JP4465951B2 - 電気光学装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置の製造方法とこの製造方法で得られた電気光学装置を備えた電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ELと略記する)表示装置などの電気光学装置においては、基板上に陽極、正孔注入層、EL物質などの電気光学物質からなる発光層、及び陰極等が積層された構造のものが知られている。このような有機EL表示装置を構成する有機EL素子では、発光層を形成する電気光学物質の酸素や水分等による劣化や、陰極の酸素や水分等による導電性低下などにより、発光素子として寿命が短くなるといった課題があった。
このような課題を解決する技術として、従来では、例えば発光層や陰極を覆って保護膜を形成する有機EL素子の製法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−111286号公報(図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の有機EL素子の製法では、保護層をECRプラズマCVD法で形成していることから、その成膜速度が遅く、したがって生産性が低いといった課題がある。
【0005】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、発光層や電極を酸素や水分等から保護するためのガスバリア層を、比較的速く成膜できるようにし、これによって生産性の向上を図った電気光学装置の製造方法と、この製造方法で得られた電気光学装置を備えた電子機器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
一般に、スパッタ蒸着法やイオンプレーティング法に代表される物理的気相蒸着法はその成膜速度が速く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が、得られる膜に関しては粒塊状で欠陥が発生しやすく、また応力の大きな被膜になりやすいなどの欠点がある。一方、化学的気相蒸着法では、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ものの、一般に成膜速度が遅く異質な基板表面に対する密着性が得られにくいといった欠点がある。
【0007】
そこで、前記目的を達成するため本発明の電気光学装置の製造方法は、基体上に第1の電極、少なくとも一層の機能層を含む素子層、第2の電極がこの順に形成されてなる電気光学装置の製造方法において、前記基体上に、前記第2の電極の基体上で露出する部位を覆った状態でガスバリア層を形成するガスバリア層形成工程を有し、前記ガスバリア層形成工程が、物理的気相蒸着法によって前記第2の電極上に第1のガスバリア層を形成する工程と、化学的気相蒸着法によって前記第1のガスバリア層上に第2のガスバリア層を形成する工程とを備えてなることを特徴としている。
この電気光学装置の製造方法によれば、物理的気相蒸着法によって第2の電極上に第1のガスバリア層を形成し、その後、化学的気相蒸着法によって前記第1のガスバリア層上に第2のガスバリア層を形成するので、物理的気相蒸着法によって適宜な厚さの第1のガスバリア層を速く形成し、その後化学的気相蒸着法によって、先に形成した第1のガスバリア層の欠陥を補うようにして第2のガスバリア層を形成することにより、全体として酸素や水分などに対するバリア性に優れたガスバリア層を比較的短時間で形成することができる。
【0008】
また、前記電気光学装置の製造方法においては、前記素子層は、前記第1の電極または前記第2の電極から供給されるキャリアが前記素子層を通過することにより機能を発現するものとしてもよい。
キャリアが素子層を通過する場合、少なくとも一部に電子と正孔の存在確率が異なる部分が生成し、その部分の電荷バランスが崩れることがある。このような部分は概して反応性が高く、例えば、酸素や水などと反応して構造欠陥となってしまう。構造欠陥はキャリアの捕捉サイトとなり、素子層の機能の低下の原因となる。このため、酸素や水などの劣化因子から素子層を十分保護する必要があるが、前記ガスバリア層により、酸素や水から素子層を保護することが可能になる。
また、キャリアの注入効率は電極の状態に大きな影響を受けるので、適切な注入効率を維持するためには、電極の劣化因子となる酸素や水などから十分に保護する必要があるが、前述したように前記ガスバリア層により、酸素や水から電極を保護することも可能になる。
【0009】
また、前記製造方法においては、前記ガスバリア層形成工程の前に、前記基体上に、該基体上に形成された発光層の最外周位置のものの外側部を覆った状態でこれを囲む囲み部材を形成する工程と、前記囲み部材の外側部を覆った状態に前記第2の電極を形成するのが好ましい。
このようにすれば、得られた電気光学装置は発光層の最外周位置のものの外側部を覆った状態で囲み部材が設けられ、この囲み部材の外側部を覆った状態に第2の電極が形成され、さらにこの第2の電極の基体上で露出する部位を覆った状態でガスバリア層が設けられたものとなるので、特に発光層の外側部側が囲み部材、第2の電極、ガスバリア層によって三重に封止されることにより、酸素や水分の浸入が確実に防止され、これにより酸素や水分による発光層や電極の劣化等が抑えられ、発光素子の長寿命化が可能になる。
また、第2の電極やガスバリア層を発光素子毎に形成する必要がないことから、微細なパターン形成が不要となり、したがって単純な成膜法で形成することができ、生産性の向上を図ることができる。
【0010】
また、前記製造方法においては、前記第2の電極を減圧下で形成するのが好ましい。
このようにすれば、この第2の電極の形成に続く工程である第1のガスバリア層の形成工程も、物理的気相蒸着法を用いることから減圧下で行う工程となり、したがって処理雰囲気を例えば大気圧に戻すことなく、減圧度を変えるだけで二つの工程を続けて行うことができ、これにより処理の迅速化を図ることができるとともに、大気圧に戻す際に不純物が混入するなどの不都合も防止することができる。
【0011】
また、前記製造方法においては、前記ガスバリア層を珪素化合物で形成するのが好ましい。
このようにすれば、例えば第2の電極がITO(インジウム錫酸化物)等の無機酸化物や金属、合金などからなる場合に、ガスバリア層が珪素化合物であることから第2の電極との密着性がよくなり、したがってガスバリア層が欠陥のない緻密な層となって酸素や水分に対するバリア性がより良好になる。また、珪素窒化物や珪素酸窒化物は絶縁性に優れるため通電時の漏電を防ぐ効果も得られる。
【0012】
なお、この製造方法においては、前記第2の電極の少なくともガスバリア層と接する面側を、無機酸化物で形成するのが好ましい。
このようにすれば、第2の電極のガスバリア層と接する面側が無機酸化物からなっているので、珪素化合物からなるガスバリア層との密着性がよくなり、したがってガスバリア層が欠陥のない緻密な層となって酸素や水分に対するバリア性がより良好になる。
【0013】
また、前記製造方法においては、前記第1のガスバリア層を、その第2の電極側の酸素濃度が第2のガスバリア層側の酸素濃度より低くなるように形成するのが好ましい。
このようすれば、第1のガスバリア層中の、第2の電極側の酸素濃度が低くなることにより、この第1のガスバリア層中の酸素が第2の電極を通って発光層に到り、発光層を劣化させてしまうといったことが抑制され、これにより発光層の長寿命化が図られる。
【0014】
また、前記製造方法においては、前記ガスバリア層形成工程の後に、前記ガスバリア層の上にこれを覆って保護層を設ける工程を有するのが好ましい。
