JP4950673B2

JP4950673B2 - 有機ｅｌ表示装置

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Publication number: JP4950673B2
Application number: JP2007002676A
Authority: JP
Inventors: 耕治小田; 宏幸渕上; 有輔山縣; 克己中川; 淳史大山
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Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2012-06-13
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Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置および有機ＥＬ表示装置の製造方法に関する。

近年においては、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子を含む有機ＥＬ表示装置の開発が盛んに行なわれている。有機ＥＬ表示装置は自発光型であるため、液晶表示装置のようなバックライトが不要である。また薄型軽量化が可能であり、視野角が広いことから次世代ディスプレイとして期待されている。特に、有機ＥＬ素子を駆動するための駆動素子として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor)を画素ごとに配置したアクティブマトリックス型の有機ＥＬ表示装置が注目されている。

発光層にて発生した光を取り出す構造については、上面にＴＦＴ等が形成されたガラス基板に対して、下側から発生した光を取り出す構造(以下、「ボトムエミッション構造」という)と、上側から発生した光を取り出す構造(以下、「トップエミッション構造」という)がある。トップエミッション構造は、ＴＦＴによる光の遮断がないため、高精細化と光取り出し効率の向上が可能である。

有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に有機ＥＬ層を挟んだ構造を有する。有機ＥＬ層としては発光層のみの場合や、発光層、正孔輸送層および電子注入層を重ねた多層構造の場合などがある。有機ＥＬ素子は、たとえば、陽極と陰極の間に電圧を印加することによって、陰極から電子注入層を通って注入された電子と、陽極から正孔輸送層を通って注入された正孔が有機ＥＬ層の内部において再結合することにより発光する。また、有機ＥＬ層としては、低分子系有機ＥＬ材料と高分子系（ポリマー系）有機ＥＬ材料などがある。低分子系有機ＥＬ材料は蒸着法等で形成される。高分子系有機ＥＬ材料は、スピンコートによる塗布方式やインクジェット法により形成される。

有機ＥＬ素子は、水分により劣化が進み、輝度の低下や長期信頼性を損なうという問題を有する。有機ＥＬ素子は水分により容易に特性が損なわれるため、有機ＥＬ素子に水分が到達することを極力抑えることが好ましい。有機ＥＬ素子に到達する水分には、大別して表示装置の外部から浸入する水分と、表示装置の内部に含有されている水分とがある。

表示装置の外部から浸入する水分としては、有機ＥＬ表示装置が使用される通常の空気中に含まれる水分がある。この水分は、有機ＥＬ素子を形成する最上層の陰極のピンホール等を経由して内部に拡散し、たとえばダークスポットといわれる非発光領域が円形状に成長する欠陥がみられる。

表示装置の外部からの水分に対しては、ＳｉＮｘやＳｉＯｘＮｙなどの無機絶縁膜、樹脂膜およびこれらの積層膜等で構成されているバリア層などのカバー膜で有機ＥＬ素子の表面全体を覆うことにより、浸入の防止が図られている。または、複数の有機ＥＬ素子の全てをカバーガラスで覆った上で、カバーガラスの周縁部をエポキシ樹脂等の光硬化性の接着剤で封止することにより、浸入の防止が図られている。これらのカバー膜およびカバーガラスによる封止は、真空雰囲気中または露点が−８０℃程度の乾燥不活性ガス雰囲気中で行なわれる。

または、カバーガラスなどで覆う空間の内部に、ＣａＯ、ＢａＯまたはＳｒＯ等を含むゲッター材またはゲッター膜を配置する。このような吸湿部材を配置することにより、外部から浸入する水分を吸収して、有機ＥＬ素子に水分が到達することが抑制される。

表示装置の内部に含有されている水分としては、有機絶縁膜に含まれる水分がある。たとえば、有機ＥＬ素子とＴＦＴの形成面との間に形成され、有機絶縁膜で形成されている平坦化膜に存在する水分がある。また、有機ＥＬ層が配置される画素領域を取り囲むように配置され、有機絶縁膜で形成されている分離膜に存在する水分がある。分離膜は、画素分離膜とも言われ、たとえば、陽極の端部および陽極の存在しない領域を覆うように形成される。

有機絶縁膜は、感光性樹脂を含む場合がある。有機絶縁膜は、たとえば、スピンコート法で感光性樹脂を配置した後に、フォトマスクを用いて所望のパターンに露光を行なう。この後に現像処理を行なうことにより形成される。現像処理の後に、大気下で熱処理を行なう。この熱処理は、キュアベーク処理またはポストベーク処理と言われる。キュアベーク処理を行なうことにより、有機絶縁膜に含有される塗布溶剤を除去して焼き固める。このキュアベーク処理の条件としては、有機材料によって多少の差はあるが、たとえば、略２００℃以上略３００℃以下の温度で０．５時間から１時間加熱する。

特開２００３―３３２０５８号公報には、基板上に、第１電極を形成する工程と、第１電極の周辺に絶縁層を形成する工程と、絶縁層に含まれる水分量を少なくするように絶縁層に熱処理を施す工程と、絶縁層上にエレクトロルミネッセンス層を形成する工程と、エレクトロルミネッセンス層上に第２電極を形成する工程とを備えるエレクトロルミネッセンスパネルの製造方法が開示されている。
特開２００３―３３２０５８号公報

有機ＥＬ表示装置に内在する水分は、拡散することにより有機ＥＬ素子に向かって進行する。この水分が有機ＥＬ素子に到達することにより、画素の周縁部から中心に向かって発光強度が低下するダーク領域が成長する不良が発現する。このように、有機ＥＬ表示装置においては、表示装置の内部に存在する水分によって表示特性が悪化する。この水分は、主に平坦化膜または分離膜を拡散経路として有機ＥＬ層に到達する。

平坦化膜や分離膜は、汎用的には有機絶縁膜で構成されている。有機絶縁膜は、材料として水分を吸収しやすい性質がある。このため、有機絶縁膜は、製造過程におけるウエット処理や水洗処理等の工程において水分を吸収する。または、有機絶縁膜は、大気搬送中に大量の水分を吸収する。

上記の特開２００３―３３２０５８号公報においては、絶縁層に２００℃から２７０℃の温度で１時間から３時間の熱処理を加えることが開示されている。しかしながら、この加熱処理では、輝度の安定性および長期間の信頼性を十分に得ることは困難であるという問題があった。有機絶縁膜の耐熱上限温度は、その材料に依存するが、汎用的な有機絶縁膜の耐熱上限温度は２００℃以上３００℃以下である。たとえば、耐熱上限温度で３時間加熱しても、製品の使用を継続すると数百時間までに画素の外周部からのダーク領域の発現が認められた。

特に、画素を駆動する駆動素子としてのＴＦＴを有するアクティブマトリックス型の有機ＥＬ表示装置においては、画素電極の下にＴＦＴ、容量部および配線等が存在し、これらを平坦化膜が被覆しているという複雑な構造を有し、含有する水分を脱水するためには、単に上記の公報に記載の熱処理を加えるだけでは不十分であった。脱水時間を長くすることによって脱水の効果は高くなるものの、有機ＥＬ表示装置を製造するときの生産性が低下する（スループットを低下させる）ため、長時間の脱水ができずに信頼性の点で大きな問題点が残されていた。

平坦化絶縁膜や分離膜の製造工程においては、有機絶縁膜を成型した後に有機絶縁膜を固化させる工程として熱処理を行なうキュアベーク工程が存在する。水分除去のためにはキュアベーク工程以外に熱処理による脱水工程を行なうことが好ましい。しかし、加熱温度および加熱時間に制約があるため、スループットを確保するような時間範囲では有機ＥＬ素子の劣化を抑えるのために十分な脱水工程を行なうことができないという問題があった。

本発明は、絶縁膜に水分が残存することを抑制した有機ＥＬ表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に基づく一の局面における有機ＥＬ表示装置は、基板と、上記基板の上側に配置された平坦化膜とを備える。上記平坦化膜の表面に配置された複数の第１電極を備える。上記第１電極の表面に配置された複数の有機ＥＬ層を備える。上記第１電極の上側に配置され、互いに隣り合う上記第１電極の端部を覆うように形成された分離膜を備える。上記平坦化膜は、複数の上記有機ＥＬ層が配置されている領域の外側の領域において、少なくとも一部の表面に第１の凹凸が形成されており、上記第１の凹凸の凹部が上記平坦化膜を貫通しないように形成されている。上記分離膜の表面の少なくとも一部には第２の凹凸が形成されており、上記第２の凹凸の凹部が上記分離膜を貫通しないように形成されている。

