(57)【要約】【課題】導電膜等を形成するときに発生する塵の問題を解決する。【解決手段】基板上に設けられたトランジスタを埋設する絶縁層を形成し、絶縁層上にトランジスタと電気的に接続される第１電極を形成し、第１電極の周縁部を覆い第１電極の内側領域を露出させる開口部を有する隔壁層を形成し、第１電極上に有機エレクトロルミネセンス材料を含む有機層を形成し、隔壁層及び有機層上に第２電極を形成し、第２電極上に封止層を形成する、工程を含む。第２電極の形成は、第２電極の目標膜厚より薄い膜厚の電極層を成膜段階と、電極層の形成段階の終了後の待機段階とを含み、成膜段階と待機段階とを目標膜厚に達するまで繰り返し行われる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられたトランジスタを埋設する絶縁層を形成し、
前記絶縁層上に前記トランジスタと電気的に接続される第１電極を形成し、
前記第１電極の周縁部を覆い、前記第１電極の内側領域を露出させる開口部を有する隔壁層を形成し、
前記第１電極上に有機エレクトロルミネセンス材料を含む有機層を形成し、
前記隔壁層及び前記有機層上に第２電極を形成し、
前記第２電極上に封止層を形成する、工程を含み、
前記第２電極の形成は、前記第２電極の目標膜厚より薄い膜厚の電極層を成膜段階と、前記電極層の形成段階の終了後の待機段階とを含み、前記成膜段階と前記待機段階とを前記目標膜厚に達するまで繰り返し行うこと、を特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記成膜段階において成膜される電極層の膜厚を一定として、前記成膜段階と前記待機段階とを前記目標膜厚に達するまで繰り返し行う、請求項１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記成膜段階において成膜される電極層の膜厚及び組成を一定として、前記成膜段階と前記待機段階とを前記目標膜厚に達するまで繰り返し行う、請求項１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記成膜段階において成膜される電極層を、透明導電膜で形成する、請求項１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記透明導電膜が、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛、アルミニウムが添加された酸化亜鉛、ガリウムが添加された酸化亜鉛から選ばれた一種である、請求項４に記載の表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記第２電極を、スパッタリング法で作製する、請求項１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記成膜段階のスパッタ圧に対し前記待機段階の圧力が低い、請求項６に記載の表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記待機段階で真空排気が行われる、請求項７に記載の表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２電極を形成する前記成膜段階が、スパッタリング装置において複数の前記基板ごとに逐次行われる、請求項１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第２電極を形成する前記成膜段階が、成膜される電極層の積算膜厚が一定水準になるまで、複数の前記基板ごとに逐次行われる、請求項９に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記一定水準に達したとき、前記スパッタリング装置においてクリーニング処理が行われる、請求項１０に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記クリーニング処理が、記スパッタリング装置に装着されたスパッタリングターゲットのクリーニング処理である、請求項１１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記クリーニング処理が、前記スパッタリングターゲットの非エロージョン領域に付着した異物を除去する処理である、請求項１２に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記クリーニング処理が、前記スパッタリングターゲットの裏面に配置されたマグネットの揺動範囲を非エロージョン領域にまで広げる処理である、請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置、表示装置の製造方法に関する。本明細書で開示される発明の一実施形態は、表示装置の製造に適用され得る導電膜（素子を構成する電極を形成する導電膜を含む）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子の一種として、有機エレクトロルミネセンス材料（以下、「有機ＥＬ材料」ともいう。）を用いた有機エレクトロルミネセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」ともいう。）が知られている。有機ＥＬ素子は、第１電極（陽極）、有機層、第２電極（陰極）が積層された構造を有する。画素に有機ＥＬ素子が配置された表示装置は、画素から出射される光の方向によってボトムエミッション型とトップエミッション型に分類される。トップエミッション型の表示装置は、有機層の上面に設けられる電極、例えば第２電極（陰極）が酸化インジウムスズ等の透明導電膜で作製される。
