(57)【要約】【課題】プラスチック基板を用いた大画面で高精細な有機ＥＬディスプレイと、そのロール状の長尺なプラスチック基板を用いた有機ＥＬディスプレイの製造が可能である。【解決手段】有機ＥＬディスプレイは、透明なプラスチック基板１００上に、少なくとも下部電極３００、少なくとも発光層を含む有機層、及び上部電極３０５が形成された有機ＥＬ素子Ａ、及び薄膜トランジスタＢを有し、下部電極３００と、薄膜トランジスタＢのソース電極またはドレイン電極とが接続され、プラスチック基板１００は、ガスバリア層１０１ａを有し、薄膜トランジスタＢは、ガスバリア層１０１ａ上に形成され、薄膜トランジスタＢは、酸素（Ｏ）と窒素（Ｎ）の混合物でＯに対するＮの比（Ｎ数密度／Ｏ数密度）が０乃至２である非金属元素を含む活性層２０３を有し、有機ＥＬ素子Ａは、少なくともガスバリア層１０１ａ上または薄膜トランジスタＢ上に形成されている。【選択図】図１
2011181590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明なプラスチック基板上に、少なくとも下部電極、少なくとも発光層を含む有機層、及び上部電極が形成された有機ＥＬ素子、及び薄膜トランジスタを有する有機ＥＬディスプレイであって、
前記下部電極と、前記薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極とが接続され、
前記プラスチック基板は、ガスバリア層を有し、
前記薄膜トランジスタは、前記ガスバリア層上に形成され、
前記薄膜トランジスタは、酸素（Ｏ）と窒素（Ｎ）の混合物でＯに対するＮの比（Ｎ数密度／Ｏ数密度）が０乃至２である非金属元素を含む活性層を有し、
前記有機ＥＬ素子は、少なくとも前記ガスバリア層上または前記薄膜トランジスタ上に形成されていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
【請求項２】
前記有機ＥＬディスプレイは、表示画面の短辺の長さが４６５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項３】
前記有機ＥＬ素子は、少なくとも赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３原色を発光する層を有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項４】
前記有機ＥＬ素子は、少なくとも白色発光層とカラーフィルター層とを有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項５】
前記薄膜トランジスタは、透明であり、
前記有機ＥＬ素子の一部は、透明な絶縁層を介して前記薄膜トランジスタの上に二次元的に連続して形成され、
前記有機ＥＬ素子の前記下部電極は、透明であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項６】
前記有機ＥＬ素子の前記上部電極は、光反射性の電極であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項７】
前記薄膜トランジスタは、前記ガスバリア層の側に、粘着剤層あるいは接着剤層を有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項８】
前記薄膜トランジスタは、ガラス基板を有することを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項９】
前記薄膜トランジスタは、前記プラスチック基板上に直接形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、少なくとも、
透明なプラスチック基板上に、少なくとも下部電極、少なくとも発光層を含む有機層、及び上部電極を形成する有機ＥＬ素子部の形成工程、
前記透明なプラスチック基板が長尺なロール状であって、前記透明なプラスチック基板上にガスバリア層を形成する工程、
前記ガスバリア層上に、酸素（Ｏ）と窒素（Ｎ）の混合物でＯに対するＮの比（Ｎ数密度／Ｏ数密度）が０乃至２である非金属元素を含む活性層をスパッタ方式で形成する薄膜トランジスタの形成工程、前記有機ＥＬ素子を、少なくとも前記ガスバリア層上または前記薄膜トランジスタ上に形成する工程
を有することを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項１１】
前記有機ＥＬディスプレイは、表示画面の短辺の長さが４６５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項１２】
前記有機ＥＬ素子は、少なくとも赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３原色を発光する層を形成する工程を有することを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項１３】
前記有機ＥＬ素子は、少なくとも白色発光層とカラーフィルター層を形成する工程を有することを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項１４】
前記薄膜トランジスタは透明であり、前記有機ＥＬ素子の一部は透明な絶縁層を介して前記薄膜トランジスタの上に二次元的に連続して形成し、前記有機ＥＬ素子の電極は透明であることを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項１５】
前記薄膜トランジスタは、予めガラス基板上に形成した後、前記ガラス基板の一部あるいは全部を除去し、粘着剤層あるいは接着剤層を介して前記プラスチック基板上に転写して形成することを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項１６】
前記薄膜トランジスタは、前記プラスチック基板上に直接形成することを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特に、プラスチック基板を用い、非金属元素を含む活性層を有する薄膜トランジスタで駆動する有機ＥＬディスプレイと有機ＥＬディスプレイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機エレクトロルミネッセンス（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）技術は、その材料技術、製造技術、駆動回路技術等の進歩によりフラットパネルディスプレイ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＰＤ）のひとつ有機ＥＬディスプレイとして実用化されている。
【０００３】
