WO2012114906A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 Download PDF

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WO2012114906A1
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emitting layer
roll
organic
sealing
light emitting
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PCT/JP2012/053079
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French (fr)
Inventor
宮脇 浩二
長崎 充
Original Assignee
コニカミノルタホールディングス株式会社
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/02Details
    • H05B33/04Sealing arrangements, e.g. against humidity
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/84Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K50/842Containers
    • H10K50/8426Peripheral sealing arrangements, e.g. adhesives, sealants
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/851Division of substrate

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an organic electroluminescence element (hereinafter referred to as “organic EL element”), and more particularly to a sealing structure of an organic EL element.
  • organic EL element organic electroluminescence element
  • organic EL elements have attracted attention as self-luminous elements.
  • the organic EL element has a structure in which a light emitting layer of an organic compound (hereinafter referred to as “organic light emitting layer”) is sandwiched between two electrodes, an anode and a cathode, on a roll-like or plate-like support substrate such as glass or resin.
  • An organic EL structure is arranged, electrons and holes are injected into the organic light emitting layer by applying a voltage between the electrodes, and recombination is generated in the organic light emitting layer to generate excitons (exciton).
  • the organic EL structure When manufacturing an organic EL device, usually, the organic EL structure is first formed on a roll-like or plate-like support substrate, and then cut into pieces to obtain a plurality of pieces. It is designed to be handled as an element. In this case, the electrode and the organic light emitting layer are easily affected by impurities such as moisture and oxygen, and if left in the atmosphere, the light emitting life is shortened and the quality of the element itself is deteriorated. In the manufacture of, various ideas have been made.
  • the organic light emitting layer (display element 13) is formed in a rectangular predetermined pattern, and this is covered with a barrier layer (12) or a sealing film (15), and the pattern Only the substrate (10) is cut along the gap between them to prevent the organic light emitting layer from contacting the outside air (see paragraphs 0035 to 0039 of Patent Document 1 and FIGS. 3 and 4).
  • the organic light emitting layer (organic EL layer 22) is formed in a predetermined pattern, the surface thereof is sealed with a glass sealing substrate (40), and the side surface is adhesive (adhesive).
  • the material sheet 30 is sealed, and the adhesive between the patterns is irradiated with a laser to change the quality, and then the substrate is cut along the gap between the patterns. (See paragraphs 0053, 0058 to 0062 and FIGS. 2 to 4 of Patent Document 2).
  • the conventional manufacturing methods including the techniques of Patent Documents 1 and 2 are configured such that a plurality of organic light emitting layers are formed in a predetermined pattern on one support substrate and the layers are cut.
  • the support substrate When subdividing into individual elements, the support substrate must be cut according to the formation pattern of the organic light emitting layer (with a gap in the pattern), and the cutting position is determined by patterning the organic light emitting layer on the support substrate. It is determined and there is a restriction on the cutting position. If an error occurs in the cutting position, there is a problem that the organic light emitting layer and the electrode are exposed to the atmosphere and affected by impurities such as moisture and oxygen, and there is a possibility that the electrodes are short-circuited. Therefore, a main object of the present invention is to provide a method for manufacturing an organic EL element that can suppress the influence of moisture and oxygen and prevent short-circuiting between electrodes without being restricted by the cutting position. There is to do.
  • an anode, a cathode and an organic light emitting layer are laminated on a base material, and the organic light emitting layer is formed between the anode and the cathode.
  • the substrate has a belt-like pattern;
  • the base material on which the anode, the cathode, and the organic light emitting layer are laminated is cut in a direction orthogonal to the direction in which the strip pattern extends, and then the cut surface of the base material is used with a sealing material.
  • a method for producing an organic electroluminescent element which is characterized by sealing.
  • the substrate on which the anode, the cathode, and the organic light emitting layer are laminated is cut as it is in the direction orthogonal to the extending direction of the strip pattern, it is not necessary to cut according to the pattern of the organic light emitting layer. There is no restriction on the cutting position. Even after cutting, the cut surface of the substrate is sealed with a sealing material, so that the organic light emitting layer and the electrode can be prevented from being exposed to the atmosphere and affected by moisture and oxygen, and a short circuit occurs between the electrodes. Can also be prevented.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. It is a top view for demonstrating the mode of a cutting
  • shear cut method shows schematic structure of the cutting device of a slit cutting method
  • core cut method It is drawing which shows schematic structure of the cutting device of a slit cutting method (gang cut method).
  • the organic EL element 100 has a long rectangular shape having a predetermined length.
  • the organic EL element 100 has a support substrate 2 that serves as a support.
  • the support substrate 2 is an example of a base material.
  • An anode 4, an organic light emitting layer 6, and a cathode 8 are formed on the support substrate 2 in this order.
  • the organic light emitting layer 6 is formed between the anode 4 and the cathode 8, and when a voltage is applied between these electrodes, the organic light emitting layer 6 emits light.
  • a sealing substrate 10 is bonded onto the cathode 8, and an electrode including the cathode 8 and the organic light emitting layer 6 are sealed (protected).