【０００３】
有機ＥＬ素子において、有機層の上部に設けられる第２電極（陰極）を光の出射面とする場合、第２電極（陰極）は単に透光性が高いこののみでなく、透明導電膜の形成時に下地面に当たる有機層にダメージが及ばないことが求められる。酸化インジウムスズ等の透明導電膜はスパッタリング法によって作製される。有機ＥＬ素子の電極をスパッタリング法で作製するに際しては、プラズマによって生成されるイオンや高エネルギー電子により有機層にダメージが及ばないように、成膜条件に工夫がされている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０９５３３８号公報
【特許文献２】特開２０１２−０１２６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
有機ＥＬ素子で画素が形成される表示装置は、有機ＥＬ素子が水分等により劣化しないように、画素が配列する領域に封止層が設けられている。封止層にピンホール、亀裂、あるいは膜の欠損による欠陥があると、当該欠陥部分から水分が浸入して有機層が劣化する。封止層に欠陥が形成される原因は様々である。例えば、下地面に製造工程で付着した塵が付着していると、封止層に欠陥が生成する原因となる。表示装置においては、有機ＥＬ素子を形成する段階、特にスパッタリング法で電極となる導電膜を形成する段階の発塵対策は重要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態による表示装置の製造方法は、基板上に設けられたトランジスタを埋設する絶縁層を形成し、絶縁層上にトランジスタと電気的に接続される第１電極を形成し、第１電極の周縁部を覆い第１電極の内側領域を露出させる開口部を有する隔壁層を形成し、第１電極上に有機エレクトロルミネセンス材料を含む有機層を形成し、隔壁層及び有機層上に第２電極を形成し、第２電極上に封止層を形成する、工程を含む。第２電極の形成は、第２電極の目標膜厚より薄い膜厚の電極層を成膜段階と、電極層の形成段階の終了後の待機段階とを含み、成膜段階と待機段階とを目標膜厚に達するまで繰り返し行う。
【０００７】
本発明の一実施形態による表示装置は、基板上に設けられたトランジスタを埋設する絶縁層と、絶縁層上でトランジスタと電気的に接続される第１電極と、第１電極の周縁部を覆い第１電極の内側領域を露出させる開口部を有する隔壁層と、第１電極上の有機エレクトロルミネセンス材料を含む有機層と、隔壁層及び有機層上の第２電極と、第２電極上の封止層とを含み、第２電極は、同じ組成を有する複数の導電層が積層された構造を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る表示装置の画素の構成を示す断面図である。
【図３】異物の生成メカニズムを説明する図である。
【図４】スパッタリングターゲットの非エロージョン領域と、当該非エロージョン領域に付着する生成物を電子顕微鏡で観察した結果を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る表示装置の製造工程を説明する断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る表示装置の製造工程を説明する断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る表示装置の製造工程を説明する断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る表示装置の製造工程を説明する断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る表示装置の製造工程を説明するフローチャート図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る表示装置の製造工程を説明するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の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。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号（又は数字の後にａ、ｂなどを付した符号）を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。
【００１０】
本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含む。すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）においてある部材又は領域との間に別の構成要素が含まれている場合も含む。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、断面視においては、第１基板に対して第２基板が配置される側を「上」又は「上方」といい、その逆を「下」又は「下方」として説明する。
【００１１】
［第１の実施形態］
本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を図１及び図２に示す。図１は表示装置１００の斜視図を示し、図２が画素の断面図を示す。
【００１２】
