CN104067692A - 元件结构体以及元件结构体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种保护元件免受氧气、水分等的侵害，能够抑制元件劣化等的元件结构体以及元件结构体的制造方法。元件结构体(1)具有基板(2)、器件层(3)、第1保护层(4)、第2保护层(5)以及密封层(6)。器件层(3)形成于基板2上的第1区域(11)。第1保护层(4)由无机物构成，具有形成于器件层(3)周围的第1边缘部(4A)，覆盖器件层(3)，形成于基板(2)上包含第1区域(11)的第2区域(12)。第2保护层(5)由有机物构成，形成于第1保护层(4)上与第2区域(12)相对应的第3区域(13)。密封层(6)由无机物构成，具有形成于第1边缘部(4A)与第2保护层(5)周围的第2边缘部(6A)，覆盖第2保护层(5)，形成于基板(2)上包含第2区域(12)的第4区域(14)。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有保护器件等免受氧气、水分等侵害的层积结构的元件结构体以及元件结构体的制造方法。
背景技术
作为含有容易因水分或氧气而劣化的化合物的元件，例如，近年来盛行研究的有机EL(Electro Luminescence)元件等众所周知。对于这样的元件，人们正在尝试通过由含有该化合物的层和覆盖该层的保护层层积形成的层积结构来抑制水分等渗入元件内部。
作为具有上述层积结构的元件结构体的公知的制造方法，人们公知一种利用与各层的形成区域相对应的具有多个开口的掩膜来形成保护层的方法。例如，在专利文献1中，公示了一种不易受热变形等引起的歪曲的影响，且具有较大开口面积的掩膜装置。上述掩膜装置具有一端被固定于框体且由此端只向一个方向延伸的带状的荫罩。
专利文献1:日本发明专利公开公报特开2010-168654号
但是，在使用上述掩膜装置制造元件结构体时，由于各层的边缘没有被覆盖，所以存在很难抑制从各层周围渗入水分等的问题。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供一种能够保护元件免受氧气、水分等侵害，抑制元件劣化等的元件结构体以及元件结构体的制造方法。
为达到上述目的，本发明的一个方式所涉及的元件结构体具有基板、器件层、第1保护层、第2保护层以及密封层。
上述器件层形成于上述基板上的第1区域。
上述第1保护层由无机物构成，具有形成于器件层周围的第1边缘部，覆盖上述器件层，形成于上述基板上包含上述第1区域的第2区域。
上述第2保护层由有机物构成，形成于上述第1保护层上与上述第2区域相对应的第3区域。
上述密封层由无机物构成，具有形成于上述第1边缘部与上述第2保护层周围的第2边缘部，覆盖上述第2保护层，形成于上述基板上包含上述第2区域的第4区域。
为达到上述目的，本发明的一个方式所涉及的元件结构体的制造方法包括在基板上的第1区域形成保护层的工序。
在上述基板上包含上述第1区域的第2区域形成第1保护层，以覆盖上述器件层。
在上述第1保护层上与上述第2区域相对应的第3区域形成第2保护层。
在上述基板上包含上述第2区域的第4区域形成密封层，以覆盖上述第1保护层和上述第2保护层。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的元件结构体的示意图，(A)是大致表示该元件结构体的剖视图，(B)是大致表示该元件结构体的俯视图。
图2是大致表示本发明的第1实施方式所涉及的元件结构体的制造方法的俯视图，(A)表示在基板上形成器件层的状态，(B)表示将第1掩膜配置在基板上的状态。
图3为大致表示本发明的第1实施方式所涉及的元件结构体的制造方法的俯视图，(A)表示将第2掩膜配置在基板上的状态，(B)表示将第3掩膜配置在基板上的状态。
图4是大致表示本发明的第1实施方式所涉及的元件结构体的制造方法所使用的成膜装置的结构例的俯视图。
图5是大致表示本发明的第2实施方式所涉及的元件结构体的剖视图。
图6是大致表示本发明的第3实施方式所涉及的元件结构体的剖视图。
具体实施方式
为达到上述目的，本发明的一个方式所涉及的元件结构体具有基板、器件层、第1保护层、第2保护层和密封层。
上述器件层形成于上述基板上的第1区域。
上述第1保护层由无机物构成，具有形成于器件层周围的第1边缘部，覆盖上述器件层，形成于上述基板上包含上述第1区域的第2区域。