本発明によれば、絶縁膜に水分が残存することを抑制した有機ＥＬ表示装置およびその製造方法を提供することができる。

（実施の形態１）
図１から図１９を参照して、本発明に基づく実施の形態１における有機ＥＬ表示装置および有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明する。本実施の形態における有機ＥＬ表示装置は、それぞれの画素が配列され、さらに、それぞれの画素が駆動素子により駆動されるアクティブマトリクス型の表示装置である。また、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置は、上面から光が取り出されるトップエミッション型の表示装置である。

図１は、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の概略断面図である。本実施の形態における有機ＥＬ表示装置は、矢印９０に示す表示領域を有する。有機ＥＬ表示装置は、矢印９１に示す表示領域の外側の領域を有する。

図２に、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の概略平面図を示す。本実施の形態における有機ＥＬ表示装置３０は、矢印９０に示す表示領域３１の平面形状が、ほぼ四角形に形成されている。表示領域３１においては、複数の画素３２が配列している。複数の画素３２は、規則的に配置されている。それぞれの画素３２は、互いに離れて配置されている。矢印９１に示す表示領域３１の外側の領域は、表示領域を取り囲むように形成されている。

図１を参照して、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置は、基板としてのガラス基板１を備える。有機ＥＬ表示装置は、ガラス基板１の表面に配置されている駆動素子としてのＴＦＴ２を備える。ＴＦＴ２は、矢印９０に示す表示領域に配置されている。矢印９５に示す領域は、有機ＥＬ層１１が発光する画素の領域である。

ＴＦＴ２は、それぞれの画素の陽極９ごとに形成されている。ＴＦＴ２は、ソース・ドレイン領域５を含む。本実施の形態においては、ソース・ドレイン領域５のうち、ドレイン領域がそれぞれの画素の陽極９に接続されている。

ＴＦＴ２の表面には、無機絶縁膜３が形成されている。無機絶縁膜３は、ガラス基板１の上側に配置されている。無機絶縁膜３は、ＴＦＴ２を覆うように形成されている。

表示領域において、無機絶縁膜３には、無機絶縁膜３を貫通するように配線孔４が形成されている。配線孔４は、ＴＦＴ２のソース・ドレイン領域５に到達するように形成されている。配線孔４の内部には、ソース・ドレイン配線１６が配置されている。ソース・ドレイン配線１６は、ソース・ドレイン領域５に接触している。ソース・ドレイン配線１６は、配線孔４の内部に充填されるように形成されている。

表示領域の外側の領域においては、無機絶縁膜３の表面に配線４６が形成されている。配線４６は、無機絶縁膜３の表面で線状に延びるように形成されている。

無機絶縁膜３の上側には、保護膜６が配置されている。保護膜６は、ソース・ドレイン配線１６、配線４６および無機絶縁膜３の表面を覆うように形成されている。保護膜６は貫通孔７を有する。貫通孔７は、ドレイン領域に接続されているソース・ドレイン配線１６の位置に対応するように形成されている。

有機ＥＬ表示装置は、平坦化膜８ａを備える。本実施の形態における平坦化膜８ａは、有機絶縁膜である。平坦化膜８ａは、ガラス基板１の上側に配置されている。平坦化膜８ａは、ＴＦＴ２およびソース・ドレイン配線１６などにより、表面に形成された段差を平坦化するために形成されている。本実施の形態における平坦化膜８ａは、矢印９０に示す表示領域および矢印９１に示す表示領域の外側の領域に形成されている。平坦化膜８ａは、保護膜６の表面に形成されている。

表示領域においては、平坦化膜８ａの上面は平面状に形成されている。平坦化膜８ａは、矢印９５に示す画素の領域において上面が平坦になるように形成されている。平坦化膜８ａは、接続孔（コンタクトホール）１５を有する。接続孔１５は、平坦化膜８ａを貫通するように形成されている。接続孔１５は、それぞれのドレイン領域に接続されているソース・ドレイン配線の位置に対応するように形成されている。接続孔１５は、貫通孔７と連通している。

接続孔１５、貫通孔７および平坦化膜８ａの上面には、第１の電極としての陽極９が配置されている。陽極９は、それぞれの画素ごとに形成されている。陽極９は、いわゆる画素電極である。陽極９は、分離部９ｂによって切断され、それぞれの画素ごとに分離して形成されている。陽極９は、矢印９５に示すそれぞれの画素の領域全体にわたって形成されている。

表示領域の外側の領域において、平坦化膜８ａは、上面に形成された第１の凹凸としての凹凸６１を有する。本実施の形態における凹凸６１は、平坦化膜８ａの上面に複数の凹部４５が形成されることにより形成されている。凹部４５は、規則的に形成されている。さらに、凹凸６１は、規則的に凹部と凸部とが形成されている。本実施の形態における凹部４５は、後述するように、写真製版法により形成されている。

本実施の形態における有機ＥＬ表示装置は、分離膜１０ａを有する。分離膜１０ａは、平坦化膜８ａの上側に配置されている。分離膜１０ａは、電気的な絶縁性を有する材料で形成されている。本実施の形態における分離膜１０ａは、有機絶縁膜である。

分離膜１０ａは、矢印９５に示す画素の領域を開口するように形成されている。分離膜１０ａは、互いに対向する陽極９の端部を覆うように形成されている。分離膜１０ａは、それぞれの画素ごとの陽極９を電気的に絶縁するように形成されている。分離膜１０ａは、それぞれの画素を取り囲んで形成されている。

分離膜１０ａは、断面形状がほぼ台形に形成されている。分離膜１０ａは、端部にスロープ部５１を有する。スロープ部５１は、分離膜１０ａの先端に向かうにつれて、膜厚が薄くなるように形成されている。

本実施の形態における分離膜１０ａは、表面に第２の凹凸としての凹凸７１を有する。凹凸７１は、スロープ部５１を避けた領域に形成されている。凹凸７１は、分離膜１０ａを貫通しないように形成されている。本実施の形態における凹凸７１は、上面に複数の凹部４７が形成されることにより形成されている。本実施の形態における凹部４７は、後述するように、写真製版法により形成されている。凹部４７は、規則的に形成され、凹凸７１は、規則的に凹部と凸部とが形成されている。

本実施の形態における平坦化膜および分離膜などの有機絶縁膜は、ボジ型の感光性樹脂で形成されている。写真製版工法で形成した凹凸は、露光を行なうときのマスクパターンに依存した凹凸が形成される。本実施の形態においては、マスクパターンの開口部が規則的に形成されているために、凹部となる部分が規則的に形成されている。

本実施の形態における有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ層１１を備える。有機ＥＬ層１１は、分離膜１０ａに囲まれる領域に配置されている。有機ＥＬ層１１は、矢印９５に示す画素の領域に形成されている。有機ＥＬ層１１は、陽極９の表面に配置されている。有機ＥＬ層１１は、端部がスロープ部５１の一部を覆うように形成されている。

表示領域においては、分離膜１０ａおよび有機ＥＬ層１１の表面に、第２電極としての陰極１２が形成されている。有機ＥＬ層１１は、陽極９と陰極１２とに挟まれている。本実施の形態における発光素子としての有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ層１１、陽極９および陰極１２を含む。表示領域の外側の領域においては、平坦化膜８ａの表面に、陰極１２が配置されている。表示領域および表示領域の外側の領域においては、陰極１２の上側に、表面を保護するためのパッシベーション膜１３が形成されている。

本実施の形態における有機ＥＬ表示装置は、後述するように、製造工程において、効率的に平坦化膜８ａや分離膜１０ａのような有機絶縁膜の水分を除去することができ、有機ＥＬ表示装置の内部に、水分が残存することを抑制できる。このため、有機ＥＬ層１１に水分が到達して、輝度低下などの表示特性が悪化することを抑制できる。

表面に凹凸が形成されていないときの平坦化膜や分離膜などの有機絶縁膜の表面の凹凸は、中心線平均粗さＲａ（JIS B 0170-1993）が、略０．３ｎｍ以上略０．５ｎｍ以下である。本実施の形態における有機絶縁膜の表面に形成した凹凸は、この表面粗さに対して桁違いに大きな粗さの凹凸が形成されている。

図３から図１１に、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法の工程図を示す。図３から図１１は、それぞれの工程における概略断面図である。

図３は、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第１工程説明図である。基板としてのガラス基板１の表面にソース・ドレイン領域５を含むＴＦＴ２を形成する。それぞれの画素に対応するようにＴＦＴ２を配列して形成する。ここで、基板としてはガラス基板に限られず、任意の基板を用いることができる。たとえばシリコン基板やプラスチック基板、または表面に膜が形成された基板を用いてもよい。

