JP2005215478A

JP2005215478A - Ｔｆｔ基板とその製造方法、有機ｅｌ表示装置、並びに電子機器

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Publication number: JP2005215478A
Application number: JP2004023925A
Authority: JP
Inventors: Junichi Taira; 準一平
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2024-01-30
Also published as: JP4654581B2

Abstract

【課題】ＩＴＯウエットエッチング処理時の金属配線腐食を防止し、かつ面内均一なＩＴＯパターニングを行う製造方法を提供する。
【解決手段】表示領域に配置される複数のＴＦＴ素子と、所定のＴＦＴ素子に接続されかつ非表示領域に外部と接続するための接続端子を有する導電部１１２とを備えるＴＦＴ基板であって、上記表示領域及び上記非表示領域の全面に対して配置される窒化珪素膜３８０と、上記窒化珪素膜上に配置される酸化珪素膜６００とを備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、ＴＦＴ基板とその製造方法、有機ＥＬ表示装置、並びに電子機器に関するものである。

例えば、近年、ノートパソコン、携帯電話機、電子手帳等の電子機器において、情報を表示する手段として有機エレクトロルミネッセンス（以下有機ＥＬと称す）素子を画素に対応させて複数備える有機ＥＬ表示装置等といった表示装置が提案されている。このような有機ＥＬ表示装置は、複数の有機ＥＬ素子を有する表示領域と、有機ＥＬ素子を基板間において封止するための封止部材が配置される封止部材配置領域とを所定の基板上に備えている。
特開平２００３−１８６４２０号公報特開平２００２−３２３７０５号公報

ところで、このような基板は、各画素を駆動するためのＴＦＴ素子が備えられているものが一般的である。そして、ＴＦＴ素子の半導体層の欠陥低減のため、ＴＦＴ素子の絶縁層に水素イオンを注入する場合がある。このような場合には、絶縁層に注入した水素イオンの漏出を防止するために、基板全面に窒化珪素からなる膜を形成する。

しかしながら、窒化珪素からなる膜は、ピンホール等の欠陥が発生する場合があり、その後の製造工程において窒化珪素膜上に、例えばウエットエッチング法を行うと窒化珪素膜のピンホール等の欠陥を介してエッチング液が浸透して他の部材等を形成する際に金属配線（導電部）を劣化させる等の不具合が生じる場合があった。また、例えば、有機ＥＬ表示装置が有機ＥＬ素子の配置領域を平坦化するための平坦化膜を有している場合に、平坦化膜上のＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）と表示領域外のＩＴＯとを同時にウエットエッチング法によって、エッチング処理すると、平坦化膜上のＩＴＯと表示領域外のＩＴＯのエッチング速度に差が生じ、両者のＩＴＯを同様な精度でパターニングすることが困難となる場合があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、窒化珪素膜の膜性の悪さ、ウエットエッチングのパターン制御性に起因する不具合を解消することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るＴＦＴ基板は、表示領域に配置される複数のＴＦＴ素子と、所定のＴＦＴ素子に接続されかつ非表示領域に外部と接続するための接続端子を有する導電部とを備えるＴＦＴ基板であって、上記表示領域及び上記非表示領域の全面に対して配置される窒化珪素膜と、上記窒化珪素膜上に配置される酸化珪素膜とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係るＴＦＴ基板の製造方法は、表示領域に配置される複数のＴＦＴ素子と、所定のＴＦＴ素子に接続されかつ非表示領域に外部と接続するための接続端子を有する導電部とを備えるＴＦＴ基板の製造方法であって、上記非表示領域及び上記ＴＦＴ素子が配置された上記表示領域の全面に対して窒化珪素膜を配置する工程と、上記窒化珪素膜上に酸化珪素膜を配置する工程とを有することを特徴とする。

このような特徴を有する本発明に係るＴＦＴ基板及びその製造方法によれば、窒化珪素膜上に酸化珪素膜が配置される。酸化珪素膜は、窒化珪素膜と比較して膜性が良いため、窒化珪素膜上に酸化珪素膜を配置することによって、後工程における導電部の劣化等を防止することができ、窒化珪素膜の膜性の悪さに起因する不具合を解消することが可能となる。

