JP2006093220A - アクティブマトリクス型表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電極の段切れを防止して表示品位の優れたアクティブマトリクス型表示装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 アクティブマトリクス型表示装置は、接続配線４と、貫通孔３３を含む無機絶縁膜２１と、コンタクトホール３２を含む有機絶縁膜２２と、画素メタル電極６とを備える。貫通孔３３は、接続配線４の表面においてコンタクトホール３２よりも大きくなるように形成され、有機絶縁膜２２は、貫通孔３３とコンタクトホール３２とに挟まれるように形成された介在部３１を含む。接続配線４は、表面のうち少なくとも介在部３１が接する領域に形成された酸化膜を含む。
【選択図】 図２

Description

本発明は、アクティブマトリクス型表示装置およびその製造方法に関する。

アクティブマトリクス型表示装置においては、平坦な表面を形成するために有機絶縁膜が形成され、有機絶縁膜の平坦な表面に表示素子が配置されたものがある。この表示素子は、有機絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して、基板の表面に形成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）などの駆動素子と電気的に接続されている。

特開２００１−３５６７１１号公報においては、基板上の凹凸を覆う状態で基板上に設けられた層間絶縁膜と、この層間絶縁膜上に設けられた表示素子とを備えてなる表示装置において、層間絶縁膜は、有機物を含む材料からなり、凹凸を埋め込む状態で形成された平坦化絶縁層と、無機材料からなり平坦化絶縁層の表面を覆う状態で形成されたコート層とで構成された表示装置が開示されている。この表示装置においては、平坦化絶縁層がスピンコート法のような塗布法によって形成されたものであるため、平坦性に優れた層間絶縁膜によって配線が埋められたものになる。平坦性の優れた層間絶縁膜上に表示素子を設けることができ、安定した表示特性を示すものになると開示されている。

特開２００３−８４３０９号公報においては、ドレイン電極と画素電極とのコンタクト不良を抑制する液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置においては、無機絶縁膜に設けた貫通孔と有機絶縁膜に設けたコンタクトホールとを介して、上部に画素電極としての透明画素電極を配置する場合、ドレイン電極と画素電極とのコンタクト部分において、無機絶縁膜のエッジを有機絶縁膜のエッジよりも内側に配置している。この構成により、コンタクト部分における透明画素電極の段切れを防ぎ、コンタクト不良を改善することができると開示されている。
特開２００１−３５６７１１号公報 特開２００３−８４３０９号公報

上記の特開２００１−３５６７１１号公報に開示されている有機ＥＬ表示装置においては、基板に形成された配線と下部電極（画素メタル電極）との電気的な接続を得るためのコンタクトホールが層間絶縁膜（有機絶縁膜）に形成されている。コンタクトホールの周りでは有機絶縁膜の端部（パターン端）と配線とが接合される。ところが、配線の表面に形成された有機絶縁膜は、配線に対する密着力が弱いため、有機絶縁膜の端部において有機絶縁膜の膜剥がれや浮きが生じる。

画素メタル電極は、コンタクトホールの側面とコンタクトホールから露出した配線の表面に形成されている。このため、有機絶縁膜の端部において膜剥がれや浮きが生じると、画素メタル電極の被膜性が悪くなって、いわゆる段切れを起こして画素メタル電極が切断されてしまうという問題があった。段切れが生じると、配線と画素メタル電極との間で電気的な接続が行なわれずに、表示装置において表示欠陥が生じるという問題があった。

上記の特開２００３−８４３０９号公報においては、無機絶縁膜の貫通孔が有機絶縁膜のコンタクトホールよりも小さく形成され、ドレイン電極（配線）の表面において、有機絶縁膜のエッジより無機絶縁膜のエッジの方が飛び出している形状を有する。このため、有機絶縁膜のコンタクトホールを大きくしなければならない問題が生じる。すなわち、コンタクトホールの大径化が問題になる。

コンタクトホールは、表示エリアの外側に配置する必要があるため、開口率を向上させるためにコンタクトホールは小さい方が好ましい。しかし、上記の公報においては、配線の表面に無機絶縁膜の突出しているエッジ部分が必要であるため、コンタクトホールを小さくすることが困難であるという問題があった。たとえば、表示装置を小型化する場合においては、それぞれの画素が小さくなり、コンタクトホールも小さくする必要があるが、このような画素の高精細化には適していないという問題があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、電極の段切れを防止して表示品位の優れたアクティブマトリクス型表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に基づくアクティブマトリクス型表示装置は、第１電極と、上記第１電極の表面に配置され、貫通孔を含む無機絶縁膜と、上記無機絶縁膜の表面に配置され、コンタクトホールを含む有機絶縁膜と、上記コンタクトホールの表面および上記コンタクトホールの内側の上記第１電極の表面に形成された第２電極とを備える。上記貫通孔は、上記第１電極の表面において上記コンタクトホールよりも大きくなるように形成され、上記有機絶縁膜は、上記貫通孔と上記コンタクトホールとに挟まれるように形成された介在部を含み、上記第１電極は、表面のうち少なくとも上記介在部が接する領域に形成された酸化膜を含む。

上記目的を達成するため、本発明に基づくアクティブマトリクス型表示装置の製造方法は、第１電極を形成する工程と、上記第１電極の表面に酸化膜を形成する酸化膜形成工程と、上記第１電極の上記酸化膜の表面に無機絶縁膜を形成する工程と、上記第１電極の一部を露出するように、上記無機絶縁膜に貫通孔を形成する工程と、上記無機絶縁膜の表面に有機絶縁膜を形成する工程と、上記第１電極の一部を露出するように、上記有機絶縁膜にコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、上記有機絶縁膜の表面および上記第１電極の表面の上記コンタクトホールから露出した部分に第２電極を形成する工程とを含む。上記コンタクトホール形成工程は、上記第１電極の表面において上記貫通孔よりも小さくなるように上記コンタクトホールを形成する工程を含む。

