JP2006196429A - 有機エレクトロルミネッセンス素子の封止方法 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子の封止方法 Download PDF

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Abstract

【課題】気泡の発生を抑制できる有機EL素子の封止方法を提供することにより、表示品位が良好で信頼性の向上した有機ELディスプレイを提供する。
【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子が形成された第1基板、及び前記有機エレクトロルミネッセンス素子を封止するための第2基板のうちの一方の基板の表面に、直線部と該直線部と交差する方向に突出する突出部を有する形状に接着剤を塗布し、前記第1基板と第2基板とを押圧することにより前記接着剤を前記第1基板と第2基板との間に広げて前記有機エレクトロルミネッセンス素子を封止する。
【選択図】 図3

Description

本発明は、表示品位が良好なエレクトロルミネッセンス素子を製造できるエレクトロルミネッセンス素子の封止方法に関するものである。
近年、自発光型の発光素子として有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ELと略す)素子が注目され、この有機EL素子を用いた有機ELディスプレイの開発が進められている。有機EL素子は、動画表示に適した速い応答速度、低電圧、低消費電力駆動などの特徴を有している為、有機ELディスプレイは次世代の携帯電話や携帯端末(PDA)をはじめ、次世代のディスプレイとして期待されている。
有機ELディスプレイは、画像表示の為の複数の有機EL素子を有する有機ELパネルと、駆動回路や駆動電源等を備えている。
有機EL素子は水分と接触すると発光特性が劣化するので、水分と接触しないように有機EL素子を封止して有機ELパネルとする必要がある。このため、有機ELパネルは、有機EL素子が形成された有機EL基板と封止用の封止基板とを、封止用の接着剤を用いて貼り合わせることにより製造される。
EL素子の封止方法として、従来、基板上に凸状に隆起するように落滴した液状硬化性樹脂により、EL基板と封止基板とを封止する方法が知られている(特許文献1)。しかしながら、この従来技術では、図2の平面図に示すように、液状硬化性樹脂22がEL基板21上で円状に広がり(図2(a))、貼り合せ時にこの液状硬化樹脂22が同心円状に広がるため、樹脂22の間に空隙23が生じ、かかる空隙が原因となる気泡が生じる(図2(b))。
有機EL基板と封止基板間の接着層に気泡が生じると、気泡部分の屈折率が周囲の接着層の屈折率と異なるため、気泡部分の色が周囲の色と異なって視認される。このため、有機ELディスプレイを表示した時にその気泡形状が人の目に認識され、表示品位が低下する問題がある。さらに、気泡中に含まれる水分が有機EL素子中に浸入し発光特性を劣化させるので、有機EL素子の信頼性が低下する。したがって、良好な表示品質と良好な信頼性を有する有機ELディスプレイを提供するためには、有機EL基板と封止基板との間に気泡を発生させずに、有機EL素子を封止する必要がある。
特開2000−10506号公報
本発明の目的は、気泡の発生を抑制できる有機EL素子の封止方法を提供することにより、表示品位が良好で信頼性の向上した有機ELディスプレイを提供することを目的とする。
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の封止方法であって、有機エレクトロルミネッセンス素子が形成された第1基板、及び前記有機エレクトロルミネッセンス素子を封止するための第2基板のうちの一方の基板の表面に、直線部と該直線部と交差する方向に突出する突出部を有する形状に接着剤を塗布する工程と、前記第1基板と第2基板とを押圧することにより前記接着剤を前記第1基板と第2基板との間に広げて前記有機エレクトロルミネッセンス素子を封止する工程と、を有することを特徴とする。
本発明の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は、接着剤が直線部と該直線部と交差する方向に突出する突出部を有する形状に塗布されることにより、該突出部をガイドとして、四隅に空隙を押し出すように接着剤を広げることができるので、気泡の発生を抑制できる。したがって、有機エレクトロルミネッセンス素子の封止時において、該空隙に起因する気泡の発生を低減でき、表示品質の良好な有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを提供できる。
本発明において、好ましくは、前記接着剤を塗布する工程は、前記第1基板及び第2基板のうちの一方の基板の表面に接着剤を直線状に塗布する工程と、該直線状に塗布する接着剤の塗布方向と交差する方向に接着剤を塗布する工程と、を含む。
かかる封止方法を用いることにより、前記の接着剤が交差した部分の断面形状が凸形状となり、この凸形状となった部分が最初に基板と接触してから周囲の接着剤表面が基板に順次接触していくため、接着剤表面のうねりに起因する気泡の発生を抑制することができ、より表示品質の良好な有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを提供できる。
本発明の別の態様は、有機エレクトロルミネッセンス素子の封止方法であって、有機エレクトロルミネッセンス素子及び端子部が形成された第1基板、及び前記有機エレクトロルミネッセンス素子を封止するための第2基板のうちの一方の基板の表面に、前記有機エレクトロルミネッセンス素子と前記端子部の間に対応する位置に第1の接着剤を塗布する工程と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子に対応する位置に、直線部と該直線部と交差する方向に突出する突出部を有する形状に前記第1の接着剤よりも粘度の低い第2の接着剤を塗布する工程と、前記第1基板と第2基板とを押圧することにより前記第1の接着剤及び第2の接着剤を前記第1基板と第2基板との間に広げて前記有機エレクトロルミネッセンス素子を封止する工程と、を有することを特徴とする。
