(57)【要約】【課題】  より一層の平坦化を実現することで、平坦化膜上に均一な膜厚の有機ＥＬ素子の形成し、良好な発光効率が得られるＥＬ表示装置と、当該ＥＬ表示装置を備えた電子機器を提供する。【解決手段】  基板２０上に形成された薄膜トランジスタ１２３と、当該薄膜トランジスタに接続された第１電極２３と、当該第１電極２３に対向する第２電極５０と、前記第１電極２３及び前記第２電極５０に挟持された発光機能層１１０と、を具備するＥＬ表示装置であって、前記薄膜トランジスタ１２３は、第１配線４２と、当該第１配線４２よりも上層側に形成されている第２配線４３、４４とを備え、前記第１配線４２の上方には第１平坦化層８３が形成され、前記第２配線４３、４４の上方には第２平坦化層８５が形成されていることを特徴とする。【選択図】  図５
2006084905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された薄膜トランジスタと、当該薄膜トランジスタに接続された第１電極と、当該第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極に挟持された発光機能層と、を具備するＥＬ表示装置であって、
前記薄膜トランジスタは、第１配線と、当該第１配線よりも上層側に形成されている第２配線とを備え、
前記第１配線の上方には第１平坦化層が形成され、前記第２配線の上方には第２平坦化層が形成されていることを特徴とするＥＬ表示装置。
【請求項２】
前記第１配線はゲート配線、前記第２配線はソース配線又はドレイン配線であることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ表示装置。
【請求項３】
前記第１平坦化層は無機材料を主成分として含む材料からなり、前記第２平坦化層は有機材料を主成分として含む材料からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＥＬ表示装置。
【請求項４】
前記第１平坦化層と前記第２平坦化層は、塗布法によって形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＥＬ表示装置。
【請求項５】
前記基板に対向配置され、前記発光機能層を封止する封止部材を更に備え、
当該封止部材を透過させて前記発光機能層の発光光を取り出すことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＥＬ表示装置。
【請求項６】
基板上に形成された薄膜トランジスタと、当該薄膜トランジスタに接続された第１電極と、当該第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極に挟持された発光機能層と、を具備するＥＬ表示装置であって、
前記薄膜トランジスタは、第１配線と、当該第１配線よりも上層側に形成されている第２配線とを備え、
前記第１配線の上方には無機材料を主成分として含む材料からなる第１平坦化層が形成され、前記第２配線の上方には有機材料を主成分として含む材料からなる第２平坦化層が形成されていることを特徴とするＥＬ表示装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のＥＬ表示装置を表示部として備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＬ表示装置、及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に複数の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する。）と、このＴＦＴによって駆動される有機ＥＬ素子とを備えたＥＬ表示装置が知られている。また、このようなＥＬ表示装置においては、ＴＦＴと有機ＥＬ素子の下部電極との間に、平坦化された層間絶縁層（以下、平坦化膜と称する。）が配設された技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−１８９２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、本発明者は、上記特許文献のＥＬ表示装置における平坦化膜は、ある程度の平坦性が得られるものの、より一層の平坦化を実現するには不十分であることを見出した。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、より一層の平坦化を実現することで、平坦化膜上に均一な膜厚の有機ＥＬ素子の形成し、良好な発光効率が得られるＥＬ表示装置と、当該ＥＬ表示装置を備えた電子機器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】
【０００４】
本発明者は、ＴＦＴ等の部材上に単に平坦化層を形成しただけでは、充分な平坦化を実現することが困難であることを見出し、例えばＴＦＴ配線の交差部においては段差が他の部分よりも大きいために平坦化層を形成しても高精度な平坦化を実現するのが困難であることを見出した。
また、本発明者は、塗布法を利用して有機ＥＬ素子を形成する場合においては、平坦化層の表面に高精度な平坦性が要求されることに着目した。具体的に説明すれば、凹凸状の表面を有している平坦化層に画素電極を形成すると、当該画素電極が平坦化層の凹凸状に倣って形成され、凹凸形状の表面を有する画素電極が形成されてしまう。そして、当該画素電極上に塗布法で有機ＥＬ素子を形成すると、凹凸部の凹部に厚膜の有機ＥＬ素子が形成され、凸部に薄膜の有機ＥＬ素子が形成され、即ち、平坦化層上に均一な膜厚の有機ＥＬ素子を形成できない。従って、本発明者は、平坦化層によってその表面が均一に平坦化されていないと、当該平坦化層の上方に膜厚が不均一な有機ＥＬ素子が形成されてしまい、当該有機ＥＬ素子に不均一に電圧が印加され、均一な発光が得られないことを見出した。即ち、発光特性のバラツキやＥＬ表示装置の短寿命化を招いてしまうことを見出した。このような平坦化の効果は、配線上の画素からの発光も利用できるトップエミッション構造では非常に有効である。
