JP2003208110A - 発光装置 - Google Patents

発光装置

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JP2003208110A JP2002010766A JP2002010766A JP2003208110A JP 2003208110 A JP2003208110 A JP 2003208110A JP 2002010766 A JP2002010766 A JP 2002010766A JP 2002010766 A JP2002010766 A JP 2002010766A JP 2003208110 A JP2003208110 A JP 2003208110A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＯＬＥＤを有する発光装置において生じる輝
度のバラツキを低減する。 【解決手段】 本発明は、従来のものに比べて格段にチ
ャネル長の長いＴＦＴ、具体的には従来よりも数十倍〜
数百倍長いチャネル長とし、従来よりも格段に高いゲー
ト電圧値でオン状態として駆動させ、チャネルコンダク
タンスｇｄの低いＴＦＴを提供する。本発明により、単
純なオン電流のバラツキだけでなく、規格化したバラツ
キをも減少させることができ、各ＴＦＴ間のバラツキ低
減以外にも、ＯＬＥＤ自体のバラツキ、ＯＬＥＤの劣化
によるバラツキも低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】半導体装置に関し、特に、絶
縁表面を有する基板上に形成された有機発光素子（ＯＬ
ＥＤ：Organic Light Emitting Device）を有する発光
装置に関する。また、該ＯＬＥＤパネルにコントローラ
を含むＩＣ等を実装した、ＯＬＥＤモジュールに関す
る。なお本明細書において、ＯＬＥＤパネル及びＯＬＥ
Ｄモジュールを共に発光装置と総称する。本発明はさら
に、該発光装置を用いた電子機器に関する。
【０００２】なお、本明細書中において半導体装置と
は、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を
指し、発光装置、電気光学装置、半導体回路および電子
機器は全て半導体装置である。
【０００３】
【従来の技術】近年、基板上にＴＦＴ（薄膜トランジス
タ）を形成する技術が大幅に進歩し、アクティブマトリ
クス型表示装置への応用開発が進められている。特に、
ポリシリコン膜を用いたＴＦＴは、従来のアモルファス
シリコン膜を用いたＴＦＴよりも電界効果移動度（モビ
リティともいう）が高いので、高速動作が可能である。
そのため、ポリシリコン膜を用いたＴＦＴからなる駆動
回路を画素と同一の基板上に設け、各画素の制御を行う
ための開発が盛んに行われている。同一基板上に画素と
駆動回路とを組み込んだアクティブマトリクス型表示装
置は、製造コストの低減、表示装置の小型化、歩留まり
の上昇、スループットの低減など、様々な利点が得られ
ると予想される。
【０００４】また、自発光型素子としてＯＬＥＤを有し
たアクティブマトリクス型発光装置（以下、単に発光装
置と呼ぶ）の研究が活発化している。発光装置は有機発
光装置（ＯＥＬＤ：Organic EL Display）又は有機ライ
トエミッティングダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Ligh
t Emitting Diode）とも呼ばれている。
【０００５】ＯＬＥＤは自ら発光するため視認性が高
く、液晶表示装置（ＬＣＤ）で必要なバックライトが要
らず薄型化に最適であると共に、視野角にも制限が無
い。そのため、ＯＬＥＤを用いた発光装置は、ＣＲＴや
ＬＣＤに代わる表示装置として注目されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ＯＬＥＤを用いた発光
装置の一つの形態として、各画素毎に複数のＴＦＴを設
け、ビデオ信号を順次書き込むことにより画像を表示す
るアクティブマトリクス駆動方式が知られている。ＴＦ
Ｔはアクティブマトリクス駆動方式を実現する上で、必
須の素子となっている。
【０００７】加えて、アクティブマトリクス駆動方式を
実現する上で、ＯＬＥＤを用いた発光装置においては、
ＴＦＴでＯＬＥＤに流す電流を制御するため、電界効果
移動度の低い非晶質シリコンを用いたＴＦＴでは実現が
困難であり、結晶構造を有する半導体膜、代表的にはポ
リシリコンを用いたＴＦＴをＯＬＥＤに接続するＴＦＴ
として採用することが望ましい。
【０００８】結晶構造を有する半導体膜、代表的にはポ
リシリコン膜でＴＦＴを形成し、同一基板上に画素と駆
動回路とを組み込むことで、接続端子の数は激減し、額
縁領域（画素部の周辺部分の領域）の面積も縮小させる
こともできる。
【０００９】しかし、ポリシリコンを用いてＴＦＴを形
成しても、その電気的特性は所詮、単結晶シリコン基板
に形成されるＭＯＳトランジスタの特性に匹敵するもの
ではない。例えば、従来のＴＦＴの電界効果移動度は単
結晶シリコンの１／１０以下である。また、ポリシリコ
ンを用いたＴＦＴは、結晶粒界に形成される欠陥に起因
して、その特性にばらつきが生じやすいといった問題点
を有している。
【００１０】一般的に発光装置は、少なくとも、スイッ
チング素子として機能するＴＦＴと、ＯＬＥＤに電流を
供給するＴＦＴとが、各画素に設けられている。スイッ
チング素子として機能するＴＦＴには低いオフ電流（Ｉ
off）が求められている一方、ＯＬＥＤに電流を供給す
るＴＦＴには、高い駆動能力（オン電流、Ｉon）及びホ
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
ことが求められている。また、データ線側駆動回路のＴ
ＦＴも、高い駆動能力（オン電流、Ｉon）及びホットキ
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
求められている。
【００１１】また、画面表示の駆動方法、例えば、点順
次駆動方法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などの駆
動方法によらず、ＯＬＥＤと電気的に接続され、且つ、
ＯＬＥＤに電流を供給するＴＦＴのオン電流（Ｉon）で
画素の輝度が決定されるため、全面白表示とした場合、
オン電流が一定でなければ輝度にバラツキが生じてしま
うという問題がある。例えば、発光時間によって輝度を
調節する場合、６４階調の表示を行った場合、ＯＬＥＤ
と電気的に接続され、且つ、ＯＬＥＤに電流を供給する
ＴＦＴのオン電流がある基準値から１．５６％（＝１／
６４）ばらつくと１階調ずれることになってしまう。
【００１２】また、ＯＬＥＤを形成した場合において、
ＥＬ層のパターニングのずれやＥＬ層の膜厚の不均一に
よって基板内バラツキが生じる場合があり、僅かながら
も輝度のバラツキが生じている。
【００１３】本発明は、上記問題点を鑑みてなされたも
のであり、各ＴＦＴの特性バラツキを低減し、輝度のバ
ラツキを低減することを課題としている。また、ＴＦＴ
の特性バラツキに関係しないＯＬＥＤのバラツキをも低
減し、輝度のバラツキを低減することも課題としてい
る。
【００１４】また、従来のアクティブマトリクス型の発
光装置において、解像度を向上させようとすると画素部
における保持容量のための電極及び保持容量用の配線、
ＴＦＴ、及び各種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ていた。本発明は、画素部における
開口率を向上させる画素構成を提供することも課題とし
ている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】ＴＦＴの特性において、
代表的な指標としてＶ−Ｉ特性グラフが知られている。
このＶ−Ｉ特性グラフにおける立ちあがりが急峻なとこ
ろ（立ちあがり点とも言う）でもっとも電流値が変化す
る。従って、ＯＬＥＤに供給する電流をＴＦＴで制御す
る場合、立ちあがり点がばらついてしまうと、ＯＬＥＤ
に電流を供給するＴＦＴの電流値が大きく変化してしま
っていた。
【００１６】なお、立ちあがり点での電圧値は、しきい
値（Ｖｔｈ）と呼ばれ、ＴＦＴがオン状態に切り替わる
電圧値である。また、一般的にはＶｔｈはゼロに近けれ
ば近いほどよいとされており、Ｖｔｈの値が大きいと駆
動電圧の増加、消費電力の増加を招くとされている。
【００１７】ＴＦＴの電流値におけるバラツキには２種
類あり、具体的には、電流値の単純なバラツキ３σと、
ある個数のＴＦＴの集合における電流値の中央値（平均
値）に対するバラツキ（本明細書中ではこのバラツキを
規格化したバラツキとも呼ぶ）とがある。
【００１８】本発明者は、後者のバラツキが、ゲート電
圧値（Ｖｇ）に強く依存する傾向があることを見出し
た。図３に様々なチャネル長（５μｍ、１０μｍ、２０
μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、４００μ
ｍ）のｐチャネル型ＴＦＴ（チャネル幅Ｗ＝８μｍ）に
おけるＶｇと規格化したバラツキとの関係を示す。ま
た、図４に様々なチャネル長のｎチャネル型ＴＦＴ（チ
ャネル幅Ｗ＝８μｍ）におけるＶｇと規格化したバラツ
キとの関係を示す。
【００１９】以下に、ＴＦＴの実測値データを用いて本
発明を詳細に説明する。
【００２０】ＯＬＥＤに電流を供給するＴＦＴのチャネ
ル長が長くなると、電流値が小さくなり単純なバラツキ
３σは減少する。図１１は、Ｖｄを−７Ｖ、Ｖｇを−
３．２５Ｖとし、チャネル幅を８μｍに固定して、チャ
ネル長をそれぞれ５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、
