JP2001272968A

JP2001272968A - 表示システム及び電気器具

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Publication number: JP2001272968A
Application number: JP2001009174A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 舜平山崎; Jun Koyama; 潤小山; Noriko Shibata; 典子柴田
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2000-01-17
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2001-10-05
Anticipated expiration: 2021-01-17
Also published as: JP4801260B2

Abstract

(57)【要約】【課題】発光装置に含まれる発光素子の発光輝度を周
囲の情報に応じて調節する表示システムを提供する。【解決手段】本発明において、センサー２０１１が周囲
の情報を電気信号として検出し、これをＣＰＵ２０１３
は、あらかじめ設定しておいた比較データに基づきＥＬ
素子の発光輝度を補正するための補正信号に変換する。
この補正信号が電圧可変器２０１０に入力されることに
より、電圧可変器２０１０が所定の補正電位をＥＬ素子
に印加する。以上の表示システムによりＥＬ素子２００
３の発光輝度を制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、周囲の情報に応じ
て輝度調節が可能である表示システム及び電気器具に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、有機ＥＬ材料のＥＬ(Electro Lum
inescence)現象（蛍光及び燐光を含む）を利用した自発
光型の素子としてＥＬ素子を用いた表示装置（以下、Ｅ
Ｌ表示装置という）の開発が進んでいる。なお、ここで
いうＥＬ素子は、ＯＬＥＤ(Organic Light emitting De
vice)ともよばれている。ＥＬ表示装置は自発光型であ
るため、液晶表示装置のようなバックライトが不要であ
り、さらに視野角が広いため、屋外で使用する携帯型機
器の表示部として有望視されている。

【０００３】ＥＬ表示装置にはパッシブ型（単純マトリ
クス型）とアクティブ型（アクティブマトリクス型）の
二種類があり、どちらも盛んに開発が行われている。特
に現在はアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置が注目さ
れている。また、ＥＬ素子の発光層となる有機材料は低
分子系（モノマー系）有機ＥＬ材料と高分子系（ポリマ
ー系）有機ＥＬ材料とに分けられ、両者ともに盛んに研
究されている。

【０００４】ＥＬ素子は、ＥＬ（Electro Luminescenc
e：電場を加えることで発生するルミネッセンス）が得
られる有機ＥＬ材料を含む層（以下、ＥＬ層と記す）
と、陽極と、陰極とを有する。有機ＥＬ材料におけるル
ミネッセンスには、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（リン光）とがある。本発明のＥＬ表示装置に
は、どちらの有機ＥＬ材料を有するＥＬ素子を用いるこ
とも可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これまでのＥＬ表示装
置や半導体ダイオードといった発光装置において、発光
装置に含まれる発光素子の発光輝度を発光装置の周囲の
情報に応じて調節する機能を設けているものはない。

【０００６】そこで、本発明では、発光装置としてＥＬ
表示装置を例に取り、ＥＬ表示装置の周囲の環境情報
や、ＥＬ表示装置を使用する人の生体情報に対応させて
ＥＬ表示装置の輝度調節を可能にするものを表示システ
ムとし、表示システム及び表示システムを用いた電気器
具を提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決することを目的とする。なお、ＥＬ表示装置におい
て、陰極、ＥＬ層、及び陽極からなるＥＬ素子の発光輝
度は、ＥＬ素子を流れる電流量による調節が可能である
が、ＥＬ素子を流れる電流量は、ＥＬ素子の電位を変え
ることで制御が可能である。そこで、本発明では、以下
に示す表示システムを用いる。

【０００８】まず、ＥＬ表示装置の周囲の情報が、フォ
トダイオード、ＣｄＳ光導電性素子といった受光素子及
びＣＣＤ（charge coupled device）、ＣＭＯＳセンサ
ーを含むセンサーにより情報信号として検知される。次
にセンサーが、この情報信号を電気信号としてＣＰＵ
（Central Processing Unit）に入力すると、この電気
信号は、ＣＰＵによってＥＬ素子の発光輝度を調節する
ためにかける電位を制御する信号に変換される。なお、
本明細書中では、ＣＰＵにより変換され出力される信号
を補正信号と呼ぶ。また、この補正信号が電圧可変器に
入力されることによりＥＬ素子のＴＦＴに接続されてい
ない側の電極の電位が制御される。なお、本明細書中で
は、ここで制御される電位を補正電位と呼ぶ。

【０００９】上記表示システムを用いることでＥＬ素子
を流れる電流量を制御して、周囲の情報に応じた輝度調
節を行うＥＬ表示ディスプレイ、すなわち電気器具が提
供できる。なお、本明細書中において周囲の情報とは、
ＥＬ表示装置における周囲の環境情報や、ＥＬ表示装置
を使用する人の生体情報のことをいう。さらに周囲の環
境情報とは、明るさ（可視光や赤外光の光量）や温度や
湿度といった情報をさし、使用する人の生体情報とは、
使用者の目の充血度、脈拍、血圧、体温または瞳孔の開
き度合いといった情報のことをいう。

【００１０】本発明は、デジタル駆動方式の場合には、
ＥＬ素子に接続された電圧可変器で周囲の情報に応じた
補正電位を印加してＥＬ素子にかかる電位差を制御して
所望の輝度を得ることができる。一方、アナログ駆動方
式の場合には、ＥＬ素子に接続された前記電圧可変器で
周囲の情報に応じた補正電位を印加してＥＬ素子にかか
る電位差を制御し、制御された電位差に対して最適なコ
ントラストが得られるようにアナログ信号の電位を制御
すれば所望の輝度を得ることができる。これらの方法を
行うことで、デジタル方式およびアナログ方式のいずれ
においても実施が可能である。なお、前記センサーは、
前記ＥＬ表示装置と一体形成されていてもよい。

【００１１】ＥＬ素子に流れる電流量を制御する電流制
御用ＴＦＴは、ＥＬ素子を発光させるために、電流制御
用ＴＦＴの駆動を制御するスイッチング用ＴＦＴよりも
比較的多くの電流を流す。なおＴＦＴの駆動を制御する
とは、ＴＦＴが有するゲート電極に印加される電圧を制
御することで、そのＴＦＴをオン状態またはオフ状態に
することを意味する。本発明において周囲の情報に対応
させて発光輝度を低く表示したい場合には、電流制御用
ＴＦＴには、少ない電流を流すこととなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１に本発明における情報対応型
ＥＬ表示装置の概略構成図を示す。なお、本実施の形態
においては、デジタル駆動の時分割階調方式を用いた場
合を説明する。図１において、２００１はスイッチング
素子として機能するＴＦＴ（以下、スイッチング用ＴＦ
Ｔ、２００２はＥＬ素子２００３に供給する電流を制御
するための素子（電流制御素子）として機能するＴＦＴ
（以下、電流制御用ＴＦＴまたはＥＬ駆動ＴＦＴとい
う）、２００４はコンデンサ（保持容量または、補助容
量という）である。スイッチング用ＴＦＴ２００１はゲ
ート線２００５及びソース線（データ線）２００６に接
続されている。また、電流制御用ＴＦＴ２００２のドレ
インはＥＬ素子２００３に、ソースは電源供給線２００
７に接続されている。

【００１３】ゲート線２００５が選択されるとスイッチ
ング用ＴＦＴ２００１のゲートが開き、ソース線２００
６のデータ信号がコンデンサ２００４に蓄積され、電流
制御用ＴＦＴ２００２のゲートが開く。そして、スイッ
チング用ＴＦＴ２００１のゲートが閉じた後、コンデン
サ２００４に蓄積された電荷によって電流制御用ＴＦＴ
２００２のゲートは開いたままとなり、その間、ＥＬ素
子２００３が発光する。このＥＬ素子２００３の発光量
は流れる電流量により変化する。

【００１４】また、この時流れる電流量は、電源供給線
に印加される電位（本明細書中ではこれをＥＬ駆動電位
という）と電圧可変器２０１０に入力される補正信号に
より制御される電位（本明細書中では、これを補正電位
という）との電位差に制御される。なお、本実施例にお
いてＥＬ駆動電位は、一定の電位に保たれている。ま
た、電圧可変器２０１０は、ＥＬ駆動電源２００９から
の電圧を正もしくは負の値に変えることができ、これに
より補正電位を制御することが可能である。

【００１５】本発明のデジタル駆動の階調表示におい
て、ソース線２００６から入力されるデータ信号によっ
て電流制御用ＴＦＴ２００２のゲートが開または閉にな
る。なお、本明細書中において、ＥＬ素子のＴＦＴに接
続されている一方の電極を画素電極とよび、他方の電極
を対向電極と呼ぶ。スイッチ２０１５が入ると電圧可変
器２０１０に制御される補正電位が対向電極に印加され
る。画素電極に印加されるＥＬ駆動電位は、一定である
ので、補正電位を制御することにより補正電位に基づく
電流がＥＬ素子を流れ、ＥＬ素子２００３を所望の輝度
に発光させることができる。

【００１６】電圧可変器２０１０によって印加される補
正電位は、以下のように決定される。まず、センサー２
０１１が周囲の情報をアナログ信号として検出し、得ら
れたアナログ信号をＡ／Ｄ変換器２０１２によりデジタ
ル信号に変換する。このデジタル信号は、ＣＰＵ２０１
３において変換される。ＣＰＵ２０１３は、入力された
信号に対して、あらかじめ設定しておいた比較データに
基づきＥＬ素子の発光輝度を補正するための補正信号に
変換する。ＣＰＵ２０１３に変換された補正信号は、Ｄ
／Ａ変換器２０１４に入力され再びアナログの補正信号
に変換される。この補正信号が電圧可変器に入力される
ことにより、電圧可変器２０１０が所定の補正電位を印
加する。

