表示装置の製造方法および表示装置
【課題】配列形成された表示素子における光変換効率を劣化させることなく隣接する画素間での混色が防止された色純度の高い表示が可能なカラーフィルタ付きの表示装置の製造方法およびこれによって得られる表示装置を提供する。
【解決手段】素子基板１上の各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに有機電界発光素子１３を形成し、一部の赤色画素１Ｒにおける有機電界発光素子１３上に赤色カラーフィルタ２１Ｒをパターン形成する。次に、赤色カラーフィルタ２１Ｒを覆う状態で保護膜２３を形成する。次に、緑色画素１Ｇ上における保護膜２３上に緑色カラーフィルタ２１Ｇをパターン形成する。
【解決手段】素子基板１上の各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに有機電界発光素子１３を形成し、一部の赤色画素１Ｒにおける有機電界発光素子１３上に赤色カラーフィルタ２１Ｒをパターン形成する。次に、赤色カラーフィルタ２１Ｒを覆う状態で保護膜２３を形成する。次に、緑色画素１Ｇ上における保護膜２３上に緑色カラーフィルタ２１Ｇをパターン形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置の製造方法および表示装置に関し、特にはカラーフィルタを用いた有機電界発光素子を有する表示装置に好適な製造方法および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料のエレクトロルミネッセンス(electroluminescence）を利用した有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に、正孔輸送層や発光層等の有機層を積層させた発光ユニットを設けてなり、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目されている。
【０００３】
このような構成の有機電界発光素子を用いた表示装置では、有機電界発光素子を駆動するための薄膜トランジスタ（thin film transistor：ＴＦＴ）を備えた画素回路を同一基板上に形成することで、装置の高機能化を図っている。この場合、予めＴＦＴが形成された基板上に、当該ＴＦＴに接続させる状態で有機電界発光素子が形成されることになる。このため、基板上に形成する有機電界発光素子は、当該基板と反対側から発光光を取り出す、いわゆる上面発光型とすることが、その開口率を確保する上で有効になる。
【０００４】
一方、このような有機電界発光素子を用いたフルカラーの表示装置の１つに、白色発光する有機電界発光素子（以下、白色発光素子）とカラーフィルタとを組み合わせた構成がある。このような構成を採用することにより、各色に発光する有機電界発光素子を作り分けることなく、すなわち発光層の形成においてメタルマスクを用いた高精細な塗り分けを行わずにフルカラーの表示装置を作製することが可能になる。また、特定波長のみを取り出す微小共振器構造として有機電界発光素子を形成し、これとカラーフィルタとを組み合わせた構成がある。このような構成とすることにより、微小共振器構造での取り出し波長のバラツキが抑えられるため、表示装置の色再現性の向上を図ることができる。
【０００５】
以上のようなカラーフィルタを備えた構成の表示装置は、次のような製造方法によって得られる。第１の方法は、先ず、ＴＦＴが形成された基板上に有機電界発光素子を形成する。一方、別体として用意した封止基板上にＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）各色のカラーフィルタを順次パターン形成する。各カラーフィルタのパターン形成は、感光性カラーレジストを用いたリソグラフィ処理によって行われる。そして、有機電界発光素子が形成された素子基板の素子形成面に対して、カラーフィルタがパターン形成された封止基板を、接着剤を介して貼り合わせる（下記特許文献１参照）。
【０００６】
また、第２の方法として、有機電界発光素子が形成された基板を保護膜で覆い、この保護膜上にＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）各色のカラーフィルタを順次パターン形成する方法も提案されている。この場合、カラーフィルタが形成された基板は、接着剤を介して封止基板と貼り合わせられる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２１４１５９号公報（図７および第１３６段落〜第１３８段落参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上述した製造方法には、次のような課題があった。すなわち、第１の方法では、有機電界発光素子が形成された素子基板と、カラーフィルタが形成された封止基板とを接着剤を介して貼り合わせている。このため、素子基板側に設けられた有機電界発光素子と、封止基板側に設けられたカラーフィルタとの間に数十μｍ程度の厚みの接着剤が介在することになる。したがって、有機電界発光素子とカラーフィルタとの間には、数十μｍ程度の間隔が開いてしまうのである。これにより、例えば、画素開口サイズが１０μｍ以下の微細画素では、有機電界発光素子での発光が、隣接する画素に設けられたカラーフィルタを透過して視野に入る、いわゆる混色を引き起こされる。
【０００９】
また、カラーフィルタのみを封止基板側に形成するため、封止基板側にもカラーフィルタのパターン形成のための位置合わせ精度が要求されるようになる。これは、製造コストの増加を招く要因となる。
【００１０】
また第２の方法では、リソグラフィ処理によって順次各色のカラーフィルタがパターン形成される。このため、先にパターン形成されたカラーフィルタを覆う状態で、次のカラーフィルタを形成するための感光性カラーレジストが塗布される。したがって、先にパターン形成されたカラーフィルタは、次に塗布される感光性カラーレジスト中の溶剤による影響を受けて変質、変形することのないように、完全に固化させる必要がある。そして、このような感光性レジスト剤の完全な固化には、２００℃程度の熱処理が必要となり、各カラーフィルタの形成において２００℃の熱処理が繰り返し行われることになる。しかしながら、カラーフィルタ形成の前に既に基板上に形成されている有機電界発光素子は、有機材料層の積層部を有するため耐熱性が低い。したがって、上述したような２００℃の加熱によって有機材料層の変質が引き起こされ、発光効率が大幅に低下する。さらに、このような高温での熱処理が繰り返されることにより、既に基板上に形成されている各層間、具体的には電極材料と基板との間の剥離が引き起こされる場合もある。
【００１１】
そこで本発明は、配列形成された表示素子における光変換効率を劣化させることなく隣接する画素間での混色が防止された色純度の高い表示が可能なカラーフィルタ付きの表示装置の製造方法およびこれによって得られる表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的を達成するための本発明の表示装置は、次の工程が順次行われることを特徴としている。先ず、始めの工程では、基板上の各画素に表示素子を形成し、当該各画素のうちの一部の画素における当該表示素子上に第１のカラーフィルタをパターン形成する。次の工程では、第１のカラーフィルタを覆う状態で保護膜を形成する。その後の工程では、各画素のうちの第１のカラーフィルタ間に配置された画素における保護膜上に、第２のカラーフィルタをパターン形成する。
【００１３】
このような製造方法では、第１のカラーフィルタを保護膜で覆った状態で、第２のカラーフィルタのパターン形成が行われる。このため、第１のカラーフィルタに対して、第２のカラーフィルタのパターン形成の影響が直接及ぼされることが防止される。したがって、前工程で形成された第１のカラーフィルタが完全固化されていない場合であっても、その形状精度および諸特性を保った状態で、後工程で形成される第２のカラーフィルタのパターン形成が行われることになる。これにより、前工程で形成された第１のカラーフィルタを完全固化することなく、第２のカラーフィルタを形成できるようになるため、カラーフィルタを固化させるための熱処理の負担を軽減することができる。
【００１４】
また本発明は上述した製造方法によって得られる表示装置でもあり、次のような構成となっている。基板上の各画素に表示素子が形成されている。そして、各画素の一部の画素における当該表示素子上に、第１のカラーフィルタがパターン形成されている。また基板上には、第１のカラーフィルタを覆う状態で保護膜が形成されている。さらに、第１のカラーフィルタ間に配置された画素における保護膜上に、第２のカラーフィルタがパターン形成されている。尚、フルカラー表示の場合には、さらに保護膜と第３のカラーフィルタが設けられることになる。
【００１５】
