TWI255151B - Organic electroluminescent display apparatus, electronic machine and its manufacturing method - Google Patents
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Description
1255151 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於電激發光（以下簡稱EL )顯示裝置 的改良，尤其是，有關可以製作更薄的有機EL顯示裝 置，使用其之電子機器及其製造方法。 【先前技術】 半導體裝置等中，例如，日本特開2002-217391號公 報所記載之發明，在耐熱性之元件形成基板上隔著第1剝 離層而形成薄膜電路，在該薄膜電路上隔著第2剝離層接 著一暫轉印基板，將第1剝離層破壞而將薄膜電路從元件 形成基板側移動至暫轉印基板側。然後，在暫轉印基板上 貼合一最終基板並將第2剝離層破壞，將薄膜電路從暫轉 印基板側轉印至最終基板側。藉此，可在塑膠基板上獲得 相同於在元件形成基板上之成膜順序而配置的薄膜電路。 此處，薄膜電路中包含薄膜電晶體（TFT )電路、液晶顯 示器的TFT電路基板、有機EL顯示裝置等。 〔專利文獻〕 曰本特開2002-217391號公報 【發明內容】 〔發明所欲解決之課題〕 可是在此其中，上述這類基板間重複兩次剝離轉印而 (2) 1255151 將句機E L顯不裝置轉印至最終基板的情況下，製造工程 數增加，製造程序複雜化。 又，藉由使用上述剝離轉印技術可在柔軟性高的塑膠 薄膜基板上形成有機E L顯示裝置。藉此，雖然可提供片 狀的薄的有機EL顯不面板，但有機el顯示裝置中需要 防止水分或氧氣侵入發光元件，因此需要密封基板來覆蓋 上記塑膠基板以外的發光元件群而保護之。因此，即使想 要使用薄的塑膠基板，要降低顯示面板整體的厚度仍有一 定極限。又，來自位於兩基板間的有機E L發光元件的放 射光係透過其中一片基板而出射至外部，因此在穿透該當 基板之際會發生通過損失。 因此，本發明目的係提供可降低基板通過損失的有機 EL顯示裝置。 又，本發明的係提供薄片狀的有機EL顯示裝置。 又，本發明的係提供使用了此種有機EL顯示裝置的 電子機器。 又’本發明的係提供上述此種有機EL顯示裝置之製 造方法。 〔用以解決課題之手段〕 爲了達成上記目的，本發明之有機電激發光顯示裝 置’其特徵爲，含有：一基板，其爲兼任阻止水分或氧氣 滲入內部的保護層和成膜之支持層；及一層積體，是被成 膜在基底層之上，且含有：擔任電氣電路的薄膜電路層、 -6- (3) 1255151 擔任將發光朝向上記基底層側放射之有彳幾®激發光體的有 機電激發光層；及一接著層’將上記層積體與上記基板予 以接合；且上記有機電激發光體係在上記基底層側將發光 放射出來。
