TW201013922A - Display device and manufacturing method of display device - Google Patents
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Description
201013922 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於具備半導體元件、以及對應該半導體元 件的驅動而發光之發光元件的顯示裝置及該顯示裝置之製 · 造方法。 1 【先前技術】 顯示裝置係包含半導體元件、以及對應該半導體元件 的驅動而發光之發光元件而構成，藉由控制發光元件的發 光而顯示預定的圖像資訊。以發光元件而言，使用例如有 ❿ 機電致（Electro Luminescence :以下，稱為EL)元件之顯 示裝置的實用化（參照例如，專利文獻1)已有所進展。使 用有機EL元件之顯示裝置係由有機EL元件、以及驅動該 有機EL元件之電晶體（半導體元件）等而構成各像素。 專利文獻 專利文獻1 :日本特開2005-346055號公報 【發明内容】 ^ (發明欲解決的課題） 有機EL元件和屬於電壓驅動元件之液晶顯不元件並 不相同，由於其係對應自電源線所供應的電流而發光之電 流驅動元件，故在集積有多數個有機EL元件之顯示裝置必 須流通極大的驅動電流於連接有機EL元件和電源之電源 線等配線。由於流通驅動電流之配線的電阻值較大時，電 壓下降會變大，故必須提高驅動電壓，結果，產生顯示裝 置的消耗電力增加之問題。因此，習知技術係擴大連接於 321408 201013922 電源的配線或各元件之電極等<$ 當厚之程度，藉此而達成從電溽，更且使厚度作成相 之電阻值之減低。 有機EL元件的電流路徑 但，達成配線或電極等之厚 m 而於形成於配線或電極等的、化時，則因為該厚膜化 凸。因此，一般而言，自和形成有s的上面產生大的凹 反側取出光之稱為頂部發光型的電阳體70件之基板的相 形成於產生大的凹凸之層的上兩 j EL元件之發光層會 EL元件之發光層係使用例如溶液塗前述頂部發光型的有機 之成膜技術而形成於較形成有配線^處理或真空蒸鍍法等 結果，習知技術中，當使用溶_ 5電極等層的更上層。 成膜技術時，相較於真空蒸鍍法 理之有機EL元件之 有機EL元件之發光層雖在同—像^明較到凹凸的影響， 厚形成。當發光層的膜厚不均一時内，亦會以不均一之膜 素内，亦會受顏厚分佈的影#而使^ 卩使在同一像 性大為不同。因此，會有對同一驅動電流之特 f度變成不均-之情形，結果，會有產生顯示 惡化的問題。 裝置之性旎 因此’本發明係有鏜於上述之問題而 在於提供一種能將配線電阻之電壓下考，其目的 同時’亦提升同-像素内之元件膜厚的平制成报小之 同一像素内之發光特性的不均現象的顯特’且能減低 置之製造方法。 '"置及該顯示裝 (解決課題之手段） 321408 5 201013922 為了解決上述之課題並達成目的，根據本發明，係提 供： [1] 顯示裝置，其特徵在於具備： 半導體元件，係含有閘極電極、源極電極、汲極電極、 及形成於前述源極電極和前述汲極電極之間的半導體膜； 發光元件，係含有電極，且電性連接於前述半導體元 件； 基板，係設置有前述半導體元件、及前述發光元件； 配線層，係連接於電源的同時，自前述基板的厚度方 向視之，以内含前述發光元件的設置區域之方式，形成於 前述半導體元件及前述發光元件和前述基板之間； 層間絕緣膜，係設於前述半導體元件、及前述發光元 件和前述配線層之間，且形成有接觸孔；以及 接觸孔内配線，係形成於前述接觸孔内，將前述源極 電極、前述没極電極、及前述發光元件的前述電極中之至 少任意一者和前述配線層作電性連接。 [2] 上述[1]之顯示裝置，其中，前述配線層係由金屬 材料或氧化物導電材料所構成。 [3] 上述[1]或[2]之顯示裝置，其中，前述半導體膜係 由無機氧化物半導體材料所構成。 [4] 上述[1]或[2]之顯示裝置，其中，前述半導體膜係 由有機半導體材料所構成。 [5] 上述[1]至[4]中任意一項之顯示裝置，其中，前述 發光元件係有機電致元件。 321408 201013922 [6] 上述[1]至[5]中任意一項之顯示裝置，其中，白 1 目刖 述基板的厚度方向觀之，前述配線層係具有自前述發光元 件的設置區域之全周突出於該區域的外方之突出區域。 [7] 顯示裝置之製造方法，該顯示裝置係 具備： 半導體元件，係含有閘極電極、源極電極、及極電極、 及形成於前述源極電極和前述汲極電極之間的半導體膜. 發光元件，係具有電極，且電性連接於前述半導體元 件；以及 基板’係設置有前述半導體元件、以及前述發光元件， 該方法係包含： 配線層形成步驟，以連接於電源的同時，自前述基板 的厚度方向视之，内含前述發光元件之設置區域之方式， 將前述配綠層形成於前述基板上； 二， 接觸孔内配線形成步驟，
發光元件形成工程， 則述層間絕緣膜為基準而將前述 層間絕緣膜形成步驟， ❿㈣緣膜形成於和前述基板 係以前述配線層為基準而將層 側相反之側； ’係貫穿前述層間絕緣膜，且 層之接觸孔内配線； 前述源極電極、前 中之至少你意一者 别述汲極電麵、 者係以和前迷接 和前述基板側相反之侧；
以及前述發光元件的電極 觸孔内配線的另一端作電 32]408 7 201013922 性連接之方式形成。 (發明之功效） 本發明係藉由在和電源相連接之平坦的配線層上形成 閘極電極、源極電極、以及汲極電極，由於能減低供形成 有機EL元件之層的表面之凹凸，故能減低形成於該層上之 有機EL元件之發錢形成不均—的膜厚之情形。據此，即 能減低裝置全體和同-像素内之發光特性的不均現象，結 果，即可實現能提升性能的顯示裝置及顯示裝置之製造方 【實施方式】 、以下二參閱圖式說明本發明之實施形態。又 並不受本貫施形態所限制。 、 本毛月 賦予相同的符f虎。此外，圖己載中、相同部份係 寬度之關係，各層的比率等：實: = 各層的厚度和 在圖式的相互之間，亦包含、有所差異，必須留意。 部份。 互的尺寸關係或比率不同的 (實施形態1) 首先，說明有關實施形態卜 態1之有機EL·顯示裝置的 圖係表示本實施形 示，實施形態1之有機EL顯:裝圖置圖。如第1圖所 以及連接於此面板之掃插 、，有顯示面板6〇3、 動電壓產生部607、以及押制上、, 貝料驅動部605、驅 顯示面板603係連接於^插驅動信銳控制部6〇6。 達各掃描錢Vg^ _ ’且迷接於用以傳 0 呢深 Gi、G2、g3、· 8 201013922 >* 以及資料驅動部605，並 資料信號心傳：^資_〜 描信號線G,至G„係大致延伸信號線。各掃 辛ΡΧ"，、盆係心申於行方向。顯示面被603係具備複數個俊 素Μ其係分別以連接於掃描信號線仏至 固像 信號線Dl至之方式而排列成行列狀。n 資料 參 第2圖係對應於本實施纏“有機此顯示裝 像素之電路圖。如第2圖所示，顯示面板6()3更包^^ 線L3,其係用以傳達自驅動電壓產生部6〇7戶斤輸:錄 電壓信號Vp。該信號線L3係具有作為供應電流的= 之功能。繼而如第2圖所示，各像素係具有相當於半='、、 元件的開關電晶體21、驅動電晶體22、電容器23、、懸 相當於發光元件之有機EL元件24。此外，第2圖所=及 信號線L1係對應於該像素之資料信號線，信號線不之 應於該像素之掃描信號線。 係對 ❹ 開關電晶體21的輸入端子係連接於信號線Ll， 端子係連接於信號線L2,輸出端子係連接於驅動電〶控制 的控制端子％。開關電晶體21係對應於施加於屬於 信號線之信號線L2的掃描信號Vg，將施加於屬於 之L1的資料信號yd輸出於驅動電晶體22。 〆 的 驅動電晶體22的控制端子係連接於開關電晶體 21，輸出端子时係連接於有機EL元件24。驅動電晶體22 的輸入端子Ns係連接於信號線L3。驅動電晶體22係將對 應於施加在控制端子Ng和輸入端子Ns之間的電壓.. 321408 9 201013922 大小而控制其大小之輸出電流I供應於有機EL元件24。 