JP2010117549A - Method of manufacturing display apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置の製造方法に関し、特に、有機平坦化膜および無機絶縁膜を形成する工程を備えた表示装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a display device manufacturing method, and more particularly to a display device manufacturing method including a step of forming an organic planarizing film and an inorganic insulating film.
携帯電話機、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータや携帯情報端末などの電子機器に使用される表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス装置のように発光層を有する表示装置が注目されている。この種の表示装置は、水分の影響により表示不良を起こしやすい。たとえば、エレクトロルミネッセンス装置の場合、製造時の残留水分により発光層が劣化し、ダークスポットの発生などの点灯不良を発生する。 As a display device used in an electronic device such as a mobile phone, a digital camera, a personal computer, or a portable information terminal, a display device having a light emitting layer such as an organic electroluminescence device has attracted attention. This type of display device is liable to cause display defects due to the influence of moisture. For example, in the case of an electroluminescence device, a light emitting layer is deteriorated due to residual moisture at the time of manufacture, and lighting failure such as generation of dark spots occurs.
従来、製造時の水分を残留させないために、有機平坦化膜上に形成される無機絶縁膜に水分除去用の開口部を形成する工程を備えたエレクトロルミネッセンス装置の製造方法が知られている(たとえば、特許文献1参照)。上記特許文献1に開示されているエレクトロルミネッセンス装置の製造方法では、画素に設けられる薄膜トランジスタの表面上にシリコン窒化膜(SiN膜)からなるパッシベーション膜(第1無機絶縁膜)を形成する工程と、第1無機絶縁膜上に有機平坦化膜を形成する工程と、有機平坦化膜にコンタクトホールを形成する工程と、有機平坦化膜上にシリコン窒化膜(SiN膜)からなる保護層(第2無機絶縁膜)を形成する工程とを備えている。そして、有機平坦化膜のコンタクトホールに対応する部分の第1無機絶縁膜と第2無機絶縁膜とには、薄膜トランジスタのソース/ドレイン電極と画素電極とを接続するためのコンタクトホールが設けられる。また、有機平坦化膜上の第2無機絶縁膜には、有機平坦化膜に含まれる水分を除去するための開口部が設けられている。
Conventionally, a manufacturing method of an electroluminescence device including a step of forming an opening for removing moisture in an inorganic insulating film formed on an organic planarizing film is known in order not to leave moisture during manufacturing ( For example, see Patent Document 1). In the method of manufacturing an electroluminescence device disclosed in
しかしながら、上記特許文献1に記載のエレクトロルミネッセンス装置の製造方法において、第1無機絶縁膜および第2無機絶縁膜のコンタクトホールと、第2無機絶縁膜の開口部とが同一のエッチング工程で形成される場合には、第2無機絶縁膜のコンタクトホールが形成された後、第1無機絶縁膜のコンタクトホールが形成されている間に、開口部に対応する第2無機絶縁膜だけでなく第2無機絶縁膜下の有機平坦化膜もオーバエッチングにより削られてしまうという不都合がある。これにより、第2無機絶縁膜上に画素電極を形成する際に、第2無機絶縁膜が有機平坦化膜から剥がれやすいという問題点がある。
However, in the method of manufacturing the electroluminescence device described in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、水分の残留を抑制し、かつ、画素電極下の無機絶縁膜が有機平坦化膜から剥がれてしまうのを抑制することが可能な表示装置の製造方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to suppress the residual moisture, and the inorganic insulating film under the pixel electrode is made of an organic planarizing film. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a display device that can suppress peeling.
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における表示装置の製造方法は、第1導電層上に第1無機絶縁膜を形成する工程と、第1無機絶縁膜上に有機平坦化膜を形成する工程と、第1導電層上の有機平坦化膜に第1コンタクトホールを形成して第1無機絶縁膜の表面を露出させる工程と、有機平坦化膜上および第1コンタクトホールによって露出された第1無機絶縁膜上に第2無機絶縁膜を形成する工程と、第2無機絶縁膜のうち有機平坦化膜に接触する第1部分と第1無機絶縁膜に接触する第2部分とを、それぞれ、ウェットエッチングすることによって開口部と第2コンタクトホールとを形成する工程と、開口部をマスクした状態で、第2コンタクトホールによって露出された第1無機絶縁膜をドライエッチングすることによって第2コンタクトホールと連結する第3コンタクトホールを形成して第1導電層を露出させる工程と、第1導電層に接続するように第2導電層を形成する工程とを備える。 In order to achieve the above object, a method for manufacturing a display device according to one aspect of the present invention includes a step of forming a first inorganic insulating film on a first conductive layer, and an organic planarizing film on the first inorganic insulating film. Forming a first contact hole in the organic planarization film on the first conductive layer to expose the surface of the first inorganic insulating film, and exposing on the organic planarization film and the first contact hole. Forming a second inorganic insulating film on the first inorganic insulating film, a first portion of the second inorganic insulating film that contacts the organic planarization film, and a second portion of the second inorganic insulating film that contacts the first inorganic insulating film; Respectively, a step of forming the opening and the second contact hole by wet etching, and a dry etching of the first inorganic insulating film exposed by the second contact hole in a state where the opening is masked. By And a step of exposing the first conductive layer to form a third contact hole for connecting the second contact hole, and forming a second conductive layer so as to be connected to the first conductive layer.
