発光装置及び発光装置の製造方法
【課題】発光特性に優れた発光装置及び発光装置の製造方法を実現する。
【解決手段】画素電極8aと発光層8bと対向電極8cとが積層されてなるEL素子8を備えるELパネル1を製造するに際し、配線として適した厚みを有するように予め所望する膜厚に形成された金属箔などの導電体膜9を基板10の上面に接着することで成膜し、その導電体膜9を形状加工して、信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41を形成することとし、信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41が、ELパネル1の発光に好適に寄与する配線となるようにした。
【解決手段】画素電極8aと発光層8bと対向電極8cとが積層されてなるEL素子8を備えるELパネル1を製造するに際し、配線として適した厚みを有するように予め所望する膜厚に形成された金属箔などの導電体膜9を基板10の上面に接着することで成膜し、その導電体膜9を形状加工して、信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41を形成することとし、信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41が、ELパネル1の発光に好適に寄与する配線となるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光装置及び発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、EL(Electro Luminescence)素子を用いたELディスプレイ装置が知られている。
ELディスプレイ装置には複数のEL素子が備えられており、このELディスプレイ装置をアクティブマトリックス回路により駆動するため、各EL素子に対して供給する電流を制御する薄膜トランジスタが、EL素子毎に設けられている(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献1】特開平8−330600号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、従来のELディスプレイ装置において、薄膜トランジスタを形成する際に同時にパターニングされてなる薄膜材料によりEL素子に電流を供給する配線が形成されている場合、その配線に電流を流した際に配線が薄いことによる電気抵抗によって電圧降下が生じるなど、その配線との接続位置がそれぞれ異なる各EL素子に流れる電流がばらついてしまう恐れがあった。
【0004】
そこで、本発明の課題は、発光特性に優れた発光装置及び発光装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
以上の課題を解決するため、本発明の一の態様は、第一電極、前記第一電極上の少なくとも一層以上のキャリア輸送層、前記キャリア輸送層上の第二電極を有する発光装置の製造方法であって、
基板の上面に、予め所定の膜厚に形成された導電体膜を成膜する導電体膜成膜工程と、
前記導電体膜をパターニングして、複数の配線を形成する配線形成工程と、
前記配線とともに前記基板の上面を覆う第一絶縁膜を形成する第一絶縁膜形成工程と、
前記第一絶縁膜上に、前記複数の配線のうちの第一配線に接続された第一トランジスタを含む複数のトランジスタを形成するトランジスタ形成工程と、
を備えることを特徴とする。
【0006】
好ましくは、前記第一配線は、前記第一トランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第一トランジスタのソース、ドレイン電極の一方と接続してもよい。
また好ましくは、前記トランジスタ形成工程は、前記複数の配線のうちの第二配線及び前記第一電極に接続された、前記複数のトランジスタのうちの第二トランジスタを形成してもよい。
また、好ましくは、前記第二配線は、前記第二トランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二トランジスタのソース、ドレイン電極の一方と接続してもよい。
また、好ましくは、前記トランジスタ形成工程後に、前記複数の配線のうちの第三配線に接続された前記第二電極を形成する第二電極形成工程をさらに有してもよい。
また、好ましくは、前記第三配線は、前記複数のトランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極、及び前記複数のトランジスタのソース、ドレイン電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二電極と接続してもよい。
また、好ましくは、前記第三配線は、前記複数のトランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極、前記複数のトランジスタのソース、ドレイン電極となる導電層をパターニングしてなる電極、前記第一電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二電極と接続してもよい。
また、好ましくは、前記導電体膜は、1μm以上100μm以下の厚みを有する金属箔であることが好ましい。
【0007】
本発明の他の態様は、第一電極、前記第一電極上の少なくとも一層以上のキャリア輸送層、前記キャリア輸送層上の第二電極を有する発光装置であって、
基板の上面に形成された導電体膜をパターニングして形成された複数の配線と、
前記配線を覆う第一絶縁膜と、
前記第一絶縁膜上に設けられ、前記複数の配線のうちの第一配線に接続された第一トランジスタを含む複数のトランジスタと、
を備えることを特徴とする。
【0008】
好ましくは、前記第一配線は、前記第一トランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第一トランジスタのソース、ドレイン電極の一方と接続してもよい。
また、好ましくは、前記複数のトランジスタは、前記複数の配線のうちの第二配線及び前記第一電極に接続された第二トランジスタを有してもよい。
また、好ましくは、前記第二配線は、前記第二トランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二トランジスタのソース、ドレイン電極の一方と接続してもよい。
また、好ましくは、前記複数の配線のうちの第三配線は、前記第二電極に接続されてもよい。
また、好ましくは、前記第三配線は、前記複数のトランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極、及び前記複数のトランジスタのソース、ドレイン電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二電極と接続してもよい。
また、好ましくは、前記第三配線は、前記複数のトランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極、前記複数のトランジスタのソース、ドレイン電極となる導電層をパターニングしてなる電極、前記第一電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二電極と接続してもよい。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、優れた発光特性を有する発光装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
なお、本実施形態においては、発光装置を表示装置であるELパネルに適用し、本発明について説明する。
【0011】
図1は、ELパネル1における複数の画素Pの配置構成を示す平面図であり、図2は、ELパネル1の概略構成を示す平面図である。
【0012】
図1、図2に示すように、ELパネル1には、例えば、R(赤),G(緑),B(青)をそれぞれ発光する複数の画素Pが所定のパターンでマトリクス状に配置されている。
このELパネル1には、複数の走査線2が行方向に沿って互いに略平行となるよう配列され、複数の信号線3が平面視して走査線2と略直交する列方向に沿って互いに略平行となるよう配列されている。また、隣り合う走査線2の間において電圧供給線4が走査線2に沿って設けられている。そして、これら各走査線2と隣接する二本の信号線3と各電圧供給線4とによって囲われる範囲が、画素Pに相当する。
また、ELパネル1には、走査線2、信号線3、電圧供給線4の上方に覆うように、格子状の第三絶縁膜であるオーバーコート層13が設けられている。このオーバーコート層13によって囲われてなる略長方形状の複数の開口部13aが画素Pごとに形成されており、この開口部13a内に、後述する発光層8bが設けられている。そして、オーバーコート層13上に第四絶縁膜であるバンク層14が設けられている。バンク層14は、開口部13a上に開口部13aより一回り大きい開口部14aが設けられている。
【0013】
図3は、アクティブマトリクス駆動方式で動作するELパネル1の一画素に相当する回路を示した回路図である。
【0014】
図3に示すように、ELパネル1には、走査線2と、走査線2と交差する信号線3と、走査線2に沿う電圧供給線4とが設けられており、このELパネル1の一画素Pにつき、画素トランジスタであるスイッチトランジスタ5と、画素トランジスタである駆動トランジスタ6と、キャパシタ7と、EL素子8とが設けられている。
【0015】
各画素Pにおいては、スイッチトランジスタ5のゲートが走査線2に接続され、スイッチトランジスタ5のドレインとソースのうちの一方が信号線3に接続され、スイッチトランジスタ5のドレインとソースのうちの他方がキャパシタ7の一方の電極及び駆動トランジスタ6のゲートに接続されている。駆動トランジスタ6のソースとドレインのうちの一方が電圧供給線4に接続され、駆動トランジスタ6のソースとドレインのうち他方がキャパシタ7の他方の電極及びEL素子8のアノードに接続されている。なお、全ての画素PのEL素子8のカソードは、一定電圧Vcomに保たれている(例えば、接地されている)。スイッチトランジスタ5及び駆動トランジスタ6は、ともにnチャネル型でもよく、ともにpチャネル型でもよく、一方がnチャネル型で他方がpチャネル型であってもよい。pチャネル型トランジスタでは、nチャネル型トランジスタとソース、ドレインが反対の位置になる。
【0016】
また、このELパネル1の周囲において各走査線2が走査ドライバに接続され、各電圧供給線4が一定電圧源又は適宜電圧信号を出力するドライバに接続され、各信号線3がデータドライバに接続され、これらドライバによってELパネル1がアクティブマトリクス駆動方式で駆動される。電圧供給線4には、一定電圧源又はドライバによって所定の電力が供給される。
【0017】
次に、ELパネル1と、その画素Pの回路構造について、図4〜図6を用いて説明する。
ここで、図4は、ELパネル1の一画素Pに相当する平面図であり、図5(a)は、図4のVA−VA線に沿った面の矢視断面図、図5(b)は、図4のVB−VB線に沿った面の矢視断面図、図6は、図4のVI−VI線に沿った面の矢視断面図である。なお、図4においては、電極及び配線を主に示す。
【0018】
図4に示すように、スイッチトランジスタ5及び駆動トランジスタ6は、信号線3に沿うように配列され、スイッチトランジスタ5と駆動トランジスタ6の近傍にキャパシタ7が配置され、駆動トランジスタ6とキャパシタ7の近傍にEL素子8が配置されている。また、画素Pに対応する走査線2及び電圧供給線4の間に、スイッチトランジスタ5、駆動トランジスタ6、キャパシタ7及びEL素子8がそれぞれ配置されている。
【0019】
図4〜図6に示すように、基板10上の一面に第一絶縁膜である平坦化膜11が成膜されており、その基板10と平坦化膜11の間に各種配線である信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41が設けられている。
また、平坦化膜11上に第二絶縁膜であるゲート絶縁膜12が成膜されており、スイッチトランジスタ5、駆動トランジスタ6及びそれら周囲のゲート絶縁膜12の上に第三絶縁膜としてのオーバーコート層13が成膜されている。
なお、走査線2及び電圧供給線4はゲート絶縁膜12とオーバーコート層13との間に形成されている。
【0020】
基板10は、例えば、光透過性を有するガラス基板である。
平坦化膜11は、光透過性を有する有機材料または無機材料からなる絶縁膜であり、例えば、ポリシロキサン系、アクリル系、エポキシ系、ポリイミド系の感光性樹脂材料やシリコン窒化物またはシリコン酸化物からなる膜である。有機材料であればフッ素含有樹脂であってもよい。
【0021】
信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41は、基板10上の一面に設けられた導電体膜9をフォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって形状加工することで一括して形成された配線である。なお、信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41は、互いに略平行となる向きに形成されている。
