JP2003288994A - 発光装置およびその作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高信頼性を有し、且つ、大画面、且つ、高精
細な画素部を有する発光装置を提供する。 【解決手段】 各画素電極間に設けられた絶縁物２４上
に、金属膜からなる補助電極２１を設け、該補助電極と
接する透明導電膜からなる導電層２０の低抵抗化および
薄膜化を可能とする。また、補助電極２１で下層の電極
と接続させることによってＥＬ層上に設ける透明導電膜
との引き出しを可能とする。さらに水素を含む膜と窒化
珪素膜との積層からなる保護膜３２を形成し、高い信頼
性を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関し、
特に、絶縁表面を有する基板上に形成された発光素子を
有する発光装置およびその作製方法に関する。また、該
発光素子を有するパネルにコントローラを含むＩＣ等を
実装したモジュールに関する。なお本明細書において、
発光素子を有するパネル及び発光素子を有するモジュー
ルを共に発光装置と総称する。本発明はさらに、該発光
装置を製造する装置に関する。

【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ＥＬ素子を有し
たアクティブマトリクス型発光装置（以下、単に発光装
置とも呼ぶ）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 Li
ght Emitting Diode）とも呼ばれている。

【０００５】アクティブマトリクス型発光装置は、各画
素のそれぞれにＴＦＴでなるスイッチング素子（以下、
スイッチング素子という）を設け、そのスイッチング用
ＴＦＴによって電流制御を行う駆動素子（以下、電流制
御用ＴＦＴという）を動作させてＥＬ層（厳密には発光
層）を発光させる。例えば特許文献１に記載された発光
装置が公知である。

【０００６】ＥＬ素子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、ＥＬ素子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。

【０００７】なお、ＥＬ素子は、電場を加えることで発
生するルミネッセンス（Electro Luminescence）が得ら
れる有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層と記す）と、陽
極と、陰極とを有する。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、本発明の製造装置および成膜方
法により作製される発光装置は、どちらの発光を用いた
場合にも適用可能である。

【０００８】ＥＬ素子は一対の電極間にＥＬ層が挟まれ
た構造となっているが、ＥＬ層は通常、積層構造となっ
ている。代表的には、「正孔輸送層／発光層／電子輸送
層」という積層構造が挙げられる。この構造は非常に発
光効率が高く、現在、研究開発が進められている発光装
置は殆どこの構造を採用している。

【０００９】また、他にも陽極上に正孔注入層／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／電子注入層の順に積層する
構造も良い。発光層に対して蛍光性色素等をドーピング
しても良い。また、これらの層は、全て低分子系の材料
を用いて形成しても良いし、全て高分子系の材料を用い
て形成しても良い。

【００１０】また、これまでアクティブマトリクス型の
発光装置において、基板上のＴＦＴと電気的に接続され
た電極が陽極として形成され、陽極上に有機化合物層が
形成され、有機化合物層上に陰極が形成される発光素子
を有し、有機化合物層において生じた光を透明電極であ
る陽極からＴＦＴの方へ取り出すという構造であった。

【００１１】しかし、この構造においては、解像度を向
上させようとすると画素部における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てい
た。

【００１２】

【特許文献１】特開平１０−１８９２５２号公報

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、基板上の
ＴＦＴと電気的に接続されたＴＦＴ側の電極を陰極とし
て形成し、陰極上に有機化合物層を形成し、有機化合物
層上に透明電極である陽極を形成するという構造（以
下、上面出射構造とよぶ）の発光素子を有するアクティ
ブマトリクス型の発光装置を作製する。或いは、基板上
のＴＦＴと電気的に接続されたＴＦＴ側の電極を陽極と
して形成し、陽極上に有機化合物層を形成し、有機化合
物層上に半透明電極である陰極を形成するという構造
（この構造も、上面出射構造とよぶ）の発光素子を有す
るアクティブマトリクス型の発光装置を作製する。

【００１４】これらの上記各構造において、透明電極の
膜抵抗が高くなるという問題が生じる。特に、透明電極
の膜厚を薄くした場合、さらに膜抵抗が高くなってしま
う。陽極または陰極となる透明電極の膜抵抗が高くなる
と電圧降下により面内電位分布が不均一になり、発光素
子の輝度にバラツキを生じるといった不具合が生じる。
そこで、本発明は、発光素子における透明電極の膜抵抗
を低下させる構造の発光装置およびその作製方法を提供
することを課題とする。そして、そのような発光装置を
表示部として用いる電気器具を提供することを課題とす
る。

【００１５】加えて、発光素子および発光装置の信頼性
を高めることも課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に形成
された発光素子の作製において、有機化合物層の形成前
に導電性の膜を各画素電極間に配置する絶縁物上に形成
し、透明電極の膜抵抗の低抵抗化を図るというものであ
る。

【００１７】さらに上記導電性の膜を用いて引き出し配
線を形成し、下層に存在する他の配線と接続を行うこと
も本発明の特徴としている。

【００１８】本明細書で開示する発明の構成は、第１の
電極と、該第１の電極上に接する有機化合物層と、該有
機化合物層上に接する第２の電極とを有する発光素子を
複数有する画素部と、駆動回路と、端子部とを有する発
光装置であって、前記画素部には、薄膜トランジスタに
接続する前記第１の電極の端部が絶縁物で覆われてお
り、且つ、該絶縁物上に導電性を有する材料からなる第
３の電極と、前記絶縁物及び前記第１の電極上に有機化
合物層と、前記有機化合物層及び前記第３の電極に接す
る第２の電極とが設けられており、前記端子部と画素部
との間には、第３の電極と同一材料からなる配線または
第２の電極と同一材料からなる配線が端子から延びてい
る配線と接続する箇所を有することを特徴とする発光装
置である。

【００１９】また、上記構成において、前記第３の電極
は、前記絶縁物と同一のパターン形状を有していてもよ
い。その場合、前記絶縁物と同一のマスクを用いて形成
される。

【００２０】或いは、上記構成において、前記第３の電
極は、前記絶縁物と異なるパターン形状を有していても
よい。その場合、前記絶縁物をパターニングした後、導
電性を有する材料からなる膜を形成して前記絶縁物のパ
ターニングとは異なるマスクを用いて形成される。

【００２１】また、本発明の他の構成は、基板上に形成
された発光素子の作製において、有機化合物層の形成前
に導電性の膜を各画素電極間に配置する絶縁物上に形成
し、有機化合物層と、透明電極を形成した後、該透明電
極上に導電性の高い材料からなる電極を形成し、透明電
極の膜抵抗の低抵抗化を図るというものである。なお、
透明電極上に形成する電極は、発光領域となる場所には
設けない。さらに上記導電性の膜を用いて引き出し配線
を形成し、下層に存在する他の配線と接続を行うことも
本発明の特徴としている。

【００２２】本明細書で開示する発明の他の構成は、第
１の電極と、該第１の電極上に接する有機化合物層と、
該有機化合物層上に接する第２の電極とを有する発光素
子を複数有する画素部と、駆動回路と、端子部とを有す
る発光装置であって、前記画素部には、薄膜トランジス
タに接続する前記第１の電極の端部が絶縁物で覆われて
おり、且つ、該絶縁物の一部および第１の電極上に有機
化合物層と、該有機化合物層上に接する第２の電極と、
該第２の電極において前記第１の電極と重ならない領域
上に接して導電性を有する材料からなる第３の電極とが
設けられており、前記端子部と画素部との間には、第３
の電極と同一材料からなる配線または第２の電極と同一
材料からなる配線が端子から延びている配線と接続する
箇所を有することを特徴とする発光装置である。

【００２３】また、上記各構成において、前記第２の電
極は、前記発光素子の陰極、或いは陽極であることを特
徴としている。

【００２４】また、上記各構成において、前記第３の電
極は、前記第２の電極を構成する材料よりも電気抵抗が
小さい材料からなっており、導電型を付与する不純物元
素がドープされたｐｏｌｙ−Ｓｉ、Ｗ、ＷＳｉ_X、Ａ
ｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｃｒ、またはＭｏ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主成分とする膜またはそれらの積層
膜からなることを特徴としている。例えば、前記第３の
電極は、窒化物層またはフッ化物層を最上層とする積層
からなる電極とすることが好ましい。

【００２５】また、上記各構成において、前記第１の電
極は、前記発光素子の陰極、或いは陽極であることを特
徴としている。例えば、第２の電極が陰極である場合、
第１の電極は陽極であり、第２の電極が陽極である場
合、第１の電極は陰極である。

【００２６】また、上記各構成において、前記絶縁物
は、無機絶縁膜で覆われた有機樹脂からなる障壁（バン
クとも呼ばれる）、或いは、前記絶縁物は、無機絶縁膜
であることを特徴としている。なお、前記無機絶縁膜は
膜厚１０〜１００ｎｍの窒化珪素を主成分とする絶縁膜
であることを特徴としている。

【００２７】また、発光装置において、発光していない
画素では入射した外光（発光装置の外部の光）が陰極の
裏面（発光層に接する側の面）で反射され、陰極の裏面
が鏡のように作用して外部の景色が観測面（観測者側に
向かう面）に映るといった問題があった。また、この問
題を回避するために、発光装置の観測面に円偏光フィル
ムを貼り付け、観測面に外部の景色が映らないようにす
る工夫がなされているが、円偏光フィルムが非常に高価
であるため、製造コストの増加を招くという問題があっ
た。