有機ＥＬディスプレイの実用化は、１９９７年に単色で始まり、その後エリアカラー化されて小型オーディオ機器や携帯端末などのディスプレイに応用が拡大されている。カラー化は、２００１年に携帯電話のディスプレイでパッシブマトリクス方式により実用化が始まった。その後、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス方式でのカラー化の開発が進み、２００７年には１１型テレビに応用されるようになった。最近では４０型以上の大型テレビの開発も進んでいる。
【０００４】
有機ＥＬディスプレイを構成する有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層などを積層させ、陽極と陰極間に電圧を印加し、有機ＥＬ素子に電流を流すことにより発光する。この有機ＥＬ素子からなる表示画素を２次元的に多数配置してディスプレイとして用いる。
【０００５】
有機ＥＬディスプレイのカラー化には塗り分け方式や色変換方式、マイクロキャビティ方式、カラーフィルター方式など様々な方式が提案されているが、この内、塗り分け方式とカラーフィルター方式がその代表的な方式である。
【０００６】
塗り分け方式は、表示画素をサブピクセルと呼ばれる複数の画素に分割してそれぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を発光する素子とする。サブピクセルには、ＲＧＢの３色だけでなく、白色（Ｗ）を加えて４色としても良い。
【０００７】
カラーフィルター方式は、発光は白色とし、サブピクセルにＲＧＢのカラーフィルターを組み合わせてカラー化する。塗り分け方式と同様に、サブピクセルのカラーフィルターは、ＲＧＢに白色（Ｗ）を加えた４色としても良い。
【０００８】
有機ＥＬ素子は、全固体の面状自己発光素子であり、それを用いた有機ＥＬディスプレイは液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどに比べて、薄型化、高速応答性、視野角特性などに優れており、最近ではプラスチック基板を用いて、フレキシブルなディスプレイの開発も行われている。有機ＥＬディスプレイの駆動方式には、パッシブマトリクス方式とアクティブマトリクス方式がある。
【０００９】
パッシブマトリクス方式は、有機ＥＬ素子の陽極と陰極とをすだれ状の電極をとしてＸ方向とＹ方向に配置し、一方の電極を走査電極とし、もう一方の電極をデータ電極とする。その交点の画素に外部の定電流回路から電圧を印加させて発光させる方式であり、有機ＥＬ素子を駆動するための薄膜トランジスタが不要である点、後述するアクティブマトリクス方式と比べて製造コスト上有利な方式である。しかし、表示画面の画素数が増大すると走査電極数も増大するので、その結果、画素を駆動するデューティ比が低下するため高輝度が得られないという制限がある。
【００１０】
アクティブマトリクス方式は、画素毎に薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）でＯＮとＯＦＦを行い、保持容量（コンデンサ）により点灯状態を維持するので、画素数が増大しても高輝度を維持できる特徴がある。従って、テレビなど画素数が多い用途ではアクティブマトリクス方式が用いられる。
【００１１】
液晶ディスプレイのアクティブマトリクス方式では、画素を選択するひとつのトランジスタがあれば良いが、有機ＥＬディスプレイの場合は、各画素を選択するためのトランジスタの他にその選択された画素の有機ＥＬ素子に電流を流しこみ発光させるトランジスタ、の少なくともふたつのＴＦＴが必要である。従って、ディスプレイの開口率を考慮する時、有機ＥＬディスプレイの場合にＴＦＴの大きさは、液晶ディスプレイの場合より重要な問題である。ＴＦＴは小さい方がディスプレイの開口率を大きくできる。
【００１２】
酸化物薄膜を活性層に用いたＴＦＴは、可視光に対して透明であり、ディスプレイの開口率を高めることが期待できる。
【００１３】
アクティブマトリクス方式で用いられるＴＦＴは、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を活性層に用いたａ−Ｓｉ  ＴＦＴと低温ポリシリコン（低温ｐ−Ｓｉ）を活性層に用いた低温ｐ−Ｓｉ  ＴＦＴが実用化され、現在液晶ディスプレイで広く用いられている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００８−５９８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このように、有機ＥＬ素子を用いて高精細で大画面な有機ＥＬディスプレイを実現しようとすると、前述した通り、駆動方式はアクティブマトリクス方式を選択すべきである。この時、ＴＦＴは、ａ−Ｓｉ  ＴＦＴを用いると、その電界効果移動度は０．５ｃｍ２／Ｖ・ｓ程度であるので、画素の面積が大きい場合や走査電極数が多い場合、例えば２，０００本以上、では高速応答性と高輝度化の点で不具合が起こる。即ち、有機ＥＬ素子の画素が大きい場合は、十分な電流を流すためにはＴＦＴのサイズを大きくする必要があるが、それでは画素の開口率が低下して高輝度化が実現できない。また、高精細で走査電極数が多い場合、書き込み時間は、走査電極の本数が多くなるほど短くなるので、保持容量を充分充電する時間が確保できなくなり、その結果、ＴＦＴを満足にＯＮさせることができない。
【００１６】
また、ａ−Ｓｉ  ＴＦＴは、電流ストレスによる閾電圧（Ｖｔ）の変動量が大きく、長時間駆動時に駆動電流のバラツキが発生することが避けられない。駆動電流のバラツキは有機ＥＬ素子では、即ち輝度のバラツキとなる。
【００１７】
一方、低温ｐ−Ｓｉ  ＴＦＴを用いた場合、移動度は５０〜１５０ｃｍ２／Ｖ・ｓであるので、大画面・高精細の有機ＥＬディスプレイの駆動に充分応用可能である。電流駆動によるＶｔの変動量もａ−Ｓｉより二桁以上小さく問題ない。
【００１８】
しかし、低温ｐ−Ｓｉの製造にはシリコン膜の溶融結晶化のためにエキシマレーザー光が必要であり、大画面なディスプレイでは画面幅相当する長さのエキシマレーザービームが必要である。現状ではレーザーのビーム長は４６５ｍｍが最長であり、これ以上の幅を持つディスプレイは低温ｐ−Ｓｉでは作れない。
【００１９】
また、低温ｐ−Ｓｉ  ＴＦＴは、その製造プロセス温度は５００℃から６００℃と高く、プラスチック基板は到底用いることができないので、フレキシブルディスプレイは不可能である。
【００２０】
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、プラスチック基板を用いた大画面で高精細な有機ＥＬディスプレイと、そのロール状の長尺なプラスチック基板を用いた有機ＥＬディスプレイの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【００２２】
