JP5109542B2 - 表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置の製造方法に関する。

近年、電子機器の表示デバイスとして、有機エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence）素子（有機ＥＬ素子）を用いた表示装置が注目されている。有機ＥＬ素子は、基板上にアノード電極、有機ＥＬ層、カソード電極の順に積層した積層構造となっており、アノード電極とカソード電極との間に電圧が印加されると、有機ＥＬ層に正孔及び電子が注入され、有機ＥＬ層で電界発光する。

このような有機ＥＬ素子を用いた表示装置では、有機ＥＬ素子を２次元配列した表示パネルを備え、例えば、一画素につき一又は複数の薄膜トランジスタを設け、この薄膜トランジスタによって有機ＥＬ素子を発光させる。

例えば、特許文献１の有機ＥＬディスプレイ装置では、２つの薄膜トランジスタが画素ごとに設けられている。このような有機ＥＬディスプレイを製造するに際しては、薄膜トランジスタを画素ごとにパターニングしたトランジスタアレイ基板を作製した後に、そのトランジスタアレイ基板の表面に有機ＥＬ素子を画素ごとにパターニングしている。
特開平８−３３０６００号公報

ところで、特許文献１の有機ＥＬディスプレイ装置の製造方法では、例えば、薄膜トランジスタ（ゲート絶縁膜、ゲート電極、ドレインーソース電極等）、層間絶縁膜、透明電極などの形成工程において、それぞれ所定のマスクを用いてパターニングすることが必要である。さらに、有機ＥＬ層の成膜に湿式方式を用いると、有機ＥＬ層を仕切る隔壁の形成工程において、マスクを用いてパターニングすることが必要になる。

このように、マスクを用いてパターニングする工程が多くなると、有機ＥＬディスプレイ装置の製造プロセスが長くなり、生産性が悪くなってしまうという問題がある。このため、パターニングに用いるマスクの数を減らし、生産性を向上させることができる表示装置及び表示装置の製造方法が求められている。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、生産性を向上させることができる表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、パターニングに用いるマスクの数を減らすことができる表示装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の表示装置の製造方法は、
発光素子と、該発光素子を駆動する駆動回路を備える表示装置の製造方法であって、
基板上にゲート電極及びデータラインを形成し、前記基板上に前記ゲート電極及び前記データラインを覆うように絶縁膜、半導体層、保護膜層を順次形成し、前記保護膜層をパターニングすることにより保護膜を形成し、前記半導体層及び前記保護膜上に、オーミック接続を取るための不純物層、金属層を順次形成し、フォトレジストマスクを用いて前記金属層をパターニングすることにより、ソース電極、ドレイン電極を形成し、前記不純物層をパターニングすることによりオーミックコンタクト層を形成し、前記半導体層をパターニングして前記駆動回路のトランジスタを形成するトランジスタ形成工程と、
前記絶縁膜の上面及び前記トランジスタの上面に層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、
前記層間絶縁膜形成工程で形成された層間絶縁膜を、マスクを用いてパターニングする層間絶縁膜パターニング工程と、
前記層間絶縁膜パターニング工程でパターニングされた層間絶縁膜をマスクとして、前記絶縁膜をパターニングする絶縁膜パターニング工程と、
前記層間絶縁膜上に接続配線を形成する接続配線形成工程と、
を備え、
前記層間絶縁膜パターニング工程により、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の一方を露出する第１のコンタクトホールを形成し、
前記層間絶縁膜パターニング工程及び絶縁膜パターニング工程により、前記データラインを露出する第２のコンタクトホールを形成し、
前記接続配線形成工程により、前記第１のコンタクトホールを介して前記ソース電極及び前記ドレイン電極の一方と前記接続配線とを接続し、前記第２のコンタクトホールを介して前記データラインと前記接続配線とを接続することを特徴とする。

前記層間絶縁膜形成工程では、例えば、感光性の有機絶縁材料により層間絶縁膜を形成する。

前記トランジスタ形成工程では、例えば、前記基板上に金属膜を形成し、当該金属膜をパターニングマスクを用いてパターニングすることにより、前記ゲート電極と、前記駆動回路のキャパシタ電極と、前記データラインとを形成する、ゲート電極形成工程を含む。

前記発光素子の発光層を形成する発光層形成工程をさらに備え、前記発光層形成工程では、例えば、湿式方式により発光層を形成する。
前記発光素子に有機エレクトロルミネッセンス素子を用いることが好ましい。

本発明によれば、生産性を向上させることができる。

以下、本発明の表示装置及び表示装置の製造方法について図面を参照して説明する。本実施形態では、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子を有する複数の表示画素を備える表示装置を例に本発明を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態における表示装置１の画素配列の一例を示す図である。図１に示すように、表示装置１は、画素（有機ＥＬ素子）２を２次元配列した表示パネルを備えている。表示パネルは、図１に示すように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の画素を一組として、この組が行方向（図１の左右方向）に繰り返し複数配列されるとともに、列方向（図１の上下方向）に同一色の画素が複数配列されている。

また、表示装置１は、画素（有機ＥＬ素子）２に接続された、アノードラインＬａと、データラインＬｄと、セレクトラインＬｓと、を備えている。アノードラインＬａは、行方向に延びるように形成されている。データラインＬｄは、列方向に延びるように形成されている。セレクトラインＬｓは、行方向に延びるように形成されている。

