JP2015103490A - 発光表示装置及び発光表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】周辺領域の駆動回路部において、配線間の寄生容量を低減することで発光表示装置の消費電力を抑制することを目的とする。【解決手段】本発明の発光表示装置は、基板上に配置された絶縁膜と、画素領域において絶縁膜上に配置された第１配線と、周辺領域において絶縁膜上に配置された第２配線と、画素領域と周辺領域とに連続して配置された共通電極と、第１配線と共通電極との間に配置された第１絶縁層と、第２配線と共通電極との間に配置され、第１絶縁層よりも厚い第２絶縁層と、を有し、共通電極は周辺領域に配置された駆動回路と重畳するように配置され、第１絶縁層は、第１絶縁膜と、第１絶縁膜上に配置された第２絶縁膜と、を有し、第２絶縁層は、第３絶縁膜と、第３絶縁膜上に配置された第４絶縁膜と、を有し、第４絶縁膜は第２絶縁膜よりも厚い。【選択図】図２

Description

本発明は発光表示装置及び発光表示装置の製造方法に関する発明である。

近年、モバイル用途の発光表示装置において、低消費電力化に対する要求が強くなってきている。モバイル用途のディスプレイとしては、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ：ＬＣＤ）や、有機ＥＬディスプレイ等の自発光素子を利用したディスプレイや、電子ペーパー等が採用されている。

その中でも、特に有機ＥＬディスプレイはバックライトが不要であり、さらに発光素子の駆動電圧の低いため、低消費電力かつ薄型発光表示装置として非常に注目を集めている。

また、これらのモバイル用途の発光表示装置はスマートフォンやタブレットＰＣのようにタッチパネルが搭載されたものが多い。タッチパネルが搭載された表示装置において、画素領域の上方に共通電極を配置し、水平走査信号及び垂直走査信号からのタッチパネルへのノイズを遮断する構造が一般的である。

しかし、上記の構造では、周辺領域に配置された駆動回路と共通電極との間に生じる寄生容量が増加してしまい、高精細・高速駆動となるほど消費電力が上昇する傾向がある。この問題を解消する方法の一つとして、例えば特許文献１では、下層の配線上の層間絶縁膜の膜厚を厚くし、下層配線と上層配線との交差点における層間絶縁膜を厚くすることで、寄生容量を小さくする技術が記載されている。

特開２００３−２８８９８７号公報

上記のように、発光表示装置の低消費電力化のためには、寄生容量をできる限り小さくする必要がある。しかしながら、例えば特許文献１のように、下層の配線上の層間絶縁膜のみを厚くする技術では、下層の配線パターンに一対一対応する層間絶縁膜パターンが必要となる。つまり、下層配線パターンに合わせて層間絶縁膜パターンを形成する必要が生じるため、回路設計における自由度が著しく低下してしまう。

本発明は、周辺領域の駆動回路部において、配線間の寄生容量を低減することで発光表示装置の消費電力を抑制することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る発光表示装置は、基板上に配置された絶縁膜と、画素領域において絶縁膜上に配置された第１配線と、周辺領域において絶縁膜上に配置された第２配線と、画素領域と周辺領域とに連続して配置された共通電極と、第１配線と共通電極との間に配置された第１絶縁層と、第２配線と共通電極との間に配置され、第１絶縁層よりも厚い第２絶縁層と、を有する。

また、別の好ましい態様において、共通電極は周辺領域に配置された駆動回路と重畳するように配置されてもよい。

また、別の好ましい態様において、第１絶縁層は、第１絶縁膜と、第１絶縁膜上に配置された第２絶縁膜と、を有し、第２絶縁層は、第３絶縁膜と、第３絶縁膜上に配置された第４絶縁膜と、を有し、第４絶縁膜は第２絶縁膜よりも厚くてもよい。

また、別の好ましい態様において、第２絶縁膜と第４絶縁膜とは同じ工程で形成されてもよい。

また、別の好ましい態様において、第２絶縁膜と第４絶縁膜とは少なくとも一部が異なる工程で形成されてもよい。

また、別の好ましい態様において、第４絶縁膜の少なくとも一部がインクジェット方式によって形成された絶縁膜であってもよい。

また、別の好ましい態様において、第４絶縁膜が有機膜と無機膜の積層構造であってもよい。

また、別の好ましい態様において、基板に対向する対向基板と、画素と対向基板との間に配置されたカラーフィルタと、を有してもよい。

また、別の好ましい態様において、画素領域において、対向基板とカラーフィルタとの間に透光性を有する膜が配置され、カラーフィルタは、少なくとも第４絶縁膜を含む凸部が周辺領域で対向基板に接する位置よりも基板に近い位置に配置されてもよい。

また、別の好ましい態様において、凸部は接着剤を介して対向基板に固定されてもよい。

また、別の好ましい態様において、基板と対向基板と凸部とによって閉じられた空間に充填材が存在してもよい。

本発明の一実施形態に係る発光表示装置の製造方法は、発光表示装置において、基板上に絶縁膜を形成し、画素領域において絶縁膜上に第１配線を形成し、周辺領域において絶縁膜上に第２配線を形成し、第１配線上に第１絶縁層を形成し、第２配線上に第１絶縁層よりも厚い第２絶縁層を形成し、第１絶縁層及び第２絶縁層上に画素領域と周辺領域とに連続した共通電極を形成する。

