有機電場發光面板的製造方法
2023-07-04 18:49:36
專利名稱：有機電場發光面板的製造方法
技術領域：
本發明關於一種有機電場發光面板，特別關於其外部連接用端子。
背景技術：
將發白光組件的電場發光組件(Electroluminescence以下簡稱EL)作為發光組件使用在各像素的EL面板，屬於自發光型，同時，因其具有電力消耗較少的優點，而被視為一種可取代液晶顯示裝置(LCD)或CRT等顯示裝置的裝置受到矚目，並不斷進行其相關研究。
有機EL組件的構造在陽極與陰極之間夾置含有有機發光分子的有機層，其所利用的原理為使自陽極注入的空穴與自陰極注入的電子在有機層中再度結合而激起有機發光分子，並在該分子回到基底狀態時產生發光。
該種有機EL組件，可由有機發光分子獲得各種高亮度的光，另一方面，有機層對水分或氧氣等抵抗較弱，且機械強度也較低，因此，需要採取能夠保護有機層的措施，以避免水分或是氧氣等侵入有機層。
在保護的方法上，可利用保護膜覆蓋基板上所形成的有機EL組件的基板及其相反面，該種方法就薄型化、小型化、以及輕量化的觀點而言非常有利。
特開昭61-61397號公報為了實際上進行有機EL面板的動作，必須在基板上形成外部連接用端子用以和驅動組件用的某種外部電源連接，同時必須使該端子露出。
另一方面，為了要形成具有良好覆蓋性的用以覆蓋有機EL組件用保護膜，一般認為優選在基板整個平面內形成保護膜。因此，在端子的部分，採用在基板整個平面形成保護膜後，利用光刻法將保護膜以溼式蝕刻去除的方法，但為了確實保護有機層避免受到水分等的侵入，最好避免採用在有機層形成後再進行溼蝕刻的方式。
因此，在形成上述保護膜時，不得不採用利用金屬掩模等選擇性地避免在端子部分形成保護膜的方式，若使用掩模而形成保護膜時，例如在旋轉塗布法等，保護膜的形成方法上，將不易採用可實現高度覆蓋性、平坦性的方法。
發明內容
本發明鑑於上述問題作出發明，其目的在於提供一種能夠連接形成在面板上的端子，又可避免對有機層造成不良影響的有機電場發光面板的製造方法。
本發明一種有機電場發光面板的製造方法，該有機電場發光面板在同一個面板基板上具有在下部電極與上部電極之間具備含有發光分子的有機層的有機電場發光組件；以及用以驅動該有機電場發光組件的外部連接用端子；該製造方法在覆蓋前述外部連接用端子的形成區域上，形成由雷射吸收材料所組成的雷射除去層，而在形成前述雷射除去層之後，在基板整個平面形成保護膜，以覆蓋前述有機電場發光組件以及前述雷射除去層並對前述雷射除去層的形成區域，照射其波長可被前述雷射吸收材料吸收的雷射，以去除前述雷射除去層以及形成其上的前述保護膜，並露出前述外部連接用端子的上面。
以可吸收雷射的雷射吸收材料覆蓋並形成於外部連接用端子上，再以雷射選擇性照射由雷射吸收材料所組成的雷射除去層的形成區域時，在照射區域中，雷射除去層會被加熱。而同時去除雷射除去層以及形成於其上的保護膜，而得以露出雷射除去層下面的端子。因此，可使保護膜無限制地形成於整個面板區域，並利用覆蓋性良好且均勻的保護膜覆蓋有機電場發光組件以確實保護有機層等。另一方面，由於利用雷射照射的幹蝕刻方式，故可在不對有機層造成影響的情況下，露出外部連接用端子。
本發明的其它方式形成有機絕緣層，以覆蓋分別形成於每一像素中的前述下部電極的各端部，同時在前述外部連接用端子的形成區域中形成前述有機絕緣層以作為前述的雷射除去層。
根據本發明的其它方式，在面板基板上形成多個前述有機電場發光組件，並形成有機絕緣層，使該有機電場發光組件的前述有機層的至少一部分按每一個前述下部電極或前述上部電極分離，同時在前述外部連接用端子的形成區域中，形成前述的有機絕緣層以作為前述的雷射除去層。
