JP4101503B2

JP4101503B2 - 発光装置及びその作製方法

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Publication number: JP4101503B2
Application number: JP2001369146A
Authority: JP
Inventors: 裕和山形
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2001-12-03
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2021-12-03
Also published as: JP2002244590A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に発光素子を有するアクティブマトリクス型の発光装置の作製方法および発光装置に関する。なお、発光素子とは、陽極、陰極及びそれらの間にＥＬ（Electro Luminescence）が得られる発光性有機材料（以下、有機材料という）を含む有機化合物層を挟んだ構造を有する素子のことをいう。なお、ここでいう発光素子は、ＯＬＥＤ(Organic Light emitting Device)ともよばれている。また、本明細書において、発光素子を基板とカバー材の間に封入した発光パネル及び発光パネルにＩＣを実装した発光モジュールを発光装置と総称する。さらに、本発明は前記発光装置を表示部に用いた電気器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光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、近年、発光素子を用いた発光装置はＣＲＴやＬＣＤに代わるものとして注目されている。
【０００３】
発光素子は、ＥＬ（Electro Luminescence：電場を加えることで発生するルミネッセンス）が得られる有機材料を含む層（以下、有機化合物層と記す）と、陽極と、陰極とを有する。有機材料におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とがある。本発明の発光装置には、どちらの有機材料を有する発光素子を用いることも可能である。
【０００４】
なお、本明細書では、陽極と陰極の間に設けられた全ての層を有機化合物層と定義する。有機化合物層には具体的に、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。基本的に発光素子は、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。
【０００５】
発光素子を形成する場合において、有機化合物層を作製する有機化合物の成膜方法には、蒸着法、印刷法、インクジェット法やスピンコーティング法といった成膜方法がある。
【０００６】
中でもメタルマスク等のマスクを用いて塗り分けが可能である蒸着法は、低分子系の有機材料成膜の際に多く用いられている成膜方法の一つであるが、アクティブマトリクス型の発光素子を形成する場合には、ＴＦＴを作製した後で発光素子を形成するために有機化合物層成膜時にメタルマスクが画素と接触した場合に画素を破壊してしまうなどの問題が生じる。
【０００７】
しかし、これまで行われてきた発光素子の作製方法では、特開平１１−３３９９６８で示されているように、画素電極形成後にパッシベーション膜を形成し、画素電極部のパッシベーション膜を除去した後で有機化合物層及び対向電極を形成するという方法が採られている。このためメタルマスクが画素と接触しないようにパッシベーション膜で保護された構造が形成されている。なお、画素電極上のみを除去したパッシベーション膜のことを本明細書中では、バンクと呼ぶことにする。
【０００８】
以上のように、有機化合物層及び対向電極を形成する前にバンクを形成することで、メタルマスクが画素と接触することを防ぐことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
発光素子の作製において、画素ごとに画素電極が形成された後で、画素の周囲に絶縁材料からなるバンクが形成される。
【００１０】
なお、このバンクは、配線等を保護するだけでなく、画素が有する画素電極上にメタルマスクを用いて蒸着法で有機化合物層及び対向電極を形成する際にメタルマスクが画素の画素電極、有機化合物層及び対向電極と接触して、これらを破壊するのを保護し、さらに対向電極を形成した際に電極が配線とショートするのを防ぐ役割を持っている。
【００１１】
しかし、バンクを形成する場合には、そのパターニングのためにマスクが一枚増えてしまうという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明ではバンクを形成することなくバンクに変わる機能を持たせることができるようなアクティブマトリクス型の発光装置の作製方法及びこれにより作製された発光装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、アクティブマトリクス型の発光装置の作製において、層間絶縁膜と層間絶縁膜上に形成される配線を用いて画素の周囲を保護する構造を形成することにより、画素に発光素子を形成する際に用いるメタルマスクが画素と直接接触するのを防ぐことができる。
【００１４】
さらに、上記構造を形成することにより画素電極上の有機化合物層及び対向電極の成膜位置を制御することができるため、発光素子を形成する両電極がショートしないような構造を形成することができる。
【００１５】
はじめに基板上にＴＦＴが形成される。なお、ＴＦＴのゲート電極作製時に、発光素子が形成される領域の一部分にＴＦＴと画素電極を接続するための第１の配線を同時に形成する。なお、本明細書中では、ここでいう第１の配線のことを電極接続配線とよぶ。そして、絶縁材料からなる層間絶縁膜を形成する。そして、層間絶縁膜を部分的にエッチングすることにより、画素を形成する部分の層間絶縁膜もエッチングされ、先に形成された電極接続配線の一部が表面に出る。
【００１６】
次に金属膜及び絶縁膜が形成される。はじめに、絶縁膜をドライエッチング法によりパターニングする。このとき金属膜と絶縁膜は十分大きい選択比を有している。次にウエットエッチング法を用いて金属膜をパターニングし、絶縁膜、金属膜からそれぞれ分離部及び配線（第２の配線）を形成する。なお、金属膜のエッチングの際には分離部も同時にエッチングされるが、第２の配線を形成する材料は、分離部を形成する材料よりもエッチング液に対するエッチング速度が速くなるように選択されているために、第２の配線形成後にＴＦＴが形成された基板上面から見ると、第２の配線は分離部よりもその面積は小さく形成される。なお、ウエットエッチングに用いるエッチング液としては、フッ酸やそれを含む混合液の他、燐酸、硝酸及び酢酸からなる混合液等を用いることができる。
【００１７】
なお、第２の配線は、ＴＦＴのソースまたはドレインとを電気的に接続するように形成されており、また、第２の配線は、層間絶縁膜および電極接続配線の一部と重なるように形成されている。
【００１８】
以上により、層間絶縁膜上に配線及び分離部が形成される。なお、本明細書中では、層間絶縁膜上に形成される第２の配線及び分離部のことを隔壁と呼ぶことにする。ここでは、分離部と第２の配線の作製において、異なるエッチング法を用いる場合について説明したが、同一のウエットエッチング法を用いて形成しても良い。なお、発光素子に流れる電流量を制御する電流制御用ＴＦＴは、電極接続配線と接しており、電気的に接続されている。
【００１９】
なお、隔壁形成後は、画素ごとに第２の配線と重ならない部分にある電極接続配線と接するように画素電極が形成される。なお、ここで形成される画素電極は、第２の配線と接することなく形成される。また、画素電極上にメタルマスクを用いて蒸着法により有機化合物層が成膜される。
【００２０】