【００１７】以上のように、アクティブマトリクス型Ｅ
Ｌ表示装置にセンサー２０１１を取り付け、センサー２
０１１が検知した周囲の情報信号をもとに電圧可変器２
０１０で補正電位を変化させ、ＥＬ素子の発光輝度の調
節ができる点が本発明の最大の特徴である。この表示シ
ステムを用いたＥＬ表示ディスプレイは、周囲の情報に
応じてＥＬ表示装置の発光輝度を調節することができ
る。

【００１８】次に本発明に用いたアクティブマトリクス
型ＥＬ表示装置の概略ブロック図を図２に示す。図２
（Ａ）のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置は、基板
上に形成されたＴＦＴによって画素部１０１、画素部の
周辺に配置されたデータ信号側駆動回路１０２及びゲー
ト信号側駆動回路１０３を有している。さらに、画素部
に入力されるデジタルデータ信号を形成する時分割階調
データ信号発生回路１１３を有している。

【００１９】画素部１０１には、マトリクス状に複数の
画素１０４が配列される。画素１０４の拡大図を図２
（Ｂ）に示す。画素中には、スイッチング用ＴＦＴ１０
５および電流制御用ＴＦＴ１０８が配置されている。ス
イッチング用ＴＦＴ１０５のソース領域は、デジタルデ
ータ信号を入力するデータ配線（ソース配線）１０７に
接続されている。

【００２０】また、１０８は電流制御用ＴＦＴであり、
そのゲート電極はスイッチング用ＴＦＴ１０５のドレイ
ン領域に接続される。そして、電流制御用ＴＦＴ１０８
のソース領域は電源供給線１１０に接続され、ドレイン
領域はＥＬ素子１０９に接続される。また、ＥＬ素子１
０９は、電流制御用ＴＦＴ１０８に接続された陽極（画
素電極）とＥＬ層を挟んで陽極に対向して設けられた陰
極（対向電極）とでなり、陰極は、電圧可変器１１１に
接続されている。

【００２１】なお、スイッチング用ＴＦＴ１０５は、ｎ
チャネル型ＴＦＴでもｐチャネル型ＴＦＴでもよい。ま
た、本実施の形態において、電流制御用ＴＦＴ１０８
が、ｎチャネル型ＴＦＴである場合には、電流制御用Ｔ
ＦＴ１０８のドレイン部はＥＬ素子１０９の陰極に接続
され、電流制御用ＴＦＴ１０８が、ｐチャネル型ＴＦＴ
である場合には、電流制御用ＴＦＴ１０８のドレイン部
はＥＬ素子１０９の陽極に接続される構造が好ましい。
しかし、電流制御用ＴＦＴ１０８が、ｎチャネル型ＴＦ
Ｔである場合、電流制御用ＴＦＴ１０８のソース部がＥ
Ｌ素子１０９の陽極に接続され、電流制御用ＴＦＴ１０
８が、ｐチャネル型ＴＦＴである場合、電流制御用ＴＦ
Ｔ１０８のソース部がＥＬ素子１０９の陰極に接続され
る構造でもよい。

【００２２】さらに、電流制御用ＴＦＴ１０８のドレイ
ン領域と、ＥＬ素子１０９が有する陽極（画素電極）と
の間に抵抗体（図示せず）を設けても良い。抵抗体を設
けることによって、電流制御用ＴＦＴからＥＬ素子へ供
給される電流量を制御し、電流制御用ＴＦＴの特性のバ
ラツキによる影響を防ぐことが可能になる。抵抗体は電
流制御用ＴＦＴ１０８のオン抵抗よりも十分に大きい抵
抗値を示す素子であれば良いため構造等に限定はない。

【００２３】コンデンサ１１２は、スイッチング用ＴＦ
Ｔ１０５が非選択状態（オフ状態）にある時、電流制御
用ＴＦＴ１０８のゲート電圧を保持するために設けられ
ている。また、コンデンサ１１２はスイッチング用ＴＦ
Ｔ１０５のドレイン領域と電源供給線１１０とに接続さ
れている。

【００２４】次に、データ信号側駆動回路１０２は基本
的にシフトレジスタ１０２a、ラッチ１（１０２b）、ラ
ッチ２（１０２c）を有している。また、シフトレジス
タ１０２aにはクロックパルス（ＣＫ）及びスタートパ
ルス（ＳＰ）が入力され、ラッチ１（１０２b）にはデ
ジタルデータ信号（Digital Data Signals）が入力さ
れ、ラッチ２（１０２c）にはラッチ信号（Latch Signa
ls）が入力される。なお、図２（Ａ）においてデータ信
号側駆動回路１０２は１つだけ設けられているが、本発
明においてデータ信号側駆動回路は２つあってもよい。

【００２５】また、ゲート信号側駆動回路１０３は、シ
フトレジスタ、バッファ等（いずれも図示せず）を有し
ている。なお、図２（Ａ）においてゲート信号側駆動回
路１０３は２つ設けられているが、本発明においてゲー
ト信号側駆動回路は１つであってもよい。

【００２６】時分割階調データ信号発生回路１１３（Ｓ
ＰＣ；Serial-to-Parallel Conversion Circuit）で
は、アナログ信号又はデジタル信号でなるビデオ信号
（画像情報を含む信号）を、時分割階調を行うためのデ
ジタルデータ信号に変換すると共に、時分割階調表示を
行うために必要なタイミングパルス等を発生させ、画素
部に入力する。

【００２７】なお、時分割階調データ信号発生回路１１
３には、１フレーム期間をｎビット（ｎは２以上の整
数）の階調に対応した複数のサブフレーム期間に分割す
る手段と、それら複数のサブフレーム期間においてアド
レス期間及びサステイン期間を選択する手段と、そのサ
ステイン期間をＴｓ１：Ｔｓ２：Ｔｓ３：…：Ｔｓ(n-
１)：Ｔｓ(n)＝２⁰：２^-1：２^-2：…：２^-(n-2)：２
^-(n-1)となるように設定する手段とが含まれる。

【００２８】この時分割階調データ信号発生回路１１３
は、本発明のＥＬ表示装置の外部に設けられても良い
し、一体形成しても良い。ＥＬ表示装置の外部に設けら
れる場合、そこで形成されたデジタルデータ信号が本発
明のＥＬ表示装置に入力される構成となる。その場合、
そこで形成されたデジタルデータ信号が本発明のＥＬ表
示装置に入力される構成となる。この場合、本発明のＥ
Ｌ表示装置をディスプレイとして有する電気器具は、本
発明のＥＬ表示装置と時分割階調データ信号発生回路を
別の部品として含むことになる。

【００２９】また、時分割階調データ信号発生回路１１
３をＩＣチップなどの形で本発明のＥＬ表示装置に実装
しても良い。その場合、そのＩＣチップで形成されたデ
ジタルデータ信号が本発明のＥＬ表示装置に入力される
構成となる。この場合、本発明のＥＬ表示装置をディス
プレイとして有する電気器具は、時分割階調データ信号
発生回路を含むＩＣチップを実装した本発明のＥＬ表示
装置を部品として含むことになる。

【００３０】また最終的には、時分割階調データ信号発
生回路１１３を画素部１０１、データ信号側駆動回路１
０２及びゲート信号側駆動回路１０３と同一の基板上に
ＴＦＴでもって形成しうる。この場合、ＥＬ表示装置に
画像情報を含むビデオ信号を入力すれば全て基板上で処
理することができる。勿論、この場合の時分割階調デー
タ信号発生回路は本発明で用いるポリシリコン膜を活性
層とするＴＦＴで形成することが望ましい。また、この
場合、本発明のＥＬ表示装置をディスプレイとして有す
る電気器具は、時分割階調データ信号発生回路がＥＬ表
示装置自体に内蔵されており、電気器具の小型化を図る
ことが可能である。

【００３１】次に時分割階調表示について、図２及び図
３を用いて説明する。ここではｎビットデジタル駆動方
式により２ⁿ階調のフルカラー表示を行う場合について
説明する。

【００３２】まず、図３に示すように１フレーム期間を
ｎ個のサブフレーム期間（ＳＦ１〜ＳＦｎ）に分割す
る。なお、画素部の全ての画素が１つの画像を表示する
期間を１フレーム期間と呼ぶ。通常のＥＬディスプレイ
では発振周波数は６０Ｈｚ以上、即ち１秒間に６０以上
のフレーム期間が設けられており、１秒間に６０以上の
画像が表示されている。１秒間に表示される画像の数が
６０より少なくなると、視覚的にフリッカ等の画像のち
らつきが目立ち始める。また、１フレーム期間をさらに
複数に分割した期間をサブフレーム期間と呼ぶ。階調数
が多くなるにつれて１フレーム期間の分割数も増え、駆
動回路を高い周波数で駆動しなければならない。

【００３３】１つのサブフレーム期間はアドレス期間
（Ｔａ）とサステイン期間（Ｔｓ）とに分けられる。ア
ドレス期間とは、１サブフレーム期間中、全画素にデー
タを入力するのに要する時間であり、サステイン期間
（点灯期間とも呼ぶ）とは、ＥＬ素子を発光させる期間
を示している。

【００３４】ｎ個のサブフレーム期間（ＳＦ１〜ＳＦ
ｎ）がそれぞれ有するアドレス期間（Ｔａ１〜Ｔａｎ）
の長さは全て一定である。ＳＦ１〜ＳＦｎがそれぞれ有
するサステイン期間（Ｔｓ）をそれぞれＴｓ１〜Ｔｓｎ
とする。

【００３５】サステイン期間の長さは、Ｔｓ１：Ｔｓ
２：Ｔｓ３：…：Ｔｓ（ｎ−１）：Ｔｓｎ＝２⁰：
２^-1：２^-2：…：２^-(n-2)：２^-(n-1)となるように設定
する。但し、ＳＦ１〜ＳＦｎを出現させる順序はどのよ
うにしても良い。このサステイン期間の組み合わせで２
ⁿ階調のうち所望の階調表示を行うことができる。