かかる封止方法を用いることにより、前記有機エレクトロルミネッセンス素子と前記端子部の間に対応する位置に塗布された第1の接着剤により、有機エレクトロルミネッセンス素子近傍に設けられた端子部に前記第2の接着剤が接触することを防止できる。すなわち、前記第1基板と第2基板とを押圧することにより前記第1の接着剤及び第2の接着剤を前記第1基板と第2基板との間に広げる工程において、第1の接着剤は第2の接着剤より粘度が高く広がりが小さいため、該第1の接着剤は端子部に接触しない。
また、第2の接着剤は第1の接着剤よりも粘度が低いため広がりやすいが、第1の接着剤が第2の接着剤より粘度が高いため、第2の接着剤が第1の接着剤を越えて端子部に接触することを防止でき、該第2の接着剤を前記第1の接着剤に沿って広げることができる。
さらに、第2の接着剤が直線部と該直線部と交差する方向に突出する突出部を有する形状に塗布されることにより、該突出部をガイドとして、四隅に空隙を押し出すように接着剤を広げることができるので、気泡の発生を抑制できる。有機エレクトロルミネッセンス素子の封止時において、該空隙に起因する気泡の発生を低減でき、表示品質の良好な有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを提供できる。
前記本発明の別の態様において、好ましくは、前記第2の接着剤を塗布する工程は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子に対応する位置に、前記第1の接着剤よりも粘度の低い第2の接着剤を直線状に塗布する工程と、該直線状に塗布する第2の接着剤の塗布方向と交差する方向に第2の接着剤を塗布する工程と、を含む。
かかる封止方法をとることにより、前記の第2の接着剤が交差した部分の断面形状が凸部となり、この凸部が最初に基板と接触してから周囲の接着剤表面が基板に順次接触していくため、接着剤表面のうねりに起因する気泡を防止することができる。
前記本発明の別の態様において、好ましくは、前記第2の接着剤の粘度に対する前記第1の接着剤の粘度の比率が24以上である。
このような第1の接着剤及び第2の接着剤を用いることにより、前記第1基板と第2基板とを押圧することにより前記第1の接着剤及び第2の接着剤を前記第1基板と第2基板との間に広げる工程において、より確実に、該第2の接着剤を前記第1の接着剤に沿って広げることができるため、気泡の発生を防止できる。さらに、第2の接着剤が第1の接着剤を越えて端子部に接触することを防止でき、また、第2の接着剤が前記第1基板と第2基板との間に広がる際に、第2の接着剤に押されて第1の接着剤が前記端子部側に変形することにより第1の接着剤が端子部に付着することを抑制できる。
本発明において、前記第1基板と第2基板とを押圧することにより前記有機エレクトロルミネッセンス素子を封止する工程を大気圧下で行ってもよい。この場合にも、本発明の封止方法によれば、四隅に空隙を押し出すように接着剤を広げることができるので、気泡の発生を抑制できる。したがって、有機エレクトロルミネッセンス素子の封止時において、該空隙に起因する気泡の発生を低減でき、表示品質の良好な有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを提供できる。
本発明の別の態様は、上記のいずれかの方法で製造されたエレクトロルミネッセンスパネルである。
本発明によれば、有機EL基板と封止基板との間に気泡を発生させることなく液状硬化性樹脂を充填して有機EL素子を封止することにより、表示品位が良好な有機ELディスプレイを製造できる技術を提供できる。
本発明の実施形態について、図面を用いて、以下に説明する。
(実施の形態1)
まず、本実施形態に係る封止方法を用いて作製する有機ELパネルの構造について、図1に示す模式的な断面図を用いて説明する。
1-1.有機ELパネルの全体構成
図1は、本実施形態に係る封止方法を用いて作製する有機ELパネルの構成を説明するための模式的な断面図である。
図1を参照して、有機ELパネル1は、有機EL基板3と封止用の封止基板4とが封止用の接着剤5により接着されて構成されている。
有機EL基板3は、駆動用のTFTが配されたTFT基板6上に、複数個の有機EL素子2,2…が配されて構成されている。
また、封止基板4は、有機EL素子2と対向する面に赤(R)、緑(G)及び青(B)用のカラーフィルター12R、12G、12Bを有する透光性の材料から構成されている。さらに、隣接するカラーフィルター間にはブラックマトリクス13が配されている。
そして、本実施形態にあっては複数の有機EL素子2,2…が白色の光を発光するように構成されており、それぞれの有機EL素子2,2…から出射される白色の光はR、G及びB用のカラーフィルター12R、12G及び12Bを介して外部に取り出される。このように、本実施形態にあっては、有機EL素子2,2…の発光が封止基板4側から取り出されるトップエミッションの構成とされている。
有機EL素子2,2…は、図1に示すようにTFT基板6側から陽極7、有機層8及び陰極9がこの順に積層されて構成されている。隣接する有機EL素子2,2の間は絶縁材料からなるセル分離膜10によって分離されている。
陽極7は、例えば、ITO(インジウム−スズ酸化物)等の金属化合物から構成されるが、金属化合物の下にAg(銀)等の金属または合金からなる光反射性の材料が配設されてもよい。また、かかる陽極7は、各有機EL素子2,2…ごとに分離して形成されている。
陰極9は、例えば、ITO等の金属化合物、金属または合金からなる光透過性の材料から構成される。本実施形態にあっては、図1に示すように、陰極9は各有機EL素子2,2…を覆うように連続的に形成されており、各有機EL素子2,2…に共通の陰極とされている。
また、陰極9はSiN(窒化ケイ素)等の無機材料からなる保護膜11により覆われている。
有機層8は、例えば陽極7側からホール輸送層、発光層及び電子輸送層がこの順に積層されて構成された(陽極)/ホール輸送層/発光層/電子輸送層/(陰極)の構造を有する。しかしながら、有機層の構成はこれに限らず、(陽極)/発光層/(陰極)、(陽極)/ホール注入層/発光層/(陰極)、(陽極)/発光層/電子注入層/(陰極)、(陽極)/ホール注入層/発光層/電子注入層/(陰極)、(陽極)/ホール注入層/ホール輸送層/発光層/電子注入層/(陰極)、(陽極)/ホール注入層/ホール輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/(陰極)等の構成をとることができる。