若根據所論構成’則可獲得使用1片基板的薄的有機 EL顯示裝置。又，由於有機EL光可不通過基板就向外部 放射，因此可以避免通過基板造成之光量損失或基板上的 多重反射。又，藉由基板、接著層、基底層形成保護層’ 而可抑制水分或氧氣等侵入裝置內部。 較佳爲，含有一連接電極’其爲貫通上記基底層之一 部份並於其下面露出，且連接外部電路與上記電氣電路。 藉此，和外部電路的連接變爲容易。又，即使1次剝離轉 印也能確保連接端子。 較佳爲，上記基底層的膜厚係避免爲400 (藍色）〜 8 00nm (紅色）。更理想爲，是在3 00nm以下。藉此，可 以使得發光光（可見光）通過基底層時不會產生干涉。 較佳爲，上記基板係塑膠基板。藉此，可耐彎曲與衝 擊，容易獲得片狀的顯示裝置。不過，亦可爲玻璃基板。 較佳爲，上記下部連接電極及上記上部連接電極彼此 間的連接，係隔著異方性導電材料或導電性接著劑而進 行。藉此，可達成輕易和外部電路連接。 較佳爲，上記下部連接電極及上記上部連接電極是形 成爲略成一面。藉此，可是後續工程中的取用以及配線連 接都變爲容易。 1255151 (4) 又，本發明的電子機器，由於含有上述有機E L顯示 裝置因此可使顯示部的構成容易薄型化。電子機器，係例 如，將有機E L顯示裝置當作顯示部使用者’包含：攝影 機、電視、大型螢幕、行動電話、個人電腦、攜帶型資訊 機器（所謂的PDA )，以其他各種產品。 又，本發明之有機電激發光顯示裝置的製造方法，其 特徵爲，含有：在第1基板上形成剝離層的工程；及在上 記剝離層上，形成含有使光線往剝離層側射出之有機電激 發光層的層積體的工程；及對上記剝離層賦予能量而令其 發生剝離，使上記第1基板剝離而將上記層積體轉印至上 記第2基板側的工程。 又，本發明之有機電激發光顯示裝置之製造方法，其 特徵爲，含有：在第1基板上形成剝離層的工程；及將形 成有上記層積體的第1基板與第2基板，隔著接著層而接 合的工程；及將上記第1基板溶解去除而將上記層積體轉 印至上記第2基板側的工程。 若根據所論構成’就可製作具有上述特徵的有機EL 顯示裝置。 較佳爲’含有形成在上記層積體下面之至少一部份露 出之連接電極的工程。藉此，和外部電極的連接變爲容 易。 【實施方式】 貫施例所論之有機E L藏不裝置，係藉由令含有丁 ρ 丁 -8- 1255151 (5) 電路層、有機EL顯示裝置等之層積體兼任支持基板及封 止基板，而免除元件形成基板及封止基板這兩片基板中的 之一者所構成。因此，以背面側露出連接電極的方式形成 層積體，藉由後述之1次轉印將該層積體轉印至最終基板 上，將最終基板當作層積體之支持基板及封止基板使用。 來自有機EL發光層的放射光係由層積體的背面側輸出， 而未隔著玻璃基板。又，層積體的背面側利用連接電極而 和外部電路進行連接。 圖1係說明本發明所論之有機EL顯示裝置的剖面 圖。 如同圖所不’有機E L顯不裝置1，係含有薄膜電路 層2 0及有機EL發光層3 0的層積體隔著接著劑4 1接合 至基板5 1而形成的。所使用的基板係只有基板5 1，該基 板5 1係兼任層積體的支持與保護（封止）。又，薄膜電 路層20下面之基底絕緣膜13係兼任保護層。 若根據該構成，則來自有機EL發光層的發光光會朝 沒有所謂元件形成基板存在的下方放射，而不會有基板通 過之際會降低光量之情事。又，連接電極1 8 b是露出於薄 膜電路層2 0的下面，可以後述之1次剝離轉印工程就予 以製造。因此，可使有機EL顯示裝置1比起使用元件形 成基板和保護基板時更薄，而能製作片狀的有機EL顯示 裝置。亦不會發生發光光通過基板之際的損失。 又，同圖中，有機EL顯示裝置1之中，標示了發光 元件領域EL、薄膜電晶體（TFT )電路領域TFT、外部連 1255151 (6)