上述第2保护层由有机物构成，形成于上述第1保护层上与上述第2区域相对应的第3区域。
上述密封层由无机物构成，具有形成于上述第1边缘部与上述第2保护层周围的第2边缘部，覆盖上述第2保护层，形成于上述基板上包含上述第2区域的第4区域。
在上述元件结构体中，由第1保护层的第1边缘部和密封层的第2边缘部覆盖器件层的周围。从而能够有效抑制水分、氧气从器件层周围渗入。此外，第1保护层以及密封层由无机物构成，第2保护层由有机物构成。通过使像这样的由无机物以及有机物构成的保护层交替层积，也能够抑制水分等从层积方向渗入。
还有，通过由上述第2边缘部来覆盖第1保护层的第1边缘部和第2保护层的周围，能够抑制水分等从这些层之间渗入。因此，上述元件结构体能够非常高效地发挥抑制水分等向器件层渗入的作用，从而抑制器件层出现劣化和故障等。
上述第1保护层和密封层由硅化合物构成，更具体来说，可以包含硅氮化合物、硅氧氮化合物以及硅氧化合物中的一种。此外，也可以使用通过溅射法形成的氧化铝(Al2O3)。
由于由这些材料所形成的第1保护层和密封层的透湿性非常低，所以能够更有效地保护器件层免受水分的侵害，抑制其劣化。
上述第2保护层由丙烯酸树脂构成，例如也可以具有紫外线硬化性。此外也可以使用聚脲树脂。
由于由这些材料构成的第2保护层形成于由无机物构成的第1保护层和密封层之间，因而能够构成透湿性非常低的层积结构，进而能够更有效地保护器件层免受水分等的侵害。
上述元件结构体还可以具有第3保护层和第4保护层，其中，第3保护层由无机物构成，形成于上述第2保护层上与上述第3区域相对应的第5区域和上述密封层之间，其周围被上述第2边缘部所覆盖。第4保护层由有机物构成，形成于上述第3保护层上与上述第5区域相对应的第6区域和上述密封层之间。
从而能够进一步抑制水分等从层积方向渗入。此外，由于密封层也形成于上述第3保护层与上述第4保护层的周围，因而也能够抑制水分等从这些层的周围渗入。
本发明的一个实施方式所涉及的元件结构体的制造方法，其包括在基板上的上述第1区域形成器件层的工序。
在上述基板上包含上述第1区域的第2区域形成第1保护层，以覆盖上述器件层。
在上述第1保护层上与上述第2区域相对应的第3区域形成第2保护层。
在上述基板上包含上述第2区域的第4区域形成密封层，以覆盖上述第1保护层和上述第2保护层。
此外，例如，在上述元件结构体的制造方法中，在上述第1保护层的形成工序中，可以利用具有与上述第2区域相对应的第1开口的第1掩膜来形成上述第1保护层；
在上述第2保护层的形成工序中，可以利用具有与上述第3区域相对应的第2开口的第2掩膜来形成上述第2保护层；
在上述密封层的形成工序中，可以利用具有与上述第4区域相对应的第3开口的第3掩膜来形成上述密封层。
在上述方法中，可以使用具有与各区域相对应的多个开口的掩膜来形成各层。从而，通过在大型基板上制作多个元件结构体，并按照每个元件对这些元件结构体进行分离，能够一次制造出多个元件构成体。因此，可以提高生产效率。
下面参照附图来说明本发明的实施方式。
<第1实施方式>
[元件结构体的结构]
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的元件结构体的示意图，(A)是大致表示该元件结构体的剖视图，(B)是大致表示该元件结构体的俯视图。元件结构体1具有基板2、器件层3、第1保护层4、第2保护层5以及密封层6。在本实施方式中，这些部分具有在Z轴方向层积的结构。此外，在图中，X轴方向以及Y轴方向表示水平方向。Z轴方向表示与X轴方向和Y轴方向垂直的方向，在本实施方式中表示铅直方向。
基板2例如由玻璃基板、塑料基板等构成。此外，虽然对于基板2的形状并没有特别限定，但在本实施方式中，其具有包含与Z轴方向垂直的XY平面的矩形板状结构。元件结构体1的基板2的大小、厚度并没有特别限定，例如其尺寸可以为纵向约730mm、横向约920mm、厚度约0.7mm。
器件层3形成于基板2上的第1区域11。第1区域的大小以及形状等并没有特别限定，在本实施方式中其为矩形的区域。此外，例如如图1(A)那样，第1区域11既能够形成于基板2的大致平坦的一个表面上，又能够形成于基板2的一个表面上所形成的凹面上。
在本实施方式中对器件层3没有特别限定，可以由含有容易因水分、氧气而劣化的材料的有机发光元件、液晶元件、发电元件等构成。此外，根据需要，也可以包含用于连接这些元件与驱动回路的电极等。器件层可以由单个元件构成，也可以由在一个面内排列的多个元件构成。
