JP6387065B2 - 発光装置の作製方法 - Google Patents
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Description
装置を用いた電子機器に関する。
利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、
一対の電極間に発光性の物質を含む層を挟んだものである。この素子に電圧を印加するこ
とにより、発光性の物質からの発光が得られる。
ライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作製でき
、応答速度が高いなどの利点も有する。
が図れることから、フレキシブル基板への採用が検討されている。また、フレキシブル基
板への採用は、発光装置だけではなく、半導体特性を利用することで機能する半導体装置
などにも適用されている。
た基材上に薄膜トランジスタなどの半導体素子を作製した後、基板から他の基材(例えば
フレキシブルな基材)へと半導体素子を転置する技術が開発されている。半導体素子を他
の基材へ転置するためには、半導体素子を作製する際に用いた基材から半導体素子を分離
する工程が必要である。
ている。基板上に、非晶質シリコンなどからなる分離層、分離層上に薄膜素子からなる被
剥離層を設け、被剥離層を接着層により転写体に接着させる。レーザ光の照射により分離
層をアブレーションさせることで、分離層に剥離を生じさせている。
文献2では、基板と酸化物層との間に金属層を形成し、酸化物層と金属層との界面の結合
が弱いことを利用して、酸化物層と金属層との界面で剥離を生じさせることで、被剥離層
と基板とを分離している。
縁膜を形成し、さらに、層間絶縁膜と支持体を接着層で貼り合わせている。次いで、酸化
物層と金属層との界面で剥離することにより、発光素子を有する被剥離層は、接着層によ
りフィルム基板に貼り合わせ、フレキシブル基板を用いた発光装置が作製されている。
装置は、タッチパネル又はタッチスクリーンなどと呼ばれている(以下、これを単に「タ
ッチパネル」とも呼ぶ)。タッチパネルは、パーソナルコンピュータや携帯電話を中心に
搭載されており、表示と操作を同一パネル上で行うことができる機能を持つ。また、光方
式のタッチセンサを搭載した表示装置が、特許文献3に開示されている。
。発光層に有機化合物を用いた場合、発光層に接して形成される陰極あるいは陽極である
電極との密着性が低い。発光層と電極との密着性が低い場合、剥離層と被剥離層とを物理
的な力で分離する際に、発光層と電極との界面で剥がれてしまう恐れがある。発光層と電
極との界面で剥がれることなく剥離を行い、フレキシブル基板を用いた発光装置を作製す
る作製方法を提供することを課題の一つとする。
などの物理的な力を外部から与えた時に、発光層と電極との界面で剥離が生じ、破壊して
しまう可能性がある。特にフレキシブル基板を用いた発光装置をタッチパネルとする場合
に問題となる恐れがある。
えられた際に、発光素子が破壊されることを抑制した信頼性の高い発光装置を提供するこ
とを課題の一つとする。
部に発光層のない領域を形成し、その領域において一対の基板を固定する固定部を形成す
る。なお、発光層は、正孔注入層と、正孔輸送層と、電子輸送層と、電子注入層と、を有
していてもよい。
一方の基板に着色層を形成し、互いに接着層で貼り合わせる。そして、着色層を介して、
スペーサの上に形成された発光層及び電極にレーザを照射して発光層、電極、着色層、接
着層のうち少なくとも接着層を溶融し、接着層とスペーサを溶着させた固定部を形成する
。
ラート、ポリエチレンテレフタラート、ポリアセタール、ポリプロピレン、ポリフェニレ
ンサルファイドなどの結晶性樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリアリレートポ
リエーテルイミドなどの非結晶性樹脂を用いる。また、これらのスペーサの材料にカーボ
ンブラック、チタンブラック等を混合させてもよい。また、スペーサの材料は、光吸収材
料であれば、特に樹脂に限定されず、クロムなどの金属材料を用いてもよい。
って選択的に除去し、固定部を新たに形成する。レーザ光の照射によって新たに形成され
た固定部によって、発光層と電極との界面で剥がれることなく剥離を行い、フレキシブル
基板を用いた発光装置を作製することができる。
おいてトップフラット形状とすることが好ましい。
含む層と、該トランジスタに接続する画素電極を形成し、画素電極の周縁を覆う隔壁を形
成し、隔壁上に光吸収材料からなるスペーサを形成し、画素電極、隔壁、及びスペーサ上
に有機化合物を含む層を形成し、有機化合物を含む層上に透光性を有する電極を形成し、
第2の基板上に第2の剥離層と、第2の剥離層上に着色層を形成し、透光性を有する接着
層で第1の基板と第2の基板を固定し、第2の剥離層を有する第2の基板を剥離して着色
層を露出させた後、着色層を介してレーザ光をスペーサに照射してスペーサ上に接する固
定部を形成し、レーザ光の照射後に第1の剥離層を有する第1の基板を剥離する発光装置
の作製方法である。
及び第2の剥離層は、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル
、コバルト、ジルコニウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウ
ム、シリコンから選択された元素、又は元素を含む合金材料、又は前記元素を含む化合物
材料からなり、単層又は積層された層である。
を有する基板をトランジスタを含む層に貼り付けることを特徴の一つとしている。また、
上記構成において、第2の剥離層を有する前記第2の基板を剥離した後、さらに第2の可
撓性を有する基板を着色層に貼り付けることを特徴の一つとしている。これらの貼り付け
工程によって、フレキシブル基板を用いた発光装置が作製される。
の可撓性を有する基板に設けられた着色層を透過して取り出される。なお、第1の可撓性
を有する基板はステンレス基板などの金属基板を用いてもよい。
とも呼ぶ)、或いはブラックマトリクスである。
の可撓性を有する基板にトランジスタを含む層と、該トランジスタに接続する画素電極と
、該画素電極の周縁を覆う隔壁と、該隔壁上にスペーサが設けられ、該スペーサに接して
固定部と、着色層が設けられた第2の可撓性を有する基板と、第1の可撓性を有する基板
と第2の可撓性を有する基板の間を充填する接着層とを有し、固定部は、接着層及びスペ
ーサと接し、且つ、スペーサと着色層との間に設けられることを特徴の一つとする発光装
置である。
と、該有機化合物を含む層上に重ねて設けられた透光性を有する電極を覆うことを特徴の
一つとしている。
照明等が含まれる。また、発光装置は、発光素子が形成されたパネルにコネクタ(FPC
:Flexible printed circuit)等を取り付けたモジュールをも
含むものとする。
む層、少なくとも発光層を含む構成である。一対の電極間に発光層以外にも機能層等が挟
持されていてもよい。
挟持された接着層を固着させ、もう一方の基板に設けられた着色層と重ねることによって
、発光層と電極との界面で剥がれることなく剥離を行い、フレキシブル基板を用いた発光
装置を作製することができる。
い、場所を選ばず情報を閲覧、さらには画面に表示されたキーボードにタッチ入力でき、
キーボードを表示している同一画面内にその入力結果を表示することができる。画面に表
示されたキーボードにタッチ入力してもスペーサ、固定部、及び着色層が重ねた位置に配
置されることにより圧力が分散され、基板間隔をほぼ一定に保つことができる。
以下の説明に限定されず、その形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれ
ば容易に理解される。また、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈さ
れるものではない。
アクティブマトリクス型の発光装置の例について、図1(A)及び図1(B)を用いて説
明する。なお、図1(A)は発光装置を示す上面図であり、図1(B)は図1(A)を鎖
線B1−B2で切断した断面図である。
線駆動回路4503a、信号線駆動回路4503b、及び走査線駆動回路4504a、走
査線駆動回路4504bが設けられている。また画素部4502、信号線駆動回路450
3a、信号線駆動回路4503b、及び走査線駆動回路4504a、走査線駆動回路45
04bの上に第2の基板4506が設けられている。
されている。
ランジスタ4510、及びトランジスタ4511が設けられており、トランジスタ451
0、及びトランジスタ4511上には、発光素子4550が設けられている。
エミッション構造の発光装置である。そのため、第2の基板4506は、透光性を持たせ
る必要があり、例えば、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィルムまたはアクリ
ルフィルムのような材料を用いる。
ラーフィルタ4522が設けられている。
査線駆動回路4504a、走査線駆動回路4504bは、第1の基板4501と第1の接
着層4505と第2の基板4506とによって、密封されている。このように外気に曝さ
れないように脱ガスの少ない保護フィルム(貼り合わせフィルム、紫外線硬化樹脂フィル
ム等)やカバー材でパッケージング(封入)することにより、気密性が高くなり好ましい
。
信号線駆動回路4503b、及び走査線駆動回路4504a、走査線駆動回路4504b
は、トランジスタを複数有しており、図1(B)では、画素部4502に含まれるトラン
ジスタ4510、トランジスタ4511と、信号線駆動回路4503aに含まれるトラン
ジスタ4509とを例示している。
層に用いて形成する。また、画素部4502においては、トランジスタ4510、及びト
ランジスタ4511上に発光素子4550を有している。
より構成されており、トランジスタ4510またはトランジスタ4511と電気的に接続
されている。
り分離されている。
特に感光性の材料を用い、第1の電極層4513上に開口部を形成し、その開口部の側壁
が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
で剥がれてしまうことを防ぐために設けられる。ただし、スペーサ4554は、第1の接
着層4505と少なくとも一部分が接する形状である。
高くする領域が設けられる。スペーサ4554は、密着性を高くすることが可能であり、
一対の基板間に設けることによって、発光素子4550を保護した構造となっている。従
って、外部から物理的な力が与えられた際、スペーサ4554によって、発光素子455
0が破壊されることを抑制することが可能となる。
a、走査線駆動回路4504b、または画素部4502に与えられる各種信号及び電位は
、FPC4518から供給されている。