本実施形態にあっては、発光層は、例えば青色の光を発光する発光層と、オレンジ色の光を発光する発光層とが積層されてなる2層構造の発光層とされ、白色の光を発光することのできる構成とされている。
また、本実施形態にあっては、発光層から出射された白色光をカラーフィルターを介して外部に取り出すことにより、赤、緑及び青の三色の光を得る構成であるが、発光層を赤、緑及び青の光を出射する赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層の三種類に塗り分けることによって、赤、緑及び青の三色の光を得る構成であってもよい。
さらに同図において、接着剤5は、紫外線硬化型、可視光硬化型、熱硬化型、紫外線及び熱による複合硬化型、または、紫外線を用いる後硬化型の樹脂等からなる。ただし、カラーフィルター又はCCM(色変換層)を有する封止基板4を用いる場合は、紫外光がフィルター部を透過できないので、熱硬化型、可視光硬化型、紫外線を用いる後硬化型の樹脂等が用いられる。
具体的には、接着剤5には、ユレア樹脂系、メラミン樹脂系、フェノール樹脂系、レゾルシノール樹脂系、エポキシ樹脂系、不飽和ポリエステル樹脂系、ポリウレタン樹脂系、アクリル樹脂系などの熱硬化性樹脂系と酢酸ビニル樹脂系、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂系、アクリル樹脂系、シアノアクリレート樹脂系、ポリビニルアルコール樹脂系、ポリアミド樹脂系、ポリオレフィン樹脂系、熱可塑性ポリウレタン樹脂系、飽和ポリエステル樹脂系、セルロース系などの熱可塑性樹脂系、エステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、メラミンアクリレート、アクリル樹脂アクリレートなどの各種アクリレート、ウレタンポリエステル等の樹脂を用いたラジカル系光硬化型接着剤、エポキシ、ビニルエーテルなどの樹脂を用いたカチオン系光硬化型接着剤、チオール・エン付加型樹脂系接着剤、クロロプレンゴム系、ニトリルゴム系、ステレン・ブタジエンゴム系、天然ゴム系、ブチルゴム系、シリコーン系などのゴム系、ビニル-フェノリック、クロロプレンーフェノリック、ニトリル-フェノリック、ナイロン-フェノリック、エポキシ-フェノリック、ニトリル-フェノリックなどの複合系の合成工高分子接着剤等が用いられる。
1-2.本実施の形態の特徴について
本実施形態に係る封止方法を用いて図1に示す有機ELパネルを作製する方法について以下に説明する。
図3(a)は、貼り合せる前の封止基板(本発明における第2基板の一例である)4の模式的上面図である。また、図3(b)は、有機EL素子を含む画素部31が設けられた有機EL基板(本発明における第1基板の一例である)3の模式的上面図である。なお、第1基板3及び第2基板4は、それぞれ、図1における有機EL基板3及び封止基板4に対応する。
本実施形態にあっては、第2基板4表面の中央付近に、直線部5aと、該直線部と交差する方向に突出する突出部5bとを有する形状に接着剤5が塗布されている。直線部5aと突出部5bの交点は、第2基板4表面の中央付近に設定されるのが好ましい。接着剤5の長手方向の幅は、封止した状態において前記画素部31が完全に覆われるように設定される。
次に、接着剤5が塗布された面を内側にして第2基板4と第1基板3とを貼り合せる。図4乃至図7は、前記第1基板3と第2基板4を押圧した際に接着剤5が前記第1基板3と第2基板4の間に広がっていく様子を説明するための模式的上面図である。
第1基板3と第2基板4とを貼り合せると、接着剤5は、直線部5aの長手方向(矢印Mの方向)と、突出部5bの突出方向(矢印Lの方向)に広がる(図4)。そして、矢印Lの方向へは、突出部5bがガイドとして作用し、突出部5bが形成された部分から突出方向へ接着剤5が広がり、第1基板3及び第2基板4の対向する2辺41、41の中央部分41a、41aに最初に到達する。このため、この段階では空隙が一対の基板3,4の4隅に残っている(図5)。
そして、さらに一対の基板3,4との押圧を続けると、前記第1基板3及び第2基板4上において、接着剤5は、さらに矢印Lの方向及び矢印Mの方向に広がる。その後、図6に示すように、接着剤5は、前記第1基板3及び第2基板4の四隅を残すように広がる。すなわち、該四隅に空隙17が押し出される。
さらに、前記第1基板3と第2基板4とを押圧すると、図7に示すように、前記第1基板3と第2基板4の四隅にまで接着剤5が広がり、前記第1基板3と第2基板4との間に気泡を生じることなく、前記第1基板3と第2基板4とを接着することができる。すなわち、本実施形態によれば、接着剤5が前記第1基板3及び第2基板4の中央部から四隅の方向に広がることにより、前記第1基板3と第2基板4との間に空気の逃げ場のない空隙を生じることがないので、かかる空隙を起因とする気泡を生じることなく、前記第1基板3と第2基板4とを接着することができる。したがって、表示品位が良好で信頼性の向上した有機ELディスプレイを製造することができる。
上記の接着剤5を塗布する工程、第1基板3と第2基板4とを貼り合せる工程、一対の基板3、4を押圧して接着剤5を広げる工程は、それぞれ減圧下又は大気圧下のいずれで行われてもかまわない。
なお、接着剤5の突出部5bは、接着剤5の直線部5aと交差する方向に突出部を有する形状に塗布されればよく、その突出部の形状は限定されない。例えば、半円状、くさび状、線状等が適用できる。
また、上記実施の形態においては、接着剤5は第2基板4の表面に塗布されたが、第1基板3の表面に塗布されてもよい。
なお、接着剤5は、マスクにより、上記の形状にパターニング塗布されてもよいし、スクリーン印刷によりパターニング塗布されてもよいし、ディスペンサーにより塗布されてもよい。
