JP6191260B2 - 電気光学装置、及び電子機器 - Google Patents
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Description
詳しくは、無機化合物膜(シリコン酸窒化物、シリコン酸化物など)と熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂)とが交互に積層された多層膜や、無機化合物膜(シリコン酸窒化物、シリコン酸化物など)と中間膜とが積層された封止膜は、上述した分断線に跨って形成されているため、分断線に沿ってこれらの多層膜や封止膜を分断する必要がある。無機化合物膜を構成するシリコン酸窒化物やシリコン酸化物は、例えば熱硬化性樹脂を構成するエポキシ樹脂と比べて、柔軟性に劣り、応力やひずみ(変形)によってクラックが発生しやすい。マザー基板を分断線に沿って分断する場合、分断線付近の多層膜や封止膜にどうしても応力やひずみが加わり、多層膜や封止膜を構成する無機化合物膜にクラックが発生しやすくなる。クラックの状態によっては、クラックを介して有機EL素子に水分が侵入する恐れがあった。
第1の無機封止層の外縁は、分断線から離れて配置されているので、分断線の初期き裂を進展させる応力の影響が小さくなり、当該応力によって第1の無機封止層に欠陥(クラックなど)が生じにくくなる。よって、第1の無機封止層の欠陥を介して発光素子への水分や酸素の侵入が抑制され、水分や酸素による発光素子の劣化が抑制される。従って、電気光学装置の長期信頼性を高めることができる。
平坦化層の外縁及び第1の無機封止層の外縁は、分断線から離れて配置されているので、マザー基板を分断する際の影響、すなわち分断線の初期き裂を進展させる応力の影響が小さくなり、当該応力によって平坦化層及び第1の無機封止層に欠陥(クラックなど)が生じにくくなる。
前記第1辺と前記第1の領域との間に、前記第1辺に沿って前記第1面上に配置された端子を有し、前記第2の無機封止層の外縁は、前記第1の領域と前記端子が配置された第2の領域との間、前記第2辺と前記第1の領域との間、前記第3辺と前記第1の領域との間、及び前記第4辺と前記第1の領域との間に配置されていることが好ましい。
「有機EL装置の概要」
実施形態1に係る有機EL装置100は、電気光学装置の一例であり、白黒の画像が表示され、例えば後述するHMD(Head Mounted Display)やデジタルカメラなどの表示部などに好適に使用することができるものである。
まず、本実施形態に係る有機EL装置100の概要について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る有機EL装置の電気的な構成を示す等価回路図である。図2は、本実施形態に係る有機EL装置の構成を示す概略平面図である。
有機EL素子30は、本発明における「発光素子」の一例である。
有機ELパネル1は、素子基板10(素子基板本体11)や、素子基板10に対向配置された保護基板40などを有している。
素子基板本体11は、本発明における「基板」の一例である。素子基板本体11の保護基板40に対向する側の面9は、本発明における「第1面」の一例であり、以降表面9と称す。
画素電極31は、X方向及びY方向にマトリクス状に配置され、画素電極領域E1を形成している。すなわち、画素電極31は、画素18毎に島状に配置されている。画素電極31に対応して、画素回路20(スイッチング用TFT21、蓄積容量22、駆動用TFT23など)が、画素18毎に設けられている。画素回路20の動作に伴って、画素電極31に接する発光機能層32が白色に発光するようになっている。画素電極31が配置された領域、すなわち画素電極領域E1は、画像が表示される表示領域となる。
なお、発光素子領域Eは、本発明における「第1の領域」の一例である。
次に、有機ELパネル1の概要について、図3乃至図5を参照して説明する。
図3は、図2のA−A’線に沿った有機ELパネルの構造を示す概略断面図である。図4は、図2のB−B’線に沿った有機ELパネルの構造を示す概略断面図である。図5は、端子領域の概略平面図である。
