JP2006192825A - スクリーン印刷装置、スクリーン印刷方法、発光装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 減圧下においてスクリーン印刷法を用いる際に、形成された膜上への凹状欠陥の発生を防止することができるスクリーン印刷装置、スクリーン印刷方法、及びこの方法を用いた発光装置の製造方法、電子機器を提案する。
【解決手段】 減圧下で塗布を行うスクリーン印刷装置３００であって、塗布材料３３０をスクリーンマスク３２０から基板２０上に押し出す第１スキージ３１１と、第１スキージ３１１に追随するとともに、スクリーンマスク３２０の基板２０からの離れを規定する第２スキージ３１２を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スクリーン印刷装置、スクリーン印刷方法、発光装置の製造方法、この発光装置を備えた電子機器に関する。

近年、情報機器の多様化等に伴い、消費電力が少なく軽量化された平面表示装置のニーズが高まっている。この様な平面表示装置の一つとして、有機発光層を備えた有機ＥＬ装置が知られている。このような有機ＥＬ装置は、陽極と陰極との間に有機発光層を備えた構成が一般的である。更に、正孔注入性や電子注入性を向上させるために、陽極と有機発光層の間に正孔注入層を配置した構成や、有機発光層と陰極の間に電子注入層を配置した構成が提案されている。

有機ＥＬ装置の有機発光層、正孔注入層、電子注入層に用いられる材料は、大気中の水分と反応し劣化し易いものが多い。これらの層が劣化すると、有機ＥＬ装置にダークスポットと呼ばれる非発光領域が形成されてしまい、発光素子としての寿命が短くなってしまう。従って、このような有機ＥＬ装置おいては、水分や酸素等の影響を抑えることが課題となっている。
このような課題を解決するために、有機ＥＬ装置の基板にガラスや金属からなる封止部材を接着して、水分や酸素の浸入を防止する方法が一般的に採用されてきた。しかし、ディスプレイの大型化及び薄型化／軽量化に伴い、接着した封止部材のみで水分や酸素の浸入を防ぐことが難しくなってきている。また、大型化に伴って駆動素子や配線を形成する面積を十分に確保するため、封止部材側から光を取り出すトップエミッション構造を用いる必要性も提案されている。このような要求を達成するために、透明でかつ軽量、耐強度性に優れた薄膜を用いた封止構造が求められている。

そこで、近年では、表示装置の大型化及び軽薄化に対応するために、発光素子上に透明でガスバリア性に優れた珪素窒化物、珪素酸化物、セラミックス等の薄膜を高密度プラズマ成膜法（例えば、イオンプレーティング、ＥＣＲプラズマスパッタ、ＥＣＲプラズマＣＶＤ、表面波プラズマＣＶＤ、ＩＣＰ−ＣＶＤ等）によりガスバリア層として成膜させる薄膜封止と呼ばれる技術が用いられている（例えば、特許文献１〜４）。このような技術によれば、発光素子への水分の浸入を防ぐことが可能となっている。
特開平９−１８５９９４号公報 特開２００１−２８４０４１号公報 特開２０００−２２３２６４号公報 特開２００３−１７２４４号公報

しかしながら、このような技術を採用した場合でも、外部からの水分の浸入を完全に防ぐことができず、十分な発光特性や発光寿命が得られない。特に、ガスバリア層の外周部或いは段差部において、剥離やクラックが発生して、そこからの水分の浸入が認められている。
このため、ガスバリア層の下層側に、略平坦な上面を有する有機緩衝層を配置することにより、ガスバリア層におけるクラックの発生を防止することが考えられている。すなわち、基板の反りや体積膨張により発生する応力を、この有機緩衝層により緩和することができる。更に、有機緩衝層の上面を略平坦化することにより、有機緩衝層の上面に配置されるガスバリア層も平坦化されるので、ガスバリア層に応力が集中する部位がなくなり、クラックの発生を防止できる。
ところが、有機緩衝層の成膜処理工程において、有機材料をスクリーン印刷法により塗布すると、スクリーンマスクが基板から剥がれる際に、有機緩衝層の上面に凹状欠陥が発生してしまうという問題がある。特に、有機緩衝層内に気泡が混入することを防止するために減圧下においてスクリーン印刷法を用いると、有機緩衝層内の気泡が破裂して凹状欠陥が発生しやすいという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、減圧下においてスクリーン印刷法を用いる際に、形成された膜上への凹状欠陥の発生を防止することができるスクリーン印刷装置、スクリーン印刷方法、及びこの方法を用いた発光装置の製造方法、電子機器を提案することを目的とする。

