JP2002093586A - 発光装置およびその作製方法 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
容易に電極が酸化されてしまい、劣化が簡単に起こる。
本発明は、信頼性の高い有機EL発光装置を提供する。 【解決手段】 EL素子をシール材118及びDLC膜
119で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EL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。
Description
および陰極)間に発光性材料からなる薄膜を挟んだ素子
(以下、発光素子という)を有する装置(以下、発光装
置という)に関する。特に、EL(Electro Luminescen
ce)が得られる発光性材料からなる薄膜を用いた発光素
子(以下、EL素子という)を有する発光装置に関す
る。
下、EL発光装置という)の開発が進んでいる。EL発
光装置にはパッシブマトリクス型とアクティブマトリク
ス型があるが、どちらもEL素子に電流を流すことによ
ってELが得られる発光性材料からなる薄膜(発光層)
を発光させるという原理で動作する。
(陽極)およびEL層に電子を注入する電極(陰極)の
間に挟まれて形成されており、陽極から注入された正孔
および陰極から注入された電子が、EL層内で再結合す
る際に発光する現象を用いている。
等によって劣化が促進されることから、一般的にアクテ
ィブマトリクス型のEL発光装置の作製において、画素
部に配線や半導体素子を形成した後にEL素子が形成さ
れる。
子が外気に曝されないようにEL素子が設けられた第1
の基板とEL素子を封じるための第2の基板とを貼り合
わせて接着などにより封止(パッケージング)するのが
一般的であった。
の間に設けられるすべての層を総称してEL層と呼んで
いる。よって、公知のEL層の構造、例えば、正孔注入
層、発光層、電子輸送層、または電子注入層などの積層
体を総称してEL層とする。そしてEL層に一対の電極
から所定の電圧をかけ、それにより発光層においてキャ
リアの再結合が起こって発光する。EL発光装置は、発
光素子自体の発光能力を用いるため、液晶表示装置のよ
うにバックライトを用いる必要がなく、軽量化や低消費
電力という点で有望視されている。
化性の点で課題があった。EL層を発光させるために、
陰極として用いられる材料は仕事関数が低いアルカリ金
属、またはアルカリ土類金属が一般的であるが、このよ
うな金属は、酸素または水分と反応を起こしやすく、酸
化されやすいことが知られている。EL層に電子を注入
する陰極の酸化は、陰極として用いられる材料から電子
が失われることを意味する。また、酸化により陰極とし
て用いられる材料の表面に酸化膜が形成されてしまう。
電子数の低下や酸化膜の影響によって、発光輝度の低下
が起こると考えられている。
素子は、ごく僅かな酸素や水分によって容易に電極が酸
化されてしまい、劣化が簡単に起こる。EL素子が酸化
されないようにするための技術(例えば、酸素および水
分を透過しない金属やガラスでEL素子を封止する、樹
脂を用いて貼り合わせる、窒素や不活性ガスを充填する
等)開発がされてきた。しかし、金属や樹脂によって封
止しても、酸素はわずかな隙間から簡単に入り込んで、
陰極や発光層を酸化してしまう。さらに、封止に用いる
樹脂も、EL素子からみれば、簡単に水分を通してしま
っており、ダークスポットと呼ばれる非発光部が形成さ
れ、時間の経過とともに拡大し、発光しなくなる現象が
問題になっていた。
熱が酸化を助長する原因となりうるなど、酸化に結びつ
く要因が多いといった問題が、EL発光装置を実用化す
る上で大きな障害となっていた。
性の高い有機EL発光装置を提供することを課題とす
る。そして、そのような有機EL発光装置を表示部とし
て用いることにより表示部の信頼性が高い電子装置を提
供することを課題とする。
する基板上に陰極、発光層および陽極が積層されたEL
素子の構造に関するものである。正孔の供給源である陽
極には仕事関数が大きく、且つ、可視光に対して透明な
酸化物導電膜(代表的にはITO膜)が用いられる。
ある金属電極を用いた場合、陽極を可視光に対して透明
にしなければ、発光層で生成された光(以下、EL光と
いう)を観測できないからである。この場合、EL光は
陽極を直接透過して観測されるか、もしくは陰極で反射
された後に陽極を透過して観測される。即ち、観測者は
発光層が発光している画素において陽極を透過したEL
光を観測することができる。なお、EL光には、励起一
重項状態からの発光と励起三重項からの発光とがある。
透明とは可視光の透過率が80〜100%であることを
指し、可視光に対して半透明とは可視光の透過率が50
〜80%であることを指す。
面を有する基板上に、陰極と、該陰極上に接するEL材
料と、該EL材料上に接する陽極とを有する発光素子
と、前記陽極に接する絶縁膜と、該絶縁膜に接する炭素
を主成分とする薄膜とを有し、前記陽極は、前記絶縁膜
で覆われ、前記絶縁膜は炭素を主成分とする薄膜で覆わ
れていることを特徴とする発光装置である。
視光に対して透明もしくは半透明な導電膜であり、代表
的にはスズを含む酸化物導電膜からなる材料であること
を特徴としている。また、前記絶縁膜は、可視光に対し
て透明もしくは半透明な絶縁膜からなることを特徴とし
ている。
る基板上に陽極、陰極、並びに前記陽極と前記陰極との
間に挟まれたEL材料とを有する発光素子と、炭素を主
成分とする薄膜とを有し、前記陽極は、可視光に対して
透明もしくは半透明な導電膜からなり、かつ、前記陽極
は、前記炭素を主成分とする薄膜と接して覆われている
ことを特徴とする発光装置である。
する薄膜と接する陽極は、可視光に対して透明もしくは
半透明な導電膜であり、代表的には亜鉛を含む酸化物導
電膜からなる材料であることを特徴としている。
期表の1族もしくは2族に属する元素を含む金属膜およ
び酸化物導電膜からなることを特徴としている。
成分とする薄膜はDLC膜であることを特徴とする発光
装置。
を有する基板は、ガラス基板、石英基板、またはプラス
チック基板である透光性基板、あるいは表面に絶縁膜が
設けられた耐熱性金属基板である。
出射の発光である場合、前記陰極と接続するTFTはn
チャネル型TFTであることが好ましい。また、前記陰
極の端部を覆うバンクを有し、前記バンクは、乾燥剤を
混入した樹脂からなることを特徴としている。
に関する発明の構成は、絶縁表面を有する基板上に発光
素子を形成する工程と、前記発光素子の陽極を覆う絶縁
膜を形成する工程と、炭素を主成分とする薄膜で前記絶
縁膜を覆う工程とを有することを特徴とする発光装置の
作製方法である。なお、前記陽極は、スズを含む酸化物
導電膜からなることを特徴としている。
は、絶縁表面を有する基板上に発光素子を形成する工程
と、炭素を主成分とする薄膜で前記発光素子の陽極を覆
う工程とを有することを特徴とする発光装置の作製方法
である。なお、前記陽極は、亜鉛を含む酸化物導電膜か
らなることを特徴としている。
は、金属表面を有する基板の端部を曲げて基板ホルダー
と固定する工程と、前記金属表面を有する基板上に絶縁
膜を形成する工程と、前記絶縁膜の上に発光素子を形成
する工程と、前記発光素子をシール材で覆う工程と、炭
素を主成分とする薄膜で前記シール材を覆う工程と、前
記基板ホルダーを分離する工程と、を有することを特徴
とする発光装置の作製方法である。
前記金属表面を有する基板と同じ熱膨張係数を有する。
また、前記基板ホルダーは、ステンレス、セラミック、
またはAl2O3からなることを特徴としている。
成分とする薄膜はDLC膜であることを特徴としてい
る。また、上記各構成において、前記絶縁膜は、可視光
に対して透明もしくは半透明な絶縁膜からなることを特
徴としている。
1〜図4を用いて以下に説明する。
状態を示す上面図、図1(B)は図1(A)をA−A’
で切断した断面図である。絶縁表面を有する基板100
(例えば、ガラス基板、セラミックス基板、結晶化ガラ
ス基板、金属基板もしくはプラスチック基板等)に、画
素部102、ソース側駆動回路101、及びゲート側駆
