JP6636736B2 - 回路基板の作製方法、発光装置の作製方法、電子機器の作製方法、及び発光装置 - Google Patents
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Description
本実施の形態では、本発明の一態様である回路基板10の構成例を、図1を参照して説明する。また、回路基板の作製方法について、図2及び図3を参照して説明する。
本実施の形態で例示する回路基板を、図1(A)及び(B)に模式的に示す。図1(A)は回路基板10の上面図であり、図1(B)は図1(A)の切断線X−Yにおける断面図である。
以下では、上記の構成例で示した図1(A)及び(B)の回路基板10の作製方法、及び回路基板10に外部電極を接続する方法について、図2及び図3を参照して説明する。
本発明の一態様の発光装置100の構成例について、図4乃至図7を用いて説明する。図4(A)は発光装置100の斜視図であり、図4(B)は、図4(A)中でA1−A2に一点鎖線で示す部位の断面図である。図4(A)においては、理解を容易にするため一部の要素を省略して図示してある。
本実施の形態に示す発光装置100は、表示領域131を有する。また、表示領域131は、複数の画素130を有する。一つの画素130は、少なくとも一つの発光素子125を有する。
基板111および基板121としては、有機樹脂材料や可撓性を有する程度の厚さのガラス材料などを用いることができる。発光装置100を下面射出型の発光装置、または両面射出型の発光装置とする場合には、基板111にEL層117からの発光に対して透光性を有する材料を用いる。また、発光装置100を上面射出型の発光装置、または両面射出型の発光装置とする場合には、基板121にEL層117からの発光に対して透光性を有する材料を用いる。
絶縁層119は、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウム及び酸化タンタルなどの酸化物材料や、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウムなどの窒化物材料などを、単層または多層で形成することができる。例えば、絶縁層119を、酸化シリコンと窒化シリコンを積層した2層構造としてもよいし、上記材料を組み合わせた5層構造としてもよい。絶縁層119は、スパッタリング法やCVD法、熱酸化法、塗布法、印刷法等を用いて形成することが可能である。
端子電極116は、導電性材料を用いて形成することができる。例えば、アルミニウム、クロム、銅、銀、金、白金、タンタル、ニッケル、チタン、モリブデン、タングステン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、マンガン、マグネシウム、ジルコニウム、ベリリウム等から選ばれた金属元素、上述した金属元素を成分とする合金、または上述した金属元素を組み合わせた合金などを用いることができる。また、リン等の不純物元素を含有させた多結晶シリコンに代表される半導体、ニッケルシリサイドなどのシリサイドを用いてもよい。導電性材料の形成方法は特に限定されず、蒸着法、CVD法、スパッタリング法、スピンコート法などの各種形成方法を用いることができる。
絶縁層141は、絶縁層119と同様の材料および方法を用いて形成することができる。
電極115は、後に形成されるEL層117が発する光を効率よく反射する導電性材料を用いて形成することが好ましい。なお、電極115は単層に限らず、複数層の積層構造としてもよい。例えば、電極115を陽極として用いる場合、EL層117と接する層を、インジウム錫酸化物などの透光性を有する層とし、その層に接して反射率の高い層(アルミニウム、アルミニウムを含む合金、または銀など)を設けてもよい。
隔壁114は、隣接する電極118間の電気的ショートを防止する機能を有する。また、後述するEL層117の形成にメタルマスクを用いる場合、メタルマスクが発光素子125を形成する領域に接触しないようにする機能も有する。隔壁114は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、イミド樹脂などの有機樹脂材料や、酸化シリコンなどの無機材料で形成することができる。隔壁114は、その側壁がテーパーまたは連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。隔壁114の側壁をこのような形状とすることで、後に形成されるEL層117や電極118の被覆性を良好なものとすることができる。
