JP2009128577A - 有機発光表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な特性を有するスタガ型の多結晶Ｓｉ-ＴＦＴ構造と、ディスプレイの大型化に有利な低抵抗配線構造を両立でき、低コストで高画質の有機発光表示装置を提供する。
【解決手段】マトリックス状に配置された複数の画素を駆動するＴＦＴをスタガ型の多結晶Ｓｉ-ＴＦＴで構成し、該ＴＦＴのチャネルを形成する多結晶Ｓｉ層１１２より下層に、多結晶Ｓｉ形成時の高温に耐え得る高耐熱部材からなるゲート電極１０８を、多結晶Ｓｉ層１１２より上層には、低抵抗な部材からなるゲート配線１０４を配置し、ゲート絶縁膜に開口したスルーホール１２３を介してゲート電極１０８とゲート配線１０４とを接続する。該配線形成に際しては、有機発光素子の各構成部材を一部兼用することで、工程やプロセス、構成部材の増加を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機発光表示装置に関し、良好な特性を有する多結晶Ｓｉ-ＴＦＴ構造を備えた有機発光表示装置に好適なものである。

本格的なマルチメディア時代の到来に伴い、従来の液晶表示装置に替わる次世代平面型表示装置として有機発光表示装置が注目されている。有機発光表示装置は、自発光で、広視野角、かつ高速応答特性といった優れた特性を有する。有機発光表示装置の一つの形式であるボトムエミッション型と称するものでは、ガラス基板で代表される絶縁基板（以下、ガラス基板）上にＩＴＯ等の透明な下部電極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層等からなる有機層、及び低仕事関数の上部電極（反射電極）がこの順で形成されて構成された多数の有機発光素子をマトリクス状に配列してなる。そして、下部電極と上部電極との間に数Ｖ程度の電圧を印加すると、各電極にそれぞれ正孔、電子が注入され、輸送層を経由して発光層で結合し、エキシトンが生成される。このエキシトンが基底状態に戻る際に発光するというものである。そして、この発光光は透明性を有せしめた下部電極を透過して基板側裏面から取出される。

また、有機発光表示装置の他の形式であるトップエミッション型と称するものでは、上記とは逆に、ガラス基板上に低仕事関数の下部電極（反射電極）、正孔輸送層、発光層、電子輸送層等からなる有機層、及びＩＴＯ等の透明な上部電極がこの順で配置して構成された複数の有機発光素子をマトリクス状に配列してなる。有機層で生成した発光光はガラス基板とは反対側の上部電極を透過して取出される。

有機発光素子を画素に用いた有機発光表示装置には、画素の駆動方式により、単純マトリクス型とアクティブマトリクス型とに分けられる。単純マトリクス型の有機発光表示装置では、複数の陽極ラインと複数の陰極ラインが交差した位置に正孔輸送層、発光層、電子輸送層等の有機層が形成されており、各画素は１フレーム期間中、選択時間のみ点灯する。選択時間は、１フレーム期間を陽極ライン数で除した時間幅となる。単純マトリクス型の有機発光表示装置は構造が単純であるという利点を有する。しかし、画素数が多くなると選択時間が短くなるので、駆動電圧を高くして、選択時間中は瞬間輝度を高くし、１フレーム期間中の平均輝度を所定の値にする必要がある。そのため、有機発光素子の寿命が短くなる。また、有機発光素子は電流駆動であるため、特に大画面では、配線抵抗による電圧降下が生じ、各画素に均一に電圧を印加することは難しく、その結果表示装置内で輝度ばらつきが発生する。以上のことより、単純マトリクス有機発光表示装置では高精細，大画面化に限界がある。

一方、アクティブマトリクス型の有機発光表示装置では、各画素を構成する有機発光素子に、複数個の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）からなるスイッチング素子及び容量から構成される駆動素子が接続されており、１フレーム期間中の全点灯が可能な構成である。そのため、輝度を高くする必要がなく、有機発光素子の寿命が長くなる。よって、高精細、大画面化においては、アクティブマトリクス型有機発光表示装置が有利であると考えられている。有機発光素子を駆動するＴＦＴには、移動度が高く、閾値（Ｖｔｈ）シフトが少ない特性が求められる。通常、液晶表示装置等に用いられるスタガ型のアモルファスＳｉ-ＴＦＴに替わって、特性の良好な多結晶Ｓｉを半導体層に適用したコプレナー型のＴＦＴが用いられている。
Ｊ.Ｖａｃ.Ｓｏｃ．Ｊｐｎ.（真空）、Ｖｏｌ．４７、Ｎｏ．９、ｐ．７０２〜７１１（２００４）） 特開２００７−３５９６３号公報 特開平１０−１８９２５２号公報

多結晶Ｓｉに用いられるコプレナー型ＴＦＴ構造の場合、スタガ型のＴＦＴに較べると特性確保は容易なものの、構造が複雑になる分工程数が増加する。また、製造にはチャネル接合部分への不純物の選択ドーピング等の固有プロセス、固有製造設備が必要となるため、コスト的に大幅に不利となる。不純物の活性化工程等、プロセス温度も高い。スタガ型の多結晶ＳｉＴＦＴ構造を実現できればコスト的に望ましいが、実用には下記のような解決すべき課題がある。

スタガ型のＴＦＴでは、原理的にＴＦＴのゲート電極、またはソース・ドレイン電極のうちのどちらか一方が、チャネルを形成する半導体層より下層に配置される構造になる。具体的には、逆スタガＴＦＴ構造であればゲート電極が、正スタガＴＦＴ構造であればソース・ドレイン電極が、半導体層より下層に配置される。多結晶Ｓｉ膜の形成には、通常、原料ガスの熱分解温度以上、６００℃程度の高温成膜、または高温熱処理工程を必要とする。従って、これら半導体より下層に配置された電極は、多結晶Ｓｉ形成時の高温プロセスに晒されることになり、電極、配線への熱ダメージは不可避であった。

この明細書では、ガラス基板等の絶縁基板に対して遠い位置を上層、近い位置を下層と称して説明する。例えば、半導体層の上層は半導体に関して絶縁基板と反対側を、下層は絶縁基板側に位置することを意味する。なお、上層を上、下層を下と称する場合もある。

従って、下層に配置される電極あるいは配線には、熱処理に伴うヒロックやボイド発生による配線の短絡や断線、熱拡散によるコンタクト不良等についても耐性が必要となり、通常用いられるＡｌやＣｕ等の低抵抗金属に替わって高融点金属材料を用いなければならない等、配線材料や構造に制限があった。配線を厚膜化することでも低抵抗化は図れるが、厚膜配線の順テーパー加工の制御は難しく、また、厚膜配線により生じる高段差部分では、上層に配置される層間絶縁膜のつきまわり確保が難しくなるため、配線交差部分での短絡や更に上層に配置される配線の断線不良の原因となり、厚膜化にも限界があった。そのため、配線抵抗による信号遅延を考慮する必要があり、特にディスプレイの大型化には限界があった。

低温で多結晶Ｓｉ膜を形成する方法としては、例えば水素（Ｈ₂）希釈したＳｉＨ₄、ＳｉＦ₄等を原料ガスに用いたプラズマＣＶＤ法が提案されている。しかしながら、原料ガスがプラズマ気相中で活性化するために、結晶核形成の促進と同時に結晶核密度の増加を引き起こすため、結晶性の向上と結晶粒サイズの拡大の両立が原理的に困難であり、良好な多結晶膜が得られ難い。また、アモルファス組織を持つ初期層が堆積しやすく、薄膜ほど結晶性が低下してしまうために、基板側にチャネルを構成する逆スタガ型のＴＦＴ構造を用いる場合には、特に問題であった。

プラズマＣＶＤ法の抱える上記課題に対して、水素を含む化合物とハロゲンを含む化合物を用いる熱ＣＶＤ（以下、反応熱ＣＶＤと呼ぶ）法が提案されている。反応熱ＣＶＤ法では、例えばガス中のハロゲン化ゲルマニウム中のフッ素（Ｆ）による、シラン化合物からの水素引き抜き反応を用いることにより、熱分解温度以下の低温で多結晶Ｓｉ膜の形成を促進することができる。また、原料ガスを気相中で活性化させることなく、基板表面でのみ効率的に活性化させることができるため、大面積に直接核形成することができる。そして、形成された核を結晶粒へと成長させることができるため、低温で良好な多結晶膜を得ることができる（非特許文献１参照）。しかしながら、上記の低温形成プロセスに拠っても、多結晶Ｓｉの形成には依然として４５０℃以上の高温を必要とするため、配線材料にアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等の低抵抗金属を用いることは耐熱的に困難であった。

低温で高品質の多結晶Ｓｉ膜を形成する方法としてレーザアニールを適用し、配線部分を高耐熱金属からなる電極と低抵抗金属からなる主配線部分とのクラッド積層配線構造とし、主配線部分を避けてレーザを選択照射することにより、配線の熱ダメージを回避する方法が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、この場合、レーザ照射により一度に結晶化させることのできる面積には限りがあるため、大面積に均一な多結晶Ｓｉ膜を形成することが困難であり、ディスプレイの大型化にはやはり限界がある。また、新たにレーザアニール工程を必要とし、積層配線形成にもホトリソグラフィーによるパターニング工程を通常よりも多く行う必要があるため、プロセスコストが高くなる。

一方で、発光光を基板裏側から取り出す従来の有機発光表示装置では、基板と有機発光素子の間に駆動部を設けてアクティブマトリクス駆動を行うと、ＴＦＴや配線部分によって開口率が制限される。特に、大型のディスプレイにおいては、電源線の電圧降下による画素間の輝度ばらつきを低減するために、電源線についても低抵抗化が必須であり、配線幅を広げて抵抗を確保しようとすると、その分開口率が小さくなる。

これに対して、下部電極側に反射膜を設け、上部電極を透明化して、発光光の取出しを上部電極側から行う、所謂トップエミッション型の有機発光表示装置を構成する試みがある。この型の有機発光表示装置では、ＴＦＴ、容量、配線上に画素平坦化のための層間絶縁膜を設け、この上に有機発光素子部を形成することが可能となるため、その分開口部を拡げることができる（特許文献２参照）。但し、反射膜や平坦化のための層間絶縁膜等、新たな構成部材が必要となり、その分構造やプロセスが複雑化する。

本発明の目的は、工程やプロセスを増加させることなく、良好な特性を有するスタガ型の多結晶ＳｉＴＦＴ構造と、ディスプレイの大型化に有利な低抵抗配線構造を両立でき、コスト的にも性能的にも有利な有機発光表示装置を提供することにある。

本発明は、上記の目的を実現するための手段として、以下の構成とした。すなわち、
本発明の有機発光表示装置は、マトリックス状に配置された複数の画素に、この画素を駆動するＴＦＴと、有機発光層を上部電極及び下部電極で挟持する構造からなる有機発光素子を有する。そして、該ＴＦＴは、絶縁基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、ソース、ドレイン電極をこの順で配置した逆スタガ型のＴＦＴで構成され、該ＴＦＴのチャネルを形成する半導体層より下層にゲート電極、該半導体層より上層に該ゲート電極とは異なる部材構成からなるゲート配線を配置し、絶縁膜に開口したスルーホールを介して該ゲート電極とゲート配線とを接続する構成とした。