本発明によれば、電極の段切れを防止して表示品位の優れたアクティブマトリクス型表示装置およびその製造方法を提供することができる。

（実施の形態１）
（構成）
図１から図２２を参照して、本発明に基づく実施の形態１におけるアクティブマトリクス型表示装置およびアクティブマトリクス型表示装置の製造方法について説明する。

本実施の形態におけるアクティブマトリクス型表示装置は、表示素子として有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子を含む。本実施の形態においては、有機ＥＬ表示装置のうち、トップエミッション構造の有機ＥＬ表示装置について説明する。

図１に、本実施の形態におけるアクティブマトリクス型表示装置の概略断面図を示す。基板１の表面には、駆動素子としてのＴＦＴ２が形成され、ＴＦＴ２に接続された配線層３が形成されている。基板１としては、ガラス基板が形成されている。配線層３は、基板１の主表面に沿って、延びるように形成されている。ＴＦＴ２は、１つの有機ＥＬ素子１７に１つずつ対応するように形成されている。

配線層３の表面には、有機ＥＬ素子１７に対応するように、第１電極としての接続配線４が形成されている。本実施の形態における接続配線４は、断面形状がほぼ長方形になるように形成されている。

接続配線４および配線層３の表面には、無機絶縁膜２１が形成されている。無機絶縁膜２１は、配線層３および接続配線４の表面に沿うように形成されている。無機絶縁膜２１の表面には、有機絶縁膜２２が形成されている。有機絶縁膜２２は、有機絶縁膜２２の高さが、ほぼ一定になるように形成されている。

無機絶縁膜２１や有機絶縁膜２２などの絶縁膜は、無機材料または有機材料から形成され、ＴＦＴ、ＴＦＴに接続される配線層、および画素メタル電極などを電気的に絶縁するように形成される。また、ＴＦＴなどの表面の凹凸を平坦化するために形成される。絶縁膜は、特開平１０−１８９２５２号公報、特開２００１−３５６７１１号公報または、特開２００２−８３６９１号公報などに開示されている。

無機絶縁膜としては、ＳｉＯ₂（酸化シリコン）、ＰＳＧ（リンシリカガラス）、ＢＳＧ（ボロンシリカガラス）、Ｓｉ₃Ｎ₄（窒化シリコン系化合物）、Ｔａ₂Ｏ₅（酸化タンタル）などの無機材料によって形成されている。また、有機絶縁膜としては、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂などの有機材料によって形成されている。

有機絶縁膜２２は、接続配線４の位置に対応するように形成されたコンタクトホール３２を含む。コンタクトホール３２は、接続配線４に向かってその開口が小さくなるようなテーパ状に形成されている。コンタクトホール３２は、有機絶縁膜２２を貫通するように形成されている。

接続配線４の表面のうちコンタクトホール３２から露出した部分、およびコンタクトホール３２の表面には、それぞれの面に沿うように、第２電極としての画素メタル電極６が形成されている。

画素メタル電極６の表面において、コンタクトホール３２の内部には、それぞれの画素を分離するための、画素分離絶縁膜１５が形成されている。画素メタル電極６の表面には、有機絶縁膜２２の表面が平坦な部分に対応するように、有機ＥＬ素子１７が形成されている。

有機ＥＬ素子１７の主表面のうち、画素メタル電極６と反対側の主表面には、カソードとして対向電極１６が形成されている。対向電極１６は、有機ＥＬ素子１７の表面および画素分離絶縁膜１５の表面に形成されている。このように、有機ＥＬ素子１７は、画素メタル電極６と対向電極１６とに挟まれるように配置され、画素メタル電極６と対向電極１６との間に電圧が印加されることにより、発光するように形成されている。

図２に、図１におけるＡ部の拡大断面図を示す。接続配線４の表面において、無機絶縁膜２１は貫通孔３３を含む。貫通孔３３は、無機絶縁膜２１を貫通するように形成されている。貫通孔３３は、接続配線４に向かってその開口が小さくなるようなテーパ状に形成されている。

貫通孔３３は、コンタクトホール３２よりも大きくなるように形成されている。すなわち、コンタクトホール３２は、貫通孔３３の内部に形成されている。本実施の形態においては、有機絶縁膜２２のコンタクトホール３２および無機絶縁膜２１の貫通孔３３の平面形状は、ほぼ正方形になるように形成されている。

有機絶縁膜２２は、コンタクトホール３２と貫通孔３３とに挟まれるように形成された介在部３１を含む。介在部３１は、画素メタル電極６のまわりを取囲むように形成され、無機絶縁膜２１と画素メタル電極６とが接触することがないように形成されている。

第１電極としての接続配線４は、表面のうち少なくとも介在部３１が接する領域に形成された酸化膜５を含む。本実施の形態においては、接続配線４はＣｒで形成され、酸化膜５は接続配線４の表面が酸化されて形成されている。また、酸化膜５は、接続配線４の上面全体において形成されている。介在部３１および画素メタル電極６は酸化膜５に接触している。

本実施の形態において、酸化膜５の厚さは、酸化膜５と画素メタル電極６とが接触している面に垂直な方向（酸化膜５の厚さ方向）において、接続配線４の酸化膜５以外の部分よりも薄く形成されている。酸化膜５の厚さは、酸化膜５以外の接続配線４の厚さの１／１０以下になるように形成されている。

図３に、本実施の形態における画素メタル電極と接続配線との接触部分の拡大断面図を示す。本実施の形態においては、無機絶縁膜２１の端部におけるテーパ角度αは、約６０°になるように形成されている。また、有機絶縁膜２２の介在部３１の端部におけるテーパ角度β（画素メタル電極６と酸化膜５とのなす角度）は、約６０°になるように形成されている。接続配線４の表面において、有機絶縁膜２２のコンタクトホール３２の幅ｗ１は、無機絶縁膜２１の貫通孔３３の幅ｗ２よりも小さくなるように形成されている。

