JP6182909B2 - 有機ｅｌ発光装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、有機ＥＬ発光装置の製造方法に関するものである。
有機ＥＬ素子は、低消費電力、高輝度、自己発光素子という優れた特徴を有している。有機ＥＬ素子を備えた発光装置は、薄型テレビ等の表示装置として注目されている。有機ＥＬ発光装置は、照明やプリンター用の発光ヘッドとしての応用も開発されている。
発光した光を基板とは反対側へ照射するトップエミッション型の有機ＥＬ素子が知られている。トップエミッション型の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ発光装置において、有機ＥＬ素子は光を透過するガラス基板で封止される（例えば特許文献１から４を参照。）。該ガラス基板は耐水分透過性及び耐酸素透過性を兼ねている。
しかし、ガラス基板はコストが高いという問題があった。また、ガラス基板は加工精度が良くないので、接合用ののり代を大きくとる必要があり、微細化に向かないという問題があった。
本発明は、封止層としてガラス基板を用いることなく有機ＥＬ素子を封止することを目的とするものである。
本発明にかかる有機ＥＬ発光装置の製造方法は、化学気相成長法もしくは物理気相成長法又はその両方によって封止層ベース材に封止層を形成する工程と、有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬ基板に、上記有機ＥＬ素子を覆うように上記封止層を接合する工程と、上記封止層ベース材を除去して上記封止層を残存させる工程と、を含み、封止層ベース材はシリコンで形成されており、前記封止層ベース材を除去する際に、前記封止層ベース材をエッチングによって除去する。
本発明の有機ＥＬ発光装置の製造方法は、封止層としてカバーガラスを用いることなく有機ＥＬ素子を封止することができる。
本発明の有機ＥＬ発光装置の製造方法において、例えば、封止層ベース材はシリコンで形成されており、上記封止層ベース材を除去する際に、上記封止層ベース材をエッチング技術によって除去する例を挙げることができる。これにより、封止層ベース材として他の材料を用いる場合に比べて、封止層ベース材を容易に除去できる。なお、封止層ベース材と接する封止層の面は、その面とシリコンとを選択的にエッチング可能な材料で形成されていることが好ましい。また、エッチング技術は、ドライエッチング技術であってもよいし、ウエットエッチング技術であってもよい。
本発明の有機ＥＬ発光装置の製造方法において、上記有機ＥＬ素子の形成位置に応じた位置に凹部をもつ上記封止層を上記封止層ベース材に形成し、上記有機ＥＬ基板の上記有機ＥＬ素子の形成位置とは異なる位置に上記封止層を接合して、上記有機ＥＬ基板と上記封止層との間に上記凹部に起因した空隙を形成する例を挙げることができる。これにより、有機ＥＬ基板と封止層の接合部の面積を小さくすることができる。ただし、封止層は、有機ＥＬ素子の形成位置に応じた位置に凹部をもたないもの、例えば平坦なものであってもよい。また、有機ＥＬ基板と封止層との間に空隙が形成されていなくてもよい。
さらに、上記有機ＥＬ基板と上記封止層とを直接接合によって接合する例を挙げることができる。これにより、有機ＥＬ基板と封止層との間に接着剤などの接着層が存在しないので、接着層を介する水分の浸入をなくすことができるとともに、接合面積を小さくすることができる。ただし、有機ＥＬ基板と封止層を、例えば、接着剤などの接着層を用いた間接接合によって接合してもよい。
また、上記有機ＥＬ基板と上記封止層とを接合する前に、上記封止層の上記凹部内に水分を吸着する乾燥材を配置するようにしてもよい。これにより、有機ＥＬ基板と封止層との間の空隙に乾燥材を配置することができ、水分に起因する有機ＥＬ素子の劣化を防止し、有機ＥＬ発光装置の耐湿性を向上させることができる。
本発明の有機ＥＬ発光装置の製造方法において、上記封止層は、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）／シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）の２層構造を備えている例を挙げることができる。耐水分透過特性に優れたシリコン窒化膜を封止層が備えていることにより、有機ＥＬ発光装置の耐湿性を向上させることができる。
本発明の有機ＥＬ発光装置の製造方法において、上記封止層は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）／シリコン窒化膜（ＳｉＮ）／シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）の３層構造を備えている例を挙げることができる。耐水分透過特性に優れたシリコン窒化膜を封止層が備えていることにより、有機ＥＬ発光装置の耐湿性を向上させることができる。さらに、この局面によれば、有機ＥＬ基板において封止層との接合面がシリコン酸化膜で形成されている場合に、有機ＥＬ基板と封止層の接合部がシリコン酸化膜同士の接合になる。これにより、直接接合による有機ＥＬ基板と封止層の接合強度を向上させることができ、有機ＥＬ基板と封止層の接合部ののり代が小さい有機ＥＬ発光装置を提供できる。