また、本発明の有機発光表示装置は、正スタガ型のＴＦＴで構成した場合には、ＴＦＴのチャネルを形成する半導体層より下層にソース、ドレイン電極、該半導体層より上層に該半導体層より上層に該ドレイン電極とは異なる部材構成からなるドレイン配線を配置して、絶縁膜に開口したスルーホールを介して該ドレイン電極とドレイン配線とを接続する構成とした。

上記の構成とすることにより、スタガ型ＴＦＴの半導体層に、高温形成が必要な多結晶Ｓｉ膜を適用した場合においても、半導体層より下層に配置したＴＦＴ電極には多結晶Ｓｉ膜形成時の高温に耐え得る高耐熱材料で形成した構成とすると共に、多結晶Ｓｉ膜形成時の高温に晒されることのない、半導体より上層に配置した配線には低抵抗な材料を独立して用いることができる。

上記において、逆スタガ型のＴＦＴでは、ソース・ドレイン電極、及びドレイン配線は、該半導体層より上層に配置され、該半導体より上層に配置したゲート配線は、該ソース・ドレイン電極、及びドレイン配線より更に上層に、層間絶縁膜を介して配置される。一方、正スタガ型のＴＦＴでは、ゲート電極、及びゲート配線は、該半導体層より上層に配置され、該半導体より上層に配置したドレイン配線は、該ゲート電極及びゲート配線の更に上層に、層間絶縁膜を介して配置される。

本発明により、良好な特性を有するスタガ型の多結晶ＳｉＴＦＴ構造と、ディスプレイの大型化に有利な低抵抗配線構造を両立でき、コスト的にも性能的にも有利な有機発光表示装置を提供可能となる。また、該半導体より上層に配置した配線、及び該配線の上層に設ける絶縁膜についても、有機発光素子の電極や配線、絶縁膜、等の各構成部材と一部兼用することで、工程やプロセス、構成部材の増加を抑制でき、コスト的に更に有利な有機発光表示装置を提供できる。

前記有機発光表示装置を実施するに際しては、以下の要素を付加することができる。前記半導体より上層に配置した配線（逆スタガ型ＴＦＴの場合はゲート配線、正スタガ型ＴＦＴの場合はドレイン配線を指す）上は、少なくとも外部回路との接続部分となる端子部分を除いて、該配線より更に上層に設けた絶縁膜で被覆する必要があるが、該絶縁膜が、有機発光素子の下部に設けられた画素平坦化のための層間絶縁膜、または、有機発光素子の発光部分を画素毎に分離するために設けられたバンク絶縁層を兼ねた構成とすることもできる。上記上層に設けた絶縁膜を有機発光素子の絶縁膜構成部材と兼用することで、工程やプロセス、構成部材の増加を抑制できる。

該半導体より上層に配置した配線（逆スタガ型ＴＦＴの場合はゲート配線、正スタガ型ＴＦＴの場合はドレイン配線を指す）については、該有機発光素子の下部電極と同層、同一部材で、または、該有機発光素子の下部電極下に設けられた反射膜と同層、同一部材で、または、該有機発光素子の上部電極に接続する上部電極の補助配線と同層、同一部材で構成することもできる。該上層に配置した配線を有機発光素子の電極、配線構成部材と兼用することで、工程やプロセス、構成部材の増加を抑制できる。

上記の構成において、前記半導体層より下層に配置した電極（逆スタガ型ＴＦＴの場合はソース・ドレイン電極、正スタガ型ＴＦＴの場合はゲート電極を指す）と該半導体層より上層に配置した配線（逆スタガ型ＴＦＴの場合はゲート配線、正スタガ型ＴＦＴの場合はドレイン配線を指す）との接続のためのスルーホールは、少なくともＴＦＴのゲート絶縁膜と層間絶縁膜との積層膜に開口した構成となる。

また、上記半導体層より下層に配置した電極（逆スタガ型ＴＦＴの場合はソース・ドレイン電極、正スタガ型ＴＦＴの場合はゲート電極を指す）の膜厚については、該半導体層よりも上層に配置した配線の膜厚よりも薄くすることが可能となる。該下層に配置した電極については、ゲート配線やドレイン配線に要求されるマトリックス状の引き回しが不要となるため、厚膜化による低抵抗化が不要となる。従って、配線抵抗を考慮する必要が無くなる分、任意に薄膜化することができる。望ましくは、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、より望ましくは２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすることができる。

これにより、熱処理に伴うヒロックやボイド発生原因となる熱応力を低減でき、該半導体層より下層に配置した電極の耐熱性を向上することができる。また、該半導体層より下層に配置した電極パターンにより発生する段差を小さくできるため、該電極の上に形成する絶縁膜や配線、具体的にはＴＦＴのゲート絶縁膜や半導体層、更にはゲート配線、ドレイン配線のつきまわりを確保でき、段差起因の短絡や断線を抑制することができる。薄膜化により、該下層に配置した電極パターン自身の順テーパー加工形状の確保も容易となる。これにより、該電極上に形成するゲート絶縁膜や半導体層についても付きまわりを考慮する必要がなくなる分薄膜化が可能となり、ＴＦＴの閾値電圧やオフ電流低減等の特性向上を図ることもできる。該ゲート絶縁膜の膜厚については、望ましくは１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下、より望ましくは１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることができる。

前記半導体層より下層に配置する電極については、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｃｒ等の高融点金属、またはその合金、またはこれらの積層膜を用いることができる。または、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｃ、Ｙ、Ｃｅ、Ｎｄのうちの少なくとも１つを含むＡｌ合金を用いることができる。または、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＧＯ、ＩＴＺＯ、ＩＧＺＯ、ＺｎＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ等の酸化物透明導電膜を用いることができる。これらの部材を電極材料に用いることにより、多結晶Ｓｉ膜形成時の高温プロセスに対する耐性確保が容易となる。

該半導体層より上層に配置した配線については、耐熱性確保が不要となるため、低抵抗金属であるＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、またはその合金、またはこれらを含む積層膜を用いることができ、低抵抗ゲート配線、ドレイン配線の確保が容易となる。

該半導体層については、配線の熱ダメージを考慮する必要がなくなるため、高温形成が必要なＳｉ、またはＳｉＧｅの多結晶膜を含む膜を用いることができる。これにより、有機発光素子を駆動に必要な、移動度が高く、閾値（Ｖｔｈ）シフトが少ない、良好な特性のスタガ型ＴＦＴを得ることができる。該半導体層として、例えば、水素を含む化合物とハロゲンを含む化合物を用いた熱ＣＶＤ法で形成した多結晶膜を用いることができる。該スタガ型のＴＦＴをガラス等の絶縁基板上に形成することで、コスト的にも性能的にも有利な有機発光表示装置を提供できる。また、該スタガ型のＴＦＴを用いて有機発光表示装置に周辺回路を搭載することもできる。

本発明に係る有機発光表示装置とは、画素に駆動回路を有するアクティブマトリクス型の有機発光表示装置をさす。アクティブマトリクス型有機発光表示装置では、各画素を構成する有機発光素子に、２個ないし複数個の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）からなるスイッチング素子及び容量から構成される駆動回路が接続されており、１フレーム期間中の全点灯が可能となる。

ここで言う画素とは、表示装置の画面の縦横に多数配置されて、表示領域において文字やグラフィックを表示する最小単位のものをいう。カラー表示を行う場合は、さらに緑、赤、青の３色のサブ画素に分割して画素を構成する。表示領域とは、表示装置において、画像が表示される領域をいう。画素部分となる有機発光素子の上に、必要に応じて保護層、カラーフィルタ層からなる色変換層等を形成後、パネル封止工程を経て有機発光表示装置を形成する。

以下、本発明において、有機発光素子とは、下記の構造をとるものをいう。すなわち、順次、基板／下部電極／第１注入層／第１輸送層／発光層／第２輸送層／第２注入層／上部電極／保護層又は封止基板（対向基板）から構成される。

下部電極と上部電極については２通りの組合せがある。まず、下部電極が陽極、上部電極が陰極の構成である。この場合、第１注入層、第１輸送層は、それぞれ、正孔注入層、正孔輸送層となる。また、第２輸送層、第２注入層は、それぞれ、電子輸送層、電子注入層となる。他の組合せは、下部電極が陰極、上部電極が陽極の構成である。この場合、第１注入層、第１輸送層は、それぞれ、電子注入層、電子輸送層となる。また、第２輸送層、第２注入層は、それぞれ、正孔輸送層、正孔注入層となる。上記構成において、第１注入層、或いは第２注入層を有さない構造も考えられる。また、第１輸送層、或いは第２輸送層が発光層に兼ねられる構造も考えられる。

上部電極と下部電極では、一方の電極が発光光の透過性を有し、他方の電極が発光光の反射性を有する組合せが望ましい。その場合、透過性を有する電極から光を取出すため、同電極を光取出し電極と称する。一方、反射性を有する電極を反射電極と称する。反射電極については、反射膜と透過性を有する電極との組合せで構成することも可能である。上部電極が光取出し電極となる場合、前記したトップエミッション構造である。一方、下部電極が光取出し電極となる場合、前記のボトムエミッション構造となる。

ここで言う陽極とは、正孔の注入効率を高める仕事関数の大きな導電膜が望ましい。具体的には、金，白金、が挙げられるが、これらの材料に限定されるわけではない。例えば、後述する正孔注入層を設けることにより、仕事関数の大きい材料を用いる必要がなくなり、通常の導電膜を使用することも可能となる。具体的には、アルミニウム、インジウム、モリブテン、ニッケル等の金属や、これら金属を用いた合金や、ポリシリコン、アモルファスシリコン、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の無機材料を用いることができる。また、形成プロセスが簡便な塗布法を用いたポリアニリン、ポリチオフェン等の有機材料や、導電性インクを用いることもできる。

陽極を透明電極として用いる場合には、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウムゲルマニウム（ＩＧＯ）等の２元系、或いは酸化インジウムスズ亜鉛（ＩＴＺＯ）等の３元系からなる透明導電膜を用いることができる。ＩＴＯであれば、酸化インジウムに対して５〜１０ｗｔ％の酸化スズを含む組成が良く用いられる。また、酸化インジウム以外にも酸化スズ、酸化亜鉛等を主成分とした組成であってもよい。透明導電膜の製造法としては、スパッタ法、ＥＢ蒸着法、イオンプレーティング法等が挙げられる。透過率は若干小さくなるが、透明電極として金属の極薄膜を用いることも可能である。陽極を反射電極として用いる場合には、金属からなる反射膜の上に透明導電膜を形成した積層膜構造を用いることもできる。各層は上記材料が望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られるわけではなく、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。

ここで言う陰極とは、電子の注入効率を高める仕事関数の小さな導電膜が望ましい。具体的には、マグネシウム・銀合金、アルミニウム・リチウム合金、アルミニウム・カルシウム合金、アルミニウム・マグネシウム合金、金属カルシウムが挙げられるが、これらの材料に限定されるわけではない。後述する電子注入層を設ければ、陰極の条件として、仕事関数の小さな材料を用いる必要がなくなり、一般的な金属材料を用いることも可能となる。具体的には、アルミニウム、インジウム、モリブテン、ニッケル等の金属や、これら金属を用いた合金や、ポリシリコン、アモルファスシリコンを用いることができる。