この一の局面による表示装置の製造方法では、上記のように、第2無機絶縁膜のうち有機平坦化膜に接触する第1部分と第1無機絶縁膜に接触する第2部分とを、それぞれ、ウェットエッチングすることによって開口部と第2コンタクトホールとを形成した後、開口部をマスクした状態で、第2コンタクトホールによって露出された第1無機絶縁膜をドライエッチングすることによって第2コンタクトホールと連結する第3コンタクトホールを形成する。これにより、第1無機絶縁膜の第3コンタクトホールと、第2無機絶縁膜の第2コンタクトホールおよび開口部とを同一の工程で形成する場合と異なり、第1無機絶縁膜の第3コンタクトホールを形成している間に、開口部下の有機平坦化膜が削られてしまうことが抑制される。また、第2無機絶縁膜のうち有機平坦化膜上に位置する第1部分を、たとえば、有機平坦化膜のエッチング耐性の高い溶液を用いてウェットエッチングすることによって、開口部下の有機平坦化膜が削られてしまうのをより抑制することができるので、第2無機絶縁膜上に第2導電層を形成する際に、第2無機絶縁膜が剥がれてしまうのを抑制することができる。 In the method for manufacturing a display device according to this aspect, as described above, the first portion of the second inorganic insulating film that contacts the organic planarizing film and the second portion that contacts the first inorganic insulating film are respectively After forming the opening and the second contact hole by wet etching, the second contact hole is formed by dry etching the first inorganic insulating film exposed by the second contact hole in a state where the opening is masked. A third contact hole is formed to connect with the first contact hole. Thus, unlike the case where the third contact hole of the first inorganic insulating film and the second contact hole and the opening of the second inorganic insulating film are formed in the same process, the third contact hole of the first inorganic insulating film is formed. While the film is formed, the organic planarizing film below the opening is prevented from being scraped. In addition, the first portion of the second inorganic insulating film located on the organic planarization film is wet-etched using, for example, a solution having high etching resistance of the organic planarization film, so that the organic planarization film below the opening is formed. Therefore, when the second conductive layer is formed on the second inorganic insulating film, the second inorganic insulating film can be prevented from being peeled off.
上記一の局面による表示装置の製造方法において、好ましくは、第1導電層は、薄膜トランジスタのソース/ドレイン電極の一方であるとともに、第2導電層は、画素電極であり、第2導電層上に有機発光層を形成する工程と、有機発光層上に対向電極を形成する工程とをさらに備える。このように構成すれば、たとえば、画素電極および対向電極に電圧を印加することにより、有機発光層から光を出射させることができるので、容易に、エレクトロルミネッセンス装置を形成することができる。 In the method for manufacturing a display device according to the above aspect, preferably, the first conductive layer is one of source / drain electrodes of a thin film transistor, the second conductive layer is a pixel electrode, and is formed on the second conductive layer. The method further includes the step of forming an organic light emitting layer and the step of forming a counter electrode on the organic light emitting layer. With this configuration, for example, by applying a voltage to the pixel electrode and the counter electrode, light can be emitted from the organic light emitting layer, so that an electroluminescence device can be easily formed.
上記一の局面による表示装置の製造方法において、好ましくは、第1導電層を露出させる工程は、異方性の強さの異なる複数のエッチングガスを切り替えながらドライエッチングする工程を含む。このように構成すれば、たとえば、第1無機絶縁膜に第3コンタクトホールの上部を形成する場合には、異方性の強いエッチングガスを用いることにより、第1無機絶縁膜の表面に対して略垂直方向に第3コンタクトホールの上部を形成することができる。また、第1無機絶縁膜に第3コンタクトホールの下部を形成する場合には、異方性の弱いエッチングガスを用いることにより、異方性の強い場合に比べて、垂直方向にエッチングされる度合いが弱くなるので、その分、第1無機絶縁膜の下部の第1導電層が削られるのを抑制することができる。 In the display device manufacturing method according to the above aspect, the step of exposing the first conductive layer preferably includes a step of dry etching while switching a plurality of etching gases having different anisotropic strengths. If comprised in this way, when forming the upper part of a 3rd contact hole in a 1st inorganic insulating film, for example, by using etching gas with strong anisotropy, with respect to the surface of a 1st inorganic insulating film An upper portion of the third contact hole can be formed in a substantially vertical direction. In addition, when the lower portion of the third contact hole is formed in the first inorganic insulating film, the degree of etching in the vertical direction is reduced by using an etching gas having a weak anisotropy as compared with a case having a strong anisotropy. Therefore, it is possible to suppress the first conductive layer under the first inorganic insulating film from being scraped accordingly.
この場合、好ましくは、第1導電層を露出させる工程は、異方性の強いエッチングガスにより第3コンタクトホールの上部を形成した後に、異方性の弱いエッチングガスにより第3コンタクトホールの下部を形成する工程を含む。このように構成すれば、第1無機絶縁膜に第3コンタクトホールの上部を形成する際に、異方性の強いエッチングガスを用いることにより、容易に、第1無機絶縁膜の表面に対して略垂直方向に第3コンタクトホールの上部を形成することができる。また、第1無機絶縁膜に第3コンタクトホールの下部を形成する際に、異方性の弱いエッチングガスを用いることにより、異方性の強い場合に比べて、垂直方向にエッチングされる度合いが弱くなるので、その分、容易に、第1無機絶縁膜の下部の第1導電層が削られるのを抑制することができる。 In this case, preferably, in the step of exposing the first conductive layer, after the upper portion of the third contact hole is formed with an anisotropic etching gas, the lower portion of the third contact hole is formed with an etching gas having weak anisotropy. Forming. If comprised in this way, when forming the upper part of a 3rd contact hole in a 1st inorganic insulating film, it will be easy with respect to the surface of a 1st inorganic insulating film by using strong anisotropic etching gas. An upper portion of the third contact hole can be formed in a substantially vertical direction. Further, when the lower portion of the third contact hole is formed in the first inorganic insulating film, the degree of etching in the vertical direction can be increased by using an etching gas having a weak anisotropy as compared with a case having a strong anisotropy. Since it becomes weak, it is possible to easily prevent the first conductive layer under the first inorganic insulating film from being cut.
