(57)【要約】【課題】信頼性が高い表示装置及びこの表示装置を高い歩留りで生産することを可能にする製造方法を提供する。【解決手段】基板１０と、基板１０上に形成された有機発光素子２０と、有機発光素子２０を被覆する第一保護層３１と、第一保護層３１上に設けられ、有機発光素子２０を覆う第二保護層３２と、を有し、第一保護層３１が、有機発光素子２０上に存する異物によって傾斜部を有し、前記傾斜部の周囲に段差緩和部が選択的に設けられ、第二保護層３２が、第一保護層３１と、前記段差緩和部とを被覆していることを特徴とする。尚、前記段差緩和部は、第一保護層３１上に形成される中間層をエッチングして第一保護層３１の傾斜部周囲に選択的に形成される部材であり、第一保護層３１上及び前記段差緩和部上に、第二保護層３２が形成される。【選択図】図１
2013247021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、第一電極と、有機発光層と、第二電極と、をこの順に形成する有機発光素子の形成工程と、
前記有機発光素子を被覆するように第一保護層を形成する第一保護層の形成工程と、
前記第一保護層上に中間層を形成する中間層の形成工程と、
前記中間層をエッチングして前記第一保護層の傾斜部周囲に選択的に段差緩和部を形成するエッチング工程と、
前記第一保護層上及び前記段差緩和部上に、第二保護層を形成する第二保護層の形成工程と、を有することを特徴とする、表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記中間層の形成工程が、塗布法によって実施されることを特徴とする、請求項１記載の表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記エッチング工程が、異方性を有するエッチング法により実施されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の表示装置の製造方法。
【請求項４】
基板と、
前記基板上に形成された有機発光素子と、
前記有機発光素子を被覆する第一保護層と、
前記第一保護層上に設けられ、前記有機発光素子を覆う第二保護層と、を有し、
前記第一保護層が、前記有機発光素子上に存する異物によって傾斜部を有し、
前記傾斜部の周囲に段差緩和部が選択的に設けられ、
前記第二保護層が、前記第一保護層と、前記段差緩和部とを被覆していることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、特に、有機発光素子を有する表示装置、及びこの表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光素子（有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子）は、第一電極と第二電極との間に少なくとも発光層を含む薄膜状の有機化合物層が配置されてなる電子素子である。また有機発光素子は、第一電極と第二電極との間に電流を注入することによって高輝度発光が可能な電子素子として知られている。一方で、第一電極と有機化合物層と第二電極とからなる有機発光素子は、空気中の水分（水蒸気）や酸素に弱いという性質がある。即ち、有機発光素子を空気中に放置しておくと空気中の水分や酸素によって、有機化合物層が形成されている領域に斑点状の非発光部（ダークスポット）が発生することが知られている。上記非発光部が発生する理由としては、有機化合物層上に形成された電極層にピンホール等の欠陥が生じることがあり、この欠陥を介して水分や酸素が有機化合物層等に侵入するためと考えられる。このため有機発光素子を作製する際には、素子を構成する部材を一通り形成した後、水分や酸素の侵入を防止する目的で素子自体を封止しておく必要がある。
【０００３】
ここで有機発光素子を封止する際には、従来では、有機発光素子の構成部材である第二電極（上部電極）を形成した後、この第二電極上に、封止膜を形成する方法が知られていた。しかし封子膜を形成する際に、封止膜の下層（第二電極等）に異物やパターン段差等が生じていると、これら異物、パターン段差が原因となって封止性が低い箇所（表面に凹凸が生じている箇所）が生じることがある。そしてこの封止性が低い箇所において封止膜を形成しようとすると、この箇所において封止膜の機能を低減させる原因となるクラック等の欠陥が発生する。ここで封止膜の欠陥を低減する方法として、封止膜の膜厚を異物等の高さ以上となるように成膜する方法があるが、この方法と採用すると、膜厚が厚くなるほど製造コストが高くなるという問題が発生する。また封止膜の膜厚を厚くすることにより、光透過率が低下したり、膜応力が上昇したりする等の別の問題を招くことにもなる。また有機発光素子を量産する際に、第二電極等の上に存し得る異物等の大きさや形状については再現性はほとんどないため、安定な歩留まりで生産するために必要となる封止膜の膜厚を見積もることが困難であるという問題もある。
【０００４】
