JP7117773B2 - 表示パネル製造装置および表示パネル製造方法 - Google Patents
表示パネル製造装置および表示パネル製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7117773B2 JP7117773B2 JP2018168349A JP2018168349A JP7117773B2 JP 7117773 B2 JP7117773 B2 JP 7117773B2 JP 2018168349 A JP2018168349 A JP 2018168349A JP 2018168349 A JP2018168349 A JP 2018168349A JP 7117773 B2 JP7117773 B2 JP 7117773B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- substrate
- display panel
- laser
- organic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
有機EL表示パネルでは、一般に各有機EL素子の発光層と、隣接する有機EL素子とは絶縁材料からなる隔壁で仕切られており、カラー表示用の有機EL表示パネルにおいては、有機EL素子が赤色(R)、緑色(G)、青色(B)(以下、単にR、G、Bという。)の各色に発光する副画素を形成し、隣り合うR、G、Bの副画素が組合わさってカラー表示における単位画素が形成されている。
通常、このような有機EL表示パネルの製造工程においては、特定の薄膜をパターニングする工程を伴う。従来から行われていた薄膜のパターニングの手法では、例えば、当該薄膜の上にフォトリソグラフィ法を用いてパターン化されたレジストマスクを形成した後、エッチング法などにより当該薄膜の不要な部分を除去してパターニングするようにしている。
しかし、有機EL表示パネルに使用される発光層を含む有機膜は、大気中の酸素や水分の影響により特性が劣化してしまうので、単にレーザー光により加工するだけでは、良質な有機ELパネルを製造することは難しい。
有機EL表示パネルは、基板上に画素電極、有機層(発光層を含む)、及び共通電極が順に設けられた積層構造を有する。共通電極は、基板上の画像表示領域の全面にわたって成膜される場合が多い。
特に、トップエミッション型の有機EL表示パネルにあっては、共通電極に光透過性を有する材料が使用されるため、抵抗値が高く、基板の周縁部に配された給電部(図示せず)から個々の有機EL素子までの距離に応じて電圧降下が異なり、それにより画面内に輝度のばらつきが発生することが懸念される。
図15(a)~(d)は、補助電極を画素電極と同一の層に形成した態様における有機EL表示パネルの製造工程の一部を模式的に示す概略断面図である。
そして、共通な電子輸送層716を形成する(図15(b))。その後、補助電極731上の電子輸送層716を除去して、上層の共通電極と接続するためのコンタクト用開口部を形成する工程を行うが、上述のように、フォトリソグラフィ法とエッチング法を組み合わせたパターニングによると、タクトタイムおよび製造コストの増大が避けられないので、本願の発明者らは、レーザー光を走査して、補助電極731上の電子輸送層716を昇華させて除去する方法(以下、「レーザーパターニング法」という。)を採用することを考えた(図15(c)参照)。
ところで、有機EL表示パネルを形成する各種の有機材料は、大気中の酸素や水分の影響により、特性が劣化することが知られており、上記のレーザーパターニング法は、真空雰囲気下で行われるのが望ましい。
図16(a)に示すようにパターニング装置800は、レーザー加工装置810と、レーザー加工装置810に対向する位置に窓ガラス821を装着した真空チャンバー820とを備えている。レーザー加工装置810は、レーザー光を射出するレーザーヘッド811を備え、これを図のX軸方向とY軸方向に移動させることによりレーザー光を走査可能なように構成される。
第1に、窓ガラス821の部品精度の問題である。厚みが完全に均一で平面性に優れたガラス板の製造にはコストがかかり、たとえ、それが可能であったとしても、環境による経時的な変化や、窓ガラス821自体の自重によりわずかな撓みや歪みが生じるおそれがある。
第2に、レーザー光の照射により、電子輸送層716を構成する樹脂材料が昇華されて真空チャンバー820内に飛散するが、その飛散物(デブリ)Dが、窓ガラス821に接触して凝固し、そのまま付着して、窓ガラス821のレーザー光LBの透過度を低下させるため、加工精度が劣化し、最悪の場合は加工不能となる。
そこで、本願の発明者らは、薄膜のパターニング加工にレーザーパターニング法を採用して、工数の削減および製造コストの低減を図りつつ、パターニング時に発生する上記問題を解決して良質な有機EL表示パネルの製造を可能とするため、鋭意研究の結果、本開示の一態様に至ったものである。
本開示の一態様に係る表示パネル製造装置は、有機膜を含む複数の薄膜が基板上方に積層されてなる表示パネルの製造装置であって、レーザー光を透過する透明窓を有し、少なくとも1層の薄膜が形成された薄膜付基板が収納されるチャンバーと、前記チャンバー内の雰囲気を、真空もしくは不活性ガスの雰囲気に調整する雰囲気調整部と、前記チャンバー内の、前記透明窓と前記薄膜付基板との間に配されたパターニングマスクと、前記チャンバーの外方に配され、前記透明窓とパターニングマスクを介して、前記レーザー光を前記薄膜付基板に向けて照射するレーザー照射部とを備える。
また、本開示の別の態様は、前記パターニングマスクは、レーザー光が透過する透明な平板状の基材上に遮光性の薄膜が積層され、当該薄膜にレーザー光が透過する透光パターンが形成されてなる。
係る態様により、加工対象となる薄膜をレーザー光でトリミングしてパターニングする際に発生するデブリが、まず、パターニングマスクに付着するので、透明窓に付着したり薄膜付基板に再付着するおそれが少なくなり、パターニングの加工精度の劣化を抑制することができる。
係る態様によれば、透明窓の面積を小さくして、その自重による撓みを防止することができるので、レーザー光による加工精度の劣化をより抑制できる。
