(57)【要約】  ＴＦＴ（２０）を含む駆動回路が形成された表面を有する基板（１０）と、駆動回路を覆うことによって基板（１０）の表面を平坦化する平坦化膜（３０）と、平坦化膜（３０）の表面上に形成され、駆動回路と接続された第１電極（４１）、第１電極（４１）の上に形成された有機発光層（４３）、及び有機発光層（４３）の上に形成された第２電極（４４）を有する有機発光素子（４０）と、を備えている。そして、平坦化膜（３０）は、ＴＦＴ（２０）の上に積層された無機絶縁膜（３１）及び有機絶縁膜（３２）の２層構造からなり、かつ、コンタクト孔（３０ａ）の内部にチタン層（４１１）及び銅層（４１２）を含む導体層（４１０）が埋め込まれると共に、導体層（４１０）と電気的に接続して第１電極（４１）が形成されている。
2019186807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜トランジスタを含む駆動回路が形成された表面を有する基板と、
前記駆動回路を覆うことによって前記基板の前記表面を平坦化する平坦化膜と、
前記平坦化膜の表面上に形成され、前記駆動回路と接続された第１電極、前記第１電極の上に形成された有機発光層、及び前記有機発光層の上に形成された第２電極を有する有機発光素子と、
を備え、
前記平坦化膜は、前記薄膜トランジスタの上に積層された無機絶縁膜及び有機絶縁膜の２層構造からなり、かつ、
前記駆動回路と前記第１電極との接続が前記平坦化膜に形成されたコンタクト孔の内部に埋め込まれた導体層を介して行われ、かつ、前記導体層がチタン層及び銅層を含み、前記導体層と電気的に接続して前記第１電極が形成されている、有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記有機絶縁膜が、感光性樹脂である、請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記平坦化膜の表面が、研磨によって算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下に形成されている、請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記コンタクト孔の内部に埋め込まれた前記導体層の表面が、研磨によって算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下に形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記第１電極がＡｇ又はＡＰＣとＩＴＯを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
前記第１電極が、前記コンタクト孔内に埋め込まれた前記導体層の上に形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】
前記第１電極のＡｇ又はＡＰＣが前記コンタクト孔の内部に埋め込まれた前記Ｔｉ層又はＣｕ層と接続され、前記ＩＴＯ層が前記有機発光層との界面に形成されている、請求項５に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項８】
基板の上に、薄膜トランジスタを含む駆動回路を形成する工程と、
前記駆動回路の表面に無機絶縁膜と有機絶縁膜を含む平坦化膜を形成した後、前記平坦化膜に前記薄膜トランジスタの一部を露出させるコンタクト孔を形成する工程と、
前記コンタクト孔の内面及び前記有機絶縁膜の表面にチタン層及び銅層からなる導体層を形成する工程と、
前記有機絶縁膜の表面上の前記導体層を研磨によって除去し、さらに前記有機絶縁膜の表面をＣＭＰ研磨することによって平坦化する工程と、
前記有機絶縁膜の表面に前記コンタクト孔の内部に形成された前記導体層と接続されるように第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に有機発光層を形成する工程と、
前記有機発光層の上に第２電極を形成する工程と、
を含む有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１電極の形成工程において、Ａｇ膜又はＡＰＣ膜を成膜した後、ＩＴＯ膜を成膜してからパターニングする、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記研磨を、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、シリカ（ＳｉＯ2）又はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の微粒子からなる研磨剤を用いて行う、請求項７又は８に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大型のテレビジョン、携帯機器などで、有機ＥＬ表示装置が採用される傾向にある。有機ＥＬ表示装置は、絶縁基板の上に、各画素の領域にスイッチング素子、駆動素子などの能動素子としての薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴともいう）を用いた駆動回路が形成され、その上に各画素の有機発光素子がＴＦＴと接続するように形成されることによって構成されている。有機ＥＬ表示装置としては、発光素子の上面を表示面とするトップエミッション型と、絶縁基板の裏面を表示面とするボトムエミッション型とがあり、トップエミッション型では、有機発光素子の表示領域によらず、その下方に前述の駆動回路が形成される。一方、ボトムエミッション型では、表示領域の周縁部に駆動回路が形成される。そのため、駆動回路を形成するスペースが少ない携帯機器などの小型の有機ＥＬ表示装置では、トップエミッション型、すなわち、表示領域のほぼ全面の下方にＴＦＴなどの駆動回路が形成されるような構成が多用される。一方、ボトムエミッション型では、画素間のスペースに多少余裕のある大型のテレビジョンなどに適している。【０００３】
ＴＦＴなどによって駆動回路が形成されるとその表面が凸凹になる。その上に有機発光素子が形成されるので、駆動回路の上を、樹脂材料などで被覆することによって平坦化膜を形成している。そうすることによって、表面の平坦化が行われている。この平坦化膜は、従来、ＴＦＴが形成された後に、バリア層とする無機絶縁膜が形成され、前述の有機発光素子とＴＦＴとを接続するコンタクト孔をフォトリソグラフィ工程によって形成し、その上に感光性の有機絶縁膜を成膜して、フォトリソグラフィ工程と、ウェット現像によるコンタクト孔の形成によって得られていた。このように有機絶縁膜を形成することによって、ＴＦＴなどの形成による表面の凸凹が平坦化されている。【０００４】
特許文献１には、アクティブマトリクス型表示装置のピクセルごとのスイッチング素子などに好適な、小さな専有面積と優れたトランジスタ特性とを両立したＴＦＴ及びその製造方法が開示されている。これは、同一構成のＴＦＴをＣＭＰ処理によって表面の凹凸を２０ｎｍ以下とされた層間絶縁膜を介して、垂直に複数層のＴＦＴを一体的に形成するものである。すなわち、微細なＴＦＴを形成する際に、浅い焦点深度に対応するために層間絶縁膜の表面の平坦度を２０ｎｍ以下にするもので、ＴＦＴの上に有機発光素子を形成するための平坦化ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１１１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、有機ＥＬ表示装置を視認する場合、画素によって、色ムラが生じたり、輝度ムラが発生したりして視認特性が低下する場合がある。本発明者は、この色ムラ又は輝度ムラが生じる原因について鋭意検討を重ねて調べた結果、駆動回路と有機発光素子の第１電極との間の電気的接続が十分でなく、接触（接続）抵抗が増大して電流が十分に流れない場合が生じること、及び有機発光層の表面の平坦性の欠如、に起因していることを見出した。【０００７】
表示装置の表示画面で、たとえ、不点灯領域、常時点灯領域又は輝線といった明確な表示上の欠陥が無くても、前述したような輝度ムラ及び／又は色ムラに起因する表示ムラが生じると、表示品位が低下するという問題がある。【０００８】