造について例示してある。第1の基板4501、及び第2の基板4506は、フレキシブ
ル基板により形成されている。また、本実施の形態は、フレキシブル化した構成の発光装
置であるため、FPC4518の接続端子を第2の基板4506側に露出するのが困難で
ある。そのため、FPC4518が接続される領域に貫通電極4556が形成されており
、第1の基板4501側からFPC4518を接続する方法が好適である。なお、FPC
4518を接続する方法については、これに限定されず、第2の基板4506側から接続
する方法を用いても良い。
して電気的に接続されている。
、位相差板(λ/4板、λ/2板)などの光学フィルムを適宜設けてもよい。また、偏光
板又は円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により反射光を拡散し
、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
04a、走査線駆動回路4504bは、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結
晶半導体膜によって形成された駆動回路で実装されていてもよい。また、信号線駆動回路
のみ、或いは一部、又は走査線駆動回路のみ、或いは一部のみを別途形成して実装しても
良く、図1の構成に限定されない。
一対の基板間に設けることにより、外部から物理的な力が与えられた際に、発光素子が破
壊されることを抑制した信頼性の高い発光装置を提供することができる。
図1に示した発光装置の作製方法を図2乃至図5を用いて以下に説明を行う。
のバッファ層104を形成する。第1のバッファ層104は、第1の剥離層101を大気
に曝すことなく連続して形成することが好適である。連続して形成することにより、第1
の剥離層101と第1のバッファ層104との間にゴミや、不純物の混入を防ぐことがで
きる(図2(A)参照)。
金属基板などを用いることができる。また、本実施の形態の処理温度に耐えうる耐熱性を
有するプラスチック基板を用いてもよい。プラスチック基板を用いる場合には、剥離層1
01を設けなくてもよい。
のものを用いると良い。また、ガラス基板には、例えば、アルミノシリケートガラス、ア
ルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスなどのガラス材料が用いられている
。
ているが、第3の基板180としてガラス基板を用いる場合に、第3の基板180と第1
の剥離層101の間に酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、窒化酸化
シリコン膜等の絶縁層を形成することにより、ガラス基板からの汚染を防止できるので、
より好ましい。
ル、コバルト、ジルコニウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジ
ウム、シリコンから選択された元素、又は前記元素を含む合金材料、又は前記元素を含む
化合物材料からなり、単層又は積層された層である。シリコンを含む層の結晶構造は、非
晶質、微結晶、多結晶のいずれの場合でもよい。
により形成できる。なお、塗布法はスピンコーティング法、液滴吐出法、ディスペンス法
を含む。
はタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成する。又は、タングステンの酸化物
若しくは酸化窒化物を含む層、モリブデンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層、又はタ
ングステンとモリブデンの混合物の酸化物若しくは酸化窒化物を含む層を形成する。なお
、タングステンとモリブデンの混合物とは、例えば、タングステンとモリブデンの合金に
相当する。
層の積層構造を形成する場合、タングステンを含む層を形成し、その上層に酸化物で形成
される絶縁層を形成することで、タングステン層と絶縁層との界面に、タングステンの酸
化物を含む層が形成されることを活用してもよい。また、タングステンを含む層の表面を
、熱酸化処理、酸素プラズマ処理、オゾン水等の酸化力の強い溶液での処理等を行ってタ
ングステンの酸化物を含む層を形成してもよい。またプラズマ処理や加熱処理は、酸素、
窒素、亜酸化窒素単体、あるいは前記ガスとその他のガスとの混合気体雰囲気下で行って
もよい。上記プラズマ処理や加熱処理により、第1の剥離層101の表面状態を変えるこ
とにより、第1の剥離層101と後に形成される第1のバッファ層104との密着性を制
御することが可能である。
04は、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、及び窒化酸化シリコン等を単層または多層で
形成するのが好ましい。
用いて形成することが可能であり、例えば、プラズマCVD法によって成膜温度を250
℃以上400℃以下として形成することで、緻密で非常に透水性の低い膜とすることがで
きる。なお、第1のバッファ層104の厚さは10nm以上3000nm以下、さらには
200nm以上1500nm以下が好ましい。
層106を形成する。(図2(A)参照)。
アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらの元素を含む合金材
料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。