係る態様により、パターニングマスクにより、薄膜付基板のレーザー加工部分の全体を覆うことができるので、デブリの透明窓への付着を一層抑制することができる。
係る態様によれば、パターニングマスクをチャンバーに設置しておけるので、パターニングマスクを複数回使用する際に利便性がよい。
係る態様によれば、レーザー加工に必要な部分だけマスクして、パターニングマスクの単価を抑えることができるので、メンテナンスコストを低くすることができる。
ここで、前記レーザー照射部が、YAGレーザー発振器を含むとしてもよいし、エキシマレーザー発振器を含むとしてもよい。
これにより、パターニング処理に要するタクトタイムを少なくできる。
また、本開示の別の態様は、前記レーザー照射部は、レーザー光を射出するレーザーヘッド部を備え、前記レーザーヘッド部を、少なくとも前記第1の方向に沿って移動させることによりレーザー光を走査するレーザー走査部を備える。
これにより、レーザー光が、透明窓とパターニングマスクを通過する際における光軸のずれを最小限に抑えることができる。
また、本開示の別の態様は、前記基板の上方に形成された少なくとも1層の薄膜は、金属からなる補助電極上に積層された有機膜であって、前記レーザー照射部は、前記パターニングマスクと協働して、予め決定されたパターンで、前記レーザー光を相対的に走査して前記補助電極上の有機膜を除去する。
また、本開示の別の態様は、前記透明窓は、石英ガラスからなる。
石英ガラスは、レーザー光の透過性が良好であると共に、耐久性にも優れているので、高度な加工精度を長時間維持することができる。
≪実施の形態≫
以下、本開示の一態様に係る有機EL表示パネルの製造装置および製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面は、説明の便宜上、模式的なものを含んでおり、各部材の縮尺や縦横の比率などが実際とは異なる場合がある。
図1は、有機EL表示パネル製造装置における薄膜パターニング装置200の構成を示す概略図である。また、図2は、薄膜パターニング装置200を図1のP-P線を通る平面で切断したときの斜視図である。
図1に示すように薄膜パターニング装置200は、レーザー光を走査して基板11に形成された薄膜の不要な部分を除去するレーザー加工装置(レーザー照射部)210、加工対象となる薄膜が形成された基板(有機EL表示パネル10の中間製品。以下、「薄膜付基板」と称する。)110を収納するチャンバー部220、チャンバー部220のテーブル223を、図1のH方向(X軸方向)に移動させる基板移動部230、チャンバー部220内を減圧して真空状態にする真空ポンプ240およびこれらを制御する制御部250などからなる。
図2の斜視図に示すようにレーザー加工装置210は、内部にレーザー発振器2112(当該レーザー光を収束させるための光学系)が内蔵されたレーザーヘッド部211、レーザーヘッド部211をY軸に平行な方向にスライド可能に保持する水平架台212、水平架台212をその長手方向における両端部で保持する一対の脚部213、各脚部213の下方に配され、X軸方向に延在する一対のガイドレール214などからなる。
また、レーザーヘッド部211の筐体内部には、駆動源として例えばリニアモーター2111が内蔵されており、当該駆動源を制御することにより、レーザーヘッド部211が、水平架台212のガイド溝2121に沿ってY軸方向に移動するように構成される。
制御部(不図示)により、レーザーヘッド部211のレーザー光源の出力を制御すると共に、リニアモーター2111やサーボモータ2131を駆動制御して、レーザーヘッド部211から射出されるレーザー光で薄膜付基板110の加工対象を走査してレーザー加工できるようになっている。
図1に戻り、チャンバー部220の真空チャンバー221は、上面に開口部を有し、この開口部に平板状の窓ガラス(透明窓)222が、シール部材(不図示)などを介して気密に装着されている。
真空チャンバー221内の底部には、その上面が窓ガラス222の主面と平行なテーブル223が設置され、テーブル223上に薄膜付基板110を、その加工面を上方に向けて載置することにより、窓ガラス222と薄膜付基板110が平行な状態に維持される。
このようにすることにより、窓ガラス222の面積が図16(a)、(b)に比べて飛躍的に小さくなって窓ガラス222の全重量が少なくなるので、自重により窓ガラス222の中央部が下方に向けて撓むことがなくなり、窓ガラス222全体と薄膜付基板110を平行に維持することができる。そのため、レーザーヘッド部211から、窓ガラス222の主面に垂直にレーザー光LBが射出することにより、レーザー光LBが、窓ガラス222の透過時に屈折してその光軸がずれるおそれが軽減される。
図3は、パターニングマスク2113の一例を示す斜視図である。パターニングマスク2113は、例えば、石英ガラスからなる帯状の平板な透明基材2114の上面に、クロムなどの遮光性金属を一面に蒸着して金属膜2115を形成した後、レジスト膜を利用したフォトリソグラフィ法とエッチング法によりパターニングして、金属膜2115に平行な4本の直線状の透光パターンOP1~OP4を形成することにより作成される。
パターニングマスク2113は、真空チャンバー221の内側面の設けられた保持板224(図2参照)上に、その主面が、窓ガラス222の主面と平行になるように載置される。
なお、パターニングマスク2113に形成される透光パターンの数および形状は、加工対象のパターン形状や仕様に応じて適宜変更されてよい。
(3)基板移動部230
基板移動部230は、テーブル223が、X方向に移動可能に載置される基台231と、基台231の上面に形成された、テーブル223の底面に形成された溝と係合して、テーブル223をX方向に案内するガイドレール232と、基台231に内蔵され、テーブル223をX方向に移動させるリニアモーター233とを有する。
(4)真空ポンプ240
真空ポンプ240は、真空チャンバー221内の空気を吸引して減圧し、真空チャンバー221内を所定の真空状態に維持する。
図4は、制御部250の構成を示すブロック図である。
同図に示すように制御部250は、CPU(Central Processing Unit)251、RAM(Random Access Memory)252、ROM(Read Only Memory)253、パターンメモリ254などからなる。