図3及び図4には、本発明の説明に必要な構成要素(駆動用TFT23、端子101、配線層29)が図示され、本発明の説明に不必要な構成要素(検査回路17、スイッチング用TFT21、蓄積容量22など)の図示が省略されている。また、図3及び図4における矢印は、発光機能層32で発せられた光の射出方向を示している。図5も、本発明の説明に必要な構成要素だけが図示されている。
画素回路20は、第1絶縁膜11aから第2層間絶縁膜26までに配置された絶縁膜、半導体膜、及び導電膜などで構成されている。これら構成要素によって、配線層103、配線層29、駆動用TFT23、スイッチング用TFT21(図示省略)、蓄積容量22(図示省略)、検査回路17(図示省略)、走査線駆動回路16(図示省略)などが形成されている。
有機EL素子30は、第2層間絶縁膜26の上に順に積層された画素電極31、発光機能層32、及び対向電極33などで構成されている。
有機発光層は、赤色、緑色及び青色の光成分を有する光、すなわち白色の光を発する。有機発光層は、単層で構成してもよいし、複数の層(例えば、電流が流れると主に青色で発光する青色発光層と、電流が流れると赤色と緑色を含む光を発する黄色発光層)で構成してもよい。
配線層29は、第2層間絶縁膜26で覆われている。第2層間絶縁膜26には、配線層29を露出させるコンタクトホール46が設けられている。対向電極33は、コンタクトホール46を覆うように配置され、コンタクトホール46を介して配線層29に電気的に接続され、さらに配線層29を介して端子101に電気的に接続されている。
封止層34は、発光機能層32や対向電極33の劣化を抑制するパッシベーション膜であり、発光機能層32や対向電極33への水分や酸素の侵入を抑制している。このため、封止層34は、発光素子領域E(対向電極領域E3)を覆い、発光素子領域Eよりも広く配置されている。
なお、第1無機封止層34aは、本発明における「第2の無機封止層」の一例である。第2無機封止層34cは、本発明における「第1の無機封止層」の一例である。
このように、異物や第1無機封止層34aの凹状の欠陥(ピンホール、クラック)などの不具合個所は、平坦化層34bで被覆され、平坦な面が形成される。平坦化層34bで平坦となった面の上に第2無機封止層34cを形成することで、第2無機封止層34cに欠陥が発生しにくくなる。このように、第1無機封止層34aと第2無機封止層34cとの間に平坦化層34bを配置することによって、封止層34の欠陥を抑制し、封止層34のバリア性を格段に高めることができる。
さらに、異物を被覆するためには、平坦化層34bを厚く形成する必要がある。このため、平坦化層34bは、厚く形成してもクラックが発生しにくい柔軟な材料で構成することが好ましい。具体的には、平坦化層34bは、ヤング率100GPa以下の材料で構成することが好ましい。
例えば、シラザン構造(Si−N)を有するシラザン化合物を含む溶液を、スピンコート、印刷、インクジェットなどの方法で塗布し、ポリシラザン膜を形成した後に光や熱を照射し、活性酸素やオゾンなどによってポリシラザン膜中の窒素を酸素に置換することで、緻密性に優れた(水分や酸素に対するバリア性に優れた)シリコン酸化物を形成することができる。さらに、樹脂溶液を印刷などで塗布して形成されたエポキシ樹脂も、炭化水素系高分子と比べて水分や酸素に対するバリア性に優れた緻密な膜である。
つまり、第2無機封止層34cの外縁は、平坦化層34bの外縁と発光素子領域Eとの間に位置している。
図6は、本発明の特徴部分をなす有機ELパネルの製造方法の概要を示す工程フローである。図7乃至図9は、図6の主要工程を経た後の有機ELパネルの状態を示す概略平面図である。図7では、複数の素子基板10が多面付けされたマザー基板11Wの状態で図示され、図8及び図9では、図7の領域Cが拡大して図示されている。また、図7乃至図9では、各工程の説明に必要な構成要素が図示され、各工程の説明に不要な構成要素の図示が省略されている。
以下、図6乃至図9を参照して、有機ELパネル1の製造方法の概要を説明する。なお、図6に示す工程以外の工程は、公知技術を使用しており、説明を省略する。
