(57)【要約】【課題】プラスチック基板を用いながらも、効率の良い放熱によって素子特性を良好に保つことが可能な半導体装置および表示装置を提供する。【解決手段】互いに接続された２層の放熱層７ａ，７ｂによってプラスチック基板５の両面が覆われた支持基板３と、支持基板３の上部に配置された薄膜トランジスタ（半導体素子）Ｔｒとを備えている。プラスチック基板５には複数の貫通孔５ａが設けられ、２層の放熱層７ａ，７ｂは、貫通孔１５ａ内に充填されて接続されている。各貫通孔５ａは、薄膜トランジスタ（半導体素子）Ｔｒに重なる位置に設けられている。【選択図】図１
2011091129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック基板の少なくとも一方の面が放熱層で覆われた支持基板と、
前記支持基板における前記放熱層の上部に配置された半導体素子とを備えた
半導体装置。
【請求項２】
前記プラスチック基板の両面が前記放熱層で覆われ、
前記放熱層が互いに接続されている
請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記プラスチック基板には複数の貫通孔が設けられ、
前記２層の放熱層は、前記貫通孔内において接続されている
請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記貫通孔は、前記半導体素子と前記支持基板上に設けられた配線の積層部分との少なくとも一方に設けられている
請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記貫通孔内には前記放熱層が充填されている
請求項３または４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体素子は、有機材料からなる半導体層を用いて構成されている
請求項１〜５の何れかに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記放熱層は金属材料からなり、前記半導体素子と当該放熱層との間には絶縁層が設けられている
請求項１〜６の何れかに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記放熱層は、前記プラスチック基板よりも熱伝導性の高い有機材料または無機材料を用いて構成されている
請求項１〜６の何れかに記載の半導体装置。
【請求項９】
プラスチック基板の少なくとも一方の面が放熱層で覆われた支持基板と、
前記支持基板における前記放熱層の上部に配置された半導体素子と、
前記半導体素子に接続された状態で前記支持基板上に配置された画素電極とを備えた
表示装置。
【請求項１０】
前記プラスチック基板の両面が前記放熱層で覆われ、
前記放熱層が互いに接続されている
請求項９記載の表示装置。
【請求項１１】
前記支持基板には、前記有機電界発光素子に重なる位置に貫通孔が設けられ、
前記２層の放熱層は、前記貫通孔内において接続されている
請求項１０記載の表示装置。
【請求項１２】
前記貫通孔内には前記放熱層が充填されている
請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記支持基板上には、前記画素電極を用いて構成された有機電界発光素子が接続されている
請求項９〜１２の何れかに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置および表示装置に関し、特にはフレキシブルに屈曲する基板を用いた半導体装置及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子を用いた表示装置や液晶表示装置のような薄型の表示装置は、基板上に薄膜トランジスタをマトリックス状に配置し、これに画素電極を接続させた構成となっている。このような薄型の表示装置においては、薄膜トランジスタに電流が流れることによってジュール熱が発生し、このジュール熱による局所的な温度上昇によってトランジスタ特性の劣化が引き起こされる。
【０００３】
