JP6538985B2 - 有機ｅｌデバイスおよびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、有機ＥＬデバイス（例えば、有機ＥＬ表示装置および有機ＥＬ照明装置）およびその製造方法に関する。
有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置が実用化され始めた。有機ＥＬ表示装置の特徴の１つにフレキシブルな表示装置が得られる点が挙げられる。有機ＥＬ表示装置は、画素ごとに少なくとも１つの有機ＥＬ素子（Organic Light Emitting Diode：ＯＬＥＤ）と、各ＯＬＥＤに供給される電流を制御する少なくとも１つのＴＦＴ（Thin Film Transistor）とを有する。以下、有機ＥＬ表示装置をＯＬＥＤ表示装置と呼ぶことにする。このようにＯＬＥＤごとにＴＦＴなどのスイッチング素子を有するＯＬＥＤ表示装置は、アクティブマトリクス型ＯＬＥＤ表示装置と呼ばれる。また、ＴＦＴおよびＯＬＥＤが形成された基板を素子基板ということにする。
ＯＬＥＤ（特に有機発光層および陰極電極材料）は、水分の影響を受けて劣化しやすく、表示むらを生じやすい。ＯＬＥＤを水分から保護するとともに、柔軟性を損なわない封止構造を提供する技術として、薄膜封止（Thin Film Encapsulation：ＴＦＥ）技術が開発されている。薄膜封止技術は、無機バリア層と有機バリア層とを交互に積層することによって、薄膜で十分な水蒸気バリア性を得ようとするものである。ＯＬＥＤ表示装置の耐湿信頼性の観点から、薄膜封止構造のＷＶＴＲ（Water Vapor Transmission Rate：ＷＶＴＲ）としては、典型的には１×１０-4ｇ／ｍ2／ｄａｙ以下が求められている。
現在市販されているＯＬＥＤ表示装置に使われている薄膜封止構造は、厚さが約５μｍ〜約２０μｍの有機バリア層（高分子バリア層）を有している。このように比較的厚い有機バリア層は、素子基板の表面を平坦化する役割も担っている。しかしながら、有機バリア層が厚いと、ＯＬＥＤ表示装置の屈曲性が制限されるという問題がある。
また、量産性が低いという問題もある。上述の比較的厚い有機バリア層は、インクジェット法やマイクロジェット法などの印刷技術を用いて形成されている。一方、無機バリア層は、薄膜成膜技術を用いて真空（例えば、１Ｐａ以下）雰囲気で形成されている。印刷技術を用いた有機バリア層の形成は大気中または窒素雰囲気中で行われ、無機バリア層の形成は真空中で行われるので、薄膜封止構造を形成する過程で、素子基板を真空チャンバーから出し入れすることになり量産性が低い。
そこで、例えば、特許文献１に開示されているように、無機バリア層と有機バリア層とを連続して製造することが可能な成膜装置が開発されている。
また、特許文献２には、第１の無機材料層、第１の樹脂材、および第２の無機材料層を素子基板側からこの順で形成する際に、第１の樹脂材を第１の無機材料層の凸部（凸部を被覆した第１の無機材料層）の周囲に偏在させた薄膜封止構造が開示されている。特許文献２によると、第１の無機材料層によって十分に被覆されないおそれのある凸部の周囲に第１の樹脂材を偏在させることによって、その部分からの水分や酸素の侵入が抑制される。また、第１の樹脂材が第２の無機材料層の下地層として機能することで、第２の無機材料層が適正に成膜され、第１の無機材料層の側面を所期の膜厚で適切に被覆することが可能になる。第１の樹脂材は次の様にして形成される。加熱気化させたミスト状の有機材料を、室温以下の温度に維持された素子基板上に供給し、基板上で有機材料が凝縮し、滴状化する。滴状化した有機材料が、毛細管現象または表面張力によって、基板上を移動し、第１の無機材料層の凸部の側面と基板表面との境界部に偏在する。その後、有機材料を硬化させることによって、境界部に第１の樹脂材が形成される。特許文献３にも同様の薄膜封止構造を有するＯＬＥＤ表示装置が開示されている。また、特許文献４はＯＬＥＤ表示装置の製造に用いられる成膜装置を開示している。
特許文献２または３に記載されている、偏在した樹脂で構成された有機バリア層を有する薄膜封止構造は、厚い有機バリア層を有しないので、ＯＬＥＤ表示装置の屈曲性は改善されると考えられる。また、無機バリア層と有機バリア層とを連続して形成することが可能なので、量産性も改善される。
しかしながら、本発明者の検討によると、特許文献２または３に記載の方法で有機バリア層を形成すると、十分な耐湿信頼性が得られないという問題が発生することがあった。この問題は、有機バリア層を介して、大気中の水蒸気が素子基板上のアクティブ領域（「素子形成領域」または「表示領域」ということもある。）内に到達することに起因していることがわかった。
インクジェット法などの印刷法を用いて有機バリア層を形成する場合、有機バリア層は、素子基板上のアクティブ領域（「素子形成領域」または「表示領域」ということもある。）にのみ形成され、アクティブ領域以外の領域には形成されないようにすることができる。したがって、アクティブ領域の周辺（外側）では、第１の無機材料層と第２の無機材料層とが直接接触する領域が存在し、有機バリア層は第１無機材料層と第２無機材料層とによって完全に包囲されており、周囲から隔絶されている。
これに対し、特許文献２または３に記載の有機バリア層の形成方法では、素子基板の全面に樹脂（有機材料）が供給され、液状の樹脂の表面張力を利用して、素子基板の表面の凸部の側面と基板表面との境界部に樹脂を偏在させる。したがって、アクティブ領域外の領域（「周辺領域」ということもある。）、すなわち、複数の端子が配置される端子領域、およびアクティブ領域から端子領域に至る引出し配線が形成される引出し配線領域にも有機バリア層が形成されることがある。具体的には、例えば、引出し配線および端子の側面と基板表面との境界部に樹脂が偏在する。そうすると、引出し配線に沿って形成された有機バリア層の部分の端部は第１無機バリア層と第２無機バリア層とによって包囲されておらず、大気（周辺雰囲気）に晒されている。
有機バリア層は、無機バリア層に比べて水蒸気バリア性が低いので、引出し配線に沿って形成された有機バリア層は、大気中の水蒸気をアクティブ領域内へ導く経路となってしまう。
また、従来の偏在した樹脂で構成された有機バリア層を有する薄膜封止構造には、下記の問題もある。
例えばスマートフォンやタブレット端末に用いられているタッチパネル機能を有するＯＬＥＤ表示装置は、例えば特許文献５に記載されているように、薄膜封止構造の有機バリア層が比較的厚く、平坦化層として機能しており、薄膜封止構造の平坦な表面の上に、接着層を介してタッチセンサ層（「タッチスクリーン層」とも呼ばれる。）が設けられている。このように薄膜封止構造の上にタッチセンサ層を設ける構成において、上述の特許文献２または３に記載されている、比較的薄い有機バリア層を有する薄膜封止構造を用いると、薄膜封止構造内にパーティクル（異物）が存在すると、薄膜封止構造の上面は平坦でなくなるので、タッチセンサ層にひずみが生じ、その結果、タッチパネル機能が低下するという問題が生じるおそれがある。例えば、一対の電極間に微小な隙間を有する抵抗膜式のタッチセンサおよび電極間の容量変化を検出する投影型静電容量方式のタッチセンサでは、パーティクルが存在する箇所を、タッチされた位置と誤認する可能性がある。
ここでは、フレキシブルなＯＬＥＤ表示装置に好適に用いられる薄膜封止構造の問題を説明したが、薄膜封止構造は、ＯＬＥＤ表示装置に限られず、有機ＥＬ照明装置などの他の有機ＥＬデバイスにも用いられる。
特開２０１３−１８６９７１号公報 国際公開公報第２０１４／１９６１３７号 特開２０１６−３９１２０号公報 特開２０１３−６４１８７号公報 米国特許出願公開第２０１６／２２６０２１号公報