また、別の好ましい態様において、第１絶縁層を形成する工程は、第１配線上に第１絶縁膜を形成し、第１絶縁膜上に第２絶縁膜を形成し、第２絶縁層を形成する工程は、第２配線上に第３絶縁膜を形成し、第３絶縁膜上に第２絶縁膜よりも膜厚が厚い第４絶縁膜を形成し、第２絶縁膜と第４絶縁膜とは、多階調マスクを用いた露光によって同じ工程で形成されてもよい。

また、別の好ましい態様において、第１絶縁層を形成する工程は、第１配線の上方に第１絶縁膜を形成する工程と、第１絶縁膜の上方に第２絶縁膜を形成する工程と、を含み、第２絶縁層を形成する工程は、第２配線の上方に第３絶縁膜を形成する工程と、第３絶縁膜の上方に第２絶縁膜よりも膜厚が厚い第４絶縁膜を形成する工程と、を含み、第２絶縁膜と第４絶縁膜とは、複数回の露光によって少なくとも一部が異なる工程で形成されてもよい。

また、別の好ましい態様において、第１絶縁層を形成する工程は、第１配線上に第１絶縁膜を形成し、第１絶縁膜上に第２絶縁膜を形成し、第２絶縁層を形成する工程は、第２配線上に第３絶縁膜を形成し、第３絶縁膜上に第２絶縁膜よりも膜厚が厚い第４絶縁膜をし、第４絶縁膜は、インクジェット工程によって形成されてもよい。

本発明の実施形態１に係る電子機器の構成の一例を示す概略図。 本発明の実施形態１におけるトランジスタアレイ基板の断面模式図。 本発明の実施形態１においてトランジスタアレイ基板の断面工程図。 本発明の実施形態１においてトランジスタアレイ基板の断面工程図。 本発明の実施形態１においてトランジスタアレイ基板の断面工程図。 本発明の実施形態１におけるトランジスタアレイ基板の断面工程図。 本発明の実施形態１におけるトランジスタアレイ基板の断面工程図。 本発明の実施形態１におけるトランジスタアレイ基板の断面工程図。 本発明の実施形態１におけるトランジスタアレイ基板の断面工程図。 本発明の実施形態１におけるトランジスタアレイ基板の断面工程図。 本発明の実施形態１におけるトランジスタアレイ基板の断面工程図。 本発明の実施形態１におけるトランジスタアレイ基板の断面工程図。 本発明の実施形態１におけるトランジスタアレイ基板の断面工程図。 本発明の実施形態２におけるトランジスタアレイ基板の断面模式図。 本発明の実施形態３におけるトランジスタアレイ基板の断面模式図。 本発明の実施形態３におけるトランジスタアレイ基板の断面模式図の変形例。 本発明の実施形態３におけるトランジスタアレイ基板の断面模式図の変形例。 本発明の実施形態３におけるトランジスタアレイ基板の断面模式図の変形例。 本発明の実施形態４におけるトランジスタアレイ基板の断面模式図。 本発明の実施形態４におけるトランジスタアレイ基板の断面模式図の変形例。 本発明の実施形態４におけるトランジスタアレイ基板の断面模式図の変形例。 本発明の実施形態４におけるトランジスタアレイ基板の断面模式図の変形例。

以下、図面を参照して本発明に係る発光表示装置及び発光表示装置の製造方法について説明する。但し、本発明の発光表示装置及び発光表示装置の製造方法は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施形態１）
図１，図２を用いて、本発明の実施形態１に係る発光表示装置の構成を説明する。発光表示装置２００は、トランジスタや配線が形成されたトランジスタ基板１、カラーフィルタなどが形成された対向基板２を有する。トランジスタ基板１は画像を表示する表示部３、表示部３の画素を駆動する駆動回路４，５，６、これらの駆動回路を制御するためにガラス基板上に実装されたＬＳＩチップ７及びＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの外部端子と接続するためのＦＰＣ端子部８を有する。ここで、表示部３を画素領域、それ以外の駆動回路等が配置された領域を周辺領域という。

図２は図１の画素領域と周辺領域とのトランジスタアレイ基板の断面模式図を示す。図２の（Ａ）に示す断面図は画素領域３の配線部及びトランジスタ部に相当し、（Ｂ）に示す断面図は画素領域以外の周辺領域の配線部及びトランジスタ部に相当する。また、図２の（Ｃ）に示す断面図はＬＳＩチップ７、ＦＰＣ端子部８を含む端子部に相当する。

図２の画素領域には、第１配線２２と画素回路のトランジスタ９０が配置されており、それらの上には層間膜として第１絶縁膜３０が配置されている。第１絶縁膜３０上には、画素に配置された発光素子の下部電極となる画素電極４０が配置されており、トランジスタ９０に接続されている。画素電極４０上には、発光素子の土手となる第２絶縁膜５０が配置されている。第２絶縁膜５０上と第２絶縁膜５０が開口された画素の発光部の画素電極４０上とに発光層６０が配置され、さらにその上に発光素子の上部電極となる共通電極７０が配置されている。共通電極７０は画素領域の全域に亘って配置されており、一部が第１配線２２と重畳する。第１配線２２と共通電極７０とが重畳する領域では、第１配線２２と共通電極７０との間に、第１絶縁膜３０と第２絶縁膜５０とを含む第１絶縁層が配置されている。

