JP2020113494A - 有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1−1.第1実施形態
図1は、第1実施形態における有機EL装置100を示す斜視図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1に示す互いに直交するx軸、y軸およびz軸を適宜用いて説明する。後述の表示パネル1が有する透光性基板7の表面がx−y平面に平行であり、後述の表示パネル1が有する複数層の積層方向がz方向である。
図1に示す有機EL装置100は、「有機エレクトロルミネッセンス装置」の一例であって、フルカラーの画像を表示する有機EL表示装置である。有機EL装置100は、例えば、ヘッドマウントディスプレイにおいて画像を表示するマイクロディスプレイとして用いられる。なお、ヘッドマウントディスプレイについては後で詳述する。
図3は、第1実施形態における表示パネル1の電気的な構成を示すブロック図である。図3に示すように、表示パネル1は、x方向に沿って延在するM本の走査線13と、走査線13と交差し、y方向に沿って延在するN本のデータ線14とを有する。なお、M、Nは、自然数である。また、M本の走査線13とN本のデータ線14との各交差に対応して複数のサブ画素P0が構成される。
図5は、第1実施形態における表示パネル1の部分断面図であって、図2中の表示パネル1のA−A線断面図である。以下の説明において、透光性とは、可視光に対する透過性を意味し、好ましくは可視光の透過率が50%以上であることをいう。また、光反射性とは、可視光に対する反射性を意味し、好ましくは可視光の反射率が50%以上であることをいう。
基板10は、例えば基板本体11と、配線層12とを有する。基板本体11は、例えばシリコン、ガラス、樹脂またはセラミック等で構成される。また、表示パネル1はトップエミッション型であるため、基板本体11は透光性を有していてもいなくてもよい。
基板10の+z側の表面には、所定の波長域の光を共振させる発光部2が配置される。発光部2は、反射層21と、共振調整層22と、複数の発光素子20とを有する。複数の発光素子20は、前述のように、複数の陽極23と、有機層24と、陰極25とを有する。
{(2×L0)/λ0+Φ}/(2π)=m0(m0は整数)・・・・・[1]
保護部4は、陰極25上に配置され、発光部2を封止する。保護部4を備えることで、有機層24を大気中の水分または酸素等から保護できる。つまり、保護部4は、ガスバリア性を有する。そのため、保護部4を備えていない場合に比べ、表示パネル1の信頼性を高めることができる。また、保護部4は、透光性を有する。
保護部4上には、カラーフィルター層6が配置される。カラーフィルター層6は、所定の波長域の光に対応しており、所定の波長域の光を選択的に透過させる。カラーフィルター層6は、サブ画素PBに対応した着色層61B、サブ画素PGに対応した着色層61G、およびサブ画素PRに対応した着色層61R、を有する。発光領域A10において、着色層61B、着色層61Gおよび着色層61Rは、x−y平面に沿って並ぶ。表示パネル1は、カラーフィルター層6を備えることで、カラーフィルター層6を備えていない場合に比べ、表示パネル1から出射される光の色純度を高めることができる。
カラーフィルター層6上には、透光性を有する接着層70を介して透光性基板7が配置される。透光性基板7は、カラーフィルター層6および発光素子20等を保護するカバーである。透光性基板7は、透光性を有しており、例えばガラス基板または石英基板で構成される。接着層70は、カラーフィルター層6に透光性基板7を接着でき、かつ透光性を有していれば如何なる材料で構成されてもよく、例えばエポキシ樹脂およびアクリル樹脂等の透明な樹脂材料で構成される。
次に、有機EL装置100が有する表示パネル1の製造方法について説明する。図7は、第1実施形態における表示パネル1の製造方法を示すフローチャートである。図7に示すように、表示パネル1の製造方法は、基板形成工程S11、発光部形成工程S12、保護部形成工程S13、カラーフィルター層形成工程S14、エッチング工程S15、透光性基板接着工程S16およびアッシング工程S17を有する。これら各工程を順に行うことにより表示パネル1が製造される。
図8は、第1実施形態における基板形成工程S11および発光部形成工程S12を説明するための断面図である。基板形成工程S11では、シリコン板等で構成される基板本体11を用意し、基板本体11上に配線層12を形成する。具体的には、駆動用トランジスター32等の各種配線等は、例えば、スパッタリング法または蒸着法により金属膜を形成し、フォトリソグラフィー法により当該金属膜をパターニングすることにより形成される。また、絶縁膜121、122および123は、それぞれ、CVD法等により絶縁膜を形成し、当該絶縁膜に対してCMP(chemical mechanical polishing)法等の研磨法等による平坦化処理を施すことにより形成される。
