JP3921482B2 - Organic EL device manufacturing apparatus and organic EL device - Google Patents
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Description
本発明は、有機ＥＬ素子の製造装置並びに有機ＥＬ素子に関するものである。 The present invention relates to an organic EL element manufacturing apparatus and an organic EL element.
従来の有機ＥＬ素子（以下、ＯＬＥＤという。）は、以下のような手順で作製されている。 A conventional organic EL element (hereinafter referred to as OLED) is manufactured by the following procedure.
（１）ガラス基板上にスパッタ法若しくは蒸着法でアノード電極用ＩＴＯのような金属薄膜を成膜し、フォトリソプロセスを経てアノード電極配線パターンを形成する。 (1) A metal thin film such as ITO for anode electrode is formed on a glass substrate by sputtering or vapor deposition, and an anode electrode wiring pattern is formed through a photolithography process.
（２）メタルマスクを使用し正孔注入層（ＣｕＰｃ）、正孔輸送層（α−ＮＰＤ）、発光層（Ａｌｑ３＋ドーパント）、電子輸送層（Ａｌｑ３）、電子注入層（ＬｉＦ）を順次成膜して有機発光層を形成した後、更にカソード電極形成用メタルマスクを用いて金属薄膜（Ａｌ，Ａｌ／Ｌｉ，Ｍｎ，Ｍｎ／Ａｇ…ｅｔｃ．）を成膜し、カソード電極配線パターンを形成して発光部を形成する。 (2) Using a metal mask, a hole injection layer (CuPc), a hole transport layer (α-NPD), a light emitting layer (Alq3 + dopant), an electron transport layer (Alq3), and an electron injection layer (LiF) are sequentially formed. After forming the organic light emitting layer, a metal thin film (Al, Al / Li, Mn, Mn / Ag, etc.) is further formed using a cathode electrode forming metal mask to form a cathode electrode wiring pattern. To form a light emitting portion.
（３）上記（１）及び（２）のプロセスを経たサンプル（発光部）上に、無機膜の単層若しくは積層、有機膜の単層若しくは積層または無機膜及び有機膜の積層膜から成る封止膜を成膜する。この場合、図１，２に図示したように、端子部ＡをメタルマスクＢ等で遮蔽し、この端子部Ａに封止膜Ｃが成膜されないようにして給電用端子を形成する必要がある。尚、図中符号Ｄは基板、Ｅは発光部である。 (3) On the sample (light emitting part) that has undergone the processes of (1) and (2) above, a sealing layer comprising a single layer or a stack of inorganic films, a single layer or stack of organic films, or a stack of inorganic films and organic films. A stop film is formed. In this case, as shown in FIGS. 1 and 2, it is necessary to shield the terminal portion A with a metal mask B or the like and form the power supply terminal so that the sealing film C is not formed on the terminal portion A. . In the figure, symbol D is a substrate, and E is a light emitting portion.
また、何らかの理由でメタルマスクで遮蔽できない場合には、所謂半導体若しくはＴＦＴのフォトリソプロセスの手法を応用する必要がある。 In addition, when it cannot be shielded by a metal mask for some reason, it is necessary to apply a so-called semiconductor or TFT photolithography process technique.
上述のＯＬＥＤへの給電用端子形成手法としては、現在はシャドーマスク法が一般的である。シャドーマスクの材料としては、シリコン、セラミック、ガラス等と熱膨張係数が近い日本冶金製のＮＡＳ４２（４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金）や低膨張係数のＮＡＳ（３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金）やＳＵＳ４３０等が採用されている。 Currently, the shadow mask method is generally used as a method for forming a power supply terminal for the OLED. As a material for the shadow mask, NAS42 (42% Ni-Fe alloy) made by Nippon Yakin, which has a thermal expansion coefficient close to that of silicon, ceramic, glass, etc., NAS (36% Ni-Fe alloy), SUS430, etc. having a low expansion coefficient are used. It has been adopted.
ＯＬＥＤの信頼性能確保のためには、大気中の酸素及び水分の影響を防ぐために、有機層と腐食性の高いカソード電極層を封止膜で完全に被覆する必要がある。この際、有機層及びカソード電極層よりも封止層を十分に大きくすればデバイス性能は確保できるが、デバイスの素子面積が大きくなってしまうという問題点が生じる。 In order to ensure the reliability performance of the OLED, it is necessary to completely cover the organic layer and the highly corrosive cathode electrode layer with a sealing film in order to prevent the influence of oxygen and moisture in the atmosphere. At this time, if the sealing layer is made sufficiently larger than the organic layer and the cathode electrode layer, the device performance can be secured, but there is a problem that the device area of the device becomes large.
従って、デバイスの性能が維持できる最適な封止面積を選択する必要がある。この際、シャドーマスクを利用してＯＬＥＤへの給電端子部の形成をする場合には、マスクのアライメントが必要になる。そして、無機層と有機層との組み合わせを複数層形成する場合には、多数の予備マスクが必要となり、非常に複雑で高コストの設備になってしまう。しかも、メタルマスクは定期的に交換洗浄する必要があり、ランニングコストも非常に高くなってしまうという問題が発生する。 Therefore, it is necessary to select an optimum sealing area that can maintain the performance of the device. At this time, when forming the power supply terminal portion to the OLED using the shadow mask, the mask needs to be aligned. When a plurality of combinations of inorganic layers and organic layers are formed, a large number of spare masks are required, resulting in very complicated and expensive equipment. In addition, the metal mask needs to be periodically replaced and cleaned, which causes a problem that the running cost becomes very high.