また、この時メタルマスクは、基板に接触しないように設けても良いが、接触させても画素を破壊するなどの問題はない。なお、メタルマスク及び隔壁により制御性良く所望の位置に有機化合物層を形成することができる。
【００２１】
次に、対向電極が形成される。なお、ここで形成される電極は隔壁をマスクとして形成されるので、画素電極や配線とショートすることはない。
【００２２】
以上により、バンクを形成する際に必要となるマスクが不要になり、また、バンクを樹脂で形成した際の水分による発光素子の劣化やバンクの焼成による画素電極への温度の影響等の問題もなく、画素の周囲が層間絶縁膜で囲まれた構造を形成することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を用いて本発明の実施の形態について説明する。図１（Ａ）は、画素部に複数形成される１画素を示している。
【００２４】
はじめに、基板１００上にＳｉにより活性層が形成される。これは、後に作製されるＴＦＴのソース領域、ドレイン領域およびチャネル領域を形成する。なお、ここで、図１（Ａ）において点線で囲まれた領域をそれぞれ領域ａ（１０１ａ）及び領域ｂ（１０１ｂ）と呼ぶことにし、領域ａ（１０１ａ）に形成されるＴＦＴは、後にスイッチング用ＴＦＴとなり、領域ｂ（１０１ｂ）に形成されるＴＦＴは電流制御用ＴＦＴとなる。つまり、活性層ａ（１０２ａ）は、スイッチング用ＴＦＴのソース領域、ドレイン領域およびチャネル領域を形成する。また、活性層ｂ（１０２ｂ）は、電流制御用ＴＦＴのソース領域、ドレイン領域およびチャネル領域を形成する。
【００２５】
また、１０３は、ゲート信号線であり、ゲート信号線と接続された配線１０４は、後に形成されるスイッチング用ＴＦＴのゲート電極を形成する。なお、ここでは、ダブルゲート構造を有する場合について示しているが、ゲート構造はこれに限られる必要はなく、シングルゲートであってもマルチゲート構造であっても良い。
【００２６】
また、これらの配線と同時にスイッチング用ＴＦＴのドレインと電気的な接続を有するドレイン配線ａ（１０５）が形成される。なお、このドレイン配線ａ（１０５）は電流制御用ＴＦＴのゲート電極になる。また、電流制御用ＴＦＴと電気的な接続を形成する電流供給線１０６も形成される。なお、電流供給線１０６は発光素子に流れる電流を供給する。
【００２７】
１０７は、電流制御用ＴＦＴと画素電極を電気的に接続する電極接続配線である。
【００２８】
これらの配線が形成された後で、層間絶縁膜１０８が形成される。なお、層間絶縁膜１０８を形成する材料としては、絶縁材料を用いる。なお、具体的には、酸化珪素や窒化珪素といった珪素を含む無機膜の他、ポリイミド、ポリアミドおよびアクリルといった有機樹脂膜を用いて形成させても良い。
【００２９】
なお、層間絶縁膜１０８を形成した後で、画素電極を形成する領域をパターニングして図１（Ｂ）に示すような形状を形成する。なお、ここで示すように層間絶縁膜は、その一部が電極配線１０７を覆うように形成されている。
【００３０】
ここで、図１（Ｂ）に点線ＡＡ’で示された部分の断面図を図１（Ｃ）に示す。つまり、この部分に於いて配線は全て層間絶縁膜１０８に覆われている。
【００３１】
次にソース信号線１０９の他、電流制御用ＴＦＴと電流供給線１０６とを電気的に接続するソース配線ａ（１１０）、電流制御用ＴＦＴのドレインと電極接続配線１０７が電気的に接続されるドレイン配線ｂ（１１１）が形成される（図２（Ａ））。
【００３２】
なお、これらの配線の形成方法としては、図１（Ｂ）に示した構造を形成した後で、配線を形成する金属材料を成膜する。なお、この時用いる金属材料としては、Ａｌ（アルミニウム）やＴｉ（チタン）といった金属材料の他、ＡｌとＴｉからなる合金膜やＡｌとＳｉの合金膜を用いて形成しても良い。
【００３３】
さらに金属膜上に金属膜と同時にウエットエッチング法によりエッチングを行った場合にエッチング液との選択比がとれるような材料を用いて分離膜を成膜する。なお、前述したように分離膜を形成する材料は、ウエットエッチングの際に金属膜との選択比がとれる材料であればよいので、窒化珪素や酸化珪素といった無機膜で形成してもよいし、Ｔｉ等の金属膜を用いて形成しても良い。さらに、ポリイミド、ポリアミド、アクリルおよびレジストといった有機樹脂を用いても良い。
【００３４】
金属膜と分離膜が成膜されたところで、配線パターンが形成される。なお、この時分離膜のパターニング後、ドライエッチングを行うことにより、金属膜と分離膜が積層された配線パターンを形成することができる。さらに、この配線をウエットエッチングすることにより、エッチングの選択比が大きい金属膜の方がエッチングされるため、上面から見ると図２（Ａ）に示されるように金属膜の方が分離膜に比べて小さくなっている。
【００３５】
ここで、図２（Ａ）の点線ＡＡ’で示された部分、すなわち金属膜をパターニングすることによりドレイン配線ｂ（１１１）が形成され、分離膜をエッチングすることにより分離部１１２が形成された際の断面図を図２（Ｂ）に示す。なお、本明細書中では、分離膜をパターニングすることにより配線上に形成されたものを全て分離部と呼ぶことにする。なお、図２（Ｂ）では、ドレイン配線ｂ（１１１）上に分離部１１２が形成される様子を示しているが、本発明に於いて分離膜をパターニングすることにより形成された配線は、全てその上部を分離部で覆われている。
【００３６】
また、図２（Ａ）の点線ＢＢ’で示された部分の断面図を図２（Ｃ）に示す。なお、図２（Ｃ）の断面図から分かるように電極接続配線１０７は、ドレイン配線ｂ（１１１）と一部接して形成されていることから、電気的に接続されていることが分かる。
【００３７】
そして、図２（Ｃ）に示されている領域Ｃ（１１３）において、発光素子を形成する画素電極がパターニングされ、その上にメタルマスクを用いた蒸着法により有機化合物層および対向電極が形成されるが、ドレイン配線ｂ（１１１）と分離部１１２により形成された隔壁により、画素とメタルマスクの接触を防ぐことができ、また、有機化合物層および対向電極の成膜位置により生じる画素電極と対向電極とのショートの問題を解決することができる。
【００３８】
さらに、ドレイン配線ｂ（１１１）はその上部を完全に分離部１１２に覆われていることから、発光素子を形成する対向電極が形成された際に両者がショートするという問題を防ぐことができる。
【００３９】
以上に示したように、本発明を実施することにより配線を従来のバンクの代わりとして用いることができ、バンク形成時のマスクを削減することができることから、作製プロセスの短縮化を可能にすることができる。
【００４０】
なお、ここで、上記に説明したエッチングにより形成される配線と分離部からなる形状の作製方法及びこれを用いて形成された形状について説明する。
【００４１】
図３（Ａ）において、基板２００上に金属膜２０１が形成され、さらに金属膜２０１上に分離膜２０２が形成されている。なお、図３（Ａ）の点線ＡＡ’における断面図を図３（ａ）に示す。
【００４２】
次に分離膜２０２上をレジスト２０３を用いてドライエッチングによるパターニングをすることにより、図３（Ｂ）に示すように所望のパターンを有する分離部２０４を形成することができる。
【００４３】
なお、この時の図３（Ｂ）における点線ＡＡ’の断面構造は、図３（ｂ）に示すとおりである。
【００４４】
ここで、ウエットエッチング法により金属膜２０１のエッチングを行う。この時、分離部２０４を形成する材料と金属膜２０１を形成する材料とは、エッチングにおけるエッチング液に対して選択比が充分にとれる様な材料を用いる必要がある。
【００４５】
ここで、金属膜２０１がエッチングされることにより、図３（Ｃ）に示すような分離部２０４及び配線２０５を形成することができる。なお、この時の図３（Ｃ）における点線ＡＡ’の断面構造は、図３（ｃ）に示すとおりである。
【００４６】
なお、ここで金属膜２０１にＡｌを用いて、分離部２０４にＳｉＮを用いて上記の方法で作製した分離部２０４及び配線２０５の断面構造について撮影したＳＥＭ写真を図４（Ａ）に示す。
【００４７】
