JP6008388B2

JP6008388B2 - 有機ｅｌパネルの製造方法及び有機ｅｌ素子の製造装置

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Inventors: 鎌田　英樹; 英樹鎌田
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Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2016-10-19
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Description

本発明は、有機ＥＬパネルの製造方法及び有機ＥＬ素子の製造装置に関する。

従来の有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬという）パネルに搭載される有機ＥＬ素子は、例えば以下の方法により製造されている。

一つの方法としては、まず、スパッタ装置等を用いてガラス基板全面に電極材料を成膜する。次にフォトリソグラフィープロセスであるレジスト塗布／露光／現像／エッチング／剥離工程を経て、所望の陽極／陰極配線パターンを形成する。さらに、陽極電極と陰極電極間のショート不良を防止するために、フォトリソグラフィープロセスにより陽極端部上に絶縁膜パターンを形成する。続いて、真空蒸着プロセスにより、メタルマスクを用い、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等の有機ＥＬ層を成膜し、その上に陰電極を成膜し、所望のパターンを形成するものである（例えば、下記特許文献１等参照）。
その後、各種の封止工程（膜封止、液体封止、ゲル封止等）を経て有機ＥＬ照明パネルが完成する。

また、他の方法として、有機ＥＬ素子の陰極のパターン化等をレーザ加工により行うものも開示されている（例えば、下記特許文献２，３、下記非特許文献１，２等参照）。

特開２００９−２５９４１３号公報特開２００４−６６２８９号公報特開２００７−１５７６５９号公報

「薄膜レーザーパターニング装置」、［online］、 [平成24年１月12日検索]、インターネット〈ＵＲＬ：http://www.takei-ele.co.jp/tlaset.htm〉高岡勉、他１名、「ＩＴＯ薄膜の紫外域固体レーザによる加工技術の開発」、［online］、 [平成24年１月12日検索]、インターネット〈ＵＲＬ：http://www.fisc.jp/fstr/create/naiyou/takaoka.html〉

しかしながら、上述した従来のフォトリソグラフィープロセスを利用して製造される有機ＥＬ素子は、塗布、露光、現像、エッチング、剥離と製造工程数も多く、ウェットプロセスが主流であるため、薬液供給及び排液処理設備等も必要となる。そのため、高価な加工装置、排液処理設備、薬液材料等によるイニシャルコスト及びランニングコストが非常に高いという問題があった。

また、従来のレーザ加工を利用して製造される有機ＥＬ素子は、レーザで被加工物を貫通加工したときに、加工物裏面に溶融金属が付着する「ドロス」とよばれるカエリやバリの発生、また、薄膜加工時において加工部の周辺に発生するスプラッシュという加工部より飛散した残骸の発生等のおそれがあり、これらのドロスやスプラッシュが発光面部の陽極電極に付着した場合には表示欠陥（輝点、滅点）不良が発生し、最悪の場合には、陰極、陽極間の上下ショートによる非点灯不良を招くおそれがあった。

このようなことから本発明は、製造工程数の削減、低コスト化、環境負荷の低減、及び加工性能の向上を可能とした有機ＥＬパネルの製造方法及び有機ＥＬ素子の製造装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための第１の発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法は、基板と、前記基板上に成膜されて電極間溝により陽極部及び陽極端子電極と陰極端子電極とに分離される電極膜と、前記陽極部の前記電極間溝側の上端縁である陽極端部を覆う絶縁膜と、前記陽極部及び前記絶縁膜上に成膜される有機ＥＬ層と、前記陰極端子電極及び前記有機ＥＬ層上に成膜される陰電極部とを有し、前記絶縁膜によって前記陽極端部と前記陰電極部との間のショートまたは漏れ電流を防止するように構成された有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬパネルの製造方法であって、前記電極膜が成膜手段、又は成膜手段及びレーザ加工により形成され、前記電極間溝がレーザ加工により形成され、前記絶縁膜が印刷法によりパターン形成されたことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第２の発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法は、第１の発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法において、前記電極膜が、メタルマスクを用いた前記成膜手段によって予め前記基板の外周縁から所定幅だけ内側に成膜されることにより形成されたことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第３の発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法は、第１の発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法において、前記電極膜が、前記成膜手段によって前記基板上の全面に成膜された後、前記電極間溝とともにレーザ加工によって外周縁から一定幅の部分を除去されることにより形成されたことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第４の発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法は、第１乃至第３のいずれかの発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法において、前記絶縁膜が、レーザ加工により前記電極間溝が形成された後、印刷法により前記陽極端部を覆うようにパターン形成されたことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第５の発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法は、第１乃至第３のいずれかの発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法において、前記電極間溝が、前記電極膜の前記陽極部及び前記陽極端子電極と前記陰極端子電極との境界上に前記絶縁膜としてレーザ吸収膜を印刷法によりパターン形成した後、前記電極膜と前記レーザ吸収膜とを前記レーザ加工により同時にパターニングすることにより形成されたことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第６の発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法は、第１乃至第３のいずれかの発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法において、前記電極間溝が、前記電極膜の前記陽極部及び前記陽極端子電極と前記陰極端子電極との境界上にレーザ吸収膜を印刷法によりパターン形成した後、前記電極膜と前記レーザ吸収膜とをレーザ加工により同時にパターニングすることにより形成され、前記絶縁膜が、前記レーザ吸収膜を除去したのち前記陽極端部を覆うように印刷法によりパターン形成されたことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第７の発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法は、第１乃至第３のいずれかの発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法において、前記電極間溝が、前記電極膜の前記陽極部及び前記陽極端子電極と前記陰極端子電極との境界上に前記絶縁膜としてレーザ加工用保護膜を印刷法によりパターン形成した後、前記レーザ加工により前記電極間溝を形成する位置にレーザエネルギーを集光することで前記電極膜をパターニングして形成されたことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第８の発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置は、基板上に電極膜を成膜する第一成膜手段と、レーザ加工により少なくとも前記電極膜に電極間溝を形成して該電極膜を陽極部及び陽極端子電極と陰極端子電極とに分離するレーザ加工手段と、印刷法により前記陽極部の前記電極間溝側の上端縁である陽極端部を覆うように絶縁膜を形成する印刷手段と、前記電極膜上に有機ＥＬ層及び陰電極層を順次成膜する第二成膜手段とを備えることを特徴とする。

