(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上に互いに略直交する方向に延在する複数の配線を形成し、前記複数の配線により囲まれた領域に設けた単位画素を複数個配列して表示領域を形成し、各々の前記単位画素には、１つ以上のトランジスタにより構成される画素駆動回路と、前記画素駆動回路を被覆する少なくとも２層の絶縁層と、発光部とを順次積層形成し、前記画素駆動回路と前記発光部とを前記絶縁基板の法線方向から見て重なり合わないように配置する発光表示装置の製造方法において、
前記少なくとも２層の絶縁層のうち、前記画素駆動回路を構成する前記トランジスタに接続された配線層よりも上に積層されている絶縁層の少なくとも１層に、該絶縁層を伝播する光を反射する手段、又は該絶縁層を伝播する光を減衰する手段の少なくとも一方として機能する遮光手段を形成する工程を有し、
前記遮光手段を形成する工程は、前記少なくとも１層の絶縁層に溝を形成する工程と、形成された前記溝に前記絶縁層とは光学的屈折率の異なる部材を充填する工程とを含み、
前記光学的屈折率の異なる部材とは、前記発光部の陽極上に形成される平坦化膜であることを特徴とする発光表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光型表示装置及びその製造方法に関し、特に、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Electro Luminescence）発光部と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）からなる駆動回路部を備えた、アクティブマトリクス方式の有機エレクトロルミネッセンス表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、電界を印加することにより、陽極より注入された正孔と陰極より注入された電子の再結合エネルギーによって蛍光性物質が発光する原理を利用した自発光型の表示素子である。視野角が広く、応答特性が良いという特性から、近年ＣＲＴやＬＣＤに変わる表示装置として注目されている。なかでもマトリクス状に配置した有機ＥＬ発光素子を、ＴＦＴを利用して駆動する、アクティブマトリクス型有機ＥＬ素子が注目されている。
【０００３】
アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ発光素子と、その有機ＥＬ発光素子を駆動するＴＦＴ能動素子の組み合わせからなる単位画素と、単位画素を制御するための能動素子とコンデンサや抵抗などの受動素子からなる周辺回路から構成される。典型的な構成は図１に示すようなもので、（ａ）のように基板上に表示領域１６が形成され、その周辺に表示領域１６と同一の基板上に、ＴＦＴ能動素子を用いて構成された周辺回路領域１７が配置されている例と、（ｂ）のように、表示領域１６の周辺にＬＳＩなどによって構成された外部駆動回路３４がフレキシブル基板３６などによって接続されている例とがある。
【０００４】
図２にアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の表示領域の詳しい平面図を、図３に図２のＡ−Ａ’に沿った断面図を示す。なお両図は、表示領域１６と同一基板上に周辺回路を形成した場合の例であって、ＬＳＩによって基板の外部に設けられる場合もある。
【０００５】
図２を用いて平面構造を説明すると、従来のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、互いに直行する方向に延びたゲート線１２とデータ線１０とを備え、その交点の１つ１つに対応して画素２５が形成されている。
【０００６】
画素２５は画素駆動ＴＦＴ１８を具有し、その上を、構造物に起因する凹凸を平坦化する目的で平坦化層６が覆っている。平坦化層６は陽極５の上部で開口しており、平坦化層境界２０の内側でＥＬ発光素子１９が形成されている。なお、図２では画素駆動ＴＦＴ１８は１つのみであるが、駆動方式により複数のＴＦＴにより構成される場合もある。そして、画素２５は格子状に配列されて表示領域１６を構成し、表示領域１６の外周には駆動回路が構成された周辺回路領域１７が形成される。
【０００７】
図３を用いて断面構造を説明すると、従来のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、ガラスなどの透明な基板１上にＴＦＴ活性層９が形成され、その上にゲート酸化膜２を介してゲート線１２が形成されている。そして、ゲート線１２を覆うようにして第１層間膜３が形成され、第１層間膜３の上に配線層が形成される。配線１１はコンタクトホールを介して、ＴＦＴ活性層９のソース／ドレイン領域に接続されている。配線１１の上には第２層間膜４が形成され、その上に陽極５が形成されている。陽極５はコンタクトホールを介して、画素駆動ＴＦＴ１８に接続された配線１１に接続されている。ここでは基板１から上、陽極５より下の部分を、便宜上、ＴＦＴ基板と呼ぶ。
【０００８】
表示領域１６の内側では、上記ＴＦＴ基板の上部に、平坦化層６が形成されている。平坦化層６の目的は、陽極５の段差、画素駆動ＴＦＴ１８上に発生する段差といった、構造物に起因する凹凸を緩和し、ＴＦＴ基板の上に形成されるＥＬ有機層７と陰極８の間で発生するオープン不良と、陰極８と陽極５の間で発生するショート不良を防止することである。なお、周辺回路領域１７には、ＥＬ有機層７と陰極８が形成されないので、平坦化層６は形成されない。
【０００９】
平坦化層６は陽極５の上部で開口していて、その上にＥＬ有機層７と陰極８が形成され、開口部で接合が形成されＥＬ発光素子１９となる。なお、ＥＬ有機層７は第１ホール輸送層、第２のホール輸送層、発光層、電子輸送層からなり、陰極８は銀・マグネシウム合金、アルミ＋アルミ・リチウム合金の２層、アルミ＋フッ化リチウムの２層などにより形成されている。ＥＬ発光素子１９で発せられた光は、光取り出し部１４から取り出し光１３となって外部へ導かれる。画像は図において下側に表示される。
【００１０】
ここで図３を用いて、従来のアクティブマトリクス有機ＥＬ発光素子の製造方法を説明する。まず、透明な基板１上にＣＶＤ法により、ＴＦＴ活性層９となる半導体層を形成した後、素子分離を行い、イオン注入による伝導型制御を行った後、ＣＶＤ法によりゲート酸化膜２を形成し、スパッタ法によりゲート電極となる金属を堆積する。その後、ゲート線１２のパターニングを行ってＴＦＴが形成される。なお、素子分離、ゲート電極のパターニングには、ドライエッチングが用いられるのが一般的である。また、上記のＴＦＴ形成方法は非結晶ＳｉＴＦＴを用いる場合であり、ポリシリコンＴＦＴを用いる場合には、シリコン層形成後に熱アニールまたはレーザーアニールにより多結晶化を行う工程が追加される。
【００１１】
ＴＦＴ形成後は、ＣＶＤにより第１層間膜３を成長する。続いて、所望の位置に、ドライエッチングによりコンタクトホールを形成し、スパッタによりデータ線１０および配線１１となる金属膜を成長後、ドライエッチングにより配線のパターニングを行う。さらに、配線１１が形成される層の上にＣＶＤ法により第２層間膜４を形成し、ドライエッチにより陽極５と配線１１をつなぐコンタクトホールを形成後、スパッタ法により陽極５となる透明導電膜層を形成し、ドライエッチングにより陽極５をパターニングする。以上でＴＦＴ基板が完成する。
【００１２】
ＴＦＴ基板完成後は、平坦化層６を形成し、開口部のパターニングを行った後、アニールを行って開口部端のリフローおよび平坦化を行う。その後、有機ＥＬ層７と陰極８を形成し、アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置が完成する。例として特開２００２−２５２０８８号公報、特開２００２−２３１４５９号公報にＴＦＴにより駆動されるアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の構成が記載されている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−２５２０８８号公報（第４−５頁、第５５図）
【特許文献２】特開２００２−２３１４５９号公報（第５頁、第４７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ＴＦＴ応用製品では、一般に光電効果により発生するＴＦＴの光リーク電流の削減が課題となる。光リーク電流は、ＴＦＴで構成された回路の誤動作を引き起こし、表示装置への応用を考えた場合には、画素表示欠陥やコントラストの低下を引き起こしてしまう。この課題は本発明が関するアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置においても同様であり、アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置において考えられる光リークの原因となる光源は、太陽光や環境光といった外光と、自身が具有するＥＬ発光素子１９から発せられる自発光である。
【００１５】
リーク電流の影響について定量的に説明すると、アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置において、画素２５に流れる最大電流量は、表示装置の要求輝度、発光効率、開口率などの要素に依存するものであるが、一般的に５０ｎＡ〜１５０ｎＡ程度である。今、階調表示精度を２５６階調とすれば、１階調あたり約０．５ｎＡ、６４階調の場合で約２ｎＡとなる。これに対して外光（太陽光）の場合では１ｎＡから１０ｎＡ程度、ＥＬ発光素子１９からの光によるリーク電流の場合は０．１ｎＡから１ｎが見込まれる。よって階調表示精度が高くなればなるほどリーク電流の影響を大きく受けてしまう。
