(57)【要約】【課題】有機ＥＬ表示装置において有機電界発光素子への水分等の劣化要因物質の浸入を阻止するバリア膜の性能向上を図る。【解決手段】有機ＥＬ表示装置は、酸化シリコン又は窒化シリコンでなるバリア基材層９６と、被含浸バリア基材層１００と接した基材皮膜層１０２とを含む積層膜であり、有機電界発光素子を劣化させる物質の透過を阻止するバリア膜９４を有する。バリア基材層９６の表面にナノインク９８が塗布され、ナノインク９８をバリア基材層９６に含浸させる。含浸処理されたバリア基材層９６が被含浸バリア基材層１００となり、含浸後のナノインク９８が基材皮膜層１０２となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料からなるパネル基材と、前記パネル基材の上に設けられた有機電界発光素子と、前記有機電界発光素子の上に設けられた封止膜とを有する表示装置であって、
酸化シリコン又は窒化シリコンでなるバリア基材層と、前記バリア基材層と接した基材皮膜層とを含む積層膜であり、前記有機電界発光素子を劣化させる物質の透過を阻止するバリア膜を有し、
前記バリア基材層には前記基材皮膜層の材料が含浸されていること、
を特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載する表示装置において、
前記基材皮膜層の材料は、アルミニウム、銀、アクリル樹脂、フッ素樹脂及び炭素のいずれか１つを主成分とすること、を特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載する表示装置において、
前記バリア膜は、前記パネル基材と前記有機電界発光素子との間、前記封止膜に一体化する位置、及び前記封止膜の上に充填材を介して貼り合わされる積層体の前記充填材側の表面の少なくとも１箇所に設けられていること、を特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載する表示装置において、
前記バリア膜は、前記バリア基材層として前記封止膜に設けられる酸化シリコン層と、当該酸化シリコン層に積層され含浸される前記基材皮膜層と、当該基材皮膜層の上に積層された窒化シリコン層とを含むこと、を特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載する表示装置において、
前記バリア膜は、前記バリア基材層となる酸化シリコン層と、前記基材皮膜層と、窒化シリコン層とを含む積層膜であること、を特徴とする表示装置。
【請求項６】
表示装置の製造方法であって、
酸化シリコン又は窒化シリコンでなるバリア基材層を形成する工程と、
前記バリア基材層の表面にナノインク層を塗布形成する工程と、
前記ナノインク層の少なくとも一部を前記バリア基材層に含浸させる工程と、
を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載する製造方法において、
前記ナノインク層は、アルミニウム、銀及び炭素のいずれか１つを主成分とすること、を特徴とする表示装置。
【請求項８】
表示装置の製造方法であって、
酸化シリコン又は窒化シリコンでなるバリア基材層を形成する工程と、
前記バリア基材層の表面に有機材料層を塗布形成する工程と、
前記有機材料層の少なくとも一部を前記バリア基材層に含浸させる工程と、
を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載する製造方法において、
前記有機材料層は、アクリル樹脂又はフッ素樹脂を主成分とすること、を特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機電界発光素子を備えた表示装置及びその製造方法に関し、特に有機電界発光素子を劣化させる物質の透過を阻止するバリア膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（electroluminescence：ＥＬ）表示装置などのフラットパネルディスプレイは基板上に薄膜トランジスタ（thin film transistor：ＴＦＴ）や、有機電界発光素子である有機発光ダイオード（organic light-emitting diode：ＯＬＥＤ）などが形成された表示パネルを有する。表示パネルの基板には従来、ガラス基板が用いられていたが近年、当該基板の材料に樹脂フィルムであるポリイミドを用いて、表示パネルを曲げることができるフレキシブルディスプレイの開発が進められている。