JP2008218212A - 光デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第１と第２の基板を貼り合わせることで固体封止構造を容易に得ることができると共に、光導出面を例えば曲面などを含む多様な形態にする場合においても製造が容易な光デバイスおよびその製造方法を提供すること。
【解決手段】対向配置された第１基板１と第２基板７の対向面の一方に、有機ＥＬ素子による画素を画定する絶縁膜５が形成されると共に、前記第１基板と第２基板の対向面の他方には、前記第１基板と第２基板を貼り合わせた状態において、前記絶縁膜５に接触する凸状になされた絶縁リブ８が形成される。前記絶縁リブ８の間において形成される空間内に、有機ＥＬ素子を構成する一対の電極のうちのいずれか一方の電極として機能する導電材料１２が充填される。
【選択図】図３

Description

この発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を一つの画素として利用した光デバイスおよびその製造方法に関する。

携帯電話機や携帯型情報端末機（ＰＤＡ）などの普及によって、高精細な画像表示機能を有し、薄型かつ低消費電力化を実現することができる表示パネルの需要が増大しており、従来より液晶表示パネルがその要求を満たす表示パネルとして多くの製品に採用されてきた。

一方、昨今においては自発光型素子であり、また高速応答性に優れているという特質を生かした有機ＥＬ素子を画素とした光デバイス、例えばドットマトリクス型表示パネルが実用化され、これが従来の液晶表示パネルに代わる次世代の表示パネルとして注目されている。これは、素子の発光層に良好な発光特性を期待することができる有機化合物を使用することによって実用に耐え得る高効率化および長寿命化が進んだことも背景にある。

また、有機ＥＬ素子は前記した携帯電話機やＰＤＡに使用するドットマトリクス型表示パネルにとどまらず、車載用モニタ、テレビジョン受像機、時計や宣伝用のパネル等の固定表示装置、スキャナやプリンタの光源、液晶のバックライト用光源、照明あるいは光電変換機能を利用した光通信装置等の光デバイスにも利用の範囲が拡大されつつある。

ところで、前記した有機ＥＬ素子は、大気に曝されると大気中の湿気、酸素等の影響を受けて発光特性が劣化することが知られており、発光の安定性および耐久性を高めるためには有機ＥＬ素子を外気から遮断する封止手段が不可欠となっている。

この封止手段としては、その一例として有機ＥＬ素子が形成された基板上に、これを覆うように例えば金属製の封止部材を貼り合わせ、基板と封止部材間に形成される封止空間内に有機ＥＬ素子を配置した構成（気密封止構造）にされている。さらに前記封止空間内に乾燥剤等を封入するなどの対処もなされており、このような手段を施した有機ＥＬ装置が特許文献１に開示されている。
特開平９−１４８０６６号公報

一方、前記した気密封止構造の有機ＥＬ装置によると、乾燥剤等を含めた厚さが問題となり、さらなる薄型化に対応するために有機ＥＬ素子を直接ガラスなどの薄膜で覆う封止技術が提案されている。特許文献２および３においては、ＳｉＯ₂ を主成分とする無機系塗料を塗布し、これを２００℃以下の温度で加熱することでガラス化させたガラス膜により有機ＥＬ素子を封止する構成（固体封止構造）が示されている。
特開２０００−３１１７８３号公報 特開２００２−２８０１７０号公報

ところで、前記したように無機系塗料を加熱によりガラス化させる場合、有機ＥＬ素子にも同様に熱が加わり、素子に対して加熱による悪影響を与えるという問題を抱えることになる。そこで有機ＥＬ素子を覆う保護層として、Ｓｉ，Ｚｎなど酸化物または硫化物からなるガラス形成材料に、Ｓｃ，Ｃｅなどの単体からなるガラス修飾材料をドープしたものを用い、これを低温でのスパッタリングまたはイオンプレーティングなどの蒸着法によって形成することが特許文献４に開示されている。
特開平１１−９７１６９号公報

前記特許文献４に開示された封止のための保護層の形成手段においては、保護層をスパッタリングや蒸着法によって成膜するものであるため、その成膜速度が遅く、保護層として機能する充分な厚みに形成するには相当の時間を要し、また保護層を成膜する材料の利用効率も悪いという問題を有している。

有機ＥＬ素子を大気から封止する手段としては、前記したように数々の提案がなされているものの、それぞれに一長一短を有しており、いずれにしても前記したように有機ＥＬ素子を封止するための例えば金属製もしくはガラス製の封止部材を別に用意したり、成膜材料等を用いて成膜工程を実行しなければならないなど、その製造に時間と手間の要するものであった。

