JP2008010246A - Organic electroluminescent device and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機EL発光装置およびその製造方法に係り、特に、素子基板と封止基板が陽極接合して有機EL素子を気密封止する有機EL発光装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an organic EL light emitting device and a manufacturing method thereof, and more particularly to an organic EL light emitting device in which an element substrate and a sealing substrate are anodically bonded to hermetically seal an organic EL element and a manufacturing method thereof.
近年、有機薄膜のエレクトロルミネセンス(EL)現象を利用して、一対の電極間に有機発光層を含む有機EL層を挟み、その電極間に電圧を印加し有機EL層に電流を流して発光させる有機EL素子は、その高性能化に向けた種々の検討が精力的に進められている。この有機EL素子は、フラットパネルディスプレイ(FPD;Flat Panel Display)あるいは有機LED(Light Emitting Diode)のような表示装置、非自発光素子で成る液晶表示装置の面光源バックライトあるいは照明灯のような照明装置にとって好適な自発光素子である。以下、上記有機EL素子を用いた表示装置および照明装置を総称して有機EL発光装置という。 In recent years, using an electroluminescence (EL) phenomenon of an organic thin film, an organic EL layer including an organic light emitting layer is sandwiched between a pair of electrodes, a voltage is applied between the electrodes, and a current flows through the organic EL layer to emit light. Various studies for improving the performance of the organic EL element to be made are energetically advanced. The organic EL element is a display device such as a flat panel display (FPD) or an organic LED (Light Emitting Diode), or a surface light source backlight or a illuminating lamp of a liquid crystal display device including a non-self light emitting element. It is a self-luminous element suitable for a lighting device. Hereinafter, the display device and the illumination device using the organic EL element are collectively referred to as an organic EL light emitting device.
有機EL発光装置では、一対の対向する電極のうち少なくとも1つの電極は、インジウム錫酸化物(ITO)や酸化亜鉛(ZnO)等の透光性材料から成る透明電極である。そして、その有機EL層は、少なくとも有機発光材料を含んだ有機発光層を有する。その他に、例えば、上記対向する電極の一電極に接し有機発光層に正孔を注入する正孔注入層、あるいは上記対向する電極の他電極に接し有機発光層に電子を注入する電子注入層を備えている。更に、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、あるいは電子阻止層を加えた多層膜の構造体になっていてもよい。また、高輝度の有機EL素子とするために複数の有機EL層を中間導電層を介して積層させた、いわゆるマルチフォトンエミッション(MPE;Multi Photo Emission)構造であってもよい。 In the organic EL light emitting device, at least one of the pair of opposed electrodes is a transparent electrode made of a light-transmitting material such as indium tin oxide (ITO) or zinc oxide (ZnO). The organic EL layer has an organic light emitting layer containing at least an organic light emitting material. In addition, for example, a hole injection layer that contacts one electrode of the opposing electrode and injects holes into the organic light emitting layer, or an electron injection layer that contacts the other electrode of the opposing electrode and injects electrons into the organic light emitting layer. I have. Furthermore, the structure may be a multilayer film structure including a hole transport layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, or an electron blocking layer. Also, a so-called multi-photo emission (MPE) structure in which a plurality of organic EL layers are stacked with an intermediate conductive layer in order to obtain a high-brightness organic EL element may be used.
しかし、上記有機薄膜等から成る有機EL層は、水分あるいは酸素により極めて劣化し易い。このため、有機EL発光装置における有機EL素子は、該有機EL素子の配設される非透湿性の素子基板と、該素子基板にその外周部で接合する非透湿性の封止基板とにより気密封止し収納する必要がある。 However, the organic EL layer composed of the organic thin film or the like is very easily deteriorated by moisture or oxygen. For this reason, the organic EL element in the organic EL light emitting device is air permeable by a non-moisture permeable element substrate on which the organic EL element is disposed and a non-moisture permeable sealing substrate bonded to the element substrate at an outer peripheral portion thereof. It needs to be sealed and stored.
従来の素子基板および封止基板により有機EL素子が気密封止される有機EL発光装置について、図5を参照して説明する。図5は従来の有機EL発光装置の断面図である。 An organic EL light emitting device in which an organic EL element is hermetically sealed by a conventional element substrate and a sealing substrate will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional organic EL light emitting device.