ここで言う正孔注入層とは、陽極と正孔輸送層の注入障壁を下げるために適当なイオン化ポテンシャルを有する材料が望ましい。また、下地層の表面凹凸を埋める役割を果たすことが望ましい。具体的には、銅フタロシアニン、スターバーストアミン化合物、ポリアニリン、ポリチオフェン、酸化バナジウム、酸化モリブテン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム、等が挙げられるが、これらに限定されない。

ここで言う正孔輸送層とは、正孔を輸送し、発光層へ注入する役割を有する。そのため、正孔移動度が高い正孔輸送性材料からなることが望ましい。また、化学的に安定であることが望ましい。また、イオン化ポテンシャルが小さいことが望ましい。また、電子親和力が小さいことが望ましい。また、ガラス転移温度が高いことが望ましい。

具体的例な正孔輸送層の材料としては、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、４，４’，４’’−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）フェニルアミノ］ベンゼン（ｐ−ＤＰＡ−ＴＤＡＢ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾール）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ビス（２−メチルフェニル）−アミノ］−ベンゼン（ｏ−ＭＴＤＡＢ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ビス（３−メチルフェニル）−アミノ］−ベンゼン（ｍ−ＭＴＤＡＢ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）−アミノ］−ベンゼン（ｐ−ＭＴＤＡＢ）、４，４’，４’’−トリス［１−ナフチル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン（１−ＴＮＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［２−ナフチル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［ビフェニル−４−イル−（３−メチルフェニル）アミノ］トリフェニルアミン（ｐ−ＰＭＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［９，９−ジメチルフルオレン−２−イル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン（ＴＦＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾイル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、１，３，５−トリス−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）フェニルアミノ］ベンゼン（ｐ−ＤＰＡ−ＴＤＡＢ）、１，３，５−トリス｛４−［メチルフェニル（フェニル）アミノ］フェニル｝ベンゼン（ＭＴＤＡＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ビフェニル−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ｐ−ＢＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルフルオレン−２，７−ジアミン（ＰＦＦＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＦＦＤ）、（ＮＤＡ）ＰＰ、４−４’−ビス［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３−３’−ジメチルビフェニル（ＨＭＴＰＤ）が望ましい。もちろんこれらの材料に限られず、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。

ここで言う発光層とは、注入された正孔、電子が再結合し、材料固有の波長で発光する層をさす。発光層を形成するホスト材料自体が発光する場合とホストに微量添加したドーパント材料が発光する場合がある。具体的なホスト材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体（ＤＰＶＢｉ）、骨格にベンゼン環を有するシロール誘導体（２ＰＳＰ）、トリフェニルアミン構造を両端に有するオキソジアゾール誘導体（ＥＭ２）、フェナンスレン基を有するペリノン誘導体（Ｐ１）、トリフェニルアミン構造を両端に有するオリゴチオフェン誘導体（ＢＭＡ−３Ｔ）、ペリレン誘導体（ｔＢｕ−ＰＴＣ）、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体が望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られず、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。

具体的なドーパント材料としては、キナクリドン、クマリン６、ナイルレッド、ルブレン、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（パラ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、ジカルバゾール誘導体、ポルフィリン白金錯体（ＰｔＯＥＰ）、イリジウム錯体（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）が望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られず、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。

ここで言う電子輸送層とは、電子を輸送し、発光層へ注入する役割を有する。そのため、電子移動度が高い電子輸送性材料からなることが望ましい。具体的には、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、オキサジアゾール誘導体、シロール誘導体、亜鉛ベンゾチアゾール錯体、バソキュプロイン（ＢＣＰ）が望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られず、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。

ここで言う電子注入層とは、陰極から電子輸送層への電子注入効率を向上させるために用いる。具体的には、弗化リチウム、弗化マグネシウム、弗化カルシウム、弗化ストロンチウム、弗化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等が望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られず、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。

ここで言う保護層とは、上部電極上に形成され、大気内Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂が上部電極、或いはその下の有機層に入りこむことを防ぐことを目的とする。具体的に、ＳｉＯ₂、ＳｉＮｘ、Ａｌ₂Ｏ₃等の無機材料やポリクロロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリビニルクロライド、ポリフッ化ビニリデン、シアノエチルプルラン、ポリメチルメタクリレート、ポリサルフォン、ポリカーボネート、ポリイミド等の有機材料が挙げられるが、これらの材料に限定されるわけではない。

ここで言う基板とは、絶縁性の材料であれば広い範囲から選択することが可能である。具体的には、ガラス、アルミナ焼結体等の無機材料、ポリイミド膜、ポリエステル膜、ポリエチレン膜、ポリフェニルレンスルフィド膜、ポリパラキシレン膜等の各種絶縁性プラスチック等が使用可能である。また、上記絶縁性の材料を表面上に形成すれば、金属材料でも問題ない。具体的には、ステンレス、アルミ、銅、上記金属が含まれた合金が挙げられるが、これらの材料に限定されるわけではない。

以下、本発明に係る有機発光表示装置の実施形態を図面を参照した実施例に基づいて説明する。

図１４は、本発明に係る有機発光表示装置の１カラー画素の一例を説明する回路図である。この回路は、駆動素子として、第一トランジスタ１０１、第二トランジスタ１０２、容量１０３を備えた基本的な回路構成例である。第一トランジスタ１０１のゲート電極１０８は有機発光表示装置の走査線であるゲート配線１０４に接続されている。具体的なトランジスタでは、ソース・ドレイン電極は、それぞれソース電極、ドレイン電極として説明する。ソース電極１１７は有機発光表示装置の信号線であるドレイン配線１０５に接続され、ドレイン電極１１８は、第二トランジスタ１０２のゲート電極である１０９と容量１０３の下部電極１１０に接続される。第二トランジスタ１０２のドレイン電極１２０は、容量１０３の上部電極１２１と第一電流供給線（配線抵抗で示す）１０６に接続され、ソース電極１１９は、有機発光素子の下部電極２に接続される。電流供給線とは、有機発光表示装置において、有機発光素子と外部電源１４０とを接続する配線である。第一の電流供給線１０６は、第二トランジスタ素子１０２のソース電極１１９、ドレイン電極１２０を介して、電源１４０と有機発光素子の下部電極２とを接続する。次に、第二の電流供給線（配線抵抗で示す）１０７は、電源１４０と各画素の共通電極となる上部電極１２とを接続するための補助配線である。上部電極１２が十分な低抵抗を有する場合には、上部電極をそのまま第二の電流供給線とすることで、補助配線１０７を省略することもできる。

以下の実施例では、図１４に示した回路構成例を元にした構成を基に説明するが、本発明はこの回路構成に限定されるものではなく、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成要素とする駆動回路であればいずれも適用可能である。

図１は、本発明の実施例１を説明する有機発光表示装置の１カラー画素の平面図である。ここでは、１カラー画素は３原色の副画素（サブ画素）で構成される。また、図２Ａは、図１に示すＡ−Ａ’線に沿う断面図、図２Ｂは、同じくＢ−Ｂ’線に沿う断面図、図２Ｃは、同じくＣ−Ｃ’線に沿う断面図、図２Ｄは、同じくＤ−Ｄ’線に沿う断面図、図２Ｅは、同じくＥ−Ｅ’線に沿う断面図、図２Ｆは、同じくＦ−Ｆ’線に沿う断面図である。

図１及び図２Ａ〜図２Ｆにおいて、ガラス基板２１上には、複数の走査線１０４が一定の間隔で配置されているとともに、各走査線に対して交差する方向に、画像情報を伝送するための信号線１０５が一定の間隔で配置されている。すなわち、各走査線１０４と各信号線は１０５が格子状に配置され、各走査線１０４と各信号線１０５で囲まれた領域が、１画素分或いは１サブ画素分の表示領域になる。さらに、ガラス基板２１上には、電源に接続された複数の第１電流供給線１０６、及び複数の第二電流供給線となる上部電極１２の補助配線１０７が、信号線１０５と平行に配置されている。

図１及び図２Ａ〜図２Ｆに示すように、各配線層の上部側には、カラー画像の最小単位となる画素を構成する複数の有機発光素子が配置されている。各有機発光素子は、サブ画素として、正孔注入層５、正孔輸送層６と、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色発光層７，８，９と、電子輸送層１０と、電子注入層１１を含む有機層と、有機層を挟む下部電極２，３，４、上部透明電極１２を備えて構成されている。各サブ画素間は、第三の層間絶縁膜であるバンク絶縁膜１２６で分離されている。バンク絶縁膜の開口部１４,１５,１６が画素開口部となる。各画素に属する有機発光素子の下部電極２〜４は、駆動素子としてのトランジスタを介して、第１電流供給線１０６に接続され、各画素に属する有機発光素子の上部透明電極１２は、電源に接続された第２電流供給線１０７に接続されている。

また、図１、図２Ａ、図２Ｂに示すように、各サブ画素には、各画素の有機層を駆動するための駆動素子として、第一トランジスタ１０１、第二トランジスタ１０２、容量１０３が形成されている。第一トランジスタ１０１、及び第二トランジスタ１０２は、具体的には、ガラス基板２１上に形成したゲート電極１０８,１０９、ゲート絶縁膜１１１、半導体層１１２,１１３、ドープ層１１４,１１５、ソース、ドレイン電極１１７,１１８,１１９,１２０から構成されている。

本実施例では、第一トランジスタ１０１、及び第二トランジスタ１０２として、逆スタガ型のＴＦＴ構造を採用し、該ＴＦＴのチャネルを形成する半導体層より下層にゲート電極を、該半導体層より上層に該ゲート電極とは異なる部材構成からなるゲート配線を配置し、絶縁膜に開口したスルーホールを介して該ゲート電極とゲート配線とを接続する構成とした。具体的には、図２Ｃに示すように、チャネルを形成する半導体層１１２，１１３より下層に形成される第１トランジスタ１０１のゲート電極１０８を、ゲート絶縁膜１１１、及び第一層間絶縁膜１２２に開口したスルーホール１２３を介して、該半導体層１１２，１１３より上層に配置したゲート配線である走査線１０４に接続した。これにより、逆スタガ型ＴＦＴの半導体層に、高温形成が必要な多結晶Ｓｉ膜を適用した場合においても、半導体層より下層に配置したゲート電極には多結晶Ｓｉ膜形成時の高温に耐え得る高耐熱部材構成を、多結晶Ｓｉ膜形成時の高温に晒されることがない、半導体より上層に配置したゲート配線には低抵抗な部材構成を、それぞれ独立して用いることが可能となる。

該半導体層１１２，１１３より下層に配置したゲート電極１０８，１０９については、例えばＭｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｃｒ等の高融点金属、またはその合金、またはこれらの積層膜を用いることができる。または、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｃ、Ｙ、Ｃｅ、Ｎｄのうちの少なくとも１つを含むＡｌ合金を用いることができる。または、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＧＯ、ＩＴＺＯ、ＩＧＺＯ、ＺｎＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ等の酸化物透明導電膜を用いることができる。これらの部材を電極材料に用いることにより、多結晶Ｓｉ膜形成時の高温プロセスに対する耐性確保が容易となる。該半導体層１１２，１１３より上層に配置したゲート配線１０４については、耐熱性確保が不要となるため、低抵抗金属であるＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、またはその合金、またはこれらを含む積層膜を用いることができ、低抵抗ゲート配線の確保が容易となる。

