(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板上に、互いに直交する方向に延在する複数の配線と、該複数の配線の各交点近傍に設けられた、薄膜トランジスタを含む回路部と、前記複数の配線で囲まれた各々の画素領域に前記回路部と相重ならないように配設された有機ＥＬ素子とを備えたアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置において、
前記基板の法線方向から見て、前記有機ＥＬ素子の発光領域周囲を取り囲み、前記回路部と前記発光領域とを隔絶するように形成された、光を遮断する材料からなる遮光体を備え、該遮光体が、少なくとも前記薄膜トランジスタ形成層を縦断する立体的な構造体からなることを特徴とするアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記薄膜トランジスタの下層に、前記基板の法線方向から見て、該薄膜トランジスタを覆うように配設された裏面シールド層を備え、前記遮光体が底部において前記裏面シールド層に当接していることを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
絶縁性基板上に、薄膜トランジスタ形成領域を覆うように裏面シールド層が形成され、該裏面シールド層上層に絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタを含む回路部が配設され、前記回路部上層に層間絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極と接続される配線が設けられると共に、前記層間絶縁膜と前記絶縁膜とを縦断し前記裏面シールド層に当接する遮光体が立体的に形成され、前記配線上層に平坦化膜を介して前記回路部と相重ならない位置に発光領域を有する有機ＥＬ素子が配設されるアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置であって、
前記基板の法線方向から見て、前記遮光体が、前記有機ＥＬ素子の前記発光領域の全周を取り囲み、前記回路部と前記発光領域とを隔絶するように形成されていることを特徴とするアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
絶縁性基板上に、薄膜トランジスタ形成領域を覆うように裏面シールド層が形成され、該裏面シールド層上層に絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタを含む回路部と有機ＥＬ素子の陽極とが形成され、前記回路部上層に層間絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極と接続される配線が設けられると共に、前記回路部と前記陽極との間の領域において前記層間絶縁膜と前記絶縁膜とを縦断し前記裏面シールド層に当接する遮光体が立体的に形成され、前記配線上層に前記回路部と相重ならない位置に発光領域を有する有機ＥＬ素子が並設されるアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置であって、
前記基板の法線方向から見て、前記遮光体が、前記有機ＥＬ素子の前記発光領域周囲を略取り囲み、前記回路部と前記発光領域とを隔絶するように形成されていることを特徴とするアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
絶縁性基板上に、薄膜トランジスタ形成領域を覆うように裏面シールド層を形成する工程と、該裏面シールド層上層に絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタを含む回路部を配設する工程と、前記回路部上層に層間絶縁膜を堆積し、前記薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極領域に前記層間絶縁膜を貫通するコンタクトホールを形成する工程と、遮光体形成領域に前記層間絶縁膜と前記絶縁膜とを貫通する溝を形成する工程と、前記コンタクトホール及び前記溝に配線部材を堆積して、前記ソース／ドレイン電極と接続される配線を設けると同時に、前記層間絶縁膜と前記絶縁膜とを縦断し前記裏面シールド層に当接するように遮光体を立体的に形成する工程と、前記配線上層に平坦化膜を介して前記回路部と相重ならない位置に発光領域を有する有機ＥＬ素子を配設する工程とを少なくとも有するアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
前記基板の法線方向から見て、前記遮光体を、前記有機ＥＬ素子の前記発光領域周囲を取り囲み、前記回路部と前記発光領域とを隔絶するように形成することを特徴とするアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項６】
絶縁性基板上に、薄膜トランジスタ形成領域を覆うように裏面シールド層を形成する工程と、該裏面シールド層上層に絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタを含む回路部を配設すると共に、有機ＥＬ素子の陽極を形成する工程と、前記回路部上層に層間絶縁膜を堆積し、前記薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極領域に前記層間絶縁膜を貫通するコンタクトホールを形成する工程と、前記回路部と前記陽極との間の遮光体形成領域に前記層間絶縁膜と前記絶縁膜とを貫通する溝を形成する工程と、前記コンタクトホール及び前記溝に配線部材を堆積して、前記ソース／ドレイン電極と接続される配線を設けると同時に、前記層間絶縁膜と前記絶縁膜とを縦断し前記裏面シールド層に当接するように遮光体を立体的に形成する工程と、前記配線層上層に前記回路部と相重ならない位置に発光領域を有する有機ＥＬ素子を配設する工程とを少なくとも有するアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
