JP4582443B2

JP4582443B2 - 有機ｅｌパネルの封止方法

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Publication number: JP4582443B2
Application number: JP2004154104A
Authority: JP
Inventors: 勝司吉川; 利明遠藤; 一則坂井
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2004-05-25
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2024-05-25
Also published as: JP2005339854A

Description

少なくとも発光層を含む有機層を一対の電極により狭持してなる有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）を備えた有機ＥＬパネルの封止方法に関するものである。

従来、有機ＥＬパネルとしては、ガラス材料からなる透光性基板上に、ＩＴＯ（indium tin oxide）等によって陽極となる透明電極（前面電極）と、正孔注入層，正孔輸送層，発光層及び電子輸送層からなる有機層と、陰極となるアルミニウム（Al）等の非透光性の背面電極とを順次積層して積層体である有機ＥＬ素子を形成し、この積層体を覆うガラス材料からなる封止部材を透光性基板上に配設してなるものが知られている。このような有機ＥＬパネルは、例えば特許文献１に開示されている。

かかる有機ＥＬパネルの製造工程において、前記透光性基板と前記封止部材との封止工程がある。この封止工程としては、透光性基板の封止部材との接合個所に切れ目部を有する環状に設けられた未硬化の接着剤を配設し、前記透光性基板上に前記封止部材を配設するとともに両部材を圧着し、前記切れ目部を含む所定の接着剤を残して、それ以外の連続接着剤を硬化させ、その後に前記切れ目部を含む接着剤を硬化させるとともに、前記切れ目部を体積膨張により塞ぐものがあり、封止時における封止空間内の内圧上昇を解消して封止不良の発生を防止することができるものである。このような有機ＥＬパネルの封止方法は、特許文献２に開示されている。
特開２００１−２６７０６６号公報特開２００２− ２５７６４号公報

しかしながら、前述した有機ＥＬパネルの封止方法は、接着剤の硬化工程を２工程必要とすることから、大量生産を考慮した場合に生産性の点で改良の余地があった。また、このような有機ＥＬパネルの封止方法にあっては、前記切れ目部を形成するための前記接着剤の塗布量管理も厳しいものとなり、結果的に有機ＥＬパネルの製造工程をも煩雑にしてしまうといった問題点を有している。

本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、有機ＥＬパネルの生産性に優れ、また有機ＥＬパネルの製造工程を簡素化することが可能な有機ＥＬパネルの封止方法を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するため、少なくとも発光層を含む有機層を一対の電極により狭持してなる有機ＥＬ素子を形成してなる素子形成基板に、前記有機ＥＬ素子を覆う状態にて封止部材を接着剤を介して配設する有機ＥＬパネルの封止方法であって、前記封止部材の前記素子形成基板との接合部、もしくは前記素子形成基板の前記封止部材との接合個所の少なくとも一方にスペーサが混入されている前記接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、前記素子形成基板と前記封止部材とを減圧可能な室内に投入し、前記素子形成基板もしくは前記封止部材の少なくとも一方を移動させて、前記接着剤が前記素子形成基板もしくは前記封止部材に接触する状態とする第１の重ね合わせ工程と、前記第１の重ね合わせ工程中、もしくは前記第１の重ね合わせ工程後において、前記室内の気圧を第１の気圧値まで減圧する第１の室内気圧調整工程と、前記第１の気圧値に減圧完了後に、前記接着剤を押しつぶすべく前記素子形成基板もしくは前記封止部材の少なくとも一方を所定量移動させる第２の重ね合わせ工程と、前記第２の重ね合わせ工程において前記接着剤を押しつぶす際に、前記室内における気圧を前記第１の気圧値から第２の気圧値に昇圧させる第２の室内気圧調整工程と、前記第２の室内気圧調整工程後に前記接着剤に紫外線を照射して前記接着剤を硬化させる接着剤硬化工程と、を少なくとも含むものである。

また、前記第２の重ね合わせ工程の前記素子形成基板と前記封止部材との圧着時において、前記素子形成基板と前記封止部材とで構成される前記有機ＥＬ素子を収納するための収納空間内における内気圧が大気圧となるように前記第１の室内気圧調整工程における前記第１の気圧値が設定されるものである。

また、前記接着剤塗布工程は、前記封止部材の前記素子形成基板との接合部、もしくは前記素子形成基板の前記封止部材との接合個所に前記接着剤をディスペンスもしくは印刷によって環状に配設してなるものである。