ゲート電極１０８，１０９については、ゲート配線１０４に要求されるマトリックス状の引き回しが不要となるため、厚膜化による低抵抗化が不要となる。従って、ゲート配線１０４の膜厚よりも薄くすることが可能となる。これにより、配線抵抗を考慮する必要が無くなる分、任意に薄膜化することができる。望ましくは、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、より望ましくは２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすることができる。薄膜化により、熱処理に伴うヒロックやボイド発生原因となる熱応力を低減できるようになり、その分、ゲート電極にＡｌ合金を用いた場合においても耐熱性を向上することが可能となる。

また、最下層に位置するゲート電極パターン１０８，１０９により発生する段差を小さくできるため、該ゲート電極パターンの上に形成する絶縁膜や配線、具体的にはＴＦＴのゲート絶縁膜１１１や半導体層１１２，１１３、ソース、ドレイン電極１１７，１１８，１１９，１２０、更にはゲート配線１０４のつきまわりを確保でき、段差起因の短絡や断線を抑制することができる。薄膜化により、ゲート電極パターン自身の順テーパー加工形状の確保も容易となる。また、ゲート電極１０８，１０９と同層、同一材料で形成している容量１０３の下部電極１１０についても同様の効果が期待できる。また、ゲート絶縁膜や半導体層についても付きまわりを考慮する必要がなくなる分薄膜化が可能となり、ＴＦＴの閾値電圧やオフ電流低減等の特性向上を図ることもできる。該ゲート絶縁膜１１１の膜厚については、望ましくは１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下、より望ましくは１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることができる。

該半導体層１１２，１１３については、配線の熱ダメージを考慮する必要がなくなるため、高温形成が必要なＳｉ、またはＳｉＧｅの多結晶膜を含む膜を用いることができる。これにより、有機発光素子を駆動に必要な、移動度が高く、閾値（Ｖｔｈ）シフトが少ない、良好な特性のスタガ型ＴＦＴを得ることができる。該半導体層として、例えば、水素を含む化合物とハロゲンを含む化合物を用いた熱ＣＶＤ法で形成した多結晶膜を用いることができる。本発明の構成は、多結晶膜の形成方法として高温プロセスが必要な場合であればいずれも適用可能であり、熱ＣＶＤ法以外にもプラズマＣＶＤ法を用いる場合にも適用可能である。また、レーザアニール法を用いる場合にも適用できる。本発明の構成を適用することで、レーザアニール法を用いた場合においても、主配線部分を避けてレーザを選択照射する必要がなくなる点で、従来技術に較べて有利となる。

上記の構成とすることにより、図２Ｄに示すように、該半導体層１１２，１１３より上層に配置したゲート配線である走査線１０４は、第一層間絶縁膜１２２を介して、ドレイン配線である信号線１０５、第１電流供給線１０６、第２電流供給線１０７の上層に配置され、第一層間絶縁膜１２２を介して、これらの配線と交差部分を形成する。ゲート配線１０４上は、外部回路との接続部分となる端子部分を除いて、有機発光素子の下部に設けた画素平坦化のための第二の層間絶縁膜１２５により全面被覆される。本実施例では、第二の層間絶縁膜１２５を有機発光素子の絶縁膜構成部材と兼用することで、工程やプロセス、構成部材の増加を抑制できる。また、ゲート配線１０４についても、上層膜のつきまわりに配慮する必要がなくなる分、任意に厚膜化による低抵抗化が可能となる。

一方で、図２Ａ、図２Ｂに示すように、第一トランジスタ１０１のソース電極１１７は、その延長線上でドレイン配線である信号線１０５に接続され、ドレイン電極１１８は、第二トランジスタのゲート電極１０９と容量１０３の下部電極１１０に接続される。第二トランジスタ１０２のドレイン電極１２０は容量１０３の上部電極１２１と第１電流供給線１０６に接続され、ソース電極１１９は有機発光素子の下部電極２に接続される。

次に、上記構成による有機発光素子部分の製造方法について説明する。以下の製造方法の実施例では、下部電極を陽極、上部電極を陰極とした構成例を元に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、下部電極を陰極、上部電極を陽極とした構成例についてももちろん適用可能である。

まず、図２Ａ〜図２Ｆに示すように、ガラス基板１１６上に、本発明のゲート電極１０８，１０９、及び容量１０３の下部電極１１０を形成した。ゲート電極材料としては、上述したように高融点金属またはその合金、またはこれらの積層膜や、耐熱性を有するＡｌ合金、酸化物透明導電膜を用いることができる。これらの膜はスパッタリング法で形成することができる。本実施例ではＣｒを用い、膜厚は８０ｎｍとした。次に、ホトリソグラフィーを用いて、ゲート電極パターン１０８、１０９、及び容量１０３の下部電極パターン１１０に加工した。

次に、このゲート電極１０８，１０９、及び容量１０３の下部電極１１０の上にゲート絶縁膜１１１を形成した。ゲート絶縁膜１１１の材料としては、ＳｉＯ₂やＳｉＮ等を用いることができる。これらの膜はプラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法等で成膜できる。または、プラズマ酸化、光酸化などを併用しても良い。本実施例では、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ法により形成したＳｉＯ₂膜を用いた。膜厚は１５０ｎｍとした。

次に、図２Ａ、図２Ｂに示すように、ゲート絶縁膜１１１の上に、半導体層１１２，１１３として、４００℃以上の高温で良好な結晶性が得られる熱ＣＶＤ法で多結晶膜を形成した。具体的には、反応ガスとしてＧｅＦ₄、Ｆ₂、Ｓｉ₂Ｈ₆、希釈ガスとしてＨｅを用い、ＧｅＦ₄：０．３ｓｃｃｍ、Ｓｉ₂Ｈ₆：３ｓｃｃｍ、Ｈｅ：１ｓｌｍ、基板温度５００℃、ガス圧力６６５Ｐａの条件で多結晶ＳｉＧｅ膜を形成した。膜厚は２００ｎｍとした。本実施例では、反応ガスとしてＧｅＦ₄とＳｉ₂Ｈ₆の組合せを用いたが、例えばＧｅＦ₄に替わってＦ₂を用いることで、多結晶Ｓｉ膜を形成することも可能である。

次に、コンタクト層であるドープ層１１４，１１５となるｐ+Ｓｉ膜を、プラズマＣＶＤ法で形成した。膜厚は４０ｎｍとした。ちなみにドープ層１１４，１１５の極性についてはｐ+Ｓｉ膜に限定されるものではなく、画素回路のＴＦＴ構成により任意にｎ+Ｓｉ膜に変更することが可能である。この後、ホトリソグラフィーを用いて、ｐ+Ｓｉ膜１１４，１１５と、半導体層１１２，１１３の積層膜を島状に加工した。

次に、図２Ａに示すように、第二トランジスタ１０２のゲート電極１０９上部のゲート絶縁膜１１１に、第一トランジスタ１０１のドレイン電極１１８と第二トランジスタ１０２のゲート電極１０９とを接続するためのスルーホール１１６を形成した。

次に、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｄ、図２Ｅに示すように、この上に、ソース、ドレイン電極１１７，１１８，１１９，１２０、及びドレイン配線１０５、及び、容量１０３の上部電極１２１、及び第一電流供給線１０６、及び後述する有機発光素子の上部電極１２の補助配線となる第二電流供給線１０７を形成した。ソース、ドレイン電極１１７，１１８，１１９，１２０、ドレイン配線１０５、容量上部電極１２１、第一電流供給線１０６、第二電流供給線１０７の材料としては、半導体層１１２，１１３の形成後でありプロセスの上限温度を低くできることから、低抵抗金属であるＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、またはその合金、またはこれらを含む積層膜を用いることができる。本実施例では、コンタクト特性との両立を考慮してＭｏ／ＡｌＮｄ合金／Ｍｏ積層膜をスパッタリング法で形成した。膜厚は５０／３５０／５０ｎｍとした。次いで、ホトリソグラフィー法を用いてソース、ドレイン電極パターン１１７，１１８，１１９，１２０、ドレイン配線パターン１０５、容量上部電極パターン１２１、第一電流供給線パターン１０６、第二電流供給線パターン１０７に加工した。

次に、図２Ａ、図２Ｂに示すように、ソース、ドレイン電極１１７，１１８，１１９，１２０をマスクに、チャネル領域上のｐ+Ｓｉ膜をエッチングして、コンタクト層１１４、１１５を形成した。

次に、ソース、ドレイン電極１１７，１１８，１１９，１２０、及びドレイン配線１０５上に、第一層間絶縁膜１２２としてＳｉＮ膜をプラズマＣＶＤ法で形成した。膜厚は５００nmとした。

次に、図２Ｃ、図２Ｄに示すように、ゲート絶縁膜１１１と第一層間絶縁膜１２２との積層膜に、第一トランジスタ１０１のゲート電極１０９と、ゲート配線１０４を接続するためのスルーホール１２３を形成した。

次に、図２Ｃ、図２Ｄに示すように、この上に、本発明のゲート配線１０４を形成した。ゲート配線材料としては、上述したように耐熱性確保が不要となるため、低抵抗金属であるＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、またはその合金、またはこれらを含む積層膜を用いることができ、半導体層１１２，１１３を高温形成した場合においても低抵抗ゲート配線の確保が容易となる。本実施例では、コンタクト特性との両立を考慮してＭｏとＡｌＮｄ合金との積層膜を用いた。Ｍｏの膜厚を５０ｎｍ、ＡｌＮｄ合金の膜厚を４００ｎｍとした。次いで、ホトリソグラフィー法を用いてゲート配線パターン１０４に加工した。

次に、図２Ｂ、図２Ｆに示すように、第一層間絶縁膜１２２に、第二トランジスタ１０２のドレイン電極１２０と、有機発光素子の下部電極２とを接続するためのスルーホール１２４、及び第二電流供給線１０７と有機発光素子の上部電極１２とを接続するためのスルーホール１２７を形成した。

次に、この上に、ゲート配線１０４上を被覆して有機発光素子部分とを絶縁するための層間絶縁膜と、有機発光素子を形成するための平坦化膜とを兼ねて、第二層間絶縁膜１２５を形成した。具体的には、膜厚２μｍの感光性アクリル絶縁膜を用いた。図２（ｂ）、図２（ｆ）に示すように、第二トランジスタ１０２のドレイン電極１２０と、有機発光素子の下部電極２とを接続するためのスルーホール１２４、及び第二電流供給線１０７と有機発光素子の上部電極１２とを接続するためのスルーホール１２７部分については、アクリル絶縁膜の感光性を利用したホトリソグラフィー法により開口部が重なるようにスルーホールを形成した。

次に、図２Ｂ、図２Ｅ、図２Ｆに示すように、その上に、スパッタリング法を用いて厚さ１５０ｎｍのＣｒ膜を形成し、ホトリソグラフィー法を用いて有機発光素子の下部電極２を形成した。図２Ｂに示すように、下部電極２は、スルーホール１２４を介して第二トランジスタ１０２のドレイン電極１２０と接続した。