そこで、薄膜トランジスタを構成する半導体層の上層および下層の少なくとも一方に放熱層を設けることにより、半導体層に発生したジュール熱を放熱して局所的な温度上昇を抑制する構成が提案されている（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３１５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、次世代の薄型表示装置として、薄い、軽い、曲がる、といった特徴を持つ表示装置、いわゆるフレキシブルディスプレイの研究が近年盛んに行われている。このような表示装置では、従来のガラス基板に換えて可撓性を有するプラスチック基板が用いられる。
【０００６】
ところが、プラスチック基板は、ガラス基板よりも熱伝導率が低い。このため、上述したように放熱層を設けた構成であっても、内部の熱を効率良く外部に放出することが困難であり、局所的な温度上昇を抑制する効果を十分に得ることができない。
【０００７】
そこで本発明は、プラスチック基板を用いながらも、効率の良い放熱によって素子特性を良好に保つことが可能な半導体装置および表示装置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】
【０００８】
このような目的を達成するための本発明の半導体装置は、互いに接続された２層の放熱層によってプラスチック基板の両面が覆われた支持基板の上部に、半導体素子が配置された構成である。また本発明の表示装置は、このような構成の半導体装置を駆動基板として用いたものであり、半導体素子に接続された状態で支持基板上に配置された画素電極を備えたものである。
【０００９】
このような構成の半導体装置および表示装置では、プラスチック基板の両面を覆う放熱層が互いに接続されているため、半導体素子においての発熱は、放熱層同士の接続部から支持基板の裏面側の放熱層に伝わって装置の外部に放出される。また支持基板の全面を放熱層で覆わったことにより、十分な熱量を吸収して放出することができるため、効率の良い放熱が可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように本発明によれば、プラスチック基板を用いながらも、効率の良い放熱によって、半導体装置および表示装置に設けた半導体素子の特性を良好に保つことが可能になる。この結果、可撓性を有する装置のさらなる薄型化および軽量化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の半導体装置の構成を説明する概略断面図である。
【図２】第２実施形態の表示装置の構成を説明する概略断面図である。
【図３】第２実施形態の表示装置の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて、次に示す順に実施の形態を説明する。
１．第１実施形態（本発明を適用した半導体装置の構成例）
２．第２実施形態（本発明を適用した表示装置の構成例）
【００１３】
≪１．第１実施形態≫
図１は第１実施形態の半導体装置を説明する断面図である。以下、図１に基づいて第１実施形態の半導体装置の構成を説明する。
【００１４】
この図に示す半導体装置１は、例えば表示装置の駆動基板（いわゆるバックプレーン)として用いられるものであり、支持基板３上に複数の薄膜トランジスタ（半導体素子）Ｔｒをマトリックス状に配列形成してなる。このような構成において、本第１実施形態においては、支持基板３の構成が特徴的である。
【００１５】
すなわち支持基板３は、複数の貫通孔５ａが設けられたプラスチック基板５を有し、このプラスチック基板５の両面が２層の放熱層７ａ，７ｂで覆われ、さらに一方の放熱層７ａ上に絶縁層９が設けられた構成となっている。薄膜トランジスタＴｒは、支持基板３における絶縁層９側の面上に設けられている。以下、支持基板３を構成する各部材の詳細、および薄膜トランジスタＴｒの構成を説明する。
【００１６】
プラスチック基板５は、例えばポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）からなる。その他にも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、液晶ポリマーなどのプラスチックシートが用いられる。
【００１７】
