JP2016004109A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】三層構造の封止構造体を採用しつつ、良好な膜質のチャネル層を含むＴＦＴを備えた表示装置を提供する。【解決手段】表示装置１は、基板１０と、封止構造体２０と、封止構造体２０上に設けられた発光素子３０とを備える。封止構造体２０は、基板１０上に設けられ無機材料で構成される第１封止層２１と、第１封止層２１の上方に設けられ有機樹脂材料と当該有機樹脂材料より吸湿性の高い吸湿材とで構成される第２封止層２２と、第２封止層２２の上方に設けられ無機材料で構成される第３封止層２３とを積層してなる。発光層３０は、下部電極３１と有機発光層３４と上部電極３６とを含む。封止構造体２１において、第１封止層２１と第２封止層２２との間に、薄膜トランジスタ４０が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、有機発光層を含む発光素子及び発光素子を駆動するための薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、ＴＦＴと称す）を備える表示装置に関する。

昨今、発光素子及びＴＦＴを備えた表示装置、例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネルの商品化が進んでいる。現状商品化されている主な有機ＥＬ表示パネルは、ガラス基板を用いたものである。一方、軽さ、丈夫さ、フレキシブル性の観点から、プラスチック基板を用いた有機ＥＬ表示パネルが提案されている。プラスチック基板を用いた有機ＥＬ表示パネルは、携帯電話等の用途で商品化も行われている。ところで、プラスチック基板を構成する有機樹脂材料は、水分を透過する性質を有する。そのため、プラスチック基板を用いた有機ＥＬ表示パネルとしては、プラスチック基板上に水分バリア性を有する封止構造体が形成され、その上に発光素子が配置される構造が一般的である。

プラスチック基板上に形成する封止構造体として、無機材料で構成される第１封止層と、有機樹脂材料で構成される第２封止層と、無機材料で構成される第３封止層とを積層した三層構造のものが提案されている（特許文献１）。当該三層構造の封止構造体は、無機材料のみで構成される封止構造体よりも水分バリア性が高い。そのため、プラスチック基板上に三層構造の封止構造体を形成した有機ＥＬ表示パネルでは、プラスチック基板を透過して発光素子に向かって侵入する水分に対するバリア性が向上する。

一方、有機ＥＬ表示パネルの駆動方法として、アクティブマトリクス方式が知られている。アクティブマトリクス方式を採用する場合、発光素子を駆動するためにＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）を用いる。ＴＦＴのチャネル層の材料としては、例えば、アモルファスＳｉと、ＬＴＰＳ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｏｌｙ−ｓｉｌｉｃｏｎ：低温多結晶シリコン）と、ＩＧＺＯ（酸化物インジウムガリウム亜鉛）のような酸化物半導体とが知られている。

国際公開ＷＯ２０１０／０７８４０５号

ところで、封止構造体が形成された基板上に、アモルファスＳｉ、ＬＴＰＳ、酸化物半導体のような材料を用いてチャネル層を形成しようとすると、以下の問題が生じることがある。
アモルファスＳｉ、ＬＴＰＳ、酸化物半導体等を用いる場合、チャネル層の膜質はチャネル層を形成する際のプロセス温度により変化する。アモルファスＳｉ、ＬＴＰＳ、酸化物半導体を用いて、良好な膜質のチャネル層を得るためには、それぞれのプロセス温度が３５０℃以上、４００℃以上、３５０℃以上であることが望ましい。しかしながら、多くの有機樹脂材料の耐熱温度は３５０℃よりも低いため、三層構造の封止構造体上にＴＦＴを作製すると、第２封止層がチャネル層を形成するプロセス温度に耐えられないおそれがある。これに対して、第２封止層の耐熱温度にあわせてチャネル層を形成するプロセス温度を低下させると、良好な膜質のチャネル層を得ることができない。

上記課題に鑑み、本発明は、三層構造の封止構造体を採用しつつ、良好な膜質のチャネル層を含むＴＦＴを備えた表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る表示装置は、基板と、前記基板上に設けられ無機材料で構成される第１封止層と、当該第１封止層の上方に設けられ有機樹脂材料と当該有機樹脂材料より吸湿性の高い吸湿材とで構成される第２封止層と、当該第２封止層の上方に設けられ無機材料で構成される第３封止層とを積層してなる封止構造体と、前記封止構造体上に設けられ、下部電極と上部電極と当該下部電極及び上部電極に挟まれた有機発光層とを含む発光素子と、を備え、前記封止構造体における前記第１封止層と前記第２封止層との間に、前記発光素子を駆動するための薄膜トランジスタが設けられている、ことを特徴とする。

また、上記表示装置において、前記吸湿材は、粒子状であり、前記有機樹脂材料に分散されてもよい。
さらに、上記表示装置において、前記第２封止層に含まれる前記吸湿材の密度は、前記第１封止層に近い側から前記第３封止層に近い側にいくほど小さくなってもよい。
さらに、上記表示装置において、前記第２封止層に含まれる前記吸湿材の密度の最小値はゼロであってもよい。

また、上記表示装置において、前記第２封止層に含まれる前記吸湿材の平均粒子径は、前記第１封止層に近い側から前記第３封止層に近い側にいくほど小さくなってもよい。
また、上記表示装置において、前記第２封止層及び前記第３封止層にはコンタクトホールが設けられ、前記コンタクトホールに埋め込まれた導電性材料で構成される接続部材を介して、前記薄膜トランジスタと前記発光素子とが電気的に接続され、前記第２封止層のうち前記接続部材に接する部分は、フッ素を含んでもよい。

