JP4776769B2

JP4776769B2 - 発光装置の作製方法

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Publication number: JP4776769B2
Application number: JP2000338454A
Authority: JP
Inventors: 舜平山崎; 利光小沼; 毅西
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1999-11-09
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2020-11-07
Also published as: KR100720066B1; KR20070012564A; KR100758000B1; US7112115B1; JP2001203076A; KR20010051478A; US7977876B2; US20070018566A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極間に発光性材料を挟んだ素子（以下、発光素子という）を有する装置（以下、発光装置という）及びその作製方法に関する。特に、ＥＬ（Electro Luminescence）が得られる発光性材料（以下、ＥＬ材料という）を用いた発光装置に関する。
【０００２】
なお、本発明に用いることのできるＥＬ材料は、一重項励起もしくは三重項励起または両者の励起を経由して発光（燐光および／または蛍光）するすべての発光性材料を含む。
【０００３】
【従来の技術】
近年、発光性材料のＥＬ現象を利用した発光素子（以下、ＥＬ素子という）を用いた発光装置（ＥＬ表示装置）の開発が進んでいる。ＥＬ表示装置は発光素子自体に発光能力があるため、液晶ディスプレイのようなバックライトが不要である。さらに視野角が広いため、屋外での用途に適している。
【０００４】
ＥＬ素子に用いる発光性材料は無機材料と有機材料とがあるが、近年では駆動電圧の低い有機材料が注目されている。ところがＥＬ素子に有機材料を用いる際の問題点として劣化の速さが挙げられている。有機材料が酸化することでキャリアの再結合の効率が極端に悪化し、ＥＬ現象が得られなくなるのである。
【０００５】
ＥＬ素子に用いる有機材料の劣化を防ぐために様々な工夫が施されている。一般的には、ＥＬ素子の上にセラミックス材や金属材をかぶせ、ＥＬ素子を密封空間に閉じこめて外気から遮断する方式が知られている。東北パイオニア（株）の生産するＥＬディスプレイには同方式が採用されている。同社ではその密封空間に乾燥剤を設けている。
【０００６】
また、他の手段として、特開平９−３５８６８号公報、特開平１１−５４２８５号公報に記載された技術が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、発光素子を外気から保護するための封入（封止）方法のスループット及び歩留まりを向上させることを課題とし、発光素子を用いた発光装置の製造コストを低減することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では大型基板から複数の発光装置を形成する多面取り工程を用いることで発光素子を用いた発光装置の製造コストの低減を図る。特に、本発明の最も大きな特徴は、発光素子の封入工程を、既存の液晶ラインを転用しうる工程とし、設備投資も含めて大幅な製造コストの低減を図る点にある。
【０００９】
本発明では、発光素子の封入工程を、液晶セルを形成する工程に近い工程とすることで、既存のセル組み工程に用いられる装置を僅かな改造で転用できる点に利点がある。また、液晶セルを形成する工程は既に量産化の十分な実績があり、これを転用することで大幅な歩留まりの向上が図れる。
【００１０】
具体的には、発光素子の形成された絶縁体（例えば基板）の上にシール材を形成し、シール材を用いてカバー材を接着することにより、絶縁体、カバー材およびシール材で囲まれた部分を密封可能な空間（以下、セルという）とし、そのセルを樹脂または液体で充填する。本明細書中ではこの目的で用いられる樹脂または液体を充填材と呼び、その充填に真空注入法を用いる点に特徴がある。樹脂は液体状のものをセルに注入してから固化させれば良い。
【００１１】
なお、本明細書中におけるＥＬ素子を用いた発光装置には、文字情報もしくは画像情報を表示する発光装置（以下、ＥＬ表示装置という）または光源として用いる発光装置（以下、ＥＬ発光装置という）を含む。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明を用いて複数のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置を大型基板上に作製する場合について説明する。説明には図１〜図３に示した上面図を用いる。なお、各上面図には各々の上面図をＡ−Ａ’及びＢ−Ｂ’で切った断面図も併記する。