さらに、有機発光層の表面に反射率の大きい層を設けてマイクロキャビティにすることによって発光出力を高めることも行われるが、前述した平坦度の低下があり、有機発光層の表面に凹凸があると、反射層にも凹凸が形成され、乱反射して完全な共振器とすることができず、出力の増大を得ることができなくなるという問題もある。【０００９】
一方、微細なＴＦＴを製造するための平坦性を必要とするものではないので、前述した特許文献１に記載されているような表面平坦度が２０ｎｍ以下という厳しい平坦度でなくても、有機発光層で発光する光が、ほぼ正面を中心に発光する程度に平坦になっていればよい。【００１０】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、有機ＥＬ表示装置の色ムラ及び／又は輝度ムラを抑制することで表示品位を向上させた有機ＥＬ表示装置及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】
【００１１】
本発明の一実施形態の有機ＥＬ表示装置は、薄膜トランジスタを含む駆動回路が形成された表面を有する基板と、前記駆動回路を覆うことによって前記基板の前記表面を平坦化する平坦化膜と、前記平坦化膜の表面上に形成され、前記駆動回路と接続された第１電極、前記第１電極の上に形成された有機発光層、及び前記有機発光層の上に形成された第２電極を有する有機発光素子と、を備え、前記平坦化膜は、前記薄膜トランジスタの上に積層された無機絶縁膜及び有機絶縁膜の２層構造からなり、かつ、前記コンタクト孔の内部にチタン層及び銅層を含む導体層が埋め込まれると共に、前記導体層と電気的に接続して前記第１電極が形成されている。【００１２】
本発明の他の実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、基板の上に、薄膜トランジスタを含む駆動回路を形成する工程と、前記駆動回路の表面に無機絶縁膜と有機絶縁膜とを含む平坦化膜を形成した後、前記薄膜トランジスタの一部を露出させるコンタクト孔を前記平坦化膜に形成する工程と、前記コンタクト孔の内面及び前記有機絶縁膜の表面にチタン層及び銅層からなる導体層を形成する工程と、前記有機絶縁膜の表面上の前記導体層を研磨によって除去し、さらに前記有機絶縁膜の表面をＣＭＰ研磨することによって平坦化する工程と、前記有機絶縁膜の表面に前記コンタクト孔の内部に形成された前記導体層と接続されるように第１電極を形成する工程と、前記第１電極の上に有機発光層を形成する工程と、前記有機発光層の上に第２電極を形成する工程と、を含んでいる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の実施形態によれば、駆動回路と有機発光素子との電気的接続が画素によらず確実に行われると共に、低抵抗で接続されるので、各画素が均一に高輝度で発光する。さらに、平坦化膜の表面が平坦にされてその表面に有機発光素子の第１電極がスパッタリングなどによって形成されているので、有機発光層の表面も平坦で、微視的に見ても発光面の凹凸による傾斜面はなく発光中心の光は表示画面に向かって発光する。そのため、輝度ムラ及び／又は色ムラなどが抑制され、有機ＥＬ表示装置の表示品位を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態の有機ＥＬ表示装置の断面図である。
【図２Ａ】図１の実施例１の有機ＥＬ表示装置の製造工程を示すフローチャートである。
【図２Ｂ】図２Ａの工程をさらに詳細に説明するフローチャートである。
【図３Ａ】図１の実施例１の有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図３Ｂ】図１の実施例１の有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図３Ｃ】図１の実施例１の有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図３Ｄ】図１の実施例１の有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図３Ｅ】図１の実施例１の有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図３Ｆ】図１の実施例１の有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図３Ｇ】図１の実施例１の有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図４Ａ】図１の実施例２の有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図４Ｂ】図１の実施例２の有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、図面を参照しながら本発明の一実施形態である有機ＥＬ表示装置が説明される。図１に一実施形態の有機ＥＬ表示装置の一画素分（厳密には、一画素中の赤、緑、青のサブ画素であるが、本明細書では、これらのサブ画素も含めて一画素ということもある）の概略の断面図が示されている。
【００１６】
本発明の一実施形態の有機ＥＬ表示装置は、図１にその断面の説明図が示されるように、ＴＦＴ２０を含む駆動回路が形成された表面を有する基板１０と、駆動回路を覆うことによって基板１０の表面を平坦化する平坦化膜３０と、平坦化膜３０の表面上に形成され、駆動回路と接続された第１電極４１、第１電極４１の上に形成された有機発光層４３、及び有機発光層４３の上に形成された第２電極４４を有する有機発光素子４０と、を備えている。そして、平坦化膜３０は、ＴＦＴ２０の上に積層された無機絶縁膜３１及び有機絶縁膜３２の２層構造からなり、かつ、コンタクト孔３０ａの内部にチタン（以下、Ｔｉともいう）層４１１及び銅（以下、Ｃｕともいう）層４１２を含む導体層４１０が埋め込まれると共に、導体層４１０と電気的に接続して第１電極４１が形成されている。
【００１７】
すなわち、本実施形態の有機ＥＬ表示装置では、ＴＦＴ２０のソース電極２５と接続するためのコンタクト孔３０ａ内に埋め込まれる導体層４１０がＴｉ層４１１とそのＴｉ層４１１を通電層として電気めっきによって形成された銅層４１２とで形成され、その導体層４１０に接続して有機発光素子４０の第１電極４１が形成されていることに特徴がある。Ｔｉ層は、例えばスパッタリングなどによって形成されているので、少々段差や凸凹があっても、コンタクト孔３０ａの内面に付着する。そのため、そのＴｉ層４１１に電流を流すことによって、電気めっきがなされれば、その表面の全面に銅が析出する。その結果、小さなコンタクト孔であっても、その表面の全体及びコンタクト孔３０ａの内部の全体にも銅が析出し、コンタクト孔３０ａ内は銅によって埋め込まれる。その結果、コンタクト孔３０ａに段差などがあっても、また、コンタクト孔３０ａの内部に金属膜が形成されてコンタクト孔３０ａが小さくなっても、その内部全面に隙間なく銅が埋め込まれる。しかも、銅は電気抵抗が小さいので、ＴＦＴ２０と第１電極４１とは、非常に優れた導体層４１０を介して接続されることになる。
【００１８】
前述したように、本発明者は、有機ＥＬ表示装置の色ムラ及び／又は輝度ムラが生じる原因について鋭意検討を重ねて調べた結果、駆動回路のＴＦＴ２０と有機発光素子４０の第１電極４１とを接続するコンタクト孔３０ａの内部の導体層４１０が低抵抗に形成されていないこと、及び導体層４１０と第１電極４１とが低抵抗で接続されていないこと、さらに有機発光素子４０の有機発光層４３の面に凹凸があり、微視的には、有機発光層４３の表面が傾いて完全な平坦ではなく、微視的にみると傾いている部分があり、傾いていると、有機発光層４３の表面の法線方向が表示面の法線方向に対して傾いていることに起因していることを見出した。すなわち、接続部分に抵抗があると、電流の損失が生じて輝度が低下すること、及び発光面に傾いている面があると、表示面と垂直方向から視認する場合、発光光が斜め方向に進む画素の光は認識し難くなり、輝度の低下又は混色の色が変化することになる。すなわち、発光する光は、その法線方向に最も輝度が大きく法線方向から傾くにつれてその輝度は低下する。スマートフォンなどの小型の表示装置では、このサブ画素の大きさは、一辺が数十μｍ程度と非常に小さい。そのため、僅かな凹凸があっても有機発光層４３の表面に凸凹のあるサブ画素では、正面に対する発光が非常に弱くなる。