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置では、特性が水分などによって劣化するＯＬＥＤを保護する保護膜が設けられる。例えば、有機ＥＬ表示装置は、ＯＬＥＤなどが形成された素子基板とカラーフィルタなどが形成された対向基板とを、間に充填用樹脂層を挟んで貼り合わせた構造を有する。ＯＬＥＤの上にはこの充填層に含まれる水分からＯＬＥＤを保護する防湿機能を有した封止膜が形成される。また、素子基板の基材となるポリイミド膜からの水分の浸入を防ぐために、当該ポリイミド膜とＯＬＥＤとの間に透湿性が低いバリア膜が設けられる。バリア膜として、化学気相成長法（chemical vapor deposition：ＣＶＤ）法により積層された酸化シリコン膜又は窒化シリコン膜や、蒸着法により成膜された有機膜が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０９６４３１号公報
【特許文献２】特開２００４−１４２３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ポリイミドは５００℃程度から熱分解し得、これがポリイミド膜上にバリア膜を形成する際の上限温度を制約し、ひいてはバリア膜の特性を制限し得るという問題があった、例えば、この温度制限の下で酸化シリコンや窒化シリコンをＣＶＤ法で形成する場合、膜厚を薄くするとポーラスな膜になりやすくバリア性能が不十分となり得る。一方、膜厚を厚くすればバリア性能を向上させることができるが、成膜に要する時間が長くなり生産性が低下する。また、バリア膜に用いられる有機材料の耐熱性は比較的低い。そのため、ＴＦＴ形成のための低温ポリシリコン (low-temperature poly silicon：ＬＴＰＳ) プロセスの温度が有機材料の耐熱温度より高くなる場合には、ポリイミド膜上のバリア膜を当該有機材料で形成することが難しく、また当該バリア膜はポリイミド等の有機膜との密着性も悪く、膜の乖離が発生しやすい。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、有機電界発光素子への水分等の劣化要因物質の浸入を阻止するバリア膜の性能向上を図る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る表示装置は、樹脂材料からなるパネル基材と、前記パネル基材の上に設けられた有機電界発光素子と、前記有機電界発光素子の上に設けられた封止膜とを有する表示装置であって、酸化シリコン又は窒化シリコンでなるバリア基材層と、前記バリア基材層と接した基材皮膜層とを含む積層膜であり、前記有機電界発光素子を劣化させる物質の透過を阻止するバリア膜を有し、前記バリア基材層には前記基材皮膜層の材料が含浸されている。
【０００８】
（２）上記（１）に記載する表示装置において、前記基材皮膜層の材料は、アルミニウム、銀、アクリル樹脂、フッ素樹脂及び炭素のいずれか１つを主成分とすることができる。
【０００９】
（３）上記（１）に記載する表示装置において、前記バリア膜は、前記パネル基材と前記有機電界発光素子との間、前記封止膜に一体化する位置、及び前記封止膜の上に充填材を介して貼り合わされる積層体の前記充填材側の表面の少なくとも１箇所に設けられている構成とすることができる。
【００１０】
（４）上記（１）に記載する表示装置において、前記バリア膜は、前記バリア基材層として前記封止膜に設けられる酸化シリコン層と、当該酸化シリコン層に積層され含浸される前記基材皮膜層と、当該基材皮膜層の上に積層された窒化シリコン層とを含むこと、を特徴とする表示装置。
【００１１】
（５）上記（１）に記載する表示装置において、前記バリア膜は、前記バリア基材層となる酸化シリコン層と、前記基材皮膜層と、窒化シリコン層とを含む積層膜とすることができる。
【００１２】
（６）本発明に係る表示装置の製造方法は、酸化シリコン又は窒化シリコンでなるバリア基材層を形成する工程と、前記バリア基材層の表面にナノインク層を塗布形成する工程と、前記ナノインク層の少なくとも一部を前記バリア基材層に含浸させる工程と、を有する。
【００１３】
（７）上記（６）に記載する製造方法において、前記ナノインク層は、アルミニウム、銀及び炭素のいずれか１つを主成分とすることができる。
【００１４】
（８）本発明に係る表示装置の製造方法は、酸化シリコン又は窒化シリコンでなるバリア基材層を形成する工程と、前記バリア基材層の表面に有機材料層を塗布形成する工程と、前記有機材料層の少なくとも一部を前記バリア基材層に含浸させる工程と、を有する。
【００１５】
