(57)【要約】【課題】ポリシラザンの本来の吸湿能力を損なうことなく吸湿剤として利用した有機ＥＬ装置を提供する。【解決手段】有機ＥＬ素子２を形成した基板１と、封止基板３とを対向配置してシール剤５を介して封止する工程に先立って、一方の基板にポリシラザン溶液４ａを塗布し、乾燥させてポリシラザン層４を形成し、ＵＶ処理又は大気圧プラズマ処理を施す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に形成された有機ＥＬ素子と、前記基板の前記有機ＥＬ素子に対向するように配置された封止基板と、前記有機ＥＬ素子が形成された基板又は前記封止基板に形成されたポリシラザン層と、前記基板と前記封止基板とを周縁部において封止するシール剤とを有する有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記基板と前記封止基板とを前記シール剤を介して封止する工程に先立って、前記ポリシラザン層の表面を活性化する活性化処理を施すことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項２】
前記ポリシラザン層の表面の活性化処理がＵＶ処理であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
前記ポリシラザン層の表面の活性化処理が大気圧プラズマ処理であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
前記ポリシラザン層の形成工程が、ポリシラザン溶液を塗布し、低露点環境で乾燥させる工程であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項５】
基板と、前記基板上に形成された有機ＥＬ素子と、前記基板の前記有機ＥＬ素子に対向するように配置された封止基板と、前記有機ＥＬ素子が形成された基板又は前記封止基板に形成されたポリシラザン層と、前記基板と前記封止基板とを周縁部において封止するシール剤とを有する有機ＥＬ装置であって、
前記ポリシラザンが、ＩＲスペクトルにおいて、１０５０ｃｍ-1乃至１０８０ｃｍ-1又は１３５０ｃｍ-1乃至１４５０ｃｍ-1にピークを有することを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項６】
前記基板上に形成された有機ＥＬ素子の上に保護膜が形成されており、前記保護膜の上に前記ポリシラザン層が形成されている請求項５に記載の有機ＥＬ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置やプリンタの露光装置といった発光装置に用いられる、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置に関し、特に水分によるダークスポットの発生を抑えた、信頼性の高い有機ＥＬ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ装置の封止技術には、ガラスや金属などの封止基板と有機ＥＬ素子が設けられた基板とで中空空間ができるように基板周囲をシール剤により接着することで外気と遮断する中空封止と呼ばれる方法がある。中空空間には低露点環境を維持するために基板周囲のシール剤から浸透してくる水分を捕獲するために吸湿剤が設けられる。吸湿剤にはＣａＯやＢａＯをシート状に固めた汎用化されたシート状吸湿剤がある。しかしながらトップエミッション構造の有機ＥＬ装置に利用するためには、このシート状吸湿剤は透明体ではないため表示領域を避けるように配置しなければならず、結果として装置の外形が大きくなっていた。
【０００３】
特許文献１には吸湿剤としてポリシラザンを利用する提案がある。ポリシラザンは透明な吸湿剤であるため表示領域に配置できるという特徴を持ち、トップエミッション構造の有機ＥＬ装置に利用できることが期待できる。
【０００４】
ポリシラザンはＳｉ−Ｎ、Ｓｉ−Ｈ、Ｎ−Ｈの結合を持つポリシラザンであり、下記式（１）で表される繰り返し単位を有する。
【０００５】
式（１）
−（ＳｉＨ2ＮＨ）−
【０００６】
また、ポリシラザンは、下記式（２）で示される反応によって水と反応して吸収するため吸湿剤として利用可能である。
【０００７】
式（２）
−（ＳｉＨ2ＮＨ）−＋２Ｈ2Ｏ→ＳｉＯ2＋ＮＨ3＋２Ｈ2
【０００８】
ポリシラザンはキシレンやジブチルエーテルなどの溶媒に溶かした塗布溶液として販売されている。上記反応は通常、４００℃以上の高温が必要であるが、室温から１００℃程度で反応する触媒添加タイプの溶液も販売されており、有機ＥＬ装置の吸湿剤として適用することが期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２５９７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、有機ＥＬ装置の中空空間で上記式（２）による吸湿反応を生じさせるためには、ポリシラザン塗布膜を未反応状態で封止する必要があり、ポリシラザン塗布溶液を式（２）の反応が進まないように低露点環境で乾燥させる必要がある。しかしながら、低露点環境で乾燥させたポリシラザン塗布膜は吸湿反応が極端に遅くなるという問題があった。