このような表示装置は、各カラーフィルタが、それぞれの影響を及ぼすことなく形成されたものとなる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明によれば、表示素子が形成された基板上に第１のカラーフィルタを形成して保護膜で覆い、この上部に第２のカラーフィルタを形成する構成としたことにより、先に形成された第１のカラーフィルタを固化させるための熱処理の負担を軽減することができる。これにより、基板上にあらかじめ形成されている表示素子に対する熱的負荷を軽減したカラーフィルタの形成が可能になるため、表示素子の特性が維持されて充分な光変換効率を得ることが可能になる。また、表示素子が形成された基板上に直接カラーフィルタを形成する構成であるため、表示素子とカラーフィルタとの間隔が小さく抑えられ、隣接する画素間での混色が防止された色純度の高い表示が可能な表示装置が得られる。これにより、さらなる画素ピッチの微細化と、これによる表示装置の高精細化を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、各実施の形態においては、有機電界発光素子を用いたフルカラーの表示装置の製造に本発明を適用した製造方法を説明し、その後これによって得られた表示装置の構成を説明する。尚、本発明は以下の実施形態に示された材料に限定されるものではなく、同機能を有する別の材料を使うことも包含することは言うまでもない。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１〜図３は、本発明の第１実施形態を説明するための断面工程図である。この図に示す表示装置の製造方法は、以下の手順で行われる。
【００１９】
先ず、図１（１）に示すように、ＴＦＴを備えた画素回路を絶縁膜で覆ってなる素子基板１を用意する。そして、この素子基板１上の赤（Ｒ）色表示用の赤色画素１Ｒに、画素回路（図示省略）に接続され導電性の反射層２Ｒをパターン形成する。次に、この反射層２Ｒを酸化シリコン等からなる所定膜厚の絶縁膜３で覆った後、絶縁膜３上の緑（Ｇ）色表示用の緑色画素１Ｇに、画素回路（図示省略）に接続され導電性の反射層２Ｇをパターン形成する。さらに、この反射層２Ｇを酸化シリコン等からなる所定膜厚の絶縁膜４で覆った後、絶縁膜４上の青（Ｂ）色表示用の青色画素１Ｂに、画素回路（図示省略）に接続され導電性の反射層２Ｂをパターン形成する。
【００２０】
そして、各反射層２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ間に設けた所定膜厚の絶縁膜３，４により、次に形成する有機電界発光素子が、各Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の波長範囲でそれぞれ共振するように、それぞれの各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂにおける光学距離が補正されていることとする。
【００２１】
次に、反射層２Ｂを覆う状態で、酸化シリコン等からなる絶縁膜５を成膜し、この上部にＩＴＯのような透明導電性材料からなる下部電極７を形成する。この下部電極７は、有機電界発光素子の陽極（場合によっては陰極）として設けられ、各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに対応する形状にパターン形成されていることとする。また、これらの下部電極７は、各反射層２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを介して、素子基板１に予め形成されている画素回路に対して接続されていることとする。
【００２２】
次に、この下部電極７を覆う状態で、少なくとも有機発光層を含んで積層された有機層（有機ＥＬ層と記す）９を成膜する。
【００２３】
次に、この有機ＥＬ層９上に、ハーフミラーとして半透明に構成された上部電極１１を形成する。この上部電極１１は、例えば銀（Ａｇ）合金からなり、有機電界発光素子の陰極（場合によっては陽極）として各画素に共通する電極として設けられていることとする。
【００２４】
以上により、素子基板１における各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに、下部電極７と上部電極１１との間に有機ＥＬ層９を狭持してなる有機電界発光素子（表示素子）１３を形成する。この有機電界発光素子１３は、白色発光素子として形成される。そして、絶縁膜３，４によって各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに設定された光学距離により、各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂのそれぞれにおいて所定波長のみが反射層２Ｒ，２Ｇ，２Ｂと上部電極１１（ハーフミラー）との間で反射して共振され、上部電極１１側から取り出される構成となっている。
【００２５】
そして、以上の有機電界発光素子（表示素子）１３を覆う状態で、上部電極１１上に、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる防湿層１５を、２００ｎｍ程度の膜厚で成膜する。この防湿層１５は、例えば常温のプラズマＣＶＤ法によって成膜する。
【００２６】
そして、次の図１（２）以降に示す工程からが、本発明に特徴的な工程となる。
【００２７】
先ず、図１（２）に示すように、有機電界発光素子（表示素子）１３が形成された素子基板１上に、第１のカラーフィルタとして例えば赤色カラーフィルタ２１Ｒをパターン形成する。
【００２８】
ここでは、フィルム状の固体カラーフィルタ材を用いたパターン形成を行うことが１つのポイントになる。フィルム状の固体カラーフィルタ材とは、予めフィルム状に成形されて固体状態に保たれたフィルム状の固体カラーレジストであり、例えばフィルム状の熱圧着カラーレジストであることとする。
【００２９】
そして先ず、素子基板１の防湿膜１５上に、支持シートに支持されたフィルム状の熱圧着カラーレジストを１００℃程度の温度で熱圧着させ、支持シートを取り外すことにより、素子基板１にカラーレジストを転写する。次に、リソグラフィ法により、赤色画素１Ｒ上のみを覆う形状にカラーレジストをパターニングし、赤色カラーフィルタ２１Ｒを形成する。その後、赤色カラーフィルタ２１Ｒを固化させるための熱処理を行う。この熱処理においては、赤色カラーフィルタ２１Ｒを完全固化させる必要はなく、カラーフィルタ材の架橋がある程度進めば半固化状態であっても良い。また、固体カラーフィルタ材（ここでは熱圧着カラーレジスト）は、含有溶剤が極微量であるため、従来のカラーフィルタの完全固化に必要とされる温度よりも低い温度での熱処理で良い。この点が２つめのポイントになる。そして、この熱処理は、有機ＥＬ層９を構成する有機材料が変質しないガラス転移点（Ｔｇ）未満の温度で行うことが好ましい。そこでここでは、例えば１００℃のホットプレートで５分間の熱処理を行うこととする。
【００３０】
次に、図１（３）に示すように、赤色カラーフィルタ２１Ｒを覆う状態で、素子基板１上に保護膜２３を形成する。この保護膜２３は、次の工程で用いるフィルム状の固体カラーフィルタ材に含有される極微量の溶剤などに対して耐薬品性を備えた材料で構成されることが好ましい。そこでここでは、耐薬品性に優れた窒化シリコン（ＳｉＮ）やポリパラキシレン等からなる保護膜２３を形成することとする。またこの保護膜２３は、赤色カラーフィルタ２１Ｒの側壁も覆うことから、耐薬品性を確保できる範囲で薄い膜厚で形成されることが好ましい。これにより、次に形成する赤色カラーフィルタ２１Ｒとの間隔が広げられることを防止する。このため、この保護膜２３の形成は、ＣＶＤ法のような膜厚の制御性に優れた成膜法によって行うことが好ましい。そこでここでは、常温のプラズマＣＶＤ法によって、ＳｉＮからなる保護膜２３を２０ｎｍの膜厚で成膜することとする。
【００３１】
また、ＣＶＤ法によってポリパラキシレンからなる保護膜２３を形成しても良く、この場合には１００ｎｍ程度の膜厚で成膜することとする。ここで、大型ガラス基板を用いた素子基板工程では、半導体基板工程ほどのダストコントロールができず、ゴミによる欠陥が生じやすいが、カバレッジに優れるポリパラキシレンを複数回コートすることで、ゴミの周囲からの水分進入路を断つ効果が期待できる。
【００３２】
次に、図２（４）に示すように、保護膜２３上における緑色画素１Ｇに、第２のカラーフィルタとして例えば緑色カラーフィルタ２１Ｇをパターン形成する。この緑色カラーフィルタ２１Ｇの形成は、先に形成した赤色カラーフィルタ２１Ｒと同様の手順で行われる。すなわち、フィルム状の熱圧着カラーレジストを素子基板１側に熱転写した後にリソグラフィ処理し、次いで有機ＥＬ層９を構成する有機材料が変質しないガラス転移点（Ｔｇ）未満の温度（例えば１００℃、５分）で熱処理を行うのである。
【００３３】
次いで、図２（５）に示すように、緑色カラーフィルタ２１Ｇを覆う状態で、素子基板１上に保護膜２５を形成する。この保護膜２５は、先に形成した保護膜２３と同じ性質を有する物で有れば良く、同様に形成される。尚、保護膜２３と保護膜２５とは、同一材料でなくても良い。
【００３４】
その後、図２（６）に示すように、ここでは先に形成した緑色カラーフィルタ２１Ｇを第１のカラーフィルタとし、保護膜２５上における青色画素１Ｂに、第２のカラーフィルタとして青色カラーフィルタ２１Ｂをパターン形成する。この青色カラーフィルタ２１Ｂの形成は、先に形成したカラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇと同様の手順で行われる。すなわち、フィルム状の熱圧着カラーレジストを素子基板１側に熱転写した後にリソグラフィ処理し、次いで有機ＥＬ層９を構成する有機材料が変質しないガラス転移点（Ｔｇ）未満の温度（例えば１００℃、５分）で熱処理を行うのである。
【００３５】
以上の後、図３（７）に示すように、青色カラーフィルタ２１Ｂを覆う状態で、素子基板１上に保護膜２７を形成する。この保護膜２７は、次の工程で用いる接着剤に含有される溶剤などに対して耐薬品性を備えた材料で構成されることが好ましい。ここでは、先の保護膜２３，２５と同様に、耐薬品性に優れた窒化シリコン（ＳｉＮ）やポリパラキシレンからなる保護膜２７を形成して良い。尚、この保護膜２７の形成は、必要に応じて行えば良い。
【００３６】
