JP6636736B2 - 回路基板の作製方法、発光装置の作製方法、電子機器の作製方法、及び発光装置 - Google Patents

回路基板の作製方法、発光装置の作製方法、電子機器の作製方法、及び発光装置 Download PDF

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Description

本発明の一態様は、回路基板の作製方法に関する。または、本発明の一態様は、発光装置の作製方法に関する。または、本発明の一態様は、発光装置に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様は、物、方法、又は、製造方法に関する。本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関する。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、又は、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
本明細書中における回路基板は、配線を含んで構成される回路を含む基板全般を指す。回路基板の一例としては、半導体装置や発光装置が挙げられる。半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。したがってトランジスタ、半導体素子、半導体回路、入出力装置、記憶装置、撮像装置、電気光学装置、発電装置(薄膜太陽電池、有機薄膜太陽電池等を含む)及び電子機器等は、半導体装置の一態様である。また、発光装置は、発光素子を用いた表示装置を含む。発光素子にコネクター、例えば異方性導電フィルム、もしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、又は発光素子にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(Integrated Circuit)が直接実装されたモジュールは、発光装置を有する場合がある。さらに、照明器具等は、発光装置を有する場合がある。
近年、表示装置の表示領域に用いる表示素子として、液晶素子の研究開発が盛んに行われている。また、エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence:EL)を利用した発光素子の研究開発も盛んに行われている。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。この発光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。
特に、上述の発光素子は自発光型であるため、これを用いた表示装置は、視認性に優れバック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。
また、上述の表示素子を有する表示装置としては、可撓性が図れることから、可撓性を有する基板の採用が検討されている。
可撓性を有する基板を用いた表示装置の作製方法としては、基板と半導体素子との間に酸化物層および金属層を形成し、酸化物層と金属層との界面における密着性が低いことを利用して基板を分離した後に他の基板(例えば可撓性を有する基板)へと半導体素子を転置する技術が開発されている(特許文献1)。
また、表示装置は様々な用途への応用が期待されており、多様化が求められている。例えば、モバイル機器として、タッチセンサを備えるスマートフォンやタブレット端末の開発が進められている。
特開2003−174153号公報
可撓性を有する基板を用いた回路基板や発光装置へ信号や電力を供給するためには、可撓性を有する基板の一部をレーザ光や刃物を用いて除去して電極を露出させ、FPC(Flexible printed circuit)等の外部電極を接続する場合がある。
しかしながら、可撓性を有する基板の一部を刃物を用いて除去する方法では、発光装置が有する電極にダメージを与えやすく、発光装置の信頼性や作製歩留まりが低下しやすいという問題がある。また、可撓性を有する基板の一部をレーザ光を用いて除去する方法では、除去したい部分をレーザ光が透過し、下層にある配線等にダメージを与える懸念がある。
また一方で、タッチセンサを備えるスマートフォンやタブレット端末などのモバイル機器はコンパクト化が要求されている。また、モバイル機器の筐体には、回路基板のほかにバッテリなどの外部電源を組み込む必要がある。モバイル機器の筐体の大きさを抑えるために、回路基板とバッテリ等を接続する外部電極の配置の自由度が求められる。
本発明の一態様は、電極にダメージを与えにくい回路基板の作製方法、若しくは発光装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、表示領域にダメージを与えにくい回路基板の作製方法、若しくは発光装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、信頼性の高い発光装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、設計の自由度が高い発光装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、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。
または、本発明の一態様は、新規な回路基板の作製方法若しくは新規な発光装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、軽量な発光装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、厚さが薄い発光装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、新規な発光装置を提供することを課題の一つとする。なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、第1乃至第4の工程を有し、第1の工程は、第1の基板の第1の面上に回路及び電極を設ける工程を有し、第2の工程は、第1の基板の第1の面側、または第2の基板の第2の面側のいずれか一方に反射層を設ける工程を有し、第3の工程は、第1の面と第2の面とを、反射層が電極と重なり、かつ反射層が電極の一部を囲うように向かい合わせ、接着層を介して貼り合わせる工程を有し、第4の工程は、反射層の少なくとも一部に電極とは反対側からレーザ光を照射する工程を有する回路基板の作製方法である。
また、本発明の一態様は、上記構成において、第1乃至第4の工程に加えて第5の工程を有し、第2の工程は、第2の面上に反射層を設ける工程であり、第2の工程において、第2の基板は、第2の基板と反射層が囲う領域とが互いに重なる第1の領域を有し、第3の工程において、接着層は、接着層と第1の領域とが互いに重なる第2の領域を有し、第5の工程は、第1の領域の少なくとも一部の第2の基板と、第2の領域の少なくとも一部の接着層と、を除去する工程を有する回路基板の作製方法である。
また、本発明の一態様は、上記構成において、第1の基板及び第2の基板が、可撓性を有することを特徴とする回路基板の作製方法である。
また、本発明の一態様は、第1乃至第9の工程を有し、第1の工程は、第1の基板の第1の面上に、第1の剥離層を設ける工程と、第1の剥離層上に、第1の絶縁層を設ける工程と、第1の絶縁層上に、端子電極を設ける工程と、第1の絶縁層上、及び端子電極上に、第2の絶縁層を設ける工程と、第2の絶縁層上に、発光素子を設ける工程と、を有し、第2の工程は、第2の基板の第2の面上に、第2の剥離層を設ける工程と、第2の剥離層上に、第3の絶縁層を設ける工程と、第3の絶縁層上に、反射層を設ける工程と、を有し、第3の工程は、第1の面と第2の面とを、反射層の少なくとも一部が端子電極と重なり、かつ反射層が端子電極の一部を囲うように向かい合わせ、接着層を介して第1の基板と第2の基板とを互いに重ねる工程を有し、第4の工程は、第1の基板を第1の剥離層とともに第1の絶縁層から剥離する工程を有し、第5の工程は、第1の絶縁層と第3の基板とを互いに重ねて第3の基板を設ける工程を有し、第5の工程において、第3の基板は可撓性を有し、第6の工程は、第2の基板を第2の剥離層とともに第3の絶縁層から剥離する工程を有し、第7の工程は、第3の絶縁層と第4の基板とを互いに重ねて第4の基板を設ける工程を有し、第7の工程において、第4の基板は、第4の基板と反射層が囲う領域とが互いに重なる第1の領域を有し、接着層は、接着層と第1の領域とが互いに重なる第2の領域を有し、第4の基板は可撓性を有し、第8の工程は、第4の基板側から、反射層の少なくとも一部にレーザ光を照射する工程を有し、第9の工程は、第1の領域の少なくとも一部の第4の基板と、第2の領域の少なくとも一部の接着層と、を除去する工程を有する発光装置の作製方法である。
また、本発明の一態様は、第1の基板と、第2の基板と、を有する発光装置であって、端子電極と、発光素子と、反射層と、を有し、第1の基板の第1の面は、第2の基板の第2の面と対向するように設けられ、端子電極と、発光素子と、は第1の面に設けられ、端子電極及び発光素子は、互いに電気的に接続され、反射層は、第2の面に設けられ、反射層は、端子電極と重なり、かつ反射層が端子電極の一部を囲うように設けられている、発光装置である。
本発明の一態様によれば、電極にダメージを与えにくい発光装置の作製方法を提供することができる。または、本発明の一態様によれば、表示領域にダメージを与えにくい発光装置の作製方法を提供することができる。または、本発明の一態様によれば、信頼性の高い発光装置の作製方法を提供することができる。または、本発明の一態様によれば、設計の自由度が高い発光装置の作製方法を提供することができる。または、本発明の一態様によれば、信頼性の高い発光装置を提供する。
または、本発明の一態様によれば、新規な回路基板の作製方法または新規な発光装置の作製方法を提供することができる。または、本発明の一態様によれば、軽量な発光装置の作製方法を提供することができる。または、本発明の一態様によれば、厚さが薄い発光装置の作製方法を提供することができる。または、本発明の一態様によれば、新規な発光装置を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
実施の形態に係る、回路基板の構成例。 実施の形態に係る、回路基板の作製方法。 実施の形態に係る、回路基板の作製方法。 実施の形態に係る、発光装置の構成例。 実施の形態に係る、発光装置の構成例および作製方法。 実施の形態に係る、発光装置の構成例。 実施の形態に係る、発光装置の構成例。 実施の形態に係る、発光装置の作製方法。 実施の形態に係る、発光装置の作製方法。 実施の形態に係る、発光装置の作製方法。 実施の形態に係る、発光装置の構成例。 実施の形態に係る、発光装置の作製方法。 実施の形態に係る、発光装置の作製方法。 実施の形態に係る、発光装置の作製方法。 実施の形態に係る、発光装置の作製方法。 実施の形態に係る、発光装置の作製方法。 実施の形態に係る、発光装置の構成例。 タクトタイムの計算結果を示す図。 タクトタイムの計算結果を示す図。 実施の形態に係る、発光装置の構成例。 実施の形態に係る、発光装置の構成例。 実施の形態に係る、発光装置の構成例。 実施の形態に係る、発光素子の構成例。 実施の形態に係る、電子機器および照明装置の構成例。 実施の形態に係る、電子機器の構成例。 実施例に係る、ドライバICの圧着を説明する図。 実施例に係る、フレキシブルディスプレイの光学顕微鏡写真。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及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。従って、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。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、発明を明瞭化するために誇張または省略されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。特に上面図において、図面をわかりやすくするため一部の構成要素の記載を省略する場合がある。
また、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、発明の理解を容易とするため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。例えば、実際の製造工程において、エッチングなどの処理によりレジストマスクなどが意図せずに目減りすることがあるが、理解を容易とするために省略して示すことがある。
なお、本明細書等における「第1」、「第2」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、工程順または積層順など、なんらかの順番や順位を示すものではない。また、本明細書等において序数詞が付されていない用語であっても、構成要素の混同を避けるため、特許請求の範囲において序数詞が付される場合がある。
また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配線」が一体となって形成されている場合なども含む。
なお、本明細書等において「上」や「下」の用語は、構成要素の位置関係が直上または直下で、かつ、直接接していることを限定するものではない。例えば、「絶縁層A上の電極B」の表現であれば、絶縁層Aの上に電極Bが直接接して形成されている必要はなく、絶縁層Aと電極Bとの間に他の構成要素を含むものを除外しない。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様である回路基板10の構成例を、図1を参照して説明する。また、回路基板の作製方法について、図2及び図3を参照して説明する。
[回路基板の構成例]
本実施の形態で例示する回路基板を、図1(A)及び(B)に模式的に示す。図1(A)は回路基板10の上面図であり、図1(B)は図1(A)の切断線X−Yにおける断面図である。
回路基板10は、反射層20、回路21、及び電極22を有する。回路21及び電極22は、第1の基板11の第1の面上に設けられる。また、反射層20は、第2の基板12の第2の面上に設けられる。第1の基板11の第1の面と、第2の基板12の第2の面とが、接着層23を介して貼り合わされている。
反射層20は、図1(B)に示すように第2の基板12の第2の面上に設けられているが、第1の基板11の第1の面上に設けられていてもよい。図1(C)及び(D)に、反射層20が接着層23と電極22との間に設けられた回路基板を示す。また、図1(E)及び(F)に、反射層20が第1の基板11と電極22との間に設けられた回路基板を示す。
