JP2001185354A

JP2001185354A - 電気光学装置及びその作製方法

Info

Publication number: JP2001185354A
Application number: JP2000308742A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 舜平山崎; Ichiu Yamamoto; 一宇山本; Yasuyuki Arai; 康行荒井
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2001-07-06
Anticipated expiration: 2020-10-10
Also published as: JP4780826B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、インクジェット方式によるＥＬ層
の形成を簡便でかつ高速に処理することを目的としてい
る。そして、動作性能及び信頼性の高い電気光学装置の
作製方法、特にＥＬ表示装置の作製方法を提供すること
を課題とする。【解決手段】本発明はインクジェット方式でＥＬ層を
形成するときに、該ＥＬ層を複数の画素に渡って連続し
て設ける。具体的には、ｍ行ｎ列にマトリクス状に配列
された画素電極に対して、選択されたある一列または一
行に対し、ＥＬ層をストライプ状に形成する。または、
各画素電極に対応して長円形或いは長方形にＥＬ層を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子（半導体
薄膜を用いた素子）を基板上に作り込んで形成されたエ
レクトロルミネッセンス（ＥＬ：Electro Luminescenc
e）表示装置に代表される電気光学装置及びその電気光
学装置を表示ディスプレイとして有する電子装置（電子
デバイス）に関する。特にそれらの作製方法に関する。
本明細書では、エレクトロルミネセンスが得られる有機
化合物を含む層をＥＬ層と呼ぶ。尚、有機化合物におけ
るミネセンスには一重項励起状態から基底状態に戻る際
の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際
の発光（りん光）とがあり、その両者を含むものとす
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、基板上に薄膜トランジスタ（以
下、ＴＦＴと記す）を形成する技術が大幅に進歩し、ア
クティブマトリクス型表示装置への応用開発が進められ
ている。特に、結晶構造を有する半導体膜（例えば、ポ
リシリコン膜）を用いたＴＦＴは、従来のアモルファス
シリコン膜を用いたＴＦＴよりも電界効果移動度が高い
ので高速動作が可能となる。そのため、画素部に接続す
る駆動回路をＴＦＴで形成して、同一基板上に作り込む
ことが可能となっている。

【０００３】このようなアクティブマトリクス型表示装
置は、同一基板上に様々な回路や素子を作り込むことで
製造コストの低減、表示装置の小型化や薄型化、歩留ま
りの上昇、スループットの向上など、様々な利点が得ら
れるとして注目されている。

【０００４】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置は、
各画素のそれぞれにＴＦＴでなるスイッチング素子を設
け、そのスイッチング素子によって電流制御を行う駆動
素子を動作させてＥＬ層（発光層）を発光させる。例え
ば米国特許番号５，６８４，３６５号（日本国公開公
報：特開平８−２３４６８３号参照）、日本国公開公
報：特開平１０−１８９２５２号に記載されたＥＬ表示
装置がある。

【０００５】これらＥＬ表示装置でカラー表示させる方
法において、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色を
発光するＥＬ層を画素毎に配置する試みがなされてい
る。しかしながら、ＥＬ層として一般的に用いられる材
料は殆ど有機材料であり、微細加工で用いられるフォト
リソグラフィーの技術をそのまま適用することは困難で
あった。その理由は、ＥＬ材料自体が水分に非常に弱
く、現像液にも容易に溶解してしまうほど取り扱いが難
しいからである。

【０００６】このような問題を解決する技術として、Ｅ
Ｌ層をインクジェット方式により形成する技術が提案さ
れている。例えば、特開平１０−０１２３７７号公報に
は、インクジェット方式によりＥＬ層を形成したアクテ
ィブマトリクス型ＥＬ表示体が開示されている。また、
同様な技術が、「Multicolor Pixel Patterning of Lig
ht-Emitting Polymers by Ink-jet Printing;T.Shimada
et.al.,p376-379,SID99 DIGEST」にも開示されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】インクジェット方式で
は１画素毎にＥＬ層を形成することが可能となり、ＥＬ
層を形成した後でパターニングをするという工程を省略
することができる。しかし、アクティブマトリクス型Ｅ
Ｌ表示装置にしても、パッシブ型ＥＬ表示装置にして
も、画面サイズが大きくなり画素密度が高くなるにつ
れ、高い位置精度と処理速度の高速化が要求される。

【０００８】本発明は、インクジェット方式によるＥＬ
層の形成を簡便でかつ高速に処理することを目的として
いる。そして、動作性能及び信頼性の高い電気光学装置
の作製方法、特にＥＬ表示装置の作製方法を提供するこ
とを課題とする。そして、電気光学装置の画質を向上さ
せることにより、それを表示用ディスプレイとして有す
る電子装置（電子デバイス）の品質を向上させることを
課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明はインクジェット方式でＥＬ層を形成すると
きに、該ＥＬ層を複数の画素に渡って連続して設ける。
具体的には、ｍ行ｎ列にマトリクス状に配列された画素
電極に対して、選択されたある一列または一行に対し、
ＥＬ層をストライプ状に連続的に形成する。または、各
画素電極に対応して長円形或いは長方形にＥＬ層を形成
する。

【００１０】インクジェット方式では、インクヘッドの
位置制御と、インク（ＥＬ層を形成する場合はその材料
を含有する溶液）の吐出との操作を繰り返し行うことで
所定のパターンを形成する。しかし、画面サイズが大き
くなり、また画素密度が大きくなると、各画素電極毎に
対応してＥＬ層を形成する方法では処理時間が膨大なも
のとなってくる。しかし、上記のようにストライプ状、
または長円形或いは長方形に形成する方法は、インクヘ
ッドを連続的に走査させることでＥＬ層の形成が可能と
なり処理時間を短縮することができる。

【００１１】カラー表示のＥＬ表示装置を作製するに
は、赤、緑、青の各色に対応するＥＬ層をストライプ
状、または長円形或いは長方形に形成すれば良い。この
ようなＥＬ層及びＥＬ層の作製方法は、アクティブマト
リクス型であってもパッシブマトリクス型であっても適
用できる。

【００１２】さらに、本発明ではインクジェット方式で
形成されたＥＬ素子からのアルカリ金属の拡散を、ＥＬ
素子とＴＦＴとの間に設けた絶縁膜（パッシベーション
膜）によって防止する。具体的には、ＴＦＴを覆う平坦
化膜上にアルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜を設ける。
即ち、その絶縁膜中においてＥＬ表示装置の動作温度に
おけるアルカリ金属の拡散速度が十分に小さいものを用
いれば良い。

【００１３】好ましくは、水分及びアルカリ金属を透過
せず、且つ、熱伝導率の高い（放熱効果の高い）絶縁膜
を選定し、この絶縁膜をＥＬ素子に接して設けるか、さ
らに好ましくはそのような絶縁膜でもってＥＬ素子を囲
んだ状態とする。即ち、ＥＬ素子になるべく近い位置
に、水分及びアルカリ金属に対するブロッキング効果が
あり、且つ、放熱効果をも有する絶縁膜を設け、該絶縁
膜によってＥＬ素子の劣化を抑制するのである。

【００１４】また、そのような絶縁膜を単層で用いるこ
とができない場合は、水分及びアルカリ金属に対するブ
ロッキング効果を有する絶縁膜と、放熱効果を有する絶
縁膜とを積層して用いることもできる。さらには、水分
に対するブロッキング効果を有する絶縁膜と、アルカリ
金属に対するブロッキング効果を有する絶縁膜と、放熱
効果を有する絶縁膜とを積層して用いることもできる。

【００１５】

【発明の実施の形態】[実施形態１]図１は本発明の概念
を説明する図である。図１（Ａ）は、基板１０１上に画
素部１０２と走査線側駆動回路１０３、データ線側駆動
回路１０４が設けられている構成を示している。画素部
１０２にはストライプ状に分離層１０５が設けられ、各
分離層の間にＥＬ層が形成されている。分離層１０５は
インクジェット方式でＥＬ層を形成する場合において、
隣接するＥＬ層が相互に混ざり合わないようにするため
に設けてある。

【００１６】ＥＬ層１０６は、インクヘッド１０７から
ＥＬ材料を含む溶液を吐出して形成される。ＥＬ層の材
料は特に限定されるものではないが、カラー表示を行う
には赤、緑、青に対応したＥＬ層１０６Ｒ、１０６Ｇ、
１０６Ｂを設ければ良い。

【００１７】図２は画素部にＥＬ層を形成する場合の詳
細を説明する図である。図２（Ａ）では画素部１２０に
おいて、各画素に対応して電流制御用ＴＦＴ１２２とそ
れに接続する画素電極１２３が複数個設けられ、かつ、
マトリクス状に配列され、選択されたある一列または一
行の画素電極に対し、ＥＬ層１２１をストライプ状に形
成する様子を示している。カラー表示を行うには赤、
緑、青に対応したＥＬ層１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂ
を図のように設ければ良い。

【００１８】また、画素部１２０のマトリクス状に配列
された電流制御用ＴＦＴ１２５とそれに接続する画素電
極１２６に対して、ＥＬ層１２４を長円形或いは長方形
にＥＬ層を形成しても良い。カラー表示を行うには同様
にＥＬ層１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂを図のように設
ける。

【００１９】図１（Ｂ）は図１（Ａ）で示した概念図の
断面構造図であり、基板１０１上に走査線側駆動回路１
０３、画素部１０２が形成されている様子を示してい
る。画素部１０２には分離層１０５が形成され、各分離
層の間にＥＬ層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂが形成さ
れている。インクヘッド１０７はインクジェット方式の
ものであり、制御信号に応じて赤、緑、青の各色に対応
したインクドット１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂが吐出
される。吐出されたインクドット１０８Ｒ、１０８Ｇ、
１０８Ｂは基板上に付着し、その後の乾燥或いは焼成工
程を経てＥＬ層として機能するが、図２で示したように
本発明はこのように吐出されたインクドットを基板上で
連続させストライプ状、または長円状或いは長方形状に
形成することに特徴がある。インクヘッドは一列または
一行毎に一方向に走査させれば良いので、ＥＬ層の形成
にかかる処理時間を短縮することができる。

【００２０】図１（Ｃ）は画素部をさらに詳細に説明す
る図であり、基板上に電流制御用ＴＦＴ１１０と、該電
流制御用ＴＦＴ１１０に接続する画素電極１１２が設け
られ、各画素電極上にＥＬ層１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０
６Ｂが分離層１０５の間に形成されている。画素電極１
１２と電流制御用ＴＦＴ１１０との間にはアルカリ金属
に対するブロッキング効果を有する絶縁膜１１１が形成
されていることが望ましい。

【００２１】図３はインクヘッドの構成を説明する図で
あり、はピエゾ方式を採用した例である。図３（Ａ）で
示すのはピエゾ素子（圧電素子）１３１、筐体１３２、
ＥＬ形成溶液１３３である。電圧がかかるとピエゾ素子
が変形し、筐体１３２も変形する。その結果、図３
（Ｂ）で示すように内部のＥＬ形成溶液１３３は液滴１
３４として発射される。このようにピエゾ素子にかかる
電圧を制御することでＥＬ形成溶液の塗布を行う。この
場合、ＥＬ形成溶液１３３は物理的な外圧によって押し
出されるため、組成等になんら影響はない。

【００２２】図４は同様に本発明の概念を説明する図で
あるが、基板１４１上に形成された画素部１４２には第
1の分離層１４５とこれに直交する第2の分離層１４６が
設けられ、ＥＬ層１４７は第1の分離層１４５と分離層
１４６とに囲まれた部分に形成されている。第1の分離
層１４５と第2の分離層１４６とは各画素電極に対応し
て設けられている。ＥＬ層はインクヘッド１４８からＥ
Ｌ材料を含むＥＬ形成溶液を吐出して形成される。カラ
ー表示を行うには赤、緑、青に対応したＥＬ層１４８
Ｒ、１４８Ｇ、１４８Ｂを設ければ良い。

【００２３】[実施形態２]本発明のアクティブマトリク
ス型ＥＬ表示装置について図５と図６を用いて説明す
る。図５に示したのは本発明であるアクティブマトリク
ス型ＥＬ表示装置の画素の断面図であり、図６（Ａ）は
その上面図、図６（Ｂ）はその回路構成である。実際に
はこのような画素がマトリクス状に複数配列されて画素
部（画像表示部）が形成される。

【００２４】なお、図５の断面図は図６（Ａ）に示した
上面図においてＡ−Ａ’で切断した切断面を示してい
る。ここでは図５及び図６で共通の符号を用いているの
で、適宜両図面を参照すると良い。

【００２５】図５において、１１は基板、１２は下地と
なる絶縁膜（以下、下地膜という）である。基板１１と
してはガラス基板、ガラスセラミックス基板、石英基
板、シリコン基板、セラミックス基板、金属基板若しく
はプラスチック基板（プラスチックフィルムも含む）を
用いることができる。

【００２６】また、下地膜１２は特に可動イオンを含む
基板や導電性を有する基板を用いる場合に有効である
が、石英基板には設けなくても構わない。下地膜１２と
しては、珪素（シリコン）を含む絶縁膜を用いれば良
い。なお、本明細書において「珪素を含む絶縁膜」と
は、具体的には酸化珪素膜、窒化珪素膜若しくは窒化酸
化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙで示される）など珪素、酸素若
しくは窒素を所定の割合で含む絶縁膜を指す。

【００２７】また、下地膜１２に放熱効果を持たせるこ
とによりＴＦＴの発熱を発散させることはＴＦＴの劣化
又はＥＬ素子の劣化を防ぐためにも有効である。その場
合、アルミニウム（Ａｌ）の酸化物、窒化物などＡｌを
成分とする合金材料で形成しても良い。

【００２８】画素内には二つのＴＦＴを形成している。
２０１はスイッチング用素子として機能するＴＦＴ（以
下、スイッチング用ＴＦＴという）、２０２はＥＬ素子
へ流す電流量を制御する電流制御用素子として機能する
ＴＦＴ（以下、電流制御用ＴＦＴという）であり、どち
らもｎチャネル型ＴＦＴで形成されている。