導電体膜9は、例えば、アルミニウム、銅、銀、金などの導電性のよい金属が圧延されてなる金属箔や、金属粉またはカーボン粉がバインダー中に分散されて成膜された導電性を有する薄膜である。
この導電体膜9は、導電体膜9が形状加工されてなる配線が、ELパネル1の発光に好適に寄与する配線となるように、良好な導電性を有する膜厚に予め形成されている。
なお、導電体膜9としての金属箔は、1μmから100μmの膜厚を有することが好ましい。また、金属箔は圧延後に残留応力を低下させるアニール処理が施されたものであることが好ましい。また、基板10がガラス基板である場合、ガラス基板と熱膨張係数が近い42アロイ(ニッケル/鉄合金)等の金属箔を導電体膜9として用いることが好ましい。
【0022】
信号線3は、図4、図5に示すように、平坦化膜11を開口するコンタクトホールによって上面が露出し、このコンタクトホールに堆積された電極32を介して、スイッチトランジスタ5のドレイン電極5iと導通可能に接続されている。
対向電極給電線81は、図4、図5に示すように、電極82、電極83を介して、後述するEL素子8の対向電極8cと導通可能に接続されている。
共通電源給電線41は、図4、図6に示すように、平坦化膜11を開口するコンタクトホールによって上面が露出し、このコンタクトホールに堆積された電極42を介して、電圧供給線4と導通可能に接続されている。
【0023】
また、図4、図6に示すように、スイッチトランジスタ5は、逆スタガ構造の薄膜トランジスタである。このスイッチトランジスタ5は、ゲート電極5a、ゲート絶縁膜12、半導体膜5b、チャネル保護膜5d、不純物半導体膜5f,5g、ソース電極5h、ドレイン電極5i等を有するものである。
【0024】
ゲート電極5aは、平坦化膜11の上面とゲート絶縁膜12の下面の間に形成されている。このゲート電極5aは、例えば、MoNb膜、Cr膜、Al膜、Cr/Al積層膜、AlTi合金膜又はAlTiNd合金膜からなる。また、ゲート電極5aの上に絶縁性のゲート絶縁膜12が成膜されており、そのゲート絶縁膜12によりゲート電極5aが被覆されている。
ゲート絶縁膜12は、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。このゲート絶縁膜12上であってゲート電極5aに対応する位置に真性な半導体膜5bが形成されており、半導体膜5bがゲート絶縁膜12を挟んでゲート電極5aと相対している。
半導体膜5bは、例えば、アモルファスシリコン又は多結晶シリコンからなり、この半導体膜5bにチャネルが形成される。また、半導体膜5bの中央部上には、絶縁性のチャネル保護膜5dが形成されている。このチャネル保護膜5dは、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。
また、半導体膜5bの一端部の上には、不純物半導体膜5fが一部チャネル保護膜5dに重なるようにして形成されており、半導体膜5bの他端部の上には、不純物半導体膜5gが一部チャネル保護膜5dに重なるようにして形成されている。そして、不純物半導体膜5f,5gはそれぞれ半導体膜5bの両端側に互いに離間して形成されている。なお、不純物半導体膜5f,5gはn型半導体であるが、これに限らず、p型半導体であってもよい。
不純物半導体膜5fの上には、ソース電極5hが形成されている。不純物半導体膜5gの上には、ドレイン電極5iが形成されている。ソース電極5h,ドレイン電極5iは、例えば、MoNb膜、Cr膜、Al膜、Cr/Al積層膜、AlTi合金膜又はAlTiNd合金膜からなる。
チャネル保護膜5d、ソース電極5h及びドレイン電極5iの上には、保護膜となる絶縁性のオーバーコート層13が成膜され、チャネル保護膜5d、ソース電極5h及びドレイン電極5iがオーバーコート層13によって被覆されている。そして、スイッチトランジスタ5は、オーバーコート層13によって覆われるようになっている。オーバーコート層13は、例えば、厚さが100nm〜200nmの窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
【0025】
また、駆動トランジスタ6は、図5(b)に示すように、ゲート電極6a、ゲート絶縁膜12、半導体膜6b、チャネル保護膜6d、不純物半導体膜6f,6g、ソース電極6h、ドレイン電極6i等を有する逆スタガ構造の薄膜トランジスタであり、スイッチトランジスタ5と同様の構成であるので、説明は省略する。
【0026】
キャパシタ7は、図4に示すように、対向する一対の容量電極7a、7b及びそれらの間に介在する誘導体としてのゲート絶縁膜12を有している。そして、一方の容量電極7aは、平坦化膜11とゲート絶縁膜12との間に形成され、他方の容量電極7bは、ゲート絶縁膜12とオーバーコート層13との間に形成されている。
なお、キャパシタ7の容量電極7aは、駆動トランジスタ6のゲート電極6aに一体に連なり接続されており、キャパシタ7の容量電極7bは、駆動トランジスタ6のソース電極6hに一体に連なり接続されている。また、駆動トランジスタ6のドレイン電極6iが電圧供給線4に一体に連なっている。
【0027】
なお、スイッチトランジスタ5のゲート電極5a及び駆動トランジスタ6のゲート電極6a、キャパシタ7の容量電極7aは、ゲート絶縁膜12上に一面に成膜された導電膜であるゲートメタル層をフォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって形状加工することで一括して形成されたものである。
また、走査線2、電圧供給線4、キャパシタ7の容量電極7b、スイッチトランジスタ5のソース電極5h,ドレイン電極5i及び駆動トランジスタ6のソース電極6h,ドレイン電極6iは、ゲート絶縁膜12等に一面に成膜された導電膜であるソース、ドレインメタル層をフォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって形状加工することで形成されたものである。
【0028】
また、ゲート絶縁膜12には、ゲート電極5aと走査線2とが重なる領域にコンタクトホール12aが形成されており、そのコンタクトホール12aを通じてゲート電極5aと走査線2とが電気的に導通している。
また、ゲート絶縁膜12には、ソース電極5hと信号線3とが重なる領域にコンタクトホール12bが形成されており、そのコンタクトホール12bを通じ、電極32を介してドレイン電極5iと信号線3とが電気的に導通している。
また、ゲート絶縁膜12には、ゲート電極6a(容量電極7a)とソース電極5hとが重なる領域にコンタクトホール12cが形成されており、そのコンタクトホール12cを通じてゲート電極6a(容量電極7a)とソース電極5hとが電気的に導通している。
また、ゲート絶縁膜12には、電圧供給線4と共通電源給電線41とが重なる領域にコンタクトホール12dが形成されており、そのコンタクトホール12dを通じ、電極42を介して電圧供給線4と共通電源給電線41とが電気的に導通している。
【0029】
画素電極8aは、ゲート絶縁膜12上に画素Pごとに独立して形成されており、そのゲート絶縁膜12および平坦化膜11を介して基板10上に設けられている。ELパネル1が、EL素子8の光を基板10から出射するボトムエミッション型の場合、この画素電極8aは透明電極であって、例えば、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム(In2O3)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)又はカドミウム−錫酸化物(CTO)の少なくともいずれかを含む。ELパネル1が、EL素子8の光を後述する対向電極8cを透過して出射するトップエミッション型の場合、画素電極8aは、上述した透明電極となる層及びその層の下にAl膜やAl合金膜等の光反射層の積層構造でもよい。このとき、光反射層は、ソース、ドレインメタル層によって形成されてもよい。
なお、駆動トランジスタ6のソース電極6hは、画素電極8aの1辺の上に重なり、画素電極8aとソース電極6hが接続している。
【0030】
そして、図4から図6に示すように、オーバーコート層13が、走査線2、電圧供給線4、スイッチトランジスタ5、駆動トランジスタ6、画素電極8aの周縁部、キャパシタ7の容量電極7b及びゲート絶縁膜12等を覆うように形成されている。
このオーバーコート層13には、各画素電極8aの中央部が露出するように開口部13aが形成されている。そのため、オーバーコート層13は平面視して格子状に形成されている。また、オーバーコート層13は、対向電極8cと対向電極給電線81を導通するために、ゲート絶縁膜12のコンタクトホール12e及びその下方の平坦化膜11のコンタクトホール11bに対応した位置に、コンタクトホール13bが形成されている。コンタクトホール12e、コンタクトホール11b及びコンタクトホール13bは、走査線2及び電圧供給線4とそれぞれ交差する領域を除いて共通電源給電線41に沿って設けられている。
【0031】
EL素子8は、図4、図5に示すように、アノードとなる第一電極としての画素電極8aと、オーバーコート層13の開口部13a内における画素電極8a上に形成された発光層8bと、発光層8bの上やバンク層14上に形成された第二電極としての対向電極8cとを備えている。対向電極8cは全画素Pに共通の単一電極(カソード)であり、全画素Pに連続して形成されている。そして、オーバーコート層13の開口部13aが画素Pに対応している。
【0032】
発光層8bは、オーバーコート層13の開口部13a内に成膜されている。
発光層8bは、画素P毎にR(赤),G(緑),B(青)のいずれかを発光する有機材料を含み、例えば、ポリフルオレン系発光材料やポリフェニレンビニレン系発光材料などの共役二重結合ポリマーからなり、対向電極8cから供給される電子と、画素電極8aから注入される正孔との再結合に伴い発光する層である。このため、R(赤)を発光する画素P、G(緑)を発光する画素P、B(青)を発光する画素Pは、それぞれ発光層8bの発光材料が異なる。画素PのR(赤),G(緑),B(青)のパターンは、デルタ配列であってもよく、また縦方向に同色画素が配列されるストライプパターンであってもよい。
この発光層8bは、発光する発光層のみを成膜したものを発光層8bとしてもよいし、正孔輸送層及び発光層を順に積層してその積層物を発光層8bとしてもよいし、発光層及び電子輸送層を順に積層してその積層物を発光層8bとしてもよいし、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を順に積層してその積層物を発光層8bとしてもよい。また、発光層8bは、正孔注入層や電子注入層が含まれる積層物であってもよい。
なお、発光層8bのうちの少なくとも一層は、蒸着法などの気相成長法によって成膜してもよく、スピンコートやノズルコートなどの塗布法によって成膜してもよい。後者の場合、発光層8bの少なくとも一層の材料となる有機材料を溶剤で溶解又は分散した有機材料含有液を塗布する際に、隣接する画素に有機材料含有液が流出しないようにオーバーコート層13上に厚さ1μm以上のバンク層14を用いることが特に好ましい。このバンク層14はポリイミドやアクリル樹脂を硬化してなるものが好ましい。
【0033】
対向電極8cは、ELパネル1がボトムエミッション型の場合、例えば、Mg、Ca、Ba、Li等の仕事関数が4.0eV以下、好ましくは3.0eV以下であり、30nm以下の厚さの低仕事関数層と、シート抵抗を下げるために低仕事関数層上に設けられた厚さが100nm以上のAl膜やAl合金膜等の光反射層との積層構造でもよい。
また、ELパネル1がトップエミッション型の場合、対向電極8cは、上記低仕事関数層と、その低仕事関数層上に設けられた、例えば、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム(In2O3)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)又はカドミウム−錫酸化物(CTO)等からなる透明導電層との積層構造でもよい。
この対向電極8cは全ての画素Pに共通した電極であり、発光層8bなどとともにオーバーコート層13やバンク層14を被覆している。
なお、バンク層14のコンタクトホール14b、その下方のオーバーコート層13に形成されたコンタクトホール12e、当該コンタクトホールの下方に設けられた平坦化膜11に形成されたコンタクトホール11bによって、対向電極給電線81、電極82、電極83、対向電極8cは、連続して積層した構造であり相互に電気的に接続している。
【0034】
このELパネル1は、次のように駆動されて発光する。
全ての電圧供給線4に所定レベルの電圧が印加された状態で、走査ドライバによって走査線2に順次オン電圧が印加されることで、これら走査線2に接続されたスイッチトランジスタ5が順次選択される。