プラズマCVD法又はスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化
窒化シリコン、窒化酸化シリコン、または酸化アルミニウムを単層で又は積層して形成す
ることができる。例えば、成膜ガスとして、SiH4、N2Oを用いてプラズマCVD法
により酸化窒化シリコン膜を形成すればよい。
2(A)参照)。
。シリコン半導体としては、単結晶シリコンや多結晶シリコンなどがある。酸化物半導体
としては、少なくともインジウム(In)あるいは亜鉛(Zn)を含むことが好ましい。
特にInとZnを含むことが好ましい。また、該酸化物半導体を用いたトランジスタの電
気特性のばらつきを減らすためのスタビライザーとして、それらに加えてガリウム(Ga
)を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてスズ(Sn)を有することが好
ましい。また、スタビライザーとしてハフニウム(Hf)を有することが好ましい。また
、スタビライザーとしてアルミニウム(Al)を有することが好ましい。
Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム
(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホル
ミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ル
テチウム(Lu)のいずれか一種あるいは複数種を有してもよい。
物であるIn−Zn系酸化物、Sn−Zn系酸化物、Al−Zn系酸化物、Zn−Mg系
酸化物、Sn−Mg系酸化物、In−Mg系酸化物、In−Ga系酸化物、三元系金属の
酸化物であるIn−Ga−Zn系酸化物(IGZOとも表記する)、In−Al−Zn系
酸化物、In−Sn−Zn系酸化物、Sn−Ga−Zn系酸化物、Al−Ga−Zn系酸
化物、Sn−Al−Zn系酸化物、In−Hf−Zn系酸化物、In−La−Zn系酸化
物、In−Ce−Zn系酸化物、In−Pr−Zn系酸化物、In−Nd−Zn系酸化物
、In−Sm−Zn系酸化物、In−Eu−Zn系酸化物、In−Gd−Zn系酸化物、
In−Tb−Zn系酸化物、In−Dy−Zn系酸化物、In−Ho−Zn系酸化物、I
n−Er−Zn系酸化物、In−Tm−Zn系酸化物、In−Yb−Zn系酸化物、In
−Lu−Zn系酸化物、四元系金属の酸化物であるIn−Sn−Ga−Zn系酸化物、I
n−Hf−Ga−Zn系酸化物、In−Al−Ga−Zn系酸化物、In−Sn−Al−
Zn系酸化物、In−Sn−Hf−Zn系酸化物、In−Hf−Al−Zn系酸化物を用
いることができる。
て有する酸化物という意味であり、InとGaとZnの比率は問わない。また、InとG
aとZn以外の金属元素が入っていてもよい。
オフ電流の低いトランジスタとすることで、後に形成される発光素子のオフ時のリーク電
流が抑制できるため、好ましい。
ィによりソース電極層112a及びドレイン電極層112bを形成する(図2(B)参照
)。
l、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、Wから選ばれた元素を含む金属膜、または上述した
元素を含む金属窒化物膜(窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜)等を
用いることができる。また、Al、Cuなどの金属膜の下側又は上側の一方または双方に
Ti、Mo、Wなどの高融点金属膜またはそれらの金属窒化物膜(窒化チタン膜、窒化モ
リブデン膜、窒化タングステン膜)を積層させた構成としても良い。また、ソース電極層
112a及びドレイン電極層112bに用いる導電膜としては、導電性の金属酸化物で形
成しても良い。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム(In2O3等)、酸化スズ
(SnO2等)、酸化亜鉛(ZnO)、ITO、酸化インジウム酸化亜鉛(In2O3―
ZnO等)、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いること
ができる。
絶縁層114を形成する(図2(B)参照)。第1の絶縁層114としては、酸化シリコ
ン膜、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることができる。
を有する絶縁膜を選択するのが好適である。例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ベ
ンゾシクロブテン系樹脂、等の有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に
、低誘電率材料(low−k材料)等を用いることができる。なお、これらの材料で形成
される絶縁膜を複数積層させることで、第2の絶縁層116を形成してもよい。
イン電極層112bに達する開口を形成する。開口方法は、ドライエッチング、ウェット
エッチングなど適宜選択すれば良い。
ソグラフィ工程により、画素電極となる第1の電極層118を形成する(図2(C)参照
)。
射する材料が好ましい。なぜなら光の取り出し効率を向上できるためである。なお、第1
の電極層118を積層構造としてもよい。例えば、発光層120に接する側に金属酸化物
