(57)【要約】【課題】表示性能を向上することができ、しかも、製造歩留まりの良好な表示装置の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  基板１２０ａ上に絶縁層２０１を形成する工程と、絶縁層２０１上の第１色画素に対応した領域に第１マスク材２０３を塗布する工程と、絶縁層２０１上の第２色画素に対応した領域に第２マスク材２０３を塗布する工程と、第１マスク材及び第２マスク材を用いて絶縁層２０１をパターニングし、それぞれ格子ピッチの異なる第１回折格子及び第２回折格子１１５を形成する工程と、を備え、第１マスク材及び第２マスク材は選択塗布方式により塗布されることを特徴とする。【選択図】      図２
2005284276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置され、異なる波長の光を出射する第１色画素及び第２色画素と、
前記第１色画素に対応して設けられた第１回折格子と、
前記第２色画素に対応して設けられ、前記第１回折格子と異なる格子ピッチを有する第２回折格子と、を備えた表示装置の製造方法であって、
前記基板上に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上の前記第１色画素に対応した領域に第１マスク材を塗布する工程と、
前記絶縁層上の前記第２色画素に対応した領域に第２マスク材を塗布する工程と、
前記第１マスク材及び前記第２マスク材を用いて前記絶縁層をパターニングし、それぞれ前記第１回折格子及び前記第２回折格子を形成する工程と、を備え、
前記第１マスク材及び前記第２マスク材は、選択塗布方式により塗布されることを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１マスク材及び前記第２マスク材は、相分離ポリマーであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１マスク材及び前記第２マスク材を塗布する工程の前に、前記絶縁層上に、前記第１色画素に対応した領域と前記第２色画素に対応した領域とを分離する分離壁を形成する工程を備えたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１色画素に形成された回折格子の格子ピッチは、前記第１色画素より長波長の光を出射する前記第２色画素に形成された回折格子の格子ピッチより小さいことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１回折格子及び前記第２回折格子を形成する工程は、パターニングした前記絶縁層の表面を、光透過性を有する材料によって平坦化する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記回折格子を平坦化する材料は、９０℃〜１２０℃にガラス転移点を有する有機絶縁膜であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記色画素は、前記回折格子上に独立島状に形成された光透過性を有する第１電極と、前記第１電極に対向して配置された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に保持された光活性層と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項８】
基板上に配置され、異なる波長の光を出射する第１色画素及び第２色画素と、
前記第１色画素に対応して設けられた第１回折格子と、
前記第２色画素に対応して設けられ、前記第１回折格子と異なる格子ピッチを有する第２回折格子と、を備えた表示装置の製造方法であって、
前記基板上に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上の前記第１色画素に対応した領域に第１ポリマーを選択的に塗布する工程と、
前記絶縁層上の前記第２色画素に対応した領域に第２ポリマーを選択的に塗布する工程と、
前記第１ポリマー及び第２ポリマーを相分離させ、それぞれ前記第１回折格子及び前記第２回折格子を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表示装置の製造方法に係り、特に、複数の自発光性素子によって構成された表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置が注目されている。この有機ＥＬ表示装置は、自発光性素子であることから、視野角が広く、バックライトを必要とせず薄型化が可能であり、消費電力が抑えられ、且つ応答速度が速いといった特徴を有している。
