JP2018014200A - 有機エレクトロニクス装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】素子形成基板から有機エレクトロニクス装置を分割する際に、無機封止膜に剥離やクラックといったダメージを与えずに素子形成基板を確実に切断する。【解決手段】マザー基板１０’の内部に集光点を合わせてマザー基板１０’の裏面からレーザ光を照射することで、マザー基板１０’の内部に、切断予定ライン７０に沿った少なくとも一列の改質領域１８０を形成する工程と、素子形成基板９０を切断予定ライン７０に沿って切断し、複数の有機エレクトロニクス装置１００に分割する工程と、をこの順で有し、改質領域１８０を形成する工程において、集光点を、マザー基板１０’の表面から４０μｍ以上離れた箇所に合わせ、かつ少なくとも一つの集光点を、マザー基板１０’の表面から４０μｍ以上マザー基板１０’の厚さの半分未満離れた箇所に合わせる。【選択図】図４

Description

本発明は、有機エレクトロニクス装置の製造方法に関する。

近年、有機エレクトロルミネッセンス素子や有機光電変換素子に代表される有機エレクトロニクスデバイスの開発が急速に進んでいる。例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」と表記する）を電子写真方式のプリンターの露光光源に用いた場合、発光素子をライン状に配置して長尺状の露光光源を作り込むことができる。そのため、従来のレーザービームプリンターの露光光源であるレーザースキャンユニットより小さくすることができ、プリンター本体のサイズダウンが期待できる。また有機光電変換素子では従来の無機シリコンより感度が高く、撮像素子を小型化でき、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話用カメラ等をサイズダウンできると期待されている。
しかしこれら有機エレクトロニクスデバイスは、優れたデバイスである一方で、水分によってその特性が劣化してしまうことが知られている。例えば有機ＥＬ素子の場合、エッチングガラスカバーで覆い、シール剤により周辺を貼り付け、内部に吸湿剤を装着して、シール面から浸入する水分を吸湿剤で吸湿し、有機ＥＬ素子の発光性能を確保している。しかしながらこの封止構造では、有機ＥＬ装置のサイズが大きくなる課題があり、搭載された製品のサイズダウンができない。
そこで水分を遮断できる硬く緻密な膜で有機エレクトロニクスデバイスを覆う封止構造が提案されている。この封止構造は有機エレクトロニクスデバイスを使った省スペースの製品を実現するには好適である。これまで硬くて緻密な膜を形成するために、ＶＨＦプラズマＣＶＤ法を用いた膜形成法があり、下部の有機化合物層にダメージを与えることなく薄膜封止層を形成する手法として用いられてきた。このＣＶＤ法による薄膜封止層は無機材料から構成されており、単膜としての防湿性は高いが、硬くて緻密なために、外部衝撃に対して割れやすく、クラックが生じることで欠陥となり、防湿性を損なうことがあった。
また、有機エレクトロニクスデバイスの生産性を向上させるためには、一枚の基板に多くの有機エレクトロニクスデバイスを集積させ、タクトタイムを縮める必要があり、そのため薄膜封止層も含めて基板を分割する工程が含まれることがある。その際に生じる薄膜封止層内のクラック等の欠陥は、分割後の素子の信頼性を低下させる原因となる。そこで、欠陥を防ぐ目的で、素子の作製方法から、構成に至るまでさまざまな検討が行われている。
特許文献１には、ＧａＡｓ基板上の素子を周縁部で切断する際に、ダイシングラインに沿って、事前にエッチングにより溝を形成し、その上にＳｉＮ等の絶縁膜を形成する方法が提案されている。特許文献１では、ダイシングにより素子が分断されクラックが生じても、その溝にあるＲ部分に応力が集中し、素子までクラックが広がることを防止できる。
特許文献２には、２枚の基板間に光硬化樹脂を接着層として有機ＥＬ素子をはさみこみ、発光素子部分の樹脂は先に光硬化させ、切断部は硬化させずに押し割りを行うことで、硬化していない切断部分にクラックを発生させない方法が提案されている。
特許文献３には、複数の無機エレクトロニクス素子が形成された基板の内部に集光点を合わせてレーザ光を照射することで、切断の起点となる改質領域を形成し、高精度な切断を可能にするレーザ加工方法が提案されている。

特開２００１−４４１４１号公報 特開２００１−１２６８６６号公報 国際公開第０５／０９８９１５号

しかしながら、特許文献１の技術は、無機防湿層中の折れ曲がり点に応力を集中させることで、無機防湿層中に発生するクラックの進行を止める方法である。この方法は、ダイシング等の切断法を例に挙げているがスクライブでも用いることができる。ただし、無機防湿層中の折れ曲がり点を設けるために、基板にエッチングによる溝を形成しなければならないのは、生産性を低下させる。また、ガラス基板上などに溝を形成することは困難でもある。いずれにせよ別工程を用いて切断面に処理を行い、防湿性の高い構造にする、あるいは別工程で切断のクラックが入りにくい構造にすることは、生産性の向上の面から、また、信頼性の面からも損失が出てくる可能性がある。
また、特許文献２の技術は、樹脂硬度の違い（硬化前後）を利用し切断時のクラックを防止しており、その適用範囲は、光硬化樹脂等の硬化性樹脂を用いる場合に限定される。
更に、特許文献３の技術は、基板の素子形成面から５μｍ〜１５μｍとなる位置に集光点を合わせてレーザ光を照射するため、その適用範囲は、レーザ光を照射により生じる熱の影響を受けにくい無機エレクトロニクス素子が形成された基板に限定される。
そこで本発明はこの様な課題に対して、複数の有機エレクトロニクス装置が形成された素子形成基板から有機エレクトロニクス装置を分割する際に、無機封止膜に剥離やクラックといったダメージを与えずに素子形成基板を確実に切断できる有機エレクトロニクス装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の有機エレクトロニクス装置の製造方法は、複数の有機エレクトロニクス素子を基板上に有し、前記有機エレクトロニクス素子を被覆する無機封止膜を有する有機エレクトロニクス装置の製造方法であって、
マザー基板の表面に、一対の電極間に配置された有機化合物層を有する有機エレクトロニクス素子を複数有し、前記有機エレクトロニクス素子を被覆し、かつ切断予定ラインをまたぐ無機封止膜を有する素子形成基板を用意する工程と、
前記マザー基板の内部に集光点を合わせて前記マザー基板の裏面からレーザ光を照射することで、前記マザー基板の内部に、前記切断予定ラインに沿った少なくとも一列の改質領域を形成する工程と、
前記素子形成基板を前記切断予定ラインに沿って切断し、複数の有機エレクトロニクス装置に分割する工程と、をこの順で有し、
前記改質領域を形成する工程において、前記集光点を、前記マザー基板の表面から４０μｍ以上離れた箇所に合わせ、かつ少なくとも一つの前記集光点を、前記マザー基板の表面から４０μｍ以上前記マザー基板の厚さの半分未満離れた箇所に合わせることを特徴とする。