本発明に係るスクリーン印刷装置、スクリーン印刷方法、発光装置の製造方法、及び電子機器では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第１の発明は、減圧下で塗布を行うスクリーン印刷装置であって、塗布材料をスクリーンマスクから基板上に押し出す第１スキージと、前記第１スキージに追随するとともに、前記スクリーンマスクの前記基板からの離れを規定する第２スキージを備えるようにした。
この発明によれば、スキージ速度を上げてもスクリーンマスクが一定時間基板に近づいて塗布材料を転写する時間を稼ぐことで、塗布材料が基板上に均一に転写され、その後スクリーンマスクが基板から剥離する際に、スクリーンマスクが基板から急激に脱離することが防止される、すなわち急激な版離れがなくなるので、版離れの際に塗布材料内の気泡が破裂して、基板上に配置された塗布材料の表面に凹状の欠陥が発生することを防止できる。

また、前記第２スキージは、前記スクリーンマスクが前記基板からの離れる際の剥離角度を規定するものでは、スクリーンマスクを基板から徐々に剥がすことが可能となり、基板上に転写された塗布材料の表面が均一となり、塗布材料の表面における欠陥の発生を確実に防止できる。
前記剥離角度は、前記第２スキージの前記基板に対する角度により調整することができる。また、前記剥離角度は、前記第２スキージの先端部形状により調整することができる。更に、前記剥離角度は、前記第２スキージの硬度により調整することができる。
また、前記第１スキージ及び／又は前記第２スキージの先端に残った前記塗布材料を除去する洗浄機構を備えるものでは、スキージに塗布材料が残存しないので良好な塗布作業を行うことができる。

第２の発明は、減圧下で塗布を行うスクリーン印刷方法であって、第１スキージにより塗布材料をスクリーンマスクから基板上に押し出すと共に、第２スキージを前記第１スキージに追随させて前記スクリーンマスクの前記基板からの離れを規定するようにした。
この発明によれば、急激な版離れがなくなるので、版離れの際に塗布材料内の気泡が破裂して、基板上に配置された塗布材料の表面に凹状の欠陥が発生することを防止できる。
また、前記第２スキージにより、前記スクリーンマスクが前記基板からの離れる際の剥離角度を規定するものでは、スクリーンマスクを基板から徐々に剥がすことが可能となり、塗布材料の表面における欠陥の発生を確実に防止できる。
また、スクリーンマスクの剥離後に、不活性ガスを充填した加圧下において塗布面の気泡を縮小させる工程を有するものでは、塗布面を平坦に形成することができる。

第３の発明は、発光装置の製造方法として、第２の発明のスクリーン印刷方法による工程を含むようにした。
この発明によれば、欠陥のない膜を形成できるので、高品質の発光装置を製造することができる。
また、基体上に、複数の第１電極と、前記第１電極の形成位置に対応した複数の開口部を有する隔壁と、前記開口部のそれぞれに配置される発光層と、前記隔壁及び前記発光層を覆う第２電極と、前記第２電極を覆うと共に平坦な上面が形成された有機緩衝層と、前記有機緩衝層を覆うガスバリア層と、を有する発光装置の製造方法において、前記有機緩衝層を形成する方法として、第２の発明のスクリーン印刷方法を用いるようにした。
この発明によれば、有機緩衝層が平坦な上面を有するので、この有機緩衝層上に成膜されるガスバリア層も平坦となり、応力集中する部位がなくなり、クラックの発生を防止することができる。

第４の発明は、電子機器が、第３の発明の製造方法によって製造された発光装置を備えるようにした。この発明のよれば、高品質、長寿命の電子機器を得ることができる。

以下、本発明のスクリーン印刷装置、スクリーン印刷方法、発光装置の製造方法、及び電子機器の実施形態について図を参照して説明する。
図１は、スクリーン印刷装置の概略を示す構成図である。
スクリーン印刷装置３００は、図１（ａ）に示すように、基板２０を戴置するステージ３０１と、第１スキージ３１１、第２スキージ３１２を備える。そして、基板２０上には、枠に張られたスクリーンマスク３２０が配置される。
そして、スクリーン印刷装置３００は、基板２０上に塗布する塗布材料３３０内に気泡が混入することを防止するために、減圧下に配置され、使用される。