図２の周辺領域及び端子部には、第１配線２２と同じ層の第２配線２４及び第３配線２６と、周辺回路のトランジスタ９２と、が配置されており、それらの上には層間膜として第１絶縁膜３０と同じ層の第３絶縁膜３２が配置されている。第３絶縁膜３２上の一部には画素電極４０と同じ層の外部端子電極４２が配置されており、第３絶縁膜３２と外部端子電極４２との上には第２絶縁膜５０と同じ層で第２絶縁膜５０よりも膜厚が厚い第４絶縁膜５２が配置されている。第４絶縁膜５２上には共通電極７０と同じ層の共通電極７２が、トランジスタ９２とは重畳しないように配置されている。第２配線２４と共通電極７２とが重畳する領域では、第２配線２４と共通電極７２との間に、第３絶縁膜３２と第４絶縁膜５２とを含む第２絶縁層が配置されている。ここで、第２絶縁層は第１絶縁層に比べて膜厚が厚い。また、第１配線２２と第２配線２４とは、同じ層で形成された絶縁膜２０，２１上に形成されている。

第２絶縁層が第１絶縁層に比べて膜厚が厚いことで、周辺領域における配線２４と共通電極７２との間の寄生容量の影響を小さくすることができる。その結果、回路駆動時の消費電力の低減効果や回路駆動の高速化の効果を得ることができる。また、このように周辺領域の第２絶縁層だけを厚くすることで、画素領域の絶縁層の構造を変更する必要がない。つまり、表示領域に影響を与えずに寄生容量の影響を小さくすることができる。

実施形態１の構造では、周辺領域における共通電極７２と周辺回路のトランジスタ９２とが重畳しないように配置されているため、共通電極７２とトランジスタ９２との間の寄生容量を小さくすることができる。一方で、本発明の構造においては、周辺領域の第２絶縁層を画素領域の第１絶縁層よりも厚くすることで周辺回路のトランジスタ９２と共通電極７２との距離を離すことができるため、詳細は後の実施形態で説明するが、共通電極７２を周辺領域の全域に亘って配置して共通電極７２とトランジスタ９２が重畳しても、消費電力の増大や回路駆動速度の低下などの影響をほとんど現れなくすることができる。その結果、共通電極７２をパターニングする必要がなくなるため、工程の短縮化や歩留まりの向上、コスト低減などの効果が得られる。

本発明においては、周辺領域における第２絶縁層が少なくとも画素領域における第１絶縁層よりも厚膜であることで、周辺領域における配線２４と共通電極７２との間の寄生容量の影響を小さくすることができる。その結果、回路駆動時の消費電力の低減効果や回路駆動の高速化の効果を得ることができる。第２絶縁層と第１絶縁層との膜厚比は１．２倍以上、好ましくは１．５倍以上、さらに好ましくは２倍以上であるとよりその効果が現れる。

第１絶縁膜３０，第３絶縁膜３２の材料としては、有機樹脂材料を用いることが好ましく、例えば、アクリル系、イミド系の有機樹脂材料を用いることができ、ディップ法、スピンコート法、インクジェット法によって形成することができる。第１絶縁膜３０，第３絶縁膜３２の材料に有機樹脂材料を用いることで、無機材料に比べると誘電率が低いため配線２２，２４と共通電極７０，７２との間の寄生容量を小さくすることができる。また、トランジスタ９０，９２及び第１乃至第３配線によって形成された段差を平坦化することができるため、段差部における画素電極４０の切断などの不良を抑制することができる。

一方、平坦化する必要がなければ、例えば酸化珪素や窒化珪素などの無機膜で形成してもよい。第１絶縁膜３０，第３絶縁膜３２を無機膜で形成することで、機械的な強度の向上や外部からの水分や不純物をトランジスタに到達しないようにブロックすることができるため、より信頼性の高い表示装置を得ることができる。

また、第２絶縁膜５０、第４絶縁膜５２の材料としては、有機樹脂材料を用いることが好ましく、例えば、アクリル系、イミド系の有機樹脂材料を用いることができ、ディップ法、スピンコート法、インクジェット法を用いることが可能である。第２絶縁膜５０、第４絶縁膜５２の材料に有機樹脂材料を用いることで、無機材料に比べると誘電率が低いため配線２２，２４と共通電極７０，７２との間の寄生容量を小さくすることができる。また、トランジスタ９０，９２若しくは第１乃至第３配線又は第１絶縁膜３０，第３絶縁膜３２の開口部によって形成された段差を平坦化することができるため、段差部における共通電極７０，７２の切断を抑制することができ、また、その上に形成される保護膜８０，８２の被覆性を良くすることができる。その結果、より信頼性の高い表示装置を得ることができる。

また、有機膜だけでなく、有機膜と無機膜の積層構造を用いてもよい。有機膜と無機膜の積層構造を用いることで、無機膜と共通電極との密着性が向上し、さらに、周辺回路のトランジスタ９２の機械的強度が向上する。その結果、より信頼性の高い表示装置を得ることができる。

図１において、表示部３は、画素がマトリクス状に配置されており、各画素における発光素子を発光させることで画像を表示する。実施形態１において、各画素における発光素子は発光ダイオードを有する。この例では、発光ダイオードとしてＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いた発光表示装置について説明するが、整流性を有する発光素子（発光ダイオード）であれば、ＯＬＥＤに限られない。

駆動回路４，５，６は、表示部３にマトリクス状に配置された画素を駆動するための回路で、ゲート線制御回路、エミッション制御回路、データ線制御回路を含む。ゲート線制御回路は、データの書き込みを実行する行を選択する駆動回路であり、各行毎に所定の順番で順次排他的に選択される。エミッション制御回路は、発光素子へ電源電圧を供給するタイミングを制御する駆動回路である。データ線制御回路は、入力された画像データに基づいて階調を決定し、決定した階調に対応したデータ電圧を各画素に供給する駆動回路である。

