JP2012064387A - 有機エレクトロルミネッセンス表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光効率がより高く、製造歩留まりの高い有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、下部電極と、前記下部電極の上に設けられた発光層を含む有機層と、前記有機層の上に設けられた上部電極と、前記下部電極に隣接し、前記下部電極の表面を被覆しない絶縁層と、を備える。有機エレクトロルミネッセンス表示装置の前記絶縁層の表面は、前記下部電極の表面と略面一であり、前記絶縁層は、前記上部電極に接触している。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置およびその製造方法に関する。

ディスプレイに用いられるアクティブマトリクス型の有機エレクトロルミネッセンス表示装置（以下、有機ＥＬ表示装置）においては、一般的に、ディスプレイの画素ごとに下部電極が設けられ、それぞれの下部電極の上に共通電極である上部電極が設けらている。さらに、下部電極と上部電極とのあいだには、発光層を含む有機層が設けられている。有機層は、高精細かつ大型基板において加工精度のよいレーザ熱転写法（Laser Induced Thermal Imaging，LITI）で形成するのが有利である。また、下部電極のエッジ部においては、上部電極との電気的ショートを回避するため、画素分離隔壁が被覆される。

画素分離隔壁と下部電極との重なりは、下部電極と有機層とが接触する面積を減少させ、発光効率を減少させる要因になる。また、画素分離隔壁部の高さは、下部電極上面から１〜２マイクロメートル（μｍ）程度である、画素分離隔壁部が凹凸形状をなし、レーザ熱転写法による有機層の転写に弊害をもたらす可能性がある。

特開２００７−２８０９６３号公報

本発明の実施形態は、発光効率がより高く、製造歩留まりの高い有機エレクトロルミネッセンス表示装置およびその製造方法を提供する。

実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、下部電極と、前記下部電極の上に設けられた発光層を含む有機層と、前記有機層の上に設けられた上部電極と、前記下部電極に隣接し、前記下部電極の表面を被覆しない絶縁層と、を備える。実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の前記絶縁層の表面は、前記下部電極の表面と略面一であり、前記絶縁層は、前記上部電極に接触している。

また、実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法は、下地の上に選択的に設けられた下部電極に隣接し、前記下部電極の表面を被覆せず、表面が前記下部電極の表面と略面一になる絶縁層を形成する工程と、前記下部電極の上に発光層を含む有機層を形成する工程と、前記有機層および前記絶縁層の上に上部電極を形成する工程と、を備える。

第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の要部断面模式図である。 第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の要部平面模式図である。 図１の符号９０で示された部分の拡大図である。 第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造過程を説明する要部断面模式図である。 第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造過程を説明する要部断面模式図である。 第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造過程を説明する要部断面模式図である。 第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造過程を説明する要部断面模式図である。 比較例に係る有機ＥＬ表示装置の要部断面模式図である。 比較例に係る有機ＥＬ表示装置の製造過程を説明する要部断面模式図である。 第１の実施の形態の変形例に係る有機ＥＬ表示装置の製造過程を説明する要部断面模式図である。 段差が生じる要因を模式的に説明する図である。 第２の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造過程を説明する要部断面模式図である。 第３の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造過程を説明する要部断面模式図である。

以下、図面を参照しつつ、本実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の要部断面模式図である。
図２は、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の要部平面模式図である。
図１には、図２のＸ−Ｙ断面が示されている。図２には、図１のＡ−Ｂ切断面を上からながめた状態が示されている。

図１および図２を用いて、有機ＥＬ表示装置１の概要を説明する。
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置１は、例えば、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイに用いられる。有機ＥＬ表示装置１は、赤色を発光する画素１Ｒ、緑色を発光する画素１Ｇ、および青色を発光する画素１Ｂを有する。画素１Ｒ、画素１Ｇ、および画素１Ｂは、有機ＥＬ表示装置１の単色光を発するサブピクセルである。

有機ＥＬ表示装置１の各サブピクセルにおいては、基板（ガラス基板）１０の上に駆動用の薄膜トランジスタ２０が設けられている。薄膜トランジスタ２０は、ソース領域２１と、ドレイン領域２２、チャネル領域２３と、ゲート絶縁膜２４を介してチャネル領域２３に対向するゲート電極２５と、を有する。ソース領域２１、ドレイン領域２２、およびチャネル領域２３は、同じ半導体膜２０ｆ内に形成されている。

