JP2011090840A - 有機ｅｌ装置、有機ｅｌ装置の製造方法、及び、有機ｅｌ装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水分による劣化を抑制することが可能とする。
【解決手段】 絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置された有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を被覆するとともに、前記有機ＥＬ素子の一部の直上に開口が形成された封止膜と、前記封止膜に形成された前記開口に充填された充填部材と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置、有機ＥＬ装置の製造方法、及び、有機ＥＬ装置の製造装置に関する。

近年、自発光型で、高速応答、広視野角、高コントラストの特徴を有し、かつ、更に薄型軽量化が可能な有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子を用いた表示装置の開発が盛んに行われている。この有機ＥＬ素子は、水分や酸素の影響により劣化しやすい薄膜を含んでいる。このため、有機ＥＬ素子が大気に曝されないように気密に封止する必要がある。

例えば、特許文献１によれば、有機エレクトロルミネッセンス装置として、一面側に有機ＥＬ素子が形成されて素子基板と、有機ＥＬ素子上に設けられた接着層を介して素子基板と貼り合せられた保護基板とを備えており、保護基板と素子基板との間に、両基板を所定の間隔に保持する離間部材が設けられた構成が開示されている。

特開２００５−２５１４１５号公報

本発明の目的は、水分による劣化を抑制することが可能な有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法、及び、有機ＥＬ装置の製造装置を提供することにある。

本発明の第１の態様によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置された有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を被覆するとともに、前記有機ＥＬ素子の一部の直上に開口が形成された封止膜と、前記封止膜に形成された前記開口に充填された充填部材と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。

本発明の第２の態様によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置された有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を被覆する封止膜と、を備え、前記絶縁基板と前記封止膜との間に異物が介在したアレイ基板が載置されるステージと、前記ステージに載置された前記アレイ基板の異物に向けてレーザ光を照射する１個以上の照射部を備えたレーザ光照射装置と、前記レーザ光照射装置によるレーザ光の照射によって形成された前記封止膜の開口に向けて充填部材を形成するための原料を塗布する１個以上のノズルを備えた塗布装置と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造装置が提供される。

本発明の第３の態様によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置された有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を被覆する封止膜と、を備え、前記絶縁基板と前記封止膜との間に異物が介在したアレイ基板を用意し、前記アレイ基板の異物に向けてレーザ光を照射し、レーザ光の照射によって形成された前記封止膜の開口に向けて充填部材を形成するための原料を塗布し、塗布された原料を硬化させる、ことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法が提供される。

本発明によれば、水分による劣化を抑制することが可能な有機ＥＬ装置、有機ＥＬ装置の製造方法、及び、有機ＥＬ装置の製造装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施態様における有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す平面図である。 図２は、図１に示した有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子を備えたアレイ基板の構造を概略的に示す断面図である。 図３は、本実施形態における有機ＥＬ素子及び封止膜と、除去対象である異物の存在し得る位置との関係を模式的に示す断面図である。 図４は、異物に向けてレーザ光を照射した際に封止膜に開口が形成された場合を図示している。 図５は、異物に向けてレーザ光を照射した際に封止膜に開口が形成されるとともに有機ＥＬ素子に非発光部が形成された場合を図示している。 図６は、窒化シリコンを用いて形成した封止膜と、ポリシラザンを用いて形成した充填部材及びアクリル樹脂を用いて形成した樹脂層との封止性能を比較した結果を示す図である。 図７は、本実施形態で適用可能な有機ＥＬ装置の製造装置の構成を概略的に示す図である。 図８は、有機ＥＬ素子を被覆する封止膜が異物によって途切れたアレイ基板を概略的に示す平面図及びその断面図である。 図９は、異物が存在するアレイ基板にレーザ光を照射した状態を概略的に示す平面図及びその断面図である。 図１０は、レーザ光の照射により異物が除去されたアレイ基板の状態を概略的に示す平面図及びその断面図である。 図１１は、アレイ基板に充填部材を形成するための原料を塗布した状態を概略的に示す平面図及びその断面図である。

以下、本発明の一態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、有機ＥＬ装置の一例として、アクティブマトリクス駆動方式を採用した有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す平面図である。

