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JP2001318627A - 発光装置 - Google Patents

発光装置

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JP2001318627A
JP2001318627A JP2001050583A JP2001050583A JP2001318627A JP 2001318627 A JP2001318627 A JP 2001318627A JP 2001050583 A JP2001050583 A JP 2001050583A JP 2001050583 A JP2001050583 A JP 2001050583A JP 2001318627 A JP2001318627 A JP 2001318627A
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JP
Japan
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gate
emitting device
tfts
current control
light emitting
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001050583A
Other languages
English (en)
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JP2001318627A5 (ja
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Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
Jun Koyama
潤 小山
Mai Osada
麻衣 長田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication of JP2001318627A publication Critical patent/JP2001318627A/ja
Publication of JP2001318627A5 publication Critical patent/JP2001318627A5/ja
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 輝度むらの少ない発光装置を提供する。 【解決手段】 複数の電流制御用ＴＦＴのドレイン電流
をＩｄ、移動度をμ、単位面積あたりのゲート容量をＣ
0、最大ゲート電圧をＶｇｓ(max)、チャネル幅をＷ、チ
ャネル長をＬ、しきい値電圧の平均値をＶｔｈ、しきい
値電圧の平均値からのずれをΔＶｔｈとし、前記複数の
ＥＬ素子の発光輝度の差を±ｎ％以下とすると、 であり、 または

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に形成され
たＥＬ素子を、該基板とカバー材の間に封入したＥＬパ
ネルに関する。また、該ＥＬパネルにＩＣを実装したＥ
Ｌモジュールに関する。なお本明細書において、ＥＬパ
ネル及びＥＬモジュールを発光装置と総称する。本発明
はさらに、該発光装置を用いた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、基板上にＴＦＴを形成する技術が
大幅に進歩し、アクティブマトリクス型表示装置への応
用開発が進められている。特に、ポリシリコン膜を用い
たＴＦＴは、従来のアモルファスシリコン膜を用いたＴ
ＦＴよりも電界効果移動度（モビリティともいう）が高
いので、高速動作が可能である。そのため、従来、基板
外の駆動回路で行っていた画素の制御を、画素と同一の
基板上に形成した駆動回路で行うことが可能となってい
る。
【０００３】このようなアクティブマトリクス型の表示
装置は、同一基板上に様々な回路や素子を作り込むこと
で製造コストの低減、電気光学装置の小型化、歩留まり
の上昇、スループットの低減など、様々な利点が得られ
る。
【０００４】そしてさらに、自発光型素子としてＥＬ素
子を有したアクティブマトリクス型の発光装置の研究が
活発化している。ＥＬ素子を有した発光装置（ＥＬディ
スプレイ）は有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organi
c EL Display）又は有機ライトエミッティングダイオー
ド（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）とも呼
ばれている。
【０００５】発光装置は、液晶表示装置と異なり自発光
型である。ＥＬ素子は一対の電極（陽極と陰極）間に有
機化合物を含む層（以下、ＥＬ層と記す）が挟まれた構
造となっているが、ＥＬ層は通常、積層構造となってい
る。代表的には、コダック・イーストマン・カンパニー
のTangらが提案した「正孔輸送層／発光層／電子輸送
層」という積層構造が挙げられる。この構造は非常に発
光効率が高く、現在、研究開発が進められている発光装
置は殆どこの構造を採用している。
【０００６】ＥＬ素子は、電場を加えることで発生する
ルミネッセンス（Electro Luminescence）が得られる
と、陽極層と、ＥＬ層と、陰極層とを有する。有機化合
物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基
底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基
底状態に戻る際の発光（リン光）とがあるが、本発明の
ＥＬディスプレイは、どちらの発光を用いていても良
い。
【０００７】また他にも、陽極上に正孔注入層／正孔輸
送層／発光層／電子輸送層、または正孔注入層／正孔輸
送層／発光層／電子輸送層／電子注入層の順に積層する
構造でも良い。発光層に対して蛍光性色素等をドーピン
グしても良い。
【０００８】本明細書において陰極と陽極の間に設けら
れる全ての層を総称してＥＬ層と呼ぶ。よって上述した
正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注
入層等は、全てＥＬ層に含まれる。
【０００９】また本明細書中では、陽極、ＥＬ層及び陰
極で形成される素子をＥＬ素子と呼ぶ。
【００１０】発光装置は複数の画素がマトリクス状に設
けられており、複数の画素は薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）とＥＬ素子とをそれぞれ有している。図４に一般的
な発光装置の画素の回路図を示す。画素４００は、スイ
ッチング用ＴＦＴ４０１、電流制御用ＴＦＴ４０２、Ｅ
Ｌ素子４０３、ソース信号線４０４、ゲート信号線４０
５、電源供給線４０６、コンデンサ４０７を有してい
る。
【００１１】スイッチング用ＴＦＴ４０１のゲート電極
はゲート信号線４０５に接続されている。またスイッチ
ング用ＴＦＴ４０１のソース領域とドレイン領域は、一
方はソース信号線に、もう一方は電流制御用ＴＦＴ４０
２のゲート電極に接続されている。電流制御用ＴＦＴ４
０２のソース領域は電源供給線４０６に、ドレイン領域
はＥＬ素子４０３の陽極または陰極に接続されている。
【００１２】ＥＬ素子４０３の陽極が電流制御用ＴＦＴ
４０２のドレイン領域と接続している場合、ＥＬ素子４
０３の陽極が画素電極、陰極が対向電極となる。逆にＥ
Ｌ素子４０３の陰極が電流制御用ＴＦＴ４０２のドレイ
ン領域と接続している場合、ＥＬ素子４０３の陽極が対
向電極、陰極が画素電極となる。
【００１３】なお本明細書において、画素電極の電位と
対向電極の電位の電位差をＥＬ駆動電圧と呼び、このＥ
Ｌ駆動電圧がＥＬ層にかかる。
【００１４】なおコンデンサ４０７は、図４に示すよう
に、電流制御用ＴＦＴ４０２と電源供給線４０６とに接
続するように設ける。
【００１５】電源供給線４０６の電位（電源電位）は一
定に保たれている。そしてＥＬ素子４０３の対向電極の
電位も一定に保たれている。対向電極の電位は、電源電
位がＥＬ素子の画素電極に与えられたときにＥＬ素子が
発光する程度に、電源電位との間に電位差を有してい
る。
【００１６】ゲート信号線４０５に入力される選択信号
によってスイッチング用ＴＦＴ４０１がオンの状態にな
る。なお本明細書においてＴＦＴがオンの状態になると
は、ＴＦＴのドレイン電流が０以上の状態になることを
示す。
【００１７】スイッチング用ＴＦＴ４０１がオンの状態
になると、ソース信号線４０４から入力されるビデオ信
号がスイッチング用ＴＦＴ４０１を介して電流制御用Ｔ
ＦＴ４０２のゲート電極に入力される。なお本明細書に
おいてビデオ信号とは、画像情報を有するアナログの信
号を意味する。なおスイッチング用ＴＦＴ４０１を介し
て信号が電流制御用ＴＦＴ４０２のゲート電極に入力さ
れるとは、スイッチング用ＴＦＴ４０１ＴＦＴの活性層
をキャリアが移動することで、ビデオ信号の電位が電流
制御用ＴＦＴ４０２のゲート電極に与えられることを意
味する。
【００１８】電流制御用ＴＦＴ４０２のチャネル形成領
域を流れる電流の量は、電流制御用ＴＦＴ４０２のゲー
ト電極とソース領域の電位差であるゲート電圧Ｖｇｓに
よって制御される。よって、ＥＬ素子４０３の画素電極
に与えられる電位は、電流制御用ＴＦＴ４０２のゲート
電極に入力されたビデオ信号の電位の高さによって決ま
る。そして画素電極に与えられる電位の高さによって、
ＥＬ素子の発光輝度（ＥＬ素子の発する光の輝度）が制
御される。つまり、ＥＬ素子４０３はソース信号線４０
４に入力されるビデオ信号の電位によってその輝度が制
御され、階調表示を行う。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】ＥＬ素子の発光輝度
（ｃｄ／ｍ2）と電流密度（ｍＡ／ｃｍ2）との関係を図
５に示す。ＥＬ素子の発光輝度と電流密度の関係は線形
である。つまりＥＬ素子の電流密度が一定の割合で高く
なると、ＥＬ素子の発光輝度も一定の割合で高くなる。
そして電流密度は電流制御用ＴＦＴ４０２のドレイン電
流Ｉｄによって決まる。
【００２０】発光装置の画素部に形成されたＴＦＴは同
じ特性を有していることが望ましいが、実際には個々の
ＴＦＴで微妙にその特性が異なっている。特にＴＦＴの
しきい値Ｖｔｈは、活性層の結晶性の違いや、意図に反
して活性層中に混入した不純物等の影響によってその値
が左右される。そのため、ＴＦＴによってＶｔｈが異な
ってしまうことがあった。なお本明細書において活性層
とは、ＴＦＴのソース領域、ドレイン領域及びチャネル
形成領域を含んでいる半導体膜を意味する。
【００２１】ＴＦＴのしきい値Ｖｔｈの値が異なると、
ドレイン電流Ｉｄの値も異なってくる。式１にドレイン
電流Ｉｄとしきい値Ｖｔｈの関係を示す。
【００２２】
【式１】
【００２３】なおμ（ｍ2／Ｖ・ｓｅｃ）はＴＦＴの移動
度、Ｃ0（Ｆ／ｃｍ2）はＴＦＴのゲート電極と活性層と
ゲート絶縁膜とで形成される容量（ゲート容量）の単位
面積あたりの容量値である。
【００２４】またＷとＬはそれぞれＴＦＴのチャネル形
成領域のチャネル幅とチャネル長であり、図６にその位
置を示す。図６はＴＦＴの概略を示す図であり、活性層
はチャネル形成領域６０１と、ソース領域６０２と、ド
レイン領域６０３とを有している。チャネル形成領域６
０１はソース領域６０２とドレイン領域６０３との間に
挟まれて設けられている。なお図６では図示しないが、
チャネル形成領域６０１と、ソース領域６０２及びドレ
イン領域６０３との間にＬＤＤ領域を有している場合も
ある。
【００２５】チャネル形成領域６０１上にゲート絶縁膜
（図示せず）を介してゲート電極６０４が設けられてい
る。なお本明細書においてチャネル形成領域６０１は、
活性層６００のゲート電極６０４と重なっている部分に
含まれており、なおかつゲート電極６０４に電圧が印加
されたときに実際にチャネルが形成される部分を指す。
【００２６】チャネル長Ｌとは、自由電子または自由正
孔であるキャリアの流れる方向におけるチャネル形成領
域の長さである。チャネル幅Ｗとは、キャリアの流れる
方向に対して垂直の方向におけるチャネル形成領域の長
さである。なお図６に示したＴＦＴはシングルゲート構
造を有しているが、ダブルゲート構造、トリプルゲート
構造等のマルチゲート構造を有するＴＦＴの場合、すべ
てのゲート電極の下に形成されるチャネル形成領域の、
キャリアの流れる方向における長さの和をチャネル長Ｌ
と定義する。
【００２７】式１に示すとおり、しきい値電圧Ｖｔｈの
値が変動するとドレイン電流Ｉｄの値も変動する。その
ため、電流制御用ＴＦＴのしきい値電圧Ｖｔｈの値が画
素間で異なると、同じ電位を有するビデオ信号を各画素
に入力しても、画素間でＥＬ素子の発光輝度が異なって
しまう。なお本明細書で画素に信号を入力するとは、画
素が有するスイッチングＴＦＴを介して電流制御用ＴＦ
Ｔのゲート電極に信号を入力することを意味する。
【００２８】発光装置の全ての画素において発光輝度が
揃わないと、画素部に表示される画像に輝度のむら（輝
度むら）が現れ、観察者に視認されてしまう。
【００２９】上述した輝度むらを抑えるために、図１８
に示すように、画素に４つＴＦＴを設けた構造の発光装
置考案されている。（SID'98 DIGEST 4.2 「Design of
an Improved Pixel for a Polysilicon Active-Matrix
Organic LED Display」 R.M.A.Dawson etc.）
【００３０】図１８において、１７０１は第１の薄膜ト
ランジスタ、１７０２は第２の薄膜トランジスタ、１７
０３は第３の薄膜トランジスタ、１７０４は第４の薄膜
トランジスタである。上記第１〜第４の４つの薄膜トラ
ンジスタによってＥＬ素子１７０５の発光輝度が制御さ
れている。
【００３１】ゲート信号線（Ｇ）に入力される選択信号
によって第１の薄膜トランジスタ１７０１がオンの状態
になり、また第１の信号線（ＡＺ）に入力される信号に
よって第３の薄膜トランジスタ１７０３がオンの状態に
なると、第２の薄膜トランジスタ１７０２のゲート電極
とドレイン領域とがショートする。そして第２の信号線
（ＡＺＢ）に入力される信号によって第４の薄膜トラン
ジスタ１７０４がオフの状態にあるので、第２の薄膜ト
ランジスタ１７０２のゲート電極とソース領域間の電圧
であるゲート電極Ｖｇｓが、リーク電流で決まるサブス
レッショルド領域に入る。
【００３２】次に第１の信号線（ＡＺ）に入力される信
号によって第３の薄膜トランジスタ１７０３がオフの状
態になる。そしてソース信号線（Ｓ）にビデオ信号が入
力され、オンの状態の第１の薄膜トランジスタ１７０１
を介して第２の薄膜トランジスタ１７０２のゲート電極
にビデオ信号の電位が与えられる。そのため、第３の薄
膜トランジスタ１７０３のゲート電圧Ｖｇｓは、前記し
たサブスレッショルド領域に入ったゲート電圧Ｖｇｓに
ビデオ信号の電位が加えられた電位になる。
【００３３】次にゲート信号線（Ｇ）に入力される選択
信号によって第１の薄膜トランジスタ１７０１がオフの
状態になる。そして第２の信号線（ＡＺＢ）に入力され
る信号によって第４の薄膜トランジスタ１７０４がオン
の状態になる。ＴＦＴのチャネル形成領域を流れる電流