次に、ガラス基板１の上側に、ＴＦＴ２を覆うように無機絶縁膜３を形成する。本実施の形態においては無機絶縁膜３として、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）膜を形成する。膜厚は、５００ｎｍに形成した。無機絶縁膜の成膜条件としては、たとえばＳｉＨ₄(シラン)を３０ｓｃｃｍ、Ｏ₂(酸素)を１００ｓｃｃｍおよびＨｅ（ヘリウム）を１０００ｓｃｃｍで反応室に導入する。成膜圧力１００Ｐａ、成膜温度２２０℃および高周波電力０．８ｋＷの条件で成膜を行なった。

次に、無機絶縁膜３を貫通するように、写真製版法により配線孔４を形成する。配線孔４は、ＴＦＴ２のソース・ドレイン領域５に到達するように形成する。

次に、無機絶縁膜３の表面に３層構造よりなるソース・ドレイン配線１６を成膜する。ソース・ドレイン配線１６を写真製版工程にてパターンニングする。ソース・ドレイン配線１６は、たとえば、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用いて、モリブデン膜、アルミニウム膜およびモリブデン膜を連続で成膜する。ソース・ドレイン配線１６を配線孔４に配置することにより、ソース・ドレイン配線１６がソース・ドレイン領域５に接続される。

ソース・ドレイン配線１６としては、抵抗が低い導電体であれば、任意の材料を用いることができる。たとえば、Ａｌ(アルミニウム)、Ｃｒ(クロム)、Ｗ(タングステン)またはＭｏ(モリブデン)等の材料を単層で、または積層して形成することができる。矢印９１に示す表示領域の外側の領域においては、配線４６を形成する。

次に、無機絶縁膜３の表面に、ソース・ドレイン配線１６を覆うように保護膜６を形成する。本実施の形態における保護膜６は、窒化膜（Ｓｉ₃Ｎ₄）である。本実施の形態における保護膜６は、膜厚は３００ｎｍとなるように成膜した。本実施の形態における保護膜６の成膜においては、ＳｉＨ₄(シラン)３０ｓｃｃｍ、ＮＨ₃(アンモニア)３０ｓｃｃｍ、Ｎ₂（窒素）１０００ｓｃｃｍを反応室に導入する。成膜圧力１３０Ｐａ、成膜温度２２０℃および高周波電力１．０ｋＷの条件で成膜を行なう。

次に、写真製版法により、保護膜６にソース・ドレイン配線１６の一部を露出するように貫通孔７を形成する。保護膜６の表面には、これまでの製造工程で段差が生じている。

図４は、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第２工程説明図である。次に、保護膜６の表面の段差を平坦化するための平坦化膜８ａを形成する平坦化膜形成工程を行なう。

本実施の形態においては、平坦化膜８ａの形成に、第１の感光性材料として感光性アクリル系樹脂材料を用いている。平坦化膜８ａの表面が十分に平坦なるように、感光性アクリル系樹脂をスピンコート法で略１５００ｎｍ以上略２０００ｎｍ以下の膜厚となるように表面全体に塗布する。次に、温度が９０℃の環境下で１０分間のプリベーク処理を行なう。

本実施の形態においては、平坦化膜として感光性アクリル系樹脂を用いたが、この形態に限られず、感光性ポリイミド材料等の他の有機絶縁膜を用いても良い。また、本実施の形態においては、保護膜の上側に樹脂をスピンコート法で配置したが、この形態に限られず、スリットスピン塗布法、ロール塗布法、またはスプレー法などの任意の方法を採用することができる。

次に、フォトマスク２１を用いて露光する第１露光工程を行なう。フォトマスク２１は、平坦化膜に接続孔を形成するためのマスクである。フォトマスク２１は、開口部２１ａを有する。開口部２１ａは、矢印９０に示す表示領域に対応する領域に形成されている。開口部２１ａは、後に形成する平坦化膜８ａの接続孔に対応するように形成されている。

開口部２１ａが保護膜６の貫通孔７とほぼ同じ位置になるようにフォトマスク２１を配置して露光を行なう。この第１露光工程は、完全露光である。ここで、本発明において、完全露光とは、露光を行なう膜の厚さ方向全体に対して、ある一定量の現像時間で完全に被露光物が除去されるように露光を行なうことをいう。平坦化膜８ａには、完全露光部４１が形成される。完全露光部４１は、平坦化膜８ａの厚さ方向全体に形成されている。たとえば、アクリル系樹脂材料を含む１５００ｎｍの厚さの平坦化膜の完全露光を行なう条件としては、ランプ露光量が２８０ｍＪ/ｃｍ²が最適であった。

図５は、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第３工程説明図である。次に、第１露光工程に引き続いて現像を行なわないで、第２露光工程を行なう。第２露光工程においては、フォトマスク２２を用いて露光を行なう。フォトマスク２２は、平坦化膜８ａの表面に第１の凹凸を形成するためのマスクである。フォトマスク２２は、開口部２２ａを有する。開口部２２ａは、矢印９１に示す表示領域の外側の領域に対応する領域に形成されている。

フォトマスク２２には、たとえば、一辺の長さが４μｍ以上８μｍ以下の正方形の複数の開口部２２ａが形成されている。凹凸を形成するためのフォトマスクの開口部としては、この形態に限られず、任意の平面形状および大きさのものを採用することができる。たとえば、フォトマスクの開口部は、４μｍ以上８μｍ以下の半径を有する円形に形成されていても構わない。

第２露光工程においては、表示領域の外側の領域において、少なくとも一部の表面に不完全露光を行なって、不完全露光部４２を形成する。平坦化膜８ａのうち、平坦化膜パターンを最終形状として残さない領域に不完全露光を行なう。または、平坦化膜の接続孔を形成する領域の外側の領域において、不完全露光を行なう。

ここで、本発明において、不完全露光とは、露光を行なう膜の厚さ方向に、被露光部の現像液に対する溶解レートを変化させて（減少させて）、ある一定の現像時間で完全に被露光物が除去されないように露光を行なうことをいう。本実施の形態においては、深さ方向における感光性材料の分解を低下させて、現像したときに貫通しないように制限した露光方法を示す。

第２露光工程においては、不完全露光条件としてランプ露光量を８０mJ/cm²とした。この露光条件で露光を行なうことにより、不完全露光部４２を表面から略４５０ｎｍの深さまで凹形状に形成した。

図６は、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第４工程説明図である。次に、平坦化膜８ａの現像を行なうことにより、平坦化膜８ａに形成した完全露光部４１および不完全露光部４２を除去する。平坦化膜８ａに接続孔１５が形成される。平坦化膜８ａの表面にクレータ状の凹部４５を形成することができる。凹部４５を複数形成することにより、平坦化膜８ａの表面の一部に凹凸を形成することができる。

本実施の形態においては、凹部４５を形成するための第２露光工程において、不完全露光を行なっている。完全露光を行った場合には、平坦化膜８ａの下の配線４６と平坦化膜８ａを覆う陰極１２とが短絡する。または、不完全露光においても露光量が多いと、配線４６と陰極１２との距離が短くなって容量増加を招いてしまい、配線４６において配線遅延を引き起こしたりする場合がある。配線遅延を引き起こさない為には配線４６と陰極１２との間の平坦化膜８ａの膜厚が１０００ｎｍ以上であることが好ましい。

本実施の形態においては、凹部４５の最深部と保護膜６との距離は１０００ｎｍ以上である。すなわち、凹部４５が形成されている領域においても平坦化膜８ａの膜厚が１０００ｎｍ以上存在する。このため短絡や配線遅延の問題を回避することができる。

次に、雰囲気温度が２２０℃で、１時間のキュアベーク処理を行なう。キュアベーク処理を行なうことにより、余分な溶剤を除去する。また、樹脂材料の架橋反応を促進して平坦化膜を焼き固める。このキュアベーク処理においては、写真製版工程中に吸収した水分を脱水する効果がある。本実施の形態においては、平坦化膜の表面に凹凸が形成されている。このため、水分を放出するための表面が大きくなって、脱水に必要な時間を短縮することができる。

図７は、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第５工程説明図である。次に、第１電極としての画素電極を形成する画素電極形成工程を行なう。画素電極としての陽極９を平坦化膜８ａの表面に形成する。

初めに、陽極９を接続孔１５および貫通孔７の表面に形成する。陽極９は、接続孔１５および貫通孔７を介してソース・ドレイン配線１６に電気的に接続される。

本実施の形態においては、Ｍｏ（モリブデン）を材料としてＤＣマグネトロンスパッタ法により陽極９を成膜する。ターゲットとしてはＭｏターゲットを用いて、Ａｒ(アルゴン)ガスによりスパッタリングを行なう。スパッタ条件は、Ａｒガス１００ｓｃｃｍ、圧力０．１４Ｐａ、電力１．０Ｋｗおよび温度１００℃で行なった。陽極９を、膜厚１００ｎｍで形成した。