EL層117の構成については、実施の形態4で説明する。
本実施の形態では電極118を陰極として用いる。電極118は、後述するEL層117に電子を注入できる仕事関数の小さい材料を用いて形成することが好ましい。また、仕事関数の小さい金属単体ではなく、仕事関数の小さいアルカリ金属、またはアルカリ土類金属を数nm形成した層を緩衝層として形成し、その上にアルミニウムなどの金属材料、インジウム錫酸化物等の導電性を有する酸化物材料、または半導体材料を用いて形成してもよい。また、緩衝層として、アルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、または、マグネシウム−銀等を用いることもできる。
接着層120、接着層112、および接着層122としては、光硬化型の接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、または嫌気型接着剤を用いることができる。例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、イミド樹脂等を用いることができる。トップエミッション構造の場合は接着層120に、ボトムエミッション構造の場合は接着層112に、光の波長以下の大きさの乾燥剤(ゼオライト等)や、屈折率の大きいフィラー(酸化チタンや、ジルコニウム等)を混合すると、EL層117が発する光の取り出し効率が低下しにくく、また、発光装置の信頼性が向上するため好適である。
異方性導電接続層123は、様々な異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)などを用いて形成することができる。
絶縁層129は、絶縁層119と同様の材料および方法を用いて形成することができる。
反射層110は、レーザ光を反射する機能を有する。反射層110は、照射されるレーザ光に対して30%以上の反射率を有する材料で形成されていることが好ましく、70%以上の高い反射率を有する材料で形成されているとより好ましい。反射層110の反射率が高いことで、反射層110へ向けて照射されるレーザ光の経路にある膜の除去において、レーザ光の反射成分も利用できる場合がある。また、反射層110は、それ自体が熱で変化しないように、耐熱性に優れた材料で形成されていることが好ましい。
次に、図8乃至図15を用いて、本発明の一態様である、外部電極を接続した発光装置100の作製方法を例示する。図11を除き、図8乃至図15は、図4乃至図6中、A1−A2の一点鎖線で示す部位の断面に相当する。
まず、支持基板101上に剥離層113を形成する。支持基板101の一例としては、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、金属基板、半導体基板などを用いることができる。また、本実施の形態の処理温度に耐えうる耐熱性を有する基板を用いてもよい。その基板の一例としては、半導体基板(例えば単結晶基板又はシリコン基板)、SOI基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、などがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。
続いて、剥離層113上に絶縁層119を形成する。
続いて、加熱処理を行い、酸化物層を変質させる。加熱処理を行うことにより、絶縁層119から水素が放出され、酸化物層に供給される。
次に、絶縁層119上に端子電極116を形成するための導電層126を形成する。本実施の形態では、導電層126として絶縁層119上にスパッタリング法により二層のチタンの間にアルミニウムを挟んだ三層の金属膜を形成する(図8(A)参照)。
次に、端子電極116上に絶縁層127を形成する(図8(C)参照)。本実施の形態では、絶縁層127としてプラズマCVD法により酸化窒化シリコンを形成する。
次に、絶縁層141上に電極115を形成するための導電層145を形成する(図8(E)参照)。導電層145は、導電層126と同様の材料および方法で形成することができる。
次に、隔壁114を形成する(図9(B)参照)。本実施の形態では、隔壁114を感光性の有機樹脂材料を用いて塗布法で形成し、所望の形状に加工することにより形成する。本実施の形態では、隔壁114を、感光性を有するポリイミド樹脂を用いて形成する。
次に、EL層117を電極115および隔壁114上に形成する(図9(C)参照)。
