JP4574039B2 - Ｅｌ表示装置の作製方法 - Google Patents
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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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ＥＬ材料という）を挟んだ構造でなるＥＬ素子を絶縁体上に形成した自発光装置及びその自発光装置を表示部（表示ディスプレイまたは表示モニター）として有する電気器具、及び有機ＥＬ材料の薄膜形成方法及び薄膜形成装置に関する。なお、上記自発光装置はＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diodes）ともいう。
【０００２】
【従来の技術】
近年、発光性有機材料のＥＬ現象を利用した自発光素子としてＥＬ素子を用いた自発光装置（ＥＬ表示装置）の開発が進んでいる。ＥＬ表示装置は自発光型であるため、液晶表示装置のようなバックライトが不要であり、さらに視野角が広いことから電気器具の表示部として有望視されている。
【０００３】
ＥＬ表示装置にはパッシブ型（単純マトリクス型）とアクティブ型（アクティブマトリクス型）の２種類があり、どちらも盛んに開発が行われている。特に現在はアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置が注目されている。また、ＥＬ素子の中心とも言えるＥＬ層となるＥＬ材料は、低分子系有機ＥＬ材料と高分子系（ポリマー系）有機ＥＬ材料とがそれぞれ研究されている。
【０００４】
ＥＬ材料の成膜方法には、インクジェット法や蒸着法及びスピンコーティング法といった方法があるが、このうち蒸着法においては、マスクを用いて成膜位置をコントロールするという方法が採られているが、このときＥＬ材料がマスクを通過せずにマスク上に成膜されてしまうという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、ＥＬ材料をマスクを用いて電界制御する蒸着法でＥＬ材料を無駄なく選択的に成膜する手段を提供することを課題とする。また、成膜位置の制御精度を上げることを課題とする。さらに、このような手段を用いたＥＬ表示装置及びその作製方法を提供することを課題とする。そして、このようなＥＬ表示装置を表示部として有する電気器具を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために用いるマスクと、成膜する画素電極には、電圧がかけられている。
【０００７】
本発明においてＥＬ材料は、試料ボートに備えられており、これが気化してさらに電荷を持つと、気化したことで試料ボートの開口部から飛び出し、基板に到達する前にマスクにかけられた電圧により生じる電界により進行方向が制御され、蒸着位置を制御することができる。
【０００８】
また、マスクを複数用いてもよい。例えば、第１マスク及び第２マスクにそれぞれ印加された電圧により生じた電界により進行方向が制御され、蒸着位置を制御することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
ここで本発明の実施の形態について図１を用いて説明する。
【００１０】
図１（Ａ）は、本発明を実施してＥＬ材料を成膜する様子を模式的に示す図である。図１（Ａ）において、１１０は基板であり、基板上の画素電極は、接地電位に接続されている。また、１１１は、試料ボートである。なお、試料ボート１１１にはＥＬ材料が備えられている。
【００１１】
なお、赤色ＥＬ層を形成させるときには、試料ボート１１１には赤色に発光するＥＬ材料（以下、赤色ＥＬ材料という）、緑色ＥＬ層を形成させるときには、試料ボート１１１には緑色に発光するＥＬ材料（以下、緑色ＥＬ材料という）、青色ＥＬ層を形成させるときには、試料ボート１１１には青色に発光するＥＬ材料（以下、青色ＥＬ材料という）を備えておく。
【００１２】
本発明の場合、試料ボート１１１のＥＬ材料が電極１２０による抵抗加熱により気化され放出される。放出されるときＥＬ材料は電極１１２にかけられた負の電圧により負に帯電した帯電粒子となり、導電性材料からなるマスク１１３の隙間を通過した後、基板１１０上の画素電極に蒸着される。また、電極１１２と電極１２０との間には絶縁体が設けられており、互いに異なる電圧が印加される。
【００１３】
なお、ＥＬ材料は、マスク１１３を通過する際に図１（Ｂ）１１７の拡大図で示すようにマスク１１３における遮断部１１８により進行方向を制御される。また、マスク１１３は、遮断部１１８の部分が銅、鉄、アルミニウム、タンタル、チタン、タングステンといった導電性材料でできている複数の導電線が互いに平行に配置されたもの（ストライプ状）、もしくは、網目状の構造物（メッシュ状）、もしくは、板状の構造物である。蒸気状態のＥＬ材料は、遮断部１１８にかけられた負の電圧により生じる電界と反発するため、遮断部１１８間の隙間を通過して基板に蒸着される。
【００１４】
また、図１では断面形状が円形である例を示したが、特に限定されず矩形であっても楕円形であっても多角形状であってもよい。
【００１５】
なお、マスク１１３の遮断部１１８には、蒸気状態のＥＬ材料がマスク１１３の遮断部１１８と反発しあう電位にするための電圧をかけておく。これにより、ＥＬ材料は、マスク１１３における遮断部１１８間の隙間を通過することができる。なお、ここでは、蒸気状態のＥＬ材料を負の電圧をかけた電極１１２により生じる電界により帯電させ、マスクの遮断部にも電極１１５により負の電圧をかけて電界を発生させる。これらにより、蒸気状態のＥＬ材料の帯電粒子は、遮断部と電気的に反発し、各遮断部の隙間を通過するようになる。
【００１６】
図１（Ａ）に示すような構造とし、遮断部１１８に印加される負の電圧を数１０Ｖ〜１０ｋＶの範囲で適宜調節することによって、蒸着位置を高精度に制御することができる。
【００１７】
なお、マスク１１３と基板との間隔距離、各遮断部１１８間の距離等は実施者が適宜設定すればよい。例えば、各遮断部１１８間の距離は、基板上に形成される画素電極の画素ピッチにすると良い。
【００１８】
また、マスク１１３の目合わせを正確にするために、２枚の導電板を重ねてスリット状もしくは円状の穴を放電加工で同時に切削してマスク１１３を形成してもよい。
【００１９】
また、ここでは１つのマスクを用いた例を示したが、二つ以上のマスクに電圧を印加して蒸気状態のＥＬ材料の飛翔方向を制御してもよい。また、ある一つの平面上に二つ以上のマスクを組み合わせたものに電圧を印加して蒸気状態のＥＬ材料の飛翔方向を制御してもよい。
【００２０】
まず、試料ボート１１１赤色ＥＬ材料を備え、これを蒸着させると画素上にストライプ状の赤色ＥＬ層が形成される。
【００２１】
次にマスクを矢印ｋの方向に一画素列分移動させた後、試料ボート１１１から緑色ＥＬ材料を蒸着させ、緑色ＥＬ層を形成させる。さらにマスクを矢印ｋの方向に一画素列分移動させ、同様に蒸着を行い青色ＥＬ層を形成させる。
【００２２】
即ち、マスクを矢印ｋの方向に移動させながら赤、緑、青色に発光する画素列を色ごとに３回に分けて蒸着することで３色のストライプ状のＥＬ層が形成される。なお、ここで形成されるＥＬ層の膜厚は、１０ｎｍ〜１０μｍであることが望ましい。
【００２３】
また、ここでいう画素列とはバンク１１９に仕切られた画素の列を指し、バンクは画素列間の隙間を埋めるように土手状に画素列のソース配線の上方に形成されている。つまり、バンクで画素列が仕切られているので画素上に形成させたＥＬ層を隣り合う画素列と区別して形成させることができる。即ち、ソース配線に沿って複数の画素が直列に並んだ列を画素列と呼んでいる。但し、ここではバンクがソース配線の上方に形成された場合を説明したが、ゲート配線の上方に設けられていても良い。この場合は、ゲート配線に沿って複数の画素が直列に並んだ列を画素列と呼ぶ。
【００２４】
従って、画素電極上の画素部（図示せず）は、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線の上方に設けられたストライプ状のバンクにより分割された複数の画素列の集合体として見ることができる。そのようにして見た場合、画素電極上の画素部は、赤色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列、緑色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列及び青色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列からなるとも言える。
【００２５】
また、上記ストライプ状のバンクは、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線の上方に設けられているため、実質的に画素部は、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線により分割された複数の画素列の集合体と見ることもできる。
【００２６】
さらに、本実施の形態において、基板１１０上に形成されている画素電極（陽極）上に電圧をかけておきマスクを通過した蒸気状態のＥＬ材料をさらに制御して、選択的に所望の位置に蒸着するような電界を与えておくと良い。
【００２７】
また、試料ボート１１１、マスク、及び基板１１０が備えられている蒸着室１２１の内側側面に電極１１４で負の電圧をかけておくことで負に帯電した蒸気状態のＥＬ材料と蒸着室の内側側面を反発させることができるので蒸気状態のＥＬ材料を蒸着室の内側に付着させることなく被形成面に蒸着することができる。
【００２８】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例では、試料ボートにおいて気化されたＥＬ材料（以下蒸気状態のＥＬ材料という）を電界で制御して基板上に成膜する方法について説明する。なお、本実施例における蒸着方法は、図１を用いる。
【００２９】
図１において、１１０は基板であり、１１１は、試料ボートである。なお、試料ボート１１１にはＥＬ層用材料が備えられている。
【００３０】
なお、赤色ＥＬ層を形成させるときには、試料ボート１１１には赤色に発光するＥＬ材料（以下、赤色ＥＬ材料という）、緑色ＥＬ層を形成させるときには、試料ボート１１１には緑色に発光するＥＬ材料（以下、緑色ＥＬ材料という）、青色ＥＬ層を形成させるときには、試料ボート１１１には青色に発光するＥＬ材料（以下、青色ＥＬ材料という）を備えておく。
【００３１】
なお、本実施例では、ＥＬ材料として、赤色ＥＬ層には、Ａｌｑをホスト材料として赤色の蛍光色素ＤＣＭをドープしたものを用いた。また、緑色に発光するＥＬ層には、アルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体であるＡｌｑを用い、青色に発光するＥＬ層には亜鉛のベンズオキサゾール錯体（Ｚｎ（ｏｘｚ）2）を用いる。
【００３２】
なお、上記に示したＥＬ材料は、実施例の一つであり他の公知のＥＬ材料を用いてもよい。また、発光色を赤、緑、青としてＥＬ材料を選択しているが、この限りではなく、黄色、オレンジ、グレーといった色を用いてもよい。
【００３３】
本実施例では、はじめに試料ボートに赤色ＥＬ材料を備えておき、基板上に赤色ＥＬ層を形成させた後、緑色ＥＬ材料が備えられた試料ボートを用いて基板上に緑色ＥＬ層を形成させる。そして、最後に青色ＥＬ材料が備えられた試料ボートを用いて基板上に青色ＥＬ層を形成させる。
【００３４】
以上のように、赤、緑、青色ＥＬ材料を３回に分けて蒸着させることによりＥＬ層を形成させることができる。
【００３５】
各色のＥＬ材料は、試料ボートにおいて、電極１２０による抵抗加熱により気化され、試料ボート１１１から放出される際、電極１１２が与える電界により電荷を持つ。この時、ＥＬ材料は、気化することで得られた、より高い運動エネルギーにより飛び出し、マスク１１３に到達する。
【００３６】
マスク１１３には、電圧がかけられているためマスク１１３付近に電界が生じている。マスク１１３に到達した気体ＥＬ層用材料は、マスク１１３により生じる電界により制御された後、マスク１１３を通過して基板１１０に蒸着される。
【００３７】
また、試料ボート１１１の赤色ＥＬ材料を蒸着させると画素上にストライプ状の赤色ＥＬ層が形成される。ここで、マスクを矢印ｋの方向に画素一列分移動させ、同様に試料ボート１１１から緑色ＥＬ材料を蒸着する。これにより、赤色ＥＬ層の横に緑色ＥＬ層が形成される。さらにマスクを矢印ｋの方向に画素一列分移動させながら試料ボート１１１から青色ＥＬ材料を蒸着させる。これにより、緑色ＥＬ層の横に青色ＥＬ層が形成される。即ち、以上のようにマスクを移動させながら赤、緑、青色に発光する画素列を色ごとに３回に分けて蒸着させることで３色のストライプ状のＥＬ層が形成される。なお、ここで形成されるＥＬ層の膜厚は、１００ｎｍ〜１μｍであることが望ましい。
【００３８】
なお、ここでいう画素列とはバンク１１９に仕切られた画素の列を指し、バンクはソース配線の上方に形成されている。即ち、ソース配線に沿って複数の画素が直列に並んだ列を画素列と呼んでいる。但し、ここではバンクがソース配線の上方に形成された場合を説明したが、ゲート配線の上方に設けられていても良い。この場合は、ゲート配線に沿って複数の画素が直列に並んだ列を画素列と呼ぶ。
【００３９】
従って、画素部（図示せず）は、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線の上方に設けられたストライプ状のバンクにより分割された複数の画素列の集合体として見ることができる。そのようにして見た場合、画素部は、赤色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列、緑色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列及び青色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列からなるとも言える。
【００４０】
また、上記ストライプ状のバンクは、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線の上方に設けられているため、実質的に画素部は、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線により分割された複数の画素列の集合体と見ることもできる。
【００４１】
また、基板１１０上に形成されている画素電極（陽極）上に電圧をかけておき、マスクを通過した蒸気状態のＥＬ材料をさらに制御して、選択的に所望の位置に蒸着するような電界を与えるようにすると良い。
【００４２】
〔実施例２〕
本実施例であるＥＬ表示装置の画素部の断面図を図２に、その上面図を図３（Ａ）に、その回路構成を図３（Ｂ）に示す。実際には画素がマトリクス状に複数配列されて画素部（画像表示部）が形成される。なお、図３（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図が図２に相当する。従って図２及び図３で共通の符号を用いているので、適宜両図面を参照すると良い。また、図３（Ａ）の上面図では二つの画素を図示しているが、どちらも同じ構造である。
【００４３】
図２において、１１は基板、１２は下地となる絶縁膜（以下、下地膜という）である。基板１１としてはガラス、ガラスセラミックス、石英、シリコン、セラミックス、金属若しくはプラスチックでなる基板を用いることができる。
【００４４】
また、下地膜１２は特に可動イオンを含む基板や導電性を有する基板を用いる場合に有効であるが、石英基板には設けなくても構わない。下地膜１２としては、珪素（シリコン）を含む絶縁膜を用いれば良い。なお、本明細書において「珪素を含む絶縁膜」とは、具体的には酸化珪素膜、窒化珪素膜若しくは窒化酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙで示される）など珪素、酸素若しくは窒素を所定の割合で含む絶縁膜を指す。
【００４５】
また、下地膜１２に放熱効果を持たせることによりＴＦＴの発熱を発散させることはＴＦＴの劣化又はＥＬ素子の劣化を防ぐためにも有効である。放熱効果を持たせるには公知のあらゆる材料を用いることができる。
【００４６】
ここでは画素内に二つのＴＦＴを形成している。２０１はスイッチング用ＴＦＴであり、ｎチャネル型ＴＦＴで形成され、２０２は電流制御用ＴＦＴであり、ｐチャネル型ＴＦＴで形成されている。
【００４７】
ただし、本実施例において、スイッチング用ＴＦＴをｎチャネル型ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴをｐチャネル型ＴＦＴに限定する必要はなく、スイッチング用ＴＦＴをｐチャネル型ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴをｎチャネル型ＴＦＴにしたり、両方ともｎチャネル型又ｐチャネル型ＴＦＴを用いることも可能である。
【００４８】
スイッチング用ＴＦＴ２０１は、ソース領域１３、ドレイン領域１４、ＬＤＤ領域１５a〜１５d、高濃度不純物領域１６及びチャネル形成領域１７a、１７bを含む活性層、ゲート絶縁膜１８、ゲート電極１９a、１９b、第１層間絶縁膜２０、ソース配線２１並びにドレイン配線２２を有して形成される。
【００４９】
また、図３に示すように、ゲート電極１９a、１９bは別の材料（ゲート電極１９a、１９bよりも低抵抗な材料）で形成されたゲート配線２１１によって電気的に接続されたダブルゲート構造となっている。勿論、ダブルゲート構造だけでなく、シングルゲートもしくはトリプルゲート構造といったいわゆるマルチゲート構造（直列に接続された二つ以上のチャネル形成領域を有する活性層を含む構造）であっても良い。マルチゲート構造はオフ電流値を低減する上で極めて有効であり、ここでは画素のスイッチング素子２０１をマルチゲート構造とすることによりオフ電流値の低いスイッチング素子を実現している。
【００５０】
また、活性層は結晶構造を含む半導体膜で形成される。即ち、単結晶半導体膜でも良いし、多結晶半導体膜や微結晶半導体膜でも良い。また、ゲート絶縁膜１８は珪素を含む絶縁膜で形成すれば良い。また、ゲート電極、ソース配線若しくはドレイン配線としてはあらゆる導電膜を用いることができる。
【００５１】
さらに、スイッチング用ＴＦＴ２０１においては、ＬＤＤ領域１５a〜１５dは、ゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極１９a、１９bと重ならないように設ける。このような構造はオフ電流値を低減する上で非常に効果的である。
【００５２】
なお、チャネル形成領域とＬＤＤ領域との間にオフセット領域（チャネル形成領域と同一組成の半導体層でなり、ゲート電圧が印加されない領域）を設けることはオフ電流値を下げる上でさらに好ましい。また、二つ以上のゲート電極を有するマルチゲート構造の場合、チャネル形成領域の間に設けられた高濃度不純物領域がオフ電流値の低減に効果的である。
【００５３】
次に、電流制御用ＴＦＴ２０２は、ソース領域３１、ドレイン領域３２及びチャネル形成領域３４を含む活性層、ゲート絶縁膜１８、ゲート電極３５、第１層間絶縁膜２０、ソース配線３６並びにドレイン配線３７を有して形成される。なお、ゲート電極３５はシングルゲート構造となっているが、マルチゲート構造であっても良い。
【００５４】
図２に示すように、スイッチング用ＴＦＴのドレインは電流制御用ＴＦＴ２０２のゲートに接続されている。具体的には電流制御用ＴＦＴ２０２のゲート電極３５はスイッチング用ＴＦＴ２０１のドレイン領域１４とドレイン配線（接続配線とも言える）２２を介して電気的に接続されている。また、ソース配線３６は電源供給線２１２に接続して形成、または電流供給線の一部として形成する。
【００５５】
電流制御用ＴＦＴ２０２はＥＬ素子２０３に注入される電流量を制御するための素子であるが、ＥＬ素子の劣化を考慮するとあまり多くの電流を流すことは好ましくない。そのため、電流制御用ＴＦＴ２０２に過剰な電流が流れないように、チャネル長（Ｌ）は長めに設計することが好ましい。望ましくは一画素あたり０．５〜２μＡ（好ましくは１〜１．５μＡ）となるようにする。
【００５６】
また、スイッチング用ＴＦＴ２０１に形成されるＬＤＤ領域の長さ（幅）は０．５〜３．５μｍ、代表的には２．０〜２．５μｍとすれば良い。
【００５７】
また、図３に示すように電流制御用ＴＦＴ２０２のゲート電極３５を含む配線３６は、５０で示される領域で電流制御用ＴＦＴ２０２の電源供給線２１２と絶縁膜を挟んで重なる。このとき５０で示される領域では、保持容量（コンデンサ）が形成される。保持容量５０は電源供給線２１２と電気的に接続された半導体膜５１、ゲート絶縁膜と同一層の絶縁膜（図示せず）及び電源供給線２１２で形成される容量も保持容量として用いることが可能である。
【００５８】
この保持容量５０は、電流制御用ＴＦＴ２０２のゲート電極３５にかかる電圧を保持するためのコンデンサとして機能する。
【００５９】
また、流しうる電流量を多くするという観点から見れば、電流制御用ＴＦＴ２０２の活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を厚くする（好ましくは５０〜１００ｎｍ、さらに好ましくは６０〜８０ｎｍ）ことも有効である。逆に、スイッチング用ＴＦＴ２０１の場合はオフ電流値を小さくするという観点から見れば、活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を薄くする（好ましくは２０〜５０ｎｍ、さらに好ましくは２５〜４０ｎｍ）ことも有効である。
【００６０】
次に、３８は第１パッシベーション膜であり、膜厚は１０ｎｍ〜１０μｍ（好ましくは２００〜５００ｎｍ）とすれば良い。材料としては、珪素を含む絶縁膜（特に窒化酸化珪素膜又は窒化珪素膜が好ましい）を用いることができる。
【００６１】
第１パッシベーション膜３８の上には、各ＴＦＴを覆うような形で第２層間絶縁膜（平坦化膜と言っても良い）３９を形成し、ＴＦＴによってできる段差の平坦化を行う。第２層間絶縁膜３９としては、有機樹脂膜が好ましく、ポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を用いると良い。勿論、十分な平坦化が可能であれば、無機膜を用いても良い。