このような封止膜成膜時にメタルマスクを使用することによる問題点を解決するためには、封止成膜工程ではメタルマスクを使用しないプロセスを採用すれば良い。 In order to solve the problems caused by using a metal mask at the time of forming a sealing film, a process that does not use a metal mask may be employed in the sealing film forming process.
例えば半導体デバイスやＴＦＴデバイスで一般的に採用されている最終パシベーション膜成膜後のフォトリソプロセスによる端部引き出し工程を適用すれば良い。しかし、この工程には、レジスト塗布、レジスト露光、レジスト現像、エッチング、レジスト剥離洗浄と５工程が必要となる。更に、レジスト現像及びレジスト剥離洗浄工程においてはウェット工程があり、ＯＬＥＤ製造プロセスには不適切な工程であると同時に非常に高コストプロセスとなってしまうという問題が生じる。 For example, an edge extraction step by a photolithography process after the final passivation film formation generally used in a semiconductor device or a TFT device may be applied. However, this process requires resist coating, resist exposure, resist development, etching, resist strip cleaning, and five processes. Furthermore, there is a wet process in the resist development and resist peeling cleaning process, which causes a problem that it is an inappropriate process for the OLED manufacturing process and at the same time a very expensive process.
更に、封止膜が積層構造で、しかも、有機層と無機層とから成る場合には、エッチング工程において、ドライの場合にはエッチングガス、ウェットの場合にはエッチング液を交換する必要があり、積層数が多くなればなるほどプロセスは一層複雑化する。 Furthermore, when the sealing film has a laminated structure and is composed of an organic layer and an inorganic layer, in the etching process, it is necessary to replace the etching gas in the case of dry and the etching liquid in the case of wet, The process becomes more complex as the number of stacks increases.
本発明は、上述のような現状に鑑み、マスクを用いて予め給電用開口部を有する封止膜を成膜するのではなく、また、フォトリソプロセスを用いることもなく、発光部の略全面に封止膜を成膜し、レーザー加工法を用いて端子部上の封止膜のみを除去して給電用開口部を形成するもので、ＯＬＥＤ表示パネルのダウンサイズ化を図れると共に高信頼性を確保でき、しかも装置の稼働率の向上を図れ、ランニングコストも削減できる極めて実用性に秀れた有機ＥＬ素子の製造装置並びに有機ＥＬ素子を提供するものである。 In view of the present situation as described above, the present invention does not form a sealing film having a power supply opening in advance using a mask, and does not use a photolithographic process, and substantially covers the entire surface of the light emitting portion. A sealing film is formed, and only the sealing film on the terminal portion is removed using a laser processing method to form a power supply opening. The OLED display panel can be downsized and highly reliable. The present invention provides an organic EL element manufacturing apparatus and an organic EL element that can be secured, can improve the operating rate of the apparatus, and can reduce running costs.
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。 The gist of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
基板11上に陽極，有機発光層，陰極を順次積層して形成される発光部12上に、この発光部12を封止する封止膜13を形成して成る有機ＥＬ素子の製造装置であって、前記封止膜13を基板11の略全面に積層成膜する封止膜形成機構と、陽極若しくは陰極の端子部14上に積層された複数の有機膜から成るまたは一若しくは複数の有機膜と無機膜とを積層して成る封止膜13の一部若しくは全部にレーザー光を照射して、この端子部14上の封止膜13を除去することで、前記端子部14を露出せしめる給電用開口部15を形成する封止膜除去機構と、前記発光部12上に積層成膜した封止膜13の周縁部にレーザー光を照射することでこの封止膜13の周縁部を閉塞する封止周縁部閉塞機構とを備えたことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造装置に係るものである。
This is an organic EL element manufacturing apparatus in which a
また、前記封止膜除去機構は、レーザー光を発振するレーザー発振器と、このレーザー発振器若しくは前記基板11を駆動してレーザー発振器からのレーザー光を前記端子部14上の封止膜13の所定部位に照射せしめる駆動部とを有し、このレーザー発振器として、ガスレーザー発振器若しくは固体レーザー発振器を採用したことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造装置に係るものである。
The sealing film removing mechanism includes a laser oscillator that oscillates a laser beam, and drives the laser oscillator or the substrate 11 to transmit the laser beam from the laser oscillator to a predetermined portion of the
また、前記封止膜除去機構は、前記ガスレーザー発振器としてＣＯ2，ＫｒＦ，ＡｒＦ，Ｆ2，ＸｅＣｌ，ＸｅＦ若しくはＨｅＣｄレーザー発振器を採用するか、または前記固体レーザー発振器としてＴｉサファイア，ＹＡＧ若しくはＹＶＯ4レーザー発振器を採用したことを特徴とする請求項２記載の有機ＥＬ素子の製造装置に係るものである。 The sealing film removing mechanism employs a CO 2 , KrF, ArF, F 2 , XeCl, XeF or HeCd laser oscillator as the gas laser oscillator, or Ti sapphire, YAG or YVO 4 as the solid laser oscillator. those of the manufacturing apparatus of an organic EL element according to claim 2 Symbol mounting, characterized in that employing the laser oscillator.