図２は、表示装置１の画素２の回路構成の一例を示す等価回路図である。図２に示すように、表示装置１は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等を有する画素駆動回路Ｄｃと、画素駆動回路Ｄｃにより制御される電流により発光する有機ＥＬ素子ＯＥＬとを備えた回路構成を有している。すなわち、本実施形態の表示装置１は、ＴＦＴを各画素に配置して各有機ＥＬ素子を駆動するアクティブ駆動方式の表示装置である。

図２に示すように、画素駆動回路Ｄｃは、トランジスタ（選択トランジスタ）Ｔｒ１１と、トランジスタ（発光駆動トランジスタ）Ｔｒ１２と、キャパシタＣｓと、有機ＥＬ素子ＯＥＬと、を備えている。

選択トランジスタＴｒ１１は、ゲート端子がセレクトラインＬｓに接続され、ドレイン端子が表示パネルの列方向に配設されたデータラインＬｄに接続され、ソース端子が接点Ｎ１１に接続されている。また、発光駆動トランジスタＴｒ１２は、ゲート端子が接点Ｎ１１に接続され、ドレイン端子が供給電圧ラインＬａに接続され、ソース端子が接点Ｎ１２に接続されている。キャパシタＣｓは、トランジスタＴｒ１２のゲート端子及びソース端子に接続されている。なお、キャパシタＣｓは、トランジスタＴｒ１２のゲート−ソース間に付加的に設けられた補助容量、もしくは、これらの寄生容量と補助容量からなる容量成分である。また、有機ＥＬ素子は、アノード端子（アノード電極）が接点Ｎ１２に接続され、カソード端子（カソード電極）が所定の低電位電源（基準電圧Ｖss，例えば、接地電位ＧＮＤ）に接続されている。

トランジスタＴｒ１１及びＴｒ１２は、それぞれ、ｎチャネル型の薄膜トランジスタ（電界効果型トランジスタ）が用いられているが、ｐチャネル型の電界効果型トランジスタを用いても良く、この場合はソース端子及びドレイン端子が図２とは逆に接続される。

セレクトラインＬｓは、図示しないセレクトドライバに接続されており、所定タイミングで表示パネルの行方向に配列された複数の画素（有機ＥＬ素子）を選択状態に設定するための選択電圧（セレクト信号）Ｓselが印加される。また、データラインＬｄは、図示しないデータドライバに接続され、有機ＥＬ素子（画素）の選択状態に同期するタイミングで表示データに応じたデータ電圧（階調信号）Ｖpixが印加される。

また、アノードライン（供給電圧ライン）Ｌａは、例えば、所定の高電位電源に直接又は間接的に接続され、有機ＥＬ素子の画素電極（例えば、アノード電極）に表示データに応じた発光駆動電流を流す。このため、アノードラインＬａには、有機ＥＬ素子の対向電極（カソード電極）に印加される基準電圧Ｖssより電位の高い所定の高電位（供給電圧Ｖdd）が印加される。

すなわち、各画素において、直列に接続されたトランジスタＴｒ１２と有機ＥＬ素子の組の両端（トランジスタＴｒ１２のドレイン端子と有機ＥＬ素子のカソード端子）にそれぞれ、供給電圧Ｖddと基準電圧Ｖssを印加して有機ＥＬ素子に順バイアスを付与して有機ＥＬ素子が発光できる状態にし、更に階調信号Ｖpixに応じて流れる発光駆動電流の電流値を画素駆動回路により制御している。

次に、表示装置１の表示画素について説明する。図３は、表示画素の一例を示す平面レイアウト図である。図４（ａ）は図３に示すＡ−Ａ線断面図であり、図４（ｂ）は図３に示すＢ−Ｂ線断面図である。なお、本実施形態の表示装置１は基板側から光を取り出す、いわゆるボトムエミッション型である。

基板１１は、透光性を備える材料、例えば、ガラス基板から構成されている。基板１１上にはゲート電極Ｔｒ１１ｇ、Ｔｒ１２ｇ、データラインＬｄ、透明Ｃｓ電極１２、及び、絶縁膜１３が形成されている。

ゲート電極Ｔｒ１１ｇ、Ｔｒ１２ｇ、及び、データラインＬｄは、例えば、アルミニウム−チタン（ＡｌＴｉ）／Ｃｒの２層構造、ＡｌＮｄＴｉ／Ｃｒの２層構造またはＣｒの単層構造となっている。ゲート電極Ｔｒ１１ｇ、Ｔｒ１２ｇ、及び、データラインＬｄは、例えば、基板１１上にゲートメタル層を成膜し、このゲートメタル層をパターニングすることによって同時に形成される。

透明Ｃｓ電極１２は、透光性を備える導電材料、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＺｎＯ等から構成されている。透明Ｃｓ電極１２は、ゲート電極Ｔｒ１２ｇに接続されている。

絶縁膜１３は、絶縁性材料、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等から構成されている。絶縁膜１３は、ゲート電極Ｔｒ１１ｇ、Ｔｒ１２ｇ、データラインＬｄ、及び、透明Ｃｓ電極１２を覆うように基板１１上に形成されている。この絶縁膜１３はゲート電極Ｔｒ１１ｇ、Ｔｒ１２ｇが形成された領域において、トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１２のゲート絶縁膜として機能するとともに、透明Ｃｓ電極１２と後述する画素電極１５との間で補助容量となる誘電体として機能する。