【００６２】
第２層間絶縁膜３９によってＴＦＴによる段差を平坦化することは非常に重要である。後に形成されるＥＬ層は非常に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起こす場合がある。従って、ＥＬ層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化しておくことが望ましい。
【００６３】
また、４０は透明導電膜でなる画素電極（ＥＬ素子の陽極に相当する）であり、第２層間絶縁膜３９及び第１パッシベーション膜３８にコンタクトホール（開孔）を開けた後、形成された開口部において電流制御用ＴＦＴ２０２のドレイン配線３７に接続されるように形成される。
【００６４】
本実施例では、画素電極として酸化インジウムと酸化スズの化合物でなる導電膜を用いる。また、これに少量のガリウムを添加しても良い。さらに酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物や酸化亜鉛と酸化ガリウムの化合物を用いることもできる。
【００６５】
画素電極を形成したら、樹脂材料でなるバンクを形成する。バンクは、バンクａ（４１ａ）バンクｂ（４１ｂ）のそれぞれエッチング材料に対する選択比の異なる有機樹脂膜、レジスト材料を用いパターニングして形成されている。なお、ここでは、バンクａ（４１ａ）バンクｂ（４１ｂ）を積層させた後エッチングさせ、エッチング速度の違いにより図２で示すような形状を形成させることができる。なお、このときのエッチング速度は、（バンクａを形成する樹脂）＞（バンクｂを形成する樹脂）なる関係が成り立つようにしておく。このバンクａ（４１ａ）およびバンクｂ（４１ｂ）は、画素と画素との間に図３（Ｃ）に示すようにストライプ状に形成される。なお、図３（Ｃ）のｈ１は、０．５〜３μｍがよく、ＥＬ層、陰極および保護電極を積層した膜厚よりも大きいことが望ましい。本実施例ではソース配線２１に沿って形成するがゲート配線３５に沿って形成しても良い。
【００６６】
次にＥＬ層４２が図１で説明したような薄膜形成方法により形成される。なお、ここでは一画素しか図示していないが、図１で説明したようにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応したＥＬ層が形成される。
【００６７】
まず、試料ボート１１１に備えられたＥＬ材料が電極１２０による抵抗加熱により気化（蒸発）する。この蒸気状態のＥＬ材料が試料ボート１１１から飛び出す瞬間に試料ボート１１１の開口部に取り付けられている電極１１２による電界の影響で蒸気状態のＥＬ材料が帯電し、帯電粒子となる。この帯電粒子はマスク１１３を通過する際に遮断部１１８に電圧がかけられることにより生じるマスク付近の電界により進行方向を制御される。
【００６８】
なお、試料ボートとマスクの間に電極を設けて電界を発生させ、試料ボートから放出される蒸気状態のＥＬ材料の電荷を制御しても良い。
【００６９】
結果的には、気体ＥＬ材料は、各遮断部の隙間を通過して基板上の被形成面に蒸着される。
【００７０】
なお、本明細書中でいうマスクの遮断部とは、マスクの導電性材料で形成されている部分のことを指し、導電性材料とは、チタン、タンタル、タングステン及びアルミニウムといった材料のことをいう。また、マスクの開口部は、各遮断部の隙間のことを指している。
【００７１】
さらに、本明細書中では、被形成面とは、画素電極や有機膜の表面の一部であり、薄膜を形成させようとする面のことをいう。
【００７２】
また、マスクには、数１０Ｖ〜１０ｋＶの電圧がかけられていれば良く、好ましくは、１０Ｖ〜１ｋＶの電圧がかけられているとよい。また、実施者は、各電極に適宜、これらの範囲で電圧を設定すればよい。
【００７３】
本実施例においては、まず、試料ボート１１１に備えられている赤色ＥＬ材料を気化（蒸発）させて蒸着させることで、画素上の赤色に発光する画素列を形成する。次にマスクを横方向（矢印ｋの方向）に移動した後、試料ボート１１１に備えられている緑色ＥＬ材料を蒸着させ、緑色に発光すべき画素列を形成する。
さらにマスクを横方向（矢印ｋの方向）に移動して試料ボート１１１に備えられている青色ＥＬ材料を蒸着させ、青色に発光すべき画素列を形成する。
【００７４】
なお、ＥＬ材料を備えている試料ボート１１１は、ＥＬ材料の種類を変える度に一緒に変えても良いし、試料ボートを変えずにＥＬ材料のみを入れ替えて用いても良い。
【００７５】
また、ここで説明した試料ボート１１１、マスクは別々に設けられていても良いが、一体形成されて装置化されていても良い。
【００７６】
以上のように、マスクを移動させながら赤、緑、青色に発光する画素列を色ごとに３回に分けて蒸着させることで３色のストライプ状のＥＬ層を形成する。
【００７７】
ＥＬ層とするＥＬ材料としては低分子系材料を用いるとよい。代表的な低分子系材料としては、トリス（８−キノリノナト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ）やビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体（ＢｅＢｑ）といったＥＬ材料などが挙げられる。
【００７８】
なお、本実施例では、ＥＬ材料として、赤色ＥＬ層には、Ａｌｑをホスト材料として赤色の蛍光色素ＤＣＭをドープしたものを用いた。また、緑色に発光するＥＬ層には、アルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体であるＡｌｑを用い、青色に発光するＥＬ層には亜鉛のベンズオキサゾール錯体（Ｚｎ（ｏｘｚ）2）を用いる。
【００７９】
但し、以上の例は本実施例のＥＬ層として用いることのできるＥＬ材料の一例であって、これに限定する必要はまったくない。
【００８０】
つまり、ここでは述べなかったような高分子有機ＥＬ材料を塗布法で用いたり、高分子材料と併せて用いて形成させても良い。
【００８１】
さらに、ＥＬ層４２を形成する際、ＥＬ層は水分や酸素の存在によって容易に劣化してしまうため、処理雰囲気は水分や酸素の少ない雰囲気とし、窒素やアルゴンといった不活性ガス中で行うことが望ましい。
【００８２】
以上のようにしてＥＬ層４２を形成したら、次に遮光性導電膜でなる陰極４３、保護電極４４及び第２パッシベーション膜４５が形成される。本実施例では陰極４３として、ＭｇＡｇでなる導電膜を用い、保護電極４４としてアルミニウムからなる導電膜を用いる。また、第２パッシベーション膜４５としては、１０ｎｍ〜１０μｍ（好ましくは２００〜５００ｎｍ）の厚さの窒化珪素膜を用いる。
【００８３】
なお、上述のようにＥＬ層は熱に弱いので、陰極４３及び第２パッシベーション膜４５はなるべく低温（好ましくは室温から１２０℃までの温度範囲）で成膜するのが望ましい。従って、プラズマＣＶＤ法、真空蒸着法又は溶液塗布法（スピンコート法）が望ましい成膜方法と言える。
【００８４】
ここまで完成したものをアクティブマトリクス基板とよび、アクティブマトリクス基板に対向して、対向基板（図示せず）が設けられる。本実施例では対向基板としてガラス基板を用いる。なお、対向基板としては、プラスチックやセラミックスでなる基板を用いても良い。
【００８５】
また、アクティブマトリクス基板と対向基板はシール剤（図示せず）によって接着され、密閉空間（図示せず）が形成される。本実施例では、密閉空間をアルゴンガスで充填している。勿論、この密閉空間内に酸化バリウムといった乾燥剤を配置したり酸化防止剤を配置することも可能である。
【００８６】
また、本実施例の構成は、実施例１の構成と自由に組み合わせることができる。
【００８７】
〔実施例３〕
ここで、図３（Ｃ）に示したバンクａ及びバンクｂからなるバンクを形成させる方法について説明する。バンクａ及びバンクｂはいずれもポジ型のものを用いる。
【００８８】
まず、画素電極形成後に、メラミン樹脂からなる有機樹脂膜を形成させる。これは、後にバンクａを形成する。このメラミン樹脂には、染料を混合させておき反射防止膜としての機能を持たせておく。また、これらは、ジメチルアセトアミドといった溶媒に溶解させて用いると良い。なお、染料を選択する際には、露光に用いる光のスペクトルに近い位置に発光スペクトルを持つ染料を選択する必要がある。
【００８９】
次に、メラミン樹脂の上にポリイミドを積層させる。ここでは、ポリイミドの代わりに感光性ポリイミドを用いても良いし、ノボラック系樹脂を用いても良い。
これは、のちにバンクｂを形成する。
【００９０】
なお、ここで２層の有機樹脂膜が形成される。これを露光してパターニングを行う。パターニングの際の現像液としては、水溶性のものを用いると良い。本実施例では、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを用いると良い。これは、水溶性であり、アルカリ性であるため本実施例に適している。しかし、現像液としては、これに限られることはなく、公知の現像液を用いても良い。
【００９１】
現像液で現像することによりバンクａ、及びバンクｂは図３（Ｃ）に示すような形状になる。これは、バンクａに染料を混合させたことにより露光強度が変化したためであり、現像液で等方的にエッチングされるためである。なお、ここで示しているｈ２は、０．５〜３μｍであることが望ましい。
【００９２】
なお、バンクａ及びバンクｂは、上記に示したように有機樹脂膜の積層構造に限られる必要はなく、バンクａを酸化珪素や窒化珪素といった無機膜で形成させた後、バンクｂをポリイミドや、ポリアミド、感光性樹脂といった有機樹脂膜で形成させても良いし、バンクａ及びバンクｂに用いたこれらの材料を逆に用いても良い。
【００９３】
また、本実施例の構成は、実施例１〜実施例２の構成と自由に組み合わせることができる。
【００９４】
〔実施例４〕
本発明における画素部とその周辺に設けられる駆動回路部のＴＦＴを同時に作製する方法について図４〜図６を用いて説明する。但し、説明を簡単にするために、駆動回路に関しては基本回路であるＣＭＯＳ回路を図示することとする。
【００９５】
まず、図４（Ａ）に示すように、ガラス基板３００上に下地膜３０１を３００ｎｍの厚さに形成する。本実施例では下地膜３０１として１００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜と２００ｎｍの窒化酸化珪素膜とを積層して用いる。この時、ガラス基板３００に接する方の窒素濃度を１０〜２５ｗｔ％としておくと良い。もちろん下地膜を設けずに石英基板上に直接素子を形成しても良い。
【００９６】
次に下地膜３０１の上に５０ｎｍの厚さの非晶質珪素膜（図示せず））を公知の成膜法で形成する。なお、非晶質珪素膜に限定する必要はなく、非晶質構造を含む半導体膜（微結晶半導体膜を含む）であれば良い。さらに非晶質シリコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を含む化合物半導体膜でも良い。また、膜厚は２０〜１００ｎｍの厚さであれば良い。
【００９７】
そして、公知の技術により非晶質珪素膜を結晶化し、結晶質珪素膜（多結晶シリコン膜若しくはポリシリコン膜ともいう）３０２を形成する。公知の結晶化方法としては、電熱炉を使用した熱結晶化方法、レーザー光を用いたレーザーアニール結晶化法、赤外光を用いたランプアニール結晶化法がある。本実施例では、ＸｅＣｌガスを用いたエキシマレーザー光を用いて結晶化する。
【００９８】
なお、本実施例では線状に加工したパルス発振型のエキシマレーザー光を用いるが、矩形であっても良いし、連続発振型のアルゴンレーザー光や連続発振型のエキシマレーザー光を用いることもできる。
【００９９】
本実施例では結晶質珪素膜をＴＦＴの活性層として用いるが、非晶質珪素膜を用いることも可能である。また、オフ電流を低減する必要のあるスイッチング用ＴＦＴの活性層を非晶質珪素膜で形成し、電流制御用ＴＦＴの活性層を結晶質珪素膜で形成することも可能である。非晶質珪素膜はキャリア移動度が低いため電流を流しにくくオフ電流が流れにくい。即ち、電流を流しにくい非晶質珪素膜と電流を流しやすい結晶質珪素膜の両者の利点を生かすことができる。
【０１００】
次に、図４（Ｂ）に示すように、結晶質珪素膜３０２上に酸化珪素膜でなる保護膜３０３を１３０ｎｍの厚さに形成する。この厚さは１００〜２００ｎｍ（好ましくは１３０〜１７０ｎｍ）の範囲で選べば良い。また、珪素を含む絶縁膜であれば他の膜でも良い。この保護膜３０３は不純物を添加する際に結晶質珪素膜が直接プラズマに曝されないようにするためと、微妙な濃度制御を可能にするために設ける。
【０１０１】
そして、その上にレジストマスク３０４a、３０４bを形成し、保護膜３０３を介してｎ型を付与する不純物元素（以下、ｎ型不純物元素という）を添加する。
なお、ｎ型不純物元素としては、代表的には１５族に属する元素、典型的にはリン又は砒素を用いることができる。なお、本実施例ではホスフィン（ＰＨ3）を質量分離しないでプラズマ励起したプラズマ（イオン）ドーピング法を用い、リンを１×１０18atoms/cm3の濃度で添加する。勿論、質量分離を行うイオンインプランテーション法を用いても良い。
【０１０２】
この工程により形成されるｎ型不純物領域３０５には、ｎ型不純物元素が２×１０16〜５×１０19atoms/cm3（代表的には５×１０17〜５×１０18atoms/cm3）の濃度で含まれるようにドーズ量を調節する。
【０１０３】
次に、図４（Ｃ）に示すように、保護膜３０３およびレジスト３０４ａ、３０４ｂを除去し、添加した１５族に属する元素の活性化を行う。活性化手段は公知の技術を用いれば良いが、本実施例ではエキシマレーザー光の照射により活性化する。勿論、パルス発振型でも連続発振型でも良いし、エキシマレーザー光に限定する必要はない。但し、添加された不純物元素の活性化が目的であるので、結晶質珪素膜が溶融しない程度のエネルギーで照射することが好ましい。なお、保護膜３０３をつけたままレーザー光を照射しても良い。
【０１０４】
なお、このレーザー光による不純物元素の活性化に際して、熱処理による活性化を併用しても構わない。熱処理による活性化を行う場合は、基板の耐熱性を考慮して４５０〜５５０℃程度の熱処理を行えば良い。
【０１０５】
この工程によりｎ型不純物領域３０５の端部、即ち、ｎ型不純物領域３０５、の周囲に存在するｎ型不純物元素を添加していない領域との境界部（接合部）が明確になる。このことは、後にＴＦＴが完成した時点において、ＬＤＤ領域とチャネル形成領域とが非常に良好な接合部を形成しうることを意味する。
【０１０６】
次に、図４（Ｄ）に示すように、結晶質珪素膜の不要な部分を除去して、島状の半導体膜（以下、活性層という）３０６〜３０９を形成する。
【０１０７】
次に、図４（Ｅ）に示すように、活性層３０６〜３０９を覆ってゲート絶縁膜３１０を形成する。ゲート絶縁膜３１０としては、１０〜２００ｎｍ、好ましくは５０〜１５０ｎｍの厚さの珪素を含む絶縁膜を用いれば良い。これは単層構造でも積層構造でも良い。本実施例では１１０ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。
【０１０８】
次に、２００〜４００ｎｍ厚の導電膜を形成し、パターニングしてゲート電極３１１〜３１５を形成する。このゲート電極３１１〜３１５の端部をテーパー状にすることもできる。なお、本実施例ではゲート電極と、ゲート電極に電気的に接続された引き回しのための配線（以下、ゲート配線という）とを別の材料で形成する。具体的にはゲート電極よりも低抵抗な材料をゲート配線として用いる。
これは、ゲート電極としては微細加工が可能な材料を用い、ゲート配線には微細加工はできなくとも配線抵抗が小さい材料を用いるためである。勿論、ゲート電極とゲート配線とを同一材料で形成しても構わない。
【０１０９】
また、ゲート電極は単層の導電膜で形成しても良いが、必要に応じて二層、三層といった積層膜とすることが好ましい。ゲート電極の材料としては公知のあらゆる導電膜を用いることができる。ただし、上述のように微細加工が可能、具体的には２μm以下の線幅にパターニング可能な材料が好ましい。
【０１１０】
代表的には、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）から選ばれた元素でなる膜、または前記元素の窒化物膜（代表的には窒化タンタル膜、窒化タングステン膜、窒化チタン膜）、または前記元素を組み合わせた合金膜（代表的にはＭｏ−Ｗ合金、Ｍｏ−Ｔａ合金）、または前記元素のシリサイド膜（代表的にはタングステンシリサイド膜、チタンシリサイド膜）を用いることができる。勿論、単層で用いても積層して用いても良い。
【０１１１】
本実施例では、５０ｎｍ厚の窒化タンタル（ＴａＮ）膜と、３５０ｎｍ厚のタンタル（Ｔａ）膜とでなる積層膜を用いる。これはスパッタ法で形成すれば良い。また、スパッタガスとしてＸｅ、Ｎｅ等の不活性ガスを添加すると応力による膜はがれを防止することができる。
【０１１２】
またこの時、ゲート電極３１２はｎ型不純物領域３０５の一部とゲート絶縁膜３１０を挟んで重なるように形成する。この重なった部分が後にゲート電極と重なったＬＤＤ領域となる。なお、ゲート電極３１３，３１４は、断面では、二つに見えるが実際には電気的に接続されている。
【０１１３】
次に、図５（Ａ）に示すように、ゲート電極３１１〜３１５をマスクとして自己整合的にｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加する。こうして形成される不純物領域３１６〜３２３にはｎ型不純物領域３０５の１／２〜１／１０（代表的には１／３〜１／４）の濃度でリンが添加されるように調節する。具体的には、１×１０16〜５×１０18atoms/cm3（典型的には３×１０17〜３×１０18atoms/cm3）の濃度が好ましい。
【０１１４】
次に、図５（Ｂ）に示すように、ゲート電極等を覆う形でレジストマスク３２４a〜３２４ｄを形成し、ｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加して高濃度にリンを含む不純物領域３２５〜３２９を形成する。ここでもホスフィン（ＰＨ3）を用いたイオンドープ法で行い、この領域のリンの濃度は１×１０20〜１×１０21atoms/cm3（代表的には２×１０20〜５×１０21atoms/cm3）となるように調節する。
【０１１５】
この工程によってｎチャネル型ＴＦＴのソース領域若しくはドレイン領域が形成されるが、スイッチング用ＴＦＴでは、図５（Ａ）の工程で形成したｎ型不純物領域３１９〜３２１の一部を残す。この残された領域が、図５におけるスイッチング用ＴＦＴ２０１のＬＤＤ領域１５a〜１５dに対応する。
【０１１６】
次に、図５（Ｃ）に示すように、レジストマスク３２４a〜３２４ｄを除去し、新たにレジストマスク３３２を形成する。そして、ｐ型不純物元素（本実施例ではボロン）を添加し、高濃度にボロンを含む不純物領域３３３〜３３６を形成する。ここではジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法により３×１０20〜３×１０21atoms/cm3（代表的には５×１０20〜１×１０21atoms/cm3ノ）濃度となるようにボロンを添加する。
【０１１７】
なお、不純物領域３３３〜３３６には既に１×１０20〜１×１０21atoms/cm3の濃度でリンが添加されているが、ここで添加されるボロンはその少なくとも３倍以上の濃度で添加される。そのため、予め形成されていたｎ型の不純物領域は完全にｐ型に反転し、ｐ型の不純物領域として機能する。
【０１１８】
次に、レジストマスク３３２を除去した後、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型不純物元素を活性化する。活性化手段としては、ファーネスアニール法、レーザーアニール法、またはランプアニール法で行うことができる。本実施例では電熱炉において窒素雰囲気中、５５０℃、４時間の熱処理を行う。
【０１１９】
このとき雰囲気中の酸素を極力排除することが重要である。なぜならば酸素が少しでも存在していると露呈したゲート電極の表面が酸化され、抵抗の増加を招くと共に後にオーミックコンタクトを取りにくくなるからである。従って、上記活性化工程における処理雰囲気中の酸素濃度は１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下とすることが望ましい。
【０１２０】
次に、活性化工程が終了したら図５（Ｄ）に示すように３００ｎｍ厚のゲート配線３３７を形成する。ゲート配線３３７の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）を主成分（組成として５０〜１００％を占める。）とする金属を用いれば良い。配置としては図３のようにゲート配線２１１とスイッチング用ＴＦＴのゲート電極１９a、１９b（図４（Ｅ）の３１３、３１４）が電気的に接続するように形成する。
【０１２１】
このような構造とすることでゲート配線の配線抵抗を非常に小さくすることができるため、面積の大きい画像表示領域（画素部）を形成することができる。即ち、画面の大きさが対角１０インチ以上（さらには３０インチ以上）のＥＬ表示装置を実現する上で、本実施例の画素構造は極めて有効である。
【０１２２】
次に、図６（Ａ）に示すように、第１層間絶縁膜３３８を形成する。第１層間絶縁膜３３８としては、珪素を含む絶縁膜を単層で用いるか、２種類以上の珪素を含む絶縁膜を組み合わせた積層膜を用いれば良い。また、膜厚は４００ｎｍ〜１．５μmとすれば良い。本実施例では、２００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜の上に８００ｎｍ厚の酸化珪素膜を積層した構造とする。
【０１２３】
さらに、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、水素化処理をする。この工程は熱的に励起された水素により半導体膜の不対結合手を水素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（プラズマ化して生成された水素を用いる）を行っても良い。
【０１２４】