  • An insulating layer 12 is formed between the left and right ends of the anode 4 and the cathode 8 to prevent a short circuit between the electrodes.
  • sealing layers 14 are formed on the front and rear side edges of the organic EL element 100. As shown in FIG. 3, the sealing layer 14 is formed from the support substrate 2 to the sealing substrate 10, and the end surfaces of the anode 4, the organic light emitting layer 6, and the cathode 8 are covered.
  • the sealing layer 14 is made of resin.
  • a roll-shaped element 20 in which an anode 4, a cathode 8, an organic light emitting layer 6, and the like are laminated and formed on a support substrate 2 in advance is prepared.
  • the roll-shaped element 20 is formed with a plurality of strip-shaped patterns 22 in which the organic light emitting layer 6 and the like are formed in a strip shape, and slits 24 are formed between the strip-shaped patterns 22.
  • the roll-shaped element 20 is pulled out from the roll 26 and conveyed in the direction in which the strip-shaped pattern 22 extends (from the rear to the front), while being rolled in the direction (B) orthogonal to the conveyance direction (A).
  • the element 20 is cut into a predetermined length (cross cut).
  • cutting is performed in an inert gas atmosphere environment.
  • an inert gas argon and nitrogen are mentioned, for example, Preferably it is nitrogen.
  • the roll-shaped element 20 is cut while being transported in a glove box in a nitrogen atmosphere environment.
  • the following slit cutting method, cross cutting method, laser cutting method, or the like can be adopted as a mode of cutting the roll-shaped element 20.
  • the shear cutting (sharing cut) type cutting device 30 includes an upper blade 32 and a lower blade 34 that are rotatable in opposite directions, and a part of the upper blade 32. Overlaps the lower blade 34. Both the upper blade 32 and the lower blade 34 are made of ultrafine particle carbide or ultrafine particle carbide. Normally, there are many combinations in which the material of the upper blade 32 is SKH and the material of the lower blade 34 is a carbide blade, but according to this embodiment, both the upper blade 32 and the lower blade 34 are carbide blades. The surface roughness of the cutting edge can be improved.
  • the roll-shaped element 20 When cutting the roll-shaped element 20, the roll-shaped element 20 is disposed at a position between the upper blade 32 and the lower blade 34, and the upper blade 32 and the lower blade 34 are rotated while being rubbed together.
  • the roll-shaped element 20 is moved in a direction substantially orthogonal to the conveyance direction A.
  • the rotational speed of the upper blade 32 is synchronized with the rotational speed of the lower blade 34 (whether the rotational speed is the same as the rotational speed of the lower blade 34) or is increased by about 10% from the rotational speed of the lower blade 34. .
  • disconnection of the roll-shaped element 20 can be made easy.
  • the score cut type cutting device 40 includes a rotatable round blade 42 and an anvil roll 44 made of special rubber.
  • the material of the cutting edge of the round blade 42 is also an ultrafine particle carbide or an ultrafine particle carbide.
  • the round blade 42 is an acute angle blade in which both sides of the blade edge form an acute angle.
  • the anvil roll 44 is disposed to face the round blade 42.
  • the gang cut type cutting device 50 includes an upper blade 52 and a lower blade 54 that are rotatable in opposite directions. Both the upper blade 52 and the lower blade 54 are cylindrical right-angled blades.
  • the roll-shaped element 20 is disposed at a position between the upper blade 52 and the lower blade 54, and the upper blade 52 is moved downward while rotating the upper blade 52 and the lower blade 54.
  • the blade 54 is pressed with a constant pressure (side pressure), and the upper blade 52 and the lower blade 54 are moved in a direction C inclined from the front side to the rear side with respect to the conveying direction A of the roll-shaped element 20.
  • the cross-cutting type cutting device 60 includes an upper blade 62 that can be raised and lowered and a lower blade 64 that overlaps the upper blade 62 in a lowered state.
  • the cross cutting method is a so-called guillotine cutting method.
  • the upper blade 62 is an acute angle blade with one side of the blade edge forming an acute angle
  • the lower blade 64 is a right angle blade having a right edge.
  • the lower blade 64 is mounted on the holder 66 and is fixed at a predetermined position.
  • the roll-shaped element 20 When cutting the roll-shaped element 20, the roll-shaped element 20 is disposed at a position between the upper blade 62 and the lower blade 64, and the upper blade 62 is arranged in a direction B orthogonal to the transport direction A of the roll-shaped element 20. Lower along.
  • the conveyance of the roll-shaped element 20 is preferably stopped and the roll-shaped element 20 is cut in a stationary state. As a result, the roll-shaped element 20 can be cut in a direction B orthogonal to the transport direction A.
  • the slit cutting method is preferable because the quality of the cut surface of the roll-shaped element 20 is better, and the slit cutting method is preferably used.
  • the shear-cut method should be adopted.
  • the cross cutting method the upper blade 62 is lowered so that the upper blade 62 does not collide with the lower blade 64, and it is necessary to secure a clearance (gap) between the upper blade 62 and the lower blade 64 of 5 ⁇ m to 50 ⁇ m. At the time of cutting by this clearance (gap), there is a possibility that the amount of deformation of the roll-shaped element 20 increases and the cutting quality deteriorates.