【０００３】
これらの特徴から、有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置に代わる、次世代平面表示装置の有力候補として注目を集めている。このような有機ＥＬ表示装置は、陽極と陰極との間に発光機能を有する有機化合物を含む有機活性層を挟持した有機ＥＬ素子をマトリックス状に配置することにより構成されたアレイ基板を備えている。
【０００４】
カラー表示可能な有機ＥＬ表示装置を実現するための代表的な方法として、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色にそれぞれ発光する色画素を配置する方法が挙げられる。しかしながら、有機ＥＬ素子内で発生した光のうち、２０％程度の光しか外部に取り出すことができないといった問題がある。このため、十分な輝度を得ようとするならば、有機ＥＬ素子に大電流を供給する必要があり、好ましくない。
【０００５】
そこで、有機ＥＬ素子内で発生した光の取出効率を向上するために、回折格子を配置する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−１６３０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、表示性能を向上することができ、しかも、製造歩留まりの良好な表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の第１の態様による表示装置の製造方法は、
基板上に配置され、異なる波長の光を出射する第１色画素及び第２色画素と、
前記第１色画素に対応して設けられた第１回折格子と、
前記第２色画素に対応して設けられ、前記第１回折格子と異なる格子ピッチを有する第２回折格子と、を備えた表示装置の製造方法であって、
前記基板上に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上の前記第１色画素に対応した領域に第１マスク材を塗布する工程と、
前記絶縁層上の前記第２色画素に対応した領域に第２マスク材を塗布する工程と、
前記第１マスク材及び前記第２マスク材を用いて前記絶縁層をパターニングし、それぞれ前記第１回折格子及び前記第２回折格子を形成する工程と、を備え、
前記第１マスク材及び前記第２マスク材は、選択塗布方式により塗布されることを特徴とする。
【０００８】
この発明の第２の態様による表示装置の製造方法は、
基板上に配置され、異なる波長の光を出射する第１色画素及び第２色画素と、
前記第１色画素に対応して設けられた第１回折格子と、
前記第２色画素に対応して設けられ、前記第１回折格子と異なる格子ピッチを有する第２回折格子と、を備えた表示装置の製造方法であって、
前記基板上に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上の前記第１色画素に対応した領域に第１ポリマーを選択的に塗布する工程と、
前記絶縁層上の前記第２色画素に対応した領域に第２ポリマーを選択的に塗布する工程と、
前記第１ポリマー及び第２ポリマーを相分離させ、それぞれ前記第１回折格子及び前記第２回折格子を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、表示性能を向上することができ、しかも、製造歩留まりの良好な表示装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置の製造方法について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態では、表示装置として、自己発光型表示装置、例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置を例にして説明する。
【００１１】
有機ＥＬ表示装置は、図１に示すように、画像を表示する表示エリア１０２を有するアレイ基板１００と、アレイ基板１００の少なくとも表示エリア１０２を密封する封止体２００とを備えて構成されている。表示エリア１０２は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成されている。
【００１２】
各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、オン画素とオフ画素とを電気的に分離しかつオン画素への映像信号を保持する機能を有する画素スイッチ１０と、画素スイッチ１０を介して供給される映像信号に基づき表示素子へ所望の駆動電流を供給する駆動トランジスタ２０と、駆動トランジスタ２０のゲート−ソース間電位を所定期間保持する蓄積容量素子３０とを備えている。これら画素スイッチ１０及び駆動トランジスタ２０は、例えば薄膜トランジスタにより構成され、ここでは、半導体層にポリシリコンを用いている。
