WO2018163503A1 - 表示装置およびその製造方法 - Google Patents

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WO2018163503A1
WO2018163503A1 PCT/JP2017/039428 JP2017039428W WO2018163503A1 WO 2018163503 A1 WO2018163503 A1 WO 2018163503A1 JP 2017039428 W JP2017039428 W JP 2017039428W WO 2018163503 A1 WO2018163503 A1 WO 2018163503A1
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density
layer
protective film
low
density layer
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圭亮 鷲尾
竜弥 松本
海老沢 孝
純一 次田
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株式会社日本製鋼所
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Definitions

  • the present invention relates to a display device and a manufacturing method thereof, and can be suitably used for, for example, an organic EL display device and a manufacturing method thereof.
  • the organic electroluminescence element is referred to as an organic EL element.
  • Electroluminescence is a phenomenon that emits light when a voltage is applied to a substance.
  • an element that generates electroluminescence with an organic substance is called an organic EL element (organic electroluminescence element).
  • the organic EL element is a current injection type device and exhibits diode characteristics, and is also referred to as an organic light emitting diode (OLED).
  • Patent Document 1 describes a technique related to a display device in which an organic electroluminescent element is covered with a protective film.
  • Patent Document 2 describes a technique related to a protective film for an organic electronic device.
  • the organic EL element Since the organic EL element is vulnerable to moisture, it is desirable to prevent the transmission of moisture to the organic EL element by forming a protective film so as to cover the organic EL element. For this reason, a protective film is used also in a display device using an organic EL element, and it is desired to improve the reliability of the protective film.
  • a display device includes: a flexible substrate; an organic EL element formed on the flexible substrate; and a protective film made of an inorganic insulating material formed so as to cover the organic EL element.
  • the protective film is composed of one or more high-density layers and one or more low-density layers having a density lower than that of the high-density layers, and alternately such that the low-density layers and the high-density layers are in contact with each other. It has a laminated structure.
  • the one or more high-density layers and the one or more low-density layers constituting the protective film have the same constituent elements.
  • a manufacturing method of a display device includes: (a) a step of forming an organic EL element on a flexible substrate; and (b) a protective film made of an inorganic insulating material so as to cover the organic EL element. Forming using an ALD method. In the step (b), (c) a step of forming a high-density layer using an ALD method, (d) before or after the step (c), the high-density layer and the constituent elements are the same, and The protective film is formed by alternately performing a step of forming a low density layer having a density lower than that of the high density layer using the ALD method.
  • the protective film includes one or more high-density layers and one or more low-density layers, and has a stacked structure in which the low-density layers and the high-density layers are alternately stacked so as to contact each other. .
  • the reliability of the protective film of the display device can be improved.
  • FIG. 1 It is a top view which shows the whole structure of the display apparatus of one Embodiment. It is a principal part top view of the display apparatus of one Embodiment. It is principal part sectional drawing of the display apparatus of one Embodiment. It is sectional drawing which shows typically the case where a flexible substrate is used as a board
  • FIG. 8 is an essential part cross-sectional view of the display device during the manufacturing process following FIG. 7;
  • FIG. 9 is a main part cross-sectional view of the display device during the manufacturing process following FIG. 8;
  • FIG. 10 is a main part cross-sectional view of the display device during the manufacturing process following FIG. 9;
  • FIG. 11 is an essential part cross sectional view of the display device during a manufacturing step following FIG. 10;
  • FIG. 12 is a main part cross-sectional view of the display device during the manufacturing process following FIG. 11;
  • the display device of the present embodiment is an organic EL display device (organic electroluminescence display device) using an organic EL element.
  • a display device of the present embodiment will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of the display device 1 of the present embodiment.
  • the 1 has a display unit 2 and a circuit unit 3.
  • the display device 1 shown in FIG. A plurality of pixels are arranged in an array on the display unit 2 so that an image can be displayed.
  • Various circuits are formed in the circuit unit 3 as necessary, for example, a drive circuit or a control circuit is formed. Circuits in the circuit unit 3 are connected to the pixels of the display unit 2 as necessary.
  • the circuit unit 3 can also be provided outside the display device 1.
  • FIG. 2 is a plan view of the main part of the display device 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of the display device 1.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a part of the display unit 2 of the display device 1 (the region 4 shown in FIG. 1).
  • FIG. 3 substantially corresponds to a cross-sectional view taken along the line A1-A1 in FIG.
  • the substrate 11 constituting the base of the display device 1 has an insulating property.
  • the substrate 11 is a flexible substrate (film substrate) and has flexibility.
  • substrate 11 is a flexible board
  • the substrate 11 may further have translucency.
  • a film-like plastic substrate plastic film
  • the substrate 11 is present on the entire plane of the display device 1 of FIG. For this reason, the planar shape of the substrate 11 is substantially the same as the planar shape of the display device 1, and various shapes can be adopted, but for example, a rectangular shape can be used.
  • the principal surface on the side where the organic EL element is disposed that is, a passivation film 12, an electrode layer 13, an organic layer 14, an electrode layer 15 and a protective layer to be described later.
  • the main surface on the side on which the film 16 is formed is referred to as the upper surface of the substrate 11.
  • the main surface opposite to the upper surface of the substrate 11 is referred to as the lower surface of the substrate 11.
  • a passivation film (passivation layer) 12 is formed on the upper surface of the substrate 11.
  • the passivation film 12 is made of an insulating material (insulating film), for example, a silicon oxide film. Although the passivation film 12 may not be formed, it is more preferable to form it.
  • the passivation film 12 can be formed over almost the entire top surface of the substrate 11.
  • the passivation film 12 has a function of preventing (blocking) moisture transmission from the substrate 11 side to the organic EL element (particularly, the organic layer 14). For this reason, the passivation film 12 can function as a protective film on the lower side of the organic EL element.
  • the protective film 16 can function as a protective film on the upper side of the organic EL element, and has a function of preventing (blocking) moisture transfer from the upper side to the organic EL element (particularly, the organic layer 14). .
  • An organic EL element is formed on the upper surface of the substrate 11 via a passivation film 12.
  • the organic EL element includes an electrode layer 13, an organic layer 14, and an electrode layer 15. That is, on the passivation film 12 on the substrate 11, the electrode layer 13, the organic layer 14, and the electrode layer 15 are formed (laminated) sequentially from the bottom, and the electrode layer 13, the organic layer 14, and the electrode layer 15 are formed. Thus, an organic EL element is formed.
  • the electrode layer 13 is a lower electrode layer, and the electrode layer 15 is an upper electrode layer.
  • the electrode layer 13 constitutes one of an anode and a cathode, and the electrode layer 15 constitutes the other of the anode and the cathode. That is, when the electrode layer 13 is an anode (anode layer), the electrode layer 15 is a cathode (cathode layer), and when the electrode layer 13 is a cathode (cathode layer), the electrode layer 15 is an anode (anode layer). is there.
  • the electrode layer 13 and the electrode layer 15 are each made of a conductive film.
  • One of the electrode layer 13 and the electrode layer 15 is preferably formed of a metal film such as an aluminum (Al) film so that it can function as a reflective electrode, and the other of the electrode layer 13 and the electrode layer 15 Is preferably formed of a transparent conductor film made of ITO (indium tin oxide) or the like so that it can function as a transparent electrode.
  • the electrode layer 13 can be a transparent electrode, and when adopting a so-called top emission method in which light is extracted from the upper surface side of the substrate 11.
  • the electrode layer 15 can be a transparent electrode.
  • a transparent substrate transparent flexible substrate having translucency can be used as the substrate 11.
  • the organic layer 14 is formed on the electrode layer 13, and the electrode layer 15 is formed on the organic layer 14, the electrode layer 13 and the electrode layer 15 are formed. An organic layer 14 is interposed therebetween.
  • the organic layer 14 includes at least an organic light emitting layer.
  • the organic layer 14 can further include an arbitrary layer among a hole transport layer, a hole injection layer, an electron transport layer, and an electron injection layer as necessary. Therefore, the organic layer 14 is, for example, a single layer structure of an organic light emitting layer, a stacked structure of a hole transport layer, an organic light emitting layer, and an electron transport layer, or a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, and an electron transport. It can have a laminated structure of a layer and an electron injection layer.
  • the electrode layer 13 has, for example, a stripe pattern extending in the X direction. That is, the electrode layer 13 has a configuration in which a plurality of linear electrodes (electrode patterns) 13a extending in the X direction are arranged at predetermined intervals in the Y direction.
  • the electrode layer 15 has, for example, a stripe pattern extending in the Y direction. That is, the electrode layer 15 has a configuration in which a plurality of linear electrodes (electrode patterns) 15a extending in the Y direction are arranged at predetermined intervals in the X direction. That is, the electrode layer 13 is composed of a striped electrode group extending in the X direction, and the electrode layer 15 is composed of a striped electrode group extending in the Y direction.
  • the X direction and the Y direction are directions that intersect with each other, and more specifically, are directions that are orthogonal to each other. Further, the X direction and the Y direction are also directions substantially parallel to the upper surface of the substrate 11.
  • each electrode 15a constituting the electrode layer 15 is the Y direction and the extending direction of each electrode 13a constituting the electrode layer 13 is the X direction, the electrode 15a and the electrode 13a are not seen in a plan view. Cross each other. Note that the plan view refers to a case of viewing in a plane substantially parallel to the upper surface of the substrate 11.
  • Each intersection of the electrode 15a and the electrode 13a has a structure in which the organic layer 14 is sandwiched between the electrode 15a and the electrode 13a. Therefore, an organic EL element (an organic EL element constituting a pixel) composed of the electrode 13a, the electrode 15a, and the organic layer 14 between the electrodes 13a and 15a is formed at each intersection of the electrode 15a and the electrode 13a.
  • a pixel is formed by the organic EL element.
  • the organic light emitting layer in the portion of the organic layer 14 sandwiched between the electrode 15a and the electrode 13a can emit light. That is, the organic EL element which comprises each pixel can light-emit.
  • the electrode 15a functions as an upper electrode (one of an anode or a cathode) of the organic EL element
  • the electrode 13a functions as a lower electrode (the other of the anode or the cathode) of the organic EL element.
  • the organic layer 14 can be formed over the entire display unit 2, but can also be formed as the same pattern as the electrode layer 13 (that is, the same pattern as the plurality of electrodes 13a constituting the electrode layer 13), or It can also be formed as the same pattern as the electrode layer 15 (that is, the same pattern as the plurality of electrodes 15a constituting the electrode layer 15). In any case, the organic layer 14 is present at each intersection of the plurality of electrodes 13 a constituting the electrode layer 13 and the plurality of electrodes 15 a constituting the electrode layer 15.
  • the display unit 2 of the display device 1 is in a state in which a plurality of organic EL elements (pixels) are arranged in an array on the substrate 11 in plan view.
  • the electrode layers 13 and 15 have a striped pattern.
  • the organic ELs arranged in the X direction have the lower electrodes (electrodes 13a) connected to each other, and the organic ELs arranged in the Y direction.
  • the upper electrodes (electrodes 15a) are connected to each other.
  • the present invention is not limited to this, and the structure of the organic EL elements arranged in an array can be variously changed.
  • each organic EL element is formed by an isolated pattern having a laminated structure of a lower electrode, an organic layer, and an upper electrode, and a plurality of these isolated organic EL elements are arranged in an array.
  • each pixel can be provided with an active element such as a TFT (thin film transistor) in addition to the organic EL element, and the pixels can be connected to each other through wiring as necessary.
  • TFT thin film transistor
  • a protective film (protective layer) 16 is formed on the upper surface of the substrate 11 (passivation film 12) so as to cover the organic EL element, and thus cover the electrode layer 13, the organic layer 14, and the electrode layer 15. Yes.
  • a protective film 16 is formed so as to cover the organic EL elements arranged in an array.
  • the protective film 16 is preferably formed on the entire display unit 2, and is preferably formed on substantially the entire upper surface of the substrate 11.
  • the organic EL element (electrode layer 13, organic layer 14 and electrode layer 15) is protected by covering the organic EL element (electrode layer 13, organic layer 14 and electrode layer 15) with a protective film 16, and the organic EL element
  • the protection film 16 can prevent (block) the transmission of moisture to the organic layer 14, in particular, moisture to the organic layer 14. That is, by providing the protective film 16, it is possible to prevent moisture from entering the organic EL element side beyond the protective film 16.
  • the protective film 16 is a protective film for organic EL elements.
  • the protective film 16 is not formed in the entire region on the upper surface side of the substrate 11, but a region where the protective film 16 is not formed is provided on a part of the upper surface side of the substrate 11. It is also possible to expose a part of an electrode or a wiring from a region where 16 is not formed. However, even in such a case, it is preferable not to expose the organic layer 14 from a region where the protective film 16 is not formed.
  • the protective film 16 is an insulating film made of an inorganic insulating material and formed by an ALD (Atomic Layer Deposition) method, that is, an ALD film.
  • the ALD method is a film forming method in which a film is formed on an object to be processed in units of atomic layers by alternately supplying a source gas and a reaction gas.
  • the material of the protective film 16 is preferably silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, titanium oxide, zirconium oxide, aluminum oxide, aluminum oxynitride or aluminum nitride, and among them, aluminum oxide, aluminum oxynitride or nitride is particularly preferable.
  • Aluminum aluminum.
  • the protective film 16 includes one or more high-density layers (high-density films) 16H and one or more (low-density films) low-density layers 16L having a density lower than that of the high-density layers 16H.
  • the low-density layer 16L and the high-density layer 16H have a stacked structure in which the layers are alternately stacked so as to be in contact with each other.
  • the high-density layer 16H and the low-density layer 16L constituting the protective film 16 have the same constituent elements. That is, the protective film 16 includes one or more high-density layers 16H and one or more low-density layers 16L, and these layers are made of the same material. Therefore, for example, when the high density layer 16H constituting the protective film 16 is made of aluminum oxide, the low density layer 16L constituting the protective film 16 is also made of aluminum oxide. When the high density layer 16H constituting the protective film 16 is made of aluminum oxynitride, the low density layer 16L constituting the protective film 16 is also made of aluminum oxynitride.
  • the high density layer 16H constituting the protective film 16 is made of aluminum nitride
  • the low density layer 16L constituting the protective film 16 is also made of aluminum nitride.
  • the protective film 16 includes a plurality of high-density layers 16H
  • the plurality of high-density layers 16H have the same constituent elements, that is, are composed of the same material
  • the protective film 16 When the plurality of low density layers 16L are included, the plurality of low density layers 16L have the same constituent elements, that is, are composed of the same material.
  • the protective film 16 has a laminated structure composed of a plurality of layers, but the layers constituting the laminated structure are made of the same material, and therefore the entire protective film 16 is made of the same material. It is comprised by. Since the protective film 16 is formed by the ALD method, the high-density layer 16H and the low-density layer 16L constituting the protective film 16 are also formed by the ALD method.
  • FIG. 3 shows, as an example, a case where the protective film 16 has a laminated structure in which a high-density layer 16H, a low-density layer 16L, and a high-density layer 16H are laminated in order from the bottom. That is, the protective film 16 in FIG. 3 corresponds to a protective film 16 in FIG. However, the protective film 16 shown in any of FIGS. 17, 18, 19, 20, 23, 24, 25, 26, and 27 described later is also applied as the protective film 16 in FIG. 3. You can also.
  • the insulating film 17 is preferably a resin film (resin layer, resin insulating film, organic insulating film).
  • a resin film resin layer, resin insulating film, organic insulating film.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the formation of the insulating film 17 can be omitted. However, the case where the insulating film 17 is formed may be more advantageous than the case where the insulating film 17 is not formed.
  • the protective film 16 is an inorganic insulating film.
  • the inorganic insulating film is a film that hardly allows moisture to pass through, but is also a hard film. Therefore, a resin film (insulating film 17) can be formed on the protective film 16, and this resin film (insulating film 17) can also be used as the uppermost film of the display device 1.
  • the resin film (insulating film 17) is easier to pass moisture than the inorganic insulating film (protective film 16), and therefore has a small function as a film that prevents moisture from entering. However, the resin film (insulating film 17) is softer than the inorganic insulating film (protective film 16).
  • the resin film (insulating film 17) can function as a protective film (mechanical protective film) against physical impact.
  • a flexible substrate is used as the substrate 11, it is easy to prevent the protective film 16 from being cracked due to bending by forming a resin film (insulating film 17) on the protective film 16.
  • the combination of the protective film 16 and the insulating film 17 can be regarded as a protective film.
  • the insulating film 17 made of a resin film it is the protective film 16 that functions as a film (moisture preventing film) that prevents moisture from entering, and the insulating film 17 made of a resin film is mainly used as a mechanical film. Functions as a protective film.
  • the moisture protective film (here, protective film 16) is preferably made of an inorganic insulator
  • the mechanical protective film here, insulating film 17
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a case where the substrate 11 (flexible substrate) constituting the display device 1 is bent, that is, the display device 1 is bent.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view, but hatching is omitted for easy understanding of the drawing.
  • the display device 1 can be bent.
  • substrate 11 is a flexible board
  • the substrate 11 is a flexible substrate, and the flexible substrate includes a bendable substrate and a foldable substrate.
  • FIG. 5 is a process flow diagram showing a manufacturing process of the display device 1 of the present embodiment.
  • FIG. 6 is a process flow diagram showing details of the protective film 16 forming process in the manufacturing process of the display device 1 of the present embodiment.
  • 7 to 12 are main part cross-sectional views during the manufacturing process of the display device 1 of the present embodiment, and a cross-sectional view of a region corresponding to FIG. 3 is shown.
  • the manufacturing process of the display unit 2 of the display device 1 will be mainly described.
  • a substrate 10 in which a glass substrate 9 and a substrate 11 that is a flexible substrate are bonded together is prepared (prepared) (step S1 in FIG. 5).
  • the substrate 11 has flexibility, the substrate 11 is fixed to the glass substrate 9 because the substrate 11 is bonded to the glass substrate 9. This facilitates the formation of various films on the substrate 11 and the processing of the films. Note that the lower surface of the substrate 11 is attached to the glass substrate 9.
  • a passivation film 12 is formed on the upper surface of the substrate 10 (step S2 in FIG. 5). Note that the upper surface of the substrate 10 is synonymous with the upper surface of the substrate 11.
  • the passivation film 12 can be formed using a sputtering method, a CVD method, an ALD method, or the like.
  • the passivation film 12 is made of an insulating material, for example, a silicon oxide film.
  • a silicon oxide film formed by a CVD method can be suitably used as the passivation film 12.
  • an organic layer comprising an electrode layer 13, an organic layer 14 on the electrode layer 13, and an electrode layer 15 on the organic layer 14 on the upper surface of the substrate 10, that is, on the passivation film 12.
  • An EL element is formed. That is, the electrode layer 13, the organic layer 14, and the electrode layer 15 are sequentially formed on the passivation film 12 (steps S3, S4, and S5 in FIG. 5). This step can be performed, for example, as follows.
  • the electrode layer 13 is formed on the upper surface of the substrate 10, that is, on the passivation film 12 (step S3 in FIG. 5).
  • the electrode layer 13 can be formed, for example, by forming a conductive film on the passivation film 12 and then patterning the conductive film using a photolithography technique, an etching technique, or the like.
  • the organic layer 14 is formed on the electrode layer 13 (step S4 in FIG. 5).
  • the organic layer 14 can be formed by, for example, a vapor deposition method (vacuum vapor deposition method) using a mask.
  • the electrode layer 15 is formed on the organic layer 14 (step S5 in FIG. 5).
  • the electrode layer 15 can be formed by, for example, an evaporation method using a mask.
  • a protective film 16 is formed on the upper surface of the substrate 10, that is, on the electrode layer 15, by the ALD method. (Step S6 in FIG. 5). The protective film 16 is formed so as to cover the organic EL element.
  • the protective film 16 includes one or more high-density layers 16H and one or more low-density layers 16L having a lower density than the high-density layers 16H, and the low-density layers 16L and the high-density layers 16H are in contact with each other. It has a stacked structure in which layers are stacked alternately. Therefore, in step S6 (protective film 16 formation step), a step of forming the high-density layer 16H using the ALD method (step S6H in FIG. 6) and a step of forming the low-density layer 16L using the ALD method.
  • the protective film 16 is formed by alternately performing (Step S6L in FIG. 6). In step S6, step S6H is performed once or more, and step S6L is also performed one or more times.
  • step S6H when the protective film 16 has a stacked structure in which a high-density layer 16H, a low-density layer 16L, and a high-density layer 16H are stacked in order from the bottom, in step S6, step S6H (high The protective film 16 can be formed by sequentially performing the density layer 16H forming step), step S6L (low density layer 16L forming step), and step S6H (high density layer 16H forming step). That is, first, the high-density layer 16H is formed on the substrate 10, that is, the electrode layer 15, using the ALD method, and then the low-density layer 16L is formed on the high-density layer 16H using the ALD method.
  • the high-density layer 16H is formed on the low-density layer 16L by using the ALD method, so that the protective film including the high-density layer 16H, the low-density layer 16L thereon, and the high-density layer 16H thereon. 16 is formed.
  • the protective film 16 is not formed on the entire area of the upper surface of the substrate 10, but a region where the protective film 16 is not formed is provided on a part of the upper surface of the substrate 10. A part of the electrode or the wiring can be exposed from a region not formed).
  • the protective film 16 formation process of step S6 can be performed as follows, for example. That is, first, a mask (metal mask) is disposed on the substrate 10, that is, the electrode layer 15, and then the protective film 16 is formed using the ALD method, and then the mask is removed.
  • the protective film 16 is formed in the region exposed without being covered with the mask, but the protective film 16 is not formed in the region covered with the mask. Accordingly, the protective film 16 can be formed so as to cover the organic EL element, and electrodes or wirings can be exposed as necessary from the region where the protective film 16 is not formed.
  • the organic EL element composed of the electrode layer 13, the organic layer 14, and the electrode layer 15 is covered with the protective film 16.
  • the plurality of organic EL elements are arranged in an array, the plurality of organic EL elements are covered with the protective film 16.
  • an insulating film 17 is formed on the upper surface of the substrate 10, that is, on the protective film 16 (step S7 in FIG. 5).
  • the insulating film 17 is preferably a resin film, and is made of, for example, PET, and can be formed using a spin coating method (coating method) or the like.
  • the substrate 11 is separated from the glass substrate 9 by separating the substrate 11 from the glass substrate 9. In this way, the display device 1 can be manufactured.
  • FIG. 13 is an explanatory view (sectional view) showing an example of a film forming apparatus 21 for forming the protective film 16.
  • the film forming apparatus 21 is a film forming apparatus that forms a film using the ALD method, and can be regarded as an ALD apparatus or an ALD film forming apparatus.
