(57)【要約】【課題】一つのチャンバ内において、被処理基板の一方の主面に形成された有機膜全体を、均一に重合硬化させるとともに、重合硬化した有機膜の上に、無機膜を積層することを可能とする、バリア膜の製造方法を提供する。【解決手段】被処理基板１０２の一方の主面１０２ａに形成された有機膜１０３Ａを、減圧空間内に配置し、プラズマＰからの放射光Ｌを用いて重合硬化させる第一工程と、前記減圧空間内において、前記第一工程により重合硬化させた有機膜の上に、シリコン化合物からなる無機膜を積層する第二工程と、を順に含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板の一方の主面に形成された有機膜を、減圧空間内に配置し、プラズマからの放射光を用いて重合硬化させる第一工程と、
前記減圧空間内において、前記第一工程により重合硬化させた有機膜の上に、シリコン化合物からなる無機膜を積層する第二工程と、を順に含むことを特徴とするバリア膜の製造方法。
【請求項２】
前記第一工程は、前記プラズマと前記有機膜との間に、前記プラズマを遮蔽し、かつ、該プラズマからの放射光のうち、少なくとも、紫外線が透過する部材を配し、該部材を通過した光を、該有機膜に照射することを特徴とする請求項１に記載のバリア膜の製造方法。
【請求項３】
さらに、前記無機膜の上に有機膜を形成する第三工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の有機膜の処理方法。
【請求項４】
前記第一工程の処理と、前記第二工程と、前記第三工程とを繰り返して行い、
前記被処理基板の一方の主面に、有機膜と無機膜とが順にＮ回（Ｎは自然数）重なるように、積層構造を形成することを特徴とする請求項３に記載のバリア膜の製造方法。
【請求項５】
内部を減圧可能としたチャンバと、
前記チャンバ内において配された、被処理基板を載置する支持手段と、
前記チャンバ内における、プラズマの発生手段と、
前記チャンバ内において、前記プラズマと前記被処理基板との間に配され、該被処理基板に対して、該プラズマを遮蔽するとともに、該プラズマからの放射光のうち、少なくとも紫外線を透過する部材と、を少なくとも備え、
前記部材は、前記被処理基板に対して前記プラズマを遮蔽する位置から移動可能であることを特徴とするバリア膜の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バリア膜の製造方法および製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の表示装置の分野において、大画面で高品質かつ低価格の実現を可能とする、有機ＥＬ素子を用いたディスプレイパネル（有機ＥＬディスプレイ）が広く普及している。有機ＥＬディスプレイは、平坦な二枚のガラス基板の周縁部同士が、接着材料からなる封止膜を介して貼り合わされ、封止膜に囲まれてなる中空部に、有機ＥＬ素子が配されるように構成される。
【０００３】
有機ＥＬ素子は水分に弱いため、素子全体を囲む封止膜には、高い防水性、防湿性を有するバリア膜としての機能が求められる。封止膜（バリア膜）としては、１００℃以下の比較的低温かつ短時間にて、紫外線（紫外光）の照射によって重合硬化させることを可能とする、紫外線硬化型樹脂をベースとした有機膜が、主に用いられるようになっている（特許文献１）。また、有機膜の上に無機膜を積層することにより、バリア性をさらに高めた複合膜が、封止膜として用いられることもある。有機膜への紫外線の照射は、一般的には、加熱手段としての機能を有する、ハロゲンランプ（ランプ）等の光源を用いて行われている。
【０００４】
ところで、有機膜の被照射領域の面積が、ランプによる紫外線の照射範囲を越える場合、紫外線を被照射領域の全体に同時に照射して、有機膜を硬化させることができない。そこで、被照射領域全体に紫外線を照射するためには、ランプを有機膜に対して相対的に移動させ、被照射領域上を走査させる必要がある。
【０００５】
