有機ＥＬ装置の製造方法
【課題】水分による劣化を抑制することが可能な有機ＥＬ装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置された画素電極と、前記画素電極の上に配置された有機層と、前記有機層の上に配置された対向電極と、前記画素電極の上において前記有機層及び前記対向電極が欠落した第１凹部、及び、前記有機層の上において前記対向電極が欠落した第２凹部の少なくとも一方と、前記対向電極と、前記第１凹部及び前記第２凹部の少なくとも一方とを覆う保護膜と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【解決手段】絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置された画素電極と、前記画素電極の上に配置された有機層と、前記有機層の上に配置された対向電極と、前記画素電極の上において前記有機層及び前記対向電極が欠落した第１凹部、及び、前記有機層の上において前記対向電極が欠落した第２凹部の少なくとも一方と、前記対向電極と、前記第１凹部及び前記第２凹部の少なくとも一方とを覆う保護膜と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自発光型で、高速応答、広視野角、高コントラストの特徴を有し、かつ、更に薄型軽量化が可能な有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子を用いた表示装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１によれば、ガラス基板の表面に第１電極、有機ＥＬ層、第２電極が順に積層された有機ＥＬ素子について、第１電極、有機ＥＬ層、及び、第２電極の互いに隣接する面以外の部分が保護膜によって被覆され、第１電極上の異物が存在しない部分における第１電極の表面から保護膜の外面までの膜厚が第１電極上に存在する異物の大きさより大きく形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３６２９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、水分による劣化を抑制することが可能な有機ＥＬ装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置された画素電極と、前記画素電極の上に配置された有機層と、前記有機層の上に配置された対向電極と、前記画素電極の上において前記有機層及び前記対向電極が欠落した第１凹部、及び、前記有機層の上において前記対向電極が欠落した第２凹部の少なくとも一方と、前記対向電極と、前記第１凹部及び前記第２凹部の少なくとも一方とを覆う保護膜と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置され、発光する発光部と、前記発光部の面積を１００％としたときに１０％未満の面積となる発光しない凹部とを有する有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を覆う保護膜と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、
絶縁基板の上方に画素電極を形成する工程と、前記画素電極の上に有機層を形成する工程と、前記有機層の上に対向電極を形成する工程と、前記対向電極を形成済みの処理基板に衝突後に昇華する粒状体を噴射し、前記処理基板の前記対向電極を形成済みの表面をドライ洗浄する工程と、前記ドライ洗浄の後に、前記対向電極を覆う保護膜を形成する工程と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水分による劣化を抑制することが可能な有機ＥＬ装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す平面図である。
【図２】図２は、図１に示した有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子を備えたアレイ基板の概略断面図である。
【図３】図３は、本実施形態における有機ＥＬ素子の発光部及び非発光部を含む主要部を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、本実施形態における有機ＥＬ素子の製造方法を説明するための図であり、非発光部として第１凹部が形成される例を説明するための図である。
【図５】図５は、本実施形態における有機ＥＬ素子の製造方法を説明するための図であり、非発光部として第２凹部が形成される例を説明するための図である。
【図６】図６は、本実施形態に適用されるドライ洗浄工程を説明するための図である。
【図７】図７は、本実施形態のドライ洗浄工程に適用される洗浄ガンの構成を概略的に示す図である。
【図８】図８は、本実施形態のドライ洗浄工程を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１は、有機ＥＬ装置の一例として、アクティブマトリクス駆動方式を採用した有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す平面図である。
【００１３】
すなわち、有機ＥＬ表示装置は、表示パネル１を備えている。この表示パネル１は、アレイ基板１００及び封止基板２００を備えている。アレイ基板１００は、画像を表示する略矩形状のアクティブエリア１０２において、マトリクス状に配置された複数の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを備えている。封止基板２００は、アクティブエリア１０２において、アレイ基板１００に備えられた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと向かい合っている。この封止基板２００は、ガラスやプラスチックなどの光透過性を有する絶縁基板である。
【００１４】
これらのアレイ基板１００及び封止基板２００は、アクティブエリア１０２を囲む枠状に形成されたシール部材３００によって貼り合わせされている。シール部材３００は、例えば、樹脂材料や、フリットガラスによって形成されている。
【００１５】
図２は、図１に示した有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを備えたアレイ基板１００の断面図である。
【００１６】
このアレイ基板１００は、ガラスやプラスチックなどの光透過性を有する絶縁基板１０１、絶縁基板１０１の上方に形成されたスイッチング素子ＳＷ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤなどを備えている。
【００１７】
絶縁基板１０１の上には、第１絶縁膜１１１が配置されている。このような第１絶縁膜１１１は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。この第１絶縁膜１１１は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。
【００１８】
第１絶縁膜１１１の上には、スイッチング素子ＳＷの半導体層ＳＣが配置されている。この半導体層ＳＣは、例えばポリシリコンによって形成されている。この半導体層ＳＣには、チャネル領域ＳＣＣを挟んでソース領域ＳＣＳ及びドレイン領域ＳＣＤが形成されている。
【００１９】
半導体層ＳＣは、第２絶縁膜１１２によって被覆されている。また、この第２絶縁膜１１２は、第１絶縁膜１１１の上にも配置されている。このような第２絶縁膜１１２は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。この第２絶縁膜１１２は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。
【００２０】
第２絶縁膜１１２の上には、チャネル領域ＳＣＣの直上にスイッチング素子ＳＷのゲート電極Ｇが配置されている。この例では、スイッチング素子ＳＷは、トップゲート型のｐチャネル薄膜トランジスタである。ゲート電極Ｇは、第３絶縁膜１１３によって被覆されている。また、この第３絶縁膜１１３は、第２絶縁膜１１２の上にも配置されている。このような第３絶縁膜１１３は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。この第２絶縁膜１１２は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。