【００２８】本発明は、円偏光フィルムを用いずに発光
装置の鏡面化を防ぐことを目的とし、それにより発光装
置の製造コストを低減して安価な発光装置を提供するこ
とも課題としている。そこで、本発明では、円偏光フィ
ルムに代えて安価なカラーフィルタを用いることを特徴
としている。上記構成において、色純度を向上させるた
め、前記発光装置には各画素に対応するカラーフィルタ
を備えることが好ましい。また、カラーフィルタの黒色
の部分（黒色の有機樹脂）が各発光領域の間と重なるよ
うにすればよい。さらに、カラーフィルタの黒色の部分
（黒の着色層）が、異なる有機化合物層が一部重なる部
分と重なるようにしてもよい。

【００２９】ただし、発光の出射方向、即ち、前記発光
素子と観察者の間にカラーフィルタを設ける。例えば、
発光素子が設けられている基板を通過させない場合にお
いては、封止基板にカラーフィルタを貼り付ければよ
い。或いは、発光素子が設けられている基板を通過させ
る場合においては、発光素子が設けられている基板にカ
ラーフィルタを貼り付ければよい。こうすることによっ
て、円偏光フィルムを必要としなくなる。

【００３０】加えて、有機化合物を含む層上の陽極とし
て、透明導電膜（代表的にはＩＴＯ、ZnＯ）を用い、そ
の上に無機絶縁膜からなる保護膜を形成することは極め
て有用である。また、有機化合物を含む層上の陰極とし
て、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、またはこれらの合金（代表的に
はＡｌＬｉ）からなる金属薄膜（光が通過する膜厚）を
用い、その上に無機絶縁膜からなる保護膜を形成するこ
とも有効である。

【００３１】さらに、無機絶縁膜からなる保護膜を形成
する前に、プラズマCVD法またはスパッタ法で水素を含
む膜、代表的には炭素を主成分とする薄膜、または窒化
珪素膜を形成することが好ましい。また、水素を含む膜
は、炭素を主成分とする薄膜と窒化珪素膜との積層膜と
してもよい。

【００３２】また、本発明の他の構成は、絶縁表面を有
する基板上に発光素子を有し、該発光素子は、陽極、陰
極、並びに前記陽極と前記陰極との間に挟まれた有機化
合物層とを有し、前記発光素子は、水素を含む膜で覆わ
れていることを特徴とする発光装置である。

【００３３】有機化合物層が耐えうる温度範囲で加熱処
理を行ったり、発光素子を発光させた際に生じる発熱を
利用することによって、上記水素を含む膜から水素を拡
散させて、有機化合物層における欠陥を水素で終端（タ
ーミネーション）させることができる。有機化合物層に
おける欠陥を水素で終端させると発光装置としての信頼
性が向上する。また、上記水素を含む膜の成膜の際、プ
ラズマ化された水素によって有機化合物層における欠陥
を水素で終端させることもできる。また、水素を含む膜
を覆って形成する保護膜は、保護膜側に拡散する水素を
ブロックして効率よく、水素を有機化合物層に拡散させ
て、有機化合物層における欠陥を水素で終端させる役目
も果たす。なお、上記水素を含む膜は、発光素子の保護
膜としても機能させることができる。

【００３４】さらに、上記水素を含む膜をバッファ層と
して機能させることもでき、スパッタ法によって透明導
電膜に接して窒化珪素膜を形成する場合、透明導電膜に
含まれる不純物（Iｎ、Ｓｎ、Ｚｎ等）が窒化珪素膜に
混入する恐れがあるが、バッファ層となる上記水素を含
む膜を間に形成することによって窒化珪素膜への不純物
混入を防止することもできる。上記構成によりバッファ
層を形成することで、透明導電膜からの不純物（Ｉｎ、
Ｓｎなど）の混入を防止し、不純物のない優れた保護膜
を形成することができる。

【００３５】また、本発明の他の構成は、絶縁表面を有
する基板上に発光素子を有し、該発光素子は、陽極、陰
極、並びに前記陽極と前記陰極との間に挟まれた有機化
合物層とを有し、前記発光素子は、水素を含む膜で覆わ
れ、さらに該水素を含む膜は無機絶縁膜からなる保護膜
で覆われていることを特徴とする発光装置である。

【００３６】また、上記構成を実現する作製方法も本発
明の一つであり、本発明の作製方法に関する構成は、絶
縁表面上にＴＦＴを形成し、前記ＴＦＴと電気的に接続
された陰極を形成し、前記陰極上に有機化合物層を形成
し、前記前記有機化合物層上に陽極を形成した後、前記
陽極上に水素を含む膜を形成することを特徴とする発光
装置の作製方法である。

【００３７】また、本発明の作製方法に関する他の構成
は、絶縁表面上にＴＦＴを形成し、前記ＴＦＴと電気的
に接続された陽極を形成し、前記陽極上に有機化合物層
を形成し、前記前記有機化合物層上に陰極を形成した
後、前記陰極上に水素を含む膜を形成することを特徴と
する発光装置の作製方法である。

【００３８】また、本発明の作製方法に関する上記各構
成において、前記水素を含む膜は、前記有機化合物層の
耐えうる温度範囲、例えば室温〜１００℃以下でプラズ
マＣＶＤ法、またはスパッタ法により形成することを特
徴とし、前記水素を含む膜は、炭素を主成分とする薄
膜、または窒化珪素膜であることを特徴としている。

【００３９】また、本発明の作製方法に関する上記各構
成において、前記有機化合物層を形成する工程は蒸着
法、塗布法、イオンプレーティング法もしくはインクジ
ェット法により行われることを特徴としている。

【００４０】また、本発明の作製方法に関する上記各構
成において、前記水素を含む膜上に無機絶縁膜からなる
保護膜を形成することを特徴としている。

【００４１】また、本発明の作製方法に関する上記各構
成において、前記水素を含む膜を形成する際、前記有機
化合物層における欠陥を水素で終端させることを特徴と
している。

【００４２】また、水分や酸素による劣化を防ぐため、
封止缶や封止基板で発光素子を封止する際、密閉される
空間に水素ガスを充填、或いは水素及び不活性気体（希
ガスまたは窒素）を充填させてもよい。

【００４３】本発明の他の構成は、絶縁表面を有する基
板上に発光素子を有し、該発光素子は、陽極、陰極、並
びに前記陽極と前記陰極との間に挟まれた有機化合物層
とを有し、前記発光素子は、透光性を有する基板とシー
ル材とで密閉され、且つ、密閉された空間には、水素が
含まれていることを特徴とする発光装置である。

【００４４】上記構成において、前記発光素子は、水素
を含む膜（炭素を主成分とする薄膜、または窒化珪素
膜）で覆われていることを特徴としている。

【００４５】また、上記構成により、有機化合物層が耐
えうる温度範囲で加熱処理を行ったり、発光素子を発光
させた際に生じる発熱を利用することによって、上記水
素を含む空間から水素を拡散させて、有機化合物層にお
ける欠陥を水素で終端させることができる。有機化合物
層における欠陥を水素で終端させると発光装置としての
信頼性が向上する。

【００４６】なお、本明細書において、陰極と陽極との
間に設けられる全ての層を総称してＥＬ層という。した
がって、上述した正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電
子輸送層及び電子注入層は、全てＥＬ層に含まれる。

【００４７】本発明において、前記炭素を主成分とする
薄膜は膜厚３〜５０ｎｍのＤＬＣ膜（Diamond like Car
bon）であることを特徴としている。ＤＬＣ膜は短距離
秩序的には炭素間の結合として、ＳＰ³結合をもってい
るが、マクロ的にはアモルファス状の構造となってい
る。ＤＬＣ膜の組成は炭素が７０〜９５原子％、水素が
５〜３０原子％であり、非常に硬く絶縁性に優れてい
る。また、このようなＤＬＣ膜は、水蒸気や酸素などの
ガス透過率が低いという特徴がある。また、微少硬度計
による測定で、１５〜２５ＧＰａの硬度を有することが
知られている。

【００４８】ＤＬＣ膜はプラズマＣＶＤ法（代表的に
は、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、電子
サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ＣＶＤ法など）、スパッ
タ法などで形成することができる。いずれの成膜方法を
用いても、密着性良くＤＬＣ膜を形成することができ
る。ＤＬＣ膜は基板をカソードに設置して成膜する。ま
たは、負のバイアスを印加して、イオン衝撃をある程度
利用して緻密で硬質な膜を形成できる。

【００４９】成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭
化水素系のガス（例えばＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₆Ｈ₆など）
とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイ
アスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜
する。こうすることにより、緻密で平滑なＤＬＣ膜を得
ることができる。

