JP2009036948A - 有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、および有機エレクトロルミネッセンス装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機EL装置100の基板10b上には、薄膜トランジスタ30と、層間絶縁膜4、6と、層間絶縁膜6に形成されたコンタクトホール6aを介して薄膜トランジスタ30に電気的に接続された画素電極7aと、発光領域11を規定するための開口部を備えた絶縁性の隔壁層8aと、有機機能層20と、対極層12とが積層されている。コンタクトホール6aは、画素電極7aの上層側に形成されたホール内絶縁膜8bにより埋められている。ホール内絶縁膜8bは、隔壁層8aと同時形成された絶縁膜であり、ポリシラザンを所定の溶媒に溶解、分散させてなる液状物を塗布後、焼成させてなる。
【選択図】図2
Description
図1は、本発明が適用される有機EL装置の電気的構成を示すブロック図である。図1に示す有機EL装置100は、複数の走査線101と、走査線101に対して交差する方向に延びる複数の信号線102と、信号線102に並列に延びる複数の電源線103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および信号線102の各交点付近に、後述する画素領域100a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、ビデオラインおよびアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路104が接続され、走査線101には、シフトレジスタおよびレベルシフタを備える走査側駆動回路105が接続されている。画素領域100a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の薄膜トランジスタ112と、このスイッチング用の薄膜トランジスタ112を介して信号線102から供給される画素信号を保持する保持容量130と、保持容量130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の薄膜トランジスタ30と、この薄膜トランジスタ30を介して電源線103に電気的に接続したときに当該電源線103から駆動電流が流れ込む画素電極7a(陽極層)と、この画素電極7aと対極層12(陰極層)との間に挟まれた有機機能層20とが設けられている。ここで、画素電極7a、有機機能層20および対極層12は、有機EL素子10を構成している。
(全体構成)
図2は、本発明の実施の形態1に係る有機EL装置の断面図であり、複数の画素の一部の断面のみを示してある。
このように本形態では、基板10b上には、薄膜トランジスタ30と、薄膜トランジスタ30を覆う層間絶縁膜4、6、層間絶縁膜6に形成されたコンタクトホール6aを介して薄膜トランジスタ30に電気的に接続する画素電極7a、発光領域11を規定するための開口部を備えた絶縁性の隔壁層8a、発光層を含む有機機能層20、および対極層12が基板10b上に順に形成され、有機機能層20は、隔壁層8で囲まれた領域内、および隔壁層8の表面の双方に形成されている。
図3は、本発明の実施の形態1に係る有機EL装置の製造方法を示す工程断面図である。本形態の有機EL装置100を製造するには、基板10bの表面にシリコン酸化膜からなる下地保護膜(図示せず)を形成した後、薄膜トランジタ形成工程を行う。具体的には、まず、ポリシリコン膜からなる半導体膜1aを島状に形成する。それには、基板温度が150〜450℃の温度条件下で、基板10bの全面に、非晶質シリコン膜からなる半導体膜をプラズマCVD法により、例えば、40〜50nmの厚さに形成した後、レーザアニール法などにより、シリコン膜を多結晶化させ、次に、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、半導体膜1aを形成する。次に、CVD法などを用いて、半導体膜1aの表面にシリコン窒化膜やシリコン酸化膜、あるいはそれらの積層膜からなるゲート絶縁膜2を形成する。次に、基板10bの表面全体にモリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜などの金属膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、ゲート電極3aを形成する。次に、半導体膜1aに不純物を導入して、ソース領域やドレイン領域などを形成する。
本形態では、図3(b)、(c)に示すように、画素電極7aを形成した後も、コンタクトホール6aの内部には大きな凹部が形成されているが、有機機能層20を形成する際、コンタクトホール6aは、厚いホール内絶縁膜8bですでに埋められている。従って、有機機能層20を塗布法で形成するにあたって、隔壁層8aの厚さを200nm以下にまで薄くして、隔壁層8aが形成されている領域と隔壁層8aが形成されていない領域との境界に形成される段差を小さくして、有機機能層20の膜厚の均一化を図った場合でも、コンタクトホール6aの底部や開口縁では隔壁層8aにピンホールなどの膜欠陥がないので、画素電極7aと有機機能層20とが発光領域11以外の箇所で短絡することがなく、発光領域11以外で発光するということがない。
実施の形態1では、隔壁層8aおよびホール内絶縁膜8bを同時形成するにあたって、ポリシラザンを用いたが、隔壁層8aおよびホール内絶縁膜8bをその他の塗布型酸化膜、及びアクリル樹脂やポリイミド樹脂などといった感光性樹脂により同時形成してもよい。
(コンタクトホール6a内部および周辺の構成)
図4は、本発明の実施の形態2に係る有機EL装置100の断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらを図示することにして、それらの説明を省略する。
図5は、本発明の実施の形態2に係る有機EL装置に用いた素子基板の製造方法を示す工程断面図である。本形態の有機EL装置100を製造するにあたっては、実施の形態1と同様、図5(a)に示すように、薄膜トランジスタ形成工程、第1層間絶縁膜形成工程、ソース電極形成工程を行なった後、第2層間絶縁膜形成工程において、コンタクトホール6aを備えた層間絶縁膜6(平坦化膜)を1.5〜2.0μmの厚さに形成する。次に、画素電極形成工程では、基板10bの表面全体にITO膜からなる透明導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、厚さが30〜50nmの画素電極7aを形成する。この状態で、コンタクトホール6aの内部には大きな凹部が形成されている。