【００１３】
まず、図１（Ａ）に示すように、表面に複数の画素部（画像表示を行うための領域）１１の形成された絶縁体（ここでは基板）１２上に第１のシール材１３を形成する。本実施形態では１枚の基板から四つの発光装置を形成する例を示すため、第１のシール材１３は四カ所に設けられている。但し、第１のシール材１３を設ける数は、１枚の基板からいくつのＥＬ表示装置を形成するかによって変更すれば良い。
【００１４】
第１のシール材１３は液晶ラインで用いられる公知のディスペンサー方式やスクリーン印刷方式を用いて形成すれば良い。その際、図１（Ａ）に示すように開口部１４を形成して後に充填材を注入する入り口を確保しておく。また、第１のシール材１３としては紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることが可能である。また、第１のシール材１３はフィラー（棒状またはファイバー状のスペーサ）を添加したものであっても良い。
【００１５】
次に、基板１２全体に球状のスペーサ１５を撒布する。スペーサ１５は公知のものを用いることができる。また、スペーサ１５の撒布は公知の湿式または乾式で行えば良く、第１のシール材１３を形成する前でも後でも良い。いずれにしてもフィラー（図示せず）もしくはスペーサ１５によって基板１２とその上に配置するカバー材との距離を確保する。
【００１６】
なお、このスペーサ１５に吸湿性をもたせることは画素部１１に形成されたＥＬ素子の劣化を抑制する上で効果的である。酸化バリウムに代表される吸湿性物質からなるスペーサを用いても良い。また、スペーサ１５の材料はＥＬ素子から発した光を透過する材料であることが望ましい。
【００１７】
本実施形態の場合、第１のシール材１３で囲まれた領域１６内にはＥＬ素子及びそのＥＬ素子に電気的に接続されたＴＦＴを含む画素部が含まれる。また、画素部と共にその画素部に電気信号を伝える駆動回路も含まれても良い。勿論、画素部のみ第１のシール材１３の内側に設けて駆動回路は第１のシール材１３の外側に設ける構造としても良い。
【００１８】
次に、図１（Ｂ）に示すように、第１のシール材１３を用いて基板１２にカバー材１７を接着する。本明細書中では基板１２、第１のシール材１３及びカバー材１７が一体となった基板をセル形成基板と呼ぶ。このカバー材１７を接着する工程には公知の液晶セルの形成工程と同様の工程を用いれば良い。具体的には、カバー材１７を基板１２に合わせて貼り合わせた後、加圧し、紫外線の照射または加熱により第１のシール材１３を硬化させる。
【００１９】
カバー材１７は基板１２と同じ面積の基板（またはフィルム）を用いれば良い。基板（またはフィルム）としては、ガラス板、石英板、プラスチック板、プラスチックフィルム、ＦＲＰ（Fiberglass-Reinforced Plastics）板、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリルフィルムを用いることができる。
【００２０】
また、ＥＬ素子から発した光の放射方向によっては透明な物質を用いる必要がある。基板１２としてフィルムを用いる場合は、紫外線硬化樹脂を第１のシール材１３として用いることが望ましい。
【００２１】
カバー材１７を貼り合わせたら、基板１２及びカバー材１７を分断する。基板１２及びカバー材１７を分断する際、公知の分断用装置を用いることが可能である。代表的には、スクライバー、ダイサーまたはレーザーを用いることが可能である。なお、スクライバーとは、基板に細い溝（スクライブ溝）を形成した後でスクライブ溝に衝撃を与え、スクライブ溝に沿った亀裂を発生させて基板を分断する装置である。また、ダイサーとは、硬質カッター（ダイシングソーともいう）を高速回転させて基板に当てて分断する装置である。
【００２２】
本実施形態では分断用装置としてスクライバーを用いた例を示す。基板１２及びカバー材１７にスクライブ溝を形成する順序としては、まず矢印(a)の方向にスクライブ溝１８aを形成し、次に、矢印(b)の方向にスクライブ溝１８bを形成する。このとき、開口部１４付近を通るスクライブ溝は第１のシール材１３を切断するように形成する。こうすることでセルの端面に開口部１４が現れるため、後の充填材の注入工程が容易となる。
【００２３】
こうしてスクライブ溝１８a、１８bを形成したら、シリコーン樹脂等の弾性のあるバーでスクライブ溝に衝撃を与え、亀裂を発生させて基板１２及びカバー材１７を分断する。
【００２４】
図２（Ａ）は１回目の分断後の様子であり、各々二つのセルを含む二つのセル形成基板１９、２０が形成される。次に、各セル内に真空注入法により充填材２１を注入する。真空注入法は液晶注入の技術として良く知られている。具体的には、まずセル形成基板１９、２０を真空室におき、真空中にて開口部１４を充填材２１に接触させる。次いで真空室にガスを流して内圧を高め、それにより開口部１４からセル内へと充填材２１が注入される。
【００２５】
