JP2009099502A - 表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造工程の複雑化及び薄膜トランジスタの特性劣化を引き起こす、紫外線照射による、表示装置の電極表面の洗浄工程を省いた、新規な表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】基板１上に駆動回路と発光部を形成する表示装置の製造方法である。発光部を形成する工程は、発光層に電荷を印加する透明アノード電極８を形成する工程と、透明アノード電８上に第１の被覆層９と第２の被覆層１０を形成する工程と、第２の被覆層１０をマスクとして第１の被覆層９をエッチングにより除去する工程と、第１の被覆層９が除去された透明アノード電極８上に発光層を含む層を形成する工程と、を有する。透明アノード電極８は、紫外線照射による洗浄を施したものと同等に清浄な表面となる。
【選択図】図２ｇ
【解決手段】基板１上に駆動回路と発光部を形成する表示装置の製造方法である。発光部を形成する工程は、発光層に電荷を印加する透明アノード電極８を形成する工程と、透明アノード電８上に第１の被覆層９と第２の被覆層１０を形成する工程と、第２の被覆層１０をマスクとして第１の被覆層９をエッチングにより除去する工程と、第１の被覆層９が除去された透明アノード電極８上に発光層を含む層を形成する工程と、を有する。透明アノード電極８は、紫外線照射による洗浄を施したものと同等に清浄な表面となる。
【選択図】図２ｇ
Description
本発明は、表示装置の製造方法、特に、発光材料を電極で挟み、電界を印加することによって光を発し、その光を利用して作製される表示装置（ディスプレイ）の製造方法に関する。このような表示装置は、例えば、有機ＥＬ素子又は無機ＥＬ素子を用いた表示装置がそれにあたる。なお、本明細書では、主に有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置に関して説明しているが、これは本発明の範囲を、有機ＥＬ表示装置のみに限定するものではない。
ＥＬ表示装置は、駆動方法に基づいて、アクティブマトリクス型とパッシブマトリクス型とに分けることができる。アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置は、電流によって駆動され、各マトリクスアレイ画素領域が、少なくとも１つの、スイッチとしての機能を果たす薄膜トランジスタを備えている。薄膜トランジスタは、前記画素領域の輝度とグレーレベルを制御するために、コンデンサ記憶電位の変化に基づいた駆動電流を調節する。
アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の中で、アクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置は、電極層と、この電極層上に形成され有機ＥＬ材料からなる有機発光層と、さらにこの有機発光層上に形成された電極層とを基本的な構成要素として構成される。基板側に光を出すボトムエミッション型表示装置の場合は、基板及び下部電極層が光透過性を有する必要があり、下部電極には透明電極を用いる。一般に、透明電極には導電性酸化物材料を用いるが、導電性酸化物の表面は有機物による汚染を被り易い。有機物汚染された電極は、有機発光層への電流注入が困難となる。
そこで、特許文献１に開示されているように、有機ＥＬ表示装置の有機発光層を透明電極層上に形成する直前に親水化工程として、紫外光照射と、それに伴って発生したオゾンによる表面洗浄を施し、透明電極表面の有機汚染を除去する必要がある。
特開２００５−１２３０８３号公報
しかし、透明電極表面の洗浄手法として上記手法を実施する場合、紫外光を照射する工程が増えてしまうという問題がある。さらに、前記マトリクスアレイ画素領域内の薄膜トランジスタに紫外光が照射されることによって薄膜トランジスタが劣化し、スイッチング素子としての機能を果たさなくなるという現象を防ぐために、遮光層を設ける工程が増えてしまうという問題があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、製造工程の複雑化及び薄膜トランジスタの特性劣化を引き起こす、紫外線照射による、表示装置の電極表面の洗浄工程を省いた、新規な表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の表示装置の製造方法は、基板上に駆動回路と発光部を形成する表示装置の製造方法であって、
