JP2006253106A - カラー有機ｅｌディスプレイおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 有機ＥＬ構造体とカラーフィルタとの間にガスバリア層を介在させてなるカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、ガスバリア性に優れた安価なガスバリア層を実現する。
【解決手段】 基板１１上にカラーフィルタ層１３、ガスバリア層２０、および有機ＥＬ構造体３０が順次積層されてなるカラー有機ＥＬディスプレイ１００において、ガスバリア層２０の下地部分は、脱ガス処理を施されたものであり、ガスバリア層２０は、カラーフィルタ層１３の分解開始温度以下の温度にて原子層成長法を行うことにより形成されたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）構造体とカラーフィルタとの間にガスバリア層を介在させてなるカラー有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法に関する。

この種のカラー有機ＥＬディスプレイは、一般に、基板上にカラーフィルタ層、ガスバリア層、および有機ＥＬ構造体が順次積層されてなる構成を備えている。

より具体的には、白色発光する有機ＥＬ構造体とカラーフィルタとを組み合わせる場合、透明な基板上にカラーフィルタ層、オーバーコート層、ガスバリア層、そして白色発光を行う有機ＥＬ構造体素子を順次積層する構造が知られている。

ここで、ガスバリア層は、樹脂からなるカラーフィルタ層やオーバーコート層から揮発する水分等に起因する白色発光有機ＥＬ構造体のダークスポットや発光効率の低下等の不具合を防止するために設けられる。

そのため、ガスバリア層は、ピンホールレスであること、そのステップカバレージが良いことが要求される。さらに、これ以外にも、透明性や、表面の平坦性等の性能が要求される。

従来では、ガスバリア層の例としては、酸化ケイ素を含有し、スパッタ成膜法で形成することを特徴としたもの（たとえば、特許文献１参照）や、色変換素子（ＣＣＭ）のガスバリア層として絶縁性無機酸化物層を配設したもの（たとえば、特許文献２参照）などがある。

しかし、これらはガスバリア性の点でピンホールが考慮されていないため、画素にダークスポットが発生しやすく、所望の有機ＥＬ素子の発光特性を維持できない画素が生じてしまう。

このようなガスバリア層におけるピンホールを対策したものとしては、ガスバリア層を複数層として各層の成膜工程の間に洗浄工程を行うようにしたもの（たとえば、特許文献３参照）や、ガスバリア層を複数層としつつ各層に樹脂層を分散させた構造（たとえば、特許文献４参照）が提案されている。

また、ピンホール対策としては、一般的なガスバリア層の成膜方法であるスパッタ法よりも緻密な膜形成が可能なプラズマＣＶＤ法（Ｐ−ＣＶＤ）によりガスバリア層を形成したものが提案されている（たとえば、特許文献５参照）。
特開平１１−２６０５６２号公報 特開平８−２７９３９４号公報 特開２００３−２２９２７１号公報 特開２００３−２８２２３９号公報 特開２００４−３９４６８号公報

しかしながら、上記した特許文献３や特許文献４に記載されているようなピンホール対策では、ガスバリア層の構造およびプロセスが複雑であり、生産性やコストの面で課題が残る。

また、上記特許文献５に記載されているようなＰ−ＣＶＤを用いたガスバリア層では、Ｐ−ＣＶＤにてガスバリア層を成膜するときに、下地のカラーフィルタ層やオーバーコート層の耐熱性を考慮して比較的低温で成膜を行うことになるが、その場合、膜の緻密性が劣るため、ガスバリア性が悪くなる。そのため、他の積層構造にするか、厚膜化が必要になり、やはり、生産性に課題が残り、コストアップにつながる。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、有機ＥＬ構造体とカラーフィルタとの間にガスバリア層を介在させてなるカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、ガスバリア性に優れた安価なガスバリア層を実現することを目的とする。

上記目的を達成するため、鋭意検討を行った。

有機ＥＬ構造体とカラーフィルタとを組み合わせたカラー有機ＥＬディスプレイにおけるダークスポットの発生や耐久試験中の劣化は、カラーフィルタおよびオーバーコート中に含まれる水分等のガスが、ガスバリア層を透過して有機ＥＬ構造体まで到達するためである。

このことから、第１に、カラーフィルタおよびオーバーコートなどのガスバリア層の下地部分の中に含まれるガス量を低減すること、第２に、下地から発生するガス成分を単純なプロセスで実現しピンホールの無いガスバリア層で遮断することが必要であると考えられる。

本発明は、このような考えに基づいて検討を行った結果、創出されたものである。

すなわち、請求項１に記載の発明では、基板（１１）上にカラーフィルタ層（１３）、ガスバリア層（２０）、および有機ＥＬ構造体（３０）が順次積層されてなるカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、ガスバリア層（２０）の下地部分は、脱ガス処理を施されたものであり、ガスバリア層（２０）は、カラーフィルタ層（１３）の分解開始温度以下の温度にて原子層成長法を行うことにより形成されたものであることを特徴としている。

それによれば、ガスバリア層（２０）の下地部分を、脱ガス処理を施されたものとしているため、基板（１１）やカラーフィルタ層（１３）などの下地部分から出てくるガス量を極力小さいものにできる。

また、本発明では、ガスバリア層（２０）は、カラーフィルタ層（１３）の分解開始温度以下の温度にて原子層成長法を行うことにより形成されたものとしているため、カラーフィルタ層（１３）が劣化することなく、適切にガスバリア層（２０）を形成することができる。

そして、ガスバリア層（２０）の成膜は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマＣＶＤ法と比較して被成膜部材の被覆性に優れ、かつピンホールが極力低減された膜を実現できる原子層成長法を用いているため、従来に比べてステップカバレージが良く、ピンホールの少ないガスバリア層（２０）が実現できる。

また、ガスバリア層（２０）は、原子層成長法の単一のプロセスにて成膜できるため、生産性が良く、コストアップを抑制することができる。

したがって、本発明によれば、有機ＥＬ構造体（３０）とカラーフィルタ層（１３）との間にガスバリア層（２０）を介在させてなるカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、ガスバリア性に優れた安価なガスバリア層（２０）を実現することができる。

ちなみに、本発明では、ガスバリア層（２０）は原子層成長法から形成され、従来のスパッタやＰ−ＣＶＤによるガスバリア層に比べて緻密でピンホールが少ないことは、上述の通りである。

しかしながら、単にピンホールの少ないガスバリア層（２０）を形成しただけでは、次のような問題が生じる。

従来では、原子層成長法によるガスバリア層（２０）に比べて比較的緻密性に劣りピンホールの多いガスバリア層であったため、下地部分からガスが発生しても、そのガスは、ガスバリア層を透過していた。

しかしながら、原子層成長法によるガスバリア層（２０）では、緻密でピンホールが少ないため、下地部分から発生するガスはガスバリア層（２０）を透過しにくく、それゆえ、ガスによってガスバリア層（２０）が膨らみ、その部分にて剥離などが生じる恐れがある。

その点に対して、本発明では、ガスバリア層（２０）の下地部分を、脱ガス処理を施されたものとし、下地部分から出てくるガス量を極力抑制していることから、そのようなガスによるガスバリア層（２０）の膨らみは防止できるため、問題はない。

つまり、本発明は、ガスバリア層（２０）を単純に原子層成長法により形成したものとするのではなく、ガスバリア層（２０）を緻密でピンホールの少ないものとしたがゆえに生じる上記の問題までも考慮した構成を実現したものである。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、カラーフィルタ層（１３）とガスバリア層（２０）との間には、有機材料からなるオーバーコート層（１４）が介在しており、ガスバリア層（２０）は、カラーフィルタ層（１３）およびオーバーコート層（１４）の分解開始温度以下の温度にて形成されたものであることを特徴としている。

このように、カラーフィルタ層（１３）とガスバリア層（２０）との間に、有機材料からなるオーバーコート層（１４）が介在している場合、ガスバリア層（２０）を、カラーフィルタ層（１３）およびオーバーコート層（１４）の分解開始温度以下の温度にて形成されたものとすれば、カラーフィルタ層（１３）だけでなくオーバーコート層（１４）も劣化することなく、適切にガスバリア層（２０）を形成することができる。

前記脱ガス処理温度は、当該脱ガス処理工程以降の工程にて前記基板（１１）にかかる温度以上の温度であって且つ前記カラーフィルタ層（１３）の分解開始温度以下の温度であることを特徴とする。

前記脱ガス処理工程を乾燥雰囲気中で行うことを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、前記脱ガス処理は、ガスバリア層（２０）の下地部分としてのカラーフィルタ層（１３）およびオーバーコート層（１４）を、乾燥雰囲気中で当該脱ガス処理工程以降の工程にて前記基板（１１）にかかる温度以上の温度であって且つ前記カラーフィルタ層（１３）の分解開始温度以下の温度で行うものであり、前記脱ガス処理されたカラーフィルタ層（１３）およびオーバーコート層（１４）中から真空中にて２００℃で保持することにより放出される脱離水分子数が、２×１０¹⁶個／ｍｍ³以下であることを特徴としている。

上述したように、ガスバリア層（２０）の下地部分を脱ガス処理し、当該下地部分から出てくるガス量を極力抑制すれば、ガスによるガスバリア層（２０）の膨らみを防止することができる。

本発明者らが検討したところ、具体的には、本発明のように、ガスバリア層（２０）の下地部分としてのカラーフィルタ層（１３）およびオーバーコート層（１４）を、真空中にて２００℃で保持した場合に放出される脱離水分子数を２×１０¹⁶個／ｍｍ³以下となるように、脱ガス処理をすれば、ガスバリア層（２０）の剥離を防止しやすくでき、好ましい。

ここで、請求項４に記載の発明のように、請求項１〜請求項３に記載のカラー有機ＥＬディスプレイにおいては、ガスバリア層（２０）は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＧｅＯ₂、ＨｆＯ₂およびＺｎＯから選ばれる１種以上からなるものにできる。

また、請求項５、請求項６に記載の発明のように、請求項１〜請求項４に記載のカラー有機ＥＬディスプレイにおいては、ガスバリア層（２０）の膜厚は、１００ｎｍ以下であるものにでき、好ましくは、６０ｎｍ以下であるものにできる。

このように、従来のＰ−ＣＶＤやスパッタによるガスバリア層（２０）に比べて、本発明のガスバリア層（２０）は薄いものとできる。

また、請求項７に記載の発明では、請求項１〜請求項３に記載のカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、ガスバリア層（２０）は、Ａｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂との２層以上の積層膜にて構成されたものであることを特徴としている。

ここで、Ａｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂との２層以上の積層膜とは、各々が原子層成長法によって成膜されたＡｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂との２層積層膜でもよいし、Ａｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂とが交互に繰り返し多数積層された交互積層膜でもよい。

そして、このように、ガスバリア層（２０）をＡｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂との２層以上の積層膜とした場合、ガスバリア層（２０）のうちＡｌ₂Ｏ₃の部分の総膜厚ｘ（単位：ｍ）、ＴｉＯ₂の部分の総膜厚ｙ（単位：ｍ）は、３７≧３×１０⁸×ｘ＋１．４×１０⁹×ｙ、の関係を満足することが好ましい（請求項８の発明）。

Ａｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂との積層膜におけるそれぞれの膜厚ｘ、ｙについて、上記不等式の関係を満足するものとすることにより、当該積層膜にて構成されるガスバリア層（２０）の全応力を、クラック限界応力よりも小さくすることができ、ガスバリア層（２０）におけるクラックの発生を防止しやすくなり、好ましい。

また、請求項９に記載の発明では、請求項１〜請求項８に記載のカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、ガスバリア層（２０）の下地部分の表面における接触角は、１０°以下であることを特徴としている。

本発明のように、ガスバリア層（２０）の下地部分の表面における接触角を１０°以下とすることにより、その上に形成されるガスバリア層（２０）の密着性を、実用レベルにて十分に確保しやすくなり、好ましい。

通常、カラー有機ＥＬディスプレイにおいては、実装工程において異方導電性接着フィルム（ＡＣＦ）を介した熱圧着による接続が行われる。たとえば、このようなＡＣＦをディスプレイに接続するときの熱や圧力あるいは熱膨張などにより、ガスバリア層（２０）の剥離が懸念されるが、本発明のようにすれば、そのような問題を回避できる。

また、請求項１０に記載の発明のように、請求項１〜請求項９に記載のカラー有機ＥＬディスプレイにおいては、基板（１１）は樹脂基板であるものにできる。樹脂基板はガラス基板に比べて成形性に優れ安価であるため、好ましい。

また、請求項１１に記載の発明のように、請求項１〜請求項１０に記載のカラー有機ＥＬディスプレイにおいては、ガスバリア層（２０）の上には、有機ＥＬ構造体（３０）を構成する透明導電膜（３１）が形成されており、ガスバリア層（２０）と透明導電膜（３１）との間には、これら両者の密着性を向上させるためのＳｉＯ₂層（５０）が介在していることが好ましい。

また、請求項２１に記載の発明では、基板（１１）上にカラーフィルタ層（１３）、ガスバリア層（２０）、および有機ＥＬ構造体（３０）が順次積層されてなるカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法において、ガスバリア層（２０）の下地部分に、脱ガス処理を施した後、カラーフィルタ層（１３）の分解開始温度以下の温度にて減圧下で原料ガスを交互に供給して薄膜を形成する原子層成長法を行うことにより、ガスバリア層（２０）を形成することを特徴としている。

それによれば、上記請求項１に記載のカラー有機ＥＬディスプレイを適切に製造することができる。そして、本製造方法による作用効果は、上記請求項１に記載の発明と同様である。

また、請求項２２に記載の発明では、請求項２１に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法において、カラーフィルタ層（１３）とガスバリア層（２０）との間には、有機材料からなるオーバーコート層（１４）が介在しており、カラーフィルタ層（１３）およびオーバーコート層（１４）の分解開始温度以下の温度にて、ガスバリア層（２０）を形成することを特徴としている。

それによれば、上記請求項２に記載のカラー有機ＥＬディスプレイを適切に製造することができる。そして、本製造方法による作用効果は、上記請求項２に記載の発明と同様である。

また、請求項２３に記載の発明では、請求項２１または請求項２２に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法において、前記脱ガス処理温度は、当該脱ガス処理工程以降の工程にて基板（１１）にかかる温度以上の温度であって且つカラーフィルタ層（１３）の分解開始温度以下の温度であることを特徴としている。

もし、脱ガス処理温度が、当該脱ガス処理工程以降の工程にて基板（１１）にかかる温度よりも低い場合、脱ガス処理工程以降の工程にて、さらにガスバリア層（２０）の下地部分からガスが発生する可能性がある。

その点、本発明のようにすれば、そのような問題を回避することができ、脱ガス処理工程以降の工程にてガスの発生を低減でき、好ましい。さらに、本発明によれば、脱ガス処理工程にてカラーフィルタ層（１３）の劣化を起こすこともない。

また、請求項２４に記載の発明では、請求項２１〜請求項２３に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法において、前記脱ガス処理工程を乾燥雰囲気中で行うことを特徴としている。

それによれば、ガスバリア層（２０）の下地部分の脱ガスの効率を向上させることができるため、好ましい。

また、請求項２５に記載の発明では、請求項２２に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法において、前記脱ガス処理は、ガスバリア層（２０）の下地部分としてのカラーフィルタ層（１３）およびオーバーコート層（１４）を、真空中にて２００℃で保持することにより行い、前記脱ガス処理されたカラーフィルタ層（１３）およびオーバーコート層（１４）中から真空中にて２００℃で保持することにより放出される脱離水分子数を、２×１０¹⁶個／ｍｍ³以下とすることを特徴としている。

それによれば、上記請求項３に記載のカラー有機ＥＬディスプレイを適切に製造することができる。そして、本製造方法による作用効果は、上記請求項３に記載の発明と同様である。

また、請求項２６に記載の発明によれば、請求項２１〜請求項２５に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法において、前記脱ガス処理工程の後、ガスバリア層（２０）の形成工程までの間、基板（１１）を一貫して乾燥雰囲気中にて保持することを特徴としている。

それによれば、ガスバリア層（２０）の下地部分の脱ガス処理を行った後、ガスバリア層（２０）の形成工程までに、当該下地部分に再びガス成分が付着することを防止できるから、好ましい。

また、請求項２７に記載の発明では、請求項２１〜請求項２６に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法において、ガスバリア層（２０）を形成する原子層成長法の成膜温度は、ガスバリア層（２０）の形成工程以降の工程にて基板（１１）にかかる温度以上であることを特徴としている。

それによれば、ガスバリア層（２０）の形成工程以降の工程にて、ガスバリア層（２０）のクラックや剥離の発生を抑えることができ有効である。

また、請求項２８に記載の発明のように、請求項２１〜請求項２７に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法においては、ガスバリア層（２０）として、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＧｅＯ₂、ＨｆＯ₂およびＺｎＯから選ばれる１種以上からなるものを用いることができる。

また、請求項２９に記載の発明では、請求項２１〜請求項２７に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法において、ガスバリア層（２０）として、Ａｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂との２層以上の積層膜にて構成されたものを用いることを特徴としている。

それによれば、上記請求項７に記載のカラー有機ＥＬディスプレイを適切に製造することができる。なお、本製造方法におけるＡｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂との２層以上の積層膜とは、上記請求項７に記載のものと同様である。

さらに、請求項３０に記載の発明では、請求項２９に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法において、ガスバリア層（２０）を構成するＡｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂との前記積層膜において、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂のそれぞれの膜厚ｘ（ｍ）、ｙ（ｍ）を、３７≧３×１０⁸×ｘ＋１．４×１０⁹×ｙ、の関係を満足するようにガスバリア層（２０）を形成することを特徴としている。

それによれば、上記請求項８に記載のカラー有機ＥＬディスプレイを適切に製造することができる。そして、本製造方法による作用効果は、上記請求項８に記載の発明と同様である。

また、請求項３１に記載の発明では、請求項２１〜請求項３０に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法において、ガスバリア層（２０）の下地部分の表面における接触角を１０°以下にした後、ガスバリア層（２０）を形成することを特徴としている。

それによれば、上記請求項９に記載のカラー有機ＥＬディスプレイを適切に製造することができる。そして、本製造方法による作用効果は、上記請求項９に記載の発明と同様である。

以上のように、上記した各手段によれば、ガスバリア性に優れた安価なガスバリア層を実現するという上記した本発明の目的を適切に実現することができる。

ここで、本発明者らは、さらに上記した各手段について検討を進め、さらに改良を加えた結果、請求項１２〜請求項２０および請求項３２〜請求項３５に記載の発明を創出するに至った。

上記した各手段では、ガスバリア層（２０）の成膜は真空蒸着、スパッタリング、プラズマＣＶＤ法と比較して被成膜部材の被覆性に優れ、かつピンホールが極力低減された膜を実現できる低温原子層成長法を用いており、それによってその下地から発生するガスを遮断するというガスバリア機能を有効に発揮している。

しかしながら、検討の結果、ガスバリア層（２０）の形成工程以降の工程、たとえば基板洗浄や、電極形成、絶縁層形成、有機ＥＬ膜形成などの工程では、各種の薬品が使用されるため、ガスバリア層（２０）の材質によっては、当該薬品によってガスバリア層（２０）がダメージを受けてしまう可能性があることがわかった。

たとえば、上記各手段のようにカラーフィルタ層（１３）の分解開始温度以下の温度という低温で行う低温原子層成長法にてガスバリア層（２０）を形成する場合、コストや成膜安定性などの観点から、ガスバリア層（２０）としては、非晶質アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）膜が一般的であり、この非晶質アルミナ膜は、下地からのガスを遮断するというガスバリア性の点では問題がない。

しかし、本発明者らの検討によれば、非晶質アルミナ膜は、カラーフィルタ層（１３）、オーバコート層（１４）が形成されたガラス基板（１１）上に低温原子層成長法によって形成されるが、その後の基板洗浄や、電極形成、絶縁層形成、有機ＥＬ膜形成などの工程にて行われる薬品処理に対して、水酸基（−ＯＨ）と結合する結果、Ａｌ₂（ＯＨ）₃などの安定な水酸化物を作ってしまう場合がある。

そのような場合、ガスバリア層（２０）としての非晶質アルミナ膜が変質したり、当該アルミナ膜が分解して膜厚が減少したりしてしまい、ガスバリア性が失われる問題が発生した。

これは、非晶質アルミナ膜は、アルカリや酸に対して極めて溶解しやすく、特に５０℃以上の温水やアルカリ性洗剤やアルカリ処理液に対して、ダメージが生じやすいことがわかった。

ここで、温水においてダメージが生じやすいのは、水が室温ならば空気中の炭酸ガスが溶解して中性になるが、温水にすると炭酸ガスが溶解せずアルカリ性になりやすいためである。

また、本発明者らの検討によれば、カラー有機ＥＬディスプレイにおいて、基板（１１）としてソーダガラス基板を用い、このソーダガラス基板に低温原子層成長法でガスバリア層（２０）を形成した場合、その後の基板洗浄や熱処理、電極形成を行うと、ガスバリア層（２０）とガラス基板（１１）の間で、下地からのガスの発泡による発泡剥離現象が発生することがわかった。

そこで、本発明者らは、このようなガスバリア層（２０）の形成工程以降の工程に使用される薬品に対するガスバリア層（２０）の薬品によるダメージや、ソーダガラス基板におけるガスバリア層（２０）の剥離を防止するために、鋭意検討を行い、上記各手段に対して改良を加え、以下のような手段を創出した。

すなわち、請求項１２に記載の発明では、請求項１〜請求項１１に記載のカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、ガスバリア層（２０）は、その下地から発生するガスを遮断する第１の膜（２１）と、ガスバリア層（２０）の形成工程以降の工程に使用される薬品に対する耐性を有する第２の膜（２２）とが順次積層されてなるものであることを特徴としている。