本発明によれば、複数の有機エレクトロニクス装置が形成された素子形成基板から有機エレクトロニクス装置を分割する際に、有機化合物層に結晶化や溶融等のダメージを与えることなく、また、無機封止膜に剥離やクラック等の損傷を生じさせず、かつ、マザー基板に余分な割れを生じさせず、素子形成基板を確実に切断することができる。そのため、水分や酸素の浸入が防止され、長期保管においても信頼性の高い有機エレクトロニクス装置を提供することができる。

第１実施形態により製造される有機発光装置を示す模式図である。 第１実施形態の素子形成基板の平面図である。 第１実施形態における発光画素の配列パターンの例を示す模式図である。 図２の素子形成基板に改質領域を形成した後の断面模式図である。 本発明の有機発光装置を有する画像形成装置の一例を示す模式図である。 第２実施形態の素子形成基板を示す図である。 第３実施形態の素子形成基板を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本明細書で特に図示または記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知または公知技術を適用できる。

＜第１実施形態＞
本実施形態では、マザー基板としてガラス基板を用い、有機エレクトロニクス装置の一例である有機発光装置を製造した。

図１は、本実施形態により製造される有機発光装置を示す模式図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線断面模式図である。図２は、図１に示す有機発光装置１００が複数形成された素子形成基板の平面図である。本実施形態では、図２に示す素子形成基板９０を切断予定ライン７０に沿って切断し、複数の有機発光装置１００に分割する。

［有機発光装置の構成］
本実施形態により製造される有機発光装置１００は、図１（ａ）に示すように、基板１０上に配置された、複数の発光画素１２、複数の画素回路１４、電源線１６、走査回路１８、データ線２０、配線パッド２２等を有している。

発光画素１２は、有機エレクトロニクス素子の一例である有機ＥＬ素子６０（図１（ｂ）参照）から構成されている。複数の発光画素１２は、長尺状の基板１０上に、基板１０の長手方向１に沿ってライン状に並べて配置されている。本実施形態の有機発光装置は、たとえば複数の発光画素１２がｎ行×ｍ列（ｎ≦４、且つ１００≦ｍ）で配置されたライン状の発光装置である。Ａ４サイズの用紙に印字するレーザービームプリンターの露光光源の場合、その発光画素１２が並んだ長手方向１の全幅はＡ４の短辺に相当する２１．２ｃｍ程度となる。

画素回路１４は、基板１０上に、発光画素１２の列に隣接して平行に、ライン状に並んで配置されている。画素回路１４は、発光画素１２の駆動電流を制御するためのものであり、１つの発光画素１２に対して１つずつ配置されている。

電源線１６及び走査回路１８は、基板１０上に、画素回路１４の列に隣接して配置されている。また、データ線２０は発光画素１２の列の画素回路１４の列が配置された側とは反対側に配置されている。画素回路１４、電源線１６、走査回路１８、データ線２０は、複数の発光画素１２を駆動するための駆動回路を構成する。画素回路１４及び走査回路１８は、例えば薄膜トランジスタなどのスイッチング素子や、アルミニウムやモリブデン等の金属配線などにより形成されている。電源線１６及びデータ線２０も、同様の金属配線により形成されている。

本実施形態による有機発光装置１００のように複数の発光画素１２をライン状に並べて配置する発光装置では、発光画素１２を駆動するための駆動回路は、画素領域の周囲４辺に配置することは困難である。そのため、一般的には、図１（ａ）に示すように、発光画素１２の列を挟む両側部の２辺に配置される。なお、図１（ａ）は、画素回路１４、電源線１６、走査回路１８及びデータ線２０の配置の一例を示したものである。画素回路１４、電源線１６、走査回路１８及びデータ線２０を発光画素１２の列のどちら側に配置するか、どの順番で配置するか、については、個々に決定することができる。

配線パッド２２が、長尺状の基板１０の片辺に配置される。ただし、配線パッド２２は基板１０の両辺にあってもよい。電源線１６、走査回路１８、データ線２０、有機ＥＬ素子６０の上部電極５８は、この配線パッド２２にそれぞれ接続して基板１０の表面に露出される。配線パッド２２において、ＡＣＦ（異方性導電膜）等を用いてフレキシブルケーブルに接続される。

このような発光装置１００において、各発光画素１２に対応した駆動回路から適宜入力される制御信号により、各発光画素１２の発光が制御される。この光でたとえば感光体を露光することで、電子写真方式のプリンター等の機器が構築できる。