第１スキージ３１１は、塗布材料３３０をローリングしながら、スクリーンマスク３２０を押圧して、塗布材料３３０を基板２０に押し出すものである。第２スキージ３１２は、第１スキージ３１１の移動方向の後方に所定の間隔を空けて配置されて、第１スキージ３１１とともに所定間隔をおいて矢印方向に移動しつつ、スクリーンマスク３２０を押圧するものである。
第１スキージ３１１は、従来からスキージとして使用されるものと同様な材質（例えばウレタン系、シリコーン系等）が用いられる。また、その先端形状、硬度等も任意に選択可能である。更に、アタック角、印圧力、押込量等を、塗布条件に応じて変更可能となっている。
第２のスキージ３１２は、第１スキージ３１１により、基板２０に押し付けられたスクリーンマスク３２０が、基板２０から離れる（版離れ）際の接触角θ（基板２０とスクリーンマスク３２０のなす角）を規定するものである。つまり、第２のスキージ３１２は、スクリーンマスク３２０と基板２０との密着性を規定するものである。
また、第２のスキージ３１２は、基板２０とスクリーンマスク３２０との接触角θを規定するために、その材質、硬度、先端形状、アタック角、印圧力、押込量等を任意に変更可能である。例えば、第２のスキージ３１２の先端形状を、図１（ｂ）に示すように、所定の角度を付けることにより、スクリーンマスク３２０の基板２０に対する剥離角度θを規定することができる。剥離角度θの値としては４５°以下が、より好ましくは２０°以下が良い。また、スキージ硬度としては硬度が高い方が膜厚を安定させすく、Ａ６０（度）以上が良い。より好ましくはＡ８０（度）以上（ＪＩＳＫ６２５３準拠）が良い。
なお、第２のスキージ３１２は、必ずしもへら形である必要はなく、スクリーンマスク３２０を押圧して、スクリーンマスク３２０と基板２０との接触角θを規定できればよいので、例えばローラー状の部材であってもよい。
更に、第１スキージ３１１と第２のスキージ３１２との間隔も調整可能であることが好ましい。

スクリーン印刷装置３００においては、まず、ステージ３０１上に基板２０及びスクリーンマスク３２０が配置される。スクリーンマスク３２０と基板２０との間隔は、任意に設定可能である。
そして、スクリーンマスク３２０の一端に塗布材料３３０が配置されると、第１スキージ３１１及び第２のスキージ３１２により、塗布材料３３０をローリングしつつ、スクリーンマスク３２０を押圧して、塗布材料３３０を基板２０に押し出す。この際、第１スキージ３１１と第２のスキージ３１２とが所定の間隔を空けてスクリーンマスク３２０上を移動するので、スクリーンマスク３２０と基板２０とが、第１スキージ３１１と第２のスキージ３１２の間隔に応じた範囲で、密着する。なお、第１スキージ３１１と第２のスキージ３１２の移動速度を制御することにより、スクリーンマスク３２０と基板２０との密着時間も調整可能である。
このように、スクリーンマスク３２０と基板２０とを所定時間密着させて、更に第２のスキージ３１２により、基板２０とスクリーンマスク３２０との接触角θを規定することにより、基板２０上に塗布された塗布材料３３０がその表面に欠陥のない均一な膜として形成される。

従来のように、単一のスキージを用いたスクリーン印刷方法では、スキージを移動させると、スクリーンマスクが基板から即座に版離れしてしまう。このように、スクリーンマスクと基板との接触時間が短いと、塗布材料内に発生した泡が、スクリーンマスクが基板から版離れする際に破裂し、その結果、基板上に塗布された塗布材料の表面に凹状欠陥が発生する。
このような欠陥の発生を防止するために、基板とスクリーンマスクとの間隔を近接されることが通常、行われている。しかし、基板とスクリーンマスクとの間隔の調整には限度があり、基板とスクリーンマスクとの間隔の調整のみでは、上述したような欠陥発生の防止は不十分であった。

一方、本実施形態のスクリーン印刷装置３００によれば、スクリーンマスク３２０と基板２０とを所定時間密着させて、更に第２のスキージ３１２により、基板２０とスクリーンマスク３２０とが一定時間密着した後徐々に版離れするように、剥離角度θを規定するので、塗布材料３３０内に発生した泡が、版離れの際に引っ張られて破裂することなく、その結果、基板２０上に配置された塗布材料３３０の表面に凹状欠陥が発生することがなくなる。なお、塗布材料３３０内に発生した泡は、スクリーンマスクが全面剥離した後に窒素ガス等の不活性ガス導入によって減圧雰囲気を常圧に戻すことにより消滅する。この結果、均一な表面を有する層を基板２０上に形成することができる。

次に、上述したスクリーン印刷装置３００を用いて製造されるＥＬ表示装置１について説明する。
図２は、ＥＬ表示装置１の配線構造を示す図である。
ＥＬ表示装置１は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下ＴＦＴと略記する）を用いたアクティブマトリクス型のＥＬ表示装置である。
なお、以下の説明では、ＥＬ表示装置１を構成する各部位や各層膜を認識可能とするために、各々の縮尺を異ならせている。

ＥＬ表示装置（発光装置）１は、図１に示すように、複数の走査線１０１と、各走査線１０１に対して直角に交差する方向に延びる複数の信号線１０２と、各信号線１０２に並列に延びる複数の電源線１０３とがそれぞれ配線された構成を有するとともに、走査線１０１と信号線１０２の各交点付近に画素領域Ｘが設けられる。
信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ線駆動回路１００が接続される。また、走査線１０１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査線駆動回路８０が接続される。