次に、電極118をEL層117上に形成する(図9(D)参照)。電極118は、蒸着法、スパッタリング法等で形成することができる。本実施の形態では、電極118として銀とマグネシウムの合金を用いる
まず、支持基板102上に剥離層143を形成する(図10(A)参照。)。支持基板102は、支持基板101と同様の材料を用いて形成することができる。なお、支持基板101と支持基板102は、それぞれ同じ材料を用いてもよいし、互いに異なる材料を用いてもよい。また、剥離層143は、剥離層113と同様に形成することができる。支持基板102と剥離層143の間に絶縁層を設けてもよい。本実施の形態では、支持基板102にガラス基板を用いる。また、支持基板102上に形成する剥離層143として、スパッタリング法によりタングステンを形成する。
次に、剥離層143上に絶縁層129を形成する(図10(A)参照。)。絶縁層129は、絶縁層119と同様の材料および方法で形成することができる。また、絶縁層129の形成後に、前述した絶縁層119を形成した後と同様の加熱処理を行ってもよい。
次に、絶縁層129上に、反射層110を形成するための層144を形成する(図10(B)参照)。層144は、単層構造であっても2層以上の積層構造であってもよい。本実施の形態では、層144として厚さ100nmのチタン層と厚さ200nmのチタン層の間に厚さ600nmのアルミニウム層を重ねた積層膜をスパッタリング法によって形成する。続いて、層144上にレジストマスクを形成し、該レジストマスクを用いて、層144を所望の形状にエッチングして、反射層110を形成することができる(図10(C)参照)。
次に、絶縁層129上に、遮光層264を形成するための層を形成する。該層は、単層構造であっても2層以上の積層構造であってもよい。該層に用いることができる材料として、例えば、クロム、チタン、またはニッケルなどを含む金属材料、例えば、クロム、チタン、またはニッケルなどを含む酸化物材料などが挙げられる。
次に、絶縁層129上に、着色層266を形成する(図10(E)参照)。着色層266は、様々な材料を用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ法を用いて、それぞれ所望の位置に形成する。この時、着色層266の一部が遮光層264と重なるように設けることが好ましい。画素毎に着色層266の色を変えることで、カラー表示を行うことができる。
次に、遮光層264および着色層266上にオーバーコート層268を形成する(図10(F)参照)。
次に、素子基板171と対向基板181を、接着層120を介して貼り合せる。この時、素子基板171上の発光素子125と、対向基板181上の着色層266が向かい合うように配置する(図12(A)参照)。
次に、素子基板171が有する支持基板101を、剥離層113とともに絶縁層119から剥離する(図12(B)参照)。剥離方法としては、機械的な力を加えること(人間の手や治具で引き剥がす処理や、ローラーを回転させながら分離する処理、超音波等)を用いて行えばよい。たとえば、素子基板171の側面から剥離層113と絶縁層119の界面に鋭利な刃物またはレーザ光照射等で切り込みをいれ、その切り込みに水を注入する。毛細管現象により水が剥離層113と絶縁層119の界面にしみこむことにより、剥離層113とともに支持基板101を絶縁層119から容易に剥離することができる。
次に、接着層112を介して基板111を絶縁層119に貼り合わせる(図13(A)参照)。
次に、対向基板181が有する支持基板102を、剥離層143とともに絶縁層129から剥離する。支持基板102の剥離は、支持基板101の剥離と同様の方法を用いることができる。なお、支持基板101の剥離性が支持基板102の剥離性よりも低い場合は、支持基板102を先に剥離することで、基板を剥離する工程における歩留りを向上することができる。
次に、接着層122を介して基板121を絶縁層129に貼り合わせる(図13(B)参照)。
次に、基板121の側から反射層110に対してレーザ光220を照射する(図14(A)参照)。
次に、開口132に異方性導電接続層123を形成し、異方性導電接続層123上に、発光装置100に電力や信号を入力するための外部電極124を形成する(図6参照)。異方性導電接続層123を介して外部電極124と端子電極116を電気的に接続する。このようにして、発光装置100に電力や信号を入力することが可能となる。なお、外部電極124として、例えばFPCを用いることができる。また、外部電極124として金属線を用いることもできる。該金属線と端子電極116の接続は、異方性導電接続層123を用いてもよいが、異方性導電接続層123を用いずに、ワイヤーボンディング法により行うことができる。また、該金属線と端子電極116の接続をハンダ付けで行ってもよい。