該輸出電流I係自具有電源線之功能的信號線L3經由輸入 端子Ns而供應者。 電容器23係設置於驅動電晶體22的控制端子Ng和輸 入端子Ns之間，將施加於驅動電晶體22的控制端子Ng的 資料信號Vd進行充電而保持一固定的期間。 有機EL元件24的陰極電極係連接於共通電壓Vcom， 陽極電極係連接於驅動電晶體22的輸出端子Nd。有機EL 元件24係藉由驅動電晶體22的驅動而以對應輸出電流I 的亮度予以發光。 繼而說明有關本實施形態1之有機EL顯示裝置之一像 素之構造。第3圖係表示構成本實施形態1之有機EL顯示 裝置之一像素之各元件的剖面圖。 如第3圖所示，本實施形態1之有機EL顯示裝置之像 素100係使開關電晶體21、驅動電晶體22、電容器23、 以及有機EL元件24形成於玻璃、塑料等基板1上。 開關電晶體21係具有： 閘極電極5a，係具有控制端子的功能； 源極電極8a，係具有輸入端子的功能； 汲極電極8b，係具有輸出端子的功能；以及 半導體膜9a，係形成於源極電極8a和汲極電極8b之 間，且具有通道層的功能。 閘極電極5a係在未圖示的區域中連接於信號線L2， 源極電極8a係在未圖示的區域中連接於信號線L1。閘極 10 321408 201013922 電極5a、源極電極8a、汲極電極8b、以及半導體膜9a之 間係形成有閘極絕緣膜6。 驅動電晶體22係具有： 閘極電極5b，係具有控制端子Ng的功能； 源極電極8d，係具有輸入端子Ns的功能； 汲極電極8c，係具有輸出端子Nd的功能；以及 半導體膜9b，係形成於源極電極8d和汲極電極8c之 間，且具有通道層的功能。 閘極電極5b係經由接觸孔内配線7a而和開關電晶體 21的汲極電極8b相連接。閘極電極5b、源極電極8d、汲 極電極8c、以及半導體膜9b之間係形成閘極絕緣膜6。此 外，接觸孔内配線7a係設置於閘極電極5a、5b(第1閘極 電極5a、第2閘極電極5b)、源極電極8a、8d (第1源極 電極8a、第2源極電極8d)、以及汲極電極8b、8c(第1 汲極電極8a、第2汲極電極8c)。又，接觸孔内配線7a係 φ 對應於第2圖所示之點P3。 有機EL元件24係具備： 陽極電極12，係經由驅動電晶體22的汲極電極8c和 接觸孔内配線11而連接； 有機膜13，係形成於陽極電極12上；以及 陰極電極14，係形成於有機膜13上。 此外，有機膜13係至少包含有機發光層而構成，且以對應 自陽極電極12所供應的電流量之亮度而發光。又，陽極電 極12和陰極電極14之間，因應於需求而亦可設置電洞注 11 321408 201013922 入層、電洞輸送層、電子輸送層、電子注入層、以及電洞
障壁層等。接觸孔内配線u係設置於源極電極H 汲極電極8b、8c、以及形成於半導體膜知、肋（第丨半導 體膜9a、第2半導體膜9b)和有機ELit#24的陽極電極 12之間的層間絕緣膜10。該層間絕緣膜1〇係由例如由保 護電晶體的半導體之半導體保護膜、以及為了平坦化而形 成之平坦化膜所構成。層間絕緣膜1〇和陰極電極14之間 係積層有層間膜15’其係僅於形成有機乩元件24的區域 設置開π部。又，接觸孔喊線U係對應於第2圖所示之 點P4。 陰極電極14係由透明膜或半透明膜所形成。陰極電極 14上係設置有由透明膜或半透明膜所形成之保護膜16、以 及透明或半透明之上部基板17。自有機膜13所發出的光 係依序穿透陰極電極14、保護膜16、以及上部基板17， 而輸出於外部。因此，該有機EL元件24係所謂的頂部發 光型。 基板1的正上方係形成有配線層2。亦即配線層2係 设置於開關電晶體21、驅動電晶體22、以及有機EL元件 24和基板1之間。該配線層2係由導電性材料所構成，並 連接於電源。此外，該配線層2係形成有接觸孔，且形成 接觸孔内配線於該接觸孔内。如第4-1圖之基板1和配線 層2之佈局圖所示，自基板1的厚度方向觀之，配線層2 係以内包以行列狀排列設置該有機EL元件24的區域（將此 作為顯示區域）100a之狀態，和該顯示區域i〇〇a相重疊而 321408 12 201013922 ¥ 存在。亦即，自厚度方向觀之，配線層2的面積係較（自厚 度方向觀察的）顯示區域100a的面積還大。配線層2係具 有突出區域100b，該突出區域係自基板1的厚度方向觀 备 之，設置發光元件（本實施形態為有機EL元件24)的區域 (顯示區域100a)的全周突出於該區域（顯示區域100a)的 外方。因此，和配線層2之顯示區域100a相重疊之區域的 外側係存在著自該重疊區域突出之突出區域l〇〇b。又，換 言之，顯示區域100a係為例如藉由至少連結配置於最外周 之有機EL元件24的外側邊而圍繞之區域，且為全體顯示 影像之區域。 本實施形態係如第4-2圖所示，自設置於基板1的端 部之電源端子流入至配線層2之電流i圍繞於配線層2之 突出區域100b部份之後，自四方流入至排列於顯示區域 100a内之各像素100之構成。如此，藉由作成在基板1的 厚度方向中，和顯示區域100a未重疊之突出區域100b為 φ 具有電源線的主配線部份的功能之構成，本實施形態即能 抑制在構成電源線的配線層2中所產生的電壓下降之情 形。結果，由於能提升有機EL顯示裝置之顯示品級，且能 削減電源界限，故能減低消費電力。此外，由於該配線層 2係形成於基板1之平坦的元件形成面之上面的正上方， 故得大致以均一的膜厚形成之外，厚膜化亦大致不會影響 到上層。又，配線層2係形成於例如去除基板1周圍之切 斷區域和封裝區域、以及端子部之區域，亦即形成於較基 板1的外緣為内側之區域。此外，如第4-1圖或第4-2圖 13 321408 201013922 所示，用以電性連接配線層2和電源（未圖示）之電源端子 2a係可例如和另外的電極端子2b —同配置於形成基板1 的外端的4邊之中之至少1邊。 此外，配線層2係對應於和具有電源功能之驅動電壓 產生部607相連接之信號線L3。亦即，配線層2係和電源 相連接，並經由驅動電晶體22而供應電流於有機EL元件 24。該配線層2係經由形成於配線層2正上方之層間絕緣 膜3之接觸孔内配線4、屬於和閘極電極5a、5b同層而形 成之連接膜且形成於接觸孔内配線4正上方之連接膜5c、 以及形成於連接膜5c正上方之閘極絕緣膜6内之接觸孔内 配線7b而和驅動電晶體22的源極電極8d相連接，並經由 該驅動電晶體22而供應電流於有機EL元件24的陽極電極 12。又，電容器23係由該配線層2之部份區域、閘極電極 5b之部份區域、以及層間絕緣膜3之部份區域所形成。 茲說明有關習知之有機EL顯示裝置之驅動信號線的 配線構造。第5圖係概略地表示習知之有機EL顯示裝置之 驅動信號線的配線構造圖。第6圖係習知之有機EL顯示裝 置之像素的驅動電晶體和有機EL元件之剖面圖。 在習知之有機EL顯示裝置中，驅動信號線係形成於和 掃描信號線或資料信號線相同之層，如第5圖所示，例如 由下列所構成： 框狀的主配線Lvm，自基板K1的厚度方向觀之，其係 以圍繞顯示面板603(參閱第1圖）的顯示區域K2之方式配 置；以及複數條分歧配線Lvb，其係自延伸於主配線Lvm 14 321408 201013922 之列方向的部份朝行方向延伸而分歧，並傳達驅動電壓信 號於各像素。又，用以電性連接主配線Lvm和電源（未圖示） 之電源端子Ta係可例如和另外的電極端子Tb —同配置於 * 形成基板K1的外端的4邊中之至少1邊。在該佈局中，習 r 知之有機EL顯示裝置係於連接於主配線Lvm之各分歧配線 Lvb連接著各像素之驅動電晶體的輸入端子。 此處，由於有機EL元件係為對應自電源線所供應的電 _ 流而發光之電流驅動元件，故集裝著多數個有機EL元件之 發光裝置，於供應電流於有機EL元件之電源線必須流通極 大的電流。因此，為了達成用以構成電源線之分歧配線Lvb 的低電阻化，雖然期待電源線圖案的面積擴大，但能使用 於電源線圖案的空間則受到限制。因此，習知之構成係如 第6圖所示，擴大連接於電源線之配線或驅動電晶體的源 極電極108d之至少一部份的幅度，進而至少將一部份的厚 度作成極厚之狀態，藉而達成電源線的低電阻化。