【００５０】また、このＤＬＣ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。

【００５１】また、本明細書において、可視光に対して
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。

【００５２】

【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。

【００５３】（実施の形態１）図２は、ＥＬモジュール
の上面図である。無数のＴＦＴが設けられた基板（ＴＦ
Ｔ基板とも呼ぶ）には、表示が行われる画素部４０と、
画素部の各画素を駆動させる駆動回路４１ａ、４１ｂ
と、ＥＬ層上に設けられる電極と引き出し配線とを接続
する接続部と、外部回路と接続するためにＦＰＣを貼り
付ける端子部４２とが設けられている。また、ＥＬ素子
を封止するための基板と、シール材３３とによって密閉
する。また、図１（Ａ）は、図２中における鎖線Ａ−
Ａ’で切断した場合の断面図である。

【００５４】鎖線Ａ−Ａ’の方向には規則的に画素が配
置されており、ここではＸ方向にＲ、Ｇ、Ｂの順で配置
されている例を示す。

【００５５】図１（Ａ）中、発光領域（Ｒ）は赤色の発
光領域を示しており、発光領域（Ｇ）は緑色の発光領域
を示しており、発光領域（Ｂ）は青色の発光領域を示し
ており、これらの３色の発光領域によりフルカラー化さ
れた発光表示装置を実現している。

【００５６】また、図１（Ａ）中、ＴＦＴ１は、赤色を
発光するＥＬ層１７に流れる電流を制御する素子であ
り、４、７はソース電極またはドレイン電極である。ま
た、ＴＦＴ２は、緑色を発光するＥＬ層１８に流れる電
流を制御する素子であり、５、８はソース電極またはド
レイン電極である。ＴＦＴ３は、青色を発光するＥＬ層
１９に流れる電流を制御する素子であり、６、９はソー
ス電極またはドレイン電極である。１５、１６は有機絶
縁材料または無機絶縁膜材料からなる層間絶縁膜であ
る。

【００５７】また、１１〜１３は、ＥＬ素子の陽極（或
いは陰極）であり、２０は、ＥＬ素子の陰極（或いは陽
極）である。ここでは、２０として薄い金属層（代表的
にはＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉなどの合金）と透明
導電膜（ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化
インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ₂Ｏ₃―ＺｎＯ）、酸化亜
鉛（ＺｎＯ）等）との積層膜からなる陰極とし、各発光
素子からの光を通過させている。ただし、上記透明導電
膜は陰極としては機能せず、電気抵抗を下げる為に設け
ている。また、陽極としては、仕事関数の大きい、具体
的には白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン
（Ｗ）、もしくはニッケル(Ｎｉ)といった材料、または
透明導電膜（ＩＴＯ、ＺｎＯなど）、またはこれらの積
層を用いればよい。

【００５８】また、１１〜１３の両端部およびそれらの
間は有機絶縁物２４（障壁またはバンクとも呼ばれる）
で覆われている。さらに、有機絶縁物２４は無機絶縁膜
１４で覆われている。また、有機絶縁物２４上の一部に
まで有機化合物層が形成されている。

【００５９】また、無機絶縁膜１４で覆われた有機絶縁
物２４（障壁またはバンクとも呼ばれる）上には、補助
電極２１を有している。この補助電極２１は、陰極（或
いは陽極）の電気抵抗値を下げる機能を有する。上記に
示した透明導電膜の抵抗値は、比較的に高いため、大画
面化することが困難であるが、補助電極２１を設けるこ
とによって、陰極（或いは陽極）の電極全体として低抵
抗化することができる。加えて、透明導電膜の薄膜化も
可能とすることができる。

【００６０】さらに、この補助電極２１で下層の配線ま
たは電極と接続させる。この補助電極２１はＥＬ層を形
成する前に成膜及びパターニングを行えばよい。補助電
極２１は、スパッタ法や蒸着法などを用い、導電型を付
与する不純物元素がドープされたｐｏｌｙ−Ｓｉ、Ｗ、
ＷＳｉ_X、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｃｒ、また
はＭｏ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主成分とする膜または
それらの積層膜で形成すればよい。こうして、下層の電
極とコンタクトさせた補助電極２１上に接して透明導電
膜を形成すれば陰極の引き出しが可能となる。なお、図
１（Ｃ）は、図２中に示した鎖線Ｃ−Ｃ’で切断した場
合の断面図である。また、図１（Ｃ）中、点線で示した
電極同士は電気的に接続していることを示している。ま
た、端子部において、端子の電極を陰極１０と同じ材料
で形成している。

【００６１】また、約１０μｍの間隔が保たれるように
シール材３３によって封止基板３０が貼りつけられてお
り、全ての発光素子は密閉されている。なお、シール材
３３は、駆動回路の一部と重なるようにして狭額縁化さ
せることが好ましい。シール材３３によって封止基板３
０を貼りつける直前には真空でアニールを行って脱気を
行うことが好ましい。また、封止基板３０を貼りつける
際には、水素および不活性気体（希ガスまたは窒素）を
含む雰囲気下で行って、保護膜３２と、シール材３３
と、封止基板３０によって密閉された空間には水素を含
ませることが好ましい。発光素子を発光させた際に生じ
る発熱を利用することによって、上記水素を含む空間か
ら水素を拡散させて、有機化合物層における欠陥を水素
で終端させることができる。有機化合物層における欠陥
を水素で終端させると発光装置としての信頼性が向上す
る。

【００６２】さらに、色純度を高めるため、封止基板３
０には各画素に対応するカラーフィルタが設けられてい
る。カラーフィルタのうち、赤色の着色層３１ｂは赤色
の発光領域（Ｒ）に対向して設けられ、緑色の着色層３
１ｃは緑色の発光領域（Ｇ）に対向して設けられ、青色
の着色層３１ｄは青色の発光領域（Ｂ）に対向して設け
られる。また、発光領域以外の領域は、カラーフィルタ
の黒色部分、即ち遮光部３１ａによって遮光されてい
る。なお、遮光部３１ａは、金属膜（クロム等）または
黒色顔料を含有した有機膜で構成されている。

【００６３】本発明においては、カラーフィルタを設け
ることによって円偏光板を不必要としている。

【００６４】また、図１（Ｂ）は、図２中に示した鎖線
Ｂ−Ｂ’で切断した場合の断面図である。図１（Ｂ）に
おいても１１ａ〜１１ｃの両端部およびそれらの間は無
機絶縁膜１４で覆われている。ここでは赤色を発光する
ＥＬ層１７が共通となっている例を示したが、特に限定
されず、同じ色を発光する画素毎にＥＬ層を形成しても
よい。

【００６５】また、図１において、発光装置の信頼性を
高めるために保護膜３２を形成している。この保護膜３
２はスパッタ法により得られる窒化珪素または窒化酸化
珪素を主成分とする絶縁膜である。また、図１において
は、保護膜に発光を通過させるため、保護膜の膜厚は、
可能な限り薄くすることが好ましい。

【００６６】さらに、発光装置の信頼性を高めるために
保護膜３２を形成する前に水素を含む膜を形成する。保
護膜３２を形成する前に水素を含む膜を形成することに
よって、有機化合物層１７〜１９の欠陥を終端させる。
前記水素を含む膜は、炭素を主成分とする薄膜、または
窒化珪素膜とすればよい。この水素を含む膜を形成する
方法としては、前記有機化合物層の耐えうる温度範囲、
例えば室温〜１００℃以下でプラズマＣＶＤ法、または
スパッタ法により形成する。なお、図１では、水素を含
む膜は、保護膜の一部と見なしているため、図示してい
ない。また、上記水素を含む膜は、保護膜３２の膜応力
を緩和させるバッファ層とすることもできる。

【００６７】また、本発明は、図１（Ｃ）に示した構成
に限定されないことは言うまでもない。図１（Ｃ）と構
成が一部異なる例を図３（Ａ）〜（Ｄ）に示す。なお、
簡略化のため、図３（Ａ）〜（Ｄ）において、図１と同
一である部分は、同一の符号を用いる。

【００６８】図１（Ｃ）では、端子部に陰極と同一材料
（透明電極）からなる電極が設けられた例であったが、
図３（Ａ）は、ＴＦＴのゲート電極と同一材料からなる
電極（上層がＷ膜、下層がＴａＮ膜）でＦＰＣと接続す
る例である。

【００６９】また、図３（Ｂ）は、画素電極（陽極）と
同一材料からなる電極１０でＦＰＣと接続する例であ
る。なお、この電極１０は、ＴＦＴのゲート電極と同一
材料からなる電極（上層がＷ膜、下層がＴａＮ膜）上に
接して設けられている。

【００７０】また、図３（Ｃ）は、ＴＦＴの引き出し配
線（ＴｉＮ膜、Ａｌ膜、ＴｉＮ膜の順で積層された配
線）上に設けられた画素電極（陽極）と同一材料からな
る電極１０上に形成された陰極２０と同一材料（透明電
極）からなる電極でＦＰＣと接続する例である。

【００７１】また、図３（Ｄ）は、ＴＦＴの引き出し配
線（ＴｉＮ膜、Ａｌ膜、ＴｉＮ膜の順で積層された配
線）上に形成された陰極２０と同一材料（透明電極）か
らなる電極でＦＰＣと接続する例である。