による導電膜、またはチタン等を薄く形成し、他方に反射率の高い金属膜(アルミニウム
、アルミニウムを含む合金、または銀など)を用いることができる。このような構成とす
ることで、発光層120と反射率の高い金属膜(アルミニウム、アルミニウムを含む合金
、または銀など)との間に形成される絶縁膜の生成を抑制することができるので好適であ
る。
、ボトムエミッション構造(下面射出構造)、及びデュアルエミッション構造(両面射出
構造)の発光装置とする場合においては、第1の電極層118に透光性の材料を用いるこ
とで、作製することができる。
樹脂材料を用い、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるよう
に形成することが好ましい。
が重要になる。スペーサ126の材料は、6ナイロン、66ナイロン、芳香族ナイロン、
ポリブチレンテレフタラート、ポリエチレンテレフタラート、ポリアセタール、ポリプロ
ピレン、ポリフェニレンサルファイドなどの結晶性樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹
脂、ポリアリレートポリエーテルイミドなどの非結晶性樹脂を用いる。また、これらのス
ペーサの材料にカーボンブラック、チタンブラック等を混合させてもよい。また、スペー
サ126の材料は、光吸収材料であれば、特に樹脂に限定されず、チタン、クロムなどの
反射率の低い金属材料を用いてもよい。また、スペーサ126は、上述した樹脂と金属の
積層構造であってもよい。
ペーサ126の断面が矩形であってもよいし、逆テーパ形状であってもよい。ここで言う
逆テーパ形状とは、底部よりも基板に平行な方向にせり出した側部、または上部を有した
形状である。また、本実施の形態に示したスペーサ126の上面形状は、隔壁124の上
面形状と重なる位置に形成されるのであれば、円形であっても楕円形であっても多角形で
あっても線状であっても格子状であってもよい。
る(図2(D)参照)。
20としては、単層の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成されてい
てもどちらでも良いが、発光層120が発する光は白色であることが好ましく、赤、緑、
青のそれぞれの波長領域にピークを有する光が好ましい。
層166を介して射出する構造について例示したが、これに限定されない。発光層120
を各色(例えば、RGB)に塗り分けて、着色層166を用いない構成としてもよい。た
だし、発光層120を塗りわけを行うことにより、工程数の増加、コストの増加など恐れ
があるために、本実施の形態に示した白色の発光層120と着色層166による構成が好
適である。
層122もスペーサ126の上面、および側面を覆って形成される。
の金属酸化物としては酸化インジウム(In2O3等)、酸化スズ(SnO2等)、酸化
亜鉛(ZnO)、酸化インジウム酸化スズ(In2O3―SnO2、ITOと略記する)
、酸化インジウム酸化亜鉛(In2O3―ZnO等)、またはこれらの金属酸化物材料に
酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
の陽極として機能し、他方は発光層120の陰極として機能する。陽極として機能する電
極には、仕事関数の大きな物質が好ましく、陰極として機能する電極には仕事関数の小さ
な物質が好ましい。
0が形成される。
が設けられた第3の基板180が形成される。
に示す。
のバッファ層162を形成する(図3(A)参照)。
、及び第1のバッファ層104と同様の材料、及び手法により形成することができる。
光膜164を形成する(図3(B)参照)。
、レーザ光を透過する材料であれば特に限定されず、黒色顔料や黒色染料が含浸された有
機樹脂膜などを用いることができる。また、遮光膜164は、黒色の着色層とも言える。
ただし、各画素間での混色が問題にならないのであれば、遮光膜164は設けなくてもよ
い。また、異なる着色層、例えば青色の着色層と緑色の着色層を重ねて遮光膜164と同
じ機能を持たせてもよい。
3(C)参照)。
色層である。例えば、赤色の波長帯域の光を透過する赤色(R)の着色層、緑色の波長帯
域の光を透過する緑色(G)の着色層、青色の波長帯域の光を透過する青色(B)の着色
層などを用いることができる。各着色層は、公知の材料を用いて、印刷法、インクジェッ
ト法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法などでそれぞれ所望の位置に形成
する。
GBY(黄色)等の4色を用いた構成、または、5色以上の構成としてもよい。
着色層166が設けられた第4の基板190が形成される。なお、着色層を覆ってアクリ
ル、ポリイミド等の有機樹脂膜により形成するオーバーコート層を形成してもよいが、本
実施の形態では、オーバーコート層に含まれる水分や不純物成分が発光素子へ拡散するこ
とを防ぐため、設けない構成としている。また、オーバーコート層を設けないため、オー
バーコート層を形成する工程数を削減することができる。
を用いて貼り合わせを行う(図4(A)参照)。
であれば、特に限定はなく、接着可能な屈折率が大きい透光性の接着剤を用いることがで
きる。また、接着剤に光の波長以下の大きさの乾燥剤(ゼオライト等)や、屈折率の大き
いフィラー(酸化チタンや、ジルコニウム等)を混合することにより、発光素子130の