本発明の有機ＥＬ発光装置の製造方法において、複数の上記有機ＥＬ基板の領域が形成された有機ＥＬ基板ベース材と、上記有機ＥＬ基板ベース材と同じサイズの上記封止層ベース材を用いて、複数の上記有機ＥＬ基板の領域に対して一括で上記封止層の接合及び上記封止層ベース材の除去を実施するようにしてもよい。複数の有機ＥＬ基板の領域に対して一括で封止層を形成することにより、生産性が高い有機ＥＬ発光装置を提供することができる。
また、複数の上記有機ＥＬ基板の領域に対して一括で上記封止層の接合を実施した後、ドライエッチング技術を用いて、上記封止層ベース材及び上記有機ＥＬ基板ベース材に対してエッチング処理を実施し、上記封止層ベース材の除去と、複数の上記有機ＥＬ基板の領域の個片化とを連続的に実施するようにしてもよい。これにより、寸法が高精度で、生産性が高い有機ＥＬ発光装置を提供することができる。
本発明にかかる有機ＥＬ発光装置は、有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬ基板と、上記有機ＥＬ素子を覆うように上記有機ＥＬ基板に接合された封止層と、を備え、上記封止層は化学気相成長法もしくは物理気相成長法又はその両方によって形成されたものであることを特徴とする。本発明の有機ＥＬ発光装置は、封止層としてガラス基板を用いることなく有機ＥＬ素子を封止することができる。
本発明の有機ＥＬ発光装置において、例えば、上記有機ＥＬ基板と上記封止層との間に空隙が形成されており、上記有機ＥＬ基板と上記封止層との接合部は上記有機ＥＬ素子の形成位置とは異なる位置に設けられているようにしてもよい。これにより、有機ＥＬ基板と封止層の接合部の面積を小さくすることができる。
さらに、上記空隙内に、水分を吸着する乾燥材が配置されている例を挙げることができる。これにより、水分に起因する有機ＥＬ素子の劣化を防止し、有機ＥＬ発光装置の耐湿性を向上させることができる。
本発明の有機ＥＬ発光装置において、上記有機ＥＬ基板と上記封止層は直接接合によって接合されている例を挙げることができる。これにより、有機ＥＬ基板と封止層との間に接着剤などの接着層が存在しないので、接着層を介する水分の浸入をなくすことができるとともに、接合面積を小さくすることができる。ただし、有機ＥＬ基板と封止層は、例えば、接着剤などの接着層を用いた間接接合によって接合されていてもよい。
本発明の有機ＥＬ発光装置において、上記封止層は、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）／シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）の２層構造を備えている例を挙げることができる。耐水分透過特性に優れたシリコン窒化膜を封止層が備えていることにより、有機ＥＬ発光装置の耐湿性を向上させることができる。
本発明の有機ＥＬ発光装置において、上記封止層は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）／シリコン窒化膜（ＳｉＮ）／シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）の３層構造を備えている例を挙げることができる。この態様によれば、有機ＥＬ基板において封止層との接合面がシリコン酸化膜で形成されている場合に、有機ＥＬ基板と封止層の接合部がシリコン酸化膜同士の接合になる。これにより、直接接合による有機ＥＬ基板と封止層の接合強度を向上させることができ、有機ＥＬ基板と封止層の接合部ののり代が小さい有機ＥＬ発光装置を提供できる。
本発明にかかる有機ＥＬ光源装置は、本発明の有機ＥＬ発光装置が複数配列されたものである。ただし、本発明の有機ＥＬ発光装置が適用される装置はこれに限定されない。本発明の有機ＥＬ発光装置は、封止層としてガラス基板を用いることなく、低コストで加工精度が高く、生産性が高い有機ＥＬ発光装置を提供できる。したがって、本発明の有機ＥＬ発光装置が複数配列された本発明の有機ＥＬ光源装置は、高精度で生産性が高い有機ＥＬ光源装置を提供できる。
以下に、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
図１は、有機ＥＬ発光装置の一実施例を説明するための概略的な断面図である。図２は、この実施例の有機ＥＬ基板の有機ＥＬ素子形成領域を説明するための概略的な断面図である。
図１は、有機ＥＬ発光装置の一実施例を説明するための概略的な断面図である。図２は、この実施例の有機ＥＬ基板の有機ＥＬ素子形成領域を説明するための概略的な断面図である。
有機ＥＬ基板１において、例えば半導体基板からなる有機ＥＬ基板ベース材３に、半導体素子５が形成されている。半導体素子５は例えばトランジスタである。半導体素子５は有機ＥＬ素子の駆動回路を構成する。有機ＥＬ基板ベース材３上に半導体素子５を覆って絶縁膜７が形成されている。