上記の課題を解決するための第９の発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置は、第８の発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置において、前記第一成膜手段が、メタルマスクを用いて前記基板の外周縁から所定幅だけ内側に前記電極膜を成膜することを特徴とする。

上記の課題を解決するための第１０の発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置は、第８の発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置において、前記第一成膜手段が、前記基板上の全面に前記電極膜を成膜し、前記レーザ加工手段が、レーザ加工により前記電極間溝の形成とともに前記電極膜の外周縁から一定幅の部分を除去することを特徴とする。

上記の課題を解決するための第１１の発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置は、第８乃至第１０のいずれかの発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置において、前記レーザ加工手段がレーザ加工により前記電極間溝を形成した後、前記印刷手段が、前記陽極端部を覆うように前記絶縁膜を形成することを特徴とする。

上記の課題を解決するための第１２の発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置は、第８乃至第１０のいずれかの発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置において、前記印刷手段が、前記電極膜の前記陽極部及び前記陽極端子電極と前記陰極端子電極との境界上に前記絶縁膜としてレーザ吸収膜を印刷法によりパターン形成した後、前記レーザ加工手段が、前記電極膜と前記レーザ吸収膜とを前記レーザ加工により同時にパターニングして前記電極間溝を形成することを特徴とする。

上記の課題を解決するための第１３の発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置は、第８乃至第１０のいずれかの発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置において、前記レーザ吸収膜を除去するレーザ吸収膜除去手段をさらに備え、前記印刷手段が、前記電極膜の前記陽極部及び前記陽極端子電極と前記陰極端子電極との境界上にレーザ吸収膜を印刷法によりパターン形成し、前記レーザ加工手段が、前記電極膜と前記レーザ吸収膜とを前記レーザ加工により同時にパターニングして前記電極間溝を形成し、前記レーザ吸収膜除去手段が、前記絶縁膜形成手段によりパターニングされた前記レーザ吸収膜を除去し、その後、前記印刷手段が、前記陽極端部を覆うように新たな絶縁膜を形成することを特徴とする。

上記の課題を解決するための第１４の発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置は、第８乃至第１０のいずれかの発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置において、前記印刷手段が、前記電極膜の前記陽極部及び前記陽極端子電極と前記陰極端子電極との境界上に前記絶縁膜としてレーザ加工用保護膜を印刷法によりパターン形成した後、前記レーザ加工手段が、前記レーザ加工により前記電極間溝を形成する位置にレーザエネルギーを集光することで前記電極膜をパターニングして前記電極間溝を形成することを特徴とする。

本発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法及び有機ＥＬ素子の製造装置によれば、有機ＥＬパネルの形成に、メタル成膜法とレーザ加工法と印刷法とを利用することにより、従来のフォトリソグラフィープロセスが不要となり、製造工程数を削減することができるとともに、高価な製造設備及び薬液を使用することによる排液処理設備が不要となるため設備投資を最小限に抑えることができ、且つ、環境にやさしい製造プロセスを適用することが可能となって、低コスト化かつ環境負荷の低減が可能となる。

本発明の実施例１に係る有機ＥＬ素子の製造装置を示す概略構成図である。本発明の実施例１に係る有機ＥＬ素子の製造方法の流れを示すフローチャートである。図３（ａ）は本発明の実施例１に係る有機ＥＬ素子の製造方法の電極成膜の例を示す模式図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。図４（ａ）は本発明の実施例１に係る有機ＥＬ素子の製造方法の電極パターニングの例を示す模式図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。図５（ａ）は本発明の実施例１に係る有機ＥＬ素子の製造方法の絶縁膜パターン形成の例を示す模式図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。図６（ａ）は本発明の実施例１に係る有機ＥＬ素子の製造方法の有機ＥＬ層及び陰電極パターン成膜の例を示す模式図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＤ−Ｄ’断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＥ−Ｅ’断面図である。本発明の実施例２に係る有機ＥＬ素子の製造装置を示す概略構成図である。本発明の実施例２に係る有機ＥＬ素子の製造方法の流れを示すフローチャートである。図９（ａ）は本発明の実施例２に係る有機ＥＬ素子の製造方法のレーザ吸収膜パターン形成及び電極パターニングの例を示す模式図、図９（ａ）は図９（ａ）の電極パターニング前の状態を示すＢ−Ｂ’断面図、図９（ｃ）は図９（ａ）の電極パターニング後の状態を示すＢ−Ｂ’断面図である。図１０（ａ）は本発明の実施例２に係る有機ＥＬ素子の製造方法の有機ＥＬ層及び陰電極パターン成膜の例を示す模式図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＤ−Ｄ’断面図、図１０（ｃ）は図１０（ａ）のＥ−Ｅ’断面図である。本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置の他の例を示す概略構成図である。本発明の実施例３に係る有機ＥＬ素子の製造方法の流れを示すフローチャートである。本発明の実施例４に係る有機ＥＬ素子の製造方法の流れを示すフローチャートである。図１４（ａ）は本発明の実施例４に係る有機ＥＬ素子の製造方法のレーザ加工用保護膜パターン形成及び電極パターニングの例を示す模式図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）の電極パターニング前の状態を示すＢ−Ｂ’断面図、図１４（ｃ）は図１４（ａ）の電極パターニング後の状態を示すＢ−Ｂ’断面図である。図１５（ａ）は本発明の実施例４に係る有機ＥＬ素子の製造方法の有機ＥＬ層及び陰電極パターン成膜の例を示す模式図、図１５（ｂ）は図１５のＤ−Ｄ’断面図、図１５（ｃ）は図１５（ａ）のＥ−Ｅ’断面図である。図１６（ａ）は超短パルスレーザ光の照射によるレーザ加工の一例を示す説明図、図１６（ｂ）は超短パルスレーザ光によるレーザ加工によって形成された電極間溝の一例を示す説明図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る有機ＥＬパネルの製造方法及び有機ＥＬ素子の製造装置について詳細に説明する。

