WO2019187078A1 - 表示デバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
表示デバイス(2)の製造方法は、第1平坦化層の形成領域に存在する突出部の位置および高さを検査する検査工程(S22)と、閾値以上の高さを有する上記突出部を選出する選出工程(S23)と、上記突出部の高さが第1平坦化層の厚み未満の高さとなるように研磨する研磨工程(S24)とを含む。
Description
本発明は、表示デバイスの製造方法に関する。
特許文献1には、表示デバイス等における発光素子を最終的に無機封止層で封止する前に該発光素子の配置領域に付着した異物を有機緩衝層で覆って平坦化することが開示されている。また、特許文献2には、異物を下部無機封止層で覆い、該下部無機封止層の表面全体を研磨して平坦化した後、該下部無機封止層上に上部無機封止層を形成することが開示されている。
しかしながら、特許文献1は、有機緩衝層の厚み以上の高さを有する異物について何ら考慮していない。有機緩衝層の厚み以上の高さを有する異物が存在すると、該有機緩衝層上に形成される無機封止層のカバレッジが悪化し、封止不良が発生する。発光素子は、水分や酸素等による影響を受け易く、微量の水分や酸素と接触すると、その特性が劣化し、最終的に得られる装置の信頼性の低下等の問題を引き起こす。
また、特許文献2の方法では、下部無機封止層全体を研磨して平坦化するため、該下部無機封止層にクラック等の欠陥が生じたり、該下部無機封止層の下層の構造物の表面を削ってしまったりするおそれがあるという問題がある。また、異物を研磨により完全に除去すると、該異物の下の層を傷付けてしまうおそれがある。
上述の課題を解決するために、本願の一態様に係る表示デバイスの製造方法は、複数の発光素子を含む発光素子層と、上記発光素子層を覆う封止膜と、を有し、上記封止膜が、第1平坦化層と上記第1平坦化層上に設けられた第1無機封止層とを含む表示デバイスの製造方法であって、上記発光素子層を形成する発光素子層形成工程と、上記発光素子層形成工程後に、上記第1平坦化層の形成領域に存在する、異物を少なくとも含む、該異物の周囲の平面よりも上方に突出している突出部の位置および高さを検査する検査工程と、閾値以上の高さを有する上記突出部を選出する選出工程と、上記閾値以上の高さを有する上記突出部の一部を、該突出部の高さが上記第1平坦化層の厚み未満の高さとなるように研磨する研磨工程と、上記研磨工程で研磨した上記突出部を覆うように上記第1平坦化層を形成する第1平坦化層形成工程と、上記第1平坦化層上に上記第1無機封止層を形成する第1無機封止層形成工程と、を含む。
本発明の一態様によれば、上記突出部の高さが閾値以上である異物を選出して該異物を少なくとも含む上記突出部の一部のみを、上部第1平坦化層で覆うことができる高さまで研磨し、上記突出部全体を研磨しない。すなわち、本発明の一態様によれば、封止膜の表面全体を研磨したり、異物全体を研磨除去したりしない。それ故、上記第1無機封止層の形成前に封止不良を抑制することができるとともに、信頼性が高い表示デバイスを製造することができる表示デバイスの製造方法を提供することができる。
〔実施形態1〕
以下、本発明の一実施形態にかかる表示デバイスの製造方法について、図1~図16を参照しながら、詳細に説明する。なお、以下においては、「同層」とは同一のプロセス(成膜工程)にて形成されていることを意味し、「下層」とは、比較対象の層よりも先のプロセスで形成されていることを意味し、「上層」とは比較対象の層よりも後のプロセスで形成されていることを意味する。
以下、本発明の一実施形態にかかる表示デバイスの製造方法について、図1~図16を参照しながら、詳細に説明する。なお、以下においては、「同層」とは同一のプロセス(成膜工程)にて形成されていることを意味し、「下層」とは、比較対象の層よりも先のプロセスで形成されていることを意味し、「上層」とは比較対象の層よりも後のプロセスで形成されていることを意味する。
<表示デバイスの構成および製造方法>
図1は本実施形態にかかる表示デバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。図2は、本実施形態にかかる表示デバイスの表示領域の構成を示す断面図である。図3は、本実施形態にかかる表示デバイスの概略構成を示す平面図である。
図1は本実施形態にかかる表示デバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。図2は、本実施形態にかかる表示デバイスの表示領域の構成を示す断面図である。図3は、本実施形態にかかる表示デバイスの概略構成を示す平面図である。
フレキシブルな表示デバイスを製造する場合、図1および図2に示すように、まず、透光性の支持基板(例えば、マザーガラス)上に樹脂層12を形成する(S1)。次いで、バリア層3を形成する(S2)。次いで、TFT層4を形成する(S3)。次いで、トップエミッション型の発光素子層5を形成する(S4)。次いで、封止膜6を形成する(S5)。次いで、封止膜6上に上面フィルムを貼り付ける(S6)。
次いで、レーザ光の照射等によって支持基板を樹脂層12から剥離する(S7)。次いで、樹脂層12の下面に下面フィルム10を貼り付ける(S8)。次いで、下面フィルム10、樹脂層12、バリア層3、TFT層4、発光素子層5、封止膜6を含む積層体を分断し、複数の個片を得る(S9)。次いで、得られた個片に上面フィルム39を貼り付ける(S10)。次いで、複数のサブ画素が形成された表示領域DA(図3参照)よりも外側(非表示領域NA、額縁)の一部(端子部TM、図3参照)に電子回路基板(例えば、ICチップおよびFPC)をマウントする(S11)。なお、S1~S11は、表示デバイス製造装置(S1~S5の各工程を行う成膜装置を含む)が行う。
樹脂層12の材料としては、例えばポリイミド等が挙げられる。樹脂層12の部分を、二層の樹脂膜(例えば、ポリイミド膜)およびこれらに挟まれた無機絶縁膜で置き換えることもできる。
バリア層3は、水、酸素等の異物がTFT層4および発光素子層5に侵入することを防ぐ層であり、例えば、CVD法により形成される、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、あるいは酸窒化シリコン膜、またはこれらの積層膜で構成することができる。