上記一の局面による表示装置の製造方法において、好ましくは、開口部と第2コンタクトホールとを形成する工程は、画素の境界近傍に、開口部を形成する工程を含む。このように構成すれば、画素が形成される領域を避けて開口部を形成することができるので、画素が形成される領域に開口部を設ける場合と異なり、画素の開口率が小さくなるのを抑制することができる。 In the display device manufacturing method according to the above aspect, the step of forming the opening and the second contact hole preferably includes a step of forming the opening in the vicinity of the boundary of the pixel. With this configuration, the opening can be formed while avoiding the region where the pixel is formed. Therefore, unlike the case where the opening is provided in the region where the pixel is formed, the aperture ratio of the pixel is reduced. Can be suppressed.
上記一の局面による表示装置の製造方法において、好ましくは、開口部と第2コンタクトホールとを形成する工程は、第2導電層の近傍に、開口部を形成する工程を含む。このように構成すれば、画素に形成される第2導電層を避けて開口部を形成することができるので、第2導電層が形成される領域に開口部を設ける場合と異なり、画素の開口率が小さくなるのを抑制することができる。 In the method for manufacturing a display device according to the above aspect, the step of forming the opening and the second contact hole preferably includes a step of forming the opening in the vicinity of the second conductive layer. With this configuration, since the opening can be formed while avoiding the second conductive layer formed in the pixel, unlike the case where the opening is provided in the region where the second conductive layer is formed, the opening of the pixel It can suppress that a rate becomes small.
上記一の局面による表示装置の製造方法において、好ましくは、アニール処理工程を行うことによって、有機平坦化膜に含まれる水分を第2無機絶縁膜の開口部から除去する工程をさらに備える。このように構成すれば、有機平坦化膜に含まれる水分を除去した状態で表示装置の発光層(有機発光層)が形成されることにより、表示装置の寿命が短くなるのを抑制することができる。 The method for manufacturing a display device according to the above aspect preferably further includes a step of removing moisture contained in the organic planarization film from the opening of the second inorganic insulating film by performing an annealing process. If comprised in this way, it will suppress that the lifetime of a display apparatus becomes short by forming the light emitting layer (organic light emitting layer) of a display apparatus in the state which removed the water | moisture content contained in the organic planarization film | membrane. it can.
この場合、好ましくは、開口部の表面上に、有機平坦化膜と同じ部材から形成され、画素間を区分するための隔壁を形成する工程をさらに備え、アニール処理工程は、隔壁を形成する工程を行った後に行われる。このように構成すれば、隔壁が有機平坦化膜と同じ部材から形成されているので、有機平坦化膜と隔壁との接触部分を介して、有機平坦化膜に含まれる水分が隔壁に拡散される。これにより、隔壁の形成後にアニール処理を行うことにより、有機平坦化膜に含まれる水分を隔壁を介して除去することができる。 In this case, preferably, the method further includes a step of forming a partition formed on the surface of the opening from the same member as the organic planarization film and for partitioning between the pixels, and the annealing treatment step is a step of forming the partition. Done after doing. With this configuration, since the partition is formed from the same member as the organic planarization film, moisture contained in the organic planarization film is diffused into the partition through the contact portion between the organic planarization film and the partition. The Thus, by performing an annealing process after the partition walls are formed, moisture contained in the organic planarization film can be removed through the partition walls.
上記一の局面による表示装置の製造方法において、好ましくは、第2無機絶縁膜を形成する工程に先立って、有機平坦化膜上に反射層を形成する工程と、第2無機絶縁膜の反射層に対応する第3部分上に第2導電層および有機発光層を形成する工程とをさらに備え、第2無機絶縁膜を形成する工程は、第2無機絶縁膜を有機発光層から出射した光が第2導電層と反射層との間で共振する膜厚に形成する工程を含む。このように構成すれば、第2無機絶縁膜が有機発光層から出射した光と反射層により反射される光とが共振するような膜厚に形成されることにより、表示装置から出射される光をより明るくすることができる。 In the method for manufacturing a display device according to the above aspect, preferably, prior to the step of forming the second inorganic insulating film, a step of forming a reflective layer on the organic planarization film, and a reflective layer of the second inorganic insulating film Forming a second conductive layer and an organic light emitting layer on the third portion corresponding to the step, wherein the step of forming the second inorganic insulating film includes a step in which light emitted from the organic light emitting layer is emitted from the second inorganic insulating film. Forming a film thickness that resonates between the second conductive layer and the reflective layer. According to this structure, the second inorganic insulating film is formed in such a film thickness that the light emitted from the organic light emitting layer and the light reflected by the reflective layer are resonated, whereby the light emitted from the display device. Can be made brighter.
この場合、第1無機絶縁膜を形成する工程は、第1無機絶縁膜を、第2無機絶縁膜の膜厚よりも大きい膜厚に形成する工程を含んでもよい。 In this case, the step of forming the first inorganic insulating film may include a step of forming the first inorganic insulating film with a film thickness larger than the film thickness of the second inorganic insulating film.
上記第1無機絶縁膜の厚みを第2無機絶縁膜の膜厚よりも大きい膜厚で形成する工程を含む表示装置の製造方法において、好ましくは、第1導電層を露出させる工程は、開口部と第2コンタクトホールとを形成する工程よりも長い時間ドライエッチングする工程を含む。このように構成すれば、第2無機絶縁膜の膜厚よりも膜厚の大きい第1無機絶縁膜に、容易に、ドライエッチングにより第3コンタクトホールを形成することができる。 In the method of manufacturing a display device including the step of forming the first inorganic insulating film with a thickness larger than the thickness of the second inorganic insulating film, the step of exposing the first conductive layer is preferably performed by opening And a step of dry etching for a longer time than the step of forming the second contact hole. If comprised in this way, a 3rd contact hole can be easily formed in a 1st inorganic insulating film with a film thickness larger than the film thickness of a 2nd inorganic insulating film by dry etching.