動回路103を形成する。また、118はシール材、1
19はDLC膜であり、画素部および駆動回路部はシー
ル材105で覆われ、そのシール材はDLC膜119で
覆われている。さらに、接着材を用いてカバー材で封止
されている。
びゲート側駆動回路103に入力される信号を伝送する
ための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキ
シブルプリントサーキット)109からビデオ信号やク
ロック信号を受け取る。なお、ここではFPCしか図示
されていないが、このFPCにはプリント配線基盤(P
WB)が取り付けられていても良い。本明細書における
自発光装置には、自発光装置本体だけでなく、それにF
PCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むもの
とする。
て説明する。基板100上に絶縁膜110が設けられ、
絶縁膜110の上方には画素部102、ゲート側駆動回
路103が形成されており、画素部102は電流制御用
TFT111とそのドレインに電気的に接続された画素
電極112を含む複数の画素により形成される。また、
ゲート側駆動回路103はnチャネル型TFT113と
pチャネル型TFT114とを組み合わせたCMOS回
路を用いて形成される。
能する。また、画素電極112の両端にはバンク115
が形成され、画素電極112上にはEL層116および
EL素子の陽極117が形成される。
機能し、接続配線108を経由してFPC109に電気
的に接続されている。さらに、画素部102及びゲート
側駆動回路103に含まれる素子は全て陽極117、シ
ール材118、及びDLC膜119で覆われている。
け可視光に対して透明もしくは半透明な材料を用いるの
が好ましい。また、シール材118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。
完全に覆った後、すくなくとも図1に示すようにDLC
膜119をシール材118の表面(露呈面)に設ける。
或いは図2(A)に示すように基板200の裏面を含む
全面にDLC膜201を設ける。図2(A)に示す構成
は、基板200が有機樹脂材料である場合、DLC膜2
01により基板を通過する水分や酸素を遮断できるため
特に有効である。ここで、外部入力端子(FPC)が設
けられる部分にDLC膜が成膜されないように注意する
ことが必要である。マスクを用いてDLC膜が成膜され
ないようにしてもよいし、CVD装置でマスキングテー
プとして用いるテフロン(登録商標)等のテープで外部
入力端子部分を覆うことでDLC膜が成膜されないよう
にしてもよい。
18及びDLC膜で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EL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、信頼性の高い自発光装置
を得ることができる。
10上に形成した発光素子をシール材212で覆った
後、第1のDLC膜211で覆い、さらにカバー材21
3を接着材215で貼り合わせ、周縁部に第2のDLC
膜216を形成して接着材を覆う構成としてもよい。接
着材215の内側の空間214には窒素等の不活性気体
を充填すればよい。さらに、空間214の内部に吸湿効
果をもつ物質や酸化を防止する効果をもつ物質を含有さ
せても良い。このような構成にすることで、さらにEL
素子を外部から完全に遮断することができる。
な導電膜を画素電極に用いた場合、画素電極と接する絶
縁膜、即ちTFTを覆う絶縁膜として、可視光に対する
吸収係数の高い材料からなる薄膜(遮光膜)を用いるこ
とが好ましい。代表的には金属粒子もしくはカーボン粒
子を分散させた絶縁膜(好ましくは樹脂膜)が挙げられ
る。このような構成とした場合、外光は遮光膜に達した
際に遮光膜に殆ど吸収され、反射光は問題とならない程
度にまで低減されるので、高価な円偏光フィルムを用い
なくともよい。
L層と陽極を積層したため、発光方向は図1に示す矢印
の方向となっているが、本発明は図1の構成に限定され
ず、画素電極を陽極とし、EL層と陰極とを積層して図
1とは逆方向に発光する構成としてもよい。ただし、画
素電極を陽極とする場合には、基板として透明な基板を
用い、画素電極として透明または半透明な導電膜(代表
的にはMgAgとITO膜との積層膜)を用い、電流制
御用TFTとしてpチャネル型TFTを用いることが好
ましい。
VD装置の一例を示している。図3は真空室とそれに付
随する処理手段を中心に示してある。真空室をその目的
別に分類すると、処理基板318を移動させる搬送手段
310が設けられた共通室302を中心として、当該処
理基板を出し入れするロード・ロック室301、当該処
理基板にDLC膜を成膜する第1の反応室303及び第
2の反応室304が、ゲートバルブ305〜307を介
して接続されている。また、排気手段308、309、
311、312はそれぞれの真空室に設けられている。
12、放電発生手段313が設けられている。また、第
2の反応室304には、同様にガス導入手段315、放
電発生手段316が設けられている。ガス供給手段から
は、前述の炭化水素系のガスや、その他にArやH2な
どを導入することが可能な構成とする。放電発生手段は
1〜120MHzの高周波電源と、各反応室中に設けら
れたカソード及びアノードなどから成っている。DLC
膜は基板をカソード側に設置して成膜する。また、素子
基板とカバー材の両面にDLC膜を形成するには、基板
を反転させるなどして両面に成膜されるようにする必要
がある。
ー材の両面にDLC膜を形成する場合、例えば、図3に
おいて第1の反応室303で処理基板の一方の面にDL
C膜を形成し、第2の反応室304で他方の面にDLC
膜を形成すればよい。この場合の反応室の構成を図4を
用いて説明する。
段402が接続され、シャワー板409からガスが反応
室に供給されるアノード406と、高周波電源404が
接続されたカソード405が設けられている。その他に
排気手段403が設けられている。処理基板408はカ
ソード405上に配置されている。プッシャーピン40
7は基板を搬送する際に用いる。このような反応室の構
成により、処理基板の一方の面と、端部にDLC膜を形
成することができる。また、図4(A)で示すようにカ
ソードに段差を設けておくと、処理基板の裏面(端部の
近傍)にまでDLCを回り込ませて成膜することができ
る。勿論、この領域に成膜されるDLC膜は、他の部分
と比較すると薄くなっている。
(A)とは反対側の面、即ち処理基板の裏側にDLC膜
を形成する例を示している。反応室410に、ガス導入
手段412が接続し、シャワー板420を通して反応室
410内にガスを供給するアノード416と、高周波電
源414が接続されたカソード415が設けられてい
る。その他に排気手段413が設けられている。基板4
18はカソード415に配置するため、ホルダー419
と、それを上下させる機構411が設けられている。処
理基板418は最初プッシャーピン417上に保持さ
れ、ホルダー419が上昇してカソード415に処理基
板がセットされる。こうして、図4(A)とは反対側の
面、即ち処理基板の裏側にDLC膜を形成することが可
能となる。
で示す発光装置の構成、即ちガスバリア層としてのDL
C膜119、201は、図3及び図4で説明したプラズ
マCVD装置により形成することができる。勿論、ここ
で示す装置の構成は一例であり、他の構成の成膜装置を
用いて、図1(B)及び図2(A)で示す発光装置を作
製しても良い。例えば、マイクロ波や電子サイクロトロ
ン共鳴を用いたCVD装置を適用してDLC膜を成膜し
ても良い。
膜119をガスバリア層として用いることで、水蒸気や
酸素が封止領域内に浸入することを防ぐ効果が増し、E
L素子の安定性を高めることができる。例えば、陰極が
酸化して発生するダークスポットを減少させることがで
きる。
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。
ゆる表示装置に適用することができる。図4はその一例
であり、TFTを用いて作製されるアクティブマトリク