本発明は、少なくとも発光層を含む有機層を一対の電極により狭持してなる有機ＥＬ素子を透光性基板上に形成してなる素子形成基板に、前記有機ＥＬ素子を覆う状態にて封止基板を接着剤を介して配設する有機ＥＬパネルの封止方法に関し、有機ＥＬパネルの生産性に優れ、また有機ＥＬパネルの製造工程を簡素化することが可能な有機ＥＬパネルの封止方法を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づき説明する。

図１から図３を用いて有機ＥＬパネルの構造について説明する。有機ＥＬパネル１は、ガラス基板２，透明電極３，絶縁層４，有機層５，背面電極６及び封止板（封止部材）７とから構成されている。

ガラス基板２は、長方形形状からなる透光性基板であり、有機ＥＬ素子を形成するための素子形成基板である。

透明電極３は、ガラス基板２上にＩＴＯ等の導電性材料によって構成され、日の字型の表示セグメント部３ａと、個々のセグメントからそれぞれ引き出し形成されたリード部３ｂと、リード部３ｂの終端部に設けられる電極部３ｃとを備えている。電極部３ｃ群は、ガラス基板２の一辺に集中的に配設される。

絶縁層４は、ポリイミド系等の絶縁材料からなり、表示セグメント部３ａに対応した窓部４ａと、背面電極６の後述する電極部に対応する切り欠き部４ｂとを有し、発光領域の輪郭を鮮明に表示するため、透明電極３の表示セグメント部３ａの周縁部と若干重なるように窓部４ａが形成され、また、透明電極３と背面電極６との絶縁を確保するためにリード部３ｂ上を覆うように配設される。

有機層５は、少なくとも発光層を有するものであれば良いが、本発明の実施の形態においては正孔注入層，正孔輸送層，発光層及び電子輸送層を順次積層形成してなるものである。有機層５は、絶縁層４における各窓部４ａの形成箇所に対応するように所定の大きさをもって配設される。

背面電極６は、アルミ等の非透光性の導電性材料から構成され、有機層５上に配設される。背面電極６は、透明電極３における各電極部３ｃが形成されるガラス基板２の一辺に設けられるリード部６ａと電気的に接続される。尚、リード部６ａの終端部には、電極部６ｂが設けられ、リード部６ａ及び電極部６ｂは透明電極３と同材料により形成される。

封止板７は、ガラス材料からなるもので、透明電極３，絶縁層４，有機層５及び背面電極６からなる有機ＥＬ素子８を収納するための凹部形状の収納部７ａを有し、透明電極３の電極部３ｃ及び背面電極６の電極部６ｂが露出するようにガラス基板２よりも若干小さ目に構成されるとともに、ガラス基板２と紫外線硬化型接着剤９を介して接合するため収納部７ａの全周を取り巻くように形成される接合部７ｂが設けられている。封止板７は、成形，エッチング法，サンドブラスト法及び切削の適宜手段によって得られるものである。

紫外線硬化型接着剤９は、常温時での粘度が１２６Ｐａ・Ｓで、直径５０μｍ、高さ５０μｍ程度のグラスファイバーかなるスペーサが含有されている。

以上の各部によって有機ＥＬパネル１が構成される。

次に、図４から図７を用いて有機ＥＬパネル１の封止方法について説明する。

先ず、透明電極（セグメント表示部３ａ）３，絶縁層４，有機層５及び背面電極６からなる有機ＥＬ素子８と、透明電極３及び背面電極６に対応するリード部３ｂ，６ａ及び電極部３ｃ，６ｂとを、蒸着もしくはスパッタリング法等の手段により複数形成したマルチ基板である素子形成基板２０を用意する。また、各有機ＥＬ素子８に対応し、各有機ＥＬ素子８を収納する凹部形状の収納部７０ａ（７ａ）と、各収納部７０ａの周縁を取り巻くとともに、素子形成基板２０に接合するための接合部７０ｂ（７ｂ）とを備えた複数の封止板７からなる封止基板（封止部材）７０を用意する（図４（ａ）参照）。尚、封止基板７０の収納部７０ａの深さは、例えば０．５ｍｍである。

そして、封止基板７０の接合部７０ｂの形成個所には、紫外線硬化型接着剤９がディスペンス方式もしくは印刷方式により塗布される（図４（ａ），図５、接着剤塗布工程Ｓ１）。接着剤塗布工程Ｓ１について、図６を用いて詳述する。図６は封止基板７０を示す平面図であり、収納部７０ａが縦，横方向に列状に形成されている。収納部７０ａの周縁には、素子形成基板２０と接着剤９を介して接合するための接合部７０ｂがぞれぞれ形成されており、各収納部７０ａ間の接合部７０ｂは、後述する切断工程によって個々の有機ＥＬパネル１を得るための切断位置が確保され、広域部７１が形成されている。