なお、水素化処理は第１層間絶縁膜３３８を形成する間に入れても良い。即ち、２００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を形成した後で上記のように水素化処理を行い、その後で残り８００ｎｍ厚の酸化珪素膜を形成してもよい。
【０１２５】
次に、第１層間絶縁膜３３８及びゲート絶縁膜３１０に対してコンタクトホールを形成し、ソース配線３３９〜３４２と、ドレイン配線３４３〜３４５を形成する。なお、本実施例ではこの電極を、Ｔｉ膜を１００ｎｍ、Ｔｉを含むアルミニウム膜を３００ｎｍ、Ｔｉ膜１５０ｎｍをスパッタ法で連続形成した３層構造の積層膜とする。勿論、他の導電膜でも良い。
【０１２６】
次に、５０〜５００ｎｍ（代表的には２００〜３００ｎｍ）の厚さで第１パッシベーション膜３４６を形成する。本実施例では第１パッシベーション膜３４６として３００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。これは窒化珪素膜で代用しても良い。
【０１２７】
なお、窒化酸化珪素膜の形成に先立ってＨ2、ＮＨ3等水素を含むガスを用いてプラズマ処理を行うことは有効である。この前処理により励起された水素が第１層間絶縁膜３３８に供給され、熱処理を行うことで、第１パッシベーション膜３４６の膜質が改善される。それと同時に、第１層間絶縁膜３３８に添加された水素が下層側に拡散するため、効果的に活性層を水素化することができる。
【０１２８】
次に、図６（Ｂ）に示すように有機樹脂からなる第２層間絶縁膜３４７を形成する。有機樹脂としてはポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。特に、第２層間絶縁膜３４７は平坦化の意味合いが強いので、平坦性に優れたアクリル樹脂が好ましい。本実施例ではＴＦＴによって形成される段差を十分に平坦化しうる膜厚でアクリル樹脂膜を形成する。好ましくは１〜５μm（さらに好ましくは２〜４μm）とすれば良い。
【０１２９】
次に、第２層間絶縁膜３４７及び第１パッシベーション膜３４６に対してコンタクトホールを形成し、ドレイン配線３４５と電気的に接続される画素電極３４８を形成する。本実施例では酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜を１１０ｎｍの厚さに形成し、パターニングを行って画素電極とする。また、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した化合物や、酸化亜鉛と酸化ガリウムからなる化合物を透明電極として用いても良い。この画素電極がＥＬ素子の陽極となる。
【０１３０】
次に、図６（Ｃ）に示すように、樹脂材料でなるバンクａ（３４９ａ）及びバンクｂ（３４９ｂ）を形成する。バンクａ（３４９ａ）及びバンクｂ（３４９ｂ）は合計で１〜２μm厚のアクリル樹脂膜またはポリイミド膜といった膜を積層した後、パターニングして形成すれば良い。なお、バンクａ（３４９ａ）を形成させる膜は、バンクｂ（３４９ｂ）を形成させる膜よりも同一のエッチング材料にたいしてエッチング速度の速い材料を選択する必要がある。このバンクａ（３４９ａ）及びバンクｂ（３４９ｂ）は図６に示したように、画素と画素との間にストライプ状に形成される。本実施例ではソース配線３４１に沿って形成するがゲート配線３３７に沿って形成しても良い。
【０１３１】
次に、ＥＬ層３５０を、図１で説明した薄膜形成方法により形成する。なお、ここでは一画素しか図示していないが、図１で説明したようにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応したＥＬ層が形成される。
【０１３２】
まず、試料ボートに備えられたＥＬ材料が電極からの抵抗加熱により蒸発し、蒸気状態のＥＬ材料となる。この蒸気状態のＥＬ材料を意図的に帯電させた後、放出される。放出された蒸気状態のＥＬ材料は電圧がかけられているマスクを通過した後、基板１１０上の画素部に蒸着される。なお、蒸気状態のＥＬ材料は、マスクを通過する際にマスク付近の電界により進行方向を制御される。
【０１３３】
本実施例においては、まず、試料ボートから赤色ＥＬ材料を蒸気状態のＥＬ材料として放出させ、画素上の赤色に発光する画素列を形成する。次にマスクを横方向に移動した後、試料ボートから緑色ＥＬ材料を蒸着させ、緑色に発光すべき画素列を形成する。さらにマスクを横方向に移動して試料ボートから青色ＥＬ材料を蒸着させ、青色に発光すべき画素列を形成する。
【０１３４】
以上のように、マスクを移動させながら赤、緑、青色に発光する画素列を色ごとに３回に分けて蒸着させることで３色のストライプ状のＥＬ層を形成する。
【０１３５】
なお、本実施例では一画素しか図示されていないが、同じ色に発光するＥＬ層は、このとき同時に形成される。
【０１３６】
なお、本実施例では、ＥＬ材料として、赤色ＥＬ層には、Ａｌｑをホスト材料として赤色の蛍光色素ＤＣＭをドープしたものを用いた。また、緑色に発光するＥＬ層には、アルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体であるＡｌｑを用い、青色に発光するＥＬ層には亜鉛のベンズオキサゾール錯体（Ｚｎ（ｏｘｚ）2）を用い、各々５０ｎｍの厚さに形成する。
【０１３７】
ＥＬ層３５０としては公知の材料を用いることができる。公知の材料としては、駆動電圧を考慮すると有機材料を用いるのが好ましい。なお、本実施例ではＥＬ層３５０を上記ＥＬ層のみの単層構造とするが、必要に応じて電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層、電子阻止層もしくは正孔素子層を設けても良い。また、本実施例ではＥＬ素子の陰極３５１としてＭｇＡｇ電極を用いた例を示すが、公知の他の材料であっても良い。
【０１３８】
又、ＥＬ層は、各色のＥＬ層ごとに蒸着を行うがこれらの電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層、電子阻止層もしくは正孔素子層は、ＥＬ層の色に関係なく同一材料をスピンコート法、蒸着法といった方法を用いて、一度に形成させてもよい。
【０１３９】
ＥＬ層３５０を形成した後、陰極（ＭｇＡｇ電極）３５１を真空蒸着法を用いて形成する。なお、ＥＬ層３５０の膜厚は８０〜２００ｎｍ（典型的には１００〜１２０ｎｍ）、陰極３５１の厚さは１８０〜３００ｎｍ（典型的には２００〜２５０ｎｍ）とすれば良い。
【０１４０】
さらに、陰極３５１上には、保護電極３５２を設ける。保護電極３５２としてはアルミニウムを主成分とする導電膜を用いれば良い。保護電極３５２は、マスクを用いて真空蒸着法で形成すれば良い。
【０１４１】
最後に、窒化珪素膜でなる第２パッシベーション膜３５３を３００ｎｍの厚さに形成する。実際には保護電極３５２がＥＬ層を水分等から保護する役割を果たすが、さらに第２パッシベーション膜３５３を形成しておくことで、ＥＬ素子の信頼性をさらに高めることができる。
【０１４２】
画素部のＴＦＴとして、ｎチャネル型のスイッチング用ＴＦＴの断面構造を図７に示した。
【０１４３】
まず、図７に示したスイッチング用ＴＦＴであるが、図７（Ａ）は、ＬＤＤ領域１５ａ〜１５ｄがゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極１９ａ及び１９ｂと重ならないように設けられている。このような構造は、オフ電流値を低減する上で非常に効果的である。
【０１４４】
これに対して、図７（Ｂ）には、これらのＬＤＤ領域１５ａ〜１５ｄは設けられていない。図７（Ｂ）の構造とする場合には、図７（Ａ）の構造を形成させる場合に比べて工程を減らすことができるので生産効率を向上させることができる。
【０１４５】
本実施例において、スイッチング用ＴＦＴとしては、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）のどちらの構造を用いても良い。
【０１４６】
次に、画素部のＴＦＴとして、図８には、ｎチャネル型の電流制御用ＴＦＴの断面構造図を示す。
【０１４７】
図８（Ａ）に示した電流制御用ＴＦＴにおいて、ドレイン領域３２とチャネル形成領域３４との間にＬＤＤ領域３３が設けられる。ここでは、ＬＤＤ領域３３がゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極３５に重なっている領域と重なっていない領域とを有する構造を示したが、図８（Ｂ）に示すようにＬＤＤ領域３３を設けない構造としてもよい。
【０１４８】
電流制御用ＴＦＴは、ＥＬ素子を発光させるための電流を供給すると同時に、その供給量を制御して階調表示を可能とする。そのため、電流を流しても劣化しないようにホットキャリア注入による劣化対策を講じておく必要がある
【０１４９】
ホットキャリア注入による劣化に関しては、ゲート電極に対してＬＤＤ領域が重なった構造が非常に効果的であることが知られている。そのため、図８（Ａ）に示したようにゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極３５に重なっている領域にＬＤＤ領域を設けるという構造が適当であるが、ここではオフ電流対策としてゲート電極に重ならないＬＤＤ領域も設けるという構造を示した。しかし、ゲート電極に重ならないＬＤＤ領域は、必ずしも設けなくて良い。また、場合によっては、図８（Ｂ）に示すようにこれらのＬＤＤ領域を設けなくても良い。
【０１５０】
本実施例の場合、図６（Ｃ）に示すように、ｎチャネル型２０５の活性層は、ソース領域３５５、ドレイン領域３５６、ＬＤＤ領域３５７及びチャネル形成領域３５８を含み、ＬＤＤ領域３５７はゲート絶縁膜３１０を挟んでゲート電極３１２と重なっている。
【０１５１】
ドレイン領域側のみにＬＤＤ領域を形成しているのは、動作速度を落とさないための配慮である。また、このｎチャネル型ＴＦＴ２０５はオフ電流値をあまり気にする必要はなく、それよりも動作速度を重視した方が良い。従って、ＬＤＤ領域３５７は完全にゲート電極に重ねてしまい、極力抵抗成分を少なくすることが望ましい。即ち、いわゆるオフセットはなくした方がよい。
【０１５２】
こうして図６（Ｃ）に示すような構造のアクティブマトリクス基板が完成する。なお、バンク３４９を形成した後、パッシベーション膜３５３を形成するまでの工程をマルチチャンバー方式（またはインライン方式）の薄膜形成装置を用いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効である。
【０１５３】
ところで、本実施例のアクティブマトリクス基板は、画素部だけでなく駆動回路部にも最適な構造のＴＦＴを配置することにより、非常に高い信頼性を示し、動作特性も向上しうる。
【０１５４】
まず、極力動作速度を落とさないようにホットキャリア注入を低減させる構造を有するＴＦＴを、駆動回路部を形成するＣＭＯＳ回路のｎチャネル型ＴＦＴ２０５として用いる。なお、ここでいう駆動回路としては、シフトレジスタ、バッファ、レベルシフタ、サンプリング回路（サンプル及びホールド回路）などが含まれる。デジタル駆動を行う場合には、Ｄ／Ａコンバータなどの信号変換回路も含まれうる。
【０１５５】
なお、実際には図６（Ｃ）まで完成したら、さらに外気に曝されないように気密性の高いガラス、石英、プラスチックといったカバー材でパッケージング（封入）することが好ましい。その際、カバー材の内部に酸化バリウムといった吸湿剤や酸化防止剤を配置するとよい。
【０１５６】
また、パッケージング等の処理により気密性を高めたら、絶縁体上に形成された素子又は回路から引き回された端子と外部信号端子とを接続するためのコネクター（フレキシブルプリントサーキット：ＦＰＣ）を取り付けて製品として完成する。このような出荷できる状態にまでした状態を本明細書中ではＥＬ表示装置（またはＥＬモジュール）をという。
【０１５７】
ここで本実施例のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構成を図９の斜視図を用いて説明する。本実施例のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置は、ガラス基板６０１上に形成された、画素部６０２と、ゲート側駆動回路６０３と、ソース側駆動回路６０４を含む。画素部のスイッチング用ＴＦＴ６０５はｎチャネル型ＴＦＴであり、ゲート側駆動回路６０３に接続されたゲート配線６０６、ソース側駆動回路６０４に接続されたソース配線６０７の交点に配置されている。また、スイッチング用ＴＦＴ６０５のドレインは電流制御用ＴＦＴ６０８のゲートに接続されている。
【０１５８】
さらに、電流制御用ＴＦＴ６０８のソース側は電源供給線６０９に接続される。本実施例のような構造では、電源供給線６０９には接地電位（アース電位）が与えられている。また、電流制御用ＴＦＴ６０８のドレインにはＥＬ素子６１０が接続されている。また、このＥＬ素子６１０の陽極には所定の電圧（３〜１２Ｖ、好ましくは３〜５Ｖ）が加えられる。
【０１５９】
そして、外部入出力端子となるＦＰＣ６１１には駆動回路部まで信号を伝達するための接続配線６１２、６１３、及び電源供給線６０９に接続された接続配線６１４が設けられている。
【０１６０】
また、図９に示したＥＬ表示装置の回路構成の一例を図１０に示す。本実施例のＥＬ表示装置は、ソース側駆動回路８０１、ゲート側駆動回路（Ａ）８０７、ゲート側駆動回路（Ｂ）８１１、画素部８０６を有している。なお、本明細書中において、駆動回路部とはソース側処理回路およびゲート側駆動回路を含めた総称である。
【０１６１】
ソース側駆動回路８０１は、シフトレジスタ８０２、レベルシフタ８０３、バッファ８０４、サンプリング回路（サンプル及びホールド回路）８０５を備えている。また、ゲート側駆動回路（Ａ）８０７は、シフトレジスタ８０８、レベルシフタ８０９、バッファ８１０を備えている。ゲート側駆動回路（Ｂ）８１１も同様な構成である。
【０１６２】
ここでシフトレジスタ８０２、８０８は駆動電圧が５〜１６Ｖ（代表的には１０Ｖ）であり、回路を形成するＣＭＯＳ回路に使われるｎチャネル型ＴＦＴは図６（Ｃ）の２０５で示される構造が適している。
【０１６３】
また、レベルシフタ８０３、８０９、バッファ８０４、８１０はシフトレジスタと同様に、図６（Ｃ）のｎチャネル型ＴＦＴ２０５を含むＣＭＯＳ回路が適している。なお、ゲート配線をダブルゲート構造、トリプルゲート構造といったマルチゲート構造とすることは、各回路の信頼性を向上させる上で有効である。
【０１６４】
また、画素部８０６は図５に示した構造の画素を配置する。
【０１６５】
なお、上記構成は、図４〜６に示した作製工程に従ってＴＦＴを作製することによって容易に実現することができる。また、本実施例では画素部と駆動回路部の構成のみ示しているが、本実施例の作製工程に従えば、その他にも信号分割回路、Ｄ／Ａコンバータ回路、オペアンプ回路、γ補正回路など駆動回路以外の論理回路を同一絶縁体上に形成することが可能であり、さらにはメモリ部やマイクロプロセッサ等を形成しうると考えている。
【０１６６】
さらに、カバー材をも含めた本実施例のＥＬモジュールについて図１１（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。なお、必要に応じて図９、図１０で用いた符号を引用することにする。
【０１６７】
図１１（Ａ）は、図９に示した状態にシーリング構造を設けた状態を示す上面図である。点線で示された６０２は画素部、６０３はゲート側駆動回路、６０４はソース側駆動回路である。本実施例のシーリング構造は、図９の状態に対してカバー材１１０１、シール材（図示せず）を設けた構造である。
【０１６８】
ここで、図１１（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図を図１１（Ｂ）に示す。なお、図１１（Ａ）、（Ｂ）では同一の部位に同一の符号を用いている。
【０１６９】
図１１（Ｂ）に示すように、基板６０１上には画素部６０２、ゲート側駆動回路６０３が形成されており、画素部６０２は電流制御用ＴＦＴ２０２とそれに電気的に接続された画素電極３４６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ＴＦＴ２０５とｐチャネル型ＴＦＴ２０６とを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
【０１７０】
画素電極３４８はＥＬ素子の陽極として機能する。また、画素電極３４８間の隙間にはバンクａ（３４９ａ）及びバンクｂ（３４９ｂ）が形成され、バンクａ（３４９ａ）及びバンクｂ（３４９ｂ）の内側にＥＬ層３５０、陰極３５１が形成される。また、その上には保護電極３５２、第２パッシベーション膜３５３が形成される。勿論、発明の実施の形態にも述べたようにＥＬ素子の構造を反対とし、画素電極を陰極としても構わない。
【０１７１】
本実施例の場合、保護電極３５２は画素列ごとに共通の配線としても機能し、接続配線６１２を経由してＦＰＣ６１１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第２パッシベーション膜３５３で覆われている。この第２パッシベーション膜３５３は省略することも可能であるが、各素子を外部と遮断する上で設けた方が好ましい。
【０１７２】
また、シール材１００４によりカバー材１００１が貼り合わされている。なお、カバー材１００１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。なお、シール材１００４の内側１１０３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。また、この密閉された空間１１０３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。
【０１７３】
さらに、この空間１１０３には充填材を設けることも可能である。充填材としては、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。
【０１７４】
また、本実施例ではカバー材１１０１としては、ガラス、プラスチック、およびセラミックスでなる材料を用いることができる。
【０１７５】
シール材１１０４としては、光硬化性樹脂を用いるのが好ましいが、ＥＬ層の耐熱性が許せば熱硬化性樹脂を用いても良い。なお、シール材１１０４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。また、シール材１１０４の内部に乾燥剤を添加しても良い。
【０１７６】
以上のような方式を用いてＥＬ素子を封止することにより、ＥＬ素子を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等のＥＬ層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高いＥＬ表示装置を作製することができる。なお、本実施例において、赤色、緑色または青色に発光する三種類のストライプ状のＥＬ層をそれぞれ縦方向に形成する例を示したが横方向に形成しても良い。
【０１７７】
また、本実施例の構成は、実施例１〜実施例３の構成と自由に組み合わせることができる。
【０１７８】
〔実施例５〕
図１１（Ａ）の向きに本発明のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置を見た時、画素列は縦方向にストライプ状に形成しても良いし、デルタ配置になるように形成しても良い。
【０１７９】
ここで、基板上に赤、緑、青の三色の画素がストライプ状に形成される様子を説明する。なお、画素の色は、必ずしも三色である必要はなく、一色または、二色であってもよい。また、色は、赤、緑、青に限られることはなく、黄色、オレンジ、グレーといった他の色を用いてもよい。
【０１８０】
なお、基板、ＥＬ材料が備えられている試料ボート及び蒸気状態のＥＬ材料を制御するためのマスクの位置関係は図１（Ａ）に示す通りである。
【０１８１】
まず、試料ボートに赤色ＥＬ層用ＥＬ材料を備えておき、試料ボートで気化されると試料ボートから蒸気状態のＥＬ材料が放出される。このときマスクには、それぞれ所定の電圧がかけられているので、放出された蒸気状態のＥＬ材料は、マスクに到達したところで電界により制御されてマスクを通過して所望の画素部に到達する。これにより、画素部の所望の位置への蒸着制御が可能となる。マスクには、数１０Ｖ〜１０ｋＶの電圧がかけられていれば良い。
【０１８２】
まず、赤色ＥＬ材料を蒸着させる。マスクには電圧がかけられているので選択的に画素部の所望の位置にＥＬ材料を蒸着させることができる。
【０１８３】
また、ストライプ状のＥＬ層を画素部７０４に形成させるマスクとしては、図１２（Ａ）に示すストライプ状用マスク５００を用いると良い。なお、マスクとしては、デルタ配置の画素形成が可能なマスクを用いても良い。
【０１８４】
本実施例では、図１２（Ａ）で示したストライプ状用マスク５００を用いて、まず、赤色ＥＬ材料を蒸着させ、次にストライプ状用マスク５００を矢印ｉで示す横方向に１画素列分移動させた後、緑色ＥＬ材料を蒸着させる。そして、この後で、マスク５００を矢印ｉで示す横方向にさらに１画素列分移動させた後、青色ＥＬ材料を蒸着させて、画素部に赤、緑、青でなるストライプ状のＥＬ層を形成させる。
【０１８５】
なお、これらのマスクを用いて赤色ＥＬ材料、緑ＥＬ材料及び青色ＥＬ材料を画素部に形成させることで、図１３（Ａ）に示すように画素部にストライプ状の画素を形成させることができる。
【０１８６】
また、ストライプ状のＥＬ層を画素部７０４に形成させるマスクとしては、図１２（Ａ）に示すストライプ状用マスク５００を用い、デルタ配置の画素を形成させるマスクとしては、図１２（Ｂ）に示すデルタ配置用マスク５０１を用いると良い。
【０１８７】
図１３（Ａ）において、７０４aは赤色に発光するＥＬ層、７０４bは緑色に発光するＥＬ層であり、さらに青色に発光するＥＬ層７０４ｃが形成される。なお、バンク（図示せず）は絶縁膜を介したソース配線の上方に、ソース配線に沿って縦方向にストライプ状に形成されている。
【０１８８】
ここでいうＥＬ層とは、ＥＬ層、電荷注入層、電荷輸送層等の発光に寄与する有機ＥＬ材料でなる層を指している。ＥＬ層単層とする場合もありうるが、例えば正孔注入層とＥＬ層とを積層した場合は、その積層膜をＥＬ層と呼ぶ。
【０１８９】
