JPWO2018163338A1 - 有機ｅｌデバイスの製造方法および成膜装置 - Google Patents

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Abstract

本開示の有機ＥＬデバイスの製造方法は、基板と、前記基板上に配列された複数の有機ＥＬデバイスとを備える素子基板を用意する工程と、前記素子基板に薄膜封止構造を形成する工程とを含む。薄膜封止構造を形成する工程は、第１無機バリア層を素子基板上に形成する工程と、第１無機バリア層上に光硬化性樹脂を凝縮させる工程と、レーザビームによって光硬化性樹脂の選択された複数の領域を照射し、光硬化性樹脂の少なくとも一部を硬化させて光硬化樹脂層を形成する工程と、光硬化性樹脂の硬化しなかった部分を除去する工程と、光硬化樹脂層を覆う第２無機バリア層を前記第１無機バリア層上に形成する工程とを含む。

Description

本発明は、有機ＥＬデバイス、特に、フレキシブルな有機ＥＬデバイスの製造方法および成膜装置に関する。有機ＥＬデバイスの典型例は、有機ＥＬ表示装置および有機ＥＬ照明装置である。
有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置が実用化され始めた。有機ＥＬ表示装置の特徴の１つにフレキシブルな表示装置が得られる点が挙げられる。有機ＥＬ表示装置は、画素ごとに少なくとも１つの有機ＥＬ素子（Organic Light Emitting Diode：ＯＬＥＤ）と、各ＯＬＥＤに供給される電流を制御する少なくとも１つのＴＦＴ（Thin Film Transistor）とを有する。以下、有機ＥＬ表示装置をＯＬＥＤ表示装置と呼ぶことにする。このようにＯＬＥＤごとにＴＦＴなどのスイッチング素子を有するＯＬＥＤ表示装置は、アクティブマトリクス型ＯＬＥＤ表示装置と呼ばれる。また、ＴＦＴおよびＯＬＥＤが形成された基板を素子基板ということにする。
ＯＬＥＤ（特に有機発光層および陰極電極材料）は、水分の影響を受けて劣化しやすく、表示むらを生じやすい。ＯＬＥＤを水分から保護するとともに、柔軟性を損なわない封止構造を提供する技術として、薄膜封止（Thin Film Encapsulation：ＴＦＥ）技術が開発されている。薄膜封止技術は、無機バリア層と有機バリア層とを交互に積層することによって、薄膜で十分な水蒸気バリア性を得ようとするものである。ＯＬＥＤ表示装置の耐湿信頼性の観点から、薄膜封止構造のＷＶＴＲ（Water Vapor Transmission Rate：ＷＶＴＲ）としては、典型的には１×１０-4ｇ／ｍ2／ｄａｙ以下が求められている。
現在市販されているＯＬＥＤ表示装置に使われている薄膜封止構造は、厚さが約５μｍ〜約２０μｍの有機バリア層（高分子バリア層）を有している。このように比較的厚い有機バリア層は、素子基板の表面を平坦化する役割も担っている。しかしながら、有機バリア層が厚いと、ＯＬＥＤ表示装置の屈曲性が制限されるという問題がある。
また、量産性が低いという問題もある。上述の比較的厚い有機バリア層は、インクジェット法やマイクロジェット法などの印刷技術を用いて形成されている。一方、無機バリア層は、薄膜成膜技術を用いて真空（例えば、１Ｐａ以下）雰囲気で形成されている。印刷技術を用いた有機バリア層の形成は大気中または窒素雰囲気中で行われ、無機バリア層の形成は真空中で行われるので、薄膜封止構造を形成する過程で、素子基板を真空チャンバーから出し入れすることになり量産性が低い。
そこで、例えば、特許文献１に開示されているように、無機バリア層と有機バリア層とを連続して製造することが可能な成膜装置が開発されている。
また、特許文献２には、第１の無機材料層、第１の樹脂材、および第２の無機材料層を素子基板側からこの順で形成する際に、第１の樹脂材を第１の無機材料層の凸部（凸部を被覆した第１の無機材料層）の周囲に偏在させた薄膜封止構造が開示されている。特許文献２によると、第１の無機材料層によって十分に被覆されないおそれのある凸部の周囲に第１の樹脂材を偏在させることによって、その部分からの水分や酸素の侵入が抑制される。また、第１の樹脂材が第２の無機材料層の下地層として機能することで、第２の無機材料層が適正に成膜され、第１の無機材料層の側面を所期の膜厚で適切に被覆することが可能になる。第１の樹脂材は次のようにして形成される。加熱気化させたミスト状の有機材料を、室温以下の温度に維持された素子基板上に供給し、基板上で有機材料が凝縮し、滴状化する。滴状化した有機材料が、毛細管現象または表面張力によって、基板上を移動し、第１の無機材料層の凸部の側面と基板表面との境界部に偏在する。その後、有機材料を硬化させることによって、境界部に第１の樹脂材が形成される。特許文献３にも同様の薄膜封止構造を有するＯＬＥＤ表示装置が開示されている。
また、特許文献４は、ＯＬＥＤ表示装置の製造に使用される成膜装置を開示している。
特開２０１３−１８６９７１号公報 国際公開公報第２０１４／１９６１３７号 特開２０１６−３９１２０号公報 特開２０１３−６４１８７号公報
特許文献２または３に記載されている薄膜封止構造は、厚い有機バリア層を有しないので、ＯＬＥＤ表示装置の屈曲性は改善されると考えられる。また、無機バリア層と有機バリア層とを連続して形成することが可能なので、量産性も改善される。
しかしながら、本発明者の検討によると、特許文献２または３に記載の方法で有機バリア層を形成すると、十分な耐湿信頼性が得られないという問題が発生することがあった。
インクジェット法などの印刷法を用いて有機バリア層を形成する場合、有機バリア層は、素子基板上のアクティブ領域（「素子形成領域」または「表示領域」ということもある。）にのみ形成され、アクティブ領域以外の領域には形成されないようにすることができる。したがって、アクティブ領域の周辺（外側）では、第１の無機材料層と第２の無機材料層とが直接接触する領域が存在し、有機バリア層は第１無機材料層と第２無機材料層とによって完全に包囲されており、周囲から隔絶されている。
これに対し、特許文献２または３に記載の有機バリア層の形成方法では、素子基板の全面に樹脂（有機材料）が供給され、液状の樹脂の表面張力を利用して、素子基板の表面の凸部の側面と基板表面との境界部に樹脂を偏在させる。したがって、アクティブ領域外の領域（「周辺領域」ということもある。）、すなわち、複数の端子が配置される端子領域、およびアクティブ領域から端子領域に至る引出し配線が形成される引出し配線領域にも有機バリア層が形成されることがある。具体的には、例えば、引出し配線および端子の側面と基板表面との境界部に紫外線硬化性樹脂が偏在する。そうすると、引出し配線に沿って形成された有機バリア層の部分の端部は第１無機バリア層と第２無機バリア層とによって包囲されておらず、大気（周辺雰囲気）に晒されている。
有機バリア層は、無機バリア層に比べて水蒸気バリア性が低いので、引出し配線に沿って形成された有機バリア層は、大気中の水蒸気をアクティブ領域内へ導く経路となってしまう。
本発明は、上記の課題を解決することができる、有機ＥＬデバイスの製造方法および成膜装置を提供する。
本開示の有機ＥＬデバイスの製造方法は、例示的な実施形態において、アクティブ領域および前記アクティブ領域の外側に位置する周辺領域を有する基板と、前記基板に支持される電気回路であって前記アクティブ領域上に形成された複数の有機ＥＬ素子および前記複数の有機ＥＬ素子を駆動するバックプレーン回路を含む電気回路とを備え、前記バックプレーン回路は、それぞれが前記周辺領域上の端子を含む複数の引出し配線を有する、素子基板を用意する工程と、前記素子基板における前記複数の有機ＥＬ素子の上および前記複数の引出し配線の前記アクティブ領域側の部分の上に薄膜封止構造を形成する工程とを含む。前記薄膜封止構造を形成する工程は、第１無機バリア層を前記素子基板上に形成する工程と、前記第１無機バリア層上に液状の光硬化性樹脂を凝縮させる工程と、波長４００ｎｍ以下のレーザビームによって前記光硬化性樹脂の選択された領域を照射し、前記光硬化性樹脂の少なくとも一部を硬化させて光硬化樹脂層を形成する工程であって、前記複数の引出し配線のそれぞれに前記光硬化樹脂層の開口部を形成する、工程と、前記光硬化樹脂層の表面の一部をアッシングして、有機バリア層を形成する工程と、前記有機バリア層を覆う第２無機バリア層を前記第１無機バリア層上に形成する工程とを含む。
ある実施形態では、前記液状の光硬化性樹脂を凝縮させる工程において、前記第１無機バリアの平坦部上に凝縮した前記光硬化性樹脂の厚さが１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。
ある実施形態において、前記有機バリア層を形成する工程は、少なくとも１個の半導体レーザ素子が出射したレーザ光から前記レーザビームを生成することを含む。
ある実施形態において、前記基板は、フレキシブル基板である。
ある実施形態において、前記光硬化性樹脂はアクリルモノマーを含む。
本開示の有機ＥＬデバイスの製造方法は、例示的な実施形態において、基板と、前記基板上に配列された複数の有機ＥＬデバイスとを備える素子基板を用意する工程と、前記素子基板に薄膜封止構造を形成する工程とを含む。前記薄膜封止構造を形成する工程は、第１無機バリア層を前記素子基板上に形成する工程と、前記第１無機バリア層上に光硬化性樹脂を凝縮させる工程と、レーザビームによって前記光硬化性樹脂の選択された複数の領域を照射し、前記光硬化性樹脂の少なくとも一部を硬化させて光硬化樹脂層を形成する工程と、前記光硬化性樹脂の硬化しなかった部分を除去する工程と、前記基板上に残存する前記光硬化樹脂層を覆う第２無機バリア層を前記第１無機バリア層上に形成する工程とを含む。
ある実施形態において、前記光硬化性樹脂の前記複数の領域は、前記第１無機バリア層と前記第２無機バリア層とが前記有機バリア層を介さずに接触する領域によって各有機ＥＬデバイスのアクティブ領域が囲まれるように選択される。
ある実施形態において、前記光硬化性樹脂の前記複数の領域は、それぞれ、前記複数の有機ＥＬデバイスのアクティブ領域をカバーし、かつ、相互に離間している。
本開示の成膜装置は、例示的な実施形態において、基板を支持するステージを備えるチャンバーと、前記チャンバー内に蒸気または霧状の光硬化性樹脂を供給する原料供給装置と、前記ステージに支持されている前記基板の選択された複数の領域をレーザビームで照射する光源装置とを備えている。前記光源装置は、前記レーザビームを出射する少なくとも１個の半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザビームの前記基板上における強度分布を調節する光学装置とを備える。
ある実施形態において、前記光学装置は、前記レーザビームで前記基板の選択された前記複数の領域を走査する少なくとも１個の可動ミラーを有している。
ある実施形態において、前記光源装置は、前記少なくとも１個の半導体レーザ素子を含む複数の半導体レーザ素子を備えており、前記複数の半導体レーザ素子から放射された複数のレーザビームで前記基板の選択された前記複数の領域を照射する。
ある実施形態において、前記光源装置は、前記複数の半導体レーザ素子を前記基板に対して移動させる駆動装置を有している。
ある実施形態において、前記光学装置は、前記強度分布を調整して、前記基板上に凝縮した前記光硬化性樹脂の少なくとも一部を硬化しないように前記強度分布を調整する。
