WO2010079640A1 - 有機エレクトロルミネセンス表示装置及びその製造方法 - Google Patents

有機エレクトロルミネセンス表示装置及びその製造方法 Download PDF

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display device
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organic
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箕浦潔
浅岡康
安松拓人
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescence display device and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention relates to an organic electroluminescence display device having a structure in which a substrate having a light emitting layer or the like and a substrate having a thin film transistor (TFT) element or the like are bonded together, and a method for manufacturing the same.
  • TFT thin film transistor
  • An organic electroluminescence (hereinafter, also referred to as “EL”) display device has been actively developed as a promising display device for the next generation, and its practical range is gradually widened.
  • Organic EL display devices can be roughly classified into a top emission type and a bottom emission type from the light extraction direction.
  • the top emission type organic EL display device has a film configuration in which a metal electrode, a light emitting layer, and a transparent electrode are formed in this order on a substrate such as a glass substrate.
  • the bottom emission type organic EL display device has a film configuration in which a transparent electrode, a light emitting layer, and a metal electrode are formed in the same order on a substrate such as a glass substrate.
  • the top emission type organic EL display device emits light in the direction opposite to the element substrate with respect to the light emitting layer, while the bottom emission type organic EL display device has light emission layer as a reference. Light is emitted in the direction of the element substrate. As described above, the light emission direction from the light emitting layer is different between the top emission type organic EL display device and the bottom emission type organic EL display device.
  • the organic EL display device In both the top emission type and the bottom emission type, the organic EL display device generates a light guide component due to total reflection in light emission from the light emitting layer. For this reason, the external extraction efficiency for extracting light emitted from the light emitting layer to the outside of the device is only about 20 to 25%, and it is required to increase the external extraction efficiency. In order to increase the external extraction efficiency, it is necessary to be able to extract the light emitted from the light emitting layer within the same pixel. For that purpose, the light emitted from the light emitting layer is scattered, and the scattered light is further converted into the element. It is necessary to guide the light to the outside.
  • the light guiding means for guiding the scattered light to the outside of the element needs to be provided on the light emission side, and preferably has a refractive index as low as possible and as thin as possible. Therefore, a method of providing a low refractive index layer such as a metal thin film in the vicinity of the light emitting layer as the light guiding means (for example, see Patent Document 2) has been proposed.
  • the low refractive index layer is preferably transparent in consideration of light transmittance.
  • a gas layer made of a gas such as air can be considered.
  • the low refractive index layer is an organic EL display device having a top emission structure
  • the low refractive index layer may be formed after the EL element is formed on the main surface of the element arrangement substrate, so that the application is easy.
  • the bottom emission type organic EL display device since the bottom emission type organic EL display device has to form a low refractive index layer between the element arrangement substrate and the EL element, it becomes a problem in which process the low refractive index layer is formed.
  • the light emitting layer constituting the organic EL element is generally formed by vacuum film formation, it is difficult to form a gas layer that becomes a low refractive index layer before forming the light emitting layer.
  • an optical member having a high scattering effect is provided like the above-described corner cube array, it is difficult to form a gas layer because of the relationship with the method of forming the corner cube array. That is, the corner cube array is formed by a photo-polymer transfer method (hereinafter referred to as a 2P transfer method).
  • a liquid ultraviolet (UV) curable resin is applied onto a support substrate, Since it is formed by irradiating UV light while pressing with a mold, the UV curable resin before curing is in a liquid state and it is difficult to keep the gas layer. Thus, in the bottom emission type organic EL display device, it is difficult to form a gas layer in the initial step before the formation of the organic EL element.
  • UV ultraviolet
  • a functional element such as a thin film transistor (TFT) is formed on a support substrate, and the formed functional element is peeled off from the support substrate.
  • TFT thin film transistor
  • a method of attaching to another substrate has been proposed. According to this method, when the functional element is formed, a substrate having excellent heat resistance, such as a glass substrate, can be used as the support substrate, and the peeled functional element is separated from a thin and lightweight resin film or the like. Therefore, the display device can be made thinner and lighter.
  • a method of peeling the functional element from the support substrate As a method of peeling the functional element from the support substrate, a method of removing the support substrate by etching or polishing (see, for example, Patent Document 3), an oxide layer in contact with a metal layer or a nitride layer on the support substrate.
  • a method of mechanically separating the functional element from the release layer see, for example, Patent Document 4), after implanting hydrogen ions into the release film made of amorphous silicon (a-Si),
  • a method of separating the substrate from the release film by heating see, for example, Patent Document 5
  • forming a separation layer on a support substrate As a method of peeling the functional element from the support substrate, a method of removing the support substrate by etching or polishing (see, for example, Patent Document 3), an oxide layer in contact with a metal layer or a nitride layer on the support substrate.
  • a method of mechanically separating the functional element from the release layer see, for example, Patent Document 4
  • the low refractive index layer is formed after the organic EL element is attached to another substrate by applying the above-described method for removing the functional element to a bottom emission type organic EL display device.
  • the scattering means and the organic EL element are formed on the main surface of the support substrate, peeled from the support substrate, and then attached to another substrate to form a gas layer.
  • the peeled surface from the support substrate is not colored and the light transmittance is maintained, the light emitting layer is not damaged, and the large area is entirely covered. It is required to have three points that can be peeled with a good yield.
  • the light emitting layer constituting the organic EL element may be deteriorated by the etching chemical solution or the like.
  • a technique of mechanical separation as described in Patent Document 4 is simple and desirable, but this method can be applied to the separation of functional elements such as TFTs, but the functionality is not limited.
  • Application is difficult when the element is an organic EL element and a resin structure such as a corner cube array is provided. This is because the adhesion between the resin structure and the organic EL element is often lower than the adhesion between the support substrate and the release layer, and the element is likely to deteriorate due to mechanical separation.
  • JP 2002-198184 A Japanese Patent Laid-Open No. 2004-22176 JP 2007-88491 A JP 2003-174153 A JP 2004-335968 A JP 2004-140381 A
  • the present invention has been made in view of the above-described present situation, and an object thereof is to provide an organic electroluminescence display device capable of producing an organic electroluminescence display device having high external extraction efficiency with high yield and a method for producing the same. It is.
  • the inventors of the present invention have made various studies on the configuration of an organic EL display device that can efficiently extract light from the light emitting layer to the outside, and first focused on a low refractive index layer provided in the vicinity of the light emitting layer. Then, it has been found that an organic EL display device with high external extraction efficiency can be obtained by configuring the low refractive index layer with a gas layer.
  • a method of peeling a functional element used in the manufacture of a display device including a functional element such as a TFT from a support substrate, specifically, a functional element such as a TFT formed on the support substrate is provided.
  • the present invention is an organic electroluminescence display device having a structure in which an element arrangement substrate having an organic electroluminescence element and a circuit board having a drive circuit for the organic electroluminescence element are joined to each other.
  • the element arrangement substrate includes a transparent release layer, a light scattering layer, a transparent electrode, a light emitting layer, and a reflection electrode from the observation surface side, and the reflection electrode is disposed in the gap between the element arrangement substrate and the circuit board.
  • An organic electroluminescence display device having a conductor electrically connected to an electrode of a drive circuit.
  • the present invention also provides a method for manufacturing an organic electroluminescence display device having a structure in which an element arrangement substrate having an organic electroluminescence element and a circuit board having a drive circuit for the organic electroluminescence element are joined to each other.
  • the manufacturing method includes a transparent release layer forming step of forming a transparent release layer on the main surface of the support substrate, a light scattering layer forming step of forming a light scattering layer on the transparent release layer, and the above
  • a conductor material disposing step of disposing a conductor material on at least one of the surface and the main surface of the circuit board; and the reflective electrode and the electrode of the drive circuit are guided.
  • an organic electroluminescence display device comprising: a laser irradiation process for modifying a part of the transparent release layer by performing typical laser irradiation; and a peeling process for peeling the support substrate from a portion of the modified transparent release layer It is also a manufacturing method.
  • the present invention is described in detail below.
  • the organic EL display device of the present invention has a structure in which an element arrangement substrate having an organic EL element and a circuit substrate having a drive circuit for the organic EL element are joined to each other.
  • the element arrangement substrate bonded to the circuit board includes a transparent peeling layer, a light scattering layer, a transparent electrode, a light emitting layer, and a reflective electrode (metal electrode) from the observation surface side, and light from the light emitting layer is emitted from the transparent peeling layer. It is taken out from the surface on the provided side. Therefore, it can be said that the organic EL display device according to the present invention has a top emission structure from the viewpoint of the film structure, although it is a bottom emission type structure.
  • the organic EL display device may be generally called an organic light emitting diode (OLED) display device.
  • a low refractive index layer having a lower refractive index than that of a substrate made of glass, resin, or the like can be easily formed on the surface of the element placement substrate on which the transparent release layer is provided. . Thereby, total reflection occurs at the interface between the low refractive index layer and the element arrangement substrate and / or the transparent release layer, and the scattered light from the light emitting layer can be efficiently emitted to the outside.
  • the low-refractive index layer is not particularly limited, but the cheapest and simplest structure is one that uses air on the transparent release layer forming surface side as the low-refractive index layer.
  • a low refractive index layer can be easily formed even in an organic EL display device having a bottom emission type film structure, which has conventionally been difficult to form a low refractive index layer, and has high external utilization efficiency.
  • An organic EL display device can be realized.
  • the transparent release layer provided on the element arrangement substrate absorbs irradiated light and causes peeling (in-layer peeling, interface peeling) in the layer and / or the interface.
  • the bonding force between the atoms or molecules of the substance constituting the transparent release layer disappears or decreases due to light irradiation, and ablation occurs to cause in-layer peeling and / or interfacial peeling.
  • the transparent release layer include those formed of a material such as a polyimide film.
  • the transparent peeling layer should just be formed on the light-scattering layer, the arrangement
  • the organic EL display device is not specifically limited, It may be formed in the main surface whole surface of a light-scattering layer, and it is partially It may be formed.
  • the presence of the transparent release layer can be confirmed using, for example, a scanning electron microscope (EMS).
  • the thickness of the transparent release layer is not particularly limited, but is preferably as thin as possible, for example, 40 nm to 300 nm.
  • the thickness of the transparent release layer is less than 40 nm, it is difficult to form the transparent release layer, and when the thickness exceeds 300 nm, it is difficult to obtain high light guide properties.
  • the light scattering layer is a layer having a light scattering property to scatter light from the light emitting layer, and examples thereof include those formed of a material such as an acrylic or urethane-based photocurable resin.
  • a light-scattering layer is a corner cube array.
  • the corner cube array is an optical member in which a plurality of pyramidal unit structures (corner cubes) formed by combining planes having the property of reflecting light are arranged, and has high light scattering properties.
  • the light incident from the bottom side of the corner cube array has a retroreflective function that repeats reflection on a plane and returns to the incident direction, so the corner cube array is a retroreflective substrate.
  • black display can be realized without using a circularly polarizing plate, and effective external extraction efficiency can be improved.
  • the corner cube array is used as the scattering means, the scattering property is enhanced, but the light emitted from the light emitting layer is guided and emitted outside the panel at a place away from the light emitting point.
  • the low refractive index layer is formed on the light scattering layer as described above, and further, the external extraction efficiency can be further improved by using a corner cube array in combination as a scattering means.
  • the transparent electrode, the light emitting layer, and the reflective electrode constitute an organic EL element.
  • the transparent electrode metal oxides such as indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO) are preferably used.
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • a hole transport layer, a hole injection layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like may be disposed between the reflective electrode and the transparent electrode.