前記発光部を形成する工程は、
発光層に電荷を印加する電極を形成する工程と、
前記電極上に被覆層を形成する工程と、
前記被覆層の少なくとも一部を除去する工程と、
前記被覆層が除去された前記電極上に前記発光層を含む層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
前記発光部を形成する工程は、
発光層に電荷を印加する電極を形成する工程と、
前記電極上に被覆層を形成する工程と、
前記被覆層の少なくとも一部を除去する工程と、
前記被覆層が除去された前記電極上に前記発光層を含む層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の表示装置の製造方法によれば、製造工程の複雑化及びトランジスタの特性劣化を引き起こす、紫外線照射による表示装置の透明電極表面の洗浄工程を省くことができる。これにより、表示装置を効率的に製造することができる。
これより、本発明の基板上に駆動回路と発光部を形成する表示装置の製造方法について説明するが、実施形態１は、発光部が、基板上に薄膜トランジスタを有する駆動回路と並置して形成される例であり、実施形態２は、発光部が、基板上に形成される駆動回路上に積層形成される例である。発光部が、ボトムエミッション型アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置を例にとって、図を参照しながら詳細に説明する。
［実施形態１］
製造方法は１２の工程から構成され、その流れは図１のフローチャートに示すとおりである。図２ａ〜図２ｌには、本発明の製造方法によって作製されたボトムエミッション型アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の断面図が示されている。
製造方法は１２の工程から構成され、その流れは図１のフローチャートに示すとおりである。図２ａ〜図２ｌには、本発明の製造方法によって作製されたボトムエミッション型アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の断面図が示されている。
図２ａ〜図２ｌには、トランジスタとして、ボトムゲート・トップコンタクト型薄膜トランジスタを示しているが、トランジスタの構成はこれに限られるものではない。薄膜トランジスタは、基板１の上に、ゲート電極２、ゲート絶縁層３、半導体層４、ソース電極５、ドレイン電極６、保護層７が順に積層した構造をしている。また、有機ＥＬ素子は、基板１の上に、透明アノード電極８、正孔注入層１１、有機発光層１２、電子注入層１３、カソード電極１４が順に積層した構造をしている。有機発光層１２に対して正孔注入層１１、電子注入層１３を介して、透明アノード電極８とカソード電極１４により電荷が印加される。
基板１は、絶縁性の基板である。例えば、基板１はガラス基板とすればよい。また、基板１にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの有機材料や高分子材料を用いることによりフレキシブルな基板上で薄膜トランジスタを製造することができる。
まず、第１工程として、基板１上に、透明導電膜を堆積する。前記透明導電膜には、ＩＴＯを用いることが望ましい。または、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＺｎＯのうち少なくとも１種を含む材料を透明導電膜に用いることも好ましい。透明導電膜の成膜法としては、スパッタ法、パルスレーザー蒸着法及び電子ビーム蒸着法などの気相法を用いるのが好ましい。しかし、成膜法はこれらの方法に限られるものではない。そして、前記透明導電膜をパターニングすることによって、透明アノード電極８を形成する。ここまでの様子を図２ａに示す。