さらに、画素領域Ｘの各々には、走査線１０１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用ＴＦＴ１１２と、このスイッチング用ＴＦＴ１１２を介して信号線１０２から供給される画素信号を保持する保持容量１１３と、該保持容量１１３によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用ＴＦＴ１２３と、この駆動用ＴＦＴ１２３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに該電源線１０３から駆動電流が流れ込む画素電極（第１電極）２３と、この画素電極２３と陰極（第２電極）５０との間に挟み込まれた機能層１１０とが設けられる。画素電極２３と陰極５０と機能層１１０により、発光素子（有機ＥＬ素子）が構成される。

このＥＬ表示装置１によれば、走査線１０１が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ１１２がオン状態になると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量１１３に保持され、該保持容量１１３の状態に応じて、駆動用ＴＦＴ１２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１２３のチャネルを介して、電源線１０３から画素電極２３に電流が流れ、さらに機能層１１０を介して陰極５０に電流が流れる。機能層１１０は、これを流れる電流量に応じて発光する。

次に、ＥＬ表示装置１の具体的な構成について、図２、図３を参照して説明する。
ＥＬ表示装置１は、電気絶縁性を備えた基板２０と、スイッチング用ＴＦＴ（図示せず）に接続された画素電極が基板２０上にマトリックス状に配置されてなる画素電極域（図示せず）と、画素電極域の周囲に配置されるとともに各画素電極に接続される電源線（図示せず）と、少なくとも画素電極域上に位置する平面視ほぼ矩形の画素部３（図２中一点鎖線枠内）とを具備して構成されたアクティブマトリクス型のものである。
なお、本発明においては、基板２０と後述するようにこれの上に形成されるスイッチング用ＴＦＴや各種回路、及び層間絶縁膜などを含めて、基体２００と称している。

画素部３は、中央部分の実表示領域４（図２中二点鎖線枠内）と、実表示領域４の周囲に配置されたダミー領域５（一点鎖線および二点鎖線の間の領域）とに区画される。
実表示領域４には、それぞれ画素電極を有する表示領域Ｒ、Ｇ、ＢがＡ−Ｂ方向およびＣ−Ｄ方向にそれぞれ離間してマトリックス状に配置される。
また、実表示領域４の図２中両側には、走査線駆動回路８０が配置される。これら走査線駆動回路８０は、ダミー領域５の下側に配置されたものである。

さらに、実表示領域４の図２中上側には、検査回路９０が配置される。この検査回路９０は、ＥＬ表示装置１の作動状況を検査するための回路であって、例えば検査結果を外部に出力する検査情報出力手段（図示せず）を備え、製造途中や出荷時の表示装置の品質、欠陥の検査を行うことができるように構成されたものである。なお、この検査回路９０も、ダミー領域５の下側に配置されたものである。

走査線駆動回路８０および検査回路９０は、その駆動電圧が、所定の電源部から駆動電圧導通部３１０（図３参照）および駆動電圧導通部３４０（図示せず）を介して、印加されるよう構成される。また、これら走査線駆動回路８０および検査回路９０への駆動制御信号および駆動電圧は、このＥＬ表示装置１の作動制御を行う所定のメインドライバなどから駆動制御信号導通部３２０（図３参照）および駆動電圧導通部３５０（図示せず）を介して、送信および印加される。なお、この場合の駆動制御信号とは、走査線駆動回路８０および検査回路９０が信号を出力する際の制御に関連するメインドライバなどからの指令信号である。

また、ＥＬ表示装置１は、基体２００上に画素電極２３と発光層６０と陰極５０とを備えた発光素子（有機ＥＬ素子）を多数形成し、さらにこれらを覆って有機緩衝層２１０、ガスバリア層３０等を形成させたものである。
なお、発光層６０としては、代表的には発光層（エレクトロルミネッセンス層）であり、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層などのキャリア注入層またはキャリア輸送層を備えるもの。さらには、正孔阻止層（ホールブロッキング層）、電子阻止層（エレクトロン阻止層）を備えるものであってもよい。

基体２００を構成する基板２０としては、いわゆるトップエミッション型のＥＬ表示装置の場合、この基板２０の対向側であるガスバリア層３０側から発光光を取り出す構成であるので、透明基板及び不透明基板のいずれも用いることができる。不透明基板としては、例えばアルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、また熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、さらにはそのフィルム（プラスチックフィルム）などが挙げられる。

基板２０上には、画素電極２３を駆動するための駆動用ＴＦＴ１２３などを含む回路部１１が形成されており、その上に発光素子（有機ＥＬ素子）が多数設けられる。発光素子は、陽極として機能する画素電極２３と、この画素電極２３からの正孔を注入／輸送する正孔輸送層７０と、発光物質の一つである有機ＥＬ物質を備える発光層６０と、陰極５０とが順に形成されたことによって構成されたものである。
このような構成のもとに、発光素子はその発光層６０において、正孔輸送層７０から注入された正孔と陰極５０からの電子とが結合することにより発光する。