請求項１に記載の発明は、透明なプラスチック基板上に、少なくとも下部電極、少なくとも発光層を含む有機層、及び上部電極が形成された有機ＥＬ素子、及び薄膜トランジスタを有する有機ＥＬディスプレイであって、
前記下部電極と、前記薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極とが接続され、
前記プラスチック基板は、ガスバリア層を有し、
前記薄膜トランジスタは、前記ガスバリア層上に形成され、
前記薄膜トランジスタは、酸素（Ｏ）と窒素（Ｎ）の混合物でＯに対するＮの比（Ｎ数密度／Ｏ数密度）が０乃至２である非金属元素を含む活性層を有し、
前記有機ＥＬ素子は、少なくとも前記ガスバリア層上または前記薄膜トランジスタ上に形成されていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイである。
【００２３】
請求項２に記載の発明は、前記有機ＥＬディスプレイは、表示画面の短辺の長さが４６５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイである。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、前記有機ＥＬ素子は、少なくとも赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３原色を発光する層を有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイである。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、前記有機ＥＬ素子は、少なくとも白色発光層とカラーフィルター層とを有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイである。
【００２６】
請求項５に記載の発明は、前記薄膜トランジスタは、透明であり、
前記有機ＥＬ素子の一部は、透明な絶縁層を介して前記薄膜トランジスタの上に二次元的に連続して形成され、
前記有機ＥＬ素子の前記下部電極は、透明であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイである。
【００２７】
請求項６に記載の発明は、前記有機ＥＬ素子の前記上部電極は、光反射性の電極であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイである。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、前記薄膜トランジスタは、前記ガスバリア層の側に、粘着剤層あるいは接着剤層を有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイである。
【００２９】
請求項８に記載の発明は、前記薄膜トランジスタは、ガラス基板を有することを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬディスプレイである。  
【００３０】
請求項９に記載の発明は、前記薄膜トランジスタは、前記プラスチック基板上に直接形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイである。
【００３１】
請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、少なくとも、
透明なプラスチック基板上に、少なくとも下部電極、少なくとも発光層を含む有機層、及び上部電極を形成する有機ＥＬ素子部の形成工程、
前記透明なプラスチック基板が長尺なロール状であって、前記透明なプラスチック基板上にガスバリア層を形成する工程、
前記ガスバリア層上に、酸素（Ｏ）と窒素（Ｎ）の混合物でＯに対するＮの比（Ｎ数密度／Ｏ数密度）が０乃至２である非金属元素を含む活性層をスパッタ方式で形成する薄膜トランジスタの形成工程、
前記有機ＥＬ素子を、少なくとも前記ガスバリア層上または前記薄膜トランジスタ上に形成する工程
を有することを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造方法である。
【００３２】
請求項１１に記載の発明は、前記有機ＥＬディスプレイは、表示画面の短辺の長さが４６５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法である。
【００３３】
請求項１２に記載の発明は、前記有機ＥＬ素子は、少なくとも赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３原色を発光する層を形成する工程を有することを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法である。
【００３４】
請求項１３に記載の発明は、前記有機ＥＬ素子は、少なくとも白色発光層とカラーフィルター層を形成する工程を有することを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法である。
【００３５】
請求項１４に記載の発明は、前記薄膜トランジスタは透明であり、前記有機ＥＬ素子の一部は透明な絶縁層を介して前記薄膜トランジスタの上に二次元的に連続して形成し、前記有機ＥＬ素子の電極は透明であることを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法である。
【００３６】
請求項１５に記載の発明は、前記薄膜トランジスタは、予めガラス基板上に形成した後、前記ガラス基板の一部あるいは全部を除去し、粘着剤層あるいは接着剤層を介して前記プラスチック基板上に転写して形成することを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法である。
【００３７】
請求項１６に記載の発明は、前記薄膜トランジスタは、前記プラスチック基板上に直接形成することを特徴とする請求項１０に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法である。
【発明の効果】
【００３８】
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
【００３９】
請求項１に記載の発明では、酸素（Ｏ）と窒素（Ｎ）の混合物でＯに対するＮの比（Ｎ数密度／Ｏ数密度）が０乃至２である非金属元素を含む活性層を有する薄膜トランジスタは、２００℃以下の温度で形成した場合にも、２００℃以上でガラス基板上に形成しているアモルファスシリコンを用いた薄膜トランジスタと同等以上の性能を得ることができるので、ガラス基板よりも耐熱温度の低いプラスチック基板上に形成する場合に好適である。一方、有機ＥＬ素子は、全固体の自発光素子であり視野角依存性がなく、プラスチック基板上に形成するフレキシブルディスプレイの素子として好適である。また、容易に高電界効果移動度の薄膜トランジスタが得られ、この薄膜トランジスタは、電流駆動素子の有機ＥＬ素子を用いた大画面、高精細ディスプレイに好適である。
