JP4470421B2

JP4470421B2 - 電気光学装置の製造方法

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Publication number: JP4470421B2
Application number: JP2003312772A
Authority: JP
Inventors: 建二林; 陵一野澤; 勝治平出
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-09-04
Filing date: 2003-09-04
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2023-09-04
Also published as: JP2005085488A

Description

本発明は、電気光学装置及びその製造方法と、この電気光学装置を備えた電子機器に関するものである。

電気光学装置の分野では、酸素や水分等に対する耐久性向上が課題となっている。例えば、上記電気光学装置の一例である有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと略記する）表示装置では、発光層（電気光学層）を構成する電気光学材料（有機ＥＬ材料，正孔注入注入材料，電子注入材料等）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等により、ダークスポットと呼ばれる非発光領域が発生してしまい、発光素子としての寿命が短くなるという課題がある。
このような課題を解決するために、表示装置の基板にガラスや金属の蓋を取り付けて水分等を封止する方法が採られてきた。そして、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純度プラズマ成膜法（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）により成膜させる薄膜封止と呼ばれる技術が用いられている。
特開２００１−２８４０４１号公報

しかしながら、上述した技術により成膜される薄層（ガスバリア層）は、緻密で非常に硬い膜であるため、薄層が被膜する表面上に凸凹や急峻な段差が存在すると、成膜された薄層に外部応力が集中してクラックや剥離が生じ、かえって遮断性が低下してしまうという問題がある。
このため、ガスバリア層を平坦化させる下地層を設けることが考えられるが、下地層の上面が平坦化されやすい材料が望まれる。また、下地層を硬化させる際の熱や下地層内に残存した水分が光学層にダメージを与えてしまうという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、ガスバリア層への応力集中を緩和させるために、ガスバリア層の下地となる層を平坦化させやすくすることができる電気光学装置の製造方法、電気光学装置及び電子機器を提供することを目的とする。

本発明に係る電気光学装置、電気光学装置の製造方法、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。
基体上に、複数の第１電極を成膜する工程と、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バンク構造体を形成する工程と、前記開口部のそれぞれに電気光学層を配置する工程と、前記バンク構造体及び前記電気光学層を覆う第２電極を成膜する工程と、を有する電気光学装置の製造方法において、前記第２電極を成膜させる工程の後に、−３０℃以下の環境温度下で前記第２電極を覆う緩衝層を塗布する工程と、前記電気光学層の耐熱上限温度以下の環境下で前記緩衝層を硬化させる工程と、前記緩衝層を覆うガスバリア層を成膜する工程と、を有するようにした。
本発明に係る電気光学装置、電気光学装置の製造方法、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、基体上に、複数の第１電極を成膜する工程と、第１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構造体を形成する工程と、開口部のそれぞれに電気光学層を配置する工程と、バンク構造体及び電気光学層を覆う第２電極を成膜する工程と、を有する電気光学装置の製造方法において、第２電極を成膜する工程の後に、湿度を管理した環境下で第２電極を覆う緩衝層を塗布する工程と、電気光学層の耐熱上限温度以下の環境下で緩衝層を硬化させる工程と、緩衝層を覆うガスバリア層を成膜する工程とを有するようにした。この発明によれば、緩衝層材料の粘度を下げるために緩衝層材料に加えられた有機溶剤が揮発されることが抑えられるので、緩衝層を平坦化させやすくなる。更に、緩衝層を硬化させる際には、発光層への負担が抑えられるので、良好な発光層を形成できる。

