(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置され、ゲート電極とソース電極とドレイン電極とチャネル層とを備える薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタの前記ゲート電極と前記ソース電極と前記ドレイン電極の上に配置された平坦化層と、
前記平坦化層上に配置された有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子上に配置された偏光板と、を有し、
前記平坦化層には、前記薄膜トランジスタと前記有機ＥＬ素子とを電気的に接続するコンタクトホールが設けられ、
前記平坦化層は２層以上からなり、
各平坦化層は、樹脂からなり、
前記各平坦化層にはコンタクトホールが設けられ、接する２つの平坦化層のコンタクトホールは互いに異なる平面位置に設けられており、
前記各平坦化層の厚みは、前記有機ＥＬ素子に近くなるにつれて薄くなり、
前記各平坦化層にあるコンタクトホールのうち前記有機ＥＬ素子に最も近い平坦化層にあるコンタクトホールは、傾斜角度が５度以上３０度以下のテーパ部を有していることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記有機ＥＬ素子に最も近い平坦化層のコンタクトホールは、前記有機ＥＬ素子の発光部の下に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ表示装置に関するものである。特に、基板の反対側を表示面として、該表示面側に偏光板を配置するとともに、薄膜トランジスタの回路パターンに起因する凹凸を低減するための平坦化層を有するアクティブマトリクス方式の有機ＥＬ表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、一般に開発が進められている有機ＥＬ表示装置は、基本構成として、基板上に第１の電極層を形成し、この第１の電極層の上に、電荷の輸送や再結合に関して機能を分離した複数層の有機化合物層と、第２の電極層とを積層した有機ＥＬ素子を有している。
【０００３】
また、フルカラー平面ディスプレイの駆動方式に関する開発の重点は、パッシブマトリクス方式から、各画素に薄膜トランジスタを設けるアクティブマトリクス方式へと移行している。
【０００４】
アクティブマトリクス方式の有機ＥＬ表示装置において、基板方向に光を取出すボトムエミッションタイプのものよりも、薄膜トランジスタの上部も画素として利用し、基板の反対側から光を取出すトップエミッションタイプのものが注目されている。トップエミッションタイプの有機ＥＬ表示装置では、薄膜トランジスタに起因する凹凸を低減するために、有機樹脂などによる平坦化層を用いることが一般的である。さらに、平坦化層には、側壁がテーパ形状となったコンタクトホールが形成されており、このコンタクトホールを介して下部の薄膜トランジスタと上部の有機ＥＬ素子の第１の電極層とが電気的に接続されている。
【０００５】
また、表示装置においては、適正なコントラストで表示を行うことも重要である。そこで、コントラストを高めるために偏光板を用いるとともに反射層を形成し、反射による位相変化を利用して外部から侵入する光が再び外部に出ないように遮断する技術が開発されている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−９３６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、コンタクトホールの側壁などにより外部から侵入する光が散乱すると、好適な位相変化以外の反射が発生して、偏光板における反射防止効果が低下することが知られている。
【０００８】
すなわち、薄膜トランジスタに起因する凹凸を低減するために、平坦化層の厚みは凹凸の高さ程度あるいはそれ以上に厚く設ける必要がある。同時に電気的な接続を得るためには、平坦化層にコンタクトホールを設ける必要がある。この際、良好な電気的接続を得るためにコンタクトホールの側壁をテーパ形状にする必要があるが、このテーパ形状により光が様々な方向に散乱してしまう。このため、反射光の一部には偏光板に遮断されない位相の光も含まれることになり、偏光板による反射防止効果を十分に発揮できなくなる。言い換えると、偏光板は平面での反射光を閉じ込める効果を利用するために設ける。反射により位相角が回転することを利用する。ここで、ななめ成分の光が発生すると様々な反射が生じ、一部は望ましい位相とはずれることがある。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、偏光板の働きを効果的に利用することが可能で、特に、表示面に対して外部から斜め方向に入射する光に対する反射防止効果の低下を抑制可能な有機ＥＬ表示装置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】