各走査線2がそれぞれ選択されている時に、データドライバによって階調に応じたレベルの電圧が全ての信号線3に印加されると、その選択されている走査線2に対応するスイッチトランジスタ5がオンになっていることから、その階調に応じたレベルの電圧が駆動トランジスタ6のゲート電極6aに印加される。
この駆動トランジスタ6のゲート電極6aに印加された電圧に応じて、駆動トランジスタ6のゲート電極6aとソース電極6hとの間の電位差が定まって、駆動トランジスタ6におけるドレイン電極6iとソース電極6h間を流れるドレイン−ソース電流の大きさが定まり、EL素子8がそのドレイン−ソース電流の電流値に応じた明るさで発光する。
その後、その走査線2の選択が解除されると、スイッチトランジスタ5がオフとなるので、駆動トランジスタ6のゲート電極6aに印加された電圧にしたがった電荷がキャパシタ7に蓄えられ、駆動トランジスタ6のゲート電極6aとソース電極6h間の電位差は保持される。
このため、駆動トランジスタ6は選択時と同じ電流値のドレイン−ソース電流を流し続け、EL素子8の発光輝度を維持するようになっている。
【0035】
次に、ELパネル1の製造方法について、図5、図7〜図13に示す断面図を用いて説明する。
なお、図7〜図13および図5は、本実施形態に係るELパネル1の製造過程の一例を示す工程断面図である。この工程断面図は、図4に示したV−V線に沿った断面部分を示す説明図であり、これらの図を参照して製造方法の概略を説明する。
また、ここでは、図4のVA−VA線に沿った断面部分によってスイッチトランジスタ5の製造過程を例示し、同様の製造過程を経る駆動トランジスタ6に関する図示は省略する。
【0036】
まず、透明なガラス板である基板10の上面の全域に、周知の箔加工やラミネート加工の技術等によって、例えば、図7(a)に示すように、所定の厚みに形成された金属箔である導電体膜9を接着する。予め基板10上にエポキシ等の液状接着剤やシート状の接着シートを設けておくことで、基板10上に貼付した導電体膜9と基板10とを接着する。
具体的には、金属膜を一対のローラーで加圧し圧延処理を行い、所望の厚みの金属箔を得る。熱間圧延、冷間圧延のどちらであってもかまわない。圧延処理後、歪み取りのためにそれぞれの金属箔内の金属に応じた温度でアニールを行ってもよい。例としてアルミニウムでは345℃〜415℃で処理を行う。基板10に接着剤をスピンコート法、印刷法等で塗布する。接着剤は熱硬化性または光硬化性接着剤であることが好ましい。例としてエポキシ系接着剤があげられる。基板10に金属箔をローラー等で押し付けるように、金属箔の貼り合せを行う。貼り合せは接着面に気泡が残らないように減圧下で行うことが好ましい。予め支持フィルム上に接着層を塗布し、接着層の上に金属箔を積層したラミネートフィルムを、支持フィルムを剥離して露出した接着層から基板10に貼り付けて接着してもよい。張り合わせ後、加熱または紫外線を照射し、接着層を硬化させる。
なお、金属箔は、スパッタによって成膜してもよいが膜応力が生じ剥離しやすくなるので接着した方が好ましい。
【0037】
次いで、フォトリソグラフィー法・エッチング法等によって、導電体膜9をパターニングする。これにより図7(b)に示すように、基板10上に信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41を形成する。なお、フォトリソグラフィーによるレジストをマスクとしてウェットエッチングにより各種配線(3、41、81)を形成した後、ドライエッチングにより基板10上に残留している接着剤成分を除去してもよい。
【0038】
次いで、信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41を含む基板10の上面を覆うように、光透過性を有するポリイミド樹脂やシリコン窒化膜を成膜して、例えば、図7(c)に示すように、平坦化膜11を形成する。なお、ELパネル1がトップエミッション型でない場合は、平坦化膜11は透光性を有していなくてもよい。
【0039】
次いで、信号線3や対向電極給電線81に対応する平坦化膜11部分をドライエッチング又はウェットエッチングによりパターニングすることによって、例えば、図8(a)に示すように、信号線3や対向電極給電線81が露出するコンタクトホール11a、11bを形成する。平坦化膜11が感光性樹脂を硬化してなる場合、露光、現像、焼成によってパターニングされる。なお、共通電源給電線41に対応する平坦化膜11部分にもエッチングによりコンタクトホールが形成されている(図6参照)。
【0040】
次いで、平坦化膜11およびコンタクトホールを通じて露出している各種配線を覆うように、気相成長法(スパッタリング法、蒸着法等)によって、例えば、図8(b)に示すように、膜厚100〜200nmの金属箔より十分薄いCr、Alを含む合金、またはMoNbなどの金属膜15を成膜する。
【0041】
次いで、フォトリソグラフィー法・エッチング法等によって、金属膜15をパターニングする。これにより図8(c)に示すように、平坦化膜11上にスイッチトランジスタ5のゲート電極5a、駆動トランジスタ6のゲート電極6a(図4参照)、キャパシタ7の容量電極7aを形成し、コンタクトホール内の信号線3上に電極32、コンタクトホール内の対向電極給電線81上に電極82を形成する。なお、コンタクトホール内の共通電源給電線41上には電極42が形成されている(図6参照)。
【0042】
次いで、ゲート電極5a、ゲート電極6a(図4参照)、容量電極7a、電極32、電極82、電極42(図6参照)等を含む平坦化膜11の全域を被覆するようにCVD法等によって、例えば、図9(a)に示すように、シリコン窒化物などからなるゲート絶縁膜12、アモルファスシリコン等からなり半導体膜5b、6bとなる半導体層、シリコン窒化物などからなりチャネル保護膜5d、6dとなる絶縁体層を順次積層する。
【0043】
次いで、フォトリソグラフィー法・エッチング法等によって、半導体層および絶縁体層をパターニングすることによって、例えば、図9(b)に示すように、チャネル保護膜5dを形成する。なお、同時に駆動トランジスタ6のチャネル保護膜6dも形成されている。
【0044】
次いで、チャネル保護膜5d等を含むゲート絶縁膜12の全域を覆うようにCVD法等によって、例えば、図10(a)に示すように、n型不純物を含むシリコン層16を成膜する。
【0045】
次いで、フォトリソグラフィー法・エッチング法等によって、シリコン層16をパターニングし、次いでパターニングにより露出した半導体膜5b、6bをエッチングする。これにより図10(b)に示すように、スイッチトランジスタ5の不純物半導体膜5f、5g、駆動トランジスタ6の不純物半導体膜6f、6g、スイッチトランジスタ5の半導体膜5b及び駆動トランジスタ6の半導体膜6bを形成する。
【0046】
次いで、不純物半導体膜5f、5gなどを含むゲート絶縁膜12の全域を覆うように、スパッタリング法等によって、例えば、図11(a)に示すように、ITOなどの透明電極材料からなる透明導電膜8aを成膜する。
【0047】
次いで、フォトリソグラフィー法・エッチング法等によってその透明導電膜をパターニングする。これにより図11(b)に示すように、ゲート絶縁膜12上にEL素子8の画素電極8aを形成する。
【0048】
次いで、電極32や電極82、容量電極7a(ゲート電極6a)に対応するゲート絶縁膜12部分をフォトリソグラフィーによるレジストマスクでドライエッチング又はウェットエッチングによりパターニングすることによって、例えば、図11(c)に示すように、電極32や電極82、容量電極7a(ゲート電極6a)が露出するコンタクトホール12b、12e、12cを形成する。なお、ゲート電極5aに対応するゲート絶縁膜12部分にもエッチングによりコンタクトホール12aが形成されている(図4参照)。また、同時に電極42に対応するゲート絶縁膜12部分にもエッチングによりコンタクトホール12dが形成されている(図4、図6参照)。
【0049】
次いで、不純物半導体膜5f、5g、6f、6g、画素電極8aなどを含むゲート絶縁膜12の全域を覆うように、気相成長法等によって、例えば、図12(a)に示すように、膜厚200〜250nmのAlを含む合金またはMoNbなどのソース、ドレイン導電膜17を成膜する。
【0050】
次いで、そのソース、ドレイン導電膜17上にパターニングされたフォトレジストマスクを用いてエッチングして、図12(b)に示すように、スイッチトランジスタ5のソース電極5h、ドレイン電極5iや、駆動トランジスタ6のソース電極6h、ドレイン電極6i(図4参照)を形成する。なお、ドレイン電極5iはゲート絶縁膜12のコンタクトホール12b及びその下方の平坦化膜11のコンタクトホールを通じて電極32と接続されており、ソース電極5hはゲート絶縁膜12のコンタクトホール12cを通じて容量電極7a(ゲート電極6a)と接続されている。
また、同時にコンタクトホール12e及びその下方の平坦化膜11のコンタクトホール11bによって電極82上には電極83が形成されている。
また、ソース、ドレイン導電膜17によって、同時にコンタクトホール12d及びその下方の平坦化膜11のコンタクトホールを通じて電極42に接続される電圧供給線4が形成され(図4、図6参照)、さらに、同時にゲート絶縁膜12のコンタクトホール12aを通じてゲート電極5aに接続される走査線2が形成される(図4参照)。
【0051】
次いで、ソース電極5h,6h、ドレイン電極5i,6i、画素電極8aなどを含むゲート絶縁膜12の全域を被覆するように、CVD法等によって、例えば、図13(a)に示すように、シリコン窒化物などからなるオーバーコート層13を成膜する。そして、このオーバーコート層13は、スイッチトランジスタ5や駆動トランジスタ6を被覆している。
【0052】
次いで、フォトリソグラフィー法・エッチング法等によって、オーバーコート層13をパターニングすることによって、例えば、図13(b)に示すように、画素電極8aを露出させる開口部13aや、電極83を露出させるコンタクトホール13bを形成する。そして、ポリイミド等の感光性樹脂を塗布し、プリベーク、露光、現像、ポストベークを行い、オーバーコート層13の開口部13a上に開口部13aより一回り大きい開口部14aが形成され、オーバーコート層13のコンタクトホール13b上にコンタクトホール13bより一回り大きいコンタクトホール14bが形成される。
【0053】
次いで、オーバーコート層13の開口部13a内に、キャリア輸送層の1つである正孔注入層となる導電性高分子であるPEDOT(poly(ethylenedioxy)thiophene;ポリエチレンジオキシチオフェン)及びドーパントであるPSS(polystyrene sulfonate;ポリスチレンスルホン酸)を水溶性溶液にしてインクジェット、ノズルコート法などにより塗布し、乾燥して正孔注入層を形成後、その正孔注入層上にポリフルオレン系の発光材料を同様に有機溶剤に溶解した溶液にしてインクジェット、ノズルコート法などにより成膜して乾燥することで、例えば、図13(c)に示すように、キャリア輸送層の1つである発光層8bを形成する。
なお、発光層8bは、ノズルコート法により形成されることに限らず、印刷法やメタルマスク使用の蒸着法など、周知の手法により形成してもよい。
【0054】
次いで、画素電極8aなどを含むオーバーコート層13の全域を覆うように、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を少なくとも含むカソード層を蒸着法などによって成膜した後、低抵抗なアルミニウムなどの金属層を蒸着法などによって成膜することで、例えば、図5に示すように、対向電極8cを形成する。なお、対向電極8cは、コンタクトホール13bを通じて電極83と接続されている。
こうして、ELパネル1が製造される。
【0055】
このように、ELパネル1の配線である信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41は、導電性が良好な膜厚を有する金属箔からなる導電体膜9を基板10に接着した後、その導電体膜9がパターニングされて形成されているので、薄膜トランジスタを形成する際に同時に形状加工された薄膜材料からなる従来の配線より、導電性に優れた厚みを有する配線として形成されている。
そして、導電性が良好な配線である信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41においては、配線抵抗の低下による電圧降下が生じにくく、ELパネル1の発光に好適に寄与する配線となる。そして、導電性が良好な配線(信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41)を備えるELパネル1は、発光特性に優れた発光装置となる。
【0056】
特に、配線として適した厚みを有する導電体膜9をメッキやスパッタ等により基板10上に成膜する場合には、その成膜工程に時間を要してしまうが、予め所望する膜厚に形成された金属箔などの導電体膜9を基板10に接着する本発明の手法では、より短時間の加工工程で、基板10上に厚膜な導電体膜9を成膜することができるメリットがある。
