(57)【要約】  ＴＦＴを含む駆動回路が形成された基板と、駆動回路を覆って基板の表面を平坦化する平坦化膜と、平坦化膜の表面に形成され、駆動回路と接続された有機発光素子とを備えている。ＴＦＴは、ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極、及びチャネルとなる領域を含み、所定方向に沿って延びる半導体層を有している。ドレイン電極を構成する第１導体膜と、ソース電極を構成する第２導体膜の各一部分が、所定方向に沿って交互に並ぶように第１導体膜及び第２導体膜が配置されている。駆動回路と有機発光素子との接続が、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Ｔｉ層及びＣｕ層（Ｃｕ合金層）を含む導体層を介して行われ、平坦化膜の表面は、算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下に形成されている。
2019186810.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、
前記薄膜トランジスタは、ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極、及び前記薄膜トランジスタのチャネルとなる領域を含み、所定方向に沿って延びる半導体層を有し、
前記ドレイン電極を構成する第１導体膜と、前記ソース電極を構成する第２導体膜とのそれぞれの一部が、前記所定方向に沿って交互に並ぶように前記第１導体膜及び前記第２導体膜が配置されており、
前記チャネルは、隣接する前記第１導体膜の一部と前記第２導体膜の一部との間に挟まれる前記半導体層であり、
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、前記導体層が、チタン層及び銅層又は銅合金層を含み、
前記平坦化膜の表面が、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】
前記コンタクト孔の内部に埋め込まれた導体層の表面が、研磨によって前記算術平均粗さＲａに形成されている、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、銀膜又はＡＰＣ膜とＩＴＯ膜を含む、請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記銀膜又は前記ＡＰＣ膜は、前記銅層又は前記銅合金と接続されており、
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５】
前記第１導体膜及び前記第２導体膜が、それぞれ平面形状で櫛型に形成されると共に、前記第１導体膜及び前記第２導体膜のそれぞれの櫛歯部分が噛み合うように形成されている、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】
前記発光素子の発光領域が矩形形状に形成され、かつ、前記薄膜トランジスタが前記発光領域の下層に形成されており、前記第１導体膜の一部及び前記第２導体膜の一部の対向する部分が、前記矩形形状の長辺に沿って形成されている、請求項５に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項７】
隣接する前記第１導体膜の一部と前記第２導体膜の一部とで挟まれる領域が複数個あり、前記半導体層がアモルファス半導体からなり、前記複数個の隣接する前記第１導体膜の一部と前記第２導体膜の一部との対向する部分の長さの前記複数個の和をＷ、前記対向する部分の間隔をＬとするとき、Ｗ／Ｌが５０以上で、５００以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機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、無機絶縁膜及び有機絶縁膜を形成する工程と、
前記有機絶縁膜及び前記無機絶縁膜に、前記薄膜トランジスタに達す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部及び前記有機絶縁膜の表面にチタン層及び銅層又は銅合金層を形成することによって、導体層を形成する工程と、
前記有機絶縁膜の表面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研磨することによって平坦化する工程を、
前記導体層の表面に第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、
を含み、
前記薄膜トランジスタは、ゲート電極、ゲート絶縁膜、チャネルとする領域を含み、所定方向に沿って延びる半導体層、及び前記半導体層と接続して形成されるドレイン電極とする第１導体膜とソース電極とする第２導体膜との積層構造によって形成され、
前記第１導体膜と、前記第２導体膜とは、それぞれの一部が、前記所定方向に沿って交互に並んで配置されるように形成され、
前記チャネルは、隣接する前記第１導体膜の一部と前記第２導体膜の一部との間に挟まれる前記半導体層である、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、前記銅層又前記銅合金層の表面に、銀膜又は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】
前記半導体層が、アモルファス半導体からなり、前記半導体層と前記第１導体膜及び前記第２導体膜との間に高不純物濃度の半導体層を介在させる、請求項８又は９に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【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、表示領域の周囲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にして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】
この駆動回路に用いられるＴＦＴの半導体は、アモルファスシリコンからなる半導体の成膜によって形成される。しかし、アモルファスシリコン（非晶質シリコン：以下、ａ−Ｓｉともいう）は、電子移動度が小さいので、多くの電流を必要とする場合には、レーザ光の照射によって低温ポリシリコン（低温多結晶シリコン：以下、ＬＴＰＳともいう）にして使用されている。有機ＥＬ表示装置は、有機発光素子（以下、ＯＬＥＤともいう）が電流駆動であるため、その駆動素子としてのＴＦＴは、多くの電流を流せるようにする必要がある。そのため、ａ−ＳｉからＬＴＰＳに改質することが必須となる。【０００４】
また、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ＯＬＥＤ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ＯＬＥＤ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。【０００５】
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ＯＬＥＤ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】
【０００６】
【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】
【０００７】
前述したように、ＯＬＥＤでは、駆動素子に大きな電流が流れるため、ａ−Ｓｉでは十分な動作が得られない。しかし、レーザ光の照射によってＬＴＰＳとするとき、大きな面積に均一な強さのレーザ光を照射することが困難である。特に近年の表示装置の大形化、電子機器の価格低下に伴い製造段階では大きいマザー基板で多数個を一度に形成することが行われており、そのマザー基板の大きさは、例えば液晶表示装置ではＧ６（約１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ）から、現在ではＧ１２まで大型化しており、Ｇ１０でも、２８５０ｍｍ×３０５０ｍｍ程度である。このような大型のマザー基板にレーザ光を照射するには、部分的な照射を走査しながら行うことになるが、部分的な照射でもレーザ光の強度は均一にはならず、ましてや走査しながらレーザ光の照射を行うと、非常に不均一な照射になる。レーザ光の強度が異なると、結晶化の程度が異なり、同じ電圧でも駆動電流が異なることになる。各画素で駆動電流が異なると、画素によって輝度が変り、輝度ムラ、色ムラなどの表示ムラの原因になるという問題がある。この点、電流駆動のＯＬＥＤは、電圧駆動の液晶表示素子とは大きな相違がある。【０００８】
さらに、大きなマザー基板にレーザ光源を走査しながら照射することは、装置的にも大掛かりになり、コスト上昇の原因にもなる。【０００９】
