JP3883770B2 - 発光素子の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に形成された発光層を互いに絶縁層により区画するように構成された発光素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
互いに直交する方向に形成されたストライプ状の電極の間に発光材料を含有する発光層を設けるとともに、絶縁層によって発光層を各画素を構成する区画ごとに分離するようにした構造のエレクトロルミネッセンスパネルが知られている。発光層を挟む所定の電極間に選択的に電圧を印加することにより、所定の画素を選択的に発光させて任意の画像を表示することができる。
【0003】
図6はこのようなエレクトロルミネッセンスパネルの製造工程の一部を示している。図6(a)に示すように、ガラス基板101の表面にストライプ状に配列した複数の透明電極102を形成した後、図6(b)に示すように、ガラス基板101の全面に絶縁層103を形成し、さらに図6(c)に示すように、絶縁層の上にレジスト104を塗布する。次に、図6(d)に示すように、フォトマスク105を介してレジスト104を露光し、図6(e)に示すように、レジスト104を現像する。その後、図6(f)に示すように、レジスト104を介してエッチングすることにより絶縁層103をパターニングし、図6(g)に示すように、レジスト104を剥離する。
【0004】
以上の工程により、基板上に所定形状、例えば格子状の絶縁層103を形成することができる。なお、絶縁層103の形成後、絶縁層103により区画された領域に発光材料を含有する発光層が形成されるとともに、図6(g)において発光層の上側に透明電極と直交する方向(図6(g)の左右方向)に複数の電極がストライプ状に形成される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ガラス基板を用いる場合にはフォトリソグラフィー技術を用いて絶縁層を形成することができる。しかし、基板として樹脂基板を用いる場合には、レジストをベークする際における耐熱性やレジスト現像時の耐溶剤性等の問題から、絶縁層の形成時に上記のようなフォトリソグラフィー技術を適用することが困難である。
【0006】
本発明は、基板の材質等にかかわりなく容易に所定形状の絶縁層を形成することができる発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のエレクトロルミネッセンスパネルの製造方法は、基板(1)と、基板(1)上に形成された発光層(5R,5G,5B)と、発光層(5R,5G,5B)を互いに区画する絶縁層(3)と、を備える発光素子の製造方法において、絶縁層(3)を溶剤を使用せずに電子写真法により形成する工程を含むことを特徴とする。
【0008】
この発明によれば、絶縁層(3)を電子写真法により形成するので、基板(1)に耐熱性や耐溶剤性が要求されるフォトリソグラフィー技術を用いることなく絶縁層(3)を形成でき、基板(1)として、例えば樹脂製の基板を用いることができる。また、レジストの塗布および乾燥、露光、現像工程等を含むフォトリソグラフィー技術を用いる場合と比較して、工程を単純化することができる。
【0009】
絶縁層(3)を電子写真法により転写部材上に形成する工程と、転写部材上に形成された絶縁層(3)を基板(1)上に転写する工程と、を含むようにしてもよい。
【0010】
この場合には、転写部材の性質を基板(1)に合わせることにより、種々の基板(1)に対して絶縁層(3)を形成することが可能となる。例えば、転写部材として柔軟性を有する部材を用いる場合には、ガラス等からなる硬質の基板に対応可能となる。
【0011】
本発明のエレクトロルミネッセンスパネルの製造方法は、基板(1)と、基板(1)上に形成された発光層(5R,5G,5B)と、発光層(5R,5G,5B)を互いに区画する絶縁層(3)と、を備える発光素子の製造方法において、絶縁層(3)をサーマルヘッドを熱源として用いた熱転写法により形成する工程を含むことを特徴とする。
【0012】
