JP2003203783A

JP2003203783A - 発光装置

Info

Publication number: JP2003203783A
Application number: JP2002309755A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 舜平山崎; Toshimitsu Konuma; 利光小沼; Hiroko Yamazaki; 寛子山崎
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2003-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】アクティブマトリクス型の発光装置におい
て、有機化合物層の上部に形成された陽極が光取り出し
電極となる上面出射型の発光装置を提供する。【解決手段】陰極と、有機化合物層と、陽極とからな
る発光素子において、光取り出し電極である陽極と有機
化合物層との界面に保護体を形成することを特徴とす
る。なお、有機化合物層上に形成された保護体は、透過
率が７０〜１００％であり、また、陽極をスパッタリン
グ法により成膜する際に有機化合物層に与えられるダメ
ージを防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の電極間に有
機化合物を含む膜（以下、「有機化合物層」と記す）を
設けた素子に電界を加えることで、蛍光又は燐光が得ら
れる発光素子を用いた発光装置に関する。なお、本明細
書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デ
バイス、もしくは光源を指す。また、発光素子にコネク
ター、例えば異方導電性フィルム（FPC：Flexible prin
ted circuit）もしくはTAB（Tape Automated Bonding）
テープもしくはTCP（Tape Carrier Package）が取り付
けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配
線板が設けられたモジュール、または発光素子にCOG（C
hip On Glass）方式によりIC（集積回路）が直接実装さ
れたモジュールも全て発光装置に含むものとする。

【０００２】

【従来の技術】本発明でいう発光素子とは、電界を加え
ることにより発光する素子である。その発光機構は、電
極間に有機化合物層を挟んで電圧を印加することによ
り、陰極から注入された電子および陽極から注入された
正孔が有機化合物層中で再結合して、励起状態の分子
（以下、「分子励起子」と記す）を形成し、その分子励
起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光す
ると言われている。

【０００３】なお、有機化合物が形成する分子励起子の
種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可能
であると考えられるが、本明細書中ではどちらの励起状
態が発光に寄与する場合も含むこととする。

【０００４】このような発光素子において、通常、有機
化合物層は1μmを下回るほどの薄膜で形成される。ま
た、発光素子は、有機化合物層そのものが光を放出する
自発光型の素子であるため、従来の液晶ディスプレイに
用いられているようなバックライトも必要ない。したが
って、発光素子は極めて薄型軽量に作製できることが大
きな利点である。

【０００５】また、例えば１００〜２００ｎｍ程度の有
機化合物層において、キャリアを注入してから再結合に
至るまでの時間は、有機化合物層のキャリア移動度を考
えると数十ナノ秒程度であり、キャリアの再結合から発
光までの過程を含めてもマイクロ秒以内のオーダーで発
光に至る。したがって、非常に応答速度が速いことも特
長の一つである。

【０００６】こういった薄型軽量・高速応答性・直流低
電圧駆動などの特性から、発光素子は次世代のフラット
パネルディスプレイ素子として注目されている。また、
自発光型であり視野角が広いことから、視認性も比較的
良好であり、携帯機器の表示画面に用いる素子として有
効と考えられている。

【０００７】また、このような発光素子をマトリクス状
に配置して形成された発光装置には、パッシブマトリク
ス駆動（単純マトリクス型）とアクティブマトリクス駆
動（アクティブマトリクス型）といった駆動方法を用い
ることが可能である。しかし、画素密度が増えた場合に
は、画素（又は１ドット）毎にスイッチが設けられてい
るアクティブマトリクス型の方が低電圧駆動できるので
有利であると考えられている。

【０００８】また、これまでアクティブマトリクス型の
発光装置としては、図１７に示すように基板１７０１上
のＴＦＴ１７０５と陽極１７０２とが電気的に接続さ
れ、陽極１７０２上に有機化合物層１７０３が形成さ
れ、有機化合物層１７０３上に陰極１７０４が形成され
た発光素子１７０７を有する。なお、発光素子１７０７
における陽極材料としては、正孔注入性を容易にするた
めに仕事関数の大きい導電性材料が使用され、これまで
に実用特性を満たす材料としてＩＴＯ（indium tinoxid
e）やＩＺＯ（indium zinc oxide）などの透光性を有す
る導電性材料が用いられている。そして、発光素子１７
０７の有機化合物層１７０３において生じた光は、透光
性を有する陽極１７０２からＴＦＴ１７０５の方向へ取
り出されるという構造（以下、下面出射型という）が主
流である。

【０００９】しかし、下面出射型の構造においては、解
像度を向上させようとしても画素部におけるＴＦＴ及び
配線等の配置により、開口率が制限されるという問題が
生じる。

【００１０】これに対して、近年、陰極側から光を取り
出す構造（以下、上面出射型という）が考案されてい
る。上面出射型の場合には、下面出射型に比べて開口率
を大きくすることができるので、より高輝度が得られる
発光素子を形成することができると考えられている（例
えば、特許文献１参照。）。

【００１１】

【特許文献１】特開２００１−４３９８０号公報

【００１２】なお、上記発明においては、陰極材料とし
て透光性を有する材料が無いために陰極を形成した後、
透明導電膜であるＩＴＯを積層し、陰極側から光を取り
出すという構成を有している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記陰極側か
ら光を取り出す素子構造の場合には、陰極としての機能
を保持するために充分な成膜性が要求されるのに対し、
光取り出し電極としての透光性を確保するために極薄膜
で形成する必要があるため、両者の条件を満たすために
は矛盾が生じてしまう。

【００１４】そこで、本発明では、これらの問題を解決
するため、上面出射型の発光装置の作製において、光取
り出し電極としては、既に実用化レベルの特性を有して
いるＩＴＯやＩＺＯといった透明導電膜を電極材料とし
て用い、従来の上面出射型の発光装置と素子構造の異な
る発光素子を作製することを目的とする。

【００１５】また、光取り出し電極として透明電極を形
成する場合には、有機化合物層を形成した後で透明導電
膜を形成することになる。通常、透明導電膜の成膜はス
パッタリング法により行われるため、成膜時に有機化合
物表面がスパッタリングダメージを受けることにより、
素子劣化の原因となるといった問題がある。

【００１６】そこで、本発明では上面出射型の発光素子
の作製において、有機化合物層にダメージを与えること
なく、これまで以上に発光素子の発光効率を向上させる
ことを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決するために陰極と、有機化合物層と陽極とからなる
発光素子の陽極と有機化合物層との界面に保護体を形成
することを特徴とする。

【００１８】なお、本発明において、陽極は透光性を有
する導電膜で形成され、光取り出し電極として機能を有
する。また、陰極は画素電極上に形成されるため、陰極
材料が必ずしも遮光性を有する必要はないが、画素電極
と陰極を積層形成させたときの積層膜が遮光性を有して
いる必要がある。これは、有機化合物層で生じた光を効
率よく陽極側から取り出すためである。なお、ここでい
う遮光性とは、その積層膜に対する可視光の透過率が１
０％未満であることをいう。また、陰極材料としては、
仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料を用いることを特徴と
する。なお、このような陰極材料を用いることにより、
陰極と有機化合物層の間におけるエネルギー障壁を緩和
することができるので陰極からの電子の注入性が高めら
れる。

【００１９】また、陰極上に有機化合物層が形成された
後で、有機化合物層上に保護体が形成される。なお、本
明細書中でいう保護体とは、有機化合物層形成後に形成
される陽極成膜時に有機化合物層に与えられるスパッタ
ダメージを防ぐための機能を有するものである。さら
に、保護体を形成する材料としては、保護体が有機化合
物層と陽極との間に形成されるため、陽極からの正孔
（ホール）の注入性を向上させることができるような仕
事関数が４．５〜５．５ｅＶの材料を用いることを特徴
とする。

【００２０】また、保護体を形成した後で発光素子の陽
極が形成されるが、本発明においては、従来の陽極材料
であるＩＴＯやＩＺＯといった透明導電膜を用いること
ができるので、これまでの陽極と何ら変わりなく作製す
ることができる。

【００２１】本発明において開示する発明の構成は、絶
縁表面上に設けられたＴＦＴと、前記ＴＦＴ上に形成さ
れた層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された画素
電極と、前記画素電極の端部を覆う絶縁膜と、前記画素
電極上に形成された陰極と、前記陰極上に形成された有
機化合物層と、前記有機化合物層上に形成された保護体
と、前記保護体上に形成された陽極とを有する発光装置
であって、前記ＴＦＴは、ソース領域およびドレイン領
域を有し、前記画素電極は、前記層間絶縁膜に形成され
た開口部において、前記ソース領域または前記ドレイン
領域のいずれか一方と電気的に接続され、前記保護体
は、仕事関数が４．５〜５．５ｅＶである材料からなる
ことを特徴とする発光装置である。

【００２２】また、他の発明の構成は、絶縁表面上に設
けられたＴＦＴと、前記ＴＦＴ上に形成された層間絶縁
膜と、前記層間絶縁膜上に形成された画素電極と、前記
画素電極の端部を覆う絶縁膜と、前記画素電極上に形成
された陰極と、前記陰極上に形成された有機化合物層
と、前記有機化合物層上に形成された保護体と、前記保
護体上に形成された陽極とを有する発光装置であって、
前記ＴＦＴは、ソース領域およびドレイン領域を有し、
前記画素電極は、前記層間絶縁膜に形成された開口部に
おいて、前記ソース領域または前記ドレイン領域のいず
れか一方と電気的に接続され、前記保護体は、その平均
膜厚が０．５〜５ｎｍであることを特徴とする発光装置
である。

【００２３】すなわち、前記保護体が接する陽極が光を
透過させる電極として機能する場合には、その平均膜厚
を０．５〜５ｎｍとすることで、保護体における透過率
を確保することができるのでより好ましい。なお、本発
明では保護体の材料として仕事関数が４．５〜５．５ｅ
Ｖである材料を用い、かつ平均膜厚を０．５〜５ｎｍと
する構成も含めることとする。

【００２４】また、他の発明の構成は、絶縁表面上に設
けられたＴＦＴと、前記ＴＦＴ上に形成された層間絶縁
膜と、前記層間絶縁膜上に形成されたバリア膜と、前記
バリア膜上に形成された画素電極と、前記画素電極の端
部を覆う絶縁膜と、前記画素電極上に形成された陰極
と、前記陰極上に形成された有機化合物層と、前記有機
化合物層上に形成された保護体と、前記保護体上に形成
された陽極とを有する発光装置であって、前記ＴＦＴ
は、ソース領域およびドレイン領域を有し、前記画素電
極は、層間絶縁膜およびバリア膜に形成された開口部を
介して前記ソース領域または前記ドレイン領域のいずれ
か一方と電気的に接続され、前記陰極は、元素周期律の
１族または２族に属する金属を含む材料からなり、前記
保護体は、仕事関数が４．５〜５．５ｅＶである材料か
らなることを特徴とする発光装置である。

【００２５】さらに、他の発明の構成は、絶縁表面上に
設けられたＴＦＴと、前記ＴＦＴ上に形成された層間絶
縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成されたバリア膜と、前
記バリア膜上に形成された画素電極と、前記画素電極の
端部を覆う絶縁膜と、前記画素電極上に形成された陰極
と、前記陰極上に形成された有機化合物層と、前記有機
化合物層上に形成された保護体と、前記保護体上に形成
された陽極とを有する発光装置であって、前記ＴＦＴ
は、ソース領域およびドレイン領域を有し、前記画素電
極は、層間絶縁膜およびバリア膜に形成された開口部を
介して前記ソース領域または前記ドレイン領域のいずれ
か一方と電気的に接続され、前記陰極は、元素周期律の
１族または２族に属する金属を含む材料からなり、前記
保護体は、その平均膜厚が０．５〜５ｎｍであることを
特徴とする発光装置である。

【００２６】なお、上記構成において、バリア膜は、窒
化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化酸化アルミニウム（Ａ
ｌＮＯ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＮＯ）、窒化珪
素（ＳｉＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）等のアルミニ
ウム又は珪素を含む絶縁膜からなり、層間絶縁膜からの
酸素等の脱ガスや水分等が発光素子の方へ侵入するのを
防ぐことができると共に、陰極材料として含まれている
アルカリ金属の層間絶縁膜側への侵入を防ぐことができ
る。

【００２７】さらに、他の発明の構成は、絶縁表面上に
設けられたＴＦＴと、前記ＴＦＴ上に形成された層間絶
縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された画素電極と、前
記画素電極の端部を覆う絶縁膜と、前記画素電極上に形
成された陰極と、前記陰極上に形成された有機化合物層
と、前記有機化合物層上に形成された保護体と、前記保
護体上に形成された陽極とを有する発光装置であって、
前記ＴＦＴはソース領域およびドレイン領域を有し、前
記画素電極は、前記層間絶縁膜に形成された開口部にお
いて、前記ソース領域または前記ドレイン領域のいずれ
か一方と電気的に接続され、前記有機化合物層は、有機
化合物からなる第一の層と、前記第一の層を構成する物
質とは異なる有機化合物からなる第二の層と有し、前記
第一の層と前記第二の層との間に、前記第一の層を構成
する有機化合物、および前記第二の層を構成する有機化
合物、の両方を含む混合層を有することを特徴とする発
光装置である。