このとき、同じ色のライン状に隣り合う画素の相互の距離（Ｄ）は、ＥＬ層の膜厚（ｔ）の５倍以上（好ましくは１０倍以上）とすることが望ましい。これは、Ｄ＜５ｔでは画素間でクロストークの問題が発生しうるからである。なお、距離（Ｄ）が離れすぎても高精細な画像が得られなくなるので、５ｔ＜Ｄ＜５０ｔ（好ましくは１０ｔ＜Ｄ＜３５ｔ）とすることが好ましい。
【０１９０】
また、バンクを横方向にストライプ状に形成し、赤色に発光するＥＬ層、緑色に発光するＥＬ層及び青色に発光するＥＬ層をそれぞれ横に形成させても良い。
このときバンク（図示せず）は絶縁膜を介したゲート配線の上方に、ゲート配線に沿って形成される。
【０１９１】
この場合も同じ色のライン状に隣り合う画素の相互の距離（Ｄ）は、ＥＬ層の膜厚（ｔ）の５倍以上（好ましくは１０倍以上）、さらに好ましくは５ｔ＜Ｄ＜５０ｔ（好ましくは１０ｔ＜Ｄ＜３５ｔ）とすると良い。
【０１９２】
本実施例のようにＥＬ層を蒸着により形成する際の蒸気状態のＥＬ材料を電気的に制御することで蒸着位置の制御が可能となる。
【０１９３】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例４のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０１９４】
〔実施例６〕
本実施例では本発明をパッシブ型（単純マトリクス型）のＥＬ表示装置に用いた場合について説明する。説明には図１４を用いる。図１４において、１３０１はプラスチックでなる基板、１３０２は透明導電膜でなる陽極である。本実施例では、透明導電膜として酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を蒸着法により形成する。なお、図１４では図示されていないが、複数本の陽極が紙面と平行な方向へストライプ状に配列されている。
【０１９５】
また、ストライプ状に配列された陰極１３０５の間を埋めるように紙面に垂直な方向にバンクａ（１３０３ａ）及びバンクｂ（１３０３ｂ）でなるバンクが形成される。
【０１９６】
次に、ＥＬ材料でなるＥＬ層１３０４a〜１３０４cが図１に示したように蒸着法により形成される。なお、１３０４aは赤色に発光するＥＬ層、１３０４bは緑色に発光するＥＬ層、１３０４cは青色に発光するＥＬ層である。用いる有機ＥＬ材料は実施例１と同様のものを用いれば良い。これらのＥＬ層はバンクａ（１３０３ａ）及びバンクｂ（１３０３ｂ）によって形成された溝に沿って形成されるため、紙面に垂直な方向にストライプ状に配列される。
【０１９７】
なお、本実施例において、ＥＬ材料が陽極上に蒸着される位置をマスクで制御するだけでなく、陽極上に電圧をかけることにより制御すると良い。
【０１９８】
その後、図１４では図示されていないが、複数本の陰極及び保護電極が紙面に垂直な方向が長手方向となり、且つ、陽極１３０２と直交するようにストライプ状に配列されている。なお、本実施例では、陰極１３０５は、ＭｇＡｇでなり、保護電極１３０６はアルミニウム合金膜でなり、それぞれ蒸着法により形成される。また、図示されないが保護電極１３０６は所定の電圧が加えられるように、後にＦＰＣが取り付けられる部分まで配線が引き出されている。
【０１９９】
また、ここでは図示していないが保護電極１３０６を形成したら、パッシベーション膜として窒化珪素膜を設けても良い。
【０２００】
以上のようにして基板１３０１上にＥＬ素子を形成する。なお、本実施例では下側の電極が透光性の陽極となっているため、ＥＬ層１３０４a〜１３０４cで発生した光は下面（基板１３０１）に放射される。しかしながら、ＥＬ素子の構造を反対にし、下側の電極を遮光性の陰極とすることもできる。その場合、ＥＬ層１３０４a〜１３０４cで発生した光は上面（基板１３０１とは反対側）に放射されることになる。
【０２０１】
次に、カバー材１３０７としてセラミックス基板を用意する。本実施例の構造では遮光性で良いのでセラミックス基板を用いたが、勿論、前述のようにＥＬ素子の構造を反対にした場合、カバー材は透光性のほうが良いので、プラスチックやガラスでなる基板を用いるとよい。
【０２０２】
こうして用意したカバー材１３０７は、紫外線硬化樹脂でなるシール剤１３０９により貼り合わされる。なお、シール材１３０９の内側１３０８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。また、この密閉された空間１３０８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。最後に異方導電性フィルム（ＦＰＣ）１３１１を取り付けてパッシブ型のＥＬ表示装置が完成する。
【０２０３】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例５のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０２０４】
〔実施例７〕
本発明を実施してアクティブマトリクス型のＥＬ表示装置を作製する際に、基板としてシリコン基板（シリコンウェハー）を用いることは有効である。基板としてシリコン基板を用いた場合、画素部に形成するスイッチング用素子や電流制御用素子または駆動回路部に形成する駆動用素子を、従来のＩＣやＬＳＩなどに用いられているＭＯＳＦＥＴの作製技術を用いて作製することができる。
【０２０５】
ＭＯＳＦＥＴはＩＣやＬＳＩで実績があるように非常にばらつきの小さい回路を形成することが可能であり、特に電流値で階調表現を行うアナログ駆動のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置には有効である。
【０２０６】
なお、シリコン基板は遮光性であるので、ＥＬ層からの光は基板とは反対側に放射されるような構造とする必要がある。本実施例のＥＬ表示装置は構造的には図１４と似ているが、画素部６０２、駆動回路部６０３を形成するＴＦＴの代わりにＭＯＳＦＥＴを用いる点で異なる。
【０２０７】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例６のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０２０８】
〔実施例８〕
上記各実施例を実施して形成されたＥＬ表示装置は、自発光型であるため液晶表示装置に比べて明るい場所での視認性に優れ、しかも視野角が広い。従って、様々な電子機器の表示部として用いることができる。例えば、ＴＶ放送等を大画面で鑑賞するには対角３０インチ以上（典型的には４０インチ以上）のＥＬディスプレイ（ＥＬ表示装置を筐体に組み込んだディスプレイ）の表示部として本発明のＥＬ表示装置を用いるとよい。
【０２０９】
なお、ＥＬディスプレイには、パソコン用ディスプレイ、ＴＶ放送受信用ディスプレイ、広告表示用ディスプレイ等の全ての情報表示用ディスプレイが含まれる。また、その他にも様々な電子機器の表示部として本発明のＥＬ表示装置を用いることができる。
【０２１０】
その様な本発明の電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（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ディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から見ることの多い携帯情報端末は視野角の広さが重要視されるため、ＥＬ表示装置を用いることが望ましい。それら電子機器の具体例を図１５、図１６に示す。
【０２１１】
図１５（Ａ）はＥＬディスプレイであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３等を含む。本発明は表示部２００３に用いることができる。ＥＬディスプレイは自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶ディスプレイよりも薄い表示部とすることができる。
【０２１２】
図１５（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２１０６等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２１０２に用いることができる。
【０２１３】
図１５（Ｃ）は頭部取り付け型のＥＬディスプレイの一部（右片側）であり、本体２２０１、信号ケーブル２２０２、頭部固定バンド２２０３、表示部２２０４、光学系２２０５、ＥＬ表示装置２２０６等を含む。本発明はＥＬ表示装置２２０６に用いることができる。
【０２１４】
図１５（Ｄ）は記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２３０１、記録媒体（ＤＶＤ等）２３０２、操作スイッチ２３０３、表示部（ａ）２３０４、表示部（ｂ）２３０５等を含む。表示部（ａ）は主として画像情報を表示し、表示部（ｂ）は主として文字情報を表示するが、本発明のＥＬ表示装置はこれら表示部（ａ）、（ｂ）に用いることができる。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。
【０２１５】
図１５（Ｅ）は携帯型（モバイル）コンピュータであり、本体２４０１、カメラ部２４０２、受像部２４０３、操作スイッチ２４０４、表示部２４０５等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２４０５に用いることができる。
【０２１６】
図１５（Ｆ）はパーソナルコンピュータであり、本体２５０１、筐体２５０２、表示部２５０３、キーボード２５０４等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２５０３に用いることができる。
【０２１７】
なお、将来的に有機ＥＬ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。
【０２１８】
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ＥＬ材料の応答速度は非常に高いため、ＥＬ表示装置は動画表示に好ましいが、画素間の輪郭がぼやけてしまっては動画全体もぼけてしまう。従って、画素間の輪郭を明瞭にするという本発明のＥＬ表示装置を電気器具の表示部として用いることは極めて有効である。
【０２１９】
また、ＥＬ表示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ＥＬ表示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。
【０２２０】
ここで図１６（Ａ）は携帯電話であり、本体２６０１、音声出力部２６０２、音声入力部２６０３、表示部２６０４、操作スイッチ２６０５、アンテナ２６０６を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２６０４に用いることができる。なお、表示部２６０４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。
【０２２１】
また、図１６（Ｂ）は音響再生装置、具体的にはカーオーディオであり、本体２７０１、表示部２７０２、操作スイッチ２７０３、２７０４を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２７０２に用いることができる。また、本実施例では車載用オーディオを示すが、携帯型や家庭用の音響再生装置に用いても良い。なお、表示部２７０４は黒色の背景に白色の文字を表示することで消費電力を抑えられる。これは携帯型の音響再生装置において特に有効である。
【０２２２】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用いることが可能である。また、本実施例の電気器具は実施例１〜７に示したいずれの構成のＥＬ表示装置を用いても良い。
【０２２３】
〔実施例９〕
本実施例では、試料ボートにおいて気化されたＥＬ材料（以下蒸気状態のＥＬ材料という）を複数のマスクにより電界で制御して基板上に成膜する方法について説明する。なお、本実施例における蒸着方法は、図１７を用いる。
【０２２４】
図１７において、１０１０は基板であり、１０１１は、試料ボートである。なお、試料ボート１０１１にはＥＬ材料が備えられている。
【０２２５】
また、ここで説明した試料ボート１０１１、第１マスク、及び第２マスクは別々に設けられていても良いが、一体形成されて装置化されていても良い。
【０２２６】
なお、赤色ＥＬ層を形成させるときには、試料ボート１０１１には赤色に発光するＥＬ材料（以下、赤色ＥＬ材料という）、緑色ＥＬ層を形成させるときには、試料ボート１０１１には緑色に発光するＥＬ材料（以下、緑色ＥＬ材料という）、青色ＥＬ層を形成させるときには、試料ボート１０１１には青色に発光するＥＬ材料（以下、青色ＥＬ材料という）を備えておく。
【０２２７】
なお、本実施例では、ＥＬ材料として、赤色ＥＬ層には、Ａｌｑをホスト材料として赤色の蛍光色素ＤＣＭをドープしたものを用いた。また、緑色に発光するＥＬ層には、アルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体であるＡｌｑを用い、青色に発光するＥＬ層には亜鉛のベンズオキサゾール錯体（Ｚｎ（ｏｘｚ）2）を用いる。
【０２２８】
なお、上記に示したＥＬ材料は、実施例の一つであり他の公知のＥＬ材料を用いてもよい。また、発光色を赤、緑、青としてＥＬ材料を選択しているが、この限りではなく、黄色、オレンジ、グレーといった色を用いてもよい。
【０２２９】
本実施例では、はじめに試料ボートに赤色ＥＬ材料を備えておき、基板上に赤色ＥＬ層を形成させた後、緑色ＥＬ材料が備えられた試料ボートを用いて基板上に緑色ＥＬ層を形成させる。そして、最後に青色ＥＬ材料が備えられた試料ボートを用いて基板上に青色ＥＬ層を形成させる。
【０２３０】
以上のように、赤、緑、青色ＥＬ材料を３回に分けて蒸着させることによりＥＬ層を形成させることができる。
【０２３１】
まず、試料ボート１０１１に備えられたＥＬ材料が電極１０１２による抵抗加熱により気化（蒸発）する。この蒸気状態のＥＬ材料が試料ボート１０１１から飛び出す瞬間に試料ボート１０１１の開口部に取り付けられている電極１０２０による電界の影響で蒸気状態のＥＬ材料が帯電し、帯電粒子となる。この帯電粒子はマスク１０１３を通過する際に第１遮断部１０１８及び第２遮断部１０１９ｂに電圧がかけられることにより生じるマスク付近の電界により進行方向を制御される。
【０２３２】
なお、試料ボートとマスクの間に電極を設けて電界を発生させ、試料ボートから放出される蒸気状態のＥＬ材料の電荷を制御しても良い。
【０２３３】
結果的には、気体ＥＬ材料は、各第１遮断部及び各第２遮断部の隙間を通過して基板上の被形成面に蒸着される。
【０２３４】
また、第１マスク１０１３は、第１遮断部１０１８の部分が銅、鉄、アルミニウム、タンタル、チタン、タングステンといった導電性材料でできている複数の導電線が互いに平行に配置されたもの（ストライプ状）、もしくは、網目状の構造物（メッシュ状）、もしくは、板状の構造物である。また、第２マスク１０１９ａは、第２遮断部１０１９ｂの部分が銅、鉄、アルミニウム、タンタル、チタン、タングステンといった導電性材料でできている複数の導電線が互いに平行に配置されたもの（ストライプ状）、もしくは、網目状の構造物（メッシュ状）、もしくは板状の構造物である。蒸気状態のＥＬ材料は、第１遮断部１０１８にかけられた負の電圧により生じる電界と反発するため、第１遮断部１０１８間の隙間を通過し、さらに第２遮断部１０１９ｂにかけられた負の電圧により生じる電界と反発するため、第２遮断部１０１９ｂ間の隙間を通過して基板に蒸着される。
【０２３５】
また、図１７では断面形状が円形である例を示したが、特に限定されず矩形であっても楕円形であっても多角形状であってもよい。
【０２３６】
なお、第１マスク１０１３の第１遮断部１０１８には、蒸気状態のＥＬ材料が第１マスク１０１３の第１遮断部１０１８と反発しあう電位にするための電圧をかけておく。これにより、ＥＬ材料は、第１マスク１０１３における第１遮断部１０１８間の隙間を通過することができる。なお、ここでは、蒸気状態のＥＬ材料を負の電圧をかけた電極１０１２により生じる電界により帯電させ、第１マスクの第１遮断部にも電極１０１５ａにより負の電圧をかけて電界を発生させる。
また、第２マスクの第２遮断部にも電極１０１５ｂにより負の電圧をかけて電界を発生させる。これらにより、蒸気状態のＥＬ材料の帯電粒子は、第１遮断部及び第２遮断部と電気的に反発し、各第１遮断部及び各第２遮断部の隙間を通過するようになる。
【０２３７】
図１（Ａ）に示すような構造とし、第１遮断部１０１８に印加される負の第１電圧と第２遮断部１０１９ｂに印加される負の第２電圧を数１０Ｖ〜１０ｋＶの範囲で適宜調節することによって、蒸着位置を高精度に制御することができる。
【０２３８】
なお、第１マスク１０１３と第２マスク１０１９ａの間隔距離、第２マスク１０１９ａと基板との間隔距離、各第１遮断部１０１８間の距離、各第２遮断部１０１９ｂの距離等は実施者が適宜設定すればよい。例えば、各第１遮断部１０１８間の距離や各第２遮断部１０１９ｂの距離は、基板上に形成される画素電極の画素ピッチにすると良い。
【０２３９】
また、マスクの開口部は、各第１遮断部の隙間または各第２遮断部の隙間のことを指している。
【０２４０】
さらに、本明細書中では、被形成面とは、画素電極や有機膜の表面の一部であり、薄膜を形成させようとする面のことをいう。
【０２４１】
また、試料ボート１０１１、第１マスク、第２マスク、及び基板１０１０が備えられている蒸着室１０２１の内側側面に電極１０１４で負の電圧をかけておくことで負に帯電した蒸気状態のＥＬ材料と蒸着室の内側側面を反発させることができるので蒸気状態のＥＬ材料を蒸着室の内側に付着させることなく被形成面に蒸着することができる。
【０２４２】
また、試料ボート１０１１の赤色ＥＬ材料を蒸着させると画素上にストライプ状の赤色ＥＬ層が形成される。ここで、マスクを矢印ｋの方向に画素一列分移動させ、同様に試料ボート１０１１から緑色ＥＬ材料を蒸着する。これにより、赤色ＥＬ層の横に緑色ＥＬ層が形成される。さらにマスクを矢印ｋの方向に画素一列分移動させながら試料ボート１０１１から青色ＥＬ材料を蒸着させる。これにより、緑色ＥＬ層の横に青色ＥＬ層が形成される。即ち、以上のようにマスクを移動させながら赤、緑、青色に発光する画素列を色ごとに３回に分けて蒸着させることで３色のストライプ状のＥＬ層が形成される。なお、ここで形成されるＥＬ層の膜厚は、１００ｎｍ〜１μｍであることが望ましい。
【０２４３】
なお、ＥＬ材料を備えている試料ボート１０１１は、ＥＬ材料の種類を変える度に一緒に変えても良いし、試料ボートを変えずにＥＬ材料のみを入れ替えて用いても良い。
【０２４４】
なお、ここでいう画素列とはバンク（図示せず）に仕切られた画素の列を指し、バンクはソース配線の上方に形成されている。即ち、ソース配線に沿って複数の画素が直列に並んだ列を画素列と呼んでいる。但し、ここではバンクがソース配線の上方に形成された場合を説明したが、ゲート配線の上方に設けられていても良い。この場合は、ゲート配線に沿って複数の画素が直列に並んだ列を画素列と呼ぶ。
【０２４５】
従って、画素部（図示せず）は、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線の上方に設けられたストライプ状のバンクにより分割された複数の画素列の集合体として見ることができる。そのようにして見た場合、画素部は、赤色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列、緑色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列及び青色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列からなるとも言える。
【０２４６】
また、上記ストライプ状のバンクは、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線の上方に設けられているため、実質的に画素部は、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線により分割された複数の画素列の集合体と見ることもできる。
【０２４７】
また、基板１０１０上に形成されている画素電極（陽極）上に電圧をかけておき、第１マスク及び第２マスクを通過した蒸気状態のＥＬ材料をさらに制御して、選択的に所望の位置に蒸着するような電界を与えるようにすると良い。
【０２４８】
また、第１マスク１０１３と第２マスク１０１９ａの目合わせを正確にするために、２枚の導電板を重ねてスリット状もしくは円状の穴を放電加工で同時に切削して第１マスク１０１３と第２マスク１０１９ａを形成してもよい。
【０２４９】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例８のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０２５０】
〔実施例１０〕
本発明において、三重項励起子からの燐光を発光に利用できるＥＬ材料（トリプレット化合物ともいう）を用いることも可能である。燐光を発光に利用できるＥＬ材料を用いた自発光装置は、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、ＥＬ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。
【０２５１】
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.)
【０２５２】
上記の論文により報告されたＥＬ材料（クマリン色素）の分子式を以下に示す。
【０２５３】
【化１】
【０２５４】
(M.A.Baldo, D.F.O'Brien, Y.You, A.Shoustikov, S.Sibley, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Nature 395 (1998) p.151.)
【０２５５】
上記の論文により報告されたＥＬ材料（Ｐｔ錯体）の分子式を以下に示す。
【０２５６】
【化２】
【０２５７】
(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.)