具體而 ⑩ 言，習知之構成中，驅動電晶體的源極電極108d之膜厚 T10 8係例如設定成1 // m程度。 但，達成連接於電源線之配線、以及驅動電晶體的源 極電極108d之厚膜化時，因為配線和電極之厚膜化而於配 線和電極的上層產生大的凹凸。由於構成有機EL元件之有 機膜係因配線和電極之厚膜化而塗敷於產生大凹凸之膜 上，故有機EL元件之有機膜受到基材膜凹凸的影響而以不 均一的膜厚塗敷。結果，因發光亮度的不均一等而產生特 性惡化之情形。因此，習知技術中，為了吸收因該配線和 15 321408 201013922 電極之相 上之層間絕緣祺11Q ，二則必須使形成於配線和電極 術係以5至1() 4極厚之程度。具體而言，習知技 110,藉此^ ^極厚的膜厚T11G而形成層間絕緣膜 緣膜⑴的賤厚係相當： = 觸孔的深度則變 / ’故形成於層間絕緣膜110之接 12的步驟一的度較糾’雖“和形成陽極電極 但，習知之構门成的步驟而形成電極和接觸孔内配線lu， 接驅動電一^度較深，故為了形成適當地連 極12之接够二二r8c和有機EL元件24的陽極電 之外，必須有填埋配線材^而接於觸形孔成之陽二電極12的步驟 相對於此 τ科於接觸孔之步驟。 成有機EL元件=施化悲1巾，由於以至少能包覆形 的正上方形戍二!顯示區域100a之方式，於基板1 於最大限度。Γ層2,故能將電源線圖案的面積確保 電極的膜厚=此’在本實施形態1卜由於即使不將各 的電阻，故亦能充分降低連接於電源線之配線層2 第6圖）為薄3圖所示，即使以較習知膜厚Τ108(參閱 進行對有機切厚Τ8來形成源極電極8d時，亦能順利地 極和及極電^f ^24之電流供應。本實施形態'之源極電 的膜厚係30nm至500nm左右。此外，源極電 極和及極電极係由 Cr、Au、Pt、Pd、APC(Ag-Pd-Cu)、Mo、 M〇〇3、PEDOT、ITO(銦錫氧化物）、Ag、Cu、A1、Ti、Ni、
Ir、Fe、W、MoW、及其中金屬合金、以及此等之積層膜等 所構成，且以由Mo或Mo/Al/Mo、Ta/Cu/Ta之積層膜 16 321408 201013922 _ 所構成為佳。 繼之，由於配線層2係形成於基板1之呈平坦狀元件 形成面之上面的正上方，故大致以均一的膜厚形成。如此， 藉由設置板狀之配線層2，相較於習知之線狀的配線時， 則能減低電壓下降，故如前述，在本實施形態1中，能以 較習知技術為薄之膜厚形成源極電極8d。因此，在本實施 形態1中，如第3圖所示，即使以較習知之膜厚T110(參 閱第6圖）為薄之膜厚T10形成時，亦能將形成於配線和電 極上之層間絕緣膜10作成和習知技術相同的程度、或更平 坦的表面。結果，在本實施形態1中，則形成於該層間絕 緣膜10上之有機EL元件24的有機膜13能以更均一的膜 厚塗布。因此，在本實施形態1中，可減低以不均一的膜 厚形成有機EL元件24的有機膜之情形，且能於整體裝置 和同一像素内實現更均一之發光亮度。此外，在本實施形 態1中，由於層間絕緣膜10的膜厚較習知技術為薄，故供 φ 形成設置於層間絕緣膜10之接觸孔内配線11之接觸孔亦 能以溼式處理正確地開設，且亦能防止驅動電晶體22的汲 極電極8c和有機EL元件24的陽極電極12連接不佳之情 形。又，如形成於層間絕緣膜3之接觸孔内配線4、以及 形成於連接膜5和閘極絕緣膜6之接觸孔内配線7b那樣， 對應需求而設置接觸孔内配線或連接層於配線層2和驅動 電晶體22的源極電極8d之間，藉此即能適當連接配線層 2和驅動電晶體22的源極電極8d。 此外，在習知之構成中，由於自第5圖所示之主配線 17 321408 201013922
Lvm所分歧之各分歧配線Lvb係由線條圖案所形成，故有 因配線電阻而產生電壓下降之情形。因此，在習知之構成 中’由於有比例於消費電流而使施加於有機EL元件24的 電壓產生大變動之情形，故為了修正因該電壓的變動所導 致之免度變動’而將加上因電壓下降所產生的變動部份之 電壓作為電源電壓而施加於主配線Lvm，並補償汲極-源極 間電壓’故難以抑制顯示裝置全部之消費電力。 相對於此’在本實施形態1中，由於使連接電源之配 線層2和至少形成於基板1的上面之有機EL元件24的顯 不區域100a相重疊，且之突出方式形成，故電源電壓下降 較習知技術為小。因此，本實施形態1係能使因電壓下降 所導致之變動部份加在電源電壓之電壓值本身較習知技術 為小’故相較於習知技術’更能減低整個顯示裝置之消費 電力。 此外’在習知之構成中，為了防止因顯示面板所產生 的熱而使構成各像素之材料的惡化，另外安裝熱擴散用的 片狀構件於顯示面板，使顯示面板所產生的熱得以擴散。 相對於此’在本實施形態1中，經由配線層2而使熱 擴散於整個顯示面板。因此，藉由和熱擴散用之片狀構件 、组合’即可期待更高的熱擴散功效和散熱功效，故能抑制 各像素之構成材料的惡化，並提升顯示裝置之長期信賴性。 此外’在本實施形態1中，由於以平面狀（平板狀）形 成配線層2於基板1的正上方，故無需分歧配線Lvb本身， 亚可不用確保用以形成該分歧配線Lvb之配線面積，故能 18 321408 201013922 按該配線面積量使開口率加大。此外，在本實施形態丨中， 由於無需分歧配線Lvb本身，故能達成更高精細化。此外， 在本實施形態1中，由於電容器23之一方電極係由形成於 基板1上之平面狀配線層2之一部份所構成，故電容哭23 之另—方電極，若在配線層2上之層間絕緣膜3上，&亦 可形成於任意區域。因此’在本實施形態丨巾，可靈活性 選擇電容器23之形成區蜮。 '
(模擬） '、>阅弟ib圖而說明有關於配線層為 了確認具有突出區域的功效所進行 :板狀以及為 圖係使#模缺其結果。第15 模擬之基板和配線層之佈局的概略圖。 等效模Γ)至模型(m)之3個形態的配線層之 路而進仃模擬。模型（1)係具 線條狀分歧配線的習知配線層 ⑴=5圖而說明之 突出區域之配線層。如第^所恥1)為平板狀’且無 且具有突出區域丨嶋之^:’模型(I⑴一 3二:料叫，且假定該膜厚為 大出區域的延伸方向之 ^°65Ω/1垂直於 此外’作為平板h 為462_。 散於整體配線層之平衡的等致電路而採用網狀式擴 而能模擬作2次元方式擴之路11由構成平衡橋接電路 另-方面’參閱第5圖二線層。 配線Lvb之等效電 作為習知配線層之分歧 用串聯電I又，相鄰配置的分 321408 19 201013922 歧配線Lvb彼此間係經由主配線Lvm(參閱第5圖）而作電 性連接。作為習知配線層之主配線Lvm的等效電路而採用 電阻，相鄰的分歧配線Lvb之一端彼此間和另一端彼此之 間係分別配置作為主配線Lvni的電阻。 由於流通於發光元件的電流和流通於驅動該發光元件 之電晶體的電流為相等，故為了模擬發光元件發光之狀 態，而將發光元件置換成電晶體，以構成配置電晶體於共 通電壓Vcoin和驅動電壓信號Vp之間的電路（參閱第2 圖）。將顯示區域l〇〇a作成對角長度為4〇吋的四角形狀， 且以碁盤之格狀配置25(5列χ5行）個電晶體（未圖示）於該 顯示區域1 〇〇a内。 用以供應電力於平板狀配線層的電源端+ 2c係配置 於四角形配線層的4角落中之1角落的近傍。 在分別假定模型（I)至模型（111)的配線層之等效電路 中’就施加ιον❺電壓於電源端+ 2c時的動作進行模擬。 分別對5個監視區域（第i監視區域如、第2監視區域 M2、第3監視區域2d3、第4監視區域2d4、以及第5監 視區域2d5)算出其電壓。第15圖係表示分別以虛線圍^ 第1至第5監視區域2dl至2d5之區域，並將結果表示於 表1 〇 321408 20 201013922 [表l] 表1 模型（I) [單位：V] 模型（II) [單位：V] 模型（III) [單位：V] 第1監視區域 9. 6356 9.9624 9. 9737 第2監視區域 9. 7488 9. 9567 9.9691 第3監視區域 9. 8056 9. 9995 9. 9995 第4監視區域 9. 