【００１９】
従来は、このような色ムラ及び／又は輝度ムラの対策としては、表示パネルの表示領域内及び／又は外縁に補償用のＴＦＴを作り込んでおいて、製品になった後の検査で色ムラ及び／又は輝度ムラがある画素の輝度を回路によって調整することが行われている。そのため、駆動回路が複雑になるという問題もある。
【００２０】
さらに、詳述すると、従来のＴＦＴ２０と第１電極４１とは、平坦化膜に形成されたコンタクト孔内にＩＴＯ膜と銀（以下、Ａｇともいう）などをスパッタリング又は真空蒸着などによって埋め込むことで接続されていた。しかし、このコンタクト孔は、直径が、例えば５μｍ程度と小さい。しかも、平坦化膜は、無機絶縁膜と有機絶縁膜の少なくとも２層構造で形成されており、２層を同時にエッチングしても無機絶縁膜と有機絶縁膜とでエッチングレートが異なるため、その界面で段差又はアンダーカットが生じやすい。有機絶縁膜に感光性樹脂を用いて、無機絶縁膜のコンタクト孔と有機絶縁膜のコンタクト孔を別々に形成しても、コンタクト孔のパターンが全く一致することは難しく、段差が生じやすい。このコンタクト孔にはＩＴＯとＡｇ又はＡＰＣなどがスパッタリング又は真空蒸着などによって埋め込まれると、孔が小さくなるにつれてコンタクト孔内に金属が入り難くなる。その結果、空隙も多くなり、ＴＦＴのソース電極と有機発光素子の第１電極などとの間の電気抵抗が増大する場合があることを本発明者は見出した。このような電気抵抗が増大した画素の輝度は低下し、輝度ムラになることを本発明者は見出した。
【００２１】
また、有機発光素子は、前述のように、駆動回路が形成されたＴＦＴなどの上に、表面を平坦にする平坦化膜の上に形成される。この有機絶縁膜の表面は、一応平坦になっており、従来は、これで問題はないと考えられていた。しかし、本発明者が鋭意検討を重ねて調べた結果、有機絶縁膜表面は、非感光性の樹脂を用いても、算術平均粗さＲａで、１００〜３００ｎｍ程度あり、従来一般的に用いられている感光性樹脂では、これよりもさらに凹凸が生じていることが分り、この表面に有機発光素子の電極及び有機発光層を形成すると、有機発光層の表面も同程度の表面粗さになっていた。有機発光層の表面に凸凹が生じると、微視的に見た光の進む向きは区々になる。そのため、正面から表示画面を見ると、斜め方向に進む光は視認され難くなり、色ムラ及び／又は輝度ムラになることを見出した。
【００２２】
そこで、本発明者は、コンタクト孔３０ａ内に埋め込む導体層４１０をスパッタリングなどによって形成されるＴｉ層４１１と、このＴｉ層４１１をシード層として電気めっきによって形成されるＣｕ層４１２とで形成することによって、コンタクト孔３０ａ内に完全に導体を埋め込むことができ、低抵抗にすることができることを見出した。すなわち、Ｔｉ層４１１がコンタクト孔３０ａ内にスパッタリングなどによって形成されても、コンタクト孔３０ａ内に金属膜が形成される初期の段階であるため、コンタクト孔３０ａも大きく均一に形成され、その後は、電気めっきによるＣｕ層であるため、コンタクト孔３０ａが小さくなってもめっき液が浸み込みやすく、全面に均一にＣｕ層４１２も形成される。なお、Ｔｉ層４１１は、ＣｕがＴＦＴ２０に侵入するのを防止する機能を有している。
【００２３】
このＴｉ層４１１の形成は、スパッタリングなどによって形成されるため、コンタクト孔３０ａの内部のみならず、有機絶縁膜３２の上にも全面に形成される。そのため、有機絶縁膜３２の表面の導体層４１０は除去される必要がある。しかし、Ｃｕ層４１２は化学的に安定しているため、エッチングをし難い。一方、前述したように、この有機絶縁膜３２の表面の平坦度も輝度ムラなどの表示ムラの原因になっていることを本発明者は見出した。そのため、この有機絶縁膜３２の上に形成された銅層４１２を研磨によって除去し、さらに、銅層４１２及びＴｉ層４１１の研磨によって露出する有機絶縁膜３２も研磨する。その際、前述したように微細な凹凸のある表面を表面粗さが算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下となるように研磨することによって、前述した表面粗さによる色ムラ及び／又は輝度ムラを抑制することができる。換言すると、本実施形態では、コンタクト孔３０ａの内部に埋め込む金属がＴｉ層４１１と銅層４１２で形成され、さらに好ましくは、平坦化膜３０の表面が研磨され、算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下に形成されていることに特徴がある。
【００２４】
表面粗さは、小さいほど好ましいが、前述した特許文献１に示されるように、２０ｎｍ以下という平坦度にする必要はなく、算術平均粗さＲａで２０ｎｍ以上であっても、接続抵抗が安定して十分に小さければ、色ムラ又は輝度ムラが殆ど現れないことを見出した。すなわち、表面粗さは小さいほど好ましいので下限は設定されないが、表面粗さを小さくするには、研磨作業が大変になるので、２０ｎｍ以上で、５０ｎｍ以下の表面粗さにすることが好ましい。
【００２５】
（有機ＥＬ表示装置の構造）
次に、図１に示される有機ＥＬ表示装置について具体的に説明がされる。
【００２６】
基板１０は、基板面を表示面として表示画像を視認するボトムエミッション型の場合には、有機発光層４３で発光した光を透過させる必要があり、透光性の材料で、絶縁性の基板が用いられる。具体的には、ガラス基板又は、ポリイミドなどの樹脂フィルムが用いられる。樹脂フィルムが用いられることによって、有機ＥＬ表示装置を可撓性にすることができ、曲面などに貼り付けることも可能になる。
【００２７】
基板１０がガラス基板の場合は必要ないが、基板１０がポリイミドのような樹脂フィルムの場合には、表面が結晶性でなく、半導体層などと反応しやすいため、ベースコート層１１が形成される。ベースコート層１１としては、例えばプラズマＣＶＤ法によってＳｉＯ2を５００ｎｍ厚／ＳｉＮxを５０ｎｍ厚／ＳｉＯ2を２５０ｎｍ厚程度の積層体が形成される。
【００２８】
ベースコート層１１の上にＴＦＴ２０を含む駆動回路が形成されている。図１では、陰極配線２７のみが示されているが、その他のゲート配線及び信号配線なども同様に形成されている。そして、その上にＴＦＴ２０が形成されている。図１では、発光素子４０を駆動するＴＦＴ２０のみが示されているが、その他のスイッチングＴＦＴなど、他のＴＦＴも同様に形成されている。この駆動回路は、有機ＥＬ表示装置が基板１０と反対面を表示面とするトップエミッション型の場合は、有機発光素子４０の発光領域の下方の全面に亘って形成され得る。しかし、基板１０側を表示面とするボトムエミッション型では、有機発光素子４０の発光領域の下方にＴＦＴなどを形成することはできない。そのため、ＴＦＴなどは発光領域と平面的に重なる部分の周縁部に形成される必要がある。この場合、周縁部のＴＦＴ又は配線が形成される部分と発光領域の下のＴＦＴなどが形成されない部分との境界部に傾斜面ができるため、発光領域の周縁部で凹凸ができ、表示品位を低下させる原因になる。従って、ボトムエミッション型でも、同様の平坦度が求められる。なお、キャパシタも各画素に形成されるが、広い面積で厚さは薄く発光領域の下に形成されても殆ど微細な凸凹の原因にはならない。
【００２９】
ＴＦＴ２０は、ソース２１ｓ、チャネル２１ｃ、及びドレイン２１ｄを有する半導体層２１と、ゲート絶縁膜２２とゲート電極２３と層間絶縁膜２４とソース電極２５とドレイン電極２６とで形成されている。ゲート絶縁膜２２は、５０ｎｍ厚程度のＳｉＯ2などからなり、ゲート電極２３は、２５０ｎｍ厚程度のＭｏなどの成膜後のパターニングなどによって形成されている。その上には３００ｎｍ厚程度のＳｉＯ2膜と３００ｎｍ厚程度のＳｉＮx膜からなる層間絶縁膜２４が形成され、ソース２１ｓ及びドレイン２１ｄと接続するようにソース電極２５及びドレイン電極２６が形成されることによってＴＦＴ２０を含む駆動回路が形成されている。なお、層間絶縁膜２４が形成される前に、ソース２１ｓ及びドレイン２１ｄの電極接続部、及び陰極配線２７には、ボロンがドーピングされてｐ+化され、アニールによって活性化されている。さらに具体的な構造に関しては、後述される製造方法の具体例で説明される。なお、図１に示される例では、ゲート電極２３が半導体層２１の基板１０と反対側に形成されるトップゲートの構造であるが、基板１０上にゲート電極２３が形成されるボトムゲートの構造でも同様である。