前述したような画素による輝度ムラなどを解消するため、さらにＴＦＴを作りこんで、回路的に表示ムラを抑制する方法も考えられているが、ＴＦＴが増えると、発光素子の発光領域の下側で凹凸がさらに増えるという問題がある。このような凹凸を平坦化するため、有機絶縁膜をＴＦＴなどの駆動回路の上に形成して、その上にＯＬＥＤが形成されるが、本発明者らが鋭意検討を重ねて調べた結果、この有機絶縁膜による平坦化では十分な平坦度が得られず、その非平坦性に起因して輝度ムラ、色ムラなどの表示ムラが生じることを見出した。【００１０】
さらに、ＯＬＥＤの有機発光層が平坦でない場合には、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場合に、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。【００１１】
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、前述の特許文献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。【００１２】
さらに、トップエミッション型の場合、絶縁基板の表面方向への光取り出し効率を高めるために、ＯＬＥＤの陽極は、可視光に対する反射率が高いＡｇ（銀）やＡＰＣ（銀−パラジウム−銅合金）を含んで形成される。ＡｇやＡＰＣは、Ｃｕ（銅）との接触抵抗が低いので、これらをＴＦＴとＯＬＥＤとの間を接続する導体層として使用したいが、Ｃｕは、ドライエッチング法を用いた微細加工が困難であるために、有機ＥＬ表示装置の導電材料として使用にくいという問題もある。【００１３】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、ａ−Ｓｉをポリシリコン化することなく、ａ−Ｓｉで十分な電流を得られるＴＦＴ構造とすることによって、有機ＥＬ表示装置のコストを大幅に下げると共に、安定した品質で色ムラ及び／又は輝度ムラの発生を抑制することで、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。【００１４】
本発明の他の目的は、ＴＦＴの構造が複雑になっても、駆動回路の表面の平坦化を行うことで、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によって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にある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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、前記薄膜トランジスタは、ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極、及び前記薄膜トランジスタのチャネルとなる領域を含み、所定方向に沿って延びる半導体層を有し、前記ドレイン電極を構成する第１導体膜と、前記ソース電極を構成する第２導体膜とのそれぞれの一部が、前記所定方向に沿って交互に並ぶように前記第１導体膜及び前記第２導体膜が配置されており、前記チャネルは、隣接する前記第１導体膜の一部と前記第２導体膜の一部との間に挟まれる前記半導体層であり、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、前記導体層が、チタン層及び銅層又は銅合金層を含み、前記平坦化膜の表面が、算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下に形成されている。【００１６】
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、無機絶縁膜及び有機絶縁膜を形成する工程と、前記有機絶縁膜及び前記無機絶縁膜に、前記薄膜トランジスタに達す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部及び前記有機絶縁膜の表面にチタン層及び銅層又は銅合金層を形成することによって、導体層を形成する工程と、前記有機絶縁膜の表面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研磨することによって平坦化する工程を、前記導体層の表面に第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、を含み、前記薄膜トランジスタは、ゲート電極、ゲート絶縁膜、チャネルとする領域を含み、所定方向に沿って延びる半導体層、及び前記半導体層と接続して形成されるドレイン電極とする第１導体膜とソース電極とする第２導体膜との積層構造によって形成され、前記第１導体膜と、前記第２導体膜とは、それぞれの一部が、前記所定方向に沿って交互に並んで配置されるように形成され、前記チャネルは、隣接する前記第１導体膜の一部と前記第２導体膜の一部との間に挟まれる前記半導体層である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の実施形態によれば、薄膜トランジスタのＷ／Ｌが増加するので、ａ−Ｓｉで有機発光素子駆動用のＴＦＴを構成することができる。その結果、各画素でのＴＦＴ特性が一定となり、色ムラ、輝度ムラなどが発生し難い。さらに、ＴＦＴと有機発光素子の第１電極との接続が銅または銅合金によってなされているので、低抵抗で安定した接続が得られ、接続抵抗のバラツキも無くなる。さらに、平坦化膜の表面が算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下に研磨されるので、その表面の凹凸が、微視的にもなくなる。その結果、各画素で均一な発光が得られ、色ムラ及び／又は輝度ムラの発生を抑制し、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】
【００１８】
【図１Ａ】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１Ｂ】図１Ａのゲート電極をトップゲートにしたスタガ構造の断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｂと同様の構造で、ポリシリコンに適したＴＦＴ構造の例である。
【図２Ａ】図１Ａのチャネルの部分を説明する平面の説明図である。
【図２Ｂ】図２Ａの第１導体膜と第２導体膜の他の配置例を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ａの第１導体膜と第２導体膜のさらに他の配置例を示す図である。
【図３Ａ】図１Ａの構造で、図２ＡのIIIＡ-IIIＡの断面図である。
【図３Ｂ】図１Ｂの構造で、図２ＡのIIIＡ-IIIＡの断面図である。
【図４Ａ】図１Ａ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４Ｂ】図４Ａ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５Ａ】図１Ａ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５Ｂ】図１Ａ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５Ｃ】図１Ａ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５Ｄ】図１Ａ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５Ｅ】図１Ａ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５Ｆ】図１Ａ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５Ｇ】図１Ａ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６Ａ】図１Ａ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６Ｂ】図１Ａ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】
【００１９】
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１Ａ〜１Ｃに一実施形態の有機ＥＬ表示装置の一画素（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）分の概略の断面図が示されている。
【００２０】