  • the slit cutting method is good because the upper blade 32 and the lower blade 34 are always in contact as shown in FIG. 5, for example, and the deformation amount of the roll-shaped element 20 at the time of cutting is smaller than that of the cross cutting method. A cut surface is obtained, which is preferable.
  • a laser cutting type cutting device 70 cuts an object using a so-called carbon dioxide laser, and can move three-dimensionally (left and right, front and rear, up and down). Is provided. In the center of the laser head 72, an emission port 74 for emitting a laser is formed. A gas nozzle 76 is formed around the emission port 74, and assist gas is emitted. As the assist gas, oxygen gas (O 2 ), nitrogen gas (N 2 ), argon gas (Ar), or the like is used.
  • the roll-shaped element 20 When the roll-shaped element 20 is cut, the roll-shaped element 20 is disposed at a position facing the emission port 74 of the laser head 72, and a laser is emitted from the emission port 74 and an assist gas is emitted and ejected from the gas nozzle 76, respectively. In this state, the laser head 72 is moved in a direction substantially perpendicular to the transport direction A of the roll-shaped element 20.
  • the laser head 72 is moved in the direction C inclined from the front side to the rear side with respect to the conveying direction A of the roll-shaped element 20 as described in the cutting using the shear cutting method of the slit cutting method, and the optical sensor.
  • Etc. (not shown) is used to scan the laser head 72 so as to follow minute irregularities on the surface of the roll-shaped element 20 and maintain a constant height interval with the surface of the roll-shaped element 20.
  • the anode 4, the cathode 8, and the organic light emitting layer 6 are formed on the support substrate 2, and the sealing substrate 10 and the insulating layer 12 are formed thereon.
  • undulation may occur, and in the case of laser processing with a narrow focal depth, the focal depth may shift.
  • the laser head 72 is moved three-dimensionally (left and right, back and forth, and up and down) (particularly up and down) so that the laser head 72 can be moved even when the surface of the roll-shaped element 20 is curved, warped or swelled. follow and maintain depth of focus.
  • a wide variety of types of support substrates 2 constituting the organic EL element 100 can be supported.
  • a carbon dioxide laser a YAG laser or a microfabrication laser (fiber laser, pulse laser, etc.) can be employed.
  • the light source of the laser head 72 needs to be properly used depending on the type of the support substrate 2 constituting the organic EL element 100.
  • the support substrate 2 is glass or a resin film, it is preferable to use a carbon dioxide laser.
  • oxygen gas is used as an assist gas, members such as the support substrate 2 are burned and black smoke is generated.
  • soot may be generated, nitrogen gas is preferably used as the assist gas at this time.
  • a fine processing laser may be used.
  • the support substrate 2 is aluminum (Al)
  • a carbon dioxide laser is used, the laser beam is reflected. Therefore, it is preferable to use a YAG laser with little reflection.
  • the YAG laser and the fiber laser both the support substrate 2 made of stainless steel (SUS) and aluminum (Al) can be used, and the light source can be exchanged even when the type of the support substrate 2 is changed.
  • the roll-shaped element 20 can be cut. According to the microfabrication laser, there is an advantage that the influence of heat on the periphery of the cut surface of the roll-shaped element 20 can be suppressed.
  • the roll-shaped element 20 is cut using a plurality of types of lasers having different wavelengths.
  • the support substrate 2 is stainless steel (SUS) and the sealing substrate 10 is glass, it is considered effective to use a plurality of types of lasers.
  • the support substrate 2 is a resin film, it is preferable to provide a gas barrier film or the like on the resin film so that impurities such as moisture and oxygen do not easily pass through.
  • the cut roll-shaped element 20 is transferred to another glove box under the nitrogen atmosphere environment while being held in the nitrogen atmosphere environment, and the front side and the rear side of the roll-shaped element 20 are cut in the glove box.
  • a sealing material for sealing is attached to the surface to form the sealing layer 14.
  • the sealing material is not particularly limited as long as it has a sealing function and has an insulating property, and examples thereof include a resin.
  • the resin include an ultraviolet curable resin and a thermosetting resin. be able to.
  • the resin contains less impurities such as moisture and oxygen because the organic light emitting layer 6 is not damaged.
  • the end faces of the anode 4 and the cathode 8 may be separated to form the gap 16 in the organic light emitting layer 6, and the gap 16 may be filled with resin.
  • the insulation and adhesion are further improved.
  • the resin is previously placed in a thermostatic bath and the element temperature of the roll-shaped element 20 (support substrate on which the anode 4, the cathode 8 and the organic light emitting layer 6 are laminated). The temperature of the cut surface of the roll-shaped element 20 may be immersed in the resin.
  • the temperature control temperature of the thermostatic chamber is preferably set higher than the element temperature (for example, + 5 ° C.). If there is a temperature difference between the roll-shaped element 20 and the sealing resin, expansion or contraction occurs at the resin-immersed portion of the roll-shaped element 20, improving the separation between the anode 4 and the cathode 8, and organic light emission. It is easy to form voids 16 in the layer 6.