【００１０】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、
基板と、
前記基板上に配置され、ゲート電極とソース電極とドレイン電極とチャネル層とを備える薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタの前記ゲート電極と前記ソース電極と前記ドレイン電極の上に配置された平坦化層と、
前記平坦化層上に配置された有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子上に配置された偏光板と、を有し、
前記平坦化層には、前記薄膜トランジスタと前記有機ＥＬ素子とを電気的に接続するコンタクトホールが設けられ、
前記平坦化層は２層以上からなり、
各平坦化層は、樹脂からなり、
前記各平坦化層にはコンタクトホールが設けられ、接する２つの平坦化層のコンタクトホールは互いに異なる平面位置に設けられており、
前記各平坦化層の厚みは、前記有機ＥＬ素子に近くなるにつれて薄くなり、
前記各平坦化層にあるコンタクトホールのうち前記有機ＥＬ素子に最も近い平坦化層にあるコンタクトホールは、傾斜角度が５度以上３０度以下のテーパ部を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の有機ＥＬ表示装置によれば、偏光板の働きを効果的に利用して、外部から入射する光を好適に反射してカットすることができるため、コントラストが向上する。特に、表示面に対して外部から斜め方向に入射する光に対して反射防止効果が高まり、コントラストを向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の有機ＥＬ表示装置の実施形態を説明する。
【００１３】
本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置は、基板の反対側を表示面として、該表示面側に偏光板を配置している。この偏光板は、反射により偏光の回転方向が逆転することを利用して、外部から入射する光が再び外部にまで放射されないようにするための部材である。すなわち、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置に用いる偏光板とは、直線偏光板と１／４波長位相差板とを組み合わせたものである。具体的には、後述する封止部材や保護膜の表面に偏光板を設ける。
【００１４】
さらに、ガラス等の基板に対して、チャネル層やゲート電極等からなる薄膜トランジスタを形成する。この薄膜トランジスタ上には、一連のパターニングが施されており、これらの回路パターンに起因する凹凸が生じる。この凹凸は、例えば、最大高さで約５００ｎｍから約１５００ｎｍ程度となる。
【００１５】
有機ＥＬ素子を構成する各層は、一般的に５００ｎｍ以下が好適であり、表面形状の凹凸が急峻な場合には断線や厚みムラ等が生じる。そこで、この凹凸を低減するために平坦化層を設ける。
【００１６】
平坦化層には、薄膜トランジスタの電極層と第１の電極層（画素電極）との電気的な接続を確保するために、コンタクトホールと接続配線層とを設ける。このコンタクトホールを形成するには、アクリル等の感光性樹脂をスピンコート法やロールコート法などを用いて所定の厚みに塗布し、故意に焦点をずらして露光を行って現像する。これにより、側壁がテーパ形状のコンタクトホールが形成される。このときのテーパ角度（傾斜角度）が３０度より大きい場合には、このテーパ部で外部からの光が乱反射し、偏光板による反射防止効果が著しく低減する。本発明者らはテーパ角度を３０度以下に設定した場合に、外部からの光の乱反射が低減し、コントラストが向上できることを見出した。なお、角度の下限値は主たる効果である反射防止の観点からは小さい程よいことになるが、コンタクトホールの面積が大きくなるため設計寸法的に数度以上が好ましい。具体的には５度以上が望ましい。
【００１７】
また、平坦化層は２層以上の複数層からなる。凹凸を平坦にするためには平坦化層の厚みを、凹凸の最大高さと同程度かそれ以上の厚みとする必要がある。そして、１層のみで平坦化層を形成すると、電気的接続のために設ける平坦化層のコンタクトホールの厚みが大きくなってしまう。そこで、平坦化層を２層以上の複数層とすることにより各々の平坦化層の厚みを、凹凸の最大高さよりも薄くすることが可能となり、結果としてコンタクトホールの厚みも薄くすることができる。
【００１８】