ス型の発光装置の例を示す。TFTはチャネル形成領域
を形成する半導体膜の材質により、アモルファスシリコ
ンTFTやポリシリコンTFTと区別されることがある
が、本発明はそのどちらにも適用することができる。
TFT552とpチャネル型TFT553が形成され、
画素部551にスイッチング用TFT554、電流制御
用TFT555が形成されている様子を示している。こ
れらのTFTは、島状半導体層503〜506、ゲート
絶縁膜507、ゲート電極508〜511などを用いて
形成されている。
ックス基板、結晶化ガラス基板、絶縁膜が表面に設けら
れた金属基板(または半導体基板)もしくはプラスチッ
ク基板を用いることが可能である。本実施例では基板5
01としてガラス基板を用いた。金属基板としては、耐
熱性を有する金属材料、例えばW、Ni、またはステン
レス等からなる基板を用いることができる。なお、本明
細書中でのステンレスとは、クロムを約12%以上含有
する鋼(鉄と炭素の合金)を指しており、組成上、マル
テンサイト系やフェライト系やオーステナイト系に大別
できる。なお、Ti、Nb、Mo、Cu、Ni、または
Siから選ばれた一種または複数種を添加したステンレ
ス鋼をも含む。
01からオリゴマーなどが析出しないように、酸化窒化
シリコン(SiOxNyで表される)、窒化シリコン膜な
どを50〜200nmの厚さに形成して基板上に設け
る。ここでは2層構造とした。
号側駆動回路とデータ信号側駆動回路とで異なるがここ
では省略する。nチャネル型TFT552及びpチャネ
ル型TFT553には配線512、513が接続され、
これらのTFTを用いて、シフトレジスタやラッチ回
路、バッファ回路などが形成される。
化シリコンなどで形成される無機絶縁膜518と、アク
リルまたはポリイミドなどで形成される有機絶縁膜51
9とから成っている。
4がスイッチング用TFT554のソース側に接続し、
ドレイン側の配線515は電流制御用TFT555のゲ
ート電極511と接続している。また、電流制御用TF
T555のソース側は電源供給配線517と接続し、ド
レイン側の電極516がEL素子の陰極522と接続す
るように配線されている。図6はこのような画素の上面
図を示し、便宜上、図5と共通する符号を用いて示して
いる。また、図6において、A−A'線に対応する断面
が図5において示されている。
覆うようにアクリルやポリイミドなどの有機樹脂、好ま
しくは感光性の有機樹脂を用いてバンク520、521
が形成される。EL素子556は、MgAgやLiFな
どの材料を用いて形成される陰極522と、有機EL材
料を用いて作製されるEL層523と、ITO(酸化イ
ンジウム・スズ)で形成される陽極524とから成って
いる。バンク520、521は、陰極522の端部を覆
うように形成され、この部分で陰極と陽極とがショート
することを防ぐために設ける。
関数の小さいマグネシウム(Mg)、リチウム(L
i)、若しくはカルシウム(Ca)を含む材料を用い
る。陰極522として好ましくは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。
分子系材料または高分子系材料のどちらであっても構わ
ない。低分子系材料を用いる場合は蒸着法を用いるが、
高分子系材料を用いる場合はスピンコート法や印刷法ま
たはインクジェット法などを用いる。
どが知られている。その代表例は結晶質半導体膜パラフ
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が上げられる。
このような材料を用いて形成されるEL層は、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。一般的には陽極上に正孔注入層/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。
よる発光体であって発光材料が有機材料を有するものを
指し、例えば、以下の米国特許又は公開公報に開示され
た材料である。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,
432号、米国特許第4,769,292号、米国特許
第4,885,211号、米国特許第4,950,95
0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5,151,629号、
米国特許第5,294,869号、米国特許第5,29
4,870号、特開平10−189252号公報、特開
平8−241048号公報、特開平8−78159号公
報。
極)、EL層及び陽極で形成される発光素子をEL素子
と呼ぶ。
は、各画素で個別に形成する必要があるが、EL層52
3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。また、アルカリ金属を用
いて作製される陰極522は容易に酸化されてしまう。
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。
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等がある。
光するEL層にはシアノポリフェニレン、緑色に発光す
るEL層にはポリフェニレンビニレン、青色に発光する
EL層にはポリフェニレンビニレンまたはポリアルキル
フェニレンを用いれば良い。EL層の厚さは30〜15
0nmとすれば良い。
る有機EL材料の一例であり、これに限定されるもので
はない。発光層、電荷輸送層、電荷注入層を形成するた
めの材料は、その可能な組合せにおいて自由に選択する
ことができる。本実施例で示すEL層は、発光層とPE
DOT(ポリチオフェン)またはPAni(ポリアニリ
ン)から成る正孔注入層を設けた構造とする。
4が設けられる。陽極としては、透光性を有する導電材
料、例えばITOを用いる。
ルチゲート構造としている。ポリシリコンを用いたTF
Tは、高い動作速度を示すが故にホットキャリア注入な
どの劣化も起こりやすい。そのため、画素内において機
能に応じて構造の異なるTFT(オフ電流の十分に低い
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)を形成すれば、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)表示装
置を作製する上で非常に有効である。本実施例におい
て、スイッチング用TFTおよび電流制御用TFTは、
低濃度不純物領域(LDD領域)を有するnチャネル型
TFTで形成するのが望ましい。
うシール材557が設けられる。このシール材として
は、可視光に対して透明もしくは半透明な絶縁膜、例え
ばアクリルやポリイミドなどの有機樹脂、好ましくは感
光性の有機樹脂を用いればよい。シール材557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。
558が設けられる。図1(B)に示したように、少な
くともシール材を覆ってDLC膜を形成してもよいし、
図2(A)に示したようにFPCの入力端子部以外を全
て覆うDLC膜を形成してもよい。DLC膜を成膜する
とき、入力端子部はマスキングテープやシャドーマスク
を用いて、予め被覆しておけば良い。なお、DLC膜5
58の膜厚はできるだけ薄く設け、透光性の低下を抑え
ることが望ましい。また、DLC膜の成膜装置として
は、図3または図4に示した装置を用いればよい。
め、接着によりカバー材(プラスチック基板の材料とし
て、例えばFRP(Fiberglass-Reinforced Plastic
s)、PVF(ポリビニルフロライド)、マイラー、ポ
リエステルまたはアクリル)を貼り合わせる。
素子がカバー材で封止された空間内または空隙に酸化バ
リウムなどの乾燥剤を封入する。乾燥剤を設置する場所
は、EL素子でバンプの下層部、上層部、或いは内部で
あれば良い。または、駆動回路上に設けても良い。その
他に、シール材形成領域であっても良い。本実施例で
は、図示しないが、駆動回路上に乾燥剤を封入した。