また、基板11上に陽極，有機発光層，陰極を順次積層して形成される発光部12上に、この発光部12を封止する封止膜13を形成して成る有機ＥＬ素子であって、前記封止膜13は、複数の有機膜から成るまたは一若しくは複数の有機膜と無機膜とを積層して成る積層膜であり、陽極若しくは陰極の端子部14上に積層される前記封止膜13の一部若しくは全部にレーザー光を照射することで、前記端子部14を露出せしめる給電用開口部15を設け、且つ、前記発光部12上に積層成膜した封止膜13の周縁部にレーザー光を照射することで、この封止膜13の周縁部を閉塞したことを特徴とする有機ＥＬ素子に係るものである。
The organic EL element is formed by forming a
また、前記封止膜13のレーザー吸収率は、前記端子部14のレーザー吸収率より大きく設定したことを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ素子に係るものである。
The laser absorption rate of the sealing
また、前記封止膜13は、前記レーザー光が照射される周縁部のみに熱硬化性成分を含有させて成膜された有機膜若しくは前記周縁部のみに成膜される前記熱硬化性成分を含有する有機膜若しくは基板前面全てに渡って熱硬化性成分を含有させて成膜された有機膜を含むものであることを特徴とする請求項４，５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子に係るものである。
In addition, the
好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
（１）基板11上にスパッタ法若しくは蒸着法でアノード電極用例えばＩＴＯのような透明金属膜を成膜し、フォトリソプロセスを経て所定のエッチャントでエッチング加工し、アノード電極配線パターン及びカソード端子電極パターンを形成する。
Embodiments of the present invention that are considered suitable (how to carry out the invention) will be briefly described with reference to the drawings, illustrating the operation of the present invention.
(1) A transparent metal film such as ITO for the anode electrode is formed on the substrate 11 by sputtering or vapor deposition, etched by a predetermined etchant through a photolithography process, and an anode electrode wiring pattern and a cathode terminal electrode pattern Form.
（２）形成されたＩＴＯの積層配線パターンを更にフォトリソプロセスを経て画素形成領域のレーザー反射膜をエッチング除去する（この画素形成領域以外の部分が端子部14となる。）。 (2) The formed ITO multilayer wiring pattern is further subjected to a photolithography process to remove the laser reflection film in the pixel formation region by etching (the portion other than the pixel formation region becomes the terminal portion 14).
（３）画素形成領域に、メタルマスクを使用し正孔注入層（ＣｕＰｃ）、正孔輸送層（α−ＮＰＤ）、発光層（Ａｌｑ３＋ドーパント）、電子輸送層（Ａｌｑ３）、電子注入層（ＬｉＦ）を順次成膜して有機発光層を形成した後、更にカソード電極形成用メタルマスクを用いて金属膜（Ａｌ，Ａｌ／Ｌｉ，Ｍｎ，Ｍｎ／Ａｇ…ｅｔｃ．）を成膜し、カソード電極配線パターンを形成して発光部12を形成する。
(3) In the pixel formation region, using a metal mask, a hole injection layer (CuPc), a hole transport layer (α-NPD), a light emitting layer (Alq3 + dopant), an electron transport layer (Alq3), an electron injection layer (LiF) ) Are sequentially formed to form an organic light emitting layer, and a metal film (Al, Al / Li, Mn, Mn / Ag... Etc.) is further formed using a cathode electrode forming metal mask to form a cathode electrode. A
（４）発光部12上に、この発光部12を封止する封止膜13を成膜する。
(4) On the
この際、マスクを用いずに発光部12の略全面に封止膜13を成膜して、陽極及び陰極の端子部14上の封止膜13のみにレーザー光を照射することで、封止膜13を部分的に除去し、この端子部14を露出せしめる給電用開口部５を形成する。
At this time, a
即ち、従来のようにマスクを用いて、給電用開口部を有する封止膜を成膜するのではなく、発光部12上の略全面に成膜した封止膜13の一部を除去することで給電用開口部15を形成するから、マスクが不要となり、マスクを用いる際の不都合、即ち、従来必要であったマスクのアライメント機構や、多数の予備マスクや、マスクの自動交換機構等は一切必要なくなり、極めてコスト安となり、しかも、マスクを定期的に交換洗浄する必要もないから、メンテナンス性にも秀れたものとなる。
That is, a part of the sealing
また、有機ＥＬ素子の更なる高密度化・高解像度化を図るためには、発光部12（表示部）以外の面積を可及的に小さくする必要があるが、マスクを用いる場合、上述のマスクのアライメント機構の更なる高精度化は非常にコスト高となるため実現は難しく、ある程度の誤差を見越して余裕をもって発光部同志の間隔を設定しなければならなかったが、本発明によれば、マスクのアライメントは必要ないため、上述のような問題は一切なく、発光部12以外の面積を可及的に小さくすることができ、更なる高密度化・高解像度化を実現できることになる。
In order to further increase the density and resolution of the organic EL element, it is necessary to make the area other than the light emitting portion 12 (display portion) as small as possible. Further accuracy improvement of the mask alignment mechanism is very expensive and difficult to realize, and it has been necessary to set the interval between the light emitting parts with allowance in anticipation of some error. Since alignment of the mask is not necessary, there is no problem as described above, and the area other than the
また、極めて簡易な工程でフォオリソプロセスのようなウェット工程も必要ないから、素子の劣化を阻止できるのは勿論、極めてコスト安に封止膜13を成膜できることになる。
In addition, since a wet process such as a fluoriso process is not required in a very simple process, the sealing
特に、封止膜として複数の有機膜または一若しくは複数の有機膜と無機膜とを積層したものを採用することで、陰極若しくは陽極のレーザー吸収率より封止膜のレーザー吸収率を大きく設定でき、この陰極若しくは陽極と封止膜の吸収差を利用して、レーザー光による陰極若しくは陽極への影響を抑制しつつ効率良く封止膜を除去できることになり、それだけ高品質の有機ＥＬ素子を作製できることになる。凹凸が多い下地に基板を有機膜で平坦化が出来る。 In particular, by using a plurality of organic films or a laminate of one or more organic films and an inorganic film as the sealing film, the laser absorption rate of the sealing film can be set larger than the laser absorption rate of the cathode or anode. By utilizing this difference in absorption between the cathode or anode and the sealing film, the sealing film can be efficiently removed while suppressing the influence of the laser beam on the cathode or anode, and thus a high-quality organic EL device is produced. It will be possible. The substrate can be planarized with an organic film on a base with many irregularities.