また、接着剤5の塗布方法としては、両端に突出部を有する形状、例えば、直線状に突出部5bを塗布し、次いで、前記突出部5bと交差する方向に直線状に直線部5aを塗布してもよい。図8(a)は、貼り合せる前の封止基板(第2基板)4の模式的上面図である。図8(a)に示すように、突出部5bと直線部5aは互いの中央部で交差し、突出部5bの両端は、直線部5aの側面から突出している。図8(b)は、図8(a)のAB線における断面を模式的に示す断面図である。この場合、図8(b)に示すように、直線部5aとの突出部5bの交差する部分では接着剤表面が凸の形状となる。
次に、接着剤5が塗布された面を内側にして第2基板4と第1基板3とを貼り合せる。図9(a)は、第1基板3と第2基板4からなる一対の基板を貼り合わせた直後の接着剤5の広がり具合を説明するための模式的上面図である。図9(b)は、図9(a)のCD線における断面を模式的に示す断面図である。図9(b)に示すように、接着剤5は、上述した接着剤表面の凸部が最先に第1基板3に接触する。
図9(b)の状態から前記第1基板3と第2基板4を押圧すると、接着剤5と第1基板3との接触部分が、上述した第1基板3と接着剤5との点接触部分から広がっていくので、うねりのある接着剤表面と第1基板3とを接着した場合に生じる空隙に起因する気泡を防止することができる。
なお、接着剤5の塗布方法としては、直線部5aを塗布し、次いで、該直線部5aと交差する方向に、両端に突出部を有する形状、例えば、直線状に突出部5bを塗布してもよい。
(実施の形態2)
次に、本発明における実施の形態2について、説明する。
まず、本実施形態に係る封止方法を用いて作製する有機ELパネルの構造について、図10に示す模式的な断面図を用いて説明する。
2-1.有機ELパネルの全体構成
図10は、本実施形態に係る封止方法を用いて作製する有機ELパネルの構成を説明するための模式的な断面図である。
図10を参照して、有機ELパネル20は、有機EL基板3と封止用の封止基板4とが封止用の第1の接着剤14及び第2の接着剤15により接着されて構成されている。
有機EL基板3は、駆動用のTFTが配されたTFT基板6上に、複数個の有機EL素子2,2…と、外部回路と該有機EL素子2とを電気的に接続し、該有機EL素子2に電気信号を送るための端子部16とが配されて構成されている。また、TFT基板6上に形成された複数の有機EL素子2,2…の集合全体から画素部31が構成されている。
そして、同図に示すように、有機EL基板3と封止基板4とは、画素部31上では第2の接着剤15により、また、画素部31と端子部16の間においては第1の接着剤14により封止されている。ここで、該第2の接着剤15は、該第1の接着剤14とは異なる材質であり、該第1の接着剤14よりも低い粘度を有している。
第1の接着剤14及び第2の接着剤15は、実施の形態1における接着剤5と同様である。ただし、カラーフィルター又はCCM(色変換層)を有する封止基板4を用いる場合は、紫外光がフィルター部を透過できないので、第2の接着剤15として、紫外線硬化型、可視光硬化型、熱硬化型、紫外線及び熱による複合硬化型、または、紫外線を用いる後硬化型の樹脂等が用いられるが、第1の接着剤14としては、熱硬化型、可視光硬化型、紫外線を用いる後硬化型の樹脂等が用いられる。
第2の接着剤15は、第1の接着剤14よりも粘度が小さいものが用いられる。具体的には、第2の接着剤15としては粘度が0.001〜10Pa・sのもの、第1の接着剤14としては粘度が10〜500Pa・sのものを用いるのが好ましい。
さらに、第2の接着剤の粘度に対する第1の接着剤の粘度の比率が24以上が、より好ましい。
また、第1の接着剤14は、上記材料にフィラー又はギャップ剤を添加したものを用いてもよい。例えば、第1の接着剤14に添加されるフィラーは、SiO(酸化ケイ素)、SiON(酸窒化ケイ素)もしくはSiN(窒化ケイ素)等の無機材料、またはAg(銀)、Ni(ニッケル)もしくはAl(アルミニウム)等の金属材料でもよい。フィラーが添加された第1の接着剤14は、フィラーが添加されていない第1の接着剤14と比較して粘度及び耐湿性が向上する。第1の接着剤14に添加されるギャップ剤は、上記のフィラーに用いられる材料の他、樹脂等が用いられる。第1の接着剤14にギャップ剤を添加することにより、該第1の接着剤14層の厚さを均一にすることができる。また、上記フィラーを、ギャップ剤として用いてもよい。
その他の点については、実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。
2-2.本実施の形態の特徴について
本実施形態に係る封止方法を用いて図10に示す有機ELパネルを作製する方法について以下に説明する。
図11(a)は、貼り合せる前の封止基板(本発明における第2基板の一例である)4の模式的上面図である。また、図11(b)は、有機EL素子を含む画素部31及び端子部16が設けられた有機EL基板(本発明における第1基板の一例である)3の模式的上面図である。端子部16は、有機EL素子と外部回路とを電気的に接続し、有機EL素子に電気信号を送信する部分である。なお、第1基板3及び第2基板4は、それぞれ、図10における有機EL基板3及び封止基板4に対応する。
本実施形態にあっては、第2基板4表面のうち、第1基板3の画素部31と端子部16の間に対応する位置に第1の接着剤14が直線形状に塗布され、第2基板4表面のうち、第1基板3の画素部31の中央に対応する位置付近に、直線部15aと、該直線部と交差する方向に突出する突出部15bとを有する形状に第2の接着剤15が塗布されている。直線部15aと突出部15bの交点は、第1基板3の画素部31の中央に対応する位置付近に設定されるのが好ましい。第2の接着剤15の長手方向の幅は、封止した状態において前記画素部31が完全に覆われるように設定される。また、第1の接着剤14の長手方向の幅は、封止した状態において第2の接着剤15が前記端子部16まで広がらないように設定される。例えば、第1の接着剤14の長手方向の幅は、第2の接着剤15の長手方向の幅より長く設定される。
次に、第2の接着剤15が塗布された面を内側にして第2基板4と第1基板3とを貼り合せる。図12乃至図15は、前記第1基板3と第2基板4を押圧した際に第1の接着剤14及び第2の接着剤15が前記第1基板3と第2基板4の間に広がっていく様子を示す模式的上面図である。