  • the circuit board has a drive circuit for the organic EL element.
  • the driving circuit is not particularly limited as long as it is a circuit used for driving an organic EL element provided on the element arrangement substrate, wiring for transmitting a signal to the organic EL element, an element used for driving control of the organic EL element, and the like. Consists of. Examples of the wiring for transmitting a signal to the organic EL element include a gate line and a source line. Examples of the element used for driving control of the organic EL element include a TFT.
  • the drive circuit provided on the circuit board does not have to be all circuits necessary for driving the organic EL element, but is provided on the element arrangement board, an external circuit other than the circuit board, and other elements provided on the element arrangement board.
  • the organic EL element may be driven together with the circuit or the like.
  • the configuration of the circuit board is not particularly limited as long as it has the above-described drive circuit.
  • a circuit board having a configuration in which wiring, electrodes, electrical elements, and the like are laminated on an insulating film is preferable. .
  • the organic EL display device of the present invention has a conductor that electrically connects the reflective electrode to the electrode of the drive circuit in the gap between the element arrangement substrate and the circuit substrate.
  • a conductor that electrically connects the reflective electrode to the electrode of the drive circuit in the gap between the element arrangement substrate and the circuit substrate.
  • the element placement substrate and the circuit board are electrically connected by a conductor formed using a plastically deformable material.
  • a conductor formed using a plastically deformable material (hereinafter also referred to as a conductor material)
  • the conductor material follows the shape of the substrate surface when the element placement substrate and the circuit board are bonded together. Therefore, it is possible to reliably make electrical contact between the electrode of the organic EL element and the electrode of the drive circuit and to ensure a large contact area. As a result, the margin of the substrate interval in the manufacturing process (design tolerance when considering electrical contact by the conductor) is increased.
  • the conductor material only needs to be plastically deformed when the element arrangement substrate and the circuit board are bonded together, and may not be plastically deformed after the element arrangement substrate and the circuit board are bonded together.
  • the shape of the conductor follows the shape of the substrate surface of the element placement substrate and / or the circuit board.
  • the conductor material examples include a conductive paste, an anisotropic conductive film, and solder. In particular, it has excellent followability and retains an appropriate shape, and can conduct electrical connection between the electrode of the organic EL element and the electrode of the drive circuit under mild temperature and pressure conditions.
  • An adhesive paste is preferred. That is, it is preferable that the conductor is formed from a conductive paste.
  • the conductive paste is usually a material containing a solid content and a solvent.
  • the arrangement of the conductor is not particularly limited as long as it electrically connects the electrode of the organic EL element and the electrode of the drive circuit.
  • the conductor is provided on the organic EL element arranged for each pixel and the circuit board.
  • the conductor is individually arranged for each pixel.
  • the electric current generated by the conductor is bonded by bonding with a conductor formed using a plastically deformable material. It is possible to increase the certainty of the direct contact, ensure a large contact area, and suppress the occurrence of inter-pixel leaks and defects (voids). Furthermore, when a spacer made of a material that is not plastically deformed is provided, the effect becomes more remarkable.
  • the organic EL device of the present invention may have a spacer in at least one of the element arrangement substrate, the circuit board, and the gap between the element arrangement substrate and the circuit board.
  • This spacer is preferably made of a non-plastically deformable material. Since the spacer is made of a material that is not plastically deformed, even when the conductive material is plastically deformed when the element arrangement substrate and the circuit board are bonded together, the spacer between the element arrangement substrate and the circuit board can be appropriately adjusted by the spacer. Can be prescribed. Thereby, it can prevent that a board
  • the spacer is not particularly limited as long as it is made of a material that is not plastically deformed, and may have conductivity or may not have conductivity.
  • the spacer is not particularly limited as long as it substantially determines the distance between the two substrates due to the presence thereof.
  • a protrusion hereinafter referred to as a bump
  • an element arrangement substrate and a circuit board hereinafter also referred to as scattering spacers.
  • the protrusion is formed on the substrate by, for example, a photolithography method.
  • the scattering spacer examples include particulate or rod spacers such as plastic beads and glass beads, and fiber spacers such as glass fibers.
  • distribution spacer is spread
  • distribution spacer may be kneaded in conductor material, and may be arrange
  • non-plastic deformability means a property that does not substantially deform with respect to the pressure applied when the element arrangement substrate and the circuit substrate are bonded together, It is a property that does not generate.
  • the original shape is substantially obtained after the deformation occurs with respect to the pressure applied when the element placement substrate and the circuit substrate are bonded.
  • the property of recovering may also be included in the nonplastic deformability.
  • plastic deformation means that the pressure is applied when the element arrangement substrate and the circuit substrate are bonded together, and the shape before deformation is not recovered. As a pressurizing condition at the time of bonding an element arrangement substrate and a circuit board, it is usually performed at 1 kg / cm 2 or less.
  • the element arrangement substrate may further include a protective substrate on the observation surface side with a gap from the transparent release layer.
  • a gas layer is formed between the light scattering layer and the protective substrate. This gas layer is generally air.
  • the protective substrate is not particularly limited and may be appropriately set depending on the application, but is preferably a glass substrate or a resin film.
  • the protective substrate is a resin film
  • the resin film is thin and lightweight, so that the organic EL display device can be made thinner and lighter. Further, since the resin film has flexibility, it can be a flexible organic EL display device.
  • the protective substrate may be a color filter substrate.
  • the configuration of the organic EL display device of the present invention is not particularly limited as long as such components are formed as essential, and other components may or may not be included. is not.
  • a transparent release layer forming step for forming a transparent release layer on the main surface of the support substrate, and light scattering for forming a light scattering layer on the transparent release layer.
  • a conductor material arranging step of arranging a conductor material on at least one of the side surface and the main surface of the circuit board, and the electrode of the organic EL element and the electrode of the drive circuit are connected by the conductor material.
  • the laminating step of bonding the element arrangement substrate and the circuit board, and partial laser irradiation from the main surface side opposite to the side on which the organic EL element of the support substrate is formed Modified a part of the transparent release layer It has to a laser irradiation process, from portions of the reformed transparent release layer and the peeling step of peeling the supporting substrate.
  • a part of the transparent release layer can be modified by partial laser irradiation in the laser irradiation step. Since the modified transparent release layer is easily peeled off by applying a mechanical external force, the support substrate is easily peeled off in the peeling step. Thereby, even if a large-sized support substrate is used, it can be peeled with good yield over the entire surface of the substrate. Therefore, it is particularly effective when, for example, a plurality of organic EL element substrates are formed at a time using a single support substrate.
  • a mechanical method can be used in the subsequent peeling step by giving a trigger for intentional peeling using partial laser irradiation as a control means for peeling. Large area can be peeled with good yield.
  • the transparent peeling layer which is not modified in the laser irradiation process remains on the main surface of the light scattering layer.
  • the support substrate is a substrate made of a glass substrate, a plastic film, or the like. If heat resistance is required, a plastic film in which glass fiber or the like is woven into the base material may be used.
  • the material is not particularly limited, and may be appropriately selected as necessary. The material is applicable not only to a single layer structure but also to a laminated structure substrate.
  • the transparent release layer is made of a polyimide film or the like, and is formed on the main surface of the support substrate by applying a resin solution or laminating a resin film.
  • the thickness of the transparent release layer is not particularly limited, but is preferably 40 nm to 300 nm.
  • the light scattering layer is not particularly limited as long as it has light scattering properties, but in the present invention, a corner cube array having high light scattering properties is preferably used. it can.
  • the method for forming the corner cube array is not particularly limited, and may be formed by a conventionally known method.
  • the organic EL element is an organic EL element in which a transparent electrode, a light emitting layer, and a reflective electrode are laminated in this order.
  • the formation method of an organic EL element is not specifically limited, What is necessary is just to form by a conventionally well-known method.
  • the conductor material arranging step is a step of arranging a conductor material on at least one of the element arrangement substrate and the circuit board.
  • the conductor material those described above are used.
  • a method for arranging the conductor material for example, if the conductor material is a conductive paste, a method of arranging with a dispenser or an ink jet method is preferably used.
  • the bonding step is a step of bonding the element arrangement substrate and the circuit substrate so that the electrode of the organic EL element and the electrode of the drive circuit are connected by a conductor material.
  • a bonding method used in this step for example, a method in which both substrates are pressed from above and below in a state in which both substrates are aligned so that the positions of the marks for bonding of both substrates coincide. Is mentioned.
  • laser irradiation is partially performed from the main surface side opposite to the side on which the organic EL element of the support substrate is formed toward the transparent release layer.
  • Such laser irradiation can be easily realized by using a mask. Since the transparent release layer irradiated with the laser is modified, it is easily peeled off in the subsequent peeling step. Note that when laser irradiation is performed on the transparent release layer in the display region, the transparent release layer is colored, and therefore, partial laser irradiation is performed so that the display region is not irradiated with laser. Since the transparent release layer remaining after peeling is not modified by laser irradiation, the transparency is not impaired.
  • Laser irradiation is not particularly limited, and examples thereof include a gas laser and a solid (semiconductor) laser, and an excimer laser using ultraviolet rays is particularly preferable.
  • the energy density of the irradiated laser beam particularly in the case of an excimer laser, is preferably about 150 mJ / cm 2 to 250 mJ / cm 2, and is preferably about 190 mJ / cm 2 to 210 mJ / cm 2. More preferred.
  • the laser irradiation time is preferably about 10 nsec to 200 nsec, and more preferably about 10 nsec to 50 nsec.
  • the support substrate is peeled from the light scattering layer.
  • a part of the transparent release layer remains on the surface of the light scattering layer provided with the transparent release layer, and there is no support substrate on the surface, and the surface is in contact with gas (air) having a low refractive index.
  • gas air
  • the configuration of the manufacturing method of the organic EL display device of the present invention is not particularly limited by the presence or absence of other steps as long as such components are essential.
  • laser irradiation may be performed between the outer edge of the display area of the display device and / or the pixel area in the display area through a mask. According to this process, the laser irradiation region and the non-irradiation region can be easily distinguished. Moreover, as a preferable aspect according to the present invention, there is one that uses a color filter as a mask when the element arrangement substrate is provided with a color filter. According to such a configuration, laser irradiation can be easily performed between the outer edge of the display area and the pixel area in the display area.
  • the manufacturing method may further include a spacer arrangement step of arranging a spacer on at least one of the element arrangement substrate and the circuit board.
  • a spacer it is preferable to dispose a spacer made of a material harder than the conductor material.
  • “harder than the conductor material” means that a higher pressure is required for plastic deformation than the conductor material. Even when such a spacer is used, when the conductive material is plastically deformed when the element arrangement substrate and the circuit board are bonded together, the substrate spacing between the element arrangement substrate and the circuit board is appropriately defined by the spacer. can do. As a result, the distance between the substrates can be reduced and the conductor material can be prevented from being excessively spread, so that a short circuit between pixels can be prevented.
  • Examples of the spacer arrangement method include a method of patterning a photosensitive resin film by a photolithography method to form a bump at a desired position if the spacer is a bump, and a dispenser if the spacer is a granular spacer. And a method of spraying by an ink jet method.
  • the organic EL display device according to the present invention obtained by the above manufacturing method finally extracts light from the upper surface of the substrate by transferring an organic EL element having a bottom emission type element structure. . Therefore, it can be said that the organic EL display device finally obtained is an organic EL display device manufactured to have a top emission structure while the film configuration of the organic EL element is a bottom emission type configuration.