本発明の一実施形態の有機ＥＬ表示装置は、図１Ａにその断面の説明図が、図２Ａにそのチャネル部分の構造の平面説明図がそれぞれ示されるように、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ＯＬＥＤ４０と、を備えている。ＴＦＴ２０は、ゲート電極２３、ドレイン電極２６、ソース電極２５、及びＴＦＴ２０のチャネル２１ｃとなる領域を含み、所定方向Ｐ（図２Ａ参照）に沿って延びる半導体層２１を有している。また、ドレイン電極２６を構成する第１導体膜２６ａと、ソース電極２５を構成する第２導体膜２５ａとのそれぞれの一部２６ａ１、２６ａ２・・・と２５ａ１、２５ａ２・・・が、所定方向Ｐに沿って交互に並ぶように第１導体膜２６ａ及び第２導体膜２５ａが配置されており、チャネル２１ｃは、隣接する第１導体膜２６ａの一部２６ａ１、２６ａ２・・・と第２導体膜２５ａの一部２５ａ１、２５ａ２・・・との間に挟まれる半導体層２１からなる。また、駆動回路と第１電極４１との接続が、平坦化膜３０に形成されたコンタクト孔３０ａの内部に埋め込まれた導体層４１０を介して行われ、導体層４１０は、Ｔｉ層４１１及びＣｕ層（Ｃｕ合金層）４１２を含んでいる。そして、平坦化膜３０及びコンタクト孔３０aの内部に埋め込まれた導体層４１０の表面は、算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下に形成されている。
【００２１】
すなわち、本実施形態の有機ＥＬ表示装置では、電子移動度の小さいアモルファスの半導体層を用いてＯＬＥＤ４０の駆動用ＴＦＴ２０を形成するため、本発明者らが鋭意検討を重ねて検討した結果、駆動用ＴＦＴのゲート幅を大きくすることによって、大電流を得ることができ、ＯＬＥＤ４０を駆動できることを見出した。前述したように、従来は、アモルファスシリコンにレーザ光を照射することによって、低温ポリシリコンにすることで、大電流を流せるようにしていた。しかし、大きな基板にレーザ光を均一に照射することは、非常に大変であり、コストが非常に嵩むと共に、細心の注意を払ってレーザ光の照射を行っても、レーザ光の照射を大きな基板１０に均一に行うことは難しく、画素によって、充分な電流が得られない場合が生じていた。その結果、色ムラ、輝度ムラなどの表示ムラの原因になっていた。
【００２２】
本実施形態では、ａ−Ｓｉを用いて、ゲート幅を広くすることで大電流を得ているので、レーザ光の照射に基づくＴＦＴ特性のバラツキは無く、均一な特性で各画素のＯＬＥＤを駆動することができる。その結果、製造工程が非常に簡単でコストダウンを達成できると共に、品質の安定した、すなわち表示ムラのない表示品位の優れた有機ＥＬ表示装置が得られる。チャネル幅を広げる具体的な構造が以下に説明される。
【００２３】
本実施形態のＴＦＴ２０は、図１Ａ〜１Ｃに示されるような逆スタガ構造又はスタガ構造に形成され得る。図１Ａには、逆スタガ構造のボトムゲートの構造のＴＦＴ２０が示されている。図１Ａ〜１Ｃは、図２Ａの所定方向Ｐに沿った一部の断面に対応する図である。なお、図１Ｂは、トップゲートのスタガ構造を示した図で、図１Ｃは、ポリシリコンに適した構造であるが、ａ−Ｓｉにも適用できる構造であり、図１Ａと同じ部分には同じ符号を付して、その説明は省略される。
【００２４】
図１Ａに示される例では、基板１０の上に、ベースコート層１１を介してゲート電極２３が形成されている。この際、カソード配線２７及び他の図示しない配線も同時に形成される。この上に、ゲート絶縁膜２２及びａ−Ｓｉからなる半導体層２１、及びソース電極２５を構成する第２導体膜２５ａとドレイン電極２６を構成する第１導体膜２６ａとが積層して形成されている。図１Ａに示される例では半導体層２１と第１導体膜２６ａ及び第２導体膜２５ａとの間に、それぞれ第１導体膜２６ａ及び第２導体膜２５ａとの電気的接触を良好にするため、高不純物濃度の第２半導体層が介在されている。しかし、これは必須ではなく、半導体層２１の第１導体膜２６ａ及び第２導体膜２５ａの接続される部分に不純物がドーピングされてもよい。本実施形態では、半導体層２１のチャネル２１ｃ（図２Ａ参照）のチャネル幅が広くなるように形成されている。すなわち、図２Ａに示されるように、第１導体膜２６ａ及び第２導体膜２５ａがそれぞれ櫛歯のように分岐した一部２６ａ１、２６ａ２・・・、２５ａ１、２５ａ２・・・が形成され、それぞれの櫛歯が噛み合うように第１導体膜２６ａ及び第２導体膜２５ａが形成されている。
【００２５】
図２Ａは、チャネル２１ｃ部分の平面説明図であり、破線で示される領域がゲート電極２３であり、半導体層２１は示されていないが図示しないゲート絶縁膜を介して、ゲート電極２３をカバーするように形成されている。その半導体層２１と接続して第１導体膜２６ａ、第２導体膜２５ａが形成されている。この積層構造は、図１Ａに示されるように逆スタガ構造でもよいし、図１Ｂに示されるスタガ構造でもよい。すなわち、図３Ａ〜３Ｂに、図２Ａの第１部分２６ａ１に沿った断面の構造例（正確な断面図ではない）が示されるように、逆スタガの構造例が図３Ａに、スタガの構造例が図３Ｂに示されている。図３Ａ〜３Ｂにおいて、図１Ａ及び図２Ａに示される部分と同じ部分には同じ符号を付してその説明は省略されている。
【００２６】
図２Ａに示されるように、第１導体膜２６の一部である第１部分２６ａ１、２６ａ２、２６ａ３、２６ａ４と、第２導体膜２５の一部である第２部分２５ａ１、２５ａ２、２５ａ３、２５ａ４とが所定の方向Ｐに沿って交互に配置されるように、第１導体膜２６ａと第２導体膜２５ａとが形成されている。
【００２７】
すなわち、第２導体膜２５ａの一部である第２部分２５ａ１と第１導体膜２６ａの一部である第１部分２６ａ１との間に挟まれる半導体層２１の部分がチャネル２１ｃであり、第１部分２６ａ１と第２部分２５ａ２とで挟まれる半導体層２１の部分がチャネル２１ｃになる。それ以降も同じであり、交互に配置され、隣接する第１部分２６ａｎと第２部分２５ａｎとの間に挟まれる半導体層の部分にチャネル２１ｃが形成される。従って、チャネル２１ｃは、噛み合った櫛歯の隣接する第１部分２６ａｎと第２部分２５ａｎとの対向する部分の全ての和になる。このチャネル２１ｃはスマートフォンのような小型の表示装置であっても、トップエミッション型にすれば、有機発光素子４０の発光領域の全面に形成することができるので、チャネル２１ｃを沢山形成することができる。その結果、チャネル幅を広くすることができるので、電子移動度が小さくても、大きな電流を流すことができる。
【００２８】
このＴＦＴ２０のチャネル幅Ｗは、１組の第２部分２５ａ１と第１部分２６ａ１とが対向する部分の長さをＷとし、対向する部分がｎ個あるとすると、その全部の和になるので、Ｗ＝ｎ・ｗになる。一方、チャネル長Ｌは、第２部分２５ａ１と第１部分２６ａ１との間隔であり、両者の間隔を全て等しくすれば、チャネル長はＬになる。従って、チャネル幅Ｗとチャネル長Ｌとの比Ｗ／Ｌを大きくできる。従来、このＷ／Ｌの値が２．５であったが、本実施形態によれば、５０〜５００にすることができた。すなわち、Ｗ／Ｌが大きくなることによって、電流を増大させることができ、ａ−ＳｉをＬＴＰＳにすることによる電流の増大の寄与は、２０倍程度であるのに対して、本実施形態によれば、２０〜２００倍程度に増大することができる。
【００２９】
図２Ａに示される構造であれば、所定の方向に並ぶ第２部分２５ａ１と第１部分２６ａ１とが対向する部分（ｗの長さの部分）の間隔は一定で安定してチャネルとして寄与する。しかし、図２Ａに示されるようにゲート電極２３が大きく形成されていれば、第２部分２５ａ１又は第１部分２６ａ１の先端部分と対向する第１導体膜２６ａ及び第２導体膜２５ａ、との間にも、それぞれチャネルが形成される。従って、この間隔も必要最小限のチャネル長Ｌにして形成すれば、さらにチャネル幅は広がる。しかし、第１部分２６ａ１又は第２部分５ａ１の先端のエッジの部分のチャネルとしての寄与が不明確であるので、前述したＷ／Ｌには、この先端部分の寄与を含めていない。従って、実際にはさらにチャネル幅は大きくなっている。その観点から、発光領域、すなわちチャネル２１ｃの形成領域が矩形形状である場合には、図２Ｂに示されるように、その長辺に沿って第１部分２６ａ１、第２部分２５ａ１が形成されれば、チャネル幅の確定的な長さＷを大きくすることができる。図２Ｂにおいて、図２Ａと同じ部分には同じ符号を付してその説明は省略される。
【００３０】
図２Ｃは、第１導体膜２６ａの一部である第１部分２６ａ１、２６ａ２・・・が、第１導体膜２６ａから分岐した形状ではなく、連続して九十九折（ジグザグ）に形成され、その間に第２導体膜２５ａの第２部分２５ａ１・・・が挿入されることによって、第１導体膜２６ａの第１部分２６ａ１・・・と、第２導体膜２５ａの第２部分２５ａ１・・・とが交互に配置される構造になっている。すなわち、図２Ａ等に示される櫛歯状の櫛歯を噛み合わせる構造には限らない。図２Ｃにおいても、図２Ａと同じ部分には同じ符号を付してその説明は省略される。
【００３１】
また、前述したように、本発明者らは、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、ＯＬＥＤの有機発光層の面に凹凸があり、微視的には、有機発光層の表面が様々な方向に傾いて完全な平坦ではないこと、すなわち、有機発光層の表面の法線方向が表示面の法線方向に対して様々な方向に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、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。
【００３２】
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、表示パネルの外縁に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。
