专利名称：显示装置以及显示装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及具有半导体元件和根据该半导体元件的驱动而发光的发光元件的显 示装置以及显示装置的制造方法。
背景技术：
显示装置的构成为包含半导体元件和根据该半导体元件的驱动而发光的发光元 件，通过控制发光元件的发光来显示规定的图像信息。作为发光元件例如正推进采用有机 场致发光(Electro Luminescence 以下，称为EL)元件的显示装置的实用化(例如，参照 专利文献1)。在采用有机EL元件的显示装置中，利用有机EL元件和驱动该有机EL元件的 晶体管(半导体元件)等来构成各个像素。专利文献1日本特开2005-346055号公报有机EL元件与作为电压驱动元件的液晶显示元件不同，是根据从电源线供给的 电流进行发光的电流驱动元件，所以在集成多个有机EL元件的显示装置中，需要在连接有 机EL元件和电源的电源线等的布线内流过非常大的驱动电流。当流过驱动电流的布线的 电阻值大时，电压降变大，所以需要提高驱动电压，结果产生显示装置的功耗增加这样的问 题。因此，一直以来，通过扩展与电源连接的布线及各元件中的电极等的宽度、以及使厚度 变得非常厚，来实现从电源到有机EL元件的电流路径中的电阻值的降低。但是，在实现了布线及电极等的厚膜化时，由该厚膜化而引起在形成于布线及电 极等的上层的层的上表面产生大的凹凸。因此，一般情况下，从晶体管元件形成基板的相反 侧取出光的被称为顶部发光型(top emission)的有机EL元件的发光层形成在已产生大的 凹凸的层的上表面。在形成有布线及电极等的层的上层采用例如溶液涂敷工艺及真空蒸镀 法等的成膜技术来形成上述顶部发光型有机EL元件的发光层。结果在现有技术中，当采 用基于溶液涂敷工艺的有机EL元件的成膜技术时，与真空蒸镀法相比，明显受到凹凸的影 响，从而有机EL元件的发光层无论是否是同一像素内都由不均勻的膜厚形成。当发光层的 膜厚不均勻时，例如即使是同一像素内，有机EL元件的发光特性也受到膜厚分布的影响而 大不相同。因此，与同一驱动电流相对的像素内的发光亮度不均勻，结果具有引起显示装置 的性能劣化这样的问题。
发明内容
因此，本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的是提供能够将布线电阻的电压降 抑制为较小、并且提高同一像素内的元件膜厚的平坦性、降低同一像素内的发光特性偏差 的显示装置以及显示装置的制造方法。为了解决上述课题并达成目的而根据本发明提供以下内容[1] 一种显示装置，具备半导体元件，其包含栅电极、源电极、漏电极、以及在上 述源电极和上述漏电极之间形成的半导体膜；发光元件，其包含电极而且与上述半导体元 件电连接；金属基板，其与电源连接；层间绝缘膜，其设置在上述半导体元件以及上述发光元件、和上述金属基板之间，并形成有接触孔；以及接触内布线，其形成在上述接触孔内，电 连接上述源电极、上述漏电极、以及上述发光元件的上述电极中的至少任意一个和上述金
属基板。
[2]根据上述[1]所述的显示装置，其中，上述半导体膜由无机氧化物半导体材料 构成。[3]根据上述[1]所述的显示装置，其中，上述半导体膜由有机半导体材料构成。[4]根据上述[1] [3]所述的显示装置，其中，上述发光元件是有机场致发光元 件。[5] 一种显示装置的制造方法，其中，该显示装置具备半导体元件，其包含栅电 极、源电极、漏电极、以及在上述源电极和上述漏电极之间形成的半导体膜；以及发光元件， 其具有电极而且与上述半导体元件电连接；在该显示装置的制造方法中包含以下工序层 间绝缘膜形成工序，在与电源连接的金属基板上形成层间绝缘膜；接触内布线形成工序，形 成贯通上述层间绝缘膜、且一端与上述金属基板电连接的接触内布线；以及电极形成工序， 以上述层间绝缘膜为基准，在上述基板侧的相反侧形成上述源电极、上述漏电极、以及上述 发光元件的上述电极；在上述电极形成工序中，按照电连接上述源电极、上述漏电极、以及 上述发光元件的电极中的至少任意一个和上述接触内布线的另一端的方式，形成该源电 极、该漏电极、以及该发光元件的电极。本发明可通过在与电源连接的平坦金属基板上形成栅电极、源电极、以及漏电极， 来降低形成有机EL元件的层的表面的凹凸，所以能够降低形成在该层上的有机EL元件的 发光层为不均勻膜厚的情况。由此，可降低整个装置以及同一像素内的发光特性的偏差，结 果能够实现可提高性能的显示装置以及显示装置的制造方法。