【００１６】
外光からＴＦＴを遮光する対策としては、同じくＴＦＴをスイッチングに用いる液晶表示装置の分野においてすでに対策がなされていて、これらの手法はアクティブマトリクス有機ＥＬ表示素子においても有効であり、一般的には、ＴＦＴ基板中に、金属から成る遮光体を付加する構造が用いられる。たとえば、特開平９−８０４７６号公報、特開平１１−８４３６３号公報、特開２０００−１６４８７５号公報などに、ＴＦＴの上部、下部に遮光体を設けることによって、外部から画素駆動ＴＦＴ１８へ入射する光を遮断する構造が記載されている。
【００１７】
また、周辺回路領域１７についての対策としては、周辺回路領域１７はそれ自身が画像表示に寄与しないため、保護したい領域を完全に覆うように、十分に大きな遮光構造を表示装置の外部に設けることが可能である。
【００１８】
これら外光に対する対策を施した構造として、例えば図４に示すような構成があり、図３に示された構造において、画素駆動ＴＦＴ１８と周辺回路ＴＦＴ部２１の下部に、それぞれ下部遮光層３８と外部遮光構造３９を追加した構造となっている。
【００１９】
一方自発光については、光源であるＥＬ発光素子１９がＴＦＴに隣接して配置されているため、基板横方向からＴＦＴに入射する光を考慮しなくてはならない。また、ＥＬ発光素子１９から発せられる光には指向性がなく、全方向に発せられるため、一部はＴＦＴ基板を構成する層間膜の界面で反射された後にＴＦＴ活性層９に入射する。特に、層間膜の屈折率から一義的に決まる、ある臨界角以上で界面に入射した光は、複数回の反射を繰り返した後、基板面の方向へ伝播した後ＴＦＴ活性層９に入射する場合もある。
【００２０】
上記、自発光がＴＦＴへ入射する様子を図５を用いて詳しく説明する。基板横方向からＴＦＴに入射するモードは図５中の（ａ）で示されるモードであり、反射による入射は（ｂ）、（ｃ）のモードであり、複数回の反射による入射は（ｄ）、（ｅ）のモードである。さらに詳しく説明すると、（ｂ）は第１層間膜３と基板１の界面で反射を起こすモード、（ｃ）は基板１の裏面で反射を起こすモード、（ｄ）と（ｅ）は第２層間膜４と第１層間膜３の界面と平坦化層６と第２層間膜４の界面で反射を起こすモードである。（ｄ）と（ｅ）の違いは到達距離の差を模式的に示すものである。実際には（ｂ）〜（ｅ）のモードが複合的に組み合わさり、（ｂ）および（ｃ）のモードを経て（ｄ）および（ｅ）のモードに移行する場合や、（ｄ）および（ｅ）のモードを経て（ｂ）および（ｃ）のモードに移行する場合も存在する。
【００２１】
さらに留意すべきは、（ｂ）〜（ｅ）のモードでは、反射を繰り返すことで、ＥＬ発光素子１９に隣接するＴＦＴだけでなく、表示領域１６の周囲に配置された周辺回路領域１７を構成する周辺回路ＴＦＴ部２１にも自発光が到達可能である点である。そのため、周辺回路領域１７が表示領域１６と同一の基板上に形成される構成をとるアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置では、ＥＬ発光素子１９に隣接する画素駆動ＴＦＴ１８だけでなく、表示領域１６よりも外側に形成された周辺回路領域１７に含まれている周辺回路ＴＦＴ部２１にも自発光に対する遮光対策が必要となる。
【００２２】
上記５つのモードの内、（ａ）のモードのように直接ＴＦＴへ向かう光については、例えば特開２０００−１７２１９８号公報のように着色平坦化絶縁膜を用いる例や、特開２０００−１７２１９９号公報のようにＥＬ発光層とＴＦＴ能動素子の間に、光の経路をさえぎるように遮光体を設ける方法が考案されている。しかしながら、これらの例では、ＴＦＴの側面に遮光を持たないため、（ｂ）〜（ｅ）のように界面での反射によってＴＦＴに到達した光により発生する光リークについては、効果的に防止できない。
【００２３】
また、（ｂ）〜（ｅ）のモードのように反射によってＴＦＴに到達する光の対策としては、例えば特開２００２−１３２１８６号公報には、配線材料を利用してＴＦＴ能動素子またはＥＬ発光素子を囲むように立体的な遮光構造を形成する方法が記載されている。しかしながら、この構造は図５に示すように（ｂ）のモードについては有効な遮光効果が得られるが、第２層間膜４には遮光体が形成されないため、（ｄ）と（ｅ）のモードの場合に対して有効な遮光効果を持たない。
【００２４】
本発明は上記のような課題を解決すべく考案されたものであって、その主たる目的は、アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置で発生するＴＦＴ能動素子の光リークの原因となる自発光を確実に遮光することができる遮光構造を備える発光型表示装置及びその製造方法を提供することにある。より詳しくは、上記自発光のうち、図５の（ｄ）、（ｅ）のモードで例示されるような、ＥＬ発光素子１９の直下に位置する層間膜中を該層間膜の界面で反射しながら基板の面方向に伝播してＴＦＴに到達する光を確実に遮光し、ＴＦＴの誤動作による画素表示欠陥やコントラストの低下を防止することができる遮光構造を備えるアクティブマトリクス型有機ＥＬ素子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】
【００２５】
上記課題を解決するため、本発明は、絶縁基板上に互いに略直交する方向に延在する複数の配線を形成し、前記複数の配線により囲まれた領域に設けた単位画素を複数個配列して表示領域を形成し、各々の前記単位画素には、１つ以上のトランジスタにより構成される画素駆動回路と、前記画素駆動回路を被覆する少なくとも２層の絶縁層と、発光部とを順次積層形成し、前記画素駆動回路と前記発光部とを前記絶縁基板の法線方向から見て重なり合わないように配置する発光表示装置の製造方法において、前記少なくとも２層の絶縁層のうち、前記画素駆動回路を構成する前記トランジスタに接続された配線層よりも上に積層されている絶縁層の少なくとも１層に、該絶縁層を伝播する光を反射する手段、又は該絶縁層を伝播する光を減衰する手段の少なくとも一方として機能する遮光手段を形成する工程を有し、前記遮光手段を形成する工程は、前記少なくとも１層の絶縁層に溝を形成する工程と、形成された前記溝に前記絶縁層とは光学的屈折率の異なる部材を充填する工程とを含み、前記光学的屈折率の異なる部材とは、前記発光部の陽極上に形成される平坦化膜であるものである。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように、本発明によれば、自己の具有するＥＬ発光素子から放出され、基板や層間膜の界面において反射された光をＴＦＴに到達する前に遮光帯により減衰させることができ、自発光に起因するＴＦＴの光リークを低減することができ、欠陥が少なく、階調制御性に優れたアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明は、その好ましい一実施の形態において、絶縁性基板上に互いに直交する方向に延在するゲート線とデータ線とで囲まれた各々の領域に単位画素が設けられて表示領域が形成され、各々の単位画素には１以上のトランジスタを含む画素駆動ＴＦＴと、画素駆動ＴＦＴ上に形成される複数の層間膜と、陽極とＥＬ有機層と陰極とにより構成されるＥＬ発光素子とが順次積層されて形成され、画素駆動ＴＦＴとＥＬ発光素子とが基板の法線方向から見て相重なり合わないよう配置されるアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置において、陽極の周囲、又は画素駆動ＴＦＴの周囲、又は表示領域の周囲の少なくとも一部に、データ線の上層であってＥＬ発光素子の下層に位置する層間膜を縦断する遮光帯を備え、遮光帯によって層間膜中を伝搬する迷光を反射又は減衰させ、これにより表示領域の画素駆動ＴＦＴや周辺回路領域の周辺回路ＴＦＴの誤動作による画素表示欠陥やコントラストの低下を防止するものである。
【００３５】
上記遮光帯の効果を確認するために、図３に示すような遮光構造を持たない表示装置と、図４に示すような下部遮光層３８のみを備える表示装置と、図７に示すような遮光帯及び下部遮光層を備える本発明の表示装置を用いて、画像を表示させた状態で、ＥＬ発光素子に流れる陰極電流の総和を測定した。動作原理より、光リーク電流が発生すると、トランジスタにより駆動される電流が減少し、陰極電流の総和は減少する。すなわちＥＬ発光素子に流れる電流の総和が大きいほど、光リーク電流が少ないことを示すものである。
【００３６】
まず、図４に例示されるような下部遮光層３８のみを備える表示装置と、図３に例示されるような遮光構造を持たない表示装置を、屋外にて６０００ルクス以上の照度の太陽光下に暴露して、外光に対する遮光性能を比較した結果、前者が後者に比べて３０％大きい陰極電流を示した。
【００３７】
一方、図７に例示されるような下部遮光層３８と遮光帯２２の両方を備える本発明の表示装置と、図４に例示されるような下部遮光層３８のみを備える表示装置を、暗所にて動作させ、自発光に対する遮光性能を比較した結果、前者が後者に比べて１０％大きい陰極電流を示した。
【００３８】
上記の結果は、本発明によるところの遮光帯２２が、図４に例示されるような下部遮光層３８よりも、自発光に対して優れた遮光性能を持つことと、本発明によるところの遮光帯２２が自発光に対してもつ効果は、従来液晶表示装置に応用されている図４に例示されるような下部遮光層３８が外光に対して持つ効果の１／３に達することを示すものである。以下、本発明のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の構造及び製造方法について図面を参照して説明する。
【００３９】
［実施形態１］