このようにすれば、保護層によって発光層や電極を保護することができ、したがって酸素や水分による発光層や電極の劣化等が抑え、発光素子の長寿命化を図ることができる。
【0015】
なお、この製造方法においては、前記保護層を設ける工程は、その表面側に表面保護層を設ける工程を備えてなるのが好ましい。
このようにすれば、例えば表面保護層として耐圧性や耐摩耗性、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する層を設けることにより、発光層や電極、さらにはガスバリア層もこの表面保護層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より一層図ることができる。
【0016】
また、前記製造方法においては、前記保護層を設ける工程は、前記ガスバリア層側に、該ガスバリア層に密着し、かつ機械的衝撃に対して緩衝機能を有する緩衝層を設ける工程を備えてなるのが好ましい。
このようにすれば、緩衝層が機械的衝撃に対して緩衝機能を発揮することにより、ガスバリア層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機能劣化を防止することができる。
【0017】
本発明の電子機器は、前記の製造方法で得られた電気光学装置を備えたことを特徴としている。
この電子機器によれば、全体として酸素や水分などに対するバリア性に優れたガスバリア層が比較的短時間で形成された電気光学装置を備えているので、電子機器自体の生産性や製品寿命も良好になる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
まず、本発明の電気光学装置の製造方法を説明するに先立ち、本発明の製造方法が適用される電気光学装置の一例として、有機エレクトロルミネッセンス(EL)材料を用いたEL表示装置について説明する。
本例のEL表示装置の配線構造を、図1を参照して説明する。
図1に示すEL表示装置(電気光学装置)1は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下では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。
【0019】
このEL表示装置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…が設けられている。
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が接続されている。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が接続されている。
【0020】
さらに、画素領域X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から共有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(電極)23と、この画素電極23と陰極(電極)50との間に挟み込まれた機能層110とが設けられている。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)が構成されている。
【0021】
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。
【0022】
次に、本例のEL表示装置1の具体的な構成を図2〜図5を参照して説明する。
本例のEL表示装置1は、図2に示すように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、基体と称している。(図3、4中では符号200で示している。)
【0023】
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)とに区画されている。
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ている。
また、実表示領域4の図2中両側には、走査線駆動回路80、80が配置されている。これら走査線駆動回路80、80は、ダミー領域5の下側に配置されたものである。
【0024】
さらに、実表示領域4の図2中上側には、検査回路90が配置されている。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。
【0025】
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4参照)を介して、印加されるよう構成されている。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4参照)を介して、送信および印加されるようになっている。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。
【0026】
また、このEL表示装置1は、図3、図4に示すように基体200上に第1の電極(画素電極23)と本発明における機能層としての発光層60と第2の電極(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ガスバリア層30を形成したものである。
なお、本例では機能層を発光層60としてが、本発明における機能層とは、代表的には発光層(エレクトロルミネッセンス層)であるものの、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としてもよい。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)であってもよい。
【0027】
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。
【0028】
また、いわゆるバックエミッション型のEL表示装置の場合には、基板20側から発光光を取り出す構成であるので、基板20としては、透明あるいは半透明のものが採用される。例えば、ガラス、石英、樹脂(プラスチック、プラスチックフィルム)等が挙げられ、特にガラス基板が好適に用いられる。なお、本例では、ガスバリア層30側から発光光を取り出すトップエミッション型とし、よって基板20としては前記した不透明のもの、例えば不透明のプラスチックフィルムなどが用いられる。
【0029】
また、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)が多数設けられている。発光素子は、図5に示すように、陽極として機能する画素電極(第1の電極)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、電気光学物質の一つである有機EL物質を備える発光層60と、陰極(第2の電極)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、発光光を生じるようになっている。
【0030】
画素電極23は、本例ではトップエミッション型であることから透明である必要がなく、したがって適宜な導電材料によって形成されている。
正孔輸送層70の形成材料としては、例えばポリチオフェン誘導体、ポリピロール誘導体など、またはそれらのドーピング体などが用いられる。具体的には、3,4−ポリエチレンジオシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)[商品名;バイトロン−p(Bytron-p):バイエル社製]の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に3,4−ポリエチレンジオシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液などが用いられる。