なお、本実施形態の場合、真空注入法を用いて充填材を注入するため充填材の粘度が低くないと注入にかかる時間が著しくかかってしまう。その場合は充填材を加熱して粘度を低めてから注入することが有効である。
【００２６】
また、充填材２１としては吸湿性の低い樹脂を用いることが好ましいが、第１のシール材１３に用いることのできる材料と同一のものでも良い。なお、ＥＬ素子から発した光の放射方向によっては透明な物質を用いる必要がある。
【００２７】
また、充填材２１として液晶程度に粘度の低いものを用いることが好ましい。即ち充填材２１の粘度は５〜１００ｃｐ（好ましくは１０〜３０ｃｐ）が望ましい。このような粘度の充填材を選択しても良いし、溶媒等で希釈して所望の粘度としても良い。また、充填材に予め乾燥剤として吸湿性を有する物質（吸湿性物質という）を添加しておくと、さらにＥＬ素子の劣化を防ぐことができる。
【００２８】
また、粘度の高い材料を充填材として用いる場合、充填材を加熱して注入することは有効である。１×１０⁴ｃｐ程度の粘度であっても、７０〜１００℃で加熱すれば真空注入法に用いることができる。
【００２９】
こうして図２（Ａ）に示すように充填材２１が充填される。なお、本実施形態では複数のセルに対して一度に充填材２１を充填する方式を示したが、このような方式は対角０．５〜１インチ程度の小さなＥＬ表示装置の作製時に好適である。一方、対角５〜３０インチ程度の大きめのＥＬ表示装置を作製する際は、一つのセル毎に分断してから充填材２１を充填すれば良い。
【００３０】
以上のようにして充填材２１を充填した後、充填材２１を硬化させて基板１２とカバー材１７との密着性をさらに高める。充填材２１が紫外線硬化樹脂であれば紫外線を照射し、熱硬化性樹脂であれば加熱する。但し、熱硬化性樹脂を用いる場合は、有機ＥＬ材料の耐熱性に留意する必要がある。
【００３１】
次に、再び基板１２及びカバー材１７にスクライブ溝を形成する。順序としては、まず矢印(a)の方向にスクライブ溝２２aを形成し、次に、矢印(b)の方向にスクライブ溝２２bを形成する。このとき、分断後に基板１２に比べてカバー材１７の面積が小さくなるようにスクライブ溝を形成しておく。
【００３２】
こうしてスクライブ溝２２a、２２bを形成したら、前述のようにスクライブ溝に衝撃を与え、セル形成基板２３〜２６に分断する。図３（Ａ）は２回目の分断後の様子である。さらに、各セル形成基板２３〜２６には接続端子としてＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）２７を取り付ける。ＦＰＣ２７は画素部に送られる電気信号を外部機器から入力するための端子である。勿論、画素部で表示した画像を外部機器へ出力する端子として用いることもできる。
【００３３】
最後に、図３（Ｂ）に示すように、セル形成基板２３〜２６の基板端面（第１のシール材１３及び／又は充填材２１の露呈部）及び接続端子であるＦＰＣ２７の一部に接して第２のシール材２８を形成する。第２のシール材２８としては第１のシール材１３に用いることのできる材料と同一のものを用いることができる。
【００３４】
以上のプロセスにより図３（Ｂ）に示すようなＥＬ表示装置が完成する。以上のように、本発明を実施すると液晶のセル組み工程と同様の装置を用いた製造ラインによって１枚の基板から複数のＥＬ表示装置を作製することができる。例えば、６２０mm×７２０mmの基板に対応した液晶製造ラインに多少の改良を加える程度で、１枚の基板から対角１３〜１４インチのＥＬ表示装置を６個作製することが可能である。従って、大幅なスループットの向上と製造コストの削減が達成できる。
【００３５】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例では、本発明を用いて作製したアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置について図４（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。図４（Ａ）は、ＥＬ素子の形成されたアクティブマトリクス基板において、ＥＬ素子の封入まで行った状態を示す上面図である。点線で示された４０１はソース側駆動回路、４０２はゲート側駆動回路、４０３は画素部である。また、４０４はカバー材、４０５は第１のシール材、４０６は第２のシール材であり、第１のシール材４０５で囲まれた内側のカバー材とアクティブマトリクス基板との間には充填材４０７（図４（Ｂ））が設けられる。
【００３６】
なお、４０８はソース側駆動回路４０１、ゲート側駆動回路４０２及び画素部４０３に入力される信号を伝達するための接続配線であり、外部機器との接続端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）４０９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。
【００３７】
