(57)【要約】【課題】製造工程が簡略化され、信頼性の高い表示装置を提供する。【解決手段】開口部を有するマスクを基板に接して配置する工程と、基板に当該マスクを用いて第１の薄膜を成膜する工程と、当該マスクを基板と空隙を設けて配置する工程と、基板に当該マスクの開口領域よりも広い領域に第３の薄膜を成膜する工程と、を含む。【選択図】図１
2016145374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するマスクを基板に接して配置する工程と、
前記基板に前記マスクを用いて第１の薄膜を成膜する工程と、
前記マスクを前記基板と空隙を設けて配置する工程と、
前記マスクを用いて前記マスクの開口領域よりも広い領域に第１の薄膜を覆う薄膜を成膜する工程と、を含む成膜方法。
【請求項２】
開口部を有するマスクを基板と空隙を設けて配置し、前記基板の前記マスクの開口領域よりも広い領域に第１の薄膜を成膜する工程と、
前記マスクを前記基板の前記第１の薄膜を形成した面に接して配置し、前記第１の薄膜上に第２の薄膜を成膜する工程と、
前記マスクを前記基板と空隙を設けて配置し、前記マスクの開口領域よりも広い領域に第３の薄膜を成膜する工程と、を含む成膜方法。
【請求項３】
前記第１の薄膜及び前記第３の薄膜の成膜はプラズマＣＶＤ法を用いることを特徴とする請求項２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記第２の薄膜の成膜はプラズマＣＶＤ法を用いることを特徴とする請求項３に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記第１の薄膜、前記第２の薄膜、及び前記第３の薄膜の成膜は同一の成膜室で成膜することを特徴とする請求項４に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記マスクは、開口部の端部に非直線状のパターンを有することを特徴とする請求項５に記載の成膜方法。
【請求項７】
第１面に複数の発光素子が配列された表示領域を有する基板を準備する工程と、
開口部を有する第１のマスクを前記基板の前記第１面との間に空隙を設けて配置する工程と、
前記基板の前記第１面に前記第１のマスクの開口領域よりも広い領域に第１の薄膜を成膜する工程と、
開口部を有する第２のマスクを前記基板の前記第１面側に接して配置する工程と、
前記基板の前記第１の薄膜上に第２の薄膜を成膜する工程と、
開口部を有する第３のマスクを前記基板の前記第１面との間に空隙を設けて配置する工程と、
前記基板の前記第１面に前記第３のマスクの開口領域よりも広い領域に第３の薄膜を成膜する工程と、を含む表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１の薄膜及び前記第３の薄膜の成膜はプラズマＣＶＤ法を用いることを特徴とする請求項７に記載の表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２の薄膜の成膜はプラズマＣＶＤ法を用いることを特徴とする請求項８に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の薄膜、前記第２の薄膜、及び前記第３の薄膜の成膜は同一の成膜室で成膜されることを特徴とする請求項９に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１のマスク、前記第２のマスク、及び前記第３のマスクは同一のマスクを用いることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記同一のマスクは、開口部の端部に非直線状のパターンを有することを特徴とする請求項１１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の表示装置の製造方法により作製された表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法及びそれを用いて作製された表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置は、各画素に発光素子が設けられ、個別に発光を制御することで画像を表示する。例えば発光素子として有機ＥＬ素子を用いる有機ＥＬ表示装置においては各画素に有機ＥＬ素子が設けられ、有機ＥＬ素子は、一方をアノード電極、他方をカソード電極として区別される一対の電極間に有機ＥＬ材料を含む層（以下、「有機ＥＬ層」ともいう）を挟んだ構造を有している。有機ＥＬ表示装置は、一方の電極が画素ごとに個別画素電極として設けられ、他方の電極は複数の画素に跨って共通の電位が印加される共通画素電極として設けられている。有機ＥＬ表示装置は、この共通画素電極の電位に対し、個別画素電極の電位を画素ごとに印加することで、画素の発光を制御している。
【０００３】
有機ＥＬ層は、水分に極めて弱く、外部からパネル内部に水分が浸入し、有機ＥＬ層に到達するとダークスポットと呼ばれる発光欠陥点が発生し得る。そこで、共通画素電極からその下層の構造を覆うように、封止膜を形成する対策が取られている。封止膜としては、例えば窒化シリコン膜（ＳｉｘＮｙ）、酸化窒化シリコン膜（ＳｉＯｙＮｙ）、又はこれらを含む積層膜等からなるものが用いられている。封止膜の形成には、一般的にプラズマＣＶＤ法が用いられている。プラズマＣＶＤ法においては、その中に被成膜基板が配置された真空室内に、モノシラン、ジシラン、アンモニア、一酸化二窒素、水素、窒素などの混合ガスを導入し、プラズマ放電を行うことによって、被成膜基板上に、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ等の膜を堆積させる。
【０００４】
表示装置の製造において、限定した領域に薄膜を堆積する際、堆積させる部分を開口したマスクを通して薄膜を成膜する方法が開発されている（例えば、特許文献１）。この方法においては、基板の被成膜面に、開口部が設けられたマスクを密着させ、開口部を通して薄膜の成膜及びパターニングを行う。
