JP6615001B2 - 表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は表示装置、例えばＥＬ表示装置の作製方法、ならびに該作製方法で作製される表示装置に関する。

表示装置の代表例として、液晶素子や発光素子を各画素に有する液晶表示装置や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置などが挙げられる。これらの表示装置は、基板上に形成された複数の画素内の各々に液晶素子あるいは有機発光素子（以下、発光素子）を有している。液晶素子や発光素子は一対の電極間に液晶あるいは有機化合物を含む層をそれぞれ有しており、一対の電極間に電圧を印加する、あるいは電流を供給することで駆動される。

液晶素子と異なり発光素子では、一対の電極間に挟まれた層（以下、ＥＬ層と記す）に含まれる有機化合物に電流が流れるため、発光素子の駆動中、有機化合物は酸化あるいは還元され、電荷を有する状態をとりうる。また、これらの活性種が再結合することによって励起状態が生じる。このような活性種や励起状態にある分子は電気的に中性の状態、あるいは基底状態にある分子と比べて反応性が高いため、他の有機化合物と反応したり、発光素子に浸入した水や酸素などの不純物と容易に反応する。こうした反応は発光素子の特性に悪影響を与え、発光素子の効率の低下や寿命の低減の原因となる。

上述した特性劣化を抑制する方法として、発光素子上にパッシベーション膜（封止膜）を形成することが知られている。保護膜によって不純物の発光素子への侵入を防止、抑制することができるため、発光素子の特性低下や寿命の低減を防止、あるいは抑制することができる。

特開２０１４−１５４４５０号公報 特開２００９−２６６９２２号公報

本発明は、高い表示品質を有する表示装置、例えば有機ＥＬ表示装置や可撓性有機ＥＬ表示装置の作製方法を提供することを目的の一つとする。あるいは、上記作製方法によって作製される表示装置を提供することを目的の一つとする。

本発明に係る実施形態の一つは、第１の電極を形成し、第１の電極の端部を覆い、第１の電極と重なる開口部を有する第１の絶縁膜を形成し、第１の電極と第１の絶縁膜の上にＥＬ層を形成し、ＥＬ層の上に第２の電極を形成し、第２の電極の上に第１の絶縁膜と重なるように第２の絶縁膜を形成し、第２の絶縁膜を除去し、第２の電極の上に封止膜を形成することを含む、表示装置の作製方法である。

本発明に係る実施形態の一つは、第１の電極を形成し、第１の電極の端部を覆い、第１の電極と重なる開口部を有する第１の絶縁膜を形成し、第１の電極と第１の絶縁膜の上にＥＬ層を形成し、第１の絶縁膜と接するように、第１の絶縁膜と蒸着源の間に、開口部を有するマスクを設置し、マスクの開口部を通してＥＬ層の上に第２の電極を形成し、マスクとの接触によって生じる第１の絶縁膜の損傷部を覆うように、第２の電極の上に第２の絶縁膜を形成し、第２の絶縁膜を除去し、第２の電極の上に封止膜を形成することを含む、表示装置の作製方法である。

本発明に係る実施形態の一つは、第１の電極と、第１の電極を覆い、第１の電極と重なる開口部、ならびに凹部を有する第１の絶縁膜と、第１の電極と第１の絶縁膜の上のＥＬ層と、ＥＬ層の上の第２の電極と、第２の電極の上の封止膜を有する表示装置である。封止膜は、凹部を覆い、無機化合物を有する第１の層と、第１の層の上に位置し、有機化合物を含む第２の層と、第２の層の上に位置し、無機化合物を含む第３の層を含む。

本発明の実施形態の一つである表示装置の上面模式図。 本発明の実施形態の一つである表示装置の作製方法を示す図。 本発明の実施形態の一つである表示装置の作製方法を示す図。 本発明の実施形態の一つである表示装置の作製方法を示す図。 本発明の実施形態の一つである表示装置の作製方法を示す図。 本発明の実施形態の一つである表示装置の作製方法を示す図。 表示装置の製造方法を示す断面模式図。 本発明の実施形態の一つである表示装置の作製方法を示す図。 本発明の実施形態の一つである表示装置の作製方法を示す図。 本発明の実施形態の一つである表示装置の作製方法を示す図。 本発明の実施形態の一つである表示装置の作製方法を示す図。 本発明の実施形態の一つである表示装置の作製方法を示す図。 本発明の実施形態の一つである表示装置の断面模式図。

以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。

本発明において、ある一つの膜を加工して複数の膜を形成した場合、これら複数の膜は異なる機能、役割を有することがある。しかしながら、これら複数の膜は同一の工程で同一層として形成された膜に由来し、同一の層構造、同一の材料を有する。したがって、これら複数の膜は同一層に存在しているものと定義する。

本明細書および特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。

（第１実施形態）
本実施形態では、本発明の実施形態の一つに係る表示装置の作製方法、ならびに該作製方法によって作製される表示装置に関し、図１乃至図８を用いて説明する。