絶縁膜７上に電極配線９が形成されている。電極配線９は絶縁膜７に設けられた接続孔を介して半導体素子５と電気的に接続されている。絶縁膜７上に電極配線９を覆って絶縁膜１１が形成されている。
絶縁膜１１上に有機ＥＬ素子１３が形成されている。有機ＥＬ素子１３は、例えば、陽極１３ａ、ホール輸送層１３ｂ、発光層１３ｃ、電子輸送層１３ｄ、陰極１３ｅが絶縁膜１１側から順に積層されて形成されている。有機ＥＬ素子１３は、有機ＥＬ基板ベース材３（絶縁膜１１）とは反対側に光を出射するトップエミッション型のものである。
有機ＥＬ素子１３の製造工程の一例について説明する。
絶縁膜１１上に陽極１３ａのパターンを形成する。陽極１３ａの材料としては、例えば、ＩＴＯ／ＡｇＰｄＣｕの２層構造が用いられている。例えば感光性ポリイミド膜を用い、ホール輸送層１３ｂ、発光層１３ｃ、電子輸送層１３ｄの形成位置を画定するための絶縁層１５を形成する。
絶縁膜１１上に陽極１３ａのパターンを形成する。陽極１３ａの材料としては、例えば、ＩＴＯ／ＡｇＰｄＣｕの２層構造が用いられている。例えば感光性ポリイミド膜を用い、ホール輸送層１３ｂ、発光層１３ｃ、電子輸送層１３ｄの形成位置を画定するための絶縁層１５を形成する。
例えば蒸着法により、同一マスクを用いて、ホール輸送層１３ｂ、発光層１３ｃ、電子輸送層１３ｄをその順に形成する。その後、マスクを変更し、例えば蒸着法により、陰極１３ｅを形成する。陰極１３ｅの材料は、例えば、ＭｇＡｇ合金である。
なお、本発明において、有機ＥＬ素子は、例えば、有機ＥＬ基板ベース材とは反対側に光を出射するトップエミッション型のものであってもよいし、有機ＥＬ基板ベース材側へ光を出射するボトムエミッション型のものであってもよい。また、本発明において、有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に配置された発光層が発光する構成であれば、どのような構成であってもよい。
図１及び図２に戻って有機ＥＬ基板１の説明を続ける。
絶縁膜１１には、有機ＥＬ素子１３の陽極１３ａと電極配線９を電気的に接続するための接続孔が形成されている。陽極１３ａは、電極配線９を介して、半導体素子５に電気的に接続されている。
絶縁膜１１には、有機ＥＬ素子１３の陽極１３ａと電極配線９を電気的に接続するための接続孔が形成されている。陽極１３ａは、電極配線９を介して、半導体素子５に電気的に接続されている。
絶縁膜１１上に、一部分が電極パッド１７を構成する金属配線が形成されている。該金属配線、有機ＥＬ素子１３及び絶縁層１５を覆って、絶縁膜１１上に保護膜１９が形成されている。保護膜１９は光透過性を有する。保護膜１９は、例えば、低温マスクＣＶＤ（化学気相成長）法で形成されたシリコン窒化膜、又はマスク蒸着法で形成された有機封止層材料である。
有機ＥＬ基板１はこれらの部材を備えている。
有機ＥＬ基板１はこれらの部材を備えている。
保護膜１９の品質が良ければ、そのままで耐水分透過性と耐酸素透過性を満たせる。しかし、有機ＥＬ素子１３の上に膜を成膜する際、成膜温度を上げられないという有機ＥＬ素子特有の課題がある。したがって、通常、保護膜１９だけでは、要求される耐水分透過性及び耐酸素透過性の特性を満たすことができない。
そこで、有機ＥＬ発光装置には、有機ＥＬ素子１３を覆うように有機ＥＬ基板１に接合された封止層２１が設けられている。封止層２１は、ＣＶＤ法又はスパッタリング法によって形成されたシリコン酸化膜によって形成されている。封止層２１は接着剤２３によって有機ＥＬ基板１に接合されている。有機ＥＬ基板１と封止層２１との間には空隙２４が形成されている。
この実施例の有機ＥＬ発光装置では、封止層２１はＣＶＤ法又はスパッタリング法によって形成されたシリコン酸化膜で形成されているので、封止層としてガラス基板を用いることなく有機ＥＬ素子を封止することができる。これにより、封止層としてガラス基板を用いる場合に比べて、低コストで加工精度が高く、生産性が高い有機ＥＬ発光装置を形成できる。
図３は、有機ＥＬ発光装置の製造方法の一実施例を説明するための概略的な断面図である。この実施例は、図３に示された有機ＥＬ発光装置を製造するための製造方法の一例である。図３を参照して、この製造方法の実施例を説明する。以下に説明する各工程のかっこ数字は図３の中のかっこ数字に対応している。
（１）封止層ベース材２５の上に封止層２１を形成する。封止層ベース材２５は例えばシリコン基板である。封止層２１はＣＶＤ法又はスパッタリング法によって形成されたものである。封止層ベース材２５は高温に耐えられるので、高品質（高密度）のシリコン酸化膜からなる封止層２１を成膜することができる。
写真製版技術及びエッチング技術を用いて、必要な部分のみに封止層２１を残す。写真製版技術及びエッチング技術を使って封止層２１をパターニングしているので、封止層２１のパターンに関し、高精度のパターンを作ることができる。
（２）封止層２１の上に、有機ＥＬ基板１の有機ＥＬ素子１３の周囲に対応する部分に接着剤２３を塗布する。封止層２１と有機ＥＬ基板１とを対向させて、有機ＥＬ基板１の上に封止層ベース材２５を配置する。