  • the organic EL display device having such a configuration can prevent deterioration of the electrode, which is a problem in the manufacturing process, while realizing a high aperture ratio which is an advantage of the top emission type. That is, the aperture ratio can be increased as compared with an organic EL display device having a general bottom emission structure.
  • an organic EL display device having a bottom emission structure that performs high-definition display exceeding 200 ppi (pixels per inch) has an extremely low aperture ratio, which is particularly advantageous in such a case. .
  • the organic EL material can be prevented from deteriorating during the manufacturing process. It is possible to avoid a decrease in transmittance when the electrode is formed.
  • the present invention there is no support substrate in contact with the surface of the light scattering layer on which the transparent release layer is provided, and this surface is in contact with the low refractive index layer. it can. Further, by separating the organic EL element from the support substrate by combining partial laser irradiation and mechanical peeling, it is possible to perform peeling with a high yield over a large area, which is excellent in mass productivity.
  • FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views illustrating the configuration of a bottom emission type organic EL display device according to Embodiment 1.
  • FIG. FIGS. 2A to 2D are schematic cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the bottom emission type organic EL display device according to the first embodiment.
  • FIGS. 2-2 (e) to (g) are schematic cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the bottom emission type organic EL display device according to the first embodiment.
  • FIG. 3A is a schematic plan view showing the state of the substrate shown in FIG. 2-1C.
  • FIG. 3B is a schematic plan view showing a state where a sealing seal is further applied.
  • . 4A shows a state in which the organic EL display device according to Embodiment 1 is lit, and FIG.
  • FIG. 4B is a schematic plan view showing a state in which the organic EL display device according to Comparative Embodiment 1 is lit.
  • FIG. FIG. 5A is a schematic plan view illustrating an example of four chamfering according to the third embodiment
  • FIG. 5B is a schematic plan view illustrating a mother substrate for forming a color filter substrate.
  • FIG. 5C is an enlarged view of a main part showing a part of a plurality of color filters included in the color filter substrate.
  • Embodiment 1 The present embodiment will be described below with reference to FIGS. First, the main configuration of the organic EL display device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • FIG. 1A is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the organic EL display device according to this embodiment.
  • the organic EL display device 101 has a configuration in which an element placement substrate 10 and an auxiliary substrate 20 as a circuit substrate, which are individually manufactured, are bonded together via a conductive paste 30.
  • the element placement substrate 10 is provided with a sealing glass 50 on the side facing the auxiliary substrate 20 via a sealing seal 40, and the sealing glass 50 is a counterbore formed in the central portion of the auxiliary substrate 20. Placed in.
  • the element arrangement substrate 10 has a corner cube array 11 as a light scattering layer.
  • the corner cube array 11 is an optical member that scatters light from the light emitting layer 13 described later, and is disposed on the transparent electrode 12 side.
  • an ultraviolet curable resin is preferably used, but it is colorless and transparent in the visible light range, and has reliability including mechanical resistance after curing, light resistance, weather resistance, and the like. If it is a thing, it can apply also to thermosetting inorganic materials, such as a thermosetting resin and SOG (Spin on glass).
  • the organic EL element 15 is provided on the main surface of the corner cube array 11 on the unevenness forming surface side.
  • the organic EL element 15 includes a transparent electrode (ITO) 12 serving as an anode, a light emitting layer 13, and a reflective electrode (metal film) 14 serving as a reflective electrode, which are laminated in this order.
  • ITO transparent electrode
  • metal film metal film
  • a hole injection layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like may be laminated.
  • the auxiliary substrate 20 has a configuration in which circuits (not shown) such as TFT elements, gate lines, and source lines for driving the organic EL elements 15 are formed on the main surface of a substrate such as a glass substrate or a plastic substrate.
  • the element arrangement substrate 10 configured as described above and the auxiliary substrate 20 are electrically connected via a conductive paste 30 applied between the two substrates.
  • the conductive paste 30 is made of a plastically deformable material, and when the element placement substrate 10 and the auxiliary substrate 20 are bonded together, it is preferable that the conductive paste 30 be plastically deformed by pressure from both substrates.
  • the air on the observation surface side of the element arrangement substrate 10 functions as a low refractive index layer, so that the external extraction efficiency of light emission is improved. Can be planned.
  • the element arrangement substrate 10 and the auxiliary substrate 20 are connected using the conductive paste 30 having plastic deformability, a reliable and low resistance electrical connection can be realized and the two substrates can be bonded together. In this case, even if the substrate interval changes, it is easy to ensure the electrical connection, so that a tolerance for designing the substrate interval can be increased, and the mass productivity is excellent.
  • each component of the organic EL display device shown in FIGS. 1A and 1B has been described, but the organic EL display device of the present embodiment is shown in FIGS. 1A and 1B. Components other than those shown may be included. Further, the configuration of the organic EL display device shown in FIGS. 1A and 1B is partially simplified, and various changes or modifications may be made.
  • the corner cube array 11 is described as an example of the light scattering layer.
  • the present invention is not limited to this, and any substrate having scattering properties can be applied as the light scattering layer.
  • an organic EL display device 102 in which a front substrate 17 as a protective substrate is bonded to the element arrangement substrate 10 with a sealant 19 may be used. Even with such a configuration, an air layer serving as a low refractive index layer is formed between the front substrate 17 and the transparent release layer 16, and thus the same effect as described above can be obtained.
  • the front substrate 17 include a glass substrate and a resin film, and a color filter substrate.
  • the sealing agent 19 for example, a sealing agent mixed with a filler having a diameter of 5 ⁇ m can be used. Further, since the light emitting layer 13 is vulnerable to heat, it is preferable to use a photocurable sealing agent as the sealing agent 19 instead of a thermosetting sealing agent.
  • the element placement substrate 10 has been described as an example in which the auxiliary substrate 20 on which the TFT or the like is formed and the sealing glass 50 are bonded.
  • the present invention is not limited to this, for example, Also, an active matrix substrate or the like in which the auxiliary substrate 20 and the sealing glass 50 are integrated and a TFT element is formed can be used.
  • FIGS. 2A and 2B are schematic cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the organic EL element according to the present embodiment
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing the state of the element forming substrate during the manufacturing process. It is.
  • a method of peeling the organic EL element formed on the support substrate from the support substrate and attaching it to another substrate is applied. Therefore, first, as shown in FIG.
  • a transparent release layer 16 is formed by forming a polyimide film with a thickness of 40 nm to 200 nm on the main surface of the support substrate 60 made of a glass substrate. A resin layer was formed.
  • this resin layer is referred to as a transparent resin layer 18.
  • the corner cube array 11 was formed on the transparent resin layer 18.
  • the corner cube array 11 was formed by transfer molding using a 2P method (photopolymer process method) using an ultraviolet curable transparent acrylic resin (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., brand: MP107).
  • the thickness d1 of the concave portion is about 10 ⁇ m
  • the thickness d2 of the convex portion is about 30 ⁇ m.
  • a transparent electrode (registered trademark IZO, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) 12, a light emitting layer 13, and a reflective electrode (aluminum metal film) 14 are sequentially formed in a desired shape on the corner cube array 11, and FIG. As shown in -1 (c), a substrate on which the organic EL element 15 was formed was obtained.
  • a schematic cross-sectional view of the organic EL element 15 in a portion having a three-layer structure is shown, but in reality, the organic EL element 15 has a three-layer structure on the entire surface of the corner cube array 11. It has a three-layer structure in part. The configuration is shown in FIG.
  • FIG. 3A is a schematic plan view showing the state of the substrate shown in FIG. 2-1C, and shows a 25 mm square region on the corner cube array 11.
  • transparent electrodes (ITO) 12 having a width of 2 mm and a length of 10 mm are formed at four locations.
  • a 13 mm square light emitting layer 13 is formed at the center of this region so as to cover a part of the transparent electrode 12.
  • reflective electrodes 14 having a width of 2 mm and a length of 10 mm are formed at four locations.
  • the transparent electrode 12 and the reflective electrode 14 are disposed so as to be orthogonal to each other.
  • the transparent electrode 12, the light emitting layer 13, and the reflective electrode 14 are each formed into a film in the above-described pattern. Thereby, the organic EL element 15 is formed on the main surface of the substrate.
  • a sealing seal 40 is applied to a 17 mm square region, and sealing is performed via the sealing seal 40. Glass 50 was bonded.
  • a silver paste (made by Toyobo Co., Ltd., brand: DW-351H-30, curing type: thermosetting type, filler: silver) using a dispenser around the counterbore formed on the auxiliary substrate 20 ) was applied.
  • the conductive paste 30 at this point holds a hemispherical shape (a shape with the bowl turned down).
  • the sealing glass 50 is disposed in the counterbore part, the corner cube array 11 on which the organic EL element 15 is formed, and the auxiliary substrate 20 are bonded together while being pressed, and taken out around the organic EL element 15 and the auxiliary substrate 20.
  • the electrodes were electrically connected. As a result, a substrate shown in FIG. 2-1 (d) was obtained.
  • UV ultraviolet rays
  • the resin layer 18a irradiated with UV is modified and colored, and the adhesive force for bonding the support substrate 60 and the corner cube array 11 is weakened. Therefore, when the resin layer 18a irradiated with UV was used as a trigger for peeling, the support substrate 60 was peeled off by applying a mechanical external force. As a result, substantially all of the resin layer 18a was peeled off together with the support substrate 60. The reason why the resin layer 18a was adhered to the support substrate 60 side and peeled off was because it had higher adhesion than the corner cube array 11 made of acrylic resin with respect to the support substrate 60 that is a glass substrate. Conceivable.
  • a front substrate 17 is disposed with a gap from the transparent release layer 16 as necessary. May be.
  • the manufacturing method of the organic EL display device According to the manufacturing method of the organic EL display device according to the present embodiment, even in the organic EL display device having the bottom emission type film structure, which has been difficult in the past, the vicinity of the light emitting layer can be obtained in a simple process. In addition, a gas layer as a low refractive index layer can be formed. Further, by performing partial laser irradiation, the resin layer 18b in a display area or the like where transparency is required remains without loss of transparency, and the colored resin layer 18a is peeled off. The external take-out efficiency is not impaired.
  • the light emitting layer 13 is not damaged by performing partial laser irradiation of irradiating a portion other than the display portion with laser within the display element surface.
  • the support substrate 60 when the support substrate 60 is peeled off by applying a mechanical external force after performing partial laser irradiation, the support substrate 60 can be easily peeled off with high yield, and only a mechanical method is applied. Productivity.
  • FIG. 4A is a schematic plan view showing a lighting state of the organic EL display element.
  • no light emission was observed except that four 2 mm square light emission 41 were confirmed, and almost no dispersion of the light emission was observed. This is because the light guide component can be emitted at substantially the same location as the light emitting point, and the light emission 41 is brighter than the light emission of the organic EL display element according to Comparative Example 1 described later. . As a result, it was confirmed that effective external extraction efficiency was improved.
  • Comparative embodiment 1 In order to confirm the effect of UV irradiation in the first embodiment, this comparative embodiment was performed as follows. That is, an organic EL element was tried to be produced in the same manner as in Embodiment 1 except that the laser irradiation process shown in FIG. 2-2 (e) was not performed. However, it was difficult to peel off the support substrate 60, and the transparent resin layer 18 was left on almost the entire surface of the corner cube array 11.
  • FIG. 4B is a schematic plan view showing a lighting state of the organic EL display element.
  • three light emission 42a to 42c were seen around each light emission 42. Since the light emission 42a to 42c is about 2 to 3 mm away from the center (light emission point) of the light emission 42, the region including the light emission 42a to 42c with the light emission 42 as the center is larger than the size of one pixel of the display element. . Therefore, this light guide component cannot be effectively used for display.
