JP6694988B2 - Organic EL display device and method for manufacturing organic EL display device - Google Patents

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Description

本発明は、有機EL表示装置及び有機EL表示装置の製造方法に関する。   The present invention relates to an organic EL display device and a method for manufacturing an organic EL display device.

近年、テレビ受信機などへの応用が進む有機EL表示装置は、画素毎に形成された有機発光素子、及び、所望の電流で有機発光素子を発光させる駆動回路を備えている。アクティブマトリクス型の有機EL表示装置では、駆動回路を構成する薄膜トランジスタが、マトリクス状に設けられる画素毎に、ガラス基板などの表面上に形成され、その薄膜トランジスタを覆う絶縁膜の上に有機発光素子が形成される。特許文献1には、このようなアクティブマトリクス型のディスプレイにおいて画素に対する薄膜トランジスタの占有面積を低減すべく、多層構造の薄膜トランジスタを形成することが開示されている。   2. Description of the Related Art In recent years, organic EL display devices, which have been increasingly applied to television receivers and the like, include an organic light emitting element formed for each pixel, and a drive circuit for causing the organic light emitting element to emit light with a desired current. In an active matrix type organic EL display device, a thin film transistor that constitutes a drive circuit is formed on a surface of a glass substrate or the like for each pixel provided in a matrix, and an organic light emitting element is provided on an insulating film that covers the thin film transistor. It is formed. Patent Document 1 discloses forming a thin film transistor having a multi-layer structure in order to reduce the area occupied by the thin film transistor with respect to a pixel in such an active matrix type display.

特開2017−11173号公報JP, 2017-11173, A

有機EL表示装置では、例えば画素毎に、又は、表示画面における任意の領域毎に輝度ムラ又は色ムラ(以下「輝度ムラ及び/又は色ムラ」を纏めて「表示ムラ」ともいう)などが生じると表示品位が低下し、その製品価値が低下してしまう。そのため、有機EL表示装置では、表示ムラに対する補償回路が駆動回路に追加されたり、初期の表示状態を観察したうえで画素毎又は一定の領域毎に有機発光素子の駆動電流を補正する補正手段が設けられたりすることがある。しかし、例えば画素毎に設けられる補償回路を構成する回路素子がばらつきを有していたり、表示ムラへの対策を講ずることによってサイズ又はコストの増大を招いたりすることがある。   In the organic EL display device, for example, luminance unevenness or color unevenness (hereinafter also referred to as “display unevenness” collectively in “brightness unevenness and / or color unevenness”) occurs in each pixel or in any area on the display screen. As a result, the display quality is lowered and the product value is lowered. Therefore, in the organic EL display device, a compensating circuit for the display unevenness is added to the driving circuit, or a correcting means for correcting the driving current of the organic light emitting element for each pixel or for each constant region after observing the initial display state. It may be provided. However, for example, a circuit element forming a compensation circuit provided for each pixel may have variations, or measures for display unevenness may cause an increase in size or cost.

そこで本発明は、たとえ補償回路などを備えていなくても表示ムラの少ない有機EL表示装置、及び、そのように表示ムラの少ない有機EL表示装置の製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, it is an object of the present invention to provide an organic EL display device with less display unevenness even if it does not include a compensation circuit, and a method of manufacturing an organic EL display device with less display unevenness.

本発明の第1実施形態の有機EL表示装置は、薄膜トランジスタを含む駆動回路が形成された表面を有する基板と、前記駆動回路を覆うことによって前記基板の前記表面を平坦化する平坦化膜と、前記平坦化膜の表面上に形成され、前記駆動回路と電気的に接続された有機発光素子と、を備え、前記平坦化膜は、前記駆動回路の上に積層された第1無機絶縁膜、前記第1無機絶縁膜の上に積層された有機絶縁膜、及び、前記有機絶縁膜の上に積層された第2無機絶縁膜を含んでおり、前記第2無機絶縁膜における前記有機絶縁膜と反対方向を向く表面が、50nm以下の算術平均粗さを有している。   The organic EL display device according to the first embodiment of the present invention includes a substrate having a surface on which a drive circuit including a thin film transistor is formed, and a flattening film for flattening the surface of the substrate by covering the drive circuit, An organic light emitting device formed on the surface of the planarization film and electrically connected to the drive circuit, wherein the planarization film is a first inorganic insulating film laminated on the drive circuit, An organic insulating film laminated on the first inorganic insulating film, and a second inorganic insulating film laminated on the organic insulating film, and the organic insulating film in the second inorganic insulating film. The surface facing in the opposite direction has an arithmetic mean roughness of 50 nm or less.

本発明の第2実施形態の有機EL表示装置の製造方法は、基板の上に、薄膜トランジスタを含む駆動回路を形成する工程と、前記駆動回路の表面に第1無機絶縁膜、有機絶縁膜及び第2無機絶縁膜を形成する工程と、前記第2無機絶縁膜の表面を研磨する工程と、前記第2無機絶縁膜、前記有機絶縁膜及び前記第1無機絶縁膜に、前記駆動回路に達するコンタクト孔を形成する工程と、前記コンタクト孔の内部に金属を埋め込むと共に、所定の領域に第1電極を形成する工程と、前記第1電極の上に有機発光層を形成する工程と、前記有機発光層の上に第2電極を形成する工程と、を含んでいる。   A method of manufacturing an organic EL display device according to a second embodiment of the present invention includes a step of forming a driving circuit including a thin film transistor on a substrate, and a first inorganic insulating film, an organic insulating film and a first insulating film on a surface of the driving circuit. 2. Forming an inorganic insulating film, polishing the surface of the second inorganic insulating film, and contacting the second inorganic insulating film, the organic insulating film, and the first inorganic insulating film to reach the drive circuit. Forming a hole, embedding a metal inside the contact hole and forming a first electrode in a predetermined region; forming an organic light emitting layer on the first electrode; Forming a second electrode on the layer.

本発明の第1及び第2の実施形態によれば、有機EL表示装置において輝度ムラ又は色ムラなどを少なくすることができ、そのように表示ムラの少ない有機EL表示装置を適切に製造することができる。   According to the first and second embodiments of the present invention, it is possible to reduce luminance unevenness or color unevenness in an organic EL display device, and to appropriately manufacture an organic EL display device having such a small display unevenness. You can

本発明の一実施形態の有機EL表示装置の駆動回路の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the drive circuit of the organic EL display device of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の有機EL表示装置における有機発光素子及び薄膜トランジスタの一例を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically an example of the organic light emitting element and the thin film transistor in the organic EL display device of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の有機EL表示装置の製造方法のフローチャートである。3 is a flowchart of a method for manufacturing an organic EL display device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の有機EL表示装置の製造方法による製造途上の有機EL表示装置を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an organic EL display device in the process of being manufactured by the method for manufacturing an organic EL display device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の有機EL表示装置の製造方法による製造途上の有機EL表示装置を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an organic EL display device in the process of being manufactured by the method for manufacturing an organic EL display device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の有機EL表示装置の製造方法による製造途上の有機EL表示装置を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an organic EL display device in the process of being manufactured by the method for manufacturing an organic EL display device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の有機EL表示装置の製造方法による製造途上の有機EL表示装置を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an organic EL display device in the process of being manufactured by the method for manufacturing an organic EL display device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の有機EL表示装置の製造方法による製造途上の有機EL表示装置を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an organic EL display device in the process of being manufactured by the method for manufacturing an organic EL display device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の有機EL表示装置の製造方法による製造途上の有機EL表示装置を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an organic EL display device in the process of being manufactured by the method for manufacturing an organic EL display device according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の有機EL表示装置の製造方法による製造途上の有機EL表示装置を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an organic EL display device in the process of being manufactured by the method for manufacturing an organic EL display device according to one embodiment of the present invention.

本発明者は、有機EL表示装置において表示ムラを生じさせる原因の追究のために鋭意検討を重ねた。そして、本発明者は、基板の表面に形成されている薄膜トランジスタなどを含む駆動回路の表面の凹凸が有機発光素子内の有機膜における膜厚のばらつきなどを生じさせ、その結果、輝度ムラや色ムラなどが生じ得ることを見出した。詳述すると、駆動回路と有機発光素子との間には前述したように絶縁膜が設けられており、この絶縁膜によって、両者の電気的分離及び水分などの遮断と共に有機発光素子の下地の平坦化が図られている。しかしこの平坦化が、優れた表示品位を得るという観点からは必ずしも十分ではないことを本発明者は見出したのである。   The inventors of the present invention have conducted extensive studies to investigate the cause of display unevenness in an organic EL display device. Then, the present inventor has found that the unevenness of the surface of the driving circuit including the thin film transistor formed on the surface of the substrate causes variations in the film thickness of the organic film in the organic light emitting element, resulting in uneven brightness and color. It has been found that unevenness can occur. More specifically, the insulating film is provided between the drive circuit and the organic light emitting device as described above, and the insulating film electrically separates the two and shuts off moisture, etc., and flattens the base of the organic light emitting device. Is being promoted. However, the present inventor has found that this flattening is not always sufficient from the viewpoint of obtaining excellent display quality.

薄膜トランジスタが形成される基板の表面には、薄膜トランジスタ及び各種の配線が形成されることによって段差が生じ、さらに、個々の薄膜トランジスタの表面においても、ゲート電極などが形成される領域であるか否かなどによって段差が生じる。例えば300nmを超える高低差を有する段差も生じ得る。このような基板の表面に従来通り単に平坦化膜を形成するだけでは、有機EL表示装置において表示ムラを生じさせない程度の平坦性が得られていないことを本発明者は突き止めた。この点に関して平面型ディスプレイの分野では、液晶表示装置においても薄膜トランジスタの上に画素電極が形成されるが、画素電極の表面の僅かな凹凸が液晶分子の配向などに影響を及ぼすことは殆ど無く、その下地に厳密な平坦性は求められていなかった。しかし、有機発光素子では、平坦化膜の表面が十分に平坦でない場合、その上に電極を介して形成される有機膜の膜厚がばらつくことによって輝度ムラが生じたり、電極表面の僅かな傾きによって出射光のピーク強度を示す方向がばらつく若しくは表示面の法線方向からずれたりする。その結果、表示ムラが生じることを本発明者は見出したのである。   On the surface of the substrate on which the thin film transistor is formed, a step is generated due to the formation of the thin film transistor and various wirings, and also on the surface of each thin film transistor, whether or not it is a region where a gate electrode is formed, etc. Causes a step. For example, a step having a height difference exceeding 300 nm may occur. The present inventor has found out that flatness, which does not cause display unevenness, cannot be obtained in an organic EL display device by simply forming a flattening film on the surface of such a substrate as is conventionally done. In this regard, in the field of flat panel display, the pixel electrode is formed on the thin film transistor even in the liquid crystal display device, but slight unevenness on the surface of the pixel electrode hardly affects the orientation of liquid crystal molecules, No strict flatness was required for the base. However, in the organic light emitting device, when the surface of the flattening film is not sufficiently flat, the thickness of the organic film formed on the flattening film varies to cause uneven brightness and a slight inclination of the electrode surface. As a result, the direction of the peak intensity of the emitted light varies or deviates from the normal direction of the display surface. As a result, the present inventor has found that display unevenness occurs.

薄膜トランジスタは、有機発光素子の光が基板と反対方向に向けて放射されるトップエミッション型(TE型)の有機EL表示装置では、基板の表面において平面視で画素の中央部分にも重なり得る任意の領域に、例えば発光領域全体にさえ、形成され得る。一方、ボトムエミッション型(BE型)の有機EL表示装置では、有機発光素子の光がなるべく遮られないように、通常、画素の縁部付近に薄膜トランジスタが形成される。しかし、TE型はもとよりBE型においても、薄膜トランジスタなどによる基板の表面の凹凸が、画素の発光領域と重なる領域において平坦化膜の表面にまで起伏となって現れ、その微小な起伏が表示ムラを引き起こしていることが分かった。そして本発明者は、有機発光素子の下地となる平坦化膜の表面のさらなる平坦化を図ることによって、輝度ムラ及び色ムラの発生を抑制することができることを見出したのである。   In a top emission type (TE type) organic EL display device in which the light of the organic light emitting element is emitted in the direction opposite to the substrate, the thin film transistor may overlap with the central portion of the pixel in plan view on the surface of the substrate. It may be formed in a region, for example the entire light emitting region. On the other hand, in a bottom emission type (BE type) organic EL display device, a thin film transistor is usually formed near the edge of a pixel so that the light of the organic light emitting element is not blocked as much as possible. However, not only in the TE type but also in the BE type, the unevenness of the surface of the substrate due to the thin film transistor or the like appears as the unevenness on the surface of the flattening film in the region overlapping with the light emitting region of the pixel, and the minute unevenness causes uneven display. I found that it was causing. Then, the present inventor has found that the occurrence of uneven brightness and uneven color can be suppressed by further flattening the surface of the flattening film which is the base of the organic light emitting device.

以下、図面を参照し、本発明の実施形態の有機EL表示装置及び有機EL表示装置の製造方法を説明する。なお、以下に説明される実施形態における各構成要素の材質、形状、及び、それらの相対的な位置関係などはあくまで例示に過ぎない。本発明の有機EL表示装置及び有機EL表示装置の製造方法はこれらによって限定的に解釈されるものではない。   Hereinafter, an organic EL display device according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing an organic EL display device will be described with reference to the drawings. Note that the materials, shapes, and relative positional relationships between the constituent elements in the embodiments described below are merely examples. The organic EL display device and the method of manufacturing the organic EL display device of the present invention are not limited to these.

