(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の有機発光素子と前記複数の有機発光素子を選択的に駆動するための複数のトランジスタを備えた表示装置であって、
前記複数のトランジスタは基板上に形成され、前記複数のトランジスタ上に平坦化膜が形成され、前記複数のトランジスタにそれぞれ対応して前記平坦化膜上に前記有機発光素子が形成され、該有機発光素子を構成して前記平坦化膜上に配置させる第１の電極層の間に窒化アルミニウムからなる無機絶縁層が形成されたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
基板上に複数の有機発光素子と前記複数の有機発光素子を
選択的に駆動するための複数のトランジスタとを備えた表示装置の製造方法において、
前記複数のトランジスタを前記基板上に形成する工程と、
前記複数のトランジスタ上に平坦化膜を形成する工程と、
前記複数のトランジスタにそれぞれ対応して前記平坦化膜上に前記複数の有機発光素子を形成する工程とを備えることを特徴とする表示装置の製造方法であって、
前記有機発光素子を形成する工程には、前記第１の電極層間に窒化アルミニウムからなる無機絶縁層を形成する工程をさらに備えることを特徴とする表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機材料からなる発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子等の有機発光素子およびその製造方法、ならびにこのような有機発光素子を用いた表示装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器の多様化に伴い、一般に使用されているＣＲＴ（陰極線管）に比べて消費電力が少なく容量の小さい平面表示素子に対する要求が高まっている。このような平面表示素子の１つとして、エレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子と称する）が注目されている。このようなＥＬ素子は、無機材料からなる発光層を有する無機ＥＬ素子と、有機材料からなる発光層を有する有機ＥＬ素子とに大別される。
【０００３】
無機ＥＬ素子は、一般に発光部に高電界を作用させ、電界をこの高電界中で加速して発光中心に衝突させることにより、発光中心を励起させて発光させるものである。これに対して、有機ＥＬ素子は、電子注入電極およびホール注入電極からそれぞれ電子およびホールを発光部内へ注入し、これらの電子およびホールを発光中心で再結合させて、有機分子を励起状態にし、この有機分子が励起状態から基底状態に戻る時に蛍光を発生するものである。このような有機ＥＬ素子は、複数の発光部が基板上にマトリクス状に配置された構造を有する。
【０００４】
無機ＥＬ素子は、高電界を必要とするため、駆動電圧として１００Ｖ〜２００Ｖの高い電圧を必要とするのに対し、有機ＥＬ素子は、５Ｖ〜２０Ｖ程度の低い電圧で駆動できるという利点を有する。
【０００５】
また、有機ＥＬ素子では、発光材料である蛍光物質を選択することにより適当な色彩に発光する発光部を得ることができ、マルチカラーまたはフルカラーの表示装置としても利用することが期待される。さらに、有機ＥＬ素子は、低電圧で面発光できるため、液晶表示装置等の表示装置用のバックライトとして利用することも可能である。
【０００６】
図１６は有機ＥＬ素子の製造方法を示す概略図である。有機ＥＬ素子の製造時には、まず図１６（Ａ）に示すように、ガラス基板５０上に透明電極５１を形成する。続いて、図１６（Ｂ）に示すように、透明電極５１上にホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層からなる多層有機薄膜層５２を形成する。さらに、多層有機薄膜層５２上に電極層５３を形成する。このようにして、透明電極５１上に多層有機薄膜層５２および電極層５３が積層された構造を有する有機ＥＬ素子が作製される。
【０００７】
図１６（Ｃ）に示すように、駆動回路５４を通じて上記の有機ＥＬ素子に電圧を印加することにより、ガラス基板５０の裏面から光が取り出される。
【０００８】
なお、実際には、ガラス基板５０上に複数の透明電極５１を所定間隔で配置し、各透明電極５１上に多層有機薄膜層５２および電極層５３を順に形成する。それにより、ガラス基板５０上に複数の有機ＥＬ素子を形成する。各素子間はレジスト材料からなる素子分離用絶縁層により分離されている。素子間の分離は有機ＥＬ素子の信頼性に影響する。発光素子間の分離が不十分である場合、有機ＥＬ素子の信頼性の低下に繋がる。
【０００９】
このような有機ＥＬ素子を表示装置として利用するためには、有機ＥＬ素子の長寿命化が不可欠である。
【００１０】
有機ＥＬ素子では、水分が侵入すると、多層有機薄膜層５２中に水分が吸収される。それにより、発光部の劣化が引き起こされて有機ＥＬ素子の寿命が短くなる。そのため、透明電極５１上に、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層および電極層５３を連続的に形成した後、これらの層を乾燥剤を充填した封止部材により封止することにより、外気から多層有機薄膜層５２中に水分が侵入することを防止している。
【００１１】
一方、このような有機ＥＬ素子を具体的にフルカラー平面表示装置として利用する上では、上記のような素子間の分離技術とともに、素子の駆動方法が非常に重要となる。
【００１２】
図１７（Ａ），（Ｂ）はフルカラー表示用として開発されている有機ＥＬ素子を用いたアクティブマトリクス型の表示装置の例を示す断面図である。図１７（Ａ），（Ｂ）に示すように、アクティブマトリクス型の表示装置においては、ガラス基板５０上にまず複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）７０を形成し、個々の画素の駆動回路を同一基板上に集積させて作製する。
【００１３】
アクティブマトリクス駆動用の薄膜トランジスタ７０の作製時には、ガラス基板５０の所定領域上に活性層６１を形成し、活性層６１を覆うゲート絶縁膜６２を形成する。さらに、ゲート絶縁膜６２上にゲート電極６３を形成し、ゲート電極６３を覆う絶縁膜６４を形成する。続いて、ゲート電極６３の両側の絶縁膜６４およびゲート絶縁膜６２を除去し、ソース電極６５およびドレイン電極６６を形成する。さらに、絶縁膜６４、ソース電極６５およびドレイン電極６６を覆うように保護膜６７を形成する。
【００１４】
上記のようにして複数の薄膜トランジスタ７０を作製した後、ガラス基板５０上の薄膜トランジスタ７０間の領域に透明電極５１を形成する。さらに、この透明電極５１とドレイン電極６６とを結ぶコンタクト配線６８を形成する。続いて、透明電極５１上に、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層からなる多層有機薄膜層５２と、電極層５３とを連続して成膜する。以上のようにして、複数の薄膜トランジスタ７０に対応して有機ＥＬ素子４０を形成し、薄膜トランジスタ駆動の画素を作製する。
【００１５】