7741 9. 9601 9. 9725 第5監視區域 9. 7620 9. 9601 9. 9725 由表1可理解，確認模型（II)、模型（III)相較於習知 線條狀之配線層的模型（I)其電壓下降較小，進而確認具有 突出區域之模型（III)相較於無突出區域之模型（II)，其電 壓下降為更小之事實。 發光元件的亮度雖係由流通於發光元件的電流量而決 Φ 定，但該電流量則大大依存於驅動發光元件之電晶體的閘 極/源極電極間的電壓（具有Vgs之情形。）。由表1可理 解，施加於電晶體的源極電極之電壓，由於在配線層所產 生之電壓下降，而使該電壓因電晶體之配置位置而異，結 果，配線層所產生之電壓下降係對發光元件的亮度產生影 響。 以低的驅動電壓顯示多階調的亮度時，由於各階調間 之Vgs的差值變得極小，故雖有必要將Vgs作高精度的控 制，但當因電晶體之配置位置而使施加於源極電極的電壓 21 321408 201013922 變得不同時，則難以進行Vgs之高精度控制。因此，如本 實施形態’藉由設置突出區域而能抑制在驅動時之配線層 產生之電>1下降，且能將施加於各電晶體的源極電極之電 壓大致作成一定之狀態，藉此而較易於實現可以低驅動電 壓而顯示多階調的亮度之電路。 藉由將突出區域之寬度W作成更大的寬度，即能使配 線層所產生之電壓下降變得更小，故突出區域之寬度係以 1，以上為佳，而5Mm以上則更佳。突出區域之寬度雖 無上限’但，自小型化的觀點而言，則設定於容許之範圍 内。 此外’配線層之突出區域的膜厚係以較配線層的顯示 區域（設有發光元件之區域）的膜厚更厚為佳。如此，藉由 將配線層的突出區域作成較顯示區域更厚膜之方式，;能 較顯示區域部份的配線層作成更低電阻之狀態，且能將包 圍顯示區域之突出區域的配線層作成等電壓化。據此，即 能積極地通過突出區域而對元件流通電流，且能抑制產生 在電源端子和配置於距離該電極端子較為離開的位置之電 晶體的源極電極之間的電壓下降之情形。 繼而說明有關第3圖所示之像素100的製造方法。第 7-1圖至第7-7圖係表示第3圖所示之像素刚的製造方 ::剖面圖。首先’如㈣圖所示，形成配線層2於和 2 1的厚度方向垂直之面且為一方的主要平面(以此作 :面）上之區域，例如較基板1的外緣為内侧之區域。基 板1亦可祕璃、歸等崎基板。基板丨亦可為具能 321408 22 201013922 軟性且能作成較大變形之所謂柔性基板。此外，由於像素 100係頂部發光型’故基板1並非必須為透明狀。此外， 配線層2係例如由Cr、Ag、Au、Ti、Mo、Al、Cu等金屬材 料、或ITO、IZO等透明氧化物導電材料等之導電性高的材 料所形成。配線層2係使用真空蒸鍍法、濺射法、塗敷法、 印刷法、遮罩蒸著法、以及喷墨印刷法等因應材料之方法 而形成，且因應需求而使用光微影法（本說明書中，「光微 景夕法」有時係包含如餘刻步驟之圖案成型步驟之情形。） 而形成配線圖案。 繼而形成膜厚為500nm至程度的層間絕緣膜3於 該配線層2的正上方。層間絕緣膜3係例如由旋塗式玻璃 iS〇G)/光致抗蝕劑、聚醯亞胺、SiNx、Si〇2等所形成，且 精由說轉塗敷法、崎法、以及CVDCChemical vapor deposition ’化學氣相沈積）法等而形成。繼而如第7—2圖 所:’使用光微影法而於對應於連接膜5c:的位置形成接觸 板1端部之電極端子_ 觸孔咖填埋於接觸孔4a内而形成接 5c之形成，在使用真上= 極電極5a、5b、以及連接膜 材料、透明氣化物導二法、塗數法而將金屬 接觸孔内配線4 \广成於層間絕軸3、以及 而將閉極電極5a 、如第7 3圖所不’使用光微影法 使未進行導電性、=及連翻5e圖案_。又，即 材科之填埋處理，亦可使用前述手法而直 3214〇8 23 201013922 接將金屬材料或透明氧化物導電材料等全面形成於接觸孔 4a内和閘極電極5a、5b、以及連接膜5c形成區域之後， 藉由光微影法予以圖案成型，藉此而將接觸孔内配線4和 閘極電極5a、5b、以及連接膜5c —併地形成。此外，亦 可使用喷墨印刷法、印刷法等而形成接觸孔内配線4和和 閘極電極5a、5b、以及連接膜5c。此外，在該步驟中，亦 可形成用以連接基板1端部之電極端子2b和另外之信號線 間之接觸孔内配線。 繼而如第7-4圖所示，將有機感光性樹脂等作為材料 而形成閘極絕緣膜6。為了確保各電晶體之驅動能力，理 想上該閘極絕緣膜6其電介常數為1.5以上，且以500nm 以下之膜厚所形成為佳。閘極絕緣膜6係使用塗敷法等因 應材料之方法。此外，使用光微影法等而於閘極絕緣膜6 形成接觸孔7c、7d(第1接觸孔7c、第2接觸孔7d)。 繼而藉由將導電性材料填埋於接觸孔7c、7d内成而形 第7-5圖所示之接觸孔内配線7a、7b(第1接觸孔内配線 7a、第2接觸孔内配線7b)。此外，為了源極電極8a、8d、 以及汲極電極8b、8c之形成，在使用真空蒸著法、濺射法、 塗敷法等而全面形成金屬材料、透明氧化物導電材料等 後，使用光微影法等而將源極電極8a、8d、以及汲極電極 8b、8c予以圖案成型。又，即使未進行導電性材料之填埋 處理，亦可使用前述手法而直接將金屬材料或透明氧化物 導電材料等全面形成於接觸孔7c、7d内和源極電極8a、 8d、以及汲極電極8b、8c形成區域之後，藉由光微影法予 24 321408 201013922 以圖案成型，藉此而將接觸孔内配線7a、7b和源極電極 8a、8d、以及汲極電極8b、8c —併地形成。此外，亦可使 用喷墨印刷法、印刷法等而形成接觸孔内配線7a、7b和源 極電極8a、8d、以及汲極電極8b、8c。 繼而如第7-6圖所示，形成半導體膜9a、9b於源極電 極8a、8d、以及汲極電極8b、8c之間。半導體膜9a、9b 係由ZT0等之無機氧化物半導體材料、或具有稠五苯或四 苯卜林的前驅體之有機半導體材料、或非晶矽和多晶矽等 無機半導體材料所構成。半導體膜9a、9b係使用真空蒸著 法、濺射法、塗敷法、或CVD法等因應於材料之方法而形 成之後，使用光微影法而予以圖案成型。又，亦可使用噴 墨印刷法、印刷法等而形成半導體膜9a、9c。繼而在該半 導體膜9a、9b上形成保護膜（未圖示）之後，為了吸收源極 電極8a、8d、汲極電極8b、8c、以及半導體膜9a、9b的 凹凸，而形成具有平坦化功能之層間絕緣膜10。該層間絕 參緣膜10係例如由感光性樹脂所形成，厚度為2 // m至10 # m左右。繼而使用光微影法而於層間絕緣膜10形成接觸孔 11a。此外，為了防止因和上部電極之電性耦合而形成之背 後通道，保護膜（未圖示）其介電係數以3.5以下為佳，更 且必須對半導體特性不會產生影響。 之後，如第7-7圖所示，藉由將導電性材料填埋於接 觸孔11a内而形成接觸孔内配線11。繼而為了形成有機EL 元件24之陽極電極12，使用真空蒸著法、濺射法等而全 面形成金屬材料或透明氧化物導電材料等之後，使用光微 25 321408 201013922 影法等使陽極電極12圖案成型。該陽極電極12係例如由 ITO/Ag/ITO或IT0/A1/IT0之積層膜所形成。又，即 使未進行導電性材料之填埋處理，亦可使用前述手法而直 接將金屬材料或透明氧化物導電材料等全面形成於接觸孔 11 a内和陽極電極12形成區域之後’藉由光微影法予以圖 案成型’藉此而將接觸孔内配線11和陽極電極12 _併地 形成。 繼而在塗敷有機EL元件24之有機膜於陽極電極η上 之後，藉由透明或半透明之金屬材料或氧化物導電材料而 形成陰極電極14。該陰極電極14係例如由]^和Ag的合 金材料所形成。此外，在形成有機EL元件24保護用的^ 明膜或半透明膜的保護膜I6之後，藉由設置上部基板17 於保護膜16上，即能取得第3圖所示之像素1 〇〇。 又’本實施形態1之像素構造係如第3圖所示，雖係 以具有閘極電極係形成於源極電極和汲極電極下方之基板 側之底部閘極構造的像素100為例來說明，但當然亦可為 如第8圖所示，閘極電極5a、5b為形成於源極電極如、 8d和汲極電極8b、8c上方之有機EL元件24側之頂部問 極構造的像素2〇〇。 