JP5748192B2

JP5748192B2 - 有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法、および有機エレクトロルミネッセンス照明装置

Info

Publication number: JP5748192B2
Application number: JP2010102119A
Authority: JP
Inventors: 嘉一坂口
Original assignee: NEC Lighting Ltd
Current assignee: Hotalux Ltd
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2030-04-27
Also published as: JP2011233341A

Description

本発明は、有機発光膜を陽極膜と陰極膜とで挟んだ発光素子を光源とする有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法に関する。

有機発光膜を陽極膜と陰極膜とで挟んだ発光素子を光源とする有機エレクトロルミネッセンス照明装置の主要な製造工程には、成膜工程や封止工程などがある。成膜工程は、透明基板の表面に陽極膜、有機発光膜、陰極膜を順次積層して発光素子を形成する製造工程である。封止工程は、発光素子を外気から遮断する製造工程である。これらの製造工程を経て製造される有機エレクトロルミネッセンス照明装置では、封止部分の経時劣化に伴って装置内部に水分が浸入する場合がある。この場合、有機発光膜は水分に弱いので、発光しない領域（ダークスポット）が生じて発光面積が縮小（シュリンク）する可能性がある。そのため、封止工程は重要な製造工程となる。封止工程では、一般的に、発光素子が搭載された透明基板に対向して封止基板が配置される。封止基板は、発光素子を傷つけないようにするために透明基板に対して所定の間隔を取って配置される。透明基板と封止基板との間にはシール部が形成され、このシール部と封止基板とで発光素子を外気から遮断している。このような封止工程を有する有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法が特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示された有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法では、封止基板（カラーフィルタ素子が搭載された基板）の表面に、その表面から突出しているリブ構造体がフォトリソグラフィー法により形成されている。封止工程では、このリブ構造体が、発光素子が搭載された基板に取り付けられる。これにより、発光素子が搭載された基板と封止基板との間隔を一定に保つことが可能となる。

特開２００８−２３５０８９号公報

封止工程とともに有機エレクトロルミネッセンス照明装置の主要な製造工程である成膜工程において、有機発光膜は、一般的に、開口部を備えたシャドウマスクを用いて陽極膜の表面に蒸着される。このとき、有機発光膜を目標領域に正確に蒸着するためには、シャドウマスクを陽極膜に近付けることが望ましい。しかし、シャドウマスクを陽極膜に近づけすぎると、シャドウマスクが陽極膜に接触した状態で有機発光膜の成膜工程が実施される場合がある。この場合、シャドウマスクの接触により陽極膜が損傷した不良品が増加して製造歩留まりの低下が懸念される。特許文献１には、封止基板側にリブ構造体を設けることによって基板間の間隔を一定に保つ技術は開示されているものの、上述した成膜工程における製造歩留まりの低下に対処する技術については開示されていない。

そこで、本発明は、成膜工程における製造歩留まりの向上が可能で、かつ封止工程において基板間の間隔を一定に保つことが可能な有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明による有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法は、透明基板の表面に陽極膜を成膜する第１の成膜工程と、前記陽極膜の表面および前記透明基板の表面に形成されて前記陽極膜の前記表面を連続してまたは断続的に囲むように配置され、前記透明基板の表面からの高さが前記陽極膜よりも高い複数のスペーサを形成するスペーサ形成工程と、前記複数のスペーサの内側で囲まれた領域にて前記陽極膜の表面を覆い、前記透明基板の表面からの高さが前記複数のスペーサよりも低い有機発光膜を、シャドウマスクを用いて成膜する第２の成膜工程と、前記有機発光膜の表面を覆うとともに前記透明基板の表面に形成された複数のスペーサのうちの一部のスペーサの透明基板側端部を覆い、前記透明基板の表面からの高さが前記複数のスペーサよりも低い陰極膜を成膜する第３の成膜工程と、前記複数のスペーサを被覆し、前記陰極膜を介して前記有機発光膜の外周を連続して囲むシール部を形成するシール部形成工程と、封止基板を前記シール部で前記複数のスペーサに取り付けて、前記陰極膜の上方で前記シール部に囲まれた内部空間を前記封止基板で覆う封止工程と、を有する。また、上記目的を達成するため、本発明による有機エレクトロルミネッセンス照明装置は、透明基板の一つの面に形成される陽極膜と、前記陽極膜の表面および前記透明基板の前記一つの面に形成されて前記陽極膜を囲むように設けられ、前記透明基板の表面からの高さが前記陽極膜よりも高い複数のスペーサと、前記複数のスペーサで囲まれた領域にて前記陽極膜の表面に形成され、前記透明基板の表面からの高さが前記複数のスペーサよりも低い有機発光膜と、前記有機発光膜の表面を覆うとともに前記透明基板の前記一つの面に形成された複数のスペーサのうちの一部のスペーサの透明基板側端部を覆い、前記透明基板の表面からの高さが前記複数のスペーサよりも低い陰極膜と、前記複数のスペーサを被覆し、前記有機発光膜を連続して囲むシール部と、前記複数のスペーサに取り付けられ、前記陰極膜の上方で前記シール部に囲まれた内部空間を覆う封止基板と、を有する。