ある実施形態において、前記光学装置は、前記強度分布を変調する透過型または反射型の空間光変調素子を有している。
本発明の実施形態によると、量産性および耐湿信頼性が改善された薄膜封止構造を備える有機ＥＬデバイスの製造方法、および当該製造方法に用いられる成膜装置が提供される。
有機バリア層１４の形成に用いられる成膜装置２００の構成を示す模式図である。 成膜装置２００が有する光源装置２３０からレーザビーム２３２が出射されている状態を示す模式図である。 光源装置２３０から出射されたレーザビームによって照射される、素子基板２０における複数の領域（照射領域）２０Ｓの配置例を示す斜視図である。 素子基板２０に形成されている１個のＯＬＥＤ表示装置１００と、このＯＬＥＤ表示装置１００に対応する照射領域２０Ｓとの配置関係の一例を模式的に示す図である。 レーザビーム２３２で複数の照射領域２０Ｓを照射する様子を模式的に示す図である。 複数の照射領域２０Ｓを複数のレーザビーム２３２で照射する例を示す斜視図である。 複数の照射領域２０Ｓをライン状のレーザビーム２３２で照射する例を示す斜視図である。 典型的な半導体レーザ素子の基本構成を模式的に示す斜視図である。 屈折型の光学装置２６０を用いてレーザビーム２３２の強度分布をトップハット型に変換する構成例を示す図である。 複数の半導体レーザ素子２５のアレイから出射された複数のレーザビームが合成されて、トップハット型の強度分布を持つ１個のレーザビーム２３２を形成する例を示す図である。 １個の光源装置２３０が１個の照射領域２０Ｓをレーザビーム２３２で照射する例を模式的に示す図である。 固定された光源（例えば１個または複数個の半導体レーザ素子２５）から出射されたレーザビーム２３２を、可動ミラー２３によって反射して個々の照射領域２０Ｓを順次照射する構成の例を示す図である。 マイクロミラーアレイ２８の異なる状態を模試的に示す斜視図である。 マイクロミラーアレイ２８の異なる状態を模試的に示す斜視図である。 （ａ）は本発明の実施形態によるＯＬＥＤ表示装置１００のアクティブ領域の模式的な部分断面図であり、（ｂ）は、ＯＬＥＤ３上に形成されたＴＦＥ構造１０の部分断面図である。 本発明の実施形態１によるＯＬＥＤ表示装置１００Ａの構造を模式的に示す平面図である。 （ａ）〜（ｄ）はＯＬＥＤ表示装置１００Ａの模式的な断面図であり、（ａ）は図１３中の３Ａ−３Ａ’線に沿った断面図であり、（ｂ）は図１３中の３Ｂ−３Ｂ’線に沿った断面図であり、（ｃ）は図１３中の３Ｃ−３Ｃ’線に沿った断面図であり、（ｄ）は図１３中の３Ｄ−３Ｄ’線に沿った断面図である。 （ａ）は図１４（ａ）のパーティクルＰを含む部分の拡大図であり、（ｂ）はパーティクルＰを覆う第１無機バリア層（ＳｉＮ層）の模式的な断面図である。 引出し配線３０Ａを横切る無機バリア層接合部を形成するための「非露光領域Ｓ」の例を示す図である。 引出し配線３０Ａを横切る無機バリア層接合部を形成するための「非露光領域Ｓ」の他の例を示す図である。 引出し配線３０Ａを横切る無機バリア層接合部を形成するための「非露光領域Ｓ」の更に他の例を示す図である。 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ実施形態１によるＯＬＥＤ表示装置が有し得るＴＦＴの例を示す模式的な断面図である。 本発明の実施形態２によるＯＬＥＤ表示装置におけるＴＦＥ構造１０Ｄの模式的な部分断面図であり、（ａ）はパーティクルＰを含む部分の断面図であり、（ｂ）は、有機バリア層１４Ｄの下地表面（例えば、ＯＬＥＤ３の表面）に形成されたアクティブ領域を実質的に包囲する無機バリア層接合部３ＤＢを含む部分の断面図である。 パーティクル（直径１μｍの球状シリカ）を覆う第１無機バリア層（ＳｉＮ層）の断面ＳＥＭ像であり、平面ＳＥＭ像（左下）を併せて示している。 パーティクル（直径２．１５μｍの球状シリカ）を覆う、ＴＦＥ構造の断面ＳＥＭ像であり、平面ＳＥＭ像（左下）を併せて示している。 （ａ）〜（ｃ）は有機バリア層１４Ｄを形成する工程を説明するための模式的な断面である。 （ａ）〜（ｃ）は第２無機バリア層１６Ｄを形成する工程を説明するための模式的な断面である。 過度にアッシングされた有機バリア層１４Ｄｄを示す模式的な断面図である。 過度にアッシングされた有機バリア層１４Ｄｄ上に形成された第２無機バリア層１６Ｄを示す模式的な断面図である。
本開示における「素子基板」は、例示的な実施形態において、アクティブ領域、およびアクティブ領域の外側に位置する周辺領域を有する基板（ベース）と、この基板に支持される電気回路を備える。この電気回路の典型例は、アクティブ領域上に形成された複数の有機ＥＬ素子、および複数の有機ＥＬ素子を駆動するバックプレーン回路を含み、バックプレーン回路は、それぞれが周辺領域上の端子を含む複数の引出し配線を有している。
特許文献２に開示されている有機バリア層を形成するには、従来、第１無機バリア層が形成された素子基板上に光硬化性樹脂を凝縮させた後、素子基板の全面を紫外線で照射して光硬化性樹脂の全体を硬化することが行われてきた。従来の成膜装置によれば、紫外線は高圧ＵＶランプから放射される。
これに対して、本発明の実施形態では、平坦部における厚さが例えば５００ｎｍ以下の比較的薄い液状の光硬化性樹脂が表面に形成された状態にある素子基板の選択された複数の領域をレーザビームで照射する。その結果、選択された複数の領域（露光領域）以外の領域（非露光領域）に凝縮した光硬化性樹脂は硬化することなく、これらの不要な光硬化性樹脂を素子基板上から選択的に除去することが可能になる。このため、有機バリア層の一部が大気中の水蒸気をアクティブ領域内へ導く経路を形成してしまうという課題を解決することができる。
本発明の実施形態によれば、薄膜封止構造を構成する第１無機バリア層と第２無機バリア層との間において、有機バリア層（中実部）の存在は選択された領域内に限定されている。このような薄膜封止構造の全体は、実質的に第１無機バリア層および第２無機バリア層の形状によって規定されており、基板の法線方向から薄膜封止構造を視たとき、有機バリア層が存在する領域は、薄膜封止構造の外形（輪郭）よりも内側に位置している。
本発明の実施形態によれば、例えば半導体レーザ素子から出射されるコヒーレントなレーザビームを用いるため、光線の直進性が高く、素子基板上にマスクを密着させることなく選択的な露光が実現する。このため、成膜装置内において、表面に液状の光硬化性樹脂が形成された状態で置かれている素子基板であっても、そのままの状態で所望の領域に対する選択露光が実現する。液状の光硬化性樹脂が形成された（濡れた）状態の素子基板を、露光および硬化の前に、移動または振動させると、光硬化性樹脂が凝集位置から移動してしまい、所望の位置に有機バリア層を形成できないという問題があるが、本発明の実施形態によれば、このような問題を回避できる。
図１Ａは、本発明による有機ＥＬデバイスの製造方法に好適に用いられる成膜装置２００の基本構成例を模式的に示す図である。この成膜装置２００は、薄膜封止構造を構成する有機バリア層の形成に用いられる。
図示されている成膜装置２００は、チャンバー２１０と、チャンバー２１０の内部を２個の空間に分割する隔壁２３４とを有している。チャンバー２１０の内部のうち隔壁２３４で仕切られた一方の空間には、ステージ２１２と、シャワープレート２２０とが配置されている。隔壁２３４で仕切られた他方の空間には、光源装置（紫外線照射装置）２３０が配置されている。チャンバー２１０は、その内部の空間を所定の圧力（真空度）および温度に制御される。
ステージ２１２は、素子基板２０を支持する上面を有し、上面を例えば−２０℃まで冷却することができる。素子基板２０は、後に詳しく説明するように、例えばフレキシブル基板と、フレキシブル基板上に配列された複数の有機ＥＬデバイスとを備える。素子基板２０は、薄膜封止構造を構成する第１無機バリア層（図１において不図示）が素子基板２０上に形成された状態でステージ２１２上に載置される。第１無機バリア層は、有機バリア層の下地層である。
シャワープレート２２０と隔壁２３４との間には間隙部２２４が形成されている。間隙部２２４の鉛直方向サイズは、例えば１００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下であり得る。シャワープレート２２０は、複数の貫通孔２２２を有している。これら複数の貫通孔２２２は、原料供給ノズルとして機能し、間隙部２２４に所定の流量で供給される光硬化性樹脂（液状）を蒸気または霧状で、チャンバー２１０内の素子基板２０に供給する。必要に応じて光硬化性樹脂は加熱される。光硬化性樹脂の典型例は、アクリルモノマーである。図示される例において、蒸気または霧状のアクリルモノマー２６ｐは、素子基板２０の第１無機バリア層に付着または接触する。アクリルモノマー２６は、容器２０２からチャンバー２１０内に所定の流量で供給される。容器２０２には、配管２０６を介してアクリルモノマー２６が供給されるとともに、配管２０４から窒素ガスが供給される。容器２０２へのアクリルモノマーの流量は、マスフローコントローラ２０８によって制御される。シャワープレート２２２、配管２０４、およびマスフローコントローラ２０８などによって原料供給装置が構成されている。
光源装置２３０は、ステージ２１２に支持された素子基板２０の選択された複数の領域をレーザビーム２３２で照射するように構成されている。図１Ｂは、光源装置２３０からレーザビーム２３２が出射されている状態を示す模式図である。前述したように、成膜装置２００のチャンバー２１０内において、光源装置２３０が配置されている空間は、原料ガスが供給される空間から隔壁２３４によって仕切られている。隔壁２３４およびシャワープレート２２０は、レーザビーム２３２を透過する材料（例えば石英）から形成されている。本開示による成膜装置の構成は、図示される例に限定されない。
以下、図２から図１１Ｂを参照して、光源装置２３０の構成例を詳細に説明する。
図２は、光源装置２３０から出射されたレーザビームによって照射される、素子基板２０における複数の領域（照射領域）２０Ｓの配置例を示す斜視図である。破線で囲まれた矩形領域が個々の照射領域２０Ｓであり、相互に離間して配列されている。図２には、一例として、４行６列に配列された２４個の照射領域２０Ｓが記載されているが、照射領域２０Ｓの個数および配列は、図示されている例に限定されない。また、個々の照射領域２０Ｓの形状およびサイズも、図示されている例に限定されない。
図３は、素子基板２０に形成されている１個のＯＬＥＤ表示装置１００と、このＯＬＥＤ表示装置１００に対応する照射領域２０Ｓとの配置関係の一例を模式的に示す図である。図３の上段には平面レイアウトが示され、図３の下段には断面構成が示されている。
図３に示す例において、ＯＬＥＤ表示装置１００は、基板１と、基板１に支持される回路（バックプレーン回路）２と、回路２上に形成されたＯＬＥＤ３とを備えている。図２に示される素子基板２０は、図３の基板１がＯＬＥＤ表示装置１００ごとに分割される前の段階にあり、複数のＯＬＥＤ表示装置１００の基板１が連続して素子基板２０のベースを構成している。