  • the emitted light 42 is darker than the emitted light 41 according to the first embodiment shown in FIG.
  • Embodiment 2 an organic EL display device having a configuration using a color filter substrate as a protective substrate will be described.
  • a color filter substrate is used as a mask instead of the polyimide resin (Kapton tape) 80 used in the first embodiment.
  • a color filter substrate has a combination of color display color layers such as red (R), green (G), and blue (B) color filter layers on a substrate such as a glass substrate or a plastic substrate for each pixel.
  • a grid-like black matrix (BM) is provided as a black color filter layer so as to partition the colored layers for color display.
  • a polyimide film is formed on the color filter substrate configured as described above and used as a mask.
  • the resin in the region covered with the R, G, B color filter layers is irradiated with UV, and the resin in the region covered with BM. No UV irradiation. Thereby, in the subsequent peeling step, the resin in the region covered with the color filter layer is peeled off, and the resin in the region covered with BM remains as the transparent peeling layer 16.
  • the color filter substrate used as a mask is attached as the front substrate 17, whereby a gas layer which is a low refractive index layer is formed between the color filter layer and the corner cube array, and the light emitting layer
  • the external extraction efficiency from 13 is improved.
  • the transparent resin layer 18 can be modified by using the color filter substrate as a mask in the laser irradiation step shown in FIG. Further, it is not necessary to apply a polyimide resin (Kapton tape) 80 to the support substrate 60 to be peeled off, and the support substrate 60 can be easily reused.
  • a polyimide resin Kapton tape
  • Embodiment 3 when an organic EL element is applied to a display device, a case where a plurality of organic EL display devices are formed at a time using a large support substrate will be described as an example.
  • FIG. 5A is a schematic plan view showing an example of so-called four chamfering, in which four support substrates 11a to 11d are formed from a large support substrate 110, and FIG. 5B shows a color filter substrate.
  • FIG. 5C is a schematic plan view showing a mother substrate to be formed, and FIG. 5C is an enlarged view of a main part showing a part of a plurality of color filters included in the color filter substrate.
  • organic EL elements are formed in the same manner as the steps shown in FIGS. 2-1 (a) to 2-1 (c) in the first embodiment.
  • a sealing seal 40 is applied to each of the support substrates 11a to 11d and bonded to the sealing glass 40.
  • the sealing glass 40 may be provided individually so as to correspond to each of the support substrates 11a to 11d, or a plurality of sealing glasses 40 may be arranged on a large mother substrate.
  • the substrate is bonded to the auxiliary substrate 20 using the conductive paste 30 in the same manner as the step shown in FIG.
  • the auxiliary substrate 20 is not shown here, a circuit and a counterbore are formed so as to correspond to the support substrates 11a to 11d.
  • a color filter substrate is used here as in the second embodiment.
  • the color filter substrates may be individually arranged on the respective support substrates 11a to 11d.
  • four color filter substrates 71a are provided so as to face the respective support substrates 11a to 11d. It is easy to use the mother board 120 on which .about.71d is arranged.
  • laser irradiation it is effective to perform UV irradiation on a region outside the display area of the display device, that is, outside the frame BMs 72a to 72d in FIG. 5B.
  • laser irradiation may be performed between each pixel in the display area, or a combination of both may be used.
  • the BM formed on the color filter substrates 71a to 71d can be used as a light shielding portion.
  • the color filter substrates 71a to 71d are provided with a color filter 702 for each pixel, and adjacent pixels are partitioned by a BM 703. Therefore, laser irradiation can be performed using the BM 703 as a light shielding portion.
  • a polyimide film that absorbs ultraviolet rays is preferably provided over the color filter 702.
  • the support substrates 11a to 11d that is, the support substrate 110 is peeled off.
  • the resin for forming the transparent resin layer 18 is modified in advance by partial laser irradiation, the subsequent mechanical peeling causes the case where such a large substrate is used. Even if it exists, it can peel easily with a good yield.
  • color filter substrates 71a to 71d and the like are provided as necessary, and are separated for each display device, thereby obtaining four organic EL display devices at a time.
  • the color filter substrate is used as a mask in the laser irradiation step shown in FIG. It is possible to easily modify the transparent resin layer at a desired location. Further, it is not necessary to apply a polyimide resin (Kapton tape) 80 to the support substrate 110 to be peeled off, and the support substrate 110 can be easily reused. Further, by combining the modification of the resin by partial laser irradiation and the separation by applying a mechanical external force, the separation can be performed with a high yield even when a large substrate is used. Thereby, the gas layer as a low refractive index layer can be formed in the vicinity of the light emitting layer in a plurality of organic EL display devices at a time.

Abstract

本発明は、外部取出し効率の高い有機エレクトロルミネセンス表示装置を歩留り良く製造できる有機エレクトロルミネセンス表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。本発明は、有機エレトクトロルミネセンス素子を有する素子配置基板と、上記有機エレクトロルミネセンス素子の駆動回路を有する回路基板とが互いに接合された構造を有する有機エレクトロルミネセンス表示装置であって、上記素子配置基板は、観察面側から、透明剥離層、光散乱層、透明電極、発光層及び反射電極を備え、上記素子配置基板と上記回路基板との間隙に、上記反射電極を上記駆動回路の電極に電気的に接続する導電体を有する有機エレクトロルミネセンス表示装置である。

Description

有機エレクトロルミネセンス表示装置及びその製造方法
本発明は、有機エレクトロルミネセンス表示装置及びその製造方法に関する。より詳しくは、発光層等を有する基板と薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子等を有する基板とを貼り合わせた構造を有する有機エレクトロルミネセンス表示装置及びその製造方法に関するものである。