上述した封止膜に関する課題を解決する方法として、例えば、特許文献１にて開示されている方法が提案されている。特許文献１では、少なくとも一層のデカップリング層と、少なくとも一層のバリア層とからなるバリア・スタックを採用している。ここでデカップリング層は、下層の表面を平坦化させる層である。一方、バリア層は大気中の水分や酸素を遮断するための層であり、水分や酸素を取り込んでしまうデカップリング層の端部を被覆している。ここで特許文献１にて採用されているバリア・スタックを二層積層させると、二層目のバリア層は、直下に設けられている二層目のデカップリング層により、一層目のバリア層よりも表面平坦性がいい条件で成膜できる。これにより二層目のバリア層は、一層目のバリア層よりも封止性が向上された層として形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４３０３５９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、二つのバリア層間に設けられた薄膜状のデカップリング層は、水分や酸素の拡散を防止できないため、バリア層の一部に欠陥が生じると、水分、酸素が当該欠陥からデカップリング層内に浸透し面方向に拡散する可能性がある。仮に、複数あるバリア層にそれぞれ欠陥が生じた場合では、大気中の水分や酸素は当該欠陥とデカップリング層とを伝搬して有機発光素子にまで到達する危険性がある。特に、有機発光素子に最も近い一層目のバリア層に欠陥が生じた場合、この一層目のバリア層の欠陥部から有機発光素子へ水分や酸素が侵入することで、一層目のバリア層の欠陥部周辺に輝度低下領域が形成される。これによりダークスポットの発生という表示欠陥を招く恐れがあった。また、バリア層等を形成する際の表面平坦性の影響によって生じるバリア層の欠陥はデカップリング層を設けることで改善できるものの、形成されたデカップリング層上に異物がある場合はデカップリング層状に形成されるバリア層に欠陥ができる危険性があった。
【０００７】
また特許文献１に開示されている封止構成では、デカップリング層とバリア層からなるバリア・スタックをより多く設けることで、水分や酸素が上述したバリア層の欠陥から有機発光素子に移動するまでの時間（浸透時間）を長くすることができる。このため表示装置の信頼性は改善できる。しかし、バリア・スタックを過度に設けると、製造コストが高くなるだけでなく、光透過率の低下、膜応力の上昇等の別の問題を招くことになる。
【０００８】
このため特許文献１にて提案された封止方法を採用したとしても、表示装置の信頼性を保証するために必要な期間（例えば、６０℃９０％ＲＨ環境で１０００時間）にわたって侵入し得る水分及び酸素を防止し続けることは難しいといえる。また目標の信頼性を備えたバリア層を低コストで形成するのと同時に装置自体の光透過率を高めたり膜応力をゼロに近づけたりすることも有機発光素子や表示装置を製造する上で重要な課題となっている。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされるものであり、その目的は、信頼性が高い表示装置及びこの表示装置を高い歩留りで生産することを可能にする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】
【００１０】
本発明の表示装置は、基板と、
前記基板上に形成された有機発光素子と、
前記有機発光素子を被覆する第一保護層と、
前記第一保護層上に設けられ、前記有機発光素子を覆う第二保護層と、を有し、
前記第一保護層が、前記有機発光素子上に存する異物によって傾斜部を有し、
前記傾斜部の周囲に段差緩和部が選択的に設けられ、
前記第二保護層が、前記第一保護層と、前記段差緩和部とを被覆していることを特徴とする。
【００１１】
また本発明の表示装置に製造方法は、基板上に、第一電極と、有機発光層と、第二電極と、をこの順に形成する有機発光素子の形成工程と、
前記有機発光素子を被覆するように第一保護層を形成する第一保護層の形成工程と、
前記第一保護層上に中間層を形成する中間層の形成工程と、
前記中間層をエッチングして前記第一保護層の傾斜部周囲に選択的に段差緩和部を形成するエッチング工程と、
前記第一保護層上及び前記段差緩和部上に、第二保護層を形成する第二保護層の形成工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、信頼性が高い表示装置及びこの表示装置を高い歩留りで生産することを可能にする製造方法を提供することができる。
【００１３】
即ち、本発明の表示装置は、下記に示されている２つの構成を同時に備えるため、信頼性の高い表示装置を、高い歩留まりで生産することができるようになる。
【００１４】
第一の構成は、第一保護層を設ける際に第一保護層の下層に異物やパターン段差部が存在した場合に形成される第一保護層の傾斜部に選択的に段差緩和部を設ける構成である。これにより、第一保護層上に設けられる第二保護層の被覆性は第一保護層と比較して改善される。具体的には、上記段差緩和部により、第一保護層上に形成される第二保護層に欠陥が生じるのを防止することができる。
【００１５】
第二の構成は、段差緩和部を、第一保護層の平坦領域上に設けられた中間層をエッチングして除去することで形成するという構成である。そうすると、第一保護層と第二保護層との間に水分や酸素を拡散し得る中間層がごく一部の領域しか存在しないので、第二保護層に仮に欠陥が生じたとしてもその欠陥から侵入した水分や酸素を第一保護層と第二保護層との界面にてブロックすることができる。
【００１６】
さらに本発明の表示装置は、大気中の水分や酸素から有機発光素子を保護する二つの保護層（第一保護層、第二保護層）が互いに接するように設けられているため、保護部材が比較的薄い薄膜上の部材であるのにもかかわらず信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の表示装置における実施形態の例を示す断面模式図である。
【図２】第一保護層の形成の際に生じ得る異物と、この異物上に形成される第二保護層との関係を示す断面模式図である。
【図３】本発明の表示装置の製造方法における製造プロセスの例を示すフロー図である。