信頼性が向上、または発光素子130からの光取り出し効率が向上するため好適である。
で剥離(分離)を行う(図4(B)参照)。剥離方法には様々な方法を用いることができ
る。
中の加熱により、第2の剥離層161と第2のバッファ層162の界面に金属酸化膜が形
成されている。レーザ光を照射して第2の剥離層161に達する溝を形成し(図示しない
)、該溝をきっかけとして金属酸化膜が脆弱化し、第2の剥離層161と第2のバッファ
層162との界面で剥離が生じる。
ラーを回転させながら分離する処理等)を用いて行えばよい。また、溝に液体を滴下し、
第2の剥離層161及び第2のバッファ層162の界面に液体を浸透させて第2の剥離層
161から第2のバッファ層162を剥離してもよい。また、溝にNF3、BrF3、C
lF3等のフッ化ガスを導入し、第2の剥離層161をフッ化ガスでエッチングし除去し
て、第4の基板190から第2のバッファ層162を剥離する方法を用いてもよい。
モニア水と過酸化水素水の混合溶液により剥離層をエッチングしながら剥離を行うことが
できる。
質シリコン膜、水素含有合金膜、酸素含有合金膜など)を用い、第4の基板190として
透光性を有する基板を用いた場合には、第4の基板190から第2の剥離層161にレー
ザ光を照射して、剥離層内に含有する窒素、酸素や水素を気化させて、第4の基板190
と第2の剥離層161との間で剥離する方法を用いることができる。
射して、レーザ光をスペーサ126に吸収させ、その熱でスペーサ上面に形成されている
発光層120または第2の電極層122を溶融させる。また、その熱で第1の接着層17
0も一部溶かして、混合物である固定部168を形成する(図5(A)参照)。こうして
形成された固定部168は、スペーサ126及び第1の接着層170と高い密着性を有す
る。また、固定部168は、スペーサ126とともに基板間隔を保持する機能も有する。
なお、固定部168の大きさは照射するレーザビームの照射領域の面積と比例する。
レーザに代表される固体レーザを光源として用いることができる。固体レーザは、気体レ
ーザよりも小型であり量産性に優れているため、レーザビームの波長としては、赤外光域
であることが好ましく、波長780nmから2000nmが適用される。樹脂材料を溶着
させて固定部を形成する場合には、低エネルギーのレーザがよく、着色層や遮光膜を通過
させるためにも、レーザの波長は、赤外光域とすることが好ましい。低エネルギーであり
、且つ、赤外光域のレーザを用いるため、樹脂材料を炭化などを生じさせることなく、第
1の接着層170と溶着した固定部168を形成することができる。光源から放射される
レーザビームは光学系にて矩形状若しくは線状に集光されたものであることが好ましく、
このレーザビームを被照射面に走査して処理を行えば良い。
ァイルは、焦点位置においてトップフラット形状とすることが好ましい。図9(A)(B
)にビーム形状とビームプロファイルの一例を示した。図9(A)にはビーム形状が示し
てあり、そのビーム形状の中心を通り、且つ、横軸(横の辺)に平行な点線で切った時の
ビームプロファイルが白線で重ねて示されている。また、ビーム形状の中心を通り、且つ
、縦軸(縦の辺)に平行な点線で切った時のビームプロファイルも白線で示されている。
また、図9(B)に示したレーザ光の光軸に垂直な断面におけるビームプロファイルがガ
ウス分布となっている例を示したが、本実施の形態においては、ガウス分布よりも焦点位
置においてトップフラット形状のビームプロファイルを有するレーザビームを照射するこ
とが好ましい。
する(図5(B)参照)。なお、本明細書等において、基板上に形成された剥離層と、剥
離層上に形成されたバッファ層の間で分離し、他の基板に接着することを剥離、転置と呼
ぶ。
ができ、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(P
EN)等のポリエステル樹脂、ポリアクリルニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチル
メタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂(PC)、ポリエーテルスルフォン樹脂(P
ES)、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド
樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、などを好適に用いることができる。また、第1の基板100
には予め窒化シリコンや酸化窒化シリコン等の窒素と珪素を含む膜や窒化アルミニウム等
の窒素とアルミニウムを含む膜のような透水性の低い保護膜を成膜しておいても良い。な
お第2の基板160として繊維体に有機樹脂が含浸された構造物(所謂プリプレグとも言
う)を用いてもよい。
着剤、熱硬化型接着剤、または嫌気型接着剤など各種硬化型接着剤を用いることができる
。これらの接着剤の材質としてはエポキシ樹脂やアクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノ
ール樹脂などを用いることができる。
ずに第2の基板160と第2のバッファ層162とを圧着して貼り合わせてもよい。
で剥離(分離)を行う。
する(図5(B)参照)。
ァ層162の間で剥離した方法と同様な手法により行うことができる。また、第1の基板
100、及び第2の接着層102は、それぞれ第2の基板160、及び第3の接着層16