４００μｍとしたＴＦＴを作製し、それぞれのＴＦＴに
ついて、オン電流のバラツキと、規格化したバラツキを
測定したグラフである。しかし、図１１に示すように、
チャネル長を長くするだけでは電流値が減少するだけ
で、ある個数のＴＦＴの集合における電流値の中央値に
対するバラツキ（規格化したバラツキ）は変化しない。
【００２１】そこで、本発明は、従来よりもチャネル長
を十倍以上もしくは数百倍とし、格段に高いゲート電圧
値でオン状態となるようにＴＦＴを設計し、さらに外部
から入力するゲート電圧を設定し、駆動させることでバ
ラツキを低下させるものである。
【００２２】ここで、Ｖｄを−７Ｖとし、チャネル幅を
８μｍに固定して、チャネル長を５０μｍとしたＴＦＴ
は、Ｖｇを−３Ｖとしてオン電流のバラツキと、規格化
したバラツキをそれぞれ測定した。以降、同様にして、
チャネル長を１００μｍとしたＴＦＴは、Ｖｇを−３．
７５Ｖとして測定し、チャネル長を２００μｍとしたＴ
ＦＴは、Ｖｇを−３．７５Ｖとして測定し、チャネル長
を４００μｍとしたＴＦＴは、Ｖｇを−５．７５Ｖとし
て測定した。これらの測定結果を示したのが図２であ
る。
【００２３】図２に示したように、格段にチャネル長の
長いＴＦＴとしてゲート電圧値（Ｖｇ）を大きくすれば
するほど、単純なオン電流のバラツキだけでなく、規格
化したバラツキをも減少させることができる。ここで
は、Ｖｇを大きくするためにチャネル長の長いＴＦＴと
したが、特に限定されず、例えば、Ｖｇを大きくするた
めに設計の許容範囲内でチャネル幅Ｗを短くしてもよい
し、ＴＦＴのソース領域またはドレイン領域を高抵抗化
させてもよいし、コンタクト抵抗を高抵抗化させてもよ
い。
【００２４】また、本発明は、従来のものに比べて格段
にチャネル長の長いＴＦＴ、具体的には従来よりも数十
倍〜数百倍長いチャネル長とし、従来よりも格段に高い
ゲート電圧値でオン状態として駆動させ、チャネルコン
ダクタンスｇｄの低いＴＦＴを提供する。図１は、図２
と対応するデータであり、図２のデータと同じ条件（Ｖ
ｇ、チャネル幅、チャネル長など）における各ＴＦＴの
チャネルコンダクタンスｇｄを示すグラフである。
【００２５】本発明は、ＯＬＥＤに電流を供給するＴＦ
Ｔをソースドレイン間電圧Ｖｄとしきい値電圧Ｖｔｈと
の和がゲート電圧Ｖｇより大きい範囲、即ちＶｇ＜（Ｖ
ｄ＋Ｖｔｈ）の範囲におけるチャネルコンダクタンスｇ
ｄが０〜１×１０-8Ｓ、好ましくは５×１０-9Ｓ以下、
さらに好ましくは２×１０-9Ｓ以下であるＴＦＴとする
ことによって、該ＴＦＴに流れる電流値のバラツキを低
減し、ＯＬＥＤにある一定の電流値を流すことを特徴と
するものである。
【００２６】加えて、チャネルコンダクタンスｇｄを小
さくすることによって、パターニングや熱処理によるＥ
Ｌ層の面積収縮などが原因となっているＯＬＥＤ自体の
バラツキも低減することができる。また、チャネルコン
ダクタンスｇｄを小さくすることによって、何らかの原
因でＯＬＥＤが劣化してもＯＬＥＤに流れる電流を一定
に保つことができ、一定の輝度を保持することができ
る。図１２にＩｄ−Ｖｄ曲線とＯＬＥＤの負荷曲線とを
示した。チャネルコンダクタンスｇｄは、Ｉｄ−Ｖｄ曲
線の傾きを示しており、チャネルコンダクタンスｇｄを
小さくすればするほど、Ｉｄ−Ｖｄ曲線の傾きが小さく
なって電流値がほぼ一定となる。図１２において、ＯＬ
ＥＤの負荷曲線は、Ｖｇ＝−３．３Ｖとし、ＯＬＥＤと
接続するｐチャネル型ＴＦＴを飽和領域で駆動させた
時、ＯＬＥＤに印加される電流値とＶｄとの関係を示す
曲線である。例えば、−Ｖｄが−１７Ｖであった時、カ
ソード側の電圧が−１７ＶであるのでＯＬＥＤに印加さ
れる電圧は、０Ｖである。従って、ＯＬＥＤに印加され
る電流値もゼロとなる。また、Ｉｄ−Ｖｄ曲線とＯＬＥ
Ｄの負荷曲線との交点での電流値が輝度に相当する。図
１２において、ｇｄが小さい場合、−Ｖｄが−７Ｖであ
った時に交点があり、その時にＯＬＥＤに印加される電
流値は１×１０-6[Ａ]であり、この電流値に応じた輝度
の発光が得られる。ｇｄが小さい場合、ＯＬＥＤの負荷
曲線が左側または右側にシフトしても、電流値はほとん
ど変化しないため、均一な輝度が得られる。また、個々
のＯＬＥＤ自体がばらついていれば、ＯＬＥＤの負荷曲
線は右側または左側にシフトする。また、ＯＬＥＤが劣
化すると、ＯＬＥＤの負荷曲線は左側にシフトする。ｇ
ｄが大きい場合、劣化によりＯＬＥＤの負荷曲線が左側
にシフトして点線で示した曲線となると、ＯＬＥＤの負
荷曲線との交点が変化して劣化前後で電流値が異なって
しまう。一方、ｇｄが小さい場合、劣化によりＯＬＥＤ
の負荷曲線が左側にシフトしても、電流値はほとんど変
化しないため、輝度のバラツキが低減され、均一な輝度
が得られる。
【００２７】ここでは、チャネルコンダクタンスｇｄを
低下させるために、チャネル長を長くし、従来よりも格
段に高いゲート電圧値でオン状態として駆動させている
が、他の手段によってさらにチャネルコンダクタンスｇ
ｄを低下させてもよい。例えば、チャネルコンダクタン
スｇｄを低下させる他の手段は、ＴＦＴをＬＤＤ構造と
してもよいし、チャネル形成領域を分割して複数に分け
てもよい。
【００２８】従来、液晶パネルに使用されている画素の
ｎチャネル型ＴＦＴサイズは、チャネル長Ｌ×チャネル
幅Ｗ＝１２μｍ×４μｍや、Ｌ×Ｗ＝１２μｍ×６μｍ
などが使用されていた。一般的に開口率を向上させるた
めに画素のＴＦＴが占める面積、即ち占有面積は小さけ
れば小さいほどよいとされていた。従って、チャネル長
を１００μｍ以上にすることは想到しえないものであっ
た。また、図４に示すようにチャネル長が５μｍや１０
μｍである場合、Ｖｇが８Ｖ〜１０Ｖにおいて最もバラ
ツキが少なくなっており、１０Ｖ以上になるとバラツキ
が増加する傾向が見られる。従って、チャネル長を１０
０μｍ以上とした場合、Ｖｇが大きくなればなるほどバ
ラツキが低減することは想到しえないものであった。
【００２９】また、チャネル長を１００μｍ以上とする
場合、半導体層の形状としては様々な形状が考えられる
が、その代表例として、図６に示したように半導体層１
０２をＸ方向に蛇行させた形状（本明細書ではＡタイフ゜と
呼ぶ）や、図１３（Ａ）に示したように半導体層１１０
２をＹ方向に蛇行させた形状（本明細書ではＢタイフ゜と呼
ぶ）や、図１３（Ｂ）に示したような矩形形状（半導体
層１２０２）を示した。
【００３０】また、チャネル長を長くすることにより、
ＴＦＴを形成する工程の一つとしてレーザー光の照射処
理を行う場合、そのレーザー光のバラツキも低減するこ
とができる。それぞれＴＦＴサイズ及び半導体層形状を
Ｌ×Ｗ＝８７μｍ×７μｍ（矩形形状）、Ｌ×Ｗ＝１６
５μｍ×７μｍ（矩形形状）、Ｌ×Ｗ＝８８μｍ×４μ
ｍ（矩形形状）、Ｌ×Ｗ＝１６５μｍ×４μｍ（矩形形
状）、Ｌ×Ｗ＝５００μｍ×４μｍ（Ａタイフ゜）、Ｌ×Ｗ
＝５００μｍ×４μｍ（Ｂタイフ゜）とし、さらにレーザー
光の走査速度を１ｍｍ／sec、０．５ｍｍ／secとした条
件でそれぞれＴＦＴを作製し、ＴＦＴサイズ及び半導体
層形状と、ＴＦＴのオン電流のバラツキ（３σ）との関
係を求める実験を行った。ここでは、レーザー光を照射
してポリシリコンの結晶性を高めている。図１８にゲー
ト電圧Ｖｇ＝−５Ｖ、Ｖｄ＝−６Ｖとした時の実験結果
を示し、図１９にゲート電圧Ｖｇ＝−１０Ｖ、Ｖｄ＝−
６Ｖとした時の実験結果を示す。なお、図１８および図
１９中にオン電流値の中央値（μＡ）も示した。さら
に、ＴＦＴサイズ及び半導体層形状と、ＴＦＴのしきい
値（Ｖｔｈ）のバラツキ（３σ）との関係を求め、図２
０に示した。
【００３１】図１８及び図１９から、チャネル長Ｌが長
ければ長いほど、オン電流のバラツキが低減する傾向に
あることが読み取れる。レーザーの走査速度は、１ｍｍ
／secよりも０．５ｍｍ／secとしたほうが、レーザー光
のバラツキが低減しており、チャネル長Ｌを長くすれば
するほど、異なるレーザーの走査速度でのバラツキの差
が低減されている。即ち、チャネル長Ｌを長くすればす
るほど、レーザー光のバラツキが低減されると言える。
また、最もバラツキが低減しているものがＬ×Ｗ＝５０
０μｍ×４μｍであり、さらに、Ｂタイフ゜よりもＡタイフ゜の
ほうがオン電流のバラツキが少ないことが読み取れる。
【００３２】以上のことから、図１８及び図１９より、
ＯＬＥＤに電流を供給するＴＦＴを飽和領域に達するま
での電圧範囲で動作させる駆動方法とした発光装置の輝
度のバラツキを低減することができると言える。
【００３３】また、ＴＦＴに流れる電流値を一定として
比較した場合、チャネル幅Ｗは小さいほうが好ましい。
図２１に電流値を一定（Ｉｄ＝０．５μＡ）とした場合
のバラツキを示すグラフを示す。図２１より、ＯＬＥＤ
に電流を供給するＴＦＴを飽和領域で動作させる駆動方
法とした発光装置の輝度のバラツキを低減することがで
きると言える。また、同様に、最もバラツキが低減して
いるものがＬ×Ｗ＝５００μｍ×４μｍであり、さら
に、Ｂタイフ゜よりもＡタイフ゜のほうがオン電流のバラツキが
少ないことが読み取れる。
【００３４】また、図２０においても、チャネル長Ｌが
長ければ長いほど、ＴＦＴのしきい値（Ｖｔｈ）のバラ
ツキが低減する傾向にあることが読み取れる。
【００３５】また、チャネル長Ｌが長ければ長いほど、
しきい値及びオン電流の両方のバラツキ、即ちＴＦＴの
電気特性が低減していることから、レーザー光のバラツ
キ低減だけでなくそれ以外のプロセス上のバラツキをも
低減していると言える。
【００３６】また、ＯＬＥＤを有する発光装置において
も、画素に配置するＴＦＴの占有面積が小さければ小さ
いほどよいとされていた。従来のＴＦＴサイズは小さい
ため、個々のＴＦＴ特性におけるバラツキが大きく、表
示装置において表示ムラの主な原因となっていた。
【００３７】ＯＬＥＤに流れる電流をＴＦＴで制御する