上記のような限られた表面積を有するガラス基板５０上に薄膜トランジスタ７０駆動の有機ＥＬ素子を作製してなるアクティブマトリクス型の表示装置においては、実用化の上で、高精細化および高輝度化を図る必要がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、有機ＥＬ素子においては、外気から多層有機薄膜層５２中に水分が侵入するのを防止するため、乾燥剤を充填した封止部材による封止を行っている。しかしながら、このような封止を行った場合、発光層の発光に伴って発光層からの発熱が生じるため、長時間の通電により発光層の温度が上昇する。その結果、発光層が劣化し、発光強度が急激に低下する。したがって、有機ＥＬ素子の長寿命化が図られない。
【００１７】
一方、上記のアクティブマトリクス型の表示装置において輝度の向上を図るためには、図１７（Ａ）に示すように、透明電極５１の面積をできるだけ大きくすることが好ましい。図１７（Ａ）に示す表示装置においては、薄膜トランジスタ７０のドレイン側の領域に大きな面積を有する透明電極５１が形成されている。この場合、透明電極５１の面積が大きいため、均一な膜厚を有する面積の大きな多層有機薄膜層５２を形成することができる。それにより、有機ＥＬ素子４０の発光面積が大きくなるので、表示装置の高輝度化が図られる。
【００１８】
しかしながら、この場合、薄膜トランジスタ７０の形成領域が少なくなるとともに、ドレイン電極６６と透明電極５１とを結ぶコンタクト配線６８が長くなる。このため、薄膜トランジスタ７０の高集積化を図ることが困難となる。したがって、画素の高集積化が困難であり、高精細な画像が得られない。
【００１９】
これに対して、アクティブマトリクス型の表示装置において高精細な画像を得るためには、図１７（Ｂ）に示すように、透明電極５１の面積を小さくして薄膜トランジスタ７０の高集積化を図ることが好ましい。図１７（Ｂ）に示す表示装置においては、図１７（Ａ）に示す表示装置に比べて薄膜トランジスタ７０の形成領域が多くなる。それにより、薄膜トランジスタ７０の高集積化が図られる。したがって、画素の高集積化が図られ、高精細な画像が実現される。
【００２０】
しかしながら、この場合には透明電極５１の面積を十分に確保することができないので、多層有機薄膜層５２の面積も小さくなる。それにより、有機ＥＬ素子４０の発光面積が小さくなる。また、透明電極５１の面積が小さいので、均一な膜厚で透明電極５１上に多層有機薄膜層５２を形成することが困難となる。このように多層有機薄膜層５２の膜厚にばらつきを有する有機ＥＬ素子４０においては、発光むらが生じる。特に、保護膜６７上と接する多層有機薄膜層５２の領域は膜厚が大きくなるので、この部分では発光が起こらなくなる。以上のことから、表示装置において輝度が低下する。
【００２１】
本発明は、発熱による発光強度の急激な低下が防止された長寿命の有機発光素子およびその製造方法を提供することである。
【００２２】
本発明の他の目的は、輝度の向上および高精細化を同時に達成することが可能なアクティブマトリクス型の表示装置およびその製造方法を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明に係る有機発光素子は、基板上に複数の第１の電極層が所定間隔で配列され、複数の第１の電極層上に有機材料層および第２の電極層が順に積層された有機発光素子であって、基板上の複数の第１の電極層間に無機絶縁層が形成されたものである。
【００２４】
なお、複数の第１の電極層は、基板上に直接形成されてもよく、あるいは基板上に薄膜トランジスタ等の他の素子および平坦化膜を介して形成されてもよい。
【００２５】
本発明に係る有機発光素子においては、基板上の複数の第１の電極層間に形成された無機絶縁層が有機材料に比べて良好な熱伝導性を有する。そのため、有機材料層で発生した熱が第１の電極層および無機絶縁層を介して基板に放散され、さらに基板から外部に放出される。それにより、有機材料層の温度上昇が抑制され、有機材料層の結晶化が防止される。その結果、長時間の通電による発光強度の急激な低下が生じず、長寿命化が図られる。
【００２６】
無機絶縁層がセラミックスからなってもよい。セラミックスは高い絶縁性および高い熱伝導性を有するので、十分な絶縁特性を確保しつつ放熱特性の向上が図られる。
【００２７】
セラミックスは窒化物材料または酸化物材料からなってもよい。窒化物材料または酸化物材料はより高い絶縁性および熱伝導性を有するので、より高い絶縁特性および放熱特性が得られる。
【００２８】
セラミックスは窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化チタン、酸化アルミニウムおよび酸化珪素から選択された１または２以上の材料からなることことが好ましい。これらの材料は特に高い絶縁性および熱伝導性を有するので、さらに高い絶縁特性および放熱特性を得ることができる。それにより、さらなる長寿命化が図られる。
【００２９】
各第１の電極層上に所定間隔で複数の素子領域が設けられ、有機材料層は各第１の電極層上の複数の素子領域上に形成され、無機絶縁層は複数の第１の電極層間から各第１の電極層上の複数の素子領域間に延びてもよい。
【００３０】
この場合、第１の電極層上の素子領域間が無機絶縁層により分離される。各第１の電極層上の各素子領域の有機材料層で発生した熱が素子領域間の無機絶縁層および第１の電極層を介して基板に放散され、さらに基板から外部に放出される。それにより、有機材料層の放熱がさらに良好に行われ、有機材料層の結晶化が十分に防止される。
【００３１】
第２の発明に係る有機発光素子の製造方法は、基板上に複数の第１の電極層、有機材料層および第２の電極層が順に積層された有機発光素子の製造方法であって、基板上に所定間隔で複数の第１の電極層を形成し、基板上の複数の第１の電極層間に無機絶縁層を形成するものである。
【００３２】
本発明に係る製造方法により製造された有機発光素子においては、基板上の複数の第１の電極層間に形成された無機絶縁層が有機材料に比べて良好な熱伝導性を有する。そのため、有機材料層で発生した熱が第１の電極層および無機絶縁層を介して基板に放散され、さらに基板から外部に放出される。それにより、有機材料層の温度上昇が抑制され、有機材料層の結晶化が防止される。その結果、長時間の通電による発光強度の急激な低下が生じず、長寿命化が図られる。
【００３３】
無機絶縁層をスパッタ法により形成してもよい。この場合、比較的低温で無機絶縁層を形成することができるため、高温で変形が生じるレジストパターンを用いて絶縁層をパターニングすることが可能となる。
【００３４】
第３の発明に係る表示装置は、基板上に複数の有機発光素子と複数の有機発光素子を選択的に駆動するための複数のトランジスタとを備えた表示装置であって、複数のトランジスタは基板上に形成され、複数のトランジスタ上に平坦化膜が形成され、複数のトランジスタにそれぞれ対応して平坦化膜上に複数の有機発光素子が形成されたものである。
【００３５】
本発明に係る表示装置は、基板上に複数の有機発光素子と複数のトランジスタとが形成されてなるアクティブマトリクス型の表示装置である。この表示装置において、有機発光素子は平坦化膜を介してそれぞれ対応するトランジスタ上に形成されている。
【００３６】
上記の表示装置においては、平坦化膜上に有機発光素子が形成されるため、有機発光素子形成領域を広くとることができ、有機発光素子の面積を大きくすることが可能である。このため、発光面積を十分に確保することが可能となる。また、この場合においては、有機発光素子を構成する層が均一な膜厚で形成されるので、発光むらの発生を防止できる。以上のことから、上記の表示装置においては、輝度の向上を図ることが可能となる。