【００２８】上記各構成において、層間絶縁膜および絶
縁膜は酸化珪素、窒化珪素および窒化酸化珪素等の珪素
を含む絶縁性の膜の他、ポリイミド、ポリアミド、アク
リル（感光性アクリルを含む）、ＢＣＢ（ベンゾシクロ
ブテン）といった有機樹脂膜を用いることができる。ま
た、塗布法により形成される塗布シリコン酸化膜（ＳＯ
Ｇ：Spin On Glass）を用いることもできる。

【００２９】また、上記各構成において、画素電極は基
板上に形成されたＴＦＴと電気的に接続される配線とし
ての機能を有し、アルミニウム、チタンおよびタングス
テンなどの低抵抗な金属材料を単体若しくは積層して用
いることにより形成される。

【００３０】上記各構成において、陰極は、仕事関数の
小さい材料からなり、画素電極上に形成される。ここで
は、元素周期律の１族または２族に属する元素、すなわ
ちアルカリ金属及びアルカリ土類金属の他、希土類金属
を含む遷移金属などが適しているが、本発明では、特に
これらを含む合金や化合物が適している。これは、仕事
関数の小さい金属は大気中で不安定であり、酸化や剥離
が問題となるためである。

【００３１】具体的には、上記金属を含むフッ化物とし
てフッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（Ｃａ
Ｆ）、フッ化バリウム（ＢａＦ）、フッ化リチウム（Ｌ
ｉＦ）等を用いることができる。その他にもマグネシウ
ムに銀を添加した合金（Ｍｇ：Ａｇ）や、アルミニウム
にリチウムを添加した合金（Ａｌ：Ｌｉ）、アルミニウ
ムにリチウム、カルシウム及びマグネシウムを含んだ合
金などを用いることができる。なお、リチウムを添加し
たアルミニウム合金は、最もアルミニウムの仕事関数を
小さくすることができる。

【００３２】なお、陰極は上述した材料を用いて、１〜
５０ｎｍの厚さで形成されるが、上述したフッ化物を用
いる場合には５ｎｍ以下の極薄膜で用いることが好まし
い。また、その他にもリチウムアセチルアセトネート
（Ｌｉａｃａｃ）といった材料を用いることができる。

【００３３】また、上記各構成において、有機化合物層
とは陰極及び陽極から注入されたキャリアが再結合する
場である。有機化合物層は、発光層のみの単層で形成さ
れる場合もあるが、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、
ブロッキング層、電子輸送層および電子注入層などの複
数の層が積層されて形成される場合も本発明に含まれ
る。さらに、複数の層が積層されて形成される場合に
は、各積層界面において、隣り合う層を形成する材料を
混合させて形成される層（これを本明細書中では混合層
という）を形成することもできる。なお、混合層を形成
することにより、積層界面に生じるエネルギーギャップ
を緩和させることができるので、有機化合物層内でのキ
ャリアの移動度を高めることができ、駆動電圧を低下さ
せることができる。

【００３４】さらに本発明における有機化合物層は、低
分子系もしくは高分子系の有機化合物を用いて形成され
る場合だけではなく、有機化合物層の一部に無機材料
（具体的には、ＳｉおよびＧｅの酸化物の他、窒化炭素
（ＣｘＮｙ）、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元
素、およびランタノイド系元素のいずれかの酸化物とＺ
ｎ、Ｓｎ、Ｖ、Ｒｕ、Ｓｍ、およびＩｒのいずれかとの
組み合わせた材料等）を用いることも可能である。

【００３５】また、上記各構成において、保護体は有機
化合物層の上に形成され、陽極形成時のスパッタダメー
ジを防ぐ機能を有する。なお、保護体は陽極と接して形
成されるため、その材料としては、陽極材料となるＩＴ
Ｏなどの仕事関数と同じであるかそれ以上の仕事関数
（４．５〜５．５ｅＶ）を有する金属材料を用いること
により形成される。なお、具体的には、金（Ａｕ）、銀
（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）等の元素周期律の第９族、第１
０族、または第１１族に属する金属材料を用いることに
より形成される。

【００３６】なお、本発明の素子構造の場合には、有機
化合物層で生じた光は、保護体を透過して、陽極から外
部に出射されるため可視光の透過率が７０〜１００％で
ある必要がある。そのため陽極および保護体の透過率は
いずれも７０〜１００％である必要がある。また、本発
明における保護体は、陽極成膜時におけるスパッタダメ
ージを防ぐことがその目的であることから、必ずしも均
一な膜である必要はなく、透過率が確保できればよいた
め５〜５０ｎｍの膜厚で形成すればよい。

【００３７】尚、本発明の発光装置から得られる発光
は、一重項励起状態又は三重項励起状態のいずれか一
方、またはその両者による発光を含むものとする。

【００３８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
１（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。なお、図１（Ａ）に
は、画素電極１０１上に形成された発光素子１０２の素
子構造について示す。

【００３９】図１（Ａ）に示すように画素電極１０１上
に陰極１０３が形成され、陰極１０３と接して有機化合
物層１０４が形成され、有機化合物層１０４と接して保
護体１０５が形成され、その上に陽極１０６が形成され
る。なお、陰極１０３から有機化合物層１０４に電子が
注入され、陽極１０６からは有機化合物層１０４に正孔
が注入される。そして、有機化合物層１０４において、
正孔と電子が再結合することにより発光が得られる。

【００４０】また、画素電極１０１は、発光素子を駆動
するための薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと示す）の
ソース領域、またはドレイン領域のいずれか一方と陰極
とを電気的に接続する機能を有する。なお、図１に示す
ように陰極とは別に画素電極を設ける場合には、有機化
合物層と直接接することはなく、発光素子の電極（陰
極）として機能するわけでもないので、配線材料に要求
される導電率の高い材料で形成すればよい。ただし、画
素電極自体を発光素子の陰極として用いる場合には、陰
極として機能する程度に仕事関数の小さい金属材料（具
体的には、仕事関数が３．８ｅＶ以下）を用いる必要が
ある。

【００４１】次に陰極１０３が画素電極１０１上に形成
される。なお、陰極１０３に用いられる仕事関数の小さ
い（具体的には、仕事関数が３．８ｅＶ以下）材料とし
ては、元素周期律の１族または２族に属する元素、すな
わちアルカリ金属及びアルカリ土類金属の他希土類金属
を含む遷移金属が適しているが、本発明では、特にこれ
らを含む合金や化合物が適している。これは、仕事関数
の小さい金属は大気中で不安定であり、酸化や剥離が問
題となるためである。

【００４２】また、有機化合物層１０４は、発光層を含
み、正孔注入層、正孔輸送層、ブロッキング層、電子輸
送層、および電子注入層といったキャリアに対する機能
の異なる層のいずれか一つ、もしくは複数を組み合わせ
て積層することにより形成される。なお、有機化合物層
１０４を形成する材料としては、公知の材料を用いるこ
とができる。なお、本発明において、有機化合物層が２
種類以上の積層構造を有する場合においては、その積層
界面に隣り合う層を形成する材料からなる層（以下、混
合層という）を形成することもできる。なお、積層界面
に混合層を形成することにより、界面において仕事関数
によりエネルギーギャップを緩和することができるので
有機化合物層の内部におけるキャリア（正孔および電
子）の輸送性を高めることができる。

【００４３】さらに、有機化合物層１０４上に形成され
る保護体１０６は、陽極１０７形成時のスパッタダメー
ジを防ぐ機能を有する。なお、本実施の形態で示す保護
体１０６はクラスター形状を有している。また、保護体
１０６は陽極１０７と接して形成されるため、その材料
としては、陽極からの正孔の注入性を妨げないために陽
極１０６の材料となるＩＴＯなどと同じであるかそれ以
上の仕事関数（４．５ｅＶ〜５．５ｅＶ）を有する金属
材料を用いるとよい。

【００４４】また、図１（Ｂ）には、基板１１０上に形
成されたＴＦＴ（電流制御用ＴＦＴともいう）１１１と
図１（Ａ）に示した発光素子１０２とが電気的に接続さ
れたアクティブマトリクス型の発光装置を示す。

【００４５】図１（Ｂ）において、電流制御用ＴＦＴ１
１１はソース領域、ドレイン領域、チャネル領域、ゲー
ト絶縁膜およびゲート電極を有しており、これらを覆っ
て層間絶縁膜１１２が形成される。さらに、層間絶縁膜
１１２からの脱ガスや水分の放出を防ぐためにバリア膜
１０１が形成されており、バリア膜１０１上に配線１１
３と同時に画素電極１０１が形成される。

【００４６】なお、本実施の形態においては、ＴＦＴ１
１１のソース領域またはドレイン領域のいずれか一方に
電気的な信号を入力するのが配線１１３であり、また、
他方から電気的な信号を出力するのが画素電極１０１で
ある。

【００４７】なお、画素電極１０１の端部は絶縁層１１
４で覆われており、表面に露出している画素電極１０１
上に陰極１０３が形成される。また、陰極１０３上に
は、図１（Ａ）で示したのと同様に有機化合物層１０
４、保護体１０６および陽極１０７が積層され、発光素
子１０２が完成する。

【００４８】ここで、図２および図３を用いてアクティ
ブマトリクス型の発光装置の作製方法について説明す
る。

【００４９】図２（Ａ）において、基板２０１上にＴＦ
Ｔ２０２が形成されている。なお、本実施の形態では、
基板２０１としてガラス基板を用いるが、石英基板を用
いても良い。また、本発明において、光は発光素子から
基板と反対側に出射されるため、基板が特に透光性であ
る必要はなく、遮光性の公知の材料を用いることもでき
る。ＴＦＴ２０２は公知の方法を用いて形成すれば良
く、ＴＦＴ２０２は、少なくともゲート電極２０３と、
ゲート絶縁膜２０４を挟んでゲート電極２０３と反対側
に形成されたソース領域２０５と、ドレイン領域２０６
と、チャネル形成領域２０７、とを備えている。なお、
チャネル領域２０７は、ソース領域２０５と、ドレイン
領域２０６との間に形成されている。

【００５０】また、図２（Ｂ）に示すようにＴＦＴ２０
２を覆って層間絶縁膜２０８が１〜２μｍの膜厚で設け
られ、層間絶縁膜２０８上にバリア膜２０９が形成され
る。

【００５１】なお、層間絶縁膜２０８を形成する材料と
しては、酸化珪素、窒化珪素および窒化酸化珪素等の珪
素を含む絶縁性の膜の他、ポリイミド、ポリアミド、ア
クリル（感光性または非感光性アクリルを含む）、ＢＣ
Ｂ（ベンゾシクロブテン）といった有機樹脂膜を用いる
ことができる。また、例えばアクリルと酸化珪素との積
層膜のように上述した材料を積層させた膜を用いること
もできる。なお、層間絶縁膜は、スパッタリング法や蒸
着法により形成される。さらに、塗布法により形成され
るシリコン酸化膜として、塗布シリコン酸化膜（ＳＯ
Ｇ：Spin On Glass）を用いることもできる。

【００５２】また、バリア膜２０９を形成する材料とし
ては、具体的には窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化酸
化アルミニウム（ＡｌＮＯ）、酸化窒化アルミニウム
（ＡｌＯＮ）、窒化珪素（ＳｉＮ）、窒化酸化珪素（Ｓ
ｉＮＯ）等のアルミニウム又は珪素を含む絶縁膜を用い
ることができる。また、０．２〜１．０μｍの膜厚で形
成することが望ましい。なお、バリア膜２０９を設ける
ことで、アルカリ金属、水、または有機気体などの拡散
を防ぐことができる。

【００５３】そして、層間絶縁膜２０８およびバリア膜
２０９に開口部を形成した後、バリア膜２０９の上に導
電膜２１０をスパッタリング法により成膜する（図２
（Ｃ））。

【００５４】導電膜２１０を形成する導電性材料として
はタンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔ
ｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅
（Ｃｕ）から選ばれた元素、または前記元素を主成分と
する合金材料もしくは化合物材料を用いることができ
る。また、これらを複数組み合わせて積層構造としても
よい。なお、ここでは、膜厚５０ｎｍのタングステン
膜、膜厚５００ｎｍのアルミニウムとシリコンの合金
（Ａｌ−Ｓｉ）膜、膜厚３０ｎｍの窒化チタン膜を順次
積層した３層構造を用いる。

【００５５】次に図２（Ｄ）に示すように上記導電膜２
１０をパターニングすることによりＴＦＴ２０２と電気
的に接続される配線２１１を形成する。なお、本発明に
おいては、配線としての機能も兼ねた画素電極２１２が
同時に形成される。また、パターニングの方法として
は、ドライエッチング法又はウエットエッチング法のい
ずれを用いてもよい。