ここで、図４（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面に相当する断面図を図４（Ｂ）に示す。なお、図４（Ａ）、（Ｂ）では同一の部位に同一の符号を用いている。
【００３８】
図４（Ｂ）に示すように、基板３００上には画素部４０３、ソース側駆動回路４０１が形成されており、画素部４０３はＥＬ素子に流れる電流を制御するためのＴＦＴ（以下、電流制御用ＴＦＴという）３０１とそのドレインに電気的に接続された画素電極３０２を含む複数の画素により形成される。また、ソース側駆動回路４０１はｎチャネル型ＴＦＴ３０３とｐチャネル型ＴＦＴ３０４とを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
【００３９】
画素電極３０２は遮光性を有する導電膜で形成され、ＥＬ素子の陰極として機能する。また、画素電極３０２の両端には絶縁膜３０５が形成され、さらに発光層３０６、正孔注入層３０７が形成される。また、その上にはＥＬ素子の陽極３０８が透明導電膜でもって形成される。
【００４０】
発光層３０６や正孔注入層３０７の成膜方法は公知の如何なる手段を用いても良いし、材料として有機材料または無機材料を用いることができる。また、発光層や正孔注入層だけでなく電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層などを組み合わせた積層構造としても良い。
【００４１】
また、本実施例の場合、陽極３０８は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線４０８を経由してＦＰＣ４０９に電気的に接続されている。
【００４２】
次に、本発明により第１のシール材４０５をディスペンサー等で形成し、スペーサ（図示せず）を撒布してカバー材４０４を貼り合わせる。そして、アクティブマトリクス基板、カバー材４０４及び第１のシール材４０５で囲まれた領域内に充填材４０７を真空注入法により充填する。
【００４３】
また、本実施例では充填材４０７に予め吸湿性物質として酸化バリウムを添加しておく。なお、本実施例では吸湿性物質を充填材に添加して用いるが、塊状に分散させて充填材中に封入することもできる。また、図示されていないがスペーサの材料として吸湿性物質を用いることも可能である。
【００４４】
次に、充填材４０７を紫外線照射または加熱により硬化させた後、第１のシール材４０５に形成された開口部（図示せず）を塞ぐ。さらに、第１のシール材４０５の露呈部、充填材４０７の露呈部及びＦＰＣ４０９の一部を覆うように第２のシール材４０６を設ける。第２のシール材４０６は第１のシール材４０７と同様の材料を用いれば良い。
【００４５】
以上のような方式を用いてＥＬ素子を充填材４０７に封入することにより、ＥＬ素子を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等の有機材料の酸化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高いＥＬ表示装置を作製することができる。
【００４６】
また、本発明を用いることで既存の液晶表示装置用の製造ラインを転用させることができるため、設備投資の費用が大幅に削減可能であり、歩留まりの高いプロセスで１枚の基板から複数の発光装置を生産することができるため、大幅に製造コストを低減しうる。
【００４７】
〔実施例２〕
本実施例では、本発明を用いて作製したパッシブマトリクス型ＥＬ表示装置について図５を用いて説明する。図５において、５０１はプラスチック基板、５０２はアルミニウム合金からなる陰極である。本実施例では、陰極５０２を蒸着法により形成する。なお、図５では図示されていないが、複数本の陰極が紙面に平行な方向へストライプ状に配列されている。
【００４８】
また、ストライプ状に配列された陰極５０２と直交するように絶縁膜５０３が形成される。また、この絶縁膜５０３は陰極５０２の各々を絶縁分離するために陰極５０２の隙間にも設けられる。そのため、絶縁膜５０３を上面から見るとマトリクス状にパターニングされている。
【００４９】
さらに、絶縁膜５０３の上に樹脂からなるバンク５０４が形成される。バンク５０４は陰極５０２に直交するように、紙面に垂直な方向に形成されている。また、形状は逆三角形状（逆テーパー形状）に加工される。
【００５０】
次に、発光層５０５及び透明導電膜でなる陽極５０６が連続的に形成される。
発光層５０４が水分や酸素に弱いため、真空中または不活性雰囲気中で両者を連続的に成膜することが望ましい。発光層５０５は公知の如何なる材料であっても良いが、成膜の簡便性からポリマー系有機材料が好ましい。また、陽極５０６は蒸着法で設けることが好ましい。発光層５０５及び陽極５０６どちらもはバンク５０４によって形成された溝に沿って形成され、紙面に垂直な方向にストライプ状に配列される。
【００５１】