また、絶縁膜１３のデータラインＬｄ上には、コンタクトホール１３ａが形成されている。コンタクトホール１３ａは、後述する有機平坦化膜１４をマスクとし、絶縁膜１３をパターニングすることにより形成されている。

また、基板１１上には、トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１２が形成されている。トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１２は、ｎチャネル型のアモルファスシリコン薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）である。トランジスタＴｒ１１は、ゲート電極Ｔｒ１１ｇと、ソース電極Ｔｒ１１ｓと、ドレイン電極Ｔｒ１１ｄと、半導体層ＳＭＣと、保護膜ＢＬと、オーミックコンタクト層ＯＨＭと、を備えている。なお、トランジスタＴｒ１２も、トランジスタＴｒ１１と同様に、ゲート電極Ｔｒ１２ｇと、ソース電極Ｔｒ１２ｓと、ドレイン電極Ｔｒ１２ｄと、半導体層と、保護膜ＢＬと、オーミックコンタクト層と、を備えている。

トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１２のゲート電極Ｔｒ１１ｇ，Ｔｒ１２ｇは、例えば、アルミニウム−チタン（ＡｌＴｉ）／Ｃｒの２層構造、ＡｌＮｄＴｉ／Ｃｒの２層構造またはＣｒの単層構造となっている。

ソース電極Ｔｒ１１ｓ，Ｔｒ１２ｓ、ドレイン電極Ｔｒ１１ｄ，Ｔｒ１２ｄは、それぞれ、例えば、アルミニウム−チタン（ＡｌＴｉ）／Ｃｒの２層構造、ＡｌＮｄＴｉ／Ｃｒの２層構造またはＣｒの単層構造となっている。ソース電極Ｔｒ１１ｓ、Ｔｒ１２ｓ及びドレイン電極Ｔｒ１１ｄ、Ｔｒ１２ｄは、ゲート電極Ｔｒ１１ｇ、Ｔｒ１２ｇに対応する領域に形成されている。ソース電極Ｔｒ１１ｓ、Ｔｒ１２ｓ及びドレイン電極Ｔｒ１１ｄ、Ｔｒ１２ｄは、半導体層ＳＭＣの両端部に延在するように形成されている。また、本実施形態では、ドレイン電極Ｔｒ１１ｄは、後述する接続配線１６を介してデータラインＬｄに接続されている。

半導体層ＳＭＣは、ソース電極Ｔｒ１１ｓ、Ｔｒ１２ｓ及びドレイン電極Ｔｒ１１ｄ、Ｔｒ１２ｄと同様に、ゲート電極Ｔｒ１１ｇ、Ｔｒ１２ｇに対応する領域に形成されている。半導体層ＳＭＣは、アモルファスシリコン等から構成されている。また、半導体層ＳＭＣには、図示しないソース領域及びドレイン領域が形成されており、ゲート電極Ｔｒ１１ｇ，Ｔｒ１２ｇに所定の電圧が印加されると、半導体層ＳＭＣにおけるゲート電極Ｔｒ１１ｇ，Ｔｒ１２ｇと対向する領域にチャネルが形成される。

保護膜ＢＬは、各トランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１２のソース電極とドレイン電極が対向する半導体層ＳＭＣ上に形成されている。保護膜ＢＬは、半導体層ＳＭＣのパターニング時のエッチングダメージを防止するためのものであり、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン等から形成されている。

オーミックコンタクト層ＯＨＭは、それぞれのソース電極Ｔｒ１１ｓ，Ｔｒ１２ｓ及びドレイン電極Ｔｒ１１ｄ，Ｔｒ１２ｄと半導体層ＳＭＣとの間に形成され、これらを低抵抗性接触するものであり、ｎ型不純物を含むアモルファスシリコンを有する。

また、絶縁膜１３上には、アノードラインＬａ、及び、セレクトラインＬｓが形成されている。アノードラインＬａ、及び、セレクトラインＬｓは、ソース電極Ｔｒ１１ｓ，Ｔｒ１２ｓ、及び、ドレイン電極Ｔｒ１１ｄ，Ｔｒ１２ｄと同層になっており、例えば、これらは同時に形成されている。このため、アノードラインＬａ、及び、セレクトラインＬｓは、ソース電極Ｔｒ１１ｓ，Ｔｒ１２ｓ、及び、ドレイン電極Ｔｒ１１ｄ，Ｔｒ１２ｄと同様に、例えば、アルミニウム−チタン（ＡｌＴｉ）／Ｃｒの２層構造、ＡｌＮｄＴｉ／Ｃｒの２層構造またはＣｒの単層構造となっている。

トランジスタＴｒ１１、アノードラインＬａ、及び、セレクトラインＬｓ上には、有機平坦化膜１４が形成されている。有機平坦化膜１４は、表面が平坦な層間絶縁膜として機能する。また、有機平坦化膜１４は、絶縁膜１３のコンタクトホール１３ａを形成する際のマスクとして機能することから、マスクとすることができる有機絶縁材料から形成されている。有機平坦化膜層１４としては、例えば、ポリアクリル系樹脂，エポキシ系樹脂，フェノール系樹脂，ポリアミド系樹脂，ポリイミド系樹脂，不飽和ポリエステル系樹脂，ポリフェニレンエーテル系樹脂，ポリフェニレンサルファイド系樹脂およびベンゾシクロブテンなどがある。