TFT層4は、半導体膜15と、半導体膜15よりも上層の無機絶縁膜16(ゲート絶縁膜)と、無機絶縁膜16よりも上層の、ゲート電極GEおよびゲート配線GHと、ゲート電極GEおよびゲート配線GHよりも上層の無機絶縁膜18と、無機絶縁膜18よりも上層の容量電極CEと、容量電極CEよりも上層の無機絶縁膜20と、無機絶縁膜20よりも上層のソース配線SHと、ソース配線SHよりも上層の層間絶縁膜21とを含む。
半導体膜15は、例えば低温ポリシリコン(LTPS)あるいは酸化物半導体(例えばIn-Ga-Zn-O系の半導体)で構成され、半導体膜15およびゲート電極GEを含むようにトランジスタ(TFT)が構成される。図2では、トランジスタがトップゲート構造で示されているが、ボトムゲート構造でもよい。
ゲート電極GE、ゲート配線GH、容量電極CE、およびソース配線SHは、例えば、アルミニウム、タングステン、モリブデン、タンタル、クロム、チタン、銅の少なくとも1つを含む金属の単層膜あるいは積層膜によって構成される。図2のTFT層4には、一層の半導体層および三層のメタル層が含まれる。
無機絶縁膜16・18・20は、例えば、CVD法によって形成された、酸化シリコン(SiOx)膜あるいは窒化シリコン(SiNx)膜またはこれらの積層膜によって構成することができる。層間絶縁膜21は、例えば、ポリイミド、アクリル樹脂等の塗布可能な有機材料によって構成することができる。
発光素子層5は、層間絶縁膜21よりも上層のアノード22と、アノード22のエッジを覆う絶縁性のアノードカバー膜23と、アノードカバー膜23よりも上層のEL(エレクトロルミネッセンス)層24と、EL層24よりも上層のカソード25とを含む。また、発光素子層5は、カソード25よりも上層に、有機キャッピング層、無機キャッピング層等のキャッピング層を含んでいてもよい。アノードカバー膜23は、例えば、ポリイミド、アクリル樹脂等の有機材料を塗布した後にフォトリソグラフィよってパターニングすることで形成される。
サブ画素ごとに、島状のアノード22、EL層24、およびカソード25を含む発光素子ES(例えば、OLED:有機発光ダイオード、QLED:量子ドットダイオード)が発光素子層5に形成され、発光素子ESを制御するサブ画素回路がTFT層4に形成される。
EL層24は、例えば、下層側から順に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を積層することで構成される。発光層は、蒸着法あるいはインクジェット法によって、アノードカバー膜23の開口(サブ画素ごと)に、島状に形成される。他の層は、島状あるいはベタ状(共通層)に形成する。また、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層のうち1以上の層を形成しない構成も可能である。
OLEDの発光層を蒸着形成する場合は、FMM(ファインメタルマスク)を用いる。FMMは多数の開口を有するシート(例えば、インバー材製)であり、1つの開口を通過した有機物質によって島状の発光層(1つのサブ画素に対応)が形成される。
QLEDの発光層は、例えば、量子ドットを拡散させた溶媒をインクジェット塗布することで、島状の発光層(1つのサブ画素に対応)を形成することができる。
アノード(陽極)22は、例えばITO(Indium Tin Oxide)とAg(銀)あるいはAgを含む合金との積層によって構成され、光反射性を有する。カソード(陰極)25は、MgAg合金(極薄膜)、ITO、IZO(Indium zinc Oxide)等の透光性の導電材で構成することができる。
発光素子ESがOLEDである場合、アノード22およびカソード25間の駆動電流によって正孔と電子が発光層内で再結合し、これによって生じたエキシトンが基底状態に遷移する過程で光が放出される。カソード25が透光性であり、アノード22が光反射性であるため、EL層24から放出された光は上方に向かい、トップエミッションとなる。
発光素子ESがQLEDである場合、アノード22およびカソード25間の駆動電流によって正孔と電子が発光層内で再結合し、これによって生じたエキシトンが、量子ドットの伝導帯準位(conduction band)から価電子帯準位(valence band)に遷移する過程で光(蛍光)が放出される。
発光素子層5には、前記のOLED、QLED以外の発光素子(無機発光ダイオード等)を形成してもよい。
封止膜6は透光性であり、カソード25を覆う無機層26と、無機層26よりも上層の有機層27(有機封止層)と、有機層27よりも上層の無機層28とを含む(図2を参照)。発光素子層5を覆う封止膜6は、発光素子層5への水、酸素等の異物の浸透を防いでいる。なお、封止膜形成工程(S5)および封止膜6の材料については、後で詳述する。
無機層26および無機層28は無機絶縁膜であり、例えば、CVD法により形成される、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、あるいは酸窒化シリコン膜、またはこれらの積層膜で構成することができる。有機層27は、平坦化効果のある透光性有機層であり、アクリル樹脂、またはPI等の有機材料によって構成することができる。有機層27は例えばインクジェット塗布によって形成することができる。
図3に示すように、非表示領域NAには、層間絶縁膜21を囲むように、インクジェット塗布されるインク(液状の有機材料)を堰き止めるための枠状のバンク41および該バンク41を囲む枠状のバンク42が設けられていてもよい。
バンク41は、有機層27の形成に用いられるインクを堰き止めることで有機層27のエッジを規定する。バンク42は、バンク41によってインクを堰き止めることができなかった場合に、バンク41を乗り越えたインクを堰き止める。
バンク41の内側は、有機層27で覆われており、有機層27のエッジは、バンク41と重なっている。したがって、バンク41で囲まれた領域が、有機層27の形成領域となる。
バンク41は、アノードカバー膜23と同じ材料で、同時に形成することができる。また、バンク42は、例えば、下層と上層との二層構造を有している。上記下層は、層間絶縁膜21のパターン形成時に、層間絶縁膜21と同じ材料で、同時に形成することができる。上記上層は、例えば、アノードカバー膜23の形成時に、アノードカバー膜23と同じ材料で、同時に形成することができる。
