JP2008198491A - 有機ｅｌディスプレイパネルおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子に関し、特には、表示装置として用いられる有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイパネルおよびその製造方法（以下、単に「ディスプレイパネル」および「製造方法」とも称する）に関する。

１９８７年に、イーストマンコダック社のC.W.Tangにより２層積層構成のデバイスで高い効率の有機ＥＬ素子が発表されて以来（非特許文献１参照）、現在に至る間に、様々な有機ＥＬ素子が開発されて、携帯端末などに一部実用化され始めている。

有機ＥＬ素子を用いた表示装置には、パッシブマトリックス表示装置とアクティブマトリックス表示装置とがある。前者においては、複数の陽極ラインと複数の陰極ラインとが交差した画素位置に発光層が形成されており、各画素は１フレーム期間中選択された時間だけ点灯する。このパッシブマトリックス表示装置は、構造が単純で製造コストが安価であるが、サイズが大きくなると駆動電圧を大きくしなければならないため、大画面パネルには、後者のアクティブマトリックス表示装置が用いられている。図４に、かかるアクティブマトリックス型トップエミッション有機ＥＬディスプレイパネルの構成を示す概略断面図を示す。図示するように、アクティブマトリックス型の有機ＥＬディスプレイパネル１００は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１０１が形成された支持基板１０２上に、下部電極（反射電極）１０３と、有機ＥＬ層１０４と、上部透明電極１０５とが順次形成されてなる構造を有している。

表示装置のカラー化の方法には、３色塗分け法、色変換法（以下、「ＣＣＭ法」と称する）、カラーフィルタ法などがある。これらの方式の中でも、ＣＣＭ法、カラーフィルタ法は、成膜時にメタルマスクを用いる必要がなく、色変換層やカラーフィルタについてはフォトプロセスで基板上に作製すればよいため、大面積、高精細化に関して有利である。

カラーディスプレイとしての実用上の重要課題は、精細なカラー表示機能を有するとともに、色再現性を含め、長期的な安定性を有することである。しかし、カラー有機ＥＬディスプレイは、一定期間の駆動により発光特性（電流−輝度特性）が著しく低下するという欠点を有している。

この発光特性の低下原因の代表的なものは、ダークスポットの成長である。このダークスポットとは、発光欠陥点のことである。駆動時および保存中に酸化が進むとダークスポットの成長が進み、発光面全体に広がる。このダークスポットは、素子中の酸素または水分により、素子を構成する積層材料が酸化または凝集することに起因するものと考えられている。その成長は、通電中はもちろん、保存中にも進行し、特に、（１）素子の周囲に存在する酸素または水分により加速され、（２）有機積層膜中に吸着物として存在する酸素または水分に影響され、また、（３）素子作製時の部品に吸着している水分あるいは製造時等における水分の侵入にも影響されると考えられている。

この水分の供給源としては、アクティブマトリックス表示の場合、ＴＦＴ上の高分子層に内在する水分が放出されることが考えられる。有機ＥＬ素子への水分の侵入を妨げる手法として、基板上にパッシベーション層として、膜厚０．０１〜２００μｍの無機酸化物層を配設することや（特許文献１）、平坦化層に酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタンを含有させて（特許文献２）、水分・酸素遮断層として機能させることが提案されている。この他にも、窒化物などが用いられている。

しかし、水分・酸素遮断膜を用いたパネルにおいても、長時間の駆動により、水分・酸素遮断膜上に形成した電極の間を起点としてダークスポットが成長することが、本発明者らの実験によってわかっている。これは、水分・酸素遮断層を形成する際に生じるピンホールや、ゴミの付着に由来する膜形成の不良部分が生じるため、電極で被覆されない部分から水分・酸素が有機ＥＬ素子に侵入するためであった。

この欠陥を補うため、上記の構造に付加して、電極間にも水分・酸素遮断層（パッシベーション層）を形成する方法が提案されている（特許文献３等）。この水分・酸素遮断層としては、遮断性とともに、ドライエッチングなどのパターニングが可能であることが求められる。前述のように、酸化ケイ素などの酸化物や窒化ケイ素などの窒化物が用いられる。中でも窒化ケイ素は、遮断性に優れることから、もっとも望ましい材料である。
特開平８−２７９３９４号公報 特許第３３０４２８７号公報 特開２００４−３９３１１号公報 C.W.Tang, S.A.VanSlyke, Appl. Phys. Lett. 51,913(1987)