【００１３】
各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、表示素子としての有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をそれぞれ備えている。すなわち、赤色画素ＰＸＲは、赤色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｒを備えている。緑色画素ＰＸＧは、緑色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｇを備えている。青色画素ＰＸＢは、青色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子４０Ｂを備えている。
【００１４】
各種有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、基本的に同一構成であり、例えば図２に示すように画素毎ＰＸに独立島状に形成された第１電極６０と、第１電極６０に対向して配置され全画素ＰＸに共通に形成された第２電極６６と、これら第１電極６０と第２電極６６との間に保持された光活性層として機能する有機活性層６４と、によって構成される。
【００１５】
また、アレイ基板１００は、画素ＰＸの行方向（すなわち図１のＹ方向）に沿って配置された複数の走査線Ｙｍ（ｍ＝１、２、…）と、走査線Ｙｍと略直交する方向（すなわち図１のＸ方向）に沿って配置された複数の信号線Ｘｎ（ｎ＝１、２、…）と、有機ＥＬ素子４０の第１電極６０に電源を供給するための電源供給線Ｐと、を備えている。さらに、アレイ基板１００は、表示エリア１０２の外周に沿った周辺エリア１０４に、各走査線Ｙｍに走査信号を供給する走査線駆動回路１０７と、各信号線Ｘｎに映像信号を供給する信号線駆動回路１０８と、を備えている。
【００１６】
すべての走査線Ｙｍは、走査線駆動回路１０７に接続されている。また、すべての信号線Ｘｎは、信号線駆動回路１０８に接続されている。画素スイッチ１０は、ここでは走査線Ｙｍと信号線Ｘｎとの交差部近傍に配置されている。画素スイッチ１０のゲート電極は走査線Ｙｍに接続され、ソース電極は信号線Ｘｎに接続され、ドレイン電極は蓄積容量素子３０の一端側及び駆動トランジスタ２０のゲート電極２０Ｇに接続されている。
【００１７】
駆動トランジスタ２０は、有機ＥＬ素子４０と直列に接続されている。駆動トランジスタ２０のソース電極２０Ｓは蓄積容量素子３０の他端側及び電源供給線Ｐに接続され、ドレイン電極２０Ｄは有機ＥＬ素子４０の第１電極６０に接続されている。
【００１８】
電源供給線Ｐは、表示エリア１０２の周囲に配置された図示しない第１電極電源線に接続されている。有機ＥＬ素子４０の第２電極６６は、表示エリア１０２の周囲に配置されコモン電位ここでは接地電位を供給する図示しない第２電極電源線に接続されている。
【００１９】
アレイ基板１００は、図２に示すように、配線基板１２０上に配置された有機ＥＬ素子４０を備えている。なお、配線基板１２０は、ガラス基板やプラスチックシートなどの絶縁性支持基板１０１上に、画素スイッチ１０、駆動トランジスタ２０、蓄積容量素子３０、走査線駆動回路１０７、信号線駆動回路１０８、各種配線（走査線、信号線、電源供給線等）、後述する回折格子などを備えて構成されたものとする。
【００２０】
有機ＥＬ素子４０を構成する第１電極６０は、配線基板１２０上に配置される。この第１電極６０は、ここではＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）やＩＺＯ（インジウム・ジンク・オキサイド）などの光透過性を有する導電部材によって形成され、陽極として機能する。
【００２１】
有機活性層６４は、少なくとも発光層を含み、有機系材料により構成される。この有機活性層６４は、発光層以外の層を含むことができる。例えば、有機活性層６４は、すべての色画素に共通に形成されるホールバッファ層やエレクトロンバッファ層、及び、各色画素に形成される有機発光層を含む多層の積層体で構成されても良い。また、有機活性層６４は、発光層を含む種々の層を機能的に複合した２層または単層で構成されても良い。ホールバッファ層は、ホール注入層、ホール輸送層などを含み、陽極および有機発光層間に配置され、例えば、芳香族アミン誘導体やポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体などの薄膜によって形成される。発光層は、赤、緑、または青に発光する発光機能を有する有機化合物によって形成される。この発光層は、例えば高分子系の発光材料を採用する場合には、ＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）やポリフルオレン誘導体またはその前駆体などの薄膜により構成される。有機活性層６４においては、発光層が有機系材料であればよく、発光層以外の層は無機系材料でも有機系材料でも構わない。