このプラスチック基板５に設けられた複数の貫通孔５ａは、各薄膜トランジスタＴｒと重なる位置にそれぞれ個別に配置される。貫通孔５ａが配置される個所は、この他にも、半導体装置１において発熱個所となる部分に対応して、適宜設定されることとする。このような発熱個所としては、例えば支持基板３上において配線が積層される位置であることとし、このような部分においては絶縁膜を介して積層された配線が平行又は交差した状態で配置されていることとする。
【００１８】
各貫通孔５ａの開口径の大きさは、製造時における支持基板３のハンドリング性が保たれる程度の範囲で大きい方が好ましく、薄膜トランジスタＴｒや配線の積層部などの各発熱部の配置部を覆う状態で貫通孔５ａが配置されていることが好ましい。各貫通孔５ａは、薄膜トランジスタＴｒや配線の積層部などに対応して個別に設けられていても良いし、複数の発熱部に１つの貫通孔５ａが対応して設けられていても良い。各貫通孔５ａは、一定の開口形状であることに限定されず、貫通孔５ａ内の放熱層７ａへの放熱性が確保しつつも、支持基板３のハンドリング性が保たれるように、開口形状の異なる貫通孔５ａが平面的にレイアウトされていても良い。また各貫通孔５ａは、開口径が一定に保たれた断面形状であっても良いが、薄膜トランジスタＴｒの搭載面側に向かって開口形状が連続的または段階的に拡大された形状であっても良い。貫通孔５ａの開口径を薄膜トランジスタＴｒ側に向かって拡大された形状とすることにより、支持基板３のハンドリング性を保ちつつも放熱層７ａへの放熱性を確保する。尚、貫通孔１５ａは、薄膜トランジスタＴｒの配置部および配線が積層される位置の両方に設けられることに限定されることはなく、少なくとも一方に配置されていることとする。
【００１９】
放熱層７ａ，７ｂは、互いに接続された状態でプラスチック基板５の両側に設けられていることが重要である。ここでは特に、各貫通孔５ａ内において放熱層７ａ，７ｂが接続されていることする。またこのような放熱層７ａ，７ｂは、例えば貫通孔５ａ内に充填される状態で設けられていることが好ましく、放熱層７ａ，７ｂを構成する材料がプラスチック基板５の表面を覆う部分から貫通孔５ａ内に掛けて連続して設けられている。これにより、貫通孔５ａ部分においての放熱層７ａ，７ｂの質量が確保される。また、薄膜トランジスタＴｒの搭載面側に向かって開口形状が連続的または段階的に拡大された形状の貫通孔５ａ内に放熱層７ａ，７ｂが充填されることにより、薄膜トランジスタＴｒの下方に大容量の放熱層７ａ，７ｂを配置することが可能になる。
【００２０】
以上のような放熱層７ａ，７ｂは、熱伝導率の高い材料を用いて構成され、例えば金属材料で構成される。具体的には、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、ネオジム（Ｎｄ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ロジウム（Ｒｈ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、さらにはこれらの金属の合金等が用いられる。
【００２１】
このような放熱層７ａ，７ｂは、例えばスパッタリング法、蒸着法、あるいはめっき法によって成膜される。またこの他にも、金（Ａｕ）微粒子や銀（Ａｇ）微粒子等を含有するインクペーストを用いたインクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷等の印刷技術によって成膜されたものであっても良い。
【００２２】
また放熱層７ａ,７ｂは、金属材料からなるものに限定されることはなく、プラスチック基板５よりも熱伝導性の高い有機材料や無機材料、さらには無機材料と有機材料の積層、無機材料と有機材料のナノコンポジットを用いて構成されていても良い。このような材料としては、無機材料であれば、窒化シリコンや酸化シリコンが例示される。
【００２３】
尚、上述した材料のうち、特に金属材料や窒化シリコンのように水・酸素の浸入を防ぐバリア性の高い材料を用いて放熱層７ａ，７ｂを構成することにより、水・酸素による薄膜トランジスタ（半導体素子）Ｔｒの劣化を抑える効果が得られる。また、特に熱膨張係数を有する材料を用いて法熱層７ａ，７ｂを構成することにより、プロセス中における支持基板３の伸縮を抑制することができる。