また、上記表示装置において、前記発光素子の上方に、無機封止層と有機封止層と無機封止層とを順に積層して構成される多層構造を備えてもよい。
また、上記表示装置において、前記封止構造体はさらに、前記薄膜トランジスタと前記第２封止層との間に設けられ無機材料で構成される第４封止層を含んでもよい。
また、上記表示装置において、前記第２封止層の面積は、前記第１封止層及び前記第３封止層の面積よりもそれぞれ小さく、前記基板には、中央領域と当該中央領域を囲む周辺領域が存在し、前記第１封止層のうち前記基板の中央領域を覆う部分と前記第３封止層のうち前記基板の中央領域を覆う部分とは、前記第２封止層を挟み、前記第１封止層のうち前記基板の周辺領域を覆う部分と前記第３封止層のうち前記基板の周辺領域を覆う部分とは、密着していてもよい。

また、上記表示装置において、前記封止構造体と前記発光素子とを平面視すると、前記封止構造体は前記発光素子に重なっていてもよい。
また、上記表示装置において、前記基板を構成する材料は、樹脂または金属であってもよい。

本発明の一態様に係る表示装置では、封止構造体内における第１封止層の上であり、且つ、第２封止層の下方にＴＦＴが存在する。そのため、表示装置を製造する際には、基板を準備した後、第１封止層とＴＦＴとを順に形成し、さらに、第２封止層、第３封止層、及び発光素子を形成すればよい。そのため、ＴＦＴの下層に有機樹脂材料で構成される第２封止層が存在しない状態で、ＴＦＴのチャネル層の材料を加熱することができる。従って、十分なプロセス温度でＴＦＴを作製することができるので、ＴＦＴの安定動作が可能となる。

このように、三層構造の封止構造体を採用しつつ、良好な膜質のチャネル層を含むＴＦＴを備えた表示装置を提供することができる。

実施の形態１に係る有機ＥＬ表示パネルの断面図である。 図１に示した有機ＥＬ表示パネルの製造方法を示す図であり、（ａ）は第１封止層が形成された基板を準備するプロセス、（ｂ）はＴＦＴのゲート電極、ゲート絶縁層及びチャネル層を形成するプロセス、（ｃ）はＴＦＴを完成させた後に第４封止層を形成するプロセスをそれぞれ示す。 図１に示した有機ＥＬ表示パネルの製造方法を示す図であり、（ａ）は第２封止層を形成するプロセス、（ｂ）は第３封止層を形成するプロセス、（ｃ）はコンタクトホールを形成するプロセスをそれぞれ示す。 図１に示した有機ＥＬ表示パネルの製造方法を示す図であり、（ａ）は発光層を形成するプロセス、（ｂ）は無機封止層を形成するプロセス、（ｃ）は上部封止層を形成するプロセスをそれぞれ示す。 実施の形態２に係る有機ＥＬ表示パネルの断面図である。 実施の形態３に係る有機ＥＬ表示パネルの断面図である。 図６に示した第２封止層の拡大図を示し、（ａ）は吸湿材の平均粒子径が異なる場合、（ｂ）は吸湿材の密度が異なる場合、（ｃ）は上層に吸湿材が含まれない場合、をそれぞれ示す。 実施の形態４に係る有機ＥＬ表示パネルの断面図である。

本発明を実施するための形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、表示装置として有機ＥＬ表示パネルを例示する。
＜実施の形態１＞
１．有機ＥＬ表示パネルの構成
本実施の形態１に係る表示装置として、有機ＥＬ表示パネル１について、図１の断面図を参照して説明する。有機ＥＬ表示パネル１は、基板１０と、封止構造体２０と、発光素子３０と、ＴＦＴ４０と、無機封止層５０と、上部封止層６０とを備える。有機ＥＬ表示パネル１を平面視すると、複数の発光素子３０が、例えば、マトリクス状に配置されている。以下、各構成要素について詳細に説明する。

（１）基板
基板１０には、中央領域１０ａと、中央領域１０ａを囲む周辺領域１０ｂとが存在する。基板１０の中央領域１０ａに、発光素子３０が配置されている。基板１０は、プラスチック基板である。プラスチック基板の材料としては、例えば、ポリイミドを用いることができる。プラスチック基板の代わりに、基板１０として、アルミニウム等の金属で構成されるフィルム、通常のガラス板、合成石英ガラス板、熱酸化膜付きシリコン板等を用いてもよい。

（２）封止構造体
封止構造体２０は、第１封止層２１と、第１封止層２１の上方に設けられた第２封止層２２と、第２封止層２２上に設けられた第３封止層２３と、第１封止層２１と第２封止層２２との間に設けられた第４封止層２４とを含む。第１封止層２１及び第３封止層２３を構成する材料は無機材料であり、第２封止層２２を構成する主な材料は有機樹脂材料である。第１封止層２１と第２封止層２２と第３封止層２３と第４封止層２４とは、基板１０側から発光素子３０への水分や酸素等に対するバリア層として機能する。封止構造体２０の水分バリア性について以下詳しく説明する。