【００３６】補正電位とＥＬ駆動電位との電位差でＥＬ
素子に流れる電流量が決まり、ＥＬ素子の発光輝度が制
御される。つまり、ＥＬ素子の発光輝度を調節するため
には、補正電位を調節すればよい。

【００３７】ここで、本実施形態について詳細に説明す
る。まず、電源供給線１１０は、一定のＥＬ駆動電位に
保たれており、ゲート配線１０６にゲート信号を入力し
て、ゲート配線１０６に接続されているスイッチング用
ＴＦＴ１０５全てをＯＮ状態にする。

【００３８】スイッチング用ＴＦＴ１０５をＯＮ状態に
した後、またはＯＮ状態にするのと同時にスイッチング
用ＴＦＴ１０５のソース領域に「０」または「１」の情
報を有するデジタルデータ信号を入力していく。

【００３９】デジタルデータ信号がスイッチング用ＴＦ
Ｔ１０５のソース領域に入力されると、電流制御用ＴＦ
Ｔ１０８のゲート電極に接続されたコンデンサ１１２に
デジタルデータ信号が入力され保持される。全ての画素
にデジタルデータ信号が入力されるまでの期間がアドレ
ス期間である。

【００４０】アドレス期間が終了したら、スイッチング
用ＴＦＴがオフ状態になり、コンデンサ１１２において
保持されたデジタルデータ信号が、電流制御用ＴＦＴ１
０８のゲート電極に入力される。

【００４１】なお、ＥＬ素子の陽極に印加される電位は
陰極に印加される電位よりも高いことがより望ましい。
本実施の形態では陽極を画素電極として電源供給線に接
続しており、陰極を電圧可変器に接続している。そのた
めＥＬ駆動電位は補正電位よりも高いことが望ましい。
逆に、陰極を画素電極として電源供給線に接続し、陽極
を電圧可変器に接続した場合、ＥＬ駆動電位は補正電位
よりも低いことが望ましい。

【００４２】本発明では、補正電位は、センサーが検知
した周囲の情報信号をもとに電圧可変器を通して制御さ
れている。例えばＥＬ表示装置の周囲の明るさに関する
環境情報がフォトダイオードに検知され、検知された信
号がＣＰＵによってＥＬ素子の発光輝度を調節するため
の補正信号に変換されたとき、この信号が電圧可変器に
入力されるとそれに応じた補正電位が印加され、補正電
位が変わる。これによりＥＬ駆動電位と補正電位の電位
差が変わり、ＥＬ素子の発光輝度を変えることができ
る。本実施の形態において、デジタルデータ信号が
「０」の情報を有していた場合、電流制御用ＴＦＴ１０
８はオフ状態となり、電源供給線１１０に印加されてい
るＥＬ駆動電位はＥＬ素子１０９が有する陽極（画素電
極）に印加されない。

【００４３】逆に、「１」の情報を有していた場合、電
流制御用ＴＦＴ１０８はオン状態となり、電源供給線１
１０に印加されているＥＬ駆動電位は、ＥＬ素子１０９
が有する陽極（画素電極）に印加される。

【００４４】その結果、「０」の情報を有するデジタル
データ信号が印加された画素が有するＥＬ素子１０９は
発光しない。そして「１」の情報を有するデジタルデー
タ信号が印加された画素が有するＥＬ素子１０９は発光
する。発光が終了するまでの期間がサステイン期間であ
る。

【００４５】ＥＬ素子を発光させる（画素を点灯させ
る）期間はＴｓ１〜Ｔｓｎまでのいずれかの期間であ
る。ここではＴｓｎの期間、所定の画素を点灯させたと
する。

【００４６】次に、再びアドレス期間に入り、全画素に
データ信号を入力したらサステイン期間に入る。このと
きはＴｓ１〜Ｔｓ（ｎ−１）のいずれかの期間がサステ
イン期間となる。ここではＴｓ（ｎ−１）の期間、所定
の画素を点灯させたとする。

【００４７】以下、残りのｎ−２個のサブフレームにつ
いて同様の動作を繰り返し、順次Ｔｓ（ｎ−２）、Ｔｓ
（ｎ−３）…Ｔｓ１とサステイン期間を設定し、それぞ
れのサブフレームで所定の画素を点灯させたとする。

【００４８】ｎ個のサブフレーム期間が出現したら１フ
レーム期間を終えたことになる。このとき、画素が点灯
していたサステイン期間、言い換えると「１」の情報を
有するデジタルデータ信号が画素に印加された後、画素
が点灯する期間の長さを積算することによって、その画
素の階調がきまる。例えば、ｎ＝８のとき、全部のサス
テイン期間で画素が発光した場合の輝度を１００％とす
ると、Ｔｓ１とＴｓ２において画素が発光した場合には
７５％の輝度が表現でき、Ｔｓ３とＴｓ５とＴｓ８を選
択した場合には１６％の輝度が表現できる。

【００４９】なお、本発明において図１に示すスイッチ
２０１５は、アドレス期間には、オフ状態になり、サス
テイン期間には、オン状態になる。

【００５０】次に、本発明のアクティブマトリクス型Ｅ
Ｌ表示装置について、断面構造の概略を図４に示す。

【００５１】図４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
しては透光性基板、代表的にはガラス基板、石英基板、
ガラスセラミックス基板、又は結晶化ガラス基板を用い
ることができる。但し、作製プロセス中の最高処理温度
に耐えるものでなくてはならない。

【００５２】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：ｘ、ｙは任意の整数、で示さ
れる）など珪素に対して酸素若しくは窒素を所定の割合
で含ませた絶縁膜を指す。

【００５３】２０１はスイッチング用ＴＦＴであり、ｎ
チャネル型ＴＦＴで形成されているが、スイッチング用
ＴＦＴは、ｐチャネル型としてもよい。また、２０２は
電流制御用ＴＦＴであり、図４は、電流制御用ＴＦＴ２
０２がｐチャネル型ＴＦＴで形成された場合を示してい
る。この場合は、電流制御用ＴＦＴのドレインは、ＥＬ
素子の陽極に接続されている。

【００５４】ただし、本発明において、スイッチング用
ＴＦＴをｎチャネル型ＴＦＴに電流制御用ＴＦＴをｐチ
ャネル型ＴＦＴに限定する必要はなく、この逆、又は両
方にｐチャネル型ＴＦＴまたは、ｎチャネル型ＴＦＴを
用いることも可能である。

【００５５】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、ソース線２１並びにド
レイン線２２を有して形成される。なお、ゲート絶縁膜
１８又は第１層間絶縁膜２０は基板上の全ＴＦＴに共通
であっても良いし、回路又は素子に応じて異ならせても
良い。

【００５６】また、図４に示すスイッチング用ＴＦＴ２
０１はゲート電極１９a、１９bが電気的に接続されてお
り、いわゆるダブルゲート構造となっている。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。

【００５７】マルチゲート構造はオフ電流を低減する上
で極めて有効であり、スイッチング用ＴＦＴのオフ電流
を十分に低くすれば、それだけ図２（Ｂ）に示すコンデ
ンサ１１２に必要な容量を小さくすることができる。即
ち、コンデンサ１１２の専有面積を小さくすることがで
きるので、マルチゲート構造とすることはＥＬ素子１０
９の有効発光面積を広げる上でも有効である。

【００５８】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
を挟んでゲート電極１９a、１９bと重ならないように設
ける。このような構造はオフ電流を低減する上で非常に
効果的である。また、ＬＤＤ領域１５a〜１５dの長さ
（幅）は０．５〜３．５μｍ、代表的には２．０〜２．
５μｍとすれば良い。

【００５９】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分離領域１６
（ソース領域又はドレイン領域と同一の濃度で同一の不
純物元素が添加された領域）がオフ電流の低減に効果的
である。

【００６０】次に、電流制御用ＴＦＴ２０２は、ソース
領域２６、ドレイン領域２７、チャネル形成領域２９、
ゲート絶縁膜１８、ゲート電極３０、第１層間絶縁膜２
０、ソース線３１並びにドレイン線３２を有して形成さ
れる。なお、ゲート電極３０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。

【００６１】図２（Ｂ）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。具体的には図４の電流制御用ＴＦＴ２０２の
ゲート電極３０はスイッチング用ＴＦＴ２０１のドレイ
ン領域１４とドレイン配線（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、ソース配線３
１は図２（Ｂ）の電源供給線１１０に接続される。

【００６２】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。

【００６３】以上は画素内に設けられたＴＦＴの構造に
ついて説明したが、このとき同時に駆動回路も形成され
る。図４には駆動回路を形成する基本単位となるＣＭＯ
Ｓ回路が図示されている。

【００６４】図４においては極力動作速度を落とさない
ようにしつつホットキャリア注入を低減させる構造を有
するＴＦＴをＣＭＯＳ回路のｎチャネル型ＴＦＴ２０４
として用いる。なお、ここでいう駆動回路としては、図
２に示したデータ信号駆動回路１０２、ゲート信号駆動
回路１０３を指す。勿論、他の論理回路（レベルシフ
タ、Ａ／Ｄコンバータ、信号分割回路等）を形成するこ
とも可能である。

【００６５】ｎチャネル型ＴＦＴ２０４の活性層は、ソ
ース領域３５、ドレイン領域３６、ＬＤＤ領域３７及び
チャネル形成領域３８を含み、ＬＤＤ領域３７はゲート
絶縁膜１８を挟んでゲート電極３９と重なっている。本
明細書中では、このＬＤＤ領域３７をＬｏｖ領域ともい
う。

【００６６】ｎチャネル型ＴＦＴ２０４のドレイン領域
側のみにＬＤＤ領域３７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ＴＦＴ２０４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３７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。

【００６７】また、ＣＭＯＳ回路のｐチャネル型ＴＦＴ
２０５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。従っ
て活性層はソース領域４０、ドレイン領域４１及びチャ
ネル形成領域４２を含み、その上にはゲート絶縁膜１８
とゲート電極４３が設けられる。勿論、ｎチャネル型Ｔ
ＦＴ２０４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。