半導体膜２０ｆおよびゲート絶縁膜２４の上には、半導体膜２０ｆおよびゲート絶縁膜２４を覆うように、第１層間絶縁膜３０が設けられている。ソース領域２１には、第１層間絶縁膜３０を貫通するソースコンタクト２６が接続している。ソースコンタクト２６には、ソース電極２７が接続している。ドレイン領域２２には、第１層間絶縁膜３０を貫通するドレインコンタクト２８が接続している。ドレインコンタクト２８には、ドレイン電極２９が接続している。

ソース電極２７、ドレイン電極２９、および第１層間絶縁膜３０の上には、ソース電極２７、ドレイン電極２９、および第１層間絶縁膜３０を覆うように、第２層間絶縁膜３１が設けられている。第２層間絶縁膜３１の表面は平坦化されている。

また、有機ＥＬ表示装置１においては、第２層間絶縁膜３１の上に、下部電極４０が選択的に設けられている。下部電極４０は、第２層間絶縁膜３１内を貫通するコンタクト４１を介して、ドレイン電極２９に接続されている。下部電極４０とドレイン電極２９とが電気的に接続されることによって、薄膜トランジスタ２０と下部電極４０とが電気的に接続する。

隣接する下部電極４０のあいだの第２層間絶縁膜３１の上には、絶縁層である隔壁（画素分離隔壁）４２が設けられている。下部電極４０の側面と、隔壁４２の側面とは接触している。下部電極４０の上面と、隔壁４２の上面とは面一になっている。下部電極４０の上には、有機積層膜５０が選択的に設けられている。有機積層膜５０は、発光層を含む有機層である。有機積層膜５０は、下部電極４０の上のほか、隔壁４２の上にまで延在している。

隔壁４２および有機積層膜５０の上には、共通電極（上部電極）６０が設けられている。有機積層膜５０が隔壁４２の上にまで延在することにより、共通電極６０と、下部電極４０とは短絡（電気的ショート）せず、共通電極６０と、下部電極４０との絶縁が確保されている。共通電極６０の上側には、保護膜を形成してもよい。

図３は、図１の符号９０で示された部分の拡大図である。
図３（ａ）に示すように、下部電極４０の上に有機積層膜（発光層を含む有機層）５０が設けられ、有機積層膜５０の上に共通電極（上部電極）６０が設けられている。絶縁層である隔壁４２は、下部電極４０に隣接し、下部電極４０の表面を被覆していない。隔壁４２は、共通電極６０に接触している。

下部電極４０の上面と、隔壁４２の上面とは、段差がなく面一である。基板１０の表面からの隔壁４２の上面の高さと、基板１０の表面からの下部電極４０の上面の高さとは同じである。また、下部電極４０のエッジ部（外周の上面）は、隔壁４２の一部によって被覆されていない。すなわち、下部電極４０の上に隔壁４２の一部が重なっていない。

下部電極４０の上には、有機積層膜５０が設けられている。有機積層膜５０は、下部電極４０の上のほか、隔壁４２の上にまで延在している。

また、図３（ｂ）は、有機積層膜５０付近をさらに拡大した図である。
有機積層膜５０は、下部電極４０から共通電極６０に向かって、正孔輸送層５０ｈ／発光層５０ｅｌ／電子輸送層５０ｅの順で積層された積層構造を有する。

ゲート電極２５が閾値電圧以上になると、薄膜トランジスタ２０がオン状態になる。ドレイン電極２９に電気的に接続された下部電極４０は陽極であり、共通電極６０は陰極である。そして、正孔輸送層５０ｈから注入された正孔と、電子輸送層５０ｅから注入された電子とが発光層５０ｅｌ内で再結合して、発光層５０ｅｌは、赤色、緑色、青色のいずれかの光を発光する。例えば、図１に示す画素１Ｒの発光層５０ｅｌは赤色を発光し、画素１Ｇの発光層５０ｅｌは緑色を発光し、画素１Ｂの発光層５０ｅｌは青色を発光する。

基板１０の材質は、例えば、透過性のガラス、透過性の樹脂板、透過性の樹脂製フィルム等である。発光した光を有機ＥＬ表示装置１の上側のみから取り出す場合は、基板１０の材質は、アルミナ等のセラミックスでもよい。