また、本発明に係るＴＦＴ基板においては、上記ＴＦＴ素子が、半導体層と、該半導体層上に形成されかつ水素イオンを注入された絶縁層とを備えるという構成を採用することができる。このような構成を採用することによって、半導体層の欠陥低減が可能となる。また、本発明に係るＴＦＴ基板は、上述のように上記非表示領域及び上記ＴＦＴ素子が配置された上記表示領域の全面に対して窒化珪素膜が配置されているため、水素イオンの漏出を防止することができる。

また、本発明に係るＴＦＴ基板は、上記接続端子上に配置されかつＩＴＯからなる補助接続端子を有するという構成を採用することができる。このように、ＩＴＯは、仕事関数が高いため、このようなＩＴＯからなる補助接続端子を接続端子上に配置することによって、外部からの所定の信号あるいは電位をＴＦＴ素子に容易に供給することが可能となる。

次に、本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、複数の有機ＥＬ素子を有する表示領域と、上記有機ＥＬ素子を基板間において封止するための封止部材が配置される封止部材配置領域とを所定の基板上に備える有機ＥＬ表示装置であって、上記基板として本発明に係るＴＦＴ基板を用いることを特徴とする。

本発明に係るＴＦＴ基板によれば、窒化珪素膜の膜性の悪さに起因する不具合を解消することができるため、本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、優れた信頼性を有する有機ＥＬ表示装置となる。

また、本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、上記有機ＥＬ素子の配置領域を平坦化しかつ上記表示領域内に形成される平坦化膜を備えるという構成を採用することができる。例えば、このような平坦化膜は、アクリル樹脂によって形成されており、アクリル樹脂と酸化珪素膜上のＩＴＯの膜性はほぼ同一である。これは、アクリル樹脂及び酸化珪素上のＩＴＯがアモルファス構造になり易い特性を有しているためである。このため、例えば、平坦化膜上のＩＴＯと表示領域外のＩＴＯとを同時にウエットエッチング法によって、エッチング処理する場合であっても、平坦化膜上のＩＴＯと表示領域外のＩＴＯのエッチング速度に差が生じず、両者のＩＴＯを同様な精度でパターニングすることができる。なお、実際に、アクリル樹脂上の例えば膜厚５０ｎｍのＩＴＯにおけるジャストエッチング時間は約１００秒であるのに対し、窒化珪素膜上のＩＴＯにおけるジャストエッチング時間は約１７０秒かかった。なお、この場合におけるジャストエッチング時間とは、ＩＴＯ膜が膜厚方向にエッチングが進行して下層表面が露出するまでの時間をいう。このジャストエッチング時間を境にして、ＩＴＯ膜のエッチングの進行が膜厚方向に直交する面方向となる。

次に、本発明に係る電子機器は、本発明に係る有機ＥＬ表示装置を表示部として備えることを特徴とする。
本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、上述のように、優れた信頼性を有するため、この有機ＥＬ表示装置を表示部として備える電子機器の信頼性も向上される。

以下、図面を参照して、本発明に係るＴＦＴ基板とその製造方法、有機ＥＬ表示装置、並びに電子機器の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材及び各層を認識可能な大きさとするために、各部材及び各層の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の配線構造を示す模式図である。
有機ＥＬ表示装置１は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下では、ＴＦＴと略記する）を有するアクティブマトリクス方式の有機ＥＬ表示装置である。

図１に示すように、有機ＥＬ表示装置１は、複数の走査線１０１（導電部）と、各走査線１０１に対して直角に交差する方向に延びる複数の信号線１０２（導電部）と、各信号線１０２に並列に延びる複数の電源線１０３（導電部）とがそれぞれ配線された構成を有するとともに、走査線１０１と信号線１０２の各交点付近に、画素領域Ｘが設けられている。

信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ線駆動回路１００が接続されている。また、走査線１０１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査線駆動回路８０が接続されている。

更に、画素領域Ｘの各々には、走査線１０１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用ＴＦＴ１１２（ＴＦＴ素子）と、このスイッチング用ＴＦＴ１１２を介して信号線１０２から共有される画素信号を保持する保持容量１１３と、該保持容量１１３によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用ＴＦＴ１２３（ＴＦＴ素子）と、この駆動用ＴＦＴ１２３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに該電源線１０３から駆動電流が流れ込む陽極（電極）２３と、この陽極２３と陰極５０との間に挟み込まれた機能層１１１とが設けられている。陽極２３と陰極５０と機能層１１１により、発光素子（有機ＥＬ素子）が構成されている。

