(57)【要約】【課題】信頼性の高い表示装置を提供するための基板を製造するための方法を提供する。【解決手段】開示される製造方法は、基板上にトランジスタを形成すること、トランジスタ上に、トランジスタと電気的に接続され、導電性酸化物を含有する画素電極を形成すること、画素電極の表面の一部を露出し、かつ、画素電極の端部を覆う隔壁を形成することによってアレイ基板を作製すること、および画素電極の露出した表面に対してプラズマ処理を施すことを含む。プラズマ処理は、プラズマ処理後にアレイ基板を２００℃において３０分加熱した際、アレイ基板から脱離する有機化合物のアレイ基板の単位面積当たりの総量が５．０ｎｇ／ｃｍ2以下となるように行う。【選択図】図４
2018195388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にトランジスタを形成すること、
前記トランジスタ上に、前記トランジスタと電気的に接続され、導電性酸化物を含有する画素電極を形成すること、
前記画素電極の表面の一部を露出し、かつ、前記画素電極の端部を覆う隔壁を形成することによってアレイ基板を作製すること、および
前記画素電極の露出した前記表面に対してプラズマ処理を施すことを含み、
前記プラズマ処理は、前記プラズマ処理後に前記アレイ基板を２００℃において３０分加熱した際、前記アレイ基板から脱離する有機化合物の前記アレイ基板の単位面積当たりの総量が５．０ｎｇ／ｃｍ2以下となるように行う、表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記有機化合物の前記総量が２．０ｎｇ／ｃｍ2以下となるように前記プラズマ処理を行う、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記有機化合物の分子量が１００以上２００以下である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記有機化合物は、二つの橋頭原子の間に橋かけ結合を有する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
前記有機化合物は、メチルイソブチルケトン、αメチルスチレン、２，３，３ａ，４，７，７ａ−ヘキサヒドロ−４，７−メタノ−１Ｈ−インデン、および３−エテニルトリシクロ［４，２，１，０（２，５）］ノナンから選択される、請求項１に記載の製造方法。
【請求項６】
前記有機化合物の前記総量は、多孔質高分子に吸着された前記有機化合物のガスクロマトグラフ質量分析によって見積もられる、請求項１に記載の製造方法。
【請求項７】
前記画素電極上に有機化合物を含む層、および対向電極を形成することをさらに含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項８】
基板上にトランジスタを形成すること、
前記トランジスタ上に、前記トランジスタと電気的に接続され、導電性酸化物を含有する画素電極を形成すること、
前記画素電極の表面の一部を露出し、かつ、前記画素電極の端部を覆う隔壁を形成することによってアレイ基板を作製すること、および
前記画素電極の露出した前記表面に対してプラズマ処理を施すことを含み、
前記プラズマ処理は、８０Ｐａ以上の圧力の酸素含有ガスの存在下、出力が１７０Ｗ以下、２０秒以下で行う、表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記画素電極上に有機化合物を含む層、および対向電極を形成することをさらに含む、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記隔壁は、前記プラズマ処理によって分子量が１００以上２００以下の有機化合物を与える、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記有機化合物は、二つの橋頭原子の間に橋かけ結合を有する、請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記有機化合物は、メチルイソブチルケトン、αメチルスチレン、２，３，３ａ，４，７，７ａ−ヘキサヒドロ−４，７−メタノ−１Ｈ−インデン、および３−エテニルトリシクロ［４，２，１，０（２，５）］ノナンから選択される、請求項１０に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置の製造方法、例えば、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