第1保护层4覆盖器件层3，形成于基板2上的第2区域12。第2区域12除要包含第1区域11之外，对于其大小、形状等没有特别限定，在本实施方式中，例如，其构成为，纵横尺寸分别比器件层3大3mm左右的矩形平面区域。即，在基板2上，第2区域12构成为面积与第1区域11相等或者大于该第1区域的区域。此外，对于第1保护层4的厚度没有特别限定，其在器件层3上的厚度可以为大约300nm～大约1μm。
第1保护层4具有形成于器件层3周围的第1边缘部4A。在本实施方式中，由上面(Z轴)来看的情况下，第1边缘部4A形成为包围器件层3的矩形环状。此外，对于第1边缘部4A的形状没有特别限定。例如，在本实施方式中，虽然第1边缘部4A到器件层3的周面的宽度沿Z轴方向大致相同(参照图1(A))，但第1边缘部4A在第2保护层5一侧的宽度可以大于其在基板2一侧的宽度，也可以小于其在基板2一侧的宽度。
此外，在本实施方式中，第1保护层4由无机物形成，更具体的说由为硅氮化合物的氮化硅(SiNX)形成。氮化硅具有水分等不易渗透的特性。再者，第1保护层4的材料不局限于氮化硅，也可以采用其他的硅氮化合物、硅氧氮化合物以及硅氧化合物等硅化合物。另外也可以使用以溅射法形成的氧化铝(Al2O3)。
第2保护层5形成于第1保护层4上的与第2区域12相对应的第3区域13，以覆盖第1保护层4的上表面。对第2保护层5的厚度没有特别限制，例如，其厚度可以为大约200nm～大约1μm的厚度。
在此，“与第2区域12相对应的第3区域13”的意思为，即如后面所述，第2区域12和第3区域13为在制造时由配置在基板2上的掩膜的开口露出的平面区域，该掩膜以及其开口具有大致相同的形状以及面积。由此，第2区域12和第3区域13可以为具有大致相同的配置、形状以及面积的平面区域，在将第3区域13投影在基板2上的情况下，第3区域与第2区域12的结构大致相同。
在本实施方式中，第2保护层5由有机物形成，具体来说，例如由具有紫外线硬化性的丙烯酸树脂形成。在将丙烯酸树脂与硅化合物等无机物进行层积的情况下，能够更有效地发挥抑制水分渗透的作用。此外，材料不局限于丙烯酸树脂，也可以采用聚脲树脂等。
密封层6覆盖第2保护层5形成于基板2上的第4区域14。第4区域14除要包含第2区域之外，虽对于其大小、形状等没有特别限制，但在本实施方式中，其构成为纵横尺寸分别比保护层5的大3mm左右的矩形平面区域。即，在基板2上，第4区域14构成为面积比第2区域12大的区域。此外，对于密封层6在第2保护层5上的厚度没有特别限定，例如其可以为大约500nm～大约1μm的厚度。
密封层6具有形成于第1保护层4的第1边缘部4A和第2保护层5的周围的第2边缘部6A。在本实施方式中，在由Z轴来看的情况下，第2边缘部6A形成为包围第1保护层4和第2保护层5的矩形环状。此外，对于第2边缘部6A的形状没有特别限制。例如，在本实施方式中，第2边缘部6A到第2保护层5周面的宽度沿Z轴方向大致相同，但是，第2边缘部6A在密封层6上表面一侧的宽度可以大于其在基板2一侧的宽度，也可以小于其在基板2一侧的宽度。
在本实施方式中，密封层6由为硅氧氮化合物的氮氧化硅(SiOXNY)形成。氮氧化硅具有水分等不易渗透的特性。此外，密封层6的材料不局限于氮氧化硅，例如可以采用其他的硅氧氮化合物以及氮化硅(SiNX)等硅氮化合物、氧化硅等硅化合物。也可以采用以溅射法形成的氧化铝(Al2O3)。
接下来，对元件结构体1的制造方法进行说明。
[元件结构体的制造方法]
图2、图3是大致表示本实施方式所涉及的元件结构体1的制造方法的俯视图。图4是大致示意性地表示本实施方式所涉及的元件结构体1的制造方法所使用的成膜装置的结构例的俯视图。本实施方式所涉及的元件结构体1的制造方法具有器件层的形成工序、第1保护层的形成工序、第2保护层的形成工序、密封层的形成工序、分离工序。
在本实施方式中，在第1保护层的形成工序以后的工序中，例如使用图4所示的集群式的成膜装置91、92、93。成膜装置91、92、93作为一个整体构成成膜处理系统90，成膜装置91、92通过连接室94相连接，成膜装置92、93通过连接室95相连接。下面简略说明成膜处理系统90装置的结构例。