【００２１】
第３絶縁膜１１３の上には、スイッチング素子ＳＷのソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄが配置されている。ソース電極Ｓは、半導体層ＳＣのソース領域ＳＣＳにコンタクトしている。ドレイン電極Ｄは、半導体層ＳＣのドレイン領域ＳＣＤにコンタクトしている。スイッチング素子ＳＷのゲート電極Ｇ、ソース電極Ｓ、及び、ドレイン電極Ｄは、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）などの導電材料を用いて形成されている。
【００２２】
これらのソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄは、第４絶縁膜１１４によって被覆されている。また、この第４絶縁膜１１４は、第３絶縁膜１１３の上にも配置されている。このような第４絶縁膜１１４は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。この第４絶縁膜１１４は、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などの有機化合物や、シリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。
【００２３】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する画素電極ＰＥは、第４絶縁膜１１４の上に配置されている。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷのドレイン電極Ｄに電気的に接続されている。この画素電極ＰＥは、例えば陽極に相当する。このような画素電極ＰＥの構造については、特に制限はなく、反射層及び透過層が積層された２層構造であっても良いし、反射層単層、あるいは、透過層単層であっても良いし、さらには、３層以上の積層構造であっても良い。反射層は、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などの光反射性を有する導電材料によって形成されている。透過層は、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが封止基板２００の側から光を放射するトップエミッションタイプの場合には、画素電極ＰＥは少なくとも反射層を含んでいる。
【００２４】
第４絶縁膜１１４の上には、隔壁ＰＩが配置されている。この隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥの周縁に沿って配置されている。また、この隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥの一部に重なっている。このような隔壁ＰＩは、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などの有機化合物や、シリコン窒化物などの各種無機化合物などの絶縁材料によって形成されている。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、このような隔壁ＰＩによって囲まれ、分離されている。
【００２５】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する有機層ＯＲＧは、画素電極ＰＥの上に配置されている。この有機層ＯＲＧは、少なくとも発光層を含み、さらに、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層などを含んでいても良い。なお、有機層ＯＲＧは、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在した連続膜であっても良い。また、有機層ＯＲＧの少なくとも一部は、蛍光材料によって形成されていても良いし、燐光材料によって形成されていても良い。
【００２６】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する対向電極ＣＥは、有機層ＯＲＧの上に配置されている。この例では、対向電極ＣＥは、陰極に相当する。この対向電極ＣＥは、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在した連続膜であり、有機層ＯＲＧ及び隔壁ＰＩを被覆している。
【００２７】
このような対向電極ＣＥは、例えば半透過層によって形成されている。半透過層は、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）・銀（Ａｇ）などの導電材料によって形成されている。なお、対向電極ＣＥは、半透過層及び透過層が積層された２層構造であっても良いし、透過層単層構造、または、半透過層単層構造であっても良い。透過層は、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成可能である。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが絶縁基板１０１の側から光を放射するボトムエミッションタイプの場合には、対向電極ＣＥは少なくとも反射層あるいは半透過層を含んでいる。
【００２８】
対向電極ＣＥの上には、保護膜１１５が配置されている。このような保護膜１１５は、アクティブエリア１０２の全体に亘って延在している。つまり、保護膜１１５は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを覆うとともに、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの周囲に配置された隔壁ＰＩの直上にも延在している。この保護膜１１５は、光透過性を有し且つ水分が浸透しにくい材料、例えば、シリコン窒化物やシリコン酸窒化物などの無機化合物によって形成されている。つまり、この保護膜１１５は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤへの水分の浸透を防止する水分バリア膜として機能する。
【００２９】
なお、上述した第１絶縁膜１１１、第２絶縁膜１１２、第３絶縁膜１１３、第４絶縁膜１１４、保護膜１１５などは、アクティブエリア１０２のみならず、図示しない周辺エリア１０４にも延在していても良い。
【００３０】
図３は、本実施形態における有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの主要部を模式的に示す断面図である。なお、この図３においては、図示しない隔壁によって囲まれた内側の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの断面構造を図示しており、説明に不要な構成は省略している。
【００３１】
上述した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、発光部ＥＭ及び非発光部ＮＥＭを有している。発光部ＥＭは、画素電極ＰＥ、有機層ＯＲＧ、及び、対向電極ＣＥが積層された領域に相当し、画素電極ＰＥ−対向電極ＣＥ間に電流が流れた際に発光する。一方で、非発光部ＮＥＭは、画素電極ＰＥ−対向電極ＣＥ間に電流が流れた際に発光しない。
【００３２】
このような非発光部ＮＥＭは、対向電極ＣＥの上面ＣＥＴよりも窪んだ凹部に相当し、例えば、画素電極ＰＥの上の有機層ＯＲＧ及び対向電極ＣＥが欠落した第１凹部Ｃ１、あるいは、画素電極ＰＥに積層された有機層ＯＲＧの上の対向電極ＣＥが欠落した第２凹部Ｃ２である。
【００３３】
すなわち、第１凹部Ｃ１では、画素電極ＰＥの上面ＰＥＴが露出しており、対向電極ＣＥの上面ＣＥＴに対して、有機層ＯＲＧの膜厚Ｔ１及び対向電極ＣＥの膜厚Ｔ２の総和に相当する膜厚分だけ窪んでいる。膜厚Ｔ１は、画素電極ＰＥの上面ＰＥＴから有機層ＯＲＧの上面ＯＲＧＴまでの距離に相当する。膜厚Ｔ２は、有機層ＯＲＧの上面ＯＲＧＴから対向電極ＣＥの上面ＣＥＴまでの距離に相当する。第２凹部Ｃ２では、有機層ＯＲＧの上面ＯＲＧＴが露出しており、対向電極ＣＥの上面ＣＥＴに対して、対向電極ＣＥの膜厚Ｔ２の総和に相当する膜厚分だけ窪んでいる。
【００３４】
次に、図３に示した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの製造方法について図４を参照しながら説明する。ここでは、非発光部ＮＥＭとして、第１凹部Ｃ１が形成される例について説明する。
