TWI635635B - 元件構造體及元件構造體之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的係提供一種可保護元件遠離氧、水份等,且可抑制元件惡化等之元件構造體及元件構造體的製造方法。
本發明之解決手段係元件構造體1,其係具備基板2、裝置層3、第1保護層4、第2保護層5、與密封層6。裝置層3係形成於基板2上之第1區域11。第1保護層4係具有形成於裝置層3周圍的第1周邊部4A且被覆裝置層3,形成於含有第1區域11之基板2上的第2區域12,由無機物所形成。第2保護層5係形成於與第2區域12對應之第1保護層4上的第3區域13,由有機物所形成。密封層6係具有形成於第1周邊部4A與第2保護層5之周圍的第2周邊部6A且被覆第2保護層5,形成於含有第2區域12之基板2上的第4區域14,由無機物所形成。
Description
本發明係有關一種具有保護裝置遠離氧、水份等之積層構造的元件構造體及元件構造體之製造方法。
含有具容易因水份或氧等而惡化的性質之化合物的元件,例如已知近年來盛行開發的有機EL(Electro Luminescence,電致發光元件)元件等。有關該元件,試行形成與被覆含有該化合物之層的保護層之積層構造,且藉此抑制水份侵入元件內等。
具有上述積層構造之元件構造體的製造方法,已知有使用對應各層之形成區域的具有複數個開口的遮罩,形成保護層的方法。例如,於專利文獻1中揭示有關不易因熱變形等而導致變形的影響,具有寬廣開口面積之遮罩裝置。上述遮罩裝置,係具有一端固定於框架上,然後僅於一方向延伸存在之膠帶狀陰影遮罩。
專利文獻1:日本特開2010-168654號公報
然而,使用上述遮罩裝置進行製造元件構造體時,由於沒有被覆各層之周邊,會有不易抑制水份等自各層周邊侵入的問題。
有鑑於上述情形,本發明之目的係以提供一種保護元件遠離氧、水分份等,且可抑制元件惡化等之元件構造體及元件構造體之製造方法。
為達成上述目的時,本發明一形態之元件構造體,其係具備基板、裝置層、第1保護層、第2保護層與密封層。
上述裝置層係形成於上述基板上之第1區域。
上述第1保護層係具有形成於上述裝置層周圍的第1周邊部,且被覆上述裝置層,形成於含有上述第1區域之上述基板上的第2區域之由無機物所形成。
上述第2保護層係形成於對應上述第2區域之上述第1保護層上的第3區域之由有機物所形成。
上述密封層係具有形成於上述第1周邊部與上述第2保護層之周圍的第2周邊部,且被覆上述第2保護層,形成於含有上述第2區域之上述基板上的第4區域之由無機物所形成。
為達成上述目的時,本發明一形態之元件構造體的製造方法,包含在基板上之第1區域形成裝置層之步驟。
在含有上述第1區域之上述基板上之第2區域形成第1保護層,以被覆上述裝置層。
對應上述第2區域之上述第1保護層上之第3區域形成第2保護層。
在含有上述第2區域之上述基板上的第4區域形成密封層,以被覆上述第1保護層與上述第2保護層。
為達成上述目的時,本發明一形態之元件構造體,係具備基板、裝置層、第1保護層、第2保護層與密封層。
上述裝置層係形成於上述基板上之第1區域。
上述第1保護層係具有形成於上述裝置層周圍的第1
周邊部,且被覆上述裝置層,形成於含有上述第1區域之上述基板上的第2區域之由無機物所形成。
上述第2保護層係形成於對應上述第2區域之上述第1保護層上的第3區域之由有機物所形成。
上述密封層係具有形成於上述第1周邊部與上述第2保護層之周圍的第2周邊部,且被覆上述第2保護層,形成於含有上述第2區域之上述基板上的第4區域之由無機物所形成。
上述元件構造體係藉由第1保護層之第1周邊部與密封層之第2周邊部被覆裝置層之周圍。藉此,可有效地抑制水份、氧層自裝置層周圍侵入。而且,由第1保護層及密封層由無機物所形成,第2保護層由有機物所形成。藉由交互積層該由無機物及有機物所形成的保護層,亦可抑制水份等自積層方向侵入。
另外,利用上述第2周邊部被覆第1保護層之第1周邊部與第2保護層之周圍,亦可抑制水份等自此等層間侵入。而且,上述元件構造體,對水份等侵入裝置層而言,亦可發揮極高的抑制效果,且可抑制裝置層之惡化、缺陷等。
上述第1保護層與密封層係由矽化合物所形成,更具體而言含有矽氮化物、矽氧氮化物及矽氧化物中之任何一種。另外,亦可使用以濺鍍法所形成的氧化鋁(Al2O3)。