  • a resin sealing sheet 18 may be affixed on the sealing layer 14. By sticking the sealing sheet 18, the sealing performance can be further improved, and the resin constituting the sealing layer 14 can be prevented from peeling off.
  • one sealing sheet 18 may be folded and pasted, or as shown in FIG. 11B, the two sealing sheets 18 are overlapped with each other.
  • the two sealing sheets 18 may be attached so as to overlap each other, and the end portions thereof may be folded.
  • the sealing sheet is not particularly limited as long as it is a sheet having a sealing function.
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PET polyethylene terephthalate
  • carbonate polystyrene
  • nylon polyvinyl chloride
  • other plastics And a composite of these, and a gas barrier layer made of aluminum, aluminum oxide, silicon oxide, silicon nitride, or the like can be used.
  • the organic EL element 100 having a predetermined length can be manufactured.
  • a current is passed through the manufactured organic EL element 100 using a low-voltage power supply, light emission can be observed without causing the electrodes to short-circuit.
  • 4B is used instead of the roll-shaped element 20, and the plate-shaped element 80 is cut and sealed in the same manner as the roll-shaped element 20 is cut and sealed. Luminescence is observed as well.
  • the roll-shaped element 20 (or plate-shaped element 80) in which the anode 4, the cathode 8, and the organic light emitting layer 6 are formed in a strip pattern is orthogonal to the direction in which the strip pattern 22 extends. Since it cuts in the direction B as it is, it becomes unnecessary to select a cutting position according to the pattern of the organic light emitting layer 6. Therefore, the organic EL element 100 can be easily mass-produced without being restricted by the cutting position, and the size (length) of the organic EL element 100 can be appropriately changed.
  • the roll-shaped element 20 (or plate-shaped element 80) is cut while being transported in a glove box under a nitrogen atmosphere environment.
  • Corrosion can be prevented, and the organic light emitting layer 6 can be prevented from being affected by moisture and oxygen in the atmosphere.
  • the quality of the organic EL element itself is deteriorated, for example, the life of light emission is shortened. Can be suppressed.
  • a method such as a slit cutting method, a cross cutting method, or a laser cutting method is adopted as a cutting method, the organic light emitting layer 6 can be cut without being damaged, and the anode 4 and the cathode 8 are not in contact with each other. Can also be cut (a short circuit between the electrodes can also be prevented).