如第8圖所示，像素200和像素1〇〇同樣地，具備. 開關電晶體21，係具有閘極電極5a、源極電極8a、 没極電極扑、及半導體膜9a ; 驅動電晶體22，係具有閘極電極5b、源極電極gd、 沒極電極8C、及半導體膜9b ;以及 321408 26 201013922 有機EL元件24，係具有陽極電極12、有機膜13、及 陰極電極14。 源極電極8a、8d、汲極電極8b、8c及半導體膜9a、 9b和閘極電極5a、5b之間係形成閘極絕緣膜6。繼而在閘 極電極5a、5b上係形成用以吸收各電極的凹凸之層間絕緣 膜10。如此，像素200係具有閘極電極5a、5b形成於源 極電極8a、8d、以及沒極電極8b、8c上方之有機EL元件 ©24侧之頂部閘極構造。 此外，像素200係和像素100同樣地，具有形成於基 板1正上方之配線層2。此外，配線層2係經由形成於層 間絕緣膜3之接觸孔内配線204而和驅動電晶體22的源極 電極8d相連接。驅動電晶體22的汲極電極8c係經由形成 在閘極絕緣膜6之接觸孔内配線207b、屬於和閘極電極 5a、5b形成於同層之連接膜且為形成於接觸孔内配線207b 的正上方之連接膜5d、以及形成於連接膜5d的正上方之 _ 層間絕緣膜10内之接觸孔内配線211而和有機EL元件24 的陽極電極12相連接。此外，驅動電晶體22的閘極電極 5b係經由形成於閘極絕緣膜6之接觸孔内配線207a而和 開關電晶體21的汲極電極8b相連接。又，電容器23係由 該配線層2之部份區域、汲極電極8b之部份區域、以及層 間絕緣膜3之部份區域所形成。 如此，頂部閘極構造之像素200之情形中，亦藉由形 成於基板1正上方之配線層2之設置而對有機EL元件24 進行電流供應，故即使未增加各電極的膜厚，亦能充分降 27 321408 201013922 低具有電源線功能之配線； 層2而於層間絕緣膜1〇 9 #電阻’此外’不會因配線 而能形成均-膜厚之有產生大的凹凸’且由於平坦 及同-像素内之發光亮度均 A能達成實現裝置全體以 耗電力和防止熱集中之==一化的同時，亦能實現減低消 繼而說明有關第8;=素1〇〇相同的功效。 圖至第9-6圖係表示第了之像素200的製造方法。第 法之剖面圖。首先，如笛 圖所不之像素200的製造方 乐圖所干
G 情形同樣地形成配線；2。_ '、’和第7-1圖所示之
曰乙。繼而如第Q 層2的正上方形成層間絕緣膜3之/2圖所示，於配線 成接觸孔204a於對應於源極電極8，’使用光微影法而形 圖所示，藉由將導電性材料填埋於接觸的:置。繼而如第9-3 觸孔内配線204之後，和像素1〇〇 L 204a内而形成接 極電極8a、8d、以及汲極電極8隋％同樣地’為了源 蒸著法、麟法、塗敷法等而开之形成，使用真空 導電材料^ ,屬材料、透明氧化物 电何枓等’且使用光微影法等 ❿ 及汲極i ，席極電極8a、8d、以 夂極電極8b、8c予以圖案成型。又 線2 〇 4、源極電g 8 a、8 d、& $ φ亦可將接觸孔内配 成。 ㈣a 8d、以及汲極電極8b、8c—併地形 成半導Si 9 :圖所不，和像素1〇°之情形同樣地，形 8ct^ ' &㈣極電極8a、8d以及祕電極8b、 6。繼！^且和第7~4圖所示之情形同樣地形成閘極絕緣膜 繼而在形成接觸孔207c、207d(第！接觸孔黯 接觸孔2_) *該閘極絕緣膜6之後，如第9 321408 28 201013922 藉由將導電性材料填埋於接觸孔2〇7c、2〇7d内而形成接觸 孔内配線207a、207b(第1接觸孔内配線2〇7a、第2接觸 孔内配線207b)。繼之，和像素丨〇〇之情形同樣地，為了 閘極電極5a、5b以及連接膜5d之形成，使用真空蒸著法、 濺射法、塗敷法而將金屬材料、透明氧化物導電材料等形 成於閘極絶緣膜6以及接觸孔内配線2〇7a、2〇几上之後， 如第9 5圖所tf’使用光微影法等而將閘極電極^、此、 以及連接膜5d予以圖案成型。又，亦可將接觸孔内配線 207a、2G7b、閘極電極5a、％、以及連接膜5d —併地形 p如第9—6圖所和像素⑽之情形同樣地於 收更下層膜的凹凸之㈣絕緣 ，形成 接觸孔211a於層間絕緣膜 、10。之後，和像素100之情形 觸孔内配i 2UV且於埋於接觸孔211a内而形成接 ❹ 之後，塗敷有機EL元件24的=L元件24的陽極電極12 外，和像素ΗΚΓ之情形同樣^機膜於陽極電極12上。此 成用以保護有機ELit件24 I在形賴極電極14，且形 部基板17於保護膜16上之2護臈^之後，藉由設置上 之像素200。 万式，即可取得如第8圖所示 此外，在本實施形態1中^ 像素100、以及像素2{) 雖以所謂的頂部發光型之 當然亦可使用於具有所二=’但並不自限於此’ 部發光型之情形時，只要 毛光型的構造之像素。底 " 透明電極形成各電晶體之各電 321408 201013922 極的㈣’亦使用透明導電性材料而於透明基板上愈 驅動電晶體的源極電極連接之喊層即可。 ’、 (其他實施形態） ，繼而說明有關於為了實施本發明而作為參考之其他實 施形態。帛10圖係表示構成本實施形態之有機EL顯示農 置之一像素之各元件的剖面圖。χ，本實施形g之有機肌 顯示裝置係和實施形態1同樣地，具有第1圖所示之裝置 構成的同時’各像切分別具有第2 ®所示之電路構成。 繼之，說明有關於本實施形態之有機EL顯示裝置之一
像素的概略構造。如第10圖所示，本實施形態之有機EL 顯不裝置之像素300係含有開關電晶體21、驅動電晶體 電谷器23、以及有機el元件24而構成。該像素 系形成於導電性兩’且具有電源線功能之金屬基板別1 上。又，金屬基板301的一部份亦有具備像素3〇〇的— 份功能之情形。 ° 開關電晶體21係具有： 閘極電極5a，係具有控制端子的功能； 源極電極8a，係具有輸入端子的功能； 汲極電極8b，係具有輸出端子的功能；以及 半導體膜9a，係形成於源極電極8a和汲極電極扑之 間’且具有通道層的功能。 閘極電極5a係在未®示㈣域巾連接於信號線L2，源極 電極8a係在未圖示的區域中連接於信號線u。問極電極 %、源極電極8a、没極電極訃、以及半導體膜之間係 321408 30 201013922 形成有閘極絕緣膜6。 驅動電晶體22係具有： 閘極電極5b，係具有控制端子Ng的功能； 源極電極8d，係具有輸入端子Ns的功能； 汲極電極8c，係具有輸出端子Μ的功能；以及 半導體膜9b，係形成於源極電極8d和沒極電極8c之 間，且具有通道層的功能。 閘極電極5b係經由接觸孔内配線7a而和開關電晶體21的 汲極電極8b相連接。閘極電極5b、源極電極8d、汲極電 極8c、以及半導體膜9b之間係形成有閘極絕緣膜6。此外， 接觸孔内配線7a係設置於閘極電極5a、5b、源極電極8a、 8d、以及汲極電極8b、8c之間的閘極絕緣膜6。又，接觸 孔内配線7a係對應於第2圖所示之點P3。 有機EL元件24係具備： 1¾極電極12 ’係經由驅動電晶體2 2的〉及極電極8 c和 _ 接觸孔内配線11而連接； 有機膜13，係形成於陽極電極12上；以及 陰極電極14，係形成於有機膜13上。 此外，有機膜13係至少包含有機發光層而構成，且以對應 自陽極電極12所供應的電流量之亮度而發光。又，陽極電 極12和陰極電極14之間，亦可對應需求而設置電洞注入 層、電洞輸送層、電子輸送層、電子注入層、以及電洞障 壁層等。接觸孔内配線11係設置於形成在源極電極8a、 8d、汲極電極8b、8c、及半導體膜9a、9b和有機EL元件 31 321408 201013922 24的陽極電極12之間的層間絕緣膜ι〇 係由例如保護電晶體的半導體層之半導體保護膜 I平坦化而形成之平坦化朗構成。層間絕緣膜 電之間積層有層間膜15，其係僅於形成有機虹元件 圖的區域設置開口部。又，接觸孔内配線11係對應於第2 圖所示之點P4。 陰極電極14係由透明膜或半透明膜㈣成。陰極電極 14上係設置有由透明膜或半透明膜所形成之保護膜.以