【００４０】
請求項２に記載の発明では、有機ＥＬディスプレイは、表示画面の短辺の長さが４６５ｍｍ以上であり、大画面、高精細の有機ＥＬディスプレイでは、低温Ｐ−Ｓｉ  ＴＦＴが適用可能だが、低温Ｐ−Ｓｉ  ＴＦＴによる表示画面のサイズは、高額な製造装置であるレーザーアニール装置が必要であるが、レーザーアニール装置の大きさの制限上、短辺が４６５ｍｍ以下でなければ量産ができないが、薄膜トランジスタにより比較的安価に短辺４６５ｍｍ以上の表示画面用の製造装置が可能である。
【００４１】
請求項３に記載の発明では、有機ＥＬディスプレイでフルカラー表示する場合、少なくとも赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３原色が発光できる構成である必要があり、この場合、有機ＥＬ素子の発光をそのまま直接表示に使用するので、フルカラー表示の方式の中では、発光の利用効率は最も高いので好ましく、ＲＧＢの他、白色（Ｗ）や黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）などを加えた４色ないし６色が発光する構成でも良い。
【００４２】
請求項４に記載の発明では、有機ＥＬ素子は、少なくとも白色発光層とカラーフィルター層とを有し、３原色ないし４色〜６色の発光をさせないで、白色発光層とカラーフィルター層とでフルカラー表示することも可能である。この場合、発光層は単一の白色発光層のみを形成すれば良いので、発光層を発光色別に分離して形成する必要がなく、工程数が少なく、製造装置もよりシンプルで安価な装置で製造可能という効果があり、フルカラー表示は、カラー液晶パネルのように、白色発光層からの光を、カラーフィルター層を透過させることにより行う。
【００４３】
請求項５に記載の発明では、透明な、薄膜トランジスタ、絶縁物、有機ＥＬ素子の下部電極を用いることにより、大きなサイズの薄膜トランジスタを使用しても有機ＥＬ素子の発光が遮られることなく表示に利用できるので、ディスプレイの開口率を高くでき、光の利用効率を向上できるので、省エネルギー化に好適である。
【００４４】
請求項６に記載の発明では、有機ＥＬ素子の上部電極を光反射性の電極とすることにより、有機ＥＬ素子で発生し表示側と逆方向の上部側に進んだ光も、上部電極により表示側方向に反射されることにより、表示に有効に利用されるので、有機ＥＬ素子の発光の利用効率を高めることができる利点がある。
【００４５】
請求項７に記載の発明では、プラスチック基板のガスバリア層の側に粘着剤層または接着剤層を設けることにより、別途製作した薄膜トランジスタをこれら粘着剤層または接着剤層を用いてプラスチック基板上に貼り付けて固定することができる。また、製造時にロール状態から送り出しロール状態に巻き取るロールツーロール法を用いることができ、長尺な基板に薄膜トランジスタを形成する設備がない場合でも、別途シート状に製作した薄膜トランジスタ基板も使用できる利点がある。
【００４６】
請求項８に記載の発明では、プラスチック基板上に直接形成できないような高温プロセスが必要な薄膜トランジスタも、別途がガラス基板上に製作した後、粘着剤層または接着剤層を使ってプラスチック基板上に貼り付けて使用することができる利点がある。この場合、ガラス基板をフッ化水素水などでエッチング、あるいは研磨剤で研摩して厚みを薄くして用いるとデバイスの薄型化に効果がある。
【００４７】
請求項９に記載の発明では、薄膜トランジスタがプラスチック基板上に直接形成されていると、基板が可撓性あるため、フレキシブルディスプレイに好適である。さらに、ディスプレイが有機ＥＬディスプレイである場合、有機ディスプレイは全固体素子であり、特性の視野依存性がなく、フレキシブルディスプレイとして好適である。
【００４８】
請求項１０乃至請求項１６に記載の発明では、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の有機ＥＬディスプレイを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第１の実施の形態の有機ＥＬディスプレイを示す概略断面図である。
【図２】第２の実施の形態の有機ＥＬディスプレイを示す概略断面図である。
【図３】第３の実施の形態の有機ＥＬディスプレイを示す概略断面図である。
【図４】薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス駆動方式による、本発明の有機ＥＬディスプレイの画素回路図である。
【図５】有機ＥＬディスプレイの製造工程を説明する工程図である。
【図６】スパッタ装置の概略構成図である。
【図７】ロール状フィルム基板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、この発明の有機ＥＬディスプレイ及び有機ＥＬディスプレイの製造方法の実施の形態について説明する。この実施の形態は好ましい形態を示すものであるが、この発明はこれに限定されない。
【００５１】
まず、有機ＥＬディスプレイの実施の形態について説明する。
【００５２】
［有機ＥＬディスプレイ］
（第１の実施の形態）
図１は第１の実施の形態の有機ＥＬディスプレイを示す概略断面図である。第１の実施の形態の有機ＥＬディスプレイＣは、透明なプラスチック基板１００上に、少なくとも下部電極、少なくとも発光層を含む有機層、及び上部電極が形成された有機ＥＬ素子Ａ、及び薄膜トランジスタＢを有する。透明なプラスチック基板１００は、上面にガスバリア層１０１ａが形成され、下面にガスバリア層１０１ｂが形成されている。
【００５３】
薄膜トランジスタＢは、ガスバリア層１０１ａ上に形成され、ゲート電極２００と、ゲート絶縁層２０１と、ソース電極２０２と、活性層２０３と、ドレイン電極２０４を有する。活性層２０３は、酸素（Ｏ）と窒素（Ｎ）の混合物でＯに対するＮの比（Ｎ数密度／Ｏ数密度）が０乃至２である非金属元素を含む。
【００５４】
活性層２０３は、金属原料（Ｉｎ２Ｏ３，  ＳｎＯ２）と絶縁体原料（Ｓｉ３Ｎ４）の組み合わせから作製する。金属原料は窒化物を用いようとしてもそれ自体が初めから絶縁体なので、他の絶縁体原料といくら混ぜても半導体は形成できない。このため、金属原料はそれ自体が金属である酸化物を用いる。これに対し、絶縁体原料に窒化物を用いると、両者を混ぜて作製される半導体は酸素（Ｏ）と窒素（Ｎ）の両方を含む酸窒化物の混合物となる。混合の様子を次の式で表す。正負の価数が釣り合う条件で混合比ｘ、ｙを決めることができる。
2011181590.tif 000003