図１において、表示装置１００は、基板１０２の一主面に画素部１０４、第１駆動回路１６０、第２駆動回路１６２ａ、１６２ｂ、及び端子部１６４が設けられている。画素部１０４は、行方向及び列方向に複数の画素１０６が配列され、表示装置１００において表示画面を形成する。第１駆動回路１６０は、例えば、映像信号線に映像信号を出力する映像信号線駆動回路である。第２駆動回路１６２ａ、１６２ｂは、例えば、走査信号線に走査信号を出力する走査信号線駆動回路である。カバー材１６６は、画素１０６の保護部材として用いられ、画素部１０４の略一面を覆うように配設される。
【００１３】
図２は、このような表示装置１００における画素１０６の断面構造を示す。画素１０６は、少なくとも一つのトランジスタ１０８、有機ＥＬ素子１１０、容量素子（例えば、第１容量素子１１２ａ、第２容量素子１１２ｂ）を含む。画素１０６は、基板１０２の一主面に絶縁層を介してトランジスタ１０８及び有機ＥＬ素子１１０が積層された構造を有する。画素１０６は、少なくとも一つのトランジスタ１０８が有機ＥＬ素子１１０と電気的に接続されている。トランジスタ１０８はゲートに印加される映像信号によってソース・ドレイン間を流れる電流（ドレイン電流）が制御される。有機ＥＬ素子１１０は、このドレイン電流によって発光強度が制御される。第１容量素子１１２ａはトランジスタ１０８のゲート−ソース間電圧を保持し、第２容量素子１１２ｂは有機ＥＬ素子１１０に流れる電流量を調整するために適宜設けられる。
【００１４】
トランジスタ１０８及び有機ＥＬ素子１１０が配置される基板１０２の一主面には、下地絶縁層１１４が設けられる。トランジスタ１０８は、下地絶縁層１１４の上に設けられる半導体層１１６、ゲート絶縁層１１８及びゲート電極１２０が積層された構造を有する。半導体層１１６は、非晶質シリコン又は多結晶のシリコン、若しくは金属酸化物等の半導体である。半導体層１１６はゲート絶縁層１１８によってゲート電極１２０と絶縁される一方、第１絶縁層１２２を介して設けられるソース・ドレイン電極１２４とは直接接触するように設けられる。第１絶縁層１２２は、ゲート電極１２０とソース・ドレイン電極１２４を電気的に分離する層間絶縁膜として設けられる。第１絶縁層１２２上には、トランジスタ１０８及びトランジスタ１０８と電気的に接続されるソース・ドレイン電極１２４を埋設するように、第２絶縁層１２６が設けられる。第２絶縁層１２６は、半導体層１１６、ゲート電極１２０及びソース・ドレイン電極１２４等による凹凸を埋め込み、表面を平坦化する平坦化膜として用いられる。第１絶縁層１２２は、酸化シリコン膜、窒酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等の無機絶縁膜で形成される。第２絶縁層１２６は、ポリイミド、アクリル等の有機絶縁膜で形成される。
【００１５】
第２絶縁層１２６の上面側に有機ＥＬ素子１１０が設けられる。有機ＥＬ素子１１０は、第１電極１３０、有機層１３２及び第２電極１３４が積層された構造を有する。第１電極１３０は、第２絶縁層１２６を貫通するコンタクトホール１３６ａを介してソース・ドレイン電極１２４と電気的に接続される。有機ＥＬ素子１１０は２端子素子であり、第１電極１３０と第２電極１３４との間に印加される電圧の大小によって発光が制御される。第１電極１３０は、画素毎に個別に電位が制御され、第２電極１３４は複数の画素間で共通の電位が印加される。第１電極１３０は画素毎に配設されるのに対し、画素１０６が設けられる領域の略全体に亘る一つの電極として配設される。
【００１６】
第１容量素子１１２ａは、ゲート絶縁層１１８を誘電体として用い、半導体層１１６と第１容量電極１３８が重畳する領域に形成される。第２容量素子１１２ｂは、第１電極１３０と、この第１電極１３０に重畳して設けられる第２容量電極１４０、及び第１電極１３０と第２容量電極１４０の間に設けられる第３絶縁層１２８を誘電体として用いた構造を有する。
【００１７】
第２絶縁層１２６上には、第１電極１３０の周縁部を覆い内側領域を露出する隔壁層１４２が設けられる。有機層１３２は、隔壁層１４２から露出する第１電極１３０上に設けられる。詳細には、有機層１３２は、隔壁層１４２の開口部において第１電極１３０と接するように設けられ、さらに隔壁層１４２の表面に沿って設けられる。第２電極１３４は、有機層１３２及び隔壁層１４２の上面を覆うように設けられる。隔壁層１４２は、第１電極１３０を露出する開口端において、滑らかな段差を形成するために有機樹脂材料で形成される。有機樹脂材料としては、アクリルやポリイミドなどが用いられる。
【００１８】
有機層１３２は、低分子系又は高分子系の有機ＥＬ材料を含む層である。低分子系の有機ＥＬ材料を用いる場合、有機層１３２は有機ＥＬ材料を含む発光層に加え、当該発光層を挟むようにキャリア注入層（正孔注入層、電子注入層）、キャリア輸送層（正孔輸送層、電子輸送層）等が適宜設けられる。例えば、有機層１３２は、発光層を正孔注入層と電子注入層とで挟んだ構造とされる。また、有機層１３２は、正孔注入層と電子注入層に加え、正孔輸送層、電子輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層などを適宜付加される。有機層１３２は、複数の層が積層される場合でも、合計膜厚は１００ｎｍ乃至２００ｎｍ程度である。
【００１９】
本実施形態において、有機ＥＬ素子１１０は、有機層１３２で発光した光を第２電極１３４側に放射する、いわゆるトップエミッション型の構造を有するものとする。そのため、第１電極１３０は有機層１３２で発光した光を反射するように、金属膜又は金属膜を含む層により構成される。例えば、第１電極１３０は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）等の光反射性の金属層によって構成される。また、第１電極１３０は、酸化インジウムスズ（以下、「ＩＴＯ」ともいう。）、酸化インジウム亜鉛（以下、「ＩＺＯ」ともいう。）、アルミニウムが添加された酸化亜鉛（以下、「ＡＺＯ」ともいう。）、ガリウムが添加された酸化亜鉛（以下、「ＧＺＯ」ともいう。）等の透明導電膜と金属膜との積層構造を有する。
