JP2010140848A - 有機発光装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】そし基板の電極層が剥れない厚さを有するフリット材層中の光加熱温度を維持し、フリット材層全体を溶融して、基板密着の良い、かつ、クラック発生のない封着を施す有機発光装置の製造方法を提供する。
【解決手段】封止基板９上にフリット材層５，６を形成する工程と、レーザー光を照射することによりフリット材層５，６を溶融し、素子基板１と封止基板９とを封着する工程と、を有する有機発光装置の製造方法であって、フリット材層５，６を形成する工程が、レーザー光吸収剤を含有する複数層のフリット材層５，６を、レーザー光透過率が順次減少するように積層する工程であり、レーザー光を、レーザー光透過率が高いフリット材層６側から照射する有機発光装置の製造方法。
【選択図】図１
【解決手段】封止基板９上にフリット材層５，６を形成する工程と、レーザー光を照射することによりフリット材層５，６を溶融し、素子基板１と封止基板９とを封着する工程と、を有する有機発光装置の製造方法であって、フリット材層５，６を形成する工程が、レーザー光吸収剤を含有する複数層のフリット材層５，６を、レーザー光透過率が順次減少するように積層する工程であり、レーザー光を、レーザー光透過率が高いフリット材層６側から照射する有機発光装置の製造方法。
【選択図】図１
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（以下「有機ＥＬ」という場合がある。）素子の発光を光源、表示等に利用する有機発光装置の製造方法に関する。
フラットディスプレイパネルの一つに有機発光素子が搭載された有機ＥＬディスプレイがあり、研究開発が盛んに進められている。この有機発光素子は、水分や酸素などのガスに弱い性質を有しているため、水分や酸素等から保護する必要がある。
水分や酸素等から有機発光素子を保護する技術として、中空封止方式がある。この方式は、有機発光素子が形成された素子基板と封止基板との間に空間を介在させて不活性ガスを封入し、フリット材等からなる封着材で素子基板と封止基板とを封着することにより、有機発光素子を封止する技術である。
前記方式の例としては、特許文献１、２にあるように、レーザー照射により、フリット材層を溶融して封着する方式が知られている。
ここで、中空封止方式では、素子基板と封止基板との間を広くする必要がある。これは、素子基板と封止基板との間が狭いと、封止基板の押圧による撓みから素子基板の電極層が剥れるからである。
しかしながら、例えば、１００μｍの厚さのフリット材層にレーザーを照射すると、レーザー照射位置から離れるに従い熱エネルギーが減衰し、遠方接触部（基板とフリット材層との接触部）に熱が伝わらず十分な封着ができない場合があった。
特許文献２では、透明材質層と不透明材質層を積層し、密封材の厚さを調整することが開示されている。しかしながら、特許文献２の方法では、不透明材質層のみに光が吸収され、局所的な光加熱によって、基板にクラックが発生し易くなり、所望の封着ができないという問題が生じた。また、光吸収材を含まない透明材質層と光吸収材を含む不透明材質層との間に温度差が生じ、レーザー照射後、歪みが起こり、透明材質層と不透明材質層との層界面において剥れるという問題が生じた。
そこで、本発明は、素子基板の電極層が剥れない厚さを有するフリット材層中の光加熱温度を維持し、フリット材層全体を溶融して、基板密着の良い、かつ、クラック発生のない封着を施すことを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、一対の電極間に有機化合物層を挟持した有機発光素子を設けた素子基板上、または、封止基板上にフリット材層を形成する工程と、レーザー光を照射することにより前記フリット材層を溶融し、前記素子基板と前記封止基板とを封着する工程と、を有する有機発光装置の製造方法であって、前記フリット材層を形成する工程が、レーザー光透過率が順次増加または減少するように、レーザー光吸収剤を含有する複数層のフリット材層を積層する工程であり、前記レーザー光を、レーザー光透過率が高いフリット材層側から照射することを特徴とする有機発光装置の製造方法を提供するものである。