【００２２】
エレクトロンバッファ層は、エレクトロン注入層、エレクトロン輸送層などを含み、陰極および有機発光層間に配置され、例えば、ＬｉＦ（フッ化リチウム）、Ａｌｑ３などの薄膜により構成される。
【００２３】
第２電極６６は、有機活性層６４上に各有機ＥＬ素子４０に共通に配置される。この第２電極６６は、例えばＣａ（カルシウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｂａ（バリウム）、Ａｇ（銀）、Ｙｂ（イッテルビウム）などの電子注入機能を有する金属膜によって形成され、陰極として機能する。この第２電極６６は、陰極として機能する金属膜の表面をカバーメタルで被覆した２層構造であっても良い。カバーメタルは、例えばアルミニウムによって形成される。
【００２４】
また、アレイ基板１００は、表示エリア１０２において、各画素ＲＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を分離する隔壁７０を備えている。隔壁７０は、第１電極６０の周縁に沿って格子状またはストライプ状に配置されている。
【００２５】
ところで、有機ＥＬ素子４０は自発光性素子であるため、ＥＬ発光の出射方向は全方位に及ぶ。特定の方位から観察するディスプレイデバイスとして、効率よくＥＬ発光を取り出すためには、反射や屈折を利用して観察方向に及ばないＥＬ発光も観察方向に取り出す技術が必要不可欠である。
【００２６】
そこで、観察位置と有機活性層６４との間に、ある程度の規則性を持った凹凸すなわち回折格子を配置し、ある頻度で観察方向外のＥＬ発光を観察方向に向けて屈折させて有効利用する方法がある。しかしながら、回折格子は、微小な基板には容易に作成可能であるが、大型の基板には作成困難である。また、カラー表示可能な有機ＥＬ表示装置では、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの波長に対応して回折角度が異なるため、それぞれの波長に対して最適な回折格子の格子ピッチを設定する必要がある。
【００２７】
そのため、この実施の形態では、赤、緑、青にそれぞれ発光する３種類の色画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）について、それぞれの有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）から出射されるＥＬ発光の波長に対応して最適な格子ピッチを有する回折格子を配置することにより、表示性能を格段に向上させることを可能としている。
【００２８】
すなわち、図２に示したように、配線基板１２０は、支持基板１０１上に配置された第１絶縁層１１０、及び、第１絶縁層１１０と有機ＥＬ素子４０との間に配置された回折格子１１５を備えている。この実施の形態では、第１絶縁層１１０は、アンダーコート層１１１、ゲート絶縁膜１１２、層間絶縁膜１１３、及び、平坦化層１１４を含むものとする。アンダーコート層１１１は、支持基板１０１上に配置され、窒化シリコン膜（ＳｉＮ）などで形成されている。ゲート絶縁膜１１２は、アンダーコート層１１１上に配置され、駆動トランジスタ２０の半導体層２１などを覆う酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）などで形成されている。層間絶縁膜１１３は、ゲート絶縁膜１１２上に配置され、駆動トランジスタ２０のゲート電極２０Ｇなどを覆う酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）などで形成されている。平坦化層１１４は、層間絶縁膜１１３上に配置されたハード・レジン・コート（ＨＲＣ）層である。
【００２９】
回折格子１１５は、第１絶縁層１１０上に配置された第２絶縁層２０１をパターニングすることによって形成可能である。第２絶縁層２０１は、当然のことながら、有機ＥＬ素子４０から出射されたＥＬ発光を透過する光透過性を有するような材料によって形成され、例えば窒化シリコン膜などで形成されている。この回折格子１１５は、その表面（有機ＥＬ素子に対向する面）に、色画素毎に最適な格子ピッチＰの凹凸を有している。ここでは、格子ピッチＰとは、最も近接する凸部２０１Ａの中心間距離に対応するものとする。回折格子１１５の表面すなわち凹凸面は、平坦化層１１６によって平坦化されている。