【００５５】
主たる金属原料Ｉｎ２Ｏ３の混合比ｘ、絶縁体材料Ｓｉ３Ｎ４の混合比ｙとすると、価数釣り合いから、従たる金属原料ＳｎＯ２の混合比は６−ｘとなる。金属原料と絶縁体原料の比ｘ：ｙは、原料それぞれのバンドギャップと、混合後に形成される半導体のバンドギャップによって決まり、例えばｘの範囲としてはｘ＝０〜６（典型値５）、ｙの範囲としてはｙ＝０〜６（典型値３）が望ましい。
【００５６】
従って、Ｏ：Ｎの数量比は、
Ｏ＝１２〜１８  （典型値１７）
Ｎ＝０〜２４（典型値１２）となる。
【００５７】
従って、Ｏ：Ｎ＝１：０〜２  酸素１に対する窒素の数密度比、すなわち酸素（Ｏ）に対する窒素（Ｎ）の比（Ｎ数密度／Ｏ数密度）は０乃至２である。
【００５８】
有機ＥＬ素子Ａは、少なくともガスバリア層１０１ａ上または薄膜トランジスタＢ上に形成され、導電性の接続部２０５と、絶縁性の平坦化層３００と、有機ＥＬ素子Ａの陽極である下部電極３０１と、正孔輸送層３０２と、発光層３０３と、電子輸送層３０４と、有機ＥＬ素子Ａの陰極である上部電極３０５とを有する。下部電極３０１と薄膜トランジスタＢのドレイン電極２０４は接続部２０５により電気的に接続されているが、薄膜トランジスタＢのソース電極２０２とが接続されるようにしてもよい。
【００５９】
ガスバリア層１０１ａ、１０１ｂとしては、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘなどの薄膜をスパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法等の真空成膜法により形成される。ガスバリア層の厚さとしては、例えば１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度である。
【００６０】
ゲート電極２００、ソース電極２０２およびドレイン電極２０４としては、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の透明薄膜をスパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等で形成する。これらの電極の膜厚は、例えば、５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度である。
【００６１】
ゲート絶縁膜２０１としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の透明な絶縁薄膜をスパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等で形成する。ゲート酸化膜の膜厚は、例えば、１０ｎｍ〜１μｍ程度である。
【００６２】
この実施の形態では、酸素（Ｏ）と窒素（Ｎ）の混合物でＯに対するＮの比（Ｎ数密度／Ｏ数密度）が０乃至２である非金属元素を含む活性層２０３を有する薄膜トランジスタＢは、２００℃以下の温度で形成した場合にも、２００℃以上でガラス基板上に形成しているアモルファスシリコンを用いた薄膜トランジスタと同等以上の性能を得ることができるので、ガラス基板よりも耐熱温度の低いプラスチック基板上に形成する場合に好適である。一方、有機ＥＬ素子Ａは、全固体の自発光素子であり視野角依存性がなく、プラスチック基板上に形成するフレキシブルディスプレイの素子として好適である。また、容易に高電界効果移動度の薄膜トランジスタが得られ、この薄膜トランジスタは、電流駆動素子の有機ＥＬ素子を用いた大画面、高精細ディスプレイに好適である。
【００６３】
また、酸素（Ｏ）に対する窒素（Ｎ）の比（Ｎ数密度／Ｏ数密度）が０乃至２の範囲となるのは、上記「酸素（Ｏ）に対する窒素（Ｎ）の比（Ｎ数密度／Ｏ数密度）は０乃至２」で述べたように、バンドギャップと価数釣り合いから決まる。仮にこの値が０（窒素が全く存在しない）となった場合、酸素の量によっては、活性層７のバンドギャップが小さすぎて金属的となり、薄膜トランジスタＢが常時オン状態となってしまう。逆にこの値が２を超える（酸素不足、窒素過剰）場合、活性層７のバンドギャップが大きすぎて絶縁体的となり、薄膜トランジスタＢが常時オフ状態となってしまう。いずれの場合もＴＦＴ特性として問題が起きる。
【００６４】
この実施の形態の有機ＥＬディスプレイは、表示画面の短辺の長さが４６５ｍｍ以上である。大画面、高精細の有機ＥＬディスプレイでは、低温Ｐ−Ｓｉ  ＴＦＴが適用可能だが、低温Ｐ−Ｓｉ  ＴＦＴによる表示画面のサイズは、高額な製造装置であるレーザーアニール装置が必要であるが、レーザーアニール装置の大きさの制限上、短辺が４６５ｍｍ以下でなければ量産ができないが、薄膜トランジスタにより比較的安価に短辺４６５ｍｍ以上の表示画面用の製造装置が可能である。
【００６５】
また、薄膜トランジスタＢは、透明であり、有機ＥＬ素子Ａの一部は、透明な絶縁層である絶縁性の平坦化層３００を介して薄膜トランジスタＢの上に二次元的に連続して形成され、有機ＥＬ素子Ａの下部電極３０１は、透明である。透明な、薄膜トランジスタＢ、絶縁物としての絶縁性の平坦化層３００、有機ＥＬ素子Ａの下部電極３０１を用いることにより、大きなサイズの薄膜トランジスタＢを使用しても有機ＥＬ素子Ａの発光が遮られることなく表示に利用できるので、ディスプレイの開口率を高くでき、光の利用効率を向上できるので、省エネルギー化に好適である。
【００６６】
また、有機ＥＬ素子Ａの上部電極３０５は、光反射性の電極である。有機ＥＬ素子Ａの上部電極３０５を光反射性の電極とすることにより、有機ＥＬ素子Ａで発生し表示側と逆方向の上部側に進んだ光も、上部電極３０５により表示側方向に反射されることにより、表示に有効に利用されるので、有機ＥＬ素子Ａの発光の利用効率を高めることができる利点がある。
【００６７】
また、薄膜トランジスタＢは、ガスバリア層１０１ａの側に、粘着剤層あるいは接着剤層を有する。プラスチック基板１００のガスバリア層１０１ａの側に粘着剤層または接着剤層を設けることにより、別途製作した薄膜トランジスタＢをこれら粘着剤層または接着剤層を用いてプラスチック基板１００上に貼り付けて固定することができる。また、製造時にロール状態から送り出しロール状態に巻き取るロールツーロール法を用いることができ、長尺な基板に薄膜トランジスタＢを形成する設備がない場合でも、別途シート状に製作した薄膜トランジスタ基板も使用できる利点がある。
【００６８】
また、薄膜トランジスタＢは、プラスチック基板１０１上に直接形成される。この実施の形態では、プラスチック基板１００のガスバリア層１０１ａの側に薄膜トランジスタＢがプラスチック基板１０１上に直接形成されており、基板が可撓性あるため、フレキシブルディスプレイに好適である。さらに、ディスプレイが有機ＥＬディスプレイである場合、有機ディスプレイは全固体素子であり、特性の視野依存性がなく、フレキシブルディスプレイとして好適である。