图1是示出本发明实施方式的有机EL显示装置的框图一例的图。图2是与本发明实施方式的有机EL显示装置的一像素对应的电路图。图3是示出构成本发明实施方式的有机EL显示装置的一像素的各元件的剖面的 图。图4-1是图3所示的基板以及布线层的布置图(layout)。图4-2是用于说明图4-1所示的布线层布置中的电流的概括路径的概念图。图4-3是用于说明图4-1所示的A-A剖面的层构造的概括图。图5是概括地示出现有有机EL显示装置中的驱动信号线的布线构造的图。图6是现有有机EL显示装置中的像素的驱动晶体管和有机EL元件的剖视图。图7-1是示出图3所示的像素的制造方法的剖视图。图7-2是示出图3所示的像素的制造方法的剖视图。图7-3是示出图3所示的像素的制造方法的剖视图。图7-4是示出图3所示的像素的制造方法的剖视图。图7-5是示出图3所示的像素的制造方法的剖视图。图7-6是示出图3所示的像素的制造方法的剖视图。图8是示出构成本发明实施方式的有机EL显示装置的一像素的各元件剖面的其它例的图。图9-1是示出图8所示的像素的制造方法的剖视图。
图9-2是示出图8所示的像素的制造方法的剖视图。图9-3是示出图8所示的像素的制造方法的剖视图。图9-4是示出图8所示的像素的制造方法的剖视图。图9-5是示出图8所示的像素的制造方法的剖视图。符号说明3层间绝缘膜4、7a、7b、ll、lll、204、207a、207b、211 接触内布线4a、7c、7d、lla、204a、207c、207d、211a 接触孔5a、5b 栅电极5c、5d 连接膜6栅绝缘膜8a、8d、108d 源电极8b、8c、108c 漏电极9a、9b半导体膜10、110层间绝缘膜12阳极电极13有机膜14阴极电极16保护膜17上部基板21开关晶体管22驱动晶体管23电容器24有机EL元件300、400 像素300a显示区域300b露出区域301金属基板318绝缘膜603显示面板604扫描驱动部605数据驱动部606信号控制部607驱动电压生成部
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，本发明不被该实施方式所限定。在附图的所记载中，对同一部分标注同一符号。此外，附图是示意性的，需要留意各层 的厚度和宽度的关系、各层的比率等与现实的区别。即使在附图的相互之间也包含相互的 尺寸关系及比率不同的部分。(实施方式) 以下，对本发明的实施方式进行说明。图1是示出本实施方式的有机EL显示装置 的框图一例的图。如图1所示，本实施方式的有机EL显示装置具有显示面板603、以及与 其连接的扫描驱动部604、数据驱动部605、驱动电压生成部607、以及控制它们的信号控制 部606。显示面板603与扫描驱动部604连接，与传递各扫描信号Vg的扫描信号线G1. G2, G3、…、GnW及数据驱动部605连接，与传递各数据信号Vd的数据信号线DpD2、D3、…、Dm 等多个信号线连接。各扫描信号线G1 Gn大致在行方向上延伸，各数据信号线D1 Dm大 致在列方向上延伸。显示面板603具备为了与扫描信号线G1 Gn以及各数据信号线D1 Dffl分别连接而以矩阵状排列的多个像素PX。图2是与本实施方式的有机EL显示装置的一像素对应的电路图。如图2所示，显 示面板603还包含传递从驱动电压生成部607输出的驱动电压信号Vp的信号线L3。该信 号线L3作为提供电流的电源线发挥功能。并且，如图2所示，各像素具有相当于半导体元 件的开关晶体管21、驱动晶体管22、电容器23、以及相当于发光元件的有机EL元件24。另 夕卜，图2所示的信号线Ll对应于该像素的数据信号线，信号线L2对应于该像素的扫描信号 线。开关晶体管21的输入端子与信号线Ll连接，控制端子与信号线L2连接，输出端 子与驱动晶体管22的控制端子Ng连接。开关晶体管21根据对作为扫描信号线的信号线 L2施加的扫描信号Vg，将对作为数据线的Ll施加的数据信号Vd输出到驱动晶体管22。驱动晶体管22的控制端子Ng与开关晶体管21连接，输出端子Nd与有机EL元件 24连接。并且，驱动晶体管22的输入端子Ns与信号线L3连接。