本発明によれば、陽極膜を成膜する第１の成膜工程と、有機発光膜を成膜する第２の成膜工程との間に、透明基板の表面に、その表面からの高さが陽極膜よりも高いスペーサを形成するスペーサ形成工程がある。そのため、第２の成膜工程においてシャドウマスクを用いて有機発光膜を成膜する時に、シャドウマスクと陽極膜との接触がスペーサによって回避される。これにより、陽極膜を損傷させることなく有機発光膜を成膜できるので、成膜工程における製造歩留まりが向上する。また、封止工程において、封止基板がスペーサに取り付けられるので、透明基板と封止基板との間隔がスペーサによって一定に保たれる。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法の手順を示すフロー図である。本発明の有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法における第１の成膜工程を説明するための断面図である。本発明の有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法におけるスペーサ形成工程を説明するための図である。本発明の有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法における第２の成膜工程を説明するための断面図である。本発明の有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法における第３の成膜工程を説明するための断面図である。本発明の有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法におけるシール部形成工程を説明するための図である。本発明の有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法における封止工程を説明するための図である。本発明の有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法の他の実施形態を示す図である。本発明の有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法の他の実施形態を示す図である。図９に記載の切断線に沿った断面図である。

本発明の有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法の一実施形態について説明する。図１は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法の手順を示すフロー図である。以下、図１のフロー図に従って各工程を説明する。

まず、第１の成膜工程（ステップＳ１）について説明する。図２は、第１の成膜工程を説明するための断面図である。図２に示すように、第１の成膜工程は、透明基板１の表面に陽極膜２を成膜する工程である。透明基板１は、ガラス基板やプラスチック基板などである。陽極膜２は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide)などを主材料とする。

次に、スペーサ形成工程（ステップＳ２）について説明する。図３は、スペーサ形成工程を説明するための図である。図３（ａ）は平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に記載の切断線Ａ−Ａに沿った断面図である。図３に示すように、スペーサ形成工程は、透明基板１の表面からの高さが陽極膜２よりも高く互いに同一の高さの複数のスペーサ３を形成する工程である（図３（ｂ）参照）。複数のスペーサ３は、陽極膜２の表面の一部を断続的に囲むように枠状に配置されている（図３（ａ）参照）。本実施形態では、スペーサ３は、樹脂製でありフォトリソグラフィー法によって形成されている。そのため、図３（ａ）に示すように、複数のスペーサ３を任意の位置に任意の密度で配置できる。これにより、複数のスペーサ３を透明基板１の表面における特定の場所に凝集しないように配置することが可能となる。なお、本発明では、複数のスペーサ３は、陽極膜２の表面の全体を枠状に囲むように配置されていてもよい。また、本発明では、複数のスペーサ３は、陽極膜の表面を連続して囲むように配置されていてもよい。

次に、第２の成膜工程（ステップＳ３）について説明する。図４は、第２の成膜工程を説明するための図である。図４（ａ）は平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に記載の切断線Ａ−Ａに沿った断面図である。

図４に示すように、第２の成膜工程は、枠状に配置された複数のスペーサ３の内側で陽極膜２の表面を覆い（図４（ａ）参照）、透明基板４からの高さがスペーサ３よりも低い（図４（ｂ）参照）有機発光膜４を成膜する工程である。有機発光膜４は、シャドウマスクを用いて陽極膜２の表面に蒸着される。このとき、陽極膜２よりも透明電極１からの高さが高いスペーサ３が形成されているので、このシャドウマスクと陽極膜２との接触をスペーサ３によって防ぐことができる。なお、有機発光膜４の材料については特に制限されるものでなく従来と同様でよい。

次に、第３の成膜工程（ステップＳ４）について説明する。図５は、第３の成膜工程を説明するための図である。図５（ａ）は平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に記載の切断線Ａ−Ａに沿った断面図である。図５に示すように、第３の成膜工程は、有機発光膜４の表面を覆い、透明基板１の表面からの高さがスペーサ３よりも低い陰極膜５を成膜する工程である。