図４（Ｂ）には、図４（Ａ）のＳＥＭ写真に示した構造の詳細について示したものである。なお、ここで用いた符号は図３において用いた符号と対応している。
【００４８】
また、ここでのエッチングは、図４（Ｂ）に示すように配線膜厚（ｘ）と、エッチング中心（ｃ）を基準にした配線上部の横方向のエッチング距離（ｙ）と、エッチング中心（ｃ）を基準にした配線下部の横方向のエッチング距離（α）との関係が、
【００４９】
【式１】
ｙ＝ｘ＋α （但し、α＞０）
【００５０】
となる等方性エッチングである。なお、本実施例の場合には、配線膜厚（ｘ）＝５００ｎｍであり、配線下部の横方向のエッチング距離（α）＝４００ｎｍとしており、配線上部の横方向のエッチング距離（ｙ）＝９００ｎｍとなっている。また、本発明においては、これに限られることはなく、配線材料と配線幅およびエッチング速度によって上記式が成り立つように適宜調節すればよい。
【００５１】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例では、本発明を用いて作製された発光装置の画素部の構造についてその一例を挙げて説明する。
【００５２】
はじめに、発光装置の画素部３０１の拡大図を図５に示す。ソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）、電流供給線（Ｖ１〜Ｖｘ）、ゲート信号線（Ｇ１〜Ｇｙ）が画素部３０１に設けられている。
【００５３】
本実施例の場合、ソース信号線（Ｓ１〜Ｓｘ）と、電流供給線（Ｖ１〜Ｖｘ）と、ゲート信号線（Ｇ１〜Ｇｙ）とを１つずつ備えた領域が画素３０４である。画素部３０１にはマトリクス状に複数の画素３０４が配置されることになる。
【００５４】
次に画素３０４の拡大図を図６に示す。図６において、３０５はスイッチング用ＴＦＴである。スイッチング用ＴＦＴ３０５のゲート電極は、ゲート信号線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｘ）に接続されている。スイッチング用ＴＦＴ３０５のソース領域とドレイン領域は、一方がソース信号線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｘ）に、もう一方が電流制御用ＴＦＴ３０６のゲート電極、各画素が有するコンデンサ３０８にそれぞれ接続されている。
【００５５】
コンデンサ３０８はスイッチング用ＴＦＴ３０５が非選択状態（オフ状態）にある時、電流制御用ＴＦＴ３０６のゲート電圧（ゲート電極とソース領域間の電位差）を保持するために設けられている。なお本実施例ではコンデンサ３０８を設ける構成を示したが、本発明はこの構成に限定されず、コンデンサ３０８を設けない構成にしても良い。
【００５６】
また、電流制御用ＴＦＴ３０６のソース領域とドレイン領域は、一方が電流供給線Ｖ（Ｖ１〜Ｖｘ）に接続され、もう一方は発光素子３０７に接続される。電流供給線Ｖはコンデンサ３０８に接続されている。
【００５７】
発光素子３０７は陽極と陰極と、陽極と陰極との間に設けられた有機化合物層とからなる。陽極が電流制御用ＴＦＴ３０６のソース領域またはドレイン領域と接続している場合、陽極が画素電極、陰極が対向電極となる。逆に陰極が電流制御用ＴＦＴ３０６のソース領域またはドレイン領域と接続している場合、陰極が画素電極、陽極が対向電極となる。
【００５８】
発光素子３０７の対向電極には対向電位が与えられている。また電流供給線Ｖには電源電位が与えられている。電源電位と対向電位は、本発明の発光装置の外付けのＩＣ等により設けられた電源によって与えられる。
【００５９】
スイッチング用ＴＦＴ３０５、電流制御用ＴＦＴ３０６は、ｎチャネル型ＴＦＴでもｐチャネル型ＴＦＴでもどちらでも用いることができる。ただし電流制御用ＴＦＴ３０６のソース領域またはドレイン領域が発光素子３０７の陽極と接続されている場合、電流制御用ＴＦＴ３０６はｐチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。また、電流制御用ＴＦＴ３０６のソース領域またはドレイン領域が発光素子３０７の陰極と接続されている場合、電流制御用ＴＦＴ３０６はｎチャネル型ＴＦＴであることが望ましい。
【００６０】
またスイッチング用ＴＦＴ３０５、電流制御用ＴＦＴ３０６は、シングルゲート構造ではなく、ダブルゲート構造、やトリプルゲート構造などのマルチゲート構造を有していても良い。
【００６１】
次に同一基板上に上記に説明した画素部と、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の一例について図７〜図９を用いて説明する。
【００６２】
まず、本実施例ではコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表される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９００を用いる。なお、基板９００としては、透光性を有する基板であれば限定されず、石英基板を用いても良い。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよい。
【００６３】
次いで、図７（Ａ）に示すように、基板９００上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜９０１を形成する。本実施例では下地膜９０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。下地膜９０１の一層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ₄、ＮＨ₃、及びＮ₂Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜９０１ａを１０〜２００ｎｍ（好ましくは５０〜１００ｎｍ）形成する。本実施例では、膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜９０１ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した。次いで、下地膜９０１のニ層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ₄、及びＮ₂Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜９０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０ｎｍ）の厚さに積層形成する。本実施例では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜９０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成した。
【００６４】
次いで、下地膜９０１上に半導体層９０２〜９０５を形成する。半導体層９０２〜９０５は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜した後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）を行って得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニングして形成する。この半導体層９０２〜９０５の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくは珪素（シリコン）またはシリコンゲルマニウム（Ｓｉ_XＧｅ_1-X（Ｘ＝０．０００１〜０．０２））合金などで形成すると良い。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜した後、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素膜上に保持させた。この非晶質珪素膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行い、さらに結晶化を改善するためのレーザーアニ―ル処理を行って結晶質珪素膜を形成した。そして、この結晶質珪素膜をフォトリソグラフィー法を用いたパターニング処理によって、半導体層９０２〜９０５を形成した。