驱动晶体管22将输出电 流I提供给有机EL元件24，其中，该输出电流I根据施加到控制端子Ng与输入端子Ns之 间的电压Vgs的大小来控制大小。该输出电流I是从作为电源线发挥功能的信号线L3经 由输入端子Ns来供给的。电容器23设置于驱动晶体管22的控制端子Ng与输入端子Ns之间，对施加到驱 动晶体管22的控制端子Ng的数据信号Vd进行充电并保持固定的期间。有机EL元件24的阴极电极与共用电压Vcom连接，阳极电极与驱动晶体管22的 输出端子Nd连接。有机EL元件24利用驱动晶体管22的驱动以与输出电流I相应的亮度 进行发光。然后，对本实施方式的有机EL显示装置的每一像素的构造进行说明。图3是示出 构成本实施方式的有机EL显示装置的一像素的各个元件的剖面的图。如图3所示，本实施方式的有机EL显示装置的像素300的构成为包含开关晶体管 21、驱动晶体管22、电容器23、和有机EL元件24。该像素300形成在导电性高、且作为电源 线发挥功能的金属基板301上。此外，还存在金属基板301的一部分作为像素300的一部 分发挥功能的情况。开关晶体管21具有作为控制端子发挥功能的栅电极5a ；作为输入端子发挥功能 的源电极8a;作为输出端子发挥功能的漏电极8b ；和半导体膜9a，其形成为跨越源电极8a以及漏电极8b之间与源电极8a以及漏电极8b各自的一部分接触、并作为沟道(channel) 层发挥功能。栅电极5a在未图示区域中与信号线L2连接，源电极8a在未图示区域中与信 号线Ll连接。在栅电极5a与源电极8a、漏电极8b以及半导体膜9a之间形成栅绝缘膜6。驱动晶体管22具有作为控制端子Ng发挥功能的栅电极5b ；作为输入端子Ns发 挥功能的源电极8d ；作为输出端子Nd发挥功能的漏电极8c ；和半导体膜％，其形成为跨越 源电极8d以及漏电极8c之间与源电极8d以及漏电极8c各自的一部分接触、并作为沟道 层发挥功能。栅电极5b经由接触内布线7a与开关晶体管21的漏电极8b连接。在栅电极 5b与源电极8d、漏电极Sc、以及半导体膜9b之间形成栅绝缘膜6。另外，接触内布线7a设 置在栅电极5a、5b(第1栅电极5a、第2栅电极5b)与源电极8a、8d(第1源电极8a、第2 源电极8d)、以及漏电极8b、8c (第1漏电极Sb、第2漏电极8c)之间的栅绝缘膜6上。此 夕卜，接触内布线7a与图2所示的点P3对应。 有机EL元件24具备经由接触内布线11与驱动晶体管22的漏电极8c连接的阳 极电极12 ；形成在阳极电极12上的有机膜13 ；以及形成在有机膜13上的阴极电极14。此 夕卜，有机膜13的构成为至少包含有机发光层，并以与从阳极电极12提供的电流量相应的亮 度进行发光。此外，在阳极电极12与阴极电极14之间可根据需要设置空穴注入层、空穴运 输层、电子运输层、电子注入层、以及空穴障壁层等。接触内布线11被设置在形成于源电极 8a、8d、漏电极8b、8c、以及半导体膜9a、9b与有机EL元件24的阳极电极12之间的层间绝 缘膜10上。该层间绝缘膜10由例如保护晶体管的半导体层的半导体保护膜、和为了平坦 化而形成的平坦化膜构成。在层间绝缘膜10与阴极电极14之间层叠有仅在形成有机EL 元件24的区域中设置开口部的层间膜15。此外，接触内布线11与图2所示的点P4对应。阴极电极14由透明膜或半透明膜形成。在阴极电极14上设置由透明膜或半透明 膜形成的保护膜16以及透明或半透明的上部基板17。从有机膜13发出的光依次透过阴极 电极14、保护膜16、以及上部基板17，并输出至外部。因此，该有机EL元件24是所谓的顶 部发光型。在本实施方式中，将作为半导体元件的开关晶体管21以及驱动晶体管22和作为 发光元件的有机EL元件24例如设置在金属基板301的作为元件形成面的一个主面侧(例 如上面侧)。金属基板301对应于与作为电源发挥功能的驱动电压生成部607(参照图1) 连接的信号线L3。即，金属基板301作为与电源连接的电源线发挥功能，并经由驱动晶体管 22向有机EL元件24提供电流。在该金属基板301上设置有形成接触孔的层间绝缘膜3。 金属基板301经由形成在层间绝缘膜3的接触孔内的接触内布线4、与栅电极5a、5b同层形 成的连接膜即形成在接触内布线4正上方的连接膜5c、以及形成在连接膜5c正上方的栅绝 缘膜6内的接触内布线7b，与驱动晶体管22的源电极8d连接，并经由该驱动晶体管22，向 有机EL元件24的阳极电极12提供电流。