また、平坦化層の各層の厚みを有機ＥＬ素子に近いほど段階的に薄くし、各平坦化層のコンタクトホールを異なる平面位置に設けることにより、最上部における凹形状を低くすることができる。なお、有機ＥＬ素子の第１の電極層が反射層を含み、この反射層を下部層のコンタクトホール上に設ける場合には、コンタクトホールのテーパ部が反射に寄与しないため、テーパ角度は３０度以上であっても問題ない。もちろん、すべての平坦化層において、下部層に設けるコンタクトホールでは、テーパ角度を３０度以下に設定してもよいし、必ずしも反射層で覆う必要もない。
【００１９】
コンタクトホールを介して薄膜トランジスタと第１の電極層とを電気的に接続可能とする接続配線層は、フォトリソグラフィ技術を用いたパターニングで形成することができる。また、パネルサイズが大きく精細度が高くない場合には、インクジェット方式や印刷などによりコンタクトホール及び接続配線層を多段に形成し、加熱することで形状を整えるリフロー法を用いてテーパ部を形成することもできる。
【００２０】
従来技術では、画素の発光部以外にコンタクトホールを形成することにより平坦化を省略している。また、画素の発光部内にコンタクトホールを形成する場合には、樹脂や金属を埋めた後に研磨等の作業を行って平坦化している。
【００２１】
これに対して、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置では、コンタクトホールの厚みが薄くなるとともに凹凸形状が少なくなるため、そのまま画素の発光部内にコンタクトホールを形成することもできる。したがって、発光部を大きく設計することが可能となり、輝度が向上する。また、同じ輝度を得るための駆動電力を低く抑えることができる。また、平坦化層を形成する工程では、樹脂や金属の埋め込み及び研磨等のように異なる工程を繰り返すのではなく、フォトリソグラフィ技術等を用いて同じ工程を繰り返すことにより、容易に平坦化層を形成することができる。
【００２２】
平坦化層を形成するには、通常のフォトパターニング工程と同様に、まず、感光性透明アクリル樹脂材料を含んだ溶液を基板上にスピン塗布し、その後、プリベーキング、パターン露光、アルカリ現像、純水洗浄の順に一連の工程を行えばよい。
【００２３】
すなわち、スピン塗布法を用いて、感光性透明アクリル樹脂を含んだ溶液を塗布することにより、所定の膜厚とすることができる。これにより、画素電極が平坦化されて、従来のような段差が少なくなる。
【００２４】
続いて、基板を約１００℃に加熱して感光性透明アクリル樹脂の溶媒（乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなど）を乾燥させる。続いて、この感光性透明アクリル樹脂に対して、所望のパターンで露光を行い、アルカリ性の溶液（テトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド；以下ＴＭＡＨという）などにより現像処理を行う。このアルカリ性の溶液により、露光された部分がエッチングされ、平坦化層を貫通するコンタクトホールを形成することができる。
【００２５】
さらに、純水により基板表面に残った現像液を洗浄する。このように、感光性透明アクリル樹脂の層は、スピン塗布法を用いて形成することができる。したがって、１μｍ以下の膜厚であっても、スピンコーターの回転速度と感光性透明アクリル樹脂の粘度を適正に選択することにより、容易に均一な膜厚とすることができる。また、コンタクトホールのテーパ部は、パターン露光時の露光量と現像液濃度、及び現像時間を適正に選択することにより、緩やかな傾斜の形状とすることができる。
【００２６】
平坦化層の表面には、第１の電極層と機能分離した複数の有機化合物層と、第２の電極層からなる有機ＥＬ素子とを設ける。第１の電極層は、平坦化層に設けるコンタクトホールを通じて薄膜トランジスタと電気的に接続する。また、第１の電極層の一部を覆うことにより、画素の発光部を規定する素子分離膜を形成してもよい。
【００２７】
外部との接続端子部を除いて、ガラス等からなる封止部材を基板の周囲で接着して密閉する。この際、密閉空間内における光の出射部を避けて吸湿材を配設するか、あるいは吸湿材が透明であれば光の出射部を含めて配設してもよい。また、ＳｉＯＮやＳｉＮなどからなる保護膜を多層に形成してもよいし、保護膜と封止部材の両方を形成してもよい。
【００２８】
このようにして形成した封止部材の表面に偏光板を設けることにより、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置が完成する。偏光板は、封止部材の表面の一部分に接着したり、封止部材の表面の全面に接着したりしてもよい。また、機械的な固定方法を用いて、封止部材の表面に偏光板を設けてもよい。