代表的な薄型ディスプレイとして、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置（以下、有機ＥＬ表示装置）が知られている。これらの表示装置は基板上に形成される複数の画素を有しており、各画素には液晶素子や有機ＥＬ素子（以下、発光素子）などの表示素子が設けられる。液晶素子や有機ＥＬ素子は一対の電極、およびこれらに挟まれる液晶、あるいは発光性の有機化合物を含む層を基本構造としており、一対の電極間に電圧を印加する、あるいは電流を流すことによって駆動される。
【０００３】
いずれの表示素子においても、一対の電極のうち少なくとも一方は可視光を透過するように構成される。可視光を透過する電極には透明導電膜としてインジウムを主成分とする導電性酸化物が用いられ、典型的な導電性酸化物として、インジウムとスズの混合酸化物（ＩＴＯ）やインジウムと亜鉛の混合酸化物（ＩＺＯ）が挙げられる。特許文献１に開示されているように、多くの表示装置では、導電性酸化物を含む電極を画素電極として各画素に形成することによってアレイ基板が作製される。このアレイ基板上に表示素子を形成することで、表示装置が製造される。アレイ基板の作製時、酸素を含有するガスの存在下、画素電極に対してプラズマ処理を行うことで画素電極表面を清浄化することができる（特許文献２参照）。これにより、画素電極上に残存する異物による影響を低減することができ、表示装置の表示品質と信頼性が向上し、かつ、歩留まり良く表示装置を製造することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９５７５９号公報
【特許文献２】特開２０１５−１２２４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明に係る実施形態の一つは、信頼性の高い表示装置、およびこの表示装置を製造するための基板の作製方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態の一つは表示装置の製造方法である。この製造方法は、基板上にトランジスタを形成すること、トランジスタ上に、トランジスタと電気的に接続され、導電性酸化物を含有する画素電極を形成すること、画素電極の表面の一部を露出し、かつ、画素電極の端部を覆う隔壁を形成することによってアレイ基板を作製すること、および画素電極の露出した表面に対してプラズマ処理を施すことを含む。プラズマ処理は、プラズマ処理後にアレイ基板を２００℃において３０分加熱した際、アレイ基板から脱離する有機化合物のアレイ基板の単位面積当たりの総量が５．０ｎｇ／ｃｍ2以下となるように行う。
【０００７】
本発明の実施形態の一つは表示装置の製造方法である。この製造方法は、基板上にトランジスタを形成すること、トランジスタ上に、トランジスタと電気的に接続され、導電性酸化物を含有する画素電極を形成すること、画素電極の表面の一部を露出し、かつ、画素電極の端部を覆う隔壁を形成することによってアレイ基板を作製すること、および画素電極の露出した表面に対してプラズマ処理を施すことを含む。プラズマ処理は、８０Ｐａ以上の圧力の酸素含有ガスの存在下、出力が１７０Ｗ以下、２０秒以下で行う。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の表示装置の模式的上面図。
【図２】本発明の表示装置の画素回路の等価回路の一例。
【図３】本発明の表示装置の画素の模式的断面図。
【図４】本発明の表示装置の製造方法を説明する模式的断面図。
【図５】本発明の表示装置の製造方法を説明する模式的断面図。
【図６】実施例の発光素子の電流−電圧特性。
【図７】実施例の発光素子の輝度の経時変化。
【図８】実施例のアレイ基板のプラズマ処理の相対強度と放出される有機化合物の検出量との関係。
【図９】実施例の発光素子における、有機化合物の検出量に対する駆動電圧と信頼性との関係。
【図１０】実施例の発光素子における、有機化合物の検出量に対する駆動電圧と信頼性との関係。
【図１１】実施例の発光素子における、有機化合物の検出量に対する駆動電圧と信頼性との関係。
【図１２】実施例の発光素子における、有機化合物の検出量に対する駆動電圧と信頼性との関係。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
本明細書と請求項において、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。
【００１２】
本明細書および請求項において、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。
【００１３】
本明細書および請求項において、「ある構造体が他の構造体から露出するという」という表現は、ある構造体の一部が他の構造体によって覆われていない態様を意味し、この他の構造体によって覆われていない部分は、さらに別の構造体によって覆われる態様も含む。
【００１４】
＜第１実施形態＞
［１．全体構成］