反射層20は、第1の基板11に垂直な方向から見て、電極22と互いに重なり、かつ電極22の一部を囲うように設けられる(図1(A)参照)。反射層20は、閉曲線を形成してもよく、複数の線分に分断されていてもよい。図1(C)、(D)または図1(E)、(F)のように、反射層20を電極22と互いに接するように設ける場合は、複数の電極22同士が反射層20を介して繋がらないように、反射層20を分断して設けることが好ましい(図1(C)、図1(E)参照)。電極22が複数ある場合に、複数の電極22同士が短絡することを防ぐことができる。また、反射層20は、電極22の一部を囲う領域内に隙間なく形成されていてもよい(図1(G)、図1(H)参照)。
回路21は電極22と電気的に接続されている。電極22はその一部を、回路21が半導体素子や発光素子等を含む場合に、各素子を外部電極と接続するための端子電極として用いることができる。電極22の一部を端子電極として用いるためには、基板や接着層の一部を除去することで電極22の一部を露出させる必要がある。
基板の一部を除去するためにスクライバーやカッター等の刃物を用いる場合、電極を露出させたい領域周辺の電極や回路にダメージを与えやすく、作業歩留りが低下する懸念がある。また、レーザ光を基板の除去すべき領域に照射する場合、レーザ光の一部が基板の除去すべき領域を透過して、下層に配線がある場合に配線にダメージを与えてしまう。
本発明の一態様の回路基板10では、レーザ光を照射する領域にレーザ光を反射する反射層20を設けることで、電極22にダメージを与えることなく、基板12および接着層23を除去することができる。
レーザ光の照射は、反射層20に対して、電極22とは反対側から行う。具体的には、反射層20が電極22よりも第2の基板12側にある場合、第2の基板12側からレーザ光30を照射することで、第2の基板12の一部、または第2の基板12の一部及び接着層23の一部を除去することができる(図1(B)、図1(D)、図1(H)参照)。また、反射層20が電極22よりも第1の基板11側にある場合、第1の基板11側からレーザ光30を照射することで、第1の基板11の一部を除去することができる(図1(F)参照)。
反射層20は、照射されるレーザ光に対して30%以上の高い反射率を有する材料で形成されていることが好ましく、70%以上の高い反射率を有する材料で形成されているとより好ましい。またそれ自体が熱で変化しないように、耐熱性に優れた材料で形成されていることが好ましい。反射層20に用いることのできる材料、および反射層20の膜厚については、実施の形態2の反射層110の記述を参照できる。
第1の基板11及び第2の基板12は、特定のものに限定されない。一例として、半導体基板(例えば単結晶基板又はシリコン基板)、SOI基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどが挙げられる。また、第1の基板11及び第2の基板12に用いることのできる材料として、実施の形態2の基板111、基板121の記述を参照できる。
なお、第1の基板11及び第2の基板12は、そのいずれかまたはその両方が、可撓性を有していることが好ましい。基板が可撓性を有する程度に膜厚が薄いことで、レーザ光の照射によって基板を除去しやすくなる。
電極22は、導電性を有する材料を用いて形成することができる。電極22に用いることができる材料として、実施の形態2の端子電極116の記述を参照できる。
[回路基板の作製方法例]
以下では、上記の構成例で示した図1(A)及び(B)の回路基板10の作製方法、及び回路基板10に外部電極を接続する方法について、図2及び図3を参照して説明する。
まず、第1の基板11を準備し、第1の基板11の第1の面上に回路21を形成する(図2(A1)、(A2)参照)。
なお、図1(E)、(F)のように反射層20を第1の基板11と電極22との間に設ける場合は、この時点で反射層20を第1の基板11の第1の面上に形成する。
そして、第1の基板11の第1の面上に電極22を形成する。電極22は、回路21と電気的に接続されている(図2(B1)、(B2)参照)。電極22は、回路21と同時に形成してもよいし、回路21より先に形成してもよい。
なお、図1(C)、(D)のように反射層20を電極22と接着層23との間に設ける場合は、この時点で電極22上に反射層20を形成する。また、反射層20を電極22上に設ける場合に、反射層20と電極22との間に絶縁層を形成してもよい。絶縁層によって反射層20と電極22が接しない構造とすることで、反射層20を、第2の基板12の第2の面上に形成する場合と同様に閉曲線となるように形成することができる。反射層20に隙間をなくすことで、後の工程で照射するレーザ光が第1の基板11にダメージを与えるのを防ぐことができる。
次に第2の基板12を準備し、第2の基板12の第2の面上に、閉曲線となるように反射層20を形成する。そして、第1の基板11と第2の基板12を重ね合わせた時に、第1の基板11に垂直な方向から見て、反射層20の閉曲線が電極22の一部を囲うような位置において、接着層23を介して第1の基板11の第1の面と第2の基板12の第2の面を貼り合わせる(図2(C1)、(C2)参照)。この時点で、図1(A)、(B)に示した回路基板10が完成する。
次に、第2の基板12の側から、反射層20に対してレーザ光30を照射する(図3(A1)、(A2)参照)。電極22を露出させたい領域の外周、すなわち軌跡31に対してレーザ光30を照射することで、後の工程において、第2の基板12及び接着層23の除去を容易に行うことができる。この時、反射層20があることで、レーザ光30電極22に到達してダメージを与えることを防ぐことができる。
レーザ光30としては、ハロゲンランプや、高圧水銀ランプなどから放射される赤外光、可視光、紫外光を用いることができる。また、レーザ光30として、連続発振レーザ光や、パルス発振レーザ光などの強光を用いることができる。また、レーザ光30の特徴としては、実施の形態2のレーザ光220の記述を参照できる。
次に、回路基板10から、第2の基板12の軌跡31が囲う領域と互いに重なる領域(以下、第1の領域41と表記する)の一部と、接着層23の軌跡31が囲う領域と互いに重なる領域(以下、第2の領域42と表記する)の一部とを除去する(図3(B1)、(B2)参照)。この時、反射層20の一部も同時に除去される。なお、この時点で電極22のうち端子電極となる部分が露出し、開口51が形成される。また、この工程によって反射層20の一部が除去されるが、他の一部が回路基板10に残留する。
第1の領域41及び第2の領域42の除去は、機械的な力を加えることで行えばよい。例えば、第1の領域41に粘着テープ等を接着させ、引きはがすことで行える。また、回転軸を有し、表面に吸着機構を有する円柱等の構造体を第1の領域41の表面に走らせ、巻き取りながら引きはがしてもよい。
このとき、電極22の端子電極となる部分と、接着層23との界面における密着性を低くすることで、第1の領域を引きはがすことで電極22の一部を露出させることが容易になる。例えば、電極22の端子電極となる部分上に、電極22との密着性が低い膜を形成することで、該膜は第1の領域41及び第2の領域42の除去の際に、同時に除去することができる。
次に、開口51に接続体52を形成し、接続体52上に外部電極53を形成する(図3(C1)、(C2)参照)。接続体52は、異方導電性を有していることが好ましい。接続体52として、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)を用いることができる。また、外部電極53としては、例えばFPCを用いることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態2)
本発明の一態様の発光装置100の構成例について、図4乃至図7を用いて説明する。図4(A)は発光装置100の斜視図であり、図4(B)は、図4(A)中でA1−A2に一点鎖線で示す部位の断面図である。図4(A)においては、理解を容易にするため一部の要素を省略して図示してある。
[発光装置の構成例]
本実施の形態に示す発光装置100は、表示領域131を有する。また、表示領域131は、複数の画素130を有する。一つの画素130は、少なくとも一つの発光素子125を有する。
本実施の形態に示す発光装置100は、電極115、EL層117、電極118、隔壁114、および端子電極116を有する。また、端子電極116上に絶縁層141を有し、絶縁層141に設けられた開口において、電極115と端子電極116は電気的に接続されている。また、隔壁114は電極115上に設けられ、電極115および隔壁114上にEL層117が設けられ、EL層117上に電極118が設けられている。
基板111上には、接着層112、絶縁層119、および絶縁層141を介して発光素子125が設けられている。発光素子125は、電極115、EL層117、および電極118を含む。
また、本実施の形態に示す発光装置100は、電極118上に接着層120を介して設けられた基板121を有する。また、基板121には、接着層122および絶縁層129を介して、遮光層264、着色層(「カラーフィルタ」ともいう。)266、およびオーバーコート層268が設けられている。
また、基板121には、接着層122および絶縁層129を介して、反射層110が設けられている。反射層110は、基板111に垂直な方向から見て(以下、平面視において、と表記する。)、端子電極116と互いに重なり、かつ端子電極116の一部を囲うように設けられる。反射層110は、図4(A)に示すように閉曲線を形成してもよく、複数の線分に分断されていてもよい。なお、基板121の、反射層110に囲まれた領域と互いに重なる部分を部位121aと呼ぶ。
基板121の側から反射層110に対してレーザ光を照射し、図5に示すように、部位121aの一部および該一部と重畳する端子電極116との間の各層(接着層122、絶縁層129及び接着層120)を発光装置100から分離することで、端子電極116の一部を露出させることができる。図5(A)は、部位121aの一部および該一部と重畳する端子電極116との間の各層の分離途中の様子を示す斜視図であり、図5(B)は、部位121aの一部および該一部と重畳する端子電極116との間の各層の分離後の様子を示す斜視図である。また、図5(C)は、図5(B)中にA1−A2の一点鎖線で示す部位の断面図である。レーザ光の照射、ならびに部位121aの一部および該一部と重畳する端子電極116との間の各層の分離については、作製方法例にて詳述する。
部位121aの一部および該一部と重畳する端子電極116との間の各層を除去することで、開口132が形成され、端子電極116の一部を露出させることができる。
なお、開口132を形成した後に、反射層110の一部が発光装置100に残留する。この反射層110の一部は絶縁層129と接して、開口132を囲うように配置されている。そのため、開口132の形成時や、後述する外部電極を接続して発光装置100を使用する時などに、開口132の側から絶縁層129に膜割れやひび(クラックともいう)が発生することを抑制できる場合がある。
また、図6に示すように、開口132において、外部電極124と端子電極116が、異方性導電接続層123を介して電気的に接続することができる。よって、基板111の開口132と重畳する領域を「外部電極接続領域」ともいう。図6(A)は外部電極124が接続された発光装置100の斜視図であり、図6(B)は、図6(A)中にA1−A2の一点鎖線で示す部位の断面図である。
なお、図7に示すように、発光装置100の構成を、遮光層264、着色層266、およびオーバーコート層268を設けない構成とすることもできる。図7(A)は、遮光層264、着色層266、およびオーバーコート層268を設けない発光装置100の斜視図であり、図7(B)は、図7(A)にA1−A2の一点鎖線で示す部位の断面図である。
特に、EL層117を、画素ごとに射出する光151の色を変える、いわゆる塗り分け方式で形成する場合は、着色層266を設けてもよいし、設けなくてもよい。
遮光層264、着色層266、およびオーバーコート層268のうち、少なくとも1つまたは全てを設けないことで、発光装置100の製造コストの低減、または、歩留まりの向上などを実現することができる。また、着色層266を設けないことで光151を効率よく射出することができるので、輝度の向上や、消費電力の低減などを実現することができる。
一方、遮光層264、着色層266、およびオーバーコート層268を設けると、外光の映り込みを軽減し、コントラスト比の向上や、色再現性の向上などを実現することができる。
なお、発光装置100をボトムエミッション構造の発光装置とする場合は、基板111側に、遮光層264、着色層266、およびオーバーコート層268を設けてもよい。また、発光装置100をデュアルエミッション構造の発光装置とする場合は、基板111側および基板121側のどちらか一方または両方に遮光層264、着色層266、およびオーバーコート層268を設けてもよい。
また、発光素子125と端子電極116の間に、発光素子125に信号を供給する機能を有するスイッチング素子を設けてもよい。例えば、発光素子125と端子電極116の間に、トランジスタを設けてもよい。
トランジスタは半導体素子の一種であり、電流や電圧の増幅や、導通または非導通を制御するスイッチング動作などを実現することができる。発光素子125と端子電極116の間にトランジスタを設けることで、表示領域131の大面積化や、高精細化を容易とすることができる。なお、トランジスタなどのスイッチング素子に限らず、抵抗素子、インダクタ、キャパシタなどを表示領域131内に設けることもできる。
〔基板111、121〕
基板111および基板121としては、有機樹脂材料や可撓性を有する程度の厚さのガラス材料などを用いることができる。発光装置100を下面射出型の発光装置、または両面射出型の発光装置とする場合には、基板111にEL層117からの発光に対して透光性を有する材料を用いる。また、発光装置100を上面射出型の発光装置、または両面射出型の発光装置とする場合には、基板121にEL層117からの発光に対して透光性を有する材料を用いる。
基板111および基板121に用いることが可能な可撓性および可視光に対する透光性を有する材料として、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ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、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリハロゲン化ビニル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、エポキシ樹脂などを用いることができる。また、これらの材料を混合または積層して用いてもよい。なお、基板111および基板121は、それぞれ同じ材料を用いてもよいし、互いに異なる材料を用いてもよい。