図１（ｂ）に示す様に、基板１０上には、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）や窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等の無機絶縁材料よりなるアンダーコート層３０が形成されている。アンダーコート層３０上には、チャネル層３２、ゲート絶縁膜３４及びゲート電極３６を含む薄膜トランジスタ３８が形成されている。薄膜トランジスタ３８は、画素回路１４や走査回路１８等の駆動回路を構成するスイッチング素子である。

薄膜トランジスタ３８が形成されたアンダーコート層３０上には、酸化シリコンや窒化シリコン等の無機絶縁材料よりなる層間絶縁膜４０が形成されている。層間絶縁膜４０上には、層間絶縁膜４０に形成された接続孔を介して薄膜トランジスタ３８のチャネル層３２やゲート電極３６に電気的に接続されたソース／ドレイン電極４２や、電源線１６やデータ線２０を構成する金属配線４４が形成されている。

ソース／ドレイン電極４２や金属配線４４等が形成された層間絶縁膜４０上には、酸化シリコンや窒化シリコン等の無機絶縁材料よりなる層間絶縁膜４６が形成されている。層間絶縁膜４６上には、層間絶縁膜４６に形成された接続孔を介して薄膜トランジスタ３８のソース／ドレイン電極４２に電気的に接続された下部電極４８が形成されている。

下部電極４８が形成された層間絶縁膜４６上には、酸化シリコンや窒化シリコン等の無機絶縁材料よりなる画素分離膜５０が形成されている。画素分離膜５０は、発光素子である有機ＥＬ素子６０の発光領域を画定するためのものであり、下部電極４８上の所定の発光領域に、開口部５２が設けられている。なお、画素分離膜５０は無機材料からなる方が好ましい。

下部電極４８、有機化合物層５４及び上部電極５８は、基板側（基板１０側）からこの順番で順次積層されている。なお、図１（ｂ）において、発光画素１２は、有機ＥＬ素子６０の発光領域、すなわち、画素分離膜５０に設けられた開口部５２の部分に相当する。

画素分離膜５０上には、開口部５２内において下部電極４８に接し、開口部５２内から画素分離膜５０上に延在して、発光層を含む有機化合物層５４が形成されている。有機化合物層５４は、図１（ａ）に示すように、ライン状に並んだ全ての発光画素１２に共通して長尺状に形成されることが好ましい。

有機化合物層５４は少なくとも発光層を含む層であり、好ましくはいくつかの機能分離された層からなることが好ましい。たとえば、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層などが発光層以外の層として含まれていてもよい。下部電極４８、有機化合物層５４及び上部電極５８により有機ＥＬ素子６０が構成される。有機化合物層５４上には、上部電極５８が形成されているが、本発明において、有機化合物層５４は上部電極５８によって被覆されていることが好ましい。ここで被覆とは、有機化合物層５４の層上および層の端部が上部電極５８によって覆われていることを意味する。同様に、ある層の層上、および層の端部をその上部の層によって覆われることを被覆と呼ぶ。電極に用いる材料は一般に密度が高く封止性能があるため、有機化合物層５４は上部電極５８によって簡易的に封止されていることになる。このため、外部からの水侵入に対して耐久性が強くなり有機発光装置の信頼性を高めることが可能である。この有機化合物層５４の総膜厚は光学干渉設計によって異なるが、５０〜３００ｎｍ程度である。

本実施形態では、下部電極４８もしくは上部電極５８のいずれかが透明電極または半透明電極であり、その対向電極は反射電極である。透明電極の材料としては、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物などを用いることができる。半透明電極は、アルミニウムや銀などの金属膜を薄く成膜して透過性と反射性の適度な膜厚とすることで得られる。反射電極は主にアルミニウムや銀などの可視域の反射率の高い電極が好ましい。なお電極は前記のもの以外でもよくそれらの混合膜（合金）や積層膜であってもよい。上部電極５８の膜厚は透過率、反射率、体積抵抗などを考慮して決めればよくその膜厚は例えば２０〜３００ｎｍである。

上部電極５８上には、無機材料からなる無機封止膜６４が形成され、上部電極５８は無機封止膜６４に被覆されている。ここで被覆とは、上部電極５８の層上および層の端部が無機封止膜６４によって覆われていることを意味する。無機封止膜６４を形成することによって、有機ＥＬ素子６０を水分や酸素などの外部雰囲気から遮断することができる。無機封止膜６４としては、スパッタリング法やＣＶＤ法（化学気相成長法）で形成されたシリコン窒化物、シリコン窒化酸化物、シリコン酸化物が好ましい。また、緻密な膜が成膜できるＡＬＤ法（原子層堆積法）で形成されたアルミ酸化物、シリコン窒化物等も好ましい。無機封止膜６４は、上記いずれかの材料の単膜、もしくはこれらを積層した積層膜であることが好ましい。また、無機封止膜６４の封止性能について例えば水透過率は、１０^-6ｇ／ｍ²・ｄａｙ程度あることが好ましいが、この封止性能の実現のために選ばれる材料種によって本発明は限定されるものではない。なお、配線パッド２２は無機封止膜６４によって一度被覆されるが、別途工程により露出された後に外部と接続される。無機封止膜６４の膜厚は特に限定されるものではないが、封止性能の観点から１００ｎｍ以上であることが好ましい。

発光画素１２の配置パターンにはいくつか考えられる。たとえば、１行×２５０６列で配置されたライン状の発光装置が考えられる。図３は、発光画素の配列パターンの例を示す模式図である。図３（ａ）に示すように、発光画素の大きさａ×ｂが４２．３μｍ×４２．３μｍで、ピッチｃが８４．６μｍの場合、露光幅２１２ｍｍ（８４．６μｍ×２５０６発光画素）となる。またこの時の長尺状のガラス基板の長手方向１の長さは２１９ｍｍで、短手方向２の長さは４．７ｍｍである。長尺状の基板の短手方向２の長さは、短ければそれだけ１枚のマザー基板から多数個取りできるため、１０ｍｍ以下が好ましい。さらに具体的には１ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましい。