陽極９の膜厚については、反射率を十分に得るために５０ｎｍ以上が好ましい。一方で、膜厚が厚くなりすぎると膜の表面に突起が発生して平坦性が悪くなるために１００ｎｍ以下が好ましい。

本実施の形態においては、陽極をＭｏ（モリブデン）で形成したが、この形態に限られず、Ｃｒ(クロム)、Ａｇ(銀)、Ａｌ(アルミニウム)、Ｐｄ(パラジウム)、またはその他の金属でも構わない。また、ボトムエミッション型の表示装置であれば、陽極は透明導電膜を選択する。透明導電膜としては、たとえば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）またはＺｎＯ（亜鉛酸化物）などを用いることができる。

次に、写真製版工程とエッチング工程を経てパターニングを行なうことにより分離部９ｂを形成する。分離部９ｂを形成して、それぞれの画素ごとに陽極９を分離する。まず、写真製版工法により所望のパターンのレジスト膜を形成する。リン酸、硝酸および酢酸を混合したエッチング液を用いてエッチングを行なう。エッチングの後は、１０分間の水洗を行ってエッチング液を十分洗い流す。次に、レジスト剥離液を用いて不必要となったレジスト膜を除去する。次に、水洗を行なって画素電極としての陽極９を形成する。この画素電極形成工程では何度も液体を用いるウエット工程があるため、平坦化膜８ａは多量の水を吸収する。

図８は、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第６工程説明図である。次に、平坦化膜８ａの表面に形成されたそれぞれの画素ごとの陽極９の周囲に画素分離膜としての分離膜１０ａを形成する。本実施の形態においては、第２の感光性材料としての感光性ポリイミド材料を用いている。まず、スピンコート法により、陽極９および平坦化膜８ａの全体を覆うように、略１５００ｎｍの膜厚で感光性ポリイミド材料を配置する。

本実施の形態においては、分離膜を形成するための材料として、感光性ポリイミド材料を用いているが、この形態に限られず、たとえば、感光性アクリル系樹脂材料を用いてもよい。感光性樹脂の配置においては、スピンコート法に限られず、スリットスピン塗布法、ロール塗布法またはスプレー法などの任意の方法を採用することができる。次に、プリベーク処理を１２０℃の温度で２分間行なう。

次に、フォトマスク２３を用いて、第３の露光工程を行なう。フォトマスク２３は、分離膜に有機ＥＬ層を配置する開口部を形成するためのマスクである。平坦化膜８ａの平坦な表面のうち陽極９が配置されている領域に開口部を形成するように、分離膜１０ａに対して完全露光を行なう。完全露光を行なうことにより完全露光部４３を形成する。膜厚が１５００ｎｍの感光性ポリイミド材料の完全露光条件としては、ランプ露光量３４０ｍＪ/ｃｍ²が最適であった。

図１２に、分離膜に開口部を形成するためのフォトマスクの概略平面図を示す。フォトマスク２３は、複数の開口部２３ａを有する。開口部２３ａは、それぞれの画素に対応して形成されている。本実施の形態における開口部２３ａは、平面形状が四角形に形成されている。

図８および図１２を参照して、矢印９１に示す表示領域の外側の領域においては、完全露光が行なわれるように開口部２３ａが形成されている。フォトマスク２３は、表示領域の外側の領域を遮光しないように小さく形成されていても構わない。

図９は、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第７工程説明図である。次に、フォトマスク２４を用いて第４露光工程を行なう。フォトマスク２４は、分離膜の表面に第２の凹凸を形成するためのマスクである。第４露光工程においては、分離膜１０ａの表面に凹凸を形成するための不完全露光を行なう。不完全露光を行なうことにより、分離膜１０ａの頂面に不完全露光部４４を形成する。

本実施の形態における第４露光工程は、現像の前に行なう。不完全露光を行なうことにより不完全露光部４４を形成する。本実施の形態においては、分離膜１０ａのスロープ部５１となる端部を避けた領域に不完全露光部４４を形成する。本実施の形態においては、分離膜１０ａのスロープ部５１となる領域よりも内側の領域に不完全露光部４４を形成する。

図１３に、分離膜の表面に凹凸を形成するためのフォトマスクの概略平面図を示す。フォトマスク２４は、複数の開口部２４ａを有する。複数の開口部２４ａは、互いに離れて形成されている。開口部２４ａは、それぞれの画素同士の間の領域に形成されている。本実施の形態におけるフォトマスク２４には、たとえば、一辺の長さが略４μｍ以上略８μｍ以下の正方形の開口部２４ａが形成されている。

有機絶縁膜の表面に凹凸を形成するためのフォトマスクとしては、この形態に限られず、任意の平面形状および大きさの開口部を有するものを採用することができる。たとえば、フォトマスクの開口部は、略４μｍ以上略８μｍ以下の半径を有する円形に形成されていても構わない。

本実施の形態における不完全露光条件としては、ランプ露光量を２８０ｍＪ/ｃｍ²とした。この露光条件で露光を行なうことにより、分離膜１０ａの下に存在する平坦化膜８ａや陽極９に凹部が到達することなく、クレータ状の凹部を形成した。

図９および図１３を参照して、フォトマスク２４は、矢印９１に示す表示領域の外側の領域においては、露光が行なわれないように形成されている。開口部２４ａは、分離膜１０ａのうち、完全露光部４３を避けた領域に形成されている。

図１０は、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第８工程説明図である。次に、現像を行なって完全露光部４３および不完全露光部４４を除去する。

矢印９０に示す表示領域においては、表面に凹凸７１を有する分離膜１０ａを形成することができる。凹部４７が分離膜１０ａを貫通しないように形成することができる。この凹部４７を形成することにより分離膜１０ａの上側に形成される陰極１２が分離膜１０ａの下側に形成される陽極９と短絡して、発光不良を引き起こすことを防止できる。

分離膜１０ａには、画素の領域となる開口部１７を形成することができる。分離膜１０ａの端部には、スロープ部５１を形成することができる。矢印９１に示す表示領域の外側の領域においては、表面に凹凸６１を有する平坦化膜８ａが露出している。

次に、温度２３０℃で１時間のキュアベーク処理を行なうことにより余分な溶剤を除去する。また、樹脂材料の架橋反応を促進して分離膜１０ａを焼き固める。このキュアベーク処理においては、写真製版工程中に吸収した水分を脱水する効果がある。

本実施の形態においては、表示領域の外側の平坦化膜８ａの表面および表示領域の分離膜１０ａの表面に凹凸が形成されている。すなわち、有機絶縁膜の表面に凹凸が形成されている。このため、水分を放出するための表面積が大きくなって、脱水に必要な時間を短縮することができる。

次に、オゾン水洗浄を行なって有機残渣を除去する。本実施の形態におけるオゾン水洗浄は、オゾン濃度１０〜３０ｐｐｍ、水量２０Ｌ/分、処理時間２分で行なった。陽極９の露出部である有機ＥＬ層の形成部には、陽極をパターニングした時のレジストの残査や分離膜を形成する時の分離膜の残渣が残存する場合がある。有機ＥＬ層を形成する陽極９の露出部に残渣のような異物が存在した場合には、その異物のために有機ＥＬ層の膜厚が極端に薄くなったり、有機ＥＬ層の形成がなされなかったりする。この結果、ダークスポットが生じたり陽極と陰極との短絡が生じたりする。オゾン水洗浄を行なうことにより、これらの異物を除去することができる。

次に、真空加熱チャンバ、有機ＥＬ蒸着チャンバ、陰極成膜チャンバおよびパッシベーション成膜チャンバを備えた装置に基板を配置する。本実施の形態においては、真空雰囲気中での加熱脱水を行なう。この後に、有機ＥＬ層の蒸着、陰極の形成、パッシベーション膜の成膜を連続で行なう。本実施の形態におけるそれぞれのチャンバは、搬送チャンバで連結されており、真空雰囲気中で装置を搬送することが可能である。

まず、これまでの製造過程で平坦化膜と分離膜などの有機絶縁膜に残存する水分を除去するための予備加熱工程を行なう。本実施の形態における予備加熱工程は、真空加熱チャンバを用いて行なう。予備加熱工程においては、２００℃の条件で１時間装置を加熱する。

予備加熱工程においては、水分が真空加熱チャンバ内に放出されるために、真空加熱チャンバの真空度は悪くなる。本実施の形態においては、真空加熱チャンバのアイドリング時の到達真空度は、略５×１０^-7Ｐａであった。加熱を開始することにより真空度が悪化する。しかし、１時間後の真空加熱チャンバの真空度は、アイドリング時の到達真空度と同じとなった。この結果より、予備加熱工程で十分な水分除去が行なわれたことが分かる。

