JP6714401B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は表示装置、例えば、ＥＬ表示装置とその製造方法に関する。
表示装置の一例として有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置が挙げられる。有機ＥＬ表示装置は各画素に発光素子を有し、発光素子は一対の電極間に有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層）を有している。発光素子は一対の電極間に電流を供給することで駆動される。発光素子の駆動中、発光素子を流れる電流によって有機化合物は酸化あるいは還元され、電荷を有する状態をとる。また、これらの活性種が再結合することによって励起状態が生じる。このような活性種は電気的に中性の状態、あるいは基底状態と比べて反応性が高いため、他の有機化合物と反応したり、発光素子に浸入した水や酸素などの不純物と容易に反応する。不純物との反応は発光素子の特性に影響を与え、発光効率の低下や寿命の低減の原因となる。発光効率が低下すると最終的には発光が得られなくなり、このような画素は表示装置の駆動中、黒い点（ダークスポット）として視認される。
有機ＥＬ表示装置の発光素子は一対の基板などで封止されているため、不純物は主に表示装置の端部から侵入する。不純物の侵入速度によっては、製造直後では不純物の影響が確認されず、数日後、あるいは数か月後に不純物の影響が現れることがある。この場合、製造時には良品と判断された表示装置でも、出荷後しばらくした後に表示不良が発生することとなる。
このような問題に対し、例えば不純物の侵入を早期に発見するための技術が特許文献１や２に開示されている。他の解決策として、必ずしも不純物の侵入を確認することはできないものの、表示装置に侵入した不純物をトラップして不純物による特性低下を抑制する手法も開示されている（特許文献３、４）。
特開２０１０−２７２２７０号公報 特開２０１２−７９６５８号公報 特開２００２−８８５２号公報 特開２００６−８００９４号公報
本発明は、信頼性の高い表示装置、例えば有機ＥＬ表示装置や可撓性有機ＥＬ表示装置を提供することを課題の一つとする。あるいは、信頼性を損なう原因となる不純物の表示装置への侵入を早期に検知するための手法を提供することを課題の一つとする。
本発明の実施形態の一つは表示装置であり、表示装置は第１の領域と第１の領域に隣接する第２の領域を含む基板を有する。第２の領域は第１の領域から基板の外側に向かう方向に位置する。第１の領域は、トランジスタ、トランジスタ上の平坦化膜、および平坦化膜上に位置し、トランジスタと電気的に接続される発光素子を有する。表示装置はさらに、第２の領域内の複数の金属膜と封止膜を有する。封止膜は発光素子と複数の金属膜上に位置し、無機化合物を含む第１の層、第１の層上に位置し、有機化合物を含む第２の層、および第２の層上に位置し、無機化合物を有する第３の層を含む。複数の金属膜は第１族金属元素、第２族元素のうち少なくとも一つを有し、平坦化膜は第１の領域内に収まるように配置される。
本発明の実施形態の一つは表示装置であり、表示装置は第１の領域と第１の領域に隣接する第２の領域を含む基板を有する。第２の領域は第１の領域から基板の外側に向かう方向に位置する。第１の領域は、トランジスタ、トランジスタ上の平坦化膜、および平坦化膜上に位置し、トランジスタと電気的に接続される発光素子を有する。表示装置はさらに、発光素子と、第２の領域上に位置し、無機化合物を含む第１の層と、第２の領域内で第１の層上に位置する複数の金属膜と、第１の層と複数の金属膜上に位置し、有機化合物を含む第２の層と、第２の層の上に位置し、無機化合物を含む第３の層を有する。複数の金属膜は第１族金属元素、第２族元素のうち少なくとも一つを有し、平坦化膜は第１の領域内に収まるように配置される。
一実施形態に係る表示装置の上面模式図。 一実施形態に係る表示装置の断面模式図。 一実施形態に係る表示装置の断面模式図。 一実施形態に係る表示装置の製造方法を示す断面模式図。 一実施形態に係る表示装置の製造方法を示す断面模式図。 一実施形態に係る表示装置の製造方法を示す断面模式図。 一実施形態に係る表示装置の製造方法を示す断面模式図。 一実施形態に係る表示装置の製造方法を示す断面模式図。 一実施形態に係る表示装置の断面模式図。 一実施形態に係る表示装置の断面模式図。 一実施形態に係る表示装置の上面模式図。
以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
本発明において、ある一つの膜を加工して複数の膜を形成した場合、これら複数の膜は異なる機能、役割を有することがある。しかしながら、これら複数の膜は同一の工程で同一層として形成された膜に由来し、同一の層構造、同一の材料を有する。したがって、これら複数の膜は同一層に存在しているものと定義する。