本実施の形態における表示装置は、封止膜や封止基板などの封止に用いられる材料および封止方法によって封止が行なわれている（図示せず）。また、表示装置においては、表面に直線偏光板と１／４λ板とを組合せた偏光板や、封止された内側に乾燥剤が配置されていてもよい。

（作用・効果、製造方法）
図１において、ＴＦＴ２が駆動することにより、配線層３および接続配線４を通って画素メタル電極６に通電される。有機ＥＬ素子１７は、ＴＦＴ２が駆動することにより、電圧が印加されて発光する。それぞれの有機ＥＬ素子１７は、対応するそれぞれのＴＦＴ２によって駆動される。本実施の形態における有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション構造の表示装置であり、矢印５１に示す向きに光が放出される。

図２を参照して、本発明に基づくアクティブマトリクス型表示装置においては、無機絶縁膜２１の貫通孔３３が、有機絶縁膜２２のコンタクトホール３２よりも大きくなるように形成されている。有機絶縁膜２２は、コンタクトホール３２と貫通孔３３とに挟まれるように形成された介在部３１を含む。また、接続配線４の表面には、少なくとも介在部３１が接する領域において、酸化膜５が形成されている。接続配線４には、表面に酸化膜５が形成されているため、有機絶縁膜２２の介在部３１を酸化膜５に強固に密着させることができる。すなわち、酸化膜５に有機絶縁膜２２を接触させることにより、接続配線４と有機絶縁膜２２との密着力を向上させることができる。したがって、有機絶縁膜２２の介在部３１が、接続配線４から剥がれたり浮いたりすることを防止することができる。

この結果、画素メタル電極６の段切れによる切断を防止することができる。特に、コンタクトホール３２の側面と接続配線４の表面との接続部分の画素メタル電極６が屈曲する部分において、画素メタル電極６の段切れを防止することができる。

本実施の形態においては、画素メタル電極６の接続配線４と接触する領域全体において酸化膜５が形成されているが、この形態に限られず、酸化膜５は、有機絶縁膜２２が、接続配線４と接触する領域において形成されていればよい。

本実施の形態におけるアクティブマトリクス型表示装置においては、無機絶縁膜２１の貫通孔３３の内部に、コンタクトホール３２が形成されている。このため、コンタクトホール３２の開口を小さくすることができ、表示装装置の高精細化を行なうことができる。すなわち、１つの画素に占めるコンタクトホールの領域の面積を小さくすることができて、画素の高精細化を図ることができる。

また、本実施の形態におけるアクティブマトリクス型表示装置においては、画素メタル電極６と接続配線４とが接触する面に垂直な方向において、酸化膜５が接続配線４の酸化膜５以外の部分よりも薄くなるように形成されている。本実施の形態におけるＣｒやＣｒ合金などは、酸化物になることによって導電性が悪化する。このような場合には、接続配線と画素メタル電極との電気的な接続が不安定になることがある。このため、酸化膜は、接続配線の酸化膜以外の部分よりも薄く形成されることが好ましい。特に、酸化膜５の厚さは、接続配線４の酸化膜５以外の部分の厚さの１／１０以下であることが好ましい。

さらに、酸化膜５の厚さが、接続配線４の酸化膜５以外の厚さよりも薄くなるように形成されることによって、製造工程において、有機絶縁膜のコンタクトホールを形成した後に、接続配線の表面から有機絶縁膜を取り除くアッシング工程において、上記の導電性が悪化した酸化膜を同時に除去することができる。このアッシング工程においては、公知の酸素プラズマ処理、フッ素系プラズマ処理、またはアルゴンプラズマ処理などによって、酸化膜を除去することができる。

また、本実施の形態においては、有機絶縁膜のコンタクトホールおよび無機絶縁膜の貫通孔の平面形状がほぼ正方形になるように形成されているが、コンタクトホールや貫通孔の形状は、この形態に限られず、たとえば、長方形や多角形であっても構わない。または、円形や楕円形などの曲線を含む形状であっても構わない。コンタクトホールの平面形状と貫通孔の平面形状とが異なっていても構わない。このように、有機絶縁膜のコンタクトホールの形状と無機絶縁膜の貫通孔との形状に制限はなく、貫通孔がコンタクトホールよりも大きく、貫通孔とコンタクトホールとが接したり交差したりしていなければ構わない。

本実施の形態においては、接続配線の表面が酸化されて酸化膜が形成されているが、この形態に限られず、接続配線の表面に新たな酸化膜が積層されていても構わない。積層される層の材質としては、酸化されても導電性を有する金属や合金が好ましい。酸化されても導電性を有する金属や合金としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）またはＴｉＯなどの透明酸化物導電体が挙げられる。

または、接続配線の材料としては、酸化されることによって半導体になる金属や合金であっても構わない。たとえば、接続配線の材料としてＭｏやＭｏを含む合金を用いて、表面を酸化させて、半導体の酸化膜としてＭｏ酸化膜が形成されていても構わない。さらには、ＣｒやＣｒ合金などの接続配線の表面を酸化させて、その表面に薄くて粗なＣｒ酸化膜が積層されていても構わない。

画素メタル電極については、その材料や形成方法、厚さなどについて特に制限はなく、導電性を有していればよい。

図３を参照して、無機絶縁膜２１の端部におけるテーパ角度αは、８０°以下が好ましく、より好ましくは６０°以下である。有機絶縁膜２２の介在部３１の端部におけるテーパ角度βも同様に８０°以下が好ましく、より好ましくは６０°以下である。画素メタル電極６は、コンタクトホール３２に沿うように形成されるため、テーパ角度が大き過ぎると、たとえばスパッタ法により、画素メタル電極６を形成する際に厚さが薄くなって断線する恐れがある。有機絶縁膜２２の介在部３１の端部のテーパ角度βを８０°以下にすることによって、画素メタル電極６の断線を防止することができる。また、テーパ角度βを６０°以下にすることにより、画素メタル電極６の断線をさらに効果的に防止することができる。無機絶縁膜２１の端部のテーパ角度αは、介在部３１を形成するために、テーパ角度βとほぼ同じであることが好ましい。