場合、大きく分けて２通りの方法がある。具体的には、
飽和領域と呼ばれる電圧範囲で電流を制御する方法と、
飽和領域に達するまでの電圧範囲で電流を制御する方法
とがある。ＴＦＴは、図９に示すように、ある一定のゲ
ート電圧Ｖｇを印加し、ソースドレイン間の電圧Ｖｄを
除々に上げて流れる電流値を測定し、Ｖｄ−Ｉｄ曲線を
求めると、Ｖｄがある値以上で電流値がほぼ一定となる
グラフが得られる。本明細書では、Ｖｄ−Ｉｄ曲線にお
いて、電流値がほぼ一定となるＶｄの範囲を飽和領域と
呼んでいる。
【００３８】本発明は、ＯＬＥＤに電流を供給するＴＦ
Ｔを飽和領域に達するまでの電圧範囲で動作させる場合
においても有効であるが、特にＯＬＥＤに電流を供給す
るＴＦＴを飽和領域で動作させ、ＯＬＥＤに流れる電流
を一定に保つ駆動方法であればバラツキを低減する効果
が顕著に見られる。
【００３９】また、図３、図４に示したようにｎチャネ
ル型ＴＦＴよりもバラツキが低減されているｐチャネル
型ＴＦＴにＯＬＥＤに電流を供給するＴＦＴ用いること
が好ましいが、本発明は、ＯＬＥＤに電流を供給するＴ
ＦＴがｎチャネル型ＴＦＴであってもｐチャネル型ＴＦ
Ｔであってもよい。例えば、ＯＬＥＤに電流を供給する
ＴＦＴをｐチャネル型ＴＦＴとする場合、図１０（Ａ）
に示すような接続を行えばよい。また、例えば、ＯＬＥ
Ｄに電流を供給するＴＦＴをｎチャネル型ＴＦＴとする
場合、図１０（Ｂ）に示すような接続を行えばよい。な
お、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）では、ＯＬＥＤに電
流を供給するＴＦＴのみを示したが、該ＴＦＴのゲート
電極の先には複数のＴＦＴなどからなる様々な回路を設
けてもよく、特に限定されないことは言うまでもない。
【００４０】本明細書で開示する発明の構成は、陰極
と、該陰極に接する有機化合物層と、該有機化合物層に
接する陽極とを有する発光素子を有する発光装置であっ
て、前記発光素子に接続されるＴＦＴのチャネル長Ｌが
１００μｍ以上、好ましくは１００μｍ〜５００μｍで
あることを特徴とする発光装置である。
【００４１】上記構成において、前記ＴＦＴのチャネル
長Ｌに対するチャネル幅Ｗの比が０．１〜０．０１であ
ることを特徴としている。
【００４２】また、本明細書で開示する他の発明の構成
は、陰極と、該陰極に接する有機化合物層と、該有機化
合物層に接する陽極とを有する発光素子を有する発光装
置であって、前記発光素子に接続されるＴＦＴのチャネ
ル長Ｌに対するチャネル幅Ｗの比が０．１〜０．０１で
あることを特徴とする発光装置である。
【００４３】また、上記各構成において、前記発光素子
に接続されるＴＦＴは、ソースドレイン間電圧Ｖｄとし
きい値電圧Ｖｔｈとの和がゲート電圧Ｖｇより大きい範
囲でチャネルコンダクタンスｇｄが０〜１×１０-8Ｓ、
好ましくは０〜５×１０-9Ｓ、さらに好ましくは０〜２
×１０-9Ｓであることを特徴としている。
【００４４】また、本明細書で開示する他の発明の構成
は、陰極と、該陰極に接する有機化合物層と、該有機化
合物層に接する陽極とを有する発光素子を有する発光装
置であって、前記発光素子に接続されるＴＦＴは、ソー
スドレイン間電圧Ｖｄとしきい値電圧Ｖｔｈとの和がゲ
ート電圧Ｖｇより大きい範囲でチャネルコンダクタンス
ｇｄが０〜２×１０-9Ｓであることを特徴とする発光装
置である。
【００４５】また、上記各構成において、前記発光素子
に接続されるＴＦＴは、ｐチャネル型ＴＦＴまたはｎチ
ャネル型ＴＦＴであることを特徴としている。
【００４６】なお、本明細書中でチャネル形成領域と呼
んでいる領域は、キャリア（電子・ホール）が流れる部
分（チャネルとも呼ばれる）を含む領域を指しており、
キャリアが流れる方向におけるチャネル形成領域の長さ
をチャネル長と呼び、幅をチャネル幅と呼んでいる。
【００４７】また、本明細書では、チャネルコンダクタ
ンスｇｄは、チャネルの導電性を指しており、以下に示
す式で表すことができる。
【００４８】
【式１】
【００４９】ここで、Ｌはチャネル長、Ｗはチャネル
幅、Ｖｇはゲート電圧、Ｖｔｈはしきい値電圧、μｎは
移動度、ＣOXは酸化膜容量を指している。ＴＦＴにおい
て、ＶｇがＶｔｈ以上になるとチャネルのコンダクタン
スが生じ始める。
【００５０】加えて、チャネル長Ｌを長くした場合、酸
化膜容量ＣOXが大きくなるため、その容量の一部をＯＬ
ＥＤの保持容量として利用することができる。従来、１
画素毎に保持容量を形成するために保持容量を形成する
スペースが必要となり、容量線や容量電極などを設けて
いたが、本発明の画素構成とすることで容量線や容量電
極を省略することができる。また、酸化膜容量ＣOXで保
持容量を形成する場合、保持容量は、ゲート絶縁膜を誘
電体としてゲート電極と、ゲート絶縁膜を介してゲート
電極と重なる半導体（チャネル形成領域）とで形成され
る。従って、ＴＦＴのチャネル長を長くしても、図５に
示すようにＴＦＴの半導体層１０２をゲート電極の上層
に配置される電源供給線１０６やソース配線の下方に配
置すれば、開口率を下げることなく画素設計することが
できる。即ち、本発明の画素構成とすることで、容量電
極や容量配線を形成するスペースを省略しても十分な保
持容量を備えることができ、さらに開口率を上げること
ができる。
【００５１】なお、図１８〜図１９のＴＦＴサイズおよ
び半導体層形状において、酸化膜容量ＣOXは、それぞれ
Ｌ×Ｗ＝８７μｍ×７μｍ（矩形形状）の場合において
１９２（ｆＦ）、Ｌ×Ｗ＝１６５μｍ×７μｍ（矩形形
状）の場合において３６４．５（ｆＦ）、Ｌ×Ｗ＝８８
μｍ×４μｍ（矩形形状）の場合において１１１．１
（ｆＦ）、Ｌ×Ｗ＝１６５μｍ×４μｍ（矩形形状）に
おいて２０８．３（ｆＦ）、Ｌ×Ｗ＝５００μｍ×４μ
ｍ（Ａタイフ゜）の場合において６３１．３（ｆＦ）、Ｌ×
Ｗ＝５００μｍ×４μｍ（Ｂタイフ゜）の場合において６３
１．３（ｆＦ）である。また、酸化膜容量ＣOXを求める
際の他の値としては、ゲート絶縁膜（酸化膜）の膜厚Ｔ
ox＝１１５ｎｍ、ε0＝８．８５４２×１０-12（Ｆ／ｍ
2）、εOX＝４．１とした。
【００５２】また、上記各構成において、前記発光素子
に接続されるＴＦＴの容量ＣOXは、１００ｆＦ以上、好
ましくは、１００ｆＦ〜７００ｆＦであることを特徴と
している。
【００５３】また、上記各構成において、前記発光素子
に接続されるＴＦＴのゲート電極と、その上の配線とで
保持容量を形成することを特徴としている。具体的に
は、図５に示すように、ゲート電極１００上に設けられ
た層間絶縁膜（有機絶縁膜または無機絶縁膜）を誘電体
として、ゲート電極１００と、該ゲート電極と重なる電
源供給線１０６とで容量を形成する。図５において、ゲ
ート電極１００と、該ゲート電極と重なる電源供給線１
０６と重なる面積（１２μｍ×１２７μｍ＝約１５２４
μｍ2）は大きく、層間絶縁膜の膜厚及び誘電率にもよ
るが保持容量が形成される。このゲート電極１００と電
源供給線１０６との間で形成される容量は、全てＥＬ素
子の保持容量として機能させることができる。従って、
望ましくは、前記発光素子に接続されるＴＦＴの容量Ｃ
OXと、該ＴＦＴのゲート電極と電流供給線との間で形成
される容量との合計が数百ｆＦとなるように適宜設計す
ればよい。
【００５４】なお、本明細書では、ＯＬＥＤの陽極と陰
極の間に形成された全ての層を有機発光層と定義する。
有機発光層には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注
入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的に
ＯＬＥＤは、陽極／発光層／陰極が順に積層された構造
を有しており、この構造に加えて、陽極／正孔注入層／
発光層／陰極や、陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送
層／陰極等の順に積層した構造を有していることもあ
る。
【００５５】ＯＬＥＤは、電場を加えることで発生する
ルミネッセンス（Electroluminescence）が得られる有
機化合物（有機発光材料）を含む層（以下、有機発光層
と記す）と、陽極と、陰極とを有している。有機化合物
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）とがあるが、本発明の発
光装置は、上述した発光のうちの、いずれか一方の発光
を用いていても良いし、または両方の発光を用いていて
も良い。
【００５６】また、ここではトップゲート型ＴＦＴを例
として説明したが、ＴＦＴ構造に関係なく本発明を適用
することが可能であり、例えばボトムゲート型（逆スタ
ガ型）ＴＦＴや順スタガ型ＴＦＴに適用することが可能
である。
【００５７】また、本発明の発光装置において、画面表
示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方
法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよ
い。代表的には、線順次駆動方法とし、時分割階調駆動
方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、発
光装置のソース線に入力する映像信号は、アナログ信号
であってもよいし、デジタル信号であってもよく、適
宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよ
い。
【００５８】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、以下
に説明する。
【００５９】図５は、ＯＬＥＤを有する発光装置の画素
部の一部を拡大した上面図である。なお、図５では、簡