しかしながら、ランプの走査をともなった紫外線線照射を行う場合、先に照射された領域と後に照射された領域とで、照射後の待機時間に差が生じる。そのため、離れた被照射領域間で、有機膜の硬化度合が異なってしまう虞がある。すなわち、ランプ等の光源を用いる場合、大面積の有機膜を均一に硬化させることは難しい。そして、被照射領域の面積が大きいほど、照射時間に占める、ランプの走査に消費される時間の割合が大きくなり、タクトタイムの短縮が妨げられる。
【０００６】
また、封止膜として、有機膜の上に無機膜を積層した複合膜を形成する場合、この複合膜を形成するために、有機膜に対して紫外線を照射して硬化させる処理に加えて、無機膜を積層する処理を行う必要があり、チャンバを二つ用いることになる。そして、有機膜を硬化させたチャンバから、無機膜を積層するチャンバへ被処理体を搬送する間に、有機膜は大気圧下の雰囲気に曝されるため、大気中に含まれる不純物が有機膜に付着する虞がある。硬化させた有機膜に付着した不純物は、有機膜の上に無機膜を積層して封止膜を形成した際に、この封止膜のバリア性を低下させる要因となりやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−７９２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたものであり、一つのチャンバ内において、被処理基板の一方の主面に形成された有機膜全体を、均一に重合硬化させるとともに、重合硬化した有機膜の上に、無機膜を積層することを可能とする、バリア膜の製造方法を提供する。
【０００９】
また、本発明は、被処理基板の一方の主面に形成された有機膜に対して、プラズマによるダメージを与えることなく、プラズマによる放射光に含まれた紫外線を照射することが可能な、バリア膜の製造装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係るバリア膜の製造方法は、被処理基板の一方の主面に形成された有機膜を、減圧空間内に配置し、プラズマからの放射光を用いて重合硬化させる第一工程と、前記減圧空間内において、前記第一工程により重合硬化させた有機膜の上に、シリコン化合物からなる無機膜を積層する第二工程と、を順に含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項２に係るバリア膜の製造方法は、請求項１において、前記第一工程は、前記プラズマと前記有機膜との間に、前記プラズマを遮蔽し、かつ、該プラズマからの放射光のうち、少なくとも、紫外線が透過する部材を配し、該部材を通過した光を、該有機膜に照射することを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３に係るバリア膜の製造方法は、請求項１または２において、さらに、前記無機膜の上に有機膜を形成する第三工程を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項４に係るバリア膜の製造方法は、請求項３において、前記第一工程の処理と、前記第二工程と、前記第三工程とを繰り返して行い、前記被処理基板の一方の主面に、有機膜と無機膜とが順にＮ回（Ｎは自然数）重なるように、積層構造を形成することを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項５に係るバリア膜の製造装置は、内部を減圧可能としたチャンバと、前記チャンバ内において配された、被処理基板を載置する支持手段と、前記チャンバ内における、プラズマの発生手段と、前記チャンバ内において、前記プラズマと前記被処理基板との間に配され、該被処理基板に対して、該プラズマを遮蔽するとともに、該プラズマからの放射光のうち、少なくとも紫外線を透過する部材と、を少なくとも備え、前記部材は、前記被処理基板に対して前記プラズマを遮蔽する位置から移動可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るバリア膜の製造方法によれば、プラズマからの放射光を照射して、有機膜を重合硬化させる。