(57)【要約】【課題】有機ＥＬ表示装置の製造方法において、ダム材の線幅などの異常を容易に検出でき、かつ設計値からのズレを簡便かつ定量的に把握できるものを提供する。【解決手段】アレイ基板１と、このアレイ基板１に貼り合わされる対向基板６と、画像表示領域７を囲むように配置されるダム材４と、アレイ基板１及び対向基板６とダム材４とにより囲まれる空隙を満たすフィル材５とを備える有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、ダム材４の樹脂液に、ブラックライトＵＶＡの照射により発光する発光材料を添加しておき、アレイ基板１上に塗布する工程と、ブラックライトＵＶＡを照射して、ダム材４の塗布パターンと有機ＥＬ膜２のパターンとの間の距離Ｄ１を、該画像表示領域の全周にわたって計測する工程とを含み、この計測工程により不良が発見されたならば、不良が発見された基板、または親基板から分割後の、不良部分を含む子基板を除去する。【選択図】図１
2015079580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素がマトリクス状に配列された画像表示領域内に、有機ＥＬ膜及び電極のパターン、並びに信号線、走査線及びスイッチング素子を備えるアレイ基板と、このアレイ基板に貼り合わされる対向基板と、画像表示領域を囲むように配置されるダム材と、アレイ基板及び対向基板とダム材とにより囲まれる空隙を満たすフィル材とを備える有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
ダム材の樹脂液に、ブラックライトの照射により発光する発光材料を添加しておき、アレイ基板上に塗布する工程と、ブラックライトを照射して、ダム材の塗布パターンと有機ＥＬ膜のパターンとの間の距離を、該画像表示領域の全周にわたって計測する工程とを含み、この計測工程により不良が発見されたならば、不良が発見された基板、または、親基板から分割後の、不良部分を含む子基板を除去して、次工程に流れないようにすることを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記距離を、該画像表示領域の縁に沿った所定のインターバルごとに計測することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記距離を、該画像表示領域の縁に沿って連続的に計測することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記計測工程により不良が発見されなかったならば、フィル材を滴下してから、ダム材及びフィル材の硬化のための連鎖反応を開始させるための紫外線照射を行い、この後、直ちに、対向基板を貼り付けることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ表示装置の製造方法に関する。特には、一対の基板を貼り合わせて封止を行うにあたり、一方の基板上にて、表示領域を囲むように硬化性樹脂を描画して「ダム」を形成するとともに、別途の硬化性樹脂によりこの内側を満たして「フィル」部を形成する「ダム＆フィル」方式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ表示装置は、自己発光方式であることから、軽量薄型及び低消費電力化が可能で、色再現性や高速応答性に優れていることから、次世代の平面表示装置として注目されている。しかし、液晶表示装置に比べて製造コストが高いこと、及び、発光材料が湿気に弱いために耐久信頼性が低いことが問題となっている。従前、水分の侵入を防ぐ密封を完全に行うために、アレイ基板と対向基板との間の間隙の周縁部をフリットガラスで溶着する方式が採用されていた。また、基板に凹部を設けておき、キャビティー中に乾燥剤を封入することも検討されている。ところが、近年、製造コストを下げるべく、「ダム＆フィル」方式が多く検討されている。
【０００３】
特許文献１においては、液晶表示装置を製造するにあたり、シール材の材料に可視光または紫外線照射時に発色する材料を混合しておき、貼り合わせ後のパネルに「可視光または紫外線を照射し、目視にてシール剤の塗布パターンをチェック」（0017段落の末尾）することることが提案されている。このようにすることで、「シール剤の途切れ等の確認箇所の確認が容易にとなる。」（0020段落４〜５行）としている。シール材は、ダム材と同様、一方の基板上に、表示領域を囲むように描画され、他方の基板と貼り合わせ後に硬化されて、この内側に充填される液晶材料を封止するものである。
【０００４】