【００３７】
また、上記の表示装置においては、有機発光素子が平坦化膜上に形成されているため、基板上においてトランジスタ形成領域を十分に確保することができる。このため、トランジスタの高集積化を図ることが可能となる。それにより、上記の表示装置においては、高精細な画像を得ることが可能となる。
【００３８】
以上のことから、本発明に係る表示装置においては、高輝度化および高精細化が同時に図られる。
【００３９】
各有機発光素子は、平坦化膜上に第１の電極層、有機材料層および第２の電極層が順に積層されてなり、平坦化膜は、各トランジスタのドレイン電極上に開口部を有し、各有機発光素子の第１の電極層は、開口部を通して対応するトランジスタのドレイン電極に電気的に接続されてもよい。
【００４０】
この場合、トランジスタのドレイン電極と、このトランジスタに対応する有機発光素子の第１の電極層とを接続するための配線が不要となる。したがって、平坦化膜上において有機発光素子形成領域を広くとることが可能になるとともに、基板上においてトランジスタ形成領域を広くとることが可能になる。
【００４１】
第１の電極層は透光性材料からなり、平坦化膜は透光性材料からなり、基板は透光性材料からなってもよい。このような第１の電極層、平坦化膜および基板を有する表示装置においては、有機発光素子の有機材料層において発生した光を第１の電極層、平坦化膜および基板を介して基板の他面側から取り出すことが可能となる。
【００４２】
また、第２の電極層は透光性材料からなってもよい。このような第２の電極層を有する表示装置においては、有機発光素子の有機材料層において発生した光を第２の電極層を介して基板と反対側から取り出すことが可能となる。
【００４３】
さらに、平坦化膜上の第１の電極層の間に無機絶縁層が形成されてもよい。この場合、無機絶縁層が有機材料に比べて良好な熱伝導性を有するため、有機材料層で発生した熱が第１の電極層および無機絶縁層を介して基板に放散され、さらに基板から外部に放出される。それにより、有機材料層の温度上昇が抑制され、有機材料層の結晶化が防止される。その結果、有機発光素子において、長時間の通電による発光強度の急激な低下が生じず、長寿命化が図られる。それにより、信頼性の高い表示装置が実現可能となる。
【００４４】
第４の発明に係る表示装置の製造方法は、基板上に複数の有機発光素子と複数の有機発光素子を選択的に駆動するための複数のトランジスタとを備えた表示装置の製造方法であって、複数のトランジスタを基板上に形成する工程と、複数のトランジスタ上に平坦化膜を形成する工程と、複数のトランジスタにそれぞれ対応して平坦化膜上に複数の有機発光素子を形成する工程とを備えるものである。
【００４５】
本発明に係る表示装置の製造方法はアクティブマトリクス型の表示装置の製造方法である。この表示装置の製造方法においては、トランジスタ上に平坦化膜を形成し、平坦化膜上に有機発光素子を形成する。それにより、平坦化膜上において有機発光素子形成領域を広く取ることが可能となる。このため、発光面積を十分確保することが可能となる。また、この場合においては、有機発光素子を構成する層を均一な膜厚で形成することが可能となる。このため、発光むらの発生を防止することができる。以上のことから、上記の表示装置の製造方法によれば、高輝度化が図られた表示装置を製造することが可能となる。
【００４６】
また、上記の表示装置の製造方法においては、有機発光素子を平坦化膜上に形成するので、基板上においてトランジスタ形成領域を十分に確保することができる。このため、トランジスタの高集積化を図ることが可能となる。このように、上記の表示装置の製造方法によれば、高精細化が図られた表示装置を製造することが可能となる。
【００４７】
以上のことから、本発明に係る表示装置の製造方法によれば、高輝度化および高精細化が同時に図られた表示装置を製造することが可能となる。
【００４８】
有機発光素子を形成する工程は、各トランジスタのドレイン電極上の平坦化膜上に開口部を形成する工程と、開口部内のドレイン電極から平坦化膜上に延びる第１の電極層を形成する工程と、第１の電極層上に有機材料層および第２の電極層を順に形成する工程とを含んでもよい。
【００４９】
この場合においては、平坦化膜の開口部を通してトランジスタのドレイン電極と有機発光素子の第１の電極層とを電気的に接続することが可能となる。したがって、トランジスタのドレイン電極と有機発光素子の第１の電極層とを接続するための配線が不要となる。それにより、平坦化膜上において有機発光素子形成領域を広くとることが可能になるとともに、基板上においてトランジスタ形成領域を広くとることが可能になる。
【００５０】
有機発光素子を形成する工程は、第１の電極層間に無機絶縁層を形成する工程をさらに備えてもよい。この場合、無機絶縁層が有機材料層に比べて良好な熱伝導性を有するため、有機材料層で発生した熱を第１の電極層および無機絶縁層を介して基板上に放散し、さらに基板から外部に放出することが可能となる。それにより、有機材料層の温度上昇が抑制され、有機材料層の結晶化が防止される。その結果、有機発光素子において、長時間の通電により発光強度の急激な低下が生じず、長寿命化が図られる。このため、信頼性の高い表示装置が実現可能となる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
図１〜図７は本発明の第１の実施例における有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と略称する）の製造方法を示す工程断面図であり、（ａ）はホール注入電極に平行な方向に沿った断面を示し、（ｂ）はホール注入電極に垂直な方向に沿った断面を示す。また、図８は図４の工程における基板の平面図である。
【００５２】
図１（ａ），（ｂ）において、基板１としてガラス基板を用いる。基板１上に、スパッタ法によりＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）からなる膜厚０．１μｍの透明導電膜を形成する。その後、透明導電膜上にレジストを塗布し、プリベーク（露光前ベーク）を行った後、レジストに所定のパターンを露光し、現像を行う。現像後、ポストベーク（現像後ベーク）を行い、基板１を塩化第２鉄溶液に浸漬してエッチングを行う。エッチング終了後、レジストを剥離する。このようにして、基板１上に膜厚０．１μｍの透明導電膜からなる複数のホール注入電極２が所定間隔で形成される。
【００５３】
基板１を洗浄した後、基板１および複数のホール注入電極２上に、ＰＭＧＩ（Poly di-Methyl Glutar Imide)を塗布してベークすることにより、ＰＭＧＩ膜を形成する。さらに、ＰＭＧＩ膜上に感光性ポジ型レジストを塗布し、所定の温度でプリベークした後、レジスト上に所定のパターンを露光し、現像を行う。このようにして、図２（ａ），（ｂ）に示すように、ホール注入電極２上に所定間隔でＰＭＧＩ層１０および断面テーパ形状の感光性ポジ型レジスト層１１からなるアンダーカットパターン１２が形成される。
【００５４】
その後、スパッタ法により基板１上の複数のホール注入電極２間および複数のホール注入電極２上に、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）からなる膜厚０．２μｍの無機絶縁膜を形成する。これにより、ホール注入電極２の膜厚による０．１μｍの段差が無機絶縁膜により埋め込まれて平坦性が確保される。
