JP4946003B2 - 電気光学装置、および電気光学装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）装置や液晶装置などの電気光学装置、およびその製造方法に関するものである。

ＥＬ装置や液晶装置などの電気光学装置では、各画素においてスイッチング素子によって画素電極を駆動することにより画像表示が行われる。このため、素子基板には、スイッチング素子、層間絶縁膜、画素電極がこの順に形成されているとともに、画素電極は、平坦化膜に形成されたコンタクトホール内でスイッチング素子のドレイン電極に電気的に接続される。ここで、層間絶縁膜として樹脂層からなる平坦化膜が用いられることがあり、このような構造を採用すると、平坦化膜を形成する際、樹脂の流動性によって、下層側の段差や凹凸が層間絶縁膜の表面に反映されることを防止できるので、画素電極とドレイン電極との電気的な接続部分の信頼性を向上することができ、かつ、画素電極表面の平坦性を高めることができる。

ここで、平坦化膜を樹脂で構成すると、電気光学装置の製造過程において樹脂が吸水することがあり、このような状態になると、長期間のうちに樹脂が膨潤し、画素電極に膜剥がれやクラックが生じることがある。また、有機ＥＬ装置の場合、画素電極の上層には有機発光層が形成されており、かかる有機発光層は水分によって劣化し、発光強度が低下することもある。かかる問題を防止するために、樹脂層の上層および下層に窒素を含む材料からなる無機絶縁膜を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）
特開２０００４−６３１２６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、コンタクトホール内において、樹脂層の側面が露出しているため、ウエットエッチングによりコンタクトホールを形成する際、平坦化膜が水分を吸ってしまい、画素電極や有機発光層の劣化を確実に防止することができないという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、スイッチング素子を覆う層間絶縁膜を樹脂からなる平坦化膜として構成した場合でも、平坦化膜の吸湿に起因する不具合の発生を確実に防止可能な電気光学装置およびその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、素子基板と、該素子基板上に形成されたスイッチング素子と、該スイッチング素子の上層側に形成された樹脂膜からなる平坦化膜と、該平坦化膜の上層側に形成された画素電極とを有し、当該画素電極が前記平坦化膜に形成されたコンタクトホール内で前記スイッチング素子と電気的に接続された電気光学装置において、前記平坦化膜の下層側であって前記スイッチング素子の上層側に第１の無機絶縁膜が形成されているとともに、前記平坦化膜の上層側であって前記画素電極の下層側に第２の無機絶縁膜が形成されており、前記第１の無機絶縁膜と前記第２の無機絶縁膜とは、前記コンタクトホール内および前記平坦化膜の外側で接して当該平坦化膜の下面、上面および側面を覆っているとともに、前記画素電極は、前記コンタクトホールの内側領域で前記第１の無機絶縁膜を貫通する第１の開口部、および前記コンタクトホールの内側領域で前記第２の無機絶縁膜を貫通する第２の開口部を介して前記スイッチング素子に電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明では、スイッチング素子の上層に形成する層間絶縁膜を樹脂層からなる平坦化膜としたため、平坦化膜を形成する際、樹脂の流動性によって、下層側の段差や凹凸が層間絶縁膜の表面に反映されることを防止できる。従って、画素電極とドレイン電極との電気的な接続部分の信頼性を向上することができ、かつ、画素電極表面の平坦性を高めることができる。また、平坦化膜の下層および上層に形成された第１の無機絶縁膜と第２の無機絶縁膜とは、コンタクトホール内および平坦化膜の外側で接して平坦化膜の下面、上面および側面を完全に覆っているため、電気光学装置の製造途中において平坦化膜が吸湿することを防止できる。それ故、平坦化膜の吸湿に起因する不具合の発生を確実に防止できる。また、第１の無機絶縁膜にはコンタクトホールの内側領域で貫通する第１の開口部が形成され、第２の無機絶縁膜には、コンタクトホールの内側領域で貫通する第２の開口部が形成されているので、画素電極を第１の開口部および第２の開口部を介してスイッチング素子に電気的に接続することができる。

本発明において、前記第１の開口部および前記第２の開口部は、平面的に重なって互いの側面壁が連続する１つの開口部を構成していることが好ましい。すなわち、前記第１の開口部と前記第２の開口部とは同時にエッチング形成することが好ましい。

本発明において、前記第１の無機絶縁膜および前記第２の無機絶縁膜は、各々の形成領域が略重なっていることが好ましい。すなわち、第１の無機絶縁膜と第２の無機絶縁膜とは同時にパターニングすることが好ましい。

本発明において、前記第１の無機絶縁膜および前記第２の無機絶縁膜は、例えば、窒化シリコン膜（ＳｉＮ_X）、酸化シリコン膜（ＳｉＯ_X）、窒酸化シリコン膜（ＳｉＯＮ：窒素より酸素を多く含む）、あるいは酸窒化シリコン膜（ＳｉＮＯ：酸素より窒素を多く含む）である。

本発明において、前記画素電極の下層側であって前記第２の無機絶縁膜の上層側に光反射層が形成されているとともに、前記画素電極の下層側であって前記光反射層の上層側には、前記第１の開口部および前記第２の開口部に連通する第３の開口部を備えた第３の無機絶縁膜が形成され、前記第２の無機絶縁膜と前記第３の無機絶縁膜とは、前記光反射層の外側で接して当該光反射層の下面、上面および側面を覆っているとともに、前記画素電極は、前記第１の開口部、前記第２の開口部および前記第３の開口部を介して前記スイッチング素子に電気的に接続されていることが好ましい。このように構成すると、画素電極を形成する際、画素電極にピンホールが発生した場合でも、光反射層がエッチングされることがない。また、画素電極から光反射層が側方にはみ出ている場合でも、画素電極をパターニングする際、光反射層がエッチングされてしまうことを防止することができる。