【０００５】
また、本発明者は、より確実に平坦化を実現するために平坦化層の厚膜化を施すことを考慮したが、この場合では約５μｍ以上の非常に厚い膜厚が必要となるため、平坦化層内に応力が生じてしまい、基板が反り易くなってしまうことを見出した。更に、厚膜化した平坦化層を薄膜化するために、エッチバックやＣＭＰ等の付加的な工程を行うこともあり得るが、この場合には製造工程が増加してしまうため、製造コストを抑制することができないという問題がある。
そこで、本発明者は、上記に基づいて以下の手段を有する本発明を想到した。
【０００６】
即ち、本発明のＥＬ表示装置は、基板上に形成された薄膜トランジスタと、当該薄膜トランジスタに接続された第１電極と、当該第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極に挟持された発光機能層と、を具備するＥＬ表示装置であって、前記薄膜トランジスタは、第１配線と、当該第１配線よりも上層側に形成されている第２配線とを備え、前記第１配線の上方には第１平坦化層が形成され、前記第２配線の上方には第２平坦化層が形成されていることを特徴としている。
【０００７】
ここで、平坦化層とは、基板上に形成された薄膜トランジスタや、薄膜トランジスタが備える第１配線及び第２配線の形状に起因する凹凸部や段差を埋設し、また、第１配線や第２配線を被覆することで、平坦化を施す層膜である。また、当該平坦化層は、薄膜トランジスタと第１配線、第１配線と第２配線、第２配線とその上方に形成される層膜、の各々の電気的絶縁性を得るための層間絶縁層としても機能するものである。
本発明によれば、第１配線の上方に第１平坦化層が形成されることにより、第１配線の形状に起因する凹凸部が第１平坦化層によって埋設されて平坦化される。そして、第１平坦化層によって平坦化された面上に第２配線が形成される。更に、第２配線の上方に第２平坦化層が形成されることにより、第２配線の形状に起因する凹凸部が第２平坦化層によって埋設されて平坦化される。このように、第１配線及び第２配線の各々に対して、第１平坦化層及び第２平坦化層が形成されるので、各配線の形状に起因する凹凸部を埋設することができ、平坦化を施すことができる。
【０００８】
一方、第１配線及び第２配線を形成した後に、一括して平坦化層を形成する場合では、第１配線の形状に起因する凹凸部の段差量と、第２配線の形状に起因する凹凸部の段差量とを足し合わせた段差量を埋設しなければならならず、平坦化が困難となる。更に、当該段差量を平坦化するために厚膜の平坦化層を形成した場合では、膜内に大きな応力が生じ、基板の反りを招いてしまう。
これに対して、本発明は、第１平坦化層によって平坦化された面上に第２配線を形成し、更に、第２配線の形状に起因する凹凸部を埋設するように第２平坦化層が形成されているので、一括して平坦化層を形成する場合と比較して、第１及び第２平坦化層の各々が埋設する段差量を少なくすることができ、従来と比較して容易に平坦化を施すことができる。従って、例えば配線の交差部分等の比較的段差量が多い部分においては、従来のように一括して平坦化層を形成せずに、第１配線及び第２配線を形成する毎に平坦化層を形成しているので、高精度な平坦化を実現できる。
【０００９】
また、第１平坦化層と第２平坦化層の製造工程の途中で異物が混入しても、２回の平坦化工程で高い平坦性が得られるため、歩留まりの向上を実現し、信頼性が高いＥＬ表示装置を実現できる。
また、第１及び第２平坦化層の各々を厚膜に形成する必要がないので、膜内に大きな応力が生じることがなく、基板の反りを招くこともない。更には、厚膜に形成する必要がないので、薄膜化するためのエッチバックやＣＭＰ等の付加的な工程が不要になり、製造コストを抑制できる。
【００１０】
また、第１平坦化層及び第２平坦化層を形成することによって、高精度に平坦化された面上に第１電極を形成でき、当該第１電極上に均一な膜厚の発光機能層を塗布形成できる。そして、均一な膜厚の発光機能層に対して第１電極と第２電極とが電圧を印加すると、当該発光機能層に均一に電圧が印加され、発光機能層の面内において均一な発光を得ることができる。即ち、発光特性のバラツキやＥＬ表示装置の短寿命化を抑制できる。
【００１１】
また、本発明のＥＬ表示装置は、第１配線はゲート配線、第２配線はソース配線又はドレイン配線であることが好ましい。
このようにすれば、ゲート配線の形状に起因して形成された凹凸部を第１平坦化層によって平坦にすることができる。また、ソース配線又はドレイン配線の形状に起因して形成された凹凸部を第２平坦化層によって平坦にすることができる。
従って、上記に記載したＥＬ表示装置と同様の効果が得られる。
【００１２】
また、本発明のＥＬ表示装置は、前記第１平坦化層は無機材料を主成分として含む材料からなり、前記第２平坦化層は有機材料を主成分として含む材料からなることを特徴としている。
このように、第１平坦化層は無機材料を主成分として含む材料からなるので、高耐熱性の膜を第１平坦化層として使用できる。従って、薄膜トランジスタの半導体層に対する不純物の活性化工程を施しても、材料の変質や変形が生じることがない。また、薄膜トランジスタの信頼性が損なわれることがない。
また、第２平坦化層は、有機材料を主成分として含む材料からなるので、低温で第２平坦化層を形成できる。また、薄膜トランジスタからの水素の離脱等がなく、電気特性の低下を抑制できる。
【００１３】
また、本発明のＥＬ表示装置は、前記第１平坦化層と前記第２平坦化層は、塗布法によって形成されていることを特徴としている。