〔有機EL表示装置〕
図1には、第1実施形態の有機EL表示装置1における駆動回路2の構成の一例が、それぞれ模式的に示されている有機EL表示パネル3、データ線ドライバ1d及び走査線ドライバ1gと共に示されている。有機EL表示パネル3は、マトリクス状に配置された複数の画素3aを有し、各画素3aに有機発光素子40及び駆動回路2が設けられている。図1の例では、各駆動回路2は、有機発光素子40の通電状態を切り換える駆動TFT20、駆動TFT20のオン/オフを切り換えるスイッチングTFT2a、及び駆動TFT20のゲート−ソース間電圧を保持する保持容量2bを含んでいる。駆動TFT20のドレインが電源線2pに、ソースが有機発光素子40のアノードに、そして、ゲートがスイッチングTFT2aのソースにそれぞれ接続されており、有機発光素子40のカソードは陰極配線27を介してグランドに接続されている。
[Organic EL display device]
FIG. 1 shows an example of the configuration of the drive circuit 2 in the organic EL display device 1 of the first embodiment, together with the organic EL display panel 3, the data line driver 1d, and the scanning line driver 1g which are schematically shown. Has been done. The organic EL display panel 3 has a plurality of pixels 3a arranged in a matrix, and each pixel 3a is provided with an organic light emitting element 40 and a drive circuit 2. In the example of FIG. 1, each drive circuit 2 includes a drive TFT 20 that switches the energization state of the organic light emitting element 40, a switching TFT 2a that switches the drive TFT 20 on / off, and a storage capacitor 2b that holds the gate-source voltage of the drive TFT 20. Is included. The drain of the drive TFT 20 is connected to the power line 2p, the source is connected to the anode of the organic light emitting element 40, and the gate is connected to the source of the switching TFT 2a. The cathode of the organic light emitting element 40 is connected to the ground via the cathode wiring 27. It is connected.

走査線ドライバ1gから各スイッチングTFT2aにゲート信号が送られると共に、データ線ドライバ1dから各スイッチングTFT2aを介して各駆動TFT20のゲートに表示画像のデータ信号が印加される。そのデータ信号の電圧に基づく電流が有機発光素子40に流れ、保持容量2bの作用によって1フレーム期間中所定の輝度で有機発光素子40が発光する。以下、一つの画素3aを含む有機EL表示パネル3の断面を示す図2を参照しながら、本実施形態の有機EL表示装置1の構造が説明される。なお、以下の説明では、駆動TFT20は単に「薄膜トランジスタ20(TFT20)」と称される。また、上記及び以下の説明及び各図面において参照される「画素」は、表示画面の最小構成要素(単位要素)であり正確には「サブ画素」であるが、説明の簡潔化のため「画素」と称される。また、以下の説明において「表面」は、特にその区別が記載されていない場合、有機EL表示装置1を構成する基板10以外の各構成要素における基板10(図2参照)と反対方向を向く表面を意味している。また、基板10に関して「表面」は、特にその区別が記載されていない場合、有機発光素子40を向く表面を意味している。   A gate signal is sent from the scanning line driver 1g to each switching TFT 2a, and a data signal of a display image is applied from the data line driver 1d to each driving TFT 20 gate via each switching TFT 2a. A current based on the voltage of the data signal flows through the organic light emitting element 40, and the organic light emitting element 40 emits light with a predetermined brightness during one frame period by the action of the storage capacitor 2b. Hereinafter, the structure of the organic EL display device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. 2 showing a cross section of the organic EL display panel 3 including one pixel 3a. In the following description, the drive TFT 20 is simply referred to as “thin film transistor 20 (TFT 20)”. Further, the “pixel” referred to in the above description and the following description and each drawing is a minimum constituent element (unit element) of the display screen and is a “sub pixel” to be precise, but for simplification of description, “pixel” is used. It is called. Further, in the following description, the “surface” is a surface facing in the opposite direction to the substrate 10 (see FIG. 2) in each component other than the substrate 10 constituting the organic EL display device 1 unless the distinction is particularly described. Means Further, the “surface” with respect to the substrate 10 means a surface facing the organic light emitting device 40, unless the distinction is particularly described.

図2には、有機EL表示パネル3の断面が拡大して示されており、特に、TFT20及び有機発光素子40の断面の一例が、有機発光素子40の陰極コンタクト(第1コンタクト28及び第2コンタクト45)と共に示されている。図2に示されるように、本実施形態の有機EL表示装置1は、薄膜トランジスタ20を含む駆動回路2が形成された表面を有する基板10と、駆動回路2を覆うことによって基板10の表面を平坦化する平坦化膜30と、平坦化膜30の表面上に形成され、駆動回路2と電気的に接続された有機発光素子40と、を備えている。TFT20は、図2の例ではNch電界効果型トランジスタであり、チャネル21cを含む半導体層21と、ゲート絶縁膜22を介してチャネル21cの上に形成されたゲート電極23と、半導体層21のソース21s及びドレイン21dにそれぞれ接続されているソース電極25及びドレイン電極26とを含んでいる。ソース電極25及びドレイン電極26は層間絶縁膜24によってゲート電極23との間を絶縁されている。有機発光素子40は、図2の例ではトップエミッション型(TE型)の有機発光ダイオード(OLED)であり、平坦化膜30上に形成された第1電極(例えば陽極)41、第1電極41を囲む絶縁バンク42、絶縁バンク42内に形成された有機発光層43、有機発光層43上を含めて基板10全体に形成された第2電極(例えば陰極)44を有している。平坦化膜30は、駆動回路2の上に積層された第1無機絶縁膜31、第1無機絶縁膜31の上に積層された有機絶縁膜32、及び、有機絶縁膜32の上に積層された第2無機絶縁膜33を含んでいる。そして、第2無機絶縁膜33における有機絶縁膜32と反対方向を向く表面が、50nm以下の算術平均粗さを有している。また、図2の例では、絶縁バンク42で規定される有機発光層43は、ソース電極25と第1電極41を電気的に接続するためのコンタクト孔30aと平面視で重ならない領域に形成されている。   FIG. 2 shows an enlarged cross section of the organic EL display panel 3, and in particular, one example of the cross section of the TFT 20 and the organic light emitting element 40 is a cathode contact (first contact 28 and second organic light emitting element 40) of the organic light emitting element 40. Shown with contacts 45). As shown in FIG. 2, the organic EL display device 1 of the present embodiment has a substrate 10 having a surface on which a drive circuit 2 including a thin film transistor 20 is formed, and a surface of the substrate 10 is flattened by covering the drive circuit 2. The flattening film 30 to be flattened, and the organic light emitting element 40 formed on the surface of the flattening film 30 and electrically connected to the drive circuit 2. The TFT 20 is an Nch field effect transistor in the example of FIG. 2, and includes a semiconductor layer 21 including a channel 21c, a gate electrode 23 formed on the channel 21c via a gate insulating film 22, and a source of the semiconductor layer 21. 21s and the drain 21d, the source electrode 25 and the drain electrode 26 respectively connected are included. The source electrode 25 and the drain electrode 26 are insulated from the gate electrode 23 by the interlayer insulating film 24. The organic light emitting device 40 is a top emission type (TE type) organic light emitting diode (OLED) in the example of FIG. 2, and includes a first electrode (for example, an anode) 41 and a first electrode 41 formed on the planarization film 30. There is an insulating bank 42 surrounding the above, an organic light emitting layer 43 formed in the insulating bank 42, and a second electrode (for example, a cathode) 44 formed on the entire substrate 10 including the organic light emitting layer 43. The flattening film 30 is stacked on the drive circuit 2 with the first inorganic insulating film 31, the organic insulating film 32 stacked on the first inorganic insulating film 31, and the organic insulating film 32. The second inorganic insulating film 33 is included. The surface of the second inorganic insulating film 33 facing the opposite direction to the organic insulating film 32 has an arithmetic average roughness of 50 nm or less. Further, in the example of FIG. 2, the organic light emitting layer 43 defined by the insulating bank 42 is formed in a region which does not overlap with the contact hole 30a for electrically connecting the source electrode 25 and the first electrode 41 in plan view. ing.

すなわち、本実施形態の有機EL表示装置1では、駆動回路2の形成によって凹凸を有する基板10の表面が、第1無機絶縁膜31、有機絶縁膜32及び第2無機絶縁膜33の積層構造を有する平坦化膜30で覆われ、その表面が算術平均粗さ(Ra)で50nm以下にされている。例えば平坦化膜30は、各絶縁膜の積層後に研磨されることによってその表面を50nm以下の算術平均粗さにされてもよい。また、図2の例では、コンタクト孔30aと平面視で重ならない領域に有機発光層43が形成されている。   That is, in the organic EL display device 1 of the present embodiment, the surface of the substrate 10 having irregularities due to the formation of the drive circuit 2 has a laminated structure of the first inorganic insulating film 31, the organic insulating film 32, and the second inorganic insulating film 33. It is covered with the planarizing film 30 and has a surface with an arithmetic average roughness (Ra) of 50 nm or less. For example, the flattening film 30 may have its surface made to have an arithmetic mean roughness of 50 nm or less by polishing after laminating each insulating film. Further, in the example of FIG. 2, the organic light emitting layer 43 is formed in a region that does not overlap the contact hole 30a in plan view.

前述したように、本発明者は、有機EL表示装置において表示ムラが生じる原因について鋭意検討を重ねて調べた結果、有機発光素子における有機発光層の表面が完全な平坦面ではなく細かな凹凸を含み、微視的には傾いている部分があることを見出した。有機発光層の表面が傾いていると、その法線方向が、有機EL表示装置における表示面の法線方向に対して傾くことになり、そのような有機発光層から斜め方向に出射する光は表示面の正面からは認識し難くなる。そのため、輝度の低下、又は、R、G、B各色の光の強度で定まる色度の変化が生じていたのである。   As described above, the present inventor has made extensive studies as to the cause of display unevenness in the organic EL display device, and as a result, has found that the surface of the organic light emitting layer in the organic light emitting element is not a perfectly flat surface but has fine irregularities. Including that, it was found that there are microscopically inclined parts. When the surface of the organic light emitting layer is tilted, its normal direction is tilted with respect to the normal direction of the display surface of the organic EL display device, and light emitted from such an organic light emitting layer in an oblique direction is It becomes difficult to recognize from the front of the display surface. Therefore, the brightness is lowered or the chromaticity changes depending on the intensities of the lights of R, G, and B colors.

従来、表示ムラの原因として、駆動回路を構成するTFT及び有機発光素子(OLED)の特性ばらつきが問題視され、これらのばらつきに対する対策が講じられていた。例えば、画素毎に設けられる駆動回路それぞれに、TFT及び/又はOLEDの特性ばらつきを補償する回路が付加されていた。しかし、このような対策では、駆動回路の構成要素が増えるためコスト及びサイズが増大したり、補償回路自体のばらつきの抑制のためにさらに追加回路が必要となったりすることがあった。そもそもこのような対策は、本発明者に見出された表示ムラの対策として有効に機能するものではなく、むしろ駆動回路の構成要素の増加によって基板の表面の凹凸を増大させる虞すらあった。また、有機EL表示装置の検査工程などで画面の輝度分布が把握され、その均一化のための補正データに基づいて個々の有機発光素子に流す電流が制御されることもあった。しかし、このような対策も、有機EL表示装置の製造工程の煩雑化、及び、複雑な制御を必要とした。   Conventionally, as a cause of display unevenness, variations in characteristics of TFTs and organic light emitting elements (OLEDs) forming a drive circuit have been regarded as problems, and measures against these variations have been taken. For example, a circuit for compensating for characteristic variations of TFTs and / or OLEDs has been added to each drive circuit provided for each pixel. However, such a measure may increase the cost and size because the number of constituent elements of the drive circuit increases, and may require an additional circuit for suppressing the variation of the compensation circuit itself. In the first place, such a measure does not effectively function as a measure against the display unevenness found by the present inventor, but rather, there is a fear that the unevenness of the surface of the substrate may be increased by increasing the number of constituent elements of the drive circuit. Further, the brightness distribution of the screen is grasped in the inspection process of the organic EL display device, and the current flowing to each organic light emitting element may be controlled based on the correction data for making it uniform. However, such measures also require complicated manufacturing processes of the organic EL display device and complicated control.

これに対し本実施形態では、前述したように、新たに見出された表示ムラの原因を排除するため、すなわち、有機発光層43の表面の平坦度を向上させるため、その下地となる平坦化膜30の表面が、50nm以下の算術平均粗さにされている。そうすることで、輝度ムラ及び色ムラの極めて少ない表示画像を得ることができる。また、有機発光層43の厚さが安定するため、出射光の強度及びR、G、B各色の純度の向上に有効なマイクロキャビティ構造の採用による効果を安定して得ることができる。従って、本実施形態の有機EL表示装置1の各画素(サブ画素)には、マイクロキャビティ構造を採用することが好ましい。さらに、図2の例では、コンタクト孔30aの直上を避けて、コンタクト孔30aと平面視で重ならない領域に有機発光層43が形成されている。そのため、後述するようにコンタクト孔30aに起因する表示ムラも生じ難い。   On the other hand, in the present embodiment, as described above, in order to eliminate the newly found cause of the display unevenness, that is, in order to improve the flatness of the surface of the organic light emitting layer 43, the flattening of the underlying layer is performed. The surface of the film 30 has an arithmetic average roughness of 50 nm or less. By doing so, it is possible to obtain a display image with extremely little unevenness in brightness and color. In addition, since the thickness of the organic light emitting layer 43 is stable, it is possible to stably obtain the effect of adopting the microcavity structure that is effective for improving the intensity of emitted light and the purity of each color of R, G, and B. Therefore, it is preferable to adopt a microcavity structure for each pixel (subpixel) of the organic EL display device 1 of the present embodiment. Further, in the example of FIG. 2, the organic light emitting layer 43 is formed in a region which does not overlap the contact hole 30a and which does not overlap the contact hole 30a in a plan view. Therefore, as will be described later, display unevenness due to the contact hole 30a hardly occurs.

平坦化膜30の表面粗さは小さいほど好ましいが、半導体装置の製造プロセスにおける層間絶縁膜の研磨工程で目標とされるような、例えば20nmを下回るほどの算術平均粗さは必ずしも求められない。このような半導体装置の研磨工程における厳密な平坦性は、その後のフォトリソグラフィ工程における露光に用いられる光源の浅い焦点深度への対応のために求められるもので、有機EL表示装置の表示ムラの抑制とは全く異なる目的に対して求められているものである。すなわち、有機EL表示装置1の表示ムラを抑制するという観点では、平坦化膜30の表面が算術平均粗さで50nm以下であればよく、その場合、人に感知されるような表示ムラが殆ど生じないことを本発明者は見出したのである。また、画面サイズ及び解像度のバリエーション、有機発光素子40の製造ばらつきなどを勘案しても、20nmを下回る表面粗さは必要無く、むしろ、実現の容易性の面では20nm以上の算術平均粗さが好ましいことが見出された。すなわち、平坦化膜30の表面粗さ、具体的には、第2無機絶縁膜33における有機絶縁膜32と反対方向を向く表面が、20nm以上、50nm以下の算術平均粗さを有していることが、表示品位に影響し得る表示ムラの効果的な抑制と簡便な製造との両立の面で好ましい。   The smaller the surface roughness of the flattening film 30, the more preferable, but the arithmetic average roughness of, for example, less than 20 nm, which is a target in the polishing step of the interlayer insulating film in the manufacturing process of the semiconductor device, is not necessarily required. Strict flatness in the polishing process of such a semiconductor device is required to cope with the shallow depth of focus of the light source used for exposure in the subsequent photolithography process, and suppresses display unevenness of the organic EL display device. Is required for a completely different purpose. That is, from the viewpoint of suppressing display unevenness of the organic EL display device 1, the surface of the flattening film 30 may have an arithmetic average roughness of 50 nm or less, and in that case, display unevenness that is perceived by humans is almost eliminated. The present inventor has found that it does not occur. Further, even considering variations in screen size and resolution, manufacturing variations in the organic light emitting device 40, and the like, a surface roughness of less than 20 nm is not necessary, but rather, in terms of ease of realization, an arithmetic average roughness of 20 nm or more is required. It has been found to be preferable. That is, the surface roughness of the flattening film 30, specifically, the surface of the second inorganic insulating film 33 facing the direction opposite to the organic insulating film 32 has an arithmetic average roughness of 20 nm or more and 50 nm or less. This is preferable in terms of both effective suppression of display unevenness that may affect display quality and simple manufacturing.