有機エレクトロルミネセンス（以下、「ＥＬ」ともいう）表示装置は、次世代を担う有望な表示装置として盛んに開発が行われており、徐々に実用の範囲が広まってきている。有機ＥＬ表示装置は、光の取り出し方向から、トップエミッション型とボトムエミッション型とに大別できる。トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置は、ガラス基板等の基板上に、金属電極、発光層、透明電極の順番で成膜された膜構成を有する。ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置は、同じくガラス基板等の基板上に、透明電極、発光層、金属電極の順番で成膜された膜構成を有する。この膜構成の違いから、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置は、発光層を基準として素子基板と反対の方向に発光するのに対し、ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置は、発光層を基準として素子基板の方向に発光する。このように、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置とボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置とでは、発光層からの光の取り出し方向が異なる。
有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型及びボトムエミッション型のいずれの型においても、発光層からの発光は全反射によって導光成分が生じる。そのため、発光層からの発光を素子外部へ取り出す外部取出し効率は、２０～２５％程度にとどまっており、外部取出し効率を高めることが求められている。外部取出し効率を高めるためには、発光層からの発光を同じ画素内で取り出せるようにすることが必要であり、そのためには、発光層からの発光を散乱させて、さらに散乱させた光を素子外部へ導光することが必要になる。発光層からの発光を散乱させる散乱手段としては、反射機能を有する光学部材を設けることが提案されており、散乱効果の高い光学部材としては、コーナーキューブアレイが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
散乱させた光を素子外部へ導光する導光手段は、光の出射側に設けることが必要であり、できるだけ低屈折率で、かつ、厚みが薄いことが好ましい。そこで、導光手段として、発光層の近傍に金属薄膜等の低屈折率層を設ける方法（例えば、特許文献２参照。）等が提案されている。低屈折率層は、光の透過率を考慮すると、透明であることが好ましい。低屈折率で、厚みが薄く、透明な低屈折率層としては、空気等の気体からなる気体層が考えられる。低屈折率層として、気体層を光の出射側に設けることで、気体層とこの気体層よりも屈折率の高い層との界面で全反射が生じ、発光層からの散乱光を効率良く外部へ出射できる。低屈折率層は、トップエミッション構造の有機ＥＬ表示装置であれば、素子配置基板の主面上にＥＬ素子を形成した後に形成すれば良いため、適用は容易である。
しかしながら、ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置は、素子配置基板とＥＬ素子との間に低屈折率層を形成しなければならないため、低屈折率層をどの工程で形成するかが問題となる。例えば、有機ＥＬ素子を構成する発光層は、真空成膜によって形成されることが一般的であることから、発光層の成膜前に低屈折率層となる気体層を形成することは難しい。また、上記したコーナーキューブアレイのように散乱効果の高い光学部材を設ける場合には、コーナーキューブアレイの形成方法との関係から気体層の形成が難しい。すなわち、コーナーキューブアレイは、Ｐｈｏｔｏ―Ｐｏｌｙｍｅｒ転写法（以下、２Ｐ転写法と称す。）によって形成されるが、２Ｐ転写法では、支持基板上に液体状の紫外線（ＵＶ）硬化樹脂を塗布し、金型で加圧しながらＵＶ光を照射し形成することから、硬化前のＵＶ硬化樹脂は液体状であり、気体層を保つことが難しい。このように、ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置においては、有機ＥＬ素子の形成前の初期工程において、気体層を形成することは難しい。
ところで、従来より、表示装置の薄型化・軽量化等を図ることを目的として、支持基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の機能性素子を形成し、形成された機能性素子を支持基板から剥離して別の基板に貼り付ける手法が提案されている。この方法によれば、機能性素子の形成時には、支持基板としてガラス基板等の耐熱性等に優れた基板を用いることができ、剥離された機能性素子は、薄くて軽量な樹脂フィルム等の別の基板に貼り付けることができるため、表示装置の薄型化・軽量化等が実現できる。
機能性素子を支持基板から剥離する方法としては、エッチングや研磨により支持基板を除去する方法（例えば、特許文献３参照。）、支持基板上に金属層又は窒化物層に接した酸化物層からなる剥離層を設けて、この剥離層から機能性素子を機械的に分離する方法（例えば、特許文献４参照。）、アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）からなる剥離膜に水素イオンを注入した後、加熱して剥離膜から基板を分離する方法（例えば、特許文献５参照。）、支持基板上に分離層を形成し、この分離層にレーザ照射して密着性を変化させることにより基板を離脱する方法（例えば、特許文献６参照。）等が知られている。
上記した機能性素子を剥離する手法をボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置に適用することにより、有機ＥＬ素子を別の基板に貼り付けた後に低屈折率層を形成することが考えられる。例えば、支持基板の主面上に散乱手段と有機ＥＬ素子とを形成し、これらを支持基板から剥離した後、別の基板に貼り付けて気体層を形成することが考えられる。このとき、発光の外部取り出し効率を考慮すると、支持基板からの剥離面に着色等がなく光の透過率が保たれていること、発光層にダメージを与えない処理であること、大面積を全面にわたって歩留まりよく剥離できることの３点が要求される。
しかしながら、特許文献３に記載のようにエッチングや研磨等により支持基板を除去する技術では、エッチング薬液等によって有機ＥＬ素子を構成する発光層が劣化することがある。また、機能性素子の剥離には、特許文献４に記載のように機械的に分離する技術が簡易であり望ましいが、この方法はＴＦＴ等の機能性素子の剥離には適用できるものの、機能性素子が有機ＥＬ素子であり、更にコーナーキューブアレイのような樹脂構造物を設けた場合には適用が困難である。これは、樹脂構造物と有機ＥＬ素子との密着性が、支持基板と剥離層との密着性よりも低くなることが多く、機械的な分離によって素子に劣化が生じやすいためである。
また、支持基板と樹脂構造物との間に剥離層を設ける場合には、剥離のための制御手段を設けなければ均一な剥離を行うことが難しく、特に、大面積の支持基板を用いた場合にその傾向が顕著であるため、歩留まり良く剥離を行うことが困難である。また、特許文献５に記載のように剥離膜としてアモルファスシリコン（ａ―Ｓｉ）を用いる方法は、剥離面が透過性を有していないために適用できない。更に、特許文献６に記載のようにレーザ照射を用いる方法では、分離層がレーザ照射により着色してしまい、これにより透過率が低下するという課題があった。
特開２００２－１９８１８４号公報 特開２００４－２２１７６号公報 特開２００７－８８４９１号公報 特開２００３－１７４１５３号公報 特開２００４－３３５９６８号公報 特開２００４－１４０３８１号公報
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、外部取出し効率の高い有機エレクトロルミネセンス表示装置を歩留り良く製造できる有機エレクトロルミネセンス表示装置及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、発光層からの光を効率良く外部へ取り出せる有機ＥＬ表示装置の構成について種々検討したところ、発光層の付近に設けられる低屈折率層にまず着目した。そして、低屈折率層を気体層で構成することで、外部取出し効率の高い有機ＥＬ表示装置が得られることを見いだした。また、ＴＦＴ等の機能性素子を備えた表示装置の製造において利用されていた機能性素子を支持基板から剥離する方法、具体的には、支持基板上に形成されたＴＦＴ等の機能性素子をこの支持基板から剥離して別の基板に貼り付けるという手法を適用することで、低屈折率層としての気体層を形成することが難しかったボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置であっても、気体層を発光層の付近に形成できることを見いだした。そして、素子の剥離には、部分的なレーザ照射と機械的な剥離とを組み合わせて用いることで、発光層にダメージを与えることなく、しかも大面積の支持基板を用いても基板の全面にわたって歩留り良く剥離できることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、有機エレトクトロルミネセンス素子を有する素子配置基板と、上記有機エレクトロルミネセンス素子の駆動回路を有する回路基板とが互いに接合された構造を有する有機エレクトロルミネセンス表示装置であって、上記素子配置基板は、観察面側から、透明剥離層、光散乱層、透明電極、発光層及び反射電極を備え、上記素子配置基板と上記回路基板との間隙に、上記反射電極を上記駆動回路の電極に電気的に接続する導電体を有する有機エレクトロルミネセンス表示装置である。
本発明はまた、有機エレトクトロルミネセンス素子を有する素子配置基板と、上記有機エレクトロルミネセンス素子の駆動回路を有する回路基板とが互いに接合された構造を有する有機エレクトロルミネセンス表示装置の製造方法であって、上記製造方法は、支持基板の主面上に透明剥離層を形成する透明剥離層形成工程と、上記透明剥離層の上に光散乱層を形成する光散乱層形成工程と、上記光散乱層の上に、透明電極、発光層及び反射電極がこの順に積層された有機エレクトロルミネセンス素子を形成する素子形成工程と、上記支持基板の上記有機エレクトロルミネセンス素子が形成された側の面及び上記回路基板の主面の少なくとも一方の面上に導電体材料を配置する導電体材料配置工程と、上記反射電極と上記駆動回路の電極とが導電体材料により接続されるように、上記素子配置基板と上記回路基板とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、上記支持基板の上記有機エレクトロルミネセンス素子が形成された側とは反対の主面側から部分的なレーザ照射を行って上記透明剥離層の一部を改質するレーザ照射工程と、改質した透明剥離層の部分から上記支持基板を剥離する剥離工程とを有する有機エレクトロルミネセンス表示装置の製造方法でもある。
以下に本発明を詳述する。
本発明の有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ素子を有する素子配置基板と、上記有機ＥＬ素子の駆動回路を有する回路基板とが互いに接合された構造を有する。回路基板と接合された素子配置基板は、観察面側から、透明剥離層、光散乱層、透明電極、発光層及び反射電極（金属電極）を備え、発光層からの光は、透明剥離層の設けられた側の面から取り出される。したがって、本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、膜構成の面からは、ボトムエミッション型の構成でありながら、トップエミッション構造を有するものであるといえる。
なお、有機ＥＬ表示装置は、一般に有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示装置と呼ばれることもある。
このような構成を有する有機ＥＬ表示装置は、素子配置基板の透明剥離層が設けられた側の面に、ガラスや樹脂等からなる基板よりも屈折率の低い低屈折率層を容易に形成できる。これにより、低屈折率層と、素子配置基板及び／又は透明剥離層との界面で全反射が生じて、発光層からの散乱光を効率良く外部へ出射できることとなる。低屈折率層は、特に限定されるものではないが、一番安価で簡易な構成としては、透明剥離層の形成面側にある空気を低屈折率層として利用するものが挙げられる。これにより、本発明においては、従来は低屈折率層の形成が困難であったボトムエミッション型の膜構成を有する有機ＥＬ表示装置においても容易に低屈折率層を形成でき、外部利用効率の高い有機ＥＬ表示装置を実現できる。
本発明の有機ＥＬ表示装置において素子配置基板に設けられた上記透明剥離層は、照射される光を吸収し、その層内及び／又は界面において剥離（層内剥離、界面剥離）を生じるような性質を有するものであり、好ましくは、光の照射により、透明剥離層を構成する物質の原子間または分子間の結合力が消失または減少する、アブレーションが生じて層内剥離及び／又は界面剥離に至るものがよい。透明剥離層としては、ポリイミド膜等の材質にて形成されたものが挙げられる。また、透明剥離層は、光散乱層上に形成されていればよく、その配置形状等は特に限定されるものではなく、光散乱層の主面全面に形成されていても良く、部分的に形成されていてもよい。本発明に係る有機ＥＬ表示装置において、透明剥離層の存在は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＥＭＳ）等を用いて確認できる。
上記透明剥離層の厚みは、特に限定されるものではないが、できるだけ薄いことが好ましく、例えば、４０ｎｍ～３００ｎｍであることが好ましい。透明剥離層の厚みが４０ｎｍ未満であると透明剥離層の形成が難しく、厚みが３００ｎｍを超えると高い導光性が得られにくくなる。