この有機ＥＬ表示装置１によれば、走査線１０１が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ１１２がオン状態になると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量１１３に保持され、該保持容量１１３の状態に応じて、駆動用ＴＦＴ１２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１２３のチャネルを介して、電源線１０３から陽極２３に電流が流れ、更に機能層１１１を介して陰極５０に電流が流れる。機能層１１１は、これを流れる電流量に応じて発光する。そこで、発光はそれぞれ陽極２３ごとにオン・オフを制御されるから、陽極２３は画素電極となっている。

次に、本実施形態の有機ＥＬ表示装置１の具体的な態様を、図２〜４を参照して説明する。図２は有機ＥＬ表示装置１の構成を模式的に示す平面図である。図３は図２のＡ−Ｂ線に沿う断面図、図４は図２のＣ−Ｄ線に沿う断面図である。

図２に示すように、本実施形態の有機ＥＬ表示装置１は、電気絶縁性を備える基板２０と、図示略のスイッチング用ＴＦＴに接続された画素電極が基板２０上にマトリックス状に配置されてなる図示略の画素電極域（表示領域）と、画素電極域の周囲に配置されるとともに各画素電極に接続される電源線１０３（図１参照）と、少なくとも画素電極域上に位置する平面視ほぼ矩形の画素部３（図中一点鎖線枠内）とを具備して構成されている。また、画素部３は、中央部分の実表示領域４（図中二点鎖線枠内）と、実表示領域４の周囲に配置されたダミー領域５（一点鎖線及び二点鎖線の間の領域）とに区画されている。

実表示領域４には、それぞれ画素電極を有する表示領域Ｒ、Ｇ、ＢがＡ−Ｂ方向及びＣ−Ｄ方向に離間して配置されている。
また、実表示領域４の図中両側には、走査線駆動回路８０が配置されている。この走査線駆動回路８０はダミー領域５の下側に位置して設けられている。

更に、実表示領域４の図中上側には、検査回路９０が配置されている。この検査回路９０はダミー領域５の下側に位置して設けられている。この検査回路９０は、有機ＥＬ表示装置１の作動状況を検査するための回路であって、例えば検査結果を外部に出力する不図示の検査情報出力手段を備え、製造途中や出荷時の表示装置の品質、欠陥の検査を行うことができるように構成されている。

走査線駆動回路８０及び検査回路９０の駆動電圧は、所定の電源部から駆動電圧導通部及び駆動電圧導通部を介して印加されている。また、これら走査線駆動回路８０及び検査回路９０への駆動制御信号及び駆動電圧は、この有機ＥＬ表示装置１の作動制御を司る所定のメインドライバなどから駆動制御信号導通部及び駆動電圧導通部を介して送信及び印加されるようになっている。なお、この場合の駆動制御信号とは、走査線駆動回路８０及び検査回路９０が信号を出力する際の制御に関連するメインドライバなどからの指令信号である。

また、データ線駆動回路１００は、基板２０とは別体のフレキシブル基板２００上に配置されており、当該フレキシブル基板２００と基板２０と接続することによって、データ線駆動回路１００と信号線１０２を電気的に接続している。

有機ＥＬ表示装置１は、図３及び図４に示すように、基板２０と封止基板３０とが封止樹脂４０を介して貼り合わされている。基板２０、封止基板３０及び封止樹脂４０とで囲まれた領域には、乾燥剤４５が挿入されるとともに、例えば窒素ガスなどの不活性ガスが充填された不活性ガス充填層４６が形成されている。なお、本発明における封止部材は、本実施形態における封止基板３０及び封止樹脂４０から構成されている。

基板２０は、透明基板及び不透明基板のいずれも用いることができる。不透明基板としては、例えば、アルミナ等のセラミック、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したものの他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。また、透明基板あるいは半透明基板としては、例えば、ガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等が挙げられ、特に、安価なソーダガラス基板が好適に用いられる。

封止基板３０は、例えば、電気絶縁性を有する板状部材を採用することができる。また、封止樹脂４０は、例えば、熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂からなるものであり、特に熱硬化樹脂の一種であるエポキシ樹脂よりなることが好ましい。そして、この封止基板３０は、基板２０の画素電極領域の周りに形成された封止基板配置領域Ａ上に封止樹脂４０を介して配置されている。