次に、第２の工程として、基板１上に、導電性の膜を堆積する。導電性の膜には、少なくとも１種の金属からなる膜を用いる。またこの他に、導電性の金属酸化物（ＭＯｘ、ただしＭは金属元素）を用いても良い。また、層数は単層であっても、複数膜の積層であっても良い。前記導電性の膜の成膜法としては、スパッタ法、パルスレーザー蒸着法及び電子ビーム蒸着法などの気相法を用いるのが好ましい。しかし、成膜法はこれらの方法に限られるものではない。そして、導電性の膜をパターニングすることによって、ゲート電極２を形成する。なお、ゲート電極２と透明アノード電極８を同材料とすれば、両者は同時に形成することも可能である。ここまでの様子を図２ｂに示す。
次に、第３の工程として、前記ゲート電極２及び透明アノード電極８上に絶縁体膜を堆積する。絶縁体膜は、酸化物、炭化物、窒化物、弗化物、及びそれらの化合物で構成される群から選択される無機材料からなる。例えば、絶縁体膜には、少なくとも１種の金属元素を含む金属酸化物膜を用いる。金属酸化物の中でも、以下に挙げるものを少なくとも１種含むものを絶縁体膜として用いることがより好ましい。
ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３
またこの他に、金属窒化物（ＭＮｘ、ただしＭは金属元素）を用いても良い。またこの他に、金属酸窒化物（ＭＯｘＮｙ、ただしＭは金属元素）を用いても良い。前記絶縁体膜の成膜法としては、スパッタ法、パルスレーザー蒸着法及び電子ビーム蒸着法などの気相法を用いるのが好ましい。しかし、成膜法はこれらの方法に限られるものではない。そして、前記絶縁体膜をパターニングすることによって、ゲート絶縁層３及び第１の被覆層９を形成する。すなわち、前記絶縁体膜の一部がゲート絶縁層３となり、他の一部が第１の被覆層９となる。このように、ゲート絶縁層３及び第１の被覆層９はいずれも同じ層である前記絶縁体膜から形成されるが、担う機能が異なるため、説明上、分けて記述している。ここまでの様子を図２ｃに示す。
またこの他に、金属窒化物（ＭＮｘ、ただしＭは金属元素）を用いても良い。またこの他に、金属酸窒化物（ＭＯｘＮｙ、ただしＭは金属元素）を用いても良い。前記絶縁体膜の成膜法としては、スパッタ法、パルスレーザー蒸着法及び電子ビーム蒸着法などの気相法を用いるのが好ましい。しかし、成膜法はこれらの方法に限られるものではない。そして、前記絶縁体膜をパターニングすることによって、ゲート絶縁層３及び第１の被覆層９を形成する。すなわち、前記絶縁体膜の一部がゲート絶縁層３となり、他の一部が第１の被覆層９となる。このように、ゲート絶縁層３及び第１の被覆層９はいずれも同じ層である前記絶縁体膜から形成されるが、担う機能が異なるため、説明上、分けて記述している。ここまでの様子を図２ｃに示す。
次に、第４の工程として、前記ゲート絶縁層３上に半導体膜を堆積する。前記半導体膜には、
ＺｎＯを主たる構成元素とする酸化物、
Ｉｎ２Ｏ３を主たる構成元素とする酸化物、
Ｇａ２Ｏ３を主たる構成元素とする酸化物、
及びこれらのうち２種以上を含む複合酸化物を主たる構成元素とする酸化物が望ましい。
特にＩｎ２Ｏ３とＺｎＯを含み、その合計がモル比で全体の半分以上含む酸化物が望ましい。
ＺｎＯを主たる構成元素とする酸化物、
Ｉｎ２Ｏ３を主たる構成元素とする酸化物、
Ｇａ２Ｏ３を主たる構成元素とする酸化物、
及びこれらのうち２種以上を含む複合酸化物を主たる構成元素とする酸化物が望ましい。
特にＩｎ２Ｏ３とＺｎＯを含み、その合計がモル比で全体の半分以上含む酸化物が望ましい。
あるいはＳｎＯ２やＴｉＯｘなどの酸化物半導体を含むことも可能であり、その他の酸化物半導体を含むものを用いてもよい。前記半導体膜の成膜法としては、スパッタ法、パルスレーザー蒸着法及び電子ビーム蒸着法などの気相法を用いるのが好ましい。しかし、成膜法はこれらの方法に限られるものではない。そして、前記半導体膜をパターニングすることによって、半導体層４を形成する。ここまでの様子を図２ｄに示す。
