(57)【要約】【課題】アクリル樹脂を主成分としたラジカル系の光硬化型接着剤を用いた有機ＥＬ素子の封止方法、および、封止部材と、有機ＥＬ構造体をその上に一体的に有する基板とを所定位置に保持せしめることにより、両者間の間隔を所定の間隔に容易に設定できる有機ＥＬ素子の封止装置を提供すること。【解決手段】有機ＥＬ構造体を有する透明の基板と、前記有機ＥＬ構造体を覆って前記基板上に配置された封止部材との間にアクリル樹脂を主成分とするラジカル系の光硬化型接着剤を臨ませ、両者を圧着した状態下で前記基板側から紫外領域から可視領域の光を照射することにより一体化することを特徴とする有機ＥＬ素子の封止方法。【選択図】　　　　図３
2004079231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ構造体を有する透明の基板と、前記有機ＥＬ構造体を覆って前記基板上に配置された封止部材との間にアクリル樹脂を主成分とするラジカル系の光硬化型接着剤を臨ませ、両者を圧着した状態下で前記基板側から紫外領域から可視領域の光を照射することにより一体化することを特徴とする有機ＥＬ素子の封止方法。
【請求項２】
容器状の封止部材を位置規制する規制部と、前記封止部材の接着面に対向して配置される透明の基板を保持する保持部とを有し、かつ、前記封止部材と前記基板とが配置されたとき両者間に接着剤の厚みを決定する所定の間隙を形成する支持台と、前記基板が有する有機ＥＬ構造体の発光領域を覆う大きさを有し、かつ、前記基板を前記封止部材に向けて押圧する押圧部材と、前記押圧部材の周囲に露出する前記基板を介して、前記封止部材の接着面と当該接着面に対向する基板との間に介在する接着剤を硬化させる光源を有する事を特徴とする有機ＥＬ素子の封止装置。
【請求項３】
前記光源はハロゲンランプ、または、高圧水銀灯であることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ素子の封止装置。
【請求項４】
前記押圧部材は弾性手段を介して押圧力を付与されることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ素子の封止装置。
【請求項５】
前記押圧部材の押圧による前記基板と前記封止部材の接着面との隙間は１０μｍ〜１００μｍである事を特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ素子の封止装置。
【請求項６】
前記弾性手段はバネであることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ素子の封止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ素子の封止方法、および、封止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無機エレクトロルミネッセンス素子に代わり、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）に関する研究開発が進んでいる。
【０００３】
有機ＥＬ素子は数Ｖ〜数十Ｖ程度の低電圧で発光が可能であり、面状自発光、薄型、完全固体素子、高速応答性等から注目を浴び、当該有機ＥＬ素子を発光素子として用いたフルカラーディスプレイ装置やプロジェクション装置等が数多く提案される状況に至っている。
【０００４】
有機ＥＬ素子は、一般に、蛍光性有機化合物を含む有機化合物からなる薄膜を陽極と陰極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子および正孔を注入し、再結合させて励起子を生成させ、この励起子が失活するときの光の放出を利用して発光する素子である。
【０００５】
また、有機ＥＬ素子、例えば、有機化合物薄膜を挟む電極の少なくとも一方の電極として、酸化インジウム錫（以下、ＩＴＯという）等からなる透明電極をガラス等の透明基板上に設ける工程と、その上に、発光層を含む有機化合物薄膜を形成する工程と、もう一方の電極を前記薄膜の外側に形成する工程と、封止部材で封止する工程を含む所定の工程を経て製造される。
【０００６】
しかしながら、有機ＥＬ素子は水分の影響を受けやすく、時として構成材料の変質を招いたり、発光できなくなったりする問題があった。
【０００７】
例えば、基板と封止部材との接着面を封止するための接着剤の剥離部、あるいは、接着剤層にできている気道を介して、外部から封止部材内に入ってしまった水分によって上述の如き不具合が発生する。
【０００８】
このような不具合を改善する提案が特開平１１−１２１１７０号公報によってなされている。
【０００９】