半導体膜２０ｆの主成分は、例えば、ケイ素（Ｓｉ）である。
ゲート絶縁膜２４の材質は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）である。
ゲート電極２５の材質は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）等である。

ソースコンタクト２６、ドレインコンタクト２８、ソース電極２７、ドレイン電極２９、およびコンタクト４１の材質は、例えば、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、モリブデン（Ｍｏ）、ポリシリコン等である。

第１層間絶縁膜３０および第２層間絶縁膜３１の材質は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）である。
隔壁４２の材質は、感光性ポリマ材料である。例えば、隔壁４２の材質は、感光性のアクリル系樹脂である。

下部電極４０の材質は、例えば、透明電極材である。例えば、下部電極４０の材質として、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ_２）、アルミニウム含有酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ａｌ）等が挙げられる。発光した光を有機ＥＬ表示装置１の上側のみから取り出す場合は、下部電極４０の材質を透明導電材であるインジウム酸化膜（ＩＴＯ）とし、下部電極４０の下側に発光層５０ｅｌから放出された光を上側に反射する不透明な金属板（反射板）を配置してもよい。
共通電極６０の材質は、透明電極材である。例えば、共通電極６０の材質として、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、極薄のマグネシウム銀合金（ＭｇＡｇ）、極薄のマグネシウムインジウム合金（ＭｇＩｎ）、極薄のアルミニウム（Ａｌ）等が挙げられる。

次に、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置１の製造方法について説明する。以下の説明では、図１に例示された有機ＥＬ表示装置１の第２層間絶縁膜３１の上側に設けられる各部材の製造過程について詳細に説明する。

図４〜図７は、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造過程を説明する要部断面模式図である。

まず、図４（ａ）に示すように、第２層間絶縁膜３１の上に平面状の下部電極膜４０ｆを、例えば、スパッタリング法により形成する。さらに、下部電極膜４０ｆの上に犠牲層４３ｆを、例えば、スパッタリング法により形成する。犠牲層４３ｆを設けることによって、後述するプラズマ処理によって下部電極膜４０ｆの表面が損傷を受け難くなる。

下部電極膜４０ｆの材質としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を選択する。犠牲層４３の材質は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）である。
この段階以降の説明では、第２層間絶縁膜３１から上側の図を用いて製造過程を説明する。

次に、図４（ｂ）に示すように、犠牲層４３ｆの上に選択的にレジスト層４４を形成する。
続いて、レジスト層４４をマスクとして、フッ化水素酸溶液によって、犠牲層４３ｆをエッチングする。さらに、塩酸溶液、硝酸溶液等によって下部電極膜４０ｆをエッチングする。この状態を、図４（ｃ）に示す。

図４（ｃ）に示すように、第２層間絶縁膜３１の上に下部電極４０、犠牲層４３が選択的に形成される。レジスト層４４は、この後、除去される。

次に、図５（ａ）に示すように、下部電極４０および犠牲層４３を覆うように、隔壁層４２ｆを第２層間絶縁膜３１、下部電極４０、および犠牲層４３の上に形成する。隔壁層４２ｆは、塗布法（例えば、スピンコート法）により形成される。スピンコート後、隔壁層４２ｆを焼成し硬化させる。この段階では、下部電極４０の厚みよりも厚い隔壁層４２ｆが第２層間絶縁膜３１の上に形成される。

次に、図５（ｂ）に示すように、隔壁層４２ｆの表面を酸素プラズマでドライエッチングする。酸素プラズマには、プラズマの均一化、エッチングレートの調整等を目的に、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ_２）等の不活性ガスを添加してもよく、あるいは、フッ化炭素（ＣＦ_４）等などのハロゲンを含むガスを添加してもよい。

これにより、隔壁層４２ｆの表面がエッチバックされる。その結果、隔壁層４２ｆの厚みが減少する。隔壁層４２ｆの表面を酸素プラズマでドライエッチングする際には、プラズマ中の活性酸素ラジカル、イオンが隔壁層４２ｆの主成分である炭素を酸化し、ＣＯｘとして揮発させることで隔壁層４２ｆのエッチングが進行する。