図３に示される回路２およびＯＬＥＤ３の全体は、薄膜封止構造（ＴＦＥ構造）１０によって覆われ、封止されている。図３に示されるように、１個の照射領域２０Ｓは、回路２およびＯＬＥＤ３が形成される領域よりも広いが、ＴＦＥ構造１０が形成される領域よりは狭い。このため、照射領域２０Ｓの外縁から、ＴＦＥ構造１０が形成される領域の外縁までの中間領域（非露光領域に含まれる）では、仮にアクリルモノマー２６などの光硬化性樹脂が凝縮しても、硬化されず、有機バリア層は形成されない。このため、上記の「中間領域」では、ＴＦＥ構造１０を構成する第１無機バリア層と第２無機バリア層とが直接に接触することになる。後述するように、第１無機バリア層と第２無機バリア層とが直接に接触する部分を、本明細書では、「無機バリア層接合部」と呼ぶことがある。図３の例では、「無機バリア層接合部」は、縦方向に延びる幅Ｇｘを持つ部分と、横方向に延びる幅Ｇｙを持つ部分とを含み、回路２およびＯＬＥＤ３の周りを囲んでいる。
図３に示されているＯＬＥＤ表示装置１００は、回路２を例えばドライバ集積回路（ＩＣ）に接続するための複数の引出し配線３０を備えている。本開示では、回路２および複数の引出し配線を総称して「電気回路（electrical circuitry）」と称する。図３の例では、簡単のため、４本の引出し配線３０が記載されているが、現実の引出し配線３０の本数は、この例に限定されない。また、引出し配線３０は、直線的に延びている必要は無く、屈曲部および／またはブランチを含んでいても良い。
引出し配線３０は回路２から上述の「中間領域」の外側に延びている。すなわち、引出し配線３０の一部はＴＦＥ構造１０によって覆われているが、引出し配線３０の他の部分（少なくともパッド部分として機能する端部、すなわち端子）は、ＴＦＥ構造１０によって覆われていない。引出し配線３０のうちＴＦＥ構造１０によって覆われていない部分が、例えばドライバ集積回路（ＩＣ）の端子と電気的に接触して接続され得る。
図４は、レーザビーム２３２で複数の照射領域２０Ｓを照射する様子（マスクレスのプロジェクション露光）を模式的に示す図である。複数の照射領域２０Ｓのそれぞれが、図３に示したように、個々のＯＬＥＤ表示装置１００において有機バリア層の形成が必要な領域をカバーしている。逆に言えば、個々のＯＬＥＤ表示装置１００において有機バリア層の形成が不要な領域は、レーザビーム２３２で照射されない。なお、照射領域２０Ｓの外側の領域（非露光領域）において、レーザビーム２３２の照射が全く行われないことまでは要求されない。ある領域におけるレーザビーム２３２の照射量が光硬化性樹脂の硬化に必要なレベルよりも低ければ、その領域は「非露光領域」であり、露光のために選択された領域（照射領域）ではない。厚さが例えば１００〜５００ｎｍのアクリルモノマーを紫外線（波長が例えば３７０〜３９０ｎｍ）で硬化するためには、例えば１００〜２００ｍＪ／ｃｍ2の照射量が必要である。この場合、選択された領域（照射領域２０Ｓ）以外の領域では、レーザビーム２３２の照射量を例えば５０ｍＪ／ｃｍ2以下に抑制すればよい。
図４では、複数の照射領域２０がレーザビーム２３２によって同時に照射されているように記載されているが、複数のレーザビーム２３２による照射は同時に行われる必要は無い。複数の照射領域２０のそれぞれが順次レーザビーム２３２によって照射されても良い。また、図４に示されているレーザビーム２３２は、平行光線の束であるが、現実のレーザビーム２３２は、収束または拡大していてもよい。レーザビーム２３２の素子基板２０に対する入射角度も垂直に限定されない。斜めから入射する場合、図３に示される照射領域２０Ｓの形状を実現するように、入射角度に応じてレーザビーム２３２の断面形状が適切に補正され得る。
図５Ａは、直線状に配列された複数の照射領域２０Ｓを複数のレーザビーム２３２で照射する例を模式的に示す斜視図である。図には、参考のため、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸から構成される座標軸が記載されている。この例における光源装置２３０は、Ｘ軸方向に沿ってライン状に並んだ複数の発光部からそれぞれレーザビーム２３２を出射するように構成されている。個々の発光部は、１個の半導体レーザ素子、または複数個の半導体レーザ素子のアレイであり得る。図５の例において、光源装置２３０は、少なくともＹ軸方向に移動可能に支持されており、例えば不図示のモータによって駆動される。このようなモータなどの駆動装置によって光源装置２３０の位置を変え、複数の異なる位置から、順次、複数の照射領域２０Ｓの異なる部分をレーザビーム２３２で照射することができる。
それぞれが図５Ａに示されている構成を備える複数の光源装置２３０がＹ軸方向に配列されていても良い。
図５Ｂは、レーザビーム２３２による１個の照射領域２０Ｓが複数のＯＬＥＤ表示装置１００を跨ぐようにＸ軸方向に延びた形状を有している例である。隣接する照射領域２０Ｓによって挟まれた非露光領域は、Ｘ軸方向に沿ってスリット状に延びている。複数の照射領域２０Ｓの配列パターンは、非露光領域が引出し配線３０を完全に横切るように設定される。光硬化性樹脂が平坦部では形成されない場合、あるいは、平坦部に形成された有機バリア層がアッシングによって除去される場合、引出し配線３０が存在しない平坦部をレーザビームで照射しても良い。そのような平坦部からは最終的に有機バリア層が除去され得るからである。このような場合、図５Ｂに示すように１個の照射領域２０Ｓが複数のＯＬＥＤ表示装置１００を跨いでいても、個々のＯＬＥＤ表示装置１００のアクティブ領域の周囲には不要な有機バリア層は存在しない。
図６は、ある典型的な半導体レーザ素子の基本構成を模式的に示す斜視図である。図６に示されている半導体レーザ素子２５は、レーザビーム２３２を出射する発光領域（エミッタ）２５６を含む端面（ファセット）２５４を有している。半導体レーザ素子２５の上面には、ストライプ状の電極２５２が設けられており、半導体レーザ素子２５の裏面には、裏面電極（不図示）が設けられている。ストライプ状電極２５２と裏面電極との間で発振閾値を超える大きさの電流が流れると、レーザ発振が生じ、発光領域２５６からレーザビーム２３２が出射される。
図６に示される構成は、半導体レーザ素子２５の構成の典型的な一例に過ぎず、説明を簡単にするため、単純化されている。図６の例において、半導体レーザ素子２５の端面２５４がＸＹ面に平行であるので、レーザビーム２３２は発光領域２５６からＺ軸方向に出射する。レーザビーム２３２の光軸はＺ軸方向に平行である。レーザビーム２３２のＹ軸方向の拡がりは角度θｆ、Ｘ軸方向の拡がりは角度θｓによって規定される。回折効果のため、通常、角度θｆは角度θｓよりも大きく、レーザビームの２３２の断面（強度が所定値以上となる部分）は楕円形状を有している。このため、本実施形態では、半導体レーザ素子２５から出射されたレーザビーム２３２をそのまま光硬化性樹脂の露光に用いるのではなく、レンズまたは光ファイバなどの光学装置によってレーザビーム２３２の強度分布を調整する。
図７は、屈折型の光学装置２６０を用いて、レーザビーム２３２の強度分布をトップハット型に変換する構成例を示す図である。この光学装置２６０は、ＸＺ面内における屈折とＹＺ面内における屈折とがそれぞれ異なっており、図３に示される照射領域２０Ｓに整合した強度分布を持つようにレーザビーム２３２の成形を行うことができる。図７には、レーザビーム２３２の光軸（Ｚ軸に平行）に垂直な断面（ＸＹ面に平行な断面）における強度分布Ｌの例が模式的に示されている。この強度分布Ｌは、位置によらず強度がほぼ一様な部分（平坦部）を有しており、このような分布の形状を「トップハット型」と称することができる。レーザビームの「トップハット型」強度分布を持つ断面形状が、図３に示したように回路２およびＯＬＥＤ３のアクティブ領域の形状に整合していれば、効率よく選択露光を行うことができる。
波長が紫外領域（４００ｎｍ以下）にあるレーザビームを出射する半導体レーザ素子として、例えば日亜化学工業の製品番号ＮＤＵ７２１６のレーザダイオードを用いることができる。このレーザダイオードによれば、連続波（ＣＷ）出力が２００ミリワット（ｍＷ）で波長３７０〜３９０ｎｍのレーザビームが得られる。また、日亜化学工業の製品番号ＮＵＵ１０２Ｅのレーザダイオードモジュールによれば、出力が３ワット（Ｗ）で波長３７０〜３９０ｎｍの連続波レーザビームが得られる。３ワット（Ｗ）のＣＷ出力を持つレーザビームを１００ｃｍ2の領域に拡大して照射する場合でも、１０秒間の照射によって３００ｍＪ／ｃｍ2の照射量を達成する。このため、量産に求められる短い時間であっても、比較的薄い光硬化性樹脂（第１無機バリア層の平坦部上における厚さが１００〜５００ｎｍ）の硬化には充分なレベルの照射量を得ることができる。
個々の照射領域２０Ｓを１個の半導体レーザ素子２５から出射されたレーザビーム２３２で照射する必要は無い。図８は、複数の半導体レーザ素子２５のアレイから出射された複数のレーザビームを合成して、トップハット型の強度分布を持つ１個のレーザビーム２３２を形成する例を示している。複数の半導体レーザ素子２５のそれぞれは、同一の光出力でレーザビームを出射する必要は無い。また、半導体レーザ素子２５の配列も等間隔である必要は無い。素子基板上におけるレーザビーム２３２の強度分布を最適化するように個々の半導体レーザ素子２５の位置、方向、出力、および波長などが適宜調整され得る。なお、図８では、簡単のため、レンズまたはミラーなどの光学装置の記載が省略されている。所望の強度分布を実現するため、公知の光学装置が適宜使用され得る。光学装置は、レーザビーム２３２の一部を透過するスリットまたは開口部を有する遮光マスクを備えていても良い。レーザビームは、コヒーレント性が高く、狭いスリットまたは開口部に規定される精密な光照射パターンを形成することができる。
図９は、１個の光源装置２３０が１個の照射領域２０Ｓをレーザビーム２３２で照射する例を模式的に示している。現実には、すべての照射領域２０Ｓに対向するように複数の光源装置２３０が配置されていても良い。また、１個または幾つかの光源装置２３０が移動しつつ、すべての照射領域２０Ｓを、順次、レーザビーム２３２で照射しても良い。
図１０は、固定された光源（例えば１個または複数個の半導体レーザ素子２５）から出射されたレーザビーム２３２を、可動ミラー２３によって反射して個々の照射領域２０Ｓを順次照射する構成の例を示している。可動ミラー２３は、例えばポリゴンミラーまたはガルバノミラーであり得る。可動ミラー２３は、レーザビーム２３２の一部を吸収また散乱する非反射領域２３Ｂを有していても良い。このような非反射領域２３Ｂにより、素子基板２０上におけるレーザビーム２３２の断面形状および強度分布を調整することができる。可動ミラー２３は、例えば２軸アクチュエータ（不図示）などによって向きを変えることができ、任意の方向にレーザビーム２３２を反射することができる。前述したように、可動ミラー２３の向きを変えながら、図３に示される照射領域２０Ｓの形状を実現するには、入射角度に応じてレーザビーム２３２の断面形状が適切に補正されること（台形補正）が好ましい。このような補正は、不図示の光学素子を光路上に配置してビーム成形を行うことにより、実現可能である。可動ミラー２３および光源の個数は、それぞれ、１個に限定されず、複数であっても良い。
可動ミラー２３は、反射型の空間光変調素子（例えば液晶表示パネル）であってもよい。空間光変調素子であれば、素子基板２０上におけるレーザビーム２３２の断面形状および強度分布を動的に変化させることができる。
