WO2023062695A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2023062695A1
WO2023062695A1 PCT/JP2021/037610 JP2021037610W WO2023062695A1 WO 2023062695 A1 WO2023062695 A1 WO 2023062695A1 JP 2021037610 W JP2021037610 W JP 2021037610W WO 2023062695 A1 WO2023062695 A1 WO 2023062695A1
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WO
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layer
insulating film
display device
interlayer insulating
film
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Application number
PCT/JP2021/037610
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
正悟 村重
Original Assignee
シャープディスプレイテクノロジー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープディスプレイテクノロジー株式会社 filed Critical シャープディスプレイテクノロジー株式会社
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    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements

Definitions

  • the present invention relates to display devices.
  • EL display devices using organic electroluminescence (hereinafter also referred to as "EL") elements have attracted attention as display devices that can replace liquid crystal display devices.
  • a plurality of thin film transistors (hereinafter also referred to as "TFTs") are provided for each sub-pixel, which is the minimum unit of an image.
  • TFTs thin film transistors
  • a semiconductor layer constituting a TFT for example, a semiconductor layer made of polysilicon with high mobility, a semiconductor layer made of an oxide semiconductor such as In--Ga--Zn--O with small leakage current, and the like are well known. ing.
  • Patent Document 1 discloses a display device in which a transistor whose channel is formed in an oxide semiconductor layer made of an oxide semiconductor is used in a pixel portion and a driver circuit portion.
  • the present invention has been made in view of this point, and its purpose is to suppress the depletion shift due to the diffusion of moisture and hydrogen.
  • a display device includes a base substrate layer and a thin film transistor layer provided on the base substrate layer.
  • a first thin film transistor having one semiconductor layer is provided for each sub-pixel. a first gate insulating film provided on the first semiconductor layer; a first gate insulating film provided on the first semiconductor layer; a first gate electrode for controlling conduction between the conductor region and the second conductor region; a first interlayer insulating film made of a silicon oxide film provided so as to cover the first gate electrode; and the first interlayer insulating film a second interlayer insulating film made of a silicon nitride film provided on the film; a first terminal electrode and a second terminal electrode electrically connected to the first conductor region and the second conductor region through the first contact hole and the second contact hole, respectively; A through hole is formed in the film so as to penetrate the second interlayer insulating film so as to overlap the entire first channel region, and the first interlayer insulating film exposed from the through hole and the peripheral portion of the through
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an organic EL display device according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the display area of the organic EL display device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the display area of the organic EL display device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a thin film transistor layer that constitutes the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an organic EL layer that constitutes the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a first cross-sectional view showing the method of manufacturing the organic EL display device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 7 is a second cross-sectional view showing the method of manufacturing the organic EL display device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 8 is a third cross-sectional view showing the method of manufacturing the organic EL display device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a first modified example of the thin film transistor layer forming the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a second modification of the thin film transistor layer forming the organic EL display device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a third modification of the thin film transistor layer forming the organic EL display device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the display area of the organic EL display device according to the second embodiment of the invention.
  • FIG. 13 is a first cross-sectional view showing a method of manufacturing an organic EL display device according to the second embodiment of the invention.
  • FIG. 14 is a second cross-sectional view showing the method of manufacturing the organic EL display device according to the second embodiment of the invention.
  • FIG. 15 is a third cross-sectional view showing the method of manufacturing the organic EL display device according to the second embodiment of the invention.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the display area of the organic EL display device according to the third embodiment of the invention.
  • FIG. 17 is a first cross-sectional view showing a method of manufacturing an organic EL display device according to the third embodiment of the invention.
  • FIG. 18 is a second cross-sectional view showing the method of manufacturing the organic EL display device according to the third embodiment of the invention.
  • FIG. 19 is a third cross-sectional view showing the method of
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of the organic EL display device 50a of this embodiment.
  • 2 and 3 are a plan view and a cross-sectional view of the display area D of the organic EL display device 50a.
  • FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the thin film transistor layer 30a forming the organic EL display device 50a.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the organic EL layer 33 forming the organic EL display device 50a.
  • the organic EL display device 50a includes, for example, a rectangular display area D for image display and a frame area F provided around the display area D, as shown in FIG.
  • the rectangular display area D is exemplified, but the rectangular shape includes, for example, a shape with arc-shaped sides, a shape with arc-shaped corners, and a shape with arc-shaped corners.
  • a substantially rectangular shape such as a shape with a notch is also included.
  • a plurality of sub-pixels P are arranged in a matrix.
  • sub-pixels P having a red light-emitting region Er for displaying red sub-pixels P having a green light-emitting region Eg for displaying green
  • a sub-pixel P having a blue light-emitting region Eb for displaying blue is provided so as to be adjacent to each other.
  • one pixel is configured by three adjacent sub-pixels P each having a red light emitting region Er, a green light emitting region Eg and a blue light emitting region Eb.
  • a terminal portion T is provided at the right end portion of the frame area F in FIG.
  • a bending portion that can be bent at 180° (in a U shape) with the vertical direction in the drawing as the bending axis.
  • B is provided so as to extend in one direction (vertical direction in the drawing).
  • the organic EL display device 50a includes a resin substrate layer 10 provided as a base substrate layer, a TFT layer 30a provided on the resin substrate layer 10, and a light emitting element layer on the TFT layer 30a.
  • An organic EL element layer 40 is provided, and a sealing film 45 is provided so as to cover the organic EL element layer 40 .
  • the resin substrate layer 10 is made of, for example, polyimide resin.
  • the TFT layer 30a includes, as shown in FIG. and a planarization film 23 provided on each first TFT 9A, each second TFT 9B, and each capacitor 9h (see FIG. 4).
  • the TFT layer 30a is provided with a plurality of gate lines 14g extending parallel to each other in the horizontal direction in the figure.
  • the TFT layer 30a is provided with a plurality of light emission control lines 14e extending parallel to each other in the horizontal direction in the figure.
  • the TFT layer 30a is provided with a plurality of source lines 22f extending parallel to each other in the vertical direction in the figure.
  • the TFT layer 30a is provided with a plurality of power supply lines 22g extending parallel to each other in the longitudinal direction of the drawing. Further, as shown in FIG. 2, the TFT layer 30a is provided with a plurality of initialization signal lines 22i extending parallel to each other in the vertical direction in the figure. Each source line 22f is provided adjacent to each power supply line 22g and each initialization signal line 22i, as shown in FIG.
  • a film 21 and a planarizing film 23 are laminated in order.
  • the gate line 14g and the light emission control line 14e are provided on the second gate insulating film 13, and the source line 22f, the power supply line 22g and the initialization signal line 22i are provided on the second interlayer insulating film 21. .
  • the first TFT 9A includes a first semiconductor layer 17a provided on the third interlayer insulating film 15, and a first conductor region 17aa and a second conductor region 17ab of the first semiconductor layer 17a.
  • the base coat film 11, the second gate insulating film 13, the third interlayer insulating film 15, and the first gate insulating film 18a are, for example, single-layer films of inorganic insulating films such as silicon nitride, silicon oxide, and silicon oxynitride, or It is composed of a laminated film.
  • At least the third interlayer insulating film 15 and the first semiconductor layer 17a side of the first gate insulating film 18a are made of, for example, a silicon oxide film.
  • the first semiconductor layer 17a is formed of, for example, an In--Ga--Zn--O-based oxide semiconductor, and as shown in FIG. It comprises a region 17ab and a first channel region 17ac defined between the first conductor region 17aa and the second conductor region 17ab.
  • the In—Ga—Zn—O-based semiconductor is a ternary oxide of In (indium), Ga (gallium), and Zn (zinc), and the ratio (composition ratio) of In, Ga, and Zn is not particularly limited.
  • In--Ga--Zn--O based semiconductors may be amorphous or crystalline.
  • the crystalline In-Ga-Zn-O-based semiconductor As the crystalline In-Ga-Zn-O-based semiconductor, a crystalline In-Ga-Zn-O-based semiconductor in which the c-axis is oriented substantially perpendicular to the layer surface is preferable. Further, another oxide semiconductor may be included instead of the In--Ga--Zn--O-based semiconductor. Other oxide semiconductors may include, for example, In—Sn—Zn—O-based semiconductors (eg, In 2 O 3 —SnO 2 —ZnO; InSnZnO). Here, the In—Sn—Zn—O-based semiconductor is a ternary oxide of In (indium), Sn (tin), and Zn (zinc).
  • In—Sn—Zn—O-based semiconductor is a ternary oxide of In (indium), Sn (tin), and Zn (zinc).
  • oxide semiconductors include In--Al--Zn--O based semiconductors, In--Al--Sn--Zn--O based semiconductors, Zn--O based semiconductors, In--Zn--O based semiconductors, Zn--Ti-- O-based semiconductor, Cd--Ge--O-based semiconductor, Cd--Pb--O-based semiconductor, CdO (cadmium oxide), Mg--Zn--O-based semiconductor, In--Ga--Sn--O-based semiconductor, In--Ga--O-based semiconductor Semiconductors, Zr-In-Zn-O-based semiconductors, Hf-In-Zn-O-based semiconductors, Al-Ga-Zn-O-based semiconductors, Ga-Zn-O-based semiconductors, In-Ga-Zn-Sn-O-based semiconductors Semiconductors such as InGaO 3 (ZnO) 5 , magnesium zinc oxide (Mg
  • the first conductive layer 16a and the second conductive layer 16b are, as shown in FIG. are provided in each.
  • the first conductive layer 16a and the second conductive layer 16b are formed of, for example, a metal film such as a molybdenum film.
  • the first gate insulating film 18a is provided so as to overlap the first gate electrode 19a, as shown in FIG.
  • the first gate electrode 19a is provided so as to overlap the first channel region 17ac of the first semiconductor layer 17a with the first gate insulating film 18a interposed therebetween. It is configured to control conduction between the conductor region 17aa and the second conductor region 17ab.
  • the first interlayer insulating film 20 is provided so as to cover the first semiconductor layer 17a exposed from the first gate electrode 19a and part of the first conductive layer 16a and the second conductive layer 16b. ing.
  • the first interlayer insulating film 20 is composed of, for example, an inorganic insulating film such as a silicon oxide film.
  • the second interlayer insulating film 21 is composed of, for example, an inorganic insulating film such as a silicon nitride film, and has moisture resistance. Further, as shown in FIG. 3, the second interlayer insulating film 21 is provided with a through hole M penetrating through the second interlayer insulating film 21 so as to overlap the entire first channel region 17ac.
  • the surface of the first interlayer insulating film 20 exposed from the through hole M and the surface of the peripheral portion of the through hole M are integrally provided with a metal coating layer 22e, as shown in FIG.
  • the metal covering layer 22e is made of the same material as the source line 22f, the power line 22g, the initialization signal line 22i, the first terminal electrode 22a, and the second terminal electrode 22b, and is formed in the same layer. Also, the metal coating layer 22e is electrically floating.
  • the first terminal electrode 22a and the second terminal electrode 22b are, as shown in FIG. It is electrically connected to the first conductor region 17aa and the second conductor region 17ab through Hb.
  • the first contact hole Ha and the second contact hole Hb are formed in the first conductive layer 16a in contact with the first conductive region 17aa and the second conductive layer 16b in contact with the second conductive region 17ab. They are provided so as to overlap each other and have a bottom contact structure.
  • the second TFT 9B as shown in FIG. A second gate electrode 14a provided thereon, a third interlayer insulating film 15, a first interlayer insulating film 20 and a second interlayer insulating film 21 provided in this order so as to cover the second gate electrode 14a, and a second interlayer insulating film A third terminal electrode 22c and a fourth terminal electrode 22d are provided on the insulating film 21 so as to be spaced apart from each other.
  • the second semiconductor layer 12a is formed of, for example, polysilicon such as LTPS (low temperature polysilicon), and as shown in FIG. , and a second channel region 12ac defined between a third conductor region 12aa and a fourth conductor region 12ab.
  • polysilicon such as LTPS (low temperature polysilicon)
  • LTPS low temperature polysilicon
  • the second gate electrode 14a is provided so as to overlap the second channel region 12ac of the second semiconductor layer 12a. configured to control conduction between
  • the third terminal electrode 22c and the fourth terminal electrode 22d are, as shown in FIG. are electrically connected to the third conductor region 12aa and the fourth conductor region 12ab of the second semiconductor layer 12a through the third contact hole Hc and the fourth contact hole Hd formed in the second semiconductor layer 12a, respectively.
  • an initialization TFT 9a, a compensation TFT 9b, and an anode discharge TFT 9g which will be described later, are exemplified as the three first TFTs 9A each having a first semiconductor layer 17a made of an oxide semiconductor.
  • a writing TFT 9c, a driving TFT 9d, a power supply TFT 9e, and a light emission control TFT 9f are exemplified (see FIG. 4).
  • FIG. 4 In the equivalent circuit diagram of FIG.
  • the first terminal electrodes 22a and the second terminal electrodes 22b of the TFTs 9a, 9b, and 9g are indicated by circled numerals 1 and 2, and the third terminals of the TFTs 9c, 9d, 9e, and 9f are shown.
  • the electrode 22c and the fourth terminal electrode 22d are indicated by circled numerals 3 and 4.
  • the equivalent circuit diagram of FIG. 4 shows the pixel circuit of the n-th row and m-th column sub-pixel P, it also includes part of the pixel circuit of the (n-1)-th row and m-th column sub-pixel P.
  • the initialization TFT 9a has its gate electrode electrically connected to the preceding (n-1) gate line 14g (n-1), and its first terminal The electrode is electrically connected to the lower conductive layer of the capacitor 9h and the gate electrode of the driving TFT 9d, which will be described later, and the second terminal electrode is electrically connected to the power supply line 22g.
  • the compensation TFT 9b has its gate electrode electrically connected to the gate line 14g(n) of its own stage (n stage), and its first terminal electrode is used for driving. It is electrically connected to the gate electrode of the TFT 9d, and its second terminal electrode is electrically connected to the third terminal electrode of the driving TFT 9d.
  • the write TFT 9c has its gate electrode electrically connected to the gate line 14g(n) of its own stage (n stage), and its third terminal electrode corresponds to the gate line 14g(n).