【００２０】
一方、第２電極１３４は、有機層１３２で発光した光を外側へ出射させるため、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ等の透明導電膜で形成されることが好ましい。第２電極１３４は複数の画素に亘って形成されるため透光性のみでなく、低抵抗（シート抵抗が低いこと）であることが求められる。例えば、第２電極１３４のシート抵抗は、１０Ω／□以下、好ましくは５Ω／□以下であることが望ましいとされる。第２電極１３４のシート抵抗を低減するには膜厚を大きくすれば良い。しかし、第２電極１３４を厚膜化すると透過率が低下する問題がある。そのため、第２電極１３４は、好適な範囲として１００ｎｍから３００ｎｍ、例えば２００ｎｍの膜厚となるように形成される。
【００２１】
封止層１４４は、第２電極１３４の上面に設けられる。封止層１４４は、有機ＥＬ素子１１０への水分の浸入を防ぐ保護膜である。そのため封止層１４４は、水蒸気透過率の低い無機絶縁膜が用いられる。例えば、封止層１４４として、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等の無機絶縁膜が用いられる。封止層１４４として用いられる無機絶縁膜の膜厚は、０．５μｍから１０μｍ、好ましくは２μｍから５μｍの範囲である。封止層１４４は、厚膜化した方が水蒸気等に対するバリア性は向上するが、特に短波長帯域での光透過率が低下するため、上述の範囲とすることが好ましい。
【００２２】
また、封止層１４４は、無機絶縁膜と有機樹脂膜とが交互に積層された構造を有していてもよい。有機樹脂膜は、硬化前における組成物の流動性を利用して、下地面の凹凸を埋設し平坦な表面が得られる。したがって、無機絶縁膜と有機樹脂膜とを交互に積層することで水蒸気等のバリア性を高めることができる。この場合、有機樹脂膜の膜厚は１μｍから１０μｍの範囲、例えば２μｍから５μｍの厚さとすることが好ましい。
【００２３】
封止層１４４を緻密な膜で形成し、あるいは無機絶縁膜と有機樹脂膜とを組み合わせて下地面の凹凸に対して冗長性のある構造としても、下地面に封止層１４４で被覆できない大きさの異物等が存在すると、封止性能は低下する。例えば、封止層１４４の下地面に相当する第２電極１３４に大きな異物が付着していると、封止層１４４に欠陥が形成される。例えば、封止層１４４の下地面に０．５μｍの異物が付着していても、封止層１４４として５μｍの膜厚の無機絶縁膜が形成されれば、当該異物を埋設して水蒸気等に対するバリア性を維持することは可能である。しかし、異物の大きさが封止層１４４の膜厚と同程度かそれ以上の大きさである場合には、当該異物を埋設することができず封止層１４４に欠陥が出来てしまう。
【００２４】
封止層１４４の下地面に当たる第２電極１３４は、ＩＴＯ等の金属酸化物の焼結体をターゲットとして用いるスパッタリング法によって作製される。以下においては、スパッタリング法というときは特に断りのない限り、マグネトロンスパッタリング法であるものとする。マグネトロンスパッタリング法では、スパッタリングターゲットの裏面に配置された永久磁石等により、スパッタリングターゲット表面に磁界を生成し、プラズマで発生した二次電子をローレンツ力で捉え、サイクロイドまたはトロコイド運動させることによりスパッタガスとのイオン化衝突の頻度を増大させ、ターゲット付近に高密度プラズマを生成させてスパッタリングを行う方法である。
【００２５】
スパッタリング法による成膜工程では、異物（パーティクルとも呼ばれる。）の発生を抑制するために、スパッタリングターゲット材の仕様及び成膜条件の最適化が図られる。例えば、ＩＴＯのスパッタリングターゲットにおいては、焼結体の高密度化を図ることで低ノジュール化を図り、ノジュールが原因となる異物の発生を抑えている。
【００２６】
しかしながら、こうした対策によっても、有機ＥＬ素子を用いた表示装置１００の製造工程においては十分ではない。基板に付着した異物は洗浄により除去することもできる。しかし、有機ＥＬ材料を含む有機層１３２は水分によって劣化するので、有機層１３２を形成した後は有効な洗浄処理を行うことができない。そのため第２電極１３４を作製するときに発生する異物の管理は極めて重要となる。特に、第２電極１３４の作製工程において、封止層１４４で埋設出来ないような大きさの異物が発生しないようにする必要がある。
【００２７】
本発明の一実施形態においては、スパッタリングによる成膜と真空排気とを交互に行う間欠的な成膜法を採用する。すなわち、本発明の一実施形態に係る成膜法は、スパッタリングによる成膜の持続時間は、パーティクルが大きく成長しない時間内とし、１回のスパッタリング成膜ごとに、真空排気（スパッタ圧からの減圧処理）を行うことを要旨とする。例えば、１回の成膜時間を、５μｍ以上のパーティクルが成長しない時間内に設定し、複数回に分けて目標膜厚になるまで成膜処理を行うこと、１回の成膜処理と次の成膜処理との間にインターバルを置いて、当該インターバル期間において真空排気を行うようにして、スパッタリングによる成膜を行う。このような間欠的な成膜を行うことで、スパッタリング法によって薄膜を形成する場合において、被形成面へのパーティクル（基板面において異物として観測される物）の付着を低減することができる。
【００２８】