【００５６】また、図３（Ａ）に示すように陽極の端部
と陽極間の隙間を覆うようにして絶縁層２１３が形成さ
れる。なお、絶縁層２１３は絶縁膜を形成した後で、画
素電極上に開口部を形成することにより得ることができ
る。絶縁層２１３を形成する材料としては、酸化珪素、
窒化珪素および窒化酸化珪素等の珪素を含む材料の他、
ポリイミド、ポリアミド、アクリル（感光性アクリルを
含む）、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）といった有機樹
脂膜を用いることができる。さらに、シリコン酸化膜と
して、塗布シリコン酸化膜（ＳＯＧ：Spin On Glass）
を用いることもできる。なお、膜厚は、０．１〜２μｍ
で形成することができるが、特に酸化珪素、窒化珪素お
よび窒化酸化珪素等の珪素を含む材料を用いる場合には
０．１〜０．３μｍの膜厚で形成することが望ましい。

【００５７】次に陰極２１４が形成される。なお、陰極
２１４は、陰極材料をメタルマスクを用いてスパッタリ
ング法や蒸着法によりパターニングして作製される。な
お、陰極２１４を形成する材料としては陰極２１４から
の電子の注入性を向上させるために仕事関数の小さい材
料が好ましく、元素周期律の１族または２族に属する元
素、すなわちアルカリ金属及びアルカリ土類金属の他、
希土類金属を含む遷移金属などを用いる。

【００５８】具体的には、上記金属を含むフッ化物とし
てフッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（Ｃａ
Ｆ）、フッ化バリウム（ＢａＦ）、フッ化リチウム（Ｌ
ｉＦ）等を用いることができる。その他にもマグネシウ
ムに銀を添加した合金（Ｍｇ：Ａｇ）や、アルミニウム
にリチウムを添加した合金（Ａｌ：Ｌｉ）、アルミニウ
ムにリチウム、カルシウム及びマグネシウムを含んだ合
金などを用いることができる。なお、リチウムを添加し
たアルミニウム合金は、最もアルミニウムの仕事関数を
小さくすることができる。

【００５９】なお、陰極２１４は上述した材料を用い
て、１〜５０ｎｍの厚さで形成されるが、上述したフッ
化物を用いる場合には５ｎｍ以下の極薄膜で用いること
が好ましい。また、その他にもリチウムアセチルアセト
ネート（Ｌｉａｃａｃ）といった材料を用いることがで
きる。

【００６０】次に、有機化合物層２１５が、陰極２１４
上に形成される（図３（Ｂ））。なお、有機化合物層２
１５を形成する材料としては、低分子系、高分子系、も
しくは中分子系の公知の有機化合物を用いることができ
る。なお、ここでいう中分子系の有機化合物とは、昇華
性や溶解性を有さない有機化合物の凝集体（好ましくは
分子数１０以下）、又は連鎖する分子の長さが５μｍ以
下（好ましくは５０ｎｍ以下）の有機化合物のことをい
う。また、成膜方法としては、蒸着法（抵抗加熱法）、
スピンコーティング法、インクジェット法、印刷法等を
用いることができる。なお、有機化合物層はメタルマス
クを用いて成膜することによりパターニングすることが
できる。

【００６１】なお、有機化合物層２１５が単層構造、積
層構造のいずれの場合であってもその膜厚は１０〜３０
０ｎｍであることが望ましい。

【００６２】さらに、有機化合物層２１５上に保護体２
１６を形成する。なお、保護体２１６を形成する材料と
しては、陽極１０６の材料となるＩＴＯなどの仕事関数
と同じであるかそれ以上の仕事関数（具体的には４．５
〜５．５ｅＶ）を有する金属材料を用いることにより形
成される。例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジ
ウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）等の元素周期律第９
族、第１０族または第１１族に属する金属材料を用いる
ことにより形成することができる。また、本発明におけ
る保護体は、陽極成膜時におけるスパッタダメージを防
ぐことがその目的であることから、必ずしも均一な膜で
ある必要はなく、透過率が確保できればよいため、可視
光の透過率が７０〜１００％である導電膜を用い、０．
５〜５ｎｍの膜厚で形成するとよい。さらに、その形状
は、図１（Ａ）で示したように保護体が分離形成された
クラスター形状であっても良いし、一続きの膜を形成し
つつもその表面に凹凸を有する凹凸形状であっても良
い。

【００６３】さらに、保護体２１６上に陽極２１７を形
成することにより発光素子２１８が完成する。陽極２１
７を形成する材料としては、ＩＴＯやＩＺＯといった透
明導電膜を用い、スパッタリング法により形成する。

【００６４】なお、ここではトップゲート型のＴＦＴを
例として説明したが、特に限定されず、トップゲート型
のＴＦＴに代えて、ボトムゲート型ＴＦＴや順スタガ型
ＴＦＴやその他のＴＦＴ構造に適用することも可能であ
る。

【００６５】このような構造とすることによって、有機
化合物層２１５において、キャリアの再結合により生じ
た発光を陽極２１７側から効率良く出射させることがで
きる。

【００６６】また、本発明の発光装置においては、図４
に示す構造とすることも可能である。図４（Ａ）に示す
構造は、図１（Ａ）と比べて保護体の形状が異なってお
り、先に説明した凹凸形状を有するものである。また、
画素電極４０１を形成する材料としてＩＴＯを用いて形
成される点、および陰極材料に関して異なるが、それ以
外については、図１における説明を参照すればよい。

【００６７】さらに、図４（Ｂ）には、基板４１０上に
形成されたＴＦＴ（電流制御用ＴＦＴともいう）４１１
と図４（Ａ）に示した発光素子４０２とが電気的に接続
されたアクティブマトリクス型の発光装置を示すが、配
線４１３と画素電極４０１が別々に形成され、画素電極
がＩＴＯで形成されている点で図１（Ｂ）で示したもの
とは異なる構造を有する。なお、この構造を形成する場
合には、画素電極側からの無駄な光の出射を防ぐために
陰極４０３が遮光性を有するように形成することが望ま
しい。なお、図１の場合と同様に、陰極材料としては、
仕事関数の小さい（具体的には、仕事関数が３．８ｅＶ
以下）材料であり、さらに膜厚等を厚く形成することに
より遮光性を有することができる材料を用いることが望
ましい。

【００６８】以上のような構造を有する本発明の発光装
置について、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。

【００６９】

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。

【００７０】（実施例１）本実施例では、本発明の発光
装置が有する発光素子の素子構造について図５を用いて
詳細に説明する。特に、有機化合物層に低分子系化合物
を用いて形成される場合について説明する。

【００７１】実施の形態で説明したように、画素電極上
に陰極５０１が形成される。本実施例において、陰極５
０１は、ＣｓＦを用いて蒸着法により５ｎｍの膜厚で形
成される。

【００７２】そして、陰極５０１上に有機化合物層５０
３が形成されるが、初めに電子輸送層５０４が形成され
る。電子輸送層５０４は、電子受容性を有する電子輸送
性の材料により形成される。本実施例では、電子輸送層
５０４としてトリス（８−キノリノラト）アルミニウム
（以下、Ａｌｑ₃と示す）を４０ｎｍの膜厚で蒸着法に
より成膜する。

【００７３】さらに、ブロッキング層５０５を形成す
る。ブロッキング層５０５は、正孔阻止層とも呼ばれ、
発光層５０６に注入された正孔が電子輸送層５０４を通
り抜けて陰極５０１に到達してしまった場合に再結合に
関与しない無駄な電流が流れるのを防ぐための層であ
る。本実施例ではブロッキング層５０５としてバソキュ
プロイン（以下、ＢＣＰと示す）を１０ｎｍの膜厚で蒸
着法により成膜する。

【００７４】次に発光層５０６が形成される。本実施例
では、発光層５０６において、正孔と電子が再結合し、
発光を生じる。なお、発光層５０６は、正孔輸送性のホ
スト材料として４，４’−ジカルバゾール−ビフェニル
（以下、ＣＢＰと示す）を用い、発光性の有機化合物で
あるトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ
（ｐｐｙ）₃）と共に共蒸着することにより３０ｎｍの
膜厚で成膜する。

【００７５】次に正孔輸送性に優れた材料により正孔輸
送層５０７が形成される。ここでは４，４'−ビス［Ｎ
−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェ
ニル（以下、α−ＮＰＤと示す）を４０ｎｍの膜厚で蒸
着法により成膜する。

【００７６】最後に正孔注入層５０８を形成することに
より積層構造を有する有機化合物層５０３が完成する。
なお、正孔注入層５０８は、陽極からの正孔の注入性を
向上させる機能を有する。本実施例においては、正孔注
入層５０８として、銅フタロシアニン（Ｃｕ−Ｐｃ）を
３０ｎｍの膜厚で成膜して形成する。なお、ここでは、
蒸着法を用いて形成する。

【００７７】次に保護体５０９が形成される。なお、保
護体５０９を形成する金属材料としては、具体的には、
可視光の透過率が７０〜１００％であり、なおかつ仕事
関数が４．５〜５．５の導電膜を用いる。また、金属膜
は、可視光に対して不透明であることが多いため０．５
〜５ｎｍの膜厚で形成する。なお、本実施例では、金を
用い、膜厚４ｎｍのクラスター形状に形成する。

【００７８】次に陽極５１０が形成される。本発明にお
いて、陽極５１０は有機化合物層５０３で生じた光を透
過させる電極であるので透光性を有する材料で形成され
る。また、陽極５１０は、正孔を有機化合物層５０３に
注入する電極であるため仕事関数の大きい材料で形成す
る必要がある。なお、本実施例では、ＩＴＯを用いて１
００ｎｍの膜厚で形成する。

【００７９】なお、本実施例において、図５（Ｂ）に示
すように有機化合物層５０３を形成する電子輸送層５０
４、ブロッキング層５０５、発光層５０６、正孔輸送層
５０７、正孔注入層５０８の積層界面に隣り合う層を形
成する材料からなる混合層を形成することもできる。

【００８０】具体的には、電子輸送層５０４とブロッキ
ング層５０５との積層界面に混合層I（５３１）を形成
し、ブロッキング層５０５と発光層５０６との積層界面
に混合層II（５３2）を形成し、発光層５０６と正孔輸
送層５０７との積層界面に混合層III（５３３）を形成
し、正孔輸送層５０７と正孔注入層５０８との積層界面
に混合層IV（５３４）を形成する。なお、本実施例の場
合には、混合層I（５３１）をＡｌｑ₃とＢＣＰを共蒸着
させることにより形成し、混合層II（５３2）をＢＣ
Ｐ、ＣＢＰ、および（Ｉｒ（ｐｐｙ）₃）とを共蒸着さ
せることにより形成し、混合層III（５３３）をＣＢ
Ｐ、（Ｉｒ（ｐｐｙ）₃）、およびα−ＮＰＤを共蒸着
させることにより形成し、混合層IV（５３４）をα−Ｎ
ＰＤとＣｕ−Ｐｃとで共蒸着させることにより形成す
る。

【００８１】なお、図５（Ｂ）に示したのは、好ましい
一例であることから、必ずしも有機化合物層の積層界面
全てに混合層を形成する必要はなく、例えば、発光層と
接するブロッキング層５０５、および正孔輸送層５０７
との界面にのみ混合層を形成しても良い。

【００８２】以上により、有機化合物層に低分子系の材
料を用いて形成された発光素子を形成することができ
る。

【００８３】（実施例２）本実施例では、本発明の発光
装置が有する発光素子の素子構造について図６を用いて
詳細に説明する。特に、有機化合物層に高分子系化合物
を用いて形成された素子構造について説明する。

【００８４】実施の形態で説明したように、画素電極上
に陰極７０１が形成される。本実施例において、陰極７
０１は、ＣａＦを用いて蒸着法により５ｎｍの膜厚で形
成される。

【００８５】また、本実施例において陰極７０１上に形
成される有機化合物層７０２は、発光層７０３と正孔輸
送層７０４との積層構造からなる。なお、本実施例にお
ける有機化合物層７０２には、高分子系の有機化合物を
用いて形成する。

【００８６】また、発光層７０３には、ポリパラフェニ
レンビニレン系、ポリパラフェニレン系、ポリチオフェ
ン系、もしくはポリフルオレン系の材料を用いることが
できる。

【００８７】ポリパラフェニレンビニレン系の材料とし
ては、オレンジ色の発光が得られるポリパラフェニレン
ビニレン(poly(p-phenylene vinylene))（以下、ＰＰＶ
と示す）、ポリ（２−（２'−エチル−ヘキソキシ）−
５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン）(poly[2-
(2'-ethylhexoxy)-5-methoxy-1,4-phenylene vinylen
e])（以下、ＭＥＨ−ＰＰＶと示す）、緑色の発光が得
られるポリ（２−（ジアルコキシフェニル）−１,４−
フェニレンビニレン）(poly[2-(dialkoxyphenyl)-1,4-p
henylene vinylene])（以下、ＲＯＰｈ−ＰＰＶと示
す）等を用いることができる。