図6のステップS1では、画素回路20や有機EL素子30などが形成された素子基板10の全面に、公知技術のプラズマCVD法を用いて厚さ0.1μm〜1μmのシリコン酸窒化物を堆積し、第1無機封止層34aを形成する。
なお、ステップS4では酸素プラズマ処理に代えて、UV処理やオゾン処理を施してもよい。
ステップS5で、保護基板40を押圧しながらUVや熱を照射し、エポキシ樹脂を硬化させ、素子基板10と保護基板40とを接着する透明樹脂層42を形成する。ステップS4で、第2無機封止層34cや平坦化層34bに対する接着剤(エポキシ樹脂)の濡れ性が改善されているので、透明樹脂層42は第2無機封止層34cを覆って形成される。そして、素子基板10と透明樹脂層42と保護基板40とで構成された有機ELパネル1が、マザー基板11Wに複数形成される。
例えば、硬脆性材料で構成された構成要素に初期き裂(分断線SL)を設け、初期き裂を進展させる応力(引っ張り応力)を加えると、硬脆性材料で構成された構成要素は塑性変形し、分断線SLに沿って脆性破壊(分断)される。一方、10GPa以下のヤング率の材料で構成された平坦化層34bに、初期き裂を進展させる方向の応力(引っ張り応力)を加えると、平坦化層34bは弾性変形した後に塑性変形し、分断線SLに沿って延性破壊(分断)される。すなわち、平坦化層34bにき裂が進展する過程で、平坦化層34bが変形することになる。
(1)第2無機封止層34cの外縁は、分断線SLから0.1mm以上離れて配置されているので、分断線SLに沿ってマザー基板11Wを単体の有機ELパネル1に分断する際に、分断線SL付近に発生する応力の影響(平坦化層34bの変形の影響)が抑制され、第2無機封止層34cに新たな欠陥が発生することが抑制される。
「有機EL装置の概要」
図10は、実施形態2に係る有機EL装置の構成を示す概略平面図である。図11は、図10のA−A’線(緑(G)の着色層)に沿った有機ELパネルの構造を示す概略断面図である。図12は、図10のB−B’線(緑の着色層が配置された領域)に沿った有機ELパネルの構造を示す概略断面図である。図13は、端子領域の概略平面図である。
以下、図10乃至図13を参照して、本実施形態に係る有機EL装置200を、実施形態1との相違点を中心に説明する。また、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
なお、着色層の配列は、上述したストライプ状の色配列に限定されず、例えばY方向において異なる色配列(モザイク配列、デルタ配列)であってもよい。
緑の着色層36G(カラーフィルター36)の上方には、発光素子領域Eを覆う保護基板40が配置されている。緑の着色層36G(カラーフィルター36)と保護基板40との間には、透明樹脂層42が配置されている。緑の着色層36G(カラーフィルター36)と保護基板40とは、透明樹脂層42で接着されている。
このようなカラーフィルター36は、例えば、色材を含む感光性樹脂材料を塗布して感光性樹脂層を形成し、これをフォトリソグラフィー法で露光・現像することで形成することができる。
一方、実施形態1では、複数の端子101を一括で露出させる開口部45が設けられている。
図14は、図2に対応し、実施形態3に係る有機EL装置の概略平面図である。図15は、図4(b)に対応し、図14のB−B’線に沿った有機ELパネルの構造を示す概略断面図である。
以下、図14及び図15を参照して、本実施形態に係る有機EL装置300を、実施形態1との相違点を中心に説明する。また、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
実施形態1では、複数の素子基板10が形成されたマザー基板11Wに単体の保護基板40を貼り合せるという方法、すなわちチップマウント方式で、複数の素子基板10のそれぞれに保護基板40を貼り合せていた。本実施形態では、複数の素子基板10が形成されたマザー基板と、保護基板40となるマザー基板とを貼り合せる方法、すなわち大板貼り合せ方式で素子基板10と保護基板40とを貼り合わせて、有機ELパネル3が複数配置されたマザー基板11Wを形成する。そして、マザー基板11Wを分断線SLに沿って分断することで、図14及び図15に示す単体の有機ELパネル3を形成する。