本発明の実施形態の一つに係る表示装置１００の模式的上面図を図１に示す。図１に示すように表示装置１００は、基板１０２と、基板１０２上に形成された複数の画素１０４と走査線駆動回路１０８を有している。複数の画素１０４はマトリクス状に配置され、表示領域１０６を形成する。表示領域１０６と走査線駆動回路１０８は、基板１０２、および図１では示されない対向基板１１６によって挟持され、封止される。表示領域１０６や走査線駆動回路１０８からは図示しない配線が基板１０２の一辺へ延び、基板１０２の端部で露出されて端子１１２を形成する。端子１１２はフレキシブル印刷回路（ＦＰＣ）基板１１４と電気的に接続することができ、ＦＰＣ１１４上には画素１０４を制御するためのドライバＩＣ１１０が搭載される。なお、ドライバＩＣ１１０はＦＰＣ１１４上に設けずに基板１０２上に搭載してもよく、あるいは走査線駆動回路１０８の形成工程を利用してドライバＩＣ１１０の替わりに駆動回路を基板１０２上に形成してもよい。
【００１５】
各画素１０４には表示素子と表示素子を制御するための画素回路が組み込まれる。画素回路はトランジスタや容量などの種々の素子を含み、走査線駆動回路１０８やドライバＩＣ１１０を介して外部回路（図示せず）から供給される信号によって制御される。画素回路によって表示素子が制御されて表示領域１０６に画像が表示される。以下、表示素子として発光素子を用いる例を説明する。
【００１６】
図２に、画素回路の一例を等価回路として示す。ここで示した例では、各画素回路は、走査線駆動回路１０８から延伸する第１の走査線１２０、第２の走査線１２２、リセット信号線１２３、第３の走査線１２４、およびドライバＩＣ１１２側から延伸する映像信号線１２６や電源線１２８などの配線と電気的に接続される。ここで示した画素回路は、発光素子１５０のほか、スイッチングトランジスタ１３０、出力トランジスタ１３２、駆動トランジスタ１３４、リセットトランジスタ１３６の四つのトランジスタ、および保持容量１４０、付加容量１４２の二つの容量を有している。これらは、上述した配線と直接、あるいは間接的に接続される。発光素子１５０の陽極には電源線１２８に接続された高電位電源線ＰＶＤＤから電流が供給される。供給された電流は発光素子１５０の発光に寄与し、陰極側に接続された低電位電源線ＰＶＳＳへと流れる。画素回路は図２に示した構成に限られず、様々な構成を有する画素回路を画素１０４に適用することができる。
【００１７】
［２．断面構造］
画素１０４の断面図を用いて表示装置１００の構造を説明する。図３に示す模式的断面図では二つの画素１０４が示されており、図２に示した画素回路のうち、発光素子１５０、駆動トランジスタ１３４、保持容量１４０、および付加容量１４２の断面が模式的に図示されている。
【００１８】
２−１．アレイ基板
基板１０２は、この上に形成される画素回路を支持する機能を有し、ガラスや石英、あるいは高分子を含むことができる。対向基板１１６も基板１０２と同様の材料を含むことができる。基板１０２や対向基板１１６にポリイミドやポリアミド、ポリカーボナートなどの高分子を用いることで、表示装置１００に可撓性を付与することができ、いわゆるフレキシブルディスプレイを提供することも可能である。
【００１９】
駆動トランジスタ１３４や保持容量１４０は、アンダーコート１６０を介して基板１０２上に配置される。アンダーコート１６０は、基板１０２からの不純物の侵入を防止する機能を有する。基板１０２が高分子である場合、外部からの水分侵入を防止する役割も担う。
【００２０】
駆動トランジスタ１３４は、半導体膜１６２、ゲート絶縁膜１６４、ゲート電極１６６、第１の層間膜１６８、ソース／ドレイン電極１７０、１７２などによって構成される。半導体膜１６２は、ゲート電極１６６と重なるチャネル領域１６２ａ、チャネル領域１６２ａを挟む一対の低濃度不純物領域１６２ｂ、および低濃度不純物領域１６２ｂを挟む高濃度不純物領域１６２ｃによって構成することができる。高濃度不純物領域１６２ｃにソース／ドレイン電極１７０、１７２が電気的に接続される。
【００２１】
保持容量１４０は、半導体膜１６２の一部（高濃度不純物領域１６２ｃ）、その上のゲート絶縁膜１６４、ゲート電極１６６と同一層に存在し、ゲート電極１６６と電気的に接続される容量電極１７４、容量電極１７４上の第１の層間膜１６８、およびソース／ドレイン電極１７２の一部によって構成される。ゲート絶縁膜１６４と第１の層間膜１６８は保持容量１４０の誘電体として機能する。
【００２２】
駆動トランジスタ１３４や保持容量１４０の上には、任意の構成として第２の層間膜１７６を設けてもよい。アンダーコート１６０、ゲート絶縁膜１６４、第１の層間膜１６８、第２の層間膜１７６には、例えばケイ素を含む無機化合物を用いることができる。具体的には、窒化ケイ素膜、酸化ケイ素膜、窒化酸化ケイ素膜、酸化窒化ケイ素膜から選ばれた一つ、あるいは複数の無機膜で形成される。
【００２３】