発光部形成工程S12は、反射層形成工程と、共振調整層形成工程と、「有機EL素子を形成する工程」としての発光素子形成工程とを有する。
図9〜図12は、第1実施形態における保護部形成工程S13を説明するための断面図である。保護部形成工程S13は、図9および図10に示す第1層形成工程、図11に示す第2層形成工程、および図13に示す第3層形成工程を有する。保護部形成工程S13は、「保護部を形成する工程」に相当する。
図13〜図17は、それぞれ、第1実施形態におけるカラーフィルター層形成工程S14を説明するための図である。カラーフィルター層形成工程S14では、保護部4上にカラーフィルター層6を成膜する。
図18は、第1実施形態におけるエッチング工程S15を説明するための図である。エッチング工程S15では、図18に示すように、保護部4の端子37に対応する領域、具体的には、保護部4のうち平面視で端子37と重なる領域を除去して開口部49を形成する。開口部49は、第2開口部69を有するカラーフィルター層6をエッチングマスクとして用いたドライエッチングにより保護部4をパターニングすることで形成される。カラーフィルター層6をエッチングマスクとして用いているので、開口部49を形成するためのエッチングマスクを別途形成しなくて済む。そのため、エッチング工程S15における工程数を削減でき、よって、エッチング工程S15の簡略化を図ることができる。
透光性基板接着工程S16では、詳細な図示はしないが、カラーフィルター層6上に透明な樹脂材料を塗布して、塗布された樹脂材料上にガラス基板等で構成された透光性基板7を配置し、押圧する。この際、例えば、樹脂材料が感光性樹脂である場合、透光性基板7を介して光を照射して当該感光性樹脂を硬化させる。この硬化によって、樹脂材料の硬化物で構成される接着層70が得られる。また、接着層70によって透光性基板7がカラーフィルター層6に接着される。
アッシング工程S17では、詳細な図示はしないが、前工程で生じた有機物の残渣をアッシングにより除去する。特に、端子37上の残渣をアッシングにより除去する。当該除去により、端子37の表面が清浄化され、端子37に対するFPC基板95の接続不良を抑制できる。なお、アッシング工程S17は、透光性基板接着工程S16の後で行ったが、エッチング工程S15の後であればよく、エッチング工程S15と透光性基板接着工程S16との間に行ってもよい。また、アッシング工程S17は省略してもよい。
図19は、第2実施形態におけるカラーフィルター層形成工程S14を説明するための図である。本実施形態は、カラーフィルター層形成工程S14において第1樹脂層81を形成することが第1実施形態と異なる。なお、第2実施形態において第1実施形態と同様の事項については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜省略する。
図20は、第3実施形態における表示パネル1の製造方法を示すフローチャートである。図21は、第3実施形態における透光性基板接着工程S16を説明するための図である。図22は、第3実施形態における開口部形成工程を説明するための図である。本実施形態は、透光性基板接着工程S16の後にエッチング工程S15を行うことが第1実施形態と異なる。なお、第2実施形態において第1実施形態と同様の事項については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜省略する。
図23は、第4実施形態における表示パネル1Aの部分断面図である。図24は、第4実施形態における表示パネル1Aが有するカラーフィルター層6Aおよび透光性基板7の平面図である。図25は、第4実施形態における透光性基板接着工程S16を説明するための図である。本実施形態は、表示パネル1Aの構成、および、透光性基板7のみをエッチングマスクとして用いることが第3実施形態と異なる。なお、第4実施形態において第3実施形態と同様の事項については、第3実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜省略する。
図26は、第5実施形態におけるカラーフィルター層形成工程S14を説明するための図である。図27は、第5実施形態における開口部形成工程を説明するための図である。本実施形態は、カラーフィルター層形成工程S14において第2樹脂層82を形成することが第3実施形態と異なる。なお、第5実施形態において第3実施形態と同様の事項については、第3実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜省略する。