は、第３の薄膜トランジスタ１７０３のゲート電圧Ｖｇ
ｓの値に依存するので、ビデオ信号の電位に相当する大
きさの電流がＥＬ素子１７０５の画素電極に入力され
る。
【００３４】上記構成を有する発光装置の場合、同じ電
位を有するビデオ信号をソース信号線に入力する場合
に、画素電極に与えられる電位が、第２の薄膜トランジ
スタ１７０２のしきい値電圧Ｖｔｈの値によって変動す
ることを抑えることができる。よって画像の輝度むらを
抑えることが可能である。しかし各画素に設けられる薄
膜トランジスタの数を増やすと開口率が低下し、一定の
輝度を得るためにＥＬ素子を流れる電流を大きくする必
要が生じる。ＥＬ素子に流れる電流を大きくするとＥＬ
層の劣化を促進され、好ましくない。
【００３５】また画素に設けるＴＦＴの数を増やすと、
発光装置自体の歩留まりを低下させるおそれがある。
【００３６】上述したことに鑑み、本発明は、各画素に
設けられる薄膜トランジスタの数を２つに抑え、なおか
つ、各画素が有する電流制御用ＴＦＴのしきい値電圧の
ばらつきによる輝度むらを抑えることが可能な発光装置
を提供することを課題とする。
【００３７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、画像の輝
度むらが観察者に視認されないためには、画素部に設け
られている各画素の発光輝度の差を、ある一定の範囲内
（例えば±５％以内）に収めることが必要であると考え
た。また隣接している画素間においては輝度むらがより
目立ちやすいので、隣接している画素間の発光輝度の差
は、隣接していない発光輝度の差よりも狭い範囲内（例
えば±３％以内）に収まるようにすることが必要である
と考えた。
【００３８】例えば各画素の発光輝度の差が±ｎ％以内
に収まるようにするために、式１から以下の式を導き出
すことができる。式１を変形すると式２が得られる。
【００３９】
【式２】
【００４０】移動度μ、ゲート容量の容量値Ｃ0はＴＦ
Ｔが形成された時点で固定される値である。また所望の
発光輝度でＥＬ素子を光らせようとするとき、ＥＬ素子
の発光輝度と電流密度との関係は線形であるので、ドレ
イン電流Ｉｄの値も固定される。よって式２の右辺を定
数Ａで置き換えることで、式３が導き出される。
【００４１】
【式３】
【００４２】各画素の発光輝度の差が±ｎ％以内に抑え
ることを考慮すると、式３から式４及び式５が成立す
る。しきい値電圧Ｖｔｈは全ての画素の電流制御用ＴＦ
Ｔのしきい値電圧の平均である。そしてΔＶｔｈは個々
の画素の実際のしきい値電圧と、しきい値電圧Ｖｔｈと
の差である。
【００４３】
【式４】
【００４４】
【式５】
【００４５】Ｖｇｓ−Ｖｔｈ＝Ｖ’とすると、式４及び
式５から式６が導き出される。
【００４６】
【式６】
【００４７】ここで式３より式７が成り立つ。
【００４８】
【式７】
【００４９】よって式６及び式７より式８が導き出され
る。
【００５０】
【式８】
【００５１】また式８をＷ／Ｌについて解くと、式９が
得られる。
【００５２】
【式９】
【００５３】またゲート電圧Ｖｇｓが高すぎるとＴＦＴ
自体が劣化してしまうため、ゲート電圧Ｖｇｓは素子が
破壊されない程度の高さであることが必要である。ゲー
ト電圧Ｖｇｓが破壊される直前の値を最大ゲート電圧Ｖ
ｇｓ(max)とすると、式３より以下の式１０が導き出さ
れる。なおＶｇｓ(max)は約２５Ｖであることが必要で
あり、望ましくは１０Ｖ以下であることが望ましい。
【００５４】
【式１０】
【００５５】上記式９と式１０から、式１１が得られる
【００５６】
【式１１】
【００５７】上記の式８または式１１を満たす範囲でΔ
Ｖｔｈ及びＷ／Ｌの値を定めれば、ドレイン電流Ｉｄの
ばらつきを±ｎ％以内に抑えることが可能である。
【００５８】例えばデザイン上の問題によってチャネル
幅Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌの値が固定されてしまう
場合、チャネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌの値か
ら、式８によってしきい値電圧のばらつきΔＶｔｈの範
囲が定まる。
【００５９】またしきい値電圧のばらつきΔＶｔｈがＴ
ＦＴの作製プロセスによって固定されてしまう場合、し
きい値電圧のばらつきΔＶｔｈの値から、式１１によっ
てチャネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌの範囲が定ま
る。
【００６０】上記構成によって、本発明の発光装置は各
画素に設けられる薄膜トランジスタの数を２つにして開
口率の低下を抑え、なおかつ、各画素が有する電流制御
用ＴＦＴのしきい値電圧のばらつきによる輝度むらを抑
えることが可能になる。
【００６１】なお上記の式４〜式１１は各画素の発光輝
度の差を±ｎ％以内に抑えると仮定した場合である。隣
接している画素間の発光輝度の差を±５％以内に収める
場合は、しきい値電圧のばらつきΔＶｔｈとチャネル幅
Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌの関係式は以下の式１２、
式１３で表される。
【００６２】
【式１２】
【００６３】
【式１３】
【００６４】上記の式１２または式１３を満たす範囲で
ΔＶｔｈ及びＷ／Ｌの値を定めれば、ドレイン電流Ｉｄ
のばらつきを±５％以内に抑えることが可能である。
【００６５】例えばしきい値電圧のばらつきΔＶｔｈが
ＴＦＴの作製プロセスによって固定されてしまう場合、
しきい値電圧のばらつきΔＶｔｈの値から、式１２によ
ってチャネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌの範囲が定
まる。
【００６６】またデザイン上の問題によってチャネル幅
Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌの値が固定されてしまう場
合、チャネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌの値から、
式１３によってしきい値電圧のばらつきΔＶｔｈの範囲
が定まる。
【００６７】上記構成によって、本発明の発光装置は各
画素に設けられる薄膜トランジスタの数を２つにして開
口率の低下を抑え、なおかつ、各画素が有する電流制御
用ＴＦＴのしきい値電圧のばらつきによる輝度むらを抑
えることが可能になる。
【００６８】また各画素の発光輝度の差を±３％以内に
抑える場合は、しきい値電圧のばらつきΔＶｔｈとチャ
ネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌの関係式は以下の式
１４、式１５で表される。
【００６９】
【式１４】
【００７０】
【式１５】
【００７１】上記の式１４または式１５を満たす範囲で
ΔＶｔｈ及びＷ／Ｌの値を定めれば、ドレイン電流Ｉｄ
のばらつきを±３％以内に抑えることが可能である。
【００７２】例えばしきい値電圧のばらつきΔＶｔｈが
ＴＦＴの作製プロセスによって固定されてしまう場合、
しきい値電圧のばらつきΔＶｔｈの値から、式１４によ
ってチャネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌの範囲が定
まる。
【００７３】またデザイン上の問題によってチャネル幅
Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌの値が固定されてしまう場
合、チャネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌの値から、
式１５によってしきい値電圧のばらつきΔＶｔｈの範囲
が定まる。
【００７４】上記構成によって、本発明の発光装置は各
画素に設けられる薄膜トランジスタの数を２つにして開
口率の低下を抑え、なおかつ、各画素が有する電流制御
用ＴＦＴのしきい値電圧のばらつきによる輝度むらを抑
えることが可能になる。
【００７５】以下に、本発明の構成を示す。
【００７６】本発明によって、複数の画素を有する発光
装置であって、前記複数の画素は、複数のスイッチング
用ＴＦＴと、複数の電流制御用ＴＦＴと、複数のＥＬ素
子とを有しており、前記複数のスイッチング用ＴＦＴを
介して前記複数の電流制御用ＴＦＴのゲート電極に入力
されるビデオ信号によって、前記ＥＬ素子の発光輝度が
制御されており、前記複数の電流制御用ＴＦＴは、活性
層と、前記活性層上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁
膜上にゲート電極とを有しており、前記活性層はソース
領域と、ドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイ
ン領域との間に設けられたチャネル形成領域とを有して
おり、前記複数の電流制御用ＴＦＴの前記ＥＬ素子の輝
度が最大の時のドレイン電流をＩｄ、移動度をμ、単位
面積あたりのゲート容量をＣ0、最大ゲート電圧をＶｇ
ｓ(max)、チャネル幅をＷ、チャネル長をＬ、しきい値
電圧の平均値をＶｔｈ、しきい値電圧の平均値からのず
れをΔＶｔｈとし、前記複数のＥＬ素子の発光輝度の差
を±ｎ％以下とすると、 であることを特徴とする発光装置が提供される。
【００７７】本発明によって、複数の画素を有する発光
装置であって、前記複数の画素は、複数のスイッチング
用ＴＦＴと、複数の電流制御用ＴＦＴと、複数のＥＬ素
子とを有しており、前記複数のスイッチング用ＴＦＴを
介して前記複数の電流制御用ＴＦＴのゲート電極に入力
されるビデオ信号によって、前記ＥＬ素子の発光輝度が
制御されており、前記複数の電流制御用ＴＦＴは、活性
層と、前記活性層上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁
膜上にゲート電極とを有しており、前記活性層はソース
領域と、ドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイ
ン領域との間に設けられたチャネル形成領域とを有して
おり、前記複数の電流制御用ＴＦＴの前記ＥＬ素子の輝
度が最大の時のドレイン電流をＩｄ、移動度をμ、単位
面積あたりのゲート容量をＣ0、最大ゲート電圧をＶｇ
ｓ(max)、チャネル幅をＷ、チャネル長をＬ、しきい値
電圧の平均値をＶｔｈ、しきい値電圧の平均値からのず
れをΔＶｔｈとし、前記複数のＥＬ素子の発光輝度の差
を±ｎ％以下とすると、 であることを特徴とする発光装置が提供される。
【００７８】本発明によって、ソース信号線駆動回路
と、ゲート信号線駆動回路と、画素部と、複数のソース
信号線と、複数のゲート信号線と、電源供給線とを有す
る発光装置であって、前記画素部は複数の画素を有して
おり、前記複数の画素は、複数のスイッチング用ＴＦＴ
と、複数の電流制御用ＴＦＴと、複数のＥＬ素子とを有
しており、前記ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、前記陰極
と前記陽極との間に設けられたＥＬ層とを有しており、
前記複数のスイッチング用ＴＦＴのゲート電極は前記複
数のゲート電極に接続されており、前記複数のスイッチ
ング用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域とは、一方は
前記複数のソース信号線に、もう一方は前記複数の電流
制御用ＴＦＴのゲート電極に接続されており、前記複数
の電流制御用ＴＦＴのソース領域は前記電源供給線に、
ドレイン領域は前記ＥＬ素子の陽極又は陰極に接続され
ており、前記ソース信号線駆動回路によって前記複数の
ソース信号線にビデオ信号が入力され、前記複数のソー
ス信号線に入力されたビデオ信号が、前記複数のスイッ
チング用ＴＦＴを介して前記複数の電流制御用ＴＦＴの
ゲート電極に入力されることで前記複数のＥＬ素子の発
光輝度が制御されており、前記複数の電流制御用ＴＦＴ
は、活性層と、前記活性層上にゲート絶縁膜と、前記ゲ
ート絶縁膜上にゲート電極とを有しており、前記活性層
はソース領域と、ドレイン領域と、前記ソース領域と前
記ドレイン領域との間に設けられたチャネル形成領域と
を有しており、前記複数の電流制御用ＴＦＴの前記ＥＬ
素子の輝度が最大の時のドレイン電流をＩｄ、移動度を
μ、単位面積あたりのゲート容量をＣ0、最大ゲート電
圧をＶｇｓ(max)、チャネル幅をＷ、チャネル長をＬ、
しきい値電圧の平均値をＶｔｈ、しきい値電圧の平均値
からのずれをΔＶｔｈとし、前記複数のＥＬ素子の発光
輝度の差を±ｎ％以下とすると、 であることを特徴とする発光装置。
【００７９】本発明によって、ソース信号線駆動回路
と、ゲート信号線駆動回路と、画素部と、複数のソース
信号線と、複数のゲート信号線と、電源供給線とを有す
る発光装置であって、前記画素部は複数の画素を有して
おり、前記複数の画素は、複数のスイッチング用ＴＦＴ
と、複数の電流制御用ＴＦＴと、複数のＥＬ素子とを有
しており、前記ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、前記陰極
と前記陽極との間に設けられたＥＬ層とを有しており、
前記複数のスイッチング用ＴＦＴのゲート電極は前記複
数のゲート電極に接続されており、前記複数のスイッチ
ング用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域とは、一方は
前記複数のソース信号線に、もう一方は前記複数の電流
制御用ＴＦＴのゲート電極に接続されており、前記複数
の電流制御用ＴＦＴのソース領域は前記電源供給線に、
ドレイン領域は前記ＥＬ素子の陽極又は陰極に接続され
ており、前記ソース信号線駆動回路によって前記複数の
ソース信号線にビデオ信号が入力され、前記複数のソー
ス信号線に入力されたビデオ信号が、前記複数のスイッ
チング用ＴＦＴを介して前記複数の電流制御用ＴＦＴの
ゲート電極に入力されることで前記複数のＥＬ素子の発
光輝度が制御されており、前記複数の電流制御用ＴＦＴ
は、活性層と、前記活性層上にゲート絶縁膜と、前記ゲ
ート絶縁膜上にゲート電極とを有しており、前記活性層
はソース領域と、ドレイン領域と、前記ソース領域と前
記ドレイン領域との間に設けられたチャネル形成領域と
を有しており、前記複数の電流制御用ＴＦＴの前記ＥＬ
素子の輝度が最大の時のドレイン電流をＩｄ、移動度を
μ、単位面積あたりのゲート容量をＣ0、最大ゲート電
圧をＶｇｓ(max)、チャネル幅をＷ、チャネル長をＬ、
しきい値電圧の平均値をＶｔｈ、しきい値電圧の平均値
からのずれをΔＶｔｈとし、前記複数のＥＬ素子の発光
輝度の差を±ｎ％以下とすると、 であることを特徴とする発光装置が提供される。
【００８０】前記電流制御用ＴＦＴはｎチャネル型ＴＦ
Ｔであり、かつ前記電流制御用ＴＦＴのドレイン領域は
前記ＥＬ素子の陰極に接続されていることを特徴として
も良い。
【００８１】前記電流制御用ＴＦＴはｐチャネル型ＴＦ
Ｔであり、かつ前記電流制御用ＴＦＴのドレイン領域は
前記ＥＬ素子の陽極に接続されていることを特徴として
も良い。
【００８２】本発明によって、複数の画素を有する発光
装置であって、前記複数の画素は、複数のスイッチング
用ＴＦＴと、複数の電流制御用ＴＦＴと、複数のＥＬ素
子とを有しており、前記複数のスイッチング用ＴＦＴを
介して前記複数の電流制御用ＴＦＴのゲート電極に入力