【００３３】
さらに、詳述すると、従来のＴＦＴと第１電極とは、平坦化膜に形成されたコンタクト孔内にＩＴＯ膜とＡｇ膜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ＯＬＥＤ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らは見出した。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らは見出した。
【００３４】
また、ＯＬＥＤ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、本発明者ら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ＯＬＥＤ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。また、駆動回路のＴＦＴとＯＬＥＤの第１電極とを接続するコンタクト孔の内部の導体層が低抵抗に形成されていないこと、すなわち、接続部分に抵抗があるために、電流が減り、輝度が低下することを見出した。
【００３５】
そこで、本発明者らは、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４１２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。また、Ｃｕ層４１２を構成するＣｕは、例えば、Ｃｕ−Ｍｏの組成を有するＣｕ合金であってもよい。
【００３６】
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の表面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らは見出した。そのため、この有機絶縁膜３２の上に形成されたＣｕ層４１２を研磨によって除去し、さらに、Ｃｕ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以下となるようにコンタクト孔３０aの内部に埋め込まれた部分を含む導体層４１０の表面及び有機絶縁膜３２の表面を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Ｃｕ層４１２で形成され、さらに、平坦化膜３０及びコンタクト孔３０aの内部に埋め込まれた導体層４１０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。
【００３７】
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、算術平均粗さで２０ｎｍ以上で、５０ｎｍ以下の表面粗さにすることが好ましい。
【００３８】
本実施形態では、さらに、平坦化膜３０にコンタクト孔３０ａが形成され、ＯＬＥＤ４０の第１電極４１を構成するＡｇ又はＡＰＣとの接触抵抗が低いＣｕ又はＣｕ合金を含む導体層４１０が、コンタクト孔３０ａに埋め込まれているので、ＴＦＴ２０とＯＬＥＤ４０との間の抵抗が低減される。これによって、有機ＥＬ表示装置の消費電力が低減される。
【００３９】
（有機ＥＬ表示装置の構造）
次に、図１Ａに示される有機ＥＬ表示装置が、具体的に説明される。図１Ａ〜１Ｃに、一実施形態の有機ＥＬ表示装置の一画素（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）分の概略の断面図が示されている。
【００４０】
基板１０は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置の場合には、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。
【００４１】
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、シリコンなどからなる半導体層を形成しにくいため、基板１０の表面に、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（酸化シリコン）を厚さ５００ｎｍ／ＳｉＮx（窒化シリコン）を厚さ５０ｎｍ／ＳｉＯ2を厚さ２５０ｎｍ程度の積層体が形成される。
【００４２】
ベースコート層１１の表面に、ＴＦＴ２０を含む駆動回路が形成されている。図１Ａ〜１Ｃ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。図１Ａ〜１Ｃでは、ＯＬＥＤ４０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、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置の場合は、ＯＬＥＤ４０の発光領域の下方の全面に亘って形成され得る。しかし、ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置では、ＯＬＥＤ４０の発光領域の下方にＴＦＴなどを形成することはできないため、ＴＦＴなどは、発光領域と平面的に重ならない部分に形成される必要がある。この場合、ＯＬＥＤ４０の周縁部のＴＦＴ又は配線が形成される領域と、発光領域の下のＴＦＴなどが形成されない領域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。
【００４３】
ＴＦＴ２０は、図１Ａに示される構造では、ゲート電極２３の上に、ゲート絶縁膜２２を介して、半導体層２１が形成されている。ゲート電極２３は、陰極配線２７などと同時に、厚さ２５０ｎｍ程度のＭｏなどの成膜後にパターニングされることによって、形成されている。ゲート電極２３及びベースコート層１１の表面に設けられたゲート絶縁膜２２は、厚さ５０ｎｍ程度のＳｉＯ2などからなり、ゲート絶縁膜２２の表面に設けられた半導体層２１は、ａ−Ｓｉによって厚さ２００ｎｍ程度に形成されている。図１Ａに示される例では、半導体層２１の表面に高不純物濃度ａ−Ｓｉからなる第２半導体層２１１が形成されている。第２半導体層２１１は、半導体層２１とソース電極２５を構成する第２導体膜２５ａ及びドレイン電極２６を構成する第１導体膜２６ａとの電気的接続を良好にするために設けられている。従って、第２半導体層２１１を形成しないで、半導体層２１の該当領域をドーピングなどによって高不純物濃度にしてもよい。これら全体の表面に、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉなどからなる導体膜を成膜後にパターニングすることによって、ソース電極２５を構成する第２導体膜２５ａ及びドレイン電極２６を構成する第１導体膜２６ａが形成されている。第１導体膜２６ａ及び第２導体膜２５ａは、前述したように、第１部分２６ａ１、・・・及び第２部分２５ａ１、・・が交互に配置されるように形成される。
【００４４】
後述する平坦化膜３０及び第２導体膜２５ａが露出するようにコンタクト孔３０ａが形成された後に、コンタクト孔３０ａの内部に埋め込まれた導体層４１０が形成され、導体層４１０によって、ソース電極２５を構成する第１導体膜２５ａは、有機発光素子４０の第１電極４１と接続されている。ドレイン電極２６を構成する第１導体膜２６ａは、図示されていない部分で駆動回路に接続されている。
【００４５】
図１Ｂに示される例では、まず、ベースコート層１１の表面に、第１導体膜２５ａ及び第２導体膜２５ａが形成され、ベースコート層１１、第１導体膜２５ａ、及び第２導体膜２５ａの表面に半導体層２１が形成され、半導体層２１の表面にゲート絶縁膜２２が形成され、ゲート絶縁膜２２の表面にゲート電極２３が形成されることによって、ＴＦＴ２０が形成されている。
【００４６】
図１Ｃに示される例は、ＬＴＰＳを用いたＴＦＴの構造と同じであるが、ａ−Ｓｉでも同様の構成にすることができる。すなわち、ベースコート層１１上にａ−Ｓｉからなる半導体層２１が形成され、ソース電極２５、ドレイン電極２６とそれぞれ接続される部分が高濃度にドーピングされることによって、ソース２１ｓ及びドレイン２１ｄが形成され、その間に低濃度にドーピングされたチャネル２１ｃが形成されている。その上にゲート絶縁膜２２とゲート電極２３が形成され、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が形成されている。この層間絶縁膜２４を介してコンタクト孔２４ａ内に導体膜を埋め込んでソース２１ｓと接続され、ソース電極２５とされる第２導体膜２５ａ及びドレイン２１ｄと接続され、ドレイン電極２６とされる第１導体膜２６ａ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の電極接続部には、Ｂ（ボロン）イオンがドーピングされてｐ+化され、アニールによってドーパントが活性化されている。
【００４７】