また、緩衝層の上面が、滑らかに連続した面に形成されるものでは、緩衝層の上面に成膜される硬い被膜からなるガスバリア層が平坦化されるので、応力が集中する部位がなくなり、ガスバリア層へのクラックの発生が防止できる。
また、緩衝層は、塗布の粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下に調整されるものでは、緩衝層を塗布すると、緩衝層が良好に流動するので、滑らかに連続した上面が形成しやすくなる。
また、緩衝層を塗布する工程が、−３０℃以下の環境温度下で行われるものでは、緩衝層材料の粘度を低下させる有機溶媒が揮発することがないので、緩衝層の塗布時に硬化することなく、安定して流動させることができる。
また、緩衝層を硬化させる工程が、１２０℃以下の環境温度下若しくは光が照射される環境下で行われるものでは、緩衝層の硬化処理の際における発光層への負担を抑えることができる。
また、第２電極を成膜させる工程と緩衝層を塗布する工程との間に、第２電極の腐食を防止する保護層を形成する工程を有する。
また、第２電極と成膜させる工程と第２電極を塗布する工程との間に、第２電極の腐食を防止する保護層を形成する工程を有するものでは、製造プロセス時に第２陰極の腐食が防止することができ、第２陰極が良好な導電性を維持することができる。
また、緩衝層を、バンク構造体が露出しないように、バンク構造体よりも広い範囲に塗布するものでは、バンク構造体の影響により第２電極の表面に形成される凸凹形の形状を漏れなく平坦化させることができる。
また、ガスバリア層を、緩衝層が露出しないように、緩衝層よりも広い範囲に成膜するものでは、ガスバリア層を略全面にわたり略平坦化させることができる。
また、ガスバリア層及び／又は保護層が、基体の外周部の絶縁層に接触するように形成されるものでは、第２電極を水分等から遮断することができる。
また、保護層とガスバリア層とが、基体の外周部において接触するように形成されるものでは、第２電極を水分等から略完全に遮断することができる。

第２の発明は、基体上に、複数の第１電極と、第１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構造体と、開口部のそれぞれに配置される電気光学層と、バンク構造体及び電気光学層を覆う第２電極とを有する電気光学装置において、−３０℃以下の温度環境下で第２電極を覆うように塗布されるとともに、−１２０℃以下の温度で硬化された緩衝層と、緩衝層を覆うガスバリアとを備えるようにした。この発明によれは、塗布時には有機材料が硬化することなく安定させることができるので、平坦な上面を形成することができる。また、硬化時には発光層への負担を軽減させることができる。

また、緩衝層が、アルコキシルシラン化合物が混合された有機材料からなるものでは、塗布時には湿気によって反応が進行して有機材料が硬化することがないので安定して平坦な上面を形成することができる。また、硬化時には−１２０℃以下の温度で反応させることができるので、発光層への負担が軽減される。
また、緩衝層が、イソシアネート化合物が混合された有機材料からなるものでは、同様に、塗布時には湿気によって反応が進行して有機材料が硬化することがないので安定して平坦な上面を形成することができる。また、硬化時には−１２０℃以下の温度で反応させることができるので、発光層への負担が軽減される。
また、緩衝層が、光重合反応剤が混合された有機材料からなるものでは、塗布時に湿気によって光重合反応剤が反応してしまい、このため、硬化時に光重合反応が不十分となってしまうことがないので、安定して平坦な上面を形成することができる。また、−１２０℃以下の温度で硬化させることができるので、発光層への負担が軽減される。

第３の発明は、電子機器が、第１の発明の製造方法により得られた電気光学装置、或いは第２の発明の電気光学装置を備えるようにした。この発明によれば、ガスバリア層が剥離したり、クラックが発生したりしないので、水分等による発光層の劣化が防止される。したがって、鮮やかな画像を長時間表示することができる電子機器を得ることができる。

以下、本発明の電気光学装置、電気光学装置の製造方法、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。
電気光学装置として、電気光学物質の一例である電界発光型物質、中でも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。
図１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。

ＥＬ表示装置（電気光学装置）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（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５を参照して説明する。
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。）

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、８０が配置される。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。

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４参照）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４参照）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、図３、図４に示すように基体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。

また、いわゆるボトムエミッション型の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、本実施形態では、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としては上述した不透明基板、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。

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。

画素電極２３は、本実施形態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）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。

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、上述した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。

また、本実施形態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る。
なお、有機バンク層２２１の開口部２２１ａの各壁面の基体２００表面に対する角度が、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、発光層６０と有機バンク層２２１の上面、さらには有機バンク層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、図４に示すように有機バンク層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を形成するための材料としては、本実施形態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（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）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）等を用いることができる。なお、本実施形態ではＩＴＯを用いるものとする。

陰極５０の上層部には、陰極保護層５５を形成してもよい。陰極保護層５５は、製造プロセス時に陰極５０が腐食されてしまうことを防止するために設けられる層であり、珪素化合物や金属化合物などの無機化合物により形成される。陰極５０を無機化合物からなる陰極保護層５５で覆うことにより、無機酸化物からなる陰極５０への酸素等の侵入を良好に防止することができる。なお、陰極保護層５５は、基板２００の外周部の絶縁層２８４上まで、１０ｎｍから３００ｎｍ程度の厚みに形成される。

