止工程を実行する場合に、遮光ガラスと基板とが貼り付くのを防止して、遮光ガラスから基板を容易に剥離することが可能な封止装置、封止方法、有機EL装置、および電子機器を提供することを目的とする。
【解決手段】電気光学層が形成された基板の背面側に遮光ガラスを配置し、前記遮光ガラスに対して、前記基板および前記電気光学層を気密的に覆うための封止部材を圧接させた状態で、前記遮光ガラス側から光を照射して、前記基板と前記封止部材とを光硬化型接着剤により接合する封止装置において、前記遮光ガラスと前記基板との貼り付きを防止するために、前記遮光ガラスの前記基板との接触面に撥水処理を施したものである。
【選択図】 図1−1

Description

本発明は、封止装置、封止方法、有機EL装置、および電子機器に関し、詳細には、電気光学層が形成された基板の背面側に遮光ガラスを配置し、前記電気光学層を気密的に覆うための封止部材を圧接させた状態で、前記遮光ガラス側から光を照射して、前記基板と前記封止部材とを光硬化型接着剤により接合する封止装置、封止方法、有機EL装置、および電子機器に関する。
自発光素子であるためバックライト照明が不要であること、視野角が広く、大型の表示パネルに適すること等から有機EL素子を用いた有機ELパネルが注目されている。
このような有機ELパネルは、ガラス材料からなる支持基板である透光性基板の所定箇所に、所定パターンの透明電極を形成し、前記透明電極上に絶縁層,正孔注入層,正孔輸送層,発光層,電子輸送層を順次積層して有機層を形成し、前記有機層上に電子注入層及び背面電極を積層形成して有機EL素子を得て、前記有機EL素子を封止部材によって気密的に覆うことで得られるものである(例えば、特許文献1参照)。
かかる有機EL素子は、大気暴露することで酸素や水蒸気によりその発光特性が著しく劣化する。そのため、有機発光膜を膜形成後に不活性ガス雰囲気下で封止し、素子劣化を低減し寿命を向上させている。封止は、缶封止・薄膜封止・樹脂封止などの方法があり、その中でもプロセスが簡単でガスバリア性の高い缶封止は広く用いられている。封止缶にはガラス・メタルなどのガスバリア性が高くある程度の剛性を持つものが使用される。
封止工程のフローを説明する。(1)接着剤塗布工程では、封止缶に接着剤を塗布する。塗布形状は接着時に有機発光膜が接着剤でシールされるような形状とする。(2)圧着工程では、不活性ガス雰囲気中で基板の有機発光膜が形成されている面に封止缶を圧着する。この圧着工程において、封止缶を基板に押し付けるために基板の有機発光膜が形成されている面の反対側にガラス板を配置して圧力を加える。(3)硬化工程では、圧着状態で接着剤を硬化させ封止する。なお、硬化方法には、UV硬化・熱硬化がある。硬化工程において、UV硬化を行う場合、ガラス板側からUV光を照射する。このガラス板は、UV光による有機EL素子の劣化を防止するために、接着部以外の領域、特に発光領域に遮光マスクを形成した遮光ガラスが使用されることが多い。
特開2004−79409号公報
しかしながら、遮光ガラスをガラス基板に押し付けると、両者が貼り付いて自重だけでは遮光ガラスからガラス基板がはずれない状態になる。これは、活性なガラス表面にはOH基が並んでおり、両者を圧接することで水素結合を生じその結合力で外れないことが一因と考えられる。このように、ガラス基板が遮光ガラスに貼り付いてしまうと、「次工程へ基板を流動できない」、「ガラス基板を無理に剥がすことで破損が生じる」等の問題が発生する。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、遮光ガラスを使用して封止工程を実行する場合に、遮光ガラスと基板とが貼り付くのを防止して、遮光ガラスから基板を容易に剥離することが可能な封止装置、封止方法、有機EL装置、および電子機器を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電気光学層が形成された基板の背面側に遮光ガラスを配置し、前記電気光学層を気密的に覆うために、前記基板と封止部材とを光硬化型接着剤を介して圧接させた状態で、前記遮光ガラス側から光を照射して前記光硬化型接着剤を硬化させることにより、前記基板と前記封止部材とを接合する封止装置において、前記遮光ガラスと前記基板との貼り付きを防止するために、前記遮光ガラスの前記基板との接触面に撥水処理を施したことを特徴とする。