なお、本実施形態では、パーティクルのサイズを５μｍと規定したが、この値は封止層の膜厚との関係で適宜変更されてもよい。すなわち、封止層の膜厚と同程度かそれ以上の大きさのパーティクルが生成されないように、成膜時間又は成膜条件を設定すればよい。
【００２９】
ＩＺＯ膜が成膜された基板上に付着している異物の分析を行った。その結果、ＩＺＯが成膜された基板上には、丸みを帯びた形状の異物と、角張った形状の異物の、少なくとも２種類の形態の異なる異物が存在することが判明した。第１の異物は長さ６μｍ程度で表面に丸みを帯びた異形の異物である。第１の異物は、異物に中核部分と外皮部分とが含まれる。（１）中核部分及び（２）外皮部分から共に、インジウム（Ｉｎ）及び亜鉛（Ｚｎ）が検出され、この異物がスパッタリングターゲットに由来する酸化インジウム亜鉛であることが推察される。これは、異物が、スパッタリングターゲットから飛散した酸化インジウム亜鉛を核として、その表面にスパッタリングで飛翔する酸化インジウム亜鉛の成分が非晶質状態で付着したものであることが推察される。一方、第２の異物は、角張った形状の異物である。この角張った形状の異物も、長手方向に６μｍ程度の長さを有するＬサイズの異物である。
【００３０】
２種類の異物の発生原因を、図３を参照して説明する。図３は、スパッタリング装置のチャンバ内の構造を模式的に示し、バッキングプレート１４６に固定されたスパッタリングターゲット１４８と、これに対向して基板ホルダー１５１に固定された基板１５２と、両者の間でグロー放電プラズマ１５４が生成される態様を示す。図３で示すように、スパッタリングターゲット１４８から飛散したパーティクル１５６は、チャンバ内（特に、スパッタリングターゲット１４８と基板１５２の間の空間）に浮遊している。そして、チャンバ内のパーティクル１５６は、グロー放電プラズマ１５４の中で浮遊しながらスパッタ粒子１５５が付着して成長し大粒径化する。これが基板１５２に付着すると、丸みを帯びた形状の異物として観察される。このため、丸みを帯びた形状の異物は、酸化インジウム亜鉛からなる結晶性の中核部の外皮に、非晶質性の酸化インジウム亜鉛が付着した形態を有する。外皮に相当する部分は、スパッタリングされたターゲット成分の堆積物であるので、パーティクルの表面は丸みを帯びる。すなわち、チャンバ内を浮遊し、成長して大粒径化したパーティクル１５６の一部は、基板の被成膜面に達し付着し、これがＬサイズの異物として観察されるものと考えられる（第１のモード）。
【００３１】
第１のモードに基づけば、１回当たりの堆積膜厚を小さくし、複数回の成膜を間欠的に繰り返すと共に、各成膜間の待機時間において真空引きを行うことは有効である。成膜を間欠的に行うことで、異物が大きく成長する前にスパッタリングによる成膜が止められ、チャンバを真空排気することでスパッタガスと共に浮遊する異物が排出されるため、基板に付着するＬサイズの異物を減少できると推察される。
【００３２】
一方、成膜を間欠的に行ったとしても、各成膜間の待機時間でスパッタ圧を保ったままであると、チャンバ内に浮遊する異物はそのまま留まるので、基板に付着するＬサイズの異物の数を効果的に減少できないと考えられる。
【００３３】
スパッタリング法による成膜工程において、スパッタリング装置のチャンバにスパッタガスを導入し、スパッタリングターゲットに電力を印加して基板上に薄膜を形成する第１の成膜段階と、スパッタリングターゲットに印加する電力を遮断して、チャンバ内のスパッタガスを排気して真空状態を保持する保持期間と、再びチャンバ内にスパッタガスを導入し、スパッタリングターゲット電力を印加して基板上に薄膜を形成する第２の成膜段階と、を含むように成膜を行うことで、基板に付着する粒径の大きい異物の数を減らすことができる。
【００３４】
このような間欠的な成膜法は、積算膜厚を管理し、積算膜厚が一定の範囲内で行われることが好ましい。
【００３５】
一方、角張った形状の異物は、丸みを帯びた形状の異物とは、発生原因及び発生場所が異なっている。図４は、スパッタリングターゲットの模式図を示す。スパッタリングターゲットは、スパッタリング現象により構成元素がスパッタされて消耗するエロージョン領域１４９と、スパッタリングされない非エロージョン領域１５０とを有する。非エロージョン領域１５０は、実質的にイオンが入射せず、スパッタリング成膜時の生成物１５８が堆積する。
【００３６】
図４図４基板に付着する角張った形状の異物は、図３スパッタリングターゲットの非エロージョン領域１５０に堆積した生成物が飛散し、基板１５２に付着したものであると推測される。非エロージョン領域１５０に堆積する生成物１５８は、積算膜厚と共に増加する。非エロージョン領域１５０に堆積する生成物１５８の厚みが一定範囲を超えてくると、非エロージョン領域１５０から飛散しやすい状況となり、基板１５２に付着する割合が増加するものと考えられる（第２のモード）。
【００３７】
第２のモードで発生する異物は、スパッタリングターゲットの非エロージョン領域１５０に堆積する生成物を取り除くことで、減少させることができる。スパッタリングターゲットの非エロージョン領域１５０に堆積する異物は、クリーニングにより除去することが可能である。スパッタリングターゲットの非エロージョン領域１５０に付着した生成物は、スパッタリング装置のチャンバを大気開放して、直接的に除去することが可能であるが、この方法では生産性が著しく低下する。そこで、本発明の一実施形態は、非エロージョン領域１５０においてもスパッタリングが生じるように、グロー放電プラズマの範囲を広げることでクリーニングを行う。具体的には、ムービングマグネット方式のマグネトロンスパッタリング装置の場合、成膜時におけるマグネット１４７の揺動範囲１５３ａに対し、クリーニング時におけるマグネット１４７の揺動範囲１５３ｂを非エロージョン領域１５０まで拡張することでクリーニングを行う。このようなクリーニング方法によれば、チャンバ内でその場（ｉｎ−ｓｉｔｕ）でクリーニングを行うことができる。