【００５５】
無機絶縁膜の形成後、基板１をＮＭＰ(N-Methyl-2-Pyrrolidone)液に浸し、ＰＭＧＩ層１０および感光性ポジ型レジスト層１１を除去する。このようにして、図３（ａ），（ｂ）に示すように、各ホール注入電極２上に所定間隔で開口部を有するＡｌＮからなる無機絶縁層３が基板１上のホール注入電極２間およびホール注入電極２上に形成される。
【００５６】
次に、無機絶縁層３およびホール注入電極２の表面にレジストを塗布し、プリベークを行った後、レジストに所定のパターンを露光し、現像を行う。それにより、図４（ａ），（ｂ）に示すように、無機絶縁層３上にレジストからなる隔壁分離層４がリブとして形成される。
【００５７】
図８には、図４（ａ），（ｂ）の工程における基板１の平面図が示されている。図４（ａ）は図８のＡ−Ａ線断面を示し、図４（ｂ）は図８のＢ−Ｂ線断面を示している。
【００５８】
この場合、後の工程で形成される多層有機薄膜層、電子注入電極および保護膜に段切れを生じさせるために、逆テーパ型のレジストを用い、さらにレジストの膜厚を多層有機薄膜層、電子注入電極および保護膜の合計の膜厚に比べて大きくする。それにより、高い段差が形成される。本実施例では、多層有機薄膜層、電子注入電極および保護膜の合計の膜厚を約０．６μｍとし、隔壁分離層４の膜厚を４μｍとする。
【００５９】
次に、図５（ａ），（ｂ）に示すように、ホール注入電極２、無機絶縁層３および隔壁分離層４上に、蒸着法によりホール注入層、ホール輸送層、発光層および電子輸送層からなる多層有機薄膜層５を形成する。
【００６０】
本実施例では、ホール注入層として、膜厚２００ÅのＣｕＰｃ（銅フタロシアニン：Copper(II)phthalocyanine）を用い、ホール輸送層として、膜厚１２００ÅのＮＰＢ（N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-Di(phenyl-benzidine) ）を用いる。また、発光層として、膜厚３００ÅのＡｌｑ3 (Tris(8-quinolinolato)aluminum) にクマリン−６を２％添加したものを用い、電子輸送層として、膜厚２００ÅのＡｌｑ3 を用いる。
【００６１】
次いで、図６（ａ），（ｂ）に示すように、多層有機薄膜層５上に、蒸着法によりＭｇおよびＩｎの合金からなる膜厚２０００Åの電子注入電極６を形成する。このようにして、基板１上に緑色を発光する複数の有機ＥＬ素子が形成される。
【００６２】
最後に、図７（ａ），（ｂ）に示すように、複数の有機ＥＬ素子上に蒸着法により保護膜（図示せず）を形成した後、封止剤７を用いて基板１上の複数の有機ＥＬ素子を封止する。この場合、多層有機薄膜層５は、水分を吸収しやすく、水分を吸収すると、発光強度の劣化が生じやすいため、乾燥窒素雰囲気中で封止を行う。
【００６３】
上記のように、本実施例の有機ＥＬ素子においては、基板１間の複数のホール注入電極２間およびホール注入電極２上の発光素子間にＡｌＮからなる無機絶縁層３が形成されている。
【００６４】
ＡｌＮは、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂等の樹脂に比べて高い熱伝導率を有する。例えば、アクリル樹脂の熱伝導率は０．１７〜０．２５Ｗ／ｍ・Ｋである（理化年表（平成９年版）国立天文台編，４８５頁）。これに対して、ＡｌＮの熱伝導率は３２０Ｗ／ｍ・Ｋである（技報堂出版株式会社、セラミック工学ハンドブック（１９８９），２０２２頁）。そのため、ホール注入電極２間およびホール注入電極２上にＡｌＮからなる無機絶縁層３を形成した場合には、ホール注入電極２間をアクリル系樹脂やポリイミド系樹脂によりコーティングする場合に比べて、多層有機薄膜層５で発生した熱がホール注入電極２および無機絶縁層３を介して基板１に容易に放散され、さらに基板１から外部に良好に放出される。それにより、多層有機薄膜層５の温度上昇が抑制され、多層有機薄膜層５の結晶化が防止される。その結果、長時間の通電による発光強度の急激な低下が生じず、長寿命化が図られる。
【００６５】
なお、無機絶縁層３の材料として、ＡｌＮの代わりに、ＳｉＮ（窒化ケイ素）、ＴｉＮ（窒化チタン）、Ａｌ2 Ｏ3 （酸化アルミニウム）、ＳｉＯ2 （酸化珪素）等の他のセラミックスを用いてもよい。あるいは、無機絶縁層３の材料として、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＴｉＮ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 等の複数のセラミックスから選択された２以上の材料を用いてもよい。
【００６６】
例えば、ＳｉＮの熱伝導率は９．６Ｗ／ｍ・Ｋである（技報堂出版株式会社、セラミック工学ハンドブック（１９８９），２０１６頁）。また、Ａｌ2 Ｏ3 の熱伝導率は２５〜３１Ｗ／ｍ・Ｋである（技報堂出版株式会社、セラミック工学ハンドブック（１９８９），２００６頁）。さらに、ＳｉＯ2 の熱伝導率は１．４Ｗ／ｍ・Ｋである（理化年表（平成９年版）国立天文台編，４８５頁）。
【００６７】
ここで、上記実施例の有機ＥＬ素子および比較例の有機ＥＬ素子の信頼性を比較するために輝度の経時変化を室温で評価した。比較例の有機ＥＬ素子においては、実施例の有機ＥＬ素子における無機絶縁層３の代わりに、レジストを窒素雰囲気中で加熱処理により硬化させることにより形成した絶縁層を用いた。硬化温度は２００℃であり、硬化時間は２０分である。比較例の有機ＥＬ素子の他の構成は、実施例の有機ＥＬ素子の構成と同一である。
【００６８】
図９は実施例および比較例の有機ＥＬ素子の輝度の経時変化の評価結果を示す図である。
【００６９】
図９に示すように、実施例の有機ＥＬ素子では、比較例の有機ＥＬ素子に比べて、輝度の低下が抑制されており、１０００時間以上経過後には、輝度の低下の差異が顕著に表れている。このように、実施例の有機ＥＬ素子では、高い信頼性が確保されるとともに、長寿命化が図られていることがわかる。
【００７０】
図１０（Ａ）〜（Ｄ）、図１１（Ｅ），（Ｆ）および図１２（Ｇ）〜（Ｉ）は本発明の第２の実施例における表示装置の製造方法を示す工程断面図である。
【００７１】
図１０（Ａ）に示すように、基板２０としてガラス基板を用いる。基板２０上に活性層２１を形成し、活性層２１を覆うゲート絶縁膜２２を形成する。さらに、ゲート絶縁膜２２上にゲート電極２３を形成し、ゲート電極２３を覆う絶縁膜２４を形成する。
【００７２】
次に、ゲート電極２３の両側の絶縁膜２４およびゲート絶縁膜２２を除去し、コンタクトホールを形成する。コンタクトホールを埋め込むように、スパッタ法により膜厚０．６μｍのアルミニウム膜を形成する。アルミニウム膜にレジストを塗布してプリベークを行った後、レジストに所定のパターンを露光し、現像を行う。レジストにポストベークを行った後、レジストをマスクとしてアルミニウム膜をエッチングする。エッチング終了後、レジストを剥離する。それにより、ソース電極２５およびドレイン電極２６が形成される。このようにして、後述する有機ＥＬ素子を選択的に駆動させるための薄膜トランジスタ１５が形成される。
【００７３】