本発明において、前記第３の無機絶縁膜についても、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒酸化シリコン膜あるいは酸窒化シリコン膜を用いることが好ましい。

本発明において、前記第３の開口部は、前記コンタクトホールの内側領域において前記第２の開口部と平面的に重なって互いの側面壁が連続する１つの開口部を構成していることが好ましい。すなわち、前記第３の開口部については前記第２の開口部と同時にエッチング形成することが好ましい。

本発明において、前記第３の無機絶縁膜は、前記第１の無機絶縁膜および前記第２の無機絶縁膜のうちの少なくとも一方と形成領域が略重なっていることが好ましい。すなわち、前記第３の無機絶縁膜については、第１の無機絶縁膜あるいは第２の無機絶縁膜と同時にパターニングすることが好ましい。

本発明に係る電気光学装置は、例えばＥＬ装置であり、この場合、前記素子基板では、前記画素電極の上層側に、少なくとも、自発光素子（ＥＬ素子）を構成する発光層、および前記画素電極との間で当該発光層を駆動する対向電極が積層されている。

本発明に係る電気光学装置が液晶装置である場合、前記素子基板と、該素子基板に対向配置された対向基板との間には液晶が保持されることになる。

本発明に係る電気光学装置の製造方法では、素子基板上にスイッチング素子を形成するスイッチング素子形成工程と、前記スイッチング素子の上層側に第１の無機絶縁膜を形成する第１の無機絶縁膜形成工程と、前記第１の無機絶縁膜の上層側の所定領域に、前記スイッチング素子の一部と平面的に重なる位置にコンタクトホールを備えた樹脂膜からなる平坦化膜を形成する平坦化膜形成工程と、前記平坦化膜の上層側に前記コンタクトホール内および前記平坦化膜の外側で前記第１の無機絶縁膜と接して当該平坦化膜の上面および側面を覆う第２の無機絶縁膜を形成する第２の無機絶縁膜形成工程と、前記コンタクトホールの内周面に沿って前記第１の無機絶縁膜と前記第２の無機絶縁膜とが接する部分を残すように当該コンタクトホールの内側領域に前記第１の無機絶縁膜を貫通する第１の開口部と前記第２の無機絶縁膜を貫通する第２の開口部を同時形成する開口部形成工程と、前記第２の無機絶縁膜の上層側に、前記第１の開口部および前記第２の開口部を介して前記スイッチング素子に電気的に接続する画素電極を形成する画素電極形成工程とを有することを特徴とする。

本発明において、前記第２の無機絶縁膜形成工程の後、前記開口部形成工程の前に、前記第２の無機絶縁膜の上層に光反射層を形成する光反射層形成工程と、前記光反射層の上層側に前記光反射層の周りで前記第２の無機絶縁膜と接する第３の無機絶縁膜を形成する第３の無機絶縁膜形成工程とを行うことがあり、この場合、前記開口部形成工程では、前記コンタクトホールの内側領域において前記第３の無機絶縁膜を貫通する第３の開口部を前記第１の開口部および前記第２の開口部と同時形成することが好ましい。

本発明に係る電気光学装置は、携帯電話機、電子手帳、テレビ、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。更にはプリンタ、コピー、ファクシミリなどの画像形成装置における露光用ヘッド等に適用することができる。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、本形態を説明する際に用いられる図における構成（形状、大きさ、および配置関係）については、本発明の構成を理解しやすいように、縮尺などを相違させてある。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、有機ＥＬ装置の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、有機ＥＬ装置１００の画像表示領域１１０には、縦横に配線されたデータ線１１４および走査線１１２が設けられており、それらの交点に対応して複数の画素７００がマトリクス状に配列されている。画像表示領域１１０には、各データ線１１４に並列するように電源供給線１１７が形成されている。ここで、カラー表示を行う場合には、各画素７００は、Ｒ用、Ｇ用、およびＢ用に対応して構成される。画像表示領域１１０の周辺領域には、走査線駆動回路１３０およびデータ線駆動回路１５０が構成されており、走査線駆動回路１３０は複数の走査線１１２に走査信号を順次供給する。また、データ線駆動回路１５０は、画像表示領域１１０に配線された各データ線１１４に画像信号を供給する。その際、走査線駆動回路１３０とデータ線駆動回路１５０とは、外部回路から供給される同期信号１６０によって相互に同期して動作する。また、電源供給線１１７には、外部回路から画素駆動用電源が供給される。

複数の画素７００のいずれに対しても有機ＥＬ素子７２が構成されているとともに、ＴＦＴからなるスイッチング用トランジスタ７６、ＴＦＴからなる駆動用トランジスタ７４、および保持容量７８が形成されている。スイッチング用トランジスタ７６のゲート電極には走査線１１２が電気的に接続され、スイッチング用トランジスタ７６のソース電極にはデータ線１１４が電気的に接続され、スイッチング用トランジスタ７６のドレイン電極には駆動用トランジスタ７４のゲート電極が電気的に接続されている。駆動用トランジスタ７４のソース電極には電源供給線１１７が電気的に接続されており、駆動用トランジスタ７４のドレイン電極には有機ＥＬ素子７２の陽極が電気的に接続されている。なお、ここに例示した画素駆動回路の構成の他にも、電流プログラム方式の画素駆動回路、電圧プログラム方式の画素駆動回路、電圧比較方式の画素駆動回路、サブフレーム方式の画素駆動回路等、各種方式の画素駆動回路を採用することが可能である。

（素子基板の構成）
次に、図２および図３を参照して、画素７００の詳細構成を説明する。図２は、任意の画素７００の平面図である。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図２のＢ−Ｂ′断面図、素子基板の一方側端部の断面図、および素子基板の他方側の断面図である。