次に、この上に、第三層間絶縁膜１２６として、膜厚２μｍの感光性アクリル絶縁膜形成した。第三層間絶縁膜１２６は、有機発光素子の開口部を分離し、有機発光素子の下部電極２〜４と上部電極１２が短絡するのを防止するためのバンク絶縁膜である。具体的には、図１、及び図２Ｅ、図２Ｆに示すように、アクリル樹脂の感光性を利用したホトリソグラフィー法により、画素開口部１５〜１７部分を除いて、下部電極２〜４のパターン端部から３μｍ内側の部分までを覆うように第三層間絶縁膜１２６を形成した。同時に、図２Ｂ、図２Ｆに示すように、第二トランジスタ１０２のドレイン電極１２０と、有機発光素子の下部電極２とを接続するためのスルーホール１２４、及び第二電流供給線１０７と有機発光素子の上部電極１２とを接続するためのスルーホール１２７部分についても、開口部が重なるようにスルーホールを形成した。

なお、本実施例では、第二層間絶縁膜１２５、第三層間絶縁膜１２６として感光性のアクリル絶縁膜を用いたが、これに限定されず、ポリイミド、ポリクロロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリビニルクロライド、ポリフッ化ビニリデン、シアノエチルプルラン、ポリメチルメタクリレート、ポリサルフォン、ポリカーボネート等の有機絶縁材料が挙げられる。また、ＳｉＯ₂、ＳｉＮｘ、Ａｌ₂Ｏ₃等の無機材料を用いる事も可能である。また、有機絶縁膜上に無機絶縁膜を積層した構成も可能である。

次に、下部電極２〜４、バンク膜である第三層間絶縁膜１２６形成以降の、有機発光素子部分の形成方法を説明する。まず、図２Ｅ、図２Ｆに示すように、下部電極２上に、真空蒸着法により膜厚５０ｎｍの４，４−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（以下、α−ＮＰＤと称する。）膜を形成した。このα−ＮＰＤ膜は、正孔輸送層６として機能する。

次に、図１、及び図２Ｅ、図２Ｆに示すように、サブ画素毎にＲ,Ｇ,Ｂ各発光層を形成した。下部電極２は、赤色（Ｒ）発光色のサブ画素として機能する。本実施例では、Ｒ発光層１８として、正孔輸送層６上に、真空蒸着法により膜厚３０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム（以下「Ａｌｑ３」という。）及びクマリンを共蒸着した膜を形成した。下部電極３は、緑色（Ｇ）発光色のサブ画素として機能する。本実施例では、Ｇ発光層１９として、正孔輸送層６上に、真空蒸着法により膜厚３０ｎｍのＡｌｑ３及びキナクリドンを共蒸着した膜を形成した。下部電極４は、青色（Ｂ）発光色のサブ画素として機能する。本実施例では、Ｂ発光層２０として、正孔輸送層６上に、真空蒸着法により膜厚３０ｎｍのＡｌｑ３及びスチリルアミン化合物１，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニル−４−アミノフェニルビニレン］−２，５−ジメトキシベンゼン（以下「ＤＳＡ」という。）を共蒸着した膜を形成した。上記Ｒ,Ｇ,Ｂの各発光層１８〜２０は、それぞれサブ画素と同等のサイズの開口パターンを有する精密マスクを用いて、マスク蒸着によりパターン化した。

次に、図２Ｅ、図２Ｆに示すように、各発光層１８〜２０の上に、真空蒸着法により膜厚３０ｎｍのＡｌｑ３を蒸着した。このＡｌｑ３膜は、電子輸送層１０として機能する。

次に、図２Ｅ、図２Ｆに示すように、電子注入層１１として、電子輸送層１０の上に、二元同時真空蒸着法を用いて膜厚１０nmのＭｇとＡｇの混合膜を形成した。

次に、図２Ａ〜図２Ｆに示すように、スパッタリング法により、膜厚５０ｎｍのＩＺＯ膜を形成した。この膜はインジウム、亜鉛の非晶質酸化物からなる透明導電膜であり、有機発光素子の上部透明電極１２として機能する。図１、及び図２（ｆ）に示すように、上部電極１０は、各画素領域内に設けられたスルーホール１２７，１２７’，１２７"を介して、補助配線である第二電流供給線１０７に接続される。

このようにして、ガラス基板２１上に駆動回路、及び複数の有機発光素子が形成されたＴＦＴ基板１３を作製できる。以降は、有機発光表示装置の組み立て方法を述べる。具体的には、図２Ｅ、図２Ｆに示すように、上記方法で形成したＴＦＴ基板１３を大気に曝すことなく、乾燥窒素ガスを循環させて、高露点を保った封止室中にて、封止基板となるガラス基板１４を用いて封止した。まず、封止用ガラス基板１４のエッジ部分に、シールディスペンサ装置を用いて光硬化樹脂を描画し（図示省略）、この封止用ガラス基板１４とＴＦＴ基板１３とを対向して貼り合せ、圧着した。次に、発光素子形成部分にＵＶ光が当たらないように、封止用ガラス基板１４の外側に遮光板を置き、封止基板１４側からＵＶ光を照射させて光硬化樹脂を硬化し、封止した。

以上により、本発明の構成を有するトップエミッション型の有機発光表示装置を形成することができる。上記第一の実施形態において、図２Ｇに示すように、第二トランジスタ１０２のドレイン電極１２０と、有機発光素子の下部電極２との接続のためのスルーホール部分１２４に、ゲート配線１０４と同一材料、同一工程で形成したパッド電極１２８を設け、該パッド電極１２８を介してドレイン電極１２０と下部電極２とを接続した構造とすることも可能である。これにより、積層絶縁膜へのスルーホール１２４形成時に被るドレイン電極１２０の表面ダメージを、第二層間絶縁膜１２５への開口分だけ軽減できる。同様に、図２Ｈに示すように、第一トランジスタ１０１のゲート電極１０９と、ゲート配線１０４との接続のためのスルーホール部分１２３に、ドレイン配線１０５と同一材料、同一工程で形成したパッド電極１２９を設け、該パッド電極１２９を介してゲート電極１０８とゲート配線１０４とを接続した構造とすることも可能である。これにより、積層絶縁膜へのスルーホール１２３の形成工程を２回に分けることができ、開口時に被るゲート電極１０８の表面ダメージを、第一層間絶縁膜１２２への開口分だけ軽減できる。また、それぞれ単層絶縁膜１１１,１２２へのスルーホール形成となる分、スルーホール１２３端部の順テーパー形状の確保も容易になる。一回目の開口は、第一トランジスタ１０１のドレイン電極１１８と第二トランジスタ１０２のゲート電極１０９とを接続するためのスルーホール１１６形成と同時に行うことで、工程増加も回避できる。

また、上記第一の実施例において、図２Ｉ、図２Ｊに示すように、有機発光素子の下部電極２をITO等の酸化物透明導電膜で、上部電極１２を反射性に優れるAl等の金属で構成することにより、下部電極２側から光を取り出す、ボトムエミッション型の有機発光表示装置を形成することももちろん可能である。上述したように、ＩＴＯ、Ａｌ膜はスパッタリング法または真空蒸着法で形成可能である。

また、上記第一の実施例においては、第一トランジスタ１０１、第二トランジスタ１０２上の全面を、平坦化膜を兼ねる第二層間絶縁膜１２５で覆う構造とした。これにより、上部電極１２側から光を取り出すトップエミッション型の有機発光表示装置を形成する際には、図３、及び図４Ａ、図４Ｂに示すように、有機発光素子の下部電極２〜４を、第一トランジスタ１０１、第二トランジスタ１０２上に重畳して配置することが可能となる。その分有機発光素子からなる画素開口部１５〜１７を拡張でき、開口率を向上できる。更には、図示はしないが、第二層間絶縁膜１２５下に配置されるゲート配線１０４、ドレイン配線１０５、第一電流供給線１０６、第二電流供給線１０７上についても、有機発光表示素子の下部電極２〜４とのスルーホール接続部分１２４、及び上部電極１２とのスルーホール接続部分１２７を除いた領域であれば、画素開口部１５〜１７を拡張して同様に重畳配置することが可能である。

図５は、第二の実施例を示す有機発光表示装置の１カラー画素の平面図、図６Ａは、Ａ−Ａ’線に沿う断面図、図６Ｂは、Ｂ−Ｂ’線に沿う断面図、図６Ｃは、Ｃ−Ｃ’線に沿う断面図、図６Ｄは、Ｄ−Ｄ’線に沿う断面図、図６Ｅは、Ｅ−Ｅ’線に沿う断面図、図６Ｆは、Ｆ−Ｆ’線に沿う断面図である。前述した第一の実施例と異なる点は、該半導体層１１２,１１３より上層に配置した本発明のゲート配線１０４と、第二電流供給線である上部電極１２の補助配線１０７とを同層、同一部材で構成した点である。これにより、本発明のゲート電極１０８，１０９の耐熱性と、該半導体層より上層に配置した本発明のゲート配線１０４の低抵抗性を確保しつつ、ゲート配線１０４を、有機発光素子の補助配線１０７の構成部材と兼用することで、配線形成工程に関するプロセス、構成部材の増加を抑制することができる。図５に示すように、同層配置した配線の交差を回避するために、ゲート配線１０４と補助配線１０７とは同一方向に引き回して配置する必要があるが、補助配線１０７をドレイン線１０５と同層に形成する第一の実施形態に較べて、ゲート配線１０４、及び第二電流供給線１０７と、ドレイン配線１０５、及び第一電流供給線１０６とを、第一層間絶縁膜１２２を介して別層に均等に分離配置することができるため、その分配線間の短絡不良による歩留まり低下を軽減できる。また、図６（ｆ）に示すように、ドレイン線１０５と同層に形成する第一の実施形態に較べて、補助配線１０７と有機発光素子の上部電極１０とを接続するためのスルーホール１２７の段差を軽減できる。

図７Ａは、第三の実施例である有機発光表示装置の、図５に示すＣ−Ｃ’線に沿う断面図、図７ＢはＤ−Ｄ’線に沿う断面図、図７Ｃは、Ｆ−Ｆ’線に沿う断面図である。（画素の平面図、及びＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ‘、Ｃ−Ｃ’、Ｅ−Ｅ’線に沿う断面図については、それぞれ図５、及び図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図６Ｅと同一となるため省略した。）前述した第一、第二の実施例と異なる点は、該半導体層１１２,１１３より上層に配置した本発明のゲート配線１０４を、第二の層間絶縁膜１２５上、第三の層間絶縁膜であるバンク絶縁膜126下に形成した点である。これにより、本発明のゲート電極１０８，１０９の耐熱性と、該半導体層より上層に配置した本発明のゲート配線１０４の低抵抗性を確保しつつ、ゲート配線１０４上を被覆して有機発光素子部分と絶縁するための層間絶縁膜をバンク絶縁膜と兼用することで、層間絶縁膜形成工程に関するプロセス、構成部材の増加を抑制することができる。また、ゲート配線１０４についても、外部回路との接続部分となる端子部分を除いてバンク絶縁膜１２６により全面被覆されるため、上層膜のつきまわりに配慮する必要がなくなる分、任意に厚膜化による低抵抗化が可能となる。