画素分離絶縁膜については、その厚さに特に制限はない。無機絶縁膜の厚さおよび有機絶縁膜の厚さについても、特に制限はないが、絶縁性、応力、ＴＦＴの表面の凹凸の平坦化などを考慮すると、無機絶縁膜は、厚さが１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましく、有機絶縁膜は、その１倍から６０倍の厚さを有することが好ましい。

本実施の形態においては、アクティブマトリクス型表示装置のうち、トップエミッション構造を有する有機ＥＬ表示装置を例に挙げて説明したが、任意のアクティブマトリクス型表示装置に本願発明を適用することができる。

たとえば、本発明は、ボトムエミッション構造を有する有機ＥＬ表示装置や、液晶表示装置に対しても適用することができる。液晶表示装置は、液晶表示パネルを含む。液晶表示パネルや有機ＥＬ表示パネルの内部の第１電極と第２電極との接続部分に本願発明を適用することにより、表示欠陥を防止した表示装置を提供することができる。

それぞれの表示素子を駆動させる能動素子を含む駆動素子については、特にＴＦＴを含むものに制限されるものではなく、任意の駆動素子を適用することができる。また、基板として、ガラス基板が配置された例を示したが、基板の種類に制限はなく、たとえば、Ｓｉ基板やプラスチック基板などが配置されていても構わない。

次に、本実施の形態におけるアクティブマトリクス型表示装置の製造方法について説明する。

図１を参照して、ＴＦＴ、画素メタル電極、表示パネルの封止、有機ＥＬ素子、偏光板、および乾燥剤などについては、たとえば、特開平１０−１８９２５２号公報、特開２００１−３５６７１１号公報、および特開２００２−８３６９１号公報などに開示されている公知の材料や製造方法によって形成することができる。

図１および図２を参照して、公知の方法によって、基板１の表面にＴＦＴ２および配線層３を形成する。次に、パターニングを行なった接続配線４を形成した後に、接続配線４の表面を酸化して、酸化膜５を形成する。酸化膜形成工程においては、公知の酸素プラズマ処理や紫外線照射オゾン処理などによって行なう。

接続配線４の表面の酸化は、接続配線４のパターニングの前に行なっても構わない。接続配線の表面に金属または合金を積層する場合には、パターニングを行なう前に積層する。たとえば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、またはＴｉＯなどの透明酸化物導電膜の形成においては、接続配線のパターニングの前に積層する。積層する層においては、酸化されても導電性または半導電性を有する金属または合金を用いて行なう。

次に、配線層３および接続配線４の表面に無機絶縁膜２１を形成する。次に、無機絶縁膜２１において、接続配線４における基板１と反対側の表面に貫通孔３３を形成する。貫通孔３３の形成においては、フォトリソグラフィ法によって行なう。貫通孔３３の形成においては、接続配線４の表面の一部を露出するように形成する。

次に、無機絶縁膜２１の表面に有機絶縁膜２２を形成する。次に、有機絶縁膜２２において、接続配線４における基板１と反対側の表面に、コンタクトホール３２を形成するコンタクトホール形成工程を行なう。コンタクトホール３２の形成は、フォトリソグラフィ法によって行なう。コンタクトホール３２の形成においては、接続配線４の表面の一部を露出するように形成する。また、コンタクトホール３２の周りに、有機絶縁膜２２の介在部３１が形成されるように行なう。すなわち、コンタクトホール形成工程においては、無機絶縁膜２１の貫通孔３３よりも小さくなるようにコンタクトホール３２を形成する。

無機絶縁膜に貫通孔を形成する工程と有機絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程とは、それぞれのフォトリソグラフィ法において、開口の大きさが異なるマスクを用いて行なう。コンタクトホールを形成するためのマスクは、貫通孔を形成するためのマスクに比べて、開口サイズが小さくなるように形成されている。それぞれのマスクの開口の大きさについては、パターニングを行なう際の位置決め精度の誤差を考慮すると、有機絶縁膜のマスクの開口サイズと無機絶縁膜のマスクとの開口サイズの差は、０．２μｍ以上であることが好ましい。この方法を採用することにより、コンタクトホールと貫通孔とが接触することを防止でき、有機絶縁膜の介在部を、コンタクトホールの周りに確実に形成することができる。

ここでの開口サイズとは、形成される開口の平面形状における対角の長さのうち、最も長い長さを示す。たとえば、コンタクトホールおよび貫通孔が長方形であるとき、それぞれの対角の長さの差が、０．２μｍ以上であることが好ましい。開口の形状が曲線を含むものであるときも同様に、たとえば、平面形状が楕円形の場合には、その長軸の長さを示す。

次に、アッシング処理を行なって、コンタクトホールの内部における接続配線４の表面に残存する有機絶縁膜を除去する。アッシング処理においては、公知の酸素プラズマ処理、紫外線照射オゾン処理、フッ素系プラズマ処理、アルゴンプラズマ処理またはアルカリ溶液処理などの有機絶縁膜の除去が行なえる方法を用いる。この際に、コンタクトホールの内部において、接続配線４の表面に形成された酸化膜の一部または全部が除去されても構わない。この方法を採用することにより、酸化されることにより導電性が悪化する材料で接続配線が形成されていてもコンタクト抵抗を低くすることができる。

次に、公知の方法により、画素メタル電極６を有機絶縁膜２２の表面およびコンタクトホール３２から露出している接続配線４の表面に形成する。画素メタル電極６の形成においては、その材料や形成方法および厚さについて特に制限はなく、導電性を有する薄膜を形成すればよい。

この後に、公知の方法により、画素分離絶縁膜１５、有機ＥＬ素子１７および対向電極１６の形成および密封などを行なって、有機ＥＬ表示装置を製造する。

次に、本実施の形態における表示装置のうち、本発明に係る部分のテストパターンを形成して、効果の確認を行なった試験について説明する。

図４は、本発明に係るテストパターンの概略平面図である。このテストパターンは、ＴＦＴに接続された配線と画素メタル電極との電気的な接続を試験するためのコンタクトチェーンである。このコンタクトチェーンは、実際のアクティブマトリクス型表示装置を製造する工程における一部の工程を抜粋して製造したものである。したがって、以下のコンタクトチェーンの製造方法は、表示装置の製造方法に直接的に適用することができる。