前記基板の法線方向から見て、前記遮光体を、前記有機ＥＬ素子の前記発光領域周囲を略取り囲み、前記回路部と前記発光領域とを隔絶するように形成することを特徴とするアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記ソース／ドレイン電極領域の前記コンタクトホールと前記遮光体形成領域の前記溝とを同一の工程で形成することを特徴とする請求項６記載のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブマトリクス有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ:Electro Luminescence）表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、薄型、軽量の平面型表示装置として液晶表示装置が一般に用いられてきたが、液晶表示装置は視野角が狭く、応答特性が悪いといった問題がある。これに対し、近年、視野角が広く、応答特性の良いアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置が注目されている。このアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、マトリクス状に配置した有機ＥＬ素子を、スイッチング素子として設けた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ:Thin Film Transistor）により駆動するものである。
【０００３】
このようなアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、大別して、配列された各々の画素を制御するＴＦＴやコンデンサ等の受動素子からなる回路部と、表示装置として発光する有機ＥＬ素子部とからなる。また、回路部には、ＴＦＴのゲート電極や各々のＴＦＴ及び受動素子を電気的に接続する配線層を具備しており、このゲート電極や配線層はＷＳｉやＡｌなどの光を透過しない材料で形成されている。従って、アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置では、回路部と有機ＥＬ素子部とを基板の法線方向に積層して形成することが出来ず、基板上に並べて配列される。
【０００４】
上記アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の構造について、図５を参照して説明する。図５は、特開２０００−１７２１９８号公報に記載されている従来のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の構造を模式的に示す図であり、（ａ）は一画素の平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ′線における断面図である。
【０００５】
図５（ａ）に示すように、従来のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、互いに直交する方向に延在するゲート信号線２３及びドレイン信号線２４と、それらの交点近傍に設けられたＴＦＴ３とを備えており、ＴＦＴ３のドレイン端子はドレイン信号線２４に、ソース端子は有機ＥＬ素子７の陽極１９に、ゲート電極１４はゲート信号線２３に接続されている。
【０００６】
上記アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置のＴＦＴ３近傍の構造について、図５（ｂ）を参照して説明すると、ガラス等からなる基板９上に、ゲート電極１４が形成され、このゲート電極１４上にゲート酸化膜１３を介してＴＦＴ３となるポリシリコン層１２が形成されている。そして、ポリシリコン層１２を覆うように層間絶縁膜１５が形成され、その上層には有機ＥＬ素子７を構成するＩＴＯ（indium Thin Oxide）等の透明電極からなる陽極１９が形成されている。
【０００７】
また、ＴＦＴ３のソース／ドレイン端子上の層間絶縁膜１５には接続端子１６ａが形成され、ソース端子は有機ＥＬ素子７の陽極１９と接続されている。そして、発光領域５以外の領域にＴＦＴ３の凹凸を吸収するための平坦化絶縁膜２５が形成され、基板９全面に発光素子層２０と陰極２１とが配設されてアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置が形成されている。なお、有機ＥＬ素子７の発光素子層２０は、第１ホール輸送層、第２のホール輸送層、発光層、電子輸送層からなり、陰極２１は、マグネシウム・インジウム合金等により形成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、基板９の面方向にＴＦＴ３と有機ＥＬ素子７とが並んで配列されるため、有機ＥＬ素子７の発光領域５から放射される光の一部は、基板９、ゲート酸化膜１３や層間絶縁膜１５の内部や界面で散乱されてＴＦＴ３のポリシリコン層１２に入射する迷光となる可能性がある。特に、基板９自体の屈折率から一義的に決まる臨界角以上の光は基板９の外に放出されることはなく、基板９内で反射を繰り返し、ＴＦＴ３のポリシリコン層１２に入射する迷光となる可能性がある。そして、ＴＦＴ３のポリシリコン層１２に有機ＥＬ素子７の迷光が入射すると、ＴＦＴ３のリーク電流が増加してＴＦＴ３が誤動作してしまい、画素表示欠陥もしくはコントラストの低下を引き起こしてしまうという問題が生じる。
【０００９】