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EL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。
に、当該素子が封止された空間内または空隙に酸化バリ
ウムなどの乾燥剤を封入する手段が用いられている。本
実施例では、画素部において、隣接する画素を分離する
ために設けるバンクに乾燥剤を封入する例を図7を用い
て示す。図7で示すのは、図6で示すB−B'線に対応
する断面であり、便宜上、図5及び図6と共通の符号を
用いて説明する。
80を分散させて設けた例である。バンク521は熱硬
化型または感光性の有機樹脂材料で形成する。このと
き、重合する前の有機樹脂材料中に乾燥剤を分散させて
おき、そのまま塗布形成する。
燥剤581を形成する例を示す。この場合、乾燥剤は真
空蒸着法や印刷法を用いて所定の場所に所定のパターン
で形成する。そして、その上にバンク521を形成す
る。
82を形成する例を示す。乾燥剤582は同様に真空蒸
着法や印刷法により形成する。
すぎず、これらを適宣組み合わせて形成しても良い。ま
た、図1、図2に示す構成に本実施例の構成を組み合わ
せても良い。また、上記乾燥剤の設置方法を実施例1で
示す表示装置に適用すれば、DLC膜のガスバリア性が
さらに高まり、より信頼性の高い表示装置を完成させる
ことができる。
用いた表示装置の一例を示す。使用する基板601やE
L素子656は実施例1と同様な構成であり、ここでは
その説明を省略する。
ゲート電極608〜611、ゲート絶縁膜607、半導
体膜603〜606の順に形成されている。図8におい
て、駆動回路部650にnチャネル型TFT652とp
チャネル型TFT653が形成され、画素部651にス
イッチング用TFT654、電流制御用TFT655、
EL素子656が形成されている。層間絶縁膜は窒化シ
リコン、酸化窒化シリコンなどで形成される無機絶縁膜
618と、アクリルまたはポリイミドなどで形成される
有機樹脂膜619とから成っている。
号側駆動回路とデータ信号側駆動回路とで異なるがここ
では省略する。nチャネル型TFT652及びpチャネ
ル型TFT653には配線612、613が接続され、
これらのTFTを用いて、シフトレジスタやラッチ回
路、バッファ回路などが形成される。
イッチング用TFT654のソース側に接続し、ドレイ
ン側の配線615は電流制御用TFT655のゲート電
極611と接続している。また、電流制御用TFT65
5のソース側は電源供給配線617と接続し、ドレイン
側の電極516がEL素子の陽極と接続するように配線
されている。
やポリイミドなどの有機樹脂、好適には感光性の有機樹
脂を用いてバンク620、621が形成される。EL素
子656は、ITO(酸化インジウム・スズ)で形成さ
れる陽極624、有機EL材料を用いて作製されるEL
層623、MgAgやLiFなどの材料を用いて形成さ
れる陰極622とから成っている。バンク620、62
1は、陰極622の端部を覆うように形成され、この部
分で陰極と陽極とがショートすることを防ぐために設け
る。
構成、及び表示装置の構成は実施の形態と同様な構成と
なる。ポリシリコンを用いた逆スタガ型TFTは、アモ
ルファスシリコンTFT(通常は逆スタガ型TFTで形
成される)の製造ラインを流用して作製できるという利
点がある。勿論、エキシマレーザーを用いたレーザーア
ニール技術を使えば、300℃以下のプロセス温度でも
ポリシリコンTFTが作製可能である。
化導電膜をEL素子の陽極に用いた表示装置の一例を図
9に示す。使用する基板やEL素子は実施の形態に示し
た図1の構成と同様の構成でよく、ここではその詳細な
説明は省略する。
状態を示す上面図、図9(B)は図1(A)をA−A’
で切断した断面図である。絶縁表面を有する基板700
(例えば、ガラス基板、セラミックス基板、結晶化ガラ
ス基板、金属基板もしくはプラスチック基板等)に、画
素部702、ソース側駆動回路701、及びゲート側駆
動回路703を形成する。また、718はDLC膜であ
り、画素部および駆動回路部はそのDLC膜718で覆
われている。
びゲート側駆動回路703に入力される信号を伝送する
ための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキ
シブルプリントサーキット)709からビデオ信号やク
ロック信号を受け取る。
て説明する。基板700上に絶縁膜710が設けられ、
絶縁膜710の上方には画素部702、ゲート側駆動回
路703が形成されており、画素部702は電流制御用
TFT711とそのドレインに電気的に接続された画素
電極712を含む複数の画素により形成される。また、
ゲート側駆動回路703はnチャネル型TFT713と
pチャネル型TFT714とを組み合わせたCMOS回
路を用いて形成される。
能する。また、画素電極712の両端にはバンク715
が形成され、画素電極712上にはEL層716および
EL素子の陽極717が形成される。
て亜鉛を含む酸化物導電膜、例えば、酸化亜鉛(Zn
O)、または酸化亜鉛に酸化ガリウムを添加した酸化物
導電膜、または酸化インジウムに2〜20[%]の酸化亜
鉛(ZnO)を含む酸化導電膜を用いる。陽極717は
全画素に共通の配線としても機能し、接続配線708を
経由してFPC709に電気的に接続されている。
703に含まれる素子は全てDLC膜718で覆われて
いる。陽極にITOを用いている実施例1では、DLC
を直接接して成膜することが困難であった。それに対し
て本実施例の陽極717は酸化物導電膜であるが、DL
C膜を直接接して成膜することができる。
DLC膜718をすくなくとも画素部に設ける。図9で
は、画素部、ソース側駆動回路、及びゲート側駆動回路
を覆うようにDLC膜718を設けた。
C膜を設けてもよい。基板700が有機樹脂材料である
場合、DLC膜を全面に形成することにより基板を通過
する水分や酸素を遮断できるため特に有効である。ここ
で、実施例1と同様に外部入力端子(FPC)が設けら
れる部分にDLC膜が成膜されないように注意すること
が必要である。
て可視光に対して透明あるいは半透明な導電膜、ここで
は半透明なMgAg膜とITO膜との積層膜を用いた。
さらに絶縁膜719、即ちTFTを覆う絶縁膜として、
可視光に対する吸収係数の高い材料からなる薄膜(遮光
膜)を用いた。この遮光膜として、代表的には金属粒子
もしくはカーボン粒子を分散させた絶縁膜(好ましくは
樹脂膜)が挙げられる。本実施例では、このような構成
としたため、外光は遮光膜に達した際に遮光膜に殆ど吸
収され、反射光は問題とならない程度にまで低減される
ので、高価な円偏光フィルムを用いない構成とすること
ができた。
L層を外部から完全に遮断するため、接着によりカバー
材(プラスチック基板の材料として、例えばFRP(Fi
berglass-Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニル
フロライド)、マイラー、ポリエステルまたはアクリ
ル)を貼り合わせる。
18で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EL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、信頼性の高い自発光装置を得ることが
できる。
熱性金属基板を用いて発光装置を形成する一例を図10
及び図11に示す。
金属基板802と、基板ホルダー801とを用意する。
金属基板802(金属表面を有する基板)としては、ス
テンレス基板を用意する。この基板802の厚さは10
μm〜30μmのものを用いる。また、基板ホルダー8
01としては、金属基板802よりも厚いステンレス基
板を用意する。この基板801の厚さは500μm〜1
000μmのものを用いる。また、基板ホルダー801
としては、セラミックあるいはアルミナ(Al 2O3)を
用いることもできる。
少なくとも曲面を持つ基板ホルダー801と金属基板8
02とを基板間に空気が入らないように固定し、さらに
固定部803を用いて金属基板802の端部を固定し、
密着性をより強固なものとする。こうして、固定した状
