(57)【要約】【課題】高精細化に適したＴＦＴ基板の構造およびその製造方法を提供する。【解決手段】基板と、前記基板上に設けられ、チャネル領域と前記チャネル領域を挟む一対のコンタクト領域とを有する半導体層と、前記チャネル領域にゲート絶縁層を介して設けられたゲート電極と、前記半導体層と前記ゲート電極とを覆い、コンタクトホールが設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ、コンタクトホールに対応する位置に開口が設けられたハードマスク層と、前記ハードマスク層上に設けられ、前記コンタクトホールを介して前記コンタクト領域と前記ゲート電極とのいずれかに電気的に接続される上部電極とを備え、前記絶縁層に設けられる前記コンタクトホールの内径は、前記基板側から前記上部電極側に近づくにつれて段階的に内径が増加する。【選択図】図４
2020043181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられ、チャネル領域と前記チャネル領域を挟む一対のコンタクト領域とを有する半導体層と、
前記チャネル領域にゲート絶縁層を介して設けられたゲート電極と、
前記半導体層と前記ゲート電極とを覆い、コンタクトホールが設けられた絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられ、コンタクトホールに対応する位置に開口が設けられたハードマスク層と、
前記ハードマスク層上に設けられ、前記コンタクトホールを介して前記コンタクト領域と前記ゲート電極とのいずれかに電気的に接続される上部電極と
を備え、
前記絶縁層に設けられる前記コンタクトホールの内径は、前記基板側から前記上部電極側に近づくにつれて段階的に内径が増加する
ことを特徴とする薄膜トランジスタ基板。
【請求項２】
前記ハードマスク層上における前記上部電極の膜厚の値は、前記絶縁層の膜厚方向において前記コンタクトホールの内径が変化しない長さの値以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項３】
前記絶縁層は、前記コンタクトホールに対応する位置に開口が設けられた中間マスク層をさらに含む
ことを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項４】
前記絶縁層は、１つのコンタクトホールに対して中間マスク層を複数備え、
前記中間マスク層の開口は、前記上部電極に近い中間マスク層ほど大きい
ことを特徴とする請求項３に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタ基板と、
前記上部電極のそれぞれに電気的に接続される画素電極と、
前記画素電極のそれぞれの上部に設けられる発光層と、
前記発光層の上部に設けられる共通電極と
を備えることを特徴とする発光パネル。
【請求項６】
基板を準備し、
前記基板上に半導体層を設け、
前記半導体層の第１領域にゲート絶縁層とゲート電極とを設け、
前記半導体層と前記ゲート電極とを覆う絶縁層を設け、
前記絶縁層上にハードマスク層を設け、
前記ハードマスク層に開口を開設して、前記絶縁層において前記ハードマスク層の開口に対応する位置に、前記半導体と接する部分の内径が前記ハードマスク層の開口の内径より小さいコンタクトホールを開設し、
前記コンタクトホールを介して前記半導体層の前記第１領域を挟む第２領域と第３領域と、前記ゲート電極とのそれぞれに接続する上部電極を前記ハードマスク層上に設ける
ことを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項７】
前記絶縁層の少なくとも前記ハードマスクに接する上部領域を有機材料で構成し、
前記ハードマスク層に開口を開設する際に有機材料で構成されるマスクを用いて前記ハードマスク層をエッチングし、
前記コンタクトホールを開設する際に、前記上部領域と前記マスクに対するエッチングと、前記ハードマスク層に対するエッチングとを複数回交互に繰り返す
ことを特徴とする請求項６に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項８】
前記上部領域に対する前記エッチングの１回あたりの、前記絶縁層の膜厚方向における前記コンタクトホールの長さの増加する量は、前記上部電極の前記ハードマスク上における膜厚の値以下である
ことを特徴とする請求項７に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項９】
前記絶縁層を設ける際に、有機材料で有機絶縁層を形成する処理と前記有機絶縁層上に中間マスク層を形成し前記中間マスク層に開口を設ける処理とを１回以上交互に繰り返す
ことを特徴とする請求項６に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項１０】
前記有機絶縁層の膜厚は、前記上部電極の前記ハードマスク上における膜厚以下である
ことを特徴とする請求項９に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項１１】
有機材料で有機絶縁層を形成する処理と前記中間マスク層を形成し前記中間マスク層に開口を設ける処理を複数回行い、前記基板から離れた中間マスク層ほど大きい開口を開設する
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタ基板、及び、その製造方法、並びに、薄膜トランジスタ基板を使用した有機ＥＬ表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）基板が有機ＥＬ表示パネルや液晶表示パネルなどの表示装置に用いられている。表示装置において、ＴＦＴは、スイッチング素子や駆動トランジスタなどとして用いられている。
近年、より優れた性能を有するＴＦＴ基板として、特許文献１に開示されているような、チャネル層にＩｎＧａＺｎＯに代表される酸化物半導体を用いたＴＦＴ基板が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８３２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、半導体より表示素子側に位置する上部の絶縁層（ここでいう「上部」とは積層方向を指すものであり、鉛直上向きを指すとは限らない。以下同様。）には、表示素子と電気的に接続するためのコンタクトホールが必要となる。この上部の絶縁層には平坦化層としての機能を兼ねた有機絶縁層が用いられるが、従来の露光技術によりコンタクトホールを形成すると、コンタクトホールの内径が上側ほど広いテーパー状となりやすい。そのため、表示装置の高精細化を図ろうとしても、コンタクトサイズにより画素１つ当たりの面積の下限が生じるため、表示装置の高精細化が困難となる課題がある。
【０００５】
本開示は上記課題を鑑みてなされたものであり、高精細化に適したＴＦＴ基板の構造およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る薄膜トランジスタ基板は、基板と、前記基板上に設けられ、チャネル領域と前記チャネル領域を挟む一対のコンタクト領域とを有する半導体層と、前記チャネル領域にゲート絶縁層を介して設けられたゲート電極と、前記半導体層と前記ゲート電極とを覆い、コンタクトホールが設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ、コンタクトホールに対応する位置に開口が設けられたハードマスク層と、前記ハードマスク層上に設けられ、前記コンタクトホールを介して前記コンタクト領域と前記ゲート電極とのいずれかに電気的に接続される上部電極とを備え、前記絶縁層に設けられる前記コンタクトホールの内径は、前記基板側から前記上部電極側に近づくにつれて段階的に内径が増加することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成によれば、ハードマスクを用いてコンタクトホールを形成するため、露光技術によりコンタクトホールを形成する場合と比較してコンタクトサイズを小さくすることができる。また、コンタクトホールが基板側から上部電極側に近づくにつれて段階的に内径が増加する形状であるため、コンタクトホールの内径が均一である場合と比較して接続不良が発生しづらい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置１０００の回路構成を示す模式ブロック図である。