また、有機膜は、無機膜よりも厚膜化が可能であるため、下地に凹凸が多い場合であっても厚く成膜することで基板表面の平坦化を図ることができる。しかも、有機膜は流動性があるため、平坦化した場合には欠陥が少なく、また凹凸の多い基板に対して要求されるステップカバレージ性能（段差の被覆性）をあまり気にせずデバイス設計が可能となる。 In addition, since the organic film can be made thicker than the inorganic film, the substrate surface can be planarized by forming a thick film even when the base has many irregularities. In addition, the organic film is fluid, so there are few defects when flattened, and device design is possible without worrying about the step coverage performance (step coverage) required for substrates with many irregularities. It becomes.
また、積層数を増やし、多層構造（三層以上）とした場合には、単層膜の時に存在する欠陥が積層膜にする事により、夫々に存在する膜欠陥が同じ場所に来る確率は非常に小さいことから、各層が相互に補完し合い、欠陥発生確率を大幅に軽減する事が可能となる。 In addition, when the number of layers is increased and a multilayer structure (three or more layers) is used, it is very probable that the defects present in the single layer film will be the same location because the defects present in the single layer film will be in the same place. Therefore, the layers complement each other, and the defect occurrence probability can be greatly reduced.
従って、本発明は、ＯＬＥＤ表示パネルのダウンサイズ化を図れると共に高信頼性を確保でき、しかも装置の稼働率の向上を図れ、ランニングコストも削減できる極めて実用性に秀れた有機ＥＬ素子の製造装置並びに有機ＥＬ素子となる。 Therefore, the present invention can reduce the size of the OLED display panel, ensure high reliability, improve the operation rate of the apparatus, and reduce the running cost. It becomes an apparatus and an organic EL element.
また、前記発光部上に積層成膜した封止膜の周縁部にレーザー光を照射することでこの封止膜の周縁部を閉塞する封止周縁部閉塞機構を備えたから、例えば、前記封止膜13は、前記レーザー光が照射される周縁部のみに熱硬化性成分を含有させて成膜された有機膜若しくは前記周縁部のみに成膜される前記熱硬化性成分を含有する有機膜若しくは基板前面全てに渡って熱硬化性成分を含有させて成膜された有機膜を含むように設定することで、封止周縁部を一層確実に閉塞して封止膜13による封止作用を一層高めることができ、それだけ高品質のＯＬＥＤを提供できることになる。
Further, since having a sealing periphery closing mechanism for closing the periphery of the sealing film by irradiating a laser beam to the peripheral portion of the sealing film which is laminated to form a film prior SL-emitting portion on, for example, the
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。 Specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施例は、図４に図示したようなフラットパネルディスプレイ製造装置に本発明を適用したものである。 In this embodiment, the present invention is applied to a flat panel display manufacturing apparatus as shown in FIG.
例えば図４に示すように、フォトリソグラフィー法により形成されたアノード配線ＩＴＯ電極が形成されたガラス基板11を仕込み室に収納し、真空排気を行う。次にゲートバルブを開け、前記ガラス基板11を、真空排気されたプラズマ洗浄室に移動し、酸素ガス等を導入し、高周波により酸素プラズマを生成し、表面処理を行う。次に真空排気された有機成膜室１に前記ガラス基板11を移動し、正孔注入層を蒸着成膜する、更に真空排気された各々の有機成膜室（２〜４）に前記ガラス基板11を移動し、赤、緑、青各々の発光層を成膜する。 For example, as shown in FIG. 4, a glass substrate 11 on which an anode wiring ITO electrode formed by photolithography is formed is placed in a preparation chamber and evacuated. Next, the gate valve is opened, the glass substrate 11 is moved to the evacuated plasma cleaning chamber, oxygen gas or the like is introduced, oxygen plasma is generated at a high frequency, and surface treatment is performed. Next, the glass substrate 11 is moved to the evacuated organic film forming chamber 1 to form a hole injection layer by vapor deposition, and the evacuated organic film forming chambers (2 to 4) are moved to the glass substrate. 11 is moved, and red, green, and blue light emitting layers are formed.
更に、真空排気された有機成膜室５に前記ガラス基板11を移動し、電子輸送層を蒸着成膜する。更に真空排気され成膜室６で電子注入層を蒸着成膜し、真空排気された金属電極蒸着室でカソード配線電極膜を成膜する。 Further, the glass substrate 11 is moved to the evacuated organic film forming chamber 5 to deposit an electron transport layer. Further, the electron injection layer is vapor-deposited in the film forming chamber 6 after being evacuated, and the cathode wiring electrode film is formed in the metal electrode vapor-depositing chamber evacuated.
次に真空排気若しくは窒素置換されたレーザー加工室１に前記ガラス基板11を移動し、レーザー光によりカソード配線電極を形成する。 Next, the glass substrate 11 is moved to the laser processing chamber 1 which has been evacuated or purged with nitrogen, and a cathode wiring electrode is formed by laser light.