第1基板3と第2基板4とを貼り合せると、第1の接着剤14は第2の接着剤15より粘度が高いため、ほとんど広がらない。それに対し、第2の接着剤15は、直線部15aの長手方向(矢印Mの方向)と、突出部15bの突出方向(矢印Lの方向)に広がる(図12)。そして、第2の接着剤15は、矢印Lの方向へは、突出部15bがガイドとして作用し、突出部15bが形成された部分から突出方向へ第2の接着剤15が広がり、第1の接着剤14の長手方向中央部分14aと、第1基板3及び第2基板4が第1の接着剤14と対向する一辺41の中央部分41aに最初に到達する。このため、この段階では空隙が一対の基板3,4の4隅に残っている(図13)。
そして、さらに一対の基板3,4との押圧を続けると、前記第1基板3及び第2基板4上において、第2の接着剤15は、さらに矢印Lの方向及び矢印Mの方向に広がる。また、第1の接着剤14はほとんど広がらないため、端子部16に接触しない。さらに、第2の接着剤15は第1の接着剤14より粘度が低いため、第1の接着剤14の位置を越えて端子部16の方向に広がることはない。すなわち、第1の接着剤14が第2の接着剤15をせき止めることになる。また、第1の接着剤14付近では、第2の接着剤15は第1の接着剤14に沿って矢印Mの方向に広がる。その後、図14に示すように、第2の接着剤15は、前記第1基板3及び第2基板4の四隅を残すように広がる。すなわち、該四隅に空隙17が押し出される。
さらに、前記第1基板3と第2基板4とを押圧すると、図15に示すように、前記第1基板3と第2基板4の四隅にまで第2の接着剤15が広がり、前記第1基板3と第2基板4との間に気泡を生じることなく、前記第1基板3と第2基板4とを接着することができる。すなわち、本実施形態によれば、接着剤15が前記第1基板3及び第2基板4の中央部から四隅の方向に広がることにより、前記第1基板3と第2基板4との間に空気の逃げ場のない空隙を生じることがないので、かかる空隙を起因とする気泡を生じることなく、前記第1基板3と第2基板4とを接着することができる。
また、前記第1基板3と第2基板4とを押圧しても、第1の接着剤14は粘度が高くほとんど広がらないため、端子部16に接触することなく前記第1基板3と第2基板4とを接着することができる。さらに、第2の接着剤15は第1の接着剤14より粘度が小さく第1の接着剤14の位置を越えて広がらないため、端子部16に接触することなく前記第1基板3と第2基板4とを接着することができる。
また、前記第2の接着剤15の粘度に対する前記第1の接着剤14の粘度の比率が24以上である場合には、前記第1基板3と第2基板4とを押圧することにより前記第1の接着剤14及び第2の接着剤15を前記第1基板と第2基板との間に広げる工程において、より確実に、該第2の接着剤15を前記第1の接着剤14に沿って広げることができるため、気泡の発生を防止できる。さらに、第2の接着剤15が第1の接着剤14を越えて端子部に接触することを防止でき、また、第2の接着剤15が前記第1基板3と第2基板4との間に広がる際に、第2の接着剤15に押されて第1の接着剤14が前記端子部16側に変形することにより第1の接着剤14が端子部16に付着することを抑制できる。
上記の第1の接着剤14及び第2の接着剤15を塗布する工程、第1基板3と第2基板4とを貼り合せる工程、一対の基板3、4を押圧して接着剤を広げる工程は、それぞれ減圧下又は大気圧下のいずれで行われてもかまわない。
なお、第2の接着剤15の突出部15bは、第2の接着剤15の直線部15aと交差する方向に突出部を有する形状に塗布されればよく、該突出部の長さは問わないが、第1の接着剤14の粘度が高いほど、第2の接着剤15の突出部15bを第1の接着剤14のより近傍まで塗布することができる。
また、第1の接着剤14及び第2の接着剤15は、マスクにより、上記の形状にパターニング塗布されてもよいし、スクリーン印刷によりパターニング塗布されてもよいし、ディスペンサーにより塗布されてもよい。
また、第2の接着剤15の塗布方法としては、実施の形態1の場合と同様に、両端に突出部を有する形状、例えば、直線状に突出部15bを塗布し、次いで、前記突出部15bと交差する方向に直線状に直線部15aを塗布してもよい。
また、第1の接着剤14の形状としては、封止した状態で、端子部16に接触せず、第2の接着剤15により画素部31が完全に覆われ、かつ、第2の接着剤15も端子部16に接触しない形状であればよい。
また、第1の接着剤14の粘度は、封止した状態で、第2の接着剤15の広がりをせきとめることにより、端子部16に接触しないような粘度であればよい。
また、上記においては、第2基板4表面のうち、第1基板3の画素部31と端子部16の間に対応する位置に第1の接着剤14が直線形状に塗布された場合について説明したが、さらに、第2基板4表面のうち、第1基板3の画素部31に対応する位置を挟んで第1の接着剤14と対向する位置に、第3の接着剤を直線形状に塗布するのが好ましい。
上記のように、第1の接着剤14、第2の接着剤15に加えて、第3の接着剤を塗布した場合には、第1基板3と第2基板4とを押圧する時に、第2基板4の表面が第1基板3の表面に対して斜めになることがないので、第2基板4の表面と第1基板3の表面を平行に貼り合せることができる。したがって、表示品質のより良好な有機ELディスプレイを作製することができる。
第3の接着剤は、第1の接着剤14と同程度の粘度を有し、第1の接着剤14の高さと同程度の高さに塗布されるのが好ましい。さらに好ましくは、第3の接着剤としては第1の接着剤14と同じ材料を用いる。
また、第3の接着剤としては、第1の接着剤14と同様のフィラー又はギャップ剤を添加したものを用いてもよい。
以下に、上記の実施の形態1の封止方法を用いて有機ELパネル1を作製した実施例を示す。
TFT基板6上に有機EL素子2,2…を形成して有機EL基板3を作製した。図16(a)は、封止基板4の表面に接着剤5が塗布された状態を模式的に示す上面図である。ここで、図16(a)中において、互いに直交する2方向をX方向及びY方向とする。X方向及びY方向は、封止基板4の表面に平行な方向である。この封止基板4の大きさは、縦40mm×横45mmである。また、図16(b)は、有機EL基板3とその表面上に形成された画素部31の領域の位置を模式的に示す上面図である。この有機EL基板3の大きさは、縦40mm×横45mmであり、画素部31の大きさは、縦27mm×横37mmである。