また、基板２０上には、陽極２３を駆動するための駆動用ＴＦＴ１２３などを含む回路部１１が形成され、回路部１１の上部には、駆動用ＴＦＴ１２３に接続されたそれぞれの陽極２３が図２の表示領域Ｒ、Ｇ、Ｂの位置に対応して形成されている。実表示領域４内の陽極２３の上層には、機能層１１１が形成され、その上層には、陰極５０が形成されている。なお、回路部１１には、走査線駆動回路８０、検査回路９０、及びそれらを接続して駆動するための駆動電圧動通部、駆動制御信号導通部などが含まれている。

次に、機能層１１１の概略構成について、図５を参照して説明する。
図５は本実施形態の機能層１１１の概略構成を説明するための概念図である。機能層１１１は、陽極２３と陰極５０に挟まれる多層構造を備えており、陽極２３側から順に、正孔輸送／注入層７１と、有機ＥＬ層６０と、電子輸送層５２とが形成されたものである。

陽極２３は、反射金属層２３ａとＩＴＯ２３ｂとが積層されて構成され、印加された電圧によって、正孔を有機ＥＬ層６０に向けて注入するものである。ＩＴＯ２３ｂの材料としてはＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）が好適とされるが、これ以外にも、例えば酸化インジウム・酸化亜鉛系アモルファス透明導電膜（Indium Zinc Oxide：ＩＺＯ／アイ・ゼット・オー）（登録商標）等を用いることができる。なお、本実施形態ではＩＴＯを用いるものとする。正孔を有機ＥＬ層６０に向けて注入するため、仕事関数が４．５ｅＶ（エレクトロンボルト）以上となっていることが好ましい。このように、陽極２３を反射金属層２３ａとＩＴＯ２３ｂとによって構成することによって、２３ａにより優れた反射性を有し、ＩＴＯ２３ｂによって高い仕事関数を有する電極とすることができる。

正孔輸送／注入層７１は、導電性高分子材料の一つであり、陽極２３の正孔を有機ＥＬ層６０に注入するための正孔注入層を構成するものであり、その膜厚は、３０ｎｍに形成されている。
このような正孔注入層を形成する材料の例として種種の導電性高分子材料が好適に用いられ、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール等を採用することができる。具体的には、３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に３，４−ポリエチレンジオシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液などが用いられる。

有機ＥＬ層６０は、陽極２３から正孔輸送／注入層７１を経て注入された正孔と、陰極５０からの注入された電子とが結合して蛍光を発生させるようになっている。有機ＥＬ層６０を形成するための材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料を用いることができる。具体的には、ポリフルオレン誘導体（ＰＦ）、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料、例えば、ルブレン、ペリレン、９，１０-ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の材料をドープして用いることもできる。

電子輸送層５２は、有機ＥＬ層６０に電子を注入する役割を果たすものであり、この形成材料としては、特に限定されることなく、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体等が例示される。具体的には、先の正孔輸送層の形成材料と同様に、特開昭６３−７０２５７号、同６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３５９号、同２−１３５３６１号、同２−２０９９８８号、同３−３７９９２号、同３−１５２１８４号公報に記載されているもの等が例示され、特に２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウムが好適とされる。また、電子輸送層５２は、アルミニウム、マグネシウム、リチウムまたはカルシウムといった各種の単体材料や、これらの材料を主成分として含む合金など各種の導電性材料によって形成されてもよい。また、電子輸送層５２は有機ＥＬ層６０への電子注入を行うために、仕事関数が３ｅＶ（エレトロンボルト）以下の材料であることが望ましい。

また、陰極５０は、透光性を有する金属材料によって形成されており、ＩＴＯ、もしくは、金属酸化物に亜鉛（Ｚｎ）を含有した材料、例えば、酸化インジウム・酸化亜鉛系アモルファス透明導電膜（Indium Zinc Oxide：ＩＺＯ／アイ・ゼット・オー）（登録商標））（出光興産社製）等の酸化導電膜を用いることができる。なお、電子輸送層５２と酸化導電膜との反応を防止するため、電子輸送層５２の少なくとも陰極５０側の層はアルミニウム等の反応性が比較的低いものを用いることが好ましい。