図１ないし図６を用いて本発明の実施例１に係る有機ＥＬパネルの製造方法及び有機ＥＬ素子の製造装置について説明する。

図１は本実施例に係る有機ＥＬ素子の製造装置の一部を示す概略構成図である。図１に示すように、本実施例において有機ＥＬ素子の製造装置１０は、第一成膜手段としての真空成膜室１１と、レーザ加工手段としてのレーザ加工室１２と、印刷手段としての絶縁膜印刷室１３と、第二成膜手段としての成膜ユニット１４とを備えている。

真空成膜室１１はメタルマスク機能付電極の成膜を行うものである。レーザ加工室１２は主に電極パターンの形成を行うものである。絶縁膜印刷室１３は絶縁膜のパターニングを行うものである。

また、成膜ユニット１４はロボット室１４ａと、該ロボット室１４ａを中心に配置された前処理室１４ｂ、第一有機成膜室１４ｃ、第二有機成膜室１４ｄ、第三有機成膜室１４ｅ、金属成膜室１４ｆ、及び搬出室１４ｇとからなる。

ロボット室１４ａは中央にセンター部関節ロボット（以下、ロボットという）１４Ａが配備され、このロボット１４Ａにより基板を各室１４ｂ〜１４ｇに搬送するものである。前処理室１４ｂは酸素、アルゴン等のガスをプラズマ化し、アノードカップリングもしくはアノードカップリングモードのいずれかを選択し、電極表面のプラズマ処理を行うものである。第一有機成膜室１４ｃは正孔注入層及び正孔輸送層の成膜を行うものである。第二有機成膜室１４ｄは発光層の成膜を行うものである。第三有機成膜室１４ｅは電子注入層及び電子輸送層の成膜を行うものである。金属成膜室１４ｆは陰極層の成膜を行うものである。搬出室１４ｇは基板を図示しない他のユニットへ搬出するものである。

なお、真空成膜室１１にはその搬入側に連設された第一搬入室１５を介して図示しない他のユニットから基板が搬入される。また、真空成膜室１１とレーザ加工室１２との間、レーザ加工室１２と絶縁膜印刷室１３との間、及び絶縁膜印刷室１３とロボット室１４ａとの間にはそれぞれ基板の搬送を行うための第一搬送室１６、第二搬送室１７、及び第三搬送室１８が連設されている。

このように構成される有機ＥＬ素子の製造装置１０では、図２に示すように、まず、真空成膜室１１において電極（ＩＴＯ）の成膜を行い（ステップＰ１１）、レーザ加工室１２において電極のパターニングを行い（ステップＰ１２）、絶縁膜印刷室１３において絶縁膜のパターン形成を行い（ステップＰ１３）、成膜ユニット１４において有機ＥＬ層のパターン成膜（ステップＰ１４）及び陰電極のパターン成膜（ステップＰ１５）を行う。

図３ないし図７を用いて本実施例に係る有機ＥＬ素子の製造方法について詳しく説明する。

まず、ステップＰ１１では、電極の成膜として、真空成膜室１１において図３に示すように基板１０１上に電極膜１０２を成膜する。
真空成膜室１１における成膜は、スパッタ成膜により行い、この際、図３（ａ）に示すように、電極膜１０２が基板１０１の外周縁から所定幅だけ内側に形成されるように、換言すると基板１０１の外周縁から所定幅内側の部分に電極材料が付着しないように、図３（ｂ）に示すメタルマスク１０８を用いて成膜を行う（以下、これをメタル成膜と称する）。
メタルマスク１０８は、電極膜１０２を形成する部分に対応して開口部１０８ａを有し、この開口部１０８ａの周囲が枠状の遮蔽部１０８ｂとなっている。なお、遮蔽部１０８ｂはその外周縁が基板１０１の外周縁より外側に設けられている。

次に、ステップＰ１２では、電極のパターニングとしてレーザ加工室１２において図４に示すように電極膜１０２に対しパターニングを行う。レーザ加工室１２におけるパターニングでは、電極膜１０２に対するレーザ加工を行い、図４に示すように電極膜１０２の四隅側とそれ以外の部分との間に電極間溝１０９を形成する。
これにより、陽極部１０３Ａ及び陽極端子電極１０３Ｂと、陰極端子電極１０４とが分離される。
ここで、代表的なレーザ加工方法としては、炭酸ガスレーザ、ナノ秒ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ、ピコ秒レーザ、フェムト秒レーザ等を用いた方法がある。
従来、電極間溝１０９は１００μｍ以上の距離を一括でパターニングするのが一般的であるが、本実施例では、レーザ加工による加工法として、５〜１００μｍ程度のビーム幅で、並行な飛び飛び加工や一部オーバーラップさせた加工や同一箇所を複数回加工する手法を適宜利用するものとする。

