(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ素子基板と、該有機ＥＬ素子基板の表面上に形成された有機ＥＬ素子層と対向する対向基板とを具備し、前記ＥＬ素子基板と前記対向基板との間に吸湿剤とシリコーン系材料との混合物からなるゲル吸湿剤が封止された有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
前記対向基板の表面に前記ゲル吸湿剤を塗布する工程と、前記対向基板に塗布した前記ゲル吸湿剤を予備加熱する工程と、前記予備加熱した前記ゲル吸湿剤を備えた前記対向基板の周辺部をＣＦ４でエッチングした後、前記ゲル吸湿剤を脱水加熱する工程と、前記脱水加熱した前記ゲル吸湿剤を備えた前記対向基板の周辺部にシール剤を塗布する工程と、前記有機ＥＬ素子基板と、前記シール剤を塗布した前記対向基板とを貼り合わせて前記ゲル吸湿剤を前記シール剤により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製造方法。
【請求項２】
有機ＥＬ素子基板と、該有機ＥＬ素子基板の表面上に形成された有機ＥＬ素子層と対向する対向基板とを具備し、前記ＥＬ素子基板と前記対向基板との間に吸湿剤とシリコーン系材料との混合物からなるゲル吸湿剤が封止された有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
前記対向基板の表面に前記ゲル吸湿剤を塗布する工程と、前記対向基板に塗布した前記ゲル吸湿剤を予備加熱する工程と、前記予備加熱した前記ゲル吸湿剤を備えた前記対向基板の周辺部をＣ４Ｆ６でエッチングした後、前記ゲル吸湿剤を脱水加熱する工程と、前記脱水加熱した前記ゲル吸湿剤を備えた前記対向基板の周辺部にシール剤を塗布する工程と、前記有機ＥＬ素子基板と、前記シール剤を塗布した前記対向基板とを貼り合わせて前記ゲル吸湿剤を前記シール剤により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製造方法。
【請求項３】
有機ＥＬ素子基板と、該有機ＥＬ素子基板の表面上に形成された有機ＥＬ素子層と対向する対向基板とを具備し、前記ＥＬ素子基板と前記対向基板との間に吸湿剤とシリコーン系材料との混合物からなるゲル吸湿剤が封止された有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
前記対向基板の表面に前記ゲル吸湿剤を塗布する工程と、前記対向基板に塗布した前記ゲル吸湿剤を予備加熱する工程と、前記予備加熱した前記ゲル吸湿剤を備えた前記対向基板の周辺部をＳＦ６でエッチングした後、前記ゲル吸湿剤を脱水加熱する工程と、前記脱水加熱した前記ゲル吸湿剤を備えた前記対向基板の周辺部にシール剤を塗布する工程と、前記有機ＥＬ素子基板と、前記シール剤を塗布した前記対向基板とを貼り合わせて前記ゲル吸湿剤を前記シール剤により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製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯音楽プレーヤ等の電子機器の表示デバイスとして、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」と略記する）等の発光素子を二次元配列した表示パネル（発光素子型表示パネル）を適用したものが知られている。特に、アクティブマトリクス型の駆動方式を適用した発光素子型表示パネルは、広く普及している液晶表示装置に比較して、表示応答速度が速く、視野角依存性も小さく、また、高輝度・高コントラスト化、表示画質の高精細化等が可能であるという特長を有している。加えて、発光素子型表示パネルは、液晶表示装置のようにバックライトや導光板を必要としないために、一層の薄型軽量化が可能であるという特長も有している。
【０００３】
