JP2006032356A - フィルム型パターンを利用した有機ｅｌ素子用封止材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルム型パターンを利用した有機ＥＬ素子用封止材の製造方法を提供する。
【解決手段】 基板上に所定のパターンを形成し、該パターンによって、機械加工、ウェットエッチングまたはこれらの組合わせで基板に溝を形成して有機ＥＬ素子に利用される封止材を製造する方法であって、パターンは、あらかじめ準備された基板上にフィルムを接着した後、基板上に接着されたフィルムの一定部分をプログラムが入力されたレーザまたはブレード装置を利用して裁断することによって形成されることを特徴とする有機ＥＬ素子用封止材の製造方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を封止する有機ＥＬ素子用封止材の製造方法に係り、さらに詳細には、フィルム型パターンを利用した有機ＥＬ素子用封止材の製造方法に関する。

通常的に、有機ＥＬ素子は、発光層、ホール注入層及び電子注入層などの多層構造で基板上に形成される。このような有機ＥＬ素子は、発光層内へ注入された電子とホールとが再結合する時に発生する発光現象を利用する。

発光層の材料である蛍光性有機固体は、水分及び酸素に弱い。そして、発光層上に直接形成されたり、ホール注入層及び／または電子注入層を通じて形成された電極の特性は、酸化によって劣化する傾向がある。その結果、従来の有機ＥＬ素子を大気中で駆動すれば、その発光特性が急に劣化する。したがって、実際に現場で使われる有機ＥＬ素子を得るためには、発光層に水分や酸素を入れないために、有機ＥＬ素子を封止して寿命を延長させる必要がある。

従来、通常的に適用される封止構造としては、樹脂などを有機ＥＬ素子に直接塗布する構造または気体または液体が封止空間に充填された構造が利用されている。このうち、充填構造の有機ＥＬ素子の封止構造では、封止材としてステンレス鋼を使用していた。しかし、ステンレス鋼を封止材として使用する場合、金属板が変形されるか、または面積が大きくなるほどゆがむという問題が発生する。また、それぞれの封止材をガラス基板に個別的に接合させねばならないので、生産性も低下する。それだけでなく、ステンレス鋼は、両面発光特性を有していないという問題点がある。

このような問題点を解決するために、現在は、ガラス材質の封止材の製造が行われている。ガラス材質の封止材を製造する通常的な方法としては、サンドブラスティングを利用する方法と、フッ酸を利用するウェットエッチング方法とがあるが、簡略に説明すれば、前記方法は全て、通常的に、次のような工程で製造される。

図６を参照して説明すれば、まず、基板１００を準備する（工程１−１）。その後、基板１００上にパターンを形成するためにレジスト１１０を積層し（工程１−２）、サンドブラスティングの機械加工またはウェットエッチングで加工する（工程１−３）。それにより、工程１−４に示したように、溝１２０が形成され、工程１−５に示したように、レジスト１１０を除去して封止材を製造する。

ここで、レジスト１１０を積層してパターンを形成する工程（工程１−２）は、細部的な複数の工程を含んでおり、機械加工で溝１２０を形成する時と、ウェットエッチングで溝１２０を形成する時とでは、異なる工程で進められている。これについて、図７及び図８を参照して詳細に説明する。

第一に、機械加工で封止材を製造する時の細部工程について、図７を参照して説明すれば、基板を準備し（工程２ａ−１）、基板上にフォトレジスト（ＰＲ：Ｐｈｏｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔ）を塗布（工程２ａ−２）した後、ＰＲが塗布された基板上にマスクを積層する（工程２ａ−３）。このとき、工程２ａ−２’に示したように、マスクは、あらかじめ製作されていなければならない。その後、ＰＲ上にマスクが積層された基板にＵＶ光を入射し（工程２ａ−４）、ＵＶ光が入射されたマスクを除去する（工程２ａ−５）。次いで、現像及びストリップを実施して（２ａ−６）パターンを形成する。その後、機械加工（工程２ａ−７）を実施して封止材の製造を完成（工程２ａ−８）する。

