(57)【要約】【課題】大掛かりな装置を使用することなく、かつグローブボックス内のように作業範囲が制限された場所においても、簡便に有機ＥＬ素子等のデバイスを封止できる封止用治具、及びデバイス封止方法を提供する。【解決手段】封止シートをデバイスに貼付してデバイスを封止するための封止用治具であって、前記治具の一端部近傍に複数の支柱を有し、前記デバイスの厚み以下の深さであって前記デバイスの載置が可能な開口部を有する凹部を設けた封止用治具、及び、該封止用治具を用いたデバイス封止方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
封止シートとデバイスとを貼付して前記デバイスを封止するための封止用治具であって、前記治具の一端部近傍に複数の支柱を有し、前記デバイスの厚み以下の深さであって前記デバイスの載置が可能な開口部を有する凹部を設けた封止用治具。
【請求項２】
封止シートをデバイスに貼付してデバイスを封止する方法であって、一端部近傍に複数の支柱を有し、前記デバイスの厚み以下の深さであって前記デバイスの載置が可能な開口部を有する凹部を設けた封止用治具の前記凹部に前記デバイスを載置し、前記支柱を挿通できる複数の挿通穴を有し前記挿通穴以外の部分に前記封止シートを仮接着させた粘着シートの前記挿通穴に、前記支柱を挿通させて、前記封止シートと前記デバイスとを対向して接触させた後、前記封止シートを押圧して前記デバイスに貼付するデバイス封止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止シートを貼付してデバイスを封止するために用いる封止用治具、及び、デバイス封止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機エレクトロニクスは、塗布法や印刷法を用いて、室温に近い低温で、フレキシブルな透明プラスチック基板上に、ディスプレイ、回路、電池等を形成できる技術として注目されており、さまざまな有機デバイスの研究開発が進められている。例えば、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子は、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として、液晶ディスプレイやＥＬディスプレイへの適用が注目されている。
しかしながら、有機ＥＬ素子は、一定時間駆動すると、発光輝度、発光効率、発光均一性の発光特性が初期に比べて劣化するという問題がある。劣化の原因としては、有機ＥＬ素子内に侵入した酸素や水分による電極の酸化や有機発光素子材料の変性、駆動時の熱による有機発光素子材料の酸化分解等が挙げられる。そこで、水分や酸素との接触を避けるために、有機ＥＬ素子を封止材により封止することが検討されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子を封止するための方法は確立されていないが、例えば、中空部分を有するガラス製の封止材の周囲を、該素子に接触しないように接着剤で貼付して封止する方法が挙げられる。しかしながら、該封止方法では封止に時間がかかることと、封止材が高価であることが問題となる。
一方、有機ＥＬ素子と封止シートとを貼り合わせてラミネートする等の封止方法も考えられる。封止シートは、封止用粘着剤層と基材とからなる積層シートであり、上記ガラス封止材よりも安価である点で好ましい。
有機ＥＬ素子等のデバイスの封止は、作業中に該デバイス内に水分や酸素が侵入しない条件下で行うことが望ましい。例えば、不活性ガス雰囲気下、減圧条件で封止を行う方法及び装置が知られている（特許文献１参照）。しかしながら、減圧条件下で封止を行うには、真空チャンバー等の大掛かりな装置が必要となる。
そこで、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気にしたグローブボックス内で該デバイスの封止を行う方法も考えられる。しかしながら、グローブボックス内では作業範囲が著しく制限されるため、該デバイスと封止シートの位置合わせを行って貼り合わせるという精密な作業を行うには困難が伴う。特に、封止枚数が多い場合には膨大な時間と労力を要する。
