JP4255187B2 - Manufacturing method of organic EL display device and organic EL display device manufactured by the method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばドットマトリクス表示装置や、液晶表示器のバックライト等に使用され、有機EL素子、有機エレクトロルミネセンス素子、有機電界発光素子、有機LED素子等と称される有機薄膜のエレクトロルミネセンス現象を利用した有機エレクトロルミネセンス素子(以下、有機EL素子という)を用いた有機EL表示装置に関するもので、詳しくは複数個の有機EL表示素子を同一基板上に構成し、これを切断分離して複数の有機EL表示装置を得るようにした有機EL表示装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、有機EL表示素子80は、例えば図11に示すように構成されている。
ガラス基板81上に設けたストライプ状のITO(Indium Tin Oxide)からなる陽極層82と、その上に積層した、有機EL層83と、陽極層82と直交するストライプ状の陰極層84と、から構成されている。
【0003】
このような構成の有機EL素子80によれば、一対の電極82、84間に図示しない電源から所望の電力を供給することにより、電極82、84間に挟まれた有機EL層83から発光が生じ、これが視認されるものとなる。この例においては、ストライプ状の電極を用いたドットマトリクス型としているので、ストライプ状の陽極層82および陰極層84に所望の信号を入力することにより、各電極間に挟まれた有機EL層83をドット単位で発光を制御することができる。
【0004】
陽極層82は、ニッケル、金、白金、パラジウムやこれらの合金或いは酸化錫(SnO2)、沃化銅などの仕事関数の大きな金属やそれらの合金、化合物、更にはポリピロール等の導電性ポリマーなどを用いることができるが、一般にはITO透明電極層が多く用いられている。
陰極層84は、電子注入に有効な材料、即ち電子注入効率の向上が図れる仕事関数の小さな金属材料を用いることが好ましく、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウムインジウム合金、マグネシウムアルミニウム合金、マグネシウム銀合金や、アルミニウムリチウム合金等が用いられている。
有機EL層83は、陽極層82側から順に正孔輸送層83aと有機発光層83bの2層構造としており、正孔輸送層83aとしてはN,N'−ジフェニル−N,N'―ビス(3−メチルフェニル)1,1'−ビフェニル−4,4'−ジアミン(Triphenyldiamine、以下TPDと略記する)を、有機発光層83bとしてはトリス(8−ヒドロキシキナリナト)アルミニウム(Tris(8-hydroxyquinolinato)Aluminium、以下Alq3と略記する)等が用いられている。
【0005】
このような構成の有機EL素子80を大気中でそのまま駆動した場合には、湿気や熱等により劣化が促進され、発光特性が劣化する。特に、素子の周囲に酸素や水分があった場合、酸化が促進され有機材料の変質、膜の剥がれ、ダークスポット(非発光部)が成長し発光しなくなるなどの現象が表れ、結果として寿命が短いという問題がある。
【0006】
そこで、このような問題に対して、有機EL素子が大気に触れないように封止することが提案されている。例えば図10に示す有機EL表示装置90は、有機EL素子80を形成した一方の素子基板81と、有機EL層83等を覆うように対向配設した他方の封止基板91と、有機EL層83が外気に曝されないよう両基板81、91を接着固定して有機EL素子80を囲むように設けたシール層92と、該シール層92よりも一部が外側に引き出された陽極層82および陰極層84とからなる。
また、特開平5−41281号のように有機EL素子80と封止基板91の間にフルオロカーボン油に合成ゼオライト等の脱水剤を含有させた不活性液体などを充填して封止することも提案されている。
【0007】
このような構成の有機EL表示装置90によれば、有機EL素子80が外部雰囲気に曝されることがないので寿命を長くした有機EL表示装置が提供される。
【0008】
また、このような構成の有機EL表示装置90を大量に生産しようとする場合には、図8および図9に示すような方法により製造することができる。
複数の有機EL素子80を形成した一方の素子基板81と、他方の封止基板91とを、素子基板81内面に設けたシール層92を介して接着固定し、その後に隣接する各有機EL表示素子80間にスクライブ装置等により素子基板81に切り溝88を、封止基板91に切り溝98a、98bを入れ、これらの箇所を押圧することで複数の有機EL表示装置90を切断分割して得ることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この切断分割を行うために所定位置に切り溝88,98a,98bを設けたにもかかわらず、切り溝ではなく、切り溝から離れた箇所が割れて、切り残し87、97や、割れ86、96が生じることがある。
切り残し87、97があると、所定形状よりも大きくなり、有機EL表示装置90を他の装置に取付けることが難しくなったり、有機EL表示装置90を駆動するために接続するフレキシブルプリント基板等と接触してフレキシブルプリント基板を傷付けたりする不具合が生じる。また、割れ86、96があると、その箇所の電極端子が短くなって接続に不具合をきたすなどの問題が生じる。
特に、有機EL表示装置90の発光部の端縁から基板端縁までの距離を小さくした狭額縁の有機EL表示装置を得ようとする場合において、上記した割れや切り残しがあると、かかる寸法精度の悪化により、有機EL表示装置の歩留まりが低くなり問題であった。
【0010】
本発明は、以上の点から、作業性がよく、かつ正確な寸法形状が得られるような有機EL表示装置の製造方法を提供することを主たる目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明の第一の態様によれば、有機EL素子が形成された第1基板と、該有機EL素子を覆うように形成された光硬化性樹脂層と、該光硬化性樹脂層を介して第1基板と対向配設して固着された第2基板とを有する有機EL表示装置を製造する方法であって、 前記第1基板に、複数の有機EL表示装置分の電極層と有機EL層を備えた有機EL素子を形成する工程と、 一方の基板表面を、液状の光硬化性樹脂にて覆う工程と、 前記光硬化性樹脂の上面に他方の基板を、積極的に上方へ凸に変形することがないようにして、前記光硬化性樹脂を覆う工程と、基板外側から光を照射して、前記光硬化性樹脂における有機EL素子の発光領域を覆う箇所を硬化して、隣接する前記発光領域を覆う箇所間に硬化していない前記光硬化性樹脂層が存在するよう前記 光硬化性樹脂を硬化する工程と、 前記した光硬化性樹脂の硬化工程の後に、第1基板もしくは第2基板の前記光硬化性樹脂の隣接する硬化した有機EL素子の発光領域を覆う箇所との間を通る切断予定位置に切断傷を設け、切断傷を設けた基板とは異なる基板の、切断しようとする位置にある切断傷に対向する位置もしくはその近傍に基板外方から押力を加えて、前記切断傷の位置で、前記切断傷を設けた基板を切断する工程とを含み、これにより第1基板に形成した複数の有機EL表示装置を分割することを特徴とする、有機EL表示装置の製造方法により、達成される。
【0012】
この第一の態様では、外部環境に曝されないように有機EL素子を封止基板により封止した、複数の有機EL素子をまとめて製造することができる。また、1枚の基板上に多数の有機EL素子を形成した後に、封止し、その後に切断するものであるから、有機EL表示装置を1個ずつ作成する場合に比べて格段に量産性が向上する。