図5に示すように、有機EL発光装置100の構造では、例えば透明ガラスから成る平板状の素子基板101上に、例えばITOから成る第1の電極102が形成されている。ここで、第1の電極102は、その底部において、上記素子基板101に貫設された第1の電極取り出し端子103に接続している。そして、第1の電極102上に有機発光層を含む有機EL層104が積層され、更に、有機EL層104上に第1の電極102に対向する第2の電極105が設けられている。この第2の電極105は、素子基板101に貫設された第2の電極取り出し端子106に接続している。
As shown in FIG. 5, in the structure of the organic EL
上記第1の電極取り出し端子103および第2の電極取り出し端子106は、例えばアルミニウム(Al)あるいは銅(Cu)のような金属材料から成り、気密性を保って透明ガラスの素子基板101に嵌挿してある。そして、封止基板107が、UV硬化樹脂108を介して、素子基板101上の周縁に沿って接合されている。
The first
上記有機EL発光装置100においては、第1の電極102と有機EL層104と第2の電極105により有機EL素子が構成される。そして、この有機EL素子のうち有機EL層が特に水分あるいは酸素によって劣化し易い。そこで、素子基板101と封止基板107とにより有機EL素子の気密封止がなされる。ここで、気密性を保証するためには、上記UV硬化樹脂108等の接着剤による接合において、上記周縁に沿う接合幅は3mm〜5mm程度が必要になる。また、図示しないが、通常、封止基板107の内面には、例えば酸化バリウム粉末等の乾燥剤が取り付けられ、酸素あるいは水分等を吸着するようになっている。
In the organic EL
上記有機EL発光装置100の製造においては、平板状になった石英ガラスのような素子基板101を洗浄した後、この素子基板101上に以下のようにして有機EL素子を配設する。すなわち、素子基板101の所要の領域に貫通孔を形成し、この孔に例えばAlあるいはCuのような導電体材を充填させて第1の電極取り出し端子103および第2の電極取り出し端子106を形成する。そして、この素子基板101の表面に例えばITO膜のような仕事関数の大きい(例えば4eV以上)透明電極膜をスパッタリング法で成膜した後、所定の形状にパターニング加工して第1の電極102を形成する。
In the manufacture of the organic EL
次に、有機物成膜用金属マスクを用いた真空蒸着法により、第1の電極102上に有機EL層104を形成する。ここで、有機EL層104は、例えば、正孔輸送層である4,4’−ビス[N−(2−ナフチル)−N−フェニル−アミノ]ビフェニル(以下、α−NPDと略記する)、電子輸送性発光層であるトリス(8−キノリノラト)アルミニウム錯体(以下、Alq3と略記する)およびフッ化リチウム(LiF)から成る電子注入層の積層する多層膜である。このようにした後に、金属物成膜用金属マスクを用いたスパッタリング法により、有機EL層104を被覆するようにAlを成膜し第2の電極105を形成する。
Next, the
そして、非透湿性ガラス製あるいはステンレス製の封止基板107の出っ張り端部にUV硬化樹脂108を形成する。ここで、このUV硬化樹脂108は、UV硬化型の樹脂が塗布されて形成される。そして、乾燥した窒素雰囲気中において、封止基板107を素子基板101に対して位置合わせする。
Then, a UV
次に、上記位置合わせした封止基板107と素子基板101とを接着させ、これ等の基板を貼り合わせる。そして、有機EL層104にUV光が入射しないような遮光を施し、上記接着部にUV光を照射しUV硬化樹脂108を硬化させて上記基板を接合させる。このようにして、有機EL素子は、素子基板101と封止基板107とにより気密封止され収納される。
Next, the aligned
しかしながら、上記有機EL発光装置では、素子基板101と封止基板107はUV硬化樹脂108のような接着剤を介して接合しているために、この接着剤を透過し内部に侵入する酸素あるいは水分を完全に遮断することができない。このために、有機EL発光装置を点灯中において内部に侵入する微量の酸素あるいは水分が、有機EL素子の発光効率の低下、ダークスポットの生成等の大きな問題を生じさせていた。
However, in the organic EL light emitting device, since the
また、UV光を照射しUV硬化樹脂108を硬化させる工程において、例えば肉厚が0.5mm程度の透明ガラスから成る素子基板101の端面から内部に入射するUV光を完全に遮断することは難しい。このために、微量に入射するUV光が有機EL層104の劣化の原因にもなっていた。更には、上記UV硬化樹脂を接着剤にして素子基板101と封止基板107を接合させる方法は製造コストがかさむという問題を有していた。
Further, in the process of irradiating UV light and curing the UV
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであって、素子基板と封止基板の陽極接合により有機EL素子を気密封止して収納し、酸素および水分の浸入を完全に遮断し、その封止作業が簡便で製造歩留まりが高くしかも低い製造コストを可能にする有機EL発光装置およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances. The organic EL element is hermetically sealed and stored by anodic bonding of the element substrate and the sealing substrate, and the intrusion of oxygen and moisture is completely blocked. An object of the present invention is to provide an organic EL light-emitting device that can be easily sealed, has a high manufacturing yield, and enables a low manufacturing cost, and a manufacturing method thereof.