ＴＦＴ２０を含む駆動回路の表面にバリア層としての厚さ２００ｎｍ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を厚さ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。有機絶縁膜３２は、後述するように、表面が、算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下となるように、ＣＭＰ研磨によって平坦化されている。また、後述するように、算術平均粗さＲａは２０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００４８】
導体層４１０は、厚さ２５〜１００ｎｍ程度のＴｉ層４１１と、厚さ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４１２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。なお、Ｃｕ層４１２を構成するＣｕは、例えば、上述の組成を有するＣｕ合金であってもよい。有機ＥＬ表示装置の第２電極（陰極）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。
【００４９】
この平坦にされた平坦化膜３０及びコンタクト孔３０aの内部に埋め込まれた導体層４１０の表面にＡｇ膜４１３がスパッタリングなどによって厚さ１００ｎｍ程度に成膜され、さらに、Ａｇ膜４１３の表面にＩＴＯ膜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ＯＬＥＤ４０の第１電極（陽極）４１が形成されている。このＡｇは、導体層４１０のＣｕやＣｕ合金とは非常に馴染みがよく、良好に接合されるので、これらの間の接触抵抗が低減される。従って、ＴＦＴ２０とＯＬＥＤ４０との間の抵抗も低減されるので、有機ＥＬ表示装置の消費電力が低減される。また、Ａｇなどは光反射性が大きいため、ＯＬＥＤ４０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。なお、Ａｇ膜４１３を構成するＡｇは、ＡＰＣであってもよく、上述のＡｇと同様の効果を得ることができる。また、ＩＴＯ膜４１３を構成する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。そのため、ＡｇまたはＡＰＣからなる第１電極４１の表面には厚さ１０ｎｍ程度のＩＴＯ膜が積層形成されている。なお、第１電極４１は、ボトムエミッション型の場合には、ＩＴＯ膜が厚さ３００ｎｍ〜１μｍ程度に形成される。その第１電極４１の周縁部に各画素を区画すると共に、第１電極４１と第２電極４４と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。
【００５０】
有機発光層４３は、絶縁バンク４２に囲われて露出する第１電極４１の上に積層される。この有機発光層４３は、図１Ａ〜１Ｃ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。
【００５１】
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（トリス（８−キノリノラト）アルミニウム）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（ジスチルアリレン）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厚さ数十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（フッ化リチウム）やＬｉｑ（８−ヒドロキシキノリナートリチウム）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。
【００５２】
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。
【００５３】
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（陰極）４４が有機発光層４３の上に形成される。第２電極４４は、全画素に亘って、共通で連続して形成されている。また、第２電極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。また、第２電極４４は、平坦化膜３０に形成された第２コンタクト４５を介して、陰極配線２７に接続されている。なお、図１Ｃの例では、第２コンタクト４５と陰極配線２７との間に、ＴＦＴ２０の絶縁膜２２、２４に形成された第１コンタクト２８を介在させている。第２電極４４は透光性の材料、例えば、薄膜のＭｇ−Ａｇ（マグネシウム−銀合金）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（マグネシウム）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（アルミニウム）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。
【００５４】
被覆層４６は、例えば、ＳｉＮx、ＳｉＯ2などの無機絶縁膜や、ＴＦＥ（テトラフルオロエチレン）などの有機絶縁膜からなり、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〜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、２層の無機絶縁膜の間に有機絶縁材料を備えていてもよい。
【００５５】
（有機ＥＬ表示装置の製造方法）
（実施例１）
次に、図１Ａに示される有機ＥＬ表示装置の製造方法が、図４Ａ〜４Ｂのフローチャート及び図５Ａ〜５Ｇの製造工程の図を参照しながら説明される。
【００５６】
まず、図４Ａのフローチャート及び図５Ａ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４ＡのＳ１）。具体的には、図４Ｂ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。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（図４ＢのＳ１１）。
【００５７】
その後、ベースコート層１１の表面に、Ｍｏなどの金属膜をスパッタリングなどによって形成してパターニングすることで、ゲート電極２３、陰極配線２７、及びその他のゲート配線、信号配線などの配線が形成される（Ｓ１２）。
【００５８】
その後に、これら全体の表面に、ゲート絶縁膜２２が成膜される（Ｓ１３）。ゲート絶縁膜２２は、プラズマＣＶＤ法によって、ＳｉＯ2層を厚さ５０ｎｍ程度成膜することで形成される。
【００５９】
その後、ゲート絶縁膜２２の表面に、プラズマＣＶＤ法によってａ−Ｓｉ層からなる半導体層２１が形成される（Ｓ１４）。この半導体層２１は、例えば３５０℃程度で、４５分間程度のアニール処理によって脱水素化の処理が行われる。
【００６０】
その後、半導体層２１の表面に、ソース電極２５を構成する第２導体膜２５ａ及びドレイン電極２６を構成する第１導体膜２６ａと接続される部分に高不純物濃度のＳｉからなる第２半導体層２１１が厚さ１０ｎｍ程度に形成される（Ｓ１５）。第２半導体層を形成しないで、半導体層２１の第１導体膜２６ａ及び第２導体膜２５ａが接続される部分に不純物がドーピングされてもよい。
【００６１】
その上に、導体膜がスパッタリングなどの方法で、厚さ２００ｎｍから８００ｎｍ程度に形成され、パターニングすることによって、第１導体膜２６ａ及び第２導体膜２５ａが形成される（Ｓ１６）。第１導体膜２６ａ及び第２導体膜２５ａは、スパッタリングなどの後にパターニングすることによって、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、例えば、図２Ａに示されるような平面形状に各々形成される。そして、第１導体膜２６ａ及び第２導体膜２５ａとの間に挟まれた第２半導体層２１１が、エッチングによって除去される。
【００６２】
以上の工程によって、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。
【００６３】
その後、図５Ｂに示されるように、駆動回路の表面に無機絶縁膜３１を形成する（図４Ａに戻りＳ２）。無機絶縁膜３１は、例えばプラズマＣＶＤ法によって、ＳｉＮxを厚さ２００ｎｍ程度に形成される。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。そして、無機絶縁膜３１の表面に有機絶縁膜３２を形成する（Ｓ３）。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・スピンコート法が好ましい。この有機絶縁膜３２は厚さ２μｍ程度になるように形成され、例えばポリイミド樹脂とか、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、安価であるため好ましい。これら無機絶縁膜３１と有機絶縁膜３２によって、平坦化膜３０が構成される。
【００６４】
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（Ｓ４）。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。