態を図10(B)に示した。ここでは、固定部803を
枠とし、基板ホルダー801をはめ込むようにして接着
材を用いることなく金属基板802を基板ホルダー80
1に固定した。また、固定部をテープ状またはバンド状
として金属基板の端部を基板ホルダーに固定してもよ
い。なお、金属基板802を基板ホルダー801に密着
させて固定する工程は、室温〜400℃、かつ真空中で
行うことによって、両基板間に空気が入らないようにす
ることが好ましい。また、金属基板802に広げる力を
加えながら基板ホルダーに被せ、必要があれば押し付け
ることで密着させてもよい。
凸の表面粗さの最大高さ(Rmax)は、1μm以下と平
坦なものとすることが好ましい。なお、この最大高さ
(Rma x)は、JIS B―0601によるものであ
る。あるいは、固定後の金属基板における表面の凹凸の
1mm平方当りの高低差が1μmとなることが好まし
い。さらに、その凹凸の凸部の曲率半径は、1μm以
上、好ましくは10μm以上とする。また、金属基板に
おける表面の平坦性を向上させる公知の技術、例えばC
MP(ケミカルメカニカルポリッシング)と呼ばれる研
磨工程を用いてもよい。
形成した後、その下地絶縁膜上に必要な素子を形成す
る。なお、簡略化のため下地絶縁膜の表面を平坦なもの
として示しているが、実際には固定部と金属基板とが接
触する部分に段差が生じる。素子形成基板がプラスチッ
ク基板であればプロセス温度が350℃以下とする必要
があったが、本発明は、素子形成基板が金属基板である
ので350℃以上の熱処理が可能である。なお、この素
子形成工程の熱処理によって基板同士が分離しないよう
に、基板ホルダーと金属基板との熱膨張係数を一致させ
ることが好ましい。ここでは、駆動回路804とEL素
子を有する画素部805を形成した例を示す。なお、画
素部805と駆動回路部804はシール材とそのシール
材を覆うDLC膜で覆われている。(図10(C))
の端部における曲率半径rは、300μm以上であり、
30cm以下とする。
接着材807で貼り合わせる。(図11(A))なお、
ここではEL素子を外部からの水分や酸素等の侵入から
保護するために固定基板806を用いたが、特に必要が
なければ用いなくともよい。固定基板806としては、
透光性を有する樹脂基板を用いればよく、片面もしくは
両面に保護膜としてDLC膜を設けたものを用いてもよ
い。
固定部803を除去することによって基板ホルダーを除
去する。特に接着材を用いていないので分離しやすい。
固定部を分離して基板ホルダーを分離する方法や、基板
ホルダーと金属基板との間に対して流体(圧力が加えら
れた液体もしくは気体)を噴射することにより基板ホル
ダーを分離する方法を用いてもよい。ここでは、基板ホ
ルダー及び金属基板の端部を切断することによって、基
板ホルダーと金属基板を分離する。(図11(B))
である素子形成基板と樹脂基板である固定基板とで挟ま
れた発光装置が完成する。(図11(C))さらに、外
部からの水分や酸素等の侵入から保護するためにカバー
材の露呈している部分及び接着材の露呈している部分を
DLC膜で覆ってもよい。
め、基板ホルダーの端部とTFT素子とをあまり離さず
に図示したが、実際には十分距離を離したほうが好まし
い。
め、基板ホルダーの端部とTFT素子とをあまり離さず
に図示したが、実際には十分距離を離したほうが好まし
い。
長する金属元素を用いて選択的に結晶質半導体膜を形成
する方法を図12を用いて説明する。図12(A)にお
いて、900は前述の下地絶縁膜である。
基板と基板ホルダーとを固定部で固定し、その上に下地
絶縁膜900を形成する。次いで、下地絶縁膜900上
に非晶質シリコン膜901を公知の方法で形成する。そ
して、非晶質シリコン膜901上に150nmの厚さの
酸化シリコン膜902を形成する。酸化シリコン膜の作
製方法は限定されないが、例えば、オルトケイ酸テトラ
エチル(Tetraethyl Ortho Silicate:TEOS)とO2
とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300〜40
0℃とし、高周波(13.56MHz)電力密度0.5
〜0.8W/cm2で放電させ形成する。
3を形成し、重量換算で10ppmのニッケルを含む酢
酸ニッケル塩溶液を塗布する。これにより、ニッケル含
有層604が形成され、ニッケル含有層904は開孔部
903の底部のみで非晶質シリコン膜901と接触す
る。
℃で4〜24時間、例えば570℃にて14時間の熱処
理を行う。この場合、結晶化はニッケルが接した非晶質
シリコン膜の部分が最初に結晶化し、そこから基板の表
面と平行な方向に結晶化が進行する。こうして形成され
た結晶質シリコン膜905は棒状または針状の結晶が集
合して成り、その各々の結晶は巨視的に見ればある特定
の方向性をもって成長している。その後、酸化シリコン
膜902を除去すれば結晶質シリコン膜905を得るこ
とができる。
アニール法、またはラピッドサーマルアニール法(RT
A法)を適用することもできる。また、これらを組み合
わせてもよい。例えば、500℃〜700℃のラピッド
サーマルアニールの後にレーザーアニールを行う方法
や、500℃〜700℃のラピッドサーマルアニールの
後にレーザーアニールを行った後、さらに400℃〜6
00℃の熱アニールを行う方法がある。
ことが可能である。
って作製される結晶質シリコン膜には結晶化において利
用した金属元素が残存している。それは膜中において一
様に分布していないにしても、平均的な濃度とすれば、
1×1019/cm3を越える濃度で残存している。勿
論、このような状態でもTFTをはじめ各種半導体装置
のチャネル形成領域に用いることが可能であるが、より
好ましくは、ゲッタリングにより当該金属元素を除去す
ることが望ましい。
13を用いて説明する。結晶質シリコン膜1001の表
面には、マスク用の酸化シリコン膜1002が150n
mの厚さに形成され、開孔部1003が設けられ結晶質
シリコン膜が露出した領域が設けられている。実施例6
に従う場合には、図13(A)で示す酸化シリコン膜1
002をそのまま利用可能であり、図13(B)の工程
の後からそのまま本実施例の工程に移行することもでき
る。そして、イオンドープ法によりリンを添加して、1
×1019〜1×1022/cm3の濃度のリン添加領域1
005を形成する。
雰囲気中で550〜800℃、5〜24時間、例えば6
00℃にて12時間の熱処理を行うと、リン添加領域1
005がゲッタリングサイトとして働き、結晶質シリコ
ン膜1001に残存していた触媒元素はリン添加領域1
005に偏析させることができる。
用の酸化シリコン膜1002と、リンが添加領域100
5とをエッチングして除去することにより、結晶化の工
程で使用した金属元素の濃度が1×1017/cm3未満
にまで低減された結晶質シリコン膜1006を得ること
ができる。
ール法、またはラピッドサーマルアニール法(RTA
法)を適用することもできる。
と組み合わせることが可能である。
FTとpチャネル型TFTとを相補的に組み合わせたC
MOS回路を作製する例であり、図14、図15を用い
て説明する。なお、実施例5に記載のTFTは本実施例
を用いて作製されている。
板ホルダー1101に固定した金属基板1102上に下
地絶縁膜1104を形成した後、半導体層1201、1
202を形成する。(図14(A))
膜1204と第2導電膜1205を形成する。(図14
(B))第1導電膜1204及び第2導電膜1205の
材料としては、Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu、C
r、Ndから選ばれた元素、または前記元素を主成分と
する合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。ま
た、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコ
ン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。本実施例で
は、第1導電膜1204を窒化タンタルまたはチタンで