【００６５】
また、半導体層９０２〜９０５を形成した後、ＴＦＴのしきい値を制御するために、半導体層９０２〜９０５に微量な不純物元素（ボロンまたはリン）をドーピングしてもよい。
【００６６】
また、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやＹＡＧレーザー、ＹＶＯ₄レーザーを用いることができる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００ｍＪ／ｃｍ²(代表的には２００〜３００ｍＪ／ｃｍ²)とする。また、ＹＡＧレーザーを用いる場合にはその第２高調波を用いパルス発振周波数３０〜３００ｋＨｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００ｍＪ／ｃｍ²(代表的には３５０〜５００ｍＪ／ｃｍ²)とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率（オーバーラップ率）を５０〜９０％として行えばよい。
【００６７】
次いで、半導体層９０２〜９０５を覆うゲート絶縁膜９０６を形成する。ゲート絶縁膜９０６はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素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。
【００６８】
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosiliｃate）とＯ₂とを混合し、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６ＭＨｚ）電力密度０．５〜０．８Ｗ／ｃｍ²で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【００６９】
そして、ゲート絶縁膜９０６上にゲート電極を形成するための耐熱性導電層９０７を２００〜４００ｎｍ（好ましくは２５０〜３５０ｎｍ）の厚さで形成する。耐熱性導電層９０７は単層で形成しても良いし、必要に応じて二層あるいは三層といった複数の層から成る積層構造としても良い。耐熱性導電層にはＴａ、Ｔｉ、Ｗから選ばれた元素、または前記元素を成分とする合金か、前記元素を組み合わせた合金膜が含まれる。これらの耐熱性導電層はスパッタ法やＣＶＤ法で形成されるものであり、低抵抗化を図るために含有する不純物濃度を低減させることが好ましく、特に酸素濃度に関しては３０ｐｐｍ以下とすると良い。本実施例ではＷ膜を３００ｎｍの厚さで形成する。Ｗ膜はＷをターゲットとしてスパッタ法で形成しても良いし、６フッ化タングステン（ＷＦ₆）を用いて熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。このことより、スパッタ法による場合、純度９９．９９９９％のＷターゲットを用い、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができる。
【００７０】
一方、耐熱性導電層９０７にＴａ膜を用いる場合には、同様にスパッタ法で形成することが可能である。Ｔａ膜はスパッタガスにＡｒを用いる。また、スパッタ時のガス中に適量のＸｅやＫｒを加えておくと、形成する膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止することができる。α相のＴａ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ程度でありゲート電極に使用することができるが、β相のＴａ膜の抵抗率は１８０μΩｃｍ程度でありゲート電極とするには不向きであった。ＴａＮ膜はα相に近い結晶構造を持つので、Ｔａ膜の下地にＴａＮ膜を形成すればα相のＴａ膜が容易に得られる。また、図示しないが、耐熱性導電層９０７の下に２〜２０ｎｍ程度の厚さでリン（Ｐ）をドープしたシリコン膜を形成しておくことは有効である。これにより、その上に形成される導電膜の密着性向上と酸化防止を図ると同時に、耐熱性導電層９０７が微量に含有するアルカリ金属元素が第１の形状のゲート絶縁膜９０６に拡散するのを防ぐことができる。いずれにしても、耐熱性導電層９０７は抵抗率を１０〜５０μΩｃｍの範囲ですることが好ましい。
【００７１】
次に、フォトリソグラフィーの技術を使用してレジストによるマスク９０８を形成する。そして、第１のエッチング処理を行う。本実施例ではＩＣＰエッチング装置を用い、エッチング用ガスにＣｌ₂とＣＦ₄を用い、１Ｐａの圧力で３．２Ｗ／ｃｍ²のＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを形成して行う。基板側（試料ステージ）にも２２４ｍＷ／ｃｍ²のＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入し、これにより実質的に負の自己バイアス電圧が印加される。この条件でＷ膜のエッチング速度は約１００ｎｍ／ｍｉｎである。第１のエッチング処理はこのエッチング速度を基にＷ膜がちょうどエッチングされる時間を推定し、それよりもエッチング時間を２０％増加させた時間をエッチング時間とした。
【００７２】
第１のエッチング処理により第１のテーパー形状を有する導電層９０９〜９１２が形成される。導電層９０９〜９１２のテーパー部の角度は１５〜３０°となるように形成される。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オーバーエッチングを施すものとする。Ｗ膜に対する酸化窒化シリコン膜（ゲート絶縁膜９０６）の選択比は２〜４（代表的には３）であるので、オーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされる（図７（Ｂ））。
【００７３】
そして、第１のドーピング処理を行い一導電型の不純物元素を半導体層に添加する。ここでは、ｎ型を付与する不純物元素添加の工程を行う。第１の形状の導電層を形成したマスク９０８をそのまま残し、第１のテーパー形状を有する導電層９０９〜９１２をマスクとして自己整合的にｎ型を付与する不純物元素をイオンドープ法で添加する。ｎ型を付与する不純物元素をゲート電極の端部におけるテーパー部とゲート絶縁膜９０６とを通して、その下に位置する半導体層に達するように添加するためにドーズ量を１×１０¹³〜５×１０¹⁴ａｔｏｍｓ／ｃｍ²とし、加速電圧を８０〜１６０ｋｅＶとして行う。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。このようなイオンドープ法により第１の不純物領域９１４〜９１７には１×１０²⁰〜１×１０²¹atoｍiｃ／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（図７（Ｃ））。
【００７４】
この工程において、ドーピングの条件によっては、不純物が第１の形状の導電層９０９〜９１２の下に回りこみ、第１の不純物領域９１４〜９１７が第１の形状の導電層９０９〜９１２と重なることも起こりうる。
【００７５】
次に、図７（Ｄ）に示すように第２のエッチング処理を行う。エッチング処理も同様にＩＣＰエッチング装置により行い、エッチングガスにＣＦ₄とＣｌ₂の混合ガスを用い、ＲＦ電力３．２Ｗ／ｃｍ²(１３.５６ＭＨｚ)、バイアス電力４５ｍＷ／ｃｍ²(１３.５６ＭＨｚ)、圧力１．０Ｐａでエッチングを行う。この条件で形成される第２の形状を有する導電層９１８〜９２１が形成される。その端部にはテーパー部が形成され、該端部から内側にむかって徐々に厚さが増加するテーパー形状となる。第１のエッチング処理と比較して基板側に印加するバイアス電力を低くした分等方性エッチングの割合が多くなり、テーパー部の角度は３０〜６０°となる。マスク９０８はエッチングされて端部が削れ、マスク９２２となる。また、図７（Ｄ）の工程において、ゲート絶縁膜９０６の表面が４０ｎｍ程度エッチングされる。