封止基板4のカラーフィルター12R、12G、12B及びブラックマトリクス13が配設された側の表面に、図16(a)に示すように、接着剤5として紫外線硬化性エポキシ樹脂を、ディスペンサーを用いることにより、Y方向に縦線部5dのように直線状に塗布し、X方向に横線部5cのように直線状に塗布した。具体的には、減圧可能なチャンバー内において大気圧下で吐出口径0.4mmφのディスペンサーにより、縦線部5d及び横線部5cを塗布した。ここで、縦線部5dを30mm/secの速度で、吐出圧0.05MPaで塗布し、横線部5cを表1に示す4種類の塗布条件(例えば、塗布条件1は、20mm/secの速度で、吐出圧0.1MPa)で塗布した。なお、縦線部5dの長さは、4種の塗布条件全てにおいて、10mmとした。
次に、減圧可能なチャンバー内で0.8atmの減圧下において、前記接着剤5が塗布された封止基板4と有機EL基板3を貼り合わせた。かかる貼り合わせの際、有機EL素子基板3上に配設された有機EL素子2,2…と、封止基板4上に配設されたカラーフィルター12R、12G及び12Bが対応する位置になるように、CCDカメラ等でアライメントを行いながら貼り合わせを行った。
次いで、チャンバー内を1atmに加圧し、この圧力で1分間保持することにより、封止基板4と有機EL基板3を押圧した。その後、上記の接着剤5により貼り合わされた封止基板4及び有機EL素子基板3に、所定の条件で紫外線を照射することにより、該接着剤5を硬化させた。次いで、チャンバーから貼り合わされた基板を取り出した。
横線部5cに係る接着剤5の塗布条件と、貼り合わせ後の有機ELパネル1における封止状態を確認した結果について表1に示す。
Figure 2006196429
塗布条件1乃至4において、1、2、3及び4の順に横線部5cにおける接着剤5の塗布量が多くなる。塗布条件1、2及び3では、上記の押圧条件において接着剤5が封止基板4及び有機EL素子基板3の全体まで広がらず、該基板の四隅に空隙が残った。それに対し、塗布条件4では上記の押圧条件において接着剤5が封止基板4及び有機EL素子基板3の全体まで広がった。
塗布条件4により作製された有機ELパネル1を光学顕微鏡下で確認すると、有機ELパネル1全体において気泡は見つからなかった。
上記の例では、減圧下において、接着剤5が塗布された封止基板4と有機EL基板を貼り合わせたが、かかる貼り合わせを大気圧下で行っても、同様の結果が得られた。
以上の通り、接着剤の量を適切に調整することで、本発明を用いることにより気泡のない有機ELパネルを作製することができた。
さらに、上記の方法で作製した有機ELパネルを用いて、気泡のない、表示品位の良好な有機ELディスプレイを作製することができた。
次いで、以下に、上記の実施の形態2の封止方法を用いて有機ELパネル20を製造した実施例を示す。
TFT基板6上に有機EL素子2,2…を形成して有機EL基板3を作製した。図17(a)は、封止基板4の表面に第1の接着剤14及び第2の接着剤15が塗布された状態を模式的に示す上面図である。ここで、図17(a)中において、互いに直交する2方向をX方向及びY方向とする。X方向及びY方向は、封止基板4の表面に平行な方向である。封止基板4の大きさは、縦40mm×横45mmである。ここで、端子部16の大きさは、縦2mm×横30mmであり、端子部16は封止基板4の長辺に沿って配設されている。また、図17(b)は、有機EL基板3とその表面上に形成された画素部31の領域の位置を模式的に示す上面図である。この有機EL基板3の大きさは、縦40mm×横45mmであり、画素部31の大きさは、縦27mm×横37mmである。また、画素部31は、対向する2つの長辺が、有機EL基板3の対向する2つの長辺から、それぞれ4mm、9mmに位置するように配設されている。
封止基板4のカラーフィルター12R、12G、12B及びブラックマトリクス13が配設された側の表面に、ディスペンサーを用いることにより、図17(a)に示すように、X方向に、第1の接着剤14として、径が10μmの樹脂を材料とする球体(ビーズ)からなるギャップ剤を分散させた、粘度が170Pa・sの紫外線硬化性エポキシ樹脂を塗布した。第1の接着剤14は、封止基板4の長辺からY方向に5mmの位置に塗布した。次いで、第2の接着剤15として粘度が4.5Pa・sの紫外線硬化性エポキシ樹脂を、ディスペンサーを用いることにより、Y方向に縦線部15dのように直線状に塗布し、X方向に横線部15cのように直線状に塗布した。具体的には、減圧可能なチャンバー内において大気圧下で吐出口径0.4mmφのディスペンサーにより、縦線部15d及び横線部15cを塗布した。ここで、縦線部15dを30mm/secの速度で、吐出圧0.05MPaで塗布し、横線部15cを表1に示す4種類の塗布条件(例えば、塗布条件1は、20mm/secの速度で、吐出圧0.1MPa)で塗布した。なお、縦線部15dの長さは、4種の塗布条件全てにおいて、10mmとした。
次に、減圧可能なチャンバー内で0.8atmの減圧下において、前記第1の接着剤14及び第2の接着剤15が塗布された封止基板4と有機EL基板3を貼り合わせた。かかる貼り合わせの際、有機EL素子基板3上に配設された有機EL素子2,2…と、封止基板4上に配設されたカラーフィルター12R、12G及び12Bが対応する位置になるように、CCDカメラ等でアライメントを行いながら貼り合わせを行った。
次いで、該チャンバー内を1atmに加圧し、この圧力で1分間保持することにより、封止基板4と有機EL基板3を押圧した。その後、上記の第1の接着剤14及び第2の接着剤15により貼り合わされた封止基板4及び有機EL素子基板3に、所定の条件で紫外線を照射することにより、該第1の接着剤14及び第2の接着剤15を硬化させた。次いで、チャンバーから貼り合わされた基板を取り出した。
横線部15cに係る第2の接着剤15の塗布条件は実施例1における横線部5cに係る接着剤5の塗布条件と同様であり、貼り合わせ後の有機ELパネル20における封止状態を確認した結果は、実施例1と同様、前記表1に示す如くであった。