  • a plasma ALD apparatus plasma ALD film forming apparatus
  • a plasma ALD method is used as the film forming apparatus 21, and a plasma ALD method is used as the ALD method for forming the protective film 16.
  • plasma ALD apparatus in order to increase the reaction activity, plasma discharge is performed to convert the reaction gas into plasma. For this reason, in the plasma ALD apparatus, a parallel plate electrode or the like is used to perform plasma discharge.
  • the film forming apparatus 21 has a chamber (film forming chamber, film forming container) 22 in which film formation is performed by the ALD method.
  • a stage 24 for arranging the processing object 23 and an upper electrode (a plate electrode) 25 arranged above the stage 24 are arranged.
  • a high frequency power supply 29 is connected to the upper electrode 25, and high frequency power can be applied to the upper electrode 25 by the high frequency power supply 29, and therefore between the upper electrode 25 and the stage 24.
  • the stage 24 also has a function as a lower electrode.
  • the upper electrode 25 and the lower electrode (here, the stage 24) constitute a parallel plate electrode.
  • the high frequency power source 29 can be disposed outside the chamber 22.
  • the stage 24 includes a heater (not shown) and the like, and the processing object 23 arranged on the stage 24 is heated so that the temperature of the processing object 23 can be adjusted to a desired temperature. Yes.
  • An exhaust part (exhaust port) 26 of the chamber 22 is connected to a vacuum pump (not shown) or the like, and the inside of the chamber 22 can be controlled to a predetermined pressure.
  • the chamber 22 has a gas introduction part 27 for introducing gas into the chamber 22 and a gas exhaust part (gas exhaust part) 28 for exhausting gas from the chamber 22.
  • gas introduction part 27 for introducing gas into the chamber 22
  • gas exhaust part (gas exhaust part) 28 for exhausting gas from the chamber 22.
  • FIG. 13 for easy understanding, the flow of gas introduced from the gas introduction unit 27 into the chamber 22 and the flow of gas discharged from the gas discharge unit 28 to the outside of the chamber 22 are indicated by arrows. It is shown schematically.
  • FIG. 13 shows a film forming apparatus that uses parallel plate type electrodes for plasma generation.
  • plasma generation may be performed by a system other than the parallel plate type (for example, ICP (Inductively Coupled Plasma)). Type) can also be used.
  • ICP Inductively Coupled Plasma
  • Film formation using the film formation apparatus 21 can be performed, for example, as follows.
  • the object to be processed is placed on the stage 24 in the chamber 22 of the film forming apparatus 21 in order to perform the protective film 16 forming process.
  • the processing object 23 arranged on the stage 24 is the substrate 10 on which the passivation film 12, the electrode layer 13, the organic layer 14, the electrode layer 15 and the like are formed.
  • a reference numeral 23 is attached and the processing object 23 is indicated.
  • the first step, the second step, the third step, and the fourth step described below are repeated for a plurality of cycles, whereby a desired film (for example, an aluminum oxide film) is formed on the surface of the processing object 23. It can be formed to a thickness.
  • a source gas is introduced (supplied) into the chamber 22 from the gas introduction unit 27.
  • TMA Trimethylaluminium
  • the source gas molecules are adsorbed on the surface of the processing object 23 arranged on the stage 24. That is, an adsorption layer of the source gas is formed on the surface of the processing object 23.
  • the introduction of the source gas into the chamber 22 is stopped, and the purge gas is introduced (supplied) from the gas introduction unit 27 into the chamber 22.
  • An inert gas can be suitably used as the purge gas, but nitrogen gas (N 2 gas) may be used.
  • nitrogen gas nitrogen gas
  • the purge gas By introducing the purge gas, the raw material gas molecules (raw material gas adsorption layer) adsorbed on the surface of the object to be processed 23 remain, but other raw material gases are put together with the purge gas from the gas discharge unit 28 into the chamber. 22 is discharged (purged).
  • reaction gas supply step a reaction gas is introduced (supplied) into the chamber 22 from the gas introduction unit 27.
  • O 2 gas oxygen gas
  • high frequency power is applied to the upper electrode 25, and thus between the upper electrode 25 and the stage 24.
  • the reaction gas here, O 2 gas
  • the reaction gas is turned into plasma, and radicals (active species) are generated in the reaction gas.
  • Source gas molecules adsorbed on the surface (source gas adsorption layer) react with the reaction gas.
  • an atomic layer (one layer) of aluminum oxide which is a reaction layer of the source gas adsorption layer and the reaction gas (reaction gas plasma), is formed on the surface of the processing object 23.
  • a fourth step purge step
  • the introduction of the reaction gas into the chamber 22 and the application of the high-frequency power to the upper electrode 25 are stopped, and the purge gas is introduced (supplied) from the gas introduction unit 27 into the chamber 22.
  • An inert gas can be suitably used as the purge gas, but nitrogen gas (N 2 gas) may be used.
  • nitrogen gas N 2 gas
  • the reaction gas is discharged (purged) out of the chamber 22 from the gas discharge unit 28 together with the purge gas.
  • a desired film for example, an aluminum oxide film
  • a desired thickness for example, an aluminum oxide film
  • the first step, the second step, the third step, and the fourth step are repeated 30 cycles, a film composed of 30 atomic layers is formed, and the first step, the second step, the third step, and If the fourth step is repeated 60 cycles, a film composed of 60 atomic layers is formed.
  • the processing target 23 is unloaded from the chamber 22 of the film forming apparatus 21 to the outside of the chamber 22 and sent to the next step.
  • the organic EL element Since the organic EL element is vulnerable to moisture, it is desirable to form a protective film (moisture protective film) so as to cover the organic EL element to prevent moisture from being transmitted to the organic EL element.
  • a protective film As the protective film, it is desirable to use an inorganic insulating film that has a high effect of preventing moisture from entering.
  • the protective film is preferably formed at a relatively low temperature so as not to adversely affect the organic EL element. Therefore, the protective film has a relatively low temperature. It is preferable to use a material film that can be formed by the above method.
  • the present inventor is considering using a flexible substrate as a substrate on which the organic EL element is formed. Since the flexible substrate has flexibility, it can be bent. If a flexible substrate is used as the substrate of the organic EL display device, the display device can be bent.
  • the protective film When a flexible substrate is used, the protective film is also bent together with the flexible substrate, so that the bending resistance is also important in the protective film.
  • the inorganic insulating film is excellent as a protective film (moisture protective film), but is a harder material than a resin film or the like. Therefore, when a flexible substrate is used as the substrate, the inorganic insulating film is accompanied by bending. There is a risk that cracks will occur in the protective film made of. That is, when the flexible substrate is bent with a small bending radius, the protective film is also bent with a small bending radius, and there is a risk that a crack is generated in the protective film along with the bending.
  • 14 to 16 are explanatory views (cross-sectional views) for explaining the problems related to the adhesion of particles.
  • FIG. 14 shows a processing object 23 for performing a process for forming a protective film.
  • This processing object 23 is, as described above, the substrate 10, the passivation film 12, the electrode layer 13, and the organic layer 14. And the electrode layer 15 are combined.
  • FIG. 14 shows the processing object 23 at the stage immediately before the formation of the protective film.
  • particles particles (particles, foreign matter) are formed on the surface of the processing object 23.
  • ) 31 may be attached.
  • the particles 31 generated due to various processes for example, a film forming process
  • the processing target object 23 is formed in the film forming apparatus for forming the protective film.
  • the particles 31 that existed in the film forming apparatus before the film is transferred and the protective film is formed adhere to the processing object 23. It is not easy to completely prevent the particles 31 from adhering to the surface of the processing object 23. For this reason, in order to make it easy to manage the manufacturing process and to make it easy to manufacture an organic EL display device or the like, a protective film is formed by allowing particles 31 to adhere to the surface of the processing object 23 to some extent. Is desired.
  • FIG. 15 and 16 show a state in which a protective film is formed on the processing object 23 to which the particles 31 are attached as shown in FIG. 15 and 16
  • FIG. 15 shows the case where the protective film 32 is formed by the CVD method
  • FIG. 16 shows the case where the protective film 33 is formed by the ALD method.
  • the protective film 32 and the protective film 33 correspond to the protective film 16 of the present embodiment.
  • the protective film 32 is formed using the CVD method with the particles 31 attached to the processing target 23, the surface of the processing target 23 and the surface of the particles 31 attached to the processing target 23 Then, the protective film 32 is formed.
  • the protective film 32 is formed by using the CVD method, as shown in FIG. 15, the protective film is formed in the region shielded by the particles 31 among the surface of the processing object 23 and the surface of the particles 31. 32 is difficult to be formed, so that the protective film 32 is not formed in the vicinity of the adhesion region between the processing object 23 and the particles 31. For this reason, when the protective film 32 is formed using the CVD method as shown in FIG. 15, there is a possibility that the particles 31 fall off after the protective film 32 is formed, causing a problem.
  • the protective film 32 is not formed at the location where the particles 31 dropped off, so that moisture enters from there, and the moisture is organic EL.
  • the organic EL element is deteriorated by being transmitted to the element. This leads to a decrease in the reliability of the organic EL element and a decrease in the reliability of the display device (organic EL display device) using the organic EL element.
  • the protective film 33 is formed using the ALD method with the particles 31 attached to the processing target 23, the surface of the processing target 23 and the surface of the particles 31 attached to the processing target 23 Then, the protective film 32 is formed. Since the ALD method is a film forming method having excellent coverage with respect to the base of the film to be formed, when the protective film 33 is formed by using the ALD method, as shown in FIG. In addition, the protective film 33 can be easily formed in a region shielded by the particle 31 in the surface of the particle 31, and the protective film 33 can be formed even in the vicinity of the adhesion region between the processing object 23 and the particle 31. .
  • the protective film 33 is formed using the ALD method in a state where the particles 31 are attached to the processing target 23, the protective film 33 is formed on the processing target 23 with the particles 31 attached as shown in FIG.
  • the entire surface of the particle 31 is covered with the protective film 33. That is, the protective film 33 covering the surface of the particle 31 and the protective film 33 covering the surface of the processing object 23 are continuously connected.
  • the protective film 33 is formed using the ALD method with the particles 31 attached to the processing target 23 as shown in FIG. 16
  • the particles 31 are protected after the protective film 33 is formed. Since the particles 31 are less likely to drop off, problems associated with the dropping of the particles 31 are less likely to occur.
  • the present inventor is considering forming a protective film by the ALD method.
  • the protective film 33 is formed by the ALD method, when the protective film 33 is thin, the action of holding the particles 31 by the protective film 33 is weakened, so that the particles 31 are dropped after the protective film 32 is formed. Some concern remains. Therefore, it is desirable to form the protective film by the ALD method and to increase the thickness of the protective film to some extent, so that it is possible to accurately suppress or prevent the particles 31 from dropping after the protective film is formed. become able to.
  • the thickness of the protective film reduces the bending resistance of the protective film and leads to easy cracking of the protective film accompanying the bending. That is, if the protective film is thin, cracks in the protective film due to bending are less likely to occur, but the risk of the particles 31 falling off after the protective film is formed increases. On the other hand, if the protective film is thick, the protective film is formed. Although the risk that the particles 31 will drop later is reduced, the risk that the protective film will crack due to bending increases. After the protective film is formed, the particles 31 may drop off, or the protective film may be cracked due to bending, the reliability of the organic EL element may be reduced, and a display device using the organic EL element (organic EL display device). Will lead to a decrease in the reliability of.
  • a protective film is formed by the ALD method and the reliability of the protective film is improved to provide a protective film that is unlikely to be cracked due to bending without reducing its thickness. It is desirable.
  • the protective film 16 made of an inorganic insulating material is formed by the ALD method.
  • the density of the protective film 16 is controlled.
  • the protective film 16 includes one or more high-density layers 16H. It is composed of one or more low density layers 16L having a density lower than that of the high density layer 16H, and has a laminated structure in which the low density layers 16L and the high density layers 16H are alternately laminated so as to be in contact with each other. It is.
  • the low density layer 16L has a lower density than the high density layer 16H, in other words, the high density layer 16H has a higher density than the low density layer 16L. Further, since the protective film 16 is formed by the ALD method, both the high density layer 16H and the low density layer 16L are formed by the ALD method.
  • the high-density layer 16H and the low-density layer 16L constituting the protective film 16 have the same constituent elements, that is, are composed of the same material (same kind of material). Further, when the protective film 16 includes a plurality of high-density layers 16H, the plurality of high-density layers 16H have the same constituent elements, that is, are composed of the same material (the same kind of material). When the protective film 16 includes a plurality of low-density layers 16L, the plurality of low-density layers 16L have the same constituent elements, that is, are composed of the same material (the same kind of material). That is, the entire protective film 16 is made of the same material, but the density is not uniform.
  • the density of the low-density layer 16L is lower than the density of the high-density layer 16H, but the density at this time corresponds to the atomic density (number of atoms per unit volume: atoms / cm 3 ). is doing. That is, when compared in terms of atomic density, the density of the low density layer 16L is lower than the density of the high density layer 16H.
  • the low-density layer 16L and the high-density layer 16H have the same constituent elements and are formed of the same material, if the atomic density is large, the density is inevitably (weight per unit volume: g / Cm 3 ) also increases.
  • the density of the low density layer 16L is lower than the density of the high density layer 16H when compared by atomic density, the density of the low density layer 16L is high even when compared by weight density.
  • the density is lower than that of the density layer 16H, and vice versa.
  • the density of the low-density layer 16L is preferably 80 to 95% of the density of the high-density layer 16H, but this is the relationship that holds when compared by atomic density, but compared by weight density. Even if it does, it is substantially satisfied.
  • the protective film 16 has a laminated structure in which the low-density layers 16L and the high-density layers 16H are alternately laminated so that the uppermost layer in the laminated structure constituting the protective film 16 is used. Except that the high-density layer 16H is present on the low-density layer 16L, and the low-density layer 16L is present on the high-density layer 16H. Further, the protective film 16 is composed of one or more high-density layers 16H and one or more low-density layers 16L. This means that both the high-density layer 16H and the low-density layer 16L are one layer, and one is two. There can be a case where the other is a single layer and a case where both are two or more layers.
  • the protective film 16 is formed by the ALD method. For this reason, even when the protective film 16 is formed in a state where the particles 31 are attached to the processing target 23, the protective film 16 is formed by the ALD method. Therefore, for the reason described with reference to FIG. After the film 16 is formed, the particles 31 are held by the protective film 16 and can prevent the particles 31 from falling off. Thereby, since the trouble accompanying drop-off of the particles 31 can be prevented, the reliability of the organic EL element can be improved, and the reliability of the display device (organic EL display device) using the organic EL element can be improved. Can be improved. In addition, when the protective film 16 is formed by the ALD method with the particles 31 attached to the processing object 23, the state is the same as the state of FIG.
  • the inorganic insulating film is suitable as a protective film for the organic EL element because it is difficult for moisture to pass through compared to the organic insulating film. Therefore, an inorganic insulating film is used as the protective film 16. ing. However, since the inorganic insulating film is harder than the organic insulating film, cracks are likely to occur when it is bent.
  • the substrate 11 since a flexible substrate is used as the substrate 11, it is desired to improve the bending resistance of the protective film 16 so that the protective film 16 does not crack with bending.
  • one or more high-density layers 16H and one or more low-density layers 16L are formed, and the low-density layers 16L and the high-density layers 16H are alternately arranged so as to be in contact with each other.
  • the protective film 16 having a laminated structure laminated on is adopted. As a result, the bending resistance of the protective film 16 can be improved. This will be described in detail below with reference to FIGS.
  • the bending resistance of the protective film 16 corresponds to the durability of the protective film 16 with respect to the bending test.
  • the bending test corresponds to a test in which the bending operation is repeated many times. Even if the bending operation is repeated many times, it can be determined that the bending resistance of the protective film 16 has improved if there is no defect such as a crack in the protective film 16.
  • FIGS. 17 to 22 are cross-sectional views (descriptive views) showing the cross-sectional structure of the protective film, and a part of the display device 1 (a part of FIG. 3 described above) is extracted and shown.
  • FIG. 17 to FIG. 20 and FIG. 23 to FIG. 27 described later correspond to this embodiment
  • FIG. 21 and FIG. 22 correspond to a comparative example (an examination example examined by the present inventor).
  • ing. 17 to 22 show the cross-sectional structures of the protective films (16, 116, 216).
  • the cross-sectional structures of the protective films are different from each other.
  • the layer constituting the base of the protective film (16, 116, 216) is indicated by the reference numeral 18 and is indicated as the base layer 18.
  • (16, 116, 216) is formed on the underlayer 18.
  • the underlayer 18 includes the electrode layer 15, the organic layer 14, the electrode layer 13, the passivation film 12, or the substrate 11.
  • the underlayer 18 includes the electrode layer 15, the organic layer 14, the electrode layer 13, and the passivation film. Whether it is constituted by 12 or the substrate 11 may differ depending on the planar position of the protective film.
  • one protective film 16 includes a region in which the base layer 18 under the protective film 16 is configured by the electrode layer 15, and a region in which the base layer 18 under the protective film 16 is configured by the organic layer 14.
  • the base layer 18 under the protective film 16 is integrally formed with the region formed of the electrode layer 13 and the base layer 18 under the protective film 16 is formed with the region formed of the passivation film 12. possible.
  • the structure (cross-sectional structure) of the protective film in each of FIGS. 17 to 22 is as follows.
  • the protective film 16 is a laminated film of a low-density layer 16L as the lowermost layer and a high-density layer 16H as the uppermost layer formed on the low-density layer 16L. That is, in the case of FIG. 17, the protective film 16 has a laminated structure of the low density layer 16L and the high density layer 16H thereon.
  • the protective film 16 is a laminated film of a high-density layer 16H as the lowermost layer and a low-density layer 16L as the uppermost layer formed on the high-density layer 16H. That is, in the case of FIG. 18, the protective film 16 has a laminated structure of the high-density layer 16H and the low-density layer 16L thereon.
  • the protective film 16 has a low-density layer 16L as the lowermost layer, a high-density layer 16H as an intermediate layer formed on the low-density layer 16L, and the high-density layer 16H. It consists of a laminated film with the formed low density layer 16L as the uppermost layer. That is, in the case of FIG. 19, the protective film 16 has a laminated structure of a low density layer 16L, a high density layer 16H thereon, and a low density layer 16L thereon.
  • the protective film 16 is formed on the high-density layer 16H as the lowermost layer, the low-density layer 16L as an intermediate layer formed on the high-density layer 16H, and the low-density layer 16L. It consists of a laminated film with the formed high-density layer 16H as the uppermost layer. That is, in the case of FIG. 20, the protective film 16 has a laminated structure of the high-density layer 16H, the low-density layer 16L thereon, and the high-density layer 16H thereon. In other words, in the case of FIG. 20, the protective film 16 has a structure in which the low-density layer 16L is interposed (interposed) between the two high-density layers 16H.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of the protective film 16 of the first comparative example.
  • the protective film 16 of the first comparative example is denoted by reference numeral 116 and is designated as “protective film 116 of the first comparative example” or “protective film”. This will be referred to as “film 116”.
  • the protective film 116 of the first comparative example is composed entirely of a film having the same density as the high-density layer 16H. That is, in the case of FIG. 21, the entire protective film 116 is composed of the high-density layer 16H.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view of the protective film 16 of the second comparative example.
  • the protective film 16 of the second comparative example is denoted by reference numeral 216 and is designated as “protective film 216 of the second comparative example” or “protective film”. This will be referred to as “film 216”.
  • the protective film 216 of the second comparative example is composed entirely of a film having the same density as the low density layer 16L. That is, in the case of FIG. 22, the entire protective film 216 is composed of the low density layer 16L.
  • the protective films (16, 116, 216) have the same thickness.
  • the protective film 116 of the first comparative example shown in FIG. 21 will be described.
  • the whole is constituted by the high-density layer 16H.
  • the high density layer 16H is a relatively hard film because of its high density.
  • the entire protective film 116 of the first comparative example shown in FIG. 21 is made of a hard material.
  • the protective film 116 of the first comparative example has low bending resistance, and there is a concern that the protective film 116 may crack due to bending.
  • the protective film 216 of the second comparative example shown in FIG. 22 will be described.
  • the whole is composed of the low density layer 16L. Since the density is low, the low density layer 16L is a film having higher flexibility than the high density layer 16H. However, since the density of the low density layer 16L is lower than that of the high density layer 16H, the moisture permeability is higher than that of the high density layer 16H. That is, the barrier property against moisture is lower in the low density layer 16L than in the high density layer 16H. For this reason, the protective film 216 of the second comparative example, which is entirely constituted by the low-density layer 16L, has a low barrier property against moisture, and there is a concern that the function as the moisture protective film may be reduced.
  • the protective film 16 has a laminated structure of a low density layer 16L and a high density layer 16H, and the lowest layer is the low density layer 16L.
  • the underlayer 18 under the protective film 16 is composed of the electrode layer 15, the organic layer 14, the electrode layer 13, the passivation film 12, or the like.
  • the lowermost layer of the protective film 16 is composed of a hard film, depending on the material of the base layer 18 under the protective film 16, stress concentrates at the interface between the protective film 16 and the base layer 18 during bending, There is a possibility that peeling at the interface between the protective film 16 and the underlayer 18 and cracking of the protective film 16 starting from the interface may occur.
  • FIG. 17 the case of FIG.
  • the lowermost layer of the protective film 16 is composed of a low-density layer 16L that is more flexible than the high-density layer 16H. Even if the stress is concentrated on the interface, the low density layer 16L having flexibility can absorb the stress on the interface. For this reason, in the case of FIG. 17, the lowermost layer of the protective film 16 is constituted by the low-density layer 16L, so that peeling at the interface between the protective film 16 and the base layer 18 at the time of bending, and protection starting from the interface. The occurrence of cracks in the film 16 can be suppressed or prevented. Therefore, the reliability of the protective film 16 can be improved, and as a result, the reliability of the display device can be improved.
  • an organic EL element or an organic EL display device can be used. It becomes easy to manufacture and the performance of an organic EL element or an organic EL display device can be improved.
  • the protective film 16 includes a high-density layer 16H having a higher barrier property against moisture (that is, having a low moisture permeability) than the low-density layer 16L.
  • the barrier property against moisture of the protective film 16 can be ensured. For this reason, the function of the protective film 16 as a moisture protective film can be ensured.
  • the protective film 16 has a laminated structure of a high density layer 16H and a low density layer 16L, and the uppermost layer is the low density layer 16L.