一般に有機ＥＬ素子は、低分子型と高分子型に大別できる。低分子型の標準的な構造は、アノード電極の上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、カソード電極が積層された構造となる。高分子型の標準的な構造は、アノード電極の上に正孔注入層、インターレイヤー、発光層、カソード電極が積層された構造となる。アノード電極とカソード電極との間に順バイアス電圧が印加されると、カソード電極から電子が、アノード電極から正孔が注入され、発光層内で電子と正孔が互いに局所的に束縛され、その電子と正孔の励起状態から基底状態なる際に光を発生することを原理とする。
【０００４】
発光層や正孔注入層は有機化合物からなり、カソード電極は、例えば、アルカリ金属やアルカリ土類金属、またはそれらの化合物等の陰極界面層とアルミニウム等による低抵抗な電気伝導層との積層からなる。陰極界面層に用いる材料は、酸素や水により腐食されやすく、電気伝導層により被覆しただけでは保護が不十分である。このため、パッケージ封止などが行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、有機ＥＬ素子をパッケージに封入する場合には、内部の残留水分、あるいは外部から進入する水分を除去するための乾燥剤をパッケージに入れる必要がある。そのため、乾燥剤設置のための特別なスペースを設ける必要がある。例えば、有機ＥＬ素子が形成された基板と対向して貼り合わされる基板は、深さ０．２〜０．４ｍｍの箱型に加工する必要がある。これには、パッケージ全体が厚くなる他、コストアップに繋がる等の問題がある。又、これらの有機ＥＬ素子をＴＶ向けなどに大型用途に使用する場合、大きな中空部ができる上記封止方法は向いていない。
【０００６】
上述した問題を解決する手段として、図４に示す構造の有機ＥＬ素子が提案されている（特許文献２参照）。この有機ＥＬ素子は有機ＥＬ素子基板６および対向基板３を具備し、対向基板３は有機ＥＬ素子基板６の表面上に形成された有機ＥＬ素子層７と対向している。
また、図４に示される有機ＥＬ素子は吸湿剤とシリコ−ングリース又はシリコーンゲルとの混合物からなるゲル吸湿剤４を具備し、このゲル吸湿剤４は対向基板３の表面に塗布されているとともに、対向基板３の周辺部に塗布されたシール剤１により有機ＥＬ素子基板６と対向基板３との間に封止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１６３０７６号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／１３９２９２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
有機ＥＬ素子基板と対向基板との間にゲル吸湿剤を封止する方法としては、図５〜図７に示す方法が考えられる。しかしながら、図５に示す方法は、シリコ−ングリース又はシリコーンゲル（以下、ゲル剤という）と吸湿剤を秤量する秤量工程Ｓ５１、ゲル剤と吸湿剤を攪拌混合してゲル吸湿剤４を得る攪拌混合工程Ｓ５２、ゲル吸湿剤４を対向基板３に塗布するゲル吸湿剤塗布工程Ｓ５３、対向基板３の周辺部にシール剤１を塗布するシール剤塗布工程Ｓ５４、対向基板３と有機ＥＬ素子基板６とを貼り合わせる基板貼り合わせ工程Ｓ５５、シール剤１を硬化処理するシール剤硬化工程Ｓ５６を経てゲル吸湿剤４を有機ＥＬ素子基板６と対向基板３との間に封止する方法であり、工程Ｓ５１〜工程Ｓ５５までの封止プロセスは乾燥雰囲気で行われる。このため、工程管理や設備の面で製造負荷が増大するという問題がある。
【０００９】
図６に示す方法は、秤量工程Ｓ６１、攪拌混合工程Ｓ６２、ゲル吸湿剤４を脱水加熱処理するゲル吸湿剤脱水工程６３、ゲル吸湿剤塗布工程Ｓ６４、シール剤塗布工程Ｓ６５、基板貼り合わせ工程Ｓ６６、シール剤硬化工程Ｓ６７を経てゲル吸湿剤４を封止する方法であり、工程Ｓ６３〜工程Ｓ６６までの封止プロセスは乾燥雰囲気で行われる。このため、ゲル吸湿剤塗布工程Ｓ６４を例えばスクリーン印刷などで行う場合、工程管理や設備の面で製造負荷が増大する。また、ゲル吸湿剤４の脱水加熱を表面積の少ない状況下で行うため、水分除去に十分な時間が必要となる。
【００１０】
図７に示す方法は、秤量工程Ｓ７１、攪拌混合工程Ｓ７２、ゲル吸湿剤塗布工程Ｓ７３、ゲル吸湿剤４を脱水加熱処理するゲル吸湿剤脱水工程Ｓ７４、シール剤塗布工程Ｓ７５、基板貼り合わせ工程Ｓ７６、シール剤硬化工程Ｓ７７を経てゲル吸湿剤４を封止する方法であり、ゲル吸湿剤塗布工程Ｓ７３を乾燥雰囲気中で行う必要がないため、工程管理や低コスト化の面で望ましい。しかし、有機ＥＬ素子基板６と対向基板３との貼り合わせが極めて困難となる。