【００７６】
そして、第１のドーピング処理よりもドーズ量を下げ高加速電圧の条件でｎ型を付与する不純物元素をドーピングする。例えば、加速電圧を７０〜１２０ｋｅＶとし、１×１０¹³／ｃｍ²のドーズ量で行い、不純物濃度が大きくなった第１の不純物領域９２４〜９２７と、前記第１の不純物領域９２４〜９２７に接する第２の不純物領域９２８〜９３１とを形成する。この工程において、ドーピングの条件によっては、不純物が第２の形状の導電層９１８〜９２１の下に回りこみ、第２の不純物領域９２８〜９３１が第２の形状の導電層９１８〜９２１と重なることも起こりうる。第２の不純物領域における不純物濃度は、１×１０¹⁶〜１×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³となるようにする（図８（Ａ））。
【００７７】
そして、（図８（Ｂ））に示すように、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層９０２、９０５に一導電型とは逆の導電型の不純物領域９３３（９３３ａ、９３３ｂ）及び９３４（９３４ａ、９３４ｂ）を形成する。この場合も第２の形状の導電層９１８、９２１をマスクとしてｐ型を付与する不純物元素を添加し、自己整合的に不純物領域を形成する。このとき、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層９０３、９０４は、レジストのマスク９３２を形成し全面を被覆しておく。ここで形成される不純物領域９３３、９３４はジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）を用いたイオンドープ法で形成する。不純物領域９３３、９３４のｐ型を付与する不純物元素の濃度は、２×１０²⁰〜２×１０²¹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³となるようにする。
【００７８】
しかしながら、この不純物領域９３３、９３４は詳細にはｎ型を付与する不純物元素を含有する２つの領域に分けて見ることができる。第３の不純物領域９３３ａ、９３４ａは１×１０²⁰〜１×１０²¹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³の濃度でｎ型を付与する不純物元素を含み、第４の不純物領域９３３ｂ、９３４ｂは１×１０¹⁷〜１×１０²⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ³の濃度でｎ型を付与する不純物元素を含んでいる。しかし、これらの不純物領域９３３ｂ、９３４ｂのｐ型を付与する不純物元素の濃度を１×１０¹⁹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³以上となるようにし、第３の不純物領域９３３ａ、９３４ａにおいては、ｐ型を付与する不純物元素の濃度をｎ型を付与する不純物元素の濃度の１．５から３倍となるようにすることにより、第３の不純物領域でｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。
【００７９】
その後、図８（Ｃ）に示すように、第２の形状を有する導電層９１８〜９２１およびゲート絶縁膜９０６上に第１の層間絶縁膜９３７を形成する。第１の層間絶縁膜９３７は酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すれば良い。いずれにしても第１の層間絶縁膜９３７は無機絶縁物材料から形成する。第１の層間絶縁膜９３７の膜厚は１００〜２００ｎｍとする。第１の層間絶縁膜９３７として酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳとＯ₂とを混合し、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm²で放電させて形成することができる。また、第１の層間絶縁膜９３７として酸化窒化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏ、ＮＨ₃から作製される酸化窒化シリコン膜、またはＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜で形成すれば良い。この場合の作製条件は反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（６０MHz）電力密度０．１〜１．０W/cm²で形成することができる。また、第１の層間絶縁膜９３７としてＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏ、Ｈ₂から作製される酸化窒化水素化シリコン膜を適用しても良い。窒化シリコン膜も同様にプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ₄、ＮＨ₃から作製することが可能である。
【００８０】
そして、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型を付与する不純物元素を活性化する工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。熱アニール法では酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜６００℃で行うものであり、本実施例では５５０℃で４時間の熱処理を行った。また、基板５０１に耐熱温度が低いプラスチック基板を用いる場合にはレーザーアニール法を適用することが好ましい。
【００８１】
活性化の工程に続いて、雰囲気ガスを変化させ、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体層にある１０¹⁶〜１０¹⁸/cm³のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。いずれにしても、半導体層９０２〜９０５中の欠陥密度を１０¹⁶/cm³以下とすることが望ましく、そのために水素を０．０１〜０．１atomic％程度付与すれば良い。
【００８２】
そして、有機絶縁物材料からなる第２の層間絶縁膜９３９を１．０〜２．０μｍの平均膜厚で形成する。有機樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）の他、感光性アクリル等を使用することができる。例えば、基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを用いる場合には、クリーンオーブンで３００℃で焼成して形成する。また、アクリルを用いる場合には、２液性のものを用い、主材と硬化剤を混合した後、スピナーを用いて基板全面に塗布した後、ホットプレートで８０℃で６０秒の予備加熱を行い、さらにクリーンオーブンで２５０℃で６０分焼成して形成することができる。
【００８３】
このように、第２の層間絶縁膜９３９を有機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減できる。しかし、吸湿性があり保護膜としては適さないので、本実施例のように、第１の層間絶縁膜９３７として形成した酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などと組み合わせて用いると良い。
【００８４】