【図２】実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置１０００に用いる有機ＥＬ表示パネル１００の各サブ画素１０ｓｅにおける回路構成を示す模式回路図である。
【図３】実施の形態に係る有機ＥＬ表示パネル１００に用いる各有機ＥＬ素子１０の模式断面図である。
【図４】実施の形態に係る有機ＥＬ素子１０におけるＴＦＴ基板１１部分を拡大した部分模式図である。
【図５】ＴＦＴ基板１１の製造における各工程での状態を示す模式断面図であり、（ａ）〜（ｃ）は下部ＣＳ電極１０１の形成工程を示し、（ｄ）は下部絶縁層１０２、１０３の形成工程を示し、（ｅ）、（ｆ）は半導体層１０４の形成工程を示す。
【図６】ＴＦＴ基板１１の製造における各工程での状態を示す模式断面図であり、（ａ）〜（ｃ）はゲート絶縁層１０６、ゲート電極１０７の形成工程を示し、（ｄ）は第１無機絶縁層１０５の形成工程を示す。
【図７】ＴＦＴ基板１１の製造における各工程での状態を示す模式断面図であり、（ａ）〜（ｂ）は無機絶縁層１０８、１０９の形成工程を示し、（ｃ）は有機絶縁層１０１０の形成工程を示す。
【図８】ＴＦＴ基板１１の製造における各工程での状態を示す模式断面図であり、（ａ）〜（ｃ）はハードマスク１１０１の形成工程を示す。
【図９】ＴＦＴ基板１１の製造における各工程での状態を示す模式断面図であり、（ａ）は１度目の有機絶縁層１０１０の部分エッチング工程、（ｂ）は２度目のハードマスク１１０１のエッチング工程、（ｃ）は２度目の有機絶縁層１０１０の部分エッチング工程を示す。
【図１０】ＴＦＴ基板１１の製造における各工程での状態を示す模式断面図であり、（ａ）は３度目のハードマスク１１０１のエッチング工程、（ｂ）は３度目の有機絶縁層１０１０の部分エッチング工程を示す。
【図１１】ＴＦＴ基板１１の製造における各工程での状態を示す模式断面図であり、（ａ）は４度目のハードマスク１１０１のエッチング工程、（ｂ）は４度目の有機絶縁層１０１０の部分エッチング工程を示す。
【図１２】ＴＦＴ基板１１の製造における各工程での状態を示す模式断面図であり、（ａ）は５度目のハードマスク１１０１のエッチング工程、（ｂ）は５度目の有機絶縁層１０１０の部分エッチング工程を示す。
【図１３】ＴＦＴ基板１１の製造における各工程での状態を示す模式断面図であり、（ａ）は無機絶縁層のエッチング工程、（ｂ）、（ｃ）は上部電極１１０２の形成工程を示す。
【図１４】実施の形態に係るＴＦＴ基板１１の製造方法を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態に係る有機絶縁層１０１０とハードマスク１１０１の形成工程を示す部分フローチャートである。
【図１６】変形例に係るＴＦＴ基板の製造における各工程での状態を示す模式断面図であり、（ａ）は部分有機絶縁層の形成工程、（ｂ）、（ｃ）は中間マスクの形成工程、（ｄ）は部分有機絶縁層の形成工程を示す。
【図１７】変形例に係るＴＦＴ基板の製造における各工程での状態を示す模式断面図であり、（ａ）、（ｂ）は中間マスクの形成工程、（ｃ）は部分有機絶縁層の形成工程を示す。
【図１８】変形例に係るＴＦＴ基板の製造における各工程での状態を示す模式断面図であり、ａ）、（ｂ）はハードマスクの形成工程、（ｃ）はコンタクトホールの形成工程を示す。
【図１９】変形例に係る有機絶縁層１０１０とハードマスク１１０１の形成工程を示す部分フローチャートである。
【図２０】他の変形例に係る有機ＥＬ素子におけるＴＦＴ基板ｓ部分を拡大した部分模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
≪本開示の一態様に到った経緯≫
酸化物半導体を用いたＴＦＴ基板では、半導体の上側について、半導体を水素から保護するための無機絶縁層と、平坦化層を兼ねた有機絶縁層の積層構造により保護される構造が一般的である。そして、トランジスタとＴＦＴ基板上に形成される発光素子とを電気的に接続するため、半導体の上側の絶縁層を貫通するコンタクトホールを設け、絶縁層上に上部電極を形成する。
【００１０】
従来、有機絶縁層として、ポリイミド系樹脂などのポジ型フォトレジストが用いられている。ポジ型フォトレジストは紫外線等の特定波長の光で露光された領域のみを現像液で取り除くことができるため、コンタクトホールを形成すべき領域のみを露光することで、容易にコンタクトホールを形成することができる。しかしながら、フォトマスクによる露光技術では、露光領域と非露光領域の境界付近が半露光となりやすく、また、フォトレジストの膜厚が大きい場合は上面から遠いほど半露光領域が広がりやすい。そのため、コンタクトホールが上面から下面に近づくにつれて内径が狭くなるテーパー状となりやすく、特に有機絶縁層の膜厚が大きい場合は、コンタクトホールの絶縁層上面側の内径が過大となる場合がある。一方で、アクティブマトリクス型の表示パネルでは表示素子ごとに駆動トランジスタが必要となるため、高精細化のために画素サイズを小さくしようとした場合に、コンタクトホールのサイズが高精細化への障害となりうる。
【００１１】
そこで、発明者らは、コンタクトホールの上面側内径が過大とならないようなＴＦＴ基板の製造方法およびＴＦＴ基板の構造について鋭意検討を行った。そして、有機絶縁層をエッチングにより加工し、かつ、その際にエッチングにより開口が広がり難いハードマスクを用いるとの着想を得た。この方法によれば、ハードマスク下の有機絶縁層がエッチングにより除去され難いため、内径が略一定のコンタクトホールを形成することができ、高精細化が容易となる。一方で、有機絶縁層の膜厚が上部電極の膜厚より大きい場合には、コンタクトホール内壁に導電材料が付着しづらい場合、コンタクトホール底面に存在するソース領域・ドレイン領域・ゲート電極のいずれかと、上部電極との電気的接続が難しくなる場合がある。発明者らは、この課題を解決するため、コンタクトホール内の電気的接続を確実に行いつつ、コンタクトホールの上面側内径が過大とならないようなＴＦＴ基板の製造方法およびＴＦＴ基板の構造についてさらなる検討を行い、本開示に至ったものである。
【００１２】
≪本開示の態様≫
本開示の一態様に係る薄膜トランジスタ基板は、基板と、前記基板上に設けられ、チャネル領域と前記チャネル領域を挟む一対のコンタクト領域とを有する半導体層と、前記チャネル領域にゲート絶縁層を介して設けられたゲート電極と、前記半導体層と前記ゲート電極とを覆い、コンタクトホールが設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ、コンタクトホールに対応する位置に開口が設けられたハードマスク層と、前記ハードマスク層上に設けられ、前記コンタクトホールを介して前記コンタクト領域と前記ゲート電極とのいずれかに電気的に接続される上部電極とを備え、前記絶縁層に設けられる前記コンタクトホールの内径は、前記基板側から前記上部電極側に近づくにつれて段階的に内径が増加することを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、ハードマスクを用いてコンタクトホールを形成するため、露光技術によりコンタクトホールを形成する場合と比較してコンタクトサイズを小さくすることができる。また、コンタクトホールが基板側から上部電極側に近づくにつれて段階的に内径が増加する形状であるため、コンタクトホールの内径が均一である場合と比較して接続不良が発生しづらい。
【００１４】
また、本開示の一態様に係る薄膜トランジスタ基板は、前記ハードマスク層上における前記上部電極の膜厚の値は、前記絶縁層の膜厚方向において前記コンタクトホールの内径が変化しない長さの値以上である、としてもよい。
上記構成によれば、コンタクトホール内の導電部材と上部電極とを一度に形成する場合において、コンタクトホールを導電性材料で完全に充填していない場合でも、トランジスタと上部電極との電気的接続を確実に行うことができる。
【００１５】
また、本開示の一態様に係る薄膜トランジスタ基板は、前記絶縁層は、前記コンタクトホールに対応する位置に開口が設けられた中間マスク層をさらに含む、としてもよい。
上記構成によれば、絶縁層にコンタクトホールを形成する際、一度のエッチング工程によりコンタクトホールを形成することができる。
また、本開示の一態様に係る薄膜トランジスタ基板は、前記絶縁層は、１つのコンタクトホールに対して中間マスク層を複数備え、前記中間マスク層の開口は、前記上部電極に近い中間マスク層ほど大きい、としてもよい。
【００１６】
上記構成によれば、コンタクトホールの内径が略同一である長さを小さくし、コンタクトホールを通じたトランジスタと上部電極との電気的接続を確実に行うことができる。