  • the fourth terminal electrode of the source line 22f is electrically connected to the fourth terminal electrode of the driving TFT 9d.
  • the driving TFT 9d has its gate electrode electrically connected to the first terminal electrodes of the initialization TFT 9a and the compensation TFT 9b in each sub-pixel P, and its third terminal electrode is connected to the compensation TFT 9b.
  • the fourth terminal electrode of the TFT 9b for writing and the third terminal electrode of the TFT 9f for light emission control are electrically connected to the second terminal electrode of the TFT 9b for writing and the fourth terminal electrode of the TFT 9e for power supply. is electrically connected to
  • the driving TFT 9 d is configured to control the current of the organic EL element 35 .
  • the power supply TFT 9e has a gate electrode electrically connected to the light emission control line 14e of its own stage (n stage), and a third terminal electrode connected to the power supply line 22g. and its fourth terminal electrode is electrically connected to the third terminal electrode of the driving TFT 9d.
  • the gate electrode of the light emission control TFT 9f is electrically connected to the light emission control line 14e of its own stage (n stage), and its third terminal electrode is connected to the drive TFT 9d. and the fourth terminal electrode is electrically connected to a first electrode 31a (described later) of the organic EL element 35 (described later).
  • the anode discharge TFT 9g has its gate electrode electrically connected to the gate line 14g(n) of its own stage (n stage) in each sub-pixel P, and its first terminal electrode is an organic electrode. It is electrically connected to the first electrode 31a of the EL element 35, and its second terminal electrode is electrically connected to the initialization signal line 22i.
  • the capacitor 9h includes, for example, a lower conductive layer (not shown) made of the same material as the second gate electrode 14a and formed in the same layer, a third interlayer insulating film 15 provided to cover the lower conductive layer, a third An upper conductive layer (not shown) is provided on the interlayer insulating film 15 so as to overlap with the lower conductive layer, and is made of the same material as the first conductive layer 16a and the second conductive layer 16b.
  • the capacitor 9h has a lower conductive layer electrically connected to the gate electrode of the driving TFT 9d and the first terminal electrodes of the initializing TFT 9a and the compensating TFT 9b.
  • the upper conductive layer is electrically connected to the first terminal electrode of the anode discharge TFT 9g, the fourth terminal electrode of the light emission control TFT 9f, and the first electrode 31a of the organic EL element .
  • the planarizing film 23 has a flat surface in the display region D, and is made of, for example, an organic resin material such as polyimide resin or acrylic resin, or a polysiloxane-based SOG (spin on glass) material.
  • the organic EL element layer 40 includes a plurality of first electrodes 31a, a common edge cover 32, and a plurality of first electrodes 31a provided so as to be laminated in order on the TFT layer 30a, corresponding to the plurality of sub-pixels P.
  • a plurality of organic EL layers 33 and a common second electrode 34 are provided.
  • the organic EL element 35 is composed of a first electrode 31a, an organic EL layer 33 and a second electrode 34 which are laminated in order on the flattening film 23 of the TFT layer 30. As shown in FIG.
  • the first electrode 31a is electrically connected to the fourth terminal electrode of the light emission control TFT 9f of each sub-pixel P through a contact hole formed in the planarizing film 23. As shown in FIG.
  • the first electrode 31 a also has a function of injecting holes into the organic EL layer 33 .
  • the first electrode 31a is more preferably made of a material having a large work function in order to improve the efficiency of hole injection into the organic EL layer 33 .
  • examples of materials constituting the first electrode 31a include silver (Ag), aluminum (Al), vanadium (V), cobalt (Co), nickel (Ni), tungsten (W), and gold (Au).
  • the material forming the first electrode 31a may be an alloy such as astatine (At)/astatine oxide (AtO 2 ).
  • the material forming the first electrode 31a is, for example, conductive oxides such as tin oxide (SnO), zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO). There may be.
  • the first electrode 31a may be formed by laminating a plurality of layers made of the above materials. Compound materials having a large work function include, for example, indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO).
  • the edge cover 32 is provided in a lattice shape so as to cover the peripheral edge of each first electrode 31a.
  • the edge cover 32 is made of, for example, an organic resin material such as polyimide resin or acrylic resin, or a polysiloxane-based SOG material.
  • the organic EL layer 33 is provided as a light emitting functional layer, and as shown in FIG. and an electron injection layer 5 .
  • the hole injection layer 1 is also called an anode buffer layer, and has the function of bringing the energy levels of the first electrode 31 a and the organic EL layer 33 close to each other and improving the efficiency of hole injection from the first electrode 31 a to the organic EL layer 33 .
  • Examples of materials constituting the hole injection layer 1 include triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, phenylenediamine derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives and the like.
  • the hole transport layer 2 has a function of improving the transport efficiency of holes from the first electrode 31 a to the organic EL layer 33 .
  • Examples of materials constituting the hole transport layer 2 include porphyrin derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine derivatives, polyvinylcarbazole, poly-p-phenylene vinylene, polysilane, triazole derivatives, and oxadiazole.
  • the light-emitting layer 3 In the light-emitting layer 3, holes and electrons are injected from the first electrode 31a and the second electrode 34 when a voltage is applied by the first electrode 31a and the second electrode 34, and the holes and electrons are recombined. area.
  • the light-emitting layer 3 is made of a material with high light-emitting efficiency. Examples of materials constituting the light-emitting layer 3 include metal oxinoid compounds [8-hydroxyquinoline metal complex], naphthalene derivatives, anthracene derivatives, diphenylethylene derivatives, vinylacetone derivatives, triphenylamine derivatives, butadiene derivatives, and coumarin derivatives.
  • the electron transport layer 4 has a function of efficiently transferring electrons to the light emitting layer 3 .
  • the materials constituting the electron transport layer 4 include, for example, organic compounds such as oxadiazole derivatives, triazole derivatives, benzoquinone derivatives, naphthoquinone derivatives, anthraquinone derivatives, tetracyanoanthraquinodimethane derivatives, diphenoquinone derivatives, and fluorenone derivatives. , silole derivatives, and metal oxinoid compounds.
  • the electron injection layer 5 has the function of bringing the energy levels of the second electrode 34 and the organic EL layer 33 close to each other and improving the efficiency with which electrons are injected from the second electrode 34 into the organic EL layer 33. With this function, The driving voltage of the organic EL element 35 can be lowered.
  • the electron injection layer 5 is also called a cathode buffer layer.
  • examples of materials constituting the electron injection layer 5 include lithium fluoride (LiF), magnesium fluoride (MgF 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), strontium fluoride (SrF 2 ), and barium fluoride.
  • inorganic alkali compounds such as (BaF 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), strontium oxide (SrO), and the like.
  • the second electrode 34 is provided in common to all the sub-pixels P so as to cover each organic EL layer 33 and the edge cover 32, as shown in FIG.
  • the second electrode 34 also has a function of injecting electrons into the organic EL layer 33 .
  • the second electrode 34 is more preferably made of a material with a small work function in order to improve the efficiency of injecting electrons into the organic EL layer 33 .
  • materials constituting the second electrode 34 include silver (Ag), aluminum (Al), vanadium (V), calcium (Ca), titanium (Ti), yttrium (Y), and sodium (Na).
  • the second electrode 34 is composed of, for example, magnesium (Mg)/copper (Cu), magnesium (Mg)/silver (Ag), sodium (Na)/potassium (K), astatine (At)/astatine oxide (AtO 2 ), lithium (Li)/aluminum (Al), lithium (Li)/calcium (Ca)/aluminum (Al), lithium fluoride (LiF)/calcium (Ca)/aluminum (Al), etc.
  • the second electrode 34 may be formed of conductive oxides such as tin oxide (SnO), zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO). . Also, the second electrode 34 may be formed by laminating a plurality of layers made of the above materials.
  • Examples of materials with a small work function include magnesium (Mg), lithium (Li), lithium fluoride (LiF), magnesium (Mg)/copper (Cu), magnesium (Mg)/silver (Ag), sodium (Na)/potassium (K), lithium (Li)/aluminum (Al), lithium (Li)/calcium (Ca)/aluminum (Al), lithium fluoride (LiF)/calcium (Ca)/aluminum (Al) etc.
  • the sealing film 45 is provided so as to cover the second electrode 34 , and the first inorganic sealing film 41 , the organic sealing film 42 and the second sealing film 42 are laminated on the second electrode 34 in this order. It has an inorganic sealing film 43 and has a function of protecting the organic EL layer 33 of the organic EL element layer 35 from moisture and oxygen.
  • the first inorganic sealing film 41 and the second inorganic sealing film 43 are composed of inorganic insulating films such as silicon nitride films, silicon oxide films, and silicon oxynitride films, for example.
  • the organic sealing film 42 is made of an organic resin material such as acrylic resin, epoxy resin, silicone resin, polyurea resin, parylene resin, polyimide resin, or polyamide resin.
  • the organic EL display device 50a configured as described above, in each sub-pixel P, first, when the light emission control line 14e is selected and rendered inactive, the organic EL element 35 becomes non-light emitting. In the non-light-emitting state, the preceding gate line 14g(n-1) is selected, and a gate signal is input to the initialization TFT 9a via the gate line 14g(n-1), whereby the initialization TFT 9a is turned on, the high power supply voltage ELVDD of the power supply line 22g is applied to the capacitor 9h, and the driving TFT 9d is turned on. As a result, the charge in the capacitor 9h is discharged, and the voltage applied to the gate electrode of the driving TFT 9d is initialized.
  • the compensation TFT 9b and the writing TFT 9c are turned on, and the source signal is transmitted through the corresponding source line 22f. is written to the capacitor 9h through the diode-connected driving TFT 9d, the anode discharge TFT 9g is turned on, and the initialization signal is applied to the organic EL element 35 through the initialization signal line 22i. The charge applied to the first electrode 31a and accumulated in the first electrode 31a is reset.
  • the light emission control line 14e is selected, the power supply TFT 9e and the light emission control TFT 9f are turned on, and the driving current corresponding to the voltage applied to the gate electrode of the driving TFT 9d is supplied from the power line 22g to the organic EL element 35. be done.
  • the organic EL display device 50a in each sub-pixel P, the organic EL element 35 emits light with a luminance corresponding to the drive current to display an image.
  • the method of manufacturing the organic EL display device 50a includes a TFT layer forming process, an organic EL element layer forming process, and a sealing film forming process.
  • 6, 7 and 8 are first, second and third cross-sectional views showing the method of manufacturing the organic EL display device 50a.
  • ⁇ TFT layer forming process> First, for example, a silicon nitride film (about 50 nm thick) and a silicon oxide film (about 250 nm thick) are sequentially formed on a resin substrate layer 10 formed on a glass substrate by plasma CVD (Chemical Vapor Deposition). A base coat film 11 is formed by film formation.
  • an amorphous silicon film (thickness of about 50 nm) is formed on the substrate surface on which the base coat film 11 is formed, for example, by plasma CVD, and the amorphous silicon film is crystallized by laser annealing or the like to obtain polysilicon. form a film.
  • the polysilicon film is patterned to form the second semiconductor layer 12a and the like.
  • a silicon oxide film (thickness of about 100 nm) is formed by, for example, plasma CVD, thereby forming the second gate insulating film 13.
  • a metal film such as a molybdenum film (having a thickness of about 200 nm) is formed by a sputtering method. After that, the metal film is patterned to form the second gate electrode 14a, the gate line 14g, the light emission control line 14e, and the like.
  • the second semiconductor layer 12a is doped with impurity ions such as phosphorus, thereby forming a third conductor region 12aa, a fourth conductor region 12ab, and a second channel in the second semiconductor layer 12a.
  • impurity ions such as phosphorus
  • a single-layer film of silicon oxide film (thickness of about 150 nm) or a silicon nitride film (thickness of 150 nm) and a silicon oxide film (about 50 nm in thickness) are laminated in this order to form the third interlayer insulating film 15.
  • a molybdenum film (about 200 nm in thickness) is formed by a sputtering method. ) or the like is deposited.
  • the metal film is patterned to form the first conductive layer 16a, the second conductive layer 16b, and the like.
  • the oxide semiconductor film is patterned. By doing so, the first semiconductor layer 17a and the like are formed.
  • a silicon oxide film (thickness of about 100 nm) is formed by, for example, plasma CVD, and then a molybdenum film (thickness of about 200 nm) is formed by sputtering.
  • a first gate insulating film 18a, a first gate electrode 19a, and the like are formed by forming a metal film such as a laminated film in which films (thickness of about 50 nm) are laminated in order, and patterning the laminated film.
  • a silicon oxide film (about 400 nm thick) and a silicon nitride film (about 200 nm thick) are sequentially formed on the substrate surface on which the first gate electrode 19a and the like are formed by plasma CVD, for example.
  • a first interlayer insulating film 20 and a second interlayer insulating film 21 are formed.
  • the second gate insulating film 13, the third interlayer insulating film 15, the first interlayer insulating film 20, and the second interlayer insulating film 21 are appropriately patterned to form the first contact hole Ha, the second interlayer insulating film 21, as shown in FIG.
  • a second contact hole Hb, a third contact hole Hc, a fourth contact hole Hd, and the like are formed.
  • the second interlayer insulating film 21 exposed from the resist pattern R is etched. 2, a through hole M is formed in the second interlayer insulating film 21. As shown in FIG. 7, after forming a resist pattern R on the surface of the substrate in which the first contact holes Ha and the like are formed, the second interlayer insulating film 21 exposed from the resist pattern R is etched. 2, a through hole M is formed in the second interlayer insulating film 21. As shown in FIG. 7, after forming a resist pattern R on the surface of the substrate in which the first contact holes Ha and the like are formed, the second interlayer insulating film 21 exposed from the resist pattern R is etched. 2, a through hole M is formed in the second interlayer insulating film 21. As shown in FIG.
  • a titanium film (about 50 nm thick), an aluminum film (about 600 nm thick), and a titanium film (about 50 nm thick) are formed on the substrate surface where the through holes M are formed in the second interlayer insulating film 21 by sputtering, for example. degree), etc., and then patterning the metal laminated film to form a first terminal electrode 22a, a second terminal electrode 22b, a third terminal electrode 22c, a fourth terminal electrode 22d, a metal covering layer 22e, and a source line. 22f, a power supply line 22g and an initialization signal line 22i.