次に、図６を参照して、駆動用ＴＦＴ１２３の構成について説明する。なお、図６は、駆動用ＴＦＴ１２３の概略構成を示す断面図である。
図６に示す駆動用トランジスタ１２３は、ｎチャネル型の多結晶シリコンＴＦＴであって、基板２０上に下地保護膜１１０を介して多結晶シリコン膜（半導体層）２２０を具備しており、該多結晶シリコン膜２２０は高濃度ソース領域２２０ｄ、低濃度ソース領域２２０ｂ、チャネル領域２２０ａ、低濃度ドレイン領域２２０ｃ、高濃度ドレイン領域２２０ｅを含んで構成されている。

多結晶シリコン膜２２０のチャネル領域２２０ａ上には、ゲート絶縁膜３１０を介してゲート電極３２０が所定パターンにて形成されており、さらにゲート電極３２０を含む多結晶シリコン膜２２０上（具体的にはゲート絶縁膜３１０上）には酸化シリコン（酸化珪素）からなる層間絶縁膜３３０が形成されている。そして、この層間絶縁膜３３０上にはソース電極３６０及びドレイン電極３７０が所定パターンにて形成され、ソース電極３６０は層間絶縁膜３３０に形成されたコンタクトホール３４０を介して多結晶シリコン膜２２０の高濃度ソース領域２２０ｄに接続され、ドレイン電極３７０は層間絶縁膜３３０に形成されたコンタクトホール３５０を介して多結晶シリコン膜２２０の高濃度ドレイン領域２２０ｅに接続されている。このような層間絶縁膜３３０（絶縁層）には、多結晶シリコン膜２２０（半導体層）の欠陥低減のため水素イオンが注入されている。そして、この層間絶縁膜３３０に注入された水素イオンの脱離を防止するため、ソース電極３６０及びドレイン電極３７０を含む全ての領域を覆うように、層間絶縁膜３３０上に窒化シリコン（窒化珪素）からなる第１絶縁層３８０が配置されている。そして、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１は、この第１絶縁層３８０上に酸化シリコンからなる第２絶縁層６００が配置されている。また、第２絶縁層６００上には、実表示領域４上の平坦性を確保するためのアクリル層４００（平坦化膜）が配されており、アクリル層４００、第１絶縁層３８０及び第２絶縁層６００を貫通して形成されたコンタクトホール３９０を介して陽極２３がドレイン電極３７０と接続されている。

そして、図３及び図４に示すように、陽極２３が形成されたアクリル層４００の表面は、陽極２３と、酸化シリコンなどの親液性材料を主体とする親液性制御層２２２と、アクリルやポリイミドなどからなる有機バンク層２２１とによって覆われている。この有機バンク層２２１は、陽極２３の間にその回りを取り囲むように２次元的に配置されており、機能層１１１から上側に発光された光が、有機バンク層２２１によって仕切られる構成とされている。

次に、図７を参照して、基板２０とフレキシブル基板２００とが接続されている部位の構造について説明する。なお、図７は、基板２０とフレキシブル基板２００とが接続されている部位の一部（図２におけるＢ）における基板２０の概略構成を示した断面図である。

この図に示すように、基板２０とフレキシブル基板２００とが接続されている部位である基板２０の非表示領域には、第１絶縁層３８０と第２絶縁層６００とに開口部が形成され、信号線１０２が露出されており、この露出された信号線１０２の部位が接続端子１０２ｃとして用いられる。接続端子１０２ｃ上には、ＩＴＯからなる透明接続端子１０５（補助接続端子）が第２絶縁膜６００と接するように配置されている。そして、この透明接続端子１０５を介してフレキシブル基板２００が基板２０と接続されている。このように、接続端子１０２ｃ上に透明接続端子１０５を配置することによって、接続端子の仕事関数が高くなり、電流を良好に流すことができる。

次に、このような本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１の製造方法について、図８〜図１１を参照して説明する。

まず、図８（ａ）に示すように、超音波洗浄等により清浄化した基板２０を用意した後、基板温度が１５０〜４５０℃となる条件下で、基板２０の全面に、酸化シリコンからなる下地保護膜１１０を成膜する。具体的には、プラズマＣＶＤ法等により１０μｍ未満（例えば５００ｎｍ程度）の厚さに成膜する。この工程において用いる原料ガスとしては、モノシランと一酸化二窒素との混合ガスや、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン、Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）と酸素、ジシランとアンモニア等が好適である。