このように、遮光ガラスに基板を圧接させた状態では、遮光ガラスの表面に撥水化処理が施されているので、基板と遮光ガラスの表面にOH基が並ばなくなるため、水素結合による基板の遮光ガラスへの貼り付きを防止でき、遮光ガラスに基板が貼り付くことなく、容易に基板を剥離することができる。この結果、遮光ガラスを使用して封止工程を実行する場合に、遮光ガラスと基板とが貼り付くのを防止して、遮光ガラスから基板を容易に剥離することが可能な封止装置を提供することが可能となる。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電気光学層が形成された基板の背面側に遮光ガラスを配置し、前記電気光学層を気密的に覆うために、前記基板と封止部材とを光硬化型接着剤を介して圧接させた状態で、前記遮光ガラス側から光を照射して前記光硬化型接着剤を硬化させることにより、前記基板と前記封止とを接合する封止装置において、前記遮光ガラスと前記基板との貼り付きを防止するために、前記基板の前記遮光ガラスとの接触面に撥水処理を施したことを特徴とする。
このように、遮光ガラスに基板を圧接させた状態では、基板の表面に撥水化処理が施されているので、基板と遮光ガラスの表面にOH基が並ばなくなるため、水素結合による基板の遮光ガラスへの貼り付きを防止でき、遮光ガラスに基板が貼り付くことなく、容易に基板を剥離することができる。この結果、遮光ガラスを使用して封止工程を実行する場合に、遮光ガラスと基板とが貼り付くのを防止して、遮光ガラスから基板を容易に剥離することが可能な封止装置を提供することが可能となる。
また、本発明の好ましい態様によれば、前記撥水処理は、撥水性薄膜の形成であることが望ましい。これにより、低コストかつ簡単な方法で遮光ガラスまたは基板に撥水処理を施すことが可能となる。
また、本発明の好ましい態様によれば、前記電気光学層が少なくとも発光層を有する有機層により形成され、本発明の封止装置を使用して有機EL装置を製造することが望ましい。これにより、有機EL装置の封止工程を本発明の封止装置で実行する場合に、遮光ガラスから基板を容易に剥離することが可能となる。
また、本発明の好ましい態様によれば、電子機器に本発明の有機EL装置を搭載することが望ましい。これにより、電子機器に搭載される有機EL装置の封止工程を本発明の封止装置で実行する場合に、遮光ガラスから基板を容易に剥離することが可能となる。
以下に、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。
(封止装置)
図1は本発明の実施例に係る封止装置1の概略構成を示す模式的な断面図を示しており、図1−1は圧着前の状態、図1−2は圧着後の状態を示している。以下の実施例では、封止装置1で有機EL層(電気光学層)が形成された基板(有機EL基板)を封止缶で封止する場合について説明する。また、基板(有機EL基板)において4面取りする場合を例示して説明する。
図1−1において、11はチャンバー、12はチャンバー内を真空排気する真空ポンプ、13は窒素導入口、14は不図示の保持部材に保持され、遮光マスク15が形成された遮光ガラス、16は有機EL層17が形成されているガラス基板(有機EL基板)、18は有機EL層17を気密的に覆うための封止缶(封止部材)、19は封止缶18の接合部に塗布されたUV硬化型接着剤、20は封止缶18を載置する封止缶治具、21はガラス基板16を載置する基板支持部、22は封止缶治具20を載置する封止缶治具支持部、23は封止缶18およびガラス基板17を遮光ガラス14に圧接する伸張可能に構成された圧着ステージ、30は紫外線照射装置を示している。
チャンバー11内の下部には、伸張可能に構成され、封止缶治具20を上方に移動させる圧着ステージ23が設けられている。圧着ステージ23の上方には、封止缶治具支持部22に載置された封止缶治具20が配置される。この封止缶治具20には、4つの封止缶18が載置される。各封止缶18の接合部には、UV硬化型接着剤19が塗布されている。封止缶治具20の上方には、有機EL層18を下方にした状態でガラス基板16が基板支持部21に載置されている。このガラス基板16の背面側(上方)には、不図示の保持部材で保持された遮光ガラス14が配置されている。