次に、図５（ｃ）に示すように、隔壁４２が犠牲層４３と同じ高さまでエッチングが進行したら、ドライエッチングを終了させる。ドライエッチングを終了させるタイミングは、終点検出法に依る。例えば、プラズマの発光スペクトルでＣＯｘに由来する発光波長（例えば、４５１ｎｍ線）の強度変化をモニタすることで、隔壁４２が犠牲層４３と同じ高さまでエッチングされたことを検出する。隔壁４２が犠牲層４３と同じ高さまでドライエッチングが進行すると、ドライエッチングによって除去されるアクリル樹脂の量が減る。これにより、プラズマ中のＣＯｘに由来する波長の発光強度は減少する。この減少するタイミングによって、隔壁４２が犠牲層４３と同じ高さまでエッチングされた否かを判断する。

次に、図６（ａ）に示すように、隔壁４２を犠牲層４３の膜厚分をさらにエッチングし、隔壁４２の厚みと下部電極４０の厚みとを同じにする。

次に、図６（ｂ）に示すように、犠牲層４３を希フッ化水素溶液によって選択的に除去する。これにより、下部電極４０の上面と、隔壁４２の上面とが面一になる。犠牲層４３を選択的に除去する方法としては、ドライエッチングに依ってもよい。

続いて、レーザ熱転写（Laser Induced Thermal Imaging，LITI）によって下部電極４０の上に有機積層膜５０を選択的に転写する方法について説明する。

まず、図７（ａ）に示すように、有機積層膜５０／光熱変換膜５１／ベース膜５２を含む、フィルム状のドナーフィルム５５を下部電極４０の表面および隔壁４２の表面に貼り付ける。

この際、隔壁４２の上面と下部電極４０の上面とは面一なので、隔壁４２と下部電極４０との境界４５と、ドナーフィルム５５とのあいだに隙間は生じ難くなる。すなわち、ドナーフィルム５５は、隔壁４２の上面および下部電極４０の上面に隙間なく密着する。

続いて、下部電極４０の上側のドナーフィルム５５にレーザ光７０を照射する。ドナーフィルム５５にレーザ光７０を照射する範囲は、下部電極４０の上面よりも若干大きい領域７１である。

レーザ光７０の照射によってベース膜５２を通過した光は、光熱変換膜５１によって熱に変換される。これにより、ドナーフィルム５５の熱膨張が生じ、有機積層膜５０が光熱変換膜５１から剥がれ、下部電極４０の上面に有機積層膜５０が転写される。この状態を、図７（ｂ）に示す。

図７（ｂ）に示すように、有機積層膜５０が下部電極４０の上のほか、隔壁４２の上にまで形成されている。レーザ転写法によって、下部電極４０の上面に有機積層膜５０が転写されたことにより、図３（ｂ）に例示したように、下部電極４０および隔壁４２の一部の上に、正孔輸送層５０ｈ／発光層５０ｅｌ／電子輸送層５０ｅの順で積層された積層構造体が形成される。この後、図１に示すように、共通電極６０を有機積層膜５０および隔壁４２の上に形成する。このような製造過程によって、図１に示す有機ＥＬ表示装置１が形成される。有機積層膜５０については、レーザ熱転写のほか、真空蒸着によって形成してもよい。

このように、有機ＥＬ表示装置１を製造する工程においては、下地（例えば、第２層間絶縁膜３１）の上に選択的に設けられた下部電極４０に隣接し、下部電極４０表面を被覆せず、その表面が下部電極４０の表面と略面一になる隔壁４２を形成する。次に、下部電極４０の上に発光層を含む有機層（有機積層膜５０）を形成する。有機積層膜５０および隔壁４２の上に上部電極である共通電極６０を形成する。

次に、比較例に係る有機ＥＬ表示装置１００について説明する。
図８は、比較例に係る有機ＥＬ表示装置の要部断面模式図である。
比較例に係る有機ＥＬ表示装置１００は、第２層間絶縁膜３１の上に、下部電極４０が選択的に設けられている。下部電極４０は、第２層間絶縁膜３１内を貫通するコンタクト４１を介して、ドレイン電極２９に接続されている。

隣接する下部電極４０のあいだの第２層間絶縁膜３１の上には、隔壁４２０が設けられている。隔壁４２０の厚みは、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置１の隔壁４２の厚みよりも厚い。下部電極４０のエッジ部（外周の上面）は、隔壁４２０の一部によって被覆されている。すなわち、下部電極４０の上に隔壁４２０の一部が重なっている。隔壁４２０の上面は、下部電極４０の上面よりも上側に位置している。