まず、本発明の第１の実施形態に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の構造及びその製造方法について、図６及び図７を参照して説明する。図６は本実施形態のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の平面図であり、図７はそのＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【００４０】
図６を用いて平面構造を説明する。本実施形態におけるアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、互いに直行する方向に延びたゲート線１２とデータ線１０とを備え、その交点の１つ１つに対応して画素駆動ＴＦＴ１８が形成されている。図６では画素駆動ＴＦＴ１８は１つのみであるが、駆動方式により複数のＴＦＴにより構成される場合もある。画素駆動ＴＦＴ１８のドレイン端子はデータ線１０に、ソース端子は陽極５に、ゲート端子はゲート線１２に接続されている。
【００４１】
平坦化層６はゲート線１２やデータ線１０や画素駆動ＴＦＴ１８や陽極５といった構造物に起因する凹凸を平坦化する目的で形成されており、陽極５の内側で開口している。平坦化層６の上部にはＥＬ有機層７と陰極８が積層されていて、平坦化層境界２０の内側でＥＬ発光素子１９を形成する。そして、本発明にしたがって、ＥＬ発光素子１９の周囲には、画素駆動ＴＦＴ１８とＥＬ発光素子１９を隔絶するように、遮光帯２２が形成されている。
【００４２】
そして、ゲート線１２とデータ線１０と画素駆動ＴＦＴ１８とＥＬ発光素子１９と遮光帯２２とが１組となって画素２５が構成され、画素２５が格子状に配列されて表示領域１６が構成される。また、表示領域１６の周辺には、表示領域１６と同一の絶縁基板上に能動層を持つＴＦＴにより構成された周辺回路領域１７が配置されている。
【００４３】
次に、図７を用いて本実施の形態の断面構造を説明する。ガラスなどの透明な基板１上にＴＦＴ活性層９が形成され、その上にゲート酸化膜２を介してゲート線１２が形成されている。そして、ゲート線１２を覆うようにして第１層間膜３が形成され、第１層間膜３の上に配線層が形成される。配線１１はコンタクトホールを介して、ＴＦＴ活性層９のソース／ドレイン領域に接続されている。配線１１の上には第２層間膜４が形成され、その上に陽極５が形成されている。陽極５はコンタクトホールを介して、画素駆動ＴＦＴ１８に接続された配線１１に接続されている。画素駆動ＴＦＴ１８の直下には、外光から画素駆動ＴＦＴを遮蔽する下部遮光層３８が設けられる。
【００４４】
陽極５の上部には、陽極５の段差と画素駆動ＴＦＴ１８の上部に生じる凹凸を緩和するために平坦化層６が形成される。平坦化層６は陽極５の上部で開口していて、その上にＥＬ有機層７と陰極８が形成され、開口部で接合が形成され、ＥＬ発光素子１９となる。
【００４５】
そして、本発明に従って、画素駆動ＴＦＴ１８と有機ＥＬ発光素子１９を隔てるように、遮光帯２２が形成されている。
【００４６】
次に、本実施形態のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明する。まず、ガラスなどの透明な基板１上にＣＶＤ法によりシリコン層を形成した後、素子分離を行い、その後伝導型を決定する不純物注入を行う。続いてＣＶＤ法によりゲート酸化膜２を形成し、スパッタ法によりゲート電極２となる金属を堆積後、パターニングを行ってＴＦＴを形成する。素子分離、ゲート電極のパターニングには、ドライエッチングが用いられるのが一般的である。なお、上記のＴＦＴ形成方法は非結晶ＳｉＴＦＴを用いる場合の例であり、多結晶ＳｉＴＦＴを用いる場合には、シリコン層形成後に熱アニールまたはレーザーアニールによりポリ化を行う工程が追加される。
【００４７】
ＴＦＴ形成後は、ＣＶＤにより第１層間膜３を成長する。続いて、所望の位置に、ドライエッチングによりコンタクトホールを形成し、スパッタにより配線１１及びデータ線１０となる金属膜を成長後、ドライエッチングによりパターニングを行う。さらに、配線１１の上にＣＶＤ法により第２層間膜４を形成する。
【００４８】
遮光帯２２を形成するには２通りの方法がある。１つ目の方法は、陽極５を形成後、第２層間膜４を縦断するように、遮光帯２２が形成される領域をドライエッチングにより除去し、その後平坦化層６を塗布して充填する方法である。この方法では、遮光帯２２が形成される領域をドライエッチングにより除去する工程が追加で必要となるが、前工程で陽極５が形成済みであるので、第２層間膜４が除去された領域に陽極５の部材が残留する恐れが無い。
【００４９】
２つ目の方法は、陽極５の形成前、前述の陽極５と配線１１をつなぐコンタクトホール形成と同時に、第２層間膜４を縦断するように、遮光帯２２が形成される領域をドライエッチングにより除去し、陽極５のパターニング終了後に、平坦化層６を塗布して充填する方法である。この方法では陽極５のパターニングの際、第２層間膜４が除去された領域に陽極５の部材が残留する恐れがあるが、陽極５と配線１１をつなぐコンタクトホール形成と同時に第２層間膜４を除去するため、工程の増加が無くコストに優れる。
【００５０】
この後、平坦化層６に開口部のパターニングを行った後、アニールを行って開口部端のリフローと、画素駆動ＴＦＴ１８と遮光帯２２が形成されている領域の平坦化を行い、ＥＬ有機層７と陰極８を形成し、アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置が完成する。
【００５１】
ここで本発明における遮光帯２２の構成と動作を説明すると、第２層間膜４が除去された領域が基板１の法線方向に縦断して形成されており、その中に平坦化層６を構成する部材が充填された構造となっている。このような構造において、第２層間膜４と平坦化層６の部材の屈折率が異なっていると、界面においては光学的な反射率が大きい界面が形成され、第２層間膜４中を伝播してきた光の一部を反射し、ＴＦＴへ到達する光を減衰させる機能を持つ。この第２層間膜４と平坦化層６の材料の組み合わせは、製造方法が許す範囲で任意であって、両者の屈折率の差が大きい組み合わせほど反射率が大きくなるため、減衰効果が大きくなるので好ましい。また、第２層間膜４が除去された領域に充填される、平坦化層６の部材の光吸収係数が大きい場合には、吸収による減衰効果もあわせて得られる。
【００５２】
この遮光帯２２は、第２層間膜４を表示装置の法線方向に縦断して、ＥＬ発光素子１９を取り囲むように、かつ画素駆動ＴＦＴ１８とＥＬ発光素子１９を隔てるように形成される。ＥＬ発光素子１９から発せられた光のうち、第２層間４の中で迷光２３となって画素駆動ＴＦＴ１８へ到達しようとする光は遮光帯２２の境界面で一部が反射され、また遮光帯２２を通過する際に平坦化層６の部材により一部が吸収されるため、画素駆動ＴＦＴへ到達する迷光２３を削減することができ、その結果、光リーク電流は減少する。
【００５３】
また、遮光帯２２は画素ごとに形成されているため、迷光２３は周辺回路領域１７に到達するまでに、少なくとも１回以上遮光帯２２を通過しなくてはならず、周辺回路領域１７へ達する迷光２３の量も削減することができる。
【００５４】
以上によって、本発明の目的である、ＥＬ発光素子１９の直下に位置する層間膜中を反射しながらＴＦＴに到達する光を削減し、ＴＦＴの光リーク電流を低減させることで、誤動作による画素表示欠陥やコントラストの低下を極小化する構造を提供できる。
【００５５】
［実施形態２］
次に、本発明の第２の実施形態に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の構造及びその製造方法について、図８及び図９を参照して説明する。図８は本実施形態のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の平面図であり、図９は図８のＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。
【００５６】
本発明におけるアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、互いに直行する方向に延びたゲート線１２とデータ線１０とを備え、その交点の１つ１つに対応して画素駆動ＴＦＴ１８が形成されている。図８では画素駆動ＴＦＴ１８は１つのみであるが、駆動方式により複数のＴＦＴにより構成される場合もある。画素駆動ＴＦＴ１８のドレイン端子はデータ線１０に、ソース端子は陽極５に、ゲート端子はゲート線１２に接続されている。
【００５７】
平坦化層６はゲート線１２やデータ線１０や画素駆動ＴＦＴ１８や陽極５といった構造物に起因する凹凸を平坦化する目的で形成されており、陽極５の内側で開口している。平坦化層６の上部にはＥＬ有機層７と陰極８が積層されていて、平坦化層境界２０の内側でＥＬ発光素子１９を形成する。
【００５８】
ゲート線１２とデータ線１０と画素駆動ＴＦＴ１８とＥＬ発光素子１９と遮光帯２２とが１組となって画素２５が構成され、画素２５が格子状に配列されて表示領域１６が構成される。表示領域１６の周辺には、表示領域１６と同一の絶縁基板上に能動層を持つＴＦＴにより構成された周辺回路領域１７が配置されている。
【００５９】
そして、本実施形態では、画素駆動ＴＦＴ１８とＥＬ発光素子１９が隔絶されるように、遮光帯２２が画素駆動ＴＦＴ１８を立体的に取り囲んで形成され、更に、表示領域１６の周囲には、表示領域１６と周辺回路領域１７を隔絶するように、遮光帯２２が形成されている。
【００６０】