そこで、封止シートを貼付してデバイスを封止するための、簡易でかつ容易な封止用治具の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０３５５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、大掛かりな装置を使用することなく、かつグローブボックス内のように作業範囲が制限された場所においても、有機ＥＬ素子等のデバイスを封止シートによって簡便に封止できる封止用治具、及びデバイス封止方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、（１）封止シートをデバイスに貼付してデバイスを封止するための封止用治具であって、上記治具の一端部近傍に複数の支柱を有し、上記デバイスの厚み以下の深さであって上記デバイスの載置が可能な開口部を有する凹部を設けた封止用治具、及び、（２）封止シートをデバイスに貼付してデバイスを封止する方法であって、一端部近傍に複数の支柱を有し、上記デバイスの厚み以下の深さであって上記デバイスの載置が可能な開口部を有する凹部を設けた封止用治具の前記凹部に上記デバイスを載置し、上記支柱を挿通できる複数の挿通穴を有し上記挿通穴以外の部分に上記封止シートを仮接着させた粘着シートの上記挿通穴に、上記支柱を挿通させて、上記封止シートと上記デバイスとを対向して接触させた後、上記封止シートを押圧して上記デバイスに貼付するデバイス封止方法、
である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の封止用治具及びデバイス封止方法によれば、簡易かつ容易に、有機ＥＬ素子や、太陽電池、有機／無機薄膜トランジスタ等の各種デバイスを封止シートにより封止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）は本発明の封止用治具の一例を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図２】本発明の封止用治具に設けられた凹部に、封止対象となるデバイスが載置された封止用治具、及び封止シートを仮接着させた粘着シートの一例の斜視図である。
【図３】本発明の封止用治具に設けられた凹部からデバイスを挿脱するための凹部をさらに設けた、封止用治具本体部上面の一例を示す部分拡大平面図である。
【図４】本発明の封止用治具を用いたデバイス封止方法の一例を示す図である。
【図５】本発明に用いる封止シートの一例を示す断面図である。
【図６】本発明に用いる、封止シートを仮接着させた粘着シートの一例を示す断面図である。
【図７】（ａ）は封止シートを押圧してデバイスに貼付する際に用いられる板状の押圧治具の一例を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図８】（ａ）は封止シートを押圧してデバイスに貼付する際に用いられるロール状の押圧治具の一例を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
[封止用治具]
本発明の封止用治具は、封止用治具本体部と、複数の支柱から構成され。封止用治具本体部の上面に凹部が設けられる。
図１（ａ）は本発明に係る封止用治具の一例の平面図、（ｂ）はその側面図である。また、図２は、凹部にデバイスが載置された封止用治具と、封止シートを仮接着させた粘着シートの斜視図である。
図１及び図２において、１は封止用治具、１１は封止用治具本体部、１２は支柱、１３はデバイスの載置が可能な開口部を有する凹部である。
また、図２において、２はデバイス、３は粘着シート、３１は粘着シートの一端部近傍に設けられた挿通穴、４は封止シートである。
封止用治具１の大きさは、封止するデバイス２の面積や形状等に応じて適宜選択できるが、封止作業時の雰囲気を制御しやすいという観点から、グローブボックスに入る程度の大きさであることが好ましい。
【００１０】
封止用治具本体部１１の形状は、特に限定されないが、例えば図１及び図２に示すように、長尺に作製することができる。封止用治具本体部１１は、上面が平滑であることが好ましい。
封止用治具本体部１１の材質は、後述する一連のデバイス封止工程に耐え得る機械的強度を有していれば、特に制限されない。例えば、金属、プラスチック等が挙げられる。中でも、封止用治具本体部１１の材質はポリテトラフルオロエチレン製であることが好ましい。後述するデバイス封止方法において、封止シート４を押圧してデバイス２に貼付した後、粘着シート３を封止用治具本体部１１から剥離するのが容易になるためである。