由該材料所形成的第1保護層與密封層,由於透濕性極低,故可更為有效地保護裝置層遠離水份,且可抑制惡化。
上述第2保護層係由丙烯酸樹脂所形成,例如可具有
紫外線硬化性。另外,亦可使用聚脲樹脂。
由該材料所形成的第2保護層係藉由形成於由無機物所形成的第1保護層與密封層之間,可構成透濕性極低的積層構造,且可更為有效地保護裝置層遠離水份等。
上述元件構造體亦可進一步具備形成於對應上述第3區域之上述第2保護層上的第5區域與上述密封層之間,藉由上述第2周邊部被覆周圍之由無機物所形成的第3保護層;及形成於對應上述第5區域之上述第3保護層上的第6區域與上述密封層之間,藉由上述第2周邊部被覆周圍之由有機物所形成的第4保護層。
藉此可更為抑制積層方向之水份等侵入。而且,由於密封層亦可形成於上述第3保護層與上述第4保護層之周圍,故亦可抑制水份等自此等層之周圍侵入。
本發明一實施形態之元件構造體的製造方法,包含在基板上之第1區域形成裝置層的步驟。
在含有上述第1區域之上述基板上的第2區域形成第1保護層,以被覆上述裝置層。
在對應上述第2區域之上述第1保護層上的第3區域形成第2保護層。
在含有上述第2區域之上述基板上的第4區域形成密封層,以被覆上述第1保護層與上述第2保護層。
此外,例如於上述元件構造體之製造方法中,上述第1保護層之形成步驟係使用具有對應上述第2區域之第1開口的第1遮罩,形成上述第1保護層;
上述第2保護層之形成步驟係使用具有對應上述第3區域之第2開口的第2遮罩,形成上述第2保護層;
上述密封層之形成步驟係使用具有對應上述第4區域之第3開口的第3遮罩,形成上述密封層。
上述方法可使用對應各區域之具有複數個開口的遮罩來形成各層。因此,可在大型基板上製作複數個元件構造體,且使此等各分離成各個元件,藉以一次性製造多數個元件構造體。而且,可提高生產性。
於下述中,參照圖面且說明本發明之實施形態。
圖1係表示本發明第1實施形態之元件構造體的典型圖,圖1(A)為概略剖面圖,圖1(B)為概略平面圖。元件構造體1係具有基板2、裝置層3、第1保護層4、第2保護層5與密封層6;於本實施形態中,此等具有於Z軸方向積層之構造。而且,於圖中X軸方向及Y軸方向為水平方向。Z軸方向係表示X軸方向與Y軸方向垂直的方向,於本實施形態中表示垂直方向。
基板2例如以玻璃基板、塑膠基板等所構成。而且,基板2之形狀沒有特別的限制,本實施形態中具有含與Z軸方向垂直的XY平面之矩形板狀構造。元件構造體1之基板2的大小、厚度,沒有特別的限制,例如可以縱約730mm、橫約920mm、厚度約0.7mm而形成。
裝置層3係形成於基板2上之第1區域11。第1區域11之大小、形狀等沒有特別的限制,於本實施形態中,構成矩形的區域。而且,第1區域11例如第1(A)圖所示,可形成於基板2之約平坦的一表面上,亦可形成於在基板2之一表面上所形成的凹面上。
裝置層3於本實施形態中沒有特別的限制,可以含有因水份、氧等容易惡化的性質之材料的有機發光元件、液晶元件、發電元件等而構成。此外,視其所需亦可含有用以連接此等元件與驅動電路等之電極等。裝置層可以單一元件所構成,亦可以配列於面內之複數個元件所構成。
第1保護層4係被覆裝置層3,形成於基板2上之第2區域12。第2區域12之大小、形狀等,只要是包含第1區域11即可,沒有特別的限制,於本實施形態中,例如構成較裝置層3之各縱橫大小還大約3mm之矩形的平面區域。換言之,第2區域12係於基板2上構成具有第1區域11以上之面積的區域。而且,第1保護層4之厚度沒有特別的限制,裝置層3上之厚度可為約300nm~約1μm。
第1保護層4係具有形成於裝置層3周圍之第1周邊部4A。第1周邊部4A,於本實施形態中自上面(Z軸方向)觀察時,形成於包圍裝置層3之矩形環狀。此外,第1周邊部4A之形狀沒有特別的限制。例如,於本實施形態中,自第1周邊部4A之裝置層3的周面之寬度,係沿著Z軸方向大約同樣地形成(參照第1(A)圖)、第2保護層5側可以較基板2側更大地形成,亦可更小地形成。
另外,第1保護層4於本實施形態中以無機物所形成,更具體而言以矽氮化物之氮化矽(SiNx)所形成。氮化矽具有水份等不易透過之特性。而且,第1保護層4之材料,不受限於氮化矽所限制,亦可採用其他的矽氮化物、或矽氧氮化物、矽氧化物等之矽化合物等。此外,亦可使用以濺鍍法所形成的氧化鋁(Al2O3)。