また、基板10上に厚めの金属膜を成膜する場合、金属箔などの導電体膜9を基板10に接着する成膜の方が、メッキやスパッタ等による成膜に比べて、金属膜の残留応力を低下させることができ、基板10が反ってしまう不具合も低下させることができる。
【0057】
また、メッキやスパッタ等による金属膜の成膜によって、金属膜の残留応力を低下させようとした場合、その金属膜がポーラスな構造となってしまうので、配線抵抗を低減させることが困難になってしまう。また、その成膜過程でエッチャント等の不純物が金属膜中に取り込まれてしまうことがあり、製品の性能が低下してしまう可能性が高くなる。
これに対し、金属箔は、導電性のよい金属を圧延することで所望する膜厚に形成されているので、金属膜的にはバルクな構造(密な構造)になっており、また、その金属膜中に不純物が入り込むことはほとんどない。
【0058】
なお、導電体膜9を基板10に接着した工程の後は、従来の薄膜トランジスタと同様の製造タクトでELパネルの製造が可能となるので、その製造工程が煩雑になるようなことはない。
【0059】
また、基板10上に形成された配線(信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41)を覆う平坦化膜11によって、配線と対向電極8cとの距離を接近させ過ぎないようにすることができ、特に、信号線3と対向電極8cとの間の結合容量を小さくすることができるので、寄生容量によるトラブルを低減することができる。
【0060】
以上のように、画素電極8aと発光層8bと対向電極8cとが積層されてなるEL素子8を備えるELパネル1を製造するに際し、配線として適した厚みを有するように予め所望する膜厚に形成された金属箔などの導電体膜9を基板10の上面に接着することで成膜し、その導電体膜9を形状加工して配線(信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41)を形成するELパネルの製造方法は、発光特性に優れたELパネル(発光装置)を製造することを可能にする技術であるといえる。
また、その製造方法に基づいて、基板10に接着された金属箔などの導電体膜9が形状加工されてなる配線(信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41)を備えるELパネル1は、発光特性に優れた発光装置であるといえる。
そして、対向電極8cと信号線3との間に、ゲート絶縁膜12、オーバーコート層13、バンク層14に加えて、絶縁膜である平坦化膜11を介在させているので、寄生容量が緩和され、信号線3に出力された信号が対向電極8cに干渉されにくいといった効果をもたらす。
【0061】
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、図14、図15に示すように、基板10の上面に接着によって成膜した導電体膜9を形状加工して、互いに略平行となる信号線3と対向電極給電線81を形成した後、その信号線3と対向電極給電線81を覆う第一平坦化膜111を形成し、その第一平坦化膜111上に接着によって導電体膜を成膜し、その導電体膜を形状加工してなる共通電源給電線41を形成し、共通電源給電線41を覆う第二平坦化膜112を形成してもよい。
この共通電源給電線41は、信号線3および対向電極給電線81に対し、略垂直な向きに形成されている。また、電圧供給線4は、電極43を介して共通電源給電線41に接続されている。
上記実施形態では、信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41上方に、バンク層14が設けられているが、蒸着等によってバンク層14なしに発光層8bが成膜できるのであれば、バンク層14を設けなくてもよい。この場合、平坦化膜11、第一平坦化膜111を十分厚く設計すれば、寄生容量が緩和され、信号線3に出力された信号が対向電極8cに干渉されにくいといった効果をもたらす。
【0062】
このように、基板10の上面にスイッチトランジスタ5と導通する信号線3と、対向電極8cと導通する対向電極給電線81とが形成され、信号線3と対向電極給電線81を覆う第一平坦化膜111と第二平坦化膜112の間に電圧供給線4と導通する共通電源給電線41が形成された構造であっても、導電性が良好な配線(信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41)を備えるELパネル1とすることができ、発光特性に優れたELパネル1を製造することができる。
【0063】
また、ELパネル1がトップエミッションの場合、図16に示すように、図5に示すバンク層14とオーバーコート層13との間に第五絶縁膜として平坦化膜21を介在させ、平坦化膜21上に、画素電極8a1、発光層8b、対向電極8cが順次堆積されたEL素子8が設けられていることが好ましい。このとき、画素電極8a1と駆動トランジスタ6のソース電極6hと導通するために、オーバーコート層13にはコンタクトホール13cが設けられ、コンタクトホール13c上の平坦化膜21には、コンタクトホール21aが設けられている。また、対向電極給電線81と対向電極8cとを導通するために、画素電極8a1と同じ導電膜をパターニングしてなる電極8a2が、平坦化膜21に設けられたコンタクトホール21bを介して対向電極8cと電極83との間に介在している。
【0064】
なお、以上の実施の形態においては、発光装置を表示装置であるELパネルに適用した場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、露光装置、光アドレッシング装置、照明装置などに本発明を適用してもよい。
【0065】
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0066】
【図1】ELパネルの画素の配置構成を示す平面図である。
【図2】ELパネルの概略構成を示す平面図である。
【図3】ELパネルの一画素に相当する回路を示した回路図である。
【図4】ELパネルの一画素を示した平面図である。
【図5】図4のVA−VA線に沿った面の矢視断面図(a)と、図4のVB−VB線に沿った面の矢視断面図(b)である。
【図6】図4のVI−VI線に沿った面の矢視断面図である。
【図7】ELパネルの製造過程における第一工程(a)、第二工程(b)、第三工程(c)を示す断面図である。
【図8】ELパネルの製造過程における第四工程(a)、第五工程(b)、第六工程(c)を示す断面図である。
【図9】ELパネルの製造過程における第七工程(a)、第八工程(b)を示す断面図である。
【図10】ELパネルの製造過程における第九工程(a)、第十工程(b)を示す断面図である。
【図11】ELパネルの製造過程における第十一工程(a)、第十二工程(b)、第十三工程(c)を示す断面図である。
【図12】ELパネルの製造過程における第十四工程(a)、第十五工程(b)を示す断面図である。
【図13】ELパネルの製造過程における第十六工程(a)、第十七工程(b)、第十八工程(c)を示す断面図である。
【図14】ELパネルの変形例における一画素を示した平面図である。
【図15】図14のXV−XV線に沿った面の矢視断面図である。
【図16】ELパネルの変形例であり、ELパネルの図5(b)の断面図と同等の位置を示す断面図である。
【符号の説明】
【0067】
1 ELパネル(発光装置)
2 走査線
3 信号線(配線)
4 電圧供給線
41 共通電源給電線(配線)
5 スイッチトランジスタ(画素トランジスタ)
5a ゲート電極
6 駆動トランジスタ(画素トランジスタ)
6a ゲート電極
7 キャパシタ
8 EL素子
8a 画素電極(第一電極)
8b 発光層
8c 対向電極(第二電極)
81 対向電極給電線(配線)
9 導電体膜
10 基板
11 平坦化膜(第一絶縁膜)
12 ゲート絶縁膜(第二絶縁膜)
13 オーバーコート層(第三絶縁膜)
13a 開口部
14 バンク層(第四絶縁膜)
14a 開口部
111 第一平坦化膜(第一絶縁膜)
112 第二平坦化膜(第一絶縁膜)
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光装置及び発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、EL(Electro Luminescence)素子を用いたELディスプレイ装置が知られている。
ELディスプレイ装置には複数のEL素子が備えられており、このELディスプレイ装置をアクティブマトリックス回路により駆動するため、各EL素子に対して供給する電流を制御する薄膜トランジスタが、EL素子毎に設けられている(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献1】特開平8−330600号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、従来のELディスプレイ装置において、薄膜トランジスタを形成する際に同時にパターニングされてなる薄膜材料によりEL素子に電流を供給する配線が形成されている場合、その配線に電流を流した際に配線が薄いことによる電気抵抗によって電圧降下が生じるなど、その配線との接続位置がそれぞれ異なる各EL素子に流れる電流がばらついてしまう恐れがあった。
【0004】
そこで、本発明の課題は、発光特性に優れた発光装置及び発光装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
以上の課題を解決するため、本発明の一の態様は、第一電極、前記第一電極上の少なくとも一層以上のキャリア輸送層、前記キャリア輸送層上の第二電極を有する発光装置の製造方法であって、
基板の上面に、予め所定の膜厚に形成された導電体膜を成膜する導電体膜成膜工程と、
前記導電体膜をパターニングして、複数の配線を形成する配線形成工程と、
前記配線とともに前記基板の上面を覆う第一絶縁膜を形成する第一絶縁膜形成工程と、
前記第一絶縁膜上に、前記複数の配線のうちの第一配線に接続された第一トランジスタを含む複数のトランジスタを形成するトランジスタ形成工程と、
を備えることを特徴とする。
【0006】
好ましくは、前記第一配線は、前記第一トランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第一トランジスタのソース、ドレイン電極の一方と接続してもよい。
また好ましくは、前記トランジスタ形成工程は、前記複数の配線のうちの第二配線及び前記第一電極に接続された、前記複数のトランジスタのうちの第二トランジスタを形成してもよい。
また、好ましくは、前記第二配線は、前記第二トランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二トランジスタのソース、ドレイン電極の一方と接続してもよい。
また、好ましくは、前記トランジスタ形成工程後に、前記複数の配線のうちの第三配線に接続された前記第二電極を形成する第二電極形成工程をさらに有してもよい。
また、好ましくは、前記第三配線は、前記複数のトランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極、及び前記複数のトランジスタのソース、ドレイン電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二電極と接続してもよい。
また、好ましくは、前記第三配線は、前記複数のトランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極、前記複数のトランジスタのソース、ドレイン電極となる導電層をパターニングしてなる電極、前記第一電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二電極と接続してもよい。
また、好ましくは、前記導電体膜は、1μm以上100μm以下の厚みを有する金属箔であることが好ましい。
【0007】
本発明の他の態様は、第一電極、前記第一電極上の少なくとも一層以上のキャリア輸送層、前記キャリア輸送層上の第二電極を有する発光装置であって、
基板の上面に形成された導電体膜をパターニングして形成された複数の配線と、
前記配線を覆う第一絶縁膜と、
前記第一絶縁膜上に設けられ、前記複数の配線のうちの第一配線に接続された第一トランジスタを含む複数のトランジスタと、
を備えることを特徴とする。
【0008】
好ましくは、前記第一配線は、前記第一トランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第一トランジスタのソース、ドレイン電極の一方と接続してもよい。
また、好ましくは、前記複数のトランジスタは、前記複数の配線のうちの第二配線及び前記第一電極に接続された第二トランジスタを有してもよい。
また、好ましくは、前記第二配線は、前記第二トランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二トランジスタのソース、ドレイン電極の一方と接続してもよい。
また、好ましくは、前記複数の配線のうちの第三配線は、前記第二電極に接続されてもよい。