そして、真空ポンプ240により真空チャンバー221内を減圧して真空状態にする。なお、有機EL表示パネル10の特性の劣化を防止するため、例えば、10-3~10-5Paの高真空にするのが望ましい。本実施の形態では、上述のように窓ガラス222の面積を小さくしているので、窓ガラス222に適度の厚みをもたせておけば、このような高真空にしても撓むことはない。
パターニング加工の終了後、薄膜付基板110と、パターニングマスク2113は基板搬送ロボットにより真空チャンバー221から取り出され、薄膜付基板110は次の加工装置に搬送されると共に、パターニングマスク2113は、回収場所に搬送され、洗浄して再利用もしくは廃棄される。そして、次の薄膜付基板110が真空チャンバー221内に搬送される際に新しいパターニングマスク2113が設置される。
(a)本開示の態様に係る薄膜パターニング装置200によれば基板移動部230により、薄膜付基板110をX方向に移動させながらパターニング加工することができるので、窓ガラス222のX方向の幅は、レーザー光を透過させる幅だけあればよく、重量が軽くなって窓ガラス222が自重により下方に撓むおそれが少ないので、窓ガラス222に使用するガラス板の厚みに微少なバラツキがあったとしても、通過時のビーム光の位置ずれを最小限に止めることができる。
パターニングマスク2113は、薄膜付基板110の上面と若干離間しているので、飛散したデブリが、隔壁14とパターニングマスク2113に囲まれた極小のスペース内で充満して補助電極131などに再付着するようなこともなくなる。
なお、上記(b)~(d)の効果を十二分に発揮するためには、パターニングマスク2113と薄膜付基板110の間隔が、1mm以上、10mm以下であることが望ましい。
図5は、上記薄膜パターニング装置200を含む有機EL表示パネルの製造装置で形成された有機EL表示パネル10を組み込んだ有機EL表示装置100の全体構成を示すブロック図である。
有機EL表示装置100は、例えば、テレビ、パーソナルコンピュータ、携帯端末、業務用ディスプレイ(電子看板、商業施設用大型スクリーン)などに用いられる表示装置である。
有機EL表示パネル10は、本実施の形態では、上面が長方形状の画像表示面であるトップエミッション型の表示パネルである。有機EL表示パネル10では、画像表示面に沿って複数の有機EL素子(不図示)が配列され、各有機EL素子の発光を組み合わせて画像を表示する。なお、有機EL表示パネル10は、一例として、アクティブマトリクス方式を採用している。
なお、図5では、一例として、駆動回路410が有機EL表示パネル10の周囲に4つ配置されているが、駆動制御部400の構成はこれに限定されるものではなく、駆動回路410の数や位置は適宜変更可能である。
(A)平面構成
図6は、有機EL表示パネル10の画像表示面の一部を拡大した模式平面図である。
有機EL表示パネル10では、一例として、R、G、B色にそれぞれ発光する副画素100R、100G、100Bが行列状に配列されている。行方向(X方向)に並ぶ一組の副画素100R、100G、100Bが、一つの画素Pを構成している。
また、列方向(Y方向)においては、副画素100R、副画素100G、副画素100Bのいずれかのみが並ぶことでそれぞれ副画素列CR、副画素列CG、副画素列CBが構成されている。これにより、有機EL表示パネル10全体として画素Pが、X方向及びY方向に沿った行列状に並び、この行列状に並ぶ画素Pの発色を組み合わせることにより、画像表示面に画像が表示される。
ただし、各副画素列CR、CG、CBでは、副画素100R、100G、100B同士を絶縁する画素規制層141がY方向に間隔をおいて複数配置され、各副画素100R、100G、100Bは、独立して発光することができるようになっている。
図6では、隔壁14及び画素規制層141は点線で表されているが、これは、画素規制層141及び隔壁14が、画像表示面の表面に露出しておらず、画像表示面の内部に配置されているからである。
この補助電極形成領域600には有機EL素子が形成されておらず、X方向におけるほぼ中央には、Y方向に伸びる長尺な補助電極131が形成されている。
上述のように、有機EL表示パネル10において、一つの画素は、R、G、Bをそれぞれ発光する3つの副画素からなる。各副画素は、対応する色を発光する有機EL素子2で構成される。
図7は、有機EL表示パネル10の、図6のA-A線に沿った模式断面図である。
基板11、層間絶縁層12、電子輸送層16、共通電極17、および、封止層18は、画素ごとに形成されているのではなく、有機EL表示パネル10が備える複数の有機EL素子2に共通して形成されている。
基板11は、絶縁材料である基材111と、TFT(Thin Film Transistor)層112とを含む。TFT層112には、副画素ごとに駆動回路が形成されている。基材111は、例えば、ガラス基板、石英基板、シリコン基板、硫化モリブデン、銅、亜鉛、アルミニウム、ステンレス、マグネシウム、鉄、ニッケル、金、銀などの金属基板、ガリウム砒素などの半導体基板、プラスチック基板等を採用することができる。
層間絶縁層12は、基板11上に形成されている。層間絶縁層12は、樹脂材料からなり、TFT層112の上面の段差を平坦化するためのものである。樹脂材料としては、例えば、ポジ型の感光性材料が挙げられる。また、このような感光性材料として、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シロキサン系樹脂、フェノール系樹脂が挙げられる。また、図7の断面図には示されていないが、層間絶縁層12には、副画素ごとにコンタクトホールが形成されている。
画素電極13は、副画素ごとに設けられ、コンタクトホール(不図示)を通じてTFT層112と電気的に接続されている。
本実施の形態においては、画素電極13は、陽極として機能する。
本実施の形態では、有機EL表示パネル10は、トップエミッション型であるので、画素電極13は、発光効率向上のため、光反射性を有する金属材料によって形成される。
(4)補助電極(バスバー)
補助電極131は、層間絶縁層12上の上記画素電極13と同じ層に形成される。後述するように、製造工程の簡易化の観点から、補助電極131は、上記画素電極13と同じ工程で形成され、画素電極13と同じ材料が用いられるのが望ましいが、これに限定されない。