しかしながら、上述のパッシベーション層は、その下層にあたる、表面平坦性Ｒａが５ｎｍ以下の平坦な高分子材料からなる層との密着性が悪いという問題があった。そのため従来、紫外線照射や酸素プラズマ処理などの表面処理を施して密着性を確保することも行われているが、中には、如何に表面処理をしようとも密着性の得られない場合もある。例えば、フェノール系の樹脂、特にノボラック系樹脂からなる層上に酸化物を形成した場合には、表面処理を施しても、密着性を十分に得ることはできない。

有機ＥＬに用いられる感光性高分子材料には、フェノール系、アクリル系など多くの種類が使用されている。また、パッシベーション層にも、前記のように酸化物系や窒化物系などが用いられる。このように多様な組み合わせをもつ材料同士をどのように組み合わせても密着性が確保できるようにすることは、本来のそれぞれの特性を活かし、材料の選択の幅を広げるためにも重要である。

アクティブマトリックス表示（トップエミッション型）の場合には、前述の課題に対し、高分子層とパッシベーション層との間に、接着層として金属膜をスパッタリングによって設ける方法も検討されている。しかしながらこの方法は、膜形成のための新たな工程の追加によるコスト上昇をまねくため好ましくない。また、ＴＦＴとの電気的導通をとるためにコンタクトホールを形成する必要があることから、導電性の材料は使用できない。

そこで本発明の目的は、上記従来技術における問題を解消して、フェノール系の樹脂、特にはノボラック系樹脂からなる高分子層上にも、安価な方法で、かつ、良好な密着性を担保しつつパッシベーション層を形成することのできる技術を実現することにより、安価であって密着性に優れた有機ＥＬディスプレイパネルおよびその製造方法を提供することにある。

本発明者は鋭意検討した結果、高分子層とパッシベーション層との間にシリコンからなる層を設けることで、これら高分子層／パッシベーション層間、特には、フェノール系の樹脂、中でもノボラック系樹脂からなる高分子層／パッシベーション層間の密着性を、安価に向上することが可能となることを見出した。

本発明に係る上記シリコン層は、シリコンターゲットを用いて、アルゴンをスパッタガスとして、スパッタリング法により形成することができ、これが高分子層とパッシベーション層との間の密着層の役割を果たすことになる。この場合、スパッタガスとして上記アルゴンの他に酸素ガスおよび／または窒素ガスを導入して同様にスパッタリングを行うことで、シリコン酸化物、シリコン窒化物またはシリコン窒化酸化物からなるパッシベーション層を形成することができるため、本発明においては、シリコンターゲットのみを用いて導入ガスを換えることにより、ＳｉＯ_ｘ／ＳｉやＳｉＮ_ｙ／Ｓｉ等の、シリコン層とパッシベーション層との積層膜を連続的に形成することが可能である。

また、パッシベーション層の形成後には、コントクトメタル層を露出させるためのスルーホール（コンタクトホール部）を形成することが必要となるが、本発明においては、パッシベーション層上に所定のパターンにてレジストを形成した後、パッシベーション層を構成するシリコン酸化物、シリコン窒化物またはシリコン窒化酸化物を加工する条件でエッチングを行うことで、このときシリコン層についても同時にエッチングされるため、パッシベーション層およびシリコン層の目的部分を同時に除去してパターニングを行い、コンタクトメタル層表面を露出させることが可能である。なお、上記においてはアクティブマトリックス型のディスプレイパネルについて説明したが、パッシベーション層をパターニングする場合は全て適合する。

すなわち、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成された支持基板上に、高分子層、パッシベーション層、第一電極、有機発光層および第二電極を順次備え、前記高分子層とパッシベーション層との間に、該高分子層に設けられたスルーホールを介して前記ＴＦＴと接触するコンタクトメタル層が設けられるとともに、前記第一電極と有機発光層との間に、画素開口部以外の部分を覆う画素分離膜が形成されてなる有機ＥＬディスプレイパネルであって、前記高分子層とパッシベーション層との間に、シリコン層が設けられていることを特徴とするものである。

本発明のディスプレイパネルにおいては、前記パッシベーション層および画素分離膜が、シリコン酸化物、シリコン窒化物およびシリコン窒化酸化物よりなる群から選択される異なる材料の組み合わせからなることが好ましい。また、本発明は、前記高分子層がノボラック系樹脂からなる場合に、特に有効である。さらに、前記パッシベーション層および画素分離膜は、いずれもドライエッチングによりパターン形成されてなることが好ましく、前記パッシベーション層は、スパッタリング法により形成されてなるものとすることが好ましい。さらに、前記シリコン層の膜厚は、好適には１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。