また、基板121および基板111の熱膨張係数は、好ましくは30ppm/K以下、さらに好ましくは10ppm/K以下とする。また、基板121および基板111の表面に、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も良い。なお、基板121および基板111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。
〔絶縁層119〕
絶縁層119は、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウム及び酸化タンタルなどの酸化物材料や、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウムなどの窒化物材料などを、単層または多層で形成することができる。例えば、絶縁層119を、酸化シリコンと窒化シリコンを積層した2層構造としてもよいし、上記材料を組み合わせた5層構造としてもよい。絶縁層119は、スパッタリング法やCVD法、熱酸化法、塗布法、印刷法等を用いて形成することが可能である。
絶縁層119により、基板111や接着層112などから発光素子125への不純物元素の拡散を防止、または低減することができる。
なお、本明細書中において、窒化酸化物とは、酸素よりも窒素の含有量が多い化合物をいう。また、酸化窒化物とは、窒素よりも酸素の含有量が多い化合物をいう。なお、各元素の含有量は、例えば、ラザフォード後方散乱法(RBS:Rutherford Backscattering Spectrometry)等を用いて測定することができる。
〔端子電極116〕
端子電極116は、導電性材料を用いて形成することができる。例えば、アルミニウム、クロム、銅、銀、金、白金、タンタル、ニッケル、チタン、モリブデン、タングステン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、マンガン、マグネシウム、ジルコニウム、ベリリウム等から選ばれた金属元素、上述した金属元素を成分とする合金、または上述した金属元素を組み合わせた合金などを用いることができる。また、リン等の不純物元素を含有させた多結晶シリコンに代表される半導体、ニッケルシリサイドなどのシリサイドを用いてもよい。導電性材料の形成方法は特に限定されず、蒸着法、CVD法、スパッタリング法、スピンコート法などの各種形成方法を用いることができる。
また、端子電極116は、インジウム錫酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの酸素を有する導電性材料を適用することもできる。また、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステンなどの窒素を含む導電性材料を適用することもできる。また、上記酸素を有する導電性材料と、上記金属元素を含む材料の積層構造とすることもできる。
端子電極116は、単層構造でも、二層以上の積層構造としてもよい。例えば、シリコンを含むアルミニウム層の単層構造、アルミニウム層上にチタン層を積層する二層構造、窒化チタン層上にチタン層を積層する二層構造、窒化チタン層上にタングステン層を積層する二層構造、窒化タンタル層上にタングステン層を積層する二層構造、チタン層と、そのチタン層上にアルミニウム層を積層し、さらにその上にチタン層を形成する三層構造などがある。また、端子電極116に、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた一または複数の元素を含むアルミニウム合金を用いてもよい。
〔絶縁層141〕
絶縁層141は、絶縁層119と同様の材料および方法を用いて形成することができる。
〔電極115〕
電極115は、後に形成されるEL層117が発する光を効率よく反射する導電性材料を用いて形成することが好ましい。なお、電極115は単層に限らず、複数層の積層構造としてもよい。例えば、電極115を陽極として用いる場合、EL層117と接する層を、インジウム錫酸化物などの透光性を有する層とし、その層に接して反射率の高い層(アルミニウム、アルミニウムを含む合金、または銀など)を設けてもよい。
なお、本実施の形態においては、トップエミッション構造の発光装置について例示しているが、発光装置をボトムエミッション構造(下面射出構造)、または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、電極115に透光性を有する導電性材料を用いればよい。
〔隔壁114〕
隔壁114は、隣接する電極118間の電気的ショートを防止する機能を有する。また、後述するEL層117の形成にメタルマスクを用いる場合、メタルマスクが発光素子125を形成する領域に接触しないようにする機能も有する。隔壁114は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、イミド樹脂などの有機樹脂材料や、酸化シリコンなどの無機材料で形成することができる。隔壁114は、その側壁がテーパーまたは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。隔壁114の側壁をこのような形状とすることで、後に形成されるEL層117や電極118の被覆性を良好なものとすることができる。
〔EL層117〕
EL層117の構成については、実施の形態4で説明する。
〔電極118〕
本実施の形態では電極118を陰極として用いる。電極118は、後述するEL層117に電子を注入できる仕事関数の小さい材料を用いて形成することが好ましい。また、仕事関数の小さい金属単体ではなく、仕事関数の小さいアルカリ金属、またはアルカリ土類金属を数nm形成した層を緩衝層として形成し、その上にアルミニウムなどの金属材料、インジウム錫酸化物等の導電性を有する酸化物材料、または半導体材料を用いて形成してもよい。また、緩衝層として、アルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、または、マグネシウム−銀等を用いることもできる。
また、電極118を介して、EL層117が発する光を取り出す場合は、電極118は、可視光に対し透光性を有することが好ましい。
〔接着層120、112、122〕
接着層120、接着層112、および接着層122としては、光硬化型の接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、または嫌気型接着剤を用いることができる。例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、イミド樹脂等を用いることができる。トップエミッション構造の場合は接着層120に、ボトムエミッション構造の場合は接着層112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)を混合すると、EL層117が発する光の取り出し効率が低下しにくく、また、発光装置の信頼性が向上するため好適である。
〔異方性導電接続層123〕
異方性導電接続層123は、様々な異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)などを用いて形成することができる。
異方性導電接続層123は、熱硬化性、又は熱硬化性及び光硬化性の樹脂に導電性粒子を混ぜ合わせたペースト状又はシート状の材料を硬化させたものである。異方性導電接続層123は、光照射や熱圧着によって異方性の導電性を示す材料となる。異方性導電接続層123に用いられる導電性粒子としては、例えば球状の有機樹脂をAuやNi、Co等の薄膜状の金属で被覆した粒子を用いることができる。
〔絶縁層129〕
絶縁層129は、絶縁層119と同様の材料および方法を用いて形成することができる。
〔反射層110〕
反射層110は、レーザ光を反射する機能を有する。反射層110は、照射されるレーザ光に対して30%以上の反射率を有する材料で形成されていることが好ましく、70%以上の高い反射率を有する材料で形成されているとより好ましい。反射層110の反射率が高いことで、反射層110へ向けて照射されるレーザ光の経路にある膜の除去において、レーザ光の反射成分も利用できる場合がある。また、反射層110は、それ自体が熱で変化しないように、耐熱性に優れた材料で形成されていることが好ましい。
反射層110は、金属、合金、金属窒化物、金属酸化物、金属弗化物、半導体、絶縁体等を含む層を、単層または積層して用いることができる。
金属または合金としては、具体的にはアルミニウム、銅、銀、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた元素を含むものが挙げられる。
また、アルミニウムを含む合金は反射率が高い。アルミニウムを含む合金としては、ニッケルを含むアルミニウム、ランタンとニッケルを含むアルミニウム、シリコンを含むアルミニウムを用いることができる。
金属窒化物としては、具体的には窒化チタン、窒化アルミニウム、窒化モリブデン、窒化タングステン等が挙げられる。
金属弗化物としては、具体的には弗化チタン、弗化マグネシウム、弗化ランタン、弗化アルミニウム等が挙げられる。
反射層110に適用可能な積層された材料としては、下側または上側の一方または双方に、高融点金属若しくは上述の金属窒化物が積層された構成が挙げられる。なお、高融点金属としては、具体的にはクロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ネオジム、スカンジウム、イットリウムなどが挙げられる。
また、反射層110として、高屈折率と低屈折率の薄膜を交互に多数積層した誘電体多層膜を用いてもよい。誘電体多層膜を用いることで高反射率かつ吸収の少ない反射層とすることができる。誘電体多層膜を構成できる材料としては、上記の弗化物のほか、酸化チタンなどの金属酸化物、酸化シリコン等が挙げられる。
半導体材料としては、例えば金属シリサイドや導電性の金属酸化物を用いることができる。導電性の金属酸化物の具体例としては、酸化インジウム、酸化スズ、インジウム−スズ酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)、インジウム−亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムまたはアルミニウムが添加された酸化亜鉛、またはこれらの金属酸化物に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
絶縁体としては、例えば、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、シロキサン系樹脂、SOG、ポリシラザン系SOG等から選ばれた一の絶縁体、またはこれらから選ばれた一を含むものを用いることができる。
反射層110の膜厚は、レーザ光がその経路において反射層110の先にある膜にダメージを与えないために、照射されるレーザ光が透過しない膜厚であることが好ましい。また、膜厚が厚すぎると、成膜や膜の加工に時間を要してしまうため、材料によって異なるが、30nm以上2μm以下が好ましく、より好ましくは100nm以上1μm以下の膜厚であることが好ましい。
[発光装置の作製方法例]
次に、図8乃至図15を用いて、本発明の一態様である、外部電極を接続した発光装置100の作製方法を例示する。図11を除き、図8乃至図15は、図4乃至図6中、A1−A2の一点鎖線で示す部位の断面に相当する。
〔剥離層113の形成〕
まず、支持基板101上に剥離層113を形成する。支持基板101の一例としては、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、金属基板、半導体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基板を用いてもよい。その基板の一例としては、半導体基板(例えば単結晶基板又はシリコン基板)、SOI基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、などがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。
剥離層113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、または該元素を含む合金材料、または該元素を含む化合物材料を用いて形成することができる。また、これらの材料を単層又は積層して形成することができる。なお、剥離層113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。また、剥離層113を、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛、二酸化チタン、酸化インジウム、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛、またはインジウムとガリウムと亜鉛を含む酸化物(In−Ga−Zn−O、IGZO)等の金属酸化物を用いて形成することもできる。
剥離層113は、スパッタリング法やCVD法、塗布法、印刷法等により形成できる。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。
剥離層113を単層で形成する場合、タングステン、モリブデン、またはタングステンとモリブデンを含む材料を用いることが好ましい。または、剥離層113を単層で形成する場合、タングステンの酸化物若しくは酸化窒化物、モリブデンの酸化物若しくは酸化窒化物、またはタングステンとモリブデンを含む材料の酸化物若しくは酸化窒化物を用いることが好ましい。
なお、剥離層113の形成後に、剥離層113の表面を、酸素を有する雰囲気または酸素を有するプラズマ雰囲気に曝してもよい。剥離層113の表面を酸化することで、後の工程で行われる支持基板101の剥離を容易とすることができる。
本実施の形態では、支持基板101にガラス基板を用いる。また、支持基板101上に形成する剥離層113として、スパッタリング法によりタングステンを形成する。
〔絶縁層119の形成〕
続いて、剥離層113上に絶縁層119を形成する。
絶縁層119としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることができる。また絶縁層119としては、上記無機絶縁材料を含む層を単層で、もしくは積層して用いることができる。
特に、絶縁層119として2層以上の積層構造とし、そのうち少なくとも1層には加熱により水素を放出する層を用い、剥離層113に最も近い層には水素を透過する層を用いることが好ましい。例えば、剥離層113に近い方から酸化窒化シリコンを含む層と、窒化シリコンを含む層の積層構造とする。本実施の形態では、絶縁層119として、支持基板101側から、厚さ600nmの酸化窒化シリコン、厚さ200nmの窒化シリコン、厚さ200nmの酸化窒化シリコン、厚さ140nmの窒化酸化シリコン、厚さ100nmの酸化窒化シリコンの積層膜をプラズマCVD法により形成する。