可動ミラー２３の代わりに、反射型または透過型の空間光変調素子を用いて、半導体レーザ素子２５から出射されたレーザ光を任意の強度分布を持つレーザビーム２３２に変換してもよい。このような構成を採用すれば、素子基板２０の全体または一部を、任意の強度分布を持つレーザビーム２３２で照射することも可能になり、台形補正も容易に実現できる。また、素子基板２０の種類に応じて、照射領域２０Ｓの形状、サイズ、配置を簡単に変更することも可能になる。透過型の空間光変調素子を用いる場合、例えば図５Ａ、図５Ｂ、および図９に示すような光源装置２３０のレーザ光源と素子基板２０との間に空間光変調素子が配置され得る。このような光源装置２３０は、紫外のレーザ光源を備えるプロジェクタとして機能する。
可動ミラー２３は、マイクロミラーアレイであってもよい。図１１Ａおよび図１１Ｂは、それぞれ、同一のマイクロミラーアレイ２８の異なる状態を模試的に示す斜視図である。マイクロミラーアレイ２８は、２次元的に配列された複数の微小ミラー２８Ｍと、個々の微小ミラー２８Ｍの向きを変えるアクチュエータと、アクチュエータを駆動する回路とを備えている。個々の微小ミラー２８Ｍの向きを調整することにより、マイクロミラーアレイ２８に入射したレーザビームを空間的に変調し、素子基板２０の任意の領域をレーザビームで照射することができる。微小ミラー２８Ｍの向きを変化させることにより、素子基板２０の上面をレーザビーム２３２で走査することも可能である。マイクロミラーアレイ２８を用いることにより、素子基板２０の種類に応じて、照射領域２０Ｓの形状、サイズ、配置を簡単に変更することも可能になる。
上述した光源装置２３０を備える成膜装置２００を採用することにより、素子基板２０の第１無機バリア層上に光硬化性樹脂を凝縮させる工程と、レーザビームによって光硬化性樹脂の選択された複数の領域を照射し、光硬化性樹脂の少なくとも一部を硬化させて光硬化樹脂層を形成する工程とを実行することが可能になる。なお、本発明による成膜装置に使用可能な光源装置の構成は、上記の例に限定されない。光硬化性樹脂を硬化することのできる波長域のレーザビームを放射する投影型または走査型の光源装置であれば、本発明の成膜装置に利用可能である。
後述する実施形態では、光硬化性樹脂のうち露光されず、硬化しなかった部分を除去する工程を実行した後、基板上に残存する光硬化樹脂層を覆う第２無機バリア層を第１無機バリア層上に形成する工程を実行し、薄膜封止構造を完成することができる。
（表示装置の構成例）
以下、本発明の実施形態によって製造され得る表示装置の構成例を説明する。なお、本発明の実施形態は、以下に例示する実施形態に限定されない。
まず、図１２（ａ）および（ｂ）を参照して、本発明の実施形態によって製造される表示装置の一例としてＯＬＥＤ表示装置１００の基本的な構成を説明する。図１２（ａ）は、本発明の実施形態によるＯＬＥＤ表示装置１００のアクティブ領域の模式的な部分断面図であり、図１２（ｂ）は、ＯＬＥＤ３上に形成されたＴＦＥ構造１０の部分断面図である。後に説明する実施形態１および実施形態２によるＯＬＥＤ表示装置も基本的に同じ構成を有しており、特に、ＴＦＥ構造以外の構造はＯＬＥＤ表示装置１００と同じであってよい。
ＯＬＥＤ表示装置１００は、複数の画素を有し、画素ごとに少なくとも１つの有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）を有している。ここでは、簡単のために、１つのＯＬＥＤに対応する構造について説明する。
図１２（ａ）に示すように、ＯＬＥＤ表示装置１００は、フレキシブル基板（以下、単に「基板」ということがある。）１と、基板１上に形成されたＴＦＴを含む回路（バックプレーン回路）２と、回路２上に形成されたＯＬＥＤ３と、ＯＬＥＤ３上に形成されたＴＦＥ構造１０とを有している。ＯＬＥＤ３は例えばトップエミッションタイプである。ＯＬＥＤ３の最上部は、例えば、上部電極またはキャップ層（屈折率調整層）である。ＴＦＥ構造１０の上にはオプショナルな偏光板４が配置されている。
基板１は、例えば厚さが１５μｍのポリイミドフィルムである。ＴＦＴを含む回路２の厚さは例えば４μｍであり、ＯＬＥＤ３の厚さは例えば１μｍであり、ＴＦＥ構造１０の厚さは例えば１．５μｍ以下である。
図１２（ｂ）は、ＯＬＥＤ３上に形成されたＴＦＥ１０の部分断面図である。ＯＬＥＤ３の直上に第１無機バリア層（例えばＳｉＮ層）１２が形成されており、第１無機バリア層１２の上に有機バリア層（例えばアクリル樹脂層）１４が形成されており、有機バリア層１４の上に第２無機バリア層（例えばＳｉＮ層）１６が形成されている。
例えば、第１無機バリア層１２および第２無機バリア層１６は、例えば厚さが４００ｎｍのＳｉＮ層であり、有機バリア層１４は厚さが１００ｎｍ未満のアクリル樹脂層である。第１無機バリア層１２および第２無機バリア層１６の厚さはそれぞれ独立に、２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、有機バリア層１４の厚さは５０ｎｍ以上２００ｎｍ未満である。なお、後述するようなパーティクルが第１無機バリア層１２上に存在すると、パーティクルの周囲では、有機バリア層１４の厚さが局所的に増加し、第２無機バリア層の厚さと同程度になり得る。ＴＦＥ構造１０の厚さは４００ｎｍ以上２μｍ未満であることが好ましく、４００ｎｍ以上１．５μｍ未満であることがさらに好ましい。
ＴＦＥ構造１０は、ＯＬＥＤ表示装置１００のアクティブ領域（図１３中のアクティブ領域Ｒ１参照）を保護するように形成されており、少なくともアクティブ領域には、上述したように、ＯＬＥＤ３に近い側から順に、第１無機バリア層１２、有機バリア層１４、および第２無機バリア層１６を有している。なお、有機バリア層１４は、アクティブ領域の全面を覆う膜として存在しているのではなく、開口部を有している。有機バリア層１４の内、開口部を除く、実際に有機膜が存在する部分を「中実部」ということにする。また、「開口部」（「非中実部」ということもある。）は、中実部で包囲されている必要はなく、切欠きなどを含み、開口部においては、第１無機バリア層１２と第２無機バリア層１６とが直接接触している。有機バリア層１４が有する開口部は、少なくとも、アクティブ領域を包囲するように形成された開口部を含み、アクティブ領域は、第１無機バリア層１２と第２無機バリア層１６とが直接接触している部分（「無機バリア層接合部」）で完全に包囲されている。このような有機バリア層１４の平面形状は、光硬化性樹脂が凝縮して存在する領域と、レーザビームによって選択的に露光される領域（照射領域）とが重複する部分によって規定される。すなわち、光硬化性樹脂が存在しない領域をレーザビームで照射しても、その領域に有機バリア層１４は生成されない。また、光硬化性樹脂が存在する領域であっても、必要な照射量でレーザビームの照射が行われない領域には、有機バリア層１４は生成されない。更に、必要に応じて行う有機バリア層１４に対するアッシングにより、有機バリア層１４の平面形状は縮小され得る。
（実施形態１）
図１３から図１５を参照して、本発明の実施形態１によるＯＬＥＤ表示装置の製造方法を説明する。
図１３に本発明の実施形態１によるＯＬＥＤ表示装置１００Ａの模式的な平面図を示す。ＯＬＥＤ表示装置１００Ａは、フレキシブル基板１と、フレキシブル基板１上に形成された回路（バックプレーン回路）２と、回路２上に形成された複数のＯＬＥＤ３と、ＯＬＥＤ３上に形成されたＴＦＥ構造１０Ａとを有している。複数のＯＬＥＤ３が配列されている層をＯＬＥＤ層３ということがある。なお、回路２とＯＬＥＤ３とが一部の構成要素を共有してもよい。ＴＦＥ構造１０Ａの上にはオプショナルな偏光板（図１２中の参照符号４を参照）がさらに配置されてもよい。また、例えば、ＴＦＥ構造１０Ａと偏光板との間にタッチパネル機能を担う層が配置されてもよい。すなわち、ＯＬＥＤ表示装置１００Ａは、オンセル型のタッチパネル付き表示装置に改変され得る。
回路２は、複数のＴＦＴ（不図示）と、それぞれが複数のＴＦＴ（不図示）のいずれかに接続された複数のゲートバスライン（不図示）および複数のソースバスライン（不図示）とを有している。回路２は、複数のＯＬＥＤ３を駆動するための公知の回路であってよい。複数のＯＬＥＤ３は、回路２が有する複数のＴＦＴのいずれかに接続されている。ＯＬＥＤ３も公知のＯＬＥＤであってよい。
ＯＬＥＤ表示装置１００Ａは、さらに、複数のＯＬＥＤ３が配置されているアクティブ領域（図１３中の破線で囲まれた領域）Ｒ１の外側の周辺領域Ｒ２に配置された複数の端子３８Ａと、複数の端子３８Ａと複数のゲートバスラインまたは複数のソースバスラインのいずれかとを接続する複数の引出し配線３０Ａを有しており、ＴＦＥ構造１０Ａは、複数のＯＬＥＤ３の上および複数の引出し配線３０Ａのアクティブ領域Ｒ１側の部分の上に形成されている。すなわち、ＴＦＥ構造１０Ａはアクティブ領域Ｒ１の全体を覆い、かつ、複数の引出し配線３０Ａのアクティブ領域Ｒ１側の部分の上に選択的に形成されており、引出し配線３０Ａの端子３８Ａ側および端子３８Ａは、ＴＦＥ構造１０Ａでは覆われていない。
以下では、引出し配線３０Ａと端子３８Ａとが同じ導電層を用いて一体に形成された例を説明するが、互いに異なる導電層（積層構造を含む）を用いて形成されてもよい。
次に、図１４（ａ）〜（ｄ）を参照して、ＯＬＥＤ表示装置１００ＡのＴＦＥ構造１０Ａを説明する。図１４（ａ）に図１３中の３Ａ−３Ａ’線に沿った断面図を示し、図１４（ｂ）に図１３中の３Ｂ−３Ｂ’線に沿った断面図を示し、図１４（ｃ）に図１３中の３Ｃ−３Ｃ’線に沿った断面図を示し、図１４（ｄ）に図１３中の３Ｄ−３Ｄ’線に沿った断面図を示す。なお、図１４（ｄ）は、ＴＦＥ構造１０Ａが形成されていない領域の断面図である。
図１４（ａ）に示すように、ＴＦＥ構造１０Ａは、ＯＬＥＤ３上に形成された第１無機バリア層１２Ａと、第１無機バリア層１２Ａに接する有機バリア層１４Ａと、有機バリア層１４Ａに接する第２無機バリア層１６Ａとを有している。第１無機バリア層１２Ａおよび第２無機バリア層１６Ａは、例えば、ＳｉＮ層であり、マスクを用いたプラズマＣＶＤ法で、アクティブ領域Ｒ１を覆うように所定の領域だけに選択的に形成される。
有機バリア層１４Ａは、例えば、上記特許文献２に記載の方法によって形成され得る。例えば、チャンバー内で、蒸気または霧状の光硬化性樹脂（例えばアクリルモノマーなどの有機材料）を、室温以下の温度に維持された素子基板上に供給する。素子基板上で凝縮し、液状になった光硬化性樹脂の毛細管現象または表面張力によって、第１無機バリア層１２Ａの凸部の側面と平坦部との境界部に光硬化性樹脂を偏在させることができる。その後、光硬化性樹脂の選択された領域を例えば紫外線のレーザビームで照射することによって光硬化性樹脂を部分的に硬化し、選択された領域内における凸部の周辺の境界部に有機バリア層（例えばアクリル樹脂層）１４Ａの中実部を形成する。この方法によって形成される有機バリア層１４は、平坦部には中実部が実質的に存在しない。有機バリア層の形成方法に関して、特許文献２の開示内容を参考のために本明細書に援用する。
図１４（ａ）は、図１３中の３Ａ−３Ａ’線に沿った断面図であり、パーティクルＰを含む部分を示している。パーティクルＰは、ＯＬＥＤ表示装置の製造プロセス中に発生する微細なゴミで、例えば、ガラスの微細な破片、金属の粒子、有機物の粒子である。マスク蒸着法を用いると、特にパーティクルが発生しやすい。