第二に、ウェットエッチングで封止材を製造する時の細部工程について、図８を参照して説明すれば、基板を準備し（工程２ｂ−１）、基板上にシルクスクリーンフレームを積層する（工程２ｂ−２）。このとき、工程２ｂ−２’に示したように、シルクスクリーンフレームは、あらかじめ製作されていなければならない。その後、基板上に積層されたシルクスクリーンフレーム上にエポキシをレジスト材料として塗布する（工程２ｂ−３）。次いで、基板上に積層されたシルクスクリーンフレームを除去する（工程２ｂ−４）。このとき、シルクスクリーン上のパターンで溝が形成される部分のエキシポは共に除去される。その後、塗布されたエポキシを硬化させてウェットエッチング時にも、エッチングされず、耐えるようにする（工程２ｂ−５）。最終的に、ウェットエッチングを実施（工程２ｂ−６）して封止材の製造を完成（工程２ｂ−７）する。

前述したように、従来に行われた封止材の製造方法は、工程２ａ−１ないし工程２ａ−８まで８つの工程または工程２ｂ−１ないし工程２ｂ−７まで７つの工程で進められて、その工程が非常に複雑であるという問題点がある。さらに、工程２ａ−２’と工程２ｂ−２’とでは、それぞれマスクとシルクスクリーンフレームとを封止材の設計図面によって最初の工程開始時に製作せねばならないだけでなく、工程が再反復されて進められることによって、マスク及びシルクスクリーンフレームの摩耗によって、再び製作して交替せねばならない工程が追加されうる。

また、全体封止材の形成工程（工程２ａ−１ないし２ａ−８、または工程２ｂ−１ないし工程２ｂ−７）のうち、パターンを形成するためのパターン形成工程（工程２ａ−２ないし工程２ａ−６、または工程２ｂ−２ないし工程２ｂ−５）がほとんどを占めていることが分かる。したがって、有機ＥＬ素子に利用される封止材のコスト側面で考慮すれば、パターン形成工程が製造コストの側面でもほとんどを占める。また、パターン形成工程に利用される装備としては、ＰＲ塗布装備、ラミネーション装備、露光器、マスク製作装備、現像器が必須的に備えられていなければならない。すなわち、通常的に封止材のコストに対して、パターン形成工程が占める比率が６０％ほどに達するため、パターン工程のコストが高くなるという問題点があった。

また、封止材の形成条件に合うパターンを基板上に形成するためには、前記パターンが一定の厚さ以上を有さねばならないが、この厚さを有するためには、精度の制御に限界がある。すなわち、機械加工時、パターンは、１０μｍ以下の制御が不可能であり、ウェットエッチング時、パターンは、１００μｍ以下の制御が不可能であるという問題点がある。したがって、有機ＥＬに利用される封止材の製造工程を単純にする必要があり、特に、パターン形成過程を単純にして、製造コストを低め、精度をさらに正確にする必要がある。

本発明が解決しようとする課題は、複雑な有機ＥＬの封止材の製造工程を単純化した封止材の製造方法を提供することである。

本発明が解決しようとする他の課題は、パターン形成の精度を±２μｍ以下に制御できる封止材の製造方法を提供することである。

本発明が解決しようとするさらに他の課題は、有機ＥＬ封止材の製造工程中にパターン形成過程を単純にして製造コストを下げた封止材の製造方法を提供することである。

本発明の一実施形態による封止材の製造方法は、基板上に所定のパターンを形成し、このパターンによって機械加工、ウェットエッチングまたはこれらの組合わせで前記基板に溝を形成して、有機ＥＬ素子に利用される封止材を製造する方法であって、前記パターンは、あらかじめ準備された基板上にフィルムを接着した後、前記基板上に接着されたフィルムの一定部分を、プログラムが入力されたレーザまたはブレード装置を利用して、裁断することによって形成されることを特徴とする。

また、本発明の他の実施形態による封止材の製造方法は、基板上に所定のパターンを形成し、このパターンによって機械加工、ウェットエッチングまたはこれらの組合わせで前記基板に溝を形成して有機ＥＬ素子に利用される封止材を製造する方法であって、前記パターンは、フィルムの一定部分を、プログラムが入力されたレーザまたはブレード装置を利用して、裁断して形成した後、あらかじめ準備された基板上に前記裁断されたフィルムを接着して形成することを特徴とする。