【００１１】
本発明の課題は、ポリシラザンの本来の吸湿能力を損なうことなく吸湿剤として利用した有機ＥＬ装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１は、基板と、前記基板上に形成された有機ＥＬ素子と、前記基板の前記有機ＥＬ素子に対向するように配置された封止基板と、前記有機ＥＬ素子が形成された基板又は前記封止基板に形成されたポリシラザン層と、前記基板と前記封止基板とを周縁部において封止するシール剤とを有する有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記基板と前記封止基板とを前記シール剤を介して封止する工程に先立って、前記ポリシラザン層の表面を活性化する活性化処理を施すことを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２は、基板と、前記基板上に形成された有機ＥＬ素子と、前記基板の前記有機ＥＬ素子に対向するように配置された封止基板と、前記有機ＥＬ素子が形成された基板又は前記封止基板に形成されたポリシラザン層と、前記基板と前記封止基板とを周縁部において封止するシール剤とを有する有機ＥＬ装置であって、
前記ポリシラザンが、ＩＲスペクトルにおいて、１０５０ｃｍ-1乃至１０８０ｃｍ-1又は１３５０ｃｍ-1乃至１４５０ｃｍ-1にピークを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ポリシラザン溶液を低露点環境で乾燥させても、中空空間での十分な吸湿反応が維持され、水分によるダークスポットの発生を抑えた、信頼性の高い有機ＥＬ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造工程を示す断面模式図である。
【図２】ＵＶ処理を施したポリシラザンのＩＲスペクトルカーブを示す図である。
【図３】活性化処理を施していないポリシラザンのＩＲスペクトルカーブを示す図である。
【図４】大気圧プラズマ処理を施したポリシラザンのＩＲスペクトルカーブを示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造工程を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の有機ＥＬ装置とその製造方法について、図面を参照して説明する。本発明の有機ＥＬ装置は、有機ＥＬ素子を形成した基板と、封止基板とを対向配置し、周縁部にシール剤を配置して封止し、内部に吸湿層としてポリシラザン層を備えていることを特徴としている。そして、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、上記基板と封止基板とをシール剤を介して貼り合わせる封止工程に先立って、上記ポリシラザン層を活性化処理することに特徴を有する。
【００１７】
本発明に係るポリシラザンの塗布溶液としては、市販されているＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製の「アクアミカＮＡＸ１２０−２０」が好適である。本製品はポリシラザンをジブチルエーテルに溶解した塗布溶液である。以下、本発明を詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の有機ＥＬ装置の一実施形態の製造工程を示す断面模式図であり、図１（ｆ）は本実施形態の製造方法によって完成する有機ＥＬ装置の断面模式図である。
【００１９】
本実施形態の構成は有機ＥＬ素子２を形成した基板１と、ポリシラザン溶液４ａを塗布し、乾燥させてポリシラザン層４とした封止基板３とをシール剤５によって貼り合せた構成である。有機ＥＬ素子の発光がポリシラザン層４を通して封止基板３側から視認できるトップエミッション構造である。
【００２０】
封止基板３はガラスをエッチングにより中抜き構造にした基板である。このような形態にすることにより、封止基板３の表示面内にポリシラザン溶液４ａを滴下・平坦化することが可能となる。
【００２１】
図１（ａ）の工程はポリシラザン溶液４ａの塗布工程である。ポリシラザンは、室温で前記式（２）の吸湿反応が生じるため、ポリシラザン溶液４ａの塗布工程は塗布後の吸湿反応を抑えるためにグローブボックスなどの低露点に維持された環境で行う。上記「アクアミカＮＡＸ１２０−２０」であれば、封止基板３を露点−８０℃の窒素雰囲気下のグローブボックスに移動して、封止基板３上にポリシラザン溶液４ａを滴下し、スピンコートにより平坦な塗布膜を作製できる。