それによれば、本発明のガスバリア層（２０）は、第１の膜（２１）によってガスバリア性を発揮するとともに、第２の膜（２２）によってガスバリア層（２０）の形成工程以降の工程に使用される薬品に対する耐性を有するため、ガスバリア層（２０）の形成工程以降の工程に使用される薬品によるガスバリア層（２０）のダメージを極力抑制することができる。

ここで、請求項１３に記載の発明のように、請求項１２に記載のカラー有機ＥＬディスプレイにおいては、ガスバリア層（２０）における第１の膜（２１）は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＧｅＯ₂、ＨｆＯ₂およびＺｎＯから選ばれる１種以上からなるものにできる。

また、請求項１４に記載の発明では、請求項１２または請求項１３に記載のカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、ガスバリア層（２０）における第２の膜（２２）は、水酸基と結合して安定な水酸化物を作りにくい材料からなることを特徴としている。

それによれば、ガスバリア層（２０）における第２の膜（２２）は、アルカリや酸に対して難溶なものとなり、耐薬品性が適切に発揮される。

ここで、請求項１５に記載の発明のように、請求項１４に記載のカラー有機ＥＬディスプレイにおいては、ガスバリア層（２０）における第２の膜（２２）は、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、Ｔａ₂Ｏ₅から選ばれる１種以上からなるものにできる。

また、請求項１６に記載の発明のように、請求項１２〜請求項１５に記載のカラー有機ＥＬディスプレイにおいては、ガスバリア層（２０）における第２の膜（２２）の膜厚は、５ｎｍ以上であれば、本発明者らの検討によれば、第２の膜（２２）による耐薬品性を適切に発揮できることがわかった。

さらに、請求項１７に記載の発明では、請求項１２〜請求項１６に記載のカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、ガスバリア層（２０）において、第２の膜（２２）が導電性を有するものであるとき、第２の膜（２２）と有機ＥＬ構造体（３０）との間には電気絶縁性を有する絶縁層（２３）が介在されていることを特徴としている。

通常、ガスバリア層（２０）の上に形成される有機ＥＬ構造体（３０）においては、ガスバリア層（２０）の直上に位置する膜は、導電性を有する電極膜（３１）であるが、本発明のように、ガスバリア層（２０）の直上層を電気絶縁性を有する絶縁層（２３）とすれば、ガスバリア層（２０）と有機ＥＬ構造体（３０）との電気的な短絡を防止することができる。

ここで、請求項１８に記載の発明のように、請求項１７に記載のカラー有機ＥＬディスプレイにおいては、絶縁層（２３）は、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、Ｔａ₂Ｏ₅、ＡｌＮ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＧｅＯ₂から選ばれる１種以上からなるものにできる。

また、請求項１９に記載の発明では、請求項１〜請求項１８に記載のカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、基板（１１）は、無アルカリガラスからなるものであることを特徴としている。

上述したように、基板（１１）としてソーダガラス基板を用いた場合、ガスバリア層（２０）とガラス基板（１１）の間で発泡剥離現象が発生する。

この現象を分析した結果、基板の水洗浄、成膜時や基板処理時の熱により、ソーダガラスのアルカリ成分が析出し、そのアルカリ成分がガスバリア層（２０）とガラス基板（１１）の間の密着力を低下させていることがわかった。

そこで、本発明のように、基板（１１）として、カリウムやナトリウムなどのアルカリ成分を含まない無アルカリガラスからなるものを用いれば、そのようなソーダガラス基板を用いた場合におけるガスバリア層（２０）の剥離を防止することができる。

また、請求項２０に記載の発明では、請求項１〜請求項１８に記載のカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、基板（１１）は、ガラス基板をアルカリ成分を含まない無機膜で被覆したものであることを特徴としている。

本発明によれば、基板の水洗浄、成膜時や基板処理時の熱により、ソーダガラスのアルカリ成分が析出しようとするのを無機膜によって防止できるため、上記した無アルカリガラスを基板（１１）として用いた場合と同様に、ソーダガラス基板を用いた場合におけるガスバリア層（２０）の剥離を防止することができる。

また、請求項３２に記載の発明では、請求項２１〜請求項３１に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法において、ガスバリア層（２０）として、その下地から発生するガスを遮断する第１の膜（２１）と、ガスバリア層（２０）の形成工程以降の工程に使用される薬品に対する耐性を有する第２の膜（２２）とを順次積層して形成することを特徴としている。

それによれば、上記請求項１２に記載のカラー有機ＥＬディスプレイを適切に製造することができる。

つまり、本製造方法によれば、ガスバリア層（２０）は、第１の膜（２１）によってガスバリア性を発揮するとともに、第２の膜（２２）によってガスバリア層（２０）の形成工程以降の工程に使用される薬品に対する耐性を有するため、ガスバリア層（２０）の形成工程以降の工程に使用される薬品によるガスバリア層（２０）のダメージを極力抑制することができる。

ここで、請求項３３に記載の発明のように、請求項３２に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法においては、ガスバリア層（２０）における第１の膜（２１）として、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＧｅＯ₂、ＨｆＯ₂およびＺｎＯから選ばれる１種以上からなるものを用いることができる。

また、請求項３４に記載の発明のように、請求項３２または請求項３３に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法において、ガスバリア層（２０）における第２の膜（２２）として、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、Ｔａ₂Ｏ₅から選ばれる１種以上からなるものを用いることができる。

さらに、請求項３５に記載の発明では、請求項２１〜請求項３４に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法において、ガスバリア層（２０）を形成する原子層成長法の成膜温度は、２００℃以上であることを特徴としている。

本発明者らの検討によれば、ガスバリア層（２０）を形成する原子層成長法の成膜温度は、２００℃以上とすれば、ガスバリア層（２０）の密着力が向上し、ソーダガラス基板を用いた場合でもガスバリア層（２０）の剥離を防止できることがわかった。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るカラー有機ＥＬディスプレイ１００の概略断面構成を示す図である。また、図２は、図１中のＡ−Ａ一点鎖線に沿った概略断面構成を示す図である。

［構成等］
基板１１は、ガラス基板、樹脂製の基板（樹脂基板）等からなる。本例では、基板１１はガラス基板からなる透明基板１１である。

この基板１１の一面上には、光の３原色である赤、青、緑のカラーフィルタ層１３が設けられている。なお、ここでは、基板１１の一面上には、カラーフィルタ層１３を分離するためのシャドウマスク（ブラックマトリックス）１２が形成され、これに、カラーフィルタ層１３が設けられている。このシャドウマスク１２は光を遮断するもので、樹脂や金属からなり、必要に応じて設けられるものである。

この上部に、必要に応じて平坦化層として、透明のオーバーコート層１４が形成されている。なお、このオーバーコート層１４は省略可能ならば無くてもよい。これらカラーフィルタ層１３とオーバーコート層１４は主にアクリル系の樹脂で形成されている。そして、オーバーコート層１４の上には、このオーバーコート層１４を被覆するようにガスバリア層２０が形成されている。

ここで、ガスバリア層２０の下地部分すなわち本例では基板１０、カラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４は、脱ガス処理を施されたものである。具体的には、オーバーコート層１４まで形成された基板１１を、恒温槽または真空チャンバーに入れ、脱ガス、脱水処理をする。

この脱ガス処理温度は、当該脱ガス処理工程以降の工程にて基板１１にかかる温度以上の温度であって且つカラーフィルタ層１３の分解開始温度以下の温度であることが好ましく、たとえば本例では、２００℃〜２３０℃の温度とすることができる。

ガスバリア層２０は、カラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４の分解開始温度以下の温度にて原子層成長法を行うことにより形成されたものである。この原子層成長法は、アトミックレイヤーエピタキシー法（ＡＬＥ法）またはアトミックレイヤーデポジション（ＡＬＤ法）、と呼ばれる。

ここで、カラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４の分解開始温度は、２３０℃程度である。また、ガスバリア層２０は、具体的に、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＧｅＯ₂、ＨｆＯ₂およびＺｎＯから選ばれる１種以上からなる無機膜とすることができる。

また、ガスバリア層２０の膜厚は、１００ｎｍ以下好ましくは６０ｎｍ以下とすることができる。本例では、ガスバリア層２０は、約６０ｎｍの厚さで形成されたアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）膜である。

ここで使用した原子層成長法においては、カラーフィルタ層１３、オーバーコート層１４にダメージを与えない比較的低温で形成できるように、つまり、カラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４の分解開始温度以下の温度にて形成できるように、原料を有機金属であるトリメチルアルミニウムを使用した。

ここにおいて、ガスバリア層２０の成膜温度は１００〜２５０℃程度にできる。この成膜温度は、カラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４の分解開始温度以下の温度とすること、および、ガスバリア層２０の形成工程以降の工程にて基板１１にかかる温度以上であること、を考慮したものであり、好ましくは、本例では２００℃〜２３０℃であることが望ましい。

そして、基板１１の一面上すなわちガスバリア層２０の上には、有機電子デバイスとしての有機ＥＬ構造体３０が形成されている。つまり、本実施形態においては、基板１１における有機ＥＬ構造体３０の形成される一面が、ガスバリア層２０により被覆されており、この基板１１とガスバリア層２０の上に、有機ＥＬ構造体３０が形成された形となっている。

この有機ＥＬ構造体３０は、互いに対向する一対の電極３１、３３間に有機発光材料を含む有機層３２を配置してなる構造体である。この有機ＥＬ構造体３０は、通常の有機ＥＬ構造体に用いられる材料や膜構成を採用することができるが、具体的構成の一例について述べる。

ガスバリア層２０の上に、まず、透明導電膜としての陽極（下部電極）３１が形成されている。この陽極３１はＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）膜等の透明導電膜からなるものでホール注入電極として機能する。

本例では、陽極３１は、ガスバリア層２０の上に２００℃の成膜温度にてスパッタリング法により成膜されたＩＴＯ膜（例えば厚さ１５０ｎｍ）をエッチング等にてパターニングすることにより、図１中の左右方向に延びるストライプ状に形成されたものである。

このストライプ形状の一例としては、５００μｍ幅の帯状の陽極３１が５０μｍの間隔でストライプ状に並んだものとできる。

さらに陽極３１のエッジでのショートを防ぐため、絶縁材料からなる絶縁膜４０がフォトリソグラフィ法により形成されている。同様に陰極（上部電極）３３を分離するための隔壁４１がフォトリソグラフィにより形成されている。

この陽極３１の上には、有機層３２として有機発光材料からなるホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層が順次形成されている。

たとえば、正孔注入層として銅フタロシアニンを真空蒸着法により２０ｎｍ形成する。その上に正孔輸送層としてトリフェニルアミン４量体（ＨＯＭＯ：５．４ｅＶ、ＬＵＭＯ：２．４ｅＶ、Ｅｇ：３．０ｅＶ）を真空蒸着法により、たとえば４０ｎｍ形成する。

さらに赤色発光層として、ＤＣＪＴ（ＨＯＭＯ：５．３ｅＶ、ＬＵＭＯ：３．２ｅＶ、Ｅｇ：２．１ｅＶ）を１％添加したトリフェニルアミン４量体を真空蒸着法により、たとえば２ｎｍ形成する。