本発明によれば、複雑な有機ＥＬの封止材の製造工程を単純化できる。

また、本発明は、パターン形成の精度を±２μｍ以下に制御できる。

また、本発明は、有機ＥＬ封止材の製造工程中にパターン形成過程を単純にして、製造コストを下げることができる。

また、フィルムを裁断する時に開口部内の一点から開始して外郭に沿って進めば、形状精度及びラインの直進度に変化がなくて、進行形状による工程不良の要因を除去できる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態は、色々な他の形態に変形でき、本発明の範囲が後述する実施形態によって限定されると解釈されてはならない。本発明の実施形態は、当業者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものである。図面上で、同じ符号で表示された要素は、同じ要素を意味する。図面での多様な要素及び領域は、概略的に示されているものである。したがって、本発明は、添付した図面に示した相対的なサイズや間隔によって制限されない。

第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態による有機ＥＬ素子用封止材の製造方法を示すフローチャートである。

図１を参照すれば、まず、封止材用の基板を準備し（工程３ａ−１）、基板上にフィルムを接着（工程３ａ−２）する。その後、プログラムによってカッティング装置を駆動させてフィルムを裁断して、パターンを形成（工程３ａ−３）する。このとき、工程３ａ−２’に示したように、プログラムは、カッティング装置にあらかじめ入力されていなければならない。その後、裁断された部分のうち、不要な部分（すなわち、溝が形成される部分）をストリップ（工程３ａ−４）する。その後、基板を機械加工またはウェットエッチングして（工程３ａ−５）、封止材を完成（工程３ａ−６）する。

第２実施形態
以下、本発明の第２実施形態を説明する。図２を参照すれば、基板を準備し（工程３ｂ−１）、フィルムを基板に接着させる前に、プログラムによってカッティング装置を駆動させることによって裁断してパターンを形成（工程３ｂ−２）する。このとき、工程３ｂ−２’に示したように、プログラムは、あらかじめ入力されていなければならない。パターンが形成されたフィルムをあらかじめ準備された基板上に接着した後（工程３ｂ−３）、機械加工やウェットエッチングして（工程３ｂ−４）、封止材を完成（工程３ｂ−５）する。

ここで、第１実施形態及び第２実施形態において、カッティング装置としては、レーザまたはブレードを装着したカッティング装置を利用する。フィルムを基板上に接着する時の温度及び圧力については、レーザまたはブレードカッティング時に接着されたフィルムが離脱しないほどに温度及び圧力を調節するが、カッティング以後にストリップ工程で、ストリップが容易であるほどにのみ調節すれば良い。

前記フィルムとしては、レーザ加工時にレーザによる収縮率がほとんどないフィルムを使用せねばならず、その一例としては、ポリマー系列のフィルムがあり、具体的には、ポリプロピレンホモポリマー、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレン、ポリプロピレンを使用できるが、これらに限定されるものではない。

また、フィルムと基板との間の接着剤としては、アクリル、ゴム、シリコンを使用できる。

本発明による第１及び第２実施形態で、プログラムによる裁断は、レーザまたはブレードを装着したカッティング装置を利用する。レーザまたはブレードによるカッティングは、従来の技術の露光またはスクリーンプリンティング方式に比べて、その精度に優れる。すなわち、レーザまたはブレードによるカッティングは、±２μｍまで精度制御が可能である。このとき、使用可能なレーザ光源は、ＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｇａｒｎｅｔ）レーザ、パルスレーザ、ＣＯ_２レーザがある。

通常的に、封止材用のガラス基板のエッチングのためのマスク用のパターンは、四角形または円形の開口部を有するものである。この場合、形状精度及びラインの直進度が重要な部分となる。レーザやブレードの場合、開始点と終了点との交差部分が発生する場合、ラインの直進度の問題が発生する。また、工程上の問題が発生するが、数μｍの線間幅が形成されるため、これを効果的に除去し難い。

したがって、第１及び第２実施形態で、フィルムを裁断する時には、次の図３ないし図５に示した方法に従う。言い換えれば、図３ないし図５に示した方法の通りにフィルムを裁断できるように、プログラムを作成して入力させて置く。