G 半透明之上部基板17。自有機膜13所發出的光 係依-人穿透陰極電極14、保護臈16、以及上部基板17， 並輸出於外部。因此’該有機α元件24係所謂的頂部發 光型。 本實施形態令’作為半導體元件之開關電晶體2卜以 及驅動電晶體22、和作為發光元件之有機此元件％係例 如設置在屬於金屬基板301的元件形成面之一方的主面側 (例如上面側）。金屬基板301係、對應於和具有電源功能之 驅動電壓產生部6G7(參閱第1圖）相連接之信號線L34 ® ^金屬基板3(Π係具有和電源相連接之電源線的功能， 且經由驅動電晶體22而供應電流於有機虹元件％。形成 有接觸孔之層間絕緣膜3係設置於該金屬基板3〇卜金屬 基板3〇1係經由形成於層間絕緣膜3的接觸孔内之接觸孔 内配線4、屬於和陳電極5a、5b同層卿成之連接膜且 形成於接觸孔内配線4的正上方之連接膜&、以及形成於 連接膜k的正上方之閘極絕_ 6内之接觸孔内配線^ 321408 32 201013922 而和驅動電晶體22的源極電極8d相連接，並經由該驅動 電晶體22而供應電流於有機EL元件24的陽極電極12。 又，電容器23係由金屬基板301之部份區域、閘極電極 5b之部份區域、以及層間絕緣膜3之一部份區域所形成。 如第11-1圖的佈局圖所示，自金厲基板301的厚度方 向觀之，金屬基板301係以内包呈行列狀排列設置有機EL 元件24之區域（將此區域設成顯示區域）300a之狀態而重 ❺ 疊存在。因此，和金屬基板301之顯示區域300a相重疊之 區域的外侧係存在有自該重疊區域突出之突出區域3〇〇b。 本實施形態係如第11-2圖所示之構成，係形成為自設置於 金屬基板301的端部之電源端子301a流入至金屬基板301 的電流i在繞流於金屬基板301的突出區域300b之後，自 四方流入至排列於顯示區域300a内之各像素300。如此， 藉由作成在金屬基板301的厚度方向中，不和顯示區域 300a重疊之突出區域300b為具有電源線的主配線部份的 _ 功能之構成，本實施形態即可抑制在構成電源線的金屬基 板301中所產生的電壓下降之情形。結果，即能減低有機 EL顯不裝置之消耗電力。又’如第圖所示，金屬基 板301係藉由包覆該金屬基板301之4邊附近且能覆蓋和 元件形成面側相反側之面所形成之絕緣膜318而予以絕緣 遮蔽。此外，用以將金屬基板301連接於電源之電源端子 3〇la係可和另外的電極端子301b共同配置於例如能包覆 金屬基板301之外緣的絕緣膜318上。此外，金屬基板3〇1 和電源端子301a係藉由例如貫穿絕緣膜318之接觸孔插塞 321408 33 201013922 (contact plug)301c而作電性連接。 如此’在本實施形態中’由於將金屬基板3〇1本身利 用作為電源線之配線的一部份，故能將電源線圖案的面積 確保於最大限度。因此’在本實施形態中，由於即使未將 各電極的膜厚增加其厚度’亦能充分降低作為電源線的一 部份之金屬基板301的電阻，故如第10圖所示，即使以較 習知之膜厚T108(參閱第6圖）為薄之膜厚T8(和第3圖相 同）而形成源極電極8d之時，亦能順利地進行對有機EL元 件24之電Ll供應。本實施形態之源極電極和沒極電極的臈 厚係30nm至500nm程度。此外，源極電極和沒極電極係由
Cr、Au、Pt、Pd、APC(Ag-Pd-Cu)、Mo、Mo〇3、PED0T、IT0(銦 錫氧化物）、Ag、Cu、A1、Ti、Ni、Ir、Fe、W、MoW、及其 中之金屬的合金、以及此等之積層膜等所構成，且以由M〇、
Ta/Cu/Ta、Mo/Al/Mo 所構成為佳。 此外，在本實施形態中，由於將金屬基板3〇1本身利 用作為電源線之配線的一部份，故無須另外形成作為電源 線之配線層。據此，即能更為減低顯示面板的厚度。結果， 即可使有機EL顯示裝置更為薄型化。 此外’屬於金屬基板3〇1之元件形成面的上面為平坦 狀。如此，由於藉由設置板狀之金屬基板3〇1，相較於習 知之線狀的配線時，能減低電壓下降，故如前述，在本實 施形嘘中，能以較習知技術為薄之膜厚而形成源極電極 8d。因此，在本實施形態中，如第10圖所示，即使以較習 知之膜厚Tll〇(參閱第6圖）為薄之膜厚Ή〇(和第3圖相同） 34 321408 201013922 形成時，亦能將形成於配線和電極上之層間絕緣膜10的上 面作成和習知技術相同的程度、或更平坦的表面。結果， , 在本實施形態中’則形成於該層間絕緣膜10上之有機EL - 元件24的有機膜13能以更均一的膜厚形成。因此，在本 實施形態中，可減低以不均—的膜厚形成有機EL元件24 的有機膜之情形，且能於全部裝置及同一像素内實現更均 一之發光壳度。此外，在本實施形態中，由於層間絕緣膜 魯 10的膜厚較習知技術更薄，故用以形成設置於層間絕緣膜 10之接觸孔内配線11之接觸孔亦能以溼式處理而正確開 口，且亦能防止驅動電晶體22的汲極電極8c和有機EL元 件24的陽極電極12連接不佳之情形。又，如形成於層間 絕緣膜3之接觸孔内配線4、以及形成於連接臈5和閘極 絕緣膜6之接觸孔内配線7b，可對應需求而設置接觸孔内 配線或連接層於金屬基板3 01和驅動電晶體2 2的源極電極 8d之間，藉此即能適當連接金屬基板3〇1和驅動電晶體μ © 的源極電極8d。 此外，在習知之構成中，由於自第5圖所示之主 Lvm所分歧之各分歧配線Lvb係由線條_案_成# 因配線電阻而產生電壓下降之情形。因 , 口此’在習知之槿忐 中，由於有比例於消耗電流而使施加於 傅珉 電壓產生大變動之情形，故為了修正因 70件24的 q孩電壓變動所 之亮度變動，則須將加入有因電歷下降的 ， 作為電源電壓而施加於主配線Lvm，並補 、刀 ^ 麼，故難以抑制顯示全部裝置之消耗電力。#源極間電 321408 35 201013922 相對於此，在本實施形態中，由於係使用以遍及整個 顯不面板603之方式而存在於和電源連接的電源線之金屬 基板301 ’故電壓下降之情形較習知技術小。因此，本實
此外，在習知之構成中，為了防止因顯示面板所產生 的熱而使構成各像素之㈣的惡化，而另外安裝熱擴散用 的薄膜構件於顯示面板’以將顯示面板所產生的熱予以擴 相對於此，在本實施形態中，由於熱傳導率大之金屬 基板301為以遍及全部顯示面板的上面的方式存在，故藉 由該金屬基板301而使熱擴散於全體顯示面板。因此，由 於藉由和熱擴散用之薄膜構件組合，即可期待更高的熱擴 散功效和散熱功效，故能抑制各像素之構成材料的惡化， 並提升顯示裝置之長期信賴性。
~ 構成 之另一方電極，若在金屬基板上 此外，在本實施形態中，由於使用遍及全體顯示面板 的上面而存在之金屬基板301作為電源線，故無需分 線Lvb本身，不用確保用以形成該分歧配線之配線面 積亦可，故能使該配線面積部份、以及開口率變大。此外， 在本實施形態巾’由於無需分歧配線⑽本身，故能達成 $ T ’由於電容器23之一 二w所構成，故電容器23 上之層間絕緣膜3上方， 321408 36 201013922 則亦可形成於任意之區域。因此 町靈 活地選擇電容器23之形成區域。尽μ 繼而說明有關筮闰^ 12-ι圖至第12-6嶋亍之像素3°°的製造方法。第 糸表不第10圖所示像素300的製造方 法之剖面圖。料，如第12]圖所示，形成膜厚為5〇_ 至…左右之層間絕緣膜3於和金屬基板3〇ι的厚度方向 垂直之面且為-方的主要平面(以此作為上面)的上方。此 時’由於必須錢電阻將自電源所供應的電流傳達於驅動 電晶體22，故金屬基板301係使用導電性高之金屬或使用 其合金而減之基板。此外，層間絕緣膜3係例如由旋塗 式玻璃⑽）、光致抗飯劑、聚醯亞胺、滿、Si〇2等所形 成，且藉由餘法、_法、以及⑽法等而形成。繼而 使用光微影法而於對應於相絕緣膜3之連接膜化的位置 形成接觸孔4a。 繼而藉由將導紐㈣物於接觸孔4a㈣形成接 馨觸孔内配線4。此外，為了開極電極％％、以及連接膜 5c之形成，在使用真空蒸著法、_法、塗敷法而將金屬 材料、透明氧化物導電材料等形成於層間絕緣膜3、以及 接觸孔内配線4上後，如第12-2圖所示，使用光微影法而 將閘極電極5a、5b、以及連接膜5c予以圖案成型。