【００３５】
まず、図４の（ａ）に示すように、絶縁基板１０１の上に第１絶縁膜１１１、第２絶縁膜１１２、第３絶縁膜１１３、第４絶縁膜１１４、スイッチング素子ＳＷなどを形成した後に、画素電極ＰＥを形成し、さらに、隔壁ＰＩを形成する。なお、図４では、絶縁基板１０１と画素電極ＰＥとの間に配置された第１絶縁膜１１１、第２絶縁膜１１２、第３絶縁膜１１３、第４絶縁膜１１４を総称して絶縁膜１２０とし、スイッチング素子ＳＷ及び隔壁ＰＩの図示を省略した。この図４の（ａ）では、異物が画素電極ＰＥの上に存在した状態を図示している。このような異物は、画素電極ＰＥを形成した後であって、有機層ＯＲＧを形成する前の段階で画素電極ＰＥの上面ＰＥＴに付着したものである。
【００３６】
続いて、図４の（ｂ）に示すように、画素電極ＰＥの上に、有機層ＯＲＧを形成する。このとき、画素電極ＰＥの上、及び、画素電極ＰＥの上に存在している異物の上には有機層ＯＲＧが形成されている一方で、この異物が存在する画素電極ＰＥの上には有機層ＯＲＧが形成されていない。つまり、異物付近の画素電極ＰＥは、有機層ＯＲＧによって覆われることなく、有機層ＯＲＧから露出している。なお、有機層ＯＲＧの膜厚Ｔ１は、異物のサイズ（たとえば、直径Ｄ）よりも小さい。
【００３７】
続いて、図４の（ｃ）に示すように、有機層ＯＲＧの上に、対向電極ＣＥを形成する。このとき、有機層ＯＲＧの上、及び、異物上の有機層ＯＲＧの上には対向電極ＣＥが形成されている一方で、この異物が存在する画素電極ＰＥの上には対向電極ＣＥが形成されていない。つまり、異物付近の画素電極ＰＥは、有機層ＯＲＧ及び対向電極ＣＥのいずれによっても覆われることなく、対向電極ＣＥから露出している。なお、対向電極ＣＥの膜厚Ｔ２は、異物のサイズ（たとえば、直径Ｄ）よりも小さい。
【００３８】
続いて、図４の（ｄ）に示すように、対向電極ＣＥを形成済みの表面をドライ洗浄する。このドライ洗浄については後に詳述する。図４の（ｄ）では、ドライ洗浄により、画素電極ＰＥの上から異物が除去された状態を図示している。異物が除去された箇所については、有機層ＯＲＧ及び対向電極ＣＥの双方が形成されておらず、画素電極ＰＥの上面ＰＥＴが露出し、第１凹部Ｃ１が形成されている。
【００３９】
続いて、図４の（ｅ）に示すように、ドライ洗浄の後に、例えばプラズマＣＶＤにより対向電極ＣＥを覆う保護膜１１５を形成する。この保護膜１１５は、対向電極ＣＥの上に配置されるとともに、第１凹部Ｃ１を覆う。つまり、保護膜１１５は、第１凹部Ｃ１において、画素電極ＰＥの上面ＰＥＴにコンタクトしている。
【００４０】
このような製造方法によれば、画素電極ＰＥの上に付着した異物が保護膜１１５を形成する前に除去されるため、画素電極ＰＥの上の有機層ＯＲＧ及び対向電極ＣＥが欠落した第１凹部Ｃ１は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとともに保護膜１１５によって確実に覆われる。このため、異物の影響を受けず、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による劣化を抑制することが可能となる。
【００４１】
次に、図３に示した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの製造過程において、非発光部ＮＥＭとして、第２凹部Ｃ２が形成される例について図５を参照して説明する。なお、図４に示した例と同一構成については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４２】
まず、図５の（ａ）に示すように、絶縁基板１０１の上に絶縁膜１２０、図示しないスイッチング素子ＳＷなどを形成した後に、画素電極ＰＥを形成し、さらに、図示しない隔壁ＰＩを形成する。
【００４３】
続いて、図５の（ｂ）に示すように、画素電極ＰＥの上に、有機層ＯＲＧを形成する。この図５の（ｂ）では、異物が有機層ＯＲＧの上に存在した状態を図示している。このような異物は、有機層ＯＲＧを形成した後であって、対向電極ＣＥを形成する前の段階で有機層ＯＲＧの上面ＯＲＧＴに付着したものである。
【００４４】
続いて、図５の（ｃ）に示すように、有機層ＯＲＧの上に、対向電極ＣＥを形成する。このとき、有機層ＯＲＧの上、及び、有機層ＯＲＧの上に存在している異物の上には対向電極ＣＥが形成されている一方で、この異物が存在する有機層ＯＲＧの上には対向電極ＣＥが形成されていない。つまり、異物付近の有機層ＯＲＧは、対向電極ＣＥによって覆われることなく、対向電極ＣＥから露出している。
【００４５】
続いて、図５の（ｄ）に示すように、対向電極ＣＥを形成済みの表面をドライ洗浄する。図５の（ｄ）では、ドライ洗浄により、有機層ＯＲＧの上から異物が除去された状態を図示している。異物が除去された箇所については、対向電極ＣＥが形成されておらず、有機層ＯＲＧの上面ＯＲＧＴが露出し、第２凹部Ｃ２が形成される。
【００４６】
続いて、図５の（ｅ）に示すように、ドライ洗浄の後に、例えばプラズマＣＶＤにより対向電極ＣＥを覆う保護膜１１５を形成する。この保護膜１１５は、対向電極ＣＥの上に配置されるとともに、第２凹部Ｃ２を覆う。つまり、保護膜１１５は、第２凹部Ｃ２において、有機層ＯＲＧの上面ＯＲＧＴにコンタクトしている。
【００４７】
このような製造方法によれば、画素電極ＰＥの上に付着した異物が保護膜１１５を形成する前に除去されるため、有機層ＯＲＧの上の対向電極ＣＥが欠落した第２凹部Ｃ２は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとともに保護膜１１５によって確実に覆われる。このため、異物の影響を受けず、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による劣化を抑制することが可能となる。
【００４８】
因みに、異物の平均的なサイズは、直径が１μｍ〜５μｍ程度であり、画素電極ＰＥのサイズと比較して極めて小さい。このため、異物に起因にした第１凹部Ｃ１あるいは第２凹部Ｃ２からなる非発光部ＮＥＭが存在したとしても、この非発光部ＮＥＭの面積は、発光部ＥＭの面積と比較して極めて小さい。発光部ＥＭの面積を１００％としたとき、非発光部ＮＥＭの面積が１０％未満であれば、ほとんど視認されることはなく、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの発光輝度に与える影響もほとんどない。
【００４９】
一例として、発光部ＥＭとして、３０μｍの短辺を有するとともに１４０μｍの長辺を有する長方形を想定した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤにおいて、異物の占める面積が２０μｍ２である場合、直径が約５μｍの球状の異物が想定される。このとき、発光部ＥＭの面積は４１２０μｍ２（＝３０×１４０−２０）となり、異物起因の非発光部ＮＥＭの面積（２０μｍ２）は発光部ＥＭの面積の１０％未満である。
【００５０】
また、他の例として、発光部ＥＭとして、１０μｍの短辺を有するとともに６０μｍの長辺を有する長方形を想定した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤにおいて、異物の占める面積が２０μｍ２である場合、直径が５約μｍの球状の異物が想定。このとき、発光部ＥＭの面積は５８０μｍ２（＝１０×６０−２０）となり、異物起因の非発光部ＮＥＭの面積（２０μｍ２）は発光部ＥＭの面積の１０％未満である。
【００５１】
なお、このような非発光部ＮＥＭは目視により確認される。
【００５２】
保護膜１１５を形成する前の段階で本実施形態のようなドライ洗浄を行わない場合には、画素電極ＰＥの上あるいは有機層ＯＲＧの上に異物が存在する。このような異物が存在した状態で、保護膜１１５を形成した場合、異物のサイズによっては異物を保護膜１１５によって完全に覆うことは困難となり、保護膜１１５に生じた亀裂から有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに向かって水分が浸入可能となり、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化を招く。特に、保護膜１１５として、プラズマＣＶＤによりシリコン窒化物のような無機化合物によって形成する場合、異物を覆うほどの厚膜化を行うと、保護膜１１５を形成するのに要する時間が長くなり、製造コストの増大を招くおそれがある。