次に、ステップＰ１３では、絶縁膜のパターン形成として、絶縁膜印刷室１３において図５に示すように絶縁膜１０５を印刷法によりパターン形成する。印刷法としては、インクジェット法、スクリーン印刷法、ディスペンス法、凸版印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法等の手法を利用する。本実施例において絶縁膜１０５は、陽極部１０３Ａの電極間溝１０９側の上端縁（以下、陽極端部という）１０３Ｃ及び、陽極部１０３Ａと陽極端子電極１０３Ｂとの境界部分を覆うように環状に形成されている。
なお、性能向上のため、絶縁膜１０５のパターン形成前にドライもしくはウェット洗浄プロセスを追加してもよい。

次に、ステップＰ１４では、有機層のパターン成膜として、成膜ユニット１４の前処理室１４ｂにおいて電極表面のプラズマ処理を行った後、第一有機成膜室１４ｃ、第二有機成膜室１４ｄ、第三有機成膜室１４ｅにおいて陽極部１０３Ａ及び絶縁膜１０５上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を順次成膜することにより、図６に示す有機ＥＬ層１０６を形成する。

続いて、ステップＰ１５で、陰電極のパターン成膜として、成膜ユニット１４の金属成膜室１４ｆにおいて図６に示す陰極部１０７のパターン成膜を行う。陰極部１０７は、有機ＥＬ層１０６から陰極端子電極１０４の電極間溝１０９側の部分にわたる位置に形成される。
以下のプロセスについてはここでは省略する。

本実施例に係る有機ＥＬパネルは、以上に示したように、基板１０１と、該基板１０１上に成膜されて電極間溝１０９により陽極部１０３Ａ及び陽極端子電極１０３Ｂと陰極端子電極１０４とに分離される電極膜１０２と、陽極端部１０３Ｃを覆う絶縁膜１０５と、陽極部１０３Ａ及び絶縁膜１０５上に成膜される有機ＥＬ層１０６と、陰極端子電極１０４及び有機ＥＬ層１０６上に成膜される陰極部１０７とを有し、絶縁膜１０５によって陽極端部１０３Ｃと陰極部１０７との間のショートまたは漏れ電流を防止するように構成される有機ＥＬ素子であって、且つ、レーザ加工により電極間溝１０９を形成した後に、印刷法により陽極端部１０３Ｃを覆うように絶縁膜１０５をパターン形成されてなる有機ＥＬ素子を備えて構成されている。

なお、図６に示すように、陽極部１０３Ａは表面が有機ＥＬ層１０６により覆われ、陽極端子電極１０３Ｂは陰極部１０７を成膜した時点において表面に露出している。

このように構成される本実施例に係る有機ＥＬパネルの製造方法及び有機ＥＬ素子の製造装置によれば、有機ＥＬパネルの形成に、メタル成膜法とレーザ加工法と印刷法とを利用することにより、製造工程数を削減することができるとともに、高価な製造設備を用いることなく、また薬液を使用することによる排液処理設備も不要となるため、設備投資を最小限に抑えることができ、且つ、環境にやさしい製造プロセスを適用することが可能となって、低コスト化かつ環境負荷の低減が可能となる。

図７ないし図１０を用いて本発明の実施例２に係る有機ＥＬパネルの製造方法及び有機ＥＬ素子の製造装置について説明する。

図７は本実施例に係る有機ＥＬ素子の製造装置を示す概略構成図である。図７に示すように、本実施例において有機ＥＬ素子の製造装置２０は、図１に示し上述した実施例１の有機ＥＬ素子の製造装置１０のレーザ加工室１２と絶縁膜印刷室１３の位置を入れ替えたものである。その他の構成については、上述した実施例１の有機ＥＬ素子の製造装置１０とおおむね同様であり、同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図７に示す有機ＥＬ素子の製造装置２０では、図８に示すように、まず、真空成膜室１１において電極（ＩＴＯ）の成膜を行い（ステップＰ２１）、絶縁膜印刷室１３において絶縁膜としてレーザ吸収膜のパターン形成を行い（ステップＰ２２）、レーザ加工室１２において電極のパターニングを行い（ステップＰ２３）、成膜ユニット１４において有機ＥＬ層のパターン成膜（ステップＰ２４）及び陰電極のパターン成膜（ステップＰ２５）を行う。

図９及び図１０を用いて本実施例に係る有機ＥＬ素子の製造方法についてより詳しく説明する。以下、図９及び図１０において、実施例１で説明した部材と同一の作用を奏する部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。

まず、ステップＰ２１の処理については図２に示し上述した実施例１におけるステップＰ１１の処理と同様であり、ここでは詳しい説明を省略する。

次に、ステップＰ２２では、絶縁膜のパターン形成として、絶縁膜印刷室１３において図９（ａ），（ｂ）に示すように印刷法により絶縁膜としてのレーザ吸収膜２０５を電極膜１０２上にパターン形成する。レーザ吸収膜２０５は、陽極部１０３Ａ及び陽極端子電極１０３Ｂと、陰極端子電極１０４との境界上に一定幅で形成される。