本実施例では、第二電流供給線である上部電極１２の補助配線１０７についても、第二の実施形態同様に本発明のゲート配線１０４と同層、同一部材で構成しており、該補助配線１０７分についてもプロセス、構成部材の増加を抑制することができる。また、これにより、図７Ｃに示すように、有機発光素子の上部電極１０とを接続するためのスルーホール１２７部分については、第三の層間絶縁膜１２６単層へのスルーホール形成となるため、スルーホール部分の段差が大幅に軽減される。

第一トランジスタ１０１のゲート電極１０９と、ゲート配線１０４を接続部分については、図７Ａ、図7Ｂに示すように、ゲート絶縁膜１１１と第一層間絶縁膜１２２、第二層間絶縁膜１２６へのスルーホール１２３を重畳して開口した。スルーホール１２３については、ホトリソグラフィーを用いて、ゲート絶縁膜１１１、第一層間絶縁膜１２２、第二層間絶縁膜１２６をそれぞれ個別に開口することもできるが、感光性を有する第一層間絶縁膜へ開口したスルーホールパターンをマスクに、第一層間絶縁膜１１１と第二層間絶縁膜１２２との積層膜をドライエッチング法にて一括開口することも可能である。または、図７Ｄ、図７Ｅに示すように、スルーホール１２３部分のゲート絶縁膜１１１と第一層間絶縁膜１２２とをそれぞれ個別に開口する際に、ドレイン配線１０５と同一材料、同一工程で形成したパッド電極１３０を設け、該パッド電極１３０を介してゲート電極１０９とゲート配線１０４とを接続した構造とすることももちろん可能である。これにより、積層絶縁膜へのスルーホール１２３形成時に被るゲート電極１０８の表面ダメージを、第一層間絶縁膜１２２への開口分だけ軽減でき、単層絶縁膜１１１,１２２へのスルーホール形成となる分、スルーホール１２３端部の順テーパー形状の確保も容易になる。

図８は、第四の実施例である有機発光表示装置の１カラー画素の平面図、図９Ａは、Ｂ−Ｂ’線に沿う断面図、図９Ｂは、Ｅ−Ｅ’線に沿う断面図、図９Ｃは、Ｆ−Ｆ’線に沿う断面図である。Ａ−Ａ‘、Ｃ−Ｃ’、Ｄ−Ｄ’線に沿う断面図については、それぞれ図６Ａ、図６Ｃ、図６Ｄと同一となるため省略した。前述した第一、第二、第三の実施例と異なる点は、該半導体層１１２,１１３より上層に配置した本発明のゲート配線１０４を、有機発光素子の下部電極２〜４とを同層、同一部材で構成した点である。これにより、本発明のゲート電極１０８，１０９の耐熱性と、該半導体層より上層に配置した本発明のゲート配線１０４の低抵抗性を確保しつつ、ゲート配線１０４を下部電極２〜４の構成部材と兼用することで、配線形成工程に関するプロセス、構成部材の増加を抑制することができる。本実施例では、更に第二電流供給線である上部電極１２の補助配線１０７についてもゲート配線１０４と部材を兼用しており、その分についてもプロセス、構成部材の増加を抑制することができる。本実施例では、有機発光素子の下部電極２〜４を低抵抗配線構成部材と兼用するため、光取り出しは下部電極２〜４側からではなく上部電極１２側となり、トップエミッション型の有機発光表示装置への適用に限定される。また、下部電極材料２〜４の表面については低抵抗配線構成部材の少なくとも一部を用いて構成される。必要に応じて、陽極である下部電極２〜４から正孔輸送層６への正孔注入効率を向上させるための正孔注入層５を挿入することも可能である。本実施例では、ゲート配線１０４及び下部電極２〜４をＭｏとＡｌＮｄ合金との積層膜で構成し、Ｍｏの膜厚を５０ｎｍ、ＡｌＮｄ合金の膜厚を４００ｎｍとした。正孔注入層５として積層膜の極表面をプラズマ酸化して酸化Ｍｏ膜を形成した。

図１０は、第五の実施例である有機発光表示装置の１カラー画素の平面図、図１１Ａは、Ｅ−Ｅ’線に沿う断面図、図１１Ｂは、Ｆ−Ｆ’線に沿う断面図である。Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’、Ｄ−Ｄ’線に沿う断面図については、それぞれ図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、図６Ｄと同一となるため省略した。前述した第一、第二、第三、第四の実施例と異なる点は、該半導体層１１２,１１３より上層に配置した本発明のゲート配線１０４を、有機発光素子の下部電極２〜４下に設けた反射膜１３２と同層、同一部材で構成した点である。これにより、本発明のゲート電極１０８，１０９の耐熱性と、該半導体層より上層に配置した本発明のゲート配線１０４の低抵抗性を確保しつつ、ゲート配線１０４を、反射膜１３２の構成部材と兼用することで、配線形成工程に関するプロセス、構成部材の増加を抑制することができる。

本実施例では、ゲート配線材料に対して下部電極材料を任意に選定できるため、電極表面の仕事関数調整が容易となり、その分有機発光素子の正孔注入効率を向上できる。本実施例では、更に第二電流供給線である上部電極１２の補助配線１０７についてもゲート配線１０４と部材を兼用しており、その分についてもプロセス、構成部材の増加を抑制できる。本実施例では、有機発光素子の下部電極２〜４側に反射膜１３２を設けた構成となるため、上述した第四の実施形態と同様に上部電極１２側からの光取り出しとなり、トップエミッション型の有機発光表示装置への適用に限定される。本実施例では、ゲート配線１０４及び反射膜１３２をＭｏとＡｌＮｄ合金との積層膜で構成し、Ｍｏの膜厚を５０ｎｍ、ＡｌＮｄ合金の膜厚を４００ｎｍとした。陽極である下部電極２〜４については、仕事関数調整が容易なＩＴＯ膜を用い、膜厚は１３０ｎｍとした。ＩＴＯ膜の仕事関数は４．６ｅＶ程度であるが、ＵＶオゾン照射、酸素プラズマ処理、等により、５．２ｅＶ程度まで増大させることが可能である。上記いずれの膜もスパッタリング法で形成した。

上部電極１２の補助配線である第二電流供給線１０７と有機発光素子の上部電極１２との接続部分については、図１１（ｃ）に示すように、下部電極２〜４と同一材料、同一工程で形成したパッド電極１３３を設け、該パッド電極１３３を介して第二電流供給線１０７と上部電極１２とを接続した構造とすることももちろん可能である。これにより、第二電力供給線１０７上において、下部電極２〜４構成材料の選択加工が不要となる。

本実施例のように、ゲート配線１０４と反射膜１３２、補助配線１０７とを部材兼用した場合には、ゲート配線１０４の低抵抗性と、反射膜１３２の反射特性、補助配線１０７と上部電極１２とのコンタクト特性とを満足する必要がある。これについては、図１１Ｄに示すように、第二電流供給線１０７と有機発光素子の上部電極１２との接続部分に、ゲート電極１０８，１０９と同一材料、同一工程で形成したパッド電極１３４を設け、該パッド電極１３４上にスルーホール１２７１,１２７２を開口し、該パッド電極１３４を介して第二電流供給線１０７と上部電極１２とを接続した構造とすることで、ＩＺＯ等の透明導電膜からなる上部電極１２と、ゲート配線材料からなる第二電流供給線１０７とのダイレクトコンタクトが不要になる分、ゲート配線１０４と反射膜１３２の特性を優先して構成部材を選定することが可能となる。具体的には、低抵抗性、反射特性に優れるＡｌやＡｇ及びこれらの合金膜で構成することで、反射膜１３２の特性を向上することができる。

本発明のゲート電極１０８,１０９と部材を兼用するパッド電極１３４については、透明導電膜とのコンタクト特性に優れ、耐熱性との両立が可能なＭｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｃｒ等の高融点金属を用いることができる。一例としてゲート配線１０４、反射膜１３２、補助配線１０７についてはＡｌＳｉ合金膜で、ゲート電極１０８,１０９、パッド電極１３４についてはＣｒＭｏ合金膜で形成した。ちなみに、パッド電極１３４については、透明導電膜とのコンタクト特性が確保できればよく、ゲート電極１０８,１０９に替わりドレイン配線１０５と同層、同一材料で構成することも可能である。

図１２は、第六の実施例である有機発光表示装置の１カラー画素の平面図、図１３ＡはＡ−Ａ’線に沿う断面図、図１３Ｂは、Ｂ−Ｂ’線に沿う断面図、図１３Ｃは、Ｃ−Ｃ’線に沿う断面図、図１３Ｄは、Ｄ−Ｄ’線に沿う断面図、図１３Ｅは、Ｅ−Ｅ’線に沿う断面図、図１３Ｆは、Ｆ−Ｆ’線に沿う断面図である。前述した第一から第五の実施例と異なる点は、第一トランジスタ１０１、及び第二トランジスタ１０２として、正スタガ型のＴＦＴ構造を採用し、該ＴＦＴのチャネルを形成する半導体層より下層にソース、ドレイン電極を、該半導体層より上層に該ソース、ドレイン電極とは異なる部材構成からなるドレイン配線を配置し、絶縁膜に開口したスルーホールを介して該ソース、ドレイン電極とドレイン配線とを接続する構成とした点である。具体的には、図１３Ａに示すように、チャネルを形成する半導体層１１２,１１３より下層に形成される第１トランジスタ１０１のソース電極１１７を、ゲート絶縁膜１１１、及び第一層間絶縁膜１２２に開口したスルーホール１３５を介して、該半導体層１１２，１１３より上層に配置したドレイン配線である信号線１０５に接続した。

これにより、正スタガ型ＴＦＴ１０１,１０２の半導体層１１２,１１３に、高温形成が必要な多結晶Ｓｉ膜を適用した場合においても、半導体層より下層に配置したソース電極１１７,１１９、ドレイン電極１１８,１２０には多結晶Ｓｉ膜形成時の高温に耐え得る高耐熱部材構成を、多結晶Ｓｉ膜形成時の高温に晒されることがない、半導体より上層に配置したドレイン配線１０５には低抵抗な部材構成を、それぞれ独立して用いることが可能となる。本発明の正スタガ型ＴＦＴにおけるソース電極１１７,１１９、及びドレイン電極１１８,１２０の構成材料としては、具体的には、第一の実施形態で上述した本発明の逆スタガ型ＴＦＴ用のゲート電極構成材料を、ドレイン配線１０５の構成材料としては、同様に逆スタガ型ＴＦＴ用のゲート配線構成材料を、それぞれ用いることができる。

一方で、図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、第一トランジスタ１０１のドレイン電極１１８は、第二トランジスタのゲート電極１０９と容量１０３の下部電極１１０に接続される。第二トランジスタ１０２のドレイン電極１２０は容量１０３の上部電極１２１と第１電流供給線１０６に接続され、ソース電極１１９は有機発光素子の下部電極２に接続される。図１３（ｃ）に示すように、第一トランジスタ１０１のゲート電極１０８は、その延長線上でゲート配線である走査線１０５に接続される。また、図１３Ｄに示すように、ゲート配線１０４と、上層配置した本発明のドレイン配線１０５、及び第一電流供給線１０６とは、ゲート絶縁膜１１１を介してマトリックス状に交差する。