その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの半導体層に形成されソース領域またはドレイン領域とする不純物領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールはドライエッチング法で形成する。この場合、エッチングガスにＣＦ₄、Ｏ₂、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る第２の層間絶縁膜９３９をまずエッチングし、その後、続いてエッチングガスをＣＦ₄、Ｏ₂として第１の層間絶縁膜９３７をエッチングする。さらに、半導体層との選択比を高めるために、エッチングガスをＣＨＦ₃に切り替えてゲート絶縁膜９０６をエッチングすることによりコンタクトホールを形成することができる。
【００８５】
そして、導電性の金属膜からなる配線層９４０がスパッタ法や真空蒸着法により形成される。さらに、配線層９４０の上にはエッチングの際に配線層とエッチング液に対する選択比が大きくなる材料からなる分離層９４１が形成される。なお、分離層９４１は、窒化膜や酸化膜といった無機材料で形成されていても良いし、ボリイミド、ポリアミドまたはＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）といった有機樹脂等で形成されていても良い。さらに金属材料で形成されていても良い。
【００８６】
ここで、分離層９４１をマスクでパターニングし、その後エッチングすることで、ソース配線９４２ａ〜９４５ａとドレイン配線９４６ａ〜９４８ａ及び分離部９４２ｂ〜９４８ｂを形成する。なお、本明細書中では、分離層と配線とで形成される構造を隔壁と呼ぶ。また、図示していないが、本実施例ではこの配線を、そして、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）との積層膜で形成した。
【００８７】
次いで、その上に透明導電膜を８０〜１２０ｎｍの厚さで形成し、パターニングすることによって画素電極９４９を形成する（図９（Ｂ））。なお、本実施例では、画素電極９４９は、陽極として機能する電極であるため、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに２〜２０[％]の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いることにより画素電極９４９を形成する。
【００８８】
また、画素電極９４９は、ドレイン配線９４６ａと電気的に接続されたコンタクト配線９２３と接して重ねて形成することによって電流制御用ＴＦＴ９６３のドレイン領域と電気的な接続が形成される。
【００８９】
次に、図９（Ｂ）に示すように、有機化合物層９５０、対向電極である陰極９５１およびパッシベーション膜９５２が蒸着法により形成される。このとき有機化合物層９５０を形成するに前に画素電極９４７に対して熱処理を施し、水分を完全に除去しておくことが望ましい。なお、本実施例では発光素子の陰極としてＭｇ：Ａｇ合金で形成された電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。
【００９０】
なお、有機化合物層９５０は、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層及びバッファー層といった複数の層を組み合わせて積層することにより形成されている。本実施例において用いた有機化合物層９５０の構造について以下に詳細に説明する。
【００９１】
本実施例では、正孔注入層として、銅フタロシアニンを用い、正孔輸送層としては、ＭＴＤＡＴＡ
(4,4',4''-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine)を蒸着法により形成した。しかし、その他にも正孔注入層としてポリチオフェン誘導体であるＰＥＤＯＴなどを用いることができ、正孔輸送層としてα−ＮＰＤやポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）等を用いることができる。
【００９２】
次に、発光層が形成されるが、本実施例では発光層に異なる材料を用いることで異なる発光を示す有機化合物層の形成を行う。なお、本実施例では、赤、緑、青色の発光を示す有機化合物層を形成する。
【００９３】
赤色に発色する発光層は、Ａｌｑ₃にＤＣＭをドーピングしたものを用いて形成する。その他にもＥｕ錯体（Ｅｕ（ＤＣＭ）₃（Ｐｈｅｎ）、アルミキノリラト錯体（Ａｌｑ₃）にＤＣＭ−１をドーパントとして用いたもの等を用いることができるが、その他公知の材料を用いることもできる。
【００９４】
また、緑色に発色する発光層は、ＣＢＰとＩｒ（ｐｐｙ）₃を共蒸着することにより形成させることができる。なお、この他にもアルミキノリラト錯体（Ａｌｑ₃）、ベンゾキノリノラトベリリウム錯体（ＢｅＢｑ）を用いることができる。さらには、アルミキノリラト錯体（Ａｌｑ₃）にクマリン６やキナクリドンといった材料をドーパントとして用いたものも可能であるが、その他公知の材料を用いることもできる。
【００９５】
さらに、青色に発色する発光層は、ジスチリル誘導体であるＤＰＶＢｉや、アゾメチン化合物を配位子に持つ亜鉛錯体及びＤＰＶＢｉにペリレンをドーピングしたものを用いることもできるが、その他の公知の材料を用いても良い。
【００９６】
また、発光層形成後には、電子輸送層や電子注入層を形成させても良い。なお、本実施例では、電子輸送層として１,３,４−オキサジアゾール誘導体や１,２,４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）といった材料を用いる。さらに、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、リチウムアセチルアセトネート（Ｌｉａｃａｃ）といった材料を用いてバッファー層２０６を形成しても良い。
【００９７】
なお、これらの積層構造を有する有機化合物層９５０の膜厚は１０〜４００[ｎｍ]（典型的には６０〜１５０[ｎｍ]）、陰極９５１の厚さは８０〜２００[ｎｍ]（典型的には１００〜１５０[ｎｍ]）とすれば良い。
【００９８】
有機化合物層９５０を形成した後で、蒸着法により陰極９５１が形成され、発光素子９５４が完成する。本実施例では発光素子９５４の陰極９５１となる導電膜としてＭｇ：Ａｇ合金を用いているが、Ａｌ−Ｌｉ合金膜（アルミニウムとリチウムとの合金膜）や、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することにより形成された膜を用いることも可能である。なお、共蒸着とは、同時に蒸着セルを加熱し、成膜段階で異なる物質を混合する蒸着法をいう。
【００９９】
なお、陰極９５１形成後、パッシベーション膜９５２が形成される。なお、パッシベーション膜９５２を設けることで有機化合物層９５０や陰極９５１を水分や酸素から保護することは可能である。なお、本実施例ではパッシベーション膜９５２として３００ｎｍ厚の窒化珪素膜を設ける。このパッシベーション膜９５２は陰極９５１を形成した後に大気解放しないで連続的に形成しても構わない。
【０１００】
こうして図９（Ｃ）に示すような構造の発光装置が完成する。なお、画素電極９４９、有機化合物層９５０、陰極９５１の重なっている部分が発光素子９５４に相当する。
【０１０１】
ｐチャネル型ＴＦＴ９６０及びｎチャネル型ＴＦＴ９６１は駆動回路が有するＴＦＴであり、ＣＭＯＳを形成している。スイッチング用ＴＦＴ９６２及び電流制御用ＴＦＴ９６３は画素部が有するＴＦＴであり、駆動回路のＴＦＴと画素部のＴＦＴとは同一基板上に形成することができる。
【０１０２】
なお、発光素子を用いた発光装置の場合、駆動回路の電源の電圧が５〜６Ｖ程度、最大でも１０Ｖ程度で十分なので、ＴＦＴにおいてホットエレクトロンによる劣化があまり問題にならない。また駆動回路を高速で動作させる必要があるので、ＴＦＴのゲート容量は小さいほうが好ましい。よって、本実施例のように、発光素子を用いた発光装置の駆動回路では、ＴＦＴの半導体層が有する第２の不純物領域９２９と、第４の不純物領域９３３ｂとが、それぞれゲート電極９１８、９１９と重ならない構成にするのが好ましい。
【０１０３】
こうして図９（Ｃ）に示すように基板上に発光素子を形成した発光パネルを形成することができる。
【０１０４】