接領域IN/ OUT之部份。發光元件領域EL內，係藉由有 機EL層30形成產生電激發光光（EL )的有機EL顯示元 件。薄膜電晶體電路領域TFT內，係藉由薄膜電路層20 構成控制有機EL顯示元件之動作的電晶體電路。薄膜電 路層2 0及有機EL層3 0，係由絕緣層、導電層、半導體 層、發光層、電極層等機能性膜進行複數層積而成的層積 體所形成。外部連接領域IN / OUT中設有於薄膜電路層 20下面露出之連接電極18b。如後述，連接電極18b係被 形成爲和基底絕緣層之下面成爲一面。連接電極1 8 b係除 了和內部的薄膜電路層2 0連接以外，還隔著含有異方性 導電材料7 1的接著劑72而和FPC基板（可撓性印刷配 線基板）6 1的配線62連接。有機EL顯示裝置1係透過 FPC基板6 1而接受來自外部的必要電源或動作訊號。
薄膜電路層2 0，係成膜在例如由氧化砂膜、氮化石夕 膜、其他絕緣基板所成之基底絕緣層1 3之上。基底絕緣 膜]3係充當保護層的任務。圖示的例中，雖然基底絕緣 膜1 3是以1層而構成，但亦可爲複數層。基底絕緣膜i 3 的膜厚，避免設定爲400nm〜800nm，理想爲300nm左右 的膜厚。藉此，可以使得發光光（可見光）通過基底層 時，避免基底絕緣膜1 3的膜厚近似於可見光波長400 (藍色）〜8 0 0 n m (紅色）而在基底絕緣膜產生干涉。 圖7係爲使實施例的特徵更爲明確而表示的比較例。 同圖中對應於圖]的部份標示相同符號，該部份的說明省 略。 -10- 1255151 (7) 比較例之構成中，在元件形成基板1 1上形成薄膜電 路層20及有機EL層30，隔著接著劑4]貼合一封止基板 5 1。薄膜電路層2 〇及有機E L層3 〇係受到元件形成基板 1 1支持以外，還藉由元件形成基板n及基板5 I封止以 防止水分或氧氣侵入。基板的外周係被接著劑（硬化性樹 月曰）所封止，兀件形成基板1 1的外周部中和外部電路的 連接係隔著F P C基板6 1而爲之。 由比較例可知，若根據圖1所示本實施例之構成，則 由於不使用元件形成基板11，因此有機EL顯示裝置的厚 度可以更薄。亦可使得元件形成基板1 1上的光量衰減或 亂反射等消失。 由於基板5 1是使用塑膠等富有可撓性之物質，因此 可容易地將有機EL顯示裝置使用在各種電子機器中。 圖8係爲了防止水分或氧氣侵入有機EL顯示裝置內 而求長壽化的構成例。 同圖（a )係罐封止型。該型係將在元件形成基板i i 上生成之薄膜電路層20及有機EL層30等層積體，藉由 不鏽鋼等之金屬罐封裝5 2而封止，內部配置有氧化鈣 (CaO )等吸溼劑53。藉由吸溼劑53吸收侵入內部的水 分，可防止有機E L層3 0的釣層3 6受到水分而劣化。 同圖（a )係基板封止型。是和圖7所示爲相同形 式，以元件形成基板1 1及基板5 1將薄膜電路層20及有 機EL層3 0等層積體夾住，將兩基板的外周以樹脂4 1封 止而防止水分或氧氣侵入內部。 > 11 - 1255151 (8) 若根據本發明之實施例，無論和哪種型比較，在有機 E L顯示裝置的薄型化、基板透光的損失上都較爲優異。 圖2至圖5係說明藉由薄膜構造之轉印法來製造有機 E L顯示裝置之製造工程的工程圖。 首先’如圖2 ( a )所示，第1基板的透明玻璃基板 1 1上，以單矽烷（S i Η4 )爲材料氣體的C V D (化學蒸 鍍）法’將當作剝離層的非晶質砂（a - S i ) 1 2予以成 膜。