次に真空排気若しくは窒素置換された薄膜封止室に前記ガラス基板11を移動し、封止膜13を成膜する。
Next, the glass substrate 11 is moved to a thin film sealing chamber which is evacuated or purged with nitrogen, and a sealing
この薄膜封止室にはスパッタリング法若しくは真空蒸着法により封止膜13を成膜する封止膜形成機構が設けられており、この封止膜形成機構により、複数層の有機膜から成るまたは一若しくは複数の有機膜と無機膜とを夫々積層して成る積層膜を基板11の略全面に成膜する（図３参照）。この封止膜13のレーザー吸収率は、前記端子部14のレーザー吸収率より大きく設定すると良い。
The thin film sealing chamber is provided with a sealing film forming mechanism for forming the sealing
尚、上記複数層の有機膜から成るまたは一若しくは複数の有機膜と無機膜とを夫々積層して成る積層膜とは、有機膜を製膜した後無機膜を製膜した場合、無機膜を製膜した後有機膜を製膜した場合の何れでもよく、複数の膜とは有機膜及び無機膜の夫々が少なくとも１層以上有する膜構成の事である。 Note that a laminated film made of the above-mentioned multiple layers of organic films or a laminate of one or more organic films and an inorganic film refers to an inorganic film formed when an inorganic film is formed after forming an organic film. Any of the cases where an organic film is formed after film formation may be used, and the plurality of films is a film configuration in which at least one organic film and at least one inorganic film are included.
無機膜としては、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ2），シリコンナイトライド（ＳｉＮ，ＳｉＯＮ），アルミナ（ＡｌＯX）等が採用される。また、有機膜としては、エポキシ系，ポリイミド系，アクリル系，シリコーン系の、熱硬化型若しくはＵＶ硬化型または熱硬化及びＵＶ硬化併用型の樹脂等が採用される。 As the inorganic film, for example, a silicon oxide film (SiO 2 ), silicon nitride (SiN, SiON), alumina (AlO x ), or the like is employed. Further, as the organic film, an epoxy-based, polyimide-based, acrylic-based, or silicone-based thermosetting or UV curable resin, or a thermosetting and UV curable resin is used.
本実施例においては、シリコンナイトライドとポリイミド系樹脂とを積層した積層膜を採用しているが、レーザー種や作製条件に応じて適宜、陰極及び陽極のレーザー吸収率より可及的に大きなレーザー吸収率を有するような積層膜を採用するのが好ましい（尚、この場合に最適なレーザー種はＹＡＧレーザーである。）。 In this example, a laminated film in which silicon nitride and a polyimide resin are laminated is adopted, but a laser that is as large as possible than the laser absorptivity of the cathode and anode depending on the laser type and production conditions. A laminated film having an absorptance is preferably employed (in this case, the optimum laser type is a YAG laser).
尚、有機ＥＬ素子は、酸素や水分等が発光部材料と接触した場合ダークスポットと呼ばれる非発光表示不良が発生する。その防止対策として封止膜を形成するのであるが、無機膜単層や有機膜単層及び無機膜／有機膜の２層積層では、信頼性が十分に確保できない場合もあるため、無機膜と有機膜との多層積層構造若しくは有機膜の多層積層構造を採用するのが特に好ましい。 In the organic EL element, when oxygen, moisture, or the like comes into contact with the light emitting material, a non-light emitting display defect called a dark spot occurs. As a preventive measure, a sealing film is formed. In the case of a single layer of an inorganic film or a single layer of an organic film and an inorganic film / organic film, the reliability may not be sufficiently secured. It is particularly preferable to adopt a multilayer laminated structure with an organic film or a multilayer laminated structure with an organic film.
また異種有機／無機膜の多層構造をエッチング方法で除去するには、夫々固有のエッチャントが必要になるため、プロセスが非常に複雑になる。しかしレーザー法では材料依存性が非常に小さく、高品質の有機ＥＬ素子の形成が可能になる。 Further, in order to remove the multilayer structure of different organic / inorganic films by an etching method, a specific etchant is required, and the process becomes very complicated. However, the laser method has a very small material dependency, and can form a high-quality organic EL element.
更にレーザー加工室２に前記ガラス基板11を移動し、レーザー光により端子部14上の封止膜13を除去し、給電端子部を形成する。
Further, the glass substrate 11 is moved to the laser processing chamber 2, and the sealing
レーザー加工室２には、封止膜除去機構としてのレーザー光を発振するレーザー発振器（光源）と、前記基板11を駆動してレーザー発振器からのレーザー光を前記端子部14上の封止膜13の所定部位に照射せしめる駆動部としての、基板11が載置されるＸ，Ｙステージとを有するレーザー加工装置が設けられており、レーザー発振器として、ガスレーザー発振器若しくは固体レーザー発振器を採用する。尚、本実施例においては、基板11を駆動する駆動部を設けた構成としているが、レーザー発振器を駆動する駆動部を設けた構成としても良い。
In the laser processing chamber 2, a laser oscillator (light source) that oscillates a laser beam as a sealing film removing mechanism, and a laser beam from the laser oscillator by driving the substrate 11 is supplied to the sealing
例えば、前記ガスレーザー発振器としてはＣＯ2，ＫｒＦ，ＡｒＦ，Ｆ2，ＸｅＣｌ，ＸｅＦ若しくはＨｅＣｄレーザー発振器を採用すると良く、前記固体レーザー発振器としてはＴｉサファイア，ＹＡＧ若しくはＹＶＯ4レーザー発振器を採用すると良い。 For example, a CO 2 , KrF, ArF, F 2 , XeCl, XeF or HeCd laser oscillator may be employed as the gas laser oscillator, and a Ti sapphire, YAG or YVO 4 laser oscillator may be employed as the solid laser oscillator.