この発明は、前記した従来の問題点に着目してなされたものであり、一方が気密封止用の基板として機能する第１と第２の基板を貼り合わせることで、前記した固体封止構造を有する有機ＥＬ素子を含む光デバイスを容易に形成することができ、光導出面を例えば曲面などを含む多様な形態にする場合においても製造が容易な光デバイスおよびその製造方法等を提供することを課題とするものである。

前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる光デバイスは、一対の電極間に少なくとも１層の発光層を含む有機材料層を備えた有機ＥＬ素子を一つの画素として利用する光デバイスであって、対向配置された第１基板と第２基板の対向面の一方に、前記有機ＥＬ素子による画素を画定する絶縁膜が形成されると共に、前記第１基板と第２基板の対向面の他方には、前記第１基板と第２基板を貼り合わせた状態において、前記絶縁膜に接触する凸状になされた絶縁リブが形成され、前記凸状になされた絶縁リブの間において形成される空間内に導電材料を充填した点に特徴を有する。

また、この発明にかかる光デバイスの他の好ましい形態は、一対の電極間に少なくとも１層の発光層を含む有機材料層を備えた有機ＥＬ素子を一つの画素として利用する光デバイスであって、対向配置された第１基板と第２基板の対向面の一方に、前記有機ＥＬ素子による画素を画定する絶縁膜が形成されると共に、前記第１基板と第２基板の対向面の他方には凸状の絶縁リブが形成され、前記凸状になされた絶縁リブの間において形成される空間内に導電材料を充填し、前記絶縁リブは前記絶縁膜と接触することで、充填された前記導電材料を分断した構成にされている点に特徴を有する。

また、前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかる第１の態様の光デバイス製造方法は、一対の電極間に少なくとも１層の発光層を含む有機材料層を備えた有機ＥＬ素子を一つの画素として利用する光デバイスの製造方法であって、対向配置される第１基板と第２基板の対向面の一方に、直接または他の層を介して前記有機ＥＬ素子を構成する一対の電極のうちの一方の電極である第１電極を形成する第１電極形成工程と、前記第１電極上に前記有機ＥＬ素子による画素を画定する絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜により画定される前記第１電極上に、前記有機材料層を形成する有機層形成工程と、前記第１基板と第２基板の対向面の他方に、絶縁性の素材により凸状になされた絶縁リブを形成する絶縁リブ形成工程と、前記第１基板と第２基板を貼り合わせることで、前記絶縁膜と絶縁リブとが接触した状態で封止される封止工程と、前記凸状になされた絶縁リブの間において形成される空間内に、導電材料を充填することで、前記有機ＥＬ素子を構成する前記一対の電極のうちの他方の電極である第２電極を形成する第２電極形成工程とが実行される点に特徴を有する。

さらに、この発明にかかる第２の態様の光デバイス製造方法は、一対の電極間に少なくとも１層の発光層を含む有機材料層を備えた有機ＥＬ素子を一つの画素として利用する光デバイスの製造方法であって、対向配置される第１基板と第２基板の対向面の一方に、直接または他の層を介して前記有機ＥＬ素子を構成する一対の電極のうちの一方の電極である第１電極を形成する第１電極形成工程と、前記第１電極上に前記有機ＥＬ素子による画素を画定する絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜により画定される前記第１電極上に、前記有機材料層を形成する有機層形成工程と、前記第１基板と第２基板の対向面の他方に、絶縁性の素材により凸状になされた絶縁リブを形成する絶縁リブ形成工程と、前記凸状になされた絶縁リブの間において形成される空間内に、導電材料を充填することで、前記有機ＥＬ素子を構成する一対の電極のうちの他方の電極である第２電極を形成する第２電極形成工程と、前記第１基板と第２基板を貼り合わせることで、前記絶縁膜と絶縁リブとが接触した状態で封止される封止工程とが実行される点に特徴を有する。

以下、この発明にかかる光デバイスおよびその製造方法について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図１〜図３は、この発明をドットマトリクス表示パネル、特にパッシブマトリクス型表示パネルに採用した例を示しており、図１は表示パネルを透視した状態で示した平面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ線より矢印方向に視た状態の断面図、また図３は図１におけるＢ−Ｂ線より矢印方向に視た状態の断面図である。なお、説明を簡素にするために図１に示す状態におけるパネルの横方向および縦方向には、６×４の画素数が配列された例を示している。