【図４】中間層の形成工程から第二防湿層の形成工程に至るまでの製造プロセスを示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
まず本発明の表示装置について説明する。本発明の表示装置は、基板と、有機発光素子と、第一保護層と、第二保護層と、を有している。本発明において、有機発光素子は、基板上に形成されている。本発明において、第一保護層は、有機発光素子を被覆する保護部材であり、第二保護層は、第一保護層上に設けられ、第一保護層と同様に有機発光素子を覆う保護部材である。
【００１９】
本発明において、第一保護層は、有機発光素子上に存する異物によって傾斜部を有している。ここでこの傾斜部の周囲には段差緩和部が選択的に設けられており、第二保護層は、第一保護層と、段差緩和部とをそれぞれ被覆している。
【００２０】
次に、図面を適宜参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の表示装置における実施形態の例を示す断面模式図である。
【００２１】
図１の表示装置１は、基板１０上に、第一電極（下部電極、アノード電極）２１と、有機化合物層２２と、第二電極（上部電極、カソード電極）２３と、がこの順に設けられている有機発光素子２０を備えている。また図１の表示装置１は、有機発光素子２０上に二種類の保護層（第一保護層３１、第二保護層３２）が設けられ、それぞれ有機発光素子２０を被覆している。
【００２２】
尚、図１の表示装置１には、有機発光素子２０が１基設けられているが、複数基設けてもよく、また発光色が異なる複数の有機発光素子２０を複数組配列させて画素を構成させてもよい。また図１の表示装置１は、有機化合物層２２から出力された光を基板１０の反対側に設けられている第二電極（上部電極）２３から取り出すトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。
【００２３】
以下、図１の表示装置１の構成部材について説明する。
【００２４】
図１の表示装置１がトップエミッション型の表示装置である場合、図１の表示装置１を構成する基板１０としては、光透過性がない基板であってもよい。図１の表示装置１を構成する基板１０として、ガラス製の基板、金属製の基板等の基板を用いることができる。また図１の表示装置１を構成する基板１０内に、第一電極２１に対応するようにＴＦＴ（不図示）を設けて、第一電極２１がＴＦＴのドレイン電極と電気的に連結する態様にしてもよい。この態様では、ＴＦＴのスイッチング機能を利用して、他の画素とは独立して対象となる画素に設けられている有機発光素子２０を発光させることができる。
【００２５】
図１の表示装置１が、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である場合、第一電極２１は、光反射性を有する電極薄膜である。また図１の表示装置１が、有機発光素子２０を複数基有する場合、図示されていないがバンク（画素分離膜）を適宜設けて、各有機発光素子に含まれる第一電極２１を当該バンクによってそれぞれ分割してもよい。
【００２６】
図１の表示装置の構成部材である有機化合物層２２は、少なくとも発光層を有する一層あるいは複数の層からなる積層体である。有機化合物層２２が複数の層からなる積層体である場合、発光層以外の有機化合物層２２を構成する層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層等が挙げられる。
【００２７】
図１の表示装置１が、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である場合、第二電極２３は、光透過性を有する電極薄膜である。尚、本発明でいう光透過性とは、有機化合物層２２から出力された光を少なくとも５０％透過する（外部へ出力する）ことをいう。
【００２８】
図１の表示装置１において、有機発光素子２０は、二種類の保護層、即ち、第一保護層３１と第二保護層３２とによって被覆され、封止されている。ただし本発明においては、有機発光素子２０は、第一保護層３１又は第二保護層３２によって被覆されていればよい。係る場合において、有機発光素子２０は、欠陥の数が比較的少ない第二保護層３２で被覆されているのが好ましい。
【００２９】
図２は、第一保護層の形成の際に存し得る異物と、この異物上に形成される第二保護層との関係を示す断面模式図である。尚、図２は、図１中の、Ｘ部分の部分拡大図でもある。
【００３０】
第二電極２３上に形成される第一保護層３１は、第二電極２３の表面が平滑であれば連続した薄膜として形成される。しかし図２（ａ）及び（ｂ）に示されるように、第二電極２３の形成後に第二電極２３の表面に異物５１が存在することがある。ところで図２（ａ）及び（ｂ）に示される異物５１は、その形状が略球状であるが、実際の生産工程において第二電極２３上に付着するなりして第二電極２３の表面に存在し得る異物５１の形状、あるいはその大きさは様々な種類がある。ここで第二電極２３の表面に異物５１が存在すると、第二電極２３上に第一保護層３１を設ける際に、この異物５１の周辺で傾斜部３１ａが異物５１の断面形状（起伏）に対応した形状で形成される。ここで傾斜部３１ａは、異物が存在しない領域に設けられる第一保護層３１に対して膜厚が薄い薄膜であるので、第一保護層３１は、この異物５１の周辺で局所的に不連続な薄膜となる。これは真空成膜により形成する第一保護層３１は異物５１の影となる部分と異物のない領域で堆積する膜の成長速度が異なることが一つの原因として挙げられる。このように第一保護層３１のうち、傾斜部３１ａの近傍で局所的に不連続となる箇所ではクラックが形成されやすく、また透湿性と関係があると考えられる膜密度が低下しやすい傾向にある。一方、異物５１が生じていなくても配線やレジスト構造を形成する際に生じるパターン段差によって第二電極２３に段差が生じることがある。この段差も傾斜部３１ａを形成させる原因になる。