略化のため、ＥＬ層は図示しておらず、ＯＬＥＤの一方
の電極（画素電極１０７）しか図示していない。
【００６０】図５において、半導体層１０１は、スイッ
チング用ＴＦＴの活性層となる層であり、ゲート配線１
０５と重なる領域がチャネル形成領域、ソース配線１０
４と接続する領域がソース領域（またはドレイン領
域）、接続電極１０３と接続する領域がドレイン領域
（またはソース領域）である。なお、スイッチング用Ｔ
ＦＴは、２つのチャネル形成領域を有するダブルゲート
構造である。
【００６１】また、半導体層１０２は、ＯＬＥＤに電流
を供給するＴＦＴの活性層となる層であり、ゲート電極
１００と重なる領域がチャネル形成領域である。ＯＬＥ
Ｄに電流を供給するＴＦＴのゲート電極１００は、接続
電極１０３と接続している。また、ＯＬＥＤに電流を供
給するＴＦＴのソース領域（またはドレイン領域）と電
源供給線１０６とが接続され、ＯＬＥＤに電流を供給す
るＴＦＴのドレイン領域（またはソース領域）と接続電
極１０８とが接続され、該接続電極１０８と接して画素
電極１０７が形成されている。また、ゲート電極１００
の上方には、電源供給線１０６と、隣合う画素のソース
配線とが一部重なるように配置されている。なお、半導
体層１０２のうち、ゲート電極１００とゲート絶縁膜を
介して重なるチャネル形成領域の上方には、電源供給線
１０６と、隣合う画素のソース配線とが一部重なるよう
に配置されている。このゲート電極１００と電源供給線
１０６との間で形成される容量は、全てＥＬ素子の保持
容量として利用することができる。従って、このゲート
電極１００と電源供給線１０６との間で形成される容量
で必要とされる保持容量をある程度確保することができ
る。
【００６２】また、図６は、図５に対応する上面図であ
り、半導体層１０１、１０２とゲート配線１０５、ゲー
ト電極１００を形成した段階での図である。半導体層１
０２がゲート電極１００とゲート絶縁膜（図示しない）
を介して重なる領域、即ちチャネル形成領域を図６中の
点線で示している。
【００６３】本発明は、ＯＬＥＤに電流を供給するＴＦ
Ｔのチャネル形成領域の長さ（チャネル長Ｌ）が格段に
長いＴＦＴ（Ｌ＝１００μｍ〜５００μｍ、ここでは５
００μｍ）とし、従来よりも格段に高いゲート電圧値で
オン状態として駆動させ、チャネルコンダクタンスｇｄ
の低いＴＦＴ（ｇｄ＝０〜１×１０-8Ｓ、好ましくは５
×１０-9Ｓ以下、ここでは２×１０-9Ｓ以下）を提供す
ることを特徴としている。
【００６４】上記構成とすることによって、図２に示す
ように、複数のＴＦＴが配置される画素部において、Ｏ
ＬＥＤに電流を供給するＴＦＴにおいて、単純なオン電
流のバラツキだけでなく、規格化したバラツキをも減少
させることができ、ＯＬＥＤを有する表示装置において
輝度のバラツキを格段に低減することができる。
【００６５】また、本発明は、ＯＬＥＤを駆動する方法
として、飽和領域と呼ばれる電圧範囲でＯＬＥＤに流れ
る電流を制御する方法を採用した場合、極めて顕著な効
果を有する。上記構成とすることによって、図１２に示
すように、各ＴＦＴ間のバラツキ低減以外にも、ＯＬＥ
Ｄ作製の際に生じるバラツキ（パターニングや熱処理に
よるＥＬ層の面積収縮などが原因となっているＯＬＥＤ
自体のバラツキ）も低減することができる。また、上記
構成とすることによって、図１２に示すように、各ＴＦ
Ｔ間のバラツキ低減以外にも、何らかの原因でＯＬＥＤ
が劣化してもＯＬＥＤに流れる電流を一定に保つことが
でき、一定の輝度を保持することができる。
【００６６】また、本発明は、ＯＬＥＤを駆動する方法
として、飽和領域に達するまでの電圧範囲でＯＬＥＤに
流れる電流を制御する方法でも有用である。
【００６７】なお、図５及び図６の上面図に限定されな
いことは言うまでもない。図５及び図６では、ＴＦＴが
形成されている基板を通過させて発光する発光装置（代
表的には図１４に示した発光装置）の一例を示したた
め、開口部は、画素電極１０７のうち、接続電極１０８
が形成されていない領域となっており、開口部を広くす
るため、チャネル長Ｌの長いＴＦＴは、電源供給線１０
６やソース配線の下方に配置している。このチャネル長
Ｌの長いＴＦＴのゲート電極１００と電源供給線１０６
との間で形成される容量は、全てＥＬ素子の保持容量と
して利用することもできる。また、図５及び図６とは逆
方向に発光する発光装置（代表的には図１５に示した発
光装置）とする場合、開口部は、画素電極と同一領域と
なり、チャネル長Ｌの長いＴＦＴを画素電極の下方に配
置してもよく、５００μｍ以上のさらに長いチャネル長
Ｌを有するＴＦＴを形成することができる。
【００６８】また、図５及び図６に示した画素構造とす
れば、保持容量を形成するための容量部を形成しなくと
も酸化膜容量Ｃoxの一部を保持容量とすることができる
が、１つの画素に保持容量やメモリ（ＳＲＡＭ、ＤＲＡ
Ｍなど）を形成してもよい。さらに１つの画素に複数
（２個、または３個以上）のＴＦＴや様々な回路（カレ
ントミラー回路など）を組み込んだ構造としてもよい。
【００６９】また、ここではトップゲート型ＴＦＴを例
として説明したが、ＴＦＴ構造に関係なく本発明を適用
することが可能であり、例えばボトムゲート型（逆スタ
ガ型）ＴＦＴや順スタガ型ＴＦＴに適用することが可能
である。
【００７０】以上の構成でなる本発明について、以下に
示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととす
る。
【００７１】（実施例） ［実施例１］ここでは、同一基板上に画素部（ｎチャネ
ル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴ）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）を同時に作製し、ＯＬＥＤを有する
発光装置を作製する作製方法について詳細に説明する。
【００７２】まず、厚さ０．７ｍｍの耐熱性ガラス基板
（第１の基板３００）上にプラズマＣＶＤ法により下地
絶縁膜の下層３０１として、プラズマＣＶＤ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（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、下地絶縁膜の上層３０２とし
て、プラズマＣＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガスＳ
ｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜（組成
比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を
１００ｎｍ（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５４ｎ
ｍの厚さ（好ましくは２５〜８０ｎｍ）で形成した。
【００７３】本実施例では下地絶縁膜１０４を２層構造
として示したが、珪素を主成分とする絶縁膜の単層膜ま
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（ＳｉXＧｅ1-X（Ｘ＝
０．０００１〜０．０２））合金などを用い、公知の手
段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ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。
【００７４】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％
に希釈したガスを流量３０ｓｃｃｍとし、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。
【００７５】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した。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。
【００７６】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
を得た。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。
【００７７】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
のエキシマレーザ光や、ＹＡＧレーザの第２高調波、第
３高調波を用いる。ここでは、繰り返し周波数１０〜１
０００Hz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３
０Ｈｚ、エネルギー密度４７０mJ/cm2でレーザー光の照
射を大気中で行なった。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。なお、ここではパルスレーザーを用いた
例を示したが、連続発振のレーザーを用いてもよく、非
晶質半導体膜の結晶化に際し、大粒径に結晶を得るため
には、連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第
２高調波〜第４高調波を適用するのが好ましい。代表的
には、Ｎｄ:ＹＶＯ4レーザー（基本波１０６４nm）の第
２高調波（５３２nm）や第３高調波（３５５ｎｍ）を適
用すればよい。連続発振のレーザーを用いる場合には、
出力１０Ｗの連続発振のＹＶＯ4レーザから射出された
レーザ光を非線形光学素子により高調波に変換する。ま
た、共振器の中にＹＶＯ4結晶と非線形光学素子を入れ
て、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは
光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ
光に成形して、被処理体に照射する。このときのエネル
ギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ2程度（好まし
くは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ2）が必要である。そし
て、１０〜２０００ｃｍ／ｓ程度の速度でレーザ光に対
して相対的に半導体膜を移動させて照射すればよい。
【００７８】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熱結晶化を行った後
にレーザー光を照射する技術を用いたが、ニッケルを添
加することなく、連続発振のレーザー（ＹＶＯ4レーザ
ーの第２高調波）でアモルファスシリコン膜を結晶化さ
せてもよい。
【００７９】次いで、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、オゾン水で表面を１
２０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。ここではオゾン水を用いてバリア層を形
成したが、酸素雰囲気下の紫外線の照射で結晶構造を有
する半導体膜の表面を酸化する方法や酸素プラズマ処理
により結晶構造を有する半導体膜の表面を酸化する方法
やプラズマＣＶＤ法やスパッタ法や蒸着法などで１〜１
０ｎｍ程度の酸化膜を堆積してバリア層を形成してもよ
い。本明細書中、バリア層とは、ゲッタリング工程にお
いて金属元素が通過可能な膜質または膜厚を有し、且
つ、ゲッタリングサイトとなる層の除去工程においてエ
ッチングストッパーとなる層を指している。
【００８０】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５０ｎｍ〜４００ｎｍ、ここでは膜厚１５０ｎｍ
で形成する。ここでの成膜条件は、成膜圧力を０．３Ｐ
ａとし、ガス（Ａｒ）流量を５０（sccm）とし、成膜パ
ワーを３ｋＷとし、基板温度を１５０℃とした。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／ｃ
ｍ3、酸素の原子濃度は１×１０19／ｃｍ3〜３×１０19
／ｃｍ3である。その後、電気炉を用いて５５０℃、４
時間の熱処理を行いゲッタリングして、結晶構造を有す
る半導体膜中のニッケル濃度を低減した。電気炉に代え
てランプアニール装置を用いてもよい。
【００８１】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。
【００８２】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。
【００８３】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３０３となる珪素を主成分とする絶縁膜を
形成する。ここでは、プラズマＣＶＤ法により１１５ｎ
ｍの厚さで酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、
Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。
【００８４】次いで、ゲート絶縁膜上に膜厚２０〜１０
０ｎｍの第１の導電膜と、膜厚１００〜４００ｎｍの第
２の導電膜とを積層形成する。本実施例では、ゲート絶
縁膜３０３上に膜厚５０ｎｍの窒化タンタル膜、膜厚３
７０ｎｍのタングステン膜を順次積層し、以下に示す手
順でパターニングを行って各ゲート電極及び各配線を形
成する。
【００８５】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、、
ＡｇＰｄＣｕ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。
【００８６】上記第１の導電膜及び第２の導電膜のエッ
チング（第１のエッチング処理および第２のエッチング
処理）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。ここでは、レジストからなるマスクを形成した後、
第１のエッチング条件として１Paの圧力でコイル型の電
極に７００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、エッチ
ング用ガスに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
ッチングして端部をテーパー形状とする。この後、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、１
Paの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MH
z）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２０
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。なお、ここでは、第１のエッチング条
件及び第２のエッチング条件を第１のエッチング処理と
呼ぶこととする。
【００８７】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、第３のエ
ッチング条件として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（ｓｃｃ
ｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００WのＲ
Ｆ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成してエッ
チングを６０秒行った。基板側（試料ステージ）にも２
０W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。この後、レジストからなる
マスクを除去せずに第４のエッチング条件に変え、エッ
チング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれ
のガス流量比を２０／２０／２０（ｓｃｃｍ）とし、１
Paの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MH
z）電力を投入してプラズマを生成して約２０秒程度の
エッチングを行った。基板側（試料ステージ）にも２０
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。なお、ここでは、第３のエッ
チング条件及び第４のエッチング条件を第２のエッチン
グ処理と呼ぶこととする。この段階で第１の導電層３０
４ａを下層とし、第２の導電層３０４ｂを上層とするゲ
ート電極３０４および各電極３０５〜３０７が形成され
る。この段階で、画素の上面構造を、例えば、図６に示
したものとすればよい。
【００８８】次いで、レジストからなるマスクを除去し
た後、ゲート電極３０４〜３０７をマスクとして全面に
ドーピングする第１のドーピング処理を行う。第１のド
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６０〜１００ｋ
ｅＶ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。自己
整合的に第１の不純物領域（ｎ--領域）３２２〜３２５
が形成される。
【００８９】次いで、新たにレジストからなるマスクを
形成するが、この際、スイッチングＴＦＴ４０３のオフ
電流値を下げるため、マスクは、画素部４０１のスイッ
チングＴＦＴ４０３を形成する半導体層のチャネル形成
領域及びその一部を覆って形成する。また、マスクは駆
動回路のｐチャネル型ＴＦＴ４０６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ため
にも設けられる。加えて、マスクは、画素部４０１の電
流制御用ＴＦＴ４０４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覆って形成される。
【００９０】次いで、上記レジストからなるマスクを用
い、選択的に第２のドーピング処理を行って、ゲート電
極の一部と重なる不純物領域（ｎ-領域）を形成する。
第２の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。ここでは、イオンドープ法を用
い、フォスフィン（ＰＨ3）を水素で５％に希釈したガ
スを流量３０ｓｃｃｍとし、ドーズ量を１．５×１０14
atoms/cm2とし、加速電圧を９０ｋｅＶとして行う。こ
の場合、レジストからなるマスクと第２の導電層とがｎ
型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、第２の
不純物領域３１１、３１２が形成される。第２の不純物
領域には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される。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。
【００９１】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第３のドーピング処理を行う。第３のドーピング処
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。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。ここでは、イオン