【０００５】
表示装置の製造において、同一成膜室で複数の膜を連続的に成膜するにはマスクを交換することにより成膜範囲を変更したり、もしくは開口領域の異なるマスクを備えた成膜室を複数用いるなどの方法が取られている。この両手法とも生産効率を低下させる一因となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２５９９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、簡略化された成膜方法と、それを用いて作製した信頼性の高い表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による成膜方法の一態様は、開口部を有するマスクを基板に接して配置する工程と、基板に当該マスクを用いて第１の薄膜を成膜する工程と、当該マスクを基板との間に空隙を設けて配置する工程と、当該マスクを用いてマスクの開口領域よりも広い領域に第１の薄膜を覆う薄膜を成膜する工程と、を含む。
【０００９】
本発明による成膜方法の一態様は、開口部を有するマスクを基板のと空隙を設けて配置して基板のマスクの開口領域よりも広い領域に第１の薄膜を成膜する工程と、マスクを基板の第１薄膜を形成した面に接して配置して第１の薄膜上に第２の薄膜を成膜する工程と、マスクを基板と空隙を設けて配置してマスクの開口領域よりも広い領域に第３の薄膜を成膜する工程と、を含む。
【００１０】
本発明による表示装置の製造方法の一態様は、第１面に複数の発光素子が配列された表示領域を有する基板を準備する工程と、開口部を有する第１のマスクを基板の第１面との間に空隙を設けて配置する工程と、基板の第１面に第１のマスクの開口領域よりも広い領域に第１の薄膜を成膜する工程と、開口部を有する第２のマスクを基板の第１面側に接して配置する工程と、基板の第１の薄膜上に第２の薄膜を成膜する工程と、開口部を有する第３のマスクを基板の第１面との間に空隙を設けて配置する工程と、基板の第１面に第３のマスクの開口領域よりも広い領域に第３の薄膜を成膜するする工程と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る成膜方法を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る成膜法によって作製された積層構造を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る成膜方法を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る成膜法によって作製された積層構造を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る成膜方法をによって作製された積層構造の平面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る成膜方法をに用いるマスクを示す平面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る表示装置の斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る成膜方法を用いて作製された表示装置の概略構造を示す平面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る成膜方法を用いて作製された表示装置の概略構造を示す断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る成膜方法を用いて作製された表示装置の概略構造を示す平面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る成膜方法を用いて作製された表示装置の概略構造を示す断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る成膜方法を用いて作製された表示装置の概略構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。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。
【００１３】
本明細書において、ある部材又は領域が、他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限り、これは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく、他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
【００１４】
＜第１実施形態＞
図１を参照して、本実施形態における成膜方法について説明する。図１（Ａ）に示すように、先ず、第１の薄膜１４０を成膜する。本実施形態においては成膜マスク１３６を介した成膜行う。基板１０１の被成膜面に成膜マスク１３６を接して配置し、成膜マスク１３６の開口部を通して薄膜を成膜する。このとき、基板１０１と成膜マスク１３６が接して配置されているために、成膜マスク１３６の開口部と同じ領域に第１の薄膜１４０が形成される。尚、この第１の薄膜１４０を形成するときに用いる成膜マスク１３６は基板１０１と密接していることが好ましいが、完全に密接していなくても、可能な限り近接して配置されていてもよい。
【００１５】
次に、第１の薄膜１４０の上に第２の薄膜１４２を成膜する。図１（Ｂ）に示すように、基板１０１の被成膜面に成膜マスク１３６を接して配置し、成膜マスク１３６の開口部を通して薄膜を形成する。このとき、基板１０１と成膜マスク１３６が接して配置されているために、成膜マスク１３６の開口部と同じ領域に第２の薄膜１４２が形成される。
【００１６】