第2保護層5係形成於對應第2區域12之第1保護層
4上之第3區域13,以被覆第1保護層4之上面予以形成。第2保護層5之厚度沒有特別的限制,例如可為約200nm~約1μm。
此處,「對應第2區域12之第3區域13」係以下意義所使用。換言之,如下所述第2區域12與第3區域13,為製造時自配置於基板2上之遮罩開口露出的平面區域,該遮罩及其開口具有大約相同的形狀與面積。由此可知,第2區域12與第3區域13可為具有大約相同的配置、形狀及面積的平面區域,在基板2上投影第3區域13時,第3區域13係構成為與第2區域12大略一致。
第2保護層5係於本實施形態中以有機物所形成,更具體而言例如可以具有紫外線硬化性之丙烯酸樹脂所形成。丙烯酸樹脂與矽化合物等之無機物積層時,可更為發揮抑制水份透過的效果。而且,材料不限於丙烯酸樹脂,亦可採用聚脲樹脂等。
密封層6係被覆第2保護層5,形成於基板2上之第4區域14。第4區域14之大小、形狀等,只要是包含第2區域12即可,沒有特別的限制,惟於本實施形態中構成各較保護層5之縱橫大小還大約3mm之矩形的平面區域。換言之,於基板2上第4區域14構成較第2區域11還大的區域。而且,密封層6在第2保護層5上之厚度沒有特別的限制,例如可為約500nm~約1μm。
密封層6係具有第1保護層4之第1周邊部4A、與形成於第2保護層周圍的第2周邊部6A。第2周邊部6A於本實施形態中自Z軸方向觀察時,形成包圍第1保護層4與第2保護層5之矩形環狀。而且,第2周邊部6A之形狀
沒有特別的限制。例如,於本實施形態中,自第2周邊部6A之第2保護層5周面的寬度,係沿著Z軸方向大約同樣地形成,惟密封層6之上面側可形成為較基板2側更大,亦可形成為更小。
密封層6於本實施形態中以矽氧氮化物之氮氧化矽(SiOxXY)所形成。氮氧化矽具有水份等不易透過的特性。而且,密封層6之材料不受限於氧氮化矽,例如可採用其他的矽氧氮化物、或氮化矽(SiNX)等之矽氮化物、矽氧化物等之矽化合物等。另外,亦可使用以濺鍍法所形成的氧化鋁(Al2O3)。
其次,說明有關元件構造體1之製造方法。
圖2、圖3係表示本實施形態之元件構造體1的製造方法之概略平面圖。圖4係表示本實施形態之元件構造體1的製造方法所使用的成膜裝置之構成例的典型概略上面圖。本實施形態之元件構造體1的製造方法,係具有裝置層之形成步驟、第1保護層之形成步驟、第2保護層之形成步驟、密封層之形成步驟與分離步驟。
於本實施形態中,第1保護層之形成步驟後的步驟,例如使用圖4所示之叢集型成膜裝置91、92、93。成膜裝置91、92、93係全體構成成膜處理系統90,且成膜裝置91、92以連結室94連結,成膜裝置92、93以連結室95連結。有關成膜處理系統90之裝置構成例,於下述中概略說明。
成膜裝置91例如進行第1保護層之形成步驟。成膜裝置91係具有芯室910、各連接於芯室910之4個成膜室
911、912、913、914與基板插入室915。基板插入室915係將基板自其他裝置等插入成膜裝置91內。於芯室910中,例如配置圖中沒有表示的基板搬送自動機。藉此,可在與各成膜室911~914、基板插入室915之間搬送基板,同時將基板經由連結室94被搬送至成膜裝置92側。芯室910、各成膜室911~914、基板插入室915,係構成圖中沒有表示的各連接真空排氣系統之真空室。
以連結室94連接芯室910與芯室920,且連結室95連接芯室920與芯室930的方式而構成。此外,可在連結室94、95內部各配置圖中沒有表示的基板搬送自動機等,可於各裝置間搬送基板而構成。而且,可使用複數個可旋轉的金屬輥搬送基板,亦可使用輸送帶搬送基板。
在成膜裝置92中,例如進行第2保護層之形成步驟。成膜裝置92可具有與成膜裝置91相同的構成。換言之,成膜裝置92係具有芯室920、與各連結芯室920之成膜室921、922、923、924。經由連結室94被搬送至成膜裝置92之基板,係經由芯室920被搬送至各成膜室921~924。