次に、図９を用いて本実施形態の断面構造を説明する。ガラスなどの透明な基板１上にＴＦＴ活性層９が形成され、その上にゲート酸化膜２を介してゲート線１２が形成されている。そして、ゲート線１２を覆うようにして第１層間膜３が形成され、第１層間膜３の上に配線層が形成される。配線１１はコンタクトホールを介して、ＴＦＴ活性層９のソース／ドレイン領域に接続されている。配線１１の上には第２層間膜４が形成され、その上に陽極５が形成されている。陽極５はコンタクトホールを介して、画素駆動ＴＦＴ１８に接続された配線１１に接続されている。画素駆動ＴＦＴ１８の直下には外光から画素駆動ＴＦＴを遮蔽する下部遮光層３８が設けられている。
【００６１】
陽極５の上部には、陽極５の段差と画素駆動ＴＦＴ１８の上部に生じる凹凸を緩和するために平坦化層６が形成される。平坦化層６は陽極５の上部で開口していて、その上にＥＬ有機層７と陰極８が形成され、開口部で接合が形成され、ＥＬ発光素子１９となる。
【００６２】
そして、本発明に従って、画素駆動ＴＦＴ１８を立体的に取り囲むように、かつ、画素駆動ＴＦＴ１８とＥＬ発光素子１９を隔てるように、遮光帯２２が形成され、さらに、本発明に従って表示領域１６の周囲には、表示領域１６と周辺回路領域１７を隔絶するように、遮光帯２２が形成されている。
【００６３】
次に、本実施形態のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明する。まず、ガラスなどの透明な基板１上にＣＶＤ法によりシリコン層を形成した後、素子分離を行い、その後伝導型を決定する不純物注入を行う。続いてＣＶＤ法によりゲート酸化膜２を形成し、スパッタ法によりゲート電極となる金属を堆積後、パターニングを行ってＴＦＴを形成する。素子分離、ゲート電極のパターニングには、ドライエッチングが用いられるのが一般的である。なお、上記のＴＦＴ形成方法は非結晶ＳｉＴＦＴを用いる場合であり、多結晶ＳｉＴＦＴを用いる場合には、シリコン層形成後に熱アニールまたはレーザーアニールによりポリ化を行う工程が追加される。
【００６４】
ＴＦＴ形成後は、ＣＶＤにより第１層間膜３を成長する。続いて、所望の位置に、ドライエッチングによりコンタクトホールを形成し、スパッタにより配線１１とおよびデータ線１０となる金属膜を成長後、ドライエッチングによりパターニングを行う。さらに、配線１１の上にＣＶＤ法により第２層間膜４を形成する。
【００６５】
遮光帯２２を形成するには２通りの方法がある。１つ目の方法は、陽極５を形成後、第２層間膜４を縦断するように、遮光帯２２が形成される領域をドライエッチングにより除去し、その後平坦化層６を塗布して充填する方法である。この方法では、遮光帯２２が形成される領域をドライエッチングにより除去する工程が追加で必要となるが、前工程で陽極５が形成済みであるので、第２層間膜４が除去された領域に陽極５の部材が残留する恐れが無い。
【００６６】
２つ目の方法は、陽極５の形成前、陽極５と配線１１をつなぐコンタクトホール形成と同時に、第２層間膜を縦断するように、遮光帯２２が形成される領域をドライエッチングにより除去し、陽極５を形成後、平坦化層６を塗布して充填する方法である。この方法では陽極５のパターニングの際、第２層間膜４が除去された領域に陽極５の部材が残留する恐れがあるが、陽極５と配線１１をつなぐコンタクトホール形成と同時に第２層間膜４を除去するため、工程の増加が無くコストに優れる。
【００６７】
この後、平坦化層６に開口部のパターニングを行った後、アニールを行って開口部端のリフローと、画素駆動ＴＦＴ１８と遮光帯２２が形成されている領域の平坦化を行い、ＥＬ有機層７と陰極８を形成し、アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置が完成する。
【００６８】
ここで本発明における遮光帯２２の構成と動作を説明すると、第２層間膜４が除去された領域が基板１の法線方向に縦断して形成されており、その中に平坦化層６を構成する部材が充填された構造となっている。このような構造において、第２層間膜４と平坦化層６の部材の屈折率が異なっていると、界面においては光学的な反射率が大きい界面が形成され、第２層間膜４中を伝播してきた光の一部を反射し、ＴＦＴへ到達する光を減衰させる機能を持つ。第２層間膜４と平坦化層６の材料の組み合わせは、製造方法が許す範囲で任意であって、両者の屈折率の差が大きい組み合わせほど反射率が大きくなるため、減衰効果が大きくなるので好ましい。また、第２層間膜４が除去された領域に充填される、平坦化層６の部材の光吸収係数が大きい場合には、吸収による減衰効果もあわせて得られる。
【００６９】
この遮光帯２２は第２層間膜４を表示装置の法線方向に縦断して、画素駆動ＴＦＴ１８を取り囲むように、かつ画素駆動ＴＦＴ１８とＥＬ発光素子１９を隔てるように形成される。ＥＬ発光素子１９から発せられた光のうち、第２層間４の中で迷光２３となって画素駆動ＴＦＴ１８へ到達しようとする光は遮光帯２２の境界面で一部が反射され、また遮光帯２２を通過する際に平坦化層６の部材により一部が吸収されるため、画素駆動ＴＦＴへ到達する迷光２３を削減することができ、その結果、光リーク電流は減少する。
【００７０】
また、表示領域１６を取り囲むように、かつ表示領域１６と周辺画素領域１７を隔てるように遮光帯２２が形成されているため、迷光２３は周辺回路領域１７に到達するまでに、少なくとも１回以上遮光帯２２を通過しなくてはならず、周辺回路領域１７へ達する迷光２３の量も削減することができる。
【００７１】
以上によって、本発明の目的である、ＥＬ発光素子１９の直下に位置する層間膜中を反射しながらＴＦＴに到達する光を削減し、ＴＦＴの光リーク電流を低減させることで、誤動作による画素表示欠陥やコントラストの低下を極小化する構造を提供できる。
【実施例１】
【００７２】
次に、本発明の実施の形態について、具体的な実施例を用いて動作を説明する。まず、本発明の第１の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、第１の実施例のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の平面図であり、図１１は図１０のＤ−Ｄ’線に沿った断面図である。
【００７３】
まず、本実施例のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の平面構造について図１０を用いて説明する。本実施例のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、互いに直行する方向に延びた、ＷＳｉやＣｒ、Ａｌといった金属から成るゲート線１２とＡｌからなるデータ線１０とを備え、その交点の１つ１つに対応して画素２５が形成されている。画素２５は格子状に配列され、全体として表示領域１６が構成される。さらに表示領域１６の周辺には、同一基板上に、ＴＦＴ能動素子により構成された周辺回路領域１７が配置されている。
【００７４】
各々の画素２５にはＥＬ発光素子１９と、それを駆動するための、多結晶Ｓｉ半導体膜からなる能動層を備えた画素駆動ＴＦＴ１８が備えられている。なお、画素駆動ＴＦＴ１８には、非結晶Ｓｉ薄膜半導体からなる能動層を備えたＴＦＴを用いることもできる。画素駆動ＴＦＴ１８のドレイン端子はデータ線１０に、ソース端子はＩＴＯ陽極２６に、ゲート端子はゲート線１２に接続されている。図１０では画素駆動ＴＦＴ１８は１つのみであるが、駆動方式により複数のＴＦＴにより構成される場合もある。
【００７５】
ＩＴＯ陽極２６上部には、ＩＴＯ陽極２６の段差と画素駆動ＴＦＴ１８上に発生する凹凸を緩和する目的で平坦化層３１が形成されている。平坦化層３１はＩＴＯ陽極２６の内側で開口していて、平坦化層境界２０の内側の領域でＥＬ発光素子１９を形成する。そして、本発明にしたがって、ＥＬ発光素子１９の周囲には、遮光帯２２が画素駆動ＴＦＴ１８とＥＬ発光素子１９を隔絶するように形成されている。
【００７６】
続いて、本実施例のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の構成について図１１を用いて断面構造を説明する。ガラスなどの透明な基板１上に、非結晶Ｓｉ半導体膜を用いたＴＦＴ活性層９が形成され、その上にゲート酸化膜２を介してゲート線１２が形成されている。本実施例において、ゲート線１２の材料はＷＳｉやＣｒやＡｌといった金属が使用可能である。ゲート線１２を覆うようにして、ＳｉＯ２層間膜２８が形成され、ＳｉＯ２層間膜２８の上にデータ線１０とＡｌ配線２７が形成される。Ａｌ配線２７はコンタクトホールを介して、ＴＦＴ活性層９のソース／ドレイン領域に接続されている。
【００７７】
また、本実施例においては、画素駆動ＴＦＴ１８の直下に外光から画素駆動ＴＦＴ１８を遮蔽する下部遮光層３８が設けられている。この下部遮光体３８は、一般的にＴＦＴ応用製品の分野で外光からＴＦＴを遮断するために用いられるもので、ＷＳｉやＣｒやＡｌといった金属が使用可能である。
【００７８】
データ線１０およびＡｌ配線２７の上にはＳｉＮ層間膜２９が形成され、その上にＩＴＯ陽極２６が形成されている。ＩＴＯ陽極２６はコンタクトホールを介して、Ａｌ配線２７に接続されている。基板１から上、ＩＴＯ陽極２６より下の部分を、便宜上、ＴＦＴ基板と呼ぶ。
【００７９】
ＴＦＴ基板を構成する層間膜の膜厚は、膜の透過率、絶縁性能を鑑みて、製造方法の許す範囲で任意に決定される。本実施例においては、ゲート酸化膜２は１００ｎｍ、ＳｉＯ２層間膜２８は４００ｎｍ、ＳｉＮ層間膜２９は８００ｎｍとしたが、それぞれ３０〜１５０ｎｍ、２００〜１０００ｎｍ、２００〜１２００ｎｍ程度の範囲になることが望ましい。
【００８０】