なお、発光パネルを形成した後で、これを封止しＦＰＣにより外部電源と電気的に接続することにより本発明の発光装置を完成させることができる。
【０１０５】
〔実施例２〕
本実施例では、実施例１において図９（Ｃ）まで作製した発光パネルを発光装置として完成させる方法について図１０を用いて詳細に説明する。
【０１０６】
図１０（Ａ）は、発光素子の封止までを行った状態を示す上面図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された１００１はソース側駆動回路、１００２は画素部、１００３はゲート側駆動回路である。また、１００４はカバー材、１００５はシール剤であり、シール剤１００５で囲まれた内側には空間１００７が設けられる。
【０１０７】
なお、１００８はソース側駆動回路１００１及びゲート側駆動回路１００３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）１００９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、発光パネルにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態の発光モジュールだけではなく、ＩＣを実装した発光モジュールをも含むものとする。
【０１０８】
次に、断面構造について図１０（Ｂ）を用いて説明する。基板１０００の上方には画素部１００２、ゲート側駆動回路１００３が形成されており、画素部１００２は電流制御用ＴＦＴ１０１１とそのドレインに電気的に接続された透明電極１０１２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１００３はｎチャネル型ＴＦＴ１０１３とｐチャネル型ＴＦＴ１０１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路（図９参照）を用いて形成される。
【０１０９】
画素電極１０１２は発光素子の陽極として機能する。また、画素電極１０１２の両端には層間絶縁膜１００６が形成され、画素電極１０１２上には有機化合物層１０１６および発光素子の対向電極である陰極１０１７が形成される。
【０１１０】
陰極１０１７は複数の画素に共通の配線としても機能し、接続配線１００９を経由してＦＰＣ１０１０に電気的に接続されている。さらに、画素部１００２及びゲート側駆動回路１００３に含まれる素子は全てパッシベーション膜１０１８で覆われている。
【０１１１】
また、シール剤１００５によりカバー材１００４が貼り合わされている。なお、カバー材１００４と発光素子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１００５の内側は密閉された空間になっており、窒素やアルゴンなどの不活性ガスが充填されている。なおこの密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効である。
【０１１２】
また、カバー材１００４としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることができるが、カバー材１００４側に光を放射させる場合は透光性でなければならない。なお、プラスチックとしては、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を用いることができる
【０１１３】
以上のようにして発光パネルをカバー材１００４及びシール剤１００５を用いて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の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。
【０１１４】
なお、本実施例は、実施例１と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０１１５】
〔実施例３〕
ここでは、実施例１で示した方法により作製した発光素子の画素部の上面図を図１１に示す。なお、基板上の回路構成は、図１１（Ａ）に示すとおりであり、ソース側駆動回路１１０１、ゲート側駆動回路１１０２および画素部１１０３がそれぞれ配置されている。
【０１１６】
発光素子の画素電極（本実施例では、陽極とする）、および有機化合物層が形成された画素部１１０３の領域ａ（１１０４）における拡大図を図１１（Ｂ）に示す。
【０１１７】
ソース信号線１１０５は、ソース側駆動回路１１０１と電気的に接続されている。なお、発光素子に流れる電流を供給する電流供給線１１０６もソース信号線１１０５と平行に形成されている。
【０１１８】
また、画素部１１０３にマトリクス状に複数形成されている画素１１０７は、それぞれ周囲を層間絶縁膜１１０８に囲まれている。
【０１１９】
有機化合物層形成後、図１１（Ｃ）に示すように対向電極である陰極１１０９が形成されるが、層間絶縁膜１１０８上に形成されるソース信号線１１０５及び電流供給線１１０６は、画素１１０７と比べて基板面から高い位置にあるため、陰極１１０９が断絶してしまう。つまり、陰極１１０９は、紙面に向かって縦方向に並ぶ同一画素列ごとに共通であるが、横方向に並ぶ画素列は共通にはならない。
【０１２０】
そのため、図１１（Ｃ）に示すように接続配線１１１０が形成されている。この接続配線１１１０は、電極配線やゲート電極と同時に先に形成されているので、層間絶縁膜１１０８上で複数の画素に共通の配線となる陰極１１０９を接続配線１１１０とを図１１（Ｃ）に示す接続部で電気的に接続させることで、全ての画素が外部電源と接続される。なお、この接続配線１１１０は、図１１（Ｃ）に示すように紙面に向かって画素部の下部に設けても良いし、上部に設けても良い。さらに、上下に設ける構造にしても良い。これらの構造を形成することにより、画素列が共有する陰極１１０９の切断により生じる線状欠陥を防ぐことができる。なお、本実施例は、実施例１または実施例２に示した構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０１２１】
〔実施例４〕
本発明を用いる発光装置において、三重項励起子からの燐光を発光に利用できる有機材料（トリプレット化合物ともいう）を用いることが可能である。燐光を発光に利用できる有機材料を用いた発光装置は、外部発光量子効率を飛躍的に向上させることができる。これにより、発光素子の低消費電力化、長寿命化、および軽量化が可能になる。
【０１２２】
ここで、三重項励起子を利用し、外部発光量子効率を向上させた報告を示す。
(T.Tsutsui, C.Adachi, S.Saito, Photochemical Processes in Organized Molecular Systems, ed.K.Honda, (Elsevier Sci.Pub., Tokyo,1991) p.437.)
【０１２３】
上記の論文により報告された有機材料（クマリン色素）の分子式を以下に示す。
【０１２４】
【化１】

【０１２５】
(M.A.Baldo, D.F.O'Brien, Y.You, A.Shoustikov, S.Sibley, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Nature 395 (1998) p.151.)
【０１２６】
上記の論文により報告された有機材料（Ｐｔ錯体）の分子式を以下に示す。
【０１２７】
【化２】

【０１２８】
(M.A.Baldo, S.Lamansky, P.E.Burrrows, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Appl.Phys.Lett.,75 (1999) p.4.) (T.Tsutsui, M.-J.Yang, M.Yahiro, K.Nakamura, T.Watanabe, T.tsuji, Y.Fukuda, T.Wakimoto, S.Mayaguchi, Jpn.Appl.Phys., 38 (12B) (1999) L1502.)