また、好ましくは、前記第三配線は、前記複数のトランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極、及び前記複数のトランジスタのソース、ドレイン電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二電極と接続してもよい。
また、好ましくは、前記第三配線は、前記複数のトランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極、前記複数のトランジスタのソース、ドレイン電極となる導電層をパターニングしてなる電極、前記第一電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二電極と接続してもよい。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、優れた発光特性を有する発光装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
なお、本実施形態においては、発光装置を表示装置であるELパネルに適用し、本発明について説明する。
【0011】
図1は、ELパネル1における複数の画素Pの配置構成を示す平面図であり、図2は、ELパネル1の概略構成を示す平面図である。
【0012】
図1、図2に示すように、ELパネル1には、例えば、R(赤),G(緑),B(青)をそれぞれ発光する複数の画素Pが所定のパターンでマトリクス状に配置されている。
このELパネル1には、複数の走査線2が行方向に沿って互いに略平行となるよう配列され、複数の信号線3が平面視して走査線2と略直交する列方向に沿って互いに略平行となるよう配列されている。また、隣り合う走査線2の間において電圧供給線4が走査線2に沿って設けられている。そして、これら各走査線2と隣接する二本の信号線3と各電圧供給線4とによって囲われる範囲が、画素Pに相当する。
また、ELパネル1には、走査線2、信号線3、電圧供給線4の上方に覆うように、格子状の第三絶縁膜であるオーバーコート層13が設けられている。このオーバーコート層13によって囲われてなる略長方形状の複数の開口部13aが画素Pごとに形成されており、この開口部13a内に、後述する発光層8bが設けられている。そして、オーバーコート層13上に第四絶縁膜であるバンク層14が設けられている。バンク層14は、開口部13a上に開口部13aより一回り大きい開口部14aが設けられている。
【0013】
図3は、アクティブマトリクス駆動方式で動作するELパネル1の一画素に相当する回路を示した回路図である。
【0014】
図3に示すように、ELパネル1には、走査線2と、走査線2と交差する信号線3と、走査線2に沿う電圧供給線4とが設けられており、このELパネル1の一画素Pにつき、画素トランジスタであるスイッチトランジスタ5と、画素トランジスタである駆動トランジスタ6と、キャパシタ7と、EL素子8とが設けられている。
【0015】
各画素Pにおいては、スイッチトランジスタ5のゲートが走査線2に接続され、スイッチトランジスタ5のドレインとソースのうちの一方が信号線3に接続され、スイッチトランジスタ5のドレインとソースのうちの他方がキャパシタ7の一方の電極及び駆動トランジスタ6のゲートに接続されている。駆動トランジスタ6のソースとドレインのうちの一方が電圧供給線4に接続され、駆動トランジスタ6のソースとドレインのうち他方がキャパシタ7の他方の電極及びEL素子8のアノードに接続されている。なお、全ての画素PのEL素子8のカソードは、一定電圧Vcomに保たれている(例えば、接地されている)。スイッチトランジスタ5及び駆動トランジスタ6は、ともにnチャネル型でもよく、ともにpチャネル型でもよく、一方がnチャネル型で他方がpチャネル型であってもよい。pチャネル型トランジスタでは、nチャネル型トランジスタとソース、ドレインが反対の位置になる。
【0016】
また、このELパネル1の周囲において各走査線2が走査ドライバに接続され、各電圧供給線4が一定電圧源又は適宜電圧信号を出力するドライバに接続され、各信号線3がデータドライバに接続され、これらドライバによってELパネル1がアクティブマトリクス駆動方式で駆動される。電圧供給線4には、一定電圧源又はドライバによって所定の電力が供給される。
【0017】
次に、ELパネル1と、その画素Pの回路構造について、図4〜図6を用いて説明する。
ここで、図4は、ELパネル1の一画素Pに相当する平面図であり、図5(a)は、図4のVA−VA線に沿った面の矢視断面図、図5(b)は、図4のVB−VB線に沿った面の矢視断面図、図6は、図4のVI−VI線に沿った面の矢視断面図である。なお、図4においては、電極及び配線を主に示す。
【0018】
図4に示すように、スイッチトランジスタ5及び駆動トランジスタ6は、信号線3に沿うように配列され、スイッチトランジスタ5と駆動トランジスタ6の近傍にキャパシタ7が配置され、駆動トランジスタ6とキャパシタ7の近傍にEL素子8が配置されている。また、画素Pに対応する走査線2及び電圧供給線4の間に、スイッチトランジスタ5、駆動トランジスタ6、キャパシタ7及びEL素子8がそれぞれ配置されている。
【0019】
図4〜図6に示すように、基板10上の一面に第一絶縁膜である平坦化膜11が成膜されており、その基板10と平坦化膜11の間に各種配線である信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41が設けられている。
また、平坦化膜11上に第二絶縁膜であるゲート絶縁膜12が成膜されており、スイッチトランジスタ5、駆動トランジスタ6及びそれら周囲のゲート絶縁膜12の上に第三絶縁膜としてのオーバーコート層13が成膜されている。
なお、走査線2及び電圧供給線4はゲート絶縁膜12とオーバーコート層13との間に形成されている。
【0020】
基板10は、例えば、光透過性を有するガラス基板である。
平坦化膜11は、光透過性を有する有機材料または無機材料からなる絶縁膜であり、例えば、ポリシロキサン系、アクリル系、エポキシ系、ポリイミド系の感光性樹脂材料やシリコン窒化物またはシリコン酸化物からなる膜である。有機材料であればフッ素含有樹脂であってもよい。
【0021】
信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41は、基板10上の一面に設けられた導電体膜9をフォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって形状加工することで一括して形成された配線である。なお、信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41は、互いに略平行となる向きに形成されている。
導電体膜9は、例えば、アルミニウム、銅、銀、金などの導電性のよい金属が圧延されてなる金属箔や、金属粉またはカーボン粉がバインダー中に分散されて成膜された導電性を有する薄膜である。
この導電体膜9は、導電体膜9が形状加工されてなる配線が、ELパネル1の発光に好適に寄与する配線となるように、良好な導電性を有する膜厚に予め形成されている。
なお、導電体膜9としての金属箔は、1μmから100μmの膜厚を有することが好ましい。また、金属箔は圧延後に残留応力を低下させるアニール処理が施されたものであることが好ましい。また、基板10がガラス基板である場合、ガラス基板と熱膨張係数が近い42アロイ(ニッケル/鉄合金)等の金属箔を導電体膜9として用いることが好ましい。
【0022】
信号線3は、図4、図5に示すように、平坦化膜11を開口するコンタクトホールによって上面が露出し、このコンタクトホールに堆積された電極32を介して、スイッチトランジスタ5のドレイン電極5iと導通可能に接続されている。
対向電極給電線81は、図4、図5に示すように、電極82、電極83を介して、後述するEL素子8の対向電極8cと導通可能に接続されている。
共通電源給電線41は、図4、図6に示すように、平坦化膜11を開口するコンタクトホールによって上面が露出し、このコンタクトホールに堆積された電極42を介して、電圧供給線4と導通可能に接続されている。
【0023】
また、図4、図6に示すように、スイッチトランジスタ5は、逆スタガ構造の薄膜トランジスタである。このスイッチトランジスタ5は、ゲート電極5a、ゲート絶縁膜12、半導体膜5b、チャネル保護膜5d、不純物半導体膜5f,5g、ソース電極5h、ドレイン電極5i等を有するものである。
【0024】
ゲート電極5aは、平坦化膜11の上面とゲート絶縁膜12の下面の間に形成されている。このゲート電極5aは、例えば、MoNb膜、Cr膜、Al膜、Cr/Al積層膜、AlTi合金膜又はAlTiNd合金膜からなる。また、ゲート電極5aの上に絶縁性のゲート絶縁膜12が成膜されており、そのゲート絶縁膜12によりゲート電極5aが被覆されている。
ゲート絶縁膜12は、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。このゲート絶縁膜12上であってゲート電極5aに対応する位置に真性な半導体膜5bが形成されており、半導体膜5bがゲート絶縁膜12を挟んでゲート電極5aと相対している。
半導体膜5bは、例えば、アモルファスシリコン又は多結晶シリコンからなり、この半導体膜5bにチャネルが形成される。また、半導体膜5bの中央部上には、絶縁性のチャネル保護膜5dが形成されている。このチャネル保護膜5dは、例えば、シリコン窒化物又はシリコン酸化物からなる。
また、半導体膜5bの一端部の上には、不純物半導体膜5fが一部チャネル保護膜5dに重なるようにして形成されており、半導体膜5bの他端部の上には、不純物半導体膜5gが一部チャネル保護膜5dに重なるようにして形成されている。そして、不純物半導体膜5f,5gはそれぞれ半導体膜5bの両端側に互いに離間して形成されている。なお、不純物半導体膜5f,5gはn型半導体であるが、これに限らず、p型半導体であってもよい。
不純物半導体膜5fの上には、ソース電極5hが形成されている。不純物半導体膜5gの上には、ドレイン電極5iが形成されている。ソース電極5h,ドレイン電極5iは、例えば、MoNb膜、Cr膜、Al膜、Cr/Al積層膜、AlTi合金膜又はAlTiNd合金膜からなる。
チャネル保護膜5d、ソース電極5h及びドレイン電極5iの上には、保護膜となる絶縁性のオーバーコート層13が成膜され、チャネル保護膜5d、ソース電極5h及びドレイン電極5iがオーバーコート層13によって被覆されている。そして、スイッチトランジスタ5は、オーバーコート層13によって覆われるようになっている。オーバーコート層13は、例えば、厚さが100nm〜200nmの窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
【0025】
また、駆動トランジスタ6は、図5(b)に示すように、ゲート電極6a、ゲート絶縁膜12、半導体膜6b、チャネル保護膜6d、不純物半導体膜6f,6g、ソース電極6h、ドレイン電極6i等を有する逆スタガ構造の薄膜トランジスタであり、スイッチトランジスタ5と同様の構成であるので、説明は省略する。
【0026】
キャパシタ7は、図4に示すように、対向する一対の容量電極7a、7b及びそれらの間に介在する誘導体としてのゲート絶縁膜12を有している。そして、一方の容量電極7aは、平坦化膜11とゲート絶縁膜12との間に形成され、他方の容量電極7bは、ゲート絶縁膜12とオーバーコート層13との間に形成されている。
なお、キャパシタ7の容量電極7aは、駆動トランジスタ6のゲート電極6aに一体に連なり接続されており、キャパシタ7の容量電極7bは、駆動トランジスタ6のソース電極6hに一体に連なり接続されている。また、駆動トランジスタ6のドレイン電極6iが電圧供給線4に一体に連なっている。
【0027】
なお、スイッチトランジスタ5のゲート電極5a及び駆動トランジスタ6のゲート電極6a、キャパシタ7の容量電極7aは、ゲート絶縁膜12上に一面に成膜された導電膜であるゲートメタル層をフォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって形状加工することで一括して形成されたものである。
また、走査線2、電圧供給線4、キャパシタ7の容量電極7b、スイッチトランジスタ5のソース電極5h,ドレイン電極5i及び駆動トランジスタ6のソース電極6h,ドレイン電極6iは、ゲート絶縁膜12等に一面に成膜された導電膜であるソース、ドレインメタル層をフォトリソグラフィー法及びエッチング法等によって形状加工することで形成されたものである。
【0028】
また、ゲート絶縁膜12には、ゲート電極5aと走査線2とが重なる領域にコンタクトホール12aが形成されており、そのコンタクトホール12aを通じてゲート電極5aと走査線2とが電気的に導通している。
また、ゲート絶縁膜12には、ソース電極5hと信号線3とが重なる領域にコンタクトホール12bが形成されており、そのコンタクトホール12bを通じ、電極32を介してドレイン電極5iと信号線3とが電気的に導通している。