【００６５】
次に、図５Ｃに示されるように、コンタクト孔３０ａの内部及び有機絶縁膜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（Ｓ５）。具体的には、スパッタリングなどの方法によって、Ｔｉ層４１１が前述した厚さに形成され、その後、Ｔｉ層４１１を電流供給層（シード層）として電気めっきによってＣｕ層４１２が形成される。なお、上述のように、Ｃｕ層４１２を構成するＣｕは、Ｃｕ合金に置き換えられ得る。
【００６６】
その後、図５Ｄ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（Ｓ６）。ＣｕやＣｕ合金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。
【００６７】
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、及びｐＨ調整剤などを水又はアルコールに混入させた研磨スラリー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。シリカを用いる場合、ＳｉＣｌ4（四塩化ケイ素）を原料として、火炎中にて酸化及び脱塩がされたヒュームドシリカであることが好ましい。このような研磨スラリーを用いて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。
【００６８】
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らは見出した。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。また、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、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。
【００６９】
その後、図５Ｅに示されるように、有機絶縁膜３２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ＯＬＥＤ４０の第１電極４１が形成される（Ｓ７）。具体的には、例えばスパッタリングなどによって、Ａｇ膜４１３を厚さ１００ｎｍ程度積層した下層と、厚さ１０ｎｍ程度のＩＴＯ膜４１４からなる上層が成膜された後、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などのエッチングを行うことによって、第１電極４１が形成される。その結果、コンタクト孔３０ａの内部の導体層４１０のＣｕ層４１２と密着したＡｇ膜４１３が形成されるので、導体層４１０と第１電極４１との接触抵抗が低減される。さらに、Ａｇ膜４１３の表面に、ＩＴＯ膜４１４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。なお、Ａｇ膜４１３を構成するＡｇは、ＡＰＣに置き換えられ得る。
【００７０】
その後、図５Ｆ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（Ｓ８）。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く、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、厚さ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。
【００７１】
その後、図５Ｇ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（Ｓ９）。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、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、厚さ１０〜２０ｎｍ程度に形成される。
【００７２】
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。
【００７３】
このような工程を経て、図１Ａに示される有機ＥＬ発光装置が製造される。本実施例では、第１電極４１との接合部におけるコンタクト孔３０ａの内部に埋め込まれた導体層４１０の表面も前述の研磨が実施されているため、その表面粗さは５０ｎｍ以下となっている。そのため、コンタクト孔３０ａ及び導体層４１０と平面視で重なる領域に有機発光層４３を形成したとしても、表示ムラを生じさせることがない。したがって、携帯機器などに搭載され、駆動回路を形成するスペースが少ない小型の有機ＥＬ表示装置であっても、従来よりも狭いピッチで、有機発光素子を配置することができるようになる。
【００７４】
（実施例２）
図４Ａ〜４Ｂ及び図５Ａ〜５Ｇ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、光重合開始剤を含む感光性の有機材料からなる有機絶縁膜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６Ａ〜６Ｂに示されている。
【００７５】
具体的には、前述の図５Ａに示される工程は、実施例１と同様に行われる。その後、図６Ａ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の形成箇所に第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研磨されるため、問題は生じない。
【００７６】
その後、図６Ｂ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、３０ｂになる。その結果、図５Ｂ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。本実施例においても、第１電極４１との接合部におけるコンタクト孔３０ａの内部に埋め込まれた導体層４１０の表面に研磨が実施され、その表面粗さは５０ｎｍ以下となっているので、コンタクト孔３０ａ及び導体層４１０と平面視で重なる領域に有機発光層４３を形成したとしても、表示ムラを生じさせることがない。したがって、携帯機器などに搭載され、駆動回路を形成するスペースが少ない小型の有機ＥＬ表示装置であっても、従来よりも狭いピッチで、有機発光素子を配置することができるようになる。
【００７７】
［まとめ］
本発明の態様１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、前記薄膜トランジスタは、ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極、及び前記薄膜トランジスタのチャネルとなる領域を含み、所定方向に沿って延びる半導体層を有し、前記ドレイン電極を構成する第１導体膜と、前記ソース電極を構成する第２導体膜とのそれぞれの一部が、前記所定方向に沿って交互に並ぶように前記第１導体膜及び前記第２導体膜が配置されており、前記チャネルは、隣接する前記第１導体膜の一部と前記第２導体膜の一部との間に挟まれる前記半導体層であり、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、前記導体層が、チタン層及び銅層又は銅合金層を含み、前記平坦化膜の表面が、算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下に形成されている。
【００７８】
本発明の態様１の構成によると、薄膜トランジスタのＷ／Ｌが増加するので、電流駆動能力が高い薄膜トランジスタが得られる一方、第１導体膜と第２導体膜無機の形状を反映した複雑な形状の凹凸が、薄膜トランジスタを含む駆動回路の表面に形成される。しかしながら、算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下の表面の平坦化膜が形成されるので、有機発光素子の下地の凹凸が、微視的にもなくなる。その結果、微視的に斜め方向に進む光が抑制され、色ムラ及び／又は輝度ムラの発生を抑制し、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。また、平坦化膜に形成されたコンタクト孔に、銅層又は銅合金層を含む導体層を埋め込んでいるので、エッチングなどをし難い銅又は銅合金を微細に形成することができる。これによって、銅層又は銅合金層を介して、薄膜トランジスタと有機発光素子とを接続することができるので、有機ＥＬ表示装置の消費電力が低減される。
【００７９】
本発明の態様２に係る有機ＥＬ表示装置では、上記態様１において、前記コンタクト孔の内部に埋め込まれた導体層の表面が、研磨によって前記算術平均粗さＲａに形成されていてもよい。
【００８０】
本発明の態様２の構成によると、埋め込まれた導体層及び所望の算術平均粗さＲａを簡便に得ることができる。
【００８１】
本発明の態様３に係る有機ＥＬ表示装置では、上記態様１又は２において、前記第１電極が、銀膜又はＡＰＣ膜とＩＴＯ膜を含んでもよい。
【００８２】