【００６８】また、ｎチャネル型ＴＦＴ２０４及びｐチ
ャネル型ＴＦＴ２０５はそれぞれ第１層間絶縁膜２０に
覆われ、ソース配線４４、４５が形成される。また、ド
レイン配線４６によって両者は電気的に接続される。

【００６９】次に、４７は第１パッシベーション膜であ
り、膜厚は１０ｎｍ〜１μm（好ましくは２００〜５０
０ｎｍ）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４７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４７はこれらのアルカリ金属（可
動イオン）をＴＦＴ側に侵入させない保護層としても働
く。

【００７０】また、４８は第２層間絶縁膜であり、ＴＦ
Ｔによってできる段差の平坦化を行う平坦化膜としての
機能を有する。第２層間絶縁膜４８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、Ｂ
ＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を用いると良い。これら
の有機樹脂膜は良好な平坦面を形成しやすく、比誘電率
が低いという利点を有する。ＥＬ層は凹凸に非常に敏感
であるため、ＴＦＴによる段差は第２層間絶縁膜で殆ど
吸収してしまうことが望ましい。また、ゲート配線やデ
ータ配線とＥＬ素子の陰極との間に形成される寄生容量
を低減する上で、比誘電率の低い材料を厚く設けておく
ことが望ましい。従って、膜厚は０．５〜５μm（好ま
しくは１．５〜２．５μm）が好ましい。

【００７１】また、４９は透明導電膜でなる画素電極
（ＥＬ素子の陽極）であり、第２層間絶縁膜４８及び第
１パッシベーション膜４７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ＴＦ
Ｔ２０２のドレイン配線３２に接続されるように形成さ
れる。なお、図４のように画素電極４９とドレイン領域
２７とが直接接続されないようにしておくと、ＥＬ層の
アルカリ金属が画素電極を経由して活性層へ侵入するこ
とを防ぐことができる。

【００７２】画素電極４９の上には酸化珪素膜、窒化酸
化珪素膜または有機樹脂膜でなる第３層間絶縁膜５０が
０．３〜１μmの厚さに設けられる。この第３層間絶縁
膜５０は画素電極４９の上にエッチングにより開口部が
設けられ、その開口部の縁はテーパー形状となるように
エッチングする。テーパーの角度は１０〜６０°（好ま
しくは３０〜５０°）とすると良い。

【００７３】第３層間絶縁膜５０の上にはＥＬ層５１が
設けられる。ＥＬ層５１は単層又は積層構造で用いられ
るが、積層構造で用いた方が発光効率は良い。一般的に
は画素電極上に正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子
輸送層の順に形成されるが、正孔輸送層／発光層／電子
輸送層、または正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子
輸送層／電子注入層のような構造でも良い。本発明では
公知のいずれの構造を用いても良いし、ＥＬ層に対して
蛍光性色素等をドーピングしても良い。

【００７４】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。米国特許第４，３５６，４２９号、米国特許第
４，５３９，５０７号、米国特許第４，７２０，４３
２号、米国特許第４，７６９，２９２号、米国特許
第４，８８５，２１１号、米国特許第４，９５０，９
５０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５，０６１，６１７号、米国特許第５，１５
１，６２９号、米国特許第５，２９４，８６９号、米
国特許第５，２９４，８７０号、特開平１０−１８９５
２５号公報、特開平８−２４１０４８号公報、特開平
８−７８１５９号公報。

【００７５】なお、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、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）
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ＥＬ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。

【００７６】図４の構造はＲＧＢに対応した三種類のＥ
Ｌ素子を形成する方式を用いた場合の例である。なお、
図４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。

【００７７】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。しかし、蛍光体はＥＬに比べて応答速度
が遅く残光が問題となりうるので、蛍光体を用いない方
式が望ましい。また、発光輝度を落とす要因となるカラ
ーフィルターもなるべく使わない方が望ましいと言え
る。

【００７８】ＥＬ層５１の上にはＥＬ素子の陰極５２が
設けられる。陰極５２としては、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（Ｃａ）を含む材料を用いる。好ましくはＭｇＡｇ
（ＭｇとＡｇ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。

【００７９】陰極５２はＥＬ層５１を形成した後、大気
解放しないで連続的に形成することが望ましい。陰極５
２とＥＬ層５１との界面状態はＥＬ素子の発光効率に大
きく影響するからである。なお、本明細書中では、画素
電極（陽極）、ＥＬ層及び陰極で形成される発光素子を
ＥＬ素子と呼ぶ。

【００８０】ＥＬ層５１と陰極５２とでなる積層体は、
各画素で個別に形成する必要があるが、ＥＬ層５１は水
分に極めて弱いため、通常のフォトリソグラフィ技術を
用いることができない。従って、メタルマスク等の物理
的なマスク材を用い、真空蒸着法、スパッタ法、プラズ
マＣＶＤ法等の気相法で選択的に形成することが好まし
い。

【００８１】なお、インクジェット法、スクリーン印刷
法およびスピンコート法等を用いてＥＬ層を選択的に形
成した後、蒸着法、スパッタ法及びプラズマＣＶＤ法等
の気相法で陰極を形成することも可能である。

【００８２】また、５３は保護電極であり、陰極５２を
外部の水分等から保護すると同時に、各画素の陰極５２
を接続するための電極である。保護電極５３としては、
アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）若しくは銀（Ａｇ）
を含む低抵抗な材料を用いることが好ましい。この保護
電極５３にはＥＬ層の発熱を緩和する放熱効果も期待で
きる。また、上記ＥＬ層５１、陰極５２を形成した後、
大気解放しないで連続的に保護電極５３まで形成するこ
とも有効である。

【００８３】また、５４は第２パッシベーション膜であ
り、膜厚は１０ｎｍ〜１μm（好ましくは２００〜５０
０ｎｍ）とすれば良い。第２パッシベーション膜５４を
設ける目的は、ＥＬ層５１を水分から保護する目的が主
であるが、放熱効果をもたせることも有効である。但
し、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。

【００８４】本発明の主旨は、アクティブマトリクス型
ＥＬ表示装置において、環境の変化をセンサーで検知
し、この情報に基づきＥＬ素子を流れる電流量を制御
し、ＥＬ素子の発光輝度を制御するというものである。
従って、図４のＥＬ表示装置の構造に限定されるもので
はなく、図４の構造は本発明を実施する上での好ましい
形態の一つに過ぎない。

【００８５】

【実施例】〔実施例１〕本実施例は、周囲の環境情報と
して、周囲の明るさ環境情報をフォトダイオード、Ｃｄ
Ｓ光導電素子（硫化カドミウム光導電素子）、ＣＣＤ及
びＣＭＯＳセンサーといった受光素子で検知し、検知し
た環境情報信号をもとにＥＬ素子の発光輝度を調節する
表示システムを有するＥＬ表示ディスプレイに関するも
のであり、図５にその概略構成図を示す。５０１はノー
ト型パーソナルコンピュータの表示部にＥＬ表示装置を
搭載した明るさ対応型ＥＬ表示ディスプレイである。５
０２はＥＬ表示装置である。５０３はフォトダイオード
であり、周囲の明るさ環境情報信号を検知する。フォト
ダイオードは、検知した環境情報信号をアナログの電気
信号としてＡ／Ｄ変換回路に入力する。Ａ／Ｄ変換回路
でデジタルの環境情報信号に変換された環境情報信号
は、ＣＰＵに入力される。ＣＰＵでは、入力された環境
情報信号が希望の明るさを得るための補正信号に変換さ
れ、Ｄ／Ａ変換回路に補正信号が入力される。Ｄ／Ａ変
換回路でアナログの補正信号に変換された補正信号が、
電圧可変器に入力されると、これに応じた補正電位が印
加される。

【００８６】本実施例の明るさ対応型ＥＬ表示ディスプ
レイは、フォトダイオードだけでなくＣｄＳ光導電素子
といった受光素子のほかに、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ
ー、さらには、使用者の生体情報を得て生体情報信号に
変換するためのセンサーや、音声や音楽などを出力する
ためのスピーカやヘッドホン、画像信号を供給するビデ
オデッキやコンピュータを有してもよい。

【００８７】図６は、本実施例の明るさ対応型ＥＬ表示
ディスプレイの外観図である。明るさ対応型ＥＬ表示デ
ィスプレイ７０１、表示部７０２、フォトダイオード７
０３、電圧可変器７０４及びキーボード７０５等を含
む。本実施例においてＥＬ表示装置は、表示部７０２に
用いている。

【００８８】なお、周囲の明るさをモニターするフォト
ダイオード７０３は、図６に示される配置および数に限
られることはない。

【００８９】次に、本実施例の明るさ対応型ＥＬ表示デ
ィスプレイの動作および機能について説明する。図５を
再び参照する。本実施例の明るさ対応型表示ディスプレ
イは、通常の使用時には、画像信号を外部装置よりＥＬ
表示装置に供給する。外部装置の例としては、パーソナ
ルコンピュータ、携帯情報端末やビデオデッキが挙げら
れる。使用者は、ＥＬ表示装置に映し出された画像を観
察する。

【００９０】本実施例の明るさ対応型ＥＬ表示ディスプ
レイ５０１には、周囲の明るさを周囲の環境情報信号と
して検知し、この環境情報信号を電気信号に変換するフ
ォトダイオード５０３が設けられている。フォトダイオ
ード５０３により検出された電気信号は、Ａ／Ｄ変換器
５０４でデジタルの環境情報信号に変換された後、ＣＰ
Ｕ５０５に入力される。ＣＰＵ５０５は、入力された環
境情報信号を、あらかじめ設定しておいた比較データに
基づきＥＬ素子の発光輝度を補正する補正信号に変換す
る。ＣＰＵ５０５に変換された補正信号は、Ｄ／Ａ変換
器５０６に入力されアナログの補正信号に変換される。
このアナログの補正信号が電圧可変器５０７に入力され
ると、電圧可変器５０７は、所定の補正電位を印加す
る。これにより、ＥＬ駆動電位と補正電位の間の電位差
が制御され、ＥＬ素子の発光輝度を周囲の明るさに応じ
て上げたり下げたりすることができる。具体的には、周
囲が明るいときには、ＥＬ素子の発光輝度を上げ、周囲
が暗いときには、ＥＬ素子の発光輝度を下げることをさ
す。