以此方式，即可將形成有機電場發光組件的步驟中所使用的有機絕緣層作為雷射除去層來使用，而無須追加特別的工程，即可避免水分等侵入有機層內部，並露出外部連接用端子。
此外，在本發明的其它形式中，前述有機絕緣層以及雷射除去層，可以使用含有感光材料的平坦化絕緣層，由於使用含有感光材料的平坦化絕緣層，因而容易在基板整個平面形成平坦化絕緣層後，可在外部連接用端子的形成區域，與下部電極的端部區域以及下部或上部各電極的區域，選擇性地留下平坦化絕緣層。此外，因平坦化絕緣層的材料大多採用可選擇性吸收雷射的材料，因此也可作為極佳的雷射除去層。因此，可利用平坦化絕緣層使端子輕易露出。
另外，根據本發明的其它方式，前述保護膜可供前述雷射穿透的雷射穿透膜。因此，會減少在雷射穿透膜的雷射吸收，並由該雷射穿透膜有效率地將雷射照射於雷射除去層，且同時去除該雷射穿透膜與雷射除去層。
圖1表示本發明的主動矩陣型有機EL面板的平面構造。
圖2表示沿著1圖的A-A線的概略剖視圖。
圖3表示本發明的實施例1的主動矩陣型有機EL面板的製造步驟。
圖4說明本發明的實施例2的主動矩陣型有機EL面板的製造方法的概略剖視圖。
圖5表示本發明的實施例3的被動矩陣型有機EL面板的概略剖視圖。
符號說明10面板基板；12顯示部；14、14H、14V驅動電路；16層間絕緣層；18平坦化絕緣層；40平坦化絕緣層；42底層；50有機EL組件；52下部電極(陽極)；54上部電極(陰極)；60有機層；70端子；80保護膜；82第一保護膜；84第二保護膜；
具體實施例方式
以下，根據
本發明的優選的實施方式(以下簡稱為實施方式)。
實施例1圖1表示本發明實施方式的EL面板的概略平面構造，圖2則表示沿著圖1的A-A線的剖視圖。
在玻璃等面板基板10上形成有排列多個像素的顯示部12，在各像素上分別設置有機EL組件50。有機EL組件50構成為在下部電極與上部電極之間具有包含發光分子的有機層。
有機EL面板在本實施例1中屬於主動矩陣型，在各像素上形成可於每一像素中個別控制有機EL組件50的發光的開關組件(在此為薄膜電晶體TFT)。此外，以上下方的任一電極作為各像素的個別電極而與TFT連接，並使另一電極形成為共通電極。在本實施例中，下部電極52構成個別電極並與TFT連接。下部電極52由ITO(氧化銦錫，Indium TinOxide)等透明導電材料組成以作為陽極使用，而上部電極54由Al等金屬材料組成以作為陰極使用，而由基板側依序層積有下部電極52、有機層60、上部電極54，下部電極與上部電極分別發揮陽極與陰極的功能，由陽極注入空穴，而由陰極注入電子，使其在有機層中再度結合，並由此激發有機發光分子，使回到基底狀態所發出的光，得以穿透透明的下部電極52以及面板基板10側，而向外部射出。
在本實施方式的主動矩陣型有機EL面板中，在像素用的TFT中應用在主動層中使用多晶矽的p-SiTFT，而在面板基板上10的顯示部分12的周圍，利用以與像素TFT相同的構造同時形成的p-SiTFT來形成用以驅動該像素用的TFT的驅動電路14。
根據以上構造，必須對一個玻璃基板上所構成的有機EL面板供應為了控制各像素的TFT而使用於驅動電路14的時鐘信號；為了決定各有機EL組件50的發光量而供給至像素TFT的數據信號；或是用以使電流實際流通於各有機EL組件50的陽極52、陰極54間的驅動電流源等外部信號以及功率。因此，如1圖所示，在面板基板10上的周邊部，設置外部連接用端子70(T1至Tn)，並使完成的面板端子70與外部的信號供給源或電源連接，以實際作為顯示裝置或發光裝置來使用。