（９）上記（８）に記載する製造方法において、前記有機材料層は、アクリル樹脂又はフッ素樹脂を主成分とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の概略の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の画素アレイ部の模式的な部分断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置のＯＬＥＤ基板における回路部の積層構造を形成する工程の概略のプロセスフロー図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置のＯＬＥＤ基板における回路部の積層構造を形成する工程の概略のプロセスフロー図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置のＯＬＥＤ基板における封止層を形成する工程の概略のプロセスフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１８】
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、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、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１９】
［第１の実施形態］
有機ＥＬ表示装置は、アクティブマトリックス型表示装置であり、テレビ、パソコン、携帯端末、携帯電話等に表示パネルとして搭載される。図１は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置２の概略の構成を示す模式図である。有機ＥＬ表示装置２は、画像を表示する画素アレイ部４と、当該画素アレイ部を駆動する駆動部とを備える。有機ＥＬ表示装置２はフレキシブルディスプレイであり、基材としてガラス基板ではなく可撓性を有した樹脂フィルムを用い、当該基材の上にＴＦＴやＯＬＥＤなどの積層構造を形成する。
【００２０】
画素アレイ部４には画素に対応してＯＬＥＤ６及び画素回路８がマトリクス状に配置される。画素回路８は複数のＴＦＴ１０，１２やキャパシタ１４で構成される。
【００２１】
一方、駆動部は走査線駆動回路２０、映像線駆動回路２２、駆動電源回路２４及び制御装置２６を含み、画素回路８を駆動しＯＬＥＤ６の発光を制御する。
【００２２】
走査線駆動回路２０は画素の水平方向の並び（画素行）ごとに設けられた走査信号線２８に接続されている。走査線駆動回路２０は制御装置２６から入力されるタイミング信号に応じて走査信号線２８を順番に選択し、選択した走査信号線２８に、点灯ＴＦＴ１０をオンする電圧を印加する。
【００２３】
映像線駆動回路２２は画素の垂直方向の並び（画素列）ごとに設けられた映像信号線３０に接続されている。映像線駆動回路２２は制御装置２６から映像信号を入力され、走査線駆動回路２０による走査信号線２８の選択に合わせて、選択された画素行の映像信号に応じた電圧を各映像信号線３０に出力する。当該電圧は、選択された画素行にて点灯ＴＦＴ１０を介してキャパシタ１４に書き込まれる。駆動ＴＦＴ１２は書き込まれた電圧に応じた電流をＯＬＥＤ６に供給し、これにより、選択された走査信号線２８に対応する画素のＯＬＥＤ６が発光する。
【００２４】
駆動電源回路２４は画素列ごとに設けられた駆動電源線３２に接続され、駆動電源線３２及び選択された画素行の駆動ＴＦＴ１２を介してＯＬＥＤ６に電流を供給する。
【００２５】
ここで、ＯＬＥＤ６の陽極（アノード）は駆動ＴＦＴ１２に接続される。一方、各ＯＬＥＤ６の陰極（カソード）は基本的に接地電位に接続され、全画素のＯＬＥＤ６の陰極は共通の電極で構成される。
【００２６】
図２は有機ＥＬ表示装置２の画素アレイ部４の模式的な部分断面図であり、表示領域の水平方向に沿った断面を示している。有機ＥＬ表示装置２はＯＬＥＤ基板４０と対向基板４２とを、間に充填材４４を挟んで貼り合わせた構造を有する。本実施形態において画素アレイ部はトップエミッション型であり、ＯＬＥＤ基板４０上に発光部となるＯＬＥＤ６が形成され、ＯＬＥＤで生じた光を対向基板４２から出射する。すなわち、図２においてＯＬＥＤの光は上向きに出射する。また、図２に示す有機ＥＬ表示装置２におけるカラー化方式はカラーフィルタ方式であり、ＯＬＥＤにて白色光を生成し、当該白色光をカラーフィルタを通すことでＲＧＢ各色を得る。
【００２７】