  • the electrode can be prevented from being corroded, and the organic light emitting layer 6 can be prevented from being affected by moisture and oxygen in the atmosphere, and the light emission life is shortened. It is possible to suppress the deterioration of the quality of the organic EL element itself.
  • the gap 16 is formed in the organic light emitting layer 6 and the resin is filled, the adhesion of the resin itself and the insulation between the electrodes can be improved.
  • the sealing sheet 18 is attached to the sealing layer 14, the sealing layer 14 can be prevented from peeling off from the end face (cut surface) of the organic EL element 100. .
  • the present invention can be particularly suitably used to suppress the influence of moisture and oxygen or to prevent a short circuit between electrodes without being restricted by the cutting position.

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Abstract

 基材(2)上にアノード(4)、カソード(8)及び有機発光層(6)が積層され、有機発光層(6)がアノード(4)とカソード(8)との間に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法が開示されている。当該製造方法では、基材(2)は帯状パターンを有し、不活性ガス雰囲気環境下で、アノード(4)、カソード(8)及び有機発光層(6)が積層された基材(2)を、前記帯状パターンの延在する方向と直交する方向に切断し、その後、基材(2)の切断面を封止材(14)を用いて封止する。

Description

有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
 本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子(以下「有機EL素子」という。)の製造方法に関し、特に有機EL素子の封止構造に関する。
 近年、自発光素子として有機EL素子が注目されている。
 有機EL素子は、ガラスや樹脂などのロール状または板状の支持基板上に、有機化合物の発光層(以下「有機発光層」という。)をアノードとカソードとの2つの電極で挟持した構成の有機EL構造体を配置し、電極間に電圧を印加することにより有機発光層に電子及び正孔を注入して、有機発光層内にて再結合させることにより励起子(エキシトン)を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出(蛍光・燐光)を利用して発光をおこなう素子であり、数V~数十V程度の駆動電圧で発光が可能である。更に自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高いといった特徴を有する。
 有機EL素子を製造する場合には、通常、まずは上記有機EL構造体をロール状または板状の支持基板上に形成し、その後にこれを切断して複数個に断片化し、各断片を個々の素子として取り扱うようになっている。
 この場合に、電極や有機発光層は水分や酸素等の不純物による影響を受けやすく、大気中に放置されると、発光寿命が短命化するなど素子自体の品質の劣化を招くため、有機EL素子の製造では、さまざまな工夫がなされている。
 たとえば、特許文献1の技術によれば、有機発光層(表示エレメント13)を矩形状の所定パターンに形成するとともに、これをバリア層(12)や封止膜(15)で被覆し、そのパターン間の隙間に沿って基板(10)のみを切断するように構成し、有機発光層の外気への接触を防止している(特許文献1の段落0035~0039や図3,図4参照)。
 特許文献2の技術によれば、有機発光層(有機EL層22)を所定パターンに形成するとともに、その表面をガラス製の封止基板(40)で封止しかつその側面を接着剤(接着材シート30)で封止し、そのパターン間の接着剤にレーザーを照射して変質させてからパターン間の隙間に沿って基板を切断するように構成し、有機発光層の外気への接触を防止している(特許文献2の段落0053,0058~0062や図2~図4参照)。
特開2009-037798号公報 特開2010-067350号公報
 しかしながら、特許文献1,2の技術を含めた従来の製造方法では、1枚の支持基板上に複数の有機発光層を所定パターンに形成し、その層間を切断するような構成となっているため、個々の素子に細分化する場合に、有機発光層の形成パターンに応じて(パターンの隙間で)支持基板を切断しなければならず、支持基板上への有機発光層のパターニングにより切断位置が決まってしまい、切断位置に制約がある。切断位置に誤差が生じると、有機発光層や電極が大気に露出して水分や酸素等の不純物による影響を受けるといった問題があり、電極間でショートする可能性もある。
 したがって、本発明の主な目的は、切断位置の制約を受けずに、水分や酸素による影響を抑制したり電極間でショートするのを防止したりすることができる有機EL素子の製造方法を提供することにある。
 上記課題を解決するため本発明によれば、
 基材上にアノード、カソード及び有機発光層が積層され、前記有機発光層が前記アノードと前記カソードとの間に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
 前記基材は帯状パターンを有し、
 不活性ガス雰囲気環境下で、
 前記アノード、前記カソード及び前記有機発光層が積層された前記基材を、前記帯状パターンの延在する方向と直交する方向に切断し、その後、前記基材の切断面を封止材を用いて封止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製造方法が提供される。