【００２９】但し、スイッチング用ＴＦＴと電流制御用
ＴＦＴをｎチャネル型ＴＦＴに限定する必要はなく、両
方又はどちらか片方にｐチャネル型ＴＦＴを用いること
も可能である。いずれにしても、電流制御用ＴＦＴに接
続するＥＬ素子にかけるバイアス電圧の極性によりＴＦ
Ｔを選択すれば良い。

【００３０】スイッチング用ＴＦＴ２０１は、ソース領
域１３、ドレイン領域１４、ＬＤＤ領域１５a〜１５d、
高濃度不純物領域１６及びチャネル形成領域１７a、１
７bを含む活性層、ゲート絶縁膜１８、ゲート電極１９
a、１９b、第１層間絶縁膜２０、ソース配線２１並びに
ドレイン配線２２を有して形成される。

【００３１】また、図示しないが、ゲート電極１９a、
１９bは別の材料（ゲート電極１９a、１９bよりも低抵
抗な材料）で形成されたゲート線によって電気的に接続
されたダブルゲート構造としても良く、このような構成
とすることで画面サイズの大型化に対応できる。勿論、
ダブルゲート構造だけでなく、トリプルゲート構造など
いわゆるマルチゲート構造（直列に接続された二つ以上
のチャネル形成領域を有する活性層を含む構造）であっ
ても良い。マルチゲート構造はオフ電流値を低減する上
で極めて有効であり、本発明では画素のスイッチング素
子２０１をマルチゲート構造とすることによりオフ電流
値の低いスイッチング素子を実現している。

【００３２】また、活性層は結晶構造を含む半導体膜で
形成される。即ち、単結晶半導体膜でも良いし、多結晶
半導体膜や微結晶半導体膜でも良い。また、ゲート絶縁
膜１８は珪素を含む絶縁膜で形成すれば良い。また、ゲ
ート電極、ソース線若しくはドレイン線はＡｌ、タンタ
ル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）等に代表される公知の
配線材料を用いることができる。

【００３３】さらに、スイッチング用ＴＦＴ２０１にお
いては、ＬＤＤ領域１５a〜１５dは、ゲート絶縁膜１８
を介してゲート電極１７a、１７bと重ならないように設
ける。このような構造はオフ電流値を低減する上で非常
に効果的である。

【００３４】なお、チャネル形成領域とＬＤＤ領域との
間にオフセット領域（チャネル形成領域と同一組成の半
導体層でなり、ゲート電圧が印加されない領域）を設け
ることはオフ電流値を下げる上でさらに好ましい。ま
た、二つ以上のゲート電極を有するマルチゲート構造の
場合、チャネル形成領域の間に設けられた高濃度不純物
領域がオフ電流値の低減に効果的である。

【００３５】以上のように、マルチゲート構造のＴＦＴ
を画素のスイッチング素子２０１として用いることによ
り、十分にオフ電流値の低いスイッチング素子を実現す
ることができる。そのため、特開平１０−１８９２５２
号公報の図２のようなコンデンサーを設けなくても十分
な時間（選択されてから次に選択されるまでの間）電流
制御用ＴＦＴのゲート電圧を維持しうる。

【００３６】即ち、従来、有効発光面積を狭める要因と
なっていたコンデンサーを排除することが可能となり、
有効発光面積を広くすることが可能となる。このことは
ＥＬ表示装置の画質を明るくできることを意味する。

【００３７】電流制御用ＴＦＴ２０２は、ソース領域３
１、ドレイン領域３２、ＬＤＤ領域３３及びチャネル形
成領域３４を含む活性層、ゲート絶縁膜１８、ゲート電
極３５、第１層間絶縁膜２０、ソース配線３６並びにド
レイン配線３７を有して形成される。なお、ゲート電極
３５はシングルゲート構造となっているが、マルチゲー
ト構造であっても良い。

【００３８】図６に示すように、スイッチング用ＴＦＴ
のドレインは電流制御用ＴＦＴのゲートに接続されてい
る。具体的には電流制御用ＴＦＴ２０２のゲート電極３
５はスイッチング用ＴＦＴ２０１のドレイン領域１４と
ドレイン線（接続配線とも言える）２２を介して電気的
に接続されている。また、ソース線３６は電源供給線２
１２に接続される。

【００３９】この電流制御用ＴＦＴ２０２の特徴は、チ
ャネル幅がスイッチング用ＴＦＴ２０１のチャネル幅よ
りも大きい点である。即ち、図１２に示すように、スイ
ッチング用ＴＦＴのチャネル長をＬ１、チャネル幅をＷ
１とし、電流制御用ＴＦＴのチャネル長をＬ２、チャネ
ル幅をＷ２とした場合、Ｗ２／Ｌ２≧５×Ｗ１／Ｌ１
（好ましくはＷ２／Ｌ２≧１０×Ｗ１／Ｌ１）という関
係式が成り立つようにする。このため、スイッチング用
ＴＦＴよりも多くの電流を容易に流すことが可能であ
る。

【００４０】なお、マルチゲート構造であるスイッチン
グ用ＴＦＴ２０１のチャネル長Ｌ１は、形成された二つ
以上のチャネル形成領域のそれぞれのチャネル長の総和
とする。図１２の場合、ダブルゲート構造であるので、
二つのチャネル形成領域のそれぞれのチャネル長Ｌ１a
及びＬ１bを加えたものがスイッチング用ＴＦＴ２０１
のチャネル長Ｌ１となる。

【００４１】本発明において、チャネル長Ｌ１、Ｌ２及
びチャネル幅Ｗ１、Ｗ２は特定の数値範囲に限定される
ものではないが、Ｗ１は０．１〜５μm（代表的には１
〜３μm）、Ｗ２は０．５〜３０μm（代表的には２〜１
０μm）とするのが好ましい。この時、Ｌ１は０．２〜
１８μm（代表的には２〜１５μm）、Ｌ２は０．１〜５
０μm（代表的には１〜２０μm）とするのが好ましい。

【００４２】なお、電流制御用ＴＦＴ２０２では電流が
過剰に流れることを防止するためチャネル長Ｌの長さを
長めに設定することが望ましい。好ましくはＷ２／Ｌ２
≧３（好ましくはＷ２／Ｌ２≧５）とするとよい。望ま
しくはは一画素あたり０．５〜２μＡ（好ましくは１〜
１．５μＡ）となるようにする。

【００４３】これらの数値範囲とすることによりＶＧＡ
クラスの画素数（６４０×４８０）を有するＥＬ表示装
置からハイビジョンクラスの画素数（１９２０×１０８
０又は１２８０×１０２４）を有するＥＬ表示装置ま
で、あらゆる規格を網羅することができる。また、スイ
ッチング用ＴＦＴ２０１に形成されるＬＤＤ領域の長さ
（幅）は０．５〜３．５μｍ、代表的には２．０〜２．
５μｍとすれば良い。

【００４４】また、図５に示したＥＬ表示装置は、電流
制御用ＴＦＴ２０２において、ドレイン領域３２とチャ
ネル形成領域３４との間にＬＤＤ領域３３が設けられ、
且つ、ＬＤＤ領域３３がゲート絶縁膜１８を介してゲー
ト電極３５に重なっている領域と重なっていない領域と
を有する点にも特徴がある。

【００４５】電流制御用ＴＦＴ２０２は、ＥＬ素子２０
４を発光させるための電流を供給すると同時に、その供
給量を制御して階調表示を可能とする。そのため、大電
流を流しても劣化しないようにホットキャリア注入によ
る劣化対策を講じておく必要がある。また、黒色を表示
する際は、電流制御用ＴＦＴ２０２をオフ状態にしてお
くが、その際、オフ電流値が高いときれいな黒色表示が
できなくなり、コントラストの低下等を招く。従って、
オフ電流値も抑える必要がある。

【００４６】ホットキャリア注入による劣化に関して
は、ゲート電極に対してＬＤＤ領域が重なった構造が非
常に効果的であることが知られている。しかしながら、
ＬＤＤ領域全体をゲート電極に重ねてしまうとオフ電流
値が増加してしまうため、本出願人はゲート電極に重な
らないＬＤＤ領域を直列に設けるという新規な構造によ
って、ホットキャリア対策とオフ電流値対策とを同時に
解決している。

【００４７】この時、ゲート電極に重なったＬＤＤ領域
の長さは０．１〜３μm（好ましくは０．３〜１．５μ
m）にすれば良い。長すぎては寄生容量を大きくしてし
まい、短すぎてはホットキャリアを防止する効果が弱く
なってしまう。また、ゲート電極に重ならないＬＤＤ領
域の長さは１．０〜３．５μｍ（好ましくは１．５〜
２．０μｍ）にすれば良い。長すぎると十分な電流を流
せなくなり、短すぎるとオフ電流値を低減する効果が弱
くなる。

【００４８】また、上記構造においてゲート電極とＬＤ
Ｄ領域とが重なった領域では寄生容量が形成されてしま
うため、ソース領域３１とチャネル形成領域３４との間
には設けない方が好ましい。電流制御用ＴＦＴはキャリ
ア（ここでは電子）の流れる方向が常に同一であるの
で、ドレイン領域側のみにＬＤＤ領域を設けておけば十
分である。

【００４９】また、流しうる電流量を多くするという観
点から見れば、電流制御用ＴＦＴ２０２の活性層（特に
チャネル形成領域）の膜厚を厚くする（好ましくは５０
〜１００ｎｍ、さらに好ましくは６０〜８０ｎｍ）こと
も有効である。逆に、スイッチング用ＴＦＴ２０１の場
合はオフ電流値を小さくするという観点から見れば、活
性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を薄くする（好ま
しくは２０〜５０ｎｍ、さらに好ましくは２５〜４０ｎ
ｍ）ことも有効である。

【００５０】第１パッシベーション膜４１の膜厚は１０
ｎｍ〜１μm（好ましくは２００〜５００ｎｍ）とすれ
ば良い。材料としては、珪素を含む絶縁膜（特に窒化酸
化珪素膜又は窒化珪素膜が好ましい）を用いることがで
きる。このパッシベーション膜４１は形成されたＴＦＴ
をアルカリ金属や水分から保護する役割をもつ。最終的
にＴＦＴの上方に設けられるＥＬ層にはナトリウム等の
アルカリ金属が含まれている。即ち、第１パッシベーシ
ョン膜４１はこれらのアルカリ金属（可動イオン）をＴ
ＦＴ側に侵入させない保護層としても働く。

【００５１】また、第１パッシベーション膜４１に放熱
効果を持たせることでＥＬ層の熱劣化を防ぐことも有効
である。但し、図５の構造のＥＬ表示装置は基板１１側
に光が放射されるため、第１パッシベーション膜４１は
透光性を有することが必要である。また、ＥＬ層として
有機材料を用いる場合、酸素との結合により劣化するの
で、酸素を放出しやすい絶縁膜は用いないことが望まし
い。

【００５２】アルカリ金属の透過を妨げ、さらに放熱効
果をもつ透光性材料としては、Ｂ（ホウ素）、Ｃ（炭
素）、Ｎ（窒素）から選ばれた少なくとも一つの元素
と、Ａｌ（アルミニウム）、Ｓｉ（珪素）、Ｐ（リン）
から選ばれた少なくとも一つの元素とを含む絶縁膜が挙
げられる。例えば、窒化アルミニウム（ＡｌｘＮｙ）に
代表されるアルミニウムの窒化物、炭化珪素（ＳｉｘＣ
ｙ）に代表される珪素の炭化物、窒化珪素（ＳｉｘＮ
ｙ）に代表される珪素の窒化物、窒化ホウ素（ＢｘＮ
ｙ）に代表されるホウ素の窒化物、リン化ホウ素（Ｂｘ
Ｐｙ）に代表されるホウ素のリン化物を用いることが可
能である。また、酸化アルミニウム（ＡｌｘＯｙ）に代
表されるアルミニウムの酸化物は透光性に優れ、熱伝導
率が２０Ｗｍ^-1Ｋ ^-1であり、好ましい材料の一つと言え
る。これらの材料には上記効果だけでなく、水分の侵入
を防ぐ効果もある。

【００５３】上記化合物に他の元素を組み合わせること
もできる。例えば、酸化アルミニウムに窒素を添加し
て、ＡｌＮｘＯｙで示される窒化酸化アルミニウムを用
いることも可能である。この材料にも放熱効果だけでな
く、水分やアルカリ金属等の侵入を防ぐ効果がある。

【００５４】また、特開昭６２−９０２６０号公報に記
載された材料を用いることができる。即ち、Ｓｉ、Ａ
ｌ、Ｎ、Ｏ、Ｍを含む絶縁膜（但し、Ｍは希土類元素の
少なくとも一種、好ましくはＣｅ（セリウム），Ｙｂ
（イッテルビウム），Ｓｍ（サマリウム），Ｅｒ（エル
ビウム），Ｙ（イットリウム）、Ｌａ（ランタン）、Ｇ
ｄ（ガドリニウム）、Ｄｙ（ジスプロシウム）、Ｎｄ
（ネオジウム）から選ばれた少なくとも一つの元素）を
用いることもできる。これらの材料にも放熱効果だけで
なく、水分やアルカリ金属等の侵入を防ぐ効果がある。

【００５５】また、少なくともダイヤモンド薄膜又はア
モルファスカーボン膜（特にダイヤモンドに特性の近い
もの、ダイヤモンドライクカーボン等と呼ばれる。）を
含む炭素膜を用いることもできる。これらは非常に熱伝
導率が高く、放熱層として極めて有効である。但し、膜
厚が厚くなると褐色を帯びて透過率が低下するため、な
るべく薄い膜厚（好ましくは５〜１００ｎｍ）で用いる
ことが好ましい。

【００５６】なお、第１パッシベーション膜４１の目的
はあくまでアルカリ金属や水分からＴＦＴを保護するこ
とにあるので、その効果を損なうものであってはならな
い。従って、上記放熱効果をもつ材料からなる薄膜を単
体で用いることもできるが、これらの薄膜と、アルカリ
金属や水分の透過を妨げうる絶縁膜（代表的には窒化珪
素膜（ＳｉｘＮｙ）や窒化酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮ
ｙ））とを積層することは有効である。