又， 即使未進行導電性材料之填埋處理，亦可使用前述手法而 直接將金屬材料或透明氧化物導電材料等全面形成於接觸 孔4a内和閘極電極5a、5b、以及連接膜5(：形成區域之後， 藉由光微影法予以圖案成型，藉此而將接觸孔内配線4和 321408 37 201013922 閘極電極5a、5b、以及連接膜5c —併地形成。此外，亦 可使用喷墨印刷法、印刷法等而形成接觸孔内配線4和閘 極電極5a、5b、以及連接膜5c。 繼而如第12-3圖所示，將有機感光性樹脂等作為材料 而形成閘極絕緣膜6。為了確保各電晶體之驅動能力，該 閘極絕緣膜6理想上其介電係數為1. 5以上，且以500nm 以下之膜厚所形成為佳。閘極絕緣膜6係使用塗敷法等對 應材料之方法而形成。此外，使用光微影法、蝕刻法等而 形成接觸孔7c、7d於閘極絕緣膜6。 繼而藉由將導電性材料填埋於接觸孔7c、7d内而形成 第12-4圖所示之接觸孔内配線7a、7b。此外，為了源極 電極8a、8d、以及汲極電極8b、8c之形成，在使用真空 蒸著法、濺射法、塗敷法等而全面形成金屬材料、透明氧 化物導電材料等之後，使用光微影法、蝕刻法等而將源極 電極8a、8d、以及汲極電極8b、8c予以圖案成型。又， 即使未進行導電性材料之填埋處理，亦可使用前述手法而 直接將金屬材料或透明氧化物導電材料等全面形成於接觸 孔7c、7d内和源極電極8a、8d、以及汲極電極8b、8c形 成區域之後，藉由光微影法予以圖案成型，藉此而將接觸 孔内配線7a、7b和源極電極8a、8d、以及汲極電極8b、 8c —併地形成。此外，亦可使用喷墨印刷法、印刷法等而 形成接觸孔内配線7a、7b和源極電極8a、8d、以及汲極 電極8b、8c。 繼而如第12-5圖所示，形成半導體膜9a、9b於源極 38 321408 201013922 電極8a、8d、以及汲極電極8b、8c之間。半導 9b係由ΖΤ0等無機氧化物半導體材料、或具有祠五苯或四 • 苯卜林的前驅體之半導體材料、或非結晶矽和多晶矽等半 導體材料所構成。半導體膜9a、9b係使用真空蒸著法、賤 射法、塗敷法、或CVD法等對應材料之方法而形成之後， 使用光微影法予以圖案成型。又，亦可使用喷墨印刷法、 印刷法等而形成半導體瞑9a、9b。繼而在該半導體膜^、 蟾9b上方形成保護膜（未圖示）之後，由於吸收源極電極8a、 8d、汲極電極8b、8c、以及半導體膜9a、9b的凹凸，故 形成具有平坦化功能之層間絕緣膜1〇。該層間絕緣膜1〇 係例如由感光性樹脂所形成，厚度為2#111至10//111左右。 繼而使用光微影法而形成接觸孔11a於層間絕緣膜1〇。此 外，保護膜（未圖示）為了防止因和上部電極之電性結合所 形成之背後通道，則其介電係數以3. 5以下為佳，而且必 須是對半導體特性不會產生影響者。 ❹ 之後’如第.12-6圖所不’猎由將導電性材料填埋於接 觸孔11a内而形成接觸孔内配線11。繼而為了形成有機el 元件24之陽極電極12，而使用真空蒸著法、賤射法等而 全面形成金屬材料或透明氧化物導電材料等之後，使用光 微影法、蝕刻法等將陽極電極12予以圖案成型。該陽極電 極12係例如由ITO/Ag/ΙΤΟ或ITO/A1/ITO之積層膜所 形成。又，即使不進行導電性材料之填埋處理’亦可使用 前述手法而直接將金屬材料或透明氧化物導電材料等全面 形成於接觸孔lla内和陽極電極12形成區域之後’藉由光 39 321408 201013922 微影法予以圖案成型，藉此而將接觸孔内配線n和陽極電 極12 —併地形成。 繼而在塗敷有機EL元件24之有機膜於陽極電極丨2上 後，藉由透明或半透明之金屬材料或氧化物導電材料而形 成陰極電極14。該陰極電極14係例如由啦和竑的合金 材料所形成。此外，在形成有機EL元件24保護用的透明 膜或半透明膜之保護膜16之後，藉由設置上部基板Η於 保護膜16上方，即能取得第1G圖所示之像素·。又， 用以連接包覆金屬基板318的背面和4邊近傍之絕緣膜318 和金屬基板301於電源之電源端子3〇la、以及用以連接各 種配線於外部之電極端子難的各形成步驟係適當地插 入至上述的各步驟之前、後或之間。 又，本實施形態之像素構造係如第1〇圖所#，雖係以 具有閘極電極為形成於源極電極和⑽電極的下方之基板 =部閘極構造的像素3。〇為例而說明，但當然亦；為 =圖所示，間極電極5a、5b為形成於源極電極如、 門=f ^ &的上方之有機EL树24侧之頂部 閘極構造的像素4〇〇。 像素400具備： 、源極電極8a、 如第13圖所示，和像素3〇〇同樣地， 開關電晶體2卜係具有閘極電極5a 没極電極8b、以及半導體膜9a; 、源極電極8d、 、有機膜13、以 驅動電晶體22，係具有開極電極5b 沒極電極8e、以及半導體膜9b;以及 有機EL元件24，係具有陽極電極u 321408 40
I 201013922 及陰極電極14。 源極電極8a、8d、汲極電極8b、8c、及半導體膜9a、9b 和閘極電極5a、5b之間係形成閘極絕緣膜6。繼而在閘極 電極5a、5b上係形成用以吸收各電極的凹凸之層間絕緣膜 10。如此，像素400係具有閘極電極5a、5b為形成於源極 電極8a、8d、以及汲極電極8b、8c上方之有機EL元件24 側之頂部閘極構造。 此外，像素400係和像素300同樣，設置有開關電晶 ® 體21、及驅動電晶體22、和有機EL元件24之基板係為具 有電源線的功能之金屬基板301。此外，金屬基板301係 經由形成於層間絕緣膜3之接觸孔内配線204而和驅動電 晶體22的源極電極8d相連接。驅動電晶體22的汲極電極 8c係經由屬於形成在閘極絕緣膜6之接觸孔内配線207b、 和閘極電極5a、5b同層而形成之連接膜且為形成於接觸孔 内配線207b的正上方之連接膜5d、以及形成於連接膜5d φ 的正上方之層間絕緣膜10内之接觸孔内配線211而和有機 EL元件24的陽極電極12相連接。此外，驅動電晶體22 的閘極電極5b係經由形成於閘極絕緣膜6之接觸孔内配線 207a而和開關電晶體21的汲極電極8b相連接。又，電容 器23係由該金屬基板301之部份區域、汲極電極8b之部 份區域、以及層間絕緣膜3之部份區域所形成。 如此，頂部閘極構造之像素400之情形，亦利用存在 於全體顯示面板603之金屬基板301而對有機EL元件24 進行電流供應，藉此，則即使未增加各電極的膜厚，亦能 41 321408 201013922 充分降低具有電源線功能之金屬基板3G1的電阻，此外， 不會因金屬基板301而於層間絕緣獏10的表面產生大的凹 ===形成均—膜厚之有機膜13，故能達成 之發光亮度均-化的同時， = 祕電力和防止熱集中之和像素_相同的 繼而說明有關於第13圖所 第1“圖至第i“圖俜表亍第素 造方法之剖面圖。首先，如第14】圖所示之像素400的製 辦-法 第4~"囷所示，和第12-1 n 之情形同樣地形成層間絕緣膜：圖 繼而使用光微影法而在對 «土板301上。 8“題極電極8=:真， 敷法等而形成金屬材钮』 洛者法、濺射法、塗 光微影法、透明氧化物導電材料等，且使用 8b、8c圖宰成型，而將源極電極如、如、以及汲極電極 極又’亦可將接觸孔内配線咖、源極電 /極電極8b、8c—併地形成。 成半導Si14:圖所示’和像素_之情形同樣地，形 8c之間，且宋楚於源極電極如、如、以及沒極電極8b、 膜6。繼而在圖所示之情形同樣地形成間極絕緣 44圖所示’藉由將導電性材料填埋於接觸孔 321408 42 201013922 Ο 鲁 207c、207d内而形成接觸孔内配線2〇7a、2〇7b。此外， 像素300之情形同樣地，為了形成閘極電極5a、5b、以^ 連接膜5d ’使用真空蒸著法、濺射法、塗敷法而將金 料、透明氧化物導電材料等形成於閘極絕緣膜6、以 觸孔内配線、襲上後，如第14_4圊所示，使用= 微影法而㈣極電極5a、5b、以及連频5d予以 ^ 型。又，亦可將接觸孔内配線ma、懸、心 5b、以及連接膜5d —併地形成。 繼而如第14-5圖所示，和像素300之情形同樣地，於 形成用以吸收更下層膜的凹凸之層間絕緣膜i Q之後开^ 接觸孔211a於層間絕緣膜10。之後，和像素_之= 同樣地，藉由將導雜材料填埋於接麻211a内 接 觸孔内配線m ’且於形成有機EL元件24的陽極電= 之後，塗敷有機EL元件24的有機膜於陽極電極12上。此 外，和像素_之情形同樣地，在形成陰極電極14，且形 成有機EL元件24的保護用保制16之後，藉由設置上部 基板17於保護膜16上，即可取得如第13 _示之像素 400 〇 此外，在本實施形態中，雖以所謂_部發光变之像 素300、200為例而說明’但並不自限於此，當然亦可使用 、有所#的底#發光型的構造之像素。底部發光变之情形 t以透月電極形成各電晶體之各電極的同時，亦使用透 明導電性材料㈣成之基板以取代金屬基板3〇1。 【圖式簡單說明】