【０１２９】
上記の論文により報告された有機材料（Ｉｒ錯体）の分子式を以下に示す。
【０１３０】
【化３】

【０１３１】
以上のように三重項励起子からの燐光発光を利用できれば原理的には一重項励起子からの蛍光発光を用いる場合より３〜４倍の高い外部発光量子効率の実現が可能となる。
【０１３２】
なお、本実施例の有機材料は、実施例１〜実施例３に示した発光装置の有機化合物層において用いることが可能である。
【０１３３】
〔実施例５〕
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表示部に用いることにより様々な電気器具を完成させることができる。
【０１３４】
本発明により作製した発光装置を用いることにより完成した電気器具として、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好適である。それら電気器具の具体例を図１２に示す。
【０１３５】
図１２（Ａ）は表示装置であり、筐体２００１、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に用いたことにより完成させることができる。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。
【０１３６】
図１２（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に用いたことにより完成させることができる。
【０１３７】
図１２（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２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、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に用いたことにより完成させることができる。
【０１３８】
図１２（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２３０３、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２３０２に用いたことにより完成させることができる。
【０１３９】
図１２（Ｅ）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Ｂ２４０４、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Ｂ２４０４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、２４０４に用いたことにより完成させることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０１４０】
図１２（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２５０１、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は表示部２５０２に用いることができる。
【０１４１】
図１２（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２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９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に用いたことにより完成させることができる。
【０１４２】
ここで図１２（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に用いたことにより完成させることができる。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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
また、上記電気器具はインターネットやＣＡＴＶ（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。
【０１４５】
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望ましい。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望ましい。
【０１４６】
以上の様に、本発明を用いて作製された発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用いることができる。また、本実施例の電気器具は実施例１〜実施例３に示した発光装置をその表示部に用いて完成させることができる。
【０１４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、配線形状を利用することによりこれまでマスクを用いて形成されていたバンクに替わる機能を持たせることが可能になった。また、その形状によりこれまで問題となっていた配線と対向電極とのショートの問題を解決することができた。以上により、本発明を用いることで発光装置の生産におけるプロセスを短縮することができるのでこれまでに比べてより高いスループットで生産することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による作製方法を示す図。
【図２】本発明による作製方法を示す図。
【図３】隔壁の作製を説明する図。
【図４】隔壁を作製した際のＳＥＭ写真。
【図５】画素の回路図。
【図６】画素の回路図。
【図７】作製工程を説明する図。
【図８】作製工程を説明する図。
【図９】作製工程を説明する図。
【図１０】発光装置の封止構造を説明する図。
【図１１】画素部を説明する上面図。
【図１２】電気器具の一例を示す図。

Claims

基板上に、ソース、ドレインおよびチャネル領域を有するＴＦＴと、発光素子とを有する発光装置であって、
前記発光素子は、第１の電極と、有機化合物層と、第２の電極とを有し、
前記基板上に前記第１の電極と電気的に接続された第１の配線と、
前記第１の配線上に形成された絶縁膜と、
前記第１の配線および前記絶縁膜上に形成され、かつ前記ソースまたは前記ドレインと電気的に接続された第２の配線と、
前記第２の配線上に形成された分離部とを有し、
前記分離部は前記第２の配線を形成する材料に比べてエッチング速度の遅い材料で形成されることにより、前記第２の配線よりも上面から見た面積が大きいことを特徴とする発光装置。
基板上に、ソース、ドレインおよびチャネル領域を有するＴＦＴと、発光素子とを有する発光装置であって、
前記発光素子は、第１の電極と、有機化合物層と、第２の電極とを有し、
前記基板上に前記第１の電極と電気的に接続された第１の配線と、
前記第１の配線上に形成された絶縁膜と、
前記第１の配線および前記絶縁膜上に形成され、かつ前記ソースまたは前記ドレインと電気的に接続された第２の配線と、
前記第２の配線上に形成された分離部とを有し、
前記分離部は前記第２の配線を形成する材料に比べてエッチング速度の遅い材料で形成されることにより、前記第２の配線よりも上面から見た面積が大きく、
前記分離部は、前記有機化合物層及び前記第２の電極の形成におけるマスクとなることを特徴とする発光装置。
請求項１又は請求項２において、
前記発光装置をその表示部に用い、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を完成させることを特徴とする発光装置。
基板上にＴＦＴと発光素子とを有する発光装置の作製方法であって、
前記基板上に前記ＴＦＴのソース、ドレインおよびチャネル領域を形成し、
前記ソース、前記ドレインおよび前記チャネル領域を覆ってゲート絶縁膜を形成し、
前記ＴＦＴのゲート電極および第１の配線を形成し、
前記ゲート電極および第１の配線上に絶縁膜を形成し、
前記第１の配線上に形成された前記絶縁膜の一部を除去し、
前記第１の配線および前記絶縁膜上に、前記ソースまたは前記ドレインと電気的に接続される第２の配線を形成し、
前記第２の配線上に前記第２の配線を形成する材料に比べてエッチング速度の遅い材料で分離部を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
基板上にＴＦＴと発光素子とを有する発光装置の作製方法であって、
前記基板上に前記ＴＦＴのソース、ドレインおよびチャネル領域を形成し、
前記ソース、前記ドレインおよび前記チャネル領域を覆ってゲート絶縁膜を形成し、
前記ＴＦＴのゲート電極および第１の配線を形成し、
前記ゲート電極および第１の配線上に絶縁膜を形成し、
前記第１の配線上に形成された前記絶縁膜の一部を除去し、
前記第１の配線および前記絶縁膜上に、前記ソースまたは前記ドレインと電気的に接続される第２の配線を形成し、
前記第２の配線上に前記第２の配線を形成する材料に比べてエッチング速度の遅い材料で分離部を形成し、
前記分離部をマスクとして前記発光素子の有機化合物層および第２の電極を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
基板上にＴＦＴと発光素子とを有する発光装置の作製方法であって、
前記基板上に前記ＴＦＴのソース、ドレインおよびチャネル領域を形成し、
前記ソース、前記ドレインおよび前記チャネル領域を覆ってゲート絶縁膜を形成し、
前記ＴＦＴのゲート電極および第１の配線を形成し、
前記ゲート電極および第１の配線上に第１の絶縁膜を形成し、
前記第１の配線上に形成された前記第１の絶縁膜の一部を除去し、
前記第１の配線および前記第１の絶縁膜上に、前記ソースまたは前記ドレインと電気的に接続される第２の配線を形成し、
前記第２の配線上に前記第２の配線を形成する材料に比べてエッチング速度の遅い材料で第２の絶縁膜を形成し、
前記第２の配線および第２の絶縁膜を、ウエットエッチング法によりエッチングして、前記第２の絶縁膜を有する分離部を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
基板上にＴＦＴと発光素子とを有する発光装置の作製方法であって、
前記基板上に前記ＴＦＴのソース、ドレインおよびチャネル領域を形成し、
前記ソース、前記ドレインおよび前記チャネル領域を覆ってゲート絶縁膜を形成し、
前記ＴＦＴのゲート電極および第１の配線を形成し、
前記ゲート電極および第１の配線上に絶縁膜を形成し、
前記第１の配線上に形成された前記絶縁膜の一部を除去し、
前記第１の配線および前記絶縁膜上に、前記ソースまたは前記ドレインと電気的に接続される第２の配線を形成し、
前記第２の配線上に前記第２の配線を形成する材料に比べてエッチング速度の遅い材料で分離部を形成し、
前記発光素子の第１の電極を前記第１の配線に接して形成し、
前記分離部をマスクとして前記発光素子の有機化合物層および第２の電極を形成する発光装置の作製方法。