【００３１】
ここで本発明では、第一保護層３１を形成する際に傾斜部３１ａが生じた場合に、この傾斜部３１ａの周囲にのみ段差緩和部４０を設ける。本発明において、段差緩和部４０は、傾斜部３１ａの傾斜角を緩和させる機能と、異物５１の影となる部分や傾斜部３１ａの近傍に形成され得るクラックや隙間を埋める機能と、を備えている。ただし本発明においては、段差緩和部４０を設けることによって傾斜部３１ａの周辺の断面形状を順テーパ状にして傾斜部３１ａの傾斜角を緩和することができればよい。このため必ずしも段差緩和部４０によって第一保護層３１の傾斜部３１ａの近傍に形成されたクラックや隙間を完全に埋める必要はない。つまり本発明においては、傾斜部３１ａの傾斜角を緩和することによって第一保護層３１の傾斜部３１ａ及びその周辺の断面形状を順テーパ状にすることができればよい。これにより第一保護層３１上に第二保護層３２を設ける際に第一保護層３１の傾斜部３１ａによって第二保護層３２に欠陥が生じる可能性を減らすことができるからである。
【００３２】
尚、段差緩和部４０の構成材料は、保護層（第一保護層３１、第二保護層３２）と比較して大気中の水分や酸素を遮断する機能が弱い材料である。このため、段差緩和部４０は傾斜部３１ａの周囲にのみ設ける。これにより、段差緩和部４０の構成材料からなる薄膜に関する課題、即ち、第二保護層３２の一部に欠陥が生じたときにその欠陥から大気中の水分や酸素が段差緩和部４０の構成材料からなる薄膜内を浸透することに関する課題を解消することができる。
【００３３】
段差緩和部４０の構成材料は、第一保護層３１の傾斜部３１ａを覆い、傾斜部３１ａの傾斜角を緩和することができる機能を備えた材料であれば、限定されるものではないが、傾斜角を大きく緩和することのできる塗布法を用いて形成できる材料は、特に好ましい。塗布法を利用することができる段差緩和部４０の構成材料としては、例えば、有機ポリマー、無機ポリマー、有機金属ポリマー、ハイブリッド有機／無機ポリマー及びそれらの組み合わせによって得られる材料等が挙げられる。ただしポリマー材料に限定されるものではなく、低分子材料も、適切な溶媒に溶解させることで、塗布法を用いて段差緩和部４０を形成することができる。また段差緩和部４０は、種類が異なる複数の材料をそれぞれ積層してなる積層体であってもよい。さらに段差緩和部４０は、発光効率を低下させないために、可視光領域において８０％以上の透過率を有するのが好ましい。また、第一保護層３１／段差緩和部４０／第二保護層３２の各層間の界面で反射が起こらないように、段差緩和部４０は、好ましくは、第一保護層３１あるいは第二保護層３２との屈折率段差が小さくなるような材料を選択する。さらに、段差緩和部４０の構成材料が第一保護層３１の欠陥部を通った場合に有機発光素子を構成する有機化合物層にダメージを与えないように、段差緩和部４０の構成材料は有機化合物層の構成材料に対して活性が低いことが望ましい。本発明において、プロセス制御を容易にするため、段差緩和部４０の構成材料は、第一保護層３１の構成材料と比べて、エッチングレートが十分に速い材料であるのが望ましい。尚、段差緩和部４０となる薄膜（後述する中間層）を形成する際に、前もって第一保護層３１上にエッチングストップ層を設けてもよい。こうすると、第一保護層３１の構成材料と段差緩和部４０の構成材料との間にエッチングレートの差があまりなかったとしても第一保護層３１を損傷させることなくエッチングすることが可能となる。
【００３４】
段差緩和部４０の構成材料として有機ポリマーを用いる場合は、具体的には、ウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリブチレン、ポリオレフィン、イソブチレン、イソプレン、エポキシ、パリレン、ベンゾシクロブタジエン、ポリノルボルネン、ポリアリルエーテル、ポリカーボネート、アルキド樹脂、ポリアニリン、エチレン酢酸ビニル共重合ポリマー、エチレンアクリル酸共重合ポリマー、フッ化物ポリマー等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。尚、本発明においては、上述したポリマーを複数種組み合わせて用いてもよい。
【００３５】
段差緩和部４０の構成材料として無機ポリマーを用いる場合は、具体的には、シリコーン、ポリフォスファゼン、ポリシラザン、ポリカーボシラン、ポリカルボシラン、カルボランシロキサン、ポリシラン、ホスホニトリルポリマー、硫黄窒化物ポリマー、シロキサンポリマー等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。尚、本発明においては、上述したポリマーを複数種組み合わせて用いてもよい。
【００３６】
段差緩和部４０の構成材料として有機金属ポリマーを用いる場合は、具体的には、中心金属に典型金属、遷移金属、ランタニド／アクチニド金属を有する有機金属ポリマーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。尚、本発明において、有機金属ポリマーに含まれる中心金属は一種類でもよいし二種類以上でもよい。
【００３７】
段差緩和部４０の構成材料としてハイブリッド有機／無機ポリマー系を用いる場合は、具体的には、有機的に改変したシリケート、プリセラミックポリマー、ポリイミド‐シリカハイブリッド、アクリレート−シリカハイブリッド、ポリジメチルシロキサン−シリカハイブリッド、セラミック、及びこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されるものではない。