以下では、本実施の形態で示した発光装置100の変形例について説明する。本発明の一態様である、外部電極を基板111側に接続した発光装置190を図17に示す。図17(A)は発光装置190の斜視図であり、図17(B)は、図17(A)中でA3−A4に一点鎖線で示す部位の断面図である。図6に示す発光装置100と比較して、反射層110、異方性導電接続層123及び外部電極124の構成が主に異なる。
ところで、本発明の一態様の発光装置の量産を想定して、上記のレーザ光を照射する場合のタクトタイムの計算結果を図18に示す。ここでタクトタイムとは、一基板上に設けられた複数の発光装置(ここでは110個の発光装置)のレーザ照射に要する時間を指す。
本実施の形態では、上記実施の形態に示した発光装置100と異なる構成を有する発光装置200について、図20を用いて説明する。図20(A)は発光装置200の斜視図であり、図20(B)は、図20(A)中にA5−A6の一点鎖線で示す部位の断面図である。
本実施の形態に示す発光装置200は、表示領域231と、周辺回路251を有する。また、発光装置200は、電極115、EL層117、電極118を含む発光素子125と、端子電極116を有する。発光素子125は、表示領域231中に複数形成されている。また、各発光素子125には、発光素子125の発光量を制御するトランジスタ232が接続されている。
本実施の形態では、発光素子125に用いることができる発光素子の構成例について説明する。なお、本実施の形態に示すEL層620が、他の実施の形態に示したEL層117に相当する。
図23(A)に示す発光素子630は、一対の電極(電極618、電極622)間にEL層620が挟まれた構造を有する。なお、以下の本実施の形態の説明においては、例として、電極618を陽極として用い、電極622を陰極として用いるものとする。
本実施の形態では、本発明の一態様を適用して作製できる電子機器及び照明装置について、図24及び図25を用いて説明する。
11 基板
12 基板
20 反射層
21 回路
22 電極
23 接着層
30 レーザ光
31 軌跡
41 領域
42 領域
51 開口
52 接続体
53 外部電極
100 発光装置
101 支持基板
102 支持基板
110 反射層
111 基板
111a 部位
112 接着層
113 剥離層
114 隔壁
115 電極
115a 電極
115b 電極
116 端子電極
117 EL層
118 電極
119 絶縁層
120 接着層
121 基板
121a 部位
122 接着層
123 異方性導電接続層
124 外部電極
125 発光素子
126 導電層
127 絶縁層
128 溝部
129 絶縁層
130 画素
130B 画素
130G 画素
130R 画素
130Y 画素
131 表示領域
132 開口
133 開口
140 画素
141 絶縁層
143 剥離層
144 層
145 導電層
151 光
151B 光
151G 光
151R 光
151Y 光
170 領域
171 素子基板
180 軌跡
180a 軌跡
180b 軌跡
181 対向基板
190 発光装置
200 発光装置
205 絶縁層
206 電極
207 絶縁層
208 半導体層
210 絶縁層
211 絶縁層
212 絶縁層
214 電極
215 電極
219 配線
220 レーザ光
220a レーザ光
220b レーザ光
231 表示領域
232 トランジスタ
251 周辺回路
252 トランジスタ
264 遮光層
266 着色層
266B 着色層
266G 着色層
266R 着色層
266Y 着色層
268 オーバーコート層
280 部位
310 携帯情報端末
313 ヒンジ
315 筐体
316 表示パネル
320 携帯情報端末
322 表示部
325 非表示面
330 携帯情報端末
333 表示部
335 筐体
336 筐体
337 情報
339 操作ボタン
340 携帯情報端末
345 携帯情報端末
354 筐体
355 情報
356 情報
357 情報
358 表示部
618 電極
620 EL層
620a 電荷発生層
622 電極
630 発光素子
631 発光素子
900 フレキシブルディスプレイ
901 フレキシブル基板
916 端子電極
920 ドライバIC
923 ACF