上記一の局面による表示装置の製造方法において、好ましくは、第2無機絶縁膜を形成する工程は、第1無機絶縁膜を形成する工程よりも、低い温度条件下において第2無機絶縁膜を形成する工程を含む。このように構成すれば、第2無機絶縁膜下の有機平坦化膜にダメージを与えることなく、第2無機絶縁膜を形成することができる。 In the method for manufacturing a display device according to the above aspect, preferably, the step of forming the second inorganic insulating film forms the second inorganic insulating film under a lower temperature condition than the step of forming the first inorganic insulating film. The process of carrying out is included. If comprised in this way, a 2nd inorganic insulating film can be formed, without damaging the organic planarization film | membrane under a 2nd inorganic insulating film.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態による表示装置の一例であるエレクトロルミネッセンス装置(EL装置)の平面図である。図2は、本発明の一実施形態による表示装置の一例であるエレクトロルミネッセンス装置(EL装置)の画素の断面図である。図1および図2を参照して、本発明の一実施形態による表示装置の一例であるエレクトロルミネッセンス装置(EL装置)100の構成について説明する。なお、本発明の一実施形態では、EL装置100の一例として、トップエミッション型のEL装置100について説明する。
FIG. 1 is a plan view of an electroluminescence device (EL device) which is an example of a display device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a pixel of an electroluminescence device (EL device) which is an example of a display device according to an embodiment of the present invention. With reference to FIG. 1 and FIG. 2, a configuration of an electroluminescence device (EL device) 100 which is an example of a display device according to an embodiment of the present invention will be described. In one embodiment of the present invention, a top emission
本発明の一実施形態によるEL装置100では、図1に示すように、基板1の表面上には、複数の画素2がマトリクス状に配置された表示領域101と、表示領域101を囲むように配置される非表示領域102とが設けられている。非表示領域102には、2つの走査線駆動回路3と、1つのデータ線駆動回路4とが設けられている。走査線駆動回路3には、複数のゲート線5が接続されるとともに、データ線駆動回路4には、複数の信号線6が接続されている。表示領域101に配置される複数の画素2は、ゲート線5と信号線6とが交差する位置に配置されている。
In an
画素2は、駆動電流制御用のTFT(Thin Film Transistor)7と、画素選択用のTFT8と、保持容量9と、有機EL素子10とから構成されている。なお、TFT7は、本発明の「薄膜トランジスタ」の一例である。TFT8のゲートは、ゲート線5に接続されている。また、TFT8のソース/ドレイン電極の一方は、信号線6に接続されるとともに、他方は、TFT7のゲートに接続されている。また、TFT7のソース/ドレイン電極の一方は、有機EL素子10に接続されるとともに、他方は、共通給電線11に接続されている。また、TFT8のソース/ドレイン電極の他方(TFT7のゲート)と共通給電線11との間には、保持容量9が設けられている。
The
図2に示すように、EL装置100の画素2では、基板1の表面上には、バッファ膜12およびバッファ膜13が形成されている。このバッファ膜12は、シリコン窒化膜(SiN膜)からなるとともに、バッファ膜13は、シリコン酸化膜(SiO2膜)からなる。バッファ膜13の表面上の駆動電流制御用のTFT7と、画素選択用のTFT8とが形成される領域には、ポリシリコンなどからなる能動層14が形成されている。また、TFT71およびTFT81は、非表示領域102に形成され、図1に示した走査線駆動回路3およびデータ線駆動回路4を構成している。
As shown in FIG. 2, in the
また、バッファ膜13の表面上には、能動層14を覆うように絶縁膜15が形成されている。なお、絶縁膜15の能動層14上に位置する部分は、ゲート絶縁膜として機能する。この絶縁膜15は、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる。ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜15の表面上には、ゲート電極として機能するゲート線5が形成されている。このゲート線5は、クロムやモリブデンなどからなる。絶縁膜15およびゲート線5の表面上には、SiO2などからなる層間絶縁膜16が形成されている。
An insulating
層間絶縁膜16には、能動層14のソース領域17を露出するためのコンタクトホール18、および、ドレイン領域19を露出するためのコンタクトホール20が形成されている。コンタクトホール18には、能動層14のソース領域17に接続するようにソース電極21が形成されているとともに、コンタクトホール20には、能動層14のドレイン領域19に接続するようにドレイン電極22が形成されている。なお、ドレイン電極22は、本発明の「第1導電層」の一例である。
A
ソース電極21、ドレイン電極22および層間絶縁膜16の表面上には、シリコン窒化膜(SiN膜)からなり、約300nmの厚みを有するパッシベーション膜23が形成されている。なお、パッシベーション膜23は、本発明の「第1無機絶縁膜」の一例である。
A
パッシベーション膜23の表面上には、感光性のアクリル樹脂からなる有機平坦化膜24が形成されている。パッシベーション膜23および有機平坦化膜24には、それぞれ、コンタクトホール23aおよびコンタクトホール24aが形成されている。なお、コンタクトホール23aおよび24aは、それぞれ、本発明の「第3コンタクトホール」および「第1コンタクトホール」の一例である。このコンタクトホール23aおよび24aは、ドレイン電極22を露出させるために形成されている。表示領域101の有機平坦化膜24の表面上には、アルミニウム膜やアルミニウム合金膜からなる反射層25が形成されている。
On the surface of the