  • the surface of the substrate on which the first terminal electrodes 22a and the like are formed is coated with a polyimide-based photosensitive resin film (thickness of about 2 ⁇ m) by, for example, a spin coating method or a slit coating method.
  • a polyimide-based photosensitive resin film thickness of about 2 ⁇ m
  • the TFT layer 30a can be formed as described above.
  • a first electrode 31a, an edge cover 32, an organic EL layer 33 (hole injection layer 1, hole transport The layer 2, the light emitting layer 3, the electron transport layer 4, the electron injection layer 5) and the second electrode 34 are formed to form the organic EL element layer 40.
  • FIG. 1a An edge cover 32, an organic EL layer 33 (hole injection layer 1, hole transport The layer 2, the light emitting layer 3, the electron transport layer 4, the electron injection layer 5) and the second electrode 34 are formed to form the organic EL element layer 40.
  • ⁇ Sealing film forming process> First, using a mask, an inorganic insulating film such as a silicon nitride film, a silicon oxide film, or a silicon oxynitride film is applied to the surface of the substrate on which the organic EL element layer 40 formed in the organic EL element layer forming step is formed. is deposited by the plasma CVD method to form the first inorganic sealing film 41 .
  • an inorganic insulating film such as a silicon nitride film, a silicon oxide film, or a silicon oxynitride film is applied to the surface of the substrate on which the organic EL element layer 40 formed in the organic EL element layer forming step is formed. is deposited by the plasma CVD method to form the first inorganic sealing film 41 .
  • an organic resin material such as an acrylic resin is deposited on the surface of the substrate on which the first inorganic sealing film 41 is formed by, for example, an inkjet method to form an organic sealing film 42 .
  • an inorganic insulating film such as a silicon nitride film, a silicon oxide film, or a silicon oxynitride film is formed by plasma CVD on the surface of the substrate on which the organic sealing film 42 is formed. 2.
  • a sealing film 45 is formed by forming an inorganic sealing film 43 .
  • a laser beam is irradiated from the glass substrate side of the resin substrate layer 10 to remove the glass from the lower surface of the resin substrate layer 10 .
  • the substrate is peeled off, and a protective sheet (not shown) is attached to the lower surface of the resin substrate layer 10 from which the glass substrate has been peeled off.
  • the organic EL display device 50a of the present embodiment can be manufactured.
  • the organic EL display device 50a including the TFT layer 30a is exemplified in this embodiment, the organic EL display device including thin film transistor layers 30aa, 30ab, and 30ac as shown below may be used.
  • 9, 10 and 11 are sectional views showing thin film transistor layers 30aa, 30ab and 30ac of first, second and third modifications of the thin film transistor layer 30a.
  • the lower gate electrode 14b is provided on the resin substrate layer 10 side of the first semiconductor layer 17a via the third interlayer insulating film 15 in the first TFT 9A.
  • the lower gate electrode 14b is configured to control conduction between the first conductor region 17aa and the second conductor region 17ab of the first semiconductor layer 17a.
  • the lower gate electrode 14b is made of the same material as the second gate electrode 14a and is formed in the same layer. According to this TFT layer 30aa, since the first TFT 9A has a double gate structure, the driving capability of the first TFT 9A can be improved, and the potential of the lower interface of the first semiconductor layer 17a is fixed. Therefore, it is possible to stabilize the characteristics and improve the reliability of the first TFT 9A.
  • the lower gate electrode 14b is provided in the same manner as the TFT layer 30aa, and the metal coating layer 22eb corresponding to the metal coating layer 22e is the first gate electrode. It is electrically connected to the electrode 19a. According to the TFT layer 30ab, since the metal covering layer 22eb is electrically connected to the first gate electrode 19a, formation of parasitic capacitance due to the metal covering layer 22eb can be suppressed.
  • the first contact hole Ha and a second contact hole Hb are provided so as to overlap a first conductor region 17ba and a second conductor region 17bb, which will be described later, respectively. It has a contact structure.
  • the first semiconductor layer 17b corresponding to the first semiconductor layer 17a includes a first conductor region 17ba and a second conductor region 17bb defined to be separated from each other, and a first conductor region 17ba and a second conductor region 17bb. and a first channel region 17bc defined between.
  • the manufacturing process can be simplified.
  • the second interlayer insulating film 21 made of a silicon nitride film includes the first channel region 17ac of the first semiconductor layer 17a so as to overlap the entire first channel region 17ac. Since the through hole M penetrating the second interlayer insulating film 21 is formed, diffusion of hydrogen from the silicon nitride film of the second interlayer insulating film 21 to the first channel region 17ac can be suppressed. In addition, the surface of the first interlayer insulating film 20 exposed from the through hole M where the second interlayer insulating film 21 having moisture resistance does not exist and the surface of the peripheral portion of the through hole M are coated with a metal coating layer 22e having moisture resistance.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the display area D of the organic EL display device 50b of this embodiment.
  • 13, 14 and 15 are first, second and third cross-sectional views showing the method of manufacturing the organic EL display device 50b.
  • the same parts as in FIGS. 1 to 11 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the organic EL display device 50a in which the metal coating layer 22e is made of the same material as the first terminal electrode 22a and is provided in the same layer is exemplified.
  • An organic EL display device 50b provided in the same layer and made of the same material as the lines 24a is exemplified.
  • the organic EL display device 50b includes, for example, a rectangular display region D and a frame region F provided around the display region D. I have.
  • the organic EL display device 50b includes a resin substrate layer 10, a TFT layer 30b provided on the resin substrate layer 10, and an organic EL element layer 40 provided on the TFT layer 30b. , and a sealing film 45 provided to cover the organic EL element layer 40 .
  • the TFT layer 30b includes a base coat film 11 provided on the resin substrate layer 10, and three first TFTs 9A, four second TFTs 9B and one TFT 9B provided on the base coat film 11 for each sub-pixel P. and a first planarizing film 23 and a second planarizing film 25 provided in order on each first TFT 9A, each second TFT 9B and each capacitor 9h.
  • the TFT layer 30b has a plurality of gate lines 14g, a plurality of light emission control lines 14e, a plurality of source lines 22f, and a plurality of initialization signal lines 22i, like the TFT layer 30a of the first embodiment. is provided.
  • a wiring layer is formed between the first planarizing film 23 and the second planarizing film 25 as shown in FIG.
  • a power supply line 24a is provided in a grid pattern.
  • TFT layer 30b as shown in FIG. A film 21, a first planarization film 23 and a second planarization film 25 are laminated in order.
  • the first TFT 9A includes a first semiconductor layer 17b provided on the third interlayer insulating film 15 and a first gate insulating film provided on the first channel region 17bc of the first semiconductor layer 17b. 18a, a first gate electrode 19a provided on the first gate insulating film 18a, a first interlayer insulating film 20 provided to cover the first gate electrode 19a, and a first interlayer insulating film 20 provided on the first interlayer insulating film 20 and a first terminal electrode 22a and a second terminal electrode 22b provided on the second interlayer insulating film 21 so as to be spaced apart from each other.
  • the third interlayer insulating film 15 and the first semiconductor layer 17b side of the first gate insulating film 18a are made of, for example, a silicon oxide film.
  • the first TFT 9A having a single gate structure is exemplified, but the first TFT 9A may have a double gate structure as in the first modification of the first embodiment.
  • the first TFT 9A having the top contact structure is illustrated in the present embodiment, the first TFT 9A may have the bottom contact structure as in the first embodiment.
  • the second interlayer insulating film 21 is provided with a first through hole Ma penetrating through the second interlayer insulating film 21 so as to overlap the entire first channel region 17bc.
  • the first planarization film 23 has a flat surface in the display area D, and is made of, for example, an organic resin material such as polyimide resin or acrylic resin, or a polysiloxane-based SOG material.
  • the first planarizing film 23 is provided with a second through hole Mb penetrating the first planarizing film 23 so as to overlap the entire first channel region 17bc.
  • the peripheral edge of the second through hole Mb is arranged outside the peripheral edge of the first through hole Ma. As shown in FIG.
  • the surface of the first interlayer insulating film 20 exposed from the first through hole Ma, the surface of the peripheral portion of the first through hole Ma, and the surface of the peripheral portion of the second through hole Mb are covered with , and a metal coating layer 24b are integrally provided.
  • the metal coating layer 24b is made of the same material as the power line 24a and is formed in the same layer. Also, the metal coating layer 24b is electrically floating. Note that the metal covering layer 24b may be electrically connected to the first gate electrode 19a as in the second modification of the first embodiment.
  • the second planarization film 25 has a flat surface in the display area D, and is made of, for example, an organic resin material such as polyimide resin or acrylic resin, or a polysiloxane-based SOG material. 12, the second planarization film 25 is provided so as to cover the power line 24a and the metal coating layer 24b provided on the first planarization film 23. As shown in FIG.
  • the organic EL element 35 emits light with a luminance corresponding to the drive current to display an image, as in the organic EL display device 50a of the first embodiment. is done.
  • the method of manufacturing the organic EL display device 50b includes a TFT layer forming process, an organic EL element layer forming process, and a sealing film forming process.
  • ⁇ TFT layer forming process> First, in the TFT layer forming step of the method for manufacturing the organic EL display device 50 of the first embodiment, an oxide such as InGaZnO 4 is deposited on the surface of the substrate on which the third interlayer insulating film 15 is formed by sputtering, for example. After forming a semiconductor film (thickness of about 30 nm), the first semiconductor layer 17b and the like are formed by patterning the oxide semiconductor film.
  • a silicon oxide film (thickness of about 100 nm) or the like is formed by, for example, a plasma CVD method on the substrate surface on which the first semiconductor layer 17b and the like are formed, and then a molybdenum film (thickness of about 200 nm) is formed by a sputtering method.
  • a silicon oxide film (about 400 nm thick) and a silicon nitride film (about 200 nm thick) are formed in this order by plasma CVD, for example.
  • a first interlayer insulating film 20 and a second interlayer insulating film 21 are formed.
  • the second gate insulating film 13, the third interlayer insulating film 15, the first interlayer insulating film 20, and the second interlayer insulating film 21 are appropriately patterned in the same manner as in the TFT layer forming process of the first embodiment. , a first contact hole Ha, a second contact hole Hb, a third contact hole Hc, a fourth contact hole Hd, a first through hole Ma, etc. are formed (see FIG. 13).
  • a titanium film (about 50 nm thick), an aluminum film (about 600 nm thick), and a titanium film are formed by sputtering, for example, on the surface of the substrate where the first through holes Ma and the like are formed in the second interlayer insulating film 21 . (thickness of about 50 nm) and the like are formed in order, and then the metal laminated film is patterned to form a first terminal electrode 22a, a second terminal electrode 22b, a third terminal electrode 22c, a fourth terminal electrode 22c, and a fourth terminal electrode 22c, as shown in FIG. Terminal electrodes 22d, source lines 22f, initialization signal lines 22i, etc. are formed.
  • a titanium film (about 50 nm thick), an aluminum film (about 600 nm thick), and a titanium film (about 50 nm thick) are formed on the substrate surface on which the first planarizing film 23 is formed by, for example, a sputtering method.
  • the metal laminated film is patterned to form the power line 24a, the metal coating layer 24b, and the like.
  • a polyimide-based photosensitive resin film (thickness of about 2 ⁇ m) is applied to the surface of the substrate on which the power supply line 24a and the like are formed by, for example, a spin coating method or a slit coating method. , pre-bake, exposure, development and post-bake are performed to form the second planarizing film 25 .
  • the TFT layer 30b can be formed.
  • the organic EL display device 50b of the present embodiment is manufactured by performing the organic EL element layer forming step and the sealing film forming step in the same manner as in the method of manufacturing the organic EL display device 50a of the first embodiment. be able to.
  • the second interlayer insulating film 21 made of a silicon nitride film is provided with the first channel region 17bc of the first semiconductor layer 17b so as to overlap the entire first channel region 17bc. Since the first through hole Ma is formed penetrating the second interlayer insulating film 21, diffusion of hydrogen from the silicon nitride film of the second interlayer insulating film 21 to the first channel region 17bc can be suppressed. In addition, the surface of the first interlayer insulating film 20 exposed from the first through hole Ma where the second interlayer insulating film 21 having moisture resistance does not exist, the surface of the peripheral portion of the first through hole Ma, and the surface of the second through hole Mb.
  • the moisture-proof metal coating layer 24b is provided integrally on the surface of the peripheral portion, diffusion of moisture from the second planarizing film 25 to the first channel region 17bc can be suppressed. As a result, diffusion of moisture and hydrogen into the first channel region 17bc of the first semiconductor layer 17b is suppressed in the first TFT 9A, so that depletion shift due to diffusion of moisture and hydrogen can be suppressed. Furthermore, by suppressing the depletion shift due to the diffusion of moisture and hydrogen, it is possible to suppress the decrease in manufacturing yield and reliability of the organic EL display device 50b.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the display area D of the organic EL display device 50c of this embodiment.
  • 17, 18 and 19 are first, second and third cross-sectional views showing the manufacturing method of the organic EL display device 50c.
  • the organic EL display device 50a in which the metal coating layer 22e is made of the same material as the first terminal electrodes 22a and is provided in the same layer is exemplified.
  • An organic EL display device 50c provided in the same layer with the same material as the one electrode 31a is exemplified.
  • the organic EL display device 50c includes, for example, a rectangular display region D and a frame region F provided around the display region D. I have.
  • the organic EL display device 50c includes a resin substrate layer 10, a TFT layer 30c provided on the resin substrate layer 10, and an organic EL element layer 40 provided on the TFT layer 30c. , and a sealing film 45 provided to cover the organic EL element layer 40 .
  • the TFT layer 30c includes a base coat film 11 provided on the resin substrate layer 10, and three first TFTs 9A, four second TFTs 9B and one TFT 9B provided on the base coat film 11 for each sub-pixel P. and a first planarizing film 23 and a second planarizing film 25 provided in order on each first TFT 9A, each second TFT 9B and each capacitor 9h.