在成膜裝置93中,例如進行密封層之形成步驟。而且,成膜裝置93亦可具有與成膜裝置91、92相同的構成。換言之,成膜裝置93係具有芯室930、各連結芯室930之成膜室931、932、933、934、與基板取出室935。自連結室95被搬送至成膜裝置93之基板,係經由芯室930各被搬送至成膜室931~934。完成指定的成膜處理之基板,係經由芯室930,自基板取出室935被搬出至成膜處理系統90外。
例如,藉由使用上述構成之成膜處理系統90進行製造元件構造體1,可使各製造步驟自動化,同時可使用複數個
成膜室有效地進行製造,且可提高生產性。
另外,本實施形態之元件構造體1,係形成於基板W上之複數個元件區域。複數個元件區域係在垂直於基板W之Z軸方向的XY平面上,各(例如各別為2區)配置於X軸方向、Y軸方向。如下所述,元件構造體1係於分離步驟中藉由沿著切割道L分離基板W予以製作。經分離的基板W,形成各元件構造體1中所含的基板2。而且,形成於基板W上之元件構造體1的數目,不受上述例所限制。
於下述中,說明有關各步驟。
首先,在基板W上之第1區域11形成裝置層3。圖2(A)係表示在基板2上之第1區域11形成裝置層3之形態。於本實施形態中,第1區域11係配置於基板W上(例如合計4個),各以指定間隔在X軸方向及Y軸方向各配列2個。
裝置層3之形成方法沒有特別的限制,裝置層3之材料可視構成等而定適當地選擇。例如,藉由將基板W搬送至圖中沒有表示的成膜裝置之成膜室等,且在基板W上進行指定材料之蒸鍍、濺鍍等,再進行圖案加工等,在第1區域11上形成企求的裝置層3。圖案加工之方法沒有特別的限制,例如可採用蝕刻等。
此外,亦可藉由連結本步驟所使用的成膜裝置、與下述步驟所使用的成膜裝置91之基板插入室915,構成1個成膜處理系統。藉此,可減低所形成的裝置層3與大氣之接觸可能性,同時可更為提高生產性。
其次,在含有第1區域11之基板W上的第2區域12形成第1保護層4以被覆裝置層3。本步驟係使用具有對應第2區域12之4個開口121(第1開口)的遮罩M1(第1遮罩),形成例如由氮化矽所形成的第1保護層4。
本步驟例如使用成膜裝置91來進行。此時,成膜裝置91之各成膜室911~914,皆可形成具有同一構成之CVD裝置。另外,圖中雖沒有表示,於各成膜室911~914內設置用以配置基板W之平台、配置於基板W上之遮罩M1、及支持遮罩M1並使遮罩M1對平台上之基板W進行定位的遮罩調節裝置等。
首先,形成有裝置層3之基板W係自基板插入室915搬入成膜裝置91內,藉由配置於芯室910之基板搬送自動機等,搬入成膜室911~914中之一室。配置於平台上之基板W上,藉由遮罩調節裝置等,將遮罩M1配置於基板W上之指定位置。
圖2(B)係表示將遮罩M1配置於基板W上之形態。遮罩M1係經由開口121,以露出基板W上之第2區域12與形成於第1區域11之裝置層3的方式配置於基板W上。然後,例如藉由CVD法,由氮化矽等所形成的第1保護層4形成於第2區域12上以被覆裝置層3。而且,第1保護層4之形成方法不受限於CVD法,例如亦可採用濺鍍法。此時,成膜裝置91之各成膜室911~914係各自構成為濺鍍裝置。
遮罩M1係具有垂直於Z軸方向之XY平面的板狀構造,且以指定間隔在X軸方向及Y軸方向各配列2個(合計4個)開口121。此外,於本實施形態中,遮罩M1係藉由氧
化鋁(Al2O3)、SUS、不變鋼(Invar)等之熱延長少的金屬等而形成。
此處,「對應第2區域12之開口121」係指在基板W上配置遮罩M1時,自開口121露出的基板W上之平面區域各構成第2區域12。此外,開口121係形成較第1區域11之面積還大的矩形狀。藉此,在基板W上配置遮罩M1時,自開口121露出全體的第1區域11,第2區域12可以含有第1區域11之方式而形成。
其次,在對應第2區域12之第1保護層4上的第3區域13形成第2保護層5。本步驟係使用具有對應第3區域13之開口131(第2開口)的遮罩M2(第2遮罩),形成例如由紫外線硬化型丙烯酸樹脂所形成的第2保護層5。
本步驟例如使用成膜裝置92予以進行。在成膜裝置92之各成膜室921~924內,設置為配置基板W時之平台、配置於基板W上之遮罩M2、及支持遮罩M2且使遮罩M2對平台上之基板W進行定位的遮罩調節裝置等(圖中沒有表示)。
首先,形成有第1保護層4之基板W係自連結室94搬入成膜裝置92內,藉由配置於芯室920之基板搬送自動機等,搬入成膜室921~924中之一室。配置於平台上之基板W上,藉由遮罩調節裝置等,將遮罩M2配置於基板W上之指定位置。