図３ないし図５を参照すれば、フィルムの裁断は、フィルムを除去して形成しようとする開口部１０，２０，３０内の一点１０ｃ，２０ｃ，３０ｃから開始して開口部１０，２０，３０の外郭方向に行った後、外郭に沿って（時計回り方向または反時計回り方向に）進む（矢印方向を参照）。このとき、裁断の終了点は、開始点、すなわち、点１０ｃ，２０ｃ，３０ｃと同一にする。開始と終了とが同一になって始めて、次のフィルムのカッティングが容易であり、フィルムカッティング時間が短縮される。開始点と終了点とを同一にするために、レーザが開口部１０，２０，３０の内部に入る地点１０ｄ，２０ｄ，３０ｄは、開始点の点１０ｃ，２０ｃ，３０ｃから開口部１０，２０，３０の外郭方向に行きつつ発生する線１０ｌ，２０ｌ，３０ｌと開口部１０，２０，３０の外郭とが出合う点１０ａ，２０ａ，３０ａ（レーザの進行方向が急に変わる部分）と異ならせる。同一地点から開口部の外周面へ出入すれば（レーザの方向が変われば）、フィルムのバーニングが発生してその部分の接着力が低下するためである。

図３の場合、四角形の開口部１０内の一点１０ｃから裁断を開始して開口部１０の外郭の何れか一つの頂点１０ａまで進んで、開口部１０の外郭に沿って時計回り方向に進む例が示されている。しかし、四角形の開口部１０内の一点１０ｃから裁断を開始して開口部１０の外郭のうち何れか一辺１０ｂまで進んで、開口部１０の外郭に沿って進む例も可能である。そして、開口部１０の外郭に沿って時計回り方向に進んで、頂点１０ａを過ぎた地点１０ｄから開口部１０内の一点１０ｃまで進んで裁断を終了する。これにより、開始点と終了点とを同一にするために、レーザが開口部１０の内部に入る地点１０ｄは、開始点の点１０ｃから開口部１０の外郭方向に行きつつ発生する線１０ｌと開口部１０の外郭とが出合う点、すなわち、この場合には、頂点１０ａと異なる。したがって、フィルムのバーニング問題がない。ここで、開口部１０の内部に示された直線は、曲線でもよい。

図４の場合、円形の開口部２０内の一点２０ｃから裁断を開始して開口部２０の外郭の何れか一点２０ａまで進んで、開口部２０の外郭に沿って時計回り方向に進む例が示されている。開口部２０の外郭に沿って時計回り方向に進んで、点２０ａを過ぎた地点２０ｄから開口部２０内の一点２０ｃまで進んで裁断を終了する。これにより、開始点と終了点とを同一にするために、レーザが開口部２０の内部に入る地点２０ｄは、開始点の点２０ｃから開口部２０の外郭方向に行きつつ発生する線２０ｌと開口部２０の外郭とが出合う点２０ａと異なる。したがって、フィルムのバーニング問題がない。

図５の場合、三角形の開口部３０内の一点３０ｃから裁断を開始して開口部３０の外郭の何れか一つの頂点３０ａまで進んで、開口部３０の外郭に沿って時計回り方向に進む例が示されている。しかし、三角形の開口部３０内の一点３０ｃから裁断を開始して開口部３０の外郭のうち何れか一辺３０ｂまで進んで、開口部３０の外郭に沿って進む例も可能である。そして、開口部３０の外郭に沿って時計回り方向に進んで頂点３０ａを過ぎた地点３０ｄから開口部３０内の一点３０ｃまで進んで裁断を終了する。これにより、開始点と終了点とを同一にするために、レーザが開口部３０の内部に入る地点３０ｄは、開始点の点３０ｃから開口部３０の外郭方向に行きつつ発生する線３０ｌと開口部３０の外郭とが出合う点、すなわち、この場合には、頂点３０ａと異なる。したがって、フィルムのバーニング問題がない。

このように、フィルムを裁断する時に、開口部内の一点から開始して外郭に沿って進めば、形状精度及びラインの直進度に変化がないので、進行形状による工程不良の要因を除去できる。また、フィルム除去を円滑にして生産性を向上させ、工程の交差点による不良を解決できる。