また、封止用治具本体部１１は、後述するデバイス封止方法において、デバイスに封止シートを貼付する際に、封止用治具１が動かないように、封止用治具本体部１１の下部に比重の高いステンレス等からなる金属部材を接合したり、滑り止めの加工を行っていてもよい。
【００１１】
支柱１２は、図１及び図２に示すように、封止用治具本体部１１の上面の一端部近傍に複数配置される。支柱１２の本数は、封止シート４の貼付の際、封止シート４を仮接着させた粘着シート３の挿通穴３１に支柱１２を挿通した後に粘着シート３がずれにくく、位置合わせを安定して行えるという観点から、３本以上であることが好ましく、４本以上であることがより好ましい。
【００１２】
複数の支柱１２の配置は、特に制限はないが、支柱１２が３本以上である場合は、同一直線上にない方が好ましい。また、複数の支柱１２は互いに接することなく、ある程度離れた位置に設ける方が好ましい。
支柱１２の高さは、特に制限はないが、デバイス２への封止シート４の貼付時に、封止シート４を仮接着させた粘着シート３の挿通穴３１が支柱１２から外れず、かつ、貼付終了時には粘着シート３を支柱１２から容易に外せるという観点から、５ｍｍ〜５ｃｍであることが好ましい。
また、支柱１２の太さは、封止シート４の貼付時に、封止シート４を仮接着させた粘着シート３に引張等の力をかけた際に封止シート４を仮接着させた粘着シート３の破断が生じなければ、特に限定されない。支柱１２の断面形状は、特に制限はないが、封止シート４の貼付時に、封止シート４を仮接着させた粘着シート３の破断を防ぐ観点から、円形、楕円系、四角形等、の鋭角を持たない形状であることが好ましい。
支柱１２の材質は、封止シート４の貼付時に、封止シート４を仮接着させた粘着シート３に引張等の力をかけた際に形状が変形しない程度の機械的強度を有するものであれば特に制限されない。例えば、金属、プラスチック等が挙げられる。
【００１３】
凹部１３は、デバイス２の厚み以下の深さを有し、また、デバイス２の載置が可能な開口部を有する。凹部１３の深さがデバイス２の厚みよりも深いと、後述するデバイス封止方法において、デバイス２と封止シート４とが接触せず、封止シート４を貼付できない場合がある。凹部１３は、図１及び図２に示すように複数設けられる。
凹部１３の開口部は、デバイス２を載置できる形状であればよく、デバイス２と封止シート４との位置合わせを行いやすいという観点から、デバイス２を固定できる形状であることが好ましい。例えば、デバイス２と相似形であって、デバイス２を載置できる大きさの開口部を有する形状である。
凹部１３は、図３に示すように、デバイス２を挿脱するための凹部１４をさらに有していてもよい。例えば、凹部１４にピンセット等の先端を入れて、凹部１３に載置されたデバイス２を容易に取り出すことができる。
【００１４】
［デバイス封止方法］
図４は、本発明の封止用治具を用いたデバイス封止方法の一例を示す図であり、図５は封止シート４の一例を示す断面図である。図６は、封止シート４を仮接着させた粘着シート３の一例を示す断面図である。
図４〜図６を参照して、本発明の封止用治具１を用いたデバイス２の封止方法をさらに詳細に説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、封止用治具本体１１の上面に設けられた複数の凹部１３にデバイス２を載置する。デバイス２は、特に限定されないが、例えば、ガラス等の基板上に封止対象となる素子を形成したものであり、有機ＥＬ素子や、太陽電池、有機／無機薄膜トランジスタ等の各種デバイスが挙げられる。デバイス２は、封止対象となる素子等が上になるように凹部１３に載置される。
次に、図４（ｂ）に示すように、封止シート４を仮接着させた粘着シート３の一端部近傍に設けられた複数の挿通穴３１に、封止用治具本体１１の上面に設けられた複数の支柱１２を挿通させる。
粘着シート３には、あらかじめ封止用治具本体部１１の上面に設けられた複数の支柱１２に対向する位置に挿通穴３１を設けておく。挿通穴３１の開口部は、支柱１２の径よりも若干大きく、支柱１２の挿通が可能である。
【００１５】