一般に、無機層を形成すると、完成後の無機層にナノサイズのピンホールが発生することがある。仮に、ピンホールを有する第１封止層上にさらに無機材料を積層して第３封止層を形成しようとすると、第１封止層のピンホールの位置に対応して、第３封止層にもピンホールが発生してしまう。この構成では、基板側から第１封止層のピンホールと第３封止層のピンホールとを介して水分が侵入する。そして、第１封止層のピンホールと第３封止層のピンホールとは上下に貫通しているため、水分の進入距離は短い。これに対して、封止構造体２０では、第１封止層２１と第３封止層２３との間に主に有機樹脂材料で構成される第２封止層２２が挟まれている。そのため、封止構造体２０を形成する場合、仮にピンホールを有する第１封止層２１に有機樹脂材料等を塗布して第２封止層２２を形成しても、第２封止層２２の表面が平坦になる。その後、第２封止層２２上に第３封止層２３を形成するため、第１封止層２１のピンホールの位置に対応して、第３封止層２３にピンホールが発生することがない。すなわち、第３封止層２３のピンホールの位置は、第１封止層２１のピンホールの位置に影響されない。そのため、第１封止層２１のピンホールと第３封止層２３のピンホールとは上下に貫通せず、これらピンホールが上下に貫通している場合よりも、水分の侵入距離は長い。従って、第１封止層上に直接第３封止層を設けた構成よりも、第１封止層２１、第２封止層２２、第３封止層２３を順に積層した構成では、水分の侵入距離が長くなるため、封止構造体２０による水分バリア性を向上できる。また、封止構造体２０は、三層構造に加えて第４封止層２４を含んでいるため、三層構造のみで構成される封止構造体よりも、さらに水分バリア性を向上できる。

（２−１）第１封止層
第１封止層２１は、基板１０上に設けられている。第１封止層２１の材料としては、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ_x）、酸化シリコン（ＳｉＯ_x）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_x）等の無機材料を用いることができる。第１封止層２１は、基板１０側から発光素子３０への水分や酸素等に対するバリア層として機能する。そのため、第１封止層２１には、ピンホール等の欠陥が少ないことが好ましい。

（２−２）第２封止層
第２封止層２２は、第１封止層２１の上方にあり、且つ、ＴＦＴ４０を被覆する状態で配置される。第２封止層２２は、有機樹脂材料と、有機樹脂材料より吸湿性の高い吸湿材とを含む。そのため、吸湿材を含まず有機樹脂材料のみで構成される樹脂膜よりも、第２封止層２２は高い水分バリア性を確保することができる。なお、ここでいう「吸湿性」とは、例えば、２５℃での５０ＲＨにおける吸湿量をいう。

有機樹脂材料としては、例えば、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、イミド系樹脂、ノボラック系樹脂等を用いることができる。また、有機樹脂材料としては、吸湿性を有するアクリル酸系ポリマー、リグニン系ポリマー、ポリカルボフィルカルシウム等を用いることが好ましい。
吸湿材として、ゼオライト等の物理的に吸湿を行う物質や、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）等の化学的に吸湿を行う物質を用いることができる。また、吸湿材の形状が粒子状であり、有機樹脂材料に分散されている。第２封止層２２では、有機樹脂材料に粒子径が略等しい粒子状のゼオライトが略均一に分散している。さらに、第２封止層上面の平坦性を確保するために、吸湿材の平均粒子径は、メジアン径（Ｄ５０）で３００ｎｍ以下であることが好ましい。

（２−３）第３封止層
第３封止層２３は、第２封止層２２を被覆する状態で配置される。第３封止層２３及び第２封止層２２にはコンタクトホール３８が設けられている。第３封止層２３は、第１封止層２１と同様に水分や酸素等のバリア層として機能する。そのため、第３封止層２３には、ピンホール等の欠陥が少ないことが好ましい。また、第３封止層２３は、第３封止層２３よりも上層に位置する各部材を形成するプロセスにおいて、第２封止層２２に対する水分吸着を抑制するキャップ層としても機能する。第３封止層２３の材料としては、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ_x）、酸化シリコン（ＳｉＯ_x）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_x）、酸化チタン（ＴｉＯ_x）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_x）等の無機材料を用いることができる。

ところで、封止構造体２０を平面視すると、第２封止層２２の面積は、第１封止層２１及び第３封止層２３の面積よりもそれぞれ小さい。さらに、封止構造体２０を断面視すると、第１封止層２１のうち基板１０の中央領域１０ａを覆う部分と、第３封止層２３のうち基板１０の中央領域１０ａを覆う部分とは、第２封止層２２を挟んでいる。また、第１封止層２１のうち基板１０の周辺領域１０ｂを覆う部分と第３封止層２３のうち基板１０の周辺領域１０ｂを覆う部分とは密着している。ところで、仮に第１封止層２１のうち基板１０の周辺領域１０ｂを覆う部分と第３封止層２３のうち基板１０の周辺領域１０ｂを覆う部分とが密着せず、第２封止層２２の側壁が外部に露出していると、第２封止層２２の側壁から水分が侵入するおそれがある。これに対して、封止構造体２０では、第１封止層２１のうち基板１０の周辺領域１０ｂを覆う部分と第３封止層２３のうち基板１０の周辺領域１０ｂを覆う部分が密着しており、第２封止層２２の側壁が他の第３封止層２３により覆われているため、第２封止層２２の側壁から水分が侵入することを抑制できる。その結果、発光素子３０に水分が侵入することを抑制できる。