図１〜図３において、符号１は第１基板を示しており、これは例えば光透過性の素材、例えばガラス基板が用いられる。この第１基板はガラス基板に限らず石英もしくは合成樹脂等を用いることもできる。この第１基板１の上面（後述する第２基板に対向する面）には、例えばＩＴＯなどの光透過性の素材による第１電極２がストライプ状に形成されている。また、前記第１電極２の引き出し配線３も、第１基板１の端部に形成されている。

また、この実施の形態においては、後述する第２電極の引き出し配線４も、前記引き出し配線３に直交する第１基板１上の端部に形成されている。前記したストライプ状の第１電極２、第１電極の引き出し配線３および第２電極の引き出し配線４は、後で詳細に説明するとおり、好ましくは共にフォトリソグラフィ法によりパターン形成される。

前記した第１基板１およびこれにストライプ状に形成された第１電極２上には、図１に示されたように第１電極２の上に沿って複数の矩形状の窓を形成するがごとく、開口部Ｗを残して全面に絶縁膜５が形成されている。この絶縁膜５を矩形状の開口部Ｗを残して成膜することで、前記開口部Ｗにおいて有機ＥＬ素子による画素の形成位置を画定することができる。なお、前記したとおり開口部Ｗを残して絶縁膜５を形成する場合においても、後で説明するとおりフォトリソグラフィ法を好適に利用することができる。

そして、前記絶縁膜５による開口部Ｗが形成された第１電極２上には、有機ＥＬ材料が例えば真空蒸着法によって成膜され、これにより矩形状の開口部Ｗ内に有機ＥＬ素子の１つの画素として機能する有機材料層６が形成される。前記有機材料層６には少なくとも発光層を含んでおり、他にも電荷輸送層、電荷注入層、電荷発生層、電荷阻止層等を積層させても良い。この場合、カラー表示パネルを形成する場合においては、シャドーマスクを用いてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各発光色に対応する有機ＥＬ材料を各開口部Ｗに対応して順に蒸着させる操作が行われる。これにより前記Ｒ，Ｇ，Ｂのサブ画素を組とした１つのカラー表示画素を形成させることができる。

一方、前記第１基板１に対向する第２基板７は、例えばガラス基板が用いられる。この第２基板７は、前記した第１基板１と同様にガラス基板に限らず石英もしくは合成樹脂等を用いることもできる。図２および図３に示す状態の前記第２基板７の下面（前記した第１基板に対向する面）には、凸状になされた絶縁リブ（図１および図３に符号８で示す。）が形成されている。この絶縁リブ８は、図１に示されているように前記した開口部Ｗによって画定された有機ＥＬ素子による画素の形成位置の間において、前記第１電極２に直交するようにしてストライプ状に形成されている。

そして、前記第１基板１に第２基板７を貼り合わせた状態で、凸状に形成された前記絶縁リブ８の突出面は、第１基板１側に形成された前記絶縁膜５に接合されるように構成されている。この接合構成により、絶縁リブ８の間において形成される後述する第２電極が電気的に分断されるようになされる。

また、前記第１基板１と第２基板７との間には、両者の三辺を囲むようにしてシール材９ａが充填され、第１基板１と第２基板７が接合されている。また、シール材９ａが充填されていない第１基板１と第２基板７の一辺に沿う開口部１１より、導電材料１２が充填され、これにより前記導電材料は、凸状になされた前記絶縁リブ８間の空間内に収容されて第２電極（導電材料と同一の符号１２で示す。）が形成される。そして、第１基板１と第２基板７の一辺に沿う前記開口部１１は、シール材９ｂによって閉塞されている。

前記シール材９ａおよび９ｂは、前記絶縁リブ８間の空間内に充填された導電材料１２が外部に漏出するのを防止させると共に、有機ＥＬ素子の劣化因子となる水分、酸素、ガス、有機溶剤等の侵入を防止する機能を果たす。

なお、この実施の形態においては、図１および図２に示すように、第２電極の引き出し配線４側において、前記した絶縁膜５を形成しない窓状のコンタクトホール１３が、第２電極の引き出し配線４にそれぞれ対応して形成されている。このコンタクトホール１３の形成部分、すなわち図２の鎖線Ｃで囲まれた部分を図４に拡大断面図で示している。

図４に示すようにコンタクトホール１３には、前記した有機材料層６は成膜されておらず、したがって、前記した導電材料により形成された第２電極１２は、前記各コンタクトホール１３を介してそれぞれ第２電極の引き出し配線４に電気的に接続されている。