ＯＬＥＤ基板４０は樹脂フィルムからなる基材５０（パネル基材）に回路部５２、ＯＬＥＤ部５４、封止層５６などが積層された構造を有する。基材５０として例えば、ポリイミド膜を用いることができる。
【００２８】
回路部５２は上述した画素回路８、走査信号線２８、映像信号線３０、駆動電源線３２などからなる。また、駆動回路２０，２２、駆動電源回路２４、制御装置２６の少なくとも一部分は回路部５２としてＯＬＥＤ基板４０上に画素アレイ部と一体に構成することができる。なお、図２では回路部５２の詳細な断面構造は図示を省略しているが、当該断面構造については図３、図４を用いて後述する。
【００２９】
ＯＬＥＤ部５４は画素ごとに形成されたＯＬＥＤ６、及び画素境界に形成されたバンク６０を含む。ＯＬＥＤ６は下部電極６４、有機層６６及び上部電極６８を順に積層されて構成される。有機層６６は正孔輸送層、発光層、電子輸送層等を含んで構成される。
【００３０】
下部電極６４及び上部電極６８はそれぞれＯＬＥＤ６の陽極、陰極を構成し、これらの間に印加される電気信号により発光層での発光が制御される。上述したように上部電極６８は基本的に表示領域全体の画素に共通に形成され、駆動部から共通電圧を印加される。下部電極６４（画素電極）は画素ごとに形成され、駆動部及び画素回路８により映像信号に応じた電流を供給される。
【００３１】
バンク６０は画素間に絶縁層で形成され、下部電極６４間を電気的に分離する。封止層５６はＯＬＥＤ部５４の上に積層される。封止層５６は充填材４４に含まれる水分などの透過を阻止し、ＯＬＥＤを保護する機能を有する。
【００３２】
対向基板４２は例えば、樹脂フィルムからなる透明な基材８０にカラーフィルタ８２などが積層された積層体である。基材８０として例えば、基材５０と同様、ポリイミド膜を用いることができる。カラーフィルタ８２はＯＬＥＤが生成する白色光のうち画素の色に対応した成分の光を選択的に透過する。例えば、カラーフィルタ８２として、Ｒ画素に対応して赤色の波長帯域を透過するカラーフィルタ８２ｒが配置され、Ｇ画素に対応して緑色の波長帯域を透過するカラーフィルタ８２ｇが配置され、Ｂ画素に対応して青色の波長帯域を透過するカラーフィルタ８２ｂが配置される。なお、カラーフィルタ８２ｒ，８２ｇ，８２ｂの境界にはブラックマトリクス８４が配置される。
【００３３】
ＯＬＥＤ基板４０と対向基板４２とは、間に充填材４４を挟んで封止層５６とカラーフィルタ８２とを対向させて貼り合わされる。具体的には、ＯＬＥＤ基板４０と対向基板４２とは間隙を設けて対向配置され、表示領域を囲んで当該間隙には樹脂からなるダム材（シール材）（不図示）が配され、表示領域の間隙を密閉する。透明樹脂からなる充填材４４はダム材の内側の間隙に充填される。しかる後、ダム材及び充填材４４を硬化して両基板を接着する。
【００３４】
図３、図４はＯＬＥＤ基板４０における回路部５２の積層構造を形成する工程の概略のプロセスフロー図であり、主要な工程におけるＯＬＥＤ基板４０の部分断面図を示している。以下、図３、図４を用いて下部電極６４の形成までの工程を説明する。
【００３５】
基材５０として用いる樹脂フィルムは可撓性を有するので、有機ＥＬ表示装置２の製造工程において基材５０を平坦に保つ支持体としてガラス基板９０を用いる。例えば、基材５０とするポリイミド膜９２は、ガラス基板９０の表面に原料溶液をスピンコーティングで塗布し、熱処理でイミド化して形成される（図３（ａ））。
【００３６】
ポリイミド膜９２の表面に、後述するポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）層の下地膜としてバリア膜９４が形成される（図３（ｂ）〜（ｅ），図４（ａ））。バリア膜９４はポリイミド膜９２とＯＬＥＤ６との間に位置し、ガラス基板９０を剥離した後のポリイミド膜９２の表面から浸入する水分などのＯＬＥＤ６を劣化させる物質の透過を阻止する。
【００３７】
本実施形態ではバリア膜９４として、まずポリイミド膜９２の表面にバリア基材層９６を積層する（図３（ｂ））。バリア基材層９６は例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）でありＣＶＤ法で堆積される。
【００３８】
バリア基材層９６の表面に、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）のナノ粒子を含んだナノインク９８を塗布する（図３（ｃ））。例えば、ナノインク９８はスピンコート法で塗布され、また、塗布後、減圧乾燥等により流動しにくくされる。
【００３９】