反射層25およびコンタクトホール24aを含む有機平坦化膜24の表面上には、シリコン窒化膜(SiN膜)からなり、約50nmの厚みを有する低温パッシベーション膜26が形成されている。パッシベーション膜26には、コンタクトホール26cが形成されている。なお、低温パッシベーション膜26は、本発明の「第2無機絶縁膜」の一例であり、コンタクトホール26cは、本発明の「第2コンタクトホール」の一例である。なお、低温パッシベーション膜26の後述する隔壁27に対応する領域には、有機平坦化膜24に含まれる水分を除去するための水分除去用開口部26dが設けられている。この水分除去用開口部26dは、隣接する画素2の間に設けられているとともに、非表示領域102に対応する領域の有機平坦化膜24上にも設けられている。なお、水分除去用開口部26dは、本発明の「開口部」の一例である。
On the surface of the
TFT7のドレイン電極22、パッシベーション膜23のコンタクトホール23aおよび低温パッシベーション膜26の表面を覆うように、ITO(酸化インジウムスズ)などの透明電極からなる画素電極28が形成されている。なお、画素電極28は、本発明の「第2導電層」の一例である。この画素電極28は、コンタクトホール23a、24aおよび26cを介してドレイン電極22と接続されている。この画素電極28は、画素2毎に設けられており、表示信号に応じた電圧が印加されるように構成されている。
A
また、隣接する画素2の間の領域には、低温パッシベーション膜26の水分除去用開口部26dと、水分除去用開口部26dの近傍の画素電極28の表面上を覆うように、隔壁27が形成されている。
Further, a
隔壁27および画素電極28を覆うように、有機発光層30が形成されている。なお、有機発光層30は、非表示領域102に対応する領域の有機平坦化膜24上には形成されない。また、有機発光層30の表面上には、対向電極31が形成されている。なお、対向電極31は、表示領域101に一体で形成されるが、非表示領域102に対応する領域の有機平坦化膜24上には形成されない。また、画素電極28、有機発光層30および対向電極31により、有機エレクトロルミネッセンス素子層32が構成される。この有機エレクトロルミネッセンス素子層32は、低温パッシベーション膜26の反射層25に対応する第3部分26e上に形成されている。また、非表示領域102に対応する領域の有機平坦化膜24上および対向電極31上には、封止膜33が形成されている。封止膜33の表面上には、接着層34を介して封止基板35が貼り合わされている。たとえば、有機発光層30に対して、画素電極28を陽極、対向電極31を陰極とした場合、共通給電線11に正電源、対向電極31に負電源を接続し、TFT8により選択された画素2は、信号線6の電圧に応じてTFT7を制御することにより共通給電線11の電圧を画素電極28に印加し、有機発光層30から光を出射させることができる。また、対向電極31を半反射膜とすることにより、有機発光層30からの光を対向電極31と反射層25との間で共振させることが可能となり、光強度を強めた状態で対向電極31の側から光を出射させることができる。
An organic
図3は、本発明の一実施形態によるエレクトロルミネッセンス装置(EL装置)の製造プロセスを説明するためのフロー図である。図4〜図14は、本発明の一実施形態によるエレクトロルミネッセンス装置(EL装置)の製造プロセスを説明するための断面図である。次に、図2〜図14を参照して、本発明の一実施形態によるEL装置100の製造プロセスについて説明する。
FIG. 3 is a flowchart for explaining a manufacturing process of an electroluminescence device (EL device) according to an embodiment of the present invention. 4 to 14 are cross-sectional views for explaining a manufacturing process of an electroluminescence device (EL device) according to an embodiment of the present invention. Next, a manufacturing process of the
まず、図3に示すように、本発明の一実施形態によるEL装置100の製造プロセスでは、工程S1において、図4に示すように、基板1の表面上に形成されたバッファ膜12および13の表面上に、TFT7および8ならびにTFT71および81(図2参照)を形成する。
First, as shown in FIG. 3, in the manufacturing process of the
次に、工程S2において、本実施形態では、図5に示すように、ソース電極21、ドレイン電極22および層間絶縁膜16の表面上に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により、約300〜約350℃の雰囲気中において、シリコン窒化膜(SiN膜)からなり、約300nmの厚みを有するパッシベーション膜23を形成する。このパッシベーション膜23は、保護膜として機能する。なお、パッシベーション膜23の形成では、パッシベーション膜23の厚み(約300nm)が、低温パッシベーション膜26(図8参照)の厚み(約50nm)よりも大きくなるように形成する。
Next, in step S2, in this embodiment, as shown in FIG. 5, about 300 to about 350 are formed on the surfaces of the
次に、工程S3において、本実施形態では、図6に示すように、パッシベーション膜23の表面上に、塗布法により、感光性のアクリル樹脂を塗布することによって約2μmの厚みの有機平坦化膜24を形成する。
Next, in step S3, in this embodiment, as shown in FIG. 6, an organic planarizing film having a thickness of about 2 μm is formed by applying a photosensitive acrylic resin on the surface of the
次に、工程S4において、本実施形態では、図7に示すように、感光性のアクリル樹脂である有機平坦化膜24にフォトリソグラフィ技術により、コンタクトホール24aを形成する。そして、レジスト膜を除去する。これにより、パッシベーション膜23の表面を露出させることができる。
Next, in step S4, in this embodiment, as shown in FIG. 7, a
次に、工程S5において、本実施形態では、図8に示すように、有機平坦化膜24の表面上に、スパッタ法により、アルミニウム膜やアルミニウム合金膜などからなる金属層を形成する。その後、フォトリソグラフィ技術により、アルミニウム膜やアルミニウム合金膜の表面上にレジスト膜(図示せず)を形成した後、そのレジスト膜をマスクとしてエッチングすることによって反射層25を形成する。そして、レジスト膜を除去する。
Next, in step S5, in this embodiment, as shown in FIG. 8, a metal layer made of an aluminum film, an aluminum alloy film, or the like is formed on the surface of the
次に、工程S6において、本実施形態では、図8に示すように、コンタクトホール24aによって露出されたパッシベーション膜23、有機平坦化膜24および反射層25の表面上に、CVD法により、約200℃の雰囲気中において、シリコン窒化膜(SiN膜)からなり、約50nmの厚みを有する低温パッシベーション膜26を形成する。この低温パッシベーション膜26は、反射層25の保護膜として機能する。なお、低温パッシベーション膜26を有機発光層30(図2参照)から出射した光が、画素電極28と反射層25との間で共振する膜厚に形成する。また、低温パッシベーション膜26の形成では、パッシベーション膜23を形成する場合の温度よりも低い温度(約200℃)の雰囲気中において形成を行う。