例如，在成膜装置91中进行第1保护层的形成工序。成膜装置91具有核心室910、分别与核心室910相连接的成膜室911、912、913、914、基板插入室915。基板插入室915用于使基板由其他装置等插入成膜装置91内。在核心室910中，例如设置有并未图示的基板传送机械手。从而不仅能够在各成膜室911～914与基板插入室915之间传送基板，还能够经由连接室94向成膜装置92一侧传送基板。核心室910、各成膜室911～914、基板插入室915构成为分别与未图示的真空排气系统相连接的真空腔。
连接室94连接核心室910和核心室920，连接室95连接核心室920和核心室930。此外，在连接室94、94内部，能够分别设置未图示的基板传送机械手，从而能够在各装置之间传送基板。再者，也可以使用多个能够转动的金属辊来传送基板，还可以使用传送带来传送基板。
在成膜装置92中，例如进行第2保护层的形成工序。成膜装置92可以具有与成膜装置91相同的结构。即，成膜装置92具有核心室920、分别与核心室920相连接的成膜室921、922、923、924。经由连接室94传送到成膜装置92的基板经核心室920被传送给各成膜室921～924。
在成膜装置93中，例如进行密封层的形成工序。另外，成膜装置93也可以具有与成膜装置91、92相同的结构。即，成膜装置93具有核心室930、分别与核心室930相连接的成膜室931、932、933、934、基板取出室935。经由连接室95传送到成膜装置93的基板经核心室930被传送给各成膜室931～934。经过规定成膜处理后的基板经核心室930从基板取出室935向成膜处理系统90外被传送。
例如，通过使用上述结构的成膜处理系统90来制造元件结构体1，不仅能够实现各制造工序的自动化，还能够同时使用多个成膜室高效率地进行制造，从而能够提高生产效率。
另外，本实施方式所涉及的元件结构体1形成于基板W上的多个元件区域。在W基板的与Z轴方向垂直的XY平面上，多个的元件区域例如2个2个配置在X轴方向、Y轴方向上。如后面所述，在分离工序中，通过沿虚线L分离基板W的方式制成元件结构体1。被分离的基板W分别变为包含在元件结构体1中的基板2。此外，形成于基板W上的元件结构体的个数不局限于上述的例子。
下面对各个工序进行说明。
(器件层的形成工序的例子)
首先，在基板W上的第1区域11形成器件层3。图2中(A)表示在基板W上的第1区域11形成器件层3的状态。在本实施方式中，例如，第1区域11在基板W上总共配置有4个，而且以规定间隔分别在X轴方向以及Y轴方向两处两处的排列。
对于器件层3的形成方法没有特别限定，可以因元件3的材料、结构等做适宜的选择。例如，将基板W向并未图示的成膜装置的成膜室传送，通过在基板W上进行规定材料的蒸镀、溅射等并进一步进行图案化加工等，从而能够在第1区域11形成所期望的器件层3。对于图案化加工的方法没有特别限定，例如，可以采用蚀刻法等方法。
此外，也可以通过连接本工序中使用的成膜装置和在下面的工序中使用的成膜装置91的基板插入室915，来构成一个成膜处理系统。从而，不仅能够降低所形成的器件层3与大气相接触的可能性，还能够进一步提高生产效率。
(第1保护层的形成工序的例子)
接下来，在包含第1区域11的基板W上的第2区域12形成第1保护层4，以覆盖器件层3。在本工序中，使用具有与第2区域12相对应的4个开口121(第1开口)的掩膜M1(第1掩膜)，形成例如由氮化硅构成的第1保护层4。
例如，使用成膜装置91进行本工序。在此情况下，成膜装置91的各成膜室911～914均可以作为具有相同结构的CVD装置。此外，虽然并未图示，但是，在各成膜室911～914内部设置有放置台、掩膜M1、掩膜校准装置等，其中，放置台用于配置基板W，掩膜M1配置在基板W上，掩膜校准装置用于支承掩膜M1，且相对于放置台上的基板W对掩膜M1进行位置校准等。
首先，将形成有器件层3的基板W由基板插入室915向成膜装置91内传送，然后由设置在核心室910的基板传送机械手等将基板W传送到成膜室911～914中的一个成膜室。在放置台上配置的基板W上，由掩膜校准装置等将掩膜M1配置在基板W上的规定位置。
图2中(B)表示将掩膜M1设置在基板W上的状态。掩膜M1以基板W上的第2区域12和形成于第1区域11的器件层3由开口121露出的方式配置在基板W上。并且，例如通过CVD法使由氮化硅等构成的第1保护层4形成于第2区域12上，以覆盖器件层3。此外，第1保护层4的形成方法不局限于CVD法，例如也可以采用溅射法。在此种情况下，成膜装置91的各成膜室911～914分别作为溅射装置而构成。