ここで、後述する比較例として平坦化膜の表面および分離膜の表面に凹凸を形成していない装置を用いて同様の試験を行なった。すなわち、平坦化膜および分離膜の表面の全体が平坦な装置を製造して、この装置に対して、同様の予備加熱工程を実施した。この結果、２００℃の温度で２時間加熱を行なっても真空度が略２×１０^-6Ｐａまでしか下がらなかった。比較例としての装置では、２時間の予備加熱を行なっても完全な水分除去に到っていないことが分かる。

図１０を参照して、平坦化膜８ａおよび分離膜１０ａに含まれる水分は、矢印８１に示すように、平坦化膜８ａおよび分離膜１０ａの内部を進行する。水分は、主に平坦化膜８ａおよび分離膜１０ａの露出している表面から放出される。

矢印９０に示す表示領域では、平坦化膜または分離膜に含有されている水分を外部へ放出する主な境界は分離膜１０ａの表面になる。また、矢印９１に示す表示領域の外側の領域では、本実施の形態のように分離膜が被膜されていない場合には、平坦化膜８ａの表面が外部へ水分を放出する主な境界となる。

本実施の形態においては、平坦化膜および分離膜の表面に凹凸が形成されているために、脱水工程において水分を放出するための表面積が大きくなる。このため、短い時間で十分な脱水を行なうことができる。また、有機ＥＬ表示装置の内部に残存する水分を十分に除去することができ、輝度の劣化が無く信頼性の高い有機ＥＬ表示装置を提供することができる。特に、表示領域の外周部の表示特性の劣化を防止することができる。

図１１は、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第９工程説明図である。次に、真空加熱チャンバに接続されている搬送チャンバを経由して、有機ＥＬ蒸着チャンバに装置を搬送する。分離膜１０ａの開口部に露出した陽極９の表面に有機ＥＬ層１１を形成する。有機ＥＬ層１１は、たとえばマスク蒸着法により成膜する。

有機ＥＬ層１１の各層は真空状態を保持したまま成膜される。本実施の形態における有機ＥＬ層１１は、正孔輸送層、発光層、および電子注入層をこの順に成膜する。本実施の形態においては、正孔輸送層としてビス［（Ｎ−ナフチル）−Ｎ−フェニル］ベンジジン（α−ＮＰＤ）層を厚さ４０ｎｍ、発光層として８−キノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ）層を厚さ３０ｎｍ、電子注入層としてバソクプロイン層を厚さ５０ｎｍでそれぞれ連続的に成膜した。有機ＥＬ層１１としては、この形態に限られず、任意の有機ＥＬ層を形成することができる。

次に、有機ＥＬ蒸着チャンバに接続されている搬送チャンバを経由して、装置を陰極成膜チャンバに搬送する。陰極成膜チャンバにて、少なくとも表示領域の全体を覆うように陰極１２を形成する。陰極１２を形成することにより、有機ＥＬ素子が構成される。

本実施の形態における陰極１２としては、ＭｇＡｇ膜を真空蒸着法により１０ｎｍの厚さで形成して、さらにその表面にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜をスパッタ法により６０ｎｍの厚さで成膜した。

真空蒸着法においては、真空度１０^-5Ｐａの条件下にて抵抗加熱方式により蒸着を行なった。ＭｇＡｇ膜はスパッタ法などによって成膜を行なっても構わない。

ＩＴＯ膜の形成におけるスパッタ条件は、Ａｒ(アルゴン)ガス５０ｓｃｃｍ、Ｏ₂(酸素)１ｓｃｃｍ、圧力０．１Ｐａ、電力０．４２ｋＷ、温度２３℃で形成した。本実施の形態における透明導電膜は、ＩＴＯ膜を形成したが、この形態に限られず、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜等の他の透明導電膜を形成しても構わない。

次に、陰極成膜チャンバに接続されている搬送チャンバを経由して、装置をパッシベーション成膜チャンバに搬送する。パッシベーション成膜チャンバにて、表面全体を覆うようにパッシベーション膜１３を形成する。

本実施の形態においては、プラズマＣＶＤ法によりパッシベーション膜１３を成膜する。成膜条件としては、材料ガスとしてＳｉＨ₄を３０ｓｃｃｍ、Ｎ₂Ｏを２００ｓｃｃｍ、Ｈｅを５００ｓｃｃｍの流量で流す。高周波電力１００Ｗ、圧力１．０Ｔｏｒｒ（０．１３３ｋＰａ）、チャンバ内温度１２０℃の条件で、ＳｉＯＮを膜厚３０００ｎｍとなるように形成した。

本実施の形態においては、有機絶縁膜の水分を十分に除去することにより、信頼性に優れた有機ＥＬ表示パネルを製造することができる。さらに、真空雰囲気下でパッシベーション膜まで成膜することにより、信頼性の低下を抑制した有機ＥＬ装置を形成することができる。

次に、有機ＥＬ素子が形成されている表示領域をガラスで封止する。次に、外部ドライバ等との接続を行なうことにより、有機ＥＬ表示装置を製造することができる。

ここで、図１４から図１７を参照して、本実施の形態における比較例としての有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明する。図１４から図１７は、それぞれの工程における概略断面図である。比較例としての有機ＥＬ表示装置は、平坦化膜および分離膜の表面に凹凸が形成されずに平坦に形成されている。

図１４は、本実施の形態における比較例としての有機ＥＬ表示装置の製造方法の第１工程図である。ガラス基板１の表面に有機ＥＬ素子を駆動するためのＴＦＴ２を形成する。ＴＦＴ２を覆うようにＳｉＯｘ等の無機絶縁膜３を形成する。無機絶縁膜３に配線孔４を形成する。無機絶縁膜３の表面にソース・ドレイン配線１６を形成する。さらにその上層にＳｉＮｘ等の保護膜６を形成する。保護膜６に貫通孔７を形成する。貫通孔７は、ＴＦＴ２のドレイン領域に接続されているソース・ドレイン配線１６に対応するように形成する。

次に、表面の段差を平坦化するために、有機絶縁膜からなる平坦化膜８ｂを形成する。この有機絶縁膜は、スピンコート法で塗布した後、保護膜と同様にＴＦＴ２のドレイン領域に接続されているソース・ドレイン配線１６の一部を露出する開口を形成するように露光および現像処理を行なう。現像処理後に大気下でキュアベーク処理を行って、内部に含有される有機溶剤を除去して焼き固める。この時に、現像過程で吸収した水分がある程度除去される。

図１５は、本実施の形態における比較例としての有機ＥＬ表示装置の製造方法の第２工程図である。次に、平坦化膜８ｂの表面に陽極９をスパッタ法で成膜した後にエッチング工程により分離部９ｂを形成するパターニングを行なう。陽極９は、分離部９ｂにより画素ごとに分離される。陽極９を形成する工程では、エッチング工程、レジストの剥離工程、水洗工程等のウエット処理があり、平坦化膜８ｂが水分に直接的に曝されるため、平坦化膜８ｂは、矢印８２に示すように大量の水分を吸収する。

図１６は、本実施の形態における比較例としての有機ＥＬ表示装置の製造方法の第３工程図である。次に、陽極９の端部の周りに有機絶縁膜からなる分離膜１０ｂを形成する。分離膜１０ｂの形成においては、有機絶縁膜材料をスピンコート法で塗布した後、陽極９の一部を露出するようにパターニングを行なう。パターニングは、露光および現像を含む写真製版法により行なう。

次に、大気雰囲気下でキュアベーク処理を行って、内部に含有される有機溶剤を除去して焼き固める。この分離膜１０ｂのキュアベーク処理において、吸収した水分がある程度除去される。

その後、陽極９上のパーティクル等の異物を除去するために、水洗を基本とした洗浄工程を行なう。この洗浄工程においては、矢印８３に示すように、分離膜１０ｂが水分を大量に吸収する。

この後に、有機ＥＬ層の形成、陰極の形成および各種の封止などを行なって、有機ＥＬ表示装置を製造する。

比較例としての有機ＥＬ表示装置においては、内部に残存する水分が有機ＥＬ層に到達して、表示領域の周縁部からのダーク領域が成長する不具合が顕著に認められた。

図１７は、本実施の形態における比較例としての有機ＥＬ表示装置において、有機絶縁膜が水分を放出するときの概略断面図である。平坦化膜８ｂや分離膜１０ｂの内部に存在する水分は、矢印８１に示すように、平坦化膜８ｂおよび分離膜１０ｂの内部を伝って移動する。