本発明によれば、素子基板の電極層が剥れない厚さを有するフリット材層中の光加熱温度を維持し、フリット材層全体を溶融して、基板密着の良い、かつ、クラック発生のない封着を施すことができる。
以下、図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。
図１は本発明により製造した有機発光装置の一例を示す概略断面図である。図１の有機発光装置１０は、素子基板１上に、第一電極層２と第二電極層４からなる一対の電極間に有機化合物層３を挟持した有機発光素子が一以上設けられている。この有機発光素子は、第一電極層２と第二電極層４との間に電圧を印加することで、一方の電極から注入されるホールと、もう一方の電極から注入される電子と、が有機化合物層３内の発光層において再結合することで光を発する。
本発明では、素子基板１と封止基板９とをフリット材層５及び６によって封着するものである。フリット材層５及び６は、表示領域の外側を覆うように形成され、外気からの水分、酸素等を遮断することができる。
次に、本発明における有機発光装置の構成部材について説明する。
素子基板１として、ガラス基板、Ｓｉ基板などを使用することができる。
第一電極層２及び第二電極層４の構成材料として、公知の電極材料を使用することができる。具体的には、Ａｌ、Ａｇなどの金属導電膜、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明導電膜、及び、それらの積層膜を使用することができる。
有機化合物層３の構成材料として、公知の電荷輸送材料（ホール注入・輸送材料、電子注入・輸送材料）及び発光材料を使用することができる。
ホール注入・輸送材料として、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、オキサゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、オキサゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポリフィリン誘導体及びポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（シリレン）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子などを使用することができる。
電子注入・輸送材料として、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機金属錯体などを使用することができる。
発光材料として、蛍光材料や燐光材料を使用することができる。例えば、アルミキノリノール錯体、ベリリウムキノリノール錯体、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、アゾメチン金属錯体などを使用することができる。
尚、有機化合物層３は、発光層のみの単一の層で構成されてもよいし、発光層を含めた複数の層で構成されていてもよい。
フリット材層５、６は、微細粒子のペーストを使用することが好ましい。
微細粒子は、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化テルル、酸化アルミニウム、二酸化シリコン、酸化チタン、酸化スズ、酸化リン、酸化ルテニウム、酸化鉄、酸化銅、酸化タングステン、ホウ珪酸ガラスなどからなる。
また、バインダーとしてセルロース系を使用し、エチルセルロース、ブチルセルロースなどが挙げられる。
また、フリット材層５，６は、レーザー光吸収剤を含む。レーザー光吸収剤としては、具体的には、鉄、マンガン、銅、バナジウムなど、及び、カーボンブラックなどを用いる。
封止基板９としては、ガラス基板等のレーザー光吸収の少ない、透過性の高い材質であれば使用することができる。
次に、本発明の製造方法を具体的に説明する。
有機発光素子を素子基板１上に形成するが、その形成方法は、公知の製造方法を利用することができる。
一方、封止基板９上に、表示領域の外周に沿う様にフリット材層５及び６を形成する。本例では、複数層のフリット材層５，６を、レーザー光透過率が順次減少するように積層する。即ち、フリット材層６のレーザー光透過率はフリット材層５のレーザー光透過率よりも大きい。更に、フリット材層５，６のレーザー光透過率は、レーザー光を照射する側の基板である封止基板９のレーザー光透過率よりも小さいことが好ましい。