図２および図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、本形態の有機ＥＬ装置１００に用いた素子基板１０では、ガラス基板やプラスチック基板等の透明基板上に、スイッチング用トランジスタ７６および駆動用トランジスタ７４の能動層を構成する半導体層３が島状に形成されている。このような半導体層３は、例えば低温ポリシリコン技術を用いて形成される。半導体層３の上層には、スイッチング用トランジスタ７６および駆動用トランジスタ７４のゲート絶縁膜２が形成され、ゲート絶縁膜２の上層には、駆動用トランジスタ７４のゲート電極３ａおよび走査線１１２が形成されている。走査線１１２の一部は、スイッチング用トランジスタ７６のゲート電極として形成されている。このようなゲート電極３ａおよび走査線１１２は、Ａｌ（アルミニウム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔｉ（チタン）、銅（Ｃｕ）などの金属膜により形成されている。走査線１１２、駆動用トランジスタ７４のゲート電極３ａ、およびゲート絶縁膜２の上層側には、シリコン酸化膜などからなる層間絶縁膜４１が形成されている。なお、ゲート絶縁膜２もシリコン酸化膜などからなる。

層間絶縁膜４１の上層には、アルミニウム（Ａｌ）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの導電材料からなるデータ線１１４および電源供給線１１７が形成されているとともに、駆動用トランジスタ７４のドレイン電極４２が形成されている。ここで、データ線１１４（ソース電極）およびドレイン電極４２は、層間絶縁膜４１およびゲート絶縁膜２を貫通するコンタクトホール５０１、５０２を介して半導体層３のソース領域およびドレイン領域に接続し、駆動用トランジスタ７４が構成されている。保持容量７８の下部容量電極は、走査線１１２と同一の層に、例えば同様の材料を用いて形成され、電源供給線１１７の一部が保持容量７８の上部容量電極として形成されている。層間絶縁膜４１は誘電体膜として形成されており、層間絶縁膜４１の一部分が下部容量電極および上部容量電極の間に挟持される。

本形態では、まず、層間絶縁膜４１および駆動用トランジスタ７４の上層側、すなわち、電源供給線１１７およびドレイン電極４２の上層には、窒化シリコン膜（ＳｉＮ_X）、酸化シリコン膜（ＳｉＯ_X）、窒酸化シリコン膜（ＳｉＯＮ：窒素より酸素を多く含む）、あるいは酸窒化シリコン膜（ＳｉＮＯ：酸素より窒素を多く含む）からなる第１の無機絶縁膜６０ａが形成されている。また、第１の無機絶縁膜６０ａの上層側には、アクリル樹脂などの樹脂層からなる平坦化膜８０が積層されている。さらに、平坦化膜８０の上層側には、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒酸化シリコン膜あるいは酸窒化シリコン膜からなる第２の無機絶縁膜６０ｂが形成されている。

また、第２の無機絶縁膜６０ｂの上層には、ＩＴＯ膜からなる画素電極３４が島状に形成されている。画素電極３４の上層には、例えばシリコン酸化膜などからなる第１のバンク層４７ａが形成され、第１のバンク層４７ａの上層には樹脂層からなる第２のバンク層４７ｂが形成されており、第１のバンク層４７ａと第２のバンク層４７ｂからなるバンク４７によって、画素電極３４の上層には、有機ＥＬ層５０を形成すべき画素開口領域が形成されている。ここで、画素開口領域では、バンク４７の底部で露出した画素電極３４の上層に有機ＥＬ層５０が形成されている。有機ＥＬ層５０の具体的な構成については図示を省略するが、少なくとも発光層を含んでおり、かかる発光層の下層側には正孔注入層や正孔輸送層などが形成されている。

また、有機ＥＬ層５０の上層側には、画素電極３４との間で有機ＥＬ層５０を駆動する陰極４９が形成されている。本形態においては、有機ＥＬ層５０で発光して画素電極３４に向かう光、および有機ＥＬ層５０から陰極４９に向かって陰極４９で反射した光を基板側から出射するボトムエミッションタイプであるため、陰極４９は、アルミニウム合金や銀合金などの反射性電極によって構成されている。ここで、陰極４９は、画像表示領域１１０の概ね全体にベタ状に形成された構成、ストライプ状、島状、セグメント状に形成された構成を有する。なお、図示を省略するが、陰極４９の上層には封止樹脂を介して封止基板が貼り合わされた構造、あるいは所定の隙間を介して缶状容器が被せられ、その内側に乾燥材が充填された構造が採用される。

このように構成した有機ＥＬ装置の素子基板において、第１の無機絶縁膜６０ａおよび第２の無機絶縁膜６０ｂは、各々の形成領域が略重なっており、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、素子基板１０の端部にまで形成されている。これに対して、平坦化膜８０は素子基板１０の端部よりやや内側位置まで形成されているだけである。このため、第１の無機絶縁膜６０ａおよび第２の無機絶縁膜６０ｂは平坦化膜８０の外側で接しており、平坦化膜８０の下面、上面および外周側面を覆った状態にある。

平坦化膜８０には、ドレイン電極４２まで到るコンタクトホール５２０が形成されている。さらに、コンタクトホール５２０の内側領域では、第１の無機絶縁膜６０ａを貫通する第１の開口部５２２ａが形成されているとともに、第２の無機絶縁膜６０ｂを貫通する第２の開口部５２２ｂが形成されている。ここで、第１の開口部５２２ａおよび第２の開口部５２２ｂは、平面的に重なって互いの側面壁が連続する１つの開口部５２２を構成しており、画素電極３４は、開口部５２２を介してドレイン電極４２に電気的に接続している。