具体的には、本実施例においては、前記陽極若しくは陰極の端子部14上の封止膜13に、レーザー光を照射することで、端子部14と封止膜13のレーザーの吸収差を利用して、封止膜13に可及的にレーザー光を吸収せしめ、端子部14への影響を抑制しつつ、効率的に端子部14上の封止膜13を除去するように構成している。
Specifically, in this embodiment, the difference in laser absorption between the
また、前記封止膜除去機構は、前記成膜機構によって成膜された複数層の有機膜から成るまたは一若しくは複数の有機膜と無機膜とを夫々積層して成る積層膜の内、いずれかの層の波長吸収特性に応じた波長のレーザー光を照射して複数層を一括除去するように構成しても良い。即ち、積層膜を一層ずつ除去する必要なく、最適な同一加工条件を選定することにより、レーザー種を変更する必要なく積層膜から成る封止膜を除去できる。例えば、レーザーとして、最下層の膜が吸収しやすい波長を有するレーザーを採用し（若しくは最下層の膜としてレーザーの波長を吸収しやすい材料から成るものを採用し）、この最下層の膜を除去することでその上に積層される膜をまとめて除去し得るように設定する。尚、最下層でない膜を除去することで、複数の膜を除去し得るように設定しても良い。 Further, the sealing film removing mechanism is any one of a laminated film formed of a plurality of organic films formed by the film forming mechanism or a laminate of one or more organic films and an inorganic film. A plurality of layers may be collectively removed by irradiating a laser beam having a wavelength corresponding to the wavelength absorption characteristics of the layer. That is, it is possible to remove the sealing film made of the laminated film without having to change the laser type by selecting the same optimal processing conditions without having to remove the laminated film one by one. For example, as the laser, a laser having a wavelength that is easily absorbed by the lowermost layer film (or a material that easily absorbs the wavelength of the laser as the lowermost layer film) is used, and the lowermost layer film is removed. By doing so, it sets so that the film | membrane laminated | stacked on it can be removed collectively. In addition, you may set so that a some film | membrane can be removed by removing the film | membrane which is not the lowest layer.
従って、この場合、複数の有機膜と無機膜とを積層した積層膜を除去する場合でも、一層ずつ除去する必要なく一の工程で簡易に且つ効率的に封止膜13を除去して給電用開口部を形成できることになる。
Therefore, in this case, even when removing a laminated film in which a plurality of organic films and inorganic films are laminated, it is not necessary to remove each layer one by one, and the sealing
また、本実施例においては、端子部14上の封止膜13を全て除去するのではなく、図５に図示したように一部を除去するように設定している。従って、給電用開口部15の大きさは最小で済み、それだけ封止膜13による封止作用は良好に発揮される。
Further, in this embodiment, the sealing
また、前記発光部12上に積層成膜した封止膜13の周縁部をレーザー光を照射することで閉塞する封止周縁部閉塞機構を備えた構成としても良い。このように封止周縁部を閉塞することにより、封止作用は一層良好となり、素子の劣化は可及的に阻止されることになる。具体的には、この封止周縁部閉塞機構は、上述のレーザー加工室２を封止膜除去機構と兼用する構成としても良いし、別途レーザー加工室を設ける構成としても良い。
Further, a sealing peripheral portion closing mechanism that closes the peripheral portion of the sealing
また、この場合には、前記封止膜13が、前記レーザー光が照射される周縁部のみに熱硬化性成分を含有させて成膜された有機膜若しくは前記周縁部のみに成膜される前記熱硬化性成分を含有する有機膜若しくは基板前面全てに渡って熱硬化性成分を含有させて成膜された有機膜を含むように、前記封止膜形成機構を設定すると良い。
Further, in this case, the sealing
以上のようにして、基板11上に陽極，有機発光層，陰極を順次積層して形成される発光部12上に、この発光部12の一側より露出して端子部14を形成する前記陽極及び陰極をも含めてこの発光部12を封止する封止膜13を形成して成る有機ＥＬ素子であって、前記封止膜13は、複数の有機膜から成るまたは一若しくは複数の有機膜と無機膜とを積層して成る積層膜であり、陽極若しくは陰極の端子部14上にも積層される前記封止膜13の一部若しくは全部にレーザー光を照射することで、前記端子部14を露出せしめる給電用開口部15を設けた有機ＥＬ素子を製造することができる。
As described above, the anode that is exposed from one side of the
以上、前記実施例についての有機成膜は低分子有機ＥＬ材料を想定し、真空蒸着法について説明した。 As mentioned above, the vacuum deposition method has been described assuming that the organic film formation in the above example is a low molecular organic EL material.
その他の実施例として高分子有機ＥＬ材料の有機成膜については、インクジェット法を利用してもよい。 As another example, an ink jet method may be used for organic film formation of a polymer organic EL material.
また、更に高分子有機材料をスピン塗布法、スプレー法を利用する場合には、真空排気若しくは真空置換された乾燥室を追加したり、有機成膜をレーザー加工室でパターン形成する実施例も考えられる。 In addition, when using a spin coating method or a spray method for a polymer organic material, an embodiment in which a vacuum chamber or a vacuum-substituted drying chamber is added, or an organic film is patterned in a laser processing chamber is also considered. It is done.
その他の実施例として、基板を各処理室に搬送する機構を有する搬送室の周囲に、仕込み室、プラズマ洗浄室、有機成膜室、スパッター室、ＣＶＤ室、金属電極蒸着室、薄膜封止室及び排出室を有するフラットパネルディスプレイ製造装置において、有機成膜室、スパッター室、ＣＶＤ室、金属電極蒸着室、薄膜封止室のうちの少なくともいずれか一台以上の処理室と、一台又は、複数台のレーザー加工室とを一体化したフラットパネルディスプレイ製造装置としている。 As other embodiments, around a transfer chamber having a mechanism for transferring a substrate to each processing chamber, a preparation chamber, a plasma cleaning chamber, an organic film forming chamber, a sputtering chamber, a CVD chamber, a metal electrode deposition chamber, and a thin film sealing chamber And a flat panel display manufacturing apparatus having a discharge chamber, an organic film forming chamber, a sputtering chamber, a CVD chamber, a metal electrode deposition chamber, a thin film sealing chamber, and one or more processing chambers, The flat panel display manufacturing device integrates multiple laser processing chambers.