また、図３（ｂ）に示すように、発光画素が２行×２５０６列で配置されたライン状の発光装置でもよい。発光画素の大きさａ×ｂが４２．３μｍ×４２．３μｍで、長手方向１のピッチｃが８４．６μｍで、短手方向２のピッチｄが６７．７μｍの場合、露光幅２１２ｍｍ（８４．６μｍ×２５０６発光画素）となる。

また、図３（ｃ）に示すように、１行おきに行方向（長手方向１）の位置をずらして千鳥配列状にジグザグに配置してもよい。この場合、図３（ｂ）のような配列よりも行方向（長手方向１）に高密度に発光画素を配置できる。発光画素の大きさａ×ｂが４２．３μｍ×２５．４μｍで、長手方向１のピッチｃが８４．６μｍで、短手方向２のピッチｄが５０．８μｍの場合、露光幅２１２ｍｍ（４２．３μｍ×５０１２発光画素）となる。

［有機発光装置の製造方法］
以下、本実施形態の有機発光装置の製造方法について説明する。

≪素子形成基板を用意する工程≫
本実施形態では、まず図２に示す素子形成基板９０を用意する。図２の素子形成基板９０は、マザー基板１０’の表面に、一対の電極（下部電極４８、上部電極５８）間に配置された有機化合物層５４を有する有機ＥＬ素子６０が複数配置されている。図２の素子形成基板９０において、有機化合物層５４は、複数の有機ＥＬ素子６０に共通して形成されており、上部電極５８は、有機化合物層５４を被覆している。さらに、図２の素子形成基板９０は、有機ＥＬ素子６０を被覆し、かつ切断予定ライン７０をまたぐ様に、具体的にはマザー基板１０’の全面に無機封止膜６４を有する。即ち、図２の素子形成基板９０の表面には、切断予定ライン７０に沿って切断することで形成される有機発光装置１００が複数配置されている。図２において、切断予定ライン７０は、有機発光装置１００となる領域を囲む直線状の仮想線であるが、切断予定ライン７０はこれに限定されず、曲線状の線でもよいし、マザー基板１０’に実際に引かれた線でもよい。

図２の素子形成基板９０は、購入することにより用意してもよい。また、マザー基板１０’の表面に複数の有機ＥＬ素子６０を形成し、有機ＥＬ素子６０を被覆して、かつ切断予定ライン７０をまたいで無機封止膜６４を形成することにより図２の素子形成基板９０を用意してもよい。

≪改質領域を形成する工程≫
図４は、図２の素子形成基板９０に改質領域を形成した後の断面模式図であり、図４（ａ）は図２のＢ−Ｂ‘線断面模式図、図４（ｂ）は図２のＣ−Ｃ‘線断面模式図である。尚、図４では、アンダーコート層３０、層間絶縁膜４０，４６、画素分離膜５０をまとめて下地層８０として表している。

本実施形態では、図２の素子形成基板９０のマザー基板１０’の内部に集光点を合わせてマザー基板１０’の裏面からレーザ光を照射し、切断予定ライン７０に沿って走査することで、多光子吸収により改質領域１８０を形成する。具体的には、内部吸収（加工）型レーザダイシング、例えば、ステルスダイシング（登録商標）技術（浜松ホトニクス株式会社）等を適用することができる。

本実施形態では、切断予定ライン７０に沿った走査を１本の切断予定ライン７０に対して５回行い、各回毎に集光点を合わせる位置の深さ（マザー基板１０’の裏面からの距離）を変えることで、５列の改質領域１８０を形成した。その際、改質領域１８０は、集光点を合わせる位置が深い順（マザー基板１０’の裏面から遠い順）に一列ずつ形成した。これにより、マザー基板１０’の裏面と集光点との間に改質領域１８０が存在しないことになり、既に形成された改質領域１８０によるレーザ光の散乱、吸収等が起こることがなく、改質領域１８０を精度良く形成することができる。隣り合う改質領域１８０は、マザー基板１０’の厚さ方向において、一続きとなる様に形成してもよいし、離間する様に形成してもよい。また、改質領域１８０を構成する改質点１９０同士は、マザー基板１０’の面内方向において、一続きとなる様に形成してもよいし、離間する様に形成してもよい。

集光点の位置は、マザー基板１０’の表面から４０μｍ以上離れた箇所に合わせる。これにより、素子形成基板９０の切断時に、改質領域１８０を起点とした割れが切断予定ライン７０に沿って精度良く無機封止膜６４まで達し、無機封止膜６４に剥離やクラック等の損傷を生じさせずに、素子形成基板９０を切断できる。また、改質領域１８０は、集光点を起点としてレーザ光照射側へ主に広がるため、有機化合物層５４に結晶化、溶融等のダメージを与えることがない。

また、少なくとも一つの集光点を、マザー基板１０’の表面から４０μｍ以上、マザー基板１０’の厚さの半分未満離れた箇所に合わせる。これにより、素子形成基板９０の切断時に、改質領域１８０を起点とした割れが切断予定ライン７０に沿って精度良くマザー基板１０’内に発生し、マザー基板１０’に余分な割れを生じさせずに、素子形成基板９０を切断できる。

従って、本実施形態により製造される有機発光装置１００は、水分や酸素の浸入が防止され、長期保管においても信頼性の高い装置である。特に、本実施形態の有機発光装置１００の様に長尺状の装置の場合、基板１０の長手方向１の長さは、例えば露光光源として必要な露光幅で決まってしまうため、とり個数を高めるためには基板１０の短手方向２の幅をより狭くする必要がある。また、装置小型化の要請から、狭額縁化の必要もある。そのため、有機ＥＬ素子６０と切断予定ライン７０との距離が短くなり、レーザ光照射の影響をより受けやすく、また、より確実な封止状態が求められる。従って、本発明は、特にこのような装置の製造に有効である。