【００７２】（実施の形態２）ここでは、水素を含む膜
および保護膜について、図４を用いて説明する。

【００７３】図４（Ａ）は、ＥＬ素子の積層構造の一例
を示した模式図である。図４（Ａ）中、２００は陰極
（或いは陽極）、２０１はＥＬ層、２０２は陽極（或い
は陰極）、２０３は水素を含むＤＬＣ膜、２０４は保護
膜である。また、陽極２０２に発光を通過させる場合、
陽極２０２として、透光性を有する導電膜（ＩＴＯやＺ
ｎＯなど）を用いることが好ましい。また、陰極２００
としては金属膜（ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉなどの
合金、または周期表の１族もしくは２族に属する元素と
アルミニウムとを共蒸着法により形成した膜）、あるい
はそれらの積層を用いることが好ましい。

【００７４】保護膜２０４は、スパッタ法（ＤＣ方式や
ＲＦ方式）により得られる窒化珪素または窒化酸化珪素
を主成分とする絶縁膜を用いればよい。シリコンターゲ
ットを用い、窒素とアルゴンを含む雰囲気で形成すれ
ば、窒化珪素膜が得られる。また、窒化シリコンターゲ
ットを用いてもよい。また、保護膜２０４は、リモート
プラズマを用いた成膜装置を用いて形成してもよい。ま
た、保護膜に発光を通過させる場合、保護膜の膜厚は、
可能な限り薄くすることが好ましい。

【００７５】また、水素を含むＤＬＣ膜２０３は、炭素
が７０〜９５原子％、水素が５〜３０原子％であり、非
常に硬く絶縁性に優れている。水素を含むＤＬＣ膜はプ
ラズマＣＶＤ法（代表的には、ＲＦプラズマＣＶＤ法、
マイクロ波ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣ
Ｒ）ＣＶＤ法など）、スパッタ法などで形成することが
できる。

【００７６】この水素を含むＤＬＣ膜２０３を形成する
方法としては、前記有機化合物層の耐えうる温度範囲、
例えば室温〜１００℃以下で形成する。

【００７７】プラズマを発生させる場合の成膜に用いる
反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス（例えばＣ
Ｈ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₆Ｈ₆など）とを用いればよい。

【００７８】有機化合物層が耐えうる温度範囲で加熱処
理を行ったり、発光素子を発光させた際に生じる発熱を
利用することによって、上記水素を含むＤＬＣ膜から水
素を拡散させて、有機化合物層における欠陥を水素で終
端（ターミネーション）させることができる。有機化合
物層における欠陥を水素で終端させると発光装置として
の信頼性が向上する。また、上記水素を含むＤＬＣ膜の
成膜の際、プラズマ化された水素によって有機化合物層
における欠陥を水素で終端させることもできる。また、
水素を含むＤＬＣ膜を覆って形成する保護膜は、保護膜
側に拡散する水素をブロックして効率よく、水素を有機
化合物層に拡散させて、有機化合物層における欠陥を水
素で終端させる役目も果たす。なお、上記水素を含むＤ
ＬＣ膜は、発光素子の保護膜としても機能させることが
できる。

【００７９】さらに、上記水素を含むＤＬＣ膜をバッフ
ァ層として機能させることもでき、スパッタ法により透
明導電膜からなる膜に接して窒化珪素膜を形成する場
合、透明導電膜に含まれる不純物（Iｎ、Ｓｎ、Ｚｎ
等）が窒化珪素膜に混入する恐れがあるが、バッファ層
となる上記水素を含むＤＬＣ膜を間に形成することによ
って窒化珪素膜への不純物混入を防止することもでき
る。上記構成によりバッファ層を形成することで、透明
導電膜からの不純物（Ｉｎ、Ｓｎなど）の混入を防止
し、不純物のない優れた保護膜を形成することができ
る。

【００８０】このような構成とすることで、発光素子を
保護するとともに、信頼性を向上させることができる。

【００８１】また、図４（Ｂ）は、ＥＬ素子の積層構造
の他の一例を示した模式図である。図４（Ｂ）中、３０
０は陰極（或いは陽極）、３０１はＥＬ層、３０２は陽
極（或いは陰極）、３０３は水素を含む窒化珪素膜、３
０４は保護膜である。また、陽極３０２に発光を通過さ
せる場合、３０２として、透光性を有する導電性材料ま
たは非常に薄い金属膜（ＭｇＡｇ）、あるいはそれらの
積層を用いることが好ましい。また、陽極３０２に発光
を通過させる場合、陽極３０２として、透光性を有する
導電膜（ＩＴＯやＺｎＯなど）を用いることが好まし
い。また、陰極３００としては金属膜（ＭｇＡｇ、Ｍｇ
Ｉｎ、ＡｌＬｉなどの合金、または周期表の１族もしく
は２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により
形成した膜）、あるいはそれらの積層を用いることが好
ましい。

【００８２】保護膜３０４は、スパッタ法（ＤＣ方式や
ＲＦ方式）により得られる窒化珪素または窒化酸化珪素
を主成分とする絶縁膜を用いればよい。シリコンターゲ
ットを用い、窒素とアルゴンを含む雰囲気で形成すれ
ば、窒化珪素膜が得られる。また、窒化シリコンターゲ
ットを用いてもよい。また、保護膜３０４は、リモート
プラズマを用いた成膜装置を用いて形成してもよい。ま
た、保護膜に発光を通過させる場合、保護膜の膜厚は、
可能な限り薄くすることが好ましい。

【００８３】また、水素を含む窒化珪素膜３０３は、プ
ラズマＣＶＤ法（代表的には、ＲＦプラズマＣＶＤ法、
マイクロ波ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣ
Ｒ）ＣＶＤ法など）、ＲＦスパッタ法、ＤＣスパッタ法
などで形成することができる。

【００８４】この水素を含む窒化珪素膜３０３を形成す
る方法としては、前記有機化合物層の耐えうる温度範
囲、例えば室温〜１００℃以下で形成する。

【００８５】水素を含む窒化珪素膜３０３を形成する方
法として、プラズマＣＶＤ法を用いる場合、反応ガス
は、窒素を含むガス（Ｎ₂、ＮＨ₃ＮＯｘで表記される窒
素酸化物系ガスなど）と、珪化水素系のガス（例えばシ
ラン（ＳｉＨ₄）やジシランやトリシランなど）とを用
いればよい。

【００８６】水素を含む窒化珪素膜３０３を形成する方
法として、スパッタ法を用いる場合、シリコンターゲッ
トを用い、水素と窒素とアルゴンとを含む雰囲気で形成
すれば、水素を含む窒化珪素膜が得られる。また、窒化
シリコンターゲットを用いてもよい。

【００８７】有機化合物層が耐えうる温度範囲で加熱処
理を行ったり、発光素子を発光させた際に生じる発熱を
利用することによって、上記水素を含む窒化珪素膜から
水素を拡散させて、有機化合物層における欠陥を水素で
終端（ターミネーション）させることができる。有機化
合物層における欠陥を水素で終端させると発光装置とし
ての信頼性が向上する。また、上記水素を含む窒化珪素
膜の成膜の際、プラズマ化された水素によって有機化合
物層における欠陥を水素で終端させることもできる。ま
た、水素を含む窒化珪素膜を覆って形成する保護膜は、
保護膜側に拡散する水素をブロックして効率よく、水素
を有機化合物層に拡散させて、有機化合物層における欠
陥を水素で終端させる役目も果たす。なお、上記水素を
含む窒化珪素膜は、発光素子の保護膜としても機能させ
ることができる。

【００８８】さらに、上記水素を含む窒化珪素膜をバッ
ファ層として機能させることもでき、スパッタ法により
透明導電膜からなる膜に接して窒化珪素膜を形成する場
合、透明導電膜に含まれる不純物（Iｎ、Ｓｎ、Ｚｎ
等）が窒化珪素膜に混入する恐れがあるが、バッファ層
となる上記水素を含む窒化珪素膜を間に形成することに
よって窒化珪素膜への不純物混入を防止することもでき
る。上記構成によりバッファ層を形成することで、透明
導電膜からの不純物（Ｉｎ、Ｓｎなど）の混入を防止
し、不純物のない優れた保護膜を形成することができ
る。

【００８９】このような構成とすることで、発光素子を
保護するとともに、信頼性を向上させることができる。

【００９０】また、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）では水素
を含む膜として単層とした例を示したが、水素を含む窒
化珪素膜と水素を含むＤＬＣ膜との積層、もしくはこれ
らの３層以上の積層としてもよい。

【００９１】また、本実施の形態は、アクティブマトリ
クス型表示装置だけでなく、パッシブ型表示装置に適用
することもできる。

【００９２】また、本実施の形態は、実施の形態１と自
由に組み合わせることができる。

【００９３】（実施の形態３）ここでは、図１と構成が
一部異なる例を図６に示す。ここでは、画素部に規則的
に配置される多数の画素のうち、３×３の画素を例に本
発明を以下に説明する。なお、断面構造において、ＴＦ
Ｔは図１とほぼ同一であり、簡略化のため、図６におい
て、図１と同一である部分は、同一の符号を用いる。

【００９４】図６（Ａ）は、図５（Ａ）中鎖線Ａ−Ａ’
で切断した場合の断面図である。発光領域５０Ｒは赤色
の発光領域を示しており、発光領域５０Ｇは緑色の発光
領域を示しており、発光領域５０Ｂは青色の発光領域を
示しており、これらの３色の発光領域によりフルカラー
化された発光表示装置を実現している。