また、特許文献２においては、有機ＥＬ表示装置を製造するにあたり、特許文献１の場合と同様に、シール材の材料に可視光または紫外線照射時に発色する材料を混合しておくとともに、シール材の予定配置領域の内側及び外側に、シール材とは別の色に発光する発光層を設けておくことが提案されている（特許請求の範囲、0028段落、図３）。すなわち、シール材の幅が予定の幅より狭い場合には、貼り合わせ後のパネルにブラックライト（波長400〜315nm; UVA）などを照射した際に、２つの色の領域の間に隙間が生じるようにするのである（0040〜0043段落、並びに、0029段落）。そして、このようであると、シール材の「細り等の幅異常を容易に検出でき」るとしている（0043段落）。なお、特許文献２の0037段落によると、他方の基板における表示領域に相当する領域に凹部を形成し乾燥剤を配置するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２９６５３２
【特許文献２】特開２００８−２８８０３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜２に記載の方法であると、シール材の「途切れ」や「細り」などを容易に検出できるものの、不良が発見された場合、パネルを廃棄する必要があった。また、シール材のパターンが、基板上のブラックマトリクスのパターンと、アレイ基板上の配線パターンとのいずれにも重なりあう場合、対向基板の側、及び、アレイ基板の側のいずれからも観察するのが難しく、検査が困難な場合も少なくなかった。さらには、不良とまでいえない場合や線幅が少し過剰である場合などを定量的に表現できないため、シール材の塗布工程へのフィードバックが不充分な場合も生じ得た。
【０００７】
本件発明者は、鋭意検討する中で、貼り合わせ条件などを一定にするならば、シール材の塗布時のパターン幅が適切である場合、貼り合わせ後のシール材の幅も適切なものとなることを見出した。すなわち、他の製造条件をある程度一定にするならば、製品におけるシール材の幅が、もっぱら、塗布時のパターン幅により決定されることを見出した。そして、「ダム＆フィル」方式で有機ＥＬ表示装置を製造する際のダム材の場合にも、同様であることを見出した。本件発明者は、さらに検討する中で、ダム材と画像表示領域との間の距離を計測するならば、検査を簡便に行えるとともに、定量化ができるとの着想を得て、本発明を完成するに至った。
【０００８】
本発明は、有機ＥＬ表示装置の製造方法において、ダム材の線幅などの異常を容易に検出でき、かつ設計値からのズレを簡便かつ定量的に把握できるものを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、画素がマトリクス状に配列された画像表示領域内に、有機ＥＬ膜及び電極のパターン、並びに信号線、走査線及びスイッチング素子を備えるアレイ基板と、このアレイ基板に貼り合わされる対向基板と、画像表示領域を囲むように配置されるダム材と、アレイ基板及び対向基板とダム材とにより囲まれる空隙を満たすフィル材とを備える有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、ダム材の樹脂液に、ブラックライト（紫外線Ａ；波長400〜315nm）の照射により発光する発光材料を添加しておき、アレイ基板上に塗布する工程と、ブラックライトを照射して、ダム材の塗布パターンと有機ＥＬ膜のパターンとの間の距離を、該画像表示領域の全周にわたって計測する工程とを含み、この計測工程により不良が発見されたならば、その基板を不良として取り除き、次工程に流れないようにすることを特徴とする。なお、前記貼りあわされるアレイ基板と対向基板の組み合わせが多面取りのための親基板であるならば、親基板の中に同一パターンを有する複数の子基板が規則正しく配列されており、貼り合わせの工程より後に、前記親基板から子基板単位に割断を施し切り分ける工程を有することとなる。このような場合は、割断後に前記不良個所を有する子基板のみを不良として取り除き、他の子基板は次工程へ流すものとする。
【発明の効果】
【００１０】
ダム材の線幅などの異常を容易に検出できる、とともに良品のみを後工程に流すことができるので製造コスト低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一の実施形態になる製造方法の要部を模式的に示す一連の断面図である。
【図２】本発明の一の実施形態になる製造方法の、さらなる部分を模式的に示す一連の断面図である。