  • any film (insulating film 17 in this case) is formed on the protective film 16, depending on the material of the film, stress concentrates on the interface between the protective film 16 and the film on the protective film 16 during bending, and the protective film 16 There is a risk of peeling at the interface between the protective film 16 and the upper film, and cracking of the protective film 16 starting from the interface.
  • FIG. 1 in the case of FIG.
  • the protective film 16 and the film thereon are bent at the time of bending. Even if the stress is concentrated on the interface with, the low density layer 16L having flexibility can absorb the stress on the interface. For this reason, in the case of FIG. 18, the uppermost layer of the protective film 16 is constituted by the low-density layer 16L, so that peeling occurs at the interface between the protective film 16 and the film thereon and the interface is the starting point when folded. The generation of cracks in the protective film 16 can be suppressed or prevented.
  • the reliability of the protective film 16 can be improved, and as a result, the reliability of the display device can be improved. Moreover, since the range of selection of the material of the film
  • the protective film 16 includes a high-density layer 16H having a higher barrier property to moisture (that is, having a low moisture permeability) than the low-density layer 16L.
  • the barrier property against moisture of the protective film 16 can be ensured. For this reason, the function of the protective film 16 as a moisture protective film can be ensured.
  • the protective film 16 has a laminated structure of a low-density layer 16L, a high-density layer 16H, and a low-density layer 16L, and the lowest layer is the low-density layer 16L.
  • the upper layer is the low density layer 16L. Accordingly, in the case of FIG. 19, it is possible to obtain both the effect (advantage) described with reference to FIG. 17 and the effect (advantage) described with reference to FIG.
  • the protective film 16 includes a high-density layer 16H having a higher barrier property against moisture (that is, having a low moisture permeability) than the low-density layer 16L.
  • the barrier property against moisture of the protective film 16 can be ensured. For this reason, the function of the protective film 16 as a moisture protective film can be ensured.
  • the protective film 16 has a laminated structure of a high-density layer 16H, a low-density layer 16L, and a high-density layer 16H, and the low-density layer 16L is interposed between the two high-density layers 16H.
  • the structure has been (sandwiched).
  • the thickness of the high-density layer 16H is thick, stress is generated in the high-density layer 16H during bending, and there is a concern that cracks may be generated in the high-density layer 16H due to the stress. For this reason, in the case of the protective film 116 of the first comparative example shown in FIG.
  • the thickness of the high-density layer 16H is increased, so that the protective film 116 is bent when folded. There is a concern that a stress is generated in the protective film 116 and a crack is generated in the protective film 116 due to the stress.
  • the thick single-layer high-density layer 16H is not used, but the thick single-layer high-density layer 16H is divided into two high-density layers 16H. A low density layer 16L is interposed between the two. For this reason, in the case of FIG.
  • each high-density layer 16H since the thickness of each high-density layer 16H can be reduced, the stress generated in each high-density layer 16H can be suppressed, and two high-density layers can be suppressed. Since the low density layer 16L is interposed between 16H, the flexible low density layer 16L can absorb the stress. Therefore, in the case of FIG. 20, the protective film 16 has the low-density layer 16L interposed between the two high-density layers 16H, thereby suppressing or preventing the generation of cracks in the protective film 16 during bending. can do. Therefore, the reliability of the protective film 16 can be improved, and as a result, the reliability of the display device can be improved.
  • the protective film 16 includes a high-density layer 16H that has a higher barrier property to moisture than the low-density layer 16L (that is, low moisture permeability).
  • the barrier property against moisture of the protective film 16 can be ensured. For this reason, the function of the protective film 16 as a moisture protective film can be ensured.
  • the protective film 16 includes one or more high-density layers 16H and one or more low-density layers 16L having a lower density than the high-density layers 16H, and the low-density layers 16L and the high-density layers 16H are in contact with each other. It is common to any of FIGS. 17 to 20 to have a laminated structure in which layers are alternately laminated.
  • the feature in the case of FIG. 17 is that the lowermost layer in the protective film 16 is the low density layer 16L, which is referred to as a first condition.
  • the feature in the case of FIG. 18 is that the uppermost layer in the protective film 16 is the low-density layer 16L, which is referred to as a second condition.
  • the protective film 16 includes a pair (two) of high-density layers 16H adjacent to each other with the low-density layer 16L interposed therebetween, which is referred to as a third condition. I will do it.
  • the third condition is that the protective film 16 has two high-density layers 16H and a low-density layer 16L interposed between the two high-density layers 16H.
  • the protective film 116 of the first comparative example shown in FIG. 21 since the whole is composed of the high-density layer 16H, the following three problems may occur. That is, as a first problem, stress is concentrated at the interface between the protective film 116 and the base of the protective film 116 at the time of bending, peeling at the interface between the protective film 116 and the base of the protective film 116, or starting from the interface. There is a risk of cracking of the protective film 116 that has occurred. As a second inconvenience, there is a possibility that peeling at the interface between the protective film 116 and the film thereon and cracking of the protective film 116 starting from the interface at the time of bending. As a third problem, there is a possibility that cracks may occur in the protective film 116 due to stress in the protective film 116 during bending.
  • the first condition is satisfied, and the lowermost layer of the protective film 16 is the low density layer 16L. 18 to function as a buffer layer (stress buffer layer, stress relaxation layer).
  • the second condition is satisfied, and the uppermost layer of the protective film 16 is the low-density layer 16L, so that the low-density layer 16L is the protective film 16 and the film thereon. It can function as a buffer layer (stress buffer layer, stress relaxation layer) between them.
  • the second problem can be improved.
  • the third condition is satisfied, and the low-density layer 16L is interposed between the two high-density layers 16H.
  • the low density layer 16L is inserted in the layer of the high density layer 16H (in the middle of the thickness), and this low density layer 16L functions as a buffer layer (stress buffer layer, stress relaxation layer). it can. Thereby, the stress in the high-density layer 16H can be relieved, and the third problem can be improved.
  • the protective film 16 has one or more high-density layers 16H, so that the function of the protective film 16 as a moisture protective film can be ensured. Note that improving any of the first defect, the second defect, and the third defect leads to an improvement in the reliability of the protective film 16 and, in turn, an improvement in the reliability of the display device.
  • the laminated structure of the protective film 16 can be applied to cases other than those shown in FIGS. 17 to 20, and application examples thereof are shown in FIGS. 23 to 27 are cross-sectional views (descriptive views) showing the cross-sectional structure of the protective film 16 and correspond to FIGS. 17 to 22 described above.
  • the protective film 16 has a laminated structure in which a low density layer 16L, a high density layer 16H, a low density layer 16L, and a high density layer 16H are laminated in order from the bottom.
  • the protective film 16 in FIG. 23 corresponds to the case where a low-density layer 16L is added as a lowermost layer below the lower high-density layer 16H in the protective film 16 in FIG. That is, FIG. 23 corresponds to the case where the feature (first condition) of FIG. 17 is added to the protective film 16 of FIG. 20 (protective film 16 satisfying the third condition).
  • the first condition and the third condition since the first condition and the third condition are satisfied, the first problem and the third problem can be improved, which has been described with reference to FIG. The effect and the effect described with reference to FIG. 20 can be obtained.
  • the protective film 16 has a laminated structure in which a high-density layer 16H, a low-density layer 16L, a high-density layer 16H, and a low-density layer 16L are laminated in order from the bottom.
  • the protective film 16 in FIG. 24 corresponds to the case where the low-density layer 16L is added as the uppermost layer on the upper high-density layer 16H in the protective film 16 in FIG. That is, FIG. 24 corresponds to the case where the feature (second condition) of FIG. 18 is added to the protective film 16 (protective film 16 satisfying the third condition) of FIG.
  • the second condition and the third condition are satisfied, the second problem and the third problem can be improved, which has been described with reference to FIG. The effect and the effect described with reference to FIG. 20 can be obtained.
  • the protective film 16 has a laminated structure in which a low density layer 16L, a high density layer 16H, a low density layer 16L, a high density layer 16H, and a low density layer 16L are laminated in order from the bottom. .
  • the protective film 16 in FIG. 25 is the same as the protective film 16 in FIG. 20 except that a low-density layer 16L is added as a lowermost layer below the lower high-density layer 16H, and the upper high-density layer 16H is added. This corresponds to the case where the low density layer 16L is added as the uppermost layer. That is, in FIG. 25, the feature of FIG. 17 (first condition) and the feature of FIG.
  • the protective film 16 has a stacked structure in which a high-density layer 16H, a low-density layer 16L, a high-density layer 16H, a low-density layer 16L, and a high-density layer 16H are sequentially stacked from the bottom.
  • the protective film 16 includes a high-density layer 16H, a low-density layer 16L, a high-density layer 16H, a low-density layer 16L, a high-density layer 16H, a low-density layer 16L, and a high-density layer 16H. It has the laminated structure laminated
  • the protective film 16 in FIG. 26 and the protective film 16 in FIG. 27 are both modified examples of the protective film 16 in FIG.
  • a structure in which one low-density layer 16L is inserted in the layer of the high-density layer 16H (in the middle of the thickness) is adopted as the protective film 16, but in the case of FIG.
  • a structure in which two low-density layers 16L are inserted in the layer of 16H (in the middle of the thickness) is adopted as the protective film 16, and in the case of FIG. 27, 3 in the layer of the high-density layer 16H (in the middle of the thickness).
  • a structure in which two low density layers 16 ⁇ / b> L are inserted is used for the protective film 16.
  • the thick single-layer high-density layer 16H is not used, but the thick single-layer high-density layer 16H is divided into three high-density layers 16H. A low-density layer 16L is interposed between the two.
  • the thick single-layer high-density layer 16H is not used, but the thick single-layer high-density layer 16H is divided into four high-density layers 16H, and between the four high-density layers 16H.
  • the low density layer 16L is interposed in each. For this reason, in the case of FIG. 26 and FIG. 27, since the thickness of each high-density layer 16H can be reduced, the stress generated in each high-density layer 16H can be suppressed.
  • the flexible low density layer 16L can absorb stress.
  • the occurrence of cracks in the protective film 16 during bending can be suppressed or prevented.
  • the case of FIG. 26 is thicker, and the case of FIG. 27 is thicker than the case of FIG. Therefore, from the viewpoint of making the moisture barrier property of the protective film 16 as high as possible, that is, making the moisture permeability of the protective film 16 as low as possible, the case of FIG. 26 is more advantageous than the case of FIG. Further, the case of FIG. 20 is more advantageous than the case of FIG.
  • a structure in which four or more low-density layers 16L are inserted in the high-density layer 16H (in the middle of the thickness) is a protective film. It is also possible to adopt the number 16.
  • the fourth condition is that the protective film 16 (laminated structure constituting the protective film 16) includes a plurality of high-density layers 16H and a low-density layer 16L interposed between the plurality of high-density layers 16H, It is to include. That is, if the protective film 16 includes a plurality of high-density layers 16H and the low-density layer 16L is interposed between the plurality of high-density layers 16H, the fourth condition is satisfied.
  • the protective film 16 in FIGS. 20, 23, 24, 25, 26, and 27 satisfies the fourth condition. If the third condition is satisfied, the fourth condition is inevitably satisfied.
  • the protective film 16 is interposed between the two high-density layers 16H and the two high-density layers 16H.
  • the low-density layer 16L is satisfied and the fourth condition is satisfied.
  • the protective film 16 has three high-density layers 16H and a low-density layer 16L interposed between the three high-density layers 16H, and satisfies the fourth condition. ing.
  • the protective film 16 has four high-density layers 16H and a low-density layer 16L interposed between the four high-density layers 16H and satisfies the fourth condition. ing.
  • the high-density layer 16H included in the protective film 16 may be five or more layers. Even in this case, the low-density layer 16L is interposed between the five or more high-density layers 16H. Satisfies. If the fourth condition is satisfied, the thickness of each high-density layer 16H can be reduced, so that the stress generated in each high-density layer 16H can be suppressed, and the adjacent high Since the low density layer 16L is interposed between the density layers 16H, the flexible low density layer 16L can absorb the stress. Thereby, it can suppress or prevent that a crack arises in the protective film 16 at the time of bending.
  • a low-density layer 16L is provided as a lowermost layer below the lower high-density layer 16H so as to satisfy the first condition. It can also be added.
  • the low-density layer 16L can be added as the uppermost layer on the upper high-density layer 16H so as to satisfy the second condition.
  • a low-density layer 16L is provided as a lowermost layer under the lower high-density layer 16H so as to satisfy the first condition and the second condition.
  • the low-density layer 16L may be added as the uppermost layer on the upper high-density layer 16H.
  • the effect described with reference to FIG. 17 can be obtained by improving the first defect, Moreover, when satisfy
  • the protective film 16 includes one or more high-density layers 16H and one or more low-density layers 16L, and the low-density layers 16L and the high-density layers 16H are alternately stacked so as to be in contact with each other. If one of these is satisfied, one or more of the first condition, the second condition, and the fourth condition are satisfied. For example, when the protective film 16 includes one high-density layer 16H, one or both of the first condition and the second condition are inevitably satisfied, but the fourth condition is not satisfied. Moreover, when the high-density layer 16H included in the protective film 16 is two or more layers, the fourth condition is inevitably satisfied.
  • the density of the low density layer 16L is lower than the density of the high density layer 16H, in other words, the density of the high density layer 16H is higher than the density of the low density layer 16L.
  • the high-density layer 16H having a high density can ensure moisture barrier properties
  • the low-density layer 16L having a low density can function as a buffer layer (stress buffer layer, stress relaxation layer).
  • stress buffer layer stress relaxation layer
  • the density of 16L is preferably 95% or less of the density of the high-density layer 16H. That is, when the density of the low density layer 16L is ⁇ 1 and the density of the high density layer 16H is ⁇ 2, it is preferable that ⁇ 1 / ⁇ 2 ⁇ 0.95 is satisfied.
  • the density of the low density layer 16L is preferably 80% or more of the density of the high density layer 16H, and more preferably 90% or more. That is, when the density of the low-density layer 16L is ⁇ 1 and the density of the high-density layer 16H is ⁇ 2, ⁇ 1 / ⁇ 2 ⁇ 0.8 is preferable, and ⁇ 1 / ⁇ 2 ⁇ 0.9 is preferable. Further preferred.
  • the density of the low density layer 16L is preferably 95% or less and 80% or more (that is, 0.8 ⁇ ⁇ 1 / ⁇ 2 ⁇ 0.95) of the density of the high density layer 16H. More preferably, the density is 95% or less and 90% or more (that is, 0.9 ⁇ ⁇ 1 / ⁇ 2 ⁇ 0.95).
  • the high-density layer 16H has a density as high as possible. For this reason, it is preferable that the high-density layer 16H has few defects (holes) and is close to a film (layer) having an ideal crystal structure. From this viewpoint, when the high density layer 16H and the low density layer 16L are made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), the density of the high density layer 16H is preferably 3.0 g / cm 3 or more. .
  • the density of the high density layer 16H is preferably 2.2 g / cm 3 or more.
  • the high density layer 16H and the low density layer 16L are made of silicon nitride (SiN)
  • the density of the high density layer 16H is preferably 2.2 g / cm 3 or more.
  • the high density layer 16H and the low density layer 16L are made of titanium oxide (TiO 2 )
  • the density of the high density layer 16H is preferably 3.1 g / cm 3 or more.
  • the high density layer 16H and the low density layer 16L are made of zirconium oxide (ZrO 2 )
  • the density of the high density layer 16H is preferably 5.2 g / cm 3 or more.
  • the high density layer 16H is preferably thicker than the low density layer 16L. The reason is as follows.
  • the high density layer 16H has a higher barrier property to moisture than the low density layer 16L.
  • the high-density layer 16H has a lower moisture permeability per unit thickness than the low-density layer 16L. Therefore, in the present embodiment, it is preferable to make the thickness of the high-density layer 16H thicker than the thickness of the low-density layer 16L. That is, it is preferable that the thickness distributed to each of the high-density layers 16H is larger than the thickness distributed to each of the low-density layers 16L among the thickness of the protective film 16.
  • the high-density layer 16H and the low-density layer 16L the high-density layer 16H having a low moisture permeability per unit thickness is thickened, and the low-density has a higher moisture permeability per unit thickness than the high-density layer 16H.
  • the moisture permeability per unit thickness of the protective film 16 can be lowered, and the effect of preventing the penetration of moisture by the protective film 16 can be enhanced.
  • the function of the protective film 16 as a moisture protective film can be enhanced, and the effect of preventing the penetration of moisture by the protective film 16 can be efficiently obtained.
  • the thickness of the protective film 16 is constant. In this case, reflecting that the thickness of the high-density layer 16H having a low moisture permeability per unit thickness is reduced when the low-density layer 16L is thickened and the high-density layer 16H is thinned accordingly, The moisture permeability of the entire protective film 16 is increased. On the other hand, if the low-density layer 16L is thinned and the high-density layer 16H is thickened by that amount, the thickness of the high-density layer 16H having a low moisture permeability per unit thickness is increased. The moisture permeability of the entire film 16 can be reduced.
  • the thickness distributed to each of the high-density layers 16H is made larger than the distribution thickness to each of the low-density layers 16L, and the thickness of the high-density layer 16H is reduced to the low-density layer 16L. It is preferable to make it thicker than the thickness.
  • the thickness of the high-density layer 16H is shown as a thickness T1 with reference numeral T1, and the thickness of the low-density layer 16L is given a thickness with reference numeral T2. It is shown as T2 and it is preferable that T1> T2 holds.
  • the thickness of the high-density layer 16H is preferably larger than the thickness of the low-density layer 16L (T1> T2), but the thickness of the high-density layer 16H is the thickness of the low-density layer 16L. If it is more than twice (T1 ⁇ T2 ⁇ 2), it is more preferable.
  • the number of cycles of the first to fourth steps when forming the high-density layer 16H is the same as when forming the low-density layer 16L.
  • the number of cycles of the above first to fourth steps may be increased.
  • the cycle number of the first to fourth steps when forming the high-density layer 16H is set to be twice or more the cycle number of the first to fourth steps when forming the low-density layer 16L,
  • the thickness of the high density layer 16H is more than twice the thickness of the low density layer 16L.
  • the thickness of the high-density layer 16H is preferably larger than the thickness of the low-density layer 16L.
  • the buffer layer of the low-density layer 16L There is a possibility that the effect of suppressing or preventing the generation of cracks in the protective film 16 during bending may be reduced.
  • the thickness of the low density layer 16L is preferably 2 nm or more. By doing so, it becomes easy to ensure the function as the buffer layer (stress buffer layer, stress relaxation layer) of the low density layer 16L, and the effect of suppressing or preventing the protective film 16 from being cracked at the time of bending is accurately obtained. Obtainable.
  • the first to fourth steps are performed for about 13 cycles or more to form the low density layer 16L. What is necessary is just to form.
  • the thickness of the protective film 16 is increased to some extent.
  • the thickness of the film 16 is preferably 20 nm or more.
  • the laminated structure of the protective film 16 is devised as described above. As a result, it is possible to suppress or prevent the generation of cracks in the protective film 16 during bending. For this reason, even if a flexible substrate is used as the substrate 11 and the thickness of the protective film 16 is about 100 nm or more, the protective film 16 is bent by applying the protective film 16 of the present embodiment. The resistance can be ensured, and the generation of cracks in the protective film 16 due to the bending can be suppressed or prevented.
  • the thickness of the protective film 16 is large, for example, when the thickness of the protective film 16 is 100 nm or more, the effect is extremely large. Further, if the thickness of the protective film 16 is 100 nm or more, even if the diameter of the particle 31 is about 1 ⁇ m or more, the protective film 16 can accurately prevent the particle 31 from falling off. .
  • the protective film 16 is formed by the ALD method, that is, the high-density layer 16H and the low-density layer 16L constituting the protective film 16 are both formed by the ALD method.
  • the reason why the ALD method is used is as described in the above-mentioned column “About the Background of Examination” with reference to FIGS.
  • the film-forming temperature of the protective film 16 that is, the film-forming temperatures of the high-density layer 16H and the low-density layer 16L depends on the organic EL element (particularly the organic layer 14).
  • the temperature is relatively low. Specifically, the temperature is preferably 100 ° C.
  • the material of the protective film 16 is a material of the high-density layer 16H and the low-density layer 16L that constitute the protective film 16. From this viewpoint, as the material of the protective film 16, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, titanium oxide, zirconium oxide, aluminum oxide, aluminum oxynitride, or aluminum nitride can be preferably used. Aluminum nitride or aluminum nitride is particularly preferable, and aluminum oxide is most preferable among them.
  • An aluminum oxide film, an aluminum oxynitride film, or an aluminum nitride film (in particular, an aluminum oxide film) can easily form a dense film using the ALD method even at a low film formation temperature. Therefore, if aluminum oxide, aluminum oxynitride, or aluminum nitride (particularly aluminum oxide) is used as the material of the protective film 16, the high-density layer 16H having a high density can be easily formed using the ALD method even at a low film formation temperature. It can be formed accurately.
  • the material corresponding to the high-density layer 16H and the material corresponding to the low-density layer 16L are made of different materials.
  • the high-density layer 16H and the low-density layer 16L have different densities, but the constituent elements are the same. That is, all the layers constituting the protective film 16 have the same constituent elements and are made of the same material. For this reason, all the high density layers 16H and the low density layers 16L constituting the protective film 16 can be continuously formed in the same chamber 22 (film formation container) of the same film formation apparatus 21. That is, from the stage of starting the formation of the protective film 16 to the end of the formation of the protective film 16, in other words, from the stage of starting the formation of the lowermost layer of the protective film 16, the formation of the uppermost layer of the protective film 16 is completed.
  • the processing object 23 is disposed in the chamber 22 of the film forming apparatus 21 and is therefore not exposed to the atmosphere.
  • the time required for forming the protective film 16 can be shortened, and the throughput can be reduced. Can be improved.
  • Both the high-density layer 16H and the low-density layer 16L are formed by using the ALD method, but a method for separately forming the high-density layer 16H and the low-density layer 16L by the ALD method (first method, second method) The method and the third method will be described below.
  • the first step raw material gas supply step
  • the second step purge step
  • the third step reactive gas supply step
  • the first step is a technique for forming a desired film on the surface of the object to be processed 23 by repeating four cycles (purge step) as one cycle and repeating this multiple times.
  • Both the high-density layer 16H and the low-density layer 16L are formed by repeating the first step, the second step, the third step, and the fourth step for a plurality of cycles.
  • the first step is a step of supplying a source gas into the chamber 22 (film formation container)
  • the second step is a step of supplying a purge gas into the chamber 22
  • the third step is
  • the fourth step is a step of supplying a purge gas into the chamber 22.
  • the fourth step is a step of supplying a purge gas into the chamber 22.