【0031】
発光層60を形成するための材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料を用いることができる。具体的には、(ポリ)フルオレン誘導体(PF)、(ポリ)パラフェニレンビニレン誘導体(PPV)、ポリフェニレン誘導体(PP)、ポリパラフェニレン誘導体(PPP)、ポリビニルカルバゾール(PVK)、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)などのポリシラン系などが好適に用いられる。
また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。
なお、前記の高分子材料に代えて、従来公知の低分子材料を用いることもできる。
また、必要に応じて、このような発光層60の上に電子注入層を形成してもよい。
【0032】
また、本例において正孔輸送層70と発光層60とは、図3〜図5に示すように基体200上にて格子状に形成された親液性制御層25と有機バンク層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っている。なお、格子状に形成された親液性制御層25および有機バンク層221にあって、特に最外周を形成する部分、すなわち発光層60の最外周位置のものの外側部を覆った状態でこれを囲む部分が、本発明における囲み部材201となっている。
ここで、囲み部材201については、特にその上部を形成する有機バンク層221における、外側部を形成する面201aの基体200表面に対する角度θが、110度以上となっている。このような角度としたのは、後述するようにこの上に形成する陰極50、さらにはガスバリア層30のステップカバレージ性を良好にし、外側部上での陰極やガスバリア層30の連続性を確保するためである。
【0033】
陰極50は、図3〜図5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、前記発光層60と有機バンク層221及び囲み部材201の上面、さらには囲み部材201の外側部を形成する面201a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、図4に示すように前記囲み部材201の面201aの外側で基体200の外周部に形成された陰極用配線202に接続されている。この陰極用配線202にはフレキシブル基板203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)に接続されたものとなっている。
【0034】
陰極50を形成するための材料としては、本例はトップエミッション型であることから光透過性である必要があり、したがって透明導電材料が用いられる。透明導電材料としてはITOが好適とされるが、これ以外にも、例えば酸化インジウム・酸化亜鉛系アモルファス透明導電膜(Indium Zinc Oxide :IZO/アイ・ゼット・オー)(登録商標))(出光興産社製)等を用いることができる。なお、本例ではITOを用いるものとする。
【0035】
このような陰極50の上には、この陰極50の基体200上で露出する部位を覆った状態でガスバリア層30が設けられている。このガスバリア層30は、その内側に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。
【0036】
このガスバリア層30は、前記陰極50の基体200上で露出する部位を覆った状態で形成された第1のガスバリア層30aと、この第1のガスバリア層30aを覆った状態で形成された第1のガスバリア層30bとからなるものである。なお、後述するように第1のガスバリア層30aは、スパッタリング法等の物理的気相蒸着法によって形成されたものであり、第2のガスバリア層30bは、プラズマCVD法等の化学的気相蒸着法によって形成されたものである。
【0037】
これら第1、第2のガスバリア層30a、30bは、共に無機化合物からなるもので、好ましくは珪素化合物、例えば珪素窒化物や珪素酸窒化物、珪素酸化物などよって形成されている。すなわち、このガスバリア層30については、例えば第1のガスバリア層30aを珪素窒化物とし、第2のガスバリア層30bを珪素酸窒化物とすることで構成し、あるいは、第1のガスバリア層30aを珪素酸窒化物とし、第2のガスバリア層30bを珪素酸窒化物とすることで構成するのが好ましい。
【0038】
また、第1のガスバリア層30aや第2のガスバリア層30bについては、それぞれの層を均一な組成に形成することなく、不均一な組成にして特にその酸素濃度が連続的に、あるいは非連続的に変化するような構成としてもよい。その場合には、陰極50側の酸素濃度が外側の酸素濃度より低くなるように構成するのが、プロセス上発生するプラズマ化した酸素が陰極50及び発光層60を劣化させてしまうことを防止することができるため、より好ましい。例えば、第1のガスバリア層30aとして、その陰極50側の酸素濃度が第2のガスバリア層30b側の酸素濃度より低くなるように形成するのが好ましい。このようにして形成する場合の具体例としては、陰極50側を珪素窒化物とし、第2のガスバリア層30b側を珪素酸窒化物とするなどの方法が挙げられる。
【0039】
このようすれば、第1のガスバリア層30a中または第2のガスバリア層30b中の陰極50側の酸素濃度が低くなることにより、これら第1または第2のガスバリア層30a、30b中の酸素が第2の電極を通って発光層60に到り、発光層60を劣化させてしまうといったことが抑制され、これにより発光層60の長寿命化が図られる。
【0040】
なお、本発明において第1のガスバリア層30aや第2のガスバリア層30bは、珪素化合物以外でも、例えばアルミナや酸化タンタル、酸化チタンなどの無機化合物からなっていてもよい。このようにガスバリア層30、特に第1のガスバリア層30aが無機化合物で形成されていれば、陰極50がITOからなっていることにより、ガスバリア層30(第1のガスバリア層30a)とこの陰極50との密着性がよくなり、したがってガスバリア層30が欠陥のない緻密な層となって酸素や水分に対するバリア性がより良好になる。
【0041】
また、このようなガスバリア層30の厚さ、すなわち第1のガスバリア層30aと第2のガスバリア層30bとの合計の厚さとしては、10nm以上、500nm以下であるのが好ましい。10nm未満であると、膜の欠陥や膜厚のバラツキなどによって部分的に貫通孔が形成されてしまい、ガスバリア性が損なわれてしまうおそれがあるからであり、500nmを越えると、応力による割れが生じてしまうおそれがあるからである。
【0042】
また、第1のガスバリア層30aの厚さとしては、5nm以上、200nm以下であるのが好ましい。5nm未満であると、その分第2のガスバリア層30bを十分に厚く形成する必要があることから、ガスバリア層30全体の形成に長時間を要してしまい、生産性が損なわれるからであり、200nmを越えると、膜の応力や膜厚のバラツキなどが大きくなってガスバリア層30全体の膜質が悪くなってしまうからである。
【0043】
また、第2のガスバリア層30bの厚さとしては、5nm以上、495nm以下であるのが好ましい。5nm未満であると、第1のガスバリア層30aの欠陥などを十分に補うことができなくなり、ガスバリア層30全体の膜質が悪くなってしまうからであり、495nmを越えると、その形成に長時間を要してしまい、生産性が損なわれるからである。
【0044】
また、本例ではトップエミッション型としていることから、ガスバリア層30は透光性を有する必要があり、したがって第1のガスバリア層30a、第2のガスバリア層30bの材質や膜厚を適宜に調整することにより、本例では可視光領域における光線透過率を例えば80%以上にしている。