【００５３】
そこで、本実施形態によれば、保護膜１１５を形成する前の段階でドライ洗浄を行うことにより、画素電極ＰＥの上あるいは有機層ＯＲＧの上に存在していた異物を除去している。これにより、発光部ＥＭ及び非発光部ＮＥＭを含む有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが保護膜１１５により覆われる。このため、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを水分から保護することが可能となる。
【００５４】
次に、本実施形態で適用されるドライ洗浄について説明する。
【００５５】
図６は、ドライ洗浄工程を説明するための図である。
【００５６】
本実施形態で適用されるドライ洗浄では、粒状体ＰＴを噴射する洗浄ガンＧＮを適用する。この洗浄ガンＧＮから噴射される粒状体ＰＴは、処理基板ＳＵＢに衝突後に昇華する。洗浄ガンＧＮは、例えば、水分を含まない窒素ガスなどの不活性雰囲気において、処理基板ＳＵＢの表面ＳＦに向けて配置される。このとき、洗浄ガンＧＮのノズルＮＺから処理基板ＳＵＢまでの距離は、たとえば、１０ｍｍ程度に設定される。
【００５７】
この洗浄ガンＧＮにより、粒状体ＰＴが不活性ガスとともに処理基板ＳＵＢの表面ＳＦに向けて噴射され、処理基板ＳＵＢの表面ＳＦから異物を除去する。噴射量としては、例えば、単位面積当たり、６０ｇ／ｍｉｎに設定される。噴射された粒状体ＰＴは、処理基板ＳＵＢに衝突するまでは固体の状態を保ち、処理基板ＳＵＢに衝突後に昇華する。このため、粒状体ＰＴが処理基板ＳＵＢの表面ＳＦに付着し、そのまま残ることはない。
【００５８】
なお、図６に示した例では、洗浄ガンＧＮから粒状体ＰＴを噴射して処理基板ＳＵＢの表面ＳＦを洗浄するのに伴って、処理基板ＳＵＢの帯電を防止するために、軟Ｘ線イオナイザーＩＮを用いて除電することが望ましい。
【００５９】
また、粒状体ＰＴが昇華したガスを排気する排気機構を設けても良い。
【００６０】
洗浄ガンＧＮは、異物を効果的に除去するためには、処理基板ＳＵＢの法線Ｚに対して傾けて配置することが望ましく、例えば、処理基板ＳＵＢの法線Ｚに対して洗浄ガンＧＮが粒状体ＰＴを噴射する角度θは、４５°乃至６０°である。
【００６１】
このようなドライ洗浄は、有機層ＯＲＧ、対向電極ＣＥ、保護膜１１５の形成前にそれぞれ実施することが望ましいが、少なくとも、保護膜１１５の形成直前には実施する。なお、有機層ＯＲＧが発光層、ホール輸送層、電子輸送層などの複数の薄膜の積層体として形成される場合には、上述したドライ洗浄は、各薄膜を形成する前にそれぞれ実施しても良い。有機層ＯＲＧを形成した直後に本実施形態で説明したドライ洗浄を行っても、水分を必要としない洗浄手法であるため、有機層ＯＲＧへのダメージを抑制できる。
【００６２】
このようなドライ洗浄をおこなうことにより、異物が除去され、異物の痕跡も保護膜１１５によって覆われるため、封止性能の高い構造の有機ＥＬ装置ができる。
【００６３】
本実施形態において、ドライ洗浄の方法としては、μｍオーダー以上の異物の除去が可能なＣＯ２洗浄の手法を適用している。ＣＯ２洗浄は、二酸化炭素を凝固させた二酸化炭素粒子を粒状体ＰＴとして用いるものである。すなわち、このＣＯ２洗浄では、微粒子状態の二酸化炭素粒子を処理基板ＳＵＢに衝突させることで、処理基板ＳＵＢの表面ＳＦから異物を除去する。二酸化炭素粒子は、処理基板ＳＵＢに衝突した後に昇華して二酸化炭素ガスとなるため、処理基板ＳＵＢに異物として残ることはない。
【００６４】
図７は、本実施形態のドライ洗浄工程に適用される洗浄ガンＧＮの構成を概略的に示す図である。
【００６５】
洗浄ガンＧＮは、圧縮液化した二酸化炭素が導入される第１空間ＳＰ１と、この第１空間ＳＰ１にオリフィスＯＦを介して連通した第２空間ＳＰ２とを有している。第２空間ＳＰ２は、ノズルＮＺに連通している。第１空間ＳＰ１に導入された液化した二酸化炭素をオリフィスＯＦより吹き出させると、一部が気化する一方で蒸発熱の吸収により温度が急激に低下し、他の一部は固体になる。このため、第２空間ＳＰ２では、固体の二酸化炭素粒子及び二酸化炭素ガスが混在している。二酸化炭素粒子は、不活性ガスである二酸化炭素ガスとともにノズルＮＺから白色の霧状となって噴射される。
【００６６】
図８は、本実施形態のドライ洗浄工程を説明するための模式図である。
【００６７】
処理基板ＳＵＢに形成された対向電極ＣＥは、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に延在している。洗浄ガンＧＮは、対向電極ＣＥを形成済みの処理基板ＳＵＢの表面ＳＦに向かい合い、粒状体を噴射しながら第１方向Ｄ１に沿って往復走査されながら、第２方向Ｄ２の図の上方から下方に向かって順次移動される。処理基板ＳＵＢの表面ＳＦに対して、洗浄ガンＧＮが第２方向Ｄ２の下方まで移動した後には、再び、洗浄ガンＧＮは、第１方向Ｄ１に沿って往復走査されながら、第２方向Ｄ２の図の下方から上方に向かって順次移動される。
【００６８】
ここに示した例では、洗浄ガンＧＮを走査する場合について説明したが、洗浄ガンＧＮの位置を固定し、処理基板ＳＵＢを移動させても良いし、洗浄ガンＧＮ及び処理基板ＳＵＢの双方を移動させても良く、処理基板ＳＵＢを洗浄するための手法はここに示した例に限らない。
【００６９】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００７０】
本実施形態は、有機ＥＬ装置として、有機ＥＬ表示装置について説明したが、有機ＥＬ照明や有機ＥＬプリンターヘッドなどにも利用可能である。
【００７１】
また、本実施形態で適用可能なドライ洗浄の方法としては、ＣＯ２洗浄に限定されず、水を使用することなく処理基板ＳＵＢに衝突後に昇華する粒状体ＰＴを噴射してμｍオーダー以上の異物の除去が可能なドライ洗浄であれば他の手法を適用しても良い。なお、噴射される粒状体ＰＴのサイズは、除去対象の異物と同等のサイズであることが望ましく、１乃至１０μｍ程度が望ましい。また、粒状体ＰＴは、洗浄環境の温度（たとえば、室温）において、噴射後に数秒経過した後（例えば、噴射後５秒後）には昇華する物質（例えば、窒素やヘリウム）であることが望ましい。
【００７２】
また、本実施形態においては、アレイ基板１００の保護膜１１５と封止基板２００とが離間していても良いし、保護膜１１５と封止基板２００との間に樹脂層などが充填されていても良い。
【符号の説明】
【００７３】
１…表示パネル
１００…アレイ基板
ＯＬＥＤ…有機ＥＬ素子 ＥＭ…発光部 ＮＥＭ…非発光部
Ｃ１…第１凹部 Ｃ２…第２凹部
ＰＥ…画素電極 ＣＥ…対向電極 ＯＲＧ…有機層
１１５…保護膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自発光型で、高速応答、広視野角、高コントラストの特徴を有し、かつ、更に薄型軽量化が可能な有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子を用いた表示装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１によれば、ガラス基板の表面に第１電極、有機ＥＬ層、第２電極が順に積層された有機ＥＬ素子について、第１電極、有機ＥＬ層、及び、第２電極の互いに隣接する面以外の部分が保護膜によって被覆され、第１電極上の異物が存在しない部分における第１電極の表面から保護膜の外面までの膜厚が第１電極上に存在する異物の大きさより大きく形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３６２９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、水分による劣化を抑制することが可能な有機ＥＬ装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置された画素電極と、前記画素電極の上に配置された有機層と、前記有機層の上に配置された対向電極と、前記画素電極の上において前記有機層及び前記対向電極が欠落した第１凹部、及び、前記有機層の上において前記対向電極が欠落した第２凹部の少なくとも一方と、前記対向電極と、前記第１凹部及び前記第２凹部の少なくとも一方とを覆う保護膜と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方に配置され、発光する発光部と、前記発光部の面積を１００％としたときに１０％未満の面積となる発光しない凹部とを有する有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を覆う保護膜と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、