また、本開示の一態様に係る発光パネルは、本開示の一態様に係る薄膜トランジスタ基板と、前記上部電極のそれぞれに電気的に接続される画素電極と、前記画素電極のそれぞれの上部に設けられる発光層と、前記発光層の上部に設けられる共通電極とを備えることを特徴とする。
【００１７】
上記構成により、高精細な発光パネルを実現することができる。
また、本開示の一態様に係る薄膜トランジスタ基板の製造方法は、基板を準備し、前記基板上に半導体層を設け、前記半導体層の第１領域にゲート絶縁層とゲート電極とを設け、前記半導体層と前記ゲート電極とを覆う絶縁層を設け、前記絶縁層上にハードマスク層を設け、前記ハードマスク層に開口を開設して、前記絶縁層において前記ハードマスク層の開口に対応する位置に、前記半導体と接する部分の内径が前記ハードマスク層の開口の内径より小さいコンタクトホールを開設し、前記コンタクトホールを介して前記半導体層の前記第１領域を挟む第２領域と第３領域と、前記ゲート電極とのそれぞれに接続する上部電極を前記ハードマスク層上に設けることを特徴とする。
【００１８】
上記方法によれば、ハードマスクを用いてコンタクトホールを形成するため、露光技術によりコンタクトホールを形成する場合と比較してコンタクトサイズを小さくすることができる。また、コンタクトホールが基板側から上部電極側に近づくにつれて内径が増加する形状であるため、コンタクトホールの内径が均一である場合と比較して接続不良が発生しづらい。
【００１９】
また、本開示の一態様に係る薄膜トランジスタ基板の製造方法は、前記上部領域に対する前記エッチングの１回あたりの、前記絶縁層の膜厚方向における前記コンタクトホールの長さの増加する量は、前記上部電極の前記ハードマスク上における膜厚の値以下である、としてもよい。
上記方法によれば、コンタクトホールにおいて略同一である長さが上部電極の膜厚の値以下となるため、コンタクトホール内の導電部材と上部電極とを一度に形成する場合において、コンタクトホールを導電性材料で完全に充填していない場合でも、トランジスタと上部電極との電気的接続を確実に行うことができる。
【００２０】
また、本開示の一態様に係る薄膜トランジスタ基板の製造方法は、前記絶縁層の少なくとも前記ハードマスクに接する上部領域を有機材料で構成し、前記ハードマスク層に開口を開設する際に有機材料で構成されるマスクを用いて前記ハードマスク層をエッチングし、前記コンタクトホールを開設する際に、前記上部領域と前記マスクに対するエッチングと、前記ハードマスク層に対するエッチングとを複数回交互に繰り返す、としてもよい。
【００２１】
上記方法によれば、ハードマスクの開口の径を広げながら部分エッチングを繰り返すため、コンタクトホールが基板側から上部電極側に近づくにつれて段階的に内径が増加する形状となり、コンタクトホールの内径が均一である場合と比較して接続不良が発生しづらい。
また、本開示の一態様に係る薄膜トランジスタ基板の製造方法は、前記絶縁層を設ける際に、有機材料で有機絶縁層を形成する処理と前記有機絶縁層上に中間マスク層を形成し前記中間マスク層に開口を設ける処理とを１回以上交互に繰り返す、としてもよい。
【００２２】
上記方法によれば、中間マスク層が位置する場所でコンタクトホールの内径を変更することができるため、コンタクトホールが基板側から上部電極側に近づくにつれて段階的に内径が増加する形状となり、コンタクトホールの内径が均一である場合と比較して接続不良が発生しづらい。
また、本開示の一態様に係る薄膜トランジスタ基板の製造方法は前記有機絶縁層の膜厚は、前記上部電極の前記ハードマスク上における膜厚以下である、としてもよい。
【００２３】
上記構成によれば、コンタクトホールにおいて略同一である長さが上部電極の膜厚の値以下となるため、コンタクトホール内の導電部材と上部電極とを一度に形成する場合において、コンタクトホールを導電性材料で完全に充填していない場合でも、トランジスタと上部電極との電気的接続を確実に行うことができる。
また、本開示の一態様に係る薄膜トランジスタ基板の製造方法は、有機材料で有機絶縁層を形成する処理と前記中間マスク層を形成し前記中間マスク層に開口を設ける処理を複数回行い、前記基板から離れた中間マスク層ほど大きい開口を開設する、としてもよい。
【００２４】
上記方法によれば、コンタクトホールの内径が変化する場所をコンタクトホール１つ当たりに複数作成することができ、より接続不良が発生しづらい。
≪実施の形態≫
１．  回路構成
１．１  表示装置１０００の回路構成
以下では、実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置１０００（以後、「表示装置１０００」とする）の回路構成について、図１を用い説明する。
【００２５】
図１に示すように、表示装置１０００は、有機ＥＬ表示パネル１００（以後、「表示パネル１００」とする）と、これに接続された駆動制御回路部２００とを有する構成である。
表示パネル１００は、有機材料の電界発光現象を利用した有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネルであって、複数の有機ＥＬ素子が、例えば、マトリクス状に配列され構成されている。駆動制御回路部２００は、４つの駆動回路２１０〜２４０と制御回路２５０とにより構成されている。
【００２６】
なお、表示装置１０００において、表示パネル１００に対する駆動制御回路部２００の各回路の配置形態については、図１に示した形態に限定されない。
１．２  表示パネル１００の回路構成
表示パネル１００における、複数の有機ＥＬ素子は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に発光する３色のサブ画素（不図示）から構成される。各サブ画素１０ｓｅの回路構成について、図２を用い説明する。
【００２７】
図２は、表示装置１０００に用いる表示パネル１００の各サブ画素１０ｓｅに対応する有機ＥＬ素子１０における回路構成を示す模式回路図である。表示パネル１００においては、画素１０ｅを構成する有機ＥＬ素子１０がマトリクス上に配されて表示領域を構成している。
図２に示すように、本実施の形態に係る表示パネル１００では、各サブ画素１０ｓｅが２つのトランジスタＴｒ1、Ｔｒ2と一つの容量ＣＳ、および発光部としての有機ＥＬ素子部ＥＬとを有し構成されている。トランジスタＴｒ1は、駆動トランジスタであり、トランジスタＴｒ2は、スイッチングトランジスタである。
【００２８】
スイッチングトランジスタＴｒ2のゲートＧ2は、走査ラインＶｓｃｎに接続され、ソースＳ2は、データラインＶｄａｔに接続されている。スイッチングトランジスタＴｒ2のドレインＤ2は、駆動トランジスタＴｒ1のゲートＧ1に接続されている。
駆動トランジスタＴｒ1のドレインＤ1は、電源ラインＶａに接続されており、ソースＳ1は、ＥＬ素子部ＥＬの画素電極層（アノード）に接続されている。ＥＬ素子部ＥＬにおける対向電極層（カソード）は、接地ラインＶｃａｔに接続されている。
【００２９】
なお、容量Ｃは、スイッチングトランジスタＴｒ2のドレインＤ2および駆動トランジスタＴｒ1のゲートＧ1と、電源ラインＶａとを結ぶように設けられている。
表示パネル１００においては、隣接する複数のサブ画素１０ｓｅ（例えば、赤色（Ｒ）と緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）の発光色の３つのサブ画素１０ｓｅ）を組合せて１の単位画素１０ｅを構成し、各サブ画素１０ｓｅが分布するように配されて画素領域を構成している。そして、各サブ画素１０ｓｅのゲートＧ2からゲートラインＧＬが各々引き出され、表示パネル１００の外部から接続される走査ラインＶｓｃｎに接続されている。同様に、各サブ画素１０ｓｅのソースＳ2からソースラインＳＬが各々引き出され表示パネル１００の外部から接続されるデータラインＶｄａｔに接続されている。
【００３０】
また、各サブ画素ｓａの電源ラインＶａ及び各サブ画素１０ｓｅの接地ラインＶｃａｔは集約され電源ラインＶａ及び接地ラインＶｃａｔに接続されている。
２  有機ＥＬ表示パネルの構成
２．１  有機ＥＬ表示パネル１００の全体構成
本実施の形態に係る表示パネル１００について、図面を用いて説明する。なお、図面は模式図であって、その縮尺は実際とは異なる場合がある。
【００３１】
図３は、実施の形態に係る表示パネルの一部を示す部分断面図である。有機ＥＬ表示パネル１００は、３つの色（赤色、緑色、青色）を発光する有機ＥＬ素子１０（Ｒ）、１０（Ｇ）、１０（Ｂ）で構成される画素を複数備えている。図１では、その１つの画素の断面を示している。