また、正孔輸送層７０と発光層６０とは、基体２００上にて格子状に形成された親液性制御層２５（図示せず）と有機隔壁層（隔壁）２２１とによって囲まれて配置され、これにより囲まれた正孔輸送層７０および発光層６０は単一の発光素子（有機ＥＬ素子）を構成する素子層となる。
なお、有機隔壁層２２１の開口部２２１ａの各壁面の基体２００表面に対する角度θが、１１０度以上から１７０度以下となっている。このような角度としたのは、発光層６０をウエットプロセスにより形成する際に、開口部２２１ａ内に配置されやすくするためである。

陰極５０は、図３，図４に示すように、実表示領域４およびダミー領域５の総面積より広い面積を備え、それぞれを覆うように形成されたもので、発光層６０と有機隔壁層２２１の上面、さらには有機隔壁層２２１の外側部を形成する壁面を覆った状態で基体２００上に形成されたものである。
なお、この陰極５０は、有機隔壁層２２１の外側で基体２００の外周部に形成された陰極用配線２０２（図３参照）に接続される。この陰極用配線２０２にはフレキシブル基板２０３（図３参照）が接続されており、これによって陰極５０は、陰極用配線２０２を介してフレキシブル基板２０３上の図示しない駆動ＩＣ（駆動回路）に接続される。

陰極５０の上層部には、陰極保護層５５（図示せず）が形成されている。この陰極保護層５５は、有機緩衝層２１０の形成時の有機溶剤や残留水分等が起因する、製造プロセス時における陰極５０の腐食やダメージを防止するために設けられるものである。

陰極保護層５５の上層部には、図３，図４に示すように、有機隔壁層２２１よりも広い範囲で、かつ陰極５０のパターンを覆う様にその外側まで伸張されて有機緩衝層２１０が設けられる。なお、有機緩衝層２１０は、画素部３上に形成された陰極５０を覆う場合、更に基体２００の外周部の陰極用配線２０２上に形成された陰極５０も覆う場合、のいずれであってもよい。
有機緩衝層２１０は、有機隔壁層２２１の形状の影響により、凸凹状に形成された陰極５０の凸凹部分を埋めるように配置され、更に、その上面は略平坦に形成される。
また、有機緩衝層２１０をスクリーン印刷法でパターン形成することにより、有機緩衝層２１０のパターンの端を、緩やかな傾斜を持ったテーパー形状とすることができる。

有機緩衝層２１０は、基体２００側から発生する反りや体積膨張により発生する応力を緩和し、不安定な有機隔壁層２２１からの陰極５０の剥離を防止する機能を有する。また、有機緩衝層２１０の上面が略平坦化されるので、有機緩衝層２１０上に形成される硬い被膜からなるガスバリア層３０も平坦化されるので、応力が集中する部位がなくなり、これにより、ガスバリア層３０へのクラックの発生を防止する。更に、有機緩衝層２１０のパターンの端でのガスバリア層３０へのクラックの発生を防止することもできる。

有機緩衝層２１０を形成する材料としては、親油性で低吸水性を有する高分子材料、例えば、ポリオレフィン系またはポリエーテル系が好ましい。また、メチルトリメトキシシランやテトラエトキシシランなどのアルコキシシランを加水分解させて縮合させた有機珪素ポリマーでもよい。また、アクリルポリオールやメタクリポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリウレタンポリオール、を主成分とし、トリレンジイソシアネートやキシリレンジイソシアネート等のイソシアネート化合物を重合した高分子誘導体やビスフェノール系エポキシ化合物とジカルボン酸無水物化合物やアミン化合物などを重合した高分子誘導体等を採用してもよい。
更に、３−アミノプロピルトリメトキシシランや３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤等の珪素化合物を含んだ高分子を用いることにより、陰極５０やガスバリア層３０等の無機材料との界面の接着性を向上させることができる。

また、有機緩衝層２１０を形成する材料としては、低温で硬化する材料が好ましく、メタクリレート樹脂やエポキシ樹脂などを主成分とする紫外線硬化型樹脂を用いることもできる。紫外線硬化型樹脂を用いることにより、加熱処理を行うことなく有機緩衝層２１０が成膜されるので、加熱による発光層６０への悪影響を抑えることができる。この場合には、陰極保護層５５が紫外線吸収材料により形成されるようにすることが望ましく、例えば酸化チタンや酸化亜鉛、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などのエネルギーバンドギャップが２〜４ｅＶの酸化物半導体材料が陰極保護層の少なくとも一部に使われることで、有機緩衝層２１０を透過した紫外線を陰極保護層５５で吸収させることにより、有機緩衝層２１０に照射した紫外線が発光層６０に悪影響を与えることを防止する。また、硬化収縮を防止する微粒子等の添加剤を混入してもよい。