【００３０】
このＴＦＴ２０を含む駆動回路の表面にバリア層としての２００ｎｍ厚程度のＳｉＮxなどからなる無機絶縁膜３１と、例えばポリイミド又はアクリル樹脂からなる有機絶縁膜３２を２μｍ程度成膜した平坦化膜３０が形成されている。この平坦化膜３０にコンタクト孔３０ａが形成され、その中に導体層４１０が形成されている。このコンタクト孔３０ａは無機絶縁膜３１と有機絶縁膜３２を一括して形成されてもよいし、後述されるように、無機絶縁膜３１に第１コンタクト孔３０ａ１を形成した後に感光性の有機絶縁膜３２を形成してから露光、現像によって第２コンタクト孔３０ａ２が重なるように形成され、コンタクト孔３０ａとされてもよい。
【００３１】
導体層４１０は、２５〜１００ｎｍ厚程度のＴｉ層４１１と、１０００〜２０００ｎｍ厚程度のＣｕ層４１２とで形成されている。Ｔｉ層４１１は、スパッタリングなどで全面に形成されているので、コンタクト孔３０ａ内に段差があっても隙間なく形成される。Ｃｕ層は、Ｔｉ層４１１を電流供給層（シード層）として電気めっきされることによって、形成されている。従って、コンタクト孔３０ａ内に段差があっても、切れ目なく連続して低抵抗の導体層４１０になる。有機絶縁膜３２の上に形成された導体層４１０はＣＭＰなどの研磨によって除去され、さらに有機絶縁膜３２の表面も研磨されている。その研磨は、算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下の平坦度にされていることが好ましい。
【００３２】
この平坦にされた平坦化膜３０の表面にＡｇ層４１３又はＡＰＣ（Ａｇ-Ｐｄ-Ｃｕ合金）層がスパッタリングなどによって１００ｎｍ程度の厚さに成膜され、さらにその表面にＩＴＯ層４１４が成膜された後に、フォトリソグラフィ工程によってパターニングされることによって有機発光素子４０用の第１電極４１が形成されている。この第１電極４１は、コンタクト孔３０ａの形成されていない平坦化膜３０の上に形成することには制約されない。すなわち、通常コンタクト孔３０ａ上の導体層４１０にはコンタクト孔３０ａの窪みによる凹みができるが、前述した研磨によって、その凹みの部分も研磨されて平坦になる。そのため、このコンタクト孔３０ａの埋め込まれた導体層４１０の上に第１電極４１が形成されても、第１電極４１の表面の平坦性は、有機絶縁膜３２の研磨された表面の平坦性を維持する。その結果、このコンタクト孔３０ａが有機発光素子４０の発光領域の下に形成されても何ら問題は無い。むしろこのコンタクト孔３０ａ内に埋め込まれた導体層４１０上に第１電極４１が形成され、さらに有機発光素子４０が形成されることによって、第１電極４１と導体層４１０との間の電気抵抗は小さくなると共に、画素を構成する有機発光素子４０、及び駆動回路のＴＦＴ２０の配置の自由度が向上し、より画素サイズ及び画素ピッチを小さくすることができ、かつ、表示品位が良好で高精細な有機ＥＬ表示装置が得られるという効果を奏する。
【００３３】
このＡｇ又はＡＰＣは、導体層４１０のＣｕとは非常に馴染みがよく良好に接合される。しかも、Ａｇなどは光反射性が大きいため、有機発光素子４０で発光した光を基板１０と反対面に反射させるので、トップエミッション型として輝度の大きい表示装置にし得る。また、Ａｇ又はＡＰＣの表面に形成されたＩＴＯは、透光性で仕事関数が５ｅＶ程度の材料で、有機発光層４３との関係で正孔の注入性を向上させる。なお、第１電極（陽極）４１は、ボトムエミッション型の場合には、ＩＴＯ膜が３００ｎｍ〜１μｍ程度の厚さに形成される。その第１電極４１の周縁部に各画素を区画すると共に、陽極と陰極の絶縁を図るための絶縁材料からなる絶縁バンク４２が形成されており、その絶縁バンク４２によって囲まれる第１電極４１の上に有機発光層４３が積層されている。
【００３４】
有機発光層４３は、絶縁バンク４２に囲まれて露出する第１電極４１の上に積層される。この有機発光層４３は、図１などでは一層で示されているが、種々の材料が積層されて複数層で形成される。また、この有機発光層４３は水分に弱く全面に形成してからパターニングをすることができないため、蒸着マスクを用いて、蒸発又は昇華させた有機材料を選択的に必要な部分のみに蒸着することによって形成される。又は印刷によって有機発光層４３が形成されてもよい。
【００３５】
具体的には、例えば第１電極（陽極電極）４１に接する層として、正孔の注入性を向上させるイオン化エネルギーの整合性の良い材料からなる正孔注入層が設けられる場合がある。この正孔注入層上に、正孔の安定な輸送を向上させると共に、発光層への電子の閉じ込め（エネルギー障壁）が可能な正孔輸送層が、例えばアミン系材料により形成される。さらに、その上に発光波長に応じて選択される発光層が、例えば赤色、緑色に対してはＡｌｑ3に赤色又は緑色の有機物蛍光材料がドーピングされて形成される。また、青色系の材料としては、ＤＳＡ系の有機材料が用いられる。一方、図示しないカラーフィルタで着色される場合には、発光層は全てドーピングすることなく同じ材料で形成され得る。発光層の上には、さらに電子の注入性を向上させると共に、電子を安定に輸送する電子輸送層が、Ａｌｑ3などにより形成される。これらの各層がそれぞれ数十ｎｍ程度ずつ積層されることにより有機発光層４３の積層膜が形成されている。なお、この有機発光層４３と第２電極４４との間にＬｉＦやＬｉｑなどの電子の注入性を向上させる電子注入層が設けられることもある。これは有機層ではないが、本明細書では、有機層によって発光させるものとして、有機発光層４３内に含めている。
【００３６】
前述したように、有機発光層４３の積層膜のうち、発光層は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に応じた材料の有機材料が堆積されないで、カラーフィルタによってカラーの表示装置にされてもよい。すなわち、発光層が同じ有機材料で形成され、図示しないカラーフィルタにより発光色が特定されてもよい。また、正孔輸送層、電子輸送層などは、発光性能を重視すれば、発光層に適した材料で別々に堆積されることが好ましい。しかし、材料コストの面を勘案して、Ｒ、Ｇ、Ｂの２色又は３色に共通して同じ材料で積層される場合もある。
【００３７】
ＬｉＦ層などの電子注入層などを含む全ての有機発光層４３の積層膜が形成された後に、その表面に第２電極４４が形成されている。具体的には、第２電極（例えば陰極）４４が有機発光層４３の上に形成される。この第２電極（陰極）４４は、全画素に亘って、共通で連続して形成されている。この陰極４４は、平坦化膜３０に形成された第２コンタクト４５及びＴＦＴ２０の絶縁膜２２、２４に形成された第１コンタクト２８を介して、陰極配線２７に接続されている。第２電極４４は透光性の材料、例えば、薄膜のＭｇ-Ａｇ共晶膜により形成され、水分で腐食しやすいので、その表面に設けられる被覆層４６によって被覆されている。陰極材料は仕事関数の小さい材料が好ましく、アルカリ金属又はアルカリ土類金属などが用いられ得る。Ｍｇは仕事関数が３.６ｅＶと小さいので好ましいが、活性で安定しないので、仕事関数が４.２５ｅＶのＡｇが１０質量％程度の割合で共蒸着されている。Ａｌも仕事関数は４.２５ｅＶ程度と小さく、下地にＬｉＦが用いられることによって陰極材料として十分に使用し得る。そのため、ボトムエミッション型では、この第２電極４４にＡｌを厚く形成し得る。
【００３８】
被覆層（ＴＦＥ：Thin Film Encapsulation）４６は、例えばＳｉＮx、ＳｉＯ2などの無機絶縁膜からなり、一層、又は二層以上の積層膜によって形成され得る。例えば一層の厚さが０.１μｍから０.５μｍ程度で、好ましくは二層程度の積層膜で形成される。この被覆層４６は、異なる材料で多層に形成されるのが好ましい。被覆層４６は、複数層で形成されることによって、ピンホールなどができても、複数層でピンホールが完全に一致することは殆ど無く、外気から完全に遮断する。前述のように、この被覆層４６は、有機発光層４３及び第２電極４４を完全に被覆するように形成される。なお、二層の無機絶縁膜の界面に更に有機絶縁膜が形成されていてもよい。
【００３９】
（有機ＥＬ表示装置の製造方法）
実施例１
次に、図１に示される有機ＥＬ表示装置の製造方法が、図２Ａ〜２Ｂのフローチャート及び図３Ａ〜３Ｇの製造工程の図を参照しながら説明される。
【００４０】