成膜裝置92之各成膜室921~924,例如以塗布丙烯酸樹脂、與可在同一室內進行為使經塗布的樹脂硬化時之紫外線照射的方式而構成。藉此,可使各成膜室921~924皆
形成同一裝置構成,可提高生產性。此外,不受上述裝置構成所限制,例如亦可使成膜室921~923等藉由旋轉塗布、吹附等,進行塗布丙烯酸樹脂等之裝置,或以成膜裝置924做為UV照射裝置而構成。
圖3(A)係表示將遮罩M2配置於基板W上之形態。如此藉由將遮罩M2配置於基板W上,在第3區域13上形成由紫外線硬化型丙烯酸樹脂等所形成的第2保護層5。第2保護層5之形成方法沒有特別的限制。例如,以旋轉塗布法或吹附法等將丙烯酸樹脂塗布於第1保護層4上,且藉由對經塗布的丙烯酸樹脂照射紫外線使該樹脂硬化,以形成第2保護層5。
於本實施形態中,遮罩M2係具有與遮罩M1相同的構成。換言之,遮罩M2係具有垂直於Z軸方向之XY平面的板狀構造,且以與遮罩M1之開口121大約相同的間隔在X軸方向及Y軸方向各配列2個(合計4個)開口131。此外,於本實施形態中,開口131具有與遮罩M1之開口121相同的形狀、面積。藉此,可在對應第2區域12之第1保護層4上的第3區域13形成第2保護層5。而且,於本實施形態中,遮罩M2可藉由氧化鋁(Al2O3)、SUS、不變鋼等之熱延長小的金屬等而形成。
另外,「對應第3區域13之開口131」係指與開口121同樣地,在基板W上配置遮罩M2時,自開口131露出的基板W上之區域各構成第1保護層4上之第3區域13。
其次,在含有第2區域12之基板W上的第4區域14形成密封層6以被覆第1保護層4與第2保護層5。本步驟
係使用具有對應第4區域14之開口141(第3開口)之遮罩M3(第3遮罩),形成密封層6。
本步驟例如使用成膜裝置93予以進行。此時,成膜裝置93之各成膜室931~934,皆可形成具有同一構成之CVD裝置。而且,圖中雖沒有表示,在各成膜室931~934內設置為配置基板W時之平台、配置於基板W上之遮罩M3、與支持遮罩M3且符合對應平台上之基板W的遮罩M3之位置等的遮罩調節裝置等。
首先,直至形成第2保護層5之基板W,係自連接室95搬入成膜裝置93內,藉由配置於芯室930之基板搬送自動機等搬入成膜室931~934之指定一室內。於配置於平台上之基板W上,藉由遮罩載置裝置等將遮罩M3配置於基板W上之指定位置。
圖3(B)係表示將遮罩M3配置於基板W上的形態。此時,經由開口141露出基板W上之第4區域14、第2保護層5與第1保護層4。其次,例如藉由CVD法,使由氮氧化矽等所形成的密封層6形成於第4區域14上以被覆第1保護層4與第2保護層5。而且,密封層6之形成方法不受限於CVD法,例如亦可採用濺鍍法等。此時,成膜裝置93之各成膜室931~934係各自構成為濺鍍裝置。
於本實施形態中,遮罩M3係具有垂直於Z軸方向之XY平面的板狀構造,且以指定間隔在X軸方向及Y軸方向各配列2個開口141。此外,於本實施形態中,遮罩M3藉由氧化鋁(Al2O3)、SUS、不變鋼等之熱延長小的金屬等而形成。
此處,「對應第4區域14之開口141」係指在基板W
上配置遮罩M3時,自開口141露出的基板W上之區域各構成第4區域14。此外,開口141係形成較第2區域12之面積還大的矩形狀。藉此,在基板W上配置遮罩M3時,自開口141露出全體的第1區域11,第4區域14以包含第2區域12之方式而形成。
最後,將積層至密封層6的基板W分離成複數個元件構造體1。
自成膜裝置93之基板取出室935取出積層至密封層6的基板W,且沿著切割道L、在X軸方向及Y軸方向分離元件構造體1。分離的方法例如使用切割機、雷射的加工技術、乾式蝕刻等,惟不受此等所限制。藉由該步驟,分離基板W,製造含有基板2之元件構造體1。
該構成之元件構造體1係交互積層水份等之透過性低的由氮化矽等之無機物所形成的第1保護層4、密封層6、與由丙烯酸樹脂等之有機物所形成的第2保護層5。因此,可更為有效地抑制水份等自積層方向(Z軸方向)侵入。
另外,元件構造體1係在裝置層3之周圍係被覆成不易透過水份等之由氮化矽等所形成的第1保護層4之第1保護層4的第1周邊部4A、與密封層6之第2周邊部6A等的2層。因此,可更為有效地抑制水份、氧等自Z軸方向、及裝置層3周圍侵入。