【図３】ダム材の塗布について説明するための模式的な部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一の実施形態になる有機ＥＬ表示装置の製造方法について、図１〜３を用いて説明する。ここで、有機ＥＬ表示装置の本体部をなす有機ＥＬパネル１０は、ＴＦＴ素子及び配線パターンが配列されてなるアレイ基板１と、アレイ基板１上の画像表示領域７内に配置される有機ＥＬ膜２と、有機ＥＬ膜２を被覆する封止膜３と、アレイ基板１上に画像表示領域７を囲むように配置されるダム材４と、ダム材４の内側を満た封止膜３をさらに被覆するフィル材５と、ダム材４及びフィル材５を介してアレイ基板１と貼り付けられる対向基板６とからなる。
【００１３】
アレイ基板１及び対向基板６は、典型的には、厚みが0.2〜0.7mmの平坦なガラス板からなり、有機ＥＬパネル１０は、例えば、画像表示領域７の対角寸法が3〜10インチの携帯電話・端末用である。有機ＥＬパネル１０は、通常、矩形の一辺に沿ってアレイ基板１が対向基板６から突き出した接続領域を有し、この接続領域を通じて、駆動ＩＣチップなどが実装されて、有機ＥＬ表示装置をなす。
【００１４】
有機ＥＬ膜２は、典型的には、有機ＥＬ発光層と、正孔輸送層または電子輸送層と、これらを挟む、ベース側の電極層及び表層側の透明電極層とからなる。画像表示領域７は、画素（ピクセル）のマトリクス状の配列からなり、各画素は、一組の画素ドット（サブピクセル）からなり、各画素ドットに所定の原色が割り当てられている。そのため、画素ドットごとに所定の原色の発光を行う有機ＥＬ発光層が配置されており、また画素ドットごとにベース側の電極パターンが設けられ、この電極パターンが、対応するスイッチング素子の電極に電気的に接続される。特許文献２と同様、画素ドットごとに少なくとも２つ以上のＴＦＴ素子を配置することができ、走査線へのゲートパルス印加時に、第1のＴＦＴ素子により、信号線から画像信号を受け取り、この画像信号のレベルに応じて、第2のＴＦＴ素子により、給電配線からベース側の電極への給電を行うことができる。なお、本実施形態において、有機ＥＬ膜２は、トップエミッション型である。
【００１５】
有機ＥＬ膜２に含まれる有機ＥＬ発光層は、画素ドットごとに島状に設けられて、島状のパターン間に間隙をなすように配置されるのであっても良い。また、このような間隔がなく、画像表示領域７の全面に配置されて画素ドットごとに所定の色に塗り分けられているのであっても良い。図示の例において、有機ＥＬ発光層及び有機ＥＬ膜２は、画像表示領域７の全体にわたって、ほぼ均等の厚みをなすように備えられており、有機ＥＬ発光層は、画像表示領域７の外には、はみ出していない。有機ＥＬ発光層の発光材料には、例えば、イリジウム錯体などのリン光材料、または蛍光材料を用いることができる。有機ＥＬ膜２の膜厚は、例えば50nm〜300nmである。
【００１６】
有機ＥＬ膜２の全体、すなわち、画像表示領域７の全面を確実に被覆するように、封止膜３が備えられる。この封止膜３は、典型的には、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化シリコン膜などの無機膜からなり、アレイ基板の絶縁膜形成と同様に、化学蒸着法（CVD）、プラズマ蒸着法（PVD）、スパッタリング法などにより形成することができる。但し、水分透過を抑制すべく、緻密な膜とする他、膜厚もかなり厚くすることができ、例えば100〜5000nmとすることができる。また、封止膜３は、水蒸気バリア性の高い特殊オレフィン樹脂などの熱可塑性樹脂、またはその他の有機材料により、例えば200〜2000nmの膜厚で設けることもできる。なお、図示の例で、封止膜３は、封止をより確実に行うために、ダム材４の外側の縁を超えて、アレイ基板１の端面１Ａに近いところまで延びている。
【００１７】
ダム材４及びフィル材５は、いずれも、エポキシ樹脂などの、紫外線硬化性または熱硬化性樹脂からなり、好ましくは、波長が300nm以下の紫外線、特には280〜100nmの波長の紫外線（紫外線Ｃ; UVC）により硬化反応が開始される。特にダム材４は、ブラックライト（波長400-315nm; UVA）を受けても硬化反応をほとんど開始しないように、重合開始剤、増感剤などの種類及び配合比率を決定することができる。ダム材４には、一般に、球状スペーサーまたはビーズと呼ばれる、均一な径の球状樹脂の粒が混ぜ込まれている。これにより、貼り合わせ時のダム材４の厚み、すなわち、周縁部でのアレイ基板１と対向基板６との間隔が、画像表示領域７における間隔と等しい、所定の一定の寸法となるようにする。アレイ基板１と対向基板６との間隔は、例えば１〜7μm、特には１〜3μmに設定することができる。
【００１８】