隔壁14は、基板11の上方に副画素ごとに配置された複数の画素電極13を、X方向において列毎に仕切るものであって、X方向に並ぶ副画素列CR、CG、CBの間においてY方向に延伸するラインバンク形状である。
この隔壁14には、電気絶縁性材料が用いられる。電気絶縁性材料の具体例として、例えば、絶縁性の有機材料(例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック樹脂、フェノール樹脂等)が用いられる。
なお、隔壁14の素材として、樹脂材料を用いる際は、加工性の点から感光性を有することが好ましい。当該感光性は、ポジ型、ネガ型のいずれであってもよいが、有機溶媒や熱に対する耐性を有することが好ましい。また、インクの流出を抑制するために、隔壁14の表面は所定の撥液性を有することが好ましい。
画素規制層141は、電気絶縁性材料からなり、各副画素列においてY方向に隣接する画素電極13の端部を覆い、当該Y方向に隣接する画素電極13同士を仕切っている。
画素規制層141の膜厚は、画素電極13の膜厚よりも若干大きいが、前述のように印刷直後のインク状の発光層の上面の高さよりも低くなるように設定されている。これにより、各副画素列CR、CG、CBにおいて、発光層15を形成する際のインクの流動が画素規制層141によって妨げられない。そのため、各副画素列における発光層15の厚みを均一に揃えることを容易にする。
画素規制層141に用いられる電気絶縁性材料の具体例としては、上記隔壁14の材料として例示した樹脂材料や無機材料などが挙げられる。また、上層となる発光層15を形成する際、インクが濡れ広がりやすいように、画素規制層141の表面はインクに対する親液性を有することが好ましい。
(6)発光層
発光層15は、発光領域500における隔壁14の間に形成されており、正孔と電子の再結合により、R、G、Bの各色の光を発光する機能を有する。なお、特に、発光色を特定して説明する必要があるときには、発光層15(R)、15(G)、15(B)と記す。
電子輸送層16は、共通電極17からの電子を発光層15へ輸送する機能を有する。電子輸送層16は、電子輸送性が高い有機材料からなり、アルカリ金属、および、アルカリ土類金属を含まない。
電子輸送層16に用いられる有機材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体(OXD)、トリアゾール誘導体(TAZ)、フェナンスロリン誘導体(BCP、Bphen)などのπ電子系低分子有機材料が挙げられる。
(8)共通電極
共通電極17は、透光性の導電性材料からなり、電子輸送層16上に形成されている。共通電極17は、陰極として機能する。
また、補助電極形成領域600においては、コンタクト用開口部161を介して、共通電極17が補助電極131上に直接形成される。
封止層18は、内部の有機EL素子の構成要素、特に、発光層15、電子輸送層16などの有機層が水分やその他の液体に晒されたり、空気に晒されたりして劣化するのを防止するために設けられるものである。
本実施の形態においては、封止層18は、窒化シリコン(SiN)の薄膜であって、共通電極17の上面を被覆する。また、上述の窒化シリコン(SiN)のほかに、他の適当な無機材料(例えば、酸窒化シリコン(SiON)、炭化シリコン(SiC)等)を使用してもよい。
図7には示されてないが、封止層18上に接着剤を介して防眩用の偏光板や上部基板を貼り合せてもよい。これらを貼り合せることによって、有機EL素子2の構成要素、特に有機層が水分および空気などから、さらに保護される。
4.有機EL表示パネル10の製造方法
以下、上記の有機EL表示パネル10の製造方法について、図面を用いて説明する。
(1)基板準備工程
まず、基材111上にTFT層112を成膜して基板11を準備する(図8(a)、図11のステップS1)。TFT層112は、公知のTFTの製造方法により成膜することができる。
また、層間絶縁層12における、TFT素子の例えばソース電極上の個所にドライエッチング法を行い、コンタクトホール(不図示)を形成する。コンタクトホールは、その底部にソース電極の表面が露出するようにパターニングなどを用いて形成される。
(2)画素電極・補助電極形成工程
次に、層間絶縁層12上に画素電極13および補助電極131を形成する(図11のステップS2)。
(3)隔壁・画素規制層形成工程
次に、隔壁14および画素規制層141を形成する(図11のステップS3)。
まず、画素電極13が形成された層間絶縁層12上に、樹脂材料を隔壁14の膜厚だけ塗布して隔壁材料層1400を形成する(図9(a))。具体的な塗布方法として、例えばダイコート法やスリットコート法、スピンコート法などの湿式法を用いることができる。
例えば、隔壁材料層がポジ型の感光性を有する場合は、隔壁材料層1400を残す箇所を遮光し、除去する部分を露光する。
そのため、この露光工程で使用されるフォトマスクは、隔壁14に対応する位置に配され光を完全に遮断する遮光部と、画素規制層141に対応する位置に配された半透明部と、それ以外の画素電極13の露出部分および補助電極131に対応する位置に配された透光部とを有するものが用いられる。
次に、現像を行い、隔壁材料層1400の露光領域を除去することにより、隔壁14と、これよりも膜厚の小さな画素規制層141を形成することができる。具体的な現像方法としては、例えば、基板11全体を、隔壁材料層1400の露光により感光した部分を溶解させる有機溶媒やアルカリ液などの現像液に浸した後、純水などのリンス液で基板11を洗浄すればよい。
(4)発光層形成工程
次に、上記画素電極13の上方に、発光層15を形成する(図11のステップS4)。
具体的には、各一対の隔壁14で挟まれた開口部に、対応する発光色の発光材料を含むインクを、印刷装置の塗布ヘッド301のノズル3011から順次吐出して開口部内の画素電極13上に塗布する。この際、インクを画素規制層141の上方においても連続するように塗布する。これにより、Y方向に沿ってインクが流動可能となり、インクの塗布むらを低減して、同一の副画素列における発光層15の膜厚を均一化することが可能となる。
(5)電子輸送層形成工程