また、ゲート絶縁膜12には、ゲート電極6a(容量電極7a)とソース電極5hとが重なる領域にコンタクトホール12cが形成されており、そのコンタクトホール12cを通じてゲート電極6a(容量電極7a)とソース電極5hとが電気的に導通している。
また、ゲート絶縁膜12には、電圧供給線4と共通電源給電線41とが重なる領域にコンタクトホール12dが形成されており、そのコンタクトホール12dを通じ、電極42を介して電圧供給線4と共通電源給電線41とが電気的に導通している。
【0029】
画素電極8aは、ゲート絶縁膜12上に画素Pごとに独立して形成されており、そのゲート絶縁膜12および平坦化膜11を介して基板10上に設けられている。ELパネル1が、EL素子8の光を基板10から出射するボトムエミッション型の場合、この画素電極8aは透明電極であって、例えば、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム(In2O3)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)又はカドミウム−錫酸化物(CTO)の少なくともいずれかを含む。ELパネル1が、EL素子8の光を後述する対向電極8cを透過して出射するトップエミッション型の場合、画素電極8aは、上述した透明電極となる層及びその層の下にAl膜やAl合金膜等の光反射層の積層構造でもよい。このとき、光反射層は、ソース、ドレインメタル層によって形成されてもよい。
なお、駆動トランジスタ6のソース電極6hは、画素電極8aの1辺の上に重なり、画素電極8aとソース電極6hが接続している。
【0030】
そして、図4から図6に示すように、オーバーコート層13が、走査線2、電圧供給線4、スイッチトランジスタ5、駆動トランジスタ6、画素電極8aの周縁部、キャパシタ7の容量電極7b及びゲート絶縁膜12等を覆うように形成されている。
このオーバーコート層13には、各画素電極8aの中央部が露出するように開口部13aが形成されている。そのため、オーバーコート層13は平面視して格子状に形成されている。また、オーバーコート層13は、対向電極8cと対向電極給電線81を導通するために、ゲート絶縁膜12のコンタクトホール12e及びその下方の平坦化膜11のコンタクトホール11bに対応した位置に、コンタクトホール13bが形成されている。コンタクトホール12e、コンタクトホール11b及びコンタクトホール13bは、走査線2及び電圧供給線4とそれぞれ交差する領域を除いて共通電源給電線41に沿って設けられている。
【0031】
EL素子8は、図4、図5に示すように、アノードとなる第一電極としての画素電極8aと、オーバーコート層13の開口部13a内における画素電極8a上に形成された発光層8bと、発光層8bの上やバンク層14上に形成された第二電極としての対向電極8cとを備えている。対向電極8cは全画素Pに共通の単一電極(カソード)であり、全画素Pに連続して形成されている。そして、オーバーコート層13の開口部13aが画素Pに対応している。
【0032】
発光層8bは、オーバーコート層13の開口部13a内に成膜されている。
発光層8bは、画素P毎にR(赤),G(緑),B(青)のいずれかを発光する有機材料を含み、例えば、ポリフルオレン系発光材料やポリフェニレンビニレン系発光材料などの共役二重結合ポリマーからなり、対向電極8cから供給される電子と、画素電極8aから注入される正孔との再結合に伴い発光する層である。このため、R(赤)を発光する画素P、G(緑)を発光する画素P、B(青)を発光する画素Pは、それぞれ発光層8bの発光材料が異なる。画素PのR(赤),G(緑),B(青)のパターンは、デルタ配列であってもよく、また縦方向に同色画素が配列されるストライプパターンであってもよい。
この発光層8bは、発光する発光層のみを成膜したものを発光層8bとしてもよいし、正孔輸送層及び発光層を順に積層してその積層物を発光層8bとしてもよいし、発光層及び電子輸送層を順に積層してその積層物を発光層8bとしてもよいし、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を順に積層してその積層物を発光層8bとしてもよい。また、発光層8bは、正孔注入層や電子注入層が含まれる積層物であってもよい。
なお、発光層8bのうちの少なくとも一層は、蒸着法などの気相成長法によって成膜してもよく、スピンコートやノズルコートなどの塗布法によって成膜してもよい。後者の場合、発光層8bの少なくとも一層の材料となる有機材料を溶剤で溶解又は分散した有機材料含有液を塗布する際に、隣接する画素に有機材料含有液が流出しないようにオーバーコート層13上に厚さ1μm以上のバンク層14を用いることが特に好ましい。このバンク層14はポリイミドやアクリル樹脂を硬化してなるものが好ましい。
【0033】
対向電極8cは、ELパネル1がボトムエミッション型の場合、例えば、Mg、Ca、Ba、Li等の仕事関数が4.0eV以下、好ましくは3.0eV以下であり、30nm以下の厚さの低仕事関数層と、シート抵抗を下げるために低仕事関数層上に設けられた厚さが100nm以上のAl膜やAl合金膜等の光反射層との積層構造でもよい。
また、ELパネル1がトップエミッション型の場合、対向電極8cは、上記低仕事関数層と、その低仕事関数層上に設けられた、例えば、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム(In2O3)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)又はカドミウム−錫酸化物(CTO)等からなる透明導電層との積層構造でもよい。
この対向電極8cは全ての画素Pに共通した電極であり、発光層8bなどとともにオーバーコート層13やバンク層14を被覆している。
なお、バンク層14のコンタクトホール14b、その下方のオーバーコート層13に形成されたコンタクトホール12e、当該コンタクトホールの下方に設けられた平坦化膜11に形成されたコンタクトホール11bによって、対向電極給電線81、電極82、電極83、対向電極8cは、連続して積層した構造であり相互に電気的に接続している。
【0034】
このELパネル1は、次のように駆動されて発光する。
全ての電圧供給線4に所定レベルの電圧が印加された状態で、走査ドライバによって走査線2に順次オン電圧が印加されることで、これら走査線2に接続されたスイッチトランジスタ5が順次選択される。
各走査線2がそれぞれ選択されている時に、データドライバによって階調に応じたレベルの電圧が全ての信号線3に印加されると、その選択されている走査線2に対応するスイッチトランジスタ5がオンになっていることから、その階調に応じたレベルの電圧が駆動トランジスタ6のゲート電極6aに印加される。
この駆動トランジスタ6のゲート電極6aに印加された電圧に応じて、駆動トランジスタ6のゲート電極6aとソース電極6hとの間の電位差が定まって、駆動トランジスタ6におけるドレイン電極6iとソース電極6h間を流れるドレイン−ソース電流の大きさが定まり、EL素子8がそのドレイン−ソース電流の電流値に応じた明るさで発光する。
その後、その走査線2の選択が解除されると、スイッチトランジスタ5がオフとなるので、駆動トランジスタ6のゲート電極6aに印加された電圧にしたがった電荷がキャパシタ7に蓄えられ、駆動トランジスタ6のゲート電極6aとソース電極6h間の電位差は保持される。
このため、駆動トランジスタ6は選択時と同じ電流値のドレイン−ソース電流を流し続け、EL素子8の発光輝度を維持するようになっている。
【0035】
次に、ELパネル1の製造方法について、図5、図7〜図13に示す断面図を用いて説明する。
なお、図7〜図13および図5は、本実施形態に係るELパネル1の製造過程の一例を示す工程断面図である。この工程断面図は、図4に示したV−V線に沿った断面部分を示す説明図であり、これらの図を参照して製造方法の概略を説明する。
また、ここでは、図4のVA−VA線に沿った断面部分によってスイッチトランジスタ5の製造過程を例示し、同様の製造過程を経る駆動トランジスタ6に関する図示は省略する。
【0036】
まず、透明なガラス板である基板10の上面の全域に、周知の箔加工やラミネート加工の技術等によって、例えば、図7(a)に示すように、所定の厚みに形成された金属箔である導電体膜9を接着する。予め基板10上にエポキシ等の液状接着剤やシート状の接着シートを設けておくことで、基板10上に貼付した導電体膜9と基板10とを接着する。
具体的には、金属膜を一対のローラーで加圧し圧延処理を行い、所望の厚みの金属箔を得る。熱間圧延、冷間圧延のどちらであってもかまわない。圧延処理後、歪み取りのためにそれぞれの金属箔内の金属に応じた温度でアニールを行ってもよい。例としてアルミニウムでは345℃〜415℃で処理を行う。基板10に接着剤をスピンコート法、印刷法等で塗布する。接着剤は熱硬化性または光硬化性接着剤であることが好ましい。例としてエポキシ系接着剤があげられる。基板10に金属箔をローラー等で押し付けるように、金属箔の貼り合せを行う。貼り合せは接着面に気泡が残らないように減圧下で行うことが好ましい。予め支持フィルム上に接着層を塗布し、接着層の上に金属箔を積層したラミネートフィルムを、支持フィルムを剥離して露出した接着層から基板10に貼り付けて接着してもよい。張り合わせ後、加熱または紫外線を照射し、接着層を硬化させる。
なお、金属箔は、スパッタによって成膜してもよいが膜応力が生じ剥離しやすくなるので接着した方が好ましい。
【0037】
次いで、フォトリソグラフィー法・エッチング法等によって、導電体膜9をパターニングする。これにより図7(b)に示すように、基板10上に信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41を形成する。なお、フォトリソグラフィーによるレジストをマスクとしてウェットエッチングにより各種配線(3、41、81)を形成した後、ドライエッチングにより基板10上に残留している接着剤成分を除去してもよい。
【0038】
次いで、信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41を含む基板10の上面を覆うように、光透過性を有するポリイミド樹脂やシリコン窒化膜を成膜して、例えば、図7(c)に示すように、平坦化膜11を形成する。なお、ELパネル1がトップエミッション型でない場合は、平坦化膜11は透光性を有していなくてもよい。
【0039】
次いで、信号線3や対向電極給電線81に対応する平坦化膜11部分をドライエッチング又はウェットエッチングによりパターニングすることによって、例えば、図8(a)に示すように、信号線3や対向電極給電線81が露出するコンタクトホール11a、11bを形成する。平坦化膜11が感光性樹脂を硬化してなる場合、露光、現像、焼成によってパターニングされる。なお、共通電源給電線41に対応する平坦化膜11部分にもエッチングによりコンタクトホールが形成されている(図6参照)。
【0040】
次いで、平坦化膜11およびコンタクトホールを通じて露出している各種配線を覆うように、気相成長法(スパッタリング法、蒸着法等)によって、例えば、図8(b)に示すように、膜厚100〜200nmの金属箔より十分薄いCr、Alを含む合金、またはMoNbなどの金属膜15を成膜する。
【0041】
次いで、フォトリソグラフィー法・エッチング法等によって、金属膜15をパターニングする。これにより図8(c)に示すように、平坦化膜11上にスイッチトランジスタ5のゲート電極5a、駆動トランジスタ6のゲート電極6a(図4参照)、キャパシタ7の容量電極7aを形成し、コンタクトホール内の信号線3上に電極32、コンタクトホール内の対向電極給電線81上に電極82を形成する。なお、コンタクトホール内の共通電源給電線41上には電極42が形成されている(図6参照)。
【0042】
次いで、ゲート電極5a、ゲート電極6a(図4参照)、容量電極7a、電極32、電極82、電極42(図6参照)等を含む平坦化膜11の全域を被覆するようにCVD法等によって、例えば、図9(a)に示すように、シリコン窒化物などからなるゲート絶縁膜12、アモルファスシリコン等からなり半導体膜5b、6bとなる半導体層、シリコン窒化物などからなりチャネル保護膜5d、6dとなる絶縁体層を順次積層する。
【0043】
次いで、フォトリソグラフィー法・エッチング法等によって、半導体層および絶縁体層をパターニングすることによって、例えば、図9(b)に示すように、チャネル保護膜5dを形成する。なお、同時に駆動トランジスタ6のチャネル保護膜6dも形成されている。
【0044】
次いで、チャネル保護膜5d等を含むゲート絶縁膜12の全域を覆うようにCVD法等によって、例えば、図10(a)に示すように、n型不純物を含むシリコン層16を成膜する。
【0045】
次いで、フォトリソグラフィー法・エッチング法等によって、シリコン層16をパターニングし、次いでパターニングにより露出した半導体膜5b、6bをエッチングする。これにより図10(b)に示すように、スイッチトランジスタ5の不純物半導体膜5f、5g、駆動トランジスタ6の不純物半導体膜6f、6g、スイッチトランジスタ5の半導体膜5b及び駆動トランジスタ6の半導体膜6bを形成する。