上記ＴＦＴ基板の上部には、ＩＴＯ陽極２６の段差と画素駆動ＴＦＴ１８上に発生する凹凸を緩和する目的で、ＩＴＯ陽極２６をとり囲むように平坦化層３１が形成されている。平坦化層３１の膜厚は凹凸の緩和性能と、ＩＴＯ陰極２６の段差解消性能を鑑みて、製造方法の許す範囲で任意に決定される。本実施例では、ＩＴＯ陽極２６とＳｉＮ層間膜２９の界面を基準として１０００ｎｍとしたが、５００〜１５００ｎｍ程度の範囲となる事が望ましい。
【００８１】
平坦化層３１の上部には、ＥＬ有機層７と陰極８が形成され、平坦化層３１の開口部でＩＴＯ陽極２６と接合を形成して、ＥＬ発光素子１９を構成する。ＥＬ有機層７は第１ホール輸送層、第２のホール輸送層、発光層、電子輸送層からなり、陰極８は銀・マグネシウム合金、アルミ＋アルミ・リチウム合金の２層、アルミ＋フッ化リチウムの２層などにより形成されている。ＥＬ発光素子１９で発生した取り出し光１３は、光取り出し部１４より表示装置の外部へ取り出され、図中、下側に画像が表示される。
【００８２】
そして、本発明にしたがって、ＥＬ発光素子１９の周囲を取り囲むようにして、遮光帯２２が形成されている。
【００８３】
次に、本実施例によるアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の製造方法を、図１１を用いて説明する。まず、ガラスなどの透明な基板１上にＣＶＤ法により非結晶Ｓｉ半導体薄膜を堆積し、エキシマレーザーアニールまたは熱アニールにより多結晶化を行ったあと、素子分離を行う。素子分離には、一般的にドライエッチングが用いられる。素子分離後、ＣＶＤ法によりゲート酸化膜２を形成し、スパッタ法によりゲート線１２となるＷＳｉやＣｒやＡｌといった金属を堆積後、ドライエッチングによりパターニング行う。
【００８４】
ゲート線１２形成後は、ＣＶＤ法によりＳｉＯ２層間膜２８を形成し、所望の位置にコンタクトホールを形成し、データ線１０と配線２７となるＡｌをスパッタ法により堆積し、ドライエッチングによりパターニングを行う。その後、ＣＶＤ法によりＳｉＮ層間膜２９を形成する。
【００８５】
その後、ＩＴＯ陽極２６とＡｌ配線２７を接続するためのコンタクトホールを所望の位置に形成すると同時に、ＳｉＮ層間膜２９で遮光帯２２が形成される部分を除去する。この工程にはドライエッチングが用いられる。続いてスパッタ法によりＩＴＯ層を形成後、ドライエッチによりＩＴＯ陽極２６のパターニングを行う。以下、便宜上、基板１からＩＴＯ陽極２６までをＴＦＴ基板と呼ぶ。
【００８６】
ＴＦＴ基板完成後はスピン塗布により平坦化層３１を形成する。本実施例においては、平坦化層３１の部材として、一般的に半導体集積回路の製造におけるフォトリソグラフィーに使用されるフォトレジストを用いた。平坦化層３１の塗布後は、フォトリソグラフィーにより開口部のパターニングを行った後、アニールを行って開口部端のリフローおよび凹凸部の平坦化を行う。最後に、蒸着法によってＥＬ有機層７と陰極８を堆積し、ＥＬ発光素子１９が形成されて、アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置が完成する。
【００８７】
ここで本実施例における遮光帯２２の構成と動作を説明すると、ＳｉＮ層間膜２９が除去された領域が、基板１の法線方向に縦断して形成されており、その中に平坦化層３１を構成するフォトレジストが充填された構造となっている。ＳｉＮ層間膜２９の屈折率と、フォトレジストの屈折率は異なっているため、界面において光学的な反射率が大きい界面が形成され、ＳｉＮ層間膜２９を伝播してきた光の一部を反射し、ＴＦＴへ到達する光を減衰させる役割を果たす。
【００８８】
平坦化層３１の材料としては、ＩＴＯ陽極２６の段差と画素駆動ＴＦＴ１８上に発生する凹凸を緩和でき、かつＳｉＮ層間膜２９と屈折率が異なる部材であれば、製造方法が許す範囲で任意であって、付け加えて両者の屈折率の差が大きいほうがより好ましい。たとえば、ポリイミド塗布膜や、ＡＰＣＶＤにより成膜するＴＥＯＳ系ＳｉＯ２などが、段差および凹凸緩和能力と、ＳｉＮ層間膜２９との屈折率の差の面から使用可能である。
【００８９】
また、平坦化層３１の部材の光吸収係数が大きい場合には、吸収による減衰の効果も合わせて得られる。本実施例で使用したフォトレジスト部材は一般的に着色しており、光を吸収するため、上記の界面における反射による減衰の効果と、フォトレジスト部材による光吸収による減衰の効果も得られる。
【００９０】
この遮光帯２２は、ＳｉＮ層間膜２９を表示装置の法線方向に縦断して、画素駆動ＴＦＴ１８とＥＬ発光素子１９を隔てるように形成される。ＥＬ発光素子１９から発せられた光のうち、ＳｉＮ層間膜２９中で迷光２３となり画素駆動ＴＦＴ１８へ到達しようとする光は、遮光帯２２の境界面で一部が反射され、また遮光帯２２を通過する際に平坦化層３１の部材により一部が吸収される。これにより、画素駆動ＴＦＴ１８へ到達する迷光２３を削減することができ、結果、光リーク電流は減少する。
【００９１】
また、遮光帯２２は画素ごとにＥＬ発光素子１９を取り囲んで形成されているため、隣接画素からの反射光３２は画素駆動ＴＦＴ１８に到達する間に減衰される。同様の理由から、迷光２３と隣接画素からの反射光３２は表示領域１６の外に到達するまでに、遮光帯２２を少なくとも１回以上通過しなくてはならず、周辺回路領域１７へ達する迷光２３の量を削減することができ、その結果、光リーク電流は減少する。
【００９２】
さらに副次的な効果として、基板１側から、法線と角度を持ってＴＦＴ基板に進入した外光がＳｉＮ層間膜２９内に到達し、層間膜界面にて反射光が発生して、横方向に伝播した場合にも、遮光帯２２によって減衰されるため、たとえば特開平９−８０４７６号公報、特開平１１−８４３６３号公報、特開２０００−１６４８７５号公報などに記載のある、外光に対する遮光構造によって遮光することができなかった外光を減衰し、これにより発生するＴＦＴのリーク電流を極小化する効果もある。
【実施例２】
【００９３】
次に、本発明の第２の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置について、図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は、第２の実施例のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の平面図であり、図１３はそのＥ−Ｅ’線に沿った断面図である。
【００９４】
本実施例のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、互いに直行する方向に延びた、ＷＳｉやＣｒ、Ａｌといった金属から成るゲート線１２とデータ線１０とを備え、その交点の１つ１つに対応して画素２５が形成されている。画素２５は格子状に配列され、全体として表示領域１６が構成される。さらに表示領域１６の周辺には、同一基板上に、ＴＦＴ能動素子により構成された周辺回路領域１７が配置されている。
【００９５】
各々の画素２５にはＥＬ発光素子１９と、それを駆動するための、多結晶Ｓｉ半導体膜からなる能動層を備えた画素駆動ＴＦＴ１８が備えられている。なお、画素駆動ＴＦＴ１８には、非結晶Ｓｉ薄膜半導体からなる能動層を備えたＴＦＴを用いることもできる。画素駆動ＴＦＴ１８のドレイン端子はデータ線１０に、ソース端子はＩＴＯ陽極２６に、ゲート端子はゲート線１２に接続されている。図１２では画素駆動ＴＦＴ１８は１つのみであるが、駆動方式により複数のＴＦＴにより構成される場合もある。
【００９６】
ＩＴＯ陽極２６上部には、ＩＴＯ陽極２６の段差と画素駆動ＴＦＴ１８上に発生する凹凸を緩和する目的で平坦化層３１が形成されている。平坦化層３１はＩＴＯ陽極２６の内側で開口していて、平坦化層境界２０の内側の領域でＥＬ発光素子１９を形成する。そして、本発明にしたがって、画素駆動ＴＦＴ１８とＥＬ発光素子１９が隔絶されるように、遮光帯２２が画素駆動ＴＦＴ１８を立体的に取り囲んで形成されている。さらに、本発明にしたがって、表示領域１６の周囲には、表示領域１６と周辺回路領域１７を隔絶するように、遮光帯２２が形成されている。
【００９７】
続いて、図１３を用いて断面構造を説明する。ガラスなどの透明な基板１上に、非結晶Ｓｉ半導体膜を用いたＴＦＴ活性層９が形成され、その上にゲート酸化膜２を介してゲート線１２が形成されている。本実施例において、ゲート線１２の材料はＷＳｉやＣｒやＡｌといった金属が使用可能である。ゲート線１２を覆うようにして、ＳｉＯ２層間膜２８が形成され、ＳｉＯ２層間膜２８の上にデータ線１０とＡｌ配線２７が形成される。Ａｌ配線２７はコンタクトホールを介して、ＴＦＴ活性層９のソース／ドレイン領域に接続されている。
【００９８】
また、本実施例においては、画素駆動ＴＦＴ１８の直下に外光から画素駆動ＴＦＴ１８を遮蔽する下部遮光層３８が設けられている。この下部遮光体３８は、一般的にＴＦＴ応用製品の分野で外光からＴＦＴを遮断するために用いられるもので、ＷＳｉやＣｒやＡｌといった金属が使用可能である。
【００９９】
データ線１０およびＡｌ配線２７の上にはＳｉＮ層間膜２９が形成され、その上にＩＴＯ陽極２６が形成されている。ＩＴＯ陽極２６はコンタクトホールを介して、Ａｌ配線２７に接続されている。基板１から上、ＩＴＯ陽極２６より下の部分を、便宜上、ＴＦＴ基板と呼ぶ。
【０１００】
ＴＦＴ基板を構成する層間膜の膜厚は、膜の透過率、絶縁性能を鑑みて、製造方法の許す範囲で任意に決定される。本実施例においては、ゲート酸化膜２は１００ｎｍ、ＳｉＯ２層間膜２８は４００ｎｍ、ＳｉＮ層間膜２９は８００ｎｍとしたが、それぞれ３０〜１５０ｎｍ、２００〜１０００ｎｍ、２００〜１２００ｎｍ程度の範囲になることが望ましい。
【０１０１】
上記ＴＦＴ基板の上部には、ＩＴＯ陽極２６の段差と画素駆動ＴＦＴ１８上に発生する凹凸を緩和する目的で、ＩＴＯ陽極２６をとり囲むように平坦化層３１が形成されている。平坦化層３１の膜厚は凹凸の緩和性能と、ＩＴＯ陰極２６の段差解消性能を鑑みて、製造方法の許す範囲で任意に決定される。１０００ｎｍとしたが、５００〜１５００ｎｍ程度の範囲となる事が望ましい。