また、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法は、上記本発明の有機ＥＬディスプレイパネルを製造するにあたり、
（１）ＴＦＴが形成された支持基板上に、高分子層を形成する工程と、
（２）前記高分子層にスルーホールを設ける工程と、
（３）前記高分子層に設けたスルーホールを介して前記ＴＦＴと接触するコンタクトメタル層を形成する工程と、
（４）前記高分子層およびコンタクトメタル層上に、シリコン層と、シリコン酸化物、シリコン窒化物またはシリコン窒化酸化物からなるパッシベーション層とを、連続的に形成する工程と、
（５）前記パッシベーション層上に所定のパターンにレジストを形成して、該パッシベーション層をエッチングする工程と、を順次含み、
前記工程（５）において、前記シリコン層を前記パッシベーション層と同時に除去して、前記コンタクトメタル層表面を露出させることを特徴とするものである。

本発明の製造方法は、好適には、前記工程（５）後に、
（６）前記パッシベーション層上に第一電極を形成する工程と、
（７）前記第一電極上に、シリコン酸化物、シリコン窒化物およびシリコン窒化酸化物よりなる群から選択され前記パッシベーション層とは異なる材料からなる画素分離膜を形成する工程と、
（８）前記画素分離膜上に所定のパターンにレジストを形成して、該画素分離膜をエッチングする工程と、
を含む。また、前記パッシベーション層および画素分離膜は、ドライエッチングによりパターン形成することが好ましい。

本発明によれば、高分子層とパッシベーション層との間にシリコンからなる密着層を設けたことで、安価で密着性の良いパッシベーション層の形成を行うことができ、ダークスポットの発生がなく、長期間にわたって優れた発光特性を維持しうる有機ＥＬディスプレイパネルを実現することが可能となった。また、パッシベーション層と画素分離膜との材料を異なるものとした場合には、画素分離膜をドライエッチングする際におけるパッシベーション膜のエッチングを防止することができ、パネルとして支障のない精細度でパターンを形成することが可能となり、ひいては長期間にわたって優れた発光特性を維持したアクティブマトリックス駆動の有機ＥＬディスプレイパネルを実現することができる。

以下、本発明の好適な実施形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの概略部分断面図を示す。図示するように、本発明の有機ＥＬディスプレイパネル１０は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１が形成された支持基板２上に、高分子層３、パッシベーション層４および第一電極（反射電極）５を順次備えている。図示するＴＦＴ１は、シリコン薄膜（ＳｉＮ）１Ａにより支持基板２上に構築されている。

また、高分子層３とパッシベーション層４との間には、高分子層３に設けられたスルーホール６を介してＴＦＴ１と接触するコンタクトメタル層７が設けられており、第一電極５上には、画素開口部以外の部分を覆う画素分離膜８が形成されている。さらに、これら第一電極５および画素分離膜８上に、図示しない有機発光層および第二電極が順次形成されて、有機ＥＬディスプレイパネルを構成する。第一電極、画素分離膜、有機ＥＬ層、第二電極は、それぞれ複数の部分から形成されている。

本発明のディスプレイパネル１０においては、図示するように、高分子層３とパッシベーション層４との間に、シリコン層９が設けられている点が重要である。これにより、高分子層３とパッシベーション層４との間の密着性を向上して、従来は表面処理を施しても十分な密着性が得られなかった両層の材料の組み合わせについても、安価にかつ良好な密着性を得ることが可能となる。特には、高分子層３の材料として、フェノール系の樹脂、中でもノボラック系樹脂を用いた場合に、高分子層３／パッシベーション層４間の密着性を向上させるために有利である。

以下に、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの構成およびその製造方法の詳細につき、図面を参照しつつ説明する。

本発明の有機ＥＬディスプレイパネルを製造するにあたっては、図３（ａ）に示すように、まず、支持基板２上にシリコン薄膜１Ａにより構築されたＴＦＴデバイス１を備えるＴＦＴ基板の上に、平坦化のための高分子層３を形成する。高分子層３の材料としては、従来公知のいかなる材料を用いてもよいが、前述したように、本発明は特に、高分子層３をノボラック系樹脂により形成した場合に有効である。

次いで、この高分子層３をフォトリソグラフィ法によってパターニングすることで、コンタクトホール部（スルーホール）６を除去、形成する（同図（ｂ））。

次いで、スルーホール６を有する高分子層３上に、Ｍｏ等の金属からなるコンタクトメタル層７をスパッタリング法で形成する（同図（ｃ））。次いで、コンタクトメタル層７上にレジストを塗布形成して、フォトリソグラフィ法により、コンタクトメタル層７がスルーホール６を覆うように、所定のパターニングを行う（同図（ｄ））。ここで、このようにして形成された基板をＴＦＴ基板と呼ぶことにする。