  • the types of source gases used in the first step are the same (same) when forming the high-density layer 16H and when forming the low-density layer 16L.
  • the purge gas used in the second step is the same (same) when forming the high-density layer 16H and when forming the low-density layer 16L.
  • the reactive gas used in the third step is common (same) when forming the high-density layer 16H and when forming the low-density layer 16L.
  • the purge gas used in the fourth step is the same (same) when forming the high-density layer 16H and when forming the low-density layer 16L.
  • the type of the source gas used in the first step is made common and used in the third step. Since the types of reaction gases are common, the high-density layer 16H and the low-density layer 16L have the same constituent elements.
  • the protective film 16 is formed by using a plasma ALD apparatus (plasma ALD method), and in the third step, the reaction gas is converted into plasma by high-frequency power.
  • plasma ALD apparatus plasma ALD method
  • the first method for separately creating the high-density layer 16H and the low-density layer 16L is a method for controlling the magnitude of the high-frequency power in the third step, which will be described first.
  • the density of the formed film is the high frequency power (in this case, the high frequency applied to the upper electrode 25) for converting the reactive gas into plasma in the third step (reactive gas supply step). It can be controlled by the magnitude of (electric power). Specifically, when the high frequency power in the third step is increased, the density of the formed film tends to increase, and when the high frequency power in the third step is decreased, the density of the formed film tends to decrease. If the high-frequency power in the third step is increased to some extent, the film to be formed has few defects (vacancies) and is close to an ideal crystal structure film (layer). Almost constant.
  • the high-frequency power (in this case, the high-frequency power applied to the upper electrode 25) for converting the reaction gas into plasma in the third step is referred to as “high-frequency power in the third step” or “high-frequency power in the third step”. I will call it.
  • the reaction gas introduced into the chamber 22 is reacted with the source gas molecules adsorbed on the surface of the processing object 23.
  • the reaction gas is turned into plasma and reacted with source gas molecules adsorbed on the surface of the processing object 23, thereby forming an atomic layer as a reaction layer on the surface of the processing object 23.
  • the high-frequency power in the third step is increased, the reactivity between the generated plasma (active species) and the source gas molecules adsorbed on the surface of the processing object 23 is increased.
  • the generated film has few defects (holes), It becomes a high-density film close to an ideal crystal structure film (layer).
  • the high-frequency power in the third step is reduced, the reactivity between the generated plasma (active species) and the source gas molecules adsorbed on the surface of the object to be processed 23 becomes low.
  • the generated film has many defects (holes), A film having a lower density than a film (layer) having an ideal crystal structure is formed.
  • the first step when forming the low density layer 16L is larger than the magnitude of the high frequency power (high frequency power applied to the upper electrode 25) in the third step when forming the high density layer 16H.
  • the magnitude of the three-step high-frequency power (high-frequency power applied to the upper electrode 25) is reduced.
  • the source gas that has been adsorbed on the surface of the reaction gas (plasma) and the processing object 23 is increased by increasing the high-frequency power in the third step. Let the molecule react well.
  • the low-density layer 16L is formed, the reaction between the reaction gas (plasma) and the raw material gas molecules adsorbed on the surface of the processing object 23 is intentionally reduced by reducing the high-frequency power in the third step. Suppress. Thereby, the density of the low density layer 16L can be made lower than the density of the high density layer 16H.
  • the high-frequency power applied to the upper electrode 25 is 1500 W (watts), and the application time of the high-frequency power is 1 second.
  • the high frequency power applied to the upper electrode 25 is 300 W, and the application time of the high frequency power is 1 second.
  • the frequency of the high frequency power is 13.56 MHz which is common in step S6H and step S6L.
  • the first step, the second step, the third step (the high frequency power is 1500 W) and the fourth step are more than the density of the high-density layer 16H formed by repeating a plurality of cycles, the first step, the second step, The density of the low density layer 16L formed by repeating the third step (however, the high frequency power is 300 W) and the fourth step a plurality of cycles can be lowered.
  • the second method for separately creating the high-density layer 16H and the low-density layer 16L is a method for controlling the application time of the high-frequency power in the third step, which will be described.
  • the density of the formed film can be controlled by the application time of the high frequency power in the third step. Specifically, when the application time of the high-frequency power in the third step is lengthened, the density of the formed film increases, and when the application time of the high-frequency power in the third step is shortened, the density of the formed film decreases. There is a tendency. This is because, in the third step, when the application time of the high frequency power is lengthened, the reaction between the generated plasma (active species) and the raw material gas molecules adsorbed on the surface of the processing object 23 is sufficiently performed. Thus, when the frequency power application time is shortened, the reaction between the generated plasma and the raw material gas molecules adsorbed on the surface of the processing object 23 is not sufficiently performed. Note that when the application time of the high frequency power is increased to a certain extent, the formed film has few defects (holes) and is close to an ideal crystal structure film (layer). It becomes almost constant.
  • the application time of the high-frequency power in the third step when forming the low-density layer 16L is shorter than the application time of the high-frequency power in the third step when forming the high-density layer 16H.
  • the high-density layer 16H when the high-density layer 16H is formed, it is adsorbed on the surface of the reaction gas (plasma) and the processing object 23 by increasing the application time of the high-frequency power in the third step. The raw material gas molecules are sufficiently reacted.
  • the application time of the high-frequency power in the third step is shortened so that the reaction gas (plasma) and the source gas molecules adsorbed on the surface of the processing object 23 are reduced. Suppress the reaction on purpose. Thereby, the density of the low density layer 16L can be made lower than the density of the high density layer 16H.
  • the high-frequency power applied to the upper electrode 25 is 1500 W, and the application time of the high-frequency power is 1 second.
  • the high frequency power applied to the upper electrode 25 is 1500 W, and the application time of the high frequency power is 0.1 second.
  • the frequency of the high frequency power is 13.56 MHz which is common in step S6H and step S6L.
  • the first step, the second step, the third step (however, the application time of the high-frequency power is 1 second) and the density of the high-density layer 16H formed by repeating the fourth step a plurality of cycles
  • the density of the low density layer 16L formed by repeating the second step, the third step (however, the application time of the high frequency power is 0.1 second) and the fourth step for a plurality of cycles can be lowered.
  • the third method for separately creating the high-density layer 16H and the low-density layer 16L is a method for controlling the frequency of the high-frequency power in the third step, which will be described.
  • the density of the formed film can be controlled by the frequency of the high frequency power in the third step. Specifically, when the frequency of the high-frequency power in the third step is increased, the density of the formed film increases, and when the frequency of the high-frequency power in the third step is decreased, the density of the formed film tends to decrease. is there. This is because, in the third step, when the frequency of the high-frequency power is increased, the reaction between the generated plasma (active species) and the source gas molecules adsorbed on the surface of the processing object 23 is sufficiently performed. Thus, when the frequency power application time is lowered, the reaction between the generated plasma and the raw material gas molecules adsorbed on the surface of the processing object 23 is not sufficiently performed. If the frequency of the high-frequency power in the third step is increased to some extent, the film to be formed has few defects (vacancies) and becomes close to an ideal crystal structure film (layer). The density becomes almost constant.
  • the frequency of the high-frequency power in the third step when forming the low-density layer 16L is made lower than the frequency of the high-frequency power in the third step when forming the high-density layer 16H.
  • the frequency of the high-frequency power in the third step is increased to adsorb to the reaction gas (plasma) and the surface of the processing object 23. Fully react with source gas molecules.
  • the frequency of the high-frequency power in the third step is lowered, whereby the reaction between the reaction gas (plasma) and the raw material gas molecules adsorbed on the surface of the processing object 23 is achieved. Deliberately suppress. Thereby, the density of the low density layer 16L can be made lower than the density of the high density layer 16H.
  • the frequency of the high-frequency power applied to the upper electrode 25 is 27.21 MHz, and the low-density layer 16L is formed.
  • the frequency of the high frequency power applied to the upper electrode 25 can be 13.56 MHz.
  • a high-frequency power supply for supplying high-frequency power in the third step when forming the high-density layer 16H
  • the frequency can be the same.
  • a high frequency power source for supplying the high frequency power can be shared, and the film forming apparatus 21 may be provided with one high frequency power source 29. For this reason, the structure of the film-forming apparatus 21 can be simplified, the manufacturing cost of the film-forming apparatus 21 can be suppressed, and the manufacturing cost of the organic EL display device can be suppressed.
  • the first method is the first method that most easily secures the difference between the density of the high-density layer 16H and the density of the low-density layer 16L. For this reason, it is particularly preferable to adopt the first method as a method of separately forming the high-density layer 16H and the low-density layer 16L.
  • the magnitude of the high-frequency power in the third step when forming the low-density layer 16L is smaller than the magnitude of the high-frequency power in the third step when forming the high-density layer 16H.
  • the difference between the density of the high-density layer 16H and the density of the low-density layer 16L can be ensured easily and accurately, and the density of the low-density layer 16L can be easily and accurately set lower than the density of the high-density layer 16H. can do.
  • any one of the first method, the second method, and the third method can be combined.
  • the first method and the second method can be combined, and in that case, when the low density layer 16L is formed rather than the magnitude of the high frequency power in the third step when the high density layer 16H is formed.
  • the third step of forming the low-density layer 16L the magnitude of the high-frequency power in the third step is reduced and the application time of the high-frequency power in the third step when forming the high-density layer 16H is reduced. Shorten high-frequency power application time.