本実施形態に係る表示装置１００の上面図を図１に示す。表示装置１００は、複数の画素１０６を備えた表示領域１０４、およびゲート側駆動回路（以下、駆動回路）１１０を基材１０２の一方の面（上面）に有している。複数の画素１０６には互いに発光色の異なる発光素子を設けることができ、これにより、フルカラー表示を行うことができる。例えば赤色、緑色、あるいは青色で発光する発光素子を三つの画素１０６にそれぞれ設けることができる。あるいは、全ての画素１０６で白色発光素子を用い、カラーフィルタを用いて画素１０６ごとに赤色、緑色、あるいは青色を取り出してフルカラー表示を行ってもよい。最終的に取り出される色は赤色、緑色、青色の組み合わせには限られない。例えば四つの画素１０６からそれぞれ赤色、緑色、青色、白色の４種類の色を取り出すこともできる。画素１０６の配列にも制限はなく、ストライプ配列、デルタ配列、ペンタイル配列などを採用することができる。

表示領域１０４から配線１１２が基材１０２の側面（図１中、表示装置１００の短辺）に向かって伸びており、配線１１２は基材１０２の端部で露出され、露出部は端子１１４を形成する。端子１１４はフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）などのコネクタ（図示せず）と接続される。配線１１２を介して表示領域１０４はＩＣチップ１１６とも電気的に接続される。これにより、外部回路（図示せず）から供給された映像信号が駆動回路１１０、ＩＣチップ１１６を介して画素１０６に与えられて画素１０６の発光が制御され、映像が表示領域１０４上に再現される。なお図示していないが、表示装置１００はＩＣチップ１１６の替わりにソース側駆動回路を表示領域１０４の周辺に有していてもよい。本実施形態では駆動回路１１０は表示領域１０４を挟むように二つ設けられているが、駆動回路１１０は一つでもよい。また、駆動回路１１０を基材１０２上に設けず、異なる基板上に設けられた駆動回路１１０をコネクタ上に形成してもよい。

図２乃至図６に表示装置１００の作製方法を示す。図２乃至図６は、図１の鎖線Ａ−Ｂに沿った断面図であり、表示領域１０４のうち駆動回路１１０に最も近い一つの画素１０６と駆動回路１１０、およびその周辺の構造を模式的に示している。

まず、基材１０２の上にアンダーコート１２０を形成する(図２（Ａ）)。基材１０２は表示領域１０４や駆動回路１１０などを支持する機能を有する。このため、表示領域１０４や駆動回路１１０などを支持する物理的強度と、基材１０２上に形成される素子（後述するトランジスタ２２２、２２４、２２６、容量２３０、発光素子２４０など）を形成するためのプロセスの温度に対する耐熱性、プロセスで使用される薬品に対する化学的安定性を有する材料を使用すればよい。具体的には基材１０２は、ガラスや石英、プラスチック、金属、セラミックなどを含むことができる。表示装置１００に可撓性を付与する場合には、プラスチックを含む材料を用いることができ、例えばポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボナートに例示される高分子材料を使用することができる。

アンダーコート１２０は基材１０２から不純物が半導体膜１２２、１２４、１２６などへ拡散することを防ぐ機能を有する膜であり、窒化ケイ素や酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの無機化合物を用い、化学気相成長法（ＣＶＤ法）やスパッタリング法などを適用して形成することができる。

次にアンダーコート１２０上に、トランジスタ２２０、２２２、２２４の半導体膜１２２、１２４、１２６を形成する（図２（Ａ））。半導体膜１２２、１２４、１２６は半導体特性を示す材料、例えばシリコンやゲルマニウム、あるいは酸化物半導体などを用い、ＣＶＤ法やスパッタリング法などを利用して形成すればよい。半導体膜１２２、１２４、１２６の結晶性に関しても特に限定はなく、単結晶、多結晶、微結晶、アモルファスなどのモルフォロジーを有することができる。

次に半導体膜１２２、１２４、１２６上にゲート絶縁膜１２８を形成し、その上にゲート１３０、１３２、１３４を形成する（図２（Ｂ））。ゲート絶縁膜１２８もアンダーコート１２０と同様の材料、形成方法を用いて形成することができ、酸化ケイ素を含むことが好ましい。アンダーコート１２０、ゲート絶縁膜１２８はいずれも単層構造を有していても良く、複数の層を含有する積層構造を有していてもよい。図２（Ｂ）ではアンダーコート１２０、ゲート絶縁膜１２８はともに単層の構造を有するように描かれている。

ゲート１３０、１３２、１３４はチタンやアルミニウム、銅、モリブデン、タングステン、タンタルなどの金属やその合金などを用い、単層、あるいは積層構造を有するように形成することができる。例えばアルミニウムや銅などの高い導電性を有する金属を、をチタンやモリブデンなどの高融点金属で挟持した積層構造を採用することができる。ゲート１３０、１３２、１３４の形成方法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法、あるいは印刷法などが挙げられる。

ゲート１３０、１３２、１３４を形成した後、層間膜１３６を形成する（図２（Ｃ））。層間膜１３６はアンダーコート１２０と同様の材料、形成方法を用いて形成することができ、窒化ケイ素を含有することが好ましい。層間膜１３６は図２（Ｃ）に示すように単層構造を有していてもよく、複数の層で構成されていてもよい。例えば窒化ケイ素を含む膜と酸化ケイ素を含む膜を積層して層間膜１３６を形成することができる。