【００６９】
また、薄膜トランジスタＢは、図１（ｂ）に示すように、ガラス基板６００を有する。この実施の形態では、プラスチック基板１０１上に直接形成できないような高温プロセスが必要な薄膜トランジスタも、別途がガラス基板６００上に製作した後、粘着剤層または接着剤層を使ってプラスチック基板１０１上に貼り付けて使用することができる利点がある。この場合、ガラス基板６００をフッ化水素水などでエッチング、あるいは研磨剤で研摩して厚みを薄くして用いるとデバイスの薄型化に効果がある。
【００７０】
（第２の実施の形態）
図２は第２の実施の形態の有機ＥＬディスプレイを示す概略断面図である。この第２の実施の形態の有機ＥＬディスプレイは、第１の実施の形態と同じ構成は同じ符号を付して説明を省略する。この第２の実施の形態では、有機ＥＬ素子Ａが、赤色を発光する発光層３０３ｒ、緑色を発光する発光層３０３ｇ、青色を発光する発光層３０３ｂを有する。この赤色を発光する発光層３０３ｒ、緑色を発光する発光層３０３ｇ、青色を発光する発光層３０３ｂに対応して有機ＥＬ素子Ａの陽極である下部電極３０１を分割すると共に、薄膜トランジスタＢを配置して設け、下部電極３０１と薄膜トランジスタＢのドレイン電極２０４は接続部２０５により電気的に接続されている。  
【００７１】
この実施の形態では、有機ＥＬ素子Ａは、少なくとも赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３原色を発光する層を有する。有機ＥＬディスプレイでフルカラー表示する場合、少なくとも赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３原色が発光できる構成である必要があり、この場合、有機ＥＬ素子Ａの発光をそのまま直接表示に使用するので、フルカラー表示の方式の中では、発光の利用効率は最も高いので好ましく、ＲＧＢの他、白色（Ｗ）や黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）などを加えた４色ないし６色が発光する構成でも良い。
【００７２】
（第３の実施の形態）
図３は第３の実施の形態の有機ＥＬディスプレイを示す概略断面図である。この第３の実施の形態の有機ＥＬディスプレイは、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同じ構成は同じ符号を付して説明を省略する。この第３の実施の形態では、有機ＥＬ素子Ａが、白色を発光する発光層３０３ｗを有し、さらに赤色の光を透過するカラーフィルター層４００ｒと、緑色の光を透過するカラーフィルター層４００ｇと、青色の光を透過するカラーフィルター層４００ｂと、各画素を分離するブラックマトリクス層４００ｂｋとを有する。
【００７３】
この実施の形態では、有機ＥＬ素子Ａは、少なくとも白色発光層とカラーフィルター層とを有する。３原色ないし４色〜６色の発光をさせないで、白色発光層とカラーフィルター層とでフルカラー表示することも可能である。この場合、発光層は単一の白色発光層のみを形成すれば良いので、発光層を発光色別に分離して形成する必要がなく、工程数が少なく、製造装置もよりシンプルで安価な装置で製造可能という効果があり、フルカラー表示は、カラー液晶パネルのように、白色発光層からの光を、カラーフィルター層を透過させることにより行う。
【００７４】
なお、図１、図２及び図３のそれぞれの実施の形態において、有機ＥＬ素子Ａの構成は基本的な構成を示しており、この発明に用いる有機ＥＬ素子の構成は、特に図１、図２及び図３に示すものに限定されるものではなく、従来公知の有機ＥＬ素子をそのまま用いることができる。
（有機ＥＬディスプレイの駆動）
次に、図１、図２及び図３のそれぞれの実施の形態の駆動について説明する。図４は薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス駆動方式による、本発明の有機ＥＬディスプレイの画素回路図である。
【００７５】
この実施の形態の有機ＥＬディスプレイの画素回路は、走査ライン４００と、信号ライン４０１と、電源ライン４０２と、スイッチングトランジスタ４０３と、保持容量４０４と、駆動トランジスタ４０５と、有機ＥＬ素子４０６とを有する。
【００７６】
スイッチングトランジスタ４０３のゲート電極は、走査ライン４００に、ドレイン電極は、信号ライン４０１にそれぞれ接続されている。駆動トランジスタ４０５のゲート電極は、スイッチングトランジスタ４０３のドレイン電極と接続され、ソース電極は、電源ライン４０２に、ドレイン電極は、有機ＥＬ素子４０６の陽極である下部電極にそれぞれ接続されている。有機ＥＬ素子４０６の陰極である上部電極は、接地されている。駆動トランジスタ４０５のゲート電極とドレイン電極の間には、保持容量４０４が接続されている。
【００７７】
この実施の形態において、走査ライン４００に走査信号の電圧が印加されると、スイッチングトランジスタ４０３がＯＮとなり、信号ライン４０１から印加される信号電圧により保持容量４０４が充電されるとともに駆動トランジスタ４０５がＯＮとなる。すると有機ＥＬ素子４０６に電源ライン４０２から、保持容量４０４の電圧で決まる駆動トランジスタ４０５の導電率に対応した電流が流れ発光する。
【００７８】
なお、図４に示す有機ＥＬディスプレイの画素回路は、基本的な例を示しており、この発明における画素回路は、特に図４に示すものに限定されるものではなく、従来公知の回路をそのまま用いることができる。
【００７９】
次に、有機ＥＬディスプレイの製造方法の実施の形態について説明する。
【００８０】
［有機ＥＬディスプレイの製造］
（第１の実施の形態）
図５は有機ＥＬディスプレイの製造工程を説明する工程図である。この実施の形態では、ガスバリア層を形成する工程Ｓ１、薄膜トランジスタを形成する工程Ｓ２、有機ＥＬ素子部を形成する工程Ｓ３を有する。ガスバリア層を形成する工程Ｓ１では、透明なプラスチック基板１００が長尺なロール状であって、透明なプラスチック基板１００上にガスバリア層１０１ａ，１０１ｂを形成する。
【００８１】
薄膜トランジスタを形成する工程Ｓ２では、ガスバリア層１０１ａ上に、酸素（Ｏ）と窒素（Ｎ）の混合物でＯに対するＮの比（Ｎ数密度／Ｏ数密度）が０乃至２である非金属元素を含む活性層２０３をスパッタ方式で形成する。
【００８２】
有機ＥＬ素子部を形成する工程Ｓ３では、有機ＥＬ素子Ａの陽極である下部電極３０１と、正孔輸送層３０２と、発光層３０３と、電子輸送層３０４と、有機ＥＬ素子Ａの陰極である上部電極３０５とを成形し、透明なプラスチック基板上に、少なくとも下部電極３０１、少なくとも発光層３０３を含む有機層、及び上部電極３０５を形成する。
【００８３】