粘着シート３は、基材上に粘着剤層を設けたものであることが好ましい。粘着シート３に用いられる基材は、特に制限はないが、封止シート４とデバイス２との位置合わせを行う際の引張力や、封止シートを押圧する際の押圧により破断しにくい材質ものが好ましく、さらに、デバイス２と封止シート４との位置合わせを容易にするために、透明又は半透明であることが好ましい。例えば、後述する封止シート４の基材４１として例示したものが挙げられる。
また、粘着シート３の粘着剤層は、封止シート４をデバイス２に貼付した後、封止用治具本体部１１およびデバイス２から剥離しやすいように、微粘着性であることが好ましい。このような粘着剤層を形成する粘着剤としては、公知のものを用いることができる。また、粘着シート３は、帯電防止加工されているものがより好ましい。図４（ｂ）において、粘着シート３の粘着剤層は、封止用治具本体１１の上面に接する面となる。
【００１６】
封止シート４は、例えば図５に示すように、少なくとも基材４１と、封止用粘着剤層４２とが積層されたシートである。また、所望により、封止用粘着剤層４２上に剥離シート４３を積層させていてもよい。
基材４１は、特に制限はなく、様々なものを用いることができる。具体的にはポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリイミド、ポリアミドなどの樹脂からなるシート；これらのシートにアルミニウム、マグネシウム、亜鉛、スズ等の金属蒸着を施したもの；これらのシートに窒化珪素、酸化珪素、酸窒化珪素、ポリシラザン化合物、ポリカルボシラン化合物、ポリシラン化合物、ポリオルガノシロキサン化合物、テトラオルガノシラン化合物等の珪素化合物、酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウム等のアルミニウム化合物、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ等の無機酸化物を積層したもの；上質紙、含浸紙等からなる紙類；アルミニウム箔、銅箔や鉄箔等の金属箔；不織布；合成紙等が用いられる。
封止用粘着剤層４２には、粘着剤層を形成する粘着剤として通常用いられるもの、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤、シリコーン系粘着剤を用いることができ、中でもガスバリア性の観点から、ゴム系粘着剤が好ましい。
封止シート４は、例えば、基材４１上に、封止用粘着剤を公知の方法により塗工する等して封止用粘着剤層４２を形成することにより作成される。
【００１７】
封止シート４は、粘着シート３上の挿通穴３１に支柱１２を挿通させた時に、封止用治具本体部１１の上面に設けられた凹部１３に載置された１つ又は複数のデバイス２と対向する位置になるように、あらかじめデバイス２側に、すなわち粘着シート３の封止用治具本体１１の上面に接する面（粘着剤層面）に仮接着させておくことが好ましい。
図６（ａ）（ｂ）に、封止シート４を仮接着させた粘着シート３の一例を示す。
粘着シート３に封止シート４を仮接着させる方法としては、前記封止シート４を抜き加工等によりデバイス２に対応する形状にカットした後、基材４１が粘着シート３の粘着剤層面に来るようにして、デバイス２と対向する位置になるように封止シート４を仮接着させて作製されていてもよい（図６（ａ））。なお、図示はしていないが、封止シート４には、剥離シート４３が積層されていてもよい。
また、デバイス２に対応する形状になるように、封止シート４の基材４１側から抜き加工等により剥離シート４３までハーフカットを行い、剥離シート４３上に、デバイス２に対応する形状にカットされた封止シート４が積層された状態で、粘着シート３の粘着剤層側に封止シート４を仮接着させて作製されてもよい（図６（ｂ））。なお、剥離シート４３は、封止シート４をデバイス２に貼付する際に剥離される。
封止シート４を仮接着させた粘着シート３は、デバイス２に貼付する前にアニーリングを行い、封止シート４に含有される余分な水分を除去しておくことが好ましい。
【００１８】
図４（ｂ）のように、粘着シート３の挿通穴３１に対向する位置に、挿通穴３１に挿通可能な複数の支柱１２を封止用治具本体部１１の上面に設け、粘着シート３の挿通穴３１に支柱１２を挿通させることにより、封止用治具の凹部１３に載置されたデバイス２と、粘着シート３に仮接着された封止シート４との位置合わせを容易に行い、封止シート４とデバイス２とを対向して接触させることができる。