このリーク電流の影響について具体的な数値を用いて説明すると、アクティブマトリクス動作時の有機ＥＬ素子７の画素当たり最大電流量は、要求輝度、発光効率、画素内開口率等より、通常１００ｎＡから１５０ｎＡ程度であり、一方、有機ＥＬ素子７の輝度と電流量とはほぼ線形関係にあるため、階調表示の場合、一階調当たり約０．６ｎＡ（１５０ｎＡ／２５６階調）から２ｎＡ（１５０ｎＡ／６４階調）の電流値で制御することが必要である。これに対して、有機ＥＬ素子７の迷光によるＴＦＴ３のリーク電流は０．１から１ｎＡ程度、太陽光（直接光）では最大１から１０ｎＡ程度と試算されるため、階調が大きくなればなるほど迷光によるリーク電流の影響が大きく現れ、ＴＦＴ３が誤動作を起こしやすくなってしまう。
【００１０】
また、各々の画素の回路部はＴＦＴ３のみで構成される場合だけではなく、コンデンサなどの種々の受動素子が具備されて構成される場合がある。このコンデンサは、回路上電圧保持のデバイスとして用いられるが、有機ＥＬ素子７の迷光がコンデンサの電極間絶縁層に入射すると電圧の保持ができなくなり、回路として機能しなくなってしまう。このように、有機ＥＬ素子７をアクティブマトリクス駆動で使用する場合には、直接光（太陽光）のみならず、有機ＥＬ素子７自体からの迷光を十分に防止できる遮光構造が必須となる。
【００１１】
そこで、上記従来例で図示した特開２０００−１７２１９８号公報記載の有機ＥＬ表示装置では、ＴＦＴ３形成後、有機ＥＬ素子７形成前に、基板９の表面を平滑にするための平坦化絶縁膜２５を迷光を吸収する材料で着色した絶縁層で形成することにより有機ＥＬ素子７からの迷光の遮断を図っており、この構造では、有機ＥＬ素子７から直接、ＴＦＴ３のポリシリコン層１２方向に出射される迷光を着色された平坦化絶縁膜２５で吸収することができる。
【００１２】
しかしながら、上述したアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置では、有機ＥＬ素子７から放出される光は指向性を有さず全方位的に放出されるため、有機ＥＬ表示装置を構成する各種構造体で散乱したり、基板９界面で全反射された間接光も迷光となってしまうが、上述した構造では、この平坦化絶縁膜２５で遮光できる迷光は直接光のみであるため、間接的にＴＦＴ３のポリシリコン層１２に入射する迷光を防止することはできない。
【００１３】
特に、有機ＥＬ表示装置を構成する基板９や陽極１９として用いられるＩＴＯは屈折率が大きく、屈折率により一義的に決定される臨界角以上の角度を有する光は、その界面で全反射し基板面方向に伝搬するが、上記従来例では着色された平坦化絶縁膜２５はＴＦＴ３と基板９との界面間には具備されておらず、また、ＩＴＯ側面を遮蔽する遮光膜も形成されていないため、これらの迷光によるＴＦＴ３の誤動作を有効に防止することができない。
【００１４】
また、ＴＦＴ３をスイッチング素子として用いるＬＣＤにおいても、同様に光源から照射された光がＴＦＴ３に入射する場合があり、この光入射によりＴＦＴ３が誤動作を起こしてしまう。そこで、特開平９−８０４７６号公報、特開平１１−８４３６３号公報や特開２０００−１６４８７５号公報等には、ＴＦＴ３に入射する光を遮断するための種々の構造の遮光膜が記載されている。このＬＣＤの遮光構造について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、特開２０００−１６４８７５号公報に記載されたＬＣＤの構造を示す断面図であり、図７は、特開平９−８０４７６号公報に記載されたＬＣＤの構造を示す断面図である。
【００１５】
図６及び図７に示すように、従来のＬＣＤの遮光構造として、ＴＦＴ３の上層及び下層に各々下部遮光膜２６ａ、上部遮光膜２６ｂを設け、図の下方からの戻り光に対しては下部遮光膜２６ａにより迷光対策を行い、図の上方からの入射光に関しては、図６ではブラックマトリクスからなる上部遮光膜２６ｂを、図７では層間絶縁膜２７ｄ上に設けた上部遮光膜２６ｂを具備することにより迷光を防止している。また、図６の下部遮光膜２６ａはＴＦＴ３下部で窪んだ形状に加工することにより遮光効率を上げる工夫が施されている。
【００１６】
しかしながら、図６及び図７に示すようなＴＦＴ３の上下に下部遮光膜２６ａ、上部遮光膜２６ｂを有する構造では、基板９の法線方向に対して角度を有する迷光に対しては十分に遮光することができず、特に、下部遮光膜２６ａ、上部遮光膜２６ｂの間に入った光は遮光膜間で乱反射してしまうという欠点を有している。また、このような複数の遮光膜によりＴＦＴ３を挟み込む構造は、液晶パネルのように光源とＴＦＴ３とが離れた位置に形成される構造体の場合に有効な方法であり、有機ＥＬ素子７を用いた表示装置のように基板面方向に有機ＥＬ素子７とＴＦＴ３と並んで配設される構造に対しては有効な遮光方法とはいえない。
【００１７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、有機ＥＬ素子の迷光、特に基板の法線方向に対して角度を有する迷光や基板面方向に伝搬する迷光を確実に遮断し、ＴＦＴの誤動作による画素表示欠陥やコントラストの低下を防止することができるアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１８】
【問題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、絶縁性基板上に、互いに直交する方向に延在する複数の配線と、該複数の配線の各交点近傍に設けられた、薄膜トランジスタを含む回路部と、前記複数の配線で囲まれた各々の画素領域に前記回路部と相重ならないように配設された有機ＥＬ素子とを備えたアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置において、前記基板の法線方向から見て、前記有機ＥＬ素子の発光領域周囲を取り囲み、前記回路部と前記発光領域とを隔絶するように形成された、光を遮断する材料からなる遮光体を備え、該遮光体が、少なくとも前記薄膜トランジスタ形成層を縦断する立体的な構造体からなるものである。