更に、有機緩衝層２１０の上層部には、図３，図４に示すように、有機緩衝層２１０のパターンを覆う様にその外側まで伸張されて、ガスバリア層３０が形成されている。
ガスバリア層３０は、有機緩衝層２１０上に形成されて、酸素や水分が浸入するのを防止するためのもので、これにより陰極５０や発光層６０への酸素や水分の浸入を防止し、酸素や水分による陰極５０や発光層６０の劣化等を抑えるようにしたものである。
また、ガスバリア層３０は、例えば無機化合物からなるもので、好ましくは珪素化合物、すなわち珪素窒化物や珪素酸窒化物、珪素酸化物などによって形成される。更に、水蒸気などのガスを遮断するため緻密で欠陥の無い被膜にする必要があり、好適には低温で緻密な膜を形成できる高密度プラズマ成膜法を用いて形成する。なお、珪素化合物以外でも、例えばアルミニウム酸化物や酸化タンタル、酸化チタン、さらには他のセラミックスなどからなっていてもよい。

更に、ガスバリア層３０の上層部には、ガスバリア層３０を覆う保護層２０４が設けられる。この保護層２０４は、ガスバリア層３０側に設けられた接着層（樹脂接着層）２０５と表面保護基板（保護基体）２０６とからなる。
接着層２０５は、ガスバリア層３０上に表面保護基板２０６を固定させ、かつ外部からの機械的衝撃に対して緩衝機能を有し、発光層６０やガスバリア層３０の保護をするものである。当該接着層２０５に表面保護基板２０６が貼り合わされることで、保護層２０４が形成されている。
接着層２０５は、例えばウレタン系、アクリル系、エポキシ系、ポリオレフィン系などの樹脂で、表面保護基板２０６より柔軟でガラス転移点の低い材料からなる接着剤によって形成されたものである。また、透明樹脂材料が好ましい。また、低温で硬化させるため硬化剤を添加する２液混合型の材料によって形成されたものでもよい。

表面保護基板２０６は、接着層２０５上に設けられて、保護層２０４の表面側を構成するものであり、耐圧性や耐摩耗性、外部光反射防止性、ガスバリア性、紫外線遮断性などの機能の少なくとも一つを有してなる層である。
表面保護基板２０６の材質は、ガラス、ＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）層、透明プラスチック、透明プラスチックフィルムが採用される。ここで、プラスチック材料としては、例えば、ＰＥＴ、アクリル、ポリカーボネート、ポリオレフィン等が採用される。更に、当該表面保護基板２０６には、紫外線遮断／吸収層や光反射防止層、放熱層、レンズやミラー、光波長変換層等の光学構造が設けられていてもよい。
なお、この例のＥＬ表示装置においては、トップエミッション型にする場合に表面保護基板２０６、接着層２０５を共に透光性のものにする必要があるが、ボトムエミッション型とする場合にはその必要はない。

次に、本実施形態に係るＥＬ表示装置１の製造方法の一例を、図５を参照して説明する。図５に示す各断面図は、図４に対応した図である。
なお、本実施形態においては、発光装置としてのＥＬ表示装置１がトップエミッション型である場合である。また、基体２００上に発光層６０を形成するまでの工程については、従来技術と変わらないので説明を省略する。

まず、図５（ａ）に示すように、発光層６０（６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂ）が形成された基体２００上に、陰極層形成工程によって陰極５０の形成を行う。
この陰極層形成工程では、例えばイオンプレーティング法等の物理気相成長法によりＩＴＯを成膜して、陰極５０とする。このとき、この陰極５０については、発光層６０と有機隔壁層２２１の上面を覆うのはもちろん、有機隔壁層２２１の外側部についても、これを覆った状態となるように形成する。
次に、陰極５０上に陰極保護層５５を形成する。材料としては珪素窒化物や珪素窒酸化物などの珪素化合物を形成する。当該陰極保護層５５を形成する方法としては、イオンプレーティング法等を用いることが好ましい。

次いで、図５（ｂ）に示すように、有機緩衝層２１０は、上述したスクリーン印刷装置３００を用いた塗布（印刷）方法により形成される。
まず、減圧下において、基体２００上にスクリーンマスク３２０が配置され、その一端に塗布材料３３０が配置される。そして、第１スキージ３１１及び第２のスキージ３１２を所定方向にスクリーンマスク上を移動させることにより、塗布材料３３０をローリングしつつ、スクリーンマスク３２０を押圧して、塗布材料３３０を基板２０に押し出す。このように２つのスキージが端から端まで移動してスクリーンマスクが基板から再び剥離することで、陰極保護層５５上に平坦で欠陥のないように、有機緩衝層形成材料を配置する。