【００９１】図７には、本実施例の明るさ対応型ＥＬ表
示ディスプレイの動作フローチャートを示す。本実施例
の明るさ対応型ＥＬ表示ディスプレイにおいては、通
常、外部装置（例えば、パーソナルコンピュータやビデ
オデッキ）からの画像信号をＥＬ表示装置に供給する。
さらに、本実施例においては、フォトダイオードが周囲
の明るさ環境情報信号を検知し、電気信号としてＡ／Ｄ
変換器に入力した後、変換されたデジタルの電気信号が
ＣＰＵに入力される。さらに、ＣＰＵで周囲の明るさを
反映させた補正信号に変換したのち、Ｄ／Ａ変換器でア
ナログの補正信号に変換し、これを電圧可変器に入力す
るとＥＬ素子に所望の補正電位が印加される。これによ
り、ＥＬ表示装置の発光輝度が制御される。

【００９２】以上の動作が繰り返される。

【００９３】なお、上述したように本実施例を行うこと
で、周囲の明るさ環境情報に応じたＥＬ表示装置の画像
の発光輝度調節が可能になり、ＥＬ素子の必要以上の発
光や多くの電流が流れることによるＥＬ素子の劣化を押
さえることが可能である。

【００９４】次に、本実施例におけるＥＬ表示装置の画
素部の断面図を図８に、図９（Ａ）にはその上面図、図
９（Ｂ）にはその回路構成を示す。実際には画素がマト
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。なお、図９（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図
が図８に相当する。従って図８及び図９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。また、
図９の上面図では二つの画素を図示しているが、どちら
も同じ構造である。

【００９５】図８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。

【００９６】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。

【００９７】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。放熱効
果を持たせるには公知のあらゆる材料を用いることがで
きる。

【００９８】ここでは画素内に二つのＴＦＴを形成して
いる。２０１はスイッチング用ＴＦＴであり、ｎチャネ
ル型ＴＦＴで形成され、２０２は電流制御用ＴＦＴであ
り、ｐチャネル型ＴＦＴで形成されている。

【００９９】ただし、本発明において、スイッチング用
ＴＦＴをｎチャネル型ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴをｐチ
ャネル型ＴＦＴに限定する必要はなく、スイッチング用
ＴＦＴをｐチャネル型ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴをｎチ
ャネル型ＴＦＴとしたり、両方ともｎチャネル型又ｐチ
ャネル型ＴＦＴを用いることも可能である。

【０１００】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。

【０１０１】また、図９に示すように、ゲート電極１９
a、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配線２１１によって電
気的に接続されたダブルゲート構造となっている。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。

【０１０２】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、ソース配線若しくはドレイン配線としてはあ
らゆる導電膜を用いることができる。

【０１０３】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
を挟んでゲート電極１９a、１９b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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】次に、電流制御用ＴＦＴ２０２は、ソース
領域２７、ドレイン領域２６及びチャネル形成領域２９
を含む活性層、ゲート絶縁膜１８、ゲート電極３０、第
１層間絶縁膜２０、ソース配線３１並びにドレイン配線
３２を有して形成される。なお、ゲート電極３０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。

【０１０７】図８に示すように、スイッチング用ＴＦＴ
２０１のドレインは電流制御用ＴＦＴ２０２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３０はスイッチング用ＴＦＴ２０１のドレイ
ン領域１４とドレイン配線（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、ソース配線３
１は電源供給線に接続される。

【０１０８】電流制御用ＴＦＴ２０２はＥＬ素子２０３
に注入される電流量を制御するための素子であるが、Ｅ
Ｌ素子の劣化を考慮するとあまり多くの電流を流すこと
は好ましくない。そのため、電流制御用ＴＦＴ２０２に
過剰な電流が流れないように、チャネル長（Ｌ）は長め
に設計することが好ましい。望ましくは一画素あたり
０．５〜２μＡ（好ましくは１〜１．５μＡ）となるよ
うにする。

【０１０９】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。

【０１１０】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。

【０１１１】次に、４７は第１パッシベーション膜であ
り、膜厚は１０ｎｍ〜１μm（好ましくは２００〜５０
０ｎｍ）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。

【０１１２】第１パッシベーション膜４７の上には、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）４８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４８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。

【０１１３】第２層間絶縁膜４８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
って発光不良を起こす場合がある。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。

【０１１４】また、４９は透明導電膜でなる画素電極
（ＥＬ素子の陽極に相当する）であり、第２層間絶縁膜
４８及び第１パッシベーション膜４７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３２に接続されるよ
うに形成される。

【０１１５】本実施例では、画素電極として酸化インジ
ウムと酸化スズの化合物からなる導電膜を用いる。ま
た、これに少量のガリウムを添加しても良い。

【０１１６】画素電極４９の上には、ＥＬ層５１が形成
される。本実施例では、ポリマー系有機物質をスピンコ
ート法にて形成する。ポリマー系有機物質としては公知
のあらゆる材料を用いることが可能である。また、本実
施例ではＥＬ層５１として発光層を単層で用いるが正孔
輸送層や電子輸送層と組み合わせた積層構造の方が発光
効率は高いものが得られる。但し、ポリマー系有機物質
を積層する場合は蒸着法で形成する低分子有機物質と組
み合わせることが望ましい。スピンコート法では有機溶
媒にＥＬ層となる有機物質を混合して塗布するので、下
地に有機物質があると再び溶解してしまう恐れがある。

【０１１７】本実施例で用いることのできる代表的なポ
リマー系有機物質としては、ポリパラフェニレンビニレ
ン（ＰＰＶ）系、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）
系、ポリフルオレン系などの高分子材料が挙げられる。
これらのポリマー系有機物質で電子輸送層、発光層、正
孔輸送層または正孔注入層を形成するには、ポリマー前
駆体の状態で塗布し、それを真空中で加熱（焼成）する
ことによりポリマー系有機物質に転化すれば良い。

【０１１８】具体的には、発光層としては、赤色発光層
にはシアノポリフェニレンビニレン、緑色発光層にはポ
リフェニレンビニレン、青色発光層にはポリフェニレン
ビニレン若しくはポリアルキルフェニレンとすれば良
い。膜厚は３０〜１５０ｎｍ（好ましくは４０〜１００
ｎｍ）とすれば良い。また、正孔輸送層としては、ポリ
マー前駆体であるポリテトラヒドロチオフェニルフェニ
レンを用い、加熱によりポリフェニレンビニレンとす
る。膜厚は３０〜１００ｎｍ（好ましくは４０〜８０ｎ
ｍ）とすれば良い。

【０１１９】また、ポリマー系有機物質を用いて白色発
光を行うことも可能である。そのためには、特開平８−
９６９５９号公報、特開平７−２２０８７１号公報、特
開平９−６３７７０号公報等に記載された技術を引用す
れば良い。ポリマー系有機物質は、ホスト材料を溶解さ
せた溶液中に蛍光色素を添加することで容易に色調整が
可能であるため、白色発光を行う場合には特に有効であ
る。

【０１２０】また、ここではポリマー系有機物質を用い
てＥＬ素子を形成する例を示しているが、低分子系有機
物質を用いても構わない。さらには、ＥＬ層として無機
物質を用いても良い。

【０１２１】以上の例は本発明のＥＬ層として用いるこ
とのできる有機物質の一例であって、本発明を限定する
ものではない。

【０１２２】また、ＥＬ層５１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、ドライ窒
素雰囲気、ドライアルゴン雰囲気等が好ましい。そのた
めには、塗布用処理室や焼成用処理室を、不活性ガスを
充填したクリーンブースに設置し、その雰囲気中で処理
することが望ましい。

【０１２３】以上のようにしてＥＬ層５１を形成した
ら、次に遮光性導電膜からなる陰極５２、保護電極（図
示せず）及び第２パッシベーション膜５４が形成され
る。本実施例では陰極５２として、ＭｇＡｇでなる導電
膜を用いる。また、第２パッシベーション膜５４として
は、１０ｎｍ〜１μm（好ましくは２００〜５００ｎ
ｍ）の厚さの窒化珪素膜を用いる。

【０１２４】なお、上述のようにＥＬ層は熱に弱いの
で、陰極５２及び第２パッシベーション膜５４はなるべ
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、
真空蒸着法又は溶液塗布法（スピンコート法）が望まし
い成膜方法と言える。

【０１２５】ここまで完成したものをアクティブマトリ
クス基板とよび、アクティブマトリクス基板に対向し
て、対向基板６４が設けられる。本実施形態では対向基
板６４としてガラス基板を用いる。

【０１２６】また、アクティブマトリクス基板と対向基
板６４はシール剤（図示せず）によって接着され、密閉
空間６３が形成される。本実施例では、密閉空間４９を
アルゴンガスで充填している。勿論、この密閉空間６３
内に酸化バリウム等の乾燥剤を配置することも可能であ
る。

【０１２７】〔実施例２〕本発明に用いる画素部とその
周辺に設けられる駆動回路部のＴＦＴを同時に作製する
方法について図１０〜図１２を用いて説明する。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。

【０１２８】まず、図１０（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３０１として１００ｎｍ厚の
窒化酸化珪素膜と２００ｎｍの窒化酸化珪素膜とを積層
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。もちろん
下地膜を設けずに石英基板上に直接素子を形成しても良
い。

【０１２９】また、下地膜３０１の一部として、図４に
示した第１パッシベーション膜４７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。

