JP5605283B2 - 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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Description
色レジストの塗布方法としては、例えばスピンコート法が挙げられる。
図9に示すように、従来の有機EL装置500において、発光素子21を覆うようにガス透過性が低い無機材料からなるガスバリア層19を設ける場合、発光素子21に起因する被覆表面の段差によって、ガスバリア層19が破れることを防止する必要がある。それゆえに、まず、発光素子21を有機緩衝層18で覆ってからその上にガスバリア層19を設ける。有機緩衝層18は、上記段差を埋めた後の表面が平坦となるように、1μm以上の厚さで形成される。有機緩衝層18の端部は有機EL装置500の外周付近に位置しているので、当該外周付近に1μm以上の厚さの段差が生じることになる。また、ブラックマトリクス層32aは、厚さ1μmから2μm程度で形成され、同じく有機EL装置500の外周付近で1μmから2μm程度の段差を生じることになる。
<有機EL装置>
以下、図1〜図6を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る有機EL装置について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
図1は有機EL装置の構成を示す概略平面図である。図1に示すように本実施形態の有機EL装置100は、R(赤)、G(緑)、B(青)、3色の発光が得られる複数の画素Pがマトリクス状に配列した表示領域Eを有する素子基板20Aと透明保護基板31とを重ね合わせたものである。画素Pには、それぞれR,G,Bに対応した発光が得られる発光素子21が設けられている。素子基板20Aは透明保護基板31よりも一回り大きく、透明保護基板31の一辺部側にはみ出た端子部40には、画素Pを駆動する外部駆動回路との接続を図る複数の外部接続用端子41が設けられている。
なお、図1では、画素Pは視認可能な程度に拡大表示されており、実際には、目視で異なる色の画素Pを識別するのが困難な程度の大きさである。
素子基板20Aが備える基板本体20は、透明基板及び不透明基板のいずれも用いることができる。不透明基板としては、例えばアルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、また熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、さらにはそのフィルム(プラスチックフィルム)などが挙げられる。透明基板としては、例えばガラス、窒化ケイ素等の無機物や、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の有機高分子(樹脂)、またはこれらの複合材料など光透過性を備えた材料が挙げられる。
素子基板20A上には、発光素子21を覆い全面に複数の保護層が積層した薄膜封止層Fが形成されている。この薄膜封止層Fとして、本実施形態の有機EL装置100は、電極保護層17と有機緩衝層18とガスバリア層19とを備えている。
ブラックマトリクス層32aは、低温成膜されたアルミニウムやクロム等の金属、もしくは、黒色に着色された樹脂で形成されている。
着色層32r,32g,32bは、アクリル樹脂などの感光性樹脂層に、赤色、緑色、青色を示す顔料または染料を含有した着色層形成材料(色レジスト)により形成されている。また、必要に応じてライトブルーやライトシアン、白などの着色層を備えることとしても良い。
透明保護基板31は、発光素子21から射出される光を透過する光透過性と、薄膜封止層Fを保護する強度とを備えた基板であり、後述する有機EL装置の製造方法において、ガスバリア層19や、ブラックマトリクス層32aなどのエッチング時に形状を損なわない材質であり、例えばガラス、石英ガラス、窒化ケイ素等の無機物を用いて形成することができる。また、光透過性を備えるならば、上記材料を積層または混合して形成された複合材料を用いることもできる。中でも、透明性の高さと透湿性の低さから、特にガラス基板が好適に用いられる。また、紫外線を遮断または吸収する層や、光反射防止膜、放熱層などの機能層が形成されていても良い。
次に、図3〜図5を参照して本実施形態における有機EL装置100の製造方法を説明する。ここで、図3は有機EL装置の製造方法を示すフローチャート、図4(a)〜(d)は有機EL装置の素子基板に着色層を形成する工程を示す概略断面図、図5(a)は透明保護基板上に充填層を形成する工程を示す概略断面図、図5(b)〜(c)は素子基板と透明保護基板とを貼り合わせ、有機EL装置とするまでの工程を示す概略断面図である。
また、ブラックマトリクス層32aの材質が、樹脂系材料の場合は、O2ガスによるアッシングにて、除去を行う。
(1)BM形成工程において、素子基板20Aの外周近傍にブラックマトリクス層32aの段差が生じないようにブラックマトリクス層32aを残した状態でパターニングが行われる。そして、着色層形成工程において、スピンコート法を用いて色レジストを塗布するので、素子基板20Aの全面に亘って均一な色レジスト膜が形成される。この色レジスト膜をパターニングすることで、均一な膜厚を有する着色層32r,32g,32bを形成することができる。
(2)エッチング工程において、透明保護基板31をマスクとして、平面的に透明保護基板31からはみ出た素子基板20Aのブラックマトリクス層32aをエッチングするので、フォトレジストを塗布する工程や、エッチング後にフォトレジストを除去する工程が削減でき、製造コストを削減することができる。すなわち、コストパフォーマンスに優れた有機EL装置100を製造することができる。
次に、第2実施形態の有機EL装置とその製造方法について図6を参照して説明する。図6(a)および(b)は第2実施形態の有機EL装置の製造方法を示す概略断面図である。