特に、平坦化膜８ｂにおいては、直上の陽極９をパターニングする時のウエット処理により、大量の水分を吸収する。この水分を熱処理で脱水しようと試みた場合、陽極９が水分の拡散の妨げとなって、十分な脱水効果を得ることができなかった。

これに対して、本実施の形態における有機ＥＬ装置は、平坦化膜または分離膜の少なくとも一方の表面に凹凸を形成することにより、水分の放出面積が大きくなって十分な脱水効果を得ることができる。

図１８に、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の分離膜の端部の概略断面図を示す。本実施の形態における分離膜１０ａは、断面形状がほぼ台形に形成されている。分離膜１０ａは、端部に膜厚が徐々に減少するように形成されたスロープ部５１を有する。分離膜１０ａの表面に形成されている凹凸は、端部を避けた位置に形成されている。本実施の形態における凹凸は、スロープ部５１を避けた領域に形成されている。分離膜１０ａの表面の凹凸は、断面形状の台形の頂面に形成されている。

分離膜１０ａは、有機ＥＬ層１１をマスク蒸着する際のマスクの台座としての機能を有する。陽極９の端部を覆うように形成する分離膜１０ａは、先端部５２において、それぞれの画素を区画する機能を有する。また、先端部５２は、陽極９と陰極１２の短絡を防止する機能を有する。

図１９に、本実施の形態における他の比較例としての有機ＥＬ表示装置の分離膜の端部の概略断面図を示す。他の比較例の有機ＥＬ表示装置は、平坦化膜８ｃおよび分離膜１０ｃを有する。分離膜１０ｃは、断面形状が略台形に形成されている。分離膜１０ｃは、スロープ部５１を有する。分離膜１０ｃは表面全体に凹凸が形成されている。表面の凹凸は、分離膜１０ｃの頂面に加えてスロープ部５１にも形成されている。凹凸は、分離膜１０ｃの先端部５２にも形成されている。

有機ＥＬ層１１を形成する工程においては、たとえば、直進性の高いＥＬ蒸着を行なう。分離膜１０ｃのスロープ部５１に凹凸が形成されていると、蒸着される分子が分離膜１０ｃの凹凸の表面のほぼ法線方向からではなくて、凹凸の表面の斜め方向から入射することになる。極端な場合には、分離膜１０ｃの凹凸により、蒸着の陰となる部分が生じる。

この結果、分離膜１０ｃの先端部５２に被膜される有機ＥＬ層１１の膜厚が極端に薄くなったり途切れたりする。このため、陽極９と陰極１２との距離が減少して電界が高くなって放電破壊を起こしたりする。または、陽極９と陰極１２とが接触することによりショートモード故障が発生する。この画素においては、有機ＥＬ層よりも短絡した箇所において優先的に電流が流れるために、非点灯画素になる。表示装置においては非点灯の点欠陥が生じる。

したがって、分離膜はスロープ部の表面に凹凸を有しないことが好ましい。分離膜は、内部へ向かうにつれて緩やかなスロープ部を有することが好ましい。特に、分離膜の先端部に凹凸を有しないことが好ましい。この構成により、分離膜の先端部での有機ＥＬ層の被膜性が向上して放電破壊や短絡等を抑制することができる。

本実施の形態における有機絶縁膜の水分を除去するための予備加熱工程は、画素電極の表面を洗浄するオゾン水洗浄の後に行なったが、この形態に限られず、湿式の処理が完了した後から有機ＥＬ層を形成する工程の前までに行なうことができる。

たとえば、画素電極の表面の不純物を除去するために、ＵＶ−Ｏ₃処理やＯ₂プラズマ処理等のドライ洗浄を行なう場合には、これらの工程の前に予備加熱工程を行なっても構わない。ＵＶ−Ｏ₃処理としては、たとえば、ＵＶ（紫外線）の照度２６μＷ／ｃｍ²、乾燥空気１０００ｓｃｃｍ、圧力１００Ｔｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）の条件で４分間の処理を行なう。また、Ｏ₂プラズマ処理としては、たとえば、Ｏ₂８００ｓｃｃｍ、圧力４００Ｐａ、高周波電力１００Ｗの条件で３０秒間行なう。

予備加熱工程から有機ＥＬ層を形成する工程までの搬送においては、吸湿を避けるために大気を避けて行なうことが好ましい。たとえば、外気と隔離された搬送チャンバ内を通すことにより搬送を行なうことが好ましい。

本実施の形態における平坦化膜の表面に形成する凹凸は、表示領域の外側の領域の全てに形成されているが、この形態に限られず、表示領域の外側の領域の少なくとも一部に形成されていればよい。また、分離膜の表面に形成する凹凸は、複数の分離膜のうち少なくとも一部の分離膜に形成されていればよい。

本実施の形態においては、写真製版工法により、有機絶縁膜の表面に凹凸を形成したが、この形態に限られず、任意の方法で表面に凹凸を形成することができる。たとえば、研磨布を用いることにより、機械的に有機絶縁膜の表面に凹凸を形成しても構わない。

（実施の形態２）
図２０から図２２を参照して、本発明に基づく実施の形態２における有機ＥＬ表示装置および有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明する。

本実施の形態における有機ＥＬ表示装置は、表示領域の外側の領域において、平坦化膜の表面に第１の凹凸が形成されていることは、実施の形態１と同様である。また、表示領域において、分離膜の頂面に第２の凹凸が形成されていることも実施の形態１と同様である。本実施の形態においては、プラズマ処理法により分離膜の表面に第２の凹凸を形成する。プラズマ処理法により形成された凹凸は不規則であり、不規則な大きさの凹部と凸部が並んでいる。

図２０から図２２を参照して、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明する。図２０から図２２は、それぞれの工程における概略断面図である。

図２０は、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第１工程図である。ガラス基板１の上側に、ＴＦＴ２、無機絶縁膜３および平坦化膜８ｄを形成する。平坦化膜８ｄのうち、矢印９１に示す表示領域の外側の領域において、表面に凹凸６１を形成する。凹凸６１は、写真製版法により形成する。平坦化膜８ｄの表面に、それぞれの画素に対応するように陽極９を形成する。

次に、本実施の形態においては、分離膜を形成する工程を行なう。本実施の形態においては、第２の感光性材料として、感光性ポリイミド材料を用いる。分離膜１０ｄをスピンコート法により略２０００ｎｍの膜厚となるように表面全体に配置する。

本実施の形態においては、分離膜１０ｄを実施の形態１よりも厚く形成している。これは、後に行なうプラズマ処理により減少する膜厚分を考慮したものである。次に、プリベーク処理を、温度１２０℃の条件で２分間行なう。

次に、第１のプラズマ処理工程を行なう。第１のプラズマ処理工程においては、分離膜１０ｄの表面全体にプラズマ処理を行なう。本実施の形態における第１のプラズマ処理工程においては、Ｏ₂プラズマによるドライエッチングを行なう。

本実施の形態においては、現像およびキュアベーク処理の前に、プラズマ処理を行なうため、プラズマが発する光により分離膜が感光する場合がある。本実施の形態においては、処理を行なう部位から離れた位置でプラズマを発生させ、活性種を搬送して被処理物の処理を行なうリモートプラズマ方式により処理を行なっている。

プラズマ処理法として、リモートプラズマ方式を採用することにより、感光性膜の感光を防止することができる。分離膜のパターニングを行なうときに、写真製版工法を用いることができて、容易にパターニングを行なうことができる。

本実施の形態においては、高周波導波管の内部に、酸素を通すことにより酸素のラジカルを生成する。このラジカルを、チャンバに導入することによりエッチングを行なっている。本実施の形態においては、高周波電力４０００Ｗで高周波を印加した導波管の内部に石英管を配置した。石英管は、導波管の延びる方向に垂直な方向に延びるように配置した。石英管にＯ₂を２．０Ｌ／分の流量で流すことにより、導板管内で酸素ラジカルが生成される。

次に、装置を配置したチャンバに、生成された酸素ラジカルを導入して、６００秒間のエッチング処理を行なった。図２０を参照して、分離膜１０ｄの厚さが薄くなるとともに、表面に凹凸７２が形成される。分離膜１０ｄの表面全体に、凹凸７２が形成される。本実施の形態においては、第１のプラズマ処理を行なうことにより、分離膜１０ｄとしてのポリイミド膜の膜厚が略１５００ｎｍになった。

本実施の形態においては、ＡＦＭ（Atomic Force Microscopy）を用いて、分離膜１０ｄの表面の、１μｍ²の範囲を測定したときに、中心線平均粗さＲａが、略７０ｎｍであった。