下面フィルム10は、支持基板を剥離した後に樹脂層12の下面に貼り付けることで柔軟性に優れた表示デバイスを実現するための、例えばPETフィルムである。上面フィルム39は、例えば、光学補償機能、タッチセンサ機能、保護機能の少なくとも1つを有する。
以上にフレキシブルな表示デバイスについて説明したが、非フレキシブルな表示デバイスを製造する場合は、一般的に樹脂層の形成、基材の付け替え等が不要であるため、例えば、ガラス基板上にS2~S5の積層工程を行い、その後S9に移行する。
図4は、本実施形態にかかる封止膜形成工程の一例を示すフローチャートである。図5の(a)~(f)は、本実施形態にかかる封止膜形成工程を工程順に示す断面図である。
図4に示すように、本実施形態にかかる封止膜形成工程(S5)は、下部無機層形成工程(S21)と、検査工程(S22)と、選出工程(S23)と、研磨工程(S24)と、有機層形成工程(S25)と、上部無機層形成工程(S26)とを、この順に含む。
下部無機層形成工程(S21)では、図5の(a)に示すように、下部無機層である無機層26(第2無機封止層、封止層)を形成する。このとき、無機層26は、発光素子層5(例えばカソード25)上に異物63が付着していたとしても、異物63を取り除くことなく、該異物63を覆うように、表示領域DAから非表示領域NAにかけて形成される。無機層26を形成する方法としては、前述したように、例えば、CVD法が用いられる。
下部無機層形成工程(S21)において無機層26が形成された基板は、検査工程(S22)に供するために、好適には、窒素等の不活性ガス雰囲気下で、無機層26の形成に用いられる成膜チャンバから搬出される。検査工程(S22)、選出工程(S23)、研磨工程(S24)は、何れも窒素等の不活性ガス雰囲気下で行われ、その間の基板の移動並びに研磨工程(S24)後の基板の移動も、窒素等の不活性ガス雰囲気下で行われる。なお、本実施形態では、基板の表面に無機層26が形成されていることから、成膜チャンバからの上記基板の搬送、並びに、検査工程(S22)および選出工程(S23)は、必ずしも不活性ガス雰囲気下で行われる必要はない。但し、研磨工程(S24)では、無機層26の一部が研磨されることから、研磨工程(S24)並びに研磨工程(S24)後の基板の搬送は、窒素等の不活性ガス雰囲気下で行う必要がある。
検査工程(S22)では、下部無機層形成工程(S21)後に、有機層27の形成領域に存在する、異物63を少なくとも含む、該異物63の周囲の平面よりも上方に突出している突出部62の位置および高さを検査する。ここで、検査とは、突出部62の位置情報および高さ情報を取得することを意味する。
本実施形態では、上述したように、異物63が、無機層26で覆われている。したがって、本実施形態において、異物63の周囲の平面とは、異物63の周囲における、異物が存在していない部分の無機層26の表面(つまり、無機層26がなす平面)を意味する。また、本実施形態において、突出部62とは、図5の(a)に枠囲みで示すように、異物63および該異物を覆う無機層26が、異物63の周囲の無機層26がなす平面から突出している部分を示す。また、突出部62の高さとは、上記平面を基準面として測定した、上記平面からの高さを示す。
本実施形態において、突出部62は、異物63および該異物63を覆う無機層26を含んでいる。上記平面よりも上方に突出している突出部62の高さとは、図5の(b)に示すように、異物63の周囲の無機層26がなす平面から突出している突出部62の高さd1を意味する。
検査工程(S22)において、突出部62の位置および高さd1を検査する方法は特に限定されない。該方法としては、例えば、CCD(charge coupled device)カメラによる自動光学検査装置(AOI:Automated Optical Inspection)を用いて検査する方法等が挙げられる。
選出工程(S23)では、図5の(b)に示す、検査工程(S22)において検査された突出部62の高さd1が、閾値以上である突出部62を選出する。
上記閾値には、研磨工程(S24)の後で形成される有機封止層(第1平坦化層)の厚み以下の値が設定される。したがって本実施形態では、上記閾値には、有機層27の厚み以下の値が設定される。この場合、高さd1が、有機層27の厚み以上である突出部62が、後述する研磨工程(S24)において研磨を施す対象として選出される。
上記閾値を、有機層27の厚み以下の値に設定することで、突出部62の高さd1を確実に有機層27の厚み未満にすることができる。
研磨工程(S24)では、図5の(c)・(d)に示すように、選出工程(S23)で選出した突出部62の一部を、該突出部62の高さが上記閾値未満の高さ、つまり、研磨工程(S24)の後で形成される有機封止層(第1平坦化層)の厚み未満の高さとなるように研磨する。したがって、本実施形態では、上記突出部62の高さd1が有機層27の厚み未満の高さとなるように研磨する。上記閾値未満の高さ(言い換えれば、有機層27で封止できる高さ)を有する突出部62は、研磨が施されることなく、有機層形成工程(S25)以降の工程が施される。
本工程において、異物63の研磨は、図5の(c)に示すように、例えば、テープ形状を有する研磨部材(研磨テープ72)を備えた研磨装置74を用いて行うことができる。具体的には、研磨装置74が有する研磨テープ72が、研磨ヘッド73と突出部62の表面との間に挟まれながら矢印の方向へ移動することで、研磨テープ72の表面と接する突出部62の表面を研磨することができる。
また、研磨時および研磨後において、研磨により異物63から生じた破片(不図示)を除去するという目的で、エアブローまたは吸引等の工程が行われてもよい。
研磨量としては、突出部62の高さd1が、有機層27の厚み未満となる量であればよいが、研磨後の突出部62の高さd1が、有機層27の厚みの半分以下の高さとなるように設定されることが好ましい。このように研磨量を設定することで、異物63が、図3に示す表示領域DA(図5の(a)~(f)に示すように例えばカソード25上)に存在する場合に、後述の有機層形成工程(S25)において、該表示領域DAにおける有機層27の表面を確実に平坦化することができる。該研磨量の例として、有機層形成工程(S25)において、10μmの厚みを有する有機層27が形成される場合、本工程においては、異物63の高さが、10μm以下、好適には5μm以下となるまで、突出部62を研磨する。