【００９５】本実施の形態においては、図６（Ａ）に示
したように、同一のマスクでパターンニングを行った例
であり、補助電極６２１と有機絶縁物６２４との上面か
ら見た形状がほぼ同一である。この場合、図６（Ｃ）に
示したように、補助電極６２１は、陰極２０でソース配
線と同一材料からなる配線と電気的に接続させている。

【００９６】また、画素電極６１２は、層間絶縁膜１５
上に形成されており、画素電極６１２の形成後にＴＦＴ
のコンタクトホールが形成され、その後に形成される電
極６０７、６０８でＴＦＴと画素電極６１２とを電気的
に接続している。また、画素電極の両端部およびそれら
の間は無機絶縁物１４で覆われている。また、図１と同
様に有機絶縁物６２４上の一部にまで有機化合物層が形
成されている。

【００９７】また、図５（Ｂ）は、画素電極の形成直後
の上面図であり、図５（Ａ）と対応している。図５
（Ａ）及び図５（Ｂ）においては、画素一列（Ｙ方向）
毎に帯状の有機化合物層を設けている。各発色の異なる
有機化合物層の間には帯状に有機絶縁物６２４が設けら
れている。また、図５（Ａ）においては、画素一列（Ｙ
方向）毎に有機絶縁物６２４および補助配線６２１を設
ける構成としている。

【００９８】また、図７（Ａ）は、図５、図６に対応す
る上面図である。図７（Ａ）中、左側に示した図におけ
る接続部の一部断面図を右側に示し、図６（Ｃ）と同一
箇所である。また、図７（Ａ）に示した補助配線６２１
及び有機絶縁物をパターニングする場合、用いるメタル
マスクの例を図８（Ａ）に示した。

【００９９】また、有機絶縁物と補助電極とのトータル
の膜厚が比較的厚くなった場合、段差が大きくなるた
め、透明導電膜で電気的に接続することが困難になる可
能性がある。特に、透明導電膜の薄膜化を行った場合に
カバレッジ不良により線欠陥が生じる恐れがある。そこ
で、補助電極６２１と下層の電極との接続をより確実に
するため、図７（Ｂ）に示すように、マスク数を増やし
て６２２で示す電極を形成してもよい。また、メタルマ
スクを用いて蒸着法により電極６２２を形成してもよ
い。

【０１００】また、図７（Ｃ）に示すように、予め画素
部の周りにソース配線と同一材料からなる配線６２３を
設けておき、さらに補助電極６２１と直交するように第
２の補助電極６２５を形成してもよい。こうすることに
よって、第２の補助電極６２５は、補助電極６２１に直
接接して設けられ、且つ、配線６２３とも直接接するこ
とができる。なお、補助電極６２１と第２の補助電極６
２５との間が発光領域となるように適宜設計する。ま
た、図７（Ａ）に示した第２の補助電極６２５をパター
ニングする場合、用いるメタルマスクの例を図８（Ｂ）
に示した。

【０１０１】また、図７（Ｃ）では２回のパターニング
によって第１の補助電極６２１と第２の補助電極６２５
とを形成した例を示したが、図８（Ｃ）に示したメタル
マスクを用いて格子状に補助電極を形成してもよい。図
８（Ｃ）の右側図で示すように各開口部は細い線で区切
られているが、蒸着では回り込みがあるため、一部膜厚
が薄くなるものの格子状に補助電極を形成することがで
きる。

【０１０２】また、本実施の形態は、実施の形態１また
は実施の形態２と自由に組み合わせることができる。

【０１０３】（実施の形態４）ここでは、図１と構成が
一部異なる例を図９に示す。ここでは、画素部に規則的
に配置される多数の画素のうち、３×３の画素を例に本
発明を以下に説明する。なお、断面構造において、有機
絶縁物２４が存在しない点と、全面に高分子からなる有
機化合物層６０が存在する点以外は図１とほぼ同一であ
り、簡略化のため、図９において、図１と同一である部
分は、同一の符号を用いる。また、図９（Ａ）は、図２
中における鎖線Ａ−Ａ’で切断した場合の断面図であ
る。

【０１０４】図１に示した有機絶縁物２４が図９に示す
構造には存在せず、その代わりに無機絶縁膜１４と補助
電極７２１とで各有機化合物１７、１８、１９の間隔を
保っている。

【０１０５】また、高分子からなる有機化合物層６０
（代表的にはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポ
リ（スチレンスルホン酸）水溶液（以下、「PEDOT／PS
S」と記す）、ちなみに、このPEDOT／PSSは、正孔注入
層として作用する。）は、スピンコート法やスプレー法
などの塗布法で形成するため、全面に形成される。ま
た、高分子からなる有機化合物層６０は導電性を有して
おり、陰極２０と補助電極７２１は電気的に接続され
る。補助電極７２１を設けることによって、陰極（或い
は陽極）全体として低抵抗化することができる。加え
て、透明導電膜の薄膜化も可能とすることができる。さ
らに、この補助電極７２１で下層の配線または電極と接
続させる。この補助電極７２１はＥＬ層を形成する前に
成膜及びパターニングを行えばよい。下層の電極とコン
タクトさせた補助電極７２１上に透明導電膜を形成すれ
ば陰極の引き出しが可能となる。なお、図９（Ｃ）は、
図２中に示した鎖線Ｃ−Ｃ’で切断した場合の断面図で
ある。また、図９（Ｃ）中、点線で示した電極同士は電
気的に接続していることを示している。また、端子部に
おいて、端子の電極を陰極２０と同じ材料で形成してい
る。

【０１０６】また、図９（Ｂ）は、図２中に示した鎖線
Ｂ−Ｂ’で切断した場合の断面図である。図９（Ｂ）に
おいても１１ａ〜１１ｃの両端部およびそれらの間は無
機絶縁物１４で覆われている。ここでは赤色を発光する
ＥＬ層１７が共通となっている例を示したが、特に限定
されず、同じ色を発光する画素毎にＥＬ層を形成しても
よい。

【０１０７】また、本実施の形態は、実施の形態１、実
施の形態２、または実施の形態３と自由に組み合わせる
ことができる。

【０１０８】（実施の形態５）ここでは、図１と構成が
一部異なる例を図１０に示す。ここでは、画素部に規則
的に配置される多数の画素のうち、３×３の画素を例に
本発明を以下に説明する。なお、断面構造において、陰
極２０上に補助配線８２１が存在する点以外は図１とほ
ぼ同一であり、簡略化のため、図１０において、図１と
同一である部分は、同一の符号を用いる。また、図１０
（Ａ）は、図２中における鎖線Ａ−Ａ’で切断した場合
の断面図である。

【０１０９】また、補助電極８２１は、陰極上に形成す
るため、メタルマスクを用いた蒸着法で行う。ここでは
格子状に補助電極８２１を形成した例を示す。補助電極
８２１を設けることによって、陰極（或いは陽極）全体
として低抵抗化することができる。加えて、透明導電膜
の薄膜化も可能とすることができる。さらに、この補助
電極８２１で下層の配線または電極と接続させる。下層
の電極とコンタクトさせた補助電極８２１上に透明導電
膜を形成すれば陰極の引き出しが可能となる。なお、図
１０（Ｃ）は、図２中に示した鎖線Ｃ−Ｃ’で切断した
場合の断面図である。また、図１０（Ｃ）中、点線で示
した電極同士は電気的に接続していることを示してい
る。また、端子部において、端子の電極を陰極２０と同
じ材料で形成している。

【０１１０】また、本実施の形態は、実施の形態１、実
施の形態２、実施の形態３、または実施の形態４と自由
に組み合わせることができる。

【０１１１】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。

【０１１２】（実施例） ［実施例１］本実施例では、絶縁表面上に作製したアク
ティブマトリクス型発光装置について説明する。なお、
能動素子としてここでは薄膜トランジスタ（以下、「Ｔ
ＦＴ」と記す）を用いているが、ＭＯＳトランジスタを
用いてもよい。

【０１１３】また、ＴＦＴとしてトップゲート型ＴＦＴ
（具体的にはプレーナ型ＴＦＴ）を例示するが、ボトム
ゲート型ＴＦＴ（典型的には逆スタガ型ＴＦＴ）を用い
ることもできる。

【０１１４】本実施例では、基板としてバリウムホウケ
イ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガ
ラスからなる基板、石英基板やシリコン基板、金属基板
またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを
用いればよい。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐
熱性が有するプラスチック基板を用いてもよいし、可撓
性基板を用いても良い。

【０１１５】まず、厚さ０．７ｍｍの耐熱性ガラス基板
上にプラズマＣＶＤ法により下地絶縁膜の下層として、
プラズマＣＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガスＳｉＨ
₄、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、
下地絶縁膜の上層として、プラズマＣＶＤ法で成膜温度
４００℃、原料ガスＳｉＨ₄、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５０〜２
００nm）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２５〜２０
０ｎｍ）で形成する。

【０１１６】本実施例では下地絶縁膜を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（Ｓｉ _XＧｅ_1-X（Ｘ＝０．００
０１〜０．０２））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。