このように、塗布法によって第１平坦化層と第２平坦化層が形成されるので、真空装置等の高価な設備を利用することなく、従って、安価かつ容易にＥＬ表示装置を製造できる。
【００１４】
また、本発明のＥＬ表示装置は、前記基板に対向配置され、前記発光機能層を封止する封止部材を更に備え、当該封止部材を透過させて前記発光機能層の発光光を取り出すことを特徴としている。
このようなＥＬ表示装置は、封止部材を透過させて発光光を取り出す、所謂トップエミッション型となる。
そして、本発明のＥＬ表示装置においては、上記のように第１平坦化層と第２平坦化層とによって平坦化され、発光機能層が均一な膜厚で形成されているので、発光面積や表示面積を大きくすることができ、発光機能層の形成面の全面から発光光を取り出すことができる。
また、ボトムエミッション型と比較して、薄膜トランジスタが形成されている側に発光光を取り出す方式ではないので、第１配線及び第２配線の上方も発光部として利用できるため、開口率を向上できる。
【００１５】
また、本発明のＥＬ表示装置は、基板上に形成された薄膜トランジスタと、当該薄膜トランジスタに接続された第１電極と、当該第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極に挟持された発光機能層と、を具備するＥＬ表示装置であって、前記薄膜トランジスタは、第１配線と、当該第１配線よりも上層側に形成されている第２配線とを備え、前記第１配線の上方には無機材料を主成分として含む材料からなる第１平坦化層が形成され、前記第２配線の上方には有機材料を主成分として含む材料からなる第２平坦化層が形成されていることを特徴とする。
このように、第１平坦化層は無機材料を主成分として含む材料からなるので、高耐熱性の膜を第１平坦化層として使用できる。従って、薄膜トランジスタの半導体層に対する不純物の活性化工程を施しても、材料の変質や変形が生じることがない。また、薄膜トランジスタの信頼性が損なわれることがない。
また、第２平坦化層は、有機材料を主成分として含む材料からなるので、低温で第２平坦化層を形成できる。また、薄膜トランジスタからの水素の離脱等がなく、電気特性の低下を抑制できる。
また、第１配線及び第２配線の各々に対して、第１平坦化層及び第２平坦化層が形成されるので、各配線の形状に起因する凹凸部を埋設することができ、平坦化を施すことができる。これにより、一括して平坦化層を形成する場合と比較して、第１及び第２平坦化層の各々が埋設する段差量を少なくすることができ、従来と比較して容易に平坦化を施すことができる。従って、例えば配線の交差部分等の比較的段差量が多い部分においては、第１配線及び第２配線を形成する毎に平坦化層を形成しているので、高精度な平坦化を実現できる。
また、第１平坦化層と第２平坦化層の製造工程の途中で異物が混入しても、２回の平坦化工程で高い平坦性が得られるため、歩留まりの向上を実現し、信頼性が高いＥＬ表示装置を実現できる。
また、第１及び第２平坦化層の各々を厚膜に形成する必要がないので、膜内に大きな応力が生じることがなく、基板の反りを招くこともない。更には、厚膜に形成する必要がないので、薄膜化するためのエッチバックやＣＭＰ等の付加的な工程が不要になり、製造コストを抑制できる。
【００１６】
また、本発明の電子機器は、先に記載のＥＬ表示装置を表示部として具備することを特徴とする。
従って、本発明の電子機器としては、例えば、携帯電話機、移動体情報端末、時計、ワープロ、パソコン、ＴＶなどの情報処理装置などを例示することができる。このように電子機器の表示部に、本発明のＥＬ表示装置を採用することによって、良好な発光特性を有する表示部を備え、低コストの電子機器を実現できる。
これらの電子機器を製造するには、ＥＬ表示装置を携帯電話、携帯型情報処理装置、腕時計型電子機器等の各種電子機器の表示部に組み込むことにより製造される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下では、本発明に係るＥＬ表示装置、及び電子機器の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、係る実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。なお、以下に示す各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を異ならせてある。
【００１８】
（ＥＬ表示装置）
本実施形態のＥＬ表示装置は、電気光学物質の一例である電界発光型物質、中でも有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）材料を用いたものである。図１は本実施形態に係るＥＬ表示装置の配線構造を示す模式図である。
図１に示すＥＬ表示装置１は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下では、ＴＦＴと略記する）を用いたアクティブマトリクス方式のＥＬ表示装置である。
【００１９】
このＥＬ表示装置１は、複数の走査線（配線）１０１…と、各走査線１０１に対して直角に交差する方向に延びる複数の信号線（配線）１０２…と、各信号線１０２に並列に延びる複数の電源線（配線）１０３…とがそれぞれ配線された構成を有するとともに、走査線１０１…と信号線１０２…の各交点付近に、画素領域Ｘ…が設けられている。
【００２０】
信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ線駆動回路１００が接続されている。また、走査線１０１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査線駆動回路８０が接続されている。
【００２１】