次いで、ＴＦＴ基板の高分子層３およびコンタクトメタル層上７に、密着層としてのシリコン層９と、シリコン酸化物（ＳｉＯ_ｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮ_ｙ）またはシリコン窒化酸化物（ＳｉＮ_ｙＯ_ｘ）からなるパッシベーション層４とを、連続的に形成する（同図（ｅ））。膜形成装置としては、シリコンをターゲットとするスパッタリング装置を用いる。シリコンターゲットは、単結晶シリコンが望ましいが、多結晶でも可能である。

この際には、まず、スパッタガスとしてアルゴン等を使用することで、シリコンの薄膜からなるシリコン層９を形成する。シリコン層９の膜厚は、密着層としての役割から薄くてもよいが、下地となる高分子層３の表面粗さを完全に覆える程度の厚さとして、１０ｎｍ以上とすることが好ましい。一方、シリコン層９には電気抵抗が大きいことが求められることから、かかる観点からは膜厚が薄いほうが望ましく、好適には１００ｎｍ以下とする。

次に、パッシベーション層４を形成するに際しては、スパッタガスを、アルゴンと酸素、窒素または酸素と窒素との混合ガスに変えればよい。スパッタガスをアルゴンと酸素との混合ガスに変えればＳｉＯ_ｘからなるパッシベーション層４を形成することができ、また、ＳｉＮ_ｙからなるパッシベーション層４とする場合にはアルゴンと窒素との混合ガスを、ＳｉＮ_ｙＯ_ｘからなるパッシベーション層４とする場合にはアルゴン、酸素および窒素の混合ガスを、それぞれ用いればよい。パッシベーション層４の膜厚は、バリア性の観点から、３００ｎｍ以上が望ましい。

次いで、パッシベーション層４上に所定のパターンにレジストを塗布形成して、コンタクトメタル層７との接合部に開口部をもつよう、パッシベーション層４をエッチングする。

パッシベーション層４のパターニングには、ドライエッチング法、特には、プラズマを用いたドライエッチング法を用いることが好ましい。レジスト剤としては、具体的には例えば、「ＯＦＲＰ−８００」（商品名、東京応化（株）製）等を用いることができる。

また、パッシベーション層４のコンタクトメタル層７となす角度を鋭角とし、かつ、第一電極、補助電極として用いる金属電極との選択比を大きく取るために、ドライエッチングにはフッ素系ガスと酸素との混合ガスを用いることが好ましい。例えば、パッシベーション層４にＳｉＮ_ｙを用いた場合、ドライエッチングには、ＳＦ_６ガスと酸素との混合ガスや、ＳＦ_６とＨＣｌと酸素との混合ガスなどを用いることができる。また、パッシベーション層４にＳｉＯ_ｘを用いた場合、ドライエッチングには、ＣＦ_４と酸素との混合ガス、ＳＦ_６とＣＨＦ_３と酸素との混合ガスなどを用いることができる。エッチングガスはこれらに限られるものではない。

パッシベーション層４の下層のシリコン層９は薄く、フッ素系ガスにエッチングされるため、本発明においてはこの工程において、パッシベーション層４と同時にシリコン層９についても所定のパターンにエッチングすることができ、これにより、コンタクトメタル層７の表面を露出させることができる（同図（ｆ），図２の拡大断面図）。その後、酸素プラズマなどでアッシングすることによりレジストを除去する。

次いで、パッシベーション層４上に第一電極（反射電極）５を形成して、所定のレジストパターンを用いてエッチングを行うことにより、所定の第一電極５パターンを得る（同図（ｇ））。この第一電極５は、図示するように、上記コンタクトメタル層７の表面の露出部と接触する。

第一電極５は、高反射率の金属、アモルファス合金、微結晶性合金などを用いて形成することが好ましい。高反射率の金属には、Ａｌ，Ａｇ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｒなどが含まれる。また、高反射率のアモルファス合金には、ＮｉＰ，ＮｉＢ，ＣｒＰおよびＣｒＢなどが含まれる。さらに、高反射率の微結晶性合金には、ＮｉＡｌなどが含まれる。第一電極５は、陰極として用いてもよいし、陽極として用いてもよい。第一電極５を陰極として用いる場合には、第一電極５と有機ＥＬ層との界面に、後述するバッファ層を設けて有機ＥＬ層に対する電子注入の効率を向上させてもよい。

第一電極５は、用いる材料に依存して、蒸着（抵抗加熱または電子ビーム加熱）、スパッタリング、イオンプレーティング、レーザーアブレーションなどの当該技術において知られている任意の手段を用いて形成することができる。