【００５７】また、ＥＬ表示装置には大きく分けて四つ
のカラー化表示方式があり、ＲＧＢに対応した三種類の
ＥＬ素子を形成する方式、白色発光のＥＬ素子とカラー
フィルターを組み合わせた方式、青色又は青緑発光のＥ
Ｌ素子と蛍光体（蛍光性の色変換層：ＣＣＭ）とを組み
合わせた方式、陰極（対向電極）に透明電極を使用して
ＲＧＢに対応したＥＬ素子を重ねる方式がある。図５に
は一つの画素しか図示していないが、同一構造の画素が
赤、緑又は青のそれぞれの色に対応して形成され、これ
によりカラー表示を行うことができる。これら各色のＥ
Ｌ層は公知の材料を採用すれば良い。但し、本発明は発
光方式に関わらず実施することが可能であり、上記四つ
の全ての方式を本発明に用いることができる。

【００５８】また、第１パッシベーション膜４１を形成
したら、各ＴＦＴを覆うような形で第２層間絶縁膜（平
坦化膜と言っても良い）４４を形成し、ＴＦＴによって
できる段差の平坦化を行う。第２層間絶縁膜４４として
は、有機樹脂膜が好ましく、ポリイミド、ポリアミド、
アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を用いると
良い。勿論、十分な平坦化が可能であれば、無機膜を用
いても良い。

【００５９】第２層間絶縁膜４４によってＴＦＴによる
段差を平坦化することは非常に重要である。後に形成さ
れるＥＬ層は非常に薄いため、段差が存在することによ
ってその部分に亀裂が入ったり、陽極と陰極が短絡した
りする場合がある。従って、ＥＬ層をできるだけ平坦面
に形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化して
おくことが望ましい。

【００６０】第２パッシベーション膜４５はＥＬ素子か
ら拡散するアルカリ金属をブロッキングする重要な役割
を担う。膜厚は５ｎｍ〜１μm（典型的には２０〜３０
０ｎｍ）とすれば良い。この第２パッシベーション膜４
５は、アルカリ金属の透過を妨げうる絶縁膜を用いる。
材料としては、第１パッシベーション膜４１として用い
た材料を用いることができる。また、この第２パッシベ
ーション膜４５はＥＬ素子で発生した熱を逃がしてＥＬ
素子に熱が蓄積しないように機能する放熱層としても機
能する。また、第２層間絶縁膜４４が有機樹脂膜である
場合は熱に弱いため、ＥＬ素子で発生した熱が第２層間
絶縁膜４４に悪影響を与えないようにする。また、第２
パッシベーション膜４５は上記熱による劣化を防ぐと同
時に、ＥＬ層中のアルカリ金属がＴＦＴ側へと拡散しな
いようにするための保護層としても機能し、さらにはＥ
Ｌ層側へＴＦＴ側から水分や酸素が侵入しないようにす
る保護層としても機能する。

【００６１】前述のようにＥＬ表示装置を作製するにあ
たってＴＦＴを有機樹脂膜で平坦化することは有効であ
るが、ＥＬ素子で発生した熱による有機樹脂膜の劣化を
考慮した構造は従来なかった。本発明では第２パッシベ
ーション膜４５を設けることによってその点を解決して
いる点も特徴の一つと言える。

【００６２】画素電極（ＥＬ素子の陽極）４６は透明導
電膜であり、第２パッシベーション膜４５、第２層間絶
縁膜４４及び第１パッシベーション膜４１にコンタクト
ホール（開孔）を開けた後、形成された開孔部において
電流制御用ＴＦＴ２０２のドレイン配線３７に接続され
るように形成される。

【００６３】画素電極４６が形成されたら、第２パッシ
ベーション膜４５の上に有機樹脂膜でなる分離層１０１
を形成する。本実施例では感光性のポリイミド膜をスピ
ンコーティング法により形成し、パターニングによって
分離層１０１を形成する。この分離層１０１はインクジ
ェット方式でＥＬ層を形成する際の型であり、この分離
層の配置によってＥＬ素子の形成される場所が画定す
る。

【００６４】そして、分離層１０１を形成したら、次に
ＥＬ層（有機材料が好ましい）４７をインクジェット方
式で形成する。ＥＬ層４７は単層又は積層構造で用いら
れるが、積層構造で用いられる場合が多い。発光層、電
子輸送層、電子注入層、正孔注入層又は正孔輸送層など
を組み合わせて様々な積層構造が提案されているが、本
発明ではいずれの構造であっても良い。また、ＥＬ層に
対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。

【００６５】本発明では既に公知のあらゆるＥＬ材料を
用いることができる。公知の材料としては、有機材料が
広く知られており、駆動電圧を考慮すると有機材料を用
いるのが好ましい。有機ＥＬ材料としては、例えば、以
下の米国特許又は公開公報に開示された材料を用いるこ
とができる。

【００６６】米国特許第４，３５６，４２９号、米国特
許第４，５３９，５０７号、米国特許第４，７２０，４
３２号、米国特許第４，７６９，２９２号、米国特許第
４，８８５，２１１号、米国特許第４，９５０，９５０
号、米国特許第５，０５９，８６１号、米国特許第５，
０４７，６８７号、米国特許第５，０７３，４４６号、
米国特許第５，０５９，８６２号、米国特許第５，０６
１，６１７号、米国特許第５，１５１，６２９号、米国
特許第５，２９４，８６９号、米国特許第５，２９４，
８７０号、特開平１０−１８９５２５号公報、特開平８
−２４１０４８号公報、特開平８−７８１５９号公報。

【００６７】具体的には、正孔注入層としての有機材料
は次のような一般式で表されるものを用いることができ
る。

【００６８】

【化１】

【００６９】ここでＱはＮ又はＣ−Ｒ（炭素鎖）であ
り、Ｍは金属、金属酸化物又は金属ハロゲン化物であ
り、Ｒは水素、アルキル、アラルキル、アリル又はアル
カリルであり、Ｔ１、Ｔ２は水素、アルキル又はハロゲ
ンのような置換基を含む不飽和六員環である。

【００７０】また、正孔輸送層としての有機材料は芳香
族第三アミンを用いることができ、好ましくは次のよう
な一般式で表されるテトラアリルジアミンを含む。

【００７１】

【化２】

【００７２】ここでＡｒｅはアリレン群であり、ｎは１
から４の整数であり、Ａｒ、Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉はそれぞれ
選択されたアリル群である。

【００７３】また、ＥＬ層、電子輸送層又は電子注入層
としての有機材料は金属オキシノイド化合物を用いるこ
とができる。金属オキシノイド化合物としては以下のよ
うな一般式で表されるものを用いれば良い。

【００７４】

【化３】

【００７５】ここでＲ₂−Ｒ₇は置き換え可能であり、次
のような金属オキシノイド化合物を用いることもでき
る。

【００７６】

【化４】

【００７７】ここでＲ₂−Ｒ₇は上述の定義によるもので
あり、Ｌ₁−Ｌ₅は１から１２の炭素元素を含む炭水化物
群であり、Ｌ₁、Ｌ₂又はＬ₂、Ｌ₃は共にベンゾ環を形成
することができる。また、次のような金属オキシノイド
化合物でも良い。

【００７８】

【化５】

【００７９】ここでＲ₂−Ｒ₆は置き換え可能である。こ
のように有機ＥＬ材料としては有機リガンドを有する配
位化合物を含む。但し、以上の例は本発明のＥＬ材料と
して用いることのできる有機ＥＬ材料の一例であって、
これに限定する必要はまったくない。

【００８０】また、本発明ではＥＬ層の形成方法として
インクジェット方式を用いるため、好ましいＥＬ材料と
してはポリマー系材料が多い。代表的なポリマー系材料
としては、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）系や
ポリフルオレン系などの高分子材料が挙げられる。カラ
ー化するには、例えば、赤色発光材料にはシアノポリフ
ェニレンビニレン、緑色発光材料にはポリフェニレンビ
ニレン、青色発光材料にはポリフェニレンビニレン及び
ポリアルキルフェニレンが好ましい。

【００８１】但し、以上の例は本発明のＥＬ材料として
用いることのできる有機ＥＬ材料の一例であって、これ
に限定する必要はまったくない。インクジェット法に使
用できる有機ＥＬ材料については、特開平１０−０１２
３７７号公報に記載されている材料を全て引用すること
ができる。

【００８２】なお、インクジェット方式はバブルジェッ
ト（登録商標）方式（サーマルインクジェット方式とも
いう）とピエゾ方式とに大別されるが、本発明を実施す
るにはピエゾ方式が望ましい。

【００８３】また、実際に画素電極上にＥＬ材料を塗布
するときの形状は、実施形態１で示したようにストライ
プ状或いは複数のドットを連続させて長円状または長方
形状に形成する。分離層１０１はインクジェット方式で
ＥＬ層を形成するに当たり隣接するＥＬ層が相互に混合
しないための機能を有している。

【００８４】カラー表示を行うには、図６で示すように
赤色発光のＥＬ層４７Ｒ、緑色発光のＥＬ層４７Ｇ、青
色発光のＥＬ層４７Ｂを形成する。このとき、それぞれ
のＥＬ層を順次形成しても良いし、赤、緑、青に対応す
るＥＬ層を同時に形成しても良い。また、ＥＬ形成溶液
に含まれる溶媒を除去するためにベーク（焼成）処理が
必要である。このベーク処理は全てのＥＬ層を形成した
後で行っても良いし、各色のＥＬ層が形成し終えた時点
で個別に行っても良い。このようにして、ＥＬ層の厚さ
を５０〜２５０ｎｍの厚さに形成する。

【００８５】図２１は画素部における構成を説明するも
のであり、ストライプ状または長円状或いは長方形状に
形成されたＥＬ層に複数の画素電極が形成されている様
子を示している。図２１（Ａ）では異なる色で発光する
ＥＬ層１７０２ａ、１７０２ｂに対しそれぞれ複数の画
素電極が設けられている。各画素電極にはスイッチング
用ＴＦＴと電流制御用ＴＦＴの２つのＴＦＴが接続され
ている。またＥＬ層１７０２ａと１７０２ｂは分離層１
７０１により分離されている。マルチカラー表示するに
は、画素電極１７０３ａと１７０３ｂを一組として一つ
の画素１７１０ａを形成する。同様に画素１７１０ｂを
隣に設けるとき、その間隔をＤとするとその値はＥＬ層
の厚さの５〜１０倍とする。即ち２５０〜２５００ｎｍ
とする。

【００８６】図２１（Ｂ）は他の構成例を示すものであ
り、例えば、赤、緑、青といった様に異なる色で発光す
るＥＬ層１７０５ａ、１７０５ｂ、１７０５ｃに対しそ
れぞれ複数の画素電極が設けられている。これらのＥＬ
層は分離層１７０４で分離されている。マルチカラー或
いはＲＧＢフルカラー表示するには、画素電極１７０６
ａ、１７０６ｂ、１７０６ｃを一組として一つの画素１
７２０ａを形成する。同様に画素１７１０ｂを隣に設け
るとき、その間隔をＤとすると、やはりその値はＥＬ層
の厚さの５〜１０倍とする。即ち２５０〜２５００ｎｍ
とする。このようにすることで画像表示を鮮明なものと
することができる。

【００８７】また、ＥＬ層４７を形成する際、処理雰囲
気は極力水分の少ない乾燥雰囲気とし、不活性ガス中で
行うことが望ましい。ＥＬ層は水分や酸素の存在によっ
て容易に劣化してしまうため、形成する際は極力このよ
うな要因を排除しておく必要がある。例えば、乾燥窒素
雰囲気、乾燥アルゴン雰囲気等が好ましい。

【００８８】以上のようにしてＥＬ層４７をインクジェ
ット方式により形成したら、次に陰極４８、補助電極４
９を形成する。本明細書中では、画素電極（陽極）、Ｅ
Ｌ層及び陰極で形成される発光素子をＥＬ素子と呼ぶ。

【００８９】陰極４８は仕事関数の小さいマグネシウム
（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）若しくはカルシウム（Ｃ
ａ）を含む材料を用いる。好ましくはＭｇＡｇ（Ｍｇと
ＡｌをＭｇ：Ａｇ＝１０：１で混合した材料）でなる電
極を用いれば良い。他にもＭｇＡｇＡｌ電極、ＬｉＡｌ
電極、また、ＬｉＦＡｌ電極が挙げられる。また、補助
電極４９は陰極４８を外部の水分等から保護膜するため
に設けられる電極であり、アルミニウム（Ａｌ）若しく
は銀（Ａｇ）を含む材料が用いられる。この補助電極４
８には放熱効果もある。

【００９０】なお、ＥＬ層４７及び陰極４８は大気解放
せずに乾燥された不活性雰囲気中にて連続的に形成する
ことが望ましい。これはＥＬ層として有機材料を用いる
場合、水分に非常に弱いため、大気解放した時の吸湿を
避けるためである。さらに、ＥＬ層４７及び陰極４８だ
けでなく、その上の補助電極４９まで連続形成するとさ
らに良い。

【００９１】また、第３パッシベーション膜５０の膜厚
は１０ｎｍ〜１μm（好ましくは２００〜５００ｎｍ）
とすれば良い。第３パッシベーション膜５０を設ける目
的は、ＥＬ層４７を水分から保護する目的が主である
が、第２パッシベーション膜４５と同様に放熱効果をも
たせても良い。従って、形成材料としては第１パッシベ
ーション膜４１と同様のものを用いることができる。但
し、ＥＬ層４７として有機材料を用いる場合、酸素との
結合により劣化する可能性があるので、酸素を放出しや
すい絶縁膜は用いないことが望ましい。

【００９２】また、上述のようにＥＬ層は熱に弱いの
で、なるべく低温（好ましくは室温から１２０℃までの
温度範囲）で成膜するのが望ましい。従って、プラズマ
ＣＶＤ法、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティ
ング法又は溶液塗布法（スピンコーティング法）が望ま
しい成膜方法と言える。