この発明によれば、基板(1)に耐熱性や耐溶剤性が要求されるフォトリソグラフィー技術を用いることなく絶縁層(3)を形成できるので、基板(1)として樹脂製の基板を用いることができる。また、レジストの塗布および乾燥、露光、現像工程等を含むフォトリソグラフィー技術を用いる場合と比較して、工程を単純化することができる。
【0013】
絶縁層(3)を熱転写法により転写部材(77)上に形成する工程と、転写部材(77)上に形成された絶縁層(3)を基板(1A)上に転写する工程と、を含むようにしてもよい。
【0014】
この場合には、転写部材の性質を基板(1)に合わせることにより、種々の基板(1)に対して絶縁層(3)を形成することが可能となる。例えば、転写部材として柔軟性を有する部材を用いる場合には、ガラス等からなる硬質の基板に対応可能となる。
【0015】
発光層(5R,5G,5B)は電界を印加することにより発光する発光材料を少なくとも1種類含有してもよい。
【0016】
基板(1)を樹脂で構成してもよい。本発明によれば、絶縁層の形成に際してフォトリソグラフィー技術を用いる必要がないため、基板にレジストのベーク工程に耐えるだけの耐熱性やレジスト現像工程に耐えるだけの耐溶剤性が要求されず、したがって樹脂製の基板(1)に損傷を与えない。
【0017】
なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【0018】
【発明の実施の形態】
−第1の実施形態−
以下、図1〜図5を参照して、本発明の発光素子の製造方法をエレクトロルミネッセンスパネルの製造に適用した第1の実施形態について説明する。
【0019】
図1は本発明の製造方法により製造されるエレクトロルミネッセンスパネルの断面図、図2(a)は図1のエレクトロルミネッセンスパネルの製造過程を示す断面図、図2(b)は図2(a)のB−B線方向から見た平面図である。
【0020】
図1および図2に示すように、エレクトロルミネッセンスパネル100は、透明な高分子フィルムからなる基板1と、基板1上に図1の左右方向にストライプ状に引き延ばされた複数の陽極2と、基板1および陽極2上に格子状(図2(b)参照)に形成された絶縁層3と、絶縁層3に取り囲まれるようにドットマトリクス状に形成された発光層5R,5G,5Bと、発光層5R,5G,5Bと重なる位置において陽極2と直交する方向にストライプ状に形成された複数の陰極6と、陽極2、絶縁層3、図示しないホール輸送層、発光層5R,5G,5Bおよび陰極6を基板1との間で密封するシールガラス7と、を備える。陽極2はITO等の透明導電材料からなり、陽極2と陰極6との間に所定の電圧を印加することにより、発光層5Rは赤色に、発光層5Gは緑色に、発光層5Bは青色に、それぞれ発光する。発光層5R,5G,5Bの発光は、透明な陽極2および基板1を介して基板1の側から視認される。
【0021】
次に、エレクトロルミネッセンスパネル100の製造方法について説明する。
【0022】
まず、基板1の一面にスパッタリング法等を用いてITO膜等の透明導電膜を成膜し、その後、その膜をパターニングすることにより、所定間隔で平行に配列された複数本の陽極2を形成する。
【0023】
次に、電子写真方式により絶縁層3を形成する。図3は絶縁層3を形成するための装置を模式的に示す図である。図3に示すように、装置50はトナーを転写する感光体ドラム51と、感光体ドラム51の表面の帯電を取り除く除電器53と、コロナ放電を発生させて感光体ドラム51の表面を正電位に帯電させるコロナ帯電器54と、感光体ドラム51に向けてレーザービームを射出する露光器55と、感光体ドラム51の表面にトナーを付着させる現像器56と、感光体ドラム51に対向して設けられた転写ドラム57と、転写されたトナーに熱および圧力を加えてトナーを定着させる定着器58とを備える。
【0024】
絶縁層3を形成するためのトナーとしては、例えば、各種樹脂、各種ワックス、帯電制御剤、鉄粉等のキャリア、各種無機粉体等の混合物を粉体化したものを使用することができる。トナーは装置50の現像器56に収容される。
【0025】
以下、絶縁層を形成するためのトナーの製造方法の具体例を示す。
【0026】