ここで、有機ＥＬ素子は電力駆動型の素子であることから、本実施例においては、電子の移動度の大きな低温多結晶シリコンからなる活性層２１を有する薄膜トランジスタ１５を形成している。この薄膜トランジスタ１５において、ソース電極２５およびゲート電極２３はランダムアクセスが可能なようにライン配列とし、それぞれの電極２５，２３から配線を引き延ばしている。この場合、ソース電極２５およびゲート電極２３は互いに直交する配列となっている。一方、ドレイン電極２６は、後述するようにホール注入電極２９と直接接触するのでパッドのみの配列としている。
【００７４】
また、本実施例の表示装置においては、後述するように薄膜トランジスタ１５から有機ＥＬ素子のホール注入電極にホールを注入する。このため、本実施例では、薄膜トランジスタ１５としてＰチャネル形の薄膜トランジスタを形成している。
【００７５】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、絶縁膜２４、ソース電極２５およびドレイン電極２６を覆うように膜厚０．８μｍのＳｉＮからなる保護膜２７を減圧プラズマＣＶＤ（化学的気相成長）法により形成する。さらに、ドレイン電極２６と後の工程で形成されるホール注入電極とを接続するために、保護膜２７上にレジストをパターニングするとともにこのレジストを用いて保護膜２７をドライエッチングし、ドレイン電極２６上の保護膜２７にコンタクトホールを形成する。
【００７６】
その後、図１０（Ｃ）に示すように、基板２０上の薄膜トランジスタ１５上に、アクリル系の感光性の平坦化膜２８をスピンコート法により約１μｍの膜厚に塗布した後、ホットプレート上において８０℃で１０分間プリベークを行う。本実施例では、感光性の平坦化膜２８として日産化学製のＵＨＰ−０１０を用いる。さらに、薄膜トランジスタのドレイン電極２６上の平坦化膜２８にコンタクトホールを形成するために、高圧水銀灯から分光したエネルギー１２０ｍＪ／ｃｍ2 のｉ線を平坦化膜２８に照射して露光を行う。露光後、基板２０を炭酸ナトリウム水溶液に９０秒浸漬して現像を行う。現像後、基板２０を純水で洗浄する。このようにして、ドレイン電極２６上の平坦化膜２８にコンタクトホールが形成される。コンタクトホールの形成後、ホットプレート上で基板２０を１９０℃で１５分間ベーキングする。
【００７７】
なお、後述するように、本実施例においては、平坦化膜２８上に形成した有機ＥＬ素子１６で発生した光を平坦化膜２８を介して基板２０の裏面側から取り出す（図１２（Ｉ））。したがって、平坦化膜２８の可視光透過率は高い方が好ましい。このように光を平坦化膜２８および基板２０を介して取り出す場合、平坦化膜２８および基板２０は透光性材料から構成される。
【００７８】
また、平坦化膜２８上に形成した有機ＥＬ素子１６に水分が侵入すると、有機ＥＬ素子１６の寿命が低下する。このことから、有機ＥＬ素子１６への水分の侵入を防止するため、平坦化膜２８の吸水性は低い方が好ましい。
【００７９】
さらに、有機ＥＬ素子１６を構成する層の膜厚が不均一であると発光むら等が生じることから、有機ＥＬ素子１６を構成する層を均一な膜厚で形成するために、平坦化膜２８の平坦性は高い方が好ましい。したがって、平坦化膜２８の材料は、粘性が低く均一に塗布できるものが好ましい。
【００８０】
次に、スパッタ法により平坦化膜２８上にＩＴＯからなる膜厚０．１μｍの透明導電膜を形成する。透明導電膜上にレジストを塗布し、プリベークを行った後、レジストに所定のパターンを露光し、現像を行う。現像後、ポストベークを行い、基板２０を塩化第２鉄溶液に浸漬してエッチングを行う。エッチング終了後、基板２０を洗浄して乾燥させ、さらに基板２０を約１００℃に加熱したＮＭＰ液に浸漬してレジストを除去する。その後、約７０℃に加熱したＩＰＡで洗浄を行い乾燥させる。このようにして、図１０（Ｄ）に示すように、平坦化膜２８のコンタクトホール内のドレイン電極２６から平坦化膜２８上に延びる透明導電膜からなるホール注入電極２９が形成される。
【００８１】
基板２０を洗浄した後、平坦化膜２８およびホール注入電極２９上に、ＰＭＧＩを塗布してベークすることによりＰＭＧＩ膜を形成する。さらに、ＰＭＧＩ膜上に感光性ポジ型レジストを塗布し、所定の温度でプリベークした後、レジストに所定のパターンを露光し、現像を行う。このようにして、図１１（Ｅ）に示すように、ホール注入電極２９上に所定間隔でＰＭＧＩ層３０および断面テーパ形状の感光性ポジ型レジスト層３１からなるアンダーカットパターン３２が形成される。
【００８２】
その後、図１１（Ｆ）に示すように、スパッタ法により平坦化膜２８上の複数のホール注入電極２９間および複数のホール注入電極２９上に、ＡｌＮからなる膜厚０．２μｍの無機絶縁膜３３を形成する。これにより、ホール注入電極２９による０．１μｍの段差が無機絶縁膜３３により埋め込まれて平坦性が確保される。
【００８３】
無機絶縁膜３３の形成後、基板２０をＮＭＰ液に浸し、ＰＭＧＩ層３０および感光性ポジ型レジスト層３１を除去する。このようにして、図１２（Ｇ）に示すように、各ホール注入電極２９上に所定間隔で開口部を有するＡｌＮからなる無機絶縁層３３ａが平坦化膜２８上のホール注入電極２９間およびホール注入電極２９上に形成される。
【００８４】
次に、図１２（Ｈ）に示すように、ホール注入電極２９および無機絶縁層３３ａ上に、蒸着法によりホール注入層、ホール輸送層、発光層および電子輸送層を順に形成し、多層有機薄膜層３４を形成する。
【００８５】
本実施例では、ホール注入層として、膜厚２００ÅのＣｕＰｃを用い、ホール輸送層として、膜厚１２００ÅのＮＰＢを用いる。また、発光層として、膜厚３００ÅのＡｌｑ3 にクマリン−６を２％添加したものを用い、電子輸送層として、膜厚２００ÅのＡｌｑ3 を用いる。なお、上記の組成を有する発光層は緑色発光する。
【００８６】
次いで、多層有機薄膜層３４上に、蒸着法によりＭｇおよびＩｎ合金からなる膜厚２０００Åの電子注入電極３５を形成する。このようにして、平坦化膜２８上に緑色発光する複数の有機ＥＬ素子１６が形成される。
【００８７】
最後に、図１２（Ｉ）に示すように、複数の有機ＥＬ素子１６上に蒸着法により保護膜（図示せず）を形成した後、封止剤３６を用いて平坦化膜２８上の複数の有機ＥＬ素子１６を封止する。この場合、多層有機薄膜層３４は、水分を吸収しやすく、水分を吸収すると、発光強度の劣化が生じやすいため、乾燥窒素雰囲気中で封止を行う。
【００８８】
以上のようにして、基板２０上に薄膜トランジスタ１５と有機ＥＬ素子１６とが複数形成されてなるアクティブマトリクス型の表示装置を作製する。この表示装置において、有機ＥＬ素子１６の発光層で発生した光は、ホール注入電極２９、平坦化膜２８および基板２０を介して、基板２０の裏面側から取り出される。この場合、ホール注入電極２９、平坦化膜２８および基板２０が透光性材料から構成されているので、光の損失は少ない。
【００８９】
上記のように、本実施例の表示装置においては、平坦化膜２８上の複数のホール注入電極２９間およびホール注入電極２９上の有機ＥＬ素子１６間にＡｌＮからなる無機絶縁層３３ａが形成されている。上記のように、ＡｌＮからなる無機絶縁層３３ａはアクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂等の樹脂に比べて高い熱伝導率を有する。そのため、多層有機薄膜層３４で発生した熱がホール注入電極２９および無機絶縁層３３ａを介して平坦化膜２８に容易に放散され、さらに平坦化膜２８から外部に良好に放出される。それにより、多層有機薄膜層３４の温度上昇が抑制され、多層有機薄膜層３４の結晶化が防止される。その結果、有機ＥＬ素子１６において、長時間の通電による発光強度の急激な低下が生じず、長寿命化が図られる。