次に、図８（ｂ）に示すように、基板温度が１５０〜４５０℃となる条件下で、下地保護膜１１０を形成した基板２０の全面に、非晶質シリコン膜（非晶質半導体膜）２１０をプラズマＣＶＤ法等により例えば３０〜１００ｎｍの厚さに成膜する。この工程において用いる原料ガスとしては、ジシランやモノシランが好適である。

次に、この非晶質シリコン膜２１０に対して、図８（ｃ）に示すようにエキシマレーザー光Ｌ（ＸｅＣｌエキシマレーザーの場合は波長３０８ｎｍ、ＫｒＦエキシマレーザーの場合は波長２４９ｎｍ）を照射してレーザーアニールを行い、多結晶シリコン膜２２０を生成する。

次に、図８（ｄ）に示すように、多結晶シリコン膜２２０をフォトリソグラフィー法により、形成する能動層の形状にパターニングする。すなわち、多結晶シリコン膜２２０上にフォトレジストを塗布した後、フォトレジストの露光、現像、多結晶シリコン膜２２０のエッチング、フォトレジストの除去を行うことにより、多結晶シリコン膜２２０のパターニングを行う。なお、非晶質シリコン膜２１０をパターニングしてから、レーザーアニールを行って多結晶シリコン膜２２０を形成しても良い。

次に、図９（ｅ）に示すように、３５０℃以下の温度条件下で、多結晶シリコン膜２２０を形成した基板２０の全面に、酸化シリコン膜及び／又は窒化シリコン膜等からなるゲート絶縁膜３１０を例えば５０〜１５０ｎｍの厚さ（本実施形態では５０ｎｍ）に成膜する。この工程において用いる原料ガスとしては、ＴＥＯＳと酸素ガスとの混合ガス等が好適である。

次に、図９（ｆ）に示すように、ゲート絶縁膜３１０を形成した基板２０の全面に、スパッタリング法等により、アルミニウム、タンタル、モリブデン等の金属、又はこれらの金属のいずれかを主成分とする合金等の導電性材料を成膜した後、フォトリソグラフィー法によりパターニングし、３００〜８００ｎｍの厚さのゲート電極３２０を形成する。すなわち、導電性材料を成膜した基板２０上にフォトレジストを塗布した後、フォトレジストの露光、現像、導電性材料のエッチング、フォトレジストの除去を行うことにより、導電性材料をパターニングし、ゲート電極３２０を形成する。

次に、図９（ｇ）に示すように、ゲート電極３２０をマスクとして、約０．１×１０^１３〜約１０×１０^１３／ｃｍ^２のドーズ量で低濃度の不純物イオン（リンイオン）を打ち込み、ゲート電極３２０に対して自己整合的に低濃度ソース領域２２０ｂ、低濃度ドレイン領域２２０ｃを形成する。ここで、ゲート電極３２０の直下に位置し、不純物イオンが導入されなかった部分はチャネル領域２２０ａとなる。なお、この図９（ｇ）において示した工程と同時にゲート電極３２０に接続されるゲート配線も形成される。

また、図９（ｈ）に示すように、ゲート電極３２０より幅広のレジストマスク（図示略）を形成して高濃度の不純物イオン（リンイオン）を約０．１×１０^１５〜約１０×１０^１５／ｃｍ²のドーズ量で打ち込み、高濃度ソース領域２２０ｄ、及び高濃度ドレイン領域２２０ｅを形成する。

次に、図９（ｈ）に示したような多結晶シリコン膜２２０を備えた基板２０に対して、図１０（ｉ）に示すようにランプ光ＳＬを照射してアニールを行う。具体的には、減圧雰囲気下、窒素雰囲気中で、エキシマーレーザーアニールを行うことにより、ソース領域２２０ｂ、２２０ｄ及びドレイン領域２２０ｃ、２２０ｅに注入された不純物の活性化を行う。

次に、図１０（ｊ）に示すように、ゲート電極３２０の表面側（基板２０とは異なる側）にＣＶＤ法等により、酸化シリコンからなる層間絶縁膜３３０を例えば８００〜１０００ｎｍの厚さに成膜する。成膜後、所定のパターンのレジストマスク（図示略）を形成し、該レジストマスクを介して層間絶縁膜３３０のドライエッチングを行い、層間絶縁膜３３０において高濃度ソース領域２２０ｄ及び高濃度ドレイン領域２２０ｅに対応する部分にコンタクトホール３４０、３５０をそれぞれ形成する。