次に、発光層15、隔壁14、画素規制層141、補助電極131上に共通の電子輸送層16を形成する(図10(a)、図11のステップS5)。電子輸送層16は、例えば、電子輸送性の有機材料を蒸着法により成膜することにより形成される。
次に、上述の薄膜パターニング装置200(図1)により、補助電極131上の電子輸送層16を除去してコンタクト用開口部161を形成する(図11のステップS6)。
基板11上方に電子輸送層16が成膜された有機EL表示パネル10の中間製品(図10(a)の状態)である薄膜付基板110を、基板搬送ロボットにより、薄膜パターニング装置200の真空チャンバー221内のテーブル223上の所定箇所に位置決めして載置し、真空ポンプ240を作動させて真空チャンバー221内を減圧し、上述のような高真空の状態にする。
具体的に、制御部250は、レーザー加工装置210のレーザーヘッド部211を、所定の基準位置(ホームポジション)に移動させた後、加工対象となる薄膜のみを選択的に除去できるようなレーザー出力と走査速度で、内部の記憶メモリに予め記憶されたプログラム(パターンデータ)に基づいて、窓ガラス222とパターニングマスク2113を介して薄膜付基板110上にレーザー光を照射し、窓ガラス222の幅W1の範囲内で加工が終了すると、基板移動部230で薄膜付基板110をH方向に所定量移動させると共に、レーザーヘッド部211を再び基準位置に戻して、次の加工領域について引き続きパターニングを実行する。このような動作を繰り返して、薄膜付基板110の全加工領域についてのパターニング加工を実行する。
(7)共通電極形成工程
次に、電子輸送層16上に、共通電極17を形成する(図11のステップS7)。本実施の形態では、共通電極17は、銀、アルミニウム等を、スパッタリング法または真空蒸着法により成膜することにより形成される。
(8)封止層形成工程
次に、共通電極17上に、封止層18を形成する(図11のステップS8)。
4.効果のまとめ
上記開示の態様によれば、次のような効果が得られる。
(1)有機薄膜を含む表示パネル、特に、有機EL素子パネルにおいては、有機薄膜は酸素や水分を嫌うため、レーザー加工においても、密閉された真空雰囲気下にあるチャンバー内で行う必要がある。レーザー加工装置は比較的大型であるため、レーザー加工装置をチャンバーの外側に配置して、レーザー光を透過する窓ガラスを介して、内部の基板上に形成された薄膜に照射して加工する構成を取ることになるが、窓ガラスに変形や歪みなどがあると、レーザー光による精密加工に悪影響を与える。
(2)また、レーザー光により熔融された薄膜付基板の有機薄膜がデブリとなってチャンバー内を飛散して、窓ガラスに接触して凝固・付着すると、レーザー光が十分窓ガラスを透過せず加工不能となるが、本開示の態様によれば、上記パターニングマスクを窓ガラスよりも、より基板に近い位置に配置しているので、一旦上方に向けて飛散したデブリのほとんどがパターニングマスクに付着し、基板の薄膜上に再付着する蓋然性が飛躍的に少なくなり、有機EL表示パネルの品質が劣化するのを防止できる。
以上、本開示の態様によれば、レーザー加工により薄膜のパターニングを行うことにより、従来のフォトリソグラフィ法やエッチング法を利用したパターニング方法より、大幅に工数を削減できると共に、発生するデブリの悪影響を排して、メンテナンスが容易で、かつ、品質の高い有機EL表示パネルの製造を可能にする。
≪変形例≫
本発明の一態様として、有機EL表示パネルの製造装置及び製造方法の実施の形態について説明したが、本発明は、その本質的な特徴的構成要素を除き、以上の説明に何ら限定を受けるものではない。以下では、本発明の他の態様例である変形例を説明する。
図12(a)は、このガルバノスキャナー機構の構成を模式的に示す図である。YAGレーザー発振器2112から発振されたレーザー光は、不図示のモーター(ガルバノモーター)により軸2152を中心に回動するガルバノミラー2151の反射面で反射して偏向され、fθレンズ2153により平行光に変換されてパターニングマスク2113を介して薄膜付基板110をY方向に走査する。これにより、レーザー光の走査速度が格段に速くなり、タクトタイムの削減が可能である。なお、別のガルバノミラーを用意して、軸2152と直交する軸回りに角度を変えるようにすれば、X方向の走査も同時に行うことも可能である。
このようにパターニングマスク2170を薄膜付基板110とほぼ同じかそれ以上の大きさにすることにより、レーザー加工時に発生するデブリが上方の空間に舞い上がって窓ガラス222に付着するのを、より効果的に防止することができる。
(4)薄膜パターニング装置におけるレーザー光源の波長域について
上記実施の形態では、補助電極131上の樹脂からなる電子輸送層16をパターニングしたが、電子輸送層以外に、電子注入層や正孔注入層、正孔輸送層などの複数の薄膜が補助電極131上に形成される場合であっても、それらの薄膜の材質が吸収する共通の波長域のレーザー光を発生するレーザー加工装置によって一気にコンタクト用開口部161を形成して補助電極131を露出させることも可能である。
しかし、より安定して、確実に補助電極131のみを残し、その上層の薄膜を除去するためには、特定の波長域のレーザー光に対し、薄膜のレーザー光の吸収率が補助電極131を構成する金属の吸収率よりもできるだけ大きくなるように、それらの材料およびレ-ザー光の波長域を選択することが望ましい。
また、エキシマレーザーを使用する場合には、同様な理由により、XeFエキシマレーザ(波長351nm)が望ましい。
上記実施の形態では、補助電極131上の電子輸送層16にコンタクト用開口部161を形成する場合について説明したが、他の場合においても薄膜パターニング装置200によって薄膜をパターニングすることは可能である。
例えば、発光領域500と並列して補助電極形成領域600を設けて補助電極131を形成するのではなく隔壁14の頂上部の上方に形成する場合にも使用可能である。この場合、共通電極17上に形成された有機層や封止層などを隔壁14の頂上部において薄膜パターニング装置200により一部除去してコンタクト用開口部を形成する。その上に、金属膜を蒸着法などで形成し、エッチング処理して、当該コンタクト用開口部にのみ金属を残して、これを補助電極とするようにしてもよい。
(6)窓ガラスなどの材料について