上記公報には、封止部材を基板に接着する際に加圧するが、このとき封止用接着剤で囲まれた内部空間に発生するガスによる内部圧力を低く抑えることにより接着剤の剥離および気道の形成を抑制し、気密性を保つ接着方法が開示されており、接着剤としては、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂が、酸素による阻害がなく、光照射後も重合反応が進行する点から好ましい接着剤として選択されている。
【００１０】
この接着方法は非常に有用なものであると思われるが、接着剤を硬化せしめるまでに高い照射量、例えば、接着剤厚１ｍｍ当たりの照射量として１５００ｍＪ／ｃｍ２の紫外（ＵＶ）光による照射量が必要であり、また、ガラス基板越しにＵＶ光を照射をする場合にはガラス基板により紫外領域の光強度が減少するので長い硬化時間が必要であった。
【００１１】
また、基板と封止部材とを接着結合せしめるための封止装置、例えば、基板と封止部材との間隙を容易に設定できる封止装置については、従来、さしたる提案はされていないように思える。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような点に鑑みてなされたものであり、主たる目的は、アクリル樹脂を主成分としたラジカル系の光硬化型接着剤を用いた有機ＥＬ素子の封止方法を提供することにある。
【００１３】
また、他の目的は、封止部材と、有機ＥＬ構造体をその上に一体的に有する基板とを所定位置に保持せしめることにより、両者間の間隔を所定の間隔に容易に設定できる有機ＥＬ素子の封止装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は下記の構成によって達成することができる。
【００１５】
（１）有機ＥＬ構造体を有する透明の基板と、前記有機ＥＬ構造体を覆って前記基板上に配置された封止部材との間にアクリル樹脂を主成分とするラジカル系の光硬化型接着剤を臨ませ、両者を圧着した状態下で前記基板側から紫外領域から可視領域の光を照射することにより一体化することを特徴とする有機ＥＬ素子の封止方法。
【００１６】
（２）容器状の封止部材を位置規制する規制部と、前記封止部材の接着面に対向して配置される透明の基板を保持する保持部とを有し、かつ、前記封止部材と前記基板とが配置されたとき両者間に接着剤の厚みを決定する所定の間隙を形成する支持台と、前記基板が有する有機ＥＬ構造体の発光領域を覆う大きさを有し、かつ、前記基板を前記封止部材に向けて押圧する押圧部材と、前記押圧部材の周囲に露出する前記基板を介して、前記封止部材の接着面と当該接着面に対向する基板との間に介在する接着剤を硬化させる光源を有する事を特徴とする有機ＥＬ素子の封止装置。
【００１７】
（３）前記光源はハロゲンランプ、または、高圧水銀灯であることを特徴とする前記（２）に記載の有機ＥＬ素子の封止装置。
【００１８】
（４）前記押圧部材は弾性手段を介して押圧力を付与されることを特徴とする前記（２）に記載の有機ＥＬ素子の封止装置。
【００１９】
（５）前記押圧部材の押圧による前記基板と前記封止部材の接着面との隙間は１０μｍ〜１００μｍである事を特徴とする前記（２）に記載の有機ＥＬ素子の封止装置。
【００２０】
（６）前記弾性手段はバネであることを特徴とする前記（４）に記載の有機ＥＬ素子の封止装置。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係わる実施の形態の一例を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は有機ＥＬ素子の構成の一例を模式的に示す断面図である。
図において、１は透明ガラスからなる基板、２はＩＴＯからなる透明電極（陽極）、３は発光層を含む有機化合物薄膜、４はアルミニウムからなる金属電極（陰極）、５は封止部材（封止管）、６は前記基板１と前記封止部材５との間を封止したアクリル樹脂を主成分としたラジカル系の光硬化型接着剤（以下、封止用接着剤あるいは接着剤層という場合がある）である。
【００２３】
図においては、有機ＥＬ構造体は有機化合物薄膜３をさす。
上述の構成を有する有機ＥＬ素子は、前記透明電極２と前記金属電極４との間に電圧を印加することにより、矢示の如く、基板１のある方向に発光を取り出すことができる。
【００２４】
フルカラーディスプレイパネルの形態を有する有機ＥＬ素子を例とすると、その製造において、前記透明電極２はスパッタリングにより基板１上に形成したＩＴＯ薄膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより形成でき、有機化合物薄膜３、例えば、Ｂ、Ｇ、Ｒの発光層は、その発光層に対応したシャドーマスクを用いての真空蒸着法により形成することができ、また、発光層以外の有機化合物薄膜、例えば、電荷注入層や電荷輸送層なども真空蒸着法により形成せしめることができる。
【００２５】
また、金属電極４はスパッタリングあるいは電子ビーム蒸着法とシャドウマスクとの組み合わせにより形成できる。
【００２６】