チャンバー11には、チャンバー11内を真空ポンプ12で真空排気するための排気口12aが設けられている。また、チャンバー11には、内部を窒素雰囲気とするために窒素が導入される窒素導入口13が設けられている。なお、窒素の替わりに、アルゴン、ヘリウム等の他の不活性ガスを使用することにしても良い。チャンバー11の外部には、その上側に、ガラス基板16と封止缶18とをUV硬化型接着剤19を介して接合させるため、紫外線を照射するための紫外線照射装置30が配設されている。
図2は、遮光ガラス14の断面図を示している。遮光ガラス14は、図2に示すように、Cr等からなる4つの遮光マスクパターン15が形成されている。さらに、遮光ガラス14のガラス基板側面14aの表面に、ガラス基板16が貼り付くのを防止するために、撥水化処理が施されており、具体的には、撥水性薄膜40が形成されている。この撥水性薄膜40は、CFx等の透明な有機系重合膜をCVD法で形成することができる。撥水性薄膜40の膜厚は、10〜1000A(オングストローム)が望ましい。
(封止方法)
上記構成の封止装置1による封止方法を説明する。まず、図1−1において、排気口12aを介して真空ポンプ12でチャンバー11内が略真空状態になるように排気し、窒素導入口13から窒素を導入してチャンバー11内を窒素雰囲気とする。この後、図1−2に示すように、圧着ステージ23により、封止缶治具20を上昇させて、封止缶18およびガラス基板16を不図示の支持部材で固定支持された遮光ガラス14に押し付けて圧接させる。このようにして、ガラス基板16に対して所定の圧力を付与した状態で封止缶18を当接させた後、紫外線照射装置30からの紫外線を遮光ガラス14を介して、UV硬化型接着剤19の塗布位置に照射させることで、UV硬化型接着剤19を硬化させて、ガラス基板16に封止缶16を封止する。
この後、圧着ステージ23を下降させ、ガラス基板16を基板支持部21に載置させるとともに、封止缶治具20を封止缶治具支持部22に載置する。この場合、ガラス基板16を遮光ガラス14に圧力を付与して当接させた状態では、遮光ガラス14の表面に撥水化処理が施されているので、ガラス基板16と遮光ガラス14の表面にOH基が並ばなくなるため、水素結合によるガラス基板16の遮光ガラス14への貼り付きを防止でき、遮光ガラス14にガラス基板16が貼り付くことなく、容易にガラス基板16を剥離することができる。
(変形例)
図3は、変形例に係るガラス基板16の構成を示す断面図である。上記実施例では、遮光ガラス14に撥水処理を施すことにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、ガラス基板の遮光ガラス側面に撥水処理を施しても、遮光ガラス14とガラス基板16との貼り付きを防止することができる。図3に示すように、ガラス基板16の遮光ガラス側面16aの表面に、撥水化処理として、撥水性薄膜50が形成されている。
このように、本実施例では、ガラス基板16および遮光ガラス14の少なくとも一方の接触面に、撥水化処理を施すことにより、ガラス基板16の遮光ガラス14への貼り付きを防止して、遮光ガラス14からガラス基板16を容易に剥離することができる。また、撥水化処理は、撥水性薄膜を形成する以外の各種の方法を使用することができ、例えば、プラズマ処理等を使用することにしても良い。なお、本実施例では、有機EL基板として、ガラス基板を使用することとしたが、Si基板やセラミック基板等の他の材料を使用した場合においても本発明は適用可能である。
(有機EL装置)
図4は、本発明の実施例に係る有機EL装置100の断面構造を示す図を示している。実施例に係る有機EL装置100は、封止缶105を使用したボトムエミッション型の有機EL装置である。図4において、101はガラス基板、102は透明陽極(第1電極)、103は有機化合物からなる発光層を含む有機EL層、104は反射陰極(第2電極)、105は封止缶(封止部材)、106はUV硬化型接着剤を示している。
ガラス基板101には、必要に応じてTFTやTFD等のスイッチング素子が形成される。このガラス基板101の上表面には、ITOからなる透明陽極102が形成されている。透明陽極102上には、有機化合物からなる発光層を含む有機EL層103が形成されている。有機EL層103は、単層型(発光層)、2層型(発光層+電子輸送層/ホール輸送層)、3層型(電子輸送層/発光層/ホール輸送層)、4層型(電子注入層/発光層/ホール輸送層/ホール注入層)、5層型(電子注入層/電子輸送層/発光層/ホール輸送層/ホール注入層)のいずれでもよい。この有機EL層103は、インクジェット法を使用して形成することができる。有機EL層103の上には、ITOからなる反射陰極104が形成されている。