このように、レーザやブレードを利用したカッティング装置を駆動できるプログラムは、ＣＡＤ／ＣＡＭを利用して作成でき、一旦作成されたプログラムは、有機ＥＬ素子用封止材の設計が変わるまで永久的に使用できる。具体的には、従来の技術では、有機ＥＬ素子用封止材の設計が変わらずとも、工程が再反復されて進められることによってマスクが摩耗されて頻繁に交替せねばならないが、本発明では、このような摩耗による交替がなく、ただ一回のプログラム入力で、設計が変わるまで永久的に使用できる。

また、前述したように、従来の技術に利用されたＰＲ装備、ラミネーション装備、露光器、マスク製作装備、現像器が不要であり、本発明では、レーザまたはブレードカッティング装置及びプログラムのみを必要とするため、経済的な側面でも有利である。すなわち、従来の技術において、パターン形成工程の製造コストは、全体コストの６０％を占めたが、本発明によるパターン形成工程の製造コストは、全体コストの５％〜１０％のみを占める。

本発明は、有機ＥＬ素子関連技術分野に効果的に利用可能である。

本発明の一実施形態による有機ＥＬ素子の封止材を製造する工程を示す順序図である。 本発明の他の実施形態による有機ＥＬ素子の封止材を製造する工程を示す順序図である。 本発明による封止材の製造方法のうち、フィルムを裁断する方法を示す図面である。 本発明による封止材の製造方法のうち、フィルムを裁断する方法を示す図面である。 本発明による封止材の製造方法のうち、フィルムを裁断する方法を示す図面である。 有機ＥＬ素子に利用される封止材を製造する通常的な工程を示す断面図である。 従来の技術によって、機械加工で有機ＥＬ素子に利用される封止材を製造する工程を示す順序図である。 従来の技術によって、ウェットエッチングで有機ＥＬ素子に利用される封止材を製造する工程を示す順序図である。

符号の説明

１０，２０，３０ 開口部
１０ｃ，２０ｃ，３０ｃ 裁断開始／終了点
１０ｌ，２０ｌ，３０ｌ 外郭に出る線
１０ｄ，２０ｄ，３０ｄ 内部に入る地点

Claims (7)

1. 基板上に所定のパターンを形成し、このパターンによって機械加工、ウェットエッチングまたはこれらの組合わせで前記基板に溝を形成して有機ＥＬ素子に利用される封止材を製造する方法において、
   前記パターンは、あらかじめ準備された基板上にフィルムを接着した後、前記基板上に接着されたフィルムの一定部分を、プログラムが入力されたレーザまたはブレード装置を利用して、裁断することによって形成されることを特徴とする有機ＥＬ素子用封止材の製造方法。
2. 基板上に所定のパターンを形成し、このパターンによって機械加工、ウェットエッチングまたはこれらの組合わせで前記基板に溝を形成して有機ＥＬ素子に利用される封止材を製造する方法において、
   前記パターンは、フィルムの一定部分を、プログラムが入力されたレーザまたはブレード装置を利用して、裁断して形成した後、あらかじめ準備された基板上に前記裁断されたフィルムを接着して形成することを特徴とする有機ＥＬ素子用封止材の製造方法。
3. 前記フィルムの材質は、ポリプロピレンホモポリマー、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレン、ポリプロピレンであることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子用封止材の製造方法。
4. 前記レーザの光源は、ＹＡＧレーザ、パルスレーザ、またはＣＯ_２レーザを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子用封止材の製造方法。
5. 前記フィルムを裁断する時には、前記フィルムを除去して形成しようとする開口部内の一点から裁断を開始して前記開口部の外郭方向まで行った後、前記外郭に沿って時計回り方向または反時計回り方向に進むことを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子用封止材の製造方法。
6. 前記裁断の終了点は、開始点と同じであることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子用封止材の製造方法。
7. 前記終了点と開始点とを同一にするために、前記レーザが前記開口部の内部に入る地点は、前記開始点から前記開口部の外郭方向に行きつつ発生する線と前記開口部の外郭とが出合う点と異なることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ素子用封止材の製造方法。
   

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