されるビデオ信号によって、前記ＥＬ素子の発光輝度が
制御されており、前記複数の電流制御用ＴＦＴは、活性
層と、前記活性層上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁
膜上にゲート電極とを有しており、前記活性層はソース
領域と、ドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイ
ン領域との間に設けられたチャネル形成領域とを有して
おり、前記複数の電流制御用ＴＦＴの前記ＥＬ素子の輝
度が最大の時のドレイン電流をＩｄ、移動度をμ、単位
面積あたりのゲート容量をＣ0、最大ゲート電圧をＶｇ
ｓ(max)、チャネル幅をＷ、チャネル長をＬ、しきい値
電圧の平均値をＶｔｈ、しきい値電圧の平均値からのず
れをΔＶｔｈとし、前記複数のＥＬ素子の発光輝度の差
を±ｎ％以下とすると、 であり、前記各画素における前記チャネル幅Ｗと前記チ
ャネル長Ｌの比が、前記各画素が表示する色によって異
なることを特徴とする発光装置が提供される。
【００８３】本発明によって、複数の画素を有する発光
装置であって、前記複数の画素は、複数のスイッチング
用ＴＦＴと、複数の電流制御用ＴＦＴと、複数のＥＬ素
子とを有しており、前記複数のスイッチング用ＴＦＴを
介して前記複数の電流制御用ＴＦＴのゲート電極に入力
されるビデオ信号によって、前記ＥＬ素子の発光輝度が
制御されており、前記複数の電流制御用ＴＦＴは、活性
層と、前記活性層上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁
膜上にゲート電極とを有しており、前記活性層はソース
領域と、ドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイ
ン領域との間に設けられたチャネル形成領域とを有して
おり、前記複数の電流制御用ＴＦＴの前記ＥＬ素子の輝
度が最大の時のドレイン電流をＩｄ、移動度をμ、単位
面積あたりのゲート容量をＣ0、最大ゲート電圧をＶｇ
ｓ(max)、チャネル幅をＷ、チャネル長をＬ、しきい値
電圧の平均値をＶｔｈ、しきい値電圧の平均値からのず
れをΔＶｔｈとし、前記複数のＥＬ素子の発光輝度の差
を±ｎ％以下とすると、 であり、前記各画素における前記チャネル幅Ｗと前記チ
ャネル長Ｌの比が、前記各画素が表示する色によって異
なることを特徴とする発光装置が提供される。
【００８４】前記複数のＥＬ素子の発光輝度の差が±５
％以下であることを特徴としても良い。
【００８５】前記複数のＥＬ素子の発光輝度の差が±３
％以下であることを特徴としても良い。
【００８６】前記最大ゲート電圧が２５Ｖであることを
特徴としても良い。
【００８７】前記最大ゲート電圧が２５Ｖであり、前記
複数の電流制御用ＴＦＴの前記チャネル幅Ｗと前記チャ
ネル長Ｌの比が２．２６×１０-3≦Ｗ／Ｌ≦０．２１４
であることを特徴としても良い。
【００８８】前記ゲート容量とは、前記電流制御用ＴＦ
Ｔにおいて、前記チャネル形成領域と、前記ゲート絶縁
膜と、前記ゲート電極とが重なった部分に形成される。
【００８９】前記発光装置を用いることを特徴とするビ
デオカメラ。
【００９０】前記発光装置を用いることを特徴とする画
像再生装置。
【００９１】前記発光装置を用いることを特徴とするヘ
ッドマウントディスプレイ。
【００９２】前記発光装置を用いることを特徴とするパ
ーソナルコンピュータ。
【発明の実施の形態】
【００９３】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
【００９４】（実施例１）本実施例では、上記した式
８、式１１を用いて、実際の発光装置に本発明を適用す
る例について説明する。
【００９５】本実施例では、解像度が３２０×２４０の
ＱＶＧＡである、４インチの発光装置を例にとって説明
する。
【００９６】４インチのＱＶＧＡの発光装置の画素サイ
ズは、８４μｍ×２５２μｍ程度である。一定の輝度を
得ようとしたとき、単位面積あたりにＥＬ素子に流れる
電流の大きさが決まる。本実施例では単位面積あたり３
ｍＡ／ｃｍ2とする。
【００９７】よって各画素の有する電流制御用ＴＦＴの
ドレイン電流Ｉｄは、以下の式１６で表される。
【００９８】
【式１６】
【００９９】上記の式１６は、発光装置の開口率が１０
０％としたときの電流制御用ＴＦＴのドレイン電流Ｉｄ
の値である。実際には発光装置の開口率は１００％では
ない場合が殆どである。発光装置の開口率が下がれば下
がるほど、実際に必要なドレイン電流Ｉｄの値は大きく
なる。例えば本実施例の発光装置の開口率を３０％とす
ると、実際に必要なドレイン電流Ｉｄの値は、以下の式
１７によって求められる。
【０１００】
【式１７】
【０１０１】また、本実施例で用いる発光装置の電流制
御用ＴＦＴの移動度μ＝１００（ｍ 2／Ｖ・ｓｅｃ）、ゲ
ート容量の容量値Ｃ0＝３×１０-8（Ｆ／ｃｍ2）とする
と、式１８から定数Ａが求まる。
【０１０２】
【式１８】
【０１０３】また各画素の発光輝度の差が例えば±５％
以内に収まるようにする。そしてＴＦＴが破壊される直
前のゲート電圧Ｖｇｓ(max)を２５Ｖとし、しきい値電
圧Ｖｔｈの値を０Ｖとすると、式８と式１１から、以下
の式１９、式２０が得られる。
【０１０４】
【式１９】
【０１０５】
【式２０】
【０１０６】本発明の発光装置は、上記の式１９または
式２０を満たす範囲でΔＶｔｈ及びＷ／Ｌの値が定めら
れており、ドレイン電流Ｉｄのばらつきを±５％以内に
抑えられる。
【０１０７】例えば、デザイン上の問題によってチャネ
ル幅Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌの値が７．５に固定さ
れてしまっている場合、式１９にＷ／Ｌ＝１／７．５を
代入すると以下の式２１が得られる。
【０１０８】
【式２１】
【０１０９】式２１が成り立つようにしきい値電圧のば
らつきΔＶｔｈを定めれば、ドレイン電流Ｉｄのばらつ
きを±５％以内に抑えることができる。
【０１１０】また例えば、しきい値電圧のばらつきΔＶ
ｔｈがＴＦＴの作製プロセスによって固定されてしま
い、ΔＶｔｈ＝０．１Ｖであったとする。式２０にΔＶ
ｔｈ＝０．１Ｖを代入すると以下の式２２が得られる。
【０１１１】
【式２２】
【０１１２】式２２が成り立つようにチャネル長Ｌとチ
ャネル幅Ｗの比Ｗ／Ｌを定めれば、ドレイン電流Ｉｄの
ばらつきを±５％以内に抑えることができる。
【０１１３】上記構成によって、本発明の発光装置は各
画素に設けられる薄膜トランジスタの数を２つにして開
口率の低下を抑え、なおかつ、各画素が有する電流制御
用ＴＦＴのしきい値電圧のばらつきによる輝度むらを抑
えることが可能になる。
【０１１４】なお本実施例ではドレイン電流Ｉｄのばら
つきを±５％以内に抑える例について説明したが、本発
明はこの数値に限定されない。
【０１１５】（実施例２）本発明の発光装置の駆動方法
について、図１〜図３を用いて説明する。
【０１１６】図１に本発明の発光装置の上面図を示す。
１０１はソース信号線駆動回路、１０２はゲート信号線
駆動回路、１０３は画素部を示している。本実施例では
ソース信号線駆動回路とゲート信号線駆動回路とを１つ
づつ設けたが、本発明はこの構成に限定されない。ソー
ス信号線駆動回路を２つ設けても良いし、ゲート信号線
駆動回路を２つ設けても良い。
【０１１７】ソース信号線駆動回路１０１は、シフトレ
ジスタ１０１＿１、レベルシフト１０１＿２、サンプリ
ング回路１０１＿３を有している。なおレベルシフト１
０１＿２は必要に応じて用いればよく、必ずしも用いな
くとも良い。また本実施例においてレベルシフト１０１
＿２はシフトレジスタ１０１＿１とサンプリング回路１
０１＿３との間に設ける構成としたが、本発明はこの構
成に限定されない。シフトレジスタ１０１＿１の中にレ
ベルシフト１０１＿２が組み込まれている構成にしても
良い。
【０１１８】画素部１０３では、ソース信号線駆動回路
１０１に接続されたソース信号線１０４と、ゲート信号
線駆動回路１０２に接続されたゲート信号線１０６とが
交差している。また電源供給線１０５は電源と接続され
ることで一定の電位（電源電位）に保たれている。
【０１１９】またゲート信号線駆動回路１０２は、シフ
トレジスタ、バッファ（いずれも図示せず）を有してい
る。また、レベルシフトを有していても良い。
【０１２０】パネル制御信号であるクロック信号（ＣＬ
Ｋ）、スタートパルス信号（ＳＰ）がシフトレジスタ１
０１＿１に入力される。シフトレジスタ１０１＿１から
ビデオ信号をサンプリングするためのサンプリング信号
が出力される。出力されたサンプリング信号はレベルシ
フト１０１＿２に入力され、その電位の振幅が大きくな
って出力される。
【０１２１】レベルシフト１０１＿２から出力されたサ
ンプリング信号は、サンプリング回路１０１＿３に入力
される。そして同時に、ビデオ信号線（図示せず）を介
してビデオ信号がサンプリング回路１０１＿３に入力さ
れる。
【０１２２】サンプリング回路１０１＿３において、入
力されたビデオ信号がサンプリング信号によってサンプ
リングされ、それぞれソース信号線１０４に入力され
る。
【０１２３】図２に、図１で示したの発光装置の画素部
１０３の構造を示す。ゲート信号線駆動回路１０２から
の選択信号を入力するゲート信号線（１０６＿１〜１０
６＿ｙ）は、各画素が有するスイッチング用ＴＦＴ１０
７のゲート電極に接続されている。また各画素が有する
スイッチング用ＴＦＴ１０７のソース領域とドレイン領
域は、一方がビデオ信号を入力するソース信号線（１０
４＿１〜１０４＿ｘ）に、もう一方が各画素が有する電
流制御用ＴＦＴ１０８のゲート電極及び各画素が有する
コンデンサ１１０にそれぞれ接続されている。
【０１２４】各画素が有する電流制御用ＴＦＴ１０８の
ソース領域は電源供給線（１０５＿１〜１０５＿ｘ）
に、ドレイン領域はＥＬ素子１０９の陽極または陰極に
接続されている。また電源供給線（１０５＿１〜１０５
＿ｘ）は、各画素が有するコンデンサ１１０に接続され
ている。なお本実施例ではコンデンサ１１０を有する構
成を示したが、コンデンサ１１０は必ずしも設けなくと
も良い。
【０１２５】ＥＬ素子１０９は陽極と、陰極と、陽極と
陰極の間に設けられたＥＬ層とを有する。ＥＬ素子１０
９の陽極が電流制御用ＴＦＴ１０８のドレイン領域と接
続している場合、ＥＬ素子１０９の陽極が画素電極、陰
極が対向電極となる。逆にＥＬ素子１０９の陰極が電流
制御用ＴＦＴ１０８のドレイン領域と接続している場
合、ＥＬ素子１０９の陽極が対向電極、陰極が画素電極
となる。
【０１２６】図１及び図２で示した発光装置を、アナロ
グ方式で駆動させた場合のタイミングチャートを図３に
示す。１つのゲート信号線が選択されてから、その次に
別のゲート信号線が選択されるまでの期間を１ライン期
間（Ｌ）と呼ぶ。なお本明細書においてゲート信号線が
選択されるとは、スイッチング用ＴＦＴがオンの状態に
なるような電位を有する選択信号がゲート信号線に入力
されることを意味する。
【０１２７】また１つの画像が表示されてから次の画像
が表示されるまでの期間が１フレーム期間（Ｆ）に相当
する。図２に示す発光装置の場合、ゲート信号線１０４
はｙ本あるので、１フレーム期間中にｙ個のライン期間
（Ｌ１〜Ｌｙ）が設けられている。
【０１２８】まず電源供給線（１０５＿１〜１０５＿
ｘ）の電位（電源電位）は一定に保たれている。そして
対向電極の電位も一定に保たれている。対向電極の電位
は、電源電位がＥＬ素子の画素電極に与えられたときに
ＥＬ素子が発光する程度に、電源電位との間に電位差を
有している。
【０１２９】第１のライン期間（Ｌ１）において、ゲー
ト信号線駆動回路１０２からゲート信号線１０６＿１を
介して入力される選択信号によってゲート信号線１０６
＿１が選択され、ゲート信号線１０６＿１に接続されて
いる全てのスイッチング用ＴＦＴ１０７が全てオンの状
態になる。そして、ソース信号線駆動回路１０１からソ
ース信号線（１０４＿１〜１０４＿ｘ）に順にビデオ信
号が入力される。ソース信号線（１０４＿１〜１０４＿
ｘ）に入力されたビデオ信号は、スイッチング用ＴＦＴ
１０７を介して電流制御用ＴＦＴ１０８のゲート電極に
入力される。
【０１３０】電流制御用ＴＦＴ１０８のチャネル形成領
域を流れる電流の量は、電流制御用ＴＦＴ１０８のゲー
ト電極とソース領域の電位差であるゲート電圧Ｖｇｓに
よって制御される。よって、ＥＬ素子１０９の画素電極
に与えられる電位は、電流制御用ＴＦＴ１０８のゲート
電極に入力されたビデオ信号の電位の高さによって決ま
る。したがって、ＥＬ素子１０９はビデオ信号の電位に
制御されて発光を行う。
【０１３１】上述した動作を繰り返し、ソース信号線
（１０４＿１〜１０４＿ｘ）へのビデオ信号の入力が終
了すると、第１のライン期間（Ｌ１）が終了する。な
お、ソース信号線（１０４＿１〜１０４＿ｘ）へのビデ
オ信号の入力が終了するまでの期間と水平帰線期間とを
合わせて１つのライン期間としても良い。そして次に第
２のライン期間（Ｌ２）が開始され、選択信号によって
ゲート信号線１０６＿２が選択され、第１のライン期間
（Ｌ１）と同様にソース信号線（１０４＿１〜１０４＿
ｘ）に順にビデオ信号が入力される。
【０１３２】そして全てのゲート信号線（１０６＿１〜
１０６＿ｙ）が選択されると、全てのライン期間（Ｌ１
〜Ｌｙ）が終了する。全てのライン期間（Ｌ１〜Ｌｙ）
が終了すると、１フレーム期間が終了する。１フレーム
期間中において全ての画素が表示を行い、１つの画像が
形成される。なお全てのライン期間（Ｌ１〜Ｌｙ）と垂
直帰線期間とを合わせて１フレーム期間としても良い。
【０１３３】以上のように、ビデオ信号の電位によって
ＥＬ素子の発光量が制御され、その発光量の制御によっ
て階調表示がなされる。
【０１３４】（実施例３）本実施例では同一基板上に画
素部と、画素部の周辺に設ける駆動回路のＴＦＴ（ｎチ
ャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴ）を同時に作製
する方法について詳細に説明する。
【０１３５】まず、図７（Ａ）に示すように、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成る基板７００上に酸化
シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜
などの絶縁膜から成る下地膜７０１を形成する。例え
ば、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作
製される酸化窒化シリコン膜７０１ａを１０〜２００nm
（好ましくは５０〜１００nm）形成し、同様にＳｉ
Ｈ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化水素化シリコン膜７
０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０
nm）の厚さに積層形成する。本実施例では下地膜７０１
を２層構造として示したが、前記絶縁膜の単層膜または
２層以上積層させた構造として形成しても良い。
【０１３６】次に、２０〜１５０ｎｍ（好ましくは３０
〜８０ｎｍ）の厚さで非晶質構造を有する半導体膜（非
晶質半導体膜）７０２を、プラズマＣＶＤ法やスパッタ
法などの公知の方法で形成する。本実施例では、プラズ