【００３８】
このように、間欠的に成膜を行う場合において、積算膜厚を管理することによっても、異物の基板への付着を抑制することができる。すなわち、スパッタリング法による成膜工程において、目標膜厚に達する迄の成膜を１回の成膜時間をパーティクルが気相中で巨大に成長しない時間に区切って、複数回に分割して行い、各回を行うごとに真空排気の待機時間を設け、さらに積算膜厚を管理して、一定の膜厚に達したときにクリーニングを行うようにすることで、基板への異物の付着を防止することができる。
【００３９】
本実施形態において考察されるように、スパッタリング法による間欠的な成膜方法を、有機ＥＬ素子の第２電極の成膜工程に適用すれば、有機ＥＬ素子上に付着するＬサイズの異物の数を低減することができる。そのため、有機ＥＬ素子上に封止層を設ける場合において、異物の存在が原因となる封止層の欠陥を減少させることができる。これにより、有機ＥＬ素子の劣化を防ぐことができ、有機ＥＬ素子で画素が構成される表示装置においては、信頼性を向上させることができる。
【００４０】
［第２の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態で示す間欠的な成膜法を用いた表示装置１００の製造方法を図９で示すフローチャート、及び図５、図６、図７、図８で示す画素の断面図を参照して説明する。
【００４１】
基板１０２上にトランジスタを含む回路が作製され（図９で示すＳ２０２）、トランジスタを埋設する絶縁層が形成される。（図９で示すＳ２０４）。図５は、この段階にある画素１０６の断面図を示す。図５は、基板１０２の一主面に、下地絶縁層１１４、トランジスタ１０８（半導体層１１６、ゲート絶縁層１１８及びゲート電極１２０を含む構造）及び第１容量素子１１２ａ（第１容量電極１３８、ゲート絶縁層１１８、ソース・ドレイン電極１２４を含む構造）、第１絶縁層１２２、ソース・ドレイン電極１２４、第２絶縁層１２６が形成される。
【００４２】
トランジスタ１０８及び第１容量素子１１２ａは、第１の実施形態において図２を参照して説明したとおりである。図５は、画素１０６に含まれるトランジスタの一つを例示する。トランジスタを含む回路は、画素回路に限定されず、画素部の外側に設けられる駆動回路を含む。
【００４３】
トランジスタ１０８の上面には第１絶縁層１２２が形成される。第１絶縁層１２２は、単層又は複数の層で形成される。例えば、窒化シリコン膜と酸化シリコン膜とを積層して第１絶縁層１２２が形成される。このような第１絶縁層１２２は、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法によって作製される。第１絶縁層１２２には、半導体層１１６の一部を開口するコンタクトホール１３６ａが形成される。ソース・ドレイン電極１２４は、第１絶縁層１２２上において、コンタクトホール１３６ａの位置に合わせて形成される。さらに、第１絶縁層１２２上に、ソース・ドレイン電極１２４を埋設する第２絶縁層１２６が形成される。
【００４４】
第２絶縁層１２６は、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有機絶縁材料を用いて形成される。第２絶縁層１２６は、このような有機絶縁材料を用い、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、蒸着重合法を用いて基板１０２の略全面に形成される。第２絶縁層１２６は、１μｍ以上の厚さを有していることが好ましい。第２絶縁層１２６が有機絶縁材料を用いこのような厚さに形成されることにより、トランジスタ１０８、ソース・ドレイン電極１２４による凹凸を埋設し、平坦な表面が形成される。第２絶縁層１２６には、その後、ソース・ドレイン電極１２４の一部を開口するコンタクトホール１３６ａが形成される。
【００４５】
第２絶縁層１２６の上に第１電極１３０が形成される（図９で示すＳ２０６）。図６は、第２絶縁層１２６上に、第１電極１３０が形成される段階を示す。なお、第１電極１３０の作製に先立って、第２容量素子１１２ｂを形成する工程が含まれてもよい。画素１０６において、第２容量素子１１２ｂは省略されてもよいが、以下の説明では第２容量素子１１２ｂの形成工程を含む形で説明をする。
【００４６】
まず、第２絶縁層１２６の上面に第２容量電極１４０が形成される。そして、第２絶縁層１２６及び第２容量電極１４０を覆うように第３絶縁層１２８が形成される。第３絶縁層１２８は、窒化シリコン膜又は酸化シリコン膜で形成される。第３絶縁層１２８は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法により、第２絶縁層の略全面に形成される。第３絶縁層１２８が形成されると、コンタクトホール１３６ａの底面が第３絶縁層１２８によって被覆される。このため、第３絶縁層１２８にもコンタクトホール１３６ａと重畳するコンタクトホール１３６ｂを形成する。
【００４７】