≪複数の有機エレクトロニクス装置に分割する工程≫
改質領域１８０を形成した素子形成基板９０に人為的な力を加えることにより、改質領域１８０を起点として割れが発生し易くなるため、比較的小さな力で素子形成基板９０を切断することができる。よって、下地層８０、無機封止膜６４に、剥離やクラック等の不必要な割れを発生させることなく、素子形成基板９０を切断予定ライン７０に沿って高精度に切断することができ、長期保管おいても信頼性の高い複数の有機発光装置１００に分割される。

人為的な力を加える方法としては、例えば、素子形成基板９０の切断予定ライン７０に沿って曲げ応力やせん断応力を加える方法、素子形成基板９０に温度差を与えることにより熱応力を発生させる方法等が挙げられる。具体的には、例えば、エキスパンドテープ等の拡張可能フィルムをマザー基板１０’の裏面に貼り付けて拡張させる方法等が挙げられる。尚、マザー基板１０’が薄い場合には、改質領域１８０を起点として素子形成基板９０の厚さ方向に向かって自然に割れ、結果的に素子形成基板９０が切断される場合もある。

［有機発光装置の用途］
本発明の有機発光装置は、感光体を露光するための露光装置の構成部材として使用することができる。図５は、本発明の有機発光装置を有する画像形成装置の一例を示す模式図である。図５の画像形成装置２００は、感光体１０１と、露光光源１０２と、現像器１０４と、帯電部１０５と、転写器１０６と、搬送ローラー１０７と、定着器１０９と、を有している。画像形成装置２００は、露光光源１０２から感光体１０１へ向けて光１０３が照射され、感光体１０１の表面に静電潜像が形成される。露光光源１０２は、本発明に係る有機発光装置である。また現像器１０４は、トナー等を有している。帯電部１０５は、感光体１０１を帯電させるために設けられている。転写器１０６は、現像された画像を紙等の記録媒体１０８に転写するために設けられている。尚、記録媒体１０８は、搬送ローラー１０７によって転写機１０６へ搬送される。定着器１０９は、記録媒体１０８に形成された画像を定着させるために設けられている。

＜第２実施形態＞
本実施形態では、マザー基板としてウエハを用い、有機エレクトロニクス装置の一例である有機発光装置を製造した。

図６は、本実施形態の素子形成基板を示す図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＤ−Ｄ’線断面模式図である。図６の素子形成基板９０は、マザー基板３１０の表面に、一対の電極（下部電極３５０、上部電極３５２）間に配置された有機化合物層３５１を有する有機ＥＬ素子が複数配置されている。さらに、図６の素子形成基板９０は、有機ＥＬ素子を被覆し、かつ切断予定ライン７０をまたぐ様に無機封止膜３５３を有する。即ち、図６の素子形成基板９０の表面には、切断予定ライン７０に沿って切断することで形成される有機発光装置３００が複数配置されている。

より具体的には、図６（ｂ）に示す様に、シリコン等よりなるマザー基板３１０上には、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）や窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等の無機絶縁材料よりなるアンダーコート層３３０が形成されている。アンダーコート層３３０上には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する層（ソース、ドレイン電極層）３３１、絶縁層３４６、３４７、平坦化層３４８の順で積層形成されている。なお、アンダーコート層３３０から平坦化層３４８までは、必ずしも必要ではない。本発明は、個々の有機ＥＬ素子を駆動する薄膜トランジスタを有するアクティブマトリクス型の発光装置だけではなく、ストライプ状の電極の交差部分で発光を得るパッシブマトリクス型の発光装置にも適用できるからである。後者の場合、基板は薄膜トランジスタを有しておらず、基板３１０上に下部電極３５０が形成される場合もある。また、ＴＦＴを構成する層３３１は、本実施形態ではソース、ドレイン電極と同一の層であるが、別の層であってもよい。例えばゲート電極層と同一の層であってもよい。

そして、平坦化層３４８の上部に、単位画素の下部電極３５０が形成され、その各画素の周辺をポリイミド製の素子分離膜３３９で覆っている。下部電極３５０は、Ａｌ等の反射性を有する材料が好ましく、Ａｌと透明電極ＩＺＯ、ＩＴＯの組み合わせでも良い。単層および積層で反射電極として機能するものあれば何でも良い。画素開口には、有機化合物層３５１として、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層が順次形成されている。その上部には、上部電極３５２が形成されている。上部電極３５２は、透明電極ＩＺＯ、ＩＴＯの組み合わせでも良く、またはＡｇの薄膜の半透明電極でも良い。単層および積層で透明または半透明電極として機能するものあれば何でも良い。これらの下部電極３５０と、有機化合物層３５１と、上部電極３５２とで有機ＥＬ素子が形成されている。更に取り出し電極を除き、上部電極３５２、素子分離膜３３９、平坦化層３４８を完全に覆う、無機材料からなる無機封止膜３５３が形成されている。無機封止膜３５３の材質、性能、厚さ等の詳細については第１実施形態で説明した通りである。そして、無機封止膜３５３を含むその上部にカラーフィルタ３６０が設けられている。

本実施形態では、第１実施形態と同様の方法で、図６（ａ）に示す素子形成基板９０を切断予定ライン７０に沿って切断し、複数の有機発光装置３００に分割する。

本実施形態で製造される有機発光装置は、ＣＭＯＳセンサなどの撮像素子を有するデジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置のディスプレイや電子ビューファインダに使用することができる。その他に、画像形成装置のディスプレイ、携帯電話やスマートフォンなどの携帯情報端末のディスプレイに使用することができる。