剝離層’藉由後述雷射光等照射光而使該當層內或界 面發生剝離者（亦稱爲「層內剝離」或「界面剝離」）。 亦即，藉由照射一定強度的光，使得構成物質的原子或分 子中的原子間或分子間結合力消失或減少，而發生剝離。 又，亦有藉由照射光而自剝離層產生氣體導致分離之情 形。尙有剝離層所含的成份變成氣體放出而導致分離的情 形，和剝離層吸收光而變成氣體、放出該蒸汽而導致分離 之情形。此種剝離層的組成，雖然以非晶質矽（α - S i ) 爲理想，但並不限於此。 該非晶質矽中，亦可含有氫。氫的含有量，理想爲 2 at % (原子％ )左右以上，更理想爲2〜2 0 at %。若含有 氫，則藉由光照射可使氫氣放出含在剝離層產生內壓，可 促進剝離。氫的含有量，可隨著成膜條件，例如使用 CVD法的情況中，其氣體組成、氣體壓力、氣體氣氛、 氣體流量、氣體溫度、基板溫度、投入的光功率等條件， 而適宜地調整。其次，如圖2 ( b )所示形成含有薄膜電 -12- (9) 1255151 晶體（T F T )或電極等之薄膜電路層。上述之非晶質砂J 2 上’藉由以單矽烷（S i Η4 )和氧氣（〇2 )爲材料氣體的 C V D法，將當作基底絕緣層的二氧化矽層（s丨〇 2 ) η予 以成膜達到厚度爲3 0 0 n m左右。其次，將二氧化砂層1 3 當作基底層，於其上成膜一當作半導體層的矽層1 4。砂 層14可用以單矽烷（SiHU )爲材料氣體的CVD (化學蒸 鍍）法來成膜。該矽層1 4上以準分子雷射等施以熱處 理’令其多結晶化。該多結晶砂層1 4以光蝕刻法圖案 化，形成了形成薄膜電晶體的活性化領域。 該矽層14上藉由熱氧化法、或TEOS等爲材料之 P E C V D法等，形成了做爲閘極絕緣膜的二氧化砂層15。 在其上以CVD法成膜一高濃度且含雜質的多晶質矽層， 藉由光蝕刻法圖案化而形成閘極電極及配線1 6。此外， 閘極電極及配線1 6係亦可藉由濺鍍法而將主成份爲鋁、 鉻、鉬、鉅等之金屬薄膜予以成膜，將其圖案化而得。 其次，將未圖示之光阻及閘極電極1 6當作遮罩，以 離子佈植法將高濃度雜質（例如磷離子）佈植在N型薄 膜電晶體的源極·汲極領域。同樣地，以光阻及閘極電極 1 6當作遮罩，以離子佈植法將高濃度雜質（例如硼離 子）佈植在P型薄膜電晶體的源極·汲極領域。其後，進 行熱處理使雜質活性化。閘極絕緣膜1 5及閘極電極及配 線1 6上，以單矽烷（SiH4 )和氧氣（02 )爲材料氣體的 C V D法，成膜一二氧化矽層1 7而形成層間絕緣膜。 薄膜電晶體之源極·汲極領域上之氧化矽層1 7藉由 -13- (10) 1255151 光蝕刻而將貫通口予以開口。又，在預計形成連接電極之 領域中施以蝕刻直到非晶質矽1 2露出。將當作源極·汲 極電極、配線及連接電極的鋁等金屬層或雜質摻雜之多結 晶矽層予以成膜，藉由光蝕刻法圖案化，形成源極·汲極 電極及配線1 8。 再者’如圖2 ( c )所示，在源極·汲極電極及配線 18等之上’以以單砂院（SiH4)和氧氣（〇2)爲材料氣 體的CVD法成膜一二氧化矽層1 9，形成保護層。將該保 護層1 9表面予以硏磨使其平坦化。其次，藉由光蝕刻法 將汲極電極上的二氧化矽層1 9進行部份開口。於其上成 膜I Τ Ο等透明電極層之際，藉由光蝕刻法圖案化而形成有 機E L發光兀件的下部電極層3 1。其上以c V D法成膜一 二氧化矽層3 2，藉由光蝕刻法將下部電極（IT〇 ) 3 1予以 部份開口。再者，塗佈感光性樹脂3 3作爲將像素領域分 離之堤壁層，進行用以使下部電極3 1部份予以開口的之 圖案曝光並顯影’在下部電極3 1上開口。