そして、前記第１基板１に形成された第１電極の引き出し配線３は、図３に示されたように導電性接着剤１４ａを介して外部回路基板１５ａに接続され、また第２電極の引き出し配線４は、図２に示されたように導電性接着剤１４ｂを介して外部回路基板１５ｂに接続されている。この構成により、前記各有機材料層６は第１電極２と第２電極１２の間に介在されて、前記一対の電極と共に有機ＥＬ素子を構成している。

したがって、一つの例として前記第１電極２をアノードとし、第２電極１２をカソードとして使用し、陰極線走査・陽極線ドライブ方式のパッシブマトリクス型表示装置を実現させる場合には、前記外部回路基板１５ａ側に直流定電流源を備え、前記外部回路基板１５ｂ側に陰極線走査回路が備えられることになる。本発明による光デバイスでは、表示もしくは発光による発熱を第２電極から放熱を良好にする効果を有している。特に車載用など高い耐熱の信頼性を求められる光デバイスにおいては有効である。

図５は、この発明にかかる光デバイスを表示パネルに適用した他の構成例を示したものであり、これはすでに説明した図４に相当する部分を断面図で示したものである。なお、図５においては、図４と同様の機能を果たす部分を同一符号で示しており、したがってその詳細な説明は省略する。

この図５に示す例においては、金属製の導電層１７が第１基板１に形成された絶縁膜５および有機材料層６をカバーするようにして形成されている。そして、第２基板７に形成された絶縁リブ８の間の空間内に充填された導電材料１２と共に、第２電極を構成している。この構成によると、導電層１７の存在により、第２電極の電気抵抗率を大幅に低減させることに寄与できる。

また図６は、この発明にかかる光デバイスを表示パネルに適用したさらに他の構成例を示したものであり、これはすでに説明した図４に相当する部分を断面図で示したものである。なお、図６においては図４と同様の機能を果たす部分を同一符号で示しており、したがってその詳細な説明は省略する。

この図６に示す例においては、導電層１９が第２基板７における絶縁リブ８の間に形成されている。そして、前記絶縁リブ８の間の空間内に充填された導電材料１２と共に、第２電極を構成している。この構成においても導電層１９の存在により、第２電極の電気抵抗率を大幅に低減させることに寄与できる。

次に、図７は前記したように構成された光デバイスとしての表示パネル、特に図１〜図４に示した構成の表示パネルを製造する場合の好ましい例を示したものである。なお、以下の製造プロセスの説明においては、図１〜図４に示した表示パネルにおける各部の名称ならびにそれに対応した同一の符号を用いることにする。

図７において、まずステップＳ１ａとして示したように第１基板１上に、第１電極２、第１電極の引き出し配線３、および第２電極の引き出し配線４が形成される。前記第１基板１はすでに説明したとおりガラス基板等が用いられる。この基板上には、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明電極が第１電極としてスパッタ成膜手段により、基板１上の全面に一定の膜厚となるように成膜する。その後有機ＥＬ素子の一部を構成する第１電極２、第１電極の引き出し配線３および第２電極の引き出し配線４のパターニングを行う（第１電極形成工程）。

すなわち、前記第１電極と第１電極の引き出し配線を形作る複数の第１電極ラインと複数の第２電極の引き出し配線をフォトリソグラフィ法でパタ−ニングする。このとき、第１電極の表面を平滑にするために研磨、エッチング等の処理を施しても良く、第１電極の引き出し配線もしくは第２電極の引き出し配線の上部に、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）等の低抵抗金属もしくはその合金を積層してパタ−ニングしても構わない。また、前記第１電極２は、第１基板１上に直接または他の層（例えば非透湿性層、ＴＦＴ、カラーフィルタ等）を介して形成される場合もある。

続いてステップＳ１ｂに示すように、第１基板１上に絶縁膜５を形成する（絶縁膜形成工程）。この絶縁膜５は有機材料のポリイミド、無機材料の酸化珪素等を基板の第１電極パタ−ニング側の全面に成膜する。その後、ストライプ状に複数並んでパタ−ニングされている第１電極ライン間と第１電極ラインと垂直に交わる方向に格子状になるように絶縁膜をフォトリソグラフィによりパタ−ニングする。すなわち、前記したように第１電極２の上に沿って複数の開口部Ｗを形成する。この時、同時に前記した窓状のコンタクトホール１３も形成する。