 本発明によれば、アノード、カソード及び有機発光層が積層された基材を帯状パターンの延在方向と直交する方向にそのまま切断するから、有機発光層のパターンに応じて切断する必要はなく、切断位置に制約を受けることはない。切断後においても基材の切断面を封止材で封止するから、有機発光層や電極が大気に露出して水分や酸素による影響を受けるのを抑制することができ、電極間でショートするのを防止することもできる。
有機EL素子の概略構成を示す平面図である。 図1のI-I線に沿う断面図である。 図1のII-II線に沿う断面図である。 ロール状素子の切断の様子を概略的に説明するための平面図である。 図4Aのロール状素子に代わる板状素子の形態を示す平面図である。 スリット切断方式(シャーカット方式)の切断装置の概略構成を示す図面である。 スリット切断方式(スコアーカット方式)の切断装置の概略構成を示す図面である。 スリット切断方式(ギャングカット方式)の切断装置の概略構成を示す図面である。 クロス切断方式の切断装置の概略構成を示す図面である。 レーザー切断方式の切断装置の概略構成を示す図面である。 図3の封止態様の変形例を示す図面である。 図3の封止態様の変形例を示す図面である。 図3の封止態様の変形例を示す図面である。 図3の封止態様の変形例を示す図面である。
 以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
 図1に示すとおり、有機EL素子100は所定の長さを有する長尺な矩形状を呈している。
 図2に示すとおり、有機EL素子100は支持体となる支持基板2を有している。支持基板2は基材の一例である。支持基板2上にはアノード4、有機発光層6およびカソード8がこの順に積層された状態で形成されている。有機発光層6はアノード4とカソード8との間に形成され、これら電極間に電圧が印加されると、有機発光層6が発光するようになっている。カソード8上には封止基板10が接着され、カソード8を含む電極や有機発光層6が封止(保護)されている。アノード4とカソード8との左右の端部間には絶縁層12が形成され、電極間でショートするのが防止されている。
 図1に示すとおり、有機EL素子100の前後の側縁部には封止層14が形成されている。図3に示すとおり、封止層14は支持基板2から封止基板10にかけて形成されており、アノード4、有機発光層6およびカソード8の端面が被覆されている。封止層14は樹脂により構成されている。
 続いて、有機EL素子100の製造方法について説明する。
 図4Aに示すとおり、あらかじめ支持基板2上にアノード4やカソード8、有機発光層6などが積層・形成されたロール状素子20を準備する。ロール状素子20には有機発光層6などが帯状に形成された帯状パターン22が複数本にわたり形成されており、帯状パターン22間にはスリット24が形成されている。
 その後、ロール状素子20をロール26から引き出してこれを帯状パターン22が延在する方向に(後方から前方に向けて)搬送しながら、その搬送方向(A)と直交する方向(B)にロール状素子20を所定の長さに切断(クロスカット)する。
 この場合、不活性ガス雰囲気環境下で切断を行う。不活性ガスとしては、例えばアルゴンや窒素が挙げられ、好ましくは窒素である。ここでは、例えば、窒素雰囲気環境下としたグローブボックス内で、ロール状素子20を搬送しながら切断する。
 ロール状素子20の切断の態様として、下記のスリット切断方式やクロス切断方式、レーザー切断方式などを採用することができる。
[スリット切断方式]
(1)シャーカット
 図5に示すとおり、シャーカット(シェアカット)方式の切断装置30では、互いに逆方向に回転可能な上刃32および下刃34が具備されており、上刃32の一部が下刃34に重なっている。上刃32および下刃34はともに、刃先の材質が超微粒子超硬または超々微粒子超硬となっている。通常は上刃32の材質をSKHとし、下刃34の材質を超硬刃とする組み合わせが多いが、本実施形態によれば、上刃32および下刃34の双方を超硬刃とするから、刃先の面粗度を向上させることができる。
 ロール状素子20を切断する場合には、上刃32と下刃34との間の位置にロール状素子20を配置し、上刃32と下刃34とを、擦り合わせた状態で回転させながら、ロール状素子20の搬送方向Aとほぼ直交する方向に移動させる。
 この場合、上刃32の回転速度を、下刃34の回転速度と同期させるか(下刃34の回転速度と同速度とするか)、または下刃34の回転速度より10%程度増速する。これにより、ロール状素子20の切断を容易にすることができる。
 またこの場合、ロール状素子20を搬送しながら切断の処理を実行するため、図4Aに示すとおり、ロール状素子20の搬送方向Aに対し前側から後側に傾斜した方向(C)に上刃32と下刃34とを移動させる。これにより、ロール状素子20が搬送中であっても、ロール状素子20の搬送方向Aと直交する方向Bに切断することができる。
(2)スコアーカット
 図6に示すとおり、スコアーカット方式の切断装置40では、回転可能な丸刃42と、特殊なゴムで構成されたアンビルロール44とが、具備されている。丸刃42も刃先の材質が超微粒子超硬または超々微粒子超硬となっている。丸刃42は刃先の両側が鋭角をなした鋭角刃である。アンビルロール44は丸刃42と対向配置されている。
 ロール状素子20を切断する場合には、丸刃42とアンビルロール44との間の位置にロール状素子20を配置し、丸刃42を、アンビルロール44に押し付けた状態で回転させながら、ロール状素子20の搬送方向Aに対し前側から後側に傾斜した方向Cに移動させる。
(3)ギャングカット
 図7に示すとおり、ギャングカット方式の切断装置50では、互いに逆方向に回転可能な上刃52および下刃54が具備されている。上刃52および下刃54はともに円筒状を呈した直角刃となっている。
 ロール状素子20を切断する場合には、上刃52と下刃54との間の位置にロール状素子20を配置し、上刃52と下刃54とを回転させながら、上刃52を下刃54に対し一定の圧力(側圧)で押し付け、上刃52と下刃54とをロール状素子20の搬送方向Aに対し前側から後側に傾斜した方向Cに移動させる。
[クロス切断方式]
 図8に示すとおり、クロス切断方式の切断装置60では、昇降可能な上刃62と、下降した状態の上刃62と重なり合う下刃64とが、具備されている。クロス切断方式とはいわゆるギロチンによる切断方式である。上刃62は刃先の片側が鋭角をなした鋭角刃であり、下刃64は刃先が直角をなした直角刃である。下刃64はホルダ66に装備され、所定位置に固定されている。
 ロール状素子20を切断する場合には、上刃62と下刃64との間の位置にロール状素子20を配置し、上刃62を、ロール状素子20の搬送方向Aと直交する方向Bに沿って下降させる。