その後、ＯＬＥＤ基板４０のナノインク９８を塗布した面に熱処理を施して、ナノインク層を溶融、焼成する（図３（ｄ））。これによりバリア基材層９６の表面を覆う基材皮膜層１０２が形成されると共に、ナノインク層の少なくとも一部をバリア基材層９６に含浸させることができ、基材皮膜層１０２の下には含浸がなされたバリア基材層である被含浸バリア基材層１００が形成される（図３（ｅ））。バリア基材層９６には材料粒子の間隙や成膜表面に存在し得る異物等に起因する欠陥が存在し得る。これに対し、被含浸バリア基材層１００は当該間隙等をナノ粒子で塞がれているので、ＯＬＥＤ６を劣化させる物質を透過しにくくなる。
【００４０】
例えば、ナノインク９８の溶融、焼成はフラッシュランプアニール（flash lamp anneal：ＦＬＡ）処理で行うことができる。ＦＬＡ処理では例えば、１ミリ秒程度の短時間の光照射により、照射面の温度を上昇させる。その際、照射面から深さ方向に関して大きな温度勾配を生じる。つまり、ナノインク９８を十分に加熱しつつ、下層の温度上昇を抑制できるので、例えば、ポリイミド膜９２の熱による劣化を避けることができる。
【００４１】
また、酸素雰囲気中で焼成することによりナノインク９８に含まれる金属を酸化してもよい。これにより、被含浸バリア基材層１００内にてバリア基材を構成するＳｉＯｘと含浸された金属との結合が強まり得る。さらに例えば、Ａｌを含浸させた場合には酸化によってより強度が高い酸化アルミニウムが形成され、被含浸バリア基材層１００の強度が増す。なお、酸素雰囲気中の処理においては、ポリイミド膜９２本体にダメージが入らないことが望ましい。従って、ナノインク９８及びポリイミド膜９２の界面付近まで酸化処理が進む程度に処理を行うと良い。
【００４２】
上述のようにバリア基材層９６として薄いＳｉＯｘを用いても、含浸によりバリア性能が向上するので、バリア膜９４は基本的には被含浸バリア基材層１００及び基材皮膜層１０２だけからなる構造とすることができる。しかし、本実施形態のバリア膜９４ではさらに、基材皮膜層１０２の表面に窒化シリコン（ＳｉＮｙ）からなる追加バリア層１０４を積層し、バリア性能を一層高めている（図４（ａ））。追加バリア層１０４を形成するＳｉＮｙは例えば、ＣＶＤ法で堆積される。ここで、ガラス基板９０に含まれるＮａ等のアルカリ金属イオンがＴＦＴのチャネルを構成するｐ−Ｓｉに拡散するとＴＦＴの特性劣化を生じる。ガラス基板９０に無アルカリガラス基板を用いても、無アルカリガラス基板にも微量にアルカリ金属イオンが存在し得る。追加バリア層１０４を構成するＳｉＮｙ膜は当該アルカリ金属イオンがガラス基板９０からｐ−Ｓｉ層に拡散することを防止する。
【００４３】
上述したバリア膜９４を含む下地膜の表面に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜１０６が例えば、ＣＶＤ法により形成される（図４（ｂ））。図４では追加バリア層１０４を構成するＳｉＮｙ膜の表面にａ−Ｓｉ膜１０６を積層しているが、下地膜として追加バリア層１０４の上にさらにＳｉＯｘ膜を積層し、その表面にａ−Ｓｉ膜１０６を積層してもよい。当該ＳｉＯｘ膜はｐ−Ｓｉとの界面の特性を向上させ得る。
【００４４】
ａ−Ｓｉ膜１０６をＬＴＰＳアニーリング処理する（図４（ｃ））。具体的には、エキシマレーザ光１０８を照射してａ−Ｓｉ膜１０６の溶融、結晶化を行い、ｐ−Ｓｉ膜１１０を形成する（図４（ｄ））。
【００４５】
以降、フォトリソグラフィ技術を用いてｐ−Ｓｉ膜１１０をパターニングし、回路部５２で用いる箇所のｐ−Ｓｉ膜１１０を選択的に残す。例えば、ｐ−Ｓｉ膜１１０を用いてトップゲート型のＴＦＴが形成される。具体的には、ｐ−Ｓｉ膜１１０により、ＴＦＴのチャネル部、ソース・ドレイン部となる半導体領域が形成される。ＴＦＴのチャネル部の上にはゲート絶縁膜を介してゲート電極が配置される。ゲート電極はスパッタリング等で形成した金属膜をパターニングして形成される。また、ＴＦＴのソース部、ドレイン部となるｐ−Ｓｉにはイオン注入により不純物が導入され、さらにそれらに電気的に接続されたソース電極及びドレイン電極が形成される。なお、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を形成する金属層などを用いて、図１に示した走査信号線２８、映像信号線３０、駆動電源線３２などの配線が形成される。
【００４６】
ソース電極、ドレイン電極等の形成後、層間絶縁膜を例えば、ＣＶＤ法により積層する。バリア基材層９６から層間絶縁膜までの積層構造が図２に示す回路部５２に相当する。
【００４７】