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、量産性および耐湿信頼性が改善された、比較的薄い有機バリア層を有する薄膜封止構造を備えるとともに、タッチパネル機能の低下が抑制された、有機ＥＬデバイスおよびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明のある実施形態による有機ＥＬデバイスは、基板と前記基板に支持された複数の有機ＥＬ素子とを有する素子基板と、前記複数の有機ＥＬ素子上に形成された薄膜封止構造であって、第１無機バリア層と、前記第１無機バリア層の上面に接しかつ離散的に分布する複数の中実部を有する有機バリア層と、前記第１無機バリア層の前記上面および前記有機バリア層の前記複数の中実部の上面に接する第２無機バリア層とで構成された、少なくとも１つの複合積層体を有する薄膜封止構造と、前記薄膜封止構造の上に設けられた、感光性樹脂から形成された有機平坦化層と、前記有機平坦化層の上に配置されたタッチセンサ層とを有する。「中実部」とは、有機バリア層の内で、実際に有機膜（例えば、光硬化樹脂膜）が存在している部分を指す。逆に、有機膜が存在しない部分を非中実部という。中実部に包囲された非中実部を開口部ということもある。
ある実施形態において、前記有機バリア層が有する前記複数の中実部は、凹状の表面を有する複数の中実部を含む。
ある実施形態において、前記有機バリア層は、光硬化樹脂（光硬化性樹脂を硬化したもの）で形成されている。前記光硬化性樹脂は、紫外線硬化性樹脂が好ましく、例えばアクリル樹脂（アクリルモノマー（オリゴマーを含む））を好適に用いられる。
ある実施形態において、前記第１および第２無機バリア層は、それぞれ独立に、厚さが２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下のＳｉＮx層である。
ある実施形態において、前記感光性樹脂はネガ型である。
ある実施形態において、前記有機平坦化層の厚さは１５μｍを超えない。前記有機平坦化層の厚さは、例えば３μｍ以上である。
ある実施形態において、前記感光性樹脂はシリコーン樹脂を含む。前記感光性樹脂はアクリル樹脂であってもよい。
ある実施形態において、前記有機平坦化層の３５０ｎｍの光に対する透過率が８０％以上である。
ある実施形態において、前記感光性樹脂の０℃における弾性率は４００ＭＰａを超えない。
ある実施形態において、前記有機平坦化層を覆う無機絶縁層をさらに有し、前記タッチセンサ層は、前記無機絶縁層の上に形成されている。前記無機絶縁層は例えばＳｉＮx層である。前記ＳｉＮx層の厚さは、例えば２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。
ある実施形態において、前記有機平坦化層は、少なくとも前記複数の有機ＥＬ素子が配置されているアクティブ領域の全体を覆い、前記タッチセンサ層よりも広い範囲に形成されている。
ある実施形態において、前記有機平坦化層は、前記素子基板の全体を覆う。
ある実施形態において、前記基板に支持された駆動回路と、周辺領域に配置された複数の端子と、前記駆動回路と前記複数の端子とを接続する複数の引出し配線をさらに有し、前記薄膜封止構造は、前記複数の引出し配線の前記駆動回路側の部分の上に設けられており、前記複数の引出し配線のそれぞれの部分の上には、前記有機バリア層が存在せず、前記第１無機バリア層と前記第２無機バリア層とが直接接触している無機バリア層接合部を有する。前記複数の引出し配線の線幅方向に平行な断面の形状における側面のテーパー角は、９０°未満であることが好ましく、前記第１無機バリア層の前記側面の前記テーパー角は７０°未満であることが好ましい。前記無機バリア層接合部の長さは少なくとも０．０１ｍｍであることが好ましい。
本発明のある実施形態による有機ＥＬデバイスの製造方法は、上記のいずれかの有機ＥＬデバイスを製造する方法であって、前記有機平坦化層を形成する工程は、前記薄膜封止構造が形成された前記素子基板を用意する工程Ａと、少なくとも前記薄膜封止構造を覆うようにネガ型の感光性樹脂を含む液体を前記素子基板上に付与する工程Ｂと、前記素子基板上の前記感光性樹脂の全体に光を照射する工程Ｃとを包含する。
ある実施形態において、前記工程Ｂは、前記液体を前記素子基板上の所定の領域にのみ付与する工程である。前記工程Ｂは、例えば公知の印刷法（例えば、インクジェット法およびスクリーン印刷法）で行われ得る。
本発明の他の実施形態による有機ＥＬデバイスの製造方法は、上記のいずれかの有機ＥＬデバイスを製造する方法であって、前記有機平坦化層を形成する工程は、前記薄膜封止構造が形成された前記素子基板を用意する工程Ａと、少なくとも前記薄膜封止構造を覆うように感光性樹脂を含む液体を前記素子基板上に付与する工程Ｂと、前記素子基板上の所定の領域、または前記所定の領域以外の領域に存在する前記感光性樹脂に選択的に光を照射する工程Ｃと、工程Ｃの後に、前記感光性樹脂を現像液に接触させる工程Ｄとを包含する。前記工程Ｂは、前記感光性樹脂を含む液体を前記素子基板上の全面に付与する工程であってよい。このとき、前記工程Ｂの前に、前記素子基板の複数の端子に外部基板を接続する工程を包含してもよい。
本発明のある実施形態において、前記少なくとも１つの複合積層体を形成する工程は、前記第１無機バリア層が形成された前記素子基板をチャンバー内に用意する工程と、前記チャンバー内に蒸気または霧状の光硬化性樹脂を供給する工程と、前記第１無機バリア層上で前記光硬化性樹脂を凝縮させて、液膜を形成する工程と、前記光硬化性樹脂の前記液膜に光を照射することによって、光硬化樹脂層を形成する工程と、前記光硬化樹脂層を部分的にアッシングすることによって、前記有機バリア層を形成する工程とを包含する。前記液膜の厚さおよび／またはアッシングの条件を調整することによって、前記光硬化樹脂が残存する領域および厚さを調整することができる。
ある実施形態において、前記アッシングは、Ｎ2Ｏ、Ｏ2およびＯ3の内の少なくとも１種のガスを用いたプラズマアッシング法で行われる。
本発明のある実施形態において、前記少なくとも１つの複合積層体を形成する工程は、特許文献２または３に記載の方法で、前記有機バリア層を形成する工程を包含してもよい。この方法によると、第１無機バリア層の凸部の側面（テーパー角が９０°以上）と平坦部との境界部に、光硬化樹脂を偏在させることができる。前記複数の引出し配線の線幅方向に平行な断面の形状における側面のテーパー角は、９０°未満であることが好ましく、前記第１無機バリア層の前記側面の前記テーパー角は７０°未満であることが好ましい。
本発明の実施形態によると、量産性および耐湿信頼性が改善された、比較的薄い有機バリア層を有する薄膜封止構造を備えるとともに、タッチパネル機能の低下が抑制された、有機ＥＬデバイスおよびその製造方法が提供される。
（ａ）は本発明の実施形態によるＯＬＥＤ表示装置１００のアクティブ領域の模式的な部分断面図であり、（ｂ）は、ＯＬＥＤ３上に形成されたＴＦＥ構造１０の部分断面図である。 本発明の実施形態によるＯＬＥＤ表示装置１００の構造（ＴＦＥ構造１０以下）を模式的に示す平面図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の実施形態によるＯＬＥＤ表示装置１００Ａおよび１００Ｂの構造（ＴＦＥ構造より上）を模式的に示す平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は図３（ａ）に示したＯＬＥＤ表示装置１００Ａの模式的な断面図であり、（ａ）は図３中の４Ａ−４Ａ’線に沿った断面図であり、（ｂ）は図３中の４Ｂ−４Ｂ’線に沿った断面図であり、（ｃ）は図３中の４Ｃ−４Ｃ’線に沿った断面図であり、（ｄ）は比較例のＯＬＥＤ表示装置１００Ｃの断面図であり、図３中の４Ｂ−４Ｂ’線に沿った断面図に対応する。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態によるＯＬＥＤ表示装置が有し得るタッチセンサ層５０Ａの構造を模式的に示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態によるＯＬＥＤ表示装置が有し得る他のタッチセンサ層５０Ｂの構造を模式的に示す図である。 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ実施形態によるＯＬＥＤ表示装置が有し得るＴＦＴの例を示す模式的な断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施形態による他のＯＬＥＤ表示装置の模式的な断面であり、それぞれ図４（ｂ）および（ｃ）に対応する。 （ａ）および（ｂ）は、成膜装置２００の構成を模式的に示す図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態によるＯＬＥＤ表示装置およびその製造方法を説明する。なお、本発明の実施形態は、以下に例示する実施形態に限定されない。
図１（ａ）および（ｂ）を参照して、本発明の実施形態によるＯＬＥＤ表示装置１００の基本的な構成を説明する。図１（ａ）は、本発明の実施形態によるＯＬＥＤ表示装置１００のアクティブ領域の模式的な部分断面図であり、図１（ｂ）は、ＯＬＥＤ３上に形成されたＴＦＥ構造１０の部分断面図である。
ＯＬＥＤ表示装置１００は、複数の画素を有し、画素ごとに少なくとも１つの有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）を有している。ここでは、簡単のために、１つのＯＬＥＤに対応する構造について説明する。
図１（ａ）に示す様に、ＯＬＥＤ表示装置１００は、フレキシブル基板（以下、単に「基板」ということがある。）１と、基板１上に形成されたＴＦＴを含む回路（バックプレーン）２と、回路２上に形成されたＯＬＥＤ３と、ＯＬＥＤ３上に形成されたＴＦＥ構造１０とを有している。ＯＬＥＤ３は例えばトップエミッションタイプである。ＯＬＥＤ３の最上部は、例えば、上部電極またはキャップ層（屈折率調整層）である。ＯＬＥＤ表示装置１００は、さらに、薄膜封止構造１０の上に設けられた、感光性樹脂から形成された有機平坦化層４２と、有機平坦化層４２を覆う無機絶縁層４４と、無機絶縁層４４の上に配置されたタッチセンサ層５０とを有している。無機絶縁層４４は省略してもよい。タッチセンサ層５０の上にはオプショナルな偏光板４が配置されている。偏光板４は、ＴＦＥ構造１０とタッチセンサ層５０との間（例えば、有機平坦化層４２とタッチセンサ層５０との間）に配置してもよい。偏光板４は、円偏光板（直線偏光板とλ／４板との積層体）であり、よく知られているように、反射防止の役割を果たす。反射防止の観点からは、図示した様に、タッチセンサ層５０の上に偏光板４を配置することが好ましい。
基板１は、例えば厚さが１５μｍのポリイミドフィルムである。ＴＦＴを含む回路２の厚さは例えば４μｍであり、ＯＬＥＤ３の厚さは例えば１μｍであり、ＴＦＥ構造１０の厚さは例えば１．５μｍ以下である。有機平坦化層４２の厚さは例えば３μｍ以上１５μｍ以下である。無機絶縁層４４は例えばＳｉＮx層である。ＳｉＮx層の厚さは、例えば２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。
図１（ｂ）は、ＯＬＥＤ３上に形成されたＴＦＥ構造１０の部分断面図である。ＯＬＥＤ３の直上に第１無機バリア層（例えばＳｉＮx層）１２が形成されており、第１無機バリア層１２の上に有機バリア層（例えばアクリル樹脂層）１４が形成されており、有機バリア層１４の上に第２無機バリア層（例えばＳｉＮx層）１６が形成されている。
有機バリア層１４は、第１無機バリア層１２の上面に接しかつ離散的に分布する複数の中実部を有する。「中実部」とは、有機バリア層１４の内で、実際に有機膜（例えば、光硬化樹脂膜）が存在している部分を指す。逆に、有機膜が存在しない部分を非中実部という。中実部に包囲された非中実部を開口部ということもある。第２無機バリア層１６は、第１無機バリア層の上面および有機バリア層１４の複数の中実部の上面に接する。すなわち、第２無機バリア層１６は、有機バリア層１４の非中実部において、第１無機バリア層１２と直接接触している。
ＴＦＥ構造１０は、ＯＬＥＤ表示装置１００のアクティブ領域（図２中のアクティブ領域Ｒ１参照）を保護するように形成されている。また、有機バリア層１４が有する非中実部は、少なくとも、アクティブ領域Ｒ１を包囲するように連続する部分を含み、アクティブ領域Ｒ１は、第１無機バリア層１２と第２無機バリア層１６とが直接接触している部分（以下、「無機バリア層接合部」という。）で完全に包囲されている。したがって、有機バリア層１４の中実部が水分の経路となることがない。
このＴＦＥ構造１０が有する第１無機バリア層１２と、第１無機バリア層１２の上面および有機バリア層１４の複数の中実部の上面に接する第２無機バリア層１６とを有する積層構造を複合積層体（１０Ｓ）と呼ぶことにする。ＴＦＥ構造１０は、１つの複合積層体１０Ｓから構成されているが、これに限られず、２以上の複合積層体１０Ｓを有してもよいし、有機絶縁層および／または無機絶縁層をさらに有してもよい。ＴＦＥ構造が最上層に複合積層体１０Ｓを有せば、信頼性の高い封止を実現することができる。
例えば、第１無機バリア層１２および第２無機バリア層１６は、例えば厚さが４００ｎｍのＳｉＮx層であり、有機バリア層１４は例えば厚さが１００ｎｍ未満のアクリル樹脂層である。
第１無機バリア層１２および第２無機バリア層１６の厚さは、それぞれ独立に、例えば２００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であり、１０００ｎｍ以下であることが好ましい。有機バリア層１４の厚さは、例えば、１０ｎｍ以上５００ｎｍ未満であり、５０ｎｍ以上３００ｎｍ未満であることが好ましい。５０ｎｍ未満であると、有機バリア層１４の効果が十分に発揮されないことがあり、逆に、５００ｎｍ以上になると、有機バリア層１４による効果が飽和するのに対し、製造コストが増大する。複合積層体１０Ｓの厚さは、５００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下が好ましい。
ここで、有機バリア層１４の厚さは、平坦部における厚さをいう。有機バリア層１４を形成するために用いられる光硬化性樹脂の液膜は、平坦な（水平な）表面を形成するので、下地に凹部があると、その部分の液膜の厚さは大きくなる。また、液膜は、表面張力（毛細管現象を含む）によって曲面を形成するので、凸部の周辺の液膜の厚さが大きくなる。このような局所的に厚さが大きくなった部分は、５００ｎｍを超えてもよい。
複合積層体１０Ｓの厚さは４００ｎｍ以上２μｍ未満であることが好ましく、４００ｎｍ以上１．５μｍ未満であることがさらに好ましい。
ＴＦＥ構造１０は、複合積層体１０Ｓの下、または、複合積層体１０Sの上、あるいは、２つの複合積層体１０Ｓの間に、無機絶縁層および／または有機絶縁層を形成してもよい。このとき、無機絶縁層の厚さは、例えば、４００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であることが好ましい。無機絶縁層の厚さが４００ｎｍ未満であると、例えば直径が０．５μｍ以下程度の比較的小さなパーティクルが存在するだけで、バリア性が低下するおそれがある。無機絶縁層の厚さが１５００ｎｍを超えると、バリア性は飽和するのに対し、膜応力が増大する結果、基板に反りが生じることがある。
有機絶縁層の厚さは、例えば一般的なインクジェットを用いて形成するとき、５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。インクジェット法では、厚さが５μｍ未満の均一な有機絶縁層を形成することが難しい。一方、有機絶縁層の厚さが２０μｍを超えると、高価な材料の消費量が増えるので、製造コストが高くなる。あるいは、インクジェット法で付与される有機材料を所定の位置にせき止めるための構造（ダム）を高くする必要が生じ、製造プロセスが複雑になる。
次に、図２から図４を参照して、本発明の実施形態によるＯＬＥＤ表示装置の構造をさらに詳細に説明する。以下では、ＴＦＥ構造１０が１つの複合積層体１０Ｓから構成されている例を説明する。
まず、図２を参照する。図２は、本発明の実施形態によるＯＬＥＤ表示装置１００の構造（ＴＦＥ構造１０以下）を模式的に示す平面図である。
基板１上に形成されている回路２は、複数のＴＦＴ（不図示）と、それぞれが複数のＴＦＴ（不図示）のいずれかに接続された複数のゲートバスライン（不図示）および複数のソースバスライン（不図示）とを有している。回路２は、複数のＯＬＥＤ３を駆動するための公知の回路であってよい。複数のＯＬＥＤ３は、回路２が有する複数のＴＦＴのいずれかに接続されている。ＯＬＥＤ３も公知のＯＬＥＤであってよい。
回路２は、さらに、複数のＯＬＥＤ３が配置されているアクティブ領域（図２中の破線で囲まれた領域）Ｒ１の外側の周辺領域Ｒ２に配置された複数の端子３４と、複数の端子３４と複数のゲートバスラインまたは複数のソースバスラインのいずれかとを接続する複数の引出し配線３２を有している。複数のＴＦＴ、複数のゲートバスライン、複数のソースバスライン、複数の引出し配線３２および複数の端子３４を含む回路２全体を駆動回路層２ということがある。また、駆動回路層２の内で、アクティブ領域Ｒ１内に形成されている部分を駆動回路層２Ａと表記する。
なお、図２等において、駆動回路層２の構成要素として、引出し配線３２および／または端子３４だけを図示することがあるが、駆動回路層２は、引出し配線３２および端子３４を含む導電層だけでなく、さらなる１以上の導電層、１以上の絶縁層および１以上の半導体層を有している。駆動回路層２に含まれる導電層、絶縁層、半導体層の構成は、例えば、後に図７（ａ）および（ｂ）に例示するＴＦＴの構成によって変わり得る。また、基板１上に、駆動回路層２の下地膜として、絶縁膜（ベースコート）が形成されてもよい。
ＴＦＥ構造１０（複合積層体１０Ｓ）は、アクティブ領域Ｒ１を保護するように形成されている。第１無機バリア層１２および第２無機バリア層１６は、例えば、ＳｉＮx層であり、マスクを用いたプラズマＣＶＤ法で、アクティブ領域Ｒ１を覆うように所定の領域だけに選択的に形成される。ここでは、第１無機バリア層１２および第２無機バリア層１６は、それぞれ独立に、アクティブ領域Ｒ１の上および複数の引出し配線３２のアクティブ領域Ｒ１側の部分の上に選択的に形成される。なお、信頼性の観点からは、第２無機バリア層１６は、第１無機バリア層１２と同じ（外縁が一致する）か、第１無機バリア層１２の全体を覆うように形成されることが好ましい。アクティブ領域Ｒ１の周辺は、第１無機バリア層１２と第２無機バリア層１６とが直接接触する無機バリア層接合部によって包囲される。
有機バリア層１４は、例えば、上記特許文献２または３に記載の方法で形成され得る。例えば、チャンバー内で、蒸気または霧状の有機材料（例えばアクリルモノマー）を、室温以下の温度に維持された素子基板上に供給し、素子基板上で凝縮させ、液状になった有機材料の毛細管現象または表面張力によって、第１無機バリア層１２の凸部の側面と平坦部との境界部に偏在させる。その後、有機材料に例えば紫外線を照射することによって、凸部の周辺の境界部に有機バリア層（例えばアクリル樹脂層）１４の中実部を形成する。この方法によって形成される有機バリア層１４は、平坦部には中実部が実質的に存在しない。有機バリア層の形成方法に関して、特許文献２および３の開示内容を参考のために本明細書に援用する。
有機バリア層１４はまた、後述するように、成膜装置２００を用いて形成する樹脂層の最初の厚さを調整する（例えば、１００ｎｍ未満とする）、および／または、一旦形成した樹脂層をアッシング処理することによって、形成することもできる。アッシング処置は、例えば、Ｎ2Ｏ、Ｏ2およびＯ3の内の少なくとも１種のガスを用いたプラズマアッシングによって行われ得る。
次に、図３（ａ）および（ｂ）を参照する。図３（ａ）は、本発明の実施形態によるＯＬＥＤ表示装置１００Ａの構造（ＴＦＥ構造より上）を模式的に示す平面図であり、図３（ｂ）は、本発明の実施形態によるＯＬＥＤ表示装置１００Ｂの構造（ＴＦＥ構造より上）を模式的に示す平面図である。
図３（ａ）に示すＯＬＥＤ表示装置１００Ａは、ＴＦＥ構造１０の上に、感光性樹脂から形成された有機平坦化層４２Ａと、有機平坦化層４２Ａ上に配置されたタッチセンサ層５０とを有する。有機平坦化層４２Ａとタッチセンサ層５０との間に無機絶縁層（図１の無機絶縁層４４）をさらに有してもよい。有機平坦化層４２Ａは、素子基板上の所定の領域にのみ形成されており、端子３４および端子３４の近傍の引出し配線３２を露出するように形成されている。有機平坦化層４２Ａは、少なくともＴＦＥ構造１０を覆うように形成されればよい。有機平坦化層４２Ａは、少なくともアクティブ領域Ｒ１の全体を覆い、タッチセンサ層５０よりも広い範囲に形成されていることが好ましい。
有機平坦化層４２Ａは、例えば、以下の様にして形成され得る。
ネガ型の感光性樹脂を含む液体をＴＦＥ構造１０が形成された素子基板上の所定の領域にのみ付与し、その後、素子基板上の感光性樹脂の全体に光を照射する。必要に応じて、光照射前に加熱（プリベーク）を行うことによって溶剤を除去する。また、光照射後、加熱することによって、感光性樹脂の硬化をさらに進める等してもよい。感光性樹脂を含む液体を付与する工程は、例えば公知の印刷法（例えば、インクジェット法およびスクリーン印刷法）で行われ得る。この方法を採用すると、フォトマスクが不要で、また、露光後の感光性樹脂を現像する必要もない。
あるいは、ネガ型の感光性樹脂を含む液体をＴＦＥ構造１０が形成された素子基板上の全面に付与し、素子基板上の所定の領域に存在する感光性樹脂に選択的に光を照射する。または、ポジ型の感光性樹脂を含む液体をＴＦＥ構造１０が形成された素子基板上の全面に付与し、素子基板上の所定の領域以外の領域に存在する感光性樹脂に選択的に光を照射する。この後、感光性樹脂を現像液に接触させることによって、現像することによって、所定の領域にのみ、有機平坦化層４２Ａを形成することができる。
図３（ｂ）に示すＯＬＥＤ表示装置１００Ｂは、ＴＦＥ構造１０の上に、感光性樹脂から形成された有機平坦化層４２Ｂと、有機平坦化層４２Ｂ上に配置されたタッチセンサ層５０とを有する。ＯＬＥＤ表示装置１００Ｂは、有機平坦化層４２Ｂが素子基板の全体を覆っている点において、ＯＬＥＤ表示装置１００Ａと異なる。有機平坦化層４２Ｂとタッチセンサ層５０との間に無機絶縁層（図１の無機絶縁層４４）をさらに有してもよい。
有機平坦化層４２Ｂは、例えば、以下の様にして形成され得る。
ネガ型またはポジ型の感光性樹脂を含む液体をＴＦＥ構造１０が形成された素子基板上の全面に付与し、フォトマスクを用いて露光し、現像することによって、端子３４を露出する開口部４２ａを有する有機平坦化層４２Ｂを得ることができる。なお、端子３４に外部基板を先に接続しておけば、開口部４２ａを形成する必要がないので、フォトマスクを用いる必要はない。
有機平坦化層４２Ａ、４２Ｂの厚さは１５μｍを超えないことが好ましい。１５μｍを超えると、屈曲性が低下することがある。パーティクルが存在したときの平坦化の機能の観点から、有機平坦化層４２Ａ、４２Ｂの厚さは、例えば３μｍ以上であることが好ましい。
感光性樹脂は、例えば、シリコーン樹脂（ここでは、シリコーンゴムまたはシリコーンエラストマを含む広義で用いる。）を含むことが好ましい。シリコーン樹脂を用いて有機平坦化層を形成すると、３５０ｎｍの光に対する透過率が８０％以上とすることができる。シリコーン樹脂に代えて、アクリル樹脂を用いてもよい。アクリル樹脂も可視光に対する透過率が高い有機平坦化層を得ることができる。ただし、３５０ｎｍの光に対する透過率を８０％以上とするためには、シリコーン樹脂を用いることが好ましい。シリコーン樹脂としては、例えば、信越化学工業株式会社製ＫＥＲ−２５００を用いることができる。
ＯＬＥＤ表示装置の柔軟性（屈曲性）の観点から、感光性樹脂の０℃における弾性率は４００ＭＰａを超えないことが好ましい。例えば、ユアサシステム機器株式会社製の面状体Ｕ字折り返し試験機を用いた評価で、１万回の折り返し動作に耐えることができる。具体的には、２５℃で、折り返し部分の半径が５ｍｍとなるようにＵ字に折り返し、１Ｈｚの動作周波数で、１万回折り返し動作を行った後も、目視および光学顕微鏡観察でクラックの発生は認められず、また、Ｃａ（カルシウム）を用いたＷＶＴＲ評価でも１０-5ｇ／ｍ2・day台の値が得られる。また、ＯＬＥＤ表示装置に加わった外力がＯＬＥＤ層に加わることを緩和する効果もある。
上述したように、ＴＦＥ１０は、バリア性に優れているので、ＴＦＥ１０が形成された素子基板に対して、感光性樹脂を用いて、露光・現像工程を行うことができる。ＯＬＥＤ層は化学薬品と接触すると容易に劣化するので、ＴＦＥ１０のバリア性が低いと、現像工程において、ＯＬＥＤ層が劣化する。
次に、図４（ａ）〜（ｄ）を参照する。図４（ａ）〜（ｃ）は図３（ａ）に示したＯＬＥＤ表示装置１００Ａの模式的な断面図であり、図４（ａ）は図３中の４Ａ−４Ａ’線に沿った断面図であり、図４（ｂ）は図３中の４Ｂ−４Ｂ’線に沿った断面図であり、図４（ｃ）は図３中の４Ｃ−４Ｃ’線に沿った断面図である。図４（ｄ）は比較例のＯＬＥＤ表示装置１００Ｃの断面図であり、図３中の４Ｂ−４Ｂ’線に沿った断面図に対応する。
図４（ａ）は、図３中の４Ａ−４Ａ’線に沿った断面図であり、パーティクルＰを含む部分を示している。パーティクルＰは、ＯＬＥＤ表示装置の製造プロセス中に発生する微細なゴミで、例えば、ガラスの微細な破片、金属の粒子、有機物の粒子である。マスク蒸着法を用いると、特にパーティクルが発生しやすい。
図４（ａ）に示す様に、有機バリア層（中実部）１４は、パーティクルＰの周辺にのみ形成され得る。これは、第１無機バリア層１２を形成した後に付与されたアクリルモノマーが、パーティクルＰ上の第１無機バリア層１２ａの表面（テーパー角θが９０°以上）の周辺に凝縮され、偏在するからである。第１無機バリア層１２の平坦部上は、有機バリア層１４の開口部（非中実部）となっている。
パーティクル（例えば直径が約１μｍ以上）Ｐが存在すると、第１無機バリア層１２にクラック（欠陥）１２ｃが形成されることがある。これは、パーティクルＰの表面から成長するＳｉＮx層１２ａと、ＯＬＥＤ３の表面の平坦部分から成長するＳｉＮx層１２ｂとが衝突（インピンジ）するために生じたと考えられる。このようなクラック１２ｃが存在すると、ＴＦＥ構造１０のバリア性が低下する。
ＯＬＥＤ表示装置１００のＴＦＥ構造１０では、図４（ａ）に示す様に、有機バリア層１４が、第１無機バリア層１２のクラック１２ｃを充填するように形成され、かつ、有機バリア層１４の表面（凹状）は、パーティクルＰ上の第１無機バリア層１２ａの表面と、ＯＬＥＤ３の平坦部上の第１無機バリア層１２ｂとの表面を連続的に滑らかに連結する。有機バリア層１４は、後述するように、液状の光硬化性樹脂を硬化することによって形成されるので、表面張力によって凹状の表面を形成する。このとき、光硬化性樹脂は、第１無機バリア層１２に対して良好な濡れ性を示している。光硬化性樹脂の第１無機バリア層１２に対する濡れ性が悪いと、逆に凸状になることがある。
凹状の表面を有する有機バリア層(中実部）１４によって、パーティクルＰ上の第１無機バリア層１２ａおよび有機バリア層１４上に形成される第２無機バリア層１６に欠陥が形成されることなく、緻密な膜が形成される。このように、有機バリア層１４によって、パーティクルＰが存在しても、ＴＦＥ構造１０（複合積層体１０Ｓ）のバリア性を保持することができる。
複合積層体１０Ｓは、パーティクルＰの周囲に比較的柔らかな有機バリア層（中実部）１４が存在し、かつ、パーティクルＰ上には連続した第２無機バリア層１６が存在するので、屈曲してもパーティクルＰを起点としてクラックが発生することが抑制されるので、屈曲によるバリア性の低下が抑制される結果、耐屈曲性に優れる。
図４（ｂ）に示すように、アクティブ領域Ｒ１に近い領域（図３（ａ）中の４Ｂ−４Ｂ’線に沿った断面）においては、引出し配線３２上には、ＴＦＥ構造１０および有機平坦化層４２Ａが形成されている。
図４（ｃ）に示すように、端子３４は、露出されており、外部の回路（例えば、ＦＰＣ（Flexible printed circuits））との電気的な接続に用いられる。
図４（ｂ）に示した部分を含む領域は、ＴＦＥ構造１０の有機バリア層１４を形成する過程で、有機バリア層（中実部）が形成され得る。例えば、図４（ｄ）に示す比較例のＯＬＥＤ表示装置１００Ｃが有するＴＦＥ構造１０Ｃの様に、引出し配線３２の線幅方向に平行な断面形状における側面が９０°以上のテーパー角θを有していると、引出し配線３２の側面に沿って有機バリア層１４Ｃが形成され得る。これに対し、実施形態によるＯＬＥＤ表示装置１００Ａでは、引出し配線３２および端子３４の断面形状における側面のテーパー角θは９０°未満とされており、光硬化性樹脂が偏在することが無い。したがって、引出し配線３２および端子３４の側面に沿って有機バリア層（中実部）が形成されることがない。
側面のテーパー角θが９０°以上であると、特許文献２または３に記載の有機バリア層の形成方法では、側面と平坦な表面との境界（９０°以下の角を成す）に沿って、蒸気または霧状の有機材料（例えばアクリルモノマー）が凝縮し、有機バリア層（中実部）が形成されることになる。そうすると、例えば、引出し配線に沿って形成された有機バリア層（中実部）が大気中の水蒸気をアクティブ領域内へ導く経路となってしまう。
図４（ｂ）に示した本発明の実施形態によるＯＬＥＤ表示装置１００Ａにおける引出し配線３２、第１無機バリア層１２の側面のテーパー角はいずれも９０°未満であり、これらの側面に沿って有機バリア層１４が形成されることが無い。したがって、アクティブ領域Ｒ１内に有機バリア層（中実部）１４を介して大気中の水分が到達することが無く、優れた耐湿信頼性を有し得る。ここでは、引出し配線３２のテーパー角が９０°未満である例を示したが、少なくとも、有機バリア層１４の直下の表面を構成する第１無機バリア層１２の側面のテーパー角が９０°未満であればよい。
なお、側面のテーパー角が７０°以上９０°未満の範囲では、側面に沿って有機バリア層（中実部）１４が形成されることがある。もちろん、アッシング処理を行えば、傾斜した側面に沿って偏在した樹脂を除去することができるが、アッシング処理に要する時間が長くなる。例えば、平坦な表面上に形成された樹脂を除去した後も長時間のアッシング処理が必要になる。あるいは、パーティクルＰの周辺に形成される有機バリア層（中実部）が過度にアッシング（除去）される結果、有機バリア層を形成した効果が十分に発揮されないという問題が発生することがある。これを抑制・防止するためには、第１無機バリア層１２のテーパー角θを７０°未満とすることが好ましく、６０°以下とすることがさらに好ましい。
本発明の実施形態によるＯＬＥＤ表示装置１００が有するタッチセンサ層５０は、公知のタッチセンサ層であってよい。例えば、抵抗膜方式や投影型静電容量方式のタッチセンサ層であってよい。図５および図６を参照して、ＯＬＥＤ表示装置１００に好適に用いられるタッチセンサ層５０Ａおよびタッチセンサ層５０Ｂの構造を説明する。
図５（ａ）は、タッチセンサ層５０Ａの模式的な平面図であり、図５（ｂ）はタッチセンサ層５０Ａの平面図である。タッチセンサ層５０Ａは、有機平坦化層４２上に形成された無機絶縁層４４上に形成されている。
タッチセンサ層５０Ａは、Ｘ方向に延びる複数のＸ電極５２Ａと、Ｘ方向に直交するＹ方向に延びる複数のＹ電極５４Ａとを有している。Ｘ電極５２ＡおよびＹ電極５４Ａはいずれも金属メッシュで形成されている。金属メッシュの最小単位は、例えば、３５μｍ×３５μｍの正方形であり、これらが複数集まって、例えば３ｍｍ×３ｍｍの正方形の単位電極を構成しており、単位電極は配線によってそれぞれ、Ｘ方向またはＹ方向に接続されている。配線が交差する部分は、例えば無機絶縁層（ＳｉＮx層）で互いに絶縁されている(不図示）。金属メッシュは例えばＴｉ層とＡｌ層との積層構造、または、Ｔｉ層／Ａｌ層／Ｔｉ層の積層構造を有している。
図６（ａ）は、タッチセンサ層５０Ｂの模式的な平面図であり、図６（ｂ）はタッチセンサ層５０Ｂの平面図である。タッチセンサ層５０Ｂは、有機平坦化層４２上に形成された無機絶縁層４４上に形成されている。タッチセンサ層５０Ｂが有するＸ電極５２ＢおよびＹ電極５４Ｂは、いずれも透明導電層（例えばＩＴＯ層）で形成されており、無機絶縁層（例えばＳｉＮx層）で互いに絶縁されている。光の透過率の観点からは、タッチセンサ層５０Ａの方が有利である。
なお、フレキシブルなＯＬＥＤ表示装置１００は、支持基板（例えばガラス基板）上に例えばポリイミド膜を形成し、支持基板上のポリイミド膜を基板１として形成される。ここで例示したタッチセンサ層５０Ａまたは５０Ｂを有するＯＬＥＤ表示装置は、タッチセンサ層５０Ａまたは５０Ｂを形成した後、支持基板からポリイミド膜を剥離することによって得ることができる。
次に、図７および図８を参照して、ＯＬＥＤ表示装置１００に用いられるＴＦＴの例と、ＴＦＴを作製する際のゲートメタル層およびソースメタル層を用いて形成した引出し配線および端子の例を説明する。
高精細の中小型用ＯＬＥＤ表示装置には、移動度が高い、低温ポリシリコン（「ＬＴＰＳ」と略称する。）ＴＦＴまたは酸化物ＴＦＴ（例えば、Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｏ（酸素）を含む４元系（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系）酸化物ＴＦＴ）が好適に用いられる。ＬＴＰＳ−ＴＦＴおよびＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系ＴＦＴの構造および製造方法はよく知られているので、以下では簡単な説明に留める。
図７（ａ）は、ＬＴＰＳ−ＴＦＴ２PＴの模式的な断面図であり、ＴＦＴ２PＴはＯＬＥＤ表示装置１００の回路２に含まれ得る。ＬＴＰＳ−ＴＦＴ２PＴは、トップゲート型のＴＦＴである。
ＴＦＴ２PＴは、基板（例えばポリイミドフィルム）１上のベースコート２Pｐ上に形成されている。上記の説明では省略したが、基板１上には無機絶縁体で形成されたベースコートを形成することが好ましい。
ＴＦＴ２PＴは、ベースコート２Pｐ上に形成されたポリシリコン層２Pｓｅと、ポリシリコン層２Pｓｅ上に形成されたゲート絶縁層２Pｇｉと、ゲート絶縁層２Pｇｉ上に形成されたゲート電極２Pｇと、ゲート電極２Pｇ上に形成された層間絶縁層２Pｉと、層間絶縁層２Pｉ上に形成されたソース電極２Pｓｓおよびドレイン電極２Pｓｄとを有している。ソース電極２Pｓｓおよびドレイン電極２Pｓｄは、層間絶縁層２Pｉおよびゲート絶縁層２Pｇｉに形成されたコンタクトホール内で、ポリシリコン層２Pｓｅのソース領域およびドレイン領域にそれぞれ接続されている。
ゲート電極２Pｇはゲートバスラインと同じゲートメタル層に含まれ、ソース電極２Pｓｓおよびドレイン電極２Pｓｄはソースバスラインと同じソースメタル層に含まれる。ゲートメタル層およびソースメタル層を用いて、引出し配線および端子が形成される（図８を参照して後述する）。
ＴＦＴ２PＴは、例えば、以下の様にして作製される。
基板１として、例えば、厚さが１５μｍのポリイミドフィルムを用意する。
ベースコート２Pｐ（ＳｉＯ2膜：２５０ｎｍ／ＳｉＮx膜：５０ｎｍ／ＳｉＯ2膜：５００ｎｍ（上層／中間層／下層））およびａ−Ｓｉ膜（４０ｎｍ）をプラズマＣＶＤ法で成膜する。
ａ−Ｓｉ膜の脱水素処理（例えば４５０℃、１８０分間アニール）を行う。
ａ−Ｓｉ膜をエキシマレーザーアニール（ＥＬＡ）法でポリシリコン化する。
フォトリソグラフィ工程でａ−Ｓｉ膜をパターニングすることによって活性層（半導体島）を形成する。
ゲート絶縁膜（ＳｉＯ2膜：５０ｎｍ）をプラズマＣＶＤ法で成膜する。
活性層のチャネル領域にドーピング（Ｂ+）を行う。
ゲートメタル（Ｍｏ：２５０ｎｍ）をスパッタ法で成膜し、フォトリソグラフィ工程（ドライエッチング工程を含む）でパターニングする（ゲート電極２Pｇおよびゲートバスライン等を形成する）。
活性層のソース領域およびドレイン領域にドーピング（Ｐ+）を行う。
活性化アニール（例えば、４５０℃、４５分間アニール）を行う。このようにしてポリシリコン層２Pｓｅが得られる。
層間絶縁膜（例えば、ＳｉＯ2膜：３００ｎｍ／ＳｉＮx膜：３００ｎｍ（上層／下層））をプラズマＣＶＤ法で成膜する。
ゲート絶縁膜および層間絶縁膜にコンタクトホールをドライエッチングで形成する。このように、層間絶縁層２Pｉおよびゲート絶縁層２Pｇｉが得られる。
ソースメタル（Ｔｉ膜：１００ｎｍ／Ａｌ膜：３００ｎｍ／Ｔｉ膜：３０ｎｍ）をスパッタ法で成膜し、フォトリソグラフィ工程（ドライエッチング工程を含む）でパターニングする（ソース電極２Pｓｓ、ドレイン電極２Pｓｄおよびソースバスライン等を形成する）。
図７（ｂ）は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系ＴＦＴ２OＴの模式的な断面図であり、ＴＦＴ２OＴはＯＬＥＤ表示装置１００Ａの回路２に含まれ得る。ＴＦＴ２OＴは、ボトムゲート型のＴＦＴである。
ＴＦＴ２OＴは、基板（例えばポリイミドフィルム）１上のベースコート２Oｐ上に形成されている。ＴＦＴ２OＴは、ベースコート２Oｐ上に形成されたゲート電極２Oｇと、ゲート電極２Oｇ上に形成されたゲート絶縁層２Oｇｉと、ゲート絶縁層２Oｇｉ上に形成された酸化物半導体層２Oｓｅと、酸化物半導体層２Oｓｅのソース領域上およびドレイン領域上にそれぞれ接続されたソース電極２Oｓｓおよびドレイン電極２Oｓｄとを有している。ソース電極２Oｓｓおよびドレイン電極２Oｓｄは、層間絶縁層２Ｏｉに覆われている。
ゲート電極２Oｇはゲートバスラインと同じゲートメタル層に含まれ、ソース電極２Oｓｓおよびドレイン電極２Oｓｄはソースバスラインと同じソースメタル層に含まれる。ゲートメタル層およびソースメタル層を用いて、引出し配線および端子が形成され、図８を参照して後述する構造を有し得る。
ＴＦＴ２OＴは、例えば、以下の様にして作製される。
基板１として、例えば、厚さが１５μｍのポリイミドフィルムを用意する。
ベースコート２Oｐ（ＳｉＯ2膜：２５０ｎｍ／ＳｉＮx膜：５０ｎｍ／ＳｉＯ2膜：５００ｎｍ（上層／中間層／下層））をプラズマＣＶＤ法で成膜する。
ゲートメタル（Ｃｕ膜：３００ｎｍ／Ｔｉ膜：３０ｎｍ（上層／下層））をスパッタ法で成膜し、フォトリソグラフィ工程（ドライエッチング工程を含む）でパターニングする（ゲート電極２Ｏｇおよびゲートバスライン等を形成する）。
ゲート絶縁膜（ＳｉＯ2膜：３０ｎｍ／ＳｉＮx膜：３５０ｎｍ（上層／下層））をプラズマＣＶＤ法で成膜する。
酸化物半導体膜（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体膜：１００ｎｍ）をスパッタ法で成膜し、フォトリソグラフィ工程（ウエットエッチング工程を含む）でパターニングすることによって、活性層（半導体島）を形成する。
ソースメタル（Ｔｉ膜：１００ｎｍ／Ａｌ膜：３００ｎｍ／Ｔｉ膜：３０ｎｍ（上層／中間層／下層））をスパッタ法で成膜し、フォトリソグラフィ工程（ドライエッチング工程を含む）でパターニングする（ソース電極２Oｓｓ、ドレイン電極２Oｓｄおよびソースバスライン等を形成する）。
活性化アニール（例えば、３００℃、１２０分間アニール）を行う。このようにして酸化物半導体層２Oｓｅが得られる。
この後、保護膜として、層間絶縁層２Ｏｉ（例えば、ＳｉＮx膜：３００ｎｍ／ＳｉＯ2膜：３００ｎｍ／（上層／下層））をプラズマＣＶＤ法で成膜する。
次に、図８（ａ）および（ｂ）を参照して、実施形態による他のＯＬＥＤ表示装置の構造を説明する。このＯＬＥＤ表示装置の回路（バックプレーン）２は、図７（ａ）に示したＴＦＴ２PＴまたは図７（ｂ）に示したＴＦＴ２OＴを有し、ＴＦＴ２PＴまたはＴＦＴ２OＴを作製する際のゲートメタル層およびソースメタル層を用いて引出し配線３２Ａおよび端子３４Ａが形成されている。図８（ａ）および（ｂ）はそれぞれ図４（ｂ）および（ｃ）に対応し、対応する構成要素の参照符号に「Ａ」を付すことにする。なお、図８（ａ）のＴＦＥ構造１０Ａは有機平坦化層（不図示）で覆われている。また、図８中のベースコート２ｐは、図７（ａ）中のベースコート２Pｐおよび図７（ｂ）中のベースコート２Oｐに対応し、図８中のゲート絶縁層２ｇｉは、図７（ａ）中のゲート絶縁層２Pｇｉおよび図７（ｂ）中のゲート絶縁層２Oｇｉに対応し、図８中の層間絶縁層２ｉは、図７（ａ）中の層間絶縁層２Pｉおよび図７（ｂ）中の層間絶縁層２Oｉにそれぞれ対応する。
図８（ａ）および（ｂ）に示す様に、ゲートメタル層２ｇおよびソースメタル層２ｓは、基板１上に形成されたベースコート２ｐ上に形成されている。図４では省略したが、基板１上には無機絶縁体で形成されたベースコート２ｐを形成することが好ましい。
図８（ａ）および（ｂ）に示す様に、引出し配線３２Ａおよび端子３４Ａは、ゲートメタル層２ｇとソースメタル層２ｓとの積層体として形成されている。引出し配線３２Ａおよび端子３４Ａのゲートメタル層２ｇで形成された部分は、例えばゲートバスラインと同じ断面形状を有し、引出し配線３２Ａおよび端子３４Ａのソースメタル層２ｓで形成された部分は、例えばソースバスラインと同じ断面形状を有している。例えば、５００ｐｐｉの５．７型の表示装置の場合、ゲートメタル層２ｇで形成された部分の線幅は例えば１０μｍであり、隣接間距離は１６μｍ（Ｌ／Ｓ＝１０／１６）あり、ソースメタル層２ｓで形成された部分の線幅は例えば１６μｍであり、隣接間距離は１０μｍ（Ｌ／Ｓ＝１６／１０）である。テーパー角θはいずれも９０°未満であり、７０°未満であることが好ましく、６０°以下であることがさらに好ましい。
次に、図９（ａ）および（ｂ）を参照して、有機バリア層の形成に用いられる成膜装置２００およびそれを用いた成膜方法を説明する。図９（ａ）および（ｂ）は、成膜装置２００の構成を模式的に示す図であり、図９（ａ）は、蒸気または霧状の光硬化性樹脂を含むチャンバー内において、第１無機バリア層上で光硬化性樹脂を凝縮させる工程における成膜装置２００の状態を示しており、図９（ｂ）は、光硬化性樹脂が感光性をする光を照射し、光硬化性樹脂を硬化させる工程における成膜装置２００の状態を示している。
成膜装置２００は、チャンバー２１０と、チャンバー２１０の内部を２個の空間に分割する隔壁２３４とを有している。チャンバー２１０の内部のうち隔壁２３４で仕切られた一方の空間には、ステージ２１２と、シャワープレート２２０とが配置されている。隔壁２３４で仕切られた他方の空間には、紫外線照射装置２３０が配置されている。チャンバー２１０は、その内部の空間を所定の圧力（真空度）および温度に制御される。ステージ２１２は、第１無機バリア層が形成されたＯＬＥＤ３を複数有する素子基板２０を受容する上面を有し、上面を例えば−２０℃まで冷却することができる。
シャワープレート２２０は、隔壁２３４との間に、間隙部２２４を形成するように配置されており、複数の貫通孔２２２を有している。間隙部２２４の鉛直方向サイズは、例えば１００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下であり得る。間隙部２２４に供給されたアクリルモノマー（蒸気または霧状）は、シャワープレート２２０の複数の貫通孔２２２から、チャンバー２１０内のステージ２１２側の空間に供給される。必要に応じてアクリルモノマーは加熱される。蒸気または霧状のアクリルモノマー２６ｐは、素子基板２０の第１無機バリア層に付着または接触する。アクリルモノマー２６は、容器２０２からチャンバー２１０内に所定の流量で供給される。容器２０２には、配管２０６を介してアクリルモノマー２６が供給されるとともに、配管２０４から窒素ガスが供給される。容器２０２へのアクリルモノマーの流量は、マスフローコントローラ２０８によって制御される。シャワープレート２２０、容器２０２、配管２０４、２０６およびマスフローコントローラ２０８などによって原料供給装置が構成されている。
紫外線照射装置２３０は、紫外線光源とオプショナルな光学素子とを有している。紫外線光源は、例えば、紫外線ランプ（例えば、水銀ランプ（高圧、超高圧を含む）、水銀キセノンランプまたはメタルハライドランプ）であってもよいし、紫外線ＬＥＤや紫外線半導体レーザなどの紫外線発光半導体素子であってもよい。光学素子は、例えば、反射鏡、プリズム、レンズ、光ファイバー、回折素子、空間光変調素子、およびホログラム素子である。紫外線光源の種類や大きさに応じて、複数の紫外線光源を用いてもよい。
紫外線照射装置２３０は所定の位置に配置されたときに、所定の波長および強度を有する光をステージ２１２の上面に向けて出射する。隔壁２３４およびシャワープレート２２０は、紫外線の透過率が高い材料、例えば、石英で形成されていることが好ましい。
成膜装置２００を用いて、有機バリア層１４を、例えば以下の様にして形成することができる。ここでは、光硬化性樹脂としてアクリルモノマーを用いる例を説明する。
チャンバー２１０内に、アクリルモノマー２６ｐを供給する。素子基板２０は、ステージ２１２上で、例えば−１５℃に冷却されている。アクリルモノマー２６ｐは素子基板２０の第１無機バリア層１２上で凝縮される。このときの条件を制御することによって、第１無機バリア層１２が有する凸部の周囲にだけ液状のアクリルモノマーを偏在させることができる。あるいは、第１無機バリア層１２上で凝縮されたアクリモノマーが液膜を形成するように、条件を制御する。
液状の光硬化性樹脂の粘度および／または表面張力を調整することによって、液膜の厚さや第１無機バリア層１２の凸部に接する部分の形状（凹形状）を制御することができる。例えば、粘度および表面張力は、温度に依存するので、素子基板の温度を調節することによって制御することができる。例えば、平坦部上に存在する中実部の大きさは、液膜の第１無機バリア層１２Ｄの凸部に接する部分の形状（凹形状）および後で行うアッシング処理の条件によって制御され得る。
続いて、紫外線照射装置２３０を用いて、典型的には、素子基板２０の上面の全体に紫外線２３２を照射することによって、第１無機バリア層１２上のアクリルモノマーを硬化させる。紫外線光源としては、例えば、３６５ｎｍにメインピークを持つ高圧水銀ランプを用い、紫外線強度として例えば、１２ｍＷ／ｃｍ2で、約１０秒照射する。
アクリル樹脂からなる有機バリア層１４はこのようにして形成される。この有機バリア層１４の形成工程のタクトタイムは例えば、約３０秒未満であり、非常に量産性が高い。
液膜状の光硬化性樹脂を硬化した後、アッシング処理を経て、凸部の周囲にだけ有機バリア層１４を形成してもよい。なお、偏在させた光硬化性樹脂を硬化することによって有機バリア層１４を形成する際にも、アッシング処理を施してもよい。アッシング処理によって、有機バリア層１４と第２無機バリア層１６との接着性を向上させることができる。すなわち、アッシング処理は、一旦形成した有機バリア層の余分な部分を除去するためだけでなく、有機バリア層１４の表面を改質する（親水化する）ために用いてもよい。
アッシングは、公知のプラズマアッシング装置、光励起アッシング装置、ＵＶオゾンアッシング装置を用いて行い得る。例えば、Ｎ2Ｏ、Ｏ2およびＯ3の内の少なくとも１種のガスを用いたプラズマアッシング、または、これらにさらに紫外線照射とを組合せて行われ得る。第１無機バリア層１２および第２無機バリア層１６としてＳｉＮx膜をＣＶＤ法で成膜する場合、原料ガスとして、Ｎ2Ｏを用いるので、Ｎ2Ｏをアッシングに用いると装置構成を簡略化できるという利点が得られる。
アッシングを行うと、有機バリア層１４の表面が酸化され、親水性に改質される。また、有機バリア層１４の表面がほぼ一様に削られるとともに、極めて微細な凹凸が形成され、表面積が増大する。アッシングを行ったときの表面積増大効果は、無機材料である第１無機バリア層１２に対してよりも有機バリア層１４の表面に対しての方が大きい。したがって、有機バリア層１４の表面が親水性に改質されることと、表面積が増大することから、第２無機バリア層１６との密着性が向上させられる。
この後、第２無機バリア層１６を形成するためのＣＶＤチャンバーに搬送し、例えば、第１無機バリア層１２と同じ条件で、第２無機バリア層１６を形成する。第２無機バリア層１６は、第１無機バリア層１２が形成された領域に形成されるので、有機バリア層１４の非中実部には、第１無機バリア層１２と第２無機バリア層１６とが直接接触する無機バリア層接合部が形成される。したがって、上述したように、有機バリア層を介して大気中の水蒸気がアクティブ領域内に到達することが抑制・防止される。
なお、第１無機バリア層１２および第２無機バリア層１６は、例えば、以下の様にして形成される。ＳｉＨ4およびＮ2Ｏガスを用いたプラズマＣＶＤ法で、例えば、成膜対象の基板（ＯＬＥＤ３）の温度を８０℃以下に制御した状態で、４００ｎｍ／ｍｉｎの成膜速度で、厚さ４００ｎｍの無機バリア層を形成することができる。この様にして得られる無機バリア層の屈折率は１．８４で、４００ｎｍの可視光の透過率は９０％（厚さ４００ｎｍ）である。また、膜応力の絶対値は５０ＭＰａである。
なお、無機バリア層として、ＳｉＮx層の他、ＳｉＯ2層、ＳｉＯxＮy（ｘ＞ｙ）層、ＳｉＮxＯy（ｘ＞ｙ）層、Ａｌ2Ｏ3層などを用いることもできる。光硬化性樹脂は、例えば、ビニル基含有モノマーを含む。その中でも、アクリルモノマーが好適に用いられる。アクリルモノマーには必要に応じて、光重合開始剤が混合され得る。公知の種々のアクリモノマーを用いることができる。複数のアクリルモノマーを混合してもよい。例えば、２官能モノマーと３官能以上の多官能モノマーを混合してもよい。また、オリゴマーを混合してもよい。光硬化性樹脂として、紫外線硬化型のシリコーン樹脂を用いることもできる。シリコーン樹脂（シリコーンゴムを含む）は可視光透過性および耐候性に優れ、長期間の使用でも黄変しにくいという特徴がある。可視光の照射で硬化する光硬化性樹脂を用いることもできる。光硬化性樹脂の硬化前の室温（例えば２５℃）の粘度は、１０Ｐａ・ｓを超えないことが好ましく、１〜１００ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。粘度が高いと、厚さが５００ｎｍ以下の薄い液膜を形成することが難しいことがある。
上記では、フレキシブル基板を有するＯＬＥＤ表示装置およびその製造方法の実施形態を説明したが、本発明の実施形態は例示したものに限られず、柔軟性を有しない基板（例えばガラス基板）に形成された有機ＥＬ素子と、有機ＥＬ素子上に形成された薄膜封止構造とを有する有機ＥＬデバイス（例えば、有機ＥＬ照明装置）に広く適用できる。
本発明の実施形態は、有機ＥＬデバイスおよびその製造方法に用いられる。本発明の実施形態は、特に、フレキシブルな有機ＥＬ表示装置およびその製造方法に好適に用いられる。
１ ：基板（フレキシブル基板）
２ ：回路（駆動回路またはバックプレーン回路）
３ ：有機ＥＬ素子
４ ：偏光板
１０ ：薄膜封止構造（ＴＦＥ構造）
１２ ：第１無機バリア層（ＳｉＮx層）
１４ ：有機バリア層（アクリル樹脂層）
１６ ：第２無機バリア層（ＳｉＮx層）
２０ ：素子基板
２６ ：アクリルモノマー
２６ｐ ：アクリルモノマーの蒸気または霧状のアクリルモノマー
１００、１００Ａ ：有機ＥＬ表示装置

Claims (14)

  1. 基板と前記基板に支持された複数の有機ＥＬ素子とを有する素子基板と、
    前記複数の有機ＥＬ素子上に形成された薄膜封止構造であって、第１無機バリア層と、前記第１無機バリア層の上面に接しかつ離散的に分布する複数の中実部を有する有機バリア層と、前記第１無機バリア層の前記上面および前記有機バリア層の前記複数の中実部の上面に接する第２無機バリア層とで構成された、少なくとも１つの複合積層体を有する薄膜封止構造と、
    前記薄膜封止構造の上に設けられた、感光性樹脂から形成された有機平坦化層と、
    前記有機平坦化層の上に配置されたタッチセンサ層と、
    前記基板に支持された駆動回路と、周辺領域に配置された複数の端子と、前記駆動回路と前記複数の端子とを接続する複数の引出し配線と
    を有し、
    前記薄膜封止構造は、少なくとも前記複数の有機ＥＬ素子が配置されているアクティブ領域と前記複数の引出し配線の前記アクティブ領域側の部分との上に選択的に形成されており、かつ、前記複数の引出し配線の少なくとも一部と接しており、
    前記複数の引出し配線のそれぞれは、少なくとも一部に、線幅方向に平行な断面の形状における側面のテーパー角が９０°未満であるテーパー部を有し、
    前記薄膜封止構造は、前記有機バリア層が存在せず、前記第１無機バリア層と前記第２無機バリア層とが直接接触している無機バリア層接合部を有し、
    前記無機バリア層接合部は、前記複数の引出し配線のそれぞれのテーパー部上を含む領域に形成されており、前記アクティブ領域を完全に包囲している、有機ＥＬデバイス。
  2. 前記感光性樹脂はネガ型である、請求項１に記載の有機ＥＬデバイス。
  3. 前記有機平坦化層の厚さは１５μｍを超えない、請求項１または２に記載の有機ＥＬデバイス。
  4. 前記感光性樹脂はシリコーン樹脂を含む、請求項１から３のいずれかに記載の有機ＥＬデバイス。
  5. 前記有機平坦化層の３５０ｎｍの光に対する透過率が８０％以上である、請求項１から４のいずれかに記載に有機ＥＬデバイス。
  6. 前記感光性樹脂の０℃における弾性率は４００ＭＰａを超えない、請求項１から４のいずれかに記載の有機ＥＬデバイス。
  7. 前記有機平坦化層を覆う無機絶縁層をさらに有し、前記タッチセンサ層は、前記無機絶縁層の上に形成されている、請求項１から５のいずれかに記載の有機ＥＬデバイス。
  8. 前記有機平坦化層は、少なくとも前記複数の有機ＥＬ素子が配置されているアクティブ領域の全体を覆い、前記タッチセンサ層よりも広い範囲に形成されている、請求項１から７のいずれかに記載の有機ＥＬデバイス。
  9. 前記有機平坦化層は、前記素子基板の全体を覆う、請求項１から８のいずれかに記載の有機ＥＬデバイス。
  10. 前記複数の中実部は、凹状の表面を有する複数の中実部を含む、請求項１から９のいずれかに記載の有機ＥＬデバイス。
  11. 請求項１から１０のいずれかに記載の有機ＥＬデバイスの製造方法であって、
    前記有機平坦化層を形成する工程は、
    前記薄膜封止構造が形成された前記素子基板を用意する工程Ａと、
    少なくとも前記薄膜封止構造を覆うようにネガ型の感光性樹脂を含む液体を前記素子基板上に付与する工程Ｂと、
    前記素子基板上の前記感光性樹脂の全体に光を照射する工程Ｃと、
    を包含する、製造方法。
  12. 前記工程Ｂは、前記液体を前記素子基板上の所定の領域にのみ付与する工程である、請求項１１に記載の製造方法。
  13. 請求項１から１０のいずれかに記載の有機ＥＬデバイスの製造方法であって、
    前記有機平坦化層を形成する工程は、
    前記薄膜封止構造が形成された前記素子基板を用意する工程Ａと、
    少なくとも前記薄膜封止構造を覆うように感光性樹脂を含む液体を前記素子基板上に付与する工程Ｂと、
    前記素子基板上の所定の領域、または前記所定の領域以外の領域に存在する前記感光性樹脂に選択的に光を照射する工程Ｃと、
    前記工程Ｃの後に、前記感光性樹脂を現像液に接触させる工程Ｄと
    を包含する、製造方法。
  14. 前記少なくとも１つの複合積層体を形成する工程は、
    前記第１無機バリア層が形成された前記素子基板をチャンバー内に用意する工程と、
    前記チャンバー内に蒸気または霧状の光硬化性樹脂を供給する工程と、
    前記第１無機バリア層上で前記光硬化性樹脂を凝縮させて、液膜を形成する工程と、
    前記光硬化性樹脂の前記液膜に光を照射することによって、光硬化樹脂層を形成する工程と、
    前記光硬化樹脂層を部分的にアッシングすることによって、前記有機バリア層を形成する工程とを包含する、請求項１１から１３のいずれかに記載の製造方法。
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