マＣＶＤ法で非晶質シリコン膜を５５ｎｍの厚さに形成
した。非晶質構造を有する半導体膜としては、非晶質半
導体膜や微結晶半導体膜があり、非晶質シリコンゲルマ
ニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適
用しても良い。また、下地膜７０１と非晶質シリコン膜
７０２とは同じ成膜法で形成することが可能であるの
で、両者を連続形成しても良い。下地膜を形成した後、
一旦大気雰囲気に晒さないことでその表面の汚染を防ぐ
ことが可能となり、作製するＴＦＴの特性バラツキやし
きい値電圧の変動を低減させることができる。（図７
（Ａ））
【０１３７】次に、結晶質半導体膜を、触媒元素を用い
た熱結晶化法により形成する。触媒元素を用いる場合、
特開平７−１３０６５２号公報、特開平８−７８３２９
号公報で開示された技術を用いることが望ましい。
【０１３８】まず、非晶質半導体膜７０２上に酸化シリ
コン膜を１５０ｎｍの厚さに形成し、パターニングする
ことでマスク７０３〜７０５を形成した。なおこの酸化
シリコン膜は、非晶質半導体膜７０２と連続的に形成し
ても良いし、下地膜７０１及び非晶質半導体膜７０２と
連続的に形成しても良い。
【０１３９】次に、重量換算で１０ｐｐｍのニッケルを
含む酢酸ニッケル塩溶液を塗布した。これにより、ニッ
ケル含有層７０６が形成され、ニッケル含有層７０６は
開孔部７０７、７０８の底部のみで非晶質半導体膜７０
２と接触した。（図７（Ｂ））
【０１４０】次に、５００〜６５０℃で４〜２４時間、
例えば５７０℃、１４時間の熱処理を行い、結晶質半導
体膜７０９を形成した。この結晶化の過程では、ニッケ
ルが接した非晶質半導体膜７０２の部分が最初に結晶化
し、そこから横方向へと結晶化が進行する。こうして形
成された結晶質半導体膜７０９は棒状または針状の結晶
が集合して成り、その各々の結晶は巨視的に見ればある
特定の方向性をもって成長しているため、結晶性が揃っ
ているという利点がある。(図７（Ｂ）)
【０１４１】尚、上記２つの技術において使用可能な触
媒元素は、ニッケル（Ｎｉ）の以外にも、ゲルマニウム
（Ｇｅ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、スズ（Ｓ
ｎ）、鉛（Ｐｂ）、コバルト（Ｃｏ）、白金（Ｐｔ）、
銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、といった元素を用いても良
い。
【０１４２】次に、リンをドーピングし、開孔部７０
７、７０８において結晶質半導体膜７０９が露出してい
る領域にリンが添加された領域７１０、７１１を設け
た。
【０１４３】この状態で、窒素雰囲気中で５５０〜８０
０℃、５〜２４時間、例えば６００℃、１２時間の熱処
理を行うと、結晶質半導体膜７０９にリンが添加された
領域７１０、７１１がゲッタリングサイトとして働き、
結晶質半導体膜７０９に残存していた触媒元素はリンが
添加された領域７１０、７１１に偏析させることができ
た。（図７（Ｃ））
【０１４４】そして、マスク７０３〜７０５と、リンが
添加された領域７１０、７１１とをエッチングして除去
しパターニングすることで、結晶化の工程で使用した触
媒元素の濃度が１×１０17atms/cm3以下にまで低減され
た島状半導体膜７１２〜７１５を得ることができた。
【０１４５】なお本実施例では触媒元素を用いて非晶質
半導体膜７０２の結晶化を行ったが、本発明はこの方法
に限定されず、公知の結晶化技術を用いることができ
る。公知の結晶化技術としては、例えば、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挙げられる。
【０１４６】レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製
するには、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非晶質
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３０〜３００Hｚ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％として行う。
【０１４７】また結晶化の工程に先立って、非晶質半導
体膜の含有水素量にもよるが、４００〜５００℃で１時
間程度の熱処理を行い、含有水素量を５atom％以下にし
てから結晶化させても良い。非晶質半導体膜を結晶化さ
せると原子の再配列が起こり緻密化するので、作製され
る結晶質半導体膜の厚さは当初の非晶質半導体膜の厚さ
よりも１〜１５％程度減少した。
【０１４８】島状半導体層７１２〜７１５の厚さは２５
〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成
する。
【０１４９】次いで、島状半導体層７１２〜７１５を覆
う第１の形状のゲート絶縁膜７１６を形成する。第１の
形状のゲート絶縁膜７１６はプラズマＣＶＤ法またはス
パッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとしてシリコ
ンを含む絶縁膜で形成する。本実施例では、１２０ｎｍ
の厚さで酸化窒化シリコン膜で形成する。勿論、ゲート
絶縁膜はこのような酸化窒化シリコン膜に限定されるも
のでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層
構造として用いても良い。例えば、酸化シリコン膜を用
いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraeth
yl Orthosilicate）とＯ2とを混合し、反応圧力４０P
a、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５
６MHz）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シリ
コン膜は、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。
（図７（Ｄ））
【０１５０】そして、第１の形状のゲート絶縁膜７１６
上にゲート電極を形成するための第１の導電膜７１８と
第２の導電膜７１９とを形成する。本実施例では、第１
の導電膜７１８をＴａで５０〜１００ｎｍの厚さに形成
し、第２の導電膜７１９をＷで１００〜３００ｎｍの厚
さに形成する。（図８（Ａ））
【０１５１】Ｔａ膜はスパッタ法で形成し、Ｔａのター
ゲットをＡｒでスパッタする。この場合、Ａｒに適量の
ＸｅやＫｒを加えると、Ｔａ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。また、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る。α相のＴ
ａ膜を形成するために、Ｔａのα相に近い結晶構造をも
つ窒化タンタルを１０〜５０ｎｍ程度の厚さでＴａの下
地に形成しておくとα相のＴａ膜を容易に得ることがで
きる。
【０１５２】Ｗ膜を形成する場合には、Ｗをターゲット
としたスパッタ法で形成する。その他に６フッ化タング
ステン（ＷＦ6）を用いる熱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２０μ
Ωｃｍ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％または９９．９９％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。
【０１５３】なお、本実施例では、第１の導電膜７１８
をＴａ、第２の導電膜７１９をＷとしたが、特に限定さ
れず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから
選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料
若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の
不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表さ
れる半導体膜を用いてもよい。本実施例以外の他の組み
合わせの一例は、第１の導電膜を窒化タンタル（Ｔａ
Ｎ）で形成し、第２の導電膜をＷとする組み合わせ、第
１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）で形成し、第２の
導電膜をＡｌとする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タ
ンタル（ＴａＮ）で形成し、第２の導電膜をＣｕとする
組み合わせで形成することが好ましい。
【０１５４】次に、レジストによるマスク７２０〜７２
６を形成し、電極及び配線を形成するための第１のエッ
チング処理を行う。本実施例ではＩＣＰ（Inductively
Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を
用い、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2を混合し、１Pa
の圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）
電力を投入してプラズマを生成して行う。基板側（試料
ステージ）にも１００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入
し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ4
とＣｌ2を混合した場合にはＷ膜及びＴａ膜とも同程度
にエッチングされる。
【０１５５】上記エッチング条件では、レジストによる
マスクの形状を適したものとすることにより、基板側に
印加するバイアス電圧の効果により第１の導電層及び第
２の導電層の端部がテーパー形状となる。テーパー部の
角度は１５〜４５°となる。ゲート絶縁膜上に残渣を残
すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度
の割合でエッチング時間を増加させると良い。Ｗ膜に対
する酸化窒化シリコン膜の選択比は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
ングされることになる。こうして、第１のエッチング処
理により第１の導電層と第２の導電層から成る第１の形
状の導電層７２７〜７３３（第１の形状の第１の導電層
７２２ａ〜７３３ａと第１の形状の第２の導電層７２２
ｂ〜７３３ｂ）を形成する。７５０は第２の形状のゲー
ト絶縁膜であり、第１の形状の導電層７２７〜７３３で
覆われない領域は２０〜５０nm程度エッチングされ薄く
なった領域が形成される。（図８（Ｂ））
【０１５６】そして、第１のドーピング処理を行いｎ型
を付与する不純物元素を添加する。ドーピングの方法は
イオンドープ法若しくはイオン注入法で行えば良い。イ
オンドープ法の条件はドーズ量を１×１０13〜５×１０
14atoms/cm2とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとし
て行う。ｎ型を付与する不純物元素として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）を用いる。この場合、第１
の形状の導電層７２８、７２９、７３１、７３３がｎ型
を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合
的に第１の不純物領域７３４〜７３７が形成される。第
１の不純物領域７３４〜７３７には１×１０20〜１×１
０21atomic/cm3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素
を添加する。（図８（Ｂ））
【０１５７】次に、図８（Ｃ）に示すように第２のエッ
チング処理を行う。同様にＩＣＰエッチング法を用い、
エッチングガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2を混合して、１Pa
の圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ電力(13.56MH
z)を供給し、プラズマを生成して行う。基板側（試料ス
テージ）には５０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、
第１のエッチング処理に比べ低い自己バイアス電圧を印
加する。このような条件によりＷ膜を異方性エッチング
し、かつ、それより遅いエッチング速度で第１の導電層
であるＴａを異方性エッチングして第２の形状の導電層
７３８〜７４４（第２の形状の第１の導電層７３８ａ〜
７４４ａと第２の形状の第２の導電層７３８ｂ〜７４４
ｂ）を形成する。７４５は第３の形状のゲート絶縁膜で
あり、第２の形状の導電層７３８〜７４４で覆われない
領域はさらに２０〜５０nm程度エッチングされ薄くなっ
た領域が形成される。
【０１５８】Ｗ膜やＴａ膜のＣＦ4とＣｌ2の混合ガスに
よるエッチング反応は、生成されるラジカルまたはイオ
ン種と反応生成物の蒸気圧から推測することができる。
ＷとＴａのフッ化物と塩化物の蒸気圧を比較すると、Ｗ
のフッ化物であるＷＦ6が極端に高く、その他のＷＣ
ｌ5、ＴａＦ5、ＴａＣｌ5は同程度である。従って、Ｃ
Ｆ4とＣｌ2の混合ガスではＷ膜及びＴａ膜共にエッチン
グされる。しかし、この混合ガスに適量のＯ2を添加す
るとＣＦ4とＯ2が反応してＣＯとＦになり、Ｆラジカル
またはＦイオンが多量に発生する。その結果、フッ化物
の蒸気圧が高いＷ膜のエッチング速度が増大する。一
方、ＴａはＦが増大しても相対的にエッチング速度の増
加は少ない。また、ＴａはＷに比較して酸化されやすい
ので、Ｏ2を添加することでＴａの表面が酸化される。
Ｔａの酸化物はフッ素や塩素と反応しないためさらにＴ
ａ膜のエッチング速度は低下する。従って、Ｗ膜とＴａ
膜とのエッチング速度に差を作ることが可能となりＷ膜
のエッチング速度をＴａ膜よりも大きくすることが可能
となる。
【０１５９】そして、図８（Ｄ）に示すように第２のド
ーピング処理を行う。この場合、第１のドーピング処理
よりもドーズ量を下げて高い加速電圧の条件として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、図８（Ｂ）で島状半導体層に形成された第
１の不純物領域の内側に新な不純物領域を形成する。ド
ーピングは、第２の形状の導電層７３９、７４０、７４
２、７４４を不純物元素に対するマスクとして用い、第
２の導電層７３９ａ、７４０ａ、７４２ａ、７４４ａの
下側の領域にも不純物元素が添加されるようにドーピン
グする。こうして、第２の導電層導電層７３９ａ、７４
０ａ、７４２ａ、７４４ａと重なる第３の不純物領域７
４６ｂ〜７４９ｂと、第１の不純物領域と第３の不純物
領域との間の第２の不純物領域７４６ａ〜７４９ａとを
形成する。ｎ型を付与する不純物元素は、第２の不純物
領域で１×１０17〜１×１０19atoms/cm3の濃度となる
ようにし、第３の不純物領域で１×１０16〜１×１０18
atoms/cm3の濃度となるようにする。