更に、画素領域Ｘ各々には、走査線１０１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用ＴＦＴ１１２と、このスイッチング用ＴＦＴ１１２を介して信号線１０２から共有される画素信号を保持する保持容量１１３と、該保持容量１１３によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用ＴＦＴ１２３と、この駆動用ＴＦＴ１２３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに当該電源線１０３から駆動電流が流れ込む画素電極（第１電極）２３と、当該画素電極２３と陰極（第２電極）５０との間に挟み込まれた発光機能層１１０とが設けられている。
【００２２】
このＥＬ表示装置１によれば、走査線１０１が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ１１２がオン状態になると、そのときの信号線１０２から供給される電荷が保持容量１１３に保持され、該保持容量１１３の状態に応じて、駆動用ＴＦＴ１２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１２３のチャネルを介して、電源線１０３から画素電極２３に電流が流れ、更に発光機能層１１０を介して陰極５０に電流が流れる。発光機能層１１０は、これを流れる電流量に応じて発光する。
【００２３】
次に、本実施形態のＥＬ表示装置１の具体的な態様を図２から図５を参照して説明する。図２はＥＬ表示装置１の構成を模式的に示す平面図、図３は図２のＡ−Ｂ線に沿う断面図、図４は図２のＣ−Ｄ線に沿う断面図、図５は図３の要部拡大断面図である。
【００２４】
図２に示すＥＬ表示装置１は、電気絶縁性を備える基板２０と、図示略のスイッチング用ＴＦＴに接続された画素電極が基板２０上にマトリックス状に配置される図示略の画素電極域と、画素電極域の周囲に配置されるとともに各画素電極に接続される図示略の電源線と、少なくとも画素電極域上に位置する平面視ほぼ矩形の画素部３（図中一点鎖線枠内）とを具備して構成されている。また画素部３は、中央部分の実表示領域４（図中二点鎖線枠内）と、実表示領域４の周囲に配置されたダミー領域５（一点鎖線および二点鎖線の間の領域）とに区画されている。
【００２５】
実表示領域４には、図１に示した画素領域Ｘに対応して画素Ｒ、Ｇ、Ｂが複数形成され、また、Ａ−Ｂ方向およびＣ−Ｄ方向に離間して配置されている。
また、実表示領域４の図中両側には、走査線駆動回路８０、８０が配置されている。この走査線駆動回路８０、８０はダミー領域５の下層側に位置して設けられている。
【００２６】
更に、実表示領域４の図中上側には、検査回路９０が配置されている。この検査回路９０はダミー領域５の下層側に位置して設けられている。この検査回路９０は、ＥＬ表示装置１の作動状況を検査するための回路であって、例えば検査結果を外部に出力する不図示の検査情報出力手段を備え、製造途中や出荷時の表示装置の品質、欠陥の検査を行うように構成されている。
【００２７】
走査線駆動回路８０および検査回路９０の駆動電圧は、所定の電源部から駆動電圧導通部３１０（図３参照）および駆動電圧導通部３４０（図４参照）を介して印加されている。また、これら走査線駆動回路８０および検査回路９０への駆動制御信号および駆動電圧は、このＥＬ表示装置１の作動制御を司る所定のメインドライバなどから駆動制御信号導通部３２０（図３参照）および駆動電圧導通部３５０（図４参照）を介して送信および印加されるようになっている。なお、この場合の駆動制御信号とは、走査線駆動回路８０および検査回路９０が信号を出力する際の制御に関連するメインドライバなどからの指令信号である。
【００２８】
次に、図３〜図５を参照し、ＥＬ表示装置１の構成について詳細に説明する。
図３及び図４に示すように、ＥＬ表示装置１は、基板２０上に形成されたＴＦＴ素子部１１を覆うように形成された陰極５０と、透明保護膜４０と、接着層４５と、カバー基板（封止部材）４６とが順に形成されている。即ち、ＥＬ表示装置１は発光光を陰極側に取り出す、所謂トップエミッション型（封止側発光型）表示装置である。
【００２９】
基板２０は、トップエミッション型の場合には、透明基板及び不透明基板のいずれも用いることができる。不透明基板としては、例えば、アルミナ等のセラミック、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したものの他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【００３０】
透明保護膜４０は、発光光を遮蔽することなく透過させると共に、ＥＬ表示装置１の外部から侵入する水分や酸素に対するガスバリア性を備えた部材である。この透明保護膜４０の材料としては、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）や窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）等が採用される。なお、窒化シリコンを採用する場合には、透明性を有する程度に薄膜化する必要がある。
接着層４５は、透明保護膜４０にカバー基板４６を接着すると共に、カバー基板４６の外部からの衝撃を緩衝する緩衝材としての機能を有するものである。
カバー基板４６は、例えば、電気絶縁性を有する板状部材を採用することができる。
【００３１】