【００１１】
図８は、図７に示す方法で有機ＥＬ素子を製造したときのシール剤の状態を示している。図７に示す方法で有機ＥＬ素子基板と対向基板との間にゲル吸湿剤を封止すると、図８に示すように、対向基板３の周辺部に塗布されたシール剤１がはじかれ、シール剤１の存在しない領域２が対向基板３に発生する。シール剤１がこのように振る舞う場合、密閉が大変困難になる。故に、図７に示す方法は実用的でない。
本発明は、上記の問題点に鑑み成されたもので、その目的は、有機ＥＬ素子基板と対向基板との間にゲル吸湿剤を簡便かつ確実に封止することのできる有機ＥＬ素子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】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、有機ＥＬ素子基板と、該有機ＥＬ素子基板の表面上に形成された有機ＥＬ素子層と対向する対向基板とを具備し、前記ＥＬ素子基板と前記対向基板との間に吸湿剤とシリコーン系材料との混合物からなるゲル吸湿剤が封止された有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、前記対向基板の表面に前記ゲル吸湿剤を塗布する工程と、前記対向基板に塗布した前記ゲル吸湿剤を予備加熱する工程と、前記予備加熱した前記ゲル吸湿剤を備えた前記対向基板の周辺部をＣＦ４でエッチングした後、前記ゲル吸湿剤を脱水加熱する工程と、前記脱水加熱した前記ゲル吸湿剤を備えた前記対向基板の周辺部にシール剤を塗布する工程と、前記有機ＥＬ素子基板と、前記シール剤を塗布した前記対向基板とを貼り合わせて前記ゲル吸湿剤を前記シール剤により封止する工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は、有機ＥＬ素子基板と、該有機ＥＬ素子基板の表面上に形成された有機ＥＬ素子層と対向する対向基板とを具備し、前記ＥＬ素子基板と前記対向基板との間に吸湿剤とシリコーン系材料との混合物からなるゲル吸湿剤が封止された有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、前記対向基板の表面に前記ゲル吸湿剤を塗布する工程と、前記対向基板に塗布した前記ゲル吸湿剤を予備加熱する工程と、前記予備加熱した前記ゲル吸湿剤を備えた前記対向基板の周辺部をＣ４Ｆ６でエッチングした後、前記ゲル吸湿剤を脱水加熱する工程と、前記脱水加熱した前記ゲル吸湿剤を備えた前記対向基板の周辺部にシール剤を塗布する工程と、前記有機ＥＬ素子基板と、前記シール剤を塗布した前記対向基板とを貼り合わせて前記ゲル吸湿剤を前記シール剤により封止する工程とを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、有機ＥＬ素子基板と、該有機ＥＬ素子基板の表面上に形成された有機ＥＬ素子層と対向する対向基板とを具備し、前記ＥＬ素子基板と前記対向基板との間に吸湿剤とシリコーン系材料との混合物からなるゲル吸湿剤が封止された有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、前記対向基板の表面に前記ゲル吸湿剤を塗布する工程と、前記対向基板に塗布した前記ゲル吸湿剤を予備加熱する工程と、前記予備加熱した前記ゲル吸湿剤を備えた前記対向基板の周辺部をＳＦ６でエッチングした後、前記ゲル吸湿剤を脱水加熱する工程と、前記脱水加熱した前記ゲル吸湿剤を備えた前記対向基板の周辺部にシール剤を塗布する工程と、前記有機ＥＬ素子基板と、前記シール剤を塗布した前記対向基板とを貼り合わせて前記ゲル吸湿剤を前記シール剤により封止する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、対向基板の表面に塗布されたゲル吸湿剤によってシール剤がはじかれることを抑制することが可能となる。従って、有機ＥＬ素子基板と対向基板との間にゲル吸湿剤を簡便かつ確実に封止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法を説明するための図である。