【００２４】
またこれらの放熱層７ａ，７ｂは、同一の材料で構成されることに限定されることはなく、異なる材料で構成されていても良い。
【００２５】
絶縁層９は、有機材料、シリコン系材料、または酸化物材料からなる。特に、有機材料からなる絶縁膜９は、塗布成膜が可能出るため好ましい。このような塗布成膜が可能な有機材料としては、ポリビニルフェノール、ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリビニルアルコール、ポリパラキシリレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリアミド, ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリシロキサン、ポリメタクリルアミド、ポリウレタン、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ニトリルゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂、ノボラック樹脂などの有機材料が用いられる。また有機材料は、サイトップ（登録商標）のようなフッ素樹脂であっても良い。
【００２６】
また絶縁膜９は、上述した有機材料以外にも、窒化シリコン、酸化シリコン、炭化シリコンなどのシリコン系材料、さらには酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、のような酸化物材料で構成されていても良い。
【００２７】
尚、放熱層７ａ，７ｂのうち、薄膜トランジスタＴｒの搭載面となる放熱層７ａが絶縁性材料で構成されている場合であれば、絶縁層９を設ける必要はない。
【００２８】
次に、この支持基板９上に設けられる薄膜トランジスタＴｒは、例えば有機半導体層を用いて構成された有機薄膜トランジスタであることとする。ここでは有機薄膜トランジスタの一例として、ボトムコンタクト・ボトムゲート構造の薄膜トランジスタＴｒを図示した。ボトムコンタクト・ボトムゲート構造の薄膜トランジスタＴｒは、支持基板３側から順に、ゲート電極１１、ゲート絶縁膜１３、ソース電極１５ｓ／ドレイン電極１５ｄ、および半導体層１７が設けられた構成である。以下これらの構成要素を順に説明する。
【００２９】
ゲート電極１１は、例えば金属材料を用いて構成されたものである。ここで用いられる金属材料は、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、ネオジム（Ｎｄ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ロジウム（Ｒｈ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）等の金属、もしくは上記金属元素を含む合金である。このようなゲート電極１１は、例えばスパッタリング法、蒸着法、あるいはめっき法によって成膜された金属材料膜を、レジストパターンをマスクにしてパターニングすることによって形成される。
【００３０】
またゲート電極１１は、金属材料から成る導電性粒子、もしくは上記金属を含む合金の導電性粒子で構成されていても良い。このようなゲート電極１１は、金（Ａｕ）微粒子や銀（Ａｇ）微粒子等を含有するインクペーストを用いた印刷技術によってパターン形成される。印刷技術としては、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、さらにその他の様々な印刷技術が適用される。
【００３１】
さらにゲート電極１１は、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ［Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(stylenesulfonic acid)］や、不純物をドーピングしたポリアニリンといった有機導電材料で構成されていても良い。このようなゲート電極１１は、これらの有機導電性材料を含有するインクペーストを用いた印刷技術によってパターン形成される。印刷技術としては、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、さらにその他の様々な印刷技術が適用される。尚ここでの図示は省略したが、絶縁膜９上には、各ゲート電極１１を接続する配線（例えば走査線等）やその他の配線を含む第１層配線が、このゲート電極１１と同一層を用いて設けられている。