【００９０】
また、本実施例においては、平坦化膜２８を形成することにより、薄膜トランジスタ１５上に平坦でかつ大きな面積を有する有機ＥＬ素子形成領域を確保することができる。したがって、この領域に大きな面積を有するホール注入電極２９を形成することにより、多層有機薄膜層３４を均一な膜厚かつ大きな面積で形成することが可能となる。このため、有機ＥＬ素子１６において十分な発光面積が得られるとともに、発光むらを低減できる。したがって、このような有機ＥＬ素子１６を備える表示装置においては、輝度の向上が図られる。
【００９１】
ここで、この場合においては平坦化膜２８を介して薄膜トランジスタ１５の上に有機ＥＬ素子１６を形成するので、基板２０上において薄膜トランジスタ形成領域を十分に確保することができる。また、このような構造においては、有機ＥＬ素子１６のホール注入電極２９をコンタクトホール内で薄膜トランジスタ１５のドレイン電極２６と直接接触させるので、ドレイン電極２６とホール注入電極２９とを接続させるための配線が不要となる。したがって、本実施例の表示装置においては、薄膜トランジスタ１５の集積化を図ることが可能となる。それにより、表示装置において高精細な画像を得ることが可能となる。
【００９２】
以上のことから、本実施例の表示装置においては、高い信頼性を安定して維持することが可能であるとともに、高精細化および高輝度化が同時に図ることが可能となる。
【００９３】
なお、上記の実施例においては、緑色発光する複数の有機ＥＬ素子１６が基板２０上に形成されてなる表示装置について説明したが、緑色発光、青色発光および赤色発光する有機ＥＬ素子を基板上に複数形成することにより、フルカラー表示の表示装置を作製することが可能となる。このようなフルカラー表示の表示装置の作製時には、各有機ＥＬ素子の多層有機薄膜層の形成の際に、金属マスクを用いて組成の異なる発光層をそれぞれ形成する（発光層の塗り分け）。この場合について以下に説明する。
【００９４】
図１３は本発明の第３の実施例における表示装置の製造方法を示す模式的な工程断面図である。なお、第３の実施例において、図１３に示す工程より前の工程は、第２の実施例の図１０（Ａ）〜（Ｄ），図１１（Ｅ），（Ｆ），図１２（Ｇ）に示す工程と同様である。
【００９５】
本実施例においては、図１０（Ａ）〜（Ｄ），図１１（Ｅ），（Ｆ），図１２（Ｇ）に示す工程を行った後、図１３（Ａ）に示すように、所定のホール注入電極２９上に開口部を有する金属マスク８０ａを無機絶縁層３３ａ上および残りのホール注入電極２９上に形成する。この金属マスク８０ａを用いて、開口部内で露出したホール注入電極２９上にホール注入層、ホール輸送層、発光層および電子輸送層を順に積層し、多層有機薄膜層３４ａを形成する。
【００９６】
ここでは、ホール注入層として膜厚２００ÅのＣｕＰｃを用い、ホール輸送層として膜厚５００ÅのＮＰＢを用いる。また、発光層として、膜厚４００ÅのＡｌｑ3 にクマリン−６を添加したものを用い、電子輸送層として膜厚３００ÅのＡｌｑ3 を用いる。なお、このような組成を有する発光層は緑色発光する。このようにして多層有機薄膜層３４ａを形成した後、金属マスク８０ａを除去する。
【００９７】
次に、図１３（Ｂ）に示すように、所定のホール注入電極２９上に開口部を有する金属マスク８０ｂを無機絶縁層３３ａ上および残りのホール注入電極２９上に形成する。なお、この場合の所定のホール注入電極２９とは、多層有機薄膜層３４ａを形成した上記のホール注入電極２９に隣接するホール注入電極２９のことである。この金属マスク８０ｂを用いて、開口部内で露出したホール注入電極２９上にホール注入層、ホール輸送層、発光層および電子輸送層を順に積層し、多層有機薄膜層３４ｂを形成する。
【００９８】
なお、多層有機薄膜層３４ｂは、膜厚４００ÅのＡｌｑ3 にペリレンを添加したものを発光層として用いる点を除いて、上記の多層有機薄膜層３４ａと同様の構成を有する。この場合、発光層は青色発光する。多層有機薄膜層３４ｂを形成した後、金属マスク８０ｂを除去する。
【００９９】
さらに、図１３（Ｃ）に示すように、所定のホール注入電極２９上に開口部を有する金属マスク８０ｃを無機絶縁層３３ａ上および残りのホール注入電極２９上に形成する。なお、この場合の所定のホール注入電極２９とは、多層有機薄膜３４ｂが形成された上記のホール注入電極２９に隣接するホール注入電極２９のことである。この金属マスク８０ｃを用いて、開口部内で露出したホール注入電極２９上に、ホール注入層、ホール輸送層、発光層および電子輸送層を順に積層してなる多層有機薄膜層３４ｃを形成する。
【０１００】
なお、多層有機薄膜層３４ｃは、膜厚４００ÅのＡｌｑ3 にＤＣＭ２を添加したものを発光層として用いる点を除いて、上記の多層有機薄膜層３４ａと同様の構成を有する。なお、ＤＣＭ２は、4-Dicyanomethylene-2-methyl-6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]quinolizin-8-yl)vinyl]-4H-pyran である。この場合、発光層は赤色発光する。多層有機薄膜層３４ｃを形成した後、金属マスク８４ｃを除去する。
【０１０１】
次に、図１３（Ｄ）に示すように、多層有機薄膜層３４ａ〜３４ｃ上に、ＭｇおよびＩｎの合金からなる膜厚２０００Åの電子注入電極３５を形成する。このようにして、緑色、青色および赤色をそれぞれ発光する複数の有機ＥＬ素子１６ａ〜１６ｃが平坦化膜２８上に形成される。
【０１０２】
最後に、前述の図１２（Ａ）に示す方法と同様の方法により、封止剤３６を用いて平坦化膜２８上の複数の有機ＥＬ素子１６ａ〜１６ｃを封止する。
【０１０３】
以上のようにして、基板２０上に薄膜トランジスタ１５が形成されるとともに、緑色、青色および赤色をそれぞれ発光する３種類の有機素子１６ａ〜１６ｃが形成されてなるアクティブマトリクス型のフルカラー表示の表示装置を作製する。このような表示装置においては、３種類の有機ＥＬ素子１６ａ〜１６ｃを１単位として１画素が構成される。
【０１０４】
上記のように、本実施例においては、平坦化膜２８上の複数のホール注入電極２９間およびホール注入電極２９上の有機ＥＬ素子１６ａ〜１６ｃ間にＡｌＮからなる無機絶縁層３３ａが形成されている。上記のように、ＡｌＮからなる無機絶縁層３３ａはアクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂等の樹脂に比べて高い熱伝導率を有する。そのため、多層有機薄膜層３４ａ〜３４ｃで発生した熱がホール注入電極２９および無機絶縁層３３ａを介して平坦化膜２８に容易に放散され、さらに平坦化膜２８から外部に良好に放出される。それにより、多層有機薄膜層３４ａ〜３４ｃの温度上昇が抑制され、多層有機薄膜層３４ａ〜３４ｃの結晶化が防止される。その結果、有機ＥＬ素子１６ａ〜１６ｃにおいて、長時間の通電による発光強度の急激な低下が生じず、長寿命化が図られる。
【０１０５】
また、本実施例においては、平坦化膜２８を形成することにより、薄膜トランジスタ１５上に平坦でかつ大きな面積を有する有機ＥＬ素子形成領域を確保することができる。したがって、この領域に大きな面積を有するホール注入電極２９を形成することにより、多層有機薄膜層３４ａ〜３４ｃを均一な膜厚かつ大きな面積で形成することが可能となる。このため、有機ＥＬ素子１６ａ〜１６ｃにおいて十分な発光面積が得られるとともに、発光むらを低減できる。したがって、このような有機ＥＬ素子１６ａ〜１６ｃを備える表示装置においては、輝度の向上が図られる。