【０１３０】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。

【０１３１】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結晶化方法、レー
ザー光を用いたレーザーアニール結晶化法、赤外光を用
いたランプアニール結晶化法がある。本実施例では、Ｘ
ｅＣｌガスを用いたエキシマレーザー光を用いて結晶化
する。

【０１３２】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。

【０１３３】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。また、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も可能
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。

【０１３４】次に、図１０（Ｂ）に示すように、結晶質
珪素膜３０２上に酸化珪素膜からなる保護膜３０３を１
３０ｎｍの厚さに形成する。この厚さは１００〜２００
ｎｍ（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。

【０１３５】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、本実施例ではホスフィン（ＰＨ₃）を
質量分離しないでプラズマ励起したプラズマ（イオン）
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。

【０１３６】この工程により形成されるｎ型不純物領域
３０５には、ｎ型不純物元素が２×１０¹⁶〜５×１０¹⁹
atoms/cm³（代表的には５×１０¹⁷〜５×１０¹⁸atoms/c
m³）の濃度で含まれるようにドーズ量を調節する。

【０１３７】次に、図１０（Ｃ）に示すように、保護膜
３０３およびレジスト３０４ａ、３０４ｂ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３
０３をつけたままレーザー光を照射しても良い。

【０１３８】なお、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。

【０１３９】この工程によりｎ型不純物領域３０５の端
部、即ち、ｎ型不純物領域３０５、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ＴＦＴ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。

【０１４０】次に、図１０（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）３０６〜３０９を形成する。

【０１４１】次に、図１０（Ｅ）に示すように、活性層
３０６〜３０９を覆ってゲート絶縁膜３１０を形成す
る。ゲート絶縁膜３１０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。

【０１４２】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３１１〜３１５を形
成する。このゲート電極３１１〜３１５の端部をテーパ
ー状にすることもできる。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
も構わない。

【０１４３】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。

【０１４４】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）、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。

【０１４５】本実施例では、５０ｎｍ厚の窒化タンタル
（ＴａＮ）膜と、３５０ｎｍ厚のタンタル（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Ｘｅ、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。

【０１４６】またこの時、ゲート電極３１２はｎ型不純
物領域３０５の一部とゲート絶縁膜３１０を挟んで重な
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。なお、ゲート電極３１
３，３１４は、断面では、二つに見えるが実際には電気
的に接続されている。

【０１４７】次に、図１１（Ａ）に示すように、ゲート
電極３１１〜３１５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３１６〜３２３にはｎ型不純物領域
３０５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。

【０１４８】次に、図１１（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〜３２４ｄ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３２５〜３２９を形成
する。ここでもホスフィン（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。

【０１４９】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１１（Ａ）の工程で形成したｎ
型不純物領域３１９〜３２１の一部を残す。この残され
た領域が、図４におけるスイッチング用ＴＦＴ２０１の
ＬＤＤ領域１５a〜１５dに対応する。

【０１５０】次に、図１１（Ｃ）に示すように、レジス
トマスク３２４a〜３２４ｄ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３３３〜３３６を形成する。ここではジボラン
（Ｂ₂Ｈ₆）を用いたイオンドープ法により３×１０²⁰〜
３×１０²¹atoms/cm³（代表的には５×１０²⁰〜１×１
０²¹atoms/cm³ノ）濃度となるようにボロンを添加する。

【０１５１】なお、不純物領域３３３〜３３６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。

【０１５２】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。

【０１５３】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。

【０１５４】次に、活性化工程が終了したら図１１
（Ｄ）に示すように３００ｎｍ厚のゲート配線３３７を
形成する。ゲート配線３３７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
〜１００％を占める。）とする金属を用いれば良い。配
置としては図９のようにゲート配線２１１とスイッチン
グ用ＴＦＴのゲート電極１９a、１９b（図１０（Ｅ）の
３１３、３１４）が電気的に接続するように形成する。

【０１５５】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。

【０１５６】次に、図１２（Ａ）に示すように、第１層
間絶縁膜３３８を形成する。第１層間絶縁膜３３８とし
ては、珪素を含む絶縁膜を単層で用いるか、２種類以上
の珪素を含む絶縁膜を組み合わせた積層膜を用いれば良
い。また、膜厚は４００ｎｍ〜１．５μmとすれば良
い。本実施例では、２００ｎｍ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。

【０１５７】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、水素化処理をする。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
マ化して生成された水素を用いる）を行っても良い。

【０１５８】なお、水素化処理は第１層間絶縁膜３３８
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８００ｎｍ厚の酸化珪素膜を形成し
てもよい。

【０１５９】次に、第１層間絶縁膜３３８及びゲート絶
縁膜３１０に対してコンタクトホールを形成し、ソース
配線３３９〜３４２と、ドレイン配線３４３〜３４５を
形成する。なお、本実施例ではこの電極を、Ｔｉ膜を１
００ｎｍ、Ｔｉを含むアルミニウム膜を３００ｎｍ、Ｔ
ｉ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。

【０１６０】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
６を形成する。本実施例では第１パッシベーション膜３
４６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４の第１パ
ッシベーション膜４７と同様の材料を用いることが可能
である。

【０１６１】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３３８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３４６の膜質が改善され
る。それと同時に、第１層間絶縁膜３３８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。

【０１６２】次に、図１２（Ｂ）に示すように有機樹脂
からなる第２層間絶縁膜３４７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３４７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ＴＦ
Ｔ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。

【０１６３】次に、第２層間絶縁膜３４７及び第１パッ
シベーション膜３４６に対してコンタクトホールを形成
し、ドレイン配線３４５と電気的に接続される画素電極
３４８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。また、酸化インジウムに２
〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を
用いても良い。この画素電極がＥＬ素子の陽極となる。
なお、３４９は隣接する画素電極の端部である。

【０１６４】次に、ＥＬ層３５０及び陰極（ＭｇＡｇ電
極）３５１を、真空蒸着法を用いて大気解放しないで連
続形成する。なお、ＥＬ層３５０の膜厚は８０〜２００
ｎｍ（典型的には１００〜１２０ｎｍ）、陰極３５１の
厚さは１８０〜３００ｎｍ（典型的には２００〜２５０
ｎｍ）とすれば良い。

【０１６５】この工程では、赤色に対応する画素、緑色
に対応する画素及び青色に対応する画素に対して順次Ｅ
Ｌ層及び陰極を形成する。但し、ＥＬ層は溶液に対する
耐性に乏しいためフォトリソグラフィ技術を用いずに各
色個別に形成しなくてはならない。そこでメタルマスク
を用いて所望の画素以外を隠し、必要箇所だけ選択的に
ＥＬ層及び陰極を形成するのが好ましい。

【０１６６】即ち、まず赤色に対応する画素以外を全て
隠すマスクをセットし、そのマスクを用いて赤色発光の
ＥＬ層及び陰極を選択的に形成する。次いで、緑色に対
応する画素以外を全て隠すマスクをセットし、そのマス
クを用いて緑色発光のＥＬ層及び陰極を選択的に形成す
る。次いで、同様に青色に対応する画素以外を全て隠す
マスクをセットし、そのマスクを用いて青色発光のＥＬ
層及び陰極を選択的に形成する。なお、ここでは全て異
なるマスクを用いるように記載しているが、同じマスク
を使いまわしても構わない。また、全画素にＥＬ層及び
陰極を形成するまで真空を破らずに処理することが好ま
しい。

【０１６７】ＥＬ層３５０としては公知の材料を用いる
ことができる。公知の材料としては、駆動電圧を考慮す
ると有機材料を用いるのが好ましい。なお、本実施例で
はＥＬ層３５０を上記発光層のみの単層構造とするが、
必要に応じて電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正
孔注入層、電子阻止層もしくは正孔素子層を設けても良
い。また、本実施例ではＥＬ素子の陰極３５１としてＭ
ｇＡｇ電極を用いた例を示すが、公知の他の材料であっ
ても良い。

【０１６８】また、保護電極３５２としてはアルミニウ
ムを主成分とする導電膜を用いれば良い。保護電極３５
２はＥＬ層及び陰極を形成した時とは異なるマスクを用
いて真空蒸着法で形成すれば良い。また、ＥＬ層及び陰
極を形成した後で大気解放しないで連続的に形成するこ
とが好ましい。

【０１６９】最後に、窒化珪素膜でなる第２パッシベー
ション膜３５３を３００ｎｍの厚さに形成する。実際に
は保護電極３５２がＥＬ層を水分等から保護する役割を
果たすが、さらに第２パッシベーション膜３５３を形成
しておくことで、ＥＬ素子の信頼性をさらに高めること
ができる。

【０１７０】こうして図１２（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。な
お、実際には、図１２（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）を向上させることができる。

【０１７１】こうして図１２（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。

【０１７２】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。

【０１７３】本実施例の場合、図１２（Ｃ）に示すよう
に、ｎチャネル型ＴＦＴ２０５の活性層は、ソース領域
３５５、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を挟んでゲート電極３１２と重なってい
る。

【０１７４】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。

【０１７５】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。

【０１７６】なお、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ＴＦＴ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。

【０１７７】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を挟
んでゲート電極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。

【０１７８】なお、実際には図１２（Ｃ）まで完成した
ら、アクティブマトリクス基板と対向基板をシール剤で
接着する。その際、アクティブマトリクス基板と対向基
板に挟まれた密閉空間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）を配置すると
内部に含まれるＥＬ層の信頼性（寿命）を向上させるこ
とができる。る。

【０１７９】〔実施例３〕次に、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１４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６０４で構成される。画素部のスイッチング用ＴＦＴ
６０５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６０４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。

【０１８０】さらに、電流制御用ＴＦＴ６０８のソース
側は電源供給線６０９に接続される。また、電流制御用
ＴＦＴ６０８のゲート領域と電源供給線６０９の間に
は、両者に接続されたコンデンサ６１５が設けられてい
る。本実施例のような構造では、電源供給線６０９には
ＥＬ駆動電位が与えられている。また、電流制御用ＴＦ
Ｔ６０８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の電流制御用ＴＦＴに接
続されていない側には、電圧可変器（図示せず）によ
り、外部の環境情報に対応した補正電位が印加される。