＜第３実施形態＞
本実施形態では、マザー基板としてウエハを用い、有機エレクトロニクス装置の一例である有機光電変換装置を製造した。

図７は、本実施形態の素子形成基板を示す図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＥ−Ｅ’線断面模式図である。図７の素子形成基板９０は、マザー基板４９９の表面に、一対の電極５１９，５２１間に配置された光電変換層（有機化合物層）５２０を有する有機光電変換素子５１８が複数配置されている。さらに、図７の素子形成基板９０は、有機光電変換素子５１８を被覆し、かつ切断予定ライン７０をまたぐ様に無機封止膜５１４を有する。即ち、図７の素子形成基板９０の表面には、切断予定ライン７０に沿って切断することで形成される有機光電変換装置５００が複数配置されている。

より具体的には、図７（ｂ）に示す様に、シリコン等よりなるマザー基板４９９の受光領域５０１に、光電変換素子５１８を有する。光電変換素子５１８は、電極５１９と、光電変換層（有機化合物層）５２０と、電極５２１を含んで構成されている。電極５１９は下部電極とも称され、アルミニウムや銅を主成分とする導電体からなる。電極５２１は上部電極とも称され、透明導電材料からなることが望ましく、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）やポリイミドを主成分とする導電体からなる。そして、電極５２１は、電極５２６を介して、周辺回路領域５０２に形成された周辺回路と電気的に接続される。光電変換層５２０は、例えば、有機材料からなる光電変換可能な材料からなる。光電変換層５２０として、例えば、有機材料の場合には、金属錯体色素、シアニン系色素等の色素等がある。また、別の有機材料としては、アクリジン、クマリン、トリフェニルメタン、フラーレン、アルミニウムキノリン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾール、ポリチオール、ポリピロール、ポリチオフェンなどの誘導体がある。受光領域５０１のマザー基板４９９には、複数のトランジスタ５１６が配されている。周辺回路領域５０２のマザー基板４９９には、複数のトランジスタ５１７が配されている。複数のトランジスタ５１７は、処理回路を構成する。

マザー基板４９９の表面５０２の上には、配線構造体５０３が設けられている。配線構造体５０３は、少なくとも１層の配線層を有する。ここでは、配線構造体５０３は、受光領域５０１と周辺回路領域５０２に連続して設けられた絶縁膜５０４〜５０６と、周辺回路領域５０２に設けられ、受光領域５０１には設けられていない絶縁膜５０７、５０８を有する。更に、配線構造体５０３は、受光領域５０１と周辺回路領域５０２の両方に設けられた配線層５０９、５１０と、周辺回路領域５０２に設けられ、受光領域５０１には設けられていない配線層５１１、５１２、５１３を有する。各配線層５０９〜５１３は、互いに異なる高さに位置し、少なくとも１つの配線パターンを有する。配線層５１２は、例えば、周辺回路領域５０２の少なくとも一部において周辺回路領域５０２のマザー基板４９９へ入射し得る光を低減する遮光膜として機能する。また、配線層５１３は、外部との接続のための端子（パッド部）となる。無機封止膜５１４は、受光領域５０１の光電変換素子５１８の上から配線層５１３を覆い、配線層５１３の上面の一部を露出させる開口５１５を有する。無機封止膜５１４の材質、性能、厚さ等の詳細については第１実施形態で説明した通りである。受光領域５０１の無機封止膜５１４の上には、カラーフィルタ層５２２とマイクロレンズ層５２３が設けられている。カラーフィルタ層５２２は、複数のカラーフィルタを含み、マイクロレンズ層５２３は複数のマイクロレンズを含む。

本実施形態では、第１実施形態と同様の方法で、図７（ａ）に示す素子形成基板９０を切断予定ライン７０に沿って切断し、複数の光電変換装置５００に分割する。

本実施形態で製造される有機光電変換装置は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラの撮像素子、車載用カメラの撮像素子、監視カメラの撮像素子、携帯電話やスマートフォンなどの携帯情報端末の撮像素子に使用することができる。

以下、実施例により、本発明を詳細に説明する。

＜実施例１〜４および比較例１〜３＞
本実施例にて作製する有機発光装置において、下地工程から画素分離膜を形成するまでの工程においては半導体プロセスにおける一般的な製造方法で行われる範囲においては本発明に含まれるものとする。その層構成は駆動回路によって変わるため本実施例では一例として記載するものとする。基板はガラス以外にもシリコン等などでもよい。発光層を赤色発光層としているが別の色でもよいし２種類以上（複数色）であってもよい。また、発光画素の配置、基板サイズ等についても特に限定されない。また、有機化合物層や上部電極層の長手方向の長さは基板サイズに合わせた長さとすればよい。

図２に示す素子形成基板９０から、図１に示す有機発光装置１００を多数個取りした。マザー基板１０’としては、第２世代マザーガラス基板（４６０ｍｍ×３６５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ）を用いた。有機発光装置１００は、長尺状（２１９ｍｍ×４．７ｍｍ）であり、図２に示すように、有機発光装置１００をマザー基板１０’の中央部に６９行×２列で詰め合わせることで１３８個取りした。