ダム材４の樹脂液は、一般に、充填剤やポリマー種の選択などにより、塗布直後の状態でほとんど流動しないように設計される。すなわち、フィル材５などに比べてチクソトロピー性（粘度のせん断速度依存性）が大きい。ダム材４の樹脂液の塗布は、一般に、ディスペンサーと呼ばれるノズル部から樹脂を吐出するとともに、ロボットアームなどによりディスペンサーを一筆（ひとふで）書き状に動かしていくことで行われる。ダム材４のパターン幅及び中心線の位置は、液晶表示パネルのシール材と同様、確実な封止を実現するとともに、画像表示領域７中にダム材４の樹脂液が侵入することのないように設定される。そして、この設定にしたがって、ダム材４の樹脂液の塗布パターンの設計幅及び中心線の設計位置が決定される。
【００１９】
図３の模式的な断面図には、ダム材４の塗布パターンの断面形状及び配置の例を示す。図示の例では、塗布パターンの断面形状は、半円に近いものとなっている。したがって、塗布パターンの線幅D2は、中心線４Ｂでの厚みD3の約1.5〜2.5倍となっている。一具体例において、塗布パターンの線幅D2が50〜100μmであり、塗布パターンの中心線４Ｂから、有機膜２の縁２Ａの縁まで、すなわち画像表示領域７の縁までの距離Ｄ４は、1.2〜1.8mm（1200〜1800μm）である。なお、同具体例において、接続領域以外での、有機膜２の縁２Ａから、アレイ基板１の端面１Ａまでの距離Ｄ５は、例えば、上記距離Ｄ４に、200〜500μmを足した値である。
【００２０】
ダム材４の樹脂液には、ブラックライトを照射したならば発光を行う発光材料が添加される。例えば、アルミナ系酸化物の無機顔料などからなるりん光（蓄光）剤や、各種蛍光材料を用いることができる。特に、有機ＥＬ発光層に用いるのと同様の発光材料を、同様の重量比率で、添加することができる。発光材料の添加量は、例えば0.1〜3重量%である。
【００２１】
次に、図１〜２にしたがって、本実施形態における各製造工程について、順に説明する。
【００２２】
＜１ 塗布前の基板＞まず、図１の最上段に示すように、配線パターンを形成したアレイ基板１上に、有機ＥＬ膜２及びこれを被覆する封止膜３を設ける。
【００２３】
＜２ ダム材の塗布＞次いで、得られた基板を、ダム材塗布用のクリーンチャンバーに移す。そして、発光材料を練り込んだダム材４を、ディスペンサー塗布装置により塗布する。この塗布の際には、塗布パターンの線幅D2、及び、中心線４Ｂの位置についての設計値（目標値）を、塗布装置の制御装置に入力または設定する。すると、シール材４の線幅D2の入力・設定値に基づき、制御装置のプログラムにより、ディスペンサーのノズルからの時間あたりの吐出量、及び、ロボットアームによるディスペンサーの移動速度が適宜制御される。
【００２４】
＜３ 発光領域間の距離D1の計測＞シール材４の塗布が完了したならば、例えば365nmを中心波長とするブラックライトを照射することで、ダム材４及び有機膜２を発光させる。そして、発光した状態で、ダム材４の塗布パターンの内縁４Ａから、有機膜２の縁までの距離D1を計測する。すなわち、発光領域間の距離D1、すなわい、発光領域に挟まれた、帯状の暗領域の幅を計測する。この計測は、好ましくは、画像表示領域７の全周にわたって行う。
【００２５】
この際、画像表示領域７の縁に沿って進みつつ、距離D1を連続的に計測するのであっても良く、例えば0.3〜1mmの所定の間隔ごとに順に計測を行うのであっても良い。例えば、コンピューター画面に撮像が映し出された状態で、画面上にて、作業員が、スケールのツールを移動させながら行うこともできる。また、「距離計測ツールのプログラム」を起動し、作業員が、順次、所定の間隔ごとに、計測の始点及び終点を設定することによって計測を行うのであっても良い。なお、距離D1の計測は、画像解析プログラムによって、同様の操作を自動的に行うことで実現することもできる。
【００２６】
塗布パターンの中心線４Ｂの位置の大きなズレと、線幅D2の大きなズレとが、距離D1を一定にするように、同一箇所で相殺しあうことは、非常にまれであると考えられる。したがって、発光領域間の距離D1を計測するならば、許容範囲よりも大きい、中心線４Ｂの位置のズレ、及び、線幅D2のズレを検出することができる。
【００２７】
＜４ フィル材の滴下＞
上記の距離D1の計測により、ダム材４の塗布パターンに問題がないと判断されたならば、フィル材５を滴下する。このフィル材５の滴下により、例えば、画像表示領域７の長手方向の中心線上に中心を有する、複数の楕円形または円形の塗布パターンが形成される。
【００２８】