【００３０】
この平坦化層１１６は、第２絶縁層２０１とは異なる屈折率を有するとともに有機ＥＬ素子４０から出射されたＥＬ発光を透過する光透過性を有するような材料によって形成される。また、平坦化層１１６は、９０℃〜１２０℃にガラス転移点を有する有機絶縁膜であることが望ましい。この実施の形態では、平坦化層１１６はＨＲＣ層である。例えば、窒化シリコン膜によって形成された回折格子１１５の屈折率は２．２であるのに対して、ＨＲＣ層の屈折率は１．５である。
【００３１】
回折格子１１５の格子ピッチＰは、長波長の光を出射する色画素ほど大きく設定されることが望ましい。例えば、赤色画素ＰＸＲに形成された回折格子の格子ピッチは０．２２乃至１．１５μｍであり、緑色画素ＰＸＧに形成された回折格子の格子ピッチは０．１８乃至０．９５μｍであり、青色画素ＰＸＢに形成された回折格子の格子ピッチは０．１６乃至０．８５μｍである。
【００３２】
このように、色画素毎に異なる格子ピッチを有するような回折格子１１５は、第２絶縁層２０１を成膜した後に第２絶縁層２０１上にインクジェット方式にて相分離ポリマーを塗布し、この相分離ポリマーをマスク材として用いることで、ただ１度のパターニングによって一括して形成可能である。
【００３３】
すなわち、相分離ポリマーは、加熱処理を加えることで、面内均一にナノスペックでエッチング耐性の高い部分と低い部分とを形成することが可能である。しかも、ポリマー種や配合比を変えることで、容易に相分離の間隔（エッチング耐性の高い部分のピッチ）を変えることができる。すなわち、各色画素に対して選択的にピッチの異なる相分離ポリマーを用意することは可能である。相分離ポリマーとしては、例えば、「Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．４１（２００２）ｐｐ．６１１２−６１１８，Ｐａｒｔ１，Ｎｏ．１０，Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２００２」に記載の材料を採用可能である。
【００３４】
つまり、相分離した際に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各波長に応じたピッチになるような３種類のポリマーを用意し、おのおのをインクジェット方式で塗布し、加熱処理を施すことにより、ポリマー種別に応じて所定のピッチで相分離したマスクを形成することができる。このマスクを介してパターニングすることにより、簡便に各波長に応じたピッチで凹凸を何処にでも形成することができる。
【００３５】
ここで、ポリマーからなるマスク材を塗布するためのインクジェット方式の塗布装置について説明する。例えば、図３に示すように、塗布装置１１３０は、ワークＷとしての基板（すなわち配線基板１２０）が載置されるステージ１１３１を備えている。このステージ１１３１の上方には、インクジェットヘッド１１３２が配置されている。ステージ１１３１の下方には、Ｘ方向に延在するレール１１３３及びＹ方向に延在するレール１１３４が互いに略直交するように配置されている。ステージ１１３１は、図示しない駆動機構によって、レール１１３３上をＸ方向に沿って移動可能である。また、レール１１３３は、ステージ１１３１とともに、図示しない駆動機構によって、レール１１３４上をＹ方向に沿って移動可能である。このような構成により、ステージ１１３１に載置されたワークＷが、インクジェットヘッド１１３２に対して、互いに略直交するＸ方向及びＹ方向の双方に相対移動可能である。
【００３６】
次に、この回折格子１１５の製造プロセスについて説明する。
【００３７】
まず、図４Ａに示すように、第１絶縁層１１０を備えた基板１２０ａを用意する。すなわち、金属膜及び絶縁膜の成膜、パターニングなどの処理を繰り返し、絶縁性基板１０１上に、画素スイッチ１０、駆動トランジスタ２０、蓄積容量素子３０、走査線駆動回路１０７、信号線駆動回路１０８、信号線Ｘｎ、走査線Ｙｍ、電源供給線Ｐ等の各種配線の他に、アンダーコート層１１１、ゲート絶縁膜１１２、層間絶縁膜１１３、及び、平坦化層１１４を含む第１絶縁層１１０を形成した、縦４８０画素、横６４０×３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）画素の合計９２万画素を有した基板１２０ａを用意する。尚、この基板１２０ａに回折格子１１５を形成したものを配線基板１２０とする。
【００３８】