また、後述するように、パターニングされた有機平坦化膜層１４によって新たにフォトレジストマスクを形成することなく下方の絶縁膜１３にコンタクトホール１３ａを形成することができる点で、有機平坦化膜層１４は、フォトレジマスクを用いずにパターニングできる感光性の有機絶縁材料であることが好ましい。

有機平坦化膜１４には、絶縁膜１３のコンタクトホール１３ａに連通するコンタクトホール１４ａが形成されている。さらに、有機平坦化膜１４のソース電極Ｔｒ１１ｓ上には、コンタクトホール１４ｂが形成されている。

画素形成領域（画素領域：Ｒｐｘ）に形成された有機平坦化膜１４上には、画素電極（アノード電極）１５が形成されている。画素電極１５は、透光性を備える導電材料、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＺｎＯ等から構成されている。画素電極１５は、画素領域に塗布される有機化合物含有液に対して親液性を有するように、表面処理が施されている。

有機平坦化膜１４上には接続配線１６が形成されている。接続配線１６は、絶縁膜１３のコンタクトホール１３ａ内、有機平坦化膜１４のコンタクトホール１４ａ内、及び、コンタクトホール１４ｂ内にも形成され、データラインＬｄとソース電極Ｔｒ１１ｓとを接続する。接続配線１６は、例えば、有機平坦化膜１４上に形成された導電層をパターニングすることによって画素電極１５と同時に形成され、ボトムエミッション型の場合、ＩＴＯ等の透明導電材料を有している。また、コンタクトホール３２、３２を介してセレクトラインＬｓとゲート電極Ｔｒ１１ｇを接続する接続配線２２、並びにコンタクトホール３３、３３を介してソース電極Ｔｒ１１ｓとゲート電極Ｔｒ１２ｇを接続する接続配線２３は、いずれも接続配線１６とともに有機平坦化膜１４上に形成された導電層をパターニングすることによって形成される。

有機平坦化膜１４上には、隔壁（バンク）１７が形成されている。バンク１７は、樹脂、例えば、感光性ポリイミドから構成されている。図３及び図４に示すように、バンク１７は断面形状が方形、平面形状が方形に形成され、列方向に（図３に示す縦方向）延びるように、ストライプ状に形成されている。

なお、湿式方式を用いて有機ＥＬ層を成膜する場合、バンク１７の表面は撥液処理が施されていることが好ましい。有機ＥＬ層となる有機化合物を含有する溶液はバンク１７に接すると、メニスカス作用でバンク１７の側面に吸い上がる性質があるが、バンク１７の表面に撥液処理を施すことによってバンク１７の側面に吸い上がることが抑制でき、これらの溶液が隣接する画素に混ざることを防止できるのに加えて、画素内に形成される有機ＥＬ層の膜厚が側面で著しく厚くなることなく比較的均一に形成することができる。

画素電極１５上には、有機ＥＬ層１８が形成されている。有機ＥＬ層１８は、例えば、正孔注入層１８ａと、発光層１８ｂとから構成されている。

正孔注入層１８ａは、アノード電極となる画素電極１５上に形成されている。正孔注入層１８ａは、発光層１８ｂに正孔を供給する。正孔注入層１８ａは正孔（ホール）注入、輸送が可能な有機高分子系の材料から構成されている。正孔注入層１８ａは、画素電極１５からの注入障壁が低く、ホール移動度の高い材料を用いることが好ましく、本実施形態では、有機高分子系のホール注入・輸送材料を含む有機化合物含有液として、導電性ポリマーであるポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とドーパントであるポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）を水系溶媒に分散させた分散液であるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液を用いている。このＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液を湿式方式により塗布、蒸発させることによって正孔注入層１８ａが形成される。

発光層１８ｂは、正孔注入層１８ａ上に形成されている。発光層１８ｂは、画素電極１５と対向電極１９との間に所定の電圧を印加することにより光を発生する機能を有する。発光層１８ｂは、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の高分子発光材料、例えば、ポリパラフェニレンビニレン系やポリフルオレン系等の共役二重結合ポリマーを含む発光材料から構成される。また、これらの発光材料は、適宜、水系溶媒あるいはテトラリン、テトラメチルベンゼン、メシチレン、キシレン等の有機溶媒に溶解（又は分散）した溶液（分散液）である。この溶液（分散液）を湿式方式により塗布し、溶媒を揮発させることによって発光層１８ｂが形成される。

発光層１８ｂ及びバンク１７上には、対向電極（カソード電極）１９が設けられている。対向電極１９は、光反射特性を有する材料から構成され、例えば、１〜１０ｎｍ厚のマグネシウム、カルシウム、バリウム、リチウム、インジウム等の仕事関数の低い薄膜と、１００ｎｍ以上の厚さのアルミニウム、クロム、銀、パラジウム銀系の合金等からなる高仕事関数の薄膜とが用いられる。本実施形態では、対向電極１９は基板１１の全面に形成された電極層から構成され、ＧＮＤに接続されている。