以上の後、図３（８）に示すように、カラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ、および保護膜２３，２５，２７が形成された素子基板１における素子形成面上に、接着剤３１を介して封止基板３３を貼り合わせる。
【００３７】
またここでの図示は省略したが、素子基板１と封止基板３３とを貼り合わせた基板（貼り合わせ基板）を、個々の表示装置部分にダイサーで分割する。また、各表示装置部分の周縁部に配置される状態で素子基板１に形成された外部端子を露出させ、駆動回路が形成されたフレキシブル回路基板の端子を外部端子に接続させる状態で貼り合わせ素子基板１に対してフレキシブル回路基板を圧着する。そして、このフレキシブル回路基板が圧着された貼り合わせ基板を
樹脂枠に固定し、表示装置３５を完成させる。
【００３８】
以上の手順によって形成された表示装置３５は、素子基板１上の各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに有機電界発光素子１３が設けられたものとなる。そして、有機電界発光素子１３が形成された赤色画素１Ｒ上に、赤色カラーフィルタ２１Ｒが形成され、これを覆う状態で保護膜２３が設けられたものとなる。さらに緑色画素１Ｇ上における保護膜２３上に、緑色カラーフィルタ２１Ｇが形成され、これを覆う状態で保護膜２５が設けられたものとなる。そして、青色画素１Ｂ上における保護膜２５上に、青色カラーフィルタ２１Ｂが形成され、これを覆う状態で保護膜２７が設けられたものとなる。
【００３９】
以上説明したように、本第１実施形態によれば、図２（４）を用いて説明したように、先に形成された赤色カラーフィルタ２１Ｒを保護膜２３で覆った状態で、緑色カラーフィルタ２１Ｇのパターン形成が行われる。このため、先に形成された赤色カラーフィルタ２１Ｒに対して、緑色カラーフィルタ２１Ｇのパターン形成の影響が、直接及ぶことはない。これは、図２（６）を用いて説明した青色カラーフィルタ２１Ｂの形成においても同様であり、先に形成されたカラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇに対して、青色カラーフィルタ２１Ｂのパターン形成の影響が、直接及ぶことはない。
【００４０】
したがって、先に形成されているカラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇが完全固化されていない場合であっても、その形状精度および諸特性を保った状態で、後工程で形成されるカラーフィルタ２１Ｇ，２１Ｂのパターン形成を行うことが可能になる。これにより、前工程で形成さるカラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇを完全固化させることなく、次のカラーフィルタ２１Ｇ，２１Ｂ形成を行うことができるようになり、カラーフィルタを固化させるための熱処理の負担を軽減することができる。
【００４１】
また、図３（７）を用いて説明したように、最後に形成する青色カラーフィルタ２１Ｂも保護膜２７で覆うことで、青色カラーフィルタ２１Ｂに対して、接着剤３１に含まれている溶剤の影響が、直接及ぶことはない。これにより、最後に形成される青色カラーフィルタ２１Ｂも完全固化させる必要がなくなり、さらに熱処理の負担を軽減することができる。
【００４２】
また、各カラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂのパターン形成に、フィルム状の固体カラーフィルタ材（フィルム状の固体カラーレジスト）を用いている。図１（２）を用いて説明においても述べたように、フィルム状の固体カラーレジストは、もともとの含有溶剤が極微量である。このため、完全固化させていない状態であっても脱ガス量を極めて少なく抑えることができる。したがって、後工程の成膜時においての脱ガスによる成膜異常等の不具合も抑えることが可能である。
【００４３】
そして以上により、カラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ形成前に素子基板１上に形成した有機電界発光素子１３に対する熱的負荷を軽減した表示装置の作製が可能になり、有機電界発光素子１３の特性が維持されて充分な光変換効率を得ることが可能になる。また、有機電界発光素子１３が形成された素子基板１上に、直接カラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂを形成する構成であるため、有機電界発光素子１３とカラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂとの間隔が小さく抑えられ、隣接する画素間での混色が防止された色純度の高い表示が可能な表示装置が得られる。これにより、さらなる画素ピッチの微細化と、これによる表示装置の高精細化を図ることが可能になる。
【００４４】
しかも、カラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ形成の際には、素子基板１に形成されたアライメントマークを用いて位置合わせを行うことができるため、各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの有機電界発光素子１３に対するカラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの位置精度が向上し、合わせズレによる混色異常を防止できる。したがって、カラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂによって、各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂが微小共振器構造における色度ズレの補正効果を確実に得ることが可能になる。
【００４５】
また、封止基板側にカラーフィルタを形成する方法と比較して、封止基板側にアライメントマークを形成する必要がない分だけ、素子基板のコストの低減が図られる。そして、封止基板側に設けたカラーフィルタと素子基板側に設けた有機電界発光素子１３とを高精度に位置合わせするためのアライメント装置が不要となるため、製造コストを下げることも可能である。
【００４６】
さらに、有機電界発光素子１３の上方を、保護膜２３，２５，２７が覆う構成であるため、封止基板３３を貼り合わせるための接着剤３１を経由しての有機電界発光素子１３への水分の浸入を防止できる。したがって、有機電界発光素子１３の水分による劣化を防止して保管信頼性の向上を図ることも可能である。
【００４７】
尚、各有機電界発光素子１３での発光光の取り出し経路上には、反射層２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ−上部電極１１間に構成される微小共振部よりも上方に保護膜２３，２５，２７が加わっただけであるため、従来の色設計を変更する必要もない。さらに、固体カラーフィルタ材として用いた熱圧着カラーレジストは、元々、角型大型ガラス基板用に開発されたものであるため、フィルムの無駄が少なく、熱圧着装置も市販の安価なものを使うことが可能である。
【００４８】
＜第２実施形態＞
図４〜図５は、本発明の第１実施形態を説明するための断面工程図である。この図に示す表示装置の製造方法と、第１実施形態の製造方法とが異なるところは、有機電界発光素子（表示素子）を形成するまでの工程手順と有機電界発光素子（表示素子）の構成にある。
【００４９】
先ず、図４（１）に示すように、ＴＦＴを備えた画素回路を絶縁膜で覆ってなる素子基板１を用意する。そして、この素子基板１における各色表示用の画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ上に、反射特性を備えた下部電極４１を形成する。これらの下部電極４１は、有機電界発光素子の陽極（場合によっては陰極）として設けられ、例えばマグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）との合金層上にＩＴＯを積層させた構成であることとする。また、これらの下部電極４１は、各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに対応する形状にパターン形成され、画素回路に接続されていることとする。
【００５０】
次に、各下部電極４１を分離するための絶縁膜パターン４３を形成する。この絶縁膜パターン４３は、下部電極４１を広く開口させる開口窓を有していることとする。
【００５１】
その後、マスク上からの蒸着により、素子基板１上の赤（Ｒ）色表示用の赤色画素１Ｒに、有機ＥＬ層４５Ｒをパターン形成する。この有機ＥＬ層４５Ｒは、正孔注入層、赤色発光層、電子注入層等を積層してなると共に、合計膜厚が赤色波長のみを共振させる光学距離に設計されていることとする。
【００５２】
次に、マスク上からの蒸着により、素子基板１上の緑（Ｇ）色表示用の緑色画素１Ｇに、有機ＥＬ層４５Ｇをパターン形成する。この有機ＥＬ層４５Ｇは、正孔注入層、緑色発光層、電子注入層等を積層してなると共に、合計膜厚が緑色波長のみを共振させる光学距離に設計されていることとする。
【００５３】
次に、マスク上からの蒸着により、素子基板１上の青（Ｂ）色表示用の青色画素１Ｂに、有機ＥＬ層４５Ｂをパターン形成する。この有機ＥＬ層４５Ｂは、正孔注入層、緑色発光層、電子注入層等を積層してなると共に、合計膜厚が青色波長のみを共振させる光学距離に設計されていることとする。
【００５４】
尚、以上の有機ＥＬ層４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂの形成手順は、特に限定されることはなく、どの層から順にパターン形成しても良い。
【００５５】