絶縁層119は、スパッタリング法、プラズマCVD法などの成膜方法により形成できる。特に、水素を含む成膜ガスを用いたプラズマCVD法により成膜することが好ましい。
ここで、絶縁層119の成膜時に剥離層113の表面が酸化されることにより、剥離層113と絶縁層119の間に酸化物層が形成される。当該酸化物層は、剥離層113に含まれる金属の酸化物を含む層である。好ましくは、タングステン酸化物を含む層とする。
タングステン酸化物は一般にWO(3−x)で表記され、代表的にはWO、W、W11、WOといった様々な組成をとりうる不定比性化合物である。またチタン酸化物(TiO(2−x))、やモリブデン酸化物(MoO(3−x))も不定比性化合物である。
この段階における酸化物層は、酸素を多く含む状態であることが好ましい。例えば剥離層113としてタングステンを用いた場合には、酸化物層がWOを主成分とするタングステン酸化物であることが好ましい。
ここで、絶縁層119の形成前に、剥離層113の表面に対して酸化性ガス、好ましくは一酸化二窒素ガスを含む雰囲気下でプラズマ処理を施し、剥離層113の表面に予め酸化物層を形成することもできる。このような方法を用いると、酸化物層の厚さをプラズマ処理の条件を異ならせることで変化させることができ、プラズマ処理を行わない場合に比べて酸化物層の厚さの制御性を高めることができる。
酸化物層の厚さは、例えば0.1nm以上100nm以下、好ましくは0.5nm以上20nm以下とする。なお、酸化物層が極めて薄い場合には、断面観察像では確認できない場合がある。
〔加熱処理〕
続いて、加熱処理を行い、酸化物層を変質させる。加熱処理を行うことにより、絶縁層119から水素が放出され、酸化物層に供給される。
酸化物層に供給された水素により、酸化物層内の金属酸化物が還元され、酸化物層中に酸素の組成の異なる領域が複数混在した状態となる。例えば、剥離層113としてタングステンを用いた場合には、酸化物層中のWOが還元されてこれよりも酸素の組成の少ない状態(例えばWOなど)が生成され、これらが混在した状態となる。このような金属酸化物は酸素の組成に応じて異なる結晶構造を示すため、酸化物層内に酸素の組成が異なる複数の領域を形成することで酸化物層の機械的強度が脆弱化する。その結果、酸化物層の内部で崩壊しやすい状態が実現され、後の剥離工程における剥離性を向上させることができる。
加熱処理は、絶縁層119から水素が脱離する温度以上、支持基板101の軟化点以下で行えばよい。また酸化物層内の金属酸化物と水素の還元反応が生じる温度以上で行うことが好ましい。例えば、剥離層113にタングステンを用いる場合には、420℃以上、450℃以上、600℃以上、または650℃以上の温度で加熱する。
加熱処理の温度が高いほど、絶縁層119からの水素の脱離量が高まるため、その後の剥離性を向上させることができる。しかし、支持基板101の耐熱性や、生産性を考慮して加熱温度を低くしたい場合には、上述のように予め剥離層113に対してプラズマ処理を施して酸化物層を形成することにより、加熱処理の温度を低くしても高い剥離性を実現できる。
〔端子電極116の形成〕
次に、絶縁層119上に端子電極116を形成するための導電層126を形成する。本実施の形態では、導電層126として絶縁層119上にスパッタリング法により二層のチタンの間にアルミニウムを挟んだ三層の金属膜を形成する(図8(A)参照)。
続いて、導電層126上にレジストマスクを形成し、該レジストマスクを用いて、導電層126を所望の形状にエッチングして、端子電極116を形成することができる。レジストマスクの形成は、リソグラフィ法、印刷法、インクジェット法等を適宜用いて行うことができる。レジストマスクをインクジェット法で形成するとフォトマスクを使用しないため、製造コストを低減できる。
導電層126のエッチングは、ドライエッチング法でもウェットエッチング法でもよく、両方を用いてもよい。ウェットエッチング法により、導電層126のエッチングを行う場合は、エッチング液として、燐酸と酢酸と硝酸を混ぜた溶液や、シュウ酸を含む溶液や、リン酸を含む溶液などを用いることができる。エッチング処理終了後に、レジストマスクを除去する(図8(B)参照)。
〔絶縁層127の形成〕
次に、端子電極116上に絶縁層127を形成する(図8(C)参照)。本実施の形態では、絶縁層127としてプラズマCVD法により酸化窒化シリコンを形成する。
次に、絶縁層127上にレジストマスクを形成し、該レジストマスクを用いて、端子電極116と重なる絶縁層127の一部を選択的に除去し、開口を有する絶縁層141を形成する(図8(D)参照)。絶縁層127のエッチングは、ドライエッチング法でもウェットエッチング法でもよく、両方を用いてもよい。
〔電極115の形成〕
次に、絶縁層141上に電極115を形成するための導電層145を形成する(図8(E)参照)。導電層145は、導電層126と同様の材料および方法で形成することができる。
次に、導電層145上にレジストマスクを形成し、該レジストマスクを用いて、導電層145の一部を選択的に除去し、電極115を形成する(図9(A)参照)。導電層145のエッチングは、ドライエッチング法でもウェットエッチング法でもよく、両方を用いてもよい。本実施の形態では、導電層145(電極115)を、銀の上にインジウム錫酸化物を積層した材料で形成する。電極115と端子電極116は、絶縁層127に設けられた開口において電気的に接続する。
〔隔壁114の形成〕
次に、隔壁114を形成する(図9(B)参照)。本実施の形態では、隔壁114を感光性の有機樹脂材料を用いて塗布法で形成し、所望の形状に加工することにより形成する。本実施の形態では、隔壁114を、感光性を有するポリイミド樹脂を用いて形成する。
〔EL層117の形成〕
次に、EL層117を電極115および隔壁114上に形成する(図9(C)参照)。
〔電極118の形成〕
次に、電極118をEL層117上に形成する(図9(D)参照)。電極118は、蒸着法、スパッタリング法等で形成することができる。本実施の形態では、電極118として銀とマグネシウムの合金を用いる
本実施の形態では、支持基板101上に発光素子125を形成した基板を、素子基板171と呼ぶ。
続いて、対向基板181の作製方法について説明する。
〔剥離層143の形成〕
まず、支持基板102上に剥離層143を形成する(図10(A)参照。)。支持基板102は、支持基板101と同様の材料を用いて形成することができる。なお、支持基板101と支持基板102は、それぞれ同じ材料を用いてもよいし、互いに異なる材料を用いてもよい。また、剥離層143は、剥離層113と同様に形成することができる。支持基板102と剥離層143の間に絶縁層を設けてもよい。本実施の形態では、支持基板102にガラス基板を用いる。また、支持基板102上に形成する剥離層143として、スパッタリング法によりタングステンを形成する。
なお、剥離層143の形成後に、剥離層143の表面を、酸素を有する雰囲気または酸素を有するプラズマ雰囲気に曝してもよい。剥離層143の表面を酸化することで、後の工程で行われる支持基板102の剥離を容易とすることができる。
〔絶縁層129の形成〕
次に、剥離層143上に絶縁層129を形成する(図10(A)参照。)。絶縁層129は、絶縁層119と同様の材料および方法で形成することができる。また、絶縁層129の形成後に、前述した絶縁層119を形成した後と同様の加熱処理を行ってもよい。
なお、絶縁層129を形成した後の加熱処理の処理温度や処理時間を、絶縁層119を形成した後の加熱処理と異なる条件で行ってもよい。後に記述する支持基板101の剥離の剥離性と、支持基板102の剥離の剥離性とを異ならせることで、基板を剥離する工程における歩留りを向上することができる。というのも、支持基板101の剥離性と支持基板102の剥離性が異なる時に、剥離性の高い基板から先に剥離を行うことで、一方の基板の剥離の最中に他方の基板の剥離が始まってしまうことを抑制しやすくなるからである。
例えば、絶縁層129を形成した後の加熱処理を、絶縁層119を形成した後の加熱処理の温度よりも低い温度かつ/または短い時間で行うことで、支持基板101を先に剥離する途中で支持基板102が同時に剥離されることを抑制できる。また、剥離層113の形成後に剥離層113の表面を、酸素を有する雰囲気または酸素を有するプラズマ雰囲気に曝し、剥離層143の形成後には同様の処理を短い時間で行う、または行わないことで、支持基板101を先に剥離する途中で支持基板102が同時に剥離されることを抑制できる。
本実施の形態では、絶縁層129として、支持基板102側から、厚さ200nmの酸化窒化シリコン、厚さ140nmの窒化酸化シリコン、厚さ100nmの酸化窒化シリコンの積層膜をプラズマCVD法により形成する。
〔反射層110の形成〕
次に、絶縁層129上に、反射層110を形成するための層144を形成する(図10(B)参照)。層144は、単層構造であっても2層以上の積層構造であってもよい。本実施の形態では、層144として厚さ100nmのチタン層と厚さ200nmのチタン層の間に厚さ600nmのアルミニウム層を重ねた積層膜をスパッタリング法によって形成する。続いて、層144上にレジストマスクを形成し、該レジストマスクを用いて、層144を所望の形状にエッチングして、反射層110を形成することができる(図10(C)参照)。
〔遮光層264の形成〕
次に、絶縁層129上に、遮光層264を形成するための層を形成する。該層は、単層構造であっても2層以上の積層構造であってもよい。該層に用いることができる材料として、例えば、クロム、チタン、またはニッケルなどを含む金属材料、例えば、クロム、チタン、またはニッケルなどを含む酸化物材料などが挙げられる。
該層を金属材料や酸化物材料で形成する場合は、該層上にレジストマスクを形成し、該レジストマスクを用いて、該層を所望の形状にエッチングして、遮光層264を形成することができる(図10(D)参照)。また、カーボンブラックを分散した高分子材料を用いると、インクジェット法により絶縁層129上に遮光層264を直接描画することができる。
また、遮光層264を、反射層110と同様の材料を用いて同一の工程で形成してもよい。反射層110及び遮光層264を同一の工程にて形成することで、対向基板181の作製工程を短縮することができる。
〔着色層266の形成〕
次に、絶縁層129上に、着色層266を形成する(図10(E)参照)。着色層266は、様々な材料を用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ法を用いて、それぞれ所望の位置に形成する。この時、着色層266の一部が遮光層264と重なるように設けることが好ましい。画素毎に着色層266の色を変えることで、カラー表示を行うことができる。
ここで、カラー表示を実現するための画素構成の一例を、図11を用いて説明する。図11(A)乃至(C)は、図4(A)の表示領域131中に示した領域170を拡大した平面図である。例えば、図11(A)に示すように、3つの画素130を1つの画素140として用いて、3つの画素130それぞれに対応する着色層266を、赤、緑、青、とすることで、フルカラー表示を実現することができる。なお、図11(A)では、赤色の光を発する画素130を画素130Rと示し、緑色の光を発する画素130を画素130Gと示し、青色の光を発する画素130を画素130Bと示している。また、着色層266の色は、赤、緑、青、以外であってもよく、例えば、着色層266に黄、シアン、マゼンダなどを用いてもよい。
また、図11(B)に示すように、4つの画素130を副画素として機能させて、まとめて1つの画素140として用いてもよい。例えば、4つの画素130それぞれに対応する着色層266を、赤、緑、青、黄としてもよい。なお、図11(B)では、赤色の光を発する画素130を画素130Rと示し、緑色の光を発する画素130を画素130Gと示し、青色の光を発する画素130を画素130Bと示し、黄色の光を発する画素130を画素130Yと示している。1つの画素140として用いる画素130の数を増やすことで、特に色の再現性を高めることができる。よって、発光装置の表示品位を高めることができる。
また、4つの画素130それぞれに対応する着色層266を、赤、緑、青、白としてもよい。白の光を発する画素130(画素130W)を設けることで、表示領域の発光輝度を高めることができる。なお、白の光を発する画素130の場合は、着色層266を設けなくてもよい。白の着色層266を設けないことで、着色層266透過時の輝度低下がなくなるため、発光装置の消費電力を低減することができる。一方で、白の着色層266を設けることにより、白色光の色温度を制御することができる。よって、発光装置の表示品位を高めることができる。
なお、各画素130の占有面積や形状などは、それぞれ同じでもよいし、それぞれ異なっていてもよい。また、配列方法として、ストライプ配列以外の方法でもよい。例えば、デルタ配列、ベイヤー配列、ペンタイル配列などに適用することもできる。ペンタイル配列を適用した場合の例を、図11(C)に示す。
〔オーバーコート層268の形成〕
次に、遮光層264および着色層266上にオーバーコート層268を形成する(図10(F)参照)。
オーバーコート層268としては、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド等の有機絶縁層を用いることができる。オーバーコート層268を形成することによって、例えば、着色層266中に含まれる不純物等を発光素子125側に拡散することを抑制することができる。ただし、オーバーコート層268は、必ずしも設ける必要はなく、オーバーコート層268を形成しない構造としてもよい。
また、オーバーコート層268として透光性を有する導電膜を形成してもよい。これにより、発光素子125から発せられた光151を透過し、かつ、イオン化した不純物の透過を防ぐことができる。
透光性を有する導電膜は、例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いて形成することができる。また、グラフェン等の他、透光性を有する程度に薄く形成された金属膜を用いてもよい。
本実施の形態では、支持基板102上に着色層266などを形成した基板を、対向基板181と呼ぶ。以上の工程により対向基板181を形成することができる。なお、図7に示す発光装置100を作製する場合は、対向基板181に遮光層264、着色層266及びオーバーコート層268を設ける工程を省略する。
〔素子基板171と対向基板181を貼り合せる〕
次に、素子基板171と対向基板181を、接着層120を介して貼り合せる。この時、素子基板171上の発光素子125と、対向基板181上の着色層266が向かい合うように配置する(図12(A)参照)。
〔支持基板101の剥離〕
次に、素子基板171が有する支持基板101を、剥離層113とともに絶縁層119から剥離する(図12(B)参照)。剥離方法としては、機械的な力を加えること(人間の手や治具で引き剥がす処理や、ローラーを回転させながら分離する処理、超音波等)を用いて行えばよい。たとえば、素子基板171の側面から剥離層113と絶縁層119の界面に鋭利な刃物またはレーザ光照射等で切り込みをいれ、その切り込みに水を注入する。毛細管現象により水が剥離層113と絶縁層119の界面にしみこむことにより、剥離層113とともに支持基板101を絶縁層119から容易に剥離することができる。