（２−４）第４封止層
第４封止層２４は、ＴＦＴ４０と第２封止層２２との間に配置される。第３封止層２３の材料としては、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ_x）、酸化シリコン（ＳｉＯ_x）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_x）等の無機材料を用いることができる。
（３）発光素子
発光素子３０は、第３封止層２３上に配置される。発光素子３０は、下部電極３１と、ホール注入層３２と、ホール輸送層３３と、有機発光層３４と、電子輸送層３５と、上部電極３６と、を備える。発光素子３０は、トップエミッション型であり、ホールと電子とが注入されて再結合されることにより励起状態が生成され発光する機能を有する。発光素子３０の構造は、公知の発光素子と同様である。隣り合うホール輸送層３３及び有機発光層３４は、隔壁層３７により区切られている。下部電極３１は第３封止層２３を被覆し、下部電極３１からは接続部材３９が引き出されている。下部電極３１及び接続部材３９は、導電性材料で構成されている。接続部材３９は、コンタクトホール３８に埋め込まれている。そして、コンタクトホール３８に埋め込まれた接続部材３９を介して、発光素子３０とＴＦＴ４０とは電気的に接続されている。

図１の断面図では、発光素子３０の下に封止構造体２０が拡がっている。さらに、図示しないが、別の断面図でも同様に、発光素子３０の下に封止構造体２０が拡がっている。また、平面視において、基板１０上の全体を覆うように封止構造体２０が配置されており、複数の発光素子３０は封止構造体２０上にマトリクス上に配置されている。すなわち、平面視において、封止構造体２０は、発光素子３０に重なっている。

下部電極３１及び接続部材３９は、同一の材料で同時に形成されている。下部電極３１及び接続部材３９の材料としては、例えば、銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）等を用いることができる。なお、下部電極３１及び接続部材３９は、別材料で構成したり、別のプロセスで形成したりしてもよい。ホール注入層３２の材料としては、例えば、酸化タングステン（ＷＯ_x）等を用いることができる。ホール輸送層３３の材料としては、例えば、ポリフルオレンやその誘導体、あるいはポリアリールアミンやその誘導体等を用いることができる。有機発光層３４の材料としては、オキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物等を用いることができる。電子輸送層３５の材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体（ＯＸＤ）、トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）、フェナンスロリン誘導体（ＢＣＰ、Ｂｐｈｅｎ）等を用いることができる。上部電極３６の材料としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）若しくは酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）を用いることができる。隔壁層３７の材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等を用いることができる。

（４）ＴＦＴ
ＴＦＴ４０は、第１封止層２１と第２封止層２２との間に配置される。ＴＦＴ４０は、ゲート電極４１と、ゲート絶縁層４２と、ソース電極４３Ｓと、ドレイン電極４３Ｄと、チャネル層４４と、チャネル保護層４５とを備える。ＴＦＴ４０は、駆動トランジスタとして機能する。なお、この断面では現れていないが、有機ＥＬ表示パネル１には選択トランジスタも存在する。さらに、ＴＦＴ４０のソース電極４３Ｓ及びドレイン電極４３Ｄと同じ層に、電源線４６Ｐ及びデータ線４６Ｄが形成されている。電源線４６Ｐ及びデータ線４６Ｄは、紙面に直交する方向に延びている。なお、ゲート線がゲート電極４１と同じ層に形成されているが、ゲート線は電源線４６Ｐ及びデータ線４６Ｄに直交する方向、すなわち、紙面に平行な方向に延びており、この断面には現れていない。選択トランジスタにおいて、ゲート電極がゲート線に接続され、ソース電極がデータ線４６Ｄに接続されている。一方、ＴＦＴ４０のゲート電極４１は、選択トランジスタのソース電極に接続されている。ＴＦＴ４０のソース電極４３Ｓは、電源線４６Ｐに接続されている。ＴＦＴ４０のドレイン電極４３Ｄは、上述のように下部電極３１に接続されている。この構成により、ＴＦＴ４０は発光素子３０を駆動することができる。

ゲート電極４１の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）からなる層とモリブデン（Ｍｏ）からなる層との積層体を用いることができる。ゲート絶縁層４２の材料としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ）と窒化シリコン（ＳｉＮ）との積層体等の無機材料や、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、イミド系樹脂、ノボラック系樹脂等の有機材料を用いることができる。ソース電極４３Ｓ、ドレイン電極４３Ｄの材料としては、銅マンガン（ＣｕＭｎ）とモリブデン（Ｍｏ）との積層体を用いることができる。チャネル層４４の材料としては、例えば、アモルファスＳｉ、ＬＴＰＳ、酸化物半導体を用いることができる。チャネル保護層４５の材料としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、あるいは酸化アルミニウム（ＡｌＯ_x）を用いることができる。

（５）無機封止層
無機封止層５０は発光素子３０上に配置される。無機封止層５０の材料としては、例えば、ＣＶＤ法で作製された窒化シリコン（ＳｉＮ_x）、酸化シリコン（ＳｉＯ_x）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_x）を用いることができる。無機封止層５０は、上方から発光素子３０への水分や酸素等に対するバリア層として機能する。そのため、無機封止層５０には、ピンホール等の欠陥が少ないことが好ましい。