外部連接用的端子70隻要是導電性材料即可，並無特別的材料使用限制，但以使用形成於基板10上的配線以及電極材料等在面板製造工程中所使用的導電性材料，並在形成配線或電極時同時形成為佳。在本實施方式中，使用與有機EL組件50的下部電極52屬同一材料的ITO作為該端子材料，在ITO下部電極52的每一像素形成圖案時，同時於面板周邊區域形成端子70。但是，也可使用在下部電極52之前形成於基板10上的TFT的柵極電極材料(例如Cr)、以及源極或漏極電極或數據信號線材料(例如Al)。
如同前述，有機EL組件50的有機層特別容易受到水分或氧氣的破壞，因此為了提升組件的壽命及可靠性，必須防止水分或氧氣從外部侵入有機層。因此在本實施例中，同樣是在形成有機EL組件50的上部電極(在此為陰極)54後，才在基板10的組件形成面側的整個平面形成保護膜80以覆蓋有機EL組件50。
保護膜80採用多層構造，因此會在組件側形成使用具備良好的表面覆蓋性且可形成厚層的TEOS(四乙基矽酸鹽)的SiO2層82，而在外側則形成厚度較厚，且較緊密(也即對水分等的遮蔽性較高)同時又具備良好的機械性強度的SiNX層84。
保護膜80雖不限於採用多層構造，但是為了儘可能地確實覆蓋包含有機EL組件的基板上的錯層，最好採用可在基板整個平面一次形成的方式，在本實施方式中，首先形成保護膜80以覆蓋包含上述端子70在內的整個基板。此外，保護膜80的材料不限於上述的TEOS(SiO2層)及SiNX層，但在本實施例中，如同後述者，端子露出時所使用的雷射必須具有至少可到達平坦化絕緣層40的程度的雷射穿透性。
在此，在本實施例1中，在端子70的形成區域上，選擇性地吸收照射於保護膜80與端子70之間以使端子露出的雷射並引發燒蝕，由此在端子70上形成可自動移除的雷射除去層。根據本實施例1，由採用該雷射除去層，在基板整個平面形成保護膜80後，選擇性地以雷射照射端子形成區域，而使雷射除去層連同上述保護膜80一起去除，並露出端子70。
以下，進一步參照3圖具體說明去除保護膜80，使端子露出的本實施例1的相關方法。
如3圖(a)所示，於玻璃等所構成的面板基板10上，形成用以控制各有機EL組件50的TFT後，形成層間絕緣層16以覆蓋該TFT，在形成用以控制TFT的電極、配線後，以覆蓋基板整體的方式，形成平坦化絕緣層18。並在形成平坦化絕緣層18且在必要的位置形成接觸孔後，由層疊ITO層並進行曝光、蝕刻，使之圖案化形成有機EL組件50的下部電極52與端子70的形狀。
接著，如3(b)圖所示，形成平坦化絕緣層40，以覆蓋下部電極52的端部。由於使用ITO並發揮陽極功能的下部電極52，分別與TFT連接，並依每一像素個別形成圖案，因此在每一像素中均存在有電極端部。在下部電極52的端部，較容易產生電場的集中現象。此外，一般而言有機層60較薄，因此可能導致陽極與陰極發生短路，而產生顯示不良的問題。為解決該問題，乃採用平坦化絕緣層40，並如3(b)圖所示，使之覆蓋下部電極52的各個端部，並填滿像素與像素間的空隙。此外，在本實施例中，在上述平坦化絕緣層40中，除了覆蓋下部電極52的端部覆蓋區域之外，為避免由真空蒸鍍法形成有機層60時所使用的蒸鍍掩模與已形成多層構造的有機層的層接觸並造成損傷，而形成可支撐蒸鍍掩模的部分較厚的掩模支撐區域。當然，除了由真空掩模所形成的有機層60之外，利用噴墨方式或其它印刷方式，在各像素形成有機層60時，為了覆蓋下部電極52的端部並使像素分離，最好使用相同的平坦化絕緣層40。