次に層間膜１３６とゲート絶縁膜１２８を加工し、半導体膜１２２、１２４、１２６に達する開口を形成する。その後ソース・ドレイン１３８、１４０、１４２、１４４、１４６を形成する。これにより、ソース・ドレイン１３８、１４０は半導体膜１２２と、ソース・ドレイン１４２、１４４は半導体膜１２４と、ソース・ドレイン１４４、１４６は半導体膜１２６と電気的に接続される。ソース・ドレイン１３８、１４０、１４２、１４４、１４６はゲート１３０、１３２、１３４で使用可能な材料を用い、ＣＶＤ法やスパッタリング法によって形成することができる。ゲート１３０、１３２、１３４と同様、ソース・ドレイン１３８、１４０、１４２、１４４、１４６も単層構造、積層構造いずれを有していてもよい。なお、ソース・ドレイン１３８、１４０、１４２、１４４、１４６は、トランジスタ２２０、２２２、２２４の極性やこれらに与えられる電位の関係によってソース、ドレインの定義が変わる。

ここまでのステップにより、トランジスタ２２０、２２２、２２４が形成される。なお、図２（Ｃ）では、一つの画素１０６に一つのトランジスタ２２０を含む例が示されているが、個々の画素１０６は複数のトランジスタを有してもよい。また、図２（Ｃ）に示すトランジスタ２２０、２２２、２２４はいずれもトップゲート構造を有するが、トランジスタ２２０、２２２、２２４の構造に制限はなく、ボトムゲート構造を有していてもよい。また、トランジスタ２２０、２２２、２２４の極性にも制限はなく、Ｎチャネル型、Ｐチャネル型、いずれの極性を有していてもよい。

次に、トランジスタ２２０、２２２、２２４上に絶縁膜である平坦化膜１４８を形成する（図３（Ａ））。平坦化膜１４８はエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリシロキサンなどの高分子材料を含むことが好ましい。平坦化膜１４８はスピンコート法、インクジェット法、ラミネート法、印刷法、ディップコーティング法などの湿式成膜法を用いて形成することができる。平坦化膜１４８の形成により、トランジスタ２２０、２２２、２２４に起因する凹凸が吸収され、平坦な表面を与えることができる。

次に、ソース・ドレイン１４０に達する開口部１５０、および層間膜１３６に達する開口部１５２を平坦化膜１４８に形成する（図３（Ｂ））。図３（Ｂ）で図示した例では開口部１５２は駆動回路１１０よりも基材１０２の端部（図中、基材１０２の右端）に近い領域に設けられているが、駆動回路１１０と表示領域１０４の間に設けてもよい。

次に、開口部１５０と電源線１５６形成する（図３（Ｃ））。接続電極１５４は開口部１５２を覆うように形成され、電源線１５６は平坦化膜１４８上に形成される。接続電極１５４、電源線１５６は例えばインジウム―スズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム―亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの導電性酸化物を用い、スパッタリング法などを適用して形成することができる。接続電極１５４、電源線１５６は同時に形成することにより、これらは同一の層に存在することができる。電源線１５６は後に形成する発光素子２４０の第２の電極１７０と接続され、第２の電極１７０に一定電圧を供給する機能を有する。なお、接続電極１５４は必ずしも設置する必要はないが、設置することによってこの後に形成する発光素子２４０の第１の電極１６４や容量電極１５８などの形成時にトランジスタ２２０のソース・ドレイン１４０を保護することができ、コンタクト抵抗の増大を防ぐことができる。

次に容量電極１５８と補助配線１６０を形成する（図３（Ｃ））。容量電極１５８と補助配線１６０も同一層に存在することができる。容量電極１５８と補助配線１６０はゲート１３０、１３２、１３４やソース・ドレイン１３８、１４０、１４２、１４４、１４６で用いることができる金属、あるいはこれらの合金を用いて形成すればよい。補助配線１６０は電源線１５６と電気的に接続される。補助配線１６０は、後に形成される発光素子２４０の第２の電極１７０の抵抗が比較的高い時、補助配線として機能し、第２の電極１７０内で生じる電圧降下を防止することができる。容量電極１５８は後に形成される発光素子２４０の第１の電極１６４とともに容量２３０を形成する。

この後、絶縁膜１６２を形成する（図４（Ａ））。絶縁膜１６２は窒化ケイ素など、ゲート絶縁膜１２８や層間膜１３６に用いることができる材料、形成方法を適用して形成することができる。絶縁膜１６２はトランジスタ２２０と発光素子２４０の電気的な接続を行うコンタクト部１８６（すなわち、平坦化膜１４８の開口部に形成された接続電極１５４の底面）、電源線１５６、および平坦化膜１４８の表面の一部を露出するための開口部１８２を有している。図４（Ａ）に示すように、絶縁膜１６２は開口部１５２の側面を覆うことが好ましい。なお、開口部１８２は設けなくてもよい。

次に発光素子２４０の第１の電極１６４を形成する（図４（Ａ））。発光素子２４０からの発光を基材１０２を通して取り出す場合には透光性を有する材料、例えばＩＴＯやＩＺＯなどの導電性酸化物を第１の電極１６４に用いることができる。一方、発光素子２４０からの発光を基材１０２とは反対側から取り出す場合には、アルミニウムや銀などの金属、あるいはこれらの合金を用いることができる。あるいは上記金属や合金と導電性酸化物との積層、例えば金属を導電性酸化物で挟持した積層構造（例えばＩＴＯ／銀／ＩＴＯなど）を採用することができる。第１の電極１６４と容量電極１５８、およびこれらに挟まれた絶縁膜１６２によって容量２３０が形成される。なお、本実施形態では画素１０６は一つの容量２３０を含有する例を示すが、画素１０６は複数の容量を備えてもよい。