（３）有機ＥＬ基板１と封止層２１を接合する。封止層２１は接着剤２３を介して有機ＥＬ基板１の保護膜１９に接合される。
（４）封止層ベース材２５を除去して封止層２１を残存させる。封止層ベース材２５の除去は、例えば、材質がシリコンの場合はフッ素系のガスでドライエッチング処理によって容易に除去できる。該ドライエッチング処理でシリコン酸化膜からなる封止層２１はエッチングされないので、封止層２１は残存している。
光を遮断する封止層ベース材２５が除去され、有機ＥＬ素子１３上には、光透過性の保護膜１９と、光透過性のシリコン酸化膜からなる封止層２１だけになる。これにより、トップエミッション型の有機ＥＬ素子１３が発光する光を封止層２１の外部に取り出すことができる。
このように、有機ＥＬ素子１３は、高品質のシリコン酸化膜からなる封止層２１で保護されているので、高信頼性の有機ＥＬ発光装置を封止層としてのガラス基板を使わずに実現できる。
図４は、有機ＥＬ発光装置の他の実施例を説明するための概略的な断面図である。図４において図１と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。
この実施例は、有機ＥＬ基板１と封止層２１の接着が面接着でなされたものである。有機ＥＬ素子１３の上方において、有機ＥＬ基板１と封止層２１との間に接着剤２３が存在している。この実施例は、有機ＥＬ基板１と封止層２１との間に空隙がないので、図１に示された実施例と比較して、機械強度が強くなる。
この実施例は、例えば、図３を参照して説明した上記工程（２）において、接着剤２３を塗布する領域を、図５に示されるように変更する。これにより、この実施例は、図３を参照して説明した上記工程（１）から上記工程（４）と同様にして製造され得る。
図６は、有機ＥＬ発光装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。図６において図１と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。
この実施例は、有機ＥＬ基板１と封止層２１との接合が接着剤を用いずになされたものである。封止層２１は凸形状に形成されており、有機ＥＬ基板１と封止層２１との間に空隙が形成されている。
有機ＥＬ基板１と封止層２１との接合部は有機ＥＬ素子１３の形成位置とは異なる位置に設けられている。封止層２１は有機ＥＬ基板１の絶縁膜１１に接合されている。封止層２１と絶縁膜１１は、直接接合、例えば常温接合によって接合されている。
この実施例では、有機ＥＬ基板１と封止層２１との接合が、接着剤を用いずに、直接接合によってなされているので、図１に示された実施例と比較して、有機ＥＬ素子１３への接着剤を介する水分の浸入をなくすことができる。
図７は、有機ＥＬ発光装置の製造方法のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。この実施例は、図６に示された有機ＥＬ発光装置を製造するための製造方法の一例である。図７を参照して、この製造方法の実施例を説明する。以下に説明する各工程のかっこ数字は図７の中のかっこ数字に対応している。
（１）例えば、写真製版技術及びエッチング技術により、シリコンからなる封止層ベース材２５に対して、有機ＥＬ基板１の有機ＥＬ素子１３の形成位置に応じた位置に凹部を形成する。該凹部を形成するためのエッチング方法は、例えば、ドライエッチング技術や、ＫＯＨを使ったウエットエッチング技術を用いることができる。ただし、エッチング技術はこれに限定されない。
ＣＶＤ法又はスパッタリング法によって、封止層ベース材２５の上に封止層２１を形成する。封止層２１には、封止層ベース材２５の凹部に起因して、有機ＥＬ基板１の有機ＥＬ素子１３の形成位置に応じた位置に凹部が形成される。
写真製版技術及びエッチング技術を用いて、必要な部分のみに封止層２１を残す。写真製版技術及びエッチング技術を使って封止層２１をパターニングしているので、封止層２１のパターンに関し、高精度のパターンを作ることができる。
（２）封止層２１と有機ＥＬ基板１とを対向させて、有機ＥＬ基板１の上に封止層ベース材２５を配置する。
（３）有機ＥＬ基板１と封止層２１を接合する。封止層２１は、有機ＥＬ基板１の有機ＥＬ素子１３の形成位置とは異なる位置で、保護膜１９に接合される。これにより、封止層２１の凹部に起因して、有機ＥＬ基板１と封止層２１との間に空隙２７が形成される。
有機ＥＬ基板１の有機ＥＬ基板ベース材３も、封止層２１が形成された封止層ベース材２５も、シリコン基板を使っているので、封止層２１の表面及び保護膜１９の表面は平坦性がよい。したがって、常温接合技術を使って、有機ＥＬ基板１と封止層２１を直接接合によって接合することができる。
（４）封止層ベース材２５を除去して封止層２１を残存させる。封止層ベース材２５の除去は、例えば、材質がシリコンの場合はフッ素系のガスでドライエッチング処理によって容易に除去できる。該ドライエッチング処理でシリコン酸化膜からなる封止層２１はエッチングされないので、封止層２１は残存している。