また、コンタクトホール５２０の内側では、コンタクトホール５２０の内周面に沿って第１の無機絶縁膜６０ａと第２の無機絶縁膜６０ｂとが接する部分が残っており、第１の無機絶縁膜６０ａおよび第２の無機絶縁膜６０ｂは、コンタクトホール５２０の内部でも接している。このため、第１の無機絶縁膜６０ａおよび第２の無機絶縁膜６０ｂは、平坦化膜８０の下面、上面および側面を完全に覆った状態にある。

このように構成した有機ＥＬ装置では、走査線１１２を介して走査信号が供給されることにより、スイッチング用トランジスタ７６がオン状態になる。スイッチング用トランジスタ７６がオン状態となると、データ線１１４より画像信号が保持容量７８に書き込まれる。この保持容量７８に書き込まれた画像信号の電流に応じて、駆動用トランジスタ７４の電気的な導通状態が決まる。そして、駆動用トランジスタ７４のチャネルを介して電源供給線１１７より、保持容量７８に書き込まれた画像信号に応じた電流が有機ＥＬ素子７２の画素電極３４に供給されると、供給された電流に応じて有機ＥＬ層５０が発光する。そして、有機ＥＬ層５０から発光された光は、直接、あるいは光反射層８５で反射してから画素電極３４を透過し、出射する。

（製造方法）
図４および図５は、本形態の有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程断面図である。本形態の有機ＥＬ装置を製造するには、まず、図４（ａ）に示すスイッチング素子形成工程において、各種半導体プロセスを用いて、駆動用トランジスタ７４およびそのドレイン電極４２などを形成する。

次に、図４（ｂ）に示す第１の無機絶縁膜形成工程においては、プラズマＣＶＤ法などによって、基板の全面に窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒酸化シリコン膜、あるいは酸窒化シリコン膜からなる第１の無機絶縁膜６０ａを形成する。

次に、平坦化膜形成工程においては、図４（ｃ）に示すように、スピンコート法により、基板の全面に、アクリル樹脂などの感光性樹脂層８１を形成した後、露光、現像を行い、図４（ｄ）に示すように、コンタクトホール５２０を備えた平坦化膜８０を形成する。その際、平坦化膜８０の外周縁が素子基板１０の外周縁よりやや内側に位置するように露光、現像を行う。そして、平坦化膜８０に加熱処理を行い、水分を除去する。

次に、図５（ａ）に示す第２の無機絶縁膜形成工程において、プラズマＣＶＤ法などによって、基板の全面に窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒酸化シリコン膜、あるいは酸窒化シリコン膜からなる第２の無機絶縁膜６０ｂを形成する。その結果、第２の無機絶縁膜６０ｂは、コンタクトホール５２０内および平坦化膜８０の外側で第１の無機絶縁膜６０ａと接して平坦化膜８０の上面および側面を覆う状態となる。

次に、図５（ｂ）に示す開口部形成工程では、コンタクトホール５２０の内周面に沿って第１の無機絶縁膜６０ａと第２の無機絶縁膜６０ｂとが接する部分を残すようにコンタクトホール５２０の内側領域にウエットエッチングあるいはドライエッチングを行い、第１の無機絶縁膜６０ａを貫通する第１の開口部５２２ａと第２の無機絶縁膜６０ｂを貫通する第２の開口部５２２ｂとを同時形成する。その結果、第１の開口部５２２ａおよび第２の開口部５２２ｂは、平面的に重なって互いの側面壁が連続する１つの開口部５２２を構成する。また、第１の無機絶縁膜６０ａおよび第２の無機絶縁膜６０ｂは、各々の形成領域が略重なった状態にパターニングされる。

次に、図５（ｃ）に示す画素電極形成工程では、スパッタ法などによって基板の全面にＩＴＯ膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスクを形成した状態でウエットエッチングを行い、開口部５２２（第１の開口部５２２ａおよび第２の開口部５２２ｂ）を介してドレイン電極４２に電気的に接続する画素電極３４を島状に形成する。

それ以降の工程については図示を省略するが、シリコン酸化膜の成膜工程およびドラエッチングにより第１のバンク層４７ａを形成した後、樹脂層の形成工程およびドライエッチングにより、第１のバンク層４７ａの上層に第２のバンク層４７ｂを形成し、バンク４７を形成する。次に、バンク４７で囲まれた領域内にインクジェット法などにより、有機ＥＬ層５０を構成する材料の液状物を吐出後、乾燥させて定着させ、有機ＥＬ層５０を形成する。次に、スパッタ法により有機ＥＬ層５０を覆うように陰極４９を構成する金属膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスクを形成した状態でエッチングを行い、陰極４９を形成する。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、平坦化膜８０の下層側であって駆動用トランジスタ７４およびそのドレイン電極４２などの上層側に第１の無機絶縁膜６０ａが形成されているとともに、平坦化膜８０の上層側であって画素電極３４の下層側に第２の無機絶縁膜６０ｂが形成されており、第１の無機絶縁膜６０ａと第２の無機絶縁膜６０ｂとは、コンタクトホール５２０内および平坦化膜８０の外側で接して平坦化膜８０の下面、上面および側面を完全に覆っている。このため、平坦化膜８０は、有機ＥＬ装置の製造途中において、他の薄膜をドライエッチングする際のエッチング液あるいはレジストマスクを剥離する際の剥離液と接することがないので、平坦化膜８０が吸湿することを確実に防止することができる。それ故、長期間のうちに平坦化膜８０が水分で１膨潤し、画素電極３４に膜剥がれやクラックなどを発生させるなどの不具合の発生を確実に防止できる。特に有機ＥＬ層５０は水分により劣化しやすいが、本形態によれば、画素電極３４に膜剥がれやクラックなどが発生しないので、水分が有機ＥＬ層５０に到達することがない。それ故、有機ＥＬ層５０が水分で劣化することを確実に防止することができる。