【0045】
前記の発光素子の下方には、図5に示したように回路部11が設けられている。この回路部11は、基板20上に形成されて基体200を構成するものである。すなわち、基板20の表面にはSiO2 を主体とする下地保護層281が下地として形成され、その上にはシリコン層241が形成されている。このシリコン層241の表面には、SiO2 および/またはSiNを主体とするゲート絶縁層282が形成されている。
【0046】
また、前記シリコン層241のうち、ゲート絶縁層282を挟んでゲート電極242と重なる領域がチャネル領域241aとされている。なお、このゲート電極242は、図示しない走査線101の一部である。一方、シリコン層241を覆い、ゲート電極242を形成したゲート絶縁層282の表面には、SiO2 を主体とする第1層間絶縁層283が形成されている。
【0047】
また、シリコン層241のうち、チャネル領域241aのソース側には、低濃度ソース領域241bおよび高濃度ソース領域241Sが設けられる一方、チャネル領域241aのドレイン側には低濃度ドレイン領域241cおよび高濃度ドレイン領域241Dが設けられて、いわゆるLDD(Light Doped Drain )構造となっている。これらのうち、高濃度ソース領域241Sは、ゲート絶縁層282と第1層間絶縁層283とにわたって開孔するコンタクトホール243aを介して、ソース電極243に接続されている。このソース電極243は、前述した電源線103(図1参照、図5においてはソース電極243の位置に紙面垂直方向に延在する)の一部として構成されている。一方、高濃度ドレイン領域241Dは、ゲート絶縁層282と第1層間絶縁層283とにわたって開孔するコンタクトホール244aを介して、ソース電極243と同一層からなるドレイン電極244に接続されている。
【0048】
ソース電極243およびドレイン電極244が形成された第1層間絶縁層283の上層は、例えばアクリル系の樹脂成分を主体とする第2層間絶縁層284によって覆われている。この第2層間絶縁層284は、アクリル系の絶縁膜以外の材料、例えば、SiN、SiO2 などを用いることもできる。そして、ITOからなる画素電極23が、この第2層間絶縁層284の表面上に形成されるとともに、該第2層間絶縁層284に設けられたコンタクトホール23aを介してドレイン電極244に接続されている。すなわち、画素電極23は、ドレイン電極244を介して、シリコン層241の高濃度ドレイン領域241Dに接続されている。
【0049】
なお、走査線駆動回路80および検査回路90に含まれるTFT(駆動回路用TFT)、すなわち、例えばこれらの駆動回路のうち、シフトレジスタに含まれるインバータを構成するNチャネル型又はPチャネル型のTFTは、画素電極23と接続されていない点を除いて前記駆動用TFT123と同様の構造とされている。
【0050】
画素電極23が形成された第2層間絶縁層284の表面には、画素電極23と、前記した親液性制御層25及び有機バンク層221とが設けられている。親液性制御層25は、例えばSiO2 などの親液性材料を主体とするものであり、有機バンク層221は、アクリルやポリイミドなどからなるものである。そして、画素電極23の上には、親液性制御層25に設けられた開口部25a、および有機バンク221に囲まれてなる開口部221aの内部に、正孔輸送層70と発光層60とがこの順に積層されている。なお、本例における親液性制御層25の「親液性」とは、少なくとも有機バンク層221を構成するアクリル、ポリイミドなどの材料と比べて親液性が高いことを意味するものとする。
以上に説明した基板20上の第2層間絶縁層284までの層が、回路部11を構成するものとなっている。
【0051】
ここで、本例のEL表示装置1は、カラー表示を行うべく、各発光層60が、その発光波長帯域が光の三原色にそれぞれ対応して形成されている。例えば、発光層60として、発光波長帯域が赤色に対応した赤色用発光層60R、緑色に対応した緑色用発光層60G、青色に対応した青色用有機EL層60Bとをそれぞれに対応する表示領域R、G、Bに設け、これら表示領域R、G、Bをもってカラー表示を行う1画素が構成されている。また、各色表示領域の境界には、金属クロムをスパッタリングなどにて成膜した図示略のBM(ブラックマトリクス)が、例えば有機バンク層221と親液性化制御層25との間に形成されている。
【0052】
次に、本発明の一実施形態として、前記EL表示装置1の製造方法の一例を、図6〜図10を参照して説明する。なお、本実施形態においては、電気光学装置としてのEL表示装置1が、トップエミッション型である場合について説明する。また、図6〜図10に示す各断面図は、図2中のA−B線の断面図に対応した図である。
【0053】
まず、図6(a)に示すように、基板20の表面に、下地保護層281を形成する。次に、下地保護層281上に、ICVD法、プラズマCVD法などを用いてアモルファスシリコン層501を形成した後、レーザアニール法又は急速加熱法により結晶粒を成長させてポリシリコン層とする。
【0054】
次いで、図6(b)に示すように、ポリシリコン層をフォトリソグラフィ法によりパターニングし、島状のシリコン層241、251および261を形成する。これらのうちシリコン層241は、表示領域内に形成され、画素電極23に接続される駆動用TFT123を構成するものであり、シリコン層251、261は、走査線駆動回路80に含まれるPチャネル型およびNチャネル型のTFT(駆動回路用TFT)をそれぞれ構成するものである。
【0055】
次に、プラズマCVD法、熱酸化法などにより、シリコン層241、251および261、下地保護層281の全面に厚さが約30nm〜200nmのシリコン酸化膜によって、ゲート絶縁層282を形成する。ここで、熱酸化法を利用してゲート絶縁層282を形成する際には、シリコン層241、251および261の結晶化も行い、これらのシリコン層をポリシリコン層とすることができる。
【0056】
また、シリコン層241、251および261にチャネルドープを行う場合には、例えば、このタイミングで約1×1012/cm2 のドーズ量でボロンイオンを打ち込む。その結果、シリコン層241、251および261は、不純物濃度(活性化アニール後の不純物にて算出)が約1×1017/cm3 の低濃度P型のシリコン層となる。
【0057】
次に、Pチャネル型TFT、Nチャネル型TFTのチャネル層の一部にイオン注入選択マスクを形成し、この状態でリンイオンを約1×1015/cm2 のドーズ量でイオン注入する。その結果、パターニング用マスクに対してセルフアライン的に高濃度不純物が導入されて、図6(c)に示すように、シリコン層241及び261中に高濃度ソース領域241Sおよび261S並びに高濃度ドレイン領域241Dおよび261Dが形成される。
【0058】
次に、図6(c)に示すように、ゲート絶縁層282の表面全体に、ドープドシリコンやシリサイド膜、あるいはアルミニウム膜やクロム膜、タンタル膜という金属膜からなるゲート電極形成用導電層502を形成する。この導電層502の厚さは概ね500nm程度である。その後、パターニング法により、図6(d)に示すように、Pチャネル型の駆動回路用TFTを形成するゲート電極252、画素用TFTを形成するゲート電極242、Nチャネル型の駆動回路用TFTを形成するゲート電極262を形成する。また、駆動制御信号導通部320(350)、陰極電源配線の第1層121も同時に形成する。なお、この場合、駆動制御信号導通部320(350)はダミー領域5に配設するものとされている。
【0059】