有機EL表示装置1の各構成要素について、図2を参照して、さらに説明する。基板10には、主に、ガラス基板又はポリイミドフィルムなどが用いられる。有機EL表示装置1が図2の例と異なりボトムエミッション型(BE型)である場合には、透光性の材料、すなわちガラス基板、さらに透明ポリイミドフィルムなどが用いられる。樹脂フィルムが用いられることによって、有機EL表示装置1を容易に可撓性にすることができ、曲面などに貼り付けることも可能になる。   Each component of the organic EL display device 1 will be further described with reference to FIG. For the substrate 10, a glass substrate or a polyimide film is mainly used. When the organic EL display device 1 is a bottom emission type (BE type) unlike the example of FIG. 2, a translucent material, that is, a glass substrate, and a transparent polyimide film are used. By using the resin film, the organic EL display device 1 can be easily made flexible and can be attached to a curved surface or the like.

TFT20が形成される基板10の表面には、バリア膜として、ベースコート層11が形成されている。例えばプラズマCVD法によって、主に500nm程度の厚さのSiO2膜及び50nm程度の厚さのSiNX膜からなる下層と、主に250nm程度の厚さのSiO2膜からなる上層とを有するベースコート層11が形成される。 A base coat layer 11 is formed as a barrier film on the surface of the substrate 10 on which the TFT 20 is formed. For example, by a plasma CVD method, mainly basecoat having a lower layer consisting of SiN X film of about 500nm thickness of about SiO 2 film and the 50nm thick and a top layer mainly consisting of SiO 2 film of about 250nm thick Layer 11 is formed.

ベースコート層11の上にTFT20を含む駆動回路2が形成されている。陰極配線27もベースコート層11の上に形成されている。図2では省略されているが、走査線及びデータ線用の配線なども陰極配線27と同様に形成されている。また、図2では、発光素子40を駆動するTFT20のみが示されているが、前述したスイッチングTFT2aもベースコート層11上に形成されており、さらに他のTFTが形成されていてもよい。駆動回路2は、有機EL表示装置1が、図2の例のようにTE型の場合は、有機発光素子40の発光領域の下方の全面に亘って形成され得る。一方、BE型では、有機発光素子40の発光領域の下方にTFT20などを形成することはできないため、TFT20などは発光領域と平面的に重なる部分の周縁部に形成される。しかしこの場合でも、周縁部のTFT20又は各配線などが形成される部分と発光領域の下のTFTなどが形成されない部分との境界部に傾斜面ができる。そのため、発光領域の周縁部に凹凸が生じ、前述したように表示品位を低下させる。従って、TE型はもとより、BE型においても、そのような凹凸を埋没させ、表示ムラを生じさせない程度の平坦性をその表面に有する平坦化膜30が求められる。   The drive circuit 2 including the TFT 20 is formed on the base coat layer 11. The cathode wiring 27 is also formed on the base coat layer 11. Although omitted in FIG. 2, wirings for scanning lines and data lines and the like are formed similarly to the cathode wiring 27. Although only the TFT 20 that drives the light emitting element 40 is shown in FIG. 2, the switching TFT 2a described above is also formed on the base coat layer 11, and other TFTs may be formed. When the organic EL display device 1 is a TE type as in the example of FIG. 2, the drive circuit 2 can be formed over the entire surface below the light emitting region of the organic light emitting element 40. On the other hand, in the BE type, since the TFT 20 and the like cannot be formed below the light emitting region of the organic light emitting element 40, the TFT 20 and the like are formed in the peripheral portion of the portion that planarly overlaps the light emitting region. However, even in this case, an inclined surface is formed at the boundary between the peripheral portion where the TFT 20 or each wiring is formed and the portion below the light emitting region where the TFT is not formed. Therefore, unevenness is generated in the peripheral portion of the light emitting region, which deteriorates the display quality as described above. Therefore, not only in the TE type, but also in the BE type, a flattening film 30 having a flatness on the surface thereof to the extent that such unevenness is buried and display unevenness is not required.

TFT20は、ソース21s、チャネル21c及びドレイン21dを有する半導体層21と、ゲート絶縁膜22とゲート電極23と層間絶縁膜24とソース電極25とドレイン電極26とで形成されている。ゲート絶縁膜22は、主に50nm厚程度のSiO2などからなり、ゲート電極23は、250nm厚程度のMoなどの膜の成膜後のパターニングなどによって形成されている。ゲート電極23の上には300nm厚程度のSiO2膜と300nm厚程度のSiNX膜からなる層間絶縁膜24が形成され、ソース21s及びドレイン21dとそれぞれ接続するソース電極25及びドレイン電極26が形成されている。なお、層間絶縁膜24が形成される前に、ソース21s及びドレイン21d、並びに陰極配線27は、例えばボロンイオンのドーピングによって不純物濃度を高められ、アニーリングによる活性化によって低抵抗化されている。さらに具体的な構造は、後述される有機EL表示装置の製造方法の説明において詳述される。なお、図2は、ゲート電極23と基板10との間に半導体層21が設けられるトップゲート構造の例を示しているが、本実施形態の有機EL表示装置1が備えるTFT20はボトムゲート構造を有していてもよい。 The TFT 20 is formed of a semiconductor layer 21 having a source 21s, a channel 21c and a drain 21d, a gate insulating film 22, a gate electrode 23, an interlayer insulating film 24, a source electrode 25 and a drain electrode 26. The gate insulating film 22 is mainly made of SiO 2 having a thickness of about 50 nm, and the gate electrode 23 is formed by patterning after forming a film of Mo having a thickness of about 250 nm. An interlayer insulating film 24 made of a SiO 2 film having a thickness of about 300 nm and a SiN x film having a thickness of about 300 nm is formed on the gate electrode 23, and a source electrode 25 and a drain electrode 26 respectively connected to the source 21s and the drain 21d are formed. Has been done. Before the interlayer insulating film 24 is formed, the source 21s and the drain 21d, and the cathode wiring 27 have an impurity concentration increased by, for example, doping with boron ions, and have a low resistance by activation by annealing. A more specific structure will be described in detail later in the description of the method for manufacturing the organic EL display device. Although FIG. 2 shows an example of a top gate structure in which the semiconductor layer 21 is provided between the gate electrode 23 and the substrate 10, the TFT 20 included in the organic EL display device 1 of the present embodiment has a bottom gate structure. You may have.

TFT20を含む駆動回路2の表面にバリア層としての200nm厚程度のSiNXなどからなる第1無機絶縁膜31が形成されており、第1無機絶縁膜31の上に有機絶縁膜32が形成され、さらに、第2無機絶縁膜33が形成されている。すなわち、無機膜+有機膜+無機膜の3層の積層構造を有する平坦化膜30が形成されている。平坦化膜30には、第1無機絶縁膜31、有機絶縁膜32、及び、第2無機絶縁膜33を一括して貫くコンタクト孔30aが形成されている。コンタクト孔30aには、後述するように、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)、及び銀(Ag)又はAPC(銀+パラジウム+銅)などの金属が埋め込まれ、この金属を介して、駆動回路2と有機発光素子40とが接続されている。 A first inorganic insulating film 31 made of SiN x or the like having a thickness of about 200 nm as a barrier layer is formed on the surface of the drive circuit 2 including the TFT 20, and an organic insulating film 32 is formed on the first inorganic insulating film 31. Further, the second inorganic insulating film 33 is formed. That is, the flattening film 30 having a laminated structure of three layers of inorganic film + organic film + inorganic film is formed. The flattening film 30 is provided with a contact hole 30a that collectively penetrates the first inorganic insulating film 31, the organic insulating film 32, and the second inorganic insulating film 33. As will be described later, for example, a metal such as indium tin oxide (ITO) and silver (Ag) or APC (silver + palladium + copper) is embedded in the contact hole 30a, and the drive circuit 2 is provided via this metal. And the organic light emitting element 40 are connected to each other.

有機絶縁膜32は、例えば1μm以上、2μm以下程度の厚さを有している。有機絶縁膜32によって、駆動回路2の形成による基板10の表面の凹凸が大幅に軽減される。有機絶縁膜32は、例えばポリイミド樹脂又はアクリル樹脂を用いて形成される。また、有機絶縁膜32は、有機絶縁膜32の表面の平坦性を向上させる添加剤(レベリング向上剤)を含んでいることが好ましい。有機絶縁膜32は、コンタクト孔30aがマスク露光及び現像で形成され得るように、感光性の樹脂を用いて形成されていてもよい。しかし、例えばミヒラーズケトン、クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントンなどのような光重合開始剤が、前述したレベリング向上剤などの効果を弱めたり、レベリング向上剤が光重合を阻害したりすることがある。従って、有機絶縁膜32には、光重合開始剤のような感光体を含まない材料を用いることが好ましい。その場合でも、コンタクト孔30aは、後述するようにドライエッチングなどによって形成され得る。そして、そのようにコンタクト孔30aの形成に関して感光性を利用しない方法を選択することによって、アクリル樹脂のように純度の高い有機材料を有機絶縁膜32の材料として用いることも可能になる。また、光重合への影響に懸念することなく、有機絶縁膜32に必要十分な量のレベリング向上剤を添加することができたり、光重合開始剤の影響が無くなるためレベリング向上剤の必要量を少なくできたりする。従って、レベリング向上剤の添加量の選択幅が広がる。例えば、有機絶縁膜32は、有機絶縁膜32における第2無機絶縁膜33を向く表面の平坦性を向上させる添加剤を0.5質量%以上、5質量%以下の含有率で含んでいることが好ましい。この程度の量のレベリング向上剤を有機絶縁膜32が含んでいると、50nm以下の算術平均粗さの表面を有する平坦化膜30の形成が容易になり、しかも、アクリル樹脂又はポリイミド樹脂などに求められている特性への影響も少ない。このようなレベリング向上剤としては、シリコーン系、炭化水素系、又はフッ素系の界面活性剤などが例示される。   The organic insulating film 32 has a thickness of, for example, 1 μm or more and 2 μm or less. The organic insulating film 32 significantly reduces irregularities on the surface of the substrate 10 due to the formation of the drive circuit 2. The organic insulating film 32 is formed using, for example, a polyimide resin or an acrylic resin. The organic insulating film 32 preferably contains an additive (leveling improving agent) that improves the flatness of the surface of the organic insulating film 32. The organic insulating film 32 may be formed using a photosensitive resin so that the contact hole 30a can be formed by mask exposure and development. However, photopolymerization initiators such as Michler's ketone, chlorothioxanthone, and isopropylthioxanthone may weaken the effects of the above-mentioned leveling enhancer or the leveling enhancer may inhibit photopolymerization. Therefore, for the organic insulating film 32, it is preferable to use a material such as a photopolymerization initiator that does not contain a photoconductor. Even in that case, the contact hole 30a can be formed by dry etching or the like as described later. Then, by selecting a method that does not utilize photosensitivity for forming the contact hole 30a, it is possible to use an organic material having high purity such as acrylic resin as the material of the organic insulating film 32. Further, without concern about the influence on photopolymerization, a necessary and sufficient amount of the leveling improver can be added to the organic insulating film 32, or the influence of the photopolymerization initiator is eliminated, so that the required amount of the leveling improver can be reduced. You can do less. Therefore, the selection range of the amount of the leveling improver added is widened. For example, the organic insulating film 32 contains an additive that improves the flatness of the surface of the organic insulating film 32 facing the second inorganic insulating film 33 in a content ratio of 0.5% by mass or more and 5% by mass or less. Is preferred. When the organic insulating film 32 contains such an amount of the leveling improver, it becomes easy to form the flattening film 30 having a surface having an arithmetic average roughness of 50 nm or less, and moreover, the acrylic resin or the polyimide resin is used. There is little effect on the required characteristics. Examples of such leveling improvers include silicone-based, hydrocarbon-based, and fluorine-based surfactants.

アクリル樹脂は、純度だけではなく有機絶縁膜32の表面の平坦性の観点からも、界面活性剤などと良好に馴染み、かつ、高い平坦性を有するため有機絶縁膜32の材料として好ましい。一方、有機EL表示装置1の製造工程が200℃以上の高温プロセスなどを含む場合は、高い耐熱性を有するポリイミド樹脂が好ましい。従って、有機絶縁膜32は、光重合開始剤などのような感光体を含まないアクリル樹脂、又は、感光体を含まないポリイミド樹脂であることが好ましい。そして、有機絶縁膜32における第2無機絶縁膜33を向く表面は、100nm以上、300nm以下の算術平均粗さを有していることが好ましい。その場合、前述したように表面において50nm以下の算術平均粗さを有する平坦化膜30の形成が容易になることがあり、しかも、有機絶縁膜32におけるレベリング向上剤の含有量を過剰とならない程度に留めることができる。   Acrylic resin is preferable as a material of the organic insulating film 32 because it is well compatible with a surfactant and has high flatness not only in terms of purity but also in flatness of the surface of the organic insulating film 32. On the other hand, when the manufacturing process of the organic EL display device 1 includes a high temperature process of 200 ° C. or higher, a polyimide resin having high heat resistance is preferable. Therefore, the organic insulating film 32 is preferably an acrylic resin that does not include a photoconductor such as a photopolymerization initiator or a polyimide resin that does not include a photoconductor. The surface of the organic insulating film 32 facing the second inorganic insulating film 33 preferably has an arithmetic average roughness of 100 nm or more and 300 nm or less. In that case, as described above, it may be easy to form the flattening film 30 having an arithmetic average roughness of 50 nm or less on the surface, and the content of the leveling improver in the organic insulating film 32 may not be excessive. Can be kept at.