【００９３】このように、第２パッシベーション膜４５
を設けるだけでも十分にＥＬ素子の劣化を抑制すること
はできるが、さらに好ましくはＥＬ素子を第２パッシベ
ーション膜４５及び第２パッシベーション膜５０という
ようにＥＬ素子を挟んで形成された二層の絶縁膜によっ
て囲み、ＥＬ層への水分、酸素の侵入を防ぎ、ＥＬ層か
らのアルカリ金属の拡散を防ぎ、ＥＬ層への熱の蓄積を
防ぐ。その結果、ＥＬ層の劣化がさらに抑制されて信頼
性の高いＥＬ表示装置が得られる。

【００９４】また、本発明のＥＬ表示装置は図５のよう
な構造の画素からなる画素部を有し、画素内において機
能に応じて構造の異なるＴＦＴが配置されている。これ
によりオフ電流値の十分に低いスイッチング用ＴＦＴ
と、ホットキャリア注入に強い電流制御用ＴＦＴとが同
じ画素内に形成でき、高い信頼性を有し、且つ、良好な
画像表示が可能な（動作性能の高い）ＥＬ表示装置が得
られる。

【００９５】なお、図５の画素構造においてスイッチン
グ用ＴＦＴとしてマルチゲート構造のＴＦＴを用いてい
るが、ＬＤＤ領域の配置等の構成に関しては図１の構成
に限定する必要はない。以上の構成でなる本発明につい
て、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行う
こととする。

【００９６】

【実施例】[実施例１]本発明の実施例について図７〜図
９を用いて説明する。ここでは、画素部とその周辺に設
けられる駆動回路部のＴＦＴを同時に作製する方法につ
いて説明する。但し、説明を簡単にするために、駆動回
路に関しては基本回路であるＣＭＯＳ回路を図示するこ
ととする。

【００９７】まず、図７（Ａ）に示すように、ガラス基
板３００上に下地膜３０１を３００ｎｍの厚さに形成す
る。本実施例では下地膜３０２として窒化酸化珪素膜を
積層して用いる。この時、ガラス基板３００に接する方
の窒素濃度を１０〜２５ｗｔ％としておくと良い。

【００９８】また、下地膜３０１の一部として、図５に
示した第１パッシベーション膜４１と同様の材料からな
る絶縁膜を設けることは有効である。電流制御用ＴＦＴ
は大電流を流すことになるので発熱しやすく、なるべく
近いところに放熱効果のある絶縁膜を設けておくことは
有効である。

【００９９】次に下地膜３０１の上に５０ｎｍの厚さの
非晶質珪素膜（図示せず））を公知の成膜法で形成す
る。なお、非晶質珪素膜に限定する必要はなく、非晶質
構造を含む半導体膜（微結晶半導体膜を含む）であれば
良い。さらに非晶質シリコンゲルマニウム膜などの非晶
質構造を含む化合物半導体膜でも良い。また、膜厚は２
０〜１００ｎｍの厚さであれば良い。

【０１００】そして、公知の技術により非晶質珪素膜を
結晶化し、結晶質珪素膜（多結晶シリコン膜若しくはポ
リシリコン膜ともいう）３０２を形成する。公知の結晶
化方法としては、電熱炉を使用した熱アニール法、レー
ザー光を用いたレーザーアニール法、赤外光を用いたラ
ンプアニール法がある。本実施例では、ＸｅＣｌガスを
用いたエキシマレーザー光を用いたレーザーアニール法
で結晶化する。

【０１０１】なお、本実施例では線状に加工したパルス
発振型のエキシマレーザー光を用いるが、矩形であって
も良いし、連続発振型のアルゴンレーザー光や連続発振
型のエキシマレーザー光を用いることもできる。また、
レーザー光の光源はエキシマレーザーに限定されるもの
ではなく、ＹＡＧレーザーの第２高調波或いは第３高調
波を用いても良い。

【０１０２】本実施例では結晶質珪素膜をＴＦＴの活性
層として用いるが、非晶質珪素膜を用いることも可能で
ある。しかし、電流制御用ＴＦＴは大電流を流す必要性
があるため、電流を流しやすい結晶質珪素膜を用いた方
が有利である。

【０１０３】なお、オフ電流を低減する必要のあるスイ
ッチング用ＴＦＴの活性層を非晶質珪素膜で形成し、電
流制御用ＴＦＴの活性層を結晶質珪素膜で形成すること
は有効である。非晶質珪素膜はキャリア移動度が低いた
め電流を流しにくくオフ電流が流れにくい。即ち、電流
を流しにくい非晶質珪素膜と電流を流しやすい結晶質珪
素膜の両者の利点を生かすことができる。

【０１０４】次に、図７（Ｂ）に示すように、結晶質珪
素膜３０２上に酸化珪素膜でなる保護膜３０３を１３０
ｎｍの厚さに形成する。この厚さは１００〜２００ｎｍ
（好ましくは１３０〜１７０ｎｍ）の範囲で選べば良
い。また、珪素を含む絶縁膜であれば他の膜でも良い。
この保護膜３０３は不純物を添加する際に結晶質珪素膜
が直接プラズマに曝されないようにするためと、微妙な
濃度制御を可能にするために設ける。

【０１０５】そして、その上にレジストマスク３０４
a、３０４bを形成し、保護膜３０３を介してｎ型を付与
する不純物元素（以下、ｎ型不純物元素という）を添加
する。なお、ｎ型不純物元素としては、代表的には１５
族に属する元素、典型的にはリン又は砒素を用いること
ができる。なお、本実施例ではフォスフィン（ＰＨ₃）
を質量分離しないでプラズマ励起したプラズマドーピン
グ法を用い、リンを１×１０¹⁸atoms/cm³の濃度で添加
する。勿論、質量分離を行うイオンインプランテーショ
ン法を用いても良い。

【０１０６】この工程により形成されるｎ型不純物領域
３０５、３０６には、ｎ型不純物元素が２×１０¹⁶〜５
×１０¹⁹atoms/cm³（代表的には５×１０¹⁷〜５×１０
¹⁸atoms/cm³）の濃度で含まれるようにドーズ量を調節
する。

【０１０７】次に、図７（Ｃ）に示すように、保護膜３
０３を除去し、添加した１５族に属する元素の活性化を
行う。活性化手段は公知の技術を用いれば良いが、本実
施例ではエキシマレーザー光の照射により活性化する。
勿論、パルス発振型でも連続発振型でも良いし、エキシ
マレーザー光に限定する必要はない。但し、添加された
不純物元素の活性化が目的であるので、結晶質珪素膜が
溶融しない程度のエネルギーで照射することが好まし
い。なお、保護膜３０３をつけたままレーザー光を照射
しても良い。尚、このレーザー光による不純物元素の活
性化に際して、熱処理による活性化を併用しても構わな
い。熱処理による活性化を行う場合は、基板の耐熱性を
考慮して４５０〜５５０℃程度の熱処理を行えば良い。

【０１０８】この工程によりｎ型不純物領域３０５、３
０６の端部、即ち、ｎ型不純物領域３０５、３０６の周
囲に存在するｎ型不純物元素を添加していない領域との
境界部（接合部）が明確になる。このことは、後にＴＦ
Ｔが完成した時点において、ＬＤＤ領域とチャネル形成
領域とが非常に良好な接合部を形成しうることを意味す
る。

【０１０９】次に、図７（Ｄ）に示すように、結晶質珪
素膜の不要な部分を除去して、島状の半導体膜（以下、
活性層という）３０７〜３１０を形成する。

【０１１０】次に、図７（Ｅ）に示すように、活性層３
０７〜３１０を覆ってゲート絶縁膜３１１を形成する。
ゲート絶縁膜３１１としては、１０〜２００ｎｍ、好ま
しくは５０〜１５０ｎｍの厚さの珪素を含む絶縁膜を用
いれば良い。これは単層構造でも積層構造でも良い。本
実施例では１１０ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。

【０１１１】次に、２００〜４００ｎｍ厚の導電膜を形
成し、パターニングしてゲート電極３１２〜３１６を形
成する。なお、本実施例ではゲート電極と、ゲート電極
に電気的に接続された引き回しのための配線（以下、ゲ
ート配線という）とを別の材料で形成する。具体的には
ゲート電極よりも低抵抗な材料をゲート配線として用い
る。これは、ゲート電極としては微細加工が可能な材料
を用い、ゲート配線には微細加工はできなくとも配線抵
抗が小さい材料を用いるためである。勿論、ゲート電極
とゲート配線とを同一材料で形成してしまっても構わな
い。

【０１１２】また、ゲート電極は単層の導電膜で形成し
ても良いが、必要に応じて二層、三層といった積層膜と
することが好ましい。ゲート電極の材料としては公知の
あらゆる導電膜を用いることができる。ただし、上述の
ように微細加工が可能、具体的には２μm以下の線幅に
パターニング可能な材料が好ましい。

【０１１３】代表的には、タンタル（Ｔａ）、チタン
（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、
クロム（Ｃｒ）、導電性を有するシリコン（Ｓｉ）から
選ばれた元素でなる膜、または前記元素の窒化物膜（代
表的には窒化タンタル膜、窒化タングステン膜、窒化チ
タン膜）、または前記元素を組み合わせた合金膜（代表
的にはＭｏ−Ｗ合金、Ｍｏ−Ｔａ合金）、または前記元
素のシリサイド膜（代表的にはタングステンシリサイド
膜、チタンシリサイド膜）を用いることができる。勿
論、単層で用いても積層して用いても良い。本実施例で
は、５０ｎｍ厚の窒化タンタル（ＴａＮ）膜と、３５０
ｎｍ厚のＴａ膜とでなる積層膜を用いる。これはスパッ
タ法で形成すれば良い。また、スパッタガスとしてＸ
ｅ、Ｎｅ等の不活性ガスを添加すると応力による膜はが
れを防止することができる。

【０１１４】この時、ゲート電極３１３、３１６はそれ
ぞれｎ型不純物領域３０５、３０６の一部とゲート絶縁
膜３１１を介して重なるように形成する。この重なった
部分が後にゲート電極と重なったＬＤＤ領域となる。

【０１１５】次に、図８（Ａ）に示すように、ゲート電
極３１２〜３１６をマスクとして自己整合的にｎ型不純
物元素（本実施例ではリン）を添加する。こうして形成
される不純物領域３１７〜３２３にはｎ型不純物領域３
０５、３０６の１／２〜１／１０（代表的には１／３〜
１／４）の濃度でリンが添加されるように調節する。具
体的には、１×１０¹⁶〜５×１０¹⁸atoms/cm³（典型的
には３×１０¹⁷〜３×１０¹⁸atoms/cm³）の濃度が好ま
しい。

【０１１６】次に、図８（Ｂ）に示すように、ゲート電
極等を覆う形でレジストマスク３２４a〜３２４cを形成
し、ｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加して高
濃度にリンを含む不純物領域３２５〜３３１を形成す
る。ここでもフォスフィン（ＰＨ₃）を用いたイオンド
ープ法で行い、この領域のリンの濃度は１×１０²⁰〜１
×１０²¹atoms/cm³（代表的には２×１０²⁰〜５×１０
²¹atoms/cm³）となるように調節する。

【０１１７】この工程によってｎチャネル型ＴＦＴのソ
ース領域若しくはドレイン領域が形成されるが、スイッ
チング用ＴＦＴでは、図８（Ａ）の工程で形成したｎ型
不純物領域３２０〜３２２の一部を残す。この残された
領域が、図５におけるスイッチング用ＴＦＴのＬＤＤ領
域１５a〜１５dに対応する。

【０１１８】次に、図８（Ｃ）に示すように、レジスト
マスク３２４a〜３２４cを除去し、新たにレジストマス
ク３３２を形成する。そして、ｐ型不純物元素（本実施
例ではボロン）を添加し、高濃度にボロンを含む不純物
領域３３３、３３４を形成する。ここではジボラン（Ｂ
₂Ｈ₆）を用いたイオンドープ法により３×１０²⁰〜３×
１０²¹atoms/cm³（代表的には５×１０²⁰〜１×１０²¹a
toms/cm³ノ）濃度となるようにボロンを添加する。

【０１１９】なお、不純物領域３３３、３３４には既に
１×１０²⁰〜１×１０²¹atoms/cm³の濃度でリンが添加
されているが、ここで添加されるボロンはその少なくと
も３倍以上の濃度で添加される。そのため、予め形成さ
れていたｎ型の不純物領域は完全にＰ型に反転し、Ｐ型
の不純物領域として機能する。

【０１２０】次に、レジストマスク３３２を除去した
後、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型不純物
元素を活性化する。活性化手段としては、ファーネスア
ニール法、レーザーアニール法、またはランプアニール
法で行うことができる。本実施例では電熱炉において窒
素雰囲気中、５５０℃、４時間の熱処理を行う。

【０１２１】このとき雰囲気中の酸素を極力排除するこ
とが重要である。なぜならば酸素が少しでも存在してい
ると露呈したゲート電極の表面が酸化され、抵抗の増加
を招くと共に後にオーミックコンタクトを取りにくくな
るからである。従って、上記活性化工程における処理雰
囲気中の酸素濃度は１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐ
ｐｍ以下とすることが望ましい。

【０１２２】次に、活性化工程が終了したら図８（Ｄ）
に示すように３００ｎｍ厚のゲート線３３５を形成す
る。ゲート配線３３５の材料としては、アルミニウム
（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）を主成分（組成として５０〜１
００％を占める。）とする金属膜を用いれば良い。配置
としては図２のゲート配線２１１のように、スイッチン
グ用ＴＦＴのゲート電極３１４、３１５（図２のゲート
電極１９a、１９bに相当する）を電気的に接続するよう
に形成する。