図１４（ａ）に示すように、有機バリア層（中実部）１４Ａは、パーティクルＰの周辺にのみ形成され得る。これは、第１無機バリア層１２Ａを形成した後に付与されたアクリルモノマーが、パーティクルＰ上の第１無機バリア層１２Ａａの表面の周辺に凝縮され、偏在するからである。第１無機バリア層１２Ａの平坦部上は、有機バリア層１４Ａの開口部（非中実部）となっている。
ここで、図１５（ａ）および（ｂ）を参照して、パーティクルＰを含む部分の構造を説明する。図１５（ａ）は図１４（ａ）のパーティクルＰを含む部分の拡大図であり、図１５（ｂ）はパーティクルＰを覆う第１無機バリア層（例えばＳｉＮ層）の模式的な断面図である。
図１５（ｂ）に示すように、パーティクル（例えば直径が約１μｍ以上）Ｐが存在すると、第１無機バリア層にクラック（欠陥）１２Ａｃが形成されることがある。これは、後に説明するように、パーティクルＰの表面から成長するＳｉＮ層１２Ａａと、ＯＬＥＤ３の表面の平坦部分から成長するＳｉＮ層１２Ａｂとが衝突（インピンジ）するために生じたと考えられる。このようなクラック１２Ａｃが存在すると、ＴＦＥ構造１０Ａのバリア性が低下する。
ＯＬＥＤ表示装置１００ＡのＴＦＥ構造１０Ａでは、図１５（ａ）に示すように、有機バリア層１４Ａが、第１無機バリア層１２Ａのクラック１２Ａｃを充填するように形成し、かつ、有機バリア層１４Ａの表面は、パーティクルＰ上の第１無機バリア層１２Ａａの表面と、ＯＬＥＤ３の平坦部上の第１無機バリア層１２Ａｂとの表面を連続的に滑らかに連結する。したがって、パーティクルＰ上の第１無機バリア層１２Ａおよび有機バリア層１４Ａ上に形成される第２無機バリア層１６Ａに欠陥が形成されることなく、緻密な膜が形成される。このように、有機バリア層１４Ａによって、パーティクルが存在しても、ＴＦＥ構造１０Ａのバリア性を保持することができる。
次に、図１４（ｂ）および（ｃ）を参照して、引出し配線３０Ａ上のＴＦＥ構造１０Ａ具体例を説明する。図１４（ｂ）は、図１３中の３Ｂ−３Ｂ’線に沿った断面図であり、引出し配線３０Ａの部分３２Ａの断面を示している。引出し配線３０Ａの部分３２Ａは、レーザビームの照射領域内に位置している。これに対し、図１４（ｃ）は、図１３中の３Ｃ−３Ｃ’線に沿った断面図であり、引出し配線３０Ａの部分３４Ａの断面を示している。引出し配線３０Ａの部分３４Ａは、レーザビームの照射領域の外側（非露光領域）に位置している。
引出し配線３０Ａは、例えば、ゲートバスラインまたはソースバスラインと同じプロセスでパターニングされるので、ここでは、アクティブ領域Ｒ１内に形成されるゲートバスラインおよびソースバスラインも、引出し配線３０Ａの部分３２Ａ、部分３４Ｂと同じ断面構造を有する例を説明する。なお、引出し配線３０Ａの断面形状は、図１４に示される例に限定されない。
本発明の実施形態によるＯＬＥＤ表示装置１００Ａは、例えば、高精細の中小型のスマートフォンおよびタブレット端末に好適に用いられる。高精細（例えば５００ｐｐｉ）の中小型（例えば５．７型）のＯＬＥＤ表示装置では、限られた線幅で、十分に低抵抗な配線（ゲートバスラインおよびソースバスラインを含む）を形成するために、アクティブ領域Ｒ１内における配線の線幅方向に平行な断面の形状は矩形に近いがことが好ましい。一方、ＯＬＥＤ表示装置１００Ａのアクティブ領域Ｒ１は、第１無機バリア層１２Ａと第２無機バリア層１６Ａとが直接接触する無機バリア層接合部によって実質的に包囲されているので、有機バリア層１４Ａが水分の侵入経路となって、ＯＬＥＤ表示装置のアクティブ領域Ｒ１に水分が到達することがない。
図１４（ｂ）に示した引出し配線３０Ａの部分３２Ａの側面部には、第１無機バリア層１２Ａと第２無機バリア層１６Ａとの間に有機バリア層（中実部）１４が存在している。
一方、図１４（ｃ）に示した引出し配線３０Ａの部分３４Ａの側面部には、有機バリア層（中実部）１４が存在せず、第１無機バリア層１２Ａと第２無機バリア層１６Ａとが直接接触している（すなわち、無機バリア層接合部が形成されている。）。また、平坦部には、有機バリア層１４（中実部）Ａが形成されていないので、引出し配線３０Ａは、図１３中の３Ｃ−３Ｃ’線に沿った断面において、第１無機バリア層１２Ａと第２無機バリア層１６Ａとが直接接触している無機バリア層接合部で覆われている。
したがって、上述したように、引出し配線に沿って形成された有機バリア層が大気中の水蒸気をアクティブ領域内へ導く経路となることがない。耐湿信頼性の観点からは、引出し配線３０Ａの部分３４Ａの長さ、すなわち、引出し配線３０Ａが延びる方向に沿って計測される無機バリア層接合部のサイズ（幅）は、少なくとも０．０１ｍｍであることが好ましい。無機バリア層接合部の幅に特に上限は無いが、０．１ｍｍ超としても耐湿信頼性を向上させる効果はほぼ飽和しており、それ以上長くしても、むしろ、額縁幅を増大させるだけなので、０．１ｍｍ以下が好ましく、例えば０．０５ｍｍ以下とすればよい。インクジェット法で有機バリア層を形成する従来のＴＦＥ構造では、有機バリア層の端部が形成される位置のばらつきを考慮して０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の幅の無機バリア層接合部が設けられている。これに対し、本発明の実施形態によると、無機バリア層接合部の幅は０．１ｍｍ以下でよいので、有機ＥＬ表示装置を狭額縁化できる。
次に、図１４（ｄ）を参照する。図１４（ｄ）は、ＴＦＥ構造１０Ａが形成されていない領域の断面図である。図１４（ｄ）に示す引出し配線３０Ａの部分３６Ａは、レーザビームの照射領域の外側（非露光領域）に位置しているため、その側面の最下部に有機バリア層１４Ａが形成されていない。したがって、引出し配線３０Ａの部分３４Ａおよび端子３８Ａの側面にも有機バリア層（中実部）１４Ａが存在しない。また、平坦部上にも有機バリア層（中実部）１４Ａが存在しない。
有機バリア層１４Ａの形成は、上述したように、蒸気または霧状の光硬化性樹脂（例えばアクリルモノマー）を供給する工程を包含するので、第１無機バリア層１２Ａおよび第２無機バリア層１６Ａのように所定の領域にのみ選択的に光硬化性樹脂を凝縮させることができない。したがって、基板の全面を紫外線で露光する従来の方法では、有機バリア層（中実部）１４Ａが不必要な位置にも形成され得ることになる。しかし、本実施形態によると、選択された複数の領域をレーザビームで照射するため、引出し配線が形成する段差部に有機バリア層（中実部）１４Ａが形成されるのを抑制することができる。
図１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは、引出し配線３０Ａを横切る無機バリア層接合部を形成するための「非露光領域Ｓ」の例を示す図である。これらの図において、白抜きの部分が「非露光領域Ｓ」である。スリット状に延びる非露光領域Ｓは、引出し配線３０Ａを完全に横切っておればよく、引出し配線３０Ａの全体を覆う必要はない。非露光領域Ｓの形状およびサイズは、図示されている例に限定されない。非露光領域Ｓは、引出し配線３０Ａに沿って形成され得る有機バリア層１４Ａによる水分侵入経路を遮断する種々の形状およびサイズを有し得る。
次に、図１７を参照して、ＯＬＥＤ表示装置１００Ａに用いられるＴＦＴの例と、ＴＦＴを作製する際のゲートメタル層およびソースメタル層を用いて形成した引出し配線および端子の例を説明する。
高精細の中小型用ＯＬＥＤ表示装置には、移動度が高い、低温ポリシリコン（「ＬＴＰＳ」と略称する。）ＴＦＴまたは酸化物ＴＦＴ（例えば、Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｏ（酸素）を含む４元系（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系）酸化物ＴＦＴ）が好適に用いられる。ＬＴＰＳ−ＴＦＴおよびＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系ＴＦＴの構造および製造方法はよく知られているので、以下では簡単な説明に留める。
図１７（ａ）は、ＬＴＰＳ−ＴＦＴ２PＴの模式的な断面図であり、ＴＦＴ２PＴはＯＬＥＤ表示装置１００Ａの回路２に含まれ得る。ＬＴＰＳ−ＴＦＴ２PＴは、トップゲート型のＴＦＴである。
ＴＦＴ２PＴは、基板（例えばポリイミドフィルム）１上のベースコート２Pｐ上に形成されている。上記の説明では省略したが、基板１上には無機絶縁体で形成されたベースコートを形成することが好ましい。
ＴＦＴ２PＴは、ベースコート２Pｐ上に形成されたポリシリコン層２Pｓｅと、ポリシリコン層２Pｓｅ上に形成されたゲート絶縁層２Pｇｉと、ゲート絶縁層２Pｇｉ上に形成されたゲート電極２Pｇと、ゲート電極２Pｇ上に形成された層間絶縁層２Pｉと、層間絶縁層２Pｉ上に形成されたソース電極２Pｓｓおよびドレイン電極２Pｓｄとを有している。ソース電極２Pｓｓおよびドレイン電極２Pｓｄは、層間絶縁層２Pｉおよびゲート絶縁層２Pｇｉに形成されたコンタクトホール内で、ポリシリコン層２Pｓｅのソース領域およびドレイン領域にそれぞれ接続されている。
ゲート電極２Pｇはゲートバスラインと同じゲートメタル層に含まれ、ソース電極２Pｓｓおよびドレイン電極２Pｓｄはソースバスラインと同じソースメタル層に含まれる。ゲートメタル層およびソースメタル層を用いて、引出し配線および端子が形成される。
ＴＦＴ２PＴは、例えば、以下のようにして作製される。
基板１として、例えば、厚さが１５μｍのポリイミドフィルムを用意する。
ベースコート２Pｐ（ＳｉＯ2膜：２５０ｎｍ／ＳｉＮx膜：５０ｎｍ／ＳｉＯ2膜：５００ｎｍ（上層／中間層／下層））およびａ−Ｓｉ膜（４０ｎｍ）をプラズマＣＶＤ法で成膜する。
ａ−Ｓｉ膜の脱水素処理（例えば４５０℃、１８０分間アニール）を行う。
ａ−Ｓｉ膜をエキシマレーザーアニール（ＥＬＡ）法でポリシリコン化する。
フォトリソグラフィ工程でａ−Ｓｉ膜をパターニングすることによって活性層（半導体島）を形成する。
ゲート絶縁膜（ＳｉＯ2膜：５０ｎｍ）をプラズマＣＶＤ法で成膜する。
活性層のチャネル領域にドーピング（Ｂ+）を行う。
ゲートメタル（Ｍｏ：２５０ｎｍ）をスパッタ法で成膜し、フォトリソグラフィ工程（ドライエッチング工程を含む）でパターニングする（ゲート電極２Pｇおよびゲートバスライン等を形成する）。
活性層のソース領域およびドレイン領域にドーピング（Ｐ+）を行う。
活性化アニール（例えば、４５０℃、４５分間アニール）を行う。このようにしてポリシリコン層２Pｓｅが得られる。
層間絶縁膜（例えば、ＳｉＯ2膜：３００ｎｍ／ＳｉＮx膜：３００ｎｍ（上層／下層））をプラズマＣＶＤ法で成膜する。
ゲート絶縁膜および層間絶縁膜にコンタクトホールをドライエッチングで形成する。このように、層間絶縁層２Pｉおよびゲート絶縁層２Pｇｉが得られる。
ソースメタル（Ｔｉ膜：１００ｎｍ／Ａｌ膜：３００ｎｍ／Ｔｉ膜：３０ｎｍ）をスパッタ法で成膜し、フォトリソグラフィ工程（ドライエッチング工程を含む）でパターニングする（ソース電極２Pｓｓ、ドレイン電極２Pｓｄおよびソースバスライン等を形成する）。
図１７（ｂ）は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系ＴＦＴ２OＴの模式的な断面図であり、ＴＦＴ２OＴはＯＬＥＤ表示装置１００Ａの回路２に含まれ得る。ＴＦＴ２OＴは、ボトムゲート型のＴＦＴである。