駆動トランジスタ１３４や保持容量１４０の上にはさらに平坦化膜１７８が設けられる。平坦化膜１７８によって駆動トランジスタ１３４や保持容量１４０などの半導体素子に起因する凹凸が吸収され、平坦な面が与えられる。平坦化膜１７８は高分子を含むことができ、高分子としてはアクリル樹脂やエポキシ樹脂、ポリシロキサン、ポリイミド、ポリアミドなどが例示される。
【００２４】
平坦化膜１７８や第２の層間膜１７６には、ソース／ドレイン電極１７２に達する開口が設けられ、この開口と平坦化膜１７８の上面の一部を覆う接続電極１８０がソース／ドレイン電極１７２と接するように設けられる。平坦化膜１７８上にはさらに付加容量電極１８２が設けられ、接続電極１８０と付加容量電極１８２を覆うように絶縁膜１８４が形成される。絶縁膜１８４は上述したケイ素含有無機化合物を用いることができ、典型的には窒化ケイ素が用いられる。絶縁膜１８４は、平坦化膜１７８に設けられた開口では接続電極１８０の一部を覆わず、接続電極１８０の底面を露出する。これにより、接続電極１８０を介し、その上に設けられる画素電極１５２とソース／ドレイン電極１７２間の電気的接続が可能となる。絶縁膜１８４には、その上に設けられる隔壁１９０と平坦化膜１７８の接触を許容するための開口１８６を設けてもよい。なお、接続電極１８０や開口１８６の形成は任意である。接続電極１８０を設けることで、引き続くプロセスにおいてソース／ドレイン電極１７２の表面の酸化を防止することができ、酸化による接触抵抗の増大を抑制することができる。開口１８６は、平坦化膜１７８から水や酸素などの不純物を放出するための開口として機能することができ、画素回路中の半導体素子や発光素子１５０の信頼性を向上させることができる。
【００２５】
絶縁膜１８４上には、接続電極１８０と付加容量電極１８２を覆うように、発光素子１５０の画素電極１５２が設けられる。絶縁膜１８４は付加容量電極１８２と画素電極１５２によって挟持され、この構造によって付加容量１４２が構築される。付加容量１４２、および保持容量１４０が有する容量により、ゲート電極１６６の電位を安定化させることができる。画素電極１５２は、付加容量１４２と発光素子１５０によって共有される。
【００２６】
画素電極１５２にはＩＴＯやＩＺＯなどの導電性酸化物を用いることができる。これにより、発光素子１５０からの発光を画素電極１５２を通して取り出すことができる。一方、発光素子１５０からの発光を画素電極１５２とは反対の側から取り出す場合には、可視光を反射する電極（反射電極）とその上に設けられる導電性酸化物の積層を用いて画素電極１５２を形成することができる。この場合、反射電極は反射率の高いアルミニウムや銀などの金属、あるいはこれらの合金を含むことができる。画素電極１５２を陽極として使用する場合、この上に形成されるＥＬ層１５４には画素電極１５２からホールが注入される。反射電極上に導電性酸化物が設けられた積層構造を画素電極１５２に用いることで、良好なホール注入性を得ることができる。
【００２７】
画素電極１５２の上には、画素電極１５２の端部を覆う隔壁１９０が設けられる。画素電極１５２は、隔壁１９０に覆われた部分以外は隔壁１９０から露出している。換言すると、隔壁１９０は開口部を有する絶縁膜であり、開口部において画素電極１５２は隔壁１９０から露出され、後述する電界発光層（以下、ＥＬ層）１５４と接する。隔壁１９０はアクリル樹脂やエポキシ樹脂などの高分子を含むことができ、隣接する画素１０４間を電気的に絶縁するとともに、平坦化膜１７８に設けられた開口や付加容量電極１８２、画素電極１５２などに起因する凹凸を吸収する機能を有する。隔壁１９０までが形成された基板１０２をアレイ基板と呼ぶ。
【００２８】
２−２．発光素子
画素電極１５２、隔壁１９０を覆うようにＥＬ層１５４、およびその上の対向電極１５６が設けられる。画素電極１５２、ＥＬ層１５４、対向電極１５６によって発光素子１５０が形成される。本明細書と請求項においてＥＬ層１５４とは、画素電極１５２と対向電極１５６の間に設けられる層全体を指す。画素電極１５２と対向電極１５６からＥＬ層１５４にキャリア（電子、ホール）が注入され、キャリアの再結合によって生じる励起状態からの輻射失活過程により発光が得られる。
【００２９】
図３では、ＥＬ層１５４は単層の構造を有するように示されているが、ＥＬ層１５４は複数の層から構成することができ、例えばキャリア注入層、キャリア輸送層、発光層、キャリアブロック層、励起子ブロック層など、種々の機能を有する層を組み合わせて形成することができる。ＥＬ層１５４の構造は、すべての画素１０４間で同一でも良く、隣接する画素１０４間で構造が異なるようにＥＬ層１５４を形成してもよい。例えば発光層の構造や材料を隣接する画素１０４間で異なるようにＥＬ層１５４を形成することで、隣接する画素から異なる発光を得ることができる。すべての画素１０４において同一のＥＬ層１５４を用いる場合には、対向基板１１６にカラーフィルタを設けることで、複数の発光色を得ることが可能となる。