塗布条件1乃至4において、1、2、3及び4の順に横線部15cに係る第2の接着剤15の塗布量が多くなる。塗布条件1、2及び3では、上記の押圧条件において第2の接着剤15が封止基板4及び有機EL素子基板3の全体まで広がらず、該基板の四隅に空隙が残った。それに対し、塗布条件4では上記の押圧条件において第2の接着剤15が封止基板4及び有機EL素子基板3の全体まで広がった。
塗布条件4により作製された有機ELパネル20を光学顕微鏡下で確認すると、有機ELパネル20全体において気泡は見つからなかった。
上記の例では、減圧下において、第1の接着剤14及び第2の接着剤15が塗布された封止基板4と有機EL基板を貼り合わせたが、かかる貼り合わせを大気圧下で行っても、同様の結果が得られた。
以上の通り、接着剤の量を適切に調整することで、本発明を用いることにより気泡のない有機ELパネルを作製することができた。
さらに、上記の方法で作製した有機ELパネルを用いて、気泡のない、表示品位の良好な有機ELディスプレイを作製することができた。
次いで、以下に、上記の実施例2において、第1の接着剤14の粘度及び第2の接着剤15の粘度を変えて、上記の実施の形態2の封止方法を用いて有機ELパネル20を製造した実施例を示す。
本実施例は、表1の4つの塗布条件のうち条件4で横線部15cに係る第2の接着剤15を塗布し、異なる粘度の何種類かの第1の接着剤14及び第2の接着剤15を用いたことを除いては、実施例2と同様である。
本実施例において用いた、第1の接着剤14及び第2の接着剤15の粘度と、第2の接着剤15の粘度に対する第1の接着剤14の粘度の比率について表2に示す。
Figure 2006196429
ここで、第1の接着剤14としては、エポキシ系紫外線硬化性樹脂(スリーボンド社製:3112)中に高さ調整のための粒径5μmのSiOからなるギャップ材と、平均粒径1.5μmのSiOからなるフィラー((株)龍森製:MP−15F)とを添加したものを用い、前記フィラーの添加量を変化させることで粘度を調整した。具体的には、粘度の大きい接着剤を得るときにはフィラーの添加量を大きくし、粘度の小さい接着剤を得るときにはフィラーの添加量を小さくした。
また、表2に示した第2の接着剤15の2−1、2−2及び2−3は、異なる材質の市販の接着剤であり、2−1及び2−2はアクリル系紫外線硬化樹脂(それぞれ、スリーボンド社製の3042B、3006)、2−3はエポキシ系紫外線硬化性樹脂(スリーボンド社製:3112)を用いることにより、粘度の異なるものとした。
なお、第1の接着剤14及び第2の接着剤15の粘度は、25℃におけるそれぞれの粘度をB型粘度計(東機産業株式会社製:BH)を用いて測定した。
表2に示したそれぞれの第1の接着剤14及び第2の接着剤15を介して、実施例2と同様に有機EL基板3と封止基板4とを貼り合わせ、押圧した。
次に、有機EL基板3と封止基板4を貼り合わせ、押圧したものにおいて、有機ELパネル20を光学顕微鏡下で確認した。その結果、第2の接着剤15の粘度に対する第1の接着剤14の粘度の比率が24、50、100、220、222、455、2000の条件で作製された有機ELパネル20については、有機ELパネル20全体において気泡は見つからなかった。この場合、有機EL基板3と封止基板4とを貼り合わせ、押圧すると、図18のように、第1の接着剤14付近では、第2の接着剤15の前記縦線部15dが第1の接着剤14の長手方向中央部分14aに接触し第1の接着剤14を押すが、第2の接着剤15の粘度に対する第1の接着剤14の粘度の比率が高いため、第1の接着剤14は変形せずに第1の接着剤14が端子部16の方向に広がるのをせき止める。そして、第2の接着剤15の縦線部15dは、第1の接着剤14に沿って図18中の矢印Mの方向に広がる。また、第2の接着剤15の横線部15cは矢印Lの方向に広がる。その結果、第2の接着剤15は四隅に空隙を押し出すように広がる。したがって、第2の接着剤15の粘度に対する第1の接着剤14の粘度の比率が24、50、100、220、222、455、2000の条件で作製された有機ELパネル20については、有機ELパネル20全体において気泡を生じさせることなく、有機ELパネル20を作製できる。
一方、第2の接着剤15の粘度に対する第1の接着剤14の粘度の比率が11、23の条件で作製された有機ELパネル20については、気泡が見つかった。図19(a)は、第2の接着剤15の粘度に対する第1の接着剤14の粘度の比率が11、23の条件で作製された有機ELパネル20の模式的上面図である。図19(a)に示すように、第1の接着剤14と第2の接着剤15が接する部分の一部に気泡50が生じている。この場合、有機EL基板3と封止基板4とを貼り合わせ、押圧していくと、第2の接着剤15の粘度に対する第1の接着剤14の粘度の比率が低いため、図19(b)のように、第1の接着剤14付近では、第2の接着剤15の前記縦線部15dが第1の接着剤14の長手方向中央部分14aに接触し第1の接着剤14を押すことによって、第1の接着剤14が端子部16側に変形する。また、第1の接着剤14が変形することにより第2の接着剤15の縦線部15dが第1の接着剤14に沿ってX方向に十分に広がらない。また、図18等においては第2の接着剤15の横線部15cのエッジ部分は便宜上直線としているが、実際は、図19(b)のように波打っている。第2の接着剤15の縦線部15dが第1の接着剤14に沿ってX方向に十分に広がらないうちに、第2の接着剤15の横線部15cのエッジ部分のうち第1の接着剤14側に膨らんだ箇所15caが、第1の接着剤14に接触することにより、図19(a)の気泡50が形成されてしまうものと考えられる。
即ち、第2の接着剤15の粘度に対する第1の接着剤14の粘度が24以上の条件であれば、有機ELパネル20全体において気泡がなく、端子部16に第1の接着剤14及び第2の接着剤15が接触しない有機ELパネル20を作製できることがわかった。
上記の例では、減圧下において、第1の接着剤14及び第2の接着剤15が塗布された封止基板4と有機EL基板3を貼り合わせたが、かかる貼り合わせを大気圧下で行っても、同様の結果が得られた。
以上より、第2の接着剤15の粘度に対する第1の接着剤14の粘度が24以上の条件で作製すると、有機ELパネル20全体において気泡がなく、端子部16に第1の接着剤14及び第2の接着剤15が接触しない有機ELパネル20を作製することができた。