【０２５８】
上記の論文により報告されたＥＬ材料（Ｉｒ錯体）の分子式を以下に示す。
【０２５９】
【化３】
【０２６０】
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。
【０２６１】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例９のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０２６２】
【発明の効果】
本発明を実施することで、マスクを通して被形成面に蒸着法でＥＬ材料を成膜させる際、ＥＬ材料がマスクを通過できずにマスク上に蒸着されるという事態を防ぐことができる。さらに、本発明では、複数のマスクを用いて成膜位置の位置あわせ精度を向上させることができる。
【０２６３】
また、電気的な反発により、マスク上にＥＬ材料が蒸着されることを防ぐことができるのでマスクを何度も使用することができ、かつ位置あわせ精度の問題なく精密にＥＬ材料を成膜することができるため、ＥＬ材料を用いたＥＬ表示装置の製造歩留まりを向上させたり、低コスト化をはかることができる。さらに、蒸着直前に蒸気状態のＥＬ材料の蒸着位置を制御するため、これまでの蒸着方法を用いることができ、幅広い応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬ材料の蒸着方法を示す図。
【図２】画素部の断面構造を示す図。
【図３】画素部の上面構造及び構成を示す図。
【図４】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図５】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図６】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図７】ＥＬ表示装置の画素部のＴＦＴの断面構造を示す図。
【図８】ＥＬ表示装置の画素部のＴＦＴの断面構造を示す図。
【図９】ＥＬ表示装置の外観を示す図。
【図１０】ＥＬ表示装置の回路ブロック構成を示す図。
【図１１】アクティブマトリクス型のＥＬ表示装置の断面構造を示す図。
【図１２】有機ＥＬ材料の蒸着パターンを示す図。
【図１３】マスクパターンを示す図。
【図１４】パッシブ型のＥＬ表示装置の断面構造を示す図。
【図１５】電気器具の具体例を示す図。
【図１６】電気器具の具体例を示す図。
【図１７】本発明の有機ＥＬ材料の蒸着方法を示す図。
【発明の属する技術分野】
本発明は、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ＥＬ材料という）を挟んだ構造でなるＥＬ素子を絶縁体上に形成した自発光装置及びその自発光装置を表示部（表示ディスプレイまたは表示モニター）として有する電気器具、及び有機ＥＬ材料の薄膜形成方法及び薄膜形成装置に関する。なお、上記自発光装置はＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diodes）ともいう。
【０００２】
【従来の技術】
近年、発光性有機材料のＥＬ現象を利用した自発光素子としてＥＬ素子を用いた自発光装置（ＥＬ表示装置）の開発が進んでいる。ＥＬ表示装置は自発光型であるため、液晶表示装置のようなバックライトが不要であり、さらに視野角が広いことから電気器具の表示部として有望視されている。
【０００３】
ＥＬ表示装置にはパッシブ型（単純マトリクス型）とアクティブ型（アクティブマトリクス型）の２種類があり、どちらも盛んに開発が行われている。特に現在はアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置が注目されている。また、ＥＬ素子の中心とも言えるＥＬ層となるＥＬ材料は、低分子系有機ＥＬ材料と高分子系（ポリマー系）有機ＥＬ材料とがそれぞれ研究されている。
【０００４】
ＥＬ材料の成膜方法には、インクジェット法や蒸着法及びスピンコーティング法といった方法があるが、このうち蒸着法においては、マスクを用いて成膜位置をコントロールするという方法が採られているが、このときＥＬ材料がマスクを通過せずにマスク上に成膜されてしまうという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、ＥＬ材料をマスクを用いて電界制御する蒸着法でＥＬ材料を無駄なく選択的に成膜する手段を提供することを課題とする。また、成膜位置の制御精度を上げることを課題とする。さらに、このような手段を用いたＥＬ表示装置及びその作製方法を提供することを課題とする。そして、このようなＥＬ表示装置を表示部として有する電気器具を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために用いるマスクと、成膜する画素電極には、電圧がかけられている。
【０００７】
本発明においてＥＬ材料は、試料ボートに備えられており、これが気化してさらに電荷を持つと、気化したことで試料ボートの開口部から飛び出し、基板に到達する前にマスクにかけられた電圧により生じる電界により進行方向が制御され、蒸着位置を制御することができる。
【０００８】
また、マスクを複数用いてもよい。例えば、第１マスク及び第２マスクにそれぞれ印加された電圧により生じた電界により進行方向が制御され、蒸着位置を制御することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
ここで本発明の実施の形態について図１を用いて説明する。
【００１０】
図１（Ａ）は、本発明を実施してＥＬ材料を成膜する様子を模式的に示す図である。図１（Ａ）において、１１０は基板であり、基板上の画素電極は、接地電位に接続されている。また、１１１は、試料ボートである。なお、試料ボート１１１にはＥＬ材料が備えられている。
【００１１】
なお、赤色ＥＬ層を形成させるときには、試料ボート１１１には赤色に発光するＥＬ材料（以下、赤色ＥＬ材料という）、緑色ＥＬ層を形成させるときには、試料ボート１１１には緑色に発光するＥＬ材料（以下、緑色ＥＬ材料という）、青色ＥＬ層を形成させるときには、試料ボート１１１には青色に発光するＥＬ材料（以下、青色ＥＬ材料という）を備えておく。
【００１２】
本発明の場合、試料ボート１１１のＥＬ材料が電極１２０による抵抗加熱により気化され放出される。放出されるときＥＬ材料は電極１１２にかけられた負の電圧により負に帯電した帯電粒子となり、導電性材料からなるマスク１１３の隙間を通過した後、基板１１０上の画素電極に蒸着される。また、電極１１２と電極１２０との間には絶縁体が設けられており、互いに異なる電圧が印加される。
【００１３】
なお、ＥＬ材料は、マスク１１３を通過する際に図１（Ｂ）１１７の拡大図で示すようにマスク１１３における遮断部１１８により進行方向を制御される。また、マスク１１３は、遮断部１１８の部分が銅、鉄、アルミニウム、タンタル、チタン、タングステンといった導電性材料でできている複数の導電線が互いに平行に配置されたもの（ストライプ状）、もしくは、網目状の構造物（メッシュ状）、もしくは、板状の構造物である。蒸気状態のＥＬ材料は、遮断部１１８にかけられた負の電圧により生じる電界と反発するため、遮断部１１８間の隙間を通過して基板に蒸着される。
【００１４】
また、図１では断面形状が円形である例を示したが、特に限定されず矩形であっても楕円形であっても多角形状であってもよい。
【００１５】
なお、マスク１１３の遮断部１１８には、蒸気状態のＥＬ材料がマスク１１３の遮断部１１８と反発しあう電位にするための電圧をかけておく。これにより、ＥＬ材料は、マスク１１３における遮断部１１８間の隙間を通過することができる。なお、ここでは、蒸気状態のＥＬ材料を負の電圧をかけた電極１１２により生じる電界により帯電させ、マスクの遮断部にも電極１１５により負の電圧をかけて電界を発生させる。これらにより、蒸気状態のＥＬ材料の帯電粒子は、遮断部と電気的に反発し、各遮断部の隙間を通過するようになる。
【００１６】
図１（Ａ）に示すような構造とし、遮断部１１８に印加される負の電圧を数１０Ｖ〜１０ｋＶの範囲で適宜調節することによって、蒸着位置を高精度に制御することができる。
【００１７】
なお、マスク１１３と基板との間隔距離、各遮断部１１８間の距離等は実施者が適宜設定すればよい。例えば、各遮断部１１８間の距離は、基板上に形成される画素電極の画素ピッチにすると良い。
【００１８】
また、マスク１１３の目合わせを正確にするために、２枚の導電板を重ねてスリット状もしくは円状の穴を放電加工で同時に切削してマスク１１３を形成してもよい。
【００１９】
また、ここでは１つのマスクを用いた例を示したが、二つ以上のマスクに電圧を印加して蒸気状態のＥＬ材料の飛翔方向を制御してもよい。また、ある一つの平面上に二つ以上のマスクを組み合わせたものに電圧を印加して蒸気状態のＥＬ材料の飛翔方向を制御してもよい。
【００２０】
まず、試料ボート１１１赤色ＥＬ材料を備え、これを蒸着させると画素上にストライプ状の赤色ＥＬ層が形成される。
【００２１】
次にマスクを矢印ｋの方向に一画素列分移動させた後、試料ボート１１１から緑色ＥＬ材料を蒸着させ、緑色ＥＬ層を形成させる。さらにマスクを矢印ｋの方向に一画素列分移動させ、同様に蒸着を行い青色ＥＬ層を形成させる。
【００２２】
即ち、マスクを矢印ｋの方向に移動させながら赤、緑、青色に発光する画素列を色ごとに３回に分けて蒸着することで３色のストライプ状のＥＬ層が形成される。なお、ここで形成されるＥＬ層の膜厚は、１０ｎｍ〜１０μｍであることが望ましい。
【００２３】
また、ここでいう画素列とはバンク１１９に仕切られた画素の列を指し、バンクは画素列間の隙間を埋めるように土手状に画素列のソース配線の上方に形成されている。つまり、バンクで画素列が仕切られているので画素上に形成させたＥＬ層を隣り合う画素列と区別して形成させることができる。即ち、ソース配線に沿って複数の画素が直列に並んだ列を画素列と呼んでいる。但し、ここではバンクがソース配線の上方に形成された場合を説明したが、ゲート配線の上方に設けられていても良い。この場合は、ゲート配線に沿って複数の画素が直列に並んだ列を画素列と呼ぶ。
【００２４】
従って、画素電極上の画素部（図示せず）は、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線の上方に設けられたストライプ状のバンクにより分割された複数の画素列の集合体として見ることができる。そのようにして見た場合、画素電極上の画素部は、赤色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列、緑色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列及び青色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列からなるとも言える。
【００２５】
また、上記ストライプ状のバンクは、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線の上方に設けられているため、実質的に画素部は、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線により分割された複数の画素列の集合体と見ることもできる。
【００２６】
さらに、本実施の形態において、基板１１０上に形成されている画素電極（陽極）上に電圧をかけておきマスクを通過した蒸気状態のＥＬ材料をさらに制御して、選択的に所望の位置に蒸着するような電界を与えておくと良い。
【００２７】
また、試料ボート１１１、マスク、及び基板１１０が備えられている蒸着室１２１の内側側面に電極１１４で負の電圧をかけておくことで負に帯電した蒸気状態のＥＬ材料と蒸着室の内側側面を反発させることができるので蒸気状態のＥＬ材料を蒸着室の内側に付着させることなく被形成面に蒸着することができる。
【００２８】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例では、試料ボートにおいて気化されたＥＬ材料（以下蒸気状態のＥＬ材料という）を電界で制御して基板上に成膜する方法について説明する。なお、本実施例における蒸着方法は、図１を用いる。
【００２９】
図１において、１１０は基板であり、１１１は、試料ボートである。なお、試料ボート１１１にはＥＬ層用材料が備えられている。
【００３０】
なお、赤色ＥＬ層を形成させるときには、試料ボート１１１には赤色に発光するＥＬ材料（以下、赤色ＥＬ材料という）、緑色ＥＬ層を形成させるときには、試料ボート１１１には緑色に発光するＥＬ材料（以下、緑色ＥＬ材料という）、青色ＥＬ層を形成させるときには、試料ボート１１１には青色に発光するＥＬ材料（以下、青色ＥＬ材料という）を備えておく。
【００３１】
なお、本実施例では、ＥＬ材料として、赤色ＥＬ層には、Ａｌｑをホスト材料として赤色の蛍光色素ＤＣＭをドープしたものを用いた。また、緑色に発光するＥＬ層には、アルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体であるＡｌｑを用い、青色に発光するＥＬ層には亜鉛のベンズオキサゾール錯体（Ｚｎ（ｏｘｚ）2）を用いる。
【００３２】
なお、上記に示したＥＬ材料は、実施例の一つであり他の公知のＥＬ材料を用いてもよい。また、発光色を赤、緑、青としてＥＬ材料を選択しているが、この限りではなく、黄色、オレンジ、グレーといった色を用いてもよい。
【００３３】
本実施例では、はじめに試料ボートに赤色ＥＬ材料を備えておき、基板上に赤色ＥＬ層を形成させた後、緑色ＥＬ材料が備えられた試料ボートを用いて基板上に緑色ＥＬ層を形成させる。そして、最後に青色ＥＬ材料が備えられた試料ボートを用いて基板上に青色ＥＬ層を形成させる。
【００３４】
以上のように、赤、緑、青色ＥＬ材料を３回に分けて蒸着させることによりＥＬ層を形成させることができる。
【００３５】
各色のＥＬ材料は、試料ボートにおいて、電極１２０による抵抗加熱により気化され、試料ボート１１１から放出される際、電極１１２が与える電界により電荷を持つ。この時、ＥＬ材料は、気化することで得られた、より高い運動エネルギーにより飛び出し、マスク１１３に到達する。
【００３６】
マスク１１３には、電圧がかけられているためマスク１１３付近に電界が生じている。マスク１１３に到達した気体ＥＬ層用材料は、マスク１１３により生じる電界により制御された後、マスク１１３を通過して基板１１０に蒸着される。
【００３７】
また、試料ボート１１１の赤色ＥＬ材料を蒸着させると画素上にストライプ状の赤色ＥＬ層が形成される。ここで、マスクを矢印ｋの方向に画素一列分移動させ、同様に試料ボート１１１から緑色ＥＬ材料を蒸着する。これにより、赤色ＥＬ層の横に緑色ＥＬ層が形成される。さらにマスクを矢印ｋの方向に画素一列分移動させながら試料ボート１１１から青色ＥＬ材料を蒸着させる。これにより、緑色ＥＬ層の横に青色ＥＬ層が形成される。即ち、以上のようにマスクを移動させながら赤、緑、青色に発光する画素列を色ごとに３回に分けて蒸着させることで３色のストライプ状のＥＬ層が形成される。なお、ここで形成されるＥＬ層の膜厚は、１００ｎｍ〜１μｍであることが望ましい。
【００３８】
なお、ここでいう画素列とはバンク１１９に仕切られた画素の列を指し、バンクはソース配線の上方に形成されている。即ち、ソース配線に沿って複数の画素が直列に並んだ列を画素列と呼んでいる。但し、ここではバンクがソース配線の上方に形成された場合を説明したが、ゲート配線の上方に設けられていても良い。この場合は、ゲート配線に沿って複数の画素が直列に並んだ列を画素列と呼ぶ。
【００３９】
従って、画素部（図示せず）は、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線の上方に設けられたストライプ状のバンクにより分割された複数の画素列の集合体として見ることができる。そのようにして見た場合、画素部は、赤色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列、緑色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列及び青色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列からなるとも言える。
【００４０】
また、上記ストライプ状のバンクは、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線の上方に設けられているため、実質的に画素部は、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線により分割された複数の画素列の集合体と見ることもできる。
【００４１】
また、基板１１０上に形成されている画素電極（陽極）上に電圧をかけておき、マスクを通過した蒸気状態のＥＬ材料をさらに制御して、選択的に所望の位置に蒸着するような電界を与えるようにすると良い。
【００４２】
〔実施例２〕
本実施例であるＥＬ表示装置の画素部の断面図を図２に、その上面図を図３（Ａ）に、その回路構成を図３（Ｂ）に示す。実際には画素がマトリクス状に複数配列されて画素部（画像表示部）が形成される。なお、図３（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図が図２に相当する。従って図２及び図３で共通の符号を用いているので、適宜両図面を参照すると良い。また、図３（Ａ）の上面図では二つの画素を図示しているが、どちらも同じ構造である。
【００４３】
図２において、１１は基板、１２は下地となる絶縁膜（以下、下地膜という）である。基板１１としてはガラス、ガラスセラミックス、石英、シリコン、セラミックス、金属若しくはプラスチックでなる基板を用いることができる。
【００４４】
また、下地膜１２は特に可動イオンを含む基板や導電性を有する基板を用いる場合に有効であるが、石英基板には設けなくても構わない。下地膜１２としては、珪素（シリコン）を含む絶縁膜を用いれば良い。なお、本明細書において「珪素を含む絶縁膜」とは、具体的には酸化珪素膜、窒化珪素膜若しくは窒化酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙで示される）など珪素、酸素若しくは窒素を所定の割合で含む絶縁膜を指す。
【００４５】
また、下地膜１２に放熱効果を持たせることによりＴＦＴの発熱を発散させることはＴＦＴの劣化又はＥＬ素子の劣化を防ぐためにも有効である。放熱効果を持たせるには公知のあらゆる材料を用いることができる。
【００４６】
ここでは画素内に二つのＴＦＴを形成している。２０１はスイッチング用ＴＦＴであり、ｎチャネル型ＴＦＴで形成され、２０２は電流制御用ＴＦＴであり、ｐチャネル型ＴＦＴで形成されている。
【００４７】
ただし、本実施例において、スイッチング用ＴＦＴをｎチャネル型ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴをｐチャネル型ＴＦＴに限定する必要はなく、スイッチング用ＴＦＴをｐチャネル型ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴをｎチャネル型ＴＦＴにしたり、両方ともｎチャネル型又ｐチャネル型ＴＦＴを用いることも可能である。
【００４８】
スイッチング用ＴＦＴ２０１は、ソース領域１３、ドレイン領域１４、ＬＤＤ領域１５a〜１５d、高濃度不純物領域１６及びチャネル形成領域１７a、１７bを含む活性層、ゲート絶縁膜１８、ゲート電極１９a、１９b、第１層間絶縁膜２０、ソース配線２１並びにドレイン配線２２を有して形成される。
【００４９】
また、図３に示すように、ゲート電極１９a、１９bは別の材料（ゲート電極１９a、１９bよりも低抵抗な材料）で形成されたゲート配線２１１によって電気的に接続されたダブルゲート構造となっている。勿論、ダブルゲート構造だけでなく、シングルゲートもしくはトリプルゲート構造といったいわゆるマルチゲート構造（直列に接続された二つ以上のチャネル形成領域を有する活性層を含む構造）であっても良い。マルチゲート構造はオフ電流値を低減する上で極めて有効であり、ここでは画素のスイッチング素子２０１をマルチゲート構造とすることによりオフ電流値の低いスイッチング素子を実現している。
【００５０】
また、活性層は結晶構造を含む半導体膜で形成される。即ち、単結晶半導体膜でも良いし、多結晶半導体膜や微結晶半導体膜でも良い。また、ゲート絶縁膜１８は珪素を含む絶縁膜で形成すれば良い。また、ゲート電極、ソース配線若しくはドレイン配線としてはあらゆる導電膜を用いることができる。
【００５１】
さらに、スイッチング用ＴＦＴ２０１においては、ＬＤＤ領域１５a〜１５dは、ゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極１９a、１９bと重ならないように設ける。このような構造はオフ電流値を低減する上で非常に効果的である。
【００５２】
なお、チャネル形成領域とＬＤＤ領域との間にオフセット領域（チャネル形成領域と同一組成の半導体層でなり、ゲート電圧が印加されない領域）を設けることはオフ電流値を下げる上でさらに好ましい。また、二つ以上のゲート電極を有するマルチゲート構造の場合、チャネル形成領域の間に設けられた高濃度不純物領域がオフ電流値の低減に効果的である。
【００５３】
次に、電流制御用ＴＦＴ２０２は、ソース領域３１、ドレイン領域３２及びチャネル形成領域３４を含む活性層、ゲート絶縁膜１８、ゲート電極３５、第１層間絶縁膜２０、ソース配線３６並びにドレイン配線３７を有して形成される。なお、ゲート電極３５はシングルゲート構造となっているが、マルチゲート構造であっても良い。
【００５４】
図２に示すように、スイッチング用ＴＦＴのドレインは電流制御用ＴＦＴ２０２のゲートに接続されている。具体的には電流制御用ＴＦＴ２０２のゲート電極３５はスイッチング用ＴＦＴ２０１のドレイン領域１４とドレイン配線（接続配線とも言える）２２を介して電気的に接続されている。また、ソース配線３６は電源供給線２１２に接続して形成、または電流供給線の一部として形成する。
【００５５】
電流制御用ＴＦＴ２０２はＥＬ素子２０３に注入される電流量を制御するための素子であるが、ＥＬ素子の劣化を考慮するとあまり多くの電流を流すことは好ましくない。そのため、電流制御用ＴＦＴ２０２に過剰な電流が流れないように、チャネル長（Ｌ）は長めに設計することが好ましい。望ましくは一画素あたり０．５〜２μＡ（好ましくは１〜１．５μＡ）となるようにする。
【００５６】
また、スイッチング用ＴＦＴ２０１に形成されるＬＤＤ領域の長さ（幅）は０．５〜３．５μｍ、代表的には２．０〜２．５μｍとすれば良い。
【００５７】
また、図３に示すように電流制御用ＴＦＴ２０２のゲート電極３５を含む配線３６は、５０で示される領域で電流制御用ＴＦＴ２０２の電源供給線２１２と絶縁膜を挟んで重なる。このとき５０で示される領域では、保持容量（コンデンサ）が形成される。保持容量５０は電源供給線２１２と電気的に接続された半導体膜５１、ゲート絶縁膜と同一層の絶縁膜（図示せず）及び電源供給線２１２で形成される容量も保持容量として用いることが可能である。
【００５８】
この保持容量５０は、電流制御用ＴＦＴ２０２のゲート電極３５にかかる電圧を保持するためのコンデンサとして機能する。
【００５９】
また、流しうる電流量を多くするという観点から見れば、電流制御用ＴＦＴ２０２の活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を厚くする（好ましくは５０〜１００ｎｍ、さらに好ましくは６０〜８０ｎｍ）ことも有効である。逆に、スイッチング用ＴＦＴ２０１の場合はオフ電流値を小さくするという観点から見れば、活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を薄くする（好ましくは２０〜５０ｎｍ、さらに好ましくは２５〜４０ｎｍ）ことも有効である。
【００６０】