（第１実施形態）
本実施形態では、本発明の一実施形態に係る表示装置１００を図１乃至図３を用いて説明する。
［１．上面構造］
表示装置１００の上面図を図１に示す。表示装置１００は、第１の領域１０４と、第１の領域１０４から基板の外側に向かう方向において第１の領域１０４と隣接する第２の領域（１０６、図２参照）を基板１０２の一方の面（上面）に有している。第２の領域１０６は第１の領域１０４に隣接し、第１の領域１０４を取り囲む。
第１の領域１０４は、複数の画素１１０を備えた表示領域１０８を含む。画素１１０には発光素子などの表示素子を設けることができ、例えば発光色の異なる画素１１０を配置することでフルカラー表示を行うことができる。例えば赤色、緑色、あるいは青色で発光する発光素子を有する画素１１０をそれぞれ複数設けることができる。あるいは、全ての画素１１０で白色発光素子を用い、カラーフィルタを用いて画素１１０ごとに赤色、緑色、あるいは青色を取り出してフルカラー表示を行ってもよい。最終的に取り出される色は赤色、緑色、青色の組み合わせには限られない。互いに異なる４色の発光色を与える画素１１０を形成することで、例えば赤色、緑色、青色、白色の４種類の色を取り出すこともできる。
図１では画素１１０は長方形の形状を有するように描かれているが、本発明の実施形態はこれに限られることは無く、画素１１０の形状は正方形や多角形でも良い。また、画素１１０の配列にも制限はなく、ストライプ配列、デルタ配列、ペンタイル配列などを採用することができる。図１では示していないが、第１の領域１０４内に各画素１１０の発光を制御するための駆動回路を形成してもよい。あるいは異なる基板上に設けられた駆動回路を第１の領域１０４に接続して画素１１０の発光を制御してもよい。
表示装置１００には表示領域１０８を挟むように電源線１６４が設けられる。電源線１６４は後述する発光素子１２６の第２の電極１７６と電気的に接続され、第２の電極に一定の電圧を与えるために設けられる。
表示装置１００にはさらに、第２の領域１０６に複数の金属膜１１２が設けられる。図１に示すように、複数の金属膜１１２は第１の領域１０４を取り囲む輪郭を形成するように配置してもよい。図１では長方形の輪郭を形成するように配置される。複数の金属膜１１２はそれぞれ０価の金属を主成分とする膜である。金属膜１１２は周期表の第１族、あるいは第２族の金属元素を含有することができ、好ましくはカルシウムやマグネシウム、バリウムなどの第２族の金属元素が挙げられる。金属膜１１２には第１族、あるいは第２族元素以外の金属元素が含まれていてもよく、例えば銀やアルミニウムが含まれていてもよい。
［２．断面構造］
図１に示す鎖線Ａ−Ｂに沿った断面模式図を図２に示す。図２は、電源線１６４に最も近い画素１１０の一部、およびその周辺の断面構造を示す模式図である。表示装置１００は基板１０２上に第１の領域１０４と第２の領域１０６を有し、さらに表示領域１０８と第２の領域１０６の間に駆動回路領域１１４を有している。基板１０２上にはアンダーコート１３０が設けられる。
表示領域１０８に含まれる画素１１０には、トランジスタ１２０と、これに電気的に接続される発光素子１２６が備えられる。図示していないが、各画素１１０はさらに一つ、あるいはそれ以上のトランジスタや、トランジスタ以外の素子、例えば容量素子などを有していてもよい。図２ではトランジスタはトップゲート構造を有しているが、本実施形態はこの態様に限られず、ボトムゲート構造のトランジスタでもよく、また、トランジスタの極性もＰ型でもＮ型でもよい。トランジスタ１２０は半導体膜１３２、ゲート絶縁膜１３８、ゲート電極１４０、ソース・ドレイン電極１４８、１５０などで構成される。
一方駆動回路領域１１４にはトランジスタ１２２、１２４などを有する駆動回路が設けられ、駆動回路領域１１４に重なるように電源線１６４が設けられる。画素１１０と同様、駆動回路領域１１４に設けられるトランジスタ１２２、１２４の構造にも制限はなく、図２で示した構造は一つの例に過ぎない。また、電源線１６４は駆動回路領域１１４と重ならなくてもよい。トランジスタ１２２は半導体膜１３４、ゲート絶縁膜１３８、ゲート電極１４２、ソース・ドレイン電極１５２、１５４などで構成される。同様にトランジスタ１２４は半導体膜１３６、ゲート絶縁膜１３８、ゲート電極１４４、ソース・ドレイン電極１５６、１５８などで構成される。図２ではソース・ドレイン電極１５４と１５６が接続される例が示されている。
第２の領域１０６には複数の金属膜１１２が設けられる。上述したように、金属膜１１２は第１の領域１０４を取り囲むような輪郭を形成するように配置することができる。