【０１１７】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す
る。

【０１１８】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。

【０１１９】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。

【０１２０】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、大粒径な結晶を得
るため、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高調波を半導体膜に照射する。レーザ
光の照射は大気中、または酸素雰囲気中で行う。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。代表的には、Ｎ
ｄ: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。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。

【０１２１】もちろん、連続発振のＹＶＯ₄レーザーの
第２高調波を照射する前の結晶構造を有するシリコン膜
を用いてＴＦＴを作製することもできるが、レーザ光照
射後の結晶構造を有するシリコン膜のほうが結晶性が向
上しているため、ＴＦＴの電気的特性が向上するので望
ましい。例えば、上記レーザ光照射前の結晶構造を有す
るシリコン膜を用いてＴＦＴを作製すると、移動度は３
００ｃｍ²／Ｖｓ程度であるが、上記レーザ光照射後の
結晶構造を有するシリコン膜を用いてＴＦＴを作製する
と、移動度は５００〜６００ｃｍ²／Ｖｓ程度と著しく
向上する。

【０１２２】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て結晶化させた後、さ
らに連続発振のＹＶＯ₄レーザーの第２高調波を照射し
たが、特に限定されず、非晶質構造を有するシリコン膜
を成膜し、脱水素化のための熱処理を行った後、上記連
続発振のＹＶＯ₄レーザーの第２高調波を照射して結晶
構造を有するシリコン膜を得てもよい。

【０１２３】また、連続発振のレーザに代えてパルス発
振のレーザを用いることもでき、パルス発振のエキシマ
レーザを用いる場合には、周波数３００Ｈｚとし、レー
ザーエネルギー密度を１００〜１０００mJ/cm²(代表的
には２００〜８００mJ/cm²)とするのが望ましい。この
とき、レーザ光を５０〜９８％オーバーラップさせても
良い。

【０１２４】次いで、上記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。本実施例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１〜１０ｎｍ
程度の酸化膜を堆積してバリア層を形成してもよい。ま
た、バリア層を形成する前にレーザー光の照射により形
成された酸化膜を除去してもよい。

【０１２５】次いで、上記バリア層上にプラズマＣＶＤ
法またはスパッタ法で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〜４００ｎ
ｍ、ここでは膜厚１５０ｎｍで形成する。本実施例で
は、スパッタ法でシリコンターゲットを用い、アルゴン
雰囲気下、圧力０．３Ｐａで成膜する。

【０１２６】その後、６５０℃に加熱された炉に入れて
３分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する。炉に代えてラ
ンプアニール装置を用いてもよい。

【０１２７】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。

【０１２８】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。

【０１２９】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１１５ｎｍの厚
さで酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５
９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。

【０１３０】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
縁膜上に膜厚５０ｎｍの窒化タンタル膜、膜厚３７０ｎ
ｍ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。

【０１３１】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。

【０１３２】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。

【０１３３】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の導電層を下
層とし、第２の導電層を上層とするゲート電極および各
電極が形成される。

【０１３４】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１．５×１０¹⁴atom
s/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。自己整合的に第１
の不純物領域（ｎ^--領域）が形成される。

【０１３５】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ＴＦＴのオフ電流値
を下げるため、マスクは、画素部のスイッチングＴＦＴ
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ためにも設けられる。加えて、
マスクは、画素部の電流制御用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覆って形成
される。

【０１３６】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
不純物領域が形成される。第２の不純物領域には１×１
０¹⁶〜１×１０¹⁷/cm³の濃度範囲でｎ型を付与する不純
物元素が添加される。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。

【０１３７】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の不純物領域が形成される。第３
の不純物領域には１×１０²⁰〜１×１０ ²¹/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。

【０１３８】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の不純物領域及び第５の不純物領域を形成する。

【０１３９】また、第４の不純物領域には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。

【０１４０】また、第５の不純物領域は第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/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。

【０１４１】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。第１の導電層及び第２の導電層からなる電極はＴＦ
Ｔのゲート電極となる。

【０１４２】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。

【０１４３】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）、或いはレーザーを照射する方法、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。

【０１４４】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。

【０１４５】次いで、窒化シリコン膜からなる第１の層
間絶縁膜を形成して熱処理（３００〜５５０℃で１〜１
２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。

【０１４６】次いで、第１の層間絶縁膜上に有機絶縁物
材料から成る第２の層間絶縁膜を形成する。本実施例で
は塗布法により膜厚１．６μｍのアクリル樹脂膜を形成
する。

【０１４７】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す
る。

【０１４８】その後、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗなどを用い
て電極、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１００ｎｍ）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。

【０１４９】以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ、ｐ
チャネル型ＴＦＴ、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と、１つの画素内にｎ
チャネル型ＴＦＴまたはｐチャネル型ＴＦＴを複数備え
た画素部を形成することができる。

【０１５０】次いで、第２の層間絶縁膜上に無機絶縁物
材料から成る第３の層間絶縁膜を形成する。ここでは、
スパッタ法により２００ｎｍの窒化シリコン膜を成膜す
る。

【０１５１】次いで、ｐチャネル型ＴＦＴからなる電流
制御用ＴＦＴのドレイン領域に接して形成された接続電
極に達するコンタクトホールを形成する。次いで、接続
電極に接して重なるよう画素電極を形成する。本実施例
では、画素電極はＥＬ素子の陽極として機能させるた
め、仕事関数の大きい、具体的には白金（Ｐｔ）、クロ
ム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、もしくはニッケル
(Ｎｉ)といった材料を用いることができる。

【０１５２】次いで、画素電極の端部を覆うように両端
に無機絶縁物を形成する。画素電極の端部を覆う無機絶
縁物はスパッタ法により珪素を含む絶縁膜で形成し、パ
ターニングすれば良い。また、無機絶縁物に代えて、有
機絶縁物からなるバンクを形成してもよい。

【０１５３】次いで、実施の形態１に示すように無機絶
縁物上に補助電極を形成する。

【０１５４】次いで、両端が無機絶縁物で覆われている
画素電極上にＥＬ層およびＥＬ素子の陰極を形成する。
ＥＬ層の成膜方法としては、インクジェット法や、蒸着
法や、スピンコーティング法などにより形成すればよ
い。

【０１５５】ＥＬ層としては、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。

【０１５６】また、陰極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、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉなどの合金、
または周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミ
ニウムとを共蒸着法により形成した膜などを薄く成膜し
た後、透明導電膜（ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合
金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ₂Ｏ₃―Ｚｎ
Ｏ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）を形成した積層構造とす
ることが望ましい。

【０１５７】次いで、陰極を覆う保護膜を形成する。保
護膜としては、スパッタ法により窒化珪素または酸化窒
化珪素を主成分とする絶縁膜を形成すればよく、実施の
形態２に示したように、ＥＬ層における欠陥を水素で終
端（ターミネーション）させるため、陰極上に水素を含
む膜を設けることが好ましい。

【０１５８】水素を含む膜としては、ＰＣＶＤ法により
炭素または窒化珪素を主成分とする絶縁膜を形成すれば
よく、成膜の際、プラズマ化された水素によって有機化
合物層における欠陥を水素で終端させることもできる。
また、有機化合物層が耐えうる温度範囲で加熱処理を行
ったり、発光素子を発光させた際に生じる発熱を利用す
ることによって、上記水素を含む膜から水素を拡散させ
て、有機化合物層における欠陥を水素で終端（ターミネ
ーション）させることができる。

【０１５９】また、水素を含む膜および保護膜によって
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。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および水素を含
む膜などは設けなくともよい。

【０１６０】また、画素部に配置する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。

【０１６１】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ＥＬ素子を封止基板、或いは封止缶
で封入することにより、ＥＬ素子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。封止基
板、或いは封止缶で封入する直前には真空でアニールを
行って脱気を行うことが好ましい。また、封止基板を貼
りつける際には、水素および不活性気体（希ガスまたは
窒素）を含む雰囲気下で行って、封止によって密閉され
た空間には水素を含ませることが好ましい。発光素子を
発光させた際に生じる発熱を利用することによって、上
記水素を含む空間から水素を拡散させて、有機化合物層
における欠陥を水素で終端させることができる。有機化
合物層における欠陥を水素で終端させると発光装置とし
ての信頼性が向上する。

【０１６２】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。

【０１６３】また、基板４００には各画素に対応するカ
ラーフィルタを設ける。カラーフィルタを設けることに
よって円偏光板は必要となくなる。さらに、必要があれ
ば、他の光学フィルムを設けてもよい。また、ＩＣチッ
プなどを実装させてもよい。

【０１６４】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。

【０１６５】また、本実施例は、実施の形態１、実施の
形態２、実施の形態３、実施の形態４、または実施の形
態５と自由に組み合わせることができる。

【０１６６】［実施例２］本実施例では、図１１に製造
装置を示す。

【０１６７】図１１において、１００ａ〜１００ｋ、１
００ｍ〜１００ｖはゲート、１０１、１１９は受渡室、
１０２、１０４ａ、１０７、１０８、１１１、１１４は
搬送室、１０５、１０６Ｒ、１０６Ｂ、１０６Ｇ、１０
６Ｈ、１０９、１１０、１１２、１１３は成膜室、１０
３は前処理室、１１７ａ、１１７ｂは封止基板ロード
室、１１５はディスペンサ室、１１６は封止室、１１８
ａは紫外線照射室、１２０は基板反転室である。