此外，电容器23由金属基板301的一部分区域、 栅电极5b的一部分区域、以及层间绝缘膜3的一部分区域形成。如图4-1的布置图所示，在金属基板301按照如下方式存在，S卩，以从金属基板301 的厚度方向看时内包有以矩阵状排列设置有机EL元件24的区域(其为显示区域)300a的 状态进行重叠。因此，在与金属基板301中的显示区域300a重叠的区域外侧，存在从该重叠 区域露出的露出区域300b。在本实施方式中，如图4-2所示构成为，从设置于金属基板301 的端部的电源端子301a向金属基板301流入的电流i转入金属基板301中的露出区域300b之后，从四方向排列于显示区域300a内的各个像素300流入。这样通过构成为在金属基板301的厚度方向上与显示区域300a不重叠的露出区域300b作为电源线的主布线部分发挥 功能的结构，在本实施方式中，可抑制在构成电源线的金属基板301中产生的电压降，结果 能够提高有机EL显示装置的显示品位，而且因为能够削减电源余量(margin)，所以能够降 低功耗。此外，金属基板301如图4-3所示利用绝缘膜318进行绝缘屏蔽，该绝缘膜318形 成为覆盖该金属基板301的4边附近且覆盖元件形成面侧的相反侧的面。另外，用于将金 属基板301与电源连接的电源端子301a在例如覆盖金属基板301的外缘的绝缘膜318上 例如与其它电极端子301b —起配置。此外，金属基板301和电源端子301a例如由贯通绝 缘膜318的接触内布线301c进行电连接。这里，对现有有机EL显示装置中的驱动信号线的布线构造进行说明。图5是概括 示出现有有机EL显示装置中的驱动信号线的布线构造的图，图6是现有有机EL显示装置 中的像素的驱动晶体管与有机EL元件的剖视图。在现有的有机EL显示装置中，驱动信号线形成在与扫描信号线或数据信号线相 同的层上，如图5所示，例如由框状的主布线Lvm和多个支布线Lvb构成，其中，主布线Lvm 按照从基板Kl的厚度方向看时包围显示面板603的显示区域K2的方式配置，多个支布线 Lvb从主布线Lvm中在行方向上延伸的部分向列方向延伸后进行分支并对各像素传递驱动 电压信号。此外，用于电连接主布线Lvm和电源(未图示)的电源端子Ta例如可与其它电 极端子Tb —同配置在形成基板Kl外端的4个边中的至少1个边上。在此布置中，现有的 有机EL显示装置将各像素的驱动晶体管的输入端子与连接于主布线Lvm的各支布线Lvb 连接。这里，有机EL元件是根据从电源线提供的电流而发光的电流驱动元件，所以在集 成多个有机EL元件的发光装置中，需要在向有机EL元件提供电流的电源线中流过非常大 的电流。因此，为了实现构成电源线的支布线Lvb的低电阻化而希望电源线图案的面积扩 大，但可用于电源线图案的空间有限。因此，在现有技术中，如图6所示，通过扩展与电源线 连接的布线及驱动晶体管的源电极108d的至少一部分的宽度、以及使至少一部分的厚度 变得非常厚，来实现电源线的低电阻化。具体地说，在现有的结构中，驱动晶体管的源电极 108d的膜厚T108例如被设定为1 μ m左右。但是，在实现与电源线连接的布线以及驱动晶体管的源电极108d的厚膜化时，由 于布线以及电极的厚膜化，而导致在布线以及电极的上层产生大的凹凸。因为在由于布线 以及电极的厚膜化而产生大的凹凸的膜上涂敷构成有机EL元件的有机膜，所以有机EL元 件的有机膜受到基底膜凹凸的影响而以不均勻的膜厚进行了涂敷。结果导致由于发光亮度 的不均勻等而引起的特性劣化。因此，在现有的结构中，为了吸收由于该布线以及电极的厚 膜化所产生的凹凸，而需要使形成在布线以及电极上的层间绝缘膜110非常厚。具体地说， 在现有的结构中，通过以5 10 μ m非常厚的膜厚TllO形成层间绝缘膜110，来吸收凹凸。 此外，在现有的结构中，因为层间绝缘膜110的膜厚非常厚，所以形成在层间绝缘膜110上 的接触孔的深度变深。在接触孔的深度较浅的情况下，能够利用与形成阳极电极12的工序 相同的工序，在形成电极的同时形成接触内布线111，但在现有结构中，因为接触孔的深度 较深，所以为了形成适当连接驱动晶体管的漏电极108c与有机EL元件24的阳极电极12的 接触内布线111，除了形成阳极电极12的工序之外，还需要向接触孔填入布线材料的工序。