表示領域１０８内のトランジスタ１２０、および駆動回路領域１１４内のトランジスタ１２２、１２４の上には層間膜１４６、ならびに平坦化膜１６０が備えられる。層間膜１４６はトランジスタ１２０、１２２、１２４を保護するために設けられる。平坦化膜１６０はトランジスタ１２０、１２２、１２４、あるいは容量素子などの素子に起因する凹凸や傾斜を吸収し、平坦な上面を有する膜である。層間膜１４６、平坦化膜１６０はいずれも絶縁膜である。図２に示すように、複数の金属膜１１２が設けられる領域には平坦化膜１６０を設けず、平坦化膜１６０から層間膜１４６が露出するようにしてもよい。この場合、平坦化膜１６０は第１の領域１０４内に収まるように配置される。換言すると、平坦化膜１６０は、複数の金属膜１１２が形成する輪郭内に収まるように配置され、金属膜１１２と重ならない。
平坦化膜１６０に設けられた開口部において発光素子１２６の第１の電極１７０とトランジスタ１２０が電気的に接続される。図２に示した例では、開口部に接続電極１６２が設けられ、第１の電極１７０は接続電極１６２を介してトランジスタ１２０のソース・ドレイン電極１４８と電気的に接続される。
平坦化膜１６０上にはさらに電源線１６４が設けられる。電源線１６４は接続電極１６２と同時に形成することができ、このため、電源線１６４と接続電極１６２は同一の層に存在することができる。なお、電源線１６４が比較的抵抗の高い材料で形成される場合、その抵抗を補うために電源線１６４上に電源線１６４と電気的に接続される補助電極１６６を任意の構成として設けてもよい。
任意の構成として、平坦化膜１６０、接続電極１６２、あるいは電源線１６４上に絶縁膜である保護膜１６８を形成してもよい。図２で示した例では、接続電極１６２の側面と上面、電源線１６４の端部、平坦化膜１６０、および層間膜１４６と接するように保護膜１６８が設けられている。
第１の電極１７０の端部や電源線１６４の端部、および発光素子１２６とトランジスタ１２０の接続に用いられる開口部は絶縁膜（以下、隔壁と記す）１７２で覆われる。図示しないが、隔壁１７２は第１の電極１７０の周囲の端部を覆っている。したがって、隔壁１７２は開口部を有する絶縁膜であり、その開口部が第１の電極１７０と重なる。隔壁１７２の厚さは例えば０．２μｍ以上３μｍ以下、あるいは０．５μｍ以上２μｍであり、典型的には約１μｍである。
第１の電極１７０と隔壁１７２の上にはＥＬ層１７４が形成され、その上に第２の電極１７６が設けられている。本明細書と請求項では、ＥＬ層とは一対の電極間に設けられた層の全体を意味し、有機化合物を含む層が一つ、あるいは複数で構成され、一対の電極から注入されたホールと電子の再結合を担う層である。図２では、ＥＬ層１７４は単一の層で構成される例が示されているが、複数の有機層、例えば電荷注入層、電荷輸送層、発光層、電荷阻止層、励起子阻止層などを適宜用いてＥＬ層１７４を構成してもよい。また、隣接する画素１１０間でＥＬ層１７４の構造が異なっていてもよい。
第２の領域１０６には金属膜１１２が設けられる。図２に示すように、金属膜１１２は平坦化膜１６０と重ならないように形成することができる。したがって保護膜１６８を形成する場合、金属膜１１２は保護膜１６８と接する。後述するように保護膜１６８を設けない場合には、トランジスタ１２０、１２２、１２４のゲート電極１４０、１４２、１４４の上に設けられる層間膜１４６と接することになる。
第２の電極１７６と金属膜１１２は同時に形成することができ、従って、第２の電極１７６と金属膜１１２は同一の層に存在することができる。これにより製造プロセスの負担の増大を防ぐことができる。
第２の電極１７６、および金属膜１１２上にはパッシベーション膜１７８が設けらる。パッシベーション膜１７８は第１の層１８０、第２の層１８２、第３の層１８４を有する。
第１の層１８０は好ましくは無機化合物を含み、無機化合物はケイ素を含有することが好ましい。ケイ素含有無機化合物としては、例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素などが挙げられる。図２に示すように、第１の層１８０は第２の電極１７６、金属膜１１２と接している。また、図示していないが、隣接する複数の画素１１０にわたって連続するように形成することができる。第１の層１８０は隔壁１７２に起因して面内で傾斜（あるいは凹凸）を有しており、凸部は隔壁１７２と重なり、凹部は二つの凸部の間（例えば発光素子１２６の上、あるいは電源線１６４上）に位置する。
第２の層１８２は第１の層１８０の上に設けられ、第１の領域１０４から第２の領域１０６にわたって形成される。第２の層１８２は好ましくは有機化合物を含む。有機化合物の例として樹脂に代表される高分子材料が挙げられる。高分子材料は直鎖構造でもよく、あるいは架橋して三次元ネットワークを形成した状態でもよい。高分子材料としてはエポキシ樹脂やアクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボナート、ポリシロキサンなどが挙げられる。好ましくは第２の層１８２は可視光に対する透過性が高い材料を含む。