【図２】図１に示す方法で有機ＥＬ素子基板と対向基板との間にゲル吸湿剤を封止したときのシール剤の状態を示す図である。
【図３】ゲル吸湿剤が塗布された対向基板を加熱したときの対向基板の状態を示す図である。
【図４】有機ＥＬ素子基板と対向基板との間にゲル吸湿剤が封止された有機ＥＬ素子の断面図である。
【図５】有機ＥＬ素子基板と対向基板との間にゲル吸湿剤を封止する場合の第１の従来例を示す図である。
【図６】有機ＥＬ素子基板と対向基板との間にゲル吸湿剤を封止する場合の第２の従来例を示す図である。
【図７】有機ＥＬ素子基板と対向基板との間にゲル吸湿剤を封止する場合の第３の従来例を示す図である。
【図８】図７に示す方法で有機ＥＬ素子基板と対向基板との間にゲル吸湿剤を封止したときのシール剤の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、図４に示す構造の有機ＥＬ素子を本発明により製造する場合の封止工程を示している。本発明の一実施形態では、有機ＥＬ素子基板６と対向基板３との間にゲル吸湿剤４を封止する場合、図１に示すように、ゲル剤と吸湿剤を秤量する秤量工程Ｓ１１、ゲル剤と吸湿剤を攪拌混合してゲル吸湿剤４を得る攪拌混合工程Ｓ１２、ゲル吸湿剤４を対向基板３の表面に塗布するゲル吸湿剤塗布工程Ｓ１３、対向基板３を加熱処理する基板加熱工程Ｓ１４、対向基板３の周辺部をＣＦ4（四フッ化炭素）でプラズマ処理(エッチング)するエッチング工程Ｓ１５、対向基板３に塗布されたゲル吸湿剤４を脱水加熱処理するゲル吸湿剤脱水工程Ｓ１６、対向基板３の周辺部にシール剤１を塗布するシール剤塗布工程Ｓ１７、対向基板３と有機ＥＬ素子基板６とを貼り合わせる基板貼り合わせ工程Ｓ１８、シール剤１を硬化処理するシール剤硬化工程Ｓ１９を経て、ゲル吸湿剤４が有機ＥＬ素子基板６と対向基板３との間に封止される。
【００１８】
ゲル吸湿剤脱水工程Ｓ１６〜基板貼り合わせ工程Ｓ１８は、乾燥雰囲気で行われる。また、エッチング工程Ｓ１５はシリコーンのエッチングプロセスであり、基板加熱工程Ｓ１４とエッチング工程Ｓ１５は低分子のシリコーンを取り除くことが主な目的となる。
ゲル剤としてはシリコーングリースやＵＶ硬化シリコーンゲル剤を用いることができ、吸湿剤としては物理吸着性を有するもの、例えばゼオライトやシリカゲルなどを用いることが望ましい。
【００１９】
攪拌混合工程Ｓ１２でゲル剤と吸湿剤を攪拌混合するときには、高粘度材料の攪拌・分散と脱泡を同時に行うことのできる自公転ミキサーを用いることが望ましい。混合時の吸湿剤の割合は、ゼオライトの場合、３３質量％から６７質量％とすることが望ましい。
ゲル吸湿剤塗布工程Ｓ１３でゲル吸湿剤４を対向基板３の表面に塗布するときには、スクリーン印刷などを用いることができる。
【００２０】
ゲル剤としてＵＶ硬化シリコーンゲルを使用した場合には、ゲル剤をＵＶ硬化した後、ゲル吸湿剤が塗布された対向基板３を加熱炉に入れ、約２５０℃でベーキングすることが望ましい。
エッチング工程Ｓ１５では、プラズマエッチング装置内でＣＦ4によるプラズマ処理を行い、対向基板３の周辺部に塗布されたゲル剤をエッチングする。また、基板エッチング工程Ｓ１５では、吸湿剤とゲル剤の混合物が塗布された部分もエッチングされるが、そのエッチング層の厚みが薄いために、特にマスクの必要性はない。
【００２１】
ゲル吸湿剤脱水工程Ｓ１６では、例えばグローブボックス中などの水分が十分に少ない雰囲気で対向基板３を２００℃〜２５０℃に加熱して水分除去（脱水加熱）を行う。
シール剤塗布工程Ｓ１７では、グローブボックス中などの水分が十分に少ない雰囲気にて、対向基板３の周辺部にディスペンサーでシール剤１を塗布する。ここでは、例えば紫外線硬化型エポキシ樹脂からなる封止樹脂に、無機あるいは樹脂系からなる球状スペーサーを混入したものをシール剤１として塗布する。
【００２２】
基板貼り合わせ工程Ｓ１８では、グローブボックス中などの水分が十分に少ない雰囲気にて行う。ここで、対向基板３の周辺部に塗布されたシール剤１は、有機ＥＬ素子基板６の有機ＥＬ素子層７を取り囲む外方の領域に接合される。そして、雰囲気を減圧した状態で、有機ＥＬ素子基板６と対向基板３とを貼り合せ、その後、雰囲気を大気に戻し所定の圧力で加圧した状態で、シール剤１に紫外線を照射して封止樹脂を硬化させる。以上により、図４に示す構造の有機ＥＬ素子が製造される。