【０１０２】
平坦化層３１の上部には、ＥＬ有機層７と陰極８が形成され、平坦化層３１の開口部でＩＴＯ陽極２６と接合を形成して、ＥＬ発光素子１９を構成する。ＥＬ有機層７は第１ホール輸送層、第２のホール輸送層、発光層、電子輸送層からなり、陰極８は銀・マグネシウム合金、アルミ＋アルミ・リチウム合金の２層、アルミ＋フッ化リチウムの２層などにより形成されている。ＥＬ発光素子１９で発生した取り出し光１３は、光取り出し部１４より表示装置の外部へ取り出され、図中、下側に画像が表示される。
【０１０３】
そして、本発明にしたがって、画素駆動ＴＦＴ１８の周囲を取り囲むようにして、遮光帯２２が形成されている。また、本発明にしたがって、表示領域１６の周囲を取り囲むようにして、遮光帯２２が形成されている。
【０１０４】
次に、本実施例によるアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の製造方法を、図１３を用いて説明する。まず、ガラスなどの透明な基板１上にＣＶＤ法により非結晶Ｓｉ半導体薄膜を堆積し、エキシマレーザーアニールまたは熱アニールにより多結晶化を行ったあと、素子分離を行う。素子分離には、一般的にドライエッチングが用いられる。素子分離後、ＣＶＤ法によりゲート酸化膜２を形成し、スパッタ法によりゲート線１２となるＷＳｉやＣｒやＡｌといった金属を堆積後、ドライエッチングによりパターニング行う。
【０１０５】
ゲート線１２形成後は、ＣＶＤ法によりＳｉＯ２層間膜２８を形成し、所望の位置にコンタクトホールを形成し、データ線１０と配線２７となるＡｌをスパッタ法により堆積し、ドライエッチングによりパターニングを行う。その後、ＣＶＤ法によりＳｉＮ層間膜２９を形成する。
【０１０６】
その後、ＩＴＯ陽極２６とＡｌ配線２７を接続するためのコンタクトホールを所望の位置に形成すると同時に、ＳｉＮ層間膜２９で遮光帯２２が形成される部分を除去する。この工程にはドライエッチングが用いられる。続いてスパッタ法によりＩＴＯ層を形成後、ドライエッチによりＩＴＯ陽極２６のパターニングを行う。以上でＴＦＴ基板が完成する。
【０１０７】
ＴＦＴ基板完成後はスピン塗布により平坦化層３１を形成する。本実施例においては、平坦化層３１の部材として、一般的に半導体集積回路の製造におけるフォトリソグラフィーに使用されるフォトレジストを用いた。平坦化層３１の塗布後は、フォトリソグラフィーにより開口部のパターニングを行った後、アニールを行って開口部端のリフローおよび凹凸部の平坦化を行う。最後に、蒸着法によってＥＬ有機層７と陰極８を堆積し、ＥＬ発光素子１９が形成されて、アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置が完成する。
【０１０８】
ここで本実施例における遮光帯２２の構成と動作を説明すると、ＳｉＮ層間膜２９が除去された領域が、基板１の法線方向に縦断して形成されており、その中に平坦化層３１を構成するフォトレジストが充填された構造となっている。ＳｉＮ層間膜２９の屈折率と、フォトレジストの屈折率は異なっているため、界面において光学的な反射率が大きい界面が形成され、ＳｉＮ層間膜２９を伝播してきた光の一部を反射し、ＴＦＴへ到達する光を減衰させる役割を果たす。
【０１０９】
平坦化層３１の材料としては、ＩＴＯ陽極２６の段差と画素駆動ＴＦＴ１８上に発生する凹凸を緩和でき、かつＳｉＮ層間膜２９と屈折率が異なる部材であれば、製造方法が許す範囲で任意であって、付け加えて両者の屈折率の差が大きいほうがより好ましい。たとえば、ポリイミド塗布膜や、ＡＰＣＶＤにより成膜するＴＥＯＳ系ＳｉＯ２などが、段差および凹凸緩和能力と、ＳｉＮ層間膜２９との屈折率の差の面から使用可能である。
【０１１０】
また、平坦化層３１の部材の光り吸収係数が大きい場合には、吸収による減衰の効果も合わせて得られる。本実施例で使用したフォトレジスト部材は一般的に着色しており、光を吸収するため、上記の界面における反射による減衰の効果と、フォトレジスト部材による光吸収による減衰の効果も得られる。
【０１１１】
この遮光帯２２は、ＳｉＮ層間膜２９を表示装置の法線方向に縦断して、画素駆動ＴＦＴ１８とＥＬ発光素子１９を隔てるように形成される。ＥＬ発光素子１９から発せられた光のうち、ＳｉＮ層間膜２９中で迷光２３となり画素駆動ＴＦＴ１８へ到達しようとする光は、遮光帯２２の境界面で一部が反射され、また遮光帯２２を通過する際に平坦化層３１の部材により一部が吸収される。これにより、画素駆動ＴＦＴ１８へ到達する迷光２３を削減することができ、その結果、光リーク電流は減少する。
【０１１２】
また、表示領域１６を取り囲むように遮光帯２２が形成されているため、迷光２３は表示領域１６の外に到達するまでに、遮光帯２２を通過しなくてはならず、周辺回路領域１７へ達する迷光２３の量を削減することができる。結果、光リーク電流は減少する。
【０１１３】
さらに副次的な効果として、基板１側から法線と角度を持ってＴＦＴ基板に進入した外光が、層間膜界面にて反射光となって、横方向に伝播した場合にも、遮光帯２２によって減衰されるため、たとえば特開平９−８０４７６号公報、特開平１１−８４３６３号公報、特開２０００−１６４８７５号公報などに記載のある、外光に対する遮光構造によって遮光することができなかった外光を減衰し、これにより発生するＴＦＴのリーク電流を極小化する効果もある。
【実施例３】
【０１１４】
次に、本発明の第３の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置について、図１４を参照して説明する。図１４は、第３の実施例のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の断面図である。
【０１１５】
図１３に示すように、ガラスなどの透明な基板１上に、多結晶Ｓｉ半導体膜を用いたＴＦＴ活性層９が形成され、その上にゲート酸化膜２を介してゲート線１２が形成されている。本実施例において、ゲート線１２の材料はＷＳｉやＣｒやＡｌといった金属が使用可能である。ゲート線１２を覆うようにして、ＳｉＯ２層間膜２８が形成され、ＳｉＯ２層間膜２８の上にデータ線１０とＡｌ配線２７が形成される。Ａｌ配線２７はコンタクトホールを介して、ＴＦＴ活性層９のソース／ドレイン領域に接続されている。
【０１１６】
また、本実施例においては、画素駆動ＴＦＴ１８の直下に外光から画素駆動ＴＦＴを遮蔽する下部遮光層３８が設けられている。下部遮光体３８は、一般的にＴＦＴ応用製品の分野で外光からＴＦＴを遮断するために用いられるもので、ＷＳｉやＣｒやＡｌといった金属が使用可能である。
【０１１７】
データ線１０およびＡｌ配線２７の上にはＳｉＮ層間膜２９が形成され、その上にＩＴＯ陽極２６が形成されている。ＩＴＯ陽極２６はコンタクトホールを介して、Ａｌ配線２７に接続されている。基板１から上、ＩＴＯ陽極２６より下の部分を、便宜上、ＴＦＴ基板と呼ぶ。
【０１１８】
ＴＦＴ基板を構成する層間膜の膜厚は、膜の透過率、絶縁性能を鑑みて、製造方法の許す範囲で任意に決定される。本実施例においては、ゲート酸化膜２は１００ｎｍ、ＳｉＯ２層間膜２８は４００ｎｍ、ＳｉＮ層間膜２９は８００ｎｍとしたが、それぞれ３０〜１５０ｎｍ、２００〜１０００ｎｍ、２００〜１２００ｎｍ程度の範囲になることが望ましい。
【０１１９】
上記ＴＦＴ基板の上部には、ＩＴＯ陽極２６の段差と画素駆動ＴＦＴ１８上に発生する凹凸を緩和する目的で、ＩＴＯ陽極２６をとり囲むように平坦化層３１が形成されている。平坦化層３１の膜厚は凹凸の緩和性能と、ＩＴＯ陰極２６の段差解消性能を鑑みて、製造方法の許す範囲で任意に決定される。本実施例では、ＩＴＯ陽極２６とＳｉＮ層間膜２９の界面を基準として１０００ｎｍとしたが、５００〜１５００ｎｍ程度の範囲となる事が望ましい。
【０１２０】
平坦化層３１の上部には、ＥＬ有機層７と陰極８が形成され、平坦化層３１の開口部でＩＴＯ陽極２６と接合を形成して、ＥＬ発光素子１９を構成する。ＥＬ有機層７は第１ホール輸送層、第２のホール輸送層、発光層、電子輸送層からなり、陰極８は銀・マグネシウム合金、アルミ＋アルミ・リチウム合金の２層、アルミ＋フッ化リチウムの２層などにより形成されている。ＥＬ発光素子１９で発生した取り出し光１３は、光取り出し部１４より表示装置の外部へ取り出され、図中、下側に画像が表示される。
【０１２１】
そして、本発明にしたがって、ＥＬ発光素子１９の周囲を取り囲むようにして、上部から下部に向かって細くなるように、遮光帯３３が形成されている。
【０１２２】
次に、本実施例によるアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の製造方法を、図１４を用いて説明する。まず、ガラスなどの透明な基板１上にＣＶＤ法により非結晶Ｓｉ半導体薄膜を堆積し、エキシマレーザーアニールまたは熱アニールにより多結晶化を行ったあと、素子分離を行う。素子分離には、一般的にドライエッチングが用いられる。素子分離後、ＣＶＤ法によりゲート酸化膜２を形成し、スパッタ法によりゲート線１２となるＷＳｉやＣｒやＡｌといった金属を堆積後、ドライエッチングによりパターニング行う。
【０１２３】
ゲート線１２形成後は、ＣＶＤ法によりＳｉＯ２層間膜２８を形成し、所望の位置にコンタクトホールを形成し、データ線１０とＡｌ配線２７となるＡｌをスパッタ法により堆積し、ドライエッチングによりパターニングを行う。その後、ＣＶＤ法によりＳｉＮ層間膜２９を形成する。
【０１２４】