平坦化絕緣層40可以形成厚厚的一層，最好使用上方平坦性較高的材料，其中又以丙烯酸樹脂等有機絕緣材料等較佳。平坦化絕緣層40，首先在由旋轉塗布法層疊於覆蓋圖案化的各下部電極52的整個基板後，由選擇性蝕刻去除下部電極52的形成區域內的端部以外的區域，以露出端部以外的下部電極52。然後在層疊的平坦化絕緣材料中事先混入感光劑，因含有感光劑之故，使平坦化絕緣層40圖案化時，無需另外形成光阻材料，而可利用掩模直接將平坦化絕緣層40予以曝光、蝕刻而獲得所希望的圖案。
在此，根據本實施例1，在作為各像素的發光區域的部分使平坦化絕緣層40開口以露出下部電極52的表面時，不將平坦化絕緣層40從面板周邊部的端子形成區域中予以去除，而繼續以平坦化絕緣層40加以覆蓋使端子70無法露出。
在平坦化絕緣層40的形成及圖案化後，於各像素中露出的下部電極52上形成有機層60。有機層60至少包含有機發光材料的層。舉例來說，具有自陽極(下部電極)52側，分別依照空穴注入層/空穴輸送層/發光層/電子輸送層等的順序層疊而成的多層構造。由真空蒸鍍法形成有機層60的各層時，適當地在每一像素中使用具備開口部的蒸鍍掩模而成膜。由此，如3圖(C)所示一般，可由平坦化絕緣層40，形成依照每一像素隔開的有機層60。但是，要將有機層60作成單層構造或多層構造，或依照每一像素作成個別圖案，則可依照使用於有機層60的材料選擇最適當的構造、圖案。
在形成有機層60後，如3圖(d)所示，在各像素中形成共通的上部電極(陰極)54。上部電極54利用真空蒸鍍法層疊，例如Al而形成。面板的顯示部12外側等上部電極不需要的部分，會在蒸鍍Al時，以只在形成標的區域開口的蒸鍍掩模加以覆蓋，並在蒸鍍Al的同時，將該Al層圖案化形成所希望的形狀。
如上所述，在有機EL組件50的上部電極54形成後，接著形成保護膜80，以自上部電極54上方覆蓋基板10的組件形成面側的整個平面。如上所述，保護膜80具有例如TEOS的SiO2所構成的第1保護膜82與由SiNX層所構成的第2保護膜84的疊層構造，第1以及第2保護膜82，84均在不使用金屬掩模的情況下，分別形成於基板的組件形成面側的整個平面。因此在端子的形成區域中，端子70從覆蓋該端子70而形成的平坦化絕緣層40上，透過保護膜80加以覆蓋。
在保護膜80形成後，如3圖(e)所示，為了要使端子70露出，而從基板的組件形成側朝端子形成區域照射雷射。由此，如2圖所示，可去除用以覆蓋端子70的平坦化絕緣層40與保護膜80。此外，在3圖(e)中，省略TFT的形成層，而顯示陽極52層的上一層。而照射的雷射，選擇其波長不被保護膜80的材料的TOS(SiO2)或是SiNX所吸收，而可由平坦化絕緣層40的材料的合成樹脂選擇性地吸收，但無法到達形成於平坦化絕緣層40的下面的ITO端子的雷射。
由照射該種波長的雷射，覆蓋端子形成區域而形成的平坦化絕緣層40會吸收雷射，使覆蓋端子70上方的平坦化絕緣層40迅速加熱並引發燒蝕，而將雷射所照射的平坦化絕緣層40與其上方的保護膜80同時去除。如此即可將保護膜80連同平坦化絕緣層40進行所謂的幹蝕刻，而得以在平坦化絕緣層40的形成區域中，選擇性地使形成於其下層的端子70露出。然後，由在露出的端子70上連接必要的信號源、電源(例如驅動電源、陰極電源等)，即可使其發揮顯示裝置或是發光裝置的功能。此外，雷射的照射區域由進行光學系調整使其到成為預定的照射區域，或由端部進行雷射束掃描，或在雷射光源與面板之間配置只在端子形成區域形成開口的掩模等方法來加以限定。