また、前記搬送室の周囲若しくは前記搬送室の搬送方向に沿った位置に前記処理室を配設すると共に前記レーザー加工室を配設している。 Further, the processing chamber is disposed around the transfer chamber or at a position along the transfer direction of the transfer chamber, and the laser processing chamber is provided.
また、前記有機成膜室、スパッター室、ＣＶＤ室、金属電極蒸着室、薄膜封止室及びレーザー加工室内の雰囲気は、真空雰囲気若しくはＡｒ等の不活性ガス若しくは窒素ガスなどによる非酸化性雰囲気で、且つ露点が−５０℃以下の乾燥雰囲気としている。 The atmosphere in the organic film forming chamber, sputtering chamber, CVD chamber, metal electrode deposition chamber, thin film sealing chamber, and laser processing chamber is a vacuum atmosphere or a non-oxidizing atmosphere such as an inert gas such as Ar or a nitrogen gas. In addition, a dry atmosphere with a dew point of −50 ° C. or lower is used.
また、前記有機成膜室は有機材料或いは金属材料を抵抗加熱、電子ビーム加熱、高周波誘導加熱等の蒸着源加熱手段及び高分子有機材料をインクジェット法、スピン塗布法、スクリーン印刷を含む各種印刷法若しくはスプレー印刷法を用いて成膜する手段を有し、スパッター室は、有機材料或いは絶縁材料をコンベンショナル、マグネトロン、イオンビーム、ＥＣＲ等のスパッタリング法を用いて成膜する手段を有し、ＣＶＤ室は金属材料及び絶縁材料を減圧、常圧、プラズマ法を用いて成膜する手段を有し、金属電極蒸着室は金属材料を抵抗加熱、電子ビーム加熱、高周波誘導加熱等の蒸着源加熱手段を有する。 In addition, the organic film forming chamber is a deposition source heating means such as resistance heating, electron beam heating, and high frequency induction heating for organic materials or metal materials, and various printing methods including polymer organic materials such as inkjet method, spin coating method, and screen printing. Alternatively, the sputtering chamber has a means for forming a film using a spray printing method, and the sputtering chamber has a means for forming an organic material or an insulating material using a sputtering method such as conventional, magnetron, ion beam, ECR, etc. Has a means for depositing a metal material and an insulating material using reduced pressure, normal pressure, plasma method, and the metal electrode deposition chamber has a deposition source heating means such as resistance heating, electron beam heating, and high frequency induction heating for the metal material. Have.
また、薄膜封止室は、大気雰囲気と遮断することにより、大気雰囲気中の水及び酸素が直接有機ＥＬ素子表面と接触することを防止する機能を有する封止膜を付加する手段を有し、前記レーザー加工室は、透明導電膜、有機ＥＬ膜、金属電極膜、酸化シリコン、窒化シリコン、アルミナ等のセラミック膜をレーザー光にて加工する手段を有する。 Further, the thin film sealing chamber has means for adding a sealing film having a function of preventing water and oxygen in the air atmosphere from directly contacting the surface of the organic EL element by blocking from the air atmosphere, The laser processing chamber has means for processing a ceramic film such as a transparent conductive film, an organic EL film, a metal electrode film, silicon oxide, silicon nitride, and alumina with laser light.
本実施例では、基板を前記各処理室に搬送する機構を有する前記搬送室の周囲に仕込み室、プラズマ洗浄室、有機成膜室１、有機成膜室２、有機成膜室３、陰極金属蒸着室、レーザー加工室、薄膜封止室及び排出室を設けた構成としている。 In this embodiment, a charging chamber, a plasma cleaning chamber, an organic film forming chamber 1, an organic film forming chamber 2, an organic film forming chamber 3, a cathode metal around the transfer chamber having a mechanism for transferring a substrate to each processing chamber. A vapor deposition chamber, a laser processing chamber, a thin film sealing chamber, and a discharge chamber are provided.
また、前記基板を前記各処理室に搬送する機構を有する前記搬送室の周囲に、仕込み室、プラズマ洗浄室、スパッター室（透明導電膜形成）、レーザー加工室１、有機成膜室１、有機成膜室２、有機成膜室３、金属電極蒸着室、レーザー加工室２、薄膜封止室及び排出室を設けた構成としても良い。 In addition, a charging chamber, a plasma cleaning chamber, a sputtering chamber (transparent conductive film formation), a laser processing chamber 1, an organic film forming chamber 1, an organic layer are provided around the transfer chamber having a mechanism for transferring the substrate to the processing chambers. The film forming chamber 2, the organic film forming chamber 3, the metal electrode deposition chamber, the laser processing chamber 2, the thin film sealing chamber, and the discharge chamber may be provided.
また、基板を各処理室に搬送する機構を有する搬送室の周囲に仕込み室、プラズマ洗浄室、スパッター室（透明導電膜形成）、レーザー加工室１、有機成膜室１、有機成膜室２、有機成膜室３、金属電極蒸着室、レーザー加工室２、薄膜封止室、レーザー加工室３及び排出室を設けた構成としても良い。 In addition, a preparation chamber, a plasma cleaning chamber, a sputtering chamber (transparent conductive film formation), a laser processing chamber 1, an organic film forming chamber 1, and an organic film forming chamber 2 around a transfer chamber having a mechanism for transferring the substrate to each processing chamber. The organic film forming chamber 3, the metal electrode deposition chamber, the laser processing chamber 2, the thin film sealing chamber, the laser processing chamber 3, and the discharge chamber may be provided.