第2無機絶縁膜33は、前述したように、有機絶縁膜32と反対方向を向く表面において50nm以下の算術平均粗さを有しており、そのため有機EL表示装置1の表示ムラが抑制される。第2無機絶縁膜33は、例えばSiNX又はSiO2などで形成されるが、水分遮断性の点でSiNXが好ましい。すなわち、第2無機絶縁層33によって、平坦化膜30における水分に対するバリア性能が高められる。 As described above, the second inorganic insulating film 33 has an arithmetic mean roughness of 50 nm or less on the surface facing the direction opposite to the organic insulating film 32, so that the display unevenness of the organic EL display device 1 is suppressed. . The second inorganic insulating film 33 is formed of, for example, SiN x or SiO 2 , but SiN x is preferable from the viewpoint of water blocking property. That is, the second inorganic insulating layer 33 improves the barrier performance against moisture in the flattening film 30.

第2無機絶縁膜33は、有機EL表示装置1の使用時だけでなく製造時の水分の遮断作用も有し得る。すなわち、後述するように、平坦化膜30の表面は、50nm以下の表面粗さを有するべく製造工程において研磨されることがあり、研磨後には研磨剤などの除去のために洗浄が行われ得る。第2無機絶縁膜33が形成されない場合は、有機絶縁膜32の表面が研磨され、さらに洗浄剤に晒される。その場合、この洗浄剤が有機絶縁膜32内に浸透し、そのまま残存してTFT20の劣化などを引き起こすことがある。しかし、第2無機絶縁膜33が形成されることによって、このような有機絶縁膜32への洗浄剤の浸透及びTFT20の劣化が防がれる。   The second inorganic insulating film 33 may have a water blocking function not only when the organic EL display device 1 is used but also when it is manufactured. That is, as described later, the surface of the flattening film 30 may be polished in the manufacturing process so as to have a surface roughness of 50 nm or less, and after polishing, cleaning may be performed to remove an abrasive or the like. .. When the second inorganic insulating film 33 is not formed, the surface of the organic insulating film 32 is polished and further exposed to the cleaning agent. In this case, this cleaning agent may penetrate into the organic insulating film 32 and remain as it is, causing deterioration of the TFT 20. However, by forming the second inorganic insulating film 33, such penetration of the cleaning agent into the organic insulating film 32 and deterioration of the TFT 20 can be prevented.

第2無機絶縁膜33は、例えば100nm以上、600nm以下程度の厚さに形成される。しかし、第2無機絶縁膜33の厚さは、有機絶縁膜32の表面に現れる凹凸の大きさと関係する。すなわち、第2無機絶縁膜33は有機絶縁膜32における凹凸を有する表面上に形成され、かつ、第2無機絶縁膜33の表面は算術平均粗さで50nm以下という平坦性を有するため、第2無機絶縁膜33の厚さは、有機絶縁膜32における第2無機絶縁膜33を向く表面の凹凸に基づいて変動する。   The second inorganic insulating film 33 is formed to have a thickness of, for example, 100 nm or more and 600 nm or less. However, the thickness of the second inorganic insulating film 33 is related to the size of the unevenness appearing on the surface of the organic insulating film 32. That is, the second inorganic insulating film 33 is formed on the uneven surface of the organic insulating film 32, and the surface of the second inorganic insulating film 33 has a flatness of 50 nm or less in terms of arithmetic average roughness. The thickness of the inorganic insulating film 33 changes based on the unevenness of the surface of the organic insulating film 32 facing the second inorganic insulating film 33.

第2無機絶縁層33は、有機絶縁膜32の表面の凹凸を第2無機絶縁層33内に十分に埋没させ得るように、例えば、有機絶縁膜32の表面の凹凸における最大高低差DTの3倍以上の厚さに形成されることが好ましい。そして、必要に応じて、第2無機絶縁膜33の表面を、最大高低差DT以上であって最大高低差DTの2倍未満の長さ(厚さ)ぶん研磨することが好ましい。そうすることによって、有機絶縁膜32を露出させることなく有機絶縁膜32の表面の凸部に基づく第2無機絶縁膜33の表面の凸部を削り取ることができ、平坦化膜30の表面を略確実に50nm以下の算術平均粗さにすることができる。その場合、第2無機絶縁膜33は、有機絶縁膜32の表面の全面において、その表面の凹凸の最大高低差DTの1倍以上、3倍以下の厚さを有し得る。例えば、図2において、第2無機絶縁膜33の最大の厚さTLは、有機絶縁膜32の凹凸の最大高低差DTの2倍以上、3倍以下であり、第2無機絶縁膜33の最小の厚さTMは、有機絶縁膜32の凹凸の最大高低差DTの1倍以上、2倍以下である。特に図2の例では、第2無機絶縁膜33の最大の厚さTLは、有機絶縁膜32の凹凸の最大高低差DTの略2倍であり、その最小の厚さTMは、有機絶縁膜32の凹凸の最大高低差DTと略同じである。   The second inorganic insulating layer 33 has, for example, a maximum height difference DT of 3 in the unevenness of the surface of the organic insulating film 32 so that the unevenness of the surface of the organic insulating film 32 can be sufficiently buried in the second inorganic insulating layer 33. The thickness is preferably twice or more. Then, if necessary, the surface of the second inorganic insulating film 33 is preferably polished by a length (thickness) equal to or larger than the maximum height difference DT and less than twice the maximum height difference DT. By doing so, the convex portion on the surface of the second inorganic insulating film 33 based on the convex portion on the surface of the organic insulating film 32 can be scraped off without exposing the organic insulating film 32, and the surface of the planarizing film 30 can be substantially removed. The arithmetic mean roughness of 50 nm or less can be surely achieved. In that case, the second inorganic insulating film 33 may have a thickness of 1 time or more and 3 times or less of the maximum height difference DT of the unevenness of the surface on the entire surface of the organic insulating film 32. For example, in FIG. 2, the maximum thickness TL of the second inorganic insulating film 33 is 2 times or more and 3 times or less than the maximum height difference DT of the unevenness of the organic insulating film 32, and the minimum thickness of the second inorganic insulating film 33 is less than or equal to 3 times. Thickness TM is 1 times or more and 2 times or less than the maximum height difference DT of the unevenness of the organic insulating film 32. Particularly in the example of FIG. 2, the maximum thickness TL of the second inorganic insulating film 33 is approximately twice the maximum height difference DT of the unevenness of the organic insulating film 32, and the minimum thickness TM is the organic insulating film. It is substantially the same as the maximum height difference DT of the unevenness of 32.

コンタクト孔30aは、前述したように平坦化膜30を構成する各絶縁膜を一括して貫通している。そのため、コンタクト孔30aの内壁に顕著な段差などが無く、従って、コンタクト孔30a内への金属の埋め込みが容易になる。また、その金属においてクラックなども生じ難い。平坦化膜30には、陰極コンタクトのうちの第2コンタクト45を形成するためのコンタクト孔30bも形成されており、コンタクト孔30bも平坦化膜30を構成する各絶縁膜を一括して貫通している。   As described above, the contact hole 30a collectively penetrates each insulating film forming the planarizing film 30. Therefore, there is no remarkable step on the inner wall of the contact hole 30a, so that the metal can be easily embedded in the contact hole 30a. Also, cracks and the like are unlikely to occur in the metal. A contact hole 30b for forming the second contact 45 of the cathode contacts is also formed in the flattening film 30, and the contact hole 30b collectively penetrates each insulating film forming the flattening film 30. ing.

有機発光素子40の第1電極41は、コンタクト孔30a内に埋め込まれた金属と一体的に形成されている。すなわち、例えばスパッタリングなどによってコンタクト孔30a内にITOとAg又はAPCなどの金属とITOとが埋め込まれると共に、平坦化膜30の表面にも同じITO膜、Ag又はAPCなどの金属膜、及びITO膜がそれぞれ形成される。それらが所定の形状にパターニングされることによって、上層及び下層がITO膜で、その間にAg又はAPCなどの金属膜が介在する第1電極41が形成される。第1電極41は、有機発光層43との関係で、仕事関数が5eV程度のものが好ましく、トップエミッション型の場合、前述したようなITO、及びAg又はAPCが用いられる。ITO膜は10nm程度の厚さに形成され、Ag又はAPC膜は100nm程度の厚さに形成される。ボトムエミッション型の場合には、例えば300nm〜1μm程度の厚さのITO膜だけが形成される。   The first electrode 41 of the organic light emitting device 40 is integrally formed with the metal embedded in the contact hole 30a. That is, ITO and a metal such as Ag or APC and ITO are embedded in the contact hole 30a by, for example, sputtering, and the same ITO film, a metal film such as Ag or APC, and an ITO film are also formed on the surface of the flattening film 30. Are formed respectively. By patterning them into a predetermined shape, the upper and lower layers are ITO films, and the first electrode 41 in which a metal film such as Ag or APC is interposed is formed. The first electrode 41 preferably has a work function of about 5 eV in relation to the organic light emitting layer 43, and in the case of a top emission type, the above-described ITO and Ag or APC are used. The ITO film is formed with a thickness of about 10 nm, and the Ag or APC film is formed with a thickness of about 100 nm. In the case of the bottom emission type, only the ITO film having a thickness of, for example, about 300 nm to 1 μm is formed.

第1電極41の表面におけるコンタクト孔30aの真上の部分には、コンタクト孔30aがITOなどによって完全に埋められない場合に、図2に示されるような窪みが生じ得る。しかし図2の例では、第1電極41は、コンタクト孔30aと平面視で重ならない領域を有機発光層43の形成に十分な大きさで有しており、このコンタクト孔30aと重ならない領域上に有機発光層43が形成されている。そのため、有機発光層43における厚さのムラ、及び、その表面における窪みが生じ難く、コンタクト孔30aに起因する表示ムラが生じ難い。   When the contact hole 30a is not completely filled with ITO or the like on the surface of the first electrode 41 right above the contact hole 30a, a depression as shown in FIG. 2 may occur. However, in the example of FIG. 2, the first electrode 41 has a region that does not overlap with the contact hole 30a in plan view, which is large enough to form the organic light emitting layer 43, and on the region that does not overlap with the contact hole 30a. An organic light emitting layer 43 is formed on the. Therefore, unevenness in the thickness of the organic light emitting layer 43 and depressions on the surface thereof are less likely to occur, and uneven display due to the contact holes 30a is less likely to occur.

第1電極41の周縁部には、各画素を区画すると共に、第1電極41と第2電極44との間を絶縁する絶縁バンク42が形成されている。図2の例では絶縁バンク42によって第1電極41の表面の窪みが覆われている。そして絶縁バンク42によって囲まれる第1電極41の上に有機発光層43が積層されている。有機発光素子40の発光領域となる有機発光層43は、好ましくは図2の例のように、コンタクト孔30aと平面視で重ならない領域に形成される。その場合、前述したようにコンタクト孔30aに起因する表示ムラが生じ難い。有機発光層43は、図1などでは一層で示されているが、種々の材料が積層されることによって複数の有機層で形成される。有機発光層43は、蒸発又は昇華させた有機材料をマスクによって選択的に必要な部分のみに付着させる蒸着、又は印刷などによって形成される。   An insulating bank 42 that partitions each pixel and insulates the first electrode 41 and the second electrode 44 from each other is formed on the peripheral edge of the first electrode 41. In the example of FIG. 2, the insulating bank 42 covers the depressions on the surface of the first electrode 41. Then, the organic light emitting layer 43 is stacked on the first electrode 41 surrounded by the insulating bank 42. The organic light emitting layer 43, which serves as a light emitting region of the organic light emitting element 40, is preferably formed in a region that does not overlap the contact hole 30a in a plan view as in the example of FIG. In that case, as described above, display unevenness due to the contact hole 30a is unlikely to occur. Although the organic light emitting layer 43 is shown as a single layer in FIG. 1 and the like, it is formed of a plurality of organic layers by laminating various materials. The organic light emitting layer 43 is formed by vapor deposition, printing, or the like in which an evaporated or sublimated organic material is selectively attached to only a necessary portion with a mask.

具体的には、例えば第1電極41に接する層として、正孔の注入性を向上させるイオン化エネルギーの整合性の良い材料からなる正孔注入層が設けられる。この正孔注入層上に、正孔の安定な輸送を向上させると共に、発光層への電子の閉じ込め(エネルギー障壁)が可能な正孔輸送層が、例えばアミン系材料により形成される。さらに、その上に発光波長に応じて選択される発光層が形成される。例えば赤色、緑色に対してはAlq3に赤色又は緑色の有機物蛍光材料がドーピングされる。また、青色系の材料としては、DSA系の有機材料が用いられる。さらに発光層の上には、電子の注入性を向上させると共に電子を安定に輸送する電子輸送層がAlq3などによって形成され得る。これらの各層がそれぞれ数十nm程度ずつ積層されることによって有機発光層43の積層膜が形成される。この有機発光層43と第2電極44との間にLiFやLiqなどの電子の注入性を向上させる電子注入層が設けられてもよい。 Specifically, for example, as the layer in contact with the first electrode 41, a hole injection layer made of a material having a good ionization energy matching property that improves hole injection properties is provided. On this hole injection layer, a hole transport layer capable of improving stable transport of holes and confining electrons (energy barrier) to the light emitting layer is formed of, for example, an amine-based material. Further, a light emitting layer selected according to the emission wavelength is formed thereon. For example, for red and green, Alq 3 is doped with a red or green organic fluorescent material. As the blue material, a DSA organic material is used. Further, on the light emitting layer, an electron transport layer that improves electron injection properties and stably transports electrons may be formed of Alq 3 or the like. A laminated film of the organic light emitting layer 43 is formed by laminating each of these layers by several tens of nm. An electron injection layer that improves the electron injection property of LiF, Liq, or the like may be provided between the organic light emitting layer 43 and the second electrode 44.

