JP2005215478A - Tft substrate and method of manufacturing the same, organic el display device, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a TFT substrate and a manufacturing method thereof, an organic EL display device, and an electronic apparatus.
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。
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。 By the way, such a substrate is generally provided with a TFT element for driving each pixel. In order to reduce defects in the semiconductor layer of the TFT element, hydrogen ions may be implanted into the insulating layer of the TFT element. In such a case, a film made of silicon nitride is formed on the entire surface of the substrate in order to prevent leakage of hydrogen ions implanted into the insulating layer.
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。 However, a film made of silicon nitride may cause defects such as pinholes, and if a wet etching method, for example, is performed on the silicon nitride film in a subsequent manufacturing process, the defects such as pinholes of the silicon nitride film are caused. When the etching solution penetrates and forms other members or the like, there is a case where a defect such as deterioration of the metal wiring (conductive portion) occurs. In addition, for example, when the organic EL display device has a planarization film for planarizing the arrangement region of the organic EL elements, it is displayed as ITO (Indium Tin Oxide) on the planarization film. If the ITO outside the region is simultaneously etched by the wet etching method, there will be a difference in the etching rate between the ITO on the planarizing film and the ITO outside the display region, and it is difficult to pattern both ITO with the same accuracy. There was a case.
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。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to eliminate problems caused by poor film properties of a silicon nitride film and pattern controllability of wet etching.
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。 In order to achieve the above object, a TFT substrate according to the present invention has a plurality of TFT elements arranged in a display area and a connection terminal connected to a predetermined TFT element and connected to the outside in a non-display area. A TFT substrate including a conductive portion, comprising: a silicon nitride film disposed on the entire surface of the display region and the non-display region; and a silicon oxide film disposed on the silicon nitride film. And
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。 The TFT substrate manufacturing method according to the present invention includes a plurality of TFT elements arranged in a display area, a conductive portion connected to a predetermined TFT element and having a connection terminal for external connection to a non-display area. A method of manufacturing a TFT substrate comprising: a step of disposing a silicon nitride film over the entire surface of the non-display region and the display region where the TFT element is disposed; and a silicon oxide film on the silicon nitride film. And a disposing step.
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。 According to the TFT substrate and the manufacturing method thereof according to the present invention having such characteristics, the silicon oxide film is disposed on the silicon nitride film. Since the silicon oxide film has better film properties than the silicon nitride film, by disposing the silicon oxide film on the silicon nitride film, it is possible to prevent deterioration of the conductive portion in a later process, and the silicon nitride film It is possible to eliminate the problems caused by the poor film properties.
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。 In the TFT substrate according to the present invention, the TFT element may include a semiconductor layer and an insulating layer formed on the semiconductor layer and implanted with hydrogen ions. By adopting such a configuration, defects in the semiconductor layer can be reduced. In addition, since the silicon nitride film is disposed on the entire surface of the non-display area and the display area where the TFT element is disposed as described above, the TFT substrate according to the present invention prevents leakage of hydrogen ions. can do.
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。 In addition, the TFT substrate according to the present invention may employ a configuration in which an auxiliary connection terminal made of ITO is disposed on the connection terminal. As described above, since ITO has a high work function, it is possible to easily supply a predetermined signal or potential from the outside to the TFT element by arranging the auxiliary connection terminal made of such ITO on the connection terminal. It becomes possible.
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。 Next, an organic EL display device according to the present invention includes a display area having a plurality of organic EL elements, and a sealing member arrangement area in which a sealing member for sealing the organic EL elements between substrates is arranged. Is provided on a predetermined substrate, and the TFT substrate according to the present invention is used as the substrate.
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。 According to the TFT substrate according to the present invention, it is possible to eliminate the problems caused by the poor film properties of the silicon nitride film. Therefore, the organic EL display device according to the present invention has excellent reliability. It becomes.
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。 In addition, the organic EL display device according to the present invention can employ a configuration in which an arrangement region of the organic EL element is flattened and a flattening film formed in the display region is provided. For example, such a planarization film is formed of an acrylic resin, and the film properties of the acrylic resin and ITO on the silicon oxide film are almost the same. This is because the ITO on the acrylic resin and silicon oxide has a characteristic that tends to be an amorphous structure. For this reason, for example, even when the ITO on the planarizing film and the ITO outside the display area are simultaneously etched by the wet etching method, the etching rate of the ITO on the planarizing film and the ITO outside the display area is increased. A difference does not arise and both ITO can be patterned with the same precision. Actually, the just etching time for ITO having a film thickness of 50 nm on the acrylic resin is about 100 seconds, whereas the just etching time for ITO on the silicon nitride film takes about 170 seconds. Note that the just etching time in this case refers to the time until the ITO film is etched in the film thickness direction and the lower surface is exposed. With this just etching time as a boundary, the progress of etching of the ITO film becomes a plane direction perpendicular to the film thickness direction.
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。
Next, an electronic apparatus according to the present invention includes the organic EL display device according to the present invention as a display unit.
Since the organic EL display device according to the present invention has excellent reliability as described above, the reliability of an electronic apparatus including the organic EL display device as a display unit is also improved.
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。 Hereinafter, with reference to the drawings, an embodiment of a TFT substrate and a manufacturing method thereof, an organic EL display device, and an electronic apparatus according to the present invention will be described. In the following drawings, the scale of each member and each layer is appropriately changed in order to make each member and each layer recognizable.