下部電極４０の上には、有機積層膜５００が設けられている。有機積層膜５００は、有機積層膜５０と同じく、正孔輸送層５０ｈ／発光層５０ｅｌ／電子輸送層５０ｅの順で積層された積層構造を有する。有機積層膜５００は、下部電極４０の上のほか、隔壁４２０の側壁４２０ｗにまで延在している。

隔壁４２０および有機積層膜５００の上には、共通電極６００が設けられている。共通電極６００は、画素１Ｒ、画素１Ｇ、および画素１Ｂのそれぞれの領域に連続して配置されている。

有機ＥＬ表示装置１００においては、下部電極４０のエッジ部と、共通電極６００との短絡を防止するために、下部電極４０のエッジ部を被覆する隔壁４２０が設けられている。

また、隔壁４２０には、光を取り出すための開口部８０が形成されている。この開口部８０は、通常、フォトリソグラフィによって形成される。

有機積層膜５００および共通電極６００を下部電極４０のみに接触させるためには、開口部８０を形成する際にアライメント余裕（露光裕度）が必要になる。これにより、一般的には、下部電極４０のエッジから数μｍ程度内域にまで隔壁４２０が重なってしまう。例えば、図中には、隔壁４２０が下部電極４０のエッジから下部電極４０の内域にまで重なる長さとして、「ｄ」が表示されている。「ｄ」は、例えば、５μｍ〜１０μｍである。

これにより、下部電極４０が隔壁４２０から表出する領域は、上記の長さ「ｄ」分狭くなる。その結果、有機ＥＬ表示装置１００においては、画素の発光領域が減少する。特に、モバイル用の高精細ディスプレイに有機ＥＬ表示装置１００を用いると、発光領域の著しい減少を招く。この理由は、高精細化に伴って下部電極４０の面積が縮小するのに対し、アライメント余裕分（長さｄ）の一定幅の確保が必然になるからである。

また、隔壁４２０の厚さは、通常１μｍ〜２μｍ程度である。下部電極４０の厚さは、数１００ｎｍオーダーであるため、下部電極４０の上面を「凹」とし、隔壁４２０の上面を「凸」とする凹凸が第２層間絶縁膜３１の上に形成される。

このような形態では、レーザ熱転写を施す際に弊害が生じる。
例えば、図９は、比較例に係る有機ＥＬ表示装置の製造過程を説明する要部断面模式図である。

比較例では、レーザ熱転写の際に、ドナーフィルム５５の下地の凹凸によって、ドナーフィルム５５と下地の密着不良部８５が生じる場合がある。また、下地が凹凸になると、ドナーフィルム５５と下地との密着度が下地表面の凹部分８６と、凸部分８７とによって異なり、凹部分８６と凸部分８７における伝熱性が変わる場合がある。その結果、有機積層膜５００の転写不良が生じたり、有機積層膜５００と下地とのあいだに気泡が生成したりする。

このように、比較例では、転写精度が劣化し、有機積層膜５００を高精細にパターンニングすることが困難になる可能がある。

これに対し、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置１の製造過程では、隔壁４２の膜厚と下部電極４０の膜厚とが略同じであり、隔壁４２が下部電極４０のエッジ部に重なっていない。従って、上記の長さ「ｄ」はゼロになり、有機ＥＬ表示装置１においては、画素の発光領域の損失が最小になる。その結果、有機ＥＬ表示装置１の輝度は、比較例に比べて増加する。

有機ＥＬ表示装置１の輝度が増加すると、有機ＥＬ表示装置１に投入する電力は有機ＥＬ表示装置１００に投入する電力に比べ小さくて済む。従って、有機ＥＬ表示装置に投入するパワーに対する発光強度の割合（発光強度／投入パワー）を「発光効率」と定義すると、有機ＥＬ表示装置１の発光効率は、有機ＥＬ表示装置１００の発光効率よりも高くなる。このため、有機ＥＬ表示装置１の有機積層膜５０の負荷は低減し、有機ＥＬ表示装置１の寿命は、有機ＥＬ表示装置１００の寿命に比べ長くなる。

また、ドナーフィルム５５の下地は平坦になり、比較例でみられた密着不良部８５は発生し難い。すなわち、隔壁４２の上面と下部電極４０の上面とが面一なので、ドナーフィルム５５の下地と、ドナーフィルム５５とのあいだに隙間は生じ難くなる。これにより、ドナーフィルム５５は、隔壁４２の上面および下部電極４０の上面に隙間なく密着する。その結果、レーザ熱転写不良は起き難くなり、比較例に比べ、有機積層膜５０の転写精度が向上する。