図５は、コンタクトチェーンの概略断面図である。図４および図５に示すように、コンタクトチェーンにおいては、下部配線層７と上部配線層９とが、コンタクトホール３５を介して電気的に接続されている。上部配線層９は、有機絶縁膜２４の表面に沿って、互いに隣り合う２つのコンタクトホール３５を接続するように形成されている。下部配線層７は、基板１の表面に沿って互いに隣り合う２つのコンタクトホール３５を電気的に接続するように形成されている。

上部配線層９が電気的に接続している２つのコンタクトホール３５と、下部配線層７が電気的に接続している２つのコンタクトホール３５とは、互いにずれるように配置されている。複数のコンタクトホール３５が形成されたコンタクトチェーンは、一部が上部配線層９を通って、他の部分が下部配線層７を通って、コンタクトチェーンの一方の端から他方の端まで導通が行なえるように形成されている。

図５に示すように、コンタクトチェーンは、基板１の表面に下部配線層７が形成されている。基板１の表面には、ＴＦＴなどは形成されていない。下部配線層７は、本発明における第１電極に対応する。下部配線層７は、表面に形成された酸化膜８を含む。下部配線層７の表面（酸化膜８の表面）には、貫通孔３６を有する無機絶縁膜２３が形成されている。

無機絶縁膜２３の表面には、コンタクトホール３５を有する有機絶縁膜２４が形成されている。コンタクトホール３５は、下部配線層７の貫通孔３６よりも小さくなるように形成されている。貫通孔３６とコンタクトホール３５との間には、有機絶縁膜２４の介在部３４が形成されている。

コンタクトホール３５の表面と下部配線層７のうちコンタクトホール３５から露出した表面とには、上部配線層９が形成されている。上部配線層９は、本発明における第２電極に対応する。

下部配線層７には、２つのコンタクトホール３５ごとに切断部４１が形成されている。切断部４１の内部には無機絶縁膜２３が配置され、下部配線層７の絶縁が形成されている。上部配線層９において、下部配線層７の切断部４１に挟まれた２つのコンタクトホール３５同士の間には切断部４２が形成されている。切断部４２としては、上部配線層９を電気的に切断するような間隙が形成されている。

このコンタクトチェーンにおいては、第１電極としての下部配線層７と、第２電極としての上部配線層９との電気的な接続を評価することができ、複数個のコンタクトホールを連続して形成することにより、接続の信頼性を確認することができる。特に、コンタクトホールにおける第１電極と第２電極との接触部分の電気的な接続を試験することができる。

このコンタクトチェーンにおいて、一方の端から他方の端までの電気的な接続が確認されない場合や、コンタクト抵抗が高くなった場合には、実際のアクティブマトリクス型表示装置において、有機ＥＬ素子などの素子を駆動する電圧が高くなったり、それぞれの素子が発光しなかったりする表示欠陥が発現する。

以下のそれぞれの試験においては、ガラス基板の表面にコンタクトホールが１０００個直列に連なったコンタクトチェーンを１６個形成して電気的な接続を試験した。

図６から図１４の概略断面図を参照して、本実施の形態における第１のコンタクトチェーンの製造方法について説明する。

図６に示すように、初めに基板１の表面に、スパッタ法により下部配線層７としてＣｒ膜を１００ｎｍの厚さで形成する。図７に示すように、Ｃｒ膜のエッチングを行なうことにより、下部配線層７のパターニングを行なう。

次に、図８に示すように、酸素プラズマ処理を２分間行なって、下部配線層７の表面全体を酸化する。この酸化膜形成工程を行なうことによって、下部配線層７に酸化膜８が形成される。

次に、図９に示すように、下部配線層７の表面に、無機絶縁膜２３として窒化シリコン膜を１００ｎｍの厚さで形成する。窒化シリコン膜の形成においては、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成する。

次に、図１０に示すように、無機絶縁膜２３のパターニングを行なって貫通孔３６を形成する。ここでの貫通孔３６は、平面形状が正方形になるように形成した。貫通孔３６の形成においては、１辺の長さが１５μｍの正方形の開口を有するマスクを用いてフォトリソグラフィ法により形成した。貫通孔３６を、基板１に向かってその開口が小さくなるような正テーパ形状で形成した。無機絶縁膜２３の端部におけるテーパ角度は約６０°になるようにパターニングを行なった。

次に、図１１に示すように、無機絶縁膜２３の表面および下部配線層７の表面に、有機絶縁膜２４を形成する。本実施の形態においては、感光性ポリイミドをスピナーによる塗布法によって、厚さが２μｍになるように形成した。

次に、図１２に示すように、有機絶縁膜２４にコンタクトホール３５を形成するコンタクトホール形成工程を行なう。ここでのコンタクトホール３５は、平面形状が正方形になるように形成した。コンタクトホール３５の形成においては、１辺の長さが１０μｍの正方形の開口を有するマスクを用いてフォトリソグラフィ法により形成した。

このように、無機絶縁膜の貫通孔のマスクの開口サイズよりも小さな開口サイズを有するマスクを用いて、有機絶縁膜のパターニングを行なうことによって、下部配線層の表面に介在部を有する有機絶縁膜を形成することができる。すなわち、無機絶縁膜の端部を覆うように有機絶縁膜を形成することができる。

有機絶縁膜のパターニングにおいては、貫通孔３６を形成するためのマスクにおける開口の重心位置と、コンタクトホール３５を形成するためのマスクにおける開口の重心位置とが同じになるように、コンタクトホールを形成するためのマスクを配置した。また、マスクの開口が貫通孔の形状に沿うようにマスクを配置して、コンタクトホールを形成した。この方法を採用することにより、より確実に、無機絶縁膜の端部を覆うように有機絶縁膜を形成することができ、介在部を形成することができる。