有機ＥＬ表示パネル１００において、各有機ＥＬ素子１０は、前方（図１における紙面上方）に光を出射するいわゆるトップエミッション型である。
【００３２】
有機ＥＬ素子１０（Ｒ）と、有機ＥＬ素子１０（Ｇ）と、有機ＥＬ素子１０（Ｂ）は、ほぼ同様の構成を有するので、区別しないときは、有機ＥＬ素子１０として説明する。
図１に示すように、有機ＥＬ素子１０は、ＴＦＴ基板１１、層間絶縁層１２、画素電極１３、隔壁層１４、正孔注入層１５、正孔輸送層１６、発光層１７、電子輸送層１８、電子注入層１９、対向電極２０、および、封止層２１を備える。
【００３３】
なお、ＴＦＴ基板１１、層間絶縁層１２、電子輸送層１８、電子注入層１９、対向電極２０、および、封止層２１は、画素ごとに形成されているのではなく、有機ＥＬ表示パネル１００が備える複数の有機ＥＬ素子１０に共通して形成されている。
＜ＴＦＴ基板＞
ＴＦＴ基板１１は、絶縁材料である基材１１１と、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）層１１２とを含む。詳細は後述する。
【００３４】
＜層間絶縁層＞
層間絶縁層１２は、ＴＦＴ基板１１上に形成されている。層間絶縁層１２は、樹脂材料からなり、ＴＦＴ層１１２の上面の段差を平坦化するためのものである。樹脂材料としては、例えば、ポジ型の感光性材料が挙げられる。また、このような感光性材料として、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シロキサン系樹脂、フェノール系樹脂が挙げられる。また、図３の断面図には示されていないが、層間絶縁層１２には、画素ごとにコンタクトホールが形成されている。
【００３５】
＜画素電極＞
画素電極１３は、光反射性の金属材料からなる金属層を含み、層間絶縁層１２上に形成されている。画素電極１３は、画素ごとに設けられ、コンタクトホールを通じてＴＦＴ層１１２と電気的に接続されている。
本実施形態においては、画素電極１３は、陽極として機能する。
【００３６】
光反射性を具備する金属材料の具体例としては、Ａｇ（銀）、Ａｌ（アルミニウム）、アルミニウム合金、Ｍｏ（モリブデン）、ＡＰＣ（銀、パラジウム、銅の合金）、ＡＲＡ（銀、ルビジウム、金の合金）、ＭｏＣｒ（モリブデンとクロムの合金）、ＭｏＷ（モリブデンとタングステンの合金）、ＮｉＣｒ（ニッケルとクロムの合金）などが挙げられる。
【００３７】
画素電極１３は、金属層単独で構成してもよいが、金属層の上に、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）やＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）のような金属酸化物からなる層を積層した積層構造としてもよい。
＜隔壁層＞
隔壁層１４は、画素電極１３と正孔注入層１５の上面の一部の領域を露出させ、その周辺の領域を被覆した状態で正孔注入層１５上に形成されている。正孔注入層１５上面において隔壁層１４で被覆されていない領域（以下、「開口部」という）は、サブピクセルに対応している。すなわち、隔壁層１４は、サブピクセルごとに設けられた開口部１４ａを有する。
【００３８】
本実施の形態においては、隔壁層１４は、画素電極１３が形成されていない部分においては、層間絶縁層１２上に形成されている。すなわち、画素電極１３が形成されていない部分においては、隔壁層１４の底面は層間絶縁層１２の上面と接している。
隔壁層１４は、例えば、絶縁性の有機材料（例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック樹脂、フェノール樹脂等）からなる。隔壁層１４は、発光層１７を塗布法で形成する場合には塗布されたインクがあふれ出ないようにするための構造物として機能し、発光層１７を蒸着法で形成する場合には蒸着マスクを載置するための構造物として機能する。本実施の形態では、隔壁層１４は、樹脂材料からなり、隔壁層１４の材料としては、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シロキサン系樹脂、フェノール系樹脂が挙げられる。本実施の形態においては、フェノール系樹脂が用いられている。
【００３９】
＜正孔注入層＞
正孔注入層１５は、画素電極１３から発光層１７への正孔の注入を促進させる目的で、画素電極１３上に設けられている。正孔注入層１５は、例えば、Ａｇ（銀）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｃｒ（クロム）、Ｖ（バナジウム）、Ｗ（タングステン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｉｒ（イリジウム）などの酸化物、あるいは、ＰＥＤＯＴ（ポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物）などの導電性ポリマー材料からなる層である。上記のうち、酸化金属からなる正孔注入層１５は、正孔を安定的に、または、正孔の生成を補助して、発光層１７に対し正孔を注入する機能を有し、大きな仕事関数を有する。本実施の形態では、正孔注入層１５は、酸化タングステンからなる。正孔注入層１５を遷移金属の酸化物で形成すると、複数の酸化数を取るため、複数の準位を取ることができ、その結果、正孔注入が容易になり、駆動電圧の低減に寄与する。
【００４０】
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層１６は、親水基を備えない高分子化合物を用い開口部１４ａ内に形成されている。例えば、ポリフルオレンやその誘導体、あるいは、ポリアリールアミンやその誘導体などの高分子化合物であって、親水基を備えないものなどを用いることができる。
正孔輸送層１６は、正孔注入層１５から注入された正孔を発光層１７へ輸送する機能を有する。
【００４１】
＜発光層＞
発光層１７は、開口部１４ａ内に形成されている。発光層１７は、正孔と電子の再結合により、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の光を出射する機能を有する。発光層１７の材料としては、公知の材料を利用することができる。具体的には、例えば、オキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロネン化合物、キノロン化合物及びアザキノロン化合物、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、チオキサンテン化合物、シアニン化合物、アクリジン化合物、８−ヒドロキシキノリン化合物の金属錯体、２−ビピリジン化合物の金属錯体、シッフ塩とＩＩＩ族金属との錯体、オキシン金属錯体、希土類錯体などの蛍光物質で形成されることが好ましい。
【００４２】
＜電子輸送層＞
電子輸送層１８は、対向電極２０からの電子を発光層１７へ輸送する機能を有する。電子輸送層１８は、電子輸送性が高い有機材料からなり、アルカリ金属、および、アルカリ土類金属を含まない。
電子輸送層１８に用いられる有機材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体（ＯＸＤ）、トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）、フェナンスロリン誘導体（ＢＣＰ、Ｂｐｈｅｎ）などのπ電子系低分子有機材料が挙げられる。
【００４３】
＜電子注入層＞
電子注入層１９は、対向電極２０から供給される電子を発光層１７側へと注入する機能を有する。電子注入層１９は、例えば、電子輸送性が高い有機材料に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または、イットリウムから選択されるドープ金属がドープされて形成されている。実施の形態では、Ｂａがドープされている。Ｂａのドープ濃度は４０ｗｔ％以下であり、２０ｗｔ％以下が好ましく、１５ｗｔ％以下がより好ましい。
【００４４】
電子注入層１９に用いられる有機材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体（ＯＸＤ）、トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）、フェナンスロリン誘導体（ＢＣＰ、Ｂｐｈｅｎ）などのπ電子系低分子有機材料が挙げられる。
また、電子注入層１９として、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）などのアルカリ金属のフッ化物を用いてもよいし、アルカリ金属のフッ化物と有機層との積層構造であってもよい。