次に、上記構成による有機発光素子部分の製造方法について説明する。まず、図１３Ａ〜図１３Ｆに示すように、ガラス基板１１６上に、本発明のソース電極１１７,１１９、ドレイン電極１１８,１２０用の電極膜を形成した。ソース、ドレイン電極材料としては、上述したように高融点金属またはその合金、またはこれらの積層膜や、耐熱性を有するＡｌ合金、酸化物透明導電膜を用いることができる。これらの膜はスパッタリング法で形成することができる。本実施例ではＣｒを用い、膜厚は８０ｎｍとした。

次に、図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、このソース、ドレイン電極膜上に、コンタクト層であるドープ層１１４，１１５となるｐ+Ｓｉ膜を、プラズマＣＶＤ法で形成した。膜厚は３０ｎｍとした。ちなみにドープ層１１４，１１５の極性についてはｐ+Ｓｉ膜に限定されるものではなく、画素回路のＴＦＴ構成により任意にｎ+Ｓｉ膜に変更することが可能である。この後、ホトリソグラフィーを用いて、上層のｐ+Ｓｉ膜毎、ソース電極パターン１１７,１１９、及びドレイン電極パターン１１８、１１９を一括加工した。

次に、図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、ドープ層１１４，１１５上に、半導体層１１２，１１３として、反応ガスとしてＧｅＦ₄とＳｉ₂Ｈ₆の組合せを用いた熱ＣＶＤ法で多結晶Ｓｉ膜を、基板温度４５０℃の高温で形成した。膜厚は１００ｎｍとした。この後、ホトリソグラフィーを用いて、ドープ層であるｐ+Ｓｉ膜１１４，１１５と半導体層１１２，１１３との積層膜を、島状に一括加工した。これにより、半導体層１１２,１１３とのコンタクト部分を除いた、ソース電極１１７,１１９、及びドレイン電極１１８,１２０上のｐ+Ｓｉ膜を除去して、コンタクト層１１４，１１５を形成した。

次に、この半導体層１１２,１１３、及びソース電極１１７,１１９、ドレイン電極１１８、１２０上にゲート絶縁膜１１１を形成した。ゲート絶縁膜１１１の材料としては、ＳｉＯ２やＳｉＮ等を用いることができる。これらの膜はプラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法等で成膜できる。または、プラズマ酸化、光酸化などを併用しても良い。本実施例では、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ法により形成したＳｉＯ２膜を用いた。膜厚は１５０ｎｍとした。

次に、頭１３Ａに示すように、第一トランジスタ１０１のドレイン電極１１８上部のゲート絶縁膜１１１に、第一トランジスタ１０１のドレイン電極１１８と第二トランジスタ１０２のゲート電極１０９とを接続するためのスルーホール１１６を形成した。

次に、図１３Ａ〜図１３Ｅに示すように、この上に、ゲート電極１０８,１０９、及びゲート配線１０４、及び容量１０３の下部電極１２１、有機発光素子の上部電極１２の補助配線となる第二電流供給線１０７を形成した。これらについては、半導体層１１２，１１３の形成後でありプロセスの上限温度を低くできることから、低抵抗金属であるＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、またはその合金、またはこれらを含む積層膜を用いることができる。本実施例では、コンタクト特性との両立を考慮してＭｏ／ＡｌＮｄ合金／Ｍｏ積層膜をスパッタリング法で形成した。膜厚は４０／４００／４０ｎｍとした。次いで、ホトリソグラフィー法を用いてゲート電極パターン１０８,１０９、及びゲート配線パターン１０４、及び容量１０３の下部電極パターン１２１、第二電流供給線パターン１０７に加工した。

次に、ゲート電極１０８,１０９、及びゲート配線１０４上に、第一層間絶縁膜１２２としてＳｉＮ膜をプラズマＣＶＤ法で形成した。膜厚は５００ｎｍとした。

次に、図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、ゲート絶縁膜１１１と第一層間絶縁膜１２２との積層膜に、第一トランジスタ１０１のソース電極１１７と、ドレイン配線１０５とを接続するためのスルーホール１３５、及び第二トランジスタ１０２のソース電極１１９と、容量１０３の上部電極１２１及び第１電流供給線１０６とを接続するためのスルーホール１３６を形成した。

次に、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｄ、図１３Ｅに示すように、この上に、本発明のドレイン配線１０５、及び第一電流供給線１０６を形成した。ドレイン配線材料としては、上述したように耐熱性確保が不要となるため、低抵抗金属であるＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、またはその合金、またはこれらを含む積層膜を用いることができ、半導体層１１２，１１３を高温形成した場合においても低抵抗ドレイン配線の確保が容易となる。本実施例では、コンタクト特性との両立を考慮してＭｏとＡｌＮｄ合金との積層膜を用いた。Moの膜厚を５０ｎｍ、ＡｌＮｄ合金の膜厚を４００ｎｍとした。次いで、ホトリソグラフィー法を用いてドレイン配線パターン１０５、第一電流供給線１０６に加工した。

次に、図１３Ｂ、図１３Ｆに示すように、ゲート絶縁膜１１１及び第一層間絶縁膜１２２に、第二トランジスタ１０２のドレイン電極１２０と、有機発光素子の下部電極２とを接続するためのスルーホール１２４、及び第二電流供給線１０７と有機発光素子の上部電極１２とを接続するためのスルーホール１２７を形成した。

次に、この上に、ドレイン配線１０５、及び第一電流供給線１０６上を被覆して有機発光素子部分とを絶縁するための層間絶縁膜と、有機発光素子を形成するための平坦化膜とを兼ねて、膜厚２μｍの感光性アクリル絶縁膜を用いて、第二層間絶縁膜１２５を形成した。図１３Ｂ、図１３Ｆに示すように、第二トランジスタ１０２のドレイン電極１２０と、有機発光素子の下部電極２とを接続するためのスルーホール１２４、及び第二電流供給線１０７と有機発光素子の上部電極１２とを接続するためのスルーホール１２７部分については、アクリル絶縁膜の感光性を利用したホトリソグラフィー法により開口部が重なるようにスルーホールを形成した。

次に、図１３Ｂ、図１３Ｅ、図１３Ｆに示すように、その上に、スパッタリング法を用いて厚さ１５０ｎｍのＣｒ膜を形成し、ホトリソグラフィー法を用いて有機発光素子の下部電極２を形成した。図１３Ｂに示すように、下部電極２は、スルーホール１２４を介して第二トランジスタ１０２のドレイン電極１２０と接続した。

次に、図１２、及び図１３Ｅ、図１３Ｆに示すように、この上に、バンク絶縁膜である第三層間絶縁膜１２６として、膜厚２μｍの感光性アクリル絶縁膜形成した。アクリル樹脂の感光性を利用したホトリソグラフィー法により、画素開口部１５〜１７部分を除いて、下部電極２〜４のパターン端部から３μｍ内側の部分までを覆うように第三層間絶縁膜１２６を形成した。同時に、図１３Ｂ、図１３Ｆに示すように、第二トランジスタ１０２のドレイン電極１２０と、有機発光素子の下部電極２とを接続するためのスルーホール１２４、及び第二電流供給線１０７と有機発光素子の上部電極１２とを接続するためのスルーホール１２７部分についても、開口部が重なるようにスルーホールを形成した。以降の有機発光素子部分の形成方法、有機発光表示装置の組み立て方法については、上記した第一の実施形態と同様のため省略する。

上記第六の実施例において、図１３Ｇに示すように、第一トランジスタ１０１のソース電極１１７と、ドレイン配線１０５との接続のためのスルーホール部分１３５に、ゲート電極１０８,１０９、及びゲート配線１０４と同一材料、同一工程で形成したパッド電極１３６を設け、該パッド電極１３６を介してソース電極１１７とドレイン配線１０５とを接続した構造とすることも可能である。これにより、積層絶縁膜へのスルーホール１３５形成時に被るソース電極１１７の表面ダメージを、第二層間絶縁膜１２５への開口分だけ軽減できる。

同様に、図１３Ｈに示すように、第二トランジスタ１０２のドレイン電極１２０と、有機発光素子の下部電極２との接続のためのスルーホール部分１２４に、ゲート電極１０８,１０９、及びゲート配線１０４と同一材料、同一工程で形成したパッド電極１３９、更にはドレイン配線１０５と同一材料、同一工程で形成したパッド電極１４０を設け、該パッド電極１３９,１４０を介して、ドレイン電極１２０と下部電極２とを接続した構造とすることも可能である。これにより、積層絶縁膜へのスルーホール１２４の形成工程を複数回に分けることができ、積層絶縁膜へのスルーホール１２４形成時に被るドレイン電極１２０の表面ダメージを、それぞれ第一層間絶縁膜１２２への開口分、第二層間絶縁膜１２５への開口分だけ軽減できる。また、ゲート絶縁膜１２２へのスルーホール開口部分において、ソース電極１２０構成材料と、ゲート電極１０８,１０９及びゲート配線１０４の構成材料、更にはソース電極１２０構成材料とドレイン配線１０５構成材料との選択加工が不要になる分、これらの構成材料の選択裕度を向上できる。

上記第六の実施例では、正スタガ型ＴＦＴ構造への適用例を説明したが、第一から第五で上述した逆スタガ型ＴＦＴ構造での実施例と同様に、該半導体１１２,１１３より上層に配置したドレイン配線１０５上を被覆する絶縁膜については、有機発光素子の下部に設けられた画素平坦化のための第二層間絶縁膜１２５以外にも、有機発光素子の発光部分を画素毎に分離するために設けられたバンク絶縁膜１２６で兼用した構成とすることもできる。該上層に設けた絶縁膜を有機発光素子の絶縁膜構成部材と兼用することで、絶縁膜工程に関するプロセス、構成部材の増加を抑制できる。

また、第一から第五で上述した実施例と同様に、該半導体１１２,１１３より上層に配置したドレイン配線１０５についても、該有機発光素子の下部電極２〜４と同層、同一部材で、または、該有機発光素子の下部電極２〜４下に設けられた反射膜と同層、同一部材で、または、該有機発光素子の上部電極１２に接続する上部電極の補助配線１０７と同層、同一部材で構成することもできる。該上層に配置した配線を有機発光素子の電極、配線構成部材と兼用することで、配線工程に関するプロセス、構成部材の増加を抑制できる。

以上の各実施例では、画素駆動回路への適用例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成要素とする駆動回路であればいずれも適用可能であり、有機発光表示装置を構成する有機発光素子の絶縁基板の周辺回路に適用することもできる。いずれの場合も、本発明を適用することで、コスト的にも性能的にも有利な有機発光表示装置を提供可能となる。