第１電極１３０は、表示装置の各画素の配置に合わせて形成される。図６で示すように、ソース・ドレイン電極１２４と接接触する部分を含むように、第３絶縁層１２８上に第１電極１３０が形成される。第１電極１３０は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ等の透明導電膜で形成される。この場合、第１電極１３０の下層には、第２容量電極１４０が形成されている。第１電極１３０が透明導電膜で形成される場合、第２容量電極１４０が金属膜で形成されることで、光反射板として用いることができる。また、第１電極１３０は、金属膜、又は金属膜と透明導電膜とが積層されて形成されてもよい。具体的には、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）などの金属膜、あるいはこれらの合金を用いて第１電極１３０が形成される。または、このような金属膜と、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ等の透明導電膜との積層によって第１電極１３０が形成される。第１電極１３０の積層構造は任意であるが、例えば、第１電極１３０として、金属膜を透明導電膜で挟んだ積層構造（例えばＩＴＯ／Ａｌ／ＩＴＯ等）が形成される。第１電極１３０は、有機ＥＬ材料を含む有機層と接する面に、ＩＴＯ等の仕事関数の高い透明導電膜が設けられることで、有機膜に対する正孔注入性が向上する。
【００４８】
次いで、隔壁層１４２が形成される（図９で示すＳ２０８）。隔壁層１４２は、第１電極１３０の周縁部を覆い、内側領域を開口する絶縁層である。隔壁層１４２は、アクリル、ポリイミド等の有機絶縁材料を用いて形成される。隔壁層１４２が有機絶縁材料で形成されることで、第１電極１３０による段差、第２絶縁層１２６に形成されたコンタクトホール１３６ａに起因する段差を埋設することができる。隔壁層１４２の開口部の端部は、なだらかなテーパ形状を有するように形成することが好ましい。隔壁層１４２の開口端部が急峻な勾配を有すると、次の工程で作製される有機層、第２電極が段差により破断してしまう。しかし、隔壁層１４２の開口端部がなだらかなテーパ形状を有していると、有機層１３２、第２電極１３４の破断を防止することができる。
【００４９】
第１電極１３０の上面に有機層１３２が形成される（図９で示すＳ２１０）。図７は、有機層１３２が形成される段階を示す。有機層１３２は、少なくとも隔壁層１４２から露出する第１電極１３０の上面から隔壁層１４２の表面に沿って形成される。このように有機層１３２が形成されることにより、有機層１３２は確実に第１電極１３０の上面に配置される。有機層１３２は、真空蒸着法により形成される。有機層１３２は、有機ＥＬ材料を含む層であり、単層又は複数の層により形成される。例えば、有機層１３２は、キャリア注入層、キャリア輸送層、発光層、キャリアブロック層、など適宜を組み合わせて形成される。有機層１３２は、隣接する画素と有機ＥＬ材料が異なり、キャリア輸送層等の他の層が同じ構造を有するように形成されてもよい。これにより、隣接する画素同士で異なる発光色を得ることができ、カラー表示が可能となる。また、有機層１３２は、複数の有機ＥＬ材料の組み合わせにより白色光を出射するように形成されてもよい。
【００５０】
有機層１３２の上層側に第２電極１３４が形成される（図９で示すＳ２１２、Ｓ２１４）。図８は、第２電極１３４を形成する段階を示す。第２電極１３４は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ等の透明導電膜を、スパッタリング法を用いて形成される。第２電極１３４は、１００ｎｍから３００ｎｍ、例えば２００ｎｍの膜厚となるように形成される。この成膜工程は、第１の実施形態で説明されるように連続的に成膜するのではなく、第２電極１３４を形成する単位層の成膜（Ｓ２１２）を、目標膜厚に達するまで複数回繰り返して行われる（Ｓ２１４）。例えば、第２電極１３４は、１回の成膜で堆積される膜厚を１０ｎｍから６０ｎｍとし、第２電極１３４の目標膜厚に達するように成膜処理を複数回に分けて行われる。一つの事例として、第２電極１３４の目標膜厚を２００ｎｍとする場合、１回当たりの成長膜厚を５０ｎｍとし、４回に分けて成膜が行われる。
【００５１】
具体的には、図８の挿入図で示すように、第２電極１３４を、第１の電極層１３５ａの成膜段階、第２の電極層１３５ｂの成膜段階、第３の電極層１３５ｃの成膜段階及び第４の電極層１３５ｄの成膜段階に分けて形成される。第１の電極層１３５ａの成膜段階、第２の電極層１３５ｂの成膜段階、第３の電極層１３５ｃの成膜段階及び第４の電極層１３５ｄの各成膜段階は、同じ膜厚（一定の膜厚）を成膜するようにしてもよい。第１の電極層１３５ａの成膜段階、第２の電極層１３５ｂの成膜段階、第３の電極層１３５ｃの成膜段階及び第４の電極層１３５ｄの各成膜段階は、同じ組成の膜を同じ厚さで成膜するようにしてもよい。これにより各層のばらつきを低減することができる。この場合、各電極層の成膜段階は所定の時間を空けて離散的に行われる。ある成膜段階と次の成膜段階との間の期間は、スパッタリング装置のチャンバ内を真空排気して一定時間保持する待機段階が設けられる。すなわち、成膜段階のスパッタ圧に対して待機段階の圧力が低くなるようにする。これにより、第１の実施形態で説明したように、スパッタリング成膜工程で被成膜面に異物（特にＬサイズの大きさの異物）が付着するのを防ぐことができる。
【００５２】
なお、第１の電極層１３５ａ、第２の電極層１３５ｂ、第３の電極層１３５ｃ及び第４の電極層１３５ｄの成膜処理は不連続に行われるが、いずれの層も組成は同一であるため、各層の界面が明確に識別されるとは限らない。しかしながら、チャンバ内の残留気体を構成する元素である炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）の少なくとも一種において、デルタ関数的な分布が含まれ得る。
【００５３】