その後、有機ＥＬ層４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂを覆う状態で、ハーフミラーとして半透明に構成された上部電極４７を形成する。この上部電極４７は、例えば銀（Ａｇ）合金からなり、有機電界発光素子の陰極（場合によっては陽極）として各画素に共通する電極として設けられていることとする。
【００５６】
以上により、素子基板１における各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに、各下部電極４１と上部電極４７との間にそれぞれ有機ＥＬ層４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂを狭持してなる有機電界発光素子（表示素子）４９Ｒ，４９Ｇ，４９Ｂを形成する。これらの有機電界発光素子４９Ｒ，４９Ｇ，４９Ｂは、各有機ＥＬ層４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂの膜厚として設定された光学距離により、各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂのそれぞれにおいて所定波長のみが各下部電極４１と上部電極４７との間で反射して共振され、上部電極４７側から取り出される構成となっている。
【００５７】
そして、以上の有機電界発光素子（表示素子）４９Ｒ，４９Ｇ，４９Ｂを覆う状態で、上部電極４７上に、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる防湿層５１を、数μｍ程度の膜厚で成膜する。この防湿層５１は、例えば常温のプラズマＣＶＤ法によって成膜する。
【００５８】
以上の後は、上述した第１実施形態と同様に行う。
【００５９】
すなわち、図４（２）に示すように、有機電界発光素子（表示素子）４９Ｒ，４９Ｇ，４９Ｂが形成された素子基板１の防湿層５１上の赤色画素１Ｒに、赤色カラーフィルタ２１Ｒをパターン形成し、次にこれを覆う保護膜２３を形成する。
【００６０】
その後、図４（３）に示すように、保護膜２３上における緑色画素１Ｇに、第２のカラーフィルタとして例えば緑色カラーフィルタ２１Ｇをパターン形成し、次にこれを覆う保護膜２５を形成する。
【００６１】
次いで、図５（４）に示すように、保護膜２５上における青色画素１Ｂに、青色カラーフィルタ２１Ｂをパターン形成し、必要に応じてこれを覆う保護膜２７を形成する。
【００６２】
以上の後、図５（５）に示すように、カラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ、および保護膜２３，２５，２７が形成された素子基板１における素子形成面上に、接着剤３１を介して封止基板３３を貼り合わせ、さらに個々の表示装置部分にダイサーで分割した後、フレキシブル回路基板を圧着して樹脂枠に固定し、表示装置５５を完成させる。
【００６３】
以上の手順によって形成された表示装置５５は、素子基板１上の各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに有機電界発光素子４９Ｒ，４９Ｇ，４９Ｂが設けられたものとなる。そして、有機電界発光素子４９Ｒが形成された赤色画素１Ｒ上に、赤色カラーフィルタ２１Ｒが形成され、これを覆う状態で保護膜２３が設けられたものとなる。さらに緑色画素１Ｇ上における保護膜２３上に、緑色カラーフィルタ２１Ｇが形成され、これを覆う状態で保護膜２５が設けられたものとなる。そして、青色画素１Ｂ上における保護膜２５上に、青色カラーフィルタ２１Ｂが形成され、これを覆う状態で保護膜２７が設けられたものとなる。
【００６４】
以上説明したように、本第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、先に形成された赤色カラーフィルタ２１Ｒを保護膜２３で覆った状態で、緑色カラーフィルタ２１Ｇのパターン形成が行われる。このため、先に形成された赤色カラーフィルタ２１Ｒに対して、緑色カラーフィルタ２１Ｇのパターン形成の影響が、直接及ぶことはない。これは、図５（４）を用いて説明した青色カラーフィルタ２１Ｂの形成においても同様であり、先に形成されたカラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇに対して、青色カラーフィルタ２１Ｂのパターン形成の影響が、直接及ぶことはない。
【００６５】
したがって、本第２実施形態であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００６６】
尚、上述した第１実施形態および第２実施形態においては、各有機電界発光素子（表示素子）が微小共振器構造として構成されている場合を例示した。しかしながら、本発明の表示装置は、有機電界発光素子が微小共振器構造でない場合であっても同様に適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
【実施例】
【００６７】
以下、カラーフィルタを固化させる場合の熱処理条件を因子として複数層のカラーフィルタをパターン形成した実施例、およびこの実施例において形成したカラーフィルタの評価結果を示す。
【００６８】
先ず、赤色の熱圧着カラーレジストをガラス基板に転写した後、リソグラフィー処理を行うことによってカラーフィルタをパターン形成した。このカラーフィルタに対して、８０℃、１５分の熱処理を行い、固化させた。その後、ガラス基板のカラーフィルタ形成面側に接着剤を塗布してカバーガラスを貼り合わせたサンプルを得た。
【００６９】
以上のようにして得たサンプルを、（１）８０℃の恒温槽、（２）６０℃、湿度９０％の恒温槽で保管した。そして、（１），（２）ともに、（ａ）保管前の初期状態と、（ｂ）各々５０４時間保管後とで、カラーフィルタの光学特性（光透過率と色度と）を測定した。図６には、光透過率の測定結果として波長−透過率のグラフを示し、図７には色度の測定結果として色度座標を示す。
【００７０】
図６、図７のグラフから、８０℃、１５分と言う、従来ではカラーフィルタの固化には不十分とされていた熱処理条件で熱圧着カラーレジストを固化させたカラーフィルタであっても、その光学特性は、温度や湿度といった環境ストレスでは変化しないことが確認された。つまり、固体カラーフィルタ材は、固化が不十分であっても寿命特性が保たれることが確認され、上述した実施形態のような熱的負荷の小さい工程が実現できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】第１実施形態の製造方法を示す断面工程図（その１）である。
【図２】第１実施形態の製造方法を示す断面工程図（その２）である。
【図３】第１実施形態の製造方法を示す断面工程図（その３）である。
【図４】第２実施形態の製造方法を示す断面工程図（その１）である。
【図５】第２実施形態の製造方法を示す断面工程図（その２）である。
【図６】実施例で形成したカラーフィルタの光透過率を波長−透過率のグラフである。
【図７】実施例で形成したカラーフィルタの色度を示す色度座標である。
【符号の説明】
【００７２】
１…素子基板、１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ…画素、１３，４９Ｒ，４９Ｇ，４９Ｂ…有機電界発光素子（表示素子）、２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ…カラーフィルタ、２３，２５，２７…保護膜、３１…接着剤、３３…封止基板、３５，５５…表示装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置の製造方法および表示装置に関し、特にはカラーフィルタを用いた有機電界発光素子を有する表示装置に好適な製造方法および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料のエレクトロルミネッセンス(electroluminescence）を利用した有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に、正孔輸送層や発光層等の有機層を積層させた発光ユニットを設けてなり、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目されている。
【０００３】
このような構成の有機電界発光素子を用いた表示装置では、有機電界発光素子を駆動するための薄膜トランジスタ（thin film transistor：ＴＦＴ）を備えた画素回路を同一基板上に形成することで、装置の高機能化を図っている。この場合、予めＴＦＴが形成された基板上に、当該ＴＦＴに接続させる状態で有機電界発光素子が形成されることになる。このため、基板上に形成する有機電界発光素子は、当該基板と反対側から発光光を取り出す、いわゆる上面発光型とすることが、その開口率を確保する上で有効になる。
【０００４】
一方、このような有機電界発光素子を用いたフルカラーの表示装置の１つに、白色発光する有機電界発光素子（以下、白色発光素子）とカラーフィルタとを組み合わせた構成がある。このような構成を採用することにより、各色に発光する有機電界発光素子を作り分けることなく、すなわち発光層の形成においてメタルマスクを用いた高精細な塗り分けを行わずにフルカラーの表示装置を作製することが可能になる。また、特定波長のみを取り出す微小共振器構造として有機電界発光素子を形成し、これとカラーフィルタとを組み合わせた構成がある。このような構成とすることにより、微小共振器構造での取り出し波長のバラツキが抑えられるため、表示装置の色再現性の向上を図ることができる。
【０００５】