【０１８１】そして、外部入出力端子となるＦＰＣ６１
１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、６１３、及び電源供給線６０９に
接続された入出力配線６１４が設けられている。

【０１８２】さらに、ハウジング材をも含めた本実施例
のＥＬ表示装置について図１５（Ａ）、（Ｂ）を用いて
説明する。なお、必要に応じて図１４で用いた符号を引
用することにする。

【０１８３】基板１５００上には画素部１５０１、デー
タ信号側駆動回路１５０２、ゲート信号側駆動回路１５
０３が形成されている。それぞれの駆動回路からの各種
配線は、入出力配線６１２〜６１４を経てＦＰＣ６１１
に至り外部機器へと接続される。

【０１８４】このとき少なくとも画素部、好ましくは駆
動回路及び画素部を囲むようにしてハウジング材１５０
４を設ける。なお、ハウジング材１５０４はＥＬ素子の
外寸よりも内寸が大きい凹部を有する形状又はシート形
状であり、接着剤１５０５によって、基板１５００と共
同して密閉空間を形成するようにして基板１５００に固
着される。このとき、ＥＬ素子は完全に前記密閉空間に
封入された状態となり、外気から完全に遮断される。な
お、ハウジング材１５０４は複数設けても構わない。

【０１８５】また、ハウジング材１５０４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１５０５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。

【０１８６】また、接着剤１５０５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。

【０１８７】さらに、ハウジング材と基板１５００との
間の空隙１５０６は不活性ガス（アルゴン、ヘリウム、
窒素等）を充填しておくことが望ましい。また、ガスに
限らず不活性液体（パーフルオロアルカンに代表される
の液状フッ素化炭素等）を用いることも可能である。不
活性液体に関しては特開平８−７８５１９号で用いられ
ているような材料で良い。

【０１８８】また、空隙１５０６に乾燥剤を設けておく
ことも有効である。乾燥剤としては特開平９−１４８０
６６号公報に記載されているような材料を用いることが
できる。典型的には酸化バリウムを用いれば良い。

【０１８９】また、図１５（Ｂ）に示すように、画素部
には個々に孤立したＥＬ素子を有する複数の画素が設け
られ、それらは全て保護電極１５０７を共通電極として
有している。本実施例では、ＥＬ層、陰極（ＭｇＡｇ電
極）及び保護電極を大気解放しないで連続形成すること
が好ましいとしたが、ＥＬ層と陰極とを同じマスク材を
用いて形成し、保護電極だけ別のマスク材で形成すれば
図１５（Ｂ）の構造を実現することができる。

【０１９０】このとき、ＥＬ層と陰極は画素部のみ設け
ればよく、駆動回路の上に設ける必要はない。勿論、駆
動回路上に設けられていても問題とはならないが、ＥＬ
層にアルカリ金属が含まれていることを考慮すると設け
ない方が好ましい。

【０１９１】なお、保護電極１５０７は１５０８で示さ
れる領域において、画素電極と同一材料でなる接続配線
１５０８を介して入出力配線１５０９に接続される。入
出力配線１５０９は保護電極１５０７に所定の電圧（本
実施例では接地電位、具体的には０Ｖ）を与えるための
電源供給線であり、異方導電性フィルム１５１０を介し
てＦＰＣ６１１に電気的に接続される。

【０１９２】以上に説明したような図１５に示す状態
は、ＦＰＣ６１１を外部機器の端子に接続することで画
素部に画像を表示することができる。本明細書中では、
ＦＰＣを取り付けることで画像表示が可能な状態となる
物品、すなわちアクティブマトリクス基板と対向基板と
を張り合わせた物品（ＦＰＣが取り付けられている状態
を含む）をＥＬ表示装置と定義している。

【０１９３】なお、本実施例の構成は、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できる。

【０１９４】〔実施例４〕本実施例は、使用者の生体情
報をＣＣＤで検知し、その使用者の生体情報に応じてＥ
Ｌ素子の発光輝度を調節するという表示システムを有す
るＥＬ表示ディスプレイに関するものであり、図１６に
その概略構成図を示す。１６０１はゴーグル型のＥＬ表
示ディスプレイである。１６０２−Ｌおよび１６０２−
ＲはＥＬ表示装置Ｌ及びＥＬ表示装置Ｒである。なお本
明細書では、符号の後に（−Ｒ）および（−Ｌ）といっ
た符号を付けていることがあるが、これらの符号はそれ
ぞれ右眼用、左眼用の構成要素であることを意味する。
１６０３−Ｌおよび１６０３−ＲはＣＣＤ−ＬおよびＣ
ＣＤ−Ｒであり、それぞれ使用者の左眼、右眼の像を撮
影し生体情報信号Ｌおよび生体情報信号Ｒを検知する。
検知された生体情報信号Ｌ及び生体情報信号Ｒは、ＣＣ
Ｄ−ＬおよびＣＣＤ−Ｒによりそれぞれ電気信号Ｌ及び
電気信号ＲとしてＡ／Ｄ変換器１６０４に入力される。
電気信号Ｌ及び電気信号Ｒは、Ａ／Ｄ変換器１６０４で
デジタルの電気信号Ｌ及びデジタルの電気信号Ｒに変換
された後、ＣＰＵ１６０５に入力される。ＣＰＵは、入
力されたデジタルの電気信号Ｌ及びデジタルの電気信号
Ｒを使用者の目の充血度に応じた補正信号Ｌ及び補正信
号Ｒに変換する。補正信号Ｌ及び補正信号Ｒは、Ｄ／Ａ
変換器に入力されデジタルの補正信号Ｌ及び補正信号Ｒ
変換される。デジタルの補正信号Ｌ及び補正信号Ｒが電
圧可変器１６０７に入力されると、電圧可変器１６０７
は、デジタルの補正信号Ｌ及びデジタルの補正信号Ｒに
応じた補正電位Ｌ及び補正電位ＲをそれぞれのＥＬ素子
に印加する。なお、１６０８−Ｌおよび１６０８−Ｒ
は、それぞれ使用者の左眼、右眼である。

【０１９５】本実施例のゴーグル型ＥＬ表示ディスプレ
イは、本実施例で用いたＣＣＤだけでなく、ＣＭＯＳセ
ンサーを含む使用者の生体情報信号を得て電気信号に変
換するためのセンサーや、音声や音楽などを出力するた
めのスピーカやヘッドホン、画像信号を供給するビデオ
デッキやコンピュータを有してもよい。

【０１９６】図１７は、本実施形態のゴーグル型ＥＬ表
示ディスプレイの外観図である。

【０１９７】ゴーグル型ＥＬ表示ディスプレイ１７０１
は、ＥＬ表示装置Ｌ（１７０２−Ｌ）、ＥＬ表示装置Ｒ
（１７０２−Ｒ）、ＣＣＤ−Ｌ（１７０３−Ｌ）、ＣＣ
Ｄ−Ｒ（１７０３−Ｒ）、電圧可変器−Ｌ（１７０４−
Ｌ）、電圧可変器−Ｒ（１７０４−Ｒ）を有している。
なお、図１７には、図示されていないがゴーグル型ＥＬ
表示ディスプレイは上記構成に加えてＡ／Ｄ変換器、Ｃ
ＰＵ及びＤ／Ａ変換器を有している。

【０１９８】なお、使用者の眼を検知するＣＣＤ−Ｌ
（１７０３−Ｌ）およびＣＣＤ−Ｒ（１７０３−Ｒ）
は、図１７に示される配置に限られることはない。な
お、実施例１に示したような周囲の環境情報を検知する
センサーを新たに設けることも可能である。

【０１９９】ここで、本実施例のゴーグル型ＥＬ表示デ
ィスプレイの動作および機能について説明する。図１６
を再び参照する。本実施例のゴーグル型ＥＬ表示ディス
プレイにおいて、通常の使用時には、外部装置より画像
信号Ｌおよび画像信号ＲがＥＬ表示装置１６０２−Ｌお
よび１６０２−Ｒに供給される。外部装置の例として
は、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末やビデオデ
ッキが挙げられる。使用者は、ＥＬ表示装置１６０２−
Ｌおよび１６０２−Ｒに映し出された画像を観察する。

【０２００】本実施例のゴーグル型ＥＬ表示ディスプレ
イ１６０１には、使用者の生体情報として使用者の眼の
像を検知し、これを電気信号として検出するＣＣＤ−Ｌ
１６０３−ＬおよびＣＣＤ−Ｒ１６０３−Ｒが含まれ
る。ここで検出される眼の像に対する電気信号とは、使
用者の眼のうちの黒眼部分を除いた白眼部分のみを選択
し、白眼部分において認識される色の電気信号のことで
ある。ＣＣＤ−Ｌ１６０３−Ｌ及びＣＣＤ−Ｒ１６０３
−Ｒにより検知されるそれぞれの電気信号は、Ａ／Ｄ変
換器１６０４に入力され、アナログの電気信号からデジ
タルの電気信号に変換される。このデジタルの電気信号
は、ＣＰＵ１６０５に入力され、補正信号に変換され
る。

【０２０１】ＣＰＵ１６０５は、入力されたデジタルの
電気信号において、白眼部分で認識される白色の情報信
号に赤色の情報信号が徐々に含まれてくることで使用者
の目の充血度を検知し、使用者が目の疲労を感じている
かどうかを判断する。さらにＣＰＵ１６０５には、使用
者の目の疲労度に対してＥＬ素子の発光輝度を調節する
比較データが予め設定されているため、使用者の目の疲
労度に対応した発光輝度を制御するための補正信号に変
換される。ここで補正信号は、Ｄ／Ａ変換器１６０６で
アナログの補正信号に変換され電圧可変器１６０７に入
力される。このアナログの補正信号が、電圧可変器に１
６０７に入力されると電圧可変器１６０７がＥＬ素子に
所定の補正電位を印加して、ＥＬ素子の発光輝度が制御
される。