【０１６０】そして、図９（Ａ）に示すように、ｐチャ
ネル型ＴＦＴを形成する島状半導体層７１３、７１５に
一導電型とは逆の導電型の第４の不純物領域７５３ａ、
７５４ａ、第５の不純物領域７５３ｂ、７５４ｂ、第６
の不純物領域７５３ｃ、７５４ｃが形成される。第２の
導電層７４０、７４４を不純物元素に対するマスクとし
て用い、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を形成する島状半導体層７１
２、７１４はレジストマスク７５１、７５２で全面を被
覆しておく。不純物領域７５３ａ、７５３ｂ、７５３ｃ
にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されており、また
７５４ａ、７５４ｂ、７５４ｃにはそれぞれ異なる濃度
でリンが添加されているが、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用い
たイオンドープ法で形成し、そのいずれの領域において
も不純物濃度を２×１０20〜２×１０ 21atoms/cm3とな
るようにする。
【０１６１】以上までの工程でそれぞれの島状半導体層
に不純物領域が形成される。島状半導体層と重なる第２
の形状の第２の導電層７３９、７４０、７４２、７４４
がゲート電極として機能する。また、７４１は島状のソ
ース信号線、７３８は配線、７４３はゲート信号線とし
て機能する。
【０１６２】こうして導電型の制御を目的として図９
（Ｂ）に示すように、それぞれの島状半導体層に添加さ
れた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０．１
ｐｐｍ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
５００℃で４時間の熱処理を行う。ただし、第２の導電
層７３８〜７４４に用いた配線材料が熱に弱い場合に
は、配線等を保護するため層間絶縁膜（シリコンを主成
分とする）を形成した後で活性化を行うことが好まし
い。
【０１６３】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、島状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。
【０１６４】次いで、第１の層間絶縁膜７５５は酸化窒
化シリコン膜から１００〜２００ｎｍの厚さで形成す
る。その上に有機絶縁物材料から成る第２の層間絶縁膜
７５６を形成する。次いで、コンタクトホールを形成す
るためのエッチング工程を行う。
【０１６５】そして、駆動回路８０６において島状半導
体層のソース領域とコンタクトを形成するソース配線７
５７、７５８、ドレイン領域とコンタクトを形成するド
レイン配線７５９、７６０を形成する。また、画素部８
０７においては、接続電極７６１、ソース配線７６２、
ドレイン配線７６３、７６４を形成する。（図９
（Ｃ））この接続電極７６１により島状のソース信号線
７４１は、スイッチング用ＴＦＴ８０４と電気的な接続
が形成される。
【０１６６】以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ８０
１、ｐチャネル型ＴＦＴ８０２を有する駆動回路８０６
と、スイッチング用ＴＦＴ８０４、電流制御用ＴＦＴ８
０５とを有する画素部８０７を同一基板上に形成するこ
とができる。本明細書中ではこのような基板を便宜上ア
クティブマトリクス基板と呼ぶ。
【０１６７】駆動回路８０６のｎチャネル型ＴＦＴ８０
１はチャネル形成領域７８８、ゲート電極を形成する第
２の形状の第２の導電層７３９と重なる第３の不純物領
域７４６ｂ（ＧＯＬＤ領域）、第３の不純物領域７４６
ｂに接する第２の不純物領域７４６ａ（ＬＤＤ領域）と
ソース領域またはドレイン領域として機能する第１の不
純物領域７３４を有している。ｐチャネル型ＴＦＴ８０
２にはチャネル形成領域７８９、ゲート電極を形成する
第２の形状の第２の導電層７４０と重なる第４の不純物
領域７５３ｃ、第４の不純物領域７５３ｃに接する第５
の不純物領域７５３ｂ、ソース領域またはドレイン領域
として機能する第６の不純物領域７５３ａを有してい
る。
【０１６８】画素部のスイッチング用ＴＦＴ８０４はチ
ャネル形成領域７９０、ゲート電極を形成する第２の形
状の第２の導電層７４２と重なる第３の不純物領域７４
８ｂ（ＧＯＬＤ領域）、第３の不純物領域７４８ｂに接
する第２の不純物領域７４８ａ（ＬＤＤ領域）とソース
領域またはドレイン領域として機能する第１の不純物領
域７３６を有している。また、電流制御用ＴＦＴ８０５
はチャネル形成領域７９１、ゲート電極を形成する第２
の形状の第２の導電層７４４と重なる第４の不純物領域
７５４ｃ、第４の不純物領域７５４ｃに接する第５の不
純物領域７５４ｂ、ソース領域またはドレイン領域とし
て機能する第６の不純物領域７５４ａを有している。
【０１６９】次に、図１０（Ａ）に示すように５０〜５
００ｎｍ（代表的には２００〜３００ｎｍ）の厚さで第
１パッシベーション膜７６６を形成する。本実施例では
第１パッシベーション膜７６６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。なお、窒化酸化珪素膜の形成に先立ってＨ2、Ｎ
Ｈ3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２
の層間絶縁膜７５６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７６６の膜質が改善される。そ
れと同時に、第２の層間絶縁膜７５６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。
【０１７０】次に、有機樹脂からなる第３の層間絶縁膜
７６７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、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３の層間絶縁膜７６７
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膜を形成す
る。好ましくは１〜５μm（さらに好ましくは２〜４μ
m）とすれば良い。（図１０（Ａ））
【０１７１】次に第３の層間絶縁膜７６７及び第１パッ
シベーション膜７６６に、ドレイン配線７６４に達する
コンタクトホールを形成し、画素電極７６８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７６８を形成する。また、酸化インジウムに２〜２
０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用い
ても良い。この画素電極７６８がＥＬ素子の陽極に相当
する。
【０１７２】次に有機樹脂膜を画素電極７６８及び第３
の層間絶縁膜７６７上に形成し、該有機樹脂膜をパター
ニングすることで、バンク７６９及び平坦化部７７０を
形成する。本実施例では有機樹脂膜として１〜２μm厚
のアクリル膜またはポリイミド膜を用いた。
【０１７３】バンク７６９は、隣り合う画素の発光層ま
たはＥＬ層を分離するために画素と画素との間にストラ
イプ状に設ける。本実施例ではバンク７６９はソース信
号線７４１上に沿って形成されているが、ゲート信号線
７４３上に沿って形成しても良い。なおバンク７６９を
形成している樹脂材料に顔料等を混ぜ、バンク７６９を
遮蔽膜として用いても良い。
【０１７４】平坦化部７７０は、画素電極７６８と電流
制御用ＴＦＴ８０５のドレイン配線７６４とが接続され
ている部分の上に設けられる。画素電極７６８はコンタ
クトホールの段差によってドレイン配線７６４との接続
が切り離される場合があり、後に形成されるＥＬ層７７
１の発光不良を防ぐために、平坦化部７７０を設けて平
坦化しておくことが望ましい。なお、バンク７６９及び
平坦化部７７０とは同じ厚さに形成しなくとも良く、後
に形成されるＥＬ層７７１の厚さに応じて適宜設定する
ことが可能である。
【０１７５】次に、ＥＬ層７７１及び陰極（ＭｇＡｇ電
極）７７２を、真空蒸着法を用いて大気解放しないで連
続形成する。なお、ＥＬ層７７１の膜厚は８０〜２００
ｎｍ（典型的には１００〜１２０ｎｍ）、陰極７７２の
厚さは１８０〜３００ｎｍ（典型的には２００〜２５０
ｎｍ）とすれば良い。なお、本実施例では一画素しか図
示されていないが、このとき同時に赤色に発光するＥＬ
層、緑色に発光するＥＬ層及び青色に発光するＥＬ層が
形成される。
【０１７６】この工程では、赤色に対応する画素、緑色
に対応する画素及び青色に対応する画素に対して順次Ｅ
Ｌ層７７１を形成する。但し、ＥＬ層７７１は溶液に対
する耐性に乏しいためフォトリソグラフィ技術を用いず
に各色個別に形成しなくてはならない。そこでメタルマ
スクを用いて所望の画素以外を隠し、必要箇所だけ選択
的にＥＬ層７７１を形成するのが好ましい。
【０１７７】即ち、まず赤色に対応する画素以外を全て
隠すマスクをセットし、そのマスクを用いて赤色発光の
ＥＬ層を選択的に形成する。次いで、緑色に対応する画
素以外を全て隠すマスクをセットし、そのマスクを用い
て緑色発光のＥＬ層を選択的に形成する。次いで、同様
に青色に対応する画素以外を全て隠すマスクをセット
し、そのマスクを用いて青色発光のＥＬ層を選択的に形
成する。なお、ここでは全て異なるマスクを用いるよう
に記載しているが、同じマスクを使いまわしても構わな
い。また、全画素にＥＬ層を形成するまで真空を破らず
に処理することが好ましい。
【０１７８】なお、本実施例ではＥＬ層７７１を発光層
のみからなる単層構造とするが、ＥＬ層は発光層の他に
正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層等を
有していても構わない。このように組み合わせは既に様
々な例が報告されており、そのいずれの構成を用いても
構わない。ＥＬ層７７１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、ＥＬ駆動電圧を考慮
すると有機材料を用いるのが好ましい。
【０１７９】次に、陰極７７２を形成する。本実施例で
はＥＬ素子の陰極としてＭｇＡｇ電極を用いた例を示す
が、公知の他の材料を用いることが可能である。
【０１８０】こうして図１０（Ｂ）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７
６９及び平坦化部７７０を形成した後、陰極７７２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。
【０１８１】本実施例において、スイッチング用ＴＦＴ
８０４はダブルゲート構造としており、ダブルゲート構
造とすることで実質的に二つのＴＦＴが直列に接続され
た構造となり、オフ電流値を低減することができるとい
う利点がある。なお、本実施例ではダブルゲート構造と
しているが、シングルゲート構造でも構わないし、トリ
プルゲート構造やそれ以上のゲート本数を持つマルチゲ
ート構造でも構わない。
【０１８２】なお、実際には図１０（Ｂ）まで完成した
ら、さらに外気に曝されないように気密性が高く、脱ガ
スの少ない保護フィルム（ラミネートフィルム、紫外線
硬化樹脂フィルム等）や透光性のシーリング材でパッケ
ージング（封入）することが好ましい。その際、シーリ
ング材の内部を不活性雰囲気にしたり、内部に吸湿性材
料（例えば酸化バリウム）を配置したりするとＥＬ素子
の信頼性が向上する。
【０１８３】また、パッケージング等の処理により気密
性を高めたら、基板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。
【０１８４】（実施例４）本実施例では、本発明を用い
て発光装置を作製した例について説明する。なお、図１
１（Ａ）は本発明の発光装置の上面図であり、図１１
（Ｂ）はその断面図である。
【０１８５】図１１（Ａ）において、４００１は基板、
４００２は画素部、４００３はソース信号線駆動回路、
４００４はゲート信号線駆動回路であり、それぞれの駆
動回路は配線４００５を経てＦＰＣ（フレキシブルプリ
ントサーキット）４００６に至り、外部機器へと接続さ
れる。
【０１８６】このとき、画素部４００２、ソース信号線
駆動回路４００３及びゲート信号線駆動回路４００４を
囲むようにして第１シール材４１０１、カバー材４１０
２、充填材４１０３及び第２シール材４１０４が設けら
れている。
【０１８７】また、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）をＡ−
Ａ’で切断した断面図に相当し、基板４００１の上にソ
ース信号線駆動回路４００３に含まれる駆動ＴＦＴ（但
し、ここではｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴ
を図示している。）４２０１及び画素部４００２に含ま
れる電流制御用ＴＦＴ（ＥＬ素子への電流を制御するＴ
ＦＴ）４２０２が形成されている。なお図１１（Ｂ）で
はスイッチング用ＴＦＴは説明を簡便にするために図示
しなかった。
【０１８８】本実施例では、駆動ＴＦＴ４２０１及び電
流制御用ＴＦＴ４２０２は公知の作製方法を用いて形成
されている。また、画素部４００２には電流制御用ＴＦ
Ｔ４２０２のゲート電極に接続された保持容量（図示せ
ず）が設けられる。
【０１８９】駆動ＴＦＴ４２０１及びスイッチング用Ｔ
ＦＴ４２０２の上には樹脂材料でなる層間絶縁膜（平坦
化膜）４３０１が形成され、その上に画素ＴＦＴ４２０
２のドレイン領域と電気的に接続する画素電極（陽極）
４３０２が形成される。画素電極４３０２としては仕事
関数の大きい透明導電膜が用いられる。透明導電膜とし
ては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化イン
ジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまた
は酸化インジウムを用いることができる。また、前記透
明導電膜にガリウムを添加したものを用いても良い。
【０１９０】そして、画素電極４３０２の上には絶縁膜
４３０３が形成され、絶縁膜４３０３は画素電極４３０
２の上に開口部が形成されている。この開口部におい
て、画素電極４３０２の上にはＥＬ（エレクトロルミネ
ッセンス）層４３０４が形成される。ＥＬ層４３０４は
公知の有機ＥＬ材料または無機ＥＬ材料を用いることが
できる。また、有機ＥＬ材料には低分子系（モノマー
系）材料と高分子系（ポリマー系）材料があるが、どち
らを用いても良い。
【０１９１】ＥＬ層４３０４の形成方法は公知の蒸着技
術もしくは塗布法技術を用いれば良い。また、ＥＬ層の
構造は正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層ま
たは電子注入層を自由に組み合わせて積層構造または単
層構造とすれば良い。
【０１９２】ＥＬ層４３０４の上には遮光性を有する導
電膜（代表的にはアルミニウム、銅もしくは銀を主成分
とする導電膜またはそれらと他の導電膜との積層膜）か
らなる陰極４３０５が形成される。また、陰極４３０５
とＥＬ層４３０４の界面に存在する水分や酸素は極力排
除しておくことが望ましい。従って、真空中で両者を連