上記実施の形態では、窓ガラス222やパターニングマスク2113の透明基材2114の材料として、広い波長範囲について透過性が良好で、耐久性に優れた石英ガラスを使用するようにしたが、使用するレーザー光の波長域によっては、ソーダガラスや、また、アクリル板などの透明樹脂板の使用もあり得る。
(8)上記実施の形態では、フルカラーの有機EL表示パネル10を形成するためR、G、Bの各副画素にそれぞれ対応する色を発光する発光材料を含む発光層15(R)、15(G)、15(B)を形成したが、全て白色を発光する発光層に統一して、封止層18の上方にR、G、Bのフィルターを配した公知のカラーフィルター基板を透明な接着剤などを介して貼着するように構成してもよい。
(10)上記実施の形態では、各有機EL素子が、画素電極、発光層、電子輸送層、共通電極からなる構成であるとしたが、例えば、画素電極と発光層との間に正孔注入層や正孔輸送層を含む構成であってもよいし、電子輸送層と共通電極との間に電子注入層を含む構成であってもよい。なお、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などの機能を有する有機膜の上位概念として有機機能層と総称することができる。
例えば、まず、Y方向における画素電極列を仕切るための画素規制層141を形成する。
(12)上記実施の形態においてはラインバンク方式の有機EL表示パネルについて説明したが、発光領域500において、一つの副画素ごとにその四方を隔壁で囲むようにした、いわゆるピクセルバンク方式の有機EL表示パネルであっても構わない。
(15)また、上記実施の形態に係る有機EL表示パネル10は、アクティブマトリクス方式を採用したが、これに限られず、パッシブマトリクス方式を採用してもよい。
≪補足≫
以上、本開示に係る表示パネルの製造装置および製造方法について、実施の形態および変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態および変形例に限定されるものではない。上記実施の形態および変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態および変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
2 有機EL素子
10 有機EL表示パネル
11 基板
12 層間絶縁層
13 画素電極
14 隔壁
15 発光層
16 電子輸送層
17 共通電極
18 封止層
100 有機EL表示装置
110 薄膜付基板
100B、100G、100R 副画素
111 基材
112 TFT層
131 補助電極
141 画素規制層
161 コンタクト用開口部
200 薄膜パターニング装置
210 レーザー加工装置
220 チャンバー部
221 チャンバー
222 窓ガラス
240 真空ポンプ
230 基板移動部
250 制御部
2113、2170、2180 パターニングマスク
2151 ガルバノミラー
Claims (12)
- 有機膜を含む複数の薄膜が基板上方に積層されてなる表示パネルの製造装置であって、
レーザー光を透過する透明窓を有し、少なくとも1層の薄膜が形成された薄膜付基板が収納されるチャンバーと、
前記チャンバー内の雰囲気を、真空もしくは不活性ガスの雰囲気に調整する雰囲気調整部と、
前記チャンバー内の、前記透明窓と前記薄膜付基板との間に配されたパターニングマスクと、
前記チャンバーの外方に配され、前記透明窓とパターニングマスクを介して、前記レーザー光を前記薄膜付基板に向けて照射するレーザー照射部と
を備え、
前記パターニングマスクは、レーザー光が透過する透明な平板状の基材上に遮光性の薄膜が積層され、当該薄膜にレーザー光が透過する透光パターンが形成されてなり、
前記表示パネルは、基板上に画素電極、発光層、及び基板上の画像表示領域の全面にわたって成膜される共通電極が順に設けられた積層構造であって、前記共通電極と電気的に接続することにより、共通電極の導電性を向上する補助電極を有し、
前記補助電極は金属からなり、
前記基板の上方に形成された少なくとも1層の薄膜は、前記補助電極上に積層された有機膜であって、前記レーザー照射部は、前記パターニングマスクと協働して、予め決定されたパターンで、前記レーザー光を相対的に走査して前記補助電極上の有機膜を除去する
表示パネル製造装置。 - 前記透明窓は、前記薄膜付基板の主面に沿って第1の方向に伸びる長尺な帯形状であり、
前記チャンバー内の前記薄膜付基板を、その主面に沿った、前記第1の方向と直交する第2の方向に移動させる基板移動部をさらに備える
請求項1に記載の表示パネル製造装置。 - 平面透視したときに、前記パターニングマスクのマスク領域内に、前記薄膜付基板の全加工対象領域が含まれ、前記基板移動部は、前記薄膜付基板と前記パターニングマスクとを、両者の相対的位置関係を保った状態で前記第2の方向に移動させる
請求項2に記載の表示パネル製造装置。 - 前記パターニングマスクの位置は、前記チャンバーに対して固定されており、前記基板移動部は、前記薄膜付基板のみを前記第2の方向に移動させる
請求項2に記載の表示パネル製造装置。 - 前記第2の方向における前記パターニングマスクのマスク幅は、同方向における前記薄膜付基板の加工領域の幅よりも小さい
請求項4に記載の表示パネル製造装置。 - 前記レーザー照射部は、YAGレーザー発振器を含む
請求項2から5までのいずれかに記載の表示パネル製造装置。 - 前記レーザー照射部は、エキシマレーザー発振器を含む
請求項2から5までのいずれかに記載の表示パネル製造装置。 - 前記レーザー照射部は、レーザー光を、ガルバノミラーにより偏向させて、少なくとも前記第1の方向に沿って走査させるガルバノスキャナー機構を備える
請求項6または7に記載の表示パネル製造装置。 - 前記レーザー照射部は、レーザー光を射出するレーザーヘッド部を備え、前記レーザーヘッド部を、少なくとも前記第1の方向に沿って移動させることによりレーザー光を走査するレーザー走査部を備える
請求項6または7に記載の表示パネル製造装置。 - 前記透明窓と前記パターニングマスクは、共に前記薄膜付基板の主面と平行であって、前記レーザー光は、前記透明窓の主面に対して垂直に入射される
請求項9に記載の表示パネル製造装置。 - 前記透明窓は、石英ガラスからなる