  • a high-frequency power source for supplying high-frequency power in the third step when forming the high-density layer 16H and a low-density layer 16L are formed.
  • the high frequency power source for supplying the high frequency power in the third step can be shared.
  • the high-frequency power applied to the upper electrode 25 is 1500 W, and the high-frequency power
  • the application time is 1 second
  • the high frequency power applied to the upper electrode 25 is 300 W
  • the application time of the high frequency power is 0.1 second.
  • the frequency of the high frequency power is made the same in the third step when forming the high density layer 16H and the third step when forming the low density layer 16L.
  • the first step, the second step, the third step, and the fourth step are performed rather than the density of the high-density layer 16H formed by repeating the first step, the second step, the third step, and the fourth step for a plurality of cycles.
  • the density of the low density layer 16L formed by repeating a plurality of cycles can be lowered more accurately.
  • the protective film (16) is formed by alternately stacking the moisture barrier layer (here, the high density layer 16H) and the stress relaxation layer (here, the low density layer 16L). While ensuring the moisture preventing function of the protective film, the bending resistance of the protective film can be improved.
  • the constituent elements of the moisture barrier layer (here, the high density layer 16H) and the constituent elements of the stress relaxation layer (here, the low density layer 16L) are made the same, and the moisture is controlled by controlling the density.
  • the moisture barrier layer here, the high density layer 16H
  • the constituent elements of the stress relaxation layer here, the low density layer 16L
  • a high-density layer 16H) and a stress relaxation layer are separately formed.
  • the time required for forming the protective film (16) can be shortened, and the throughput can be improved.
  • the density of the protective film can be controlled, and the moisture barrier layer (here, the high density layer 16H) and the stress relaxation layer (here, the low density layer 16L) can be formed easily and accurately.

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Abstract

有機EL素子を有する表示装置の製造方法は、フレキシブル基板からなる基板11上に有機EL素子を形成する工程と、有機EL素子を覆うように、無機絶縁材料からなる保護膜16をALD法を用いて形成する工程と、を含む。保護膜16を形成する工程では、高密度層16HをALD法を用いて形成する工程と、高密度層16Hと構成元素が同じで、かつ、高密度層16Hよりも密度が低い低密度層16LをALD法を用いて形成する工程と、を交互に行うことにより、保護膜16が形成される。保護膜16は、一層以上の高密度層16Hと一層以上の低密度層16Lとからなり、かつ、低密度層16Lと高密度層16Hとが互いに接するように交互に積層された積層構造を有する。

Description

表示装置およびその製造方法
 本発明は、表示装置およびその製造方法に関し、例えば、有機EL表示装置およびその製造方法に好適に利用できるものである。
 発光素子として、エレクトロルミネッセンスを利用した有機エレクトロルミネッセンス素子(organic electroluminescence device)の開発が進められている。なお、有機エレクトロルミネッセンス素子は、有機EL素子と称される。エレクトロルミネッセンスとは、物質に電圧を印加した際に発光する現象であり、特に、このエレクトロルミネッセンスを有機物質で生じさせる素子を有機EL素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)と呼ぶ。有機EL素子は、電流注入型デバイスであり、かつ、ダイオード特性を示すため、有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode:OLED)とも呼ばれる。
 特開2007-184251号公報(特許文献1)には、有機電界発光素子を保護膜で覆った表示装置に関する技術が記載されている。特許第5220106号公報(特許文献2)には、有機電子デバイス用の保護膜に関する技術が記載されている。
日本国特開2007-184251号公報 日本国特許第5220106号公報
 有機EL素子は、水分に弱いため、有機EL素子を覆うように保護膜を形成して、有機EL素子への水分の伝達を防ぐことが望ましい。このため、有機EL素子を用いた表示装置においても、保護膜が使用され、その保護膜の信頼性を向上させることが望まれる。
 その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
 一実施の形態によれば、表示装置は、フレキシブル基板と、前記フレキシブル基板上に形成された有機EL素子と、前記有機EL素子を覆うように形成された無機絶縁材料からなる保護膜と、を有する。前記保護膜は、一層以上の高密度層と前記高密度層よりも密度が低い一層以上の低密度層とからなり、かつ、前記低密度層と前記高密度層とが互いに接するように交互に積層された積層構造を有している。前記保護膜を構成する前記一層以上の高密度層と前記一層以上の低密度層とは、構成元素が互いに同じである。
 一実施の形態によれば、表示装置の製造方法は、(a)フレキシブル基板上に有機EL素子を形成する工程、(b)前記有機EL素子を覆うように、無機絶縁材料からなる保護膜をALD法を用いて形成する工程、を含む。前記(b)工程では、(c)高密度層を、ALD法を用いて形成する工程、(d)前記(c)工程の前または後に、前記高密度層と構成元素が同じで、かつ、前記高密度層よりも密度が低い低密度層を、ALD法を用いて形成する工程、を交互に行うことにより前記保護膜が形成される。前記保護膜は、一層以上の前記高密度層と一層以上の前記低密度層とからなり、かつ、前記低密度層と前記高密度層とが互いに接するように交互に積層された積層構造を有する。
 一実施の形態によれば、表示装置の保護膜の信頼性を向上させることができる。
一実施の形態の表示装置の全体構成を示す平面図である。 一実施の形態の表示装置の要部平面図である。 一実施の形態の表示装置の要部断面図である。 表示装置の基板としてフレキシブル基板を用い、そのフレキシブル基板(表示装置)を折り曲げた場合を模式的に示す断面図である。 一実施の形態の表示装置の製造工程を示す工程フロー図である。 一実施の形態の表示装置の製造工程のうちの、保護膜形成工程を示す工程フロー図である。 一実施の形態の表示装置の製造工程中の要部断面図である。 図7に続く表示装置の製造工程中の要部断面図である。 図8に続く表示装置の製造工程中の要部断面図である。 図9に続く表示装置の製造工程中の要部断面図である。 図10に続く表示装置の製造工程中の要部断面図である。 図11に続く表示装置の製造工程中の要部断面図である。 保護膜形成用の成膜装置の一例を示す説明図である。 パーティクルの付着に関連する課題を説明する説明図である。 パーティクルの付着に関連する課題を説明する説明図である。 パーティクルの付着に関連する課題を説明する説明図である。 保護膜の断面構造を示す断面図である。 保護膜の断面構造を示す断面図である。 保護膜の断面構造を示す断面図である。 保護膜の断面構造を示す断面図である。 保護膜の断面構造を示す断面図である。 保護膜の断面構造を示す断面図である。 保護膜の断面構造を示す断面図である。 保護膜の断面構造を示す断面図である。 保護膜の断面構造を示す断面図である。 保護膜の断面構造を示す断面図である。 保護膜の断面構造を示す断面図である。
 以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
 (実施の形態)
 <表示装置の全体構造について>
 本実施の形態の表示装置は、有機EL素子を利用した有機EL表示装置(有機エレクトロルミネッセンス表示装置)である。本実施の形態の表示装置を、図面を参照して説明する。
 図1は、本実施の形態の表示装置1の全体構成を示す平面図である。
 図1に示される表示装置1は、表示部2と、回路部3とを有している。表示部2には、複数の画素がアレイ状に配列されており、画像の表示を可能としている。回路部3には、必要に応じて種々の回路が形成されており、例えば、駆動回路または制御回路などが形成されている。回路部3内の回路は、必要に応じて、表示部2の画素に接続されている。回路部3は、表示装置1の外部に設けることもできる。表示装置1の平面形状は、種々の形状を採用できるが、例えば矩形状である。
 図2は、表示装置1の要部平面図であり、図3は、表示装置1の要部断面図である。図2には、表示装置1の表示部2の一部(図1に示される領域4)を拡大して示してある。図3は、図2のA1-A1線の位置での断面図にほぼ対応している。
 表示装置1のベースを構成する基板11は、絶縁性を有している。また、基板11は、フレキシブル基板(フィルム基板)であり、可撓性を有している。このため、基板11は、絶縁性を有するフレキシブル基板、すなわちフレキシブル絶縁基板である。基板11は、更に透光性を有する場合もあり得る。基板11として、例えばフィルム状のプラスチック基板(プラスチックフィルム)を用いることができる。基板11は、図1の表示装置1の平面全体に存在しており、表示装置1の最下層を構成している。このため、基板11の平面形状は、表示装置1の平面形状とほぼ同じであり、種々の形状を採用できるが、例えば矩形状とすることができる。なお、基板11の互いに反対側に位置する2つの主面のうち、有機EL素子が配置される側の主面、すなわち後述のパッシベーション膜12、電極層13、有機層14、電極層15および保護膜16を形成する側の主面を、基板11の上面と称することとする。また、基板11における上面とは反対側の主面を、基板11の下面と称することとする。
 基板11の上面上には、パッシベーション膜(パッシベーション層)12が形成されている。パッシベーション膜12は、絶縁材料(絶縁膜)からなり、例えば酸化シリコン膜からなる。パッシベーション膜12は、形成しない場合もあり得るが、形成した方がより好ましい。パッシベーション膜12は、基板11の上面のほぼ全体にわたって形成することができる。
 パッシベーション膜12は、基板11側から有機EL素子(特に有機層14)への水分の伝達を防止(遮断)する機能を有している。このため、パッシベーション膜12は、有機EL素子の下側の保護膜として機能することができる。一方、保護膜16は、有機EL素子の上側の保護膜として機能することができ、上側から有機EL素子(特に有機層14)への水分の伝達を防止(遮断)する機能を有している。
 基板11の上面上には、パッシベーション膜12を介して、有機EL素子が形成されている。有機EL素子は、電極層13と有機層14と電極層15とからなる。つまり、基板11上のパッシベーション膜12上には、電極層13と有機層14と電極層15とが、下から順に形成(積層)されており、これら電極層13と有機層14と電極層15とにより、有機EL素子が形成されている。
 電極層13は、下部電極層であり、電極層15は、上部電極層である。電極層13は、陽極および陰極うちの一方を構成し、電極層15は、陽極および陰極うちの他方を構成する。すなわち、電極層13が陽極(陽極層)の場合は、電極層15は陰極(陰極層)であり、電極層13が陰極(陰極層)の場合は、電極層15は陽極(陽極層)である。電極層13および電極層15は、それぞれ導電膜からなる。
 電極層13および電極層15のうちの一方は、反射電極として機能できるように、アルミニウム(Al)膜などの金属膜により形成することが好ましく、また、電極層13および電極層15のうちの他方は、透明電極として機能できるように、ITO(インジウムスズオキサイド)などからなる透明導体膜により形成することが好ましい。基板11の下面側から光を取出す、いわゆるボトムエミッション方式を採用する場合は、電極層13を透明電極とすることができ、基板11の上面側から光を取出す、いわゆるトップエミッション方式を採用する場合は、電極層15を透明電極とすることができる。また、ボトムエミッション方式を採用する場合は、基板11として透光性を有する透明基板(透明フレキシブル基板)を用いることができる。
 基板11上のパッシベーション膜12上に電極層13が形成され、電極層13上に有機層14が形成され、有機層14上に電極層15が形成されているため、電極層13と電極層15との間には、有機層14が介在している。
 有機層14は、少なくとも有機発光層を含んでいる。有機層14は、有機発光層以外にも、ホール輸送層、ホール注入層、電子輸送層および電子注入層のうちの任意の層を、必要に応じて更に含むことができる。このため、有機層14は、例えば、有機発光層の単層構造、ホール輸送層と有機発光層と電子輸送層との積層構造、あるいは、ホール注入層とホール輸送層と有機発光層と電子輸送層と電子注入層との積層構造などを有することができる。
 電極層13は、例えば、X方向に延在するストライプ状のパターンを有している。すなわち、電極層13は、X方向に延在するライン状の電極(電極パターン)13aが、Y方向に所定の間隔で複数配列した構成を有している。電極層15は、例えば、Y方向に延在するストライプ状のパターンを有している。すなわち、電極層15は、Y方向に延在するライン状の電極(電極パターン)15aが、X方向に所定の間隔で複数配列した構成を有している。つまり、電極層13は、X方向に延在するストライプ状の電極群からなり、電極層15は、Y方向に延在するストライプ状の電極群からなる。ここで、X方向とY方向とは、互いに交差する方向であり、より特定的には、互いに直交する方向である。また、X方向およびY方向は、基板11の上面に略平行な方向でもある。
 電極層15を構成する各電極15aの延在方向はY方向であり、電極層13を構成する各電極13aの延在方向はX方向であるため、電極15aと電極13aとは、平面視において互いに交差している。なお、平面視とは、基板11の上面に略平行な平面で見た場合を言うものとする。電極15aと電極13aとの各交差部においては、電極15aと電極13aとで有機層14が上下に挟まれた構造を有している。このため、電極15aと電極13aとの各交差部に、電極13aと電極15aと電極13a,15a間の有機層14とで構成される有機EL素子(画素を構成する有機EL素子)が形成され、その有機EL素子により画素が形成される。電極15aと電極13aとの間に所定の電圧が印加されることで、その電極15a,電極13a間に挟まれた部分の有機層14中の有機発光層が発光することができる。すなわち、各画素を構成する有機EL素子が発光することができる。電極15aが、有機EL素子の上部電極(陽極または陰極の一方)として機能し、電極13aが、有機EL素子の下部電極(陽極または陰極の他方)として機能する。
 なお、有機層14は、表示部2全体にわたって形成することもできるが、電極層13と同じパターン(すなわち電極層13を構成する複数の電極13aと同じパターン)として形成することもでき、あるいは、電極層15と同じパターン(すなわち電極層15を構成する複数の電極15aと同じパターン)として形成することもできる。いずれにしても、電極層13を構成する複数の電極13aと電極層15を構成する複数の電極15aとの各交点には、有機層14が存在している。
 このように、平面視において、表示装置1の表示部2では、平面視において、基板11上に有機EL素子(画素)がアレイ状に複数配列した状態になっている。
 なお、ここでは、電極層13,15がストライプ状のパターンを有している場合について説明した。このため、アレイ状に配列した複数の有機EL素子(画素)において、X方向に並んだ有機EL同士では、下部電極(電極13a)同士が繋がっており、また、Y方向に並んだ有機EL同士では、上部電極(電極15a)同士が繋がっている。しかしながら、これに限定されず、アレイ状に配列する有機EL素子の構造は、種々変更可能である。
 例えば、アレイ状に配列した複数の有機EL素子が、上部電極でも下部電極でも互いにつながっておらず、独立に配置されている場合もあり得る。この場合は、各有機EL素子は、下部電極と有機層と上部電極との積層構造を有する孤立パターンにより形成され、この孤立した有機EL素子が、アレイ状に複数配列することになる。この場合は、各画素において有機EL素子に加えてTFT(薄膜トランジスタ)などのアクティブ素子を設けるとともに、画素同士を必要に応じて配線を介して接続することができる。
 基板11(パッシベーション膜12)の上面上には、有機EL素子を覆うように、従って電極層13と有機層14と電極層15とを覆うように、保護膜(保護層)16が形成されている。表示部2に有機EL素子がアレイ状に配列している場合は、それらアレイ状に配列した有機EL素子を覆うように、保護膜16が形成されている。このため、保護膜16は、表示部2全体に形成されていることが好ましく、また、基板11の上面のほぼ全体上に形成されていることが好ましい。有機EL素子(電極層13、有機層14および電極層15)を保護膜16により覆うことで、有機EL素子(電極層13、有機層14および電極層15)を保護し、また、有機EL素子への水分の伝達、特に有機層14への水分の伝達を、保護膜16によって防止(遮断)することができる。すなわち、保護膜16を設けたことで、保護膜16を越えて有機EL素子側に水分が侵入するのを防止することができる。保護膜16は、有機EL素子用の保護膜である。
 但し、電極または配線などの一部を、保護膜16から露出させる必要がある場合もあり得る。そのような場合は、基板11の上面側の全領域に保護膜16を形成するのではなく、基板11の上面側の一部に保護膜16が形成されない領域を設けておき、そこ(保護膜16が形成されていない領域)から、電極または配線などの一部を露出させることもできる。但し、そのような場合でも、保護膜16を形成していない領域から、有機層14は露出しないようにすることが好ましい。
 保護膜16は、無機絶縁材料からなり、ALD(Atomic Layer Deposition:原子層堆積)法で形成された絶縁膜、すなわちALD膜である。ALD法は、原料ガスと反応ガスとを交互に供給することにより、処理対象物上に原子層単位で膜を形成する成膜方法である。保護膜16の材料としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウムまたは窒化アルミニウムが好ましく、そのうち特に好ましいのは、酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウムまたは窒化アルミニウムである。
 本実施の形態では、保護膜16は、一層以上の高密度層(高密度膜)16Hと高密度層16Hよりも密度が低い一層以上の(低密度膜)低密度層16Lとからなり、かつ、低密度層16Lと高密度層16Hとが互いに接するように交互に積層された積層構造を有している。
 なお、保護膜16を構成する高密度層16Hと低密度層16Lとは、構成元素が互いに同じである。すなわち、保護膜16は、一層以上の高密度層16Hと一層以上の低密度層16Lとからなるが、それらの層は、同じ材料により構成されている。このため、例えば、保護膜16を構成する高密度層16Hが酸化アルミニウムからなる場合は、保護膜16を構成する低密度層16Lも酸化アルミニウムからなる。また、保護膜16を構成する高密度層16Hが酸窒化アルミニウムからなる場合は、保護膜16を構成する低密度層16Lも酸窒化アルミニウムからなる。また、保護膜16を構成する高密度層16Hが窒化アルミニウムからなる場合は、保護膜16を構成する低密度層16Lも窒化アルミニウムからなる。また、保護膜16が複数の高密度層16Hを含む場合は、それら複数の高密度層16Hは、構成元素が互いに同じであり、すなわち、同じ材料により構成されており、また、保護膜16が複数の低密度層16Lを含む場合は、それら複数の低密度層16Lは、構成元素が互いに同じであり、すなわち、同じ材料により構成されている。このため、保護膜16は、複数の層からなる積層構造を有しているが、その積層構造を構成する各層は、互いに同じ材料により構成されており、従って、保護膜16全体が、同じ材料により構成されている。保護膜16は、ALD法で形成されるため、保護膜16を構成する高密度層16Hおよび低密度層16Lも、それぞれALD法で形成される。
 図3には、一例として、保護膜16が、高密度層16Hと低密度層16Lと高密度層16Hとが下から順に積層された積層構造を有する場合が示されている。すなわち、図3の保護膜16は、後述の図20の保護膜16に対応している。但し、図3の保護膜16として、後述の図17、図18、図19、図20、図23、図24、図25、図26および図27のいずれに示される保護膜16も適用することもできる。
 保護膜16上には、保護膜16とは異なる材料からなる絶縁膜17が形成されている。絶縁膜17は、好ましくは樹脂膜(樹脂層、樹脂絶縁膜、有機絶縁膜)であり、絶縁膜17の材料として、例えばPET(polyethylene terephthalate:ポリエチレンテレフタレート)などを好適に用いることができる。絶縁膜17は、その形成を省略することもできる。但し、絶縁膜17を形成しない場合よりも、絶縁膜17を形成した場合の方が、有利な場合がある。
 保護膜16は、無機絶縁膜である。無機絶縁膜は、水分を通しにくい膜であるが、硬い膜でもある。このため、保護膜16上に、樹脂膜(絶縁膜17)を形成することもでき、この樹脂膜(絶縁膜17)を、表示装置1の最上層の膜として用いることもできる。樹脂膜(絶縁膜17)は、無機絶縁膜(保護膜16)に比べて、水分を通しやすいため、水分の侵入を防止する膜としての機能は小さい。しかしながら、樹脂膜(絶縁膜17)は、無機絶縁膜(保護膜16)に比べて、柔らかい。このため、保護膜16上に柔らかい樹脂膜(絶縁膜17)を形成することで、表示装置1を取り扱いやすくなる。また、樹脂膜(絶縁膜17)は、物理的な衝撃からの保護膜(機械的保護膜)として機能することができる。また、基板11としてフレキシブル基板を用いる場合には、保護膜16上に樹脂膜(絶縁膜17)を形成することで、曲げに伴う保護膜16の割れ(クラック)を、防ぎやすくなる。
 また、保護膜16上に絶縁膜17を形成した場合、保護膜16と絶縁膜17とを合わせたものを、保護膜とみなすこともできる。但し、樹脂膜からなる絶縁膜17を形成した場合、水分の侵入を防止する膜(水分防止膜)として機能するのは、保護膜16であり、樹脂膜からなる絶縁膜17は、主として、機械的な保護膜として機能する。水分保護膜(ここでは保護膜16)は、無機絶縁物からなり、機械的保護膜(ここでは絶縁膜17)は、樹脂材料(有機絶縁物)からなることが好ましい。
 本実施の形態では、表示装置1の基板11としてフレキシブル基板を用いている。図4は、表示装置1を構成する基板11(フレキシブル基板)を折り曲げた場合、すなわち、表示装置1を折り曲げた場合を模式的に示す断面図である。図4は、断面図であるが、図面を見やすくするために、ハッチングは省略してある。表示装置1の基板11としてフレキシブル基板を用いることで、表示装置1の折り曲げが可能になる。また、基板11は、フレキシブル基板であるが、繰り返しの折り曲げも可能であり、ベンダブル(bendable)基板とみなすこともでき、また、折りたたむことも可能であり、フォルダブル(foldable)基板とみなすこともできる。このため、基板11は、フレキシブル基板であるが、そのフレキシブル基板には、ベンダブル基板やフォルダブル基板も包括されている。
 <表示装置の製造方法>
 本実施の形態の表示装置1の製造方法について、図面を参照して説明する。図5は、本実施の形態の表示装置1の製造工程を示す、工程フロー図である。図6は、本実施の形態の表示装置1の製造工程のうちの、保護膜16形成工程の詳細を示す、工程フロー図である。図7~図12は、本実施の形態の表示装置1の製造工程中の要部断面図であり、上記図3に相当する領域の断面図が示されている。なお、ここでは、主として、表示装置1の表示部2の製造工程を説明する。
 まず、図7に示されるように、ガラス基板9とフレキシブル基板である基板11とが貼り合わされた基板10を用意(準備)する(図5のステップS1)。基板11は可撓性を有しているが、基板11がガラス基板9に貼り合わされていることで、基板11はガラス基板9に固定される。これにより、基板11上への各種の膜の形成やその膜の加工などが容易になる。なお、基板11の下面が、ガラス基板9に貼り付けられている。
 次に、図8に示されるように、基板10の上面上に、パッシベーション膜12を形成する(図5のステップS2)。なお、基板10の上面は、基板11の上面と同義である。
 パッシベーション膜12は、スパッタリング法、CVD法またはALD法などを用いて形成することができる。パッシベーション膜12は、絶縁材料からなり、例えば酸化シリコン膜からなる。例えば、CVD法により形成した酸化シリコン膜を、パッシベーション膜12として好適に用いることができる。