光散乱層は、発光層からの光を散乱する光散乱性を有する層であり、アクリル系やウレタン系の光硬化性樹脂等の材質にて形成されたものが挙げられる。なかでも、光散乱層は、コーナーキューブアレイであることが好ましい。コーナーキューブアレイは、光を反射する性質を持った平面を組み合わせてなる角錘状の単位構造（コーナーキューブ）が複数配列されてなる光学部材であり、高い光の散乱性を有する。また、コーナーキューブアレイの底面側から入射した光は、平面で反射を繰り返して入射方向へ帰る再帰性反射機能を有することから、コーナーキューブアレイは再帰性反射基板である。更に、コーナーキューブアレイを用いることで、円偏光板を使わずに黒表示が実現でき、実効的な外部取り出し効率の向上が図れる。
なお、散乱手段としてコーナーキューブアレイを用いただけでは、散乱性は高まるものの、発光層で発光した光は導光して発光点から離れた場所で光がパネル外に出射する。本発明においては、上記のように光散乱層上に低屈折率層が形成されており、更に散乱手段としてコーナーキューブアレイを組み合わせて用いることで、より一層、外部取り出し効率を高めることができる。
上記素子配置基板において、透明電極、発光層、及び、反射電極は、有機ＥＬ素子を構成する。透明電極としては、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の金属酸化物が好適に用いられる。反射電極と透明電極との間には、発光層以外に、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層等が配置されてもよい。
上記回路基板は、上記有機ＥＬ素子の駆動回路を有する。この駆動回路は、素子配置基板に設けられた有機ＥＬ素子の駆動に用いられる回路であれば特に限定されず、有機ＥＬ素子に信号を伝送する配線、有機ＥＬ素子の駆動制御に用いられる素子等により構成される。有機ＥＬ素子に信号を伝送する配線としては、ゲートライン、ソースライン等が挙げられる。有機ＥＬ素子の駆動制御に用いられる素子としては、ＴＦＴ等が挙げられる。また、上記回路基板に設けられる駆動回路は、有機ＥＬ素子の駆動に必要な回路すべてである必要はなく、素子配置基板及び回路基板以外に設けられた外部回路、素子配置基板に設けられた他の回路等とともに、有機ＥＬ素子の駆動を行うものであってもよい。上記回路基板の構成としては、上述の駆動回路を有していれば特に限定されず、例えば、基板上に配線、電極、電気素子等が絶縁膜を介して積層された構成を有するものが好ましい。
本発明の有機ＥＬ表示装置は、素子配置基板と回路基板との間隙に、反射電極を駆動回路の電極に電気的に接続する導電体を有する。現在の一般的なディスプレイにおいては、ディスプレイを構成する画素は少ないものであっても数万個以上あり、ＴＦＴ素子等を有する基板と発光層等を有する基板との貼り合わせの際には、その全ての画素において、電気的接続を行う必要がある。
本発明においては、塑性変形性材料を用いて形成された導電体によって素子配置基板と回路基板とを電気的に接続することが好ましい。塑性変形する材料（以下、導電体材料ともいう）を用いて導電体が形成されることにより、素子配置基板と回路基板との貼り合わせの際に、導電体材料を基板表面の形状に追従して変形させることができるため、有機ＥＬ素子の電極と駆動回路の電極との電気的接触を確実に行うこと、及び、接触面積を大きく確保することが可能となる。その結果、作製プロセスにおける基板間隔のマージン（導電体による電気的接触を考慮したときの設計上の許容誤差）が大きくなる。
したがって、導電体材料は、素子配置基板と回路基板との貼り合わせの際に塑性変形するものであればよく、素子配置基板と回路基板との貼り合わせ後には塑性変形しないものであってもよい。上記導電体材料が塑性変形することで、導電体の形状は、素子配置基板及び／又は回路基板の基板表面の形状に追従したものとなる。
上記導電体材料としては、例えば、導電性ペースト、異方性導電フィルム、半田等が挙げられる。なかでも、追随性に優れるとともに適度な形状の保持性を有し、かつ有機ＥＬ素子の電極と駆動回路の電極との電気的接続を穏やかな温度及び圧力条件で行うことができる点から、導電性ペーストが好適である。すなわち、上記導電体は、導電性ペーストから形成されたものであることが好ましい。導電性ペーストは、通常、固形分及び溶剤を含む材料である。
また、上記導電体の配置は、有機ＥＬ素子の電極と駆動回路の電極とを電気的に接続するものであれば特に限定されないが、画素毎に配置された有機ＥＬ素子と回路基板に設けられた駆動回路とを導電体によりそれぞれ導通させる形態とするためには、導電体は画素毎に個別に配置されることが好ましい。例えば、素子配置基板と回路基板とを全ての画素において電気的に接続させつつ貼り合わせた構成のものは、塑性変形する材料を用いて形成された導電体によって貼り合わせることで、導電体による電気的接触の確実性を高め、その接触面積を大きく確保するとともに、画素間リーク、欠損（ボイド）の発生を抑制できる。更に、塑性変形しない材料からなるスペーサを設けると、その効果はより顕著となる。
本発明の有機ＥＬ装置には、上記素子配置基板、上記回路基板、上記素子配置基板と上記回路基板との間隙の少なくともいずれかにスペーサを有していてもよい。このスペーサは、非塑性変形性材料からなることが好ましい。上記スペーサが塑性変形しない材料からなることにより、素子配置基板と回路基板との貼り合わせの際に導電体材料を塑性変形させても、スペーサによって素子配置基板と回路基板との基板間隔を適切に規定することができる。これにより、基板間隔が狭くなって導電体材料が過剰に押し広げられることを防止することができ、これにより画素間の短絡等を防止できる。
上記スペーサとしては塑性変形しない材料からなるものであれば特に限定されず、導電性を有するものであってもよいし、導電性を有しないものであってもよい。上記スペーサは、その存在により、２枚の基板間距離を実質的に決定するものであれば特に限定されず、例えば、素子配置基板及び回路基板の少なくとも一方に形成された突起部（以下、バンプともいう）、素子配置基板及び回路基板とは独立して設けられたもの（以下、散布スペーサともいう）が挙げられる。上記突起部は、例えば、フォトリソグラフィー法により基板に形成される。
上記散布スペーサとしては、例えば、プラスチックビーズ、ガラスビーズ等の粒子状又は棒状スペーサ、ガラスファイバー等の繊維状スペーサ等が挙げられる。上記散布スペーサは、例えば、ディスペンサーにより配置する方法、インクジェット法等により散布して基板上に配置される。また、上記散布スペーサは、導電体材料中に練り込まれて基板上に配置されてもよく、上記散布スペーサの好ましい形態としては、導電体中に包含されている形態が挙げられる。
なお、本発明において、「非塑性変形性」とは、素子配置基板と回路基板との貼り合わせの際の加圧に対して、実質的に変形を生じない性質を意味し、好ましくは、変形を生じない性質である。また、導電体による電気的接続の信頼性が確保できる程度であれば、素子配置基板と回路基板との貼り合わせの際の加圧に対して、変形を生じた後に実質的に元の形状に回復する性質も非塑性変形性に含めてよい。一方、「塑性変形性」とは、素子配置基板と回路基板との貼り合わせの際の加圧に対して、変形を生じ、かつ変形前の形状を回復しないことを意味する。素子配置基板と回路基板との貼り合わせの際の加圧条件としては、通常、１ｋｇ／ｃｍ２以下で行われる。
上記素子配置基板は、上記観察面側にこの透明剥離層と間隙を空けて保護基板を更に備えていてもよい。上記透明剥離層が光散乱層の主面上に部分的に形成されている場合には、光散乱層と保護基板との間に気体層が形成される。この気体層は、一般的には、空気である。この気体層を低屈折率層として利用することで、発光層からの外部取り出し効率の向上が図れる。
上記保護基板は、特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜設定すればよいが、ガラス基板又は樹脂フィルムであることが好ましい。保護基板が樹脂フィルムである場合には、樹脂フィルムは薄くて軽量であることから有機ＥＬ表示装置の薄型化・軽量化が実現できる。また、樹脂フィルムは可撓性を有することからフレキシブルな有機ＥＬ表示装置とすることも可能である。また、保護基板は、カラーフィルタ基板であってもよい。
本発明の有機ＥＬ表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。
また、本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法においては、支持基板の主面上に透明剥離層を形成する透明剥離層形成工程と、上記透明剥離層の上に光散乱層を形成する光散乱層形成工程と、上記光散乱層の上に、透明電極、発光層及び反射電極がこの順に積層された有機ＥＬ素子を形成する素子形成工程と、上記支持基板の上記有機ＥＬ素子が形成された側の面及び上記回路基板の主面の少なくとも一方の面上に導電体材料を配置する導電体材料配置工程と、上記有機ＥＬ素子の電極と上記駆動回路の電極とが導電体材料により接続されるように、上記素子配置基板と上記回路基板とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、上記支持基板の有機ＥＬ素子が形成された側とは反対の主面側から部分的なレーザ照射を行って上記透明剥離層の一部を改質するレーザ照射工程と、改質した透明剥離層の部分から上記支持基板を剥離する剥離工程とを有する。
このような構成によると、レーザ照射工程における部分的なレーザ照射によって透明剥離層の一部を改質することができる。改質された透明剥離層は、機械的な外力が加わることによって剥離されやすくなるため、剥離工程において支持基板の剥離が容易となる。これにより、大面積の支持基板を用いても基板の全面にわたって歩留り良く剥離できる。したがって、例えば、一枚の支持基板を用いて一度に複数の有機ＥＬ素子基板を形成する場合等に特に有効である。このように本発明においては、支持基板の剥離に際して、剥離のための制御手段として部分的レーザ照射を用いて意図的に剥離するきっかけを与えることで、続く剥離工程において機械的手法を用いても大面積を歩留まりよく剥離できる。なお、レーザ照射工程において改質されていない透明剥離層は、光散乱層の主面上に残る。
上記透明剥離層形成工程において、支持基板とは、ガラス基板やプラスティックフィルム等からなる基板である。耐熱性が必要であれば、基材にガラスファイバー等が織り込まれているプラスティックフィルムを用いても良い。その材質は特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜選択すれば良く、単層構造のものだけでなく、積層構造の基板等についても適用可能である。透明剥離層は、ポリイミド膜等からなり、樹脂溶液を塗布したり、樹脂フィルムをラミネート加工すること等によって、支持基板の主面上に形成される。透明剥離層の厚みは特に限定されるものではないが、４０ｎｍ～３００ｎｍであることが好ましい。
上記光散乱層形成工程において、光散乱層とは、光散乱性を有するものであれば特に限定されるものではないが、本発明においては、高い光散乱性を有するコーナーキューブアレイが好適に使用できる。コーナーキューブアレイの形成方法は特に限定されず、従来公知の方法によって形成すればよい。
上記積層体形成工程において、有機ＥＬ素子とは、透明電極、発光層、及び、反射電極がこの順に積層された有機ＥＬ素子である。有機ＥＬ素子の形成方法は特に限定されず、従来公知の方法によって形成すればよい。
上記導電体材料配置工程は、素子配置基板及び回路基板の少なくとも一方の基板上に導電体材料を配置する工程である。導電体材料としては、上記したものが用いられる。導電体材料の配置方法としては、例えば、導電体材料が導電性ペーストであれば、ディスペンサーにより配置する方法、インクジェット法が好適に用いられる。
上記貼り合わせ工程は、有機ＥＬ素子の電極と駆動回路の電極とが導電体材料により接続されるように、素子配置基板と回路基板とを貼り合わせる工程である。この工程で使用される貼り合わせ方法としては、例えば、両基板の貼り合わせ用の目印の位置が一致するように、両基板の位置合わせを行った状態で、両基板を上下から加圧する方法等が挙げられる。
上記レーザ照射工程において、レーザ照射は、支持基板の有機ＥＬ素子が形成された側とは反対の主面側から透明剥離層に向けて部分的に行う。このようなレーザ照射は、マスクを用いることによって容易に実現できる。レーザ照射された透明剥離層は、改質されるため、続く剥離工程において剥離されやすくなる。なお、表示領域における透明剥離層にレーザ照射を行うと、透明剥離層が着色することから、表示領域にはレーザ照射しないように部分的なレーザ照射とする。剥離後に残った透明剥離層は、レーザ照射によって改質されていないため、透明性が損なわれることはない。
レーザ照射は、特に限定されるものではなく、気体レーザ、固体（半導体）レーザ等が挙げられるが、特に、紫外線によるエキシマレーザが好ましい。照射されるレーザ光のエネルギー密度、特に、エキシマレーザの場合のエネルギー密度は、１５０ｍＪ／ｃｍ２～２５０ｍＪ／ｃｍ２程度とするのが好ましく、１９０ｍＪ／ｃｍ２～２１０ｍＪ／ｃｍ２程度とするのがより好ましい。また、レーザ照射時間は、１０ｎｓｅｃ～２００ｎｓｅｃ程度とするのが好ましく、１０ｎｓｅｃ～５０ｎｓｅｃ程度とするのがより好ましい。
上記剥離工程においては、上記支持基板を上記光散乱層から剥離する。これにより、光散乱層の透明剥離層が設けられた面には、透明剥離層の一部が残り、また、この面には支持基板がなくなるとともに、屈折率の低い気体（空気）と接するようになり、上述のように外部取り出し効率を高めることができる。
本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法の構成としては、このような構成要素を必須とするものである限り、その他の工程の有無により特に限定されるものではない。