また、隔壁４２の上面と下部電極４０の上面とが面一なので、真空蒸着で有機積層膜５０を成膜する場合でも、有機積層膜５０が隔壁４２と下部電極４０との境界４５において蒸着膜の膜が切断したり、剥離したりする現象が起き難くなる。

以上の説明では、下部電極４０の上面と、隔壁４２の上面とは、段差がなく面一である形態を説明した。本実施の形態では、隔壁４２の上面が下部電極４０の上面よりも若干、上側に位置している形態も含む。

図１０は、第１の実施の形態の変形例に係る有機ＥＬ表示装置の製造過程を説明する要部断面模式図である。
有機ＥＬ表示装置２においては、第２層間絶縁膜３１の表面からの隔壁４２の上面の高さが第２層間絶縁膜３１の表面からの下部電極４０の上面の高さよりも若干高くなっている。下部電極４０のエッジ部（外周の上面）は、隔壁４２の一部によって被覆されていない。すなわち、下部電極４０の上に隔壁４２の一部が重なっていない。

隔壁４２の上面と下部電極４０の上面との段差αは、例えば、５０ｎｍ以下である。
下部電極４０の上には、有機積層膜５０が設けられている。有機積層膜５０は、下部電極４０の上のほか、隔壁４２の上にまで延在している。
段差αは、例えば、製造過程中の下部電極４０、隔壁４２の厚みのばらつきで生じる。

図１１は、段差が生じる要因を模式的に説明する図である。
例えば、下部電極４０の膜厚の目標値（狙い値）を１５０ｎｍとし、スパッタリング法で形成する下部電極４０の膜厚のばらつきが±１５ｎｍ（目標値の±１０％）である場合、図１１（ａ）に示すように、下部電極４０の最小膜厚は、図１１（ａ）の左側に示す１３５ｎｍとなり、下部電極４０の最大膜厚は、図１１（ａ）の右側に示す１６５ｎｍになる。

このような状態で、膜厚が例えば２０ｎｍの犠牲層４３を下部電極４０の上に形成すると、図１１（ｂ）のようになる。ここで、犠牲層４３については、膜厚が数１０ナノメートルと極薄なので、犠牲層４３自体の膜厚ばらつきはないと仮定する。

続いて、下部電極４０上に隔壁層４２ｆを形成する。下部電極４０上に形成する隔壁層４２ｆの膜厚の目標値を１０００ｎｍとする。スピンコート法で形成する隔壁層４２ｆの膜厚のばらつきは、±１０ｎｍ（目標値の±１％）であるとする。

図１１（ｃ）の左側には、膜厚１０１０ｎｍの隔壁層４２ｆが犠牲層４３を介して膜厚１３５ｎｍの下部電極４０の上に形成された状態が示されている。図１１（ｃ）の右側には、膜厚９９０ｎｍの隔壁層４２ｆが犠牲層４３を介して膜厚１６５ｎｍの下部電極４０の上に形成された状態が示されている。

続いて、図１１（ｄ）に示すように、隔壁層４２ｆにエッチバック処理を施す。
隔壁４２の上面と、下部電極４０の上面との面を揃えるために、例えば、図１１（ｄ）の右側では、犠牲層４３の厚みと、下部電極４０の厚みが同じになるまで隔壁層４２ｆをエッチングする。この際、隔壁層４２ｆがエッチングされる膜厚の減少量は、１０１０ｎｍである。

図１１（ｄ）の左側では、同じ減少量分の膜厚がエッチングされるため、隔壁４２の上面と、下部電極４０の上面とが面一になる。これは、図１１（ｃ）の左側では、膜厚１０１０ｎｍの隔壁層４２ｆが犠牲層４３を介して膜厚１３５ｎｍの下部電極４０の上に形成されたためである。

この後、図１１（ｅ）に示すように、犠牲層４３を除去する。図１１（ｅ）の右側では、犠牲層４３の上面と、下部電極４０の上面とが面一になった状態が示されている。すなわち、図１１（ｅ）の右側は、図４〜図７を例示して説明した同じ製造過程である。しかし、図１１（ｅ）の左側では、犠牲層４３が除去されたため、犠牲層４３の上面と、下部電極４０の上面とに段差αが生じる。段差αは、犠牲層４３の厚み（２０ｎｍ）に相当する。