絶縁基板の上方に画素電極を形成する工程と、前記画素電極の上に有機層を形成する工程と、前記有機層の上に対向電極を形成する工程と、前記対向電極を形成済みの処理基板に衝突後に昇華する粒状体を噴射し、前記処理基板の前記対向電極を形成済みの表面をドライ洗浄する工程と、前記ドライ洗浄の後に、前記対向電極を覆う保護膜を形成する工程と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水分による劣化を抑制することが可能な有機ＥＬ装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す平面図である。
【図２】図２は、図１に示した有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子を備えたアレイ基板の概略断面図である。
【図３】図３は、本実施形態における有機ＥＬ素子の発光部及び非発光部を含む主要部を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、本実施形態における有機ＥＬ素子の製造方法を説明するための図であり、非発光部として第１凹部が形成される例を説明するための図である。
【図５】図５は、本実施形態における有機ＥＬ素子の製造方法を説明するための図であり、非発光部として第２凹部が形成される例を説明するための図である。
【図６】図６は、本実施形態に適用されるドライ洗浄工程を説明するための図である。
【図７】図７は、本実施形態のドライ洗浄工程に適用される洗浄ガンの構成を概略的に示す図である。
【図８】図８は、本実施形態のドライ洗浄工程を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１は、有機ＥＬ装置の一例として、アクティブマトリクス駆動方式を採用した有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す平面図である。
【００１３】
すなわち、有機ＥＬ表示装置は、表示パネル１を備えている。この表示パネル１は、アレイ基板１００及び封止基板２００を備えている。アレイ基板１００は、画像を表示する略矩形状のアクティブエリア１０２において、マトリクス状に配置された複数の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを備えている。封止基板２００は、アクティブエリア１０２において、アレイ基板１００に備えられた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと向かい合っている。この封止基板２００は、ガラスやプラスチックなどの光透過性を有する絶縁基板である。
【００１４】
これらのアレイ基板１００及び封止基板２００は、アクティブエリア１０２を囲む枠状に形成されたシール部材３００によって貼り合わせされている。シール部材３００は、例えば、樹脂材料や、フリットガラスによって形成されている。
【００１５】
図２は、図１に示した有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを備えたアレイ基板１００の断面図である。
【００１６】
このアレイ基板１００は、ガラスやプラスチックなどの光透過性を有する絶縁基板１０１、絶縁基板１０１の上方に形成されたスイッチング素子ＳＷ、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤなどを備えている。
【００１７】
絶縁基板１０１の上には、第１絶縁膜１１１が配置されている。このような第１絶縁膜１１１は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。この第１絶縁膜１１１は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。
【００１８】
第１絶縁膜１１１の上には、スイッチング素子ＳＷの半導体層ＳＣが配置されている。この半導体層ＳＣは、例えばポリシリコンによって形成されている。この半導体層ＳＣには、チャネル領域ＳＣＣを挟んでソース領域ＳＣＳ及びドレイン領域ＳＣＤが形成されている。
【００１９】
半導体層ＳＣは、第２絶縁膜１１２によって被覆されている。また、この第２絶縁膜１１２は、第１絶縁膜１１１の上にも配置されている。このような第２絶縁膜１１２は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。この第２絶縁膜１１２は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。
【００２０】
第２絶縁膜１１２の上には、チャネル領域ＳＣＣの直上にスイッチング素子ＳＷのゲート電極Ｇが配置されている。この例では、スイッチング素子ＳＷは、トップゲート型のｐチャネル薄膜トランジスタである。ゲート電極Ｇは、第３絶縁膜１１３によって被覆されている。また、この第３絶縁膜１１３は、第２絶縁膜１１２の上にも配置されている。このような第３絶縁膜１１３は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。この第２絶縁膜１１２は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。
【００２１】
第３絶縁膜１１３の上には、スイッチング素子ＳＷのソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄが配置されている。ソース電極Ｓは、半導体層ＳＣのソース領域ＳＣＳにコンタクトしている。ドレイン電極Ｄは、半導体層ＳＣのドレイン領域ＳＣＤにコンタクトしている。スイッチング素子ＳＷのゲート電極Ｇ、ソース電極Ｓ、及び、ドレイン電極Ｄは、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）などの導電材料を用いて形成されている。
【００２２】
これらのソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄは、第４絶縁膜１１４によって被覆されている。また、この第４絶縁膜１１４は、第３絶縁膜１１３の上にも配置されている。このような第４絶縁膜１１４は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。この第４絶縁膜１１４は、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などの有機化合物や、シリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。
【００２３】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する画素電極ＰＥは、第４絶縁膜１１４の上に配置されている。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷのドレイン電極Ｄに電気的に接続されている。この画素電極ＰＥは、例えば陽極に相当する。このような画素電極ＰＥの構造については、特に制限はなく、反射層及び透過層が積層された２層構造であっても良いし、反射層単層、あるいは、透過層単層であっても良いし、さらには、３層以上の積層構造であっても良い。反射層は、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などの光反射性を有する導電材料によって形成されている。透過層は、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが封止基板２００の側から光を放射するトップエミッションタイプの場合には、画素電極ＰＥは少なくとも反射層を含んでいる。
【００２４】
第４絶縁膜１１４の上には、隔壁ＰＩが配置されている。この隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥの周縁に沿って配置されている。また、この隔壁ＰＩは、画素電極ＰＥの一部に重なっている。このような隔壁ＰＩは、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などの有機化合物や、シリコン窒化物などの各種無機化合物などの絶縁材料によって形成されている。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、このような隔壁ＰＩによって囲まれ、分離されている。