【００３０】
対向電極１５６は、画素電極１５２と同様の材料を用いて形成することができる。ＥＬ層１５４からの発光を対向電極１５６を通して取り出す場合、ＩＴＯやＩＺＯなど、可視光に対する透光性を有する導電性酸化物を用いて対向電極１５６を形成することができる。あるいは銀やアルミニウム、あるいはこれらの合金を可視光が透過可能な厚さで形成することで、対向電極１５６を形成してもよい。
【００３１】
２−３．その他の構成
任意の構成として、発光素子１５０上に保護膜（以下、パッシベーション膜）２００を設けてもよい。パッシベーション膜２００の構造は任意に選択することができるが、例えば図３に示すように、無機化合物を含む第１の層２０２、有機化合物を含む第２の層２０４、および無機化合物を含む第３の層２０６を含む積層構造を適用することができる。この場合、無機化合物としては上述したケイ素を含有する無機化合物を使用することができる。有機化合物としては、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などの高分子を使用することができる。
【００３２】
対向基板１１６はシール材２１０を用いて、発光素子１５０や画素回路を挟持するよう、基板１０２に固定される。これにより、発光素子１５０や画素回路、走査線駆動回路１０８などが封止される。図示していないが、パッシベーション膜２００、あるいは対向基板１１６上にタッチセンサや偏光板などを設けてもよい。
【００３３】
［３．製造方法］
以下、表示装置１００の製造方法に関し、主に画素電極１５２の形成方法を中心に説明する。
【００３４】
図４（Ａ）は図３に示した二つの画素のうち一つの断面模式図であり、ここでは基板１０２上に駆動トランジスタ１３４と保持容量１４０、およびこれらの上に設けられる平坦化膜１７８、接続電極１８０、付加容量電極１８２、ならびに絶縁膜１８４までが形成された状態が示されている。これらは既に知られた材料、方法を適用して形成できるため、説明は省略する。
【００３５】
３−１．画素電極
画素電極１５２は付加容量電極１８２と重なるように絶縁膜１８４上に形成される。この時、画素電極１５２は接続電極１８０と接するように形成され、これによって接続電極１８０を介して画素電極１５２とソース／ドレイン電極１７２が電気的に接続される（図４（Ｂ））。画素電極１５２は、上述した導電性酸化物や金属を含む。画素電極１５２は金属と導電性酸化物の積層構造を有することもでき、例えば導電性酸化物／金属／導電性酸化物の三層構造、あるいは金属／導電性酸化物の二層構造などを採用することができる。導電性酸化物は、ＩＴＯやＩＺＯを含むターゲットを用い、スパッタリング法を適用して形成すればよい。金属を含む膜は、蒸着法、スパッタリング法、あるいは有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）法を含む化学気相堆積（ＣＶＤ）法を用いて形成される。
【００３６】
次に、画素電極１５２の端部を覆うように隔壁１９０を形成する（図４（Ｂ））。まず、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、ポリイミド、ポリシロキサンなどの高分子を用い、スピンコーティング法やインクジェット法、スプレー法などの湿式成膜法によって画素電極１５２や絶縁膜１８４を覆うように感光性樹脂を形成する。その後フォトマスクを用いる露光、現像を行って感光性樹脂を加工する。具体的には、画素電極１５２の表面を露出し、かつ、画素電極１５２の端部を覆い、画素電極１５２の表面と重なる開口部を有するように感光性樹脂を加工する。この時、開口部の端部はなだらかなテーパー形状を有するようにすることが好ましい。これにより、隔壁１９０上に形成されるＥＬ層１５４や対向電極１５６の断線を防止することができる。ここまでの工程により、アレイ基板が形成される。
【００３７】
次に、アレイ基板に対し、酸素プラズマ処理を行う（図４（Ｂ））。具体的には、酸素や一酸化窒素などの酸素含有ガスの存在下、プラズマを発生させ、得られる酸素ラジカルやイオンを用いて画素電極１５２の表面を処理する。隔壁１９０形成時の現像プロセスに起因して画素電極１５２上に残存する感光性樹脂の残渣はこのプラズマ処理によって除去され、画素電極１５２の表面を清浄化することができる。残渣が残存すると発光素子１５０に対する異物として働き、画素電極１５２と対向電極１５６間のショートを招きやすい。ショートした画素１０４では、ＥＬ層１５４に対して十分な電圧が印加できず、再結合に必要なキャリアを注入することができない。このため、ショートした画素１０４では発光が得られず、表示動作中この画素１０４は暗点（ダークスポット）として認識され、表示品質を大幅に低下させる。したがって、プラズマ処理を行うことで、表示品質が向上し、表示装置の歩留まり低下を防ぐことができる。