続いて、図6(d)に示すように、ゲート電極242,252および262をマスクとして用い、シリコン層241、251および261に対してリンイオンを約4×1013/cm2 のドーズ量でイオン注入する。その結果、ゲート電極242、252および262に対してセルフアライン的に低濃度不純物が導入され、図6(d)に示すように、シリコン層241および261中に低濃度ソース領域241bおよび261b、並びに低濃度ドレイン領域241cおよび261cが形成される。また、シリコン層251中に低濃度不純物領域251Sおよび251Dが形成される。
【0060】
次に、図7(e)に示すように、Pチャネル型の駆動回路用TFT252以外の部分を覆うイオン注入選択マスク503を形成する。このイオン注入選択マスク503を用いて、シリコン層251に対してボロンイオンを約1.5×1015/cm2 のドーズ量でイオン注入する。結果として、Pチャネル型駆動回路用TFTを構成するゲート電極252もマスクとして機能するため、シリコン層252中にセルフアライン的に高濃度不純物がドープされる。したがって、低濃度不純物領域251Sおよび251Dはカウンタードープされ、P型チャネル型の駆動回路用TFTのソース領域およびドレイン領域となる。
【0061】
次いで、図7(f)に示すように、基板20の全面にわたって第1層間絶縁層283を形成するとともに、フォトリソグラフィ法を用いて該第1層間絶縁層283をパターニングすることにより、各TFTのソース電極およびドレイン電極に対応する位置にコンタクトホールCを形成する。
【0062】
次に、図7(g)に示すように、第1層間絶縁層283を覆うように、アルミニウム、クロム、タンタルなどの金属からなる導電層504を形成する。この導電層504の厚さは概ね200nmないし800nm程度である。この後、導電層504のうち、各TFTのソース電極およびドレイン電極が形成されるべき領域240a、駆動電圧導通部310(340)が形成されるべき領域310a、陰極電源配線の第2層が形成されるべき領域122aを覆うようにパターニング用マスク505を形成するとともに、該導電層504をパターニングして、図8(h)に示すソース電極243、253、263、ドレイン電極244、254、264を形成する。
【0063】
次いで、図8(i)に示すように、これらが形成された第1層間絶縁層283を覆う第2層間絶縁層284を、例えばアクリル系樹脂などの高分子材料によって形成する。この第2層間絶縁層284は、約1〜2μm程度の厚さに形成されることが望ましい。なお、SiN、SiO2 により第2層間絶縁膜を形成することも可能であり、SiNの膜厚としては200nm、SiO2 の膜厚としては800nmに形成することが望ましい。
【0064】
次いで、図8(j)に示すように、第2層間絶縁層284のうち、駆動用TFTのドレイン電極244に対応する部分をエッチングにより除去してコンタクトホール23aを形成する。
その後、基板20の全面を覆うように画素電極23となる導電膜を形成する。そして、この透明導電膜をパターニングすることにより、図9(k)に示すように、第2層間絶縁層284のコンタクトホール23aを介してドレイン電極244と導通する画素電極23を形成すると同時に、ダミー領域のダミーパターン26も形成する、なお、図3、4では、これら画素電極23、ダミーパターン26を総称して画素電極23としている。
【0065】
ダミーパターン26は、第2層間絶縁層284を介して下層のメタル配線へ接続しない構成とされている。すなわち、ダミーパターン26は、島状に配置され、実表示領域に形成されている画素電極23の形状とほぼ同一の形状を有している。もちろん、表示領域に形成されている画素電極23の形状と異なる構造であってもよい。なお、この場合、ダミーパターン26は少なくとも前記駆動電圧導通部310(340)の上方に位置するものも含むものとする。
【0066】
次いで、図9(l)に示すように、画素電極23、ダミーパターン26上、および第2層間絶縁膜上に絶縁層である親液性制御層25を形成する。なお、画素電極23においては一部が開口する態様にて親液性制御層25を形成し、開口部25a(図3も参照)において画素電極23からの正孔移動が可能とされている。逆に、開口部25aを設けないダミーパターン26においては、絶縁層(親液性制御層)25が正孔移動遮蔽層となって正孔移動が生じないものとされている。続いて、親液性制御層25において、異なる2つの画素電極23の間に位置して形成された凹状部にBM(図示せず)を形成する。具体的には、親液性制御層25の前記凹状部に対して、金属クロムを用いスパッタリング法にて成膜する。
【0067】
次いで、図9(m)に示すように、親液性制御層25の所定位置、詳しくは前記BMを覆うように有機バンク層221を形成する。具体的な有機バンク層の形成方法としては、例えばアクリル樹脂、ポリイミド樹脂などのレジストを溶媒に溶解したものを、スピンコート法、ディップコート法などの各種塗布法により塗布して有機質層を形成する。なお、有機質層の構成材料は、後述するインクの溶媒に溶解せず、しかもエッチングなどによってパターニングし易いものであればどのようなものでもよい。
【0068】
続いて、有機質層をフォトリソグラフィ技術、エッチング技術を用いてパターニングし、有機質層にバンク開口部221aを形成することにより、開口部221aに壁面を有した有機バンク層221を形成する。ここで、この有機バンク層221にあたっては、特にその最外周を形成する部分、すなわち前述した本発明における囲み部材201の外側部を形成する面201aについて、その基体200表面に対する角度θを110度以上となるように形成するのが好ましい。このような角度に形成することにより、この上に形成する陰極50、さらにはガスバリア層30のステップカバレージ性を良好にすることができる。
なお、この場合、有機バンク層221は、少なくとも前記駆動制御信号導通部320の上方に位置するものを含むものとする。
【0069】
次いで、有機バンク層221の表面に、親液性を示す領域と、撥液性を示す領域とを形成する。本実施形態においては、プラズマ処理によって各領域を形成するものする。具体的には、該プラズマ処理を、予備加熱工程と、有機バンク層221の上面および開口部221aの壁面ならびに画素電極23の電極面23c、親液性制御層25の上面をそれぞれ親液性にする親インク化工程と、有機バンク層の上面および開口部の壁面を撥液性にする撥インク化工程と、冷却工程とで構成する。
【0070】
すなわち、基材(バンクなどを含む基板20)を所定温度、例えば70〜80℃程度に加熱し、次いで親インク化工程として大気雰囲気中で酸素を反応ガスとするプラズマ処理(O2 プラズマ処理)を行う。次いで、撥インク化工程として大気雰囲気中で4フッ化メタンを反応ガスとするプラズマ処理(CF4 プラズマ処理)を行い、その後、プラズマ処理のために加熱された基材を室温まで冷却することで、親液性および撥液性が所定箇所に付与されることとなる。
【0071】
なお、このCF4 プラズマ処理においては、画素電極23の電極面23cおよび親液性制御層25についても多少の影響を受けるが、画素電極23の材料であるITOおよび親液性制御層25の構成材料であるSiO2 、TiO2 などはフッ素に対する親和性に乏しいため、親インク化工程で付与された水酸基がフッ素基で置換されることがなく、親液性が保たれる。
【0072】