Next, in step S6, in this embodiment, as shown in FIG. 8, about 200 on the surface of the
次に、工程S7において、本実施形態では、図9に示すように、フォトリソグラフィ技術により、低温パッシベーション膜26の表面上に、レジスト膜36を形成し、その後、低温パッシベーション膜26のうち有機平坦化膜24に接触する第1部分26aと、パッシベーション膜23に接触する第2部分26bとを約10秒間ウェットエッチングする。このウェットエッチングでは、有機平坦化膜24のエッチング耐性の高い(有機平坦化膜24がエッチングされにくい)希フッ酸(フッ化水素)などの溶液を用いて行う。また、エッチング溶液の濃度は、0.5wt%である。これにより、図10に示すように、低温パッシベーション膜26のウェットエッチングされた第1部分26aは、水分除去用開口部26dとして画素2の境界近傍(画素電極28の端部近傍)に形成される。また、低温パッシベーション膜26のウェットエッチングされた第2部分26bは、コンタクトホール26cとして形成されるとともに、パッシベーション膜23の表面が露出される。そして、レジスト膜36を除去する。
Next, in step S7, in this embodiment, as shown in FIG. 9, a resist
次に、工程S8において、本実施形態では、図11に示すように、水分除去用開口部26dおよび低温パッシベーション膜26の表面上に、レジスト膜37を形成することによりマスクした状態で、コンタクトホール26cによって露出されたパッシベーション膜23の表面部分を、約150秒間ドライエッチングすることによって、図12に示すように、コンタクトホール23aを形成する。これにより、コンタクトホール26cとコンタクトホール23aとが連結されるとともに、ドレイン電極22の表面が露出される。このドライエッチングでは、異方性の強さ(垂直方向にエッチングされる度合い)の異なるSF6系およびCl4系のエッチングガスを切り替えながら行う。具体的には、パッシベーション膜23の表面部分にコンタクトホール23aの上部を形成する際には、異方性の強い(パッシベーション膜23の表面に対して垂直方向にエッチングされる度合いが強い)SF6系のエッチングガスを用いてドライエッチングを行う。そして、コンタクトホール23aの下部を形成する際には、異方性の弱い(パッシベーション膜23の表面に対して垂直方向にエッチングされる度合いが弱く、水平方向にもある程度エッチングされる)Cl4系のエッチングガスを用いてドライエッチングを行う。このコンタクトホール23aの形成では、水分除去用開口部26dおよびコンタクトホール26cの形成時間(約10秒間)よりも長い時間(約150秒間)ドライエッチングを行う。そして、レジスト膜37を除去する。
Next, in step S8, in the present embodiment, as shown in FIG. 11, the contact hole is masked by forming a resist
次に、工程S9において、図13に示すように、TFT7のドレイン電極22、パッシベーション膜23のコンタクトホール23aおよび低温パッシベーション膜26の表面を覆うように、スパッタ法により、ITOなどの透明電極からなる画素電極28を形成する。これにより、画素電極28とドレイン電極22とが電気的に接続される。
Next, in step S9, as shown in FIG. 13, a transparent electrode such as ITO is formed by sputtering so as to cover the surface of the
次に、工程S10において、本実施形態では、図14に示すように、隣接する画素2の間の領域に、低温パッシベーション膜26の水分除去用開口部26d、および、水分除去用開口部26dの近傍の画素電極28の表面上を覆うように、塗布法により、感光性のアクリル樹脂からなる隔壁27を形成する。この隔壁27は、有機平坦化膜24と同じ感光性のアクリル樹脂により形成する。
Next, in step S10, in this embodiment, as shown in FIG. 14, in the region between the
次に、工程S11において、本実施形態では、隔壁27を形成した後に、アニール処理を行う。アニール処理では、たとえば、約200℃の温度の減圧下において脱水処理を行う。これにより、有機平坦化膜24および隔壁27が含んでいた水分を放出させることができる。
Next, in step S11, in this embodiment, after the
次に、工程S12において、本実施形態では、図2に示すように、隔壁27および画素電極28の表面上を覆うように、有機発光層30を形成する。なお、有機発光層30は、低分子材料または高分子材料のいずれか1つから形成してもよい。たとえば、高分子材料により有機発光層を形成する場合では、スピンコート法により液状組成物を塗布した後に、パターニングを行うことにより形成する方法がある。低分子材料により有機発光層を形成する場合では、低分子材料を選択的に蒸着することにより形成する方法や、低分子材料を蒸着した後に、パターニングを行うことにより形成する方法がある。また、有機発光層30は、単層に形成してもよいし、複数の層から形成してもよい。また、本実施形態では、有機発光層30の表面上に、スパッタ法により、薄いアルミニウム層(Al層)やカルシウム層(Ca層)などからなる対向電極31を形成する。これにより、低温パッシベーション膜26の反射層25に対応する第3部分26e上に有機エレクトロルミネッセンス素子層(画素電極28、有機発光層30および対向電極31)32が形成される。
Next, in step S <b> 12, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the organic
次に、工程S13において、非表示領域102に対応する領域の有機平坦化膜24上および対向電極31上に、シリコン窒化膜(SiN膜)からなる封止膜33を形成する。その後、封止膜33の表面上に、接着層34を形成し、封止基板35を貼り合わせる。このようにして、本実施形態によるEL装置100が完成される。
Next, in step S <b> 13, a sealing
本実施形態では、上記のように、低温パッシベーション膜26のうち有機平坦化膜24に接触する第1部分26aとパッシベーション膜23に接触する第2部分26bとを、それぞれ、ウェットエッチングすることによって水分除去用開口部26dとコンタクトホール26cとを形成した後、水分除去用開口部26dをマスクした状態で、コンタクトホール26cによって露出されたパッシベーション膜23をドライエッチングすることによってコンタクトホール26cと連結するコンタクトホール23aを形成する。これにより、パッシベーション膜23のコンタクトホール23aと低温パッシベーション膜26のコンタクトホール26cおよび水分除去用開口部26dとを同一の工程で形成する場合と異なり、パッシベーション膜23のコンタクトホール23aを形成している間に、水分除去用開口部26d下の有機平坦化膜24が削られてしまうことが抑制される。また、低温パッシベーション膜26のうち有機平坦化膜24上に位置する第1部分26aを、たとえば、有機平坦化膜24のエッチング耐性の高い希フッ酸(フッ化水素)などの溶液を用いてウェットエッチングすることによって、水分除去用開口部26d下の有機平坦化膜24が削られてしまうのをより抑制することができるので、低温パッシベーション膜26上に画素電極28を形成する際に、低温パッシベーション膜26が剥がれてしまうのを抑制することができる。