  • the TFT layer 30c has a plurality of gate lines 14g, a plurality of light emission control lines 14e, a plurality of source lines 22f, and a plurality of initialization signal lines 22i, like the TFT layer 30a of the first embodiment. is provided.
  • a wiring layer is formed between the first planarizing film 23 and the second planarizing film 25 as shown in FIG.
  • a power supply line 24a is provided in a grid pattern.
  • FIG. A film 21, a first planarization film 23 and a second planarization film 25 are laminated in order.
  • the first TFT 9A includes, as shown in FIG. 16, a first semiconductor layer 17b provided on a third interlayer insulating film 15 and a first channel region 17bc of the first semiconductor layer 17b.
  • the first TFT 9A having a single gate structure is exemplified, but the first TFT 9A may have a double gate structure as in the first modification of the first embodiment.
  • the first TFT 9A having the top contact structure is illustrated in the present embodiment, the first TFT 9A may have the bottom contact structure as in the first embodiment.
  • the second interlayer insulating film 21 is provided with a first through hole Ma penetrating through the second interlayer insulating film 21 so as to overlap the entire first channel region 17bc.
  • the first planarization film 23 has a flat surface in the display area D, and is made of, for example, an organic resin material such as polyimide resin or acrylic resin, or a polysiloxane-based SOG material.
  • the first planarizing film 23 is provided with a second through hole Mb penetrating the first planarizing film 23 so as to overlap the entire first channel region 17bc.
  • the peripheral edge of the second through hole Mb is arranged outside the peripheral edge of the first through hole Ma.
  • the second planarization film 25 has a flat surface in the display area D, and is made of, for example, an organic resin material such as polyimide resin or acrylic resin, or a polysiloxane-based SOG material.
  • the second planarizing film 25 is provided with a third through hole Mc penetrating the second planarizing film 25 so as to overlap the entire first channel region 17bc.
  • the peripheral edge of the third through hole Mc is arranged outside the peripheral edge of the second through hole Mb.
  • a metal coating layer 31b is provided integrally on the surface of the .
  • the metal coating layer 31b is formed in the same layer with the same material as the first electrode 31a.
  • the metal coating layer 31b is electrically floating. Note that the metal covering layer 31b may be electrically connected to the first gate electrode 19a as in the second modification of the first embodiment.
  • the organic EL element 35 emits light with a luminance corresponding to the drive current to display an image, as in the organic EL display device 50a of the first embodiment. is done.
  • the method for manufacturing the organic EL display device 50c includes a TFT layer forming process, an organic EL element layer forming process, and a sealing film forming process.
  • the first planarizing film 23 having the second through holes Mb is formed (see FIG. 17) in the same manner as in the TFT layer forming step of the method for manufacturing the organic EL display device 50 of the second embodiment.
  • a titanium film (about 50 nm thick), an aluminum film (about 600 nm thick), a titanium film (about 50 nm thick), etc. are deposited on the substrate surface on which the first planarizing film 23 is formed, by, for example, a sputtering method. are formed in order, the metal laminated film is patterned to form the power supply line 24a and the like as shown in FIG.
  • a polyimide-based photosensitive resin film (thickness of about 2 ⁇ m) is applied to the surface of the substrate on which the power supply line 24a and the like are formed by, for example, a spin coating method or a slit coating method. , pre-bake, exposure, development and post-bake are performed to form the second planarizing film 25 having the third through holes Mc as shown in FIG.
  • the TFT layer 30c can be formed.
  • the metal coating layer 31b is formed when forming the first electrode 31a, and the metal coating layer 31b is formed.
  • the organic EL display device 50c of this embodiment can be manufactured by performing the sealing film forming step in the method of manufacturing the organic EL display device 50a.
  • the second interlayer insulating film 21 made of a silicon nitride film is provided with the first channel region 17bc of the first semiconductor layer 17b so as to overlap the entire first channel region 17bc. Since the first through hole Ma is formed penetrating the second interlayer insulating film 21, diffusion of hydrogen from the silicon nitride film of the second interlayer insulating film 21 to the first channel region 17bc can be suppressed. In addition, the surface of the first interlayer insulating film 20 exposed from the first through hole Ma where the second interlayer insulating film 21 having moisture resistance does not exist, the surface of the peripheral portion of the first through hole Ma, and the peripheral edge of the second through hole Mb.
  • the moisture-proof metal coating layer 31b is integrally provided on the surface of the portion and the surface of the peripheral portion of the third through hole Mc, diffusion of moisture from the edge cover 32 to the first channel region 17bc is prevented. can be suppressed. As a result, diffusion of moisture and hydrogen into the first channel region 17bc of the first semiconductor layer 17b is suppressed in the first TFT 9A, so that depletion shift due to diffusion of moisture and hydrogen can be suppressed. Furthermore, by suppressing the depletion shift due to the diffusion of moisture and hydrogen, it is possible to suppress the decrease in manufacturing yield and reliability of the organic EL display device 50c.
  • an organic EL display device having a hybrid structure in which a TFT having a semiconductor layer made of polysilicon and a TFT having a semiconductor layer made of an oxide semiconductor are provided in sub-pixels was exemplified.
  • the present invention can also be applied to an organic EL display device in which a sub-pixel is not provided with a TFT having a semiconductor layer made of polysilicon but is provided with a TFT having a semiconductor layer made of an oxide semiconductor.
  • the organic EL layer having a five-layer laminate structure of a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer was exemplified.
  • a three-layered structure of a hole injection layer/hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer/electron injection layer may be employed.
  • the organic EL display device in which the first electrode is the anode and the second electrode is the cathode was exemplified. , and can also be applied to an organic EL display device in which the second electrode is an anode.
  • an organic EL display device was described as an example of a display device.
  • QLED Quantum-dot light emitting diode
  • the present invention is useful for flexible display devices.

Landscapes

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Abstract

第1TFT(9A)は、酸化物半導体の第1半導体層(17a)と、第1半導体層(17a)上に第1ゲート絶縁膜(18a)を介して設けられた第1ゲート電極(19a)と、第1ゲート電極(19a)を覆う酸化シリコン膜の第1層間絶縁膜(20)と、第1層間絶縁膜(20)上の窒化シリコン膜の第2層間絶縁膜(21)とを備え、第2層間絶縁膜(21)に第1半導体層(17a)の第1チャネル領域(17ac)全体に重なるように貫通孔(M)が形成され、貫通孔(M)から露出する第1層間絶縁膜(20)及び貫通孔(M)の周縁部の表面には、金属被覆層(22e)が一体に設けられている。