【００８８】ポリパラフェニレン系の材料としては、青
色発光が得られるポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４
−フェニレン）(poly(2,5-dialkoxy-1,4-phenylene))
（以下、ＲＯ−ＰＰＰと示す）、ポリ（２，５−ジヘキ
ソキシ−１，４−フェニレン）(poly(2,5-dihexoxy-1,4
-phenylene))等を用いることができる。

【００８９】また、ポリチオフェン系の材料としては、
赤色発光が得られるポリ（３−アルキルチオフェン）(p
oly(3-alkylthiophene))（以下、ＰＡＴと示す）、ポリ
（３−ヘキシルチオフェン）(poly(3-hexylthiophene))
（以下、ＰＨＴと示す）、ポリ（３−シクロヘキシルチ
オフェン）(poly(3-cyclohexylthiophene))（以下、Ｐ
ＣＨＴと示す）、ポリ（３−シクロヘキシル−４−メチ
ルチオフェン）(poly(3-cyclohexyl-4-methylthiophen
e))（以下、ＰＣＨＭＴと示す）、ポリ（３，４−ジシ
クロヘキシルチオフェン）(poly(3,4-dicyclohexylthio
phene))（以下、ＰＤＣＨＴと示す）、ポリ［３−（４
−オクチルフェニル）−チオフェン］(poly[3-(4octylp
henyl)-thiophene])（以下、ＰＯＰＴと示す）、ポリ
［３−（４−オクチルフェニル）−２，２ビチオフェ
ン］(poly[3-(4-octylphenyl)-2,2-bithiophene])（以
下、ＰＴＯＰＴと示す）等を用いることができる。

【００９０】さらに、ポリフルオレン系の材料として
は、青色発光が得られるポリ（９，９−ジアルキルフル
オレン）(poly(9,9-dialkylfluorene)（以下、ＰＤＡＦ
と示す）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）(pol
y(9,9-dioctylfluorene)（以下、ＰＤＯＦと示す）等を
用いることができる。

【００９１】なお、これらの材料は、有機溶媒に溶解さ
せた溶液を塗布法により塗布して形成する。なお、ここ
で用いる有機溶媒としては、トルエン、ベンゼン、クロ
ロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロホルム、テトラ
リン、キシレン、ジクロロメタン、シクロヘキサン、Ｎ
ＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、ジメチルスルホ
キシド、シクロヘキサノン、ジオキサン、ＴＨＦ（テト
ラヒドロフラン）等である。

【００９２】本実施例では、発光層７０３としてＰＰＶ
からなる膜を８０ｎｍの膜厚で形成する。

【００９３】正孔輸送層７０４には、ＰＥＤＯＴ（poly
(3,4‐ethylene dioxythiophene)）とアクセプター材料
であるポリスチレンスルホン酸（以下、ＰＳＳと示す）
とを両方用いて形成する他、ポリアニリン（以下、ＰＡ
ＮＩと示す）とアクセプター材料であるショウノウスル
ホン酸（以下、ＣＳＡと示す）とを両方用いて形成する
ことができる。なお、これらの材料は、水溶性であるこ
とから水溶液としたものを塗布法により塗布して成膜す
る。なお、本実施例では正孔輸送層７０４としてＰＥＤ
ＯＴ及びＰＳＳからなる膜を３０ｎｍの膜厚で形成す
る。以上により発光層７０３および正孔輸送層７０４と
を積層した有機化合物層７０２を得ることができる。

【００９４】次に保護体７０５が形成される。なお、保
護体７０５を形成する金属材料としては、具体的には、
可視光の透過率が７０〜１００％であり、なおかつ仕事
関数が４．５〜５．５の導電膜を用いる。また、金属膜
は、可視光に対して不透明であることが多いため０．５
〜５ｎｍの膜厚で形成する。なお、本実施例では、金を
用い、膜厚４ｎｍのクラスター形状に形成する。

【００９５】次に陽極７０６が形成される。本発明にお
いて、陽極７０６は有機化合物層７０２で生じた光を透
過させる電極であるので透光性を有する材料で形成され
る。また、陽極７０６は、正孔を有機化合物層７０２に
注入する電極であるため仕事関数の大きい材料で形成す
る必要がある。なお、本実施例では、ＩＴＯを用いて１
００ｎｍの膜厚で形成する。

【００９６】なお、本実施例において、図６（Ｂ）に示
すように有機化合物層７０２を形成する発光層７０３と
正孔輸送層７０４との積層界面に隣り合う層を形成する
材料からなる混合層７３１を形成することもできる。

【００９７】以上により、有機化合物層に高分子系の材
料を用いて形成された発光素子を形成することができ
る。

【００９８】（実施例３）本発明の実施例について図７
〜図１０を用いて説明する。ここでは、同一基板上に画
素部と、画素部の周辺に設ける駆動回路のＴＦＴ（ｎチ
ャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴ）を同時に作製
する方法について詳細に説明する。

【００９９】まず、基板６００上に下地絶縁膜６０１を
形成し、結晶構造を有する第１の半導体膜を得た後、所
望の形状にエッチング処理して島状に分離された半導体
層６０２〜６０５を形成する。

【０１００】基板６００としては、ガラス基板（＃１７
３７）を用い、下地絶縁膜６０１としては、プラズマＣ
ＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガスＳｉＨ₄、ＮＨ₃、
Ｎ₂Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜６０１ａ（組
成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７
％）を５０nm（好ましくは１０〜２００nm）形成する。
次いで、表面をオゾン水で洗浄した後、表面の酸化膜を
希フッ酸（１／１００希釈）で除去する。次いでプラズ
マＣＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガスＳｉＨ₄、Ｎ₂
Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜６０１ｂ（組成比
Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を１
００ｎｍ（好ましくは５０〜２００nm）の厚さに積層形
成し、さらに大気解放せずにプラズマＣＶＤ法で成膜温
度３００℃、成膜ガスＳｉＨ₄で非晶質構造を有する半
導体膜（ここではアモルファスシリコン膜）を５４ｎｍ
の厚さ（好ましくは２５〜８０ｎｍ）で形成する。

【０１０１】本実施例では下地膜６０１を２層構造とし
て示したが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層さ
せた構造として形成しても良い。また、半導体膜の材料
に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲ
ルマニウム（Ｓｉ_1-XＧｅ_X（Ｘ＝０．０００１〜０．０
２））合金などを用い、公知の手段（スパッタ法、ＬＰ
ＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により形成すれ
ばよい。また、プラズマＣＶＤ装置は、枚葉式の装置で
もよいし、バッチ式の装置でもよい。また、同一の成膜
室で大気に触れることなく下地絶縁膜と半導体膜とを連
続成膜してもよい。

【０１０２】次いで、非晶質構造を有する半導体膜の表
面を洗浄した後、オゾン水で表面に約２ｎｍの極薄い酸
化膜を形成する。次いで、ＴＦＴのしきい値を制御する
ために微量な不純物元素（ボロンまたはリン）のドーピ
ングを行う。ここでは、ジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）を質量分離
しないでプラズマ励起したイオンドープ法を用い、ドー
ピング条件を加速電圧１５ｋＶ、ジボランを水素で１％
に希釈したガス流量３０ｓｃｃｍ、ドーズ量２×１０¹²
／ｃｍ²で非晶質シリコン膜にボロンを添加した。

【０１０３】次いで、重量換算で１０ｐｐｍのニッケル
を含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布する。塗布
に代えてスパッタ法でニッケル元素を全面に散布する方
法を用いてもよい。

【０１０４】次いで、加熱処理を行い結晶化させて結晶
構造を有する半導体膜を形成する。この加熱処理は、電
気炉の熱処理または強光の照射を用いればよい。電気炉
の熱処理で行う場合は、５００℃〜６５０℃で４〜２４
時間で行えばよい。ここでは脱水素化のための熱処理
（５００℃、１時間）の後、結晶化のための熱処理（５
５０℃、４時間）を行って結晶構造を有するシリコン膜
を得る。なお、ここでは炉を用いた熱処理を用いて結晶
化を行ったが、短時間での結晶化が可能なランプアニー
ル装置で結晶化を行ってもよい。なお、ここではシリコ
ンの結晶化を助長する金属元素としてニッケルを用いた
結晶化技術を用いたが、他の公知の結晶化技術、例えば
固相成長法やレーザー結晶化法を用いてもよい。

【０１０５】次いで、結晶構造を有するシリコン膜表面
の酸化膜を希フッ酸等で除去した後、結晶化率を高め、
結晶粒内に残される欠陥を補修するためのレーザー光
（ＸｅＣｌ：波長３０８ｎｍ）の照射を大気中、または
酸素雰囲気中で行う。レーザー光には波長４００ｎｍ以
下のエキシマレーザー光や、ＹＶＯ₄レーザーの第２高
調波、第３高調波を用いる。いずれにしても、繰り返し
周波数１０〜１０００Hz程度のパルスレーザー光を用
い、当該レーザー光を光学系にて１００〜５００ｍＪ／
ｃｍ²に集光し、９０〜９５％のオーバーラップ率をも
って照射し、シリコン膜表面を走査させればよい。ここ
では、繰り返し周波数３０Ｈｚ、エネルギー密度３９３
ｍＪ／ｃｍ²でレーザー光の照射を大気中で行なう。な
お、大気中、または酸素雰囲気中で行うため、レーザー
光の照射により表面に酸化膜が形成される。

【０１０６】また、レーザー光の照射により形成された
酸化膜を希フッ酸で除去した後、第２のレーザー光の照
射を窒素雰囲気、或いは真空中で行い、半導体膜表面を
平坦化してもよい。その場合、このレーザー光（第２の
レーザー光）には波長４００ｎｍ以下のエキシマレーザ
ー光や、ＹＡＧレーザーの第２高調波、第３高調波を用
いる。第２のレーザー光のエネルギー密度は、第１のレ
ーザー光のエネルギー密度より大きくし、好ましくは３
０〜６０ｍＪ／ｃｍ²大きくする。

【０１０７】なお、ここでのレーザー光の照射は、酸化
膜を形成して後のスパッタ法による成膜の際、結晶構造
を有するシリコン膜への希ガス元素の添加を防止する上
でも、ゲッタリング効果を増大させる上でも非常に重要
である。次いで、レーザー光の照射により形成された酸
化膜に加え、オゾン水で表面を１２０秒処理して合計１
〜５ｎｍの酸化膜からなるバリア層を形成する。

【０１０８】次いで、バリア層上にスパッタ法にてゲッ
タリングサイトとなるアルゴン元素を含む非晶質シリコ
ン膜を膜厚１５０ｎｍで形成する。本実施例のスパッタ
法による成膜条件は、成膜圧力を０．３Ｐａとし、ガス
（Ａｒ）流量を５０（ｓｃｃｍ）とし、成膜パワーを３
ｋＷとし、基板温度を１５０℃とする。なお、上記条件
での非晶質シリコン膜に含まれるアルゴン元素の原子濃
度は、３×１０²⁰／ｃｍ³〜６×１０²⁰／ｃｍ³、酸素の
原子濃度は１×１０¹⁹／ｃｍ³〜３×１０¹⁹／ｃｍ³であ
る。その後、ランプアニール装置を用いて６５０℃、３
分の熱処理を行いゲッタリングする。

【０１０９】次いで、バリア層をエッチングストッパー
として、ゲッタリングサイトであるアルゴン元素を含む
非晶質シリコン膜を選択的に除去した後、バリア層を希
フッ酸で選択的に除去する。なお、ゲッタリングの際、
ニッケルは酸素濃度の高い領域に移動しやすい傾向があ
るため、酸化膜からなるバリア層をゲッタリング後に除
去することが望ましい。

【０１１０】次いで、得られた結晶構造を有するシリコ
ン膜（ポリシリコン膜とも呼ばれる）の表面にオゾン水
で薄い酸化膜を形成した後、レジストからなるマスクを
形成し、所望の形状にエッチング処理して島状に分離さ
れた半導体層を形成する。半導体層を形成した後、レジ
ストからなるマスクを除去する。

【０１１１】また、半導体層を形成した後、ＴＦＴのし
きい値（Ｖｔｈ）を制御するためにｐ型あるいはｎ型を
付与する不純物元素を添加してもよい。なお、半導体に
対してｐ型を付与する不純物元素には、ボロン（Ｂ）、
アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）など周期律第
１３族元素が知られている。なお、半導体に対してｎ型
を付与する不純物元素としては周期律１５族に属する元
素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）が知られ
ている。

【０１１２】次いで、得られた結晶構造を有するシリコ
ン膜（ポリシリコン膜とも呼ばれる）の表面にオゾン水
で薄い酸化膜を形成した後、レジストからなるマスクを
形成し、所望の形状にエッチング処理して島状に分離さ
れた半導体層６０２〜６０５を形成する。半導体層を形
成した後、レジストからなるマスクを除去する。