次にステップＳ１ｃに示すように第１基板１上に有機材料層６を形成する。これは図示せぬ成膜用チャンバに第１基板を導入し、絶縁膜５により形成した前記開口部Ｗの第１電極２上に有機材料を成膜する。発光層として機能する有機材料は、第１電極上に直接または他の層（例えば正孔輸送層等）介して形成される。有機材料層は、例えば正孔輸送層、発光機能層、電子輸送層等の積層構造を有する。この有機材料層は、好ましくは前記したとおり真空蒸着法により形成される。他に塗布、印刷法やレーザ転写法により形成されてもよい（有機材料層形成工程）。

一方、前記第２基板７にはステップＳ２ａとして示すように絶縁リブ８が形成される。これは、例えばガラス製の第２基板７上に絶縁リブの材料を予めシート状にしたものをラミネートし、その上にドライフィルムレジストをラミネートする。パターン露光した後、現像してリブ材料を現像した空間部に充填してリブ材料層とレジスト層とを形成する。そして、第２基板７を予備加熱した後、プレス加工する。さらに紫外線照射大気中にて焼成し、ドライフィルムを除去すると共にリブ材料を焼結することで、第２基板上に凸状の絶縁リブ８を形成することができる（絶縁リブ形成工程）。

続いて第２基板７には、ステップＳ２ｂとして示すようにシール材９ａが形成される。この場合、好ましくは第２基板７の表面または両面に、オゾン処理もしくはプラズマ処理を施して表面の濡れ性を向上させ、その表面に接着剤をスクリーン印刷もしくはディスペンサ等により塗布する。なお、前記シール材９ａは第１基板１側に形成してもよく、この場合においては第１基板１に対して前記と同様の前処理が行われる（封止工程）。

なお、前記シール材としては、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂等が用いられる。他にも可視光硬化型、ＵＶ＋熱硬化型、熱硬化型、後硬化型ＵＶ接着剤などを用いることができる。

以上のようにして処理された第１基板と第２基板は、ステップＳ３に示すように貼り合わされる。これは、図示していないが減圧装置の貼り合わせ用チャンバ内に第１基板と第２基板を導入し、一方の基板をチャンバ内に置き、他方の基板をホルダに載せ、貼り合わせ用チャンバを密閉した後、第１基板と第２基板の位置を合わせた後、基板ホルダを下降させて２つの基板を重ね、再度位置合わせをしてから貼り合わせる。このとき、必要であれば接着剤の粘度を低くするために加熱してもよい。

前記貼り合わせ工程について、図８Ａおよび図８Ｂに模式的に示されている。図８Ａに示すように第１基板１には前記したとおり、第１電極２がストライプ状に形成され、また第１電極２上において、絶縁膜５により形成された前記開口部Ｗ内に有機材料層６が成膜されている。また第２基板７には、前記したとおり絶縁リブ８並びにシール材９ａが形成されている。この状態で、前記したステップＳ３にしたがう貼り合わせが実行され、図８Ｂに示すように両者は貼り合わされて有機ＥＬセル２０が形成される。

続いて、図７のステップＳ４に示すようにシールの開口部１１より導電材料が充填される（第２電極形成工程）。これはすでに説明した図２に示す基板１の一辺に形成されたシールの開口部１１を利用してなされる。図９には導電材料の充填ステップとして、真空注入法を用いた例を模式的に示している。図９に示すように導電材料（充填材料）１２が入った容器２１と有機ＥＬセル２０を密閉可能な充填用チャンバ２２に入れた後、充填用チャンバ２２により密閉された空間を高真空にする。

次に有機ＥＬセル２０を充填材料１２が入った容器２１に浸し、シールの開口部１１が充填材料１２に完全に浸るようにし、つづいて徐々に充填用チャンバ２２を常圧に戻す。これにより、充填材料１２は有機ＥＬセル２０内に充填される。充填材料の流動速度が遅いと、有機ＥＬパネルのタクトタイム（製造時間）が長くなるので、流動速度を早めるために前記容器２１に加熱手段を設けても良い。また、有機ＥＬセルを形成する第１基板と第２基板を加熱しておく手段を設けても良い。

前記した充填材料としては、３０℃〜２００℃の範囲で、望ましくは１５０℃以下において溶融物として存在する合金を好適に利用することができる。その成分としてはビスマス、鉛、スズ、カドミウム、インジウム、水銀、銀を含む。好適に利用し得る合金の例（以下％は質量を示す。）としては、ビスマス５７％−スズ１７％−インジウム２６％（融点７８℃）、スズ４８％−インジウム５２％（融点１１８℃）、ビスマス５８％−スズ４２％（融点１３８℃）を挙げることができる。

前記した充填材料としては、前記した合金の他にガラス転移温度の低い高導電性の有機物（導電性ポリマーなど）として、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリ（３，４−エチレンジオキシ−チオフェン）／ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などを利用することもできる。