さらに、切断する隣接する有機EL表示装置間には、硬化していない光硬化性樹脂が存在することから、安定して切断することができ、欠けや割れといった不具合が発生し難くなり、歩留まりが向上する。これにより、総合的な製造コストが低減され得る。
【0013】
本発明の第二の態様では、さらに前記した光硬化性樹脂にて被覆する工程は、前記有機EL素子の第1基板側とは反対側の表面に形成した電極上に前記光硬化性樹脂を接触させて行うことを特徴とする、有機EL表示装置の製造方法により、本目的は達成される。
この第二の態様によれば、有機EL素子が光硬化性樹脂層に直接に被覆され、厚みを薄くした有機EL表示装置を歩留まりよく製造することができ得る。
【0014】
本発明の他の態様では、前記した有機EL素子形成工程は、前記第1基板上に設けた他の極性の電極層の上に、有機EL層及び反射性の電極層を順次設けて両電極間に挟まれた発光部を備えた複数の有機EL素子を形成する工程であり、前記した光硬化性樹脂にて被覆する工程は、前記有機EL素子形成工程の後に各有機EL素子の発光部を覆うように保護層を設け、その保護層に前記光硬化性樹脂を接触させて行うことを特徴とする、有機EL表示装置の製造方法。
さらに、前記保護層が、酸化物若しくは窒化物からなることを特徴とする、有機EL表示装置の製造方法。
または、さらに、前記保護層は、前記有機EL素子の他の極性の電極の形成の後に、連続して真空装置内にて形成することを特徴とする、有機EL表示装置の製造方法などにより本目的が達成される。
これらの態様によれば、有機EL素子を保護層により覆うので、より一層外部環境に対する耐性を向上させた複数の有機EL表示装置を得ることができる。
また、保護層を電極層に続いて形成することで、電極層を形成した後から光硬化性樹脂層により覆うまでの間による外部環境による影響を低減することができると共に、更に水分等の外部環境の影響に起因する有機EL表示装置の特性低下を防止し得る複数の有機EL表示装置を高い歩留まりで得ることができる。
【0015】
さらに他の態様では、前記した第1基板の厚みが0.2mm以上であり、且つ、有機EL表示装置の全体の厚みが1.5mm以下であることを特徴とする、請求項1から請求項7の何れかの有機EL表示装置の製造方法により製造された、有機EL表示装置を得ることができる。
これにより、水分等の外部環境の影響に起因する有機EL表示装置の特性低下を防止し得る、薄型の有機EL表示装置を得ることができ得る。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図1乃至図7を参照しながら、詳細に説明する。
【0017】
図1および図2は、本発明による有機EL表示装置の第一の実施形態の構成を示している。
図1および図2において、有機EL表示装置10は、互いに平行に上下に重ねて配設された二枚のガラス基板11,12と、下側の第1ガラス基板11の上に下側から順次に積層された陽極層13,有機EL層14,陰極層15とからなる有機EL素子16と、両基板を接着固定する光硬化性樹脂層17と、から構成されている。
【0018】
前記EL素子16は、下側の第1上記ガラス基板11の内面(上面)に形成されている。陽極層13は、第1ガラス基板内面にITO透明電極により形成され、その一部は光硬化性樹脂層17よりも外側の基板端縁部まで延長され、図示しない外部電源に接続可能なようにされている。
有機EL層14は、前記陽極層13の上に積層され、外部雰囲気に触れないように陰極層15および光硬化性樹脂層17により覆われている。
陰極層15は、アルミニウムーリチウム合金等の低仕事関数の材料により有機EL層14の上に積層されていると共に、その一部は光硬化性樹脂層17よりも外側の基板端縁部まで延長され、図示しない外部電源に接続可能なようにされている。なお、この実施形態においては陽極層13および陰極層15をそれぞれ対向する2方向に導出している。
【0019】
上側の第2ガラス基板12は光硬化性樹脂を硬化するために必要な波長の光を透過する性質を有し、有機EL層14よりも大きく第1ガラス基板11よりも小さな大きさとされている。
光硬化性樹脂層17は、例えば紫外線硬化樹脂からなり、有機EL素子16を覆い、且つ封止基板である第2ガラス基板を接着固定して有機EL素子16を外部雰囲気から封止する。
【0020】
有機EL表示装置10は上記のように構成されており、使用する場合には、光硬化性樹脂より外側に導出した陽極層13および陰極層15に図示しない外部電源を接続して駆動信号を入力することにより、有機EL層14にて発光した光が第1ガラス基板11を通って外部に照射され、視認されるものとなる。
【0021】
次に、この有機EL表示装置10の製造方法について図3から図5を参照しながら説明する。
【0022】
図3は有機EL素子形成工程および光硬化性樹脂被覆工程を示す。まず、洗浄したガラス基板11を用意し、複数の有機EL表示装置に対応した所定形状の陽極層となるITO透明電極層13を形成する。この複数の各ITO透明電極層13の上に、各有機EL表示装置に対応した所定形状の開口部を設けた図示しない成膜マスク等を用いて蒸着等の手段により有機EL層14を形成する。なお、有機EL層14はITO透明電極層13側から順に正孔輸送層、有機発光層を積層した2層構造としている。
正孔輸送層は、陽極からホールを注入され易くする機能と電子をブロックする機能を有し、例えばTPD等の低分子化合物を用いることができる。有機発光層は、例えばAlq3等を用いることができる。
また、有機EL層として2層構造とした例を示したが、陰極から電子を注入され易くする機能を有する電子輸送層を有機発光層上に設けたり、正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層、正孔注入層/正孔輸送層/発光層、正孔輸送層/発光層/電子輸送層としたものなどの多層構成としたものや、単層構成の有機EL層若しくはバッファー層を介して単層構成の有機層を設けたものなどを用いることもできる。
【0023】
次にAl−Liなどの仕事関数の小さな金属材料からなる陰極層15を蒸着等の手段により有機EL層14上に形成する。陰極層15も有機EL層14と同様に各有機EL表示装置10に対応した形状とされている。これにより図3(a)に示したように第1ガラス基板11上に複数の有機EL素子16が配設される。
【0024】
次に、図3(b)に示すように、複数の有機EL素子16を覆うように所定粘度に調整した光硬化性樹脂を印刷法やスピンコート法、スプレー法もしくは滴下法などにより光硬化性樹脂層17を形成する。
光硬化性樹脂は、所定の波長の光線を照射することで硬化する性質を有する材質からなるもので、一般には光重合性モノマー、光重合性オリゴマー、光重合開始剤等を調整してなる。本発明で用いる光硬化性樹脂は、有機EL素子16に与える影響を少なくする観点から溶剤などの揮発成分が少ないものが好ましく、アクリル系のものやエポキシ系のものを好適に用いることができる。特に吸水性の小さなエポキシ系のものを用いると、ダークスポットの発生もしくは成長を抑止する傾向が見られた。また、その粘度は、成膜性の観点から10P〜1000Pのものが好適である。さらに、硬化した後の状態において、少なくとも0.1μm以上、好ましくは0.2〜0.5μmの厚みとすると実用的な強度を有する薄型の有機EL表示装置を得ることができ好ましいものとなる。
【0025】
光硬化性樹脂被覆工程が終えた後、第2ガラス基板12を光硬化性樹脂層17を覆うようにして第1ガラス基板11に対向配設する貼り合わせ工程を実施する。その際、図4(a)に示したように、第2ガラス基板12の中央部が上方に凸とならないように、その自重等により下方にたわむようにして貼り合わせを行うと良い。
第2ガラス基板12をその両辺にて持ち上げて第1ガラス基板に貼付する際の最大たわみ量は、次の式(1)により近似することができると考えられる。
δmax=P・l3/(384E・I) (1)