次に、３８は第１パッシベーション膜であり、膜厚は１０ｎｍ〜１０μｍ（好ましくは２００〜５００ｎｍ）とすれば良い。材料としては、珪素を含む絶縁膜（特に窒化酸化珪素膜又は窒化珪素膜が好ましい）を用いることができる。
【００６１】
第１パッシベーション膜３８の上には、各ＴＦＴを覆うような形で第２層間絶縁膜（平坦化膜と言っても良い）３９を形成し、ＴＦＴによってできる段差の平坦化を行う。第２層間絶縁膜３９としては、有機樹脂膜が好ましく、ポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を用いると良い。勿論、十分な平坦化が可能であれば、無機膜を用いても良い。
【００６２】
第２層間絶縁膜３９によってＴＦＴによる段差を平坦化することは非常に重要である。後に形成されるＥＬ層は非常に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起こす場合がある。従って、ＥＬ層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化しておくことが望ましい。
【００６３】
また、４０は透明導電膜でなる画素電極（ＥＬ素子の陽極に相当する）であり、第２層間絶縁膜３９及び第１パッシベーション膜３８にコンタクトホール（開孔）を開けた後、形成された開口部において電流制御用ＴＦＴ２０２のドレイン配線３７に接続されるように形成される。
【００６４】
本実施例では、画素電極として酸化インジウムと酸化スズの化合物でなる導電膜を用いる。また、これに少量のガリウムを添加しても良い。さらに酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物や酸化亜鉛と酸化ガリウムの化合物を用いることもできる。
【００６５】
画素電極を形成したら、樹脂材料でなるバンクを形成する。バンクは、バンクａ（４１ａ）バンクｂ（４１ｂ）のそれぞれエッチング材料に対する選択比の異なる有機樹脂膜、レジスト材料を用いパターニングして形成されている。なお、ここでは、バンクａ（４１ａ）バンクｂ（４１ｂ）を積層させた後エッチングさせ、エッチング速度の違いにより図２で示すような形状を形成させることができる。なお、このときのエッチング速度は、（バンクａを形成する樹脂）＞（バンクｂを形成する樹脂）なる関係が成り立つようにしておく。このバンクａ（４１ａ）およびバンクｂ（４１ｂ）は、画素と画素との間に図３（Ｃ）に示すようにストライプ状に形成される。なお、図３（Ｃ）のｈ１は、０．５〜３μｍがよく、ＥＬ層、陰極および保護電極を積層した膜厚よりも大きいことが望ましい。本実施例ではソース配線２１に沿って形成するがゲート配線３５に沿って形成しても良い。
【００６６】
次にＥＬ層４２が図１で説明したような薄膜形成方法により形成される。なお、ここでは一画素しか図示していないが、図１で説明したようにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応したＥＬ層が形成される。
【００６７】
まず、試料ボート１１１に備えられたＥＬ材料が電極１２０による抵抗加熱により気化（蒸発）する。この蒸気状態のＥＬ材料が試料ボート１１１から飛び出す瞬間に試料ボート１１１の開口部に取り付けられている電極１１２による電界の影響で蒸気状態のＥＬ材料が帯電し、帯電粒子となる。この帯電粒子はマスク１１３を通過する際に遮断部１１８に電圧がかけられることにより生じるマスク付近の電界により進行方向を制御される。
【００６８】
なお、試料ボートとマスクの間に電極を設けて電界を発生させ、試料ボートから放出される蒸気状態のＥＬ材料の電荷を制御しても良い。
【００６９】
結果的には、気体ＥＬ材料は、各遮断部の隙間を通過して基板上の被形成面に蒸着される。
【００７０】
なお、本明細書中でいうマスクの遮断部とは、マスクの導電性材料で形成されている部分のことを指し、導電性材料とは、チタン、タンタル、タングステン及びアルミニウムといった材料のことをいう。また、マスクの開口部は、各遮断部の隙間のことを指している。
【００７１】
さらに、本明細書中では、被形成面とは、画素電極や有機膜の表面の一部であり、薄膜を形成させようとする面のことをいう。
【００７２】
また、マスクには、数１０Ｖ〜１０ｋＶの電圧がかけられていれば良く、好ましくは、１０Ｖ〜１ｋＶの電圧がかけられているとよい。また、実施者は、各電極に適宜、これらの範囲で電圧を設定すればよい。
【００７３】
本実施例においては、まず、試料ボート１１１に備えられている赤色ＥＬ材料を気化（蒸発）させて蒸着させることで、画素上の赤色に発光する画素列を形成する。次にマスクを横方向（矢印ｋの方向）に移動した後、試料ボート１１１に備えられている緑色ＥＬ材料を蒸着させ、緑色に発光すべき画素列を形成する。
さらにマスクを横方向（矢印ｋの方向）に移動して試料ボート１１１に備えられている青色ＥＬ材料を蒸着させ、青色に発光すべき画素列を形成する。
【００７４】
なお、ＥＬ材料を備えている試料ボート１１１は、ＥＬ材料の種類を変える度に一緒に変えても良いし、試料ボートを変えずにＥＬ材料のみを入れ替えて用いても良い。
【００７５】
また、ここで説明した試料ボート１１１、マスクは別々に設けられていても良いが、一体形成されて装置化されていても良い。
【００７６】
以上のように、マスクを移動させながら赤、緑、青色に発光する画素列を色ごとに３回に分けて蒸着させることで３色のストライプ状のＥＬ層を形成する。
【００７７】
ＥＬ層とするＥＬ材料としては低分子系材料を用いるとよい。代表的な低分子系材料としては、トリス（８−キノリノナト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ）やビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体（ＢｅＢｑ）といったＥＬ材料などが挙げられる。
【００７８】
なお、本実施例では、ＥＬ材料として、赤色ＥＬ層には、Ａｌｑをホスト材料として赤色の蛍光色素ＤＣＭをドープしたものを用いた。また、緑色に発光するＥＬ層には、アルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体であるＡｌｑを用い、青色に発光するＥＬ層には亜鉛のベンズオキサゾール錯体（Ｚｎ（ｏｘｚ）2）を用いる。
【００７９】
但し、以上の例は本実施例のＥＬ層として用いることのできるＥＬ材料の一例であって、これに限定する必要はまったくない。
【００８０】
つまり、ここでは述べなかったような高分子有機ＥＬ材料を塗布法で用いたり、高分子材料と併せて用いて形成させても良い。
【００８１】
さらに、ＥＬ層４２を形成する際、ＥＬ層は水分や酸素の存在によって容易に劣化してしまうため、処理雰囲気は水分や酸素の少ない雰囲気とし、窒素やアルゴンといった不活性ガス中で行うことが望ましい。
【００８２】
以上のようにしてＥＬ層４２を形成したら、次に遮光性導電膜でなる陰極４３、保護電極４４及び第２パッシベーション膜４５が形成される。本実施例では陰極４３として、ＭｇＡｇでなる導電膜を用い、保護電極４４としてアルミニウムからなる導電膜を用いる。また、第２パッシベーション膜４５としては、１０ｎｍ〜１０μｍ（好ましくは２００〜５００ｎｍ）の厚さの窒化珪素膜を用いる。
【００８３】
なお、上述のようにＥＬ層は熱に弱いので、陰極４３及び第２パッシベーション膜４５はなるべく低温（好ましくは室温から１２０℃までの温度範囲）で成膜するのが望ましい。従って、プラズマＣＶＤ法、真空蒸着法又は溶液塗布法（スピンコート法）が望ましい成膜方法と言える。
【００８４】
ここまで完成したものをアクティブマトリクス基板とよび、アクティブマトリクス基板に対向して、対向基板（図示せず）が設けられる。本実施例では対向基板としてガラス基板を用いる。なお、対向基板としては、プラスチックやセラミックスでなる基板を用いても良い。
【００８５】
また、アクティブマトリクス基板と対向基板はシール剤（図示せず）によって接着され、密閉空間（図示せず）が形成される。本実施例では、密閉空間をアルゴンガスで充填している。勿論、この密閉空間内に酸化バリウムといった乾燥剤を配置したり酸化防止剤を配置することも可能である。
【００８６】
また、本実施例の構成は、実施例１の構成と自由に組み合わせることができる。
【００８７】
〔実施例３〕
ここで、図３（Ｃ）に示したバンクａ及びバンクｂからなるバンクを形成させる方法について説明する。バンクａ及びバンクｂはいずれもポジ型のものを用いる。
【００８８】
まず、画素電極形成後に、メラミン樹脂からなる有機樹脂膜を形成させる。これは、後にバンクａを形成する。このメラミン樹脂には、染料を混合させておき反射防止膜としての機能を持たせておく。また、これらは、ジメチルアセトアミドといった溶媒に溶解させて用いると良い。なお、染料を選択する際には、露光に用いる光のスペクトルに近い位置に発光スペクトルを持つ染料を選択する必要がある。
【００８９】
次に、メラミン樹脂の上にポリイミドを積層させる。ここでは、ポリイミドの代わりに感光性ポリイミドを用いても良いし、ノボラック系樹脂を用いても良い。
これは、のちにバンクｂを形成する。
【００９０】
なお、ここで２層の有機樹脂膜が形成される。これを露光してパターニングを行う。パターニングの際の現像液としては、水溶性のものを用いると良い。本実施例では、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを用いると良い。これは、水溶性であり、アルカリ性であるため本実施例に適している。しかし、現像液としては、これに限られることはなく、公知の現像液を用いても良い。
【００９１】
現像液で現像することによりバンクａ、及びバンクｂは図３（Ｃ）に示すような形状になる。これは、バンクａに染料を混合させたことにより露光強度が変化したためであり、現像液で等方的にエッチングされるためである。なお、ここで示しているｈ２は、０．５〜３μｍであることが望ましい。
【００９２】
なお、バンクａ及びバンクｂは、上記に示したように有機樹脂膜の積層構造に限られる必要はなく、バンクａを酸化珪素や窒化珪素といった無機膜で形成させた後、バンクｂをポリイミドや、ポリアミド、感光性樹脂といった有機樹脂膜で形成させても良いし、バンクａ及びバンクｂに用いたこれらの材料を逆に用いても良い。
【００９３】
また、本実施例の構成は、実施例１〜実施例２の構成と自由に組み合わせることができる。
【００９４】
〔実施例４〕
本発明における画素部とその周辺に設けられる駆動回路部のＴＦＴを同時に作製する方法について図４〜図６を用いて説明する。但し、説明を簡単にするために、駆動回路に関しては基本回路であるＣＭＯＳ回路を図示することとする。
【００９５】
まず、図４（Ａ）に示すように、ガラス基板３００上に下地膜３０１を３００ｎｍの厚さに形成する。本実施例では下地膜３０１として１００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜と２００ｎｍの窒化酸化珪素膜とを積層して用いる。この時、ガラス基板３００に接する方の窒素濃度を１０〜２５ｗｔ％としておくと良い。もちろん下地膜を設けずに石英基板上に直接素子を形成しても良い。
【００９６】
次に下地膜３０１の上に５０ｎｍの厚さの非晶質珪素膜（図示せず））を公知の成膜法で形成する。なお、非晶質珪素膜に限定する必要はなく、非晶質構造を含む半導体膜（微結晶半導体膜を含む）であれば良い。さらに非晶質シリコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を含む化合物半導体膜でも良い。また、膜厚は２０〜１００ｎｍの厚さであれば良い。
【００９７】
そして、公知の技術により非晶質珪素膜を結晶化し、結晶質珪素膜（多結晶シリコン膜若しくはポリシリコン膜ともいう）３０２を形成する。公知の結晶化方法としては、電熱炉を使用した熱結晶化方法、レーザー光を用いたレーザーアニール結晶化法、赤外光を用いたランプアニール結晶化法がある。本実施例では、ＸｅＣｌガスを用いたエキシマレーザー光を用いて結晶化する。
【００９８】
なお、本実施例では線状に加工したパルス発振型のエキシマレーザー光を用いるが、矩形であっても良いし、連続発振型のアルゴンレーザー光や連続発振型のエキシマレーザー光を用いることもできる。
【００９９】
本実施例では結晶質珪素膜をＴＦＴの活性層として用いるが、非晶質珪素膜を用いることも可能である。また、オフ電流を低減する必要のあるスイッチング用ＴＦＴの活性層を非晶質珪素膜で形成し、電流制御用ＴＦＴの活性層を結晶質珪素膜で形成することも可能である。非晶質珪素膜はキャリア移動度が低いため電流を流しにくくオフ電流が流れにくい。即ち、電流を流しにくい非晶質珪素膜と電流を流しやすい結晶質珪素膜の両者の利点を生かすことができる。
【０１００】
次に、図４（Ｂ）に示すように、結晶質珪素膜３０２上に酸化珪素膜でなる保護膜３０３を１３０ｎｍの厚さに形成する。この厚さは１００〜２００ｎｍ（好ましくは１３０〜１７０ｎｍ）の範囲で選べば良い。また、珪素を含む絶縁膜であれば他の膜でも良い。この保護膜３０３は不純物を添加する際に結晶質珪素膜が直接プラズマに曝されないようにするためと、微妙な濃度制御を可能にするために設ける。
【０１０１】
そして、その上にレジストマスク３０４a、３０４bを形成し、保護膜３０３を介してｎ型を付与する不純物元素（以下、ｎ型不純物元素という）を添加する。
なお、ｎ型不純物元素としては、代表的には１５族に属する元素、典型的にはリン又は砒素を用いることができる。なお、本実施例ではホスフィン（ＰＨ3）を質量分離しないでプラズマ励起したプラズマ（イオン）ドーピング法を用い、リンを１×１０18atoms/cm3の濃度で添加する。勿論、質量分離を行うイオンインプランテーション法を用いても良い。
【０１０２】
この工程により形成されるｎ型不純物領域３０５には、ｎ型不純物元素が２×１０16〜５×１０19atoms/cm3（代表的には５×１０17〜５×１０18atoms/cm3）の濃度で含まれるようにドーズ量を調節する。
【０１０３】
次に、図４（Ｃ）に示すように、保護膜３０３およびレジスト３０４ａ、３０４ｂを除去し、添加した１５族に属する元素の活性化を行う。活性化手段は公知の技術を用いれば良いが、本実施例ではエキシマレーザー光の照射により活性化する。勿論、パルス発振型でも連続発振型でも良いし、エキシマレーザー光に限定する必要はない。但し、添加された不純物元素の活性化が目的であるので、結晶質珪素膜が溶融しない程度のエネルギーで照射することが好ましい。なお、保護膜３０３をつけたままレーザー光を照射しても良い。
【０１０４】
なお、このレーザー光による不純物元素の活性化に際して、熱処理による活性化を併用しても構わない。熱処理による活性化を行う場合は、基板の耐熱性を考慮して４５０〜５５０℃程度の熱処理を行えば良い。
【０１０５】
この工程によりｎ型不純物領域３０５の端部、即ち、ｎ型不純物領域３０５、の周囲に存在するｎ型不純物元素を添加していない領域との境界部（接合部）が明確になる。このことは、後にＴＦＴが完成した時点において、ＬＤＤ領域とチャネル形成領域とが非常に良好な接合部を形成しうることを意味する。
【０１０６】
次に、図４（Ｄ）に示すように、結晶質珪素膜の不要な部分を除去して、島状の半導体膜（以下、活性層という）３０６〜３０９を形成する。
【０１０７】
次に、図４（Ｅ）に示すように、活性層３０６〜３０９を覆ってゲート絶縁膜３１０を形成する。ゲート絶縁膜３１０としては、１０〜２００ｎｍ、好ましくは５０〜１５０ｎｍの厚さの珪素を含む絶縁膜を用いれば良い。これは単層構造でも積層構造でも良い。本実施例では１１０ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。
【０１０８】
次に、２００〜４００ｎｍ厚の導電膜を形成し、パターニングしてゲート電極３１１〜３１５を形成する。このゲート電極３１１〜３１５の端部をテーパー状にすることもできる。なお、本実施例ではゲート電極と、ゲート電極に電気的に接続された引き回しのための配線（以下、ゲート配線という）とを別の材料で形成する。具体的にはゲート電極よりも低抵抗な材料をゲート配線として用いる。
これは、ゲート電極としては微細加工が可能な材料を用い、ゲート配線には微細加工はできなくとも配線抵抗が小さい材料を用いるためである。勿論、ゲート電極とゲート配線とを同一材料で形成しても構わない。
【０１０９】
また、ゲート電極は単層の導電膜で形成しても良いが、必要に応じて二層、三層といった積層膜とすることが好ましい。ゲート電極の材料としては公知のあらゆる導電膜を用いることができる。ただし、上述のように微細加工が可能、具体的には２μm以下の線幅にパターニング可能な材料が好ましい。
【０１１０】
代表的には、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）から選ばれた元素でなる膜、または前記元素の窒化物膜（代表的には窒化タンタル膜、窒化タングステン膜、窒化チタン膜）、または前記元素を組み合わせた合金膜（代表的にはＭｏ−Ｗ合金、Ｍｏ−Ｔａ合金）、または前記元素のシリサイド膜（代表的にはタングステンシリサイド膜、チタンシリサイド膜）を用いることができる。勿論、単層で用いても積層して用いても良い。
【０１１１】
本実施例では、５０ｎｍ厚の窒化タンタル（ＴａＮ）膜と、３５０ｎｍ厚のタンタル（Ｔａ）膜とでなる積層膜を用いる。これはスパッタ法で形成すれば良い。また、スパッタガスとしてＸｅ、Ｎｅ等の不活性ガスを添加すると応力による膜はがれを防止することができる。
【０１１２】
またこの時、ゲート電極３１２はｎ型不純物領域３０５の一部とゲート絶縁膜３１０を挟んで重なるように形成する。この重なった部分が後にゲート電極と重なったＬＤＤ領域となる。なお、ゲート電極３１３，３１４は、断面では、二つに見えるが実際には電気的に接続されている。
【０１１３】
次に、図５（Ａ）に示すように、ゲート電極３１１〜３１５をマスクとして自己整合的にｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加する。こうして形成される不純物領域３１６〜３２３にはｎ型不純物領域３０５の１／２〜１／１０（代表的には１／３〜１／４）の濃度でリンが添加されるように調節する。具体的には、１×１０16〜５×１０18atoms/cm3（典型的には３×１０17〜３×１０18atoms/cm3）の濃度が好ましい。
【０１１４】
次に、図５（Ｂ）に示すように、ゲート電極等を覆う形でレジストマスク３２４a〜３２４ｄを形成し、ｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加して高濃度にリンを含む不純物領域３２５〜３２９を形成する。ここでもホスフィン（ＰＨ3）を用いたイオンドープ法で行い、この領域のリンの濃度は１×１０20〜１×１０21atoms/cm3（代表的には２×１０20〜５×１０21atoms/cm3）となるように調節する。
【０１１５】
この工程によってｎチャネル型ＴＦＴのソース領域若しくはドレイン領域が形成されるが、スイッチング用ＴＦＴでは、図５（Ａ）の工程で形成したｎ型不純物領域３１９〜３２１の一部を残す。この残された領域が、図５におけるスイッチング用ＴＦＴ２０１のＬＤＤ領域１５a〜１５dに対応する。
【０１１６】
次に、図５（Ｃ）に示すように、レジストマスク３２４a〜３２４ｄを除去し、新たにレジストマスク３３２を形成する。そして、ｐ型不純物元素（本実施例ではボロン）を添加し、高濃度にボロンを含む不純物領域３３３〜３３６を形成する。ここではジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法により３×１０20〜３×１０21atoms/cm3（代表的には５×１０20〜１×１０21atoms/cm3ノ）濃度となるようにボロンを添加する。
【０１１７】
なお、不純物領域３３３〜３３６には既に１×１０20〜１×１０21atoms/cm3の濃度でリンが添加されているが、ここで添加されるボロンはその少なくとも３倍以上の濃度で添加される。そのため、予め形成されていたｎ型の不純物領域は完全にｐ型に反転し、ｐ型の不純物領域として機能する。
【０１１８】
次に、レジストマスク３３２を除去した後、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型不純物元素を活性化する。活性化手段としては、ファーネスアニール法、レーザーアニール法、またはランプアニール法で行うことができる。本実施例では電熱炉において窒素雰囲気中、５５０℃、４時間の熱処理を行う。
【０１１９】
このとき雰囲気中の酸素を極力排除することが重要である。なぜならば酸素が少しでも存在していると露呈したゲート電極の表面が酸化され、抵抗の増加を招くと共に後にオーミックコンタクトを取りにくくなるからである。従って、上記活性化工程における処理雰囲気中の酸素濃度は１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下とすることが望ましい。
【０１２０】
次に、活性化工程が終了したら図５（Ｄ）に示すように３００ｎｍ厚のゲート配線３３７を形成する。ゲート配線３３７の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）を主成分（組成として５０〜１００％を占める。）とする金属を用いれば良い。配置としては図３のようにゲート配線２１１とスイッチング用ＴＦＴのゲート電極１９a、１９b（図４（Ｅ）の３１３、３１４）が電気的に接続するように形成する。
【０１２１】
このような構造とすることでゲート配線の配線抵抗を非常に小さくすることができるため、面積の大きい画像表示領域（画素部）を形成することができる。即ち、画面の大きさが対角１０インチ以上（さらには３０インチ以上）のＥＬ表示装置を実現する上で、本実施例の画素構造は極めて有効である。
【０１２２】
次に、図６（Ａ）に示すように、第１層間絶縁膜３３８を形成する。第１層間絶縁膜３３８としては、珪素を含む絶縁膜を単層で用いるか、２種類以上の珪素を含む絶縁膜を組み合わせた積層膜を用いれば良い。また、膜厚は４００ｎｍ〜１．５μmとすれば良い。本実施例では、２００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜の上に８００ｎｍ厚の酸化珪素膜を積層した構造とする。
【０１２３】
さらに、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、水素化処理をする。この工程は熱的に励起された水素により半導体膜の不対結合手を水素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（プラズマ化して生成された水素を用いる）を行っても良い。
【０１２４】
なお、水素化処理は第１層間絶縁膜３３８を形成する間に入れても良い。即ち、２００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を形成した後で上記のように水素化処理を行い、その後で残り８００ｎｍ厚の酸化珪素膜を形成してもよい。
【０１２５】
次に、第１層間絶縁膜３３８及びゲート絶縁膜３１０に対してコンタクトホールを形成し、ソース配線３３９〜３４２と、ドレイン配線３４３〜３４５を形成する。なお、本実施例ではこの電極を、Ｔｉ膜を１００ｎｍ、Ｔｉを含むアルミニウム膜を３００ｎｍ、Ｔｉ膜１５０ｎｍをスパッタ法で連続形成した３層構造の積層膜とする。勿論、他の導電膜でも良い。
【０１２６】
次に、５０〜５００ｎｍ（代表的には２００〜３００ｎｍ）の厚さで第１パッシベーション膜３４６を形成する。本実施例では第１パッシベーション膜３４６として３００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。これは窒化珪素膜で代用しても良い。
【０１２７】
なお、窒化酸化珪素膜の形成に先立ってＨ2、ＮＨ3等水素を含むガスを用いてプラズマ処理を行うことは有効である。この前処理により励起された水素が第１層間絶縁膜３３８に供給され、熱処理を行うことで、第１パッシベーション膜３４６の膜質が改善される。それと同時に、第１層間絶縁膜３３８に添加された水素が下層側に拡散するため、効果的に活性層を水素化することができる。