【００４５】
＜対向電極＞
対向電極２０は、透光性の導電性材料からなり、電子注入層１９上に形成されている。対向電極２０は、陰極として機能する。
対向電極２０の材料としては、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどを用いることができる。あるいは、対向電極２０の材料として、銀、銀合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属を用いてもよい。この場合、対向電極２０は透光性を有する必要があるため、膜厚は約２０ｎｍ以下の薄膜として形成される。
【００４６】
＜封止層＞
封止層２１は、正孔輸送層１６、発光層１７、電子輸送層１８、電子注入層１９などの有機層が水分に晒されたり、空気に晒されたりすることを抑制する機能を有し、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの透光性材料を用い形成される。また、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの材料を用い形成された層の上に、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂材料からなる封止樹脂層を設けてもよい。
【００４７】
本実施の形態においては、有機ＥＬ表示パネル１００がトップエミッション型であるため、封止層２１は光透過性の材料で形成されることが必要となる。
＜その他＞
なお図１には示されないが、封止層２１の上に、封止樹脂を介してカラーフィルタや上部基板を貼り合せてもよい。上部基板を貼り合せることによって、正孔輸送層１６、発光層１７、電子輸送層１８、電子注入層１９を水分および空気などから保護できる。
【００４８】
２．２  ＴＦＴ基板
以下、本実施の形態に係るＴＦＴ基板１１についてより詳細に、図面を用いて説明する。図４は、実施の形態に係る表示パネルの一部を示す部分断面図であり、１つの有機ＥＬ素子１０の断面を示している。
図４に示すように、ＴＦＴ基板１１は、基材１１１、ＣＳ下部電極１０１、下部絶縁層１０２、１０３、半導体層１０４、ゲート絶縁層１０６、ゲート電極１０７、無機絶縁層１０５、１０８、１０９、有機絶縁層１０１０、ハードマスク１１０１、および、上部電極１１０２を備える。
【００４９】
なお、基材１１１、下部絶縁層１０２、１０３、無機絶縁層１０５、１０８、１０９、有機絶縁層１０１０は、ＴＦＴごとに形成されているのではなく、ＴＦＴ基板１１が備える複数のＴＦＴ素子に共通して形成されている。
＜基材＞
基材１１１は、絶縁材料で形成されている。具体的な材料としては、例えば、ガラス基板、石英基板、シリコン基板、硫化モリブデン、銅、亜鉛、アルミニウム、ステンレス、マグネシウム、鉄、ニッケル、金、銀などの金属基板、ガリウム砒素などの半導体基板、プラスチック基板等を採用することができる。プラスチック材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂いずれの樹脂を用いてもよい。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうち１種、または２種以上を積層した積層体を用いることができる。
【００５０】
＜ＣＳ下部電極＞
ＣＳ下部電極１０１は上述した容量ＣＳを構成する一方の電極であり、導電性の材料からなる。具体的な材料としては、例えば、チタン、アルミニウム、モリブデン、銅、タングステン、マンガン、クロム、タンタル、ニオブ、銀、金、白金、パラジウム、インジウム、ニッケル、ネオジムなどの金属、または、これらの合金（例えば、ＭｏＷ）を使用することができる。
【００５１】
＜下部絶縁層＞
下部絶縁層１０２、１０３は、基材１１１上に設けられた無機絶縁層であり、ＴＦＴに対するアンダーコート層として機能するとともに、容量ＣＳを構成する誘電体としても機能する。実施の形態では、下部絶縁層は、ＳｉＮからなる第１下部絶縁層１０２と、ＳｉＯからなる第２下部絶縁層１０３とからなる。下部絶縁層の膜厚は、例えば、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。
【００５２】
＜半導体層＞
半導体層１０４は、トランジスタＴｒ1、Ｔｒ2のチャネル層及び容量ＣＳを構成する他方の電極として機能する。実施の形態では、半導体層１０４は透明アモルファス酸化物半導体（ＴＡＯＳ：Transparent Amorphous Oxide Semiconductor）を主成分とする。ＴＡＯＳの材料としては、インジウム、ガリウム、亜鉛などの酸化物であり、より具体的には、例えば、ＩｎＧａＺｎＯ、ＩｎＴｉＺｎＯ、ＺｎＯ，ＩｎＧａＯ、ＩｎＺｎＯが挙げられる。
【００５３】
図４において、酸化物半導体層１０４ｄはトランジスタＴｒ1の構成要素であり、チャネル領域１０４ｂと、これに続く一対のドレイン領域１０４ａとソース領域１０４ｃとを含む。また、ソース領域１０４ｃは接続電極１０４ｅを通じてＣＳ下部電極１０１と電気的に接続されている。また、ＣＳ上部電極１０４ｆはＣＳ下部電極１０１とともに容量ＣＳを構成する。なお、ドレイン領域１０４ａ、ソース領域１０４ｃ、接続電極１０４ｅ、ＣＳ上部電極１０４ｆのそれぞれは、酸素欠陥が形成されることにより導電性が高く（抵抗率が低く）形成されている。なお、図４においてはトランジスタＴｒ2の酸化物半導体層は図示されていないが、酸化物半導体層１０４ｄと同じ構成を有する。
【００５４】
＜ゲート絶縁層＞
ゲート絶縁層１０６はチャネル領域１０４ｂとゲート電極１０７との間に存在する絶縁体である。実施の形態では、ＳｉＯで形成されている。
＜ゲート電極＞
ゲート電極１０７は、導電性の材料からなる。具体的な材料としては、例えば、チタン、アルミニウム、モリブデン、銅、タングステン、クロムなどの金属、または、これらの合金（例えば、ＭｏＷ）を使用することができる。
【００５５】
＜無機絶縁層＞
無機絶縁層１０５、１０８、１０９は、半導体層に水素が侵入することを抑止する保護膜の機能を有する絶縁膜である。無機絶縁層は、例えば、ＡｌＯで形成される第１無機絶縁層１０５、ＳｉＯで形成される第２無機絶縁層１０８、ＡｌＯで形成される第３無機絶縁層の積層構造である。なお、第２無機絶縁層１０８はＳｉＯに限られず、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯなどで形成されてもよい。また、寄生容量を小さくするため、第２無機絶縁層１０８の誘電率は低いことが好ましい。
【００５６】
＜有機絶縁層＞
有機絶縁層１０１０は、無機絶縁層上に形成される絶縁膜であり、ＴＦＴ基板１１の上面を平坦化する機能を有する。有機絶縁層の材料としては、例えば、ポリイミドである。
＜ハードマスク＞
ハードマスク１１０１は、ドレイン領域１０４ａ、ソース領域１０４ｃ、ゲート電極１０７のそれぞれから有機絶縁層１０１０上まで貫通するように設けられるコンタクトホールを形成するために設けられるマスクである。ハードマスク１１０１は、有機絶縁層１０１０上において少なくともコンタクトホールの周辺に設けられ、コンタクトホールに対応する開口が設けられている。ハードマスク層は、例えば、銅、コバルト、タングステン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化タングステン、チタン、窒化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタルのいずれか１つを含む。なお、ハードマスク層が導電性を有する場合には、ハードマスク層はコンタクトホールごとに独立して設けられる必要がある。
【００５７】
＜上部電極＞
上部電極１１０２ｇは、有機絶縁層１０１０と無機絶縁層１０５、１０８、１０９を貫通するコンタクトホール内及び有機絶縁層１０１０上およびハードマスク１１０１上に形成され、ゲート電極１０７と電気的に接続される。また、上部電極１１０２ｓｄは、有機絶縁層１０１０と無機絶縁層１０５、１０８、１０９を貫通するコンタクトホール内及び有機絶縁層１０１０上およびハードマスク１１０１上に形成され、ドレイン領域１０４ａとソース領域１０４ｃのいずれか一方と電気的に接続される。上部電極１１０２ｇおよび１１０２ｓｄは導電性の材料で構成され、例えば、アルミニウム、モリブデン、タングステン、モリブデンタングステン、銅、チタン、クロムで形成される。
【００５８】