ここで、Pは第2ガラス基板にかかる荷重、E・Iは曲げこわさと呼ばれる弾性係数Eと断面二次モーメントの積、lははりの長さ、即ち基板を抑えている2辺間の幅である。また、断面二次モーメントは長方形状の断面であるからI=(1/12)・(b・h3)により表現され、bは前記lとは反対側の基板の幅、hは基板断面における縦長さ、即ち厚みである。
【0026】
上記式から判るように、たわみ量は大型のガラス基板を用いるほど大きくなる。従って、1枚の基板に複数の有機EL素子16を形成する本発明においては、1個の有機EL表示装置毎に製造する場合に比べて大型の第2ガラス基板12を用いるものであるから、このたわみ量を利用して、最もたわんでいる基板の中央部から光硬化性樹脂に接触させ、徐々に辺部を接触するようにして貼り合わせを実施すると良い。
【0027】
その後、図4(b)に示すように各有機EL素子16の境界部分、すなわち、後の工程で切断分割する箇所に光が照射しないように遮光部21を形成した露光マスク20を位置合わせした後に、透光部22を通して水銀灯、キセノン灯などによる光照射を実施して、各有機EL素子の発光部に対応する箇所を覆う光硬化性樹脂層17の領域を選択的に硬化させる硬化工程を実施する。このようにして光照射することにより、第1ガラス基板11上に形成した各有機EL素子16を硬化した光硬化性樹脂層17aが覆うと共に、第2ガラス基板12を接着固定するものとなる。
なお、後の工程で切断分割する部分においては、光硬化をしていない光硬化性樹脂層17が存在しており、また、各有機EL素子16のITO透明電極層13および陰極層15の端部は、この光硬化していない光硬化性樹脂層17が存在する領域まで延長されている。
【0028】
次に有機EL表示装置の切断分割工程を実施する。まず、隣接する有機EL素子16間となる位置に切断分割するための切断傷を付ける。切断傷は、ガラス切り刃を備えたスクライブ装置等を用いて第1ガラス基板11および第2ガラス基板12の外側表面に設ける。図8に示した従来例と同様に縦横方向にて、第1ガラス基板11には切断傷として切り溝18を、第2ガラス基板12には切り溝19a,19bを図5(a)のように設ける。
【0029】
その後、第2基板12の切り溝19a,19bの位置を切断するべく、第1基板11の切り溝19aに対応する位置および切り溝19bに対応する位置に、第1基板側11から第2基板12側に圧力を加えて押し割りをする。続いて、反対側の第1基板を切り溝18の位置から切断するべく、第2基板12の切り溝18に対応する位置に第2基板12側から第1基板11側に圧力を加えて押し割りをする。なお、ガラス基板に押力を加える際には、図5(b)に示すように、相対的に上下方向に移動可能な加圧片25を備えた図示しないブレイキング装置により所定の圧力に調整して押し割りをすることが好ましい。
【0030】
このようにして、切断傷を設けたガラス基板の反対側のガラス基板から、その切断傷に対応する位置に押力を加えると、押力片25と接するガラス基板の反対側のガラス基板は、その切断傷の箇所から確実に割れ線26が入り、分割可能となる。よって、この工程を続けて実施することで、図1に示したような複数の有機EL表示装置10を大量に得ることができる。
【0031】
このような製造方法によれば、例えば、厚みが約1mmのガラス基板を用いて、従来例の方法により切断分割工程を実施した場合には、割れや欠け等といった不具合が約1%、シール層92のごく近傍を切断して狭額縁化を図る場合には、約2%以上の確率で不具合が生じていたが、上記した実施形態の製造方法の場合には、いずれも略半分以下の確率であった。
これは、切断分割工程において、本発明では切断分割する箇所に光硬化性樹脂層17がガラス基板11、12間に存在する。そのため、従来の場合のように切断する領域の基板間の状態が大気となっているものとは異なり、有機EL表示素子16を覆っている硬化した光硬化性樹脂層17aが存在する領域と切断分割する領域との間で押圧する際の圧力差が小さくなる。その結果として、応力差等が低減され、これにより切断傷を設けた箇所以外の部分にクラックが生じて、割れ残りや、欠け等といった切断分割工程に起因する不具合が発生することなく、所望の切断傷形成箇所にて安定して切断が可能となり、上記した問題の発生が低減されたものと推定される。
【0032】
また、切断傷を設ける際においても、第1ガラス基板11と第2ガラス基板12間の略全面に光硬化性樹脂層17が存在するするため、寸法精度良く、確実に傷を付けることが可能となり、特に薄いガラス基板を用いた場合に生じ易かった寸法精度の悪化、切断分割不良等を大幅に低減することができる。これにより寸法精度良く高い歩留まりで有機EL表示装置を得ることができる。
そのため、例えば0.2〜0.7mmの厚みの基板を用いて総厚みを略1.5mm未満とした極めて薄型の有機EL表示装置を得る場合において、本発明は特に効果的であり、歩留まりが悪くなりやすい薄型の有機EL表示装置を製造する場合に好適であった。
【0033】
また、従来の製造方法では、有機EL表示装置の発光表示部の端部から有機EL素子を覆う第2ガラス基板の端部までの距離の間にシール層を設ける必要があった。そのためこの距離を小さくした狭額縁の表示装置を得るためには、シール幅を狭くして狭額縁化の対応をとる必要があるが、狭いシール幅を形成することは難しく、また、シール幅を狭くすることは封止性能の低下となるため、狭額縁の有機EL表示装置とすることが難しかった。しかし、本発明の製造方法によれば、別途シール層を設ける必要がないので、有機EL素子の発光部の極めて近傍の位置まで、基板端部を狭めて設けることができる。これにより、例えば端子接続のために1mm程度の電極端子引き出し部が存在するのみの極めて狭額縁の有機EL表示装置10を歩留まり良く得ることができる。よって、これを用いた装置の小型化を図ることができると同時に、同一の基板上から得ることのできる有機EL表示装置の数を増加することができ、総じてコストを低減することができ得る。
【0034】
次に図6を参照しながら第2の実施形態について説明する。有機EL素子形成工程および光硬化性樹脂被覆工程までは、第1の実施形態と同一工程にて有機EL素子16を第1ガラス基板11上に形成しているので、ここでの説明は省略する。
【0035】
次の第2基板貼り合わせ工程および硬化工程において、第1の実施形態においては、露光マスク20を介して光照射を行って光硬化性樹脂層を硬化させているが、第2の実施形態においては、後の有機EL表示装置の切断分割工程において切断する領域に遮光膜31を設けた第2ガラス基板30を用いて、貼り合わせ工程を実施し、硬化工程の際に露光マスク20を使用しない。
第2ガラス基板30は、その内面もしくは外面にAl、Ti、W、Mo等の所定パターンの開口部32を備えた金属遮光膜31をフォトリソ工程を施して形成したものを用意する。この第2ガラス基板30を、遮光膜31を形成した部分が隣接する有機EL素子16間に位置するように位置合わせを行いながら、第1の実施形態と同様に基板中央部が下方にたわむ状態のまま紫外線硬化樹脂17を介して第1ガラス基板11と貼り合わせを行う。
【0036】
その後、遮光膜を設けた第2ガラス基板30の側から光照射を実施して光硬化性樹脂層17の有機EL素子16の部分を硬化させる。続いて図6(a)に示したように第1ガラス基板11に切り溝18を、第2ガラス基板30に切り溝39a,39bを設け、これらの切断傷を設けた箇所に先の実施形態と同様に押力を加えて切断分割して、複数の有機EL表示装置を得る。
【0037】
なお、図6(b)に示すように第2ガラス基板30の遮光膜31に小さな開口部31aを設けておき、この位置においても光硬化性樹脂が硬化して、小さな壁状もしくは、柱状の硬化樹脂層17bを形成するようにしておくこともできる。この場合には、切断分割する箇所においても硬化樹脂層17bが存在するので、0.5mm程度以下の薄いガラス基板を用いた場合の取扱が容易になる。