有機層形成工程(S25)では、図5の(e)に示すように、研磨工程(S24)において研磨された異物63を覆うように、有機層27を形成する。上述の研磨工程(S24)において説明した通り、研磨後の異物63の高さは、有機層27の厚み未満となっている。それ故、異物63が有機層27の形成領域に存在したまま、本工程において異物63の上に有機層27を形成しても、有機層27の表面から異物63が突出することなく、有機層27を形成することができる。
前述したように、有機層27は、例えばインクジェット塗布等によって、インクを、バンク41で囲まれた領域内に塗布し、UV硬化等して硬化させることで形成される。インクには、アクリル樹脂等の塗布可能な有機材料を用いることができる。
上部無機層形成工程(S26)では、図5の(f)に示すように、有機層27上に、無機層26と同様にして、上部無機層である無機層28(第1無機封止層)を形成する。
無機層26および無機層28は、水分の浸入を防ぐ防湿機能を有し、水分や酸素による発光素子ESの劣化を防止するバリア層として機能する。有機層27は、膜応力が大きい無機層26・28の応力緩和、発光素子層5の表面の段差や異物63を埋めることによる平坦化、ピンホールの穴埋め、あるいは、無機層28の積層時のクラックや膜剥がれの発生を抑制する。
無機層26・28の厚みは、例えば500~1500nmである。有機層27の厚みは、例えば、5μm以上15μm以下である。
本実施形態によれば、以上のように、有機層27の形成領域に存在する異物63を覆うように無機層26を形成した後、該無機層26で覆われた異物63(言い換えれば、異物63を含む突出部62)の位置および高さを検査し、有機層27で覆うことができない高さを有する突出部62を選出して、該突出部62を研磨する。このとき、本実施形態では、上記突出部62の一部のみを、有機層27で覆うことができる高さまで研磨し、突出部62全体を研磨しない。それ故、無機層28の形成前に封止不良を抑制することができるとともに、異物63の増大や、無機層26のクラック等の欠陥が生じず、信頼性が高い表示デバイス2を製造することができる。
〔実施形態2〕
以下に、本実施形態にかかる表示デバイス2およびその製造方法を、図7および図8を参照しながら詳細に説明する。図6は、本実施形態にかかる表示デバイスの表示領域の構成を示す断面図である。図7は、本実施形態にかかる封止膜形成工程の一例を示すフローチャートである。図8の(a)~(f)は、本実施形態にかかる封止膜形成工程を工程順に示す断面図である。以下では、実施形態1との相異点について説明する。
以下に、本実施形態にかかる表示デバイス2およびその製造方法を、図7および図8を参照しながら詳細に説明する。図6は、本実施形態にかかる表示デバイスの表示領域の構成を示す断面図である。図7は、本実施形態にかかる封止膜形成工程の一例を示すフローチャートである。図8の(a)~(f)は、本実施形態にかかる封止膜形成工程を工程順に示す断面図である。以下では、実施形態1との相異点について説明する。
本実施形態にかかる表示デバイス2は、図6に示す通り、有機層27が、下部有機層27a(第2平坦化層、封止層)と、該下部有機層27a上に形成される上部有機層27b(第1平坦化層、有機封止層)とで形成されている。下部有機層27aおよび上部有機層27bの合計の厚みは、前述した有機層27の厚みと同様に設定される。下部有機層27aおよび上部有機層27bが有する厚みは、ほぼ同一の厚みであり、前述した有機層27の厚みの例えば半分の厚みに設定される。
図7に示すように、本実施形態にかかる封止膜形成工程(S5)は、下部無機層形成工程(S21)と、下部有機層形成工程(S31)と、検査工程(S22)と、選出工程(S23)と、研磨工程(S24)と、上部有機層形成工程(S32)と、上部無機層形成工程(S26)とを、この順に含む。
本実施形態では、図7および図8の(a)に示すように、実施形態1において下部無機層形成工程(S21)後、図8の(b)に示すように、下部無機層形成工程(S21)で形成した無機層26上に、有機層27の厚みの例えば半分の厚みを有する下部有機層27aを形成する(S31)。なお、下部有機層27aは、図2に示す有機層27と同じく、例えば、インクジェット塗布等によって、インクを、バンク41で囲まれた領域内に塗布し、UV硬化等して硬化させることで形成される。
本実施形態では、下部有機層形成工程(S31)後に、検査工程(S22)、選出工程(S23)、研磨工程(S24)を行う。このため、検査工程(S22)では、下部有機層形成工程(S31)後に、有機層27の形成領域に存在する、異物63を少なくとも含む、該異物63の周囲の平面よりも上方に突出している突出部62の位置および高さを検査する。
本実施形態では、異物63が、無機層26および下部有機層27aで覆われている。したがって、本実施形態において、突出部62とは、図8の(b)に示すように、異物63および該異物63を覆う無機層26および下部有機層27aが、該異物63の周囲の下部有機層27aがなす平面から突出している部分を示す。本実施形態において、突出部62は、異物63および該異物63を覆う無機層26および下部有機層27aを含んでいる。本実施形態では、検査工程(S22)で、異物63を少なくとも含む、該異物63の周囲の平面よりも上方に突出している突出部62の位置および高さとして、異物63の周囲における、異物が存在していない部分の下部有機層27aの表面(つまり、下部有機層27aがなす平面)よりも上方に突出している突出部62の位置および高さd2を検査する。
そして、選出工程(S23)では、図8の(b)に示す、検査工程(S22)において検査された突出部62の高さd2が、閾値以上である突出部62を選出する。
この場合、上記閾値には、研磨工程(S24)の後で形成される有機封止層(第1平坦化層)の厚み以下の値が設定される。したがって本実施形態では、上記有機封止層は上部有機層27bであり、上記閾値には、上部有機層27bの厚み以下の値が設定される。このため、本実施形態では、高さd2が、上部有機層27bの厚み以上の突出部62が、研磨工程(S24)において研磨を施す対象として選出される。上記閾値を、上部有機層27bの厚み以下の値に設定することで、突出部62の高さd2を確実に上部有機層27bの厚み未満にすることができる。