【０１６８】以下、予めＴＦＴが設けられた基板を図１
１に示す製造装置に搬入し、図４（Ａ）に示す積層構造
を形成する手順を示す。

【０１６９】まず、受渡室１０１にＴＦＴ及び陰極（或
いは陽極）２００が設けられた基板をセットする。次い
で受渡室１０１に連結された搬送室１０２に搬送する。
予め、搬送室内には極力水分や酸素が存在しないよう、
真空排気した後、不活性ガスを導入して大気圧にしてお
くことが好ましい。

【０１７０】また、搬送室１０２には、搬送室内を真空
にする真空排気処理室と連結されている。真空排気処理
室としては、磁気浮上型のターボ分子ポンプ、クライオ
ポンプ、またはドライポンプが備えられている。これに
より搬送室の到達真空度を１０^-5〜１０^-6Ｐａにするこ
とが可能であり、さらにポンプ側および排気系からの不
純物の逆拡散を制御することができる。装置内部に不純
物が導入されるのを防ぐため、導入するガスとしては、
窒素や希ガス等の不活性ガスを用いる。装置内部に導入
されるこれらのガスは、装置内に導入される前にガス精
製機により高純度化されたものを用いる。従って、ガス
が高純度化された後に成膜装置に導入されるようにガス
精製機を備えておく必要がある。これにより、ガス中に
含まれる酸素や水、その他の不純物を予め除去すること
ができるため、装置内部にこれらの不純物が導入される
のを防ぐことができる。

【０１７１】また、基板に含まれる水分やその他のガス
を除去するために、脱気のためのアニールを真空中で行
うことが好ましく、搬送室１０２に連結された前処理室
１０３に搬送し、そこでアニールを行えばよい。さら
に、陰極の表面をクリーニングする必要があれば、搬送
室１０２に連結された前処理室１０３に搬送し、そこで
クリーニングを行えばよい。

【０１７２】また、必要があれば、陽極上に正孔注入層
として作用するポリ（エチレンジオキシチオフェン）／
ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（PEDOT／PSS）を全
面に形成してもよい。図１１の製造装置には、高分子か
らなる有機化合物層を形成するための成膜室１０５が設
けられている。スピンコート法やインクジェット法やス
プレー法で形成する場合には、大気圧下で基板の被成膜
面を上向きにしてセットする。成膜室１０５と搬送室１
０２との間に設けられた基板反転室１２０で基板を適宜
反転させる。また、水溶液を用いた成膜を行った後は、
前処理室１０３に搬送し、そこで真空中での加熱処理を
行って水分を気化させることが好ましい。

【０１７３】次いで、大気にふれさせることなく、搬送
室１０２から搬送室１０４に基板１０４ｃを搬送した
後、搬送機構１０４ｂによって、成膜室１０６Ｒに搬送
し、陰極２００上に赤色発光するＥＬ層を適宜形成す
る。ここでは蒸着によって形成する例を示す。成膜室１
０６Ｒには、基板反転室１２０で基板の被成膜面を下向
きにしてセットする。なお、基板を搬入する前に成膜室
内は真空排気しておくことが好ましい。

【０１７４】例えば、真空度が５×１０^-3Ｔｏｒｒ
（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０^-4〜１０^-6Ｐ
ａまで真空排気された成膜室１０６Ｒで蒸着を行う。蒸
着の際、予め、抵抗加熱により有機化合物は気化されて
おり、蒸着時にシャッター（図示しない）が開くことに
より基板の方向へ飛散する。気化された有機化合物は、
上方に飛散し、メタルマスク（図示しない）に設けられ
た開口部（図示しない）を通って基板に蒸着される。な
お、蒸着の際、基板を加熱する手段により基板の温度
（Ｔ₁）は、５０〜２００℃、好ましくは６５〜１５０
℃とする。

【０１７５】フルカラーとするために、３種類のＥＬ層
を形成する場合には、成膜室１０６Ｒで成膜した後、順
次、各成膜室１０６Ｇ、１０６Ｂで成膜を行って形成す
ればよい。

【０１７６】陰極（或いは陽極）２００上に所望のＥＬ
層２０１を得たら、次いで、大気にふれさせることな
く、搬送室１０４から搬送室１０７に基板を搬送した
後、さらに、大気にふれさせることなく、搬送室１０７
から搬送室１０８に基板を搬送する。

【０１７７】次いで、搬送室１０８内に設置されている
搬送機構によって、成膜室１０９に搬送し、ＥＬ層２０
１上に透明導電膜（ＩＴＯなど）からなる陽極２０２を
適宜形成する。陰極を形成する場合は、成膜室１１０で
陰極となる薄い金属層を形成した後、成膜室１０９に搬
送して透明導電膜を形成し、薄い金属層（陰極）と透明
導電膜との積層を適宜形成する。ここでは、成膜室１１
０は、陰極となるＭｇやＡｇやＡｌを蒸着源に備えた蒸
着装置とし、成膜室１０９は、陽極となる透明導電材料
からなるターゲットを少なくとも有しているスパッタ装
置とする。

【０１７８】次いで、搬送室１０８内に設置されている
搬送機構によって、成膜室１１２に搬送し、有機化合物
層が耐えうる温度範囲で水素を含む膜２０３を形成す
る。ここでは成膜室１１２にプラズマＣＶＤ装置を備
え、成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系
のガス（例えばＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₆Ｈ₆など）とを用い
て水素を含むＤＬＣ膜を形成する。なお、水素ラジカル
が発生する手段を備えていれば特に限定されず、上記水
素を含むＤＬＣ膜の成膜の際、プラズマ化された水素に
よって有機化合物層における欠陥を水素で終端させる。

【０１７９】次いで、大気に触れることなく、搬送室１
０８から成膜室１１３に搬送して水素を含む膜２０３上
に保護膜２０４を形成する。ここでは、成膜室１１３内
に、珪素からなるターゲットまたは窒化珪素からなるタ
ーゲットを備えたスパッタ装置とする。成膜室雰囲気を
窒素雰囲気または窒素とアルゴンを含む雰囲気とするこ
とによって窒化珪素膜を形成することができる。

【０１８０】以上の工程で図４（Ａ）に示す積層構造、
即ち、基板上に保護膜および水素を含む膜で覆われた発
光素子が形成される。

【０１８１】次いで、発光素子が形成された基板を大気
に触れることなく、搬送室１０８から搬送室１１１に搬
送し、さらに搬送室１１１から搬送室１１４に搬送す
る。

【０１８２】次いで、発光素子が形成された基板を搬送
室１１４から封止室１１６に搬送する。なお、封止室１
１６には、シール材が設けられた封止基板を用意してお
くことが好ましい。

【０１８３】封止基板は、封止基板ロード室１１７ａ、
１１７ｂに外部からセットされる。なお、水分などの不
純物を除去するために予め真空中でアニール、例えば、
封止基板ロード室１１７ａ、１１７ｂ内でアニールを行
うことが好ましい。そして、封止基板にシール材を形成
する場合には、搬送室１０８を大気圧とした後、封止基
板を封止基板ロード室からディスペンサ室１１５に搬送
して、発光素子が設けられた基板と貼り合わせるための
シール材を形成し、シール材を形成した封止基板を封止
室１１６に搬送する。

【０１８４】次いで、発光素子が設けられた基板を脱気
するため、真空または不活性雰囲気中でアニールを行っ
た後、シール材が設けられた封止基板と、発光素子が形
成された基板とを貼り合わせる。また、密閉された空間
には水素または不活性気体を充填させる。なお、ここで
は、封止基板にシール材を形成した例を示したが、特に
限定されず、発光素子が形成された基板にシール材を形
成してもよい。

【０１８５】次いで、貼り合わせた一対の基板を搬送室
１１４から紫外線照射室１１８に搬送する。次いで、紫
外線照射室１１８でＵＶ光を照射してシール材を硬化さ
せる。なお、ここではシール材として紫外線硬化樹脂を
用いたが、接着材であれば、特に限定されない。

【０１８６】次いで、搬送室１１４から受渡室１１９に
搬送して取り出す。

【０１８７】以上のように、図１１に示した製造装置を
用いることで完全に発光素子を密閉空間に封入するまで
外気に晒さずに済むため、信頼性の高い発光装置を作製
することが可能となる。なお、搬送室１０２、１１４に
おいては、真空と大気圧とを繰り返すが、搬送室１０４
ａ、１０８は常時、真空が保たれる。

【０１８８】なお、インライン方式の成膜装置とするこ
とも可能である。

【０１８９】また、図１１と一部異なる製造装置を図１
２に示す。

【０１９０】図１１では、スピンコート法やインクジェ
ット法やスプレー法で形成する成膜室が一つしか設けら
れていない例であったが、図１２の製造装置は、スピン
コート法やインクジェット法やスプレー法で形成する成
膜室が３つ備えた例である。例えば、フルカラーとする
ために、３種類のＥＬ層をスピンコート法やインクジェ
ット法やスプレー法で形成する場合には、成膜室１２１
ａで成膜した後、順次、各成膜室１２１ｂ、１２１ｃで
成膜を行って形成すればよい。