【００２５】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する有機層ＯＲＧは、画素電極ＰＥの上に配置されている。この有機層ＯＲＧは、少なくとも発光層を含み、さらに、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層などを含んでいても良い。なお、有機層ＯＲＧは、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在した連続膜であっても良い。また、有機層ＯＲＧの少なくとも一部は、蛍光材料によって形成されていても良いし、燐光材料によって形成されていても良い。
【００２６】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを構成する対向電極ＣＥは、有機層ＯＲＧの上に配置されている。この例では、対向電極ＣＥは、陰極に相当する。この対向電極ＣＥは、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在した連続膜であり、有機層ＯＲＧ及び隔壁ＰＩを被覆している。
【００２７】
このような対向電極ＣＥは、例えば半透過層によって形成されている。半透過層は、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）・銀（Ａｇ）などの導電材料によって形成されている。なお、対向電極ＣＥは、半透過層及び透過層が積層された２層構造であっても良いし、透過層単層構造、または、半透過層単層構造であっても良い。透過層は、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成可能である。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが絶縁基板１０１の側から光を放射するボトムエミッションタイプの場合には、対向電極ＣＥは少なくとも反射層あるいは半透過層を含んでいる。
【００２８】
対向電極ＣＥの上には、保護膜１１５が配置されている。このような保護膜１１５は、アクティブエリア１０２の全体に亘って延在している。つまり、保護膜１１５は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを覆うとともに、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの周囲に配置された隔壁ＰＩの直上にも延在している。この保護膜１１５は、光透過性を有し且つ水分が浸透しにくい材料、例えば、シリコン窒化物やシリコン酸窒化物などの無機化合物によって形成されている。つまり、この保護膜１１５は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤへの水分の浸透を防止する水分バリア膜として機能する。
【００２９】
なお、上述した第１絶縁膜１１１、第２絶縁膜１１２、第３絶縁膜１１３、第４絶縁膜１１４、保護膜１１５などは、アクティブエリア１０２のみならず、図示しない周辺エリア１０４にも延在していても良い。
【００３０】
図３は、本実施形態における有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの主要部を模式的に示す断面図である。なお、この図３においては、図示しない隔壁によって囲まれた内側の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの断面構造を図示しており、説明に不要な構成は省略している。
【００３１】
上述した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、発光部ＥＭ及び非発光部ＮＥＭを有している。発光部ＥＭは、画素電極ＰＥ、有機層ＯＲＧ、及び、対向電極ＣＥが積層された領域に相当し、画素電極ＰＥ−対向電極ＣＥ間に電流が流れた際に発光する。一方で、非発光部ＮＥＭは、画素電極ＰＥ−対向電極ＣＥ間に電流が流れた際に発光しない。
【００３２】
このような非発光部ＮＥＭは、対向電極ＣＥの上面ＣＥＴよりも窪んだ凹部に相当し、例えば、画素電極ＰＥの上の有機層ＯＲＧ及び対向電極ＣＥが欠落した第１凹部Ｃ１、あるいは、画素電極ＰＥに積層された有機層ＯＲＧの上の対向電極ＣＥが欠落した第２凹部Ｃ２である。
【００３３】
すなわち、第１凹部Ｃ１では、画素電極ＰＥの上面ＰＥＴが露出しており、対向電極ＣＥの上面ＣＥＴに対して、有機層ＯＲＧの膜厚Ｔ１及び対向電極ＣＥの膜厚Ｔ２の総和に相当する膜厚分だけ窪んでいる。膜厚Ｔ１は、画素電極ＰＥの上面ＰＥＴから有機層ＯＲＧの上面ＯＲＧＴまでの距離に相当する。膜厚Ｔ２は、有機層ＯＲＧの上面ＯＲＧＴから対向電極ＣＥの上面ＣＥＴまでの距離に相当する。第２凹部Ｃ２では、有機層ＯＲＧの上面ＯＲＧＴが露出しており、対向電極ＣＥの上面ＣＥＴに対して、対向電極ＣＥの膜厚Ｔ２の総和に相当する膜厚分だけ窪んでいる。
【００３４】
次に、図３に示した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの製造方法について図４を参照しながら説明する。ここでは、非発光部ＮＥＭとして、第１凹部Ｃ１が形成される例について説明する。
【００３５】
まず、図４の（ａ）に示すように、絶縁基板１０１の上に第１絶縁膜１１１、第２絶縁膜１１２、第３絶縁膜１１３、第４絶縁膜１１４、スイッチング素子ＳＷなどを形成した後に、画素電極ＰＥを形成し、さらに、隔壁ＰＩを形成する。なお、図４では、絶縁基板１０１と画素電極ＰＥとの間に配置された第１絶縁膜１１１、第２絶縁膜１１２、第３絶縁膜１１３、第４絶縁膜１１４を総称して絶縁膜１２０とし、スイッチング素子ＳＷ及び隔壁ＰＩの図示を省略した。この図４の（ａ）では、異物が画素電極ＰＥの上に存在した状態を図示している。このような異物は、画素電極ＰＥを形成した後であって、有機層ＯＲＧを形成する前の段階で画素電極ＰＥの上面ＰＥＴに付着したものである。
【００３６】
続いて、図４の（ｂ）に示すように、画素電極ＰＥの上に、有機層ＯＲＧを形成する。このとき、画素電極ＰＥの上、及び、画素電極ＰＥの上に存在している異物の上には有機層ＯＲＧが形成されている一方で、この異物が存在する画素電極ＰＥの上には有機層ＯＲＧが形成されていない。つまり、異物付近の画素電極ＰＥは、有機層ＯＲＧによって覆われることなく、有機層ＯＲＧから露出している。なお、有機層ＯＲＧの膜厚Ｔ１は、異物のサイズ（たとえば、直径Ｄ）よりも小さい。
【００３７】
続いて、図４の（ｃ）に示すように、有機層ＯＲＧの上に、対向電極ＣＥを形成する。このとき、有機層ＯＲＧの上、及び、異物上の有機層ＯＲＧの上には対向電極ＣＥが形成されている一方で、この異物が存在する画素電極ＰＥの上には対向電極ＣＥが形成されていない。つまり、異物付近の画素電極ＰＥは、有機層ＯＲＧ及び対向電極ＣＥのいずれによっても覆われることなく、対向電極ＣＥから露出している。なお、対向電極ＣＥの膜厚Ｔ２は、異物のサイズ（たとえば、直径Ｄ）よりも小さい。
【００３８】
続いて、図４の（ｄ）に示すように、対向電極ＣＥを形成済みの表面をドライ洗浄する。このドライ洗浄については後に詳述する。図４の（ｄ）では、ドライ洗浄により、画素電極ＰＥの上から異物が除去された状態を図示している。異物が除去された箇所については、有機層ＯＲＧ及び対向電極ＣＥの双方が形成されておらず、画素電極ＰＥの上面ＰＥＴが露出し、第１凹部Ｃ１が形成されている。
【００３９】
続いて、図４の（ｅ）に示すように、ドライ洗浄の後に、例えばプラズマＣＶＤにより対向電極ＣＥを覆う保護膜１１５を形成する。この保護膜１１５は、対向電極ＣＥの上に配置されるとともに、第１凹部Ｃ１を覆う。つまり、保護膜１１５は、第１凹部Ｃ１において、画素電極ＰＥの上面ＰＥＴにコンタクトしている。
【００４０】
このような製造方法によれば、画素電極ＰＥの上に付着した異物が保護膜１１５を形成する前に除去されるため、画素電極ＰＥの上の有機層ＯＲＧ及び対向電極ＣＥが欠落した第１凹部Ｃ１は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとともに保護膜１１５によって確実に覆われる。このため、異物の影響を受けず、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による劣化を抑制することが可能となる。