なお、図示しないが、発光層５０５と陽極５０６との間にバッファ層として正孔輸送層や正孔注入層を設けることは有効である。正孔注入層としては銅フタロシアニン、ポリチオフェン、ＰＥＤＯＴ等を用いることができる。
【００５２】
以上のようにして基板５０１上にＥＬ素子を形成する。なお、本実施例では下側の電極が遮光性の陰極となっているため、発光層５０５で発生した光は紙面において上面側（基板５０１とは反対側）に放射される。しかしながら、ＥＬ素子の構造を反対にし、下側の電極を透明導電膜からなる陽極とすることもできる。その場合、発光層５０５で発生した光は紙面において下面側（基板５０１側）に放射されることになる。
【００５３】
また、５０７はＩＣチップでありバンプ方式で基板５０１上に設けられている。ＩＣチップ５０７は陰極５０２及び陽極５０６に電気信号を伝えるための駆動回路として設けられ、図示されないＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）によって外部機器からの信号を処理する。
【００５４】
その後は本発明によりＥＬ素子の封入を行う。本実施例では、第１のシール材５０８として紫外線硬化樹脂を用い、カバー材５０９としてガラス基板を貼り付け、真空注入法により充填材５１０を充填する。充填材５１０の中には吸湿性物質５１１として酸化バリウムを添加する。なお、本実施例では充填材５１０としてエポキシ樹脂を用いる。また、発光層５０５から発した光が下面側に放射される場合はカバー材５０９が透明である必要はない。
【００５５】
こうして充填材５１０の注入を終えたら、第１のシール材５０８に設けられた開口部（図示せず）を塞ぎ、第２のシール材５１２により第１のシール材５０８の露呈部及びＩＣチップ５０７を覆う。このとき、図示されないがＦＰＣの一部を覆うように設けられていても良い。
【００５６】
以上のような方式を用いてＥＬ素子を充填材５１０に封入することにより、ＥＬ素子を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等の有機材料の酸化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高いＥＬ表示装置を作製することができる。
【００５７】
また、本発明を用いることで既存の液晶表示装置用の製造ラインを転用させることができるため、設備投資の費用が大幅に削減可能であり、歩留まりの高いプロセスで１枚の基板から複数の発光装置を生産することができるため、大幅に製造コストを低減しうる。
【００５８】
〔実施例３〕
本実施例では、図１〜３で説明した方法とは異なる方法で充填材を形成する場合の例について説明する。説明には図６を用いる。
【００５９】
図６（Ａ）において、６０１は基板、６０２は画素部、６０３は第１のシール材である。なお、図示していないがスペーサを撒布しても良い。第１のシール材６０３としては、実施形態で説明した第１のシール材１３と同様のものを用いることができる。但し、本実施例では図１と異なり第１のシール材６０３に開口部を設けない。即ち、この時点で完全に閉空間を作るように（完全に囲まれた領域を作るように）第１のシール材６０３を形成する。
【００６０】
そして、第１のシール材６０３で囲まれた領域内において画素部６０２の上に充填材６０４を滴下する。勿論、充填材６０４に予め吸湿性物質（図示せず）を添加しておいても良い。吸湿性物質としては実施形態で説明したものと同様のものを用いることができる。この滴下工程は第１のシール材６０３の形成に用いるディスペンサー等の塗布成膜装置を用いれば良い。
【００６１】
また、充填材６０４を滴下する工程は、窒素またはアルゴン等の不活性雰囲気にされたグローブボックス中で行うことが好ましい。このとき不活性雰囲気中の酸素濃度は極力低くし、好ましくは１ｐｐｍ以下（さらに好ましくは０．１ｐｐｍ）以下とすると良い。
【００６２】
次に、図６（Ｂ）に示すように、カバー材６０５を第１のシール材６０３により接着する。その際、図６（Ａ）のように滴下された充填材６０４はカバー材６０５によって押しつぶされ、基板６０１、第１のシール材６０３及びカバー材６０５で囲まれた閉空間の中に充填される。なお、このようにして形成される閉空間の容積を予め計算して、充填材６０４の最適な滴下量を計算しておく必要がある。
【００６３】
実施形態で説明したように、充填材を真空注入法により注入する場合には充填材の粘度が低くないとスループットの低下を招く恐れがある。しかしながら、本実施例の場合は滴下しておいて押しつぶすように充填するため、粘度の高い材料を用いても殆ど問題とならないという利点がある。
【００６４】
以上のようにしてカバー材６０５を貼り合わせたら、この後は、実施形態と同様に基板６０１及びカバー材６０５をスクライバー、ダイサーまたはレーザーにより分断し、ＦＰＣ及び／またはＩＣチップを取り付けてアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置またはパッシブマトリクス型ＥＬ表示装置が完成する。
【００６５】