【００２０】
また、本発明においては、前記薄膜トランジスタの下層に、前記基板の法線方向から見て、該薄膜トランジスタを覆うように配設された裏面シールド層を備え、前記遮光体が底部において前記裏面シールド層に当接している構成とすることができる。
【００２１】
また、本発明は、絶縁性基板上に、薄膜トランジスタ形成領域を覆うように裏面シールド層が形成され、該裏面シールド層上層に絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタを含む回路部が配設され、前記回路部上層に層間絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極と接続される配線が設けられると共に、前記層間絶縁膜と前記絶縁膜とを縦断し前記裏面シールド層に当接する遮光体が立体的に形成され、前記配線上層に平坦化膜を介して前記回路部と相重ならない位置に発光領域を有する有機ＥＬ素子が配設されるアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置であって、前記基板の法線方向から見て、前記遮光体が、前記有機ＥＬ素子の前記発光領域の全周を取り囲み、前記回路部と前記発光領域とを隔絶するように形成されているものである。
【００２３】
また、本発明は、絶縁性基板上に、薄膜トランジスタ形成領域を覆うように裏面シールド層が形成され、該裏面シールド層上層に絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタを含む回路部と有機ＥＬ素子の陽極とが形成され、前記回路部上層に層間絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極と接続される配線が設けられると共に、前記回路部と前記陽極との間の領域において前記層間絶縁膜と前記絶縁膜とを縦断し前記裏面シールド層に当接する遮光体が立体的に形成され、前記配線上層に前記回路部と相重ならない位置に発光領域を有する有機ＥＬ素子が並設されるアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置であって、前記基板の法線方向から見て、前記遮光体が、前記有機ＥＬ素子の前記発光領域周囲を略取り囲み、前記回路部と前記発光領域とを隔絶するように形成されているものである。
【００２４】
本発明の製造方法は、絶縁性基板上に、薄膜トランジスタ形成領域を覆うように裏面シールド層を形成する工程と、該裏面シールド層上層に絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタを含む回路部を配設する工程と、前記回路部上層に層間絶縁膜を堆積し、前記薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極領域に前記層間絶縁膜を貫通するコンタクトホールを形成する工程と、遮光体形成領域に前記層間絶縁膜と前記絶縁膜とを貫通する溝を形成する工程と、前記コンタクトホール及び前記溝に配線部材を堆積して、前記ソース／ドレイン電極と接続される配線を設けると同時に、前記層間絶縁膜と前記絶縁膜とを縦断し前記裏面シールド層に当接するように遮光体を立体的に形成する工程と、前記配線上層に平坦化膜を介して前記回路部と相重ならない位置に発光領域を有する有機ＥＬ素子を配設する工程とを少なくとも有するアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、前記基板の法線方向から見て、前記遮光体を、前記有機ＥＬ素子の前記発光領域周囲を取り囲み、前記回路部と前記発光領域とを隔絶するように形成するものである。
【００２６】
また、本発明の製造方法は、絶縁性基板上に、薄膜トランジスタ形成領域を覆うように裏面シールド層を形成する工程と、該裏面シールド層上層に絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタを含む回路部を配設すると共に、有機ＥＬ素子の陽極を形成する工程と、前記回路部上層に層間絶縁膜を堆積し、前記薄膜トランジスタのソース／ドレイン電極領域に前記層間絶縁膜を貫通するコンタクトホールを形成する工程と、前記回路部と前記陽極との間の遮光体形成領域に前記層間絶縁膜と前記絶縁膜とを貫通する溝を形成する工程と、前記コンタクトホール及び前記溝に配線部材を堆積して、前記ソース／ドレイン電極と接続される配線を設けると同時に、前記層間絶縁膜と前記絶縁膜とを縦断し前記裏面シールド層に当接するように遮光体を立体的に形成する工程と、前記配線層上層に前記回路部と相重ならない位置に発光領域を有する有機ＥＬ素子を配設する工程とを少なくとも有するアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、前記基板の法線方向から見て、前記遮光体を、前記有機ＥＬ素子の前記発光領域周囲を略取り囲み、前記回路部と前記発光領域とを隔絶するように形成するものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、その好ましい一実施の形態において、絶縁性基板９上に裏面シールド層１０と絶縁膜１１と薄膜トランジスタ３を含む回路部を有し、回路部上に形成された層間絶縁膜１５には薄膜トランジスタ３のソース／ドレイン電極と接続される配線層１６と、層間絶縁膜１５と絶縁膜１１とを縦断し裏面シールド層１０に当接する遮光体４とが同時に同一材料で形成され、回路部と相重ならない位置に発光領域を有する有機ＥＬ素子を備え、遮光体４を、有機ＥＬ素子７の発光領域５の略全周を取り囲むように立体的に形成することにより、基板９、絶縁膜１１、層間絶縁膜１５等の構造体で散乱、反射した迷光や陽極１９内部を伝搬した迷光が薄膜トランジスタ３やコンデンサ等からなる回路部に入射することを防止する。