回路部５２の表面、つまり層間絶縁膜上には導電体膜が形成され、これをパターニングして下部電極６４が形成される。図１に示した駆動ＴＦＴ１２がｎチャネルであるとすると、下部電極６４は層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して駆動ＴＦＴ１２のソース電極に電気的に接続される。
【００４８】
下部電極６４は例えば、インジウム錫複合酸化物（indium tin oxide：ＩＴＯ）などの透明電極材料で形成することができる。ＩＴＯ膜はＡｒ＋Ｏ２混合ガスを用いた反応性スパッタ法により成膜することができる。また、下部電極６４は他の透明電極材料、例えばインジウム亜鉛複合酸化物（indium zinc oxide：ＩＺＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化アルミニウム複合酸化物を使用して形成することもできる。
【００４９】
なお、本実施形態の有機ＥＬ表示装置２は上述したようにトップエミッション型であり、下部電極６４は光反射率が高い材料で形成された反射層上に透明導電膜を積層した２層構造とすることができる。例えば、反射層はＡｌやＡｇ等で形成することができ、発光層からの光を表示面、つまり対向基板４２側へ反射させる。
【００５０】
図２に示したように、下部電極６４の形成後、その上に例えば、感光性のアクリル樹脂を塗布しフォトリソグラフィ技術によってパターニングして画素境界にバンク６０を形成する。バンク６０で囲まれた画素の有効領域には下部電極６４が露出する。バンク６０の形成後、有機層６６を構成する各層が下部電極６４の上に順番に積層される。有機層６６の上に上部電極６８が透明電極材料を用いて形成される。例えば、上部電極６８としてＩＺＯがＡｒ＋Ｏ２混合ガスを用いた反応性スパッタ法により成膜される。そして、封止層５６として例えば、ＳｉＮｙ膜がＣＶＤ法によって成膜される。
【００５１】
このようにしてＯＬＥＤ基板４０が製造される。既に述べたように、画素アレイ部４はＯＬＥＤ基板４０と対向基板４２とを貼り合わされて作られる。ＯＬＥＤ基板４０と対向基板４２とを貼り合わせた後、ガラス基板９０は剥離される。
【００５２】
上述したように有機ＥＬ表示装置２では、ＯＬＥＤ基板４０の基材５０とＯＬＥＤ６との間に、被含浸バリア基材層１００を含むバリア膜９４が形成される。既に述べたように、被含浸バリア基材層１００はバリア基材層９６に存在し得る孔をナノ粒子で塞がれているので、ＯＬＥＤ６を劣化させる物質を透過しにくくなる。このナノインク９８の含浸による耐透過性の向上により、耐透過性を得るためにバリア基材層９６の厚みを厚くする必要がなくなる。つまり、被含浸バリア基材層１００は比較的薄くすることができる。膜厚を薄くすることはプロセス負荷の低減に寄与し、一方で、膜中にナノインク９８の含浸により、バリア性を向上させるのみならず、膜厚が薄くても十分な曲げ強度を付与することができる。さらに、バリア基材層９６の孔が埋められることで、被含浸バリア基材層１００の面内における応力の一様性が向上するので、後続の製造プロセスにて温度変化などによって被含浸バリア基材層１００に欠陥が生じるなどの変化が起こりにくくなり、生産性が向上する。同時に、応力の一様性の向上によって、大判基板を取り扱う際にも反りの発生を抑えることができる。
【００５３】
上述の実施形態ではＳｉＯｘからなるバリア基材層９６をポリイミド膜９２に積層した。ＳｉＯｘ膜はＳｉＮｙ膜に比べると柔軟性があるので、ＳｉＯｘを用いた被含浸バリア基材層１００は、ポリイミド膜９２と被含浸バリア基材層１００より上の層との間にて応力バッファ層として機能し、フレキシブルディスプレイを構成する上で好適である。
【００５４】
一方、バリア基材層９６をＳｉＮｙとした被含浸バリア基材層１００を用いてバリア膜９４を形成してもよい。また、追加バリア層１０４はＳｉＮｙ膜に代えてＳｉＯｘ膜としてもよい。また、追加バリア層１０４は被含浸バリア基材層１００の下に位置してもよい。また、上述したようにバリア膜９４は追加バリア層１０４を有さない構造とすることもできる。但し、上述の実施形態では、バリア膜９４の上にｐ−Ｓｉ膜１１０を形成するので、ｐ−Ｓｉ膜１１０の下にはその成長に適した下地が必要である。また基材皮膜層１０２が導電性を有する場合、例えば、基材皮膜層１０２がナノインクとして塗布したＡｌ，ＡｇやそのＡｇを酸化処理した酸化銀からなる場合は、ｐ−Ｓｉ膜１１０など回路部５２の導電部材に接触しないように、基材皮膜層１０２の上に絶縁膜を設けるなどの配慮がされる。なお、アルミニウムの酸化物は絶縁体なので、この観点での配慮は特に必要とはされない。
【００５５】