次に、第５の工程として、前記半導体層４上に導電性の膜を堆積する。前記導電性の膜には、少なくとも１種の金属からなる膜を用いる。またこの他に、導電性の金属酸化物（ＭＯｘ、ただしＭは金属元素）を用いても良い。また、層数は単層であっても、複数膜の積層であっても良い。前記導電性の膜の成膜法としては、スパッタ法、パルスレーザー蒸着法及び電子ビーム蒸着法などの気相法を用いるのが好ましい。しかし、成膜法はこれらの方法に限られるものではない。そして、前記導電性の膜をパターニングすることによって、ソース電極５及びドレイン電極６を形成する。なお、ソース電極５及びドレイン電極６と透明アノード電極８を同材料とすれば、両者は同時に形成することも可能である。ここまでの様子を図２ｅに示す。
次に、第６の工程として、前記ソース電極５、ドレイン電極６及び第１の被覆層９上に第２の被覆層１０を堆積する。第２の被覆層１０は、酸化物、炭化物、窒化物、弗化物、及びそれらの化合物で構成される群から選択される無機材料からなる。例えば、第２の被覆層としては、少なくとも１種の金属元素を含む金属酸化物膜を用いる。金属酸化物の中でも、以下に挙げるものを少なくとも１種含むものを用いることがより好ましい。
ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＣｅＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３
またこの他に、金属窒化物（ＭＮｘ、ただしＭは金属元素）を用いても良い。またこの他に、金属酸窒化物（ＭＯｘＮｙ、ただしＭは金属元素）を用いても良い。第２の被覆層１０の成膜法としては、スパッタ法、パルスレーザー蒸着法及び電子ビーム蒸着法などの気相法を用いるのが好ましい。しかし、成膜法はこれらの方法に限られるものではない。そして、第２の被覆層１０をパターニングすることによって、保護層７及び開口部を有する第２の被覆層１０を形成する。すなわち、第２の被覆層１０の一部が保護層７となり、他の一部が開口部を有する第２の被覆層１０となる。このように、保護層７及び第２の被覆層１０は、いずれも同じ層である第２の被覆層１０から形成されるが、担う機能が異なるため、説明上、分けて記述している。このように被覆層は、第１の被覆層９と第２の被覆層１０という２層以上の被覆層から構成され、特に、材料の異なる２種類以上の複数の層で構成される。以上の工程により、図２ｆに示す構造が完成する。
またこの他に、金属窒化物（ＭＮｘ、ただしＭは金属元素）を用いても良い。またこの他に、金属酸窒化物（ＭＯｘＮｙ、ただしＭは金属元素）を用いても良い。第２の被覆層１０の成膜法としては、スパッタ法、パルスレーザー蒸着法及び電子ビーム蒸着法などの気相法を用いるのが好ましい。しかし、成膜法はこれらの方法に限られるものではない。そして、第２の被覆層１０をパターニングすることによって、保護層７及び開口部を有する第２の被覆層１０を形成する。すなわち、第２の被覆層１０の一部が保護層７となり、他の一部が開口部を有する第２の被覆層１０となる。このように、保護層７及び第２の被覆層１０は、いずれも同じ層である第２の被覆層１０から形成されるが、担う機能が異なるため、説明上、分けて記述している。このように被覆層は、第１の被覆層９と第２の被覆層１０という２層以上の被覆層から構成され、特に、材料の異なる２種類以上の複数の層で構成される。以上の工程により、図２ｆに示す構造が完成する。
次に、第７の工程として、第１の被覆層９の少なくとも一部を除去する。すなわち、開口部を有する第２の被覆層１０をハードマスクとして用い、第１の被覆層９をエッチングする。透明アノード電極８上の第１の被覆層９の少なくとも一部が除去される。第１の被覆層９のエッチング法としては、ドライエッチング、あるいはウェットエッチングを用いる。ここで、第１の被覆層９をエッチングするためのエッチャントに対する透明アノード電極８のエッチングレートが、第１の被覆層９のエッチングレートよりも小さい。また、第１の被覆層９をエッチングするためのエッチャントに対する第２の被覆層１０のエッチングレートが、第１の被覆層９のエッチングレートよりも小さい。以上の工程により、図２ｇに示す構造が完成する。
次に、第８の工程として、前記透明アノード電極８上に、正孔注入層１１を形成する。前記正孔注入層１１の成膜法としては、スパッタ法、パルスレーザー蒸着法、電子ビーム蒸着法、スピンコート法及び真空蒸着法などの成膜法を用いるのが好ましい。しかし、成膜法はこれらの方法に限られるものではない。ここまでの様子を図２ｈに示す。