このように、有機ＥＬ素子１３は、高品質のシリコン酸化膜からなる封止層２１で保護されているので、高信頼性の有機ＥＬ発光装置を封止層としてのガラス基板を使わずに実現できる。
さらに、例えば有機材料からなる接着剤を使用せずに、直接接合によって有機ＥＬ基板１と封止層２１を接合しているので、有機ＥＬ基板１と封止層２１との接合部の横からの水分浸入を抑えることができる。また、該接合部からの水分浸入を抑えることができるので、有機ＥＬ基板１と封止層２１の接合部の面積（のり代）を小さくすることができ、有機ＥＬ発光装置の小型化を図ることができる。
図８は、有機ＥＬ発光装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。図８において図１及び図６と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。
この実施例は、図６に示された有機ＥＬ発光装置と比較して、保護膜１９が形成されておらず、封止層２１が接着剤２３を介して絶縁膜１１に接合されている。さらに、この実施例は、空隙２７内に配置された、水分を吸着する乾燥材２９を備えている。乾燥材２９は封止層２１に設けられている。乾燥材２９は、例えば、酸化カルシウムや塩化銅である。
この実施例では、空隙２７内に乾燥材２９が配置されているので、有機ＥＬ基板１と封止層２１との接合部からの微小な水分の浸入が有っても、有機ＥＬ素子１３の品質が保護される。これにより、この実施例の有機ＥＬ発光装置は、より高品質な有機ＥＬ発光装置を実現できる。
この実施例では、有機ＥＬ基板１と封止層２１は接着剤２３によって接合されているが、有機ＥＬ基板１と封止層２１は直接接合によって接合されていてもよい。また、有機ＥＬ基板１は、図１に示された有機ＥＬ発光装置及び図６に示された有機ＥＬ発光装置と同様に、保護膜１９を備えていてもよい。
また、空隙２７内に乾燥材２９が配置されている構成は、この実施例以外のいずれの実施例にも適用可能である。また、図１に示された実施例において、空隙２４内に乾燥材が配置されていてもよい。空隙２４内に乾燥材を配置する方法は、例えば、封止層ベース材２５に封止層２１を形成した後、封止層２１を有機ＥＬ基板１に接合する前に、封止層２１の上に乾燥材を配置することにより実現できる。
図９は、有機ＥＬ発光装置の製造方法のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。この実施例は、図８に示された有機ＥＬ発光装置を製造するための製造方法の一例である。図９を参照して、この製造方法の実施例を説明する。以下に説明する各工程のかっこ数字は図９の中のかっこ数字に対応している。
（１）図７を参照して説明した上記工程（１）と同様にして、封止層ベース材２５に、有機ＥＬ基板１の有機ＥＬ素子１３の形成位置に応じた位置に凹部をもつ封止層２１を形成する。例えば、インクジェット技術を用いて、封止層２１の凹部内に乾燥材２９を形成する。なお、乾燥材２９の形成方法は、インクジェット技術を用いた方法に限定されず、どのような方法であってもよい。
（２）封止層２１の上に、有機ＥＬ基板１の有機ＥＬ素子１３の周囲に対応する部分に接着剤２３を塗布する。封止層２１と有機ＥＬ基板１とを対向させて、有機ＥＬ基板１の上に封止層ベース材２５を配置する。
（３）有機ＥＬ基板１と封止層２１を接合する。封止層２１は、有機ＥＬ基板１の有機ＥＬ素子１３の形成位置とは異なる位置で、接着剤２３を介して絶縁膜１１に接合される。これにより、有機ＥＬ基板１と封止層２１との間の空隙２７内に、乾燥材２９が配置される。
（４）封止層ベース材２５を除去して封止層２１を残存させる。封止層ベース材２５の除去は、例えば、材質がシリコンの場合はフッ素系のガスでドライエッチング処理によって容易に除去できる。該ドライエッチング処理でシリコン酸化膜からなる封止層２１はエッチングされないので、封止層２１は残存している。
図１０は、有機ＥＬ発光装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。図１０において図１及び図６と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。
この実施例は、図６に示された有機ＥＬ発光装置と比較して、封止層２１として、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）２１ａとシリコン窒化膜（ＳｉＮ）２１ｂとの２層構造を備えている点で異なる。シリコン酸化膜２１ａ及びシリコン窒化膜２１ｂは、ＣＶＤ法やスパッタリング法で成膜されたものである。
有機ＥＬ基板１と封止層２１との接合部において、保護膜１９とシリコン窒化膜２１ｂが直接接合によって接合されている。ここで、保護膜１９の最上層は、低温ＣＶＤ又は低温スパッタリングで形成されたシリコン窒化膜あることが好ましい。常温接合は、同一材料同士の接合の方が、互いに異なる材料同士の接合よりも、接合強度が強いからである。