１．素子形成基板９０を用意する工程
［マザー基板１０’上に画素分離膜５０を形成するまでの工程］
まず、マザー基板１０’上に、ＣＶＤ法により、窒化シリコンの無機絶縁材料よりなるアンダーコート層３０を形成した。次いで、アンダーコート層３０上に、公知の薄膜トランジスタの製造方法と同様にして、チャネル層３２、ゲート絶縁膜３４、ゲート電極３６を有する薄膜トランジスタ３８を形成した。次いで、薄膜トランジスタ３８が形成されたアンダーコート層３０上に、ＣＶＤ法により、酸化シリコンの無機絶縁材料よりなる層間絶縁膜４０を形成した。次いで、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより、層間絶縁膜４０に、薄膜トランジスタ３８の電極上に開口された接続孔を形成後、この接続孔を介して薄膜トランジスタ３８に接続されたソース／ドレイン電極４２や金属配線４４等を形成した。次いで、ソース／ドレイン電極４２及び金属配線４４が形成された層間絶縁膜４０上に、ＣＶＤ法により、酸化シリコンの無機絶縁材料よりなる層間絶縁膜４６を形成した。次いで、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより、層間絶縁膜４６に、ソース／ドレイン電極４２上に開口された接続孔を形成した。その後、この接続孔を介してソース／ドレイン電極４２に接続された下部電極４８としてインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を形成した。

次いで、下部電極４８が形成された層間絶縁膜４６上に、ＣＶＤ法により、窒化シリコンの無機絶縁材料よりなる画素分離膜５０を膜厚２００ｎｍで形成した。

［画素分離膜５０の加工工程］
次いで、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより画素分離膜５０をパターニングして、発光領域を４０μｍ角に画定する開口部５２を形成した。このとき、各有機発光装置１００は、ｎ＝１、ｍ＝５００の発光画素１２がライン状に配列し、総発光画素数は５００画素であった。その後、有機化合物層５４成膜前には真空で２５０℃程度のベークを行って基板からの脱水を行った。

［有機化合物層５４を形成する工程］
次いで、画素分離膜５０の開口部５２内に露出した下部電極４８上に、真空蒸着法を用いて、蒸着マスクを密着させて有機化合物層５４を形成し、所定の成膜領域に有機化合物層５４を形成した。その際、有機化合物層５４として、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層の順に成膜を行った。各層に用いた材料は市販されている公知材料を用いた。感光材料の感光波長に合わせて発光層の発光色は赤色とした。

［上部電極５８を形成する工程］
有機化合物層５４を被覆するように、上部電極５８を成膜した。上部電極にはアルミニウムを用い、蒸着マスクを用いた真空蒸着法により所定の成膜領域に上部電極５８を膜厚２００μｍで形成した。この工程において、有機化合物層５４は上部電極５８により被覆された。

［無機封止膜６４を形成する工程］
次いで、マザー基板１０’全面に、ＣＶＤ法により、窒化シリコンからなる無機封止膜６４を２μｍの膜厚で形成した。この工程において、上部電極５８は無機封止膜６４により被覆された。

２．改質領域を形成する工程、複数の有機発光装置に分割する工程
素子形成基板９０の裏面に、ＵＶ硬化型の透明ダイシングテープ（リンテック製）を貼り付け、表面に微粘着シート（日東電工製）を貼り付けてダイシング装置のステージにセットした。レーザ光を、下記条件で、マザー基板１０’の内部に集光点を合わせてマザー基板１０’の裏面から照射し、切断予定ライン７０に沿って走査した。これにより、マザー基板１０’の内部に、多光子吸収により改質した改質領域１８０を、切断予定ライン７０に沿って複数列形成した。尚、改質領域１８０は、マザー基板１０’の裏面から遠い順に一列ずつ形成した。
光源：半導体レーザ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ
波長：１０６４ｎｍ
パルス幅：３０ｎｓ
出力：１ｍＪ／パルス以下
レーザ移動速度：３００ｍｍ／秒
レーザ光の集光点位置：表１に示す通り

その後、素子形成基板９０の表面に貼り付けた微粘着シートを剥がし、ＵＶ光を照射した後、テープエキスパンド分離機にて素子形成基板９０を切断し、複数の有機発光装置１００に分割した。

［信頼性評価］
長期保管信頼性を確認するために、温度８５℃湿度８５％の恒温層にて５００時間の保管試験を行ったのち、有機発光装置を駆動して発光状態を評価した。

実施例１から実施例３では、全画素にわたって良好な発光状態を保っていた。比較例１，２では、最も深い集光点がマザー基板１０’の表面から４０μｍ以上離れていないため、切断予定ライン７０に沿った端部周辺に切断時のダメージによる無機封止膜６４の損傷が欠陥となって、そこから水や酸素が侵入して、発光不良が発生していた。

実施例４は、エキスパンド時に、マザー基板１０’に割れはなく有機発光装置１００を得られ、全画素にわたって良好な発光状態を保っていた。一方、比較例３では、最も深い集光点が、マザー基板１０’の表面から、マザー基板１０’の厚さの半分（２５０μｍ）以上離れているため、マザー基板１０’に割れが発生し不良となった。

以上の評価結果から、本発明の条件で改質領域を形成することで、長期信頼性の高い有機発光装置が得られたことが分る。

＜実施例５〜７および比較例４〜６＞
図６に示す素子形成基板９０を用意した。マザー基板３１０は、シリコンウエハの両面研磨品（厚さ０．７２５ｍｍ）である。

実施例１と同様にして素子形成基板９０をダイシング装置のステージにセットし、下記条件を変更した以外は実施例１と同様にして改質領域１８０を形成した。
出力：０．２ｍＪ／パルス以下
レーザ光の集光点位置：表２に示す通り

その後、実施例１と同様にして素子形成基板９０を切断し、複数の有機発光装置３００に分割した。

［信頼性評価］
実施例１と同様にして長期保管信頼性を評価した。

実施例５，６では、全画素にわたって良好な発光状態を保っていた。比較例４，５では、最も深い集光点がマザー基板３１０の表面から４０μｍ以上離れていないため、切断予定ライン７０に沿った端部周辺に切断時のダメージによる無機封止膜３５３の損傷が欠陥となって、そこから水や酸素が侵入して、発光不良が発生していた。