画素電極２３は、アルミ（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）等の金属やＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide（登録商標））（出光興産社製）等の透明性金属等によって形成されており、これらの材料の単層構造や２層構造が好適に採用される。トップエミッション型の場合、画素電極としてＣｒ等を採用した場合、発光光を好適に反射するため、発光効率を向上できる。また、画素電極２３がＴｉとＩＴＯとの積層膜からなる場合、ＩＴＯ、正孔注入／輸送層７０、有機ＥＬ層６０、電子注入層５２、陰極５０の屈折率を基に、各層の膜厚を最適化することで入射光の反射を抑制して画素部３を黒色化してコントラストを改善できる。
【００３２】
また、画素電極２３上には、発光機能層１１０と陰極５０とが形成されている。当該発光機能層１１０は、正孔注入／輸送層７０、有機ＥＬ層６０、及び電子注入層５２とによって構成されている。
【００３３】
正孔注入／輸送層７０は、形成材料として。例えばポリチオフェン誘導体、ポリピロール誘導体など、又はそれらのドーピング体等を用いて形成された層膜である。具体的には、３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に３，４−ポリエチレンジオシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液などを用いて正孔注入／輸送層７０を形成できる。
【００３４】
有機ＥＬ層６０は、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料が採用される。具体的には、（ポリ）フルオレン誘導体（ＰＦ）、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などが好適に用いられる。
また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。
なお、上述した高分子材料に代えて、従来公知の低分子材料を用いることもできる。また、有機ＥＬ層６０の膜厚は、１００ｎｍ程度であることが好ましい。
【００３５】
上記の正孔注入／輸送層７０と、有機ＥＬ層６０の形成方法としては、液体吐出法（塗布法）が好適に用いられる。当該液体吐出法においては、各種材料を好適な溶媒に溶解させた液体材料を微細な領域に正確に吐出して定着させることができるので、フォトリソグラフィが不要になり、材料の無駄が発生せず、製造コストの低減が可能になる。
【００３６】
電子注入層５２を形成するための材料としては、例えばバソクプロインとセシウムの共蒸着膜が好適に採用される。バソクプロインとセシウムの共蒸着膜は、バソクプロインとセシウムを蒸発源とする共蒸着法により形成される。
また、このような材料以外にも、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又は希土類金属のハロゲン化物あるいは酸化物を含む材料を採用してもよい。アルカリ金属としては例えばＬｉ、Ｎａ、Ｃｓが用いられ、アルカリ土類金属としては例えばＣａ、Ｂａ、Ｓｒが用いられ、希土類金属としては例えばＳｍ、Ｔｂ、Ｅｒが用いられる。これら金属は、特にフッ化物として用いられ形成されているのが好ましいが、これ以外のハロゲン化物、すなわち塩化物や臭化物としてもよく、また、酸化物としてもよい。このような電子注入層５２Ｂの形成材料となる化合物において、ＬｉＦなど蒸着が可能なものについては、その化合物を溶媒トラップ法もしくはコールドトラップ法によるガス中蒸着法などにより、粒径が１μｍ以下の超微粒子に製造することが可能である（例えば「分散・凝集の解明と応用技術，（１９９２），Ｐ．３０」参照）。したがって、この超微粒子を分散媒中に均一に分散させて分散液（コロイド）とすることにより、液滴吐出法での塗布、すなわち液相プロセスでの成膜が可能となる。
【００３７】
陰極５０は、図３から図５に示すように、実表示領域４およびダミー領域５の総面積より広い面積を備え、それぞれを覆うように形成されている。陰極５０を形成するための材料としては、電子注入効果の大きい材料が好適に用いられる。例えば、カルシウムやマグネシウム、ナトリウム、リチウム金属、又はこれらの金属化合物である。金属化合物としては、フッ化カルシウム等の金属フッ化物や酸化リチウム等の金属酸化物、アセチルアセトナトカルシウム等の有機金属錯体が該当する。また、これらの材料だけでは、電気抵抗が大きく電極として機能しないため、アルミニウムや金、銀、銅などの金属層やＩＴＯ、酸化錫などの金属酸化物導電層との積層体と組み合わせて用いてもよい。なお、本実施形態では、フッ化リチウムとマグネシウム金属、ＩＴＯの積層体を、透明性が得られる膜厚に調整して用いるものとする。
【００３８】
次に、実表示領域４に設けられた駆動用ＴＦＴ１２３の近傍の構成について、特に基板２０から第２平坦化層８５まで積層されたＴＦＴ素子部１１の構成について説明する。
図５に示すように、駆動用ＴＦＴ１２３の近傍は、基板２０上に、下地保護層８１、シリコン層４１、ゲート絶縁層８２、ゲート電極（第１配線）４２、第１平坦化層８３、ソース電極（第２配線）４３、ドレイン電極（第２配線）４４、パッシベーション膜８４、及び第２平坦化層８５が順次積層された構成となっている。そして、第２平坦化層８５の表面には、上記の画素電極２３が形成されている。
図５においては、ゲート電極４２、ソース電極４３、及びドレイン電極４４の断面を示しているが、各電極は平面的にはゲート配線（第１配線）、ソース配線（第２配線）、及びドレイン配線（第２配線）が延在した位置に形成された配線である。
【００３９】
次に、各層膜について詳述する。
下地保護層８１は、基板２０からシリコン層４１に不純物が拡散するのを防止する、所謂バリア層として機能する層膜である。当該下地保護層８１の材料としては、ＳｉＯ２等の無機物を主体とする材料が採用される。
【００４０】