本発明に係る好ましい態様としては、上記レーザ照射工程では、マスクを介して、表示装置の表示領域の外縁及び／又は表示領域内における画素領域間にレーザ照射するものが挙げられる。この工程によると、レーザ照射領域と非照射領域とを容易に区別できる。また、本発明に係る好ましい態様としては、素子配置基板にカラーフィルタが設けられる場合に、マスクとしてカラーフィルタを用いるものが挙げられる。このような構成によると、容易に表示領域の外縁及び表示領域内における画素領域間にレーザ照射を行える。
また、上記製造方法は、素子配置基板及び回路基板の少なくとも一方の基板にスペーサを配置するスペーサ配置工程を更に含むものであってもよい。スペーサとしては、導電体材料よりも硬い材料からなるスペーサを配置することが好ましい。本発明において「導電体材料よりも硬い」とは、導電体材料よりも塑性変形させるのに高い圧力が必要であることを意味する。このようなスペーサを用いることによっても、素子配置基板と回路基板との貼り合わせの際に導電体材料を塑性変形させた際に、スペーサによって素子配置基板と回路基板との基板間隔を適切に規定することができる。その結果、基板間隔が狭くなって導電体材料が過剰に押し広げられることを防止することができるので、画素間の短絡等を防止することができる。
スペーサの配置方法としては、例えば、スペーサがバンプであれば、感光性樹脂膜をフォトリソグラフィー法によりパターニングして所望の位置にバンプを形成する方法が挙げられ、スペーサが粒状スペーサであれば、ディスペンサーにより配置する方法やインクジェット法により散布する方法が挙げられる。
なお、上記製造方法により得られた本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、ボトムエミッション型の素子構造を有する有機ＥＬ素子を転写することで最終的には基板上面から光の取り出しを行うものである。したがって、最終的に得られた有機ＥＬ表示装置については、有機ＥＬ素子の膜構成はボトムエミッション型の構成でありながら、トップエミッション構造を有するように作製された有機ＥＬ表示装置であるとも言える。
このような構成を有する有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型の利点である高開口率を実現しつつ、その製造プロセス上の課題である電極の劣化を防止することができる。すなわち、一般的なボトムエミッション構造の有機ＥＬ表示装置と比較すると、開口率を高くすることができる。現在の技術状況では、例えば２００ｐｐｉ（ｐｉｘｅｌｓ　ｐｅｒ　ｉｎｃｈ）を超える高精細表示を行うボトムエミッション構造の有機ＥＬ表示装置は開口率が極めて低くなっているために、このような場合には特に有利である。また、一般的なトップエミッション構造の有機ＥＬ表示装置と比較すると、金属酸化物を用いて電極を形成しても製造プロセス中に有機ＥＬ材料が劣化することを防止できるので、金属薄膜を用いて電極を形成する場合の透過率の低下を回避することができる。
本発明によれば、光散乱層の透明剥離層が設けられた側の面に接する支持基板を有さず、この面は低屈折率層と接することから、発光の外部利用効率を高めることができる。また、部分的なレーザ照射と機械的な剥離とを組み合わせて有機ＥＬ素子を支持基板から剥離することで、大面積にわたって歩留りよく剥離を行えるため量産性にも優れている。
図１（ａ）、（ｂ）は、実施形態１に係るボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置の構成を示す断面図である。 図２－１（ａ）～（ｄ）は、実施形態１に係るボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置の製造工程を説明する断面模式図である。 図２－２（ｅ）～（ｇ）は、実施形態１に係るボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置の製造工程を説明する断面模式図である。 図３（ａ）は、図２－１（ｃ）に示す基板の状態を示す平面模式図であり、図３（ｂ）は、更に封止シールが塗布された状態を示す平面模式図である。 図４（ａ）は、実施形態１に係る有機ＥＬ表示装置を点灯させた状態を示し、図４（ｂ）は、比較実施形態１に係る有機ＥＬ表示装置を点灯させた状態を示す平面模式図である。 図５（ａ）は、実施形態３に係る４面取の例を示す平面模式図であり、図５（ｂ）は、カラーフィルタ基板を形成するための母基板を示す平面模式図であり、図５（ｃ）は、カラーフィルタ基板に含まれる複数のカラーフィルタの一部を示す要部拡大図である。
以下に実施形態を掲げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
実施形態１
以下に、図１～図４を用いて、本実施形態を説明する。まず、図１を用いて本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の主要な構成について説明する。図１（ａ）は、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を示す断面模式図である。
図１（ａ）において、有機ＥＬ表示装置１０１は、それぞれ個別に作製された素子配置基板１０と回路基板としての補助基板２０とが、導電性ペースト３０を介して貼り合わされた構成を有する。素子配置基板１０には、補助基板２０との対向面側に封止シール４０を介して封止ガラス５０が設けられており、封止ガラス５０は、補助基板２０の中央部に形成されたザグリに配置される。
素子配置基板１０は、光散乱層としてのコーナーキューブアレイ１１を有する。コーナーキューブアレイ１１は、後述する発光層１３からの光を散乱する光学部材であり、透明電極１２の側に配置される。コーナーキューブアレイ１１の形成材料としては、紫外線硬化樹脂が好適に用いられるが、可視光範囲において無色透明であって、硬化後の機械的耐性、耐光性、耐候性等を含めた信頼性を有するものであれば、熱硬化樹脂やＳＯＧ（Ｓｐｉｎ　ｏｎ　ｇｌａｓｓ）等の熱硬化性無機材料等についても適用可能である。
コーナーキューブアレイ１１の凹凸形成面側の主面上には、有機ＥＬ素子１５を備える。有機ＥＬ素子１５は、陽極となる透明電極（ＩＴＯ）１２、発光層１３、及び、反射電極となる反射電極（金属膜）１４がこの順に積層されてなり、発光層以外に、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層等が積層された構造であってもよい。
また、コーナーキューブアレイ１１の有機ＥＬ素子１５が配置された側とは反対側の主面上には、透明剥離層１６が設けられた領域Ｒ１と透明剥離層１６が形成されていない領域Ｒ２とを有する。表示領域にある透明剥離層１６は透明であることから、発光効率が損なわれることはない。
補助基板２０は、ガラス基板、プラスチック基板等の基板の主面上に、有機ＥＬ素子１５を駆動するＴＦＴ素子、ゲート線、ソース線等の回路（図示せず）が形成された構成を有し、上記のように構成された素子配置基板１０とこの補助基板２０とは、両基板の間に塗布された導電性ペースト３０を介して電気的に接続される。導電性ペースト３０は、塑性変形性材料からなり、素子配置基板１０と補助基板２０との貼り合わせ時には、両基板からの圧力により塑性変形を生じることが好ましい。
上記のように構成された本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１０１は、素子配置基板１０の観察面側にある空気が低屈折率層としての働きを有することから、発光の外部取出効率の向上が図れる。また、素子配置基板１０と補助基板２０とを塑性変形性を有する導電性ペースト３０を用いて接続していることから、確実かつ低抵抗な電気的接続を実現できるとともに、両基板の貼り合わせ時において基板間隔が変化したとしても電気的接続を確保し易いため基板間隔の設計上の許容誤差を大きくとることができ、量産性において優れている。
以上において、図１（ａ）、（ｂ）に示された有機ＥＬ表示装置の各構成要素が説明されたが、本実施形態の有機ＥＬ表示装置は、図１（ａ）、（ｂ）に示された構成要素以外の構成要素を含んでいてもよい。また、図１（ａ）、（ｂ）に示された有機ＥＬ表示装置の構成は一部簡略化されており、各種の変更又は修正がされてもよい。
なお、上記説明では、光散乱層としてコーナーキューブアレイ１１を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、散乱性を有する基板であれば光散乱層として適用できる。
また、本実施形態においては、図１（ｂ）に示すように、素子配置基板１０に保護基板としての前側基板１７をシール剤１９にて貼り合わせた有機ＥＬ表示装置１０２としてもよい。このような構成によっても、前側基板１７と透明剥離層１６との間には、低屈折率層となる空気層が形成されるため、上記と同様の効果が得られる。前側基板１７としては、ガラス基板、樹脂フィルム等の他、カラーフィルタ基板等が挙げられる。シール剤１９としては、例えば、５μｍ径のフィラーを混ぜたシール剤を用いることができる。また、発光層１３は熱に弱いため、シール剤１９には熱硬化型シール剤ではなく光硬化型シール剤を用いることが好ましい。
また、上記説明では、素子配置基板１０をＴＦＴ等が形成された補助基板２０と封止ガラス５０とに貼り合わせる例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、補助基板２０と封止ガラス５０とが一体であって、ＴＦＴ素子が形成されたアクティブマトリクス基板等も用いることもできる。
以下に、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法の一例について、具体例を挙げて、図２－１、図２－２、及び、図３を用いて説明する。図２－１、図２－２は、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造工程を説明する断面模式図であり、図３は、製造工程の途中における素子形成基板の状態を示す平面模式図である。本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造工程においては、支持基板上に形成された有機ＥＬ素子をこの支持基板から剥離して別の基板に貼り付けるという手法を適用する。そこで、まず、図２－１（ａ）に示すように、ガラス基板からなる支持基板６０の主面上に、ポリイミド膜を４０ｎｍ～２００ｎｍの膜厚で成膜して、透明剥離層１６を形成するための樹脂層を形成した。以下、図１（ａ）、（ｂ）に示す透明剥離層１６との区別のために、この樹脂層を透明樹脂層１８と称す。
次いで、図２－１（ｂ）に示すように、透明樹脂層１８の上に、コーナーキューブアレイ１１を形成した。コーナーキューブアレイ１１は、紫外線硬化型の透明アクリル樹脂（三菱レイヨン社製、銘柄：ＭＰ１０７）を用いて、２Ｐ法（フォトポリマープロセス法）により転写成型して形成した。コーナーキューブアレイ１１の厚みは、凹部（厚みの薄いところ）の厚みｄ１が１０μｍ程度であり、凸部（厚みの厚いところ）の厚みｄ２が３０μｍ程度であった。
次いで、コーナーキューブアレイ１１の上に、透明電極（出光興産社製、登録商標ＩＺＯ）１２、発光層１３、及び、反射電極（アルミニウム金属膜）１４を所望の形状に順次形成して、図２－１（ｃ）に示すように、有機ＥＬ素子１５が形成された状態の基板を得た。なお、ここでは、便宜上、３層構造となっている箇所の有機ＥＬ素子１５の断面模式図を示しているが、実際には、有機ＥＬ素子１５は、コーナーキューブアレイ１１の全面において３層構造を有するものではなく、一部において３層構造を有するものである。その構成を図３（ａ）に示す。
図３（ａ）は、図２－１（ｃ）に示す基板の状態を示す平面模式図であり、コーナーキューブアレイ１１上の２５ｍｍ角の領域を示す。この領域には、幅２ｍｍ×長さ１０ｍｍの透明電極（ＩＴＯ）１２が４箇所に形成されている。また、この領域の中央部には、透明電極１２の一部を覆うようにして１３ｍｍ角の発光層１３が形成されている。更に、幅２ｍｍ×長さ１０ｍｍの反射電極１４が４箇所に形成されている。透明電極１２と反射電極１４とは、互いに直交するように配置される。透明電極１２、発光層１３、及び、反射電極１４は、各々、上述のパターンに成膜される。これにより、基板の主面上には、有機ＥＬ素子１５が形成される。
有機ＥＬ素子が形成されたコーナーキューブアレイ１１の主面上には、図３（ｂ）に示すように、１７ｍｍ角の領域に封止シール４０を塗布し、封止シール４０を介して封止ガラス５０を貼り合わせた。
次いで、補助基板２０に形成されたザグリ部の周囲にディスペンサーを用いて導電性ペースト３０である銀ペースト（東洋紡績社製、銘柄：ＤＷ－３５１Ｈ－３０、硬化形式：熱硬化型、フィラー：銀）を塗布した。この時点での導電性ペースト３０は、半球状（お椀を伏せた形状）を保持している。
次いで、ザグリ部に封止ガラス５０を配置して、有機ＥＬ素子１５が形成されたコーナーキューブアレイ１１と補助基板２０とを加圧しながら貼り合わせ、有機ＥＬ素子１５と補助基板２０の周囲に取り出した電極とを電気的に接続した。これにより、図２－１（ｄ）に示す状態の基板が得られた。
次いで、透明樹脂層１８を剥離しやすくするために、紫外線（ＵＶ）を用いたレーザ照射を行った。このレーザは、エキシマレーザである。レーザ照射に際しては、図２－２（ｅ）に示すように、まず、支持基板６０の透明樹脂層１８が形成された面と反対側の面に、封止シール４０で囲まれた領域とほぼ同じ大きさとなるように、ＵＶ光を吸収させるためのポリイミド樹脂（デュポン社製、商品名カプトンテープ）８０を設けた。そして、ポリイミド樹脂８０をマスクとして、支持基板６０側から、紫外線８１を３１０ｎｍの波長で照射した。これにより、透明樹脂層１８には、ＵＶ照射された樹脂層１８ａと、マスクによって保護され、ＵＶ照射されていない樹脂層１８ｂとが形成された。