（６）上部封止層
上部封止層６０は、無機封止層５０上に配置される。上部封止層６０の材料としては、例えば、ポリイミド等の有機樹脂材料を用いることができる。
２．有機ＥＬ表示パネルの製造プロセス
以下、図２〜図４の断面図を参照して、有機ＥＬ表示パネル１の製造プロセスを説明する。図２〜図４では、時系列にしたがってプロセス手順図を並べている。

図２（ａ）に示すように、第１封止層２１が形成された基板１０を準備する。具体的には、ポリイミドで構成された基板１０上に、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長）法にて、ＳｉＯ_x層を形成する。ＳｉＯ_x層のＣＶＤ法による形成は、１５０℃〜４００℃の基板温度とし、反応ガスとしてＮＯ₂等を用いて行われる。なお、第１封止層２１の水分バリア性を向上させるためには、第１封止層２１のピンホールの数を減らすことが好ましい。そのため、成膜温度をできるだけ高温にし、膜密度を向上させる等の手法をとることが好ましい。

図２（ｂ）に示すように、第１封止層２１上に、ゲート電極４１と、ゲート絶縁層４２と、チャネル層４４とを形成する。具体的には、第１封止層２１上に、銅（Ｃｕ）からなる層とモリブデン（Ｍｏ）からなる層とを順にそれぞれスパッタリング法で積層する。次に、マスクを用いてドライエッチングすることで、積層体をパターニングしてゲート電極４１及びゲート線（不図示）を形成する。その後、ゲート電極４１を覆うように、酸化シリコン（ＳｉＯ）をＣＶＤ法で成膜することで、ゲート絶縁層４２を形成する。さらに、ゲート絶縁層４２上に、アモルファスＳｉ膜をＣＶＤ法により形成する。その後、アモルファスＳｉ膜を４００℃程度のプロセス温度でアニールして、チャネル層４４を形成する。アモルファスＳｉ膜を４００℃程度のプロセス温度でアニールすることにより、チャネル層４４の膜質が向上する。

次に、図２（ｃ）に示すように、チャネル保護層４５と、ソース電極４３Ｓ、ドレイン電極４３Ｄ、電源線４６Ｐ及びデータ線４６Ｄと、第４封止層２４とを形成することで、第１封止層２１上にＴＦＴ４０を形成する。具体的には、まず、チャネル層４４上に、酸化シリコン（ＳｉＯ）をＣＶＤ法により成膜し、ソース電極４３Ｓ及びドレイン電極４３Ｄを埋め込む位置に開口を設けることでチャネル保護層４５を形成する。次に、銅マンガン（ＣｕＭｎ）とモリブデン（Ｍｏ）とを順にそれぞれスパッタリング法で積層する。さらに、マスクを用いてドライエッチングすることで、積層体をパターニングしてソース電極４３Ｓ、ドレイン電極４３Ｄ、電源線４６Ｐ及びデータ線４６Ｄを形成する。これにより、ＴＦＴ４０を形成することができる。最後に、窒化シリコン（ＳｉＮ_x）をＣＶＤ法でＴＦＴ４０上に成膜することで第４封止層２４を形成する。

図３（ａ）に示すように、ＴＦＴ４０上に、第２封止層２２を形成する。具体的には、第４封止層２４上に、アクリル系樹脂に吸湿材としてゼオライトを分散させた材料を塗布することで、第２封止層２２を形成する。塗布法としては、スクリーン印刷、インクジェット、ディスペンサ、バーコート等の各種印刷プロセスを用いればよい。なお、塗布プロセス中における吸湿材の水分吸着による特性劣化を防ぐため、塗布プロセスは、水分の極力少ない環境、例えば、ドライエア、窒素ガス、真空雰囲気等で行うことが好ましい。最後に、マスクを用いてドライエッチングを行うことにより、ゲート絶縁層４２から第２封止層２２までの積層構造の周辺領域を除去する。

図３（ｂ）に示すように、第２封止層２２上に、ＣＶＤ法によりＳｉＮ_x層を形成することで、第３封止層２３を形成する。これにより、第１封止層２１と第２封止層２２と第３封止層２３と第４封止層とで構成される封止構造体２０が完成する。なお、このプロセスでは、下地に第２封止層２２が存在しているため、プロセス温度は第２封止層２２の耐熱温度以下で形成する必要がある。具体的には、第３封止層２３は、２００℃以下の温度で形成することが好ましい。

図３（ｃ）に示すように、第２封止層２２と第３封止層２３と第４封止層２４とに、コンタクトホール３８を設ける。具体的には、所定のコンタクトホールの形状を得るために、マスクを用いてドライエッチングを行えばよい。なお、コンタクトホールを形成した後は、コンタクトホール周辺の第２封止層２２が、外部とむき出しの状態となるため、第２封止層２２に含まれる吸湿材に水分吸着による特性劣化が生じる可能性がある。この特性劣化を防ぐために、このプロセスは水分の少ない雰囲気で行うことが好ましい。