【００３２】
ゲート絶縁膜１３は、ゲート電極１１が形成さえた支持基板３上の全面を覆う状態で設けられることとする。このようなゲート絶縁膜１３は、上述した絶縁層９と同様に、有機材料、シリコン系材料、または酸化物材料からなる。
【００３３】
ソース電極１５ｓおよびドレイン電極１５ｄは、ゲート電極１１を幅方向から挟んだ位置に対向配置される。これらのソース電極１５ｓおよびドレイン電極１５ｄは、上述したゲート電極１１と同様に、金属材料、導電性粒子、または有機導電材料を用いて構成されたものである。尚ここでの図示は省略したが、ゲート絶縁膜１３上には、各ソース電極１５ｓやドレイン電極１５ｄを接続する配線（例えば信号線等）やその他の配線を含む第２層配線が、これらのソース電極１５ｓおよびドレイン電極１５ｄと同一層を用いて設けられている。そして、上述した第１層配線と第２層配線とは、ゲート絶縁膜１３を挟んで部分的に積層され、積層分部において交差していたり平行に配置されている個所もあり、このような積層部分が発熱部となる。
【００３４】
半導体層１７は、ソース電極１５ｓおよびドレイン電極１５ｄ間にわたってゲート絶縁膜１３に接する状態で設けられる。この半導体層１７は、例えば有機半導体材料からなる。有機半導体材料としては、ペンタセン、ナフタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、ルブレン、ポリチオフェン、ポリアセン、ポリフェニレンビニレン、ポリピロール、ポルフィリン、カーボンナノチューブ、フラーレン、金属フタロシアニンやそれらの誘導体が例示される。
【００３５】
また半導体層１７は、上述した有機半導体材料からなるものに限定されることはなく、ＩｎＧａＺｎＯ４，ＺｎＯといった酸化物半導体材料からなるものであっても良い。
【００３６】
以上のような構成の薄膜トランジスタＴｒが設けられた支持基板３上は、保護膜１９で覆われて半導体装置１が構成されている。この保護膜１９は、例えばポリパラキシリレン、またはサイトップ（登録商標）のようなフッ素樹脂、さらにはポリビニルアルコール、テトラテトラコンタンなどで構成されていることとする。
【００３７】
＜半導体装置の製造方法の一例＞
以上のような構成の半導体装置１の製造方法の一例を説明する。
【００３８】
先ず、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなるプラスチック基板５の両面の必要部分に、メタルマスクを用いた電子ビーム蒸着によって金（Ａｕ）からなる放熱層７ａ,７ｂが成膜される。その後、一方の放熱層７ａ上に、ポジ型フォトレジスト（P003-PM：東京応化工業）を塗布成膜して乾燥させることにより絶縁膜９を形成し、支持基板３が得られる。
【００３９】
次に、支持基板３における絶縁膜９側の面上に、銅（Ｃｕ）膜を電子ビーム蒸着し、この上部にフォトリソフラフィー技術によってレジストパターンを形成し、これをマスクにして銅（Ｃｕ）膜をウェットエッチングすることによってゲート電極１１および第１層配線を得る。銅（Ｃｕ）膜のウェットエッチングには、エッチャントとして硫酸・酢酸・硝酸の混酸を用いる。
【００４０】
次いで、ゲート電極１１が形成された支持基板３上に、ポリビニルフェノール溶液をスピンコートし加熱乾燥させることにより、支持基板３の前面を覆う形状のゲート絶縁膜１３を成膜する。
【００４１】
その後、ゲート絶縁膜１３上に、金（Ａｕ）膜を抵抗加熱蒸着し、この上部にフォトリソフラフィー技術によってレジストパターンを形成し、これをマスクにして金（Ａｕ）膜をウェットエッチングすることによってソース電極１５ｓ／ドレイン電極１５ｄおよび第２層配線を得る。金（Ａｕ）膜のウェットエッチングには、エッチャントとして硫酸・酢酸・硝酸の混酸を用いる。
【００４２】