研磨工程(S24)では、図8の(c)・(d)に示すように、選出工程(S23)で選出した突出部62の一部を、該突出部62の高さが上記閾値未満の高さ、つまり、研磨工程(S24)の後で形成される有機封止層(第1平坦化層)の厚み未満の高さとなるように研磨する。したがって、本実施形態では、上記突出部62の高さd2が上部有機層27bの厚み未満の高さとなるように研磨する。研磨量の例として、下部有機層27aおよび上部有機層27bの厚さが各5μmである場合、本工程においては、異物63の高さが5μm以下となるまで、突出部62を研磨する。
上部有機層形成工程(S32)では、図8の(e)に示すように、研磨工程(S24)において研磨された突出部62を覆うように、上部有機層27bを形成する。上部有機層27bは、下部有機層27aと同じく、例えば、インクジェット塗布等によって、インクを、バンク41で囲まれた領域内に塗布し、UV硬化等して硬化させることで形成される。
上述の研磨工程(S24)において説明した通り、研磨後の突出部62の高さは、上部有機層27bの厚み未満となっている。それ故、突出部62が下部有機層27aおよび上部有機層27bの形成領域に存在したまま、本工程において突出部62の上に上部有機層27bを形成しても、上部有機層27bの表面から、異物63を含む突出部62が突出することなく、上部有機層27bが形成できる。
上部無機層形成工程(S26)では、図8の(f)に示すように、上部有機層27b上に、実施形態1と同様にして無機層28を形成する。
本実施形態によれば、以上のように、有機層27の形成領域(つまり、下部有機層27aおよび上部有機層27bの形成領域)に存在する異物63を覆うように無機層26および下部有機層27aを形成した後、該無機層26および下部有機層27aで覆われた異物63(言い換えれば、異物63を含む突出部62)の位置および高さを検査し、上部有機層27bで覆うことができない高さを有する突出部62を選出して、該突出部62を研磨する。このとき、本実施形態では、上記突出部62の一部のみを、上部有機層27bで覆うことができる高さまで研磨し、突出部62全体を研磨しない。それ故、無機層28の形成前に封止不良を抑制することができるとともに、異物63の増大や、無機層26のクラック等の欠陥が生じず、信頼性が高い表示デバイス2を製造することができる。
〔実施形態3〕
以下に、本実施形態にかかる表示デバイス2の製造方法を、図9および図10の(a)~(g)を参照しながら詳細に説明する。図9は、本実施形態にかかる封止膜形成工程の一例を示すフローチャートである。図10の(a)~(g)は、本実施形態にかかる封止膜形成工程の一部を工程順に示す断面図である。以下では、実施形態1との相異点について説明する。
以下に、本実施形態にかかる表示デバイス2の製造方法を、図9および図10の(a)~(g)を参照しながら詳細に説明する。図9は、本実施形態にかかる封止膜形成工程の一例を示すフローチャートである。図10の(a)~(g)は、本実施形態にかかる封止膜形成工程の一部を工程順に示す断面図である。以下では、実施形態1との相異点について説明する。
図9に示すように、本実施形態にかかる封止膜形成工程(S5)は、第1検査工程(S41)と、スポット塗布層形成工程(S42)と、第2検査工程(S43)と、選出工程(S23)と、研磨工程(S24)と、有機層形成工程(S25)と、上部無機層形成工程(S26)とを、例えばこの順に含む。
本実施形態では、図9および図10の(a)に示すように、実施形態1において下部無機層形成工程(S21)後、例えばAOI等を用いて、実施形態1にかかる検査工程(S22)と同様にして第1検査工程(S41)を行い、突出部62の位置を特定する。したがって、第1検査工程(S41)で特定される突出部62は、実施形態1と同じく、異物63および該異物63を覆う無機層26が、該異物63の周囲の無機層26がなす平面から突出している部分を示す。
次いで、図10の(b)に示すように、第1検査工程(S41)で特定された突出部62の表面を覆うように、インクジェット法により、インクLa(液状の有機材料)を局所的に塗布する(有機材料塗布工程)。その後、突出部62の表面を覆うインクLaをUV硬化等して硬化させる(有機材料硬化工程)。これにより、図10の(c)に示すように、上記インクLaからなるスポット塗布層27cを形成する。
インクLaに含まれる有機材料(樹脂材料)としては、例えば、ポリイミド、アクリレート、ポリ尿素、パリレン、ポリアミド等が挙げられる。ここで、インクLaは、液滴量が10pL程度であり、粘度が0.01Pa・s程度である。また、インクLaの吐出周波数は、例えば、数kHz~数10kHz程度である。また、インクLaの吐出電圧は、例えば、7V~15V程度である。また、インクLaの吐出速度は、8m/s~10m/s程度である。なお、インクLaを吐出する前には、インクジェット装置のノズル内のインクLaのメニスカスを揺動して、初弾を吐出し易くしてもよい。また、インクLaの粘度(例えば、0.02Pa・s)を後述するインクLbの粘度(例えば、0.01Pa・s)よりも高くすることにより、異物63上にインクLaを確実に配置させてもよい。また、インクLaの吐出速度(例えば、10m/s)を後述するインクLbの吐出速度(例えば、8m/s)よりも高くすることにより、異物63上にインクLaを確実に配置させてもよい。インクLaとインクLbとには、同じ有機材料(樹脂材料、但し、上述したよに粘度は異なっていてもよい)が用いられるが、互いに異なる有機材料(樹脂材料)を用いても構わない。
その後、例えばAOI等を用いて、第1検査工程(S41)と同様にして、第2検査工程(S43)を行う。第2検査工程(S43)では、異物63が、無機層26およびスポット塗布層27cで覆われている。第2検査工程(S43)では、スポット塗布層形成工程(S42)後に、有機層27の形成領域に存在する、異物63を少なくとも含む、該異物63の周囲の平面よりも上方に突出している突出部62’の位置および高さを検査する。ここで、突出部62’とは、図10の(c)に示すように、異物63および該異物63を覆う無機層26およびスポット塗布層27cが、該異物63の周囲の無機層26がなす平面から突出している部分を示す。つまり、突出部62’は、異物63および該異物63を覆うスポット塗布層27cを含んでいる。第2検査工程(S43)では、異物63の周囲における、異物が存在していない部分の無機層26の表面(つまり、無機層26がなす平面)よりも上方に突出している突出部62’の位置および高さd3を検査する。