続いて、図７のステップＳ５に示すようにシールの開口部１１を封止する工程が実行される。これは、例えば紫外線硬化型のシール剤を前記開口部１１に塗布し、紫外線を照射することで、前記開口部１１を封止する手段を採用することができる。なお、すでに説明した図２には、シール材９ｂによって開口部１１を封止した状態が示されている。

斯くして、図８Ｃには有機ＥＬセル２０に対して充填材料による第２電極１２がストライプ状に形成された状態の有機ＥＬパネルが示されている。

そして、最後に図７のステップＳ６に示すように、外部回路を圧着して光デバイスを完成させることになる。ここでは、前記有機ＥＬパネルと駆動回路とを接続するフレキシブル基板や駆動回路を搭載したプリント基板とをＡＣＦ（異方性導電膜）やＮＣＦ（非導電性膜）といった接着剤を介して圧着する。

この場合好ましくは有機ＥＬパネルの引出配線をアセトン等で洗浄後、ＡＣＦを転着。フレキシブル基板を端子位置のアライメント後、仮圧着。良品はさらに本圧着する。圧着後に点灯検査やエージング、発光不良個所のリペア（修復）工程等が行なわれる。その後、パネルホルダに固定することで有機ＥＬモジュールを完成させることができる。

図１０は、前記図７に示した製造プロセスにおいて、レーザリペア工程を加えた例を説明するものである。すなわち、レーザリペア工程は、図７に示したステップＳ１ｃとＳ３との間において実行される。図１０に示すようにステップＳ１ｃに続いて、ステップＳ１ｄとして発光不良画素や発光しない画素等の欠陥画素を確認する工程が実行される。

このステップＳ１ｄにおいては、有機材料層６上に第２電極としてアルミニウム（Ａｌ）を成膜する。有機ＥＬパネルの全発光画素を同時に発光させるように駆動源を印加し、この状態で発光不良画素や発光しない画素等の欠陥画素を確認する。

続いて、ステップＳ１ｅに示すように欠陥画素の領域の一部にレーザ光を照射する。このステップＳ１ｅにおいては、欠陥画素が本来有する発光領域に対応する単位画素の領域の一部にレーザ光を照射することにより行われる。すなわち、レーザ光を照射してその発光領域に対面する第２電極のー部を除去する。ここで、レーザスポットの位置決めは、その発光領域（画素）の座標をあらかじめ測定しておき、さらに、顕微鏡等を使用した目視によって、欠陥部分を確認してレーザスポットの位置決めを行う。

続くステップＳ１ｆにおいては、レーザ光を照射した個所に絶縁材料をインクジェット印刷方式で埋める操作が実行される。ここではレーザ光を照射した個所にポリイミド、無機材料の酸化珪素等の絶縁膜をインクジェッ卜等の装置で包埋させる。レーザ光によるリペア（修復）を行った場合、この実施の形態においては注入材料がリペア個所を通じて第１電極と注入電極が短絡してしまう。したがって、レーザ個所を包埋する絶縁材料を使用する。前記した工程によりレーザリペア工程は終了し、図７に示すステップＳ３以降の工程が実行される。

図７に示した製造プロセスは、絶縁膜５に窓状のコンタクトホール１３を形成し、このコンタクトホールを介して第２電極１２を、第１基板側に形成された第２電極の引き出し配線３に接続するように構成する場合を示している。しかし前記第２電極の引き出し配線３は、第２基板７側に形成されていてもよい。この場合においては、前記した絶縁膜５に窓状のコンタクトホール１３を形成する必要はない。

図１１は、第２電極の引き出し配線３を第２基板７側に形成させる場合に採用される同様の製造プロセスを説明するものである。この図１１に示す製造プロセスにおいては、すでに説明した図７と同様の処理が実行されるステップは同一の符号で示しており、したがってその詳細な説明は適宜省略する。

この図１１にＳ１ａで示すステップにおいては、図７に示したステップＳ１ａに比較して、第２電極の引き出し配線３の形成は省略される。また図１１にＳ１ｂで示すステップにおいては、図７に示したステップＳ１ｂに比較して、絶縁膜５に窓状のコンタクトホール１３を形成する処理は省略される。

一方、ステップＳ２ｃで示すように第２基板７上には、初めに第２電極の引き出し配線４が形成される。このステップＳ２ｃにおいては、第２基板７上に導電材料、特に低抵抗金属をストライプ状にパターニングされる。なお、このステップＳ２ｃは、次に続くステップＳ２ａと工程の前後を入れ替えてもよい。