図２に示すように第２の層１８２は、表示領域１０８内の発光素子１２６と隔壁１７２と重なる領域で平坦な上面を有している。つまり、第２の層１８２は隔壁１７２を覆い、隔壁１７２に起因する凹凸や傾斜を吸収し、発光素子１２６や隔壁１７２上において平坦な上面を有する。第２の層１８２は１μｍ以上の厚さを有することが好ましく、例えば厚さは１μｍ以上２０μｍ以下、２μｍ以上１５μｍ以下、あるいは５μｍ以上１５μｍ以下であり、典型的には約１０μｍである。なお、第２の層１８２の上面は、第１の領域１０４から第２の領域１０６にかけて傾斜しており、第２の領域１０６に行くにしたがって厚さが小さくなる。
第３の層１８４は第２の層１８２の上に設けられる。第３の層１８４は、第１の層で使用可能な材料、適用可能な方法で形成することができる。第１の層１８０と第３の層１８４は同じ材料を含むこともできる。好ましくは第１の層１８０と第３の層１８４の少なくとも一方が窒化ケイ素を含む。図２に示すように、第３の層１８４は表示領域１０８から第２の領域１０６にわたって連続するように形成される。また、第２の領域１０６では第１の層１８０と第３の層１８４は接していてもよい。
上述したように第２の層１８２は、第１の領域１０４で略平坦な上面を有している。このため、ピンホールが少なく、厚さが均一な第３の層１８４を形成することができ、不純物の侵入を効果的に防ぐことができる。
［３．不純物の侵入］
上述したように、第２の層１８２は隔壁１７２を覆い、表示領域１０８内の発光素子１２６と隔壁１７２に重なる領域で平坦な上面を有している。このように第２の層１８２を厚く形成することで、水や酸素などの不純物の侵入を効果的に防止することができる。例えば図３（Ａ）に、表示装置１００の作製中、異物１９０が発光素子１２６の第１の電極１７０上に残留した場合の模式図を示す。この場合、パッシベーション膜１７８の第１の層１８０は異物１９０によって分断されるが、その後形成される第２の層１８２は異物１９０を完全に覆い、平坦な上面を与えることができる。このため第２の層１８２上に形成される第３の層１８４は均一な厚さを有し、第２の層１８２を十分に被覆することができ。その結果、表示装置１００の上面からの不純物の侵入を効果的に防止することができる。
一方第２の領域１０６では図２に示すように、不純物に対する透過性や親和性が小さい無機化合物を含む第１の層１８０と第３の層１８４が接し、表示装置１００の端部には比較的不純物に対する透過性や親和性の高い有機化合物を含有する第２の層が存在しない。したがって、表示装置１００の端部からの不純物の侵入を効果的に防止することができる。ただし第２の領域１０６の基板１０２端部近傍では、第２の層１８２の厚さは第１の領域１０４内のそれと比較すると小さい。したがって図３（Ｂ）に示すように、製造工程で異物１９０が第２の領域１０６に残留すると、異物１９０を第２の層１８２によって完全に覆うことができない場合がある。この場合、第２の層１８２が第３の層１８４によって完全に被覆されず、結果的に第３の層１８４にピンホールが発生する。パッシベーション膜１７８にこのような欠陥があると、図中矢印で示すように、第２の層１８２が不純物の拡散経路として働く。その結果、不純物が徐々に表示領域１０８へ拡散し、ダークスポットが表示領域１０８の端部から広がっていく。
上述したように、不純物の拡散速度は必ずしも高くないため、表示装置１００の作製直後にはダークスポットを検知することは困難であり、数日、あるいは数か月の駆動後にダークスポットが観察されるようになる。この場合、表示装置を含む電子機器がユーザの手に渡った後に初めて不良品であることが発見される。
しかしながら本実施形態の表示装置１００には、表示領域１０８よりも基板１０２の端部に近い第２の領域１０６に、第１族金属元素あるいは第２族元素を含む金属膜１１２が設置される（図３（Ｃ））。このような金属膜は水や酸素などの不純物と反応して金属光沢を失って変色する。このため、基板１０２の端部に不純物が浸入すると速やかにこれを目視、あるいは光学顕微鏡観察などを用いる品質検査で容易に検知することができる。これにより、不良品の早期発見を実現することができ、不良品の出荷を防止して、より信頼性の高い表示装置をユーザへ提供することが可能となる。
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態で述べた表示装置１００の作製方法を図４乃至図８を用いて説明する。第１実施形態で述べた内容と同様の記述は省略することがある。図４乃至図８は、図１の鎖線Ａ−Ｂに沿った表示装置１００の断面模式図である。
図４（Ａ）に示すように、まず基板１０２上にアンダーコート１３０を形成する。基板１０２はその上に形成される各種素子を支持する機能を有する。このため、これらの素子を支持する物理的強度と、素子を形成するためのプロセスの温度に対する耐熱性、プロセスで使用される薬品に対する化学的安定性を備える材料を使用することができる。具体的には、基板１０２はガラスや石英、プラスチック、金属、セラミックなどを含むことができる。表示装置１００に可撓性を付与する場合には、プラスチックを含む材料を用いることができ、例えばポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボナートのような高分子材料を使用することができる。