第１の電極１６４の形成後、絶縁膜である隔壁１６６を形成する（図４（Ａ））。隔壁１６６は第１の電極１６４の端部、ならびに平坦化膜１４８に設けられたコンタクト部１８６に起因する段差を吸収し、かつ、隣接する画素１０６の第１の電極１６４を互いに電気的に絶縁する機能を有する。隔壁１６６はバンク（リブ）とも呼ばれる。隔壁１６６はエポキシ樹脂など、平坦化膜１４８で使用可能な材料を用いて形成することができる。隔壁１６６は、第１の電極１６４、電源線１５６の一部、および開口部１５２を露出するように開口部を有しており、その開口端はなだらかなテーパー形状となるのが好ましい。開口部の端が急峻な勾配を有すると、後に形成されるＥＬ層１６８や第２の電極１７０などのカバレッジ不良を招きやすい。

ここで平坦化膜１４８と隔壁１６６は、両者の間の絶縁膜１６２に設けられた開口部１８２を通じて互いに接触する。このような構造を採用することにより、隔壁１６６形成後の熱処理等において、平坦化膜１４８から脱離する水などのガスを隔壁１６６を通じて解放することができる。

隔壁１６６の形成後、発光素子２４０のＥＬ層１６８を第１の電極１６４、および隔壁１６６を覆うように形成する（図４（Ｂ））。ＥＬ層１６８は蒸着法や上述した湿式法を適用して形成することができる。ＥＬ層１６８を蒸着法によって形成する場合、マスク２００を用いることが好ましい。具体的には、マスク２００の開口部２０２と第１の電極１６４が重なるようにマスク２００を基材１０２上に設置し、高真空圧下でＥＬ層１６８を形成する材料の蒸気を第１の電極１６４に晒し、材料を堆積させてＥＬ層１６８を形成する。図４（Ｂ）ではマスク２００は基材１０２の上に設置されるように描かれているが、材料がチャージされた蒸着源を基材１０２の下に配置し、第１の電極１６４が蒸着源に面するように基材１０２を設置し、蒸着源と基材１０２の間にマスク２００を設置して蒸着を行えばよい。

図４（Ｂ）では、ＥＬ層１６８は単一の層を有するように描かれているが、本実施形態はこのような形態に限られず、ＥＬ層１６８は複数の層を有してもよい。例えばキャリア注入層、キャリア輸送層、発光層、キャリア阻止層、励起子阻止層など適宜を組み合わせてＥＬ層１６８を形成することができる。また、隣接する画素１０６間でＥＬ層１６８の構造が異なってもよい。例えば隣接する画素１０６間で発光層が異なり、他の層が同一の構造を有するようにＥＬ層１６８を形成してもよい。これにより、隣接する画素１０６同士で異なる発光色を得ることができ、フルカラー表示が可能となる。逆に全ての画素１０６において同一のＥＬ層１６８を用いてもよい。この場合、例えば白色発光を与えるＥＬ層１６８を全ての画素１０６に共有されるように形成してもよく、カラーフィルタなどを用いて各画素１０６から取り出す光の波長を選択すればよい。

ＥＬ層１６８の形成後、第２の電極１７０を形成する（図５（Ａ））。第１の電極１６４、ＥＬ層１６８、第２の電極１７０によって発光素子２４０が形成される。第１の電極１６４と第２の電極１７０からキャリア（電子、ホール）がＥＬ層１６８に注入され、キャリアの再結合によって得られる励起状態が基底状態に緩和するプロセスを経て発光が得られる。したがって発光素子２４０のうち、ＥＬ層１６８と第１の電極１６４が互いに直接接している領域が発光領域である。

発光素子２４０からの発光を基材１０２を通して取り出す場合には、アルミニウムや銀などの金属あるいはこれらの合金を第２の電極１７０に用いることができる。一方、発光素子２４０からの発光を第２の電極１７０を通して取り出す場合には、上記金属や合金を用い、可視光を透過する程度の膜厚を有するように第２の電極１７０を形成する。あるいは第２の電極１７０には、透光性を有する材料、例えばＩＴＯやＩＺＯなどの導電性酸化物を用いることができる。また、上記金属や合金と導電性酸化物との積層構造（例えばＭｇ−Ａｇ／ＩＴＯなど）を第２の電極１７０に採用することができる。

第２の電極１７０は蒸着法、スパッタリング法などを用いて形成することができ、この場合、ＥＬ層１６８の形成と同様、マスク２１０を用いて必要な領域に第２の電極１７０を形成すればよい。例えば図５（Ａ）に示すように、開口部２１２を有するマスク２１０を、マスク２１０の開口部２１２が隔壁１６６の三つの開口部と重なるように（すなわち、ＥＬ層１６８や電源線１５６、開口部１５２と重なるように）配置し、上述した材料をマスク２１０の開口部２１２を通過させて堆積し、第２の電極１７０を形成する。