以上説明したように、本形態では、画素電極7aおよび隔壁層8aを形成した状態で、コンタクトホール6aの内部には大きな凹部が形成されているが、有機機能層20を形成する際、コンタクトホール6aは、厚いホール内絶縁膜8bですでに埋められている。従って、隔壁層8aの厚さを200nm以下にまで薄くして段差を小さくした場合でも、コンタクトホール6aの底部や開口縁では隔壁層8aにピンホールがないので、画素電極7aと有機機能層20とが発光領域11以外の箇所で短絡することがないなど、実施の形態1と略同様な効果を奏する。
図6は、本発明の実施の形態2の変形例に係る有機EL装置100の断面図である。図7は、本発明の実施の形態2の変形例に係る有機EL装置に用いた素子基板の製造方法を示す工程断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1、2と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらを図示することにして、それらの説明を省略する。
図8(a)、(b)は、本発明の実施の形態3に係る有機EL装置100の断面図、および有機EL装置100を形成する際、有機機能層20を形成する前の状態を示す断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらを図示することにして、それらの説明を省略する。
上記形態では、半導体層としてポリシコン膜を用いた例であったが、アモルファスシリコン膜や単結晶シリコン層を用いた素子基板10に本発明を適用してもよい。また、画素スイッチング素子として薄膜ダイオード素子(非線形素子)を用いた有機EL装置に本発明を適用してもよい。
Claims (14)
- 少なくとも、トランジスタ素子と、該トランジスタ素子を覆う層間絶縁膜と、該層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記トランジスタ素子に電気的に接続する画素電極と、発光領域を規定するための開口部を備えた絶縁性の隔壁層と、発光層を含む有機機能層と、対極層とを基板上に順に備えた有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法において、
前記画素電極の形成工程の後、前記有機機能層の形成工程の前に、
前記コンタクトホール内をホール内絶縁膜により埋めておくことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスの製造方法。 - 前記ホール内絶縁膜を形成するにあたっては、少なくとも前記コンタクトホールを埋めるように絶縁膜形成用の液状材料を塗布した後、固化させることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスの製造方法。
- 前記ホール内絶縁膜の形成工程では、前記コンタクトホールの外側でも前記液状材料を塗布した後、固化させて、前記隔壁層の少なくとも一層と前記ホール内絶縁膜とを同時形成することを特徴とする請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
- 前記隔壁層の形成工程の前あるいは後に、前記コンタクトホール内に塗布した前記液状材料を固化させて前記ホール内絶縁膜を前記隔壁層と別工程で形成することを特徴とする請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
- 前記有機機能層の形成工程では、前記有機機能層を形成するための液状組成物を前記隔壁層で囲まれた領域内および前記隔壁層の表面の双方に対して塗布することを特徴とする請求項2乃至4の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
- 前記有機機能層の形成工程では、前記有機機能層を形成するための液状組成物を前記隔壁層で囲まれた領域内に選択的に塗布することを特徴とする請求項2乃至4の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
- 少なくとも、トランジスタ素子と、該トランジスタ素子を覆う層間絶縁膜と、該層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記トランジスタ素子に電気的に接続する画素電極と、発光領域を規定するための開口部を備えた絶縁性の隔壁層と、発光層を含む有機機能層と、対極層とが基板上に順に形成された有機エレクトロルミネッセンス装置において、
前記コンタクトホールは、該コンタクトホール内で前記画素電極の上層側に形成されたホール内絶縁膜により埋められていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。 - 前記ホール内絶縁膜は、少なくとも前記コンタクトホールを埋めるように塗布された絶縁膜形成用の液状材料を固化させてなることを特徴とする請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
- 前記ホール内絶縁膜と前記隔壁層の少なくとも一層とは、前記コンタクトホールの内部および外部に塗布した前記液状材料を固化させることにより、同時形成されてなることを特徴とする請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
- 前記ホール内絶縁膜は、前記隔壁層とは別に、前記コンタクトホール内で、前記隔壁層の上層、あるいは前記画素電極の上層に塗布した前記液状材料を固化させてなることを特徴とする請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
- 前記有機機能層は、前記隔壁層で囲まれた領域内および前記隔壁層の表面の双方に対して形成されていることを特徴とする請求項7乃至10の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
- 前記隔壁層は、厚さが200nm以下であることを特徴とする請求項11に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
- 前記有機機能層は、前記隔壁層で囲まれた領域内に選択的に形成されていることを特徴とする請求項7乃至11の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
- 前記層間絶縁膜は、感光性樹脂層を含んでいることを特徴とする請求項7乃至13の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
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