【0046】
次いで、不純物半導体膜5f、5gなどを含むゲート絶縁膜12の全域を覆うように、スパッタリング法等によって、例えば、図11(a)に示すように、ITOなどの透明電極材料からなる透明導電膜8aを成膜する。
【0047】
次いで、フォトリソグラフィー法・エッチング法等によってその透明導電膜をパターニングする。これにより図11(b)に示すように、ゲート絶縁膜12上にEL素子8の画素電極8aを形成する。
【0048】
次いで、電極32や電極82、容量電極7a(ゲート電極6a)に対応するゲート絶縁膜12部分をフォトリソグラフィーによるレジストマスクでドライエッチング又はウェットエッチングによりパターニングすることによって、例えば、図11(c)に示すように、電極32や電極82、容量電極7a(ゲート電極6a)が露出するコンタクトホール12b、12e、12cを形成する。なお、ゲート電極5aに対応するゲート絶縁膜12部分にもエッチングによりコンタクトホール12aが形成されている(図4参照)。また、同時に電極42に対応するゲート絶縁膜12部分にもエッチングによりコンタクトホール12dが形成されている(図4、図6参照)。
【0049】
次いで、不純物半導体膜5f、5g、6f、6g、画素電極8aなどを含むゲート絶縁膜12の全域を覆うように、気相成長法等によって、例えば、図12(a)に示すように、膜厚200〜250nmのAlを含む合金またはMoNbなどのソース、ドレイン導電膜17を成膜する。
【0050】
次いで、そのソース、ドレイン導電膜17上にパターニングされたフォトレジストマスクを用いてエッチングして、図12(b)に示すように、スイッチトランジスタ5のソース電極5h、ドレイン電極5iや、駆動トランジスタ6のソース電極6h、ドレイン電極6i(図4参照)を形成する。なお、ドレイン電極5iはゲート絶縁膜12のコンタクトホール12b及びその下方の平坦化膜11のコンタクトホールを通じて電極32と接続されており、ソース電極5hはゲート絶縁膜12のコンタクトホール12cを通じて容量電極7a(ゲート電極6a)と接続されている。
また、同時にコンタクトホール12e及びその下方の平坦化膜11のコンタクトホール11bによって電極82上には電極83が形成されている。
また、ソース、ドレイン導電膜17によって、同時にコンタクトホール12d及びその下方の平坦化膜11のコンタクトホールを通じて電極42に接続される電圧供給線4が形成され(図4、図6参照)、さらに、同時にゲート絶縁膜12のコンタクトホール12aを通じてゲート電極5aに接続される走査線2が形成される(図4参照)。
【0051】
次いで、ソース電極5h,6h、ドレイン電極5i,6i、画素電極8aなどを含むゲート絶縁膜12の全域を被覆するように、CVD法等によって、例えば、図13(a)に示すように、シリコン窒化物などからなるオーバーコート層13を成膜する。そして、このオーバーコート層13は、スイッチトランジスタ5や駆動トランジスタ6を被覆している。
【0052】
次いで、フォトリソグラフィー法・エッチング法等によって、オーバーコート層13をパターニングすることによって、例えば、図13(b)に示すように、画素電極8aを露出させる開口部13aや、電極83を露出させるコンタクトホール13bを形成する。そして、ポリイミド等の感光性樹脂を塗布し、プリベーク、露光、現像、ポストベークを行い、オーバーコート層13の開口部13a上に開口部13aより一回り大きい開口部14aが形成され、オーバーコート層13のコンタクトホール13b上にコンタクトホール13bより一回り大きいコンタクトホール14bが形成される。
【0053】
次いで、オーバーコート層13の開口部13a内に、キャリア輸送層の1つである正孔注入層となる導電性高分子であるPEDOT(poly(ethylenedioxy)thiophene;ポリエチレンジオキシチオフェン)及びドーパントであるPSS(polystyrene sulfonate;ポリスチレンスルホン酸)を水溶性溶液にしてインクジェット、ノズルコート法などにより塗布し、乾燥して正孔注入層を形成後、その正孔注入層上にポリフルオレン系の発光材料を同様に有機溶剤に溶解した溶液にしてインクジェット、ノズルコート法などにより成膜して乾燥することで、例えば、図13(c)に示すように、キャリア輸送層の1つである発光層8bを形成する。
なお、発光層8bは、ノズルコート法により形成されることに限らず、印刷法やメタルマスク使用の蒸着法など、周知の手法により形成してもよい。
【0054】
次いで、画素電極8aなどを含むオーバーコート層13の全域を覆うように、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を少なくとも含むカソード層を蒸着法などによって成膜した後、低抵抗なアルミニウムなどの金属層を蒸着法などによって成膜することで、例えば、図5に示すように、対向電極8cを形成する。なお、対向電極8cは、コンタクトホール13bを通じて電極83と接続されている。
こうして、ELパネル1が製造される。
【0055】
このように、ELパネル1の配線である信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41は、導電性が良好な膜厚を有する金属箔からなる導電体膜9を基板10に接着した後、その導電体膜9がパターニングされて形成されているので、薄膜トランジスタを形成する際に同時に形状加工された薄膜材料からなる従来の配線より、導電性に優れた厚みを有する配線として形成されている。
そして、導電性が良好な配線である信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41においては、配線抵抗の低下による電圧降下が生じにくく、ELパネル1の発光に好適に寄与する配線となる。そして、導電性が良好な配線(信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41)を備えるELパネル1は、発光特性に優れた発光装置となる。
【0056】
特に、配線として適した厚みを有する導電体膜9をメッキやスパッタ等により基板10上に成膜する場合には、その成膜工程に時間を要してしまうが、予め所望する膜厚に形成された金属箔などの導電体膜9を基板10に接着する本発明の手法では、より短時間の加工工程で、基板10上に厚膜な導電体膜9を成膜することができるメリットがある。
また、基板10上に厚めの金属膜を成膜する場合、金属箔などの導電体膜9を基板10に接着する成膜の方が、メッキやスパッタ等による成膜に比べて、金属膜の残留応力を低下させることができ、基板10が反ってしまう不具合も低下させることができる。
【0057】
また、メッキやスパッタ等による金属膜の成膜によって、金属膜の残留応力を低下させようとした場合、その金属膜がポーラスな構造となってしまうので、配線抵抗を低減させることが困難になってしまう。また、その成膜過程でエッチャント等の不純物が金属膜中に取り込まれてしまうことがあり、製品の性能が低下してしまう可能性が高くなる。
これに対し、金属箔は、導電性のよい金属を圧延することで所望する膜厚に形成されているので、金属膜的にはバルクな構造(密な構造)になっており、また、その金属膜中に不純物が入り込むことはほとんどない。
【0058】
なお、導電体膜9を基板10に接着した工程の後は、従来の薄膜トランジスタと同様の製造タクトでELパネルの製造が可能となるので、その製造工程が煩雑になるようなことはない。
【0059】
また、基板10上に形成された配線(信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41)を覆う平坦化膜11によって、配線と対向電極8cとの距離を接近させ過ぎないようにすることができ、特に、信号線3と対向電極8cとの間の結合容量を小さくすることができるので、寄生容量によるトラブルを低減することができる。
【0060】
以上のように、画素電極8aと発光層8bと対向電極8cとが積層されてなるEL素子8を備えるELパネル1を製造するに際し、配線として適した厚みを有するように予め所望する膜厚に形成された金属箔などの導電体膜9を基板10の上面に接着することで成膜し、その導電体膜9を形状加工して配線(信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41)を形成するELパネルの製造方法は、発光特性に優れたELパネル(発光装置)を製造することを可能にする技術であるといえる。
また、その製造方法に基づいて、基板10に接着された金属箔などの導電体膜9が形状加工されてなる配線(信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41)を備えるELパネル1は、発光特性に優れた発光装置であるといえる。
そして、対向電極8cと信号線3との間に、ゲート絶縁膜12、オーバーコート層13、バンク層14に加えて、絶縁膜である平坦化膜11を介在させているので、寄生容量が緩和され、信号線3に出力された信号が対向電極8cに干渉されにくいといった効果をもたらす。
【0061】
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、図14、図15に示すように、基板10の上面に接着によって成膜した導電体膜9を形状加工して、互いに略平行となる信号線3と対向電極給電線81を形成した後、その信号線3と対向電極給電線81を覆う第一平坦化膜111を形成し、その第一平坦化膜111上に接着によって導電体膜を成膜し、その導電体膜を形状加工してなる共通電源給電線41を形成し、共通電源給電線41を覆う第二平坦化膜112を形成してもよい。
この共通電源給電線41は、信号線3および対向電極給電線81に対し、略垂直な向きに形成されている。また、電圧供給線4は、電極43を介して共通電源給電線41に接続されている。
上記実施形態では、信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41上方に、バンク層14が設けられているが、蒸着等によってバンク層14なしに発光層8bが成膜できるのであれば、バンク層14を設けなくてもよい。この場合、平坦化膜11、第一平坦化膜111を十分厚く設計すれば、寄生容量が緩和され、信号線3に出力された信号が対向電極8cに干渉されにくいといった効果をもたらす。
【0062】
このように、基板10の上面にスイッチトランジスタ5と導通する信号線3と、対向電極8cと導通する対向電極給電線81とが形成され、信号線3と対向電極給電線81を覆う第一平坦化膜111と第二平坦化膜112の間に電圧供給線4と導通する共通電源給電線41が形成された構造であっても、導電性が良好な配線(信号線3、対向電極給電線81、共通電源給電線41)を備えるELパネル1とすることができ、発光特性に優れたELパネル1を製造することができる。
【0063】
また、ELパネル1がトップエミッションの場合、図16に示すように、図5に示すバンク層14とオーバーコート層13との間に第五絶縁膜として平坦化膜21を介在させ、平坦化膜21上に、画素電極8a1、発光層8b、対向電極8cが順次堆積されたEL素子8が設けられていることが好ましい。このとき、画素電極8a1と駆動トランジスタ6のソース電極6hと導通するために、オーバーコート層13にはコンタクトホール13cが設けられ、コンタクトホール13c上の平坦化膜21には、コンタクトホール21aが設けられている。また、対向電極給電線81と対向電極8cとを導通するために、画素電極8a1と同じ導電膜をパターニングしてなる電極8a2が、平坦化膜21に設けられたコンタクトホール21bを介して対向電極8cと電極83との間に介在している。
【0064】
なお、以上の実施の形態においては、発光装置を表示装置であるELパネルに適用した場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、露光装置、光アドレッシング装置、照明装置などに本発明を適用してもよい。
【0065】
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0066】
【図1】ELパネルの画素の配置構成を示す平面図である。
【図2】ELパネルの概略構成を示す平面図である。
【図3】ELパネルの一画素に相当する回路を示した回路図である。
【図4】ELパネルの一画素を示した平面図である。
【図5】図4のVA−VA線に沿った面の矢視断面図(a)と、図4のVB−VB線に沿った面の矢視断面図(b)である。
【図6】図4のVI−VI線に沿った面の矢視断面図である。
【図7】ELパネルの製造過程における第一工程(a)、第二工程(b)、第三工程(c)を示す断面図である。
【図8】ELパネルの製造過程における第四工程(a)、第五工程(b)、第六工程(c)を示す断面図である。
【図9】ELパネルの製造過程における第七工程(a)、第八工程(b)を示す断面図である。
【図10】ELパネルの製造過程における第九工程(a)、第十工程(b)を示す断面図である。
【図11】ELパネルの製造過程における第十一工程(a)、第十二工程(b)、第十三工程(c)を示す断面図である。