そして、選出工程(S23)では、図10の(b)に示す、第2検査工程(S23)において検査された突出部62’の高さd3が、閾値(第1閾値)以上である突出部62’を選出する。上記閾値には、有機層27の厚み以下の値が設定される。このため、本実施形態では、高さd3が、有機層27の厚み以上の突出部62’が、研磨工程(S24)において研磨を施す対象として選出される。上記閾値を、有機層27の厚み以下の値に設定することで、突出部62’の高さd3を確実に有機層27の厚み未満にすることができる。
研磨工程(S24)では、図10の(d)に示すように、選出工程(S23)で選出した突出部62’の一部を、該突出部62’の高さが上記閾値(第1閾値)未満の高さ、つまり、有機層27の厚み未満の高さとなるように研磨する。
有機層形成工程(S25)では、図10の(e)に示すように、研磨工程(S24)において研磨された突出部62’を覆うように、インクジェット塗布等によって、インクLbを、バンク41で囲まれた領域内に塗布する。その後、上記インクLbをUV硬化等して硬化させることで、有機層27を形成する。
上述の研磨工程(S24)において説明した通り、研磨後の突出部62’の高さは、有機層27の厚み未満となっている。それ故に、突出部62’が有機層27の形成領域に存在したまま、本工程において突出部62’の上に有機層27を形成しても、有機層27の平面から、突出部62’が突出することなく、有機層27が形成できる。
上部無機層形成工程(S26)では、図10の(g)に示すように、有機層27上に、実施形態1と同様にして無機層28を形成する。
本実施形態によれば、実施形態1と同様の効果を得ることができるとともに、以上のように、研磨工程(S24)の前に、上記突出部62を覆うようにインクLaを局所的に塗布してスポット塗布層27cを形成することで、研磨工程(S24)において、研磨される突出部62’の下地層に対するダメージの緩和(応力緩和)を行うことができる。
なお、上記有機材料塗布工程では、第1検査工程(S27)で検査された突出部62の高さd1に拘らず、全ての突出部62の表面をインクLaで覆ってもよく、第1検査工程(S27)後に、さらに、選出工程(S23)と同様の選出工程を行い、閾値(第2閾値)以上の高さを有する突出部62の表面をインクLaで覆ってもよい。ここで、第2閾値は、第1閾値よりも小さい値であってもよく、第1閾値と同じ値であってもよい。
また、本実施形態では、上述したように、第2検査工程(S43)の後で選出工程(S23)を行う場合を例に挙げて説明した。しかしながら、第1検査工程(S27)の後に選出工程を行う場合、研磨工程(S24)で、該選出工程の後で形成されるスポット塗布層27cの高さを考慮して突出部62’を研磨する等することで、第2検査工程(S43)および該第2検査工程(S43)後の選出工程は、省略することができる。したがって、選出工程(S23)は、第1検査工程(S41)後、スポット塗布層形成工程(S42)の前に行われても構わない。
また、本実施形態では、図9および図10の(a)~(g)に示すように、スポット塗布層形成工程(S42)が、下部無機層形成工程(S21)後、有機層形成工程(S25)の前に行われる場合を例に挙げて説明した。しかしながら、スポット塗布層27cを形成する異物63の特定を行う第1検査工程(S41)およびスポット塗布層形成工程(S42)は、研磨工程(S24)の前に行われればよい。したがって、第1検査工程(S41)およびスポット塗布層形成工程(S42)は、下部無機層形成工程研磨工程(S24)の前、あるいは、実施形態2の下部有機層形成工程(S31)の後に行う等してもよい。
〔実施形態4〕
以下に、本実施形態にかかる表示デバイス2の製造方法を、図11、図12および図13の(a)~(f)を参照しながら詳細に説明する。図11は、本実施形態にかかる発光素子層形成工程から封止膜形成工程までの工程の一例を示すフローチャートである。図12は、本実施形態にかかる封止膜形成工程の一例を示すフローチャートである。図13の(a)~(f)は、本実施形態にかかる発光素子層形成工程から封止膜形成工程までの工程の一部を、工程順に示す断面図である。なお、本実施形態では、実施形態1にかかる図2に示す表示デバイス2の製造方法の他の一例について説明する。以下では、実施形態1との相異点について説明する。
以下に、本実施形態にかかる表示デバイス2の製造方法を、図11、図12および図13の(a)~(f)を参照しながら詳細に説明する。図11は、本実施形態にかかる発光素子層形成工程から封止膜形成工程までの工程の一例を示すフローチャートである。図12は、本実施形態にかかる封止膜形成工程の一例を示すフローチャートである。図13の(a)~(f)は、本実施形態にかかる発光素子層形成工程から封止膜形成工程までの工程の一部を、工程順に示す断面図である。なお、本実施形態では、実施形態1にかかる図2に示す表示デバイス2の製造方法の他の一例について説明する。以下では、実施形態1との相異点について説明する。
本実施形態では、図11に示すように、S4における発光素子層5の形成後、S5における封止膜6の形成前に、検査工程(S22)と、検出工程(S23)と、研磨工程(S24)とを、この順に行う。S5における封止膜6の形成工程は、図12に示すように、下部無機層形成工程(S21)と、有機層形成工程(S25)と、上部無機層形成工程(S26)とを、この順に含む。
本実施形態では、発光素子層5が形成された基板を、検査工程(S22)に供するために、封止膜6の形成前に、成膜チャンバから搬出する。このため、上記基板は、カソード25の上層に図示しないキャッピング層が形成された状態で、窒素等の不活性ガス雰囲気下で、無機層26の形成に用いられる成膜チャンバから搬出される。また、検査工程(S22)、選出工程(S23)、研磨工程(S24)は、何れも窒素等の不活性ガス雰囲気下で行われ、その間の基板の移動並びに研磨工程(S24)後の基板の移動も、窒素等の不活性ガス雰囲気下で行われる。