次に、ステップＰ２３では、電極のパターニングとしてレーザ加工室１２において図９（ａ），（ｃ）に示すように電極膜１０２に対しパターニングを行う。レーザ加工室１２におけるパターニングでは、レーザ吸収膜２０５の長手方向の中央部分にレーザ光を照射し、レーザ吸収膜２０５と電極膜１０２とを同時に除去して図９（ｃ）に示すように電極間溝１０９を形成する。
これにより、電極膜１０２が陽極部１０３Ａ及び陽極端子電極１０３Ｂと、陰極端子電極１０４とに分離されるとともに、レーザ吸収膜２０５が内側レーザ吸収膜２０５ａと外側レーザ吸収膜２０５ａとに分離される。

なお、レーザ加工室１２において照射するレーザ光の波長は、この光エネルギーがレーザ吸収膜２０５の材料及び電極膜１０２の材料にできる限り多く吸収される波長域を選択することが好ましい。また、レーザ吸収膜２０５の材料としては、加工に使用するレーザ光を吸収しやすい材料であればなお好適である。

ステップＰ２４、ステップＰ２５の処理については、図２に示し上述した実施例１に係る有機ＥＬ素子の製造方法におけるステップＰ１４、ステップＰ１５の処理と同様に、図１０に示す有機ＥＬ層１０６、陰極部１０７の成膜を行うものであり、詳しい説明は省略する。

本実施例に係る有機ＥＬパネルは、以上に示したように、基板１０１と、該基板１０１上に成膜されて電極間溝１０９により陽極部１０３Ａ及び陽極端子電極１０３Ｂと陰極端子電極１０４とに分離される電極膜１０２と、陽極端部１０３Ｃを覆うレーザ吸収膜２０５と、陽極部１０３Ａ及びレーザ吸収膜２０５上に成膜される有機ＥＬ層１０６と、陰極端子電極１０４及び有機ＥＬ層１０６上に成膜される陰極部１０７とを有し、レーザ吸収膜２０５によって陽極端部１０３Ｃと陰極部１０７との間のショートまたは漏れ電流を防止するように構成される有機ＥＬ素子であって、且つ、電極膜１０２の陽極部１０３Ａ及び陽極端子電極１０３Ｂと、陰極端子電極１０４との境界上にレーザ吸収膜２０５を印刷法によりパターン形成した後、レーザ加工により電極膜１０２とレーザ吸収膜２０５とを同時にパターニングすることにより電極間溝１０９を形成されてなる有機ＥＬ素子を備えて構成されている。

このように構成される本実施例に係る有機ＥＬパネルの製造方法及び有機ＥＬ素子の製造装置によれば、実施例１に係る有機ＥＬパネルの製造方法及び有機ＥＬ素子の製造装置による効果に加えて、電極間溝１０９の形成において、特に電極材料を使用する場合には、レーザ吸収膜１０５の材料としてできる限りレーザ光を吸収しやすい材料を使用することにより、レーザ加工で利用できるレーザ種の選択範囲を増やすことができ、プロセスマージンが大きくなって加工性能の向上が図れる。

なお、本実施例では、ステップＰ２２の処理において、レーザ吸収膜２０５を陽極端部１０３Ｃを覆うように形成したが、上述した実施例１と同様に、陽極部１０３Ａと陽極端子電極１０３Ｂとの境界上に形成してもよいことは言うまでもない。

図１１及び図１２を用いて本発明の実施例３に係る有機ＥＬパネルの製造方法及び有機ＥＬ素子の製造装置について説明する。

図１１は本実施例に係る有機ＥＬ素子の製造装置を示す概略構成図である。図１１に示すように、本実施例において有機ＥＬ素子の製造装置３０は、図１に示し上述した有機ＥＬ素子の製造装置１０のレーザ加工室１２及び絶縁膜印刷室１３に代えて、パターニングユニット３１を設けたものである。その他の構成については、上述した実施例１の有機ＥＬ素子の製造装置１０とおおむね同様であり、同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

パターニングユニット３１は、ロボット室３１ａと、該ロボット室３１ａを中心に配置された印刷手段の一つとしての第一絶縁膜印刷室３１ｂ、レーザ加工手段としてのレーザ加工室３１ｃ、レーザ吸収膜除去手段としての絶縁膜除去室３１ｄ、印刷手段の一つとしての第二絶縁膜印刷室３１ｅ、及び洗浄室３１ｆとからなる。ロボット室３１ａは中央にセンター部関節ロボット（以下、ロボットという）３１Ａが配備され、このロボット３１Ａにより基板が各室３１ｂ〜３１ｆに搬送される。

第一絶縁膜印刷室３１ｂ、第二絶縁膜印刷室３１ｅは絶縁膜のパターニングを行うものである。レーザ加工室３１ｃは主に電極パターンの形成を行うものである。絶縁膜除去室３１ｄは酸素プラズマアッシング（灰化）によるドライ法又は剥離液を使用したウェット法によりレーザ吸収膜の除去を行うものである。。洗浄室３１ｆは窒素ガス、ＣＤＡ（クリーンドライエア）、イオン化エアー、超音波エアー等のドライ洗浄、またはブラシ、超音波、高圧の界面活性剤入り洗浄液もしくは純水を用いたウェット洗浄を行うものである。

なお、真空成膜室１１とロボット室３１ａとの間、ロボット室３１ａとロボット室１４ａとの間にはそれぞれ基板の搬送を行うための第二搬送室３２、第三搬送室３３が連設されている。