ＬＳＩチップ７は上記の駆動回路を制御する回路を含んだ集積回路であり、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）などの実装技術によってガラス基板に直接搭載されている。ＣＯＧはモバイル用途の発光表示装置で多く利用されており、発光表示装置の薄膜化に有利である。また、ＦＰＣ端子部８はＦＯＧ（Ｆｉｌｍ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）によってトランジスタ基板１とＦＰＣとを接続する。ＦＰＣを用いることで、空間的な制約がある箇所にでも自由に回路基板を設置することが可能になる。例えば、ＦＰＣで接続されたＬＳＩチップをトランジスタ基板の裏面側に配置することで、発光表示装置の額縁面積を小さくすることができる。

図２に示すように、周辺領域及び端子部において、外部端子電極４２は第３配線２６を覆うように端子部まで延びている。第３配線２６には抵抗の低いＡｌ（アルミニウム）やＡｌ上にＴｉ（チタン）やＭｏ（モリブデン）を設けた構造が広く使用される。しかし、Ａｌは非常に酸化しやすく、表面が絶縁化しやすい。また、ＴｉやＭｏも、Ａｌほどではないが、酸化することで表面付近の抵抗値が上昇しやすい。Ａｌの表面の絶縁化やＴｉやＭｏの表面の高抵抗化は、ＬＳＩチップ７やＦＰＣ端子部８におけるＦＰＣとトランジスタ基板１に形成された配線との導通がとりにくくなる問題を引き起こしてしまう。上記のように、Ａｌ又はＴｉ若しくはＭｏの上にＡｌ又はＴｉ若しくはＭｏに比べて酸化しにくい膜を形成することで、ＬＳＩチップ７やＦＰＣ端子部８におけるＦＰＣとトランジスタ基板１に形成された配線との導通がとりやすくなる。

また、共通電極７０，７２上には、端子部を除いた全面を覆うように保護膜８０，８２が配置されてもよい。保護膜８０，８２は発光層６０やトランジスタ９０，９２に水分が侵入して、特性を悪化させることを抑制する。保護膜の材料としては窒化珪素、酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムなどの絶縁材料を使用することが好ましい。ＬＳＩチップ７やＦＰＣ端子部８の位置に存在する保護膜は、外部端子との導通を確保するために除去される。

次に、図３〜図１３を用いて、実施形態１に係る発光表示装置の作製方法について断面図を使用して説明する。図３はトランジスタ９０，９２及び配線とその上に形成された第１絶縁膜３０，第３絶縁膜３２の元の膜である絶縁膜３９によって平坦化された状態を示す。ここでトランジスタは一般的な手法で作製すればよく、ここでは詳細な説明は省略する。また、実施形態１では、層間膜３９として感光性樹脂をスピンコート法によって形成した例について説明する。

図４では、通常のフォトマスクを用いて感光性樹脂を露光する。ここでは、露光した部分が溶解して未露光部が残るポジ型の感光性樹脂を用いる。フォトマスクを用いて開口部を形成したい領域を露光させ、現像処理によって感光性樹脂を除去する。ここで、配線の断線が起きにくくするために、開口部の端部が傾斜面（テーパー形状）を有するように露光時間や現像条件を調整することが好ましい。上記の工程によって、図５に示すようなテーパー形状を有する開口部を得ることができる。

図６では、第１絶縁膜３０，第３絶縁膜３２上に画素電極層４９を全面に形成する。ここで、画素電極の材料としては、ボトムエミッション型の有機ＥＬディスプレイの場合はＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＩＺＯ（酸化インジウム・スズと酸化亜鉛の複合材料）などの透過率の高い透明導電膜を形成することが好ましい。また、トップエミッション型の有機ＥＬディスプレイの場合はＡｌ合金、Ａｇ合金などの反射率が高い金属膜を形成することが好ましい。

図７では、画素電極層４９に対して、残したい部分をレジストで覆い、それ以外の部分をエッチングして除去する。エッチングの方法は画素電極の材料によって適宜選択することができる。例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）に対しては、シュウ酸をベースとしたエッチャントによるウェットエッチングを使用することができる。また、Ａｌ合金に対しては、リン酸、酢酸をベースとしたエッチャントによるウェットエッチングを使用することができる。また、ＴｉやＷに対しては、塩素系ガスやフッ素系ガスを用いたドライエッチングを使用することができる。いずれのエッチング方法においても、画素電極層４９の下に形成されている第１絶縁膜３０，第３絶縁膜３２との選択比が大きいエッチング方法で処理することが好ましい。上記のエッチングによって画素電極層４９から画素電極４０と外部端子電極４２が形成される。

図８では、画素電極４０、外部端子電極４２上に第２絶縁膜５０と第４絶縁膜５２との元となる絶縁膜５９を形成する。また、実施形態１では、絶縁膜５９として感光性樹脂をスピンコート法によって形成した例について説明する。

実施形態１では、同じ工程で絶縁膜５９から、膜厚の異なる第２絶縁膜５０と第４絶縁膜５２とを同じ工程で形成する方法について説明する。実施形態１では、膜厚の異なる第２絶縁膜５０と第４絶縁膜５２を形成する方法の一例として、絶縁膜５９として形成した感光性樹脂を多階調マスクによって露光する方法ついて説明する。