3と同様な材料、及び手法により形成することができる。
3の基板180を剥離する方法を例示したが、本明細書中で開示する発明はこれに限らず
、レーザビームを照射した後に第4の基板190及び第3の基板180を剥離してもよい
。
ついて例示したが、パッシブマトリクス型の発光装置に適用することも可能である。
ことにより、外部から物理的な力が与えられた際に、発光素子が破壊されることを抑制し
た信頼性の高い発光装置を提供することができる。
つとして、本実施の形態に示した剥離、転置を使用した場合においても、発光素子が破壊
されることを抑制し、発光素子をフレキシブル基板へ剥離、転置することが可能となる。
ある。
本発明の発光装置に用いるスペーサ、着色層、及び固定部の構成について、先の実施の形
態2に示したスペーサ126、着色層、及び固定部168と異なる構成について、図6(
A)乃至図6(C)を用いて説明する。
は省略する。
170と溶着し、さらに隔壁124とも溶着している例を示している。スペーサ208は
可視光を吸収する材料が添加されており、十分に第1の接着層170及び隔壁124と固
着されている。また、スペーサ208上面および側面の一部に形成されていた発光層12
0もレーザ光の照射によって分断されている。
た例であり、レーザ光の照射によってスペーサ126と遮光膜164が溶着し、さらにス
ペーサ126と第1の接着層170が溶着している。
てブラックマトリクスとして機能させている例である。レーザ光によって、スペーサ12
6と着色層171が溶着し、さらにスペーサ126と第1の接着層170が溶着している
。
サと第1の接着層170とが接触している構造となる。このような構成とすることで、ス
ペーサに発光層120を介せずに第1の接着層170と接する領域が設けられるため、密
着性を高くすることが可能である。従って、外部から物理的な力が与えられた際、スペー
サに設けられた高い密着性の領域によって、発光素子130が破壊されることを抑制する
ことが可能となる。
である。
本実施の形態においては、実施の形態2で示した第1の電極層118、発光層120、及
び第2の電極層122からなる発光素子130の詳細について、図7(A)、及び図7(
B)を用いて説明を行う。
8、第2の電極層122)間に発光領域を含む発光層120が挟まれた構造を有する。な
お、以下の本実施の形態の説明においては、例として、第1の電極層118を陽極として
用い、第2の電極層122を陰極として用いるものとする。
機能層を含む積層構造であっても良い。発光層以外の機能層としては、正孔注入性の高い
物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、バイポー
ラ性(電子及び正孔の輸送性の高い物質)の物質等を含む層を用いることができる。具体
的には、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等の機能層を適宜組み合わせ
て用いることができる。
生じた電位差により電流が流れ、発光層120において正孔と電子とが再結合し、発光す
るものである。つまり発光層120に発光領域が形成されるような構成となっている。
層122側から外部に取り出される。従って、第1の電極層118、または第2の電極層
122のいずれか一方は透光性を有する物質で成る。
間に複数積層されていても良い。n(nは2以上の自然数)層の積層構造を有する場合に
は、m(mは自然数、mは1以上n−1以下)番目のEL層と、(m+1)番目のEL層
との間には、それぞれ電荷発生層120aを設けることが好ましい。
アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物との複合材料の他、これらを適
宜組み合わせて形成することができる。有機化合物と金属酸化物の複合材料としては、例
えば、有機化合物と酸化バナジウムや酸化モリブデンや酸化タングステン等の金属酸化物
を含む。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水
素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の化合物を用い
ることができる。なお、有機化合物としては、正孔輸送性有機化合物として正孔移動度が
10−6cm2/Vs以上であるものを適用することが好ましい。但し、電子よりも正孔
の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、電荷発生層12
0aに用いるこれらの材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、発光
素子130の低電流駆動、および低電圧駆動を実現することができる。
わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供
与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わ
せて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜
とを組み合わせて形成してもよい。
難く、材料の選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とす