ナノインク９８はナノ粒子として炭素を含んだものを用いることもできる。また、ナノインク９８に代えて、アクリル樹脂などの有機材料をバリア基材層９６に含浸させて被含浸バリア基材層１００を形成してもよい。例えば、当該有機材料として熱可塑性樹脂を用い、熱溶融した当該樹脂をバリア基材層９６に含浸させることができる。当該有機材料は例えば、紫外線照射などで重合し硬化する合成樹脂、モノマー、オリゴマーなどの材料としてもよい。この場合、熱や溶媒で溶かした当該材料を含浸処理後、重合処理を行う。
【００５６】
バリア基材層９６の上に成膜したナノインク９８や有機材料は含浸処理後において必ずしも被含浸バリア基材層１００の表面に基材皮膜層１０２を形成しなくてもよい。つまり、ナノインク９８や有機材料が被含浸バリア基材層１００に完全に染み込んでその表面にナノインク９８や有機材料が残らない領域が存在してもよい。
【００５７】
なお、上記実施形態ではＴＦＴはトップゲート型としたが他の構造のＴＦＴであってもよい。例えば、ＴＦＴはボトムゲート型であってもよい。
【００５８】
［第２の実施形態］
第１の実施形態で述べた被含浸バリア基材層を含むバリア膜は、有機ＥＬ表示装置２の封止層５６（封止膜）に一体化する位置に設けることもできる。具体的には、当該バリア膜は封止層５６の上面又は下面に接する位置に封止層５６とは別途に設けることができる他、封止層５６自体を当該バリア膜として構成することもできる。当該バリア膜は封止層５６と同様、充填材４４に含まれる水分などの透過を好適に阻止し、ＯＬＥＤを保護する。
【００５９】
第２の実施形態では、封止層５６自体を被含浸バリア基材層を含むバリア膜として構成した有機ＥＬ表示装置２を説明する。本実施形態の有機ＥＬ表示装置２は上述した第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置２と概ね共通の構造であり、その概略の構造について図１及び図２を援用することができる。以下、第２の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置２について、その構成要素のうち第１の実施形態の有機ＥＬ表示装置２と同様の構成要素に関しては同一の符号を付して基本的に説明を省略し、第１の実施形態との相違点を主に説明する。
【００６０】
図５はＯＬＥＤ基板４０における封止層５６を形成する工程の概略のプロセスフロー図であり、主要な工程におけるＯＬＥＤ基板４０の部分断面図を示している。
【００６１】
上部電極６８の表面に、バリア基材層２００としてＳｉＮｙ膜が例えば、ＣＶＤ法で堆積される（図５（ａ））。
【００６２】
バリア基材層２００の表面に、有機材料膜２０２を形成する（図５（ｂ））。有機材料膜２０２は例えば、紫外線硬化性のアクリル樹脂でなり、蒸着法で堆積させたり、有機溶媒に溶かしたアクリル樹脂をスピンコート法で塗布したりすることで形成される。
【００６３】
その後、ＯＬＥＤ基板４０の有機材料膜２０２を形成した面に熱処理を施して、アクリル樹脂を溶融し、少なくともその一部をバリア基材層２００に含浸させる。これにより、アクリル樹脂が含浸されたバリア基材層２００である被含浸バリア基材層２０４と、その表面に残るアクリル樹脂である基材皮膜層２０６とが形成される。含浸処理後、紫外線照射（ＵＶ照射）を行って、基材皮膜層２０６及び被含浸バリア基材層２０４内のアクリル樹脂を硬化する。これにより、封止層５６として、被含浸バリア基材層２０４及び基材皮膜層２０６を含むバリア膜２１０が形成される（図５（ｃ））。
【００６４】
ＳｉＮｙ膜は基本的にはＳｉＯｘ膜に比べて水分等に対する耐透過性が高いが、膜厚が薄い場合には孔が形成され得、また成膜表面に存在し得る異物等に起因する欠陥が生じ得る。これに対し、被含浸バリア基材層２０４は当該孔等を有機材料で塞がれているので、ＯＬＥＤ６を劣化させる物質を透過しにくくなる。
【００６５】
例えば、有機材料膜２０２の熱溶融はＦＬＡ処理で行うことができる。例えば、有機材料膜２０２を蒸着装置で成膜する場合、当該装置は成膜室に石英ガラスなどからなる透明な窓を備え、その外側から有機材料膜２０２に光を照射できる構造とすることができる。ＦＬＡ処理及びＵＶ照射処理は当該窓を介して行う。ちなみに、本実施形態のＦＬＡ処理では、紫外光領域をフィルターで除去し、重合が起こらないようにする。この装置では、ＯＬＥＤ基板４０を成膜室（真空処理室）から出さずに、有機材料膜２０２の形成からＦＬＡ処理、ＵＶ照射処理を行うことができ、好適な生産性が実現できる。さらに、その前後の他のＣＶＤ工程、例えば、バリア基材層２００の形成などを同じ成膜室、又は当該成膜室に真空を破ることなく接続された他の成膜室で行うように装置を構成することで、一層の生産性の向上を図れる。