多階調マスクにはグレイトーンマスクとハーフトーンマスクの２種類があることが知られている。グレイトーンマスクは、露光機の解像度以下のスリットを作り、そのスリット部が光の一部を遮り、中間露光を実現する。一方、ハーフトーンマスクは「半透過」の膜を利用し、中間露光を行う。いずれも、１回の露光で「露光部分」「中間露光部分」「未露光部分」の３つの露光レベルを表現し、現像後に２種類の厚さの感光性樹脂を作ることができる。

図８にハーフトーンマスクを使用した露光工程を示した。基板の上方に設置されたハーフトーンマスクは遮光膜１１０と半透過膜１１２とで構成される。遮光膜１１０は露光装置のパターニング光を完全に遮断し、半透過膜１１２は露光装置のパターニング光の強度を弱めて透過させる。

図８に示すように、ハーフトーンマスクの開口部に対応する領域の絶縁膜５９は、深さ方向に全て感光される。一方、ハーフトーンマスクの半透過膜１１２に対応する領域の絶縁膜５９は、光の強度が弱いため、表面から一定の深さまでしか感光されない。半透過膜に対応する領域の感光される深さは、ハーフトーンマスクの透過率や露光条件によって制御される。

上記のように、膜厚の異なる第２絶縁膜５０と第４絶縁膜５２とを同じ工程で形成することで、工程数の増加に伴う歩留まり低下やコスト上昇などの問題を回避することができる。

実施形態１では、膜厚の異なる絶縁膜を同じ工程で形成する方法について説明したが、後に他の実施形態でも説明するように、膜厚の異なる第２絶縁膜５０と第４絶縁膜５２とを少なくとも一部が異なる工程で形成することもできる。

図８で露光した基板を現像処理することで感光性樹脂を除去し、図９に示すような膜厚の異なる第２絶縁膜５０と第４絶縁膜５２とを形成する。ここで、配線の断線が起きにくくするために、開口部の端部が傾斜面（テーパー形状）を有するように露光時間や現像条件を調整することが好ましい。

図１０では、画素領域の画素電極上に発光層を形成する。実施形態１では、発光層として低分子系の有機材料を蒸着法６２によって形成する方法について説明する。図１０に示すように、基板の上方にメタルマスク１００を設置して有機材料を蒸着することで、少なくとも画素領域における第２絶縁膜５０の開口部に発光層が形成される。ここで、発光層を挟むように正孔輸送層や電子輸送層等を含んでもよい。また、実施形態１では、発光層が白色光を出射するように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色を発光する発光層または発光層を積層させてもよく、また、青（Ｂ）色と黄色（Ｙ）を発光する発光層またはこれらの発光層を積層してもよい。

図１１では、発光層上に共通電極を形成する。実施形態１では、共通電極７２と周辺回路のトランジスタ９２とが重畳することで発生する寄生容量を極力小さくするため、周辺回路のトランジスタ９２をマスクするメタルマスク１０２を設置し、共通電極材料を蒸着法又はスパッタリング法によって形成する。

図１２では、共通電極上に保護膜を形成する。保護膜はメタルマスクを使用せずに、基板上に全面に形成する。保護膜の材料としては窒化珪素、酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムなどの絶縁材料を使用することができる。この保護膜は発光層を水分の影響から保護することが目的であるので、被覆されていない部分がないように形成されることが好ましい。このとき、第１乃至第４絶縁膜の開口部がテーパー形状になっていることで、被覆性良く保護膜を形成することができる。また、第１乃至第４絶縁膜の開口部がテーパー形状になっていない場合は、被覆性が良くなる条件で保護膜を形成することが好ましい。

図１３では、端子部に相当する箇所の保護膜を除去する。具体的には、端子部はＬＳＩチップ７やＦＰＣ端子部８の位置に対応する。保護膜の除去はフォトリソ工程によって行ってもよいが、この工程はあまり高いアライメント精度は要求されないため、レーザアブレーション法などで行ってもよい。レーザアブレーションとは、高強度、短パルス、短波長のレーザを無機・有機物あるいは金属といった固体の表面に照射するときに発生する吸収熱による蒸発や、多光子吸収によりプラズマ発光と衝撃音を伴った固体表面相の爆発的な剥離のことをいう。

上記のように、実施形態１では、多階調マスクを用いることで工程数を増やすことなく、画素領域の第２絶縁膜５０と周辺領域の第４絶縁膜５２とを同じ工程で膜厚の異なる絶縁層を形成することができる。このように、従来と同じ工程数で周辺領域における配線２４と共通電極７２との間の寄生容量の影響を小さくすることができる。その結果、回路駆動時の消費電力の低減効果や回路駆動の高速化の効果を得ることができる。また、このように周辺領域の第２絶縁層だけを厚くすることで、画素領域の絶縁層の構造を変更する必要がない。つまり、表示領域に影響を与えずに寄生容量の影響を小さくすることができる。

（実施形態２）
図１４に、本発明の実施形態２に係る発光表示装置のトランジスタアレイ基板の断面模式図を示す。実施形態２において、実施形態１とは異なる点は、周辺領域の共通電極７４がトランジスタ基板の全面に形成されており、第２配線だけではなく周辺回路のトランジスタ９２とも重畳している点である。それ以外の点は実施形態１と概略同じであるので、ここでは説明を省略する。

従来は、寄生容量を極力小さくするために、駆動回路と共通電極との重畳面積をできる限り小さくするようにレイアウトされていた。そのため、共通電極形成時にはメタルマスクを使用して、駆動回路と重なる部分には共通電極が形成されないような工夫が成されていた。