【００３８】
段差緩和部４０の構成材料として低分子材料を用いる場合、例えば、段差緩和部４０の構成材料として、α−ＮＰＤ等の有機ＥＬ材料をトルエン溶媒等に溶解させて調製した溶液を塗布・成膜することで段差緩和部４０が形成される。ただし本発明ではこれに限定されるものではない。段差緩和部４０は、大気圧プロセス及び真空プロセスを含めて、表面の平坦性が改善される複数の周知のプロセスによって生成された中間層をドライエッチングすることで形成することができる。尚、中間層の製造方法については後述する。
【００３９】
図２（ａ）及び（ｂ）に示されるように、第一保護層３１を形成する際に、異物５１によって傾斜部３１ａが生じたとしても、この傾斜部３１ａの周囲には段差緩和部４０が設けられている。この段差緩和部４０により、傾斜部３１ａの断面形状は順テーパ状になるため、第一保護層３１上に第二保護層３２を設ける際に、第二保護層３２は連続した薄膜として形成され、クラック等の欠陥ができにくくなる。このため第一保護層３１に欠陥が生じたとしてもこの欠陥に関わらず第二保護層３２によって有機発光素子２０を密閉することができ、第一保護層３１の欠陥上から水分や酸素が侵入することを十分に抑制することができる。また図２（ｂ）で示されように、第二保護層３２を形成する際に第一保護層３１の表面に異物５２等が存在することで第二保護層３２の傾斜部３２ａが形成されることにより第二保護層３２に部分的な欠陥が生じたとしてもその欠陥の直下には第一保護層３１がある。このため、第二保護層３２の欠陥から大気中の水分や酸素が侵入したとしても大気中の水分や酸素の侵入を防ぐ機能を有する第一保護層３１でこれらをブロックすることができる。
【００４０】
本発明において、二種類の保護層（第一保護層３１、第二保護層３２）は、それぞれ一層で構成されていてもよいし、複数の層を積層してなる積層体であってもよい。ここで保護層が積層体である場合では、同じ材料又は異なる材料から保護層を構成する各層を形成することができる。
【００４１】
保護層の材料は、保護層の用途に応じて透明な材料であってもよいし不透明な材料であってもよい。本発明において、保護層に適切な材料としては、金属単体、酸化物、窒化物、炭化物酸窒化物、酸ホウ化物等の金属化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。尚、上述した金属単体や金属化合物は、二種類以上組み合わせてなる合金や混合物という態様で用いてもよい。
【００４２】
保護層に好適な材料となる金属単体としては、アルミニウム、チタン、インジウム、スズ、タンタル、ジルコニウム、ニオブ、ハフニウム、イットリウム、ニッケル、タングステン、クロム、亜鉛等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４３】
保護層に好適な材料となる金属酸化物としては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化ニッケル、酸化タングステン、酸化クロム、酸化亜鉛等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４４】
保護層に好適な材料となる金属窒化物としては、窒化アルミニウム、窒化シリコン、窒化ホウ素、窒化ゲルマニウム、窒化クロム、窒化ニッケル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４５】
保護層に好適な材料となる金属炭化物としては、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化シリコン、及びこれらの組合せを含むが、これらに限定されるものではない。
【００４６】
保護層に好適な材料となる金属酸窒化物としては、酸窒化アルミニウム、酸窒化シリコン、酸窒化ホウ素、及びこれらの組合せを含むが、これらに限定されるものではない。
【００４７】
保護層に好適な材料となる金属酸ホウ化物としては、酸ホウ化ジルコニウム、酸ホウ化チタン、及びこれらの組合せを含むが、これらに限定されるものではない。
【００４８】
上述した材料以外にも、不透明な金属、不透明なセラミック、不透明なポリマー、不透明なサーメット等も保護層の材料として用いることができる。またこれらの材料は複数種類を組み合わせた態様で用いてもよい。
【００４９】
保護層の材料として、不透明なサーメットを用いる場合、具体的には、窒化ジルコニウム、窒化チタン、窒化ハフニウム、窒化タンタル、窒化ニオブ、二珪化タングステン、二ホウ化チタン、二ホウ化ジルコニウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００５０】
次に、本発明の表示装置の製造方法について説明する。本発明に係る製造方法は、少なくとも下記に示されるプロセスを有する。
（１）基板上に、第一電極と、有機発光層と、第二電極と、をこの順に形成する有機発光素子の形成工程
（２）有機発光素子を被覆するように第一保護層を形成する第一保護層の形成工程
（３）第一保護層上に中間層を形成する中間層の形成工程
（４）中間層をエッチングして第一保護層の傾斜部周囲に選択的に段差緩和部を形成するエッチング工程
（５）第一保護層上及び段差緩和部上に、第二保護層を形成する第二保護層の形成工程
【００５１】
図３は、本発明の表示装置の製造方法における製造プロセスの例を示すフロー図である。以下、図３のフロー図を適宜参照しながら各プロセスについて説明する。