ることが容易である。また、一方の発光層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易
である。
したときに、電荷発生層120aに接して形成される一方の発光層120に対して正孔を
注入する機能を有し、他方の発光層120に電子を注入する機能を有する。
により様々な発光色を得ることができる。また、発光物質として発光色の異なる複数の発
光物質を用いることにより、ブロードなスペクトルの発光や白色発光を得ることもできる
。
わせとしては、赤、青及び緑色の光を含んで白色に発光する構成であればよく、例えば、
青色の蛍光材料を発光物質として含む第1の発光層と、緑色と赤色の燐光材料を発光物質
として含む第2の発光層を有する構成が挙げられる。また、赤色の発光を示す第1の発光
層と、緑色の発光を示す第2の発光層と、青色の発光を示す第3の発光層とを有する構成
とすることもできる。または、補色の関係にある光を発する発光層を有する構成であって
も白色発光が得られる。発光層が2層積層された積層型素子において、第1の発光層から
得られる発光の発光色と第2の発光層から得られる発光の発光色を補色の関係にする場合
、補色の関係としては、青色と黄色、あるいは青緑色と赤色などが挙げられる。
ることにより、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での長寿命素子を実現することが
できる。また、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光
が可能となる。
である。
本実施の形態では、先の実施の形態1で説明した発光装置を組み込んだ携帯電話について
、図8(A)及び、図8(B)を用いて説明する。
ある。
表示部404、及び操作ボタン402を有している。
の形態においては、発光装置と別途形成したタッチパネルを組み合わせて表示部404と
している。したがって、表示部404上には、操作部406を有している。
の曲率半径を有して湾曲している。また、筐体400の上部の領域も表示部404として
いるため、携帯電話を正面からのみではなく、上部からも表示部404を視認することが
できる。
示できればよく、携帯電話を胸ポケット等に入れた状態においても、携帯電話を取り出す
ことなく、表示領域を確認することができる。
に用いることが可能である。また、フレキシブル基板に形成した発光装置は、薄型軽量で
あるため携帯電話等への採用は好適である。
ことにより、外部から物理的な力が与えられた際に、発光素子が破壊されることを抑制し
た信頼性の高い発光装置を提供することができる。
である。
101 剥離層
102 接着層
103 レーザビーム
104 バッファ層
106 ゲート電極層
108 ゲート絶縁層
110 半導体層
112a ソース電極層
112b ドレイン電極層
114 絶縁層
116 絶縁層
118 第1の電極層(画素電極)
120 発光層
120a 電荷発生層
122 第2の電極層
124 隔壁
126 スペーサ
130 発光素子
150 トランジスタ
160 基板
161 剥離層
162 バッファ層
163 接着層
164 遮光膜
166 着色層
168 固定部
170 接着層
171 着色層
180 基板
190 基板
208 スペーサ
400 筐体
402 操作ボタン
404 表示部
406 操作部
4501 基板
4502 画素部
4503a 信号線駆動回路
4503b 信号線駆動回路
4504a 走査線駆動回路
4504b 走査線駆動回路
4505 接着層
4506 基板
4509 トランジスタ
4510 トランジスタ
4511 トランジスタ
4513 電極層
4514 発光層
4515 第2の電極層
4519 異方性導電膜
4522 カラーフィルタ
4523 固定部
4550 発光素子
4552 隔壁
4554 スペーサ
4556 貫通電極
Claims (1)
- 第1の基板上に第1の剥離層を形成し、
前記第1の剥離層上に第1の絶縁膜を形成し、
前記第1の絶縁膜上に、チャネル形成領域が酸化物半導体を含むトランジスタを形成し、
前記トランジスタ上に第2の絶縁膜を形成し、
前記第2の絶縁膜上に、前記トランジスタと電気的に接続された画素電極を形成し、
前記画素電極の周縁を覆う隔壁を形成し、
前記隔壁上にスペーサを形成し、
前記画素電極上及び前記スペーサ上に有機化合物を含む層を形成し、
前記有機化合物を含む層上に電極を形成し、
前記画素電極と、前記有機化合物を含む層と、前記電極との積層は、発光素子となり、
第2の剥離層を有する第2の基板を、前記発光素子及び前記トランジスタを間に挟んで、前記第1の基板と対向するように設け、
前記第2の基板を介して第1のレーザ光を前記第2の剥離層に照射し、
前記第1のレーザ光の照射後、前記第2の基板を分離し、
前記第2の基板を分離した後、前記有機化合物を含む層及び前記電極を一部溶融させて、前記スペーサ上に接する固定部を形成し、
第1の接着層を用いて、第1の可撓性基板を前記発光素子上に接着し、
前記第1の基板を介して第2のレーザ光を前記第1の剥離層に照射し、
前記第2のレーザ光の照射後、前記第1の基板を分離し、
前記第1の基板を分離した後、第2の接着層を用いて、第2の可撓性基板を、前記発光素子及び前記トランジスタを間に挟んで、前記第1の可撓性基板と対向するように接着することを特徴とする発光装置の作製方法。
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