上記目的を達成するために、本発明の有機EL発光装置は、有機発光層を含む有機EL層と該有機EL層を挟持する一対の電極とを有する有機EL素子が素子基板上に配設され、前記素子基板および該素子基板に接合する封止基板により前記有機EL素子が封止された有機EL発光装置であって、前記素子基板の外周部において、前記素子基板と前記封止基板がアルカリ金属原子を含有する珪酸ガラスを介して陽極接合している、構成になっている。 In order to achieve the above object, an organic EL light emitting device of the present invention includes an organic EL element having an organic EL layer including an organic light emitting layer and a pair of electrodes sandwiching the organic EL layer disposed on an element substrate. An organic EL light-emitting device in which the organic EL element is sealed by the element substrate and a sealing substrate bonded to the element substrate, wherein the element substrate and the sealing substrate are alkaline in an outer peripheral portion of the element substrate. Anodically bonded via a silicate glass containing metal atoms.
上記発明により、上記陽極接合した素子基板と封止基板の接合部において、酸素あるいは水分の浸入は完全に遮断されるようになる。このために、その内部に封止される有機EL素子が外部の酸素あるいは水分から完全に保護され、有機EL素子の酸素等による劣化のない高品質で信頼性の高い有機EL発光装置が実現する。また、封止した内部に乾燥剤を収納させる必要がなくなり、有機EL発光装置の薄型化が容易になる。 According to the above-described invention, the intrusion of oxygen or moisture is completely blocked at the junction between the element substrate and the sealing substrate that are anodically bonded. For this reason, the organic EL element sealed inside is completely protected from external oxygen or moisture, and a high-quality and highly reliable organic EL light-emitting device without deterioration due to oxygen or the like of the organic EL element is realized. . Further, it is not necessary to store the desiccant inside the sealed interior, and the organic EL light emitting device can be easily thinned.
上記発明の好適な一態様では、前記アルカリ金属原子を含有する珪酸ガラスは、ナトリウムシリケートガラス、リチウムシリケートガラスあるいはカリウムシリケートガラスである。そして、前記アルカリ金属原子を含有する珪酸ガラスは、酸化ナトリウム(Na2O)、酸化リチウム(Li2O)あるいは酸化カリウム(K2O)をそれぞれ10モル%以上含有する。 In a preferred aspect of the invention, the silicate glass containing alkali metal atoms is sodium silicate glass, lithium silicate glass, or potassium silicate glass. Then, silicate glass containing the alkali metal atom include sodium oxide (Na 2 O), containing lithium oxide (Li 2 O) or potassium oxide (K 2 O) over 10 mol%, respectively.
上記発明により、素子基板と封止基板の陽極接合が強固にしかも安定的に形成できるようになり、高い信頼性の下に有機EL発光装置が製造できるようになる。 According to the above invention, the anodic bonding between the element substrate and the sealing substrate can be formed firmly and stably, and the organic EL light emitting device can be manufactured with high reliability.