掩膜M1呈具有与Z轴方向垂直的XY平面的板状结构，而且具有在X轴方向以及Y轴方向上以规定间隔2个2个排列的共4个开口121。此外，在本实施方式中，掩膜M1由氧化铝(Al2O3)、SUS、因瓦合金等热膨胀系数较小的金属等形成。
这里，“与第2区域12相对应的开口121”的意思为，在基板W上配置掩膜M1时，由开口121露出的基板W上的平面区域分别构成第2区域12。此外，开口121形成为面积比第1区域11的面积大的矩形形状。从而，在基板W上配置掩膜M1时，由开口121露出整个第1区域11，第2区域12能够形成为包含第1区域11在内的区域。
(第2保护层的形成工序的例子)
接下来，在与第2区域12相对应的第1保护层4上的第3区域13形成第2保护层5。在本工序中，使用具有与第3区域相对应的开口131(第2开口)的掩膜M2(第2掩膜)来形成例如由紫外线固化型丙烯酸树脂构成的第2保护层5。
例如，使用成膜装置92进行本工序。在成膜装置92的各成膜室911～914内部设置有放置台、掩膜M2、掩膜校准装置等，其中，放置台用于配置基板W，掩膜M2配置在基板W上，掩膜校准装置用于支承掩膜M2，且相对于放置台上的基板W对掩膜M2进行位置校准等(未图示)。
首先，将形成有第1保护层的基板W由连接室94向成膜装置92内传送，然后由设置在核心室920的基板传送机械手将基板传送到成膜室921～924中的一个成膜室。在放置台上配置的的基板W上，由掩膜放置装置等将掩膜M2配置在基板W上的规定位置。
成膜装置92的各成膜室921～924例如可以通过能在同一腔内进行丙烯酸树脂施涂和用于使施涂后的树脂硬化的紫外线照射的方式而构成。从而能够使各成膜室921～924采用相同的装置结构，进而能够提高生产效率。另外，本发明不局限于上述的装置结构，例如，也可以使成膜室921～923等构成为采用旋涂、喷涂等来进行丙烯酸树脂施涂的装置、使成膜装置924等构成为UV照射装置。
图3中(A)表示掩膜M2被配置于基板W上的状态。通过像这样将掩膜M2配置在基板M2上，从而在第3区域13形成由紫外线硬化型丙烯酸树脂等构成的第2保护层5。对于第2保护层5的形成方法没有特别限制。例如，利用旋涂法、喷涂法等方法在第1保护层4上施涂丙烯酸树脂，通过对施涂后的丙烯酸树脂进行紫外线照射来使该丙烯酸树脂硬化，从而形成第2保护层5。
在本实施方式中，掩膜M2具有与掩膜M1相同的结构。即，掩膜M2呈具有与Z轴方向垂直的XY平面的板状结构，并具有在X轴方向以及Y轴方向上以与掩膜M1的开口121大致相同的间隔2个2个排列的共4个开口131。此外，在本实施方式中，开口131具有与掩膜M1的开口121大致相同的形状、面积。由此，能够在第1保护层4上与第2区域12相对应的第3区域13形成第2保护层5。此外，在本实施方式中，掩膜M2由氧化铝(Al2O3)、SUS、因瓦合金等热膨胀系数较小的金属形成。
此外，“与第3区域相对应的开口131”的意思为，与开口121相同，在基板W上设置掩膜M2时，基板W上由开口131露出的区域分别构成第1保护层4上的第3区域13。
(密封层的形成工序的例子)
接下来，在包含第2区域12的基板W上的第4区域14形成密封层6，以覆盖第1保护层4和第2保护层5。在本工序中，使用具有与第4区域14相对应的开口141(第3开口)的掩膜M3(第3掩膜)来形成密封层6。
例如，使用成膜装置93进行本工序。在此种情况下，成膜装置93的各成膜室931～934均可以作为具有相同结构的CVD装置。此外，虽然并未图示，但是在各成膜室931～934内部设置有放置台、掩膜M3、掩膜校准装置等，其中，放置台用于配置基板W，掩膜M3配置在基板W上，掩膜校准装置用于支承掩膜M3，且相对于放置台上的基板W对掩膜M3进行位置校准等。
首先，将形成完第2保护层5的基板W由连接室95向成膜装置93内传送，由设置在核心室930的基板传送机械手将其传送到成膜室931～934中规定的一个成膜室。在放置台上配置的基板W上，由掩膜放置装置等将掩膜M3配置在基板W上的规定位置。
图3中(B)表示掩膜M3被配置到基板W上的状态。此时，基板W上的第4区域14、第2保护层5及第1保护层4由开口141露出。并且，例如使用CVD法，在第4区域14上形成由氮氧化硅等构成的密封层6，以覆盖第1保护层4和第2保护层5。此外，密封层6的形成方法不局限于CVD法，例如也可以采用溅射法等。在此种情况下，成膜装置93的各成膜室931～934分别作为溅射装置而构成。