次いで、第一電極５上に、画素分離膜８を形成する（同図（ｈ））。画素分離膜８は、ＳｉＯ_ｘや、ＳｉＮ_ｙまたはＳｉＮ_ｙＯ_ｘなどの電気的絶縁性の無機窒化物により形成することができるが、本発明においては、パッシベーション層４とは異なる材料により形成することが好ましい。画素分離膜８はパッシベーション層４上に形成されるため、画素分離膜８とパッシベーション層４とが同じ材質であると、画素分離膜８を成膜後、ドライエッチングでパターニングする際に、パッシベーション層４までエッチングされてしまうからである。通常の場合、画素分離膜８は、１００ｎｍ〜１μｍの膜厚で形成される。また、画素分離膜８の形成には、プラズマＣＶＤ法や、スパッタ法などを用いることができる。

次いで、画素分離膜８上に所定のパターンにレジストを形成して、画素部に開口部をもつよう、画素分離膜８のエッチングを行う（同図（ｉ））。画素分離膜８は、画素領域と、第二電極の引き出し線の接続部位と引き出し線と外部駆動回路との接続部位を除いて形成される。

画素分離膜８をパターニングするためのエッチングには、ＲＩＥプラズマやＩＣＰプラズマを用いたドライエッチング法を用いることが好ましい。また、レジスト剤としては、前述のパッシベーション層４の場合と同様のものを用いることができる。また、画素分離膜８の第一電極５と接する角度を鋭角とし、かつ、第一電極、補助電極として用いる金属電極との選択比を大きく取るために、ドライエッチングにはフッ素系ガスと酸素との混合ガスを用いることが好ましい。

画素分離膜８上には、図示しない有機ＥＬ層が形成される。有機ＥＬ層は、有機発光層を少なくとも含み、必要に応じて正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層および／または電子注入層を含む。これらの各層は、それぞれにおいて所望される特性を実現するのに充分な膜厚を持つよう形成される。有機ＥＬ層としては、具体的には例えば、下記のような層構成からなるものが採用される。なお、下記の各構成において、陽極として機能する電極が左側に接続され、陰極として機能する電極が右側に接続される。
（１）有機発光層
（２）正孔注入層／有機発光層
（３）有機発光層／電子注入層
（４）正孔注入層／有機発光層／電子注入層
（５）正孔輸送層／有機発光層／電子注入層
（６）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層
（７）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層

有機発光層の材料としては、任意の公知の材料を用いることができる。例えば、青色から青緑色の発光を得るためには、例えば、縮合芳香環化合物、環集合化合物、金属錯体（Ａｌｑ_３のようなアルミニウム錯体など）、スチリルベンゼン系化合物（４，４’−ビス（ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）など）、ポルフィリン系化合物、ベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、べンゾオキサゾール系などの蛍光増白剤、芳香族ジメチリディン系化合物などの材料が好ましく使用される。また、ホスト化合物にドーパントを添加することによって、種々の波長域の光を発する有機発光層を形成してもよい。ホスト化合物としては、ジスチリルアリーレン系化合物（例えば、（株）出光興産製 ＩＤＥ−１２０など）、Ｎ，Ｎ’−ジトリル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルビフェニルアミン（ＴＰＤ）、アルミニウムトリス（８−キノリノラート）（Ａｌｑ_３）等を用いることができる。ドーパントとしては、ペリレン（青紫色）、クマリン６（青色）、キナクリドン系化合物（青緑色〜緑色）、ルブレン（黄色）、４−ジシアノメチレン−２−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−６−メチル−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ、赤色）、白金オクタエチルポルフィリン錯体（ＰｔＯＥＰ、赤色）などを用いることができる。

正孔注入層の材料としては、フタロシアニン（Ｐｃ）類（銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）などを含む）またはインダンスレン系化合物などを用いることができる。

正孔輸送層は、トリアリールアミン部分構造、カルバゾール部分構造、オキサジアゾール部分構造を有する材料を用いて形成することができる。用いることができる材料は、好ましくは、ＴＰＤ、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、１，３，５−トリス｛４−〔メチルフェニル（フェニル）アミノ〕フェニル｝ベンゼン（ＭＴＤＡＰＢ）（ｏ−，ｍ−，ｐ−）、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−〔１，１’−ビフェニル〕−４，４’−ジアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）などを含む。

電子輸送層の材料としては、Ａｌｑ_３のようなアルミニウム錯体；２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−タート−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、１，３，５−トリス〔５−（４−タート−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル〕ベンゼン（ＴＰＯＢ）のようなオキサジアゾール誘導体；３−（ビフェニル−４−イル）−４−フェニル−５−（４−タート−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）のようなトリアゾール誘導体；４，４’−ビス（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジニン−２−イル）−１，１’−ビフェニルのようなトリアジン誘導体；フェニルキノキサリン類；５，５’−ビス（ジメシチルボリル）−２，２’−ビチオフェン（ＢＭＢ−２Ｔ）のようなチオフェン誘導体などを用いることができる。