次に、第９の工程として、前記正孔注入層１１上に、有機発光層１２を形成する。前記有機発光層１２の成膜法としては、真空蒸着あるいは塗布法などの成膜法を用いる。しかし、成膜法はこれらの方法に限られるものではない。ここまでの様子を図２ｉに示す。
次に、第１０の工程として、前記有機発光層１２上に、電子注入層１３を形成する。前記電子注入層１３の成膜法としては、スパッタ法、パルスレーザー蒸着法、電子ビーム蒸着法、スピンコート法及び真空蒸着法などの成膜法を用いるのが好ましい。しかし、成膜法はこれらの方法に限られるものではない。ここまでの様子を図２ｊに示す。
次に、第１１の工程として、前記電子注入層１３上に、カソード電極１４を形成する。前記カソード電極１４の成膜法としては、スパッタ法、パルスレーザー蒸着法、電子ビーム蒸着法、スピンコート法及び真空蒸着法などの成膜法を用いるのが好ましい。しかし、成膜法はこれらの方法に限られるものではない。ここまでの様子を図２ｋに示す。
次に、第１２の工程として、前記カソード電極上１４に封止層１８を形成する。前記封止層１８は、ガラス製キャップ及び厚膜の形態のものを用いるのが好ましい。しかし、封止層１８の材料はこれらに限られるものではない。ここまでの様子を図２ｌに示す。
このように本発明の特徴は、透明アノード電極８表面を、第１の被覆層９で覆い、該第１の被覆層を除去する工程を経て、該透明アノード電極８表面を清浄化できることである。したがって、上記工程を経ることにより、透明アノード電極８表面は、前述の紫外線照射による洗浄工程を設けずとも、紫外線照射による洗浄を施したものと同等に清浄な表面となる。これは本発明者らの知見によれば、以下のような理由によるものと考えられる。まず、前記透明アノード電極８表面上に例えば、微粒子や油分、その他の汚染物質が付着している場合に、前記第１の被覆層９で覆うことにより、これらの汚染物質が第１の被覆層９と結合する。このとき当該汚染物質は前記透明アノード電極８表面よりも、前記第１の被覆層９と強く結合する（又は前記第１の被覆層９に取り込まれる）。次いで前記第１の被覆層９をエッチング等で除去することにより、前記第１の被覆層９と同時に汚染物質も除去され、清浄な表面となる。
さらに本発明の特徴は、第１の被覆層９をエッチングする際に、第２の被覆層１０をハードマスクとして用いることである。これによって、透明アノード電極８表面を露出させる工程において、該透明アノード電極８表面をレジストや有機溶剤による汚染を防ぐことができる。
また、第１の被覆層９及び第２の被覆層１０を形成する工程は、薄膜トランジスタを形成する工程と共通化することができる。上述の工程では、第１の被覆層９をゲート絶縁層３と、第２の被覆層１０を保護層７と同時に形成する例を示した。しかし、共通化する工程はこれらに限られるものではない。ゲート電極２、半導体層４、ソース電極５、ドレイン電極６もまた、第１の被覆層９及び第２の被覆層１０を形成する工程と共通化することが可能である。
また、薄膜トランジスタを構成する層の、少なくとも１つを積層膜とすることで、薄膜トランジスタを構成する１つの層と同時に第１の被覆層９及び第２の被覆層１０を形成することも可能である。
［実施形態２］
本発明は、薄膜トランジスタと有機ＥＬ素子とを、基板上に横置きする実施形態１の形態だけでなく、両者を積層する形態にも適用することができる。この形態の例を、図３ａ〜図３ｆを用いて説明する。
本発明は、薄膜トランジスタと有機ＥＬ素子とを、基板上に横置きする実施形態１の形態だけでなく、両者を積層する形態にも適用することができる。この形態の例を、図３ａ〜図３ｆを用いて説明する。
なお、薄膜トランジスタを形成する工程は、実施形態１と同じであるので説明を省略する。また、実施形態１と同符号を付した各層の材料は、実施形態１と共通である。
図３ａは、ガラス基板１上に薄膜トランジスタが形成されている様子を示している。薄膜トランジスタの構成層は、下から順に、ゲート電極２、ゲート絶縁層３、半導体層４、ソース電極５、ドレイン電極６である。
次に、前記薄膜トランジスタ上に、層間絶縁膜１５を形成し、その層間絶縁膜の一部をエッチングにより除去し、コンタクトホールを形成し、前記コンタクトホールを導電性材料で埋め、プラグ１６を形成する。ここまでの様子を図３ｂに示す。