接着剤９は、図６に示す配設パターン７２に沿って封止基板７０の接合部７０ｂ及び広域部７１に配設されるものである。接着剤９は、各収納部７０ａの取り巻くように環状に全周に渡って配設されるものであるが、広域部７１においては、略Ｘ字状の配設パターン７２となっている。即ち、素子形成基板２０と封止基板７０との接着工程において、所定の圧力が付与される状態となるが、接着剤９は、広域部７１における配設パターン７２の交差領域から外方に向かって広がることになり、両部材の良好な接合が得られることから、収納部７０ａ内への外気の侵入を阻止することができる。また、ディスペンス方式によって接着剤９を塗布する場合において、ディスペンサを用いた一筆書きにて接着剤９を接合部７０ｂ及び広域部７１に供給できることから、接着剤塗布工程の生産性を向上させることができる。尚、接着剤塗布工程Ｓ１は、ディスペンス方式もしくは印刷方式が用いられが、多数機種少量生産に対応させる製造ラインの場合ではディスペンス方式が望ましく、また少数機種大量生産に対応させる製造ラインでは印刷方式が望ましい。尚、接着剤９の塗布膜の厚さは、０．２ｍｍから０．４ｍｍ程度である。

次に、図７に示すような封止装置１００の封止室１０１内に素子形成基板２０及び封止基板７０を投入し、素子形成基板２０と封止基板７０とを封止装置１００にて重ね合わせる（図４（ｂ），図５、第１の重ね合わせ工程Ｓ２）。

ここで、封止装置１００について詳述する。封止装置１００は、封止室１０１が備えられられている。封止室１０１は、排気ポート１０２を介して図示しない真空ポンプで封止室内が略真空状態になるように排気され、その後窒素導入口１０３から所定の酸素濃度を有する窒素が導入されることで、例えば酸素の濃度が１００ｐｐｍ以下で露点が−７０℃以下の窒素雰囲気が確保される、その場合の封止室１０１内の気圧は、１．０ａｔｍに保たれている。

封止室１０１の略中央には、素子形成基板２０と封止基板７０とを配設し、両部材２０，７０を重ね合わせるための重ね合わせ機構１０４が備えられている。封止室１０１の上方には、接着剤９に紫外線（ＵＶ）を照射する紫外線照射装置（以下、ＵＶ照射装置という）１０５が備えられている。また、ＵＶ照射装置１０５と重ね合わせ機構１０４との間には、ホルダー部１０６を介して配設され、ＵＶ照射装置１０５からの紫外線を部分的に遮断する紫外線カットマスク１０７を配設するためのマスク配設部１０８が備えられている。

重ね合わせ機構１０４は、素子形成基板２０を配設するための第１の載置部１０４ａと、封止基板７０を配設するための第２の載置部１０４ｂと、第２の載置部１０４ｂを例えばシリンダーからなる駆動手段によって上方に移動可能とする上昇機構１０４ｃとを備えている。従って、第１の重ね合わせ工程Ｓ２において、重ね合わせ機構１０４は、素子形成基板２０を基準位置とし、封止基板７０を素子形成基板２０へ上昇機構１０４ｃによって移動させ、封止基板７０に塗布した接着剤９が素子形成基板２０に接触した状態で上昇機構１０４ｃを停止させる。尚、第２の載置部１０４ｂと封止基板７０との間には、クッション部材１０４ｄが配設され、このクッション部材１０４ｄによって、上昇機構１０４ｃを上方に動作させて封止基板７０を素子形成基板２０に重ね合わせる際の素子形成基板２０及び封止基板７０の破損を防止している。

次に、第１の重ね合わせ工程Ｓ２の終了後、もしくは封止基板７０と素子形成基板２０との重ね合わせ中（以下、第１の重ね合わせ工程中と記す）に、封止室１０１内の気圧を前記真空ポンプによって減圧する（図５、第１の室内気圧調整工程Ｓ３）。封止室１０１は、減圧前の気圧値（１．０ａｔｍ）から第１の気圧値Ｐ１である、例えば０．７ａｔｍまで減圧される。この第１の気圧値Ｐ１からの減圧分（０．３ａｔｍ）は、封止基板７０の各収納部７ａの大きさと、広域部７１を含む接合部７ｂに塗布される接着剤９の厚みとにより定まる有機ＥＬ素子８を収納する凹部の体積（有機ＥＬ素子８を収納する収納空間の体積）に基づいて定まる内圧（内気圧）変化、即ち後述する第２の重ね合わせ工程における圧着時において、前記収納空間内の内圧の圧力上昇分を考慮して設定されるものである。