アンダーコート１３０は基板１０２から不純物が半導体膜１３２、１３４、１３６などへ拡散することを防ぐ機能を有する膜であり、窒化ケイ素や酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの無機化合物を含み、化学気相成長法（ＣＶＤ法）やスパッタリング法などを適用して形成することができる。
アンダーコート１３０上にはトランジスタ１２０、１２２、１２４が形成される。これらのトランジスタ１２０、１２２、１２４に含まれる半導体膜１３２、１３４、１３６は、半導体特性を示す材料、例えばシリコンやゲルマニウム、あるいは酸化物半導体などを含み、ＣＶＤ法やスパッタリング法などを利用して形成すればよい。半導体膜１３２、１３４、１３６の結晶性に限定はなく、単結晶、多結晶、微結晶、アモルファスなどのモルフォロジーを有することができる。
半導体膜１３２、１３４、１３６上にはゲート絶縁膜１３８、その上にゲート電極１４０、１４２、１４４が形成される（図４（Ｂ））。ゲート絶縁膜１３８もアンダーコート１３０と同様の材料を含み、同様の形成方法を用いて形成することができる。ゲート絶縁膜１３８は酸化ケイ素を含むことが好ましい。アンダーコート１３０、ゲート絶縁膜１３８はいずれも単層構造を有していても良く、複数の層を含有する積層構造を有していてもよい。図４（Ａ）、（Ｂ）ではアンダーコート１３０、ゲート絶縁膜１３８はともに単層の構造を有するように描かれている。ゲート電極１４０、１４２、１４４はチタンやアルミニウム、銅、モリブデン、タングステン、タンタルなどの金属やその合金などを含み、単層、あるいは積層構造で形成することができる。例えばアルミニウムや銅などの高い導電性を有する金属を、をチタンやモリブデンなどの高融点金属で挟持した積層構造を採用することができる。ゲート電極１４０、１４２、１４４の形成方法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法、あるいは印刷法などが挙げられる。
ゲート電極１４０、１４２、１４４を形成した後、層間膜１４６を形成する。層間膜１４６はアンダーコート１３０と同様の材料を含み、同様の形成方法を用いて形成することができる。層間膜１４６は窒化ケイ素を含有することが好ましい。層間膜１４６は単層構造を有していてもよく、複数の層で構成されていてもよい。例えば窒化ケイ素を含む膜と酸化ケイ素を含む膜を積層して層間膜１４６を形成することができる。
次に層間膜１４６とゲート絶縁膜１３８に半導体膜１３２、１３４、１３６に達する開口部を形成し、そこへソース・ドレイン電極１４８、１５０、１５２、１５４、１５６、１５８を形成する。ソース・ドレイン電極１４８、１５０、１５２、１５４、１５６、１５８はゲート電極１４０、１４２、１４４で使用可能な材料を含み、ＣＶＤ法やスパッタリング法によって形成することができる。なお、トランジスタ１２０、１２２、１２４のソースとドレインは電流の向きやトランジスタの極性によって入れ替わることがある。
次にトランジスタ１２０、１２２、１２４を覆うように平坦化膜１６０を形成する(図５（Ａ）)。平坦化膜１６０は絶縁膜であり、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリシロキサンなどの高分子材料を含むことが好ましい。平坦化膜１６０はスピンコート法、インクジェット法、ラミネート法、印刷法、ディップコーティング法などの湿式成膜法を用いて形成することができる。平坦化膜１６０の形成により、トランジスタ１２０、１２２、１２４に起因する凹凸や傾斜が吸収され、平坦な表面を与えることができる。
次に平坦化膜１６０に対してエッチングを行い、ソース・ドレイン電極１４８に達する開口部を形成する。この時、第２の領域１０６上の平坦化膜１６０も除去され、層間膜１４６が露出される（図５（Ｂ））。エッチングはウエットエッチングでもよく、ドライエッチングでもよい。
次に開口部を覆うように接続電極１６２、ならびに平坦化膜１６０上に電源線１６４を形成する（図５（Ｃ））。これらはゲート電極１４０、１４２、１４４で使用可能な金属、あるいはインジウム―スズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム―亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの導電性酸化物を含み、スパッタ法やＣＶＤ法などを適用して形成することができる。電源線１６４と接続電極１６２は同時に形成することができ、したがって同一の層に存在することができる。接続電極１６２を設置することによって補助電極１６６の形成時にトランジスタ１２０のソース・ドレイン電極１４８を保護することができ、コンタクト抵抗の増大を防ぐことができる。