陰極５０の上には、有機バンク層２２１よりも広い範囲で、かつ陰極５０を覆った状態で緩衝層２１０が設けられる。緩衝層２１０は、有機バンク層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。
緩衝層２１０は、基板２００側から発生する反りや体積変化により発生する応力を緩和し、不安定な有機バンク層２２１からの陰極５０の剥離を防止する機能を有する。また、緩衝層２１０の上面が略平坦化されるので、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。
緩衝層２１０としては、主成分として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリエステルなどの有機化合物が好ましい。これらの有機化合物は、有機溶剤で希釈されて粘度が調整されるとともに、反応材料が混合されたエポキシオリゴマー、アクリルオリゴマー、ポリウレタン等として陰極５０上に配置される。
反応材料としては、湿気によって反応が進行するトリレンジイソシアネートなどのイソシアネート化合物やメチルトリメトキシシランなどのアルコキシシラン化合物、或いは、アミノケトンやヒドリキシケトン、ビスアシルフォスフィンフオキサイドなどの光重合反応剤が用いられる。
そして、これらの反応材料が混合されることにより、比較的低温の加熱処理或いは光照射により反応が進行して緩衝層２１０を硬化させることができる。このように、発光層６０の耐熱上限温度（約１２０℃〜１４０℃）以下の温度で緩衝層２１０を硬化させることにより、加熱による発光層６０への悪影響が抑えられる。
なお、緩衝層材料に乾燥重合時の収縮防止などを目的とした微粒子を添加してもよい。

更に、このような緩衝層２１０の上には、緩衝層２１０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が設けられる。そして、ガスバリア層３０は、基板２００の外周部の絶縁層２８４上まで形成される。なお、絶縁層２８４上において、陰極保護層５５と接触するようにしてもよい。
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。
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。ただし、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、さらには他のセラミックスなどからなっていてもよい。このようにガスバリア層３０が無機化合物で形成されていれば、特に陰極５０がＩＴＯでから形成されることにより、ガスバリア層３０と陰極５０の一部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。

また、ガスバリア層３０としては、例えば上述した珪素化合物のうちの異なる層を積層した構造としてもよく、具体的には、陰極５０側から珪素窒化物、珪素酸窒化物の順に形成し、あるいは陰極５０側から珪素酸窒化物、珪素酸化物の順に形成してガスバリア層３０を構成するのが好ましい。また、このような組み合わせ以外にも、組成比の異なる珪素酸窒化物を２層以上積層した場合に、陰極５０側の層の酸素濃度がこれより外側の層の酸素濃度より低くなるように構成するのが好ましい。
このようにすれば、陰極５０側がその反対側より酸素濃度が低くなることから、ガスバリア層３０中の酸素が陰極５０を通ってその内側の発光層６０に到り、発光層６０を劣化させてしまうといったことを防止することができ、これにより発光層６０の長寿命化を図ることができる。

更に、ガスバリア層３０としては、積層構造とすることなく、その組成を不均一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く、その場合にも、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、上述した理由により好ましい。
また、このようなガスバリア層３０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。
また、本実施形態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、したがってその材質や膜厚を適宜に調整することにより、本実施形態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。

更に、ガスバリア層３０の外側には、ガスバリア層３０を覆う保護層２０４が設けられる（図７参照）。この保護層２０４は、ガスバリア層３０側に設けられた接着層２０５と表面保護層２０６とからなる。
接着層２０５は、ガスバリア層３０上に表面保護層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、形成される接着層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。

表面保護層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。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表面保護層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。

上述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の表面には下地としてＳｉＯ_２を主体とする下地保護層２８１が形成され、その上にはシリコン層２４１が形成される。このシリコン層２４１の表面には、ＳｉＯ_２および／またはＳｉＮを主体とするゲート絶縁層２８２が形成される。

また、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、ＳｉＯ_２を主体とする第１層間絶縁層２８３が形成される。

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）構造を形成する。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に接続される。このソース電極２４３は、上述した電源線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に接続される。

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、ＳｉＯ_２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、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に接続される。

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駆動用ＴＦＴ１２３と同様の構造とされる。

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、上述した親液性制御層２５及び有機バンク層２２１とが設けられる。親液性制御層２５は、例えばＳｉＯ_２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、および有機バンク層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る。なお、本実施形態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。

ここで、本実施形態の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と親液性制御層２５との間に形成される。

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６，７を参照して説明する。図６，７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。
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である。
また、基板２０の表面に回路部１１を形成させる工程からインクジェット法により発光層６０を形成する工程については、従来技術と変わらないので説明を省略する。