在本实施方式中，掩膜M3呈具有与Z轴方向垂直的XY平面的板状结构，而且具有在X轴方向以及Y轴方向上以规定间隔2个2个排列的共4个开口141。此外，在本实施方式中，掩膜M3由氧化铝(Al2O3)、SUS、因瓦合金等热膨胀系数较小的金属等形成。
此外，“与第4区域14相对应的开口141”的意思为，在基板W上设置掩膜M3时，由开口141露出的基板W上的区域分别构成第4区域14。此外，开口141形成为面积比第2区域12面积大的矩形形状。从而，在基板W上设置掩膜M3时，由开口141露出整个第1区域11，第4区域14能够形成为包含第2区域12在内的区域。
最后，将层积到密封层6为止的基板W分离为多个元件结构体1。
(分离工序的例子)
由成膜装置93的基板取出室935将层积到密封层6为止的基板W取出，沿着虚线L在X轴方向以及Y轴方向上分离元件结构体1。作为分离方法，例如有使用切割锯、激光等加工技术、干法刻蚀等，但不局限于这些。通过该工序分离基板W，从而制造出包含基板2的元件结构体1。
具有上述结构的元件结构体1通过由水分等渗透性低的氮化硅等无机物构成的第1保护层4、密封层6及由丙烯酸树脂等有机物构成的第2保护层5交替层积而成。从而能够更有效地抑制水分等从层积方向(Z轴方向)渗入。
此外，元件结构体1的器件层3的周围均被由水分等不易渗透的氮化硅构成的第1保护层4的第1边缘部4A和密封层6的第2边缘部6A覆盖。从而，不仅能够有效地抑制水分、氧气等从层积方向(Z轴方向)渗入，还能够抑制水分、氧气等从器件层3周围渗入。
还有，元件结构体1构成为，由第2边缘部6A覆盖第1保护层4和第2保护层5的周围。从而也能够抑制水分等由第1保护层4和第2保护层5的层间部分渗入。因此，能够制作出无需担心水分等由层间部分的周围渗入、高效抑制水分等的在Z轴方向上具有层积结构的元件结构体1。
<第2实施方式>
图5是大致表示本发明的第2实施方式所涉及的元件结构体10的剖视图。元件结构体10除具有与第1实施方式相同的结构的基板20、器件层30、第1保护层40、第2保护层50、密封层60以外，还具有第3保护层70、第4保护层80，在本实施方式中，元件结构体10具有上述各层在Z轴方向上层积的结构。此外，在图中，对于与上述第1实施方式相对应的部分，用与第1实施方式中相同的标记进行表示，并省略其详细的说明。
本实施方式所涉及的元件结构体10为，在第2保护层50上形成第3保护层70，在第3保护层70上形成第4保护层80。还有，在基板20上形成具有第2边缘部60A的密封层60，由第2边缘部60A覆盖第1保护层40、第2保护层50、第3保护层70及第4保护层80的周围。即，在第1实施方式中，在器件层30上共形成了包含密封层6在内的共计3层的层积结构，但是在本实施方式中，形成的层积结构共5层。
第3保护层70形成于与第3区域相对应的第2保护层50上的第5区域150与密封层60之间，该第3保护层70以覆盖第2保护层50的上表面的方式形成。第3保护层70与第1保护层40同样由无机物形成，更具体来说由为硅氮化合物的氮化硅(SiNX)形成。此外，第3保护层70的材料不局限于SiNX，例如可以采用其他的硅氮化合物、硅氧氮化合物、硅氧化合物等硅化合物等。另外，也可以采用通过溅射法形成的氧化铝(Al2O3)。
第4保护层80形成于与第5区域150相对应的第3保护层70上的第6区域160与密封层60之间，该第4保护层80以覆盖第3保护层70的上表面的方式形成。第4保护层80与第2保护层50同样由有机物形成，更具体来说由具有紫外线硬化性的丙烯酸树脂形成。此外，第4保护层80的材料不局限于丙烯酸树脂，也可以采用聚脲树脂等材料。
这里，“与第3区域130相对应的第5区域150”表示的意思与“与第2区域12相对应的第3区域13”表示的意思相同。即，第3区域130与第5区域150为制造时由配置在基板20上的掩膜的开口所露出的平面区域，该掩膜以及其开口具有大致相同的形状和面积。由此，第3区域130与第5区域150可以为具有大致相同的配置、形状以及面积的区域，在将第5区域150投影在基板20上的情况下，第5区域150与第3区域130的结构大致一致。
此外，同样，“与第5区域150相对应的第6区域160”的意思为，第5区域150与第6区域160为制造时由设置在基板20上的掩膜的开口所露出的平面区域，该掩膜以及其开口分别具有大致相同的形状和面积。由此，第2区域120、第3区域130、第5区域150、第6区域160可以为具有大致相同的形状以及面积的区域，在将第6区域160投影在基板20上的情况下，第6区域160与第5区域150的结构大致一致。