電子注入層の材料としては、Ａｌｑ_３のようなアルミニウム錯体、あるいはアルカリ金属ないしアルカリ土類金属をドープしたアルミニウムのキノリノール錯体などを用いることができる。

また、任意選択的に、有機ＥＬ層と陰極として用いる電極との界面に、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはそれらを含む合金、アルカリ金属フッ化物などの電子注入性材料の薄膜（膜厚１０ｎｍ以下）で形成されるバッファ層を設けて、電子注入効率を高めてもよい。

有機ＥＬ層を構成する各層は、蒸着（抵抗加熱または電子ビーム加熱）などの当該技術において知られている任意の手段を用いて形成することができる。

有機ＥＬ層上に形成される図示しない第二電極は、透明電極から構成され、スパッタ法を用いて、ＳｎＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ：Ａｌなどの導電性金属酸化物を堆積させることによって形成される。この場合、有機材料へのダメージを低減するため、対抗式スパッタ装置により成膜を行うことが望ましい。

本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの基本的な構造は上記のとおりであるが、色変換層、カラーフィルター層を備えた基板を別途作製して（色変換基板と呼ぶ）、上述の基板と貼り合わせてディスプレイとすることもできる。また、前述の基板の第二電極上に、シリコン酸化物やシリコン窒化物からなる別のパッシベーション層を設けて、信頼性を高めることも望ましい。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。本実施例においては、本発明の一好適実施態様であるアクティブマトリックス型モノクロ有機ＥＬディスプレイパネルを作製した。

（実施例１）
図３（ａ）に示すように、２００ｍｍ□のガラス基板２上にＴＦＴデバイス１が形成されてなるＴＦＴ基板上に、平坦化のための高分子層３を形成した。ＴＦＴ基板上に、スピンコート法を用いて、ノボラック系感光性透明高分子材料（大日本インキ化学工業（株）製，ＡＴＮ樹脂フェノライト）を膜厚５μｍにて塗布して高分子層３を形成し、次に、フォトリソグラフィ法によってパターニングを実施し、コンタクトホール部（スルーホール）６のみ除去した（同図（ｂ））。

次いで、コンタクトメタル層７として、Ｍｏをスパッタリング法で形成した（同図（ｃ））。ターゲットにＭｏを、スパッタリガスにアルゴンを用いて、パワー１ｋＷ、ガス圧０．５Ｐａで膜厚１００ｎｍのコンタクトメタル層７を形成した。次いで、形成したコンタクトメタル層７上にレジストを塗布して、フォトリソグラフィ法により所定のパターニングを行った（同図（ｄ））。

次いで、密着層としてのシリコン層９と、ＳｉＯ_２膜からなるパッシベーション層４とを、順次形成した（同図（ｅ））。まず、単結晶シリコンをターゲットとし、スパッタガスとしてアルゴンを用いて、パワー３．５ｋＷ、ガス圧０．５Ｐａでシリコン層９を１０ｎｍ成膜し、次いで、同じ装置において、アルゴンと酸素との分圧比を１対１とするスパッタガスを用いて、パワー２．５ｋＷ、ガス圧０．５Ｐａで、膜厚３００ｎｍのＳｉＯ_２膜からなるパッシベーション層４を連続的に形成した。

次いで、パッシベーション層４上に、ポジ型レジスト（東京応化工業（株）製，ＴＦＲ−１２５０）を塗布し、コンタクトメタル層７との接合部に開口部をもつマスクを用いて露光を行い、レジストパターンを形成した。

次いで、プラズマエッチング装置を用いて、雰囲気をＳＦ_６ガスと酸素ガスとアルゴンとの流量比２：１：１とし、ガス圧を１００Ｐａ、印加電力１．５ｋＷとして、パッシベーション層４およびシリコン層９のエッチングを同時に行い、コンタクトメタル層７の表面を露出させた。この後、レジストの剥離を行って、パッシベーション層４およびシリコン層９のパターンを得た（同図（ｆ））。

次いで、パッシベーション層４上に、第一電極（反射電極）５として、銀をスパッタリングにより形成した。９９．９９９％の銀をターゲットとし、スパッタガスとしてアルゴンを用いて、パワー０．５ｋＷ、ガス圧０．５Ｐａで膜厚１００ｎｍの第一電極５を形成した。

次いで、第一電極５上にポジ型レジスト（東京応化工業（株）製，ＴＦＲ−１２５０）を塗布して、露光を行い、レジストパターンを形成した後、エッチャント（関東化学（株）製，Ｓ５１８７０）によりエッチングして、所定の銀の第一電極５のパターンを得た（同図（ｇ））。