 次に、図9に示されるように、基板10の上面上に、すなわちパッシベーション膜12上に、電極層13と電極層13上の有機層14と有機層14上の電極層15とからなる有機EL素子を形成する。すなわち、パッシベーション膜12上に、電極層13と有機層14と電極層15とを順に形成する(図5のステップS3,S4,S5)。この工程は、例えば、次のようにして行うことができる。
 すなわち、基板10の上面上に、すなわちパッシベーション膜12上に、電極層13を形成する(図5のステップS3)。電極層13は、例えば、導電膜をパッシベーション膜12上に形成してから、この導電膜を、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などを用いてパターニングすることなどにより、形成することができる。それから、電極層13上に有機層14を形成する(図5のステップS4)。有機層14は、例えば、マスクを用いた蒸着法(真空蒸着法)などにより、形成することができる。それから、有機層14上に電極層15を形成する(図5のステップS5)。電極層15は、例えば、マスクを用いた蒸着法などにより、形成することができる。
 電極層13と有機層14と電極層15とからなる有機EL素子を形成した後、図10に示されるように、基板10の上面上に、すなわち電極層15上に、保護膜16をALD法を用いて形成する(図5のステップS6)。保護膜16は、有機EL素子を覆うように形成される。
 保護膜16は、一層以上の高密度層16Hと高密度層16Hよりも密度が低い一層以上の低密度層16Lとからなり、かつ、低密度層16Lと高密度層16Hとが互いに接するように交互に積層された積層構造を有している。このため、ステップS6(保護膜16形成工程)においては、高密度層16HをALD法を用いて形成する工程(図6のステップS6H)と、低密度層16LをALD法を用いて形成する工程(図6のステップS6L)とを、交互に行うことにより、保護膜16が形成される。ステップS6では、ステップS6Hは1回以上行われ、かつ、ステップS6Lも1回以上行われる。
 例えば、図10のように保護膜16が高密度層16Hと低密度層16Lと高密度層16Hとが下から順に積層された積層構造を有する場合には、ステップS6においては、ステップS6H(高密度層16H形成工程)とステップS6L(低密度層16L形成工程)とステップS6H(高密度層16H形成工程)とを、順に行うことで、保護膜16を形成することができる。すなわち、まず、基板10上に、すなわち電極層15上に、高密度層16HをALD法を用いて形成し、それから、その高密度層16H上に低密度層16LをALD法を用いて形成し、それから、その低密度層16L上に高密度層16HをALD法を用いて形成することにより、高密度層16Hとその上の低密度層16Lとその上の高密度層16Hとからなる保護膜16が形成される。
 また、電極または配線などの一部を、保護膜16から露出させる必要がある場合もあり得る。そのような場合は、基板10の上面の全領域に保護膜16を形成するのではなく、基板10の上面の一部に保護膜16が形成されない領域を設けて、そこ(保護膜16が形成されていない領域)から、電極または配線などの一部を露出させることができる。この場合は、ステップS6の保護膜16形成工程は、例えば次のようにして行うことができる。すなわち、まず、基板10上に、すなわち電極層15上に、マスク(メタルマスク)を配置してから、保護膜16をALD法を用いて形成し、その後、そのマスクを取り除く。これにより、マスクで覆われずに露出されていた領域には、保護膜16が形成されるが、マスクで覆われていた領域には、保護膜16は形成されない。これにより、有機EL素子を覆うように保護膜16を形成することができるとともに、保護膜16が形成されていない領域から、電極または配線などを必要に応じて露出させることができる。
 保護膜16を形成すると、電極層13と有機層14と電極層15とからなる有機EL素子は、保護膜16で覆われる。複数の有機EL素子がアレイ状に配列している場合は、それら複数の有機EL素子が保護膜16で覆われる。
 ステップS6で保護膜16を形成した後、図11に示されるように、基板10の上面上に、すなわち保護膜16上に、絶縁膜17を形成する(図5のステップS7)。
 絶縁膜17は、好ましくは樹脂膜であり、例えばPETなどからなり、スピンコート法(塗布法)などを用いて形成することができる。
 その後、図12に示されるように、基板11をガラス基板9から引きはがすことにより、基板11とその上面上の構造体とを、ガラス基板9から分離する。このようにして、表示装置1を製造することができる。
 <成膜装置について>
 図13は、保護膜16形成用の成膜装置21の一例を示す説明図(断面図)である。成膜装置21は、ALD法を用いて成膜を行う成膜装置であり、ALD装置またはALD成膜装置とみなすことができる。また、本実施の形態では、成膜装置21として、プラズマALD装置(プラズマALD成膜装置)を使用し、保護膜16の形成には、ALD法として、プラズマALD法を用いている。プラズマALD装置においては、反応活性を高めるために、プラズマ放電を行って反応ガスをプラズマ化する。このため、プラズマALD装置では、プラズマ放電を行うため、平行平板電極などが使用される。
 図13に示されるように、成膜装置21は、ALD法による成膜が行われるチャンバ(成膜室、成膜容器)22を有している。チャンバ22内には、処理対象物23を配置するためのステージ24と、ステージ24の上方に配置された上部電極(平板電極)25とが、配置されている。上部電極25には、高周波電源29が接続されており、その高周波電源29によって上部電極25に、従って上部電極25とステージ24との間に、高周波電力を印加できるようになっている。ステージ24は、下部電極としての機能も有している。上部電極25と、下部電極(ここではステージ24)とにより、平行平板電極が構成される。高周波電源29は、チャンバ22の外に配置することができる。ステージ24は、ヒータ(図示せず)などを備えており、ステージ24上に配置した処理対象物23を加熱し、処理対象物23の温度を所望の温度に調整することができるようになっている。チャンバ22の排気部(排気口)26は、真空ポンプ(図示せず)などに接続されており、チャンバ22内を所定の圧力に制御できるようになっている。また、チャンバ22には、チャンバ22内にガスを導入するためのガス導入部27と、チャンバ22内からガスを排出するためのガス排出部(ガス排気部)28と、を有している。なお、図13では、理解を簡単にするために、ガス導入部27からチャンバ22内に導入するガスの流れと、ガス排出部28からチャンバ22外に排出するガスの流れとを、それぞれ矢印で模式的に示してある。
 なお、図13では、プラズマの発生に平行平板型の電極を用いる成膜装置について示しているが、他の形態として、プラズマの発生に、平行平板型以外の方式(例えばICP(Inductively Coupled Plasma)型)を用いることもできる。
 <ALD法による成膜について>
 成膜装置21を用いた成膜(ALD法による成膜)は、例えば、次のようにして行うことができる。
 保護膜16形成工程より前の工程を終了した後、保護膜16形成工程を行うために、処理対象物を、成膜装置21のチャンバ22内のステージ24上に配置する。ここで、ステージ24上に配置される処理対象物23は、上記パッシベーション膜12、電極層13、有機層14および電極層15などが形成された基板10であり、基板10上に図9の構造が形成されており、図13では、符号23を付して処理対象物23として示してある。その後、以下に説明する第1ステップ、第2ステップ、第3ステップおよび第4ステップを、複数サイクル繰り返すことで、処理対象物23の表面上に、所望の膜(例えば酸化アルミニウム膜)を所望の厚さに形成することができる。
 以下、具体的に説明する。
 まず、第1ステップ(原料ガス供給ステップ)として、原料ガスをガス導入部27からチャンバ22内に導入(供給)する。酸化アルミニウム膜を成膜する場合は、原料ガスとしては、例えばTMA(Trimethylaluminium:トリメチルアルミニウム)ガスを用いることができる。第1ステップを行うと、ステージ24上に配置された処理対象物23の表面上に、原料ガスの分子が吸着する。すなわち、処理対象物23の表面に、原料ガスの吸着層が形成される。
 次に、第2ステップ(パージステップ)として、チャンバ22内への原料ガスの導入を停止し、パージガスをガス導入部27からチャンバ22内に導入(供給)する。パージガスとしては、不活性ガスを好適に用いることができるが、窒素ガス(Nガス)を用いる場合もあり得る。パージガスを導入することで、処理対象物23の表面に吸着していた原料ガス分子(原料ガスの吸着層)は残存するが、それ以外の原料ガスは、パージガスと一緒にガス排出部28からチャンバ22外に排出される(パージされる)。
 次に、第3ステップ(反応ガス供給ステップ)として、反応ガスを、ガス導入部27からチャンバ22内に導入(供給)する。酸化アルミニウム膜を成膜する場合は、反応ガスとしては、例えばOガス(酸素ガス)を用いることができる。そして、上部電極25に、従って上部電極25とステージ24との間に、高周波電力を印加する。これにより、上部電極25とステージ24との間にプラズマ放電が発生し、反応ガス(ここではOガス)はプラズマ化して、反応ガスにラジカル(活性種)が生成され、処理対象物23の表面に吸着していた原料ガス分子(原料ガスの吸着層)が反応ガスと反応する。これにより、処理対象物23の表面に、原料ガスの吸着層と反応ガス(反応ガスのプラズマ)との反応層である酸化アルミニウムの原子層(一層)が形成される。
 次に、第4ステップ(パージステップ)として、チャンバ22内への反応ガスの導入と上部電極25への高周波電力の印加を停止し、パージガスをガス導入部27からチャンバ22内に導入(供給)する。パージガスとしては、不活性ガスを好適に用いることができるが、窒素ガス(Nガス)を用いる場合もあり得る。パージガスを導入することで、反応ガスは、パージガスと一緒にガス排出部28からチャンバ22外に排出される(パージされる)。
 このような第1ステップ、第2ステップ、第3ステップおよび第4ステップを、複数サイクル繰り返すことで、処理対象物23の表面上に、所望の膜(例えば酸化アルミニウム膜)を所望の厚さに形成することができる。例えば、第1ステップ、第2ステップ、第3ステップおよび第4ステップを、30サイクル繰り返せば、30層の原子層からなる膜が形成され、また、第1ステップ、第2ステップ、第3ステップおよび第4ステップを、60サイクル繰り返せば、60層の原子層からなる膜が形成されることになる。
 処理対象物23上への保護膜16の形成が終了したら、処理対象物23は、成膜装置21のチャンバ22内からチャンバ22外に搬出され、次の工程に送られる。
 <検討の経緯について>
 有機EL素子は、水分に弱いため、有機EL素子を覆うように保護膜(水分保護膜)を形成して、有機EL素子への水分の伝達を防ぐことが望ましい。この保護膜には、水分の侵入を防止する効果が高い無機絶縁膜を用いることが望ましい。また、有機EL素子は高温に弱いため、保護膜の成膜温度は、有機EL素子に悪影響を及ぼさないように、比較的低温であることが好ましく、従って、保護膜としては、比較的低温度で成膜が可能な材料膜を用いることが好ましい。
 ところで、本発明者は、有機EL素子を形成する基板として、フレキシブル基板を用いることを検討している。フレキシブル基板は、可撓性を有しているため、折り曲げることが可能である。有機EL表示装置の基板としてフレキシブル基板を用いれば、その表示装置の折り曲げが可能になる。
 フレキシブル基板を用いる場合は、フレキシブル基板と一緒に保護膜も折り曲げられることになるため、保護膜においても折り曲げ耐性が重要になる。しかしながら、無機絶縁膜は、保護膜(水分保護膜)としては優れているが、樹脂膜などに比べて硬い材料であるため、基板としてフレキシブル基板を用いる場合には、曲げに伴って無機絶縁膜からなる保護膜にクラックが生じるリスクがある。すなわち、フレキシブル基板を小さな折り曲げ半径で折り曲げると、それに伴い保護膜も小さな折り曲げ半径で折り曲げられることになり、その曲げに伴って保護膜にクラックが発生するリスクがある。保護膜にクラックが発生してしまうと、そのクラックを通じて有機EL素子側へ水分が侵入してしまい、その水分が有機EL素子に伝達され、有機EL素子の劣化を引き起こす虞がある。これは、有機EL素子の信頼性の低下や、有機EL素子を用いた表示装置(有機EL表示装置)の信頼性の低下につながってしまう。
 そこで、保護膜の厚さを薄くすることで、保護膜の折り曲げ耐性を向上させることが考えられる。保護膜の厚さを薄くすれば、折り曲げに伴う保護膜のクラックが生じにくくなる。しかしながら、以下の理由(図14~図16を参照して説明する理由)により、保護膜の厚さはある程度厚くする必要がある。図14~図16は、パーティクルの付着に関連する課題を説明する説明図(断面図)である。
 図14は、保護膜を形成する処理を行う処理対象物23が示されているが、この処理対象物23は、上述のように、上記基板10とパッシベーション膜12と電極層13と有機層14と電極層15とを合わせたものに対応している。
 図14には、保護膜を形成する直前の段階での処理対象物23が示されているが、この段階で、図14に示されるように、処理対象物23の表面にパーティクル(粒子、異物)31が付着している場合がある。例えば、保護膜形成前の種々の工程(例えば成膜工程)に起因して発生したパーティクル31が処理対象物23に付着する場合や、あるいは、保護膜形成用の成膜装置に処理対象物23を搬送して保護膜の成膜を開始するまでにその成膜装置内に存在していたパーティクル31が処理対象物23に付着する場合などがあり得る。処理対象物23の表面にパーティクル31が付着するのを完全に防止することは容易ではない。このため、製造工程を管理しやすくし、有機EL表示装置などを製造しやすくするためには、処理対象物23の表面にパーティクル31がある程度付着するのを許容して、保護膜を形成することが望まれる。
 図15および図16は、図14のようにパーティクル31が付着している処理対象物23に対して保護膜を形成した状態が示されている。図15および図16のうち、図15は、CVD法で保護膜32を形成した場合が示され、図16は、ALD法で保護膜33を形成した場合が示されている。なお、保護膜32および保護膜33は、本実施の形態の保護膜16に相当するものである。
 処理対象物23にパーティクル31が付着した状態で、CVD法を用いて保護膜32を形成した場合には、処理対象物23の表面と、処理対象物23に付着しているパーティクル31の表面とに保護膜32が形成される。しかしながら、CVD法を用いて保護膜32を形成した場合には、図15に示されるように、処理対象物23の表面およびパーティクル31の表面のうち、パーティクル31で遮蔽される領域には保護膜32は形成されにくくなってしまうため、処理対象物23とパーティクル31との接着領域の近傍では、保護膜32が形成されなくなってしまう。このため、図15のように、CVD法を用いて保護膜32を形成した場合には、保護膜32を形成した後にパーティクル31が脱落して不具合を生じる虞がある。例えば、保護膜32を形成した後にパーティクル31が脱落してしまうと、パーティクル31が脱落した箇所では、保護膜32が形成されていないため、そこから水分が侵入してしまい、その水分が有機EL素子に伝達されて有機EL素子の劣化を引き起こす虞がある。これは、有機EL素子の信頼性の低下や、有機EL素子を用いた表示装置(有機EL表示装置)の信頼性の低下につながってしまう。
 処理対象物23にパーティクル31が付着した状態で、ALD法を用いて保護膜33を形成した場合には、処理対象物23の表面と、処理対象物23に付着しているパーティクル31の表面とに保護膜32が形成される。ALD法は、形成する膜の下地に対するカバレッジに優れた成膜法であるため、ALD法を用いて保護膜33を形成した場合には、図16に示されるように、処理対象物23の表面およびパーティクル31の表面のうち、パーティクル31で遮蔽される領域にも保護膜33を形成しやすくなり、処理対象物23とパーティクル31との接着領域の近傍でも、保護膜33を形成することができる。すなわち、処理対象物23にパーティクル31が付着した状態で、ALD法を用いて保護膜33を形成した場合には、図16のように、保護膜33は、パーティクル31が付着した処理対象物23の表面全体に形成されるとともに、パーティクル31の表面全体が保護膜33で覆われる。つまり、パーティクル31の表面を覆う保護膜33と、処理対象物23の表面を覆う保護膜33とが、連続的に繋がった状態になる。このため、処理対象物23にパーティクル31が付着した状態で、図16のようにALD法を用いて保護膜33を形成した場合には、保護膜33の形成後は、パーティクル31は保護膜33によって保持され、パーティクル31は脱落しにくくなるため、パーティクル31の脱落に伴う不具合は生じにくくなる。
 このため、本発明者は、保護膜をALD法で形成することを検討している。しかしながら、保護膜33をALD法で形成したとしても、保護膜33の厚さが薄い場合は、保護膜33によってパーティクル31を保持する作用が弱まるため、保護膜32を形成した後にパーティクル31が脱落する懸念が多少残ってしまう。従って、保護膜をALD法で形成するとともに、その保護膜の厚さをある程度厚くすることが望ましく、そうすることで、保護膜形成後にパーティクル31が脱落するのを的確に抑制または防止することができるようになる。
 しかしながら、上述したように、保護膜の厚さを厚くすることは、保護膜の折り曲げ耐性を低下させ、折り曲げに伴う保護膜のクラックが生じやすくすることにつながる。すなわち、保護膜を薄くすると、折り曲げに伴う保護膜のクラックは生じにくくなるが、保護膜を形成した後にパーティクル31が脱落するリスクが増加し、一方、保護膜を厚くすると、保護膜を形成した後にパーティクル31が脱落するリスクは低くなるが、折り曲げに伴う保護膜のクラックが生じるリスクが増加してしまう。保護膜を形成した後にパーティクル31が脱落することも、折り曲げに伴い保護膜にクラックが生じることも、有機EL素子の信頼性の低下や、有機EL素子を用いた表示装置(有機EL表示装置)の信頼性の低下につながってしまう。
 このため、フレキシブル基板を用いる場合には、ALD法で保護膜を形成するとともにその保護膜の信頼性を向上させて、厚さを薄くしなくとも折り曲げに伴うクラックが生じにくい保護膜を提供することが望まれる。
 <主要な特徴と効果について>
 本実施の形態の主要な特徴のうちの一つは、基板11としてフレキシブル基板を用いたことである。本実施の形態の主要な特徴のうちの他の一つは、無機絶縁材料からなる保護膜16をALD法で形成したことである。本実施の形態の主要な特徴のうちの更に他の一つは、保護膜16の密度を制御していることであり、具体的には、保護膜16は、一層以上の高密度層16Hと高密度層16Hよりも密度が低い一層以上の低密度層16Lとからなり、かつ、低密度層16Lと高密度層16Hとが互いに接するように交互に積層された積層構造を有していることである。
 なお、低密度層16Lは、高密度層16Hよりも密度が低く、言い換えると、高密度層16Hは、低密度層16Lよりも密度が高い。また、保護膜16をALD法で形成しているため、高密度層16Hと低密度層16Lとは、いずれもALD法により形成される。
 また、保護膜16を構成する高密度層16Hと低密度層16Lとは、構成元素が互いに同じであり、すなわち、同じ材料(同種の材料)により構成されている。また、保護膜16が複数の高密度層16Hを含む場合は、それら複数の高密度層16Hは、構成元素が互いに同じであり、すなわち、同じ材料(同種の材料)により構成されており、また、保護膜16が複数の低密度層16Lを含む場合は、それら複数の低密度層16Lは、構成元素が互いに同じであり、すなわち、同じ材料(同種の材料)により構成されている。つまり、保護膜16は、全体が同じ材料により構成されているが、密度が均一ではないのである。
 なお、本実施の形態では、低密度層16Lの密度は、高密度層16Hの密度よりも低いが、このときの密度は、原子密度(単位体積当たりの原子数:atoms/cm)に対応している。すなわち、原子密度で比較した場合に、低密度層16Lの密度は、高密度層16Hの密度よりも低くなっている。但し、低密度層16Lと高密度層16Hとは、構成元素が同じであり、同じ材料により形成されているため、原子密度が大きければ、必然的に、重量密度(単位体積当たりの重量:g/cm)も大きくなる。このため、原子密度で比較した場合に、低密度層16Lの密度が、高密度層16Hの密度よりも低くなっていれば、重量密度で比較した場合も、低密度層16Lの密度は、高密度層16Hの密度よりも低くなっており、また、その逆も成り立つ。また、後述のように、低密度層16Lの密度は、高密度層16Hの密度の80~95%が好ましいが、これは、原子密度で比較した場合に成り立つ関係であるが、重量密度で比較した場合でも実質的に成り立つ。
 また、保護膜16が、低密度層16Lと高密度層16Hとが互いに接するように交互に積層された積層構造を有しているということは、保護膜16を構成する積層構造において、最上層を除き、低密度層16L上には高密度層16Hがあり、また、高密度層16H上には低密度層16Lがあることを示している。また、保護膜16が一層以上の高密度層16Hと一層以上の低密度層16Lとからなるということは、高密度層16Hと低密度層16Lのうち、両方が一層の場合と、一方が二層で他方が一層の場合と、両方が二層以上の場合と、があり得る。
 本実施の形態では、保護膜16をALD法で形成している。このため、処理対象物23にパーティクル31が付着した状態で保護膜16を形成する場合でも、その保護膜16はALD法で形成されるため、上記図16を参照して説明した理由により、保護膜16の形成後は、パーティクル31は保護膜16によって保持され、パーティクル31の脱落を防止することができる。これにより、パーティクル31の脱落に伴う不具合を防止することができるため、有機EL素子の信頼性を向上させることができ、また、有機EL素子を用いた表示装置(有機EL表示装置)の信頼性を向上させることができる。なお、処理対象物23にパーティクル31が付着した状態で保護膜16をALD法で形成した場合も、上記図16の状態と同じになる。
 また、上述のように、有機絶縁膜に比べて、無機絶縁膜は、水分を通過させにくいため、有機EL素子の保護膜として適しており、それゆえ、保護膜16として、無機絶縁膜を用いている。しかしながら、有機絶縁膜に比べて、無機絶縁膜は、硬さが硬いため、折り曲げるとクラックが発生しやすい。
 本実施の形態では、基板11としてフレキシブル基板を用いているため、保護膜16の折り曲げ耐性を向上させて、折り曲げに伴い保護膜16にクラックが生じないようにすることが望まれる。これを実現するために、本実施の形態では、一層以上の高密度層16Hと一層以上の低密度層16Lとからなり、かつ、低密度層16Lと高密度層16Hとが互いに接するように交互に積層された積層構造を有する保護膜16を採用している。これにより、保護膜16の折り曲げ耐性を向上させることができるが、このことについて、図17~図22を参照して以下に詳細に説明する。なお、保護膜16の折り曲げ耐性とは、保護膜16の折曲げ試験に対する耐久性に対応している。また、折曲げ試験とは、折り曲げ動作を多数回繰り返す試験に対応している。折り曲げ動作を多数回繰り返しても、保護膜16にクラックなどの不具合が生じなければ、保護膜16の折り曲げ耐性が向上したと判断することができる。
 図17~図22は、保護膜の断面構造を示す断面図(説明図)であり、表示装置1の一部(上記図3の一部)を抜き出して示したものである。但し、図17~図20および後述の図23~図27は、本実施の形態に対応しているが、図21および図22は、比較例(本発明者が検討した検討例)に対応している。図17~図22には、保護膜(16,116,216)の断面構造が示されているが、図17~図22において、保護膜の断面構造は互いに相違している。
 なお、図17~図22および後述の図23~図27において、保護膜(16,116,216)の下地を構成する層を、符号18を付して下地層18として示しており、保護膜(16,116,216)は、下地層18上に形成されている。下地層18は、上記電極層15、有機層14、電極層13、パッシベーション膜12あるいは基板11で構成されているが、下地層18が、電極層15、有機層14、電極層13、パッシベーション膜12あるいは基板11のいずれによって構成されているかは、保護膜の平面位置によって相違し得る。例えば、1つの保護膜16が、保護膜16の下の下地層18が電極層15で構成されている領域と、保護膜16の下の下地層18が有機層14で構成されている領域と、保護膜16の下の下地層18が電極層13で構成されている領域と、保護膜16の下の下地層18がパッシベーション膜12で構成されている領域と、を一体的に有する場合もあり得る。
 図17~図22のそれぞれにおける保護膜の構造(断面構造)は、次の通りである。
 すなわち、図17の場合は、保護膜16は、最下層としての低密度層16Lと、その低密度層16L上に形成された最上層としての高密度層16Hとの積層膜からなる。つまり、図17の場合は、保護膜16は、低密度層16Lとその上の高密度層16Hとの積層構造を有している。
 また、図18の場合は、保護膜16は、最下層としての高密度層16Hと、その高密度層16H上に形成された最上層としての低密度層16Lとの積層膜からなる。つまり、図18場合は、保護膜16は、高密度層16Hとその上の低密度層16Lとの積層構造を有している。
 また、図19の場合は、保護膜16は、最下層としての低密度層16Lと、その低密度層16L上に形成された中間層としての高密度層16Hと、その高密度層16H上に形成された最上層としての低密度層16Lとの積層膜からなる。つまり、図19の場合は、保護膜16は、低密度層16Lとその上の高密度層16Hとその上の低密度層16Lとの積層構造を有している。
 また、図20の場合は、保護膜16は、最下層としての高密度層16Hと、その高密度層16H上に形成された中間層としての低密度層16Lと、その低密度層16L上に形成された最上層としての高密度層16Hとの積層膜からなる。つまり、図20の場合は、保護膜16は、高密度層16Hとその上の低密度層16Lとその上の高密度層16Hとの積層構造を有している。換言すると、図20の場合は、保護膜16は、2つの高密度層16Hの間に低密度層16Lが介在した(挟まれた)構造を有している。
 図21は、第1比較例の保護膜16の断面図が示されており、第1比較例の保護膜16を、符号116を付して「第1比較例の保護膜116」または「保護膜116」と称することとする。第1比較例の保護膜116は、全体が高密度層16Hと同じ密度の膜で構成されている。つまり、図21の場合は、保護膜116全体が高密度層16Hで構成されている。
 図22は、第2比較例の保護膜16の断面図が示されており、第2比較例の保護膜16を、符号216を付して「第2比較例の保護膜216」または「保護膜216」と称することとする。第2比較例の保護膜216は、全体が低密度層16Lと同じ密度の膜で構成されている。つまり、図22の場合は、保護膜216全体が低密度層16Lで構成されている。なお、図17~図22で、保護膜(16,116,216)の厚さは、互いに同じである。
 まず、図21に示される第1比較例の保護膜116について説明する。図21に示される第1比較例の保護膜116においては、全体が高密度層16Hで構成されている。高密度層16Hは、密度が高いため、比較的硬い膜である。このため、図21に示される第1比較例の保護膜116においては、全体が硬い材料により構成されていることになる。このため、第1比較例の保護膜116は、折り曲げ耐性が低くなり、折り曲げに伴い保護膜116にクラックが生じる懸念がある。
 次に、図22に示される第2比較例の保護膜216について説明する。図22に示される第2比較例の保護膜216においては、全体が低密度層16Lで構成されている。低密度層16Lは、密度が低いため、高密度層16Hに比べて柔軟性が高い膜である。しかしながら、低密度層16Lは、高密度層16Hに比べて密度が低いため、高密度層16Hに比べて水分透過率が高くなる。すなわち、水分に対するバリア性は、高密度層16Hよりも低密度層16Lの方が低い。このため、全体が低密度層16Lで構成されている第2比較例の保護膜216は、水分に対するバリア性が低くなり、水分保護膜としての機能が低下してしまう懸念がある。