なお、対向電極１９上には、対向電極１９を保護する保護層（封止層）等が形成されている。

このように構成された表示装置１（有機ＥＬ素子）では、画素電極１５と対向電極１９との間に所定の電圧を印加することで、発光層１８ｂに流れる電流量に応じた光が発生する。そして、発生した光を画素電極１５から直接的に、または、間接的に、画素電極１５側から取り出される。

次に、本実施形態の表示装置１の製造方法について、図５及び図６を参照しつつ説明する。

まず、ガラス基板からなる基板１１を用意する。次に、基板１１上に、スパッタ法、真空蒸着法等により金属膜（ゲートメタル層）を形成する。続いて、フォトレジスト液を塗布しプリベークしてから、図示しない１枚目のパターニングマスクを用いて露光してフォトレジストマスクＰＲ１を形成する。フォトレジストマスクＰＲ１はネガ型でもポジ型であってもよい。そしてフォトレジストマスクＰＲ１を用いて金属膜をパターニングすることにより、図５（ａ）に示すように、基板１１上に、ゲート電極Ｔｒ１１ｇ、Ｔｒ１２ｇ、及び、データラインＬｄを形成する。

次に、ゲート電極Ｔｒ１１ｇ、Ｔｒ１２ｇ、及び、データラインＬｄ上に、スパッタ法等によりＩＴＯ等の透明電極材料を成膜する。続いて、フォトレジスト液を塗布しプリベークしてから、図示しない２枚目のパターニングマスクを用いて露光してフォトレジストマスクＰＲ２を形成する。フォトレジストマスクＰＲ２はネガ型でもポジ型であってもよい。そしてフォトレジストマスクＰＲ２を用いて透明電極材料をパターニングすることにより、図５（ｂ）に示すように、基板１１及びゲート電極Ｔｒ１２ｇ上に、透明Ｃｓ電極１２を形成する。

次に、基板１１の全面に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により絶縁膜１３を形成する。続いて、絶縁膜１３上にアモルファスシリコン等からなる半導体層２１を形成し、さらに、ＣＶＤ法等により酸化シリコン等からなる保護膜層を形成する。次いで、フォトレジスト液を塗布しプリベークしてから、図示しない３枚目のパターニングマスクを用いて露光してフォトレジストマスクＰＲ３を形成する。フォトレジストマスクＰＲ３はネガ型でもポジ型であってもよい。そしてフォトレジストマスクＰＲ３を用いて保護膜層をパターニングすることにより、図５（ｃ）に示すように、保護膜ＢＬを形成する。

次に、半導体層２１及び保護膜ＢＬ上に、スパッタ法、真空蒸着法等により半導体層ＳＭＣとのオーミック接続を取るための不純物層を形成する。続いて、不純物層上に、スパッタ法、真空蒸着法等により金属層を形成する。次いで、フォトレジスト液を塗布しプリベークしてから、図示しない４枚目のパターニングマスクを用いて露光してフォトレジストマスクＰＲ４を形成する。フォトレジストマスクＰＲ４はネガ型でもポジ型であってもよい。そしてフォトレジストマスクＰＲ４を用いて金属層をパターニングすることにより、ソース電極Ｔｒ１１ｓ、Ｔｒ１２ｓ、ドレイン電極Ｔｒ１１ｄ、Ｔｒ１２ｄ、アノードラインＬａ、及び、セレクトラインＬｓを形成する。さらに、ソース電極Ｔｒ１１ｓ、Ｔｒ１２ｓ及びドレイン電極Ｔｒ１１ｄ、Ｔｒ１２ｄをマスクとしてパターニングすることにより、図５（ｄ）に示すように、オーミックコンタクト層ＯＨＭ、及び、半導体層ＳＭＣを形成する。

次に、基板１１の全面に、感光性の有機絶縁材料を塗布してからプリベークする。続いて、コンタクトホール１４ａ、１４ｂに対応した形状の５枚目のフォトパターニングマスクを有機絶縁材料上に位置合わせしてから、露光装置で有機絶縁材料を露光する。その後、現像して焼成することでコンタクトホール１４ａ、１４ｂを有する有機平坦化膜１４を形成する。このとき、コンタクトホール１４ａ、１４ｂとともに、画素電極１５とソース電極Ｔｒ１２ｓとを接続するためのコンタクトホール３１、セレクトラインＬｓとゲート電極Ｔｒ１１ｇを接続するためのコンタクトホール３２、並びにソース電極Ｔｒ１１ｓとゲート電極Ｔｒ１２ｇを接続するためのコンタクトホール３３が有機平坦化膜１４に形成される。次いで、有機平坦化膜１４をマスクとして酸素及びＳＦ_６雰囲気中でプラズマエッチングを行い、絶縁膜１３をパターニングすることにより、図５（ｅ）に示すように、コンタクトホール１４ａによって露出された絶縁膜１３をエッチングして絶縁膜１３にコンタクトホール１３ａを形成する。