すなわち、有機ＥＬ表示装置は、表示パネル１を備えている。この表示パネル１は、アレイ基板１００及び封止基板２００を備えている。アレイ基板１００は、画像を表示する略矩形状のアクティブエリア１０２において、マトリクス状に配置された複数の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを備えている。封止基板２００は、アクティブエリア１０２において、アレイ基板１００に備えられた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと向かい合っている。この封止基板２００は、ガラスやプラスチックなどの光透過性を有する絶縁基板である。

これらのアレイ基板１００及び封止基板２００は、アクティブエリア１０２を囲む枠状に形成されたシール部材３００によって貼り合わせされている。シール部材３００は、例えば、樹脂材料や、フリットガラスなどによって形成されている。シール部材３００によって囲まれた内側のアレイ基板１００と封止基板２００との間には、樹脂層が充填されていても良い。

図２は、図１に示した有機ＥＬ表示装置について有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを備えたアレイ基板１００の一例を示す断面図である。

このアレイ基板１００は、ガラスやプラスチックなどの光透過性を有する絶縁基板１０１、絶縁基板１０１の上方に形成されたスイッチング素子ＳＷ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤなどを備えている。

絶縁基板１０１の上には、第１絶縁膜１１１が配置されている。第１絶縁膜１１１の上には、スイッチング素子ＳＷの半導体層ＳＣが配置されている。この半導体層ＳＣは、例えばポリシリコンによって形成されている。この半導体層ＳＣには、チャネル領域ＳＣＣを挟んでソース領域ＳＣＳ及びドレイン領域ＳＣＤが形成されている。

半導体層ＳＣは、第２絶縁膜１１２によって被覆されている。また、この第２絶縁膜１１２は、第１絶縁膜１１１の上にも配置されている。第２絶縁膜１１２の上には、チャネル領域ＳＣＣの直上にスイッチング素子ＳＷのゲート電極Ｇが配置されている。この例では、スイッチング素子ＳＷは、トップゲート型のｐチャネル薄膜トランジスタである。

ゲート電極Ｇは、第３絶縁膜１１３によって被覆されている。また、この第３絶縁膜１１３は、第２絶縁膜１１２の上にも配置されている。これらの第１絶縁膜１１１、第２絶縁膜１１２、及び、第３絶縁膜１１３は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。このような第１絶縁膜１１１、第２絶縁膜１１２、及び、第３絶縁膜１１３は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。

第３絶縁膜１１３の上には、スイッチング素子ＳＷのソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄが配置されている。ソース電極Ｓは、半導体層ＳＣのソース領域ＳＣＳにコンタクトしている。ドレイン電極Ｄは、半導体層ＳＣのドレイン領域ＳＣＤにコンタクトしている。スイッチング素子ＳＷのゲート電極Ｇ、ソース電極Ｓ、及び、ドレイン電極Ｄは、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）などの導電材料を用いて形成されている。

これらのソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄは、第４絶縁膜１１４によって被覆されている。また、この第４絶縁膜１１４は、第３絶縁膜１１３の上にも配置されている。このような第４絶縁膜１１４は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。この第４絶縁膜１１４は、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などの有機化合物などによって形成されている。

有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する画素電極ＰＥは、第４絶縁膜１１４の上に配置されている。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷのドレイン電極Ｄに電気的に接続されている。この画素電極ＰＥは、例えば陽極に相当する。このような画素電極ＰＥの構造については、特に制限はなく、反射層及び透過層が積層された２層構造であっても良いし、反射層単層、あるいは、透過層単層であっても良いし、さらには、３層以上の積層構造であっても良い。反射層は、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などの光反射性を有する導電材料によって形成されている。透過層は、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが封止基板２００の側から光を放射するトップエミッションタイプの場合には、画素電極ＰＥは少なくとも反射層を含んでいる。

第４絶縁膜１１４の上には、隔壁ＰＩが配置されている。この隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥの周縁に沿って配置されている。また、この隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥの一部に重なっている。このような隔壁ＰＩは、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などの有機化合物などの絶縁材料によって形成されている。このような隔壁ＰＩは省略しても良い。

有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する有機層ＯＲＧは、画素電極ＰＥの上に配置されている。この有機層ＯＲＧは、少なくとも発光層を含み、さらに、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層などを含んでいても良い。なお、有機層ＯＲＧの少なくとも一部は、蛍光材料によって形成されていても良いし、燐光材料によって形成されていても良い。