【００３８】
しかしながら、後述する実施例で実験的に示されるように、プラズマ処理の条件によっては発光素子１５０の駆動電圧の増大が観測され、さらに信頼性の低下、すなわち寿命の低下が生じる。このため本実施形態では、プラズマ処理は、プラズマ処理後にアレイ基板を２００℃において３０分加熱した際、アレイ基板から脱離する有機化合物のアレイ基板の単位面積当たりの総量が０．１ｎｇ／ｃｍ2以上５．０ｎｇ／ｃｍ2以下、１．０ｎｇ／ｃｍ2以上５．０ｎｇ／ｃｍ2以下、あるいは１．０ｎｇ／ｃｍ2以上２．０ｎｇ／ｃｍ2以下となるように行う。
【００３９】
ここで有機化合物とは、主に隔壁１９０が加熱、および／あるいはプラズマに晒されることで一部分解した結果生じるものであり、その分子量が１００以上２００以下のものである。有機化合物は二つの橋頭原子の間に橋かけ結合を有してもよい。また、ビシクロ構造、あるいはトリシクロ構造を有してもよい。すなわち、融合した脂肪族環を複数有してもよい。あるいは芳香環と共役した二重結合を有してもよく、カルボニル基を有してもよい。例えば有機化合物は、メチルイソブチルケトン、αメチルスチレン、２，３，３ａ，４，７，７ａ−ヘキサヒドロ−４，７−メタノ−１Ｈ−インデン、および３−エテニルトリシクロ［４，２，１，０（２，５）］ノナンから選択することができる。
【００４０】
メチルイソブチルケトン、あるいはαメチルスチレンを指標として用いる場合、プラズマ処理は、アレイ基板からのこれらの化合物の脱離量がそれぞれ０．１ｎｇ／ｃｍ2以上１．０ｎｇ／ｃｍ2以下、０．１ｎｇ／ｃｍ2以上０．５ｎｇ／ｃｍ2以下、あるいは０．１ｎｇ／ｃｍ2以上０．４ｎｇ／ｃｍ2以下となるように行う。２，３，３ａ，４，７，７ａ−ヘキサヒドロ−４，７−メタノ−１Ｈ−インデンを指標として用いる場合、プラズマ処理は、アレイ基板からの脱離量が０．１ｎｇ／ｃｍ2以上１．０ｎｇ／ｃｍ2以下、０．３ｎｇ／ｃｍ2以上１．０ｎｇ／ｃｍ2以下、あるいは０．５ｎｇ／ｃｍ2以上１．０ｎｇ／ｃｍ2以下となるように行う。３−エテニルトリシクロ［４，２，１，０（２，５）］ノナンを指標として用いる場合、プラズマ処理は、アレイ基板からの脱離量が０．１ｎｇ／ｃｍ2以上０．５ｎｇ／ｃｍ2以下、０．１ｎｇ／ｃｍ2以上０．３ｎｇ／ｃｍ2以下、あるいは０．１ｎｇ／ｃｍ2以上０．２ｎｇ／ｃｍ2以下となるように行う。
【００４１】
このような有機化合物を指標とし、上述したパラメータが満たされるようにプラズマ処理の条件を選択することで、表示装置１００の信頼性の低下を抑制するとともに駆動電圧の上昇を防ぐことができる。
【００４２】
上述したパラメータを満たすためのより具体的な条件は、プラズマ処理において電極間距離が２０ｍｍ、周波数が１３．５６ＭＨｚの時、酸素含有ガスの圧力を８０Ｐａ以上１６０Ｐａ、８０Ｐａ以上１２０Ｐａ、あるいは８０Ｐａ以上１００Ｐａ以下、電極間に与える電力を５０Ｗ以上２００Ｗ以下、１００Ｗ以上２００Ｗ以下、あるいは１２０Ｗ以上１７０Ｗ以下、処理時間が１秒以上２０秒以下である。
【００４３】
なお、アレイ基板から脱離する有機化合物の量は、脱離した有機化合物を多孔質高分子に吸着した後、多孔質高分子を加熱して発生する気体をガスクロマトグラフ質量分析計を用いて定量することで見積もることができる。
【００４４】
引き続き、画素電極１５２と隔壁１９０と重なるようにＥＬ層１５４と対向電極１５６を順次形成する（図５（Ａ））。ＥＬ層１５４は蒸着法、あるいは湿式成膜法により、対向電極１５６は蒸着法、あるいはスパッタリング法によって形成することができる。これにより、発光素子１５０が形成される。
【００４５】
３−２．その他の構成
パッシベーション膜２００は、任意の手法で形成することができる。上述した三層構造を有するパッシベーション膜２００を形成する場合には、例えば第１の層２０２をＣＶＤ法を用いて形成した後に、第２の層２０４を湿式成膜法によって形成し、引き続き第３の層２０６をＣＶＤ法を適用して形成すればよい（図５（Ｂ））。その後、シール材２１０を用いて対向基板１１６を基板１０２上に固定することで、図３に示す表示装置１００が得られる。
【００４６】
上述したように、また、以下に示す実施例で示すように、上述したパラメータを満足するようにアレイ基板をプラズマ処理することにより、表示装置１００の駆動電圧の増大を防ぎ、かつ、信頼性を向上させることができる。また、プラズマ処理によって画素電極１５２上の残渣の残存を防止することができるため、表示装置１００の歩留まりを増大させることも可能である。
【実施例】
【００４７】
本実施例では、表示装置１００に含まれる発光素子１５０の駆動電圧と信頼性に対するプラズマ処理条件の影響を検討した結果を述べる。
【００４８】
［１．実験］
１−１．プラズマ処理