このプラズマは、広範囲において均一に発生させることができるため、プラズマの発生にともなって生成される放射光を、広範囲に形成された有機膜に対して、同時に、照射することができる。したがって、ランプ照射による従来の方法を用いた場合のように、離れた被照射領域間で、有機膜の硬化度合が異なってしまう虞がなく、有機膜全体を均一に硬化させることができる。また、従来の方法を用いた場合のように、ランプを有機膜に対して相対的に移動させ、被照射領域上を走査する時間を必要としないため、タクトタイムを短縮することができる。
【００１６】
また、本発明に係るバリア膜の製造方法によれば、バリア膜（封止膜）として、有機膜の上に無機膜を積層した複合膜を形成する場合に必要となる、有機膜に対して紫外線を照射して硬化させる処理と、無機膜を積層する処理とを、一つのチャンバ内にて行うことができる。したがって、有機膜を硬化させてから無機膜を積層するまでの間に、有機膜が大気圧下の雰囲気に曝されることはないため、大気中に含まれるような不純物が、有機膜に付着する虞がない。そして、硬化させた有機膜の上に無機膜を積層してバリア膜を形成した際に、不純物に起因した、この封止膜のバリア性低下を防ぐことができる。
【００１７】
また、本発明に係るバリア膜の製造装置によれば、チャンバ内に発生するプラズマと被処理基板との間に、被処理基板に対して、プラズマを遮蔽するとともに、プラズマからの放射光のうち、少なくとも紫外線を透過する部材を備えている。したがって、プラズマと対向する被処理基板の一方の主面に形成された有機膜に対して、プラズマによるダメージを与えることなく、プラズマによる放射光に含まれた紫外線を照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明における、バリア膜の製造装置の構成を説明する断面図である。
【図２】本発明における、バリア膜の製造方法を説明する工程フローである。
【図３】（ａ）本発明の第一工程処理中における、被処理体の断面図である。（ｂ）本発明の第一工程処理中における、被処理体の斜視図である。
【図４】（ａ）本発明の第二工程を経た、被処理体の断面図である。（ｂ）本発明の第一工程および第二工程を複数回経た、被処理体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
【００２０】
＜第一実施形態＞
［バリア膜の製造装置］
図１は、本発明の第一実施形態に係る、バリア膜の製造装置１００の構成について説明する断面図である。バリア膜の製造装置１００は、内部を減圧可能としたチャンバ（減圧空間）１０１と、チャンバ１０１内において、被処理基板１０２の一方の主面１０２ａに有機膜１０３Ａが形成されてなる、被処理体Ｍ１を載置する支持手段１０４と、プラズマＰを発生させる手段（プラズマ発生手段）Ｅとを備えている。さらに、バリア膜の製造装置１００は、チャンバ１０１内において、発生するプラズマＰと被処理基板１０２との間に配され、被処理基板１０２側に広がるプラズマＰを遮蔽するとともに、プラズマＰからの放射光Ｌのうち、少なくとも紫外線を透過する部材１０５を備えている。部材１０５は、被処理基板１０２に対してプラズマＰを遮蔽する位置と他の位置との間を移動可能であるとする。
【００２１】
被処理体Ｍ１は、被処理基板の一方の主面１０２ａが、チャンバ１０１内において発生したプラズマＰと対向するように、支持手段１０４に載置されるものとする。支持手段１０４は、電気的に接地されており、プラズマＰを発生させる際の下部電極をなす。また、支持手段１０４は、被処理基板１０２の温度を制御する手段Ｔを備えている。
【００２２】
有機膜１０３Ａとしては、１００℃以下の比較的低温かつ短時間にて、紫外線（紫外光）の照射によって重合硬化させることが可能な、紫外線硬化型樹脂をベースとしたものであることが望ましく、例えばアクリル系モノマー溶液（アクリル溶液）が用いられる。アクリル溶液からなる有機膜１０３Ａは、被処理基板の一方の主面１０２ａに対して、蒸着、塗布、滴下、インクジェット等の方法を用いて形成される。