ＴＦＴ２OＴは、基板（例えばポリイミドフィルム）１上のベースコート２Oｐ上に形成されている。ＴＦＴ２OＴは、ベースコート２Oｐ上に形成されたゲート電極２Oｇと、ゲート電極２Oｇ上に形成されたゲート絶縁層２Oｇｉと、ゲート絶縁層２Oｇｉ上に形成された酸化物半導体層２Oｓｅと、酸化物半導体層２Oｓｅのソース領域上およびドレイン領域上にそれぞれ接続されたソース電極２Oｓｓおよびドレイン電極２Oｓｄとを有している。ソース電極２Oｓｓおよびドレイン電極２Oｓｄは、層間絶縁層２Ｏｉに覆われている。
ゲート電極２Oｇはゲートバスラインと同じゲートメタル層に含まれ、ソース電極２Oｓｓおよびドレイン電極２Oｓｄはソースバスラインと同じソースメタル層に含まれる。ゲートメタル層およびソースメタル層を用いて、引出し配線および端子が形成され得る。
ＴＦＴ２OＴは、例えば、以下のようにして作製される。
基板１として、例えば、厚さが１５μｍのポリイミドフィルムを用意する。
ベースコート２Oｐ（ＳｉＯ2膜：２５０ｎｍ／ＳｉＮx膜：５０ｎｍ／ＳｉＯ2膜：５００ｎｍ（上層／中間層／下層））をプラズマＣＶＤ法で成膜する。
ゲートメタル（Ｃｕ膜：３００ｎｍ／Ｔｉ膜：３０ｎｍ（上層／下層））をスパッタ法で成膜し、フォトリソグラフィ工程（ドライエッチング工程を含む）でパターニングする（ゲート電極２Ｏｇおよびゲートバスライン等を形成する）。
ゲート絶縁膜（ＳｉＯ2膜：３０ｎｍ／ＳｉＮx膜：３５０ｎｍ（上層／下層））をプラズマＣＶＤ法で成膜する。
酸化物半導体膜（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体膜：１００ｎｍ）をスパッタ法で成膜し、フォトリソグラフィ工程（ウエットエッチング工程を含む）でパターニングすることによって、活性層（半導体島）を形成する。
ソースメタル（Ｔｉ膜：１００ｎｍ／Ａｌ膜：３００ｎｍ／Ｔｉ膜：３０ｎｍ（上層／中間層／下層））をスパッタ法で成膜し、フォトリソグラフィ工程（ドライエッチング工程を含む）でパターニングする（ソース電極２Oｓｓ、ドレイン電極２Oｓｄおよびソースバスライン等を形成する）。
活性化アニール（例えば、３００℃、１２０分間アニール）を行う。このようにして酸化物半導体層２Oｓｅが得られる。
この後、保護膜として、層間絶縁層２Ｏｉ（例えば、ＳｉＮx膜：３００ｎｍ／ＳｉＯ2膜：３００ｎｍ／（上層／下層））をプラズマＣＶＤ法で成膜する。
（実施形態２）
実施形態１について説明した有機バリア層１４Ａの形成は、アクリルモノマーなどの光硬化性樹脂を段差部分に偏在させる。以下に説明する実施形態２のＯＬＥＤ表示装置の製造方法は、少なくとも平坦部上の一部にも樹脂層（例えばアクリル樹脂層）を形成し、樹脂層を部分的にアッシングすることによって有機バリア層を形成する工程を包含している。最初に形成する樹脂層の厚さを調整する（例えば、１００ｎｍ未満とする）、レーザビームの照射領域を選択する、および／または、アッシング条件（時間を含む）を調整することによって、種々の形態の有機バリア層を形成することができる。すなわち、実施形態１で説明したＯＬＥＤ表示装置１００Ａが有する有機バリア層１４Ａを形成することもできるし、平坦部の一部または全部を実質的に覆う有機バリア層（中実部）を形成することもできる。なお、有機バリア層の面積が大きいと、耐屈曲性を向上させる効果が得られる。以下では、主に、平坦部の一部または全部を覆う有機バリア層（中実部）を有するＴＦＥ構造を有するＯＬＥＤ表示装置およびその製造方法を説明する。なお、ＴＦＥ構造を形成する前の素子基板の構造、特に、引出し配線および端子の構造ならびにＴＦＴの構造は、実施形態１で説明したいずれであってもよい。
図１８（ａ）は、本発明の実施形態２によるＯＬＥＤ表示装置におけるＴＦＥ構造１０Ｄの模式的な部分断面図であり、パーティクルＰを含む部分を示している。図１５（ｂ）を参照して説明したように、パーティクルＰが存在すると、第１無機バリア層１２Ｄにクラック（欠陥）１２Ｄｃが形成されることがある。これは、図１９に示す断面ＳＥＭ像から、パーティクルＰの表面から成長するＳｉＮ層１２Ｄａと、ＯＬＥＤ３の表面の平坦部分から成長するＳｉＮ層１２Ｄｂとが衝突（インピンジ）するために生じたと考えられる。このようなクラック１２Ｄｃが存在すると、ＴＦＥ構造１０Ｄのバリア性が低下する。なお、図１９のＳＥＭ像は、ガラス基板上に、パーティクルＰとして、直径が１μｍの球状シリカを配置した状態で、ＳｉＮ膜をプラズマＣＶＤ法で成膜した試料の断面ＳＥＭ像である。断面はパーティクルＰの中心を通っていない。また、最表面は断面加工時の保護のためのカーボン層（Ｃ−ｄｅｐｏ）である。このように、直径が１μｍの比較的小さな球状のシリカが存在するだけで、ＳｉＮ層１２Ｄにクラック（欠陥）１２Ｄｃが形成される。
実施形態２のＯＬＥＤ表示装置におけるＴＦＥ構造１０Ｄでは、図１８（ａ）に示すように、有機バリア層１４Ｄｃが、第１無機バリア層１２Ｄのクラック１２ＤｃおよびパーティクルＰのオーバーハング部分を充填するように形成されているので、第２無機バリア層１６Ｄによってバリア性を保持することができる。これは、図２０に示す断面ＳＥＭ像で確認することができる。図２０においては、第１無機バリア層１２Ｄ上に第２無機バリア層１６Ｄが直接形成された箇所には界面は観察されていないが、模式図では分かり易さのために、第１無機バリア層１２Ｄと第２無機バリア層１６Ｄとを異なるハッチングで示している。
図２０に示す断面ＳＥＭ像は、図１９の断面ＳＥＭ像と同様に、ガラス基板上に、直径が２．１５μｍの球状シリカを配置した状態で、ＴＦＥ構造１０Ｄを成膜した試料の断面ＳＥＭ像である。図２０と図１９と比較すれば分かるように、図２０に示す直径が約２倍のパーティクルＰであっても、アクリル樹脂層の上に形成されたＳｉＮ膜は欠陥の無い緻密な膜であることがわかる。また、図１９の場合と同様に、パーティクルＰ（直径が２．１５μｍおよび４．６μｍの球状シリカ）を覆うようにＳｉＮ膜をプラズマＣＶＤ法で成膜した後、有機バリア層１４Ｄとしてアクリル樹脂層を形成し、その後、再び、ＳｉＮ膜をプラズマＣＶＤ法で成膜した試料においても、アクリル樹脂層の上に欠陥の無い緻密なＳｉＮ膜が形成されていることをＳＥＭ観察で確認した。
図１８（ａ）に示した有機バリア層１４は、後述するように、例えばアクリル樹脂から形成される。特に、室温（例えば２５℃）における粘度が、１〜１００ｍＰａ・ｓ程度のアクリルモノマー（アクリレート）を光硬化（例えば紫外線硬化）することによって形成されたものが好ましい。このように低粘度のアクリルモノマーは、クラック１２ＤｃおよびパーティクルＰのオーバーハング部分に容易に浸透することができる。また、アクリル樹脂は可視光の透過率が高く、トップエミッションタイプのＯＬＥＤ表示装置に好適に用いられる。アクリルモノマーには必要に応じて、光重合開始剤が混合され得る。光重合開始剤の種類によって感光波長を調節することができる。アクリルモノマーに代えて、他の光硬化性樹脂を用いることもできる。光硬化性樹脂としては、反応性等の観点から紫外線硬化性樹脂が好ましい。照射するレーザビームは、近紫外線（２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下）の中でも特に波長３１５ｎｍ以上４００ｎｍ以下のＵＶ−Ａ領域のものが好ましいが、波長３００ｎｍ以上３１５ｎｍ未満のレーザビームを用いてもよい。また、４００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の青紫色から青色にかけての可視光レーザビームを照射することによって硬化する光硬化性樹脂を用いることもできる。
クラック１２ＤｃおよびパーティクルＰのオーバーハング部分に充填された有機バリア層１４Ｄｃの表面は、パーティクルＰ上の第１無機バリア層１２Ｄａの表面と、ＯＬＥＤ３の表面の平坦部上に形成された有機バリア層１４Ｄｂとの表面を連続的に滑らかに連結する。したがって、パーティクルＰ上の第１無機バリア層１２Ｄおよび有機バリア層１４Ｄ上に形成される第２無機バリア層（ＳｉＮ層）１６Ｄに欠陥が形成されることなく、緻密な膜が形成される。
また、有機バリア層１４Ｄの表面１４Ｄｓは、アッシング処理によって酸化されており、親水性を有しており、第２無機バリア層１６Ｄとの密着性が高い。
耐屈曲性を向上させるためには、有機バリア層１４Ｄは、パーティクルＰ上に形成された第１無機バリア層１２Ｄａの凸状部分を除いて、ほぼ全面に有機バリア層１４Ｄが残存するように、アッシングすることが好ましい。平坦部上に存在している有機バリア層１４Ｄｂの厚さは１０ｎｍ以上であることが好ましい。
特許文献２、３には、有機バリア層を偏在させた構成が記載されているが、本発明者が種々実験したところ、有機バリア層１４Ｄは平坦部上のほぼ全面、すなわち第１無機バリア層１２Ｄａの凸状部分を除いたほぼ全面に形成されていてもよく、耐屈曲性の観点からはその厚さは１０ｎｍ以上であることが好ましい。
有機バリア層１４Ｄが第１無機バリア層１２Ｄと第２無機バリア層１６Ｄとの間に介在すると、ＴＦＥ構造１０Ｄ内部での各層間の密着性が高まる。特に、有機バリア層１４Ｄの表面が酸化されているので、第２無機バリア層１６Ｄとの密着性が高い。
また、平坦部上の有機バリア層１４Ｄｂが全面に形成されていると（有機バリア層１４Ｄが開口部１４Ｄａを有しないと）、ＯＬＥＤ表示装置に外力が掛かったときに、ＴＦＥ構造１０Ｄ内に生じる応力（またはひずみ）が均一に分散される結果、破壊（特に、第１無機バリア層１２Ｄおよび／または第２無機バリア層１６Ｄの破壊）が抑制される。第１無機バリア層１２Ｄと第２無機バリア層１６Ｄと密着してほぼ均一に存在する有機バリア層１４Ｄは、応力を分散および緩和するように作用すると考えられる。このように有機バリア層１４Ｄは、ＯＬＥＤ表示装置の耐屈曲性を向上させる効果も奏する。
ただし、有機バリア層１４Ｄの厚さが２００ｎｍ以上になると、かえって耐屈曲性が低下することがあるので、有機バリア層１４Ｄの厚さは２００ｎｍ未満であることが好ましい。
有機バリア層１４Ｄは、アッシング処理を経て形成される。アッシング処理は面内でばらつくことがあるので、平坦部に形成された有機バリア層１４Ｄｂの一部が完全に除去され、第１無機バリア層１２Ｄの表面が露出される場合がある。このとき、有機バリア層１４Ｄの内、ＯＬＥＤ３の平坦部上に形成されている有機バリア層（中実部）１４Ｄｂは、開口部１４Ｄａよりも面積が大きくなるように制御する。すなわち、中実部１４Ｄｂの面積は平坦部上の有機バリア層（開口部を含む）１４Ｄの面積の５０％超となるように制御する。中実部１４Ｄｂの面積は平坦部上の有機バリア層１４Ｄの面積の８０％以上であることが好ましい。ただし中実部１４Ｄｂの面積は平坦部上の有機バリア層の面積の約９０％を超えないことが好ましい。言い換えると、平坦部上の有機バリア層１４Ｄは合計で約１０％程度の面積の開口部１４Ｄａを有することが好ましい。開口部１４Ｄａは、第１無機バリア層１２Ｄと有機バリア層１４Ｄとの界面および有機バリア層１４Ｄと第２無機バリア層１６Ｄとの界面での剥離を抑制する効果を奏する。平坦部上の有機バリア層１４Ｄの面積の８０％以上９０％以下の面積の開口部１４Ｄａを有すると、特に優れた耐屈曲性が得られる。
また、平坦部の全面に有機バリア層１４Ｄを形成すると、平坦部の有機バリア層１４Ｄが水分の侵入経路となって、ＯＬＥＤ表示装置の耐湿信頼性を低下させることになる。これを防止するために、実施形態２によるＯＬＥＤ表示装置は、図１８（ｂ）に示すように、アクティブ領域を実質的に包囲する無機バリア層接合部３ＤＢを有し、無機バリア層接合部３ＤＢは、レーザビームの非露光領域によって規定される。