【００２２】
図１（ｂ）はポリシラザン溶液４ａの乾燥工程であり、溶媒を蒸発させる工程である。溶媒の蒸発が目的であるため真空乾燥でよい。図１（ａ）のポリシラザン溶液４ａの塗布工程同様、吸湿反応を抑えるため、乾燥工程は大気に曝すことなく真空チャンバーに移送して行うことが望ましい。
【００２３】
図１（ｃ）は本発明の特徴とするポリシラザン層４への活性化処理工程である。活性化処理６にはＵＶ処理もしくは大気圧プラズマ処理が利用できる。低露点環境で乾燥されたポリシラザン層４は吸湿反応がほとんど生じないが、ＵＶ処理または大気圧プラズマ処理によって、低露点環境でも吸湿反応が生じるようになる。尚、ＵＶランプには低圧水銀ランプが使用可能である。
【００２４】
ポリシラザン層４を形成した封止基板３は大気に曝すことなく、ドライエア（露点−７０℃以下）が充填されたチャンバーに移送することが望ましい。その後、ＵＶ処理又は大気圧プラズマ処理を行う。
【００２５】
ここで封止基板３にＳｉウェハを用いて、図１（ａ）、図１（ｂ）の工程によりポリシラザン層４を形成し、さらに図１（ｃ）のＵＶ処理を行ったポリシラザン層４について、ＦＴ−ＩＲ測定を行った。ポリシラザン溶液４ａとしては、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製の「アクアミカＮＡＸ１２０−２０」を用いた。図２にそのスペクトルを示した。図２（ａ）は作製直後のＩＲスペクトル、図２（ｂ）は６０℃で９０％ＲＨに維持した高温高湿槽にサンプルを５分間投入後のＩＲスペクトルである。
【００２６】
さらに図１（ａ）、図１（ｂ）の工程でＳｉウェハ上にポリシラザン層４を形成し、図１（ｃ）のＵＶ照射工程を省略してＦＴ−ＩＲ測定を行った。図３にそのスペクトルを示した。図３（ａ）は作製直後のＩＲスペクトル、図３（ｂ）は６０℃で９０％ＲＨに維持した高温高湿槽にサンプルを５分間投入後のＩＲスペクトルである。
【００２７】
ポリシラザン層４表面へのＵＶ照射工程を省略したＩＲスペクトルは高温高湿槽への投入前後で変化はなかった。一方、ポリシラザン層４表面にＵＶ照射を施したＩＲスペクトルは高温高湿槽への投入後、２１７０ｃｍ-1近傍のＳｉ−Ｈ結合が減少し、１０８０ｃｍ-1乃至１０９０ｃｍ-1のＳｉ−Ｏ四量体結合が増加し、前記式（２）の吸湿反応が認められた。
【００２８】
また、ＵＶ照射を施したポリシラザン層４のＩＲスペクトルには、１０５０ｃｍ-1乃至１０８０ｃｍ-1にピークを有する特徴が見られる。図２（ａ）にはその範囲でＩＲスペクトルカーブの隆起が認められるが、図３（ａ）にはないため、この特徴を有するポリシラザンは低露点環境で乾燥しても前記式（２）の吸湿反応が生じると考えられる。
【００２９】
また封止基板３にＳｉウェハを用いて、図１（ａ）、（ｂ）の工程を行った後、図１（ｃ）の活性化処理工程６としてポリシラザン層４表面に大気圧プラズマ処理を施したサンプルを作製し、ＦＴ−ＩＲ測定を行った。図４にそのスペクトルを示した。
【００３０】
図４のＩＲスペクトルには１３５０ｃｍ-1乃至１４５０ｃｍ-1にピークを有する特徴がみられるが、図３（ａ）にはない。この特徴を有するポリシラザンは低露点環境で乾燥しても前記式（２）の吸湿反応が生じると考えられる。
【００３１】
従って、ポリシラザン層４のＩＲスペクトルに１０５０ｃｍ-1乃至１０８０ｃｍ-1もしくは１３５０ｃｍ-1乃至１４５０ｃｍ-1のどちらかにピークを有することが本発明の特徴である。
【００３２】
図１（ｄ）はシール剤５の塗布工程である。シール剤５としては、通常有機ＥＬ装置の封止に用いられているシール剤であれば、特に限定されないが、例えば、紫外線硬化性エポキシ樹脂が挙げられる。シール剤５を塗布した封止基板３は大気に曝すことなく、図１（ｂ）同様、グローブボックスに移送することが望ましい。また塗布にはディスペンサーを使用することができる。
【００３３】
図１（ｅ）は貼り合せ工程である。有機ＥＬ素子２を形成した基板１と封止基板３とを対向配置して貼り合せ、ＵＶ７の照射によりシール剤５を硬化接着する。有機ＥＬ素子２を有する基板１の形成方法としては、本発明では特に限定されず、既存の成膜プロセスが用いられる。
【００３４】
有機ＥＬ素子２を形成した基板１は大気に曝すことなく、低露点環境のグローブボックスに搬送して、封止基板３と対向するように貼り合わすことが望ましい。その後、シール剤５にＵＶを照射して本発明の有機ＥＬ装置を完成させることができる。
【００３５】
尚、本実施形態では封止基板３にポリシラザン層４を形成しているが、基板１側に塗布してもよい。本発明の特徴は中空空間で式（２）の吸湿反応を生じさせるために、ポリシラザン層４表面に活性化処理６を施すことを特徴とするため、基板１であってもよい。図５に基板１にポリシラザン層４を形成した有機ＥＬ装置の製造工程を示す。