続成膜するか、ＥＬ層４３０４を窒素または希ガス雰囲
気で形成し、酸素や水分に触れさせないまま陰極４３０
５を形成するといった工夫が必要である。本実施例では
マルチチャンバー方式（クラスターツール方式）の成膜
装置を用いることで上述のような成膜を可能とする。
【０１９３】そして陰極４３０５は４３０６で示される
領域において配線４００５に電気的に接続される。配線
４００５は陰極４３０５に所定の電圧を与えるための配
線であり、異方導電性フィルム４３０７を介してＦＰＣ
４００６に電気的に接続される。
【０１９４】以上のようにして、画素電極（陽極）４３
０２、ＥＬ層４３０４及び陰極４３０５からなるＥＬ素
子が形成される。このＥＬ素子は、第１シール材４１０
１及び第２シール材４１０４によって基板４００１に貼
り合わされたカバー材４１０２で囲まれ、充填材４１０
３により封入されている。
【０１９５】カバー材４１０２としては、ガラス材、金
属材（代表的にはステンレス材）、セラミックス材、プ
ラスチック材（プラスチックフィルムも含む）を用いる
ことができる。プラスチック材としては、ＦＲＰ（Ｆｉ
ｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔ
ｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィル
ム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはア
クリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アル
ミニウムホイルをＰＶＦフィルムやマイラーフィルムで
挟んだ構造のシートを用いることもできる。
【０１９６】但し、ＥＬ素子からの光の放射方向がカバ
ー材側に向かう場合にはカバー材は透明でなければなら
ない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリ
エステルフィルムまたはアクリルフィルムのような透明
物質を用いる。
【０１９７】また、充填材４１０３としては紫外線硬化
樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポ
リビニルクロライド）、アクリル、ポリイミド、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。この充填材４１０３の内部に吸湿性物
質（好ましくは酸化バリウム）もしくは酸素を吸着しう
る物質を設けておくとＥＬ素子の劣化を抑制できる。
【０１９８】また、充填材４１０３の中にスペーサを含
有させてもよい。このとき、スペーサを酸化バリウムで
形成すればスペーサ自体に吸湿性をもたせることが可能
である。また、スペーサを設けた場合、スペーサからの
圧力を緩和するバッファ層として陰極４３０５上に樹脂
膜を設けることも有効である。
【０１９９】また、配線４００５は異方導電性フィルム
４３０７を介してＦＰＣ４００６に電気的に接続され
る。画素部４００２、ソース信号線駆動回路４００３及
びゲート信号線駆動回路４００４に接続されている配線
４００５は、ＦＰＣ４００６により外部機器と電気的に
接続される。
【０２００】また、本実施例では第１シール材４１０１
の露呈している部分及びＦＰＣ４００６の一部を覆うよ
うに第２シール材４１０４を設け、ＥＬ素子を徹底的に
外気から遮断する構造となっている。
【０２０１】（実施例５）本実施例では、実施例１乃至
実施例４に示した発光装置の画素部に用いることができ
る画素構造の例を図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）に示す。
なお、本実施例において、４６０１はソース信号線、４
６０２はスイッチング用ＴＦＴ、４６０３はゲート信号
線、４６０４は電流制御用ＴＦＴ、４６０５はコンデン
サ、４６０６、４６０８は電源供給線、４６０７はＥＬ
素子とする。
【０２０２】図１２（Ａ）は、同じゲート信号線を有す
る二つの画素で、電源供給線４６０６を共有している場
合の回路図である。即ち、二つの画素が電源供給線４６
０６を中心に線対称となるように形成されている点に特
徴がある。この場合、電源供給線の本数を減らすことが
できるため、画素部を高精細化することができる。
【０２０３】また、図１２（Ｂ）は、電源供給線４６０
８をゲート信号線４６０３と平行に設けた場合の回路図
である。なお、図１２（Ｂ）では電源供給線４６０８と
ゲート信号線４６０３とが重ならないように設けた構造
となっているが、両者が異なる層に形成される配線であ
れば、絶縁膜を介して重なるように設けることもでき
る。この場合、電源供給線４６０８とゲート信号線４６
０３とで専有面積を共有させることができるため、画素
部を高精細化することができる。
【０２０４】また、図１２（Ｃ）は、図１２（Ｂ）の構
造と同様に電源供給線４６０８をゲート信号線４６０３
（４６０３ａ、４６０３ｂ）と平行に設け、さらに、二
つの画素を電源供給線４６０８を中心に線対称となるよ
うに形成する点に特徴がある。また、電源供給線４６０
８をゲート信号線４６０３ａ、４６０３ｂのいずれか一
方と重なるように設けることも有効である。この場合、
電源供給線の本数を減らすことができるため、画素部を
さらに高精細化することができる。
【０２０５】（実施例６）本実施例では、本発明の発光
装置のソース信号線駆動回路の詳しい回路構成につい
て、図１３を用いて説明する。
【０２０６】１３０１はシフトレジスタ、１３０２はレ
ベルシフト、１３０３はサンプリング回路、１３０４は
アナログスイッチ、１３０５はビデオ信号線である。
【０２０７】パネル制御信号であるクロック信号（ＣＬ
Ｋ）、スタートパルス信号（ＳＰ）がシフトレジスタ１
３０１に入力される。そしてシフトレジスタ１３０１か
らビデオ信号をサンプリングするためのサンプリング信
号が出力される。出力されたサンプリング信号はレベル
シフト１３０２に入力される。
【０２０８】レベルシフト１３０２に入力されたクロッ
ク信号は、その電位の振幅を大きくされる。レベルシフ
ト１３０２の等価回路図を図１４（Ａ）に示す。Ｖｉ
ｎ、Ｖｉｎｂは入力端子を意味し、ＶｉｎｂはＶｉｎに
入力される信号の電位を反転させた信号が入力されるこ
とを意味する。また、Ｖｄｄｈは高電圧側の電源の電
圧、Ｖｓｓは低電圧側の電源の電圧の印加を示してい
る。Ｖｏｕｔｂは出力端子であり、レベルシフト１３０
２は、Ｖｉｎに入力された信号を高電圧化し反転させた
信号が、Ｖｏｕｔｂから出力されるように設計されてい
る。つまり、ＶｉｎにＨｉが入力されるとＶｏｕｔｂか
らＶｓｓ相当の信号が、Ｌｏが入力されるとＶｏｕｔか
らＶｄｄｈ相当の信号が出力される。
【０２０９】なお本実施例では図１４（Ａ）に示した構
成のレベルシフトを用いたが、本発明はこれに限定され
ない。本発明の発光装置では、公知の構成を有するレベ
ルシフトを用いることができる。
【０２１０】レベルシフト１３０２から出力されたサン
プリング信号は、サンプリング回路１３０３に入力され
る。そして同時に、ビデオ信号線１３０５を介してビデ
オ信号がサンプリング回路１３０３に入力される。
【０２１１】サンプリング回路１３０３はアナログスイ
ッチ１３０４を有している。図１４（Ｂ）に本実施例で
用いられるアナログスイッチ１３０４の等価回路図を示
す。サンプリング回路１３０３に入力されたサンプリン
グ信号の電圧がサンプリング回路１３０３のアナログス
イッチ１３０４を構成するＴＦＴのゲート電極に印加さ
る。それによりアナログスイッチ１３０４を構成するＴ
ＦＴにチャネルが形成され、ソースからドレインへ電流
が流れる。よってビデオ信号がサンプリングされ、ソー
ス信号線（Ｓ１、Ｓ２）を介して画素ＴＦＴのソースに
供給される。
【０２１２】なお本実施例では図１４（Ｂ）に示した構
成のアナログスイッチを用いたが、本発明はこれに限定
されない。本発明の発光装置では、公知の構成を有する
アナログスイッチを用いることができる。また図１３で
は説明を簡便にするためにソース信号線をＳ１とＳ２の
２本しか示さなかったが、本実施例のソース信号線の数
はこれに限定されない。
【０２１３】なお本実施例は、本明細書の全ての実施例
と組み合わせて実施することが可能である。
【０２１４】（実施例７）本実施例では本発明の発光装
置の画素の上面図を、図１５に一例として示す。
【０２１５】１５０１はスイッチング用ＴＦＴであり、
ゲート電極１５０１＿１と活性層１５０１＿２とを有し
ている。１５０２は電流制御用ＴＦＴであり、活性層１
５０２＿２と配線１５０９の一部であるゲート電極１５
０２＿１とを有している。なお本実施例ではスイッチン
グ用ＴＦＴ１５０１をダブルゲート構造とし、電流制御
用ＴＦＴ１５０２をシングルゲート構造としたが、本発
明はこの構成に限定されない。スイッチング用ＴＦＴ１
５０１と電流制御用ＴＦＴ１５０２は、シングルゲート
構造でも良いし、ダブルゲート構造またはトリプルゲー
ト構造などのマルチゲート構造を有していても良い。
【０２１６】１５０３はソース信号線、１５０４は電源
供給線、１５０５はゲート信号線である。ソース信号線
１５０３はスイッチング用ＴＦＴ１５０１の活性層１５
０１＿２とコンタクトホールを介して接続されている。
電源供給線１５０４は電流制御用ＴＦＴ１５０２の活性
層１５０２＿２が有するソース領域にコンタクトホール
を介して接続されている。またゲート信号線１５０５は
スイッチング用ＴＦＴ１５０１のゲート電極１５０１＿
１に接続されている。
【０２１７】電流制御用ＴＦＴ１５０２のゲート電極１
５０２＿１を含む配線１５０９は１５１１で示される領
域で、電源供給線１５０４と絶縁膜を介して重なる。こ
のとき、１５１１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１５１１は、電源供給線
１５０４と電気的に接続された半導体膜１５１０、ゲー
ト絶縁膜と同一層の絶縁膜（図示せず）及び配線１５０
９との間で形成される。また、配線１５０９、第１層間
絶縁膜と同一の層（図示せず）及び電源供給線１５０４
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。この保持容量１５１１は電流制御用ＴＦＴ１５０
２のゲート電極１５０２＿１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。なお、電流制御用ＴＦ
Ｔ１５０２のソース領域は電源供給線（電源線）１５０
４に接続され、常に一定の電圧が加えられている。
【０２１８】スイッチング用ＴＦＴ１５０１及び電流制
御用ＴＦＴ１５０２の上には第１パッシベーション膜
（図示せず）が設けられ、その上に樹脂絶縁膜でなる平
坦化膜（第３の層間絶縁膜）（図示せず）が形成され
る。平坦化膜を用いて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（図示せ
ず）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１５０７を形成す
る前に平坦化しておくことが望ましい。
【０２１９】また、１５０７は反射性の高い導電膜でな
る画素電極（ＥＬ素子の陰極）であり、第１パッシベー
ション膜及び平坦化膜に設けられたコンタクトホールを
介して、電流制御用ＴＦＴ１５０２のドレイン領域に電
気的に接続される。画素電極１５０７としてはアルミニ
ウム合金膜、銅合金膜または銀合金膜など低抵抗な導電
膜またはそれらの積層膜を用いることが好ましい。勿
論、他の導電膜との積層構造としても良い。
【０２２０】次に有機樹脂膜を画素電極１５０７及び平
坦化膜上に形成し、該有機樹脂膜をパターニングするこ
とで、バンク１５０６を形成する。バンク１５０６は、
隣り合う画素の発光層またはＥＬ層を分離するために設
ける。バンク１５０６により形成された溝（画素に相当
する）の中に発光層（図示せず）が形成される。なお図
１５では、保持容量１５１１の位置を明確にするために
一部バンクを省略しているが、電源供給線１５０３とソ
ース信号線１５０４を一部覆うように、画素間に設けら
れている。また、ここでは二画素しか図示していない
が、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発
光層を作り分けても良い。発光層とする有機ＥＬ材料と
してはπ共役ポリマー系材料を用いる。代表的なポリマ
ー系材料としては、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰ
Ｖ）系、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）系、ポリフ
ルオレン系などが挙げられる。
【０２２１】なお、ＰＰＶ系有機ＥＬ材料としては様々
な型のものがあるが、例えば「H. Shenk,H.Becker,O.Ge
lsen,E.Kluge,W.Kreuder,and H.Spreitzer,“Polymers
forLight Emitting Diodes”,Euro Display,Proceeding
s,1999,p.33-37」や特開平１０−９２５７６号公報に記
載されたような材料を用いれば良い。
【０２２２】本実施例ではポリマー系材料を発光層とし
て用いる例を示したが、低分子系有機ＥＬ材料を用いて
も良い。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪素
等の無機材料を用いることも可能である。これらの有機
ＥＬ材料や無機材料は公知の材料を用いることができ
る。
【０２２３】本実施例では発光層の上にＰＥＤＯＴ（ポ
リチオフェン）またはＰＡｎｉ（ポリアニリン）でなる
正孔注入層（図示せず）を設けた積層構造のＥＬ層とし
ている。そして、正孔注入層の上には透明導電膜でなる
陽極（図示せず）が設けられる。本実施例の場合、発光
層で生成された光は上面側に向かって（ＴＦＴの上方に
向かって）放射されるため、陽極は透光性でなければな
らない。透明導電膜としては酸化インジウムと酸化スズ
との化合物や酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を用
いることができるが、耐熱性の低い発光層や正孔注入層
を形成した後で形成するため、可能な限り低温で成膜で
きるものが好ましい。
【０２２４】陽極まで形成された時点でＥＬ素子が完成
する。なお、ここでいうＥＬ素子は、画素電極（陰極）
１５０７、発光層、正孔注入層及び陽極で形成されたコ
ンデンサを指す。図１５に示すように画素電極１５０７
は画素の面積にほぼ一致するため、画素全体がＥＬ素子
として機能する。従って、発光の利用効率が非常に高
く、明るい画像表示が可能となる。
【０２２５】以上のように本発明のＥＬ表示パネルは図
１５のような構造の画素からなる画素部を有し、オフ電
流値の十分に低いスイッチング用ＴＦＴと、ホットキャ
リア注入に強い電流制御用ＴＦＴとを有する。従って、
高い信頼性を有し、且つ、良好な画像表示が可能なＥＬ
表示パネルが得られる。
【０２２６】なお、本実施例の構成は、実施例１、２、
６、８と自由に組み合わせて実施することが可能であ
る。
【０２２７】（実施例８）本実施例では、上記各実施例
において、ＥＬ層を形成する際に使用する成膜装置の例
を示す。
【０２２８】本実施例の成膜装置について図１９を用い
て説明する。図１９において、１１０１は搬送室（Ａ）