次に、第２の薄膜１４２の上の第３の薄膜１４４を成膜する。本実施形態に係る成膜方法によれば、図１（Ｃ）に示すように、成膜マスク１３６と基板１０１の被成膜面との間に空隙１３８を設け、成膜マスク１３６の開口部を通して第３の薄膜１４４を形成する。
【００１７】
成膜マスク１３６と基板１０１の被成膜面との間の空隙１３８のために、成膜時に成膜マスク１３６の開口範囲の外へ成膜材料の回り込みが生じ、開口部をはみ出して堆積される。開口部から離れるほど回り込み量が減り、堆積される薄膜は薄くなるため、その端部においてテーパー形状を持つように堆積される。このような成膜材料の回り込みを利用することによって、一枚の成膜マスク１３６によって形成される薄膜の堆積範囲が制御された成膜を行うことができる。
【００１８】
成膜材料の回り込み量は、基板１０１の被成膜面と成膜マスク１３６との空隙１３８の幅に大きく依存する。空隙１３８の幅が狭いほど成膜材料の回り込みが抑制され、堆積範囲は開口部の形状に近くなる。一方、空隙１３８の幅が広いほど成膜材料の回り込みが顕著になり、薄膜の端部においてテーパー形状を伴い、堆積範囲は開口部から大きくはみ出す。
【００１９】
成膜材料の回り込み量は、空隙１３８の幅に加え、成膜方法や成膜材料にも依存する。空隙１３８の幅の設定が同一であっても、ＣＶＤ法のように気相から原料が等方的に堆積される成膜方法と、スパッタリング法のように高い直進性を持った粒子を基板に衝突させて堆積させる成膜方法では、一般に前者の方が回り込み量は大きい。そのため、それぞれの成膜方法や成膜材料の回り込み量と当該空隙１３８の幅との関係を事前に取得しておくことで堆積範囲の制御が可能になる。
【００２０】
それぞれの薄膜の成膜において、成膜マスク１３６は同一のものでなくてもよい。それぞれの薄膜の成膜において、別の成膜マスク１３６を用いることで、第１の薄膜１４０の成膜時に成膜マスク１３６に付着したパーティクルや、第１の成膜材料により、第２の薄膜が汚染されるのを防ぐことができる。
【００２１】
図２は、図１（Ａ）乃至（Ｃ）で示す成膜法により作製された三層の薄膜が積層された構造を示す。図２の構造は、第１の薄膜１４０、第２の薄膜１４２、そして第３の薄膜１４４を積層した三層構造であるが、最上層の第３の薄膜１４４が、その下層に位置する第１の薄膜１４０及び第２の薄膜１４２の端部を含めて被覆する構造となっている。
【００２２】
各層の成膜材料としては、マスクを用いた成膜法に適用可能であれば、第１の成膜材料、第２の成膜材料及び第３の成膜材料の各材料に制限は無い。各層のそれぞれには絶縁材料、半導体材料、導電材料等を用いることができ、更に、これらのいずれの組み合わせを用いてもよい。
【００２３】
例えば、絶縁材料として無機絶縁材料を使用する場合、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉｘＮｙ）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）、窒化酸化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ）、酸化アルミニウム（ＡｌｘＯｙ）、窒化アルミニウム（ＡｌｘＮｙ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌｘＯｙＮｚ））、窒化酸化アルミニウム（ＡｌｘＮｙＯｚ）等の膜などを使用することができる（ｘ、ｙ、ｚは任意）。成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法を用いることができる。
【００２４】
また、絶縁材料として有機絶縁材料を使用する場合、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、シロキサン樹脂などを使用することができる。成膜方法としては、例えば蒸着法や蒸着重合法を用いることができる。
【００２５】
半導体材料としては、例えば非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）をＣＶＤ法やスパッタリング法を用いて成膜することができる。又、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、（Ｚｎ）等を含む酸化物半導体をスパッタリング法等を用いて成膜することができる。
【００２６】
導電材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）等の金属材料、又は透光性を有する酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等を用いることができる。成膜方法としては、例えばスパッタリング法等を用いることができる。
【００２７】
特に、第１の成膜材料、第２の成膜材料及び第３の成膜材料が同一の成膜室で成膜可能な材料である場合は、それぞれの成膜工程において空隙１３８の幅を調整すればよく、マスクを交換したり、異なる開口範囲を持つマスクを備えた成膜室へ移動させる工程を必要としないために、本実施形態が好適に用いられる。
【００２８】
例えば、第１の薄膜１４０としてＳｉｘＮｙ膜、第２の薄膜１４２としてＳｉＯｘ膜、そして第３の薄膜１４４としてＳｉｘＮｙ膜が選択され、それぞれプラズマＣＶＤ法による成膜が可能であれば、同一のマスクを用い、連続で成膜することが可能である。
【００２９】
図２に示すような薄膜の積層構造を形成する場合、第１の薄膜１４０及び第２の薄膜１４２について同一のマスクで且つ連続で成膜することは可能であるが、第３の薄膜１４４の成膜の際は開口範囲の異なるマスクに変更しなければならず、少なくとも２枚のマスクを要する。
【００３０】
本実施形態による成膜方法によれば、第１の薄膜１４０、第２の薄膜１４２、そして第３の薄膜１４４について、最少の場合で一枚の成膜マスク１３６を用いて図２に示した構造を形成することができる。そのため、本発明による成膜方法を用いることによって、マスク交換によって開口範囲を変更したり、他の成膜室へ移動させるといった工程を省くことができ、簡略化された工程によって薄膜の堆積範囲を制御することができる。