本実施の形態における第１のプラズマ処理工程においては、プラズマ処理を行なうドライエッチングガスとしてＯ₂を用いたが、この形態に限られず、たとえば、ＣＦ₄、ＮＦ₃、またはＣ₂Ｆ₆などを用いても、同様の処理を行なうことができる。

図２１に、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第２工程説明図を示す。次に、写真製版工法により、分離膜のパターニングを行なう。開口部２３ａを有するフォトマスク２３を用いて露光を行なう。開口部２３ａは、画素の部分を露光するように形成されている。開口部２３ａを通して露光を行なうことにより、完全露光部４９が形成される。

図２２に、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第３工程説明図を示す。次に、現像工程を行なう。現像を行なうことによって、完全露光部４９が除去されて、断面形状がほぼ台形の分離膜１０ｄが形成される。分離膜１０ｄは、端部にスロープ部５１を有する。スロープ部５１は、表面に凹凸が形成されておらず、滑らかな曲面状に形成されている。

この後に、たとえば、２３０℃の雰囲気下で、１時間のキュアベーク処理を行なう。キュアベーク工程により、溶剤を除去してポリイミドのイミド化を促進して、分離膜１０ｄを焼き固める。

次に、予備加熱工程を行なう。予備加熱工程を行なうことにより、有機ＥＬ表示装置の内部に残存する水分を十分に除去することができる。本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法においても、分離膜１０ｄの頂面に凹凸７２が形成されているために、水分の放出面積を大きくすることができ、平坦化膜や分離膜に含有されている水分を十分に除去することができる。

本実施の形態における分離膜の表面に形成された凹凸は、１μｍ²当たりの中心線平均粗さＲａが７０ｎｍであった。キュアベーク工程や予備加熱工程などの加熱工程において、水分を蒸発させるために分離膜の表面積は大きい方が好ましい。したがって、分離膜の表面に形成する凹凸は、平均線中心粗さＲａが大きいほど好ましい。

しかしながら、表面の凹凸を大きくし過ぎると、分離膜の表面に配置される陰極に局所的な断線が生じて、陰極の配線抵抗が高くなる。配線抵抗が高くなることにより、表示領域の外周から内部に向かって生じる電圧降下が顕著になる。この結果、表示領域の内部に向かうほど輝度が低下するいわゆるシェーディング問題が生じる。または、陰極に断線が生じることにより非点灯の画素が発現する。

本実施の形態における試験においては、１μｍ²当たりの中心線平均粗さＲａが略９０ｎｍを超えると、シェーディング問題が発生したり、部分的な非発光領域が生じたりした。また、有機ＥＬ表示装置の表示性能が不安定であった。これに対して、１μｍ²当たりの中心線平均粗さＲａを８０ｎｍ以下にすることによって、この問題を回避することができた。

このように、分離膜の表面に形成する凹凸は、ある程度小さい方が好ましく、１μｍ²当たりの中心線平均粗さＲａは略８０ｎｍ以下が好ましい。この構成により、陰極の配線抵抗の上昇や断線などを抑制することができる。

有機絶縁膜の表面に形成される凹凸の大きさを制御する方法としては、たとえば、プラズマ処理時間を所定時間の範囲内にすることにより行なう。プラズマ処理の処理時間を長くすることにより、凹凸は大きくなる。したがって、プラズマ処理を行なう時間と、形成される凹凸の大きさとの関係を予め調べておき、プラズマ処理を行なう時間を所定の範囲内にすることにより、最適な大きさの凹凸を形成することができる。

本実施の形態においては、リモートプラズマ方式を用いて、有機絶縁膜を形成するための感光性材料の表面に凹凸を形成しているが、この形態に限られず、プラズマを直接照射する方法によって感光性材料の表面に凹凸を形成しても構わない。プラズマを直接的に照射する場合には、プラズマ処理を行なうときに感光性膜の感光を抑えるプラズマ条件を選定して、さらに、感光性材料として樹脂組成物の種類が選定されたものを用いることが好ましい。

その他の構成、作用、効果および製造方法については、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を繰返さない。

（実施の形態３）
図２３から図２５を参照して、本発明に基づく実施の形態３における有機ＥＬ表示装置および有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明する。本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法においては、平坦化膜および分離膜の表面に形成する凹凸の形成方法が実施の形態１と異なる。本実施の形態においては、分離膜のパターニングを行なった後に、平坦化膜および分離膜の表面に凹凸を形成するためのプラズマ処理を行なう。

図２３および図２４は、本実施の形態におけるそれぞれの製造工程の概略断面図である。図２３は、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第１工程説明図である。矢印９１に示す表示領域の外側の領域においては、平坦化膜８ｅの表面に凹凸６１を形成する。凹凸６１は、写真製版工法により複数の凹部４５を形成することによって行なう。矢印９０に示す表示領域においては、平坦化膜８ｅの表面に陽極９を形成する。

次に、画素分離膜としての分離膜１０ｅを形成するために、第２の感光性材料として感光性ポリイミド材料をスピンコート法により略１５００ｎｍの膜厚で表面全体に配置する。プリベーク処理を１２０℃の温度で２分間行なう。

次に、それぞれの画素に対応するように開口部２３ａを有するフォトマスク２３を用いて露光を行なう（図１２参照）。この後に、現像を行なって、画素の領域に対応する部分に開口部１７を形成する。分離膜１０ｅは、断面形状が台形に形成されている。

次に、２３０℃の温度で１時間のポストベークを行なう。分離膜１０ｅを焼き固める。本実施の形態においては、この段階で分離膜１０ｅの表面に凹凸は形成されていない。

次に、本実施の形態におけるプラズマ処理としての第２のプラズマ処理工程を行なう。第２のプラズマ処理工程は、有機絶縁膜の現像を行なった後に行なう。第２のプラズマ処理工程においては、ドライエッチングを行なう。

図２５に、本実施の形態におけるプラズマ処理工程にて用いるシャドーマスクの概略平面図を示す。シャドーマスク２５は、有機ＥＬ層となる領域を覆うように形成されている。シャドーマスク２５は、分離膜のスロープ部を覆うように形成されている。シャドーマスク２５は、それぞれの画素同士の間の領域を開口するように形成されている。

図２４に、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第２工程説明図を示す。図２４は、本実施の形態におけるプラズマ処理工程を行なっているときの概略断面図である。

シャドーマスク２５の開口部２５ａは、分離膜１０ｅに対応するように形成されている。本実施の形態においては、シャドーマスク２５を分離膜１０ｅに当接させる。開口部２５ａが、分離膜１０ｅに当接する。この状態で、矢印８４に示すように、プラズマの活性種を照射することによって、分離膜１０ｅの表面に凹凸７３を形成する。分離膜１０ｅの頂面に凹凸７３を形成する。凹凸７３は、スロープ部５１を避けた領域に形成される。

また、矢印９１に示す表示領域の外側の領域において、平坦化膜８ｅの表面に凹凸６２を形成する。凹凸６２は、写真製版工法により形成された凹凸の表面に、さらに、プラズマ処理を行なうことによって形成された凹凸である。

第２のプラズマ処理工程におけるドライエッチングの条件としては、Ｏ₂が２００ｓｃｃｍ、Ｈｅが２００ｓｃｃｍで、高周波電力が３００Ｗ、圧力が７０Ｐａ、チャンバ内の温度が２３℃の条件下で、２００秒間の処理を行なった。

このように、矢印９０に示す表示領域において、分離膜１０ｅの表面に凹凸７３を形成することができ、分離膜１０ｅの表面積を大きくすることができる。また、矢印９１に示す表示領域の外側の領域において、平坦化膜８ｅの表面に凹凸６２を形成することができ、平坦化膜８ｅの表面積を大きくすることができる。

次に、予備加熱工程を行なうことにより、内部に含まれている水分を効率的に除去することができる。

本実施の形態においては、分離膜１０ｅの表面に接するように、シャドーマスク２５を配置している。この方法により、プラズマによって生じたラジカルおよびイオンなどの活性種を、分離膜１０ｅの頂面に選択的に照射することができる。分離膜１０ｅのスロープ部５１よりも、多くの活性種を確実に分離膜１０ｅの頂面に衝突させることができ、スロープ部５１に凹凸が形成されることを抑制することができる。

本実施の形態における第２のプラズマ処理工程においては、前述のリモートプラズマ法を用いても、または、直接的にプラズマを照射する方法を採用しても構わない。本実施の形態においては、分離膜のパターン形成が完了しているので直接的なプラズマ法を採用することができる。

分離膜１０ｅの表面に形成する凹凸７３としては、１μｍ²当たりの中心線平均粗さＲａが８０ｎｍ以下になるように形成することが好ましいことは、実施の形態２と同様である。