有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する対向電極ＣＥは、有機層ＯＲＧの上に配置されている。この例では、対向電極ＣＥは、陰極に相当する。この対向電極ＣＥは、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在した連続膜であり、有機層ＯＲＧを被覆している。このような対向電極ＣＥは、例えば半透過層によって形成されている。半透過層は、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）・銀（Ａｇ）などの導電材料によって形成されている。なお、対向電極ＣＥは、半透過層及び透過層が積層された２層構造であっても良いし、透過層単層構造、または、半透過層単層構造であっても良い。透過層は、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成可能である。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが絶縁基板１０１の側から光を放射するボトムエミッションタイプの場合には、対向電極ＣＥは少なくとも反射層あるいは半透過層を含んでいる。

対向電極ＣＥの上には、封止膜１１５が配置されている。図２に示した例では、封止膜１１５は、第１封止膜１１５Ａと、第２封止膜１１５Ｂと、第３封止膜１１５Ｃと、を有する３層構造であるが、封止膜１１５の構成はここに示した例に限定されない。

第１封止膜１１５Ａは、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの上に配置されている。第１封止膜１１５Ａは、対向電極ＣＥの上に配置され、アクティブエリア１０２の全体に亘って延在している。この第１封止膜１１５Ａは、酸素を含まない無機化合物、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）などによって形成されている。

第２封止膜１１５Ｂは、第１封止膜１１５Ａの上に積層されている。このような第２封止膜１１５Ｂは、アクティブエリア１０２の全体に亘って延在している。この第２封止膜１１５Ｂは、無機化合物、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ）によって形成されている。

第３封止膜１１５Ｃは、第２封止膜１１５Ｂの上に積層されている。このような第３封止膜１１５Ｃは、アクティブエリア１０２の全体に亘って延在している。この第３封止膜１１５Ｃは、酸素を含まない無機化合物、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）などによって形成されている。

このような構成の封止膜１１５は、水分が浸透しにくい材料によって形成され、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤへの水分の浸透を防止する水分バリア膜として機能する。

なお、図示を省略した封止基板２００は、封止膜１１５の上方に配置される。アレイ基板１００と封止基板２００との間に樹脂層が充填される場合には、樹脂層は封止膜１１５と封止基板２００との間に配置される。樹脂層は、例えば、紫外線硬化型樹脂材料や熱硬化型樹脂材料などによって形成され、特に、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤがトップエミッションタイプに場合には、樹脂層は光透過性を有する材料によって形成される。

ところで、封止膜１１５を形成する工程より以前に、封止膜１１５の膜厚を大きく越えるようなサイズの異物が存在していた場合、封止膜１１５の一部が異物周辺で途切れてしまい、封止膜１１５が途切れた部分から水分が浸入して有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化を招くおそれがある。特に、有機層ＯＲＧは水分に対する耐性が低いため、劣化が進行すると、ダークスポットと称される非発光部が形成され、次第にダークスポットが拡大し、発光に寄与する発光部の面積が低下してしまうことがある。ここで、発光部とは、画素電極ＰＥ、有機層ＯＲＧ、及び、対向電極ＣＥが積層された領域に相当し、画素電極ＰＥ−対向電極ＣＥ間に電流が流れた際に発光する。

通常、大きなサイズの異物は、水洗やブラシ洗浄などの洗浄工程により除去可能であるが、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを形成した後では、有機層ＯＲＧの水分による劣化を防止するため、これらの洗浄工程を適用することは困難である。

本実施形態で適用した封止膜１１５によれば、比較的小さいサイズ例えば３μｍ未満の径の異物が存在していたとしても、封止膜１１５が途切れることなく異物を包み込むことが可能であることが確認されている。一方で、比較的大きいサイズ例えば３μｍ以上の径の異物については、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを形成後のアレイ基板１００のパターン画像と、ＣＡＤ画像とを対比するなどして検査するパターン検査装置により検出可能であり、またその位置の特定も可能である。このため、本実施形態において除去すべき異物としては、３μｍ以上の径を有する異物とする。なお、本実施形態で適用するパターン検査装置は、３μｍ以上の径を有する異物を検出するのに十分な解像度を有している。

パターン検査装置による異物の検出は、封止膜１１５を形成する前の段階で行っても良いが、この段階では、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが露出しているため、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化を抑制するために、乾燥した窒素雰囲気で行う必要がある。有機ＥＬ装置が大型の基板を用いて形成される場合には、この基板の全体を窒素雰囲気内に収容する必要があり、パターン検査装置が大型化し、コストアップの一因となりうる。