なお、有機緩衝層２１０が平坦性とパターニング性を両立させるために、塗布時の粘度は、１００〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲が好ましい。希釈溶媒は適時使用しても良いが、減圧雰囲気下でも揮発しにくく、硬化後には主成分と架橋して高分子化するようなものが好ましい。
有機緩衝層２１０の膜厚は、平坦化と凹凸によって生じる応力緩和を目的にしているため、隔壁層や画素隔壁の高さよりも厚くする必要があり、例えば、２〜１０μｍ程度が好ましい。応力はないことが好ましいが、わずかに引張応力が生じてもよい。膜密度は、極力応力を少なくするために比較的多孔質な膜であることが好ましく、０．８〜１．８ｇ／ｃｍ^３が好適である。
そして、有機緩衝層形成材料を塗布した後には、減圧乾燥処理を行い、有機緩衝層形成材料に含まれる分散媒や溶媒を蒸発させることにより、有機緩衝層２１０を形成する。具体的には、減圧雰囲気下または乾燥窒素雰囲気下で５０〜８０℃の硬化温度で乾燥する。加熱は硬化だけではなく、一時的に粘度が下がることで流動性が得られ、表面の平坦性や周囲の角度が低下して目的の形状が得られる。その後の吸湿を防ぐため、大気圧に戻すことなく、次のガスバリア層３０の形成プロセスへ移ることが好ましい。

次いで、図５（ｃ）に示すように、有機緩衝層２１０を覆って、ガスバリア層３０を形成する。ガスバリア層３０は、減圧下の高密度プラズマ成膜法等により形成される、主に珪素窒化物又は珪素酸窒化物からなる透明な薄膜が好ましい。また、小さな分子の水蒸気を完全に遮断するため緻密性を持たせており、若干の圧縮応力を持つことが好ましい。好ましい膜密度は、２．３／ｃｍ^３以上、膜厚は１０００ｎｍ以下にすることが好ましく、５０〜５００ｎｍが好適である。

ガスバリア層３０の具体的な形成方法としては、先にスパッタリング法やイオンプレーティング法等の物理気相成長法で成膜を行い、次いで、プラズマＣＶＤ法等の化学気相成長法で成膜を行ってもよい。スパッタリング法やイオンプレーティング法等の物理気相成長法は、一般に異質な基板表面に対しても比較的密着性の良い膜が得られるため、ガスバリア層３０の形成に向いており、一方、化学気相成長法では、応力が少なくステップカバーレッジ性に優れた欠陥が少なく緻密で良好な膜質のものが得られるので、ガスバリア層３０に向いている。これらの方法は、量産性を考慮して適時選択できる。
なお、ガスバリア層３０は、有機緩衝層２１０を形成した後に、大気雰囲気に戻すことなく、真空雰囲気において連続的に形成される。

また、ガスバリア層３０の形成については、上述したように同一の材料によって単層で形成してもよく、また異なる材料で複数の層に積層して形成してもよく、さらには、単層で形成するものの、その組成を膜厚方向で連続的あるいは非連続的に変化させるようにして形成してもよい。

次いで、ガスバリア層３０上に接着層２０５と表面保護基板２０６からなる保護層２０４を設ける（図３参照）。接着層２０５は、有機緩衝層２１０の形成方法と同様に、スクリーン印刷法などによりガスバリア層３０上に略均一に塗布され、その上に表面保護基板２０６が貼り合わされる。なお、スクリーン印刷法の他、スリットコート法、カーテンコート法、フレキソ印刷法、インクジェット法等の方法を採用することもできる。
このようにガスバリア層３０上に保護層２０４を設ければ、表面保護基板２０６が耐圧性や耐摩耗性、光反射防止性、ガスバリア性、紫外線遮断性などの機能を有していることにより、発光層６０や陰極５０、さらにはガスバリア層３０もこの表面保護基板２０６によって保護することができ、したがって発光素子の長寿命化を図ることができる。
また、接着層２０５が機械的衝撃に対して緩衝機能を発揮するので、外部から機械的衝撃が加わった場合に、ガスバリア層３０やこの内側の発光素子への機械的衝撃を緩和し、この機械的衝撃による発光素子の機能劣化を防止することができる。

以上のようにして、ＥＬ表示装置１が形成される。
このようなＥＬ表示装置１にあっては、陰極５０とガスバリア層３０との間に、陰極５０を覆うとともに略平坦な上面が形成された有機緩衝層２１０が配置されるので、有機緩衝層２１０が基体２００側の反りや体積膨張により発生する応力を緩和し、不安定な有機隔壁層２２１からの陰極５０の剥離を防止することができる。
更に、有機緩衝層２１０の上面が略平坦化されているので、有機緩衝層２１０上に形成される硬い被膜からなるガスバリア層３０が平坦化されるので、ガスバリア層３０に応力が集中する部位がなくなり、これにより、ガスバリア層３０へのクラックの発生を防止できる。
従って、内部への水分の浸入を抑制することができ、発光層６０の劣化を防止できる。

また、有機緩衝層２１０及びガスバリア層３０を形成する工程は、減圧雰囲気又は真空雰囲気において連続して行うことにより、大気圧雰囲気に戻すことなく形成されるので、生産性を向上させることができる。