【図12】ELパネルの製造過程における第十四工程(a)、第十五工程(b)を示す断面図である。
【図13】ELパネルの製造過程における第十六工程(a)、第十七工程(b)、第十八工程(c)を示す断面図である。
【図14】ELパネルの変形例における一画素を示した平面図である。
【図15】図14のXV−XV線に沿った面の矢視断面図である。
【図16】ELパネルの変形例であり、ELパネルの図5(b)の断面図と同等の位置を示す断面図である。
【符号の説明】
【0067】
1 ELパネル(発光装置)
2 走査線
3 信号線(配線)
4 電圧供給線
41 共通電源給電線(配線)
5 スイッチトランジスタ(画素トランジスタ)
5a ゲート電極
6 駆動トランジスタ(画素トランジスタ)
6a ゲート電極
7 キャパシタ
8 EL素子
8a 画素電極(第一電極)
8b 発光層
8c 対向電極(第二電極)
81 対向電極給電線(配線)
9 導電体膜
10 基板
11 平坦化膜(第一絶縁膜)
12 ゲート絶縁膜(第二絶縁膜)
13 オーバーコート層(第三絶縁膜)
13a 開口部
14 バンク層(第四絶縁膜)
14a 開口部
111 第一平坦化膜(第一絶縁膜)
112 第二平坦化膜(第一絶縁膜)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第一電極、前記第一電極上の少なくとも一層以上のキャリア輸送層、前記キャリア輸送層上の第二電極を有する発光装置の製造方法であって、
基板の上面に、予め所定の膜厚に形成された導電体膜を成膜する導電体膜成膜工程と、
前記導電体膜をパターニングして、複数の配線を形成する配線形成工程と、
前記配線とともに前記基板の上面を覆う第一絶縁膜を形成する第一絶縁膜形成工程と、
前記第一絶縁膜上に、前記複数の配線のうちの第一配線に接続された第一トランジスタを含む複数のトランジスタを形成するトランジスタ形成工程と、
を備えることを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項2】
前記第一配線は、前記第一トランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第一トランジスタのソース、ドレイン電極の一方と接続していることを特徴とする請求項1に記載の発光装置の製造方法。
【請求項3】
前記トランジスタ形成工程は、前記複数の配線のうちの第二配線及び前記第一電極に接続された、前記複数のトランジスタのうちの第二トランジスタを形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の発光装置の製造方法。
【請求項4】
前記第二配線は、前記第二トランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二トランジスタのソース、ドレイン電極の一方と接続していることを特徴とする請求項3に記載の発光装置の製造方法。
【請求項5】
前記トランジスタ形成工程後に、前記複数の配線のうちの第三配線に接続された前記第二電極を形成する第二電極形成工程をさらに有することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項6】
前記第三配線は、前記複数のトランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極、及び前記複数のトランジスタのソース、ドレイン電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二電極と接続していることを特徴とする請求項5に記載の発光装置の製造方法。
【請求項7】
前記第三配線は、前記複数のトランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極、前記複数のトランジスタのソース、ドレイン電極となる導電層をパターニングしてなる電極、前記第一電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二電極と接続していることを特徴とする請求項5に記載の発光装置の製造方法。
【請求項8】
前記導電体膜は、1μm以上100μm以下の厚みを有する金属箔であることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項9】
第一電極、前記第一電極上の少なくとも一層以上のキャリア輸送層、前記キャリア輸送層上の第二電極を有する発光装置であって、
基板の上面に形成された導電体膜をパターニングして形成された複数の配線と、
前記配線を覆う第一絶縁膜と、
前記第一絶縁膜上に設けられ、前記複数の配線のうちの第一配線に接続された第一トランジスタを含む複数のトランジスタと、
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項10】
前記第一配線は、前記第一トランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第一トランジスタのソース、ドレイン電極の一方と接続していることを特徴とする請求項9に記載の発光装置。
【請求項11】
前記複数のトランジスタは、前記複数の配線のうちの第二配線及び前記第一電極に接続された第二トランジスタを有することを特徴とする請求項9又は10に記載の発光装置。
【請求項12】
前記第二配線は、前記第二トランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二トランジスタのソース、ドレイン電極の一方と接続していることを特徴とする請求項11に記載の発光装置。
【請求項13】
前記複数の配線のうちの第三配線は、前記第二電極に接続されていることを特徴とする請求項9〜12の何れかに記載の発光装置。
【請求項14】
前記第三配線は、前記複数のトランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極、及び前記複数のトランジスタのソース、ドレイン電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二電極と接続していることを特徴とする請求項13に記載の発光装置。
【請求項15】
前記第三配線は、前記複数のトランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極、前記複数のトランジスタのソース、ドレイン電極となる導電層をパターニングしてなる電極、前記第一電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二電極と接続していることを特徴とする請求項13に記載の発光装置。
【請求項1】
第一電極、前記第一電極上の少なくとも一層以上のキャリア輸送層、前記キャリア輸送層上の第二電極を有する発光装置の製造方法であって、
基板の上面に、予め所定の膜厚に形成された導電体膜を成膜する導電体膜成膜工程と、
前記導電体膜をパターニングして、複数の配線を形成する配線形成工程と、
前記配線とともに前記基板の上面を覆う第一絶縁膜を形成する第一絶縁膜形成工程と、
前記第一絶縁膜上に、前記複数の配線のうちの第一配線に接続された第一トランジスタを含む複数のトランジスタを形成するトランジスタ形成工程と、
を備えることを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項2】
前記第一配線は、前記第一トランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第一トランジスタのソース、ドレイン電極の一方と接続していることを特徴とする請求項1に記載の発光装置の製造方法。
【請求項3】
前記トランジスタ形成工程は、前記複数の配線のうちの第二配線及び前記第一電極に接続された、前記複数のトランジスタのうちの第二トランジスタを形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の発光装置の製造方法。
【請求項4】
前記第二配線は、前記第二トランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二トランジスタのソース、ドレイン電極の一方と接続していることを特徴とする請求項3に記載の発光装置の製造方法。
【請求項5】
前記トランジスタ形成工程後に、前記複数の配線のうちの第三配線に接続された前記第二電極を形成する第二電極形成工程をさらに有することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項6】
前記第三配線は、前記複数のトランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極、及び前記複数のトランジスタのソース、ドレイン電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二電極と接続していることを特徴とする請求項5に記載の発光装置の製造方法。
【請求項7】
前記第三配線は、前記複数のトランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極、前記複数のトランジスタのソース、ドレイン電極となる導電層をパターニングしてなる電極、前記第一電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二電極と接続していることを特徴とする請求項5に記載の発光装置の製造方法。
【請求項8】
前記導電体膜は、1μm以上100μm以下の厚みを有する金属箔であることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項9】
第一電極、前記第一電極上の少なくとも一層以上のキャリア輸送層、前記キャリア輸送層上の第二電極を有する発光装置であって、
基板の上面に形成された導電体膜をパターニングして形成された複数の配線と、
前記配線を覆う第一絶縁膜と、
前記第一絶縁膜上に設けられ、前記複数の配線のうちの第一配線に接続された第一トランジスタを含む複数のトランジスタと、
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項10】
前記第一配線は、前記第一トランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第一トランジスタのソース、ドレイン電極の一方と接続していることを特徴とする請求項9に記載の発光装置。
【請求項11】
前記複数のトランジスタは、前記複数の配線のうちの第二配線及び前記第一電極に接続された第二トランジスタを有することを特徴とする請求項9又は10に記載の発光装置。
【請求項12】
前記第二配線は、前記第二トランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二トランジスタのソース、ドレイン電極の一方と接続していることを特徴とする請求項11に記載の発光装置。
【請求項13】
前記複数の配線のうちの第三配線は、前記第二電極に接続されていることを特徴とする請求項9〜12の何れかに記載の発光装置。
【請求項14】
前記第三配線は、前記複数のトランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極、及び前記複数のトランジスタのソース、ドレイン電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二電極と接続していることを特徴とする請求項13に記載の発光装置。
【請求項15】
前記第三配線は、前記複数のトランジスタのゲート電極となる導電層をパターニングしてなる電極、前記複数のトランジスタのソース、ドレイン電極となる導電層をパターニングしてなる電極、前記第一電極となる導電層をパターニングしてなる電極を介して、前記第二電極と接続していることを特徴とする請求項13に記載の発光装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【公開番号】特開2010−79043(P2010−79043A)
【公開日】平成22年4月8日(2010.4.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−248581(P2008−248581)
【出願日】平成20年9月26日(2008.9.26)
【出願人】(000001443)カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年4月8日(2010.4.8)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年9月26日(2008.9.26)
【出願人】(000001443)カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Fターム(参考)】
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