次に、例えば抵抗加熱法によってペンタセンからなる有機半導体層１７を蒸着成膜する。尚、有機半導体層１７の成膜方法は、用いる材料によって塗布法や印刷法等の適する成膜方法が選択される。また素子分離を行なうためには、例えば印刷法により、ソース電極１５ｓ−ドレイン電極１５ｄ間においてゲート電極１１上に重なる位置に、有機半導体層をパターン形成する。
【００４３】
以上の後、保護膜１９として熱ＣＶＤ法によりポリパラキシリレンを成膜し、半導体装置１を完成させる。
【００４４】
以上説明した構成の半導体装置１によれば、支持基板３を構成するプラスチック基板５の両面を覆う放熱層７ａ，７ｂが、プラスチック基板５に設けた貫通孔５ａを介して互いに接続された構成となっている。このため、この支持基板３に搭載された薄膜トランジスタ（半導体素子）Ｔｒにおいての発熱は、放熱層７ａ，７ｂ同士の接続部から支持基板３の裏面側の放熱層７ｂに伝わって装置の外部に放出される。また支持基板３の全面を放熱層７ａ，７ｂで覆わったことにより、十分な熱量を吸収して放出することができるため、効率の良い放熱が可能になる。
【００４５】
さらに半導体装置１において発熱個所となる薄膜トランジスタＴｒ部分や配線が積層された部分に重ねて貫通孔５ａを設け、この内部に放熱層７ａ，７ｂを充填した構成である。このような構成によっても、発熱部の直下に質量の大きな放熱層７ａ,７ｂが配置され、効率よく発熱部分の熱を貫通孔５ａ内の放熱層７ａ，７ｂに吸収させて放熱することが可能である。
【００４６】
したがって、プラスチック基板５を用いながらも、効率の良い放熱によって、半導体装置１に設けた薄膜トランジスタ（半導体素子）Ｔｒの特性を良好に保つことが可能になる。この結果、例えば金属箔を支持基板として用いた場合であれば、製造時のハンドリングが可能な程度にしか支持基板を薄膜化することができず、薄膜化および軽量化が困難であるのに対し、プラスチック基板５を用いることにより、可撓性を有する半導体装置１のさらなる薄型化および軽量化が可能になる。
【００４７】
尚、以上説明した第１実施形態においては、半導体素子としてボトムコンタクト・ボトムゲート構造の有機薄膜トランジスタＴｒを支持基板３上に設けた半導体装置１を説明した。しかしながら本発明の半導体装置に設けられる半導体素子がこれに限定されることは無く、特に有機半導体層を用いた半導体素子を備えた構成に広く適用可能である。例えば半導体素子が有機薄膜トランジスタである場合、トップコンタクト・ボトムゲート構造、
ボトムコンタクト・トップゲート構造、トップコンタクト・トップゲート構造の各構造に適用可能である。
【００４８】
≪２．第２実施形態≫
次に、第１実施形態で説明した半導体装置を駆動基板（バックプレーン）として用いた表示す装置の一例として、有機電界発光素子ＥＬを用いたアクティブマトリックス型の表示装置を説明する。図２には、以上のような回路構成の表示装置２０における３画素分の断面図として、薄膜トランジスタＴｒと、有機電界発光素子ＥＬとが積層された部分の断面図を示す。
【００４９】
この図に示す実施形態の表示装置２０は、上述した半導体装置１における薄膜トランジスタＴｒに有機電界発光素子ＥＬを接続してなる有機ＥＬ表示装置であり、薄膜トランジスタＴｒをスイッチング素子として有機電界発光素子ＥＬが駆動される構成となっている。
【００５０】
このような表示装置２０は、半導体装置１における薄膜トランジスタＴｒの形成面上に、保護膜１９を介して平坦化絶縁膜２１を設けている。この平坦化絶縁膜２１と保護膜１９とには、各薄膜トランジスタＴｒのドレイン電極１５ｄに達する接続孔２１ａが設けられている。また平坦化絶縁膜２１上には、画素電極２３が配列形成されている。各画素電極２３は、接続孔２１ａを介して薄膜トランジスタＴｒのドレイン電極１５ｄに接続されている。これらの画素電極２３間には、必要に応じて補助配線２３ａが設けられていても良い。この補助配線２３ａは、例えば画素電極２３と同一層を用いて形成される。
【００５１】
また平坦化絶縁膜２１上には、画素電極２３の周縁を覆う状態で素子分離絶縁膜２５が設けられている。素子分離絶縁膜２５には、各画素電極２３を広く露出する各開口窓と、補助配線２３ａの必要部分を露出する接続孔とが設けられている。
【００５２】