しかし、本発明の実施形態１によって、周辺領域の絶縁層を画素領域の絶縁層よりも厚くすることで、周辺領域に配置された配線や駆動回路と共通電極との寄生容量を小さく抑えることができるようになる。その結果、駆動回路上に共通電極が形成されていても、回路動作にほとんど影響が現れなくなる。

したがって、共通電極を形成する際にメタルマスクを使用する必要がなくなり、工程の短縮化や歩留まり向上の効果が得られた。さらに、共通電極を形成する装置において、メタルマスクのアライメント機構が必要なくなり、メタルマスク自体の洗浄コストも抑制できるため、コスト低減にも効果がある。

（実施形態３）
図１５に、本発明の実施形態３に係る発光表示装置のトランジスタアレイ基板の断面模式図を示す。実施形態３において、実施形態２と異なる点は、画素領域の第３絶縁膜に該当する膜と周辺領域の第４絶縁膜に該当する膜とが、一部が異なる工程で形成されている点である。それ以外の点は実施形態２と概略同じであるので、ここでは説明を省略する。

実施形態３では、実施形態１の図８に示した工程のように多階調マスクを用いた露光を行うのではなく、画素領域の第２絶縁膜５０と周辺領域の第４絶縁膜の一部の絶縁膜５３とを形成する。続いて、さらに感光性樹脂膜をトランジスタ基板全面に形成して、周辺領域における配線や駆動回路と重畳する領域に第４絶縁膜の一部の絶縁膜５４を形成する。このように、絶縁膜５３と絶縁膜５４によって第４絶縁膜が構成される。

上記のように、画素領域の第３絶縁膜に該当する膜と周辺領域の第４絶縁膜に該当する膜とが、一部を異なる工程で形成することで、画素領域の第１絶縁層の膜厚に比べて周辺領域の第２絶縁層の膜厚が厚いトランジスタアレイ基板を形成することができる。実施形態１や実施形態２に比べて工程数は増えるものの、従来のマスクと露光条件を使用できる。また、画素領域の第２絶縁膜５０の膜厚を正確に制御することができる。

実施形態３においても、周辺領域における配線やトランジスタと共通電極７４との間の寄生容量の影響を小さくすることができる。その結果、回路駆動時の消費電力の低減効果や回路駆動の高速化の効果を得ることができる。

実施形態３では、第４絶縁膜の一部の絶縁膜５４として、画素領域の第２絶縁膜５０や周辺領域の第４絶縁膜の一部の絶縁膜５３と同じ有機樹脂膜を使用した例を示したが、有機樹脂膜に限定されず、図１６に示すように無機膜５６を使用してもよい。第４絶縁膜の一部の絶縁膜５６に無機膜を使用することで、共通電極との密着性が向上し、駆動回路部の機械的強度が向上する。

絶縁膜５６に使用できる無機膜としては、酸化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムなどが挙げられる。無機膜の加工方法としては、ウェットエッチングやドライエッチングが挙げられる。図１６はドライエッチングによって加工した例を示した。感光性樹脂を使用した場合とは異なり、パターンの端部がラウンド形状ではなく、角を有する形状になっている。絶縁膜５６に使用する無機膜の開口部の端部はテーパー形状になっていることが好ましく、フォトレジストの材料やドライエッチング条件を調整することが好ましい。

また、他の変形例として、図１７に示すように、第４絶縁膜の一部の絶縁膜５４の代わりに、インクジェット法によって形成された絶縁膜５８を使用してもよい。インクジェット法によって絶縁膜を形成する場合、スピンコートなどの塗布に比べると膜厚を厚くしやすくなり、また、よりテーパー角を小さくすることが可能になる。

インクジェット法はインクジェットヘッドから微小なインク液滴を噴射し、デバイスのパターンに応じて基板上の必要な個所に液滴を着弾させ、機能性材料を含む液体パターンを描画する方法である。従来の全面塗布又は成膜方式に比べると、必要な個所にのみパターンを描画できるため、材料の節約にもなる。

絶縁膜５８の形成にインクジェット法を採用することで、寄生容量の影響を小さくしたい箇所に限定することで、より少ない材料、より少ない工程で絶縁膜５８を形成することができる。

インクジェット法で噴射を行う前に、第４絶縁膜の一部の絶縁膜５３の表面にインクジェットで噴射する有機溶剤に対する親水化処理及び／又は撥水化処理を行ってもよい。この場合、絶縁膜を配置したい箇所には親水化処理を行い、それ以外の箇所には撥水化処理を行うとよい。インクジェット法で噴射された材料は親水性の領域に広がり、撥水性の領域には広がらないため、絶縁膜５８のパターンを正確に制御することができる。この方法は、インクジェット機構の性能が高くない場合でも正確なパターンを形成できるため、簡易的なインクジェット装置を採用することができ、設備コストを抑えることができる。

また、他の変形例として、図１８に示すように、周辺領域における第３絶縁膜３４を厚膜にすることで、画素領域の第１絶縁膜３０と第２絶縁膜５０を含む第１絶縁層の膜厚に比べて周辺領域の第３絶縁膜３４と第４絶縁膜５２を含む第２絶縁層の膜厚を厚くしてもよい。膜厚が異なる第１絶縁膜３０と第３絶縁膜３４とは、上記の多階調マスク、有機樹脂膜の積層構造、有機樹脂膜と無機膜との積層構造、有機樹脂膜とインクジェット法による絶縁膜との積層構造を使用することができる。