【０１９１】また、本実施例は、実施の形態１、実施の
形態２、実施の形態３、実施の形態４、または実施の形
態５、または実施例１と自由に組み合わせることができ
る。

【０１９２】［実施例３］本発明を実施してＥＬモジュ
ール（アクティブマトリクス型ＥＬモジュール、パッシ
ブ型ＥＬモジュール）を完成することができる。即ち、
本発明を実施することによって、それらを組み込んだ全
ての電子機器が完成される。

【０１９３】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、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１３、図１４に示す。

【０１９４】図１３（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。

【０１９５】図１３（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。

【０１９６】図１３（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。

【０１９７】図１３（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。

【０１９８】図１３（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。

【０１９９】図１３（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。

【０２００】図１４（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。

【０２０１】図１４（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。

【０２０２】図１４（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。

【０２０３】ちなみに図１４（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。

【０２０４】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１乃至５、実施例１、または実施例２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。

【０２０５】

【発明の効果】本発明により、有機化合物層における欠
陥を水素で終端させることができるため、発光装置とし
ての信頼性が向上する。

【０２０６】また、本発明により、非常に高価な円偏光
フィルムを不必要とすることができるため、製造コスト
の削減をすることができる。

【０２０７】また、本発明により、赤、緑、青の発光色
を用いるフルカラーのフラットパネルディスプレイとし
て、高精細化や高開口率化や高信頼性を実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 断面図を示す図である。（実施の形態１）

【図２】 上面図を示す図である。（実施の形態１）

【図３】 端子部を示す図である。（実施の形態１）

【図４】 本発明の積層構造を示す図である。（実施
の形態２）

【図５】 上面図を示す図である。（実施の形態３）

【図６】 断面図を示す図である。（実施の形態３）

【図７】 上面図を示す図である。（実施の形態３）

【図８】 マスクを示す図である。（実施の形態３）

【図９】 断面図を示す図である。（実施の形態４）

【図１０】 断面図を示す図である。（実施の形態５）

【図１１】 製造装置の一例を示す図。（実施例２）

【図１２】 製造装置の一例を示す図。（実施例２）

【図１３】 電子機器の一例を示す図。

【図１４】 電子機器の一例を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 33/22 Ｈ０５Ｂ 33/22 Ｚ (72)発明者 桑原 秀明 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 Ｆターム(参考） 3K007 AB04 AB05 AB11 AB17 AB18 BA06 BB01 BB02 BB04 BB06 CB01 CC00 DB03 EA00 FA01 FA02 GA00

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の電極と、該第１の電極上に接する有
   機化合物層と、該有機化合物層上に接する第２の電極と
   を有する発光素子を複数有する画素部と、駆動回路と、
   端子部とを有する発光装置であって、 前記画素部には、薄膜トランジスタに接続する前記第１
   の電極の端部が絶縁物で覆われており、且つ、該絶縁物
   上に導電性を有する材料からなる第３の電極と、前記絶
   縁物及び前記第１の電極上に有機化合物層と、前記有機
   化合物層及び前記第３の電極に接する第２の電極とが設
   けられており、 前記端子部と画素部との間には、前記第３の電極と同一
   材料からなる配線または前記第２の電極と同一材料から
   なる配線が端子から延びている配線と接続する箇所を有
   す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、前記第３の電極は、前
   記絶縁物と同一のパターン形状を有することを特徴とす
   る発光装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記第３の電極は、前
   記絶縁物と異なるパターン形状を有することを特徴とす
   る発光装置。
4. 【請求項４】第１の電極と、該第１の電極上に接する有
   機化合物層と、該有機化合物層上に接する第２の電極と
   を有する発光素子を複数有する画素部と、駆動回路と、
   端子部とを有する発光装置であって、 前記画素部には、薄膜トランジスタに接続する前記第１
   の電極の端部が絶縁物で覆われており、且つ、該絶縁物
   の一部および第１の電極上に有機化合物層と、該有機化
   合物層上に接する第２の電極と、該第２の電極において
   前記第１の電極と重ならない領域上に接して導電性を有
   する材料からなる第３の電極とが設けられており、 前記端子部と画素部との間には、前記第３の電極と同一
   材料からなる配線または前記第２の電極と同一材料から
   なる配線が端子から延びている配線と接続する箇所を有
   することを特徴とする発光装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれか一において、前
   記第２の電極は、前記発光素子の陰極、或いは陽極であ
   ることを特徴とする発光装置。
6. 【請求項６】請求項１乃至５のいずれか一において、前
   記第３の電極は、導電型を付与する不純物元素がドープ
   されたｐｏｌｙ−Ｓｉ、Ｗ、ＷＳｉ_X、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍ
   ｏ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｃｒ、またはＭｏ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
   材料を主成分とする膜またはそれらの積層膜からなるこ
   とを特徴とする発光装置。
7. 【請求項７】請求項１乃至６のいずれか一において、前
   記第１の電極は、前記発光素子の陰極、或いは陽極であ
   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
   記絶縁物は、無機絶縁膜で覆われた有機樹脂からなる障
   壁であることを特徴とする発光装置。
9. 【請求項９】請求項１乃至７のいずれか一において、前
   記絶縁物は、無機絶縁膜であることを特徴とする発光装
   置。
10. 【請求項１０】請求項１乃至９のいずれか一において、
    前記第３の電極は、窒化物層またはフッ化物層を最上層
    とする積層からなる電極であることを特徴とする発光装
    置。
11. 【請求項１１】請求項１乃至１０のいずれか一におい
    て、前記無機絶縁膜は窒化珪素を主成分とする絶縁膜で
    あることを特徴とする発光装置。
12. 【請求項１２】請求項１乃至１１のいずれか一におい
    て、前記発光装置は、前記発光素子でそれぞれ構成され
    る各画素に対応するカラーフィルタを有していることを
    特徴とする発光装置。
13. 【請求項１３】絶縁表面を有する基板上に発光素子を有
    し、該発光素子は、陽極、陰極、並びに前記陽極と前記
    陰極との間に挟まれた有機化合物層とを有し、 前記発光素子は、水素を含む膜で覆われていることを特
    徴とする発光装置。
14. 【請求項１４】絶縁表面を有する基板上に発光素子を有
    し、該発光素子は、陽極、陰極、並びに前記陽極と前記
    陰極との間に挟まれた有機化合物層とを有し、 前記発光素子は、水素を含む膜で覆われ、さらに該水素
    を含む膜は無機絶縁膜からなる保護膜で覆われているこ
    とを特徴とする発光装置。
15. 【請求項１５】絶縁表面を有する基板上に発光素子を有
    し、該発光素子は、陽極、陰極、並びに前記陽極と前記
    陰極との間に挟まれた有機化合物層とを有し、 前記発光素子は、透光性を有する基板とシール材とで密
    閉され、且つ、密閉された空間には、水素が含まれてい
    ることを特徴とする発光装置。
16. 【請求項１６】請求項１５において、前記発光素子は、
    水素を含む膜で覆われていることを特徴とする発光装
    置。
17. 【請求項１７】請求項１３乃至１６のいずれか一におい
    て、前記水素を含む膜は、炭素を主成分とする薄膜、ま
    たは窒化珪素膜であることを特徴とする発光装置。
18. 【請求項１８】請求項１乃至１７のいずれか一におい
    て、前記発光装置は、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
    ナルコンピュータまたは携帯情報端末であることを特徴
    とする発光装置。
19. 【請求項１９】絶縁表面上にＴＦＴを形成し、前記ＴＦ
    Ｔと電気的に接続された陰極を形成し、前記陰極上に有
    機化合物層を形成し、前記前記有機化合物層上に陽極を
    形成した後、前記陽極上に水素を含む膜を形成すること
    を特徴とする発光装置の作製方法。
20. 【請求項２０】絶縁表面上にＴＦＴを形成し、前記ＴＦ
    Ｔと電気的に接続された陽極を形成し、前記陽極上に有
    機化合物層を形成し、前記前記有機化合物層上に陰極を
    形成した後、前記陰極上に水素を含む膜を形成すること
    を特徴とする発光装置の作製方法。
21. 【請求項２１】請求項１９または請求項２０において、
    前記水素を含む膜は、プラズマＣＶＤ法、またはスパッ
    タ法により形成することを特徴とする発光装置の作製方
    法。
22. 【請求項２２】請求項１９乃至２１のいずれか一におい
    て、前記水素を含む膜は、炭素を主成分とする薄膜、ま
    たは窒化珪素膜であることを特徴とする発光装置の作製
    方法。
23. 【請求項２３】請求項１９乃至２２のいずれか一におい
    て、前記有機化合物層を形成する工程は蒸着法、塗布
    法、イオンプレーティング法もしくはインクジェット法
    により行われることを特徴とする発光装置の作製方法。
24. 【請求項２４】請求項１９乃至２３のいずれか一におい
    て、前記水素を含む膜上に無機絶縁膜からなる保護膜を
    形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
25. 【請求項２５】請求項１９乃至２４のいずれか一におい
    て、前記水素を含む膜を形成する際、前記有機化合物層
    における欠陥を水素で終端させることを特徴とする発光
    装置の作製方法。