【０１１３】次いで、フッ酸を含むエッチャントで酸化
膜を除去すると同時にシリコン膜の表面を洗浄した後、
ゲート絶縁膜６０７となる珪素を主成分とする絶縁膜を
形成する。なお、ゲート絶縁膜６０７としては、Ｓｉを
ターゲットとしたスパッタリング法で形成された酸化珪
素膜と窒化珪素膜とからなる積層膜や、プラズマＣＶＤ
法により形成された酸化窒化珪素膜や、酸化珪素膜を用
いることができる。本実施例では、プラズマＣＶＤ法に
より１１５ｎｍの厚さで酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓ
ｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成
する。

【０１１４】次いで、図７（Ａ）に示すように、ゲート
絶縁膜６０７上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜
６０８と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜６０
９とを積層形成する。本実施例では、ゲート絶縁膜６０
７上に膜厚５０ｎｍの窒化タンタル膜、膜厚３７０ｎｍ
のタングステン膜を順次積層する。

【０１１５】第１の導電膜及び第２の導電膜を形成する
導電性材料としてはＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ
から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金
材料もしくは化合物材料で形成する。また、第１の導電
膜及び第２の導電膜として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や、Ａ
ｇ：Ｐｄ：Ｃｕ合金を用いてもよい。また、２層構造に
限定されず、例えば、膜厚５０ｎｍのタングステン膜、
膜厚５００ｎｍのアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ
−Ｓｉ）膜、膜厚３０ｎｍの窒化チタン膜を順次積層し
た３層構造としてもよい。また、３層構造とする場合、
第１の導電膜のタングステンに代えて窒化タングステン
を用いてもよいし、第２の導電膜のアルミニウムとシリ
コンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜に代えてアルミニウムとチ
タンの合金膜（Ａｌ−Ｔｉ）を用いてもよいし、第３の
導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよ
い。また、単層構造であってもよい。

【０１１６】次に、図６（Ｂ）に示すように光露光工程
によりレジストからなるマスク６１０〜６１３を形成
し、ゲート電極及び配線を形成するための第１のエッチ
ング処理を行う。第１のエッチング処理では第１及び第
２のエッチング条件で行う。エッチングにはＩＣＰ（In
ductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッ
チング法を用いると良い。ＩＣＰエッチング法を用い、
エッチング条件（コイル型の電極に印加される電力量、
基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度
等）を適宜調節することによって所望のテーパー形状に
膜をエッチングすることができる。なお、エッチング用
ガスとしては、Ｃｌ₂、ＢＣｌ₃、ＳｉＣｌ₄、ＣＣｌ₄な
どを代表とする塩素系ガスまたはＣＦ₄、ＳＦ₆、ＮＦ₃
などを代表とするフッ素系ガス、またはＯ₂を適宜用い
ることができる。

【０１１７】本実施例では、基板側（試料ステージ）に
も１５０W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。なお、基板側の電極
面積サイズは、１２．５ｃｍ×１２．５ｃｍであり、コ
イル型の電極面積サイズ（ここではコイルの設けられた
石英円板）は、直径２５ｃｍの円板である。この第１の
エッチング条件によりＷ膜をエッチングして第１の導電
層の端部をテーパー形状とする。第１のエッチング条件
でのＷに対するエッチング速度は２００．３９ｎｍ／ｍ
ｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は８０．３２ｎｍ
／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択比は約２．５
である。また、この第１のエッチング条件によって、Ｗ
のテーパー角は、約２６°となる。この後、レジストか
らなるマスク６１０〜６１３を除去せずに第２のエッチ
ング条件に変え、エッチング用ガスにＣＦ₄とＣｌ₂とを
用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）
とし、１Ｐａの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ
（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生成し
て約３０秒程度のエッチングを行った。基板側（試料ス
テージ）にも２０Ｗ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。Ｃ
Ｆ₄とＣｌ₂を混合した第２のエッチング条件ではＷ膜及
びＴａＮ膜とも同程度にエッチングされる。第２のエッ
チング条件でのＷに対するエッチング速度は５８．９７
ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は６６．
４３ｎｍ／ｍｉｎである。なお、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。

【０１１８】上記第１のエッチング処理では、レジスト
からなるマスクの形状を適したものとすることにより、
基板側に印加するバイアス電圧の効果により第１の導電
層及び第２の導電層の端部がテーパー形状となる。この
テーパー部の角度は１５〜４５°とすればよい。

【０１１９】こうして、第１のエッチング処理により第
１の導電層と第２の導電層から成る第１の形状の導電層
６１５〜６１８（第１の導電層６１５ａ〜６１８ａと第
２の導電層６１５ｂ〜６１８ｂ）を形成する。ゲート絶
縁膜となる絶縁膜６０７は、１０〜２０ｎｍ程度エッチ
ングされ、第１の形状の導電層６１５〜６１８で覆われ
ない領域が薄くなったゲート絶縁膜６２０となる。

【０１２０】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第２のエッチング処理を行う。ここでは、エッチン
グ用ガスにＳＦ₆とＣｌ₂とＯ₂とを用い、それぞれのガ
ス流量比を２４／１２／２４（ｓｃｃｍ）とし、１．３
Ｐａの圧力でコイル型の電極に７００ＷのＲＦ（１３．
５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生成してエッチ
ングを２５秒行った。基板側（試料ステージ）にも１０
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。第２のエッチング処
理でのＷに対するエッチング速度は２２７．３ｎｍ／ｍ
ｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は３２．１ｎｍ／
ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択比は７．１であ
り、絶縁膜６２０であるＳｉＯＮに対するエッチング速
度は３３．７ｎｍ／ｍｉｎであり、ＳｉＯＮに対するＷ
の選択比は６．８３である。このようにエッチングガス
用ガスにＳＦ₆を用いた場合、絶縁膜６２０との選択比
が高いので膜減りを抑えることができる。本実施例では
絶縁膜６２０において約８ｎｍしか膜減りが起きない。

【０１２１】この第２のエッチング処理によりＷのテー
パー角は７０°となった。この第２のエッチング処理に
より第２の導電層６２１ｂ〜６２４ｂを形成する。一
方、第１の導電層は、ほとんどエッチングされず、第１
の導電層６２１ａ〜６２４ａとなる。なお、第１の導電
層６２１ａ〜６２４ａは、第１の導電層６１５ａ〜６１
８ａとほぼ同一サイズである。実際には、第１の導電層
の幅は、第２のエッチング処理前に比べて約０．３μｍ
程度、即ち線幅全体で０．６μｍ程度後退する場合もあ
るがほとんどサイズに変化がない。

【０１２２】また、２層構造に代えて、膜厚５０ｎｍの
タングステン膜、膜厚５００ｎｍのアルミニウムとシリ
コンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、膜厚３０ｎｍの窒化チタ
ン膜を順次積層した３層構造とした場合、第１のエッチ
ング処理における第１のエッチング条件としては、ＢＣ
ｌ₃とＣｌ₂とＯ₂とを原料ガスに用い、それぞれのガス
流量比を６５／１０／５（ｓｃｃｍ）とし、基板側（試
料ステージ）に３００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電
力を投入し、１．２Ｐａの圧力でコイル型の電極に４５
０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズ
マを生成して１１７秒のエッチングを行えばよく、第１
のエッチング処理における第２のエッチング条件として
は、ＣＦ₄とＣｌ₂とＯ₂とを用い、それぞれのガス流量
比を２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、基板側（試料
ステージ）にも２０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力
を投入し、１Ｐａの圧力でコイル型の電極に５００Ｗの
ＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生
成して約３０秒程度のエッチングを行えばよく、第２の
エッチング処理としてはＢＣｌ₃とＣｌ₂を用い、それぞ
れのガス流量比を２０／６０（ｓｃｃｍ）とし、基板側
（試料ステージ）には１００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨ
ｚ）電力を投入し、１．２Ｐａの圧力でコイル型の電極
に６００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入して
プラズマを生成してエッチングを行えばよい。

【０１２３】次いで、レジストからなるマスクを除去し
た後、第１のドーピング処理を行って図８（Ａ）の状態
を得る。ドーピング処理はイオンドープ法、もしくはイ
オン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドー
ズ量を１．５×１０¹⁴atoms/cm²とし、加速電圧を６０
〜１００ｋｅＶとして行う。ｎ型を付与する不純物元素
として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用
いる。この場合、第１の導電層及び第２の導電層６２１
〜６２４がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクと
なり、自己整合的に第１の不純物領域６２６〜６２９が
形成される。第１の不純物領域６２６〜６２９には１×
１０¹⁶〜１×１０¹⁷/cm³の濃度範囲でｎ型を付与する不
純物元素を添加する。ここでは、第１の不純物領域と同
じ濃度範囲の領域をｎ^--領域とも呼ぶ。

【０１２４】なお、本実施例ではレジストからなるマス
クを除去した後、第１のドーピング処理を行ったが、レ
ジストからなるマスクを除去せずに第１のドーピング処
理を行ってもよい。

【０１２５】次いで、図８（Ｂ）に示すようにレジスト
からなるマスク６３１、６３２を形成し第２のドーピン
グ処理を行う。マスク６３１は駆動回路のｐチャネル型
ＴＦＴを形成する半導体層のチャネル形成領域及びその
周辺の領域を保護するマスクであり、マスク６３２は画
素部のＴＦＴ（スイッチング用ＴＦＴ）を形成する半導
体層のチャネル形成領域及びその周辺の領域を保護する
マスクである。

【０１２６】第２のドーピング処理におけるイオンドー
プ法の条件はドーズ量を１．５×１０¹⁵atoms/cm²と
し、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとしてリン（Ｐ）を
ドーピングする。ここでは、第２の導電層６２１ｂ、６
２４ｂをマスクとして各半導体層に不純物領域が自己整
合的に形成される。勿論、マスク６３１、６３２で覆わ
れた領域には添加されない。こうして、第２の不純物領
域６３４、６３５、６３６と、第３の不純物領域６３
７、６３９が形成される。第２の不純物領域６３４、６
３５、６３６には１×１０²⁰〜１×１０²¹/cm³の濃度範
囲でｎ型を付与する不純物元素を添加されている。ここ
では、第２の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｎ⁺領
域とも呼ぶ。

【０１２７】また、第３の不純物領域は第１の導電層に
より第２の不純物領域よりも低濃度に形成され、１×１
０¹⁸〜１×１０¹⁹/cm³の濃度範囲でｎ型を付与する不純
物元素を添加されることになる。なお、第３の不純物領
域は、テーパー形状である第１の導電層の部分を通過さ
せてドーピングを行うため、テーパ−部の端部に向かっ
て不純物濃度が増加する濃度勾配を有している。ここで
は、第３の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｎ^-領域
とも呼ぶ。また、マスク６３２で覆われた領域は、第２
のドーピング処理で不純物元素が添加されず、第１の不
純物領域６３８となる。

【０１２８】次いで、レジストからなるマスク６３１、
６３２を除去した後、新たにレジストからなるマスク６
３９、６４０、６３３を形成して図８（Ｃ）に示すよう
に第３のドーピング処理を行う。

【０１２９】駆動回路において、上記第３のドーピング
処理により、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層お
よび保持容量を形成する半導体層にｐ型の導電型を付与
する不純物元素が添加された第４の不純物領域６４１及
び第５の不純物領域６４３を形成する。

【０１３０】また、第４の不純物領域６４１には１×１
０²⁰〜１×１０²¹/cm³の濃度範囲でｐ型を付与する不純
物元素が添加されるようにする。尚、第４の不純物領域
６４１には先の工程でリン（Ｐ）が添加された領域（ｎ
^--領域）であるが、ｐ型を付与する不純物元素の濃度が
その１．５〜３倍添加されていて導電型はｐ型となって
いる。ここでは、第４の不純物領域と同じ濃度範囲の領
域をｐ⁺領域とも呼ぶ。

【０１３１】また、第５の不純物領域６４３は第２の導
電層１２２ａのテーパー部と重なる領域に形成されるも
のであり、１×１０¹⁸〜１×１０²⁰/cm³の濃度範囲でｐ
型を付与する不純物元素が添加されるようにする。ここ
では、第５の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｐ^-領
域とも呼ぶ。

【０１３２】以上までの工程でそれぞれの半導体層にｎ
型またはｐ型の導電型を有する不純物領域が形成され
る。導電層６２１〜６２４はＴＦＴのゲート電極とな
る。

【０１３３】次いで、ほぼ全面を覆う絶縁膜（図示しな
い）を形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法によ
り膜厚５０ｎｍの酸化シリコン膜を形成した。勿論、こ
の絶縁膜は酸化シリコン膜に限定されるものでなく、他
のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用
いても良い。

【０１３４】次いで、それぞれの半導体層に添加された
不純物元素を活性化処理する工程を行う。この活性化工
程は、ランプ光源を用いたラピッドサーマルアニール法
（ＲＴＡ法）、或いはＹＡＧレーザーまたはエキシマレ
ーザーを裏面から照射する方法、或いは炉を用いた熱処
理、或いはこれらの方法のうち、いずれかと組み合わせ
た方法によって行う。