【００２９】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を詳細に説明する。
【００３０】
＜実施形態１＞
図１及び図２は、本発明の実施形態１に係る有機ＥＬ表示装置を示すもので、図１は有機ＥＬ表示装置を縦断面視した模式図、図２は有機ＥＬ表示装置を平面視した模式図である。
【００３１】
図１において、表示領域は２つの副画素について拡大表示しているが、実際には、例えば、対角約２．５インチ、３２０画素×２４０画素とし、各画素のピッチは、画素当り３色の副画素で１５９μｍ×５３μｍ程度となる。また、対角約１５インチ、１０２４画素×７６８画素の場合には、画素当り３色の副画素で３００μｍ×１００μｍ程度となる。駆動回路は薄膜トランジスタ１個で表現しているが、実際には、複数のトランジスタ、コンデンサ、及び接続配線層により構成してもよい。また、表示領域の外側にある制御用回路は、図示していない。なお、本発明は、表示装置の大きさや解像度に関係せずに適用することができる。
【００３２】
図２に示すように、表示領域２０２には画素に対応して駆動回路が設けられており、表示領域２０２の外側に制御回路２０３が設けられている。また、接続端子２０４以外は、封止部材２０５により封止されている。なお、図２において、２０１は基板、２０６は封止空間を示す。
【００３３】
本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置では、基板上の各画素あるいは各副画素のそれぞれの位置に、駆動用の薄膜トランジスタが設けられている。具体的には、図１に示すように、まず、ガラスや石英やシリコン等の基板１０１に対して、プラズマＣＶＤ法等を用いて、ＳｉＯ2やＳｉＮやＳｉＯＮ等のバリア層（不図示）を、１００ｎｍから２００ｎｍの厚みで形成する。次に、プラズマＣＶＤ法を用いて、非晶質あるいは微結晶のシリコンを、３０ｎｍから１５０ｎｍの厚みで設けてチャネル層１０２を形成する。そして、レーザアニール等により多結晶化し、フォトリソグラフィ技術を用いて所望の形状にパターニングする。
【００３４】
次に、５０ｎｍから２００ｎｍの厚みで、ＳｉＯ2やＳｉＮやＳｉＯＮ等のゲート絶縁膜１０３を形成し、その上にスパッタリング法等を用いてＴａやＷからなるゲート電極１０４を、５０ｎｍから２００ｎｍの厚みで形成し、パターニングする。なお、チャネル層１０２の下にゲート電極を設ける構成とすることもできる。
【００３５】
次に、チャネル層１０２のソース領域とドレイン領域に対して、別々に、リンやボロン等のドーピングを行い、その後、レーザー光による活性化を行う。さらに、チャネル層１０２の上に、ＳｉＯ2やＳｉＮやＳｉＯＮ等からなる保護膜１０５を、５００ｎｍから１０００ｎｍの厚みで設ける。さらに、保護膜１０５に対して、フォトリソグラフィ技術を用いて接続用の開口をパターニングして、ＴｉやＡｌなどからなる電極層１０６を成膜し、ソース電極とドレイン電極を設ける。この際、膜厚は１００ｎｍから５００ｎｍで、多層構成とすることが好ましい。
【００３６】
薄膜トランジスタは１画素あたり複数個で構成してもよく、また、コンデンサや制御回路との配線や外部との接続端子等もチャネル層１０２や電極層１０６を利用して形成することができる。さらに、制御用のシフトレジスタなどの周辺回路も、同一の基板１０１の表示領域周囲に、同時に形成することができる。また、上述した例は、多結晶タイプの薄膜トランジスタであるが、非晶質タイプや微結晶タイプやＩｎＧａＺｎＯなどの透明酸化物半導体でも同様の凹凸が生じる。一連の工程により、薄膜トランジスタの上には、これらの回路パターンに起因する凹凸が、例えば最大高さで約５００ｎｍから約１５００ｎｍ程度に生じる。
【００３７】
この薄膜トランジスタの上に、凹凸を低減するための第１の平坦化層１０８を設ける。第１の平坦化層１０８を形成するには、まず、スピンコート法やロールコート法を用いて、感光性のポリイミドやアクリル樹脂等を塗布する。次に、露光及び現像を行い、ポストベークする。以上の工程で、所定の位置にコンタクトホール１０９を形成することができる。また、フォトレジストを用いて、ＳＯＧ（スピンオングラス）をパターニングすることもできる。
【００３８】
次に、スパッタリング法等を用いて、アルミニウム、クロム、銀、マグネシウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、ＩＴＯなどを成膜する。そして、フォトリソグラフィ技術を用いて、第１の平坦化層１０８の上にコンタクトホール１０９を介して薄膜トランジスタの電極層１０６と接続する形態で接続配線層１１０を形成する。
【００３９】