此外,元件構造體1係藉由第2周邊部6A被覆第1保護層4與第2保護層5之周圍而構成。因此,亦可抑制水份等自第1保護層4與第2保護層5之層間部分侵入。而且,可製作不需擔心水份等自層間部分之周圍侵入,且具
有具高的水份等之抑制效果的Z軸方向之積層構造的元件構造體1。
圖5係表示本發明第2實施形態之元件構造體10之概略剖面圖。元件構造體10除第1實施形態之相同構成的基板20、裝置層30、第1保護層40、第2保護層50、與密封層60外,尚具有第3保護層70與第4保護層80,且於本實施形態中具有此等積層於Z軸方向的構造。而且,於圖中有關對應上述第1實施形態之部分附有相同的符號,並省略其詳細說明。
本實施形態之元件構造體10係在第2保護層50上形成第3保護層70,在第3保護層70上形成第4保護層80。此外,在基板20上形成具有第2周邊部60A之密封層60,第1保護層40與第2保護層50與第3保護層70與第4保護層80之周圍,藉由第2周邊部60A予以被覆。換言之,於第1實施形態中,在裝置層30上形成含有密封層6之合計3層的積層構造,惟於本實施形態中形成合計5層之積層構造。
第3保護層70係形成於對應第3區域130之第2保護層50上之第5區域150與密封層60之間,第3保護層70以被覆第2保護層50之上面而形成。第3保護層70係與第1保護層40同樣地以無機物而形成,更具體而言以矽氮化物之氮化矽(SiNx)而形成。而且,第3保護層70之材料不受限於SiNx,例如可採用其他的矽氮化物、或矽氧氮化物、矽氧化物等之矽化合物等。而且,亦可使用以濺鍍法所形成的氧化鋁(Al2O3)。
第4保護層80係形成於對應第5區域150之第3保護層70上之第6區域160與密封層60之間,第4保護層80以被覆第3保護層70之上面而形成。第4保護層80係與第2保護層50同樣地以有機物而形成,更具體而言,以具有紫外線硬化性之丙烯酸樹脂而形成。而且,材料不受限於丙烯酸樹脂,亦可採用聚脲樹脂等。
此處,「對應第3區域130之第5區域150」係以與「對應第2區域12之第3區域13」相同的下述意義被使用。換言之,第3區域130與第5區域150係於製造時自配置於基板20上之遮罩的開口露出的平面區域,該遮罩及其開口具有大約相同的形狀及面積。由此可知,第3區域130與第5區域150,可形成具有大約相同的配置、形狀及面積之區域,在基板20上投影第5區域150時,第5區域150係以與第3區域130大約一致的方式而構成。
此外,「對應第5區域150之第6區域160」係同樣地以下述意義被使用。換言之,第5區域150與第6區域160係於製造時自配置於基板20上之遮罩的開口露出的平面區域,該遮罩及其開口具有大約相同的形狀及面積。由此可知,第2區域120與第3區域130與第5區域150與第6區域160,可形成具有大約相同的形狀及面積之區域,在基板20上投影第6區域160時,第6區域係以與第5區域大約一致的方式而構成。
密封層60係形成於基板20上之第4區域140以被覆第1保護層40與第2保護層50與第3保護層70與第4保護層80。第4區域140之大小、形狀等,只要是包含第2區域120即可,沒有特別的限制。換言之,此時第4區域
140亦包含第3區域130、第5區域150、第6區域160所形成。此外,密封層60之第4保護層80上的厚度沒有特別的限制,例如可為約200nm~約1μm。
密封層60係具有被覆第1周邊部40A、第2保護層50、第3保護層70與第4保護層80之周圍的第2周邊部60A。而且,於本實施形態中,密封層60亦以無機物而形成,具體而言,以矽氧氮化物之氮氧化矽(SiOXNY)等而形成。SiOXNY具有不易透過水份等之特性。而且,密封層6之材料不受限於SiOXNY,例如可採用其他的矽氧氮化物、或氮化矽(SiNX)等之矽氮化物、矽氧化物等之矽化合物等。另外,亦可採用以濺鍍法所形成的氧化鋁(Al2O3)。
此處,元件構造體10係在裝置層30上、於Z軸方向交互積層由氮化矽所形成的第1保護層40與第3保護層70與密封層60、及由丙烯酸樹脂所形成的第2保護層50與第4保護層80。該無機物與有機物之積層構造會降低透濕度(WVTR:Water Vapor Transmission Rate),經本發明人等藉由實驗而予以確認。