【００２３】
プラズマ発生手段Ｅは、チャンバ１０１内を真空排気する手段１０６と、プラズマＰを発生させる際の上部電極をなし、チャンバ１０１内に窒素やアルゴン等の反応ガスＧを導入する手段（ガス導入手段）１０７と、ガス導入手段（上部電極）１０７に電圧を印加する電源１０８と、を少なくとも含む。電源１０８を用いて上部電極１０７に電圧を印加し、上部電極１０７と下部電極をなす支持手段１０４との間に電位差を生じさせることにより、反応ガスＧをプラズマ状態とすることができる。
【００２４】
［バリア膜の製造方法］
本発明の第一実施形態に係る、バリア膜の製造を実現する、二つの工程フローＡ（点線）および工程フローＢ（実線）について、図２を用いて説明する。図２は、各工程フローの処理に用いるチャンバ（Ｃ１〜Ｃ４）を、用いる順（矢印で示した順）に配置した状態を模式的に示したものである。
【００２５】
工程フローＡおよび工程フローＢは、ともに、被処理基板の一方の主面１０２ａに形成された有機膜１０３Ａを硬化させる工程（第一工程）と、硬化した有機膜１０３Ｂの上に無機膜１０９を形成する工程（第二工程）とを、順に、少なくとも一回ずつ含む。
【００２６】
また、工程フローＡおよび工程フローＢは、ともに、第一工程と第二工程とを一回ずつ順に行った後に、さらに、第二工程を経て形成される無機膜の上に、新たに有機膜を形成する工程（第三工程）と、新たに行う第一工程と、第二工程とを、順に、複数回ずつ繰り返して含んでもよい。
【００２７】
工程フローＡは、従来の方法により、バリア膜を製造する場合に対応している。工程フローＡに含まれる、上述した三つの工程処理は、それぞれ個別のチャンバ内において行われる。すなわち、被処理基板の一方の主面１０２ａにおいて有機膜１０３Ａを形成する処理と、形成された有機膜１０３Ａを硬化させる処理と、硬化した有機膜１０３Ｂ上において無機膜１０９を形成する処理とを、それぞれチャンバＣ１、Ｃ２、Ｃ３内にて行う。したがって、工程フローＡの処理を行うために、少なくとも三つのチャンバを用いることが必要となる。
【００２８】
これに対して、工程フローＢは、本発明の第一実施形態に係る方法により、バリア膜を製造する場合に対応している。工程フローＢに含まれる、上述した三つの工程処理のうち、少なくとも、有機膜１０３Ａを硬化させる工程処理と、硬化した有機膜１０３Ｂの上に無機膜１０９を形成する工程処理とが、同一チャンバ内において行われる。すなわち、被処理基板の一方の主面１０２ａにおいて有機膜１０３Ａを形成する処理をチャンバＣ１にて行い、形成された有機膜１０３Ａを硬化させる処理と、硬化した有機膜１０３Ｂ上において無機膜１０９を形成する処理とを、同一のチャンバＣ４にて行う。したがって、工程フローＢの処理を行うために、少なくとも二つのチャンバを用いることが必要となる。
【００２９】
図１に示したバリア膜の製造装置１００を用いて、被処理基板の一方の主面１０２ａに形成された、有機膜１０３Ａを処理する方法について説明する。まず、有機膜１０３Ａを重合硬化させる、第一工程について説明する。
【００３０】
初めに、チャンバ１０１内を真空排気し、支持手段１０４に被処理体Ｍ１を載置する。このとき、被処理面をなす被処理基板の一方の主面１０２ａには、蒸着、塗布、滴下、インクジェット等の方法により、液体状の有機膜１０３Ａが形成されている。
【００３１】
次に、部材１０５を移動させて、被処理基体Ｍ１に対してプラズマＰを遮蔽する位置、すなわち被処理体Ｍ１の有機膜１０３Ａが形成された側の位置に、被処理基体Ｍ１と重なるように配する。
【００３２】
そして、チャンバ１０１内において、ガス導入手段１０７と部材１０５とで挟まれた空間に、窒素元素やアルゴン元素を含む反応ガスＧを導入し、プラズマ発生手段Ｅを用いて、上部電極（ガス導入手段）１０７と下部電極（支持手段）１０４との間に電圧を印加する。これにより、チャンバ１０１内の雰囲気は、反応ガスＧを構成する元素が電離して、プラズマＰが発生した状態（プラズマ状態）となる。