前記封止部材５は高圧水銀灯やハロゲンランプにより得られる、紫外領域から可視領域の光を基板１側から照射し、当該封止部材５と前記基板１との間に臨ましめた前記光硬化型接着剤を硬化させることによって、基板１との一体化を図ることができる。
【００２７】
アクリル樹脂を主成分とするラジカル系の光硬化型接着剤としては、例えば、東亜合成株式会社製の、商品名ラックストラックＬＣＲ０６４１等の市販のものが使用でき、エポキシ樹脂を主成分としたカチオン系の光硬化型接着剤を使用した場合に比して、ガラス越しに封止する場合、ガラスにより紫外領域の光強度が減少しても可視光領域の光強度のみでも光硬化するので生産性がよい。
【００２８】
例えば、波長４３６ｎｍ、照度１００ｍＷ／ｃｍ２のハロゲンランプを光源とする可視光を基板１から２０ミリ離れた位置で点灯させて硬化を図ったとき、接着剤厚１ｍｍ当たりの照射量は、エポキシ樹脂を主成分とするカチオン系の光硬化型接着剤の場合に１５００ｍＪ／ｃｍ２であったのに比して、アクリル樹脂を主成分とするラジカル系の光硬化型接着剤の場合には７００ｍＪ／ｃｍ２と低い照射量で充分な硬化を得ることができた。
【００２９】
なお、本願明細書における「紫外領域（の光）」とは、２５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の波長の光をいい、また、「可視領域（の光）」とは、４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の波長の光をいう。
【００３０】
図２は複数の有機ＥＬ構造体をマトリックス状に有する、フルカラーディスプレイパネル形態とした有機ＥＬ素子を説明するための部分的模式図である。
【００３１】
図において、２０、２１、２２はＩＴＯからなる透明電極２を構成する電極列であり、電極列２０は参照符号２００、２０１等の電極で構成され、同様に、電極列２１および電極列２２も、それぞれが、複数の電極２１０、２１１等、あるいは、２２０、２２１等で構成されている。
【００３２】
各電極列を構成する電極間は、電極のパターニング処理により形成したＩＴＯからなる配線部（参照符号なし）で接続してある。
【００３３】
前記電極列２０、２１、２２は、パネルのできあがり状態において、それぞれＢ、Ｇ、Ｒの発光列となり、各電極列を形成するそれぞれの電極は、Ｇ、Ｂ、Ｒを発光素子（画素）として機能させる。
【００３４】
以上のような有機構造体である有機化合物薄膜３を電極で挟むと共に、一体的に構成された基板１と、封止部材５とを接着剤で結着して、図１に示す有機ＥＬ素子を得るときに使用する封止装置の概略構成を図３に示す。
【００３５】
図３（ａ）は基板を封止装置の所定位置に載置する前の段階を示し、図３（ｂ）は基板を封止装置の所定位置に載置した後の封止処理段階を示す。
【００３６】
なお、既出の部材については同一の参照符号を付してある。
図３（ａ）において、７は封止装置、７０は支持台であり、略矩形の材料の中をくり抜いた形状の内部には階段状に構成された３つの水平段部（以下、単に段部という）７００、７０２、および、７０４がある。
【００３７】
段部７００は、容器状の封止部材５（二点鎖線で示す）の背面側（接着する側と反対側）を載置する載置面であり、当該段部７００と二番目の段部７０２とを結んでいる立ち上がり部７０３は前記封止部材５の位置を規制する規制部であり、３番目の段部７０４は有機ＥＬ構造体を有する側の基板１の外周部を保持する保持面である。
【００３８】
前記封止部材５が接着面（辺）５００を上にして広い段部７００の所定位置に置かれ、前記基板１が前記段部７０７よりも外側に位置する前記段部７０４の上に保持された状態において、封止部材５の接着面５００と前記基板１の接着面１００との間に所定の間隙、例えば、１００μｍの間隙が形成されるように、段部７００と段部７０４との高さ方向の距離が決められている。
【００３９】
この間隙は、例えば、後述する押圧部材により押圧された状態において１０μｍ〜１００μｍとなるように設定することが望ましい。
【００４０】
１０μｍ未満では、封止部材が金属の場合には電極がショートし易く、また、１００μｍを越えると接着剤の透湿度を上昇させてしまうので好ましくない。
【００４１】
なお、前記段部７０４からの立ち上がり部７０６は前記基板１の横方向のずれを防ぐ位置規制部材として機能する。
【００４２】
６は前記したアクリル樹脂を主成分とするラジカル系の光硬化型接着剤（以下、単に接着剤という）で、前記封止部材５の接着面５００と対応するように基板１上の四辺に所定の厚さで設けてある。
【００４３】
前記封止部材５、および、前記基板１は適宜のチャック手段を用いて前記支持台７０上に位置づけるか、手で位置づけてもよい。
【００４４】
８は押圧部材で、前記基板１を図の下方に押圧し、前記接着剤６を介して前記基板と前記封止部材５の接着面５００を押圧させる機能を有する。
【００４５】
なお、前記押圧部材８は、例えば、図２において有機ＥＬ構造体の発光領域を覆う大きさを有しており、当該発光領域に対応するマスクを不要とする。