まず、従来公知の方法により、基板２０の表面に、回路部１１、画素電極２３、有機バンク層２２１、発光層６０等が形成される。そして、図６（ａ）に示すように、陰極層形成工程によって陰極５０が形成される。
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と有機バンク層２２１の上面を覆うのはもちろん、有機バンク層２２１の外側部を形成する壁面についてもこれを覆った状態となるように形成する。
なお、陰極５０上に陰極保護層５５を形成させる場合には、蒸着法等の物理的気相蒸着法により酸化チタン等を陰極５０上に成膜させる。

次いで、図６（ｂ）に示すように、緩衝層２１０は、塗布方式、すなわちウエットプロセスにより配置する。例えばインクジェット法で配置する場合には、まず、インクジェットヘッド（図示略）に緩衝層材料を充填し、インクジェットヘッドの吐出ノズルを陰極５０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陰極５０に吐出する。次に、吐出後の液滴を乾燥処理し、緩衝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、緩衝層２１０を配置する。また、スリットコート（或いはカーテンコート）法により、緩衝層材料を塗布（配置）してもよい。
陰極５０上に塗布される緩衝層材料は、有機溶剤により、その粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは、１〜３０ｍＰａ・ｓ程度に調整される。緩衝層材料の粘度が低粘度に調整されることにより、陰極５０の表面の凹部にも良好に入り込み、更に、緩衝層材料が良好に流動するので、容易に緩衝層２１０の上面を滑らかに連続した面に形成することができる。
また、緩衝層材料の塗布は、湿度が管理された環境下で行われる。具体的には、−３０℃以下、より好ましくは−６０℃以下の環境温度下で行われる。温度を−３０℃以下にすることにより、絶対湿度が数百ｐｐｍ（体積比）程度に抑えられる。このように、緩衝層材料を湿度が管理された環境下に置くことにより、緩衝層材料を硬化させることなく長時間安定した状態が維持される。なぜならば、緩衝層材料の粘度を調整するために加えられた有機溶媒に揮発が抑えられるので、緩衝層材料の粘度が維持される。更に、緩衝層材料に混合した反応材料の反応の進行を抑えることができるので、長時間安定した状態が維持される。すなわち、湿気によって急速に反応が進行する反応材料が混合されている緩衝層材料を低湿度の環境に置くことにより、硬化反応が進行せず、長時間安定した状態が得られる。また、光によって反応が進行する反応材料も湿度に反応してしまう性質を持つため、光重合反応剤が混合された緩衝層材料を低湿度の環境に置くことにより、同様に、硬化反応が進行せず、長時間安定した状態が得られる。
このように、緩衝層材料の粘度が調整されるとともに、湿度が管理された環境下で塗布工程が行われることにより、緩衝層２１０は、陰極５０上に良好に被覆し、更に、滑らかに連続した上面が形成される。また、基板２０表面に吸着した水分も除去されるので、緩衝層２１０内に水分が残存してしまうことがなくなる。
続いて、陰極５０上に塗布した緩衝層材料を硬化させる乾燥（硬化）工程を行う。硬化条件としては、５０℃から１２０℃程度に加熱（湿気導入）、或いは光を照射する。これにより、緩衝層材料の粘度を調整するために加えられた有機溶媒が揮発するとともに、反応材料による硬化反応が進行して、緩衝層２１０が硬化する。
このように、５０℃から１２０℃程度の加熱、或いは光照射を行うことにより緩衝層２１０を硬化させるので、発光層６０をその耐熱上限温度以上に加熱させてしまうことがない。したがって、良好な発光層６０が得られる。
なお、緩衝層材料の塗布を窒素等のガス雰囲気中で行ってもよい。窒素等のガスをパージすることにより、湿度を低下させた環境で緩衝層材料を塗布することができる。

次いで、図６（ｃ）に示すように、陰極５０及び緩衝層２１０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ガスバリア層３０を形成する。
ここで、このガスバリア層３０の形成方法としては、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的気相蒸着法で成膜を行い、次いで、プラズマＣＶＤ法等の化学的気相蒸着法で成膜を行うのが好ましい。スパッタリング法やイオンプレーティング法等の物理的気相蒸着法は、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、一般に異質な基板表面に対する密着性や造膜性が得られにくいといった欠点がある。そこで、初期の成膜については物理的気相蒸着法を採用して例えば必要な膜厚の半分あるいはそれ以上を形成し、後期の成膜において化学的気相蒸着法を用いることにより、先に形成した膜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、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。
異なる材料で複数の層に積層して形成する場合、例えば、上述したように物理的気相蒸着法で形成する内側の層（陰極５０側の層）を珪素窒化物あるいは珪素酸窒化物などとし、化学的気相蒸着法で形成する外側の層を珪素酸窒化物あるいは珪素酸化物などとするのが好ましい。