以上の通り、接着剤の量、第2の接着剤の粘度に対する第1の接着剤の粘度の比率を適切に調節することで、本発明を用いることにより、気泡がなく、端子部に接着剤が付着せず外部端子と電気的に接続できる有機ELパネルを作製することができた。
さらに、上記の方法で作製された有機ELパネルを用いて、気泡のない、表示品位の良好な有機ELディスプレイを作製することができた。
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせに様々な変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
また、実施の形態では、有機EL素子2,2…の発光を封止基板4側から取り出すトップエミッションの構成について説明したが、有機EL素子2,2…の発光を有機EL素子基板3側から取り出すボトムエミッションの構成にも本発明の技術を適用可能である。ボトムエミッションの構成に本発明の技術を適用した場合にも、上記の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
第1の実施の形態に係る有機ELパネルの構成を示す模式的段面図である。 従来のELパネルの封止方法を示す模式的上面図である。 第1の実施の形態に係る有機EL素子の封止方法を示す模式的上面図である。 第1の実施の形態に係る有機EL素子の封止方法を示す模式的上面図である。 第1の実施の形態に係る有機EL素子の封止方法を示す模式的上面図である。 第1の実施の形態に係る有機EL素子の封止方法を示す模式的上面図である。 第1の実施の形態に係る有機EL素子の封止方法を示す模式的上面図である。 第1の実施の形態に係る有機EL素子の封止方法を示す模式的上面図と模式的断面図である。 第1の実施の形態に係る有機EL素子の封止方法を示す模式的上面図と模式的断面図である。 第2の実施の形態に係る有機EL素子の封止方法を示す模式的断面図である。 第2の実施の形態に係る有機EL素子の封止方法を示す模式的上面図である。 第2の実施の形態に係る有機EL素子の封止方法を示す模式的上面図である。 第2の実施の形態に係る有機EL素子の封止方法を示す模式的上面図である。 第2の実施の形態に係る有機EL素子の封止方法を示す模式的上面図である。 第2の実施の形態に係る有機EL素子の封止方法を示す模式的上面図である。 実施例1に係る有機EL素子の封止方法を示す模式的上面図である。 実施例2に係る有機EL素子の封止方法を示す模式的上面図である。 実施例3に係る有機EL素子の封止方法を示す模式的上面図である。 実施例3に係る有機EL素子の封止方法を示す模式的上面図である。
符号の説明
1、20 有機ELパネル
2 有機EL素子
3 有機EL素子基板
4 封止基板
5 接着剤
5a 接着剤の直線部
5b 直線部の突出部
5c 接着剤の横線部
5d 接着剤の縦線部
14 第1の接着剤
15 第2の接着剤
15a 第2の接着剤の直線部
15b 第2の接着剤の突出部
15c 第2の接着剤の横線部
15d 第2の接着剤の縦線部
16 端子部
31 画素部

Claims (7)

  1. 有機エレクトロルミネッセンス素子が形成された第1基板、及び前記有機エレクトロルミネッセンス素子を封止するための第2基板のうちの一方の基板の表面に、直線部と該直線部と交差する方向に突出する突出部を有する形状に接着剤を塗布する工程と、前記第1基板と第2基板とを押圧することにより前記接着剤を前記第1基板と第2基板との間に広げて前記有機エレクトロルミネッセンス素子を封止する工程と、を有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。
  2. 前記接着剤を塗布する工程は、前記第1基板及び第2基板のうちの一方の基板の表面に接着剤を直線状に塗布する工程と、該直線状に塗布する接着剤の塗布方向と交差する方向に接着剤を塗布する工程と、を含む請求項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。
  3. 有機エレクトロルミネッセンス素子及び端子部が形成された第1基板、及び前記有機エレクトロルミネッセンス素子を封止するための第2基板のうちの一方の基板の表面に、前記有機エレクトロルミネッセンス素子と前記端子部の間に対応する位置に第1の接着剤を塗布する工程と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子に対応する位置に、直線部と該直線部と交差する方向に突出する突出部を有する形状に前記第1の接着剤よりも粘度の低い第2の接着剤を塗布する工程と、前記第1基板と第2基板とを押圧することにより前記第1の接着剤及び第2の接着剤を前記第1基板と第2基板との間に広げて前記有機エレクトロルミネッセンス素子を封止する工程と、を有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。
  4. 前記第2の接着剤を塗布する工程は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子に対応する位置に、前記第1の接着剤よりも粘度の低い第2の接着剤を直線状に塗布する工程と、該直線状に塗布する第2の接着剤の塗布方向と交差する方向に第2の接着剤を塗布する工程と、を含む請求項3記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の封止方法。
  5. 前記第2の接着剤の粘度に対する前記第1の接着剤の粘度の比率が24以上であることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の封止方法。
  6. 前記第1基板と第2基板とを押圧することにより前記有機エレクトロルミネッセンス素子を封止する工程を大気圧下で行うことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の封止方法。
  7. 請求項1乃至請求項6のいずれかの方法で封止された有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたディスプレイ。
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