しかも、第１の無機絶縁膜６０ａにはコンタクトホール５２０の内側領域で貫通する第１の開口部５２２ａが形成され、第２の無機絶縁膜６０ｂには、コンタクトホール５２０の内側領域で貫通する第２の開口部５２２ｂが形成されているので、画素電極３４を第１の開口部５２２ａおよび第２の開口部５２２ｂを駆動用トランジスタ７４のドレイン電極４２に電気的に接続することができる。

また、本形態では、コンタクトホール５２０を形成した後、その内側領域で第１の無機絶縁膜６０ａおよび第２の無機絶縁膜６０ｂにエッチングを施して第１の開口部５２２ａおよび第２の開口部５２２ｂを同時形成する。このため、製造工程数を最小限まで減らすことができる。また、コンタクトホール５２０を形成した後、コンタクトホール５２０の底部に残滓が残っている場合でも、かかる残滓は、第１の開口部５２２ａおよび第２の開口部５２２ｂを形成する際に除去できる。従って、画素電極３４を駆動用トランジスタ７４のドレイン電極４２に確実に電気的に接続することができるので、この接続部分での抵抗値がばらつくことがなく、かつ、信頼性が高い。

［実施の形態２］
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ装置の図２のＢ−Ｂ′線に相当する位置での断面図、素子基板の一方側端部の断面図、および素子基板の他方側の断面図である。図７および図８は、本形態の有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示することにしてそれらの説明を省略する。

図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、本形態の有機ＥＬ装置に用いた素子基板１０でも、実施の形態１と同様、駆動用トランジスタ７４のドレイン電極４２の上層側には、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒酸化シリコン膜、あるいは酸窒化シリコン膜からなる第１の無機絶縁膜６０ａが形成されている。また、第１の無機絶縁膜６０ａの上層側には、樹脂層からなる平坦化膜８０が積層されている。さらに、平坦化膜８０の上層側には、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒酸化シリコン膜、あるいは酸窒化シリコン膜からなる第２の無機絶縁膜６０ｂが形成されている。また、第２の無機絶縁膜６０ｂの上層には、ＩＴＯ膜からなる画素電極３４が島状に形成されている。画素電極３４の上層には、例えばシリコン酸化膜などからなる第１のバンク層４７ａと、樹脂層からなる第２のバンク層４７ｂとからなるバンク４７が形成され、バンク４７の底部で露出した画素電極３４の上層に有機ＥＬ層５０が形成されている。

ここで、本形態の有機ＥＬ装置は、陰極４９の側から光を出射するトップエミッション型であり、陰極４９は光透過性電極により構成されている。また、画素電極３４の下層側のうち、第２の無機絶縁膜６０ｂの上層にはアルミニウム合金や銀合金などからなる光反射層８５が島状に形成されている。さらに、画素電極３４と光反射層８５との層間（画素電極３４の下層、かつ光反射層８５の上層）には、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒酸化シリコン膜、あるいは酸窒化シリコン膜からなる第３の無機絶縁膜６０ｃが形成されている。

このように構成した有機ＥＬ装置の素子基板１０において、まず、第１の無機絶縁膜６０ａおよび第２の無機絶縁膜６０ｂは、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、素子基板１０の端部にまで形成されている一方、平坦化膜８０は素子基板１０の端部よりやや内側位置まで形成されているだけである。このため、第１の無機絶縁膜６０ａおよび第２の無機絶縁膜６０ｂは、平坦化膜８０の外側で接しており、平坦化膜８０の下面、上面および外周側面を覆った状態にある。コンタクトホール５２０の内側では、コンタクトホール５２０の内周面に沿って第１の無機絶縁膜６０ａと第２の無機絶縁膜６０ｂとが接する部分が残っており、第１の無機絶縁膜６０ａおよび第２の無機絶縁膜６０ｂは、コンタクトホール５２０の内部でも接し、平坦化膜８０の下面、上面および側面を完全に覆った状態にある。

また、第３の無機絶縁膜６０ｃも、第１の無機絶縁膜６０ａおよび第２の無機絶縁膜６０ｂと各々の形成領域が略重なった状態にパターニングされており、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、平坦化膜８０に形成したコンタクトホール５２０の内側、および素子基板１０の端部にまで形成されている。このため、第２の無機絶縁膜６０ｂと第３の無機絶縁膜６０ｃは、光反射層８５の下面、上面および側面を完全に覆った状態にある。

ここで、コンタクトホール５２０の内側領域では、第１の無機絶縁膜６０ａを貫通する第１の開口部５２２ａが形成されているとともに、第２の無機絶縁膜６０ｂを貫通する第２の開口部５２２ｂが形成されている。また、コンタクトホール５２０の内側領域では、第３の無機絶縁膜６０ｃを貫通する第３の開口部５２２ｃが形成されている。本形態では、第１の開口部５２２ａ、第２の開口部５２２ｂおよび第３の開口部５２２ｃは、平面的に重なって互いの側面壁が連続する１つの開口部５２２を構成しており、画素電極３４は、開口部５２２を介してドレイン電極４２に電気的に接続している。

（製造方法）
本形態の有機ＥＬ装置を製造するには、まず、図７（ａ）に示すように、スイッチング素子形成工程において、各種半導体プロセスを用いて、駆動用トランジスタ７４およびそのドレイン電極４２などを形成した後、第１の無機絶縁膜形成工程において、プラズマＣＶＤ法などによって、第１の無機絶縁膜６０ａを形成する。次に、平坦化膜形成工程において、スピンコート法により、アクリル樹脂などの感光性樹脂層８１を形成した後、露光、現像を行い、図７（ｂ）に示すように、コンタクトホール５２０を備えた平坦化膜８０を形成する。その際、平坦化膜８０の外周縁が素子基板１０の外周縁よりやや内側に位置するように露光、現像を行う。