シリコン層４１は、半導体材料からなる半導体層であり、不純物が部分的にドーピングされることによって形成された高濃度不純物領域４１Ｓ、４１Ｄ及び低濃度不純物領域４１ｂ、４１ｃと、ゲート電極４２に対向する位置に形成されたチャネル領域４１ａとを備える層膜である。ここで、高濃度不純物領域４１Ｓ、４１Ｄは、後述するように各々ソース電極４３、ドレイン電極４４に導通している。また、当該シリコン層４１は、下地保護層８１上に、プラズマＣＶＤ法などを用いてアモルファスシリコン層を形成した後に、レーザアニール法又は急速加熱法により結晶粒を成長させたポリシリコン層である。また、シリコン層４１は、下地保護層８１の表面に部分的に形成されており、公知のフォトリソグラフィ法によってパターニングされることで、島状に形成されている。
なお、図５に示すシリコン層４１は、表示領域内に形成され、画素電極２３に接続される駆動用ＴＦＴ１２３を構成するものであるが、不図示の走査線駆動回路８０に含まれるＰチャネル型及びＮチャネル型のＴＦＴ（駆動回路用ＴＦＴ）においても、基本構造はシリコン層４１と同様となっている。
【００４１】
ゲート絶縁層８２は、シリコン層４１の表面に形成されるものであり、ゲート電極４２との絶縁性を得るための層膜である。当該ゲート絶縁層８２は、ＳｉＯ２及び／又はＳｉＮを主成分とする材料からなり、プラズマＣＶＤ法や熱酸化法等の方法によって、約３０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚で形成されている。
【００４２】
ゲート電極４２は、ゲート絶縁層８２の表面全体にドープドシリコンやシリサイド膜、或いはアルミニウム膜やクロム膜、タンタル膜といった金属膜を形成した後に、フォトリソグラフィ法によってパターニングして形成されたものである。当該ゲート電極４２の膜厚は概ね５００ｎｍ程度である。
なお、ゲート電極４２は図示略のスイッチング用ＴＦＴ１１２のドレイン領域に電気的に接続されている。
【００４３】
第１平坦化層８３は、ゲート電極４２を埋設して平坦化を施すための層膜である。これにより、第１平坦化層８３の表面、即ち、ソース電極４３及びドレイン電極４４の形成面が平坦化される。また、当該第１平坦化層８３は、層間絶縁層としても機能する層膜である。このような第１平坦化層８３は、スピンコート法等の塗布法によって塗布された後に、熱処理工程や焼成工程によって形成された層膜である。また、第１平坦化層８３を構成する具体的な材料としては、無機材料を主成分として含む材料が採用され、その中でも、例えば、ＳＯＧ膜を採用することが好ましい。
【００４４】
ＳＯＧ膜の具体例としては、ペルヒドロポリシラザンやシリカを挙げることができる。ペルヒドロポリシラザンとは、−（ＳｉＨ２ＮＨ）−を基本ユニットとする化合物の物質名である。本実施形態では、ペルヒドロポリシラザンとして、クラリアントジャパン株式会社の「ポリシラザン」（登録商標）を用いている。
なお、［ＳｉＨ２ＮＨ］ｎ中のＨがアルキル基（例えばメチル基、エチル基等）で置換されると、有機ポリシラザンとなり、無機ポリシラザンとは区別されることがある。本実施形態では無機ポリシラザンを使用することが好ましい。
また、このポリシラザンは、有機溶剤に可溶な無機ポリマーであるので、有機溶剤と混合させることで液体材料として取り扱うことが可能となるものである。また、ポリシラザンは、不活性雰囲気中で高温焼成されることにより、脱水素反応に伴う熱硬化収縮が生じ、ＳｉＮ（窒化シリコン）のセラミクスへ転化する性質を有している。また、大気中又は水蒸気含有雰囲気で焼成されることにより、水や酸素と反応し、緻密なＳｉＯ２（酸化シリコン）膜へ転化する性質を有している。また、このようなポリシラザンを用いて形成された第１平坦化層８３は、クラック耐性が高く、また耐酸素プラズマ性があり、単層でもある程度厚い絶縁膜として使用可能であるという利点を有している。
【００４５】
このようなポリシラザンを用いた第１平坦化膜８３の形成方法においては、ポリシラザンをキシレン等の液体に混合した後に、例えばスピンコート法により基板上に塗布する。更に、ポリシラザンの塗布膜が形成された基板を熱処理することにより、ＳｉＯ２膜や、窒素を含有するＳｉＯ２膜に転化させるようになっている。ここで、熱処理は、３５０℃〜４００℃程度の温度雰囲気において行われる。
【００４６】
ソース電極４３及びドレイン電極４４は、第１平坦化層８３の表面に形成される層膜である。また、第１平坦化層８３にはコンタクトホール４３ａ、４４ａが予め形成されており、当該ソース電極４３及びドレイン電極４４を形成することで、高濃度不純物領域４１Ｓ、４１Ｄの各々にソース電極４３及びドレイン電極４４が接続するようになっている。
ソース電極４３及びドレイン電極４４の形成方法としては、第１平坦化層８３を覆うように、アルミニウム、クロム、タンタル等の金属膜を２００ｎｍ〜８００ｎｍ程度の膜厚で形成した後に、ソース電極４３及びドレイン電極４４が形成されるべき領域を覆うようにエッチング用マスクを形成し、その後、金属膜をエッチングすることで、ソース電極４３及びドレイン電極４４を形成する。
【００４７】
パッシベーション膜８４は、ＳｉＮ等の材料を用いて、ＣＶＤ等の気相成膜法によって形成される層膜である。当該パッシベーション膜８４は、水分を遮蔽する機能を有しており、後述する第２平坦化層８５を形成する際に溶剤等に含まれる水分が駆動用ＴＦＴ１２３の側に侵入するのを抑制している。
なお、図５においては、ソース電極４３及びドレイン電極４４の各々の側壁と第１平坦化層８３の表面とがなす角度が概ね直角になっているが、実際には鋭角に傾斜していることが好ましい。このようにすれば、パッシベーション膜８４の膜厚を略均一にすることが可能となる。
【００４８】