以上のようなカラーフィルタを備えた構成の表示装置は、次のような製造方法によって得られる。第１の方法は、先ず、ＴＦＴが形成された基板上に有機電界発光素子を形成する。一方、別体として用意した封止基板上にＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）各色のカラーフィルタを順次パターン形成する。各カラーフィルタのパターン形成は、感光性カラーレジストを用いたリソグラフィ処理によって行われる。そして、有機電界発光素子が形成された素子基板の素子形成面に対して、カラーフィルタがパターン形成された封止基板を、接着剤を介して貼り合わせる（下記特許文献１参照）。
【０００６】
また、第２の方法として、有機電界発光素子が形成された基板を保護膜で覆い、この保護膜上にＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）各色のカラーフィルタを順次パターン形成する方法も提案されている。この場合、カラーフィルタが形成された基板は、接着剤を介して封止基板と貼り合わせられる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２１４１５９号公報（図７および第１３６段落〜第１３８段落参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上述した製造方法には、次のような課題があった。すなわち、第１の方法では、有機電界発光素子が形成された素子基板と、カラーフィルタが形成された封止基板とを接着剤を介して貼り合わせている。このため、素子基板側に設けられた有機電界発光素子と、封止基板側に設けられたカラーフィルタとの間に数十μｍ程度の厚みの接着剤が介在することになる。したがって、有機電界発光素子とカラーフィルタとの間には、数十μｍ程度の間隔が開いてしまうのである。これにより、例えば、画素開口サイズが１０μｍ以下の微細画素では、有機電界発光素子での発光が、隣接する画素に設けられたカラーフィルタを透過して視野に入る、いわゆる混色を引き起こされる。
【０００９】
また、カラーフィルタのみを封止基板側に形成するため、封止基板側にもカラーフィルタのパターン形成のための位置合わせ精度が要求されるようになる。これは、製造コストの増加を招く要因となる。
【００１０】
また第２の方法では、リソグラフィ処理によって順次各色のカラーフィルタがパターン形成される。このため、先にパターン形成されたカラーフィルタを覆う状態で、次のカラーフィルタを形成するための感光性カラーレジストが塗布される。したがって、先にパターン形成されたカラーフィルタは、次に塗布される感光性カラーレジスト中の溶剤による影響を受けて変質、変形することのないように、完全に固化させる必要がある。そして、このような感光性レジスト剤の完全な固化には、２００℃程度の熱処理が必要となり、各カラーフィルタの形成において２００℃の熱処理が繰り返し行われることになる。しかしながら、カラーフィルタ形成の前に既に基板上に形成されている有機電界発光素子は、有機材料層の積層部を有するため耐熱性が低い。したがって、上述したような２００℃の加熱によって有機材料層の変質が引き起こされ、発光効率が大幅に低下する。さらに、このような高温での熱処理が繰り返されることにより、既に基板上に形成されている各層間、具体的には電極材料と基板との間の剥離が引き起こされる場合もある。
【００１１】
そこで本発明は、配列形成された表示素子における光変換効率を劣化させることなく隣接する画素間での混色が防止された色純度の高い表示が可能なカラーフィルタ付きの表示装置の製造方法およびこれによって得られる表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的を達成するための本発明の表示装置は、次の工程が順次行われることを特徴としている。先ず、始めの工程では、基板上の各画素に表示素子を形成し、当該各画素のうちの一部の画素における当該表示素子上に第１のカラーフィルタをパターン形成する。次の工程では、第１のカラーフィルタを覆う状態で保護膜を形成する。その後の工程では、各画素のうちの第１のカラーフィルタ間に配置された画素における保護膜上に、第２のカラーフィルタをパターン形成する。
【００１３】
このような製造方法では、第１のカラーフィルタを保護膜で覆った状態で、第２のカラーフィルタのパターン形成が行われる。このため、第１のカラーフィルタに対して、第２のカラーフィルタのパターン形成の影響が直接及ぼされることが防止される。したがって、前工程で形成された第１のカラーフィルタが完全固化されていない場合であっても、その形状精度および諸特性を保った状態で、後工程で形成される第２のカラーフィルタのパターン形成が行われることになる。これにより、前工程で形成された第１のカラーフィルタを完全固化することなく、第２のカラーフィルタを形成できるようになるため、カラーフィルタを固化させるための熱処理の負担を軽減することができる。
【００１４】
また本発明は上述した製造方法によって得られる表示装置でもあり、次のような構成となっている。基板上の各画素に表示素子が形成されている。そして、各画素の一部の画素における当該表示素子上に、第１のカラーフィルタがパターン形成されている。また基板上には、第１のカラーフィルタを覆う状態で保護膜が形成されている。さらに、第１のカラーフィルタ間に配置された画素における保護膜上に、第２のカラーフィルタがパターン形成されている。尚、フルカラー表示の場合には、さらに保護膜と第３のカラーフィルタが設けられることになる。
【００１５】
このような表示装置は、各カラーフィルタが、それぞれの影響を及ぼすことなく形成されたものとなる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明によれば、表示素子が形成された基板上に第１のカラーフィルタを形成して保護膜で覆い、この上部に第２のカラーフィルタを形成する構成としたことにより、先に形成された第１のカラーフィルタを固化させるための熱処理の負担を軽減することができる。これにより、基板上にあらかじめ形成されている表示素子に対する熱的負荷を軽減したカラーフィルタの形成が可能になるため、表示素子の特性が維持されて充分な光変換効率を得ることが可能になる。また、表示素子が形成された基板上に直接カラーフィルタを形成する構成であるため、表示素子とカラーフィルタとの間隔が小さく抑えられ、隣接する画素間での混色が防止された色純度の高い表示が可能な表示装置が得られる。これにより、さらなる画素ピッチの微細化と、これによる表示装置の高精細化を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、各実施の形態においては、有機電界発光素子を用いたフルカラーの表示装置の製造に本発明を適用した製造方法を説明し、その後これによって得られた表示装置の構成を説明する。尚、本発明は以下の実施形態に示された材料に限定されるものではなく、同機能を有する別の材料を使うことも包含することは言うまでもない。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１〜図３は、本発明の第１実施形態を説明するための断面工程図である。この図に示す表示装置の製造方法は、以下の手順で行われる。
【００１９】
先ず、図１（１）に示すように、ＴＦＴを備えた画素回路を絶縁膜で覆ってなる素子基板１を用意する。そして、この素子基板１上の赤（Ｒ）色表示用の赤色画素１Ｒに、画素回路（図示省略）に接続され導電性の反射層２Ｒをパターン形成する。次に、この反射層２Ｒを酸化シリコン等からなる所定膜厚の絶縁膜３で覆った後、絶縁膜３上の緑（Ｇ）色表示用の緑色画素１Ｇに、画素回路（図示省略）に接続され導電性の反射層２Ｇをパターン形成する。さらに、この反射層２Ｇを酸化シリコン等からなる所定膜厚の絶縁膜４で覆った後、絶縁膜４上の青（Ｂ）色表示用の青色画素１Ｂに、画素回路（図示省略）に接続され導電性の反射層２Ｂをパターン形成する。
【００２０】
そして、各反射層２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ間に設けた所定膜厚の絶縁膜３，４により、次に形成する有機電界発光素子が、各Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の波長範囲でそれぞれ共振するように、それぞれの各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂにおける光学距離が補正されていることとする。
【００２１】
次に、反射層２Ｂを覆う状態で、酸化シリコン等からなる絶縁膜５を成膜し、この上部にＩＴＯのような透明導電性材料からなる下部電極７を形成する。この下部電極７は、有機電界発光素子の陽極（場合によっては陰極）として設けられ、各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに対応する形状にパターン形成されていることとする。また、これらの下部電極７は、各反射層２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを介して、素子基板１に予め形成されている画素回路に対して接続されていることとする。
【００２２】
次に、この下部電極７を覆う状態で、少なくとも有機発光層を含んで積層された有機層（有機ＥＬ層と記す）９を成膜する。
【００２３】
次に、この有機ＥＬ層９上に、ハーフミラーとして半透明に構成された上部電極１１を形成する。この上部電極１１は、例えば銀（Ａｇ）合金からなり、有機電界発光素子の陰極（場合によっては陽極）として各画素に共通する電極として設けられていることとする。
【００２４】