なお、本実施例は実施例１に示したアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置または実施例２に示したパッシブマトリクス型ＥＬ表示装置のどちらとも組み合わせて実施することが可能である。また、特に特殊な装置を加えることなく液晶表示装置用の製造ラインを転用することができるため、製造コストを大幅に低減することが可能である。
【００６６】
〔実施例４〕
本実施例では、図１〜３で説明した方法とは異なる方法で充填材を形成する場合の例について説明する。説明には図７を用いる。
【００６７】
図７（Ａ）において、７０１は基板、７０２は画素部、７０３は第１のシール材である。なお、図示していないがスペーサを撒布しても良い。第１のシール材７０３としては、実施形態で説明した第１のシール材１３と同様のものを用いることができる。但し、本実施例では図１と異なり第１のシール材７０３に二つの開口部７０４と７０５が設けられている。
【００６８】
そして、図７（Ｂ）のようにカバー材７０６を貼り合わせ、７０７aで示される矢印の方向と７０７bで示される矢印の方向にスクライブ溝を形成して基板７０１及びカバー材７０６を分断する。
【００６９】
このあと、開口部７０４に充填材を接触させれば毛細管現象によってセル７０８の内部に充填材（図示せず）が注入される。このように本実施例では充填材の注入方法として、毛細管現象を利用する点に特徴がある。
【００７０】
この充填材の注入工程は窒素またはアルゴン等の不活性雰囲気にしたグローブボックス内で行うことが好ましい。このとき不活性雰囲気中の酸素濃度は極力低くし、好ましくは１ｐｐｍ以下（さらに好ましくは０．１ｐｐｍ）以下とすると良い。
【００７１】
充填材を注入した後は、図２（Ｂ）以降と同様の工程を行うことでアクティブマトリクス型もしくはパッシブ型の発光装置または光源として用いる発光装置を作製することができる。
【００７２】
〔実施例５〕
本発明はＥＬ素子を基板面の全域に設けた発光装置に対して実施することも可能である。そのような発光装置（ＥＬ発光装置）は面状発光の光源として用いることが可能であり、液晶表示装置（液晶ディスプレイ）のバックライトとしての用途がある。
【００７３】
本実施例のようなＥＬ発光装置においてもＥＬ素子の封入は非常に重要であり、その封入技術として本発明を用いることが望ましい。
【００７４】
〔実施例６〕
実施例１〜５ではＥＬ素子を用いた発光装置を例にして説明してきたが、本発明はＥＣ（エレクトロクロミクス）表示装置、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）または半導体を用いた発光ダイオードを有する発光装置に用いることも可能である。
【００７５】
特に、ＥＣ表示装置はＥＣ現象を示す材料がＥＬ素子と同様に酸素または水分に弱いため、外気から遮断して気密性を保つことが好ましい。その際、本発明を実施することで大幅に歩留まりを高め、さらに製造コストを低減することが可能となる。
【００７６】
〔実施例７〕
実施形態及び実施例１〜６において、発光素子を形成した後は発光素子を酸素もしくは水分に晒さないようにすることが重要となるため、本発明の封入工程はすべて不活性雰囲気または真空で行われる。
【００７７】
不活性雰囲気とは窒素または希ガス（代表的にはヘリウム、アルゴンまたはネオン）で充填された空間であり、グローブボックスと呼ばれる場合もある。本発明では、図１〜図３で説明した一連の工程をすべて不活性雰囲気または真空で行うため、製造ライン全体を不活性雰囲気とすることが望ましい。
【００７８】
例えば、クリーンルーム内において、図１〜図３の一連の封入工程を行う装置が設置された場所を壁またはフィルム等で囲んで密閉空間とし、窒素または希ガスで充填した雰囲気とする。この場合、窒素または希ガスで陽圧状態としておけば酸素や水分が入り込むことはない。
【００７９】
また、図１〜図３の一連の封入工程を行う装置が設置されたクリーンルームを全体的に酸素濃度が１ｐｐｍ以下の不活性雰囲気とすることもできる。その場合、装置の操作はオートメーション化しておくことが必要である。
【００８０】
〔実施例８〕
図４に示した発光装置においては、下地膜３１に窒化珪素膜もしくは窒化酸化珪素膜を設け、スイッチング用ＴＦＴ２０１および電流制御用ＴＦＴ２０２を窒化珪素膜もしくは窒化酸化珪素膜を含むパッシベーション膜（図示せず）で覆った構成とすることが好ましい。
【００８１】
このような構造とすると、スイッチング用ＴＦＴ２０１および電流制御用ＴＦＴ２０２が窒化珪素膜もしくは窒化酸化珪素膜で挟まれた構造となり、外部からの水分や可動イオンの侵入を効果的に防ぐことができる。
【００８２】
また、図示しないパッシベーション膜上に設けた有機樹脂からなる平坦化膜３２と画素電極３０２の間に窒化珪素膜もしくはＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜を設け、さらに陰極３０８の上に前述の窒化珪素膜もしくはＤＬＣ膜を設けることは好ましい。