図１２に示すように、有機絶縁膜のパターニングにおいては、コンタクトホール３５の内部において、下部配線層７の表面に有機絶縁膜２４の残存部４５が残る。

次に、図１３に示すように、アルゴンガスを用いたプラズマ処理によって、酸化膜８の表面のうち、コンタクトホール３５から露出する部分に残存する有機絶縁膜２４の残存部４５を除去する。本実施の形態においては、残存する感光性ポリイミドを除去して下部配線層７の酸化膜８を露出する。

次に、図１４に示すように、下部配線層７と同様に、スパッタ法により上部配線層９としてＣｒ膜を形成する。上部配線層９は第２電極として形成されている。上部配線層９の形成においては、コンタクトホール３５および下部配線層７のうちコンタクトホール３５から露出した部分に沿うように形成する。有機絶縁膜２４には、介在部３４が形成されている。

このように製造したコンタクトチェーンの一方の端と他方の端との間に直流電圧を３Ｖまで徐々に印加して、抵抗値の計測により電気的な接続状態を確認した。この結果、１６個の全てのサンプルについて、良好な接続を確認することができた。

次に、図１５から図１７の概略断面図を参照して、本実施の形態における第２のコンタクトチェーンについて説明する。

図１５に示すように、基板１の表面に下部配線層７を形成する。図１６に示すように、下部配線層７の表面全体にわたって、酸素プラズマ処理を２分間行なう。この酸化膜形成工程を行なうことによって、下部配線層７の表面に酸化膜８を形成する。

次に、図１７に示すように、下部配線層７のパターニングを行なう。この後の、無機絶縁膜の形成および有機絶縁膜の形成などについては、第１のコンタクトチェーンの製造方法と同様である。このように、第２のコンタクトチェーンにおいては、下部配線層７のパターニングを行なう前に、下部配線層７の表面を酸化する酸化膜形成工程を行なっている。

製造した第２のコンタクトチェーンに対して、上記と同様に、一方の端から他方の端まで、直流電圧を３Ｖまで徐々に印加して、そのときの抵抗値を測定した。この結果、１６個のサンプル全てについて良好な電気的な接続を確認することができた。

次に、図１８の概略断面図を参照して、本実施の形態における第３のコンタクトチェーンについて説明する。

第３のコンタクトチェーンとしては、酸化膜形成工程を無機絶縁膜のパターニングの後に行なった。基板の表面にパターニングを行なった下部配線層を形成して、酸化膜形成工程を行なわずに無機絶縁膜を形成する。次に、無機絶縁膜のパターニングを行なって貫通孔を形成する。この後に、酸化膜形成工程として酸素プラズマ処理を２分間行なった。

図１８に示すように、酸化を行なうことによって、下部配線層７の表面のうち、無機絶縁膜２３の貫通孔３６の内部の領域において酸化膜８が形成される。この後の工程においては、第１のコンタクトチェーンと同様の方法により、無機絶縁膜、有機絶縁膜および上部配線層を形成した。酸化膜は、有機絶縁膜の介在部と下部配線層とが接触している部分、および上部配線層と下部配線層とが接触している部分に形成される。

製造した第３のコンタクトチェーンを用いて、上記と同様に直流電圧を３Ｖまで徐々に印加して試験を行なった。この結果、１６個の全てのサンプルにおいて、良好な電気的な接続を確認することができた。

第１から第３のコンタクトチェーンの結果は、第１電極の表面の酸化を行なう酸化膜形成工程が、第１電極のパターニングを行なう前であっても、パターニングを行なった後であっても、さらには無機絶縁膜のパターニングを行なった後でも、良好な電気的な接続を有するアクティブマトリクス型表示装置を製造できることを示している。

次に、第４のコンタクトチェーンとして、第１のコンタクトチェーンの製造工程において、酸素プラズマの処理時間を５分間と長くして、その他の製造方法は同様のコンタクトチェーンを製造した。

第４のコンタクトチェーンについて、上記と同様の方法により抵抗値を測定したところ１６個のサンプル全てにおいて、第１のコンタクトチェーンに比べて抵抗値が２倍程度まで高くなっていたものの、全てについて電気的な接続を確認することができた。これは、酸素プラズマ処理により、下部配線層であるＣｒ膜の表面が酸化されることによって、コンタクト抵抗が大きくなったものの、問題になる上部配線層の段切れは認められずに、接続状態が良好であることを示している。

次に、第５のコンタクトチェーンとして、第４のコンタクトチェーンの製造方法と同様に、下部配線層の材料をＭｏにしてコンタクトチェーンを製造した。すなわち、下部配線層として、基板の表面にＭｏ膜を形成して表面の酸化処理時間を長くしたコンタクトチェーンを製造した。

第５のコンタクトチェーンについて、上記と同様に抵抗値を測定したところ、第４のコンタクトチェーンのようなコンタクト抵抗の高抵抗化は見られず、１６個の全てのサンプルにおいて、良好な電気的な接続を確認することができた。

この結果は、酸化されても半導体となるＭｏを材料として用いることによって、表面の酸化処理時間に影響されることなく、下部配線層と上部配線層とのコンタクト抵抗を低い状態に維持しながら、上部配線層の段切れを防止できることを示している。

次に、図１９から図２２を参照して、第１の比較例のコンタクトチェーンについて説明する。図１９から図２２は、第１の比較例のコンタクトチェーンを製造する工程の概略断面図である。

図１９に示すように、基板１の表面に下部配線層７を形成する。次に、図２０に示すように、下部配線層７のパターニングを行なった後に無機絶縁膜２３を形成する。無機絶縁膜２３に貫通孔３６を形成する。さらに、有機絶縁膜２４を形成する。