次に、図７（ｃ）に示す第２の無機絶縁膜形成工程において、プラズマＣＶＤ法などによって、平坦化膜８０の上層側にコンタクトホール５２０内および平坦化膜８０の外側で第１の無機絶縁膜６０ａと接して平坦化膜８０の上面および側面を覆う第２の無機絶縁膜６０ｂを形成する。

次に、図７（ｄ）に示す光反射層形成工程において、スパッタ法により、第２の無機絶縁膜６０ｂの上層に光反射層８５を形成するための金属膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスクを形成した状態でウエットエッチングを行い、島状の光反射層８５を形成する。

次に、図８（ａ）に示す第３の無機絶縁膜形成工程において、光反射層８５の上層側に光反射層８５の周りで第２の無機絶縁膜６０ｂと接する第３の無機絶縁膜６０ｃを形成する。

次に、図８（ｂ）に示す開口部形成工程では、コンタクトホール５２０の内周面に沿って第１の無機絶縁膜６０ａ、第２の無機絶縁膜６０ｂおよび第３の無機絶縁膜６０ｃが接する部分を残すようにコンタクトホール５２０の内側領域にウエットエッチングあるいはドライエッチングを行い、第１の無機絶縁膜６０ａを貫通する第１の開口部５２２ａと、第２の無機絶縁膜６０ｂを貫通する第２の開口部５２２ｂと、第３の無機絶縁膜６０ｃを貫通する第３の開口部５２２ｃとを同時形成する。その結果、第１の開口部５２２ａ、第２の開口部５２２ｂ、および第３の開口部５２２ｃは平面的に重なって互いの側面壁が連続する１つの開口部５２２を構成する。また、第１の無機絶縁膜６０ａ、第２の無機絶縁膜６０ｂは、および第３の無機絶縁膜６０ｃは、各々の形成領域が略重なった状態にパターニングされる。

次に、図８（ｃ）に示す画素電極形成工程では、第３の無機絶縁膜６０ｃの上層側にＩＴＯ膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスクを形成した状態でウエットエッチングを行い、開口部５２２（第１の開口部５２２ａ、第２の開口部５２２ｂおよび第２の開口部５２２ｂ）を介してドレイン電極４２に電気的に接続する画素電極３４を島状に形成する。

それ以降の工程については図示を省略するが、シリコン酸化膜の成膜工程およびドラエッチングにより第１のバンク層４７ａを形成した後、樹脂層の形成工程およびドライエッチングにより、第１のバンク層４７ａの上層に第２のバンク層４７ｂを形成し、バンク４７を形成する。次に、バンク４７で囲まれた領域内にインクジェット法などにより、有機ＥＬ層５０を構成する材料の液状物を吐出後、乾燥させて定着させ、有機ＥＬ層５０を形成する。次に、スパッタ法により有機ＥＬ層５０を覆うように陰極４９を構成する金属膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてレジストマスクを形成した状態でエッチングを行い、陰極４９を形成する。

以上説明したように、本形態では、駆動用トランジスタ７４およびそのドレイン電極４２などの上層側に平坦化膜８０を形成したため、平坦化膜８０の平坦な面上に画素電極３４を形成することができる。従って、画素電極３４とドレイン電極４２との電気的な接続部分の信頼性を向上することができ、かつ、画素電極３４表面の平坦性を高めることができる。また、平坦化膜８０の下層側であって駆動用トランジスタ７４およびそのドレイン電極４２などの上層側に第１の無機絶縁膜６０ａが形成されているとともに、平坦化膜８０の上層側であって画素電極３４の下層側に第２の無機絶縁膜６０ｂが形成されており、第１の無機絶縁膜６０ａと第２の無機絶縁膜６０ｂとは、コンタクトホール５２０内および平坦化膜８０の外側で接して平坦化膜８０の下面、上面および側面を完全に覆っている。このため、有機ＥＬ装置の製造途中において平坦化膜８０が吸湿することを防止できる。それ故、平坦化膜８０の吸湿に起因する不具合の発生を確実に防止できるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。

また、第２の無機絶縁膜６０ｂと第３の無機絶縁膜６０ｃとは、光反射層８５の周りで接して光反射層８５の下面、上面および側面を覆っている。このため、画素電極３４を形成する際、画素電極３４にピンホールが発生した場合でも、光反射層８５がエッチングされることがない。また、画素電極３４から光反射層８５が側方にはみ出ている場合でも、画素電極３４をパターニングする際、光反射層８５がエッチングされてしまうことを防止することができる。

しかも、第１の無機絶縁膜６０ａにはコンタクトホール５２０の内側領域で貫通する第１の開口部５２２ａが形成され、第２の無機絶縁膜６０ｂには、コンタクトホール５２０の内側領域で貫通する第２の開口部５２２ｂが形成され、第３の無機絶縁膜６０ｃには、コンタクトホール５２０の内側領域で貫通する第３の開口部５２２ｃが形成されているので、画素電極３４を第１の開口部５２２ａ、第２の開口部５２２ｂおよび第２の開口部５２２ｂを介して駆動用トランジスタ７４のドレイン電極４２に電気的に接続することができる。