そして、本発明の有機EL発光装置の製造方法は、素子基板上の外周部に水ガラスをスクリーン印刷する工程と、前記水ガラスを印刷した前記素子基板に熱処理を施し、前記水ガラス中の水分を除去してアルカリ金属原子を含有する珪酸ガラスにする工程と、前記アルカリ金属原子を含有する珪酸ガラスが形成されていない前記素子基板上の領域に、第1の電極、少なくとも有機発光層を含む有機EL層、および第2の電極を積層して形成する工程と、前記外周部にある前記アルカリ金属原子を含有する珪酸ガラスに封止基板を当接させ前記素子基板と重ね合わせる工程と、前記素子基板と前記封止基板との間に電圧を印加し、前記アルカリ金属原子を含有する珪酸ガラスを介して前記素子基板と前記封止基板とを陽極接合する工程と、を有する構成になっている。 And the manufacturing method of the organic electroluminescent light-emitting device of this invention is a process which screen-prints water glass on the outer peripheral part on an element substrate, and heat-processes to the said element substrate which printed the said water glass, The water | moisture content in the said water glass A first electrode, at least an organic light emitting layer, is formed in a region on the element substrate where the silicate glass containing the alkali metal atom is not formed. A step of laminating and forming an organic EL layer and a second electrode; a step of bringing a sealing substrate into contact with the silicate glass containing the alkali metal atom in the outer peripheral portion; Applying a voltage between the element substrate and the sealing substrate, and anodic bonding the element substrate and the sealing substrate through the silicate glass containing the alkali metal atom. It has a configuration that.
上記発明の好適な一態様では、前記陽極接合の温度は100℃を超えないようされる。 In a preferred aspect of the above invention, the temperature of the anodic bonding does not exceed 100 ° C.
上記発明により、第1の電極、少なくとも有機発光層を含む有機EL層および第2の電極から成る有機EL素子を封止し収納する素子基板と封止基板の接合において、その封止の作業性が向上すると共に封止が高い精度にできるようになる。このために、微細でコンパクトな構造の有機EL発光装置あるいは発光面積が増大化した有機EL発光装置の製造が容易になる。また、有機EL発光装置の製造歩留まりが高くなり製造コストが低減するようになる。 According to the above invention, in the bonding of the element substrate for sealing and housing the organic EL element composed of the first electrode, the organic EL layer including at least the organic light emitting layer, and the second electrode, and the sealing substrate, the sealing workability As a result, the sealing can be performed with high accuracy. For this reason, it becomes easy to manufacture an organic EL light emitting device having a fine and compact structure or an organic EL light emitting device having an increased light emitting area. In addition, the manufacturing yield of the organic EL light emitting device is increased and the manufacturing cost is reduced.
本発明の構成によれば、素子基板と封止基板の陽極接合により、有機EL発光装置の有機EL素子への酸素および水分の浸入を完全に遮断し、封止作業を簡便にして製造歩留まりを向上させ製造コストを低減させて有機EL素子を気密封止し収納することができる。 According to the configuration of the present invention, the anodic bonding between the element substrate and the sealing substrate completely blocks the intrusion of oxygen and moisture into the organic EL element of the organic EL light emitting device, thereby simplifying the sealing operation and increasing the production yield. The organic EL element can be hermetically sealed and stored by improving the manufacturing cost.