なお、封止層２１において、シリコン酸化膜２１ａとシリコン窒化膜２１ｂが逆に積層されて、シリコン酸化膜２１ａが保護膜１９に接合されるようにしてもよい。
半導体技術で成膜したシリコン酸化膜２１ａは高品質では有るが、水分透過の観点から見るとシリコン窒化膜２１ｂの方が水分遮断能力は高い。したがって、この実施例は、有機ＥＬ素子１３の水分に起因する劣化を防止し、より高品質な有機ＥＬ発光装置を実現できる。
この実施例は、例えば、図７を参照して説明した上記工程（１）において、シリコン酸化膜２１ａを形成した後で、封止層２１をパターニングする前に、シリコン窒化膜２１ｂを形成する工程を追加することにより製造され得る（図１１を参照。）。これにより、この実施例は、図７を参照して説明した上記工程（１）から上記工程（４）と同様にして製造され得る。
図１２は、有機ＥＬ発光装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。図１２において図１、図６及び図１０と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。
この実施例は、図１０に示された有機ＥＬ発光装置と比較して、封止層２１として、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）２１ｃをさらに備えている点で異なる。封止層２１は、シリコン酸化膜２１ａ／シリコン窒化膜２１ｂ／シリコン酸化膜２１ｃの３層構造を備えている。シリコン酸化膜２１ａ、シリコン窒化膜２１ｂ及びシリコン酸化膜２１ｃは、ＣＶＤ法やスパッタリング法で成膜されたものである。
有機ＥＬ基板１と封止層２１との接合部において、保護膜１９とシリコン酸化膜２１ｃが直接接合によって接合されている。ここで、保護膜１９の最上層は、低温ＣＶＤ又は低温スパッタリングで形成されたシリコン酸化膜あることが好ましい。シリコン酸化膜同士の常温接合は接合強度が強いので、より高品質な有機ＥＬ発光装置を実現できる。
この実施例は、例えば、図７を参照して説明した上記工程（１）において、シリコン窒化膜２１ｂを形成する工程と、シリコン酸化膜２１ｃを形成する工程とを追加することにより製造され得る（図１３を参照。）。シリコン窒化膜２１ｂを形成する工程とシリコン酸化膜２１ｃを形成する工程は、シリコン酸化膜２１ａを形成した後で、封止層２１をパターニングする前に実施される。これにより、この実施例は、図７を参照して説明した上記工程（１）から上記工程（４）と同様にして製造され得る。
図１４は、有機ＥＬ発光装置の製造方法のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。この実施例は、複数の有機ＥＬ発光装置の領域に対して一括で封止層の接合及び封止層ベース材の除去を実施する。例えば、図６に示された有機ＥＬ発光装置を製造するための製造方法の一例である。
ただし、複数の有機ＥＬ発光装置の領域に対して一括で封止層の接合及び封止層ベース材の除去を実施する製造方法は、図６に示された有機ＥＬ発光装置の製造に限らず、他の実施例の有機ＥＬ発光装置及び本発明の有機ＥＬ発光装置の製造に適用できる。
図１４を参照して、この製造方法の実施例を説明する。以下に説明する各工程のかっこ数字は図１４の中のかっこ数字に対応している。
（１）１つの有機ＥＬ基板ベース材３に複数の有機ＥＬ基板１の領域を形成する。有機ＥＬ基板ベース材３は、例えば８インチのシリコンウエハである。保護膜１９は、シリコンに対するエッチング処理時に選択的に残存させることができる材料、例えば、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜の積層膜などによって形成されている。
（２）封止層ベース材２５に複数の封止層２１を形成する。封止層ベース材２５は、有機ＥＬ基板ベース材３と同じサイズであり、例えば８インチのシリコンウエハである。封止層２１は、封止層ベース材２５において、有機ＥＬ基板ベース材３の有機ＥＬ基板１の領域の位置に対応して、有機ＥＬ基板１の領域ごとに配置されている。
複数の封止層２１が配置された封止層ベース材２５を、封止層２１と保護膜１９とを対向させて、有機ＥＬ基板ベース材３の上に配置する。封止層ベース材２５と有機ＥＬ基板ベース材３は同じサイズなので、封止層ベース材２５と有機ＥＬ基板ベース材３の位置合せは容易である。
（３）複数の有機ＥＬ基板１の領域に対して一括で封止層２１を接合する。封止層２１は、有機ＥＬ基板１の領域ごとに、例えば常温接合によって保護膜１９に接合される。複数の有機ＥＬ基板１の領域に対して一括で封止層２１が接合されるので、有機ＥＬ基板１の領域ごとに封止層２１が接合される場合に比べて、複数の有機ＥＬ基板１の領域に対する封止層２１の接合に要する時間が短縮される。
（４）封止層ベース材２５を除去して封止層２１を残存させる。この状態になれば、通常のダイシング装置やレーザーダイシング装置を用いて、シリコンウエハからなる有機ＥＬ基板ベース材３を切断できる。