 次に、図17~図20のそれぞれの場合についての利点について説明する。
 まず、図17の場合について説明する。図17の場合は、保護膜16は、低密度層16Lと高密度層16Hとの積層構造を有しており、最下層が低密度層16Lとなっている。保護膜16の下の下地層18は、上記電極層15、有機層14、電極層13あるいはパッシベーション膜12などで構成されている。保護膜16の最下層が硬い膜で構成されている場合には、保護膜16の下の下地層18の材質によっては、折り曲げ時に保護膜16と下地層18との界面に応力が集中し、保護膜16と下地層18との界面での剥離や、その界面を起点とした保護膜16のクラックが生じる虞がある。それに対して、図17の場合は、保護膜16の最下層は、高密度層16Hに比べて柔軟性が高い低密度層16Lで構成されているため、折り曲げ時に保護膜16と下地層18との界面に応力が集中したとしても、その界面での応力は、柔軟性を有する低密度層16Lが吸収することができる。このため、図17の場合は、保護膜16の最下層を低密度層16Lで構成したことにより、折り曲げ時に保護膜16と下地層18との界面での剥離や、その界面を起点とした保護膜16のクラックが生じるのを、抑制または防止することができる。従って、保護膜16の信頼性を向上させることができ、ひいては、表示装置の信頼性を向上させることができる。また、保護膜16の下地層18となり得る膜(上記電極層15、有機層14、電極層13あるいはパッシベーション膜12など)の材料の選択の幅が広がるため、有機EL素子や有機EL表示装置を製造しやすくなり、また、有機EL素子や有機EL表示装置の性能向上を図ることができる。
 また、図17の場合は、保護膜16は、低密度層16Lに比べて水分に対するバリア性が高い(すなわち水分透過率が低い)高密度層16Hを含んでおり、この高密度層16Hにより、保護膜16の水分に対するバリア性を確保することができる。このため、保護膜16の水分保護膜としての機能を確保することができる。
 次に、図18の場合について説明する。図18の場合は、保護膜16は、高密度層16Hと低密度層16Lとの積層構造を有しており、最上層が低密度層16Lとなっている。保護膜16上に何らかの膜(ここでは絶縁膜17)を形成する場合には、その膜の材質によっては、折り曲げ時に保護膜16とその上の膜との界面に応力が集中し、保護膜16とその上の膜との界面での剥離や、その界面を起点とした保護膜16のクラックが生じる虞がある。それに対して、図18の場合は、保護膜16の最上層は、高密度層16Hに比べて柔軟性が高い低密度層16Lで構成されているため、折り曲げ時に保護膜16とその上の膜との界面に応力が集中したとしても、その界面での応力は、柔軟性を有する低密度層16Lが吸収することができる。このため、図18の場合は、保護膜16の最上層を低密度層16Lで構成したことにより、折り曲げ時に保護膜16とその上の膜との界面での剥離や、その界面を起点とした保護膜16のクラックが生じるのを、抑制または防止することができる。従って、保護膜16の信頼性を向上させることができ、ひいては、表示装置の信頼性を向上させることができる。また、保護膜16上に形成する膜の材料の選択の幅が広がるため、有機EL表示装置を製造しやすくなり、また、有機EL表示装置の性能向上を図ることができる。
 また、図18の場合も、保護膜16は、低密度層16Lに比べて水分に対するバリア性が高い(すなわち水分透過率が低い)高密度層16Hを含んでおり、この高密度層16Hにより、保護膜16の水分に対するバリア性を確保することができる。このため、保護膜16の水分保護膜としての機能を確保することができる。
 次に、図19の場合について説明する。図19の場合は、保護膜16は、低密度層16Lと高密度層16Hと低密度層16Lとの積層構造を有しており、最下層が低密度層16Lとなっており、かつ、最上層が低密度層16Lとなっている。これにより、図19の場合は、図17を参照して説明した効果(利点)と図18を参照して説明した効果(利点)との両方を得ることができる。
 また、図19の場合も、保護膜16は、低密度層16Lに比べて水分に対するバリア性が高い(すなわち水分透過率が低い)高密度層16Hを含んでおり、この高密度層16Hにより、保護膜16の水分に対するバリア性を確保することができる。このため、保護膜16の水分保護膜としての機能を確保することができる。
 次に、図20の場合について説明する。図20の場合は、保護膜16は、高密度層16Hと低密度層16Lと高密度層16Hとの積層構造を有しており、2つの高密度層16Hの間に低密度層16Lが介在した(挟まれた)構造を有している。高密度層16Hの厚さが厚い場合は、折り曲げ時に高密度層16H内に応力が発生し、その応力によって高密度層16H内にクラックが発生する懸念がある。このため、全体が高密度層16Hで構成された上記図21に示される第1比較例の保護膜116の場合には、高密度層16Hの厚さが厚くなることから、折り曲げ時に保護膜116内に応力が発生し、その応力によって保護膜116内にクラックが発生する懸念がある。それに対して、図20の場合は、厚い一層の高密度層16Hを用いるのではなく、その厚い一層の高密度層16Hを2層の高密度層16Hに分け、その2層の高密度層16Hの間に低密度層16Lを介在させている。このため、図20の場合は、各高密度層16Hの厚さを薄くすることができるため、各高密度層16H内で発生する応力を抑制することができ、また、2層の高密度層16Hの間に低密度層16Lが介在していることで、柔軟性を有する低密度層16Lが応力を吸収することができる。このため、図20の場合は、保護膜16において、2つの高密度層16Hの間に低密度層16Lを介在させたことにより、折り曲げ時に保護膜16内でクラックが生じるのを、抑制または防止することができる。従って、保護膜16の信頼性を向上させることができ、ひいては、表示装置の信頼性を向上させることができる。
 また、図20の場合も、保護膜16は、低密度層16Lに比べて水分に対するバリア性が高い(すなわち水分透過率が低い)高密度層16Hを含んでおり、この高密度層16Hにより、保護膜16の水分に対するバリア性を確保することができる。このため、保護膜16の水分保護膜としての機能を確保することができる。
 保護膜16が、一層以上の高密度層16Hと高密度層16Hよりも密度が低い一層以上の低密度層16Lとからなり、かつ、低密度層16Lと高密度層16Hとが互いに接するように交互に積層された積層構造を有していることは、図17~図20のいずれの場合にも共通である。図17の場合の特徴は、保護膜16における最下層が低密度層16Lであることであり、これを第1の条件と称することとする。図18の場合の特徴は、保護膜16における最上層が低密度層16Lであることであり、これを第2の条件と称することとする。図19の場合の特徴は、保護膜16における最下層が低密度層16Lであり、かつ、保護膜16における最上層が低密度層16Lであることであり、第1の条件と第2の条件の両方を満たしている。図20の場合の特徴は、保護膜16が、低密度層16Lを間に挟んで隣り合う一対(2つ)の高密度層16Hを含んでいることであり、これを第3の条件と称することとする。この第3の条件は、保護膜16が、2つの高密度層16Hとその2つの高密度層16Hの間に介在する低密度層16Lとを有していることと、言い換えることもできる。
 図21に示される第1比較例の保護膜116の場合は、全体が高密度層16Hで構成されているため、次に3つの不具合が生じる虞がある。すなわち、第1の不具合として、折り曲げ時に保護膜116と保護膜116の下地との界面に応力が集中し、保護膜116と保護膜116の下地との界面での剥離や、その界面を起点とした保護膜116のクラックが生じる虞がある。第2の不具合として、折り曲げ時に保護膜116とその上の膜との界面での剥離や、その界面を起点とした保護膜116のクラックが生じる虞がある。第3の不具合として、折り曲げ時に保護膜116内での応力に起因して保護膜116内にクラックが生じる虞がある。
 それに対して、図17の場合と図19の場合は、第1の条件を満たし、保護膜16の最下層を低密度層16Lとしたことで、この低密度層16Lを保護膜16と下地層18との間の緩衝層(応力緩衝層、応力緩和層)として機能させることができる。これにより、上記第1の不具合を改善することができる。また、図18の場合と図19の場合は、第2の条件を満たし、保護膜16の最上層を低密度層16Lとすることで、この低密度層16Lを保護膜16とその上の膜との間の緩衝層(応力緩衝層、応力緩和層)として機能させることができる。これにより、上記第2の不具合を改善することができる。また、図20の場合は、第3の条件を満たし、2つの高密度層16Hの間に低密度層16Lを介在させているが、これは、高密度層16Hの層中(厚さの途中)に低密度層16Lを挿入した構造に対応している。図20の場合は、高密度層16Hの層中(厚さの途中)に低密度層16Lを挿入し、この低密度層16Lを緩衝層(応力緩衝層、応力緩和層)として機能させることができる。これにより、高密度層16H内の応力を緩和することができ、上記第3の不具合を改善することができる。そして、図17~図20のいずれの場合も、保護膜16は、一層以上の高密度層16Hを有しているため、保護膜16の水分保護膜としての機能を確保することができる。なお、第1の不具合、第2の不具合および第3の不具合のいずれを改善することも、保護膜16の信頼性を向上させ、ひいては、表示装置の信頼性を向上させることにつながる。
 保護膜16の積層構造は、図17~図20の場合以外にも適用可能であり、その適用例を図23~図27に示してある。図23~図27は、保護膜16の断面構造を示す断面図(説明図)であり、上記図17~図22に対応するものである。
 図23の場合は、保護膜16は、低密度層16Lと高密度層16Hと低密度層16Lと高密度層16Hとが下から順に積層された積層構造を有している。この図23の保護膜16は、図20の保護膜16において、下側の高密度層16Hの下に、最下層として低密度層16Lを追加した場合に対応している。つまり、図23は、図20の保護膜16(第3の条件を満たす保護膜16)に、図17の特徴(第1の条件)を追加した場合に対応している。図23の場合は、上記第1の条件と第3の条件とを満たしているため、上記第1の不具合と第3の不具合とを改善することができ、上記図17を参照して説明した効果と、上記図20を参照して説明した効果とを、得ることができる。
 図24の場合は、保護膜16は、高密度層16Hと低密度層16Lと高密度層16Hと低密度層16Lとが下から順に積層された積層構造を有している。この図24の保護膜16は、図20の保護膜16において、上側の高密度層16Hの上に、最上層として低密度層16Lを追加した場合に対応している。つまり、図24は、図20の保護膜16(第3の条件を満たす保護膜16)に、図18の特徴(第2の条件)を追加した場合に対応している。図24の場合は、上記第2の条件と第3の条件とを満たしているため、上記第2の不具合と第3の不具合とを改善することができ、上記図18を参照して説明した効果と、上記図20を参照して説明した効果とを、得ることができる。
 図25の場合は、保護膜16は、低密度層16Lと高密度層16Hと低密度層16Lと高密度層16Hと低密度層16Lとが下から順に積層された積層構造を有している。この図25の保護膜16は、図20の保護膜16において、下側の高密度層16Hの下に、最下層として低密度層16Lを追加し、かつ、上側の高密度層16Hの上に、最上層として低密度層16Lを追加した場合に対応している。つまり、図25は、図20の保護膜16(第3の条件を満たす保護膜16)に、図17の特徴(第1の条件)と図18の特徴(第2の条件)とを追加した場合に対応している。図25の場合は、上記第1の条件と第2の条件と第3の条件とを満たしているため、上記第1の不具合と第2の不具合と第3の不具合とを改善することができ、上記図17を参照して説明した効果と、上記図18を参照して説明した効果と、上記図20を参照して説明した効果とを、得ることができる。
 図26の場合は、保護膜16は、高密度層16Hと低密度層16Lと高密度層16Hと低密度層16Lと高密度層16Hとが下から順に積層された積層構造を有している。また、図27の場合は、保護膜16は、高密度層16Hと低密度層16Lと高密度層16Hと低密度層16Lと高密度層16Hと低密度層16Lと高密度層16Hとが下から順に積層された積層構造を有している。
 図26の保護膜16と図27の保護膜16とは、いずれも図20の保護膜16の変形例である。図20の場合は、高密度層16Hの層中(厚さの途中)に1つの低密度層16Lを挿入した構造を保護膜16に採用していたが、図26の場合は、高密度層16Hの層中(厚さの途中)に2つの低密度層16Lを挿入した構造を保護膜16に採用し、図27の場合は、高密度層16Hの層中(厚さの途中)に3つの低密度層16Lを挿入した構造を保護膜16に採用している。
 図26および図27の場合も、図20の場合と類似した効果を得ることができる。すなわち、高密度層16Hの厚さが厚い場合は、折り曲げ時に高密度層16H内に応力が発生し、その応力によって高密度層16H内にクラックが発生する懸念がある。このため、全体が高密度層16Hで構成された上記図21に示される第1比較例の保護膜116の場合には、高密度層16Hの厚さが厚くなることから、折り曲げ時に保護膜116内に応力が発生し、その応力によって保護膜116内にクラックが発生する懸念がある。それに対して、図26の場合は、厚い一層の高密度層16Hを用いるのではなく、その厚い一層の高密度層16Hを3層の高密度層16Hに分け、その3層の高密度層16Hの間にそれぞれ低密度層16Lを介在させている。また、図27の場合は、厚い一層の高密度層16Hを用いるのではなく、その厚い一層の高密度層16Hを4層の高密度層16Hに分け、その4層の高密度層16Hの間にそれぞれ低密度層16Lを介在させている。このため、図26の場合や図27の場合は、各高密度層16Hの厚さを薄くすることができるため、各高密度層16H内で発生する応力を抑制することができ、また、高密度層16Hの間に低密度層16L(緩衝層)が介在していることで、柔軟性を有する低密度層16Lが応力を吸収することができる。図26の場合や図27の場合も、折り曲げ時に保護膜16内でクラックが生じるのを、抑制または防止することができる。
 なお、図20の場合と図26の場合と図27の場合とを比べると、図20の場合よりも図26の場合の方が、また、図26の場合よりも更に図27の場合の方が、保護膜16の厚さを薄くしなくとも、個々の高密度層16Hの厚さを薄くすることができる。このため、折り曲げ時に保護膜16内でクラックが生じるのを抑制または防止できる効果は、図20の場合よりも図26の場合の方が大きくなり、また、図26の場合よりも図27の場合の方が更に大きくなる。一方、図20の場合と図26の場合と図27の場合とを比べると、保護膜16の厚さが同じであれば、低密度層16Lの合計の厚さは、図20の場合よりも図26の場合の方が厚くなり、また、図26の場合よりも図27の場合の方が更に厚くなる。このため、保護膜16の水分のバリア性をできるだけ高くする、すなわち、保護膜16の水分透過率をできるだけ低くするという観点では、図27の場合よりも図26の場合の方が有利であり、また、図26の場合よりも更に図20の場合の方が更に有利である。
 また、図20、図26および図27の保護膜16の更なる変形例として、高密度層16Hの層中(厚さの途中)に4層以上の低密度層16Lを挿入した構造を保護膜16に採用することもできる。
 図20、図26および図27の各保護膜16を包括的に捉えると、上記第3の条件の代わりに、次の第4の条件を適用することができる。すなわち、第4の条件は、保護膜16(保護膜16を構成する積層構造)は、複数の高密度層16Hと、それら複数の高密度層16Hの相互間に介在する低密度層16Lと、を含んでいることである。つまり、保護膜16が複数の高密度層16Hを含み、それら複数の高密度層16Hの相互間に低密度層16Lが介在していれば、第4の条件を満たすことになる。図20、図23、図24、図25、図26および図27の保護膜16は、この第4の条件を満たしている。また、上記第3の条件を満たせば、必然的に第4の条件を満たすことになる。
 すなわち、図20の場合と図23の場合と図24の場合と図25の場合とは、保護膜16は、2層の高密度層16Hとその2層の高密度層16Hの間に介在する低密度層16Lとを有しており、第4の条件を満たしている。図26の場合は、保護膜16は、3層の高密度層16Hとその3層の高密度層16Hの相互間に介在する低密度層16Lとを有しており、第4の条件を満たしている。図27の場合は、保護膜16は、4層の高密度層16Hとその4層の高密度層16Hの相互間に介在する低密度層16Lとを有しており、第4の条件を満たしている。保護膜16が有する高密度層16Hは、5層以上でもよく、その場合でも、その5層以上の高密度層16Hの相互間に低密度層16Lが介在しているため、第4の条件を満たしている。第4の条件を満たしていれば、各高密度層16Hの厚さを薄くすることができるため、各高密度層16H内で発生する応力を抑制することができ、また、上下に隣り合う高密度層16Hの間に低密度層16Lが介在していることで、柔軟性を有する低密度層16Lが応力を吸収することができる。これにより、折り曲げ時に保護膜16内でクラックが生じるのを、抑制または防止することができる。
 また、図示はしないけれども、図26の保護膜16や図27の保護膜16において、第1の条件を満たすように、下側の高密度層16Hの下に、最下層として低密度層16Lを追加することもできる。また、図26の保護膜16や図27の保護膜16において、第2の条件を満たすように、上側の高密度層16Hの上に、最上層として低密度層16Lを追加することもできる。また、図26の保護膜16や図27の保護膜16において、第1の条件および第2の条件を満たすように、下側の高密度層16Hの下に、最下層として低密度層16Lを追加し、かつ、上側の高密度層16Hの上に、最上層として低密度層16Lを追加することもできる。図26の保護膜16や図27の保護膜16においても、第1の条件を満たす場合は、上記第1の不具合を改善して上記図17を参照して説明した効果も得ることができ、また、第2の条件を満たす場合は、上記第2の不具合を改善して上記図18を参照して説明した効果も得ることができる。
 なお、保護膜16が、一層以上の高密度層16Hと一層以上の低密度層16Lとからなり、かつ、低密度層16Lと高密度層16Hとが互いに接するように交互に積層された積層構造を有している場合には、これら第1の条件、第2の条件および第4の条件のうちの1つ以上を満たすことになる。例えば、保護膜16が含む高密度層16Hが一層の場合は、必然的に第1の条件および第2の条件の一方または両方を満たすが、第4の条件は満たさない。また、保護膜16が含む高密度層16Hが二層以上の場合は、必然的に第4の条件を満たす。
 また、低密度層16Lの密度は、高密度層16Hの密度よりも低く、言い換えると、高密度層16Hの密度は、低密度層16Lの密度よりも高い。これにより、密度が高い高密度層16Hにより、水分のバリア性を確保し、また、密度が低い低密度層16Lを緩衝層(応力緩衝層、応力緩和層)として機能させることができる。このような高密度層16Hと低密度層16Lの機能を考慮すると、高密度層16Hの密度と低密度層16Lの密度とにある程度の差があることが好ましく、具体的には、低密度層16Lの密度は、高密度層16Hの密度の95%以下であることが好ましい。すなわち、低密度層16Lの密度をα1とし、高密度層16Hの密度をα2とした場合には、α1/α2≦0.95が成り立つことが好ましい。
 また、低密度層16Lの密度が低すぎると、低密度層16Lの安定性が低くなる。このため、低密度層16Lの密度は、高密度層16Hの密度の80%以上であることが好ましく、90%以上であれば更に好ましい。すなわち、低密度層16Lの密度をα1とし、高密度層16Hの密度をα2とした場合には、α1/α2≧0.8が成り立つことが好ましく、α1/α2≧0.9が成り立つことが更に好ましい。
 従って、低密度層16Lの密度は、高密度層16Hの密度の95%以下でかつ80%以上(すなわち0.8≦α1/α2≦0.95)であることが好ましく、高密度層16Hの密度の95%以下でかつ90%以上(すなわち0.9≦α1/α2≦0.95)であれば更に好ましい。
 また、保護膜16の水分のバリア性は、主として高密度層16Hで確保するため、高密度層16Hは、できるだけ密度が高いことが好ましい。このため、高密度層16Hは、欠陥(空孔)が少なく、理想的な結晶構造の膜(層)に近いことが好ましい。この観点で、高密度層16Hおよび低密度層16Lが酸化アルミニウム(Al)からなる場合は、その高密度層16Hの密度は、3.0g/cmかそれ以上であることが好ましい。また、高密度層16Hおよび低密度層16Lが酸化シリコン(SiO)からなる場合は、その高密度層16Hの密度は、2.2g/cmかそれ以上であることが好ましい。また、高密度層16Hおよび低密度層16Lが窒化シリコン(SiN)からなる場合は、その高密度層16Hの密度は、2.2g/cmかそれ以上であることが好ましい。また、高密度層16Hおよび低密度層16Lが酸化チタン(TiO)からなる場合は、その高密度層16Hの密度は、3.1g/cmかそれ以上であることが好ましい。また、高密度層16Hおよび低密度層16Lが酸化ジルコニウム(ZrO)からなる場合は、その高密度層16Hの密度は、5.2g/cmかそれ以上であることが好ましい。
 また、保護膜16において、高密度層16Hの厚さは、低密度層16Lの厚さよりも厚いことが好ましい。その理由は、以下の通りである。
 すなわち、低密度層16Lよりも高密度層16Hの方が、水分に対するバリア性が高い。このため、低密度層16Lよりも高密度層16Hの方が、単位厚さ当たりの水分の透過率は低くなる。そこで、本実施の形態では、高密度層16Hの厚さを低密度層16Lの厚さよりも厚くすることが好ましい。つまり、保護膜16の厚さのうち、低密度層16Lのそれぞれに配分する厚さよりも、高密度層16Hのそれぞれに配分する厚さを大きくすることが好ましい。高密度層16Hと低密度層16Lのうち、単位厚さ当たりの水分の透過率が低い高密度層16Hを厚くし、高密度層16Hよりも単位厚さ当たりの水分の透過率が高い低密度層16Lについては厚さを薄くしたことにより、保護膜16の単位厚さ当たりの水分の透過率を低くすることができ、保護膜16による水分の侵入を防止する効果を高めることができる。これにより、保護膜16の水分保護膜としての機能を高めることができ、保護膜16による水分の侵入を防止する効果を効率的に得ることができる。
 つまり、保護膜16の厚さを一定にした場合を仮定する。この場合、低密度層16Lを厚くして、その分だけ高密度層16Hを薄くすると、単位厚さ当たりの水分の透過率が低い高密度層16Hの厚さが薄くなることを反映して、保護膜16全体の水分の透過率が高くなってしまう。一方、低密度層16Lを薄くして、その分だけ高密度層16Hを厚くすると、単位厚さ当たりの水分の透過率が低い高密度層16Hの厚さが厚くなることを反映して、保護膜16全体の水分の透過率を低下させることができる。このため、保護膜16による水分の侵入を防止する効果を効率的に高めるためには、低密度層16Lを薄くして、その分だけ高密度層16Hを厚くすることが有効である。それゆえ、保護膜16の厚さのうち、低密度層16Lのそれぞれに配分厚さよりも高密度層16Hのそれぞれに配分する厚さを大きくし、高密度層16Hの厚さが低密度層16Lの厚さよりも厚くなるようにすることが好ましい。図17~図20および図23~図27では、高密度層16Hの厚さを、符号T1を付して厚さT1として示し、低密度層16Lの厚さを、符号T2を付して厚さT2として示してあり、T1>T2が成り立つことが好ましい。また、保護膜16において、高密度層16Hの厚さは、低密度層16Lの厚さよりも厚い(T1>T2)ことが好ましいが、高密度層16Hの厚さが、低密度層16Lの厚さの2倍以上(T1≧T2×2)であれば、更に好ましい。
 高密度層16Hの厚さを低密度層16Lの厚さよりも厚くするには、高密度層16Hを形成する際の上記第1~第4ステップのサイクル数を、低密度層16Lを形成する際の上記第1~第4ステップのサイクル数よりも多くすればよい。また、高密度層16Hを形成する際の上記第1~第4ステップのサイクル数を、低密度層16Lを形成する際の上記第1~第4ステップのサイクル数の2倍以上にすれば、高密度層16Hの厚さは、低密度層16Lの厚さの2倍以上になる。
 また、保護膜16において、高密度層16Hの厚さを低密度層16Lの厚さよりも厚くすることが好ましいが、低密度層16Lの厚さが薄すぎると、低密度層16Lの緩衝層としての機能が小さくなり、折り曲げ時に保護膜16にクラックが生じるのを抑制または防止する効果が小さくなってしまう虞がある。このため、低密度層16Lの厚さは、2nm以上が好ましい。そうすることにより、低密度層16Lの緩衝層(応力緩衝層、応力緩和層)としての機能を確保しやすくなり、折り曲げ時に保護膜16にクラックが生じるのを抑制または防止する効果を、的確に得ることができる。例えば、低密度層16Lが酸化アルミニウムからなる場合は、2nm以上の厚さの低密度層16Lを形成するには、上記第1~第4ステップを13サイクル程度以上行ってその低密度層16Lを形成すればよい。
 また、上記パーティクル31を保護膜16によって保持し、パーティクル31の脱落を的確に防止できるようにするためには、保護膜16の厚さは、ある程度厚くすることが好ましく、具体的には、保護膜16の厚さは、20nm以上が好ましい。
 また、保護膜の厚さを厚くすることは、折り曲げ時に保護膜にクラックが発生するリスクが増加することにつながるが、本実施の形態では、上述のように保護膜16の積層構造を工夫することにより、折り曲げ時に保護膜16にクラックが発生するのを抑制または防止することができる。このため、基板11としてフレキシブル基板を用いるとともに、保護膜16の厚さを、たとえ100nm程度かそれ以上にしたとしても、本実施の形態の保護膜16を適用することで、保護膜16の折り曲げ耐性を確保することができ、折り曲げに伴い保護膜16にクラックが発生するのを抑制または防止することができる。このため、保護膜16の厚さが厚い場合、例えば保護膜16の厚さが100nm以上の場合に、本実施の形態を適用すれば、その効果は極めて大きい。また、保護膜16の厚さが100nm以上であれば、パーティクル31の直径がたとえ1μm程度かそれ以上であっても、そのパーティクル31が脱落するのを、保護膜16によって的確に防ぐことができる。
 また、保護膜16は、ALD法で形成され、すなわち、保護膜16を構成する高密度層16Hと低密度層16Lとは、いずれもALD法により形成される。ALD法を用いる理由は、上記図14~図16を参照して上記「検討の経緯について」の欄で説明した通りである。有機EL素子(特に有機層14)は高温に弱いため、保護膜16の成膜温度、すなわち高密度層16Hおよび低密度層16Lの各成膜温度は、有機EL素子(特に有機層14)に悪影響を及ぼさないように、比較的低温であることが好ましく、具体的には、100℃以下であることが好ましく、例えば80℃程度とすることができる。このため、保護膜16の材料は、水分保護膜としての機能が優れていることと、ALD法を用いて比較的低温度での成膜が可能であることとを考慮して、選択することが望ましい。なお、保護膜16の材料とは、保護膜16を構成する高密度層16Hおよび低密度層16Lの材料のことである。この観点で、保護膜16の材料としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウムまたは窒化アルミニウムを好適に用いることができるが、酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウムまたは窒化アルミニウムが特に好ましく、その中でも、酸化アルミニウムが最も好ましい。