以下、本発明の好適な実施形態について図1、図2および図3を参照して説明する。図1は本実施形態の好適な有機EL発光装置の一例を示す断面図であり、図2および図3はその製造方法を示す工程別断面図である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a preferred organic EL light-emitting device of the present embodiment, and FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views showing the manufacturing method according to steps.
図1に示すように、有機EL発光装置10では、例えば石英ガラスのような非透湿性、透光性を有する膜厚0.5mm〜1mmの平板状の素子基板11上に、例えばITOから成る第1の電極12が形成されている。この第1の電極12は、その底部において、上記素子基板11に貫設された第1の電極取り出し端子13に接続する。そして、上記第1の電極12上に有機発光層を含む有機EL層14が積層され、上記有機EL層14上に第1の電極12に対向する第2の電極15が設けられている。この第2の電極15は、上記素子基板11に貫設された第2の電極取り出し端子16に接続している。これ等の第1の電極取り出し端子13および第2の電極取り出し端子16は、例えばITOあるいはZnOのような透光性導電体材料あるいはAl、Cuのような導電体材から成り、気密性を保って透明ガラスの素子基板11に嵌挿してある。
As shown in FIG. 1, the organic EL
そして、例えばステンレス製の封止基板17が、アルカリ含有ガラス膜18を介して、上記素子基板11表面の外周部に沿って接合されている。ここで、アルカリ含有ガラス膜18は、その詳細を後述するように例えば水ガラスにより形成され、上記接合は陽極接合法により行われている。
Then, for example, a
ここで、アルカリ含有ガラス膜18は、珪酸ナトリウム膜、リチウム(Li)、カリウム(K)等のアルカリ金属原子を含んだ珪酸(SiO2)ガラス膜である。そして、このアルカリ含有ガラス膜18の膜厚は10μm以上になるように設定する。この膜厚以上にすることにより、素子基板11と封止基板17と陽極接合が極めて強固なものになり、信頼性の高い有機EL発光装置が得られる。
Here, the alkali-containing
そして、このアルカリ含有ガラス膜18は、例えばSiO2と酸化ナトリウム(Na2O)の混在するナトリウムシリケートガラス膜である場合には、Na2O組成は10モル(mol)%以上が好適である。10モル%未満であると、陽極接合が不充分になることがあり製造歩留まりが低下して実用的でなくなる。また、このナトリウムシリケートガラス膜中のナトリウム含有量が増加すると、アルカリ含有ガラス膜18の吸湿性が高くなり、耐湿性が低下するようになる。このために、上記Na2O組成の上限としては略50モル%程度になる。
For example, when the alkali-containing
また、アルカリ含有ガラス膜18は、SiO2と酸化リチウム(Li2O)の混在するリチウムシリケートガラス膜、あるいはSiO2と酸化カリウム(K2O)の混在するカリウムシリケートガラス膜であってもよい。このような場合でも、シリケートガラス膜中のLi2O組成あるいはK2O組成は10モル%以上が同様の理由から好適になる。
Further, the alkali-containing
また、上記アルカリ含有ガラス膜18は、Na、LiあるいはKが混在する珪酸ガラス膜であってもよい。そして、それがシリケートガラスである場合には、珪酸ガラス膜中の上記酸化アルカリ金属組成の全濃度が10モル%以上になるようにすると好適である。
The alkali-containing
また、上記封止基板17は、ステンレス以外にAl、チタン(Ti)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、シリコン(Si)などの導電体材料あるいはこれ等の合金材料から構成されていてもよい。あるいは、封止基板17は、ガラス、プラスチック、セラミックスのような絶縁体材料により構成され、素子基板11とアルカリ含有ガラス膜18を介して陽極接合する領域に、上記導電体材料あるいはこれ等の合金材料から成る導電層が形成された構造になっていてもよい。
In addition to stainless steel, the sealing
上記有機EL発光装置10において、第1の電極12と有機EL層14と第2の電極15により構成される有機EL素子は、特に水分あるいは酸素によって劣化し易い。そこで、この場合にあっても、図示しないが従来の技術で説明したように、封止基板17の内面には、例えば酸化バリウム粉末等の乾燥剤が取り付けられていてもよい。
In the organic EL
次に、有機EL発光装置10の製造方法について説明する。図2(a)に示すように、例えば肉厚が0.5mm〜1mm程度であって非透湿性を有する平板状の素子基板を化学薬液等で洗浄し乾燥させる。ここで、素子基板11は例えば石英ガラス製とする。
Next, a method for manufacturing the organic EL
そして、この素子基板11を洗浄した後に、素子基板11上に水ガラス膜をスピンコート法により塗布形成する。ここで、塗布液となる水ガラス水溶液としては、例えばその粘度が30cP(3×10−2Pa・s)程度になるように水希釈し、更にNa2Oの含有量が10モル%〜30モル%となるように調製して用いる。ここで、Na2Oの代わりに、同量のLi2OあるいはK2Oを添加してもよい。あるいは、Na2O、Li2OあるいはK2Oを混在させてもよい。
Then, after cleaning the
そして、水ガラス膜の塗布形成後、大気雰囲気中において100℃、24時間間程度の乾燥処理を施す。この乾燥処理により水ガラス膜中の水分が除去される。このようにして、素子基板11上の全面に膜厚が例えば10μm〜50μm程度になるアルカリ含有ガラス層18aを形成する。ここで、アルカリ含有ガラス層18aは、アルカリシリケートガラス層である。
And after application | coating formation of a water glass film | membrane, the drying process for about 24 hours is performed in 100 degreeC in air | atmosphere atmosphere. By this drying treatment, water in the water glass film is removed. In this manner, the alkali-containing