基板１００としては、透明な樹脂フィルムを用いることができ、その種類は特に限定されない。好適なプラスチックフィルムの例として、ポリカーボネート、ポリスルホン系樹脂、オレフィン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、などを挙げることができる。プラスチックフィルムの基板３ａの厚さは、例えば５０〜２００μｍ程度である。
【００８４】
平坦化層３００としては、感光性透明樹脂をスピンコート法、スリットコート法、インクジェット法等で形成する。平坦化層の膜厚は、例えば、１００ｎｍ〜２μｍ程度である。
【００８５】
接続部２０５は、平坦化層３００を形成する際にフォトリソグラフィ法等により開口部を設けておき、有機ＥＬ素子の下部電極３０１を形成する際に同時に形成する。
【００８６】
下部電極３０１は、有機ＥＬ素子の陽極であり、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の透明薄膜をスパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等で形成する。特に、高透明性、高電導性等から、ＩＴＯが好ましい。これらの電極の膜厚は、例えば、５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度である。
【００８７】
正孔輸送層３０２、発光層３０３および電子輸送層３０４としては、従来公知の有機ＥＬ素子用材料がそのまま用いることができる。
【００８８】
上部電極３０５としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）とアルミニウム（Ａｌ）をそれぞれ５ｎｍ〜２０ｎｍ、５０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚に真空蒸着法にて成膜して形成する。
【００８９】
本実施例では、有機ＥＬ素子の有機層の構成を正孔輸送層、発光層、電子輸送層としたが、勿論、その他正孔注入層や電子輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層など、従来公知の有機層を取捨選択して構成してもよい事は言うまでもない。
【００９０】
また、有機層の成膜方法については、真空蒸着法や塗布法など、用いる材料および積層構成に適宜適切な方法を用いられる。
【００９１】
この実施の形態では、図６及び図７に示すスパッタ装置により活性層２０３が形成される。このスパッタ装置２１は、ロール巻機構２２ａ，２２ｂと、送出機構２３と、巻取機構２４と、位置合わせ機構２５と、金属ターゲット２６ａ，２６ｂと、を有し、これらの全ての機構を内部に保持する真空チャンバ２７を備えている。この真空チャンバ２７は、ロール巻機構２２ａ，２２ｂ側に開閉扉２７ａ，２７ｂを有し、開閉扉２７ａを開閉してロール状フィルム基板Ｐをセットし、開閉扉２７ｂを開閉して活性層２０３が設けられたロール状フィルム基板Ｐを取り出す。
【００９２】
ロール状フィルム基板Ｐは、プラスチック基板１０１の両面にバリア層１０１ａ，１０１ｂが形成され、図７に示すように、位置合わせパターンＡを有する。
【００９３】
ロール巻機構２２ａは、回転軸２２ａ１にロール状フィルム基板Ｐを装着し、回転軸２２ａ１はロール状フィルム基板Ｐの送り出しによって回転し、ロール巻機構２２ｂは、回転軸２２ｂ１にロール状フィルム基板Ｐを装着し、回転軸２２ｂ１はロール状フィルム基板Ｐの巻き取りによって回転する。
【００９４】
送出機構２３は、一対の送出ローラ２３ａを有し、この一対の送出ローラ２３ａの回転によってロール状フィルム基板Ｐを長尺方向に沿って一方の端部から送り出す。
【００９５】
巻取機構２４は、一対の巻取ローラ２４ｂを有し、この一対の巻取ローラ２４ｂの回転によってロール状フィルム基板Ｐを長尺方向に沿って一方の端部から巻き取る。
【００９６】
位置合わせ機構２５は、検出センサ２５ａ、制御装置２５ｂ、ローラ駆動装置２５ｃを有し、検出センサ２５ａによってロール状フィルム基板Ｐの位置合わせパターンＡを検出し、この検出情報を制御装置２５ｂに送り、制御装置２５ｂはローラ駆動装置２５ｃを介して送出機構２３及び巻取機構２４を制御し、ロール状フィルム基板Ｐの平面位置合わせを行う。
【００９７】
真空チャンバ２７内は、真空ポンプ２８に駆動によって真空状態であり、この真空チャンバ２７には、ガス導入機構２９が設けられ、このガス導入機構２９は非金属元素を含む雰囲気ガスを真空チャンバ２７内に導入する。
【００９８】
金属ターゲット２６ａ，２６ｂは、ロール状フィルム基板Ｐの半導体形成面に対面し、ロール状フィルム基板Ｐの長尺に沿った直線状の位置に配列されている。
【００９９】
金属ターゲット２６ａは、金属元素のターゲットであり、金属ターゲット２６ｂａは、半金属元素のターゲットである。
【０１００】
スパッタ装置２１は、金属ターゲット２６ａ，２６ｂとし、非金属元素、金属元素、半金属元素それぞれ少なくともひとつを含む複数の元素を混ぜ合わせた混合物を、単一のターゲットとして用いているが、金属ターゲット２６ａ，２６ｂを一体のターゲットとてもよい。
【０１０１】
このように、スパッタ装置２１は、ガス導入機構２９により、真空チャンバ２７内に非金属元素を含む雰囲気ガスを導入し、真空チャンバ２７内に金属ターゲット２６ａ，２６ｂの金属元素または半金属元素またはこれらの混合物を含む金属ターゲットを複数配置し、電極を介して金属ターゲット２６ａ，２６ｂに高電圧をかけると金属ターゲット表面の原子がはじき飛ばされ、真空チャンバ２７内に導入された非金属元素を含む雰囲気ガスと、はじき飛ばされた金属と反応させることによって、ロール状フィルム基板Ｐに活性層２０３を製膜することができる。
【０１０２】
活性層２０３を成膜する場合、ロール状フィルム基板Ｐは特に加熱や冷却されることはなく室温に置かれる（ただし、金属ターゲット２６ａ、２６ｂへの高電圧印加やはじき飛んでくる原子との反応により、数十℃程度の自然昇温はあると考えられる）。また、成膜時の真空チャンバ２７内の圧力は約０．５Ｐａ、ガス導入機構２９から供給される雰囲気ガスの分圧は約０．００５Ｐａである。金属ターゲットへの高電圧印加の成膜パワーは約２Ｗ／ｃｍ２である。
【０１０３】
このスパッタ装置２１では、低温プロセスで活性層２０３を形成可能であり、低プロセスコストを実現することができる。また、活性層２０３は、比較的高い電界効果移動度を実現でき、かつ光、熱に対して安定な特性を有する薄膜トランジスタＢを製造することができる。
【０１０４】
また、活性層２０３は自在にバンドギャップを制御でき、また電界効果移動度を増大させることができる薄膜トランジスタＢを製造することができる。
【０１０５】
また、スパッタ装置２１は、全ての機構を内部に保持する真空チャンバ２７を備え、製造時にロール状態から送り出しロール状態に巻き取り、低プロセスコストを実現することができる。
【０１０６】