まず、図３Ａに示されるように、基板１０の上に、ＴＦＴ２０を含む駆動回路が形成される（図２ＡのＳ１）。具体的には、図２Ｂにフローチャートが示されるように、基板１０の上にベースコート層１１が形成される（Ｓ１１）。ベースコート層１１は、例えばプラズマＣＶＤ法によって、ＳｉＯ2層を５００ｎｍ程度の厚さに形成し、その上にＳｉＮx層を５０ｎｍ程度の厚さに形成することによって下層を積層し、さらにその上層としてＳｉＯ2層を２５０ｎｍ程度の厚さに積層することによって形成される。
【００４１】
その後、ベースコート層１１の上に、例えば減圧プラズマＣＶＤ法によってアモルファスシリコン（ａ-Ｓｉ）層からなる半導体層２１が形成される（Ｓ１２）。その後、例えば窒素雰囲気化、４５０℃程度で４５分間程度のアニール処理行うことによって、ポリシリコン化（ＬＴＰＳ：Low Temperature Poly Silicon）が行われる（Ｓ１３）。
【００４２】
次に、フォトリソグラフィ工程によって、レジストマスクが形成され、ドライエッチングなどによって半導体層２１がパターニングされ、ＴＦＴ２０となる部分の半導体層２１と陰極配線２７などの配線が形成される（Ｓ１４）。その後にゲート絶縁膜２２が成膜される（Ｓ１５）。ゲート絶縁膜２２は、プラズマＣＶＤ法によって、ＳｉＯ2を５０ｎｍ程度成膜することで形成される。
【００４３】
その後、例えば減圧プラズマＣＶＤ法によって、モリブデン（Ｍｏ）などの金属膜が２５０ｎｍ程度の厚さに成膜され、フォトリソグラフィ工程によって、レジストマスクの形成後にドライエッチングがなされることによって、パターニングされることでゲート電極２３が形成される（Ｓ１６）。
【００４４】
その後、半導体層２１にソース２１ｓ、ドレイン２１ｄが形成される。具体的には、例えばボロン（Ｂ+）をドーピングした後、３５０℃程度で４５分間程度のアニール処理をすることによって活性化することで、ソース２１ｓ、ドレイン２１ｄの低抵抗化が図られて形成される（Ｓ１７）。ゲート電極２３がマスクになるので、チャネル２１ｃにはボロンイオンは打ち込まれず、ソース２１ｓ、ドレイン２１ｄのみに打ち込まれて低抵抗化される。
【００４５】
その後、全面に層間絶縁膜２４が形成され、ソース２１ｓ、ドレイン２１ｄの一部を露出させるコンタクト孔２４ａが形成される（Ｓ１８）。層間絶縁膜２４は、例えばプラズマＣＶＤ法によって、主にＳｉＯ2からなる３００ｎｍ程度の厚さの下層と、主にＳｉＮxからなる３００ｎｍ程度の厚さの上層との積層膜によって形成される。コンタクト孔２４ａは、レジスト膜の形成とフォトリソグラフィ工程によってマスクを形成し、ウェットエッチングを行うことで形成される。
【００４６】
その後、金属を成膜することで、コンタクト孔２４ａ内に金属が埋め込まれると共に、層間絶縁膜２４の表面にソース電極２５及びドレイン電極２６の金属膜が形成される（Ｓ１９）。ソース電極２５及びドレイン電極２６の形成は、例えばスパッタリングなどによって、Ｔｉ膜を３００ｎｍ程度と、Ａｌ膜を３００ｎｍ程度積層し、その上にＴｉを１００ｎｍ程度積層することによって形成される。層間絶縁膜２４の上に形成された金属膜を前述と同様のフォトリソグラフィ工程とウェットエッチングによってパターニングすることによって、半導体層２１のソース２１ｓ、ドレイン２１ｄにそれぞれ接続されたソース電極２５及びドレイン電極２６が形成される。なお、このソース電極２５及びドレイン電極２６の形成と同じ工程で全く同様の方法によって、陰極配線２７に接続される第１コンタクト２８が形成される。
【００４７】
以上の工程によって、トップゲート型で、トップコンタクト型のＬＴＰＳを用いたＴＦＴ２０を含む駆動回路、すなわちバックプレーンと呼ばれる部分が形成される。しかし、ＴＦＴ２０はこの構造に限定されず、トップゲートでボトムコンタクト構造、ボトムゲートでトップコンタクト構造、又はボトムゲートでボトムコンタクト構造などの他の構造でも用いられ得る。
【００４８】
その後、図３Ｂに示されるように、駆動回路の表面に平坦化膜３０を形成した後、ＴＦＴの一部を露出させるコンタクト孔３０ａが形成される（図２Ａに戻りＳ２）。具体的には、平坦化膜３０は無機絶縁膜３１と有機絶縁膜３２とからなっている。無機絶縁膜３１は、例えばプラズマＣＶＤ法によって、ＳｉＮxを２００ｎｍ程度の厚さに形成される。これは、有機絶縁膜３２の成分がＴＦＴ２０の方に侵入するのを防止するバリア層として機能する。また、有機絶縁膜３２は、ＴＦＴ２０などの形成によって表面に凹凸のある部分に埋め込むもので、液状の樹脂を塗布することで有機絶縁膜３２の表面が平坦化しやすい。塗布法としては、スリットコート又はスピンコートなどの方法があるが、両方を合せたスリット・アンド・スピンコート法であってもよい。この有機絶縁膜３２は２μｍ程度の厚さになるように形成され、例えばポリイミド樹脂、又はアクリル樹脂が用いられ得る。これらの樹脂に光重合開始剤を混入させた感光性樹脂でもよい。この例については、後述される。しかし、光重合開始剤を含まない非感光性樹脂であれば、純度が高く、しかも表面平滑性が高いので好ましい。特に、アクリル樹脂が好ましい。
【００４９】
その後、この平坦化膜３０にＴＦＴ２０に達するコンタクト孔３０ａが形成される。このコンタクト孔３０ａの形成は、前述したコンタクト孔２４ａなどと同様に、レジストマスクを形成して、ドライエッチングなどのエッチングによって行われる。なお、この平坦化膜３０のように、無機絶縁膜３１と有機絶縁膜３２とが混在する層を纏めてエッチングをする場合には、両者のエッチングレートが異なるので、特にドライエッチングによってエッチングすることで、両者の界面に段差が生じ難いので好ましい。段差が生じると、コンタクト孔３０ａ内に埋め込む金属が完全に埋め込まれず、ソース電極２５などとの接触抵抗が増大しやすいという問題がある。しかし、本実施形態では、Ｔｉ層４１１の薄い層だけなので、段差があっても電気めっきによって十分に埋め込まれる。この際、陰極配線２７と接続する第２コンタクト４５を形成するためのコンタクト孔３０ｂも同様に形成される。
【００５０】
次に、図３Ｃに示されるように、コンタクト孔３０ａの内面及び有機絶縁膜３２の表面にＴｉ層４１１及びＣｕ層４１２からなる導体層４１０が形成される（Ｓ３）。具体的には、スパッタリングなどの方法によって、チタン層４１１が前述した厚さに形成され、その後、チタン層４１１を電流供給層（シード層）として電気めっきによって銅層４１２が形成される。
【００５１】
その後、図３Ｄに示されるように、有機絶縁膜３２の表面上の導体層４１０が研磨によって除去され、さらに有機絶縁膜３２の表面がＣＭＰ研磨されることによって平坦化される（Ｓ４）。Ｃｕは化学的に安定しているため、エッチングなどをし難い。そのため、機械的研磨によって有機絶縁膜３２の表面に形成された導体層が除去される。その結果、コンタクト孔３０ａ内に埋め込まれた導体層４１０の表面と有機絶縁膜３２の表面とがほぼ面一になると共に、有機絶縁膜３２の表面が微視的に見ても平坦化される。
【００５２】
この導体層４１０の研磨は、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、シリカ（ＳｉＯ2）又はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）などの微粒子からなる研磨剤を用いて研磨されることによって行われ、有機絶縁膜３２上の導体層４１０は除去される。さらに、有機絶縁膜３２の表面も中性のセリア系研磨材、又はヒュームドシリカ系スラリーを水とアルコールと共に供給してＣＭＰ研磨されることによって、図３Ｄに示されるように、表面粗さが算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下の平坦面にされている。この際、有機ＥＬ表示装置の陰極（第２電極）を陰極配線２７と接続するための第２コンタクト４５も同様にＴｉ層４１１とＣｕ層４１２とで形成されている。
【００５３】