ここで、有機平坦化膜１４は、絶縁膜１３のコンタクトホール１３ａを形成する際のマスクとなる有機絶縁材料から形成されているので、酸素及びＳＦ_６雰囲気中のプラズマによってエッチングされることがないので、有機平坦化膜１４をマスクとして絶縁膜１３のコンタクトホール１３ａを形成することができる。このため、絶縁膜１３のコンタクトホール１３ａを形成するためのフォトパターニングマスクを準備する必要がなくなり、パターニングに用いるマスクの数を減らすことができる。従って、表示装置１の生産性を向上させることができる。

次に、有機平坦化膜１４上、及び、コンタクトホール１３ａ、１４ａ、１４ｂ内に、スパッタ法等により、ＩＴＯ等の透明電極材料を成膜する。続いて、フォトレジスト液を塗布しプリベークしてから、図示しない６枚目のパターニングマスクを用いて露光してフォトレジストマスクＰＲ５を形成する。フォトレジストマスクＰＲ５はネガ型でもポジ型であってもよい。そしてフォトレジストマスクＰＲ５を用いて透明電極材料をパターニングすることにより、図６（ａ）に示すように、画素電極１５、データラインＬｄとソース電極Ｔｒ１１ｓとを接続する接続配線１６、コンタクトホール３２、３２を介してセレクトラインＬｓとゲート電極Ｔｒ１１ｇを接続する接続配線２２、コンタクトホール３３、３３を介してソース電極Ｔｒ１１ｓとゲート電極Ｔｒ１２ｇを接続する接続配線２３を形成する。なお、画素電極１５と透明Ｃｓ電極１２との間の絶縁膜１３及び有機平坦化膜１４を誘電体とした容量が図２に示すキャパシタＣｓとなる。画素電極１５は、５枚目のフォトパターニングマスクによって有機平坦化膜１４に形成されたコンタクトホール３１に一部埋設することによってソース電極Ｔｒ１２ｓと電気的に接続される。

次に、基板１１の全面に、例えば、感光性のポリイミド系の有機樹脂材料を塗布する。続いて、画素電極１５を露出するための７枚目のフォトパターニングマスクを有機樹脂材料上に位置合わせしてから、露光装置で有機樹脂材料を露光する。その後、現像して焼成することで、図６（ｂ）に示すように、画素電極１５を露出する開口部１７ａを有するバンク１７を形成する。これにより、表示パネルの列方向に配列された同一色の複数の表示画素ＰＩＸの画素形成領域がバンク１７により囲まれて画定され、当該領域に画素電極１５の上面が露出した状態となる。

次に、基板１１を洗浄後、例えば、酸素プラズマ処理やＵＶオゾン処理等を施すことにより、バンク１７に画定された各画素領域Ｒｐｘの画素電極１５（画素電極）表面を、後述する有機ＥＬ層１８の形成工程において使用する正孔注入材料１８ａに対して親液化する。

次に、正孔注入材料（導電性高分子であるＰＥＤＯＴ及びドーパントとなるＰＳＳ）を分散したＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液を湿式方式により画素電極１５上に塗布する。ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水溶液の塗布後、例えば、ホットプレート上で１００℃以上の温度にて乾燥を行うことにより、画素電極１５上に正孔注入層１８ａが形成される。本実施形態では、画素電極１５が親液性であるため、塗布されたＰＥＤＯＴインクが十分に広がる。このため、形成された正孔注入層１８ａの膜厚を均一にすることができる。

続いて、赤・緑・青色の発光材料（ポリフルオレン系）をテトラリン、テトラメチルベンゼン、メシチレン等の有機溶剤に溶かした溶液を湿式方式により、正孔注入層１８ａ上にそれぞれ成膜する。発光材料を成膜後、窒素雰囲気中のホットプレートによる乾燥、或いは真空中でのシーズヒータによる乾燥を行い、残留溶媒の除去を行う。これにより、図６（ｃ）に示すように、正孔注入層１８ａ上に発光層１８ｂが形成される。

ここで、バンク１７により画素形成領域Ｒｐｘを画定しているので、隣接する表示画素ＰＩＸ（色画素ＰＸｒ、ＰＸｇ、ＰＸｂ）間で発光材料が混合することがなく、隣接する色画素相互での混色を防止することができる。

次に、発光層１８ａを形成した基板１１の全面に、真空蒸着やスパッタリング等により、Ｃａ，Ｂａ等の対向電極１９を形成する。そして、封止層を形成し、封止蓋や封止基板を接合することにより、表示装置１が完成する。

以上説明したように、本実施形態によれば、有機平坦化膜１４をマスクとして絶縁膜１３のコンタクトホール１３ａを形成しているので、コンタクトホール１３ａを形成するためのフォトパターニングマスクを準備する必要がなく、パターニングに用いるマスクの数を減らすことができる。このため、表示装置１の生産性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、有機平坦化膜層１４に感光性の有機絶縁材料が用いられているので、露光装置を用いてコンタクトホール１４ａ、１４ｂに対応した形状のフォトマスクを形成することができる。

さらに、本実施形態によれば、画素電極１５の表面を使用する正孔注入材料１８ａに対して親液化しているので、塗布された溶液が十分に広がる。このため、形成された正孔注入層１８ａの膜厚を均一にすることができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、ゲートメタルをパターニングしてゲート電極Ｔｒ１１ｇ、Ｔｒ１２ｇ、及び、データラインＬｄを形成した後、透明Ｃｓ電極１２を形成する場合を例に本発明を説明した。本実施形態では、ゲートメタルをパターニングしてゲート電極Ｔｒ１１ｇ、Ｔｒ１２ｇ、データラインＬｄ、及び、Ｃｓ電極１１２を形成する場合を例に本発明を説明する。なお、本実施形態では、第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。