【００５２】
（１）有機発光素子の形成工程
まず基板１０上に第一電極２１を形成する（第一電極の形成工程）。このとき第一電極２１の形成方法としては、フォトリソプロセス等の公知の方法を採用することができる。次に、基板１０を洗浄する（基板の洗浄工程）。次に、第一基板２１が設けられている基板１０を、真空雰囲気のチャンバーに投入した後、真空雰囲気下でベーク処理を行い、酸素プラズマによって第一電極２１の前処理工程を行う。次に、真空雰囲気を維持した状態で、真空蒸着法により、第一電極２１上に、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層がこの順に積層してなる有機化合物層２２を形成する（有機化合物層の形成工程）。特に、発光層をＲＧＢ画素ごとに塗り分ける工程では、各色の画素に対応した領域に開口を備えた高精細蒸着マスクを用いて、発光層をパターニングするのが望ましい。
【００５３】
有機化合物層２２を形成した後は、有機化合物層２２上に透光性導電性材料からなる電極層（第二電極２３）を形成する（第二電極の形成工程）。第二電極２３の構成材料としては、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物等の透明導電材料が挙げられる。尚、第二電極２３を、Ａｇ等の金属材料からなる薄膜を所定の膜厚で形成してなる半透過膜としてもよい。
【００５４】
（２）第一保護層の形成工程
次に、第二電極２３上に、第一保護層３１を形成する（第一保護層の形成工程）。第一保護層３１の構成材料としては、少なくとも水分及び酸素の透過を抑制する機能を有する材料、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮx）等が用いられる。また第一保護層３１は、スパッタリング、蒸着、昇華、ＣＶＤ（化学蒸着法）、ＰＥＣＶＤ（プラズマ増強化学蒸着法）、ＥＣＲ−ＰＥＣＶＤ（電子サイクロトロン共鳴−プラズマ増強化学蒸着法）等の、従来方式の真空プロセスを含めた任意の適切なプロセスによって構成材料を堆積（デポジット）させることで形成することができるが、プロセスはこれらに限定されるものではない。また第一保護層３１を形成する際には、上述したプロセスを複数組み合わせて用いてもよい。また第一保護層３１の膜厚は、後の工程である（中間層の）エッチング工程を行った後で封止性を損なわない程度の膜厚で成膜する。具体的には、第一保護層３１の膜厚は、０．１μｍ〜５μｍであって、可視領域における光透過率が８０％以上であって、膜応力が零に近いことが望ましい。
【００５５】
（３）中間層の形成工程
次に、第一保護層３１上に中間層４１を形成する（中間層の形成工程）。図４は、中間層４１の形成工程から第二保護層の形成工程に至るまでの製造プロセスを示す断面模式図である。尚、図４において、（ａ）は、中間層４１の形成工程であり、（ｂ）は、エッチング工程であり、（ｃ）は、第二保護層の形成工程である。
【００５６】
以下、中間層４１の構成材料としてポリカーボネートを使用したケースを具体例として、本工程を説明する。
【００５７】
まず、ポリカーボネートの溶液（溶媒：トルエン）を調製した後、窒素雰囲気内においてこの溶液を第一保護層３１上に滴下してスピンコートを行うことで中間層４１となる塗布膜を成膜する。このように、スピンコートに代表される塗布法によって中間層４１を形成すると、基板１０上や第一保護層３１の欠陥の上に上記溶液が流れる。このため、第一保護層３１の傾斜部３１ａ近傍の低い区域（第一保護層３１が不連続となっている領域）を充填しつつ、第一保護層３１の全体を覆うことができるので、中間層４１の形成方法として好ましい。これによって、特に、傾斜部３１ａにおいて平坦性が大きく改善された表面を得ることができる。つまり、中間層４１は、第一保護層３１の封止特性を著しく損ねる原因となる異物５１や第二電極２３の起伏によって生じる第一保護層３１の傾斜部３１ａを、傾斜部３１ａ周辺の断面形状を順テーパにした状態で第一保護層３１をコーティングすることができる。尚、中間層４１は、成膜後、層内に含まれる水分や溶媒を減圧加熱条件により十分に除外する。
【００５８】
また、後述するエッチング工程で第一保護層３１の傾斜部３１ａ及びその周囲において段差緩和部４０を良好な形状で形成させるためには、図４（ａ）で示すように、傾斜部３１ａ上に形成される中間層４１の膜厚を他の領域よりも厚くするのが好ましい。
【００５９】
ここで中間層４１の膜厚は、第一保護層３１の傾斜部３１ａ及びその近傍においては、傾斜部３１ａの高さの０．１倍〜１倍程度とし、他の領域（平坦部）においては、傾斜部３１ａの高さの０．０１倍〜０．１倍程度とするのが望ましい。例えば、第一保護層３１の傾斜部３１ａの高さが１μｍの場合、中間層４１の膜厚は、平坦部において０．０２μｍ、傾斜部３１ａの周囲では順テーパの傾斜を有するように０．５μｍと設定する。そうすると、次のエッチング工程を実施したときに図４（ｂ）で示しされる所望の形状で段差緩和部４０を得ることができる。
【００６０】
尚、中間層４１は、使用する中間層４１の構成材料の粘性、塗布条件（例えば、スピンコートの回転数）等を調整することで成膜することが可能になる。例えば、塗布する材料として粘度を１ｃＰ〜１０ｃＰ程度とし、スピンコートの回転数を１０００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍの範囲にすることで図４（ａ）に示される形状で中間層４１を形成することが可能となる。
【００６１】
（４）エッチング工程