その上に、青色発光層として機能する蛍光色素としてのペリレン（ＨＯＭＯ：５．５ｅＶ、ＬＵＭＯ：２．６ｅＶ、Ｅｇ：２．９ｅＶ）１ｗｔ％を添加したＢＡｌｑ（ＨＯＭＯ：５．８ｅＶ、ＬＵＭＯ：３．０ｅＶ、Ｅｇ：２．８ｅＶ）を真空蒸着法により、たとえば４０ｎｍ形成する。さらに、電子輸送層としてアルミキレ−トを２０ｎｍ真空蒸着法によって形成する。

これら有機層３２の上には、図示しないが、電子注入層としてＬｉＦがたとえば０．５ｎｍ、真空蒸着法により成膜されており、その上には、上部電極である陰極３３としてＡｌがたとえば１００ｎｍ、真空蒸着法により成膜されている。ここでは、陰極３３は、陽極３１と直交するストライプ状をなすものであり、図２中の左右方向に延びるストライプ状に形成されたものである。

そして、これらによって、白色発光を行う有機ＥＬ構造体３０（３１、３２、３３）が形成されている。なお、有機層３２や陰極３３の真空蒸着による成膜温度は、室温程度である。

このように、本例の有機ＥＬ構造体３０は、互いに直交するストライプ状の陽極３１と隔壁４１によって分離された陰極３３とが交差して重なり合っており、これら両電極３１、３３の重なりあう領域が、発光表示を行うべき部分である表示画素（つまり本来の発光領域）を構成している。そして、本例のカラー有機ＥＬディスプレイ１００はドットマトリクスディスプレイを構成している。

このような本カラー有機ＥＬディスプレイ１００においては、外部回路などによって陽極３１と陰極３３との間に所定のデューティ比を有する駆動用の直流電圧を印加することにより、所望の表示画素において、陽極３１からホール（正孔）、陰極３３から電子がそれぞれ有機層３２中の発光層に移動してくる。

そして、これらホールおよび電子が当該発光層内で再結合し、その放出エネルギーで蛍光材料（本例ではＤＣＪＴ、ペリレンおよびＢＡｌｑ）が発光するようになっている。この発光はカラーフィルタ層１３を通って基板１１側から取り出される。

［製造方法等］
次に、本カラー有機ＥＬディスプレイ１００の製造方法について、多少、上記したことと重複するところもあるが、述べる。

まず、基板１０の一面に、スピンコート法やホトリソグラフ法により、カラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４を順次形成する。ここまでの工程により、ガスバリア層２０の下地部分ができあがる。また、本例では、カラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４の分解温度は２３０℃である。

次に、ガスバリア層２０の下地部分に、脱ガス処理を施す。この脱ガス処理温度は、当該脱ガス処理工程以降の工程にて基板１１にかかる温度以上の温度であって且つカラーフィルタ層１３の分解開始温度以下の温度であることが好ましい。たとえば本例では、２００℃〜２３０℃の温度とする。

また、脱ガス処理工程は乾燥雰囲気中で行うことが好ましい。具体的には、オーバーコート層１４まで形成された基板１１を、真空やドライ窒素ガス雰囲気中等の乾燥雰囲気中で焼成を行うために恒温槽または真空チャンバーに入れ、脱ガス、脱水処理をする。

次に、ガスバリア層２０の形成を行うが、ここにおいて、脱ガス処理工程の後、ガスバリア層２０の形成工程までの間、基板１１を一貫して乾燥雰囲気中にて保持することが好ましい。

具体的には、ガスバリア層２０の成膜を行う装置中で、基板１１をセットした後、真空加熱を十分に行って水分等の脱水処理を行った後、ガスバリア層２０を原子層成長法で形成する。

または、脱水工程用のチャンバーを設けたマルチチャンバー装置にて、真空または窒素雰囲気等のドライ雰囲気中で十分な基板加熱を行った後、原子層成長にてガスバリア層２０を行うためのチャンバーへ基板１１を移動し、そこでガスバリア層２０を形成すれば良い。

そして、ガスバリア層２０の形成工程では、カラーフィルタ層１３の分解開始温度以下の温度にて減圧下で原料ガスを交互に供給して薄膜を形成する原子層成長法を行うことにより、ガスバリア層２０を形成する。

ここで、本実施形態では、カラーフィルタ層１３とガスバリア層２０との間には、有機材料からなるオーバーコート層１４が介在しており、カラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４の分解開始温度以下の温度にて、ガスバリア層２０を形成する。

また、このガスバリア層２０を形成する原子層成長法の成膜温度は、ガスバリア層２０の形成工程以降の工程、すなわち有機ＥＬ構造体３０の形成工程にて基板１１にかかる温度以上であることが好ましい。

このようなガスバリア層２０の成膜温度は１００〜２５０℃程度にできる。本例では、当該成膜温度を、カラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４の分解開始温度以下の温度とすること、および、ガスバリア層２０の形成工程以降の工程にて基板１１にかかる温度以上とすること、を考慮して、好ましくは、２００℃〜２３０℃程度の成膜温度とする。

本例では、ガスバリア層２０は、原子層成長法によるアルミナからなるものであり、そのようなガスバリア層２０の形成は、脱ガス、脱水処理した基板１０を反応炉に入れ、その反応炉を真空雰囲気にし、気化したＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）と気化したＨ₂Ｏとを、Ｎ₂ガス等のキャリアガスにより、反応炉へ交互に導入することで行われる。その詳細については、従来より行われている一般的な原子層成長法の成膜方法を採用することができるため省略する。

次に、基板１１の一面上すなわちガスバリア層２０の上に、有機ＥＬ構造体３０を形成する。

本例では、まず、ガスバリア層２０の上に２００℃の成膜温度にてスパッタリング法により成膜されたＩＴＯ膜（例えば厚さ１５０ｎｍ）をエッチング等にてパターニングすることにより、透明導電膜としての陽極（下部電極）３１を形成する。

なお、本例では、脱ガス処理工程以降の工程にて基板１１にかかる温度の最高温度は、この陽極３１の成膜温度、２００℃であり、上記脱ガス処理工程は、この２００℃以上で行うことが好ましい。

次に、陽極３１の間に絶縁膜４０をフォトリソグラフィ法により形成し、続いてその上に、隔壁４１をフォトリソグラフィにより形成する。次に、陽極３１の上に、上記したようなホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層が順次形成されてなる有機層３２を真空蒸着法により形成する。

次に、有機層３２の上に、上記電子注入層としてのＬｉＦ、および上部電極としての陰極３３を、真空蒸着法により成膜する。これら有機層３２や陰極３３の真空蒸着による成膜温度は、室温程度である。こうして、上記図１、図２に示されるカラー有機ＥＬディスプレイ１００ができあがる。

なお、この後、有機ＥＬ構造体３０の表面からの水分を遮断するため、乾燥剤をもったステンレスまたはガラスの封止缶によって、有機ＥＬ構造体３０の外表面側を、酸素を微量含んだ不活性ガス（Ｎ₂ガス等）または不活性ガスのみにより封止するようにしてもよい。

また、他の封止方法として、有機ＥＬ構造体３０の外表面を、原子層成長法、スパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法等により形成された保護膜により被覆してもよい。それにより、水分やガスによる有機ＥＬ構造体３０の劣化をより高レベルにて防止することができる。さらに、この保護膜の上に樹脂等の接着剤を返して、ガラス、樹脂、金属などの保護板を接着すれば、傷の防止という面で効果がある。

［効果等］
ところで、本実施形態によれば、基板１１上にカラーフィルタ層１３、ガスバリア層２０、および有機ＥＬ構造体３０が順次積層されてなるカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、ガスバリア層２０の下地部分は、脱ガス処理を施されたものであり、ガスバリア層２０は、カラーフィルタ層１３の分解開始温度以下の温度にて原子層成長法を行うことにより形成されたものであることを特徴とするカラー有機ＥＬディスプレイ１００が提供される。

それによれば、ガスバリア層２０の下地部分を、脱ガス処理を施されたものとしているため、基板１１やカラーフィルタ層１３などの下地部分から出てくるガス量を極力小さいものにできる。

また、本実施形態では、ガスバリア層２０は、カラーフィルタ層１３の分解開始温度以下の温度にて原子層成長法を行うことにより形成されたものとしているため、カラーフィルタ層１３が劣化することなく、適切にガスバリア層２０を形成することができる。

そして、ガスバリア層２０の成膜は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマＣＶＤ法と比較して被成膜部材の被覆性に優れ、かつピンホールが極力低減された膜を実現できる原子層成長法を用いているため、従来に比べてステップカバレージが良く、ピンホールの少ないガスバリア層２０が実現できる。

それによれば、ガスバリア層２０は、被覆性に優れ且つピンホールがほとんど無いため、カラーフィルタ層１３やオーバーコート層１４に微量に含まれる水分などのガスをガスバリア層２０にてブロックすることができ、有機ＥＬ構造体３０側へガスが侵入することはない。そのため、当該ガスによる有機ＥＬ構造体３０の劣化を適切に防止することができる。

本実施形態のガスバリア層２０の具体的効果は以下の手法により確認した。ＩＴＯを膜厚１５０ｎｍ、１００ｍｍ角四方の大きさで形成したガラス基板上に、ＩＴＯ全面を覆うようにガスバリア層を形成し、この基板をＩＴＯのエッチング液として用いられる５０℃の５０％王水中に３０分間浸漬した。この際、ガスバリア層のピンホール箇所はＩＴＯがエッチングされＩＴＯ欠陥としてより顕著になり検出しやすくなる。

ＩＴＯ欠陥の検出には欠陥検査装置（ＫＬＡ ＡＣＲＯＴＥＣ ６０２０）を用いて、王水浸漬前後の表面状態を測定し、欠陥サイズが大きくなった箇所および新たに増加した欠陥箇所について顕微鏡観察してガスバリア層のピンホールに起因したＩＴＯ欠陥であるか判断した。評価結果を表１に示す。

ガスバリア層としてサンプル１から５はＡＬＥ法によりＡｌ₂Ｏ₃を３０ｎｍ、サンプル６から１０はＡＬＥ法によりＡｌ₂Ｏ₃を６０ｎｍ成膜し、比較例としてサンプル１１から１５はスパッタ法によりＳｉＯ₂を３００ｎｍ成膜した。

脱ガス処理の効果は、昇温脱離ガス分析（ＴＤＳ分析）を行って確認した。ガラス上にカラーフィルタおよびオーバーコート層を形成した基板を１０ｍｍ角の大きさにカットし、１）ドライ窒素雰囲気中で２００℃２時間脱ガス処理し、ドライ窒素雰囲気中で搬送したもの、２）同様の脱ガス処理をし、大気搬送したもの、３）脱ガス処理をしなかったものの３種類を比較した。

ＴＤＳ分析は５０℃から２００℃まで基板温度を変化させ、分子量が１から１９９の放出ガス量について測定した。ここでは本分析で最も検出量が多かった分子量１８（Ｈ₂Ｏ）による圧力変化を図３に示す。