続いて、基板１２０ａ上の一主面すなわち第１絶縁層１１０上に第２絶縁層２０１を形成する。ここでは、平坦化層１１４上に配置した窒化シリコン膜を第２絶縁層２０１とする。なお、この第２絶縁層２０１及び平坦化層１１４は、駆動トランジスタ２０のドレイン電極２０Ｄとの導通を可能とするコンタクトホールを備えている。
【００３９】
続いて、図４Ｂに示すように、第２絶縁層２０１上に、各色画素に対応した領域を分離するレジスト２０２を形成する。このレジスト２０２は、例えば、通常のパターニングに使用されるポジティブトーンのレジストである。このレジスト２０２は、第２絶縁層２０１上の全面に成膜された後に、回折格子１１５を形成すべき領域、すなわち、青色画素に対応した青色領域ＡｒＢ、緑色画素に対応した緑色領域ＡｒＧ、及び、赤色画素に対応した赤色領域ＡｒＲのそれぞれを除去するようにパターニングされる。なお、回折格子１１５を形成すべき領域Ａｒ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、後に形成される各色画素の開口部よりも若干大きなサイズに形成され、その外周が色画素の外周を内包するよう配置される。このレジスト２０２は、隣接する他の色画素との間で次に塗布するマスク材の混合を防ぐ分離壁の役割を担う。なお、このレジスト２０２は、第２絶縁層２０１上に格子状に形成されても良いし、行方向または列方向に同一色の色画素が配置されるような構成の場合には色画素間にストライプ状に形成されても良い。
【００４０】
続いて、図４Ｃに示すように、第２絶縁層２０１上に、インクジェット方式により第２絶縁層２０１をパターニングするためのマスク材２０３を塗布する。すなわち、レジスト２０２を備えた基板１２０ａは、塗布装置１１３０のステージ１１３１上に載置される。そして、インクジェットヘッド１１３２を介して、青色領域ＡｒＢには青色領域用のマスク材２０３Ｂを塗布し、緑色領域ＡｒＧには緑色領域用のマスク材２０３Ｇを塗布し、赤色領域ＡｒＲには赤色領域用のマスク材２０３Ｒを塗布する。
【００４１】
これらのマスク材２０３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、先に説明したように、相分離ポリマーであり、加熱処理により相分離した際に、エッチング耐性の高い部分の間隔すなわちマスクピッチが互いに異なるよう調整されたものである。すなわち、マスク材２０３Ｂは相分離した際のマスクピッチが０．１６〜０．８５μｍとなるように調整されている。マスク材２０３Ｇはマスクピッチが０．１８〜０．９５μｍとなるように調整されている。マスク材２０３Ｒはマスクピッチが０．２２〜１．１５μｍとなるように調整されている。
【００４２】
続いて、マスク材２０３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が塗布された基板１２０ａを加熱処理する。すなわち、マスク材２０３が塗布された基板１２０ａを１８０℃で８時間アニールすることにより、図４Ｄに示すように、各マスク材２０３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が所定のマスクピッチで相分離する。つまり、各マスク材２０３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、エッチング耐性の高い部分Ｐ１と、エッチング耐性の低い部分Ｐ２とに相分離する。このとき、アニールする時間は、最も相分離しにくいマスク材に合わせれば良い。
【００４３】
続いて、回折格子１１５を形成する。まず、図４Ｅに示すように、各マスク材２０３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をエッチングする。すなわち、Ｏ２アッシングによりドライエッチングされやすい相分離ポリマーの領域（エッチング耐性の低い部分Ｐ２）を除去する。このとき、レジスト２０２とマスク材（相分離ポリマー）２０３のエッチングされやすい部分Ｐ２との選択比は、レジスト：マスク材＝１：１．７程度となるような構成とするのが望ましい。これにより、マスク材２０３のうち、エッチング耐性の高い部分Ｐ１のみが第２絶縁膜２０１上に残る。
【００４４】
その後、図４Ｆに示すように、第２絶縁層２０１をエッチングする。すなわち、マスク材２０３を介して第２絶縁層２０１をＣＦ４−Ｏ２系の混合ガスでドライエッチングする。これにより、第２絶縁層２０１に高さ（あるいは深さ）７０〜１００ｎｍ程度の凸部２０１Ａ（あるいは凹部２０１Ｂ）を形成する。その後、ウエットエッチングにより、第２絶縁層２０１の表面に残ったレジスト２０２及びマスク材２０３の双方を除去する。