【００６６】
有機材料膜２０２は紫外線硬化性でない材料で形成することもでき、またアクリル樹脂以外の材料で形成することもできる。なお、本実施形態では画素アレイ部４はトップエミッション型であるので、封止層５６は光を透過する必要がある。よって、被含浸バリア基材層２０４及び基材皮膜層２０６が透明になるように材料が選択される。
【００６７】
例えば、有機材料膜２０２は、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）やエチレン-テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）などのフッ素樹脂とすることができる。また、有機材料膜２０２はモノマー、オリゴマーで形成し、含浸処理後、それらを重合させてアクリル樹脂等の合成樹脂としてもよい。また、有機材料膜２０２に代えて、ナノインクをバリア基材層２００に含浸させて被含浸バリア基材層２０４を形成してもよい。例えば、酸化アルミニウムは紫外域から赤外まで幅広い透過波長域を有するので、Ａｌのナノインクをバリア基材層に塗布し、ＦＬＡ処理等で溶融、含浸させると共に酸化させて透明なバリア膜２１０を形成することができる。
【００６８】
また、ＳｉＯｘ膜など他の無機材料膜をバリア基材層２００としてバリア膜２１０を形成してもよい。さらに、バリア膜２１０は、ＳｉＯｘ膜を用いた被含浸バリア基材層２０４に加え、基材皮膜層２０６の表面に積層したＳｉＮｙ膜からなる追加バリア層を含む構成とすることもできる。
【００６９】
［変形例］
上記実施形態で述べた被含浸バリア基材層を含むバリア膜は、第１及び第２の実施形態で示した位置以外の位置に設けることもできる。
【００７０】
例えば、当該バリア膜は、封止層５６の上に充填材４４を介して貼り合わされる対向基板４２の充填材側の表面に設けることができる。
【００７１】
また、基材８０の表面を保護するなどの目的で、当該表面にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を基材とし例えばハードコート処理などを行ったフィルムを貼り付ける場合に、当該フィルムを裏面に上述したバリア膜を形成したものとすることができる。
【００７２】
なお、上述した実施形態及び変形例で述べたバリア膜は併用することができる。
【００７３】
上記各実施形態においては、開示例として有機ＥＬ表示装置の場合を例示したが、液晶表示装置、その他の自発光型表示装置、あるいは電気泳動素子等を有する電子ペーパー型表示装置等、他の表示装置においても、水分等の浸透による構造劣化を防ぐために上述したバリア膜を採用することができる。また、表示装置は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ことは言うまでもない。
【００７４】
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若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。
【００７５】
また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものついては、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】
【００７６】
２  有機ＥＬ表示装置、４  画素アレイ部、６  ＯＬＥＤ、８  画素回路、１０  点灯ＴＦＴ、１２  駆動ＴＦＴ、１４  キャパシタ、２０  走査線駆動回路、２２  映像線駆動回路、２４  駆動電源回路、２６  制御装置、２８  走査信号線、３０  映像信号線、３２  駆動電源線、４０  ＯＬＥＤ基板、４２  対向基板、４４  充填材、５０，８０  基材、５２  回路部、５４  ＯＬＥＤ部、５６  封止層、６０  バンク、６４  下部電極、６６  有機層、６８  上部電極、８２  カラーフィルタ、８４  ブラックマトリクス、９０  ガラス基板、９２  ポリイミド膜、９４，２１０  バリア膜、９６，２００  バリア基材層、９８  ナノインク、１００，２０４  被含浸バリア基材層、１０２，２０６  基材皮膜層、１０４  追加バリア層、１０６  ａ−Ｓｉ膜、１０８  エキシマレーザ光、１１０  ｐ−Ｓｉ膜、２０２  有機材料膜。
【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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