【０１２８】
次に、図６（Ｂ）に示すように有機樹脂からなる第２層間絶縁膜３４７を形成する。有機樹脂としてはポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。特に、第２層間絶縁膜３４７は平坦化の意味合いが強いので、平坦性に優れたアクリル樹脂が好ましい。本実施例ではＴＦＴによって形成される段差を十分に平坦化しうる膜厚でアクリル樹脂膜を形成する。好ましくは１〜５μm（さらに好ましくは２〜４μm）とすれば良い。
【０１２９】
次に、第２層間絶縁膜３４７及び第１パッシベーション膜３４６に対してコンタクトホールを形成し、ドレイン配線３４５と電気的に接続される画素電極３４８を形成する。本実施例では酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜を１１０ｎｍの厚さに形成し、パターニングを行って画素電極とする。また、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した化合物や、酸化亜鉛と酸化ガリウムからなる化合物を透明電極として用いても良い。この画素電極がＥＬ素子の陽極となる。
【０１３０】
次に、図６（Ｃ）に示すように、樹脂材料でなるバンクａ（３４９ａ）及びバンクｂ（３４９ｂ）を形成する。バンクａ（３４９ａ）及びバンクｂ（３４９ｂ）は合計で１〜２μm厚のアクリル樹脂膜またはポリイミド膜といった膜を積層した後、パターニングして形成すれば良い。なお、バンクａ（３４９ａ）を形成させる膜は、バンクｂ（３４９ｂ）を形成させる膜よりも同一のエッチング材料にたいしてエッチング速度の速い材料を選択する必要がある。このバンクａ（３４９ａ）及びバンクｂ（３４９ｂ）は図６に示したように、画素と画素との間にストライプ状に形成される。本実施例ではソース配線３４１に沿って形成するがゲート配線３３７に沿って形成しても良い。
【０１３１】
次に、ＥＬ層３５０を、図１で説明した薄膜形成方法により形成する。なお、ここでは一画素しか図示していないが、図１で説明したようにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応したＥＬ層が形成される。
【０１３２】
まず、試料ボートに備えられたＥＬ材料が電極からの抵抗加熱により蒸発し、蒸気状態のＥＬ材料となる。この蒸気状態のＥＬ材料を意図的に帯電させた後、放出される。放出された蒸気状態のＥＬ材料は電圧がかけられているマスクを通過した後、基板１１０上の画素部に蒸着される。なお、蒸気状態のＥＬ材料は、マスクを通過する際にマスク付近の電界により進行方向を制御される。
【０１３３】
本実施例においては、まず、試料ボートから赤色ＥＬ材料を蒸気状態のＥＬ材料として放出させ、画素上の赤色に発光する画素列を形成する。次にマスクを横方向に移動した後、試料ボートから緑色ＥＬ材料を蒸着させ、緑色に発光すべき画素列を形成する。さらにマスクを横方向に移動して試料ボートから青色ＥＬ材料を蒸着させ、青色に発光すべき画素列を形成する。
【０１３４】
以上のように、マスクを移動させながら赤、緑、青色に発光する画素列を色ごとに３回に分けて蒸着させることで３色のストライプ状のＥＬ層を形成する。
【０１３５】
なお、本実施例では一画素しか図示されていないが、同じ色に発光するＥＬ層は、このとき同時に形成される。
【０１３６】
なお、本実施例では、ＥＬ材料として、赤色ＥＬ層には、Ａｌｑをホスト材料として赤色の蛍光色素ＤＣＭをドープしたものを用いた。また、緑色に発光するＥＬ層には、アルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体であるＡｌｑを用い、青色に発光するＥＬ層には亜鉛のベンズオキサゾール錯体（Ｚｎ（ｏｘｚ）2）を用い、各々５０ｎｍの厚さに形成する。
【０１３７】
ＥＬ層３５０としては公知の材料を用いることができる。公知の材料としては、駆動電圧を考慮すると有機材料を用いるのが好ましい。なお、本実施例ではＥＬ層３５０を上記ＥＬ層のみの単層構造とするが、必要に応じて電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層、電子阻止層もしくは正孔素子層を設けても良い。また、本実施例ではＥＬ素子の陰極３５１としてＭｇＡｇ電極を用いた例を示すが、公知の他の材料であっても良い。
【０１３８】
又、ＥＬ層は、各色のＥＬ層ごとに蒸着を行うがこれらの電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層、電子阻止層もしくは正孔素子層は、ＥＬ層の色に関係なく同一材料をスピンコート法、蒸着法といった方法を用いて、一度に形成させてもよい。
【０１３９】
ＥＬ層３５０を形成した後、陰極（ＭｇＡｇ電極）３５１を真空蒸着法を用いて形成する。なお、ＥＬ層３５０の膜厚は８０〜２００ｎｍ（典型的には１００〜１２０ｎｍ）、陰極３５１の厚さは１８０〜３００ｎｍ（典型的には２００〜２５０ｎｍ）とすれば良い。
【０１４０】
さらに、陰極３５１上には、保護電極３５２を設ける。保護電極３５２としてはアルミニウムを主成分とする導電膜を用いれば良い。保護電極３５２は、マスクを用いて真空蒸着法で形成すれば良い。
【０１４１】
最後に、窒化珪素膜でなる第２パッシベーション膜３５３を３００ｎｍの厚さに形成する。実際には保護電極３５２がＥＬ層を水分等から保護する役割を果たすが、さらに第２パッシベーション膜３５３を形成しておくことで、ＥＬ素子の信頼性をさらに高めることができる。
【０１４２】
画素部のＴＦＴとして、ｎチャネル型のスイッチング用ＴＦＴの断面構造を図７に示した。
【０１４３】
まず、図７に示したスイッチング用ＴＦＴであるが、図７（Ａ）は、ＬＤＤ領域１５ａ〜１５ｄがゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極１９ａ及び１９ｂと重ならないように設けられている。このような構造は、オフ電流値を低減する上で非常に効果的である。
【０１４４】
これに対して、図７（Ｂ）には、これらのＬＤＤ領域１５ａ〜１５ｄは設けられていない。図７（Ｂ）の構造とする場合には、図７（Ａ）の構造を形成させる場合に比べて工程を減らすことができるので生産効率を向上させることができる。
【０１４５】
本実施例において、スイッチング用ＴＦＴとしては、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）のどちらの構造を用いても良い。
【０１４６】
次に、画素部のＴＦＴとして、図８には、ｎチャネル型の電流制御用ＴＦＴの断面構造図を示す。
【０１４７】
図８（Ａ）に示した電流制御用ＴＦＴにおいて、ドレイン領域３２とチャネル形成領域３４との間にＬＤＤ領域３３が設けられる。ここでは、ＬＤＤ領域３３がゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極３５に重なっている領域と重なっていない領域とを有する構造を示したが、図８（Ｂ）に示すようにＬＤＤ領域３３を設けない構造としてもよい。
【０１４８】
電流制御用ＴＦＴは、ＥＬ素子を発光させるための電流を供給すると同時に、その供給量を制御して階調表示を可能とする。そのため、電流を流しても劣化しないようにホットキャリア注入による劣化対策を講じておく必要がある
【０１４９】
ホットキャリア注入による劣化に関しては、ゲート電極に対してＬＤＤ領域が重なった構造が非常に効果的であることが知られている。そのため、図８（Ａ）に示したようにゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極３５に重なっている領域にＬＤＤ領域を設けるという構造が適当であるが、ここではオフ電流対策としてゲート電極に重ならないＬＤＤ領域も設けるという構造を示した。しかし、ゲート電極に重ならないＬＤＤ領域は、必ずしも設けなくて良い。また、場合によっては、図８（Ｂ）に示すようにこれらのＬＤＤ領域を設けなくても良い。
【０１５０】
本実施例の場合、図６（Ｃ）に示すように、ｎチャネル型２０５の活性層は、ソース領域３５５、ドレイン領域３５６、ＬＤＤ領域３５７及びチャネル形成領域３５８を含み、ＬＤＤ領域３５７はゲート絶縁膜３１０を挟んでゲート電極３１２と重なっている。
【０１５１】
ドレイン領域側のみにＬＤＤ領域を形成しているのは、動作速度を落とさないための配慮である。また、このｎチャネル型ＴＦＴ２０５はオフ電流値をあまり気にする必要はなく、それよりも動作速度を重視した方が良い。従って、ＬＤＤ領域３５７は完全にゲート電極に重ねてしまい、極力抵抗成分を少なくすることが望ましい。即ち、いわゆるオフセットはなくした方がよい。
【０１５２】
こうして図６（Ｃ）に示すような構造のアクティブマトリクス基板が完成する。なお、バンク３４９を形成した後、パッシベーション膜３５３を形成するまでの工程をマルチチャンバー方式（またはインライン方式）の薄膜形成装置を用いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効である。
【０１５３】
ところで、本実施例のアクティブマトリクス基板は、画素部だけでなく駆動回路部にも最適な構造のＴＦＴを配置することにより、非常に高い信頼性を示し、動作特性も向上しうる。
【０１５４】
まず、極力動作速度を落とさないようにホットキャリア注入を低減させる構造を有するＴＦＴを、駆動回路部を形成するＣＭＯＳ回路のｎチャネル型ＴＦＴ２０５として用いる。なお、ここでいう駆動回路としては、シフトレジスタ、バッファ、レベルシフタ、サンプリング回路（サンプル及びホールド回路）などが含まれる。デジタル駆動を行う場合には、Ｄ／Ａコンバータなどの信号変換回路も含まれうる。
【０１５５】
なお、実際には図６（Ｃ）まで完成したら、さらに外気に曝されないように気密性の高いガラス、石英、プラスチックといったカバー材でパッケージング（封入）することが好ましい。その際、カバー材の内部に酸化バリウムといった吸湿剤や酸化防止剤を配置するとよい。
【０１５６】
また、パッケージング等の処理により気密性を高めたら、絶縁体上に形成された素子又は回路から引き回された端子と外部信号端子とを接続するためのコネクター（フレキシブルプリントサーキット：ＦＰＣ）を取り付けて製品として完成する。このような出荷できる状態にまでした状態を本明細書中ではＥＬ表示装置（またはＥＬモジュール）をという。
【０１５７】
ここで本実施例のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構成を図９の斜視図を用いて説明する。本実施例のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置は、ガラス基板６０１上に形成された、画素部６０２と、ゲート側駆動回路６０３と、ソース側駆動回路６０４を含む。画素部のスイッチング用ＴＦＴ６０５はｎチャネル型ＴＦＴであり、ゲート側駆動回路６０３に接続されたゲート配線６０６、ソース側駆動回路６０４に接続されたソース配線６０７の交点に配置されている。また、スイッチング用ＴＦＴ６０５のドレインは電流制御用ＴＦＴ６０８のゲートに接続されている。
【０１５８】
さらに、電流制御用ＴＦＴ６０８のソース側は電源供給線６０９に接続される。本実施例のような構造では、電源供給線６０９には接地電位（アース電位）が与えられている。また、電流制御用ＴＦＴ６０８のドレインにはＥＬ素子６１０が接続されている。また、このＥＬ素子６１０の陽極には所定の電圧（３〜１２Ｖ、好ましくは３〜５Ｖ）が加えられる。
【０１５９】
そして、外部入出力端子となるＦＰＣ６１１には駆動回路部まで信号を伝達するための接続配線６１２、６１３、及び電源供給線６０９に接続された接続配線６１４が設けられている。
【０１６０】
また、図９に示したＥＬ表示装置の回路構成の一例を図１０に示す。本実施例のＥＬ表示装置は、ソース側駆動回路８０１、ゲート側駆動回路（Ａ）８０７、ゲート側駆動回路（Ｂ）８１１、画素部８０６を有している。なお、本明細書中において、駆動回路部とはソース側処理回路およびゲート側駆動回路を含めた総称である。
【０１６１】
ソース側駆動回路８０１は、シフトレジスタ８０２、レベルシフタ８０３、バッファ８０４、サンプリング回路（サンプル及びホールド回路）８０５を備えている。また、ゲート側駆動回路（Ａ）８０７は、シフトレジスタ８０８、レベルシフタ８０９、バッファ８１０を備えている。ゲート側駆動回路（Ｂ）８１１も同様な構成である。
【０１６２】
ここでシフトレジスタ８０２、８０８は駆動電圧が５〜１６Ｖ（代表的には１０Ｖ）であり、回路を形成するＣＭＯＳ回路に使われるｎチャネル型ＴＦＴは図６（Ｃ）の２０５で示される構造が適している。
【０１６３】
また、レベルシフタ８０３、８０９、バッファ８０４、８１０はシフトレジスタと同様に、図６（Ｃ）のｎチャネル型ＴＦＴ２０５を含むＣＭＯＳ回路が適している。なお、ゲート配線をダブルゲート構造、トリプルゲート構造といったマルチゲート構造とすることは、各回路の信頼性を向上させる上で有効である。
【０１６４】
また、画素部８０６は図５に示した構造の画素を配置する。
【０１６５】
なお、上記構成は、図４〜６に示した作製工程に従ってＴＦＴを作製することによって容易に実現することができる。また、本実施例では画素部と駆動回路部の構成のみ示しているが、本実施例の作製工程に従えば、その他にも信号分割回路、Ｄ／Ａコンバータ回路、オペアンプ回路、γ補正回路など駆動回路以外の論理回路を同一絶縁体上に形成することが可能であり、さらにはメモリ部やマイクロプロセッサ等を形成しうると考えている。
【０１６６】
さらに、カバー材をも含めた本実施例のＥＬモジュールについて図１１（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。なお、必要に応じて図９、図１０で用いた符号を引用することにする。
【０１６７】
図１１（Ａ）は、図９に示した状態にシーリング構造を設けた状態を示す上面図である。点線で示された６０２は画素部、６０３はゲート側駆動回路、６０４はソース側駆動回路である。本実施例のシーリング構造は、図９の状態に対してカバー材１１０１、シール材（図示せず）を設けた構造である。
【０１６８】
ここで、図１１（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図を図１１（Ｂ）に示す。なお、図１１（Ａ）、（Ｂ）では同一の部位に同一の符号を用いている。
【０１６９】
図１１（Ｂ）に示すように、基板６０１上には画素部６０２、ゲート側駆動回路６０３が形成されており、画素部６０２は電流制御用ＴＦＴ２０２とそれに電気的に接続された画素電極３４６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ＴＦＴ２０５とｐチャネル型ＴＦＴ２０６とを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
【０１７０】
画素電極３４８はＥＬ素子の陽極として機能する。また、画素電極３４８間の隙間にはバンクａ（３４９ａ）及びバンクｂ（３４９ｂ）が形成され、バンクａ（３４９ａ）及びバンクｂ（３４９ｂ）の内側にＥＬ層３５０、陰極３５１が形成される。また、その上には保護電極３５２、第２パッシベーション膜３５３が形成される。勿論、発明の実施の形態にも述べたようにＥＬ素子の構造を反対とし、画素電極を陰極としても構わない。
【０１７１】
本実施例の場合、保護電極３５２は画素列ごとに共通の配線としても機能し、接続配線６１２を経由してＦＰＣ６１１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第２パッシベーション膜３５３で覆われている。この第２パッシベーション膜３５３は省略することも可能であるが、各素子を外部と遮断する上で設けた方が好ましい。
【０１７２】
また、シール材１００４によりカバー材１００１が貼り合わされている。なお、カバー材１００１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。なお、シール材１００４の内側１１０３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。また、この密閉された空間１１０３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。
【０１７３】
さらに、この空間１１０３には充填材を設けることも可能である。充填材としては、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。
【０１７４】
また、本実施例ではカバー材１１０１としては、ガラス、プラスチック、およびセラミックスでなる材料を用いることができる。
【０１７５】
シール材１１０４としては、光硬化性樹脂を用いるのが好ましいが、ＥＬ層の耐熱性が許せば熱硬化性樹脂を用いても良い。なお、シール材１１０４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。また、シール材１１０４の内部に乾燥剤を添加しても良い。
【０１７６】
以上のような方式を用いてＥＬ素子を封止することにより、ＥＬ素子を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等のＥＬ層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高いＥＬ表示装置を作製することができる。なお、本実施例において、赤色、緑色または青色に発光する三種類のストライプ状のＥＬ層をそれぞれ縦方向に形成する例を示したが横方向に形成しても良い。
【０１７７】
また、本実施例の構成は、実施例１〜実施例３の構成と自由に組み合わせることができる。
【０１７８】
〔実施例５〕
図１１（Ａ）の向きに本発明のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置を見た時、画素列は縦方向にストライプ状に形成しても良いし、デルタ配置になるように形成しても良い。
【０１７９】
ここで、基板上に赤、緑、青の三色の画素がストライプ状に形成される様子を説明する。なお、画素の色は、必ずしも三色である必要はなく、一色または、二色であってもよい。また、色は、赤、緑、青に限られることはなく、黄色、オレンジ、グレーといった他の色を用いてもよい。
【０１８０】
なお、基板、ＥＬ材料が備えられている試料ボート及び蒸気状態のＥＬ材料を制御するためのマスクの位置関係は図１（Ａ）に示す通りである。
【０１８１】
まず、試料ボートに赤色ＥＬ層用ＥＬ材料を備えておき、試料ボートで気化されると試料ボートから蒸気状態のＥＬ材料が放出される。このときマスクには、それぞれ所定の電圧がかけられているので、放出された蒸気状態のＥＬ材料は、マスクに到達したところで電界により制御されてマスクを通過して所望の画素部に到達する。これにより、画素部の所望の位置への蒸着制御が可能となる。マスクには、数１０Ｖ〜１０ｋＶの電圧がかけられていれば良い。
【０１８２】
まず、赤色ＥＬ材料を蒸着させる。マスクには電圧がかけられているので選択的に画素部の所望の位置にＥＬ材料を蒸着させることができる。
【０１８３】
また、ストライプ状のＥＬ層を画素部７０４に形成させるマスクとしては、図１２（Ａ）に示すストライプ状用マスク５００を用いると良い。なお、マスクとしては、デルタ配置の画素形成が可能なマスクを用いても良い。
【０１８４】
本実施例では、図１２（Ａ）で示したストライプ状用マスク５００を用いて、まず、赤色ＥＬ材料を蒸着させ、次にストライプ状用マスク５００を矢印ｉで示す横方向に１画素列分移動させた後、緑色ＥＬ材料を蒸着させる。そして、この後で、マスク５００を矢印ｉで示す横方向にさらに１画素列分移動させた後、青色ＥＬ材料を蒸着させて、画素部に赤、緑、青でなるストライプ状のＥＬ層を形成させる。
【０１８５】
なお、これらのマスクを用いて赤色ＥＬ材料、緑ＥＬ材料及び青色ＥＬ材料を画素部に形成させることで、図１３（Ａ）に示すように画素部にストライプ状の画素を形成させることができる。
【０１８６】
また、ストライプ状のＥＬ層を画素部７０４に形成させるマスクとしては、図１２（Ａ）に示すストライプ状用マスク５００を用い、デルタ配置の画素を形成させるマスクとしては、図１２（Ｂ）に示すデルタ配置用マスク５０１を用いると良い。
【０１８７】
図１３（Ａ）において、７０４aは赤色に発光するＥＬ層、７０４bは緑色に発光するＥＬ層であり、さらに青色に発光するＥＬ層７０４ｃが形成される。なお、バンク（図示せず）は絶縁膜を介したソース配線の上方に、ソース配線に沿って縦方向にストライプ状に形成されている。
【０１８８】
ここでいうＥＬ層とは、ＥＬ層、電荷注入層、電荷輸送層等の発光に寄与する有機ＥＬ材料でなる層を指している。ＥＬ層単層とする場合もありうるが、例えば正孔注入層とＥＬ層とを積層した場合は、その積層膜をＥＬ層と呼ぶ。
【０１８９】
このとき、同じ色のライン状に隣り合う画素の相互の距離（Ｄ）は、ＥＬ層の膜厚（ｔ）の５倍以上（好ましくは１０倍以上）とすることが望ましい。これは、Ｄ＜５ｔでは画素間でクロストークの問題が発生しうるからである。なお、距離（Ｄ）が離れすぎても高精細な画像が得られなくなるので、５ｔ＜Ｄ＜５０ｔ（好ましくは１０ｔ＜Ｄ＜３５ｔ）とすることが好ましい。
【０１９０】
また、バンクを横方向にストライプ状に形成し、赤色に発光するＥＬ層、緑色に発光するＥＬ層及び青色に発光するＥＬ層をそれぞれ横に形成させても良い。
このときバンク（図示せず）は絶縁膜を介したゲート配線の上方に、ゲート配線に沿って形成される。
【０１９１】
この場合も同じ色のライン状に隣り合う画素の相互の距離（Ｄ）は、ＥＬ層の膜厚（ｔ）の５倍以上（好ましくは１０倍以上）、さらに好ましくは５ｔ＜Ｄ＜５０ｔ（好ましくは１０ｔ＜Ｄ＜３５ｔ）とすると良い。
【０１９２】
本実施例のようにＥＬ層を蒸着により形成する際の蒸気状態のＥＬ材料を電気的に制御することで蒸着位置の制御が可能となる。
【０１９３】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例４のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０１９４】
〔実施例６〕
本実施例では本発明をパッシブ型（単純マトリクス型）のＥＬ表示装置に用いた場合について説明する。説明には図１４を用いる。図１４において、１３０１はプラスチックでなる基板、１３０２は透明導電膜でなる陽極である。本実施例では、透明導電膜として酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を蒸着法により形成する。なお、図１４では図示されていないが、複数本の陽極が紙面と平行な方向へストライプ状に配列されている。
【０１９５】
また、ストライプ状に配列された陰極１３０５の間を埋めるように紙面に垂直な方向にバンクａ（１３０３ａ）及びバンクｂ（１３０３ｂ）でなるバンクが形成される。
【０１９６】
次に、ＥＬ材料でなるＥＬ層１３０４a〜１３０４cが図１に示したように蒸着法により形成される。なお、１３０４aは赤色に発光するＥＬ層、１３０４bは緑色に発光するＥＬ層、１３０４cは青色に発光するＥＬ層である。用いる有機ＥＬ材料は実施例１と同様のものを用いれば良い。これらのＥＬ層はバンクａ（１３０３ａ）及びバンクｂ（１３０３ｂ）によって形成された溝に沿って形成されるため、紙面に垂直な方向にストライプ状に配列される。
【０１９７】
なお、本実施例において、ＥＬ材料が陽極上に蒸着される位置をマスクで制御するだけでなく、陽極上に電圧をかけることにより制御すると良い。
【０１９８】
その後、図１４では図示されていないが、複数本の陰極及び保護電極が紙面に垂直な方向が長手方向となり、且つ、陽極１３０２と直交するようにストライプ状に配列されている。なお、本実施例では、陰極１３０５は、ＭｇＡｇでなり、保護電極１３０６はアルミニウム合金膜でなり、それぞれ蒸着法により形成される。また、図示されないが保護電極１３０６は所定の電圧が加えられるように、後にＦＰＣが取り付けられる部分まで配線が引き出されている。