50〜100nmの厚さに形成し、第2導電膜1205
をタングステンで100〜300nmの厚さに形成す
る。
によるマスク1206を形成し、ゲート電極を形成する
ための第1のエッチング処理を行う。エッチング方法に
限定はないが、好適にはICP(Inductively Coupled
Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用いる。
エッチング用ガスにCF4とCl2を混合し、0.5〜2
Pa、好ましくは1Paの圧力でコイル型の電極に50
0WのRF(13.56MHz)電力を投入してプラズ
マを生成して行う。基板側(試料ステージ)にも100
WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的に
負の自己バイアス電圧を印加する。CF4とCl2を混合
した場合にはタングステン膜、窒化タンタル膜及びチタ
ン膜の場合でも、それぞれ同程度の速度でエッチングす
ることができる。
マスクの形状と、基板側に印加するバイアス電圧の効果
により端部をテーパー形状とすることができる。テーパ
ー部の角度は15〜45°となるようにする。また、ゲ
ート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするため
には、10〜20%程度の割合でエッチング時間を増加
させると良い。W膜に対する酸化窒化シリコン膜の選択
比は2〜4(代表的には3)であるので、オーバーエッ
チング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は
20〜50nm程度エッチングされる。こうして、第1
のエッチング処理により第1導電膜と第2導電膜から成
る第1形状の導電層1207、1208(第1の導電層
1207a、1208aと第2導電層1207b、12
08b)を形成する。1209はゲート絶縁膜であり、
第1の形状の導電層で覆われない領域は20〜50nm
程度エッチングされ薄くなる。
の不純物(ドナー)をドーピングする。(図14
(D))その方法はイオンドープ法若しくはイオン注入
法で行う。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×10
13〜5×1014/cm2として行う。n型を付与する不
純物元素として15族に属する元素、典型的にはリン
(P)または砒素(As)を用いる。この場合、第1形
状の導電層1207、1208はドーピングする元素に
対してマスクとなり、加速電圧を適宣調節(例えば、2
0〜60keV)して、ゲート絶縁膜1209を通過し
た不純物元素により不純物領域(n+領域)1220、
1221を形成する。例えば、不純物領域(n+領域)
におけるリン(P)濃度は1×1020〜1×1021/c
m3の範囲となるようにする。
ッチング処理を行う。エッチングはICPエッチング法
を用い、エッチングガスにCF4とCl2とO2を混合し
て、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF電
力(13.56MHz)を供給してプラズマを生成する。
基板側(試料ステージ)には50WのRF(13.56
MHz)電力を投入し、第1のエッチング処理に比べ低
い自己バイアス電圧を印加する。このような条件により
タングステン膜を異方性エッチングし、第1の導電層で
ある窒化タンタル膜またはチタン膜を残存させるように
する。こうして、第2形状の導電層1212、1213
(第1の導電膜1212a、1213aと第2の導電膜
1212b、1213b)を形成する。1216はゲー
ト絶縁膜であり、第2の形状の導電層1212、121
3で覆われない領域はさらに20〜50nm程度エッチ
ングされて膜厚が薄くなる。
ドーピング処理を行う。第1のドーピング処理よりもド
ーズ量を下げ高加速電圧の条件でn型の不純物(ドナ
ー)をドーピングする。例えば、加速電圧を70〜12
0keVとし、1×1013/cm2のドーズ量で行い、
図14(D)で半導体層に形成された第1の不純物領域
の内側に不純物領域を形成する。ドーピングは、第2の
導電膜1212b、1213bを不純物元素に対するマ
スクとして用い、第1の導電膜1212a、1212a
の下側の領域に不純物元素が添加されるようにドーピン
グする。こうして、第1の導電膜1212a、1213
aと重なる不純物領域(n−領域)1214、1215
が形成される。この不純物領域は、第2の導電層121
2a、1213aがほぼ同じ膜厚で残存していることか
ら、第2の導電層に沿った方向における濃度差は小さ
く、1×1017〜1×1019/cm3の濃度で形成す
る。
のエッチング処理を行い、ゲート絶縁膜のエッチング処
理を行う。その結果、第2の導電膜もエッチングされ、
端部が後退して小さくなり、第3形状の導電層121
7、1218が形成される。図中で1219は残存する
ゲート絶縁膜である。
ストによるマスク1220を形成し、pチャネル型TF
Tを形成する半導体層1201にp型の不純物(アクセ
プタ)をドーピングする。典型的にはボロン(B)を用
いる。不純物領域(p+領域)1221、1222の不
純物濃度は2×1020〜2×1021/cm3となるよう
にし、含有するリン濃度の1.5〜3倍のボロンを添加
して導電型を反転させる。
純物領域が形成される。第3形状の導電層1217、1
218はゲート電極となる。その後、図15(D)に示
すように、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜か
ら成る保護絶縁膜1223をプラズマCVD法で形成す
る。そして導電型の制御を目的としてそれぞれの半導体
層に添加された不純物元素を活性化する工程を行う。
し、水素化処理を行う。その結果、窒化シリコン膜12
24中の水素が半導体層中に拡散させることで水素化を
達成することができる。
リルなどの有機絶縁物材料で形成する。勿論、プラズマ
CVD法でTEOS(Tetraethyl Ortho silicate)を
用いて形成される酸化シリコン膜を適用しても良いが、
平坦性を高める観点からは前記有機物材料を用いること
が望ましい。
ミニウム(Al)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)
などを用いて、ソース配線またはドレイン配線1226
〜1228を形成する。
ャネル型TFTとを相補的に組み合わせたCMOS回路
を得ることができる。
1230、ソース領域またはドレイン領域として機能す
る不純物領域1221、1222を有している。
1231、第3形状の導電層から成るゲート電極121
8と重なる不純物領域1215a(Gate Overlapped Dr
ain:GOLD領域)、ゲート電極の外側に形成される
不純物領域1215b(LDD領域)とソース領域また
はドレイン領域として機能する不純物領域1216を有
している。
トリクス型のEL表示装置の駆動回路を形成することを
可能とする。それ以外にも、このようなnチャネル型T
FTまたはpチャネル型TFTは、画素部を形成するト
ランジスタに応用することができる。
とで基本論理回路を構成したり、さらに複雑なロジック
回路(信号分割回路、D/Aコンバータ、オペアンプ、
γ補正回路など)をも構成することができ、さらにはメ
モリやマイクロプロセッサをも形成することが可能であ
る。
り合わせた基板ホルダー)に代えてガラス基板や石英基
板を用いれば、ガラス基板や石英基板上にCMOS回路
を形成することができる。従って、本実施例は、実施例
1乃至7のいずれか一と自由に組み合わせることが可能
である。
載のEL表示装置の各画素にメモリー素子(SRAM)
を組み込んだ例を示す。図16に画素1304の拡大図
を示す。
用TFTである。スイッチング用TFT1305のゲー
ト電極は、ゲート信号を入力するゲート信号線(G1〜
Gn)のうちの1つであるゲート信号線1306に接続
されている。スイッチングTFT1305のソース領域
とドレイン領域は、一方が信号を入力するソース信号線
(S1〜Sn)のうちの1つであるソース信号線130