与此相对，在本实施方式中，因为将金属基板301本身利用为作为电源线的布线 的一部分，所以能够最大限地确保电源线图案的面积。因此，在本实施方式中，即使没有使 各电极的膜厚变厚也能够充分降低作为电源线的一部分的金属基板301的电阻，从而能够 抑制电压降，所以如图3所示，即使在利用比现有膜厚T108(参照图6)薄的膜厚Τ8来形成 源电极8d的情况下，也能够平滑地进行对有机EL元件24的电流供给。本实施方式中的源 电极以及漏电极的膜厚是30nm 500nm左右。另外，源电极以及漏电极由Cr、Au、Pt、Pd、 APC(Ag-Pd-Cu)、Mo、MoO3> PEDOT, ITO(铟锡氧化物)、Ag、Cu、Al、Ti、Ni、Ir、Fe、W、Moff,以 及它们的合金和它们的层叠膜等构成，最好由Μο、Μο/Α1/ Μο及Ta/Cu/Ta的层叠膜构成。此外，在本实施方式中，因为将金属基板301本身利用为作为电源线的布线的一 部分，所以不需要另外形成作为电源线的布线层。由此，能够进一步降低显示面板的厚度， 结果，能够使有机EL显示装置更加薄型化。并且，金属基板301中的元件形成面、即上面是平坦的。此外，如上所述，在本实施 方式中，可利用比现有薄的膜厚来形成源电极8d。因此，在本实施方式中，如图3所示，即 使在利用比现有膜厚TllO (参照图6)薄的膜厚TlO来形成时，也能够使形成在布线以及电 极上的层间绝缘膜10的上面成为与现有同等程度或更平坦的面。结果，在本实施方式中， 可利用更均勻的膜厚来形成在该层间绝缘膜10上形成的有机EL元件24的有机膜13。因 此，在本实施方式中，能够降低有机EL元件24的有机膜由不均勻的膜厚形成的情况，在整 个装置以及同一像素内能够实现更均勻的发光亮度。此外，在本实施方式中，因为层间绝缘 膜10的膜厚比现有的薄，所以形成有设置在层间绝缘膜10上的接触内布线11的接触孔也 可以利用湿法工艺(wet process)来正确地进行开口，从而还能够防止驱动晶体管22的漏 电极8c与有机EL元件24的阳极电极12的连接不良。此外，如形成在层间绝缘膜3上的 接触内布线4、形成在连接膜5c以及栅绝缘膜6上的接触内布线7b那样，在金属基板301 与驱动晶体管22的源电极8d之间根据需要设置接触内布线及连接层，由此能够适当连接 金属基板301与驱动晶体管22的源电极8d。另外，在现有的结构中，利用线图案(line pattern)来形成图5所示的从主布线 Lvm分支的各支布线Lvb，所以有布线电阻的电压降产生的情况。因此，在现有的结构中，有 与消耗电流成比例在对有机EL元件24施加的电压中产生大的变动的情况，因此为了补正 该电压变动所引起的亮度变动，而将已施加电压降的变动量的电压作为电源电压向主布线 Lvm施加，来补偿漏-源间的电压，从而难以抑制整个显示装置的功耗。与此相对，在本实施方式中，在与电源连接的电源线中利用存在于整个显示面板 603的金属基板301，所以电压降比现有的小。因此，在本实施方式中，能够使作为电压降的 变动量对电源电压施加的电压值本身比现有的小，所以与现有的相比能够降低整个显示装 置的功耗。另外，在现有的结构中，为了防止由于在显示面板上产生的热所导致的构成各像 素的材料劣化的情况，而在显示面板上另外安装热扩散用的片部件，使在显示面板上产生 的热扩散。与此相对，在本实施方式中，因为热传导率大的金属基板301存在于显示面板的 整个上面，所以利用该金属基板301在整个显示面板上扩散热。因此，通过与热扩散用的片 部件组合，可期待更高的热扩散效果和放热效果，从而能够抑制各像素的构成材料的劣化，能够提高显示装置的长期可靠性。另外，在本实施方式中，因为在电源线上利用存在于显示面板整个上面的金属基 板301，所以不需要支布线Lvb本身，也不确保用于形成该支布线Lvb的布线面积，因此能够 提高该布线面积以及开口率。另外，在本实施方式中，因为不需要支布线Lvb本身，所以能 够更高清晰度。此外，在本实施方式中，电容器23的一个电极由金属基板301的一部分区 域构成，所以电容器23的另一个电极如果在金属基板301上的层间绝缘膜3上则能够形成 于任意的区域中。因此，在本实施方式中，可柔性地选择电容器23的形成区域。接着，对图3所示的像素300的制造方法进行说明。