そこで、本実施形態では、パターン検査装置による異物の検出は、封止膜１１５を形成した後の段階で行う。この段階では、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、封止膜１１５によって完全に被覆されている、あるいは、異物に起因して封止膜１１５の一部が途切れた場合であっても有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの略全体が封止膜１１５によって被覆されている。このため、異物の検出は、短時間であれば窒素雰囲気ではなく、大気中で行うことが可能である。

図３は、本実施形態における有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ及び封止膜１１５と、除去対象である異物の存在し得る位置との関係を模式的に示す断面図である。なお、この図３においては、説明に必要な主要部のみを図示している。

有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、画素電極ＰＥと、この画素電極ＰＥの上に配置された有機層ＯＲＧと、この有機層ＯＲＧの上に配置された対向電極ＣＥと、を備えている。異物は、画素電極ＰＥの上面ＰＥＴ、有機層ＯＲＧの上面ＯＲＧＴ、あるいは、対向電極ＣＥの上面ＣＥＴに存在し得る。このような異物の存在は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを被覆する封止膜１１５の一部が途切れる原因となり得る。なお、封止膜１１５の上面の異物については有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに対する悪影響を及ぼすおそれが低いため、除去対象とする必要はない。

除去対象である比較的大きなサイズの異物は、パターン検査装置によってその位置が特定された後に、照射されたレーザ光により破壊される。異物は、レーザ光が照射されることにより消滅する場合もあるが、一部が残留しサイズが小型化する場合もある。つまり、「除去」といっても、必ずしも異物が完全になくなるとは限らない。

このように、異物に向けてレーザ光が照射された際には、異物よりも上層に配置された薄膜、つまり封止膜１１５に開口が形成されるのは勿論のこと、場合によっては対向電極ＣＥ、有機層ＯＲＧ、さらには画素電極ＰＥも破壊されるおそれがある。

図４は、異物に向けてレーザ光を照射した際に封止膜１１５に開口１１５Ｈが形成された場合を図示している。図の左側は、異物に向けてレーザ光を照射した直後の状態を図示しており、異物は完全に消滅し、レーザ光の照射により封止膜１１５の一部が除去され、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤまで貫通した開口１１５Ｈが形成されている。この開口１１５Ｈは、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの対向電極ＣＥを露出している。開口１１５Ｈの直下の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤについては、画素電極ＰＥ、有機層ＯＲＧ、及び、対向電極ＣＥが積層されている。すなわち、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、封止膜１１５によって被覆されている部分のみならず、開口１１５Ｈの直下においても欠落することなく、発光部ＥＭを形成している。

図の右側は、封止膜１１５の開口１１５Ｈに充填部材１３０が充填された状態を図示している。すなわち、充填部材１３０は、開口１１５Ｈから露出した対向電極ＣＥの上に配置されるとともに、開口１１５Ｈに埋め込まれている。さらに、この充填部材１３０は、その一部が封止膜１１５の上面１１５Ｔに配置され、封止膜１１５の上面１１５Ｔよりも上方に向かって突出している。

このように、異物除去のためのレーザ光照射に伴って封止膜１１５に開口１１５Ｈが形成され、しかも、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが露出した状態では、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による劣化を招くおそれがあるが、充填部材１３０が開口１１５Ｈに充填されたことにより、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、封止膜１１５及び充填部材１３０により被覆される。したがって、異物を除去した後における、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による劣化を抑制することが可能となる。

図５は、異物に向けてレーザ光を照射した際に封止膜１１５に開口１１５Ｈが形成されるとともに有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに非発光部ＮＥＭが形成された場合を図示している。図の左側は、異物に向けてレーザ光を照射した直後の状態を図示しており、異物は完全に消滅し、レーザ光の照射により封止膜１１５の一部が除去され、開口１１５Ｈが形成されている。さらに、このレーザ光の照射により、開口１１５Ｈの直下の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する画素電極ＰＥ、有機層ＯＲＧ、及び、対向電極ＣＥのそれぞれの一部が除去され、非発光部ＮＥＭが形成されている。