次に、シール部形成工程（ステップＳ５）について説明する。図６は、シール部形成工程を説明するための図である。図６（ａ）は平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に記載の切断線Ａ−Ａに沿った断面図である。図６に示すように、シール部形成工程は、スペーサ３を被覆し、陰極膜５を介して有機発光膜４の外周を連続して囲むシール部６を形成する工程である。

次に、封止工程（ステップＳ６）について説明する。図７は、封止工程を説明するための断面図である。図７に示すように、封止工程は、封止基板７をシール部５でスペーサ３に取り付けて、陰極膜５の上方でシール部５に囲まれた内部空間８を封止基板７で覆う工程である。

上述したように、本実施形態では、陽極膜２を成膜する第１の成膜工程と、有機発光膜４を成膜する第２の成膜工程との間に、透明基板１の表面からの高さが陽極膜２よりも高いスペーサ３を形成するスペーサ形成工程がある。そのため、第２の成膜工程においてシャドウマスクを用いて有機発光膜４を成膜する時に、このシャドウマスクと陽極膜２との接触がスペーサ３によって回避される。これにより、陽極膜２を損傷させることなく有機発光膜４を成膜できるので、成膜工程における製造歩留まりが向上する。また、封止工程において、封止基板７がスペーサ３に取り付けられるので、透明基板１と封止基板７との間隔がスペーサ３によって一定に保たれる。

また、本実施形態では、封止基板７における内部空間８に接する面に吸湿材９が取り付けられている。そのため、封止基板７やシール部６の経時劣化に伴って内部空間８に水分が浸入しても、この水分を吸湿材９で吸収できるので、有機発光膜４の劣化の進行を食い止めることが可能となる。

なお、本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、第２の成膜工程において、陽極膜２の上面部を覆う有機発光膜４の厚さに比べ、陽極膜２の側面部を覆う有機発光膜４の厚さが薄くなっている。そして、図５（ｂ）に示すように、第３の成膜工程において、陽極膜２の上面部および側面部は陰極膜５に覆われる。そのため、陽極膜２と陰極膜５との間に高電界が発生したときに、有機発光膜４では、陽極膜２の側面部を覆う部分が、陽極膜２の上面部を覆う部分に比べ絶縁破壊しやすくなる。

そこで、本発明では、図８に示すように、陽極膜２の側面部を覆い、透明基板１の表面からの高さがスペーサ３よりも低く絶縁性を備えた陽極エッジカバー１０を形成する工程を有していてもよい。図８は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法の他の実施形態を示す図である。図８（ａ）は平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）に記載の切断線Ａ−Ａに沿った断面図である。

陽極エッジカバー１０が形成された有機エレクトロルミネッセンス照明装置を製造する場合、スペーサ形成工程で陽極膜２の側面部を覆うように絶縁性を備えた陽極エッジカバー１０を形成することによって、第２の成膜工程で陽極膜２の側面部は、陽極エッジカバー１０を介して有機発光膜４に覆われることになる（図８（ｂ）参照）。そのため、陽極膜２の側面部と陰極膜５との間に高電界が発生しても、陽極エッジカバー１０によって有機発光膜４にかかる電圧が緩和される。これにより、陽極エッジカバー１０を介して陽極膜２の側面部を覆う有機発光膜４の部分が絶縁破壊しにくくなる。さらに、本発明では、透明基板１の表面からの高さが互いに異なるスペーサ３と、陽極エッジカバー１０とを、半透過領域を備えたグレートーンマスクまたはハーフトーンマスクで同時に形成することとしてもよい。これにより、スペーサ３および陽極エッジカバー１０の各々を個別に形成する場合に比べ、工程数を削減することが可能となる。

また、本発明では、複数の発光素子が設けられた有機エレクトロルミネッセンス照明装置を製造するために、図９、図１０に示すように、絶縁性を備えた素子分離用リブ１１を形成する工程を有してもよい。図９は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法の他の実施形態を示す平面図である。なお、図９では、素子分離用リブ１１のレイアウトをわかりやすくするために陰極膜５の一部の記載を省略している。図１０は、図９に記載の切断線に沿った断面図である。図１０（ａ）は、図９に記載の切断線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。図１０（ｂ）は、図９に記載の切断線Ｄ−Ｄに沿った断面図である。