图7-1 图7_6是示出图3 所示的像素300的制造方法的剖视图。首先，如图7-1所示，在作为与金属基板301的厚度 方向垂直的面的一个主面(将其称为上面)上，形成膜厚500nm 2μπι左右的层间绝缘膜 3。此时，需要将从电源供给的电流以低电阻传递至驱动晶体管22，在金属基板301上使用 采用导电性高的金属或其合金形成的基板。另外，层间绝缘膜3例如由旋制氧化硅(S0G spin on glass)、光致抗蚀剂(photoresist)、聚酰亚胺、SiNx、Si02等形成，利用旋涂法、溅 射法、以及CVD等来形成。然后，在与层间绝缘膜3中的连接膜5c对应的位置上采用光刻 法(在本说明书中，有「光刻法」包含如刻蚀工序这样的图案形成工序的情况。)来形成接 触孔4a。另外，在形成接触孔4a的工序中，可形成连接基板301的端部中的金属基板301 与电源端子301a的接触内布线301c(参照图4_3)用的接触孔。并且，通过在接触孔4a内填入导电性材料，来形成接触内布线4。接着，为了形成 栅电极5a、5b以及连接膜5c，而采用真空蒸镀法、溅射法、涂敷法将金属材料、透明氧化物 导电材料等形成在层间绝缘膜3以及接触内布线4上，然后，如图7-2所示，采用光刻法来 对栅电极5a、5b以及连接膜5c进行图案形成。此外，即使不进行导电性材料的填入处理， 也在接触孔4a内与栅电极5a、5b以及连接膜5c的形成区域中直接采用上述手法整面地形 成金属材料及透明氧化物导电材料等，之后，利用光刻法来进行图案形成，由此可集中形成 接触内布线4、栅电极5a、5b以及连接膜5c。另外，可采用喷墨打印法、印刷法等来形成接 触内布线4和栅电极5a、5b以及连接膜5c。另外，在此工序中，还可以形成用于连接基板 301端部中的金属基板301与电源端子301a的接触内布线301c (参照图4_3)。然后，如图7-3所示，将有机感光性树脂等作为材料来形成栅绝缘膜6。为了确保 各晶体管的驱动能力，优选该栅绝缘膜6由介电常数1. 5以上、500nm以下的膜厚形成。栅 绝缘膜6采用与涂敷法等材料相应的方法来形成。并且，在栅绝缘膜6上采用光刻法、刻蚀 法等来形成接触孔7c、7d(第1接触孔7c、第2接触孔7d)。 接着，通过在接触孔7c、7d内填入导电性材料，来形成图7-4所示的接触内布线 7a、7b (第1接触内布线7a、第2接触内布线7b)。并且，为了形成源电极8a、8d以及漏电 极8b、8c，在采用真空蒸镀法、溅射法、涂敷法等整面地形成金属材料、透明氧化物导电材料 等之后，采用光刻法、刻蚀法等来对源电极8a、8d以及漏电极8b、8c进行图案形成。此外， 即使不进行导电性材料的填入处理，也在接触孔7c、7d内和源电极8a、8d以及漏电极8b、 8c形成区域中直接采用上述手法整面地形成金属材料及透明氧化物导电材料等，之后，利 用光刻法进行图案形成，由此可集中形成接触内布线7a、7b和源电极8a、8d以及漏电极Sb、 Sc0另外，可采用喷墨打印法、印刷法等来形成接触内布线7a、7b和源电极8a、8d以及漏电 极 8b、8c。
并且，如图7-5所示，在源电极8a、8d以及漏电极8b、8c之间形成半导体膜 9a、9b (第1半导体膜9a、第2半导体膜9b)。半导体膜9a、9b由ZTO等无机氧化物半 导体材料、或具有并五苯(pentacene)及四苯并卟啉(歹卜，^ >、/求Ii 7 > : Tetrabenzoporphyrin)的前驱体的有机半导体材料、或非晶硅(amorphous silicon)以及 多晶硅(polysilicon)等无机半导体材料构成。在采用真空蒸镀法、溅射法、涂敷法及CVD 法等与材料对应的方法来形成半导体膜9a、9b之后，采用光刻法进行图案形成。此外，可 采用喷墨打印法、印刷法等来形成半导体膜9a、9b。然后，在该半导体膜9a、9b上形成保护 膜(未图示)，之后，为了吸收源电极8a、8d、漏电极8b、8c、以及半导体膜9a、9b的凹凸，而 形成具有平坦化功能的层间绝缘膜10。该层间绝缘膜10例如由感光性树脂形成，厚度是 2μπι ομπι左右。然后，采用光刻法在层间绝缘膜10上形成接触孔11a。另外，保护膜 (未图示)为了防止由于与上部电极电耦合(electrical coupling)所形成的背沟道(back channel)，而优选介电常数是3. 