（実施形態４）
図１９に、実施形態２のトランジスタアレイ基板１と対向基板２とが貼り合わされた状態のトップエミッション型の有機ＥＬディスプレイの断面模式図を示す。図１９において、トランジスタアレイ基板１はトランジスタ層３１０（ソース・ドレイン電極上の有機膜も含む）、画素電極３４０、画素領域において画素間に形成された第２絶縁膜を含む土手３５０、周辺領域において寄生容量を緩和するために厚膜で形成された第４絶縁膜を含む凸部（バンク）３５２、発光層３６０、共通電極３７０、保護膜３８０を有する。

また、図１９において、対向基板２は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの色に対応したカラーフィルタ３９０（Ｒ）、３９２（Ｇ）、３９４（Ｂ）と、画素間に設けられ、混色を抑制するためのブラックマトリクス３９８と、を有する。それぞれのカラーフィルタはトランジスタアレイ基板１に形成された画素電極３４０と発光層３６０とが積層された発光領域に対応して設けられ、ブラックマトリクス３９８は隣接する画素間に対応して設けられる。ブラックマトリクスの幅や厚さはデバイスに求められる特性に応じて適宜選択することができる。

バンク３５２は接着剤を介して対向基板２に固定される。また、接着剤の代わりに後述する充填材を用いて両者を固定することもできる。

従来技術では、周辺領域に設けられたダム材によってトランジスタアレイ基板１と対向基板２は一定の間隔が保持されていた。一方、実施形態４においては、周辺領域に形成されたバンク３５２が画素領域に形成された土手３５０に比べて厚膜である。したがって、実施形態４では、周辺領域に形成されたバンク３５２によって、トランジスタアレイ基板１と対向基板２を一定の間隔に保持することができ、ダム材を省略することができる。

実施形態４では、従来技術では必要であったダム材を使用せずにトランジスタアレイ基板１と対向基板２を精度よく貼り合せることが可能であるため、部材コストの軽減や工程短縮によるタクト向上及び歩留まり向上の効果が得られる。

また、他の変形例として、図２０に示すように、カラーフィルタ及びブラックマトリクスと対向基板２との間にオーバーコート膜４００を配置してもよい。オーバーコート膜４００の膜厚は土手３５０とバンク３５２との膜厚差と、カラーフィルタ３９０、３９２、３９４とオーバーコート膜４００との合計膜厚が概略一致するように決定することが好ましい。ただし、土手３５０とバンク３５２との膜厚差と、カラーフィルタ３９０、３９２、３９４とオーバーコート膜４００との合計膜厚が概略一致していなくてもよく、少なくとも、カラーフィルタ３９０、３９２、３９４とオーバーコート膜４００との合計膜厚が土手３５０とバンク３５２との膜厚差よりも小さくなるようにオーバーコート膜の膜厚を決定すればよい。ここで、オーバーコート膜は透光性を有する膜であることが好ましい。

図２０に示す構造にすることで、カラーフィルタ３９０、３９２、３９４を発光層３６０に近づけることができる。発光層とカラーフィルタとのギャップを小さくすることで、発光層から出射された光の斜め方向成分が隣接画素に漏れにくくなり、混色が発生しにくくなる。

また、他の変形例として、図２１に示すように、画素領域と周辺領域とで膜厚が異なるオーバーコート膜４１０を使用してもよい。オーバーコート膜４１０の画素領域と周辺領域との膜厚差は、上記と同じように土手３５０とバンク３５２との膜厚差と、カラーフィルタ３９０、３９２、３９４とオーバーコート膜４００との合計膜厚が概略一致するように決定することが好ましい。ただし、上記と同様にこれには限定されない。

オーバーコート膜４１０は、感光性の有機膜であれば多階調マスクによって形成することができる。また、異なるマスクを用いて複数の露光工程によって形成してもよい。また、インクジェットによって所望のパターンに対応する位置に選択的に形成してもよい。

図２１に示す構造にすることで、トランジスタアレイ基板１と対向基板２との貼り合せの際に、バンク上の保護膜はオーバーコート膜と固定される。オーバーコート膜は貼り合せ時の圧力を緩和する緩衝材として機能するため、基板破損や保護膜へのクラックなどを抑制することができる。

また、他の変形例として、図２２に示すように、トランジスタアレイ基板１と対向基板２とバンクによって閉じ込められた空間に充填材を導入してもよい。充填材は上記の空間に隙間なく充填されていることが好ましい。また、充填材は気泡が発生しにくく、水分に対するバリア性が高く、トップエミッション型のＥＬディスプレイに関しては透過率が高いことがさらに好ましい。

また、前述のように、トランジスタアレイ基板１と対向基板２を貼り合せる際に、バンク３５２と対向基板２との間に挟まれた充填材４２０の一部を接着剤として利用してもよい。この場合、新たに接着剤を塗布する必要がなく、セルフアラインで接着面に充填材を存在させることができるので、工程短縮によるタクト向上及び歩留まり向上の効果が得られる。