次いで、平行平板型プラズマＣＶＤ装置を用い、画素分離膜８（ＳｉＮ_ｘ膜）を、膜厚およそ３００ｎｍにて成膜した（同図（ｈ））。雰囲気をＳｉＨ_４ガスとＮＨ_３ガスとの流量比１：１とし、ガス圧１８０Ｐａ、ＲＦ印加電力１．２ｋＷ、基板ステージ温度１５０℃とした。

次いで、画素分離膜８上にポジ型レジスト（東京応化工業（株）製，ＴＦＲ−１２５０）を塗布して、画素部に開口部をもつマスクを用いて露光を行い、レジストパターンを形成した。

次いで、プラズマエッチング装置を用いて、雰囲気をＳＦ_６ガスとＨＣｌガスと酸素ガスとの流量比１：８：３とし、ガス圧３０Ｐａ、印加電力０．５ｋＷとして、画素分離膜８のエッチングを行った。その後、レジストの剥離を行い、画素分離膜８のパターンを得た（同図（ｉ））。

次いで、画素分離膜８までの構造を形成した基板を、抵抗加熱蒸着装置内に導入して、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層および電子注入層を、真空を破らずに順次成膜した。成膜に際しては、真空槽内圧を１×１０^−４Ｐａまで減圧した。

正孔注入層としては膜厚１００ｎｍの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を、正孔輸送層としては膜厚２０ｎｍの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）を、有機発光層としては膜厚３０ｎｍの４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を、また、電子注入層としては膜厚２０ｎｍのＡｌｑ_３を、それぞれ積層した。

次に、真空を破ることなしに、膜厚２００ｎｍのＭｇ／Ａｇ（質量比１０／１）を堆積させて透明電極（第二電極）としてＩｎ−Ｚｎ酸化物を対向式スパッタ法で、ターゲットをＩｎ−Ｚｎ酸化物、Ｏ_２とＡｒとの分圧比を１対１とするスパッタガスを用いて、パワー０．２５ｋＷ、ガス圧０．５Ｐａで膜厚２００ｎｍ形成した。

以上のようにして、図１，２に概略を示す構造を有する有機ＥＬディスプレイパネルを得た。得られた有機ＥＬディスプレイパネルをグローブボックス内乾燥窒素雰囲気下（酸素および水分濃度ともに１０ｐｐｍ以下）において、透明封止ガラスとＵＶ硬化接着剤を用いて封止した。

（実施例２）
パッシベーション層４をＳｉＮで、画素分離膜８をＳｉＯ_２で、それぞれ形成した以外は実施例１と同様にして、有機ＥＬディスプレイパネルを作製した。

実施例１と同様にして高分子層３、コンタクトメタル層７を形成した後、密着層としてのシリコン層９と、ＳｉＮ膜からなるパッシベーション層４を形成した。まず、単結晶シリコンをターゲットとして、スパッタガスとしてアルゴンを用いて、パワー３．５ｋＷ、ガス圧０．５Ｐａでシリコン層９を１０ｎｍ成膜した。次いで、同じ装置においてアルゴンと窒素との分圧比を１対１とするスパッタガスを用いて、パワー１．５ｋＷ、ガス圧０．５Ｐａで、膜厚３００ｎｍのＳｉＮ膜からなるパッシベーション層４を形成した。

次いで、実施例１と同様にしてレジストを形成した後、プラズマエッチング装置を用いて、雰囲気をＳＦ_６ガスとＨＣｌガスと酸素ガスとの流量比１：８：３とし、ガス圧３０Ｐａ、印加電力０．５ｋＷとして、パッシベーション層４およびシリコン層９のエッチングを行った。その後、レジストの剥離を行い、パッシベーション層４およびシリコン層９のパターンを得た。

次いで、実施例１と同様にして第一電極５を形成した後、画素分離膜８を形成した。平行平板型プラズマＣＶＤ装置を用い、ＳｉＯ_ｘ膜からなる画素分離膜８を、膜厚およそ３００ｎｍにて成膜した。雰囲気をＳｉＨ_４ガスとＮ_２Ｏガスとアルゴンガスとの流量比３０：１：２とし、ガス圧１００Ｐａ、ＲＦ印加電力１．５ｋＷ、基板ステージ温度１５０℃とした。

次いで、画素分離膜８上にポジ型レジスト（東京応化工業（株）製，ＴＦＲ−１２５０）を塗布して、画素部に開口部をもつマスクを用いて露光を行い、レジストパターンを形成した。

次いで、プラズマエッチング装置を用いて雰囲気をＳＦ_６ガスと酸素ガスとアルゴンとの流量比２：１：１とし、ガス圧１００Ｐａ、印加電力１．５ｋＷとし、画素分離膜８のエッチングを行った。その後、レジストの剥離を行って、画素分離膜８のパターンを得た。以降は実施例１と同様の方法で、アクティブマトリックス型モノクロディスプレイパネルを作製した。