フリット材層５及び６のレーザー光透過率は、レーザー光吸収剤の含有量を変えることにより調整することができる。レーザー光吸収剤の含有量を多くすると、レーザー光吸収率が大きくなり、レーザー光透過率が小さくなる。一方、レーザー光吸収剤の含有量を少なくすると、レーザー光吸収率が小さくなり、レーザー光透過率が大きくなる。
レーザー光吸収剤の含有量は特に限定されないが、フリット材層６のレーザー光吸収剤の含有量を１０〜２０重量％とし、波長８００〜１１００ｎｍのレーザー光の透過率を５０〜６０％に調整し、フリット材層５のレーザー光吸収剤の含有量を３０〜４０重量％とし、波長８００〜１１００ｎｍのレーザー光の透過率を０〜１０％に調整することが好ましい。また、図２に示すように、フリット材層５，６，８の三層構成とする場合には、フリット材層８のレーザー光吸収剤の含有量を２〜５重量％とし、波長８００〜１１００ｎｍのレーザー光の透過率を７０〜８０％に調整することが好ましい。
フリット材層５，６の形成方法は、塗布法、ディスペンサー法、スクリーン印刷法等の公知の方法で行うことができる。フリット材のペーストを用いた場合にはフリット材層５，６を形成した後、乾燥・焼成し、バインダーなどの有機物を分解除去する。
フリット材層５及び６の合計厚みは、好ましくは６０μｍ〜２００μｍである。６０μｍより薄いと封止基板９の押圧による撓みから対向面の第二電極層４の剥れが起こる可能性がある。一方、２００μｍより厚いと所望製品の薄型化に逆行する可能性がある。尚、１００μｍより厚い場合は、図２に示すように、フリット材層５，６，８の三層構成とすることが好ましい。
尚、フリット材層５，６は、素子基板１上に形成しても良いし、レーザー光透過率が順次増加するように積層しても良い。
次に、素子基板１の有機発光素子形成面と、封止基板９とを対向配置する。
その後、荷重をかけながら、レーザー光透過率が高いフリット材層側、即ちフリット材層６側である封止基板９側からレーザーを照射し、フリット材層５及び６の全体を溶融して、素子基板１と、封止基板９とを封着する。レーザーパワー出力は、１５〜６０Ｗであることが好ましく、レーザー波長は、８００〜１１００ｎｍであることが好ましい。
まず、本実施例で用いたフリット材は、低融点ガラスの微細粒子のペーストに、下表に示すレーザー光吸収剤を含有してレーザー光波長１０６４ｎｍの透過率を調整したものを用いた。レーザー光波長１０６４ｎｍの透過率の測定方法は、予めガラス基板上に、調整したフリット材を各々形成し、分光光度計にて計測した。
＜実施例１＞
図１に示される有機発光装置１０を、以下の方法により作製した。
図１に示される有機発光装置１０を、以下の方法により作製した。
素子基板１上に、第一電極層２と、有機化合物層３と、第二電極層４と、からなる有機発光素子を形成した。
具体的には、まず、素子基板１であるガラス基板上にスパッタ法によりＡｌ膜とＩＴＯ膜の積層膜を成膜し第一電極層２を形成した。このとき第一電極層２の膜厚はＡｌ膜が２００ｎｍ、ＩＴＯ膜が２０ｎｍであった。次に、第一電極層２上に真空蒸着法により順次、ホール輸送層α‐ＮＰＤ ３０ｎｍ、発光層Ｂａｌｑ ５０ｎｍ、電子輸送層Ｂｐｈｅｎ（バソフェナントロリン）１０ｎｍ、電子注入層Ｂｐｈｅｎ＋ＣｓＣＯ3 ６０ｎｍを成膜し有機化合物層３を形成した。このとき有機化合物層３の膜厚は１５０ｎｍであった。次に、有機化合物層３上にスパッタ法によりＩＴＯを成膜し第二電極層４を形成した。このとき第二電極層４の膜厚は３０ｎｍであった。
一方、封止基板９であるガラス基板（波長１０６４ｎｍのレーザー光透過率９５％）上にフリット材３のペーストを１ｍｍ幅、５０μｍの厚さになるようにディスペンサーで塗布した。その上に、フリット材４のペーストを１ｍｍ幅、５０μｍの厚さになるようにディスペンサーで塗布して、フリット材層５及び６を積層形成した。その後、フリット材層５及び６を１２０℃で乾燥、３００℃で焼成した。
次に、封止基板９と、素子基板１と、を貼合わせ、荷重９８．０７Ｎ（１０ｋｇｆ）をかけながら封止基板９側からフリット材層５及び６にレーザーを照射し、フリット材層５及び６の全体を溶融した。その時のレーザーパワー出力は、２５Ｗ、レーザー波長１０６４ｎｍである。