すなわち、有機絶縁膜３２は、液状の樹脂をスリット・アンド・スピンなどの方法で塗布して乾燥させるため、表面が平坦になりやすく、前述したように、この表面は、算術平均の表面粗さＲａで１００〜３００ｎｍ程度に形成されている。しかし、前述したように、この有機絶縁膜３２の塗布と硬化だけの平坦度では、色ムラ及び／又は輝度ムラが現れ、発光特性を十分に満足し得ないことを本発明者は見出した。そのため、ＣＭＰ研磨によって、その表面の平坦度を算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下になるように研磨している。この平坦度は小さいほど好ましいが、特許文献１に示されるような２０ｎｍ以下という非常に平坦性を要求されるものではない。５０ｎｍ程度以下であれば、色ムラ及び／又は輝度ムラが問題になるほどには現れなかった。前述したように、Ｃｕ層４１２は化学的に安定しているため、機械的研磨で行うことが好ましいが、有機絶縁膜３２の研磨は、上述の研磨剤を用いたＣＭＰで行うことが好ましい。
【００５４】
その後、図３Ｅに示されるように、平坦化膜３０の表面にコンタクト孔３０ａの内部に形成された導体層４１０と接続されるように有機発光素子４０（図３Ｆ参照）の第１電極４１が形成される（Ｓ５）。具体的には、例えばスパッタリングなどによって、Ａｇ膜又はＡＰＣ膜を１００ｎｍ程度積層した下層と、１０ｎｍ厚程度のＩＴＯ膜からなる上層が成膜される。その結果、コンタクト孔３０ａの内部の導体層４１０と密着したＡｇ膜又はＡＰＣ膜が形成され、さらにその表面にＩＴＯ膜が形成されることで、この上に形成される有機発光層４３とも整合性の良い第１電極４１が形成される。
【００５５】
その後、図３Ｆに示されるように、第１電極４１の上に有機発光層４３が形成される（Ｓ６）。具体的には、第１電極４１の周縁部に各画素を区画すると共に、陰極と陽極の接触を防止するための絶縁バンク４２が形成される。絶縁バンク４２は、ＳｉＯ2などの無機絶縁膜でもよいし、ポリイミド又はアクリル樹脂などの有機絶縁膜でもよい。全面に成膜され、第１電極４１の所定の場所が露出するように形成される。絶縁バンク４２の高さは、１μｍ程度に形成される。前述したように、有機発光層４３は、各種の有機材料が積層されるが、有機材料の積層は、例えば真空蒸着によって行われ、その場合には、蒸着マスクの開口を通してＲ、Ｇ、Ｂなどの所望のサブ画素を開口した蒸着マスクを介して形成される。有機発光層４３の表面には、電子の注入性を向上させるＬｉＦなどの層が形成され得る。なお、蒸着によらないで、インクジェット法などによる印刷によっても形成され得る。第１電極４１にＡｇを用いるのは、有機発光層４３で発光した光を反射させてトップエミッション型として使用するためである。
【００５６】
その後、図３Ｇに示されるように、有機発光層４３の上に、第２電極（陰極）４４が形成される（Ｓ７）。第２電極４４は、薄膜のＭｇ-Ａｇ共晶膜を蒸着などによって全面に形成してパターニングすることによって陰極とされる。なお、この第２電極４４は、第２コンタクト４５上にも形成されることで第２コンタクト４５、第１コンタクト２８を介して陰極配線２７に接続されている。このＭｇ-Ａｇ共晶膜は、ＭｇとＡｇの融点が異なるので、別々のるつぼから蒸発させて成膜時に共晶化する。Ｍｇが９０質量％程度でＡｇが１０質量％程度の割合で、１０〜２０ｎｍ程度の厚さに形成される。
【００５７】
この第２電極４４の上には、第２電極４４及び有機発光層４３を水分又は酸素などから護る被覆層４６が形成される。この被覆層４６は、水分又は酸素に弱い第２電極４４及び有機発光層４３を保護するため、水分などを吸収し難い、ＳｉＯ2、ＳｉＮxなどの無機絶縁膜がプラズマＣＶＤ法などによって形成される。この被覆層４６は、好ましくは、その端部が第１無機絶縁膜３１などの無機膜と密着するように形成される。無機膜同士の接合であれば、密着性良く接合されるが、有機膜とでは、完全な密着性のよい接合を得にくいからである。従って、有機絶縁膜３２の一部を除去して、その下層の第１無機絶縁膜３１と接合させることが好ましい。そうすることによって、水分などの浸入を完全に防止し得る。
【００５８】
（実施例２）
図２Ａ〜２Ｂ及び図３Ａ〜３Ｇに示される実施例１の製造方法は、平坦化膜３０が無機絶縁膜３１と有機絶縁膜３２が連続して形成され、一括してコンタクト孔３０ａが形成されたが、有機絶縁膜３２として、感光性の有機絶縁膜３２が形成され、無機絶縁膜３１が形成された後に、第１コンタクト孔３０ａ１が形成され、その後に感光性の有機絶縁膜３２が形成され、露光と現像によって第２コンタクト孔３０ａ２が形成され、コンタクト孔３０ａとされてもよい。その例が、図４Ａ〜４Ｂに示されている。
【００５９】
具体的には、前述の図３Ａに示される工程は、実施例１と同様に行われる。その後、図４Ａに示されるように、無機絶縁膜３１が形成された後に、コンタクト孔３０ａの形成場所に第１コンタクト孔３０ａ１が形成される。この第１コンタクト孔３０ａ１は、前述したコンタクト孔３０ａの形成と同様に、レジスト膜を形成した後フォトリソグラフィ工程によってレジスト膜に開口が形成され、そのレジスト膜をマスクとして、ドライエッチングなどによってエッチングすることで形成される。感光性の有機絶縁膜が形成されると第２コンタクト孔３０ａ２の形成が容易であるが、光重合開始剤の添加によって、有機絶縁膜のレベリングの効果が低下するので、表面粗さが粗くなる。しかし、その表面がＣＭＰ研磨されるので、問題は生じない。
【００６０】
その後、図４Ｂに示されるように、有機絶縁膜３２が形成され、無機絶縁膜３１の第１コンタクト孔３０ａ１の位置に、露光と現像によって第２コンタクト孔３０ａ２が形成される。その結果、第２コンタクト孔３０ａ２は第１コンタクト孔３０ａ１と連続してコンタクト孔３０ａになる。その結果、図３Ｂに示される構造と同じになり、以降の工程は実施例１と同じになる。そのため、その説明は省略される。
【００６１】
（まとめ）
（１）本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置は、薄膜トランジスタを含む駆動回路が形成された表面を有する基板と、前記駆動回路を覆うことによって前記基板の前記表面を平坦化する平坦化膜と、前記平坦化膜の表面上に形成され、前記駆動回路と接続された第１電極、前記第１電極の上に形成された有機発光層、及び前記有機発光層の上に形成された第２電極を有する有機発光素子と、を備え、前記平坦化膜は、前記薄膜トランジスタの上に積層された無機絶縁膜及び有機絶縁膜の２層構造からなり、かつ、前記コンタクト孔の内部にチタン層及び銅層を含む導体層が埋め込まれると共に、前記導体層と電気的に接続して前記第１電極が形成されている。
【００６２】
本実施形態によれば、コンタクト孔内が電気抵抗の非常に小さい銅の電気めっき膜によって形成されているので、コンタクト孔内に十分に銅が埋まり、低抵抗でＴＦＴと接続される。さらに、有機発光素子の第１電極の、コンタクト孔内の導電体との接触部がＡｇ又はＡＰＣであるため、電気抵抗を略生じさせないで接続される。さらに、平坦化膜の表面が有機絶縁膜で形成された表面のまま、有機発光素子の第１電極を形成するのではなく、有機絶縁膜の表面が研磨されているので、微視的な平面状態でも、凹凸が無く、小さなサブ画素の有機発光層の表面の法線方向が表示画面の法線方向とほぼ一致する。その結果、小さなサブ画素の一部の光が斜め方向に進むという問題は無くなり、輝度ムラ、色ムラなどの表示品位を低下させる要因が無くなる。その結果、非常に表示品位の優れた有機ＥＬ表示装置が得られる。
【００６３】
（２）前記有機絶縁膜が、感光性樹脂であることが、コンタクト孔の形成が容易になるので好ましい。
【００６４】
（３）前記平坦化膜の表面が、研磨によって算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下に形成されていることが、色ムラ及び／又は輝度ムラを防止し得るので好ましい。
【００６５】
（４）前記コンタクト孔の内部に埋め込まれた前記導体層の表面が、研磨によって算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下に形成されていることによって、このコンタクト孔の直上に有機発光素子の第１電極を形成しても、平坦な有機発光層が得られる。
【００６６】
（５）前記第１電極がＡｇ又はＡＰＣとＩＴＯを含むことが、ＣｕとＡｇ又はＡＰＣとの馴染みが良く、また、ＩＴＯと有機発光層との正孔注入性が向上するので好ましい。
【００６７】
（６）前記第１電極が、前記コンタクト孔内に埋め込まれた前記導体層の上に形成されていることによって、１画素当たりの専有面積を小さくすることができ、より精細化が可能になると共に、ＴＦＴと第１電極との距離が短くなるので、電気抵抗も小さくなり、電気特性が向上する。
【００６８】