そして、透明陽極102、有機EL層103、および反射陰極104を中空封止するために、封止手段である封止缶105がUV硬化型接着剤106でガラス基板101に接合されている。より具体的には、本発明の封止装置1を使用して、封止缶105の接合面にUV硬化型接着剤106を塗布し、窒素雰囲気下でガラス基板101を重ねた後、紫外線照射して、UV硬化型接着剤106を硬化させて、封止缶105とガラス基板101を接合する。封止缶105としては、例えば、ガラス製の中空封止用の封止缶を使用することができる。なお、封止缶105には、ガラスの代わりに、石英、アクリル、シリコン、プラスチック等を使用することにしても良い。
封止缶105には、有機EL装置100の中空内部に進入する水分やガスを効率的に吸着するために乾燥剤107が充填されている。封止缶105の形状としては、第一電極102、有機EL層103、および第二電極104を封止することができれば特に限定されるものではなく、例えば、長方体、正方体、円柱状、円錐状、半球状等の形状でもよい。乾燥剤107としては、化学吸着性を有することによる水分吸収能力の高い材料を用いることができ、例えば、酸化バリウム、五酸化二リン、酸化カルシウム等が好ましい。
(有機EL装置の変形例)
図5は、変形例に係る有機EL装置200の断面構造を示す図である。図5において、図1と同等機能を有する部位には同一符号を付し、その説明を省略する。上記実施例では、封止部材として、封止缶105を使用した構成である。これに対して、変形例では、封止部材として、封止用基板201を使用した構成である。変形例に係る有機EL装置200においても、本発明の封止装置1を使用して封止工程を実行することができる。図5において、基板101上の接合面にUV硬化型接着剤106を塗布し、窒素雰囲気下で封止用基板201を重ねた後、紫外線照射して、UV硬化型接着剤106を硬化させて、封止用基板201とガラス基板101を接合している。封止用基板201には溝が形成されており、この溝には乾燥剤107が充填されている。封止用基板201には、例えば、ガラス、石英、アクリル、シリコン、プラスチック等を使用することができる。
(電子機器への適用例)
つぎに、本発明に係る有機EL装置を適用可能な電子機器の具体例について図6を参照して説明する。図6−1は、本発明に係る有機EL装置を可搬型のパーソナルコンピュータ(いわゆるノート型パソコン)300の表示部に適用した例を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ300は、キーボード301を備えた本体部302と、本発明に係る有機EL装置を適用した表示部303とを備えている。図6−2は、本発明に係る有機EL装置を携帯電話機400の表示部に適用した例を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機400は、複数の操作ボタン401のほか、受話口402、送話口403とともに、本発明に係る有機EL装置を適用した表示部404を備えている。
本発明に係る有機EL装置は、上述した携帯電話機やノートパソコン以外にも、PDA(Personal Digital Assistants)と呼ばれる携帯型情報機器、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、デジタルビデオカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、およびPOS端末機などの電子機器に広く適用することができる。
本発明の有機EL装置は、有機EL表示装置、エレクトロミック調光ガラス、電子ペーパー、照明装置、およびプリンタヘッド等に広く利用可能である。また、本発明に係る電子機器は、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistants)と呼ばれる携帯型情報機器、携帯型パーソナルコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、デジタルビデオカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、およびPOS端末機などの電子機器に広く利用することができる。また、本発明に係る画像形成装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、デジタル複合機などの画像形成装置に広く利用することができる。