【０１０６】
ここで、この場合においては平坦化膜２８を介して薄膜トランジスタ１５の上に有機ＥＬ素子１６ａ〜１６ｃを形成するので、基板２０上において薄膜トランジスタ形成領域を十分に確保することができる。また、このような構造においては、有機ＥＬ素子１６ａ〜１６ｃのホール注入電極２９をコンタクトホール内で薄膜トランジスタ１５のドレイン電極２６と直接接触させるので、ドレイン電極２６とホール注入電極２９とを接続するための配線が不要となる。したがって、本実施例の表示装置においては、薄膜トランジスタ１５の集積化を図ることが可能となる。それにより、表示装置において高精細な画像を得ることが可能となる。
【０１０７】
以上のことから、本実施例においては、高い信頼性を安定して維持することが可能であるとともに、高精細化および高輝度化が同時に達成することが可能なフルカラー表示の表示装置が実現可能となる。
【０１０８】
上記の第２および第３の実施例においては、有機ＥＬ素子１６，１６ａ〜１６ｃで発生した光を平坦化膜２８および基板２０を介して基板２０の裏面側から取り出す構造の表示装置について説明したが、平坦化膜２８および基板２０を介さずに、基板２０の反対側すなわち封止側から光を取り出す構造の表示装置も可能である。この場合について以下に説明する。
【０１０９】
図１４（Ａ）〜（Ｃ）および図１５（Ｄ）〜（Ｆ）は本発明の第４の実施例における表示装置の製造方法を示す模式的な工程断面図である。第４の実施例において、図１４（Ａ）に示す工程より前の工程は、第１の実施例の図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示す工程と同様である。
【０１１０】
なお、後述するように、本実施例の表示装置では薄膜トランジスタ１５のドレイン電極２６と有機ＥＬ素子１６の電子注入電極３５とを直接接触させ、薄膜トランジスタ１５から電子注入電極３５に電子を注入する。このため、本実施例においては、薄膜トランジスタ１５としてＮチャネル形のトランジスタを形成している。
【０１１１】
また、本実施例においては、後述するように、平坦化膜２８上に形成した有機ＥＬ素子１６で発生した光を平坦化膜２８および基板２０を介さずに基板２０の反対側から取り出す（図１５（Ｆ））。このため、本実施例においては、平坦化膜２８および基板２０を介して光を取り出す第２および第３の実施例に比べて、平坦化膜２８および基板２０の可視光透過率が低くてもよい。
【０１１２】
なお、本実施例においても、第２および第３の実施例と同様、有機ＥＬ素子１６への水分の侵入を防止するために、平坦化膜２８の吸水性は低い方が好ましい。また、有機ＥＬ素子１６を構成する層を均一な膜厚で形成するために、平坦化膜２８の材料は粘性が低く均一に塗布できるものが好ましい。
【０１１３】
本実施例においては、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示す工程を行った後、図１４（Ａ）に示すように、コンタクトホール内で露出したドレイン電極２６上およびその周辺の領域に開口部を有する金属マスク（図示せず）を平坦化膜２８上に形成する。この金属マスクを用いて、蒸着法およびリフトオフ法により、ＭｇおよびＩｎの合金からなり平坦化膜２８のコンタクトホール内のドレイン電極２６から平坦化膜２８上に延びる電子注入電極３５を形成する。
【０１１４】
上記の金属マスクを除去した後、基板２０を洗浄する。さらに、図１４（Ｂ）に示すように、平坦化膜２８および電子注入電極３５上に、ＰＭＧＩを塗布してベークすることによりＰＭＧＩ膜を形成する。さらに、ＰＭＧＩ膜上に感光性ポジ型レジストを塗布し、所定の温度でプリベークした後、レジストに所定のパターンを露光し、現像を行う。このようにして、電子注入電極３５上に所定間隔でＰＭＧＩ層３０および断面テーパ形状の感光性ポジ型レジスト３１からなるアンダーカットパターン３２が形成される。
【０１１５】
その後、図１４（Ｃ）に示すように、スパッタ法により平坦化膜２８上の複数の電子注入電極３５間および複数の電子注入電極３５上に、ＡｌＮからなる膜厚０．５μｍの無機絶縁膜３３を形成する。これにより、電子注入電極３５による０．５μｍの段差が無機絶縁膜３３により埋め込まれて平坦性が確保される。
【０１１６】
無機絶縁膜３３の形成後、基板２０をＮＭＰ液に浸し、ＰＭＧＩ層３０および感光性ポジ型レジスト層３１を除去する。このようにして、図１５（Ｄ）に示すように、各電子注入電極３５上に所定間隔で開口部を有するＡｌＮからなる無機絶縁層３３ａが平坦化膜２８上の電子注入電極３５間および電子注入電極３５上に形成される。
【０１１７】
次に、図１５（Ｅ）に示すように、電子注入電極３５および無機絶縁層３３ａ上に、蒸着法により電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層を順に形成する。それにより、多層有機薄膜層３４Ａが形成される。
【０１１８】
なお、本実施例においては、第３の実施例と同様、多層有機薄膜層３４Ａを形成する際に、図１３に示す方法と同様の方法により緑色発光、青色発光および赤色発光する３種類の発光層を形成する。
【０１１９】
この場合、電子輸送層として、膜厚３００ÅのＡｌｑ3 を用い、ホール輸送層として、膜厚５００ÅのＮＰＢを用い、ホール注入層として、膜厚２００ÅのＣｕＰｃを用いる。また、緑色発光する発光層としては、Ａｌｑ3 にクマリン−６を添加したものを用い、青色発光する発光層としては、Ａｌｑ3 にペリレンを添加したものを用い、赤色発光する発光層としては、Ａｌｑ3 にＤＣＪＴを添加したものを用いる。なお、各発光層の膜厚は４００Å程度としている。
【０１２０】
次いで、多層有機薄膜層３４Ａ上に、スパッタ法によりＩＴＯからなる膜厚０．３μｍの透明導電膜を形成し、ホール注入電極２９を形成する。このようにして、平坦化膜２８上に緑色発光、青色発光および赤色発光する３種類の有機ＥＬ素子１６が複数形成される。
【０１２１】
最後に、図１５（Ｆ）に示すように、透光性材料からなりかつ低温中で成膜が可能な絶縁膜３６Ａを用いて、平坦化膜２８上の複数の有機ＥＬ素子１６を封止する。本実施例では、絶縁膜３６Ａとしてアルミナ膜を形成している。アルミナ膜は、基板温度を８０℃に保った状態でＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）プラズマを用いたスパッタ法により形成する。
【０１２２】
以上のようにして、薄膜トランジスタ１５と、緑色発光、青色発光および赤色発光する有機ＥＬ素子１６とが基板２０上に複数形成されたアクティブマトリクス型のフルカラー表示の表示装置を作製する。この表示装置において、有機ＥＬ素子１６の発光層で発生した光は、ホール注入電極２９および絶縁膜３６Ａを介して、基板２０の反対側すなわち封止側から取り出される。この場合、ホール注入電極２９および絶縁膜３６Ａが透光性材料から構成されているので光の損失は少ない。
【０１２３】