なお、上述したＥＬ表示装置１の実施形態では、トップエミッション型を例にして説明したが、本発明はこれに限定されることなく、発光素子を形成した基板側より光を取り出すボトムエミッション型にも、また、両側に発光光を出射するタイプのものにも適用可能である。

また、本実施形態では、発光装置にＥＬ表示装置１を適用した例を示したが、本発明はこれに限定されることなく、基本的に第２電極が基体の外側に設けられるものであれば、どのような形態の発光装置にも適用可能である。

次に、本発明の電子機器について説明する。
電子機器は、上述したＥＬ表示装置（発光装置）１を表示部として有したものであり、具体的には図６に示すものが挙げられる。
図６（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図６（ａ）において、携帯電話１０００は、上述したＥＬ表示装置１を用いた表示部１００１を備える。
図６（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図６（ｂ）において、時計１１００は、上述したＥＬ表示装置１を用いた表示部１１０１を備える。
図６（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図６（ｃ）において、情報処理装置１２００は、キーボードなどの入力部１２０１、上述したＥＬ表示装置１を用いた表示部１２０２、情報処理装置本体（筐体）１２０３を備える。
このように、図６（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、上述したＥＬ表示装置（発光装置）１を有した表示部１００１，１１０１，１２０２を備えているので、表示部を構成するＥＬ表示装置の発光素子の長寿命化が図られたものとなる。

スクリーン印刷装置３００の概略を示す構成図である。 ＥＬ表示装置１の配線構造を示す図である。 ＥＬ表示装置の構成を示す模式図である。 ＥＬ表示装置１の具体的な構成を示す断面図である。 ＥＬ表示装置１の製造方法を工程順に示す図である。 電子機器を示す図である。

符号の説明

１…表示装置（発光装置）、 ２０…基板、 ２３…画素電極（第１電極）、 ３０…ガスバリア層、 ５０…陰極（第２電極）、 ６０…発光層、 ２００…基体、 ２１０…有機緩衝層、 ２２１…有機隔壁層（隔壁）、 ２２１ａ…開口部、 ３００…スクリーン印刷装置、 ３１１…第１スキージ、 ３１２…第２スキージ、 ３２０…スクリーンマスク、 ３３０…塗布材料、 １０００…携帯電話（電子機器）、 １１００…時計（電子機器）、 １２００…情報処理装置（電子機器）、 １００１，１１０１，１２０２…表示部（発光装置）

Claims (12)

1. 減圧下で塗布を行うスクリーン印刷装置であって、
   塗布材料をスクリーンマスクから基板上に転写する第１スキージと、
   前記第１スキージに追随すると共に、前記スクリーンマスクの前記基板からの離れを規定する第２スキージを備えることを特徴とするスクリーン印刷装置。
2. 前記第２スキージは、前記スクリーンマスクが前記基板から離れる際の剥離角度を規定することを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷装置。
3. 前記剥離角度は、前記第２スキージの前記基板に対する角度により調整されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスクリーン印刷装置。
4. 前記剥離角度は、前記第２スキージの先端部形状により調整されることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のスクリーン印刷装置。
5. 前記剥離角度は、前記第２スキージの硬度により調整されることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のスクリーン印刷装置。
6. 前記第１スキージ及び／又は前記第２スキージの先端に残った前記塗布材料を除去する洗浄機構を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のスクリーン印刷装置。
7. 減圧下で塗布を行うスクリーン印刷方法であって、
   第１スキージにより塗布材料をスクリーンマスクから基板上に押し出すと共に、第２スキージを前記第１スキージに追随させて前記スクリーンマスクの前記基板からの離れを規定することを特徴とするスクリーン印刷方法。
8. 前記第２スキージにより、前記スクリーンマスクが前記基板からの離れる際の剥離角度を規定することを特徴とする請求項７に記載のスクリーン印刷方法。
9. 前記スクリーンマスクの剥離後に、不活性ガスを充填した加圧下において塗布面の気泡を縮小させる工程を有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のスクリーン印刷方法。
10. 請求項７から請求項９のうちいずれか一項に記載のスクリーン印刷方法による工程を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
11. 基体上に、複数の第１電極と、前記第１電極の形成位置に対応した複数の開口部を有する隔壁と、前記開口部のそれぞれに配置される発光層と、前記隔壁及び前記発光層を覆う第２電極と、前記第２電極を覆うと共に平坦な上面が形成された有機緩衝層と、前記有機緩衝層を覆うガスバリア層と、を有する発光装置の製造方法において、
    前記有機緩衝層を形成する方法として、請求項７から請求項９のうちいずれか一項に記載のスクリーン印刷方法を用いることを特徴とする発光装置の製造方法。
12. 請求項１０又は請求項１１に記載の発光装置の製造方法によって製造された発光装置を備えることを特徴とする電子機器。

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