【0038】
このような製造方法によれば、光硬化性樹脂を硬化する際に露光マスクを用いる必要がないので、貼り合わせ工程から硬化工程の間の取扱が容易になるといった生産作業上の利点がある。また、遮光膜31がガラス基板に切断傷を設ける際の目印になり、作業性が向上する。
【0039】
次に図7を参照しながら第3の実施形態について説明する。有機EL表示装置40は、第1ガラス基板11と、ほぼ平行に対向配設した第2ガラス基板12と、第1ガラス基板11上に形成した有機EL素子16と、有機EL素子16を覆い第1ガラス基板と第2ガラス基板を貼付けて固定すると共に、外部雰囲気から有機EL素子16を保護する光硬化性樹脂層17とを有する点は、先の実施形態と同一であるが、第3の実施形態においては、有機EL素子16と光硬化性樹脂層17との間に保護層41を形成している点が異なる。
【0040】
保護層41は、GeO、SiOx、SiN、TiO2、Al2O3などの金属酸化物や窒化物等の絶縁性の膜が好ましく、特に防湿性の高い絶縁膜が好適である。保護層41は、有機EL素子形成工程が終了した時点から光硬化性樹脂被覆工程を実施する時点までの間における外部環境による悪影響をも効果的に予防する働きを得る観点から、有機EL素子形成工程が終えた直後に、有機EL素子16の陰極層15を形成した成膜装置と同一環境の成膜装置を用いて連続して成膜すると良く、且つ、これらの工程において有機EL素子16に過度の熱が加わらないようにすることが好ましく、例えば蒸着法により真空を破ることなく連続して形成する。また、保護層41は少なくとも0.4μm以上、好ましくしくは0.9μm以上の厚みがあると、有機EL表示装置10に生じるダークスポットの発生を効果的に抑止する効果が高く、実用的には1〜2μmの厚みとすると良い。
【0041】
このような保護層41を設けることで、有機EL素子16形成工程を終えてから、光硬化性樹脂による塗膜工程に至るまでの間における外部雰囲気による影響を低減することができ得る。また、完成した有機EL表示装置40において、外部雰囲気に対する耐性をより向上させることができ得る。
【0042】
さらに、光硬化性樹脂層17内にBaO等の乾燥機能を有する材料を1〜10wt%混入させると、光硬化性樹脂層17のみの場合に比べて耐湿性が改善される。例えば、BaOを光硬化性樹脂に5wt%混入させたものを用いて光硬化性樹脂層17を形成した実施形態1の有機EL表示装置にあっては、60℃、90%RHの環境下における連続発光テストにおいて、20日経過した時点でもダークスポットの発生・成長は殆ど観察されなかった。
【0043】
なお、上記した実施形態においては、有機EL素子を形成した第1ガラス基板上に光硬化性樹脂層を塗膜し、その上方から第2ガラス基板を貼り合わせる工程を実施しているが、逆に第2ガラス基板の上に光硬化性樹脂層を塗膜し、次にその上方から有機EL素子を形成した第1ガラス基板を有機EL素子が内面となるようにして貼り合わせる工程としても良いことは明らかである。
【0044】
以下、具体的な実施例に沿って本発明を説明する。
実施例1
厚さ0.5mmの150mm×150mmの第1ガラス基板11および第2ガラス基板12を用意し、第1ガラス基板11上には複数の有機EL表示装置に対応する所定パターンのITO透明電極を0.2μm形成し、その上に、真空蒸着法により正孔輸送層としてTPDおよび有機発光層としてAlq3をそれぞれ20nmずつ連続して成膜した。その後、陰極層15としてAl−Li合金を所定パターンの開口部を設けた成膜マスクを用いて50nm蒸着して有機EL素子16を形成した。
次に、前記有機EL素子16の上に粘度7000cPのエポキシ系の紫外線硬化樹脂(株式会社スリーボンド社製の30X−396G)をスピンコート法にて塗膜して有機EL素子16を覆った。その後、第2ガラス基板の対向する2辺を持って、自重により中央部が下方にたわむようにして中央部から順に紫外線硬化性樹脂層17に接触させて、気泡が内部に入らないようにして、貼り合わせを行った。
次に、各有機EL素子上の紫外線硬化性樹脂層17に光照射が可能な露光マスクを介して、第2基板側から約15000mJ/cm2(365nm)の露光量で紫外線照射を行って各有機EL素子の発光部を覆う紫外線樹脂層17を選択的に硬化させた。硬化後の紫外線樹脂層17の厚みは約0.5μmであった。
最後に、各有機EL素子16間の位置の第1ガラス基板11および第2ガラス基板12の外側表面にスクライブ装置にて切り溝を設け、それぞれの切り溝の反対側の位置近傍から圧力を加えて基板を切断した。
このようにして製造した1ロットから15個の総厚みが約1mmという薄い有機EL表示装置10を得た。これと同一工程にて40ロット以上の有機EL表示装置10を形成して、従来のシール層を設けた有機EL表示装置を上記した従来技術にて述べた有機EL素子作成工程を実施した比較サンプルと比較したところ、本発明により製造した有機EL表示装置には割れや欠け等といった不具合は発生せず、比較例の製造方法に比べて不具合の発生確率は半分以下となり歩留りが向上した。また、ダークスポットの発生・成長等についても、60℃、90%RHの環境下でテストしたところ、ダークスポットの発生および成長を有効に低減させており、優れた封止性能を示した。
【0045】
実施例2
実施例1と同一構成の有機EL素子16を第1ガラス基板上に同一工程にて形成した。ただし、有機EL素子の陰極層15形成後に、陰極層15と同一の真空成膜装置を用いて、真空を破ることなく、連続してGeOを1μm蒸着した。以後の工程は、実施例1と同一とした。
この実施例により得た有機EL表示装置も、上記した比較サンプルに比べて割れや欠け等の不具合はなく歩留まりが向上した。また、ダークスポットの発生および成長についても60℃、90%RHの環境下におけるテストにおいて、20日経過した時点でも殆ど変化はなく、寿命および歩留まりの双方が改善された。
【0046】
尚、上記した実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲はこれらの態様に限られるものではない。例えば、ガラス基板の代わりに、PP(ポリプロピレン)、PES(ポリエーテルサルファイド)等のプラスチックからなる第1基板および/または第2基板を用いたものを用いたり、基板外側のみに切断傷を設けるのではなく基板内面側にも切断傷を設けたりする等の種々の変更も本発明に包含される。
【0047】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、複数の有機EL素子を第1基板上に形成し、それらをまとめて封止した後に切断して、複数の有機EL表示装置を製造することで、量産性が向上する。
また、切断する隣接する有機EL表示装置間には、硬化していない光硬化性樹脂層が大部分を占めているので、安定して切断することができ、歩留まりが向上する。
これらより有機EL表示装置の製造コストを低減することができ得る。
また、寸法精度を良く安定して切断が可能で、しかも、EL素子発光領域の端部と基板端部との間に従来例のようなシール等を設ける必要がないので、有機EL表示装置の狭額縁化を図ることができ得る。これにより、有機EL表示装置における有機EL素子発光部の占める割合を大きくとることができる。また、素子基板上にて隣接する有機EL表示装置間の占める割合を小さくすることができるので、切断により除去する基板の切りくずを少なくすることができ、コストの低減を図ることができる。
さらに、1対の基板間に有機EL素子を封止した構成の有機EL表示装置の厚みが1.5mm以下という、従来の製造方法では製造が困難な薄型の有機EL表示装置を、高い歩留まりで得ることができ得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による有機EL表示装置の第一の実施形態を示す概略正面図である。
【図2】図1の有機EL表示装置のA−A部を示す概略断面図である。