次に、封止室１０１を前記第１の気圧値に減圧した後に、封止基板７０を配設した第２の載置部１０４ｂを上昇機構１０４ｃによって所定量上昇（移動量としては数ｍｍ程度）させて接着剤９を押しつぶし、素子形成基板２０と封止基板７０とを密着させる（図４（ｃ）、図５、第２の重ね合わせ工程Ｓ４）。

そして、前述の第２の重ね合わせ工程Ｓ４と同時に、封止室１０１内の気圧を前記第２の気圧値から減圧前の気圧である、第２の気圧値（１．０ａｔｍ）に昇圧するべく、所定の酸素濃度を有する窒素ガスを窒素導入口１０３から導入する（第２の室内気圧調整工程Ｓ５）。

次に、ＵＶ照射装置１０５から紫外線を所定時間照射して素子形成基板２０と封止基板７０との間に配設される接着剤９を硬化させ（図５、接着剤硬化工程Ｓ６）、その後封止室１０１内の上昇機構１０４ｃを下降させて重ね合わされた重合基板（有機ＥＬパネル）を封止室１０１から取り出すものである。

そして、前記重合基板の所定個所を、例えばスクライブ法によって切断することで個々の有機ＥＬパネル１を得るものである（図４（ｄ））。

かかる有機ＥＬパネル１の封止方法は、封止基板７０の素子形成基板２０との接合部７０ａに接着剤９を塗布する接着剤塗布工程Ｓ１と、素子形成基板２０と封止基板７０とを減圧可能な封止室１０１内に投入し、素子形成基板２０を基準とし封止基板７０を素子形成基板２０側へ移動させて、接着剤９が素子形成基板２０に接触する状態とする第１の重ね合わせ工程Ｓ２と、第１の重ね合わせ工程Ｓ２中、もしくは第１の重ね合わせ工程Ｓ２後において、封止室１０１内の気圧を第１の気圧値まで減圧する第１の室内気圧調整工程Ｓ３と、前記第１の気圧値に減圧完了後に、接着剤９を押しつぶすべく封止基板７０を素子形成基板２０側へ所定量移動させる第２の重ね合わせ工程Ｓ４と、第２の重ね合わせ工程Ｓ４において接着剤９を押しつぶす際に、封止室１０１内における前記第１の気圧値から第２の気圧値に昇圧させる第２の室内気圧調整工程Ｓ５と、第２の室内気圧調整工程Ｓ６後に接着剤９にＵＶ照射装置１０５によって紫外線を照射して接着剤９を硬化させる接着剤硬化工程Ｓ６を含むものである。

従って、有機ＥＬパネル１の封止方法は、素子形成基板２０と封止基板７０とを圧着（接着剤９の押しつぶし）する前に、圧着することによって圧力上昇する収納空間の内圧を考慮し、予め封止室１０１内の気圧を減圧し、そして圧着するタイミングに合わせて封止室１０１内を前記圧力上昇分だけ昇圧させることに特徴を有するするものである。従って、素子形成基板２０と封止基板７０との圧着時において、有機ＥＬ素子８を収納する収納空間の内圧と前記収納空間外（封止室１０１中の雰囲気）の外圧とを略等しくすることで、環状に形成された接着剤９が破れるといった不具合を防止できることから、素子形成基板２０と封止基板７０とを気密性を良好に確保することができる。また、従来の封止方法のように、接着剤９に切れ目部を形成することがなくなるため、接着剤硬化工程も１工程ですむため、生産性を向上させることができるだけでなく、製造工程をも簡素化することが可能となる。

また、第２の重ね合わせ工程Ｓ５の素子形成基板２０と封止基板７０との圧着時において、素子形成基板２０と封止基板７０とで構成される有機ＥＬ素子９を収納する収納空間内における内圧が略１気圧（大気圧）となるように第１の室内気圧調整工程Ｓ２における第１の気圧値が設定されることから、封止後の有機ＥＬパネル１において、封止板７の収納空間方向あるいは非収納空間方向（外側方向）への撓みを防止することが可能となる。