また、本形態では、コンタクトホール５２０を形成した後、その内側領域で第１の無機絶縁膜６０ａ、第２の無機絶縁膜６０ｂおよび第３の無機絶縁膜６０ｃにエッチングを施して第１の開口部５２２ａ、第２の開口部５２２ｂおよび第３の開口部５２２ｃを同時形成する。このため、製造工程数を最小限まで減らすことができる。また、コンタクトホール５２０を形成した後、コンタクトホール５２０の底部に残滓が残っている場合でも、かかる残滓は、第第１の開口部５２２ａ、第２の開口部５２２ｂおよび第３の開口部５２２ｃを形成する際に除去できる。従って、画素電極３４を駆動用トランジスタ７４のドレイン電極４２に確実に電気的に接続することができるので、この接続部分での抵抗値がばらつくことがなく、かつ、信頼性が高い。

［実施の形態３］
上記実施の形態１、２では、有機ＥＬ装置に本発明を適用した例であったが、以下の説明する液晶装置に本発明を適用してもよい。なお、以下の説明において、実施の形態１、２と共通する機能を担う部分には同一の符号を付して図示することにしてそれらの詳細な説明を省略する。

図９は、液晶装置の複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。図１０は液晶装置の素子基板の任意の画素の平面図である。図１１は、図１０に示す画素のＡ−Ａ′断面図である。図９において、本実施形態の液晶装置では、画像表示領域１０ａでマトリクス状に形成された複数の画素の各々には、画素電極９ａと当該画素電極９ａをスイッチング制御するための画素スイッチング素子３０（ＴＦＴ）とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該画素スイッチング素子３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。尚、能動素子の一例たる画素スイッチング素子は、ＴＦＴのほか、各種トランジスタ或いはＴＦＤ等により構成されてもよい。また、画素スイッチング素子３０のゲートにゲート電極３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線１１ａおよびゲート電極３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、画素スイッチング素子３０のドレインに電気的に接続されており、画素スイッチング素子である画素スイッチング素子３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。画素電極９ａを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学装置からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射する。即ち、本実施形態における透過型液晶装置では、例えば光源より対向基板に入射される投射光等の光は、各画素の開口領域において液晶に入射され、液晶において変調される。そして、変調された光は、画素電極９ａを通過して表示光として素子基板１０より出射される。ここで保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する。この蓄積容量７０は、走査線１１ａに並んで設けられ、固定電位側容量電極を含むとともに定電位に固定された容量電極３００を含んでいる。

続いて、本実施形態の電気光学装置における画素の構成について説明する。図１０および図１１において、素子基板１０は、ガラス基板や半導体基板等の絶縁性の透明基板を用いて構成されており、対向配置された対向基板（図示せず）との間に液晶を保持している。素子基板１０上には、例えばシリコン酸化膜が下地絶縁膜１２として形成されており、下地絶縁膜１２上には、画素スイッチング素子３０および蓄積容量７０が形成されている。画素スイッチング素子３０は、下地絶縁膜１２上に、例えばポリシリコン膜として形成された半導体層３、該半導体層３を覆うシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）などからなるゲート酸化膜２、およびアルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｔａ）、並びにモリブデン（Ｍｏ）などを主成分とする導電性材料からなるゲート電極３ａを備えている。半導体層３には、画素スイッチング素子３０のチャネル領域を挟んでその両側に不純物の低濃度領域１ｂが形成されており、更には該低濃度領域１ｂに隣接して不純物の高濃度領域１ａが形成されている。即ち、図１１には、画素スイッチング素子３０の一例として、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）構造を有するものを示してある。

蓄積容量７０は、半導体層３の不純物の高濃度領域１ａの一部によって形成される下部電極、およびゲート酸化膜２上に形成された、固定電位側容量電極としての容量電極３００を含む。そして、ゲート電極３ａと好ましくは同一の導電膜によって、容量電極３００および走査線１１ａが形成される。

ゲート電極３ａの上層側には、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）からなる層間絶縁膜４０が形成されている。層間絶縁膜４０およびゲート酸化膜２には、高濃度領域１ａの表面に至るコンタクトホール５０１、５０２が形成されている。層間絶縁膜４０上層にはデータ線６ａおよびドレイン電極５１０が形成され、データ線６ａおよびドレイン電極５１０は、コンタクトホール５０１、５０２を介して画素スイッチング素子３０のソース領域およびドレイン領域に電気的に接続している。

層間絶縁膜４０、データ線６ａおよびドレイン電極５１０の上層側には、例えばシリコン窒化膜からなる第１の無機絶縁膜６０ａが形成されている。また、第１の無機絶縁膜６０ａ上には、アクリル樹脂などの感光性樹脂からなる平坦化膜８０が形成されている。平坦化膜８０にはコンタクトホール５２０が形成されている。そして、このコンタクトホール５２０の内側領域には、第１の無機絶縁膜６０ａを貫通する第１の開口部５２２ａが形成されている。また、平坦化膜８０上には、例えばシリコン窒化膜からなる第２の無機絶縁膜６０ｂが形成されている。そして、コンタクトホール５２０の内側領域には、第２の無機絶縁膜６０ｂを貫通する第２の開口部５２２ｂが形成されている。ここで、第２の開口部５２２ｂおよび第１の開口部５２２ａは連続して形成されることにより、１つの開口部５２２を構成している。

また、第２の無機絶縁膜６０ｂの上層には、ＩＴＯなどからなる画素電極９ａが島状に形成されており、画素電極９ａは開口部５２２を介してドレイン電極５１０に電気的に接続している。

このような構成の液晶装置においても、本発明を適用すれば、平坦化膜８０は、有機ＥＬ装置の製造途中において、他の薄膜をドライエッチングする際のエッチング液あるいはレジストマスクを剥離する際の剥離液と接することがないので、平坦化膜８０が吸湿することを確実に防止することができる。それ故、平坦化膜８０の吸湿に起因する不具合の発生を確実に防止できる。