であり、搬送室（Ａ）１１０１には搬送機構（Ａ）１１
０２が備えられ、基板１１０３の搬送が行われる。搬送
室（Ａ）１１０１は減圧雰囲気にされており、各処理室
とはゲートによって遮断されている。各処理室への基板
の受け渡しは、ゲートを開けた際に搬送機構（Ａ）によ
って行われる。また、搬送室（Ａ）１１０１を減圧する
には、油回転ポンプ、メカニカルブースターポンプ、タ
ーボ分子ポンプ若しくはクライオポンプなどの排気ポン
プを用いることが可能であるが、水分の除去に効果的な
クライオポンプが好ましい。
【０２２９】図１９の成膜装置では、搬送室（Ａ）１１
０１の側面に排気ポート１１０４が設けられ、その下に
排気ポンプが設置される。このような構造とすると排気
ポンプのメンテナンスが容易になるという利点がある。
【０２３０】以下に、各処理室についての説明を行う。
なお、搬送室（Ａ）１１０１は減圧雰囲気となるので、
搬送室（Ａ）１１０１に直接的に連結された処理室には
全て排気ポンプ（図示せず）が備えられている。排気ポ
ンプとしては油回転ポンプ、メカニカルブースターポン
プ、ターボ分子ポンプ若しくはクライオポンプが用いら
れる。
【０２３１】まず、１１０５は基板のセッティング（設
置）を行うストック室であり、ロードロック室とも呼ば
れる。ストック室１１０５はゲート１１００aにより搬
送室（Ａ）１１０１と遮断され、ここに基板１１０３を
セットしたキャリア（図示せず）が配置される。なお、
ストック室１１０５は基板搬入用と基板搬出用とで部屋
が区別されていても良い。また、ストック室１１０５は
上述の排気ポンプと高純度の窒素ガスまたは希ガスを導
入するためのパージラインを備えている。
【０２３２】また、本実施例では基板１１０３を、素子
形成面を下向きにしてキャリアにセットする。これは後
に気相成膜（スパッタまたは蒸着による成膜）を行う際
に、フェイスダウン方式（デポアップ方式ともいう）を
行いやすくするためである。フェイスダウン方式とは、
基板の素子形成面が下を向いた状態で成膜する方式をい
い、この方式によればゴミの付着などを抑えることがで
きる。
【０２３３】次に、１１０６は搬送室（Ｂ）であり、ス
トック室１１０５とはゲート１１００bを介して連結さ
れ、搬送機構（Ｂ）１１０７を備えている。また、１１
０８は焼成室（ベーク室）であり、ゲート１１００ｄを
介して搬送室（Ｂ）１１０６と連結している。なお、焼
成室１１０８は基板の面の上下を反転させる機構を有す
る。即ち、フェイスダウン方式で搬送されてきた基板は
ここで一旦フェイスアップ方式に切り替わる。これは次
のスピンコータ１１０９での処理がフェイスアップ方式
で行えるようにするためである。また逆に、スピンコー
タ１１０９で処理を終えた基板は再び焼成室１１０８に
戻ってきて焼成され、再び上下を反転させてフェイスダ
ウン方式に切り替わり、ストック室１１０５へ戻る。
【０２３４】ところでスピンコータを備えた成膜室１１
０９はゲート１１００ｃを介して搬送室（Ｂ）１１０６
と連結している。スピンコータを備えた成膜室１１０９
はＥＬ材料を含む溶液を基板上に塗布することでＥＬ材
料を含む膜を形成する成膜室であり、本実施例ではスピ
ンコータを備えた成膜室１１０９で高分子系（ポリマー
系）有機ＥＬ材料を成膜する。なお、成膜されるＥＬ材
料は、発光層として用いるものだけでなく、電荷注入層
または電荷輸送層をも含む。また、公知のいかなる高分
子系有機ＥＬ材料を用いても良い。
【０２３５】発光層となる代表的な有機ＥＬ材料として
は、ＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）誘導体、Ｐ
ＶＫ（ポリビニルカルバゾール）誘導体またはポリフル
オレン誘導体が挙げられる。これはπ共役ポリマーとも
呼ばれる。また、電荷注入層としては、ＰＥＤＯＴ（ポ
リチオフェン）またはＰＡｎｉ（ポリアニリン）が挙げ
られる。
【０２３６】なお、本実施例ではスピンコータを用いた
成膜室を示したが、スピンコータに限定する必要はな
く、スピンコータに代えてディスペンサー、印刷または
インクジェットを用いた成膜室であっても構わない。
【０２３７】さらに、図１９の成膜装置のように、前処
理室１１１０、気層成膜室１１１１、封止室１１１２、
紫外光照射機構１１１３、受渡室１１１４、搬送機構
（Ｃ）１１１５、ゲート１１００ｆ、１１００ｅ、１１
００ｇを備えていても良い。
【０２３８】また、本実施例の成膜装置は、実施例１〜
７のいずれの構成を自由に組み合わせた構成において、
ＥＬ層を形成する際に使用することが可能である。
【０２３９】（実施例９）本実施例では赤色、青色、緑
色の発光輝度が異なる有機ＥＬ材料を用いた発光装置に
おいて、発光輝度の低い色の表示を行う画素の電流制御
用ＴＦＴのＷ／Ｌを、発光輝度の比較的高い色の表示を
行う画素の電流制御用ＴＦＴのＷ／Ｌより大きくなるよ
うにした。上記構成によって、発光輝度の低い色の表示
を行う画素の電流制御用ＴＦＴのドレイン電流を、発光
輝度の比較的高い色の表示を行う画素の電流制御用ＴＦ
Ｔのドレイン電流より高くなるようにした。
【０２４０】よって赤色、青色、緑色の発光輝度が異な
る有機ＥＬ材料を用いた発光装置において、発光輝度の
低い色の表示を行うＥＬ素子を流れる電流の量が、発光
輝度の比較的高い色の表示を行うＥＬ素子を流れる電流
の量より大きくなった。これにより赤色、青色、緑色の
発光輝度のバランスの良い画像を表示することが可能で
ある。
【０２４１】なお本実施例は、他の全ての実施例と組み
合わせて用いることが可能である。
【０２４２】（実施例１０）本実施例では本発明の発光
装置の構成の一例を、図２０を用いて説明する。
【０２４３】基板９０５上に絶縁膜９０６が形成されて
おり、その上に駆動回路（ソース信号線駆動回路または
ゲート信号線駆動回路）のＣＭＯＳ回路が有するｐチャ
ネル型ＴＦＴ９０１とｎチャネル型ＴＦＴ９０２と、画
素部が有するスイッチング用ＴＦＴ９０３と電流制御用
ＴＦＴ９０４とが形成されている。
【０２４４】駆動回路の有するｐチャネル型ＴＦＴ９０
１はソース領域９０７、ドレイン領域９０９、チャネル
形成領域９０８を有している。そしてｐチャネル型ＴＦ
Ｔ９０１はチャネル形成領域９０８上にゲート絶縁膜９
０６と、前記ゲート絶縁膜９０６上にゲート電極９２２
とを有している。ゲート絶縁膜９０６とゲート電極９２
２とを覆って第１の層間絶縁膜９２７が設けられてい
る。そしてｐチャネル型ＴＦＴ９０１はゲート絶縁膜９
０６と第１の層間絶縁膜９２７とに設けられたコンタク
トホールを介して、ソース領域９０７に接続されている
ソース配線９２８と、ドレイン領域９０９に接続されて
いるドレイン配線９２９とを有している。
【０２４５】駆動回路の有するｎチャネル型ＴＦＴ９０
２はソース領域９１２、ドレイン領域９１０、チャネル
形成領域９１１を有している。そしてｎチャネル型ＴＦ
Ｔ９０２はチャネル形成領域９１１上にゲート絶縁膜９
０６と、前記ゲート絶縁膜９０６上にゲート電極９２３
とを有している。ゲート絶縁膜９０６とゲート電極９２
３とを覆って第１の層間絶縁膜９２７が設けられてい
る。そしてｎチャネル型ＴＦＴ９０２はゲート絶縁膜９
０６と第１の層間絶縁膜９２７とに設けられたコンタク
トホールを介して、ソース領域９１２に接続されている
ソース配線９３０と、ドレイン領域９１０に接続されて
いるドレイン配線９２９とを有している。
【０２４６】画素部の有するスイッチング用ＴＦＴ９０
３はダブルゲート構造を有している。なお本実施例にお
いてスイッチング用ＴＦＴ９０３はダブルゲート構造を
有しているが、シングルゲート構造を有していても、他
のマルチゲート構造を有していても構わない。スイッチ
ング用ＴＦＴ９０３はソース領域９１３、ドレイン領域
９１７、チャネル形成領域９１４、９１６、不純物添加
領域９１５を有している。そしてスイッチング用ＴＦＴ
９０３はチャネル形成領域９１４、９１６上にゲート絶
縁膜９０６と、前記ゲート絶縁膜９０６上にゲート電極
９２４、９２５とを有している。ゲート絶縁膜９０６と
ゲート電極９２４、９２５とを覆って第１の層間絶縁膜
９２７が設けられている。そしてスイッチング用ＴＦＴ
９０３はゲート絶縁膜９０６と第１の層間絶縁膜９２７
とに設けられたコンタクトホールを介して、ソース領域
９１３に接続されているソース配線（ソース信号線）９
３１と、ドレイン領域９１７に接続されているドレイン
配線９３２とを有している。
【０２４７】また９５７はゲート配線（ゲート信号線）
であり、スイッチング用ＴＦＴ９０３のゲート電極９２
４とゲート電極９２５とを電気的に接続している。ゲー
ト配線９２５はスイッチング用ＴＦＴ９０３のゲート電
極９２４、９２５と同じ材料で形成されていても良い
し、異なる材料で形成されていても良い。ゲート電極９
２４、９２５を精密加工が容易な材料で形成し、ゲート
配線９５７をゲート電極９２４、９２５を形成している
材料よりも低い抵抗を有する材料で形成することで、よ
り高精細で大画面の発光装置を形成することが可能にな
る。
【０２４８】画素部の有する電流制御用ＴＦＴ９０４は
シングルゲート構造を有している。なお本実施例におい
て電流制御用ＴＦＴ９０４はシングルゲート構造を有し
ているが、ダブルゲート構造を有していても、他のマル
チゲート構造を有していても構わない。電流制御用ＴＦ
Ｔ９０４はソース領域９１８、ドレイン領域９２０、チ
ャネル形成領域９１９を有している。そして電流制御用
ＴＦＴ９０４はチャネル形成領域９１９上にゲート絶縁
膜９０６と、前記ゲート絶縁膜９０６上にゲート電極９
２６とを有している。ゲート絶縁膜９０６とゲート電極
９２６とを覆って第１の層間絶縁膜９２７が設けられて
いる。そして電流制御用ＴＦＴ９０４はゲート絶縁膜９
０６と第１の層間絶縁膜９２７とに設けられたコンタク
トホールを介して、ソース領域９１８に接続されている
ソース配線９３３と、ドレイン領域９２０に接続されて
いるドレイン配線９３４とを有している。
【０２４９】第１の層間絶縁膜９２７とソース配線９２
８、９３０、９３１、９３３とドレイン配線９２９、９
３２、９３４とを覆って第２の層間絶縁膜９３５が形成
される。そして第２の層間絶縁膜９３５上に有機樹脂か
らなる第３の層間絶縁膜（平坦化膜）９３６が形成され
ている。
【０２５０】第２の層間絶縁膜９３５と第３の層間絶縁
膜９３６とに形成されたコンタクトホールを介して、電
流制御用ＴＦＴ９０４のドレイン配線９３４と接続され
た画素電極９３７が、第３の層間絶縁膜９３６上に形成
されている。なお本実施例において画素電極９３７は透
明電極、例えばＩＴＯで形成するのが好ましい。
【０２５１】またＥＬ層または発光層を画素間で区切る
ためのバンク９３８がソース配線９３１上に設けられて
いる。なお本実施例ではバンク９３８をソース配線９３
１上に設けたが本発明はこれに限定されない。バンク９
３８をゲート配線９５７上に設けるようにしても良い。
【０２５２】画素電極９３７上にはＥＬ層９３９が設け
られている。ＥＬ層は公知の材料を用いて形成すること
が可能である。そしてＥＬ層９３９上には陰極９４０が
設けられている。陰極９４０は公知の材料を用いて形成
することが可能であり、本実施例ではＭｇＡｇを用いて
形成した。
【０２５３】なおＥＬ層９３９と陰極９４０は同一チャ
ンバー内で、大気開放せずに連続して形成するのが好ま
しい。
【０２５４】本実施例の構成を有する発光装置はＬＤＤ
領域を有さないので、動作速度が比較的早い。
【０２５５】なお、ＥＬ素子に加える電圧が１０Ｖ以
下、好ましくは５Ｖ以下となった場合、ホットキャリア
効果によるＴＦＴの劣化はさほど問題とならなくなるた
め、本実施例に示したＬＤＤ領域を有さない構成が作製
工程数を抑える意味において有効である。
【０２５６】（実施例１１）本実施例では、上記した式
８、式１１を用いて、実際の発光装置に本発明を適用し
た場合の、実施例とは異なる例について説明する。
【０２５７】本実施例では、解像度が３２０×２４０の
ＱＶＧＡである、４インチの発光装置を例にとって説明
する。
【０２５８】４インチのＱＶＧＡの発光装置の画素サイ
ズは、８４μｍ×２５２μｍ程度である。一定の輝度を
得ようとしたとき、単位面積あたりにＥＬ素子に流れる
電流の大きさが決まる。本実施例では単位面積あたり３
ｍＡ／ｃｍ2とする。
【０２５９】よって各画素の有する電流制御用ＴＦＴの
ドレイン電流Ｉｄは、以下の式２３で表される。
【０２６０】
【式２３】
【０２６１】上記の式２３は、発光装置の開口率が１０
０％としたときの電流制御用ＴＦＴのドレイン電流Ｉｄ
の値である。実際には発光装置の開口率は１００％では
ない場合が殆どである。発光装置の開口率が下がれば下
がるほど、実際に必要なドレイン電流Ｉｄの値は大きく
なる。例えば本実施例の発光装置の開口率を３０％とす
ると、実際に必要なドレイン電流Ｉｄの値は、以下の式
２４によって求められる。
【０２６２】
【式２４】
【０２６３】また、本実施例で用いる発光装置はボトム
ゲート型の電流制御用ＴＦＴを用いているので、電流制
御用ＴＦＴの移動度μ＝５０（ｍ2／Ｖ・ｓｅｃ）、ゲー
ト容量の容量値Ｃ0＝２．４×１０-8（Ｆ／ｃｍ2）とす
ると、式２５から定数Ａが求まる。
【０２６４】
【式２５】
【０２６５】また本実施例では、各画素の発光輝度の差
が例えば±５％以内に収まるようにする。そしてＴＦＴ
が破壊される直前のゲート電圧Ｖｇｓ(max)を２５Ｖと
し、しきい値電圧Ｖｔｈの値を０Ｖとすると、式８と式
１１から、以下の式２６、式２７が得られる。
【０２６６】
【式２６】
【０２６７】
【式２７】
【０２６８】本発明の発光装置は、上記の式２６または
式２７を満たす範囲でΔＶｔｈ及びＷ／Ｌの値が定めら
れており、ドレイン電流Ｉｄのばらつきを±５％以内に
抑えられる。
【０２６９】電流制御用ＴＦＴのしきい値のばらつきΔ
Ｖｔｈは、一般的に０．１Ｖ以下であることが望まし
い。
【０２７０】しきい値電圧のばらつきΔＶｔｈがＴＦＴ
の作製プロセスによって、ΔＶｔｈ≦０．１Ｖであった
とする。式２７にΔＶｔｈ＝０．１Ｖを代入すると以下
の式２８が得られる。
【０２７１】
【式２８】
【０２７２】式２８が成り立つようにチャネル長Ｌとチ
ャネル幅Ｗの比Ｗ／Ｌを定めれば、ドレイン電流Ｉｄの
ばらつきを±５％以内に抑えることができる。
【０２７３】上記構成によって、本発明の発光装置は各
画素に設けられる薄膜トランジスタの数を２つにして開
口率の低下を抑え、なおかつ、各画素が有する電流制御
用ＴＦＴのしきい値電圧のばらつきによる輝度むらを抑
えることが可能になる。
【０２７４】なお本実施例ではドレイン電流Ｉｄのばら
つきを±５％以内に抑える例について説明したが、本発
明はこの数値に限定されない。
【０２７５】（実施例１２）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材料を用いるこ
とで、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。
【０２７６】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.Adac
hi, S.Saito, Photochemical Processes in Organized
Molecular Systems, ed.K.Honda, (Elsevier Sci.Pub.,
Tokyo,1991) p.437.)