次に、図１０（ｋ）に示すように、層間絶縁膜３３０を介して基板２０の全面に、アルミニウム、チタン、窒化チタン、タンタル、モリブデン、又はこれらの金属のいずれかを主成分とする合金等の導電性材料を、スパッタリング法等により成膜した後、フォトリソグラフィー法によりパターニングし、例えば４００〜８００ｎｍの厚さのソース電極３６０及びドレイン電極３７０を形成する。すなわち、導電性材料を成膜した基板２０上にフォトレジストを塗布した後、フォトレジストの露光、現像、導電性材料のドライエッチング、フォトレジストの除去を行うことにより、導電性材料をパターニングし、ソース電極３６０及びドレイン電極３７０を形成する。

ここで、図１０（ｌ）に示すように、信号線１０２を図１０（ｋ）に示した工程と同時に形成する。具体的には、基板２０上に配置された導電材料をフォトリソグラフィー法によりパターニングすることによって、信号線１０２を形成する。なお、これら図１０（ｋ），（ｌ）において示した工程と同時にソース電極３６０及びドレイン電極３７０に接続されるソース配線及びドレイン配線も形成される。

その後、図１１（ｍ）に示すように、水素プラズマ処理ＰＴにて多結晶シリコン膜２２０に水素イオンを注入し、該多結晶シリコン膜２２０に対して終端処理を行う。これにより多結晶シリコン膜２２０での欠陥が修復されるとともに、ソース電極３６０及びドレイン電極３７０においてはドライエッチングした際に生じた多結晶シリコン膜２２０、多結晶シリコン膜２２０とゲート絶縁膜３１０との界面、あるいは、ゲート絶縁膜３１０に対するダメージも修復される。

水素イオン注入処理を行った後、図１１（ｎ）に示すように、窒化シリコン膜からなる第１絶縁膜３８０をソース電極３６０及びドレイン電極３７０を覆う形にて形成するとともに、該第１絶縁膜３８０上に酸化シリコン膜からなる第２絶縁膜６００を形成する。そして、表示領域における第２絶縁膜６００上にアクリル層４００を形成する。その後コンタクトホール３９０を形成し、該コンタクトホール３９０を介してドレイン電極３７０に接続される形にて陽極２３の反射金属層２３ａを形成する。具体的には、アクリル層４００上に反射金属材料をスパッタリング法等によって配置し、この反射金属材料を各画素に対応させてパターニングすることによって反射金属層２３ａを形成する。

次に、図１１（ｏ）に示すように、反射金属層２３ａ上にＩＴＯ２３ｂを形成する。具体的には、反射金属層２３ａ及びアクリル層４００を介してＩＴＯを基板２０の全面に配置し、その後、ウエットエッチグ法によりＩＴＯをパターニングすることで、反射金属層２３ａ上にＩＴＯ２３ｂを配置する。

ここで、図１２（ｐ）に示すように、図１１（ｏ）で示した工程と同時に接続端子１０２ｃ上にＩＴＯからなる透明接続端子１０５を形成する。具体的には、基板２０上に配置されたＩＴＯを封止部材配置領域Ａに開口が形成されるようにウエットエッチング法によりＩＴＯをパターニングすることで接続端子１０２ｃ上に透明接続端子１０５を形成する。この際、封止部材配置領域Ａ及びその外領域におけるＩＴＯは、酸化シリコンからなる第２絶縁層６００上に配置され、表示領域におけるＩＴＯは、反射金属層２３ａを介してアクリル層４００上に配置されている。上述のように、アクリル樹脂と酸化シリコンとはほぼ同一の膜性を有している。したがって、封止部材配置領域Ａ及びその外領域におけるＩＴＯと表示領域におけるＩＴＯとは、ほぼ同一の精度でパターニングすることができる。

また、酸化シリコン膜は窒化シリコン膜と比較してその膜性が良いため、ウエットエッチング法において用いられる機能液が第２絶縁層６００によって遮断され、信号線１０２と接触することがない。このため、例えば、封止部材配置領域Ａにおける信号線１０２の劣化を防止することができる。