任意の工程として、電源線１６４と電気的に接続される補助電極１６６を形成してもよい（図５（Ｃ））。補助電極１６６もゲート電極１４０、１４２、１４４で適用可能な材料、形成方法によって形成すればよい。
この後、保護膜１６８を形成する（図６（Ａ））。保護膜１６８は窒化ケイ素などを含む絶縁膜であり、ゲート絶縁膜１３８や層間膜１４６に用いることができる材料を使用して形成することができる。保護膜１６８はトランジスタ１２０と発光素子１２６の電気的な接続を行うコンタクト部（すなわち、接続電極１６２の底面）、電源線１６４、および平坦化膜１６０の表面の一部を露出するための開口部を有している。また、第２の領域１０６では層間膜１４６と保護膜１６８が接している。
次に発光素子１２６の第１の電極１７０を形成する（図６（Ａ））。発光素子１２６からの発光を基板１０２を通して取り出す場合には透光性を有する材料、例えばＩＴＯやＩＺＯなどの導電性酸化物を第１の電極１７０に用いることができる。一方、発光素子１２６からの発光を基板１０２とは反対側から取り出す場合には、アルミニウムや銀などの金属、あるいはこれらの合金を用いることができる。あるいは上記金属や合金と導電性酸化物との積層、例えば金属を導電性酸化物で挟持した積層構造（例えばＩＴＯ／銀／ＩＴＯなど）を採用することができる。
第１の電極１７０の形成後、隔壁１７２を形成する（図６（Ｂ））。隔壁１７２は第１の電極１７０の端部、ならびに平坦化膜１６０に設けられた開口部に起因する段差や傾斜を吸収する機能を有する。図示していないが、隔壁１７２は隣接する画素１１０の第１の電極１７０を互いに電気的に絶縁する機能を有する。隔壁１７２はバンク（リブ）とも呼ばれる。隔壁１７２は平坦化膜１６０で使用可能な材料を用いて形成することができる。隔壁１７２は、第１の電極１７０、および電源線１６４の一部を露出するように開口部を有しており、その開口端はなだらかなテーパー形状となるのが好ましい。開口端が第１の電極１７０に対して急峻な勾配を有すると、後に形成されるＥＬ層１７４や第２の電極１７６のカバレッジ不良を招きやすい。
隔壁１７２の形成後、発光素子１２６のＥＬ層１７４を第１の電極１７０および隔壁１７２の上に形成する（図７（Ａ））。上述したようにＥＬ層１７４は複数の層を有することができる。ＥＬ層１７４は蒸着法、インクジェット法、印刷法、スピンコート法などによって形成することができる。
ＥＬ層１７４の形成後、第２の電極１７６と金属膜１１２を形成する。第２の電極１７６と金属膜１１２は同時に形成することができる。したがって、第２の電極１７６と金属膜１１２は同一の層に存在することが可能である。第２の電極１７６はＥＬ層１７４と隔壁１７２の一部と接するように設けられ、金属膜１１２は第２の領域１０６で保護膜１６８と接するように設けられる。第２の電極１７６と金属膜１１２は周期表の第１族金属元素または第２元素を用い、スパッタ法などによって形成することができる。第２の電極１７６には、例えばマグネシウムやカルシウム、あるいはマグネシウムと銀の合金、マグネシウムとアルミニウムとの合金などを利用することができる。
なお、第２の電極１７６と金属膜１１２は異なるステップで形成してもよい。この場合、第２の電極１７６は上述した材料以外の材料を用いて形成してもよい。例えば発光素子１２６からの発光を基板１０２を通して取り出す場合には、アルミニウムや銀などの金属あるいはこれらの合金を第２の電極１７６に用いることができる。一方、発光素子１２６からの発光を第２の電極１７６を通して取り出す場合には、上記金属や合金を用い、可視光を透過する程度の膜厚を有するように第２の電極１７６を形成する。あるいは第２の電極１７６には、透光性を有する材料、例えばＩＴＯやＩＺＯなどの導電性酸化物を用いることができる。また、上記金属や合金と導電性酸化物との積層構造（例えばＭｇ−Ａｇ／ＩＴＯなど）を第２の電極１７６に採用することができる。
第１の電極１７０、ＥＬ層１７４、第２の電極１７６によって発光素子１２６が形成される。第１の電極１７０と第２の電極１７６からキャリア（電子、ホール）がＥＬ層１７４に注入され、キャリアの再結合によって得られる励起状態が基底状態に緩和するプロセスを経て発光が得られる。発光素子１２６のうち、ＥＬ層１７４と。第１の電極１７０が互いに直接接している領域が各画素１１０における発光領域である。
次に発光素子１２６を保護するパッシベーション膜１７８を形成する。具体的には図７（Ｂ）に示すように、まず第１の層１８０を第２の電極１７６上に形成する。したがって、第１の層１８０と第２の電極１７６は接することができる。第１の層１８０は、例えば窒化ケイ素や酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの無機化合物を含むことができ、ＣＶＤ法やスパッタリング法を適用して形成することができる。好ましくは第１の層１８０は窒化ケイ素を含む。図７（Ｂ）に示すように、第１の層１８０は基板１０２全体にわたって形成することができる。したがって、第１の層１８０は隔壁１７２と重なり、第２の領域１０６では金属膜１１２と接する。