In the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、画素電極28上に有機発光層30を形成するとともに、有機発光層30上に対向電極31を形成することによって、たとえば、画素電極28および対向電極31に電圧を印加することにより、有機発光層30から光を出射させることができるので、容易に、EL装置100を形成することができる。
In the present embodiment, as described above, the organic
また、本実施形態では、異方性の強いSF6系のエッチングガスによりコンタクトホール23aの上部を形成した後に、異方性の弱いCl4系のエッチングガスによりコンタクトホール23aの下部を形成することによって、パッシベーション膜23にコンタクトホール23aの上部を形成する際に、異方性の強いSF6系のエッチングガスを用いることにより、容易に、パッシベーション膜23の表面に対して略垂直方向にコンタクトホール23aの上部を形成することができる。また、パッシベーション膜23にコンタクトホール23aの下部を形成する際に、異方性の弱いCl4系のエッチングガスを用いることにより、異方性の強いSF6系のエッチングガスを用いる場合に比べて、垂直方向にエッチングされる度合いが弱くなるので、その分、容易に、パッシベーション膜23の下方のドレイン電極22が削られるのを抑制することができる。
In the present embodiment, after forming the upper portion of the
また、本実施形態では、上記のように、画素2の境界近傍に、水分除去用開口部26dを形成することによって、画素2が形成される領域を避けて水分除去用開口部26dを形成することができるので、画素電極28が形成される領域に水分除去用開口部26dを設ける場合と異なり、画素2の開口率が小さくなるのを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、画素電極28の近傍に、水分除去用開口部26dを形成することによって、画素2に形成される画素電極28を避けて水分除去用開口部26dを形成することができるので、画素2が形成される領域に水分除去用開口部26dを設ける場合と異なり、画素2の開口率が小さくなるのを抑制することができる。
In the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、アニール処理を行うことによって、有機平坦化膜24に含まれる水分を低温パッシベーション膜26の水分除去用開口部26dから除去することにより、有機平坦化膜24に含まれる水分が除去された状態でEL装置100の発光層(有機発光層30)が形成されることにより、EL装置100の寿命が短くなるのを抑制することができる。
In the present embodiment, as described above, by performing the annealing process, the moisture contained in the
また、本実施形態では、上記のように、アニール処理を、隔壁27を形成した後に行うことによって、隔壁27が有機平坦化膜24と同じアクリル系樹脂から形成されているので、有機平坦化膜24と隔壁27との接触部分を介して、有機平坦化膜24に含まれる水分が隔壁27に拡散される。これにより、隔壁27の形成後にアニール処理を行うことにより、有機平坦化膜24に含まれる水分を隔壁27を介して除去することができる。
In the present embodiment, as described above, since the
また、本実施形態では、上記のように、低温パッシベーション膜26を、有機エレクトロルミネッセンス素子層32から出射した光と反射層25により反射される光とが共振するような膜厚に形成することによって、EL装置100から出射される光をより明るくすることができる。
In the present embodiment, as described above, the low-
また、本実施形態では、上記のように、ドレイン電極22を露出させる工程において、水分除去用開口部26dとコンタクトホール26cとを形成する工程よりも長い時間ドライエッチングすることによって、低温パッシベーション膜26の膜厚よりも膜厚の大きいパッシベーション膜23に、容易に、ドライエッチングによりコンタクトホール23aを形成することができる。
In the present embodiment, as described above, in the step of exposing the
また、本実施形態では、上記のように、パッシベーション膜23の形成よりも、低い温度条件下において低温パッシベーション膜26を形成することによって、低温パッシベーション膜26下の有機平坦化膜24にダメージを与えることなく、低温パッシベーション膜26を形成することができる。
In the present embodiment, as described above, the
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記実施形態では、本発明をトップエミッション型のEL装置に適用する例を示したが、本発明はこれに限らず、トップエミッション型以外のEL装置にも適用可能である。さらに、EL装置に限らず、有機平坦化膜、無機絶縁膜および発光層を有した表示装置にも適用可能である。 For example, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a top emission type EL device has been described. However, the present invention is not limited to this and can be applied to an EL device other than the top emission type. Furthermore, the present invention is not limited to an EL device and can be applied to a display device having an organic planarizing film, an inorganic insulating film, and a light emitting layer.
また、上記実施形態では、ウェットエッチングに使用するエッチング溶液の一例として、有機平坦化膜のエッチング耐性の高い希フッ酸(フッ化水素)などの溶液を使用する例を示したが、本発明はこれに限らず、有機平坦化膜のエッチング耐性の高い(有機平坦化膜がエッチングされにくい)溶液であれば、希フッ酸(フッ化水素)以外のエッチング溶液を使用してもよい。 In the above embodiment, an example in which a solution such as dilute hydrofluoric acid (hydrogen fluoride) having high etching resistance of the organic planarization film is used as an example of an etching solution used for wet etching is shown. The present invention is not limited to this, and an etching solution other than dilute hydrofluoric acid (hydrogen fluoride) may be used as long as the solution has high etching resistance of the organic flattening film (the organic flattening film is difficult to be etched).