上記の距離D1の計測により、ダム材４の塗布パターンが不良であると判断されたならば、その基板を不良として取り除き、次工程に流れないようにする。なお、後の工程で貼りあわされるアレイ基板と対向基板の組み合わせが多面取りのための親基板であるならば、親基板の中に同一パターンを有する複数の子基板が規則正しく配列されている。そのため、対向基板との貼り合わせ及び圧締、並びに硬化の完結の後に、前記親基板から子基板単位に割断を施し切り分ける工程を有することとなる。このような場合は、割断後に前記不良個所を有する子基板のみを不良として取り除き、他の子基板は、有機ＥＬ表示装置を完成させるための次工程へ流すものとする。すなわち、ダム材塗布不良箇所を有しない子基板のみ、フレキシブル基板の実装工程といった次の工程へ流される。不良箇所を有する子基板については、工程フローから除去し、廃棄または再生処理を行う。
【００２９】
＜５ ＵＶの照射＞
例えば254nmの近傍を主たるピークとする殺菌灯用ＵＶを照射する。この照射により、ダム材４及びフィル材５のいずれにおいても、重合開始材が開裂するなどの機構により、硬化のための反応の連鎖が開始される。
【００３０】
＜６ 真空貼り合わせ及び圧締＞
上記の殺菌灯用ＵＶの照射後、真空環境下で、迅速に、対向基板６を貼り合わせる。例えば、端面からの挟み込みなどの基板保持機構を備えた圧締盤を用い、まず、上方の可動盤に対向基板６をセットし、小さい降下速度にてフィル材５の塗布パターンに衝突させてから、比較的迅速に圧締を行う。この圧締によりフィル材５が、ダム材４内部の全体を均等に充填し、空隙などが残らないようにする。この圧締により、ダム材４は、球状スペーサーの径ｄに相当する厚みになるまで、押し広げられる。塗布時のダム材４の横断面が半円形であると仮定すると、圧締後のダム材４の幅は、塗布パターンの線幅Ｄ２×（塗布パターンの最大高さＤ３×３／４）÷球状スペーサーの径ｄとなる。圧締後のダム材４は、例えば、幅が800〜1200μmであり、画像表示領域７の縁までの距離が800〜1200μmである。
【００３１】
＜７ 硬化の完結＞
圧締された状態で、所定時間だけ保持することにより硬化を完結させる。この際、必要に応じて、適宜に加熱を行う。このようにして、有機ＥＬパネル１０が得られる。
【００３２】
上記の実施形態によると、図２中に示すように、対向基板６にブラックマトリクス６１が設けられている場合も、ダム材４のパターンについての検査を簡便かつ容易に行うことができる。特に、アレイ基板１上にもダム材４の領域に配線パターンがあるという場合にも、ダム材４のパターンについて、容易に検査を行うことができる。また、不良が発見された場合に、不良個所が次工程に流れないようにし、特に、親基板から子基板単位に割断を施し切り分ける工程を有する場合には、割断後に前記不良個所を有する子基板のみを不良として取り除き、他の子基板は次工程へ流すものとするので、工程ロスを低減することができる。さらには、不良が発見されない場合、対向基板をアレイ基板に組み合わせる前に、硬化のための反応開始のための紫外線を照射するため、全領域にわたって、均等に硬化用の紫外線を照射することができる。
【００３３】
上記の実施形態によると、検査結果を簡単な数値データとして保存し、塗布工程などへのフィードバック、及び、継続的な工程管理を容易に行うことができる。また、製造コストを増加させることなく、比較的確実に検査を行うことができる。特には、製品検査をパスするものの、ダム材のパターンの不具合に起因して、製品の寿命が短くなるという「市場不良」の発生を防止することができる。そのため、信頼性の高い有機ＥＬパネル及び有機ＥＬ表示装置を得ることができる。
【００３４】
上記の実施形態の説明においては、ダム材の塗布が、ディスペンサーにより行われるとしたが、場合によっては、例えばスクリーン印刷などによって塗布されるのであっても良い。
【符号の説明】
【００３５】
１…アレイ基板；      １０…有機ＥＬパネル；    １Ａ…基板端面；  
２…有機ＥＬ膜；      ２Ａ…有機ＥＬ膜の縁；    ３…封止膜；  
４…ダム材；          ４Ａ…ダム材の内縁；      ４Ｂ…ダム材の中心線；  
５…フィル材；        ６…対向基板；            ６１…ブラックマトリクス；
７…画像表示領域；    Ｄ１…有機ＥＬ膜からダム材までの距離；  
Ｄ２…ダム材の塗布時の線幅；  Ｄ３…ダム材の塗布時の中心線での厚み；  
Ｄ４…有機ＥＬ膜からダム材の中心線までの設計距離；  
Ｄ５…有機ＥＬ膜から基板端面までの設計距離    ＵＶＡ…ブラックライト；  
ＵＶＣ…殺菌灯用紫外線；
【図１】
2015079580.tif 000003
【図２】
2015079580.tif 000004
【図３】
2015079580.tif 000005