まず、75重量部の飽和ポリエステル樹脂、15重量部のスチレン・アクリル樹脂、4重量部のポリエチレンワックスおよび2重量部の帯電制御剤を溶融、混練した混合物を作製する。次いで、この混合物を微粉砕し、さらに分級して得られた粉末組成物100重量部に疎水性シリカ0.5重量部を混合して粉体調整し、その後、粉体濃度が9重量パーセントになるようキャリアとしての鉄粉を混合してトナーが作製される。
【0027】
なお、絶縁層の材料としては、各種の樹脂、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂、PVA樹脂、PC樹脂、フッ素樹脂、ポリキノリン樹脂、ポリアキサジアリール樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリシロキサン、ポリエステル樹脂、PVC樹脂、PVB樹脂、PVF樹脂等を用いることができる。また、樹脂中に無機物の粉体を添加してもよい。この場合の無機物としては、例えば、SiO2、SiN、TaO、Al2O3等を用いることができる。
【0028】
図3に示すように、感光体ドラム51と転写ドラム57との間には、陽極2が形成された基板1が供給される。
【0029】
除電器53によって除電された後、コロナ帯電器54によって正電位に帯電された感光体ドラム51の表面を露光器55によってレーザービームで走査することにより、感光体ドラム51の表面に絶縁層3の形状に対応する格子形状の潜像が形成される。次に、感光体ドラム51の表面に形成された潜像が現像器56に対向したときに、トナーが潜像様に供給されて感光体ドラム51の表面で格子形状が現像化される。次いで、感光体ドラム51上のトナーは格子形状を維持したまま転写ドラム57と対向する位置において基板1に転写され、次に、定着器58による熱および圧力を受けて基板1上に定着される。これにより、基板1上に格子形状の絶縁層3が形成される。
【0030】
次に、電子写真方式により発光層5R,5G,5Bを順次形成する。発光層5R,5G,5Bを形成するため、各色の発光材料をトナー化する。
【0031】
最初に発光層5Rのトナーを装置50の現像器56に収容する。図3に示すように、感光体ドラム51と転写ドラム57との間には、陽極2および絶縁層3が形成された基板1が供給される。
【0032】
除電器53によって除電された後、コロナ帯電器54によって正電位に帯電された感光体ドラム51の表面を露光器55によってレーザービームで走査することにより、感光体ドラム51の表面に発光層5Rの形状に対応するドット状の潜像が形成される。次に、感光体ドラム51の表面に形成された潜像が現像器56に対向したときに、トナーが潜像様に供給されて感光体ドラム51の表面で発光層5Rの形状に対応するドット形状が現像化される。次いで、感光体ドラム51上のトナーはドット状の形状を維持したまま転写ドラム57と対向する位置において基板1に転写され、次いで、定着器58による熱および圧力を受けて基板1上に定着される。これにより、基板1上にドット状の発光層5Rが形成される。
【0033】
次に、発光層5Gのトナーを用い、発光層5Rが形成された基板1上に発光層5Rと同様の方法で発光層5Gを形成する。さらに、発光層5Bのトナーを用い、発光層5Rおよび発光層5Gが形成された基板1上に発光層5Rと同様の方法で発光層5Bを形成する。
【0034】
以上の方法により、3色の発色層5R,5G,5Bが所定の配置に従って形成される。
【0035】
次に、真空蒸着法により陰極6を形成する。陰極6に対応する形状の開口が形成されたシャドウマスクを介して絶縁層3および発光層5R,5G,5B上にアルミニウムを蒸着することにより、アルミニウムからなるストライプ状の陰極6が形成される。
【0036】
本実施形態では、絶縁層3を電子写真法により形成するので、フォトリソグラフィー技術を用いる場合のように基板1に耐熱性や耐溶剤性が要求されない。したがって、高分子フィルムからなる基板1に損傷を与えることなく絶縁層3を形成することができる。また、フォトリソグラフィー技術を用いる場合と比較して、工程を単純化することができる。
【0037】
上記第1の実施形態では、電子写真方式により発光層を形成する場合について説明したが、発光層5R,5G,5Bの形成方法として、真空蒸着法、インクジェット方式、ディスペンサーによる方法など、任意の方法を用いることができる。