〔基板111の貼り合わせ〕
次に、接着層112を介して基板111を絶縁層119に貼り合わせる(図13(A)参照)。
〔支持基板102の剥離〕
次に、対向基板181が有する支持基板102を、剥離層143とともに絶縁層129から剥離する。支持基板102の剥離は、支持基板101の剥離と同様の方法を用いることができる。なお、支持基板101の剥離性が支持基板102の剥離性よりも低い場合は、支持基板102を先に剥離することで、基板を剥離する工程における歩留りを向上することができる。
〔基板121の貼り合わせ〕
次に、接着層122を介して基板121を絶縁層129に貼り合わせる(図13(B)参照)。
〔開口132の形成〕
次に、基板121の側から反射層110に対してレーザ光220を照射する(図14(A)参照)。
レーザ光220としては、ハロゲンランプや、高圧水銀ランプなどから放射される赤外光、可視光、紫外光を用いることができる。また、レーザ光220として、連続発振レーザ光や、パルス発振レーザ光などの強光を用いることができる。特に、パルス発振レーザ光は、瞬間的に高エネルギーのパルスレーザ光を発振することができるため好ましい。パルス発振レーザ光として、例えばArレーザ、Krレーザ、エキシマレーザ、CO2レーザ、YAGレーザ、Y2O3レーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ti:サファイアレーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザを用いることができる。
レーザ光220の波長は、200nm乃至20μmであることが好ましい。たとえば、レーザ光220として10.6μmの波長を持つCO2レーザを用いることができる。CO2レーザは、有機材料や無機材料からなるフィルムやガラス基板を加工できる。また、レーザ光220としてパルスレーザ光を用いる場合、パルス幅は10ps(ピコ秒)乃至10μs(マイクロ秒)が好ましく、10ps乃至1μsがより好ましく、10ps乃至1ns(ナノ秒)がさらに好ましい。例えば、波長532nm、パルス幅1ns以下のパルスレーザ光を用いればよい。
レーザ光220を照射することで、レーザ光220が反射層110に達する経路にある基板121、接着層122、絶縁層129の一部を除去することができる。これにより、平面視において基板121中の部位121aの一部と重畳する端子電極116との間の各層(接着層122、絶縁層129及び接着層120)を分離しやすくなる。
なお、レーザ光220の照射によって、レーザ光の経路にある全ての膜が除去される必要はなく、図15(A)に示すように、少なくとも基板121の一部を除去すればよい。レーザ光220の照射によって基板121に形成される溝部128が基板121を貫通しない場合、溝部128の深さは、基板121の厚さの2分の1以上が好ましく、3分の2以上がより好ましい(図15(A)参照)。
また、反射層110はレーザ光220の照射に対して損傷を受けてもよい。具体的には、レーザ光220が反射層110よりも下にある層、特に端子電極116に達しない程度に損傷を受けてもよい。
図15(B)に、レーザ光220を照射する前の発光装置100における反射層110周辺部分を拡大した上面図を示す。また図15(C)、(D)は同部分の変形例である。なお、図15(B)乃至(D)においては、基板111、反射層110、端子電極116以外の発光装置100の構成要素は省略している。
図15(B)に示すように、レーザ光220は反射層110に対して、閉曲線を形成する軌跡180に沿って照射する。なお、発光装置100は、図15(C)に示すように、反射層110が端子電極116と重ならない部分で分断されている構成としてもよい。この場合においても、レーザ光220は閉曲線を形成する軌跡180に沿って照射することが好ましい。レーザ光220が基板121に形成する溝部が部位121aを隙間なく囲うことで、部位121aの分離の際に、部位121aより外側の基板121の一部が同時に剥がれてしまうことを防ぐことができる。
また、反射層110に照射するレーザ光を、照射する位置に応じて照射回数または照射強度を変えてもよい。図16(A)に示す発光装置100の断面図は、図16(B)の切断線A7−A8に対応している。レーザ光は反射層110に対して、図16(B)に示す軌跡180a(破線)および軌跡180b(二点鎖線)に沿って照射する。例えば、軌跡180aおよび軌跡180bからなる閉曲線は図15(B)に示す軌跡180と概略一致する。軌跡180aおよび軌跡180bの境界は図16(B)に黒丸で示している。
例えば、軌跡180bに照射するレーザ光220bの照射回数を、軌跡180aに照射するレーザ光220aの照射回数よりも多くする。または、軌跡180bに照射するレーザ光220bの照射強度を、軌跡180aに照射するレーザ光220aの照射強度よりも大きくする。このようにレーザ光を照射し、端子電極116と重ならない位置(軌跡180bと重なる位置)においてレーザ光を反射層110よりも深い位置に到達させることが好ましい。好ましくは、レーザ光220bが接着層120の絶縁層141との界面近傍に達する。より好ましくは、端子電極116及び絶縁層119上に、平面視において部位121aと重畳する領域にEL層117及び電極118を設け、レーザ光220bがEL層117に達する。このようにすることで、端子電極116にダメージを与えることなく、部位121aの一部と該一部と重畳する端子電極116との間の各層を、容易に発光装置100から分離することができる。
次に、部位121aの一部と、該一部と重畳する端子電極116との間の各層を、発光装置100から分離する(図14(B)参照)。分離は、機械的な力を加えることで行えばよい。例えば、部位121aに粘着テープ等を接着させ、引きはがすことで分離できる。また、回転軸を有し、表面に吸着機構を有する円柱等の構造体を部位121a上に走らせ、巻き取りながら引きはがしてもよい。この工程によって、開口132が形成され、端子電極116の一部が露出する。また、この工程によって反射層110の一部が除去されるが、他の一部が発光装置100に残留する。
このとき、端子電極116と、端子電極116と接する層(本実施の形態では、絶縁層141)との界面における密着性を低くすることで、部位121aを引きはがすことで端子電極116を露出させることが容易になる。例えば、端子電極116の開口132と対応する領域上に、端子電極116との密着性が低い膜を形成しておけば、該膜は部位121aの除去の際に、一緒に除去することができる。また、端子電極116上の、平面視において部位121aと重畳する領域にEL層117及び電極118を形成し、EL層117と電極118との界面における密着性の低さを利用することによって、部位121aを引きはがすこともできる。
〔外部電極124の形成〕
次に、開口132に異方性導電接続層123を形成し、異方性導電接続層123上に、発光装置100に電力や信号を入力するための外部電極124を形成する(図6参照)。異方性導電接続層123を介して外部電極124と端子電極116を電気的に接続する。このようにして、発光装置100に電力や信号を入力することが可能となる。なお、外部電極124として、例えばFPCを用いることができる。また、外部電極124として金属線を用いることもできる。該金属線と端子電極116の接続は、異方性導電接続層123を用いてもよいが、異方性導電接続層123を用いずに、ワイヤーボンディング法により行うことができる。また、該金属線と端子電極116の接続をハンダ付けで行ってもよい。
[変形例]
以下では、本実施の形態で示した発光装置100の変形例について説明する。本発明の一態様である、外部電極を基板111側に接続した発光装置190を図17に示す。図17(A)は発光装置190の斜視図であり、図17(B)は、図17(A)中でA3−A4に一点鎖線で示す部位の断面図である。図6に示す発光装置100と比較して、反射層110、異方性導電接続層123及び外部電極124の構成が主に異なる。
図17(B)において、反射層110は基板111の側に、絶縁層119と端子電極116との間に設けられている。反射層110は図15(D)に示すように、隣接する端子電極116同士を接続しないように分断されて設けられている。図15(D)は、発光装置190の作製工程において、レーザ光220を照射する前の段階における、反射層110周辺部分を拡大した上面図である。図15(D)では、基板111、反射層110、端子電極116以外の発光装置190の構成要素は省略している。
端子電極116と外部電極124を接続するための開口を形成する工程において、レーザ光220を反射層110に対して、基板111側から照射する点が発光装置100の作製方法例と異なる。レーザ光220を照射した後、基板111の反射層110が囲う領域と互いに重なる部分である部位111aの一部と、該一部と重畳する接着層112及び絶縁層119を除去することで、基板111側に端子電極116が露出し、開口133が形成される。
このように、反射層110を絶縁層119と端子電極116との間に設けることで、外部電極124を発光装置100とは反対側の基板111側において端子電極116と接続することができる。本発明の一態様によって、発光装置を設計の自由度が高いものとすることができる。
本発明の一態様の発光装置または表示装置は、様々な形態を用いること、または様々な表示素子を有することが出来る。表示素子は、例えば、LED(白色LED、赤色LED、緑色LED、青色LEDなど)などを含むEL(エレクトロルミネッセンス)素子(有機物および無機物を含むEL素子、有機EL素子、無機EL素子)、トランジスタ(電流に応じて発光するトランジスタ)、プラズマディスプレイ(PDP)、電子放出素子、液晶素子、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ(GLV)やデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、DMS(デジタル・マイクロ・シャッター)素子、MIRASOL(登録商標)ディスプレイ、IMOD(インターフェアレンス・モジュレーション)素子、圧電セラミックディスプレイなどのMEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)を用いた表示素子、エレクトロウェッティング素子などが挙げられる。これらの他にも、電気的または磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有していてもよい。EL素子を用いた発光装置の一例としては、ELディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示装置の一例としては、フィールドエミッションディスプレイ(FED)又はSED方式平面型ディスプレイ(SED:Surface−conduction Electron−emitter Display)などがある。液晶素子を用いた表示装置の一例としては、液晶ディスプレイ(透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ)などがある。電子インク、電子粉流体(登録商標)、又は電気泳動素子を用いた表示装置の一例としては、電子ペーパーなどがある。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する場合には、画素電極の一部、または、全部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部、または、全部が、アルミニウム、銀、などを有するようにすればよい。さらに、その場合、反射電極の下に、SRAMなどの記憶回路を設けることも可能である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。なお、LEDを用いる場合、LEDの電極や窒化物半導体の下に、グラフェンやグラファイトを配置してもよい。グラフェンやグラファイトは、複数の層を重ねて、多層膜としてもよい。このように、グラフェンやグラファイトを設けることにより、その上に、窒化物半導体、例えば、結晶を有するn型GaN半導体層などを容易に成膜することができる。さらに、その上に、結晶を有するp型GaN半導体層などを設けて、LEDを構成することができる。なお、グラフェンやグラファイトと、結晶を有するn型GaN半導体層との間に、AlN層を設けてもよい。なお、LEDが有するGaN半導体層は、MOCVDで成膜してもよい。ただし、グラフェンを設けることにより、LEDが有するGaN半導体層は、スパッタ法で成膜することも可能である。
[量産を想定したタクトタイムについて]
ところで、本発明の一態様の発光装置の量産を想定して、上記のレーザ光を照射する場合のタクトタイムの計算結果を図18に示す。ここでタクトタイムとは、一基板上に設けられた複数の発光装置(ここでは110個の発光装置)のレーザ照射に要する時間を指す。
本計算における条件は以下の通りである。第6世代(1500mm×1850mm)の大型ガラス基板(以下、G6とも表記する)のハーフサイズである750mm×1850mmのガラス基板上に、表示領域が対角5インチの発光装置(131mm×82mm)を5×22=110個配設する。レーザ光の照射位置の調整に要する時間を30sec、レーザ光の照射に要する時間を1.4sec/panel、レーザ光の照射口(レーザヘッドともいう)もしくは該ガラス基板を支持するステージのXY方向の走査速度を50mm/secとしている。なお、発光装置にレーザ光を照射する際に、レーザ光の照射口を移動させてもよいし、ステージを移動させてもよい。また、レーザ光の照射口とステージを同時に移動させてもよい。ヘッド数、すなわち同時に照射できるレーザヘッドの数を増やすことで生産性が向上し、ヘッド数を3以上とすることでタクトタイム180sec以下を達成することができる(図18参照)。
なお、図18ではG6の短辺を半分としたガラス基板の計算結果を示しているが、G6の長辺を半分としたガラス基板の計算結果を図19に示す。図19は図18と比較して、1500mm×925mmのガラス基板上に、対角5インチの発光装置を11×10=110枚配設する点が異なる。図19においても、図18と同様にヘッド数を3以上とすることでタクトタイム180sec以下を達成することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、上記実施の形態に示した発光装置100と異なる構成を有する発光装置200について、図20を用いて説明する。図20(A)は発光装置200の斜視図であり、図20(B)は、図20(A)中にA5−A6の一点鎖線で示す部位の断面図である。
[発光装置の構成]