【００４１】
次に、図３に示した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの製造過程において、非発光部ＮＥＭとして、第２凹部Ｃ２が形成される例について図５を参照して説明する。なお、図４に示した例と同一構成については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４２】
まず、図５の（ａ）に示すように、絶縁基板１０１の上に絶縁膜１２０、図示しないスイッチング素子ＳＷなどを形成した後に、画素電極ＰＥを形成し、さらに、図示しない隔壁ＰＩを形成する。
【００４３】
続いて、図５の（ｂ）に示すように、画素電極ＰＥの上に、有機層ＯＲＧを形成する。この図５の（ｂ）では、異物が有機層ＯＲＧの上に存在した状態を図示している。このような異物は、有機層ＯＲＧを形成した後であって、対向電極ＣＥを形成する前の段階で有機層ＯＲＧの上面ＯＲＧＴに付着したものである。
【００４４】
続いて、図５の（ｃ）に示すように、有機層ＯＲＧの上に、対向電極ＣＥを形成する。このとき、有機層ＯＲＧの上、及び、有機層ＯＲＧの上に存在している異物の上には対向電極ＣＥが形成されている一方で、この異物が存在する有機層ＯＲＧの上には対向電極ＣＥが形成されていない。つまり、異物付近の有機層ＯＲＧは、対向電極ＣＥによって覆われることなく、対向電極ＣＥから露出している。
【００４５】
続いて、図５の（ｄ）に示すように、対向電極ＣＥを形成済みの表面をドライ洗浄する。図５の（ｄ）では、ドライ洗浄により、有機層ＯＲＧの上から異物が除去された状態を図示している。異物が除去された箇所については、対向電極ＣＥが形成されておらず、有機層ＯＲＧの上面ＯＲＧＴが露出し、第２凹部Ｃ２が形成される。
【００４６】
続いて、図５の（ｅ）に示すように、ドライ洗浄の後に、例えばプラズマＣＶＤにより対向電極ＣＥを覆う保護膜１１５を形成する。この保護膜１１５は、対向電極ＣＥの上に配置されるとともに、第２凹部Ｃ２を覆う。つまり、保護膜１１５は、第２凹部Ｃ２において、有機層ＯＲＧの上面ＯＲＧＴにコンタクトしている。
【００４７】
このような製造方法によれば、画素電極ＰＥの上に付着した異物が保護膜１１５を形成する前に除去されるため、有機層ＯＲＧの上の対向電極ＣＥが欠落した第２凹部Ｃ２は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとともに保護膜１１５によって確実に覆われる。このため、異物の影響を受けず、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの水分による劣化を抑制することが可能となる。
【００４８】
因みに、異物の平均的なサイズは、直径が１μｍ〜５μｍ程度であり、画素電極ＰＥのサイズと比較して極めて小さい。このため、異物に起因にした第１凹部Ｃ１あるいは第２凹部Ｃ２からなる非発光部ＮＥＭが存在したとしても、この非発光部ＮＥＭの面積は、発光部ＥＭの面積と比較して極めて小さい。発光部ＥＭの面積を１００％としたとき、非発光部ＮＥＭの面積が１０％未満であれば、ほとんど視認されることはなく、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの発光輝度に与える影響もほとんどない。
【００４９】
一例として、発光部ＥＭとして、３０μｍの短辺を有するとともに１４０μｍの長辺を有する長方形を想定した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤにおいて、異物の占める面積が２０μｍ２である場合、直径が約５μｍの球状の異物が想定される。このとき、発光部ＥＭの面積は４１２０μｍ２（＝３０×１４０−２０）となり、異物起因の非発光部ＮＥＭの面積（２０μｍ２）は発光部ＥＭの面積の１０％未満である。
【００５０】
また、他の例として、発光部ＥＭとして、１０μｍの短辺を有するとともに６０μｍの長辺を有する長方形を想定した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤにおいて、異物の占める面積が２０μｍ２である場合、直径が５約μｍの球状の異物が想定。このとき、発光部ＥＭの面積は５８０μｍ２（＝１０×６０−２０）となり、異物起因の非発光部ＮＥＭの面積（２０μｍ２）は発光部ＥＭの面積の１０％未満である。
【００５１】
なお、このような非発光部ＮＥＭは目視により確認される。
【００５２】
保護膜１１５を形成する前の段階で本実施形態のようなドライ洗浄を行わない場合には、画素電極ＰＥの上あるいは有機層ＯＲＧの上に異物が存在する。このような異物が存在した状態で、保護膜１１５を形成した場合、異物のサイズによっては異物を保護膜１１５によって完全に覆うことは困難となり、保護膜１１５に生じた亀裂から有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに向かって水分が浸入可能となり、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化を招く。特に、保護膜１１５として、プラズマＣＶＤによりシリコン窒化物のような無機化合物によって形成する場合、異物を覆うほどの厚膜化を行うと、保護膜１１５を形成するのに要する時間が長くなり、製造コストの増大を招くおそれがある。
【００５３】
そこで、本実施形態によれば、保護膜１１５を形成する前の段階でドライ洗浄を行うことにより、画素電極ＰＥの上あるいは有機層ＯＲＧの上に存在していた異物を除去している。これにより、発光部ＥＭ及び非発光部ＮＥＭを含む有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが保護膜１１５により覆われる。このため、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを水分から保護することが可能となる。
【００５４】
次に、本実施形態で適用されるドライ洗浄について説明する。
【００５５】
図６は、ドライ洗浄工程を説明するための図である。
【００５６】
本実施形態で適用されるドライ洗浄では、粒状体ＰＴを噴射する洗浄ガンＧＮを適用する。この洗浄ガンＧＮから噴射される粒状体ＰＴは、処理基板ＳＵＢに衝突後に昇華する。洗浄ガンＧＮは、例えば、水分を含まない窒素ガスなどの不活性雰囲気において、処理基板ＳＵＢの表面ＳＦに向けて配置される。このとき、洗浄ガンＧＮのノズルＮＺから処理基板ＳＵＢまでの距離は、たとえば、１０ｍｍ程度に設定される。
【００５７】
この洗浄ガンＧＮにより、粒状体ＰＴが不活性ガスとともに処理基板ＳＵＢの表面ＳＦに向けて噴射され、処理基板ＳＵＢの表面ＳＦから異物を除去する。噴射量としては、例えば、単位面積当たり、６０ｇ／ｍｉｎに設定される。噴射された粒状体ＰＴは、処理基板ＳＵＢに衝突するまでは固体の状態を保ち、処理基板ＳＵＢに衝突後に昇華する。このため、粒状体ＰＴが処理基板ＳＵＢの表面ＳＦに付着し、そのまま残ることはない。
【００５８】
なお、図６に示した例では、洗浄ガンＧＮから粒状体ＰＴを噴射して処理基板ＳＵＢの表面ＳＦを洗浄するのに伴って、処理基板ＳＵＢの帯電を防止するために、軟Ｘ線イオナイザーＩＮを用いて除電することが望ましい。
【００５９】
また、粒状体ＰＴが昇華したガスを排気する排気機構を設けても良い。
【００６０】
洗浄ガンＧＮは、異物を効果的に除去するためには、処理基板ＳＵＢの法線Ｚに対して傾けて配置することが望ましく、例えば、処理基板ＳＵＢの法線Ｚに対して洗浄ガンＧＮが粒状体ＰＴを噴射する角度θは、４５°乃至６０°である。
【００６１】
このようなドライ洗浄は、有機層ＯＲＧ、対向電極ＣＥ、保護膜１１５の形成前にそれぞれ実施することが望ましいが、少なくとも、保護膜１１５の形成直前には実施する。なお、有機層ＯＲＧが発光層、ホール輸送層、電子輸送層などの複数の薄膜の積層体として形成される場合には、上述したドライ洗浄は、各薄膜を形成する前にそれぞれ実施しても良い。有機層ＯＲＧを形成した直後に本実施形態で説明したドライ洗浄を行っても、水分を必要としない洗浄手法であるため、有機層ＯＲＧへのダメージを抑制できる。
【００６２】
このようなドライ洗浄をおこなうことにより、異物が除去され、異物の痕跡も保護膜１１５によって覆われるため、封止性能の高い構造の有機ＥＬ装置ができる。
【００６３】