本発明の実施例に係る封止装置の概略構成を示す模式的な断面図(圧着前の状態)。 本発明の実施例に係る封止装置の概略構成を示す模式的な断面図(圧着後の状態)。 遮光ガラスの断面図。 ガラス基板の断面図。 本発明の実施例に係る有機EL装置の断面図。 本発明の変形例に係る有機EL装置の断面図。 実施例に係る有機EL装置を備えたパソコンの斜視図。 実施例に係る有機EL装置を備えた携帯電話機の斜視図。
符号の説明
11 チャンバー、12 真空ポンプ、13 窒素導入口、14 遮光ガラス、15 遮光マスクパターン 16 ガラス基板(有機EL基板)、17 有機EL装置(電気光学層)、18 封止缶(封止部材)、19 UV硬化型接着剤、20 封止缶治具、21 基板支持部、22 封止缶治具支持部、23 圧着ステージ、30 紫外線照射装置、31 スペーサ、40,50 撥水性薄膜、100 有機EL装置、101 ガラス基板、102 反射陽極(第1電極)、103 有機EL層、104 透明陰極(第2電極)、105 封止缶(封止部材)、106 UV硬化型接着剤、200 有機EL装置、201 封止用基板、300 コンピュータ、301 キーボード、302 本体部、、303 表示部、400 携帯電話機、401 操作ボタン、402 受話口、403 送話口、404 表示部

Claims (8)

  1. 電気光学層が形成された基板の背面側に遮光ガラスを配置し、前記電気光学層を気密的に覆うために、前記基板と封止部材とを光硬化型接着剤を介して圧接させた状態で、前記遮光ガラス側から光を照射して前記光硬化型接着剤を硬化させることにより、前記基板と前記封止部材とを接合する封止装置において、
    前記遮光ガラスと前記基板との貼り付きを防止するために、前記遮光ガラスの前記基板との接触面に撥水処理を施したことを特徴とする封止装置。
  2. 電気光学層が形成された基板の背面側に遮光ガラスを配置し、前記電気光学層を気密的に覆うために、前記基板と封止部材とを光硬化型接着剤を介して圧接させた状態で、前記遮光ガラス側から光を照射して前記光硬化型接着剤を硬化させることにより、前記基板と前記封止部材とを接合する封止装置において、
    前記遮光ガラスと前記基板との貼り付きを防止するために、前記基板の前記遮光ガラスとの接触面に撥水処理を施したことを特徴とする封止装置。
  3. 前記撥水処理は、撥水性薄膜の形成であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の封止装置。
  4. 前記電気光学層が少なくとも発光層を有する有機層により形成され、請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の封止装置により製造されたことを特徴とする有機EL装置。
  5. 請求項4に記載の有機EL装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
  6. 電気光学層が形成された基板の背面側に遮光ガラスを配置し、前記電気光学層を気密的に覆うために、前記基板と封止部材とを光硬化型接着剤を介して圧接させた状態で、前記遮光ガラス側から光を照射して前記光硬化型接着剤を硬化させることにより、前記基板と前記封止部材とを接合する封止方法において、
    前記遮光ガラスと前記基板との貼り付きを防止するために、前記遮光ガラスの前記基板との接触面に撥水処理を施したことを特徴とする封止方法。
  7. 電気光学層が形成された基板の背面側に遮光ガラスを配置し、前記電気光学層を気密的に覆うために、前記基板と封止部材を圧接させた状態で、前記遮光ガラス側から光を照射して前記光硬化型接着剤を硬化させることにより、前記基板と前記封止部材とを接合する封止装置において、
    前記遮光ガラスと前記基板との貼り付きを防止するために、前記基板の前記遮光ガラスとの接触面に撥水処理を施したことを特徴とする封止方法。
  8. 前記撥水処理は、撥水性薄膜の形成であることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の封止方法。
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