 酸化アルミニウム膜、酸窒化アルミニウム膜または窒化アルミニウム膜(その中でも特に酸化アルミニウム膜)は、低い成膜温度でもALD法を用いて緻密な膜を形成しやすい。このため、保護膜16の材料として、酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウムまたは窒化アルミニウム(その中でも特に酸化アルミニウム)を用いれば、低い成膜温度でもALD法を用いて高い密度を有する高密度層16Hを容易かつ的確に形成することができる。
 また、本実施の形態とは異なり、高密度層16Hに相当するものと、低密度層16Lに相当するものとが、異なる材料により構成されている場合を仮定する。この場合、高密度層16Hに相当するものを形成するためのチャンバ(成膜容器)と、低密度層16Lに相当するものを形成するチャンバ(成膜容器)とを、別々に用意する必要があり、従って、保護膜の形成工程の途中で処理対象物をチャンバ間で移動させる必要がある。この場合、保護膜を形成するのに要する時間が長くなり、スループットが低下してしまう。
 それに対して、本実施の形態では、保護膜16において、高密度層16Hと低密度層16Lとは、密度は相違するが、構成元素は、互いに同じである。すなわち、保護膜16を構成する全ての層は、構成元素が同じであり、同じ材料により構成されている。このため、保護膜16を構成する全ての高密度層16Hおよび低密度層16Lは、同じ成膜装置21の同じチャンバ22(成膜容器)内で連続的に形成することができる。すなわち、保護膜16の形成を開始する段階から保護膜16の形成を終了するまで、言い換えると、保護膜16の最下層の形成を開始する段階から、保護膜16の最上層の形成を終了するまでの間、処理対象物23は、上記成膜装置21の上記チャンバ22内に配置されており、従って、大気中にはさらされない。本実施の形態では、保護膜16を構成する全ての層を、同じチャンバ(22)内で連続的に形成することができるため、保護膜16の形成に要する時間を短縮することができ、スループットを向上させることができる。
 <高密度層16Hと低密度層16Lの形成工程について>
 高密度層16Hと低密度層16Lとは、いずれもALD法を用いて形成するが、ALD法で、高密度層16Hと低密度層16Lとを作り分ける手法(第1の手法、第2の手法および第3の手法)について、以下に説明する。
 ALD法は、上記「ALD法による成膜について」の欄で説明したように、第1ステップ(原料ガス供給ステップ)と第2ステップ(パージステップ)と第3ステップ(反応ガス供給ステップ)と第4ステップ(パージステップ)とを1サイクルとして、これを複数サイクル繰り返すことで、処理対象物23の表面上に、所望の膜を形成する手法である。高密度層16Hと低密度層16Lとは、いずれも、第1ステップ、第2ステップ、第3ステップおよび第4ステップを、複数サイクル繰り返すことにより、形成される。上述したように、第1ステップは、チャンバ22(成膜容器)内に原料ガスを供給する工程であり、第2ステップは、チャンバ22内にパージガスを供給する工程であり、第3ステップは、チャンバ22内に反応ガスを供給する工程であり、第4ステップは、チャンバ22内にパージガスを供給する工程である。
 高密度層16Hを形成する際と、低密度層16Lを形成する際とで、第1ステップで使用される原料ガスの種類は共通(同じ)である。また、高密度層16Hを形成する際と、低密度層16Lを形成する際とで、第2ステップで使用されるパージガスの種類は共通(同じ)である。また、高密度層16Hを形成する際と、低密度層16Lを形成する際とで、第3ステップで使用される反応ガスの種類は共通(同じ)である。また、高密度層16Hを形成する際と、低密度層16Lを形成する際とで、第4ステップで使用されるパージガスの種類は共通(同じ)である。本実施の形態では、高密度層16Hを形成する際と低密度層16Lを形成する際とで、第1ステップで使用される原料ガスの種類を共通にし、かつ、第3ステップで使用される反応ガスの種類を共通にしているため、高密度層16Hと低密度層16Lとは、構成元素が互いに同じになる。
 本実施の形態では、プラズマALD装置(プラズマALD法)を用いて保護膜16を形成しており、第3ステップでは、高周波電力により反応ガスがプラズマ化される。
 高密度層16Hと低密度層16Lとを作り分ける第1の手法は、第3ステップの高周波電力の大きさを制御する手法であり、これについて、まず説明する。
 プラズマALD装置を用いた成膜工程では、形成した膜の密度は、第3ステップ(反応ガス供給ステップ)において、反応ガスをプラズマ化するための高周波電力(ここでは上部電極25に印加される高周波電力)の大きさによって、制御することができる。具体的には、第3ステップの高周波電力を大きくすると、形成される膜の密度が高くなり、第3ステップの高周波電力を小さくすると、形成される膜の密度が低くなる傾向にある。なお、第3ステップの高周波電力をある程度以上大きくすると、形成される膜は、欠陥(空孔)が少なく、理想的な結晶構造の膜(層)に近くなるため、形成される膜の密度は、ほぼ一定になる。なお、第3ステップにおける、反応ガスをプラズマ化するための高周波電力(ここでは上部電極25に印加される高周波電力)を、「第3ステップにおける高周波電力」または「第3ステップの高周波電力」と称することとする。
 すなわち、第3ステップでは、チャンバ22内に導入した反応ガスを、処理対象物23の表面に吸着していた原料ガス分子と反応させるが、反応ガスの反応性(反応活性)を高めるために、反応ガスをプラズマ化して、処理対象物23の表面に吸着していた原料ガス分子と反応させ、それによって、処理対象物23の表面に反応層である原子層を形成する。第3ステップの高周波電力を大きくした場合は、生成されるプラズマ(活性種)と処理対象物23の表面に吸着していた原料ガス分子との反応性が高くなる。このため、第3ステップの高周波電力を大きくした条件で、第1ステップ、第2ステップ、第3ステップおよび第4ステップを複数サイクル繰り返すと、生成された膜は、欠陥(空孔)が少なく、理想的な結晶構造の膜(層)に近い高密度の膜になる。一方、第3ステップの高周波電力を小さくした場合は、生成されるプラズマ(活性種)と処理対象物23の表面に吸着していた原料ガス分子との反応性が低くなる。このため、第3ステップの高周波電力を小さくした条件で、第1ステップ、第2ステップ、第3ステップおよび第4ステップを複数サイクル繰り返すと、生成された膜は、欠陥(空孔)が多く、理想的な結晶構造の膜(層)に比べて密度が低い膜になってしまう。
 このため、第1の手法として、高密度層16Hを形成する際の第3ステップの高周波電力(上部電極25に印加される高周波電力)の大きさよりも、低密度層16Lを形成する際の第3ステップの高周波電力(上部電極25に印加される高周波電力)の大きさを、小さくする。
 この第1の手法の場合、高密度層16Hを形成する際には、第3ステップの高周波電力を大きくすることで、反応ガス(プラズマ)と処理対象物23の表面に吸着していた原料ガス分子とを十分に反応させる。一方、低密度層16Lを形成する際には、第3ステップの高周波電力を小さくすることで、反応ガス(プラズマ)と処理対象物23の表面に吸着していた原料ガス分子との反応をわざと抑制する。これにより、高密度層16Hの密度よりも低密度層16Lの密度を低くすることができる。
 例えば、高密度層16Hを形成する際の第3ステップ(上記ステップS6Hの第3ステップ)において、上部電極25に印加される高周波電力を1500W(ワット)、その高周波電力の印加時間を1秒とする。そして、低密度層16Lを形成する際の第3ステップ(上記ステップS6Lの第3ステップ)において、上部電極25に印加される高周波電力を300W、その高周波電力の印加時間を1秒とする。高周波電力の周波数は、ステップS6HとステップS6Lとで、共通の13.56MHzとする。これにより、第1ステップ、第2ステップ、第3ステップ(但し高周波電力は1500W)および第4ステップを複数サイクル繰り返して形成された高密度層16Hの密度よりも、第1ステップ、第2ステップ、第3ステップ(但し高周波電力は300W)および第4ステップを複数サイクル繰り返して形成された低密度層16Lの密度を、低くすることができる。
 次に、高密度層16Hと低密度層16Lとを作り分ける第2の手法は、第3ステップの高周波電力の印加時間を制御する手法であり、これについて説明する。
 ALD法を用いた成膜工程では、形成した膜の密度は、第3ステップの高周波電力の印加時間によっても、制御することができる。具体的には、第3ステップの高周波電力の印加時間を長くすると、形成される膜の密度が高くなり、第3ステップの高周波電力の印加時間を短くすると、形成される膜の密度が低くなる傾向にある。これは、第3ステップにおいて、高周波電力の印加時間を長くした場合は、生成されるプラズマ(活性種)と処理対象物23の表面に吸着していた原料ガス分子との反応が十分に行われるようになり、周波電力の印加時間を短くした場合には、生成されるプラズマと処理対象物23の表面に吸着していた原料ガス分子との反応が十分には行われなくなるからである。なお、高周波電力の印加時間をある程度以上長くすると、形成される膜は、欠陥(空孔)が少なく、理想的な結晶構造の膜(層)に近くなるため、形成される膜の密度は、ほぼ一定になる。
 このため、第2の手法として、高密度層16Hを形成する際の第3ステップの高周波電力の印加時間よりも、低密度層16Lを形成する際の第3ステップの高周波電力の印加時間を短くする。
 この第2の手法の場合、高密度層16Hを形成する際には、第3ステップの高周波電力の印加時間を長くすることで、反応ガス(プラズマ)と処理対象物23の表面に吸着していた原料ガス分子とを十分に反応させる。一方、低密度層16Lを形成する際には、第3ステップの高周波電力の印加時間を短くすることで、反応ガス(プラズマ)と処理対象物23の表面に吸着していた原料ガス分子との反応をわざと抑制する。これにより、高密度層16Hの密度よりも低密度層16Lの密度を低くすることができる。
 例えば、高密度層16Hを形成する際の第3ステップ(上記ステップS6Hの第3ステップ)において、上部電極25に印加される高周波電力を1500W、その高周波電力の印加時間を1秒とする。そして、低密度層16Lを形成する際の第3ステップ(上記ステップS6Lの第3ステップ)において、上部電極25に印加される高周波電力を1500W、その高周波電力の印加時間を0.1秒とする。高周波電力の周波数は、ステップS6HとステップS6Lとで、共通の13.56MHzとする。これにより、第1ステップ、第2ステップ、第3ステップ(但し高周波電力の印加時間は1秒)および第4ステップを複数サイクル繰り返して形成された高密度層16Hの密度よりも、第1ステップ、第2ステップ、第3ステップ(但し高周波電力の印加時間は0.1秒)および第4ステップを複数サイクル繰り返して形成された低密度層16Lの密度を、低くすることができる。
 次に、高密度層16Hと低密度層16Lとを作り分ける第3の手法は、第3ステップの高周波電力の周波数を制御する手法であり、これについて説明する。
 ALD法を用いた成膜工程では、形成した膜の密度は、第3ステップの高周波電力の周波数によっても、制御することができる。具体的には、第3ステップの高周波電力の周波数を高くすると、形成される膜の密度が高くなり、第3ステップの高周波電力の周波数を低くすると、形成される膜の密度が低くなる傾向にある。これは、第3ステップにおいて、高周波電力の周波数を高くした場合は、生成されるプラズマ(活性種)と処理対象物23の表面に吸着していた原料ガス分子との反応が十分に行われるようになり、周波電力の印加時間を低くした場合には、生成されるプラズマと処理対象物23の表面に吸着していた原料ガス分子との反応が十分には行われなくなるからである。なお、第3ステップの高周波電力の周波数をある程度以上高くすると、形成される膜は、欠陥(空孔)が少なく、理想的な結晶構造の膜(層)に近くなるため、形成される膜の密度は、ほぼ一定になる。
 このため、第3の手法として、高密度層16Hを形成する際の第3ステップの高周波電力の周波数よりも、低密度層16Lを形成する際の第3ステップの高周波電力の周波数を低くする。
 この第3の手法の場合、高密度層16Hを形成する際には、第3ステップの高周波電力の周波数を高くすることで、反応ガス(プラズマ)と処理対象物23の表面に吸着していた原料ガス分子とを十分に反応させる。一方、低密度層16Lを形成する際には、第3ステップの高周波電力の周波数を低くすることで、反応ガス(プラズマ)と処理対象物23の表面に吸着していた原料ガス分子との反応をわざと抑制する。これにより、高密度層16Hの密度よりも低密度層16Lの密度を低くすることができる。
 一例を挙げれば、高密度層16Hを形成する際の第3ステップ(上記ステップS6Hの第3ステップ)において、上部電極25に印加される高周波電力の周波数を27.21MHzとし、低密度層16Lを形成する際の第3ステップ(上記ステップS6Lの第3ステップ)において、上部電極25に印加される高周波電力の周波数を13.56MHzとすることができる。
 これら第1の手法、第2の手法および第3の手法のうち、第3の手法を採用する場合は、高密度層16Hを形成する際の第3ステップの高周波電力を供給するための高周波電源と、低密度層16Lを形成する際の第3ステップの高周波電力を供給するための高周波電源との、合計2つの高周波電源を上記成膜装置21に設ける必要がある。
 それに対して、第1の手法および第2の手法では、高密度層16Hを形成する際の第3ステップの高周波電力の周波数と、低密度層16Lを形成する際の第3ステップの高周波電力の周波数とを同じにすることができる。このため、第1の手法および第2の手法では、高密度層16Hを形成する際の第3ステップの高周波電力を供給するための高周波電源と、低密度層16Lを形成する際の第3ステップの高周波電力を供給するための高周波電源とを共通化することができ、上記成膜装置21には、1つの高周波電源29を設ければよい。このため、成膜装置21の構造を単純化することができ、また、成膜装置21の製造コストを抑制することができ、ひいては、有機EL表示装置の製造コストを抑制することができる。
 また、第1の手法、第2の手法および第3の手法のうち、高密度層16Hの密度と低密度層16Lの密度との差を最も確保しやすいのは、第1の手法である。このため、高密度層16Hと低密度層16Lとを作り分ける手法として、第1の手法を採用することが、特に好ましい。第1の手法を採用し、高密度層16Hを形成する際の第3ステップの高周波電力の大きさよりも、低密度層16Lを形成する際の第3ステップの高周波電力の大きさを小さくすることにより、高密度層16Hの密度と低密度層16Lの密度との差を容易かつ的確に確保することができ、高密度層16Hの密度よりも低密度層16Lの密度を、容易かつ的確に低くすることができる。
 また、変形例として、第1の手法、第2の手法および第3の手法のうちの任意のものを組み合わせることもできる。例えば、第1の手法と第2の手法とを組み合わせることもでき、その場合は、高密度層16Hを形成する際の第3ステップの高周波電力の大きさよりも、低密度層16Lを形成する際の第3ステップの高周波電力の大きさを小さくし、かつ、高密度層16Hを形成する際の第3ステップの高周波電力の印加時間よりも、低密度層16Lを形成する際の第3ステップの高周波電力の印加時間を短くする。なお、第1の手法と第2の手法とを組み合わせた場合も、高密度層16Hを形成する際の第3ステップの高周波電力を供給するための高周波電源と、低密度層16Lを形成する際の第3ステップの高周波電力を供給するための高周波電源とを共通化することができる。
 第1の手法と第2の手法とを組み合わせた場合の一例を挙げれば、高密度層16Hを形成する際の第3ステップにおいて、上部電極25に印加される高周波電力を1500W、その高周波電力の印加時間を1秒とし、低密度層16Lを形成する際の第3ステップにおいて、上部電極25に印加される高周波電力を300W、その高周波電力の印加時間を0.1秒とする。高密度層16Hを形成する際の第3ステップと低密度層16Lを形成する際の第3ステップとで、高周波電力の周波数は同じにする。これにより、第1ステップ、第2ステップ、第3ステップおよび第4ステップを複数サイクル繰り返して形成された高密度層16Hの密度よりも、第1ステップ、第2ステップ、第3ステップおよび第4ステップを複数サイクル繰り返して形成された低密度層16Lの密度を、より的確に低くすることができる。
 上述のように、フレキシブル基板を用いた有機EL表示装置用の保護膜は、水分に対するバリア性と、折り曲げに対する耐性とが求められる。そこで、本実施の形態では、水分バリア層(ここでは高密度層16H)と応力緩和層(ここでは低密度層16L)とを交互に積層して保護膜(16)を形成することで、その保護膜の水分防止機能を確保しながら、その保護膜の折り曲げ耐性を向上させることができる。そして、水分バリア層(ここでは高密度層16H)の構成元素と応力緩和層(ここでは低密度層16L)の構成元素とを同じにするとともに、密度を制御することにより、水分バリア層(ここでは高密度層16H)と応力緩和層(ここでは低密度層16L)とを作り分けている。これにより、保護膜(16)の形成に要する時間を短縮でき、スループットを向上できる。保護膜(16)をALD法により形成することで、パーティクル31の脱落に伴う不具合を防止できるとともに、ALD法としてプラズマALD法を用い、プラズマを生成するための高周波電力(第3ステップの高周波電力)を制御することで、保護膜の密度を制御し、水分バリア層(ここでは高密度層16H)と応力緩和層(ここでは低密度層16L)とを容易かつ的確に作り分けることができる。
 以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
1 表示装置
2 表示部
3 回路部
9 ガラス基板
10 基板
11 基板
12 パッシベーション膜
13,15 電極層
13a,15a 電極
14 有機層
16,32,33,116,216 保護膜
16H 高密度層
16L 低密度層
17 樹脂膜
21 成膜装置
22 チャンバ
23 処理対象物
24 ステージ
25 上部電極
26 排気部
27 ガス導入部
28 ガス排出部
29 高周波電源
31 パーティクル
32,33 保護膜
T1,T2 厚さ

Claims (21)

  1.  フレキシブル基板と、
     前記フレキシブル基板上に形成された有機EL素子と、
     前記有機EL素子を覆うように形成された、無機絶縁材料からなる保護膜と、
     を有する表示装置であって、
     前記保護膜は、一層以上の高密度層と前記高密度層よりも密度が低い一層以上の低密度層とからなり、かつ、前記低密度層と前記高密度層とが互いに接するように交互に積層された積層構造を有し、
     前記保護膜を構成する前記一層以上の高密度層と前記一層以上の低密度層とは、構成元素が互いに同じである、表示装置。
  2.  請求項1記載の表示装置において、
     前記保護膜を構成する前記一層以上の高密度層および前記一層以上の低密度層のそれぞれは、ALD法を用いて形成された、酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸窒化シリコン層、酸化チタン層、酸化ジルコニウム層、酸化アルミニウム層、酸窒化アルミニウム層または窒化アルミニウム層からなる、表示装置。
  3.  請求項1記載の表示装置において、
     前記保護膜を構成する前記一層以上の高密度層および前記一層以上の低密度層のそれぞれは、ALD法を用いて形成された、酸化アルミニウム層、酸窒化アルミニウム層または窒化アルミニウム層からなる、表示装置。
  4.  請求項1記載の表示装置において、
     前記積層構造の最下層は前記低密度層からなる、表示装置。
  5.  請求項1記載の表示装置において、
     前記積層構造の最上層は前記低密度層からなる、表示装置。
  6.  請求項1記載の表示装置において、
     前記積層構造の最下層および最上層は、それぞれ前記低密度層からなる、表示装置。
  7.  請求項1記載の表示装置において、
     前記積層構造は、複数の前記高密度層と、前記複数の高密度層の相互間に介在する前記低密度層とを含んでいる、表示装置。
  8.  請求項1記載の表示装置において、
     前記高密度層の厚さは、前記低密度層の厚さよりも厚い、表示装置。
  9.  請求項8記載の表示装置において、
     前記低密度層の厚さは、2nm以上である、表示装置。
  10.  請求項1記載の表示装置において、
     前記低密度層の密度は、前記高密度層の密度の95%以下である、表示装置。
  11.  請求項10記載の表示装置において、
     前記低密度層の密度は、前記高密度層の密度の80%以上である、表示装置。
  12.  以下の工程を含む、有機EL素子を有する表示装置の製造方法:
     (a)フレキシブル基板上に前記有機EL素子を形成する工程;
     (b)前記有機EL素子を覆うように、無機絶縁材料からなる保護膜をALD法を用いて形成する工程;
     ここで、前記(b)工程では、
     (c)高密度層を、ALD法を用いて形成する工程、
     (d)前記(c)工程の前または後に、前記高密度層と構成元素が同じで、かつ、前記高密度層よりも密度が低い低密度層を、ALD法を用いて形成する工程、
     を交互に行うことにより前記保護膜が形成され、
     前記保護膜は、一層以上の前記高密度層と一層以上の前記低密度層とからなり、かつ、前記低密度層と前記高密度層とが互いに接するように交互に積層された積層構造を有する、表示装置の製造方法。
  13.  請求項12記載の表示装置の製造方法において、
     前記(c)工程で形成される前記高密度層と、前記(d)工程で形成される前記低密度層とは、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウムまたは窒化アルミニウムからなる、表示装置の製造方法。
  14.  請求項12記載の表示装置の製造方法において、
     前記(c)工程で形成される前記高密度層と、前記(d)工程で形成される前記低密度層とは、酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウムまたは窒化アルミニウムからなる、表示装置の製造方法。
  15.  請求項12記載の表示装置の製造方法において、
     前記(b)工程では、前記有機EL素子が形成された前記フレキシブル基板が成膜装置の成膜容器内に配置された状態で、前記保護膜が形成され、
     前記(c)工程では、
     (c1)前記成膜容器内に第1原料ガスを供給する工程、
     (c2)前記(c1)工程後、前記成膜容器内に第1パージガスを供給する工程、
     (c3)前記(c2)工程後、前記成膜容器内に第1反応ガスを供給する工程、
     (c4)前記(c3)工程後、前記成膜容器内に第2パージガスを供給する工程、
     を複数サイクル繰り返すことにより、前記高密度層が形成され、
     前記(d)工程では、
     (d1)前記成膜容器内に第2原料ガスを供給する工程、
     (d2)前記(d1)工程後、前記成膜容器内に第3パージガスを供給する工程、
     (d3)前記(d2)工程後、前記成膜容器内に第2反応ガスを供給する工程、
     (d4)前記(d3)工程後、前記成膜容器内に第4パージガスを供給する工程、
     を複数サイクル繰り返すことにより、前記低密度層が形成され、
     前記第1原料ガスと前記第2原料ガスとは、同種のガスであり、
     前記第1反応ガスと前記第2反応ガスとは、同種のガスであり、
     前記(c3)工程では、第1高周波電力により前記第1反応ガスがプラズマ化され、
     前記(d3)工程では、第2高周波電力により前記第2反応ガスがプラズマ化され、
     前記第2高周波電力は、前記第1高周波電力よりも小さい、表示装置の製造方法。
  16.  請求項12記載の表示装置の製造方法において、
     前記(b)工程では、前記有機EL素子が形成された前記フレキシブル基板が成膜装置の成膜容器内に配置された状態で、前記保護膜が形成され、
     前記(c)工程では、
     (c1)前記成膜容器内に第1原料ガスを供給する工程、
     (c2)前記(c1)工程後、前記成膜容器内に第1パージガスを供給する工程、
     (c3)前記(c2)工程後、前記成膜容器内に第1反応ガスを供給する工程、
     (c4)前記(c3)工程後、前記成膜容器内に第2パージガスを供給する工程、
     を複数サイクル繰り返すことにより、前記高密度層が形成され、
     前記(d)工程では、
     (d1)前記成膜容器内に第2原料ガスを供給する工程、
     (d2)前記(d1)工程後、前記成膜容器内に第3パージガスを供給する工程、
     (d3)前記(d2)工程後、前記成膜容器内に第2反応ガスを供給する工程、
     (d4)前記(d3)工程後、前記成膜容器内に第4パージガスを供給する工程、
     を複数サイクル繰り返すことにより、前記低密度層が形成され、
     前記第1原料ガスと前記第2原料ガスとは、同種のガスであり、
     前記第1反応ガスと前記第2反応ガスとは、同種のガスであり、
     前記(c3)工程では、第1高周波電力により前記第1反応ガスがプラズマ化され、
     前記(d3)工程では、第2高周波電力により前記第2反応ガスがプラズマ化され、
     前記(d3)工程における前記第2高周波電力の印加時間は、前記(c3)工程における前記第1高周波電力の印加時間よりも短い、表示装置の製造方法。
  17.  請求項12記載の表示装置の製造方法において、
     前記(b)工程では、前記有機EL素子が形成された前記フレキシブル基板が成膜装置の成膜容器内に配置された状態で、前記保護膜が形成され、
     前記(c)工程では、
     (c1)前記成膜容器内に第1原料ガスを供給する工程、
     (c2)前記(c1)工程後、前記成膜容器内に第1パージガスを供給する工程、
     (c3)前記(c2)工程後、前記成膜容器内に第1反応ガスを供給する工程、
     (c4)前記(c3)工程後、前記成膜容器内に第2パージガスを供給する工程、
     を複数サイクル繰り返すことにより、前記高密度層が形成され、
     前記(d)工程では、
     (d1)前記成膜容器内に第2原料ガスを供給する工程、
     (d2)前記(d1)工程後、前記成膜容器内に第3パージガスを供給する工程、
     (d3)前記(d2)工程後、前記成膜容器内に第2反応ガスを供給する工程、
     (d4)前記(d3)工程後、前記成膜容器内に第4パージガスを供給する工程、
     を複数サイクル繰り返すことにより、前記低密度層が形成され、
     前記第1原料ガスと前記第2原料ガスとは、同種のガスであり、
     前記第1反応ガスと前記第2反応ガスとは、同種のガスであり、
     前記(c3)工程では、第1高周波電力により前記第1反応ガスがプラズマ化され、
     前記(d3)工程では、第2高周波電力により前記第2反応ガスがプラズマ化され、
     前記第2高周波電力の周波数は、前記第1高周波電力の周波数よりも低い、表示装置の製造方法。
  18.  請求項12記載の表示装置の製造方法において、
     前記(d)工程で形成される前記低密度層の密度は、前記(c)工程で形成される前記高密度層の密度の95%以下である、表示装置の製造方法。
  19.  請求項18記載の表示装置の製造方法において、
     前記(d)工程で形成される前記低密度層の密度は、前記(c)工程で形成される前記高密度層の密度の80%以上である、表示装置の製造方法。
  20.  請求項12記載の表示装置の製造方法において、
     前記(c)工程で形成される前記高密度層の厚さは、前記(d)工程で形成される前記低密度層の厚さよりも厚い、表示装置の製造方法。
  21.  請求項20記載の表示装置の製造方法において、
     前記(d)工程で形成される前記低密度層の厚さは、2nm以上である、表示装置の製造方法。
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