その後、ダイシング技術により、有機ＥＬ基板ベース材３を個片化し、封止層２１と個片化された有機ＥＬ基板１を有する有機ＥＬ発光装置を得る。このように、複数の有機ＥＬ基板１の領域に対して一括で封止層２１を形成することにより、生産性が高い有機ＥＬ発光装置を提供することができる。
図１５は、有機ＥＬ発光装置の製造方法のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。この実施例は、複数の有機ＥＬ発光装置の領域に対して一括で封止層の接合及び封止層ベース材の除去を実施する。例えば、図６に示された有機ＥＬ発光装置を製造するための製造方法の一例である。
（１）図１４を参照して説明した上記工程（１）〜（３）と同様にして、複数の有機ＥＬ基板１の領域に対して一括で封止層２１を接合する。その後、有機ＥＬ基板ベース材３の裏面（有機ＥＬ素子１３の形成面とは反対側の面）にサポート基板３１を貼り付ける。サポート基板３１は、通常のダイシング処理時に使用されるものであればよく、例えば樹脂フィルムである。
（２）ドライエッチング技術を用いて、シリコンからなる封止層ベース材２５及び有機ＥＬ基板ベース材３に対してエッチング処理を実施する。このエッチング処理において、例えばＩＣＰエッチング装置が用いられる。図１４（２）の状態は、封止層ベース材２５が除去された状態を示している。
（３）封止層ベース材２５が除去された後もドライエッチング処理を継続し、有機ＥＬ基板ベース材３に対してエッチング処理を施す。絶縁膜１１で覆われていない有機ＥＬ基板ベース材３の部分は、ＩＣＰエッチング装置により、ほぼ垂直にエッチングされる。
有機ＥＬ基板１の領域の周囲部分の有機ＥＬ基板ベース材３が除去され、有機ＥＬ基板１が個片化される。これにより、個片化された有機ＥＬ基板１と封止層２１とを有する、複数の有機ＥＬ発光装置が得られる。
ドライエッチング技術による有機ＥＬ基板ベース材３の個片化は、絶縁膜１１の加工精度、言い換えるとステッパーを使用した写真製版技術の加工精度で実現される。したがって、ドライエッチング技術によって有機ＥＬ基板１を個片化することにより、ダイシング装置等を用いて有機ＥＬ基板１を個片化する場合に比べて、個片化された有機ＥＬ基板１の寸法精度に関して精密な加工ができる。これにより、寸法が高精度な有機ＥＬ発光装置を提供することができる。
さらに、封止層ベース材２５の除去処理と、複数の有機ＥＬ基板１の個片化処理とをドライエッチング技術によって連続的に実施することにより、これらの処理を連続的に実施しない場合に比べて、これらの処理に要する時間が短縮される。これにより、生産性が高い有機ＥＬ発光装置を提供することができる。
図１６は、有機ＥＬ光源装置の一実施例を説明するための概略的な平面図である。図１７は、この実施例の有機ＥＬ光源装置を用いた露光装置を説明するための概略的な斜視図である。
有機ＥＬ光源装置３３は、光源基板３５と、光源基板３５上に搭載された複数の有機ＥＬ発光装置３７を備えている。光源基板３５は、外部電気信号や電源を有機ＥＬ発光装置３７に入力するためのコネクタ３９を備えている。
有機ＥＬ発光装置３７は、本発明の有機ＥＬ発光装置によって構成されている。有機ＥＬ発光装置３７の端子は、例えばボンディングワイヤによって光源基板３５の端子に電気的に接続されている。有機ＥＬ発光装置３７は、複数の有機ＥＬ素子が配列された発光部３７ａと、発光部３７ａの駆動を制御するための駆動回路３７ｂを備えている。
露光装置において、有機ＥＬ発光装置３７上にスペーサガラス４１が配置されている。スペーサガラス４１上にセルフォック（登録商標）レンズアレイ４３が配置されている。有機ＥＬ発光装置３７の発光部３７ａに配列された各有機ＥＬ素子が発光した光は、スペーサガラス４１及びセルフォックレンズアレイ４３を介して結像スポット４５に結像される。このような露光装置は例えば特許文献５，６に開示されている。
図１７に示されるように、等倍光学系が用いられている場合、発光部３７ａの長さは画像を形成する幅と同一の長さが必要である。例えば、Ａ３サイズ（２９７ｍｍ）に画像を形成するための有機ＥＬ光源装置３３であれば、発光部分３７ａもＡ３サイズになる。Ａ３サイズの有機ＥＬ発光装置３７を作るのは容易では無いので、図１６に示されるように、複数の有機ＥＬ発光装置３７を並べて作る方が低コストで実現できる。
ただし、有機ＥＬ発光装置３７を複数配列する場合、隣り合う有機ＥＬ発光装置３７間の繋ぎ目の精度が問題となる。該繋ぎ目の精度が悪いと、印字に隙間が出たり、段ズレが出たりする。
図１８は、有機ＥＬ発光装置の寸法例を説明するための図である。
有機ＥＬ発光装置３７が例えば１２００ｄｐｉ（ドットパーインチ）の露光装置に適用される場合、有機ＥＬ発光装置３７の端部（ダイシングライン）と発光部３７ａ（有機ＥＬ素子）の端部との間の寸法は２±１μｍ（マイクロメートル）の寸法精度が要求される。該寸法精度は、複数の有機ＥＬ発光装置３７が配列されたときの繋ぎ目の精度に影響する。