【図3】本発明による有機EL表示装置の製造方法を製造工程に沿って説明する概略図である。
【図4】本発明による有機EL表示装置の製造方法を製造工程に沿って説明する概略図である。
【図5】本発明による有機EL表示装置の製造方法を製造工程に沿って説明する概略図である。
【図6】本発明による有機EL表示装置の製造方法の第二の実施形態を製造工程に沿って説明する概略図である。
【図7】本発明による第三の有機EL表示装置の製造方法で製造した有機EL表示装置を説明する概略断面図である。
【図8】有機EL素子の製造方法の切断工程を説明する概略正面図である。
【図9】従来の有機EL表示装置を説明する概略正面図である。
【図10】従来の有機EL表示装置を説明する概略正面図である。
【図11】有機EL素子を説明する概略斜視図である。
【符号の説明】
10,40,90 有機EL表示装置
11,12,30,81,91 ガラス基板
14,83 有機EL層
15,84 陰極層
16 有機EL素子
17 光硬化性樹脂層
18,19a,19b,39a,39b,88,98a,99b 切り溝
20 露光マスク
21,31 遮光部(遮光膜)
22,32 透光部(開口部)
41 保護層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used in, for example, a dot matrix display device, a backlight of a liquid crystal display, and the like, and is an organic thin film electroluminescent device called an organic EL element, an organic electroluminescent element, an organic electroluminescent element, an organic LED element, or the like. The present invention relates to an organic EL display device using an organic electroluminescence element (hereinafter referred to as an organic EL element) using a sense phenomenon. Specifically, a plurality of organic EL display elements are formed on the same substrate and separated. The present invention relates to a method for manufacturing an organic EL display device in which a plurality of organic EL display devices are obtained.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the organic
An
[0003]
According to the
[0004]
The
The
The
[0005]
When the
[0006]
In view of this, it has been proposed to seal the organic EL element so that it does not come into contact with the atmosphere. For example, an organic
In addition, as proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-41281, it is also proposed to fill and seal between an
[0007]
According to the organic
[0008]
Further, when the organic
One
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in spite of providing the
If there are
In particular, in the case of obtaining an organic EL display device having a narrow frame in which the distance from the edge of the light emitting portion of the organic
[0010]
The main object of the present invention is to provide a method for manufacturing an organic EL display device that has good workability and that can obtain an accurate dimensional shape.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, the object is to provide a first substrate on which an organic EL element is formed, a photocurable resin layer formed so as to cover the organic EL element, and the photocurable resin. A method of manufacturing an organic EL display device having a second substrate fixedly disposed opposite to a first substrate through a layer, the electrode layer being provided on the first substrate for a plurality of organic EL display devices A step of forming an organic EL element including an organic EL layer, a step of covering one substrate surface with a liquid photocurable resin, and positively attaching the other substrate to the upper surface of the photocurable resin. A step of covering the photocurable resin so as not to be convexly deformed upward; Irradiating light from the outside of the substrate, curing a portion covering the light emitting region of the organic EL element in the photocurable resin, the photocurable resin layer not cured between the portions covering the adjacent light emitting regions Said to exist After the step of curing the photocurable resin and the above-described curing step of the photocurable