次に、図５（Ｂ）に示すように、絶縁膜である有機層１８０を第２の電極１７０上に形成する。有機層には例えば高分子材料が使用可能であり、高分子材料はエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリエステル、ポリカーボナートなどから選択することができる。好ましくは、隔壁１６６に含まれる材料と同じ材料、あるいは同程度のエッチングレートを示す材料を用いる。有機層１８０は上述した湿式成膜法によって形成することもできるが、上記高分子材料の原料となるオリゴマーを減圧下で霧状あるいはガス状にし、これを基材１０２上に吹き付けて、その後オリゴマーを重合することによって形成してもよい。この時、オリゴマー中に重合開始剤が混合されていてもよい。また、基材１０２を冷却しながらオリゴマーを基材１０２に吹き付けてもよい。

有機層１８０は、略平坦な上面を与えるように形成することができる。図５（Ｂ）では、開口部１５２を除き、略平坦な上面の有機層１８０が形成されている例が示されている。すなわち、発光素子２４０とそのＥＬ層１６８に覆われている隔壁１６６上では平坦な上面を与えるように形成することが好ましい。この場合、隔壁１６６上の第２の電極１７０は有機層１８０に覆われ、隔壁１６６は有機層１８０に埋め込まれることになる。なお図５（Ｂ）では第２の電極１７０は有機層１８０に完全に覆われているが、第２の電極１７０の一部が有機層１８０から露出していてもよい。

次に有機層１８０を除去する(図６（Ａ）)。有機層１８０の除去はプラズマ存在下におけるエッチング（以下、プラズマ処理と記す）によって行うことが好ましい。特に有機膜１８０が異方性を以てエッチングされる条件下で行うことが好ましい。例えば、酸素を含むガス、例えば酸素ガス（Ｏ₂）、オゾン（０₃）、一酸化窒素（ＮＯ）、あるいは二酸化窒素（ＮＯ₂）などの存在下でプラズマ処理を行う。具体的には、一対の電極間に基材１０２を設置し、電極間に高周波電力（たとえば１３．５６ＭＨｚのＲＦパワー）を印加してプラズマを生成して有機層１８０と反応させる。有機層１８０は、第２の電極１７０が露出するように除去することが好ましい。

第２の電極１７０の形成後、パッシベーション膜（封止膜）１９０を形成する（図６（Ｂ））。パッシベーション膜１９０は先に形成した発光素子２４０に外部からの水分の侵入を防止することを機能の一つとしており、パッシベーション膜１９０としてはガスバリア性の高いものが好ましい。例えば窒化ケイ素や酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの無機材料を用いてパッシベーション膜１９０を形成することが好ましい。あるいはアクリル樹脂やポリシロキサン、ポリイミド、ポリエステルなどを含む有機樹脂を用いてもよい。図６（Ｂ）で例示した構造では、パッシベーション膜１９０は第１の層１９２、第２の層１９４、第３の層１９６を含む三層構造を有している。

図６（Ｂ）で示す三層構造の場合、第１の層１９２としては無機材料で形成した膜が好ましい。具体的には第１の層は、酸化ケイ素や窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素などの無機絶縁物を用い、ＣＶＤ法やスパッタリング法を適用して形成する。第２の層１９４としては、有機層１８０で使用可能な材料、提供可能な方法で形成することができる。好ましくは有機層１８０と同一の材料を用いて第２の層１９４を形成する。第３の層１９６は第１の層１９２と同様の材料、形成方法を採用して形成することができる。

ここで、平坦化膜１４８の開口部１５２では、平坦化膜１４８の側壁と底面は絶縁膜１６２、第２の電極１７０、およびパッシベーション膜１９０によって覆われている。このような構成を採用することで表示装置１００の端部（図６（Ｂ）では断面図の右端）から水や酸素などの不純物が、比較的蒸気や酸素などのガスに対する透過性が高い平坦化膜１４８や隔壁１６６を経て駆動回路１１０や発光領域１０４へ侵入することを防ぐことができる。したがってこの部分の構造１８４は水分遮断構造、あるいは水分遮断領域と呼ばれる。

図示しないが、パッシベーション膜１９０上に対向基板を任意の構成として設けてもよい。対向基板は接着剤を用いて基材１０２と固定される。この時、対向基板とパッシベーション膜１９０の間の空間に不活性ガスを充填してもよく、あるいは樹脂などの充填材を充填してもよく、あるいは接着剤で直接パッシベーション膜１９０と対向基板が接着されてもよい。充填材を用いる場合には、可視光に対して高い透明性を有することが好ましい。対向基板を基材１０２に固定する際、接着剤や充填剤の中にスペーサーを含ませてギャップを調整しても良い。あるいは、画素１０６の間にスペーサーとなる構造体を形成しても良い。

さらに対向基板には、発光領域と重なる領域に開口を有する遮光膜や、発光領域と重なる領域にカラーフィルタを設けてもよい。遮光膜は、クロムやモリブデンなど比較的反射率の低い金属、あるいは樹脂材料に黒色又はそれに準ずる着色材を含有させたものを用いて形成され、発光領域から直接得られる光以外の散乱光や外光反射等を遮断する機能を有する。カラーフィルタの光学特性は隣接する画素１０６毎に変え、例えば赤色、緑色、青色の発光を取り出すように形成することができる。遮光膜とカラーフィルタは下地膜を介して対向基板に設けても良いし、また、遮光膜とカラーフィルタを覆うようにオーバーコート層をさらに設けても良い。