【００３１】
本実施形態に係る成膜方法によれば、第１の薄膜１４０及び第２の薄膜１４２に対して、それらの端部を含めて第３の薄膜１４４に被覆されるように形成されることが好ましい。
【００３２】
例えば、積層構造の内部への異物の侵入が好ましくないが、薄膜の端部から異物の侵入が懸念される場合が想定される。このような場合に、第３の薄膜１４４として異物の遮断性の強い膜を選択し、図２のように下層の端部を覆う構造とすることによって端部からの水分や酸素の侵入を抑制することができる。
【００３３】
例えば、第２の薄膜１４２として有機膜を用いる場合が想定されるが、有機膜は水分に非常に弱い。そこで、第３の薄膜１４４として水分の遮断性の強いＳｉｘＮｙ膜等を用い、下層の端部を含めて覆うことによって薄膜の端部からの水分の侵入を抑制することができる。
【００３４】
尚、本実施形態では三層構造を例として説明したが、これに限らず本発明による成膜方法は四層以上の構造についても一般化することが可能である。つまり、最上層に位置する薄膜が、その下層に位置する積層された薄膜を、それらの端部を含めて被覆する構造にも適用可能である。また、後述するが、多層構造において中間に位置する任意の複数の薄膜が、それらの間に位置する積層された薄膜を、それらの端部を含めて被覆する構造等にも適用可能である。
【００３５】
＜第２実施形態＞
図３を参照して、本実施形態における成膜方法について説明する。先ず、図３（Ａ）に示すように、第１の薄膜１４０を成膜する。この工程においては、成膜マスク１３６と基板１０１の被成膜面との間に空隙１３８を設け、開口部を通して薄膜を形成する。成膜マスク１３６と基板１０１の被成膜面との間の空隙１３８のために、成膜マスク１３６の開口範囲の外に成膜材料が回り込んで堆積される。
【００３６】
次に、第１の薄膜１４０の上に第２の薄膜１４２を成膜する。図３（Ｂ）に示すように、基板１０１の被成膜面に成膜マスク１３６を接して配置し、成膜マスク１３６の開口部を通して薄膜を形成する。このとき、基板１０１と成膜マスク１３６が接して配置しているために、成膜マスク１３６の開口部と同じ領域に第２の薄膜１４２が形成される。尚、この第２の薄膜１４２を形成するときに用いる成膜マスク１３６は基板１０１と密接していることが好ましいが、完全に密接していなくても、可能な限り近接して配置されていてもよい。
【００３７】
次に、第２の薄膜１４２の上に第３の薄膜１４４を成膜する。本実施形態に係る成膜方法によれば、図３（Ｃ）に示すように、成膜マスク１３６と基板１０１の被成膜面との間に空隙１３８を設け、開口部を通して薄膜を形成する。
【００３８】
成膜マスク１３６と基板１０１の被成膜面との間の空隙１３８のために、成膜マスク１３６の開口範囲の外へ成膜材料の回り込みが生じ、開口部をはみ出して堆積される。開口部から離れるほど回り込み量が減り、堆積される薄膜は薄くなるため、その端部においてテーパー形状を持つように堆積される。このような成膜材料の回り込みを利用することによって、一枚の成膜マスク１３６によって形成される薄膜の堆積範囲が制御された成膜を行うことができる。
【００３９】
成膜材料の回り込み量は、前述のように基板１０１の被成膜面と成膜マスク１３６との空隙１３８の幅、成膜方法又は成膜材料等に依存する。そのため、それぞれの成膜方法や成膜材料の回り込み量と当該空隙１３８の幅との関係を事前に取得しておくことで堆積範囲の制御が可能になる。
【００４０】
それぞれの薄膜の成膜において、成膜マスク１３６は同一のものでなくてもよい。それぞれの薄膜の成膜において、別の成膜マスク１３６を用いることで、第１の薄膜１４０の成膜時に成膜マスク１３６に付着したパーティクルや、第１の成膜材料により、第２の薄膜１４２が汚染されるのを防ぐことができる。
【００４１】
図４は、図３（Ａ）乃至（Ｃ）で示す成膜法により作製された三層の薄膜が積層された構造を示す。図４の構造は、第１の薄膜１４０、第２の薄膜１４２、そして第３の薄膜１４４を積層した三層構造であるが、最下層の第１の薄膜１４０及び最上層の第３の薄膜１４４が、その中間に位置する第２の薄膜１４２の端部を含めて被覆する構造となっている。
【００４２】
各層の成膜材料としては、マスクを用いた成膜法に適用可能であれば、第１の成膜材料、第２の成膜材料及び第３の成膜材料の各材料に制限は無い。各層のそれぞれには絶縁材料、半導体材料、金属材料等を用いることができ、更に、これらのいずれの組み合わせを用いてもよい。具体的な材料及びその成膜方法については第１実施形態に例示した材料及び成膜方法を用いることができる。
【００４３】
特に、第１の成膜材料、第２の成膜材料及び第３の成膜材料が同一の成膜室で成膜可能な材料である場合は、それぞれの成膜工程において空隙１３８の幅を調整すればよく、マスクを交換したり、異なる開口範囲を持つマスクを備えた成膜室へ移動させる工程を必要としないために、本実施形態が好適に用いられる。また、複数の成膜室を使用する場合でもマスクの使用数を減らすことができる。
【００４４】
例えば、第１の薄膜１４０としてＳｉｘＮｙ膜、第２の薄膜１４２としてＳｉＯｘ膜、そして第３の薄膜１４４としてＳｉｘＮｙ膜が選択され、それぞれプラズマＣＶＤ法による成膜が可能であれば、同一のマスクを用い、連続で成膜することが可能である。
【００４５】
また、第１実施形態の構造において、第２の薄膜１４２が、その上下の第１の薄膜１４０又は第３の薄膜１４４との密着性が良好でない場合には、端部より層間剥離の発生が懸念される。そこで、図４に示す本実施形態の構造とし、第１の薄膜１４０と第３の薄膜１４４として互いに密着性の良好な薄膜を選択し、端部において第１の薄膜１４０の端部が第３の薄膜１４４の端部と接触する構造とすることが層間剥離への耐性において更に有効である。
【００４６】
図４に示すような薄膜の積層構造を形成する場合、第１の薄膜１４０及び第３の薄膜１４４について同一のマスクで成膜することは可能であるが、第２の薄膜１４２の成膜の際は開口範囲の異なるマスクに変更しなければならず、少なくとも２枚のマスクを要する。