次に、図２１に示すように、有機絶縁膜２４にコンタクトホール３７を形成する。コンタクトホール３７の形成においては、貫通孔３６よりもコンタクトホール３７の方が小さくなるように形成する。この際に、コンタクトホール３７が下部配線層７と接触する部分において、有機絶縁膜２４の介在部となるべき部分と下部配線層７との密着性が悪いために、有機絶縁膜２４の一部が浮いたりはがれたりする欠陥部４３が生じ得る。

次に、図２２に示すように、上部配線層１１を形成する。欠陥部４３の上面に上部配線層１１が形成されると、上部配線層１１に接続が途切れた段切れ部４４が生じ得る。

このようにして製造されたコンタクトチェーンについて、上記の第１から第５のコンタクトチェーンと同様の接続試験を行なったところ、１６個のサンプルのうち１４個のサンプルについて、電気的な接続が確認できなかった。顕微鏡観察および電子顕微鏡による断面観察を行なったところ、図２２に示すように、有機絶縁膜が下部配線層から浮き上がって、上部配線層の被膜性が悪くなり、段切れ部が生じていることが原因であった。

さらに、第２の比較例のコンタクトチェーンとして、第１のコンタクトチェーンの製造方法における酸素プラズマ処理を３０秒間と短い時間で行なって、同様のコンタクトチェーンを製造した。このコンタクトチェーンについて、上記と同様の接続試験を行なったところ、１６個のサンプルのうち１４個のサンプルで電気的な接続が確認できなかった。顕微鏡観察および電子顕微鏡による断面観察を行なったところ、有機絶縁膜が下部配線層から浮き上がって、上部配線層に段切れ部が生じていることが原因であった。したがって、第１電極としての下部配線層の酸化膜形成工程は、後に段切れ部が生じない程度に十分に長い時間の酸化を行なうことが好ましい。

（実施の形態２）
（構成）
図２３から図３０を参照して、本発明に基づく実施の形態２におけるアクティブマトリクス型表示装置およびアクティブマトリクス型表示装置の製造方法について説明する。

本実施の形態においては、アクティブマトリクス型表示装置のうち、トップエミッション構造を有する有機ＥＬ表示装置について説明する。本実施の形態においては、接続配線の表面に新たな酸化膜が積層された構成を有する。

図２３に、第１電極としての接続配線および酸化膜と、第２電極としての画素メタル電極とが接触している部分の拡大図を示す。本実施の形態においては、接続配線４の表面に、酸化膜１２としてＩＴＯ膜が積層されている。すなわち、第１電極は、接続配線４および後に積層された酸化膜１２としてのＩＴＯ膜を含む。

無機絶縁膜２１は、酸化膜１２の表面に形成されている。無機絶縁膜２１は、貫通孔３３を含み、有機絶縁膜２２は、コンタクトホール３２を含む。貫通孔３３とコンタクトホール３２との間には、有機絶縁膜２２の介在部３１が形成されている。

その他の構成については、実施の形態１と同様であるのでここでは説明を繰返さない。

（作用・効果、製造方法）
本実施の形態における第１電極は、接続配線４に酸化膜１２が積層されて形成されている。この構成を採用することにより、接続配線４が酸化されることによって導電性が悪化する材料を用いて形成されていても、導電性を有する酸化膜を積層して、第１電極と第２電極とのコンタクト抵抗が大きくなることを抑制できる。すなわち、コンタクト抵抗を小さく抑えたまま、有機絶縁膜２２の介在部３１と酸化膜１２との密着力を大きくすることができる。

本実施の形態においては、第１電極の表面に導体を積層したが、特にこの形態に限られず、第１電極の表面に半導体を積層しても構わない。この構成を採用することによっても、第１電極から有機絶縁膜の端部が浮き上がることを防止できる。この結果、第２電極としての画素メタル電極６の段切れを防止することができる。

次に、実施の形態１と同様に、本実施の形態におけるアクティブマトリクス型表示装置に対応するコンタクトチェーンを製造して、電気的な接続試験を行なった。

図２４から図３０を参照して、本実施の形態における第１のコンタクトチェーンについて説明する。

はじめに、図２４に示すように、基板１の表面に第１電極としての下部配線層７を形成する。次に、図２５に示すように、下部配線層７の表面に酸化膜１３を積層する酸化膜形成工程を行なう。ここでは、第１電極の酸化膜１３として、ＩＴＯ膜を１０ｎｍの厚さで形成した。次に、図２６に示すように、第１電極としての下部配線層７および酸化膜１３のパターニングを行なう。

次に、図２７に示すように、実施の形態１における第１のコンタクトチェーンと同様に、酸化膜１３および基板１の表面に無機絶縁膜２３を形成する。図２８に示すように、無機絶縁膜２３に貫通孔３６を形成する。

図２９に示すように、有機絶縁膜２４の形成およびコンタクトホール３５の形成を行なう。有機絶縁膜２４のコンタクトホール３５は、無機絶縁膜２３の貫通孔３６よりも小さくなるように形成する。次に、図３０に示すように、有機絶縁膜２４の表面および酸化膜１３のうちコンタクトホール３５から露出した部分の表面に、第２電極としての上部配線層９を形成する。有機絶縁膜２４には、介在部３８が形成される。

このようにして製造した第１のコンタクトチェーンについて、実施の形態１と同様の接続試験を行なったところ、１６個の全てのサンプルについて、良好な電気的な接続を確認することができた。これは、下部配線層にＩＴＯ膜のような酸化膜を積層することによって、有機絶縁膜の介在部と第１電極との密着力が向上したことを示している。

次に、本実施の形態における第２のコンタクトチェーンについて説明する。第２のコンタクトチェーンにおいては、下部配線層としてＣｒ膜にＩＴＯ膜が積層されたものを用いている。その他は、実施の形態１における第１のコンタクトチェーンと同様の製造方法によりコンタクトチェーンを製造した。すなわち、第１電極としてＣｒ膜にＩＴＯ膜を積層したものを用いて、さらに、酸素プラズマによる酸化を行なった。