【0038】
また、上記実施形態では高分子フィルムからなる基板1を用いているが、基板の材質はこれに限定されない。ガラス等の無機材料の基板に対して電子写真法を用いて絶縁層を形成することもできる。
【0039】
また、発光層と陰極との間に、電子注入層を挿入してもよい。
【0040】
−第2の実施形態−
以下、図4を参照して本発明の発光素子の製造方法をエレクトロルミネッセンスパネルの製造に適用した第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、絶縁層を熱転写方式を用いて形成する。その他の工程については、第1の実施形態と同様の工程を採用することができる。
【0041】
図4は絶縁層3の製造方法を示す図である。図4に示すように、リボン71はベースフィルム72と、ベースフィルム72の表面にコーティングされ、絶縁材料を担持する転写層73とからなる。透明電極2が形成された基板1とリボン71とをサーマルヘッド75とプラテンロール76との間に搬送して圧力を加え、所定のタイミングでサーマルヘッド75からの熱をリボン71に加えることにより、基板1に転写層73を転写し、絶縁層3を形成する。リボン71は、例えば、ポリエチレンテレフタレート製のベースフィルム72の表面にポリアクリル酸ブチルのトルエン/MEK溶液を塗工・乾燥して作製することができる。
【0042】
サーマルヘッド75は基板1の搬送方向と直交する方向に配列した複数の発熱体を備え、外部から印加される信号75aにより制御される。基板1を搬送しつつ個々の発熱体に所定の信号を印加することで、転写層73の一部が選択的に溶融されて基板1に転写される。これにより、発熱層5Rを所定の形状にパターニングすることができる。なお、図4では、転写されて発熱層5Rを形成することになる転写層73の所定領域を領域73aとして示している。
【0043】
発熱層5G,5Bはそれぞれの発光膜材を担持するリボンを用いて発熱層5Rと同様の方法で形成される。
【0044】
以下、リボン71の製造方法の具体例について説明する。
【0045】
<リボンの製造方法の具体例1>
塩ビ−酢ビ樹脂1000LK2(デンカ製)をトルエン:MEK=1:1混合溶媒に溶解し、5重量%程度の濃度に調整した溶液を作成する。この溶液をワイヤーバーを用いてポリエチレンテレフタレート製のベースフィルム72の表面に塗工し、これを乾燥させることにより、リボン71を作製する。
【0046】
<リボンの製造方法の具体例2>
ポリエステル樹脂バイロン200(東洋紡)をトルエン:MEK=1:1混合溶媒に溶解し、5重量%程度の濃度に調整した溶液を作成する。この溶液をワイヤーバーを用いてポリエチレンテレフタレート製のベースフィルム72の表面に塗工し、これを乾燥させることにより、リボン71を作製する。
【0047】
<リボンの製造方法の具体例3>
100重量部のポリアクリル酸ブチルをトルエン:MEK=1:1混合溶媒に溶解し、5重量%程度の濃度に調整した溶液を作成する。この溶液をワイヤーバーを用いてポリエチレンテレフタレート製のベースフィルム72の表面に塗工し、これを乾燥させることにより、リボン71を作製する。
【0048】
なお、リボン71の構成は上記製造方法に示すものに限定されない。例えば、ベースフィルム72として、ポリエチレンテレフタレートフィルムのほか、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム等の樹脂フィルムや、コンデンサーペーパー、グラシン紙等の紙類を用いることができる。また、絶縁膜材料としては上記実施例に限定されず、熱転写可能な他の樹脂、例えばアクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂等を用いてもよい。
【0049】
本実施形態では、絶縁層3を熱転写法により形成するので、フォトリソグラフィー技術を用いる場合のように基板1に耐熱性や耐溶剤性が要求されない。したがって、高分子フィルムからなる基板1に損傷を与えることなく絶縁層3を形成することができる。また、フォトリソグラフィー技術を用いる場合と比較して、工程を単純化することができる。