在本實施例中，關於將覆蓋端子70的平坦化絕緣層40與保護膜80選擇性去除的雷射，可採用YAG雷射或是準分子雷射，其中基於裝置成本低廉的理由而以YAG雷射最佳。此外，YAG雷射最好採用三次高諧波(355nm；基本波長1064nm)。透過使用355nm波長的雷射，可如上述一般穿透保護膜80，並由平坦化絕緣層40所吸收，而無法到達由ITO等所組成的端子70，而得以在端子70與應去除的平坦化絕緣層40之間取得充分的選擇比。因此不僅不會對端子70造成損害，且可確實去除用以覆蓋該端子70的平坦化絕緣層40與保護膜80。
此外，如上所述，由使用最適當的波長作為照射用雷射，在由保護膜80側進行照射時，不會到達端子70，因此如上述一般，端子材料並不限於與有機EL組件50的上部電極(陽極)52相同的ITO，也可使用材質與TFT的柵極電極或數據線等的信號配線相同的金屬材料。此外，也可由使用最適當的波長作為照射用雷射，而由玻璃基板側照射雷射，並透過ITO膜在平坦化絕緣層40產生燒蝕，以同時去除保護膜與平坦化絕緣層。
實施例2接著，在實施例2方面，就在疊層構造式保護膜80的任一層、例如最外層等中使用金屬材料時的端子露出方法進行說明。
如上述一般，當保護膜80內含有金屬材料層時，雷射便無法穿透保護膜80。因此，在本實施例21中，如4圖所示，並非由保護膜80側，而是由玻璃等透明面板基板10側向端子照射雷射。
在該情況下使用的雷射與實施例1相同，例如可採用YAG雷射，其中又以例如2次高諧波(532mm)等具較長波長的雷射為佳。此外，端子70的材料以採用例如ITO等透明導電材料為佳。另外，形成於有機EL組件50的下部電極52下層的平坦化絕緣層18的材料，最好使用TEOS(SiO2層)等不會吸收雷射的材料。
在滿足上述條件時，從基板10側照射波長為532nm左右的雷射時，雷射會由玻璃基板10穿透到ITO端子70，並由用以覆蓋ITO端子70的平坦化絕緣層40所吸收。此外，該雷射雖會穿透平坦化絕緣層40某種程度，但會在保護膜80的金屬層產生反射與吸收。
因此，在該情況下，用以覆蓋ITO端子70的平坦化絕緣層40同樣會吸收雷射，而引發燒蝕，並且可同時去除上層的保護膜80，以露出ITO端子70的表面。
實施例3實施例3說明採用與實施例1以及實施例2的主動矩陣型有機EL面板不同的所謂被動矩陣型有機EL面板時的端子露出方法。
在被動矩陣型有機EL面板中，各像素上並不會形成上述實施例1、2的TFT，各像素由二極體構造的有機EL組件所構成，而該有機EL組件設在於基板上分別形成直條狀的下部電極與上部電極且在其中間夾置有機層並相互垂直的區域。
在上述的被動矩陣型有機EL面板中，為避免在像素間產生漏光、或在全彩面板上產生混色等問題，而將有機層中的至少發光層依各像素予以分離。此外，在該情況下，在形成下部電極(在此為透明陽極)52後，以實施例1與實施例2中使用於平坦化絕緣層40的包含感光劑的丙烯系樹脂形成有機絕緣層。
5圖表示本實施例3的沿著被動型有機EL面板的一個下部電極52位置的概略剖面構造。在朝列方向延伸的下部電極52上，依照每1像素區域，形成由有機絕緣材料所構成的剖面呈倒錐狀、且朝行方向延伸的底層42。此外，在形成有機EL組件50的下部電極52時，於面板基板的周邊，形成由與該下部電極52相同的例如ITO所構成的端子70，並在上述底層42圖案化時，選擇性地在端子70的上保留用以吸收雷射的底層42。
在底層42形成圖案後，由真空蒸鍍法等配合需要使用蒸鍍掩模，同時堆積有機層60。由於對應一個下部電極52，於橫切下部電極52的方向形成多個底層42，因此有機層60由各底層42分割於各行中。