次に、中間層４１を、異方性を有するエッチング法によりエッチングを実施して段差緩和部４０を形成する（エッチング工程）。具体的には、図４（ｂ）に示すように、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）装置を用いた中間層４１の異方性エッチングを行う。これにより、第一保護層３１の傾斜部３１ａに段差緩和部４０が形成される。尚、本工程では、基板面に対して垂直方向にエッチング速度が大きくとれる異方性エッチングを採用する。これにより、段差緩和部４０の傾斜面を中間層４０の傾斜面に近づけることができる。本工程において用いられるエッチングガスは、中間層４１の構成材料に応じて適宜選択することができる。例えば、酸素ガス、ＣＦ4ガス等が挙げられる。本実施形態のようにポリカーボネートを用いて中間層４１を形成した場合では、エッチングガスとして酸素ガスを使用することができる。また本工程において、エッチング時間は、第一保護層３１の平坦領域に形成された中間層４１を除去できるように設定する。
【００６２】
（５）第二保護層の形成工程
次に、第一保護層３１上及び段差緩和部４０上に、水分及び酸素の透過を抑制する機能を有する有第二保護層３２を形成する（第二保護層の形成工程）。ここで第二保護層３２の構成材料は、第一保護層３１の構成材料と同じであってもよいし異なっていてもよい。具体的には、窒化ケイ素（ＳｉＮx）等が用いられる。また第二保護層３２の形成方法としては、第一保護層３１の形成方法と同じ方法であってもよいし、異なる方法であってもよい。具体的には、ＣＶＤ法等が用いられる。
【００６３】
このとき第一保護層３１の傾斜部３１ａの傾斜角は、段差緩和部４０によって緩和され、傾斜部３１ａやその近傍の断面形状は順テーパ状となっている。このため、第一保護層３１よりも薄い膜厚で第二保護層３２を形成したとしても第一保護層３１が有する封止性よりも同等以上の封止性を備えた第二保護層３２を形成することが可能となる。
【００６４】
以上説明したように、本発明では、第一保護層３１の傾斜部３１ａの周辺に選択的に段差緩和部４０を設けることにより、第一保護層３１上に設けられる第二保護層３２の膜性能は第一保護層３１と比較して改善される。具体的には、第一保護層３１に欠陥が生じた際に、この欠陥の周囲に段差緩和部材４０を設ける。これにより、第二保護層３２を形成する際に当該欠陥が存する領域において第二保護層３２の欠陥が発生するのを防止することができる。また第一保護層３１が平坦に形成された（欠陥が存しない）領域上に設けられた中間層４０をエッチング工程で除去するため、第一保護層３１と第二保護層３２との間には水分や酸素を拡散し得る中間層４０が存在しない。従って、仮に、第二保護層３２に欠陥が生じたとしてもこの欠陥から第一保護層３１の欠陥（傾斜部３１ａ）にまで水分や酸素が至ることを防止することできる。よって保護層を二層（第一保護層３１、第二保護層３２）設けた段階でダークスポットを低減することが可能となるため、保護層をこれ以上も受ける必要性は低い。このため、信頼性の高い表示装置を、高い歩留まりで生産することができる。さらに本発明の表示装置は、第一保護層３１と段差緩和部４０と第二保護層３２とを組み合わせることで高い封止性を得られる。このため、保護層（３１、３２）が比較的薄くても信頼性が高い表示装置が得られる。
【実施例１】
【００６５】
図１の表示装置１を、以下に説明する方法により作製した。
【００６６】
（１）電極付基板
まずＴＦＴ及び第一電極２１が形成された基板１０を洗浄した後、真空雰囲気のチャンバーへ投入した。それから真空雰囲気下でベーク処理を行い、酸素プラズマによって基板１０の前処理を行った。
【００６７】
（２）有機化合物層の形成工程
次に、真空雰囲気を維持した状態で、真空蒸着法により、正孔輸送層を表示領域の全面に形成した。このとき正孔輸送層の膜厚を約８０ｎｍとした。次に、赤色発光層を形成する成膜室に基板を搬送し、ストライプ開口を有する蒸着マスクと基板とのアライメントを行った後、赤色発光層を成膜した。次に、緑色発光層、青色発光層も同様に成膜した。尚、有機化合物層２２を構成する発光層以外の層は、表示領域において共通する層として各成膜室にて形成した。
【００６８】
（３）第二電極の形成工程
次に、有機化合物層２２上に、Ａｇ合金を成膜して第二電極２３を形成した。このとき第二電極２３の膜厚を２５ｎｍとした。尚、この第二電極２３は、半透過性の導電層である。
【００６９】
（４）第一保護層の形成工程
次に、ＣＶＤ法により、第二電極２３上に、窒化ケイ素（ＳｉＮx）を成膜し第一保護層３１を形成した。このとき第一保護層３１の膜厚を１．０μｍとした。尚、有機化合物層２２への熱ダメージを考慮して、第一保護層３１を成膜する際の基板１０の温度条件を１１０℃とした。また本実施例で成膜される第一保護層３１の光透過率（λ＝４３０ｎｍ）は９０％以上であり、膜応力は約１５０ＭＰａであった。従って、第一保護層３１を設けることで生じ得る表示装置の光取出し効率への影響は抑制することができると共に、膜剥がれによる不具合を防止することができる。
【００７０】
（５）中間層の形成工程
次に、第一保護層３１までを形成した基板１０を、大気に暴露されることなく窒素雰囲気にしたチャンバーへ投入した。尚、このチャンバーでは、露点は−８０℃に、酸素濃度は１０ｐｐｍ以下に、それぞれ管理されている。次に、この環境の中で、第一保護層３１上に、ポリカーボネートとトルエンとを混合して調製した溶液（濃度：０．３重量％）を滴下・塗布し、塗布膜を形成した。次に、減圧加熱条件下に基板１０を置いて塗布膜中の溶媒を除去した。以上により中間層４１を得た。尚、中間層４１の膜厚分布は、図４（ａ）で示される通りとなった。即ち、第一保護層３１の傾斜部３１ａにおいて中間層４１の厚さは比較的厚く、傾斜部３１ａ周辺の断面形状は中間層４１により順テーパ形状であった。より具体的には、異物５１が存しない平坦な領域における中間層４１の厚さは２０ｎｍであり、一方で、第一保護層３１の傾斜部３１ａ（高さ：１μｍ、傾斜角：９０℃に近い）での中間層４１の厚さは約４００ｎｍ程度であった。