次に、層間絶縁膜１５上に透明アノード電極８、及び第１の被覆層９を順に堆積し、エッチングによりパターニングを行う。ここまでの様子を図３ｃに示す。
次に、前記透明アノード８及び第１の被覆層９の上に、隔壁１７を形成する。ここまでの様子を図３ｄに示す。
次に、隔壁１７をハードマスクに用いて、第１の被覆層９をエッチングし、透明アノード電極８表面を露出させる。ここまでの様子を図３ｅに示す。このとき、透明アノード電極８上に、第１の被覆層を堆積し、前記第１の被覆層を除去することにより、該透明アノード電極表面は清浄化される。
次に、露出させた透明アノード電極８上に、有機ＥＬ層を形成する。有機ＥＬ層は、正孔注入層１１、有機発光層１２、電子注入層１３をこの順に積層して形成する。上記のように形成された有機ＥＬ層上に、カソード電極１４を形成する。ここまでの様子を図３ｆに示す。最後に、ガラスキャップを用いて素子を封止する。
上記のように作製されたボトムエミッション型アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置における発光素子の特性は、紫外線照射による透明アノード電極表面の清浄化処理を行った場合と比較して、差異は見られない。また、紫外線照射による画素内の薄膜トランジスタの劣化はなく、アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置として設計どおりの性能と信頼性を示す。
以下、本発明を実施形態１について実施例によりさらに詳細に説明する。しかし、本発明は下記例に限定されるものではない。
本実施例は、図２ｌに示す、ボトムエミッション型アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置を作製する例である。図２ｌの薄膜トランジスタは、ボトムゲート・トップコンタクト型であり、基板１上に形成されている。さらに詳しくは、基板１上には、ゲート電極２、ゲート絶縁層３、半導体層４、ソース電極５・ドレイン電極６、保護層７が形成されている。図２ｌの有機ＥＬ素子は、ボトムエミッション型であり、基板１上に形成されている。さらに詳しくは、基板１上には、透明アノード電極８、第１の被覆層９、第２の被覆層１０、正孔注入層１１、有機発光層１２、電子注入層１３、カソード電極１４が形成されている。
基板１には、ガラス基板（Ｃｏｒｎｉｎｇ社製１７３７）を用いる。ガラス基板の厚さは０．５ｍｍである。
まず、基板１上に、多結晶ＩＴＯ薄膜を作製する。本実施例では、アルゴンガスと酸素ガスの混合雰囲気中でＲＦマグネトロンスパッタ法により、多結晶ＩＴＯ薄膜を形成する。次に、堆積した多結晶ＩＴＯ薄膜を、フォトリソグラフィ法とウェットエッチング法により微細加工して、ゲート電極２及び透明アノード電極８を形成する。
次に、ゲート電極２及び透明アノード電極８上に、ＲＦマグネトロンスパッタ法により、厚さ２００ｎｍのＳｉＯ２薄膜を作製する。成膜条件は、基板温度を室温、投入ＲＦパワーを４００Ｗ、アルゴンガス供給流量を１０ｓｃｃｍ、チャンバー圧力を０．１Ｐａとする。次に、堆積したＳｉＯ２薄膜を、フォトリソグラフィ法と、緩衝フッ酸溶液を用いたウェットエッチング法によりパターニングし、ゲート絶縁層３及び第１の被覆層９を形成する。
次に、ゲート絶縁層３上に、ＲＦマグネトロンスパッタ法により、厚さ４０ｎｍの酸化物半導体Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ薄膜を作製する。成膜条件は、基板温度を室温、投入ＲＦパワーを２００Ｗ、酸素５％含有アルゴンガス供給流量を２５ｓｃｃｍ、チャンバー圧力を０．５Ｐａとする。こうして作製したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ薄膜は非晶質であり、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ：Ｏの組成比は１：１：１：４である。次に、堆積したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ薄膜を、フォトリソグラフィ法と、塩酸を用いたウェットエッチング法によりパターニングし、半導体層４を形成する。