さらに、素子基板10と保護基板40とを貼り合わせる方法は、単体の素子基板10に単体の保護基板40を貼り合せる方法であってもよい。
図16は、第1無機封止層及び平坦化層の好適例を示す模式平面図である。図17は、第2無機封止層の好適例を示す模式平面図である。図16では、素子基板本体11、第1無機封止層34a、及び平坦化層34bが図示され、他の構成要素の図示が省略されている。図17では、素子基板本体11及び第2無機封止層34cが図示され、他の構成要素の図示が省略されている。
図中に示す素子基板本体11の第1辺9a、第2辺9b、第3辺9c、及び第4辺9dは、マザー基板11Wにおける分断線SLに対応する。また、第1無機封止層34a、平坦化層34b、及び第2無機封止層34cにおいて、第1辺9aに沿った外縁は符号7aで、第2辺9bに沿った外縁は符号7bで、第3辺9cに沿った外縁は符号7cで、第4辺に沿った外縁は符号7dで示されている。
図16(a)に示すように、第1無機封止層34a及び平坦化層34bの外縁7a,7b,7c,7dと素子基板本体11の外縁(第1辺9a、第2辺9b、第3辺9c、第4辺9d)とが一致するように、第1無機封止層34a及び平坦化層34bは、素子基板本体11に配置されている。すなわち、第1無機封止層34a及び平坦化層34bは、マザー基板11Wにおける分断線SLに跨って、端子領域Tを除く素子基板本体11の全面に配置されている。
さらに、第1無機封止層34a及び平坦化層34bには、端子領域Tにおいて端子101を露出する開口部44(または開口部45)が設けられている。
さらに、第1無機封止層34a及び平坦化層34bには、端子領域Tにおいて端子101を露出する開口部44(または開口部45)が設けられている。
なお、第1無機封止層34aの外縁及び平坦化層34bの外縁の第1辺9aに沿った辺7aは、端子101を露出するために、端子領域Tで窪んでいる。
図17(a)に示すように、第2無機封止層34cの外縁の第1辺9aに沿った辺7aは、第1辺9aと端子領域Tとの間に配置されている。第2無機封止層34cの外縁の第2辺9bに沿った辺7bは、第2辺9bと発光素子領域Eとの間に配置されている。第2無機封止層34cの外縁の第3辺9cに沿った辺7cは、第3辺9cと発光素子領域Eとの間に配置されている。第2無機封止層34cの外縁の第4辺9dに沿った辺7dは、第4辺9dと発光素子領域Eとの間に配置されている。
さらに、第2無機封止層34cには、端子領域Tにおいて端子101を露出する開口部44(または開口部45)が設けられている。
なお、第2無機封止層34cの外縁の第1辺9aに沿った辺7aは、端子101を露出するために、端子領域Tで窪んでいる。
「電子機器」
図18(a)は、電子機器としてのヘッドマウントディスプレイ(HMD)を示す概略図である。図18(b)は、電子機器としてのデジタルカメラを示す概略図である。以下、図18(a)及び図18(b)を参照して、上記実施形態のいずれかに係る有機EL装置を搭載した電子機器を説明する。
Claims (13)
- 第1面と、前記第1面に交差する端面とを有する基板と、
前記第1面上に配置された発光素子と、
前記発光素子を覆う平坦化層と、
前記平坦化層の上に配置された第1の無機封止層と、
前記発光素子が配置された第1の領域と、
を備え、
前記第1面は、第1辺と、前記第1辺に交差する第2辺及び第3辺と、前記第1辺に対向する第4辺とを有し、
前記第1辺と前記第1の領域との間に、前記第1辺に沿って前記第1面上に配置された端子を備え、
前記平坦化層の外縁は、前記第1辺と前記端子が配置された第2の領域との間、前記第2辺と前記第1の領域との間、前記第3辺と前記第1の領域との間、及び前記第4辺と前記第1の領域との間に配置され、
前記平坦化層は、前記端子を露出させる開口部を有し、
前記第1の無機封止層は、前記第1辺に沿った外縁と、前記第2辺に沿った外縁と、前記第3辺に沿った外縁と、前記第4辺に沿った外縁とを有し、