【０１９９】
また、ここでは図示していないが保護電極１３０６を形成したら、パッシベーション膜として窒化珪素膜を設けても良い。
【０２００】
以上のようにして基板１３０１上にＥＬ素子を形成する。なお、本実施例では下側の電極が透光性の陽極となっているため、ＥＬ層１３０４a〜１３０４cで発生した光は下面（基板１３０１）に放射される。しかしながら、ＥＬ素子の構造を反対にし、下側の電極を遮光性の陰極とすることもできる。その場合、ＥＬ層１３０４a〜１３０４cで発生した光は上面（基板１３０１とは反対側）に放射されることになる。
【０２０１】
次に、カバー材１３０７としてセラミックス基板を用意する。本実施例の構造では遮光性で良いのでセラミックス基板を用いたが、勿論、前述のようにＥＬ素子の構造を反対にした場合、カバー材は透光性のほうが良いので、プラスチックやガラスでなる基板を用いるとよい。
【０２０２】
こうして用意したカバー材１３０７は、紫外線硬化樹脂でなるシール剤１３０９により貼り合わされる。なお、シール材１３０９の内側１３０８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。また、この密閉された空間１３０８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。最後に異方導電性フィルム（ＦＰＣ）１３１１を取り付けてパッシブ型のＥＬ表示装置が完成する。
【０２０３】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例５のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０２０４】
〔実施例７〕
本発明を実施してアクティブマトリクス型のＥＬ表示装置を作製する際に、基板としてシリコン基板（シリコンウェハー）を用いることは有効である。基板としてシリコン基板を用いた場合、画素部に形成するスイッチング用素子や電流制御用素子または駆動回路部に形成する駆動用素子を、従来のＩＣやＬＳＩなどに用いられているＭＯＳＦＥＴの作製技術を用いて作製することができる。
【０２０５】
ＭＯＳＦＥＴはＩＣやＬＳＩで実績があるように非常にばらつきの小さい回路を形成することが可能であり、特に電流値で階調表現を行うアナログ駆動のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置には有効である。
【０２０６】
なお、シリコン基板は遮光性であるので、ＥＬ層からの光は基板とは反対側に放射されるような構造とする必要がある。本実施例のＥＬ表示装置は構造的には図１４と似ているが、画素部６０２、駆動回路部６０３を形成するＴＦＴの代わりにＭＯＳＦＥＴを用いる点で異なる。
【０２０７】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例６のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０２０８】
〔実施例８〕
上記各実施例を実施して形成されたＥＬ表示装置は、自発光型であるため液晶表示装置に比べて明るい場所での視認性に優れ、しかも視野角が広い。従って、様々な電子機器の表示部として用いることができる。例えば、ＴＶ放送等を大画面で鑑賞するには対角３０インチ以上（典型的には４０インチ以上）のＥＬディスプレイ（ＥＬ表示装置を筐体に組み込んだディスプレイ）の表示部として本発明のＥＬ表示装置を用いるとよい。
【０２０９】
なお、ＥＬディスプレイには、パソコン用ディスプレイ、ＴＶ放送受信用ディスプレイ、広告表示用ディスプレイ等の全ての情報表示用ディスプレイが含まれる。また、その他にも様々な電子機器の表示部として本発明のＥＬ表示装置を用いることができる。
【０２１０】
その様な本発明の電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（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ディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から見ることの多い携帯情報端末は視野角の広さが重要視されるため、ＥＬ表示装置を用いることが望ましい。それら電子機器の具体例を図１５、図１６に示す。
【０２１１】
図１５（Ａ）はＥＬディスプレイであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３等を含む。本発明は表示部２００３に用いることができる。ＥＬディスプレイは自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶ディスプレイよりも薄い表示部とすることができる。
【０２１２】
図１５（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２１０６等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２１０２に用いることができる。
【０２１３】
図１５（Ｃ）は頭部取り付け型のＥＬディスプレイの一部（右片側）であり、本体２２０１、信号ケーブル２２０２、頭部固定バンド２２０３、表示部２２０４、光学系２２０５、ＥＬ表示装置２２０６等を含む。本発明はＥＬ表示装置２２０６に用いることができる。
【０２１４】
図１５（Ｄ）は記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２３０１、記録媒体（ＤＶＤ等）２３０２、操作スイッチ２３０３、表示部（ａ）２３０４、表示部（ｂ）２３０５等を含む。表示部（ａ）は主として画像情報を表示し、表示部（ｂ）は主として文字情報を表示するが、本発明のＥＬ表示装置はこれら表示部（ａ）、（ｂ）に用いることができる。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。
【０２１５】
図１５（Ｅ）は携帯型（モバイル）コンピュータであり、本体２４０１、カメラ部２４０２、受像部２４０３、操作スイッチ２４０４、表示部２４０５等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２４０５に用いることができる。
【０２１６】
図１５（Ｆ）はパーソナルコンピュータであり、本体２５０１、筐体２５０２、表示部２５０３、キーボード２５０４等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２５０３に用いることができる。
【０２１７】
なお、将来的に有機ＥＬ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。
【０２１８】
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ＥＬ材料の応答速度は非常に高いため、ＥＬ表示装置は動画表示に好ましいが、画素間の輪郭がぼやけてしまっては動画全体もぼけてしまう。従って、画素間の輪郭を明瞭にするという本発明のＥＬ表示装置を電気器具の表示部として用いることは極めて有効である。
【０２１９】
また、ＥＬ表示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ＥＬ表示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。
【０２２０】
ここで図１６（Ａ）は携帯電話であり、本体２６０１、音声出力部２６０２、音声入力部２６０３、表示部２６０４、操作スイッチ２６０５、アンテナ２６０６を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２６０４に用いることができる。なお、表示部２６０４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。
【０２２１】
また、図１６（Ｂ）は音響再生装置、具体的にはカーオーディオであり、本体２７０１、表示部２７０２、操作スイッチ２７０３、２７０４を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２７０２に用いることができる。また、本実施例では車載用オーディオを示すが、携帯型や家庭用の音響再生装置に用いても良い。なお、表示部２７０４は黒色の背景に白色の文字を表示することで消費電力を抑えられる。これは携帯型の音響再生装置において特に有効である。
【０２２２】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用いることが可能である。また、本実施例の電気器具は実施例１〜７に示したいずれの構成のＥＬ表示装置を用いても良い。
【０２２３】
〔実施例９〕
本実施例では、試料ボートにおいて気化されたＥＬ材料（以下蒸気状態のＥＬ材料という）を複数のマスクにより電界で制御して基板上に成膜する方法について説明する。なお、本実施例における蒸着方法は、図１７を用いる。
【０２２４】
図１７において、１０１０は基板であり、１０１１は、試料ボートである。なお、試料ボート１０１１にはＥＬ材料が備えられている。
【０２２５】
また、ここで説明した試料ボート１０１１、第１マスク、及び第２マスクは別々に設けられていても良いが、一体形成されて装置化されていても良い。
【０２２６】
なお、赤色ＥＬ層を形成させるときには、試料ボート１０１１には赤色に発光するＥＬ材料（以下、赤色ＥＬ材料という）、緑色ＥＬ層を形成させるときには、試料ボート１０１１には緑色に発光するＥＬ材料（以下、緑色ＥＬ材料という）、青色ＥＬ層を形成させるときには、試料ボート１０１１には青色に発光するＥＬ材料（以下、青色ＥＬ材料という）を備えておく。
【０２２７】
なお、本実施例では、ＥＬ材料として、赤色ＥＬ層には、Ａｌｑをホスト材料として赤色の蛍光色素ＤＣＭをドープしたものを用いた。また、緑色に発光するＥＬ層には、アルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体であるＡｌｑを用い、青色に発光するＥＬ層には亜鉛のベンズオキサゾール錯体（Ｚｎ（ｏｘｚ）2）を用いる。
【０２２８】
なお、上記に示したＥＬ材料は、実施例の一つであり他の公知のＥＬ材料を用いてもよい。また、発光色を赤、緑、青としてＥＬ材料を選択しているが、この限りではなく、黄色、オレンジ、グレーといった色を用いてもよい。
【０２２９】
本実施例では、はじめに試料ボートに赤色ＥＬ材料を備えておき、基板上に赤色ＥＬ層を形成させた後、緑色ＥＬ材料が備えられた試料ボートを用いて基板上に緑色ＥＬ層を形成させる。そして、最後に青色ＥＬ材料が備えられた試料ボートを用いて基板上に青色ＥＬ層を形成させる。
【０２３０】
以上のように、赤、緑、青色ＥＬ材料を３回に分けて蒸着させることによりＥＬ層を形成させることができる。
【０２３１】
まず、試料ボート１０１１に備えられたＥＬ材料が電極１０１２による抵抗加熱により気化（蒸発）する。この蒸気状態のＥＬ材料が試料ボート１０１１から飛び出す瞬間に試料ボート１０１１の開口部に取り付けられている電極１０２０による電界の影響で蒸気状態のＥＬ材料が帯電し、帯電粒子となる。この帯電粒子はマスク１０１３を通過する際に第１遮断部１０１８及び第２遮断部１０１９ｂに電圧がかけられることにより生じるマスク付近の電界により進行方向を制御される。
【０２３２】
なお、試料ボートとマスクの間に電極を設けて電界を発生させ、試料ボートから放出される蒸気状態のＥＬ材料の電荷を制御しても良い。
【０２３３】
結果的には、気体ＥＬ材料は、各第１遮断部及び各第２遮断部の隙間を通過して基板上の被形成面に蒸着される。
【０２３４】
また、第１マスク１０１３は、第１遮断部１０１８の部分が銅、鉄、アルミニウム、タンタル、チタン、タングステンといった導電性材料でできている複数の導電線が互いに平行に配置されたもの（ストライプ状）、もしくは、網目状の構造物（メッシュ状）、もしくは、板状の構造物である。また、第２マスク１０１９ａは、第２遮断部１０１９ｂの部分が銅、鉄、アルミニウム、タンタル、チタン、タングステンといった導電性材料でできている複数の導電線が互いに平行に配置されたもの（ストライプ状）、もしくは、網目状の構造物（メッシュ状）、もしくは板状の構造物である。蒸気状態のＥＬ材料は、第１遮断部１０１８にかけられた負の電圧により生じる電界と反発するため、第１遮断部１０１８間の隙間を通過し、さらに第２遮断部１０１９ｂにかけられた負の電圧により生じる電界と反発するため、第２遮断部１０１９ｂ間の隙間を通過して基板に蒸着される。
【０２３５】
また、図１７では断面形状が円形である例を示したが、特に限定されず矩形であっても楕円形であっても多角形状であってもよい。
【０２３６】
なお、第１マスク１０１３の第１遮断部１０１８には、蒸気状態のＥＬ材料が第１マスク１０１３の第１遮断部１０１８と反発しあう電位にするための電圧をかけておく。これにより、ＥＬ材料は、第１マスク１０１３における第１遮断部１０１８間の隙間を通過することができる。なお、ここでは、蒸気状態のＥＬ材料を負の電圧をかけた電極１０１２により生じる電界により帯電させ、第１マスクの第１遮断部にも電極１０１５ａにより負の電圧をかけて電界を発生させる。
また、第２マスクの第２遮断部にも電極１０１５ｂにより負の電圧をかけて電界を発生させる。これらにより、蒸気状態のＥＬ材料の帯電粒子は、第１遮断部及び第２遮断部と電気的に反発し、各第１遮断部及び各第２遮断部の隙間を通過するようになる。
【０２３７】
図１（Ａ）に示すような構造とし、第１遮断部１０１８に印加される負の第１電圧と第２遮断部１０１９ｂに印加される負の第２電圧を数１０Ｖ〜１０ｋＶの範囲で適宜調節することによって、蒸着位置を高精度に制御することができる。
【０２３８】
なお、第１マスク１０１３と第２マスク１０１９ａの間隔距離、第２マスク１０１９ａと基板との間隔距離、各第１遮断部１０１８間の距離、各第２遮断部１０１９ｂの距離等は実施者が適宜設定すればよい。例えば、各第１遮断部１０１８間の距離や各第２遮断部１０１９ｂの距離は、基板上に形成される画素電極の画素ピッチにすると良い。
【０２３９】
また、マスクの開口部は、各第１遮断部の隙間または各第２遮断部の隙間のことを指している。
【０２４０】
さらに、本明細書中では、被形成面とは、画素電極や有機膜の表面の一部であり、薄膜を形成させようとする面のことをいう。
【０２４１】
また、試料ボート１０１１、第１マスク、第２マスク、及び基板１０１０が備えられている蒸着室１０２１の内側側面に電極１０１４で負の電圧をかけておくことで負に帯電した蒸気状態のＥＬ材料と蒸着室の内側側面を反発させることができるので蒸気状態のＥＬ材料を蒸着室の内側に付着させることなく被形成面に蒸着することができる。
【０２４２】
また、試料ボート１０１１の赤色ＥＬ材料を蒸着させると画素上にストライプ状の赤色ＥＬ層が形成される。ここで、マスクを矢印ｋの方向に画素一列分移動させ、同様に試料ボート１０１１から緑色ＥＬ材料を蒸着する。これにより、赤色ＥＬ層の横に緑色ＥＬ層が形成される。さらにマスクを矢印ｋの方向に画素一列分移動させながら試料ボート１０１１から青色ＥＬ材料を蒸着させる。これにより、緑色ＥＬ層の横に青色ＥＬ層が形成される。即ち、以上のようにマスクを移動させながら赤、緑、青色に発光する画素列を色ごとに３回に分けて蒸着させることで３色のストライプ状のＥＬ層が形成される。なお、ここで形成されるＥＬ層の膜厚は、１００ｎｍ〜１μｍであることが望ましい。
【０２４３】
なお、ＥＬ材料を備えている試料ボート１０１１は、ＥＬ材料の種類を変える度に一緒に変えても良いし、試料ボートを変えずにＥＬ材料のみを入れ替えて用いても良い。
【０２４４】
なお、ここでいう画素列とはバンク（図示せず）に仕切られた画素の列を指し、バンクはソース配線の上方に形成されている。即ち、ソース配線に沿って複数の画素が直列に並んだ列を画素列と呼んでいる。但し、ここではバンクがソース配線の上方に形成された場合を説明したが、ゲート配線の上方に設けられていても良い。この場合は、ゲート配線に沿って複数の画素が直列に並んだ列を画素列と呼ぶ。
【０２４５】
従って、画素部（図示せず）は、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線の上方に設けられたストライプ状のバンクにより分割された複数の画素列の集合体として見ることができる。そのようにして見た場合、画素部は、赤色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列、緑色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列及び青色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列からなるとも言える。
【０２４６】
また、上記ストライプ状のバンクは、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線の上方に設けられているため、実質的に画素部は、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線により分割された複数の画素列の集合体と見ることもできる。
【０２４７】
また、基板１０１０上に形成されている画素電極（陽極）上に電圧をかけておき、第１マスク及び第２マスクを通過した蒸気状態のＥＬ材料をさらに制御して、選択的に所望の位置に蒸着するような電界を与えるようにすると良い。
【０２４８】
また、第１マスク１０１３と第２マスク１０１９ａの目合わせを正確にするために、２枚の導電板を重ねてスリット状もしくは円状の穴を放電加工で同時に切削して第１マスク１０１３と第２マスク１０１９ａを形成してもよい。
【０２４９】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例８のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０２５０】
〔実施例１０〕
本発明において、三重項励起子からの燐光を発光に利用できるＥＬ材料（トリプレット化合物ともいう）を用いることも可能である。燐光を発光に利用できるＥＬ材料を用いた自発光装置は、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、ＥＬ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。
【０２５１】
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.)
【０２５２】
上記の論文により報告されたＥＬ材料（クマリン色素）の分子式を以下に示す。
【０２５３】
【化１】
(M.A.Baldo, D.F.O'Brien, Y.You, A.Shoustikov, S.Sibley, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Nature 395 (1998) p.151.)
【０２５５】
上記の論文により報告されたＥＬ材料（Ｐｔ錯体）の分子式を以下に示す。
【０２５６】
【化２】
(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.)
【０２５８】
上記の論文により報告されたＥＬ材料（Ｉｒ錯体）の分子式を以下に示す。
【０２５９】
【化３】
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。
【０２６１】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例９のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０２６２】
【発明の効果】
本発明を実施することで、マスクを通して被形成面に蒸着法でＥＬ材料を成膜させる際、ＥＬ材料がマスクを通過できずにマスク上に蒸着されるという事態を防ぐことができる。さらに、本発明では、複数のマスクを用いて成膜位置の位置あわせ精度を向上させることができる。
【０２６３】
また、電気的な反発により、マスク上にＥＬ材料が蒸着されることを防ぐことができるのでマスクを何度も使用することができ、かつ位置あわせ精度の問題なく精密にＥＬ材料を成膜することができるため、ＥＬ材料を用いたＥＬ表示装置の製造歩留まりを向上させたり、低コスト化をはかることができる。さらに、蒸着直前に蒸気状態のＥＬ材料の蒸着位置を制御するため、これまでの蒸着方法を用いることができ、幅広い応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬ材料の蒸着方法を示す図。
【図２】画素部の断面構造を示す図。
【図３】画素部の上面構造及び構成を示す図。
【図４】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図５】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図６】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図７】ＥＬ表示装置の画素部のＴＦＴの断面構造を示す図。
【図８】ＥＬ表示装置の画素部のＴＦＴの断面構造を示す図。
【図９】ＥＬ表示装置の外観を示す図。
【図１０】ＥＬ表示装置の回路ブロック構成を示す図。
【図１１】アクティブマトリクス型のＥＬ表示装置の断面構造を示す図。
【図１２】有機ＥＬ材料の蒸着パターンを示す図。
【図１３】マスクパターンを示す図。
【図１４】パッシブ型のＥＬ表示装置の断面構造を示す図。
【図１５】電気器具の具体例を示す図。
【図１６】電気器具の具体例を示す図。
【図１７】本発明の有機ＥＬ材料の蒸着方法を示す図。
Claims (7)
- 試料ボート内でＥＬ材料を気化させ、
前記気化したＥＬ材料を帯電させ、
前記帯電したＥＬ材料を前記試料ボートから放出し、
前記ＥＬ材料の進行方向を電界によって制御することで基板上に設けられた電極上に前記ＥＬ材料を選択的に蒸着させることを特徴とするＥＬ表示装置の作製方法。 - 試料ボート内でＥＬ材料を気化させ、
前記気化したＥＬ材料を帯電させ、
前記帯電したＥＬ材料を前記試料ボートから放出し、
前記帯電したＥＬ材料と反発するような電荷を発生させる電圧を印加したマスクの開口部に前記ＥＬ材料を通過させることにより、前記ＥＬ材料の進行方向を電界によって制御することで基板上に設けられた電極上に前記ＥＬ材料を選択的に蒸着させることを特徴とするＥＬ表示装置の作製方法。 - 請求項２において、
前記マスクは複数のマスクからなり、それぞれのマスクに印加する電圧を制御することによって前記ＥＬ材料を蒸着させる位置を制御することを特徴とするＥＬ表示装置の作製方法。 - 請求項２又は請求項３において、
前記マスクは、導電材料からなる導電線、導電線からなる網目状の構造物、導電材料からなる板状の構造物、または複数の導電線が互いに平行に配置されたものであることを特徴とするＥＬ表示装置の作製方法。 - 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記電極に電圧を印加することで、前記電極上において前記ＥＬ材料を蒸着させる位置を制御することを特徴とするＥＬ表示装置の作製方法。 - 請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記ＥＬ材料は、低分子材料からなることを特徴とするＥＬ表示装置の作製方法。 - 請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記電極上に蒸着されたＥＬ材料の膜厚は、１０ｎｍ〜１０μｍであることを特徴とするＥＬ表示装置の作製方法。
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