本実施形態の有機EL装置の製造方法は、第1実施形態と比べて、ガスバリア層形成工程と、エッチング工程とが異なっている。したがって、第1実施形態と同じ構成には同じ符号を付して詳細の説明は省略する。
ステップS1の素子形成工程からステップS3の有機緩衝層形成工程までは、第1実施形態と同様である。
ステップS4のガスバリア層形成工程では、図6(a)に示すように、ガスバリア層19の成膜において、マスク成膜を行うことなく、ガスバリア層19を素子基板20A全面に亘って形成する。
(4)エッチング工程では、ブラックマトリクス層32aとガスバリア層19とを透明保護基板31をマスクとして、同一工程でエッチングするので、上記第1実施形態に比べて、ガスバリア層19をパターニング形成する必要がなく、製造工程を簡略化して、さらに製造コストを低減させることができる。
次に、第3実施形態の有機EL装置とその製造方法について図7を参照して説明する。図7(a)および(b)は第3実施形態の有機EL装置の製造方法を示す概略断面図である。
本実施形態の有機EL装置の製造方法は、第1実施形態と比べて、有機緩衝層形成工程と、ガスバリア層形成工程と、エッチング工程とが異なっている。したがって、第1実施形態と同じ構成には同じ符号を付して詳細の説明は省略する。
ステップS1の素子形成工程からステップS2の電極保護層形成工程までは、第1実施形態と同様である。
ステップS3では、図7(a)に示すように、有機緩衝層18に代えて無機膜23を素子基板20Aの全面に亘って形成する。このような無機膜23の形成方法としては、ポリシラザンを含む溶液をスピンコート法やロールコート法、スリットコート法を用いて塗布し、乾燥・焼成してSiO2からなる無機膜23を形成する方法が挙げられる。
そして、ステップS4のガスバリア層形成工程では、同じく図7(a)に示すように、ガスバリア層19の成膜において、マスク成膜を行うことなく、ガスバリア層19を素子基板20Aの全面に亘って形成する。
これにより、素子基板20Aの表面がほぼ平坦なり、以降の工程において平坦な表面にブラックマトリクス層32aや着色層32r,32g,32bを形成することが可能となる。
なお、図7(a)および(b)では、陰極11を覆うように電極保護層17が形成されているが、電極保護層17を透明保護基板31からはみ出させ、上記エッチング工程後に、外部接続用端子41が設けられた端子部40において露出するように形成してもよい。
(6)エッチング工程では、ブラックマトリクス層32aと、ガスバリア層19と、無機膜23とを透明保護基板31をマスクとして、同一工程でエッチングするので、上記第1実施形態に比べて、無機膜23やガスバリア層19をパターニング形成する必要がなく、製造工程を簡略化して、さらに製造コストを低減させることができる。
次に、本実施形態の電子機器について図8を参照して説明する。図8(a)はHMD(Head Mounted Display)を示す斜視図、同図(b)はデジタルカメラを示す概略平面図である。
図8(a)に示すように、電子機器としてのHMD1000は、観察者の頭部に装着するための環状の支持部1001と、観察者の左右の眼に対して画像を表示する表示部1002とを有している。
図8(b)に示すように、電子機器としてのデジタルカメラ2000は、撮像素子を含む光学系を備えた本体2001を有している。本体2001には、撮像中の被写体を目視可能な電子ビューファインダー(EVF;Electronic View Finder)2003と、撮像後の被写体の映像などを表示可能なモニター2002とが設けられている。
上記実施形態の有機EL装置の製造方法を用いて製造された有機EL装置100に対して、実装工程として、例えばドライバーICなどが実装されたFPC(Flexible Printed Circuits)を図1の端子部40に接続する。その後、用途に応じた製品に組み込む。組み込む製品としては、図8(a)に示すHMD1000の表示部1002や、図8(b)に示すデジタルカメラ2000のモニター2002、EVF2003など文字や画像を表示する装置が上げられる。いずれの製品においても上記実施形態の有機EL装置の製造方法により製造された有機EL装置100を用いることにより、低コストで、表示ムラのない映像を提供することが出来る。
Claims (5)
- 複数の発光素子と、外部接続用端子と、前記複数の発光素子及び前記外部接続用端子を覆うガスバリア層と、を有する素子基板に対して、
前記ガスバリア層上にブラックマトリクスの前駆体を形成する第一工程と、
前記ブラックマトリクスの前駆体に前記発光素子に対応した開口部を形成する第二工程と、
前記開口部に着色層を形成する第三工程と、
前記外部接続用端子が露出するように前記ブラックマトリクスの一部を除去する第四工程と、
を備えた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。 - 前記第三工程は、スピンコート法を用いて前記素子基板に着色層形成材料を塗布することを特徴とする請求項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。
- 前記第四工程は、平面的に前記ブラックマトリクスと重なるように透明保護基板を前記素子基板に装着する工程と、
前記透明保護基板をマスクとして、前記透明保護基板からはみ出した前記ブラックマトリクスを除去する工程とを含むことを特徴とする請求項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。 - 前記第四工程の後に、前記透明保護基板をマスクとして、前記透明保護基板よりはみ出した前記ガスバリア層を除去する第五の工程を含むことを特徴とする請求項3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。
- 前記第四工程と、前記第五工程とを連続して行うことを特徴とする請求項4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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