図１１に示す有機ＥＬ素子の製造装置３０では、図１２に示すように、まず、真空成膜室１１において電極（ＩＴＯ）の成膜を行い（ステップＰ３１）、第一絶縁膜印刷室３１ｂにおいて絶縁膜としてレーザ吸収膜のパターン形成を行い（ステップＰ３２）、レーザ加工室３１ｃにおいて電極のパターニングを行い（ステップＰ３３）、絶縁膜除去室３１ｄにおいてレーザ吸収膜の除去を行い（ステップＰ３４）、第二絶縁膜印刷室３１ｅにおいて絶縁膜のパターン形成を行い（ステップＰ３５）、成膜ユニット１４において有機ＥＬ層のパターン成膜（ステップＰ３６）及び陰電極のパターン成膜（ステップＰ３７）を行う。

以下、本実施例に係る有機ＥＬ素子の製造方法についてより詳しく説明する。

まず、ステップＰ３１，Ｐ３２，Ｐ３３の処理については図３，８，９に示し上述した実施例２におけるステップＰ２１，Ｐ２２，Ｐ２３の処理と同様であり、ここでは詳しい説明を省略する。

ステップＰ３４では、レーザ吸収膜の除去として、絶縁膜除去室３１ｄにおいてレーザ吸収膜２０５の除去を行う。これにより、図４に示し上述した状態と同様の状態が得られる。

ステップＰ３５，Ｐ３６，Ｐ３７の処理については、図２，５，６に示し上述した実施例１に係る有機ＥＬ素子の製造方法におけるステップＰ１３，Ｐ１４，Ｐ１５の処理と同様であり、詳しい説明は省略する。

本実施例に係る有機ＥＬパネルは、以上に示したように、基板１０１と、該基板１０１上に成膜されて電極間溝１０９により陽極部１０３Ａ及び陽極端子電極１０３Ｂと陰極端子電極１０４とに分離される電極膜１０２と、陽極端部１０３Ｃを覆う絶縁膜１０５と、陽極部１０３Ａ及び絶縁膜１０５上に成膜される有機ＥＬ層１０６と、陰極端子電極１０４及び有機ＥＬ層１０６上に成膜される陰極部１０７とを有し、絶縁膜１０５によって陽極端部１０３Ｃと陰極部１０７との間のショートまたは漏れ電流を防止するように構成される有機ＥＬ素子であって、且つ、電極膜１０２の陽極部１０３Ａ及び陽極端子電極１０３Ｂと、印刷法により陰極端子電極１０４との境界上にレーザ吸収膜２０５をパターン形成した後、レーザ加工により電極膜１０２とレーザ吸収膜２０５とを同時にパターニングして電極間溝１０９を形成し、その後、レーザ吸収膜２０５を除去し、更に、印刷法により陽電極端部１０３Ｃを覆うように絶縁膜１０５をパターン形成されてなる有機ＥＬ素子を備えて構成されている。

このように構成される本実施例に係る有機ＥＬパネルの製造方法及び有機ＥＬ素子の製造装置によれば、上述した実施例１、実施例２に係る有機ＥＬパネル及び有機ＥＬ素子の製造装置による効果に加えて、レーザ吸収膜２０５と電極膜１０２とを同時にレーザ加工した後、レーザ吸収膜２０５のみを除去し、新たに陽極端部１０３Ｃ及び、陽極部１０３Ａと陽極端子電極１０３Ｂとの境界部分に印刷法により絶縁膜パターンを形成することにより、レーザ加工後に発生したレーザ吸収膜２０５と電極膜１０２のスプラッシュやドロス等を完全に除去してレーザ加工後の不要な残骸による表示不良を大幅に低減することができ、加工性能及び歩留まりの向上が図れる。

図１３ないし図１６を用いて本発明の実施例４に係る有機ＥＬパネルの製造方法及び有機ＥＬ素子の製造装置について説明する。

本実施例は、図７に示し上述した実施例２における有機ＥＬ素子の製造装置２０を用い、図１３に示すように、まず、真空成膜室１１において電極（ＩＴＯ）の成膜を行い（ステップＰ４１）、絶縁膜印刷室１３において絶縁膜のパターン形成を行い（ステップＰ４２）、レーザ加工室１２において電極のパターニングを行い（ステップＰ４３）、成膜ユニット１４において有機ＥＬ層のパターン成膜（ステップＰ４４）及び陰電極のパターン成膜（ステップＰ４５）を行うものである。

図１４ないし図１６を用いて本実施例に係る有機ＥＬ素子の製造方法についてより詳しく説明する。

まず、ステップＰ４１の処理については図２，３に示し上述した実施例１におけるステップＰ１１の処理と同様であり、ここでは詳しい説明を省略する。

次に、ステップＰ４２では、絶縁膜のパターン形成として、絶縁膜印刷室１３において図１４（ａ），（ｂ）に示すように印刷法により絶縁膜としてのレーザ加工用保護膜４０５を電極膜１０２上にパターン形成する。レーザ加工用保護膜４０５は、陽極部１０３Ａ及び陽極端子電極１０３Ｂと、陰極端子電極１０４との境界上に一定幅で形成される。

次に、ステップＰ４３では、電極のパターニングとしてレーザ加工室１２において図１４（ａ），（ｃ）に示すように電極膜１０２に対しパターニングを行う。レーザ加工室１２におけるパターニングでは、陽極部１０３Ａ及び陽極端子電極１０３Ｂと、陰極端子電極１０４との境界上に図１６（ａ）に示すようにレーザ光を照射し、電極膜１０２を除去して電極間溝１０９を形成する。
より詳しくは、電極膜１０２の陽極部１０３Ａ及び陽極端子電極１０３Ｂと、陰極端子電極１０４との境界上であってレーザ加工用保護膜４０５下に、集光したフェムト秒レーザ等、パルス幅（パルス持続時間）がピコ秒以下の超短パルスレーザ光を照射し、「多光子吸収」と呼ばれる現象を利用することにより、レーザ加工用保護膜４０５下の電極膜１０２を除去し、電極間溝１０９を形成する。