次に、図４（ａ）に示すように、発光素子３０を形成する。具体的には、まず、スパッタリング法あるいは真空蒸着法で金属膜を成膜した後、フォトリソグラフィー法およびエッチング法を用いて、パターニングすることにより、下部電極３１及び接続部材３９を形成する。次に、下部電極３１及び接続部材３９上に、ＣＶＤ法により、酸化タングステン膜を成膜することで、ホール注入層３２を形成する。さらに、有機発光層３４を形成する領域を開口した隔壁層３７を形成する。具体的には、ホール注入層３２の上を覆うように、隔壁層３７の材料を塗布して成膜し、パターニングして開口を設けることによって、隔壁層３７は形成される。このパターニングは、隔壁層材料膜上にマスクを配置して露光し、その後、現像することでなされる。その後、隔壁層３７で規定された形成領域に、印刷法を用いて、ホール輸送層３３と有機発光層３４とを形成する。最後に、有機発光層３４と隔壁層３７とを全体的に被覆するように、スパッタリング法を用いて、電子輸送層３５と陰極３６とを順に成膜する。

図４（ｂ）に示すように、陰極３６上に、無機封止層５０を形成する。具体的には、陰極３６上に、ＣＶＤ法を用いてＳｉＮ_x膜を成膜することで、無機封止層５０を形成する。なお、このプロセスでは、下地に有機発光層３４が存在しているため、プロセス温度は有機発光層３４の耐熱温度以下で形成する必要がある。具体的には、無機封止層５０は１２０℃以下の温度で形成することが好ましい。

最後に、図４（ｃ）に示すように、無機封止層５０上に上部封止層６０を形成する。具体的には、ポリイミドなどの有機樹脂材料を、スピンコート法により無機封止層５０上に塗布することで、上部封止層６０を形成する。
これらのプロセスにより、有機ＥＬ表示パネル１を形成することができる。
３．効果
有機ＥＬ表示パネル１では、無機材料で構成される第１封止層２１と有機樹脂材料で主に構成される第２封止層２２と無機材料で構成される第３封止層２３とで構成される三層構造の封止構造体２０が採用され、封止構造体２０上に発光素子３０が配置されている。そのため、発光素子３０に対する基板１０側からの水分バリア性を確保することができる。そして、封止構造体２０内の第２封止層２２よりも下層に、ＴＦＴ４０が存在する。そのため、有機ＥＬ表示パネル１を製造する際には、上述のように、基板１０を準備した後、第１封止層２１を形成し、その後にＴＦＴ４０を形成すればよい。すなわち、ＴＦＴ４０の下層に有機樹脂材料で構成される第２封止層２２が存在しない状態で、ＴＦＴのチャネル層の材料を加熱することができる。チャネル層の材料を加熱する段階では、ＴＦＴ４０の下層に存在する層は、基板１０及び第１封止層２１のみである。そのため、基板１０の耐熱温度以下であれば、プロセス温度を上げることができる。基板１０をポリイミドで構成すれば、ＴＦＴ４０のプロセス温度として、４００℃程度を適用することができる。従って、チャネル層４４の材料であるアモルファスＳｉ、ＬＴＰＳ、酸化物半導体等を十分なプロセス温度を形成することができるので、チャネル層４４の膜質を向上できる。その結果、ＴＦＴ４０の安定動作が可能となる。

また、第２封止層２２は、有機樹脂材料と、吸湿性の高い吸湿材とを含む。そのため、有機樹脂材料のみで構成される封止層よりも、第２封止層２２では、発光素子３０に対する水分バリア性をさらに向上させることができる。
さらに、第２封止層２２は、ＴＦＴ４０が配置された後に形成されるため、チャネル層４４のアニールを第２封止層２２の前に行う場合では、耐熱性を確保する必要がない。そのため、第２封止層２２の母材となる有機樹脂材料の選択性を広げることができる。その結果、よりフレキシブル性の強い有機樹脂材料を第２封止層２２に用いる等、需要に応じた有機ＥＬ表示パネル１を実現することができる。

＜実施の形態２＞
本実施の形態２に係る有機ＥＬ表示パネル１０１について、図５の断面図を参照して説明する。実施の形態２と実施の形態１とで異なる点は、第２封止層の接続部材３９に接する領域がフッ素を含む点である。なお、以下の実施の形態の説明では実施の形態１と共通する構成、処理、及び奏される効果については説明を省略する。また、共通する構成には同一の符号を付す。

有機ＥＬ表示パネル１０１は、第１封止層２１と、第２封止層１２２と、第３封止層２３と、第４封止層２４とで構成される封止構造体１２０を備える。第２封止層１２２のうち接続部材３９と接する領域１２２ａは、フッ素を含む。そのため、第２封止層１２２の領域１２２ａは、撥水性及び疎水性を有する。この構成により、第２封止層１２２、第３封止層２３、第４封止層２４にコンタクトホール３８を形成するプロセス開始から接続部材３９の埋め込みプロセス完了までにおける、第２封止層１２２の領域１２２ａからの水分侵入を抑制することができる。その結果、第２封止層１２２の水分による劣化を抑制することができる。さらに、この構成では、コンタクトホール３８を形成するプロセス開始から接続部材３９の埋め込みプロセス完了までにおいて、乾燥雰囲気の必要がなくなるため、プロセスが簡素化する。そのため、有機ＥＬ表示パネル１０１のプロセスコストの削減にも繋がる。

なお、コンタクトホール３８に接する領域１２２ａにフッ素を含ませる方法としては、コンタクトホール３８の形成の際に、Ｈを含むトリフルオロメタン（ＣＨＦ₃）等を反応ガスとして用い、比較的早いレートでドライエッチングを行うと、当該領域１２２ａにフッ素が導入される。なお、領域１２２ａにフッ素を含ませる方法はこれ以外であっても良いということは言うまでもない。例えば、反応ガスを四フッ化炭素（ＣＦ₄）としてドライエッチングを行ってもよい。また、第２封止層１２２の有機樹脂材料にあらかじめフッ素を導入してもよい。その場合、第２封止層１２２の全体にフッ素が含まれることとなる。