ここで、コンタクトホールの形状は、少なくとも有機絶縁層１０１０を貫通する部分において、基材１１１側からハードマスク１１０１側に向けて、内径が段階的に広くなる構造となっている。また、内径が同一である長さは、ハードマスク１１０１上における上部電極１１０２ｇ、１１０２ｓｄの膜厚の値以下となっている。これにより、上部電極１１０２ｇ、１１０２ｓｄの形成時においてコンタクトホールの内壁に導電性材料が付着しづらい場合であっても、コンタクトホールの内径が変化する位置である段差部分を起点として、ハードマスク１１０１上における上部電極１１０２ｇ、１１０２ｓｄの膜厚と同じ距離だけハードマスク１１０１側に導電性材料が形成される。したがって、コンタクトホールの内部全てを導電性材料で充填できない場合においても、コンタクトホール内壁に設けられた各段差に、隣接する２つの段差を接続する導電性材料の積層体が形成されるため、コンタクトホール内部における断線が生じづらい。したがって、上部電極１１０２ｇとゲート電極１０７、上部電極１１０２ｓｄとドレイン領域１０４ａまたはソース領域１０４ｃの電気的接続を確実に行うことができる。
【００５９】
３．ＴＦＴ基板１１の製造方法
ＴＦＴ基板１１の製造方法について、図面を用い説明する。図５〜図１３は、ＴＦＴ基板１１の製造における各工程での状態を示す模式断面図である。また、図１４はＴＦＴ基板１１の製造方法を示すフローチャートである。
（１）ＣＳ下部電極１０１の形成
まず、基材１１１を準備する（図５（ａ））。次に、スパッタリング法や真空蒸着法を用いて、基材１１１上にＣＳ下部電極材料層１０１Ｌを成膜する（図５（ｂ）、ステップＳ１０）。次に、フォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いてパターニングを行うことで、ＣＳ下部電極１０１を形成する（図５（ｃ）、ステップＳ２０）。
【００６０】
（２）下部絶縁層１０２、１０３の形成
次に、ＣＳ下部電極１０１および基材１１１上に、下部絶縁層を成膜する（図５（ｄ）、ステップＳ３０）。下部絶縁層の成膜は、例えば、シランとアンモニアを原料ガスとしてＣＶＤ法によりＳｉＮからなる第１下部絶縁層１０２を形成後、酸化雰囲気でシランを原料ガスとしてＣＶＤ法によりＳｉＯからなる第２下部絶縁層１０３を形成することで行われる。
【００６１】
（３）半導体層１０４の形成
次に、下部絶縁層１０３上に半導体材料層１０４Ｌを成膜する（図５（ｅ）、ステップＳ４０）。半導体材料層１０４Ｌの成膜は、例えば、スパッタリング法を用いることができる。次に、半導体材料層１０４Ｌに対してフォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いてパターニングを行うことで、半導体層１０４ｄ、１０４ｅ、１０４ｆを形成する（図５（ｆ）、ステップＳ５０）。
【００６２】
（４）ゲート絶縁層１０６、ゲート電極１０７の形成
次に、半導体層１０４ｄ、１０４ｅ、１０４ｆおよび下部絶縁層１０３上に、ゲート絶縁材料層１０６Ｌを形成する（図６（ａ）、ステップＳ６０）。ゲート絶縁材料層１０６Ｌの成膜は、例えば、ＣＶＤ法を用いることができる。次に、ゲート絶縁材料層１０６Ｌ上に、ゲート電極材料層１０７Ｌを形成する（図６（ｂ）、ステップＳ７０）。そして、フォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いてパターニングを行うことで、ゲート絶縁層１０６とゲート電極１０７とを形成する（図６（ｃ）、ステップＳ８０）。
【００６３】
なお、ゲート絶縁層１０６とゲート電極１０７とを形成した後、アニールを行ってもよい。これにより、ゲート絶縁層１０６に被覆されていないドレイン領域１０４ａ、ソース領域１０４ｃ、接続電極１０４ｅ、ＣＳ上部電極１０４ｆのそれぞれが低抵抗化される。
（５）無機絶縁層１０５、１０８、１０９の形成
次に、無機絶縁層を形成する。まず、半導体層１０４およびゲート絶縁層１０６、ゲート電極１０７の全体を覆うように第１無機絶縁層１０５をスパッタリング法により形成し（図６（ｄ））、第１無機絶縁層１０５上に第２無機絶縁層１０８をＣＶＤ法により形成して（図７（ａ））、第２無機絶縁層１０８上に第３無機絶縁層１０９をスパッタリング法により形成する（図７（ｂ）、ステップＳ９０）。
【００６４】
（６）有機絶縁層１０１０・ハードマスク１１０１の形成、コンタクトホールの開設
次に、有機絶縁層１０１０とハードマスク１１０１を形成し、無機絶縁層および有機絶縁層を貫通するコンタクトホールを開設する（ステップＳ１００）。図１５は、ハードマスク１０１０を形成してコンタクトホールを開設する工程を示すフローチャートである。
（ｉ）有機絶縁層１０１０の形成
まず、第３無機絶縁層１０９を被覆するように有機材料を塗布し、表面を平坦化することにより有機絶縁層１０１０を積層形成する（図７（ｃ）、ステップＳ２１０）。有機絶縁層１０１０の形成は、例えば、スピンコート法などの塗布法を用いる。
【００６５】
（ｉｉ）ハードマスク材料層１１０１Ｌの形成
次に、有機絶縁層１０１０上に、ハードマスク材料層１１０１Ｌを成膜する（図８（ａ）、ステップＳ２２０）。ハードマスク材料層１１０１Ｌの成膜は、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法などにより行われる。
（ｉｉｉ）フォトマスク１１０３の形成
次に、ハードマスク材料層１１０１Ｌ上に、フォトレジスト膜を形成した後乾燥し、コンタクトホールに対応する開口部が設けられたフォトマスクを重ねて露光を行い、現像を行うことで、コンタクトホールが開設されるべき位置に開口が設けられたフォトマスク１１０３を形成する（図８（ｂ）、ステップＳ２３０）。フォトレジスト膜は、例えば、ポジ型のフォトレジストであるポリイミド系樹脂を含む溶液をスピンコート法などの塗布法により成膜することで形成される。
【００６６】
（ｉｖ）ハードマスク１１０１のパターニング
次に、ハードマスク１１０１Ｌに対するエッチングを行い、フォトマスク１１０３ａの開口内に露出している部分を除去することで、ハードマスク１１０１ａを形成する（図８（ｃ）、ステップＳ３１０）。このとき、ハードマスク１１０１ａに設けられた開口とフォトマスク１１０３の開口はほぼ同一の形状を有する。
【００６７】
（ｖ）有機絶縁層１０１０の部分エッチング
次に、有機絶縁層１０１０に対するエッチングを行い、ハードマスク１１０１ａの開口内に露出している部分を除去することで、開口１１０２ａを開設する（図９（ａ）、ステップＳ３２０）。このとき、開口１１０２ａの深さｄ1が上部電極１１０２の膜厚を超えないようにエッチング条件を設定し、開口１１０２ａの底に第３無機絶縁層１０９が露出していない場合であってもエッチングを中断する。
【００６８】
なお、上述したようにフォトマスク１１０３ａは有機絶縁層１０１０と同様の有機材料で形成されているため、ステップＳ３２０実施後のフォトマスク１１０３ｂの開口は、微小量δだけ半径が増加している。これに対し、ハードマスク１１０１は無機材料で形成されているためステップＳ３２０の前後で開口径は略変化せず、フォトマスク１１０３ｂの開口はハードマスク１１０１ａに設けられた開口より広がった状態となる。
【００６９】
（ｖｉ）ハードマスク１１０１のパターニング
次に、ハードマスク１１０１ａに対するエッチングを行い、フォトマスク１１０３ｂの開口内に露出している部分を除去することで、ハードマスク１１０１ｂを形成する（図９（ｂ）、ステップＳ３１０）。これにより、ハードマスク１１０１ｂに設けられた開口とフォトマスク１１０３ｂの開口はほぼ同一の形状を有する。
【００７０】
（ｖｉ）有機絶縁層１０１０の部分エッチング
次に、有機絶縁層１０１０に対するエッチングを行い、ハードマスク１１０１ｂの開口内に露出している部分を除去することで、開口１１０２ｂを開設する（図９（ｃ）、ステップＳ３２０）。このとき、開口１１０２ａの深さの増加量ｄ2が上部電極１１０２の膜厚を超えないようにエッチング条件を設定し、開口１１０２ａの底に第３無機絶縁層１０９が露出していない場合であってもエッチングを中断する。なお、ｄ1＝ｄ2であってもよい。
【００７１】
この部分エッチングにおいて、有機絶縁層１０１０において上面からの距離がｄ1より大きい領域については、既存の開口が存在しておらず、かつ、部分エッチング開始当初は開口１１０２ａの内壁がマスクとして機能するため、開口１１０２ａと同様の径を有する開口が形成される。これに対し、有機絶縁層１０１０において上面からの距離がｄ1以下である領域については、既存の開口１１０２ａが存在しており、かつ、ハードマスク１１０１ｂの開口の径は開口１１０２ａより大きいため、ハードマスク１１０１ｂの開口と同様の径を有する開口が形成される。その結果、開口１１０２ｂは、有機絶縁層１０１０の上面からの距離がｄ1より大きい領域の開口より有機絶縁層１０１０の上面からの距離がｄ1より小さい領域の開口が大きくなる。したがって、開口１１０２ｂは、有機絶縁層１０１０の上面からの距離がｄ1である位置を境として内径が変化し、基材１１１から上部電極１１０２に近づくにつれて内径が増加する形状となる。