例如,在PET薄膜基板上交互積層各2層(合計4層)由氮化矽所形成的層與由丙烯酸樹脂所形成的層、即藉由鈣法測定WVTR時,可得1.0x10-6g/m2/day以下之測定臨界值的測定值。藉此,可確認本實施形態之裝置層3上的積層構造,特別是對水份等自Z軸方向侵入而言,可達成極高的抑制效果。
由上述可知,本實施形態之元件構造體10可抑制水份等自裝置層30及各保護層間之周圍侵入,同時可發揮在Z軸方向之水份等而言極高的抑制效果。
圖6係表示本發明第3實施形態之元件構造體100的概略剖面圖。元件構造體100係與第1實施形態同樣地,具有基板2、裝置層300、第1保護層4、第2保護層5與密封層6,且具有此等積層於Z軸方向的構造。本實施形態中就裝置層300由有機EL發光元件所形成而言,與第1實施形態不同。而且,於圖中有關對應上述第1實施形態之部分附有相同的符號,並省略其詳細說明。
本實施形態之裝置層300係具有下方電極層310、電洞注入層320、發光層330、電子注入層340與上方電極層350,且具有此等積層於Z軸方向的構造。下方電極層310例如由銦錫氧化物(ITO)、氧化鋅(ZnO)等之透明電極所形成,做為陽極。上方電極層350例如由鋁等所形成,做為陰極。電洞注入層320係含有電洞輸送層,將電洞自下方電極層310注入發光層330。電子注入層340係含有電子輸送層,將電子自上方電極層350注入發光層330。發光層330係以可發光所期望顏色之有機發光材料所形成,藉由所注入的電洞及電子之再結合進行發光。
裝置層300可在內部含有複數個發光層330。複數個發光層亦可形成為短冊狀或條紋狀。複數個發光層例如亦可含有R(紅)、G(綠)、B(藍)等之3種發光層,藉此可將元件構造體100構成為1個顯示器。
下方電極層310,以可將電洞注入發光層330的方式對應發光層330而形成,例如可為沿著Y軸方向延伸的電極。上方電極層350可以經由電子注入層340將電子注入發光層330的方式,部分配置於發光層330上。上方電極層350
例如可為沿著X軸方向延伸的電極。另外,視其所需可設置複數個上方電極層350,此時亦可週期性配置於Y軸方向。下方電極層310及上方電極層350,例如可藉由形成於部分沒有被覆於密封層6等之第4區域14的外部,構成為可與外部的驅動電源等連接。
元件構造體100之裝置層300,例如下述而形成。下方電極層310例如可藉由濺鍍法、蒸鍍法等予以成膜,於成膜後圖案加工成指定形狀。然後,在下方電極層310上,例如藉由蒸鍍法形成電洞注入層320。發光層330例如可藉由蒸鍍法在電洞注入層320上成膜,於成膜後圖案加工成指定形狀。電子注入層340例如可藉由蒸鍍法等在發光層330上成膜。另外,上方電極層350例如可藉由濺鍍法、蒸鍍法等成膜,於成膜後圖案加工成指定形狀。上述各層之形成,可在同一成膜室內進行,亦可在不同的成膜室內進行。
上述之元件構造體100,雖具有非常容易受到水份、氧等所影響的裝置層300,惟藉由第1保護層4、第2保護層5及密封層6之積層構造,可抑制水份等侵入裝置層300。藉此,藉由元件構造體100,可提供缺點少、耐久性高的有機EL顯示器等。
以上說明有關本發明之實施形態,惟本發明不受此等所限制,可以本發明之技術思想為基準,做各種的變形。
上述之實施形態,保護層有2層及4層,最上層皆由有機物所形成之例,惟不受此等所限制。例如積層3層、5層等之奇數層的保護層時,最上層亦可為由無機物所形成的層。
此外,上述實施形態係採用以Al2O3等所形成的遮罩的方法做為各層之圖案加工方法,惟不受此等所限制。例如,當然亦可採用蝕刻等之其他圖案加工方法。
另外,上述實施形態係採用在大型基板上形成多數個元件區域且分離此等,製造各元件構造體的方法做為元件構造體之製造方法,惟不受此等所限制。例如,亦可採用在1片基板上形成1個元件構造體且不具分離步驟之製造方法。
而且,上述實施形態係使用叢集(cluster)型成膜裝置之製造方法例,當然不受此所限制,亦可使用直列式(in-line)等其他構成的成膜裝置。
1、10、100‧‧‧元件構造體
2、20、W‧‧‧基板
3、30、300‧‧‧裝置層
4、40‧‧‧第1保護層
4A、40A‧‧‧第1周邊部
5、50‧‧‧第2保護層
6、60‧‧‧密封層