第2電極44は有機発光層43の上に形成されている。図2の例では、第2電極44は、全画素に亘って共通となるように連続的に形成され、平坦化膜30に形成された第2コンタクト45、及びゲート絶縁膜22及び層間絶縁膜24に形成された第1コンタクト28を介して陰極配線27に接続されている。第2電極44は透光性の材料、例えば、薄膜のMg-Ag膜により形成されている。第2電極44には仕事関数の小さい材料が好ましく、アルカリ金属又はアルカリ土類金属などが用いられ得る。Mgは仕事関数が3.6eVと小さいので好ましく、さらに安定性の付与のために、4.25eV程度の小さい仕事関数を有するAgが10質量%程度の割合で共蒸着されている。BE型では、第2電極44は反射板となるため、第2電極44としてAlが厚く形成される。   The second electrode 44 is formed on the organic light emitting layer 43. In the example of FIG. 2, the second electrode 44 is continuously formed so as to be common to all pixels, and the second contact 45 formed on the planarizing film 30, the gate insulating film 22, and the interlayer insulating film are formed. It is connected to the cathode wiring 27 via a first contact 28 formed on the wiring 24. The second electrode 44 is formed of a translucent material, for example, a thin Mg-Ag film. A material having a small work function is preferable for the second electrode 44, and an alkali metal, an alkaline earth metal, or the like can be used. Since Mg has a small work function of 3.6 eV, Mg is preferable, and Ag having a small work function of about 4.25 eV is co-evaporated at a ratio of about 10% by mass for imparting stability. In the BE type, since the second electrode 44 serves as a reflector, Al is formed thick as the second electrode 44.

第2電極44の上には、第2電極44への水分の到達を阻止する被覆層(TFE)46が形成されている。被覆層46は、例えばSiNX、SiO2などの無機絶縁膜からなり、単層膜、又は二層以上の積層膜を成膜することによって形成される。例えば一層の厚さが0.1μmから0.5μm程度の二層程度の積層膜が被覆層46として形成される。被覆層46は、一つの層にピンホールなどができても水分などに対する十分なバリア性が得られるように、異なる材料で多層に形成されるのが好ましい。被覆層46は有機発光層43及び第2電極44を完全に被覆するように形成されている。なお、被覆層46は、二層の無機絶縁膜の間に有機絶縁膜を備えていてもよい。 A coating layer (TFE) 46 that prevents moisture from reaching the second electrode 44 is formed on the second electrode 44. The coating layer 46 is made of an inorganic insulating film such as SiN x or SiO 2, and is formed by forming a single layer film or a laminated film of two or more layers. For example, a laminated film of about two layers having a thickness of about 0.1 μm to 0.5 μm is formed as the coating layer 46. The coating layer 46 is preferably formed in multiple layers of different materials so that even if a pinhole is formed in one layer, a sufficient barrier property against moisture and the like can be obtained. The coating layer 46 is formed so as to completely cover the organic light emitting layer 43 and the second electrode 44. The coating layer 46 may include an organic insulating film between the two layers of inorganic insulating films.

〔有機EL表示装置の製造方法〕
次に、図2に示される有機EL表示装置1を例に、一実施形態の有機EL表示装置の製造方法が、図3のフローチャート及び図4A〜図4Gに示される断面図を参照しながら説明される。
[Method for manufacturing organic EL display device]
Next, taking the organic EL display device 1 shown in FIG. 2 as an example, a method for manufacturing the organic EL display device according to the embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 and the cross-sectional views shown in FIGS. 4A to 4G. To be done.

図4Aに示されるように、基板10の上に、薄膜トランジスタ20を含む駆動回路2が形成される(図3のS1)。具体的には、例えばベースコート層11が、プラズマCVD法を用いて基板10の表面上に形成される。ベースコート層11は、図4Aでは単層構造で示されているが、例えば500nm程度の厚さのSiO2層、その上に50nm程度の厚さのSiNX層、さらにその上に250nm程度の厚さのSiO2層を積層することによって形成される。 As shown in FIG. 4A, the drive circuit 2 including the thin film transistor 20 is formed on the substrate 10 (S1 in FIG. 3). Specifically, for example, the base coat layer 11 is formed on the surface of the substrate 10 by using the plasma CVD method. Although the base coat layer 11 is shown as a single layer structure in FIG. 4A, for example, a SiO 2 layer having a thickness of about 500 nm, a SiN x layer having a thickness of about 50 nm, and a thickness of about 250 nm further thereon. It is formed by stacking the SiO 2 layers of

その後、例えばプラズマCVD法を用いてアモルファスシリコン(a−Si)層からなる半導体膜がベースコート層11の表面に全面に亘って形成される。この半導体膜には、例えば350℃程度の温度下での45分間程度のアニール処理によって脱水素化の処理が行われる。そして、この半導体膜が数十nsec程度のエキシマレーザの照射によってアニールされ、a−Siがポリシリコンに変換される。ポリシリコン化された半導体膜は、例えばフォトリソグラフィによるマスク形成及びドライエッチングによってパターニングされる。その結果、所定の幅及び長さを有する半導体層21、並びに所定の形状を有する陰極配線27が形成される。この際、陰極配線27以外の走査線及びデータ線などの各配線(図示せず)も適宜形成され得る。その後、半導体層21などを覆うゲート絶縁膜22が成膜される。ゲート絶縁膜22は、例えばプラズマCVD法を用いて50nm程度の厚さのSiO2膜を成膜することによって形成される。 After that, a semiconductor film made of an amorphous silicon (a-Si) layer is formed over the entire surface of the base coat layer 11 by using, for example, a plasma CVD method. This semiconductor film is subjected to dehydrogenation treatment by annealing treatment at a temperature of about 350 ° C. for about 45 minutes, for example. Then, this semiconductor film is annealed by irradiation with an excimer laser for several tens of nanoseconds, and a-Si is converted into polysilicon. The polysiliconized semiconductor film is patterned by, for example, mask formation by photolithography and dry etching. As a result, the semiconductor layer 21 having a predetermined width and length and the cathode wiring 27 having a predetermined shape are formed. At this time, each wiring (not shown) other than the cathode wiring 27, such as a scanning line and a data line, can be appropriately formed. After that, the gate insulating film 22 that covers the semiconductor layer 21 and the like is formed. The gate insulating film 22 is formed by forming a SiO 2 film having a thickness of about 50 nm by using, for example, a plasma CVD method.

ゲート絶縁膜22上に、例えばスパッタリングなどによってMo膜を250nm程度の厚さに成膜し、ドライエッチングでパターニングすることによってゲート電極23が形成される。そして、ゲート電極23をマスクとして不純物イオン(例えばボロン)がゲート絶縁膜22を通して半導体層21に高濃度でドーピングされ、さらに、注入された不純物イオンがアニールによって活性化される。その結果、半導体層21において不純物イオンがドーピングされた領域が低抵抗化され、半導体層21に、低抵抗化された領域からなるソース21s及びドレイン21d、並びにゲート23直下の領域からなるチャネル21cが設けられる。アニールは例えば350℃程度の温度で45分間程度行われる。この際、陰極配線27及び陰極配線27以外に適宜形成された各配線もイオンドーピング及びアニールによって低抵抗化される。   The gate electrode 23 is formed by forming a Mo film with a thickness of about 250 nm on the gate insulating film 22 by, for example, sputtering and patterning by dry etching. Then, impurity ions (for example, boron) are doped into the semiconductor layer 21 at a high concentration through the gate insulating film 22 using the gate electrode 23 as a mask, and the implanted impurity ions are activated by annealing. As a result, the region of the semiconductor layer 21 doped with the impurity ions is made low in resistance, and the semiconductor layer 21 has the source 21s and the drain 21d made of the low resistance region and the channel 21c made of the region immediately below the gate 23. It is provided. The annealing is performed at a temperature of about 350 ° C. for about 45 minutes, for example. At this time, the cathode wiring 27 and each wiring appropriately formed other than the cathode wiring 27 are also reduced in resistance by ion doping and annealing.

その後、ゲート絶縁膜22及びゲート電極23の全面に層間絶縁膜24が形成され、ソース21s及びドレイン21dの一部を露出させるコンタクト孔24aが形成される。層間絶縁膜24は、例えばプラズマCVD法を用いて、主にSiO2からなる300nm程度の厚さの下層と、主にSiNXからなる300nm程度の厚さの上層との積層膜を成膜することによって形成される。コンタクト孔24aは、レジスト膜の形成と選択露光及び現像とによってマスクを形成し、ドライエッチングなどを行うことによって形成される。 After that, the interlayer insulating film 24 is formed on the entire surfaces of the gate insulating film 22 and the gate electrode 23, and the contact hole 24a exposing a part of the source 21s and the drain 21d is formed. The interlayer insulating film 24 is formed by using, for example, a plasma CVD method to form a laminated film of a lower layer mainly made of SiO 2 and having a thickness of about 300 nm and an upper layer mainly made of SiN x and having a thickness of about 300 nm. Formed by. The contact hole 24a is formed by forming a mask by forming a resist film, selective exposure and development, and performing dry etching or the like.

その後、金属を成膜することで、コンタクト孔24a内に金属が埋め込まれると共に、層間絶縁膜24の表面にソース電極25及びドレイン電極26の金属膜が形成される。ソース電極25及びドレイン電極26の金属膜は、例えばスパッタリングなどを用いて、300nm程度のTi膜と300nm程度のAl膜とを積層し、さらにその上に100nm程度のTi膜を積層することによって形成される。この金属膜をフォトリソグラフィ及びドライエッチングを用いてパターニングすることによって、半導体層21のソース21s及びドレイン21dにそれぞれ接続されたソース電極25及びドレイン電極26が形成される。なお、ソース電極25及びドレイン電極26の形成と同様の方法で、陰極配線27に接続される第1コンタクト28が形成される。以上の工程によって、TFT20を含む駆動回路2、すなわちバックプレーンと呼ばれる部分が形成される。なお、この駆動回路2の形成方法は、図2に例示されるトップゲート型ポリシリコンTFTに関する一例に過ぎず、ボトムゲート型のTFTが形成されてもよく、ポリシリコンTFTではなくアモルファスシリコンTFTが、他の任意の方法で形成されてもよい。   After that, by depositing a metal, the metal is embedded in the contact hole 24a and the metal film of the source electrode 25 and the drain electrode 26 is formed on the surface of the interlayer insulating film 24. The metal film of the source electrode 25 and the drain electrode 26 is formed by stacking a Ti film of about 300 nm and an Al film of about 300 nm by using, for example, sputtering, and further stacking a Ti film of about 100 nm thereon. To be done. By patterning this metal film using photolithography and dry etching, the source electrode 25 and the drain electrode 26 respectively connected to the source 21s and the drain 21d of the semiconductor layer 21 are formed. The first contact 28 connected to the cathode wiring 27 is formed by the same method as that for forming the source electrode 25 and the drain electrode 26. Through the above steps, the drive circuit 2 including the TFT 20, that is, a portion called a back plane is formed. The method of forming the drive circuit 2 is merely an example of the top gate type polysilicon TFT illustrated in FIG. 2, and a bottom gate type TFT may be formed. , May be formed by any other method.

その後、図4Bに示されるように、第1無機絶縁膜31、有機絶縁膜32及び第2無機絶縁膜33が駆動回路2(図4A参照)の表面に形成される(図3のS2)。第1無機絶縁膜31は、例えばプラズマCVD法によって200nm程度の厚さのSiNX又はSiO2などの膜を成膜することによって形成される。第1無機絶縁膜31は、有機絶縁膜32の成分がTFT20に接触するのを防止するバリア層として機能する。また、有機絶縁膜32は、TFT20などの形成による凹凸を埋め込むもので、液状又は低粘度のペースト状の樹脂を塗布することによって形成される。液状の樹脂が用いられると、有機絶縁膜32の表面が平坦になり易い。塗布法としては、スリットコートやスピンコートなどの方法が例示されるが、その両方を組み合わせたスリット&スピンコート法であってもよい。有機絶縁膜32は1μm以上、2μm以下程度の厚さに形成される。有機絶縁膜32の材料としては、例えばポリイミド樹脂又はアクリル樹脂などが用いられ得る。これらの樹脂にミヒラーズケトン、クロロチオキサントン、又はイソプロピルチオキサントンなどの光重合開始剤(感光体)が添加された感光性樹脂が用いられてもよい。しかし、感光体を含まない非感光性樹脂は、純度が高く、しかも有機絶縁膜32の表面平滑性が高いので好ましい。特にアクリル樹脂が好ましい。 Then, as shown in FIG. 4B, the first inorganic insulating film 31, the organic insulating film 32, and the second inorganic insulating film 33 are formed on the surface of the drive circuit 2 (see FIG. 4A) (S2 in FIG. 3). The first inorganic insulating film 31 is formed by depositing a film of SiN x or SiO 2 having a thickness of about 200 nm by, for example, a plasma CVD method. The first inorganic insulating film 31 functions as a barrier layer that prevents the components of the organic insulating film 32 from contacting the TFT 20. The organic insulating film 32 fills up the irregularities formed by the formation of the TFT 20 and the like, and is formed by applying a liquid or low-viscosity paste resin. When a liquid resin is used, the surface of the organic insulating film 32 tends to be flat. Examples of the coating method include a slit coating method and a spin coating method, but a slit & spin coating method combining both methods may be used. The organic insulating film 32 is formed to have a thickness of 1 μm or more and 2 μm or less. As a material of the organic insulating film 32, for example, a polyimide resin or an acrylic resin can be used. A photosensitive resin in which a photopolymerization initiator (photoreceptor) such as Michler's ketone, chlorothioxanthone, or isopropylthioxanthone is added to these resins may be used. However, the non-photosensitive resin containing no photoconductor is preferable because it has high purity and the surface smoothness of the organic insulating film 32 is high. Acrylic resin is particularly preferable.

第2無機絶縁膜33は、第1無機絶縁膜31と同様に、例えばプラズマCVDなどを用いてSiNX又はSiO2などからなる膜を成膜することによって形成される。第2無機絶縁膜33を形成することによって、後工程で用いられ得る洗浄剤などの各種溶剤の有機絶縁膜32への浸透、及び、その結果生じ得るTFT20の劣化などが防がれる。 Like the first inorganic insulating film 31, the second inorganic insulating film 33 is formed by forming a film made of SiN x or SiO 2 by using, for example, plasma CVD. By forming the second inorganic insulating film 33, it is possible to prevent permeation of various solvents such as a cleaning agent used in a later step into the organic insulating film 32 and the resulting deterioration of the TFT 20.