7に、もう一方がSRAM1308の入力側に接続され
ている。SRAM1308の出力側は電流制御用TFT
1309のゲート電極に接続されている。
領域とドレイン領域は、一方が電流供給線(V1〜V
n)の1つである電流供給線1310に接続され、もう
一方はEL素子1311に接続される。
陰極との間に設けられたEL層とからなる。陽極が電流
制御用TFT1309のソース領域またはドレイン領域
と接続している場合、言い換えると陽極が画素電極の場
合、陰極は対向電極となる。逆に陰極が電流制御用TF
T1309のソース領域またはドレイン領域と接続して
いる場合、言い換えると陰極が画素電極の場合、陽極は
対向電極となる。
nチャネル型TFTを2つずつ有しており、pチャネル
型TFTのソース領域は高電圧側のVddhに、nチャ
ネル型TFTのソース領域は低電圧側のVssに、それ
ぞれ接続されている。1つのpチャネル型TFTと1つ
のnチャネル型TFTとが対になっており、1つのSR
AMの中にpチャネル型TFTとnチャネル型TFTと
の対が2組存在することになる。
造は実施例8で形成されるnチャネル型TFTとほぼ同
じであるので、ここでは詳細な説明を省略する。また、
pチャネル型TFTの構造も実施例8で形成されるpチ
ャネル型TFTとほぼ同じであるので、同様に省略す
る。
チャネル型TFTは、そのドレイン領域が互いに接続さ
れている。また対になったpチャネル型TFTとnチャ
ネル型TFTは、そのゲート電極が互いに接続されてい
る。そして互いに、一方の対になっているpチャネル型
TFT及びnチャネル型TFTのドレイン領域が、他の
一方の対になっているpチャネル型TFT及びnチャネ
ル型TFTのゲート電極と同じ電位に保たれている。
及びnチャネル型TFTのドレイン領域は入力の信号
(Vin)が入る入力側であり、もう一方の対になって
いるpチャネル型及びnチャネル型TFTのドレイン領
域は出力の信号(Vout)が出力される出力側であ
る。
させた信号であるVoutを出力するように設計されて
いる。つまり、VinがHiだとVoutはVss相当
のLoの信号となり、VinがLoだとVoutはVd
dh相当のHiの信号となる。
画素1304に一つ設けられている場合には、画素中の
メモリーデータが保持されているため外部回路の大半を
止めた状態で静止画を表示することが可能である。これ
により、低消費電力化を実現することができる。
も可能であり、SRAMを複数設けた場合には、複数の
データを保持することができるので、時間階調による階
調表示を可能にする。
例8のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施するこ
とが可能である。
置を用いた電子装置の一例を図17を用いて説明する。
図17の表示装置は、基板上に形成されたTFTによっ
て画素1420から成る画素部1421、画素部の駆動
に用いるデータ信号側駆動回路1415、ゲート信号側
駆動回路1414が形成されている。データ信号側駆動
回路1415はデジタル駆動の例を示しているが、シフ
トレジスタ1416、ラッチ回路14317、141
8、バッファ回路1419から成っている。また、ゲー
ト信号側駆動回路1414であり、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。
0×480(横×縦)の画素を有し、各画素にはスイッ
チング用TFTおよび電流制御用TFTが配置されてい
る。EL素子の動作は、ゲート配線が選択されるとスイ
ッチング用TFTのゲートが開き、ソース配線のデータ
信号がコンデンサに蓄積され、電流制御用TFTのゲー
トが開く。つまり、ソース配線から入力されるデータ信
号により電流制御用TFTに電流が流れてEL素子が発
光する。
Aなどの携帯型情報端末の形態を示すものである。実施
例1で示す表示装置には画素部1421、ゲート信号側
駆動回路1414、データ信号側駆動回路1415が形
成されている。
は、安定化電源と高速高精度のオペアンプからなる電源
回路1401、USB端子などを備えた外部インターフ
ェイスポート1402、CPU1403、入力手段とし
て用いるペン入力タブレット1410及び検出回路14
11、クロック信号発振器1412、コントロール回路
1413などから成っている。
4やペン入力タブレット1410からの信号を入力する
タブレットインターフェイス1405などが内蔵されて
いる。また、VRAM1406、DRAM1407、フ
ラッシュメモリ1408及びメモリーカード1409が
接続されている。CPU1403で処理された情報は、
映像信号(データ信号)として映像信号処理回路140
4からコントロール回路1413に出力する。コントロ
ール回路1413は、映像信号とクロックを、データ信
号側駆動回路1415とゲート信号側駆動回路1414
のそれぞれのタイミング仕様に変換する機能を持ってい
る。
に対応したデータに振り分ける機能と、外部から入力さ
れる水平同期信号及び垂直同期信号を、駆動回路のスタ
ート信号及び内蔵電源回路の交流化のタイミング制御信
号に変換する機能を持っている。
ントに接続しなくても、充電型のバッテリーを電源とし
て屋外や電車の中などでも長時間使用できることが望ま
れている。また、このような電子装置は持ち運び易さを
重点において、軽量化と小型化が同時に要求されてい
る。電子装置の重量の大半を占めるバッテリーは容量を
大きくすると重量増加してしまう。従って、このような
電子装置の消費電力を低減するために、バックライトの
点灯時間を制御したり、スタンバイモードを設定したり
といった、ソフトウエア面からの対策も施す必要があ
る。
ペン入力タブレット1410からの入力信号がタブレッ
トインターフェイス1405に入らない場合、スタンバ
イモードとなり、図17において点線で囲んだ部分の動
作を同期させて停止させる。表示装置ではEL素子の発
光強度を減衰させるか、映像の表示そのものを止める。
または、各画素にメモリーを備えておき、静止画像の表
示モードに切り替えるなどの処置をとる。こうして、電
子装置の消費電力を低減させる。
03の映像信号処理回路1404、VRAM1406な
どの機能を停止させ、消費電力の低減を図ることができ
る。図17では動作をおこなう部分を点線で表示してあ
る。また、コントローラ1413は、ICチップを用
い、COG法で素子基板に装着してもよいし、表示装置
内部に一体形成してもよい。
て一重項励起子(シングレット)により発光する有機化
合物(以下、シングレット化合物という)および三重項
励起子(トリプレット)により発光する有機化合物(以
下、トリプレット化合物という)を併用する例について
説明する。なお、シングレット化合物とは一重項励起の
みを経由して発光する化合物を指し、トリプレット化合
物とは三重項励起を経由して発光する化合物を指す。
文に記載の有機化合物が代表的な材料として挙げられ
る。(1)T.Tsutsui, C.Adachi, S.Saito, Photochemi
cal Processes in Organized Molecular Systems, ed.
K.Honda, (Elsevier Sci.Pub., Tokyo,1991) p.437.
(2)M.A.Baldo, D.F.O'Brien, Y.You, A.Shoustikov,
S.Sibley, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Nature 395
(1998) p.151.この論文には次の式で示される有機化合
物が開示されている。(3)M.A.Baldo, S.Lamansky,
P.E.Burrrows, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Appl.Phy
s.Lett.,75 (1999) p.4.(4)T.Tsutsui, M.-J.Yang,
M.Yahiro, K.Nakamura, T.Watanabe, T.tsuji, Y.Fukud
a, T.Wakimoto, S.Mayaguchi, Jpn.Appl.Phys., 38 (12
B) (1999) L1502.