本実施の形態に示す発光装置200は、表示領域231と、周辺回路251を有する。また、発光装置200は、電極115、EL層117、電極118を含む発光素子125と、端子電極116を有する。発光素子125は、表示領域231中に複数形成されている。また、各発光素子125には、発光素子125の発光量を制御するトランジスタ232が接続されている。
端子電極116は、開口132に形成された異方性導電接続層123を介して外部電極124と電気的に接続されている。また、端子電極116は、周辺回路251に電気的に接続されている。
開口132は、実施の形態2で説明した方法によって形成されるため、開口132を形成する前の反射層110の一部が、絶縁層129と接して開口132を囲うように配置されている。そのため、開口132の形成時や、発光装置200を使用する時などに、開口132の側から絶縁層129に膜割れやひび(クラックともいう)が発生することを抑制できる場合がある。
周辺回路251は、複数のトランジスタ252により構成されている。周辺回路251は、外部電極124から供給された信号を、表示領域231中のどの発光素子125に供給するかを決定する機能を有する。
図20に示す発光装置200は、接着層120を介して基板111と基板121が貼り合わされた構造を有する。基板111上には、接着層112を介して絶縁層205が形成されている。絶縁層205は、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、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、または窒化酸化アルミニウム等を、単層または多層で形成するのが好ましい。絶縁層205は、スパッタリング法やCVD法、熱酸化法、塗布法、印刷法等を用いて形成することが可能である。
なお、絶縁層205は下地層として機能し、基板111や接着層112などからトランジスタや発光素子への不純物元素の拡散を防止、または低減することができる。
また、絶縁層205上に、トランジスタ232、トランジスタ252、端子電極116、配線219が形成されている。なお、本実施の形態では、トランジスタ232および/またはトランジスタ252として、ボトムゲート型のトランジスタの1つであるチャネルエッチング型のトランジスタを例示しているが、チャネル保護型のトランジスタや、トップゲート型のトランジスタなどを用いることも可能である。また、逆スタガ型のトランジスタや、順スタガ型のトランジスタを用いることも可能である。また、チャネルが形成される半導体層を2つのゲート電極で挟む構造の、デュアルゲート型のトランジスタを用いることも可能である。また、シングルゲート構造のトランジスタに限定されず、複数のチャネル形成領域を有するマルチゲート型トランジスタ、例えばダブルゲート型トランジスタとしてもよい。
また、トランジスタ232および/またはトランジスタ252として、プレーナ型、FIN型(フィン型)、TRI−GATE型(トライゲート型)などの、様々な構成のトランジスタを用いることが出来る。
トランジスタ232とトランジスタ252は、それぞれが同様の構造を有していてもよいし、異なる構造を有していてもよい。トランジスタのサイズ(例えば、チャネル長、およびチャネル幅)等は、各トランジスタで適宜調整することができる。
トランジスタ232およびトランジスタ252は、ゲート電極として機能できる電極206、ゲート絶縁層として機能できる絶縁層207、半導体層208、ソース電極またはドレイン電極の一方として機能できる電極214、ソース電極またはドレイン電極の他方として機能できる電極215を有する。
配線219、電極214、および電極215は、端子電極116を形成するための導電層の一部を用いて、端子電極116と同時に形成することができる。また、絶縁層207は、絶縁層205と同様の材料および方法により形成することができる。
半導体層208は、単結晶半導体、多結晶半導体、微結晶半導体、ナノクリスタル半導体、セミアモルファス半導体、非晶質半導体、等を用いて形成することができる。例えば、非晶質シリコンや、微結晶ゲルマニウム等を用いることができる。また、炭化シリコン、ガリウム砒素、酸化物半導体、窒化物半導体などの化合物半導体や、有機半導体等を用いることができる。また、半導体層208として酸化物半導体を用いる場合は、CAAC−OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor)、多結晶酸化物半導体、微結晶酸化物半導体、nc−OS(nano Crystalline Oxide Semiconductor)非晶質酸化物半導体などを用いることができる。
なお、酸化物半導体は、エネルギーギャップが3.0eV以上と大きく、可視光に対する透過率が大きい。また、酸化物半導体を適切な条件で加工して得られたトランジスタにおいては、オフ電流を使用時の温度条件下(例えば、25℃)において、100zA(1×10−19A)以下、もしくは10zA(1×10−20A)以下、さらには1zA(1×10−21A)以下とすることができる。このため、消費電力の少ない発光装置を提供することができる。
また、半導体層208に酸化物半導体を用いる場合は、半導体層208に接する絶縁層に酸素を有する絶縁層を用いることが好ましい。特に、半導体層208に接する絶縁層として、加熱処理により酸素を放出する絶縁層を用いることが好ましい。
また、トランジスタ232およびトランジスタ252上に絶縁層210が形成され、絶縁層210上に絶縁層211が形成されている。絶縁層210および絶縁層211は、保護絶縁層として機能し、絶縁層210よりも上の層からトランジスタ232およびトランジスタ252への不純物元素が拡散することを防止または低減することができる。絶縁層210は、絶縁層205と同様の材料及び方法で形成することができる。
また、発光素子125の被形成面の表面凹凸を低減するために絶縁層211に平坦化処理を行ってもよい。平坦化処理としては特に限定されないが、研磨処理(例えば、化学的機械研磨法(Chemical Mechanical Polishing:CMP))、やドライエッチング処理により行うことができる。
また、平坦化機能を有する絶縁材料を用いて絶縁層212を形成することで、研磨処理を省略することもできる。平坦化機能を有する絶縁材料として、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル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層を複数積層させることで、絶縁層212を形成してもよい。
また、絶縁層212上に、発光素子125と、各発光素子125を離間するための隔壁114が形成されている。
また、基板121には、遮光層264、着色層266、及びオーバーコート層268が形成されている。発光装置200は、発光素子125からの光を、着色層266を介して基板121側から射出する、所謂トップエミッション構造(上面射出構造)の発光装置である。
また、発光素子125は、絶縁層212、絶縁層211、および絶縁層210に設けられた開口でトランジスタ232と電気的に接続されている。
また、発光素子125を、EL層117から発する光を共振させる微小光共振器(「マイクロキャビティ」ともいう)構造とすることで、異なる発光素子125で同じEL層117を用いても、異なる波長の光を狭線化して取り出すことができる。
一例として、図21に、発光素子125をマイクロキャビティ構造とした発光装置200の断面図を示す。なお、図21(A)は、図20(A)中にA5−A6の一点鎖線で示す部位近傍の断面図に相当する。また、図21(B)は、図21(A)に示した部位280の拡大図である。
発光素子125をマイクロキャビティ構造とする場合、電極118を入射光量のうち一定光量の光を透過して一定光量の光を反射する(半透過)導電性材料を用いて形成し、電極115を、反射率の高い(可視光の反射率が50%以上100%以下、好ましくは70%以上100%以下)導電性材料と、透過率の高い(可視光の透過率が50%以上100%以下、好ましくは70%以上100%以下)導電性材料の積層で形成する。ここでは、電極115を、光を反射する導電性材料で形成された電極115aと、光を透過する導電性材料で形成された電極115bの積層としている。電極115bは、EL層117と電極115aの間に設ける(図21(B)参照)。電極118及び電極115aは、反射電極として機能できる。
例えば、電極118として、厚さ1nm乃至30nm、好ましくは1nm乃至15nmの銀(Ag)を含む導電性材料、またはアルミニウム(Al)を含む導電性材料などを用いればよい。本実施の形態では、電極118として厚さ10nmの銀とマグネシウムを含む導電性材料を用いる。
また、電極115aとして厚さ50nm乃至500nm、好ましくは50nm乃至200nmの銀(Ag)を含む導電性材料、またはアルミニウム(Al)を含む導電性材料などを用いればよい。本実施の形態では、電極115aとして厚さ100nmの銀を含む導電性材料を用いる。
また、電極115bとして厚さ1nm乃至200nm、好ましくは5nm乃至100nmのインジウム(In)を含む導電性酸化物、または亜鉛(Zn)を含む導電性酸化物などを用いればよい。本実施の形態では、電極115bとしてインジウム錫酸化物を用いる。また、電極115aの下に、さらに導電性酸化物を設けてもよい。
電極115bの厚さtを変えることで、電極118とEL層117の界面から電極115aと電極115bの界面までの光学的距離(「光路長」ともいう)dを任意の値に設定することができる。画素ごとに電極115bの厚さtを変えることで、同じEL層117を用いても、画素ごとに異なる発光スペクトルを有する発光素子125を設けることができる。よって、各発光色の色純度を高め、色再現性の良好な発光装置を実現することができる。また、画素ごと(発光色ごと)にEL層117を形成する必要がないため、発光装置の作製工程を少なくし、生産性を高めることができる。また、発光装置の高精細化を容易とすることができる。
図21(A)は、赤色の光151Rを発光することができる画素130R、緑色の光151Gを発光することができる画素130G、青色の光151Bを発光することができる画素130B、および黄色の光151Yを発光することができる画素130Yを1つの画素140として用いる例を示している。なお、本発明の一態様はこれに限定されず、画素140として、赤、緑、青、黄、シアン、マゼンダ、または白などの光を発光することができる副画素を適宜組み合わせて用いればよい。例えば、画素130R、画素130G、および画素130Bの3つの副画素で画素140を構成してもよい。
なお、光学的距離dの調整方法は上記の調整方法に限定されない。例えば、EL層117の膜厚を変えることで光学的距離dを調整してもよい。
また、発光素子125と重畳する位置に着色層266を設けて、光151が着色層266を透過して外部に射出する構成としてもよい。図22に、図21に示した発光装置200に着色層266を組み合わせた構成の一例を示す。図22に示す発光装置200は、赤色の光151Rを発光することができる画素130Rと重ねて赤色の波長帯域の光を透過する着色層266Rが設けられ、緑色の光151Gを発光することができる画素130Gと重ねて緑色の波長帯域の光を透過する着色層266Gが設けられ、青色の光151Bを発光することができる画素130Bと重ねて青色の波長帯域の光を透過する着色層266Bが設けられ、黄色の光151Yを発光することができる画素130Yと重ねて黄色の波長帯域の光を透過する着色層266Yが設けられている。
画素130R、画素130G、画素130Bに加えて画素130Yを用いることで、発光装置の色再現性を高めることができる。また、画素140を画素130R、画素130G、および画素130Bのみで構成する場合、画素140の発光色を白としたい時は、画素130R、画素130G、および画素130Bの全てを発光させる必要がある。一方、画素130R、画素130G、および画素130Bに加えて、画素130Yを設けることで、画素130Bと画素130Yのみを発光させて、白色光を得ることが可能となる。よって、画素130Rと画素130Gを発光させなくても白色光を得ることができるため、発光装置の消費電力を低減することができる。
また、画素130Yに代えて、白色の光151Wを発光することができる画素130Wを用いてもよい。画素130Yに代えて、画素130Wを用いることで、画素130Wのみの発光により白色光を得ることができるため、発光装置の消費電力をより低減することができる。
なお、画素130Wを用いる場合は、画素130Wに着色層を設けなくてもよい。着色層を設けないことで、表示領域の輝度が向上し、視認性の良好な発光装置を実現することができる。また、発光装置の消費電力をより低減することができる。
また、画素130Wに白色の波長帯域の光を透過する着色層266Wを設けてもよい。画素130Wに白色の波長帯域の光を透過する着色層266Wを設けることで、白色の光151Wの色温度を変化させることができる。よって、表示品位の良好な発光装置を実現することができる。
また、マイクロキャビティ構造の発光素子125と着色層266を組み合わせて用いることにより、光151の色純度をさらに高めることができる。よって、発光装置200の色再現性を高めることができる。また、外部から入射した光は、着色層266で大部分が吸収されるため、外部から入射した光の表示領域231への映り込みを軽減し、発光装置の視認性を高めることができる。よって、表示品位の良好な発光装置を実現することができる。
また、本実施の形態では、発光装置の一例として、アクティブマトリクス型の発光装置について例示したが、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。また、ボトムエミッション構造の発光装置、デュアルエミッション構造の発光装置にも適用可能である。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態4)
本実施の形態では、発光素子125に用いることができる発光素子の構成例について説明する。なお、本実施の形態に示すEL層620が、他の実施の形態に示したEL層117に相当する。
[発光素子の構成]
図23(A)に示す発光素子630は、一対の電極(電極618、電極622)間にEL層620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、電極618を陽極として用い、電極622を陰極として用いるものとする。
また、EL層620は、少なくとも発光層を含んで形成されていればよく、発光層以外の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。
図23(A)に示す発光素子630は、電極618と電極622との間に与えられた電位差により電流が流れ、EL層620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EL層620に発光領域が形成されるような構成となっている。