無機バリア層接合部３ＤＢでは、露光前に存在していた光硬化性樹脂がレーザビームで照射されず、硬化しないで選択的に除去されている。このため、無機バリア層接合部３ＤＢには、有機バリア層１４Ｄの開口部１４Ｄａが位置し、中実部１４Ｄｂは存在しない。すなわち、無機バリア層接合部３ＤＢでは、第１無機バリア層１２Ｄと第２無機バリア層１６Ｄとが直接接触している。実施形態２のＯＬＥＤ表示装置は、平坦部に有機バリア層１４Ｄを有してはいるが、アクティブ領域は、無機バリア層接合部３ＤＢで完全に包囲されているので、高い耐湿信頼性を有する。
図２１および図２２を参照して、有機バリア層１４Ｄおよび第２無機バリア層１６Ｄの形成工程、特に、アッシング工程を説明する。図２１に有機バリア層１４Ｄの形成工程を示し、図２２に第２無機バリア層１６Ｄの形成工程を示す。
図２１（ａ）に模式的に示すようにＯＬＥＤ３の表面のパーティクルＰを覆う第１無機バリア層１２Ｄを形成した後、第１無機バリア層１２Ｄ上に有機バリア層１４Ｄを形成する。有機バリア層１４Ｄは、例えば、蒸気または霧状のアクリルモノマーを、冷却された素子基板上で凝縮させ、その後、光（例えば紫外線）を照射することによって、アクリルモノマーを硬化させることによって得られる。低粘度のアクリルモノマーを用いることよって、第１無機バリア層１２Ｄに形成されたクラック１２Ｄｃ内にアクリルモノマーを浸透させることができる。
なお、図２１（ａ）では、パーティクルＰ上の第１無機バリア層１２Ｄａ上に有機バリア層１４Ｄｄが形成されている例を示しているが、パーティクルＰの大きさや形状、およびアクリルモノマーの種類に依存するが、アクリルモノマーがパーティクルＰ上の第１無機バリア層１２Ｄａ上に堆積（または付着）しない、あるいは、極微量しか堆積（または付着）しないことがある。有機バリア層１４Ｄは、例えば、後述する図１５に示す成膜装置２００を用いて形成され得る。当初の有機バリア層１４Ｄの厚さは平坦部上で１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下となるように調整される。形成された当初の有機バリア層１４Ｄの表面１４Ｄｓａは滑らかに連続しており、疎水性を帯びている。なお、簡単のために、アッシング前の有機バリア層にも同じ参照符号を付す。
次に、図２１（ｂ）に示すように、有機バリア層１４Ｄをアッシングする。アッシングは、公知のプラズマアッシング装置、光励起アッシング装置、ＵＶオゾンアッシング装置を用いて行い得る。例えば、Ｎ2Ｏ、Ｏ2およびＯ3の内の少なくとも１種のガスを用いたプラズマアッシング、または、これらにさらに紫外線照射とを組合せて行われ得る。第１無機バリア層１２Ｄおよび第２無機バリア層１６ＤとしてＳｉＮ膜をＣＶＤ法で成膜する場合、原料ガスとして、Ｎ2Ｏを用いるので、Ｎ2Ｏをアッシングに用いると装置を簡略化できるという利点が得られる。
アッシングを行うと、有機バリア層１４Ｄの表面１４Ｄｓが酸化され、親水性に改質される。また、表面１４Ｄｓがほぼ一様に削られるとともに、極めて微細な凹凸が形成され、表面積が増大する。アッシングを行ったときの表面積増大効果は、無機材料である第１無機バリア層１２Ｄに対してよりも有機バリア層１４Ｄの表面に対しての方が大きい。したがって、有機バリア層１４Ｄの表面１４Ｄｓが親水性に改質されることと、表面１４Ｄｓの表面積が増大することから、第２無機バリア層１６Ｄとの密着性が向上させられる。
さらに、アッシングを進めると、図２１（ｃ）に示すように、有機バリア層１４Ｄの一部に開口部１４Ｄａが形成される。
さらに、アッシングを進めると、図１５（ａ）に示した有機バリア層１４Ａのように、第１無機バリア層１２Ｄのクラック１２ＤｃおよびパーティクルＰのオーバーハング部分の近傍にだけ有機バリア層１４Ｄｃを残すことができる。このとき、有機バリア層１４Ｄｃの表面は、パーティクルＰ上の第１無機バリア層１２Ｄａの表面と、ＯＬＥＤ３の表面の平坦部の表面とを連続的に滑らかに連結する。
なお、第１無機バリア層１２Ｄと有機バリア層１４Ｄとの密着性を改善するために、有機バリア層１４Ｄを形成する前に、第１無機バリア層１２Ｄの表面にアッシング処理を施しておいてもよい。
次に、図２２を参照して、有機バリア層１４Ｄ上に第２無機バリア層１６Ｄを形成した後の構造を説明する。
図２２（ａ）は、図２１（ａ）に示した有機バリア層１４Ｄの表面１４Ｄｓａをアッシングすることによって酸化し、親水性を有する表面１４Ｄｓに改質した後に、第２無機バリア層１６Ｄを形成した構造を模試的に示している。ここでは、有機バリア層１４Ｄの表面１４Ｄｓａをわずかにアッシングした場合を示しており、パーティクルＰ上の第１無機バリア層１２Ｄａ上に形成された有機バリア層１４Ｄｄも残存している例を示しているが、パーティクルＰ上の第１無機バリア層１２Ｄａ上には有機バリア層１４Ｄが形成されない（または残存しない）こともある。
図２２（ａ）に示すように、有機バリア層１４Ｄ上に形成された第２無機バリア層１６Ｄには欠陥が無く、また、有機バリア層１４Ｄとの密着性にも優れる。
図２２（ｂ）〜（ｃ）に示すように、それぞれ図２１（ｂ）〜（ｃ）に示した有機バリア層１４Ｄ上に第２無機バリア層１６Ｄを形成すると、欠陥が無く、有機バリア層１４Ｄとの密着性に優れた第２無機バリア層１６Ｄが得られる。ＯＬＥＤ３の平坦部上の有機バリア層１４Ｄが完全に除去されても、有機バリア層１４Ｄｃの表面が、パーティクルＰ上の第１無機バリア層１２Ｄａの表面と、ＯＬＥＤ３の表面の平坦部の表面とを連続的に滑らかに連結していれば、欠陥が無く、有機バリア層１４Ｄとの密着性に優れた第２無機バリア層１６Ｄが得られる。
有機バリア層１４Ｄは、図２２（ｂ）に示すように、パーティクルＰ上に形成された第１無機バリア層１２Ｄａの凸状部分を除いて全面に有機バリア層１４Ｄが薄く残存するように、アッシングされてもよい。耐屈曲性の観点から、上述したように、平坦部上の有機バリア層１４Ｄｂの厚さは１０ｎｍ以上２００ｎｍ未満であることが好ましい。
アッシング処理は面内でばらつくので、平坦部に形成された有機バリア層１４Ｄの一部が完全に除去され、第１無機バリア層１２Ｄの表面が露出されることがある。また、パーティクルＰの材質、大きさもばらつくので、図２２（ｃ）に示す構造または先の図１５（ａ）に示した構造を有する箇所が存在し得る。平坦部に形成された有機バリア層１４Ｄの一部が完全に除去される場合でも、有機バリア層１４Ｄの内、ＯＬＥＤ３の平坦部上に形成されている有機バリア層（中実部）１４Ｄｂは、開口部１４Ｄａよりも面積が大きくなるように制御することが好ましい。上述したように、中実部１４Ｄｂの面積は平坦部上の有機バリア層１４Ｄの面積の８０％以上であることが好ましく、約９０％を超えないことが好ましい。
有機バリア層１４Ｄをアッシングしすぎると図２３に示すように、ＯＬＥＤ３の平坦部上に形成された有機バリア層１４Ｄｂが完全に除去されるだけでなく、パーティクルＰによって形成されたクラック１２Ｄｃに充填された有機バリア層１４Ｄｄが小さくなり、第２無機バリア層１６Ｄが形成される下地の表面を滑らかな連続的な形状にする作用を有しなくなる。その結果、図２４に示すように、第２無機バリア層１６Ｄに欠陥１６Ｄｃが形成され、ＴＦＥ構造のバリア特性を低下させることになる。たとえ欠陥１６Ｄｃが形成されなくとも、第２無機バリア層１６Ｄの表面に鋭角な凹部１６Ｄｄが形成されると、その部分に応力が集中しやすく、外力によってクラックが発生しやすい。
また、例えば、パーティクルＰとして凸レンズ状シリカ（直径４．６μｍ）を用いた実験では、凸レンズ状シリカの端部において、有機バリア層がエッチングされ過ぎた結果、第２無機バリア層の膜厚が部分的に極端に薄くなることがあった。このような場合、たとえ第２無機バリア層に欠陥が生じなくても、ＯＬＥＤ表示装置の製造プロセスにおいて、または製造後に、ＴＦＥ構造に外力が掛かった際に、第２無機バリア層にクラックが生じるおそれがある。
ＴＦＥ構造１０に外力がかけられる場合として、次のような場合を挙げることができる。例えば、ＯＬＥＤ表示装置のフレキシブルな基板１を支持基板であるガラス基板から剥離する際、ＴＦＥ構造１０を含むＯＬＥＤ表示装置には曲げ応力が作用する。また、曲面ディスプレイを製造する過程で、所定の曲面形状に沿ってＯＬＥＤ表示装置を曲げる際にも、ＴＦＥ構造１０に曲げ応力が作用する。もちろん、ＯＬＥＤ表示装置の最終的な利用形態が、ＯＬＥＤ表示装置のフレキシビリティを利用する形態（例えば折り畳む、曲げる、あるいは、丸める）のときは、ユーザーが使用している間に種々の応力がＴＦＥ構造１０に掛かることになる。
これを防止するためには、ＯＬＥＤ３の平坦部上に形成されている有機バリア層の５０％超が残存するように（有機バリア層（中実部）１４Ｄｂが開口部１４Ｄａよりも面積が大きくなるように）、アッシング条件を調節することが好ましい。ＯＬＥＤ３の平坦部上に残存する有機バリア層（中実部）１４Ｄｂは８０％以上であることがさらに好ましく、９０％程度であることがさらに好ましい。ただし、１０％程度は開口部１４Ｄａが存在する方が、第１無機バリア層１２Ｄと有機バリア層１４Ｄとの界面および有機バリア層１４Ｄと第２無機バリア層１６Ｄとの界面での剥離を抑制する効果が得られるのでより好ましい。図２２（ａ）〜（ｃ）に示したように、適度に残存する有機バリア層１４Ｄ上に形成された第２無機バリア層１６Ｄの表面には９０°以下を角度なす部分（図２４の凹部１６Ｄｄ参照）が存在しないので、外力が掛かっても応力が集中することが抑制される。
本発明の実施形態２によるＯＬＥＤ表示装置の製造方法は、第１無機バリア層１２Ｄが形成されたＯＬＥＤ３をチャンバー内に用意する工程と、チャンバー内に蒸気または霧状の光硬化性樹脂（例えばアクリルモノマー）を供給する工程と、第１無機バリア層１２Ｄ上で光硬化性樹脂を凝縮させ、液状の膜を形成する工程と、光硬化性樹脂の液状の膜に光を照射することによって、光硬化樹脂層（硬化された樹脂の層）を形成する工程と、光硬化樹脂層を部分的にアッシングすることによって、有機バリア層１４Ｄを形成する工程とを包含する。
光硬化性樹脂として紫外線硬化性樹脂が好適に用いられるので、以下では、紫外線硬化性樹脂を用いる例を説明するが、光硬化性樹脂を硬化させることができる所定の波長の光を出射する光源を用いれば、可視光硬化性樹脂にも適用できる。
図１Ａおよび図１Ｂに示される成膜装置２００を用いて、例えば以下のようにして、有機バリア層１４を形成することができる。以下の例は、ＴＦＥ構造１０の試作やＳＥＭ写真に示した試料の作製に用いた条件の典型例の１つである。
チャンバー２１０内に、アクリルモノマー２６ｐを供給する。アクリルモノマー２６ｐは、間隙部２２４に導入された後、シャワープレート２２０の貫通孔２２２を通り、ステージ２１２上の素子基板２０に供給される。素子基板２０は、ステージ２１２上で、例えば−１５℃に冷却されている。アクリルモノマー２６ｐは素子基板の第１無機バリア層１２上で凝縮され液状の膜になる。アクリルモノマー２６ｐの供給量およびチャンバー２１０内の温度、圧力（真空度）を制御することによって、アクリルモノマー（液状）の堆積速度を調整し得る。例えば、アクリルモノマーは、５００ｎｍ／ｍｉｎで堆積することができる。したがって、約２４秒で厚さが約２００ｎｍのアクリルモノマーの層を形成することができる。