5以下，此外，还需要不给半导体特性带来影响。然后，如图7-6所示，通过在接触孔Ila内填入导电性材料来形成接触内布线11。 并且，为了形成有机EL元件24的阳极电极12而采用真空蒸镀法、溅射法等来整面地形成 金属材料、透明氧化物导电材料等的膜，然后，采用光刻法、刻蚀法等来对阳极电极12进行 图案形成。该阳极电极12例如由IT0/Ag/IT0及IT0/A1/IT0的层叠膜形成。此外，即使不 进行导电性材料的填入处理，也在接触孔Ila内和阳极电极12形成区域中直接采用上述手 法来整面地形成金属材料及透明氧化物导电材料等的膜，然后，利用光刻法来进行图案形 成，由此可集中形成接触内布线11和阳极电极12。然后，在将有机EL元件24的有机膜形成在阳极电极12上之后，利用透明或半透 明的金属材料或氧化物导电材料来形成阴极电极14。该阴极电极14例如由Mg和Ag的合 金材料形成。并且，在形成有机EL元件24保护用的透明膜或半透明膜的保护膜16之后，可 通过将上部基板17设置在保护膜16上，来获得图3所示的像素300。此外，适当在上述各 个工序之前、之后、或之间插入用于使覆盖金属基板301背面和4边附近的绝缘膜318以及 金属基板301与电源连接的电源端子301a、和用于使各种布线与外部连接的电极端子301b 的各形成工序。此外，作为本实施方式的像素构造，如图3所示，举例说明了具有栅电极形成在源 电极以及漏电极下方的基板侧的底栅(bottom gate)构造的像素300，但显然如图8所示， 也可以是具有栅电极5a、5b形成在源电极8a、8d以及漏电极8b、8c上方的有机EL元件24 侧的顶栅(top gate)构造的像素400。如图8所示，像素400与像素300同样具备具有栅电极5a、源电极8a、漏电极Sb、 以及半导体膜9a的开关晶体管21 ；具有栅电极5b、源电极8d、漏电极Sc、以及半导体膜9b 的驱动晶体管22 ；和具有阳极电极12、有机膜13、以及阴极电极14的有机EL元件24。在 源电极8a、8d、漏电极Sb、Sc、以及半导体膜9a、9b与栅电极5a、5b之间形成栅绝缘膜6。并 且，在栅电极5a、5b上形成用于吸收各电极凹凸的层间绝缘膜10。这样，像素400具有栅电 极5a、5b形成在源电极8a、8d以及漏电极8b、8c上方的有机EL元件24侧的顶栅构造。 并且，像素400与像素300相同，设置有开关晶体管21以及驱动晶体管22和有机 EL元件24的基板是作为电源线发挥功能的金属基板301。并且，金属基板301经由形成在 层间绝缘膜3上的接触内布线204与驱动晶体管22的源电极8d连接。驱动晶体管22的漏电极8c经由与形成在栅绝缘膜6上的接触内布线207b、栅电极5a、5b相同层形成的连 接膜、即形成在接触内布线207b正上方的连接膜5d以及形成在连接膜5d正上方的层间绝 缘膜10内的接触内布线211，与有机EL元件24的阳极电极12连接。另外，驱动晶体管22 的栅电极5b经由形成在栅绝缘膜6上的接触内布线207a与开关晶 体管21的漏电极8b连 接。此外，电容器23由该金属基板301的一部分区域、漏电极8b的一部分区域、以及层间 绝缘膜3的一部分区域形成。这样，即使在顶栅构造的像素400的情况下，也利用存在于整个显示面板603的金 属基板301来进行对有机EL元件24的电流供给，由此即使各电极的膜厚不厚也能够充分 降低作为电源线发挥功能的金属基板301的电阻，另外，因为没有由于金属基板301而引起 在层间绝缘膜10表面上产生大的凹凸，所以能够形成均勻膜厚的有机膜13，因此能够起到 与可实现发光亮度的整个装置以及同一像素内的均勻化、并且可实现功耗降低以及热集中 防止这样的像素300相同的效果。接着，对图8所示的像素400的制造方法进行说明。图9-1 图9-5是示出图8 所示的像素400的制造方法的剖视图。首先，如图9-1所示，与图7-1所示的情况相同，在 金属基板301上形成层间绝缘膜3。然后，在与层间绝缘膜3中的源电极8d对应的位置上 采用光刻法来形成接触孔204a。并且，如图9-2所示，通过在接触孔204a内填入导电性材 料来形成接触内布线204，之后，与像素300的情况相同，为了形成源电极8a、8d以及漏电 极8b、8c，而采用真空蒸镀法、溅射法、涂敷法等来形成金属材料、透明氧化物导电材料等， 并采用光刻法、刻蚀法等来对源电极8a、8d以及漏电极8b、8c进行图案形成。