［電子機器への搭載例］
本発明に係る電気光学装置は、携帯電話機、電子手帳、テレビ、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。更にはプリンタ、コピー、ファクシミリなどの画像形成装置における露光用ヘッド等に適用することができる。

本発明が適用される有機ＥＬ装置の全体構成を示すブロック図である。 本発明を適用した有機ＥＬ装置の画素の平面図である。 本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置の図２のＢ−Ｂ′断面図、素子基板の一方側端部の断面図、および素子基板の他方側の断面図である。 本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態１に係る有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ装置の図２のＢ−Ｂ′に相当する位置での断面図、素子基板の一方側端部の断面図、および素子基板の他方側の断面図である。 本発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態２に係る有機ＥＬ装置の製造方法を示す工程断面図である。 本発明が適用される液晶装置の複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。 本発明が適用される液晶装置の画素の平面図である。 本発明が適用される液晶装置の図１０のＡ−Ａ′断面図である。

符号の説明

９ａ、３４・・画素電極、１０・・子基板、３０・・画素スイッチング素子、６０ａ・・第１の無機絶縁膜、６０ｂ・・第２の無機絶縁膜、６０ｃ・・第３の無機絶縁膜、８０・・平坦化膜、５２０・・コンタクトホール、開口部、５２２ａ・・第１の開口部、５２２ｂ・・第２の開口部、５２２ｃ・・第３の開口部、５２２・・開口部

Claims (7)

1. 素子基板と、該素子基板上に形成されたスイッチング素子と、該スイッチング素子の上層側に形成された樹脂膜からなる平坦化膜と、該平坦化膜の上層側に形成された画素電極とを有し、当該画素電極が前記平坦化膜に形成されたコンタクトホール内で前記スイッチング素子と電気的に接続された電気光学装置において、
   前記平坦化膜の下層側であって前記スイッチング素子の上層側に第１の無機絶縁膜が形成されているとともに、前記平坦化膜の上層側であって前記画素電極の下層側に第２の無機絶縁膜が形成されており、
   前記画素電極の下層側であって前記第２の無機絶縁膜の上層側に光反射層が形成されているとともに、前記画素電極の下層側であって前記光反射層の上層側に第３の無機絶縁膜が形成されており、
   前記第１の無機絶縁膜と前記第２の無機絶縁膜とは、前記コンタクトホール内および前記平坦化膜の外側で接して当該平坦化膜の下面、上面および側面を覆っているとともに、前記第２の無機絶縁膜と前記第３の無機絶縁膜とは、前記光反射層の外側で接して当該光反射層の下面、上面および側面を覆っており、
   前記画素電極は、前記コンタクトホールの内側領域で前記第１の無機絶縁膜を貫通する第１の開口部、前記コンタクトホールの内側領域で前記第２の無機絶縁膜を貫通する第２の開口部、および前記コンタクトホールの内側領域で前記第３の無機絶縁膜を貫通する第３の開口部を介して前記スイッチング素子に電気的に接続されており、
   前記画素電極は、前記第１の開口部、前記第２の開口部および前記第３の開口部を介して前記スイッチング素子に電気的に接続されていることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記第１の無機絶縁膜、前記第２の無機絶縁膜および前記第３の無機絶縁膜は、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒酸化シリコン膜あるいは酸窒化シリコン膜であることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記第３の開口部は、前記コンタクトホールの内側領域において前記第２の開口部と平面的に重なって互いの側壁が連続する１つの開口部を構成していることを特徴とする請求項１または２に記載の電気光学装置。
4. 前記第３の無機絶縁膜は、前記第１の無機絶縁膜および前記第２の無機絶縁膜のうちの少なくとも一方と形成領域が略重なっていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電気光学装置。
5. 前記素子基板では、前記画素電極の上層側に、少なくとも、自発光素子を構成する発光層、および前記画素電極との間で当該発光層を駆動する対向電極が積層されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の電気光学装置。
6. 前記素子基板と、該素子基板に対向配置された対向基板との間には液晶が保持されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の電気光学装置。
7. 素子基板上にスイッチング素子を形成するスイッチング素子形成工程と、
   前記スイッチング素子の上層側に第１の無機絶縁膜を形成する第１の無機絶縁膜形成工程と、
   前記第１の無機絶縁膜の上層側の所定領域に、前記スイッチング素子の一部と平面的に重なる位置にコンタクトホールを備えた樹脂膜からなる平坦化膜を形成する平坦化膜形成工程と、
   前記平坦化膜の上層側に前記コンタクトホール内および前記平坦化膜の外側で前記第１の無機絶縁膜と接して当該平坦化膜の上面および側面を覆う第２の無機絶縁膜を形成する第２の無機絶縁膜形成工程と、
   前記第２の無機絶縁膜の上層に光反射層を形成する光反射層形成工程と、
   前記光反射層の上層側に前記光反射層の周りで前記第２の無機絶縁膜と接する第３の無機絶縁膜を形成する第３の無機絶縁膜形成工程と、
   前記コンタクトホールの内周面に沿って前記第１の無機絶縁膜と前記第２の無機絶縁膜とが接する部分および前記コンタクトホールの内周面に沿って前記第２の無機絶縁膜と前記第３の無機絶縁膜とが接する部分を残すように当該コンタクトホールの内側領域に前記第１の無機絶縁膜を貫通する第１の開口部、前記第２の無機絶縁膜を貫通する第２の開口部および前記コンタクトホールの内側領域において前記第３の無機絶縁膜を貫通する第３の開口部を同時形成する開口部形成工程と、
   前記第３の無機絶縁膜の上層側に、前記第１の開口部、前記第２の開口部および前記第３の開口部を介して前記スイッチング素子に電気的に接続する画素電極を形成する画素電極形成工程と
   を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。

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