感光性樹脂3 3 係以硬化的狀態而作爲堤壁膜材料使用。基底絕緣層】3 至保護層1 9係形成薄膜電路層2 〇。 其次’如圖3 ( a )所示，例如，由未圖示之液滴吐 出頭將有機EL材料吐出至下部電極3 1上，成膜一塗佈 膜而形成發光層。例如，藉由液滴吐出頭而將構成發光層 的電洞輸送層3 4、EL發光層3 5的膜材料塗佈在下部電 極31上，成膜之。在其上形成鈣層36作爲電子輸送層。 再者’在纟b層3 6之上錯由濺鍍法、真空蒸鍍法等成 -14 - (11) 1255151 膜一作爲陰極的鋁層3 7。於其上，以單矽烷（s i Η 4 )和 氨氣（Ν Η 3 )爲材料氣體的C V D法，將防止水分或氧氣侵 入鈣層36的氮化矽層（SixNy ) 38予以成膜，形成保護層 3 8 (圖3(1〇)。下部電極31〜保護層38係形成有機 EL 層 30。 其次，隔著接著劑4 1將形成有TFT電路層或有機EL 發光層等之薄膜電路之元件形成基板1 1和基板5 1予以貼 合（圖3(c))。基板5 1，例如可使用塑膠基板。接著 劑4 1係使用水分或氧氣難以通過的耐水性、耐氣性硬化 型樹脂。基板5 1及接著劑4 1分別發揮封止基板及封止 劑。 其次’如圖4所示進行基板n的剝離。首先，從透 明的基板1 1之背面側照射準分子雷射至屬於剝離層的非 晶質砂1 2使其發生剝離，或是使汽化成份汽化而膨脹， 而在非晶質砂1 2內（層內剝離）、或和基板1 1之界面或 和基底絕緣層1 3的界面（界面剝離）發生剝離（圖4 (a ) ) ° 沿著剝離層1 2將玻璃基板]1剝下而分離之。藉此， 薄膜電路層3 0便從玻璃基板n側轉印（移動）至暫轉印 基板3 3側（圖4 ( b ))。 此外’亦可改變上記工程，將基板U，例如藉由含 有氟酸的溶液而溶解去除。此時，因爲剝離層的構成材料 也就是非晶胃形7 1 2 ’對於氟酸水溶液的蝕刻率是非常的 小’因此在基板Π去除後，腐蝕之進行會停在剝離層]2 - 15 - 1255151 (12) 露出的狀態。因此，TFT電路層可不被蝕刻液侵蝕’只有 基板1 1會被溶解去除。 如圖5所示，將殘留在薄膜電路層20的下部的剝離 層1 2殘留部份’藉由蝕刻法去除而使發光光往下方放射 之倒立型有機EL顯示裝置1便被形成（圖5 ( a ))。
該有機EL顯示裝置卜下面露出之連接電極1 8b和未 圖示之外部驅動電路等連接的FPC基板6 1的配線62，是 隔著異方性導電材料7 1而以接著劑7 2連接。異方性導電 材料71，具有在受到壓縮之方向上可導電的特性。藉 此，有機EL顯示裝置1係和影像顯示電路等之外部電路 連接（圖5 ( b ))。
此外，本實施例中，構成有機EL顯示裝置1之層積 體雖然是轉印對象’但其他薄膜裝置中該部份上可將作爲 轉印對象的細微構造體’單獨地或和薄膜電路層一倂地予 以形成。如上述，細微構造體包含有··壓電震動體、靜電 震動體、制動器、繞射光柵、微鏡、微透鏡、光學元件、 生物試料或DNA試料之探針構造等。 圖6中列舉出使用了屬於光電裝置之有機EL顯示裝 置之例子。同圖（a )係適用在行動電話之例子，行動電 話2 3 0，係具有天線部2 3 1、音聲輸出部2 3 2、音聲輸入 部2 3 3、操作部2 3 4，以及有機EL顯示裝置100。如此本 發明的有機EL顯示裝置就可當作行動電話2 3 0的顯示部 而利用。