【００７１】
（６）エッチング工程
次に、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）装置を用いて、図４（ｂ）に示すように、異方性エッチングにより中間層４１を除去して段差緩和部４０を形成した。尚、エッチングガスとして酸素ガスを使用したので、第一保護層３１はほぼエッチングされることがなかった。尚、エッチング時間は、第一保護層３１の平坦領域にて形成された厚さ２０ｎｍの中間層４１が完全に除去されるように設定した。この結果、段差緩和部４０は断面順テーパ形状を有し、最大厚さは３８０ｎｍ程度であった。
【００７２】
（７）第二保護層の形成工程
次に、図４（ｃ）に示すように、ＣＶＤ法により、段差緩和部４０上及び第一保護層３１上に、窒化ケイ素（ＳｉＮx）を成膜して第二保護層３２を形成した。このとき第二保護層３２の膜厚を０．５μｍとした。尚、有機化合物層２２への熱ダメージを考慮して、第一保護層３１を成膜する際の基板１０の温度条件を１００℃とした。また本実施例で成膜される第二保護層３２の光透過率（λ＝４３０ｎｍ）は９０％以上であり、膜応力は約１５０ＭＰａであった。従って、第二保護層３２を設けることで生じ得る表示装置の光取出し効率への影響は抑制することができると共に、膜剥がれによる不具合を防止することができる。
【００７３】
以上により表示装置を得た。ここで得られた表示装置を、６０℃９０％ＲＨ環境下で１０００時間さらした際に表示装置内にダークスポットの発生率を評価した。この結果、ダークスポットの発生率は４％まで低減できることがわかった。
【００７４】
一方、比較例として、段差緩和部４０の形成プロセス（中間層の形成工程、エッチング工程）を省略して形成した表示装置について、同様の条件でダークスポットの発生率を評価した。この結果、ダークスポットの発生率は約３０％であった。
【実施例２】
【００７５】
実施例１と同様に、図１の表示装置を作製した。
【００７６】
（１）電極付基板
実施例１の（１）と同様の方法で処理された第一電極２１を有する電極付基板を用意した。
【００７７】
（２）有機化合物層の形成工程
実施例１の（２）と同様の方法により、有機化合物層２２を形成した。
【００７８】
（３）第二電極の形成工程
実施例１の（３）と同様の方法により、第二電極２３を形成した。
【００７９】
（４）第一保護層の形成工程
実施例１の（４）と同様の方法により、第一保護層３１を形成した。
【００８０】
（５）中間層の形成工程
まず第一保護層３１上に、酸化ケイ素を成膜してエッチングストップ層を形成した。このときエッチングストップ層の膜厚を０．５μｍとした。
【００８１】
次に、第一保護層３１及びエッチングストップ層が形成した基板１０を、大気に暴露されることなく窒素雰囲気にしたチャンバーへ投入した。尚、このチャンバーでは、露点は−８０℃に、酸素濃度は１０ｐｐｍ以下に、それぞれ管理されている。次に、この環境の中で、エッチングストップ層上に、ポリシラザンとジブチルエーテルとを混合して調製した溶液（濃度：５重量％）を滴下・塗布し、塗布膜を形成した。次に、減圧加熱条件下に基板１０を置いて塗布膜中の溶媒を除去した。以上により中間層４１を得た。尚、中間層４１の膜厚分布は、図４（ａ）で示される通りとなった。即ち、第一保護層３１の傾斜部３１ａにおいて中間層４１の厚さは比較的厚く、傾斜部３１ａ周辺の断面形状は中間層４１により順テーパ形状であった。より具体的には、異物５１が存しない平坦な領域における中間層４１の厚さは２０ｎｍであり、一方で、第一保護層３１の傾斜部３１ａ（高さ：１μｍ、傾斜角：９０℃に近い）での中間層４１の厚さは約６００ｎｍ程度であった。
【００８２】
（６）エッチング工程
次に、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）装置を用いて、異方性エッチングにより中間層４１を除去して段差緩和部４０を形成した。尚、本実施例では、エッチングガスとしてＣＦ4ガスを使用した。ここでエッチングガス（ＣＦ4ガス）に暴露されるエッチングストップ層を構成する酸化ケイ素のエッチングレートは、中間層４０を構成するポリシラザンの１／２０程度である。またエッチング時間は、第一保護層３１の平坦領域にて形成された厚さ２０ｎｍの中間層４１が完全に除去されるように設定した。この結果、段差緩和部４０は断面順テーパ形状を有し、最大厚さは５８０ｎｍ程度であった。
【００８３】
（７）第二保護層の形成工程
実施例１の（７）と同様の方法により、第二保護層３２を形成した。
【００８４】
以上により表示装置を得た。ここで得られた表示装置を、６０℃９０％ＲＨ環境下で１０００時間さらした際に表示装置内にダークスポットの発生率を評価した。この結果、ダークスポットの発生率は４％まで低減できることがわかった。
【符号の説明】
【００８５】
１：表示装置、１０：基板、２０：有機発光素子、２１：第一電極、２２：有機化合物層、２３：第二電極、３１：第一保護層、３２：第二保護層、４０：段差緩和部、４１：中間層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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