第２平坦化層８５は、ソース電極４３及びドレイン電極４４を形成することによって生じたパッシベーション膜８４の凹凸部を埋設して平坦化を施すための層膜である。これにより、第２平坦化層８５の表面、即ち、画素電極２３の形成面が平坦化される。また、当該第２平坦化層８５は、層間絶縁層としても機能する層膜である。このような第２平坦化層８５は、スピンコート法等の塗布法によって塗布された後に、熱処理工程やキュア工程によって形成された層膜である。また、第２平坦化層８５を構成する具体的な材料としては、有機材料を主成分として含む材料が採用され、その中でも、例えば、アクリル樹脂膜を採用することが好ましい。なお、アクリル樹脂以外にも、他の有機材料としてポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂（以下、ＢＣＢ樹脂と称す）等を採用してもよい。
【００４９】
このような第２平坦化層８５の形成方法としては、アクリル樹脂を含有した液体材料をスピンコート法により塗布した後に、熱処理によりキュアを施すことにより行われる。ここで、スピンコート法を施すことにより、ソース電極４３及びドレイン電極４４の形状に起因する凹凸部が埋設されて平坦化が行われる。
【００５０】
このような第２平坦化層８５の面上には、画素電極２３が形成されると共に、第２平坦化層８５を貫通するようにコンタクトホール２３ａが形成され、当該コンタクトホール２３ａに埋設された配線を介して、画素電極２３とドレイン電極４４とが接続されている。即ち、画素電極２３は、ドレイン電極４４を介して、シリコン層４１の高濃度ドレイン領域４１Ｄに電気的に接続されている。
【００５１】
なお、走査線駆動回路８０および検査回路９０に含まれるＴＦＴ（駆動回路用ＴＦＴ）、すなわち、例えばこれらの駆動回路のうち、シフトレジスタに含まれるインバータを構成するＮチャネル型又はＰチャネル型のＴＦＴは、画素電極２３と接続されていない点を除いて上記駆動用ＴＦＴ１２３と同様の構造であり、同一のプロセスで形成される。
【００５２】
画素電極２３が形成された第２平坦化層８５の表面は、画素電極２３と、例えばＳｉＯ２などの親液性材料を主体とする親液性制御層２５と、アクリル樹脂やポリイミド樹脂などからなる有機バンク層２１とによって覆われている。そして、画素電極２３には親液性制御層２５に設けられた開口部２５ａ、および有機バンク２１に設けられた開口部２１ａの開口内部に、正孔注入／輸送層７０と、有機ＥＬ層６０とが画素電極２３側からこの順で積層されている。なお、本実施形態における親液性制御層２５の「親液性」とは、少なくとも有機バンク層２１を構成するアクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの材料と比べて親液性が高いことを意味するものとする。
【００５３】
また、本実施形態のＥＬ表示装置１は、カラー表示を行うべく、各有機ＥＬ層６０が、その発光波長帯域が光の三原色にそれぞれ対応して形成されている。例えば、有機ＥＬ層６０として、発光波長帯域が赤色に対応した赤色用有機ＥＬ層６０Ｒ、緑色に対応した緑色用有機ＥＬ層６０Ｇ、青色に対応した青色用有機ＥＬ層６０Ｂとをそれぞれに対応する画素Ｒ、Ｇ、Ｂに設け、これら画素Ｒ、Ｇ、Ｂをもってカラー表示を行う１画素が構成されている。
【００５４】
上述したように、本実施形態のＥＬ表示装置１においては、ゲート電極４２の上方に第１平坦化層８３が形成されることにより、ゲート電極４２の形状に起因する凹凸部が第１平坦化層８３によって埋設されて平坦化される。そして、第１平坦化層８３によって平坦化された面上にソース／ドレイン電極４３、４４が形成される。更に、ソース／ドレイン電極４３、４４の上方に第２平坦化層８５が形成されることにより、ソース／ドレイン電極４３、４４の形状に起因する凹凸部が第２平坦化層８５によって埋設されて平坦化される。このように、ゲート電極４２及びソース／ドレイン電極４３、４４の各々に対して、第１平坦化層８３及び第２平坦化層８５が形成されるので、各配線の形状に起因する凹凸部を埋設することができ、平坦化を施すことができる。
【００５５】
一方、ゲート電極４２及びソース／ドレイン電極４３、４４を形成した後に、一括して平坦化層を形成する場合では、ゲート電極４２の形状に起因する凹凸部の段差量と、ソース／ドレイン電極４３、４４の形状に起因する凹凸部の段差量とを足し合わせた段差量を埋設しなければならならず、平坦化が困難となる。更に、当該段差量を平坦化するために厚膜の平坦化層を形成した場合では、膜内に大きな応力が生じ、基板の反りを招いてしまう。
これに対して、本実施形態のＥＬ表示装置１は、第１平坦化層８３によって平坦化された面上にソース／ドレイン電極４３、４４を形成し、更に、ソース／ドレイン電極４３、４４の形状に起因する凹凸部を埋設するように第２平坦化層８５が形成されているので、一括して平坦化層を形成する場合と比較して、第１及び第２平坦化層８３、８５の各々が埋設する段差量を少なくすることができ、従来と比較して容易に平坦化を施すことができる。従って、例えば配線の交差部分等の比較的段差量が多い部分においては、従来のように一括して平坦化層を形成せずに、ゲート電極４２及びソース／ドレイン電極４３、４４を形成する毎に平坦化層を形成しているので、高精度な平坦化を実現できる。
【００５６】
また、第１平坦化層８３と第２平坦化層８５の製造工程の途中で異物が混入しても、２回の平坦化工程で高い平坦性が得られるため、歩留まりの向上を実現し、信頼性が高いＥＬ表示装置を実現できる。
また、第１及び第２平坦化層８５の各々を厚膜に形成する必要がないので、膜内に大きな応力が生じることがなく、基板の反りを招くこともない。更には、厚膜に形成する必要がないので、薄膜化するためのエッチバックやＣＭＰ等の付加的な工程が不要になり、製造コストを抑制できる。
【００５７】
また、第１平坦化層８３及び第２平坦化層８５を形成することによって、高精度に平坦化された面上に画素電極２３を形成でき、当該画素電極２３上に均一な膜厚の発光機能層１１０を塗布形成できる。そして、均一な膜厚の発光機能層に対して第１電極と第２電極とが電圧を印加すると、当該発光機能層に均一に電圧が印加され、発光機能層の面内において均一な発光を得ることができる。即ち、発光特性のバラツキやＥＬ表示装置の短寿命化を抑制できる。