第2無機絶縁膜33は、基板10の表面の凹凸などによって生じ得る有機絶縁膜32の表面の凹凸が平坦化膜30の表面(第2無機絶縁膜33の表面)において現れないようにするためのものである。従って、第2無機絶縁膜33は、有機絶縁膜32の表面の凹凸の最大高低差DTに基づいて選択された厚さに形成されることが好ましい。例えば第2無機絶縁膜33は、有機絶縁膜32における第2無機絶縁膜33を向く表面の凹凸における最大高低差DTの2倍以上の厚さに形成される。そうすることで、有機絶縁膜32の表面の凹みを第2無機絶縁膜33の一部で確実に埋め込むことができる。また、第2無機絶縁層33は、有機絶縁膜32の表面における凹凸の最大高低差DTの2倍以上、3倍以下の厚さに形成されることが、さらに好ましい。そうすることで、前述したように有機絶縁膜32の凹みを確実に埋めることができる。さらに、第2無機絶縁膜33を必要以上に厚くすることなく、第2無機絶縁膜33の成膜後にその表面に現れ得る有機絶縁膜32の表面の凹凸に基づく凹凸を後述する研磨工程で確実に均すことができ、しかも、研磨後における有機絶縁膜32の露出を略確実に防ぐことができる。   The second inorganic insulating film 33 is for preventing unevenness of the surface of the organic insulating film 32, which may be caused by unevenness of the surface of the substrate 10, from appearing on the surface of the flattening film 30 (the surface of the second inorganic insulating film 33). belongs to. Therefore, the second inorganic insulating film 33 is preferably formed to have a thickness selected based on the maximum height difference DT of the unevenness on the surface of the organic insulating film 32. For example, the second inorganic insulating film 33 is formed to have a thickness that is at least twice the maximum height difference DT in the unevenness of the surface of the organic insulating film 32 facing the second inorganic insulating film 33. By doing so, the recess of the surface of the organic insulating film 32 can be surely filled with a part of the second inorganic insulating film 33. Further, it is more preferable that the second inorganic insulating layer 33 is formed to have a thickness of 2 times or more and 3 times or less of the maximum height difference DT of the unevenness on the surface of the organic insulating film 32. By doing so, it is possible to surely fill the recess of the organic insulating film 32 as described above. Further, without increasing the thickness of the second inorganic insulating film 33 more than necessary, the unevenness based on the unevenness of the surface of the organic insulating film 32 that may appear on the surface of the second inorganic insulating film 33 after forming the film is surely ensured in the polishing step described later. The exposure of the organic insulating film 32 after polishing can be prevented almost certainly.

次に、図4Cに示されるように、第2無機絶縁膜33の表面が研磨される(図3のS3)。前述したように、有機発光素子40(図2参照)の下地となる平坦化膜30の表面が十分に平坦でない場合、有機EL表示装置に表示ムラが生じ得ることが本発明者によって見出された。そのため、平坦化膜30の表面を構成する第2無機絶縁膜33の表面が研磨される。例えば第2無機絶縁膜33の表面は、50nm以下の算術平均粗さを有するように研磨される。その程度の表面粗さに研磨することによって、前述したように、人に感知されるような表示ムラを殆ど生じないようにすることができる。また、平坦化膜30の表面の平坦化においては、半導体装置の製造プロセスにおいて目標とされるような20nmを下回るほどの算術平均粗さは必ずしも求められない。むしろ、表面粗さの検査を含めて煩雑で時間のかかる研磨工程の回避のためには、第2無機絶縁膜33の表面は、20nm以上、50nm以下の算術平均粗さに研磨されることが好ましい。   Next, as shown in FIG. 4C, the surface of the second inorganic insulating film 33 is polished (S3 in FIG. 3). As described above, the present inventors have found that when the surface of the flattening film 30 that is the base of the organic light emitting device 40 (see FIG. 2) is not sufficiently flat, display unevenness may occur in the organic EL display device. It was Therefore, the surface of the second inorganic insulating film 33 forming the surface of the flattening film 30 is polished. For example, the surface of the second inorganic insulating film 33 is polished so as to have an arithmetic average roughness of 50 nm or less. By polishing to such a degree of surface roughness, it is possible to prevent display unevenness that is perceived by humans from occurring, as described above. Further, in the flattening of the surface of the flattening film 30, it is not always necessary to obtain the arithmetic average roughness of less than 20 nm which is a target in the manufacturing process of the semiconductor device. Rather, in order to avoid a complicated and time-consuming polishing step including a surface roughness inspection, the surface of the second inorganic insulating film 33 may be polished to have an arithmetic average roughness of 20 nm or more and 50 nm or less. preferable.

第2無機絶縁膜33は、第2無機絶縁膜33の表面の研磨において、例えば研磨量(研磨による第2無機絶縁膜33の厚さの減少量)が少なくとも部分的に有機絶縁膜32の表面における凹凸の最大高低差DTの1倍以上、2倍未満となるように研磨される。そうすることによって、前述したように第2無機絶縁層33が有機絶縁膜32の凹凸の最大高低差DTの2倍以上の厚さに形成された場合に、有機絶縁膜32の凹凸に基づいて成膜後の第2無機絶縁膜33の表面に現れ得る凹凸を確実に均すことができ、しかも、研磨による有機絶縁膜32の露出を略確実に防ぐことができる。例えば図4Cの例では、成膜後に第2無機絶縁膜33の表面において凸状部であった領域(例えばTFT20が形成されている領域)における研磨量P1は、有機絶縁膜32の表面における凹凸の最大高低差DTの略2倍である。また、図4Cの例では、成膜後に第2無機絶縁膜33の表面において凹状部であった領域(例えばTFT20が形成されていない領域)における研磨量P2は、有機絶縁膜32の凹凸の最大高低差DTと略同じであるものの僅かに下回る量である。   In the polishing of the surface of the second inorganic insulating film 33, the second inorganic insulating film 33 has, for example, at least part of the amount of polishing (the amount of decrease in the thickness of the second inorganic insulating film 33 due to polishing) the surface of the organic insulating film 32. The maximum height difference DT of the irregularities is polished to be 1 time or more and less than 2 times. By doing so, as described above, when the second inorganic insulating layer 33 is formed to have a thickness of at least twice the maximum height difference DT of the unevenness of the organic insulating film 32, the second inorganic insulating layer 33 is formed based on the unevenness of the organic insulating film 32. The unevenness that may appear on the surface of the second inorganic insulating film 33 after the film formation can be surely leveled, and furthermore, the exposure of the organic insulating film 32 due to polishing can be almost certainly prevented. For example, in the example of FIG. 4C, the polishing amount P1 in a region that was a convex portion on the surface of the second inorganic insulating film 33 after film formation (for example, a region where the TFT 20 is formed) is unevenness on the surface of the organic insulating film 32. Is about twice the maximum height difference DT. Further, in the example of FIG. 4C, the polishing amount P2 in a region that is a concave portion on the surface of the second inorganic insulating film 33 after film formation (for example, a region where the TFT 20 is not formed) is the maximum of the unevenness of the organic insulating film 32. Although it is almost the same as the height difference DT, the amount is slightly lower.

第2無機絶縁膜33の研磨の方法は、特に限定されない。しかし、50nm以下の算術平均粗さの達成のためには、セリウム、コロイダルシリカ、又はヒュームドシリカを含む中性のスラリーを研磨剤として用いるCMP研磨によって研磨することが好ましい。CMP研磨であれば、例えば研磨剤が有する表面化学作用によって機械的な研磨の効果を増大させ、平滑な研磨面を速やかに得ることができる。セリウムは、高い硬度を有し、その酸化物であるセリア(CeO2)がガラスと化学反応を起こすため、SiO2などで形成される第2無機絶縁膜33に対する有効な研磨剤となり得る。コロイダルシリカは、通常10nm〜300nmの粒子径を有するSiO2又はその水和物のコロイドであり、ヒュームドシリカ(乾式シリカ又は高分散シリカとも呼ばれる)は、10nm〜30nmの粒径を有する真球状のSiO2粒子が凝集(粒径100nm〜400nm)したものであり、いずれも研磨剤として有効に機能する。 The method of polishing the second inorganic insulating film 33 is not particularly limited. However, in order to achieve an arithmetic average roughness of 50 nm or less, it is preferable to polish by CMP polishing using a neutral slurry containing cerium, colloidal silica, or fumed silica as an abrasive. In the case of CMP polishing, the effect of mechanical polishing can be increased by the surface chemical action of the polishing agent, and a smooth polished surface can be quickly obtained. Cerium has a high hardness, and its oxide, ceria (CeO 2 ) causes a chemical reaction with glass, and thus can be an effective polishing agent for the second inorganic insulating film 33 formed of SiO 2 or the like. Colloidal silica is a colloid of SiO 2 or its hydrate, which usually has a particle size of 10 nm to 300 nm, and fumed silica (also called dry silica or highly dispersed silica) is a true spherical shape having a particle size of 10 nm to 30 nm. Of SiO 2 particles are agglomerated (particle diameter 100 nm to 400 nm), and both effectively function as an abrasive.

また、第2無機絶縁膜33の研磨には、中性の水溶性アルコール又は水酸化カリウムの水溶液が、前述した研磨剤と共に用いられる。特に基板10がポリイミド樹脂で形成されている場合、基板10の腐食を防ぐ観点から、中性アルコール液を、前述した研磨剤と共に用いて第2無機絶縁膜33の表面を研磨することが好ましい。   For polishing the second inorganic insulating film 33, an aqueous solution of neutral water-soluble alcohol or potassium hydroxide is used together with the above-mentioned polishing agent. In particular, when the substrate 10 is formed of a polyimide resin, it is preferable to polish the surface of the second inorganic insulating film 33 by using the neutral alcohol liquid together with the above-mentioned abrasive from the viewpoint of preventing the substrate 10 from being corroded.

図4Dに示されるように、第2無機絶縁膜33、有機絶縁膜32及び第1無機絶縁膜31に、駆動回路2(図4A参照)に達するコンタクト孔30aが形成される(図3のS4)。好ましくは、これら3つの絶縁膜を一括して貫くコンタクト孔30aが形成される。コンタクト孔30aは、好ましくは、後述する有機発光層43(図4F参照)の形成において有機発光層43が形成されるべき領域と、基板10の厚さ方向において重ならない領域に形成される。そうすることで、前述したように表示ムラの発生が防がれる。コンタクト孔30aの形成は、前述したコンタクト孔24aなどと同様に、例えばレジストマスクを形成したうえでドライエッチングによって行われる。平坦化膜30のように、無機膜と有機膜とが混在する膜に孔を形成する場合、ウェットエッチングを用いると両者のエッチングレートが異なるので孔の内壁に段差が生じることがある。その場合、後述する工程においてコンタクト孔30a内が金属によって完全に埋め込まれず、ソース電極25などとの接触抵抗が増大するという問題を発生しやすい。しかし、ドライエッチングを用いることによって、無機膜と有機膜とが混在する平坦化膜30に、段差の少ない内壁を有するコンタクト孔30aを形成することができる。なお、コンタクト孔30aの形成時に、平坦化膜30における第1コンタクト28の上方の部分にも、第1コンタクト45(図2参照)用のコンタクト孔30bがコンタクト孔30aと同様の方法で形成される。   As shown in FIG. 4D, a contact hole 30a reaching the drive circuit 2 (see FIG. 4A) is formed in the second inorganic insulating film 33, the organic insulating film 32, and the first inorganic insulating film 31 (S4 in FIG. 3). ). Preferably, contact holes 30a are formed so as to collectively penetrate these three insulating films. The contact hole 30a is preferably formed in a region where the organic light emitting layer 43 is not formed in the thickness direction of the substrate 10 in the formation of the organic light emitting layer 43 (see FIG. 4F) described later. By doing so, the occurrence of display unevenness can be prevented as described above. The contact hole 30a is formed by dry etching, for example, after forming a resist mask, like the contact hole 24a described above. When a hole is formed in a film in which an inorganic film and an organic film are mixed, such as the flattening film 30, when wet etching is used, the etching rates of the two are different, so that a step may occur on the inner wall of the hole. In that case, the problem that the inside of the contact hole 30a is not completely filled with metal in the process described later and the contact resistance with the source electrode 25 or the like increases tends to occur. However, by using dry etching, it is possible to form the contact hole 30a having an inner wall with few steps in the flattening film 30 in which an inorganic film and an organic film are mixed. At the time of forming the contact hole 30a, a contact hole 30b for the first contact 45 (see FIG. 2) is formed in the flattening film 30 above the first contact 28 in the same manner as the contact hole 30a. It

図4Eに示されるように、コンタクト孔30aの内部に金属が埋め込まれると共に、所定の領域に有機発光素子40(図2参照)の第1電極41が形成される(図3のS5)。具体的には、例えばスパッタリングなどを用いて、10nm厚程度のITO膜、及び100nm厚程度のAg膜若しくはAPC膜が積層された下層と、主に10nm厚程度のITO膜からなる上層が成膜される。その結果、コンタクト孔30aの内部に金属が埋め込まれると共に、平坦化膜30の表面に、ITO膜、Ag膜若しくはAPC膜、及びITO膜の積層膜が形成される。その後、その積層膜をパターニングすることによって、第1電極41が形成される。この積層膜は、好ましくは図4Eに示されるように、コンタクト孔30aと平面視で重ならず且つ有機発光層43の形成に関して十分な大きさの領域を第1電極41が有するようにパターニングされる。なお、コンタクト孔30aへの金属の埋め込みの際に、コンタクト孔30bが少なくともITO膜、及び、Ag膜若しくはAPC膜で埋め込まれることによって第2コンタクト45が形成される。   As shown in FIG. 4E, metal is embedded in the contact hole 30a, and the first electrode 41 of the organic light emitting device 40 (see FIG. 2) is formed in a predetermined region (S5 in FIG. 3). Specifically, for example, using sputtering, an ITO film having a thickness of about 10 nm and a lower layer in which an Ag film or an APC film having a thickness of about 100 nm are stacked, and an upper layer mainly made of an ITO film having a thickness of about 10 nm are formed. To be done. As a result, a metal is embedded inside the contact hole 30a, and a laminated film of an ITO film, an Ag film or an APC film, and an ITO film is formed on the surface of the flattening film 30. Then, the first electrode 41 is formed by patterning the laminated film. As shown in FIG. 4E, this laminated film is preferably patterned so that the first electrode 41 has a region which does not overlap with the contact hole 30a in a plan view and is large enough to form the organic light emitting layer 43. It The second contact 45 is formed by filling the contact hole 30a with at least the ITO film and the Ag film or the APC film when the metal is embedded in the contact hole 30a.