6A、60A‧‧‧第2周邊部
70‧‧‧第3保護層
80‧‧‧第4保護層
11、110‧‧‧第1區域
12、120‧‧‧第2區域
13、130‧‧‧第3區域
14、140‧‧‧第4區域
150‧‧‧第5區域
160‧‧‧第6區域
121‧‧‧第1開口
131‧‧‧第2開口
141‧‧‧第3開口
310‧‧‧下方電極層
320‧‧‧電洞注入層
330‧‧‧發光層
340‧‧‧電子注入層
350‧‧‧上方電極層
90‧‧‧成膜處理系統
91、92、93‧‧‧成膜裝置
94、95‧‧‧連結室
910、920、930‧‧‧芯室
911、912、913、914、921、922、923、924、931、932、933、934‧‧‧成膜室
915、935‧‧‧基板插入室
L‧‧‧切割道
M1‧‧‧第1遮罩
M2‧‧‧第2遮罩
M3‧‧‧第3遮罩
圖1係表示本發明第1實施形態之元件構造體的典型圖,(A)為概略剖面圖,(B)為概略平面圖。
圖2係表示本發明第1實施形態之元件構造體的製造方法的概略平面圖,(A)係表示在基板上形成裝置層之形態,(B)係表示於基板上配置第1遮罩之形態。
圖3係表示本發明第1實施形態之元件構造體的製造方法之概略平面圖,(A)係表示在基板上配置第2遮罩之形態,(B)係表示在基板上配置第3遮罩之形態。
圖4係表示本發明第1實施形態之元件構造體的製造方法所使用的成膜裝置之構成例的典型概略平面圖。
圖5係表示本發明第2實施形態之元件構造體的概略剖面圖。
圖6係表示本發明第3實施形態之元件構造體之概略剖面圖。
Claims (8)
- 一種元件構造體,其具備:基板;裝置層,形成於前述基板上之第1區域;第1保護層,由無機物所構成,並具有形成於前述裝置層周圍的第1周邊部,且形成於含有前述第1區域之前述基板上的第2區域,被覆前述裝置層的周圍並且以前述第1周邊部與前述基板接合;第2保護層,由有機物所構成,並以不被覆前述第1保護層的周圍側面且不與前述基板接合的方式形成於對應前述第2區域之前述第1保護層上的第3區域;及密封層,由無機物所構成,並具有形成於前述第1周邊部與前述第2保護層之周圍的第2周邊部,且形成於含有前述第2區域之前述基板上的第4區域,被覆前述第1保護層的周圍側面以及前述第2保護層的周圍側面並且以前述第2周邊部與前述基板接合。
- 如申請專利範圍第1項之元件構造體,其中前述第1保護層與密封層係由矽化合物或以濺鍍法形成的氧化鋁所構成。
- 如申請專利範圍第2項之元件構造體,其中前述矽化合物係含有矽氮化物、矽氧氮化物及矽氧化物中之任何一種。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之元件構造體,其中前述第2保護層係由丙烯酸樹脂或聚胺基甲酸酯樹脂所構成。
- 如申請專利範圍第4項之元件構造體,其中前述丙烯酸樹脂具有紫外線硬化性。
- 如申請專利範圍第1項之元件構造體,其係進一步具備:第3保護層,由無機物所構成,並形成於對應前述第3區域之前述第2保護層上的第5區域、與前述密封層之間,藉由前述第2周邊部被覆周圍;及第4保護層,由有機物所構成,並形成於對應前述第5區域之前述第3保護層上的第6區域、與前述密封層之間,藉由前述第2周邊部被覆周圍。
- 一種元件構造體之製造方法,其步驟為:在基板上之第1區域形成裝置層;在含有前述第1區域之前述基板上的第2區域形成由無機物所構成,並被覆前述裝置層的周圍且與前述基板接合的第1保護層;以不被覆前述第1保護層的周圍側面且不與前述基板接合的方式在對應前述第2區域之前述第1保護層上的第3區域形成由有機物所構成的第2保護層;及在含有前述第2區域之前述基板上的第4區域形成由無機物所構成且與前述基板接合的密封層,以被覆前述第1保護層與前述第2保護層的周圍。
- 如申請專利範圍第7項之元件構造體的製造方法,其中前述第1保護層之形成步驟係使用具有對應前述第2區域之第1開口的第1遮罩,形成前述第1保護層;前述第2保護層之形成步驟係使用具有對應前述第3區域之第2開口的第2遮罩,形成前述第2保護層;前述密封層之形成步驟係使用具有對應前述第4區域之第3開口的第3遮罩,形成前述密封層。
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