また、スパッタ装置２１は、非金属元素を含む雰囲気ガスを真空チャンバ２７内に導入し、金属元素または半金属元素またはこれらの混合物を含む金属ターゲット２６ａ，２６ｂを複数有し、金属ターゲット２６ａ，２６ｂが、ロール状フィルム基板Ｐの長尺に沿った直線状の位置に配列され、ロール状フィルム基板Ｐ内に均一な性質の活性層２０３を形成できる。
【０１０７】
また、スパッタ装置２１は、非金属元素、金属元素、半金属元素それぞれ少なくともひとつを含む複数の元素を混ぜ合わせた混合物を、単一のターゲットとして用い、活性層２０３の性質をさらに均一にするとともにスパッタプロセスコストを低減できる。
【０１０８】
このように、薄膜トランジスタＢがプラスチック基板Ｐ上に直接形成されていると、基板が可撓性あるため、フレキシブルディスプレイに好適である。さらに、ディスプレイが有機ＥＬディスプレイである場合、有機ディスプレイは全固体素子であり、特性の視野依存性がなく、フレキシブルディスプレイとして好適である。
【０１０９】
また、有機ＥＬディスプレイＣは、表示画面の短辺の長さが４６５ｍｍ以上である。大画面、高精細の有機ＥＬディスプレイでは、低温Ｐ−Ｓｉ  ＴＦＴが適用可能だが、低温Ｐ−Ｓｉ  ＴＦＴによる表示画面のサイズは、高額な製造装置であるレーザーアニール装置が必要であるが、レーザーアニール装置の大きさの制限上、短辺が４６５ｍｍ以下でなければ量産ができないが、薄膜トランジスタＢにより比較的安価に短辺４６５ｍｍ以上の表示画面用の製造装置が可能である。
【０１１０】
また、薄膜トランジスタを形成する工程Ｓ２では、薄膜トランジスタＢは透明であり、有機ＥＬ素子Ａの一部は透明な絶縁層である平坦化層３００を介して薄膜トランジスタＢの上に二次元的に連続して形成し、有機ＥＬ素子Ａの電極は透明である。透明な、薄膜トランジスタＢ、絶縁物としての絶縁性の平坦化層３００、有機ＥＬ素子Ａの下部電極３０１を用いることにより、大きなサイズの薄膜トランジスタＢを使用しても有機ＥＬ素子Ａの発光が遮られることなく表示に利用できるので、ディスプレイの開口率を高くでき、光の利用効率を向上できるので、省エネルギー化に好適である。
【０１１１】
また、薄膜トランジスタを形成する工程Ｓ２では、薄膜トランジスタＢは、プラスチック基板Ｐ上に直接形成する。この実施の形態では、基板が可撓性あるため、フレキシブルディスプレイに好適である。さらに、ディスプレイが有機ＥＬディスプレイである場合、有機ディスプレイは全固体素子であり、特性の視野依存性がなく、フレキシブルディスプレイとして好適である。
【０１１２】
また、薄膜トランジスタを形成する工程Ｓ２では、薄膜トランジスタＢは、ガラス基板６００を有し、プラスチック基板Ｐ上に直接形成できないような高温プロセスが必要な薄膜トランジスタも、別途がガラス基板６００上に製作した後、粘着剤層または接着剤層を使ってプラスチック基板Ｐ上に貼り付けて使用することができる利点がある。この場合、ガラス基板６００をフッ化水素水などでエッチング、あるいは研磨剤で研摩して厚みを薄くして用いるとデバイスの薄型化に効果がある。
【０１１３】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同様に構成されるが、有機ＥＬ素子部を形成する工程Ｓ３では、有機ＥＬ素子Ａは、少なくとも赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３原色を発光する層を形成する工程を有する。有機ＥＬディスプレイＣでフルカラー表示する場合、少なくとも赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３原色が発光できる構成である必要があり、この場合、有機ＥＬ素子Ａの発光をそのまま直接表示に使用するので、フルカラー表示の方式の中では、発光の利用効率は最も高いので好ましく、ＲＧＢの他、白色（Ｗ）や黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）などを加えた４色ないし６色が発光する構成でも良い。
【０１１４】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態も第１の実施の形態と同様に構成されるが、有機ＥＬ素子部を形成する工程Ｓ３では、有機ＥＬ素子Ａは、少なくとも白色発光層とカラーフィルター層を形成する工程を有する。３原色ないし４色〜６色の発光をさせないで、白色発光層とカラーフィルター層とでフルカラー表示することも可能である。この場合、発光層は単一の白色発光層のみを形成すれば良いので、発光層を発光色別に分離して形成する必要がなく、工程数が少なく、製造装置もよりシンプルで安価な装置で製造可能という効果があり、フルカラー表示は、カラー液晶パネルのように、白色発光層からの光を、カラーフィルター層を透過させることにより行う。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
この発明は、特に、プラスチック基板を用い、非金属元素を含む活性層を有する薄膜トランジスタで駆動する有機ＥＬディスプレイと有機ＥＬディスプレイの製造方法に適用可能で、プラスチック基板を用いた大画面で高精細な有機ＥＬディスプレイと、そのロール状の長尺なプラスチック基板を用いた有機ＥＬディスプレイの製造が可能である。
【符号の説明】
【０１１６】
Ａ  有機ＥＬ素子
Ｂ  薄膜トランジスタ
Ｃ  有機ＥＬディスプレイ
Ｐ  ロール状フィルム基板  １００  プラスチック基板
１０１ａ、１０１ｂガスバリア層
２００ゲート電極
２０１ゲート絶縁層
２０２ソース電極
２０３  活性層
２０４  ドレイン電極
２０５  接続部
３００  平坦化層
３０１  下部電極
３０２  正孔輸送層
３０３  発光層
３０４  電子輸送層
３０５  上部電極
３０３ｒ  赤色を発光する発光層
３０３ｇ  緑色を発光する発光層
３０３ｂ  青色を発光する発光層
４００ｒ  赤色の光を透過するカラーフィルター層
４００ｇ  緑色の光を透過するカラーフィルター層
４００ｂ  青色の光を透過するカラーフィルター層
４００ｂｋ  各画素を分離するブラックマトリクス層
６００  ガラス基板
４００  走査ライン
４０１  信号ライン
４０２  電源ライン
４０３  スイッチングトランジスタ
４０４  保持容量
４０５  駆動トランジスタ
４０６  有機ＥＬ素子
２１  スパッタ装置
２２ａ，２２ｂ  ロール巻機構
２３  送出機構
２４  巻取機構
２５  位置合わせ機構
２６ａ，２６ｂ  金属ターゲット
２７  真空チャンバ
２９  ガス導入機構
【図１】
2011181590.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
2011181590.tif 000007
【図５】
2011181590.tif 000008
【図６】
2011181590.tif 000009
【図７】
2011181590.tif 000010