【０２０２】次に図１８に、本実施形態のゴーグル型Ｅ
Ｌ表示ディスプレイの動作フローチャートを示す。本実
施形態のゴーグル型ＥＬ表示ディスプレイは、外部装置
から画像信号がＥＬ表示装置に供給される。このとき使
用者の生体情報信号がＣＣＤにより検知され、ＣＣＤに
より検出された電気信号がＡ／Ｄ変換器に入力される。
Ａ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換された電気信号は、
さらに、ＣＰＵにおいて使用者の生体情報を反映させた
補正信号に変換される。補正信号は、Ｄ／Ａ変換器にて
アナログの補正信号に変換され電圧可変器に入力され
る。これによりＥＬ素子に補正電位が印加され、ＥＬ素
子の輝度調節が行われる。

【０２０３】以上の動作が繰り返される。

【０２０４】なお、使用者の生体情報としては、目の充
血度だけでなく使用者の頭、目、耳、鼻、口といった様
々な部位から、使用者の生体情報を得ることができる。

【０２０５】上述したように、使用者の眼の充血度異常
が認識された場合には、その異常に応じてＥＬ表示装置
の発光輝度を弱めることができる。こうすることによっ
て、使用者の身体の異常に対応して目に優しい表示をす
ることができる。

【０２０６】なお、本実施例の構成は、実施例１〜３の
いずれの構成とも自由に組み合わせることができる。

【０２０７】〔実施例５〕次に、実施例１の図８におい
て説明した画素部におけるコンタクト構造に改良を加え
る際の作成方法について図１９を用いて説明する。な
お、図１９における番号は、図８における番号に対応し
ている。本実施例１の工程に従って、図１９（Ａ）に示
すようにＥＬ素子を構成する画素電極（陽極）４３が設
けられている状態を得る。

【０２０８】次に画素電極上のコンタクト部１９００を
アクリルで埋め、図１９（Ｂ）に示すようにコンタクト
ホール保護部１９０１を設ける。ここでは、アクリルを
スピンコート法により成膜し、レジストマスクを用いて
露光した後、エッチングを行うことにより図１９（Ｂ）
に示すようなコンタクトホール保護部１９０１を形成さ
せる。

【０２０９】なお、コンタクトホール保護部１９０１
は、断面から見て画素電極よりも盛り上がっている部分
（図１９（Ｂ）のＤａに示す部分）の厚さが０．３〜１
μｍとなるのが好ましい。コンタクトホール保護部１９
０１が形成されると、図１９（Ｃ）に示すようにＥＬ層
４５が形成され、さらに陰極４６が形成される。ＥＬ層
４５及び陰極４６の作成方法は、実施例１の方法を用い
ればよい。

【０２１０】また、コンタクトホール保護部１９０１に
は、有機樹脂が好ましく、ポリイミド、ポリアミド、ア
クリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）といった材料を
用いると良い。また、これらの有機樹脂を用いる際に
は、粘度を１０^-3Ｐａ・ｓ〜１０^-1Ｐａ・ｓとするとよ
い。

【０２１１】以上のようにして図１９（Ｃ）に示す様な
構造とすることで、コンタクトホールの段差部分で、Ｅ
Ｌ層４５が切断された際に生じる画素電極４３と陰極４
６間での短絡の問題を解決することができる。

【０２１２】なお、本実施例の構成は、実施例１〜４の
いずれの構成とも自由に組み合わせることができる。

【０２１３】〔実施例６〕本発明を実施して形成された
ＥＬ表示装置は、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、しかも視野角が広
い。従って、様々な電気器具の表示部として用いること
ができる。例えば、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Ｅ
Ｌディスプレイ（ＥＬ表示装置を筐体に組み込んだディ
スプレイ）の表示部として本発明のＥＬ表示装置を用い
るとよい。

【０２１４】なお、ＥＬディスプレイには、パソコン用
ディスプレイ、ＴＶ放送受信用ディスプレイ、広告表示
用ディスプレイ等の全ての情報表示用ディスプレイが含
まれる。また、その他にも様々な電気器具の表示部とし
て本発明のＥＬ表示装置を用いることができる。

【０２１５】その様な電気器具としては、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システ
ム、カーオーディオ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバ
イルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電
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（ＤＶ
Ｄ）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。特に、斜め
方向から見ることの多い携帯情報端末は視野角の広さが
重要視されるため、ＥＬ表示装置を用いることが望まし
い。それら電気器具の具体例を図２０に示す。

【０２１６】図２０（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。本発明は表示部２００３に用いることができる。Ｅ
Ｌディスプレイは自発光型であるためバックライトが必
要なく、液晶ディスプレイよりも薄い表示部とすること
ができる。

【０２１７】図２０（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表示装置は表示部２１０２に
用いることができる。

【０２１８】図２０（Ｃ）は頭部取り付け型のＥＬディ
スプレイの一部（右片側）であり、本体２２０１、信号
ケーブル２２０２、頭部固定バンド２２０３、表示部２
２０４、光学系２２０５、ＥＬ表示装置２２０６等を含
む。本発明はＥＬ表示装置２２０６に用いることができ
る。

【０２１９】図２０（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
画像再生装置には、ＣＤ再生装置、ゲーム機器なども含
まれうる。

【０２２０】図２０（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。

【０２２１】なお、将来的にＥＬ材料の発光輝度が高く
なれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投
影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用
いることも可能となる。

【０２２２】また、上記電気器具はインターネットやＣ
ＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回線を通じて
配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情
報を表示する機会が増してきている。ＥＬ材料の応答速
度は非常に高いため、ＥＬ表示装置は動画表示に好まし
いが、画素間の輪郭がぼやけてしまっては動画全体もぼ
けてしまう。従って、画素間の輪郭を明瞭にするという
本発明のＥＬ表示装置を電気器具の表示部として用いる
ことは極めて有効である。

【０２２３】また、ＥＬ表示装置は発光している部分が
電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように
情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端
末、特に携帯電話やカーオーディオのような文字情報を
主とする表示部にＥＬ表示装置を用いる場合には、非発
光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するよう
に駆動することが望ましい。

【０２２４】ここで図２１（Ａ）は携帯電話であり、本
体２６０１、音声出力部２６０２、音声入力部２６０
３、表示部２６０４、操作スイッチ２６０５、アンテナ
２６０６を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２６０
４に用いることができる。なお、表示部２６０４は黒色
の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電
力を抑えることができる。

【０２２５】また、図２１（Ｂ）はカーオーディオであ
り、本体２７０１、表示部２７０２、操作スイッチ２７
０３、２７０４を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部
２７０２に用いることができる。また、本実施例では車
載用オーディオを示すが、据え置き型のオーディオに用
いても良い。なお、表示部２７０４は黒色の背景に白色
の文字を表示することで消費電力を抑えられる。これは
オーディオにおいて特に有効である。

【０２２６】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の電気器具に用いることが可能であ
る。また、本実施例の電気器具は実施例１〜５の構成を
自由に組み合わせることで得ることができる。

【発明の効果】本発明の情報対応型ＥＬ表示システムに
よると、ＣＣＤなどのセンサーによって得られた周囲の
環境情報や使用者の生体情報に基づいてＥＬ表示装置の
発光輝度を調節することが可能である。こうすることに
よって、ＥＬ素子の必要以上の発光輝度を押さえたり、
多くの電流が流れることによるＥＬ素子の劣化を押さえ
たり、使用者の目の異常に対応して発光輝度を押さえた
目に優しい表示が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】情報対応型ＥＬ表示システムの構成を示す図。

【図２】ＥＬ表示装置の構成を示す図。

【図３】時分割階調方式の動作を示す図。

【図４】ＥＬ表示装置の断面構造を示す図。

【図５】環境情報対応型ＥＬ表示システムの構成図。

【図６】環境情報対応型ＥＬ表示システムの外観図。

【図７】環境情報対応型ＥＬ表示システムの動作フロ
ー。

【図８】ＥＬ表示装置の画素部の断面構造を示す図。

【図９】ＥＬ表示装置のパネル全体の上面図。

【図１０】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。

【図１１】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。

【図１２】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。

【図１３】ＥＬ表示装置のサンプリング回路の構造を示
す図。

【図１４】ＥＬ表示装置の外観を示す図。

【図１５】ＥＬ表示装置の外観を示す図。

【図１６】生体情報対応型ＥＬ表示システムの構成図。

【図１７】生体情報対応型ＥＬ表示システムの外観図。

【図１８】生体情報対応型ＥＬ表示システムの動作フロ
ー。

【図１９】ＥＬ表示装置の画素部の断面構造を示す図。

【図２０】電気器具の具体例を示す図。

【図２１】電気器具の具体例を示す図。

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 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周囲の情報に応じて発光装置の発光輝度を
制御することを特徴とする表示システム。
【請求項２】発光装置と、情報信号を検知するセンサー
と、前記センサーから入力される電気信号を補正信号に
変換するＣＰＵと、前記補正信号により補正電位を制御
する電圧可変器とを含むことを特徴とする表示システ
ム。
【請求項３】請求項２において、前記発光装置と、前記
センサーと、前記ＣＰＵと、前記電圧可変器が、同一基
板上に形成されることを特徴とする表示システム。
【請求項４】ＥＬ素子の一方の電極は、電流制御用ＴＦ
Ｔに電気的に接続され、前記ＥＬ素子の他方の電極は、
周囲の情報に応じて電位が制御されることを特徴とする
表示システム。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれか一におい
て、前記表示システムにより発光装置の輝度を制御する
ことを特徴とする電気器具。
【請求項６】請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載
の表示システムを用いたことを特徴とする電気器具。