ここで、超短パルスレーザ光によるレーザ加工では、集光レンズで電極膜１０２にレーザ光をフォーカスすることにより、レーザエネルギーを電極間溝１０９を形成する位置に集中的に照射し、爆発的に電極膜１０２を飛散させ、飛散物をレーザ加工用保護膜４０５と基板１０１内壁面に付着させ閉じ込める。
局部集中したレーザ光のエネルギーは電極膜１０１を飛散させるレベル以上の加工しきい値となるようにし、且つ、レーザ集光部前後のエネルギー量は、レーザ加工用保護膜４０５及び基板１０１に対しては、加工しきい値以下となるように、フォーカス位置、大きさとレーザ出力が最適値になるように設定する。
特に基板１０１のレーザ加工部は、電極膜１０２の材料の残渣が残らない程度までレーザ加工部を拡げる。
これにより、例えば図１６（ｂ）に示す例では、陽極部１０３Ａ及び陽極端子電極１０３Ｂと、陰極端子電極１０４との境界上にある電極膜１０２、並びに、該電極膜１０２の上下に位置するレーザ加工用保護膜４０５及び基板１０１の一部が除去され、陽極部１０３Ａ及び陽極端子電極１０３Ｂと、陰極端子電極１０４とが分離される。

ステップＰ４４、ステップＰ４５の処理については、図２，５，６に示し上述した実施例１に係る有機ＥＬ素子の製造方法におけるステップＰ１４、ステップＰ１５の処理と同様に、図１５に示す有機ＥＬ層１０６、陰極部１０７の成膜を行うものであり、詳しい説明は省略する。

本実施例に係る有機ＥＬパネルは、以上に示したように、基板１０１と、該基板１０１上に成膜されて電極間溝１０９により陽極部１０３Ａ及び陽極端子電極１０３Ｂと陰極端子電極１０４とに分離される電極膜１０２と、陽極端部１０３Ｃを覆うレーザ加工用保護膜４０５と、陽極部１０３Ａ及びレーザ加工用保護膜４０５上に成膜される有機ＥＬ層１０６と、陰極端子電極１０４及び有機ＥＬ層１０６上に成膜される陰極部１０７とを有し、レーザ加工用保護膜４０５によって陽極端部１０３Ｃと陰極部１０７との間のショートまたは漏れ電流を防止するように構成される有機ＥＬ素子であって、且つ、印刷法により電極膜１０２の陽極部１０３Ａ及び陽極端子電極１０３Ｂと、陰極端子電極１０４との境界上にレーザ加工用保護膜４０５をパターン形成した後、レーザ加工により電極膜１０２のみをパターニングすることにより電極間溝１０９を形成されてなる有機ＥＬ素子を備えて構成されている。

このように構成される本実施例に係る有機ＥＬパネルの製造方法及び有機ＥＬ素子の製造装置によれば、基板１０１とレーザ加工用保護膜４０５との間に介在する電極膜１０２のみをレーザ加工により除去して電極間溝１０９を形成することにより、レーザ加工時に発生するスプラッシュやドロス等をレーザ加工用保護膜４０５下に封じ込むことができる。これにより、有機ＥＬ層１０６上へのレーザ加工後の不要な残骸による表示不良を大幅に低減することができ、加工性能及び歩留まりの向上が図れる。

なお、上述した実施例１〜４において示した陽極部１０３Ａ及び陽極端子電極１０３Ｂ、陰極端子電極１０４のパターン形状は一例であって上述した形状に限定されるものではなく、必要に応じて種々のパターン形状とすることが可能である。

また、陰極端子電極１０４の配置を４方向とする例を示したが、陰極端子電極１０４の配置は１〜３方向又は５方向以上であってもよい。

また、上述した実施例では基板として枚様式のハード基板（ガラス、ステンレス等）を想定した記載としているが、フレキシブル基板を用いたロールツーロールの製造プロセスであってもよい。

また、上述した実施例では、真空成膜室１１においてメタル成膜を行う例を示したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、真空成膜室１１において基板１０１上の全面に電極膜１０２を成膜し、レーザ加工室１２において電極間溝１０９のパターニングと共に電極膜１０２の外周縁から一定幅の部分をレーザ加工により除去して図３（ａ）に示すような電極膜１０２とするように構成してもよい。

また、上述した実施例では、前処理室１４においてプラズマ処理を行う例を示したが、オゾンガス等で処理するようにしてもよい。

本発明は、有機ＥＬパネルの製造方法及び有機ＥＬ素子の製造装置に適用して好適なものである。

１０，２０，３０有機ＥＬ素子の製造装置
１１真空成膜室
１２レーザ加工室
１３絶縁膜印刷室
１４成膜ユニット
１４ａロボット室
１４ｂ前処理室
１４ｃ第一有機成膜室
１４ｄ第二有機成膜室
１４ｅ第三有機成膜室
１４ｆ金属成膜室
１４ｇ搬出室
１４Ａセンター部関節ロボット
３１パターニングユニット
３１ａロボット室
３１ｂ第一絶縁膜印刷室
３１ｃレーザ加工室
３１ｄ絶縁膜除去室
３１ｅ第二絶縁膜印刷室
３１ｆ洗浄室
３１Ａセンター部関節ロボット
１０１基板
１０２電極膜
１０３Ａ陽極部
１０３Ｂ陽極端子電極
１０３Ｃ陽極端部
１０４陰極端子電極
１０５絶縁膜
１０６有機ＥＬ層
１０７陰極部
１０８メタルマスク
１０８ａ開口部
１０８ｂ遮蔽部
１０９電極間溝
２０５レーザ吸収膜
４０５レーザ加工用保護膜