上記のように、画素領域の絶縁層の膜厚に比べて周辺領域の絶縁層の膜厚を厚くして、周辺領域における寄生容量の影響を小さくすることで、発光表示装置の消費電力を抑制することができる。また、対向基板側に設けられたカラーフィルタをトランジスタアレイ基板の発光層に近づけることで、混色が少ない高品質な発光表示装置を得ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１：トランジスタアレイ基板
２：対向基板
３：表示部
４、５、６：駆動回路
７：ＬＳＩチップ
８：ＦＰＣ端子部.
２０，２１：絶縁膜
２２：第１配線
２４：第２配線
３０：第１絶縁膜
３２、３４：第３絶縁膜
３９：層間膜
４０：画素電極
４２：外部端子電極
４９：画素電極層
５０：第２絶縁膜
５２：第４絶縁膜
５３、５４，５６：第４絶縁膜の一部の絶縁膜
５８：インクジェット法によって形成された絶縁膜
５９：第４絶縁膜５２の元となる層間膜
６０：発光層
６２：有機材料の蒸着法
７０、７２、７４：共通電極
８０、８２：保護膜
９０：画素領域のトランジスタ
９２：周辺領域のトランジスタ
１００：メタルマスク
１１０：ハーフトーンマスクの遮光膜
１１２：ハーフトーンマスクの半透過膜
２００：表示装置
３１０：トランジスタ層
３４０：画素電極
３５０：土手
３５２：バンク
３６０：発光層
３７０：共通電極
３８０：保護膜
３９０：カラーフィルタ（Ｒ）
３９２：カラーフィルタ（Ｇ）
３９４：カラーフィルタ（Ｂ）
３９８：ブラックマトリクス
４００、４１０：オーバーコート膜
４２０：充填材

Claims (15)

1. 基板上に配置された絶縁膜と、
   画素領域において前記絶縁膜上に配置された第１配線と、周辺領域において前記絶縁膜上に配置された第２配線と、
   前記画素領域と前記周辺領域とに連続して配置された共通電極と、
   前記第１配線と前記共通電極との間に配置された第１絶縁層と、
   前記第２配線と前記共通電極との間に配置され、前記第１絶縁層よりも厚い第２絶縁層と、を有することを特徴とする発光表示装置。
2. 前記共通電極は前記周辺領域に配置された駆動回路と重畳するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
3. 前記第１絶縁層は、第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に配置された第２絶縁膜と、を有し、
   前記第２絶縁層は、第３絶縁膜と、前記第３絶縁膜上に配置された第４絶縁膜と、を有し、
   前記第４絶縁膜は前記第２絶縁膜よりも厚いことを特徴とする請求項２に記載の発光表示装置。
4. 前記第２絶縁膜と前記第４絶縁膜とは同じ工程で形成されることを特徴とする請求項３に記載の発光表示装置。
5. 前記第２絶縁膜と前記第４絶縁膜とは少なくとも一部が異なる工程で形成されることを特徴とする請求項３に記載の発光表示装置。
6. 前記第４絶縁膜の少なくとも一部がインクジェット方式によって形成された絶縁膜であることを特徴とする請求項５に記載の発光表示装置。
7. 前記第４絶縁膜が有機膜と無機膜の積層構造であることを特徴とする請求項５に記載の発光表示装置。
8. 前記基板に対向する対向基板と、
   前記画素と前記対向基板との間に配置されたカラーフィルタと、を有する請求項３に記載の発光表示装置。
9. 前記画素領域において、前記対向基板と前記カラーフィルタとの間に透光性を有する膜が配置され、
   前記カラーフィルタは、少なくとも第４絶縁膜を含む凸部が前記周辺領域で対向基板に接する位置よりも前記基板に近い位置に配置されることを特徴とする請求項８に記載の発光表示装置。
10. 前記凸部は接着剤を介して対向基板に固定されることを特徴とする請求項９に記載の発光表示装置。
11. 前記基板と前記対向基板と前記凸部とによって閉じられた空間に充填材が存在することを特徴とする請求項９に記載の発光表示装置。
12. 発光表示装置において、
    基板上に絶縁膜を形成し、
    画素領域において前記絶縁膜上に第１配線を形成し、周辺領域において前記絶縁膜上に第２配線を形成し、 前記第１配線上に第１絶縁層を形成し、前記第２配線上に前記第１絶縁層よりも厚い第２絶縁層を形成し、
    前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層上に前記画素領域と前記周辺領域とに連続した共通電極を形成することを特徴とする発光表示装置の製造方法。
13. 前記第１絶縁層を形成する工程は、
    前記第１配線上に第１絶縁膜を形成し、前記第１絶縁膜上に第２絶縁膜を形成し、
    前記第２絶縁層を形成する工程は、
    前記第２配線上に第３絶縁膜を形成し、前記第３絶縁膜上に前記第２絶縁膜よりも膜厚が厚い第４絶縁膜を形成し、
    前記第２絶縁膜と前記第４絶縁膜とは、多階調マスクを用いた露光によって同じ工程で形成されることを特徴とする請求項１２に記載の発光表示装置の製造方法。
14. 前記第１絶縁層を形成する工程は、
    前記第１配線上に第１絶縁膜を形成し、前記第１絶縁膜上に第２絶縁膜を形成し、
    前記第２絶縁層を形成する工程は、
    前記第２配線上に第３絶縁膜を形成し、前記第３絶縁膜上に前記第２絶縁膜よりも膜厚が厚い第４絶縁膜を形成し、
    前記第２絶縁膜と前記第４絶縁膜とは、複数回の露光によって形成されることを特徴とする請求項１２に記載の発光表示装置の製造方法。
15. 前記第１絶縁層を形成する工程は、
    前記第１配線上に第１絶縁膜を形成し、前記第１絶縁膜上に第２絶縁膜を形成し、
    前記第２絶縁層を形成する工程は、
    前記第２配線上に第３絶縁膜を形成し、前記第３絶縁膜上に前記第２絶縁膜よりも膜厚が厚い第４絶縁膜をし、
    前記第４絶縁膜は、インクジェット工程によって形成されることを特徴とする請求項１２に記載の発光表示装置の製造方法。
    
    

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