926 バンプ
931 ガラス基板
932 仮固定フィルム
933 ステージ
7100 携帯情報端末
7101 筐体
7102 表示部
7103 バンド
7104 バックル
7105 操作ボタン
7106 入出力端子
7107 アイコン
7200 照明装置
7201 台部
7202 発光部
7203 操作スイッチ
7210 照明装置
7212 発光部
7220 照明装置
7222 発光部
7300 タッチパネル
7301 筐体
7302 表示部
7303 操作ボタン
7304 部材
7305 制御部
7400 携帯電話機
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク
Claims (6)
- 回路基板の作製方法であって、
第1乃至第4の工程を有し、
前記第1の工程は、
第1の基板の第1の面上に回路及び電極を設ける工程を有し、
前記第2の工程は、
第2の基板の第2の面上に反射層を設ける工程を有し、
前記第3の工程は、
前記第1の面と前記第2の面とを、前記反射層が前記電極と重なり、かつ前記反射層が前記電極の一部を囲うように向かい合わせ、接着層を介して貼り合わせる工程を有し、
前記第4の工程は、
前記反射層の少なくとも一部に、前記第2の基板側からレーザ光を照射する工程を有する、
回路基板の作製方法。 - 請求項1に記載の回路基板の作製方法であって、
第5の工程を有し、
前記第5の工程は、
前記反射層が前記電極の一部を囲う領域に位置する、前記第2の基板の一部と、前記接着層の一部と、を除去する工程を有する、
回路基板の作製方法。 - 請求項1または2において、
前記第1の基板及び前記第2の基板は、可撓性を有する、
回路基板の作製方法。 - 発光装置の作製方法であって、
第1乃至第9の工程を有し、
前記第1の工程は、
第1の基板の第1の面上に、第1の剥離層を設ける工程と、
前記第1の剥離層上に、第1の絶縁層を設ける工程と、
前記第1の絶縁層上に、端子電極を設ける工程と、
前記第1の絶縁層上、及び前記端子電極上に、第2の絶縁層を設ける工程と、
前記第2の絶縁層上に、発光素子を設ける工程と、を有し、
前記第2の工程は、
第2の基板の第2の面上に、第2の剥離層を設ける工程と、
前記第2の剥離層上に、第3の絶縁層を設ける工程と、
前記第3の絶縁層上に、反射層を設ける工程と、を有し、
前記第3の工程は、
前記第1の面と前記第2の面とを、前記反射層が前記端子電極と重なり、かつ前記反射層が前記端子電極の一部を囲うように向かい合わせ、接着層を介して前記第1の基板と前記第2の基板とを互いに重ねる工程を有し、
前記第4の工程は、
前記第1の基板を前記第1の剥離層とともに前記第1の絶縁層から剥離する工程を有し、
前記第5の工程は、
前記第1の絶縁層と第3の基板とを互いに重ねて前記第3の基板を設ける工程を有し、
前記第3の基板は可撓性を有し、
前記第6の工程は、
前記第2の基板を前記第2の剥離層とともに前記第3の絶縁層から剥離する工程を有し、
前記第7の工程は、
前記第3の絶縁層と第4の基板とを互いに重ねて前記第4の基板を設ける工程を有し、
前記第4の基板は可撓性を有し、
前記第8の工程は、
前記第4の基板側から、前記反射層の少なくとも一部にレーザ光を照射する工程を有し、
前記第9の工程は、
前記反射層が前記端子電極の一部を囲う領域に位置する、前記第4の基板の一部と、前記接着層の一部と、を除去する工程を有する、
発光装置の作製方法。 - 回路基板または発光装置を有する電子機器の作製方法であって、
前記電子機器は、バッテリ、タッチセンサ、または筐体を有し、
前記回路基板は、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の回路基板の作製方法によって作製されており、
前記発光装置は、請求項4に記載の発光装置の作製方法によって作製されている、
電子機器の作製方法。 - 第1の基板と、第2の基板と、を有する発光装置であって、
端子電極と、発光素子と、反射層と、を有し、
前記第1の基板の第1の面は、前記第2の基板の第2の面と対向するように設けられ、
前記端子電極と、前記発光素子と、は前記第1の面に設けられ、
前記端子電極及び前記発光素子は、互いに電気的に接続され、
前記反射層は、前記第2の面に設けられ、
前記反射層は、前記反射層が前記端子電極と重なり、かつ前記反射層が前記端子電極の一部を囲うように設けられている、
発光装置。
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