【０１２３】このような構造とすることでゲート配線の
配線抵抗を非常に小さくすることができるため、面積の
大きい画像表示領域（画素部）を形成することができ
る。即ち、画面の大きさが対角１０インチ以上（さらに
は３０インチ以上）のＥＬ表示装置を実現する上で、本
実施例の画素構造は極めて有効である。

【０１２４】次に、図９（Ａ）に示すように、第１層間
絶縁膜３３６を形成する。第１層間絶縁膜３３６として
は、珪素を含む絶縁膜を単層で用いるか、その中で組み
合わせた積層膜を用いれば良い。また、膜厚は４００ｎ
ｍ〜１．５μmとすれば良い。本実施例では、２００ｎ
ｍ厚の窒化酸化珪素膜の上に８００ｎｍ厚の酸化珪素膜
を積層した構造とする。

【０１２５】さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気
中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い
水素化処理を行う。この工程は熱的に励起された水素に
より半導体膜の不対結合手を水素終端する工程である。
水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマに
より励起された水素を用いる）を行っても良い。尚、水
素化処理は第１層間絶縁膜３３６を形成する間に入れて
も良い。即ち、２００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を形成し
た後で上記のように水素化処理を行い、その後で残り８
００ｎｍ厚の酸化珪素膜を形成しても構わない。

【０１２６】次に、第１層間絶縁膜３３６に対してコン
タクトホールを形成し、ソース配線３３７〜３４０と、
ドレイン配線３４１〜３４３を形成する。なお、本実施
例ではこの電極を、Ｔｉ膜を１００ｎｍ、Ｔｉを含むア
ルミニウム膜を３００ｎｍ、Ｔｉ膜１５０ｎｍをスパッ
タ法で連続形成した３層構造の積層膜とする。勿論、他
の導電膜でも良い。

【０１２７】次に、５０〜５００ｎｍ（代表的には２０
０〜３００ｎｍ）の厚さで第１パッシベーション膜３４
４を形成する。本実施例では第１パッシベーション膜３
４４として３００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。こ
れは窒化珪素膜で代用しても良い。勿論、図５の第１パ
ッシベーション膜４１と同様の材料を用いることが可能
である。

【０１２８】なお、窒化酸化珪素膜の形成に先立ってＨ
₂、ＮＨ₃等水素を含むガスを用いてプラズマ処理を行う
ことは有効である。この前処理により励起された水素が
第１層間絶縁膜３３６に供給され、熱処理を行うこと
で、第１パッシベーション膜３４４の膜質が改善され
る。それと同時に、第１層間絶縁膜３３６に添加された
水素が下層側に拡散するため、効果的に活性層を水素化
することができる。

【０１２９】次に、有機樹脂からなる第２層間絶縁膜３
４７を形成する。有機樹脂としてはポリイミド、ポリア
ミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使
用することができる。特に、第２層間絶縁膜３４６は平
坦化の意味合いが強いので、平坦性に優れたアクリルが
好ましい。本実施例ではＴＦＴによって形成される段差
を十分に平坦化しうる膜厚でアクリル膜を形成する。好
ましくは１〜５μm（さらに好ましくは２〜４μm）とす
れば良い。

【０１３０】次に、第２層間絶縁膜３４７上に１００ｎ
ｍ厚の第２パッシベーション膜３４８を形成する。本実
施例ではＳｉ、Ａｌ、Ｎ、Ｏ及びＬａを含む絶縁膜を用
いるため、その上に設けられるＥＬ層からのアルカリ金
属の拡散を防止することができる。また、同時にＥＬ層
に水分を侵入させず、且つ、ＥＬ層で発生した熱を分散
させて、熱によるＥＬ層の劣化や平坦化膜（第２層間絶
縁膜）の劣化を抑制することができる。

【０１３１】そして、第２パッシベーション膜３４８、
第２層間絶縁膜３４７及び第１パッシベーション膜３４
４にドレイン配線３４３に達するコンタクトホールを形
成し、画素電極３４９を形成する。本実施例では酸化イ
ンジウム・スズ（ＩＴＯ）膜を１１０ｎｍの厚さに形成
し、パターニングを行って画素電極とする。この画素電
極３４９がＥＬ素子の陽極となる。なお、他の材料とし
て、酸化インジウム・チタン膜や酸化インジウム・亜鉛
膜を用いることも可能である。

【０１３２】尚、本実施例では画素電極３４９がドレイ
ン配線３４３を介して電流制御用ＴＦＴのドレイン領域
３３１へと電気的に接続された構造となっている。この
構造には次のような利点がある。

【０１３３】画素電極３４９はＥＬ層（発光層）や電荷
輸送層などの有機材料に直接接することになるため、Ｅ
Ｌ層等に含まれた可動イオンが画素電極中を拡散する可
能性がある。即ち、本実施例の構造は画素電極３４９を
直接活性層の一部であるドレイン領域３３１へ接続せ
ず、ドレイン配線３４３を中継することによって活性層
中への可動イオンの侵入を防ぐことができる。

【０１３４】次に、図９（Ｃ）に示すように、ＥＬ層３
５０をインクジェット方式により形成し、さらに大気解
放しないで陰極（ＭｇＡｇ電極）３５１、補助電極３５
２を形成する。このときＥＬ層３５０及び陰極３５１を
形成するに先立って画素電極３４９に対して熱処理を施
し、水分を完全に除去しておくことが望ましい。なお、
本実施例ではＥＬ素子の陰極としてＭｇＡｇ電極を用い
るが、公知の他の材料であっても良い。

【０１３５】尚、ＥＬ層３５０としては実施形態２で説
明した材料を用いることができる。例えば、正孔注入層
（Hole injecting layer）、正孔輸送層（Hole transpo
rting layer）、発光層（Emitting layer）及び電子輸
送層（Electron transportinglayer）でなる４層構造を
ＥＬ層としても良いし、電子輸送層を設けない場合もあ
り、電子注入層を設ける場合もある。また、正孔注入層
を省略する場合もある。このように組み合わせは既に様
々な例が報告されており、そのいずれの構成を用いても
構わない。

【０１３６】正孔注入層又は正孔輸送層としてはアミン
系のＴＰＤ（トリフェニルアミン誘導体）を用いればよ
く、他にもヒドラゾン系（代表的にはＤＥＨ）、スチル
ベン系（代表的にはＳＴＢ）、スターバスト系（代表的
にはｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等を用いることができる。特に
ガラス転移温度が高く結晶化しにくいスターバスト系材
料が好ましい。

【０１３７】発光層としては赤色発光層としてはＢＰＰ
Ｃ、ペリレン、ＤＣＭが用いることができるが、特にＥ
ｕ（ＤＢＭ）₃（Ｐｈｅｎ）で示されるＥｕ錯体（J.Kid
o et.al,Appl.Phys.,vol.35,pp.L394-396,1996に詳し
い。）は６２０ｎｍの波長に鋭い発光をもち単色性が高
い。

【０１３８】また、緑色発光層として代表的にはＡｌｑ
₃（8-hydroxyquinoline alminium）に数モル％のキナク
リドン又はクマリンを添加した材料を用いることができ
る。化学式は以下のようになる。

【０１３９】

【化６】

【０１４０】また、青色発光層として代表的にはＤＳＡ
（ジスチルアリーレン誘導体）にアミノ置換ＤＳＡを添
加したジスチルアリーレンアミン誘導体を用いることが
できる。特に、性能の高い材料であるジスチリルビフェ
ニル（ＤＰＶＢｉ）を用いることが好ましい。化学式は
以下のようになる。

【０１４１】

【化７】

【０１４２】また、補助電極３５２でもＥＬ層３５０を
水分や酸素から保護することは可能であるが、さらに好
ましくは第３パッシベーション膜３５３を設けると良
い。本実施例では第３パッシベーション膜３５３として
３００ｎｍ厚の窒化珪素膜を設ける。この第３パッシベ
ーション膜も補助電極３５２の後に大気解放しないで連
続的に形成しても構わない。勿論、第３パッシベーショ
ン膜３５３としては、図５の第３パッシベーション膜５
０と同一の材料を用いることができる。

【０１４３】補助電極３５２はＭｇＡｇ電極３５１の劣
化を防ぐために設けられ、Ａｌを主成分とする金属膜が
代表的である。勿論、他の材料でも良い。また、ＥＬ層
３５０、ＭｇＡｇ電極３５１は非常に水分に弱いので、
補助電極３５２までを大気解放しないで連続的に形成
し、外気からＥＬ層を保護することが望ましい。

【０１４４】尚、ＥＬ層３５０の膜厚は１０〜４００ｎ
ｍ（典型的には６０〜１６０ｎｍ）、ＭｇＡｇ電極３５
１の厚さは１８０〜３００ｎｍ（典型的には２００〜２
５０ｎｍ）とすれば良い。また、ＥＬ層３５０を積層構
造とする場合、各層の膜厚は１０〜１００ｎｍの範囲と
すれば良い。

【０１４５】こうして図９（Ｃ）に示すような構造のア
クティブマトリクス型ＥＬ表示装置が完成する。ところ
で、本実施例のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置
は、画素部だけでなく駆動回路部にも最適な構造のＴＦ
Ｔを配置することにより、非常に高い信頼性を示し、動
作特性も向上しうる。

【０１４６】まず、極力動作速度を落とさないようにホ
ットキャリア注入を低減させる構造を有するＴＦＴを、
駆動回路を形成するＣＭＯＳ回路のｎチャネル型ＴＦＴ
２０５として用いる。なお、ここでいう駆動回路として
は、シフトレジスタ、バッファ、レベルシフタ、サンプ
リング回路（サンプル及びホールド回路）などが含まれ
る。デジタル駆動を行う場合には、Ｄ／Ａコンバータな
どの信号変換回路も含まれうる。

【０１４７】本実施例の場合、図９（Ｃ）に示すよう
に、ｎチャネル型２０５の活性層は、ソース領域３５
５、ドレイン領域３５６、ＬＤＤ領域３５７及びチャネ
ル形成領域３５８を含み、ＬＤＤ領域３５７はゲート絶
縁膜３１１を介してゲート電極３１３と重なっている。

【０１４８】ドレイン領域側のみにＬＤＤ領域を形成し
ているのは、動作速度を落とさないための配慮である。
また、このｎチャネル型ＴＦＴ２０５はオフ電流値をあ
まり気にする必要はなく、それよりも動作速度を重視し
た方が良い。従って、ＬＤＤ領域３５７は完全にゲート
電極に重ねてしまい、極力抵抗成分を少なくすることが
望ましい。即ち、いわゆるオフセットはなくした方がよ
い。

【０１４９】また、ＣＭＯＳ回路のｐチャネル型ＴＦＴ
２０６は、ホットキャリア注入による劣化が殆ど気にな
らないので、特にＬＤＤ領域を設けなくても良い。勿
論、ｎチャネル型ＴＦＴ２０５と同様にＬＤＤ領域を設
け、ホットキャリア対策を講じることも可能である。
尚、駆動回路の中でもサンプリング回路は他の回路と比
べて少し特殊であり、チャネル形成領域を双方向に大電
流が流れる。即ち、ソース領域とドレイン領域の役割が
入れ替わるのである。さらに、オフ電流値を極力低く抑
える必要があり、そういった意味でスイッチング用ＴＦ
Ｔと電流制御用ＴＦＴの中間程度の機能を有するＴＦＴ
を配置することが望ましい。

【０１５０】従って、サンプリング回路を形成するｎチ
ャネル型ＴＦＴは、図１３に示すような構造のＴＦＴを
配置することが望ましい。図１３に示すように、ＬＤＤ
領域９０１a、９０１bの一部がゲート絶縁膜９０２を介
してゲート電極９０３と重なる。この効果は電流制御用
ＴＦＴ２０２の説明で述べた通りであり、サンプリング
回路の場合はチャネル形成領域９０４を挟む形で設ける
点が異なる。

【０１５１】また、図５に示したような構造の画素を形
成して画素部を形成している。画素内に形成されるスイ
ッチング用ＴＦＴ及び電流制御用ＴＦＴの構造について
は、図５で既に説明したのでここでの説明は省略する。

【０１５２】なお、実際には図９（Ｃ）まで完成した
ら、さらに外気に曝されないように気密性の高い保護フ
ィルム（ラミネートフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム
等）やセラミックス製シーリングカンなどのハウジング
材でパッケージング（封入）することが好ましい。その
際、ハウジング材の内部を不活性雰囲気にしたり、内部
に吸湿性材料（例えば酸化バリウム）を配置することで
ＥＬ層の信頼性（寿命）が向上する。

【０１５３】また、パッケージング等の処理により気密
性を高めたら、基板上に形成された素子又は回路から引
き回された端子と外部信号端子とを接続するためのコネ
クター（フレキシブルプリントサーキット：ＦＰＣ）を
取り付けて製品として完成する。このような出荷できる
状態にまでしたＥＬ表示装置を本明細書中ではＥＬモジ
ュールという。

【０１５４】ここで本実施例のアクティブマトリクス型
ＥＬ表示装置の構成を図１０の斜視図を用いて説明す
る。本実施例のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置
は、ガラス基板６０１上に形成された、画素部６０２
と、ゲート側駆動回路６０３と、ソース側駆動回路６０
４で構成される。画素部のスイッチング用ＴＦＴ６０５
はｎチャネル型ＴＦＴであり、ゲート側駆動回路６０３
に接続されたゲート配線６０６、ソース側駆動回路６０
４に接続されたソース配線６０７の交点に配置されてい
る。また、スイッチング用ＴＦＴ６０５のドレインは電
流制御用ＴＦＴ６０８のゲートに接続されている。

【０１５５】さらに、電流制御用ＴＦＴ６０６のソース
側は電源供給線６０９に接続される。本実施例のような
構造では、電源供給線６０９には接地電位（アース電
位）が与えられている。また、電流制御用ＴＦＴ６０８
のドレインにはＥＬ素子６１０が接続されている。ま
た、このＥＬ素子６１０のカソードには所定の電圧（本
実施例では１０〜１２Ｖ）が加えられる。そして、外部
入出力端子となるＦＰＣ６１１には駆動回路まで信号を
伝達するための入出力配線（接続配線）６１２、６１
３、及び電源供給線６０９に接続された入出力配線６１
４が設けられている。