レーザー照射位置に近いフリット材層６からフリット材層５と素子基板１の接触部まで順に光加熱温度が４００℃で維持され、素子基板１と封止基板９とが封着された。ひねりを与えてもフリット材層５，６間に剥がれが起こらず、また、光学顕微鏡により、素子基板１にクラック発生の無いことを確認した。
＜実施例２＞
封止基板９上にフリット材２のペーストを１ｍｍ幅、１００μｍの厚さになるようにディスペンサーで塗布した後、その上に、フリット材３のペーストを１ｍｍ幅、５０μｍの厚さになるようにディスペンサーで塗布した。その後、その上に、フリット材４のペーストを１ｍｍ幅、５０μｍの厚さになるようにディスペンサーで塗布して、フリット材層５、６及び８を積層形成した。その後、フリット材層５、６及び８を１２０℃で乾燥、３００℃で焼成した。
封止基板９上にフリット材２のペーストを１ｍｍ幅、１００μｍの厚さになるようにディスペンサーで塗布した後、その上に、フリット材３のペーストを１ｍｍ幅、５０μｍの厚さになるようにディスペンサーで塗布した。その後、その上に、フリット材４のペーストを１ｍｍ幅、５０μｍの厚さになるようにディスペンサーで塗布して、フリット材層５、６及び８を積層形成した。その後、フリット材層５、６及び８を１２０℃で乾燥、３００℃で焼成した。
この封止基板を用いた以外は実施例１と同様にして、図２に示される有機発光装置１１を作製した。
レーザー照射位置に近いフリット材層８からフリット材層６を介しフリット材層５と素子基板１の接触部まで順に光加熱温度が４００℃で維持され、素子基板１と封止基板９とが封着された。ひねりを与えても各フリット材層５，６、８間に剥がれが起こらず、また、光学顕微鏡により、素子基板１にクラック発生の無いことを確認した。
＜比較例１＞
フリット材４でフリット材層６を形成し、フリット材３でフリット材層５を形成した以外は実施例１と同様にして有機発光装置を作製した。
フリット材４でフリット材層６を形成し、フリット材３でフリット材層５を形成した以外は実施例１と同様にして有機発光装置を作製した。
レーザー照射位置に近いフリット材層６の熱吸収によって熱損失が起こり、フリット材層５と素子基板１の接触部への光加熱が不十分であった。光学顕微鏡により、素子基板１にクラック発生の無いことを確認したが、ひねりにより容易に剥がれ、素子基板１とフリット材層５との封着は不十分であった。
＜比較例２＞
フリット材１でフリット材層６を形成した以外は実施例１と同様にして有機発光装置を作製した。
フリット材１でフリット材層６を形成した以外は実施例１と同様にして有機発光装置を作製した。
レーザー照射位置に近いフリット材層６を透過してフリット材層５に熱吸収が集中し、フリット材層５と接触する素子基板１にクラックが発生した。
１ 素子基板
２ 第一電極層
３ 有機化合物層
４ 第二電極層
５，６，８ フリット材層
９ 封止基板
２ 第一電極層
３ 有機化合物層
４ 第二電極層
５，６，８ フリット材層
９ 封止基板
Claims (3)
- 一対の電極間に有機化合物層を挟持した有機発光素子を設けた素子基板上、または、封止基板上にフリット材層を形成する工程と、レーザー光を照射することにより前記フリット材層を溶融し、前記素子基板と前記封止基板とを封着する工程と、を有する有機発光装置の製造方法であって、前記フリット材層を形成する工程が、レーザー光透過率が順次増加または減少するように、レーザー光吸収剤を含有する複数層のフリット材層を積層する工程であり、前記レーザー光を、レーザー光透過率が高いフリット材層側から照射することを特徴とする有機発光装置の製造方法。
- 前記フリット材層のレーザー光透過率が、前記レーザー光を照射する側の基板のレーザー光透過率よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の有機発光装置の製造方法。
- 前記フリット材層を形成する工程が、前記封止基板上に、複数層のフリット材層をレーザー光透過率が順次減少するように積層する工程であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機発光装置の製造方法。
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