以上により、素子基板１における各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに、下部電極７と上部電極１１との間に有機ＥＬ層９を狭持してなる有機電界発光素子（表示素子）１３を形成する。この有機電界発光素子１３は、白色発光素子として形成される。そして、絶縁膜３，４によって各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに設定された光学距離により、各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂのそれぞれにおいて所定波長のみが反射層２Ｒ，２Ｇ，２Ｂと上部電極１１（ハーフミラー）との間で反射して共振され、上部電極１１側から取り出される構成となっている。
【００２５】
そして、以上の有機電界発光素子（表示素子）１３を覆う状態で、上部電極１１上に、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる防湿層１５を、２００ｎｍ程度の膜厚で成膜する。この防湿層１５は、例えば常温のプラズマＣＶＤ法によって成膜する。
【００２６】
そして、次の図１（２）以降に示す工程からが、本発明に特徴的な工程となる。
【００２７】
先ず、図１（２）に示すように、有機電界発光素子（表示素子）１３が形成された素子基板１上に、第１のカラーフィルタとして例えば赤色カラーフィルタ２１Ｒをパターン形成する。
【００２８】
ここでは、フィルム状の固体カラーフィルタ材を用いたパターン形成を行うことが１つのポイントになる。フィルム状の固体カラーフィルタ材とは、予めフィルム状に成形されて固体状態に保たれたフィルム状の固体カラーレジストであり、例えばフィルム状の熱圧着カラーレジストであることとする。
【００２９】
そして先ず、素子基板１の防湿膜１５上に、支持シートに支持されたフィルム状の熱圧着カラーレジストを１００℃程度の温度で熱圧着させ、支持シートを取り外すことにより、素子基板１にカラーレジストを転写する。次に、リソグラフィ法により、赤色画素１Ｒ上のみを覆う形状にカラーレジストをパターニングし、赤色カラーフィルタ２１Ｒを形成する。その後、赤色カラーフィルタ２１Ｒを固化させるための熱処理を行う。この熱処理においては、赤色カラーフィルタ２１Ｒを完全固化させる必要はなく、カラーフィルタ材の架橋がある程度進めば半固化状態であっても良い。また、固体カラーフィルタ材（ここでは熱圧着カラーレジスト）は、含有溶剤が極微量であるため、従来のカラーフィルタの完全固化に必要とされる温度よりも低い温度での熱処理で良い。この点が２つめのポイントになる。そして、この熱処理は、有機ＥＬ層９を構成する有機材料が変質しないガラス転移点（Ｔｇ）未満の温度で行うことが好ましい。そこでここでは、例えば１００℃のホットプレートで５分間の熱処理を行うこととする。
【００３０】
次に、図１（３）に示すように、赤色カラーフィルタ２１Ｒを覆う状態で、素子基板１上に保護膜２３を形成する。この保護膜２３は、次の工程で用いるフィルム状の固体カラーフィルタ材に含有される極微量の溶剤などに対して耐薬品性を備えた材料で構成されることが好ましい。そこでここでは、耐薬品性に優れた窒化シリコン（ＳｉＮ）やポリパラキシレン等からなる保護膜２３を形成することとする。またこの保護膜２３は、赤色カラーフィルタ２１Ｒの側壁も覆うことから、耐薬品性を確保できる範囲で薄い膜厚で形成されることが好ましい。これにより、次に形成する赤色カラーフィルタ２１Ｒとの間隔が広げられることを防止する。このため、この保護膜２３の形成は、ＣＶＤ法のような膜厚の制御性に優れた成膜法によって行うことが好ましい。そこでここでは、常温のプラズマＣＶＤ法によって、ＳｉＮからなる保護膜２３を２０ｎｍの膜厚で成膜することとする。
【００３１】
また、ＣＶＤ法によってポリパラキシレンからなる保護膜２３を形成しても良く、この場合には１００ｎｍ程度の膜厚で成膜することとする。ここで、大型ガラス基板を用いた素子基板工程では、半導体基板工程ほどのダストコントロールができず、ゴミによる欠陥が生じやすいが、カバレッジに優れるポリパラキシレンを複数回コートすることで、ゴミの周囲からの水分進入路を断つ効果が期待できる。
【００３２】
次に、図２（４）に示すように、保護膜２３上における緑色画素１Ｇに、第２のカラーフィルタとして例えば緑色カラーフィルタ２１Ｇをパターン形成する。この緑色カラーフィルタ２１Ｇの形成は、先に形成した赤色カラーフィルタ２１Ｒと同様の手順で行われる。すなわち、フィルム状の熱圧着カラーレジストを素子基板１側に熱転写した後にリソグラフィ処理し、次いで有機ＥＬ層９を構成する有機材料が変質しないガラス転移点（Ｔｇ）未満の温度（例えば１００℃、５分）で熱処理を行うのである。
【００３３】
次いで、図２（５）に示すように、緑色カラーフィルタ２１Ｇを覆う状態で、素子基板１上に保護膜２５を形成する。この保護膜２５は、先に形成した保護膜２３と同じ性質を有する物で有れば良く、同様に形成される。尚、保護膜２３と保護膜２５とは、同一材料でなくても良い。
【００３４】
その後、図２（６）に示すように、ここでは先に形成した緑色カラーフィルタ２１Ｇを第１のカラーフィルタとし、保護膜２５上における青色画素１Ｂに、第２のカラーフィルタとして青色カラーフィルタ２１Ｂをパターン形成する。この青色カラーフィルタ２１Ｂの形成は、先に形成したカラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇと同様の手順で行われる。すなわち、フィルム状の熱圧着カラーレジストを素子基板１側に熱転写した後にリソグラフィ処理し、次いで有機ＥＬ層９を構成する有機材料が変質しないガラス転移点（Ｔｇ）未満の温度（例えば１００℃、５分）で熱処理を行うのである。
【００３５】
以上の後、図３（７）に示すように、青色カラーフィルタ２１Ｂを覆う状態で、素子基板１上に保護膜２７を形成する。この保護膜２７は、次の工程で用いる接着剤に含有される溶剤などに対して耐薬品性を備えた材料で構成されることが好ましい。ここでは、先の保護膜２３，２５と同様に、耐薬品性に優れた窒化シリコン（ＳｉＮ）やポリパラキシレンからなる保護膜２７を形成して良い。尚、この保護膜２７の形成は、必要に応じて行えば良い。
【００３６】
以上の後、図３（８）に示すように、カラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ、および保護膜２３，２５，２７が形成された素子基板１における素子形成面上に、接着剤３１を介して封止基板３３を貼り合わせる。
【００３７】
またここでの図示は省略したが、素子基板１と封止基板３３とを貼り合わせた基板（貼り合わせ基板）を、個々の表示装置部分にダイサーで分割する。また、各表示装置部分の周縁部に配置される状態で素子基板１に形成された外部端子を露出させ、駆動回路が形成されたフレキシブル回路基板の端子を外部端子に接続させる状態で貼り合わせ素子基板１に対してフレキシブル回路基板を圧着する。そして、このフレキシブル回路基板が圧着された貼り合わせ基板を
樹脂枠に固定し、表示装置３５を完成させる。
【００３８】
以上の手順によって形成された表示装置３５は、素子基板１上の各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに有機電界発光素子１３が設けられたものとなる。そして、有機電界発光素子１３が形成された赤色画素１Ｒ上に、赤色カラーフィルタ２１Ｒが形成され、これを覆う状態で保護膜２３が設けられたものとなる。さらに緑色画素１Ｇ上における保護膜２３上に、緑色カラーフィルタ２１Ｇが形成され、これを覆う状態で保護膜２５が設けられたものとなる。そして、青色画素１Ｂ上における保護膜２５上に、青色カラーフィルタ２１Ｂが形成され、これを覆う状態で保護膜２７が設けられたものとなる。
【００３９】
以上説明したように、本第１実施形態によれば、図２（４）を用いて説明したように、先に形成された赤色カラーフィルタ２１Ｒを保護膜２３で覆った状態で、緑色カラーフィルタ２１Ｇのパターン形成が行われる。このため、先に形成された赤色カラーフィルタ２１Ｒに対して、緑色カラーフィルタ２１Ｇのパターン形成の影響が、直接及ぶことはない。これは、図２（６）を用いて説明した青色カラーフィルタ２１Ｂの形成においても同様であり、先に形成されたカラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇに対して、青色カラーフィルタ２１Ｂのパターン形成の影響が、直接及ぶことはない。
【００４０】
したがって、先に形成されているカラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇが完全固化されていない場合であっても、その形状精度および諸特性を保った状態で、後工程で形成されるカラーフィルタ２１Ｇ，２１Ｂのパターン形成を行うことが可能になる。これにより、前工程で形成さるカラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇを完全固化させることなく、次のカラーフィルタ２１Ｇ，２１Ｂ形成を行うことができるようになり、カラーフィルタを固化させるための熱処理の負担を軽減することができる。
【００４１】
また、図３（７）を用いて説明したように、最後に形成する青色カラーフィルタ２１Ｂも保護膜２７で覆うことで、青色カラーフィルタ２１Ｂに対して、接着剤３１に含まれている溶剤の影響が、直接及ぶことはない。これにより、最後に形成される青色カラーフィルタ２１Ｂも完全固化させる必要がなくなり、さらに熱処理の負担を軽減することができる。
【００４２】