【００２８】
【実施例】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００２９】
［実施例１］
まず、本発明の第１の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置及びその製造方法について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、第１の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の構造を模式的に示す一画素の平面図であり、図２（ａ）は図１の丸で囲んだ領域の拡大図、図２（ｂ）は図１のＡ−Ａ′線における断面図である。
【００３０】
まず、図１及び図２を参照して本実施例のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の構成について説明すると、本実施例のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、ロウ側の配線層１とカラム側の配線層２とで囲まれた各々の画素に、ＴＦＴ３や必要に応じて形成されるコンデンサ等の受動素子からなる回路部と有機ＥＬ素子７とが並設され、ＴＦＴ３のゲート電極１４はロウ側の配線層１に、ＴＦＴ３のソース／ドレイン端子の一方はカラム側の配線層２に、他方は有機ＥＬ素子７の陽極１９に接続されている。そして、各画素の発光領域５の全周にわたって本実施例の特徴である立体的な遮光体４が形成されている。
【００３１】
上記構成のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の製造方法について、図２（ｂ）を参照して説明する。まず、ガラス等からなる透光性の基板９上にスパッタ法等を用いて遮光性を有するＷＳｉ（タングステンシリサイド）や金属等を２００ｎｍ程度の膜厚で積層し、公知のリソグラフィー技術を用いて形成したレジストパターンをマスクとしてエッチングを行い、ＴＦＴ３下部の所定の領域に裏面シールド層１０を形成する。この裏面シールド層１０は基板９の界面で反射され、図の下方からＴＦＴ３に入射する迷光を防止するために設けるものであり、基板の法線方向から見て、ＴＦＴ３を覆う領域に形成される。
【００３２】
次に、ＣＶＤ法等を用いてシリコン酸化膜等の絶縁膜１１を６００ｎｍ程度の膜厚で積層し、その上にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を６０ｎｍ程度の膜厚で積層する。その後、不純物ドーピング工程及びシリコンのポリシリ化のためのレーザアニール等を実施した後、レジスト塗布、露光、エッチング工程を経て、ＴＦＴ３形成領域にポリシリコン（Ｐｏ−Ｓｉ）層１２を形成する。
【００３３】
次に、シリコン酸化膜等からなるゲート酸化膜１３と２００ｎｍ程度の膜厚のＷＳｉ等を順次堆積し、同様にＰＲとエッチングを施してゲート電極１４を形成し、不純物ドーピングを施すことにより基板９上にＴＦＴ３を形成する。なお、図２ではＴＦＴ３が１つ形成された回路構成となっているが、本発明のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置では、回路部のＴＦＴ３は１つに限定されず、要求される回路構成により複数のＴＦＴ３およびコンデンサなどの受動素子を具備することも可能である。
【００３４】
次に、ＣＶＤ法等を用いて、６００ｎｍ程度の膜厚のシリコン酸化膜等からなる層間絶縁膜１５を堆積した後、ＰＲ、エッチングによりソース／ドレイン端子部及び遮光体４形成領域にコンタクトホールを形成する。ここで、遮光体４は裏面シールド層１０と接するように形成され、両者が一体となって迷光の遮断を行うため、遮光体４形成部のコンタクトホールは層間絶縁膜１５と絶縁膜１１とを貫通して裏面シールド層１０に達するように形成する。その後、５００ｎｍ程度の膜厚のＡｌ等の配線材料をスパッタ法等により形成し、所定のパターンにＰＲ、エッチングすることにより配線層１６と接続端子１６ａと遮光体４とを同時に形成する。
【００３５】
ここで、有機ＥＬ素子７からの迷光を遮光体４によって有効に遮断するために、遮光体４は基板の法線方向から見て発光領域５とＴＦＴ３との間に形成され、本実施例では、図２（ａ）に示すように、ＩＴＯ膜外周線６を跨ぐように遮光体４を形成している。また、本実施例では遮光効率を高めるために遮光体４を発光領域５の外側全周にわたって形成しているが、迷光の著しい部分のみに遮光体４を形成することも可能である。
【００３６】
次に、有機膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等からなる平坦化膜１７を堆積し、接続端子１６ａまで貫通するコンタクトホールを形成後、１５０ｎｍ程度の膜厚のＩＴＯ膜等を堆積し、エッチングによって所定の領域にＩＴＯからなる陽極１９を形成する。ここで、ＩＴＯ膜を形成する領域は、図２（ａ）に示すように、裏面シールド層１０の開口部をカバーする領域となる。なお、陽極１９としては、ＩＴＯの他にＳｎＯ2等の透明電極を用いることもできる。
【００３７】
次に、ＩＴＯのエッジ部をカバーして基板９を平坦化するために、ＩＴＯ膜外周線６内側にレジスト層１８を形成する。ここで、本実施例のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置では、レジスト層１８の開口部は遮光体４形成領域の内部にくるように、すなわち、発光領域５とＴＦＴ３領域との間に遮光体４が形成される位置関係で設計される。なお、レジスト層１８の端部は、その後に形成される発光素子層２０及び陰極２１の段差切れを防止するため、図２（ｂ）に示すようにテーパ状に形成される。