このように製造した第２のコンタクトチェーンにおいて、実施の形態１と同様の接続試験を行なったところ、１６個の全てのサンプルにおいて、良好な電気的な接続を確認することができた。これは、酸化されても導電体であるＩＴＯ膜をＣｒ膜の表面に形成することで、後に酸素プラズマによって酸化膜形成工程が行なわれても、コンタクト抵抗が小さな状態で電気的な接続が行なえることを示している。

その他の作用、効果および製造方法については、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を繰返さない。

なお、今回開示した上記実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものである。

実施の形態１におけるアクティブマトリクス型表示装置の概略断面図である。 実施の形態１における接続配線と画素メタル電極との接続部分の拡大断面図である。 実施の形態１における接続配線と画素メタル電極との接続部分を説明する拡大断面図である。 コンタクトチェーンを説明する概略平面図である。 コンタクトチェーンを説明する概略断面図である。 実施の形態１における第１のコンタクトチェーンの製造方法の第１工程説明図である。 実施の形態１における第１のコンタクトチェーンの製造方法の第２工程説明図である。 実施の形態１における第１のコンタクトチェーンの製造方法の第３工程説明図である。 実施の形態１における第１のコンタクトチェーンの製造方法の第４工程説明図である。 実施の形態１における第１のコンタクトチェーンの製造方法の第５工程説明図である。 実施の形態１における第１のコンタクトチェーンの製造方法の第６工程説明図である。 実施の形態１における第１のコンタクトチェーンの製造方法の第７工程説明図である。 実施の形態１における第１のコンタクトチェーンの製造方法の第８工程説明図である。 実施の形態１における第１のコンタクトチェーンの製造方法の第９工程説明図である。 実施の形態１における第２のコンタクトチェーンの製造方法の第１工程説明図である。 実施の形態１における第２のコンタクトチェーンの製造方法の第２工程説明図である。 実施の形態１における第２のコンタクトチェーンの製造方法の第３工程説明図である。 実施の形態１における第３のコンタクトチェーンの製造方法の工程説明図である。 実施の形態１における第１の比較例の製造方法の第１工程説明図である。 実施の形態１における第１の比較例の製造方法の第２工程説明図である。 実施の形態１における第１の比較例の製造方法の第３工程説明図である。 実施の形態１における第１の比較例の製造方法の第４工程説明図である。 実施の形態２における画素メタル電極と接続配線に積層された酸化膜との接続部分の拡大断面図である。 実施の形態２における第１のコンタクトチェーンの製造方法の第１工程説明図である。 実施の形態２における第１のコンタクトチェーンの製造方法の第２工程説明図である。 実施の形態２における第１のコンタクトチェーンの製造方法の第３工程説明図である。 実施の形態２における第１のコンタクトチェーンの製造方法の第４工程説明図である。 実施の形態２における第１のコンタクトチェーンの製造方法の第５工程説明図である。 実施の形態２における第１のコンタクトチェーンの製造方法の第６工程説明図である。 実施の形態２における第１のコンタクトチェーンの製造方法の第７工程説明図である。

符号の説明

１ 基板、２ ＴＦＴ、３ 配線層、４ 接続配線、５，８，１２，１３ 酸化膜、６ 画素メタル電極、７ 下部配線層、９，１１ 上部配線層、１５ 画素分離絶縁膜、１６ 対向電極、１７ 有機ＥＬ素子、２１，２３ 無機絶縁膜、２２，２４ 有機絶縁膜、３１，３４，３８ 介在部、３２，３５，３７ コンタクトホール、３３，３６ 貫通孔、４１，４２ 切断部、４３ 欠陥部、４４ 段切れ部、４５ 残存部、５１ 矢印。

Claims (7)

1. 第１電極と、
   前記第１電極の表面に配置され、貫通孔を含む無機絶縁膜と、
   前記無機絶縁膜の表面に配置され、コンタクトホールを含む有機絶縁膜と、
   前記コンタクトホールの表面および前記コンタクトホールの内側の前記第１電極の表面に形成された第２電極と
   を備え、
   前記貫通孔は、前記第１電極の表面において前記コンタクトホールよりも大きくなるように形成され、
   前記有機絶縁膜は、前記貫通孔と前記コンタクトホールとに挟まれるように形成された介在部を含み、
   前記第１電極は、表面のうち少なくとも前記介在部が接する領域に形成された酸化膜を含む、アクティブマトリクス型表示装置。
2. 前記酸化膜は、前記第１電極と前記第２電極とが接触する面に垂直な方向において、前記第１電極の前記酸化膜と異なる部分よりも薄く形成されている、請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
3. 前記酸化膜が、導体または半導体になるように形成された、請求項１または２に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
4. 前記酸化膜は、導体および半導体のうち少なくとも一方が積層された、請求項１から３のいずれかに記載のアクティブマトリクス型表示装置。
5. 第１電極を形成する工程と、
   前記第１電極の表面に酸化膜を形成する酸化膜形成工程と、
   前記第１電極の前記酸化膜の表面に無機絶縁膜を形成する工程と、
   前記第１電極の一部を露出するように、前記無機絶縁膜に貫通孔を形成する工程と、
   前記無機絶縁膜の表面に有機絶縁膜を形成する工程と、
   前記第１電極の一部を露出するように、前記有機絶縁膜にコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、
   前記有機絶縁膜の表面および前記第１電極の表面の前記コンタクトホールから露出した部分に第２電極を形成する工程と
   を含み、
   前記コンタクトホール形成工程は、前記第１電極の表面において前記貫通孔よりも小さくなるように前記コンタクトホールを形成する工程を含む、アクティブマトリクス型表示装置の製造方法。
6. 前記酸化膜形成工程は、前記第１電極の表面を酸化する工程、または前記第１電極の表面に酸化膜を積層する工程のいずれかを含む、請求項５に記載のアクティブマトリクス型表示装置の製造方法。
7. 前記コンタクトホール形成工程は、前記コンタクトホールから露出した部分において、前記酸化膜を除去する工程を含む、請求項５または６に記載のアクティブマトリクス型表示装置の製造方法。

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