【００３３】
図３（ａ）は、図１に示したバリア膜の製造装置１００の断面のうち、領域Ｒを拡大した図である。図３（ａ）に示すように、バリア膜の製造装置１００は、チャンバ１０１内に発生したプラズマの雰囲気（プラズマ）Ｐが、部材１０５に遮蔽され、有機膜１０３Ａに到達し得ない構成を備えている。そして、プラズマＰとともに発生する、放射光Ｌに含まれる紫外線が、部材１０５を透過して有機膜１０３Ａに照射され、光重合反応により、有機膜１０３Ａを液体状態から固体状態へと重合硬化させる。部材１０５は、波長域が０．２〜１［μｍ］の範囲にある紫外線が透過し得る透明度を有する。
【００３４】
被処理基板の一方の主面１０２ａに形成された有機膜１０３Ａ全体を、均一に重合硬化させるために、有機膜１０３Ａ全体に対して、紫外線が均一に照射されることが必要となる。したがって、被処理基板１０２と対向する部材の一方の主面１０５ａおよびプラズマＰと対向する部材の他方の主面１０５ｂは、いずれも被処理基板の一方の主面１０２ａと平行に配されることが望ましい。
【００３５】
また、被処理基板の一方の主面１０２ａに形成された有機膜１０３Ａに対して、プラズマＰによるダメージを与えないようにするため、有機膜１０３ＡがプラズマＰに曝されないように、被処理体Ｍ１に向かって広がろうとするプラズマＰを、遮蔽する形状であることが必要となる。すなわち、部材の両主面１０５ａ、１０５ｂの面積は、少なくとも、被処理基板の一方の主面１０２ａのうち、有機膜１０３Ａが形成された領域を覆う形状であることが求められる。そして、部材１０５は、少なくとも、プラズマＰが部材１０５の他方の主面１０５ｂと一方の主面１０５ａとの間を、透過しない程度の厚みを有することが望ましい。
【００３６】
図３（ｂ）は、図１に示した領域Ｒの構成について、部材の他方の主面１０５ｂ側が見えるように示した、拡大斜視図である。プラズマからの放射光Ｌは、部材１０５を厚み方向に透過し、被処理体Ｍ１の被処理面を構成する有機膜１０３Ａ全体に、同時に照射される。チャンバ１０１内に収まる範囲であれば、被処理面の面積が大きい場合であっても、それを上回る面積を有する部材１０５を選択して用いることにより、紫外線を含む放射光を、有機膜１０３Ａ全体に対して均一かつ同時に照射することが可能である。
【００３７】
なお、有機膜１０３ＡがプラズマＰに曝されるのを防ぐために、部材１０５は、その他方の主面１０５ｂ側から一方の主面１０５ａ側へ、プラズマＰが回り込まない程度の大きさを有することが望ましい。また、プラズマＰが、部材の一方の主面１０５ａ側に回り込んだとしても、有機膜１０３Ａに到達するのを防ぐために、被処理体Ｍ１は部材１０５に接触しない程度の近い位置に配されることが望ましい。
【００３８】
続いて、第一工程において硬化させた有機膜１０３Ｂ上に、所望のシリコン化合物を含む無機材料からなる膜を形成する、第二工程について説明する。第二工程の処理は、第一工程にて用いたチャンバ１０１内にて行う。これにより、処理チャンバの変更にともなう大気開放、真空排気等の作業が不要となる。
【００３９】
まず、第一工程の処理に用いたプロセスガス（反応ガス）とともにチャンバ１０１内を真空排気する。そして、チャンバ１０１内において、被処理体Ｍ１の近傍領域に、シリコン化合物を含む反応ガスを導入する。また、温度制御手段を用いて支持手段を加熱し、支持手段を介して被処理体Ｍ１（有機膜１０３Ｂ）が所望の温度となるように制御する。こうして、反応ガスが有機膜１０３Ｂと熱的に反応し、有機膜１０３Ｂ上にシリコン化合物からなる膜（無機膜）が形成される。
【００４０】
第二工程を経た被処理体Ｍ２の断面構成を、図４に示す。被処理体Ｍ２は、被処理基板の一方の主面１０２ａに、有機膜１０３Ｂ、無機膜１０９が順に積層されてなるバリア膜を備えている。バリア膜は、無機膜１０９を積層して構成することにより、有機膜単層で構成する場合に比べてバリア性を高めることができる。