更に、物理的気相蒸着法で内側の層を形成する際、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、形成するガスバリア層３０中の酸素濃度を陰極５０側（内側）で低くし、外側ではこれより高くなるように形成してもよい。
なお、ガスバリア層３０の形成については単一の成膜法で行ってもよいのはもちろんであり、その場合にも、上述したように酸素濃度を陰極５０側（内側）で低くなるように形成するのが好ましい。

そして、図７に示すように、ガスバリア層３０上に接着層２０５と表面保護層２０６からなる保護層２０４が設けられる。接着層２０５は、スリットコート法などによりガスバリア層３０上に略均一に塗布され、その上に表面保護層２０６が貼り合わされる。
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、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緩衝層２１０が配置されるので、緩衝層２１０が基板２００側から発生する反りや体積変化により発生する応力を緩和し、不安定な有機バンク層２２１からの陰極５０の剥離を防止することができる。
更に、緩衝層２１０の上面が略平坦化されているので、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。

なお、上述した実施形態では、トップエミッション型のＥＬ表示装置１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、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、ボトムエミッション型、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、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。

また、本実施形態では、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。

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（電気光学装置）１を表示部として有したものであり、具体的には図８に示すものが挙げられる。
図８（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図８（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８（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図８（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８（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８（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。
図８（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、上述したＥＬ表示装置（電気光学装置）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。

ＥＬ表示装置の配線構造を示す図ＥＬ表示装置の構成を示す模式図図２のＡ−Ｂ線に沿う断面図図２のＣ−Ｄ線に沿う断面図図３の要部拡大断面図ＥＬ表示装置の製造方法を工程順に示す図図６に続く工程を示す図電子機器を示す図

符号の説明

１表示装置（電気光学装置）、２３画素電極（第１電極）、３０ガスバリア層、５０陰極（第２電極）、５５陰極保護層（保護層）、６０発光層（電気光学層）、２００基体、２１０緩衝層、２２１有機バンク層（バンク構造体）、２２１ａ開口部、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（電気光学装置）

Claims

基体上に、複数の第１電極を成膜する工程と、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バンク構造体を形成する工程と、前記開口部のそれぞれに電気光学層を配置する工程と、前記バンク構造体及び前記電気光学層を覆う第２電極を成膜する工程と、を有する電気光学装置の製造方法において、
前記第２電極を成膜させる工程の後に、
−３０℃以下の環境温度下で前記第２電極を覆う緩衝層を塗布する工程と、
前記電気光学層の耐熱上限温度以下の環境下で前記緩衝層を硬化させる工程と、
前記緩衝層を覆うガスバリア層を成膜する工程と、を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
前記緩衝層の上面は、滑らかに連続した面に形成され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。
前記緩衝層は、塗布の粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下に調整されることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置の製造方法。
前記緩衝層を硬化させる工程は、１２０℃以下の環境温度下若しくは光が照射される環境下で行わ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電気光学装置の製造方法。
前記緩衝層を、前記バンク構造体が露出しないように、前記バンク構造体よりも広い範囲に塗布す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電気光学装置の製造方法。
前記ガスバリア層を、前記緩衝層が露出しないように、前記緩衝層よりも広い範囲に成膜することを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置の製造方法。
前記ガスバリア層は、前記基体の外周部の絶縁層に接触するように形成されることを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
前記第２電極を成膜させる工程と前記緩衝層を塗布する工程との間に、前記第２電極の腐食を防止する保護層を形成する工程を有することを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
前記保護層は、前記基体の外周部の絶縁層に接触するように形成されることを特徴とする請求項８に記載の電気光学装置の製造方法。
前記保護層と前記ガスバリア層とは、前記基体の外周部において接触するように形成されることを特徴とする請求項８または９に記載の電気光学装置の製造方法。
前記緩衝層は、アルコキシルシラン化合物が混合された有機材料からなることを特徴とする請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
前記緩衝層は、イソシアネート化合物が混合された有機材料からなることを特徴とする請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
前記緩衝層は、光重合反応剤が混合された有機材料からなることを特徴とする請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。