Description

表示装置
 本発明は、表示装置に関するものである。
 近年、液晶表示装置に代わる表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス(electroluminescence、以下、「EL」とも称する)素子を用いた自発光型の有機EL表示装置が注目されている。この有機EL表示装置では、画像の最小単位であるサブ画素毎に複数の薄膜トランジスタ(thin film transistor、以下、「TFT」とも称する)が設けられている。ここで、TFTを構成する半導体層としては、例えば、移動度が高いポリシリコンからなる半導体層、リーク電流の小さいIn-Ga-Zn-O等の酸化物半導体からなる半導体層等がよく知られている。
 例えば、特許文献1には、酸化物半導体からなる酸化物半導体層にチャネルが形成されるトランジスタを画素部及び駆動回路部に用いる表示装置が開示されている。
特許第6219562号公報
 ところで、酸化物半導体からなる半導体層を備えたTFTでは、半導体層を覆う層間絶縁膜に酸化シリコン膜を用いると、周囲の水分が酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜を透過して半導体層に到達することにより、TFTの閾値電圧がマイナス側にシフトするデプレッションシフトが発生するおそれがある。さらに、酸化シリコン膜上に防湿性を有する窒化シリコン膜を積層してその積層膜を層間絶縁膜として用いても、窒化シリコン膜に起因する水素が酸化シリコン膜を介して半導体層に到達することにより、デプレッションシフトが発生するおそれがあるので、改善の余地がある。
 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、水分及び水素の拡散によるデプレッションシフトを抑制することにある。
 上記目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、ベース基板層と、上記ベース基板層上に設けられた薄膜トランジスタ層とを備え、上記薄膜トランジスタ層には、酸化物半導体により形成された第1半導体層を有する第1薄膜トランジスタがサブ画素毎に設けられ、上記第1薄膜トランジスタは、互いに離間するように第1導体領域及び第2導体領域が規定されて該第1導体領域及び該第2導体領域の間に第1チャネル領域が規定された上記第1半導体層と、該第1半導体層上に設けられた第1ゲート絶縁膜と、該第1ゲート絶縁膜上に設けられ、上記第1導体領域及び上記第2導体領域の間の導通を制御する第1ゲート電極と、該第1ゲート電極を覆うように設けられた酸化シリコン膜からなる第1層間絶縁膜と、該第1層間絶縁膜上に設けられた窒化シリコン膜からなる第2層間絶縁膜と、該第2層間絶縁膜上に互いに離間するように設けられ、上記第1層間絶縁膜及び第2層間絶縁膜に形成された第1コンタクトホール及び第2コンタクトホールを介して、上記第1導体領域及び上記第2導体領域に電気的にそれぞれ接続された第1端子電極及び第2端子電極とを備え、上記第2層間絶縁膜には、上記第1チャネル領域全体に重なるように該第2層間絶縁膜を貫通する貫通孔が形成され、上記貫通孔から露出する上記第1層間絶縁膜、及び該貫通孔の周縁部の表面には、金属被覆層が一体に設けられていることを特徴とする。
 本発明によれば、水分及び水素の拡散によるデプレッションシフトを抑制することができる。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る有機EL表示装置の概略構成を示す平面図である。 図2は、本発明の第1の実施形態に係る有機EL表示装置の表示領域の平面図である。 図3は、本発明の第1の実施形態に係る有機EL表示装置の表示領域の断面図である。 図4は、本発明の第1の実施形態に係る有機EL表示装置を構成する薄膜トランジスタ層の等価回路図である。 図5は、本発明の第1の実施形態に係る有機EL表示装置を構成する有機EL層を示す断面図である。 図6は、本発明の第1の実施形態に係る有機EL表示装置の製造方法を示す第1の断面図である。 図7は、本発明の第1の実施形態に係る有機EL表示装置の製造方法を示す第2の断面図である。 図8は、本発明の第1の実施形態に係る有機EL表示装置の製造方法を示す第3の断面図である。 図9は、本発明の第1の実施形態に係る有機EL表示装置を構成する薄膜トランジスタ層の第1の変形例を示す断面図である。 図10は、本発明の第1の実施形態に係る有機EL表示装置を構成する薄膜トランジスタ層の第2の変形例を示す断面図である。 図11は、本発明の第1の実施形態に係る有機EL表示装置を構成する薄膜トランジスタ層の第3の変形例を示す断面図である。 図12は、本発明の第2の実施形態に係る有機EL表示装置の表示領域の断面図である。 図13は、本発明の第2の実施形態に係る有機EL表示装置の製造方法を示す第1の断面図である。 図14は、本発明の第2の実施形態に係る有機EL表示装置の製造方法を示す第2の断面図である。 図15は、本発明の第2の実施形態に係る有機EL表示装置の製造方法を示す第3の断面図である。 図16は、本発明の第3の実施形態に係る有機EL表示装置の表示領域の断面図である。 図17は、本発明の第3の実施形態に係る有機EL表示装置の製造方法を示す第1の断面図である。 図18は、本発明の第3の実施形態に係る有機EL表示装置の製造方法を示す第2の断面図である。 図19は、本発明の第3の実施形態に係る有機EL表示装置の製造方法を示す第3の断面図である。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。
 《第1の実施形態》
 図1~図11は、本発明に係る表示装置の第1の実施形態を示している。なお、以下の各実施形態では、発光素子層を備えた表示装置として、有機EL素子層を備えた有機EL表示装置を例示する。ここで、図1は、本実施形態の有機EL表示装置50aの概略構成を示す平面図である。また、図2及び図3は、有機EL表示装置50aの表示領域Dの平面図及び断面図である。また、図4は、有機EL表示装置50aを構成する薄膜トランジスタ層30aの等価回路図である。また、図5は、有機EL表示装置50aを構成する有機EL層33を示す断面図である。
 有機EL表示装置50aは、図1に示すように、例えば、矩形状に設けられた画像表示を行う表示領域Dと、表示領域Dの周囲に設けられた額縁領域Fとを備えている。なお、本実施形態では、矩形状の表示領域Dを例示したが、この矩形状には、例えば、辺が円弧状になった形状、角部が円弧状になった形状、辺の一部に切り欠きがある形状等の略矩形状も含まれる。
 表示領域Dには、図2に示すように、複数のサブ画素Pがマトリクス状に配列されている。また、表示領域Dでは、図2に示すように、例えば、赤色の表示を行うための赤色発光領域Erを有するサブ画素P、緑色の表示を行うための緑色発光領域Egを有するサブ画素P、及び青色の表示を行うための青色発光領域Ebを有するサブ画素Pが互いに隣り合うように設けられている。なお、表示領域Dでは、例えば、赤色発光領域Er、緑色発光領域Eg及び青色発光領域Ebを有する隣り合う3つのサブ画素Pにより、1つの画素が構成されている。
 額縁領域Fの図1中の右端部には、端子部Tが設けられている。また、額縁領域Fにおいて、図1に示すように、表示領域D及び端子部Tの間には、図中の縦方向を折り曲げの軸として180°に(U字状に)折り曲げ可能な折り曲げ部Bが一方向(図中の縦方向)に延びるように設けられている。
 有機EL表示装置50aは、図3に示すように、ベース基板層として設けられた樹脂基板層10と、樹脂基板層10上に設けられたTFT層30aと、TFT層30a上に発光素子層として設けられた有機EL素子層40と、有機EL素子層40を覆うように設けられた封止膜45とを備えている。
 樹脂基板層10は、例えば、ポリイミド樹脂等により構成されている。
 TFT層30aは、図3に示すように、樹脂基板層10上に設けられたベースコート膜11と、ベースコート膜11上にサブ画素P毎に設けられた3つの第1TFT9A、4つの第2TFT9B及び1つのキャパシタ9h(図4参照)と、各第1TFT9A及び各第2TFT9B及び各キャパシタ9h上に設けられた平坦化膜23とを備えている。ここで、TFT層30aには、図2に示すように、図中の横方向に互いに平行に延びるように複数のゲート線14gが設けられている。また、TFT層30aには、図2に示すように、図中の横方向に互いに平行に延びるように複数の発光制御線14eが設けられている。また、TFT層30aには、図2に示すように、図中の縦方向に互いに平行に延びるように複数のソース線22fが設けられている。また、TFT層30aには、図2に示すように、図中の縦方向に互いに平行に延びるように複数の電源線22gが設けられている。また、また、TFT層30aには、図2に示すように、図中の縦方向に互いに平行に延びるように複数の初期化信号線22iが設けられている。なお、各ソース線22fは、図2に示すように、各電源線22g及び各初期化信号線22iと隣り合うように設けられている。ここで、TFT層30aでは、図3に示すように、樹脂基板層10上にベースコート膜11、第2ゲート絶縁膜13、第3層間絶縁膜15、第1層間絶縁膜20、第2層間絶縁膜21及び平坦化膜23が順に積層されている。そして、ゲート線14g及び発光制御線14eは、第2ゲート絶縁膜13上に設けられ、ソース線22f、電源線22g及び初期化信号線22iは、第2層間絶縁膜21上に設けられている。
 第1TFT9Aは、図3に示すように、第3層間絶縁膜15上に設けられた第1半導体層17aと、第1半導体層17aの後述する第1導体領域17aa及び第2導体領域17abの樹脂基板層10側にそれぞれ設けられた第1導電層16a及び第2導電層16bと、第1半導体層17aの後述する第1チャネル領域17ac上に設けられた第1ゲート絶縁膜18aと、第1ゲート絶縁膜18a上に設けられた第1ゲート電極19aと、第1ゲート電極19aを覆うように設けられた第1層間絶縁膜20と、第1層間絶縁膜20上に設けられた第2層間絶縁膜21と、第2層間絶縁膜21上に互いに離間するように設けられた第1端子電極22a及び第2端子電極22bとを備えている。ここで、ベースコート膜11、第2ゲート絶縁膜13、第3層間絶縁膜15及び第1ゲート絶縁膜18aは、例えば、窒化シリコン、酸化シリコン、酸窒化シリコン等の無機絶縁膜の単層膜又は積層膜により構成されている。なお、少なくとも第3層間絶縁膜15及び第1ゲート絶縁膜18aの第1半導体層17a側は、例えば、酸化シリコン膜により構成されている。
 第1半導体層17aは、例えば、In-Ga-Zn-O系等の酸化物半導体により形成され、図3に示すように、互いに離間するように規定された第1導体領域17aa及び第2導体領域17abと、第1導体領域17aa及び第2導体領域17abの間に規定された第1チャネル領域17acとを備えている。ここで、In-Ga-Zn-O系の半導体は、In(インジウム)、Ga(ガリウム)、Zn(亜鉛)の三元系酸化物であって、In、Ga及びZnの割合(組成比)は特に限定されない。また、In-Ga-Zn-O系の半導体は、アモルファスでもよいし、結晶質でもよい。なお、結晶質In-Ga-Zn-O系の半導体としては、c軸が層面に概ね垂直に配向した結晶質In-Ga-Zn-O系の半導体が好ましい。また、In-Ga-Zn-O系の半導体の代わりに、他の酸化物半導体を含んでいてもよい。他の酸化物半導体としては、例えば、In-Sn-Zn-O系半導体(例えば、In-SnO-ZnO;InSnZnO)を含んでもよい。ここで、In-Sn-Zn-O系半導体は、In(インジウム)、Sn(スズ)及びZn(亜鉛)の三元系酸化物である。また、他の酸化物半導体としては、In-Al-Zn-O系半導体、In-Al-Sn-Zn-O系半導体、Zn-O系半導体、In-Zn-O系半導体、Zn-Ti-O系半導体、Cd-Ge-O系半導体、Cd-Pb-O系半導体、CdO(酸化カドミウム)、Mg-Zn-O系半導体、In-Ga-Sn-O系半導体、In-Ga-O系半導体、Zr-In-Zn-O系半導体、Hf-In-Zn-O系半導体、Al-Ga-Zn-O系半導体、Ga-Zn-O系半導体、In-Ga-Zn-Sn-O系半導体、InGaO(ZnO)、酸化マグネシウム亜鉛(MgZn1-xO)、酸化カドミウム亜鉛(CdZn1-xO)等を含んでいてもよい。なお、Zn-O系半導体としては、1族元素、13族元素、14族元素、15族元素、17族元素等のうち1種又は複数種の不純物元素が添加されたZnOの非晶質(アモルファス)状態のもの、多結晶状態のもの、非晶質状態と多結晶状態が混在する微結晶状態のもの、又は何も不純物元素が添加されていないものを用いることができる。
 第1導電層16a及び第2導電層16bは、図3に示すように、第1半導体層17aの両端部の第1導体領域17aa及び第2導体領域17abの樹脂基板層10側に接触するようにそれぞれ設けられている。ここで、第1導電層16a及び第2導電層16bは、例えば、モリブデン膜等の金属膜により形成されている。
 第1ゲート絶縁膜18aは、図3に示すように、第1ゲート電極19aと重なり合うように設けられている。
 第1ゲート電極19aは、図3に示すように、第1ゲート絶縁膜18aを介して、第1半導体層17aの第1チャネル領域17acに重なり合うように設けられ、第1半導体層17aの第1導体領域17aa及び第2導体領域17abの間の導通を制御するように構成されている。
 第1層間絶縁膜20は、図3に示すように、第1ゲート電極19aから露出する第1半導体層17a、並びに第1導電層16a及び第2導電層16bの一部を覆うように設けられている。ここで、第1層間絶縁膜20は、例えば、酸化シリコン膜等の無機絶縁膜により構成されている。
 第2層間絶縁膜21は、例えば、窒化シリコン膜等の無機絶縁膜により構成され、防湿性を有している。また、第2層間絶縁膜21には、図3に示すように、第1チャネル領域17ac全体に重なるように第2層間絶縁膜21を貫通する貫通孔Mが設けられている。ここで、貫通孔Mから露出する第1層間絶縁膜20の表面、及び貫通孔Mの周縁部の表面には、図3に示すように、金属被覆層22eが一体に設けられている。なお、金属被覆層22eは、ソース線22f、電源線22g、初期化信号線22i、第1端子電極22a及び第2端子電極22bと同一材料により同一層に形成されている。また、金属被覆層22eは、電気的にフローティングである。
 第1端子電極22a及び第2端子電極22bは、図3に示すように、第1層間絶縁膜20及び第2層間絶縁膜21の積層膜に形成された第1コンタクトホールHa及び第2コンタクトホールHbを介して第1導体領域17aa及び第2導体領域17abに電気的にそれぞれ接続されている。ここで、第1コンタクトホールHa及び第2コンタクトホールHbは、図3に示すように、第1導体領域17aaに接する第1導電層16a、及び第2導体領域17abに接する第2導電層16bに重なるようにそれぞれ設けられ、ボトムコンタクト構造になっている。
 第2TFT9Bは、図3に示すように、ベースコート膜11上に設けられた第2半導体層12aと、第2半導体層12a上に設けられた第2ゲート絶縁膜13と、第2ゲート絶縁膜13上に設けられた第2ゲート電極14aと、第2ゲート電極14aを覆うように順に設けられた第3層間絶縁膜15、第1層間絶縁膜20及び第2層間絶縁膜21と、第2層間絶縁膜21上に互いに離間するように設けられた第3端子電極22c及び第4端子電極22dとを備えている。
 第2半導体層12aは、例えば、LTPS(low temperature polysilicon)等のポリシリコンにより形成され、図3に示すように、互いに離間するように規定された第3導体領域12aa及び第4導体領域12abと、第3導体領域12aa及び第4導体領域12abの間に規定された第2チャネル領域12acとを備えている。
 第2ゲート電極14aは、図3に示すように、第2半導体層12aの第2チャネル領域12acに重なり合うように設けられ、第2半導体層12aの第3導体領域12aa及び第4導体領域12abの間の導通を制御するように構成されている。
 第3端子電極22c及び第4端子電極22dは、図3に示すように、第2ゲート絶縁膜13、第3層間絶縁膜15、第1層間絶縁膜20及び第2層間絶縁膜21の積層膜に形成された第3コンタクトホールHc及び第4コンタクトホールHdを介して第2半導体層12aの第3導体領域12aa及び第4導体領域12abに電気的にそれぞれ接続されている。