図７は、本実施形態の表示画素の一例を示す平面レイアウト図である。図８（ａ）は図７に示すＣ−Ｃ線断面図であり、図８（ｂ）は図７に示すＤ−Ｄ線断面図である。

図７及び図８に示すように、基板１１上にはゲート電極Ｔｒ１１ｇ、Ｔｒ１２ｇ、データラインＬｄ、Ｃｓ電極１１２、及び、絶縁膜１３が形成されている。

Ｃｓ電極１１２は、第１の実施形態と異なり、アルミニウム−ネオジウム−チタン（ＡｌＮｄＴｉ）またはクロム（Ｃｒ）から構成されている。すなわち、本実施形態のＣｓ電極１１２は、第１の実施形態の透明Ｃｓ電極１２の材料とは異なり、ゲート電極Ｔｒ１１ｇ、Ｔｒ１２ｇ、及び、データラインＬｄと同じ材料から構成した。また、本実施形態では、ゲート電極Ｔｒ１２ｇ、及び、Ｃｓ電極１１２の形状を変更した。このため、本実施形態では、Ｃｓ電極１１２と、ゲート電極Ｔｒ１１ｇ、Ｔｒ１２ｇ、及び、データラインＬｄとを同時に形成できる。

次に、本実施形態の表示装置１の製造方法について、図９を参照しつつ説明する。

まず、ガラス基板からなる基板１１を用意する。次に、基板１１上に、スパッタ法、真空蒸着法等により金属膜（ゲートメタル層）を形成する。続いて、マスクを用いてパターニングすることにより、図９（ａ）に示すように、基板１１上に、ゲート電極Ｔｒ１１ｇ（及び、Ｔｒ１２ｇ）、データラインＬｄ、環状のＣｓ電極１１２を形成する。

このように、本実施形態では、基板１１上にゲートメタル層を成膜し、第１の実施形態における１枚目のパターニングマスクの代わりに画素領域Ｒｐｘ内で開口するとともに画素領域Ｒｐｘの周囲を囲むように環状のＣｓ電極１１２を形成するパターニングマスクを用いてフォトレジストマスクＰＲ１１を形成する。このフォトレジストマスクＰＲ１１を用いてこのゲートメタル層をパターニングすることにより、Ｃｓ電極１１２、ゲート電極Ｔｒ１１ｇ、Ｔｒ１２ｇ、及び、データラインＬｄを同時に形成した。このため、第１の実施形態のように、Ｃｓ電極１１２を形成するためのマスクを準備する必要がなく、パターニングに用いるマスクの数を減らすことができる。従って、表示装置１の生産性を向上させることができる。

次に、基板１１の全面に、ＣＶＤ法等により絶縁膜１３を形成する。続いて、絶縁膜１３上にアモルファスシリコン等からなる半導体層２１を形成し、さらに、ＣＶＤ法等により酸化シリコン等からなる保護膜層を形成する。次いで、マスクを用いてパターニングすることにより、図９（ｂ）に示すように、保護膜ＢＬを形成する。

続いて、第１の実施形態の製造方法と同様の手順により、ソース電極Ｔｒ１１ｓ、Ｔｒ１２ｓ、ドレイン電極Ｔｒ１１ｄ、Ｔｒ１２ｄ、アノードラインＬａ、セレクトラインＬｓ、オーミックコンタクト層ＯＨＭ、半導体層ＳＭＣ、有機平坦化膜１４、コンタクトホール１４ａ、１４ｂ、コンタクトホール１３ａ、画素電極１５、接続配線１６、バンク１７、正孔注入層１８ａ、発光層１８ｂ、対向電極１９等を形成し（図５（ｄ）〜図６（ｃ）参照）、表示装置１が完成する。

以上説明したように、本実施形態によれば、Ｃｓ電極１１２を形成するためのマスクを準備する必要がなく、パターニングに用いるマスクの数を減らすことができ、パターニングマスクの位置合わせに要する時間を短縮でき、パターニングマスクの製造にかかるコストを低減することができる。従って、表示装置１の生産性を向上させることができる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な他の実施形態について説明する。

上記実施形態では、有機平坦化膜１４が感光性の有機絶縁材料から形成されている場合を例に本発明を説明したが、有機平坦化膜１４は絶縁膜１３のコンタクトホール１３ａを形成する際のマスクとして機能することができる有機絶縁材料から形成されていればよく、例えば、感光性の材料でなくともよい。

上記実施形態では、画素電極１５の表面を、使用する正孔注入材料１８ａの溶液に対して親液化している場合を例に本発明を説明したが、例えば、親液化してなくともよい。

上記実施形態では、有機ＥＬ層１８が正孔注入層１８ａと発光層１８ｂとから形成されている場合を例に本発明を説明したが、例えば、正孔注入層１８ａと発光層１８ｂとの間に、発光層１８ｂ内を移動する電子をブロッキングする機能等を有するインターレイヤー層を形成してもよい。この場合、発光層１８ｂ内での電子とホール（正孔）との再結合確率を高める作用を奏する。このインターレイヤー層は、ホール移動度が高く、電子ブロッキング機能を有する材料を用いることが好ましい。