上述した製造方法に従ってアレイ基板を作製した。各画素１０４の画素電極１５２の最上面はＩＺＯを含み、アレイ基板の作製後、この面に対してプラズマ処理を行った。プラズマ処理は、一方の電極として機能するステージ上にアレイ基板を載置して行った。電源の周波数は１３．５６ＭＨｚであった。チャンバー内に酸素を導入し、酸素の圧力と電源の出力を変化させてプラズマ処理の条件を調整し、発光素子１５０の駆動電圧と信頼性に対するプラズマ処理条件の強度の影響を検討した。酸素の圧力と電源の出力は表１に示したとおりであり、プラズマ処理時間は２０秒であった。ここで、条件５はプラズマ処理を行わないブランク実験であり、この時のプラズマ処理条件の強度を０．２とし、これを基準として条件１から４の相対強度を算出した。
【００４９】
【表１】
2018195388.tif 000003
【００５０】
１−２．有機化合物の分析
プラズマ処理を行った後、アレイ基板を２００℃で３０分加熱を行い、発生するガスを多孔質高分子に吸着させた。その後多孔質高分子を２７０℃で加熱し、放出される気体を島津製作所社製ガスクロマトグラフ質量分析計（型番ＱＰ−２０１０）を用いて分析した。
【００５１】
１−３．発光素子の作製
プラズマ処理を行ったアレイ基板上にＥＬ層１５４と対向電極１５６を蒸着法を用いて形成することで発光素子１５０を作製した。ＥＬ層１５４の構造は、以下のとおりである。対向電極１５６にはマグネシウムと銀の合金を使用した。以下の構造において、ホール注入層が画素電極１５２と接し、電子注入層上に対向電極１５６が設けられる。
ホール注入層／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層
【００５２】
本実施例では、発光素子１５０として赤色、および青色に発光する発光素子１５０（以下、それぞれ赤色発光素子、青色発光素子と記す）を作製した。
【００５３】
１−４．発光素子の評価
作製した発光素子１５０の電流―電圧（Ｉ−Ｖ）特性と信頼性を評価した。信頼性の評価は、所定の初期輝度において定電流で発光素子１５０を駆動させたときの輝度変化を測定することで行った。ここで、初期輝度に対して輝度が９５％になった時間を発光素子１５０の寿命とした。以下に述べる駆動電圧とは、素子に流れる電流の密度が所定の値の時の電圧である。
【００５４】
［２．結果］
２−１．Ｉ−Ｖ特性
図６に赤色発光素子のＩ−Ｖ特性と駆動電圧をそれぞれ示す。図６に示すように、プラズマ処理の条件はＩ−Ｖ曲線の形状自体には大きな影響を及ぼさないことが分かる。しかしながら以下の表に示すように、プラズマ処理条件の相対強度の増大に従って駆動電圧が増大する傾向が確認された。
【００５５】
【表２】
2018195388.tif 000004
【００５６】
２−２．信頼性
図７（Ａ）、図７（Ｂ）に赤色発光素子と青色発光素子の輝度の経時変化をそれぞれ示す。これらの図に示すように、プラズマ処理の条件は発光素子の信頼性に影響を及ぼすことが分かった。すなわち、赤色発光素子、青色発光素子ともに、プラズマ処理の相対強度が増大するとともに信頼性が低下することが分かった。この傾向は赤色発光素子の場合により顕著であり（図７（Ａ）参照）、輝度の経時的低下は、プラズマ処理条件の相対強度が最も低い条件５において最小であった。
【００５７】
２−３．放出ガスと素子特性との相関
プラズマ処理後のアレイ基板から放出されるガスの分析において、主に以下に示す有機化合物が検出された。有機化合物（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、メチルイソブチルケトン、αメチルスチレン、２，３，３ａ，４，７，７ａ−ヘキサヒドロ−４，７−メタノ−１Ｈ−インデン、および３−エテニルトリシクロ［４，２，１，０（２，５）］ノナンである。
【００５８】
【化１】
2018195388.tif 000005
【００５９】
プラズマ処理の条件に対する有機化合物（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の検出量のプロットを図８（Ａ）から図８（Ｄ）にそれぞれ示す。いずれの図からも明らかなように、有機化合物の種類に依存せず、プラズマ処理の強度が増大するに伴って有機化合物の検出量が増大することが分かった。アレイ基板の最表面は主に隔壁１９０と画素電極１５２で構成されており、隔壁１９０は有機化合物を含むことから、これらの有機化合物は隔壁１９０に由来するものと考えられる。プラズマ処理を行っていなアレイ基板からも有機化合物が検出されたことから、隔壁１９０は加熱によっても一部が分解し、この分解はプラズマによって促進されるものと考えられる。
【００６０】
図９から図１２に、有機化合物（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の検出量に対する発光素子の特性をそれぞれ示す。図９から図１２のそれぞれにおいて、赤色発光素子の駆動電圧、および赤色発光素子と青色発光素子の信頼性が示されている。信頼性を示す図（図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ））では、初期輝度に対して輝度が９５％になった時の素子の駆動時間が有機化合物の検出量に対して相対的にプロットされている。