開口窓の底部の露出する画素電極２３上には、画素電極２３の露出面を覆う状態で有機発光機能層２７が設けられている。各有機発光機能層２７は、各発光色毎に適する発光層を備え、さらに適宜の積層構造で構成されている。
【００５３】
以上の有機発光機能層２７を覆うと共に、補助電極２３ａに接続された状態で共通電極２９が設けられている。この共通電極２９は、各画素電極２３が設けられた全画素の共通の電極として、支持基板３上の全面に設けられていて良い。
【００５４】
以上のような画素電極２３と共通電極２９との間に有機発光機能層２７が挟持された各部分に、有機電界発光素子ＥＬが配置される。
【００５５】
以上のような構成の表示装置２０においては、支持基板３を構成するプラスチック基板５の貫通孔５ａが、薄膜トランスタ（半導体素子）Ｔｒ、および配線が積層された部分と共に、有機電界発光素子ＥＬに重なる位置に設けられていることが好ましい。このような貫通孔５ａは、図示したように、１つの貫通孔５ａが薄膜トランスタ（半導体素子）Ｔｒと有機電界発光素子ＥＬとに重なる形状であっても良い。この場合であっても、例えば補助配線２３ａに重なる部分には貫通孔５ａが配置されることはないため、支持基板３のハンドリング性はある程度確保される。また、貫通孔５ａは、薄膜トランスタ（半導体素子）Ｔｒに重なる位置と、有機電界発光素子ＥＬに重なる位置とで個別に設けられていても良い。
【００５６】
何れの場合であっても、各貫通孔５ａの開口径や断面形状は第１実施形態で説明したと同様である。すなわち、各貫通孔５ａの開口径の大きさは、製造時における支持基板３のハンドリング性が保たれる程度の範囲で大きい方が好ましく、薄膜トランジスタＴｒや有機電界発光素子ＥＬなどの各発熱部の配置部を覆う状態で貫通孔５ａが配置されていることが好ましい。各貫通孔５ａは、一定の開口形状であることに限定されず、貫通孔５ａ内の放熱層７ａへの放熱性が確保しつつも、支持基板３のハンドリング性が保たれるように、開口形状の異なる貫通孔５ａが平面的にレイアウトされていても良い。また各貫通孔５ａは、開口径が一定に保たれた断面形状であっても良いが、薄膜トランジスタＴｒの搭載面側に向かって開口形状が連続的または段階的に拡大された形状であっても良い。貫通孔５ａの開口径を薄膜トランジスタＴｒ側に向かって拡大された形状とすることにより、支持基板３のハンドリング性を保ちつつも放熱層７ａへの放熱性を確保する。
【００５７】
また、プラスチック基板５の両側に設けられている放熱層７ａ,７ｂが各貫通孔５ａ内において接続されており、貫通孔５ａ内に放熱層７ａ,７ｂが充填される状態で設けられていることが好ましいことも同様である。さらに薄膜トランジスタＴｒの搭載面側に向かって開口形状が連続的または段階的に拡大された形状の貫通孔５ａ内に放熱層７ａ，７ｂが充填されることにより、薄膜トランジスタＴｒの下方に大容量の放熱層７ａ，７ｂを配置することが可能になることも同様である。
【００５８】
尚、支持基板３上には、ここでの図示を省略した周辺領域に、薄膜トランジスタＴｒの駆動回路が設けられている場合、この駆動回路を構成する薄膜トランジスタ等の半導体素子に重なる位置にも、必要に応じて貫通孔５ａが設けられていることとする。
【００５９】
また、支持基板３を構成する放熱層７ａ,７ｂが金属材料のような光透過性の低い材料からなる場合、この表示装置２０は、有機電界発光素子ＥＬで発生した光を支持基板３と反対側から取り出すトップエミッション型として構成される。この場合、画素電極２３を反射性材料で構成し、共通電極２９を光透過性材料で構成する。一方、支持基板３を構成する放熱層７ａ,７ｂが光透過性を有する材料からなる場合であれば、この表示装置２０は、有機電界発光素子ＥＬで発生した光を支持基板３側から取り出す透過型として構成することができる。透過型であれば、画素電極２３を光透過性の材料で構成すれば良い。
【００６０】
＜表示装置の回路構成＞
図３には、表示装置２の回路構成図を示す。
【００６１】
この図に示すように、表示装置２０は、第１実施形態で説明した支持基板３を備えている。この支持基板３上には、表示領域３ａとその周辺領域３ｂとが設定されている。表示領域３ａには、複数の走査線３１と複数の信号線３３とが縦横に配線されており、それぞれの交差部に対応して１つの画素ａが設けられた画素アレイ部として構成されている。また周辺領域３ｂには、走査線３１を走査駆動する走査線駆動回路３５と、輝度情報に応じた映像信号（すなわち入力信号）を信号線３３に供給する信号線駆動回路３７とが配置されている。