なお、膜厚が例えば５０ｎｍの犠牲層４３を下部電極４０の上に形成した場合は、段差αは、５０ｎｍになる。このような理由によって、段差αが生じる。本実施の形態は、有機ＥＬ表示装置２のような実施形態も含む。

なお、隔壁４２の上面が下部電極４０の上面よりも下側に位置すると、下部電極４０の上面の角が隔壁４２から表出する。このため、下部電極４０のエッジに電界が集中し、下部電極４０のエッジにおいて、下部電極４０と共通電極６０とのあいだに電流リークが発生する可能性がある。従って、隔壁４２の上面と、下部電極４０の上面とは、面一であるか、隔壁４２の上面が下部電極４０の上面よりも段差α分、上側に位置していることが望ましい。

（第２の実施の形態）
図１２は、第２の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造過程を説明する要部断面模式図である。

まず、上述した図４〜図５（ａ）に示す製造工程を経た後、下部電極４０の上方の隔壁層４２ｆを開口する。この状態を、図１２（ａ）に示す。

図１２（ａ）に示すように、隔壁層４２ｆには、画素のパターンのピッチに合わせた開口４２ｈが形成されている。開口４２ｈは、フォトマスク（図示しない）を用いて、露光、現像により形成される。

次に、図１２（ｂ）に示すように、隔壁層４２ｆを酸素プラズマでドライエッチングする。酸素プラズマには、プラズマの均一化、エッチングレートの調整等を目的に、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ_２）等の不活性ガスを添加してもよく、あるいは、フッ化炭素（ＣＦ_４）等などのハロゲンを含むガスを添加してもよい。

これにより、隔壁層４２ｆの表面がエッチバックされる。隔壁層４２ｆの表面を酸素プラズマでドライエッチングする際には、プラズマ中の活性酸素ラジカル、イオンが隔壁層４２ｆの主成分である炭素を酸化し、ＣＯｘとして揮発させることで隔壁層４２ｆのエッチングが選択的に進行する。その結果、隔壁層４２ｆの厚みが減少する。

一方、下部電極４０の主成分は、例えば、ＩＴＯである。ＩＴＯを構成する元素（インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、酸素（Ｏ））は、いずれも活性酸素ラジカル、イオンではほとんどエッチングされない。このため、露出している犠牲膜４３は、エッチングされずに隔壁層４２ｆのみが選択的にエッチングされる。

次に、図１２（ｃ）に示すように、隔壁４２が犠牲層４３と同じ高さまでエッチングが進行したら、ドライエッチングを終了させる。ドライエッチングを終了させるタイミングは、終点検出法に依る。例えば、プラズマの発光スペクトルでＣＯｘに由来する発光波長（例えば、４５１ｎｍ線）の強度変化をモニタすることで、隔壁４２が犠牲層４３と同じ高さまでエッチングされたことを検出する。

隔壁４２が犠牲層４３と同じ高さまでドライエッチングが進行すると、ドライエッチングによって除去されるアクリル樹脂の量が減る。これにより、プラズマ中のＣＯｘに由来する波長の発光強度は減少する。この減少するタイミングによって、隔壁４２が犠牲層４３と同じ高さまでエッチングされた否かを判断する。

この後、上述した図６および図７を用いて説明した製造工程を経て、有機ＥＬ表示装置１を形成する。

第２の実施の形態では、隔壁層４２ｆに開口４２ｈを設け、予め下部電極４０を露出させた後に、隔壁層４２ｆを選択的にエッチングする。これにより、隔壁４２によって被覆されない下部電極４０が確実に形成される。

ＯＬＥＤディスプレイが形成されるメートルオーダーの大型基板面内で、均一なエッチングを行うことは一般的には難しいと考えられる。しかし、プラズマ条件によるプラズマ密度、活性種濃度の均一化をはじめ、隔壁４２として用いるアクリル樹脂ポリマのパターンの配置を適正化すること、およびエッチング終点検出を行うことで、大型基板面内の均一なエッチングが可能となる。また、隔壁層４２ｆを除去する方法として、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）を併用することも有効である。

（第３の実施の形態）
図１３は、第３の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造過程を説明する要部断面模式図である。