これより、脱水処理をしてドライ窒素雰囲気で搬送したものはほとんど圧力変化が無いのに対し、脱水処理が未実施、または大気搬送したサンプルからは明らかな水分の放出が確認された。

このように、本実施形態において、ガスバリア層２０の下地部分を、脱ガス処理を施されたものとしていること、ガスバリア層２０は、カラーフィルタ層１３の分解開始温度以下の温度にて原子層成長法を行うことにより形成されたものとしていることによる具体的効果が確認された。

また、ガスバリア層２０は、原子層成長法の単一のプロセスにて成膜できるため、生産性が良く、コストアップを抑制することができる。

したがって、本実施形態によれば、有機ＥＬ構造体３０とカラーフィルタ層１３との間にガスバリア層２０を介在させてなるカラー有機ＥＬディスプレイ１００において、ガスバリア性に優れた安価なガスバリア層２０を実現することができる。

ちなみに、本実施形態では、ガスバリア層２０は原子層成長法から形成され、従来のスパッタやＰ−ＣＶＤによるガスバリア層に比べて緻密でピンホールが少ないことは、上述の通りである。

しかしながら、単にピンホールの少ないガスバリア層２０を形成しただけでは、次のような問題が生じる。

従来では、原子層成長法によるガスバリア層２０に比べて比較的緻密性に劣りピンホールの多いガスバリア層であったため、下地部分からガスが発生しても、そのガスは、ガスバリア層を透過していた。

しかし、原子層成長法によるガスバリア層２０では、緻密でピンホールが少ないため、下地部分から発生するガスはガスバリア層２０を透過しにくく、それゆえ、ガスによってガスバリア層２０が膨らみ、その部分にて剥離などが生じる恐れがある。

その点に対して、本実施形態では、ガスバリア層２０の下地部分を、脱ガス処理を施されたものとし、下地部分から出てくるガス量を極力抑制していることから、そのようなガスによるガスバリア層２０の膨らみは防止できるため、問題はない。

つまり、本実施形態は、ガスバリア層２０を単純に原子層成長法により形成したものとするのではなく、ガスバリア層２０を緻密でピンホールの少ないものとしたがゆえに生じる上記の問題までも考慮した構成を実現したものである。

また、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ１００においては、カラーフィルタ層１３とガスバリア層２０との間には、有機材料からなるオーバーコート層１４が介在しており、ガスバリア層２０は、カラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４の分解開始温度以下の温度にて形成されたものとしている。

このように、カラーフィルタ層１３とガスバリア層２０との間に、有機材料からなるオーバーコート層１４が介在している場合、ガスバリア層２０を、カラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４の分解開始温度以下の温度にて形成されたものとすれば、カラーフィルタ層１３だけでなくオーバーコート層１４も劣化することなく、適切にガスバリア層２０を形成することができる。

また、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ１００においては、基板１１は、ガラス基板でもよいが、好ましくは樹脂基板にできる。樹脂基板はガラス基板に比べて成形性に優れ安価であるため、好ましい。

また、本実施形態によれば、基板１１上にカラーフィルタ層１３、ガスバリア層２０、および有機ＥＬ構造体３０が順次積層されてなるカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法において、ガスバリア層２０の下地部分に、脱ガス処理を施した後、カラーフィルタ層１３の分解開始温度以下の温度にて減圧下で原料ガスを交互に供給して薄膜を形成する原子層成長法を行うことにより、ガスバリア層２０を形成することを特徴とする製造方法が提供される。

それによれば、上記した特徴点を有する本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ１００を適切に製造することができる。そして、その作用効果は、上記カラー有機ＥＬディスプレイ１００について述べたものと同様である。

また、本実施形態によれば、上記カラー有機ＥＬディスプレイの製造方法において、カラー有機ＥＬディスプレイ１００がカラーフィルタ層１３とガスバリア層２０との間には、有機材料からなるオーバーコート層１４を介在させたものである場合に、カラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４の分解開始温度以下の温度にて、ガスバリア層２０を形成することも特徴点である。

また、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法においては、前記脱ガス処理温度としては、当該脱ガス処理工程以降の工程にて基板１１にかかる温度以上の温度であって且つカラーフィルタ層１３の分解開始温度以下の温度とすることが好ましいとしている。

もし、脱ガス処理温度が、当該脱ガス処理工程以降の工程にて基板１１にかかる温度よりも低い場合、脱ガス処理工程以降の工程にて、さらにガスバリア層２０の下地部分からガスが発生する可能性がある。

その点、この好ましい製造方法を採用すれば、そのような問題を回避することができ、脱ガス処理工程以降の工程にてガスの発生を低減でき、好ましい。さらに、本実施形態の製造方法によれば、脱ガス処理工程にてカラーフィルタ層１３の劣化を起こすこともなくなる。

また、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法においては、前記脱ガス処理工程を乾燥雰囲気中で行うことが好ましいとしている。

それによれば、ガスバリア層２０の下地部分の脱ガスの効率を向上させることができるため、好ましい。

また、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法においては、前記脱ガス処理工程の後、ガスバリア層２０の形成工程までの間、基板１１を一貫して乾燥雰囲気中にて保持することが好ましいとしている。

それによれば、ガスバリア層２０の下地部分の脱ガス処理を行った後、ガスバリア層２０の形成工程までに、当該下地部分に再びガス成分が付着することを防止できるから、好ましい。

また、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法においては、ガスバリア層２０を形成する原子層成長法の成膜温度は、ガスバリア層２０の形成工程以降の工程にて基板１１にかかる温度以上であることが好ましいとしている。

それによれば、ガスバリア層２０の形成工程以降の工程にて、ガスバリア層２０のクラックや剥離の発生を抑えることができ有効である。

次の各検討例を参照しながら、第１実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ１００におけるガスバリア層２０について、剥離防止やクラック発生防止などの観点から、さらなる好ましい形態について説明する。

［脱ガス処理の検討］
まず、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ１００においては、脱ガス処理は、ガスバリア層２０の下地部分としてのカラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４を、真空中にて２００℃で保持することにより行うものであり、前記脱ガス処理されたカラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４中から真空中にて２００℃で保持することにより放出される脱離水分子数が、２×１０¹⁶個／ｍｍ³以下であることが好ましい。

上述したように、ＡＬＥ法による緻密でピンホールの少ない本実施形態のガスバリア層２０においては、当該ガスバリア層２０の下地部分を脱ガス処理し、当該下地部分から出てくるガス量を極力抑制すれば、ガスによるガスバリア層２０の膨らみを防止することができる。

そこで、具体的にどの程度、ガスバリア層２０の下地部分の脱ガス処理を行えばよいかについて、検討を行った。

脱ガス処理の度合いの指標として、ガスバリア層２０の下地であるカラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４からの脱離水分量に着目した。この脱離水分量は、昇温脱離ガス分析（ＴＤＳ分析）を行って確認した。

ガラス上にカラーフィルタ層およびオーバーコート層を形成した基板を１０ｍｍ角の大きさにカットし、真空雰囲気中で２００℃の脱ガス処理を１０分、２０分、６０分、１２０分行い、ドライ窒素雰囲気中で搬送したものと、脱ガス処理をしなかったもの（脱ガス処理０分、未処理）との５種類を比較した。

ＴＤＳ分析により５０℃から２００℃まで基板温度を変化させ、分子量１８（Ｈ₂Ｏ）の脱ガス圧力の積算値から脱離水分量を計算し、求めた。その結果が図４に示される。

図４は、本検討例における脱ガス処理時間と脱離水分量との関係を示す図である。図４においては、脱ガス処理時間は「２００℃ベーク時間（単位：分）」として横軸にとり、脱離水分量は「水分子数（単位：個／ｍｍ³）」すなわち脱離水分子数として縦軸にとってある。

図４に示されるように、脱ガス処理時間の増加とともに、脱離水分量が少なくなっていき、６０分程度でその低下度合が飽和し、脱離水分子数が２×１０¹⁶個／ｍｍ³程度になっている。つまり、真空中にて２００℃で保持する脱ガス処理を６０分間以上行えば、おおよそカラーフィルタ層およびオーバーコート層中に含まれる水分を、可能な限り除去することができる。

次に、この５種類の脱ガス処理を行った基板に対して、カラーフィルタ層およびオーバーコート層の上にＡＬＥ法によりガスバリア層としてのＡｌ₂Ｏ₃を３０ｎｍ成膜し、上記脱ガス処理によるガスバリア層の剥離の有無について調査した。その結果が表２に示される。

この表２から、ガスバリア層２０の下地部分としてのカラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４に対して、真空中にて２００℃で保持することで脱ガス処理を行い、脱ガス処理されたカラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４中からの脱離水分子数を２×１０¹⁶個／ｍｍ³以下とすれば、ガスバリア層２０の剥離を防止できることが確認された。

そして、このような脱離水分子数を規定したディスプレイ１００を実現するために、本実施形態においては、脱ガス処理は、ガスバリア層２０の下地部分としてのカラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４を、真空中にて２００℃で保持することにより行い、前記脱ガス処理されたカラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４中からの脱離水分子数を、２×１０¹⁶個／ｍｍ³以下とすることを特徴とするディスプレイ１００の製造方法が提供される。

［ガスバリア層の応力の検討］
また、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ１００においては、ガスバリア層２０におけるクラックの発生を防止するべく、ガスバリア層２０を構成する材料の全応力をクラック限界応力未満とすることが好ましい。

この全応力は、材料の持つ膜応力と膜厚に依存することから、膜厚を薄くすることが有効である。膜厚は応力の観点から決定する。本発明者らの実験結果によると、Ａｌ₂Ｏ₃単膜、ＴｉＯ₂単膜は膜応力の膜厚依存性が無く、それぞれ３００ＭＮ／ｍ²、１４００ＭＮ／ｍ²であった。

図５は、ガスバリア層であるＡｌ₂Ｏ₃薄膜（単膜）およびＴｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃積層膜について、全応力と膜厚との関係を示す図である。

ＴｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃積層膜は、Ａｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂との２層以上の積層膜にて構成されたガスバリア層である。そして、図５において、たとえばＡｌ₂Ｏ₃＝３０とは、Ａｌ₂Ｏ₃単膜の膜厚が３０ｎｍであることを意味し、ＴｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃＝９／３０とは、ＴｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃積層膜のうちＡｌ₂Ｏ₃の部分の総膜厚ｘが３０ｎｍであり、ＴｉＯ₂の部分の総膜厚ｙが９ｎｍであることを意味する。

ここで、Ａｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂との２層以上の積層膜とは、各々が原子層成長法によって成膜されたＡｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂との２層積層膜でもよいし、Ａｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂とが交互に繰り返し多数積層された交互積層膜でもよい。

そして、このＴｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃積層膜について、上述したＡｌ₂Ｏ₃単膜、ＴｉＯ₂単膜の膜応力応力と膜厚構成比から推測される全応力の値は、図５に示される測定した全応力とおおむね一致することがわかった。