ドープ法を用い、フォスフィン（ＰＨ3）を水素で５％
に希釈したガスを流量４０ｓｃｃｍとし、ドーズ量を２
×１０15atoms/cm2とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして
行う。この場合、レジストからなるマスクと第１の導電
層及び第２の導電層がｎ型を付与する不純物元素に対す
るマスクとなり、第３の不純物領域３１３、３１４、３
２６〜３２８が形成される。第３の不純物領域には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。
【００９２】次いで、レジストからなるマスクを除去し
た後、新たにレジストからなるマスクを形成して第４の
ドーピング処理を行う。第４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３１８、３１９、３３２、３３３及び
第５の不純物領域３１６、３１７、３３０、３３１を形
成する。
【００９３】また、第４の不純物領域３１８、３１９、
３３２、３３３には１×１０20〜１×１０21/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３１８、３１９、３３２、３
３３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。
【００９４】また、第５の不純物領域３１６、３１７、
３３０、３３１は第２の導電層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/c
m3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。
【００９５】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３０４〜３０７はＴＦＴのゲート電極とな
る。
【００９６】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。
【００９７】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。
【００９８】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。
【００９９】次いで、窒化シリコン膜からなる第１の層
間絶縁膜３０８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。この工程は第１の層間絶縁膜３０８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。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。
【０１００】次いで、第１の層間絶縁膜３０８上に有機
絶縁物材料から成る第２の層間絶縁膜３０９を形成す
る。本実施例では塗布法により膜厚１．６μｍのアクリ
ル樹脂膜３０９ａを形成し、さらに、スパッタ法により
２００ｎｍの窒化シリコン膜３０９ｂを積層する。な
お、ここでは、１．６μｍのアクリル樹脂に窒化シリコン膜
を積層した例を示したが、層間絶縁膜の材料または膜厚
は、特に限定されず、ゲート電極とその上に形成する電
源供給線との間で容量を形成する場合には、適宜、有機
絶縁膜または無機絶縁膜の膜厚を０．５μｍ〜２．０μ
ｍとすればよい。
【０１０１】次いで、ｐチャネル型ＴＦＴからなる電流
制御用ＴＦＴ４０４のドレイン領域に接して後で形成さ
れる接続電極に接して重なるよう画素電極３３４を形成
する。本実施例では、画素電極はＯＬＥＤの陽極として
機能させ、ＯＬＥＤの発光を画素電極に通過させるた
め、透明導電膜とする。
【０１０２】次いで、ゲート電極またはゲート配線とな
る導電層に達するコンタクトホールと、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２の層間
絶縁膜をエッチングストッパーとして第３の層間絶縁膜
をエッチングした後、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てから
第１の層間絶縁膜をエッチングした。
【０１０３】その後、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗなどを用い
て電極３３５〜３４１、具体的にはソース配線、電源供
給線、引き出し電極及び接続電極などを形成する。ここ
では、これらの電極及び配線の材料は、Ｔｉ膜（膜厚１
００ｎｍ）とシリコンを含むＡｌ膜（膜厚３５０ｎｍ）
とＴｉ膜（膜厚５０ｎｍ）との積層膜を用い、パターニ
ングを行った。こうして、ソース電極及びソース配線、
接続電極、引き出し電極、電源供給線などが適宜、形成
される。なお、層間絶縁膜に覆われたゲート配線とコン
タクトを取るための引き出し電極は、ゲート配線の端部
に設けられ、他の各配線の端部にも、外部回路や外部電
源と接続するための電極が複数設けられた入出力端子部
を形成する。また、先に形成された画素電極３３４と接
して重なるよう設けられた接続電極３４１は、電流制御
用ＴＦＴ４０４のドレイン領域に接している。
【０１０４】以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ４０
５、ｐチャネル型ＴＦＴ４０６、およびこれらを相補的
に組み合わせたＣＭＯＳ回路を有する駆動回路４０２
と、１つの画素内にｎチャネル型ＴＦＴ４０３またはｐ
チャネル型ＴＦＴ４０４を複数備えた画素部４０１を形
成することができる。
【０１０５】本実施例では、ＯＬＥＤ４００に接続する
ｐチャネル型ＴＦＴ４０４のチャネル形成領域３２９の
長さを格段に長いものとする。例えば、上面構造を図５
に示したものとすればよい。図５ではチャネル長Ｌの長
さを５００μｍとした。なお、チャネル幅Ｗは４μｍと
した。
【０１０６】各電極のパターニングが終了したら、レジ
ストを除去して熱処理を行い、次いで、画素電極３３４
の端部を覆うように両端にバンクとよばれる絶縁物３４
２ａ、３４２ｂを形成する。バンク３４２ａ、３４２ｂ
は珪素を含む絶縁膜もしくは樹脂膜で形成すれば良い。
ここでは、有機樹脂膜からなる絶縁膜をパターニングし
てバンク３４２ａを形成した後、スパッタ法で窒化シリ
コン膜を成膜し、パターニングしてバンク３４２ｂを形
成する。
【０１０７】次いで、両端がバンクで覆われている画素
電極３３４上にＥＬ層３４３およびＯＬＥＤの陰極３４
４を形成する。
【０１０８】ＥＬ層３４３としては、発光層、電荷輸送
層または電荷注入層を自由に組み合わせてＥＬ層（発光
及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層）を
形成すれば良い。例えば、低分子系有機ＥＬ材料や高分
子系有機ＥＬ材料を用いればよい。また、ＥＬ層として
一重項励起により発光（蛍光）する発光材料（シングレ
ット化合物）からなる薄膜、または三重項励起により発
光（リン光）する発光材料（トリプレット化合物）から
なる薄膜を用いることができる。また、電荷輸送層や電
荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いることも可
能である。これらの有機ＥＬ材料や無機材料は公知の材
料を用いることができる。
【０１０９】また、陰極３４４に用いる材料としては仕
事関数の小さい金属（代表的には周期表の１族もしくは
２族に属する金属元素）や、これらを含む合金を用いる
ことが好ましいとされている。仕事関数が小さければ小
さいほど発光効率が向上するため、中でも、陰極に用い
る材料としては、アルカリ金属の一つであるＬｉ（リチ
ウム）を含む合金材料が望ましい。なお、陰極は全画素
に共通の配線としても機能し、接続配線を経由して入力
端子部に端子電極を有している。
【０１１０】ここまでの工程が終了した段階が図７であ
る。
【０１１１】次いで、陰極と、有機化合物層と、陽極と
を少なくとも有するＯＬＥＤを有機樹脂、保護膜、封止
基板、或いは封止缶で封入することにより、ＯＬＥＤを
外部から完全に遮断し、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
が好ましい。ただし、後でＦＰＣと接続する必要のある
入出力端子部には保護膜などは設けなくともよい。
【０１１２】次いで、異方性導電材で入出力端子部の各
電極にＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）を貼
りつける。異方性導電材は、樹脂と、表面にＡｕなどが
メッキされた数十〜数百μm径の導電性粒子とから成
り、導電性粒子により入出力端子部の各電極とＦＰＣに
形成された配線とが電気的に接続する。
【０１１３】また、必要があれば、偏光板と位相差板と
で構成される円偏光板等の光学フィルムを設けてもよい
し、ＩＣチップなどを実装させてもよい。
【０１１４】以上の工程でＦＰＣが接続されたモジュー
ル型の発光装置が完成する。
【０１１５】また、フルカラー表示する場合、本実施例
の画素部における等価回路図を図８に示す。図８中の７
０１が図７のスイッチングＴＦＴ４０３に対応してお
り、７０２が電流制御用ＴＦＴ４０４に対応している。
赤色を表示する画素は、電流制御用ＴＦＴ４０４のドレ
イン領域に赤色を発光するＯＬＥＤ７０３Ｒが接続さ
れ、ソース領域にはアノード側電源線（Ｒ）７０６Ｒが
設けられている。また、ＯＬＥＤ７０３Ｒには、カソー
ド側電源線７００が設けられている。また、緑色を表示
する画素は、電流制御用ＴＦＴのドレイン領域に緑色を
発光するＯＬＥＤ７０３Ｇが接続され、ソース領域には
アノード側電源線（Ｇ）７０６Ｇが設けられている。ま
た、青色を表示する画素は、電流制御用ＴＦＴのドレイ