【００４７】
本実施形態による成膜方法によれば、第１の薄膜１４０、第２の薄膜１４２、そして第３の薄膜１４４について、最少の場合で１枚の成膜マスク１３６を用いて図４に示した構造を形成することができる。そのため、本発明による成膜方法を用いることによって、マスク交換によって開口範囲を変更したり、他の成膜室へ移動させるといった工程を省くことができ、簡略化された工程によって薄膜の堆積範囲を制御することができる。また、複数の成膜室を使用する場合でもマスクの使用数を減らすことができる。
【００４８】
本実施形態に係る成膜方法によれば、第２の薄膜１４２に対して、その端部を含めて第１の薄膜１４０及び第３の薄膜１４４に被覆されるように形成されることが好ましい。
【００４９】
例えば、第１実施形態で示したように、本実施形態においても端部からの水分や酸素の侵入を抑制できる効果を有する。
【００５０】
又、第１の薄膜１４０及び第３の薄膜１４４として互いに密着性の良好な膜を選択し、その端部において接触する構造とすることで、薄膜の端部における層間剥離を抑制することができる。
【００５１】
尚、本実施形態では三層構造を例として説明したが、これに限らず本発明による成膜方法は四層以上の構造についても一般化することが可能である。つまり、最上層に位置する薄膜と最下層に位置する薄膜が、その間に挟まれる積層された薄膜を、それらの端部を含めて被覆し、最上層に位置する薄膜と最下層に位置する薄膜の端部を接触させる構造にも適用可能である。また、これに限られず、多層構造において任意の連続する層が、その上下の層に被覆される構造にも適用可能であることは例示するまでもない。
＜変形例＞
【００５２】
図５は、本実施形態の変形例を説明する平面図である。本変形例においては、平面図において堆積された薄膜の端部の形状が非直線状のパターンを有している。堆積された薄膜の端部をこのような非直線形状とすることで、第１の薄膜１４０と第３の薄膜１４４の接触面積が増加するため、端部における両者の密着性が更に向上する。
【００５３】
このようなパターニングを行うためには、図６に例示した成膜マスク１３６を用いる。成膜マスク１３６の開口部の端部には非直線状のパターンを有している。非直線状のパターンとは、例えば、微差な寸法の線分及び微細な寸法の曲線のいずれか又は両方を繋ぎ合わせることによって得られるパターンであってよい。微細な寸法の直線とは、例えば２ｍｍ以下の長さの線分であってよい。微細な寸法の曲線とは、例えば、任意の一点の曲率半径が２ｍｍ以下の曲線であってよい。非直線状のパターンは、一定の周期性を有していてもよいし、有していなくてもよい。非直線状のパターンは、成膜マスク１３６の開口部の周の長さが可能な限り長くなるように設計されるのが好ましい。
【００５４】
これによって、層間剥離への耐性が更に向上する。図５及び図６に示した非直線パターンに限られず、その他、多種のパターンを用いることができる。
【００５５】
＜第３実施形態＞
第１実施形態及び第２実施形態で説明した成膜方法は、表示装置の製造に用いることができる。図７は、本実施形態に係る表示装置１００の斜視図である。本実施形態に係る表示装置１００の構成を、図７を参照して説明する。表示装置１００は、第１基板１０２に表示領域１０６が設けられている。表示領域１０６は複数の画素１０８が配列することによって構成されている。表示領域１０６の上面には封止材としての第２基板１０４が設けられている。第２基板１０４は表示領域１０６を囲むシール材１１０によって、第１基板１０２に固定されている。第１基板１０２に形成された表示領域１０６は、封止材である第２基板１０４とシール材１１０によって大気に晒されないように封止されている。このような封止構造により画素に設けられる発光素子の劣化を抑制している。
【００５６】
第１基板１０２は、一端部に端子領域１１４が設けられている。端子領域１１４は第２基板１０４の外側に配置されている。端子領域１１４は、複数の接続端子１１６によって構成されている。接続端子１１６は、映像信号を出力する機器や電源などと表示パネルを接続する配線基板との接点を形成する。接続端子１１６におけるこの接点は、外部に露出している。第１基板１０２には端子領域１１４から入力された映像信号を表示領域１０６に出力するドライバ回路１１２が設けられていてもよい。
【００５７】
本実施形態においては、第１実施形態で説明した成膜方法を用いて作製した表示装置及びその製造方法について説明する。図８及び図９を参照し、本実施形態に係る表示装置１００の概略構成について説明する。図８は、本実施形態に係る成膜方法を用いて作製された表示装置１００の概略構造を示す平面図である。図９は、本実施形態に係る成膜方法を用いて作製された表示装置１００の概略構造を示す断面図である。図９は、図８のＡ−Ｂに沿った断面図を示している。本実施形態に係る表示装置１００は、第１基板１０２上に表示画面を形成する表示領域１０６が設けられている。また、第１基板１０２上の表示領域１０６以外の周辺部には、他の要素として表示領域１０６に信号を入力する水平回路、垂直走査回路等が更に付加されていてもよい。
【００５８】
図９に示すように、表示装置１００の複数の画素１０８の各々は、トランジスタ１１８及び発光素子１２０を有する。発光素子１２０は、個別画素電極１２２とこれに対向して配置される共通画素電極１２４とで発光層１２６を挟んだ構造を有している。個別画素電極１２２は画素ごとに独立しており、それぞれトランジスタ１１８と接続される。
【００５９】
隣接する２つの画素の間には、バンク１２８が設けられている。バンク１２８は、端部が個別画素電極１２２の周縁部を覆うように設けられている。なお、バンク１２８は、個別画素電極１２２の端部で発光層１２６が十分に被覆されず、共通画素電極１２４と短絡することを防ぎ、隣接する画素１０８間を絶縁するものであるので、絶縁材料で形成されることが好ましい。例えば、バンク１２８を形成するには、ポリイミドやアクリル等の有機材料、若しくは酸化シリコン等の無機材料を用いることが好ましい。