また、発光層１８ｂ上に電子輸送層を設けてもよい。この場合、発光層１８ｂへの電子注入効率を高めるとともに、ホールブロッキング機能を有することができる。この電子輸送層は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ等のアルカリ土類金属やその酸化物または金属との合金などを用いることが好ましい。

上記実施形態では、湿式方式のボトムエミッション型有機ＥＬ素子を用いた場合を例に本発明を説明したが、例えば、有機ＥＬ層１８を蒸着方式により形成してもよい。また、トップエミッション型の有機ＥＬ素子を用いてもよい。

上記実施形態では、画素駆動回路Ｄｃに２個のトランジスタ（ＴＦＴ）を有している場合を例に本発明を説明したが、例えば、３個のＴＦＴを有しているものであってもよく、また、４個以上のＴＦＴを有しているものであってもよい。

上記実施の形態では、発光素子が有機ＥＬ素子である場合を例に本発明を説明したが、本発明は様々な発光素子に適用可能であり、発光素子は有機ＥＬ素子に限定されるものではない。

本発明の第１の実施形態の表示装置の画素配列の一例を示す図である。 表示装置の画素回路構成の一例を示す等価回路図である。 表示画素の一例を示す平面レイアウト図である。 （ａ）は図３に示すＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図３に示すＢ−Ｂ線断面図である。 表示装置の製造方法を説明するための図である。 表示装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態の表示画素の一例を示す平面レイアウト図である。 （ａ）は図７に示すＣ−Ｃ線断面図であり、（ｂ）は図７に示すＤ−Ｄ線断面図である。 第２の実施形態の表示装置の製造方法を説明するための図である。

符号の説明

１・・・表示装置、２・・・画素（有機ＥＬ素子）、１１・・・基板、１２・・・透明Ｃｓ電極、１３・・・絶縁膜１３，１３ａ・・・コンタクトホール、１４・・・有機平坦化膜、１４ａ、１４ｂ・・・コンタクトホール、１５・・・画素電極、１６・・・接続配線、１７・・・バンク、１８・・・有機ＥＬ層、１８ａ・・・正孔注入層、１８ｂ・・・発光層、１９・・・対向電極、Ｌｓ・・・セレクトライン、Ｌａ・・・アノードライン、Ｌｄ・・・データライン、Ｔｒ１１，Ｔｒ１２・・・トランジスタ、Ｔｒ１１ｇ，Ｔｒ１２ｇ・・・ゲート電極、Ｔｒ１１ｓ，Ｔｒ１２ｓ・・・ソース電極、Ｔｒ１１ｄ，Ｔｒ１２ｄ・・・ドレイン電極、ＯＨＭ・・・オーミックコンタクト層、ＳＭＣ・・・半導体層

Claims (5)

1. 発光素子と、該発光素子を駆動する駆動回路を備える表示装置の製造方法であって、
   基板上にゲート電極及びデータラインを形成し、前記基板上に前記ゲート電極及び前記データラインを覆うように絶縁膜、半導体層、保護膜層を順次形成し、前記保護膜層をパターニングすることにより保護膜を形成し、前記半導体層及び前記保護膜上に、オーミック接続を取るための不純物層、金属層を順次形成し、フォトレジストマスクを用いて前記金属層をパターニングすることにより、ソース電極、ドレイン電極を形成し、前記不純物層をパターニングすることによりオーミックコンタクト層を形成し、前記半導体層をパターニングして前記駆動回路のトランジスタを形成するトランジスタ形成工程と、
   前記絶縁膜の上面及び前記トランジスタの上面に層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、
   前記層間絶縁膜形成工程で形成された層間絶縁膜を、マスクを用いてパターニングする層間絶縁膜パターニング工程と、
   前記層間絶縁膜パターニング工程でパターニングされた層間絶縁膜をマスクとして、前記絶縁膜をパターニングする絶縁膜パターニング工程と、
   前記層間絶縁膜上に接続配線を形成する接続配線形成工程と、
   を備え、
   前記層間絶縁膜パターニング工程により、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の一方を露出する第１のコンタクトホールを形成し、
   前記層間絶縁膜パターニング工程及び絶縁膜パターニング工程により、前記データラインを露出する第２のコンタクトホールを形成し、
   前記接続配線形成工程により、前記第１のコンタクトホールを介して前記ソース電極及び前記ドレイン電極の一方と前記接続配線とを接続し、前記第２のコンタクトホールを介して前記データラインと前記接続配線とを接続することを特徴とする表示装置の製造方法。
2. 前記層間絶縁膜形成工程では、感光性の有機絶縁材料により層間絶縁膜を形成する、ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
3. 前記トランジスタ形成工程では、前記基板上に金属膜を形成し、当該金属膜をパターニングマスクを用いてパターニングすることにより、前記ゲート電極と、前記駆動回路のキャパシタ電極と、前記データラインとを形成する、ゲート電極形成工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置の製造方法。
4. 前記発光素子の発光層を形成する発光層形成工程をさらに備え、
   前記発光層形成工程では、湿式方式により発光層を形成する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
5. 前記接続配線は、前記発光素子の画素電極となる透明電極材料をパターニングすることによって形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。

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