ン領域に青色を発光するＯＬＥＤ７０３Ｂが接続され、
ソース領域にはアノード側電源線（Ｂ）７０６Ｂが設け
られている。それぞれ色の異なる画素にはＥＬ材料に応
じて異なる電圧をそれぞれ印加する。本実施例では、チ
ャネルコンダクタンスｇｄを低下させるために、チャネ
ル長を長くし、従来よりも格段に高いゲート電圧値でオ
ン状態として駆動させる。
【０１１６】また、ここでは、表示の駆動方法として、
線順次駆動方法の１種である時分割階調駆動方法を用い
る。また、ソース線に入力する映像信号は、アナログ信
号であってもよいし、デジタル信号であってもよく、適
宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよ
い。
【０１１７】［実施例２］本実施例では、実施例１の画
素部の一部を拡大した上面図（図５、図６）と一部異な
る上面図を図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示す。
【０１１８】図１３（Ａ）は、図６と対応する上面図で
あり、同一の箇所は同一の符号を用いている。図１３
（Ａ）は、図６における半導体層１０２に代えて、パタ
ーニング形状の異なる半導体層１１０２とした例であ
る。ここでは、半導体層１１０２を蛇行させている。な
お、図１３（Ａ）においてチャネル長Ｌ×チャネル幅Ｗ
は、図６と同一であり、５００μｍ×４μｍとする。図
１３（Ａ）は、パターニング形状の異なる半導体層１１
０２以外は実施例１と同一であるので、他の部分の説明
は実施例１を参照すればよい。
【０１１９】また、図１３（Ｂ）は、他の異なる上面図
を示す。図６と対応する同一の箇所は同一の符号を用い
ている。図１３（Ｂ）は、図６における半導体層１０２
に代えてパターニング形状の異なる半導体層１２０２と
し、電極１００に代えてパターニング形状の異なる電極
１２００とした例である。図１３（Ｂ）においてチャネ
ル長は、１６５μｍとする。図１３（Ｂ）は、パターニ
ング形状の異なる半導体層１２０２、電極１２００以外
は実施例１と同一であるので、他の部分の説明は実施例
１を参照すればよい。
【０１２０】また、本実施例は、実施の形態または実施
例１と自由に組み合わせることができる。
【０１２１】［実施例３］実施例１または実施例２によ
り得られるモジュール型の発光装置（ＥＬモジュールと
も呼ぶ）の上面図及び断面図を示す。
【０１２２】図６（Ａ）は、ＥＬモジュールを示す上面
図、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した
断面図である。図１４（Ａ）において、基板５００（例
えば、耐熱性ガラス等）に、下地絶縁膜５０１が設けら
れ、その上に画素部５０２、ソース側駆動回路５０４、
及びゲート側駆動回路５０３を形成されている。これら
の画素部や駆動回路は、上記実施例１や実施例２に従え
ば得ることができる。
【０１２３】また、５１８は有機樹脂、５１９は保護膜
であり、画素部および駆動回路部は有機樹脂５１８で覆
われ、その有機樹脂は保護膜５１９で覆われている。さ
らに、接着剤を用いてカバー材で封止してもよい。カバ
ー材は、支持体として剥離前に接着してもよい。
【０１２４】なお、５０８はソース側駆動回路５０４及
びゲート側駆動回路５０３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）５０９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
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。
【０１２５】次に、断面構造について図１４（Ｂ）を用
いて説明する。基板５００上に接して下地絶縁膜５０１
が設けられ、絶縁膜５０１の上方には画素部５０２、ゲ
ート側駆動回路５０３が形成されており、画素部５０２
は電流制御用ＴＦＴ５１１とそのドレインに電気的に接
続された画素電極５１２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５０３はｎチャネル型Ｔ
ＦＴ５１３とｐチャネル型ＴＦＴ５１４とを組み合わせ
たＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
【０１２６】これらのＴＦＴ（５１１、５１３、５１４
を含む）は、上記実施例１のｎチャネル型ＴＦＴ、上記
実施例１のｐチャネル型ＴＦＴに従って作製すればよ
い。
【０１２７】なお、実施例１に従って同一基板上に画素
部５０２、ソース側駆動回路５０４、及びゲート側駆動
回路５０３形成している。
【０１２８】画素電極５１２は発光素子（ＯＬＥＤ）の
陰極として機能する。また、画素電極５１２の両端には
バンク５１５が形成され、画素電極５１２上には有機化
合物層５１６および発光素子の陽極５１７が形成され
る。
【０１２９】有機化合物層５１６としては、発光層、電
荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせて有機化
合物層（発光及びそのためのキャリアの移動を行わせる
ための層）を形成すれば良い。例えば、低分子系有機化
合物材料や高分子系有機化合物材料を用いればよい。ま
た、有機化合物層５１６として一重項励起により発光
（蛍光）する発光材料（シングレット化合物）からなる
薄膜、または三重項励起により発光（リン光）する発光
材料（トリプレット化合物）からなる薄膜を用いること
ができる。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪
素等の無機材料を用いることも可能である。これらの有
機材料や無機材料は公知の材料を用いることができる。
【０１３０】陽極５１７は全画素に共通の配線としても
機能し、接続配線５０８を経由してＦＰＣ５０９に電気
的に接続されている。さらに、画素部５０２及びゲート
側駆動回路５０３に含まれる素子は全て陽極５１７、有
機樹脂５１８、及び保護膜５１９で覆われている。
【０１３１】なお、有機樹脂５１８としては、できるだ
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、有機樹脂５１８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。
【０１３２】また、有機樹脂５１８を用いて発光素子を
完全に覆った後、すくなくとも図１４に示すように保護
膜５１９を有機樹脂５１８の表面（露呈面）に設けるこ
とが好ましい。また、基板５００の裏面を含む全面に保
護膜を設けてもよい。ここで、外部入力端子（ＦＰＣ）
が設けられる部分に保護膜が成膜されないように注意す
ることが必要である。マスクを用いて保護膜が成膜され
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保護膜が成膜されないように
してもよい。保護膜５１９として、窒化珪素膜、ＤＬＣ
膜、またはＡｌＮXＯY膜を用いればよい。
【０１３３】以上のような構造で発光素子を保護膜５１
９で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等の有機化合物
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、信頼性の高い発光装置を得ること
ができる。
【０１３４】また、画素電極を陰極とし、有機化合物層
と、透光性を有する陽極とを積層して図１４とは逆方向
に発光する構成としてもよい。また、画素電極を陽極と
し、有機化合物層と陰極を積層して図１４とは逆方向に
発光する構成としてもよい。図１５にその一例を示す。
なお、上面図は同一であるので省略する。
【０１３５】図１５に示した断面構造について以下に説
明する。基板６００上に絶縁膜６１０が設けられ、絶縁
膜６１０の上方には画素部６０２、ゲート側駆動回路６
０３が形成されており、画素部６０２は電流制御用ＴＦ
Ｔ６１１とそのドレインに電気的に接続された画素電極
６１２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６０３はｎチャネル型ＴＦＴ６１３とｐチ
ャネル型ＴＦＴ６１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を
用いて形成される。
【０１３６】これらのＴＦＴ（６１１、６１３、６１４
を含む）は、上記実施例１のｎチャネル型ＴＦＴ、上記
実施例１のｐチャネル型ＴＦＴに従って作製すればよ
い。
【０１３７】画素電極６１２は発光素子（ＯＬＥＤ）の
陽極として機能する。また、画素電極６１２の両端には
バンク６１５が形成され、画素電極６１２上には有機化
合物層６１６および発光素子の陰極６１７が形成され
る。
【０１３８】陰極６１７は全画素に共通の配線としても
機能し、接続配線６０８を経由してＦＰＣ６０９に電気
的に接続されている。さらに、画素部６０２及びゲート
側駆動回路６０３に含まれる素子は全て陰極６１７、有
機樹脂６１８、及び保護膜６１９で覆われている。さら
に、カバー材６２０と接着剤で貼り合わせてもよい。ま
た、カバー材６２０には凹部を設け、乾燥剤６２１を設
置してもよい。
【０１３９】また、図１５では、画素電極を陽極とし、
有機化合物層と陰極を積層したため、発光方向は図１５
に示す矢印の方向となっている。
【０１４０】また、ここではトップゲート型ＴＦＴを例
として説明したが、ＴＦＴ構造に関係なく本発明を適用
することが可能であり、例えばボトムゲート型（逆スタ
ガ型）ＴＦＴや順スタガ型ＴＦＴに適用することが可能
である。
【０１４１】［実施例４］本発明を実施することによっ
てＯＬＥＤを有するモジュール（アクティブマトリクス
型ＥＬモジュール）を組み込んだ全ての電子機器が完成
される。