【００６０】
本実施形態で示す表示装置１００は、発光素子１２０が発光した光を共通画素電極１２４側に出射する、いわゆるトップエミッション型の構造を有している。本実施形態においてはトップエミッション型を例示するが、これに限らず個別画素電極１２２側に出射する、いわゆるボトムエミッション型に適用することも可能である。個別画素電極１２２は、発光層１２６で発光した光を、共通画素電極１２４側に反射させるため、反射率の高い金属膜で形成されていることが好ましい。或いは、個別画素電極１２２を金属膜と透明導電膜との積層構造とし、光反射面が含まれる構造としてもよい。一方、共通画素電極１２４は、発光層１２６で発生した光を透過させるため、透光性を有しかつ導電性を有するＩＴＯ（酸化スズ添加酸化インジウム）やＩＺＯ（酸化インジウム・酸化亜鉛）等の透明導電膜で形成されていることが好ましい。または、共通画素電極１２４として、出射光が透過できる程度の膜厚で金属層を形成しても良い。
【００６１】
共通画素電極１２４の上部には封止膜を設けておくことが好ましい。例えば発光素子１２０として有機ＥＬ素子を用いる有機ＥＬ表示装置においては、有機ＥＬ層は、水分に極めて弱いため、外部からパネル内部に水分が浸入し、有機ＥＬ層に到達するとダークスポットと呼ばれる発光欠陥点が発生し得る。そのため、封止膜としては水分の浸入を遮断できる絶縁膜を用いることが好ましく、無機絶縁材料と有機絶縁材料の複層の膜を用いることができる。例えば、無機絶縁材料を使用する場合、ＳｉＯｘ、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉＮｘＯｙ、ＡｌｘＯｙ、ＡｌｘＮｙ、ＡｌｘＯｙＮｚ、ＡｌｘＮｙＯｚ膜などを使用することができる（ｘ、ｙ、ｚは任意）。また、上述の無機絶縁膜を覆う有機絶縁材料は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、シロキサン樹脂などを使用することができる。
【００６２】
更に、上記の有機絶縁層の上に無機絶縁層を積層した構造を用いることができる。封止膜を積層構造にすることによって、水分の侵入の更なる防止が期待できる。積層構造とした場合、有機層の端部は無機層によっておおわれていることが望ましい。
【００６３】
本実施形態においては、封止膜を三層構造とし、下層側より、第１の封止膜１３０、第２の封止膜１３２、そして第３の封止膜１３４を設ける。
【００６４】
第１の封止膜１３０としては、無機絶縁材料又は有機絶縁材料の絶縁材料を用いることができる。第１の封止膜１３０としては水分の遮断性の高い膜が好ましく、特に無機絶縁層を用いるのが好ましい。例えば窒化シリコン膜を用いることができる。このとき、表示領域１０６内の発光素子１２０等による凹凸のために、第１の封止膜１３０のみの単層では十分に被覆することができず、水分の伝搬経路が発生する場合がある。
【００６５】
そこで、第二層として高い平坦性を確保するための第２の封止膜１３２を設ける。第２の封止膜１３２としては、アクリル等の有機絶縁層等を用いることができる。
【００６６】
平坦性の向上した第２の封止膜１３２上に、第３の封止膜１３４を設ける。第２の封止膜１３２による平坦化のため、第３の封止膜１３４は高い被覆性を有し、水分の伝搬経路の発生を抑制することができる。第３の絶縁層１３４としては、無機絶縁材料又は有機絶縁材料の絶縁材料を用いることができる。第３の封止膜１３４は、特に水分の遮断性が高い膜が好ましく、例えば窒化シリコン膜等の無機絶縁材料を用いることが好ましい。
【００６７】
更に、本実施形態においては、三層に積層された封止膜の端部において、第３の封止膜１３４が、第１の封止膜１３０及び第２の封止膜１３２を被覆する構造となっている。このような構造を採用することによって、特に第２の封止膜１３２の端部が露出することを防いでいる。第２の封止膜１３２として有機絶縁層が用いられた場合、その端部が露出していると、外部から侵入した水分の侵入経路となり得る。第２の封止膜１３２の端部から侵入した水分は発光素子１２０へ伝搬し、表示装置１００の寿命を低下させることが懸念される。
【００６８】
本実施形態による三層に積層された封止膜の構造によって、封止膜の端部からの水分の侵入を抑制することができ、信頼性の高い表示装置を提供することができる。更に、従来のシール材１１０による封止構造と組み合わせて用いることによって更なる水分への耐性向上が期待でき、更に信頼性の高い表示装置を提供することができる。また、本実施形態のように、三層に積層された封止膜の端部において、第３の封止膜１３４が、第１の封止膜１３０及び第２の封止膜１３２を被覆する構造とすることで、封止膜の端部がシール材１１０よりも外側に配置することができる。シール材１１０を表示領域に近づけることができ、周辺領域を狭くすることが可能となる。
【００６９】
＜製造方法＞
図１を参照して、本実施形態における表示装置１００の製造方法について説明する。尚、本実施形態においては、封止膜の形成以外は既存の方法を用いることが可能であるため、その説明をは省略し、図面においては共通画素電極１２４以下の層を省略して説明する。
【００７０】
先ず、第１の封止膜１３０を形成する。図１（Ａ）に示すように、基板１０２の被成膜面に成膜マスク１３６を接して配置し、成膜マスク１３６の開口部を通して第１の封止膜１３０として、第１の薄膜１４０を成膜する。
【００７１】
次に、第２の封止膜１３２を形成する。図１（Ｂ）に示すように、基板１０２の被成膜面に成膜マスク１３６を接して配置し、成膜マスク１３６の開口部を通して薄膜を堆積させる。第２の封止膜１３２として、第２の薄膜１４２を成膜する。
【００７２】
次に、第３の封止膜１３４を形成する。本発明においてはマスクを用いた成膜法によるパターニングを行うが、図９に示すように、第３の封止膜１３４は、第１の封止膜及１３０び第２の封止膜１３２の端部を覆う構造となることを特徴としている。
【００７３】