また、上記実施形態では、ドライエッチングに使用するエッチングガスの一例として、SF6系またはCl4系のエッチングガスを使用する例を示したが、本発明はこれに限らず、SF6系またはCl4系以外のエッチングガスを使用してもよい。また、パッシベーション膜23にコンタクトホール23aを形成する際のドライエッチングをSF6系およびCl4系の2つの異方性の強さの異なるエッチングガスを用いて行う例を示したが、SF6系のエッチングガスのみを用いてパッシベーション膜23をドライエッチングすることによりコンタクトホール23aを形成してもよい。
In the above embodiment, an example of using an SF6 or Cl4 etching gas as an example of an etching gas used for dry etching has been described. Etching gas may be used. In addition, although an example in which dry etching for forming the
また、上記実施形態では、第1導電層の一例としてドレイン電極を示したが、本発明はこれに限らず、第1導電層がソース電極であってもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the drain electrode was shown as an example of a 1st conductive layer, this invention is not limited to this, A 1st conductive layer may be a source electrode.
また、上記実施形態では、低温パッシベーション膜を約50nmの厚みに形成し、パッシベーション膜を約300nmの厚みに形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、低温パッシベーション膜の厚みが、パッシベーション膜の厚みよりも小さい厚みであればよい。 In the above embodiment, the low-temperature passivation film is formed to a thickness of about 50 nm and the passivation film is formed to a thickness of about 300 nm. However, the present invention is not limited to this, and the thickness of the low-temperature passivation film is as follows. The thickness may be smaller than the thickness of the passivation film.
2 画素
7 TFT(薄膜トランジスタ)
21 ソース電極(ソース)
22 ドレイン電極(第1導電層、ドレイン)
23 パッシベーション膜(第1無機絶縁膜)
23a コンタクトホール(第3コンタクトホール)
24 有機平坦化膜
24a コンタクトホール(第1コンタクトホール)
25 反射層
26 低温パッシベーション膜(第2無機絶縁膜)
26a 第1部分
26b 第2部分
26c コンタクトホール(第2コンタクトホール)
26d 水分除去用開口部(開口部)
26e 第3部分
27 隔壁
28 画素電極(第2導電層)
30 有機発光層
31 対向電極
100 EL(エレクトロルミネッセンス)装置(表示装置)
2
21 Source electrode (source)
22 Drain electrode (first conductive layer, drain)
23 Passivation film (first inorganic insulating film)
23a Contact hole (third contact hole)
24
25
26a
26d Water removal opening (opening)
26e
30 Organic
Claims (12)
前記第1無機絶縁膜上に有機平坦化膜を形成する工程と、
前記第1導電層上の前記有機平坦化膜に第1コンタクトホールを形成して前記第1無機絶縁膜の表面を露出させる工程と、
前記有機平坦化膜上および前記第1コンタクトホールによって露出された前記第1無機絶縁膜上に第2無機絶縁膜を形成する工程と、
前記第2無機絶縁膜のうち前記有機平坦化膜に接触する第1部分と前記第1無機絶縁膜に接触する第2部分とを、それぞれ、ウェットエッチングすることによって開口部と第2コンタクトホールとを形成する工程と、
前記開口部をマスクした状態で、前記第2コンタクトホールによって露出された前記第1無機絶縁膜をドライエッチングすることによって前記第2コンタクトホールと連結する第3コンタクトホールを形成して前記第1導電層を露出させる工程と、
前記第1導電層に接続するように第2導電層を形成する工程とを備えた、表示装置の製造方法。 Forming a first inorganic insulating film on the first conductive layer;
Forming an organic planarization film on the first inorganic insulating film;
Forming a first contact hole in the organic planarization film on the first conductive layer to expose a surface of the first inorganic insulating film;
Forming a second inorganic insulating film on the organic planarization film and on the first inorganic insulating film exposed by the first contact hole;
An opening and a second contact hole are formed by wet-etching a first portion in contact with the organic planarization film and a second portion in contact with the first inorganic insulating film in the second inorganic insulating film, respectively. Forming a step;
With the opening masked, the first inorganic insulating film exposed by the second contact hole is dry-etched to form a third contact hole connected to the second contact hole to thereby form the first conductive layer. Exposing the layer;
Forming a second conductive layer so as to be connected to the first conductive layer.
前記第2導電層上に有機発光層を形成する工程と、
前記有機発光層上に対向電極を形成する工程とをさらに備える、請求項1に記載の表示装置の製造方法。 The first conductive layer is one of source / drain electrodes of a thin film transistor, and the second conductive layer is a pixel electrode,
Forming an organic light emitting layer on the second conductive layer;
The method for manufacturing a display device according to claim 1, further comprising: forming a counter electrode on the organic light emitting layer.
前記アニール処理工程は、前記隔壁を形成する工程を行った後に行われる、請求項7に記載の表示装置の製造方法。 Forming a partition formed on the surface of the opening from the same member as the organic planarization film and for partitioning between pixels;
The method for manufacturing a display device according to claim 7, wherein the annealing treatment step is performed after performing the step of forming the partition wall.
前記有機平坦化膜上に反射層を形成する工程と、
前記第2無機絶縁膜の前記反射層に対応する第3部分上に前記第2導電層および前記有機発光層を形成する工程とをさらに備え、
前記第2無機絶縁膜を形成する工程は、前記第2無機絶縁膜を前記有機発光層から出射した光が前記第2導電層と前記反射層との間で共振する膜厚に形成する工程を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の表示装置の製造方法。 Prior to the step of forming the second inorganic insulating film,
Forming a reflective layer on the organic planarization film;
Forming the second conductive layer and the organic light emitting layer on a third portion corresponding to the reflective layer of the second inorganic insulating film,
The step of forming the second inorganic insulating film includes the step of forming the second inorganic insulating film to a thickness at which light emitted from the organic light emitting layer resonates between the second conductive layer and the reflective layer. The manufacturing method of the display apparatus of any one of Claims 1-8 containing.
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