図4Fに示されるように、第1電極41の上に有機発光層43が形成される(図3のS6)。具体的には、第1電極41の周縁部に、各画素を区画すると共に第1電極41と第2電極44(図2参照)の接触を防止する絶縁バンク42が形成される。絶縁バンク42はSiO2などの無機絶縁膜でもよいし、ポリイミド又はアクリル樹脂などの有機絶縁膜でもよい。例えばこれらの絶縁膜が平坦化膜30及び第1電極41の全面に成膜され、そのパターニングによって第1電極41の所定の領域が露出される。好ましくは、コンタクト孔30aと基板10の厚さ方向において重ならない、第1電極41の領域が露出される。絶縁バンク42は1μm程度の高さに形成される。前述したように有機発光層43の形成において各種の有機材料が積層される。有機材料の積層は例えば真空蒸着によって行われ、その場合、R、G、Bなどの所望のサブ画素に対応する開口を有する蒸着マスクを介して有機材料が蒸着される。有機発光層43の表面には、電子の注入性を向上させるLiFなどの層が形成されてもよい。なお、蒸着ではなくインクジェット法などを用いた印刷によって有機発光層43が形成されてもよい。 As shown in FIG. 4F, the organic light emitting layer 43 is formed on the first electrode 41 (S6 in FIG. 3). Specifically, an insulating bank 42 that partitions each pixel and prevents contact between the first electrode 41 and the second electrode 44 (see FIG. 2) is formed on the peripheral portion of the first electrode 41. The insulating bank 42 may be an inorganic insulating film such as SiO 2 or an organic insulating film such as polyimide or acrylic resin. For example, these insulating films are formed on the entire surfaces of the flattening film 30 and the first electrode 41, and the patterning thereof exposes a predetermined region of the first electrode 41. Preferably, the region of the first electrode 41 that does not overlap the contact hole 30a in the thickness direction of the substrate 10 is exposed. The insulating bank 42 is formed to have a height of about 1 μm. As described above, various organic materials are stacked in forming the organic light emitting layer 43. The stacking of the organic material is performed by, for example, vacuum vapor deposition, and in that case, the organic material is vapor-deposited through a vapor deposition mask having openings corresponding to desired subpixels such as R, G, and B. A layer of LiF or the like may be formed on the surface of the organic light emitting layer 43 to improve the electron injection property. The organic light emitting layer 43 may be formed by printing using an inkjet method or the like instead of vapor deposition.

図4Gに示されるように、有機発光層43の上に第2電極44が形成される(図3のS7)。第2電極44は、例えば共蒸着によって薄膜のMg-Ag共晶膜を成膜することによって形成される。第2電極44は第2コンタクト45上にも形成され、第2コンタクト45及び第1コンタクト28を介して陰極配線27に接続されている。Mg-Ag共晶膜は、融点が異なるため別々のるつぼから気化又は昇華されて成膜時に共晶化したMgとAgとの共晶膜であり、例えばMgが90質量%程度でAgが10質量%程度の割合で含まれている。第2電極44は、例えば10〜20nm程度の厚さに形成される。   As shown in FIG. 4G, the second electrode 44 is formed on the organic light emitting layer 43 (S7 of FIG. 3). The second electrode 44 is formed by forming a thin Mg-Ag eutectic film by co-evaporation, for example. The second electrode 44 is also formed on the second contact 45, and is connected to the cathode wiring 27 via the second contact 45 and the first contact 28. The Mg-Ag eutectic film is a eutectic film of Mg and Ag vaporized or sublimated from different crucibles and eutecticized during film formation because of different melting points. For example, Mg is about 90 mass% and Ag is 10%. It is contained in a proportion of about mass%. The second electrode 44 is formed to have a thickness of, for example, about 10 to 20 nm.

第2電極44の上には、第2電極44及び有機発光層43を水分又は酸素などから護る被覆層46(図2参照)が形成される。被覆層46は、水分又は酸素に弱い第2電極44及び有機発光層43を保護するため、水分などを吸収し難いSiO2又はSiNXなどの無機絶縁膜をプラズマCVD法などを用いて成膜することによって形成される。被覆層46は、好ましくは、その端部が第2無機絶縁膜33などの無機膜と密着するように形成される。無機膜同士の接合のため両者が密着性良く接合されるからである。そうすることによって、水分などの浸入をより確実に防止することができる。以上の工程を経ることによって、図2に示される有機EL表示装置1が製造され得る。 A coating layer 46 (see FIG. 2) that protects the second electrode 44 and the organic light emitting layer 43 from moisture or oxygen is formed on the second electrode 44. Since the coating layer 46 protects the second electrode 44 and the organic light emitting layer 43 which are weak against moisture or oxygen, an inorganic insulating film such as SiO 2 or SiN x that hardly absorbs moisture is formed by using a plasma CVD method or the like. Is formed by The coating layer 46 is preferably formed so that its end portion is in close contact with an inorganic film such as the second inorganic insulating film 33. This is because the inorganic films are bonded to each other with good adhesion. By doing so, it is possible to more reliably prevent the infiltration of water and the like. Through the above steps, the organic EL display device 1 shown in FIG. 2 can be manufactured.

〔まとめ〕
(1)本発明の第1実施形態の有機EL表示装置は、薄膜トランジスタを含む駆動回路が形成された表面を有する基板と、前記駆動回路を覆うことによって前記基板の前記表面を平坦化する平坦化膜と、前記平坦化膜の表面上に形成され、前記駆動回路と電気的に接続された有機発光素子と、を備え、前記平坦化膜は、前記駆動回路の上に積層された第1無機絶縁膜、前記第1無機絶縁膜の上に積層された有機絶縁膜、及び、前記有機絶縁膜の上に積層された第2無機絶縁膜を含んでおり、前記第2無機絶縁膜における前記有機絶縁膜と反対方向を向く表面が、50nm以下の算術平均粗さを有している。
[Summary]
(1) The organic EL display device according to the first embodiment of the present invention includes a substrate having a surface on which a drive circuit including a thin film transistor is formed, and a planarization for flattening the surface of the substrate by covering the drive circuit. A first inorganic layer formed on the surface of the flattening film and electrically connected to the driving circuit, the flattening film being laminated on the driving circuit. An organic insulating film stacked on the first inorganic insulating film; and a second inorganic insulating film stacked on the organic insulating film. The surface facing the direction opposite to the insulating film has an arithmetic average roughness of 50 nm or less.

(1)の構成によれば、有機EL表示装置において輝度ムラ又は色ムラなどを少なくすることができる。   According to the configuration of (1), it is possible to reduce uneven brightness or uneven color in the organic EL display device.

(2)上記(1)の有機EL表示装置において、前記第2無機絶縁膜における前記表面が、20nm以上、50nm以下の算術平均粗さを有していてもよい。その場合、表示品位に影響し得る表示ムラの効果的な抑制と簡便な製造とが両立され易い。 (2) In the organic EL display device according to (1), the surface of the second inorganic insulating film may have an arithmetic mean roughness of 20 nm or more and 50 nm or less. In that case, it is easy to achieve both effective suppression of display unevenness that may affect display quality and simple manufacturing.

(3)上記(1)又は(2)の有機EL表示装置において、前記有機絶縁膜は感光体を含まないアクリル樹脂、又は感光体を含まないポリイミド樹脂であってもよい。その場合、表面の平坦性の高い有機絶縁膜が得られ易く、50nm以下の算術平均粗さの表面を有する平坦化膜が得られ易い。 (3) In the organic EL display device according to (1) or (2), the organic insulating film may be an acrylic resin that does not include a photoconductor or a polyimide resin that does not include a photoconductor. In that case, an organic insulating film having a highly flat surface is easily obtained, and a flattening film having a surface having an arithmetic average roughness of 50 nm or less is easily obtained.

(4)上記(1)〜(3)のいずれかの有機EL表示装置において、前記有機絶縁膜における前記第2無機絶縁膜を向く表面が、100nm以上、300nm以下の算術平均粗さを有していてもよい。その場合、50nm以下の算術平均粗さの表面を有する平坦化膜の形成が容易になることがあり、しかも、有機絶縁膜におけるレベリング向上剤の含有量を過剰とならない程度に留めることができる。 (4) In the organic EL display device according to any one of (1) to (3), the surface of the organic insulating film facing the second inorganic insulating film has an arithmetic average roughness of 100 nm or more and 300 nm or less. May be. In that case, it may be easy to form a flattening film having a surface with an arithmetic mean roughness of 50 nm or less, and the content of the leveling improver in the organic insulating film may be kept to an extent not excessive.

(5)上記(4)の有機EL表示装置において、前記有機絶縁膜が、前記有機絶縁膜の前記表面における平坦性を向上させる添加剤を0.5質量%以上、5質量%以下の含有率で含んでいてもよい。その場合、50nm以下の算術平均粗さの表面を有する平坦化膜の形成が容易になり、しかも、有機絶縁膜を構成する樹脂材料に求められる特性が影響を受けること殆どない。 (5) In the organic EL display device according to (4), the organic insulating film contains an additive that improves the flatness of the surface of the organic insulating film in an amount of 0.5% by mass or more and 5% by mass or less. May be included in. In that case, it becomes easy to form a flattening film having a surface having an arithmetic average roughness of 50 nm or less, and the characteristics required for the resin material forming the organic insulating film are hardly affected.

(6)上記(1)〜(5)のいずれかの有機EL表示装置において、前記駆動回路と前記有機発光素子とは、前記第1無機絶縁膜、前記有機絶縁膜、及び、前記第2無機絶縁膜を一括して貫くコンタクト孔に埋め込まれた金属を介して接続されていてもよい。その場合、駆動回路と有機発光素子とが、良好な導電性を有する経路で確実に接続される。 (6) In the organic EL display device according to any one of (1) to (5), the drive circuit and the organic light emitting element include the first inorganic insulating film, the organic insulating film, and the second inorganic film. They may be connected via a metal embedded in a contact hole that collectively penetrates the insulating film. In that case, the drive circuit and the organic light emitting element are reliably connected to each other through a path having good conductivity.

(7)上記(1)〜(6)のいずれかの有機EL表示装置において、前記第2無機絶縁膜の厚さは、前記有機絶縁膜おける前記第2無機絶縁膜を向く表面の凹凸に基づいて変動し、かつ、前記有機絶縁膜の前記表面の全面において前記凹凸の最大高低差の1倍以上、3倍以下であってもよい。その場合、有機絶縁膜が露出されることなく、有機絶縁膜の表面の凹凸が平坦化膜の表面において均され得る。 (7) In the organic EL display device according to any one of (1) to (6), the thickness of the second inorganic insulating film is based on the unevenness of the surface of the organic insulating film facing the second inorganic insulating film. And the maximum height difference of the unevenness over the entire surface of the organic insulating film may be 1 time or more and 3 times or less. In that case, the unevenness on the surface of the organic insulating film can be leveled on the surface of the planarizing film without exposing the organic insulating film.

(8)本発明の第2実施形態の有機EL表示装置の製造方法は、基板の上に、薄膜トランジスタを含む駆動回路を形成する工程と、前記駆動回路の表面に第1無機絶縁膜、有機絶縁膜及び第2無機絶縁膜を形成する工程と、前記第2無機絶縁膜の表面を研磨する工程と、前記第2無機絶縁膜、前記有機絶縁膜及び前記第1無機絶縁膜に、前記駆動回路に達するコンタクト孔を形成する工程と、前記コンタクト孔の内部に金属を埋め込むと共に、所定の領域に第1電極を形成する工程と、前記第1電極の上に有機発光層を形成する工程と、前記有機発光層の上に第2電極を形成する工程と、を含んでいる。 (8) A method of manufacturing an organic EL display device according to a second embodiment of the present invention includes a step of forming a driving circuit including a thin film transistor on a substrate, and a first inorganic insulating film and an organic insulating film on the surface of the driving circuit. A step of forming a film and a second inorganic insulating film, a step of polishing the surface of the second inorganic insulating film, the second inorganic insulating film, the organic insulating film and the first inorganic insulating film, and the drive circuit. To form a contact hole, a step of forming a first electrode in a predetermined region while burying a metal in the contact hole, and a step of forming an organic light emitting layer on the first electrode. Forming a second electrode on the organic light emitting layer.

(8)の構成によれば、輝度ムラ又は色ムラなどの少ない有機EL表示装置を適切に製造することができる。   According to the configuration of (8), it is possible to appropriately manufacture an organic EL display device with less unevenness in brightness or color.

(9)上記(8)の有機EL表示装置の製造方法では、前記第2無機絶縁膜の前記表面の研磨において、セリウム、コロイダルシリカ、又はヒュームドシリカを含む中性のスラリーを研磨剤として用いるCMP研磨によって、前記第2無機絶縁膜の前記表面を50nm以下の算術平均粗さに研磨してもよい。そうすることによって、表示ムラを略生じさせない程度の表面粗さに平坦化膜の表面を速やかに研磨することができる。 (9) In the method for manufacturing an organic EL display device according to (8), a neutral slurry containing cerium, colloidal silica, or fumed silica is used as an abrasive in polishing the surface of the second inorganic insulating film. The surface of the second inorganic insulating film may be polished to have an arithmetic average roughness of 50 nm or less by CMP polishing. By doing so, the surface of the flattening film can be rapidly polished to a surface roughness that does not substantially cause display unevenness.

(10)上記(9)の有機EL表示装置の製造方法では、前記第2無機絶縁膜の前記表面の研磨において、前記第2無機絶縁膜の前記表面を20nm以上、50nm以下の算術平均粗さに研磨してもよい。そうすることによって、平坦化膜において表示ムラを略生じさせない程度の表面粗さを得ることができ、しかも、長時間を要する煩雑な研磨工程を回避することができる。 (10) In the method of manufacturing an organic EL display device according to (9), in polishing the surface of the second inorganic insulating film, the surface of the second inorganic insulating film has an arithmetic average roughness of 20 nm or more and 50 nm or less. You may grind to. By doing so, it is possible to obtain a surface roughness that does not substantially cause display unevenness in the flattening film, and it is possible to avoid a complicated polishing process that requires a long time.