いずれにしても、第２基板７上にストライプ状にパターニングされる第２電極の引き出し配線４が、第２基板上に形成される凸状の絶縁リブ８に対応して形成されるようになされ、結果としてステップＳ４に示す導電材料１２の充填により、当該導電材料による第２電極のそれぞれの端部が、第２基板上の前記第２電極の引き出し配線４にそれぞれ電気的に接続されるように構成されればよい。

したがって、図１１に示す製造プロセスにおいては、ステップＳ１ｃおよびＳ２ｂ以降の工程は、図７に示したものと同様になる。

次に図１２は、第１基板と第２基板を貼り合わせる前において、前記した凸状の絶縁リブ８の間に第２電極として機能する導電材料１２を予め充填させておく製造プロセスを説明するものである。この図１２に示す製造プロセスにおいては、すでに説明した図７と同様の処理が実行されるステップは同一の符号で示しており、したがってその詳細な説明は適宜省略する。

この図１２に示す製造プロセスにおいては、第２基板７に凸状の絶縁リブ８を形成させたステップＳ２ａに続いて、ステップＳ２ｄとして示すように絶縁リブ８の間に導電材料を充填する工程が実行される。その後においてステップＳ３で示されるように第１基板１と第２基板７とが貼り合わされることになる。したがって、図１２に示す製造プロセスにおいては、図７に示したステップＳ４およびＳ５の工程は省略されることになる。

以上説明したこの発明にかかる光デバイスは、絶縁リブ８により第２電極１２を分断することにより、発光部分の区画を容易に形成することができる。したがって例えば図１３に示すようにドットマトリクスによる画素領域２４の他に、アイコンによる表示領域２５およびセグメントによる表示領域２６等を有する表示パネルにおいても、前記した例えばフォトリソグラフィ等による絶縁リブ８の形成パターンにしたがって容易に形成することができる。このように絶縁リブ８により第２電極１２を分断する場合は、絶縁リブ８と絶縁膜５とが接触するように形成する。

また図１４Ａおよび図１４Ｂに示す例は、表示面に曲面を持たせた表示パネルの例を示したものであり、図１４Ａは表示面を斜め上方から視た状態で、図１４Ｂはパネルの側面から視た状態でそれぞれ示している。なお、図１４Ｂに示した矢印号Ｌは、表示面から表示光が投射される様子を模式的に示したものである。

この図１４Ａおよび図１４Ｂに示すよう表示パネルの全体が曲面形状になされた場合においても、前記したように導電材料を絶縁リブ間に充填することで第２電極１２を形成させるものであるので、その製造を容易にすることができ、また曲面構造であっても充分な封止構造および発光性能を得ることができる。

また、図１５Ａ〜図１５Ｃに示す例はすでに説明した図８Ａ〜図８Ｃと同様の製造工程で示したものであり、同一の機能を果たす部分を同一符号で示している。この図１５Ａ〜図１５Ｃに示す例においては、第２基板７に形成された絶縁リブ８の間が凹曲面２８になされている。

このように絶縁リブ８の間に凹曲面２８を形成することにより、ＥＬ素子を構成する発光層からの光は、前記凹曲面２８により拡散され、有機ＥＬパネルの外部量子効率を向上させることができる。なお、前記凹曲面２８は凸状の曲面に形成されていてもよく、また前記曲面２８は、第１基板１側に形成されていてもよい。

この発明をパッシブマトリクス型表示パネルに採用した場合の前記パネルを透視した状態で示した平面図である。 図１におけるＡ−Ａ線より矢印方向に視た状態の断面図である。 図１におけるＢ−Ｂ線より矢印方向に視た状態の断面図である。 図２における鎖線Ｃで囲まれた部分の拡大断面図である。 この発明にかかる光デバイスを表示パネルに適用した他の構成例を示した拡大断面図である。 同じくさらに他の構成例を示した拡大断面図である。 図１〜図４に示した構成の表示パネルを製造する場合の好ましい例を説明する工程図である。 図７に示す第１基板と第２基板との貼り合わせ工程を説明する模式図である。 図８Ａに続く貼り合わされた状態を示す模式図である。 導電材料を充填した状態を示す模式図である。 図７に示す導電材料の充填ステップとして真空注入法を用いた例を示した模式図である。 図７に示した製造プロセスに加えてレーザリペア工程を実行する例を示した工程図である。 図１〜図４に示した構成の表示パネルを製造する場合の他の好ましい例を説明する工程図である。 同じくさらに他の好ましい例を説明する工程図である。 この発明に基づく表示パネルの構成例を示した正面図である。 この発明に基づく表示パネルの他の構成例を示した斜視図である。 同じく表示パネルの側面図である。 この発明に基づく表示パネルのさらに他の構成例において第１基板と第２基板との貼り合わせ工程を説明する模式図である。 図１５Ａに続く貼り合わされた状態を示す模式図である。 導電材料を充填した状態を示す模式図である。