請求項1から10までのいずれかに記載の表示パネル製造装置。 - 有機膜を含む複数の薄膜が基板上に積層されてなる表示パネルの製造方法であって、
レーザー光を透過する透明窓を有するチャンバー内に、少なくとも1層の薄膜が形成された薄膜付基板を、その薄膜が形成された側の主面を前記透明窓に対向した状態で収納する基板収納工程と、
前記チャンバー内の雰囲気を、真空もしくは不活性ガスの雰囲気に調整する雰囲気調整工程と、
前記チャンバー内の、前記透明窓と前記薄膜付基板との間に、パターニングマスクを配した状態で、前記チャンバーの外部から、前記透明窓と前記パターニングマスクを介して、レーザー光を前記薄膜付基板の加工面に向けて射出し、前記薄膜を部分的に除去する薄膜除去工程と、
を含み、
前記パターニングマスクは、レーザー光が透過する透明な平板状の基材上に遮光性の薄膜が積層され、当該薄膜にレーザー光が透過する透光パターンが形成されてなり、
前記表示パネルは、基板上に画素電極、発光層、及び基板上の画像表示領域の全面にわたって成膜される共通電極が順に設けられた積層構造であって、前記共通電極と電気的に接続することにより、共通電極の導電性を向上する補助電極を有し、
前記補助電極は金属からなり、
前記基板の上方に形成された少なくとも1層の薄膜は、前記補助電極上に積層された有機膜であって、前記レーザー照射部は、前記パターニングマスクと協働して、予め決定されたパターンで、前記レーザー光を相対的に走査して前記補助電極上の有機膜を除去する
表示パネル製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018168349A JP7117773B2 (ja) | 2018-09-07 | 2018-09-07 | 表示パネル製造装置および表示パネル製造方法 |
US16/452,530 US20200006661A1 (en) | 2018-07-02 | 2019-06-26 | Display panel patterning device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018168349A JP7117773B2 (ja) | 2018-09-07 | 2018-09-07 | 表示パネル製造装置および表示パネル製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020042115A JP2020042115A (ja) | 2020-03-19 |
JP7117773B2 true JP7117773B2 (ja) | 2022-08-15 |
Family
ID=69798143
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018168349A Active JP7117773B2 (ja) | 2018-07-02 | 2018-09-07 | 表示パネル製造装置および表示パネル製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7117773B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7337766B2 (ja) * | 2020-09-18 | 2023-09-04 | 株式会社Screenホールディングス | 真空処理装置 |
JP2022050918A (ja) * | 2020-09-18 | 2022-03-31 | 株式会社Screenホールディングス | 真空処理装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008288075A (ja) | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Sony Corp | 表示装置の製造方法および表示装置 |
US20130319977A1 (en) | 2012-05-30 | 2013-12-05 | Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Laser Annealing Device |
WO2017010488A1 (ja) | 2015-07-14 | 2017-01-19 | シャープ株式会社 | 表示装置および表示装置の製造方法 |
WO2018181049A1 (ja) | 2017-03-30 | 2018-10-04 | 株式会社クオルテック | El表示パネルの製造方法、el表示パネルの製造装置、el表示パネル、およびel表示装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004047128A (ja) * | 2002-07-08 | 2004-02-12 | Sony Corp | 有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法 |
JP5329784B2 (ja) * | 2006-08-25 | 2013-10-30 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
-
2018
- 2018-09-07 JP JP2018168349A patent/JP7117773B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008288075A (ja) | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Sony Corp | 表示装置の製造方法および表示装置 |
US20130319977A1 (en) | 2012-05-30 | 2013-12-05 | Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Laser Annealing Device |
WO2017010488A1 (ja) | 2015-07-14 | 2017-01-19 | シャープ株式会社 | 表示装置および表示装置の製造方法 |