ここで、非発光部ＮＥＭとは、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する画素電極ＰＥ、有機層ＯＲＧ、及び、対向電極ＣＥのすべてが積層された箇所を発光部ＥＭとするのに対し、画素電極ＰＥ、有機層ＯＲＧ、及び、対向電極ＣＥのうちの少なくとも１つが欠落した凹所である。このような非発光部ＮＥＭにおいては、電流が流れないため、発光しない。封止膜１１５の開口１１５Ｈは、非発光部ＮＥＭの直上に形成されている。なお、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤにおいて、封止膜１１５によって被覆されている部分については、発光部ＥＭが形成されている。

図の右側は、封止膜１１５の開口１１５Ｈ及び非発光部ＮＥＭに充填部材１３０が充填された状態を図示している。すなわち、充填部材１３０は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに形成された凹所である非発光部ＮＥＭに埋め込まれているとともに封止膜１１５の開口１１５Ｈに埋め込まれている。さらに、この充填部材１３０は、その一部が封止膜１１５の上面１１５Ｔに配置され、封止膜１１５の上面１１５Ｔよりも上方に向かって突出している。

このように、異物除去のためのレーザ光照射に伴って封止膜１１５に開口１１５Ｈが形成され、しかも、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの一部が欠落し、場合によっては有機層ＯＲＧが露出した状態では、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による劣化を招くおそれがあるが、充填部材１３０が開口１１５Ｈ及び有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの欠落箇所に充填されたことにより、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、封止膜１１５及び充填部材１３０により被覆される。したがって、異物を除去した後における、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による劣化を抑制することが可能となる。

なお、上述したように、レーザ光の照射により封止膜１１５に形成された開口１１５Ｈから有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが露出するため、レーザ光を照射する工程及び開口１１５Ｈに充填部材１３０を充填する工程は、乾燥した窒素雰囲気など水分を除去した環境で行うことが望ましい。

また、図４及び図５に示した例において、図示しない封止基板と封止膜１１５との間に樹脂層が配置される場合には、樹脂層は、封止膜１１５及び充填部材１３０の上に配置される。

上述した充填部材１３０は、例えば、紫外線硬化型樹脂材料や熱硬化型樹脂材料などの樹脂材料、あるいは、酸素及びケイ素が主成分である無機化合物などによって形成されている。また、充填部材１３０は、開口１１５Ｈが形成された箇所に局所的に原料を塗布した後に硬化させる手法を適用して形成されており、封止膜１１５の上面１１５Ｔの全面に成膜した後にフォトリソグラフィプロセスなどを経てパターニングする手法は適用しない。

充填部材１３０を形成する一例を説明する。例えば、窒素を含む無機ポリマーの一例であるポリシラザンを原料として用い、この無機ポリマーを硬化させることにより酸素及びケイ素が主成分である酸化ケイ素に転化させ、充填部材１３０が形成される。

このように、塗布⇒硬化の工程を経て充填部材１３０を形成する手法は、ＣＶＤなどにより成膜する手法と比較して、短時間で容易に厚い膜厚を得ることができる。このため、充填部材１３０自身の封止性能が封止膜１１５と比較して劣っていても、充填部材１３０の膜厚を厚くすることにより、封止性能を高めることが可能となる。図４及び図５に示した例において、充填部材１３０が封止膜１１５の上面１１５Ｔよりも上方に向かって突出している構成によれば、充填部材１３０の厚膜化によって、充填部材１３０による封止性能を高める効果が得られる。

また、硬化した状態の充填部材１３０が酸素及びケイ素が主成分である無機化合物を適用した場合、通常の樹脂材料と比較して、水分透過量が少なく、耐水性が高いため、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による劣化を抑制することができる。

図６は、窒化シリコン（ＳｉＮ）を用いて形成した封止膜１１５と、ポリシラザンを用いて形成した充填部材１３０及びアクリル樹脂を用いて形成した樹脂層との封止性能を比較した結果を示す図である。図中の縦軸は、水分透過量を示している。

ポリシラザンを用いて形成した充填部材１３０の水分透過量は、窒化シリコンを用いて８０℃の成膜温度で形成した封止膜１１５よりは多いものの、アクリル樹脂を用いて形成した樹脂層よりは少ない。つまり、ポリシラザンを用いて形成した充填部材１３０は、窒化シリコンほどの封止性能は得られないが、アクリル樹脂よりは高い封止性能が得られる。このため、充填部材１３０の膜厚は、封止膜１１５の膜厚よりも厚く形成し、封止膜１１５よりも封止性能が劣る分を補うことが望ましい。