有機ＥＬ発光装置３７が例えば１２００ｄｐｉ（ドットパーインチ）の露光装置に適用される場合、有機ＥＬ発光装置３７の端部（ダイシングライン）と発光部３７ａ（有機ＥＬ素子）の端部との間の寸法は２±１μｍ（マイクロメートル）の寸法精度が要求される。該寸法精度は、複数の有機ＥＬ発光装置３７が配列されたときの繋ぎ目の精度に影響する。
従来技術のように封止層としてガラス基板が用いられている場合、通常のガラス加工では、この精度は達成できない。これに対し、本発明の有機ＥＬ発光装置は、封止層として化学気相成長法もしくは物理気相成長法又はその両方によって形成されたものを用いるので、この精度を達成できる高精度の加工が実現できる。
以上、本発明の実施例を説明したが、上記実施例での数値、材料、配置、個数等は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
例えば、上記実施例では、有機ＥＬ基板ベース材３としてシリコン基板が例示されているが、本発明において、有機ＥＬ基板ベース材は、他の材料、例えばガラスや樹脂であってもよい。
また、上記実施例では、有機ＥＬ基板１に半導体素子５が形成されているが、本発明において、有機ＥＬ基板には、素子として有機ＥＬ素子のみが形成されていてもよいし、半導体素子以外の素子が形成されていてもよい。
また、封止層２１はＣＶＤ法又はスパッタリング法で形成されているが、本発明において、封止層はスパッタリング法以外の物理気相成長法で形成されたものであってもよい。
また、有機ＥＬ基板１と封止層２１は接着剤２３又は常温接合によって接合されているが、本発明において、有機ＥＬ基板と封止層は、常温接合以外の直接接合や、接着剤以外の接着層を用いた間接接合であってもよい。
また、封止層２１は、シリコン酸化膜の単層膜、シリコン酸化膜２１ａとシリコン窒化膜２１ｂの積層膜、又は、シリコン酸化膜２１ａとシリコン窒化膜２１ｂとシリコン酸化膜２１ｃの積層膜によって形成されているが、本発明において封止層はこれに限定されない。本発明において、封止層は、化学気相成長法もしくは物理気相成長法又はその両方によって形成された、光透過性を有する材料で形成されていればよい。
また、本発明の有機ＥＬ発光装置が適用される装置は、露光装置に限定されない。
本発明の有機ＥＬ発光装置の製造方法において、封止層ベース材を除去する方法は、ドライエッチング技術に限定されず、封止層ベース材を除去して封止層を残存させることができる方法であれば、どのような技術を用いてもよい。
１ 有機ＥＬ基板
３ 有機ＥＬベース材
１３ 有機ＥＬ素子
２１ 封止層
２１ａ，２１ｃ シリコン酸化膜
２１ｂ シリコン窒化膜
２５ 封止層ベース材
２７ 空隙
２９ 乾燥材
３７ 有機ＥＬ発光装置
３ 有機ＥＬベース材
１３ 有機ＥＬ素子
２１ 封止層
２１ａ，２１ｃ シリコン酸化膜
２１ｂ シリコン窒化膜
２５ 封止層ベース材
２７ 空隙
２９ 乾燥材
３７ 有機ＥＬ発光装置
Claims (5)
- 化学気相成長法もしくは物理気相成長法又はその両方によって封止層ベース材に封止層を形成する工程と、
有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬ基板に、前記有機ＥＬ素子を覆うように前記封止層を接合する工程と、
前記封止層ベース材を除去して前記封止層を残存させる工程と、を含み、
封止層ベース材はシリコンで形成されており、
前記封止層ベース材を除去する際に、前記封止層ベース材をエッチングによって除去する、
有機ＥＬ発光装置の製造方法。 - 化学気相成長法もしくは物理気相成長法又はその両方によって封止層ベース材に封止層を形成する工程と、
有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬ基板に、前記有機ＥＬ素子を覆うように前記封止層を接合する工程と、
前記封止層ベース材を除去して前記封止層を残存させる工程と、を含み、
複数の前記有機ＥＬ基板の領域が形成された有機ＥＬ基板ベース材と、前記有機ＥＬ基板ベース材と同じサイズの前記封止層ベース材を用いて、複数の前記有機ＥＬ発光装置の領域に対して一括で前記封止層の接合及び前記封止層ベース材の除去を実施する、
有機ＥＬ発光装置の製造方法。 - 前記封止層の接合を実施した後、ドライエッチングを用いて、前記封止層ベース材及び前記有機ＥＬ基板ベース材に対してエッチング処理を実施し、前記封止層ベース材の除去と、複数の前記有機ＥＬ基板の領域の個片化とを連続的に実施する、請求項２に記載の有機ＥＬ発光装置の製造方法。
- 前記有機ＥＬ素子の形成位置に応じた位置に凹部をもつ前記封止層を前記封止層ベース材に形成し、
前記有機ＥＬ基板の前記有機ＥＬ素子の形成位置とは異なる位置に前記封止層を接合して、前記有機ＥＬ基板と前記封止層との間に前記凹部に起因した空隙を形成する、請求項１から３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ発光装置の製造方法。 - 前記有機ＥＬ基板と前記封止層とを直接接合によって接合する、請求項４に記載の有機ＥＬ発光装置の製造方法。
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