【０１３５】また、本実施例では、上記活性化の前に絶
縁膜を形成した例を示したが、上記活性化を行った後、
絶縁膜を形成する工程としてもよい。

【０１３６】次いで、窒化シリコン膜からなる第１の層
間絶縁膜６４５を形成して熱処理（３００〜５５０℃で
１〜１２時間の熱処理）を行い、半導体層を水素化する
工程を行う（図９（Ａ））。なお、第１の層間絶縁膜６
４５は、プラズマＣＶＤ法により形成された窒化酸化珪
素膜と窒化珪素膜からなる積層構造としても良い。この
工程は第１の層間絶縁膜６４５に含まれる水素により半
導体層のダングリングボンドを終端する工程である。酸
化シリコン膜からなる絶縁膜（図示しない）の存在に関
係なく半導体層を水素化することができる。ただし、本
実施例では、第２の導電層としてアルミニウムを主成分
とする材料を用いているので、水素化する工程において
第２の導電層が耐え得る熱処理条件とすることが重要で
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。

【０１３７】次いで、第１の層間絶縁膜６４５上に有機
樹脂膜から成る第２の層間絶縁膜６４６を形成する。本
実施例では膜厚１．６μｍのアクリル樹脂膜を形成す
る。次いで、各不純物領域に達するコンタクトホールを
形成する。本実施例では複数のエッチング処理を順次行
う。本実施例では第１の層間絶縁膜をエッチングストッ
パーとして第２の層間絶縁膜をエッチングした後、絶縁
膜（図示しない）をエッチングストッパーとして第１の
層間絶縁膜をエッチングしてから絶縁膜（図示しない）
をエッチングした。

【０１３８】さらに、第２の層間絶縁膜６４６上に層間
絶縁膜の内部から発生する酸素などの脱ガスや水分等が
放出されるのを防ぐためにバリア膜６４７が形成され
る。バリア膜６４７を形成する材料としては、具体的に
は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化酸化アルミニウム
（ＡｌＮＯ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＮＯ）、窒
化珪素（ＳｉＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）等のアル
ミニウム又は珪素を含む絶縁膜を用いて、０．２〜１μ
ｍの膜厚で形成することができるが、本実施例では、窒
化珪素からなるバリア膜をスパッタリング法により０．
３μｍの膜厚で形成する。なお、ここで用いるスパッタ
リング法としては、２極スパッタ法、イオンビームスパ
ッタ法、または対向ターゲットスパッタ法等がある。

【０１３９】その後、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗなどを用い
て配線を形成する。また、場合によっては、配線と接し
て形成される発光素子の画素電極を同時に形成すること
もできる。これらの電極及び画素電極の材料は、Ａｌま
たはＡｇを主成分とする膜、またはそれらの積層膜等の
反射性の優れた材料を用いることが望ましい。こうし
て、配線６５０〜６５７が形成される。

【０１４０】以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ７０
１、ｐチャネル型ＴＦＴ７０２を有する駆動回路７０５
と、ｎチャネル型ＴＦＴからなるスイッチング用ＴＦＴ
７０３、ｎチャネル型ＴＦＴからなる電流制御用ＴＦＴ
７０４とを有する画素部７０６を同一基板上に形成する
ことができる（図９（Ｃ））。本明細書中ではこのよう
な基板を便宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。

【０１４１】画素部７０６において、スイッチング用Ｔ
ＦＴ７０３（ｎチャネル型ＴＦＴ）にはチャネル形成領
域５０３、ゲート電極を形成する導電層６２３の外側に
形成される第１の不純物領域（ｎ^--領域）６３８とソー
ス領域、またはドレイン領域として機能する第２の不純
物領域（ｎ⁺領域）６３５を有している。

【０１４２】また、画素部７０６において、電流制御用
ＴＦＴ７０４（ｎチャネル型ＴＦＴ）にはチャネル形成
領域５０４、ゲート電極を形成する導電層６２４の一部
と絶縁膜を介して重なる第３の不純物領域（ｎ^-領域）
６３９とソース領域、またはドレイン領域として機能す
る第２の不純物領域（ｎ⁺領域）６３６を有している。

【０１４３】また、駆動回路７０５において、ｎチャネ
ル型ＴＦＴ７０１はチャネル形成領域５０１、ゲート電
極を形成する導電層６２１の一部と絶縁膜を介して重な
る第３の不純物領域（ｎ^-領域）６３７とソース領域、
またはドレイン領域として機能する第２の不純物領域
（ｎ⁺領域）６３４を有している。

【０１４４】また、駆動回路７０５において、ｐチャネ
ル型ＴＦＴ７０２にはチャネル形成領域５０２、ゲート
電極を形成する導電層６２２の一部と絶縁膜を介して重
なる第５の不純物領域（ｐ^-領域）６４３と、ソース領
域またはドレイン領域として機能する第４の不純物領域
（ｐ⁺領域）６４１を有している。

【０１４５】これらのＴＦＴ７０１、７０２を適宜組み
合わせてシフトレジスタ回路、バッファ回路、レベルシ
フタ回路、ラッチ回路などを形成し、駆動回路７０５を
形成すればよい。例えば、ＣＭＯＳ回路を形成する場合
には、ｎチャネル型ＴＦＴ７０１とｐチャネル型ＴＦＴ
７０２を相補的に接続して形成すればよい。

【０１４６】なお、信頼性が最優先とされる回路には、
ゲート絶縁膜を介してＬＤＤ（ＬＤＤ：Lightly Doped
Drain）領域をゲート電極と重ねて配置させた、いわゆ
るＧＯＬＤ（Gate-drain Overlapped LDD）構造である
ｎチャネル型ＴＦＴ７０１の構造が適している。

【０１４７】なお、駆動回路７０５におけるＴＦＴ（ｎ
チャネル型ＴＦＴ、ｐチャネル型ＴＦＴ）は、高い駆動
能力（オン電流：Ｉｏｎ）およびホットキャリア効果に
よる劣化を防ぎ信頼性を向上させることが要求されてい
ることから本実施例では、ホットキャリアによるオン電
流値の劣化を防ぐのに有効である構造として、ゲート電
極がゲート絶縁膜を介して低濃度不純物領域と重なる領
域（ＧＯＬＤ領域）を有するＴＦＴを用いている。

【０１４８】これに対して、画素部７０６におけるスイ
ッチング用ＴＦＴ７０３は、低いオフ電流（Ｉｏｆｆ）
が要求されていることから、本実施例ではオフ電流を低
減するためのＴＦＴ構造として、ゲート電極がゲート絶
縁膜を介して低濃度不純物領域と重ならない領域（ＬＤ
Ｄ領域）を有するＴＦＴを用いている。

【０１４９】次に絶縁膜を成膜する。なお、本実施例に
おいて絶縁膜を形成する材料としては、窒化珪素および
酸化窒化珪素といった珪素を含む絶縁膜の他、ポリイミ
ド（感光性ポリイミドを含む）、ポリアミド、アクリル
（感光性アクリルを含む）、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテ
ン）といった有機樹脂膜を用いることもできる。

【０１５０】また、この絶縁膜の画素電極６５７に対応
する位置に開口部を形成して、絶縁層６５８を形成する
（図１０（Ａ））。なお、本実施例では感光性ポリイミ
ドを用いて１μｍの絶縁膜を形成し、フォトリソグラフ
ィ−法によりパターニングを行った後で、エッチング処
理を行うことにより絶縁層６５８を形成する。

【０１５１】次に、絶縁層６５８の開口部において露出
している画素電極６５７上に陰極６５９をメタルマスク
を用いた蒸着法によりパターン形成する。具体的な陰極
材料としては、電子の注入性を向上させるために仕事関
数の小さい材料で形成されることが望ましく、アルカリ
金属やアルカリ土類金属に属する材料や希土類金属を含
む遷移金属を単体で用いたり、その他の材料と積層した
り、その他の材料とで形成される化合物（例えば、Ｃｓ
Ｆ、ＢａＦ、ＣａＦ等）、その他の材料とで形成される
合金（例えばＡｌ：Ｍｇ合金やＡｌ：Ｍｇ合金やＭｇ：
Ｉｎ合金等）を用いることができる。なお、本実施例で
は、ＣｓＦを用いて５ｎｍの膜厚で形成する。さらに、
陰極６５９上に有機化合物層６６０をメタルマスクを用
いた蒸着法により形成する（図１０（Ａ））。ここで
は、本実施例において赤、緑、青の３種類の発光を示す
有機化合物により形成される有機化合物層のうちの一種
類が形成される様子を示すが、３種類の有機化合物層を
形成する有機化合物の組み合わせについて、以下に詳細
に説明する。

【０１５２】はじめに、赤色発光を示す有機化合物層に
ついて説明する。具体的には、電子輸送層は、電子輸送
性の有機化合物である、トリス（８−キノリノラト）ア
ルミニウム（以下、Ａｌｑ₃と示す）を４０ｎｍの膜厚
に成膜し、ブロッキング層は、ブロッキング性の有機化
合物である、バソキュプロイン（以下、ＢＣＰと示す）
を１０ｎｍの膜厚に成膜し、発光層は、発光性の有機化
合物である、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８
−オクタエチル−２１Ｈ、２３Ｈ−ポルフィリン−白金
（以下、ＰｔＯＥＰと示す）をホストとなる有機化合物
（以下、ホスト材料という）である４，４’−ジカルバ
ゾール−ビフェニル（以下、ＣＢＰと示す）と共に共蒸
着させて３０ｎｍの膜厚に成膜し、正孔輸送層は、正孔
輸送性の有機化合物である、４，４'−ビス［Ｎ−（１
−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル
（以下、α−ＮＰＤと示す）を４０ｎｍの膜厚に成膜す
ることにより赤色発光の有機化合物層を形成することが
できる。

【０１５３】なお、ここでは赤色発光の有機化合物層と
して、５種類の機能の異なる有機化合物を用いて形成す
る場合について説明したが、本発明は、これに限られる
ことはなく、赤色発光を示す有機化合物として公知の材
料を用いることができる。

【０１５４】次に、緑色発光を示す有機化合物層につい
て説明する。具体的には、電子輸送層は、電子輸送性の
有機化合物である、Ａｌｑ₃を４０ｎｍの膜厚で成膜
し、ブロッキング層は、ブロッキング性の有機化合物で
あるＢＣＰを１０ｎｍの膜厚で成膜し、発光層は、正孔
輸送性のホスト材料としてＣＢＰを用い、発光性の有機
化合物であるトリス（２−フェニルピリジン）イリジウ
ム（Ｉｒ（ｐｐｙ）₃）と共に共蒸着することにより３
０ｎｍの膜厚で成膜し、正孔輸送層は、正孔輸送性の有
機化合物である、α−ＮＰＤを４０ｎｍの膜厚で成膜す
ることにより緑色発光の有機化合物を形成することがで
きる。

【０１５５】なお、ここでは緑色発光の有機化合物層と
して、４種類の機能の異なる有機化合物を用いて形成す
る場合について説明したが、本発明はこれに限られるこ
とはなく、緑色発光を示す有機化合物として公知の材料
を用いることができる。

【０１５６】次に、青色発光を示す有機化合物層につい
て説明する。具体的には、電子輸送層は、電子輸送性の
有機化合物である、Ａｌｑ₃を４０ｎｍの膜厚で成膜
し、ブロッキング層は、ブロッキング性の有機化合物で
ある、ＢＣＰを１０ｎｍの膜厚に成膜し、発光層は、発
光性および正孔輸送性の有機化合物である、α−ＮＰＤ
を４０ｎｍの膜厚で成膜することにより青色発光の有機
化合物層を形成することができる。

【０１５７】なお、ここでは青色発光の有機化合物層と
して、３種類の機能の異なる有機化合物を用いて形成す
る場合について説明したが、本発明はこれに限られるこ
とはなく、青色発光を示す有機化合物として公知の材料
を用いることができる。

【０１５８】以上に示したような組み合わせの有機化合
物層を陽極上に形成することにより画素部において、赤
色発光、緑色発光及び青色発光を示す有機化合物層を形
成することができる。

【０１５９】次に、図１０（Ｂ）に示すように有機化合
物層６６０及び絶縁層６５８を覆って、保護体６６１を
形成する。なお、保護体６６１を形成する金属材料とし
ては、具体的には、可視光の透過率が７０〜１００％で
あり、なおかつ仕事関数が４．５〜５．５の導電膜を用
いる。また、金属膜は、可視光に対して不透明であるこ
とが多いため０．５〜５ｎｍの膜厚で形成する。なお、
本実施例では、金を用い、膜厚４ｎｍのクラスター形状
に形成する。

【０１６０】次に陽極６６２が形成される。本発明にお
いて、陽極６６２は有機化合物層６６０で生じた光を透
過させる電極であるので透光性を有する材料で形成され
る。また、陽極６６２は、正孔を有機化合物層６６０に
注入する電極であるため仕事関数の大きい材料で形成す
る必要がある。なお、本実施例では、ＩＴＯを用いて１
００ｎｍの膜厚で形成する。