本発明において、発光素子630からの発光は、電極618、または電極622側から外部に取り出される。従って、電極618、または電極622のいずれか一方は透光性を有する物質で成る。
なお、EL層620は図23(B)に示す発光素子631のように、電極618と電極622との間に複数積層されていても良い。n層(nは2以上の自然数)の積層構造を有する場合には、m番目(mは、1以上かつnより小さい自然数)のEL層620と、(m+1)番目のEL層620との間には、それぞれ電荷発生層620aを設けることが好ましい。電極618と電極622を除く構成が上記実施の形態のEL層117に相当する。
電荷発生層620aは、有機化合物と金属酸化物の複合材料を用いて形成することができる。金属酸化物としては、例えば、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が挙げられる。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、または、それらを基本骨格とするオリゴマー、デンドリマー、ポリマー等、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10−6cm/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620a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630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。上記複合材料以外にも、上記金属酸化物、有機化合物とアルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物などを電荷発生層620aに用いることができる。
なお、電荷発生層620aは、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合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。
このような構成を有する発光素子631は、隣接するEL層620同士でのエネルギーの移動が起こり難く、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。
なお、電荷発生層620aとは、電極618と電極622に電圧を印加したときに、電荷発生層620aに接して形成される一方のEL層620に対して正孔を注入する機能を有し、他方のEL層620に電子を注入する機能を有する。
図23(B)に示す発光素子631は、EL層620に用いる発光物質の種類を変えること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。
図23(B)に示す発光素子631を用いて、白色発光を得る場合、複数のEL層の組み合わせとしては、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EL層と、緑色と赤色の燐光材料を発光物質として含むEL層を有する構成が挙げられる。また、赤色の発光を示すEL層と、緑色の発光を示すEL層と、青色の発光を示すEL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EL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、発光層から得られる発光の発光色と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。
なお、上述した積層型素子の構成において、積層される発光層の間に電荷発生層を配置することにより、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光が得られ、また、長寿命素子を実現することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明の一態様を適用して作製できる電子機器及び照明装置について、図24及び図25を用いて説明する。
本発明の一態様の発光装置は可撓性を有する構成とすることができる。したがって、可撓性を有する電子機器や照明装置に好適に用いることができる。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置(テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
また、本発明の一態様のタッチパネルは可撓性を有するため、家屋やビルの内壁もしくは外壁、又は、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。
図24(A)は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機7400は、筐体7401に組み込まれた表示部7402のほか、操作ボタン7403、外部接続ポート7404、スピーカ7405、マイク7406などを備えている。なお、携帯電話機7400は、本発明の一態様の発光装置を表示部7402に用いることにより作製される。本発明の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い携帯電話機を提供できる。
図24(A)に示す携帯電話機7400は、指などで表示部7402に触れることで、情報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆる操作は、指などで表示部7402に触れることにより行うことができる。
また、操作ボタン7403の操作により、電源のON、OFF動作や、表示部7402に表示される画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュー画面に切り替えることができる。
図24(B)は、腕時計型の携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末7100は、筐体7101、表示部7102、バンド7103、バックル7104、操作ボタン7105、入出力端子7106などを備える。
携帯情報端末7100は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
表示部7102はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、表示部7102はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表示部7102に表示されたアイコン7107に触れることで、アプリケーションを起動することができる。
操作ボタン7105は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オフ動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を持たせることができる。例えば、携帯情報端末7100に組み込まれたオペレーティングシステムにより、操作ボタン7105の機能を自由に設定することもできる。
また、携帯情報端末7100は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。
また、携帯情報端末7100は入出力端子7106を備え、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子7106を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子7106を介さずに無線給電により行ってもよい。
携帯情報端末7100の表示部7102には、本発明の一態様の発光装置が組み込まれている。本発明の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い携帯情報端末を提供できる。
図24(C)乃至図24(E)は、照明装置の一例を示している。照明装置7200、照明装置7210、及び照明装置7220は、それぞれ、操作スイッチ7203を備える台部7201と、台部7201に支持される発光部を有する。
図24(C)に示す照明装置7200は、波状の発光面を有する発光部7202を備える。したがってデザイン性の高い照明装置となっている。
図24(D)に示す照明装置7210の備える発光部7212は、凸状に湾曲した2つの発光部が対称的に配置された構成となっている。したがって照明装置7210を中心に全方位を照らすことができる。
図24(E)に示す照明装置7220は、凹状に湾曲した発光部7222を備える。したがって、発光部7222からの発光を、照明装置7220の前面に集光するため、特定の範囲を明るく照らす場合に適している。
また、照明装置7200、照明装置7210及び照明装置7220の備える各々の発光部はフレキシブル性を有しているため、発光部を可塑性の部材や可動なフレームなどの部材で固定し、用途に合わせて発光部の発光面を自在に湾曲可能な構成としてもよい。
なおここでは、台部によって発光部が支持された照明装置について例示したが、発光部を備える筐体を天井に固定する、又は天井からつり下げるように用いることもできる。発光面を湾曲させて用いることができるため、発光面を凹状に湾曲させて特定の領域を明るく照らす、又は発光面を凸状に湾曲させて部屋全体を明るく照らすこともできる。
ここで、各発光部には、本発明の一態様の発光装置が組み込まれている。本発明の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い照明装置を提供できる。
図24(F)には、携帯型のタッチパネルの一例を示している。タッチパネル7300は、筐体7301、表示部7302、操作ボタン7303、引き出し部材7304、制御部7305を備える。
タッチパネル7300は、筒状の筐体7301内にロール状に巻かれたフレキシブルな表示部7302を備える。
また、タッチパネル7300は制御部7305によって映像信号を受信可能で、受信した映像を表示部7302に表示することができる。また、制御部7305にはバッテリをそなえる。また、制御部7305にコネクターを接続する端子部を備え、映像信号や電力を有線により外部から直接供給する構成としてもよい。
また、操作ボタン7303によって、電源のON、OFF動作や表示する映像の切り替え等を行うことができる。
図24(G)には、表示部7302を引き出し部材7304により引き出した状態のタッチパネル7300を示す。この状態で表示部7302に映像を表示することができる。また、筐体7301の表面に配置された操作ボタン7303によって、片手で容易に操作することができる。また、図24(F)のように操作ボタン7303を筐体7301の中央でなく片側に寄せて配置することで、片手で容易に操作することができる。
なお、表示部7302を引き出した際に表示部7302の表示面が平面状となるように固定するため、表示部7302の側部に補強のためのフレームを設けていてもよい。
なお、この構成以外に、筐体にスピーカを設け、映像信号と共に受信した音声信号によって音声を出力する構成としてもよい。
表示部7302には、本発明の一態様の発光装置が組み込まれている。本発明の一態様により、軽量で、且つ信頼性の高いタッチパネルを提供できる。
図25(A)乃至図25(C)に、折りたたみ可能な携帯情報端末310を示す。図25(A)に展開した状態の携帯情報端末310を示す。図25(B)に展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末310を示す。図25(C)に折りたたんだ状態の携帯情報端末310を示す。携帯情報端末310は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。
表示パネル316はヒンジ313によって連結された3つの筐体315に支持されている。ヒンジ313を介して2つの筐体315間を屈曲させることにより、携帯情報端末310を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。本発明の一態様の発光装置を表示パネル316に用いることができる。例えば、曲率半径1mm以上150mm以下で曲げることができる発光装置を適用できる。
図25(D)(E)に、折りたたみ可能な携帯情報端末320を示す。図25(D)に表示部322が外側になるように折りたたんだ状態の携帯情報端末320を示す。図25(E)に、表示部322が内側になるように折りたたんだ状態の携帯情報端末320を示す。携帯情報端末320を使用しない際に、非表示面325を外側に折りたたむことで、表示部322の汚れや傷つきを抑制できる。本発明の一態様の発光装置を表示部322に用いることができる。
図25(F)は携帯情報端末330の外形を説明する斜視図である。図25(G)は、携帯情報端末330の上面図である。図25(H)は携帯情報端末340の外形を説明する斜視図である。
携帯情報端末330、340は、例えば電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた一つ又は複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとしてそれぞれ用いることができる。
携帯情報端末330、340は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、3つの操作ボタン339を一の面に表示することができる(図25(F)(H))。また、破線の矩形で示す情報337を他の面に表示することができる(図25(G)(H))。なお、情報337の例としては、SNS(ソーシャル・ネットワーキング・サービス)の通知、電子メールや電話などの着信を知らせる表示、電子メールなどの題名、電子メールなどの送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報337が表示されている位置に、情報337の代わりに、操作ボタン339、アイコンなどを表示してもよい。なお、図25(F)(G)では、上側に情報337が表示される例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、図25(H)に示す携帯情報端末340のように、横側に表示されていてもよい。
例えば、携帯情報端末330の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末330を収納した状態で、その表示(ここでは情報337)を確認することができる。
具体的には、着信した電話の発信者の電話番号又は氏名等を、携帯情報端末330の上方から観察できる位置に表示する。使用者は、携帯情報端末330をポケットから取り出すことなく、表示を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。