【００４５】
その後、図４Ｇに示すように、第２絶縁層２０１と屈折率の異なる材料で凹部２０１Ｂを満たし、第２絶縁層２０１の表面を平坦化するための平坦化層１１６を形成する。すなわち、ガラス転移点が９０〜１２０℃付近である感光性有機絶縁膜を、平坦部での膜厚が０．５〜０．９μｍ程度となるように第２絶縁層２０１上に成膜する。その後、駆動トランジスタ２０のドレイン電極２０Ｄとの導通を可能とするコンタクトホールを形成し、１００℃付近で３０分加熱処理する。有機絶縁膜は、加熱処理時にガラス転移点付近で一定温度に保たれることで流動性を増す。これにより、有機絶縁膜は、第２絶縁層２０１の表面の凹部２０１Ｂに充填されるとともに、第２絶縁層２０１の凸部２０１Ａ上に配置され、しかも、有機絶縁膜自身の表面を平坦化する。このようにして、平坦化層１１６が形成される。これらの工程を経て、青色領域ＡｒＢ、緑色領域ＡｒＧ、及び、赤色領域ＡｒＲにおいて、それぞれに格子ピッチの異なる回折格子１１５が形成される。つまり、回折格子１１５は、青色領域用の回折格子１１５Ｂ、緑色領域用の回折格子１１５Ｇ、及び、赤色領域用の回折格子１１５Ｒを含んでいる。回折格子１１５Ｂは、青色領域用のマスク材２０３Ｂを介して第１格子ピッチを有するように形成される。回折格子１１５Ｇは、緑色領域用のマスク材２０３Ｇを介して第１ピッチとは異なる第２格子ピッチを有するように形成される。回折格子１１５Ｒは、赤色領域用のマスク材２０３Ｒを介して第１ピッチ及び第２ピッチとは異なる第３格子ピッチを有するように形成される。このとき、回折格子１１５は、第２絶縁層２０１の凸部２０１Ａの上端から３０ｎｍ程度の厚みで全体的に平坦化される。
【００４６】
続いて、回折格子１１５を備えた配線基板１２０の各画素に、ＩＴＯからなる第１電極６０を形成する。この第１電極６０については、一般的はフォトリソグラフィプロセスで形成しても良いし、マスクスパッタ法で形成しても良い。
【００４７】
続いて、隔壁７０を形成する。すなわち、感光性樹脂材料例えばアクリルタイプのポジティブトーンのレジスト用いて一般的なフォトリソグラフィプロセスなどでパターニングすることにより、隔壁７０が形成される。
【００４８】
続いて、各画素内に、有機発光層の他にホールバッファ層などを含む有機活性層６４を成膜する。すなわち、ホールバッファ層や有機発光層などを形成する高分子系発光ポリマー材料の２．０ｗｔ％重量溶液を、隔壁７０によって区画された画素内に向けて噴射し、第１電極６０上に塗布する。この溶液の塗布は、ピエゾ式インクジェットノズルを用い、発光ポリマー材料の供給量が０．０５ｍｌ／ｍｉｎの条件下で行われる。
【００４９】
そして、１００℃の高温下で１５秒間の乾燥処理を行うことで、溶液に含まれる溶媒を除去する。このようにして形成された各画素の有機活性層６４は、溶媒除去後に均一な膜厚に形成され、ここでは約１５００オングストロームの膜厚に形成される。このため、後に形成される第２電極６６と第１電極６０との間が確実に電気的に絶縁され、ショートの発生を防止することができる。
【００５０】
続いて、有機活性層６４上に第２電極６６を形成する。すなわち、陰極として機能する金属膜としてバリウム（Ｂａ）を１０−７Ｐａの真空度において６００オングストロームの膜厚に蒸着し、続けて、カバーメタルとして機能する金属膜としてアルミニウム（Ａｌ）を１５００乃至３０００オングストロームの膜厚で蒸着する。これにより、有機ＥＬ素子４０が形成される。
【００５１】
続いて、アレイ基板１００上の表示エリア１０２を封止するために、封止体２００の外周に沿って紫外線硬化型のシール材４００を塗布し、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気中において、アレイ基板１００と封止体２００とを貼り合わせる。これにより、有機ＥＬ素子４０は、不活性ガス雰囲気の密閉空間内に封入される。その後、紫外線を照射して、シール材４００を硬化させる。
【００５２】
このようにして形成した下面発光方式のカラー表示型アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置では、回折格子を備えていない従来方式と同一の駆動電流で輝度を比較したところ、４倍近い高い輝度を得ることができ、良好な表示性能が実現できた。また、輝度を向上するために素子に大電流を供給する必要がなく、素子の劣化を抑制できるため、長期間にわたって製品として十分な性能を維持することが可能となる。
【００５３】