【００６２】
走査線３１と信号線３３との各交差部に設けられる画素回路は、例えばスイッチング用の薄膜トランジスタＴｒ１、駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２、保持容量Ｃｓ、および有機電界発光素子ＥＬで構成されている。
【００６３】
そして、走査線駆動回路３５による駆動により、スイッチング用の薄膜トランジスタＴｒ１を介して信号線３３から書き込まれた映像信号が保持容量Ｃｓに保持される。また保持された信号量に応じた電流が駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２から有機電界発光素子ＥＬに供給され、この電流値に応じた輝度で有機電界発光素子ＥＬが発光する。尚、駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２は、共通の電源供給線（Ｖｃｃ）３９に接続されている。
【００６４】
尚、以上のような画素回路の構成は、あくまでも一例であり、必要に応じて画素回路内に容量素子を設けたり、さらに複数のトランジスタを設けて画素回路を構成しても良い。また、周辺領域３ｂには、画素回路の変更に応じて必要な駆動回路が追加される。
【００６５】
尚、先に示した図２の概略断面図は、駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２（Ｔｒ）と有機電界発光素子ＥＬとの配置部断面のみを示し、スイッチング用の薄膜トランジスタＴｒ１および容量素子Ｃｓの図示を省略した。これらの薄膜トランジスタＴｒ１および容量素子Ｃｓは、駆動用の薄膜トランジスタＴｒ２（Ｔｒ）と同一層に設けられていることとする。そして、スイッチング用の薄膜トランジスタＴｒ１に重なる位置にも、貫通孔（５ａ）が設けられていることが好ましい。
【００６６】
以上説明した構成の表示装置２０は、発熱個所となる薄膜トランジスタＴｒ部分や有機電界発光素子ＥＬ部分に重ねて貫通孔５ａを設け、この内部に放熱層７ａ，７ｂを充填した構成である。このため、この支持基板３に搭載された薄膜トランジスタ（半導体素子）Ｔｒおよび有機電界発光素子ＥＬにおいての発熱は、放熱層７ａ，７ｂ同士の接続部から支持基板３の裏面側の放熱層７ｂに伝わって装置の外部に放出される。また支持基板３の全面を放熱層７ａ，７ｂで覆わったことにより、十分な熱量を吸収して放出することができるため、効率の良い放熱が可能になる。
【００６７】
したがって、プラスチック基板５を用いながらも、効率の良い放熱によって、表示装置２９に設けた薄膜トランジスタ（半導体素子）Ｔｒや有機電界発光素子ＥＬの特性を良好に保つことが可能になる。この結果、例えば金属箔を支持基板として用いた場合であれば、製造時のハンドリングが可能な程度にしか支持基板を薄膜化することができず、薄膜化および軽量化が困難であるのに対し、プラスチック基板５を用いることにより、可撓性を有する表示装置２９のさらなる薄型化および軽量化が可能になる。
【００６８】
尚、以上説明した第２実施形態においては、表示装置２０として有機電界発光素子ＥＬを用いた有機ＥＬ表示装置を説明した。しかしながら本発明の表示装置がこれに限定されることは無く、特に有機半導体層を用いた半導体素子とこれに接続された画素電極とを備えた表示装置に広く適用可能である。このような表示装置としては、電気泳動型表示装置、液晶表示装置が例示され、同様の効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１…半導体装置、３…支持基板、５…プラスチック基板、５ａ…貫通孔、７ａ，７ｂ…放熱層、９…絶縁層、１７…有機半導体層、２０…表示装置、３３…画素電極、ＥＬ…有機電界発光素子、Ｔｒ…薄膜トランジスタ（半導体素子）
【図１】
2011091129.tif 000003
【図２】
2011091129.tif 000004
【図３】
2011091129.tif 000005