【０１５６】また、図１０に示したＥＬ表示装置の回路
構成の一例を図１１に示す。図１１の回路構成はアナロ
グ駆動の例であり、ソース側駆動回路７０１、ゲート側
駆動回路（Ａ）７０７、ゲート側駆動回路（Ｂ）７１
１、画素部７０６を有している。なお、本明細書中にお
いて、駆動回路とはソース側処理回路およびゲート側駆
動回路を含めた総称である。

【０１５７】ソース側駆動回路７０１は、シフトレジス
タ７０２、レベルシフタ７０３、バッファ７０４、サン
プリング回路（サンプル及びホールド回路）７０５を備
えている。また、ゲート側駆動回路（Ａ）７０７は、シ
フトレジスタ７０８、レベルシフタ７０９、バッファ７
１０を備えている。ゲート側駆動回路（Ｂ）７１１も同
様な構成である。

【０１５８】ここで、シフトレジスタ７０２、７０８は
駆動電圧が５〜１６Ｖ（代表的には１０Ｖ）であり、回
路を形成するＣＭＯＳ回路に使われるｎチャネル型ＴＦ
Ｔは図９（Ｃ）の２０５で示される構造が適している。

【０１５９】また、レベルシフタ７０３、７０９、バッ
ファ７０４、７１０は、駆動電圧は１４〜１６Ｖと高く
なるが、シフトレジスタと同様に、図９（Ｃ）のｎチャ
ネル型ＴＦＴ２０５を含むＣＭＯＳ回路が適している。
なお、ゲート配線をダブルゲート構造、トリプルゲート
構造といったマルチゲート構造とすることは、各回路の
信頼性を向上させる上で有効である。また、サンプリン
グ回路７０５は駆動電圧が１４〜１６Ｖであるが、ソー
ス領域とドレイン領域が反転する上、オフ電流値を低減
する必要があるので、図１３のｎチャネル型ＴＦＴ２０
８を含むＣＭＯＳ回路が適している。画素部７０６は駆
動電圧が１４〜１６Ｖであり、図５に示した構造の画素
を配置する。

【０１６０】上記構成は、図７〜９に示した作製工程に
従ってＴＦＴを作製することによって容易に実現するこ
とができる。また、本実施例では画素部と駆動回路の構
成のみ示しているが、本実施例の作製工程に従えば、そ
の他にも信号分割回路、Ｄ／Ａコンバータ回路、オペア
ンプ回路、γ補正回路など駆動回路以外の論理回路を同
一基板上に形成することが可能であり、さらにはメモリ
部やマイクロプロセッサ等を形成しうると考えている。

【０１６１】さらに、ハウジング材をも含めた本実施例
のＥＬモジュールについて図１４、図１５を用いて説明
する。なお、必要に応じて図１０、図１１で用いた符号
を引用することにする。

【０１６２】図１４において、６０１は基板、６０２は
画素部、６０３はソース側駆動回路、６０４はゲート側
駆動回路、６１２は画素部６０２、ソース側駆動回路６
０３、ゲート側駆動回路６０４をＦＰＣ（フレキシブル
プリントサーキット）６１１に電気的に接続するための
接続配線である。また、ＦＰＣは外部機器へと電気的に
接続され、これにより画素部６０２、ソース側駆動回路
６０３及びゲート側駆動回路６０４に外部からの信号を
入力することができる。画素部６０２、ソース側駆動回
路６０３及びゲート側駆動回路６０４は基板６０１上に
形成された薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）で
形成されている。なお、ＴＦＴとしては如何なる構造の
ＴＦＴを用いても良い。勿論、公知の構造であっても良
い。さらに、充填材（図示せず）、カバー材１４０７、
シール材（図示せず）及びフレーム材１４０８が形成さ
れる。

【０１６３】ここで、図１４をＡ−Ａ’で切断した断面
図を図１５（Ａ）に、Ｂ−Ｂ’で切断した断面図を図１
５（Ｂ）に示す。なお、図１５（Ａ）、（Ｂ）では図１
４と同一の部位に同一の符号を用いている。

【０１６４】図１５（Ａ）に示すように、基板６０１上
に画素部６０２、駆動回路６０３が形成されており、画
素部６０２は電流制御用ＴＦＴ１５０１とそれに電気的
に接続された画素電極１５０２を含む複数の画素により
形成される。この画素電極１５０２はＥＬ素子の陽極と
して機能する。また、画素電極１５０２を覆うようにＥ
Ｌ層１５０３が形成され、その上にはＥＬ素子の陰極１
５０４が形成される。

【０１６５】陰極１５０４は全画素に共通の配線として
も機能し、接続配線６１２を経由してＦＰＣ６１１に電
気的に接続されている。さらに、画素部６０２及び駆動
回路６０３に含まれる素子は全てパッシベーション膜１
５０７で覆われている。

【０１６６】さらに、ＥＬ素子を覆うようにして充填材
１５０８を設ける。この充填材１５０８はカバー材１４
０７を接着するための接着剤としても機能する。充填材
１５０８としては、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、
エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブ
チラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を
用いることができる。この充填材１５０８の内部に乾燥
剤を設けておくと、吸湿効果を保ち続けられるので好ま
しい。

【０１６７】また、カバー材１４０７としては、ガラス
板、アルミニウム板、ステンレス板、ＦＲＰ（Fibergla
ss-Reinforced Plastics）板、ＰＶＦ（ポリビニルフロ
ライド）フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフ
ィルムまたはアクリルフィルムを用いることができる。
なお、充填材１５０８としてＰＶＢやＥＶＡを用いる場
合、数十μmのアルミニウムホイルをＰＶＦフィルムや
マイラーフィルムで挟んだ構造のシートを用いることが
好ましい。

【０１６８】但し、ＥＬ素子からの発光方向（光の放射
方向）によってはカバー材１４０７が透光性を有する必
要がある。即ち、図１５の場合はカバー材１４０７の反
対側に光が放射されるので材質は問わないが、カバー材
１４０７側に放射されるような場合はカバー材１４０７
に透光性の高い部材を用いる。

【０１６９】次に、充填材１５０８を用いてカバー材１
４０７を接着した後、充填材１５０８の側面（露呈面）
を覆うようにフレーム材１４０８を取り付ける。フレー
ム材１４０８はシール材（接着剤として機能する）１５
０９によって接着される。このとき、シール材１５０９
としては、光硬化性樹脂を用いるのが好ましいが、ＥＬ
層の耐熱性が許せば熱硬化性樹脂を用いても良い。な
お、シール材１５０９はできるだけ水分や酸素を透過し
ない材料であることが望ましい。また、シール材１５０
９の内部に乾燥剤を添加してあっても良い。

【０１７０】以上のような方式を用いてＥＬ素子を充填
材１５０８に封入することにより、ＥＬ素子を外部から
完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等のＥ
Ｌ層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐ
ことができる。従って、信頼性の高いＥＬ表示装置を作
製することができる。

【０１７１】[実施例２]実施例１ではＴＦＴを形成した
基板側にＥＬ素子で発光した光を放射する形式のＥＬ表
示装置について示した。この場合には、少なくともＴＦ
Ｔが形成された領域は影となり、その分画素部の開口率
は低下する。一方、ＥＬ素子で発光した光を上方（ＴＦ
Ｔが形成された基板の反対側）に放射する形式とする
と、少なくとも開口率を向上させることは容易となる。

【０１７２】図１８は上方に光を放射する形式のＥＬ表
示素子の構成を示す。スイッチング用ＴＦＴ２０１と電
流制御用ＴＦＴ２０２の構成は実施形態２と同様なもの
であり、ここではその他の部分の差異について説明す
る。

【０１７３】電流制御用ＴＦＴ２０２のドレイン側に接
続する陰極側画素電極９４９は第２パッシベーション膜
９４５上に形成する。分離層９５１は有機樹脂材料で形
成する。そして、陰極９４８をＭｇＡｇ（ＭｇとＡｌを
Ｍｇ：Ａｇ＝１０：１で混合した材料）、ＭｇＡｇＡ
ｌ、ＬｉＡｌ、ＬｉＦＡｌ等の材料を用いて形成する。

【０１７４】ＥＬ層９４７も実施形態１または実施形態
２と同様にしてインクジェット方式で形成する。さら
に、ＩＴＯなどの透明導電膜材料で陽極側画素電極を形
成し、その上に第３パッシベーション膜９５０を形成し
て上方に光を放射する形式のＥＬ表示素子が完成する。

【０１７５】[実施例３]本発明のインクジェット方式に
よるＥＬ層の作製方法、及び作製されたＥＬ層はパッシ
ブ型のＥＬ表示装置にも適用できる。その実施例を図１
６を用いて説明する。

【０１７６】図１６（Ａ）において基板１６０１はコー
ニング社の＃１７３７ガラス基板に代表される無アルカ
リガラス基板、結晶化ガラス基板、表面に酸化珪素また
は窒化珪素等を形成したソーダライムガラス基板、プラ
スチック基板などを適用することができる。基板１６０
１上には透明電極１６０２が５０〜２００ｎｍの厚さに
形成され、エッチング処理やリフトオフ法等の手法によ
り短冊状に複数個に分割する。透明電極１６０１はＩＴ
Ｏ、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂、ＩＴＯ−ＺｎＯ等の材料で形成
する。そして、ポリイミド等の有機樹脂材料を用いて、
短冊状に形成した透明電極１６０２の側端部に接するよ
うに分離層１６０３を０．５〜２μｍの厚さで形成す
る。

【０１７７】ＥＬ層は単層又は積層構造で用いられる。
積層構造は、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔注
入層又は正孔輸送層などを組み合わせた積層構造で形成
されるが、本実施例では正孔注入層と発光層を積層させ
た構造で形成する。まず、図１６（Ｂ）に示すように正
孔注入層１６０６を形成する。正孔注入層は必ずしも必
要なものではないが、発光効率の向上のために設けると
好ましい場合がある。正孔注入層の材料は実施形態１で
示したように、テトラアリルジアミンを含む有機材料で
形成する。この場合もインクジェット方式を用い、イン
クヘッド１６０４から吐出した溶液１６０５を、分離層
の間にストライプ状、または複数のドットを連結させて
長円状または長方形状に形成する。その後、ホットプレ
ート等により１００℃程度に加熱し不要な水分等を蒸発
させる。

【０１７８】図１６（Ｃ）に示すように発光層もインク
ジェット方式で形成する。カラー表示をする場合には、
赤、緑、青の各色のシリンダーを有するインクヘッドを
用い、発光材料を含有するＥＬ形成溶液１６０９を正孔
注入層上に吐出させて形成する。発光層１６０８は、好
ましいＥＬ材料として、ポリパラフェニレンビニレン
（ＰＰＶ）系やポリフルオレン系などの高分子材料があ
る。カラー化するには、例えば、赤色発光材料にはシア
ノポリフェニレンビニレン、緑色発光材料にはポリフェ
ニレンビニレン、青色発光材料にはポリフェニレンビニ
レン及びポリアルキルフェニレンが好ましい。このよう
にして、赤、緑、青の各色に対応した発光層１６０８
Ｒ、１６０８Ｇ、１６０８Ｂをストライプ状、または複
数のを連結させて長円状または長方形状に形成する。イ
ンクジェット方式においても、形成時にＥＬ材料が酸化
して劣化するのを防ぐために窒素またはアルゴン等の不
活性ガス雰囲気中で作業を行うようにする。

【０１７９】そして、陰極材料をＭｇＡｇ（ＭｇとＡｇ
をＭｇ：Ａｇ＝１０：１で混合した材料）、ＭｇＡｇＡ
ｌ、ＬｉＡｌ、ＬｉＦＡｌ等の材料で形成する。この陰
極材料は、代表的には真空蒸着法で１〜５０ｎｍの厚さ
で形成する。さらにこの上に補助電極としてＡｌなどを
積層させる。図１６（Ｄ）の陰極層１６１０はこのよう
な構成を示し、それぞれの膜形成時にマスク部材を用い
短冊状に形成する。短冊状に形成された陰極層１６１０
は、やはり同様に短冊状に形成した透明電極１６０２と
ほぼ直交するように形成する。この陰極層１６１０上に
は窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜などでパッシベーション
膜１６１１が形成される。

【０１８０】ここで示したＥＬ層を形成する材料は水分
や湿気等に弱いためハウジング材で封止することが望ま
しい。ハウジング材１６１４の材質はガラス、ポリマー
等の絶縁性物質が好ましい。例えば、非晶質ガラス（硼
硅酸塩ガラス、石英等）、結晶化ガラス、セラミックス
ガラス、有機系樹脂（アクリル系樹脂、スチレン系樹
脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂等）、シ
リコーン系樹脂が挙げられる。また、セラミックスを用
いても良い。また、接着剤１７０５が絶縁性物質である
ならステンレス合金等の金属材料を用いることも可能で
ある。

【０１８１】また、ハウジング材１６１４をＥＬ層が形
成された基板に張り合わせる接着剤１６１２の材質は、
エポキシ系樹脂、アクリレート系樹脂等の接着剤を用い
ることが可能である。さらに、熱硬化性樹脂や光硬化性
樹脂を接着剤として用いることもできる。但し、可能な
限り酸素、水分を透過しない材質であることが必要であ
る。接着剤１６１２には酸化バリウム等の乾燥剤１６１
３を混入させておいても良い。このようにしてパッシブ
型のＥＬ表示装置を形成することができる。

【０１８２】[実施例４]ＥＬ素子を形成する薄膜形成装
置の一例を図１７に示す。図１７に示したのは発光層と
して高分子系有機ＥＬ層、陰極層として周期律表の１族
若しくは２族に属する元素を含む金属膜、補助電極とし
てＡｌ等の導電膜、パッシベーション膜を連続して形成
する装置である。