密封层60覆盖第1保护层40、第2保护层50、第3保护层70和第4保护层80，形成于基板20上的第4区域140。第4区域140除要包含第2区域120之外，对于其大小、形状没有特别限定。即，在此种情况下，第4区域140也包含第3区域130、第5区域150和第6区域160。此外，对于密封层60在第4保护层80上的厚度没有特别限定，例如，可以为大约200nm～1μm的厚度。
密封层60具有第2边缘部60A，第2边缘部60A覆盖第1边缘部40A、第2保护层50、第3保护层70、第4保护层80四部分的周围。此外，在本实施方式中，密封层60也由无机物形成，具体来说，由为硅氧氮化合物的氮氧化硅(SiOXNY)等形成。SiOXNY具有水分等不易于渗透的特性。再者，密封层6的材料不局限于SiOXNY，例如可以采用其他的硅氧氮化合物、氮化硅(SiNX)等硅氮化合物、硅氧化合物等硅化合物。另外，也可以采用通过溅射法形成的氧化铝(Al2O3)。
这里，元件结构体10通过第1保护层40、第3保护层70、密封层60、第2保护层50及第4保护层80在Z轴方向上交替层积而成，其中，第1保护层40、第3保护层70、密封层60由氮化硅构成，第2保护层50和第4保护层80由丙烯酸树脂构成。通过由发明者进行的实验可证明像这样的由无机物和有机物构成的层积构造能够降低透湿度(WVTR：Water Vapor Transmission Rate，水蒸气透过率)。
例如，通过在PET薄膜基板上将由氮化硅构成的层与由丙烯酸树脂构成的层2层2层进行层积，共层积4层，即，采用所谓钙化法对WVTR进行测定后，得到1.0×10-6g/m2/day以下的测定下限的测定值。从而由此可以推定，本实施方式所涉及的器件层3上的层积结构，尤其能够非常高效地抑制水分等从Z轴方向渗入。
由以上所知，本实施方式所涉及的元件结构体10，不仅能够抑制水分等从器件层30以及各保护层之间的周围渗入，还能够非常高效地抑制水分等从Z轴方向渗入。
<第3实施方式>
图6是大致表示本发明的第3实施方式所涉及的元件结构体100的剖视图。与第1实施方式相同，元件结构体100具有基板2、器件层300、第1保护层4、第2保护层5以及密封层6，且具有上述各层在Z轴方向上层积的结构。在本实施方式中与第1实施方式所不同的是，器件层300由有机EL发光元件构成。此外，在图中，对于与上述第1实施方式相对应的部分，用与第1实施方式中相同的标记进行表示，并省略其详细的说明。
本实施方式所涉及的器件层300具有下部电极层310、空穴注入层320、发光层330、电子注入层340以及上部电极层350，且具有上述各层在Z轴方向上层积的结构。下部电极层310作为阳极例如由铟锡氧化物(ITO)、氧化锌(ZnO)等透明阳极构成。上部电极层350作为阴极，例如由铝等构成。空穴注入层320包含空穴传输层，由下部电极层310向发光层330注入空穴。电子注入层340包含电子传输层，由上部电极层350向发光层330注入电子。发光层330由发出所期望颜色的有机发光材料形成，通过注入的空穴以及电子的重组进行发光。
器件层300在内部可以含有多个发光层330。多个发光层可以形成为长条状或者条纹状。多个发光层，例如可以包含R(红)、G(绿)、B(蓝)的3种发光层，从而能够使元件结构体100作为一个显示器来构成。
下部电极层310与发光层330相对应形成，并能够向发光层330注入空穴，例如其可以为沿Y轴方向延伸的电极。上部电极层350的一部分配置在发光层330上，并且，该上部电极层350能够经电子注入层340向发光层330注入电子。上部电极层350，例如可以为沿X轴方向延伸的电极。另外，根据需要，可以设置多个上部电极层350，在该情况下，可以在Y轴方向上周期性地进行设置。下部电极层310以及上部电极层350的一部分，例如通过形成于不被密封层6所覆盖的第4区域14的外部，而能够与外部的驱动电源等相连接。
元件结构体100的器件层300例如如下形成。例如可以通过用溅射法、蒸镀法等方法来形成薄膜，在形成薄膜之后，通过图案化加工形成规定形状，从而形成下部电极层310。接下来，在下部电极层310上，用蒸镀法等方法形成空穴注入层320。在空穴注入层320上，例如用蒸镀法等方法来形成薄膜，在形成薄膜后，通过图案化加工形成规定形状，从而形成发光层330。在发光层330上，例如可以用蒸镀法等方法来形成薄膜，从而形成电子注入层340。还有，例如可以用溅射法蒸镀法等方法来形成薄膜，在形成薄膜之后，通过图案化加工成形成规定形状，从而形成上部电极层350。上述各层的形成可以在同一成膜室内进行，也可以在不同的成膜室内进行。