【０１６１】こうして図１０（Ｂ）に示すように、電流
制御用ＴＦＴ７０４に電気的に接続された画素電極６５
７と、前記画素電極６５７と隣り合う画素電極（図示せ
ず）との隙間に形成された絶縁層６５８と、画素電極６
５７上に形成された陰極６５９と、陰極６５９上に形成
された有機化合物層６６０と、有機化合物層６６０及び
絶縁層６５８上に形成された保護体６６１と、保護体６
６１上に形成された陽極６６２からなる発光素子６６３
を有する素子基板を形成することができる。

【０１６２】なお、本実施例における発光装置の作製工
程においては、回路の構成および工程の関係上、ゲート
電極を形成している材料を用いてソース線を形成し、ソ
ース領域、ドレイン領域と電気的に接続された配線を形
成する材料を用いて走査線を形成しているが、それぞれ
異なる材料を用いることは可能である。

【０１６３】また、本発明の発光装置は、ソース線から
入力されるビデオ信号に基づいた所定の電圧が電流制御
用ＴＦＴ７０４のゲートに入力される方式（以下、定電
圧駆動方式という）の場合や、ソース信号線から入力さ
れるビデオ信号に基づいた所定の電流が電流制御用ＴＦ
Ｔ７０４から入力される方式（以下、定電流駆動方式と
いう）のいずれの場合においても実施することが可能で
ある。なお、本実施例において、ＴＦＴの駆動電圧は、
１．２〜１０Ｖであり、好ましくは、２．５〜５．５Ｖ
である。

【０１６４】さらに、本実施例の図１０（Ｂ）において
説明した発光装置の構造の一部が異なる場合について図
１５に示す。

【０１６５】図１５において、図１０（Ｂ）と同様にし
て画素電極１５０１が形成される。そして、その端部を
覆うように絶縁層１５０２が形成されるが、ここでは、
絶縁層１５０２を形成する材料として窒化珪素、酸化珪
素、または酸化窒化珪素といった珪素を含む無機絶縁材
料を用いて０．１〜０．３μｍの膜厚で形成する。

【０１６６】具体的には、窒化珪素膜をスパッタリング
法により０．２μｍの膜厚で形成する。

【０１６７】以上のように絶縁層１５０２を無機絶縁材
料により形成することで、有機樹脂膜を用いて形成した
場合に比べて、材料から放出される水分や有機気体等を
低減するためには効果的である。

【０１６８】また、図１５（Ｂ）には、図１５（Ａ）の
構造を有する場合における画素部１５１１の一部の上面
図を示す。画素部１５１１には、複数の画素１５１２が
形成されている。また、ここで示す上面図は、図１５
（Ａ）の絶縁層１５０２まで形成された状態を示してい
る。つまり、絶縁層１５０２は、ソース線１５１３、走
査線１５１４および電流供給線１５１５を覆うように形
成されている。また、下方に画素電極とＴＦＴとの接続
部分が形成されている領域ａ（１５０３）の部分も絶縁
層１５０２で覆われている。

【０１６９】さらに、図１５（Ｂ）に示す画素部１５１
１の点線ＡＡ’における断面図であって、画素電極１５
０１上に陰極１５０４および有機化合物層１５０５まで
形成された状態を図１５（Ｃ）に示す。なお、ここで
は、紙面に対して縦方向に同一の材料からなる有機化合
物層が形成されており、横方向にそれぞれ異なる材料か
らなる有機化合物層が形成されている。

【０１７０】例えば、図１５（Ｂ）の画素（Ｒ）１５１
２ａには赤色発光を示す有機化合物層（Ｒ）１５０５ａ
が形成され、画素（Ｇ）１５１２ｂには緑色発光を示す
有機化合物層（Ｇ）１５０５ｂが形成され、画素（Ｂ）
１５１２ｃには青色発光を示す有機化合物層（Ｂ）１５
０５ｃが形成される。なお、絶縁層１５０２は、有機化
合物層形成時のマージンとなり、有機化合物層の成膜位
置が多少ずれて、図１５（Ｃ）に示すように絶縁層１５
０２上で異なる材料からなる有機化合物層が重なってし
まったとしても、それが絶縁層１５０２上であれば何ら
問題はない。

【０１７１】さらに、図１５（Ｂ）に示す画素部１５１
１の点線ＢＢ’における断面図であって、図１５（Ｃ）
と同様に画素電極１５０１上に陰極１５０４および有機
化合物層１５０５まで形成された状態を図１５（Ｄ）に
示す。

【０１７２】なお、点線ＢＢ’で切断される画素には、
画素（Ｒ）１５１２ａと同様の赤色発光を示す有機化合
物層（Ｒ）１５０５ａが形成されるため、図１５（Ｄ）
で示す構造を有する。

【０１７３】また、画素部の表示が動作しているとき
（動画表示の場合）には、発光素子が発光している画素
により背景の表示を行い、発光素子が非発光となる画素
により文字表示を行えばよいが、画素部の動画表示があ
る一定期間以上静止している場合（本明細書中では、ス
タンバイ時と呼ぶ）には、電力を節約するために表示方
法が切り替わる（反転する）ようにしておくと良い。具
体的には、発光素子が発光している画素により文字を表
示し（文字表示ともいう）、発光素子が非発光となる画
素により背景を表示（背景表示ともいう）するようにす
る。

【０１７４】（実施例４）本実施例では、実施例３で示
したのと一部構造の異なる発光装置について図１１を用
いて説明する。

【０１７５】図１１（Ａ）において、図９（Ｃ）で形成
される画素電極の代わりに配線６７０が形成される。そ
の後、配線６７０を覆って第３の層間絶縁膜６７１が形
成される。なお、ここで形成される第３の層間絶縁膜６
７１の材料としては、第１および第２の層間絶縁膜を形
成する際に用いた材料を用いて形成することができる。

【０１７６】次に第３層間絶縁膜６７１の配線６７０と
重なる位置に開口部を形成した後で画素電極６７２を形
成する。なお、画素電極６７２を形成する材料として
は、配線６７０形成に用いた材料を用いて形成すること
ができる。

【０１７７】さらに、画素電極６７２の端部を覆うよう
に絶縁層６７３が形成され、画素電極６７２上には、陰
極６７４、有機化合物層６７５が形成される。なお、絶
縁層６７３を形成する材料としては実施例３と同様にし
て感光性ポリイミドを用いて１μｍの膜厚で形成する。

【０１７８】以上により、図１１（Ｂ）に示すように有
機化合物層６７５上に保護体６７６、および陽極６７７
が形成され、発光素子６７８が完成する。なお、画素電
極６７２を形成した後の作製工程は実施例３と同様の方
法で形成することができるので省略する。

【０１７９】なお、本実施例で示したような構造とする
ことで、画素電極の面積を大きくすることができるの
で、本発明のような上方出射型の発光装置においては、
より開口率を向上させることができる。

【０１８０】さらに、本実施例の図１１（Ｂ）において
説明した発光装置の構造の一部が異なる場合について図
１６に示す。

【０１８１】図１６において、図１１（Ｂ）と同様にし
て画素電極１６０１が形成される。そして、その端部を
覆うように無機絶縁膜１６０２が形成されるが、ここで
は、窒化珪素、酸化珪素、または酸化窒化珪素といった
珪素を含む無機絶縁材料により０．１〜０．３μｍの膜
厚で形成する。

【０１８２】具体的には、窒化珪素膜をスパッタリング
法により０．２μｍの膜厚で形成する。

【０１８３】以上のように無機絶縁膜１６０２を無機絶
縁材料により形成することで、有機樹脂膜を用いて形成
した場合に比べて、材料から放出される水分や有機気体
等を低減するためには効果的である。

【０１８４】（実施例５）本実施例では、定電流駆動方
式により駆動する発光装置の画素部の画素構成について
説明する。図１３に示す画素１３１０は、信号線Ｓｉ
（Ｓ１〜Ｓｘのうちの１つ）、第１走査線Ｇｊ（Ｇ１〜
Ｇｙのうちの１つ）、第２走査線Ｐｊ（Ｐ１〜Ｐｙのう
ちの１つ）及び電源線Ｖｉ（Ｖ１〜Ｖｘのうちの１つ）
を有している。また画素１３１０は、Ｔｒ１、Ｔｒ２、
Ｔｒ３、Ｔｒ４、発光素子１３１１及び保持容量１３１
２を有している。

【０１８５】Ｔｒ３とＴｒ４のゲートは、共に第１走査
線Ｇｊに接続されている。Ｔｒ３のソースとドレイン
は、一方は信号線Ｓｉに、もう一方はＴｒ２のソースに
接続されている。またＴｒ４のソースとドレインは、一
方はＴｒ２のソースに、もう一方はＴｒ１のゲートに接
続されている。つまり、Ｔｒ３のソースとドレインのい
ずれか一方と、Ｔｒ４のソースとドレインのいずれか一
方とは、接続されている。

【０１８６】Ｔｒ１のソースは電源線Ｖｉに、ドレイン
はＴｒ２のソースに接続されている。Ｔｒ２のゲートは
第２走査線Ｐｊに接続されている。そしてＴｒ２のドレ
インは画素電極を介して画素電極上に形成される発光素
子１３１１に接続されている。発光素子１３１１は、陰
極と、陽極と、陰極と陽極の間に設けられた有機化合物
層とを有している。発光素子１３１１の陽極は外部に設
けられた電源によって一定の電圧が与えられている。

【０１８７】なお、Ｔｒ３とＴｒ４は、ｎチャネル型Ｔ
ＦＴとｐチャネル型ＴＦＴのどちらでも良い。ただし、
Ｔｒ３とＴｒ４の極性は同じである。また、Ｔｒ１はｎ
チャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴのどちらでも良
い。Ｔｒ２は、ｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦ
Ｔのどちらでも良いが、本発明において、Ｔｒ２と接続
される電極は陰極であるため、Ｔｒ２はｎチャネル型Ｔ
ＦＴで形成するのが望ましい。

【０１８８】保持容量１３１２はＴｒ１のゲートとソー
スとの間に形成されている。保持容量１３１２はＴｒ１
のゲートとソースの間の電圧（Ｖ_GS）をより確実に維持
するために設けられているが、必ずしも設ける必要はな
い。

【０１８９】図１３に示した画素では、ソース線に供給
される電流は、信号線駆動回路が有する電流源において
制御している。

【０１９０】なお、本発明の構成は実施例１〜実施例４
のいずれの構成と自由に組み合わせて実施することがで
きる。

【０１９１】（実施例６）本実施例では、本発明の発光
装置の外観図について図１２を用いて説明する。なお、
図１２（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図１２（Ｂ）
は図１２（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点
線で示された１２０１はソース信号側駆動回路、１２０
２は画素部、１２０３はゲート信号側駆動回路である。
また、１２０４は封止基板、１２０５はシール剤であ
り、シール剤１２０５で囲まれた内側は、空間になって
いる。

【０１９２】なお、１２０８はソース信号側駆動回路１
２０１及びゲート信号側駆動回路１２０３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）１２０９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（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。
本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでな
く、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態
をも含むものとする。

【０１９３】次に、断面構造について図１２（Ｂ）を用
いて説明する。基板１２１０上には駆動回路及び画素部
が形成されているが、ここでは、駆動回路としてソース
信号側駆動回路１２０１と画素部１２０２が示されてい
る。

【０１９４】なお、ソース信号側駆動回路１２０１はｎ
チャネル型ＴＦＴ１２１３とｐチャネル型ＴＦＴ１２１
４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、
駆動回路を形成するＴＦＴは、公知のＣＭＯＳ回路、Ｐ
ＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。ま
た、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライ
バー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上
ではなく外部に形成することもできる。

【０１９５】また、画素部１２０２は電流制御用ＴＦＴ
１２１１とそのドレインに電気的に接続された画素電極
１２１２を含む複数の画素により形成される。

【０１９６】また、画素電極１２１２の両端には絶縁層
１２１３が形成され、画素電極１２１２上には陰極１２
１４が形成され、さらに陰極１２１４上には有機化合物
層１２１５が形成される。さらに、有機化合物層１２１
５上には保護体１２１６が形成され、保護体１２１６上
には陽極１２１７が形成される。これにより、陰極１２
１４、有機化合物層１２１５、保護体１２１６、及び陽
極１２１７からなる発光素子１２１８が形成される。

【０１９７】陽極１２１７は全画素に共通の配線として
も機能し、接続配線１２０８を経由してＦＰＣ１２０９
に電気的に接続されている。

【０１９８】また、基板１２１０上に形成された発光素
子１２１８を封止するためにシール剤１２０５により封
止基板１２０４を貼り合わせる。なお、封止基板１２０
４と発光素子１２１８との間隔を確保するために樹脂膜
からなるスペーサを設けても良い。そして、シール剤１
２０５の内側の空間１２０７には窒素等の不活性気体が
充填されている。なお、シール剤１２０５としてはエポ
キシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、シール剤１２
０５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。さらに、空間１２０７の内部に酸素や水
を吸収する効果をもつ物質を含有させても良い。