Claims

基板と、前記基板上に成膜されて電極間溝により陽極部及び陽極端子電極と陰極端子電極とに分離される電極膜と、前記陽極部の前記電極間溝側の上端縁である陽極端部を覆う絶縁膜と、前記陽極部及び前記絶縁膜上に成膜される有機ＥＬ層と、前記陰極端子電極及び前記有機ＥＬ層上に成膜される陰電極部とを有し、前記絶縁膜によって前記陽極端部と前記陰電極部との間のショートまたは漏れ電流を防止するように構成された有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬパネルの製造方法であって、
前記電極膜が成膜手段、又は成膜手段及びレーザ加工により形成され、
前記電極間溝がレーザ加工により形成され、
前記絶縁膜が印刷法によりパターン形成された
ことを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
前記電極膜が、メタルマスクを用いた前記成膜手段によって予め前記基板の外周縁から所定幅だけ内側に成膜されることにより形成された
ことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
前記電極膜が、前記成膜手段によって前記基板上の全面に成膜された後、前記電極間溝とともにレーザ加工によって外周縁から一定幅の部分を除去されることにより形成された
ことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
前記絶縁膜が、レーザ加工により前記電極間溝が形成された後、印刷法により前記陽極端部を覆うようにパターン形成された
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
前記電極間溝が、前記電極膜の前記陽極部及び前記陽極端子電極と前記陰極端子電極との境界上に前記絶縁膜としてレーザ吸収膜を印刷法によりパターン形成した後、前記電極膜と前記レーザ吸収膜とを前記レーザ加工により同時にパターニングすることにより形成された
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
前記電極間溝が、前記電極膜の前記陽極部及び前記陽極端子電極と前記陰極端子電極との境界上にレーザ吸収膜を印刷法によりパターン形成した後、前記電極膜と前記レーザ吸収膜とをレーザ加工により同時にパターニングすることにより形成され、
前記絶縁膜が、前記レーザ吸収膜を除去したのち前記陽極端部を覆うように印刷法によりパターン形成された
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
前記電極間溝が、前記電極膜の前記陽極部及び前記陽極端子電極と前記陰極端子電極との境界上に前記絶縁膜としてレーザ加工用保護膜を印刷法によりパターン形成した後、前記レーザ加工により前記電極間溝を形成する位置にレーザエネルギーを集光することで前記電極膜をパターニングして形成された
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
基板上に電極膜を成膜する第一成膜手段と、
レーザ加工により少なくとも前記電極膜に電極間溝を形成して該電極膜を陽極部及び陽極端子電極と陰極端子電極とに分離するレーザ加工手段と、
印刷法により前記陽極部の前記電極間溝側の上端縁である陽極端部を覆うように絶縁膜を形成する印刷手段と、
前記電極膜上に有機ＥＬ層及び陰電極層を順次成膜する第二成膜手段とを備えることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造装置。
前記第一成膜手段が、メタルマスクを用いて前記基板の外周縁から所定幅だけ内側に前記電極膜を成膜する
ことを特徴とする請求項８記載の有機ＥＬパネルの製造装置。
前記第一成膜手段が、前記基板上の全面に前記電極膜を成膜し、
前記レーザ加工手段が、レーザ加工により前記電極間溝の形成とともに前記電極膜の外周縁から一定幅の部分を除去する
ことを特徴とする請求項８記載の有機ＥＬパネルの製造装置。
前記レーザ加工手段がレーザ加工により前記電極間溝を形成した後、
前記印刷手段が、前記陽極端部を覆うように前記絶縁膜を形成する
ことを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載の有機ＥＬパネルの製造装置。
前記印刷手段が、前記電極膜の前記陽極部及び前記陽極端子電極と前記陰極端子電極との境界上に前記絶縁膜としてレーザ吸収膜を印刷法によりパターン形成した後、
前記レーザ加工手段が、前記電極膜と前記レーザ吸収膜とを前記レーザ加工により同時にパターニングして前記電極間溝を形成する
ことを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載の有機ＥＬパネルの製造装置。
前記レーザ吸収膜を除去するレーザ吸収膜除去手段をさらに備え、
前記印刷手段が、前記電極膜の前記陽極部及び前記陽極端子電極と前記陰極端子電極との境界上にレーザ吸収膜を印刷法によりパターン形成し、
前記レーザ加工手段が、前記電極膜と前記レーザ吸収膜とを前記レーザ加工により同時にパターニングして前記電極間溝を形成し、
前記レーザ吸収膜除去手段が、前記絶縁膜形成手段によりパターニングされた前記レーザ吸収膜を除去し、
その後、前記印刷手段が、前記陽極端部を覆うように新たな絶縁膜を形成する
ことを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載の有機ＥＬパネルの製造装置。
前記印刷手段が、前記電極膜の前記陽極部及び前記陽極端子電極と前記陰極端子電極との境界上に前記絶縁膜としてレーザ加工用保護膜を印刷法によりパターン形成した後、
前記レーザ加工手段が、前記レーザ加工により前記電極間溝を形成する位置にレーザエネルギーを集光することで前記電極膜をパターニングして前記電極間溝を形成する
ことを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載の有機ＥＬパネルの製造装置。