次に第２の層１８２を第１の層１８０の上に形成する（図８（Ａ））。第２の層１８２はエポキシ樹脂やアクリル樹脂、ポリイミド、ポリエステル、ポリカーボナートなどの高分子材料を含むことができる。第２の層１８２は、上述した湿式成膜法によって形成することができ、中でもインクジェット法が好ましい。あるいは、上記高分子材料の原料となるオリゴマーを減圧下で霧状あるいはガス状にし、これを基板１０２上に吹き付けて、その後オリゴマーを重合することによって形成してもよい。この時、オリゴマー中に重合開始剤が混合されていてもよい。また、基板１０２を冷却しながらオリゴマーを基板１０２に吹き付けてもよい。
図８（Ａ）に示すように、隔壁１７２に起因する凹凸や傾斜を吸収するように第２の層１８２を形成することが好ましい。すなわち、第１の層１８０の面内の傾斜や凹凸を吸収し、隔壁１７２を覆うように、かつ、発光素子１２６と隔壁１７２と重なる領域で平坦な上面を持つように第２の層１８２を形成することが好ましい。具体的な厚さは第１実施形態で述べたとおりである。これにより第２の層１８２は、発光素子１２６と重なる領域から隔壁１７２と重なる領域にわたって、連続した平坦な上面を有することができる。なお図１に示すように、第２の層１８２は第１の領域１０４から複数の金属膜１１２と基板１０２の端部の間の領域まで形成される。
次に第２の層１８２の上に第３の層１８４を形成する（図８（Ｂ））。第３の層１８４は第１の層１８０で使用可能な材料を含むことができ、第１の層１８０と同様の方法で形成することができる。上面が平坦になるように第２の層１８２を形成することで、均一な厚さを有し、第２の層１８２を十分に被覆する第３の層１８４を形成することができる。
以上の段階を経ることで、表示装置１００を製造することができる。図示しないが、任意の構成として、さらにカラーフィルタや遮光膜、基板１０２に対向する基板（対向基板）などをパッシベーション膜１７８の上に設けてもよい。対向基板を設ける場合、基板１０２と対向基板の間に充填剤として有機樹脂を充填してもよく、あるいは不活性ガスを充填してもよい。
（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる表示装置２００、３００、４００に関し、図９乃至１１を用いて説明する。図９、１０は、図１の鎖線Ａ−Ｂに沿った表示装置１００の断面模式図であり、図１１は表示装置４００の上面模式図である。第１、第２実施形態と同様の構成については記述を省略することがある。
図９に示す表示装置２００は表示装置１００と異なり、複数の金属膜１１２がパッシベーション膜１７８の第１の層１８０の上に設けられている。したがって、第２の層１８２と金属膜１１２が互いに接することとなる。このような構成を採用することで、表示装置２００の端部から侵入する不純物をより速やかに検知することができ、不良品の出荷を効率的に防止することが可能である。
図１０に示す表示装置３００は表示装置１００、２００と異なり、平坦化膜１６０上に保護膜１６８を設けず、第２の領域１０６において複数の金属膜１１２が層間膜１４６と接する。また、平坦化膜１６０の開口部において発光素子１２６の第１の電極１７０がソース・ドレイン電極１４８と接する。このような構成を採用することで、製造プロセスにおいてマスク数を減少させることができ、より低コストで表示装置を提供することが可能となる。
図１１に示す表示装置４００は表示装置１００と異なり、長方形の第１の領域１０４の各辺に一つずつの金属膜１１２を有している。各金属膜１１２は第１の領域１０４の長辺、あるいは短辺に平行な方向に伸びており、金属膜１１２同士は分断されている。表示装置１００と比較すると金属膜１１２の総面積が大きく、隣接する金属膜１１２間の面積が相対的に小さい。したがって、不純物浸入をより精密にモニターすることが可能である。
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の表示装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
本明細書においては、開示例として主にＥＬ表示装置の場合を例示したが、他の適用例として、その他の自発光型表示装置、液晶表示装置、あるいは電気泳動素子などを有する電子ペーパ型表示装置など、あらゆるフラットパネル型の表示装置が挙げられる。また、中小型から大型まで、特に限定することなく適用が可能である。
上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