次いで、正孔輸送層形成工程によって正孔輸送層70の形成を行う。この正孔輸送層形成工程では、例えばインクジェット法等の液滴吐出法や、スピンコート法などにより、正孔輸送層材料を電極面23c上に塗布し、その後、乾燥処理および熱処理を行い、電極23上に正孔輸送層70を形成する。正孔輸送層材料を例えばインクジェット法で選択的に塗布する場合には、まず、インクジェットヘッド(図示略)に正孔輸送層材料を充填し、インクジェットヘッドの吐出ノズルを親液性制御層25に形成された前記開口部25a内に位置する電極面23cに対向させ、インクジェットヘッドと基材(基板20)とを相対移動させながら、吐出ノズルから1滴当たりの液量が制御された液滴を電極面23cに吐出する。次に、吐出後の液滴を乾燥処理し、正孔輸送層材料に含まれる分散媒や溶媒を蒸発させることにより、正孔輸送層70を形成する。
【0073】
ここで、吐出ノズルから吐出された液滴は、親液性処理がなされた電極面23c上にて広がり、親液性制御層25の開口部25a内に満たされる。その一方で、撥インク処理された有機バンク層221の上面では、液滴がはじかれて付着しない。したがって、液滴が所定の吐出位置からはずれて有機バンク層221の上面に吐出されたとしても、該上面が液滴で濡れることがなく、弾かれた液滴が親液性制御層25の開口部25a内に転がり込む。
なお、この正孔輸送層形成工程以降は、正孔輸送層70および発光層60の酸化を防止すべく、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気などの不活性ガス雰囲気で行うのが好ましい。
【0074】
次いで、発光層形成工程によって発光層60の形成を行う。この発光層形成工程では、例えば前記のインクジェット法により、発光層形成材料を正孔輸送層70上に吐出し、その後、乾燥処理および熱処理を行うことにより、有機バンク層221に形成された開口部221a内に発光層60を形成する。この発光層形成工程では、正孔輸送層70の再溶解を防止するため、発光層形成材料に用いる溶媒として、正孔輸送層70に対して不溶な無極性溶媒を用いる。
なお、この発光層形成工程では、前記のインクジェット法によって例えば青色(B)の発光層形成材料を青色の表示領域に選択的に塗布し、乾燥処理した後、同様にして緑色(G)、赤色(R)についてもそれぞれその表示領域に選択的に塗布し、乾燥処理する。
また、必要に応じて、前述したようにこのような発光層60の上に電子注入層を形成してもよい。
【0075】
次いで、図10(n)に示すように、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、例えば蒸着法等の物理的気相蒸着法によって減圧下でITOを成膜し、陰極50とする。このとき、この陰極50については、前記発光層60と有機バンク層221及び囲み部材201の上面を覆うのはもちろん、囲み部材201の外側部を形成する面201aについてもこれを覆った状態となるように形成する。
【0076】
なお、以下に陰極50の成膜条件の一例を示す。
成膜装置としてECR(電子サイクロン共鳴)プラズマスパッタ装置(NTTアフティ社製)を用い、ターゲット原料としてInSnOを用いる。真空度を0.1Pa、導入ガスをAr、O2 として成膜を行い、厚さ100nmのITO膜を作製し、陰極50とする。
【0077】
次いで、図10(o)に示すように陰極50を覆って、すなわち基体200上にて露出する陰極50の全ての部位を覆った状態に第1のガスバリア層30aを形成する。この第1のガスバリア層30aの形成は、スパッタリング法等の物理的気相蒸着法によって減圧下で行う。このように第1のガスバリア層30aを減圧下で形成することにより、この第1のガスバリア層30aの形成工程も陰極50の形成に引き続いて減圧下で行う工程となり、したがって処理雰囲気を例えば大気圧に戻すことなく、膜形成材料と減圧度とを変えるだけ、あるいは膜形成材料を変えるだけで二つの工程を続けて行うことができる。よって、処理の迅速化を図ることができるとともに、大気圧に戻す際に不純物が混入するなどの不都合も防止することができる。また、条件によっては同じ処理室で二つの工程を連続して行うこともできる。また、特にスパッタリング法によって第1のガスバリア層30aを形成すれば、基体200の表面側、すなわち陰極50の表面などをスパッタクリーニングすることができる。
【0078】
なお、以下に第1のガスバリア層30aの成膜条件の一例を示す。
成膜装置としてECR(電子サイクロン共鳴)プラズマスパッタ装置(NTTアフティ社製)を用い、ターゲット原料としてSiを用いる。真空度を0.1Pa、導入ガスをAr、O2 、N2 として成膜を行い、厚さ10〜150nmの珪素酸窒化物膜を作製し、第1のガスバリア層30aとする。このような条件で行えば、前記の陰極50の形成工程に対し、ターゲット原料と導入ガスとを変えるだけで、他の条件を変えることなく同一の装置で成膜することができる。
【0079】
その後、第1のガスバリア層30aを覆って、すなわち基体200上にて露出する第1のガスバリア層30aの全ての部位を覆った状態に第2のガスバリア層30bを形成し、ガスバリア層30を完成させることにより、本発明のEL表示装置(電気光学装置)を得る。この第2のガスバリア層30bの形成は、プラズマCVD法等の化学的気相蒸着法によって行う。このように化学的気相蒸着法で第2のガスバリア層30bを形成することにより、第1のガスバリア層30aと第2のガスバリア層30bとからなるガスバリア層30全体として、ガスバリア性(酸素や水分に対するバリア性)に優れたものとなる。
【0080】
すなわち、スパッタリング法やイオンプレーティング法等の物理的気相蒸着法は一般にその成膜速度は速く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ものの、得られる膜に関しては粒塊状で欠陥が発生しやすく、また応力の大きい被膜になりやすいなどの欠点がある。一方、化学的気相蒸着法では、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ものの、一般に成膜速度が遅く異質な基板表面に対する密着性が得られにくいといった欠点がある。したがって、第1のガスバリア層30aについては物理的気相蒸着法によって密着性の良い十分な膜厚分を形成し、第2のガスバリア層30bについては化学的気相蒸着法を用いることによって第1のガスバリア層30aの欠陥を補うようにすれば、全体としてガスバリア性(酸素や水分に対するバリア性)に優れたガスバリア層30を比較的短時間で形成することができる。また、特に第1のガスバリア層30a、第2のガスバリア層30bをそれぞれ珪素化合物などの同系の化合物で形成する場合、第1のガスバリア層30aによって第2のガスバリア層30bとなる化合物の骨格膜が形成されることから、これの上に第2のガスバリア層30bを形成することで、この第2のガスバリア層30bの膜質も向上する。
【0081】
なお、以下に第2のガスバリア層30bの成膜条件の一例を示す。
成膜装置としてECR(電子サイクロン共鳴)プラズマCVD装置(島津製作所社製)を用い、原料としてSiH4 (モノシラン)とヘキサメチルジシロキサンとを用いる。真空度を0.1Pa、導入ガスをAr、O2 、N2 として成膜を行い、厚さ10〜150nmの珪素酸窒化物膜を作製し、第2のガスバリア層30bとする。
【0082】
また、前述したようにこれら第1のガスバリア層30a、第2のガスバリア層30bについては、それぞれの層を均一な組成に形成することなく、不均一な組成にして特にその酸素濃度が連続的に、あるいは非連続的に変化するような構成としてもよい。その場合、例えば物理的気相蒸着法で第1のガスバリア層30aを形成する際、成膜装置内に供給する酸素量を最初は少なくし、以下、連続的あるいは非連続的に増やすことにより、形成する第1のガスバリア層30a中の酸素濃度を陰極50側(内側)で低くし、第2のガスバリア層30b側ではこれより高くなるように形成する。同様に、化学的気相蒸着法で第2のガスバリア層30bを形成する場合にも、材料中の酸素濃度を変えることにより、形成する第2のガスバリア層30b中の酸素濃度を第1のガスバリア層30a側(内側)でより低くする。