また、各カラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂのパターン形成に、フィルム状の固体カラーフィルタ材（フィルム状の固体カラーレジスト）を用いている。図１（２）を用いて説明においても述べたように、フィルム状の固体カラーレジストは、もともとの含有溶剤が極微量である。このため、完全固化させていない状態であっても脱ガス量を極めて少なく抑えることができる。したがって、後工程の成膜時においての脱ガスによる成膜異常等の不具合も抑えることが可能である。
【００４３】
そして以上により、カラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ形成前に素子基板１上に形成した有機電界発光素子１３に対する熱的負荷を軽減した表示装置の作製が可能になり、有機電界発光素子１３の特性が維持されて充分な光変換効率を得ることが可能になる。また、有機電界発光素子１３が形成された素子基板１上に、直接カラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂを形成する構成であるため、有機電界発光素子１３とカラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂとの間隔が小さく抑えられ、隣接する画素間での混色が防止された色純度の高い表示が可能な表示装置が得られる。これにより、さらなる画素ピッチの微細化と、これによる表示装置の高精細化を図ることが可能になる。
【００４４】
しかも、カラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ形成の際には、素子基板１に形成されたアライメントマークを用いて位置合わせを行うことができるため、各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの有機電界発光素子１３に対するカラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの位置精度が向上し、合わせズレによる混色異常を防止できる。したがって、カラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂによって、各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂが微小共振器構造における色度ズレの補正効果を確実に得ることが可能になる。
【００４５】
また、封止基板側にカラーフィルタを形成する方法と比較して、封止基板側にアライメントマークを形成する必要がない分だけ、素子基板のコストの低減が図られる。そして、封止基板側に設けたカラーフィルタと素子基板側に設けた有機電界発光素子１３とを高精度に位置合わせするためのアライメント装置が不要となるため、製造コストを下げることも可能である。
【００４６】
さらに、有機電界発光素子１３の上方を、保護膜２３，２５，２７が覆う構成であるため、封止基板３３を貼り合わせるための接着剤３１を経由しての有機電界発光素子１３への水分の浸入を防止できる。したがって、有機電界発光素子１３の水分による劣化を防止して保管信頼性の向上を図ることも可能である。
【００４７】
尚、各有機電界発光素子１３での発光光の取り出し経路上には、反射層２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ−上部電極１１間に構成される微小共振部よりも上方に保護膜２３，２５，２７が加わっただけであるため、従来の色設計を変更する必要もない。さらに、固体カラーフィルタ材として用いた熱圧着カラーレジストは、元々、角型大型ガラス基板用に開発されたものであるため、フィルムの無駄が少なく、熱圧着装置も市販の安価なものを使うことが可能である。
【００４８】
＜第２実施形態＞
図４〜図５は、本発明の第１実施形態を説明するための断面工程図である。この図に示す表示装置の製造方法と、第１実施形態の製造方法とが異なるところは、有機電界発光素子（表示素子）を形成するまでの工程手順と有機電界発光素子（表示素子）の構成にある。
【００４９】
先ず、図４（１）に示すように、ＴＦＴを備えた画素回路を絶縁膜で覆ってなる素子基板１を用意する。そして、この素子基板１における各色表示用の画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ上に、反射特性を備えた下部電極４１を形成する。これらの下部電極４１は、有機電界発光素子の陽極（場合によっては陰極）として設けられ、例えばマグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）との合金層上にＩＴＯを積層させた構成であることとする。また、これらの下部電極４１は、各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに対応する形状にパターン形成され、画素回路に接続されていることとする。
【００５０】
次に、各下部電極４１を分離するための絶縁膜パターン４３を形成する。この絶縁膜パターン４３は、下部電極４１を広く開口させる開口窓を有していることとする。
【００５１】
その後、マスク上からの蒸着により、素子基板１上の赤（Ｒ）色表示用の赤色画素１Ｒに、有機ＥＬ層４５Ｒをパターン形成する。この有機ＥＬ層４５Ｒは、正孔注入層、赤色発光層、電子注入層等を積層してなると共に、合計膜厚が赤色波長のみを共振させる光学距離に設計されていることとする。
【００５２】
次に、マスク上からの蒸着により、素子基板１上の緑（Ｇ）色表示用の緑色画素１Ｇに、有機ＥＬ層４５Ｇをパターン形成する。この有機ＥＬ層４５Ｇは、正孔注入層、緑色発光層、電子注入層等を積層してなると共に、合計膜厚が緑色波長のみを共振させる光学距離に設計されていることとする。
【００５３】
次に、マスク上からの蒸着により、素子基板１上の青（Ｂ）色表示用の青色画素１Ｂに、有機ＥＬ層４５Ｂをパターン形成する。この有機ＥＬ層４５Ｂは、正孔注入層、緑色発光層、電子注入層等を積層してなると共に、合計膜厚が青色波長のみを共振させる光学距離に設計されていることとする。
【００５４】
尚、以上の有機ＥＬ層４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂの形成手順は、特に限定されることはなく、どの層から順にパターン形成しても良い。
【００５５】
その後、有機ＥＬ層４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂを覆う状態で、ハーフミラーとして半透明に構成された上部電極４７を形成する。この上部電極４７は、例えば銀（Ａｇ）合金からなり、有機電界発光素子の陰極（場合によっては陽極）として各画素に共通する電極として設けられていることとする。
【００５６】
以上により、素子基板１における各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに、各下部電極４１と上部電極４７との間にそれぞれ有機ＥＬ層４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂを狭持してなる有機電界発光素子（表示素子）４９Ｒ，４９Ｇ，４９Ｂを形成する。これらの有機電界発光素子４９Ｒ，４９Ｇ，４９Ｂは、各有機ＥＬ層４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂの膜厚として設定された光学距離により、各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂのそれぞれにおいて所定波長のみが各下部電極４１と上部電極４７との間で反射して共振され、上部電極４７側から取り出される構成となっている。
【００５７】
そして、以上の有機電界発光素子（表示素子）４９Ｒ，４９Ｇ，４９Ｂを覆う状態で、上部電極４７上に、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる防湿層５１を、数μｍ程度の膜厚で成膜する。この防湿層５１は、例えば常温のプラズマＣＶＤ法によって成膜する。
【００５８】
以上の後は、上述した第１実施形態と同様に行う。
【００５９】
すなわち、図４（２）に示すように、有機電界発光素子（表示素子）４９Ｒ，４９Ｇ，４９Ｂが形成された素子基板１の防湿層５１上の赤色画素１Ｒに、赤色カラーフィルタ２１Ｒをパターン形成し、次にこれを覆う保護膜２３を形成する。
【００６０】
その後、図４（３）に示すように、保護膜２３上における緑色画素１Ｇに、第２のカラーフィルタとして例えば緑色カラーフィルタ２１Ｇをパターン形成し、次にこれを覆う保護膜２５を形成する。
【００６１】
次いで、図５（４）に示すように、保護膜２５上における青色画素１Ｂに、青色カラーフィルタ２１Ｂをパターン形成し、必要に応じてこれを覆う保護膜２７を形成する。
【００６２】
以上の後、図５（５）に示すように、カラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ、および保護膜２３，２５，２７が形成された素子基板１における素子形成面上に、接着剤３１を介して封止基板３３を貼り合わせ、さらに個々の表示装置部分にダイサーで分割した後、フレキシブル回路基板を圧着して樹脂枠に固定し、表示装置５５を完成させる。
【００６３】
以上の手順によって形成された表示装置５５は、素子基板１上の各画素１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに有機電界発光素子４９Ｒ，４９Ｇ，４９Ｂが設けられたものとなる。そして、有機電界発光素子４９Ｒが形成された赤色画素１Ｒ上に、赤色カラーフィルタ２１Ｒが形成され、これを覆う状態で保護膜２３が設けられたものとなる。さらに緑色画素１Ｇ上における保護膜２３上に、緑色カラーフィルタ２１Ｇが形成され、これを覆う状態で保護膜２５が設けられたものとなる。そして、青色画素１Ｂ上における保護膜２５上に、青色カラーフィルタ２１Ｂが形成され、これを覆う状態で保護膜２７が設けられたものとなる。