そして、アクリル層４００上に親液性制御層２２２と、有機バンク層２２１とを形成し、陽極２３上に機能層１１１を形成する。その後、封止基板３０を封止樹脂４０を介して基板２０上の封止部材配置領域Ａに配置し、さらにフレキシブル基板３００やその他の所定の配線等を接続することによって、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１が製造される。
なお、本発明のＴＦＴ基板とは、少なくともＴＦＴを有する基板である。さらに、ＴＦＴ基板は本実施形態で記述した、陽極などの電極、第１絶縁層３８０や第２絶縁層６００などの絶縁層、あるいは、機能層１１１を形成するために設けられる親液性制御層２２２や有機バンク層２２１などを形成されたものなどを含んでもよい。また、本実施形態では有機ＥＬ表示装置を製造するための製造途中品をＴＦＴ基板と称している。

図１３は、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１を表示部として備えた電子機器の具体例を示した図である。
図１３（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１３（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の有機ＥＬ装置を用いた表示部を示している。
図１３（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１３（ｂ）において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記の有機ＥＬ装置を用いた表示部を示している。
図１３（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１３（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０１はキーボードなどの入力部、符号１２０２は上記の有機ＥＬ装置を用いた表示部、符号１２０３は情報処理装置本体を示している。

本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、上述のように、信号線１０２の劣化が防止されることによって高寿命化されると共に優れた発光特性を有する。したがって、本実施形態に係る電子機器によれば、高寿命化されると共に優れた発光特性を有する電子機器とされる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る有機ＥＬ表示装置及びその製造方法、並びに電子機器の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態において、本発明に係る有機ＥＬ表示装置をいわゆるトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置として説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、いわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置に応用することもできる。なお、この場合には、反射金属層２３ａは設けられず、また、基板２０は透明あるいは半透明基板が用いられる。

本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の配線構造を示す模式図である。本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を模式的に示す平面図である。図２のＡ−Ｂ線に沿う断面図である。図２のＣ−Ｄ線に沿う断面図である。機能層の概略構成図である。駆動用ＴＦＴの概略構成図である。基板とフレキシブル基板との接続部位の断面図である。本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図である。本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図である。本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図である。本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図である。本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図である。本発明の一実施形態に係る電子機器の具体例を示す図である。

符号の説明

１……有機ＥＬ表示装置、２０……基板、１０２……信号線（導電部）、１０５……透明接続端子（接続端子）、１２３……駆動用ＴＦＴ（ＴＦＴ素子）、３００……保護膜、３８０……第１絶縁膜（窒化珪素膜）、４００……アクリル層（平坦化膜）、６００……第２絶縁膜（酸化珪素膜）、Ａ……封止部材配置領域

Claims

表示領域に配置される複数のＴＦＴ素子と、所定のＴＦＴ素子に接続されかつ非表示領域に外部と接続するための接続端子を有する導電部とを備えるＴＦＴ基板であって、
前記表示領域及び前記非表示領域の全面に対して配置される窒化珪素膜と、
前記窒化珪素膜上に配置される酸化珪素膜と
を備えることを特徴とするＴＦＴ基板。
前記ＴＦＴ素子は、半導体層と、該半導体層上に形成されかつ水素イオンを注入された絶縁層とを備えることを特徴とする請求項１記載のＴＦＴ基板。
前記接続端子上に配置されかつＩＴＯからなる補助接続端子を有することを特徴とする請求項１または２記載のＴＦＴ基板。
表示領域に配置される複数のＴＦＴ素子と、所定のＴＦＴ素子に接続されかつ非表示領域に外部と接続するための接続端子を有する導電部とを備えるＴＦＴ基板の製造方法であって、
前記非表示領域及び前記ＴＦＴ素子が配置された前記表示領域の全面に対して窒化珪素膜を配置する工程と、
前記窒化珪素膜上に酸化珪素膜を配置する工程と
を有することを特徴とするＴＦＴ基板の製造方法。
複数の有機ＥＬ素子を有する表示領域と、前記有機ＥＬ素子を基板間において封止するための封止部材が配置される封止部材配置領域とを所定の基板上に備える有機ＥＬ表示装置であって、
前記基板として請求項１〜３いずれかに記載のＴＦＴ基板を用いることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
前記有機ＥＬ素子の配置領域を平坦化しかつ前記表示領域内に形成される平坦化膜を備えることを特徴とする請求項５記載の有機ＥＬ表示装置。
請求項５または６記載の有機ＥＬ表示装置を表示部として備えることを特徴とする電子機器。