本発明による成膜方法によれば、第１の封止膜１３０及び第２の封止膜１３２の端部を覆う範囲に成膜を行うために、図１（Ｃ）に示すように、第３の封止膜１３４の材料として、第３の薄膜１４４を、成膜マスク１３６と基板１０１の被成膜面との間に空隙１３８を設け、開口部を通して薄膜を形成する。成膜マスク１３６と基板１０１の被成膜面との間の空隙１３８のために、成膜マスク１３６の開口範囲の外に成膜材料が回り込んで堆積される。この成膜材料の回り込みを利用することによって、一枚の成膜マスク１３６によって形成される薄膜の堆積範囲が制御された成膜を行うことができる。
【００７４】
成膜材料の回り込み量は、基板１０２の被成膜面と成膜マスク１３６との空隙１３８の幅に大きく依存する。空隙１３８の幅が狭いほど成膜材料の回り込みが抑制され、堆積範囲は開口部の形状に近くなる。一方、空隙１３８の幅が広いほど成膜材料の回り込みが顕著になり、薄膜の端部においてテーパー形状を伴い、堆積範囲は開口部から大きくはみ出す。
【００７５】
回り込み量は、空隙１３８の幅に加え、成膜方法や成膜材料にも依存する。空隙１３８の幅の設定が同一であっても、ＣＶＤ法のように気相から原料が等方的に堆積される成膜方法と、スパッタリング法のように高い直進性を持った粒子を基板に衝突させて堆積させる成膜方法では、一般に前者の方が回り込み量は大きい。そのため、それぞれの成膜方法や成膜材料の回り込み量と当該空隙１３８の幅との関係を事前に取得しておくことで堆積範囲の制御が可能になる。
【００７６】
第１の薄膜１４０、第２の薄膜１４２、及び第３の薄膜１４４としては、無機絶縁裁量や有機絶縁材料等の絶縁材料の組み合わせを用いることができる。
【００７７】
例えば、薄膜として無機絶縁材料を使用する場合、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉＮｘＯｙ、ＡｌＯｘ、ＡｌＮｘ、ＡｌＯｘＮｙ、ＡｌＮｘＯｙ膜などを使用することができる（ｘ、ｙは任意）。成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法を用いることができる。
【００７８】
また、絶縁材料として有機絶縁材料を使用する場合、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、シロキサン樹脂などを使用することができる。成膜方法としては、例えば蒸着法や蒸着重合法を用いることができる。
【００７９】
第１の薄膜１４０としては水分の侵入への耐性が高い材料が好ましいが、その下層に位置する発光素子等による凹凸を十分に被覆できず、それによって水分の侵入経路が発生する場合があり得る。そこで、第２の薄膜１４２としては凹凸を緩和し、高い平坦性を回復することのできる絶縁膜が好ましい。そして、平坦性の高い第２の薄膜１４２を、水分の侵入への耐性が高い第３の薄膜１４４で覆う封止膜の構造とすることで、水分の侵入経路が低減され、水分への耐性が高い表示装置を提供することができる。
【００８０】
本実施形態における他の好ましい封止膜の積層構造として、第１の薄膜１４０、第２の薄膜１４２、及び第３の薄膜１４４として、それぞれ、無機絶縁材料、無機絶縁材料及び無機絶縁材料とすることができる。特に、第１の薄膜１４０、第２の薄膜１４２、及び第３の薄膜１４４として、それぞれ、ＳｉＮｘ膜、ＳｉＯｘ膜及びＳｉＮｘ膜とすることができる。これらの薄膜をプラズマＣＶＤ法によって同一成膜室で成膜が可能であれば、一枚のマスクを用いて連続で成膜することが可能である。
【００８１】
本実施形態における他の好ましい封止膜の積層構造として、第１の薄膜１４０、第２の薄膜１４２、及び第３の薄膜１４４として、それぞれ、無機絶縁材料、有機絶縁材料及び無機絶縁材料とすることができる。特に、第１の薄膜１４０、第２の薄膜１４２、及び第３の薄膜１４４として、それぞれ、ＳｉｘＮｙ膜、アクリル樹脂及びＳｉｘＮｙ膜とすることができる。
【００８２】
つまり、本実施形態による成膜方法においては、第１の封止膜１３０、第２の封止膜１３２、そして第３の封止膜１３４について同一の成膜マスク１３６を用いて図９に示した構造を形成することができる。そのため、本発明による成膜方法を用いることによって、マスク交換によって開口範囲を変更したり、他の成膜室へ移動させるといった工程を省くことができ、簡略化された工程によって水分に対する耐性の高い表示装置を提供することができる。
【００８３】
本実施形態による表示装置１００の製造方法によれば、最少の場合で１枚の成膜マスク１３６を用いて積層構造の封止膜のパターニングが可能であるため、製造コストを低減し、水分への耐性が強い表示装置１００を提供することができる。
【００８４】
＜第４実施形態＞
図１０及び図１１を参照し、本発明の第４実施形態に係る表示装置１００の概略構成について説明する。図１０は、本実施形態に係る表示装置の製造方法を用いて作製された表示装置１００の概略構造を示す平面図である。図１１は、本実施形態に係る表示装置の製造方法を用いて作製された表示装置１００の概略構造を示す断面図である。
【００８５】
尚、本実施形態と第３実施形態において共通する構造や製造工程についてはその詳細な説明を省略する。
【００８６】
本実施形態による表示装置１００は、第３実施形態による表示装置１００と比較して、封止膜の端部の構造のみが異なっている。本実施形態においては、封止膜構造の中間に位置する第２の封止膜１３２が、その上下に設けられる第１の封止膜１３０及び第３の封止膜１３４に挟まれ、端部において第１の封止膜１３０及び第３の封止膜１３４の端部が密着する構造となっている。
【００８７】
第１の封止膜１３０及び第３の封止膜１３４が、第２の封止膜１３２との密着性が良好でない場合、端部より層間剥離が発生する原因となる場合がある。そこで、本実施形態の構造を採用すればそれを抑制することができる。このような構造に対して、第１の封止膜１３０と第３の封止膜１３４として、互いに密着性の良い材料を選択することが好ましい。
【００８８】
第１実施形態で詳述した水分への耐性を向上することに加え、封止膜端部における層間剥離への耐性も向上するため、本実施形態によれば、更に信頼性の高い表示装置を提供することができる。