図２に、ＣＦ4のプラズマエッチング処理が周辺部に施された対向基板３を有機ＥＬ基板６に貼り合わせたときのシール剤１の状態を示す。図１に示す工程Ｓ１１〜Ｓ１７を経て有機ＥＬ基板６と対向基板３とを貼り合わせると、シール剤１がはじかれていないことが図２からわかる。以下、その理由について説明する。
【００２３】
図３は、ゲル吸湿剤４が塗布された対向基板３を加熱したときの対向基板３の状態を示している。図として明示していないが、吸湿剤、ゲル剤、ゲル吸湿剤の示差熱重量分析の結果から、脱水処理温度は約２５０℃で十分であること、その温度でゲル剤の一部が分離することなどが判明した。すなわち、対向基板３に塗布したゲル吸湿剤４を加熱除湿すると、ゲル剤は、分解して、あるいは、元々存在する一部の分子量の小さいものは気化し、それより少し大きい分子量のものは対向基板の周囲に流れ出す。このように流れ出した対向基板上の比較的低分子のシリコーン５（図３参照）は、エポキシなどのシール剤１をはじく原因となっている。
【００２４】
したがって、ゲル吸湿剤の加熱後、この低分子シリコーン５を除去すればシール剤１がはじかれるという問題は解決する。除去方法を検討するために有機ＥＬ素子基板として８０×９０ｍｍの硝子基板を使用すると共に、対向基板として７０×９０ｍｍの硝子基板を使用して、対向基板へのゲル吸湿剤の塗布と加熱処理をした後に、各種条件で基板周囲の処理を行ってからシール剤を塗布して封止を試みた。表１に試みた処理方法と結果をまとめた。
【００２５】
【表１】
0005982937.tif 000002
【００２６】
表１の欄にある処理方法１は有機溶剤や研磨剤によるウエット洗浄処理、処理方法２はＯ2（酸素）やＣＦ4プラズマによるドライ処理を示している。
表１の試料番号１，２，６，７，８，９，１０，１１を見るとエタノールやシリコーンを溶かすといわれているソルベントによる洗浄（処理方法１）及Ｏ2プラズマによる処理（処理方法２）も効果として十分では無く、４辺すべてが図２に示すような良好な封止とはならなかった。僅かに、研磨を組み合わせた処理が効果を有するが(試料番号４，５)、それとて十分な処理とは言い難い。
【００２７】
試料番号１２のＣＦ4によるプラズマ処理が極めて有効であることが判る。これはゲル剤から周囲に流れ出した対向基板上の低分子のシリコーンがＣＦ4によってエッチングされたためと考えられる。
試料番号１〜１２の処理は、通常の大気雰囲気にて行われた。そこで、実用的な封止を行うためには、ＣＦ4によるプラズマ処理をした後に乾燥雰囲気での再加熱が必要となる。試料番号１３の試料では再加熱後でも良好な接合が確認された。これは、二度目の加熱では周囲に流れ出す低分子シリコーンが減少するためと考えられる。
【００２８】
上述した本発明の一実施形態では、ゲル剤から対向基板の周辺部に流れ出た低分子のシリコーンをプラズマエッチングするエッチング工程Ｓ１５でプラズマ処理するときに用いる反応ガスとしてＣＦ4を用いた場合を例示したが、シリコーンあるいはシリコーン化合物をエッチング可能なフッ素系のガスであれば良く、例えばＣ4Ｆ6（ヘキサフルオロ１，３ブタジエン）やＳＦ6（六フッ化硫黄）を用いても良い。
【符号の説明】
【００２９】
１…シール剤（封止材）
２…シール剤のあるべき領域
３…対向基板
４…ゲル吸湿剤
５…流れ出した比較的分子量の小さいシリコーン
６…有機ＥＬ素子基板
７…有機ＥＬ素子層
Ｓ１１，Ｓ５１，Ｓ６１，Ｓ７１…秤量工程
Ｓ１２，Ｓ５２，Ｓ６２，Ｓ７２…攪拌混合工程
Ｓ１３，Ｓ５３，Ｓ６４，Ｓ７３…ゲル吸湿剤塗布工程
Ｓ１４…基板加熱工程
Ｓ１５…エッチング工程
Ｓ１６，Ｓ６３，Ｓ７４…ゲル吸湿剤脱水工程
Ｓ１７，Ｓ５４，Ｓ６５，Ｓ７５…シール剤塗布工程
Ｓ１８，Ｓ５５，Ｓ６６，Ｓ７６…基板貼り合わせ工程
Ｓ１９，Ｓ５６，Ｓ６７，Ｓ７７…シール剤硬化工程
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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