本発明の実施例１に係る有機発光表示装置の１カラー画素の平面図である。 図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。 図１のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。 図１のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。 図１のＤ−Ｄ’線に沿う断面図である。 図１のＥ−Ｅ’線に沿う断面図である。 図１のＦ−Ｆ’線に沿う断面図である。 図１のＧ−Ｇ’線に沿う断面図である。 図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。 図１のＩ−Ｉ’線に沿う断面図である。 図１のＪ−Ｊ’線に沿う断面図である。 本発明の実施例１に係る有機発光表示装置の応用例を示す１カラー画素の平面図である。 図３のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。 図３のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。 本発明の実施例２に係る有機発光表示装置の１カラー画素の平面図である。 図５のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。 図５のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。 図５のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。 図５のＤ−Ｄ’線に沿う断面図である。 図５のＥ−Ｅ’線に沿う断面図である。 図５のＦ−Ｆ’線に沿う断面図である。 本発明の実施例３に係る有機発光表示装置の図５のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。 本発明の実施例３に係る有機発光表示装置の図５のＤ−Ｄ’線に沿う断面図である。 本発明の実施例３に係る有機発光表示装置の図５のＥ−Ｅ’線に沿う断面図である。 本発明の実施例３に係る有機発光表示装置の応用例を説明する図５のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。 本発明の実施例３に係る有機発光表示装置の応用例を説明する図５のＤ−Ｄ’線に沿う断面図である。 本発明の実施例４に係る有機発光表示装置の１カラー画素の平面図である。 図８のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。 図８のＥ−Ｅ’線に沿う断面図である。 図８のＦ−Ｆ’線に沿う断面図である。 本発明の実施例５に係る有機発光表示装置の１カラー画素の平面図である。 図１０のＥ−Ｅ’線に沿う断面図である。 図１０のＦ−Ｆ’線に沿う断面図である。 本発明の実施例５の応用例を説明する図１０のＦ−Ｆ’線に沿う断面図である。 本発明の実施例５のさらに他の応用例を説明する図１０のＦ−Ｆ’線に沿う断面図である。 本発明の実施例６に係る有機発光表示装置の１カラー画素の平面図である。 図１２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。 図１２のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。 図１２のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。 図１２のＤ−Ｄ’線に沿う断面図である。 図１２のＥ−Ｅ’線に沿う断面図である。 図１２のＦ−Ｆ’線に沿う断面図である。 本発明の実施例６の応用例を説明する図１２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。 本発明の実施例６の応用例を説明する図１２のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。 本発明に係る有機発光表示装置の１カラー画素の一例を説明する回路図である。

符号の説明

２…Ｒ下部電極、３…Ｇ下部電極、４…Ｂ下部電極、５…正孔注入層、６…正孔輸送層、７…Ｒ発光層、８…Ｇ発光層、９…Ｂ発光層、１０…電子輸送層、１１…電子注入層、１２…有機発光素子の上部電極、１３…ＴＦＴ基板、１４…封止基板、１５…Ｒ画素バンク開口部、１６…Ｇ画素バンク開口部、１７…B画素バンク開口部、１８…Ｒ有機発光層パターン、１９…G有機発光層パターン、２０…B有機発光層パターン、２１…絶縁基板、１０１…第一トランジスタ、１０２…第二トランジスタ、１０３…容量、１０４…ゲート配線、１０５…ドレイン配線、１０６…第一電流供給線、１０７…第二電流供給線（上部電極の補助配線）、１０８…第一トランジスタ１０１のゲート電極、１０９…第二トランジスタ１０２のゲート電極、１１０…容量１０３の下部電極、１１１…ゲート絶縁膜、１１２…第一トランジスタ１０１の半導体層、１１３…第二トランジスタ１０２の半導体層、１１４…第一トランジスタ１０１のドープ層、１１５…第二トランジスタ１０２のドープ層、１１６…第一トランジスタ１０１のドレイン電極１１８と第二トランジスタ１０２のゲート電極１０９とを接続するためのスルーホール、１１７，１１８…第一トランジスタ１０１のソース、ドレイン電極、１１９，１２０…第二トランジスタ１０２のソース、ドレイン電極、１２１…容量１０３の上部電極、１２２…第一層間絶縁膜、１２３…第一トランジスタ１０１のゲート電極１０８とゲート配線１０４を接続するためのスルーホール、１２４…第二トランジスタ１０２のドレイン電極１２０と有機発光素子の下部電極２とを接続するためのスルーホール、１２５…第二層間絶縁膜（平坦化膜）、１２６…第三層間絶縁膜（バンク膜）、１２７，１２７１，１２７２…第二電流供給線１０７と有機発光素子の上部電極１２とを接続するためのスルーホール、１３２…反射膜パターン、１３５…第一トランジスタ１０１のソース電極１１７とドレイン配線１０５を接続するためのスルーホール、１３６…第二トランジスタ１０２のソース電極１１９と第一電流供給線１０６とを接続するためのスルーホール、１２８，１２９，１３０，１３１，１３３，１３４，１３７，１３８，１３９，１４０…スルーホール部に設けた接続のためのパッド電極、１４０…電源。

Claims (20)

1. マトリックス状に配置された複数の画素と、この画素を駆動するＴＦＴを有し、前記画素は有機発光層を上部電極及び下部電極で挟持する構造からなる有機発光素子で構成された有機発光表示装置であって、
   前記ＴＦＴは、絶縁基板上に、ゲート電極、絶縁膜、半導体層、ソース・ドレイン電極をこの順で配置した逆スタガ型のＴＦＴであり、
   前記ＴＦＴは、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース・ドレイン電極に接続するドレイン配線を有し、
   前記ＴＦＴのチャネルを形成する前記半導体層よりも下層に前記ゲート電極が配置され、前記半導体層よりも上層に前記ゲート電極とは異なる材料からなるゲート配線が配置され、
   前記ゲート電極と前記ゲート配線とは、前記絶縁膜に開口したスルーホールを介して接続されていることを特徴とする有機発光表示装置。
2. 請求項１において、
   前記ＴＦＴの前記ソース・ドレイン電極、及び前記ドレイン配線は、前記半導体層の上層に配置され、
   前記半導体の上層に配置した前記ゲート配線は、前記ソース・ドレイン電極、及び前記ソース・ドレイン配線より更に上層に層間絶縁膜を介して配置されており、
   前記ゲート配線の上は、少なくとも外部回路との接続部分となる端子部分を除いて、当該ゲート配線より更に上層に設けた絶縁膜で被覆されていることを特徴とする有機発光表示装置。
3. 請求項１において、
   前期ゲート配線上に、前期有機発光素子の画素平坦化のための層間絶縁膜を有し、前記層間絶縁膜が前記ゲート配線上に設けた絶縁膜を兼ねることを特徴とする有機発光表示装置。
4. 請求項１において、
   前期ゲート配線上に、前記有機発光素子の発光部分を画素毎に分離するためのバンク層を有し、前記バンク層が前記ゲート配線上に設けた絶縁膜を兼ねることを特徴とする有機発光表示装置。
5. 請求項１において、
   前記ゲート配線が、前記有機発光素子の前記下部電極と同層に配置されており、
   前記ゲート配線が、前記下部電極を構成する部材の少なくとも一部と同一部材を用いて形成されていることを特徴とする有機発光表示装置。
6. 請求項１において、
   前記有機発光素子の前記下部電極の下に反射膜を有し、前記ゲート配線が前記反射膜と同層に配置されており、
   前記ゲート配線が、前記反射電極を構成する部材の少なくとも一部と同一材料を用いて形成されていることを特徴とする有機発光表示装置。
7. 請求１において、
   前記有機発光素子の前記上部電極に接続する補助配線を有し、前記ゲート配線が前記補助配線と同層に配置されており、
   前記ゲート配線が、前記上部電極の前記補助配線を構成する部材の少なくとも一部と同一材料を用いて形成されていることを特徴とする有機発光表示装置。
8. マトリックス状に配置された複数の画素と、この画素を駆動するＴＦＴを有し、前記画素は有機発光層を上部電極及び下部電極で挟持する構造からなる有機発光素子で構成された有機発光表示装置であって、
   前記ＴＦＴは、絶縁基板上に、ソース・ドレイン電極、半導体層、絶縁膜、ゲート電極をこの順で配置した正スタガ型のＴＦＴであり、
   前記ＴＦＴは、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース・ドレイン電極に接続するドレイン配線を有し、
   前記ＴＦＴのチャネルを形成する半導体層の下層に前記ソース・ドレイン電極が配置され、前記半導体層の上層に該ソース・ドレイン電極とは異なる材料からなるドレイン配線が配置され、
   前記ソース・ドレイン電極と前記ドレイン配線とは、前記絶縁膜に開口したスルーホールを介して接続されていることを特徴とする有機発光表示装置。
9. 請求項８において、
   前記ＴＦＴのゲート電極及びゲート配線は前記半導体層より上層に配置され、前記半導体より上層に配置した前記ドレイン配線は、前記ゲート電極及び前記ゲート配線の更に上層に層間絶縁膜を介して配置され、
   上層に配置した前記ドレイン配線上は、少なくとも外部回路との接続部分となる端子部分を除いて該ドレイン配線より更に上層に設けた絶縁膜で被覆されていることを特徴とする有機発光表示装置。
10. 請求項８において、
    前期ドレイン配線上に、前期有機発光素子の画素平坦化のための層間絶縁膜を有し、前記層間絶縁膜が前期ドレイン配線上に設けた絶縁膜を兼ねることを特徴とする有機発光表示装置。
11. 請求項８において、
    前記ドレイン配線上に、前記有機発光素子の発光部分を画素毎に分離するためのバンク層を有し、前期バンク層が前記ゲート配線上に設けた絶縁膜を兼ねることを特徴とする有機発光表示装置。
12. 請求項８において、
    前記ドレイン配線が、前記有機ＥＬ素子の下部電極と同層に配置されており、
    前記ドレイン配線が、該下部電極を構成する部材の少なくとも一部と同一部材を用いて形成されていることを特徴とする有機発光表示装置。
13. 請求項８において、
    前記ドレイン配線が、該有機発光素子の下部電極下に設けられた反射膜と同層に配置されており、
    前記ドレイン配線が、該反射電極を構成する部材の少なくとも一部と同一部材を用いて形成されていることを特徴とする有機発光表示装置。
14. 請求項８において、
    前記有機発光素子の前記上部電極に接続する補助配線を有し、前記ドレイン配線が前記上部電極の前記補助配線と同層に配置されており、
    前記ドレイン配線が、前記上部電極の前記補助配線を構成する部材の少なくとも一部と同一材料を用いて形成されていることを特徴とする有機発光表示装置。
15. 請求項１又は８において、
    前記半導体層よりも下層に配置した電極の膜厚は、該半導体層よりも上層に配置した配線の膜厚よりも薄いことを特徴とし、望ましくは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、より望ましくは２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下としたことを特徴とする有機発光表示装置。
16. 請求項１又は８において、
    前記半導体層より下層に配置した電極は、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｃｒ等の高融点金属、またはその合金、もしくはこれらの積層膜からなることを特徴とする有機発光表示装置。
17. 請求項１又は８において、
    前記半導体層より下層に配置した電極は、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｃ、Ｙ、Ｃｅ、Ｎｄのうちの少なくとも１つを含むＡｌ合金からなることを特徴とする有機発光表示装置。
18. 請求項１又は８において、
    前記半導体層より下層に配置した電極は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＧＯ、ＩＴＺＯ、ＩＧＺＯ、ＺｎＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯに代表される酸化物透明導電膜からなることを特徴とする有機発光表示装置。
19. 請求項１又は８において、
    前記半導体層より上層に配置した配線は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、またはその合金、またはこれらを含む積層膜からなることを特徴とする有機発光表示装置。
20. 請求項１又は８において、
    前記半導体層は、少なくともその一部にＳｉまたはＳｉＧｅの多結晶膜を含むことを特徴とした有機発光表示装置。