 この場合、スリット切断方式による切断とは異なり、好ましくはロール状素子20の搬送を停止させ、ロール状素子20を静止させた状態で切断する。その結果、ロール状素子20を搬送方向Aと直交する方向Bに切断することができる。
 なお、スリット切断方式とクロス切断方式とを比較すると、スリット切断方式を採用したほうが、ロール状素子20の切断面の品質が良好であるため、好ましくはスリット切断方式を採用するのがよく、そのなかでもシャーカット方式を採用するのがよい。
 クロス切断方式は上刃62が下刃64に衝突しないように上刃62を下降させる構造上、上刃62と下刃64とでクリアランス(隙間)を5μmから50μm確保することが必要であり、このクリアランス(隙間)の分だけ切断時に、ロール状素子20の変形量が大きくなり切断品質が低下してしまう可能性がある。
 これに対して、スリット切断方式は例えば図5に示すとおりに上刃32と下刃34は常時接触しており、クロス切断方式よりも切断時のロール状素子20の変形量は少ないので、良好な切断面が得られ好ましい。
[レーザー切断方式]
 図9に示すとおり、レーザー切断方式の切断装置70は、いわゆる炭酸ガスレーザーを使用して対象物を切断するものであり、3次元的に(左右,前後,上下に)移動可能なレーザーヘッド72が具備されている。レーザーヘッド72の中央部にはレーザーを出射する出射口74が形成されている。出射口74の周囲にはガスノズル76が形成され、アシストガスが出射される。アシストガスとしては酸素ガス(O)や窒素ガス(N)、アルゴンガス(Ar)などが使用される。
 ロール状素子20を切断する場合には、レーザーヘッド72の出射口74に対向する位置にロール状素子20を配置し、出射口74からはレーザーを、ガスノズル76からはアシストガスをそれぞれ出射・噴出した状態で、レーザーヘッド72を、ロール状素子20の搬送方向Aとほぼ直交する方向に移動させる。
 この場合、スリット切断方式のシャーカット方式を用いた切断で説明したように、ロール状素子20の搬送方向Aに対し前側から後側に傾斜した方向Cにレーザーヘッド72を移動させるとともに、光学センサなど(図示略)を利用して、レーザーヘッド72を、ロール状素子20の表面の微小な凹凸に追従させるように走査し、ロール状素子20の表面との間で一定の高さ間隔を維持しながら、移動させる。
 ロール状素子20では、支持基板2の上にアノード4やカソード8、有機発光層6が形成され、その上に封止基板10や絶縁層12が構成されるため、その表面には湾曲やそり、うねりなどがあることがあり、焦点深度が狭いレーザー加工では、焦点深度がずれてしまうケースがある。この対策として、レーザーヘッド72を左右,前後,上下の3次元的に動かして(特に上下に昇降動作させて)、ロール状素子20の表面に湾曲やそり、うねりがあってもレーザーヘッド72を追従させ、焦点深度を維持する。
 レーザー切断方式によれば、有機EL素子100を構成する支持基板2の種類に幅広く対応可能である。たとえば、炭酸ガスレーザー以外にも、YAGレーザーや微細加工レーザー(ファイバーレーザー、パルスレーザーなど)を採用することができる。
 ただし、有機EL素子100を構成する支持基板2の種類により、レーザーヘッド72の光源を使い分ける必要がある。
 支持基板2がガラスや樹脂フィルムである場合には、炭酸ガスレーザーを使用するのがよい。この場合、支持基板2が樹脂フィルムであったり封止基板10や絶縁層12が樹脂フィルムであるときは、アシストガスとして酸素ガスを利用すると、支持基板2などの部材が燃焼して黒煙やすすが発生することがあるため、このときのアシストガスとしては好ましくは窒素ガスを利用する。
 支持基板2が樹脂フィルムである場合には、微細加工レーザーを使用するのもよい。
 支持基板2がアルミニウム(Al)である場合は、炭酸ガスレーザーを使用するとレーザー光を反射してしまうため、反射が少ないYAGレーザーを使用するのがよい。
 YAGレーザーやファイバーレーザーによれば、支持基板2がステンレス(SUS)、アルミニウム(Al)である場合の双方に対応可能であり、支持基板2の種類が変更になった場合でも光源を交換することなく、ロール状素子20を切断することができる。
 微細加工レーザーによれば、ロール状素子20の切断面の周囲への熱の影響を抑制できるなどのメリットがある。
 なお、支持基板2と封止基板10との材料の組み合わせにより、ひとつのレーザー光源ではロール状素子20を切断するのが困難となるケースが想定される。この対策として、波長が互いに異なる複数種類のレーザーを用いてロール状素子20を切断する。たとえば、支持基板2がステンレス(SUS)で封止基板10がガラスである場合、複数種類のレーザーを使用することは有効と考えられる。
 また、支持基板2が樹脂フィルムである場合、当該樹脂フィルム上にガスバリア膜等を設けて、水分や酸素等の不純物を通しにくくすることが好ましい。
 その後、切断後のロール状素子20を窒素雰囲気環境下で保持したまま窒素雰囲気環境下の別のグローブボックス内に移行させ、そのグローブボックス内で、ロール状素子20の前側と後側との切断面に対し、封止用の封止材を付着させ、封止層14を形成する。封止材とは、封止機能を有するものであり、かつ絶縁性を有するものであれば特に限定されないが、例えば樹脂が挙げられ、当該樹脂としては、紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂を挙げることができる。また、当該樹脂は、水分及び酸素等の不純物の含有量が少ない方が有機発光層6にダメージを与えずにすむため好ましい。
 この場合、図10に示すとおり、アノード4とカソード8との各端面を分離して有機発光層6に空隙16を形成し、空隙16に樹脂を充填してもよい。空隙16に樹脂を充填することで、より絶縁性や接着性が向上する。
 有機発光層6の空隙16に樹脂を充填するには、たとえば、あらかじめ樹脂を恒温槽に入れておきロール状素子20の素子温度(アノード4、カソード8及び有機発光層6が積層された支持基板2の切断面の常温での温度)と異なる温度に温調し、その樹脂中にロール状素子20の切断面を浸漬すればよい。恒温槽の温調温度は好ましくは素子温度より高く設定(たとえば+5℃)する。ロール状素子20と封止用の樹脂との間で温度差があれば、ロール状素子20の樹脂浸漬部で膨張または収縮が起こり、アノード4とカソード8との分離性が向上し、有機発光層6に空隙16を形成しやすい。