さらに、この上に第２の平坦化層１１１を形成する。この際、粘度とスピンコートのスピードを制御することで、第１の平坦化層１０８よりも厚みを薄くすることができる。次に、焦点距離を故意にずらして接続配線層１１０上を露光し、現像を行ってポストベークする。以上の工程により、テーパ角度３０度以下で、接続配線層１１０が底面から露出するコンタクトホール１１２を形成することができる。あるいは、マスクを移動する２段露光を行うことによって、テーパ部を形成することができる。第２の平坦化層１１１のコンタクトホール１１２は、第１の平坦化層１０８のコンタクトホール１０９とは異なる平面位置に設けてもよい。なお、パネルサイズが大きく精細度が高くない場合には、インクジェット方式や印刷などによりパターニングし、リフロー法を用いてテーパ部を形成することもできる。
【００４０】
第１の電極層１１３は、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、ＩＴＯ、ＩＺＯなどから構成することができる。また、混合物や積層構造により第１の電極層１１３を形成することもできる。なお、薄膜トランジスタとの接続には第１の電極層１１３そのものでもよいが、接続用に他の導電層を設けてもよい。さらに、第１の電極層１１３は、アルミニウムや銀などの反射層と積層してもよい。この際、フォトリソグラフィ技術等を用いて、画素に対応した形状にパターニングすることができる。
【００４１】
さらに、非晶質シリコンやＳｉＮやポリイミドやアクリルなどを成膜し、パターニングすることにより、第１の電極層１１３の端部を覆い、発光領域を制限する素子分離膜１１４を形成してもよい。
【００４２】
続いて、真空中で加熱する等の十分な脱水処理に引き続き、金属マスクを用いた真空蒸着法などにより、各表示画素に対応させて、それぞれ有機化合物層１１５を堆積する。この際、表示画素により発光色が異なる場合には、異なる材料を複数回に分けて堆積すればよい。また、単色の場合には、各画素に跨って電荷輸送層や電荷注入層などを一様に設けてもよい。
【００４３】
なお、有機化合物層１１５は、不図示の電子輸送層、発光層、正孔輸送層から構成されている。有機化合物層１１５の構成はこれに限られるものではなく、発光層を兼ねた輸送層を用いることで有機化合物層を２層構成とし、あるいは正孔注入層や電子注入層を設けることで、有機化合物層１１５の構成を４層、５層構成とすることができる。
【００４４】
例えば、正孔輸送性物質として、トリフェニルアミン類を用いることができる。トリフェニルアミン類としては、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）を用いることができる。また、他のトリフェニルアミン類として、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＤ）を用いてもよい。また、Ｎ−イソプロピルカルバゾール、ビスカルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、オキサジアゾール誘導体やフタロシアニン誘導体に代表される複素環化合物を用いてもよい。また、ポリマー系では、単量体を側鎖に有するポリカーボネートやポリスチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリシラン、ポリフェニレンビニレンなどを用いることが好ましい。
【００４５】
発光層の材料として、アントラセンやピレン、８−ヒドロキシキノリンアルミニウムを用いることができる。また、ビススチリルアントラセン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ピロロピリジン誘導体を用いてもよい。また、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体を用いてもよい。また、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体などを用いることができる。また、発光層に添加するドーパントとしては、ルブレン、キナクリドン誘導体、フェノキサゾン６６０，ＤＣＭ１、ペリノン、ペリレン、クマリン５４０，ジアザインダセン誘導体などを用いることができる。
【００４６】
電子輸送性物質として、オキサジアゾール系誘導体を用いることができる。オキサジアゾール系誘導体は、例えば、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム、ヒドロキシベンゾキノリンベリリウム、２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔ−ＢｕＰＢＤ）等である。また、オキサジアゾール二量体系誘導体の１，３−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジゾリル）ビフェニレン（ＯＸＤ−１）、１，３−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジゾリル）フェニレン（ＯＸＤ−７）を用いてもよい。また、トリアゾール系誘導体、フェナントロリン系誘導体などを用いてもよい。