 本実施形態では、酸化物半導体により形成された第1半導体層17aを有する3つの第1TFT9Aとして、後述する初期化用TFT9a、補償用TFT9b及び陽極放電用TFT9gを例示し、ポリシリコンにより形成された第2半導体層12aを有する4つの第2TFT9Bとして、後述する書込用TFT9c、駆動用TFT9d、電源供給用TFT9e及び発光制御用TFT9fを例示する(図4参照)。なお、図4の等価回路図では、各TFT9a、9b、9gの第1端子電極22a及び第2端子電極22bを丸数字の1及び2で示し、各TFT9c、9d、9e、9fの第3端子電極22c及び第4端子電極22dを丸数字の3及び4で示している。また、図4の等価回路図では、n行m列目のサブ画素Pの画素回路を示しているが、(n-1)行m列目のサブ画素Pの画素回路の一部も含んでいる。
 初期化用TFT9aは、図4に示すように、各サブ画素Pにおいて、そのゲート電極が前段(n-1段)のゲート線14g(n-1)に電気的に接続され、その第1端子電極が後述するキャパシタ9hの下部導電層及び駆動用TFT9dのゲート電極に電気的に接続され、その第2端子電極が電源線22gに電気的に接続されている。
 補償用TFT9bは、図4に示すように、各サブ画素Pにおいて、そのゲート電極が自段(n段)のゲート線14g(n)に電気的に接続され、その第1端子電極が駆動用TFT9dのゲート電極に電気的に接続され、その第2端子電極が駆動用TFT9dの第3端子電極に電気的に接続されている。
 書込用TFT9cは、図4に示すように、各サブ画素Pにおいて、そのゲート電極が自段(n段)のゲート線14g(n)に電気的に接続され、その第3端子電極が対応するソース線22fに電気的に接続され、その第4端子電極が駆動用TFT9dの第4端子電極に電気的に接続されている。
 駆動用TFT9dは、図4に示すように、各サブ画素Pにおいて、そのゲート電極が初期化用TFT9a及び補償用TFT9bの各第1端子電極に電気的に接続され、その第3端子電極が補償用TFT9bの第2端子電極及び電源供給用TFT9eの各第4端子電極に電気的に接続され、その第4端子電極が書込用TFT9cの第4端子電極及び発光制御用TFT9fの第3端子電極に電気的に接続されている。ここで、駆動用TFT9dは、有機EL素子35の電流を制御するように構成されている。
 電源供給用TFT9eは、図4に示すように、各サブ画素Pにおいて、そのゲート電極が自段(n段)の発光制御線14eに電気的に接続され、その第3端子電極が電源線22gに電気的に接続され、その第4端子電極が駆動用TFT9dの第3端子電極に電気的に接続されている。
 発光制御用TFT9fは、図4に示すように、各サブ画素Pにおいて、そのゲート電極が自段(n段)の発光制御線14eに電気的に接続され、その第3端子電極が駆動用TFT9dの第4端子電極に電気的に接続され、その第4端子電極が後述する有機EL素子35の後述する第1電極31aに電気的に接続されている。
 陽極放電用TFT9gは、図4に示すように、各サブ画素Pにおいて、そのゲート電極が自段(n段)のゲート線14g(n)に電気的に接続され、その第1端子電極が有機EL素子35の第1電極31aに電気的に接続され、その第2端子電極が初期化信号線22iに電気的に接続されている。
 キャパシタ9hは、例えば、第2ゲート電極14aと同一材料により同一層に形成された下部導電層(不図示)と、下部導電層を覆うように設けられた第3層間絶縁膜15と、第3層間絶縁膜15上に下部導電層と重なるように設けられ、第1導電層16a及び第2導電層16bと同一材料により同一層に形成された上部導電層(不図示)とを備えている。また、キャパシタ9hは、図4に示すように、各サブ画素Pにおいて、例えば、その下部導電層が駆動用TFT9dのゲート電極、初期化用TFT9a及び補償用TFT9bの各第1端子電極に電気的に接続され、その上部導電層が陽極放電用TFT9gの第1端子電極、発光制御用TFT9fの第4端子電極及び有機EL素子35の第1電極31aに電気的に接続されている。
 平坦化膜23は、表示領域Dにおいて、平坦な表面を有し、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の有機樹脂材料、又はポリシロキサン系のSOG(spin on glass)材料等により構成されている。
 有機EL素子層40は、図3に示すように、複数のサブ画素Pに対応して、TFT層30a上に順に積層するように設けられた複数の第1電極31a、共通のエッジカバー32、複数の有機EL層33及び共通の第2電極34を備えている。ここで、有機EL素子35は、図3に示すように、TFT層30の平坦化膜23上に順に積層された第1電極31a、有機EL層33及び第2電極34により構成されている。
 第1電極31aは、平坦化膜23に形成されたコンタクトホールを介して、各サブ画素Pの発光制御用TFT9fの第4端子電極に電気的に接続されている。また、第1電極31aは、有機EL層33にホール(正孔)を注入する機能を有している。また、第1電極31aは、有機EL層33への正孔注入効率を向上させるために、仕事関数の大きな材料で形成するのがより好ましい。ここで、第1電極31aを構成する材料としては、例えば、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、バナジウム(V)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、金(Au)、チタン(Ti)、ルテニウム(Ru)、マンガン(Mn)、インジウム(In)、イッテルビウム(Yb)、フッ化リチウム(LiF)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、モリブデン(Mo)、イリジウム(Ir)、スズ(Sn)等の金属材料が挙げられる。また、第1電極31aを構成する材料は、例えば、アスタチン(At)/酸化アスタチン(AtO)等の合金であっても構わない。さらに、第1電極31aを構成する材料は、例えば、酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)のような導電性酸化物等であってもよい。また、第1電極31aは、上記材料からなる層を複数積層して形成されていてもよい。なお、仕事関数の大きな化合物材料としては、例えば、インジウムスズ酸化物(ITO)やインジウム亜鉛酸化物(IZO)等が挙げられる。
 エッジカバー32は、図3に示すように、各第1電極31aの周端部を覆うように格子状に設けられている。ここで、エッジカバー32は、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の有機樹脂材料、又はポリシロキサン系のSOG材料等により構成されている。
 有機EL層33は、発光機能層として設けられ、図5に示すように、第1電極31a上に順に積層された正孔注入層1、正孔輸送層2、発光層3、電子輸送層4及び電子注入層5を備えている。
 正孔注入層1は、陽極バッファ層とも呼ばれ、第1電極31aと有機EL層33とのエネルギーレベルを近づけ、第1電極31aから有機EL層33への正孔注入効率を改善する機能を有している。ここで、正孔注入層1を構成する材料としては、例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体等が挙げられる。
 正孔輸送層2は、第1電極31aから有機EL層33への正孔の輸送効率を向上させる機能を有している。ここで、正孔輸送層2を構成する材料としては、例えば、ポルフィリン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリ-p-フェニレンビニレン、ポリシラン、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミン置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、水素化アモルファスシリコン、水素化アモルファス炭化シリコン、硫化亜鉛、セレン化亜鉛等が挙げられる。
 発光層3は、第1電極31a及び第2電極34による電圧印加の際に、第1電極31a及び第2電極34から正孔及び電子がそれぞれ注入されると共に、正孔及び電子が再結合する領域である。ここで、発光層3は、発光効率が高い材料により形成されている。そして、発光層3を構成する材料としては、例えば、金属オキシノイド化合物[8-ヒドロキシキノリン金属錯体]、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ジフェニルエチレン誘導体、ビニルアセトン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、ブタジエン誘導体、クマリン誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリル誘導体、スチリルアミン誘導体、ビススチリルベンゼン誘導体、トリススチリルベンゼン誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、アミノピレン誘導体、ピリジン誘導体、ローダミン誘導体、アクイジン誘導体、フェノキサゾン、キナクリドン誘導体、ルブレン、ポリ-p-フェニレンビニレン、ポリシラン等が挙げられる。
 電子輸送層4は、電子を発光層3まで効率良く移動させる機能を有している。ここで、電子輸送層4を構成する材料としては、例えば、有機化合物として、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体、シロール誘導体、金属オキシノイド化合物等が挙げられる。
 電子注入層5は、第2電極34と有機EL層33とのエネルギーレベルを近づけ、第2電極34から有機EL層33へ電子が注入される効率を向上させる機能を有し、この機能により、有機EL素子35の駆動電圧を下げることができる。なお、電子注入層5は、陰極バッファ層とも呼ばれる。ここで、電子注入層5を構成する材料としては、例えば、フッ化リチウム(LiF)、フッ化マグネシウム(MgF)、フッ化カルシウム(CaF)、フッ化ストロンチウム(SrF)、フッ化バリウム(BaF)のような無機アルカリ化合物、酸化アルミニウム(Al)、酸化ストロンチウム(SrO)等が挙げられる。
 第2電極34は、図3に示すように、各有機EL層33及びエッジカバー32を覆うように全てのサブ画素Pに共通して設けられている。また、第2電極34は、有機EL層33に電子を注入する機能を有している。また、第2電極34は、有機EL層33への電子注入効率を向上させるために、仕事関数の小さな材料で構成するのがより好ましい。ここで、第2電極34を構成する材料としては、例えば、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、バナジウム(V)、カルシウム(Ca)、チタン(Ti)、イットリウム(Y)、ナトリウム(Na)、マンガン(Mn)、インジウム(In)、マグネシウム(Mg)、リチウム(Li)、イッテルビウム(Yb)、フッ化リチウム(LiF)等が挙げられる。また、第2電極34は、例えば、マグネシウム(Mg)/銅(Cu)、マグネシウム(Mg)/銀(Ag)、ナトリウム(Na)/カリウム(K)、アスタチン(At)/酸化アスタチン(AtO)、リチウム(Li)/アルミニウム(Al)、リチウム(Li)/カルシウム(Ca)/アルミニウム(Al)、フッ化リチウム(LiF)/カルシウム(Ca)/アルミニウム(Al)等の合金により形成されていてもよい。また、第2電極34は、例えば、酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)等の導電性酸化物により形成されていてもよい。また、第2電極34は、上記材料からなる層を複数積層して形成されていてもよい。なお、仕事関数が小さい材料としては、例えば、マグネシウム(Mg)、リチウム(Li)、フッ化リチウム(LiF)、マグネシウム(Mg)/銅(Cu)、マグネシウム(Mg)/銀(Ag)、ナトリウム(Na)/カリウム(K)、リチウム(Li)/アルミニウム(Al)、リチウム(Li)/カルシウム(Ca)/アルミニウム(Al)、フッ化リチウム(LiF)/カルシウム(Ca)/アルミニウム(Al)等が挙げられる。
 封止膜45は、図3に示すように、第2電極34を覆うように設けられ、第2電極34上に順に積層された第1無機封止膜41、有機封止膜42及び第2無機封止膜43を備え、有機EL素子層35の有機EL層33を水分や酸素から保護する機能を有している。
 第1無機封止膜41及び第2無機封止膜43は、例えば、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸窒化シリコン膜等の無機絶縁膜により構成されている。
 有機封止膜42は、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリ尿素樹脂、パリレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の有機樹脂材料により構成されている。
 上記構成の有機EL表示装置50aでは、各サブ画素Pにおいて、まず、発光制御線14eが選択されて非活性状態とされると、有機EL素子35が非発光状態となる。その非発光状態で、前段のゲート線14g(n-1)が選択され、そのゲート線14g(n-1)を介してゲート信号が初期化用TFT9aに入力されることにより、初期化用TFT9aがオン状態となり、電源線22gの高電源電圧ELVDDがキャパシタ9hに印加されると共に、駆動用TFT9dがオン状態となる。これにより、キャパシタ9hの電荷が放電されて、駆動用TFT9dのゲート電極にかかる電圧が初期化される。次に、自段のゲート線14g(n)が選択されて活性状態とされることにより、補償用TFT9b及び書込用TFT9cがオン状態となり、対応するソース線22fを介して伝達されるソース信号に対応する所定の電圧がダイオード接続状態の駆動用TFT9dを介してキャパシタ9hに書き込まれると共に、陽極放電用TFT9gがオン状態となり、初期化信号線22iを介して初期化信号が有機EL素子35の第1電極31aに印加されて第1電極31aに蓄積した電荷がリセットされる。その後、発光制御線14eが選択されて、電源供給用TFT9e及び発光制御用TFT9fがオン状態となり、駆動用TFT9dのゲート電極にかかる電圧に応じた駆動電流が電源線22gから有機EL素子35に供給される。このようにして、有機EL表示装置50aでは、各サブ画素Pにおいて、有機EL素子35が駆動電流に応じた輝度で発光して、画像表示が行われる。
 次に、本実施形態の有機EL表示装置50aの製造方法について説明する。なお、有機EL表示装置50aの製造方法は、TFT層形成工程、有機EL素子層形成工程及び封止膜形成工程を備える。ここで、図6、図7及び図8は、有機EL表示装置50aの製造方法を示す第1、第2及び第3の断面図である。
 <TFT層形成工程>
 まず、例えば、ガラス基板上に形成した樹脂基板層10上に、例えば、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法により、窒化シリコン膜(厚さ50nm程度)及び酸化シリコン膜(厚さ250nm程度)を順に成膜することにより、ベースコート膜11を形成する。
 続いて、ベースコート膜11が形成された基板表面に、例えば、プラズマCVD法により、アモルファスシリコン膜(厚さ50nm程度)を成膜し、そのアモルファスシリコン膜をレーザーアニール等により結晶化して、ポリシリコン膜を形成する。その後、そのポリシリコン膜をパターニングして、第2半導体層12a等を形成する。
 さらに、第2半導体層12a等が形成された基板表面に、例えば、プラズマCVD法により、酸化シリコン膜(厚さ100nm程度)を成膜することにより、第2ゲート絶縁膜13を形成した後に、例えば、スパッタリング法により、モリブデン膜(厚さ200nm程度)等の金属膜を成膜する。その後、その金属膜をパターニングして、第2ゲート電極14a、ゲート線14g、発光制御線14e等を形成する。
 続いて、第2ゲート電極14aをマスクとして、第2半導体層12aにリン等の不純物イオンをドーピングすることにより、第2半導体層12aに第3導体領域12aa、第4導体領域12ab及び第2チャネル領域12acを形成する。
 さらに、第2半導体層12aに第3導体領域12aa等が形成された基板表面に、例えば、プラズマCVD法により、酸化シリコン膜(厚さ150nm程度)の単層膜、又は窒化シリコン膜(厚さ150nm程度)及び酸化シリコン膜(厚さ50nm程度)を順に積層した積層膜を成膜することにより、第3層間絶縁膜15を形成した後に、例えば、スパッタリング法により、モリブデン膜(厚さ200nm程度)等の金属膜を成膜する。その後、その金属膜をパターニングして、第1導電層16a及び第2導電層16b等を形成する。
 続いて、第1導電層16a等が形成された基板表面に、例えば、スパッタリング法により、InGaZnO等の酸化物半導体膜(厚さ30nm程度)を成膜した後に、その酸化物半導体膜をパターニングすることにより、第1半導体層17a等を形成する。