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。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a wiring structure of the organic EL display device according to this embodiment.
The organic
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。
As shown in FIG. 1, the organic
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。
A data
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。
Further, in each of the pixel regions X, a switching TFT 112 (TFT element) to which a scanning signal is supplied to the gate electrode via the
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。
According to the organic
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。
Next, specific modes of the organic
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。
As shown in FIG. 2, the organic
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。
In the
Further, scanning
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。
Further, an inspection circuit 90 is arranged on the upper side of the
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。
The driving voltages of the scanning
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。
Further, the data
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。
As shown in FIGS. 3 and 4, the organic
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。
As the
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。
As the sealing
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。
A circuit unit 11 including a driving
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。
Next, a schematic configuration of the
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a schematic configuration of the
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。
The
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。
The hole transport /
As an example of a material for forming such a hole injection layer, various kinds of conductive polymer materials are preferably used. For example, polythiophene, polyaniline, polypyrrole, or the like can be employed. Specifically, 3,4-polyethylenediosithiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS) dispersion, that is, 3,4-polyethylenediosithiophene is dispersed in polystyrene sulfonic acid as a dispersion medium. A dispersion in which water is dispersed in water is used.
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。
In the
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。
The
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。
The
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。
Next, the configuration of the driving
A driving
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。
On the
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。
As shown in FIGS. 3 and 4, the surface of the
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。
Next, with reference to FIG. 7, the structure of the part where the
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。
As shown in this figure, an opening is formed in the first insulating
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。
Next, a method for manufacturing the organic
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(OC2H5)4)と酸素、ジシランとアンモニア等が好適である。
First, as shown in FIG. 8A, after preparing the
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。
Next, as shown in FIG. 8B, an amorphous silicon film (amorphous semiconductor film) is formed on the entire surface of the
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。
Next, the
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。
Next, as shown in FIG. 8D, the
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。
Next, as shown in FIG. 9E, a gate insulation made of a silicon oxide film and / or a silicon nitride film is formed on the entire surface of the
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。
Next, as shown in FIG. 9 (f), a metal such as aluminum, tantalum, or molybdenum, or any of these metals as a main component is formed on the entire surface of the
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0.1×1013〜約10×1013/cm2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。
Next, as shown in FIG. 9G, low concentration impurity ions (phosphorus ions) are implanted with a dose of about 0.1 × 10 13 to about 10 × 10 13 / cm 2 using the
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0.1×1015〜約10×1015/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。
Further, as shown in FIG. 9H, a resist mask (not shown) wider than the
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。
Next, the
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。
Next, as shown in FIG. 10J, an
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。
Next, as shown in FIG. 10 (k), aluminum, titanium, titanium nitride, tantalum, molybdenum, or an alloy containing any one of these metals as a main component is formed on the entire surface of the
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。
Here, as shown in FIG. 10L, the
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。
After that, as shown in FIG. 11M, hydrogen ions are implanted into the
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。
After performing the hydrogen ion implantation process, as shown in FIG. 11N, a first
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。
Next, as shown in FIG. 11 (o), an
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。
Here, as shown in FIG. 12 (p), the transparent connecting terminal 105 made of ITO is formed on the connecting terminal 102c simultaneously with the step shown in FIG. 11 (o). Specifically, the
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。
Further, since the silicon oxide film has better film properties than the silicon nitride film, the functional liquid used in the wet etching method is blocked by the second insulating
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。
Then, the
Note that the TFT substrate of the present invention is a substrate having at least TFTs. Further, the TFT substrate is the lyophilic control layer provided for forming the electrode such as the anode, the insulating layer such as the first insulating
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。
FIG. 13 is a diagram illustrating a specific example of an electronic apparatus including the
FIG. 13A is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 13A,
FIG. 13B is a perspective view illustrating an example of a wristwatch type electronic device. In FIG. 13B,
FIG. 13C is a perspective view illustrating an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. In FIG. 13C,
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。
As described above, the organic EL display device according to the present invention has a long lifetime by preventing deterioration of the
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。 The preferred embodiments of the organic EL display device, the manufacturing method thereof, and the electronic apparatus according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings. Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
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。
For example, in the above embodiment, the organic EL display device according to the present invention has been described as a so-called top emission type organic EL display device. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a so-called bottom emission type organic EL display device. In this case, the
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
DESCRIPTION OF
Claims (7)
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。 A TFT substrate comprising a plurality of TFT elements arranged in a display area, and a conductive portion connected to a predetermined TFT element and having a connection terminal for connecting to the outside in a non-display area,
A silicon nitride film disposed over the entire surface of the display region and the non-display region;
A TFT substrate comprising: a silicon oxide film disposed on the silicon nitride film.
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。 A method of manufacturing a TFT substrate comprising a plurality of TFT elements arranged in a display area, and a conductive portion having a connection terminal connected to a predetermined TFT element and connected to the outside in a non-display area,
Disposing a silicon nitride film over the entire surface of the non-display region and the display region where the TFT element is disposed;
And a step of disposing a silicon oxide film on the silicon nitride film.
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。 An organic EL display device comprising a display area having a plurality of organic EL elements and a sealing member arrangement area in which a sealing member for sealing the organic EL elements between substrates is arranged on a predetermined substrate. And
An organic EL display device using the TFT substrate according to claim 1 as the substrate.
An electronic apparatus comprising the organic EL display device according to claim 5 as a display unit.
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