本実施形態では、発光素子層形成工程(S4)後に、検査工程(S22)、選出工程(S23)、研磨工程(S24)を行う。このため、検査工程(S22)では、発光素子層形成工程(S4)後に、有機層27の形成領域に存在する、異物63を少なくとも含む、該異物63の周囲の平面よりも上方に突出している突出部62の位置および高さを検査する。
したがって、本実施形態において、突出部62は、図13の(a)に示すように、異物63が、該異物63の周囲の発光素子層5がなす平面(言い換えれば、発光素子層5の上面)から突出している部分を示し、発光素子層5の上面に異物63が付着している場合、突出部62は、異物63そのものとなる。
なお、図13の(a)では、キャッピング層の図示を省略している。図13の(a)では、一例として、発光素子層5のカソード25上に異物63が付着している場合を例に挙げて図示している。
異物63の一部が、キャッピング層に埋もれている場合には、異物63の周囲の発光素子層5がなす平面は、キャッピング層がなす平面のとなり、突出部62は、キャッピング層よりも上方に突出している部分となる。
以下では、一例として、図13の(a)に示すように、突出部62が異物63そのものである場合を例に挙げて説明する。この場合、検査工程(S22)では、上述したように、突出部62の位置および高さとして、発光素子層5の上面に付着している異物63の位置および高さd4を検査する。
そして、選出工程(S23)では、図13の(b)に示す、検査工程(S22)において検査された異物63の高さd4が、閾値以上である異物63を選出する。
研磨工程(S24)では、図13の(c)に示すように、選出工程(S23)で選出した異物63の一部を、該異物63の高さが上記閾値未満の高さ、つまり、研磨工程(S24)の後で形成される有機層27の厚み未満の高さとなるように研磨する。
本実施形態では、研磨工程(S24)後に、封止膜形成工程(S5)を行う。このため、本実施形態では、研磨工程(S24)後に、図13の(d)~図13の(f)に示すように、実施形態1と同様にして、無機層26、有機層27、無機層28を、この順に形成する。
本実施形態によれば、以上のように、例えば、有機層27の形成領域に存在する異物63の位置および高さd4を、突出部62の位置および高さとして検査し、有機層27で覆うことができない高さを有する異物63を選出して、該異物63を研磨する。このとき、本実施形態では、上記異物63の一部のみを、有機層27で覆うことができる高さまで研磨し、異物63全体を研磨しない。それ故、無機層28の形成前に封止不良を抑制することができるとともに、異物63の増大や、無機層26のクラック等の欠陥が生じず、信頼性が高い表示デバイス2を製造することができる。
〔実施形態5〕
以下に、本実施形態にかかる表示デバイス2の製造方法を、図11、および、図14乃至図16の(a)~(e)を参照しながら詳細に説明する。図14は、本実施形態にかかる表示デバイスの表示領域の構成を示す断面図である。図15は、本実施形態にかかる封止膜形成工程の一例を示すフローチャートである。図16の(a)~(e)は、本実施形態にかかる発光素子層形成工程から封止膜形成工程までの工程の一部を、工程順に示す断面図である。以下では、実施形態4との相異点について説明する。
以下に、本実施形態にかかる表示デバイス2の製造方法を、図11、および、図14乃至図16の(a)~(e)を参照しながら詳細に説明する。図14は、本実施形態にかかる表示デバイスの表示領域の構成を示す断面図である。図15は、本実施形態にかかる封止膜形成工程の一例を示すフローチャートである。図16の(a)~(e)は、本実施形態にかかる発光素子層形成工程から封止膜形成工程までの工程の一部を、工程順に示す断面図である。以下では、実施形態4との相異点について説明する。
表示デバイス2は、必ずしも無機層26を必要としない。このため、本実施形態にかかる表示デバイス2は、例えば、図14に示す通り、発光素子層5を覆う封止膜6が、有機層27と無機層28とがこの順に積層されてなる構成を有している。
本実施形態では、実施形態4と同じく、図11に示すように、S4における発光素子層5の形成後、S5における封止膜6の形成前に、検査工程(S22)と、検出工程(S23)と、研磨工程(S24)とを、この順に行う。但し、本実施形態では、実施形態4とは異なり、S5における封止膜6の形成工程が、図15に示すように、下部無機層形成工程(S21)を含まず、有機層形成工程(S25)と、上部無機層形成工程(S26)とを、この順に含む。
したがって、本実施形態において、図16の(a)~(c)に示す工程は、図13の(a)~(c)に示す工程と同じである。本実施形態では、研磨工程(S24)後に、図15および図14の(d)・(e)に示すように、実施形態1と同様にして、有機層27、無機層28を、この順に形成する。
したがって、本実施形態でも、実施形態4と同じく、例えば、異物63の一部のみを、有機層27で覆うことができる高さまで研磨し、異物63全体を研磨しない。それ故、無機層28の形成前に封止不良を抑制することができるとともに、異物63の増大や、無機層26のクラック等の欠陥が生じず、信頼性が高い表示デバイス2を製造することができる。
なお、本実施形態では、図2に示す表示デバイス2の製造にかかる実施形態4との相異点を例に挙げて説明したが、実施形態1~4の何れに対しても、上述した変形を行うことが可能であることは、言うまでもない。
〔まとめ〕
本発明の一態様にかかる表示デバイスの製造方法は、複数の発光素子を含む発光素子層と、上記発光素子層を覆う封止膜と、を有し、上記封止膜が、第1平坦化層と上記第1平坦化層上に設けられた第1無機封止層とを含む表示デバイスの製造方法であって、上記発光素子層を形成する発光素子層形成工程と、上記発光素子層形成工程後に、上記第1平坦化層の形成領域に存在する、異物を少なくとも含む、該異物の周囲の平面よりも上方に突出している突出部の位置および高さを検査する検査工程と、閾値以上の高さを有する上記突出部を選出する選出工程と、上記閾値以上の高さを有する上記突出部の一部を、該突出部の高さが上記第1平坦化層の厚み未満の高さとなるように研磨する研磨工程と、上記研磨工程で研磨した上記突出部を覆うように上記第1平坦化層を形成する第1平坦化層形成工程と、上記第1平坦化層上に上記第1無機封止層を形成する第1無機封止層形成工程と、を含む。