次に、この図５に示されるＡｌ₂Ｏ₃薄膜（単膜）およびＴｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃積層膜の各ガスバリア層について、成膜後におけるクラックの発生状況を調査した。その結果は、次の表３に示される。

本発明者らの検討によれば、Ａｌ₂Ｏ₃を主原料としたガスバリア層は、膜厚１２０ｎｍ以上でクラックが発生する。この知見から、Ａｌ₂Ｏ₃単膜からなるガスバリア層は、その膜厚が１００ｎｍ以下であることが望ましく、このときの全応力は約３７Ｎ／ｍであり、これを満たせば、クラックが発生しないと考えられる。

また、ＴｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃積層膜においても、図５に示されるそれぞれの応力値から当該積層膜にかかる全応力を計算し、約３７Ｎ／ｍを超えないように設計することにより、クラックの発生を抑制することができる。

すなわち、ガスバリア層２０をＡｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂との２層以上の積層膜とした場合、ガスバリア層２０のうちＡｌ₂Ｏ₃の部分の総膜厚ｘ（単位：ｍ）、ＴｉＯ₂の部分の総膜厚ｙ（単位：ｍ）とすると、不等式：３７≧３×１０⁸×ｘ＋１．４×１０⁹×ｙを満足することが好ましい。

Ａｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂との積層膜におけるそれぞれの膜厚ｘ、ｙについて、上記不等式の関係を満足するものとすることにより、当該積層膜にて構成されるガスバリア層２０の全応力を、クラック限界応力よりも小さくすることができ、ガスバリア層２０におけるクラックの発生を防止しやすくなる。

そして、このようなガスバリア層２０として、Ａｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂との２層以上の積層膜にて構成されたものを用いる本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法において、上記不等式の関係を満足させるためには、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂のそれぞれの膜厚ｘ（ｍ）、ｙ（ｍ）を、３７≧３×１０⁸×ｘ＋１．４×１０⁹×ｙ、の関係を満足するようにガスバリア層２０を形成することを特徴とするディスプレイ１００の製造方法が提供される。

［ガスバリア層の密着性の検討］
また、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ１００においては、ガスバリア層２０の下地部分の表面における接触角が１０°以下であることが好ましい。

カラー有機ＥＬディスプレイ１００においては、実装工程において異方導電性接着フィルム（ＡＣＦ）を介した熱圧着による接続が行われる。この実装時にガスバリア層２０の剥離を防止するためには基板１１の表面を清浄化し吸着サイト（‐ＯＨ）を安定化すればよい。そのためには基板表面のＵＶ処理（紫外線照射処理）が有効である。

そこで、カラーフィルタ付ガラス基板１１の接触角が洗浄条件によりどう変化するかについて、調査した。その結果が表４に示される。

ここにおける接触角は、一般的なもので、基板１１表面に水滴を落としたときの接触角であり、洗浄前（初期）と洗浄後における測定値を示した。また、平均変化量は、洗浄前後の接触角をｎ＝２で測定し、これら測定値における洗浄前後の接触角変化量の平均値である。

また、この表４に示される洗浄条件において、「ウェット洗浄のみ」は、通常の水洗浄のみであり、「ウェット洗浄＋ＵＶ処理」は、ウェット洗浄後に通常の乾燥処理を行い、さらに、ＵＶオゾン洗浄を行ったものである。また、「ウェット洗浄＋ＩＲ乾燥＋ＵＶ処理」は、ウェット洗浄後に赤外線による加熱乾燥処理を行い、さらに、ＵＶオゾン洗浄を行ったものである。

表４に示されるように、洗浄前（初期）の基板の接触角は約４０°〜約６０°とバラツキが大きいが、ＵＶ処理を加えた洗浄を行うと、その接触角は約１０°以下にすることができる。

これら表４に示される各基板１１に対して、さらに本実施形態の原子層成長法によってガスバリア層としてのＡｌ₂Ｏ₃を３０ｎｍ形成しＡＣＦ接続試験を行った。

表５は、このＡＣＦ接続試験における実装条件、ガスバリア層の剥離の発生の有無の結果を示すものである。

この表５に示されるように、ＵＶ処理を行った基板１１においては、ガスバリア層の剥離は発生しなかったが、ＵＶ処理を行わなかった基板１１においては、ガスバリア層の剥離が見られた。

さらに検討を進めたところ、ウェット洗浄のみでガスバリア層の剥離の発生を抑えるには、ＡＣＦの圧着圧力を１ＭＰａ以下にする必要があり、そのような低い圧着圧力では、ＡＣＦ接続の導通を確保できない配線が生じた。

このように、本実施形態においては、ガスバリア層２０の下地部分の表面における接触角を１０°以下とすることにより、その上に形成されるガスバリア層２０の密着性を、実用レベルにて十分に確保しやすくなり、好ましい。具体的には、ＡＣＦをディスプレイに接続するときの熱や圧力あるいは熱膨張などによるガスバリア層２０の剥離を、適切に防止することができる。

そして、このようなガスバリア層２０の剥離を防止するディスプレイ１００の製造方法として、ガスバリア層２０の下地部分の表面における接触角を１０°以下にした後、ガスバリア層２０を形成することを特徴とする製造方法が提供される。

さらに具体的な製造方法として付け加えるならば、ガスバリア層２０を形成する前に、ガスバリア層２０の下地表面にＵＶ処理を施した後、ガスバリア層２０を形成することを特徴とするディスプレイ１００の製造方法が提供される。

（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係るカラー有機ＥＬディスプレイ２００の概略断面構成を示す図である。

図６に示されるように、カラー有機ＥＬディスプレイにおいて、ガスバリア層２０の上に、有機ＥＬ構造体３０を構成する透明導電膜としての陽極３１が形成されている場合、ガスバリア層２０と透明導電膜３１との間には、これら両者２０、３１の密着性を向上させるためのＳｉＯ₂層５０が介在していることが好ましい。

このＳｉＯ₂層５０は、スパッタ法などにより形成できるものであり、その膜厚は、たとえば２０ｎｍ程度とすることができる。これにより、ガスバリア層２０と透明導電膜３１との密着性が高まり、透明導電膜３１をパターニングするときなどに有利である。

（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係る有機電子デバイス素子としてのカラー有機ＥＬディスプレイ３００の概略断面構成を示す図である。主として、上記第１実施形態との相違点を述べる。

本実施形態においても、基板１１は、ガラス基板、樹脂製の基板（樹脂基板）等からなるが、本例では、基板１１は、カリウムやナトリウムなどのアルカリ成分を含まない無アルカリガラスからなる透明基板１１である。

この基板１１の一面上には、上記実施形態と同様に、シャドウマスク（ブラックマトリックス）１２、カラーフィルタ１３が形成され、この上部に平坦化層として透明のオーバーコート層１４が形成されている。

そして、オーバーコート層１４の上には、カラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４の分解開始温度以下の温度にて原子層成長法を行うことにより、このオーバーコート層１４を被覆するようにガスバリア層２０が形成されている。

ここで、本実施形態においても、ガスバリア層２０の下地部分すなわち本例では基板１０、カラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４は、上記実施形態と同様に脱ガス処理を施されている。

そして、好ましい脱ガス処理温度は、当該脱ガス処理工程以降の工程にて基板１１にかかる温度以上の温度であって且つカラーフィルタ層１３の分解開始温度以下の温度であり、たとえば、２００℃〜２３０℃の温度とできることは、上記した第１実施形態と同様である。

ここにおいて、本実施形態では、ガスバリア層２０は、その下地から発生するガスを遮断するガス遮断層としての第１の膜２１と、ガスバリア層２０の形成工程以降の工程に使用される薬品に対する耐性を有する工程耐性層としての第２の膜２２とが順次積層されてなるものである。

ここで、ガスバリア層２０におけるガス遮断層としての第１の膜２１は、具体的に、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＧｅＯ₂、ＨｆＯ₂およびＺｎＯから選ばれる１種以上からなる無機膜とすることができる。

また、この第１の膜２１の膜厚は、１００ｎｍ以下好ましくは６０ｎｍ以下とすることができる。本例では、第１の膜２１は、約６０ｎｍの厚さで形成されたアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）膜である。

ここで、この第１の膜２１を形成する原子層成長法においては、カラーフィルタ層１３、オーバーコート層１４にダメージを与えない比較的低温で形成できるように、つまり、カラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４の分解開始温度以下の温度にて形成できるように、当該第１の膜２１の原料として有機金属であるトリメチルアルミニウムを使用した。

ここにおいて、第１の膜２１の成膜温度は１００〜２５０℃程度にできる。この成膜温度は、カラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４の分解開始温度以下の温度とすること、および、ガスバリア層２０の形成工程以降の工程にて基板１１にかかる温度以上であること、を考慮したものであり、好ましくは、本例では２００℃〜２３０℃であることが望ましい。

また、ガスバリア層２０における工程耐性層としての第２の膜２２は、水酸基（つまり、ＯＨ基）と結合して安定な水酸化物を作りにくい材料からなる。具体的に、第２の膜２２は、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、Ｔａ₂Ｏ₅から選ばれる１種以上からなる無機膜とすることができる。

また、このガスバリア層２０における第２の膜２２の膜厚は、５ｎｍ以上であることが好ましい。本例では、第２の膜２２は、約５ｎｍの厚さで形成されたチタニア（ＴｉＯ₂）である。

ここで、この工程耐性層としての第２の膜を形成する原子層成長法においては、カラーフィルタ層１３、オーバーコート層１４にダメージを与えない比較的低温で形成できるように、つまり、カラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４の分解開始温度以下の温度にて形成できるように、当該第２の膜２２の原料として有機金属であるテトライソプロキシチタニュウムを使用した。

なお、第２の膜２２の原料としてはテトライソプロキシチタニュウム以外にも、４塩化チタンでもよい。この第２の膜２２の成膜温度は１００〜２５０℃程度であることが望ましい。

また、図７に示されるように、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ３００においては、ガスバリア層２０における第２の膜２２と有機ＥＬ構造体３０との間には、電気絶縁性を有する絶縁層２３が介在されている。

この絶縁層２３は、ガスバリア層２０において第２の膜２２が導電性を有するものであるときに、設けられるものである。本例では、第２の膜２２は導電性のチタニア膜であるため、絶縁層２３が設けられているが、第２の膜２２が電気的な絶縁膜であるときは、絶縁層２３は省略してもよい。

この絶縁層２３は、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、Ｔａ₂Ｏ₅、ＡｌＮ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＧｅＯ₂から選ばれる１種以上からなるものである。本例では、この絶縁層２３は、ＳｉＯ₂をスパッタリング法により２０ｎｍ成膜したものである。

そして、本実施形態においても、基板１１の一面上すなわちガスバリア層２０の上には、有機電子デバイスとしての有機ＥＬ構造体３０が形成されている。つまり、本実施形態においては、基板１１における有機ＥＬ構造体３０の形成される一面が、ガスバリア層２０としての第１の膜２１、第２の膜２２、および絶縁層２３により被覆されており、この絶縁層２３の上に、有機ＥＬ構造体３０が形成された形となっている。

本実施形態においても、この有機電子デバイスとしての有機ＥＬ構造体３０は、互いに対向する一対の電極３１、３３間に有機発光材料を含む有機層３２を配置してなる構造体である。

そして、本実施形態でも、この有機ＥＬ構造体３０は、通常の有機ＥＬ素子に用いられる材料や膜構成を採用することができ、その具体的な構成についても、上記第１実施形態と同様のものにできる。

すなわち、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ３００では、絶縁層２３の上に、ＩＴＯ膜からなるストライプ状の陽極（下部電極）３１が形成されており、また、フォトリソグラフィ法により絶縁膜４０および隔壁４１形成されている。

そして、陽極３１の上に形成された有機層３２としては、上記第１実施形態における具体例と同様のホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層が順次形成されたものにできる。

そして、有機層３２の上には、Ａｌからなるストライプ状の陰極３３が形成され、陽極３１と陰極３３とが重なり合う領域が表示画素として構成されたドットマトリクスディスプレイとしてのカラー有機ＥＬディスプレイ３００が構成されている。

このような本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ３００は、基本的には上記第１実施形態のものと同様にして製造することができる。

ここで、本実施形態では、第１の膜２１および第２の膜２２からなるガスバリア層２０、絶縁層２３により、カラーフィルタ層１３、オーバーコート層１４の一面全域が被覆されている。そこで、上記実施形態と同様にしてガスバリア層２０の下地部分に脱ガス処理を施した後、これら第１の膜２１、第２の膜２２、絶縁層２３を形成する。

たとえば、アルミナからなる第１の膜２１の原子層成長法による形成は、脱ガス、脱水処理した基板１１を反応炉に入れ、その反応炉を真空雰囲気にし、気化したＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）と気化したＨ₂Ｏとを、Ｎ₂ガス等のキャリアガスにより、反応炉へ交互に導入することで行われる。

また、チタニアからなる第２の膜２２の原子層成長法による形成は、原料としてテトライソプロキシチタニュウムと純水を用いることのほかは、第１の膜２１と同様の方法により行うことができる。

これら第１の膜２１、第２の膜２２の原子層成長法の成膜温度は、ガスバリア層２０の形成工程以降の工程、すなわち有機ＥＬ構造体３０の形成工程にて基板１１にかかる温度以上であることが好ましく、上記第１実施形態におけるアルミナからなるガスバリア層２０の成膜温度と同様に、１００〜２５０℃程度、好ましくは、２００℃〜２３０℃程度の成膜温度とすることができる。

また、これら第１の膜２１、第２の膜２２の原子層成長法による成膜の詳細については、従来より行われている一般的な原子層成長法を採用することができるため、ここでは省略する。

ところで、本実施形態によっても、上記実施形態と同様に、基板１１上にカラーフィルタ層１３、ガスバリア層２０、および有機ＥＬ構造体３０が順次積層されてなるカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、ガスバリア層２０の下地部分は、脱ガス処理を施されたものであり、ガスバリア層２０は、カラーフィルタ層１３の分解開始温度以下の温度にて原子層成長法を行うことにより形成されたものであることを特徴とするカラー有機ＥＬディスプレイ３００が提供される。

それによれば、上記実施形態と同様に、脱ガス処理によりガスバリア層２０の下地部分から出てくるガス量を極力小さいものとし、カラーフィルタ層１３を劣化させることなくステップカバレージに優れ且つピンホールの少ないガスバリア層２０を形成することができる。

そのため、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ３００においても、ガスバリア層２０の下地部分から出てくるガスによる有機ＥＬ構造体３０の劣化を適切に防止することができる。

さらに、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ３００では、ガスバリア層２０が、その下地から発生するガスを遮断する第１の膜２１と、ガスバリア層２０の形成工程以降の工程に使用される薬品に対する耐性を有する第２の膜２２とが順次積層されてなるものであることを特徴としている。

それによれば、ガスバリア層２０は、第１の膜２１によってガスバリア性を発揮するとともに、第２の膜２２によってガスバリア層２０の形成工程以降の工程に使用される薬品に対する耐性を有するため、ガスバリア層２０の形成工程以降の工程に使用される薬品によるガスバリア層２０のダメージを極力抑制することができる。

本実施形態のガスバリア層２０における耐薬品性の具体的効果は以下の手法により確認した。

シリコン基板上に、第１の膜２１としてのアルミナ膜を上記した本実施形態の低温原子層成長法により１００ｎｍの厚さで成膜したもの（これをサンプル１とする）と、このサンプル１に対してさらにアルミナ膜の上に、第２の膜２２としてのチタニア膜を上記した本実施形態の低温原子層成長法により５ｎｍの厚さで成膜したもの（これをサンプル２とする）とを作成した。

そして、これらサンプル１とサンプル２とを、７０℃の温水に浸漬した後、その膜断面を電子顕微鏡で観察した。

その結果、アルミナ膜の上にチタニア膜を積層して成膜したサンプル２では、アルミナ膜およびチタニア膜の膜厚の変化はなかったが、アルミナ膜の単層構成であるサンプル１では、アルミナ膜の膜厚が減少し、膜表面も荒れているのが確認された。

つまり、本実施形態のように、ガスバリア層２０を、ガス遮断層としての第１の膜２１と、その上に形成された工程耐性層としての第２の膜２２とからなるものとすれば、これら両膜２１、２２は、被覆性に優れ且つピンホールがほとんど無いため、カラーフィルタ層１３やオーバーコート層１４に微量に含まれる水分やガスをブロックするとともに、有機ＥＬ構造体３０側へ侵入させることはなくなる。

また、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ３００においては、ガスバリア層２０の下地部分を、脱ガス処理を施されたものとすることにより、下地部分から出てくるガス量を極力抑制し、そのようなガスによるガスバリア層２０の膨らみを防止できることも、上記第１実施形態と同様である。

また、上述したが、ガスバリア層２０において非晶質アルミナ膜に代表される第１の膜２１は、アルカリや酸に対して極めて溶解しやすく、特に５０℃以上の温水やアルカリ性洗剤やアルカリ処理液に対して、ダメージが生じやすい。

その点、本実施形態では、具体的に、ガスバリア層２０における第２の膜２２を、水酸基と結合して安定な水酸化物を作りにくい材料からなるもの、たとえばＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、Ｔａ₂Ｏ₅から選ばれる１種以上からなるものとすることで、アルカリや酸に対して難溶なものとし、耐薬品性を適切に発揮するようにしていることも特徴のひとつである。

また、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ３００においては、ガスバリア層２０における第２の膜（２２）の膜厚は、５ｎｍ以上であることが好ましいが、これは本発明者らの検討により実験的に確認されたもので、５ｎｍ以上であれば、第２の膜２２による耐薬品性を適切に発揮できる。

また、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ３００においては、ガスバリア層２０において、第２の膜２２が導電性を有するものであるとき、第２の膜２２と有機ＥＬ構造体３０との間には電気絶縁性を有する絶縁層２３が介在されていることも特徴のひとつである。

通常、ガスバリア層２０の上に形成される有機ＥＬ構造体３０においては、ガスバリア層２０の直上の膜は、導電性を有する電極膜すなわち上記陽極３１であり、このような場合、第２の膜２２が導電性であると、第２の膜２２と有機ＥＬ構造体３０とが導通し短絡する。

その点、本実施形態のように、ガスバリア層２０の直上層を電気絶縁性を有する絶縁層２３、たとえば、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、Ｔａ₂Ｏ₅、ＡｌＮ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＧｅＯ₂から選ばれる１種以上からなる絶縁層２３とすれば、ガスバリア層２０と有機ＥＬ構造体３０との電気的な短絡を防止できる。

また、上述したが、本発明者らの検討によれば、カラー有機ＥＬディスプレイにおいて、基板１１としてソーダガラス基板を用いた場合、ガスバリア層２０形成工程の後の基板洗浄や熱処理、電極形成を行ったとき、ガスバリア層２０とガラス基板１１の間で発泡剥離現象が発生することがわかっている。

このような問題に対して、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ３００においては、基板１１を無アルカリガラスからなるものしたことも特徴のひとつである。

本発明者らが、ガスバリア層２０とガラス基板１１の間の発泡剥離現象を分析した結果、基板の水洗浄、成膜時や基板処理時の熱により、ソーダガラスのアルカリ成分が析出し、そのアルカリ成分がガスバリア層２０とガラス基板１１の間の密着力を低下させていることがわかった。

そこで、基板１１として、カリウムやナトリウムなどのアルカリ成分を含まない無アルカリガラスからなるものを用いれば、そのようなソーダガラス基板を用いた場合におけるガスバリア層２０の剥離を防止することができる。

なお、この基板１１とガスバリア層２０との剥離の問題に対しては、基板１１として、ガラス基板をアルカリ成分を含まない無機膜で被覆したものを採用することによっても対策が図られる。

それによれば、基板の水洗浄、成膜時や基板処理時の熱により、ソーダガラスのアルカリ成分が析出しようとするのを無機膜によって防止できるため、上記した無アルカリガラスを基板１１として用いた場合と同様に、ソーダガラス基板を用いた場合におけるガスバリア層２０の剥離を防止することができる。

また、本実施形態によれば、上記実施形態と同様に、基板１１上にカラーフィルタ層１３、ガスバリア層２０、および有機ＥＬ構造体３０が順次積層されてなるカラー有機ＥＬディスプレイ３００の製造方法において、ガスバリア層２０の下地部分に、脱ガス処理を施した後、カラーフィルタ層１３の分解開始温度以下の温度にて減圧下で原料ガスを交互に供給して薄膜を形成する原子層成長法を行うことにより、ガスバリア層２０を形成することを特徴とする製造方法が提供される。

また、本実施形態の製造方法において、ガスバリア層２０の形成温度が、好ましくはカラーフィルタ層１３およびオーバーコート層１４の分解開始温度以下の温度であり、より好ましくはさらにガスバリア層２０形成工程以降の工程にて基板１１にかかる温度以上であることも、上記実施形態と同様である。

また、本実施形態の製造方法において、好ましい脱ガス処理温度は、当該脱ガス処理工程以降の工程にて基板１１にかかる温度以上の温度であって且つカラーフィルタ層１３の分解開始温度以下の温度であることや、脱ガス処理工程の好ましい雰囲気は乾燥雰囲気であることや、脱ガス処理工程の後ガスバリア層２０形成工程までの間、基板１１を一貫して乾燥雰囲気中にて保持することが好ましいことも、上記実施形態の製造方法と同様である。

そして、本実施形態においては、上記図７に示されるカラー有機ＥＬディスプレイ３００を適切に製造する製造方法として、ガスバリア層２０として、その下地から発生するガスを遮断する第１の膜２１と、ガスバリア層２０の形成工程以降の工程に使用される薬品に対する耐性を有する第２の膜２２とを順次積層して形成することを特徴とする製造方法が提供される。

また、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ３００の製造方法においては、ガスバリア層２０における第１の膜２１として、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＧｅＯ₂、ＨｆＯ₂およびＺｎＯから選ばれる１種以上からなるものを用いることも特徴のひとつである。