上述した構成の有機ＥＬ装置によれば、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、封止膜１１５によって被覆されており、しかも、異物を除去するのに伴って形成された封止膜１１５の開口１１５Ｈには充填部材１３０が充填されている。このため、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による劣化を抑制することができる。

また、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤにおいて、異物の除去に伴って非発光部ＮＥＭが形成されたとしても、実質的に発光に寄与する発光部ＥＭの面積に対して微小であり、非発光部ＮＥＭが形成されていない正常な有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと比較して、ほとんど同等の発光量を得ることができる。

さらに、非発光部ＮＥＭが形成された領域には、充填部材１３０が充填され、水分の浸入が抑制されるため、異物が存在し封止膜１１５が途切れた状態で放置された有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと比較して、非発光部ＮＥＭの成長を抑制することが可能となる。

次に、本実施形態で適用可能な有機ＥＬ装置の製造装置について説明する。

図７は、本実施形態で適用可能な有機ＥＬ装置の製造装置４００の構成を概略的に示す図である。

すなわち、製造装置４００は、コントローラ４１０と、ステージ４２０と、レーザ光照射装置４３０と、塗布装置４４０と、を備えている。コントローラ４１０は、ステージ４２０、レーザ光照射装置４３０、塗布装置４４０などをそれぞれ制御する。

ステージ４２０には、図示を省略する封止膜１１５まで形成済みのアレイ基板１００が載置される。このステージ４２０に載置されるアレイ基板１００は、パターン検査装置により絶縁基板１０１と封止膜１１５との間に介在した異物が検出されたものである。このとき、アレイ基板１００は、封止膜が形成された面を上に向けて載置される。

レーザ光照射装置４３０は、レーザ光源４３１、レーザ光源４３１から出射されたレーザ光をステージ４２０の上のアレイ基板１００に案内する反射鏡などの各種光学系４３２、光学系４３２によって案内されたレーザ光を高エネルギー密度に集光してアレイ基板１００の異物に向けて照射する照射部４３３などを備えている。図示した例では、照射部４３３は１個のみであるが、レーザ光照射装置４３０は、複数個の照射部４３３を備えていても良い。

塗布装置４４０は、充填部材を形成するための原料を収容した原料供給源４４１、原料供給源４４１から供給された原料を塗布するノズル４４２などを備えている。図示した例では、ノズル４４２は１個のみであるが、塗布装置４４０は、複数個のノズル４４２を備えていても良い。

コントローラ４１０には、パターン検査装置によって検出された異物の位置情報が提供される。コントローラ４１０は、提供された異物の位置情報に基づき、ステージ４２０、レーザ光照射装置４３０、塗布装置４４０などを個別に制御し、照準を合わせる。

レーザ光照射装置４３０から異物に向けてレーザ光が照射される際には、ステージ４２０またはレーザ光照射装置４３０の照射部４３３のいずれか一方のみを移動させて異物に照準を合わせても良いし、ステージ４２０及び照射部４３３の双方を移動させて異物に照準を合わせても良い。レーザ光照射装置４３０は、照射部４３３が異物に対峙した状態において、レーザ光源４３１からレーザ光を出射し、照射部４３３から異物に向けてレーザ光を照射する。

塗布装置４４０から封止膜１１５の開口１１５Ｈに向けて充填部材を塗布する際には、ステージ４２０または塗布装置４４０のノズル４４２のいずれか一方のみを移動させて開口１１５Ｈに照準を合わせても良いし、ステージ４２０及びノズル４４２の双方を移動させて開口１１５Ｈに照準を合わせても良い。塗布装置４４０は、ノズル４４２が異物に対峙した状態において、原料供給源４４１から充填部材用の原料を供給し、ノズル４４２から開口１１５Ｈに向けて原料を塗布する。

製造装置４００は、さらに、照射部４３３及びノズル４４２を収容したチャンバ４５０を備えている。このチャンバ４５０は、例えば、箱状に形成され、ステージ４２０に載置されたアレイ基板１００と対向する面が開放されている。このチャンバ４５０には、乾燥した窒素ガスが導入され、アレイ基板１００との間に窒素雰囲気の空間が形成されている。つまり、この窒素雰囲気の空間は、チャンバ４５０及びアレイ基板１００によって囲まれている。なお、チャンバ４５０を省略する代わりに、装置の全体を窒素雰囲気の空間内に収容しても良い。