resin, the first substrate or the second substrate It passes between the photocuring resin and a portion covering the light emitting region of the adjacent cured organic EL element. A cutting flaw is provided at a scheduled cutting position, and the cutting is performed by applying a pressing force from the outside of the substrate to a position opposite to or near the cutting flaw at a position to be cut of a substrate different from the substrate on which the cutting flaw is provided. And a step of cutting the substrate provided with the cut flaw at the position of the flaw, thereby dividing a plurality of organic EL display devices formed on the first substrate, thereby manufacturing the organic EL display device Is achieved.
[0012]
In the first aspect, a plurality of organic EL elements in which the organic EL elements are sealed with a sealing substrate so as not to be exposed to the external environment can be manufactured collectively. In addition, since a large number of organic EL elements are formed on a single substrate, sealing is performed, and then cutting is performed, so that mass productivity is significantly higher than when organic EL display devices are formed one by one. improves.
Furthermore, since there is an uncured photocurable resin between adjacent organic EL display devices to be cut, it can be stably cut, and defects such as chipping and cracking are less likely to occur, and the yield is increased. improves. This can reduce the overall manufacturing cost.
[0013]
In the second aspect of the present invention, the step of coating with the above-mentioned photocurable resin further comprises the step of coating the photocurable resin on the electrode formed on the surface opposite to the first substrate side of the organic EL element. This object is achieved by a method for manufacturing an organic EL display device, which is performed in contact with each other.
According to the second aspect, an organic EL display device in which the organic EL element is directly coated on the photocurable resin layer and the thickness is reduced can be manufactured with high yield.
[0014]
In another aspect of the present invention, in the organic EL element forming step, the organic EL layer and the reflective electrode layer are sequentially provided on the other polarity electrode layer provided on the first substrate. It is a step of forming a plurality of organic EL elements having a light emitting portion sandwiched between them, and the step of covering with the above-mentioned photocurable resin is a light emitting portion of each organic EL element after the organic EL element forming step. A method for producing an organic EL display device, comprising: providing a protective layer so as to cover the protective layer, and bringing the photocurable resin into contact with the protective layer.
Further, the method for manufacturing an organic EL display device, wherein the protective layer is made of an oxide or a nitride.
Alternatively, the protective layer may be formed in a vacuum device continuously after the formation of the other polarity electrode of the organic EL element by a method for manufacturing an organic EL display device or the like. The objective is achieved.
According to these aspects, since the organic EL element is covered with the protective layer, it is possible to obtain a plurality of organic EL display devices with further improved resistance to the external environment.