【0083】
このようなEL表示装置1の製造方法にあっては、物理的気相蒸着法によって第1のガスバリア層30aを形成し、その後、化学的気相蒸着法によって第2のガスバリア層30bを形成するので、全体として酸素や水分などに対するバリア性に優れたガスバリア層30を比較的短時間で形成することができ、したがって得られるEL表示装置1の発光性能の長寿命化、及び生産性向上を図ることができる。
また、陰極50の形成に続く工程である第1のガスバリア層30aの形成工程も減圧下で行うことから、これら二つの工程を条件をあまり変えずに続けて行うことができ、よって処理の迅速化を図ることができるとともに、大気圧に戻す際に不純物が混入するなどの不都合も防止することができる。
また、ガスバリア層30、または第1のガスバリア層30aを、陰極50側の酸素濃度が低くなるように形成することにより、ガスバリア層30中の酸素が陰極50を通って発光層60に到り、発光層60を劣化させてしまうといったことを抑制することができ、これにより発光層60の長寿命化を図ることができる。
【0084】
また、前記製造方法によって得られたEL表示装置1にあっては、発光層60の最外周位置のものの外側部を覆った状態で囲み部材201が設けられ、この囲み部材201の外側部を覆った状態に陰極50が形成され、さらにこの陰極50の基体200上で露出する部位を覆った状態でガスバリア層30が設けられているので、特に発光層60の外側部側が囲み部材201、陰極50、ガスバリア層30によって三重に封止されることにより、酸素や水分の浸入が確実に防止され、これにより酸素や水分による発光層や電極の劣化等が抑えることができ、発光素子を長寿命化することができる。
【0085】
また、ガスバリア層30の基体200に接する部分を全て珪素化合物とすることにより、基体200を構成する基板20が樹脂などの水分透過性のものであっても、この基板20上に形成される層間絶縁膜などとともにガスバリア層30で発光素子部分の外側全てを封止することができ、したがって発光素子をより長寿命化することができる。
また、アクティブマトリクス型であることから陰極50やガスバリア層30を発光素子毎に形成する必要がなく、したがってこれら陰極50やガスバリア層30に関して微細なパターン形成が不要となる。よって、これらを単純な成膜法で形成することができることから、生産性の向上を図ることができる。
【0086】
なお、前記EL表示装置1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、バック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。特にバックエミッション型とした場合、陰極50には透明電極を用いる必要はないが、その場合にも、この陰極50の少なくともガスバリア層30と接する面側を、無機酸化物によって形成するのが好ましい。
このようにすれば、陰極50のガスバリア層30と接する面側が無機酸化物からなっているので、無機化合物あるいは珪素化合物などからなるガスバリア層30との密着性がよくなり、したがってガスバリア層30が欠陥のない緻密な層となって酸素や水分に対するバリア性が良好になる。
【0087】
また、バックエミッション型、あるいは両側に発光光を出射するタイプのものとした場合、基体200に形成するスイッチング用TFT112や駆動用TFT123については、発光素子の直下ではなく、親液性制御層25および有機バンク層221の直下に形成するようにし、開口率を高めるのが好ましい。
また、前記EL表示装置1では本発明における第1の電極を陽極として機能させ、第2の電極を陰極として機能させたが、これらを逆にして第1の電極を陰極、第2の電極を陽極としてそれぞれ機能させるよう構成してもよい。ただし、その場合には、発光層60と正孔輸送層70との形成位置を入れ替えるようにする必要がある。
【0088】
また、前記実施形態では本発明の電気光学装置に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の電極が基体の外側に設けられるものであれば、どのような形態の電気光学装置にも適用可能である。
また、前記EL表示装置1では、ガスバリア層30を最外層としているが、従来一般的になされている封止基板や封止缶によってガスバリア層30の外側をさらに封止するようにしてもよい。
【0089】
図11は、ガスバリア層30の外側を封止する例として、ガスバリア層30の上を覆って保護層204を設けた場合の実施形態を示している。この保護層204は、本実施形態ではガスバリア層30側に設けられた緩衝層205と、この上に設けられた表面保護層206と、これら緩衝層205と表面保護層206との間に配設された多孔質層207とからなっている。
【0090】
緩衝層205は、前記ガスバリア層30に密着し、かつ外部からの機械的衝撃に対して緩衝機能を有するもので、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、後述する表面保護層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。なお、このような接着剤には、シランカップリング剤またはアルコキシシランを添加しておくのが好ましく、このようにすれば、形成される緩衝層205とガスバリア層30との密着性がより良好になり、したがって機械的衝撃に対する緩衝機能が高くなる。また、特にガスバリア層30が珪素化合物で形成されている場合などでは、シランカップリング剤やアルコキシシランによってこのガスバリア層30との密着性を向上させることができ、したがってガスバリア層30のガスバリア性を高めることができる。
【0091】
表面保護層206は、緩衝層205上に設けられることにより、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。具体的には、高分子層(プラスチックフィルム)やDLC(ダイアモンドライクカーボン)層、ガラスなどによって形成されるものである。
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前記表面保護層206、緩衝層205を共に透光性のものにする必要があるが、バックエミッション型とする場合にはその必要はない。
【0092】
多孔質層207は、前記表面保護層206の内面側に貼着されたことにより、該表面保護層206と緩衝層205との間に配設されたもので、例えばアルコキシシランの加水分解物やシリカエアロゲルなどの多孔質構造を有するものから形成されたものである。これらアルコキシシランの加水分解物やシリカエアロゲルなどは、特に光取出効率が良く、したがってトップエミッション型とした場合に、発光素子の直上に配置することで発光素子からの光をより良好に出射させることができる。
【0093】
このような構成の保護層204を有したEL表示装置を製造するには、まず、前記のEL表示装置1、すなわち保護層204がなくガスバリア層30が外側に設けられた状態のものを用意する。
また、これとは別に、ガラス基板等からなる表面保護層206を用意し、これの一方の側に多孔質層207を形成する。多孔質層207の形成としては、例えばメチルエトキシシラン加水分解物を超臨界乾燥処理することで行う。このようにして得られる多孔質層207は、密度が0.1〜0.3g/cm 3 、空隙率が85%以上、屈折率が1.0〜1.2となった。
【0094】
次に、多孔質層207を形成した表面保護層206に対して、多孔質層207を覆った状態に例えば紫外線照射硬化型(あるいは熱硬化型)のエポキシ樹脂等からなる緩衝層形成材料をシルクスクリーン印刷法等によって接着面形状にパターン塗布する。