【００６１】
例えば有機化合物（ａ）の場合、有機化合物の検出量が増大することによって駆動電圧が増大することが確認された（図９（Ａ））。上述したように、プラズマ処理の強度の増大に従って有機化合物の検出量が増大することから、プラズマ処理の強度が強くなるほど駆動電圧が増大すると結論付けられる。また、有機化合物の検出量の増大に伴って信頼性が低下することが分かった。例えば赤色発光素子の場合（図９（Ｂ））、プラズマ処理を施すことによって信頼性が大きく低下し、プラズマ処理の強度の増大とともに信頼性が徐々に低下する。青色発光素子の場合には（図９（Ｃ））、プラズマ処理の有無による大きな信頼性の差は観察されない。しかしながら、赤色発光素子よりは傾向は小さいものの、有機化合物の検出量の増大に従って徐々に信頼性が低下することが確認された。同様の傾向が有機化合物（ｂ）から（ｄ）の場合にも確認された（図１０（Ａ）から図１２（Ｃ））。
【００６２】
上述したように、画素電極１５２に対してプラズマ処理を施すことで、ダークスポットの発生が抑制され、歩留まりが向上する。しかしながら、プラズマ処理の条件が強くなるほど駆動電圧の上昇と輝度の経時的低下が顕著になることが実験的に確認された。したがって、高信頼性を有する表示装置を歩留まり良く製造するためには、プラズマ処理の相対強度を小さくすることが好ましいと言える。具体的には、８０Ｐａ以上の圧力の酸素含有ガスの存在下、出力が１７０Ｗ以下、２０秒以下でプラズマ処理を行うことが好ましい。この条件を採用することで、アレイ基板を２００℃において３０分加熱した際、アレイ基板から脱離する有機化合物のアレイ基板の単位面積当たりの総量を５．０ｎｇ／ｃｍ2以下、あるいは２．０ｎｇ／ｃｍ2以下に抑制することができる。その結果、ダークスポットの発生を抑制し、かつ、消費電力が低く、信頼性の高い表示装置を製造することができる。すなわち、このプラズマ処理は、高信頼性、低消費電力の表示装置を高い歩留りで製造することに寄与することができる。
【００６３】
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、または、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。
【００６４】
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。
【００６５】
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、または、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。
【符号の説明】
【００６６】
１００：表示装置、１０２：基板、１０４：画素、１０６：表示領域、１０８：走査線駆動回路、１１２：端子、１１４：フレキシブル印刷回路基板、１１６：対向基板、１２０：第１の走査線、１２２：第２の走査線、１２３：リセット信号線、１２４：第３の走査線、１２６：映像信号線、１２８：電源線、１３０：スイッチングトランジスタ、１３２：出力トランジスタ、１３４：駆動トランジスタ、１３６：リセットトランジスタ、１４０：保持容量、１４２：付加容量、１５０：発光素子、１５２：画素電極、１５４：ＥＬ層、１５６：対向電極、１６０：アンダーコート、１６２：半導体膜、１６２ａ：チャネル領域、１６２ｂ：低濃度不純物領域、１６２ｃ：高濃度不純物領域、１６４：ゲート絶縁膜、１６６：ゲート電極、１６８：第１の層間膜、１７０：ソース／ドレイン電極、１７２：ソース／ドレイン電極、１７４：容量電極、１７６：第２の層間膜、１７８：平坦化膜、１８０：接続電極、１８２：付加容量電極、１８４：絶縁膜、１８６：開口、１９０：隔壁、２００：パッシベーション膜、２０２：第１の層、２０４：第２の層、２０６：第３の層、２１０：シール材
【図１】
2018195388.tif 000006
【図２】
2018195388.tif 000007
【図３】
2018195388.tif 000008
【図４】
2018195388.tif 000009
【図５】
2018195388.tif 000010
【図６】
2018195388.tif 000011
【図７】
2018195388.tif 000012
【図８】
2018195388.tif 000013
【図９】
2018195388.tif 000014
【図１０】
2018195388.tif 000015
【図１１】
2018195388.tif 000016
【図１２】
2018195388.tif 000017