【００８９】
＜製造方法＞
図３を参照して、本実施形態における表示装置１００の製造方法について説明する。尚、本実施形態においては、封止膜の形成以外は既存の方法を用いることが可能であるため、その説明をは省略し、図面においては共通画素電極１２４以下の層を省略して説明する。
【００９０】
先ず、第１の封止膜１３０を形成する。第１の封止膜１３０の材料として第１の薄膜１４０を、成膜マスク１３６と基板１０１の被成膜面との間に空隙１３８を設け、開口部を通して薄膜を形成する。
【００９１】
次に、第２の封止膜１３２を形成する。図３（Ｂ）に示すように、基板１０１の被成膜面に成膜マスク１３６を接して配置し、成膜マスク１３６の開口部を通して薄膜を堆積させる。第２の封止膜１３２の材料として、第２の薄膜１４２を成膜する。
【００９２】
次に、第３の封止膜１３４を形成する。本発明においてはマスクを用いた成膜法によるパターニングを行うが、図１１に示すように、第１の封止膜１３０及び第３の封止膜及１３４が、第２の封止膜１３２の端部を覆う構造となることを特徴としている。
【００９３】
本発明による成膜方法によれば、第２の封止膜１３２の端部を覆う範囲に成膜を行うために、図３（Ｃ）に示すように、第３の封止膜１３４として第３の薄膜１４４を、成膜マスク１３６と基板１０１の被成膜面との間に空隙１３８を設け、開口部を通して薄膜を堆積する。成膜マスク１３６と基板１０１の被成膜面との間の空隙１３８のために、成膜マスク１３６の開口範囲の外に成膜材料が回り込んで堆積される。この成膜材料の回り込みを利用することによって、一枚の成膜マスク１３６によって形成される薄膜の堆積範囲が制御された成膜を行うことができる。
【００９４】
成膜材料の回り込み量は、前述のように基板１０１の被成膜面と成膜マスク１３６との空隙１３８の幅、成膜方法又は成膜材料等に依存する。そのため、それぞれの成膜方法や成膜材料の回り込み量と当該空隙１３８の幅との関係を事前に取得しておくことで堆積範囲の制御が可能になる。
【００９５】
成膜材料及び成膜方法については、第３実施形態で例示したものを用いることができる。
【００９６】
つまり、本発明による成膜方法においては、第１の封止膜１３０、第２の封止膜１３２、そして第３の封止膜１３４について、最少の場合で１枚の成膜マスク１３６を用いて形成することができる。そのため、本発明による成膜方法を用いることによって、マスク交換によって開口範囲を変更したり、他の成膜室へ移動させるといった工程を省くことができ、簡略化された工程によって水分に対する耐性の高い表示装置を提供することができる。
【００９７】
本実施形態による表示装置１００の製造方法によれば、同一の成膜マスク１３６を用いて積層構造の封止膜のパターニングを行うため、製造コストを低減し、水分への耐性及び層間剥離への耐性が強い表示装置１００を提供することができる。
【００９８】
＜変形例＞
図１２に示す本実施形態の変形例による表示装置１００について説明する。本変形例による表示装置１００は、前述の実施形態による表示装置１００と比較して、封止膜の端部の形状が異なる。封止膜の端部の形状は非直線パターンとなっている。このような端部の形状を形成するには、図６に示した成膜マスク１３６を用いればよい。
【００９９】
非直線状のパターンとは、例えば、微差な寸法の線分及び微細な寸法の曲線のいずれか又は両方を繋ぎ合わせることによって得られるパターンであってよい。微細な寸法の直線とは、例えば２ｍｍ以下の長さの線分であってよい。好ましくは、１ｍｍ以下、０．５ｍｍ以上の線分である。微細な寸法の曲線とは、例えば任意の一点の曲率半径が２ｍｍ以下の曲線であってよい。好ましくは任意の一点の曲率半径が１ｍｍ以下、０．５ｍｍ以上の曲線である。非直線状のパターンは、一定の周期性を有していてもよいし、有していなくてもよい。非直線状のパターンは、成膜マスク１３６の開口部の周の長さが可能な限り長くなるように設計されるのが好ましい。
【０１００】
封止膜の端部をこのような非直線形状とすることで、第１の封止膜１３０と第３の封止膜１３４との接触面積が増加するため、端部における両者の密着性が更に向上する。このような封止膜の積層構造を形成することによって、封止膜の層間剥離への耐性が向上し、更に信頼性の向上した表示装置１００を提供することができる。
【０１０１】
以上、本発明の好ましい実施形態による表示装置１００及びその製造方法について説明した。しかし、これらは単なる例示に過ぎず、本発明の技術的範囲はそれらには限定されない。実際、当業者であれば、特許請求の範囲において請求されている本発明の要旨を逸脱することなく、種々の変更が可能であろう。よって、それらの変更も当然に、本発明の技術的範囲に属すると解されるべきである。
【符号の説明】
【０１０２】
表示装置：１００
基板：１０１、１０２、１０４
表示領域：１０６
画素：１０８
シール材：１１０
ドライバ回路：１１２
端子領域：１１４
接続端子：１１６
トランジスタ：１１８
発光素子：１２０
個別画素電極：１２２
共通画素電極：１２４
発光層：１２６
バンク：１２８
第１の封止膜：１３０
第２の封止膜：１３２
第３の封止膜：１３４
成膜マスク：１３６
空隙：１３８
第１の薄膜：１４０
第２の薄膜：１４２
第３の薄膜：１４４
成膜室：１４６
【図１】
2016145374.tif 000003
【図２】
2016145374.tif 000004
【図３】
2016145374.tif 000005
【図４】
2016145374.tif 000006
【図５】
2016145374.tif 000007
【図６】
2016145374.tif 000008
【図７】
2016145374.tif 000009
【図８】
2016145374.tif 000010
【図９】
2016145374.tif 000011
【図１０】
2016145374.tif 000012
【図１１】
2016145374.tif 000013
【図１２】
2016145374.tif 000014