次いで、この表面保護層206の緩衝層形成材料側を、先に用意したEL表示装置1のガスバリア層30に圧着し、その状態で紫外線ランプより紫外線を照射し、あるいは加熱を行うことにより、該材料を硬化させて緩衝層205とする。そして、これによって保護層204を有してなるEL表示装置を得る。
なお、複数個取りの基板上に複数のEL表示装置1を形成したものを用いた場合には、これに対応して複数個の保護層204を有する基板を用意し、これらを圧着した後、スクライブを行って個々のEL表示装置を得るようにする。
【0095】
このようにガスバリア層30上に保護層204を設ければ、表面保護層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もこの表面保護層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、緩衝層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。
また、特にトップエミッション型とした場合には、発光素子の直上に多孔質層207を配置していることにより、発光素子からの光をより良好に出射させることができ、したがって表示性能を向上することができる。
【0096】
次に、本発明の電子機器を説明する。本発明の電子機器は、前記のEL表示装置(電気光学装置)を表示部として有したものであり、具体的には図12に示すものが挙げられる。
図12(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図12(a)において、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は前記のEL表示装置を用いた表示部を示している。
図12(b)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図12(b)において、符号1100は時計本体を示し、符号1101は前記のEL表示装置を用いた表示部を示している。
図12(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12(c)において、符号1200は情報処理装置、符号1201はキーボードなどの入力部、符号1202は前記のEL表示装置を用いた表示部、符号1203は情報処理装置本体を示している。
図12(a)〜(c)に示すそれぞれの電子機器は、前記EL表示装置(電気光学装置)を有した表示部を備えているので、表示部を構成するEL表示装置の発光素子の長寿命化やEL表示装置の生産性向上が図られたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のEL表示装置の配線構造を示す模式図である。
【図2】 本発明のEL表示装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図3】 図2のA−B線に沿う断面図である。
【図4】 図2のC−D線に沿う断面図である。
【図5】 図3の要部拡大断面図である。
【図6】 EL表示装置の製造方法を工程順に説明する断面図である。
【図7】 図6に続く工程を説明するための断面図である。
【図8】 図7に続く工程を説明するための断面図である。
【図9】 図8に続く工程を説明するための断面図である。
【図10】 図9に続く工程を説明するための断面図である。
【図11】 本発明の他のEL表示装置の断面図である。
【図12】 (a)〜(c)は本発明の電子機器を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 EL表示装置(電気光学装置)、23 画素電極(第1の電極)、
30 ガスバリア層、30a 第1のガスバリア層、
30b 第2のガスバリア層、50 陰極(第2の電極)、
60 発光層(機能層)、200 基体 201 囲み部材、
204 保護層 205 緩衝層、206 表面保護層 207 多孔質層
Claims (9)
- 基体上に設けられた第1の電極と、前記第1の電極の上方に設けられた機能層と、前記機能層の上方に設けられた第2の電極とを含む素子を複数形成した画素部と、
各々が前記第1の電極の形成位置に対応した複数の開口部を有するバンク層の最外周を構成し、且つ、前記画素部のうち、前記基体の外周に最も近接する素子に含まれる機能層の前記外周側の側部を覆い、前記基体上に設けられた囲み部材と、
前記第2の電極の全面を覆うガスバリア層と、を含み、
前記基体を構成する基板上に走査線駆動回路が前記画素部と重なって設けられ、前記走査線駆動回路上に層間絶縁層を介して前記素子が形成されてなる電気光学装置の製造方法において、
前記第2の電極を、前記囲み部材によって囲まれた領域全面を覆うように、前記囲み部材によって囲まれた領域の総面積よりも広い面積で連続して形成すると共に、前記バンク層及び前記囲み部材の上面全体、さらには前記囲み部材の外側部を形成する面全体を覆って前記囲み部材の外側まで延在し、前記囲み部材の外側において前記基体に接した状態に設ける工程と、
前記第2の電極の前記基体上で露出する部位全体を前記ガスバリア層で覆い、かつ、該ガスバリア層を前記第2の電極の外側まで延在し、前記第2の電極の外側において前記基体に接した状態に設ける工程と、を備え、
前記ガスバリア層を形成する工程は、
前記第2の電極の前記基体上で露出する部位全体を覆い、かつ前記基体に接するように第1のガスバリア層を物理的気相蒸着法で形成する工程と、
前記第1のガスバリア層の前記基体上で露出する部位全体を覆い、かつ前記基体に接するように、前記第1のガスバリア層とは異なる材料からなる第2のガスバリア層を化学的気相蒸着法で形成する工程と、を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 前記機能層は、前記第1の電極または前記第2の電極から供給されるキャリアが前記機能層を通過することにより機能を発現するものであることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記第2の電極を減圧下で形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記第1のガスバリア層及び前記第2のガスバリア層を珪素化合物で形成することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記第2の電極の少なくとも第1のガスバリア層と接する面側を、無機酸化物で形成することを特徴とする請求項4に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記第1のガスバリア層を、その第2の電極側の酸素濃度が第2のガスバリア層側の酸素濃度より低くなるように形成することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記第2のガスバリア層形成工程の後に、前記第2のガスバリア層の上にこれを覆って保護層を設ける工程を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記保護層を設ける工程は、その表面側に表面保護層を設ける工程を備えてなることを特徴とする請求項7に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記保護層を設ける工程は、前記第2のガスバリア層側に、該第2のガスバリア層に密着し、かつ機械的衝撃に対して緩衝機能を有する緩衝層を設ける工程を備えてなることを特徴とする請求項7又は8に記載の電気光学装置の製造方法。
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