次に、図2(b)に示すように、公知のフォトリソグラフィ技術により形成したレジストマスク19をエッチングマスクにして、BHF(バッファード・フッ酸)によるウェットエッチングによりアルカリ含有ガラス層18aを選択的にエッチング加工する。その後、上記レジストマスク19を剥離し、図2(c)に示すように、素子基板11の周縁に沿った外周部に例えば0.5mm〜1mm幅にアルカリ含有ガラス膜18を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, the alkali-containing
そして、素子基板11の2箇所の所要の領域にこの素子基板11を貫通する孔を形成し、更にこの孔に例えば透光性の導電体材を充填させて、図2(d)に示すように、第1の電極取り出し端子13および第2の電極取り出し端子16を形成する。
Then, a hole penetrating the
次に、例えばITO膜のような透明電極膜を真空蒸着法あるいはスパッタリング法等で成膜する。ここで、透明電極膜の膜厚は例えば200nm程度である。そして、図2(e)に示すように、所定の形状にパターニング加工して第1の電極12を形成する。ここで、第1の電極12は、その底面で第1の電極取り出し端子13と接続する。
Next, a transparent electrode film such as an ITO film is formed by vacuum deposition or sputtering. Here, the film thickness of the transparent electrode film is, for example, about 200 nm. Then, as shown in FIG. 2E, the
次に、図3(a)に示すように、有機物成膜用金属マスクを用いた真空蒸着法により、第1の電極12上に有機EL層14を形成する。ここで、有機EL層14は、例えば、正孔輸送層である膜厚が50nm程度のα−NPD、電子輸送性発光層である膜厚が100nm程度のAlq3および電子注入層である膜厚が0.5nm程度のLiFの積層膜である。なお、上記有機EL層14は、上述したように有機発光層のみの単層であってもよい。あるいは、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子注入層、電子輸送層、電子阻止層の一層以上と有機発光層との積層した多層になる構造であってもよい。また、上記MPE構造になっていてもよい。
Next, as shown in FIG. 3A, an
引き続いて、図3(b)に示すように、金属物成膜用金属マスクを用いたスパッタリング法により、有機EL層14を被覆し、第2の電極取り出し端子16に接続する膜厚が例えば150nm程度のAl金属膜を成膜して第2の電極15を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 3B, the
このようにした後に、図3(c)に示すように、乾燥窒素雰囲気中において、例えばステンレス製であって出っ張り端部を有する封止基板17を素子基板11と陽極接合させる。ここで、両基板の陽極接合方法では、はじめに上記アルカリ含有ガラス膜18と封止基板17の出っ張り端部の位置合わせを行い、素子基板11上に封止基板17を固定させる。続いて、80℃〜100℃程度の温度にして素子基板11側を陰極に封止基板19側を陽極にし、その間に例えば300V〜500V程度の電圧を例えば10分程度の間印加する。このようにして、素子基板11と封止基板17は、アルカリ含有ガラス膜18を介することにより従来に比べて低い温度で強固な陽極接合が極めて安定的になされる。
After this, as shown in FIG. 3C, a sealing
上記陽極接合において、封止基板17の接合面となる上記出っ張り端部の端面の表面粗さが0.2μm以下になるようにしておくことが好ましい。このような平滑面にすることにより、接合強度に優れ高い信頼性の陽極接合が容易にできる。また、陽極接合の温度が100℃を超えないようにすることにより、素子基板11および封止基板17により封止される有機EL層14の陽極接合時の温度による劣化は全く生じない。
In the anodic bonding, it is preferable that the surface roughness of the end surface of the protruding end portion that becomes the bonding surface of the sealing
このようにして、第1の電極12、有機EL層14および第2の電極15から成る有機EL素子は、素子基板11と封止基板17とにより気密封止され収納される。なお、図示しないが、上記封止基板17の内面に、例えば酸化バリウム粉末等の乾燥部材を貼り付けて取り付けてもよい。
In this way, the organic EL element composed of the
以上のようにして、図1で示した有機EL発光装置10が製造される。ここで、封止基板17は、ステンレス製の深絞り成形され出っ張り端部を有する場合について説明しているが、素子基板11と同様な平板状の封止基板17であってもよい。この場合には、素子基板11と封止基板17により有機EL素子の封止される内部の酸素および水分を充分に除去しておく。そして、封止基板17の内面に取り付けられる酸化バリウム粉末等の乾燥部材は、上記封止される内部のスペースが狭くなることから、皆無あるいは少量になる。
As described above, the organic EL
また、封止基板17は例えばガラス材、プラスチック材あるいはセラミックス材のような絶縁体材で形成してもよい。但し、この場合には、素子基板11上のアルカリ含有ガラス膜18との接合面には金属膜あるいは半導体膜を形成しておく必要がある。
The sealing
上記陽極接合方法におけるアルカリ含有ガラス膜18の形成は種々の方法が可能であるが、その作業性に優れる好適な一態様について図4を参照して説明する。ここで、図4は、素子基板11上の外周部にアルカリ含有ガラス膜18を形成する工程別断面図である。
Various methods can be used to form the alkali-containing
図4(a)に示すように、肉厚が0.5mm〜1mm程度の合成石英ガラスのような平板状の素子基板を化学薬液等で洗浄し乾燥させる。 As shown in FIG. 4A, a flat element substrate such as synthetic quartz glass having a thickness of about 0.5 mm to 1 mm is washed with a chemical solution or the like and dried.