（７）前記第１電極のＡｇ又はＡＰＣが前記コンタクト孔の内部に埋め込まれた前記Ｔｉ層又はＣｕ層と接続され、前記ＩＴＯ層が前記有機発光層との界面に形成されていることが、相互にそれぞれ接する層との整合性が良いので好ましい。
【００６９】
（８）本発明の他の実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、基板の上に、薄膜トランジスタを含む駆動回路を形成する工程と、前記駆動回路の表面に平坦化膜を形成した後、前記薄膜トランジスタの一部を露出させるコンタクト孔を形成する工程と、前記コンタクト孔の内面及び前記有機絶縁膜の表面にチタン層及び銅層からなる導体層を形成する工程と、前記有機絶縁膜の表面上の前記導体層を研磨によって除去し、さらに前記有機絶縁膜の表面をＣＭＰ研磨することによって平坦化する工程と、前記有機絶縁膜の表面に前記コンタクト孔の内部に形成された前記導体層と接続されるように第１電極を形成する工程と、前記第１電極の上に有機発光層を形成する工程と、前記有機発光層の上に第２電極を形成する工程と、を含んでいる。
【００７０】
本実施形態によれば、コンタクト孔内にＴｉ層を形成してから、電気めっき法によって導体層を形成しているので、コンタクト孔内に十分に金属が埋め込まれると共に、その表面が研磨によって有機絶縁膜と面一になっている。そのため、その表面に第１電極が形成されても、第１電極の表面は平坦になる。その結果、その上に形成される有機発光層の表面も平坦になり、色ムラ、輝度ムラなどの表示ムラが発生し難い。
【００７１】
（９）前記第１電極の形成工程において、Ａｇ膜又はＡＰＣ膜を成膜した後、ＩＴＯ膜を成膜してからパターニングすることが、有機発光層と接する面に仕事関数的に好ましいＩＴＯが形成されるので好ましい。
【００７２】
（１０）前記研磨を、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、シリカ（ＳｉＯ2）又はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の微粒子からなる研磨剤を用いて行うことが、短時間で表面粗さの小さい面が得られるので好ましい。
【符号の説明】
【００７３】
１０    基板
２０    ＴＦＴ
２１    半導体層
３０    平坦化膜
３１    無機絶縁膜
３２    有機絶縁膜
３３    第２無機絶縁膜
４０    有機発光素子
４１    第１電極（陽極）
４１０  導体層
４１１  Ｔｉ層
４１２  Ｃｕ層
４１３  Ａｇ又はＡＰＣ層
４１４  ＩＴＯ層
４３    有機発光層
４４    第２電極（陰極）
【図１】
2019186807.tif 000003
【図２Ａ】
2019186807.tif 000004
【図２Ｂ】
2019186807.tif 000005
【図３Ａ】
2019186807.tif 000006
【図３Ｂ】
2019186807.tif 000007
【図３Ｃ】
2019186807.tif 000008
【図３Ｄ】
2019186807.tif 000009
【図３Ｅ】
2019186807.tif 000010
【図３Ｆ】
2019186807.tif 000011
【図３Ｇ】
2019186807.tif 000012
【図４Ａ】
2019186807.tif 000013
【図４Ｂ】
2019186807.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月28日(2019.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜トランジスタを含む駆動回路が形成された表面を有する基板と、
前記駆動回路を覆うことによって前記基板の前記表面を平坦化する平坦化膜と、
前記平坦化膜の表面上に形成され、前記駆動回路と接続された第１電極、前記第１電極の上に形成された有機発光層、及び前記有機発光層の上に形成された第２電極を有する有機発光素子と、
を備え、
前記平坦化膜は、前記薄膜トランジスタの上に積層された無機絶縁膜及び有機絶縁膜の２層構造からなり、かつ、
前記駆動回路と前記第１電極との接続が前記平坦化膜に形成されたコンタクト孔の内部に埋め込まれた導体層を介して行われ、かつ、前記導体層がチタン層及び銅層を含み、前記導体層と電気的に接続して前記第１電極が形成され、かつ、前記有機発光層の表面が算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下に形成されている、有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記有機絶縁膜が、感光性樹脂である、請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記平坦化膜の表面が、研磨によって算術平均粗さＲａで２０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下に形成されている、請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記コンタクト孔の内部に埋め込まれた前記導体層の表面と、前記平坦化膜の表面とが、研磨によって面一で、かつ、前記導体層の表面が算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下に形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記第１電極がＡｇ又はＡＰＣとＩＴＯを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
前記第１電極が、前記コンタクト孔内に埋め込まれた前記導体層の上に形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】
前記第１電極のＡｇ又はＡＰＣが前記コンタクト孔の内部に埋め込まれた前記チタン層又は銅層と接続され、前記ＩＴＯ層が前記有機発光層との界面に形成されている、請求項５に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項８】
基板の上に、薄膜トランジスタを含む駆動回路を形成する工程と、
前記駆動回路の表面に無機絶縁膜と有機絶縁膜を含む平坦化膜を形成した後、前記平坦化膜に前記薄膜トランジスタの一部を露出させるコンタクト孔を形成する工程と、
前記コンタクト孔の内面及び前記有機絶縁膜の表面にチタン層及び銅層からなる導体層を形成する工程と、
前記有機絶縁膜の表面上の前記導体層を研磨によって除去し、さらに前記有機絶縁膜の表面をＣＭＰ研磨することによって平坦化する工程と、
前記有機絶縁膜の表面に前記コンタクト孔の内部に形成された前記導体層と接続されるように第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に有機発光層を、その表面が算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下になるように形成する工程と、
前記有機発光層の上に第２電極を形成する工程と、
を含む有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１電極の形成工程において、Ａｇ膜又はＡＰＣ膜を成膜した後、ＩＴＯ膜を成膜してからパターニングする、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記研磨を、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、シリカ（ＳｉＯ2）又はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の微粒子からなる研磨剤を用いて行う、請求項８又は９に記載の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月27日(2019.6.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜トランジスタを含む駆動回路が形成された表面を有する基板と、
前記駆動回路を覆うことによって前記基板の前記表面を平坦化する平坦化膜と、