【０１４２】その様な電子機器としては、ビデオカメ
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、プロジ
ェクタ、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１６、図
１７に示す。
【０１４３】図１６（Ａ）はパーソナルコンピュータで
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。
【０１４４】図１６（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。
【０１４５】図１６（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モ
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。
【０１４６】図１６（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体２３０１、表示部２３０２、アーム部２３０
３等を含む。
【０１４７】図１６（Ｅ）はプログラムを記録した記録
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。
【０１４８】図１６（Ｆ）はデジタルカメラであり、本
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。
【０１４９】図１７（Ａ）は携帯電話であり、本体２９
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。
【０１５０】図１７（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であ
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。
【０１５１】図１７（Ｃ）はディスプレイであり、本体
３１０１、支持台３１０２、表示部３１０３等を含む。
【０１５２】ちなみに図１７（Ｃ）に示すディスプレイ
は中小型または大型のもの、例えば５〜２０インチの画
面サイズのものである。また、このようなサイズの表示
部を形成するためには、基板の一辺が１ｍのものを用
い、多面取りを行って量産することが好ましい。
【０１５３】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の電子機器の作製方法に適用すること
が可能である。また、本実施例の電子機器は実施の形
態、及び実施例１〜３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。
【０１５４】
【発明の効果】本発明により、複数のＴＦＴが配置され
る画素部において、ＯＬＥＤに電流を供給するＴＦＴに
おいて、単純なオン電流のバラツキだけでなく、規格化
したバラツキをも減少させることができ、ＯＬＥＤを有
する表示装置において輝度のバラツキを格段に低減する
ことができる。
【０１５５】また、本発明により、レーザー光の照射条
件などのＴＦＴ製造プロセスのバラツキが生じても、各
ＴＦＴ間の電気特性のバラツキを低減することができ
る。
【０１５６】また、本発明により、各ＴＦＴ間のバラツ
キ低減以外にも、パターニングや熱処理によるＥＬ層の
面積収縮などが原因となっているＯＬＥＤ自体のバラツ
キも低減することができる。
【０１５７】また、本発明により、各ＴＦＴ間のバラツ
キ低減以外にも、何らかの原因でＯＬＥＤが劣化しても
ＯＬＥＤに流れる電流を一定に保つことができ、一定の
輝度を保持することができる。
【０１５８】また、本発明により、ＴＦＴの容量Ｃoxの
一部を保持容量として意図的に利用することができ、画
素構造の簡略化および開口率の向上を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＴＦＴのチャネル長とチャネルコンダクタ
ンスｇｄの関係を示す図である。
【図２】 電流のバラツキをしめす３σと規格化した
電流のバラツキを示す３σを示す図である。
【図３】 あるチャネル長におけるｎチャネル型ＴＦ
Ｔの電流のバラツキとＶｇとの関係を示すグラフであ
る。
【図４】 あるチャネル長におけるｎチャネル型ＴＦ
Ｔの電流のバラツキとＶｇとの関係を示すグラフであ
る。
【図５】 画素上面図を示す図である。
【図６】 画素上面図を示す図である。
【図７】 アクティブマトリクス型発光表示装置の断
面構造を示す図である。
【図８】 アクティブマトリクス型発光表示装置の等
価回路を示す図である。
【図９】 Ｉｄ−Ｖｄ曲線を示すグラフを示す図であ
る。
【図１０】 ＯＬＥＤと該ＯＬＥＤと接続されるＴＦＴ
の接続関係を示す図である。
【図１１】 電流のバラツキをしめす３σと規格化した
電流のバラツキを示す３σを示す図である。
【図１２】 ＯＬＥＤの負荷曲線とＩｄ−Ｖｄ曲線とを
示す図である。
【図１３】 画素上面図を示す図である。（実施例２）
【図１４】 モジュールを示す図である。（実施例３）
【図１５】 モジュールを示す図である。（実施例３）
【図１６】 電子機器を示す図である。（実施例４）
【図１７】 電子機器を示す図である。（実施例４）
【図１８】 本発明のＴＦＴサイズとオン電流のバラツ
キとの関係を示すグラフ（Ｖｇ＝−５Ｖ）である。
【図１９】 本発明のＴＦＴサイズとオン電流のバラツ
キとの関係を示すグラフ（Ｖｇ＝−１０Ｖ）である。
【図２０】 本発明のＴＦＴサイズとしきい値のバラツ
キとの関係を示すグラフである。
【図２１】 電流値を一定（Ｉｄ＝０．５μＡ）とし、
本発明のＴＦＴサイズとオン電流のバラツキとの関係を
示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 納 光明 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 (72)発明者 安西 彩 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB17 DB03 GA00 5C094 AA03 BA03 BA27 CA19 CA24 EA10 FB14 HA08 JA01 JA08 5F110 AA30 BB02 BB04 CC02 CC05 CC07 DD02 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE05 EE06 EE14 EE23 EE28 FF04 FF30 FF35 GG01 GG02 GG13 GG25 GG28 GG29 GG34 GG43 GG45 GG47 GG51 HJ01 HJ04 HJ12 HJ13 HJ23 HL03 HL04 HL05 HL12 HM15 NN03 NN23 NN24 NN27 NN35 NN72 PP02 PP03 PP10 PP29 PP31 PP34 PP38 QQ09 QQ11 QQ23 QQ24 QQ25 QQ28

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】陰極と、該陰極に接する有機化合物層と、
    該有機化合物層に接する陽極とを有する発光素子を有す
    る発光装置であって、前記発光素子に接続されるＴＦＴ
    のチャネル長Ｌが１００μｍ以上であることを特徴とす
    る発光装置。
  2. 【請求項２】請求項１において、前記ＴＦＴのチャネル
    長Ｌに対するチャネル幅Ｗの比が０．１〜０．０１であ
    ることを特徴とする発光装置。
  3. 【請求項３】陰極と、該陰極に接する有機化合物層と、
    該有機化合物層に接する陽極とを有する発光素子を有す
    る発光装置であって、前記発光素子に接続されるＴＦＴ
    のチャネル長Ｌに対するチャネル幅Ｗの比が０．１〜
    ０．０１であることを特徴とする発光装置。
  4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれか一において、前
    記発光素子に接続されるＴＦＴは、ソースドレイン間電
    圧Ｖｄとしきい値電圧Ｖｔｈとの和がゲート電圧Ｖｇよ
    り大きい範囲でチャネルコンダクタンスｇｄが０〜１×
    １０-8Ｓであることを特徴とする発光装置。
  5. 【請求項５】請求項１乃至３のいずれか一において、前
    記発光素子に接続されるＴＦＴは、ソースドレイン間電
    圧Ｖｄとしきい値電圧Ｖｔｈとの和がゲート電圧Ｖｇよ
    り大きい範囲でチャネルコンダクタンスｇｄが０〜５×
    １０-9Ｓであることを特徴とする発光装置。
  6. 【請求項６】請求項１乃至３のいずれか一において、前
    記発光素子に接続されるＴＦＴは、ソースドレイン間電
    圧Ｖｄとしきい値電圧Ｖｔｈとの和がゲート電圧Ｖｇよ
    り大きい範囲でチャネルコンダクタンスｇｄが０〜２×
    １０-9Ｓであることを特徴とする発光装置。
  7. 【請求項７】陰極と、該陰極に接する有機化合物層と、
    該有機化合物層に接する陽極とを有する発光素子を有す
    る発光装置であって、前記発光素子に接続されるＴＦＴ
    は、ソースドレイン間電圧Ｖｄとしきい値電圧Ｖｔｈと
    の和がゲート電圧Ｖｇより大きい範囲でチャネルコンダ
    クタンスｇｄが０〜２×１０-9Ｓであることを特徴とす
    る発光装置。
  8. 【請求項８】請求項１乃至７のいずれか一において、前
    記発光素子に接続されるＴＦＴは、ｐチャネル型ＴＦＴ
    またはｎチャネル型ＴＦＴであることを特徴とする発光
    装置。
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