【０１９９】また、本実施例では封止基板１２０４を構
成する材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ
（Fiberglass-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
リル等からなるプラスチック基板を用いることができ
る。また、シール剤１２０５を用いて封止基板１２０４
を接着した後、さらに側面（露呈面）を覆うようにシー
ル剤で封止することも可能である。

【０２００】以上のようにして発光素子を空間１２０７
に封入することにより、発光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といった有機化合
物層の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、信頼性の高い発光装置を得ることができ
る。

【０２０１】なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施
例５に示したいずれの構成と自由に組み合わせて実施す
ることが可能である。

【０２０２】（実施例７）発光素子を用いた発光装置は
自発光型であるため、液晶表示装置に比べ、明るい場所
での視認性に優れ、視野角が広い。従って、本発明の発
光装置を用いて様々な電気器具を完成させることができ
る。

【０２０３】本発明により作製した発光装置を用いて作
製された電気器具として、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）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カー
オーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナ
ルコンピュータ、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表示装置を備えた装置）など
が挙げられる。特に、斜め方向から画面を見る機会が多
い携帯情報端末は、視野角の広さが重要視されるため、
発光素子を有する発光装置を用いることが好ましい。そ
れら電気器具の具体例を図１４に示す。

【０２０４】図１４（Ａ）は表示装置であり、筐体２０
０１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部
２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明に
より作製した発光装置をその表示部２００３に用いるこ
とにより作製される。発光素子を有する発光装置は自発
光型であるためバックライトが必要なく、液晶表示装置
よりも薄い表示部とすることができる。なお、表示装置
は、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全
ての情報表示用表示装置が含まれる。

【０２０５】図１４（Ｂ）はデジタルスチルカメラであ
り、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、
操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッタ
ー２１０６等を含む。本発明により作製した発光装置を
その表示部２１０２に用いることにより作製される。

【０２０６】図１４（Ｃ）はノート型パーソナルコンピ
ュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２
２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０
５、ポインティングマウス２２０６等を含む。本発明に
より作製した発光装置をその表示部２２０３に用いるこ
とにより作製される。

【０２０７】図１４（Ｄ）はモバイルコンピュータであ
り、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０
３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含
む。本発明により作製した発光装置をその表示部２３０
２に用いることにより作製される。

【０２０８】図１４Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画
像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体
２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ
２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、
操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表
示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ
２４０４は主として文字情報を表示するが、本発明によ
り作製した発光装置をこれら表示部Ａ、Ｂ２４０３、２
４０４に用いることにより作製される。なお、記録媒体
を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含ま
れる。

【０２０９】図１４（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ
（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０
１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明
により作製した発光装置をその表示部２５０２に用いる
ことにより作製される。

【０２１０】図１４（Ｇ）はビデオカメラであり、本体
２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポ
ート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０
６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キ
ー２６０９、接眼部２６１０等を含む。本発明により作
製した発光装置をその表示部２６０２に用いることによ
り作製される。

【０２１１】ここで図１４（Ｈ）は携帯電話であり、本
体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力
部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、
外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。
本発明により作製した発光装置をその表示部２７０３に
用いることにより作製される。なお、表示部２７０３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。

【０２１２】なお、将来的に有機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。

【０２１３】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。有機材料の応答速
度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。

【０２１４】また、発光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
を表示することが好ましい。従って、携帯情報端末、特
に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする
表示部に発光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
とが好ましい。

【０２１５】以上の様に、本発明の作製方法を用いて作
製された発光装置の適用範囲は極めて広く、本発明の発
光装置を用いてあらゆる分野の電気器具を作製すること
が可能である。また、本実施例の電気器具は実施例１〜
実施例６を実施することにより作製された発光装置を用
いることにより完成させることができる。

【０２１６】（実施例８）さらに、本発明の発光装置
は、図１８で示す構造とすることも可能である。

【０２１７】陰極１８０３の端部（および配線１８１
３）を覆う絶縁層１８１４（バンク、隔壁、障壁、土手
などと呼ばれる）としては、無機材料（酸化シリコン、
窒化シリコン、酸化窒化シリコンなど）、感光性または
非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミ
ド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブ
テン）、またはこれらの積層などを用いることができる
が、例えば、有機樹脂の材料としてポジ型の感光性アク
リルを用いた場合には、図１８に示すように絶縁物の端
部における曲率半径が０．２〜２μｍとなるようにし、
接触面における角度が３５度以上となる曲面を持たせる
ことが好ましい。

【０２１８】また、発光素子１８０２の有機化合物層１
８０４に用いる材料として、白色発光を示す材料を用い
ることができる。この場合には、蒸着法を用いて形成
し、例えば陰極１８０３側からＴＰＤ（芳香族ジアミ
ン）、ｐ−ＥｔＴＡＺ、Ａｌｑ₃、部分的に赤色発光色
素であるナイルレッドをドープしたＡｌｑ₃、Ａｌｑ₃を
順次積層形成すればよい。

【０２１９】さらに、発光素子１８０２の陽極１８０７
上に絶縁性の材料を用いてパッシベーション膜１８１５
を形成することもできる。なお、この際パッシベーショ
ン膜１８１５に用いる材料としては、スパッタリング法
において、Ｓｉをターゲットとして形成された窒化珪素
膜の他、吸湿性の材料を窒化珪素膜により挟んで形成さ
れた積層膜を用いることができる。さらに、ＤＬＣ膜
（ダイヤモンドライクカーボン膜）や、窒化炭素（Ｃｘ
Ｎｙ）等を用いることも可能である。

【０２２０】

【発明の効果】本発明では、上面出射型の発光装置を作
製することによる下面出射型の発光装置に比べてより開
口率の高い素子を形成することが可能となった。また、
上面出射型の発光装置の作製において、ＴＦＴと接続さ
れた電極（下部電極）を陰極とし、陰極上に形成された
有機化合物層上に光取り出し電極（上部電極）となる陽
極を形成することから、既に実用化レベルの特性を有し
ているＩＴＯやＩＺＯといった透明導電膜を陽極材料と
して用い、従来の上面出射型の発光装置と素子構造の異
なる発光素子を作製することができる。

【０２２１】これにより、上部電極である陰極側から光
を取り出す素子構造の場合には、陰極としての機能を保
持するために充分な成膜性が要求されるのに対し、光取
り出し電極としての透光性を確保するために極薄膜で形
成する必要があるため、両者の条件を満たすために生じ
る矛盾を解決することができる。

【０２２２】さらに、有機化合物層と陽極との界面に保
護体を設けることにより陽極形成時に問題となる有機化
合物層へのダメージを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の発光装置の素子構造を説明する
図。

【図２】本発明の発光装置の作製工程を説明する
図。

【図３】本発明の発光装置の作製工程を説明する
図。

【図４】本発明の発光装置の素子構造を説明する
図。

【図５】本発明の低分子型発光装置の素子構造を説
明する図。

【図６】本発明の高分子型発光装置の素子構造を説
明する図。

【図７】本発明の発光装置の作製工程を説明する
図。

【図８】本発明の発光装置の作製工程を説明する
図。

【図９】本発明の発光装置の作製工程を説明する
図。

【図１０】本発明の発光装置の作製工程を説明する
図。

【図１１】本発明の発光装置の作製工程を説明する
図。

【図１２】本発明の発光装置の素子構造を説明する
図。

【図１３】本発明に用いることのできる回路構成を説
明する図。

【図１４】電気器具の一例を示す図。

【図１５】本発明の発光装置の素子構造を説明する
図。

【図１６】本発明の発光装置の素子構造を説明する
図。

【図１７】従来例を示す図。

【図１８】本発明の発光装置の素子構造を説明する
図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K007 AB03 AB06 AB12 AB18 BA06 CB01 CB04 CC00 CC01 DB03 EA00 FA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁表面上に設けられたＴＦＴと、前記ＴＦＴ上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された画素電極と、前記画素電極の端部を覆う絶縁膜と、前記画素電極上に形成された陰極と、前記陰極上に形成された有機化合物層と、前記有機化合物層上に形成された保護体と、前記保護体上に形成された陽極とを有する発光装置であ
って、前記ＴＦＴはソース領域およびドレイン領域を有し、前記画素電極は、前記層間絶縁膜に形成された開口部に
おいて、前記ソース領域または前記ドレイン領域のいず
れか一方と電気的に接続され、前記保護体は、その平均膜厚が０．５〜５ｎｍであるこ
とを特徴とする発光装置。
【請求項２】絶縁表面上に設けられたＴＦＴと、前記ＴＦＴ上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された画素電極と、前記画素電極の端部を覆う絶縁膜と、前記画素電極上に形成された陰極と、前記陰極上に形成された有機化合物層と、前記有機化合物層上に形成された保護体と、前記保護体上に形成された陽極とを有する発光装置であ
って、前記ＴＦＴはソース領域およびドレイン領域を有し、前記画素電極は、前記層間絶縁膜に形成された開口部に
おいて、前記ソース領域または前記ドレイン領域のいず
れか一方と電気的に接続され、前記保護体は、仕事関数が４．５〜５．５ｅＶである材
料からなり、かつ平均膜厚が０．５〜５ｎｍであること
を特徴とする発光装置。
【請求項３】絶縁表面上に設けられたＴＦＴと、前記ＴＦＴ上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成されたバリア膜と、前記バリア膜上に形成された画素電極と、前記画素電極の端部を覆う絶縁膜と、前記画素電極上に形成された陰極と、前記陰極上に形成された有機化合物層と、前記有機化合物層上に形成された保護体と、前記保護体上に形成された陽極とを有する発光装置であ
って、前記ＴＦＴはソース領域およびドレイン領域を有し、前記画素電極は、前記層間絶縁膜および前記バリア膜に
形成された開口部を介して前記ソース領域または前記ド
レイン領域のいずれか一方と電気的に接続され、前記陰極は、元素周期律の１族または２族に属する金属
を含む材料からなり、前記保護体は、その平均膜厚が０．５〜５ｎｍであるこ
とを特徴とする発光装置。
【請求項４】絶縁表面上に設けられたＴＦＴと、前記ＴＦＴ上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成されたバリア膜と、前記バリア膜上に形成された画素電極と、前記画素電極の端部を覆う絶縁膜と、前記画素電極上に形成された陰極と、前記陰極上に形成された有機化合物層と、前記有機化合物層上に形成された保護体と、前記保護体上に形成された陽極とを有する発光装置であ
って、前記ＴＦＴはソース領域およびドレイン領域を有し、前記画素電極は、前記層間絶縁膜および前記バリア膜に
形成された開口部を介して前記ソース領域または前記ド
レイン領域のいずれか一方と電気的に接続され、前記陰極は、元素周期律の１族または２族に属する金属
を含む材料からなり、前記保護体は、仕事関数が４．５〜５．５ｅＶである材
料からなり、かつ平均膜厚が０．５〜５ｎｍであること
を特徴とする発光装置。
【請求項５】絶縁表面上に設けられたＴＦＴと、前記ＴＦＴ上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された画素電極と、前記画素電極の端部を覆う絶縁膜と、前記画素電極上に形成された陰極と、前記陰極上に形成された有機化合物層と、前記有機化合物層上に形成された保護体と、前記保護体上に形成された陽極とを有する発光装置であ
って、前記ＴＦＴはソース領域およびドレイン領域を有し、前記画素電極は、前記層間絶縁膜に形成された開口部に
おいて、前記ソース領域または前記ドレイン領域のいず
れか一方と電気的に接続され、前記有機化合物層は、有機化合物からなる第一の層と、
前記第一の層を構成する物質とは異なる有機化合物から
なる第二の層と有し、前記第一の層と前記第二の層との間に、前記第一の層を
構成する有機化合物、および前記第二の層を構成する有
機化合物、の両方を含む混合層を有することを特徴とす
る発光装置。
【請求項６】請求項３または請求項４において、前記バリア膜は、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニ
ウム、酸化窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化酸化珪素
からなることを特徴とする発光装置。
【請求項７】請求項１乃至請求項６のいずれか一におい
て、前記保護体および前記陽極は７０〜１００％の透過
率を有することを特徴とする発光装置。
【請求項８】請求項１乃至請求項７のいずれか一におい
て、前記保護体は元素周期律の第９族、第１０族、また
は第１１族に属する金属材料からなることを特徴とする
発光装置。
【請求項９】請求項１乃至請求項８のいずれか一におい
て、前記保護体は金、銀、または白金からなることを特
徴とする発光装置。
【請求項１０】請求項１乃至請求項９のいずれか一にお
いて、前記発光装置は、表示装置、デジタルスチルカメラ、ノ
ート型パーソナルコンピュータ、モバイルコンピュー
タ、記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置、ゴーグル
型ディスプレイ、ビデオカメラ、携帯電話から選ばれた
一種であることを特徴とする発光装置。