（比較例）
パッシベーション層４の下層にシリコン層９を設けないこと以外は実施例１と同様にして、アクティブマトリックス型モノクロディスプレイパネルを作製した。

（欠陥評価）
各ディスプレイパネルを点灯した際の画素部の欠陥（短絡、部分非点灯箇所）につき、実施例と比較例を比較した。観察した画素は１０００個であり、評価結果は百分率で表示した。

（付着性評価）
また、パッシベーション層と高分子層との密着性を、ＪＩＳ Ｋ５４００に準拠した付着性試験により評価した。
これらの結果を、下記の表１中に示す。

実施例１，２および比較例のディスプレイパネルを表面観察した結果、比較例のディスプレイパネルには配線部分に剥離が見られ、画素部にも剥離による欠陥が多く見られた。その一方、実施例１，２では、密着性が向上したため、前記の異常は見られず、欠陥のないパネルが得られていることが確認できた。

本発明の一実施の形態に係る有機ＥＬディスプレイパネルを示す部分断面図である。 図１に示すアクティブマトリックス型トップエミッション有機ＥＬディスプレイパネルのコンタクトメタル層近傍の構造を示す拡大部分断面図である。 （ａ）〜（ｉ）は、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法を示す工程図である。 従来のアクティブマトリックス型トップエミッション有機ＥＬディスプレイパネルを示す概略断面図である。

符号の説明

１，１０１ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
１Ａ シリコン薄膜
２，１０２ 支持基板
３ 高分子層
４ パッシベーション層
５ 第一電極（反射電極）
６ スルーホール（コンタクトホール部）
７ コンタクトメタル層
８ 画素分離膜
９ シリコン層
１０，１００ 有機ＥＬディスプレイパネル
１０３ 下部電極（反射電極）
１０４ 有機ＥＬ層
１０５ 上部透明電極

Claims (9)

1. 薄膜トランジスタが形成された支持基板上に、高分子層、パッシベーション層、第一電極、有機発光層および第二電極を順次備え、前記高分子層とパッシベーション層との間に、該高分子層に設けられたスルーホールを介して前記薄膜トランジスタと接触するコンタクトメタル層が設けられるとともに、前記第一電極と有機発光層との間に、画素開口部以外の部分を覆う画素分離膜が形成されてなる有機ＥＬディスプレイパネルであって、
   前記高分子層とパッシベーション層との間に、シリコン層が設けられていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイパネル。
2. 前記パッシベーション層および画素分離膜が、シリコン酸化物、シリコン窒化物およびシリコン窒化酸化物よりなる群から選択される異なる材料の組み合わせからなる請求項１記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
3. 前記高分子層が、ノボラック系樹脂からなる請求項１または２記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
4. 前記パッシベーション層および画素分離膜が、いずれもドライエッチングによりパターン形成されてなる請求項１〜３のうちいずれか一項記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
5. 前記パッシベーション層が、スパッタリング法により形成されてなる請求項１〜４のうちいずれか一項記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
6. 前記シリコン層の膜厚が、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である請求項１〜５のうちいずれか一項記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
7. 請求項１記載の有機ＥＬディスプレイパネルを製造するにあたり、
   （１）薄膜トランジスタが形成された支持基板上に、高分子層を形成する工程と、
   （２）前記高分子層にスルーホールを設ける工程と、
   （３）前記高分子層に設けたスルーホールを介して前記薄膜トランジスタと接触するコンタクトメタル層を形成する工程と、
   （４）前記高分子層およびコンタクトメタル層上に、シリコン層と、シリコン酸化物、シリコン窒化物またはシリコン窒化酸化物からなるパッシベーション層とを、連続的に形成する工程と、
   （５）前記パッシベーション層上に所定のパターンにレジストを形成して、該パッシベーション層をエッチングする工程と、を順次含み、
   前記工程（５）において、前記シリコン層を前記パッシベーション層と同時に除去して、前記コンタクトメタル層表面を露出させることを特徴とする有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。
8. 前記工程（５）後に、
   （６）前記パッシベーション層上に第一電極を形成する工程と、
   （７）前記第一電極上に、シリコン酸化物、シリコン窒化物およびシリコン窒化酸化物よりなる群から選択され前記パッシベーション層とは異なる材料からなる画素分離膜を形成する工程と、
   （８）前記画素分離膜上に所定のパターンにレジストを形成して、該画素分離膜をエッチングする工程と、
   を含む請求項７記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。
9. 前記パッシベーション層および画素分離膜を、ドライエッチングによりパターン形成する請求項８記載の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法。

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