【００４１】
なお、図４（ａ）に示した被処理体Ｍ２に対して、無機膜１０９上に新たな有機膜を形成する工程（第三工程）と、上述した第一工程と、上述した第二工程とを順に含む処理をＮ回（Ｎは自然数）繰り返して行うことにより、図４（ｂ）に示すように、複数の有機膜および無機膜からなる層を積層した被処理体Ｍ３が得られる。被処理体Ｍ３の積層部分は、被処理基板の一方の主面１０２ａに、有機膜と無機膜とが順にＮ回重なるように、積層構造（１０３Ｌ１、１０９Ｌ１、１０３Ｌ２、１０９Ｌ２、・・・１０３ＬＮ、１０９ＬＮ）を形成してなり、図４（ａ）に示した被処理体Ｍ２の積層部分に比べて、高いバリア性を有する。
【００４２】
以上説明したように、第一実施形態に係るバリア膜の製造方法によれば、プラズマＰからの放射光Ｌを照射して、有機膜１０３Ａを重合硬化させる。このプラズマＰは、広範囲において均一に発生させることができるため、プラズマＰの発生にともなって生成される放射光を、広範囲に形成された有機膜１０３Ａに対して、同時に、照射することができる。したがって、ランプ照射による従来の方法を用いた場合のように、離れた被照射領域間で、有機膜１０３Ａの硬化度合が異なってしまう虞がなく、有機膜１０３Ａ全体を均一に硬化させることができる。また、従来の方法を用いた場合のように、ランプを有機膜１０３Ａに対して相対的に移動させ、被照射領域上を走査する時間を必要としないため、タクトタイムを短縮することができる。
【００４３】
また、第一実施形態に係るに係るバリア膜の製造方法によれば、バリア膜（封止膜）として、有機膜１０３Ｂの上に無機膜１０９を積層した複合膜を形成する場合に必要となる、有機膜１０３Ａに対して紫外線を照射して硬化させる処理と、無機膜１０９を積層する処理とを、一つのチャンバ１０１内にて行うことができる。したがって、有機膜１０３Ａを硬化させてから無機膜１０９を積層するまでの間に、有機膜１０３Ａが大気圧下の雰囲気に曝されることはないため、大気中に含まれるような不純物が、有機膜１０３Ａに付着する虞がない。そして、硬化させた有機膜１０３Ｂの上に無機膜１０９を積層してバリア膜を形成した際に、不純物に起因した、このバリア膜のバリア性低下を防ぐことができる。
【００４４】
また、第一実施形態に係るバリア膜の製造装置によれば、チャンバ１０１内に発生するプラズマＰと被処理基板１０２との間に、被処理基板１０２に対して、プラズマＰを遮蔽するとともに、プラズマからの放射光Ｌのうち、少なくとも紫外線を透過する部材１０５を備えている。したがって、プラズマＰと対向する被処理基板の一方の主面１０２ａに形成された有機膜１０３Ａに対して、プラズマＰによるダメージを与えることなく、プラズマによる放射光Ｌに含まれた紫外線を照射することができる。
【００４５】
なお、チャンバ１０１内において、有機膜１０３ＡにプラズマＰの影響が及ばない程度のプラズマＰから離れた位置に、被処理基板１０２を配することが可能な場合には、部材１０５を配することなく、上述した第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、有機ＥＬディスプレイやプラズマディスプレイ等の表示装置を構成する、封止膜のバリア性を高める場合に対し、広く適用することが出来る。
【符号の説明】
【００４７】
１００・・・製造装置、１０１・・・チャンバ、１０２・・・被処理基板、
１０２ａ・・・主面、１０３Ａ、１０３Ｂ・・・有機膜、１０４・・・支持手段、
１０５・・・部材、１０９・・・無機膜、Ｅ・・・プラズマ発生手段、Ｌ・・・放射光、Ｐ・・・プラズマ。
【図１】
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【図２】
2013214452.tif 000004
【図３】
2013214452.tif 000005
【図４】
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