【００３８】
次に、発光素子層２０が蒸着により形成される。発光素子層２０は積層順に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層からなり、各々の膜厚は１０ｎｍから５０ｎｍ程度である。なお、発光素子層２０は、正孔輸送層／発光層／電子輸送層、正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層あるいは発光層単独のいずれの構造でも良く、マトリクスカラー表示の場合は画素毎に発光層の材質を変えて積層している。そして、２００ｎｍ程度の膜厚のＡｌ、マグネシウム・インジウム合金、アルミニウム・リチウム（ＡｌＬｉ）合金等からなる陰極２１を蒸着により形成することにより、本実施例の有機ＥＬ表示装置の画素部が完成する。
【００３９】
なお、アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置が機能するための電源及び周辺回路部は図示しておらず、また、有機ＥＬ素子の特性を保持するための封止構造及び支持構造も図示していない。また、本実施例の配線は１層で実現しているが、これはロウ側の配線層１とカラム側の配線層２の交差部をゲート電極形成時に同時に形成したＷＳｉ層を用いてブリッジにより接続しているからであるが、従来図で示したように、絶縁層を介して多層の配線層を形成することも可能である。
【００４０】
このようにして形成されたアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、電界が存在する領域で発光する。すなわち、レジスト層１８が介在せず、発光素子層２０が陽極１９と陰極２１とに挟まれた発光領域５でのみＩＴＯ膜と陰極間で電界が発生して発光する。そして、この発光は全方位的であり、従来の構造のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置では、基板の面方向（図２（ｂ）の横方向）に伝搬する迷光はＴＦＴ３に入射してしまっていた。
【００４１】
しかしながら、本実施例の構造では、遮光体４の底部はＴＦＴ３形成前に配設される裏面シールド層１０と接するように形成されるため、遮光体４は基板法線方向において、裏面シールド層１０位置から配線層１６位置まで縦断的に具備され、基板９や絶縁膜１１、層間絶縁膜１５の内部で散乱、又は層界面で反射されて基板９の面方向に伝搬する迷光を完全に遮光することができ、ＴＦＴ３やコンデンサなどの受動素子からなる回路部に迷光が入射されることはなく、また、基板９で反射して裏面から入射する迷光も裏面シールド層１０で遮光されるため、ＴＦＴ３の誤動作及びコンデンサの電圧維持低下を防止することができる。
【００４２】
なお、本実施例では、発光領域５を囲むように遮光体４を形成したが、迷光が生じやすい部分のみに遮光体４を形成することもできる。また、遮光体４をＩＴＯ膜外周線６を跨ぐように形成したが、これは、露光の際のマージンを考慮して、遮光体４よりも外側にＩＴＯ膜外周線６がはみ出さず、かつ、発光領域５を極力広く形成するためであり、その位置関係は露光の精度等によって適宜設定することができる。
【００４３】
また、本実施例では、遮光体４はＴＦＴ３の各端子を配線する、例えばアルミニウムからなる配線層形成工程にて同時に形成されるため、遮光体４の形成によって工程が増加することはない。しかしながら、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、遮光体４を遮光性のある他の金属等で形成してもよく、また、遮光性を有する着色剤を含有した有機物で遮光してもよい。更に、遮光体４は図の下方が狭くなった形状となっているが、これはコンタクトホール形成時のエッチング条件により決定されるものであり、その断面形状は限定されるものではなく、幅が最も狭い部分が十分に遮光性を有する形状であれば良い。
【００４４】
［実施例２］
次に、本発明の第２の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置及びその製造方法について、図３を参照して説明する。図３は、第２の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の構造を示す図であり、（ａ）はＴＦＴ領域近傍の構造を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ′線における断面図である。なお、本実施例は遮光体４を発光領域５周囲ではなくＴＦＴ領域を囲むように設けることを特徴とするものであり、他の部分の構造に関しては前記した第１の実施例と同様である。
【００４５】
図３に示すように、本実施例のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、ロウ側の配線層１とカラム側の配線層２とで囲まれた各々の画素に、ＴＦＴ３やコンデンサ等の受動素子からなる回路部と有機ＥＬ素子７とが並設され、ＴＦＴ３のゲート電極１４はロウ側の配線層１に、ＴＦＴ３のソース／ドレイン端子の一方はカラム側の配線層２に、他方は有機ＥＬ素子７の陽極１９に接続されている。そして、ＴＦＴ３の全周を囲むように本実施例の特徴である遮光体４が立体的に形成されている。
【００４６】
上記構成のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明すると、前記した第１の実施例と同様に、まず、ガラス等からなる基板９の上に遮光性を有するＷＳｉ等をスパッタ法等により積層し、ＴＦＴ３下部の所定の領域に裏面シールド層１０を形成する。次に、ＣＶＤ法等を用いてシリコン酸化膜等の絶縁膜１１を積層した後、アモルファスシリコンを積層し、不純物ドーピング工程及びシリコンのポリシリ化のためのレーザアニール等を実施した後、エッチング工程を経て、所定のパターンのポリシリコン層１２を形成する。