また、接着剤塗布工程Ｓ５は、封止基板７０の素子形成基板２０との接合部７０ｂ接着剤９をディスペンスもしくは印刷によって環状に配設してなることから、有機ＥＬパネル１における多数機種少量生産あるいは少数機種大量生産に合わせることができ、生産効率を良好に確保することができる。

また、接着剤９は、スペーサが混入されたものを用いることから、素子形成基板２０と封止基板７０との圧着工程（第２の重ね合わせ工程Ｓ４）における圧力付与のための押し圧管理を容易なものとする。

尚、前述した各実施形態では、セグメント表示式の有機ＥＬパネル１の封止方法を用いているが、ドットマトリクス型の有機ＥＬパネルの封止方法にも本発明を適用しても良い。

また、本発明の実施形態では、複数の有機ＥＬパネルを得るためのマルチ取り基板となる素子形成基板２０と封止基板（封止部材）７０を例に挙げて説明したが、本発明は、単一の有機ＥＬパネルを得るための素子形成基板と封止部材とを封止する方法に適用しても良いことは言うまでもない。

また、本発明の実施形態では、封止基板７０の接合部７０ｂに接着剤９が塗布され、素子形成基板２０を基準として、封止基板７０を素子形成基板２０側へ移動させることで両部材２０，７０を接合するものであったが、素子形成基板２０の封止基板７０との接合個所に接着剤９を塗布し、封止基板７０を基準として、素子形成基板２０を封止基板７０側へ移動させることで接合を図るものであっても良い。

本発明の実施形態における有機ＥＬパネルを示す斜視図である。同上有機ＥＬパネルを示す平面図である。同上有機ＥＬパネルを示す要部断面図である。同上有機ＥＬパネルの製造工程を示す図である。同上有機ＥＬパネルの封止工程を示す図である。同上有機ＥＬパネルの接着剤の配設パターンを示す図である。同上有機ＥＬパネルの封止装置を示す図である。

符号の説明

１有機ＥＬパネル
２ガラス基板（素子形成基板）
３透明電極
４絶縁層
５有機層
６背面電極
７封止板（封止部材）
７ａ収納部
７ｂ接合部
２０素子形成基板
７０封止基板（封止部材）
７０ａ収納部
７０ｂ接合部
１００封止装置
１０１封止室
１０２排出ポート
１０３窒素導入口
１０４重ね合わせ機構

Claims

少なくとも発光層を含む有機層を一対の電極により狭持してなる有機ＥＬ素子を形成してなる素子形成基板に、前記有機ＥＬ素子を覆う状態にて封止部材を接着剤を介して配設する有機ＥＬパネルの封止方法であって、
前記封止部材の前記素子形成基板との接合部、もしくは前記素子形成基板の前記封止部材との接合個所の少なくとも一方にスペーサが混入されている前記接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
前記素子形成基板と前記封止部材とを減圧可能な室内に投入し、前記素子形成基板もしくは前記封止部材の少なくとも一方を移動させて、前記接着剤が前記素子形成基板もしくは前記封止部材に接触する状態とする第１の重ね合わせ工程と、
前記第１の重ね合わせ工程中、もしくは前記第１の重ね合わせ工程後において、前記室内の気圧を第１の気圧値まで減圧する第１の室内気圧調整工程と、
前記第１の気圧値に減圧完了後に、前記接着剤を押しつぶすべく前記素子形成基板もしくは前記封止部材の少なくとも一方を所定量移動させる第２の重ね合わせ工程と、
前記第２の重ね合わせ工程において前記接着剤を押しつぶす際に、前記室内における気圧を前記第１の気圧値から第２の気圧値に昇圧させる第２の室内気圧調整工程と、
前記第２の室内気圧調整工程後に前記接着剤に紫外線を照射して前記接着剤を硬化させる接着剤硬化工程と、
を少なくとも含むことを特徴とする有機ＥＬパネルの封止方法。
前記第２の重ね合わせ工程の前記素子形成基板と前記封止部材との圧着時において、前記素子形成基板と前記封止部材とで構成される前記有機ＥＬ素子を収納するための収納空間内における内気圧が大気圧となるように前記第１の室内気圧調整工程における前記第１の気圧値が設定されることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネルの封止方法。
前記接着剤塗布工程は、前記封止部材の前記素子形成基板との接合部、もしくは前記素子形成基板の前記封止部材との接合個所に前記接着剤をディスペンスもしくは印刷によって環状に配設してなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネルの封止方法。