在由底層42分割的有機層60上，形成有沿著底層42朝行方向延伸的直條狀Al等所構成的上部電極54，而在上部電極54與下部電極52之間夾置有機層60的交錯部位，則形成各像素。
於形成上部電極54後，形成與上述實施例1相同的保護膜80，而使之覆蓋包含上部電極54在內的基板組件形成面並由該保護膜80覆蓋形成於端子70上方的底層42。
在保護膜80形成後，與實施例1相同，從保護膜80側對端子形成區域選擇性地照射例如YAG雷射的3次高諧波。由此，與實施例1相同，會使由覆蓋端子70而形成的有機絕緣材料所構成的底層42受到加熱，而引發燒蝕，而在去除上層保護膜80的同時去除底層42，使端子70露出。
如上述說明，根據本發明，由於可由選擇性地照射雷射，使端子露出，因此得以在基板整個平面形成保護膜，並在覆蓋性良好的情況下，以保護膜覆蓋有機EL組件。
此外，可採用使用於有機EL組件的形成步驟的有機絕緣層以作為雷射除去層，由此在不另外追加特別步驟的狀態下選擇性地在端子上形成雷射除去層。
權利要求
1.一種有機電場發光面板的製造方法，該有機電場發光面板在同一個面板基板上具有在下部電極與上部電極之間具備含有發光分子的有機層的有機電場發光組件；以及用以驅動該有機電場發光組件的外部連接用端子；其特徵為，該製造方法包括在覆蓋前述外部連接用端子的形成區域，形成由雷射吸收材料所組成的雷射除去層，在形成前述雷射除去層之後，在基板整個平面形成保護膜，以覆蓋前述有機電場發光組件以及前述雷射除去層，對前述雷射除去層的形成區域，照射其波長可被前述雷射吸收材料吸收的雷射，以去除前述雷射除去層以及形成於其上的前述保護膜，並露出前述外部連接用端子的上面。
2.根據權利要求1所述的有機電場發光面板的製造方法，其中，形成有機絕緣層以覆蓋個別形成於每一個像素上的前述下部電極的端部，同時，在前述外部連接用端子的形成區域中，形成前述有機絕緣層以作為前述雷射除去層。
3.根據權利要求1所述的有機電場發光面板的製造方法，其中，在面板基板上形成多個前述有機電場發光組件，再形成有機絕緣層，使該有機電場發光組件的前述有機層的至少一部分得以按各前述下部電極與前述上部電極而分離，同時，在前述外部連接用端子的形成區域中，形成前述有機絕緣層以作為前述雷射除去層。
4.根據權利要求1或2所述的有機電場發光面板的製造方法，其中，前述有機絕緣層以及雷射除去層含有感光材料的平坦化絕緣層。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的有機電場發光面板的製造方法，其中，前述保護膜可供穿過前述雷射的雷射穿透膜，當照射前述雷射光時即可與前述雷射除去層同時去除。
全文摘要
本發明提供一種有機電場發光面板的製造方法，其目的在於使面板的端子得以在確實且高質量地露出，在形成有機EL組件或是形成用以驅動有機EL組件的TFT時所形成的端子上，形成作為雷射除去層發揮作用的有機絕緣材料，優選是形成製造有機EL面板時所使用的有機絕緣材料。在形成有機EL組件後形成保護膜使其覆蓋面板基板整個平面上，對由保護膜所覆蓋的端子上的有機絕緣材料構成的層照射該層可吸收的雷射，使該層產生燒蝕，可同時去除由該有機絕緣材料所形成的層和位於其上方的保護膜，使端子得以露出。
文檔編號B05D5/12GK1501750SQ20031011364
公開日2004年6月2日 申請日期2003年11月14日 優先權日2002年11月14日
發明者西川龍司 申請人:三洋電機株式會社