【０１８３】図１７において、４０１は基板の搬入また
は搬出を行う搬送室であり、ロード・アンロード室とも
呼ばれる。ここに基板をセットしたキャリア４０２が配
置される。尚、搬送室４０１は基板搬入用と基板搬出用
と区別されていても良い。また、４０３は基板４０４を
搬送する機構（以下、搬送機構という）４０５を含む共
通室である。基板のハンドリングを行うロボットアーム
などは搬送機構（１）４０５の一種である。

【０１８４】共通室４０３にはゲート４０６a〜４０６f
を介して複数の処理室が連結されている。図１７の構成
では共通室４０３を数ｍＴｏｒｒから数十ｍＴｏｒｒに
減圧し、各処理室はゲート４０６a〜４０６fによって共
通室４０３とは遮断されている。この場合、インクジェ
ット印刷用処理室４１５とスピンコート用処理室４０８
は窒素またはアルゴン等の不活性ガスを満たした常圧中
で行われるため、共通室４０３との間に、真空排気用処
理室４１２を設けた構成となっている。

【０１８５】減圧下で所定の作業を行う各処理室には排
気ポンプを設けることで真空下での処理を行うことが可
能となる。排気ポンプとしては、油回転ポンプ、メカニ
カルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ若しくはクラ
イオポンプを用いることが可能であるが、水分の除去に
効果的なクライオポンプが好ましい。

【０１８６】発光層や注入層から成るＥＬ層の形成は、
インクジェット印刷用処理室４１５、またはスピンコー
ト用処理室４０８で行う。インクジェット印刷用処理室
４１５には基板保持手段や図３で説明したインクヘッド
等が設けられている。また、前述のように有機ＥＬ材料
は水分に極めて弱いため、インクジェット印刷用処理室
４１５、スピンコート用処理室４０８は常に不活性雰囲
気に保たれている。

【０１８７】基板の搬送は、まず真空排気用処理室４１
２を共通室４０３と同じ圧力まで減圧しておき、その状
態でゲート４０６dを開けて基板を搬送する。そして、
ゲート４０６dを閉めた後、真空排気用処理室４１２内
を不活性ガスでパージし、常圧に戻った時点でゲート４
１３を開けて基板搬送室４１４にある搬送機構（２）４
１８で基板をインクジェット印刷用処理室４１５、スピ
ンコート用処理室４０８に搬送する。

【０１８８】本発明では有機ＥＬ層はインクジェット方
式で形成するものであるが、発光層をインクジェット方
式で形成し、正孔または電子注入層や正孔または電子輸
送層などの一部の層をスピンコート法で形成するといっ
たように両者を適宣組み合わせて形成しても良い。

【０１８９】ＥＬ層の形成工程が終了したら、ゲート４
１３を開けて真空排気用処理室４１２へ基板を搬送し、
ゲート４１３及びゲート４０６dを閉めた状態で真空排
気を行う。真空排気用処理室４１２が共通室４０３と同
じ減圧状態にまで達したら、ゲート４０６dを開けて基
板を共通室へと搬送する。

【０１９０】尚、ここでは焼成用処理室４０９を設けて
いるが、真空排気用処理室４１２のサセプターを加熱で
きるようにして、ここで焼成工程を行っても良い。焼成
後に真空排気することで、脱ガスを抑えることが可能で
ある。

【０１９１】第１成膜用処理室４１０では陰極の形成を
行う。陰極材料としては、公知の材料を用いて行う。陰
極は真空蒸着法で形成するが、そのとき基板表面（高分
子系ＥＬ層が形成された面）は、上向き（フェイスアッ
プ方式）であっても下向き（フェイスダウン方式）であ
っても良い。

【０１９２】フェイスアップ方式の場合、共通室４０３
から搬送された基板をそのままサセプターに設置すれば
良いため非常に簡易である。フェイスダウン方式の場
合、搬送機構（１）４０５若しくは第１成膜用処理室４
１０に、基板を反転させるための機構を備えておく必要
が生じるため搬送機構が複雑になるが、ゴミの付着が少
ないという利点が得られる。

【０１９３】尚、第１成膜用処理室１１０において蒸着
処理を行う場合には、蒸着源を具備しておく必要があ
る。蒸着源は複数設けても良い。また、抵抗加熱方式の
蒸着源としても良いし、ＥＢ（電子ビーム）方式の蒸着
源としても良い。

【０１９４】第２成膜用処理室４１１は、気相成膜法に
より電極を形成するための処理室である。ここでは陰極
を補助するための補助電極の形成が行われる。また、蒸
着法又はスパッタ法が用いられるが、蒸着法の方がダメ
ージを与えにくいので好ましい。いずれにしてもゲート
４０６fによって共通室４０３と遮断され、真空下で成
膜が行われる。尚、気相成膜法として蒸着法を行う場合
には、蒸着源を設ける必要がある。蒸着源に関しては第
１気相成膜用処理室４１０と同様で構わないので、ここ
での説明は省略する。

【０１９５】陰極として良く用いられる金属膜は、周期
律表の１族若しくは２族に属する元素を含む金属膜であ
るが、これらの金属膜は酸化しやすいので表面を保護し
ておくことが望ましい。また、必要な膜厚も薄いため、
抵抗率の低い導電膜を補助的に設けて陰極の抵抗を下
げ、加えて陰極の保護を図る。抵抗率の低い導電膜とし
てはアルミニウム、銅又は銀を主成分とする金属膜が用
いられる。

【０１９６】次に、第３成膜用処理室４０７では、第３
パッシベーション膜を形成するための処理室である。第
３パッシベーション膜は窒化珪素膜または窒化酸化珪素
膜等をプラズマＣＶＤ法で形成する。従って、図示して
いないが、ＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏ、ＮＨ₃などのガス供給系、
１３．５６〜６０ＭＨｚの高周波電源を用いたプラズマ
発生手段、基板加熱手段などが設けられている。有機材
料から成るＥＬ層は水分または湿気に弱いので、ＥＬ層
を形成後大気雰囲気に晒すことなく連続してこのような
パッシベーション膜を設けると良い。

【０１９７】以上の構成でなる薄膜形成装置の最大の特
徴は、ＥＬ層の形成うインクジェット方式により行わ
れ、且つ、そのための手段が陰極を形成する手段と共に
マルチチャンバー方式の薄膜形成装置に搭載されている
点にある。従って、透明導電膜でなる陽極上を表面酸化
する工程から始まって、補助電極を形成する工程までを
一度も外気に晒すことなく行うことが可能である。その
結果、劣化に強い高分子系ＥＬ層を簡易な手段で形成す
ることが可能となり、信頼性の高いＥＬ表示装置を作製
することが可能となる。

【０１９８】[実施例５]実施例１では、結晶質珪素膜３
０２の形成手段としてレーザー結晶化を用いているが、
本実施例では異なる結晶化手段を用いる場合について説
明する。

【０１９９】本実施例では、非晶質珪素膜を形成した
後、特開平７−１３０６５２号公報に記載された技術を
用いて結晶化を行う。同公報に記載された技術は、結晶
化を促進（助長）する触媒として、ニッケル等の元素を
用い、結晶性の高い結晶質珪素膜を得る技術である。

【０２００】また、結晶化工程が終了した後で、結晶化
に用いた触媒を除去する工程を行っても良い。その場
合、特開平１０−２７０３６３号若しくは特開平８−３
３０６０２号に記載された技術により触媒をゲッタリン
グすれば良い。また、本出願人による特願平１１−０７
６９６７の出願明細書に記載された技術を用いてＴＦＴ
を形成しても良い。

【０２０１】以上のように、実施例１に示した作製工程
は一実施例であって、図５又は実施例１の図９（Ｃ）の
構造が実現できるのであれば、他の作製工程を用いても
問題はない。尚、本実施例の構成は、実施形態２及び実
施例１〜２のいずれの構成とも自由に組み合わせること
が可能である。

【０２０２】[実施例６]本発明を実施して形成されたア
クティブマトリクス型ＥＬ表示装置またはパッシブ型Ｅ
Ｌ表示装置（ＥＬモジュール）は、自発光型であるため
液晶表示装置に比べて明るい場所での視認性に優れてい
る。そのため直視型のＥＬ表示装置（ＥＬモジュールを
組み込んだ表示装置を指す）として用途は広い。

【０２０３】尚、ＥＬ表示装置が液晶表示装置よりも有
利な点の一つとして視野角の広さが挙げられる。従っ
て、ＴＶ放送等を大画面で鑑賞するには対角３０インチ
以上（典型的には４０インチ以上）の表示装置（表示モ
ニタ）として本発明のＥＬ表示装置を用いるとよい。

【０２０４】また、ＥＬ表示装置（パソコンモニタ、Ｔ
Ｖ放送受信用モニタ、広告表示モニタ等）として用いる
だけでなく、様々な電子装置の表示装置として用いるこ
とができる。その様な電子装置としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッド
マウントディスプレイ）、カーナビゲーション、パーソ
ナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュー
タ、携帯電話または電子書籍等）、記録媒体を備えた画
像再生装置（具体的にはコンパクトディスク（ＣＤ）、
レーザーディスク（登録商標）（ＬＤ）又はデジタルビ
デオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画
像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げ
られる。それら半導体装置の例を図１９と図２０に示
す。

【０２０５】図１９（Ａ）はＥＬディスプレイであり、
筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３等を含
む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２００３に用いるこ
とができる。本発明のＥＬ表示装置は特に大画面化した
場合において有利であり、対角１０インチ以上（特に対
角３０インチ以上）のディスプレイには有利である。

【０２０６】図１９（Ｂ）はビデオカメラであり、本体
２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作
スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０
６等を含む。本発明のＥＬ表示装置を表示部２１０２に
用いることができる。

【０２０７】図１９（Ｃ）はヘッドマウント型ディスプ
レイであり、本体２２０１、信号ケーブル２２０２、固
定バンド２２０３、表示部２２０４、光学系２２０５、
ＥＬ表示装置２２０６等を含む。これは、ＥＬ表示装置
２２０６で写し出された画像情報を光学系により表示部
２２０４に映し出す構成になっており、本発明は表示装
置２２０６に用いることができる。

【０２０８】図１９（Ｄ）は記録媒体を備えた画像再生
装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２３０
１、記録媒体（ＣＤ、ＬＤまたはＤＶＤ等）２３０２、
操作スイッチ２３０３、表示部（ａ）２３０４、表示部
（ｂ）２３０５等を含む。表示部（ａ）は主として画像
情報を表示し、表示部（ｂ）は主として文字情報を表示
するが、本発明のＥＬ表示装置はこれら表示部（ａ）、
（ｂ）に用いることができる。なお、記録媒体を備えた
画像再生装置としては、ＣＤ再生装置、ゲーム機器など
に本発明を用いることができる。

【０２０９】図１９（Ｅ）は携帯型（モバイル）コンピ
ュータであり、本体２４０１、カメラ部２４０２、受像
部２４０３、操作スイッチ２４０４、表示部２４０５等
を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２４０５に用い
ることができる。

【０２１０】図１９（Ｆ）はパーソナルコンピュータで
あり、本体２５０１、表示部２５０３、キーボード２５
０４等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２５０３
に用いることができる。

【０２１１】図２０（Ａ）は携帯電話であり、本体２６
０１、音声出力部２６０２、音声入力部２６０３、表示
部２６０４、操作スイッチ２６０５、アンテナ２６０６
等から構成されている。本発明のＥＬ表示装置は低消費
電力であり、表示部２６０４に好適に用いることができ
る。

【０２１２】図２０（Ｂ）は車載用オーディオ機器であ
り、本体２７０１、表示部２７０２、操作スイッチ２７
０３、２７０４等を含む。本発明のＥＬ表示装置は視野
角が広いので視認性に優れることから表示部２７０２に
好適に用いることができる。

【０２１３】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能であ
る。また、本実施例の電子機器は実施例１〜５のどのよ
うな組み合わせからなる構成を用いても実現することが
できる。

【０２１４】[実施例７]図２２は本発明のインクジェッ
ト方式を用いてＥＬ層を形成した試料の顕微鏡写真を示
す。試料の構造は、アクリル樹脂で形成した絶縁膜上に
ＩＴＯで形成した画素電極が設けられ、感光性アクリル
樹脂で形成した分離層がストライプ状に設けられてい
る。

【０２１５】ＩＴＯ上には最初に溶液塗布法（スピンコ
ーティング法）でＰＥＤＯＴ層が形成される。そのと
き、ＩＴＯは疎水性であるので、親水性とするため酸素
プラズマ処理とＣＦ₄プラズマ処理を行っている。

【０２１６】ＥＬ層はアニソール２０ｍｇにＰＰＶを
０．０４ｇの割合で溶かしたものを用い、インクジェッ
ト方式により形成している。分離層の間隔は９０μmで
あり、その間にＥＬ層が連続的に形成されている様子が
分かる。このようにして、ＥＬ層の形成を簡便でかつ高
速に処理することが可能となっている。

【０２１７】

【発明の効果】本発明を用いることで、ＥＬ層の形成を
簡便でかつ高速に処理することが可能となる。また、Ｅ
Ｌ素子が水分や熱によって劣化することを抑制すること
ができる。また、ＥＬ層からアルカリ金属が拡散してＴ
ＦＴ特性に悪影響を与えることを防ぐことができる。そ
の結果、ＥＬ表示装置の動作性能や信頼性を大幅に向上
させることができる。

【０２１８】また、そのようなＥＬ表示装置を表示ディ
スプレイとして有することで、画像品質が良く、耐久性
のある（信頼性の高い）応用製品（電子装置）を生産す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット方式でＥＬ層を連続
的に形成する概念を説明するための図。