その後、ＩＴＯ陽極２６とＡｌ配線２７を接続するためのコンタクトホールを所望の位置に形成すると同時に、ＳｉＮ層間膜２９で遮光帯３３が形成される部分を除去する。このとき、基板の上部から下部に向かって大きさが小さくなるようにエッチングを行う。続いてスパッタ法によりＩＴＯ層を形成後、ドライエッチによりＩＴＯ陽極２６のパターニングを行う。以下、便宜上、基板１からＩＴＯ陽極２６までをＴＦＴ基板と呼ぶ。
【０１２５】
ＴＦＴ基板完成後はスピン塗布により平坦化層３１を形成する。本実施例においては、平坦化層３１の部材として、フォトレジストを用いた。平坦化層３１の塗布後は、フォトリソグラフィーにより開口部のパターニングを行った後、アニールを行って開口部端のリフローおよび凹凸部の平坦化を行う。最後に、蒸着法によってＥＬ有機層７と陰極８を堆積し、ＥＬ発光素子１９が形成されて、アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置が完成する。
【０１２６】
ここで本実施例における遮光帯３３の構成と動作を説明すると、ＳｉＮ層間膜２９が除去された領域が、基板１の法線方向に縦断して形成されており、その中に平坦化層３１を構成するフォトレジストが充填された構造となっている。ＳｉＮ層間膜２９の屈折率と、フォトレジストの屈折率は異なっているため、界面において光学的な反射率が大きい界面が形成され、ＳｉＮ層間膜２９を伝播してきた光の一部を反射し、ＴＦＴへ到達する光を減衰させる役割を果たす。
【０１２７】
平坦化層３１の材料としては、ＩＴＯ陽極２６の段差と画素駆動ＴＦＴ１８上に発生する凹凸を緩和でき、かつＳｉＮ層間膜２９と屈折率が異なる部材であれば、製造方法が許す範囲で任意であって、付け加えて両者の屈折率の差が大きいほうがより好ましい。たとえば、ポリイミド塗布膜や、ＡＰＣＶＤにより成膜するＴＥＯＳ系ＳｉＯ２などが、段差および凹凸緩和能力と、ＳｉＮ層間膜２９との屈折率の差の面から使用可能である。
【０１２８】
また、平坦化層３１の部材の光吸収係数が大きい場合には、吸収による減衰の効果も合わせて得られる。本実施例で使用したフォトレジスト部材は一般的に着色しており、光を吸収するため、上記の界面における反射による減衰の効果と、フォトレジスト部材による光吸収による減衰の効果も得られる。
【０１２９】
この遮光帯３３が、ＳｉＮ層間膜２９を表示装置の法線方向に縦断して、画素駆動ＴＦＴ１８と有機ＥＬ発光素子１９を隔てるように形成される。ＥＬ発光素子１９から発せられた光のうち、ＳｉＮ層間膜２９中で迷光２３となり画素駆動ＴＦＴ１８へ到達しようとする光は、遮光帯３３の境界面で一部が反射され、また遮光帯３３を通過する際に平坦化層３１の部材により一部が吸収される。これにより、画素駆動ＴＦＴ１８へ到達する迷光２３を低減することができる。
【０１３０】
さらに遮光帯３３は上部から下部に向かって細くなるように形成され、界面が光取り出し部１４に向かって傾斜している。これにより迷光２３の一部は光取り出し部１４に向かって反射されて、外部に取り出すことができ、もって、表示装置の外部量子効率が向上する。
【０１３１】
さらに副次的な効果として、基板１側から法線と角度を持ってＴＦＴ基板に進入した外光が、外光がＳｉＮ層間膜２９内に到達し、層間膜界面にて反射光が発生して、横方向に伝播した場合にも、遮光帯３３によって減衰されるため、たとえば特開平９−８０４７６号公報、特開平１１−８４３６３号公報、特開２０００−１６４８７５号公報などに記載のある、外光に対する遮光構造によって遮光することができなかった外光を減衰し、これにより発生するＴＦＴのリーク電流を極小化する効果もある。
【実施例４】
【０１３２】
次に、本発明の第４の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置について、図１５及び図１６を参照して説明する。図１５は、第４の実施例のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の平面図であり、図１６はそのＦ−Ｆ’線に沿った断面図である。
【０１３３】
まず、本実施例のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の構成について図１５を用いて平面構造を説明する。本実施例のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置は、互いに直行する方向に延びた、ＷＳｉやＣｒ、Ａｌといった金属から成るゲート線１２とデータ線２４とを備え、その交点の１つ１つに対応して画素２５が形成されている。データ線２４はゲート線１２と同層に同一の部材を使用して形成されていて、データ線２４とゲート線１２が交差する部分のみ、Ａｌから成るブリッジ配線３５でブリッジされている。
【０１３４】
各々の画素２５にはＥＬ発光素子１９と、それを駆動するための、多結晶Ｓｉ半導体膜からなる能動層を備えた画素駆動ＴＦＴ１８が備えられている。なお、画素駆動ＴＦＴ１８には、非結晶Ｓｉ薄膜半導体からなる能動層を備えたＴＦＴを用いることもできる。画素駆動ＴＦＴ１８のドレイン端子はデータ線１０に、ソース端子はＩＴＯ陽極２６に、ゲート端子はゲート線１２に接続されている。図１５では画素駆動ＴＦＴ１８は１つのみであるが、駆動方式により複数のＴＦＴにより構成される場合もある。
【０１３５】
ＩＴＯ陽極２６上部には、ＩＴＯ陽極２６の段差と画素駆動ＴＦＴ１８上に発生する凹凸を緩和する目的で平坦化層３１が形成されている。平坦化層３１はＩＴＯ陽極２６の内側で開口していて、平坦化層境界２０の内側の領域でＥＬ発光素子１９を形成する。
【０１３６】
画素２５は格子状に配列され、全体として表示領域１６が構成される。表示領域１６の周辺にはＴＦＴ能動素子により構成された周辺回路領域１７が配置された構造となっている。そして、本発明にしたがって、ＥＬ発光素子１９の周囲に、画素駆動ＴＦＴ１８とＥＬ発光素子１９を隔絶するように、かつゲート線１２とデータ線２４にオーバーラップするように、遮光帯４０が形成されている。
【０１３７】
続いて、本実施例のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の構成について図１６を用いて断面構造を説明する。ガラスなどの透明な基板１上に、多結晶Ｓｉ半導体膜を用いたＴＦＴ活性層９が形成され、その上にゲート酸化膜２を介してデータ線２４とゲート線１２が形成されている。本実施例において、データ線２４とゲート線１２の材料はＷＳｉやＣｒやＡｌといった金属が使用可能である。データ線２４は、紙面の手前方向から奥の方向に伸びており、ゲート線１２と交差する部分でいったん切断されて、ブリッジ配線３５によってジャンパー接続されている。
【０１３８】
データ線２４とゲート線１２の上には、ＳｉＯ２層間膜２８が形成され、ＳｉＯ２層間膜２８の上にＡｌ配線２７が形成される。Ａｌ配線２７はコンタクトホールを介して、ＴＦＴ活性層９のソース／ドレイン領域に接続されている。
【０１３９】
データ線１０およびＡｌ配線２７の上にはＳｉＮ層間膜２９が形成され、その上にＩＴＯ陽極２６が形成されている。ＩＴＯ陽極２６はコンタクトホールを介して、Ａｌ配線２７に接続されている。基板１から上、ＩＴＯ陽極２６より下の部分を、便宜上、ＴＦＴ基板と呼ぶ。
【０１４０】
ＴＦＴ基板を構成する層間膜の膜厚は、膜の透過率、絶縁性能を鑑みて、製造方法の許す範囲で任意に決定される。本実施例においては、ゲート酸化膜２は３０ｎｍ〜１５０ｎｍ、ＳｉＯ２層間膜２８は２００ｎｍ〜１０００ｎｍ、ＳｉＮ層間膜２９は２００ｎｍ〜１２００ｎｍである。
【０１４１】
上記ＴＦＴ基板の上部には、ＩＴＯ陽極２６の段差と画素駆動ＴＦＴ１８上に発生する凹凸を緩和する目的で、ＩＴＯ陽極２６を囲むように平坦化層３１が形成されている。平坦化層３１の膜厚は凹凸の緩和性能と、ＩＴＯ陰極２６の段差解消性能を鑑みて、製造方法の許す範囲で任意に決定される。本実施例では、ＩＴＯ陽極２６とＳｉＮ層間膜２９の界面を基準として５００〜１５００ｎｍとした。
【０１４２】
平坦化層３１の上部には、ＥＬ有機層７と陰極８が形成され、平坦化層３１の開口部でＩＴＯ陽極２６と接合を形成して、ＥＬ発光素子１９を構成する。ＥＬ有機層７は第１ホール輸送層、第２のホール輸送層、発光層、電子輸送層からなり、陰極８は銀・マグネシウム合金、アルミ＋アルミ・リチウム合金の２層、アルミ＋フッ化リチウムの２層などにより形成されている。ＥＬ発光素子１９で発生した取り出し光１３は、取り出し部１４より表示装置の外部へ取り出され、図中、下側に画像が表示される。
【０１４３】
そして、本発明にしたがって、ＥＬ発光素子１９の周囲を取り囲むように、かつゲート線１２とデータ線２４にオーバーラップするように、遮光帯４０が形成されている。
【０１４４】
次に、本実施例によるアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の製造方法を、図１６を用いて説明する。まず、ガラスなどの透明な基板１上にＣＶＤ法により非結晶Ｓｉ半導体薄膜を堆積し、エキシマレーザーアニールまたは熱アニールにより多結晶化を行ったあと、素子分離を行う。素子分離には、一般的にドライエッチングが用いられる。素子分離後、ＣＶＤ法によりゲート酸化膜２を形成し、スパッタ法によりゲート線１２となるＷＳｉやＣｒやＡｌといった金属を堆積後、ドライエッチングによりパターニング行う。
【０１４５】
ゲート線１２とデータ線２４形成後は、ＣＶＤ法によりＳｉＯ２層間膜２８を形成し、所望の位置にコンタクトホールを形成し、Ａｌ配線２７とブリッジ配線３５となるＡｌをスパッタ法により堆積し、ドライエッチングによりパターニングを行う。その後、ＣＶＤ法によりＳｉＮ層間膜２９を形成する。
【０１４６】