【００５８】
また、第１平坦化層８３は無機材料を主成分として含む材料からなるので、高耐熱性の膜を第１平坦化層８３として使用できる。従って、薄膜トランジスタの半導体層に対する不純物の活性化工程を施しても、材料の変質や変形が生じることがない。また、薄膜トランジスタの信頼性が損なわれることがない。
また、第２平坦化層８５は、有機材料を主成分として含む材料からなるので、低温で第２平坦化層８５を形成できる。また、薄膜トランジスタからの水素の離脱等がなく、電気特性の低下を抑制できる。
【００５９】
また、第１平坦化層８３と前記第２平坦化層８５は、スピンコート法等の塗布法によって形成されているので、真空装置等の高価な設備を利用することなく、従って、安価かつ容易にＥＬ表示装置１を製造できる。
【００６０】
また、ＥＬ表示装置１においては、上記のように第１平坦化層８３と第２平坦化層８５とによってＴＦＴ素子部１１が平坦化されているので、発光機能層１１０を均一な膜厚で形成することができ、発光面積や表示面積を大きくすることができる。更に、本実施形態のＥＬ表示装置１は、トップエミッション型の表示装置であり、ＴＦＴ等の配線に遮蔽されることなく発光光を効率的に取り出す構成であるので、発光面積や表示面積を更に大きくすることができ、発光機能層１１０の形成面の全面から発光光を取り出すことができる。
従って、本実施形態のＥＬ表示装置１は、トップエミッション型を採用することで、第１及び第２平坦化層８３、８５を形成したことによる効果をより一層高めることができる。
【００６１】
なお、本実施形態においては、第１平坦化層８３及び第２平坦化層８５を塗布形成する方法としてスピンコート法を採用しているが、他の塗布法を採用してもよい。塗布法としては、例えば、スリットコート法、ディップコート法、スプレー成膜法、印刷法、液体吐出法等が挙げられるが、いずれの塗布法においても、第１平坦化層８３及び第２平坦化層８５が所望の膜厚均一性と平坦性を有することが必要であるため、当該特性を満足できる塗布法が採用可能である。
また、本実施形態においては、シリコン層４１の上方にゲート電極４２を設けたトップゲート構造を採用しているが、シリコン層４１の下方にゲート電極４２を設けたボトムゲート構造を採用してもよい。当該ボトムゲート構造に本発明を適用すれば、第１平坦化層８３がゲート電極４２の形状に起因する凹凸部を埋設して平坦にするので、平坦面上にシリコン層４１を形成することができる。
【００６２】
（電子機器）
以下、上記実施形態のＥＬ表示装置を備えた電子機器の具体例について図１１に基づき説明する。
図１１（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１１（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は前記のＥＬ表示装置を用いた表示部を示している。
図１１（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１１（ｂ）において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は前記のＥＬ表示装
置を用いた表示部を示している。
図１１（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１１（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０１はキーボードなどの入力部、符号１２０２は前記のＥＬ表示装置を用いた表示部、符号１２０３は情報処理装置本体を示している。
【００６３】
図１１（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、上記実施形態のＥＬ表示装置１を用いた表示部を備えたものであり、上記実施形態のＥＬ表示装置１の特徴を有するので、良好な発光特性を有する表示部を備え、低コストの電子機器を実現できる。
これらの電子機器を製造するには、上記実施形態のＥＬ表示装置１を、携帯電話、携帯型情報処理装置、腕時計型電子機器などの各種電子機器の表示部に組み込むことにより製造される。
また、本実施形態は、携帯電話、腕時計型電子機器、及び携帯型情報処理装置を限定するものではなく、ＥＬ表示装置１を搭載可能な他の電子機器においても適用できる。例えば、２０インチを超えるようなテレビの表示部にも上記実施形態のＥＬ表示装置１を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施形態のＥＬ表示装置の配線構造を示す模式図。
【図２】本発明の第１実施形態のＥＬ表示装置の構成を模式的に示す平面図。
【図３】図２のＡ−Ｂ線に沿う断面図。
【図４】図２のＣ−Ｄ線に沿う断面図。
【図５】図３の要部拡大断面図。
【図６】本発明の電子機器を示す斜視図。
【符号の説明】
【００６５】
１  ＥＬ表示装置（ＥＬ表示装置）、  ２０  基板、  ２３  画素電極（第１電極）、  ４２  ゲート電極（第１配線）、  ４３  ソース電極（第２配線）、  ４４  ドレイン電極（第２配線）、  ４６  カバー基板（封止部材）、  ５０  陰極（第２電極）、  １１０  発光機能層、１２３  駆動用ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、  ８３  第１平坦化層、  ８５  第２平坦化層、  １０００、１１００、１２００  電子機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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