(11)上記(9)又は(10)の有機EL表示装置の製造方法では、前記第2無機絶縁膜の前記表面の研磨において、中性アルコール液を前記研磨剤と共に用いて前記第2無機絶縁膜の前記表面を研磨してもよい。そうすることで、基板にポリイミドなどの樹脂を用いている場合でも、その腐食を防止することができる。 (11) In the method of manufacturing an organic EL display device according to (9) or (10), in the polishing of the surface of the second inorganic insulating film, a neutral alcohol liquid is used together with the polishing agent to form the second inorganic insulating film. The surface of the membrane may be polished. By doing so, even when a resin such as polyimide is used for the substrate, the corrosion can be prevented.

(12)上記(8)〜(11)のいずれかの有機EL表示装置の製造方法では、前記第2無機絶縁膜の形成において、前記有機絶縁膜における前記第2無機絶縁膜を向く表面の凹凸における最大高低差の2倍以上の厚さに前記第2無機絶縁膜を形成し、前記第2無機絶縁膜の前記表面の研磨において、前記研磨による前記第2無機絶縁膜の厚さの減少量が少なくとも部分的に前記最大高低差の1倍以上、2倍未満となるように前記第2無機絶縁膜を研磨してもよい。そうすることで、有機絶縁膜の凹凸に基づいて成膜後の第2無機絶縁膜の表面に現れ得る凹凸を確実に均すことができ、しかも、研磨による有機絶縁膜の露出を略確実に防ぐことができる。 (12) In the method for manufacturing an organic EL display device according to any one of (8) to (11) above, in the formation of the second inorganic insulating film, the unevenness of the surface of the organic insulating film facing the second inorganic insulating film. In the polishing of the surface of the second inorganic insulating film, the second inorganic insulating film is formed to have a thickness that is twice or more the maximum height difference in the above, and the reduction amount of the thickness of the second inorganic insulating film due to the polishing. May be at least partially greater than or equal to 1 time and less than twice the maximum height difference, and the second inorganic insulating film may be polished. By doing so, the unevenness that may appear on the surface of the second inorganic insulating film after the film formation can be surely leveled based on the unevenness of the organic insulating film, and the exposure of the organic insulating film due to polishing can be almost surely performed. Can be prevented.

(13)上記(12)の有機EL表示装置の製造方法では、前記第2無機絶縁膜の形成において、前記最大高低差の2倍以上、3倍以下の厚さに前記第2無機絶縁膜を形成してもよい。そうすることで、第2無機絶縁膜を必要以上に厚くすることなく有機絶縁膜の凹みを確実に埋めることができる。 (13) In the method of manufacturing an organic EL display device according to (12) above, in the formation of the second inorganic insulating film, the second inorganic insulating film is formed to a thickness of 2 times or more and 3 times or less of the maximum height difference. It may be formed. By doing so, the recess of the organic insulating film can be surely filled without making the second inorganic insulating film thicker than necessary.

(14)上記(8)〜(13)のいずれかの有機EL表示装置の製造方法において、前記コンタクト孔の形成をドライエッチングによって行ってもよい。そうすることで、コンタクト孔の内壁に段差が生じ難いため有機発光素子と駆動回路との接触抵抗の増大を防止することができる。 (14) In the method for manufacturing an organic EL display device according to any one of (8) to (13), the contact hole may be formed by dry etching. By doing so, it is possible to prevent an increase in the contact resistance between the organic light emitting element and the drive circuit because a step is unlikely to occur on the inner wall of the contact hole.

(15)上記(8)〜(14)のいずれかの有機EL表示装置の製造方法において、前記有機発光層を形成すべき領域と前記基板の厚さ方向において重ならない領域に前記コンタクト孔を形成してもよい。そうすることによって、有機発光層の表面に凹みが生じることを防ぐことができ、表示品位の低下を防ぐことができる。 (15) In the method for manufacturing an organic EL display device according to any one of (8) to (14), the contact hole is formed in a region that does not overlap with a region where the organic light emitting layer is to be formed in the thickness direction of the substrate. You may. By doing so, it is possible to prevent depressions from being formed on the surface of the organic light emitting layer, and prevent deterioration of display quality.

1 有機EL表示装置
2 駆動回路
3 有機EL表示パネル
10 基板
20 薄膜トランジスタ(駆動TFT、TFT)
23 ゲート電極
25 ソース電極
26 ドレイン電極
30 平坦化膜
30a、30b コンタクト孔
31 第1無機絶縁膜
32 有機絶縁膜
33 第2無機絶縁膜
40 有機発光素子(OLED)
41 第1電極
43 有機発光層
44 第2電極
1 Organic EL Display Device 2 Drive Circuit 3 Organic EL Display Panel 10 Substrate 20 Thin Film Transistor (Drive TFT, TFT)
23 Gate Electrode 25 Source Electrode 26 Drain Electrode 30 Flattening Film 30a, 30b Contact Hole 31 First Inorganic Insulating Film 32 Organic Insulating Film 33 Second Inorganic Insulating Film 40 Organic Light Emitting Element (OLED)
41 first electrode 43 organic light emitting layer 44 second electrode

Claims (12)

薄膜トランジスタを含む駆動回路が形成された表面を有する基板と、
前記駆動回路を覆うことによって前記基板の前記表面を平坦化する平坦化膜と、
前記平坦化膜の表面上に形成され、前記駆動回路と電気的に接続された有機発光素子と、を備え、
前記平坦化膜は、前記駆動回路の上に積層された第1無機絶縁膜、前記第1無機絶縁膜の上に積層された有機絶縁膜、及び、前記有機絶縁膜の上に積層された第2無機絶縁膜を含んでおり、
前記第2無機絶縁膜における前記有機絶縁膜と反対方向を向く表面が、50nm以下の算術平均粗さを有し、
前記有機絶縁膜が、前記有機絶縁膜における前記第2無機絶縁膜を向く表面の平坦性を向上させる添加剤を0.5質量%以上、5質量%以下の含有率で含んでいる、有機EL表示装置。
A substrate having a surface on which a drive circuit including a thin film transistor is formed,
A planarization film that planarizes the surface of the substrate by covering the drive circuit;
An organic light emitting device formed on the surface of the planarization film and electrically connected to the drive circuit,
The flattening film includes a first inorganic insulating film stacked on the driving circuit, an organic insulating film stacked on the first inorganic insulating film, and a first inorganic insulating film stacked on the organic insulating film. 2 Including an inorganic insulating film,
A surface of the second inorganic insulating film that faces away from the organic insulating film has an arithmetic mean roughness of 50 nm or less;
An organic EL device in which the organic insulating film contains an additive for improving the flatness of the surface of the organic insulating film facing the second inorganic insulating film in an amount of 0.5% by mass or more and 5% by mass or less. Display device.
薄膜トランジスタを含む駆動回路が形成された表面を有する基板と、
前記駆動回路を覆うことによって前記基板の前記表面を平坦化する平坦化膜と、
前記平坦化膜の表面上に形成され、前記駆動回路と電気的に接続された有機発光素子と、を備え、
前記平坦化膜は、前記駆動回路の上に積層された第1無機絶縁膜、前記第1無機絶縁膜の上に積層された有機絶縁膜、及び、前記有機絶縁膜の上に積層された第2無機絶縁膜を含んでおり、
前記第2無機絶縁膜における前記有機絶縁膜と反対方向を向く表面が、50nm以下の算術平均粗さを有し、
前記第2無機絶縁膜の厚さは、前記有機絶縁膜における前記第2無機絶縁膜を向く表面の凹凸に基づいて変動し、
前記第2無機絶縁膜の最大の厚さは、前記有機絶縁膜の凹凸の最大高低差の2倍以上、3倍以下であり、前記第2無機絶縁膜の最小の厚さは、前記有機絶縁膜の凹凸の最大高低差の1倍以上、2倍以下である、有機EL表示装置。
A substrate having a surface on which a drive circuit including a thin film transistor is formed,
A planarization film that planarizes the surface of the substrate by covering the drive circuit;
An organic light emitting device formed on the surface of the planarization film and electrically connected to the drive circuit,
The flattening film includes a first inorganic insulating film stacked on the driving circuit, an organic insulating film stacked on the first inorganic insulating film, and a first inorganic insulating film stacked on the organic insulating film. 2 Including an inorganic insulating film,
A surface of the second inorganic insulating film that faces away from the organic insulating film has an arithmetic mean roughness of 50 nm or less;
The thickness of the second inorganic insulating film varies based on the unevenness of the surface of the organic insulating film facing the second inorganic insulating film,
The maximum thickness of the second inorganic insulating film is 2 times or more and 3 times or less of the maximum height difference of the unevenness of the organic insulating film, and the minimum thickness of the second inorganic insulating film is the organic insulating film. An organic EL display device in which the difference in maximum height of the unevenness of the film is 1 to 2 times.
前記有機絶縁膜は感光体を含まないアクリル樹脂、又は感光体を含まないポリイミド樹脂を含んでいる、請求項1又は2に記載の有機EL表示装置。   The organic EL display device according to claim 1, wherein the organic insulating film contains an acrylic resin that does not include a photoconductor, or a polyimide resin that does not include a photoconductor. 前記有機絶縁膜における前記第2無機絶縁膜を向く表面が、100nm以上、300nm以下の算術平均粗さを有している、請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機EL表示装置。   The organic EL display device according to claim 1, wherein a surface of the organic insulating film facing the second inorganic insulating film has an arithmetic average roughness of 100 nm or more and 300 nm or less. 前記駆動回路と前記有機発光素子とは、前記第1無機絶縁膜、前記有機絶縁膜、及び、前記第2無機絶縁膜を一括して貫くコンタクト孔に埋め込まれた金属を介して接続されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機EL表示装置。   The drive circuit and the organic light emitting element are connected via a metal embedded in a contact hole that collectively penetrates the first inorganic insulating film, the organic insulating film, and the second inorganic insulating film. The organic EL display device according to any one of claims 1 to 4. 基板の上に、薄膜トランジスタを含む駆動回路を形成する工程と、
前記駆動回路の表面に第1無機絶縁膜、有機絶縁膜及び第2無機絶縁膜を形成する工程と、
前記第2無機絶縁膜の表面を研磨する工程と、
前記第2無機絶縁膜、前記有機絶縁膜及び前記第1無機絶縁膜に、前記駆動回路に達するコンタクト孔を形成する工程と、
前記コンタクト孔の内部に金属を埋め込むと共に、所定の領域に第1電極を形成する工程と、
前記第1電極の上に有機発光層を形成する工程と、
前記有機発光層の上に第2電極を形成する工程と、
を含み、
前記有機絶縁膜が、前記有機絶縁膜における前記第2無機絶縁膜を向く表面の平坦性を向上させる添加剤を0.5質量%以上、5質量%以下の含有率で含んでいる、有機EL表示装置の製造方法。
A step of forming a driver circuit including a thin film transistor on a substrate,
Forming a first inorganic insulating film, an organic insulating film, and a second inorganic insulating film on the surface of the drive circuit;
Polishing the surface of the second inorganic insulating film,
Forming a contact hole reaching the drive circuit in the second inorganic insulating film, the organic insulating film, and the first inorganic insulating film;
Embedding a metal inside the contact hole and forming a first electrode in a predetermined region,
Forming an organic light emitting layer on the first electrode;
Forming a second electrode on the organic light emitting layer;
Including,
An organic EL device in which the organic insulating film contains an additive for improving the flatness of the surface of the organic insulating film facing the second inorganic insulating film in an amount of 0.5% by mass or more and 5% by mass or less. Manufacturing method of display device.
前記第2無機絶縁膜の前記表面の研磨において、セリウム、コロイダルシリカ、又はヒュームドシリカを含む中性のスラリーを研磨剤として用いるCMP研磨によって、前記第2無機絶縁膜の前記表面を50nm以下の算術平均粗さに研磨する、請求項6に記載の有機EL表示装置の製造方法。   In the polishing of the surface of the second inorganic insulating film, CMP polishing using a neutral slurry containing cerium, colloidal silica, or fumed silica as an abrasive is performed to reduce the surface of the second inorganic insulating film to 50 nm or less. The method for manufacturing an organic EL display device according to claim 6, wherein polishing is performed to an arithmetic average roughness. 前記第2無機絶縁膜の前記表面の研磨において、中性アルコール液を前記研磨剤と共に用いて前記第2無機絶縁膜の前記表面を研磨する、請求項7に記載の有機EL表示装置の製造方法。   The method of manufacturing an organic EL display device according to claim 7, wherein in the polishing of the surface of the second inorganic insulating film, a neutral alcohol liquid is used together with the polishing agent to polish the surface of the second inorganic insulating film. .. 前記第2無機絶縁膜の形成において、前記有機絶縁膜における前記第2無機絶縁膜を向く表面の凹凸における最大高低差の2倍以上の厚さに前記第2無機絶縁膜を形成し、
前記第2無機絶縁膜の前記表面の研磨において、前記研磨による前記第2無機絶縁膜の厚さの減少量が少なくとも部分的に前記最大高低差の1倍以上、2倍未満となるように前記第2無機絶縁膜を研磨する、請求項6〜8のいずれか1項に記載の有機EL表示装置の製造方法。
In the formation of the second inorganic insulating film, the second inorganic insulating film is formed with a thickness that is at least twice the maximum height difference in the unevenness of the surface of the organic insulating film facing the second inorganic insulating film,
In the polishing of the surface of the second inorganic insulating film, the reduction amount of the thickness of the second inorganic insulating film due to the polishing is at least partially at least 1 time and less than 2 times the maximum height difference. The method for manufacturing an organic EL display device according to claim 6, wherein the second inorganic insulating film is polished.
前記第2無機絶縁膜の形成において、前記最大高低差の2倍以上、3倍以下の厚さに前記第2無機絶縁膜を形成する、請求項9に記載の有機EL表示装置の製造方法。   The method of manufacturing an organic EL display device according to claim 9, wherein in forming the second inorganic insulating film, the second inorganic insulating film is formed to have a thickness that is 2 times or more and 3 times or less the maximum height difference. 前記コンタクト孔の形成をドライエッチングによって行う、請求項6〜10のいずれか1項に記載の有機EL表示装置の製造方法。   The method for manufacturing an organic EL display device according to claim 6, wherein the contact hole is formed by dry etching. 前記有機発光層を形成すべき領域と、前記基板の厚さ方向において重ならない領域に前記コンタクト孔を形成する、請求項6〜11のいずれか1項に記載の有機EL表示装置の製造方法。   The method for manufacturing an organic EL display device according to claim 6, wherein the contact hole is formed in a region where the organic light emitting layer is not formed and a region that does not overlap in the thickness direction of the substrate.
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