【００７２】
なお、上述したようにフォトマスク１１０３ｂは有機絶縁層１０１０と同様の有機材料で形成されているため、ステップＳ３２０実施後のフォトマスク１１０３ｃの開口は、微小量δだけ半径が増加している。これに対し、ハードマスク１１０１は無機材料で形成されているためステップＳ３２０の前後で開口径は略変化せず、フォトマスク１１０３ｃの開口はハードマスク１１０１ｂに設けられた開口より広がった状態となる。
【００７３】
以下、上記ハードマスク１１０１のパターニングと有機絶縁層１０１０の部分エッチングとを、すべての開口１１０２の底に第３無機絶縁層１０９が露出するまで繰り返す。実施の形態では、３回目のハードマスク１１０１のパターニング（図１０（ａ））と有機絶縁層１０１０の部分エッチング（図１０（ｂ））により、開口１１０２ｃの深さが上部電極１１０２の膜厚以下である増加量ｄ3だけ増加し、ゲート電極１０７に対応するコンタクトホールについて、開口１１０２ｃの底に第３無機絶縁層１０９が露出する。また、４回目のハードマスク１１０１のパターニング（図１１（ａ））と有機絶縁層１０１０の部分エッチング（図１１（ｂ））により、ドレイン領域１０４ａおよびソース領域１０４ｃについては、開口１１０２ｄの深さが上部電極１１０２の膜厚以下である増加量ｄ4だけ増加する。さらに、５回目のハードマスク１１０１のパターニング（図１２（ａ））と有機絶縁層１０１０の部分エッチング（図１２（ｂ））により、ドレイン領域１０４ａおよびソース領域１０４ｃについては、開口１１０２ｅの深さが上部電極１１０２の膜厚以下である増加量ｄ5だけ増加し、開口１１０２ｅの底に第３無機絶縁層１０９が露出する。
【００７４】
（ｖｉｉ）フォトマスクの除去および無機絶縁層のエッチング
ステップＳ３１０とステップＳ３２０の繰り返しによりすべてのコンタクトホールについて開口の底部に第３無機絶縁層１０９が露出したあと、無機絶縁層のエッチングとフォトマスク１１０３の除去とを行う（図１３（ａ）、ステップＳ２５０、Ｓ２６０）。これにより、ゲート電極１０７、ドレイン領域１０４ａ、接続電極１０４ｅおよびＣＳ下部電極１０１、のそれぞれから、ハードマスク１１０１上まで貫通するコンタクトホールが形成される。さらに、このコンタクトホールは、部分エッチングの境界において内径が変化し、かつ、基材１１１から上部電極１１０２に近づくにつれて内径が増加する形状となる。
【００７５】
（７）上部電極１１０２の形成
図１７に戻って説明を続ける。コンタクトホールが形成された後、上部電極を形成する。まず、スパッタリング法、真空蒸着法などを用いて、コンタクトホール内および有機絶縁層１０１０上、ハードマスク１１０１上に、上部電極材料層１１０２Ｌを形成する（図１３（ｂ））。そして、フォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いて上部電極材料層１１０２Ｌをパターニングし、上部電極１１０２ｇ、１１０２ｓｄを形成する。
【００７６】
なお、ハードマスク１１０１が図１３（ｂ）のように複数のコンタクトホール間に跨って存在している場合には、上部電極１１０２に被覆されない不必要なハードマスク１１０１をエッチング除去することにより、ハードマスク１１０１による短絡を防止することができる。
以上の工程により、ＴＦＴ基板１１が完成する。
【００７７】
４．まとめ
以上説明したように、実施の形態に係るＴＦＴ基板では、ハードマスク１１０１を用いた状態で有機絶縁層１０１０のエッチングを行う。そのため、有機絶縁層１０１０の各部分エッチング工程ではハードマスク１１０１の開口が大きく広がらず、コンタクトホールの内径が第３無機絶縁層１０９側とハードマスク１１０１側とで大きく異ならない。したがって、コンタクトホールの内径、特にハードマスク１１０１側の内径が過大となることを抑止することができ、表示パネルの高精細化が容易となる。また、実施の形態に係るＴＦＴ基板では、コンタクトホールの内径が、ハードマスク１１０１に近づくにつれ、上部電極１１０２の膜厚の大きさ以下の間隔で段階的に大きくなる。したがって、スパッタリング法や真空蒸着法により上部電極を形成する際に、コンタクトホールの底または内径の異なる位置からハードマスク１１０１側に向かって、上部電極の膜厚の値とほぼ同一の導電体が形成される。各導電体が形成される位置の間隔は導電体の長さ以下であるから、コンタクトホール内のすべてが導電体で充填されなかった場合でも、コンタクトホールの底から上部電極までの電気的接続がほぼ確実になされる。したがって、電気的接続を確実に確保した上で、コンタクトホールの内径を小さくすることができる。
【００７８】
≪変形例≫
実施の形態では、ハードマスク１１０１上のフォトマスク１１０３を残した状態でハードマスク１１０１のエッチングと有機絶縁層１０１０のエッチングとを繰り返す場合について説明した。しかしながら、ＴＦＴ基板１１の製造方法は上記方法に限られず、以下の方法であってもよい。
【００７９】
図１６〜図１８は、変形例に係る有機絶縁層１０１０・ハードマスク１１０１の形成、コンタクトホールの開設における各工程での状態を示す模式断面図である。また、図１９は有機絶縁層１０１０・ハードマスク１１０１の形成、コンタクトホールの開設方法を示すフローチャートである。
（ｉ）第１有機絶縁層１０１０ａの形成
まず、第３無機絶縁層１０９を被覆するように有機材料を塗布し、表面を平坦化することにより第１有機絶縁層１０１０ａを積層形成する（図１６（ａ）、ステップＳ４１０）。第１有機絶縁層１０１０ａの形成は、例えば、スピンコート法などの塗布法を用いる。このとき、第１有機絶縁層１０１０ａの膜厚は、上部電極１１０２の膜厚以下に設定する。
【００８０】
（ｉｉ）中間マスク１０１４の形成
次に、第１有機絶縁層１０１０ａ上に、中間マスク材料層１０１４Ｌを成膜する（図１６（ｂ）、ステップＳ４３０）。中間マスク材料層１０１４Ｌの成膜は、例えば、ハードマスク材料層１１０１Ｌの成膜と同一の材料を用いた同一工程であってよく、スパッタリング法や真空蒸着法などにより行われる。
【００８１】
次に、フォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いて中間マスク材料層１０１４Ｌをパターニングし、コンタクトホールが開設されるべき位置において、コンタクトホールの内径と同サイズの開口を有する中間マスク１０１４ａを形成する（図１６（ｃ）、ステップＳ４３０）。
（ｉｉｉ）第２有機絶縁層１０１０ｂの形成
次に、中間マスク１０１４ａおよび第１有機絶縁層１０１０ａを被覆するように有機材料を塗布し、表面を平坦化することにより第２有機絶縁層１０１０ｂを積層形成する（図１６（ｃ）、ステップＳ４１０）。このとき、第２有機絶縁層１０１０ｂの膜厚は、上部電極１１０２の膜厚以下に設定する。
【００８２】
（ｉｖ）中間マスク１０１４の形成
次に、第２有機絶縁層１０１０ｂ上に、中間マスク材料層１０１４Ｌを成膜する（図１６（ｄ）、ステップＳ４３０）。
次に、フォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いて中間マスク材料層１０１４Ｌをパターニングし、コンタクトホールが開設されるべき位置において、コンタクトホールの内径と同サイズの開口を有する中間マスク１０１４ｂを形成する（図１７（ａ）、ステップＳ４３０）。このとき、中間マスク１０１４ｂに形成される開口の内径は、中間マスク１０１４ａに形成される開口の内径よりも大きく設定される。
【００８３】
（ｖ）第３有機絶縁層１０１０ｃの形成
次に、中間マスク１０１４ｂおよび第２有機絶縁層１０１０ｂを被覆するように有機材料を塗布し、表面を平坦化することにより第３有機絶縁層１０１０ｃを積層形成する（図１７（ｃ）、ステップＳ４１０）。このとき、第３有機絶縁層１０１０ｃの膜厚は、上部電極１１０２の膜厚以下に設定する。
【００８４】
（ｖｉ）ハードマスク１１０１の形成
次に、第３有機絶縁層１０１０ｃ上に、ハードマスク材料層１１０１Ｌを形成する（図１８（ａ）、ステップＳ４５０）。
次に、フォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いてハードマスク材料層１１０１Ｌをパターニングし、コンタクトホールが開設されるべき位置において、コンタクトホールの内径と同サイズの開口を有するハードマスク１１０１を形成する（図１８（ｂ）、ステップＳ４６０）。このとき、ハードマスク１１０１に形成される開口の内径は、中間マスク１０１４ｂに形成される開口の内径よりも大きく設定される。