【００３６】
図５（ａ）はポリシラザン溶液４ａの塗布工程であり、本実施形態では有機ＥＬ素子２を形成した基板１上に塗布する。その際、基板１上の有機ＥＬ素子２をポリシラザン４の塗布溶媒から保護するために有機ＥＬ素子２上にはＳｉＮ、ＳｉＯＮなどの保護膜を設ける事が望ましい。また、図５（ａ）の工程では、後工程の封止工程でシール剤５を塗布する位置にフィルムマスキング９を貼付してシール面の清浄化を維持している。
【００３７】
図５（ｂ）は図１（ｂ）と同様のポリシラザン溶液４ａの乾燥工程であり、図５（ｃ）は図１（ｃ）と同様の活性化処理工程である。尚、図５（ｃ）の活性化処理においては、先にフィルムマスク９を剥離しておく。
【００３８】
図５（ｄ）乃至（ｆ）は図１（ｄ）乃至（ｆ）と同様の封止工程である。
【実施例】
【００３９】
（実施例１）
図１の工程で有機ＥＬ装置を作製した。
【００４０】
先ず、図１（ａ）の工程を露点−８０℃の窒素雰囲気下のグローブボックスにて行った。封止基板１としては彫り込みのあるガラス板を用い、ポリシラザンとしては、ポリシラザン溶液４ａであるＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製の「アクアミカＮＡＸ１２０−２０」を塗布した。
【００４１】
次いで、真空チャンバーにて１００Ｐａを１０分間、次いで１×１０-3Ｐａ以下を６０分間保持してポリシラザン溶液４ａを真空乾燥し、図１（ｂ）の工程により封止基板の彫り込み部にポリシラザン層４を形成した。
【００４２】
次に、図１（ｃ）のポリシラザン層４表面への活性化処理６として、ＵＶ処理を行った。ポリシラザン溶液４ａを塗布した封止基板３は、大気に曝すことなく、ドライエア（露点−７０℃以下）が充填されたチャンバーに移送し、主波長２５４ｎｍ、照度２０ｍＷ／ｃｍ2のＵＶを３分間照射した。
【００４３】
次に、図１（ｄ）の封止工程をシール剤５として紫外線硬化性エポキシ樹脂を使用して行った。ポリシラザン層４を塗布した封止基板３は、大気に曝すことなく、露点−８０℃の窒素雰囲気下のグローブボックスに移送し、封止基板３の外周部にシール剤５をディスペンサーを用いて塗布した。
【００４４】
図１（ｅ）の工程で用いる基板１として、ガラス基板上に順次、陽極、有機ＥＬ層、陰極を形成して有機ＥＬ素子２を形成した。本実施例では、陽極には厚さ１００ｎｍのＡｇ膜とその上に厚さ２０ｎｍのＩＴＯ膜をスパッタリング法により形成し、積層構造とした。また有機ＥＬ層は正孔注入／白色発光層／電子輸送層／電子注入層を順次、真空蒸着法により積層した。それぞれの膜厚は１５０ｎｍ、２０ｎｍ、１０ｎｍ、８０ｎｍである。また陰極は厚さ１００ｎｍのＩＴＯで形成した。
【００４５】
有機ＥＬ素子２を形成した基板１は、大気に曝すことなく、露点−８０℃の窒素雰囲気下のグローブボックスに移送し、封止基板３と対向するように貼り合せた。その後、シール剤５に主波長３５６ｎｍ、照度５０ｍＷ／ｃｍ2のＵＶ７を５分間照射し、有機ＥＬ装置を完成させた。
【００４６】
完成した有機ＥＬ装置は６０℃で９０％ＲＨに維持した高温高湿槽に１０００時間投入しても、ダークスポット、輝度劣化などの表示異常は見られなかった。
【００４７】
（実施例２）
図１（ｃ）のポリシラザン層４表面への活性化処理６を、ＵＶ処理から大気圧プラズマ処理に変更した以外は実施例１と同様の作製方法で有機ＥＬ装置を作製した。大気圧プラズマ処理は、ポリシラザン層４を形成した封止基板３を、大気に曝すことなく、ドライエアが充填されたチャンバーに移送し、ドライエアをキャリアガスにして０．５Ｗ／ｃｍ2の大気圧プラズマを５秒照射して行った。
【００４８】
完成した本例の有機ＥＬ装置は６０℃で９０％ＲＨに維持した高温高湿槽に１０００時間投入しても、ダークスポット、輝度劣化などの表示異常は見られなかった。
【００４９】
（実施例３）
図５に示す工程で有機ＥＬ装置を作製した。保護膜８としては、プラズマＣＶＤ法によりＳｉＮを１μｍの厚さに成膜した。また、図５（ａ）の工程においてフィルムマスキング９を用い、該フィルムマスキング９は図５（ｃ）の工程においてＵＶを照射する直前に剥離した。その他の部材は実施例１と同様である。
【００５０】
完成した本例の有機ＥＬ装置は６０℃で９０％ＲＨに維持した高温高湿槽に１０００時間投入しても、ダークスポット、輝度劣化などの表示異常は見られなかった。
【符号の説明】
【００５１】
１：基板、２：有機ＥＬ素子、３：封止基板、４：ポリシラザン、５：シール剤、６：活性化処理、８：保護膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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