また、本実施の形態においては、プラズマ処理のドライエッチングガスとして、Ｏ₂を用いているが、この形態に限られず、ＣＦ₄、ＮＦ₃またはＣ₂Ｆ₆を用いても同様の凹凸を形成することができる。

また、本実施の形態においては、表示領域の外側の領域において、平坦化膜の表面に写真製版工法を用いて、予め凹凸を形成したが、この形態に限られず、写真製版工法による凹凸を形成せずに、プラズマ処理によって第１の凹凸を形成してもよい。平坦化膜の表面に第１の凹凸が形成される場合においても、表面粗さは１μｍ²当りの中心線平均荒さＲａが８０ｎｍ以下になるように形成されていることが好ましい。この構成により、表示領域の外側の領域において、表面の陰極の配線抵抗が上昇することを抑制できる。

その他の構成、作用、効果および製造方法については、実施の形態１または２と同様であるのでここでは説明は繰返さない。

（実施の形態４）
図２６を参照して、本発明に基づく実施の形態４における有機ＥＬ表示装置および有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明する。

本実施の形態における有機ＥＬ表示装置は、分離膜の表面に凹凸が形成され、表示領域の外側の領域において、平坦化膜の表面に凹凸が形成されている。本実施の形態においては、平坦化膜および分離膜に対して、写真製版工法により、それぞれ凹凸を形成した後に、さらに平坦化膜および分離膜に対してプラズマ処理を行なって、第１の凹凸および第２の凹凸を形成する。

図２６は、本実施の形態における有機ＥＬ表示装置の製造工程の概略断面図である。矢印９１に示す表示領域の外側の領域において、平坦化膜８ｆの表面に、写真製版工法により凹凸を形成することは、実施の形態１と同様である。また、矢印９０に示す表示領域において、分離膜１０ｆのスロープ部５１を避けた領域において凹凸を形成することは、実施の形態１と同様である（図１０参照）。

本実施の形態における分離膜１０ｆの形成においては、第２の感光性材料をスピンコート法で略１５００ｎｍの膜厚になるように、基板の表面全体に配置する。温度１２０℃の条件で２分間のプリベーク処理を行なう。分離膜１０ｆに対して有機ＥＬ層を配置するための開口部を形成するために完全露光を行なう。分離膜１０ｆの頂面に、凹凸を形成するための不完全露光を行なう。

次に、現像を行なって完全露光および不完全露光で形成された被露光部を除去することにより、頂面に凹凸が形成された分離膜１０ｆを形成する。次に、温度２３０℃の条件で１時間のポストベーク処理を行なうことにより溶剤を除去する。分離膜１０ｆにおいて、ポリイミドのイミド化を促進して焼き固める。

次に、現像工程の後に、第２のプラズマ処理工程を行なう。第２のプラズマ処理においては、平坦化膜の表面に第１の凹凸および分離膜の表面に第２の凹凸を形成するためのシャドーマスクを用いてプラズマ処理を行なう。第２のプラズマ処理工程においては、画素領域が覆われたシャドーマスクを用いる（図２５参照）。

図２６を参照して、本実施の形態においては、シャドーマスク２５を分離膜１０ｆの頂面に接触させる。表示領域においては、矢印８４に示すように、開口部２５ａを通してプラズマ処理を行なうことにより、分離膜１０ｆの表面に凹凸７４を形成する。表示領域の外側の領域においては、平坦化膜８ｆの表面に凹凸６３を形成する。

このように、本実施の形態においては、写真製版工法により分離膜および平坦化膜の表面に凹凸を形成する。さらに、分離膜の現像を行なった後に第２のプラズマ処理工程を行なって凹凸を形成する。本実施の形態における有機ＥＬ表示装置および有機ＥＬ表示装置の製造方法においても、絶縁膜に水分が残存することを抑制した有機ＥＬ表示装置およびその製造方法を提供することができる。

その他の構成、作用、効果および製造方法については、実施の形態１から３のいずれかと同様であるのでここでは説明を繰返さない。

上述のそれぞれの実施の形態においては、分離膜および平坦化膜の両方の表面に凹凸を形成したが、この形態に限られず、分離膜または平坦化膜の一方に凹凸を形成しても構わない。

たとえば、平坦化膜の下に位置する配線をゲート線で代用した装置においては、ゲート線と陰極との間に無機絶縁膜が存在するため、表示領域の外側の領域では平坦化膜を除去することが可能である。このような場合には、分離膜の表面のみに凹凸を形成すればよい。また、分離膜として、水分遮断性の優れた窒化膜のような無機絶縁膜を形成した装置においては、平坦化膜の表面のみに凹凸を形成すればよい。所望の領域に、凹凸を形成するためには、フォトマスクまたはシャドーマスクの開口パターンを変更することで対応することができる。

上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には同一の符号を付している。また、本発明において、上または下などの記載は、鉛直方向の絶対的な上下方向を示すものではなく、それぞれの部位や部材の相対的な位置関係を示すものである。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

実施の形態１における有機ＥＬ表示装置の概略断面図である。実施の形態１における有機ＥＬ表示装置の概略平面図である。実施の形態１における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第１工程説明図である。実施の形態１における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第２工程説明図である。実施の形態１における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第３工程説明図である。実施の形態１における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第４工程説明図である。実施の形態１における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第５工程説明図である。実施の形態１における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第６工程説明図である。実施の形態１における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第７工程説明図である。実施の形態１における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第８工程説明図である。実施の形態１における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第９工程説明図である。実施の形態１における一のフォトマスクの概略平面図である。実施の形態１における他のフォトマスクの概略平面図である。実施の形態１における比較例の有機ＥＬ表示装置の製造方法の第１工程説明図である。実施の形態１における比較例の有機ＥＬ表示装置の製造方法の第２工程説明図である。実施の形態１における比較例の有機ＥＬ表示装置の製造方法の第３工程説明図である。実施の形態１における比較例の有機ＥＬ表示装置において、有機絶縁膜が水分を放出するときの概略断面図である。実施の形態１における有機ＥＬ表示装置の分離膜の端部の拡大概略断面図である。実施の形態１における他の比較例としての有機ＥＬ表示装置の分離膜の端部の拡大概略断面図である。実施の形態２における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第１工程説明図である。実施の形態２における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第２工程説明図である。実施の形態２における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第３工程説明図である。実施の形態３における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第１工程説明図である。実施の形態３における有機ＥＬ表示装置の製造方法の第２工程説明図である。実施の形態３におけるプラズマ処理工程に用いるシャドーマスクの概略平面図である。実施の形態４における有機ＥＬ表示装置の製造方法の工程図である。

符号の説明

１ガラス基板、２ＴＦＴ、３無機絶縁膜、４配線孔、５ソース・ドレイン領域、６保護膜、７貫通孔、８ａ〜８ｆ平坦化膜、９陽極、９ｂ分離部、１０ａ〜１０ｆ分離膜、１１有機ＥＬ層、１２陰極、１３パッシベーション膜、１５接続孔（コンタクトホール）、１６ソース・ドレイン配線、１７開口部、２１〜２４フォトマスク、２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ開口部、２５シャドーマスク、２５ａ開口部、３０有機ＥＬ表示装置、３１表示領域、３２画素、４１，４３，４９完全露光部、４２，４４不完全露光部、４５，４７凹部、４６配線、５１スロープ部、５２先端部、６１〜６３，７１〜７４凹凸、８１〜８４，９０，９１，９５矢印。

Claims

基板と、
前記基板の上側に配置された平坦化膜と、
前記平坦化膜の表面に配置された複数の第１電極と、
前記第１電極の表面に配置された複数の有機ＥＬ層と
前記第１電極の上側に配置され、互いに隣り合う前記第１電極の端部を覆うように形成された分離膜と
を備え、
前記平坦化膜は、複数の前記有機ＥＬ層が配置されている領域の外側の領域において、少なくとも一部の表面に第１の凹凸が形成されており、
前記第１の凹凸の凹部が前記平坦化膜を貫通しないように形成されており、
前記分離膜の表面の少なくとも一部には第２の凹凸が形成されており、
前記第２の凹凸の凹部が前記分離膜を貫通しないように形成されている、有機ＥＬ表示装置。
前記平坦化膜は、前記第１の凹凸の凹部の最深部における膜厚が１０００ｎｍ以上になるように形成されている、請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
前記第１の凹凸は、１μｍ²当りの中心線平均荒さＲａが８０ｎｍ以下になるように形成されている、請求項１または２に記載の有機ＥＬ表示装置。
前記第２の凹凸は、１μｍ ² 当りの中心線平均荒さＲａが８０ｎｍ以下になるように形成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置。