化合物よりも発光効率が高く、同じ発光輝度を得るにも
動作電圧(EL素子を発光させるに要する電圧)を低く
することが可能である。本実施例ではこの特徴を利用す
る。
場合、現状では赤色に発光する発光層の寿命が他の色に
発光する発光層よりも短い。これは発光効率が他の色よ
りも劣るため、他の色と同じ発光輝度を得るためには動
作電圧を高く設定しなければならず、その分劣化の進行
も早いためである。
る発光層として発光効率の高いトリプレット化合物を用
いているため、緑色に発光する発光層や青色に発光する
発光層と同じ発光輝度を得ながらも動作電圧を揃えるこ
とが可能である。従って、赤色に発光する発光層の劣化
が極端に早まることはなく、色ずれ等の問題を起こさず
にカラー表示を行うことが可能となる。また、動作電圧
を低く抑えることができることは、トランジスタの耐圧
のマージンを低く設定できる点からも好ましいことであ
る。
層としてトリプレット化合物を用いた例を示している
が、さらに緑色に発光する発光層もしくは青色に発光す
る発光層にトリプレット化合物を用いることも可能であ
る。
に赤色に発光するEL素子、緑色に発光するEL素子、
青色に発光するEL素子を設ける必要がある。この場
合、赤色に発光するEL素子にトリプレット化合物を用
い、その他はシングレット化合物を用いて形成すること
も可能である。
ト化合物を使い分けることでそれぞれのEL素子の動作
電圧をすべて同一(10V以下、好ましくは3〜10
V)とすることが可能となる。従って、発光装置に必要
な電源を例えば3Vもしくは5Vで統一することができ
るため、回路設計が容易となる利点がある。なお、本実
施例の構成は、実施例1〜実施例10のいずれの構成と
も組み合わせて実施することが可能である。
いずれか一を実施して形成された半導体装置は様々な電
気光学装置(アクティブマトリクス型液晶ディスプレ
イ、アクティブマトリクス型ELディスプレイ、アクテ
ィブマトリクス型ECディスプレイ)に用いることがで
きる。即ち、それら電気光学装置を表示部に組み込んだ
電子機器全てに本願発明を実施できる。
ラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ(ゴ
ーグル型ディスプレイ)、カーナビゲーション、カース
テレオ、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)などが
挙げられる。それらの一例を図18及び図19に示す。
あり、本体2001、画像入力部2002、表示部20
03、キーボード2004等を含む。本発明を表示部2
003に適用することができる。
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。本発明を表示部2102に適用することが
できる。
ービルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部
2202、受像部2203、操作スイッチ2204、表
示部2205等を含む。本発明は表示部2205に適用
できる。
あり、本体2301、表示部2302、アーム部230
3等を含む。本発明は表示部2302に適用することが
できる。
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体2401、表示部2402、スピーカ部240
3、記録媒体2404、操作スイッチ2405等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(D
igtial Versatile Disc)、CD
等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネッ
トを行うことができる。本発明は表示部2402に適用
することができる。
体2501、表示部2502、接眼部2503、操作ス
イッチ2504、受像部(図示しない)等を含む。本願
発明を表示部2502に適用することができる。
01、音声出力部2902、音声入力部2903、表示
部2904、操作スイッチ2905、アンテナ290
6、画像入力部(CCD、イメージセンサ等)2907
等を含む。本願発明を表示部2904に適用することが
できる。
り、本体3001、表示部3002、3003、記憶媒
体3004、操作スイッチ3005、アンテナ3006
等を含む。本発明は表示部3002、3003に適用す
ることができる。
3101、支持台3102、表示部3103等を含む。
本発明は表示部3103に適用することができる。本発
明のディスプレイ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30インチ以上)の
ディスプレイには有利である。
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1〜11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。
ル材(透光性を有する絶縁膜)及びDLC膜、あるいは
陽極(ZnO)に直接設けられたDLC膜で覆うことに
よって、水蒸気や酸素が封止領域内に浸入することを防
ぐ効果が増し、EL素子の安定性を高めることができ
る。従って、信頼性の高い自発光装置を得ることができ
る。
のプラズマCVD装置の構成を説明する図。
する図。
例を示す図。
ロック図。
Claims (22)
- 【請求項1】絶縁表面を有する基板上に、陰極と、該陰
極上に接するEL材料と、該EL材料上に接する陽極と
を有する発光素子と、前記陽極に接する絶縁膜と、該絶
縁膜に接する炭素を主成分とする薄膜とを有し、前記陽
極は、前記絶縁膜で覆われ、前記絶縁膜は炭素を主成分
とする薄膜で覆われていることを特徴とする発光装置。 - 【請求項2】請求項1において、前記陽極は、可視光に
対して透明もしくは半透明な導電膜からなることを特徴
とする発光装置。 - 【請求項3】請求項1または請求項2において、前記陽
極はスズを含む酸化物導電膜からなることを特徴とする
発光装置。 - 【請求項4】請求項1乃至3のいずれか一において、前
記絶縁膜は、可視光に対して透明もしくは半透明な絶縁
膜からなることを特徴とする発光装置。 - 【請求項5】絶縁表面を有する基板上に陽極、陰極、並
びに前記陽極と前記陰極との間に挟まれたEL材料とを
有する発光素子と、炭素を主成分とする薄膜とを有し、 前記陽極は、可視光に対して透明もしくは半透明な導電
膜からなり、かつ、前記陽極は、前記炭素を主成分とす
る薄膜と接して覆われていることを特徴とする発光装
置。 - 【請求項6】請求項5において、前記陽極は亜鉛を含む
酸化物導電膜からなることを特徴とする発光装置。 - 【請求項7】請求項1乃至6のいずれか一において、前
記陰極は周期表の1族もしくは2族に属する元素を含む
金属膜および酸化物導電膜からなることを特徴とする発
光装置。 - 【請求項8】請求項1乃至7のいずれか一において、前
記炭素を主成分とする薄膜はDLC膜であることを特徴
とする発光装置。 - 【請求項9】請求項1乃至8のいずれか一において、前
記絶縁表面を有する基板は、ガラス基板、石英基板、ま
たはプラスチック基板であることを特徴とする発光装
置。 - 【請求項10】請求項1乃至8のいずれか一において、
前記絶縁表面を有する基板は、表面に絶縁膜が設けられ
た耐熱性金属基板であることを特徴とする発光装置。 - 【請求項11】請求項1乃至10のいずれか一におい
て、前記陰極と接続するTFTはnチャネル型TFTで
あることを特徴とする発光装置。 - 【請求項12】請求項1乃至11のいずれか一におい
て、前記陰極の端部を覆うバンクを有し、前記バンク
は、乾燥剤を混入した樹脂からなることを特徴とする発
光装置。 - 【請求項13】請求項1乃至12のいずれか一に記載さ
れた発光装置とは、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴ
ーグル型ディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナ
ルコンピュータ、携帯情報端末であることを特徴とする
発光装置。 - 【請求項14】絶縁表面を有する基板上に発光素子を形
成する工程と、 前記発光素子の陽極を覆う絶縁膜を形成する工程と、 炭素を主成分とする薄膜で前記絶縁膜を覆う工程とを有
することを特徴とする発光装置の作製方法。 - 【請求項15】請求項14において、前記陽極は、スズ
を含む酸化物導電膜からなることを特徴とする発光装置
の作製方法。 - 【請求項16】絶縁表面を有する基板上に発光素子を形
成する工程と、 炭素を主成分とする薄膜で前記発光素子の陽極を覆う工
程とを有することを特徴とする発光装置の作製方法。 - 【請求項17】請求項16において、前記陽極は、亜鉛
を含む酸化物導電膜からなることを特徴とする発光装置
の作製方法。 - 【請求項18】金属表面を有する基板の端部を曲げて基
板ホルダーと固定する工程と、 前記金属表面を有する基板上に絶縁膜を形成する工程
と、 前記絶縁膜の上に発光素子を形成する工程と、 前記発光素子をシール材で覆う工程と、 炭素を主成分とする薄膜で前記シール材を覆う工程と、 前記基板ホルダーを分離する工程とを有することを特徴
とする発光装置の作製方法。 - 【請求項19】請求項18において、前記基板ホルダー
は、前記金属表面を有する基板と同じ熱膨張係数を有す
ることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 【請求項20】請求項18または請求項19において、
前記基板ホルダーは、ステンレス、セラミック、または
Al2O3からなることを特徴とする発光装置の作製方
法。 - 【請求項21】請求項14乃至20のいずれか一におい
て、前記炭素を主成分とする薄膜はDLC膜であること
を特徴とする発光装置の作製方法。 - 【請求項22】請求項14乃至21のいずれか一におい
て、前記絶縁膜は、可視光に対して透明もしくは半透明
な絶縁膜からなることを特徴とする発光装置の作製方
法。
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