WO2018181049A1 (ja) | 2017-03-30 | 2018-10-04 | 株式会社クオルテック | El表示パネルの製造方法、el表示パネルの製造装置、el表示パネル、およびel表示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020042115A (ja) | 2020-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9818808B2 (en) | Organic electroluminescence display panel and method of manufacturing the same | |
US8292684B2 (en) | Method of manufacturing flat panel display device | |
KR102038817B1 (ko) | 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법 | |
US9735211B2 (en) | Organic light emitting diode display device having improved aperture ratio and lifetime | |
JP6154572B2 (ja) | 薄膜蒸着用のマスクフレームアセンブリー | |
US9580791B2 (en) | Vapor deposition mask, and manufacturing method and manufacturing device for organic EL element using vapor deposition mask | |
US6146715A (en) | Method of fabricating organic electroluminescent display panel | |
JP7072225B2 (ja) | 表示パネル製造装置および表示パネル製造方法 | |
JP4731970B2 (ja) | 発光装置及びその作製方法 | |
US20140147950A1 (en) | Method of fabricating organic light emitting diode display device | |
JP5323667B2 (ja) | 有機電界発光素子及びその製造方法 | |
US20180138255A1 (en) | Electroluminscent display device and method of fabricating the same | |
US20200006661A1 (en) | Display panel patterning device | |
US20140206117A1 (en) | Method for manufacturing display device | |
US10109691B2 (en) | Method for manufacturing organic EL display panel | |
US8029327B2 (en) | Semiconductor device and display device using a one-dimensional substrate and device fabricating method thereof | |
KR20110035049A (ko) | 유기전계발광소자 및 이의 제조방법 | |
JP7117773B2 (ja) | 表示パネル製造装置および表示パネル製造方法 | |
JP7125104B2 (ja) | 表示パネル製造装置 | |
CN115132941B (zh) | 显示面板的制备方法及显示面板 | |
KR102132443B1 (ko) | 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법 | |
KR102530799B1 (ko) | 유기발광다이오드 표시장치 및 그 제조방법 | |
JP2014013703A (ja) | 表示素子、及び表示素子の製造方法 | |
JP2020008741A (ja) | 表示パネル製造装置および表示パネル製造方法 | |
JP4953365B2 (ja) | 半導体装置、表示装置およびデバイス製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210311 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220104 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220304 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220419 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220616 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220628 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220726 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7117773 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S303 | Written request for registration of pledge or change of pledge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R316303 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S803 | Written request for registration of cancellation of provisional registration |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R316803 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |