JP2005116253A - 表示装置の製造装置及び表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長期にわたって良好な表示性能を維持するための封止体の製造に際して、表示素子のダメージを軽減することが可能な表示装置の製造装置及び表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】表示装置の製造装置であって、バッファ層またはバリア層を形成するための材料源Ｓを収容する収容部７０１と、有効部１０６を備えた基板ＳＵＢをその主面が収容部７０１に対向した状態で保持する基板ホルダ７０２と、収容部７０１と基板ホルダ７０２に保持された基板ＳＵＢとの間に配置された防熱板７０３と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図５

Description

この発明は、表示装置の製造装置及び表示装置の製造方法に係り、特に、自己発光型表示装置の有効部を封止する封止体の製造装置及びその製造方法に関する。

近年、平面表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置が注目されている。この有機ＥＬ表示装置は、自発光性素子を備えた表示装置であることから、視野角が広く、バックライトを必要とせず薄型化が可能であり、消費電力が抑えられ、且つ応答速度が速いといった特徴を有している。

これらの特徴から、有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置に代わる次世代平面表示装置の有力候補として注目を集めている。このような有機ＥＬ表示装置は、陽極と陰極との間に発光機能を有する有機化合物を含む有機活性層を挟持した有機ＥＬ素子をマトリックス状に配置して構成されたアレイ基板を備えている。

有機ＥＬ素子は、外気に含まれる水分や酸素に触れると、その発光特性が急速に劣化する。このため、アレイ基板上の有機ＥＬ素子を配置した主面を、外気から遮蔽し封止する技術が各種提案されている。例えば、有機ＥＬ素子の表面側に配置された電極上に、有機膜と無機膜とを積層し成膜する膜封止技術が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。
柳雄二，「薄型，大型，フレキシブル基板の量産に対応」，フラットパネル・ディスプレイ２００３，日経ＢＰ社，２００２年１２月２７日，ｐ．２６４−２７０

有機ＥＬ素子を封止するための封止体を形成するに際して、良好な段差被覆性を有し、しかも、ピンホールやクラックなどの欠陥のない膜を成膜することが要求される。しかしながら、完全な無欠陥膜を得ることは現実には困難である。このため、有機ＥＬ素子を外気から完全に遮蔽することができず、長期にわたって十分な性能を維持することが困難となる。

また、封止体を形成するに際しては、有機膜及び無機膜の成膜時において、基板温度の上昇や、基板への電子やイオンの衝突によって、有機ＥＬ素子にダメージを与えてしまうおそれがある。したがって、封止体を構成する各薄膜の成膜時には、有機ＥＬ素子への熱及び電子の影響を軽減することが要求される。

この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、長期にわたって良好な表示性能を維持するための封止体の製造に際して、表示素子のダメージを軽減することが可能な表示装置の製造装置及び表示装置の製造方法を提供することにある。

この発明の第１の様態による表示装置の製造装置は、
基板主面に形成され、画像を表示するための複数の画素を備えた有効部と、
基板主面の少なくとも前記有効部を覆うように配置され、バッファ層、及び、前記バッファ層より大きなパターンであってしかも各バッファ層を被覆するバリア層を積層した構造を有する封止体と、を備えた表示装置の製造装置であって、
前記バッファ層または前記バリア層を形成するための材料源を収容する収容部と、
前記有効部を備えた前記基板をその主面が前記収容部に対向した状態で保持する基板ホルダと、
前記収容部と前記基板ホルダに保持された前記基板との間に配置された防熱板と、
を備えたことを特徴とする。

この発明の第２の様態による表示装置の製造装置は、
基板主面に形成され、画像を表示するための複数の画素を備えた有効部と、
基板主面の少なくとも前記有効部を覆うように配置され、バッファ層、及び、前記バッファ層より大きなパターンであってしかも各バッファ層を被覆するバリア層を積層した構造を有する封止体と、を備えた表示装置の製造装置であって、
前記バリア層を形成するための材料源を収容する収容部と、
前記有効部を備えた前記基板をその主面が前記収容部に対向した状態で保持する基板ホルダと、
前記収容部と前記基板ホルダに保持された前記基板との間に配置され、接地された導電性を有するグリッドと、
を備えたことを特徴とする。

この発明の第３の様態による表示装置の製造装置は、
基板主面に形成され、画像を表示するための複数の画素を備えた有効部と、
基板主面の少なくとも前記有効部を覆うように配置され、バッファ層、及び、前記バッファ層より大きなパターンであってしかも各バッファ層を被覆するバリア層を積層した構造を有する封止体と、を備えた表示装置の製造装置であって、
電子線を照射する電子線源と、
前記バッファ層を形成するための材料源を成膜した主面が前記電子線源に対向した状態で前記基板を保持する基板ホルダと、
前記電子線源と前記基板ホルダに保持された前記基板との間に配置され、接地された導電性を有するグリッドと、
を備えたことを特徴とする。

この発明の第４の様態による表示装置の製造方法は、
基板主面に、画像を表示するための複数の画素を備えた有効部を形成し、
基板主面の少なくとも前記有効部を覆うように封止体を配置する、表示装置の製造方法であって、
前記封止体の製造工程は、
少なくとも２層のバッファ層を形成する工程と、
前記バッファ層より大きなパターンであってしかも各バッファ層を被覆するバリア層を形成する工程と、を含み、
前記バッファ層及び前記バリア層を形成する工程では、前記基板主面に向けて照射される電子線の吸収線量を２００Ｊ／ｇ以下とすることを特徴とする。

この発明によれば、封止体の製造に際して、表示素子へのダメージを軽減することが可能な表示装置の製造装置及び表示装置の製造方法を提供することができる。

以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置の製造装置及び表示装置の製造方法について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態では、表示装置として、自己発光型表示装置、例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置を例にして説明する。

図１及び図２に示すように、有機ＥＬ表示装置１は、画像を表示する表示エリア１０２を有するアレイ基板１００と、アレイ基板１００の少なくとも表示エリア１０２を密封する封止部材２００とを備えて構成される。アレイ基板１００の表示エリア１０２は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成される。

各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、オン画素とオフ画素とを電気的に分離しかつオン画素への映像信号を保持する機能を有する画素スイッチ１０と、画素スイッチ１０を介して供給される映像信号に基づき表示素子へ所望の駆動電流を供給する駆動トランジスタ２０と、駆動トランジスタ２０のゲート−ソース間電位を所定期間保持する蓄積容量素子３０とを備えている。これら画素スイッチ１０及び駆動トランジスタ２０は、例えば薄膜トランジスタにより構成され、ここではそれらの半導体層にポリシリコンを用いている。

また、各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、表示素子としての有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をそれぞれ備えている。すなわち、赤色画素ＰＸＲは、赤色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｒを備え、緑色画素ＰＸＧは、緑色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｇを備え、さらに、青色画素ＰＸＢは、青色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｂを備えている。

各種有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の構成は、基本的に同一であって、有機ＥＬ素子４０は、マトリクス状に配置され画素ＰＸ毎に独立島状に形成された第１電極６０と、第１電極６０に対向して配置され全画素ＰＸに共通に形成された第２電極６６と、これら第１電極６０と第２電極６６との間に保持された有機活性層６４と、によって構成されている。

アレイ基板１００は、画素ＰＸの行方向（すなわち図１のＹ方向）に沿って配置された複数の走査線Ｙｍ（ｍ＝１、２、…）と、走査線Ｙｍと略直交する方向（すなわち図１のＸ方向）に沿って配置された複数の信号線Ｘｎ（ｎ＝１、２、…）と、有機ＥＬ素子４０の第１電極６０側に電源を供給するための電源供給線Ｐと、を備えている。

電源供給線Ｐは、表示エリア１０２の周囲に配置された図示しない第１電極電源線に接続されている。有機ＥＬ素子４０の第２電極６６側は、表示エリア１０２の周囲に配置されコモン電位（ここでは接地電位）を供給する図示しない第２電極電源線に接続されている。

また、アレイ基板１００は、表示エリア１０２の外周に沿った周辺エリア１０４に、走査線Ｙｍのそれぞれに走査信号を供給する走査線駆動回路１０７と、信号線Ｘｎのそれぞれに映像信号を供給する信号線駆動回路１０８と、を備えている。すべての走査線Ｙｍは、走査線駆動回路１０７に接続されている。また、すべての信号線Ｘｎは、信号線駆動回路１０８に接続されている。

画素スイッチ１０は、ここでは走査線Ｙｍと信号線Ｘｎとの交差部近傍に配置されている。画素スイッチ１０のゲート電極は走査線Ｙｍに接続され、ソース電極は信号線Ｘｎに接続され、ドレイン電極は蓄積容量素子３０を構成する一方の電極及び駆動トランジスタ２０のゲート電極に接続されている。駆動トランジスタ２０のソース電極は蓄積容量素子３０を構成する他方の電極及び電源供給線Ｐに接続され、ドレイン電極は有機ＥＬ素子４０の第１電極６０に接続されている。

図２に示すように、アレイ基板１００は、配線基板１２０上に配置された有機ＥＬ素子４０を備えている。なお、配線基板１２０は、ガラス基板やプラスチックシートなどの絶縁性支持基板上に、画素スイッチ１０、駆動トランジスタ２０、蓄積容量素子３０、走査線駆動回路１０７、信号線駆動回路１０８、各種配線（走査線、信号線、電源供給線等）などを備えて構成されたものとする。

有機ＥＬ素子４０を構成する第１電極６０は、配線基板１２０表面の絶縁膜上に配置される。この第１電極６０は、ここではＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウム・ティン・オキサイド）やＩＺＯ（インジウム・ジンク・オキサイド）などの光透過性導電部材によって形成され、陽極として機能する。

有機活性層６４は、少なくとも発光機能を有する有機化合物を含み、各色共通に形成されるホールバッファ層、エレクトロンバッファ層、及び各色毎に形成される有機発光層の３層積層で構成されても良く、機能的に複合された２層または単層で構成されても良い。例えば、ホールバッファ層は、陽極および有機発光層間に配置され、芳香族アミン誘導体やポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体などの薄膜によって形成される。有機発光層は、赤、緑、または青に発光する発光機能を有する有機化合物によって形成される。この有機発光層は、例えば高分子系の発光材料を採用する場合には、ＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）やポリフルオレン誘導体またはその前駆体などの薄膜により構成される。

第２電極６６は、有機活性層６４上に各有機ＥＬ素子４０に共通に配置される。この第２電極６６は、例えばＣａ（カルシウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｂａ（バリウム）、Ａｇ（銀）、Ｙｂ（イッテルビウム）などの電子注入機能を有する金属膜によって形成され、陰極として機能している。この第２電極６６は、陰極として機能する金属膜の表面をカバーメタルで被覆した２層構造であっても良い。カバーメタルは、例えばアルミニウムによって形成される。

この第２電極６６の表面は、乾燥剤として吸湿性を有する材料で被覆されることが望ましい。すなわち、有機ＥＬ素子４０は、水分に触れると、その発光特性が急速に劣化する。このため、有機ＥＬ素子４０を水分から保護する目的で、その表面に相当する第２電極６６上に乾燥剤６８が配置される。この乾燥剤６８は、吸湿性を有する材料であれば良く、例えばリチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）などのアルカリ金属単体またはその酸化物、あるいは、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）などのアルカリ土類金属またはその酸化物などで形成される。

また、アレイ基板１００は、表示エリア１０２において、少なくとも隣接する色毎に画素ＲＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）間を分離する隔壁７０を備えている。隔壁７０は、各画素を分離するよう形成することが望ましく、ここでは、隔壁７０は、各第１電極６０の周縁に沿って格子状に配置され、第１電極６０を露出する隔壁の開口形状が円形または多角形となるよう形成されている。この隔壁７０は、樹脂材料によって形成されるが、例えば、親液性を有する有機材料によって形成された第１絶縁層、及び、第１絶縁層上に配置され疎液性を有する有機材料によって形成された第２絶縁層を積層した構造を有している。

このように構成された有機ＥＬ素子４０では、第１電極６０と第２電極６６との間に挟持された有機活性層６４にホール及び電子を注入し、これらを再結合させることにより励起子を生成し、この励起子の失活時に生じる所定波長の光放出により発光する。ここでは、このＥＬ発光は、アレイ基板１００の下面側すなわち第１電極６０側から出射され、表示画面を構成する。

ところで、アレイ基板１００は、配線基板１２０の主面に形成された有効部１０６を備えている。この有効部１０６は、ここでは少なくとも画像を表示するための複数の画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を備えた表示エリア１０２を含むものとするが、走査線駆動回路１０７や信号線駆動回路１０８などを備えた周辺エリア１０４を含んでも良い。

アレイ基板１００は、配線基板１２０の主面のうちの少なくとも有効部１０６を覆うように配置された封止体３００を備えている。この封止体３００の表面は、ほぼ平坦化されている。封止部材２００は、封止体３００の表面全体に塗布された接着剤により封止体３００に接着されている。この封止部材２００は、プラスチックシートなどの光透過性を有する絶縁性フィルムや、ダイアモンドライクカーボン等によって構成される。

封止体３００は、バッファ層３１１、３１２…と、これらのバッファ層より形成面積が大きなパターンであってしかも各バッファ層を外気から遮蔽するよう被覆するバリア層３２０、３２１、３２２…と、を積層した構造を有している。封止体３００の最外層及び最内層は、バリア層であることが望ましい。また、各バリア層は、その周囲で下層のバッファ層の側面を被覆することが望ましい。

各バッファ層３１１、３１２…は、例えばアクリル系樹脂などの有機系材料により、例えば０．１〜５μｍ程度の膜厚で形成される。特に、ここでは、これらのバッファ層３１１、３１２…を形成する材料としては、比較的粘性の低い液体の状態で塗布され、下層の凹凸を吸収した状態で硬化するような材料を選択することが望ましい。このような材料を用いて形成されたバッファ層３１１、３１２…は、それらの表面を平坦化する平坦化層としての機能を有する。

各バリア層３２０、３２１、３２２…は、例えば、アルミニウムやチタンなどの金属材料、ＩＴＯやＩＺＯなどの金属酸化物材料、または、アルミナなどのセラミック系材料などの無機系材料により、例えば０．１μｍオーダの膜厚で形成される。ＥＬ発光を第１電極６０側から取り出す下面発光方式の場合、バリア層３２０、３２１、３２２…の少なくとも１層として適用される材料は、遮光性及び光反射性を有していることが望ましい。また、ＥＬ発光を第２電極６６側から取り出す上面発光方式の場合、バリア層３２０、３２１、３２２…として適用される材料は光透過性を有していることが望ましい。

次に、有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明する。
まず、図３の（ａ）に示すように、基板ＳＵＢの主面に、有効部１０６を形成する。この有効部１０６は、金属膜及び絶縁膜の成膜やパターニングなどの処理を繰り返すことによって形成された、画素スイッチ１０、駆動トランジスタ２０、蓄積容量素子３０、走査線駆動回路１０７、信号線駆動回路１０８の他に、信号線Ｘｎ、走査線Ｙｍ、電源供給線Ｐ等の各種配線、さらには、それぞれ有機ＥＬ素子４０を備えた複数の画素ＰＸを含むものとする。

続いて、基板ＳＵＢの主面の少なくとも有効部１０６を覆うように封止体３００を配置する。まず、図３の（ｂ）に示すように、有効部１０６を外気から遮蔽するベースバリア層３２０を形成する。このベースバリア層３２０は、図４に示したバリア層形成用の第１チャンバ６０１において、金属材料を蒸着することによって形成される。このとき、ベースバリア層３２０は、基板主面において、有効部１０６を含み、且つ、有効部１０６より大きな範囲にわたって形成される。

続いて、図３の（ｃ）に示すように、ベースバリア層３２０上に、少なくとも有効部１０６より大きなパターンの第１バッファ層３１１を形成する。この第１バッファ層３１１は、まず、図４に示したバッファ層成膜用の第２チャンバ６０２において、液体のモノマを蒸発させて成膜したのに続いて、バッファ層硬化用の第３チャンバ６０３において、モノマをポリマ化することによって形成される。このとき、第１バッファ層３１１は、直下のベースバリア層３２０より小さな範囲であって、且つ、有効部１０６より大きな範囲にわたって形成される。

なお、モノマとして、感光性樹脂材料（例えば紫外線硬化型樹脂材料）が適用された場合、第３チャンバ６０３において、所定波長（例えば紫外線波長）の光源を用いてモノマを所定露光量で露光する。これにより、成膜されたモノマがポリマ化されることで硬化し、第１バッファ層３１１が形成される。

また、モノマとして、電子線硬化型樹脂材料が適用された場合、第３チャンバ６０３において、電子線源を用いてモノマに電子ビームを照射する。これにより、成膜されたモノマがポリマ化されることで硬化し、第１バッファ層３１１が形成される。

ここでは、バッファ層を形成するために、バッファ層成膜用の第２チャンバ６０２とバッファ層硬化用の第３チャンバ６０３とを用意したが、第２チャンバ６０２が所定波長の光源や電子線源を備え、第２チャンバ６０２にて成膜工程と硬化工程とを同時に行っても良い。また、第２チャンバ６０２にて気相でポリマ化する樹脂材料を蒸着することで、硬化工程を不要とすることも可能である。

このような第１バッファ層３１１を形成した後は、図３の（ｂ）を参照して説明したのと同様に、第１チャンバ６０１において第１バッファ層３１１を外気から遮蔽する第１バリア層３２１を形成する。この第１バリア層３２１は、直下の第１バッファ層３１１より大きな範囲にわたって形成される。

そして、図３の（ｃ）を参照して説明したのと同様に、第２チャンバ６０２及び６０３において第１バリア層３２１上に第２バッファ層３１２を形成する。この第２バッファ層３１２は、直下の第１バリア層３２１より小さな範囲であって、且つ、有効部１０６より大きな範囲にわたって形成される。

そして、再び、第１チャンバ６０１において第２バッファ層３１２を外気から遮蔽する第２バリア層３２２を形成する。この第２バリア層３２２は、直下の第２バッファ層３１２より大きな範囲にわたって形成される。以上のような工程を経て、図２に示すような構造の封止体３００が形成される。

続いて、封止体３００の表面、すなわち第２バリア層３２２の表面全体に接着剤を塗布し、封止部材２００を接着する。マザー基板上に複数のアレイ部を形成した場合には、この後、マザー基板をアレイ部毎に単個サイズに切り出す。また、必要に応じてＥＬ発光を取り出す側の表面に偏光板を貼り付けても良い。

上述したような製造工程によって製造された有機ＥＬ表示装置１によれば、下層の影響を受けにくく有効部１０６に形成された有機ＥＬ素子４０を確実に被覆することができる。また、これらバッファ層またはバリア層のいずれかにミクロ的な間隙が形成されたとしても、複数層を積層したことにより、有機ＥＬ素子４０へ到達するまでのルートが長くなり、長寿命化に対して十分な効果がある。したがって、有機ＥＬ素子４０を外気から遮蔽することができ、長期にわたって十分な性能を維持することができる。また、封止体３００上に接着剤によって封止部材２００を接着する際、あるいは、封止部材２００上に接着剤によって偏向板を接着する際に、接着剤に含まれる不純物の有機ＥＬ素子４０内への侵入を防止することができ、有機ＥＬ素子４０の性能の劣化を防止することができる。

（１）ところで、バリア層を形成する方法としては、スパッタ法や電子ビーム蒸着法などが適用可能である。しかしながら、スパッタ法では、主にイオンが基板に衝突することにより、基板自身が加熱され、基板温度が上昇する。また、電子ビーム蒸着法では、電子（例えば材料源から放出された２次電子や電子線源から放出された電子）が基板に衝突することにより、基板自身が加熱され、基板温度が上昇する。このような基板温度の上昇は、既に有効部に形成された有機ＥＬ素子にダメージを与えてしまう。

そこで、バリア層形成用の第１チャンバ６０１は、以下に説明するような製造装置を搭載している。すなわち、この製造装置は、図５に示すように、バリア層を形成するための材料源Ｓを収容する収容部７０１と、有効部１０６を備えた基板ＳＵＢをその主面が収容部７０１に対向した状態で保持する基板ホルダ７０２と、収容部７０１と基板ホルダ７０２に保持された基板ＳＵＢとの間に配置された防熱板７０３と、を備えて構成されている。

このような防熱板７０３を備えたことにより、基板温度の上昇を抑制することができ、有機ＥＬ素子へのダメージを回避することができる。基板温度の上昇をさらに抑制するためには、防熱板７０３を積極的に冷却することが望ましく、冷却機構７０４を設けても良い。例えば、冷却機構７０４は、防熱板７０３を循環水で直接冷却する機構であってもよいし、銅などの高熱伝導性の素材で形成された防熱板７０３と冷却ターミナルとを熱的に接触させた機構であっても良い。

この製造装置では、基板ＳＵＢは、有効部１０６が形成された主面側に対して位置合わせされたマスク７０５と一体化されている。このマスク７０５は、マスクホルダ７０６に保持されている。マスク７０５は、金属材料によって形成されることが多く、しかも、基板ＳＵＢに近接して配置される（基板ＳＵＢに密着して配置されることもある）。このため、マスク７０５の温度上昇を抑えることは、基板温度の上昇を抑えるために有効である。したがって、マスクホルダ７０６に冷却機構を設けても良い。また、基板ホルダ７０２も冷却機構を設けて基板ＳＵＢの背面を冷却しても良い。

また、図５に示したような電子ビーム蒸着法に適用可能な製造装置は、収容部７０１に収容された材料源Ｓに対して電子線を照射する電子線源７０７を備えている。スパッタ法に適用可能な製造装置は、電子線源は不要である。

このように、電子ビーム蒸着法に適用可能な電子線源を備えた製造装置であっても、材料源と基板との間に防熱板を設けたことにより、材料源と電子との衝突によって発生する２次電子や、電子線源から放出された電子による基板の過熱を防止することができる。また、スパッタ法に適用可能な製造装置であっても、イオンによる基板の過熱を防止することができる。したがって、基板上に既に形成された表示素子の熱によるダメージを軽減することが可能となる。

なお、有機ＥＬ素子４０を構成する有機活性層６４として低分子系材料を用いた場合には、基板温度を１２０度以下とするように冷却することが望ましく、また、有機活性層６４として高分子系材料を用いた場合には、基板温度を２００度以下とするように冷却することが望ましい。このように、有機活性層を構成する材料に応じて基板温度を所定温度以下となるよう温度制御することにより、素子のダメージを軽減することができる。

（２）また、バリア層を形成する方法として、上述した電子ビーム蒸着法では、電子の衝突に伴う基板温度の上昇の他に、既に有効部に形成された有機ＥＬ素子に直接電子が衝突することによっても有機ＥＬ素子にダメージを与えてしまう。また、画素スイッチ及び駆動トランジスタにも、直接電子が衝突することによってダメージを与えてしまう。

そこで、バリア層形成用の第１チャンバ６０１は、以下に説明するような製造装置を搭載している。なお、図５に示した製造装置と同一の構成については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

すなわち、この製造装置は、図６に示すように、バリア層を形成するための材料源Ｓを収容する収容部７０１と、有効部１０６を備えた基板ＳＵＢをその主面が収容部７０１に対向した状態で保持する基板ホルダ７０２と、収容部７０１と基板ホルダ７０２に保持された基板ＳＵＢとの間に配置され、接地された導電性を有するグリッド７１１と、を備えて構成されている。

このような導電性グリッド７１１を備えたことにより、材料源Ｓから基板ＳＵＢに向かう電子を吸収し、基板温度の上昇を抑制することができるとともに、有機ＥＬ素子に直接衝突する電子の数を低減することができる。このため、有機ＥＬ素子へのダメージを回避することができる。

この製造装置では、基板ＳＵＢは、有効部１０６が形成された主面側に対して位置合わせされたマスク７０５と一体化されている。このマスク７０５は、マスクホルダ７０６に保持されている。マスク７０５は、金属材料によって形成されることが多く、しかも、基板ＳＵＢに近接して配置される（基板ＳＵＢに密着して配置されることもある）。このため、不要な電子を吸収するためには、マスク７０５も接地することが有効である。

また、図６に示したような電子ビーム蒸着法に適用可能な製造装置は、収容部７０１に収容された材料源Ｓに対して電子線を照射する電子線源７０６を備えている。

このように、電子ビーム蒸着法に適用可能な電子線源を備えた製造装置であっても、材料源と基板との間に導電性グリッドを設けたことにより、材料源と電子との衝突によって発生する２次電子や、電子線源から放出された電子による基板の過熱及び表示素子への衝突を防止することができる。したがって、基板上に既に形成された表示素子のダメージを軽減することが可能となる。

なお、基板温度の上昇をさらに抑制するためには、図５に示したような防熱板７０３を設けても良いし、防熱板７０３、マスクホルダ７０６、基板ホルダ７０２に冷却機構を設けて基板を積極的に冷却しても良い。

また、導電性グリッド７１１は、基板主面に向けて照射される電子線の吸収線量を２００Ｊ／ｇ以下とすることが望ましい。このように、バリア層を形成する間に照射される電子線の吸収線量を所定値以下となるよう制御することにより、素子のダメージを軽減することができる。

（３）一方で、バッファ層を形成する方法のうち、樹脂材料を成膜する方法としては、加熱蒸着法などが適用可能である。しかしながら、加熱蒸着法では、主に加熱されたユニットからの輻射熱により、基板自身が加熱され、基板温度が上昇する。このような基板温度の上昇は、既に有効部に形成された有機ＥＬ素子にダメージを与えてしまう。

そこで、バッファ層成膜用の第２チャンバ６０２は、以下に説明するような製造装置を搭載している。なお、図５に示した製造装置と同一の構成については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

すなわち、この製造装置は、図７に示すように、バッファ層を形成するための材料源（樹脂材料のモノマ）Ｓを収容する収容部７２１と、有効部１０６を備えた基板ＳＵＢをその主面が収容部７２１に対向した状態で保持する基板ホルダ７０２と、収容部７２１と基板ホルダ７０２に保持された基板ＳＵＢとの間に配置された防熱板７２２と、を備えて構成されている。

このような加熱蒸着法に適用可能な製造装置は、各種加熱されたユニットを備えている。すなわち、材料源Ｓの蒸気を生成するために、収容部７２１に収容された材料源Ｓは、加熱源７２３により加熱されている。また、材料源Ｓの蒸気が付着した際に固まるのを防止するために、収容部７２１から基板ホルダ７０２側に向かって延びる側壁部７２４も加熱されている。

このような製造装置では、防熱板７２２を備えたことにより、基板温度の上昇を抑制することができ、有機ＥＬ素子へのダメージを回避することができる。特に、基板主面に対向する収容部７２１からの輻射熱による影響を軽減するためには、防熱板７２２を収容部７２１に近接して配置することが望ましい。

このように、加熱蒸着法に適用可能な各種加熱ユニットを備えた製造装置であっても、材料源と基板との間に防熱板を設けたことにより、加熱ユニットからの輻射熱による基板の過熱を防止することができる。したがって、基板上に既に形成された表示素子の熱によるダメージを軽減することが可能となる。

なお、基板温度の上昇をさらに抑制するためには、（１）で説明したように、防熱板７２２、マスクホルダ７０６、基板ホルダ７０２に冷却機構を設けて、基板を積極的に冷却するように構成しても良い。

（４）また、バッファ層を形成する方法のうち、樹脂材料を硬化する方法としては、電子線硬化法などが適用可能である。しかしながら、電子線硬化法では、電子の衝突に伴う基板温度の上昇の他に、既に有効部に形成された有機ＥＬ素子に直接電子が衝突することによっても有機ＥＬ素子にダメージを与えてしまう。また、画素スイッチ及び駆動トランジスタにも、直接電子が衝突することによってダメージを与えてしまう。

そこで、バッファ層硬化用の第３チャンバ６０３は、以下に説明するような製造装置を搭載している。なお、図５に示した製造装置と同一の構成については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

すなわち、この製造装置は、図８に示すように、電子線を照射する電子線源７３１と、バッファ層を形成するための材料源（樹脂材料のモノマ）を成膜した主面が電子線源７３１に対向した状態で基板ＳＵＢを保持する基板ホルダ７０２と、電子線源７３１と基板ホルダ７０２に保持された基板ＳＵＢとの間に配置され、接地された導電性を有するグリッド７３２と、を備えて構成されている。

電子線源７３１は、電子ビームを発生する電子ビーム発生部７３１Ａ、電子ビーム発生部７３１Ａから発生した電子ビームを偏向する偏向部７３１Ｂなどを備えて構成されている。

このような導電性グリッド７３２を備えたことにより、電子線源７３１から基板ＳＵＢに向かう電子を吸収し、基板温度の上昇を抑制することができるとともに、有機ＥＬ素子に直接衝突する電子の数を低減することができる。このため、有機ＥＬ素子へのダメージを回避することができる。

この製造装置では、基板ＳＵＢは、有効部１０６が形成された主面側に対して位置合わせされたマスク７０５と一体化されている。このマスク７０５は、マスクホルダ７０６に保持されている。マスク７０５は、金属材料によって形成されることが多く、しかも、基板ＳＵＢに近接して配置される（基板ＳＵＢに密着して配置されることもある）。このため、不要な電子を吸収するためには、マスク７０５も接地することが有効である。

このように、電子線硬化法に適用可能な電子線源を備えた製造装置であっても、電子線源と基板との間に導電性グリッドを設けたことにより、電子線源から放出された電子による基板の過熱及び表示素子への衝突を防止することができる。したがって、基板上に既に形成された表示素子のダメージを軽減することが可能となる。

なお、基板温度の上昇をさらに抑制するためには、図５に示したような防熱板７０３を設けても良いし、防熱板７０３、マスクホルダ７０６、基板ホルダ７０２に冷却機構を設けて基板を積極的に冷却しても良い。

また、導電性グリッド７３２は、基板主面に向けて照射される電子線の吸収線量を２００Ｊ／ｇ以下とすることが望ましい。このように、バッファ層を形成するためにモノマを硬化する間に照射される電子線の吸収線量を所定値以下となるよう制御することにより、素子のダメージを軽減することができる。

以上説明したように、基板主面に形成された有効部は、少なくとも２層のバッファ層及びバッファ層より大きなパターンであって各バッファ層を被覆するバリア層を積層した構造の封止体によって覆われている。このため、有効部に形成された表示素子を確実に被覆することができ、しかも、外部からの不純物や外気に対して高い遮蔽性を確保することができ、長期にわたって良好な表示性能を維持することができる。

また、このような構造の封止体を製造するに際して、防熱板を用いて基板温度の過度の上昇を抑制するとともに、導電性グリッドを用いて基板主面に向かう電子を吸収することにより、既に基板主面の有効部に形成された表示素子への熱によるダメージ及び電子の衝突によるダメージを軽減することが可能となる。

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。

上述した各実施例では、封止体を構成するバッファ層が２層でバリア層が３層の場合を例に説明したが、それぞれ２層以上であれば、層数の組み合わせはこの例に限定されるものではない。なお、封止体を１０層以上の薄膜を積層して構成するような場合は工程数が多すぎて生産性が低下する。このため、積層する薄膜の層数は、２層以上１０層未満であって、望ましくは３乃至５層に設定される。

図１は、この発明の一実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す図である。 図２は、図１に示した有機ＥＬ表示装置の１画素分の構造を概略的に示す断面図である。 図３の（ａ）乃至（ｃ）は、封止体の製造工程を説明するための図である。 図４は、封止体を製造するための製造装置の構成を概略的に示す図である。 図５は、バリア層を形成するための製造装置の構成を概略的に示す図である。 図６は、バリア層を形成するための製造装置の他の構成を概略的に示す図である。 図７は、バッファ層を形成するための製造装置の構成を概略的に示す図である。 図８は、バッファ層を形成するための製造装置の構成を概略的に示す図である。

符号の説明

１…有機ＥＬ表示装置、１０…画素スイッチ、２０…駆動トランジスタ、３０…蓄積容量素子、４０…有機ＥＬ素子、６０…第１電極、６４…有機活性層、６６…第２電極、７０…隔壁、１００…アレイ基板、１０６…有効部、１２０…配線基板、２００…封止部材、３００…封止体、３１１，３１２…バッファ層、３２０，３２１，３２２…バリア層、６０１…第１チャンバ、６０２…第２チャンバ、６０３…第３チャンバ、７０１…収容部、７０２…基板ホルダ、７０３…防熱板、７０７…電子線源、７１１…グリッド、７２２…防熱板、７３１…電子線源、７３２…グリッド、ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…画素、ＳＵＢ…基板、Ｓ…材料源

Claims (10)

1. 基板主面に形成され、画像を表示するための複数の画素を備えた有効部と、
   基板主面の少なくとも前記有効部を覆うように配置され、バッファ層、及び、前記バッファ層より大きなパターンであってしかも各バッファ層を被覆するバリア層を積層した構造を有する封止体と、を備えた表示装置の製造装置であって、
   前記バッファ層または前記バリア層を形成するための材料源を収容する収容部と、
   前記有効部を備えた前記基板をその主面が前記収容部に対向した状態で保持する基板ホルダと、
   前記収容部と前記基板ホルダに保持された前記基板との間に配置された防熱板と、
   を備えたことを特徴とする製造装置。
2. 前記防熱板は、冷却機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造装置。
3. さらに、前記収容部に収容された材料源を加熱する加熱源を備えたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造装置。
4. 基板主面に形成され、画像を表示するための複数の画素を備えた有効部と、
   基板主面の少なくとも前記有効部を覆うように配置され、バッファ層、及び、前記バッファ層より大きなパターンであってしかも各バッファ層を被覆するバリア層を積層した構造を有する封止体と、を備えた表示装置の製造装置であって、
   前記バリア層を形成するための材料源を収容する収容部と、
   前記有効部を備えた前記基板をその主面が前記収容部に対向した状態で保持する基板ホルダと、
   前記収容部と前記基板ホルダに保持された前記基板との間に配置され、接地された導電性を有するグリッドと、
   を備えたことを特徴とする製造装置。
5. さらに、前記収容部に収容された材料源に対して電子線を照射する電子線源を備えたことを特徴とする請求項１または４に記載の表示装置の製造装置。
6. 基板主面に形成され、画像を表示するための複数の画素を備えた有効部と、
   基板主面の少なくとも前記有効部を覆うように配置され、バッファ層、及び、前記バッファ層より大きなパターンであってしかも各バッファ層を被覆するバリア層を積層した構造を有する封止体と、を備えた表示装置の製造装置であって、
   電子線を照射する電子線源と、
   前記バッファ層を形成するための材料源を成膜した主面が前記電子線源に対向した状態で前記基板を保持する基板ホルダと、
   前記電子線源と前記基板ホルダに保持された前記基板との間に配置され、接地された導電性を有するグリッドと、
   を備えたことを特徴とする製造装置。
7. 前記グリッドは、前記基板主面に向けて照射される電子線の吸収線量を２００Ｊ／ｇ以下とすることを特徴とする請求項４または６に記載の表示装置の製造装置。
8. 前記バリア層は、金属材料、金属酸化物材料、または、セラミック系材料によって形成されたことを特徴とする請求項１、４、及び６のいずれか１項に記載の表示装置の製造装置。
9. 前記バッファ層は、樹脂材料によって形成されたことを特徴とする請求項１、４、及び６のいずれか１項に記載の表示装置の製造装置。
10. 基板主面に、画像を表示するための複数の画素を備えた有効部を形成し、
    基板主面の少なくとも前記有効部を覆うように封止体を配置する、表示装置の製造方法であって、
    前記封止体の製造工程は、
    少なくとも２層のバッファ層を形成する工程と、
    前記バッファ層より大きなパターンであってしかも各バッファ層を被覆するバリア層を形成する工程と、を含み、
    前記バッファ層及び前記バリア層を形成する工程では、前記基板主面に向けて照射される電子線の吸収線量を２００Ｊ／ｇ以下とすることを特徴とする表示装置の製造方法。

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