１００：表示装置、１０２：基板、１０４：第１の領域、１０６：第２の領域、１０８：表示領域、１１０：画素、１１２：金属膜、１１４：駆動回路領域、１２０：トランジスタ、１２２：トランジスタ、１２４：トランジスタ、１２６：発光素子、１３０：アンダーコート、１３２：半導体膜、１３４：半導体膜、１３６：半導体膜、１３８：ゲート絶縁膜、１４０：ゲート電極、１４２：ゲート電極、１４４：ゲート電極、１４６：層間膜、１４８：ソース・ドレイン電極、１５０：ソース・ドレイン電極、１５２：ソース・ドレイン電極、１５４：ソース・ドレイン電極、１５６：ソース・ドレイン電極、１５８：ソース・ドレイン電極、１６０：平坦化膜、１６２：接続電極、１６４：電源線、１６６：補助電極、１６８：保護膜、１７０：第１の電極、１７２：隔壁、１７４：ＥＬ層、１７６：第２の電極、１７８：パッシベーション膜、１８０：第１の層、１８２：第２の層、１８４：第３の層、１９０：異物、２００：表示装置、３００：表示装置、４００：表示装置

Claims (16)

  1. トランジスタ、前記トランジスタ上の平坦化膜、および前記平坦化膜上に位置し、前記トランジスタと電気的に接続される発光素子を有する第１の領域、および前記第１の領域に隣接する第２の領域を含む基板と、
    前記第２の領域内の金属膜と、
    前記発光素子と前記金属膜上に位置し、無機化合物を含む第１の層、前記第１の層上に位置し、有機化合物を含む第２の層、および前記第２の層上に位置し、無機化合物を有する第３の層を含む封止膜を有し、
    前記第２の領域は前記第１の領域から前記基板の外側に向かう方向に位置し、
    前記金属膜は第１族金属元素、第２族元素のうち少なくとも一つを有し、
    前記金属膜は、前記第２の層と平面視で重畳するとともに、前記平坦化膜とは平面視で重畳しないように配置される表示装置。
  2. トランジスタ、前記トランジスタ上の平坦化膜、および前記平坦化膜上に位置し、前記トランジスタと電気的に接続される発光素子を有する第１の領域、および前記第１の領域に隣接する第２の領域を含む基板と、
    前記発光素子と前記第２の領域上に位置し、無機化合物を含む第１の層と、
    前記第２の領域内で前記第１の層上に位置する金属膜と、
    前記第１の層と前記金属膜上に位置し、有機化合物を含む第２の層と、
    前記第２の層の上に位置し、無機化合物を含む第３の層を有し、
    前記第２の領域は前記第１の領域から前記基板の外側に向かう方向に位置し、
    前記金属膜は第１族金属元素、第２族元素のうち一つを有し、
    前記金属膜は、前記第２の層と平面視で重畳するとともに、前記平坦化膜とは平面視で重畳しないように配置される表示装置。
  3. 前記金属膜は、前記第１の領域を取り囲む輪郭を形成するように複数配置され、
    前記平坦化膜は前記複数の金属膜が形成する輪郭内に収まるように配置される、請求項１または２に記載の表示装置。
  4. 前記複数の金属膜から選ばれる第１の金属膜と第２の金属膜が、前記第１の領域を挟んで前記基板の長辺または短辺に平行な第１の方向に伸び、
    前記複数の金属膜から選ばれる第３の金属膜と第４の金属膜が、前記第１の領域を挟んで前記第１の方向と異なる第２の方向に伸びる、請求項３に記載の表示装置。
  5. 前記第２の方向は前記第１の方向に垂直である、請求項４に記載の表示装置。
  6. 前記第２の領域が前記第１の領域を取り囲む、請求項１または２に記載の表示装置。
  7. 前記第１の領域に駆動回路をさらに含む、請求項１または２に記載の表示装置。
  8. 前記第１の層が前記金属膜と接する、請求項１または２に記載の表示装置。
  9. 前記トランジスタのゲート電極と前記平坦化膜の間に第１の絶縁膜をさらに有し、
    前記金属膜が前記第１の絶縁膜と接する、請求項１に記載の表示装置。
  10. 前記平坦化膜と前記発光素子の間に第２の絶縁膜をさらに有し、
    前記金属膜が前記第２の絶縁膜と接する、請求項１に記載の表示装置。
  11. 前記発光素子は、
    第１の電極と、
    前記第１の電極上のＥＬ層と、
    前記ＥＬ層上の第２の電極を有し、
    前記第２の電極と前記金属膜が同一の層に存在し、同一材料からなる、請求項１に記載の表示装置。
  12. 前記第１の電極の端部を覆う隔壁をさらに有し、
    前記発光素子および前記隔壁と重なる領域において前記第２の層の上面が平坦である、請求項１１に記載の表示装置。
  13. 前記第２の層の上面が、前記第１の領域から前記第２の領域にかけて傾斜している、請求項１または２に記載の表示装置。
  14. 前記金属膜は第２族元素を含む、請求項１または２に記載の表示装置。
  15. 前記金属膜はマグネシウム、カルシウム、またはバリウムを含む、請求項１または２に記載の表示装置。
  16. 前記第２の領域において、前記第１の層と前記第３の層が接する、請求項１３に記載の表示装置。
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