実施例７は、エキスパンド時に、マザー基板３１０に割れはなく有機発光装置３００を得られ、全画素にわたって良好な発光状態を保っていた。一方、比較例６では、最も深い集光点が、マザー基板３１０の表面から、マザー基板３１０の厚さの半分（３６２．５μｍ）以上離れているため、マザー基板３１０に割れが発生し不良となった。

以上の評価結果から、本発明の条件で改質領域を形成することで、長期信頼性の高い有機発光装置が得られたことが分る。

＜実施例８〜１０および比較例７〜９＞
図７に示す素子形成基板９０を用意した。マザー基板４９９は、シリコンウエハの両面研磨品（厚さ０．８２５ｍｍ）である。

実施例１と同様にして素子形成基板９０をダイシング装置のステージにセットし、下記条件を変更した以外は実施例１と同様にして改質領域１８０を形成した。
出力：０．３ｍＪ／パルス以下
レーザ光の集光点位置：表３に示す通り

その後、実施例１と同様にして素子形成基板９０を切断し、複数の有機光電変換装置５００に分割した。

［信頼性評価］
長期保管信頼性を確認するために、温度８５℃湿度８５％の恒温層にて５００時間の保管試験を行ったのち、有機光電変換装置の暗電流を評価した。

実施例８、９では、初期とほぼ同じ暗電流を保っていた。比較例７，８では、有機光電変換装置の暗電流が１桁以上上昇した。比較例７，８では、最も深い集光点がマザー基板４９９の表面から４０μｍ以上離れておらず、切断予定ライン７０に沿った端部周辺に生じた切断時のダメージによる無機封止膜５１４の損傷が原因として考えられる。

実施例１０は、エキスパンド時に、マザー基板４９９に割れはなく有機光電変換装置５００を得られ、初期とほぼ同じ暗電流を保っていた。一方、比較例９では、最も深い集光点が、マザー基板４９９の表面から、マザー基板４９９の厚さの半分（４１２．５μｍ）以上離れているため、マザー基板４９９に割れが発生し不良となった。

以上の評価結果から、本発明の条件で改質領域を形成することで、長期信頼性の高い有機光電変換装置が得られたことが分る。

１０：基板、１０’：マザー基板、１２：発光画素、４８：下部電極、５０：画素分離膜、５２：開口部、５４：有機化合物層、５８：上部電極、６０：有機ＥＬ素子、６４：無機封止膜、７０：切断予定ライン、８０：下地層、９０：素子形成基板、１００：有機発光装置、１８０：改質領域

Claims (15)

1. 複数の有機エレクトロニクス素子を基板上に有し、前記有機エレクトロニクス素子を被覆する無機封止膜を有する有機エレクトロニクス装置の製造方法であって、
   マザー基板の表面に、一対の電極間に配置された有機化合物層を有する有機エレクトロニクス素子を複数有し、前記有機エレクトロニクス素子を被覆し、かつ切断予定ラインをまたぐ無機封止膜を有する素子形成基板を用意する工程と、
   前記マザー基板の内部に集光点を合わせて前記マザー基板の裏面からレーザ光を照射することで、前記マザー基板の内部に、前記切断予定ラインに沿った少なくとも一列の改質領域を形成する工程と、
   前記素子形成基板を前記切断予定ラインに沿って切断し、複数の有機エレクトロニクス装置に分割する工程と、をこの順で有し、
   前記改質領域を形成する工程において、前記集光点を、前記マザー基板の表面から４０μｍ以上離れた箇所に合わせ、かつ少なくとも一つの前記集光点を、前記マザー基板の表面から４０μｍ以上前記マザー基板の厚さの半分未満離れた箇所に合わせることを特徴とする有機エレクトロニクス装置の製造方法。
2. 前記改質領域を、一の切断予定ラインについて複数列形成することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロニクス装置の製造方法。
3. 前記改質領域を、前記マザー基板の裏面から遠い順に一列ずつ形成することを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロニクス装置の製造方法。
4. 前記レーザ光の波長が、前記マザー基板を透過する波長であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス装置の製造方法。
5. 前記レーザ光を、前記切断予定ラインに沿って走査することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス装置の製造方法。
6. 前記改質領域を多光子吸収により形成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス装置の製造方法。
7. 前記素子形成基板を用意する工程が、
   前記マザー基板の表面に複数の前記有機エレクトロニクス素子を形成する工程と、
   前記有機エレクトロニクス素子を被覆し、かつ前記切断予定ラインをまたいで前記無機封止膜を形成する工程と、
   をこの順で有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス装置の製造方法。
8. 前記素子形成基板が、前記マザー基板の全面に前記無機封止膜を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス装置の製造方法。
9. 前記素子形成基板が、複数の前記有機エレクトロニクス素子に共通して形成された前記有機化合物層を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス装置の製造方法。
10. 前記素子形成基板が、前記有機化合物層を被覆する電極を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス装置の製造方法。
11. 前記無機封止膜は、シリコン窒化物、シリコン窒化酸化物、シリコン酸化物、原子層堆積法で形成されたアルミ酸化物のいずれか、もしくはこれらを積層した積層膜であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス装置の製造方法。
12. 前記有機エレクトロニクス素子が、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス装置の製造方法。
13. 前記有機エレクトロニクス装置が、複数の発光画素がｎ行×ｍ列（ｎ≦４、且つ１００≦ｍ）で配置され、前記発光画素が有機エレクトロルミネッセンス素子を有するライン状の発光装置であることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロニクス装置の製造方法。
14. 前記発光画素が、１行おきに行方向の位置をずらして千鳥配列状に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の有機エレクトロニクス装置の製造方法。
15. 前記有機エレクトロニクスデバイスが有機光電変換素子であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の有機エレクトロニクス装置の製造方法。

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