【００４７】
次に、シリコン酸化膜等からなるゲート酸化膜１３とＷＳｉ等からなるゲート電極１４を形成し、不純物をドーピングして基板９上にＴＦＴ３を形成する。なお、図３ではＴＦＴ３が１つ形成された回路構成となっているが、要求される回路構成により複数のＴＦＴおよびコンデンサなどの受動素子を具備することもできるのは、前記した第１の実施例と同様である。
【００４８】
次に、ＣＶＤ法等を用いて、シリコン酸化膜等からなる層間絶縁膜１５を堆積した後、ＰＲ、エッチングにより所定の領域にコンタクトホールを形成する。ここで、前記した第１の実施例では、配線層１６と遮光体４とを同一工程にて形成したが、本実施例では、遮光体４がＴＦＴ３を囲むように形成されるため、遮光体４がＴＦＴ３のソース／ドレイン端子と接続される配線層１６と交差してしまう。そこで、この工程では遮光体４部分にのみコンタクトホールを形成する。そして、コンタクトホール形成後、Ａｌ等の遮光材料をスパッタ法等により形成し、所定のパターンにＰＲ、エッチングすることにより立体的な遮光体４を形成する。
【００４９】
ここで、コンタクトホールを層間絶縁膜１５及び絶縁膜１１を貫通するように形成し、遮光体４を裏面シールド層１０と当接させることにより、ＴＦＴ３の周囲及び底面が遮光材料によって覆われ、迷光を完全に遮断することができるが、配線層１６と交差する部分に遮光体４を形成しないように構成することもでき、その場合には、遮光効率は多少低下するが、遮光体４と配線層１６の形成を前記した第１の実施例と同様に同時に行うことができ、工程の簡略化を図ることができる。また、迷光の著しい部分のみに遮光体４を形成することも可能である。
【００５０】
次に、ＣＶＤ法等を用いて、シリコン酸化膜等からなる第２の層間絶縁膜１５ａを堆積した後、ＰＲ、エッチングによりＴＦＴ３のソース／ドレイン端子領域にコンタクトホールを形成し、Ａｌ等の配線材料をスパッタ法等により堆積し、所定のパターンにＰＲ、エッチングすることにより配線層１６を形成する。
【００５１】
次に、有機膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等からなる平坦化膜１７を堆積し、ＴＦＴ３のソース／ドレイン端子まで貫通するコンタクトホールを形成後、ＩＴＯ膜を堆積し、エッチングによって所定の領域にＩＴＯからなる陽極１９を形成する。ここで、ＩＴＯ膜を形成する領域は、図２（ａ）に示すように、裏面シールド層１０の開口部をカバーする領域となる。
【００５２】
次に、ＩＴＯのエッジ部をカバーして基板９を平坦化するために、ＩＴＯ膜外周線６内側にレジスト層１８を端部がテーパ状になるように形成する。そして、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層からなる発光素子層２０と、Ａｌ等からなる陰極２１を蒸着により形成することにより、本実施例の有機ＥＬ表示装置の画素部が形成される。なお、陽極１９、発光素子層２０及び陰極２１は、第１の実施例に示した他の部材、構造でも良い。
【００５３】
このようにして形成されたアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、遮光体４がＴＦＴ３やコンデンサなどの受動素子周囲を取り囲み、かつ、ポリシリコン層１２の側面を覆うように縦断的に形成されるため、基板９や絶縁膜１１、層間絶縁膜１５の内部で散乱、又は層界面で反射されて基板９の面方向に伝搬する迷光を完全に遮光することができる。また、前記した第１の実施例と異なり、ＴＦＴ３近傍以外の領域ではＩＴＯと遮光体４との位置関係が問題とならないため、設計の自由度を大きくすることができ、更に、第１の実施例よりも１画素あたりの画素発光領域面積比（一般に開口率という）を向上させることができる。
【００５４】
［実施例３］
次に、本発明の第３の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置及びその製造方法について、図４を参照して説明する。図４は、第３の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の構造を示す図であり、（ａ）はＴＦＴ領域近傍の構造域を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ′線における断面図である。なお、本実施例は有機ＥＬ素子７の陽極１９であるＩＴＯ層の内部を基板の面方向に伝搬する迷光を有効に遮光するための構造を提供するものであり、他の部分の構造に関しては前記した第１及び第２の実施例と同様である。
【００５５】
本実施例のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、ロウ側の配線層１とカラム側の配線層２とで囲まれた各々の画素に、ＴＦＴ３やコンデンサ等の受動素子からなる回路部と有機ＥＬ素子７とが並設され、ＴＦＴ３のゲート電極１４はロウ側の配線層１に、ＴＦＴ３のソース／ドレイン端子の一方はカラム側の配線層２に、他方は有機ＥＬ素子７の陽極１９に接続されている。そして、各画素の表示領域５外周の一部を除いて遮光体４が形成されている。
【００５６】
上記構成のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明すると、前記した第１及び第２の実施例と同様に、まず、ガラス等からなる基板９の上に遮光性を有するＷＳｉ等をスパッタ法等により積層し、ＴＦＴ３下部の所定の領域に裏面シールド層１０を形成し、ＣＶＤ法等を用いてシリコン酸化膜等の絶縁膜１１、アモルファスシリコンを積層し、不純物ドーピング工程及びシリコンのポリシリ化のためのレーザアニール等を施して、所定のパターンのポリシリコン層１２を形成する。
【００５７】