前記平坦化膜の表面上に形成され、前記駆動回路と接続された第１電極、前記第１電極の上に形成された有機発光層、及び前記有機発光層の上に形成された第２電極を有する有機発光素子と、
を備え、
前記平坦化膜は、前記薄膜トランジスタの上に積層された無機絶縁膜及び有機絶縁膜の２層構造からなり、かつ、
前記駆動回路と前記第１電極との接続が前記平坦化膜に形成されたコンタクト孔の内部に埋め込まれた導体層を介して行われ、かつ、前記導体層がチタン層及び銅層を含み、前記導体層と電気的に接続して前記第１電極が形成されており、
前記導体層の表面と前記平坦化膜の表面が研磨によって面一で、かつ、算術平均粗さＲａで２０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下に形成され、この表面にほぼ同じ表面粗さの前記第１電極及び前記有機発光層が形成されることによって、前記有機発光層の表面が微視的に見ても発光面の凹凸による傾斜面が存在しないように形成されている、有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記有機絶縁膜が、感光性樹脂である、請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記第１電極がＡｇ層又はＡＰＣ層とＩＴＯ層を含む、請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記第１電極が、前記コンタクト孔内に埋め込まれた前記導体層の上に形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記第１電極のＡｇ層又はＡＰＣ層が前記コンタクト孔の内部に埋め込まれた前記チタン層又は銅層と接続され、前記ＩＴＯ層が前記有機発光層との界面に形成されている、請求項３に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
基板の上に、薄膜トランジスタを含む駆動回路を形成する工程と、
前記駆動回路の表面に無機絶縁膜と有機絶縁膜を含む平坦化膜を形成した後、前記平坦化膜に前記薄膜トランジスタの一部を露出させるコンタクト孔を形成する工程と、
前記コンタクト孔の内面及び前記有機絶縁膜の表面にチタン層及び銅層からなる導体層を形成する工程と、
前記有機絶縁膜の表面上の前記導体層を研磨によって除去し、さらに前記コンタクト孔の内部の前記導体層の表面並びに前記有機絶縁膜の表面をＣＭＰ研磨することによって、前記導体層の表面と前記平坦化膜の表面が面一で、かつ、算術平均粗さＲａで２０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下に平坦化する工程と、
前記有機絶縁膜の表面に前記コンタクト孔の内部に形成された前記導体層と接続されると共に、この平坦化された表面とほぼ同じ表面粗さの第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に前記第１電極の表面粗さとほぼ同じ表面粗さで、微視的に見ても発光面の凹凸による傾斜面が存在しない有機発光層を形成する工程と、
前記有機発光層の上に第２電極を形成する工程と、
を含む有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１電極の形成工程において、Ａｇ膜又はＡＰＣ膜を成膜した後、ＩＴＯ膜を成膜してからパターニングする、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記ＣＭＰ研磨を、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、シリカ（ＳｉＯ2）又はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の微粒子からなる研磨剤を用いて行う、請求項６又は７に記載の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月28日(2019.6.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜トランジスタを含む駆動回路が形成された表面を有する基板と、
前記駆動回路を覆うことによって前記基板の前記表面を平坦化する平坦化膜と、
前記平坦化膜の表面上に形成され、前記駆動回路と接続された第１電極、前記第１電極の上に形成された有機発光層、及び前記有機発光層の上に形成された第２電極を有する有機発光素子と、
を備え、
前記平坦化膜は、前記薄膜トランジスタの上に積層された無機絶縁膜及び有機絶縁膜の２層構造からなり、かつ、
前記駆動回路と前記第１電極との接続が前記平坦化膜に形成されたコンタクト孔の内部に埋め込まれた導体層を介して行われ、かつ、前記導体層がチタン層及び銅層を含み、前記導体層と電気的に接続して前記第１電極が形成されており、
前記導体層の表面と前記平坦化膜の表面が研磨によって面一で、かつ、算術平均粗さＲａで２０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下に形成され、この表面にほぼ同じ表面粗さの前記第１電極及び前記有機発光層が形成されることによって、前記有機発光層の表面が微視的に見ても発光面の凹凸による傾斜面が存在しないように形成されている、有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記有機絶縁膜が、感光性樹脂である、請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記第１電極がＡｇ層又はＡＰＣ層とＩＴＯ層を含む、請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記第１電極が、前記コンタクト孔内に埋め込まれた前記導体層の上に形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記第１電極のＡｇ層又はＡＰＣ層が前記コンタクト孔の内部に埋め込まれた前記チタン層又は銅層と接続され、前記ＩＴＯ層が前記有機発光層との界面に形成されている、請求項３又は請求項３を引用する請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項６】
基板の上に、薄膜トランジスタを含む駆動回路を形成する工程と、
前記駆動回路の表面に無機絶縁膜と有機絶縁膜を含む平坦化膜を形成した後、前記平坦化膜に前記薄膜トランジスタの一部を露出させるコンタクト孔を形成する工程と、
前記コンタクト孔の内面及び前記有機絶縁膜の表面にチタン層及び銅層からなる導体層を形成する工程と、
前記有機絶縁膜の表面上の前記導体層を研磨によって除去し、さらに前記コンタクト孔の内部の前記導体層の表面並びに前記有機絶縁膜の表面をＣＭＰ研磨することによって、前記導体層の表面と前記平坦化膜の表面が面一で、かつ、算術平均粗さＲａで２０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下に平坦化する工程と、
前記有機絶縁膜の表面に前記コンタクト孔の内部に形成された前記導体層と接続されると共に、この平坦化された表面とほぼ同じ表面粗さの第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上に前記第１電極の表面粗さとほぼ同じ表面粗さで、微視的に見ても発光面の凹凸による傾斜面が存在しない有機発光層を形成する工程と、
前記有機発光層の上に第２電極を形成する工程と、
を含む有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１電極の形成工程において、Ａｇ膜又はＡＰＣ膜を成膜した後、ＩＴＯ膜を成膜してからパターニングする、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記ＣＭＰ研磨を、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、シリカ（ＳｉＯ2）又はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の微粒子からなる研磨剤を用いて行う、請求項６又は７に記載の製造方法。
【国際調査報告】
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