図4(b)に示すように、マスク材20を所定のパターンに施して成る印刷用のスクリーン21の上に、例えば粘度が30cP(3×10−2Pa・s)程度になるように水希釈した水ガラスを載せ、これをスキージによりスクリーン紗22の目開きを通して押し出し、素子基板11の周縁に沿ってアルカリ含有ガラス印刷膜18bを印刷して形成する。
As shown in FIG. 4B, water is applied on a
次に、図4(c)に示すように、大気雰囲気中において100℃、24時間間程度の乾燥処理を施す。この乾燥処理により水ガラス膜中の水分が除去される。このようにして、素子基板11上の全面に膜厚が10μm〜50μm程度のアルカリ含有ガラス膜18を形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, a drying process is performed in an air atmosphere at 100 ° C. for about 24 hours. By this drying treatment, water in the water glass film is removed. In this manner, the alkali-containing
以後、図2(d)ないし図3(c)の工程を経て、図1で示した有機EL発光装置10が製造される。
Thereafter, the organic EL
本実施形態では、素子基板11と封止基板17は、非透湿性を有し薄い膜厚に制御されたアルカリ含有ガラス膜18を介して陽極接合する。これにより、素子基板11と封止基板17の接合は極めて強固で高い信頼性を有するようになる。このために、このアルカリ含有ガラス膜18を透過し内部に侵入する酸素あるいは水分は完全に遮断されるようになる。そして、上述したような従来の有機EL発光装置においてみられた酸素あるいは水分による有機EL素子の発光効率の低下、ダークスポットの生成の問題は完全に解消する。
In the present embodiment, the
また、従来の技術のようなUV光を照射しUV硬化樹脂を硬化させる工程がなくなり、上述したUV光による有機EL層の特性劣化は皆無になる。更には、上記UV硬化樹脂を接着剤にする場合に生じる硬化樹脂の素子基板11からのはみ出し等の管理の問題が解消される。そして、素子基板と封止基板の接合する周縁領域の面積が高精度に制御され縮小する。このようにして、有機EL発光装置における有機EL層の薄層化あるいは有機EL素子の発光面積の増大化が容易になる。
Further, there is no step of curing the UV curable resin by irradiating UV light as in the prior art, and there is no deterioration in the characteristics of the organic EL layer due to the UV light. Furthermore, management problems such as the protrusion of the cured resin from the
更に、陽極接合が極めて簡便にしかも安定的にできるようになる。そして、有機EL素子を封止し収納する素子基板と封止基板の接合における封止作業が極めて簡便になり、しかも封止の制御性が向上し製造歩留まりが高くなり製造コストが大幅に低減するようになる。 Furthermore, anodic bonding can be performed very simply and stably. Then, the sealing operation in joining the element substrate for sealing and storing the organic EL element and the sealing substrate becomes extremely simple, and the controllability of the sealing is improved, the manufacturing yield is increased, and the manufacturing cost is greatly reduced. It becomes like this.
上記実施形態において素子基板11は、アルミノ珪酸塩ガラス、アルミノ硼珪酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、バリウム珪酸ガラス、バリウム硼珪酸ガラス、硼珪酸ガラス等のガラス;アラミド、ポリアクリレート、ポリアリレート、ポリイミド、ポリウレタン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリメチルアクリレート、エポキシ樹脂、フェノール系樹脂、弗素系樹脂、メラミン系樹脂等のプラスチック;アルミナ、シリコン、石英、炭化珪素等のセラミックスを用いることができる。また、必要に応じてこれらは適宜に積層して用いる。ここで、素子基板11としては、非透湿性の透光性材料が好ましい。なお、有機EL素子からの発光の色度を調節する必要がある場合には、例えば、素子基板11の適所に光学フィルター膜、色度変換膜、誘電体反射膜などの色度調節手段を設けてもよい。
In the above embodiment, the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments do not limit the present invention. Those skilled in the art can make various modifications and changes in specific embodiments without departing from the technical idea and technical scope of the present invention.