素子分離用リブ１１が形成された有機エレクトロルミネッセンス照明装置を製造する場合、まず、第１の成膜工程において、複数の陽極膜２が互いに離して成膜される。その後、スペーサ形成工程において、透明基板１の表面における複数の陽極膜２の間に、透明基板１の表面からの高さが複数の陽極膜２よりも高くてスペーサ３よりも低い素子分離用リブ１１を形成する。このとき、透明基板１の表面からの高さが互いに異なるスペーサ３と、素子分離用リブ１１とを上述したグレートーンマスクまたはハーフトーンマスクで同時に形成することとしてもよい。これにより、スペーサ３および素子分離用リブ１１の各々を個別に形成する場合に比べ、工程数を削減することが可能となる。なお、素子分離用リブ１１を形成した後は、第２の成膜工程において複数の陽極膜２の表面を複数の有機発光膜４で個別に覆う。その後、第３の成膜工程において複数の有機発光膜４の表面を陰極膜５で個別に覆う。これにより、複数の発光素子が完成する。

なお、上述した陽極エッジカバー１０または素子分離用リブ１１を備えた有機エレクトロルミネッセンス照明装置を製造する場合、陽極エッジカバー１０および素子分離用リブ１１の各々は、透明基板１の表面からの高さがスペーサ３よりも低いので、封止工程において、上述した吸湿材９が取り付けられた封止基板７を用いることも可能である。

１透明基板
２陽極膜
３スペーサ
４有機発光膜
５陰極膜
６シール部
７封止基板
８内部空間
９吸湿材
１０陽極エッジカバー
１１素子分離用リブ

Claims

透明基板の表面に陽極膜を成膜する第１の成膜工程と、
前記陽極膜の表面および前記透明基板の前記表面に形成されて前記陽極膜の前記表面を連続してまたは断続的に囲むように配置され、前記透明基板の表面からの高さが前記陽極膜よりも高い複数のスペーサを形成するスペーサ形成工程と、
前記複数のスペーサの内側で囲まれた領域にて前記陽極膜の表面を覆い、前記透明基板の表面からの高さが前記複数のスペーサよりも低い有機発光膜を、シャドウマスクを用いて成膜する第２の成膜工程と、
前記有機発光膜の表面を覆うとともに前記透明基板の前記表面に形成された複数のスペーサのうちの一部のスペーサの透明基板側端部を覆い、前記透明基板の表面からの高さが前記複数のスペーサよりも低い陰極膜を成膜する第３の成膜工程と、
前記複数のスペーサを被覆し、前記陰極膜を介して前記有機発光膜の外周を連続して囲むシール部を形成するシール部形成工程と、
封止基板を前記シール部で前記複数のスペーサに取り付けて、前記陰極膜の上方で前記シール部に囲まれた内部空間を前記封止基板で覆う封止工程と、を有する有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法。
前記封止基板における前記内部空間に接する面に、吸湿材が取り付けられている、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法。
前記スペーサ形成工程において、前記陽極膜の側面部を覆い前記透明基板の表面からの高さが前記複数のスペーサよりも低く絶縁性を備えた陽極エッジカバーを、グレートーンマスクまたはハーフトーンマスクを用いて前記複数のスペーサと同時に形成する、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照明装置の製造方法。
前記第１の成膜工程において、複数の陽極膜を互いに離して成膜し、
前記スペーサ形成工程において、前記透明基板の表面における前記複数の陽極膜の間に位置し、前記透明基板の表面からの高さが前記複数の陽極膜よりも高くて前記複数のスペーサよりも低く絶縁性を備えた素子分離用リブを、グレートーンマスクまたはハーフトーンマスクを用いて前記スペーサと同時に形成し、
前記第２の成膜工程において、前記複数の陽極膜の表面を複数の有機発光膜で個別に覆い、
前記第３の成膜工程において、前記複数の有機発光膜の表面を複数の陰極膜で個別に覆う、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照明装置の製造方法。
透明基板の一つの面に形成される陽極膜と、
前記陽極膜の表面および前記透明基板の前記一つの面に形成されて前記陽極膜を囲むように設けられ、前記透明基板の表面からの高さが前記陽極膜よりも高い複数のスペーサと、
前記複数のスペーサで囲まれた領域にて前記陽極膜の表面に形成され、前記透明基板の表面からの高さが前記複数のスペーサよりも低い有機発光膜と、
前記有機発光膜の表面を覆うとともに前記透明基板の前記一つの面に形成された複数のスペーサのうちの一部のスペーサの透明基板側端部を覆い、前記透明基板の表面からの高さが前記複数のスペーサよりも低い陰極膜と、
前記複数のスペーサを被覆し、前記有機発光膜を連続して囲むシール部と、
前記複数のスペーサに取り付けられ、前記陰極膜の上方で前記シール部に囲まれた内部空間を覆う封止基板と、
を有する有機エレクトロルミネッセンス照明装置。