次に、シリコン酸化膜等からなるゲート酸化膜１３とＷＳｉ等からなるゲート電極１４を形成し、不純物ドーピングを実施することにより基板９上にＴＦＴ３を形成する。なお、図４ではＴＦＴ３が１つ形成された回路構成となっているが、要求される回路構成により複数のＴＦＴおよびコンデンサなどの受動素子を具備することもできるのは前記した第１及び第２の実施例と同様である。
【００５８】
次に、本実施例では、有機ＥＬ素子７の陽極１９となるＩＴＯを堆積した後、図４（ａ）に示すように、その端部が部分的にポリシリコン層１２に接するようにＩＴＯをエッチングして陽極１９を形成する。
【００５９】
その後、ＣＶＤ法等を用いて、シリコン酸化膜等からなる層間絶縁膜１５を堆積した後、ＰＲ、エッチングにより発光領域５の層間絶縁膜１５を除去し、ＴＦＴ３のソース／ドレイン端子部分と遮光体４形成部分にコンタクトホールを形成する。そして、Ａｌ等の配線材料をスパッタ法等により形成し、所定のパターンにＰＲ、エッチングすることにより配線層１６と立体的な遮光体４とを同時に形成する。
【００６０】
次に、ＩＴＯのエッジ部をカバーして基板９を平坦化するために、ＩＴＯ膜外周線６内側にレジスト層１８を端部がテーパ状になるように形成する。そして、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層からなる発光素子層２０と、Ａｌ等からなる陰極２１を蒸着により形成することにより、本実施例の有機ＥＬ表示装置の画素部が形成される。なお、陽極１９、発光素子層２０及び陰極２１は、第１の実施例に示した他の部材、構造でも良い。
【００６１】
このようにして形成されたアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、遮光体４が発光領域５を囲むように形成されるため、前記した第１及び第２の実施例と同様に、基板９や絶縁膜１１、層間絶縁膜１５の内部で散乱、又は層界面で反射されて基板９の面方向に伝搬する迷光を完全に遮光することができる。更に、本実施例の構造では、図４（ｂ）に示すように、ＩＴＯを形成する層にも遮光体４が形成されるため、屈折率の大きいＩＴＯ層内部を伝搬する迷光に対しても遮光効果を発揮することができる。また、遮光体４を裏面シールド層１０側が先細となるように形成することにより、迷光が遮光体４の傾斜した側面で反射されて発光領域５の下部方向に入射するため、実効的に発光効率を向上させることができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置によれば、有機ＥＬ発光素子から放出され、基板や絶縁膜等で散乱された迷光や、屈折率の大きい基板やＩＴＯで反射される迷光を遮光体で遮ることができ、ＴＦＴへの迷光の入射を防止してＴＦＴの誤動作を防止し、画素不良表示のないコントラストの良好な画像を得ることができる。
【００６３】
その理由は、本発明のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置では、裏面シールド層からＴＦＴ形成層又は配線層まで縦断する遮光体を立体的に形成し、かつ、この遮光体を発光領域周囲又はＴＦＴ周囲を取り囲むように形成することにより、基板法線方向と角度成分を持つ迷光や、基板面方向に伝達する迷光の侵入を防止することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の構造を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の一部分を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は図１のＡ−Ａ′線における断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の一部分を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ′線における断面図である。
【図４】本発明の第３の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の一部分を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ′線における断面図である。
【図５】従来のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ′線における断面図である。
【図６】従来の液晶表示装置の構造を示す断面図である。
【図７】従来の液晶表示装置の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ロウ側配線層
２  カラム側配線層
３  薄膜トランジスタ
４  遮光体
４ａ  遮光体形成領域
５  発光領域
６  ＩＴＯ膜外周線
７  有機ＥＬ素子
８  遮光体と裏面シールド層との接続部
９  基板
１０  裏面シールド層
１１  絶縁膜
１２  ポリシリコン層
１３  ゲート酸化膜
１４  ゲート電極
１５  層間絶縁膜
１５ａ  第２層間絶縁膜
１６  配線層
１６ａ  接続端子
１７  平坦化膜
１８  レジスト膜
１９  陽極（ＩＴＯ）
２０  発光素子層
２１  陰極
２２  透明電極
２３  ゲート信号線
２４  ドレイン信号線
２５  平坦化絶縁膜
２６ａ  下部遮光膜
２６ｂ  上部遮光膜
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ  層間絶縁膜
２８  金属電極
【図１】
0003695308.tif 000002
【図２】
0003695308.tif 000003
【図３】
0003695308.tif 000004
【図４】
0003695308.tif 000005
【図５】
0003695308.tif 000006
【図６】
0003695308.tif 000007
【図７】
0003695308.tif 000008