例えば、上記アルカリ含有ガラス膜18は、封止基板17の縁端に沿って形成して、その後に図3(c)で説明したのと同様な陽極接合を行うようにしてもよい。この場合、素子基板11の接合する外周部に金属膜あるいは半導体膜を形成する。そして、上記金属膜あるいは半導体膜を陽極にし、封止基板17を陰極にした陽極接合を行う。ここで、封止基板17は上述したガラス、プラスチックあるいはセラミックスのような絶縁体材により形成されてもよい。
For example, the alkali-containing
また、上記第1の電極12と第2の電極15を構成する金属材料を入れ換えてもよい。この場合には、積層する有機EL層の構造が上記実施形態の場合と逆構造になるようにする。そして、例えば素子基板12が非透光性を有し封止基板17が透光性を有するようにする。
Further, the metal materials constituting the
また、アルカリ含有ガラス膜18は、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)のようなアルカリ金属原子を含有する珪酸ガラスであってもよい。更には、アルカリ金属原子を含有する珪酸ガラス以外のガラスであってもよい。ここで、ガラス中にアルカリ金属イオンが生成されるものであればよい。
The alkali-containing
10 有機EL発光装置
11 素子基板
12 第1の電極
13 第1の電極取り出し端子
14 有機EL層
15 第2の電極
16 第2の電極取り出し端子
17 封止基板
18 アルカリ含有ガラス膜
18a アルカリ含有ガラス層
18b アルカリ含有ガラス印刷膜
19 レジストマスク
20 マスク材
21 スクリーン
22 スクリーン紗
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記素子基板の外周部において、前記素子基板と前記封止基板がアルカリ金属原子を含有する珪酸ガラスを介して陽極接合していることを特徴とする有機EL発光装置。 An organic EL element having an organic EL layer including an organic light emitting layer and a pair of electrodes sandwiching the organic EL layer is disposed on an element substrate, and the organic substrate is bonded to the element substrate and the sealing substrate bonded to the element substrate. An organic EL light emitting device in which an EL element is sealed,
An organic EL light emitting device, wherein the element substrate and the sealing substrate are anodically bonded via an silicate glass containing an alkali metal atom at an outer peripheral portion of the element substrate.
前記水ガラスを印刷した前記素子基板に熱処理を施し、前記水ガラス中の水分を除去してアルカリ金属原子を含有する珪酸ガラスにする工程と、
前記アルカリ金属原子を含有する珪酸ガラスが形成されていない前記素子基板上の領域に、第1の電極、少なくとも有機発光層を含む有機EL層、および第2の電極を積層して形成する工程と、
前記外周部にある前記アルカリ金属原子を含有する珪酸ガラスに封止基板を当接させ前記素子基板と重ね合わせる工程と、
前記素子基板と前記封止基板との間に電圧を印加し、前記アルカリ金属原子を含有する珪酸ガラスを介して前記素子基板と前記封止基板とを陽極接合する工程と、
を有することを特徴とする有機EL発光装置の製造方法。 Screen printing water glass on the outer periphery of the element substrate;
Applying heat treatment to the element substrate on which the water glass is printed, and removing the water in the water glass to form a silicate glass containing alkali metal atoms;
A step of laminating and forming a first electrode, an organic EL layer including at least an organic light emitting layer, and a second electrode in a region on the element substrate where the silicate glass containing the alkali metal atom is not formed; ,
A step of bringing a sealing substrate into contact with the silicate glass containing the alkali metal atoms in the outer peripheral portion and superimposing it on the element substrate;
Applying a voltage between the element substrate and the sealing substrate, and anodic bonding the element substrate and the sealing substrate through the silicate glass containing the alkali metal atom;
The manufacturing method of the organic electroluminescent light emitting device characterized by having.
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JP2011175797A (en) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Light-emitting device |
JP2013239456A (en) * | 2013-07-30 | 2013-11-28 | Panasonic Corp | Manufacturing method of light emitting device |
JP2015526538A (en) * | 2012-06-12 | 2015-09-10 | コーニング精密素材株式会社Corning Precision Materials Co., Ltd. | Inorganic adhesive composition and hermetic sealing method using the same |
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