その後、ＩＴＯ陽極２６とＡｌ配線２７を接続するためのコンタクトホールを所望の位置に形成すると同時に、ＳｉＮ層間膜２９で遮光帯４０が形成される部分を除去する。このとき、遮光帯４０が形成される部分がデータ線２４と重なるように形成する。この工程にはドライエッチングが用いられる。続いてスパッタ法によりＩＴＯ層を形成後、ドライエッチによりＩＴＯ陽極２６のパターニングを行う。便宜上、基板１からＩＴＯ陽極２６までをＴＦＴ基板と呼ぶ。
【０１４７】
ＴＦＴ基板完成後はスピン塗布により平坦化層３１を形成する。本実施例においては、平坦化層３１の部材として、一般的に半導体集積回路の製造におけるフォトリソグラフィーに使用されるフォトレジストを用いた。平坦化層３１の塗布後は、フォトリソグラフィーにより開口部のパターニングを行った後、アニールを行って開口部端のリフローおよび凹凸部の平坦化を行う。最期に、蒸着法によってＥＬ有機層７と陰極８を堆積し、ＥＬ発光素子１９が形成されて、アクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置が完成する。
【０１４８】
ここで本実施例における遮光帯４０の構成と動作を説明すると、ＳｉＮ層間膜２９が除去された領域が、基板１の法線方向に縦断して形成されており、その中に平坦化層３１を構成するフォトレジストが充填された構造となっている。ＳｉＮ層間膜２９の屈折率と、フォトレジストの屈折率は異なっているため、界面において光学的な反射率が大きい界面が形成され、ＳｉＮ層間膜２９を伝播してきた光の一部を反射し、ＴＦＴへ到達する光を減衰させる役割を果たす。
【０１４９】
平坦化層３１の材料としては、ＩＴＯ陽極２６の段差と画素駆動ＴＦＴ１８上に発生する凹凸を緩和でき、かつＳｉＮ層間膜２９と屈折率が異なる部材であれば、製造方法が許す範囲で任意であって、付け加えて両者の屈折率の差が大きいほうがより好ましい。たとえば、ポリイミド塗布膜や、ＡＰＣＶＤにより性膜するＴＥＯＳ系ＳｉＯ２などが、段差および凹凸緩和能力と、ＳｉＮ層間膜２９との屈折率の差の面から使用可能である。
【０１５０】
また、平坦化層３１の部材の光吸収係数が大きい場合には、吸収による減衰の効果も合わせて得られる。本実施例で使用したフォトレジスト部材は一般的に着色しており、光を吸収するため、上記の界面における反射による減衰の効果と、フォトレジスト部材による光吸収による減衰の効果も得られる。
【０１５１】
この遮光帯４０はＳｉＮ層間膜２９を表示装置の法線方向に縦断して、画素駆動ＴＦＴ１８とＥＬ発光素子１９を隔てるように形成される。ＥＬ発光素子１９から発せられた光のうち、ＳｉＮ層間膜２９中で迷光２３となり画素駆動ＴＦＴ１８へ到達しようとする光は、遮光帯４０の境界面で一部が反射され、また遮光帯４０を通過する際に平坦化層３１の部材により一部が吸収される。これにより、画素駆動ＴＦＴ１８へ到達する迷光２３を削減することができ、その結果、光リーク電流は減少する。
【０１５２】
また、遮光帯４０は画素ごとにＥＬ発光素子１９を取り囲んで形成されているため、隣接画素からの反射光３２は画素駆動ＴＦＴ１８に到達する間に減衰される。同様の理由から、迷光２３と隣接画素からの反射光３２は表示領域１６の外に到達するまでに、遮光帯４０を少なくとも１回以上通過しなくてはならず、周辺回路領域１７へ達する迷光２３の量を削減することができ、その結果、光リーク電流は減少する。
【０１５３】
第１の実施例においては、遮光帯２２はデータ１０を避けるように形成されており、画素２５に占めるＥＬ発光素子１９の面積である開口率を低下させる要因となっていた。これは遮光帯２２を形成するためには、ＳｉＮ層間膜２９を除去する必要があるが、実施例１の構成においてデータ線１０にオーバーラップするように遮光帯２２を形成すると、データ線を覆うＳｉＮ層間膜２９がなくなってしまい、信頼性が低下してしまう恐れがあったためであった。
【０１５４】
これに対して本実施例においては、データ線２４はゲート線１２と同層に形成されており、ＳｉＯ２層間膜２８によって保護されているため、データ線２４にオーバーラップするように遮光帯４０を形成しても上記の信頼性問題は発生しない。このような構成を採ることにより、遮光帯４０を形成するために占有する面積を最小とすることが可能で、これによって、遮光帯４０を備えることによる画素２５の開口率低下を最小限に抑えることが可能となる。
【０１５５】
また、副次的な効果として、データ線２４をゲート線１２と同層に形成したことにより、データ線２４と陰極８の距離が増大すること、および、遮光帯４０の形成の際にＳｉＮ層間膜２９が、より誘電率の低いフォトレジストに置き換えられることによって、データ線２４と陰極８の間に挟まった部材の誘電率が低下するため、データ線２４と陰極８の間に発生する寄生容量が低減される効果がある。
【０１５６】
さらに副次的な効果として、光取り出し部１４より、基板の法線と角度を持ってＴＦＴ基板に進入した外光がＳｉＮ層間膜２９内に到達し、層間膜界面にて反射光が発生して、横方向に伝播した場合にも、遮光帯４０によって減衰される、たとえば特開平９−８０４７６号公報、特開平１１−８４３６３号公報、特開２０００−１６４８７５号公報などに記載のある、外光に対する遮光構造によって遮光することができなかった外光を減衰する効果もある。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】一般的なアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の構成図である。
【図２】従来のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の構造を示す平面図である。
【図３】従来のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の構造を示す断面図である。
【図４】従来のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置における遮光構造を示す断面図である。
【図５】従来のアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置における自発光の伝播モードを説明する図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の１部分を示す平面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の１部分を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の１部分を示す平面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の１部分を示す断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の１部分を示す平面図である。
【図１１】本発明の第１の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の１部分を示す断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の１部分を示す平面図である。
【図１３】本発明の第２の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の１部分を示す断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の１部分を示す断面図である。
【図１５】本発明の第４の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の１部分を示す平面図である。
【図１６】本発明の第４の実施例に係るアクティブマトリクス有機ＥＬ表示装置の１部分を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１  基板
２  ゲート酸化膜
３  第１層間膜
４  第２層間膜
５  陽極
６  平坦化層
７  ＥＬ有機層
８  陰極
９  ＴＦＴ活性層
１０  データ線
１１  配線
１２  ゲート線
１３  取り出し光
１４  取り出し部
１６  表示領域
１７  周辺回路領域
１８  画素駆動ＴＦＴ
１９  ＥＬ発光素子
２０  平坦化層境界
２１  周辺回路ＴＦＴ部
２２  遮光帯
２３  迷光
２４  ゲート線と同層に形成したデータ線
２５  画素
２６  ＩＴＯ陽極
２７  Ａｌ配線
２８  ＳｉＯ２層間膜
２９  ＳｉＮ層間膜
３１  平坦化層
３２  隣接画素からの反射光
３３  遮光帯
３４  外部駆動回路
３５  ブリッジ配線
３６  フレキシブル基板
３８  下部遮光層
３９  外部遮光構造
４０  遮光帯
４１  外光
【図１】
0004736013.tif 000002
【図２】
0004736013.tif 000003
【図３】
0004736013.tif 000004
【図４】
0004736013.tif 000005
【図５】
0004736013.tif 000006
【図６】
0004736013.tif 000007
【図７】
0004736013.tif 000008
【図８】
0004736013.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004736013.tif 000011
【図１１】
0004736013.tif 000012
【図１２】
0004736013.tif 000013
【図１３】
0004736013.tif 000014
【図１４】
0004736013.tif 000015
【図１５】
0004736013.tif 000016
【図１６】
0004736013.tif 000017