上述した表示装置１００の作製方法は、表示装置１００の寿命を向上させることに対して有効である。その理由を図７を用いて説明する。

上述したように、ＥＬ層１６８や第２の電極１７０を形成する際には、マスク２００、２１０を用いることができるが（図４（Ｂ）、図５（Ａ）参照）、ＥＬ層１６８や第２の電極１７０を第１の電極１６４の上に正確に形成するためには、マスク２００、２１０をできるだけ基材１０２（すなわち隔壁１６６やその上に形成されたＥＬ層１６８）に近づけることが好ましい。これは、マスク２００、２１０が基材１０２から離れると、蒸着中の材料の蒸気やターゲット原子がマスク２００、２１０の開口部２０２、２１２から回り込み、開口部２０２、２１２よりも広い領域に堆積するためである。このため、マスク２００、２１０の位置を合わせる際、あるいはマスクを取り除く際、マスク２００、２１０が基材１０２と接触することがあり、これに起因して最上部に位置する隔壁１６６が損傷する。図７（Ａ）に模式的に示すように、隔壁１６６が損傷することにより、その上に形成されるＥＬ層１６８や第２の電極１７０も損傷を受け、隔壁１６６が露出することになる。

このような状態で例えば図６で示した三層構造を有するパッシベーション膜１９０を形成した場合、第１の層１９２は損傷部２５０の一部しか覆うことができず、損傷部２５０の内部は第１の層１９２で覆われない（図７（Ｂ）参照）。その結果、図７（Ｃ）に示すように、第２の層１９４と隔壁１６６が直接接することとなり、パッシベーション膜１９０による不純物浸入の防止効果が低減する。不純物が隔壁１６６へ侵入し、さらに発光素子２４０へ侵入すると、表示装置の駆動とともに発光素子２４０の発光効率が徐々に低下する、あるいは発光を阻害し、最終的には発光しない画素１０６として認識される。発光しない画素１０６はダークスポット（ＤＳ）とも呼ばれ、表示品質を大幅に低下させ、事実上表示装置１００の商品価値が消失する。また、残念ながらダークスポットの発生を表示装置１００の作製直後に認識、発見することは非常に困難であり、これがダークスポットの問題の解消を困難にしている。

一方本実施形態の表示装置１００の作製方法を適用した場合、隔壁１６６がマスク２００、２１０との接触によって損傷を受けて露出しても、図８（Ａ）に示すように、その後に形成する有機層１８０によって損傷部２５０を覆うことが可能である。特に有機層１８０に高分子材料を用いて形成する場合、効果的に損傷部２５０を埋めることができる。その結果、損傷部２５０が有機層１８０で埋まり、この損傷部２５０で隔壁１６６は有機層１８０と接触する。その後プラズマ処理によって有機層１８０を異方性エッチングすることにより、図８（Ｂ）に示すように、損傷部２５０の第２の電極１７０の端部から垂直な方向にエッチングが進行し、凹部２５２へ成形することができる。このため、損傷部２５０の第２の電極１７０の端部よりも内側の領域に有機層１８０の一部が残存し、この残存した有機層１８０によって第２の電極１７０の端部よりも内側の領域を塞ぐことができる。つまり、損傷部２５０の側面と底面は、損傷という制御不可能な現象によって生じる不規則的な構造ではなく、それぞれ基材１０２の表面に対して略垂直、あるいは平行な面を有することになる。特に有機層１８０と隔壁１６６がともに高分子材料を含む、あるいは同一の材料を有する場合、損傷部２５０では有機層１８０と隔壁１６６は略同一、あるいは同一のレートでエッチングされるため、有機層１８０の一部と隔壁１６６の一部がともにエッチングされて構造の明確な凹部２５２を形成することができる。このように、有機層１８０の形成と引き続くプラズマ処理によって、損傷部２５０を構造の明確な凹部２５２へ再構築することができる。

この状態でパッシベーション膜１９０の第１の層１９２を形成することにより、再構築された損傷部２５０の側面と底面を第１の層１９２で覆うことができ、第２の層１９４と隔壁１６６が直接接することを防ぐことができる（図８（Ｃ））。したがって、パッシベーション膜１９０によって効果的に発光素子２４０を保護することができ、その結果、ダークスポットの発生を効果的に抑制し、表示装置１００の信頼性を向上させることができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる表示装置の製造方法に関し、図９乃至図１２を用いて説明する。本実施形態では、可撓性を有する表示装置３００を製造する方法について記述する。第１実施形態と同様の構成については記述を省略することがある。

まず基板１９８上に基材１０２を形成する（図９（Ａ））。基板１９８は、基材１０２および基材１０２の上に形成される各素子を保持する機能を有し、そのための物理的強度、および各素子を形成するプロセスに対する耐熱性と化学的安定性を有する材料を基板１９８として用いることができる。具体的には、ガラスや石英、プラスチック、金属、セラミックなどを用いることができる。好ましくは後述する光照射プロセスで用いる光を透過する材料を用いる。基板１９８は支持基板とも呼ばれる。

基材１０２は第１実施形態で述べたものと同様の材料を含むことができ、具体的にはポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボナートのような高分子材料を使用することができる。基材１０２は上述した湿式成膜法、あるいはラミネート法によって形成することができる。なお、可撓性の表示装置３００を製造するため、基材１０２は単独で可撓性を有する程度の厚さで形成する。