また、回折格子１１５を形成するためのマスク材２０３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及び有機活性層６４の形成にインクジェット方式を採用しているため、材料の使用効率は８０％程度と高く、材料の供給系に残留したもの以外は全て有効に成膜に用いられたことが確認できた。これにより、製造歩留まりを向上することができる。
【００５４】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００５５】
例えば、この発明において適用可能な有機ＥＬ素子の構造はその機能を発揮するものであればいかなるものでもかまわない。すなわち、低分子系材料を用いて蒸着パターニング方式で有機活性層を形成したデバイスであっても、高分子系材料を用いてインクジェット方式で有機活性層を形成したデバイスであってもかまわない。
【００５６】
なお、マスク材の塗布において、選択塗布方式としてインクジェット方式を採用したが、その他の選択塗布方式を用いても構わない。
【００５７】
また、回折格子１１５は、基板１２０ａ上において、所定ピッチの凹凸面を有する第２絶縁層２０１と、第２絶縁層２０１とは異なる屈折率を有し凹凸面に重ねられた平坦化層１１６と、によって形成したが、この例に限らない。例えば、回折格子１１５は、基板１２０ａ上において、互いに屈折率の異なる部分が所定ピッチに分離する相分離ポリマーによって形成しても良い。この場合、例えば、上述した実施の形態で適用した相分離ポリマーを相分離させることで容易に回折格子を形成することができる。
【００５８】
また、回折格子に変えて光散乱層を形成しても表示性能が良好で、製造歩留りの良好なものとすることができる。例えば、インクジェット方式等の選択塗布方式を用いて、光取り出し機能を調整するための微粒子と、微粒子を固着する樹脂との混合液を相分離ポリマーに変えて塗布する。これにより、色毎に最適に条件調整された光散乱層を容易に配置することが可能となる。例えば、色毎に粒子径、粒子形状、粒子材料の異なる微粒子を混ぜた樹脂を塗布することも可能となる。そして、スピンコート方式等の全面塗布方式を利用する場合と比べ、スピン時にかかる遠心力の違いに起因するムラを抑制することができる。さらに、微粒子が障害となり加工精度が問題となるパターニング工程が不要となり、製造歩留りを更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した有機ＥＬ表示装置の１画素分の構造を概略的に示す一部断面図である。
【図３】図３は、マスク材を塗布するためのインクジェット装置の構造を概略的に示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、有機ＥＬ表示装置を形成するための製造工程において、第１絶縁層を備えた配線基板を用意する工程及び第１絶縁層上に第２絶縁層を形成する工程を説明するための図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、有機ＥＬ表示装置を形成するための製造工程において、第２絶縁層上に分離壁を形成する工程を説明するための図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、有機ＥＬ表示装置を形成するための製造工程において、第２絶縁層上にマスク材を塗布する工程を説明するための図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、有機ＥＬ表示装置を形成するための製造工程において、マスク材を相分離させる工程を説明するための図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、有機ＥＬ表示装置を形成するための製造工程において、回折格子を形成する工程を説明するための図である。
【図４Ｆ】図４Ｆは、有機ＥＬ表示装置を形成するための製造工程において、回折格子を形成する工程を説明するための図である。
【図４Ｇ】図４Ｇは、有機ＥＬ表示装置を形成するための製造工程において、回折格子を形成する工程を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…有機ＥＬ表示装置、１０…画素スイッチ、２０…駆動トランジスタ、３０…蓄積容量素子、４０…有機ＥＬ素子、６０…第１電極、６４…有機活性層、６６…第２電極、７０…隔壁、１００…アレイ基板、１１０…第１絶縁層、１１５…回折格子、２００…封止体、２０１…第２絶縁層、２０３…マスク材、ＰＸ…画素、１１３０…インクジェット装置、１１３２…インクジェットヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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