本発明の態様３の構成によると、導電体と第１電極との接触抵抗が低減される。これによって、有機ＥＬ表示装置の消費電極が低減される。
【００８３】
本発明の態様４に係る有機ＥＬ表示装置では、上記態様３において、前記銀膜又は前記ＡＰＣ膜は、前記銅層又は前記銅合金と接続されており、前記ＩＴＯ層が前記有機発光層との界面に形成されてもよい。
【００８４】
本発明の態様４の構成によると、銀膜又はＡＰＣ膜が、銅層又は銅合金と接続されるので、導電体と第１電極との接触抵抗が低減される。これによって、有機ＥＬ表示装置の消費電極が低減される。また、ＩＴＯ層が、有機発光層との界面に形成されているので、有機発光層とも整合性の良い第１電極となる。
【００８５】
本発明の態様５に係る有機ＥＬ表示装置では、上記態様１〜４のいずれか１態様において、前記第１導体膜及び前記第２導体膜が、それぞれ平面形状で櫛型に形成されると共に、前記第１導体膜及び前記第２導体膜のそれぞれの櫛歯部分が噛み合うように形成されていてもよい。
【００８６】
本発明の態様５の構成によると、薄膜トランジスタのＷ／Ｌがさらに増加するので、さらに電流駆動能力が高い薄膜トランジスタが得られる。
【００８７】
本発明の態様６に係る有機ＥＬ表示装置では、上記態様５において、前記発光素子の発光領域が矩形形状に形成され、かつ、前記薄膜トランジスタが前記発光領域の下層に形成されており、前記第１導体膜の一部及び前記第２導体膜の一部の対向する部分が、前記矩形形状の長辺に沿って形成されていてもよい。
【００８８】
本発明の態様６の構成によると、限られた半導体層の専有面積の中で、第１導体膜及び第２導体膜を矩形形状に合わせて簡単に配置できるので、Ｗ／Ｌの大きい薄膜トランジスタを効率的に形成することができる。また、有機発光素子と立体的に重なるように、薄膜トランジスタが配置されるので、画素を小さく形成することができる。これによって、有機ＥＬ発光装置を小型に製造することができる。
【００８９】
本発明の態様７に係る有機ＥＬ表示装置では、上記態様１〜６のいずれか１態様において、隣接する前記第１導体膜の一部と前記第２導体膜の一部とで挟まれる領域が複数個あり、前記半導体層がアモルファス半導体からなり、前記複数個の隣接する前記第１導体膜の一部と前記第２導体膜の一部との対向する部分の長さの前記複数個の和をＷ、前記対向する部分の間隔をＬとするとき、Ｗ／Ｌが５０以上で、５００以下であってもよい。
【００９０】
本発明の態様７の構成によると、有機発光素子を電流駆動させるのに十分な電流駆動能力を有する薄膜トランジスタを得ることができる。
【００９１】
本発明の態様８に係る有機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、無機絶縁膜及び有機絶縁膜を形成する工程と、前記有機絶縁膜及び前記無機絶縁膜に、前記薄膜トランジスタに達す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部及び前記有機絶縁膜の表面にチタン層及び銅層又は銅合金層を形成することによって、導体層を形成する工程と、前記有機絶縁膜の表面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研磨することによって平坦化する工程を、前記導体層の表面に第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、を含み、前記薄膜トランジスタは、ゲート電極、ゲート絶縁膜、チャネルとする領域を含み、所定方向に沿って延びる半導体層、及び前記半導体層と接続して形成されるドレイン電極とする第１導体膜とソース電極とする第２導体膜との積層構造によって形成され、前記第１導体膜と、前記第２導体膜とは、それぞれの一部が、前記所定方向に沿って交互に並んで配置されるように形成され、前記チャネルは、隣接する前記第１導体膜の一部と前記第２導体膜の一部との間に挟まれる前記半導体層である。
【００９２】
本発明の態様８の構成によると、薄膜トランジスタのＷ／Ｌが増加するので、電流駆動能力が高い薄膜トランジスタが得られる一方、第１導体膜と第２導体膜無機の形状を反映した複雑な形状の凹凸が、薄膜トランジスタを含む駆動回路の表面に形成される。しかしながら、有機発光素子の下地が研磨されるので、その表面の凹凸が、微視的にもなくなる。その結果、微視的に斜め方向に進む光が抑制され、色ムラ及び／又は輝度ムラの発生を抑制し、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。また、平坦化膜に形成されたコンタクト孔に、銅層又は銅合金層を含む導体層を埋め込んでいるので、エッチングなどをし難い銅又は銅合金を微細に形成することができる。これによって、銅層又は銅合金層を介して、薄膜トランジスタと有機発光素子とを接続することができるので、有機ＥＬ表示装置の消費電力が低減される。
【００９３】
本発明の態様９に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法では、上記態様８において、前記第１電極の形成工程において、前記銅層又前記銅合金層の表面に、銀膜又はＡＰＣ膜を成膜した後、ＩＴＯ膜を成膜してからパターニングしてもよい。
【００９４】
本発明の態様９の構成によると、導電体のＣｕ層と、第１電極とＡｇ膜が密着するので、導電体と第１電極との間の接触抵抗が低減される。これによって、有機ＥＬ表示装置の消費電極が低減される。
【００９５】
本発明の態様１０に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法では、上記態様８又は９において前記半導体層が、アモルファス半導体からなり、前記半導体層と前記第１導体膜及び前記第２導体膜との間に高不純物濃度の半導体層を介在させてもよい。
【００９６】
本発明の態様１０の構成によると、高不純物濃度の半導体層によって、アモルファス半導体からなる半導体層と第１導体膜及び前記第２導体膜との間の接触抵抗が低減されるので、有機ＥＬ表示装置の消費電極が低減される。
【符号の説明】
【００９７】
１０      基板
２０      ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
２１      半導体層
２１ｃ    チャネル
２３      ゲート電極
２５      ソース電極
２５ａ    第２導体膜
２６      ドレイン電極
２６ａ    第１導体膜
３０      平坦化膜
３０ａ    コンタクト孔
３１      無機絶縁膜
３２      有機絶縁膜
４０      ＯＬＥＤ（有機発光素子）
４１      第１電極（陽極）
４３      有機発光層
４４      第２電極（陰極）
４１０    導体層
４１３    Ａｇ膜
４１４    ＩＴＯ膜
【図１Ａ】
2019186810.tif 000003
【図１Ｂ】
2019186810.tif 000004
【図１Ｃ】
2019186810.tif 000005
【図２Ａ】
2019186810.tif 000006
【図２Ｂ】
2019186810.tif 000007
【図２Ｃ】
2019186810.tif 000008
【図３Ａ】
2019186810.tif 000009
【図３Ｂ】
2019186810.tif 000010
【図４Ａ】
2019186810.tif 000011
【図４Ｂ】
2019186810.tif 000012
【図５Ａ】
2019186810.tif 000013
【図５Ｂ】
2019186810.tif 000014
【図５Ｃ】
2019186810.tif 000015
【図５Ｄ】
2019186810.tif 000016
【図５Ｅ】
2019186810.tif 000017
【図５Ｆ】
2019186810.tif 000018
【図５Ｇ】
2019186810.tif 000019
【図６Ａ】
2019186810.tif 000020
【図６Ｂ】
2019186810.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月11日(2019.3.11)
【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、
前記薄膜トランジスタは、ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極、及び前記薄膜トランジスタのチャネルとなる領域を含み、所定方向に沿って延びる半導体層を有し、
前記ドレイン電極を構成する第１導体膜と、前記ソース電極を構成する第２導体膜とのそれぞれの一部が、前記所定方向に沿って交互に並ぶように前記第１導体膜及び前記第２導体膜が配置されており、
前記チャネルは、隣接する前記第１導体膜の一部と前記第２導体膜の一部との間に挟まれる前記半導体層であり、
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、前記導体層が、チタン層及び銅層又は銅合金層を含み、
前記平坦化膜の表面が、算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以下に形成されており、