【００８３】
このような構造とすると、ＥＬ素子が窒化珪素膜もしくはＤＬＣ膜で挟まれた構造となり、外部からの水分や可動イオンの侵入を防ぐだけでなく、酸素の侵入をも効果的に防ぐことができる。ＥＬ素子中の発光層などの有機材料は酸素によって容易に酸化して劣化するため、本実施例のような構造とすることで大幅に信頼性を向上することができる。
【００８４】
以上のように、ＴＦＴを保護するための対策とＥＬ素子を保護するための対策を併用して施すことで電子装置全体の信頼性を高めることができる。
【００８５】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例７のいずれの構成とも自由に組み合わせることが可能である。
【００８６】
〔実施例９〕
本発明を実施して形成した発光装置は、自発光型であるため液晶表示装置に比べて明るい場所での視認性に優れ、しかも視野角が広い。従って、様々な電気器具の表示部として用いることができる。例えば、ＴＶ放送等を大画面で鑑賞するには対角２０〜６０インチのディスプレイとして本発明の発光装置を筐体に組み込んだディスプレイを用いるとよい。
【００８７】
なお、発光装置を筐体に組み込んだディスプレイには、パソコン用ディスプレイ、ＴＶ放送受信用ディスプレイ、広告表示用ディスプレイ等の全ての情報表示用ディスプレイが含まれる。また、その他にも様々な電気器具の表示部として本発明の発光装置を用いることができる。
【００８８】
その様な本発明の電気器具としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から見ることの多い携帯情報端末は視野角の広さが重要視されるため、ＥＬ表示装置を用いることが望ましい。それら電気器具の具体例を図８、図９に示す。
【００８９】
図８（Ａ）は発光装置を筐体に組み込んだディスプレイであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３等を含む。本発明は表示部２００３に用いることができる。このようなディスプレイは発光型であるためバックライトが必要なく、液晶ディスプレイよりも薄い表示部とすることができる。
【００９０】
図８（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。本発明の発光装置は表示部２１０２に用いることができる。
【００９１】
図８（Ｃ）は頭部取り付け型のＥＬディスプレイの一部（右片側）であり、本体２２０１、信号ケーブル２２０２、頭部固定バンド２２０３、表示部２２０４、光学系２２０５、発光装置２２０６等を含む。本発明は発光装置２２０６に用いることができる。
【００９２】
図８（Ｄ）は記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２３０１、記録媒体（ＤＶＤ等）２３０２、操作スイッチ２３０３、表示部（ａ）２３０４、表示部（ｂ）２３０５等を含む。表示部（ａ）は主として画像情報を表示し、表示部（ｂ）は主として文字情報を表示するが、本発明の発光装置はこれら表示部（ａ）、（ｂ）に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【００９３】
図８（Ｅ）は携帯型（モバイル）コンピュータであり、本体２４０１、カメラ部２４０２、受像部２４０３、操作スイッチ２４０４、表示部２４０５等を含む。本発明の発光装置は表示部２４０５に用いることができる。
【００９４】
図８（Ｆ）はパーソナルコンピュータであり、本体２５０１、筐体２５０２、表示部２５０３、キーボード２５０４等を含む。本発明の発光装置は表示部２５０３に用いることができる。
【００９５】
なお、将来的に発光輝度がさらに高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズや光ファイバー等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【００９６】
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
【００９７】
ここで図９（Ａ）は携帯電話であり、本体２６０１、音声出力部２６０２、音声入力部２６０３、表示部２６０４、操作スイッチ２６０５、アンテナ２６０６を含む。本発明の発光装置は表示部２６０４に用いることができる。なお、表示部２６０４は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。
【００９８】
また、図９（Ｂ）は音響再生装置、具体的にはカーオーディオであり、本体２７０１、表示部２７０２、操作スイッチ２７０３、２７０４を含む。本発明の発光装置は表示部２７０２に用いることができる。また、本実施例では車載用オーディオを示すが、携帯型や家庭用の音響再生装置に用いても良い。なお、表示部２７０４は黒色の背景に白色の文字を表示することで消費電力を抑えられる。これは携帯型の音響再生装置において特に有効である。