 さらに、第1半導体層17a等が形成された基板表面に、例えば、プラズマCVD法により、酸化シリコン膜(厚さ100nm程度)等を成膜した後に、スパッタリング法により、モリブデン膜(厚さ200nm程度)の単層膜、アルミニウム膜(厚さ300nm程度)及びチタン膜(厚さ50nm程度)を順に積層した積層膜、又はチタン膜(厚さ50nm程度)、アルミニウム膜(厚さ300nm程度)及びチタン膜(厚さ50nm程度)を順に積層した積層膜等の金属膜を成膜し、それらの積層膜をパターニングすることにより、第1ゲート絶縁膜18a及び第1ゲート電極19a等を形成する。
 続いて、第1ゲート電極19a等が形成された基板表面に、例えば、プラズマCVD法により、酸化シリコン膜(厚さ400nm程度)及び窒化シリコン膜(厚さ200nm程度)を順に成膜することにより、第1層間絶縁膜20及び第2層間絶縁膜21を形成する。その後、第2ゲート絶縁膜13、第3層間絶縁膜15、第1層間絶縁膜20及び第2層間絶縁膜21を適宜パターニングすることにより、図6に示すように、第1コンタクトホールHa、第2コンタクトホールHb、第3コンタクトホールHc及び第4コンタクトホールHd等を形成する。
 さらに、図7に示すように、第1コンタクトホールHa等が形成された基板表面にレジストパターンRを形成した後に、レジストパターンRから露出する第2層間絶縁膜21をエッチングすることにより、図8に示すように、第2層間絶縁膜21に貫通孔Mを形成する。
 その後、第2層間絶縁膜21に貫通孔Mが形成された基板表面に、例えば、スパッタリング法により、チタン膜(厚さ50nm程度)、アルミニウム膜(厚さ600nm程度)及びチタン膜(厚さ50nm程度)等を順に成膜した後に、その金属積層膜をパターニングして、第1端子電極22a、第2端子電極22b、第3端子電極22c、第4端子電極22d、金属被覆層22e、ソース線22f、電源線22g及び初期化信号線22i等を形成する。
 最後に、第1端子電極22a等が形成された基板表面に、例えば、スピンコート法やスリットコート法により、ポリイミド系の感光性樹脂膜(厚さ2μm程度)を塗布した後に、その塗布膜に対して、プリベーク、露光、現像及びポストベークを行うことにより、平坦化膜23を形成する。
 以上のようにして、TFT層30aを形成することができる。
 <有機EL素子層形成工程>
 上記TFT層形成工程で形成されたTFT層30aの平坦化膜23上に、周知の方法を用いて、第1電極31a、エッジカバー32、有機EL層33(正孔注入層1、正孔輸送層2、発光層3、電子輸送層4、電子注入層5)及び第2電極34を形成して、有機EL素子層40を形成する。
 <封止膜形成工程>
 まず、上記有機EL素子層形成工程で形成された有機EL素子層40が形成された基板表面に、マスクを用いて、例えば、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸窒化シリコン膜等の無機絶縁膜をプラズマCVD法により成膜して、第1無機封止膜41を形成する。
 続いて、第1無機封止膜41が形成された基板表面に、例えば、インクジェット法により、アクリル樹脂等の有機樹脂材料を成膜して、有機封止膜42を形成する。
 その後、有機封止膜42が形成された基板表面に、マスクを用いて、例えば、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸窒化シリコン膜等の無機絶縁膜をプラズマCVD法により成膜して、第2無機封止膜43を形成することにより、封止膜45を形成する。
 最後に、封止膜45が形成された基板表面に保護シート(不図示)を貼付した後に、樹脂基板層10のガラス基板側からレーザー光を照射することにより、樹脂基板層10の下面からガラス基板を剥離させ、ガラス基板を剥離させた樹脂基板層10の下面に保護シート(不図示)を貼付する。
 以上のようにして、本実施形態の有機EL表示装置50aを製造することができる。
 なお、本実施形態では、TFT層30aを備えた有機EL表示装置50aを例示したが、以下に示すような薄膜トランジスタ層30aa、30ab及び30acを備えた有機EL表示装置であってもよい。ここで、図9、図10及び図11は、薄膜トランジスタ層30aの第1、第2及び第3の変形例の薄膜トランジスタ層30aa、30ab及び30acを示す断面図である。
 TFT層30aaでは、図9に示すように、第1TFT9Aにおいて、第1半導体層17aの樹脂基板層10側に下側ゲート電極14bが第3層間絶縁膜15を介して設けられている。ここで、下側ゲート電極14bは、第1ゲート電極19aと同様に、第1半導体層17aの第1導体領域17aa及び第2導体領域17abの間の導通を制御するように構成されている。また、下側ゲート電極14bは、第2ゲート電極14aと同一材料により同一層に形成されている。このTFT層30aaによれば、第1TFT9Aがダブルゲート構造を有しているので、第1TFT9Aの駆動能力を向上させることができ、また、第1半導体層17aの下側の界面の電位が固定されるため、第1TFT9Aの特性の安定化及び信頼性を向上させることができる。
 TFT層30abでは、図10に示すように、第1TFT9Aにおいて、TFT層30aaと同様に、下側ゲート電極14bが設けられていると共に、金属被覆層22eに相当する金属被覆層22ebが第1ゲート電極19aと電気的に接続されている。このTFT層30abによれば、金属被覆層22ebが第1ゲート電極19aに電気的に接続されているので、金属被覆層22ebに起因する寄生容量の形成を抑制することができる。
 TFT層30acでは、図11に示すように、第1TFT9Aにおいて、第1コンタクトホールHa及び第2コンタクトホールHbが後述する第1導体領域17ba及び第2導体領域17bbに重なるようにそれぞれ設けられ、トップコンタクト構造になっている。ここで、第1半導体層17aに相当する第1半導体層17bは、互いに離間するように規定された第1導体領域17ba及び第2導体領域17bbと、第1導体領域17ba及び第2導体領域17bbの間に規定された第1チャネル領域17bcとを備えている。このTFT層30acによれば、TFT層30aにおける第1導電層16a及び第2導電層16bを省略することができるので、製造工程を簡略化することができる。
 以上説明したように、本実施形態の有機EL表示装置50aによれば、窒化シリコン膜からなる第2層間絶縁膜21には、第1半導体層17aの第1チャネル領域17ac全体に重なるように第2層間絶縁膜21を貫通する貫通孔Mが形成されているので、第2層間絶縁膜21の窒化シリコン膜から第1チャネル領域17acへの水素の拡散を抑制することができる。また、防湿性を有する第2層間絶縁膜21が存在しない貫通孔Mから露出する第1層間絶縁膜20の表面、及び貫通孔Mの周縁部の表面には、防湿性を有する金属被覆層22eが一体に設けられているので、平坦化膜23から第1チャネル領域17acへの水分の拡散を抑制することができる。これにより、第1TFT9Aにおいて、第1半導体層17aの第1チャネル領域17acへの水分及び水素の拡散が抑制されるので、水分及び水素の拡散によるデプレッションシフトを抑制することができる。さらに、水分及び水素の拡散によるデプレッションシフトが抑制されることにより、有機EL表示装置50aの製造歩留まり及び信頼性の低下を抑制することができる。
 《第2の実施形態》
 図12~図15は、本発明に係る表示装置の第2の実施形態を示している。ここで、図12は、本実施形態の有機EL表示装置50bの表示領域Dの断面図である。また、図13、図14及び図15は、有機EL表示装置50bの製造方法を示す第1、第2及び第3の断面図である。なお、以下の各実施形態において、図1~図11と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
 上記第1の実施形態では、金属被覆層22eが第1端子電極22a等と同一材料により同一層に設けられた有機EL表示装置50aを例示したが、本実施形態では、金属被覆層24bが電源線24aと同一材料により同一層に設けられた有機EL表示装置50bを例示する。
 有機EL表示装置50bは、上記第1の実施形態の有機EL表示装置50aと同様に、例えば、矩形状に設けられた表示領域Dと、表示領域Dの周囲に設けられた額縁領域Fとを備えている。
 また、有機EL表示装置50bは、図12に示すように、樹脂基板層10と、樹脂基板層10上に設けられたTFT層30bと、TFT層30b上に設けられた有機EL素子層40と、有機EL素子層40を覆うように設けられた封止膜45とを備えている。
 TFT層30bは、図12に示すように、樹脂基板層10上に設けられたベースコート膜11と、ベースコート膜11上にサブ画素P毎に設けられた3つの第1TFT9A、4つの第2TFT9B及び1つのキャパシタ9h(図4参照)と、各第1TFT9A及び各第2TFT9B及び各キャパシタ9h上に順に設けられた第1平坦化膜23及び第2平坦化膜25とを備えている。ここで、TFT層30bには、上記第1の実施形態のTFT層30aと同様に、複数のゲート線14g、複数の発光制御線14e、複数のソース線22f及び複数の初期化信号線22iが設けられている。また、TFT層30bでは、上記第1の実施形態のTFT層30aにおける電源線22gの代わりに、図12に示すように、第1平坦化膜23及び第2平坦化膜25の間に配線層として電源線24aが格子状に設けられている。ここで、TFT層30bでは、図12に示すように、樹脂基板層10上にベースコート膜11、第2ゲート絶縁膜13、第3層間絶縁膜15、第1層間絶縁膜20、第2層間絶縁膜21、第1平坦化膜23及び第2平坦化膜25が順に積層されている。
 第1TFT9Aは、図12に示すように、第3層間絶縁膜15上に設けられた第1半導体層17bと、第1半導体層17bの第1チャネル領域17bc上に設けられた第1ゲート絶縁膜18aと、第1ゲート絶縁膜18a上に設けられた第1ゲート電極19aと、第1ゲート電極19aを覆うように設けられた第1層間絶縁膜20と、第1層間絶縁膜20上に設けられた第2層間絶縁膜21と、第2層間絶縁膜21上に互いに離間するように設けられた第1端子電極22a及び第2端子電極22bとを備えている。ここで、少なくとも第3層間絶縁膜15及び第1ゲート絶縁膜18aの第1半導体層17b側は、例えば、酸化シリコン膜により構成されている。なお、本実施形態では、シングルゲート構造を有する第1TFT9Aを例示したが、第1TFT9Aは、上記第1の実施形態の第1の変形例のように、ダブルゲート構造を有していてもよい。また、本実施形態では、トップコンタクト構造を有する第1TFT9Aを例示したが、第1TFT9Aは、上記第1の実施形態のように、ボトムコンタクト構造を有していてもよい。
 第2層間絶縁膜21には、図12に示すように、第1チャネル領域17bc全体に重なるように第2層間絶縁膜21を貫通する第1貫通孔Maが設けられている。
 第1平坦化膜23は、表示領域Dにおいて、平坦な表面を有し、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の有機樹脂材料、又はポリシロキサン系のSOG材料等により構成されている。ここで、第1平坦化膜23には、図12に示すように、第1チャネル領域17bc全体に重なるように第1平坦化膜23を貫通する第2貫通孔Mbが設けられている。なお、第2貫通孔Mbの周縁は、図12に示すように、第1貫通孔Maの周縁よりも外側に配置されている。そして、第1貫通孔Maから露出する第1層間絶縁膜20の表面、第1貫通孔Maの周縁部の表面、及び第2貫通孔Mbの周縁部の表面には、図12に示すように、金属被覆層24bが一体に設けられている。ここで、金属被覆層24bは、電源線24aと同一材料により同一層に形成されている。また、金属被覆層24bは、電気的にフローティングである。なお、金属被覆層24bは、上記第1の実施形態の第2の変形例のように、第1ゲート電極19aと電気的に接続されていてもよい。
 第2平坦化膜25は、表示領域Dにおいて、平坦な表面を有し、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の有機樹脂材料、又はポリシロキサン系のSOG材料等により構成されている。また、第2平坦化膜25は、図12に示すように、第1平坦化膜23上に設けられた電源線24a及び金属被覆層24bを覆うように設けられている。
 上記構成の有機EL表示装置50bでは、上記第1の実施形態の有機EL表示装置50aと同様に、各サブ画素Pにおいて、有機EL素子35が駆動電流に応じた輝度で発光して、画像表示が行われる。
 次に、本実施形態の有機EL表示装置50bの製造方法について説明する。なお、有機EL表示装置50bの製造方法は、TFT層形成工程、有機EL素子層形成工程及び封止膜形成工程を備える。
 <TFT層形成工程>
 まず、上記第1の実施形態の有機EL表示装置50の製造方法のTFT層形成工程において、第3層間絶縁膜15が形成された基板表面に、例えば、スパッタリング法により、InGaZnO等の酸化物半導体膜(厚さ30nm程度)を成膜した後に、その酸化物半導体膜をパターニングすることにより、第1半導体層17b等を形成する。
 続いて、第1半導体層17b等が形成された基板表面に、例えば、プラズマCVD法により、酸化シリコン膜(厚さ100nm程度)等を成膜した後に、スパッタリング法により、モリブデン膜(厚さ200nm程度)の単層膜、アルミニウム膜(厚さ300nm程度)及びチタン膜(厚さ50nm程度)を順に積層した積層膜、又はチタン膜(厚さ50nm程度)、アルミニウム膜(厚さ300nm程度)及びチタン膜(厚さ50nm程度)を順に積層した積層膜等の金属膜を成膜し、それらの積層膜をパターニングすることにより、第1ゲート絶縁膜18a及び第1ゲート電極19a等を形成する。
 さらに、第1ゲート電極19a等が形成された基板表面に、例えば、プラズマCVD法により、酸化シリコン膜(厚さ400nm程度)及び窒化シリコン膜(厚さ200nm程度)を順に成膜することにより、第1層間絶縁膜20及び第2層間絶縁膜21を形成する。
 その後、上記第1の実施形態のTFT層形成工程と同様に、第2ゲート絶縁膜13、第3層間絶縁膜15、第1層間絶縁膜20及び第2層間絶縁膜21を適宜パターニングすることにより、第1コンタクトホールHa、第2コンタクトホールHb、第3コンタクトホールHc、第4コンタクトホールHd及び第1貫通孔Ma等を形成する(図13参照)。
 続いて、第2層間絶縁膜21に第1貫通孔Ma等が形成された基板表面に、例えば、スパッタリング法により、チタン膜(厚さ50nm程度)、アルミニウム膜(厚さ600nm程度)及びチタン膜(厚さ50nm程度)等を順に成膜した後に、その金属積層膜をパターニングして、図14に示すように、第1端子電極22a、第2端子電極22b、第3端子電極22c、第4端子電極22d、ソース線22f及び初期化信号線22i等を形成する。
 さらに、第1端子電極22a等が形成された基板表面に、例えば、スピンコート法やスリットコート法により、ポリイミド系の感光性樹脂膜(厚さ2μm程度)を塗布した後に、その塗布膜に対して、プリベーク、露光、現像及びポストベークを行うことにより、図15に示すように、第2貫通孔Mbを有する第1平坦化膜23を形成する。
 その後、第1平坦化膜23が形成された基板表面に、例えば、スパッタリング法により、チタン膜(厚さ50nm程度)、アルミニウム膜(厚さ600nm程度)及びチタン膜(厚さ50nm程度)等を順に成膜した後に、その金属積層膜をパターニングして、電源線24a及び金属被覆層24b等を形成する。
 最後に、電源線24a等が形成された基板表面に、例えば、スピンコート法やスリットコート法により、ポリイミド系の感光性樹脂膜(厚さ2μm程度)を塗布した後に、その塗布膜に対して、プリベーク、露光、現像及びポストベークを行うことにより、第2平坦化膜25を形成する。
 以上のようにして、TFT層30bを形成することができる。その後、上記第1の実施形態の有機EL表示装置50aの製造方法と同様に、有機EL素子層形成工程及び封止膜形成工程を行うことにより、本実施形態の有機EL表示装置50bを製造することができる。
 以上説明したように、本実施形態の有機EL表示装置50bによれば、窒化シリコン膜からなる第2層間絶縁膜21には、第1半導体層17bの第1チャネル領域17bc全体に重なるように第2層間絶縁膜21を貫通する第1貫通孔Maが形成されているので、第2層間絶縁膜21の窒化シリコン膜から第1チャネル領域17bcへの水素の拡散を抑制することができる。また、防湿性を有する第2層間絶縁膜21が存在しない第1貫通孔Maから露出する第1層間絶縁膜20の表面、第1貫通孔Maの周縁部の表面、及び第2貫通孔Mbの周縁部の表面には、防湿性を有する金属被覆層24bが一体に設けられているので、第2平坦化膜25から第1チャネル領域17bcへの水分の拡散を抑制することができる。これにより、第1TFT9Aにおいて、第1半導体層17bの第1チャネル領域17bcへの水分及び水素の拡散が抑制されるので、水分及び水素の拡散によるデプレッションシフトを抑制することができる。さらに、水分及び水素の拡散によるデプレッションシフトが抑制されることにより、有機EL表示装置50bの製造歩留まり及び信頼性の低下を抑制することができる。