次いで、デバイス２と対向して接触させた封止シート４を粘着シート３の上から押圧することにより、封止シート４はデバイス２に貼付され、デバイス２は封止される。
ここで、封止シート４を粘着シート３の上から押圧する際には、押圧治具等を用いることが出来る。
図４（ｃ）に示すように、封止用治具１の支柱１２が設けられた端部側から、粘着シート３の粘着剤層側の面を封止用治具本体部１１の上面に接触させて、押圧治具５を用いて、粘着シート３の上から封止シート４を押圧し、支柱１２を設けた側とは反対側の端部方向に押圧治具５を動かしながら、対向するデバイス２に封止シート４を貼付させることが好ましい。
なお、この時、デバイス２と粘着シート４とが接触しないように、適度な力で粘着シート３の挿通穴３１と逆側の端部を支え、引張力を与えることで、気泡等の混入がなく、均一に封止シート４をデバイス２に貼付して封止することが出来る。
【００１９】
押圧治具５は、本発明のデバイス封止方法において、デバイス２と封止シート４とを粘着シート３の上から押圧出来るものであれば特に限定されないが、扱いやすさの観点から、例えば図７に示したような板状の押圧治具や、図８に示したようなロール状の押圧治具が挙げられる。
板状の押圧治具５としては、一般にシール等を貼付するためのスキージ等が挙げられ、ロール状の押圧治具５としては、ラミネートロール等が挙げられる。
封止シート４を押圧しやすいという観点から、押圧治具５は板状であることが好ましい。また、押圧治具５の粘着シート３に接する部分が鋭角であると、適度な力を加えやすいため好ましい。
押圧治具５の大きさは、デバイス２と封止シート４とを粘着シート３の上から押圧して、封止シート４をデバイス２に貼付できるものであれば特に制限はない。
【００２０】
また、押圧治具５は、押圧治具本体部５１のみから構成されていてもよく、押圧治具本体部５１に、柔軟性部５２を設けた構成としてもよい。封止シート４を押圧して貼付しやすいという点から、後者であることが好ましい。
押圧治具５が板状である場合には、図７に示すように、押圧治具本体部５１の先端に柔軟性部５２を設けることができる。また、押圧治具５がロール状である場合には、図８に示すように、押圧治具本体部５１の外周に柔軟性部５２を設けることができる。
押圧治具本体部５１の材質は、後述する一連の封止工程に耐え得る機械的強度を有し、かつ扱い易い材質であれば特に制限はなく、金属、プラスチック等が挙げられる。
押圧治具本体部５１に設けられた柔軟性部５２は、封止シート４を押圧してデバイス２に貼付させる際に、デバイス２や封止用治具本体部１１の上面等を傷つけないようにするために設けられる。柔軟性部５２の材質は、柔軟性を有する材質であれば特に制限はないが、例えばフェルト；布；スポンジ；ゴム等の弾性体；等が挙げられる。
【００２１】
本発明のデバイス封止方法において、デバイスに封止シートを貼付した後、粘着シート３は、封止用治具本体部１１の上面から剥離される。この際、封止されたデバイス２も粘着シート３と同時に封止用治具本体部１１の凹部１３から剥離されてもよい。また、封止されたデバイス２が凹部１３に残った場合は、凹部１４にピンセットの先端を入れる等して取り出すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の封止用治具及びデバイス封止方法によれば、大掛かりな装置を使用することなく、かつグローブボックス内のように作業範囲が制限された場所においても、簡易かつ容易に、有機ＥＬ素子や、太陽電池、有機／無機薄膜トランジスタ等の各種デバイスを封止シートにより封止できる。
【符号の説明】
【００２３】
１    封止用治具
１１  封止用治具本体部
１２  支柱
１３  デバイスの載置が可能な開口部を有する凹部
１４  デバイスを挿脱するための凹部
２    デバイス
３    粘着シート
３１  挿通穴
４    封止シート
４１  基材
４２  封止用粘着剤層
４３  剥離シート
５    押圧治具
５１  押圧治具本体部
５２  柔軟性部
【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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