前述の実施形態の有機EL装置100は、各種の電子機器に適用することができる。
図28は、電子機器の一例である虚像表示装置700の一部を模式的に示す平面図である。図28に示す虚像表示装置700は、観察者の頭部に装着されて画像の表示を行うヘッドマウントディスプレイ(HMD)である。虚像表示装置700は、前述した有機EL装置100と、コリメーター71と、導光体72と、第1反射型体積ホログラム73と、第2反射型体積ホログラム74とを備える。なお、有機EL装置100から出射される光は、映像光LLとして出射される。
図29は、電子機器の一例であるパーソナルコンピューター400を示す斜視図である。パーソナルコンピューター400は、有機EL装置100と、電源スイッチ401およびキーボード402が設けられた本体部403と、を備える。パーソナルコンピューター400は、前述の有機EL装置100を備えるため、品質に優れる。
Claims (7)
- 基板上に、有機エレクトロルミネッセンス素子および前記有機エレクトロルミネッセンス素子に接続される端子を形成する工程と、
第1層と第2層と第3層とを含む保護部を形成する工程であって、プラズマを用いた化学気相堆積法により、前記有機エレクトロルミネッセンス素子上および前記端子上に、窒素を含むケイ素系の無機材料を主体とする前記第1層を形成し、前記第1層上に、プラズマを用いた原子層堆積法により、酸化ケイ素または酸化アルミニウムを主体とする前記第2層を形成し、前記第2層上に、プラズマを用いた化学気相堆積法により、窒素を含むケイ素系の無機材料を主体とする前記第3層を形成する工程と、
前記保護部上に、平面視で前記端子と重ならず、所定の波長の光を透過させるカラーフィルター層を形成する工程と、
前記カラーフィルター層をマスクにして、前記保護部のうち前記平面視で前記端子と重なる領域をドライエッチングにより除去する工程と、を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 - 前記カラーフィルター層を形成する工程と前記除去する工程との間に、
前記カラーフィルター層上に、前記平面視で前記端子と重ならず、透光性を有する透光性基板を配置する工程をさらに有する請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 - 前記カラーフィルター層を形成する工程において、
前記カラーフィルター層上に樹脂材料を主体とする樹脂層を形成する請求項1または2に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 - 前記除去する工程の後に、
アッシングする工程をさらに有する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 - 基板上に、有機エレクトロルミネッセンス素子および前記有機エレクトロルミネッセンス素子に接続される端子を形成する工程と、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子上および前記端子上に、第1層と第2層と第3層とを含む保護部を形成する工程であって、プラズマを用いた化学気相堆積法により、窒素を含むケイ素系の無機材料を主体とする前記第1層を形成し、前記第1層上に、プラズマを用いた原子層堆積法により、酸化ケイ素または酸化アルミニウムを主体とする前記第2層を形成し、前記第2層上に、プラズマを用いた化学気相堆積法により、窒素を含むケイ素系の無機材料を主体とする前記第3層を形成する工程と、
前記保護部上に、平面視で前記端子と重ならない透光性を有する透光性基板を配置する工程と、
前記透光性基板をマスクにして前記保護部のうち前記平面視で前記端子と重なる領域をドライエッチングにより除去する工程と、を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 - 前記保護部を形成する工程と前記透光性基板を配置する工程との間に、樹脂材料を主体とする樹脂層を形成する工程をさらに有する請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
- 前記除去する工程の後に、
アッシングする工程をさらに有する請求項5または6に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
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