まず、図１３（ａ）に示すように、第２層間絶縁膜３１の上に、スピンコート法によって隔壁層４２ｆを形成する。

次に、図１３（ｂ）に示すように、隔壁層４２ｆに、画素のパターンのピッチに合わせた開口４２ｈを形成する。開口４２ｈは、フォトマスク（図示しない）を用いて、露光、現像により形成される。

次に、図１３（ｃ）に示すように、下部電極膜４０の材料であるＩＴＯ層４０ｉをスピンコートなどの塗布プロセスで形成する。

例えば、隔壁４２から表出された第２層間絶縁膜３１の上ではＩＴＯ層４０ｉを厚く、隔壁層４２の上ではＩＴＯ層４０ｉを薄く形成する。本実施の形態では、ＩＴＯ層４０ｉを湿式で開口４２に埋め込むので、開口４２ｈ内におけるＩＴＯ層４０ｉの回り込みが向上する。

次に、図１３（ｄ）に示すように、ＩＴＯ層４０ｉをウェットエッチングまたはドライエッチングにより、その表面を除去する。隔壁４２が露出した時点でエッチングを終了させると、隔壁４２の上面と下部電極膜４０の上面とが面一になり、下部電極膜４０が隔壁４２によって被覆されない構造が得られる。この後、上述した図６および図７を用いて説明した製造工程を経て、有機ＥＬ表示装置１を形成する。

ＩＴＯ層４０ｉのウェットエッチングでは、例えば、塩酸（ＨＣｌ）と硝酸（ＨＮＯ_３）の混合水溶液を用いる。これにより、隔壁４２をエッチングすることなくＩＴＯ層４０ｉのみを選択的にエッチングすることが可能である。また、ドライエッチングでは、ヨウ化水素（ＨＩ）、塩酸（ＨＣｌ）、塩素（Ｃｌ_２）などのガスを用いたプラズマでＩＴＯ層４０ｉのみを選択的にエッチングすることが可能である。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて複合させることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１、１００ 有機ＥＬ表示装置（有機エレクトロルミネッセンス装置）
１Ｂ、１Ｇ、１Ｒ 画素
１０ 基板
２０ 薄膜トランジスタ
２０ｆ 半導体膜
２１ ソース領域
２２ ドレイン領域
２３ チャネル領域
２４ ゲート絶縁膜
２５ ゲート電極
２６ ソースコンタクト
２７ ソース電極
２８ ドレインコンタクト
２９ ドレイン電極
３０ 第１層間絶縁膜
３１ 第２層間絶縁膜
４０ 下部電極
４０ｉ ＩＴＯ層
４０ｆ 下部電極膜
４１ コンタクト
４２、４２０ 隔壁（画素分離隔壁）
４２ｆ 隔壁層
４２ｈ 開口
４３、４３ｆ 犠牲層
４４ レジスト層
４５ 境界
５０、５００ 有機積層膜
５０ｅ 電子輸送層
５０ｅｌ 発光層
５０ｈ 正孔輸送層
５１ 光熱変換膜
５２ ベース膜
５５ ドナーフィルム
６０、６００ 共通電極（上部電極）
７０ レーザ光
７１ 範囲
８０ 開口部
９０ 符号
４２０ｗ 側壁
α 段差

Claims (5)

1. 下部電極と、
   前記下部電極の上に設けられた発光層を含む有機層と、
   前記有機層の上に設けられた上部電極と、
   前記下部電極に隣接し、前記下部電極の表面を被覆しない絶縁層と、
   を備え、
   前記絶縁層の表面は、前記下部電極の表面と略面一であり、
   前記絶縁層は、前記上部電極に接触し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表示装置。
2. 前記絶縁層の表面は前記下部電極の表面と面一であり、または、前記絶縁層の表面と前記下部電極の表面とに５０ｎｍ以下の段差が設けられていることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
3. 前記有機層は、前記絶縁層の上にまで延在していることを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
4. 下地の上に選択的に設けられた下部電極に隣接し、前記下部電極の表面を被覆せず、表面が前記下部電極の表面と略面一になる絶縁層を形成する工程と、
   前記下部電極の上に発光層を含む有機層を形成する工程と、
   前記有機層および前記絶縁層の上に上部電極を形成する工程と、
   を備えたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
5. 前記有機層をレーザ熱転写法で形成することを特徴とする請求項４記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。

Images