此外，还可以 集中形成接触内布线204和源电极8a、8d以及漏电极Sb、Sc。然后，如图9-3所示，与像素300的情况相同，在源电极8a、8d以及漏电极8b、8c之 间形成半导体膜9a、9b，与图7-3所示的情况同样地形成栅绝缘膜6。并且，在该栅绝缘膜 6上形成接触孔207c、207d，之后，如图9-4所示，在接触孔207c、207d内填入导电性材料， 由此形成接触内布线207a、207b。接着，与像素300的情况相同，为了形成栅电极5a、5b以 及连接膜5d，而采用真空蒸镀法、溅射法、涂敷法将金属材料、透明氧化物导电材料等形成 在栅绝缘膜6以及接触内布线207a、207b上，然后，如图9-4所示，采用光刻法来对栅电极 5a、5b以及连接膜5d进行图案形成。此外，还可以集中形成接触内布线207a、207b和栅电 极5a、5b以及连接膜5d。并且，如图9-5所示，与像素300的情况相同，在形成用于吸收下层膜的凹凸的层 间绝缘膜10之后，在层间绝缘膜10上形成接触孔211a。然后，与像素300的情况相同，通 过在接触孔211a内填入导电性材料来形成接触内布线211，形成有机EL元件24的阳极电 极12，然后，将有机EL元件的有机膜涂敷在阳极电极12上。并且，与像素300的情况相同， 形成阴极电极14，形成有机EL元件24保护用的保护膜16，然后，可通过将上部基板17设 置在保护膜16上，来获得图8所示的像素400。另外，在本实施方式中，以所谓顶部发光型的像素300、400为例进行了说明，但不 限于此，显然还可以适用于具有所谓底部发光型的构造的像素。在底部发光型的情况下，利 用透明电极来形成各晶体管的各个电极，并且取代金属基板301，可使用采用透明导电体材 料形成的基板。
权利要求
1.一种显示装置，具备半导体元件，其包含栅电极、源电极、漏电极、以及在上述源电极和上述漏电极之间形 成的半导体膜；发光元件，其包含电极而且与上述半导体元件电连接； 金属基板，其与电源连接；层间绝缘膜，其设置在上述半导体元件以及上述发光元件、和上述金属基板之间，并形 成有接触孔；以及接触内布线，其形成在上述接触孔内，电连接上述源电极、上述漏电极、以及上述发光 元件的上述电极中的至少任意一个和上述金属基板。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中， 上述半导体膜由无机氧化物半导体材料构成。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中， 上述半导体膜由有机半导体材料构成。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中， 上述发光元件是有机场致发光元件。
5.一种显示装置的制造方法， 其中，该显示装置具备半导体元件，其包含栅电极、源电极、漏电极、以及在上述源电极和上述漏电极之间形 成的半导体膜；以及发光元件，其具有电极而且与上述半导体元件电连接， 该显示装置的制造方法包含以下工序层间绝缘膜形成工序，在与电源连接的金属基板上形成层间绝缘膜； 接触内布线形成工序，形成贯通上述层间绝缘膜、且一端与上述金属基板电连接的接 触内布线；以及电极形成工序，以上述层间绝缘膜为基准，在上述基板侧的相反侧形成上述源电极、上 述漏电极、以及上述发光元件的上述电极，在上述电极形成工序中，按照电连接上述源电极、上述漏电极、以及上述发光元件的电 极中的至少任意一个和上述接触内布线的另一端的方式，形成该源电极、该漏电极、以及该 发光元件的电极。
全文摘要
一种显示装置，具备金属基板(301)，其设置有半导体元件(21、22)以及有机EL元件(24)，并且与电源连接；层间绝缘膜(3)，其设置在半导体元件(21、22)以及有机EL元件与金属基板之间，形成有接触孔(4a)；和接触内布线(4)，其形成在接触孔内，电连接源电极(8a、8d)、漏电极(8b、8c)、以及有机EL元件的阳极电极(12)中的至少任意一个和金属基板。
文档编号H05B33/02GK102105924SQ20098012952
公开日2011年6月22日 申请日期2009年7月22日 优先权日2008年7月30日
发明者松室智纪 申请人:住友化学株式会社