【００４７】
正孔輸送層、発光層、電子輸送層に用いられる材料は、単独で各層を形成することができるが、高分子結着剤に分散させて用いてもよい。高分子結着剤として、溶剤可溶性樹脂を用いることができる。例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリブタジエンを用いることができる。さらに、溶剤可溶性樹脂として、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタン樹脂などの溶剤可溶性樹脂を用いてもよい。また、フェノール樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの硬化性樹脂などを用いてもよい。
【００４８】
有機化合物層１１５の上に、第２の電極層１１６を一様に設ける。第２の電極層１１６は、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明導電材料で形成することができる。さらに、薄膜トランジスタの電極層１０６と、同時に形成できる取出し用の配線とを表示領域の外側で接続して、接続端子と接続する。
【００４９】
その後、外部からの酸素や水等を遮断するために、掘り込みを設けたガラス等の封止部材１１８を接着する。また、内部の空間に、吸湿材１１７を配置することが好ましい。
【００５０】
このようにして形成した封止部材１１８の表面に、市販のディスプレイ用の偏光板１１９を取り付けて、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置が完成する。偏光板１１９は、封止部材１１８の表面の一部分に接着したり、封止部材１１８の表面の全面に接着したりしてもよい。また、バネ等を用いた機械的な固定方法を用いて、封止部材１１８の表面に偏光板１１９を取り付けてもよい。
【００５１】
上記構成の有機ＥＬ表示装置は、上述したように、平坦化層のテーパ部での外部からの光の乱反射を抑制することができるので、偏光板の働きを効果的に利用することができる。つまり、偏光板による反射防止効果を高めることができる。
【００５２】
特に、後述する実施例に示すように、表示面に対して外部から斜め方向に入射する光に対して反射防止効果が高まり、コントラストを向上させることが可能となる。
【００５３】
＜実施形態２＞
図３は、本発明の実施形態２に係る有機ＥＬ表示装置を縦断面視した模式図である。
【００５４】
図３に示すように、平坦化層を３層設け、各平坦化層３０２、３０５、３０８の厚みを薄膜トランジスタに起因する凹凸の最大高さよりも薄くし、さらに、有機ＥＬ素子に近くなるにつれて段階的に薄くなるように構成することが好ましい。
【００５５】
この場合、第２の平坦化層３０５の上に形成された接続配線層３０７は、有機ＥＬ素子の第１の電極層を兼ねていてもよい。
【００５６】
上記構成の有機ＥＬ表示装置も、上述したように、平坦化層のテーパ部での外部からの光の乱反射を抑制することができるので、偏光板の働きを効果的に利用することができる。つまり、偏光板による反射防止効果を高めることができる。
【００５７】
特に、後述する実施例に示すように、表示面に対して外部から斜め方向に入射する光に対して反射防止効果が高まり、コントラストを向上させることが可能となる。
【実施例】
【００５８】
次に、具体的な実施例を用いて、本発明の有機ＥＬ表示装置を説明する。
【００５９】
＜実施例１＞
実施例１として、図１及び図２に示す有機ＥＬ表示装置を作製した。すなわち、実施例１では、７０ｍｍ角のガラス基板に、対角約２．５インチ、３２０画素×２４０画素を形成し、各画素のピッチは、３色の副画素で１５９μｍ×５３μｍとした。
【００６０】
具体的には、プラズマＣＶＤ法を用いて、ガラス基板１０１に対してバリア層（不図示）を形成した。このバリア層は、ＳｉＨ4とＮＨ3とＨ2を原料ガスとして、ＳｉＮ層を２００ｎｍの厚みで形成した。次に、プラズマＣＶＤ法を用いて、非晶質シリコンを、５０ｎｍの厚みで設けることにより、チャネル層１０２を形成した。そして、レーザアニールにより多結晶化し、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングした。このようにして、駆動用、スイッチング用、及び制御回路用のトランジスタのチャネル層１０２を形成した。
【００６１】