次に、半導体層４上に、ＲＦマグネトロンスパッタ法により、厚さ１００ｎｍの導電性酸化物Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ薄膜を作製する。成膜条件は、基板温度を室温、投入ＲＦパワーを１００Ｗ、アルゴンガス供給流量を５０ｓｃｃｍ、チャンバー圧力を０．３Ｐａとする。次に、堆積したＩｎ−Ｚｎ−Ｏ薄膜を、フォトリソグラフィ法とウェットエッチング法により微細加工して、ソース電極５及びドレイン電極６を形成する。
次に、ソース電極５、ドレイン電極６、第１の被覆層９上に、ＲＦマグネトロンスパッタ法により、厚さ２００ｎｍのＳｉＮ薄膜を作製する。成膜条件は、基板温度を室温、投入ＲＦパワーを４００Ｗ、アルゴンガス供給流量を５ｓｃｃｍ、窒素ガス供給流量を５ｓｃｃｍ、チャンバー圧力を０．１Ｐａとする。次に、堆積したＳｉＮ薄膜を、フォトリソグラフィ法とウェットエッチング法によりパターニングし、保護層７及び開口部を有する第２の被覆層１０を形成する。
次に、第２の被覆層１０をハードマスクとして用い、第１の被覆層を、緩衝フッ酸溶液を用いたウェットエッチング法により除去し、透明アノード電極８表面を露出させる。この際、透明アノード電極８表面は、緩衝フッ酸溶液、及び水洗用純水以外には触れておらず、レジストや有機溶剤などによる汚染はない。
ここで、得られた透明アノード表面の清浄度を確認するために、正孔注入層材料である、導電性高分子ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ
［poly (3, 4-ethylenedioxythiophene)-poly-(styrenesulfonate)］を滴下した様子を図４ａに示す。比較のため、紫外線照射によって清浄化処理を施したＩＴＯ薄膜上、及び未処理ＩＴＯ薄膜上に、同様にＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを滴下した様子を、図４ｂ及び図４ｃにそれぞれ示す。本実施例の手法で清浄化したＩＴＯ薄膜上においては、従来手法である、紫外線照射によって清浄化したＩＴＯ薄膜と同様な濡れ性が確認できた。一方、未処理ＩＴＯ薄膜上においては、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳは接触角の大きな液滴状であった。これは、ＩＴＯ薄膜表面の有機汚染の影響であると考えられる。以上の結果から、本実施例の手法を用いれば、紫外線照射による清浄化処理工程を設けなくても、紫外線照射処理を施した場合と同様の清浄な表面を有するＩＴＯ薄膜を得られることが分かる。
［poly (3, 4-ethylenedioxythiophene)-poly-(styrenesulfonate)］を滴下した様子を図４ａに示す。比較のため、紫外線照射によって清浄化処理を施したＩＴＯ薄膜上、及び未処理ＩＴＯ薄膜上に、同様にＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを滴下した様子を、図４ｂ及び図４ｃにそれぞれ示す。本実施例の手法で清浄化したＩＴＯ薄膜上においては、従来手法である、紫外線照射によって清浄化したＩＴＯ薄膜と同様な濡れ性が確認できた。一方、未処理ＩＴＯ薄膜上においては、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳは接触角の大きな液滴状であった。これは、ＩＴＯ薄膜表面の有機汚染の影響であると考えられる。以上の結果から、本実施例の手法を用いれば、紫外線照射による清浄化処理工程を設けなくても、紫外線照射処理を施した場合と同様の清浄な表面を有するＩＴＯ薄膜を得られることが分かる。
次に、露出させた透明アノード電極８上に、有機ＥＬ層を形成する。有機ＥＬ層は、正孔注入層１１、有機発光層１２、電子注入層１３をこの順に積層して形成する。上記のように形成された有機ＥＬ層上に、カソード電極１４を形成する。最後に、ガラスキャップを用いて素子を封止する。