Further, by forming the protective layer subsequent to the electrode layer, it is possible to reduce the influence of the external environment between the time when the electrode layer is formed and the time when the protective layer is covered with the photocurable resin layer. A plurality of organic EL display devices that can prevent deterioration in characteristics of the organic EL display device due to the influence of the environment can be obtained with high yield.
[0015]
In still another aspect, the thickness of the first substrate is 0.2 mm or more, and the total thickness of the organic EL display device is 1.5 mm or less. Thus, an organic EL display device manufactured by any one of the methods for manufacturing an organic EL display device according to No. 7 can be obtained.
Thereby, it is possible to obtain a thin organic EL display device that can prevent deterioration in characteristics of the organic EL display device due to the influence of the external environment such as moisture.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7.
[0017]
1 and 2 show the configuration of the first embodiment of the organic EL display device according to the present invention.
1 and 2, the organic
[0018]
The
The
The
[0019]
The upper
The
[0020]
The organic
[0021]
Next, a method for manufacturing the organic
[0022]
FIG. 3 shows an organic EL element formation process and a photocurable resin coating process. First, a cleaned
The hole transport layer has a function of easily injecting holes from the anode and a function of blocking electrons. For example, a low molecular compound such as TPD can be used. The organic light emitting layer is, for example, Alq 3 Etc. can be used.
In addition, although an example in which the organic EL layer has a two-layer structure has been shown, an electron transport layer having a function of easily injecting electrons from the cathode is provided on the organic light emitting layer, or a hole injection layer / hole transport layer / Light emitting layer / electron transport layer, hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer, layered structure such as hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer, or single layer organic EL layer Or what provided the organic layer of the single layer structure through the buffer layer etc. can also be used.
[0023]
Next, the
[0024]
Next, as shown in FIG. 3B, a photocurable resin adjusted to a predetermined viscosity so as to cover the plurality of
The photocurable resin is made of a material having a property of being cured by irradiation with a light beam having a predetermined wavelength, and is generally prepared by adjusting a photopolymerizable monomer, a photopolymerizable oligomer, a photopolymerization initiator, and the like. The photocurable resin used in the present invention is preferably a resin having a small amount of volatile components such as a solvent from the viewpoint of reducing the influence on the
[0025]
After the photocurable resin coating process is completed, a bonding process is performed in which the
It is considered that the maximum amount of deflection when the
δ max = P ・ l 3 / (384E ・ I) (1)
Here, P is the load applied to the second glass substrate, E · I is the product of the elastic modulus E called the bending stiffness and the moment of inertia of the cross section, l is the length of the beam, ie the width between the two sides holding the substrate It is. Further, since the cross-sectional second moment is a rectangular cross section, I = (1/12) · (b · h 3 ), B is the width of the substrate opposite to l, and h is the vertical length in the substrate cross section, that is, the thickness.
[0026]
As can be seen from the above equation, the amount of deflection increases as a large glass substrate is used. Therefore, in the present invention in which a plurality of
[0027]
Thereafter, as shown in FIG. 4B, the
It should be noted that a photo-curing
[0028]
Next, a cutting and dividing step of the organic EL display device is performed. First, cutting flaws for cutting and dividing are formed at positions between adjacent
[0029]
Thereafter, in order to cut the positions of the
[0030]
Thus, when a pressing force is applied to the position corresponding to the cutting flaw from the glass substrate on the opposite side of the glass substrate on which the cut flaw is provided, the glass substrate on the opposite side of the glass substrate in contact with the
[0031]
According to such a manufacturing method, for example, when a cutting and dividing step is performed by a conventional method using a glass substrate having a thickness of about 1 mm, defects such as cracks and chips are about 1%, and the sealing layer In the case of narrowing the frame by cutting the very vicinity of 92, there was a problem with a probability of about 2% or more, but in the case of the manufacturing method of the above-described embodiment, the probability is almost half or less. Met.
This is because the
[0032]
In addition, when the cut scratch is provided, the photo-
Therefore, for example, in the case of obtaining an extremely thin organic EL display device having a total thickness of less than about 1.5 mm using a substrate having a thickness of 0.2 to 0.7 mm, the present invention is particularly effective and the yield is high. This was suitable for manufacturing a thin organic EL display device that would easily deteriorate.
[0033]
Further, in the conventional manufacturing method, it is necessary to provide a seal layer between the distance from the end of the light emitting display portion of the organic EL display device to the end of the second glass substrate covering the organic EL element. Therefore, in order to obtain a display device with a narrow frame with a reduced distance, it is necessary to narrow the seal width to cope with narrowing the frame, but it is difficult to form a narrow seal width, and the seal width is reduced. Since narrowing results in a decrease in sealing performance, it has been difficult to obtain an organic EL display device with a narrow frame. However, according to the manufacturing method of the present invention, since it is not necessary to provide a separate sealing layer, the substrate end can be narrowed to a position very close to the light emitting portion of the organic EL element. Thereby, for example, the organic
[0034]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. Since the
[0035]
In the next second substrate bonding step and curing step, in the first embodiment, the photocurable resin layer is cured by irradiating light through the
The
[0036]
Thereafter, light irradiation is performed from the side of the
[0037]
In addition, as shown in FIG.6 (b), the
[0038]
According to such a manufacturing method, since it is not necessary to use an exposure mask when curing the photocurable resin, there is an advantage in production work that handling between the bonding process and the curing process becomes easy. Further, the
[0039]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. The organic
[0040]
The
[0041]
By providing such a
[0042]
Furthermore, when 1 to 10 wt% of a material having a drying function such as BaO is mixed in the
[0043]
In the above-described embodiment, the step of coating the photocurable resin layer on the first glass substrate on which the organic EL element is formed and bonding the second glass substrate from above is performed. It is good also as the process which coats the 1st glass substrate which formed the organic EL element from the upper side by coating a photocurable resin layer on the 2nd glass substrate so that an organic EL element may become the inside. It is clear.
[0044]
Hereinafter, the present invention will be described with reference to specific examples.