その後、第２電極１３４上に封止層１４４が形成される（Ｓ２１６）。図２を参照して説明したように、封止層１４４は、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等の無機絶縁膜を用いて形成される。封止層１４４として用いられる無機絶縁膜の膜厚は、０．５μｍ乃至１０μｍ、好ましくは２μｍから５μｍの範囲である。封止層１４４は、厚膜化した方が水蒸気等に対するバリア性は向上するが、特に短波長帯域での光透過率が低下するため、上述の範囲とすることが好ましい。
【００５４】
第２電極１３４を複数回の段階に分けて成膜をすることにより、封止層１４４の下地面には不良の異物の数が低減される。そのため、封止層１４４によって画素１０６に設けられる有機ＥＬ素子１１０は封止層１４４によって確実に保護される。また、封止層１４４の不良原因となる、Ｌサイズの大きさの異物が低減されることにより、封止層１４４自体を薄膜化することも可能となり、有機ＥＬ素子１１０からの出射される光の減衰を抑制することができる。
【００５５】
封止層１４４の上面には、カバー材が設けられてもよい。カバー材は、透光性を有するガラス又はプラスチックの板状部材で形成することができる。カバー材１６６には、画素の配置に合わせて、カラーフィルタ層や遮光層が設けられていてもよい。カラーフィルタ層は、隣接する画素毎に異ならせ、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。遮光層とカラーフィルタ層とは下地膜を介して対向基板に設けても良いし、また、遮光層及びカラーフィルタ層を覆うようにオーバーコート層をさらに設けても良い。また、カバー材１６６にはタッチセンサが設けられていても良い。
【００５６】
本実施形態によれば、第２電極の作製時に発生する異物の数を低減することができるので、その上層に形成する封止層に欠陥ができるのを抑制することができる。これにより、画素を構成する有機ＥＬ素子の劣化が抑制され、ダークスポット等の欠陥が発生することを防止することができる。すなわち、本実施形態によれば、表示装置の信頼性を向上させることができる。
【００５７】
なお、第２電極１３４の形成に当たっては、スパッタリングターゲットの非エロージョン領域に付着する生成物を除去するクリーニング処理が行われてもよい。すなわち、表示装置の製造工程において、第２電極を形成する成膜段階が、スパッタリング装置において複数の基板ごとに逐次行われる場合、図１０に示すように、積算膜厚を管理し（Ｓ２１１）、積算膜厚が所定の範囲を越える場合、クリーニング処理が行われてもよい（Ｓ２１３）。別言すれば、基板に付着する５μｍ以上の異物の数が一定水準になるまで成膜処理を繰り返し行い、一定水準に達するまで成膜処理を続け、その後クリーニング処理を行えばよい。クリーニング処理は、第１の実施形態で説明したように、スパッタリングターゲットの非エロージョン領域に付着して生成物が除去されるように、マグネットの揺動範囲を広げたプラズマ処理が行われる。このようなクリーニング処理を表示装置の製造ロット間、又は製造ロット内で行うことにより、角張った形状の異物が基板に付着することが抑制される。
【００５８】
本実施形態によれば、第２電極を形成するに当たり、間欠的な成膜処理を行うことにより基板への異物の付着が抑制され、さらにチャンバ当たりの積算膜厚を管理することにより、間欠的な成膜法のみでは抑制できない異物の付着も抑制することができる。
【００５９】
なお、本実施形態は、封止層の下層に配置される第２電極の作製方法について例示したが、このような作製方法は表示装置の他の部材の作製にも同様に適用される。例えば、有機ＥＬ素子の第１電極の作製に、間欠的な成膜法を適用してもよい。それにより第１電極上に付着する異物が抑制され、有機層に不良が生じることを抑制することができる。別言すれば、第１電極上に付着する異物は、ターゲット成分の異物であるため、有機層の膜厚以上の異物があると、第１電極と第２電極との間で当該異物を介して短絡してしまう。しかしながら、本実施形態で示すように、間欠的な成膜を行うことで、そのような短絡不良が抑制される。
【符号の説明】
【００６０】
１００・・・表示装置、１０２・・・基板、１０４・・・画素部、１０６・・・画素、
１０８・・・トランジスタ、１１０・・・有機ＥＬ素子、１１２・・・容量素子、１１４・・・下地絶縁層、１１６・・・半導体層、１１８・・・ゲート絶縁層、１２０・・・ゲート電極、１２２・・・第１絶縁層、１２４・・・ソース・ドレイン電極、１２６・・・第２絶縁層、１２８・・・第３絶縁層、１３０・・・第１電極、１３２・・・有機層、１３４・・・第２電極、１３５・・・電極層、１３６・・・コンタクトホール、１３８・・・第１容量電極、１４０・・・第２容量電極、１４２・・・隔壁層、１４４・・・封止層、１４６・・・バッキングプレート、１４７・・・マグネット、１４８・・・スパッタリングターゲット、１４９・・・エロージョン領域、１５０・・・非エロージョン領域、１５１・・・基板ホルダー、１５２・・・基板、１５３・・・揺動範囲、１５４・・・グロー放電プラズマ、１５５・・・スパッタ粒子、１５６・・・パーティクル、１５８・・・生成物、１６０・・・第１駆動回路、１６２・・・第２駆動回路、１６４・・・端子部、１６６・・・カバー材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018147813.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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