次に、１００ｎｍの厚みでＳｉＯ2のゲート絶縁膜１０３を形成し、その上にスパッタリング法などを用いて、Ｔａを５０ｎｍ、Ａｌを２００ｎｍの厚みに積層し、パターニングしてゲート電極１０４を形成した。
【００６２】
次に、チャネル層１０２のＮ領域以外をレジストで保護し、リンをドープした。次に、Ｐ領域以外をレジストで保護し、ボロンをドープした。その後、レーザー光による活性化を行った。さらに、チャネル層１０２の上に、ＳｉＮからなる保護膜１０５を５００ｎｍの厚みで設けた。さらに、フォトリソグラフィ技術を用いて、保護膜１０５に接続用の開口をパターニングし、Ｔｉを１００ｎｍ、ＴｉＡｌ合金を３００ｎｍとした２層構成の電極層１０６を成膜した。さらに、パターニングして、ソース電極、ドレイン電極、コンデンサ電極、及び接続端子１０７を設けた。これにより、ゲート絶縁膜１０３と保護膜１０５の接続用の開口とで約６００ｎｍの凹部ができた。また、これとは別に、ソース電極、ドレイン電極、及びゲート電極の重なり部で約６５０ｎｍの凸部ができた。したがって、実施例１では、薄膜トランジスタに起因する凹凸の最大高さは６５０ｎｍとなる。
【００６３】
次に、薄膜トランジスタの上に凹凸を低減する第１の平坦化層１０８を設けた。具体的には、ポリイミド樹脂（東レ製：ＤＬ１４００）をγ−ブチロラクトンにて希釈し、粘度を１０ｍＰａ・ｓとした。そして、スピンコートにより、回転数１２００回転／分でポリイミド樹脂を塗布した。そして、プリベーク後、接続用の開口部であるコンタクトホール１０９のパターンを有するフォトマスクを使い、１８００ｍＷの照度で露光した。さらに、現像液（東レ製：ＤＶ−６０５）で現像し、２００℃でポストベークして第１の平坦化層１０８を形成した。第１の平坦化層１０８の厚みは、８００ｎｍであった。次に、スパッタリング法を用いてＩＴＯを成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いて、第１の平坦化層１０８の上に接続配線層１１０を形成した。
【００６４】
さらに、第１の平坦化層１０８の上に、第２の平坦化層１１１を形成した。具体的には、ポリイミド樹脂を粘度６ｍＰａ・ｓに調節し、スピンコートにより、回転数１２００回転／分で塗布した。次に、フォトマスクを離す方向に１５μｍの位置で、焦点距離を故意にずらして露光し、現像を行ってポストベークした。以上の工程で、テーパ角度２２度のコンタクトホール１１２を形成することができた。第２の平坦化層１１１の厚みは、３００ｎｍであった。
【００６５】
第１の電極層１１３は、アルミニウムとＩＴＯとを積層し、パターニングして形成した。さらに、ＳｉＮを成膜し、パターニングして、第１の電極層１１３の端部を覆い、発光領域を制限する素子分離膜１１４を形成した。
【００６６】
その後、真空装置内において、１０-2Ｐａの圧力で１５０℃３０分の加熱を行った後、１０-4Ｐａの圧力で有機化合物層１１５をマスク蒸着した。具体的には、まず、正孔輸送層としてα−ＮＰＤ（Ｎ’−α−ジナフチルベンジジン）を７０ｎｍの厚みに一様に形成した。次に、マスク位置合せ機構を用いて赤色の副画素に発光層としてＣＢＰ（４、４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル）＋Ｉｒ（ｐｉｑ）3を４０ｎｍの厚みに一様に形成した。続いて、マスク位置をずらして、緑色の発光層としてＡｌｑ３（トリス［８−ヒドロキシキノリナート］アルミニウム）＋クマリン６を３０ｎｍの厚みに一様に形成した。続いて、マスク位置をさらにずらして、青色の発光層としてＢＡｌｑを３０ｎｍの厚みに各副画素に対応して一様に形成した。次に、電子輸送層としてＢｐｈｅｎ（バソフェナントロリン）を１０ｎｍの厚みに一様に形成した。さらに、電子注入層として、Ｂｐｈｅｎ＋Ｃｓ2ＣＯ3を４０ｎｍの厚みに一様に形成した。
【００６７】
引き続き、スパッタリングにより、陰極として第２の電極層１１６を、ＩＴＯで厚み６０ｎｍに一面に形成した。
【００６８】
続いて、−７０℃以下の露点に管理されたグローブボックス内に移動し、外部からの酸素や水等を遮断するために掘り込みを設けたガラス等からなる封止部材１１８を接着した。内部の空間には、ゼオライトをシロキサンで固着させた吸湿材１１７を配置した。そして、封止部材１１８の表面に、紫外線硬化剤を用いて、市販のディスプレイ用偏光板１１９（住友化学製：スミカライト（登録商標））を接着し、実施例１の有機ＥＬ表示装置が完成した。
【００６９】
このようにして作製した実施例１の有機ＥＬ表示装置について、白色光を表示面に垂直な位置から７０度まで５度毎に傾かせ、各々の角度での反射光を積分球とフォトセンサで測定し、すべての角度での相対的な反射強度を合算した。その測定結果は、図４において符号４０２で示すように、１．１２であった。図４には、他の実施例、比較例の結果を示してある。図４から明らかなように、コンタクトホールのテーパ角度が３０度以下である場合に、反射防止効果が顕著であることがわかる。