ＵＶ照射された樹脂層１８ａは、改質され、着色するとともに、支持基板６０とコーナーキューブアレイ１１とを貼り合わせる接着力が弱まった状態となる。そこで、このＵＶ照射された樹脂層１８ａを剥離のきっかけとして、支持基板６０に機械的な外力を加えて剥離したところ、樹脂層１８ａは、支持基板６０とともに実質的に全てが剥離された。なお、樹脂層１８ａが支持基板６０側に付着して剥離されたのは、ガラス基板である支持基板６０に対してアクリル樹脂からなるコーナーキューブアレイ１１よりもより高い密着性を有していたためと考えられる。
これにより、図２－２（ｆ）に示すように、コーナーキューブアレイ１１の素子形成面と反対側の面にはＵＶ照射されていない樹脂層１８ｂのみが残り、透明剥離層１６が形成された有機ＥＬ表示装置１０１が得られた。
なお、コーナーキューブアレイ１１の素子形成面と反対側の面上には、図２－２（ｇ）に示すように、必要に応じて透明剥離層１６と間隙を空けて前側基板１７を配置してもよい。
このように本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法によると、従来は困難であったボトムエミッション型の膜構成を有する有機ＥＬ表示装置であっても、簡易な工程で、発光層の近傍に低屈折率層としての気体層を形成できる。また、部分的なレーザ照射を行うことで、透明性が要求される表示領域等の樹脂層１８ｂは透明性が損なわれることなく残り、着色した樹脂層１８ａは剥離されるため、発光層１３からの外部取り出し効率が損なわれることはない。
また、表示素子面内において、表示部以外の箇所にレーザを照射するという部分的なレーザ照射を行うことで、発光層１３がダメージを受けることはない。また、部分的なレーザ照射を行った上で、機械的な外力を加えて支持基板６０の剥離を行うことで、支持基板６０を容易に、歩留りよく剥離でき、機械的手法のみを適用した場合よりも生産性の向上が図れる。
上記のように作製された有機ＥＬ表示素子を点灯させて発光状態を確認した。図４（ａ）は、有機ＥＬ表示素子の点灯状態を示す平面模式図である。図４（ａ）においては、２ｍｍ角の発光４１が４箇所確認された以外は発光は見られず、発光の分散はほとんど見られなかった。これは、導光成分を発光点とほぼ同一の場所で出射させることができているためであり、発光４１は、後述する比較形態１に係る有機ＥＬ表示素子の発光よりも明るいものであった。これにより、実効的な外部取出し効率が向上していることが確認された。
比較実施形態１
上記実施形態１におけるＵＶ照射の効果を確かめるために、以下のように本比較実施形態を行った。すなわち、図２－２（ｅ）に示すレーザ照射工程を行わなないこと以外は、実施形態１と同様にして有機ＥＬ素子を作製しようとした。しかしながら、支持基板６０の剥離は困難であり、透明樹脂層１８がコーナーキューブアレイ１１のほぼ全面に残った状態となった。
これに対し、上記実施形態１では良好に支持基板６０を剥離できたことから、ＵＶ照射を行うことによって剥離が容易になることが明らかとなった。これは、あらかじめ剥離したい箇所の樹脂をＵＶ照射によって改質して剥離しやすくすることで、この改質された部分が剥離のきっかけとなって、続く機械的な剥離が容易になっているものと考えられる。
本比較実施形態に係る有機ＥＬ表示素子についても、点灯させて発光状態を確認した。図４（ｂ）は、有機ＥＬ表示素子の点灯状態を示す平面模式図である。図４（ｂ）においては、２ｍｍ角の発光４２が４箇所ある以外に、各発光４２の周囲に３箇所の発光４２ａ～４２ｃが見られた。発光４２ａ～４２ｃは、発光４２の中心（発光点）から２～３ｍｍ程度離れていることから、発光４２を中心として発光４２ａ～４２ｃを含む領域は、表示素子の１画素の大きさよりも大きくなる。そのため、この導光成分は表示に有効利用することはできない。このように、発光が複数分散していたため、発光４２は、上記図４（ａ）に示す実施形態１に係る発光４１よりも暗いものであった。
実施形態２
この実施形態では、保護基板としてカラーフィルタ基板を用いた構成の有機ＥＬ表示装置について説明する。本実施形態においては、レーザ照射工程において、上記実施形態１において使用したポリイミド樹脂（カプトンテープ）８０に代えてカラーフィルタ基板をマスクとして用いる。
カラーフィルタ基板は、一般に、ガラス基板、プラスチック基板等の基板上に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタ層等のカラー表示用着色層の組み合わせが画素毎に並設されるとともに、黒のカラーフィルタ層として格子状のブラックマトリクス（ＢＭ）が各カラー表示用着色層を仕切るように設けられている。
上記のように構成されたカラーフィルタ基板にポリイミド膜を形成してマスクとして用い、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ層で覆われた領域の樹脂にＵＶ照射し、ＢＭで覆われた領域の樹脂にＵＶ照射しない。これにより、続く剥離工程によって、カラーフィルタ層で覆われた領域の樹脂は剥離され、ＢＭで覆われた領域の樹脂は透明剥離層１６として残ることとなる。
そして、剥離工程後に、マスクとして用いたカラーフィルタ基板を前面基板１７として貼り付けることで、カラーフィルタ層とコーナーキューブアレイとの間には、低屈折率層である気体層が形成され、発光層１３からの外部取り出し効率が向上する。
このように本実施形態によると、図２－２（ｅ）に示すレーザ照射工程において、マスクとしてカラーフィルタ基板を用いることで透明樹脂層１８の改質を行える。また、剥離する支持基板６０には、ポリイミド樹脂（カプトンテープ）８０を貼る必要がなくなり、支持基板６０の再利用が容易となる。
実施形態３
この実施形態では、有機ＥＬ素子をディスプレイ装置に適用する際において、大型の支持基板を用いて一度に複数の有機ＥＬ表示装置を形成する場合を例に挙げて説明する。
図５（ａ）は、大型の支持基板１１０から４枚の支持基板１１ａ～１１ｄを形成する、いわゆる４面取の例を示す平面模式図であり、図５（ｂ）は、カラーフィルタ基板を形成するための母基板を示す平面模式図であり、図５（ｃ）は、カラーフィルタ基板に含まれる複数のカラーフィルタの一部を示す要部拡大図である。各支持基板１１ａ～１１ｄには、上記実施形態１における図２－１（ａ）～図２－１（ｃ）に示す工程と同様にして、有機ＥＬ素子が形成される。各支持基板１１ａ～１１ｄには、封止シール４０が塗布され、封止ガラス４０と貼り合わされる。なお、封止ガラス４０は、各支持基板１１ａ～１１ｄと対応するように個別に設けられていても良く、あるいは大型の母基板上に複数配置されたものであってもよい。
次いで、図２－１（ｄ）に示す工程と同様にして、導電性ペースト３０を用いて補助基板２０と貼り合わされる。補助基板２０は、ここでは図示されていないが、各支持基板１１ａ～１１ｄと対応するように回路及びザグリが形成されている。
次いで、図２－２（ｅ）に示す工程と同様にしてレーザ照射が行われる。レーザ照射に使用するマスクとしては、ここでは実施形態２と同様に、カラーフィルタ基板を用いる。カラーフィルタ基板は、各支持基板１１ａ～１１ｄ上に個々に配置してもよいが、図５（ｂ）に示すように、各支持基板１１ａ～１１ｄと対向するように４枚のカラーフィルタ基板７１ａ～７１ｄが配置された母基板１２０を用いると容易である。
レーザ照射に際しては、ディスプレイ装置の表示エリアの外側となる領域、すなわち、図５（ｂ）における額縁ＢＭ７２ａ～７２ｄの外側にＵＶ照射を行うことが効果的である。又は、表示領域内における各画素間にレーザ照射してもよく、両者を組み合わせて使用してもよい。
各画素間へのレーザ照射に際しては、カラーフィルタ基板７１ａ～７１ｄに形成されたＢＭを遮光部として用いることができる。具体的には、カラーフィルタ基板７１ａ～７１ｄは、図５（ｃ）に示すように、各画素毎にカラーフィルタ７０２が設けられており、隣接する画素間は、ＢＭ７０３にて仕切られていることから、このＢＭ７０３を遮光部としてレーザ照射を行うことができる。なお、レーザ照射がＵＶ照射である場合には、カラーフィルタ７０２上には、紫外線を吸収するポリイミド膜が設けられていることが好ましい。
次いで、支持基板１１ａ～１１ｄ、すなわち、支持基板１１０の剥離を行う。本実施形態においては、予め部分的なレーザ照射を行って透明樹脂層１８を形成する樹脂の改質を行っているため、続く機械的な剥離によって、このように大型の基板を用いた場合であっても、容易に歩留りよく剥離が行える。
支持基板１１０が剥離された後、必要に応じてカラーフィルタ基板７１ａ～７１ｄ等が設けられ、各表示装置毎に切り離されることにより、一度に４個の有機ＥＬ表示装置が得られる。
このように本実施形態によると、１枚の大型基板上に複数の有機ＥＬ素子基板を配置する場合であっても、図２－２（ｅ）に示すレーザ照射工程において、マスクとしてカラーフィルタ基板を用いることで容易に所望の箇所の透明樹脂層の改質を行える。また、剥離する支持基板１１０には、ポリイミド樹脂（カプトンテープ）８０を貼る必要がなくなり、支持基板１１０の再利用も容易となる。更に、部分的なレーザ照射による樹脂の改質と機械的な外力を加えることによる剥離とを組み合わせることで、大型基板を用いても、歩留りよく剥離できる。これにより、一度に複数の有機ＥＬ表示装置において発光層の近傍に低屈折率層としての気体層を形成できる。
本願は、２００９年１月７日に出願された日本国特許出願２００９－００１９３５号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
１０　素子配置基板
１１　コーナーキューブアレイ
１２　透明電極
１３　発光層
１４　反射電極
１５　有機ＥＬ素子
１６　透明剥離層
１７　前側基板
１８　透明樹脂層
１８ａ、１８ｂ　樹脂層
１９　シール剤
２０　補助基板
３０　導電性ペースト
４０　封止シール
４１、４２、４２ａ～４２ｃ　発光
５０　封止ガラス
６０、１１０、１１ａ～１１ｄ　支持基板
７１ａ～７１ｄ　カラーフィルタ基板
８０　ポリイミド樹脂
８１　紫外線
１０１、１０２　有機ＥＬ表示装置
１２０　母基板
７０２　カラーフィルタ
７０３　ＢＭ
ｄ１　凹部の厚み
ｄ２　凸部の厚み

Claims (10)

  1. 有機エレトクトロルミネセンス素子を有する素子配置基板と、該有機エレクトロルミネセンス素子の駆動回路を有する回路基板とが互いに接合された構造を有する有機エレクトロルミネセンス表示装置であって、
    該素子配置基板は、観察面側から、透明剥離層、光散乱層、透明電極、発光層及び反射電極を備え、
    該素子配置基板と該回路基板との間隙に、該反射電極を該駆動回路の電極に電気的に接続する導電体を有することを特徴とする有機エレクトロルミネセンス表示装置。
  2. 前記透明剥離層は、前記光散乱層上に部分的に形成されており、
    前記有機エレクトロルミネセンス表示装置は、前記観察面側に該透明剥離層と間隙を空けて保護基板を更に備え、
    該素子配置基板と該保護基板との間には、気体層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネセンス表示装置。
  3. 前記気体層は、空気層であることを特徴とする請求項１又は２記載の有機エレクトロルミネセンス表示装置。
  4. 前記保護基板は、ガラス基板又は樹脂フィルムであることを特徴とする請求項２又は３記載の有機エレクトロルミネセンス表示装置。
  5. 前記保護基板は、カラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項２～４のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンス表示装置。
  6. 前記透明剥離層の厚みは、４０ｎｍ～３００ｎｍであることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンス表示装置。
  7. 前記光散乱層は、コーナーキューブアレイであることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の有機エレクトロルミネセンス表示装置。
  8. 有機エレトクトロルミネセンス素子を有する素子配置基板と、該有機エレクトロルミネセンス素子の駆動回路を有する回路基板とが互いに接合された構造を有する有機エレクトロルミネセンス表示装置の製造方法であって、
    該製造方法は、
    支持基板の主面上に透明剥離層を形成する透明剥離層形成工程と、
    該透明剥離層の上に光散乱層を形成する光散乱層形成工程と、
    該光散乱層の上に、透明電極、発光層及び反射電極がこの順に積層された有機エレクトロルミネセンス素子を形成する素子形成工程と、
    該支持基板の該有機エレクトロルミネセンス素子が形成された側の面及び該回路基板の主面の少なくとも一方の面上に導電体材料を配置する導電体材料配置工程と、
    該反射電極と該駆動回路の電極とが導電体材料により接続されるように、該素子配置基板と該回路基板とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、
    該支持基板の該有機エレクトロルミネセンス素子が形成された側とは反対の主面側から部分的なレーザ照射を行って該透明剥離層の一部を改質するレーザ照射工程と、
    改質した透明剥離層の部分から該支持基板を剥離する剥離工程とを
    有することを特徴とする有機エレクトロルミネセンス表示装置の製造方法。
  9. 前記レーザ照射工程は、
    マスクを介して、表示装置の表示領域の外縁及び／又は表示領域内における画素領域間にレーザ照射することを特徴とする請求項８記載の有機エレクトロルミネセンス表示装置の製造方法。
  10. 前記マスクとしてカラーフィルタを用いることを特徴とする請求項９記載の有機エレクトロルミネセンス表示装置の製造方法。
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