 その後さらに、図11A~図11Cに示すとおり、封止層14上に樹脂製の封止用シート18を貼り付けてもよい。当該封止用シート18を貼り付けることにより、さらに封止性能を高められ、また封止層14を構成する樹脂の剥がれ防止等にもなる。
 この場合、図11Aに示すとおり、1枚の封止用シート18を折り畳むようにして貼り付けてもよいし、図11Bに示すとおり、2枚の封止用シート18を互いに重ね合わせるようにして貼り付けてもよいし、図11Cに示すとおり、2枚の封止用シート18を互いに重ね合わせるようにして貼り付けてその端部を折り返してもよい。
 封止用シートは、封止機能を有するシート状のものであれば特に限定されないが、例えば、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート、ポリスチレン、ナイロン、ポリ塩化ビニル等のプラスチック、およびこれらの複合物に、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素等のガスバリア層を積層したものを用いることができる。
 以上の処理の結果、所定の長さを有する有機EL素子100を製造することができる。製造された有機EL素子100を、低電圧電源を用いて電流を流すと、電極がショートすること等なく、発光が観察することができる。
 なお、ロール状素子20に代えて、図4Bの板状素子80を使用し、板状素子80に対しても、ロール状素子20を切断・封止したのと同様にして切断・封止することができ、同様に発光が観察される。
 以上の本実施形態によれば、アノード4、カソード8および有機発光層6が帯状パターンに形成されたロール状素子20(または板状素子80)を、帯状パターン22の延在する方向と直交する方向Bにそのまま切断するから、有機発光層6のパターンに応じて切断位置を選択する必要がなくなる。そのため、切断位置の制約を受けることなく、有機EL素子100を容易に量産することができ、有機EL素子100のサイズ(長さ)も適宜変更することができる。
 特に、ロール状素子20(または板状素子80)を切断する工程では、ロール状素子20(または板状素子80)を、窒素雰囲気環境下のグローブボックス内で搬送しながら切断するから、電極の腐食を防止することができるとともに、有機発光層6が大気中の水分や酸素の影響を受けるのを防止することができ、ひいては発光寿命が短命化するなど有機EL素子自体の品質が劣化するのを抑制することができる。
 また、切断方式として、スリット切断方式やクロス切断方式、レーザー切断方式といった方式を採用するから、有機発光層6にダメージを与えずに切断することができるし、アノード4とカソード8とが接触しないように切断することもできる(電極間でショートするのを防止することもできる。)。
 他方、ロール状素子20(または板状素子80)の切断面を封止する工程でも、窒素雰囲気環境下で樹脂封止するから、ロール状素子20(または板状素子80)の切断後においても、切断工程の場合と同様に、電極の腐食を防止することができるとともに、有機発光層6が大気中の水分や酸素の影響を受けるのを防止することができ、ひいては発光寿命が短命化するなど有機EL素子自体の品質が劣化するのを抑制することができる。
 特に、図10に示すとおり、有機発光層6に空隙16を形成し樹脂を充填すれば、樹脂自体の接着性や電極間の絶縁性を高めることができる。図11A~図11Cに示すとおり、封止層14上に封止用シート18を貼り付ければ、封止層14が有機EL素子100の端面(切断面)から剥離するのを防止することができる。
 本発明は、切断位置の制約を受けずに、水分や酸素による影響を抑制したり電極間でショートするのを防止したりするのに特に好適に利用することができる。
 2 支持基板
 4 アノード
 6 有機発光層
 8 カソード
 10 封止基板
 12 絶縁層
 14 封止層
 16 空隙
 18 封止用シート
 20 ロール状素子
 22 帯状パターン
 24 スリット
 26 ロール
 30 切断装置(スリット切断方式のシャーカット)
 32 上刃
 34 下刃
 40 切断装置(スリット切断方式のスコアーカット)
 42 丸刃
 44 アンビルロール
 50 切断装置(スリット切断方式のギャングカット)
 52 上刃
 54 下刃
 60 切断装置(クロス切断方式)
 62 上刃
 64 下刃
 66 ホルダ
 70 切断装置(レーザー切断方式)
 72 レーザーヘッド
 74 出射口
 76 ガスノズル
 80 板状素子
 100 有機EL素子

Claims (4)

  1.  基材上にアノード、カソード及び有機発光層が積層され、前記有機発光層が前記アノードと前記カソードとの間に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
     前記基材は帯状パターンを有し、
     不活性ガス雰囲気環境下で、
     前記アノード、前記カソード及び前記有機発光層が積層された前記基材を、前記帯状パターンの延在する方向と直交する方向に切断し、その後、前記基材の切断面を封止材を用いて封止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製造方法。
  2.  請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
     前記基材の切断面の前記有機発光層に空隙を形成し、その空隙に封止材を充填することにより前記基材の切断面を封止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製造方法。
  3.  請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
     前記有機発光層に前記空隙を形成する際、前記アノード、前記カソード及び前記有機発光層が積層された前記基材を、その温度とは異なる温度の封止材に浸漬し、前記空隙を形成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製造方法。
  4.  請求項1~3のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
     前記基材の切断面を封止材を用いて封止した後に、前記基材の切断面の封止材上に封止用シートを形成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製造方法。
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