【００７０】
＜比較例１＞
比較例１として、５μｍのギャップを設けて第２の平坦化層１１１の露光を行った以外は、実施例１と同じ有機ＥＬ表示装置を作製した。コンタクトホール１１２のテーパ角度は、約４５度であった。比較例１について、実施例１と同じ測定を行ったところ、反射率の相対強度は、図４において符号４０５に示すように、１．３９であった。
【００７１】
＜実施例２＞
実施例２として、図３に示す有機ＥＬ表示装置を作製した。
【００７２】
実施例２では、薄膜トランジスタまでは実施例１と同じ方法で作製した。そして、薄膜トランジスタの上に、凹凸を低減するための第１の平坦化層３０２を形成した。具体的には、アクリル樹脂（ＪＳＲ社製：ＰＣ４１５）をジエチレングリコールメチルエチルエーテルにて希釈し、粘度を８ｍＰａ・ｓとした。そして、スピンコートにより、回転数１０００回転／分でアクリル樹脂を塗布した。そして、プリベーク後、接続用の開口部であるコンタクトホール３０３のパターンを有するフォトマスクを使い、１８００ｍＷの照度で露光した。さらに、現像液（東京応化工業製：ＮＭＤ−３）で現像し、２００℃でポストベークして第１の平坦化層３０２を形成した。第１の平坦化層３０２の厚みは、平坦部で５００ｎｍであった。次に、スパッタリング法を用いてＩＴＯを成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いて第１の平坦化層３０２の上に接続配線層３０４を形成した。
【００７３】
さらに、第１の平坦化層３０２の上に、第２の平坦化層３０５を形成した。具体的には、第１の平坦化層３０２と同じ粘度のアクリル樹脂を、スピンコートにより、回転数１２００回転／分で塗布した。そして、プリベーク後、接続用の開口部であるコンタクトホール３０６のパターンを有するフォトマスクを使い、１８００ｍＷの照度で露光した。さらに、現像液で現像し、２００℃でポストベークして第２の平坦化層３０５を形成した。第２の平坦化層３０５の厚みは、平坦部で４００ｎｍであった。次に、スパッタリング法を用いてＩＴＯを成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いて第２の平坦化層３０５の上に接続配線層３０７を形成した。
【００７４】
さらに、第２の平坦化層３０５の上に、第３の平坦化層３０８を形成した。具体的には、第１の平坦化層３０２と同じ粘度のアクリル樹脂を、スピンコートにより、回転数１４００回転／分で塗布した。次に、フォトマスクを離す方向に２０μｍの位置で、焦点距離を故意にずらして露光し、現像を行ってポストベークした。以上の工程で、テーパ角度約１８度のコンタクトホール３０９を形成することができた。第３の平坦化層３０８の厚みは、平坦部で３００ｎｍであった。また、第１の平坦化層３０２のコンタクトホール３０３及び第２の平坦化層３０５のコンタクトホール３０６は、第３の平坦化層３０８のコンタクトホール３０９のテーパ部３１１のテーパ角度よりも小さいテーパ部となった。
【００７５】
第３の平坦化層３０８の上に形成された接続配線層３１０は第１の電極層を兼ねており、実施例１と同様の方法で実施例２の有機ＥＬ表示装置を完成した。実施例２について、実施例１と同じ測定を行ったところ、反射率の相対強度は、図４において符号４０３に示すように、１．１５であった。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を縦断面視した模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を平面視した模式図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を縦断面視した模式図である。
【図４】テーパ角度と外光反射の相対強度の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０１、２０１  基板
１０２  チャネル層
１０４  ゲート電極
１０６、１１３、１１６  電極層
１０８、１１１、３０２、３０５、３０８  平坦化層
１０９、１１２、３０３、３０６、３０９  コンタクトホール
１１０、３０４、３０７、３１０  接続配線層
１１１、３０５  第２の平坦化層
１１９  偏光板
２０３  制御回路
【図１】
0005408856.tif 000002
【図２】
0005408856.tif 000003
【図３】
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【図４】
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