【図２】マトリクス状に配列した各画素電極に対し、
ＥＬ層をストライプ状或いは連続的に形成する概念を説
明するための図。

【図３】インクジェット方式を説明するための図。

【図４】本発明のインクジェット方式でＥＬ層を連続
的に形成する概念を説明するための図。

【図５】ＥＬ表示装置の画素部の断面構造を示す図。

【図６】ＥＬ表示装置の画素部の上面構造及び構成を
示す図。

【図７】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の作製
工程を示す図。

【図８】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の作製
工程を示す図。

【図９】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の作製
工程を示す図。

【図１０】ＥＬモジュールの外観を示す図。

【図１１】ＥＬ表示装置の回路ブロック構成を示す
図。

【図１２】ＥＬ表示装置の画素部を拡大した図。

【図１３】ＥＬ表示装置のサンプリング回路の素子構
造を示す図。

【図１４】ＥＬモジュールの示す上面図。

【図１５】ＥＬ表示装置の封止構造を示す断面図。

【図１６】パッシブ型ＥＬ表示装置の作製工程を示す
図。

【図１７】ＥＬ表示装置を作製するための装置構成を
説明する図。

【図１８】ＥＬ表示装置の画素部の断面構造を示す
図。

【図１９】電子装置の具体例を示す図。

【図２０】電子装置の具体例を示す図。

【図２１】画素部の画素配列を説明する図。

【図２２】本発明のインクジェット方式でＥＬ層を連
続的に形成した試料の顕微鏡写真。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 33/22 Ｈ０５Ｂ 33/22 Ｚ 33/26 33/26 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に複数のＴＦＴを形成する工程と、
前記複数のＴＦＴの各々に接続する複数の画素電極を形
成する工程と、前複数の画素電極の上にＥＬ層を形成す
る工程とを有し、前記ＥＬ層はインクジェット方式によ
り形成され、該ＥＬ層は前記複数の画素電極に渡って連
続させることを特徴とする電気光学装置の作製方法。
【請求項２】基板上に複数のＴＦＴを形成する工程と、
前記複数のＴＦＴの各々に接続する複数の画素電極を形
成する工程と、前複数の画素電極の上にＥＬ層を形成す
る工程とを有し、前記ＥＬ層はインクジェット方式によ
り、前記複数の画素電極の各々に対応して長円形或いは
長方形に形成することを特徴とする電気光学装置の作製
方法。
【請求項３】基板上に複数のＴＦＴを形成する工程と、
前記複数のＴＦＴの各々に接続する複数の画素電極を形
成する工程と、前複数の画素電極の内、第１の画素電極
の上に赤色に発光する第１のＥＬ層を形成する工程と、
前複数の画素電極の内、第２の画素電極の上に緑色に発
光する第２のＥＬ層を形成する工程と、前複数の画素電
極の内、第３の画素電極の上に青色に発光する第３のＥ
Ｌ層を形成する工程とを有し、前記第１乃至第３のＥＬ
層はインクジェット方式により形成され、該第１乃至第
３のＥＬ層は前記複数の画素電極に渡って連続させるこ
とを特徴とする電気光学装置の作製方法。
【請求項４】基板上に複数のＴＦＴを形成する工程と、
前記複数のＴＦＴの各々に接続する複数の画素電極を形
成する工程と、前複数の画素電極の内、第１の画素電極
の上に赤色に発光する第１のＥＬ層を形成する工程と、
前複数の画素電極の内、第２の画素電極の上に緑色に発
光する第２のＥＬ層を形成する工程と、前複数の画素電
極の内、第３の画素電極の上に青色に発光する第３のＥ
Ｌ層を形成する工程とを有し、前記第１乃至第３のＥＬ
層はインクジェット方式により形成され、前記複数の画
素電極の各々に対応して長円形或いは長方形に形成する
ことを特徴とする電気光学装置の作製方法。
【請求項５】基板上に複数のＴＦＴを形成する工程と、
前記複数のＴＦＴを覆う絶縁層を形成する工程と、前記
複数のＴＦＴの各々に接続する複数の画素電極を形成す
る工程と、前複数の画素電極の上にＥＬ層を形成する工
程とを有し、前記ＥＬ層はインクジェット方式により形
成され、該ＥＬ層は前記複数の画素電極に渡って連続さ
せ、前記絶縁層の最上層にはアルカリ金属の透過を妨げ
る絶縁膜を設けることを特徴とする電気光学装置の作製
方法。
【請求項６】基板上に複数のＴＦＴを形成する工程と、
前記複数のＴＦＴを覆う絶縁層を形成する工程と、前記
複数のＴＦＴの各々に接続する複数の画素電極を形成す
る工程と、前複数の画素電極の上にＥＬ層を形成する工
程とを有し、前記ＥＬ層はインクジェット方式により、
前記複数の画素電極の各々に対応して長円形或いは長方
形に形成し、前記絶縁層の最上層にはアルカリ金属の透
過を妨げる絶縁膜を設けることを特徴とする電気光学装
置の作製方法。
【請求項７】基板上に複数のＴＦＴを形成する工程と、
前記複数のＴＦＴを覆う絶縁層を形成する工程と、前記
複数のＴＦＴの各々に接続する複数の画素電極を形成す
る工程と、前複数の画素電極の内、第１の画素電極の上
に赤色に発光する第１のＥＬ層を形成する工程と、前複
数の画素電極の内、第２の画素電極の上に緑色に発光す
る第２のＥＬ層を形成する工程と、前複数の画素電極の
内、第３の画素電極の上に青色に発光する第３のＥＬ層
を形成する工程とを有し、前記第１乃至第３のＥＬ層は
インクジェット方式により形成され、該第１乃至第３の
ＥＬ層は前記複数の画素電極に渡って連続させ、前記絶
縁層の最上層にはアルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜を
設けることを特徴とする電気光学装置の作製方法。
【請求項８】基板上に複数のＴＦＴを形成する工程と、
前記複数のＴＦＴを覆う絶縁層を形成する工程と、前記
複数のＴＦＴの各々に接続する複数の画素電極を形成す
る工程と、前複数の画素電極の内、第１の画素電極の上
に赤色に発光する第１のＥＬ層を形成する工程と、前複
数の画素電極の内、第２の画素電極の上に緑色に発光す
る第２のＥＬ層を形成する工程と、前複数の画素電極の
内、第３の画素電極の上に青色に発光する第３のＥＬ層
を形成する工程とを有し、前記第１乃至第３のＥＬ層は
インクジェット方式により形成され、前記複数の画素電
極の各々に対応して長円形或いは長方形に形成し、前記
絶縁層の最上層にはアルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜
を設けることを特徴とする電気光学装置の作製方法。
【請求項９】請求項１乃至請求項８のいずれか一項にお
いて、前記複数の画素電極から互いに隣接する複数の画
素電極を一組として画素が形成し、該画素と、隣接する
画素の間隔が前記ＥＬ層の厚さの５〜１０倍で形成する
ことを特徴とする電気光学装置の作製方法。
【請求項１０】請求項９において、前記画素と該画素に
隣接する画素の間隔が２５０〜２５００ｎｍとすること
を特徴とする電気光学装置の作製方法。
【請求項１１】請求項１乃至請求項８のいずれか一項に
おいて、前記ＥＬ層は有機材料であることを特徴とする
電気光学装置の作製方法。
【請求項１２】請求項１乃至請求項８のいずれか一項に
おいて、前記インクジェット方式はピエゾ素子を用いる
ことを特徴とする電気光学装置の作製方法。
【請求項１３】請求項５乃至請求項８のいずれか一項に
おいて、前記絶縁層は、有機樹脂材料から成る絶縁膜上
に前記アルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜を積層して形
成することを特徴とする電気光学装置の作製方法。
【請求項１４】請求項５乃至請求項８のいずれか一項に
おいて、前記アルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜とし
て、Ｂ（ホウ素）、Ｃ（炭素）、Ｎ（窒素）から選ばれ
た少なくとも一つの元素と、Ａｌ（アルミニウム）、Ｓ
ｉ（珪素）、Ｐ（リン）から選ばれた少なくとも一つの
元素とを含む絶縁膜を用いることを特徴とする電気光学
装置の作製方法。
【請求項１５】請求項５乃至請求項８のいずれか一項に
おいて、前記アルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜とし
て、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎ、Ｏ、Ｍを含む絶縁膜（但し、Ｍは
希土類元素の少なくとも一種、好ましくはＣｅ（セリウ
ム），Ｙｂ（イッテルビウム），Ｓｍ（サマリウム），
Ｅｒ（エルビウム），Ｙ（イットリウム）、Ｌａ（ラン
タン）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｄｙ（ジスプロシウ
ム）、Ｎｄ（ネオジウム）から選ばれた少なくとも一つ
の元素）を用いることを特徴とする電気光学装置の作製
方法。
【請求項１６】基板上に形成された複数のＴＦＴと、前
記複数のＴＦＴの各々に接続された複数の画素電極と、
前複数の画素電極の上に形成されたＥＬ層とを有し、前
記ＥＬ層は前記複数の画素電極に渡って連続して設けら
れていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１７】基板上に形成された複数のＴＦＴと、前
記複数のＴＦＴの各々に接続された複数の画素電極と、
前複数の画素電極の上に形成されたＥＬ層とを有し、前
記ＥＬ層は前記複数の画素電極の各々に対応して長円形
或いは長方形に形成されていることを特徴とする電気光
学装置。
【請求項１８】基板上に形成された複数のＴＦＴと、前
記複数のＴＦＴの各々に接続された複数の画素電極と、
前複数の画素電極の内、第１の画素電極の上に赤色に発
光する第１のＥＬ層と、前複数の画素電極の内、第２の
画素電極の上に緑色に発光する第２のＥＬ層と、前複数
の画素電極の内、第３の画素電極の上に青色に発光する
第３のＥＬ層とを有し、前記第１乃至第３のＥＬ層は、
前記複数の画素電極に渡って連続して設けられているこ
とを特徴とする電気光学装置。
【請求項１９】基板上に形成された複数のＴＦＴと、前
記複数のＴＦＴの各々に接続された複数の画素電極と、
前複数の画素電極の内、第１の画素電極の上に赤色に発
光する第１のＥＬ層と、前複数の画素電極の内、第２の
画素電極の上に緑色に発光する第２のＥＬ層と、前複数
の画素電極の内、第３の画素電極の上に青色に発光する
第３のＥＬ層とを有し、前記第１乃至第３のＥＬ層は、
前記複数の画素電極の各々に対応して長円形或いは長方
形に形成されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２０】基板上に形成された複数のＴＦＴと、前
記複数のＴＦＴを覆う絶縁層と、前記複数のＴＦＴの各
々に接続された複数の画素電極と、前複数の画素電極の
上に形成されたＥＬ層とを有し、前記ＥＬ層は前記複数
の画素電極に渡って連続して設けられ、前記絶縁層の最
上層にはアルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜が設けられ
ていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２１】基板上に形成された複数のＴＦＴと、前
記複数のＴＦＴを覆う絶縁層と、前記複数のＴＦＴの各
々に接続された複数の画素電極と、前複数の画素電極の
上に形成されたＥＬ層とを有し、前記ＥＬ層は前記複数
の画素電極の各々に対応して長円形或いは長方形に形成
され、前記絶縁層の最上層にはアルカリ金属の透過を妨
げる絶縁膜が設けられていることを特徴とする電気光学
装置。
【請求項２２】基板上に形成された複数のＴＦＴと、前
記複数のＴＦＴを覆う絶縁層と、前記複数のＴＦＴの各
々に接続された複数の画素電極と、前複数の画素電極の
内、第１の画素電極の上に赤色に発光する第１のＥＬ層
と、前複数の画素電極の内、第２の画素電極の上に緑色
に発光する第２のＥＬ層と、前複数の画素電極の内、第
３の画素電極の上に青色に発光する第３のＥＬ層とを有
し、前記第１乃至第３のＥＬ層は、前記複数の画素電極
に渡って連続して設けられ、前記絶縁層の最上層にはア
ルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜が設けられていること
を特徴とする電気光学装置。
【請求項２３】基板上に形成された複数のＴＦＴと、前
記複数のＴＦＴを覆う絶縁層と、前記複数のＴＦＴの各
々に接続された複数の画素電極と、前複数の画素電極の
内、第１の画素電極の上に赤色に発光する第１のＥＬ層
と、前複数の画素電極の内、第２の画素電極の上に緑色
に発光する第２のＥＬ層と、前複数の画素電極の内、第
３の画素電極の上に青色に発光する第３のＥＬ層とを有
し、前記第１乃至第３のＥＬ層は、前記複数の画素電極
の各々に対応して長円形或いは長方形に形成され、前記
絶縁層の最上層にはアルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜
が設けられていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２４】請求項１６乃至請求項２３のいずれか一
項において、前記複数の画素電極から互いに隣接する２
つ以上の画素電極を一組として画素が形成され、該画素
と該画素に隣接する画素の間隔が前記ＥＬ層の厚さの５
〜１０倍であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２５】請求項２４において、前記画素と該画素
に隣接する画素の間隔が２５０〜２５００ｎｍであるこ
とを特徴とする電気光学装置。
【請求項２６】請求項１６乃至請求項２３のいずれか一
項において、前記ＥＬ層は有機材料であることを特徴と
する電気光学装置。
【請求項２７】請求項２０乃至請求項２３のいずれか一
項において、前記絶縁層は、有機樹脂材料から成る絶縁
膜上に前記アルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜が形成さ
れていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２８】請求項２０乃至請求項２３のいずれか一
項において、前記アルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜と
して、Ｂ（ホウ素）、Ｃ（炭素）、Ｎ（窒素）から選ば
れた少なくとも一つの元素と、Ａｌ（アルミニウム）、
Ｓｉ（珪素）、Ｐ（リン）から選ばれた少なくとも一つ
の元素とを含む絶縁膜であることを特徴とする電気光学
装置。
【請求項２９】請求項２０乃至請求項２３のいずれか一
項において、前記アルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜
は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎ、Ｏ、Ｍを含む絶縁膜（但し、Ｍは
希土類元素の少なくとも一種、好ましくはＣｅ（セリウ
ム），Ｙｂ（イッテルビウム），Ｓｍ（サマリウム），
Ｅｒ（エルビウム），Ｙ（イットリウム）、Ｌａ（ラン
タン）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｄｙ（ジスプロシウ
ム）、Ｎｄ（ネオジウム）から選ばれた少なくとも一つ
の元素）であることを特徴とする電気光学装置。