前記第１電極が、銀膜又はＡＰＣ膜とＩＴＯ膜を含み、
前記銀膜又は前記ＡＰＣ膜は、前記銅層又は前記銅合金と接続されており、
前記ＩＴＯ層が前記有機発光層との界面に形成されている、有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記コンタクト孔の内部に埋め込まれた導体層の表面が、研磨によって前記算術平均粗さＲａに形成されている、請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記第１導体膜及び前記第２導体膜が、それぞれ平面形状で櫛型に形成されると共に、前記第１導体膜及び前記第２導体膜のそれぞれの櫛歯部分が噛み合うように形成されている、請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記発光素子の発光領域が矩形形状に形成され、かつ、前記薄膜トランジスタが前記発光領域の下層に形成されており、前記第１導体膜の一部及び前記第２導体膜の一部の対向する部分が、前記矩形形状の長辺に沿って形成されている、請求項３に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項５】
隣接する前記第１導体膜の一部と前記第２導体膜の一部とで挟まれる領域が複数個あり、前記半導体層がアモルファス半導体からなり、前記複数個の隣接する前記第１導体膜の一部と前記第２導体膜の一部との対向する部分の長さの前記複数個の和をＷ、前記対向する部分の間隔をＬとするとき、Ｗ／Ｌが５０以上で、５００以下である、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】
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、無機絶縁膜及び有機絶縁膜を形成する工程と、
前記有機絶縁膜及び前記無機絶縁膜に、前記薄膜トランジスタに達す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部及び前記有機絶縁膜の表面にチタン層及び銅層又は銅合金層を形成することによって、導体層を形成する工程と、
前記有機絶縁膜の表面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研磨することによって平坦化する工程を、
前記導体層の表面に第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、
を含み、
前記薄膜トランジスタは、ゲート電極、ゲート絶縁膜、チャネルとする領域を含み、所定方向に沿って延びる半導体層、及び前記半導体層と接続して形成されるドレイン電極とする第１導体膜とソース電極とする第２導体膜との積層構造によって形成され、
前記第１導体膜と、前記第２導体膜とは、それぞれの一部が、前記所定方向に沿って交互に並んで配置されるように形成され、
前記チャネルは、隣接する前記第１導体膜の一部と前記第２導体膜の一部との間に挟まれる前記半導体層であり、
前記第１電極の形成工程において、前記銅層又前記銅合金層の表面に、銀膜又は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、有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記半導体層が、アモルファス半導体からなり、前記半導体層と前記第１導体膜及び前記第２導体膜との間に高不純物濃度の半導体層を介在させる、請求項６に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月20日(2019.5.20)
【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、
前記薄膜トランジスタは前記有機発光素子を駆動する駆動用薄膜トランジスタを含み、前記駆動用薄膜トランジスタは、ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極、及びチャネルとなる領域を含み、所定方向に沿って延びるアモルファス半導体層を有し、
前記ドレイン電極を構成する第１導体膜と、前記ソース電極を構成する第２導体膜とのそれぞれの一部が、前記所定方向に沿って交互に並ぶように前記第１導体膜及び前記第２導体膜が配置されており、
前記チャネルは、隣接する前記第１導体膜の一部と前記第２導体膜の一部との間に挟まれる前記アモルファス半導体層であり、前記チャネルが前記有機発光素子の発光領域のほぼ全面に亘って形成されており、
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、前記導体層が、チタン層及び銅層又は銅合金層を含み、
前記平坦化膜の表面が、算術平均粗さＲａで２０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下に形成されており、
前記第１電極が、銀膜又はＡＰＣ膜とＩＴＯ膜を含み、
前記銀膜又は前記ＡＰＣ膜は、前記銅層又は前記銅合金層と接続されており、
前記ＩＴＯ膜が前記有機発光層と前記銀膜又は前記ＡＰＣ膜との間に形成されている、有機ＥＬ表示装置。
【請求項２】
隣接する前記第１導体膜の一部と前記第２導体膜の一部とで挟まれる領域が複数個あり、前記複数個の隣接する前記第１導体膜の一部と前記第２導体膜の一部との対向する部分の長さの前記複数個の和をＷ、前記対向する部分の間隔をＬとするとき、Ｗ／Ｌが５０以上で、５００以下である、請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記コンタクト孔の内部に埋め込まれた導体層の表面が、研磨によって前記算術平均粗さＲａに形成されており、前記導体層の表面に前記第１電極が形成されている、請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記第１導体膜及び前記第２導体膜が、それぞれ平面形状で櫛型に形成されると共に、前記第１導体膜及び前記第２導体膜のそれぞれの櫛歯部分が噛み合うように形成されている、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】
前記発光素子の発光領域が矩形形状に形成され、かつ、前記薄膜トランジスタが前記発光領域の下層に形成されており、前記第１導体膜の一部及び前記第２導体膜の一部の対向する部分が、前記矩形形状の長辺に沿って形成されている、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】
基板の上に、有機発光素子を駆動する駆動用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、無機絶縁膜及び有機絶縁膜を形成する工程と、
前記有機絶縁膜及び前記無機絶縁膜に、前記駆動用薄膜トランジスタに達す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部及び前記有機絶縁膜の表面にチタン層及び、銅層又は銅合金層を形成することによって、導体層を形成する工程と、
前記有機絶縁膜の表面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算術平均粗さＲａで２０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下に研磨することによって平坦化する工程と、
前記導体層の表面に第１電極、有機発光層、及び第２電極を順次形成することによって前記有機発光素子を形成する工程と、
を含み、
前記薄膜トランジスタは、ゲート電極、ゲート絶縁膜、チャネルとする領域を含み、所定方向に沿って延びるアモルファス半導体層、及び前記アモルファス半導体層と接続して形成されるドレイン電極とする第１導体膜とソース電極とする第２導体膜との積層構造によって形成され、
前記第１導体膜と、前記第２導体膜とは、それぞれの一部が、前記所定方向に沿って交互に並んで配置されるように形成されると共に、前記チャネルが前記有機発光素子の発光領域のほぼ全面に亘って形成されており、
前記チャネルは、隣接する前記第１導体膜の一部と前記第２導体膜の一部との間に挟まれる前記アモルファス半導体層であり、
前記第１電極の形成工程において、前記銅層又は前記銅合金層の表面に、銀膜又は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、有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記アモルファス半導体層と前記第１導体膜及び前記第２導体膜との間に高不純物濃度の半導体層を介在させる、請求項６に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【国際調査報告】
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2019186810.tif 000024
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