同圖（b )係適用於數位相機的例子，數位相機 24 0，係具備受像部241、操作部24 2、音聲輸入部243、 -16- (13) 1255151 及有機EL顯示裝置1 〇〇。如此本發明的有機EL顯示裝置 就可當作取景器或顯示部而利用。同圖（c )係適用於攜 帶型個人電腦的例子，電腦2 5 0，係具備攝影機2 5 1、操 作部2 5 2、及有機E L顯示裝置丨〇 〇。如此本發明的有機 E L顯示裝置就可當作顯示部而利用。 適用於同圖（d )係頭戴式顯示器的例子，頭戴式顯 示器2 6 0，係具備綁帶2 6 1、光學系收納部2 6 2及有機E L 顯示裝置1 〇 〇。如此本發明的有機E L顯示裝置就可當作 影像顯示器而利用。同圖（e )係適用於背投影型投影機 的例子，投影機2 7 0，係具備筐體2 7 1、光源2 7 2、合成 光學系273、鏡子274、鏡子275、螢幕276、以及有機 EL顯示裝置1〇〇。如此本發明的有機El顯示裝置就可當 作影像顯示器而利用。 同圖（f )係適用於前投影型投影機的例子，投影機 280’在筐體283中具備光學系281及有機EL顯示裝置 1 〇 〇 °如此本發明的有機E L顯示裝置就可當作影像顯示 器而利用。 本發明之有機E L顯示裝置，不限於上記例子，而有 各種適用可能。例如，具有顯示機能的傳真裝置、數位相 機的取景器、攜帶型電視、DSP裝置、pDA、電子筆記 本、光電公佈板、宣傳公告用顯示器等都可活用。 若根據以上說明之本發明，則由於在1片基板上形成 有機E L顯示裝置（或顯示面板）因此可獲得薄的顯示裝 置°又’光線是從和該當基板的相反側所放射，因此可消 -17- 1255151 (15) 基板）
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Claims (1)
1255151 ⑴ 拾、申請專利範圍 1. 一種有機電激發光顯示裝置，其特徵爲，含有： 一基板’其爲兼任阻止水分或氧氣滲入內部的保護層 和成膜之支持層；及 層積體’是被成膜在基底層之上，且含有：擔任電 氣電路的薄膜電路層、擔任將發光朝向前記基底層側放射 之有機電激發光體的有機電激發光層；及 一接著層，將前記層積體與前記基板予以接合。 2 ·如申請專利範圍第丨項之有機電激發光顯示裝置， 其中’更含有一連接電極，其爲貫通前記基底層之一部份 並於其下面露出，且連接外部電路與前記電氣電路。 3 .如申請專利範圍第1項或第2項之有機電激發光顯 示裝置，其中，前記基底層的膜厚係避免爲 400〜 8 0 011 m 〇 4. 一種電子機器，其特徵爲，具備申請專利範圍第1 項至第3項之任一項所記載之有機電激發光顯示裝置來做 爲滅不部。 5 · —種有機電激發光顯示裝置的製造方法，其特徵 爲，含有： 在第1基板上形成剝離層的工程；及 在前記剝離層上，形成含有使光線往剝離層側射出之 有機電激發光層的層積體的工程；及 對前記剝離層賦予能量而令其發生剝離，使前記第1 基板剝離而將前記層積體轉印至前記第2基板側的工程。 (2) 1255151 6 . —種有機電激發光顯示裝置之製造方法，其特徵 爲，含有： 在第1基板上形成剝離層的工程；及 將形成有前記層積體的第1基板與第2基板，隔著接 著層而接合的工程；及 將前記第1基板溶解去除而將前記層積體轉印至前記 第2基板側的工程。
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