また、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ３００の製造方法においては、ガスバリア層２０における第２の膜２２として、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、Ｔａ₂Ｏ₅から選ばれる１種以上からなるものを用いることも特徴のひとつである。

さらに、本実施形態のカラー有機ＥＬディスプレイ３００の製造方法においては、ガスバリア層２０を形成する原子層成長法の成膜温度としては、２００℃以上であることが好ましい。

本発明者らの検討によれば、ガスバリア層２０を形成する原子層成長法の成膜温度は、２００℃以上とすれば、ガスバリア層２０の密着力が向上し、ソーダガラス基板を用いた場合でもガスバリア層２０の剥離を防止できる。

（他の実施形態）
なお、上記第１実施形態にて説明した各々の好ましい形態、たとえば、脱ガス処理の脱離水分子数に関する規定、ガスバリア層の応力低減のための膜厚に関する規定、ガスバリア層の密着性のための接触角に関する規定などは、上記第１実施形態に限らず、それ以外の上記実施形態においても、適宜採用が可能であることはもちろんである。

また、本発明のカラー有機ＥＬディスプレイは、基板上に、少なくとも、カラーフィルタ層、ガスバリア層、および有機ＥＬ構造体が順次積層されていればよく、これらのみの積層構造でもよく、上述のオーバーコート層やそれ以外の層が、さらに介在していていてもよい。

また、有機ＥＬ構造体の構成は、上述した具体例に限定されるものではなく、通常の有機ＥＬ構造体に用いられる材料や膜構成、あるいは、将来的にも有機ＥＬ構造体に用いられることの可能な材料や膜構成を採用することができる。

要するに、本発明は、基板上にカラーフィルタ層、ガスバリア層、および有機ＥＬ構造体が順次積層されてなるカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、ガスバリア層の下地部分に、脱ガス処理を施し、ガスバリア層を、カラーフィルタ層の分解開始温度以下の温度にて原子層成長法を行うことにより形成したことを要部とするものであり、その他の部分については、適宜設計変更が可能である。

本発明の第１実施形態に係るカラー有機ＥＬディスプレイの概略断面構成を示す図である。 図１中のＡ−Ａ一点鎖線に沿った概略断面構成を示す図である。 上記第１実施形態に係るＴＤＳ分析の結果を示す図である。 脱ガス処理時間と脱離水分量との関係を示す図である。 Ａｌ₂Ｏ₃薄膜およびＴｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃積層膜について、全応力と膜厚との関係を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るカラー有機ＥＬディスプレイの概略断面構成を示す図である。 本発明の第３実施形態に係るカラー有機ＥＬディスプレイの概略断面構成を示す図である。

符号の説明

１１…基板、１３…カラーフィルタ層、１４…オーバーコート層、
２０…ガスバリア層、２１…ガスバリア層の第１の膜、
２２…ガスバリア層の第２の膜、３０…有機ＥＬ構造体、
３１…透明導電膜としての陽極、
５０…ＳｉＯ₂層。

Claims (35)

1. 基板（１１）上にカラーフィルタ層（１３）、ガスバリア層（２０）、および有機ＥＬ構造体（３０）が順次積層されてなるカラー有機ＥＬディスプレイにおいて、
   前記ガスバリア層（２０）の下地部分は、脱ガス処理を施されたものであり、
   前記ガスバリア層（２０）は、前記カラーフィルタ層（１３）の分解開始温度以下の温度にて原子層成長法を行うことにより形成されたものであることを特徴とするカラー有機ＥＬディスプレイ。
2. 前記カラーフィルタ層（１３）と前記ガスバリア層（２０）との間には、有機材料からなるオーバーコート層（１４）が介在しており、
   前記ガスバリア層（２０）は、前記カラーフィルタ層（１３）および前記オーバーコート層（１４）の分解開始温度以下の温度にて形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
3. 前記カラーフィルタ層（１３）および前記オーバーコート層（１４）中から真空中にて２００℃で保持することにより放出される脱離水分子数が、２×１０¹⁶個／ｍｍ³以下であることを特徴とする請求項２に記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
4. 前記ガスバリア層（２０）は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＧｅＯ₂、ＨｆＯ₂およびＺｎＯから選ばれる１種以上からなるものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
5. 前記ガスバリア層（２０）の膜厚は、１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
6. 前記ガスバリア層（２０）の膜厚は、６０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
7. 前記ガスバリア層（２０）は、Ａｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂との２層以上の積層膜にて構成されたものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
8. 前記ガスバリア層（２０）を構成するＡｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂との前記積層膜において、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂のそれぞれの膜厚ｘ（ｍ）、ｙ（ｍ）は、
   ３７≧３×１０⁸×ｘ＋１．４×１０⁹×ｙ
   の関係を満足することを特徴とする請求項７に記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
9. 前記ガスバリア層（２０）の下地部分の表面における接触角は、１０°以下であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
10. 前記基板（１１）は樹脂基板であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
11. 前記ガスバリア層（２０）の上には、前記有機ＥＬ構造体（３０）を構成する透明導電膜（３１）が形成されており、
    前記ガスバリア層（２０）と前記透明導電膜（３１）との間には、これら両者の密着性を向上させるためのＳｉＯ₂層（５０）が介在していることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
12. 前記ガスバリア層（２０）は、その下地から発生するガスを遮断する第１の膜（２１）と、前記ガスバリア層（２０）の形成工程以降の工程に使用される薬品に対する耐性を有する第２の膜（２２）とが順次積層されてなるものであることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
13. 前記ガスバリア層（２０）における前記第１の膜（２１）は、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＧｅＯ₂、ＨｆＯ₂およびＺｎＯから選ばれる１種以上からなるものであることを特徴とする請求項１２に記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
14. 前記ガスバリア層（２０）における前記第２の膜（２２）は、水酸基と結合して安定な水酸化物を作りにくい材料からなることを特徴とする請求項１２または１３に記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
15. 前記ガスバリア層（２０）における前記第２の膜（２２）は、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、Ｔａ₂Ｏ₅から選ばれる１種以上からなるものであることを特徴とする請求項１４に記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
16. 前記ガスバリア層（２０）における前記第２の膜（２２）の膜厚が、５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
17. 前記ガスバリア層（２０）において、前記第２の膜（２２）が導電性を有するものであるとき、
    前記ガスバリア層（２０）における前記第２の膜（２２）と前記有機ＥＬ構造体（３０）との間には、電気絶縁性を有する絶縁層（２３）が介在されていることを特徴とする請求項１２ないし１６のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
18. 前記絶縁層（２３）は、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、Ｔａ₂Ｏ₅、ＡｌＮ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＧｅＯ₂から選ばれる１種以上からなるものであることを特徴とする請求項１７に記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
19. 前記基板（１１）は、無アルカリガラスからなるものであることを特徴とする請求項１ないし１８のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
20. 前記基板（１１）は、ガラス基板をアルカリ成分を含まない無機膜で被覆したものであることを特徴とする請求項１ないし１８のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイ。
21. 基板（１１）上にカラーフィルタ層（１３）、ガスバリア層（２０）、および有機ＥＬ構造体（３０）が順次積層されてなるカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法において、
    前記ガスバリア層（２０）の下地部分に、脱ガス処理を施した後、
    前記カラーフィルタ層（１３）の分解開始温度以下の温度にて減圧下で原料ガスを交互に供給して薄膜を形成する原子層成長法を行うことにより、前記ガスバリア層（２０）を形成することを特徴とするカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法。
22. 前記カラーフィルタ層（１３）と前記ガスバリア層（２０）との間には、有機材料からなるオーバーコート層（１４）が介在しており、
    前記カラーフィルタ層（１３）および前記オーバーコート層（１４）の分解開始温度以下の温度にて、前記ガスバリア層（２０）を形成することを特徴とする請求項２１に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法。
23. 前記脱ガス処理温度は、当該脱ガス処理工程以降の工程にて前記基板（１１）にかかる温度以上の温度であって且つ前記カラーフィルタ層（１３）の分解開始温度以下の温度であることを特徴とする請求項２１または２２に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法。
24. 前記脱ガス処理工程を乾燥雰囲気中で行うことを特徴とする請求項２１ないし２３のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法。
25. 前記脱ガス処理は、前記ガスバリア層（２０）の下地部分としての前記カラーフィルタ層（１３）および前記オーバーコート層（１４）を、真空中にて２００℃で保持することにより行い、
    前記脱ガス処理された前記カラーフィルタ層（１３）および前記オーバーコート層（１４）中から真空中にて２００℃で保持することにより放出される脱離水分子数を、２×１０¹⁶個／ｍｍ³以下とすることを特徴とする請求項２２に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法。
26. 前記脱ガス処理工程の後、前記ガスバリア層（２０）の形成工程までの間、前記基板（１１）を一貫して乾燥雰囲気中にて保持することを特徴とする請求項２１ないし２５のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法。
27. 前記ガスバリア層（２０）を形成する原子層成長法の成膜温度は、前記ガスバリア層（２０）の形成工程以降の工程にて前記基板（１１）にかかる温度以上であることを特徴とする請求項２１ないし２６のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法。
28. 前記ガスバリア層（２０）として、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＧｅＯ₂、ＨｆＯ₂およびＺｎＯから選ばれる１種以上からなるものを用いることを特徴とする請求項２１ないし２７のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法。
29. 前記ガスバリア層（２０）として、Ａｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂との２層以上の積層膜にて構成されたものを用いることを特徴とする請求項２１ないし２７のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法。
30. 前記ガスバリア層（２０）を構成するＡｌ₂Ｏ₃とＴｉＯ₂との前記積層膜において、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂のそれぞれの膜厚ｘ（ｍ）、ｙ（ｍ）を、
    ３７≧３×１０⁸×ｘ＋１．４×１０⁹×ｙ
    の関係を満足するように前記ガスバリア層（２０）を形成することを特徴とする請求項２９に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法。
31. 前記ガスバリア層（２０）の下地部分の表面における接触角を１０°以下にした後、前記ガスバリア層（２０）を形成することを特徴とする請求項２１ないし３０のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法。
32. 前記ガスバリア層（２０）として、その下地から発生するガスを遮断する第１の膜（２１）と、前記ガスバリア層（２０）の形成工程以降の工程に使用される薬品に対する耐性を有する第２の膜（２２）とを順次、積層して形成することを特徴とする請求項２１ないし３１のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法。
33. 前記ガスバリア層（２０）における前記第１の膜（２１）として、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＧｅＯ₂、ＨｆＯ₂およびＺｎＯから選ばれる１種以上からなるものを用いることを特徴とする請求項３２に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法。
34. 前記ガスバリア層（２０）における前記第２の膜（２２）として、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、Ｔａ₂Ｏ₅から選ばれる１種以上からなるものを用いることを特徴とする請求項３２または３３に記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法。
35. 前記ガスバリア層（２０）を形成する原子層成長法の成膜温度は、２００℃以上であることを特徴とする請求項２１ないし３４のいずれか１つに記載のカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法。

Images