上記のように、本実施例の表示装置においては、平坦化膜２８上の複数の電子注入電極３５間および電子注入電極３５上の有機ＥＬ素子１６間にＡｌＮからなる無機絶縁層３３ａが形成されている。上記のように、ＡｌＮからなる無機絶縁層３３ａはアクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂等の樹脂に比べて高い熱伝導率を有する。そのため、多層有機薄膜層３４Ａで発生した熱が電子注入電極３５および無機絶縁層３３ａを介して平坦化膜２８に容易に放散され、さらに平坦化膜２８から外部に良好に放出される。それにより、多層有機薄膜層３４Ａの温度上昇が抑制され、多層有機薄膜層３４Ａの結晶化が防止される。その結果、有機ＥＬ素子１６において、長時間の通電による発光強度の急激な低下が生じず、長寿命化が図られる。
【０１２４】
また、本実施例においては、平坦化膜２８を形成することにより、薄膜トランジスタ１５上に平坦でかつ大きな面積を有する有機ＥＬ素子形成領域を確保することができる。したがって、この領域に大きな面積を有する電子注入電極３５を形成することにより、多層有機薄膜層３４Ａを均一な膜厚かつ大きな面積で形成することが可能となる。このため、有機ＥＬ素子１６において十分な発光面積が得られるとともに、発光むらを低減できる。したがって、このような有機ＥＬ素子１６を備える表示装置においては、輝度の向上が図られる。
【０１２５】
ここで、この場合においては平坦化膜２８を介して薄膜トランジスタ１５の上に有機ＥＬ素子１６を形成するので、基板２０上において薄膜トランジスタ形成領域を十分に確保することができる。また、このような構造においては、有機ＥＬ素子１６の電子注入電極３５をコンタクトホール内で薄膜トランジスタ１５のドレイン電極２６と直接接触させるので、ドレイン電極２６と電子注入電極３５とを接続するための配線が不要となる。したがって、本実施例の表示装置においては、薄膜トランジスタ１５の集積化を図ることが可能となる。それにより、表示装置において高精細な画像を得ることが可能となる。
【０１２６】
以上のことから、本実施例においては、高い信頼性を安定して維持することが可能であるとともに、高精細化および高輝度化を同時に達成することが可能なフルカラー表示の表示装置が実現できる。
【０１２７】
上記の第１〜第４の実施例において、無機絶縁層３３ａの材料として、ＡｌＮの代わりに、ＳｉＮ、ＴｉＮ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 等の他のセラミックスを用いてもよい。あるいは、無機絶縁層３３ａの材料として、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＴｉＮ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 等の複数のセラミックスから選択された２以上の材料を用いてもよい。
【０１２８】
また、上記第１〜第４の実施例では、スパッタ法を用いることにより、レジストの変形が生じない室温近くの温度で無機絶縁層３，３３ａを形成することができる。そのため、レジストを用いたパターニングにより無機絶縁層３，３３ａを形成することが可能となる。なお、無機絶縁層３，３３ａのパターニングにレジストを用いない場合には、ＣＶＤ（化学的気相成長）法等の他の成膜方法を用いて無機絶縁層３，３３ａを形成してもよい。
【０１２９】
さらに、上記第１〜第４の実施例では、ＰＭＧＩ層１０，３０および感光性ポジ型レジスト層１１，３１からなるアンダーカットパターン１２，３２を形成する２層レジストプロセスを用いたリフトオフ法によりＡｌＮからなる無機絶縁層３，３３ａを形成しているが、逆テーパ形状が形成可能なレジストを用いても、無機絶縁層３，３３ａを形成することができる。
【０１３０】
また、第２〜第４の実施例においてはアクリル系材料からなる平坦化膜２８を形成しているが、平坦化膜２８の材料はこれに限定されるものではない。例えば、ポリイミド系材料等からなる平坦化膜２８を形成してもよい。
【０１３１】
なお、平坦化膜２８の材料としては、前述のように吸水性の低いものが好ましく、また、粘性が低くて均一に塗布できるものが好ましい。
【０１３２】
特に、第２および第３の実施例のように平坦化膜２８を介して光を取り出す構造の表示装置においては、平坦化膜２８が可視光透過率が高い材料から構成されることが好ましい。
【０１３３】
また、第２〜第４の実施例においてはＳｉＮからなる保護膜２７を形成しているが、ＳｉＮ以外からなる保護膜、例えばＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等からなる保護膜を形成してもよい。また、保護膜の形成方法は電圧プラズマＣＶＤ法に限定されるものではない。スパッタ蒸着法およびリフトオフ法を用いた方法により保護膜を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例における有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例における有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例における有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図５】本発明の第１の実施例における有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図６】本発明の第１の実施例における有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図７】本発明の第１の実施例における有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図８】図４の工程における基板の平面図である。
【図９】実施例および比較例の有機ＥＬ素子の輝度の経時変化の評価結果を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施例における表示装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施例における表示装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施例における表示装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１３】本発明の第３の実施例における表示装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１４】本発明の第４の実施例における表示装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１５】本発明の第４の実施例における表示装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１６】有機ＥＬ素子の製造方法を示す概略図である。
【図１７】従来の表示装置の例を示す断面図である。
【符号の説明】
２，２９  ホール注入電極
３，３３ａ  無機絶縁層
４  隔壁分離層
７，３６  封止剤
【図１】
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【図２】
0003744766.tif 000003
【図３】
0003744766.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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