符号の説明

１ 第１基板
２ 第１電極
３ 第１電極の引き出し配線
４ 第２電極の引き出し配線
５ 絶縁膜
６ 有機材料層
７ 第２基板
８ 絶縁リブ
９ａ，９ｂ シール材
１１ 開口部
１２ 第２電極（導電材料）
１３ コンタクトホール
１４ａ，１４ｂ 導電性接着剤
１５ａ，１５ｂ 外部回路
１７，１９ 導電層
２０ 有機ＥＬセル
２１ 充填材料容器
２２ 充填用チャンバ

Claims (4)

1. 一対の電極間に少なくとも１層の発光層を含む有機材料層を備えた有機ＥＬ素子を一つの画素として利用する光デバイスであって、
   対向配置された第１基板と第２基板の対向面の一方に、前記有機ＥＬ素子による画素を画定する絶縁膜が形成されると共に、前記第１基板と第２基板の対向面の他方には、前記第１基板と第２基板を貼り合わせた状態において、前記絶縁膜に接触する凸状になされた絶縁リブが形成され、
   前記凸状になされた絶縁リブの間において形成される空間内に導電材料を充填したことを特徴とする光デバイス。
2. 一対の電極間に少なくとも１層の発光層を含む有機材料層を備えた有機ＥＬ素子を一つの画素として利用する光デバイスであって、
   対向配置された第１基板と第２基板の対向面の一方に、前記有機ＥＬ素子による画素を画定する絶縁膜が形成されると共に、前記第１基板と第２基板の対向面の他方には凸状の絶縁リブが形成され、
   前記凸状になされた絶縁リブの間において形成される空間内に導電材料を充填し、
   前記絶縁リブは前記絶縁膜と接触することで、充填された前記導電材料を分断した構成にされていることを特徴とする光デバイス。
3. 一対の電極間に少なくとも１層の発光層を含む有機材料層を備えた有機ＥＬ素子を一つの画素として利用する光デバイスの製造方法であって、
   対向配置される第１基板と第２基板の対向面の一方に、直接または他の層を介して前記有機ＥＬ素子を構成する一対の電極のうちの一方の電極である第１電極を形成する第１電極形成工程と、
   前記第１電極上に前記有機ＥＬ素子による画素を画定する絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
   前記絶縁膜により画定される前記第１電極上に、前記有機材料層を形成する有機層形成工程と、
   前記第１基板と第２基板の対向面の他方に、絶縁性の素材により凸状になされた絶縁リブを形成する絶縁リブ形成工程と、
   前記第１基板と第２基板を貼り合わせることで、前記絶縁膜と絶縁リブとが接触した状態で封止される封止工程と、
   前記凸状になされた絶縁リブの間において形成される空間内に、導電材料を充填することで、前記有機ＥＬ素子を構成する前記一対の電極のうちの他方の電極である第２電極を形成する第２電極形成工程と、
   が実行されることを特徴とする光デバイスの製造方法。
4. 一対の電極間に少なくとも１層の発光層を含む有機材料層を備えた有機ＥＬ素子を一つの画素として利用する光デバイスの製造方法であって、
   対向配置される第１基板と第２基板の対向面の一方に、直接または他の層を介して前記有機ＥＬ素子を構成する一対の電極のうちの一方の電極である第１電極を形成する第１電極形成工程と、
   前記第１電極上に前記有機ＥＬ素子による画素を画定する絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
   前記絶縁膜により画定される前記第１電極上に、前記有機材料層を形成する有機層形成工程と、
   前記第１基板と第２基板の対向面の他方に、絶縁性の素材により凸状になされた絶縁リブを形成する絶縁リブ形成工程と、
   前記凸状になされた絶縁リブの間において形成される空間内に、導電材料を充填することで、前記有機ＥＬ素子を構成する一対の電極のうちの他方の電極である第２電極を形成する第２電極形成工程と、
   前記第１基板と第２基板を貼り合わせることで、前記絶縁膜と絶縁リブとが接触した状態で封止される封止工程と、
   が実行されることを特徴とする光デバイスの製造方法。

Images