【００６４】
以上説明したように、本第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、先に形成された赤色カラーフィルタ２１Ｒを保護膜２３で覆った状態で、緑色カラーフィルタ２１Ｇのパターン形成が行われる。このため、先に形成された赤色カラーフィルタ２１Ｒに対して、緑色カラーフィルタ２１Ｇのパターン形成の影響が、直接及ぶことはない。これは、図５（４）を用いて説明した青色カラーフィルタ２１Ｂの形成においても同様であり、先に形成されたカラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇに対して、青色カラーフィルタ２１Ｂのパターン形成の影響が、直接及ぶことはない。
【００６５】
したがって、本第２実施形態であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００６６】
尚、上述した第１実施形態および第２実施形態においては、各有機電界発光素子（表示素子）が微小共振器構造として構成されている場合を例示した。しかしながら、本発明の表示装置は、有機電界発光素子が微小共振器構造でない場合であっても同様に適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
【実施例】
【００６７】
以下、カラーフィルタを固化させる場合の熱処理条件を因子として複数層のカラーフィルタをパターン形成した実施例、およびこの実施例において形成したカラーフィルタの評価結果を示す。
【００６８】
先ず、赤色の熱圧着カラーレジストをガラス基板に転写した後、リソグラフィー処理を行うことによってカラーフィルタをパターン形成した。このカラーフィルタに対して、８０℃、１５分の熱処理を行い、固化させた。その後、ガラス基板のカラーフィルタ形成面側に接着剤を塗布してカバーガラスを貼り合わせたサンプルを得た。
【００６９】
以上のようにして得たサンプルを、（１）８０℃の恒温槽、（２）６０℃、湿度９０％の恒温槽で保管した。そして、（１），（２）ともに、（ａ）保管前の初期状態と、（ｂ）各々５０４時間保管後とで、カラーフィルタの光学特性（光透過率と色度と）を測定した。図６には、光透過率の測定結果として波長−透過率のグラフを示し、図７には色度の測定結果として色度座標を示す。
【００７０】
図６、図７のグラフから、８０℃、１５分と言う、従来ではカラーフィルタの固化には不十分とされていた熱処理条件で熱圧着カラーレジストを固化させたカラーフィルタであっても、その光学特性は、温度や湿度といった環境ストレスでは変化しないことが確認された。つまり、固体カラーフィルタ材は、固化が不十分であっても寿命特性が保たれることが確認され、上述した実施形態のような熱的負荷の小さい工程が実現できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】第１実施形態の製造方法を示す断面工程図（その１）である。
【図２】第１実施形態の製造方法を示す断面工程図（その２）である。
【図３】第１実施形態の製造方法を示す断面工程図（その３）である。
【図４】第２実施形態の製造方法を示す断面工程図（その１）である。
【図５】第２実施形態の製造方法を示す断面工程図（その２）である。
【図６】実施例で形成したカラーフィルタの光透過率を波長−透過率のグラフである。
【図７】実施例で形成したカラーフィルタの色度を示す色度座標である。
【符号の説明】
【００７２】
１…素子基板、１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ…画素、１３，４９Ｒ，４９Ｇ，４９Ｂ…有機電界発光素子（表示素子）、２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ…カラーフィルタ、２３，２５，２７…保護膜、３１…接着剤、３３…封止基板、３５，５５…表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の各画素に表示素子を形成し、当該各画素のうちの一部の画素における当該表示素子上に第１のカラーフィルタをパターン形成する工程と、
前記第１のカラーフィルタを覆う状態で保護膜を形成する工程と、
前記各画素のうち前記第１のカラーフィルタ間に配置された画素における前記保護膜上に第２のカラーフィルタをパターン形成する工程とを行う
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置の製造方法において、
前記第１のカラーフィルタを形成した後、前記保護膜を形成する前に、前記表示素子を構成する有機材料のガラス転移点未満の温度で当該第１のカラーフィルタを固化させるための熱処理を行う
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の表示装置の製造方法において、
前記第１のカラーフィルタをパターン形成する工程および前記第２のカラーフィルタをパターン形成する工程では、フィルム状の固体カラーレジストを用いる
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の表示装置の製造方法において、
前記保護膜の形成は、ＣＶＤ法にて行う
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の表示装置の製造方法において、
前記表示素子として有機電界発光素子を形成する
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１記載の表示装置の製造方法において、
前記保護膜上に最上部のカラーフィルタをパターン形成した後、当該最上部のカラーフィルタを覆う状態で保護膜を形成する工程と、
前記基板において前記保護膜が形成された面に対して、接着剤を介して封止基板を貼り合わせる工程とを行う
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項７】
基板上の各画素に形成された表示素子と、
前記各画素のうちの一部の画素における当該表示素子上にパターン形成された第１のカラーフィルタと、
前記第１のカラーフィルタを覆う状態で前記基板上に形成された保護膜と、
前記各画素のうちの前記第１のカラーフィルタ間に配置された画素における前記保護膜上にパターン形成された第２のカラーフィルタとを備えた
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１】
基板上の各画素に表示素子を形成し、当該各画素のうちの一部の画素における当該表示素子上に第１のカラーフィルタをパターン形成する工程と、
前記第１のカラーフィルタを覆う状態で保護膜を形成する工程と、
前記各画素のうち前記第１のカラーフィルタ間に配置された画素における前記保護膜上に第２のカラーフィルタをパターン形成する工程とを行う
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置の製造方法において、
前記第１のカラーフィルタを形成した後、前記保護膜を形成する前に、前記表示素子を構成する有機材料のガラス転移点未満の温度で当該第１のカラーフィルタを固化させるための熱処理を行う
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の表示装置の製造方法において、
前記第１のカラーフィルタをパターン形成する工程および前記第２のカラーフィルタをパターン形成する工程では、フィルム状の固体カラーレジストを用いる
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の表示装置の製造方法において、
前記保護膜の形成は、ＣＶＤ法にて行う
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の表示装置の製造方法において、
前記表示素子として有機電界発光素子を形成する
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１記載の表示装置の製造方法において、
前記保護膜上に最上部のカラーフィルタをパターン形成した後、当該最上部のカラーフィルタを覆う状態で保護膜を形成する工程と、
前記基板において前記保護膜が形成された面に対して、接着剤を介して封止基板を貼り合わせる工程とを行う
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項７】
基板上の各画素に形成された表示素子と、
前記各画素のうちの一部の画素における当該表示素子上にパターン形成された第１のカラーフィルタと、
前記第１のカラーフィルタを覆う状態で前記基板上に形成された保護膜と、
前記各画素のうちの前記第１のカラーフィルタ間に配置された画素における前記保護膜上にパターン形成された第２のカラーフィルタとを備えた
ことを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−３３９０２８（Ｐ２００６−３３９０２８Ａ）
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６２３２９（Ｐ２００５−１６２３２９）
【出願日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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