＜実施の形態３＞
本実施の形態３に係る有機ＥＬ表示パネルについて、図６の断面図及び図７の模式図を参照して説明する。実施の形態３と実施の形態１とで異なる点は、第２封止層に含まれる吸湿材の平均粒子径が均一でない点である。
有機ＥＬ表示パネル２０１は、第２封止層２２２を含む封止構造体２２０を備える。第２封止層２２２は、第１封止層２１上に位置する下層２２２ｃと、下層２２２ｃを覆う上層２２２ｄとに分かれている。一点鎖線で囲まれた領域αの模式拡大図を図７（ａ）に示す。同図では、有機樹脂材料に分散される吸湿材の各粒子を黒色の円状で示す。第２封止層１２２に含まれる吸湿材の平均粒子径は、下側から上側にいくほど小さくなっている。具体的には、上層２２２ｄに含まれる吸湿材の平均粒子径は、下層２２２ｃに含まれる吸湿材の粒子径よりも小さい。一方、第２封止層２２２の上面の表面粗さは、吸湿材の粒子サイズによって異なる。具体的には、吸湿材の平均粒子径が小さいほど、第２封止層２２２の上面の表面が平坦になる。その結果、第２封止層２２２上に形成される第３封止層２３に、ピンホールが発生するなど等の欠陥の発生を抑制できる。有機ＥＬ表示パネル２０１では、上層２２２ｄに含まれる吸湿材の平均粒子径が十分に小さいため、第３封止層２３に欠陥の発生することを抑制できる。従って、基板１０側からの発光素子３０への水分の侵入をさらに抑制することができる。

このように、有機ＥＬ表示パネル２０１では、第２封止層１２２が上層及び下層の二層に分かれており、それぞれ含まれる吸湿材の平均粒子径が異なっていた。しかしながら、これに限らず、第２封止層１２２が二層以外の複数の層に分かれていてもよい。
また、上述のように、第２封止層１２２に含まれる吸湿材の平均粒子径が段階的に異なっている以外にも、第２封止層１２２に含まれる吸湿材の平均粒子径が連続的に異なっていてもよい。いずれの場合にも、第２封止層１２２に含まれる吸湿材の平均粒子径が、第２封止層１２２の下側から上側にいくほど小さくなっていれば、上述した効果が奏される。

また、吸湿材の平均粒子径以外にも、第２封止層２２２の上面の表面粗さを異ならせるパラメータがある。例えば、有機樹脂材料に含まれる吸湿材の密度が大きいほど、第２封止層２２２の上面の表面粗さが大きくなる可能性が高まる。ここでいう「吸湿材の密度」とは、吸湿材の粒子の大きさが略均一である場合における第２封止層２２２の単位体積当たりの吸湿材の個数をいう。

これを踏まえた変形例として、図７（ｂ）に示すように、第２封止層１２２に含まれる吸湿材の密度が、下側から上側にいくほど小さくなるものが考えられる。具体的には、上層２２２ｆに含まれる吸湿材の密度が、下層２２２ｅに含まれる吸湿材の密度よりも小さいという例が挙げられる。この場合も、第３封止層２３に欠陥が発生することを抑制できる。そして、図７（ｃ）に示すように、吸湿材の密度の最小値がゼロであってもよい。すなわち、第２封止層２２の上層２２２ｈに全く吸湿材を含まないようにしてもよい。これにより、第３封止層２３に欠陥が発生することをさらに抑制できる。なお、吸湿材の密度の場合も、平均粒子径の場合と同様に、第２封止層２２が複数の層に分かれ、且つ、含まれる吸湿材の密度が段階的に異なっている以外に、第２封止層２２に含まれる吸湿材の密度が連続的に異なっていてもよい。いずれの場合にも、第２封止層２２に含まれる吸湿材の密度が、第２封止層２２の下側から上側にいくほど小さくなっていれば、上述した効果が奏される。

＜実施の形態４＞
本実施の形態４に係る有機ＥＬ表示パネルについて、図８を参照して説明する。
実施の形態４と実施の形態１とで異なる点は、発光素子３０上に、無機封止層と有機封止層と無機封止層とを順に積層して構成される多層構造を備える点である。
有機ＥＬ表示パネル３０１は、無機封止層５０と、有機封止層３７２と、無機封止層３７３とを順に積層して構成される多層構造３７０を備える。有機封止層３７２は、第２封止層２２と同じ材料及びプロセスで構成される。有機ＥＬ表示パネル３０１は、トップエミッション型であるため、光取り出しの観点から、有機封止層３７２は透過性の高い状態であることが好ましい。そのため、例えば、吸湿材による有機発光層３４の発光の光散乱を抑制するため、吸湿材の平均粒子径を可視光の波長以下、好ましくは３００ｎｍ以下、より好ましくは２００ｎｍ以下である必要がある。また、無機封止層３７３は、第３封止層２３と同じ材料及びプロセスで構成される。

有機ＥＬ表示パネル３０１では、多層構造３７０により発光素子の上方からの水分の侵入を抑制することができる。従って、発光素子３０の水分による劣化を抑制することができる。
＜変形例＞
以上で説明した実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。