【００９９】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用いることが可能である。また、本実施例の電気器具は実施例１〜８に示したいずれの構成の発光装置を用いても良い。
【０１００】
〔実施例１０〕
本発明の発光装置を表示部とする電気器具を屋外で使う場合、当然暗い所で見る場合も明るい所で見る場合もある。このとき、暗い所ではさほど輝度が高くなくても十分に認識できるが、明るい所では輝度が高くないと認識できない場合がありうる。
【０１０１】
発光装置の場合、輝度は素子を動作させる電流量または電圧に比例して変化するため、輝度を高くする場合は消費電力も増してしまう。しかし、発光輝度をそのような高いレベルに合わせてしまうと、暗い所では消費電力ばかり大きくで必要以上に明るい表示となってしまうことになる。
【０１０２】
そのような場合に備えて、本発明の発光装置に外部の明るさをセンサーで感知して、明るさの程度に応じて発光輝度を調節する機能を持たせることは有効である。即ち、明るい所では発光輝度を高くし、暗い所では発光輝度を低くする。その結果、消費電力の増加を防ぐとともに観測者に疲労感を与えない発光装置を実現することができる。
【０１０３】
なお、外部の明るさを感知するセンサーとしては、ＣＭＯＳセンサーやＣＣＤ（チャージカップルドデバイス）を用いることができる。ＣＭＯＳセンサーは公知の技術を用いて発光素子の形成された基板上に一体形成することもできるし、半導体チップを外付けしても良い。また、ＣＣＤを形成した半導体チップを発光素子の形成された基板に取り付けても良いし、発光装置を表示部として用いた電気器具の一部にＣＣＤやＣＭＯＳセンサーを設ける構造としても構わない。
【０１０４】
こうして外部の明るさを感知するセンサーによって得られた信号に応じて、発光素子を動作させる電流量または電圧を変えるための制御回路を設け、それにより外部の明るさに応じて発光素子の発光輝度を調節しうる。なお、このような調節は自動で行われるようにしても良いし、手動で行えるようにしても良い。
【０１０５】
なお、本実施例の構成は、実施例９に示したどの電気器具においても実施することが可能である。
【０１０６】
【発明の効果】
本発明を実施することにより、１枚の大型基板から複数の発光装置を作製する多面取りプロセスにおいて、スループット及び歩留まりの向上を達成することが可能である。
【０１０７】
さらに、既存の液晶表示装置用の製造ラインを転用することが可能であるため、設備投資の費用も削減でき、大幅に製造コストの低減を図ることができる。また、製造コストを低減することにより発光装置のコストも低減し、さらにはそのような発光装置を用いた電気器具のコストをも低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発光装置の多面取りプロセスを示す図。
【図２】発光装置の多面取りプロセスを示す図。
【図３】発光装置の多面取りプロセスを示す図。
【図４】ＥＬ表示装置の上面構造及び断面構造を示す図。
【図５】ＥＬ表示装置の断面構造を示す図。
【図６】発光装置の多面取りプロセスを示す図。
【図７】発光装置の多面取りプロセスを示す図。
【図８】本発明の電気器具を示す図。
【図９】本発明の電気器具を示す図。

Claims

絶縁体の上の複数箇所に少なくとも発光素子を囲むように第１のシール材を形成し、
前記発光素子の上に充填材を滴下し、
前記第１のシール材を介して前記絶縁体にカバー材を接着し、
前記絶縁体に比べて前記カバー材の面積が小さくなるように、前記絶縁体の一部および前記カバー材の一部を分断することを特徴とする発光装置の作製方法。
絶縁体の表面の複数箇所に少なくとも発光素子を囲むように第１のシール材を形成し、
前記発光素子の上に充填材を滴下し、
前記第１のシール材を介して前記絶縁体にカバー材を接着し、
前記絶縁体に比べて前記カバー材の面積が小さくなるように、前記絶縁体の一部および前記カバー材の一部を分断し、
前記絶縁体の上に接続端子を取り付け、
前記第１のシール材の露呈部および前記接続端子の一部に接して第２のシール材を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項１または請求項２において、
前記第１のシール材を形成する前または後に前記絶縁体の上にスペーサを撒布することを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記充填材として樹脂を用いることを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記充填材に吸湿性物質を添加することを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記発光素子としてＥＬ素子を用いることを特徴とする発光装置の作製方法。