【0050】
上記実施形態では高分子フィルムからなる基板1を用いているが、基板の材質はこれに限定されない。ガラス等の無機材料の基板に対して熱転写法を用いて絶縁層を形成することもできる。
【0051】
−第3の実施形態−
以下、図5を参照して本発明の発光素子の製造方法をエレクトロルミネッセンスパネルの製造に適用した第3の実施形態について説明する。
【0052】
図5に示すように、第3の実施形態では第2の実施形態と同様のリボン71およびサーマルヘッド75を用いるが、リボン71の転写層73aを直接基板上に転写せず、柔軟性を有する中間転写ロール77に転写する。中間転写ロール77とロール78との間には、基板1Aが挟み込まれて搬送され、中間転写ロール77に転写された転写層73aが基板1A上に再転写される。
【0053】
このように第3の実施形態では、絶縁膜材料を担持する転写層73を柔軟性を有する中間ロール77を介して基板1Aに転写するので、基板1Aがガラス製の基板である場合等、基板1Aに柔軟性がない場合であっても、転写層73の転写が可能となる。
【0054】
第3の実施形態では、熱転写によって中間転写ロールに転写層を転写しているが、熱転写の代わりに電子写真法を用いて中間転写ロールに転写層を所定の形状に形成し、中間転写ロール上の転写層を基板に再転写するようにしてもよい。
【0055】
【発明の効果】
本発明によれば、絶縁層を電子写真法により形成するので、基板に耐熱性や耐溶剤性が要求されるフォトリソグラフィー技術を用いることなく絶縁層を形成でき、基板として、例えば樹脂製の基板を用いることができる。また、レジストの塗布および乾燥、露光、現像工程等を含むフォトリソグラフィー技術を用いる場合と比較して、工程を単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法により製造されるエレクトロルミネッセンスパネルの断面図。
【図2】エレクトロルミネッセンスパネルの製造過程を示す図であり、(a)は断面図、(b)は(a)のB−B線方向から見た平面図。
【図3】電子写真方式により絶縁層を形成するための装置を示す図。
【図4】熱転写方式による絶縁層の形成方法を示す図。
【図5】中間転写ロールを介して転写することにより絶縁層を形成する方法を示す図。
【図6】エレクトロルミネッセンスパネルの従来の製造工程の一部を示す図。
【符号の説明】
1 基板
1A 基板
3 絶縁層
5R,5G,5B 発光層
77 中間転写ロール(転写部材)
Claims (6)
- 基板と、前記基板上に形成された発光層と、前記発光層を互いに区画する絶縁層と、を備えるエレクトロルミネッセンスパネルの製造方法において、
前記絶縁層を溶剤を使用せずに電子写真法により形成する工程を含むことを特徴とするエレクトロルミネッセンスパネルの製造方法。 - 前記絶縁層を電子写真法により転写部材上に形成する工程と、
前記転写部材上に形成された前記絶縁層を前記基板上に転写する工程と、を含むことを特徴とする請求項1に記載のエレクトロルミネッセンスパネルの製造方法。 - 基板と、前記基板上に形成された発光層と、前記発光層を互いに区画する絶縁層と、を備えるエレクトロルミネッセンスパネルの製造方法において、
前記絶縁層をサーマルヘッドを熱源として用いた熱転写法により形成する工程を含むことを特徴とするエレクトロルミネッセンスパネルの製造方法。 - 前記絶縁層を熱転写法により転写部材上に形成する工程と、
前記転写部材上に形成された前記絶縁層を前記基板上に転写する工程と、を含むことを特徴とする請求項3に記載のエレクトロルミネッセンスパネルの製造方法。 - 前記発光層は電界を印加することにより発光する発光材料を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のエレクトロルミネッセンスパネルの製造方法。
- 前記基板が樹脂からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のエレクトロルミネッセンスパネルの製造方法。
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