基材１０２上には、第１実施形態と同様に、アンダーコート１２０を介してトランジスタ２２０、２２２、２２４が形成される。その後トランジスタ２２０、２２２、２２４上に層間膜１３６、平坦化膜１４８を形成し（図９（Ｂ））、さらにトランジスタ２２０のソース・ドレイン１４０に達する開口部を平坦化膜１４８に形成する。なお、図９（Ｂ）には、第１実施形態同様、水分遮断構造１８４のための開口部１５２が設けられるが、この水分遮断構造１８４の導入は任意である。

その後、接続電極１５４と電源線１５６、およびこれらの上の絶縁膜１６２を形成する。絶縁膜１６２には平坦化膜１４８の表面の一部を露出するための開口部１８２、ならびに電源線１５６と重なる開口部が設けられるが、前者の形成は任意であり、設けなくてもよい。その後絶縁膜１６２上に第１の電極１６４を形成する（図９（Ｂ）。

第１実施形態と同様、第１の電極１６４上に隔壁１６６を形成し、さらに第１の電極１６４と隔壁１６６に重なるようにＥＬ層１６８、第２の電極１７０を順次形成して発光素子２４０を形成する（図１０（Ａ））。

次に図１０（Ｂ）に示すように有機層１８０を第２の電極１７０上に形成する。有機層１８０は、略平坦な上面を与えるように形成することが好ましく、特に発光素子２４０と、そのＥＬ層１６８に覆われている隔壁１６６上では平坦な上面を与えるように形成することが好ましい。この場合、隔壁１６６ならびに第２の電極１７０は有機層１８０に覆われる。なお図１０（Ｂ）では、第２の電極１７０が有機層１８０に完全に覆われるような実施形態を示しているが、第２の電極１７０が一部露出するように有機層１８０を形成してもよい。

次に図１１（Ａ）に示すように、有機層１８０を除去する。有機層１８０の除去はプラズマ処理によって行うことができる。その後図１１（Ｂ）に示すように、パッシベーション膜１９０を形成する。

その後、レーザー光源やフラッシュライトなどを利用して基材１０２に対して光を照射する。これにより、基材１０２と基板１９８の接着性を低下させることができる。好ましくは基板１９８側から光を照射する。その後図１１（Ｂ）の矢印で示した界面、すなわち基材１０２と基板１９８の界面に沿って基板１９８を分離し、図１２に示す本発明の一実施形態である表示装置３００を得ることができる。

本実施形態の表示装置３００も、第１実施形態で示した作製方法が適用される。すなわち、有機層１８０を第２の電極１７０上に形成して隔壁１６６上の第２の電極１７０を覆い、その後プラズマ処理によって有機層１８０を除去する。このため、表示装置３００の一部、例えば隔壁１６６とその上に形成されたＥＬ層１６８や第２の電極１７０が損傷しても、損傷部２５０を整形して明確な構造を有する凹部２５２へ再構築することができる。そしてパッシベーション膜１９０を形成することにより、損傷部２５０の側面と底面を例えば第１の層１９２で用いられる無機材料で覆うことができる。したがって、外部からの不純物の侵入を効果的に抑制することができ、ダークスポットの発生を抑制し、その結果、信頼性の高い表示装置を与えることができる。

（第３実施形態）
第１実施形態で述べたように、本発明に係る実施形態の作製方法用いることで、隔壁１６６上に生じた損傷部２５０を整形して明確な構造を有する凹部２５２へと再構築することができ、その結果、信頼性の高い表示装置を得ることができる。したがって、第１、第２実施形態で示した表示装置１００、３００の作製方法によって作製され、かつ、損傷部２５０が整形された表示装置も本発明の一実施形態である。その一例を図１３に表示装置４００として示す。

図１３に示すように、表示装置４００は基材１０２を有し、その上に発光素子２４０を有している。発光素子２４０は第１の電極１６４と第２の電極１７０、およびそれに挟まれたＥＬ層１６８を有している。表示装置４００はさらに、第１の電極１６４の端部を覆い、第１の電極１６４と重なる開口部を有する隔壁１６６を有しする。

この隔壁１６６は一部抉られた構造である凹部２５２を有している。凹部２５２は発光領域（ＥＬ層１６８と第１の電極１６４が直接接する領域）とは重ならない領域に位置する。凹部２５２の側面と底面は基材１０２の上面に対してそれぞれ略垂直、平行であり、かつ、パッシベーション膜１９０の第１の層１９２に覆われている。第１の層１９２は第１実施形態で述べたように無機絶縁物を含んでもよい。

パッシベーション膜１９０はさらに第２の層１９４と第３の層１９６を有している。第２の層１９４は第１実施形態で述べたように有機絶縁物を含むことができ、第３の層１９６は無機絶縁物を含むことができる。

図１３では、凹部２５２は電源線１５６とそれに隣接する画素１０６の間に存在するように図示されているが、本実施形態の表示装置４００はこのような形態に限られず、凹部２５２は表示領域１０４の任意の画素１０６とそれに隣接する画素１０６の間に存在していてもよい。

本実施形態の表示装置４００では、隔壁１６６、および発光素子２４０はいずれも三層の構造を有するパッシベーション膜１９０に覆われているため、外部から発光素子２４０への不純物の侵入が効果的に防がれている。その結果ダークスポットの発生が大幅に抑制され、表示装置４００は向上した信頼性を有する。

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の表示装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