このときの条件を制御することによって、実施形態１における有機バリア層の形成方法のように、アクリルモノマーを凸部の周囲にだけ偏在させることもできる。
アクリルモノマーとして、公知の種々のアクリモノマーを用いることができる。複数のアクリルモノマーを混合してもよい。例えば、２官能モノマーと３官能以上の多官能モノマーを混合してもよい。また、オリゴマーを混合してもよい。ただし、室温（例えば２５℃）における粘度を、１〜１００ｍＰａ・ｓ程度に調整することが好ましい。アクリルモノマーには必要に応じて、光重合開始剤が混合され得る。
その後、チャンバー２１０内を排気し、蒸気または霧状のアクリルモノマー２６ｐを除去した後、図１Ｂに示されるように、レーザビーム２３２による選択的露光を行うことにより、第１無機バリア層１２Ｄ上のアクリルモノマーを硬化させる。前述した高出力のレーザダイオードモジュールを用いることにより、約１０秒の照射時間で選択露光を完了することができる。
このように、有機バリア層１４Ｄの形成工程のタクトタイムは約３４秒であり、非常に量産性が高い。
なお、第１無機バリア層１２Ｄは、例えば、以下のようにして形成される。ＳｉＨ4およびＮ2Ｏガスを用いたプラズマＣＶＤ法で、例えば、成膜対象の基板（ＯＬＥＤ３）の温度を８０℃以下に制御した状態で、４００ｎｍ／ｍｉｎの成膜速度で、厚さ４００ｎｍの第１無機バリア層１２Ｄを形成することができる。このようにして得られる第１無機バリア層１２Ｄの屈折率は１．８４で、４００ｎｍの可視光の透過率は９０％（厚さ４００ｎｍ）である。また、膜応力の絶対値は５０ＭＰａである。
有機バリア層１４Ｄのアッシングは、例えば、Ｎ2Ｏガスを用いたプラズマアッシング法で行う。アッシングは、アッシング用のチャンバーで行う。アッシングレートは例えば５００ｎｍ／ｍｉｎである。上述のように、厚さが２００ｎｍの有機バリア層１４Ｄを形成したとき、平坦部上の有機バリア層（中実部）１４Ｄｂの厚さ（最大値）が２０ｎｍ程度となるように、約２２秒間、アッシングを行う。
このときの条件を調整することによって、図１４（ａ）、（ｂ）に示した有機バリア層１４Ａを形成することができる。また、引出し配線上の有機バリア層１４Ｄの厚さは、他の部分よりも小さいので、引出し配線上の有機バリア層１４Ｄを除去し、平坦部上の有機バリア層１４Ｄの面積の５０％超を残すこともできる。
アッシング後は、Ｎ2Ｏガスを排気し、第２無機バリア層１６Ｄを形成するためのＣＶＤチャンバーに搬送し、例えば、第１無機バリア層１２Ｄと同じ条件で、第２無機バリア層１６Ｄを形成する。
このようにして、ＴＦＥ構造１０ＤおよびＴＦＥ構造１０Ｄを備えるＯＬＥＤ表示装置を作製することができる。本発明の実施形態２によるＯＬＥＤ表示装置の製造方法は、一旦十分な厚さを有する有機バリア層を形成し、それをアッシングすることによって、所望の厚さの有機バリア層を得るものである。したがって、特許文献２、３に記載されている製造方法のように、樹脂材料を偏在させる必要がないので、プロセスマージンが広く、量産性に優れる。
また、上述したように、有機バリア層１４Ｄの表面が酸化されているので、第１無機バリア層１２Ｄおよび第２無機バリア層１６Ｄとの密着性が高く、耐湿信頼性に優れている。例えば、上記で具体的に例示したＴＦＥ構造１０Ｄ（ただし図８のＯＬＥＤ３の代わりに厚さ１５μｍのポリイミドフィルム）のＷＶＴＲを評価したところ、室温換算で測定下限である１×１０-4ｇ／ｍ2・ｄａｙ未満であった。
さらに、平坦部上において、有機バリア層１４Ｄが第１無機バリア層１２Ｄと第２無機バリア層１６Ｄとの間のほぼ全面に存在する構造とすることによって、耐屈曲性に優れる。
なお、無機バリア層として、ＳｉＮ層の他、ＳｉＯ層、ＳｉＯＮ層、ＳｉＮＯ層、Ａｌ2Ｏ3層などを用いることもできる。有機バリア層を形成する樹脂としては、アクリル樹脂の他、ビニル基含有モノマーなどの光硬化性樹脂を用いることができる。光硬化性樹脂として、紫外線硬化型のシリコーン樹脂を用いることもできる。シリコーン樹脂（シリコーンゴムを含む）は可視光透過性および耐候性に優れ、長期間の使用でも黄変しにくいという特徴がある。可視光の照射で硬化する光硬化性樹脂を用いることもできる。本発明の実施形態に用いられる光硬化性樹脂の硬化前の室温（例えば２５℃）の粘度は、１０Ｐａ・ｓを超えないことが好ましく、上述したように１〜１００ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。
上記の各実施形態では、有機ＥＬデバイスの一例として表示装置を製造しているが、本発明は表示装置以外の有機ＥＬデバイス、例えば有機ＥＬ照明装置の製造にも適用可能である。また、基板は、フレキシブル基板に限定されず、剛性の高い材料から形成されていてもよい。表示装置のサイズも、中小型に限定されず、大画面テレビジョン用の大型であってもよい。
本発明の実施形態は、有機ＥＬ表示装置、特にフレキシブルな有機ＥＬ表示装置およびその製造方法に適用され得る。
１ ：基板
２ ：バックプレーン回路
３ ：ＯＬＥＤ
４ ：偏光板
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ ：薄膜封止構造（ＴＦＥ構造）
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ ：第１無機バリア層（ＳｉＮ層）
１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｄ ：有機バリア層（アクリル樹脂層）
１４Ｄａ ：有機バリア層の開口部
１４Ｄｂ ：有機バリア層の中実部
１４Ｄｓ ：有機バリア層の表面（アッシング後）
１４Ｄｓａ ：有機バリア層の表面（アッシング前）
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ ：第２無機バリア層（ＳｉＮ層）
１６Ｄｃ ：欠陥
１６Ｄｄ ：凹部
２０ ：素子基板
２６ ：アクリルモノマー
２６ｐ ：アクリルモノマーの蒸気または霧状のアクリルモノマー
１００、１００Ａ ：有機ＥＬ表示装置
２１０ ：チャンバー
２１２ ：ステージ
２２０ ：シャワープレート
２２２ ：貫通孔
２２４ ：間隙部
２３０ ：光源装置
２３２ ：レーザビーム
２３４ ：隔壁

Claims (14)

  1. アクティブ領域および前記アクティブ領域の外側に位置する周辺領域を有する基板と、前記基板に支持される電気回路であって前記アクティブ領域上に形成された複数の有機ＥＬ素子および前記複数の有機ＥＬ素子を駆動するバックプレーン回路を含む電気回路とを備え、前記バックプレーン回路は、それぞれが前記周辺領域上の端子を含む複数の引出し配線を有する、素子基板を用意する工程と、
    前記素子基板における前記複数の有機ＥＬ素子の上および前記複数の引出し配線の前記アクティブ領域側の部分の上に薄膜封止構造を形成する工程と、
    を含み、
    前記薄膜封止構造を形成する工程は、
    第１無機バリア層を前記素子基板上に形成する工程と、
    前記第１無機バリア層上に液状の光硬化性樹脂を凝縮させる工程と、
    波長４００ｎｍ以下のレーザビームによって前記光硬化性樹脂の選択された領域を照射し、前記光硬化性樹脂の少なくとも一部を硬化させて光硬化樹脂層を形成する工程であって、前記複数の引出し配線のそれぞれに前記光硬化樹脂層の開口部を形成する、工程と、
    前記光硬化樹脂層の表面の一部をアッシングして、有機バリア層を形成する工程と、
    前記有機バリア層を覆う第２無機バリア層を前記第１無機バリア層上に形成する工程と、
    を含む、有機ＥＬデバイスの製造方法。
  2. 前記液状の光硬化性樹脂を凝縮させる工程において、前記第１無機バリア層の平坦部上に凝縮した前記光硬化性樹脂の厚さは１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下である、請求項１に記載の製造方法。
  3. 前記有機バリア層を形成する工程は、少なくとも１個の半導体レーザ素子が出射したレーザ光から前記レーザビームを生成することを含む、請求項１または２に記載の製造方法。
  4. 前記基板は、フレキシブル基板である、請求項１から３のいずれかに記載の製造方法。
  5. 前記光硬化性樹脂はアクリルモノマーを含む、請求項１から４のいずれかに記載の製造方法。
  6. 基板と、前記基板上に配列された複数の有機ＥＬデバイスとを備える素子基板を用意する工程と、
    前記素子基板に薄膜封止構造を形成する工程と、
    を含み、
    前記薄膜封止構造を形成する工程は、
    第１無機バリア層を前記素子基板上に形成する工程と、
    前記第１無機バリア層上に光硬化性樹脂を凝縮させる工程と、
    レーザビームによって前記光硬化性樹脂の選択された複数の領域を照射し、前記光硬化性樹脂の少なくとも一部を硬化させて光硬化樹脂層を形成する工程と、
    前記光硬化性樹脂の硬化しなかった部分を除去する工程と、
    前記基板上に残存する前記光硬化樹脂層を覆う第２無機バリア層を前記第１無機バリア層上に形成する工程と、
    を含む、有機ＥＬデバイスの製造方法。
  7. 前記光硬化性樹脂の前記複数の領域は、前記第１無機バリア層と前記第２無機バリア層とが前記有機バリア層を介さずに接触する領域によって各有機ＥＬデバイスのアクティブ領域が囲まれるように選択される、請求項６に記載の製造方法。
  8. 前記光硬化性樹脂の前記複数の領域は、それぞれ、相互に離間している、請求項６または７に記載の製造方法。
  9. 基板を支持するステージを備えるチャンバーと、
    前記チャンバー内に蒸気または霧状の光硬化性樹脂を供給する原料供給装置と、
    前記ステージに支持されている前記基板の選択された複数の領域をレーザビームで照射する光源装置と、
    を備え、
    前記光源装置は、
    前記レーザビームを出射する少なくとも１個の半導体レーザ素子と、
    前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザビームの前記基板上における強度分布を調節する光学装置と、
    を備える、成膜装置。
  10. 前記光学装置は、前記レーザビームで前記基板の選択された前記複数の領域を走査する少なくとも１個の可動ミラーを有している、請求項９に記載の成膜装置。
  11. 前記光源装置は、前記少なくとも１個の半導体レーザ素子を含む複数の半導体レーザ素子を備えており、前記複数の半導体レーザ素子から放射された複数のレーザビームで前記基板の選択された前記複数の領域を照射する、請求項９に記載の成膜装置。
  12. 前記光源装置は、前記複数の半導体レーザ素子を前記基板に対して移動させる駆動装置を有している、請求項１１に記載の成膜装置。
  13. 前記光学装置は、前記強度分布を調整して、前記基板上に凝縮した前記光硬化性樹脂の少なくとも一部を硬化しないように前記強度分布を調整する、請求項９から１２のいずれかに記載の成膜装置。
  14. 前記光学装置は、前記強度分布を変調する透過型または反射型の空間光変調素子を有している、請求項９から１３のいずれかに記載の成膜装置。
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