また、図示を省略するが、製造装置４００は、硬化装置を備えていても良い。

塗布装置４４０により塗布された原料が紫外線硬化型の材料である場合には、製造装置４００は、硬化装置として、紫外線光源を備えている。このような紫外線光源は、アレイ基板１００の全体にわたって紫外線を照射可能に構成されても良いし、塗布装置４４０により原料が塗布された領域及びその周辺のみを部分的に紫外線を照射可能に構成されても良い。

塗布装置４４０により塗布された原料が熱硬化型の材料である場合には、製造装置４００は、硬化装置として、加熱源を備えている。このような加熱源は、アレイ基板１００の全体にわたって加熱可能に構成されても良いし、塗布装置４４０により原料が塗布された領域及びその周辺のみを部分的に加熱可能に構成されても良い。なお、アレイ基板１００を加熱する場合には、既に形成済みの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤへの熱によるダメージを考慮して、加熱温度としては１００℃以下に設定することが望ましい。

上述した構成の有機ＥＬ装置の製造装置４００によれば、異物にレーザ光を照射するレーザ光照射装置４３０及びレーザ光照射に伴って封止膜１１５に形成された開口１１５Ｈに充填部材を形成するための原料を塗布する塗布装置４４０を備え、同一のステージ４２０に載置されたアレイ基板１００に対してレーザ光照射及び充填部材形成用の原料塗布が可能となる。したがって、レーザ光照射後に原料塗布までの間の搬送系が不要であり、装置の小型化が可能となる。

また、製造装置４００のうち、ステージ４２０に載置されたアレイ基板１００を乾燥した窒素雰囲気に収容することにより、異物に向けてレーザ光を照射してから充填剤形成用の原料を塗布するまでの間の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による劣化を抑制することができる。

特に、レーザ光を照射する照射部４３３及び充填剤形成用の原料を塗布するノズル４４２をチャンバ４５０に収容した構成によれば、このチャンバ４５０とステージ４２０に載置されたアレイ基板１００との間に窒素雰囲気の空間を形成することができ、装置のさらなる小型化が可能となる。

次に、本実施形態で適用可能な有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。

図８は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを被覆する封止膜１１５が異物によって途切れたアレイ基板１００を概略的に示す平面図及びその断面図である。なお、この図８においては、説明に必要な主要部のみを図示しており、図中の『Ｒ』、『Ｇ』、『Ｂ』は、それぞれ赤色、緑色、青色に発光する有機ＥＬ素子であり、以下に示す図９乃至図１１においても同様である。図示した例では、異物が赤色有機ＥＬ素子Ｒと緑色有機ＥＬ素子Ｇとの間に存在し、封止膜１１５から露出しており、異物が存在する位置で封止膜１１５が途切れている。

パターン検査装置においては、アレイ基板１００における異物の有無を検査した際に、図８に示したようなアレイ基板１００について異物を検出し、しかも、その位置を特定し、コントローラ４１０に異物の位置情報を提供する。

図９は、異物が存在するアレイ基板１００にレーザ光を照射した状態を概略的に示す平面図及びその断面図である。

アレイ基板１００は、ステージ４２０に載置される。コントローラ４１０に提供された異物の位置情報に基づき、ステージ４２０及びレーザ光照射装置４３０の照射部４３３の少なくとも一方が移動され、照射部４３３と異物とが対峙するように位置合わせされる。その後、乾燥した窒素雰囲気において、照射部４３３から異物に向けてレーザ光が照射される。

図１０は、レーザ光の照射により異物が除去されたアレイ基板１００の状態を概略的に示す平面図及びその断面図である。

ステージ４２０の上のアレイ基板１００には、レーザ光の照射により、封止膜１１５に開口１１５Ｈが形成されるとともに、赤色有機ＥＬ素子Ｒ及び緑色有機ＥＬ素子Ｇのそれぞれの一部が欠落している。なお、この状態においても、アレイ基板１００の少なくとも開口１１５Ｈが形成された領域及び有機ＥＬ素子が欠落した領域は、乾燥した窒素雰囲気内にある。

図１１は、アレイ基板１００に充填部材１３０を形成するための原料を塗布した状態を概略的に示す平面図及びその断面図である。

コントローラ４１０に提供された異物の位置情報に基づき、アレイ基板１００が載置されているステージ４２０及び塗布装置４４０のノズル４４２の少なくとも一方が移動され、ノズル４４２と異物とが対峙するように位置合わせされる。その後、乾燥した窒素雰囲気において、ノズル４４２から原料が塗布され、開口１１５Ｈ及び有機ＥＬ素子が欠落した領域に原料が充填される。塗布された原料を硬化させることにより、充填部材１３０が形成される。