本明細書においては、開示例として主にＥＬ表示装置の場合を例示したが、他の適用例として、その他の自発光型表示装置、液晶表示装置、あるいは電気泳動素子などを有する電子ペーパ型表示装置など、あらゆるフラットパネル型の表示装置が挙げられる。また、中小型から大型まで、特に限定することなく適用が可能である。

上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

１００：表示装置、１０２：基材、１０４：発光領域、１０６：画素、１１０：駆動回路、１１２：配線、１１４：端子、１１６：ＩＣチップ、１２０：アンダーコート、１２２：半導体膜、１２４：半導体膜、１２６：半導体膜、１２８：ゲート絶縁膜、１３０：ゲート、１３２：ゲート、１３４：ゲート、１３６：層間膜、１３８：ソース・ドレイン、１４０：ソース・ドレイン、１４２：ソース・ドレイン、１４４：ソース・ドレイン、１４６：ソース・ドレイン、１４８：平坦化膜、１５０：開口部、１５２：開口部、１５４：接続電極、１５６：電源線、１５８：容量電極、１６０：補助配線、１６２：絶縁膜、１６４：第１の電極、１６６：隔壁、１６８：ＥＬ層、１７０：第２の電極、１８０：有機層、１８２：開口部、１８４：水分遮断構造、１８６：コンタクト部、１９０：パッシベーション膜、１９２：第１の層、１９４：第２の層、１９６：第３の層、１９８：基板、２００：マスク、２０２：開口部、２１０：マスク、２１２：開口部、２２０：トランジスタ、２２２：トランジスタ、２２４：トランジスタ、２３０：容量、２４０：発光素子、２５０：損傷部、２５２：凹部、３００：表示装置、４００：表示装置

Claims (15)

1. 第１の電極を形成し、
   前記第１の電極の端部を覆い、前記第１の電極と重なる開口部を有する第１の絶縁膜を形成し、
   前記第１の電極と前記第１の絶縁膜の上にＥＬ層を形成し、
   前記ＥＬ層の上に第２の電極を形成し、
   前記第２の電極の上に前記第１の絶縁膜と重なるように第２の絶縁膜を形成し、
   前記第２の電極が露出するように前記第２の絶縁膜を異方性を有するプラズマ処理により除去し、
   前記第２の電極の上に封止膜を形成することを含む、表示装置の作製方法。
2. 第１の電極を形成し、
   前記第１の電極の端部を覆い、前記第１の電極と重なる開口部を有する第１の絶縁膜を形成し、
   前記第１の電極と前記第１の絶縁膜の上にＥＬ層を形成し、
   前記第１の絶縁膜と接するように、前記第１の絶縁膜と蒸着源の間に、開口部を有するマスクを設置し、
   前記マスクの開口部を通して前記ＥＬ層の上に第２の電極を形成し、
   前記第２の電極の上に前記第１の絶縁膜と重なるように第２の絶縁膜を形成し、
   前記第２の電極が露出するように前記第２の絶縁膜を異方性を有するプラズマ処理により除去し、
   前記第２の電極の上に封止膜を形成することを含む、表示装置の作製方法。
3. 前記第２の絶縁膜は、前記第１の絶縁膜を覆うように形成する、請求項１または２に記載の作製方法。
4. 前記第２の絶縁膜は、前記第１の絶縁膜の上で平坦な上面を有するように形成する、請求項１または２に記載の作製方法。
5. 前記プラズマ処理は酸素を含有するガスの存在下で行う、請求項１または２に記載の作製方法。
6. 前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜は有機化合物を有する、請求項１または２に記載の作製方法。
7. 前記有機化合物はアクリル樹脂を含む、請求項６に記載の作製方法。
8. 前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜は同一の材料を含む、請求項１または２に記載の作製方法。
9. 前記封止膜は、
   無機化合物を含む第１の層と、
   前記第１の層の上に位置し、有機化合物を含む第２の層と、
   前記第２の層の上に位置し、無機化合物を含む第３の層を有する、請求項１または２に記載の作製方法。
10. 第２の絶縁膜は、前記マスクとの接触によって生じる前記第１の絶縁膜の損傷部を覆うように形成する、請求項２に記載の作製方法。
11. 前記損傷部は凹部を有し、
    前記第２の絶縁膜は、前記凹部を埋めるように形成する、請求項１０に記載の作製方法。
12. 前記第２の絶縁膜を除去する時に前記第１の絶縁膜の一部を除去する、請求項２に記載の作製方法。
13. 前記第２の絶縁膜の一部が前記凹部に残存するように前記第２の絶縁膜を除去する、請求項１１に記載の作製方法。
14. 第１の電極と、
    前記第１の電極を覆い、前記第１の電極と重なる開口部、ならびに凹部を有する第１の絶縁膜と、
    前記第１の電極と前記第１の絶縁膜の上のＥＬ層と、
    前記ＥＬ層の上の第２の電極と、
    前記第２の電極の上の封止膜を有し、
    前記封止膜は、
    前記凹部を覆い、無機化合物を有する第１の層と、
    前記第１の層の上に位置し、有機化合物を含む第２の層と、
    前記第２の層の上に位置し、無機化合物を含む第３の層を含み、
    前記第１の層は前記凹部の側壁と底面と接する表示装置。
15. 前記凹部は、前記ＥＬ層と前記第１の電極が互いに接する領域と重ならない、請求項１４に記載の表示装置。
    
    

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