Example 1
A 150 mm × 150 mm
Next, the
Next, about 15000 mJ / cm from the second substrate side through an exposure mask capable of irradiating light to the ultraviolet
Finally, a kerf is provided on the outer surface of the
A thin organic
[0045]
Example 2
An
The organic EL display device obtained in this example also had no defects such as cracks or chips as compared with the above-described comparative sample, and the yield was improved. In addition, in the test under the environment of 60 ° C. and 90% RH, the generation and growth of dark spots were hardly changed even after 20 days, and both the life and the yield were improved.
[0046]
The above-described embodiments are preferable specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is not limited to these aspects. For example, instead of a glass substrate, a material using a first substrate and / or a second substrate made of plastic such as PP (polypropylene) or PES (polyether sulfide) may be used, or cutting scratches may be provided only on the outside of the substrate. Instead, various modifications such as providing a cut on the inner surface of the substrate are also included in the present invention.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by forming a plurality of organic EL elements on the first substrate, sealing them together and then cutting them to produce a plurality of organic EL display devices, Mass productivity is improved.
Moreover, since the uncured photocurable resin layer occupies most between adjacent organic EL display devices to be cut, it can be cut stably and the yield is improved.
Thus, the manufacturing cost of the organic EL display device can be reduced.
In addition, since the dimensional accuracy can be stably cut, and it is not necessary to provide a seal or the like as in the conventional example between the end of the EL element light emitting region and the end of the substrate. A narrow frame can be achieved. Thereby, the ratio for which the organic EL element light emission part accounts in an organic EL display apparatus can be taken large. In addition, since the proportion of the organic EL display devices adjacent to each other on the element substrate can be reduced, it is possible to reduce the number of chips of the substrate to be removed by cutting, thereby reducing the cost.
Furthermore, a thin organic EL display device having a structure in which an organic EL element is sealed between a pair of substrates and having a thickness of 1.5 mm or less, which is difficult to manufacture with a conventional manufacturing method, has a high yield. Can get.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front view showing a first embodiment of an organic EL display device according to the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view showing an AA portion of the organic EL display device of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a schematic view illustrating a method for manufacturing an organic EL display device according to the present invention along manufacturing steps.
FIG. 4 is a schematic view illustrating a method for manufacturing an organic EL display device according to the present invention along manufacturing steps.
FIG. 5 is a schematic view illustrating a method of manufacturing an organic EL display device according to the present invention along manufacturing steps.
FIG. 6 is a schematic view illustrating a second embodiment of a method for manufacturing an organic EL display device according to the present invention along manufacturing steps.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating an organic EL display device manufactured by a third method of manufacturing an organic EL display device according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic front view illustrating a cutting step of the method for manufacturing an organic EL element.
FIG. 9 is a schematic front view illustrating a conventional organic EL display device.
FIG. 10 is a schematic front view illustrating a conventional organic EL display device.
FIG. 11 is a schematic perspective view illustrating an organic EL element.
[Explanation of symbols]
10, 40, 90 Organic EL display device
11, 12, 30, 81, 91 glass substrate
14,83 Organic EL layer
15,84 Cathode layer
16 Organic EL elements
17 Photocurable resin layer
18, 19a, 19b, 39a, 39b, 88, 98a, 99b
20 Exposure mask
21, 31 Light shielding part (light shielding film)
22, 32 Translucent part (opening)
41 Protective layer
Claims (7)
該有機EL素子を覆うように形成された光硬化性樹脂層と、該光硬化性樹脂層を介して第1基板と対向配設して固着された第2基板とを有する有機EL表示装置を製造する方法であって、
前記第1基板に、複数の有機EL表示装置分の電極層と有機EL層を備えた有機EL素子を形成する工程と、
一方の基板表面を、液状の光硬化性樹脂にて覆う工程と、
前記光硬化性樹脂の上面に他方の基板を、積極的に上方へ凸に変形することがないようにして、前記光硬化性樹脂を覆う工程と、
基板外側から光を照射して、前記光硬化性樹脂における有機EL素子の発光領域を覆う箇所を硬化して、隣接する前記発光領域を覆う箇所間に硬化していない前記光硬化性樹脂層が存在するよう前記光硬化性樹脂を硬化する工程と、
前記した光硬化性樹脂の硬化工程の後に、第1基板もしくは第2基板の前記光硬化性樹脂の隣接する硬化した有機EL素子の発光領域を覆う箇所との間を通る切断予定位置に切断傷を設け、切断傷を設けた基板とは異なる基板の、切断しようとする位置にある切断傷に対向する位置もしくはその近傍に基板外方から押力を加えて、前記切断傷の位置で、前記切断傷を設けた基板を切断する工程とを含み、
これにより第1基板に形成した複数の有機EL表示装置を分割することを特徴とする、有機EL表示装置の製造方法。A first substrate on which an organic EL element is formed;
An organic EL display device comprising: a photocurable resin layer formed so as to cover the organic EL element; and a second substrate fixedly disposed opposite to the first substrate through the photocurable resin layer. A method of manufacturing comprising:
Forming a plurality of organic EL display device electrode layers and organic EL elements on the first substrate;
Covering one substrate surface with a liquid photocurable resin;
Covering the photocurable resin with the other substrate on the upper surface of the photocurable resin so as not to be positively deformed upwardly;
Irradiating light from the outside of the substrate, curing a portion covering the light emitting region of the organic EL element in the photocurable resin, the photocurable resin layer not cured between the portions covering the adjacent light emitting regions Curing the photocurable resin to be present;
After the above-described photocurable resin curing step, cut scratches at the planned cutting position passing between the first substrate or the second substrate covering the light emitting region of the cured organic EL element adjacent to the photocurable resin. Applying a pressing force from the outside of the substrate to a position opposite to or near the cutting flaw at a position to be cut of a substrate different from the substrate on which the cutting flaw is provided, at the position of the cutting flaw, Cutting the substrate provided with the cutting flaws,
Thus, a plurality of organic EL display devices formed on the first substrate is divided, and a method for manufacturing an organic EL display device is provided.
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