43 32140S 201013922 第1圖係表示本發明實施形態1之有機EL顯示裝置的 方塊圖之一例圖。 第2圖係對應於本發明實施形態1之有機EL顯示裝置 之一像素之電路圖。 第3圖係表示構成本發明實施形態1之有機EL顯示裝 置之一像素之各元件的剖面圖。 第4-1圖係第3圖所示基板和配線層之佈局圖。 第4~2圖係用以說明第4-1圖所示配線層之佈局的電 流概略路徑之概念圖。 第5圖係概略地顯示習知有機虹顯示裝置之驅動信號 線之配線構造圖。 第6圖係i知有機此顯示裝置之像素的驅動電晶體和 有機EL元件之剖面圖。 第7-1圖係表示第3圖所示像素的製造方法之剖面圖。 第7-2圖係表示第3圖所示像素的製造方法之剖面圖。 =7-3圖係表示第3圖所示像素的製造方法之剖面圖。 第7-4圖係表示第3圖所示像素的製造方法之剖面圖。 第7—5圖係表示第3圖所示像素的製造方法之剖面圖。 第7—6圖係表示第3圖所示像素的製造方法之剖面圖。 第7—7圖係表示第3圖所示像素的製造方法之剖面圖。 第8圖係表示構成本發明實施形態丨之有機虹顯示裝 置之一像素之各元件剖面之其他例圖。 第9-1圖係表示第8圖所示像素的製造方法之剖面圖。 第9-2圖係表示第8圖所示像素的製造方法之剖面圖。 321408 44 201013922 第9-3圖係表示第8圖所示像素的製造方法之剖面圖。 第9-4圖係表示第8圖所示像素的製造方法之剖面圖。 第9-5圖係表示第8圓所示像素的製造方法之剖面圖。 第卜6圖係表示第8圖所示像素的製造方法之剖面圖。 圖係表示構成本發明另外的實施形態之有機乩 顯不裝置之一像素之各元件的剖面圖。 =_第10圖所示基板和配線層之佈局圖。 ❹ 第U-2圖係用以說明第n 電流概略路徑之概念圖。 Μ之佈局的 第11 一3圖係用以說明第叫圖所示 造之概略性圖。 dtu (層構 圖 第叫圖係表示第1G圖所示像素的製造方法之剖面 圖 圖 圖 圖 圖 第12-2圖係表示第10圖所示像素㈣造方法之剖面 。第㈣嶋示第10 _嶋_方法之剖面 Λ12—4圖係表示第1G圖所示像素嶋方法之剖面 第12-5圖係表示第1 〇 > 圖所謂素的製造方法之剖面 弟12 ~ 6圖係差千楚7 n ^ 第10圖所示像素的製造方法之剖面 第13圖絲示_本料其他 片施形態之有機EL顯 321408 45 201013922 示裝置之像素之各元件剖面之其他例圖。 第W 1圖係表示第13圖所示像素的製造方法之剖面 圖。 第14-2圖係表示第13圖所示像素的製造方法之剖面 圖。 第14-3圖係表示第13圖所示像素的製造方法之剖面 圖。 第14 4圖係表示第13圖所示像素的製造方法之剖面 圖。 第14-5圖係表示第13圖所示像素的製造方法之剖面 圖。 第15圖係使用於模擬之基板和配線層之佈局的概略 性圖。 【主要元件符號說明】 1 基板 2 配線層 2a ' 2b、2c電極端子 2dl 第1監視區域 2d2 第2監視區域 2d3 第3監視區域 2d4 第4監視區域 2d5 第5監視區域 3 層間絕緣膜 4 ' 7a、7b、11、111接觸孔内配線 4a、7C、7d、lla、204a、 207c、207d 、211 a接觸孔 5a、5b閘極電極 5c、5d 連接膜 6 閘極絕緣膜 8a ' 8d ' • 108d源極電極 8b ' 8c、i〇8c汲極電極 9a、9b 半導體膜 46 321408 201013922 ❿ 10 ' 110層間絕緣膜 12 陽極電極 13 有機膜 14 陰極電極 15 積層有層間膜 16 保護膜 17 上部基板 21 開關電晶體 22 驅動電晶體 23 電容器 24 有機EL元件 100、 200 、 300 、 400 100a 、300a顯示區域 100b 、300b突出區域 204、 207a、207b、211接觸孔内配線 301 金屬基板 318 絕緣膜 603 顯示面板 604 掃描驅動部 605 資料驅動部 606 信號控制部 607 驅動電壓產生部 47 321408
Claims (1)
- 201013922 七、申請專利範圍： 1. 一種顯示裝置，其特徵在於具備： 半導體元件，係含有閘極電極、源極電極、汲極電 極、以及形成於前述源極電極和前述汲極電極之間的半 導體膜； 發光元件，係含有電極，且電性連接於前述半導體 元件； 基板，係設有前述半導體元件、及前述發光元件； 配線層，係以連接於電源的同時，且自前述基板的 厚度方向視之内含前述發光元件之設置區域之方式，形 成於前述半導體元件及前述發光元件、和前述基板之 間； 層間絕緣膜，係設於前述半導體元件及前述發光元 件、和前述配線層之間，且形成有接觸孔；以及 接觸孔内配線，係形成於前述接觸孔内，且將前述 源極電極、前述没極電極、及前述發光元件的前述電極 中之至少任意一者和前述配線層作電性連接。 2. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，前述配線層 係由金屬材料或氧化物導電材料所構成。 3. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，前述半導體 膜係由無機氧化物半導體材料所構成。 4. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，前述半導體 膜係由有機半導體材料所構成。 5. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，前述發光元 48 321408 201013922 件係有機電致元件。 6. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中，自前述基板 的厚度方向觀之，前述配線層係具有自前述發光元件的 ' 設置區域之全周突出於該區域的外方之突出區域。 7. —種顯示裝置之製造方法，該顯示裝置係具備： 半導體元件，係含有閘極電極、源極電極、汲極電 極、以及形成於前述源極電極和前述没極電極之間的半 導體膜； 發光元件，係具有電極，且電性連接於前述半導體 元件；以及 基板，係設有前述半導體元件、以及前述發光元件， 其特徵在於該製造方法包含： 配線層形成步驟，以連接於電源的同時，自前述基 板的厚度方向觀之，内含前述發光元件之設置區域之方 式，將前述配線層形成於前述基板上； 0 層間絕緣膜形成步驟，係以前述配線層為基準而將 層間絕緣膜形成於和前述基板侧相反之側； 接觸孔内配線形成步驟，係貫穿前述層間絕緣膜， 而形成一端為電性連接於前述配線層之接觸孔内配線； 電極形成步驟，係以前述層間絕緣膜為基準而將前 述源極電極和前述汲極電極形成於和前述基板側相反 之側；以及 發光元件形成步驟，係形成複數個前述發光元件， 而前述源極電極、前述汲極電極、以及前述發光元 49 321408 201013922 件的電極中之至少任意一者係以和前述接觸孔内配線 的另一端作電性連接之方式形成。❿ 50 321408
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