【００４６】
具体的には、有機ＥＬ構造体の発光領域が１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさを有していれば、略同じ大きさに構成する。
【００４７】
Ｄはバネからなる弾性部材で、前記押圧部材８を常時、図における下側方向に付勢しているが、封止作業を行わないときは、前記押圧部材は不図示のストッパにより非作動位置に保持されている。
【００４８】
なお、前記支持台７０に対する前記封止部材５、および、基板１の設置作業は別の場所で行い、その後、前記押圧部材８に対向する所定位置に自動的、または、手で持ち来し、位置固定するように構成することができる。
【００４９】
更に、前記立ち上がり部７０３、７０６は四辺にあるが、立ち上がり部７０６には結着後の有機ＥＬ素子を取り外しやすくするために、適宜の広さと深さとを有する切欠部を設けておくと便利である。
【００５０】
上述のような位置から図３（ｂ）で示すように、前記基板１を前記段部７０４上に載置したとき、前記基板１と段部７０４とは接着剤６の厚みによって充分な密着状態にはなっていないが、その後、押圧部材８によって押圧が加えられると、前記接着剤６が潰され、基板１は前記段部７０４と密着する。
【００５１】
換言すれば、基板１の接着面１００と封止部材５の接着面５００との間に形成される設定間隙は接着剤で埋められる。
【００５２】
Ｌはハロゲンランプからなる可視光光源で、有機ＥＬ構造体の発光領域を覆う押圧部材８の外側周囲であって、前記基板１を介して前記接着剤６を照射できる位置に位置移動され、固定保持された状態で通電制御される。
【００５３】
可視光光源Ｌの発光は、前記押圧部材８の押圧により、前記基板１と封止部材とが接着剤を介して圧着している状態下になされる。
【００５４】
前記可視光光源Ｌの照射光により前記接着剤６はラジカル架橋して硬化し、また、押圧部材８の押圧で押しつぶされて横に広がった接着剤も硬化して封止が完成する。
【００５５】
以後、前記押圧部材８を非作動位置に戻し、前記基板１を掴んで支持台７０から取り外すことにより所望の有機ＥＬ素子を得ることができる。
【００５６】
尚、図中のＫはシール剤により封止部材５の内部に取り付けた乾燥剤を示す。
本実施の形態において、透明の基板としてガラスを用いたが、石英、透明樹脂フィルム等も使用でき、透明樹脂フィルムとしてはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、セルロースアセテート等がある。
【００５７】
また、透明電極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物が電極物質として使用でき、実施の形態におけるＩＴＯの代わりに、例えば、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、ＳｎＯ、ＺｎＯ等の透明導電性材料が使用できる。
【００５８】
また、もう一方の電極（陰極）としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ未満）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物で形成することができる。
【００５９】
具体的には、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウムと銅、銀、アルミニウム、あるいは、インジュームの混合物等が使用できる。
【００６０】
また、発光層に使用される材料としては蛍光または燐光を発する有機化合物で、正孔輸送機能や電子輸送機能を併せ持っていてもよい。
【００６１】
なお、前記封止装置については、光硬化型接着剤であればその種類に関係なく使用できる。
【００６２】
【発明の効果】
容易、かつ、短時間で封止処理を行うことができるので生産性がよく、また、簡単な構成の封止装置でありながら、基板と封止部材との接触面間間隙を安定に設定することができるので、封止の精度がよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機ＥＬ素子の構成の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】複数の有機ＥＬ構造体をマトリックス状に有する、フルカラーディスプレイパネル形態とした有機ＥＬ素子を説明するための部分的模式図である。
【図３】図１に示す有機ＥＬ素子を得るときに使用する封止装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１　基板
２　透明電極
３　有機化合物薄膜
４　金属電極
５　封止部材
６　接着剤
７　封止装置
８　押圧部材
【図１】
2004079231.tif 000003
【図２】
2004079231.tif 000004
【図３】
2004079231.tif 000005