本実施形態において、ドライ洗浄の方法としては、μｍオーダー以上の異物の除去が可能なＣＯ２洗浄の手法を適用している。ＣＯ２洗浄は、二酸化炭素を凝固させた二酸化炭素粒子を粒状体ＰＴとして用いるものである。すなわち、このＣＯ２洗浄では、微粒子状態の二酸化炭素粒子を処理基板ＳＵＢに衝突させることで、処理基板ＳＵＢの表面ＳＦから異物を除去する。二酸化炭素粒子は、処理基板ＳＵＢに衝突した後に昇華して二酸化炭素ガスとなるため、処理基板ＳＵＢに異物として残ることはない。
【００６４】
図７は、本実施形態のドライ洗浄工程に適用される洗浄ガンＧＮの構成を概略的に示す図である。
【００６５】
洗浄ガンＧＮは、圧縮液化した二酸化炭素が導入される第１空間ＳＰ１と、この第１空間ＳＰ１にオリフィスＯＦを介して連通した第２空間ＳＰ２とを有している。第２空間ＳＰ２は、ノズルＮＺに連通している。第１空間ＳＰ１に導入された液化した二酸化炭素をオリフィスＯＦより吹き出させると、一部が気化する一方で蒸発熱の吸収により温度が急激に低下し、他の一部は固体になる。このため、第２空間ＳＰ２では、固体の二酸化炭素粒子及び二酸化炭素ガスが混在している。二酸化炭素粒子は、不活性ガスである二酸化炭素ガスとともにノズルＮＺから白色の霧状となって噴射される。
【００６６】
図８は、本実施形態のドライ洗浄工程を説明するための模式図である。
【００６７】
処理基板ＳＵＢに形成された対向電極ＣＥは、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に延在している。洗浄ガンＧＮは、対向電極ＣＥを形成済みの処理基板ＳＵＢの表面ＳＦに向かい合い、粒状体を噴射しながら第１方向Ｄ１に沿って往復走査されながら、第２方向Ｄ２の図の上方から下方に向かって順次移動される。処理基板ＳＵＢの表面ＳＦに対して、洗浄ガンＧＮが第２方向Ｄ２の下方まで移動した後には、再び、洗浄ガンＧＮは、第１方向Ｄ１に沿って往復走査されながら、第２方向Ｄ２の図の下方から上方に向かって順次移動される。
【００６８】
ここに示した例では、洗浄ガンＧＮを走査する場合について説明したが、洗浄ガンＧＮの位置を固定し、処理基板ＳＵＢを移動させても良いし、洗浄ガンＧＮ及び処理基板ＳＵＢの双方を移動させても良く、処理基板ＳＵＢを洗浄するための手法はここに示した例に限らない。
【００６９】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００７０】
本実施形態は、有機ＥＬ装置として、有機ＥＬ表示装置について説明したが、有機ＥＬ照明や有機ＥＬプリンターヘッドなどにも利用可能である。
【００７１】
また、本実施形態で適用可能なドライ洗浄の方法としては、ＣＯ２洗浄に限定されず、水を使用することなく処理基板ＳＵＢに衝突後に昇華する粒状体ＰＴを噴射してμｍオーダー以上の異物の除去が可能なドライ洗浄であれば他の手法を適用しても良い。なお、噴射される粒状体ＰＴのサイズは、除去対象の異物と同等のサイズであることが望ましく、１乃至１０μｍ程度が望ましい。また、粒状体ＰＴは、洗浄環境の温度（たとえば、室温）において、噴射後に数秒経過した後（例えば、噴射後５秒後）には昇華する物質（例えば、窒素やヘリウム）であることが望ましい。
【００７２】
また、本実施形態においては、アレイ基板１００の保護膜１１５と封止基板２００とが離間していても良いし、保護膜１１５と封止基板２００との間に樹脂層などが充填されていても良い。
【符号の説明】
【００７３】
１…表示パネル
１００…アレイ基板
ＯＬＥＤ…有機ＥＬ素子 ＥＭ…発光部 ＮＥＭ…非発光部
Ｃ１…第１凹部 Ｃ２…第２凹部
ＰＥ…画素電極 ＣＥ…対向電極 ＯＲＧ…有機層
１１５…保護膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板の上方に配置された画素電極と、
前記画素電極の上に配置された有機層と、
前記有機層の上に配置された対向電極と、
前記画素電極の上において前記有機層及び前記対向電極が欠落した第１凹部、及び、前記有機層の上において前記対向電極が欠落した第２凹部の少なくとも一方と、
前記対向電極と、前記第１凹部及び前記第２凹部の少なくとも一方とを覆う保護膜と、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
絶縁基板と、
前記絶縁基板の上方に配置され、発光する発光部と、前記発光部の面積を１００％としたときに１０％未満の面積となる発光しない凹部とを有する有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子を覆う保護膜と、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項３】
絶縁基板の上方に画素電極を形成する工程と、
前記画素電極の上に有機層を形成する工程と、
前記有機層の上に対向電極を形成する工程と、
前記対向電極を形成済みの処理基板に衝突後に昇華する粒状体を噴射し、前記処理基板の前記対向電極を形成済みの表面をドライ洗浄する工程と、
前記ドライ洗浄の後に、前記対向電極を覆う保護膜を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
前記粒状体は、不活性ガスとともに噴射されることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項５】
前記粒状体は、二酸化炭素を凝固させた二酸化炭素粒子であることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板の上方に配置された画素電極と、
前記画素電極の上に配置された有機層と、
前記有機層の上に配置された対向電極と、
前記画素電極の上において前記有機層及び前記対向電極が欠落した第１凹部、及び、前記有機層の上において前記対向電極が欠落した第２凹部の少なくとも一方と、
前記対向電極と、前記第１凹部及び前記第２凹部の少なくとも一方とを覆う保護膜と、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
絶縁基板と、
前記絶縁基板の上方に配置され、発光する発光部と、前記発光部の面積を１００％としたときに１０％未満の面積となる発光しない凹部とを有する有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子を覆う保護膜と、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項３】
絶縁基板の上方に画素電極を形成する工程と、
前記画素電極の上に有機層を形成する工程と、
前記有機層の上に対向電極を形成する工程と、
前記対向電極を形成済みの処理基板に衝突後に昇華する粒状体を噴射し、前記処理基板の前記対向電極を形成済みの表面をドライ洗浄する工程と、
前記ドライ洗浄の後に、前記対向電極を覆う保護膜を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
前記粒状体は、不活性ガスとともに噴射されることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項５】
前記粒状体は、二酸化炭素を凝固させた二酸化炭素粒子であることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−９４５３９（Ｐ２０１２−９４５３９Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−４３４５（Ｐ２０１２−４３４５）
【出願日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【分割の表示】特願２００９−２３１８２１（Ｐ２００９−２３１８２１）の分割
【原出願日】平成２１年１０月５日（２００９．１０．５）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝モバイルディスプレイ株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【分割の表示】特願２００９−２３１８２１（Ｐ２００９−２３１８２１）の分割
【原出願日】平成２１年１０月５日（２００９．１０．５）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝モバイルディスプレイ株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
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