携帯情報端末330の筐体335、携帯情報端末340の筐体336がそれぞれ有する表示部333には、本発明の一態様の発光装置を用いることができる。本発明の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高いタッチパネルを提供できる。
また、図25(I)に示す携帯情報端末345のように、3面以上に情報を表示してもよい。ここでは、情報355、情報356、情報357がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。
携帯情報端末345の筐体354が有する表示部358には、本発明の一態様の発光装置を用いることができる。本発明の一態様により、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高いタッチパネルを提供できる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
なお、ある一つの実施の形態の中で述べる内容(一部の内容でもよい)は、その実施の形態で述べる別の内容(一部の内容でもよい)、及び/又は、一つ若しくは複数の別の実施の形態で述べる内容(一部の内容でもよい)に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを行うことが出来る。
なお、実施の形態の中で述べる内容とは、各々の実施の形態において、様々な図を用いて述べる内容、又は明細書に記載される文章を用いて述べる内容のことである。
なお、ある一つの実施の形態において述べる図(一部でもよい)は、その図の別の部分、その実施の形態において述べる別の図(一部でもよい)、及び/又は、一つ若しくは複数の別の実施の形態において述べる図(一部でもよい)に対して、組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。
なお、本明細書等においては、ある一つの実施の形態において述べる図または文章において、その一部分を取り出して、発明の一態様を構成することは可能である。したがって、ある部分を述べる図または文章が記載されている場合、その一部分の図または文章を取り出した内容も、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能であるものとする。そして、その発明の一態様は明確であると言える。そのため、例えば、能動素子(トランジスタ、ダイオードなど)、配線、受動素子(容量素子、抵抗素子など)、導電層、絶縁層、半導体層、有機材料、無機材料、部品、装置、動作方法、製造方法などが単数もしくは複数記載された図面または文章において、その一部分を取り出して、発明の一態様を構成することが可能であるものとする。例えば、N個(Nは整数)の回路素子(トランジスタ、容量素子等)を有して構成される回路図から、M個(Mは整数で、M<N)の回路素子(トランジスタ、容量素子等)を抜き出して、発明の一態様を構成することは可能である。別の例としては、N個(Nは整数)の層を有して構成される断面図から、M個(Mは整数で、M<N)の層を抜き出して、発明の一態様を構成することは可能である。さらに別の例としては、N個(Nは整数)の要素を有して構成されるフローチャートから、M個(Mは整数で、M<N)の要素を抜き出して、発明の一態様を構成することは可能である。さらに別の例としては、「Aは、B、C、D、E、または、Fを有する」と記載されている文章から、一部の要素を任意に抜き出して、「Aは、BとEとを有する」、「Aは、EとFとを有する」、「Aは、CとEとFとを有する」、または、「Aは、BとCとDとEとを有する」などの発明の一態様を構成することは可能である。
なお、本明細書等においては、ある一つの実施の形態において述べる図または文章において、少なくとも一つの具体例が記載される場合、その具体例の上位概念を導き出すことは、当業者であれば容易に理解される。したがって、ある一つの実施の形態において述べる図または文章において、少なくとも一つの具体例が記載される場合、その具体例の上位概念も、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。そして、その発明の一態様は、明確であると言える。
なお、本明細書等においては、少なくとも図に記載した内容(図の中の一部でもよい)は、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。したがって、ある内容について、図に記載されていれば、文章を用いて述べていなくても、その内容は、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。同様に、図の一部を取り出した図についても、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。そして、その発明の一態様は明確であると言える。
本実施例では、可撓性を有する発光装置(フレキシブルディスプレイ)の端子部にドライバICを実装し、クラックの発生の有無を確認した。なお、該フレキシブルディスプレイに、本発明の一態様の発光装置を適用することができる。
図26に、ドライバIC920をフレキシブルディスプレイ900に圧着する際の構成の断面模式図を示す。フレキシブルディスプレイ900のフレキシブル基板901には複数の端子電極916が露出して設けられている。またドライバIC920は、複数のバンプ926が設けられている。ここで、フレキシブルディスプレイ900は、平坦性を持たせるために、支持基板であるガラス基板931上に仮固定フィルム932を介して固定した。またガラス基板931はステージ933に設けられた吸着機構により吸着した。仮固定フィルム932としては、シリコーン樹脂層とポリエステルフィルムとが積層された厚さ約90μmのフィルムを用いた。
なお仮固定フィルム932としてはこれに限られず、支持基板とフレキシブル基板とを固定でき、且つフレキシブル基板を平坦に保持できるものを用いればよい。また仮固定フィルム932はできるだけ薄いほうが好ましく、例えば300μm以下、好ましくは200μm以下、より好ましくは100μm以下、さらに好ましくは50μm以下のものを用いればよい。
また、ステージ933としてフレキシブルディスプレイ900の一部が浮くことなく、高い平坦性を維持してフレキシブルディスプレイ900を固定できるものを用いる場合には、ガラス基板931及び仮固定フィルム932を用いなくてもよい。このようなステージとして例えば静電チャックや、吸着部にセラミックなどの多孔質部材を用いた吸着式のチャックを有するステージなどが挙げられる。
ドライバIC920と、フレキシブル基板901との間にACF923を挟み、圧着を行った。複数のバンプ926の最小ピッチは34.5μm、バンプ926のサイズは18μm×100μm、バンプ926の数は3534個とした。またACF923として、導電性粒子の密度60000個/mm、導電性粒子の直径が3.2μmであるものを用いた。圧着は、温度150℃、圧力33kgf(327N)で、10秒間行った。
ドライバIC920を圧着した後の端子電極916及びバンプ926の接続部を、フレキシブル基板901の側から光学顕微鏡により観察した結果を、図27(A)、(B)に示す。図27(A)と、図27(B)は、それぞれ異なる箇所の光学顕微鏡写真である。
図27(A)、(B)に示すように、圧着によって該接続部のほか、その周辺の配線、無機絶縁層等にクラックが生じていないことが確認できた。
その後、ドライバIC920を圧着したフレキシブルディスプレイ900に画像を表示させたところ、正常に表示が可能であることを確認した。したがってドライバIC920のバンプ926と、フレキシブルディスプレイ900の端子電極916とが問題なく導通していることが確認できた。
10 回路基板
11 基板
12 基板
20 反射層
21 回路
22 電極
23 接着層
30 レーザ光
31 軌跡
41 領域
42 領域
51 開口
52 接続体
53 外部電極
100 発光装置
101 支持基板
102 支持基板
110 反射層
111 基板
111a 部位
112 接着層
113 剥離層
114 隔壁
115 電極
115a 電極
115b 電極
116 端子電極
117 EL層
118 電極
119 絶縁層
120 接着層
121 基板
121a 部位
122 接着層
123 異方性導電接続層
124 外部電極
125 発光素子
126 導電層
127 絶縁層
128 溝部
129 絶縁層
130 画素
130B 画素
130G 画素
130R 画素
130Y 画素
131 表示領域
132 開口
133 開口
140 画素
141 絶縁層
143 剥離層
144 層
145 導電層
151 光
151B 光
151G 光
151R 光
151Y 光
170 領域
171 素子基板
180 軌跡
180a 軌跡
180b 軌跡
181 対向基板
190 発光装置
200 発光装置
205 絶縁層
206 電極
207 絶縁層
208 半導体層
210 絶縁層
211 絶縁層
212 絶縁層
214 電極
215 電極
219 配線
220 レーザ光
220a レーザ光
220b レーザ光
231 表示領域
232 トランジスタ
251 周辺回路
252 トランジスタ
264 遮光層
266 着色層
266B 着色層
266G 着色層
266R 着色層
266Y 着色層
268 オーバーコート層
280 部位
310 携帯情報端末
313 ヒンジ
315 筐体
316 表示パネル
320 携帯情報端末
322 表示部
325 非表示面
330 携帯情報端末
333 表示部
335 筐体
336 筐体
337 情報
339 操作ボタン
340 携帯情報端末
345 携帯情報端末
354 筐体
355 情報
356 情報
357 情報
358 表示部
618 電極
620 EL層
620a 電荷発生層
622 電極
630 発光素子
631 発光素子
900 フレキシブルディスプレイ
901 フレキシブル基板
916 端子電極
920 ドライバIC
923 ACF
926 バンプ
931 ガラス基板
932 仮固定フィルム
933 ステージ
7100 携帯情報端末
7101 筐体
7102 表示部
7103 バンド
7104 バックル
7105 操作ボタン
7106 入出力端子
7107 アイコン
7200 照明装置
7201 台部
7202 発光部
7203 操作スイッチ
7210 照明装置
7212 発光部
7220 照明装置
7222 発光部
7300 タッチパネル
7301 筐体
7302 表示部
7303 操作ボタン
7304 部材
7305 制御部
7400 携帯電話機
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク

Claims (6)

  1. 回路基板の作製方法であって、
    第1乃至第4の工程を有し、
    前記第1の工程は、
    第1の基板の第1の面上に回路及び電極を設ける工程を有し、
    前記第2の工程は、
    2の基板の第2の面上に反射層を設ける工程を有し、
    前記第3の工程は、
    前記第1の面と前記第2の面とを、前記反射層が前記電極と重なり、かつ前記反射層が前記電極の一部を囲うように向かい合わせ、接着層を介して貼り合わせる工程を有し、
    前記第4の工程は、
    前記反射層の少なくとも一部に、前記第2の基板側からレーザ光を照射する工程を有する、
    回路基板の作製方法。
  2. 請求項1に記載の回路基板の作製方法であって、
    5の工程を有し、
    記第5の工程は、
    前記反射層が前記電極の一部を囲う領域に位置する、前記第2の基板の一部と、記接着層の一部と、を除去する工程を有する、
    回路基板の作製方法。
  3. 請求項1または2において、
    前記第1の基板及び前記第2の基板は、可撓性を有する、
    回路基板の作製方法。
  4. 発光装置の作製方法であって、
    第1乃至第9の工程を有し、
    前記第1の工程は、
    第1の基板の第1の面上に、第1の剥離層を設ける工程と、
    前記第1の剥離層上に、第1の絶縁層を設ける工程と、
    前記第1の絶縁層上に、端子電極を設ける工程と、
    前記第1の絶縁層上、及び前記端子電極上に、第2の絶縁層を設ける工程と、
    前記第2の絶縁層上に、発光素子を設ける工程と、を有し、
    前記第2の工程は、
    第2の基板の第2の面上に、第2の剥離層を設ける工程と、
    前記第2の剥離層上に、第3の絶縁層を設ける工程と、
    前記第3の絶縁層上に、反射層を設ける工程と、を有し、
    前記第3の工程は、
    前記第1の面と前記第2の面とを、前記反射層が前記端子電極と重なり、かつ前記反射層が前記端子電極の一部を囲うように向かい合わせ、接着層を介して前記第1の基板と前記第2の基板とを互いに重ねる工程を有し、
    前記第4の工程は、
    前記第1の基板を前記第1の剥離層とともに前記第1の絶縁層から剥離する工程を有し、
    前記第5の工程は、
    前記第1の絶縁層と第3の基板とを互いに重ねて前記第3の基板を設ける工程を有し、
    記第3の基板は可撓性を有し、
    前記第6の工程は、
    前記第2の基板を前記第2の剥離層とともに前記第3の絶縁層から剥離する工程を有し、
    前記第7の工程は、
    前記第3の絶縁層と第4の基板とを互いに重ねて前記第4の基板を設ける工程を有し
    記第4の基板は可撓性を有し、
    前記第8の工程は、
    前記第4の基板側から、前記反射層の少なくとも一部にレーザ光を照射する工程を有し、
    前記第9の工程は、
    前記反射層が前記端子電極の一部を囲う領域に位置する、前記第4の基板の一部と、記接着層の一部と、を除去する工程を有する、
    発光装置の作製方法。
  5. 回路基板または発光装置を有する電子機器の作製方法であって、
    前記電子機器は、バッテリ、タッチセンサ、または筐体を有し、
    前記回路基板は、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の回路基板の作製方法によって作されており、
    前記発光装置は、請求項4に記載の発光装置の作製方法によって作されている
    電子機器の作製方法。
  6. 第1の基板と、第2の基板と、を有する発光装置であって、
    端子電極と、発光素子と、反射層と、を有し、
    前記第1の基板の第1の面は、前記第2の基板の第2の面と対向するように設けられ、
    前記端子電極と、前記発光素子と、は前記第1の面に設けられ、
    前記端子電極及び前記発光素子は、互いに電気的に接続され、
    前記反射層は、前記第2の面に設けられ、
    前記反射層は、前記反射層が前記端子電極と重なり、かつ前記反射層が前記端子電極の一部を囲うように設けられている、
    発光装置。
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