前記第1の無機封止層の前記第1辺に沿った外縁は、前記第1の領域と前記第2の領域との間に配置され、
前記第1の無機封止層の前記第2辺に沿った外縁、前記第3辺に沿った外縁、及び前記第4辺に沿った外縁は、前記端面と前記第1の領域との間に配置されていることを特徴とする電気光学装置。 - 前記発光素子と前記平坦化層との間に、前記第1の領域を覆う第2の無機封止層を備え、
前記第2の無機封止層の外縁は、前記平坦化層の外縁と、前記第1の領域との間に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 - 前記第1の無機封止層の外縁は、前記端面から0.1mm以上離れていることを特徴とする請求項1または2に記載の電気光学装置。
- 前記第2の無機封止層の外縁は、前記端面から0.1mm以上離れていることを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置。
- 第1面と、前記第1面に交差する端面とを有する基板と、
前記第1面上に配置された発光素子と、
前記発光素子を覆う平坦化層と、
前記平坦化層の上に配置された第1の無機封止層と、
前記発光素子が配置された第1の領域と、
を備え、
前記発光素子と前記平坦化層との間に、前記第1の領域を覆う第2の無機封止層を備え、
前記第1面は、第1辺と、前記第1辺に交差する第2辺及び第3辺と、前記第1辺に対向する第4辺とを有し、
前記第1辺と前記第1の領域との間に、前記第1辺に沿って前記第1面上に配置された端子を備え、
前記第2の無機封止層の外縁は、前記第1辺と前記端子が配置された第2の領域との間、前記第2辺と前記第1の領域との間、前記第3辺と前記第1の領域との間、及び前記第4辺と前記第1の領域との間に配置され、
前記第2の無機封止層は、前記端子を露出させる開口部を有していることを特徴とする電気光学装置。 - 前記第2の無機封止層の外縁は、前記端面から0.1mm以上離れていることを特徴とする請求項5に記載の電気光学装置。
- 前記第2の無機封止層の外縁は、前記第1の領域と前記端子が配置された第2の領域との間、前記第2辺と前記第1の領域との間、前記第3辺と前記第1の領域との間、及び前記第4辺と前記第1の領域との間に配置されていることを特徴とする請求項2または4に記載の電気光学装置。
- 前記第1の無機封止層の上方に、前記第1の領域を覆うように配置された保護基板と、
前記第1の無機封止層と前記保護基板との間に配置された接着層と、
を備え、
前記第1の無機封止層は、前記接着層で覆われていることを特徴とする請求項1乃至7
のいずれか1項に記載の電気光学装置。 - 前記第1の無機封止層の上に、赤の着色層と緑の着色層と青の着色層とを有するカラーフィルターを備え、
前記第1の無機封止層は、前記赤の着色層、前記緑の着色層、及び前記青の着色層のうち少なくとも一つで覆われていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の電気光学装置。 - 前記カラーフィルターの上方に、前記第1の領域を覆うように配置された保護基板と、
前記カラーフィルターと前記保護基板との間に配置された接着層と、
を備えていることを特徴とする請求項9に記載の電気光学装置。 - 前記平坦化層は、ポリシラザンまたはゾルゲル法で形成された金属酸化物、及びエポキシ樹脂のいずれかで構成されていることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の電気光学装置。
- 前記平坦化層のヤング率は、100GPa以下であり、
前記第1の無機封止層のヤング率は、140GPaから200Gpaの範囲にあることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の電気光学装置。 - 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の電気光学装置を有していることを特徴とする電子機器。
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