上記のように作製されたボトムエミッション型アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置における発光素子の特性は、紫外線照射によるＩＴＯ表面の清浄化処理を行った場合と比較して、差異は見られない。また、紫外線照射による画素内の薄膜トランジスタの劣化はなく、アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置として設計どおりの性能と信頼性を示す。
１…基板
２…ゲート電極
３…ゲート絶縁層
４…半導体層
５…ソース電極
６…ドレイン電極
７…保護層
８…透明アノード電極
９…第１の被覆層
１０…第２の被覆層
１１…正孔注入層
１２…有機発光層
１３…電子注入層
１４…カソード電極
１５…層間絶縁膜
１６…プラグ
１７…隔壁
１８…封止層
２…ゲート電極
３…ゲート絶縁層
４…半導体層
５…ソース電極
６…ドレイン電極
７…保護層
８…透明アノード電極
９…第１の被覆層
１０…第２の被覆層
１１…正孔注入層
１２…有機発光層
１３…電子注入層
１４…カソード電極
１５…層間絶縁膜
１６…プラグ
１７…隔壁
１８…封止層
Claims (12)
- 基板上に駆動回路と発光部を形成する表示装置の製造方法であって、
前記発光部を形成する工程は、
発光層に電荷を印加する電極を形成する工程と、
前記電極上に被覆層を形成する工程と、
前記被覆層の少なくとも一部を除去する工程と、
前記被覆層が除去された前記電極上に前記発光層を含む層を形成する工程と、を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。 - 前記被覆層は、スパッタ法により作製されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
- 前記被覆層の少なくとも一部を除去する工程は、ウェットエッチング、又はドライエッチングを含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
- 前記被覆層をエッチングするためのエッチャントに対する前記電極のエッチングレートが、前記被覆層のエッチングレートよりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の表示装置の製造方法。
- 前記被覆層は、前記駆動回路を構成する薄膜トランジスタのゲート電極、ゲート絶縁層、半導体層、ソース電極、ドレイン電極、又は保護層のいずれかの層と同時に形成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
- 前記被覆層は、酸化物、炭化物、窒化物、弗化物、及びそれらの化合物で構成される群から選択される無機材料からなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
- 前記被覆層は、２層以上の被覆層から構成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
- 前記被覆層は、材料の異なる２種類以上の複数の層で構成され、
前記被覆層の少なくとも一部を除去する工程は、前記被覆層を構成する第１の被覆層の少なくとも一部を、前記第１の被覆層の上に形成された第２の被覆層をマスクとして用いて除去する工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の表示装置の製造方法。 - 前記第１の被覆層をエッチングするためのエッチャントに対する前記第２の被覆層のエッチングレートが、前記第１の被覆層のエッチングレートよりも小さいことを特徴とする請求項８に記載の表示装置の製造方法。
- 前記発光部は、前記基板上に前記駆動回路と並置して形成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
- 前記発光部は、前記基板上に形成される前記駆動回路上に積層形成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
- 前記発光部は、有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
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