また、基板を各処理室に搬送する機構を有する搬送室の周囲に、仕込み室、プラズマ洗浄室、スパッター室（透明導電膜形成）、レーザー加工室及び排出室を設けた構成としても良い。 In addition, a preparation chamber, a plasma cleaning chamber, a sputtering chamber (transparent conductive film formation), a laser processing chamber, and a discharge chamber may be provided around a transfer chamber having a mechanism for transferring a substrate to each processing chamber.
前記仕込み室が前記排出室を兼ねる場合は、仕込む室のみでも良い。 When the charging chamber also serves as the discharge chamber, only the charging chamber may be used.
また、レーザー加工室を複数室としたが、一室のみで兼用しても良い。 In addition, although a plurality of laser processing chambers are used, only one chamber may be used.
また、有機成膜室を三室としても良いし、一室で兼用しても良く、もちろん四室以上にしても良い。 Further, the organic film forming chamber may be three chambers, or may be shared by one chamber, and of course, may be four or more chambers.
また、本実施例では、搬送室の周囲に各処理室とレーザー加工室を配設（通称クラスター方式）したが、搬送室の搬送方向に順次各処理室とレーザー加工室を縦列（通称インライン方式）した構成としても良い。 In this embodiment, each processing chamber and laser processing chamber are arranged around the transfer chamber (commonly called cluster method). However, each processing chamber and laser processing chamber are arranged in series in the transfer direction of the transfer chamber (commonly called inline method). ).
本実施例は上述のように構成したから、メタルマスクを用いず封止膜を成膜した後に、そのＯＬＥＤ表示装置の給電端子部を、レーザー加工手法を用いて形成することにより、パネルのダウンサイズ化と高信頼性を確保できるＯＬＥＤの製造が可能になる。例えば、ＯＬＥＤを製造することを目的とするクラスター型フラットパネルディスプレイ製造装置にレーザー加工室（封止膜除去機構）と封止薄膜室（封止膜成膜機構）とを設けることにより、高精度、高密度、高性能のＯＬＥＤの製造が可能になる。 Since the present embodiment is configured as described above, after forming a sealing film without using a metal mask, the power supply terminal portion of the OLED display device is formed by using a laser processing technique, thereby reducing the panel. This makes it possible to manufacture an OLED that can ensure sizing and high reliability. For example, by providing a laser processing chamber (sealing film removing mechanism) and a sealing thin film chamber (sealing film forming mechanism) in a cluster type flat panel display manufacturing apparatus for the purpose of manufacturing OLEDs, high accuracy High-density, high-performance OLED can be manufactured.
特に、封止膜として複数の有機膜または一若しくは複数の有機膜と無機膜とを積層したものを採用することで、陰極若しくは陽極のレーザー吸収率より封止膜のレーザー吸収率を大きく設定でき、この陰極若しくは陽極と封止膜の吸収差を利用して、レーザーによる陰極若しくは陽極への影響を抑制しつつ効率良く封止膜を除去できる。 In particular, by using a plurality of organic films or a laminate of one or more organic films and an inorganic film as the sealing film, the laser absorption rate of the sealing film can be set larger than the laser absorption rate of the cathode or anode. By utilizing the absorption difference between the cathode or anode and the sealing film, the sealing film can be efficiently removed while suppressing the influence of the laser on the cathode or anode.
また、封止膜形成機構にメタルマスクを使用しないことにより、メタルマスクの交換機構、アライメント機構、メタルマスク及び蒸着トレイ等の移動機構が不要になり、装置は非常に簡略化する。そのため、装置コストの低減、トラブル及びメンテナンス頻度の低減により装置稼働率の向上が図れる。 Further, by not using a metal mask for the sealing film forming mechanism, a metal mask replacement mechanism, an alignment mechanism, a moving mechanism such as a metal mask and a vapor deposition tray are not required, and the apparatus is greatly simplified. Therefore, the apparatus operating rate can be improved by reducing the apparatus cost, the trouble, and the maintenance frequency.
更に、メタルマスクコストの削減、メタルマスク及び装着トレイの削減、これらの洗浄工程の削減とランニングコストも大幅に削減することが可能になる。 Further, it is possible to reduce the metal mask cost, the metal mask and the mounting tray, the cleaning process and the running cost.
また、封止膜が積層構造の場合でも、レーザー加工の場合には、異種マスク毎にレーザー種を変更することなく最適な同一加工条件を選定することにより、給電端子部の封止膜開口加工が可能となる。 In addition, even when the sealing film has a laminated structure, in the case of laser processing, the sealing film opening processing of the power supply terminal portion can be performed by selecting the same optimal processing conditions without changing the laser type for each different mask. Is possible.
また、封止膜の周縁部をレーザーを照射することで閉塞するように構成すれば、この封止膜の封止作用を一層良好にすることができ、この封止膜により封止された発光部の劣化は可及的に阻止されることになる。 Further, if the peripheral portion of the sealing film is configured to be closed by irradiating a laser, the sealing action of the sealing film can be further improved, and light emission sealed by the sealing film The deterioration of the part is prevented as much as possible.
従って、本実施例は、前記有機ＥＬ素子を単に安価に且つ効率良く製造できるだけでなく、極めて高品質で商品価値の高いＯＬＥＤ表示装置を製造できることになる。 Therefore, in this embodiment, the organic EL element can be manufactured not only inexpensively and efficiently, but also an OLED display device with extremely high quality and high commercial value can be manufactured.
本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。 The present invention is not limited to this embodiment, and the specific configuration of each component can be designed as appropriate.
11 基板
12 発光部
13 封止膜
14 端子部
15 給電用開口部
11 Board
12 Light emitter
13 Sealing film
14 Terminal
15 Power supply opening
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