本発明の一態様にかかる表示デバイスの製造方法は、複数の発光素子を含む発光素子層と、上記発光素子層を覆う封止膜と、を有し、上記封止膜が、第1平坦化層と上記第1平坦化層上に設けられた第1無機封止層とを含む表示デバイスの製造方法であって、上記発光素子層を形成する発光素子層形成工程と、上記発光素子層形成工程後に、上記第1平坦化層の形成領域に存在する、異物を少なくとも含む、該異物の周囲の平面よりも上方に突出している突出部の位置および高さを検査する検査工程と、閾値以上の高さを有する上記突出部を選出する選出工程と、上記閾値以上の高さを有する上記突出部の一部を、該突出部の高さが上記第1平坦化層の厚み未満の高さとなるように研磨する研磨工程と、上記研磨工程で研磨した上記突出部を覆うように上記第1平坦化層を形成する第1平坦化層形成工程と、上記第1平坦化層上に上記第1無機封止層を形成する第1無機封止層形成工程と、を含む。
上記方法によれば、上記突出部の一部のみを、上記第1平坦化層で覆うことができる高さまで研磨し、上記突出部全体を研磨しない。それ故、上記第1無機封止層の形成前に封止不良を抑制することができるとともに、信頼性が高い表示デバイスを製造することができる表示デバイスの製造方法を提供することができる。
上記表示デバイスの製造方法において、上記閾値は、上記第1平坦化層の厚み以下の値であってもよい。
上記方法によれば、突出部の高さを確実に、第1平坦化層の厚み未満にすることができる。
上記表示デバイスの製造方法において、上記封止膜は、上記第1平坦化層の下層に設けられた、上記異物の高さよりも厚みが小さい封止層をさらに含むとともに、上記突出部が、上記封止層よりも上方に突出している部分であり、上記検査工程の前に、上記封止層を形成する封止層形成工程をさらに含み、上記研磨工程では、上記封止層よりも上方に突出する突出部の一部を研磨してもよい。
上記方法によれば、無機封止膜上に欠陥を生じさせることなく、封止層、第1平坦化層、および第1無機封止層の3層を有する表示デバイスを製造できる。
上記表示デバイスの製造方法において、上記封止層は、第2無機封止層であってもよい。
上記表示デバイスの製造方法において、上記封止層は、第2平坦化層であってもよい。
上記表示デバイスの製造方法において、上記封止膜は、上記第1平坦化層の下層に設けられた、上記異物の高さよりも厚みが小さい第2無機封止層をさらに含むとともに、上記研磨工程と第1平坦化層形成工程との間に、上記研磨工程で研磨した上記突出部を覆うように上記第2無機封止層を形成する第2無機封止層形成工程をさらに含み、上記第1平坦化層形成工程では、上記研磨工程で研磨した上記突出部および該突出部上に形成された上記第2無機封止層を覆うように上記第1平坦化層を形成してもよい。
上記表示デバイスの製造方法は、上記研磨工程よりも前に、上記突出部を覆うように有機材料を局所的に塗布する有機材料塗布工程をさらに含んでいてもよい。
上記表示デバイスの製造方法において、上記有機材料がポリイミドを含んでいてもよい。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
5 発光素子層
6 封止膜
26、28 無機層
27 有機層
27a 下部有機層
27b 上部有機層
27c スポット塗布層
62、62’ 突出部
63 異物
6 封止膜
26、28 無機層
27 有機層
27a 下部有機層
27b 上部有機層
27c スポット塗布層
62、62’ 突出部
63 異物
Claims (8)
- 複数の発光素子を含む発光素子層と、上記発光素子層を覆う封止膜と、を有し、上記封止膜が、第1平坦化層と上記第1平坦化層上に設けられた第1無機封止層とを含む表示デバイスの製造方法であって、
上記発光素子層を形成する発光素子層形成工程と、
上記発光素子層形成工程後に、上記第1平坦化層の形成領域に存在する、異物を少なくとも含む、該異物の周囲の平面よりも上方に突出している突出部の位置および高さを検査する検査工程と、
閾値以上の高さを有する上記突出部を選出する選出工程と、
上記閾値以上の高さを有する上記突出部の一部を、該突出部の高さが上記第1平坦化層の厚み未満の高さとなるように研磨する研磨工程と、
上記研磨工程で研磨した上記突出部を覆うように上記第1平坦化層を形成する第1平坦化層形成工程と、
上記第1平坦化層上に上記第1無機封止層を形成する第1無機封止層形成工程と、を含むことを特徴とする表示デバイスの製造方法。 - 上記閾値は、上記第1平坦化層の厚み以下の値であることを特徴とする請求項1に記載の表示デバイスの製造方法。
- 上記封止膜は、上記第1平坦化層の下層に設けられた、上記異物の高さよりも厚みが小さい封止層をさらに含むとともに、上記突出部が、上記封止層よりも上方に突出している部分であり、
上記検査工程の前に、上記封止層を形成する封止層形成工程をさらに含み、
上記研磨工程では、上記封止層よりも上方に突出する突出部の一部を研磨することを特徴とする請求項1または2に記載の表示デバイスの製造方法。 - 上記封止層は、第2無機封止層であることを特徴とする請求項3に記載の表示デバイスの製造方法。
- 上記封止層は、第2平坦化層であることを特徴とする請求項3に記載の表示デバイスの製造方法。
- 上記封止膜は、上記第1平坦化層の下層に設けられた、上記異物の高さよりも厚みが小さい第2無機封止層をさらに含むとともに、
上記研磨工程と第1平坦化層形成工程との間に、上記研磨工程で研磨した上記突出部を覆うように上記第2無機封止層を形成する第2無機封止層形成工程をさらに含み、
上記第1平坦化層形成工程では、上記研磨工程で研磨した上記突出部および該突出部上に形成された上記第2無機封止層を覆うように上記第1平坦化層を形成することを特徴とする請求項1または2に記載の表示デバイスの製造方法。 - 上記研磨工程よりも前に、上記突出部を覆うように有機材料を局所的に塗布する有機材料塗布工程をさらに含むことを特徴とする請求項1~6の何れか1項に記載の表示デバイスの製造方法。
- 上記有機材料がポリイミドを含むことを特徴とする請求項7に記載の表示デバイスの製造方法。
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