また、発明の理解の容易のため、上記各実施の形態で挙げた各図の構成要素の縮尺は実際のものと異なる場合がある。また本発明は上記各実施の形態の記載によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。なお、上記示した各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
１．第１封止層
第１封止層として、ＳｉＮ_x層を用いる場合、反応ガスとしてＮＨ₃等を用いたＣＶＤ法を用いて形成することが考えられる。ＳｉＮ_x層の形成の際には、ＮＨ₃の反応時にＮとＨとの解離を伴うため、残されたＨが雰囲気中に多量に存在することとなる。その結果、第１封止層には多くのＨが含まれることになる。一方、ＴＦＴのチャネル層の材料に酸化物半導体を用いる場合には、このようにＨが多量に含まれる第１封止層が下地層となると、ＴＦＴ特性の劣化を招くため好ましくない。これに対して、ＳｉＮ_x層の形成の後に、アニールを行うことで第１封止層に含まれることとなるＨを減らすことができる。また、ＣＶＤ法の代わりにスパッタリング法を用いて、ＳｉＮ_x、ＳｉＯ_x、ＡｌＯ_x層を形成することが考えられる。また、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：原子層堆積）法等で、ＡｌＯ_x、ＳｉＯ_x、ＴｉＯ_x、ＺｒＯ_x層を形成しても良い。

２．第４封止層
上記実施の形態等では、ＴＦＴと第２封止層との間に第４封止層を配置したが、これは無くてもよい。
３．発光素子
発光素子の構成は、上記実施の形態等で示したものに限られない。発光素子は、少なくとも下部電極と、上部電極と、下部電極及び上部電極に挟まれた有機発光層を備えた構成であればよい。

４．周辺領域
上記実施の形態等では、周辺領域における第１封止層と周辺領域における第３封止膜とが密着していた。しかしながら、これに限らず、例えば、第１封止層、第２封止層、及び第３封止層それぞれの面積を等しくして、第１封止層と第３封止層とが密着しない構成としてもよい。この場合、上部封止層により、第２封止層の端部を被覆していれば、第２封止層に含まれる吸湿材の水分吸着による特性劣化を抑制することができる。

本発明は、例えば、有機ＥＬ表示パネルとして利用することができる。

１ 有機ＥＬ表示パネル（表示装置）
１０ 基板
２０ 封止構造体
２１ 第１封止層
２２ 第２封止層
２３ 第３封止層
３０ 発光素子
３１ 下部電極
３４ 有機発光層
３６ 上部電極
４０ 薄膜トランジスタ

Claims (11)

1. 基板と、
   前記基板上に設けられ無機材料で構成される第１封止層と、当該第１封止層の上方に設けられ有機樹脂材料と当該有機樹脂材料より吸湿性の高い吸湿材とで構成される第２封止層と、当該第２封止層の上方に設けられ無機材料で構成される第３封止層とを積層してなる封止構造体と、
   前記封止構造体上に設けられ、下部電極と上部電極と当該下部電極及び上部電極に挟まれた有機発光層とを含む発光素子と、
   を備え、
   前記封止構造体における前記第１封止層と前記第２封止層との間に、前記発光素子を駆動するための薄膜トランジスタが設けられている、
   表示装置。
2. 前記吸湿材は、粒子状であり、前記有機樹脂材料に分散される、
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第２封止層に含まれる前記吸湿材の密度は、前記第１封止層に近い側から前記第３封止層に近い側にいくほど小さくなる、
   請求項２に記載の表示装置。
4. 前記第２封止層に含まれる前記吸湿材の密度の最小値はゼロである、
   請求項３に記載の表示装置。
5. 前記第２封止層に含まれる前記吸湿材の平均粒子径は、前記第１封止層に近い側から前記第３封止層に近い側にいくほど小さくなる、
   請求項２に記載の表示装置。
6. 前記第２封止層及び前記第３封止層にはコンタクトホールが設けられ、
   前記コンタクトホールに埋め込まれた導電性材料で構成される接続部材を介して、前記薄膜トランジスタと前記発光素子とが電気的に接続され、
   前記第２封止層のうち前記接続部材に接する部分は、フッ素を含む、
   請求項１に記載の表示装置。
7. 前記発光素子の上方に、無機封止層と有機封止層と無機封止層とを順に積層して構成される多層構造を備える、
   請求項１に記載の表示装置。
8. 前記封止構造体はさらに、前記薄膜トランジスタと前記第２封止層との間に設けられ無機材料で構成される第４封止層を含む、
   請求項１に記載の表示装置。
9. 前記第２封止層の面積は、前記第１封止層及び前記第３封止層の面積よりもそれぞれ小さく、
   前記基板には、中央領域と当該中央領域を囲む周辺領域が存在し、
   前記第１封止層のうち前記基板の中央領域を覆う部分と前記第３封止層のうち前記基板の中央領域を覆う部分とは、前記第２封止層を挟み、
   前記第１封止層のうち前記基板の周辺領域を覆う部分と前記第３封止層のうち前記基板の周辺領域を覆う部分とは、密着している、
   請求項１に記載の表示装置。
10. 前記封止構造体と前記発光素子とを平面視すると、前記封止構造体は前記発光素子に重なっている、
    請求項１に記載の表示装置。
11. 前記基板を構成する材料は、樹脂または金属である、
    請求項１に記載の表示装置。

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