 《第3の実施形態》
 図16~図19は、本発明に係る表示装置の第3の実施形態を示している。ここで、図16は、本実施形態の有機EL表示装置50cの表示領域Dの断面図である。また、図17、図18及び図19は、有機EL表示装置50cの製造方法を示す第1、第2及び第3の断面図である。
 上記第1の実施形態では、金属被覆層22eが第1端子電極22a等と同一材料により同一層に設けられた有機EL表示装置50aを例示したが、本実施形態では、金属被覆層31bが第1電極31aと同一材料により同一層に設けられた有機EL表示装置50cを例示する。
 有機EL表示装置50cは、上記第1の実施形態の有機EL表示装置50aと同様に、例えば、矩形状に設けられた表示領域Dと、表示領域Dの周囲に設けられた額縁領域Fとを備えている。
 また、有機EL表示装置50cは、図16に示すように、樹脂基板層10と、樹脂基板層10上に設けられたTFT層30cと、TFT層30c上に設けられた有機EL素子層40と、有機EL素子層40を覆うように設けられた封止膜45とを備えている。
 TFT層30cは、図16に示すように、樹脂基板層10上に設けられたベースコート膜11と、ベースコート膜11上にサブ画素P毎に設けられた3つの第1TFT9A、4つの第2TFT9B及び1つのキャパシタ9h(図4参照)と、各第1TFT9A及び各第2TFT9B及び各キャパシタ9h上に順に設けられた第1平坦化膜23及び第2平坦化膜25とを備えている。ここで、TFT層30cには、上記第1の実施形態のTFT層30aと同様に、複数のゲート線14g、複数の発光制御線14e、複数のソース線22f及び複数の初期化信号線22iが設けられている。また、TFT層30cでは、上記第1の実施形態のTFT層30aにおける電源線22gの代わりに、図16に示すように、第1平坦化膜23及び第2平坦化膜25の間に配線層として電源線24aが格子状に設けられている。ここで、TFT層30cでは、図16に示すように、樹脂基板層10上にベースコート膜11、第2ゲート絶縁膜13、第3層間絶縁膜15、第1層間絶縁膜20、第2層間絶縁膜21、第1平坦化膜23及び第2平坦化膜25が順に積層されている。
 第1TFT9Aは、上記第2の実施形態と同様に、図16に示すように、第3層間絶縁膜15上に設けられた第1半導体層17bと、第1半導体層17bの第1チャネル領域17bc上に設けられた第1ゲート絶縁膜18aと、第1ゲート絶縁膜18a上に設けられた第1ゲート電極19aと、第1ゲート電極19aを覆うように設けられた第1層間絶縁膜20と、第1層間絶縁膜20上に設けられた第2層間絶縁膜21と、第2層間絶縁膜21上に互いに離間するように設けられた第1端子電極22a及び第2端子電極22bとを備えている。なお、本実施形態では、シングルゲート構造を有する第1TFT9Aを例示したが、第1TFT9Aは、上記第1の実施形態の第1の変形例のように、ダブルゲート構造を有していてもよい。また、本実施形態では、トップコンタクト構造を有する第1TFT9Aを例示したが、第1TFT9Aは、上記第1の実施形態のように、ボトムコンタクト構造を有していてもよい。
 第2層間絶縁膜21には、図16に示すように、第1チャネル領域17bc全体に重なるように第2層間絶縁膜21を貫通する第1貫通孔Maが設けられている。
 第1平坦化膜23は、表示領域Dにおいて、平坦な表面を有し、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の有機樹脂材料、又はポリシロキサン系のSOG材料等により構成されている。ここで、第1平坦化膜23には、図16に示すように、第1チャネル領域17bc全体に重なるように第1平坦化膜23を貫通する第2貫通孔Mbが設けられている。なお、第2貫通孔Mbの周縁は、図16に示すように、第1貫通孔Maの周縁よりも外側に配置されている。
 第2平坦化膜25は、表示領域Dにおいて、平坦な表面を有し、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の有機樹脂材料、又はポリシロキサン系のSOG材料等により構成されている。ここで、第2平坦化膜25には、図16に示すように、第1チャネル領域17bc全体に重なるように第2平坦化膜25を貫通する第3貫通孔Mcが設けられている。なお、第3貫通孔Mcの周縁は、図16に示すように、第2貫通孔Mbの周縁よりも外側に配置されている。そして、第1貫通孔Maから露出する第1層間絶縁膜20の表面、第1貫通孔Maの周縁部の表面、第2貫通孔Mbの周縁部の表面、及び第3貫通孔Mcの周縁部の表面には、図16に示すように、金属被覆層31bが一体に設けられている。ここで、金属被覆層31bは、第1電極31aと同一材料により同一層に形成されている。また、金属被覆層31bは、電気的にフローティングである。なお、金属被覆層31bは、上記第1の実施形態の第2の変形例のように、第1ゲート電極19aと電気的に接続されていてもよい。
 上記構成の有機EL表示装置50cでは、上記第1の実施形態の有機EL表示装置50aと同様に、各サブ画素Pにおいて、有機EL素子35が駆動電流に応じた輝度で発光して、画像表示が行われる。
 次に、本実施形態の有機EL表示装置50cの製造方法について説明する。なお、有機EL表示装置50cの製造方法は、TFT層形成工程、有機EL素子層形成工程及び封止膜形成工程を備える。
 <TFT層形成工程>
 まず、上記第2の実施形態の有機EL表示装置50の製造方法のTFT層形成工程と同様に、第2貫通孔Mbを有する第1平坦化膜23を形成する(図17参照)。
 続いて、第1平坦化膜23が形成された基板表面に、例えば、スパッタリング法により、チタン膜(厚さ50nm程度)、アルミニウム膜(厚さ600nm程度)及びチタン膜(厚さ50nm程度)等を順に成膜した後に、その金属積層膜をパターニングして、図18に示すように、電源線24a等を形成する。
 最後に、電源線24a等が形成された基板表面に、例えば、スピンコート法やスリットコート法により、ポリイミド系の感光性樹脂膜(厚さ2μm程度)を塗布した後に、その塗布膜に対して、プリベーク、露光、現像及びポストベークを行うことにより、図19に示すように、第3貫通孔Mcを有する第2平坦化膜25を形成する。
 以上のようにして、TFT層30cを形成することができる。その後、上記第1の実施形態の有機EL表示装置50aの製造方法における有機EL素子層形成工程において、第1電極31aを形成する際に、金属被覆層31bを形成し、上記第1の実施形態の有機EL表示装置50aの製造方法における封止膜形成工程を行うことにより、本実施形態の有機EL表示装置50cを製造することができる。
 以上説明したように、本実施形態の有機EL表示装置50cによれば、窒化シリコン膜からなる第2層間絶縁膜21には、第1半導体層17bの第1チャネル領域17bc全体に重なるように第2層間絶縁膜21を貫通する第1貫通孔Maが形成されているので、第2層間絶縁膜21の窒化シリコン膜から第1チャネル領域17bcへの水素の拡散を抑制することができる。また、防湿性を有する第2層間絶縁膜21が存在しない第1貫通孔Maから露出する第1層間絶縁膜20の表面、第1貫通孔Maの周縁部の表面、第2貫通孔Mbの周縁部の表面、及び第3貫通孔Mcの周縁部の表面には、防湿性を有する金属被覆層31bが一体に設けられているので、エッジカバー32から第1チャネル領域17bcへの水分の拡散を抑制することができる。これにより、第1TFT9Aにおいて、第1半導体層17bの第1チャネル領域17bcへの水分及び水素の拡散が抑制されるので、水分及び水素の拡散によるデプレッションシフトを抑制することができる。さらに、水分及び水素の拡散によるデプレッションシフトが抑制されることにより、有機EL表示装置50cの製造歩留まり及び信頼性の低下を抑制することができる。
 《その他の実施形態》
 上記各実施形態では、サブ画素にポリシリコンからなる半導体層を有するTFT及び酸化物半導体からなる半導体層を有するTFTが設けられたハイブリッド構造を有する有機EL表示装置を例示したが、本発明は、サブ画素にポリシリコンからなる半導体層を有するTFTが設けられずに酸化物半導体からなる半導体層を有するTFTが設けられた有機EL表示装置にも適用することができる。
 また、上記各実施形態では、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層の5層積層構造の有機EL層を例示したが、有機EL層は、例えば、正孔注入層兼正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層兼電子注入層の3層積層構造であってもよい。
 また、上記各実施形態では、第1電極を陽極とし、第2電極を陰極とした有機EL表示装置を例示したが、本発明は、有機EL層の積層構造を反転させ、第1電極を陰極とし、第2電極を陽極とした有機EL表示装置にも適用することができる。
 また、上記各実施形態では、表示装置として有機EL表示装置を例に挙げて説明したが、本発明は、電流によって駆動される複数の発光素子を備えた表示装置に適用することができ、例えば、量子ドット含有層を用いた発光素子であるQLED(Quantum-dot light emitting diode)を備えた表示装置に適用することができる。
 以上説明したように、本発明は、フレキシブルな表示装置について有用である。
Ha    第1コンタクトホール
Hb    第2コンタクトホール
Hc    第3コンタクトホール
Hd    第4コンタクトホール
M     貫通孔
Ma    第1貫通孔
P     サブ画素
9a    初期化用TFT(第1薄膜トランジスタ)
9b    補償用TFT(第1薄膜トランジスタ)
9c    書込用TFT(第2薄膜トランジスタ)
9d    駆動用TFT(第2薄膜トランジスタ)
9e    電源供給用TFT(第2薄膜トランジスタ)
9f    発光制御用TFT(第2薄膜トランジスタ)
9g    陽極放電用TFT(第1薄膜トランジスタ)
9A    第1TFT(第1薄膜トランジスタ)
9B    第2TFT(第2薄膜トランジスタ)
10    樹脂基板層(ベース基板層)
12a   第2半導体層
12aa  第3導体領域
12ab  第4導体領域
13    第2ゲート絶縁膜
14a   第2ゲート電極
14b   下側ゲート電極
15    第3層間絶縁膜
16a   第1導電層
16b   第2導電層
17a,17b  第1半導体層
17aa,17ba  第1導体領域
17ab,17bb  第2導体領域
17ac,17bc  第1チャネル領域
18a   第1ゲート絶縁膜
19a   第1ゲート電極
20    第1層間絶縁膜
21    第2層間絶縁膜
22a   第1端子電極
22b   第2端子電極
22c   第3端子電極
22d   第4端子電極
22e,22eb  金属被覆層
23    平坦化膜、第1平坦化膜
24a   電源線(配線層)
24b   金属被覆層
25    第2平坦化膜
30a,30aa,30ab,30ac,30b,30c  TFT層(薄膜トランジスタ層)
31a   第1電極
31b   金属被覆層
33    有機EL層(有機エレクトロルミネッセンス層、発光機能層)
34    第2電極
40    有機EL素子層(発光素子層)
45    封止膜
50a,50b,50c  有機EL表示装置

Claims (12)

  1.  ベース基板層と、
     上記ベース基板層上に設けられた薄膜トランジスタ層とを備え、
     上記薄膜トランジスタ層には、酸化物半導体により形成された第1半導体層を有する第1薄膜トランジスタがサブ画素毎に設けられ、
     上記第1薄膜トランジスタは、互いに離間するように第1導体領域及び第2導体領域が規定されて該第1導体領域及び該第2導体領域の間に第1チャネル領域が規定された上記第1半導体層と、該第1半導体層上に設けられた第1ゲート絶縁膜と、該第1ゲート絶縁膜上に設けられ、上記第1導体領域及び上記第2導体領域の間の導通を制御する第1ゲート電極と、該第1ゲート電極を覆うように設けられた酸化シリコン膜からなる第1層間絶縁膜と、該第1層間絶縁膜上に設けられた窒化シリコン膜からなる第2層間絶縁膜と、該第2層間絶縁膜上に互いに離間するように設けられ、上記第1層間絶縁膜及び第2層間絶縁膜に形成された第1コンタクトホール及び第2コンタクトホールを介して、上記第1導体領域及び上記第2導体領域に電気的にそれぞれ接続された第1端子電極及び第2端子電極とを備え、
     上記第2層間絶縁膜には、上記第1チャネル領域全体に重なるように該第2層間絶縁膜を貫通する貫通孔が形成され、
     上記貫通孔から露出する上記第1層間絶縁膜、及び該貫通孔の周縁部の表面には、金属被覆層が一体に設けられていることを特徴とする表示装置。
  2.  請求項1に記載された表示装置において、
     上記金属被覆層は、上記第1端子電極及び上記第2端子電極と同一材料により同一層に形成されていることを特徴とする表示装置。
  3.  請求項1に記載された表示装置において、
     上記薄膜トランジスタ層は、上記第1端子電極及び上記第2端子電極を覆うように設けられた第1平坦化膜と、該第1平坦化膜上に設けられた配線層と、該配線層を覆うように設けられた第2平坦化膜とを備え、
     上記金属被覆層は、上記配線層と同一材料により同一層に形成されていることを特徴とする表示装置。
  4.  請求項1に記載された表示装置において、
     上記薄膜トランジスタ層上に設けられ、複数の上記サブ画素に対応して複数の第1電極、複数の発光機能層及び共通の第2電極が順に積層された発光素子層と、
     上記発光素子層を覆うように設けられた封止膜とを備え、
     上記金属被覆層は、上記各第1電極と同一材料により同一層に形成されていることを特徴とする表示装置。
  5.  請求項1~4の何れか1つに記載された表示装置において、
     上記金属被覆層は、上記第1ゲート電極と電気的に接続されていることを特徴とする表示装置。
  6.  請求項1~4の何れか1つに記載された表示装置において、
     上記金属被覆層は、電気的にフローティングであることを特徴とする表示装置。
  7.  請求項1~6の何れか1つに記載された表示装置において、
     上記第1チャネル領域の上記ベース基板層側には、上記第1導体領域及び上記第2導体領域の間の導通を制御する下側ゲート電極が第3層間絶縁膜を介して設けられていることを特徴とする表示装置。
  8.  請求項1~7の何れか1つに記載された表示装置において、
     上記第1導体領域及び上記第2導体領域の上記ベース基板層側には、該第1導体領域及び該第2導体領域に接するように第1導電層及び第2導電層がそれぞれ設けられ、
     上記第1コンタクトホール及び上記第2コンタクトホールは、上記第1導電層及び上記第2導電層に重なるようにそれぞれ形成されていることを特徴とする表示装置。
  9.  請求項1~7の何れか1つに記載された表示装置において、
     上記第1コンタクトホール及び上記第2コンタクトホールは、上記第1導体領域及び上記第2導体領域に重なるようにそれぞれ形成されていることを特徴とする表示装置。
  10.  請求項1~9の何れか1つに記載された表示装置において、
     上記薄膜トランジスタ層には、上記第1薄膜トランジスタの他に、ポリシリコンにより形成された第2半導体層を有する第2薄膜トランジスタが上記サブ画素毎に設けられ、
     上記第2薄膜トランジスタは、互いに離間するように第3導体領域及び第4導体領域が規定された上記第2半導体層と、上記第2半導体層上に設けられた第2ゲート絶縁膜と、該第2ゲート絶縁膜上に設けられ、上記第3導体領域及び上記第4導体領域の間の導通を制御する第2ゲート電極と、該第2ゲート電極を覆うように順に設けられた第3層間絶縁膜、上記第1層間絶縁膜及び上記第2層間絶縁膜と、該第2層間絶縁膜上に互いに離間するように設けられ、上記第2ゲート絶縁膜、上記第3層間絶縁膜、上記第1層間絶縁膜及び上記第2層間絶縁膜に形成された第3コンタクトホール及び第4コンタクトホールを介して、上記第3導体領域及び上記第4導体領域に電気的にそれぞれ接続された第3端子電極及び第4端子電極とを備えていることを特徴とする表示装置。
  11.  請求項10に記載された表示装置において、
     上記第1半導体層は、上記第3層間絶縁膜上に設けられていることを特徴とする表示装置。
  12.  請求項4に記載された表示装置において、
     上記各発光機能層は、有機エレクトロルミネッセンス層であることを特徴とする表示装置。
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