【００８５】
（ｖｉｉ）有機絶縁層１０１０のエッチング
次に、有機絶縁層１０１０に対するエッチングを行い、ハードマスク１１０１の開口内に露出している部分を除去することで、開口１１０２ｈを開設する（図１８（ｃ）、ステップＳ４２０）。このとき、ハードマスク１１０１と中間マスク１０１４ｂとの間では、ハードマスク１１０１の開口と同じ内径の開口となる。一方、中間マスク１０１４ｂと中間マスク１０１４ａとの間では、中間マスク１０１４ｂの開口と同じ内径の開口となる。同様に、中間マスク１０１４ａと第３無機絶縁層１０９との間では、中間マスク１０１４ａの開口と同じ内径の開口となる。上述したように、ハードマスク１１０１、中間マスク１０１４ｂ、中間マスク１０１４ａはこの順に開口の大きさが小さくなるので、開口１１０２ｈは、中間マスクを境界として、基材１１１から上部電極１１０２に近づくにつれて内径が増加する形状となる。
【００８６】
なお、変形例では、中間マスク１０１４ａ、１０１４ｂが絶縁体であるとしたが、中間マスク１０１４ａ、１０１４ｂが電気伝導体である場合には、中間マスク１０１４ａおよび１０１４ｂのパターニングに、隣接するコンタクトホール間を接続しないように中間マスク１０１４ａ、１０１４ｂを形成する。このとき、中間マスク１０１４ａ、１０１４ｂは、例えば、開口径の２倍の外径を有するリング状としてもよい。
【００８７】
以上の工程によっても、基材１１１から上部電極１１０２に近づくにつれて段階的に内径が増加する形状のコンタクトホールを形成することができる。また、第１有機絶縁層１０１０ａ〜第３有機絶縁層１０１０ｃそれぞれの膜厚は上部電極１１０２の膜厚以下であるので、スパッタリング法や真空蒸着法により上部電極を形成する際に、コンタクトホールの底面から中間マスク１０１４ａまで、中間マスク１０１４ａから中間マスク１０１４ｂまで、中間マスク１０１４ｂからハードマスク１１０１までが、それぞれ電気的に接続される。したがって、コンタクトホール内のすべてが導電体で充填されなかった場合でも、コンタクトホールの底から上部電極までの電気的接続がほぼ確実になされる。
【００８８】
≪その他の変形例≫
実施の形態では、本実施の形態に係るＴＦＴ基板１１および表示パネル１００を説明したが、本発明は、その本質的な特徴的構成要素を除き、以上の実施の形態に何ら限定を受けるものではない。例えば、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。以下では、そのような形態の一例として、ＴＦＴ基板１１および表示パネル１００の変形例を説明する。
【００８９】
（１）実施の形態に係るＴＦＴ基板１１の製造方法では、ハードマスク１１０１のエッチングと有機絶縁層１０１０のエッチングとを５度ずつ繰り返すとしたが、繰り返し回数は５回に限られず、有機絶縁層１０１０の膜厚と上部電極１１０２の膜厚とに応じて任意の繰り返し回数であってよい。同様に、変形例に係るＴＦＴ基板の製造方法では、部分有機絶縁層の数を３、中間マスクを２層としたが、有機絶縁層１０１０の膜厚と上部電極１１０２の膜厚とに応じて任意の数であってよい。
【００９０】
（２）実施の形態および変形例に係るＴＦＴ基板１１では、ゲート絶縁層１０６とゲート電極１０７とがチャネル領域１０４ｂより発光素子側に存在する、いわゆるトップゲート型のＴＦＴであるとした。しかしながら、ＴＦＴ基板１１の各ＴＦＴは、基材１１１側から、ゲート電極、ゲート絶縁層、チャネル領域と積層される、いわゆるボトムゲート型のＴＦＴであるとしてもよい。
【００９１】
また、実施の形態および変形例に係るＴＦＴ基板では、トランジスタＴｒ1のソース領域と容量ＣＳのＣＳ下部電極とが接続される形態であったが、回路構成はこの場合に限られず、任意の構成であってよい。
（３）実施の形態および変形例に係るＴＦＴ基板１１では、下部絶縁層が、ＳｉＮからなる第１下部絶縁層１０２とＳｉＯからなる第２下部絶縁層１０３の積層構造であるとした。しかしながら、下部絶縁層は単層構造、または、３層以上の積層構造であってもよい。同様に、無機絶縁層が、ＡｌＯで形成される第１無機絶縁層１０５、ＳｉＯで形成される第２無機絶縁層１０８、ＡｌＯで形成される第３無機絶縁層１０９の積層構造であるとしたが、ＡｌＯの単相構造であってもよいし、４層以上の積層構造であってもよい。
【００９２】
（４）実施の形態および変形例に係るＴＦＴ基板１１では、コンタクトホールが、基材側から上部電極側に近づくにつれて段階的に内径が増加する構成であるとしたが、例えば、図２０に示すように、基材側と上部電極側の内径差が小さいテーパー状のコンタクトホールであってもよい。このようなコンタクトホールは、例えば、有機絶縁層に対する除去速度に対してハードマスク層に対する除去速度が小さくなるようなエッチング条件によりエッチングを行うことで形成することができる。
【００９３】
（５）実施の形態に係る表示パネル１００は有機ＥＬ素子１０を備えるとしたが、有機ＥＬ素子に替えて任意の自発光素子を備えるとしてもよいし、あるいは、液晶表示素子などの非発光型表示素子を備えるとしてもよい。
≪補足≫
以上で説明した実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない工程については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
【００９４】
また、上記の工程が実行される順序は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記工程の一部が、他の工程と同時（並列）に実行されてもよい。
また、発明の理解の容易のため、上記各実施の形態で挙げた各図の構成要素の縮尺は実際のものと異なる場合がある。また本発明は上記各実施の形態の記載によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００９５】
また、各実施の形態及びその変形例の機能のうち少なくとも一部を組み合わせてもよい。
さらに、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明に係るＴＦＴ基板、およびＴＦＴ基板を含む表示装置は、テレビジョンセット、パーソナルコンピュータ、携帯電話などの装置、又はその他表示パネルを有する様々な電子機器に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１０００  有機ＥＬ表示装置
１００  有機ＥＬ表示パネル
１０  有機ＥＬ素子
１１  ＴＦＴ基板
１２  層間絶縁層
１３  画素電極
１４  隔壁層
１５  正孔注入層
１６  正孔輸送層
１７  発光層
１８  電子輸送層
１９  電子注入層
２０  対向電極
２１  封止層
１１１  基材
１０１  ＣＳ下部電極
１０２、１０３  下部絶縁層
１０４  半導体層
１０４ｂ  チャネル領域
１０４ａ  ドレイン領域
１０４ｃ  ソース領域
１０４ｅ  接続電極
１０４ｆ  ＣＳ上部電極
１０６  ゲート絶縁層
１０７  ゲート電極
１０５、１０８、１０９  無機絶縁層
１０１０  有機絶縁層
１１０１  ハードマスク
１１０２ｓｄ、１１０２ｇ  上部電極
１０１４  中間マスク
【図１】
2020043181.tif 000003
【図２】
2020043181.tif 000004
【図３】
2020043181.tif 000005
【図４】
2020043181.tif 000006
【図５】
2020043181.tif 000007
【図６】
2020043181.tif 000008
【図７】
2020043181.tif 000009
【図８】
2020043181.tif 000010
【図９】
2020043181.tif 000011
【図１０】
2020043181.tif 000012
【図１１】
2020043181.tif 000013
【図１２】
2020043181.tif 000014
【図１３】
2020043181.tif 000015
【図１４】
2020043181.tif 000016
【図１５】
2020043181.tif 000017
【図１６】
2020043181.tif 000018
【図１７】
2020043181.tif 000019
【図１８】
2020043181.tif 000020
【図１９】
2020043181.tif 000021
【図２０】
2020043181.tif 000022