上述した構成の有機ＥＬ装置の製造方法によれば、異物にレーザ光を照射する工程及びレーザ光照射に伴って封止膜１１５に形成された開口１１５Ｈに充填部材を形成する工程は、同一のステージ４２０の上において、大気開放されることなく、窒素雰囲気内で行われる。このため、異物に向けてレーザ光を照射してから充填剤形成用の原料を塗布するまでの間の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による劣化を抑制することができる。

充填部材１３０は、封止膜１１５に形成された開口１１５Ｈに向けて塗布された原料を硬化させることによって形成されるため、ＣＶＤなどによる成膜⇒パターニングの工程を経たプロセスよりも簡素化され、しかも、原料の塗布量に応じて容易に充填部材１３０の膜厚を調整することも可能である。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本実施形態は、有機ＥＬ装置として、有機ＥＬ表示装置について説明したが、有機ＥＬ照明や有機ＥＬプリンターヘッドなどにも利用可能である。

本実施形態では、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤがトップエミッションタイプである場合について説明したが、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤがアレイ基板１００の絶縁基板１０１を介して光を放射するボトムエミッションタイプであっても良い。

１…表示パネル
１００…アレイ基板 １０１…絶縁基板
ＯＬＥＤ…ＥＬ素子 ＥＭ…発光部 ＮＥＭ…非発光部
１１５…封止膜 １１５Ｈ…開口
１３０…充填部材
２００…封止基板
３００…シール部材
４００…製造装置 ４１０…コントローラ ４２０…ステージ
４３０…レーザ光照射装置 ４３１…レーザ光源 ４３２…光学系 ４３３…照射部
４４０…塗布装置 ４４１…原料供給源 ４４２…ノズル
４５０…チャンバ

Claims (12)

1. 絶縁基板と、
   前記絶縁基板の上方に配置された有機ＥＬ素子と、
   前記有機ＥＬ素子を被覆するとともに、前記有機ＥＬ素子の一部の直上に開口が形成された封止膜と、
   前記封止膜に形成された前記開口に充填された充填部材と、
   を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
2. 前記充填部材は、前記封止膜の上面から突出していることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
3. 前記充填部材は、樹脂材料または無機化合物によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
4. 前記充填部材は、窒素を含む無機ポリマーを原料として形成されたことを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ装置。
5. 前記充填部材は、酸素及びケイ素が主成分である無機化合物によって形成されたことを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ装置。
6. 絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置された有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を被覆する封止膜と、を備え、前記絶縁基板と前記封止膜との間に異物が介在したアレイ基板が載置されるステージと、
   前記ステージに載置された前記アレイ基板の異物に向けてレーザ光を照射する１個以上の照射部を備えたレーザ光照射装置と、
   前記レーザ光照射装置によるレーザ光の照射によって形成された前記封止膜の開口に向けて充填部材を形成するための原料を塗布する１個以上のノズルを備えた塗布装置と、
   を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造装置。
7. さらに、前記塗布装置により塗布された原料を硬化させる硬化装置を備えたことを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ装置の製造装置。
8. さらに、前記照射部及び前記ノズルを収容するとともに前記ステージに載置された前記アレイ基板との間に窒素雰囲気の空間を形成するチャンバを備えたことを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ装置の製造装置。
9. 前記塗布装置は、前記充填部材を形成するための原料として、窒素を含む無機ポリマーを塗布することを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ装置の製造装置。
10. 絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置された有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を被覆する封止膜と、を備え、前記絶縁基板と前記封止膜との間に異物が介在したアレイ基板を用意し、
    前記アレイ基板の異物に向けてレーザ光を照射し、
    レーザ光の照射によって形成された前記封止膜の開口に向けて充填部材を形成するための原料を塗布し、
    塗布された原料を硬化させる、
    ことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
11. 異物へのレーザ光の照射及び充填部材の塗布は、窒素雰囲気の同一空間内で行うことを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
12. 前記充填部材として、窒素を含む無機ポリマーを塗布し、塗布した前記無機ポリマーを硬化させることによって酸素及びケイ素が主成分である無機化合物に転化させた充填部材を得ることを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。

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