如上所述的元件结构体100具有非常容易受水分氧气等影响的器件层300，但是，通过由第1保护层4、第2保护层5以及密封层6形成的层积构造能够抑制水分等渗入器件层300。从而，通过元件结构体100能够提供故障少、耐久性高的有机EL显示器等。
上面对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不局限于此，可以根据本发明的技术思想进行各种变形。
在以上的实施方式中例举了保护层为两层或四层，且其最上层由有机物构成的情况，但是并不局限于此。例如，在层积3层、5层等奇数的保护层的情况下，最上层也可以由无机物构成。
此外，在以上的实施方式中，作为各层的图案化加工方法，采用了使用由Al2O3等形成的掩膜的方法，但是并不局限于此。例如，当然也可以采用蚀刻法等其他的图案化加工方法。
另外，在以上的实施方式中，作为元件结构体的制造方法，采用了在大型基板上形成多个元件区域，然后将这些元件区域分离制成一个个元件结构体的方法，但是并不局限于此。例如，也可以采用在1个基板上形成1个元件结构体，无分离工序的制造方法。
另外，在以上的实施方式中，例举了使用集群式的成膜装置的制造方法，但是，当然并不局限于此，也可以使用内联式等其他结构的成膜装置。
附图标记说明
1、10、100：元件结构体；2、20：基板；3、30、300：器件层；4、40：第1保护层；4A、40A：第1边缘部；5、50：第2保护层；6、60：密封层；6A、60A：第2边缘部；70：第3保护层；80：第4保护层；11、110：第1区域；12、120：第2区域；13、130：第3区域；14、140：第4区域；150：第5区域；160：第6区域；121：第1开口；131：第2开口；141：第3开口；M1：第1掩膜；M2:第2掩膜；M3：第3掩膜。
Claims (8)
1.一种元件结构体，具有基板、器件层、第1保护层、第2保护层以及密封层，其中，
所述器件层形成于所述基板上的第1区域，
所述第1保护层由无机物构成，具有形成于所述器件层周围的第1边缘部，形成于包含所述第1区域的所述基板上的第2区域，
所述第2保护层由有机物构成，形成于前述第1保护层上与所述第2区域相对应的第3区域，
所述密封层由无机物构成，具有形成于所述第1边缘部与所述第2保护层的周围的第2边缘部，形成于所述基板上包含所述第2区域的第4区域。
2.根据权利要求1所述的元件结构体，其特征在于，
所述第1保护层和密封层由硅化合物或通过溅射法形成的氧化铝构成。
3.根据权利要求2所述的元件结构体，其特征在于，
所述硅化合物包含硅氮化合物、硅氧氮化合物以及硅氧化合物中的一种。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的元件结构体，其特征在于，
所述第2保护层由丙烯酸树脂或聚脲树脂构成。
5.根据所述权利要求4所述的元件结构体，其特征在于，
所述丙烯酸树脂具有紫外线硬化性。
6.根据权利要求1所述的元件结构体，其特征在于，
还具有第3保护层、第4保护层，其中，
所述第3保护层由无机物构成，形成于所述第2保护层上与所述第3区域相对应的第5区域和所述密封层之间，其周围被所述第2边缘部所覆盖，
所述第4保护层由有机物构成，形成于所述第3保护层上与所述第5区域相对应的第6区域和密封层之间，其周围被所述第2边缘部所覆盖。
7.一种元件结构体的制造方法，包括：
在基板上的第1区域形成器件层；
在所述基板上包含所述第1区域的第2区域形成第1保护层；
在所述第1保护层上与前述第2区域相对应的第3区域形成第2保护层；
在所述基板上包含所述第2区域的第4区域形成密封层，以覆盖所述第1保护层和所述第2保护层。
8.根据权利要求7所述的元件结构体的制造方法，其特征在于，
在所述第1保护层的形成工序中，使用具有与所述第2区域相对应的第1开口的第1掩膜来形成所述第1保护层，
在所述第2保护层的形成工序中，使用具有与所述第3区域相对应的第2开口的第2掩膜来形成所述第2保护层，
在所述密封层的形成工序中，使用具有与所述第4区域相对应的第3开口的第3掩膜来形成所述密封层。
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