【０２７７】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。
【０２７８】
【化１】
【０２７９】(M.A.Baldo, D.F.O'Brien, Y.You, A.Shou
stikov, S.Sibley, M.E.Thompson,S.R.Forrest, Nature
395 (1998) p.151.)
【０２８０】上記の論文により報告されたＥＬ材料（Ｐ
ｔ錯体）の分子式を以下に示す。
【０２８１】
【化２】
【０２８２】(M.A.Baldo, S.Lamansky, P.E.Burrrows,
M.E.Thompson, S.R.Forrest, Appl.Phys.Lett.,75 (199
9) p.4.) (T.Tsutsui, M.-J.Yang, M.Yahiro, K.Nakamu
ra,T.Watanabe, T.tsuji, Y.Fukuda, T.Wakimoto, S.Ma
yaguchi, Jpn.Appl.Phys.,38 (12B) (1999) L1502.)
【０２８３】上記の論文により報告されたＥＬ材料（Ｉ
ｒ錯体）の分子式を以下に示す。
【０２８４】
【化３】
【０２８５】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。
【０２８６】なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施
例１１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。
【０２８７】（実施例１３）発光装置は、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
示部に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表示装置（発光装置を筐体に組み込
んだ表示装置）の表示部として本発明の発光装置を用い
るとよい。
【０２８８】なお、発光装置には、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
の発光装置を用いることができる。
【０２８９】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（Ｄ
ＶＤ）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、発光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１６、図１７に示す。
【０２９０】図１６（Ａ）はＥＬ表示装置であり、筐体
２００１、支持台２００２、表示部２００３等を含む。
本発明の発光装置は表示部２００３に用いることができ
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。
【０２９１】図１６（Ｂ）はビデオカメラであり、本体
２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作
スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０
６等を含む。本発明の発光装置は表示部２１０２に用い
ることができる。
【０２９２】図１６（Ｃ）は頭部取り付け型の電気光学
装置の一部（右片側）であり、本体２２０１、信号ケー
ブル２２０２、頭部固定バンド２２０３、スクリーン部
２２０４、光学系２２０５、表示部２２０６等を含む。
本発明の発光装置は表示部２２０６に用いることができ
る。
【０２９３】図１６（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２３０
１、記録媒体（ＤＶＤ等）２３０２、操作スイッチ２３
０３、表示部（ａ）２３０４、表示部（ｂ）２３０５等
を含む。表示部（ａ）２３０４は主として画像情報を表
示し、表示部（ｂ）２３０５は主として文字情報を表示
するが、本発明の発光装置はこれら表示部（ａ）、
（ｂ）２３０４、２３０５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。
【０２９４】図１６（Ｅ）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２４０
１、表示部２４０２、アーム部２４０３を含む。本発明
の発光装置は表示部２４０２に用いることができる。
【０２９５】図１６（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。本発明の発光装置は表示
部２５０３に用いることができる。
【０２９６】なお、将来的に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。
【０２９７】また、上記電子機器はインターネットやＣ
ＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回線を通じて
配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情
報を表示する機会が増してきている。ＥＬ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。
【０２９８】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。
【０２９９】ここで図１７（Ａ）は携帯電話であり、本
体２６０１、音声出力部２６０２、音声入力部２６０
３、表示部２６０４、操作スイッチ２６０５、アンテナ
２６０６を含む。本発明の発光装置は表示部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。
【０３００】また、図１７（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２
７０２、操作スイッチ２７０３、２７０４を含む。本発
明の発光装置は表示部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
２７０２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。
【０３０１】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能であ
る。また、本実施例の電子機器は実施例１〜１２に示し
たいずれの構成の発光装置を用いても良い。
【発明の効果】本発明は、しきい値電圧のばらつきΔＶ
ｔｈがＴＦＴの作製プロセスによって固定されてしまう
場合、しきい値電圧のばらつきΔＶｔｈの値から、式１
４によってチャネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌの範
囲が定める。
【０３０２】また本発明は、デザイン上の問題によって
チャネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌの値が固定され
てしまう場合、チャネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌ
の値から、式１５によってしきい値電圧のばらつきΔＶ
ｔｈの範囲が定まる。
【０３０３】上記構成によって、本発明の発光装置は各
画素に設けられる薄膜トランジスタの数を２つにして開
口率の低下を抑え、なおかつ、各画素が有する電流制御
用ＴＦＴのしきい値電圧のばらつきによる輝度むらを抑
えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の発光装置の画素部の回路図。
【図２】 本発明の発光装置の上面ブロック図。
【図３】 本発明の発光装置の駆動方法を示すタイミン
グチャート図。
【図４】 本発明の発光装置の画素の回路図。
【図５】 ＥＬ素子の発光輝度と電流密度の相関図。
【図６】 ＴＦＴの上面図。
【図７】 発光装置の作製行程を示す図。
【図８】 発光装置の作製行程を示す図。
【図９】 発光装置の作製行程を示す図。
【図１０】 発光装置の作製行程を示す図。
【図１１】 本発明の発光装置の上面図及び断面図。
【図１２】 本発明の発光装置の画素の回路図。
【図１３】 ソース信号線駆動回路の回路図。
【図１４】 レベルシフト及びアナログスイッチの等価
回路図。
【図１５】 画素上面図。
【図１６】 本発明の発光装置を用いた電子機器の図。
【図１７】 本発明の発光装置を用いた電子機器の図。
【図１８】 従来の発光装置の画素部の回路図。
【図１９】 本発明の発光装置を作製する際に用いられ
るスピンコータの図。
【図２０】 本発明の発光装置の断面詳細図。
【符号の説明】
１０１ ソース信号線駆動回路 １０１＿１ シフトレジスタ １０１＿２ レベルシフト １０１＿３ サンプリング回路 １０２ ゲート信号線駆動回路 １０３ 画素部 １０４ ソース信号線 １０５ 電源供給線 １０６ ゲート信号線 １０７ スイッチング用ＴＦＴ １０８ 電流制御用ＴＦＴ １０９ ＥＬ素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/20 ６８０ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６８０Ｖ 3/30 3/30 Ｚ Ｈ０１Ｌ 29/786 Ｈ０５Ｂ 33/08 Ｈ０５Ｂ 33/08 33/12 Ｂ 33/12 33/14 Ａ 33/14 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１８Ｃ

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の画素を有する発光装置であって、 前記複数の画素は、複数のスイッチング用ＴＦＴと、複
    数の電流制御用ＴＦＴと、複数のＥＬ素子とを有してお
    り、 前記複数のスイッチング用ＴＦＴを介して前記複数の電
    流制御用ＴＦＴのゲート電極に入力されるビデオ信号に
    よって、前記ＥＬ素子の発光輝度が制御されており、 前記複数の電流制御用ＴＦＴは、活性層と、前記活性層
    上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極
    とを有しており、 前記活性層はソース領域と、ドレイン領域と、前記ソー
    ス領域と前記ドレイン領域との間に設けられたチャネル
    形成領域とを有しており、 前記複数の電流制御用ＴＦＴの前記ＥＬ素子の輝度が最
    大の時のドレイン電流をＩｄ、移動度をμ、単位面積あ
    たりのゲート容量をＣ0、最大ゲート電圧をＶｇ
    ｓ(max)、チャネル幅をＷ、チャネル長をＬ、しきい値
    電圧の平均値をＶｔｈ、しきい値電圧の平均値からのず
    れをΔＶｔｈとし、前記複数のＥＬ素子の発光輝度の差
    を±ｎ％以下とすると、 であることを特徴とする発光装置。
  2. 【請求項２】複数の画素を有する発光装置であって、 前記複数の画素は、複数のスイッチング用ＴＦＴと、複
    数の電流制御用ＴＦＴと、複数のＥＬ素子とを有してお
    り、 前記複数のスイッチング用ＴＦＴを介して前記複数の電
    流制御用ＴＦＴのゲート電極に入力されるビデオ信号に
    よって、前記ＥＬ素子の発光輝度が制御されており、 前記複数の電流制御用ＴＦＴは、活性層と、前記活性層
    上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極
    とを有しており、 前記活性層はソース領域と、ドレイン領域と、前記ソー
    ス領域と前記ドレイン領域との間に設けられたチャネル
    形成領域とを有しており、 前記複数の電流制御用ＴＦＴの前記ＥＬ素子の輝度が最
    大の時のドレイン電流をＩｄ、移動度をμ、単位面積あ
    たりのゲート容量をＣ0、最大ゲート電圧をＶｇ
    ｓ(max)、チャネル幅をＷ、チャネル長をＬ、しきい値
    電圧の平均値をＶｔｈ、しきい値電圧の平均値からのず
    れをΔＶｔｈとし、前記複数のＥＬ素子の発光輝度の差
    を±ｎ％以下とすると、 であることを特徴とする発光装置。
  3. 【請求項３】ソース信号線駆動回路と、ゲート信号線駆
    動回路と、画素部と、複数のソース信号線と、複数のゲ
    ート信号線と、電源供給線とを有する発光装置であっ
    て、 前記画素部は複数の画素を有しており、 前記複数の画素は、複数のスイッチング用ＴＦＴと、複
    数の電流制御用ＴＦＴと、複数のＥＬ素子とを有してお
    り、 前記ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、前記陰極と前記陽極
    との間に設けられたＥＬ層とを有しており、 前記複数のスイッチング用ＴＦＴのゲート電極は前記複
    数のゲート電極に接続されており、 前記複数のスイッチング用ＴＦＴのソース領域とドレイ
    ン領域とは、一方は前記複数のソース信号線に、もう一
    方は前記複数の電流制御用ＴＦＴのゲート電極に接続さ
    れており、 前記複数の電流制御用ＴＦＴのソース領域は前記電源供
    給線に、ドレイン領域は前記ＥＬ素子の陽極又は陰極に
    接続されており、 前記ソース信号線駆動回路によって前記複数のソース信
    号線にビデオ信号が入力され、 前記複数のソース信号線に入力されたビデオ信号が、前
    記複数のスイッチング用ＴＦＴを介して前記複数の電流
    制御用ＴＦＴのゲート電極に入力されることで前記複数
    のＥＬ素子の発光輝度が制御されており、 前記複数の電流制御用ＴＦＴは、活性層と、前記活性層
    上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極
    とを有しており、 前記活性層はソース領域と、ドレイン領域と、前記ソー
    ス領域と前記ドレイン領域との間に設けられたチャネル
    形成領域とを有しており、 前記複数の電流制御用ＴＦＴの前記ＥＬ素子の輝度が最
    大の時のドレイン電流をＩｄ、移動度をμ、単位面積あ
    たりのゲート容量をＣ0、最大ゲート電圧をＶｇ
    ｓ(max)、チャネル幅をＷ、チャネル長をＬ、しきい値
    電圧の平均値をＶｔｈ、しきい値電圧の平均値からのず
    れをΔＶｔｈとし、前記複数のＥＬ素子の発光輝度の差
    を±ｎ％以下とすると、 であることを特徴とする発光装置。
  4. 【請求項４】ソース信号線駆動回路と、ゲート信号線駆
    動回路と、画素部と、複数のソース信号線と、複数のゲ
    ート信号線と、電源供給線とを有する発光装置であっ
    て、 前記画素部は複数の画素を有しており、 前記複数の画素は、複数のスイッチング用ＴＦＴと、複
    数の電流制御用ＴＦＴと、複数のＥＬ素子とを有してお
    り、 前記ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、前記陰極と前記陽極
    との間に設けられたＥＬ層とを有しており、 前記複数のスイッチング用ＴＦＴのゲート電極は前記複
    数のゲート電極に接続されており、 前記複数のスイッチング用ＴＦＴのソース領域とドレイ
    ン領域とは、一方は前記複数のソース信号線に、もう一
    方は前記複数の電流制御用ＴＦＴのゲート電極に接続さ
    れており、 前記複数の電流制御用ＴＦＴのソース領域は前記電源供
    給線に、ドレイン領域は前記ＥＬ素子の陽極又は陰極に
    接続されており、 前記ソース信号線駆動回路によって前記複数のソース信
    号線にビデオ信号が入力され、 前記複数のソース信号線に入力されたビデオ信号が、前
    記複数のスイッチング用ＴＦＴを介して前記複数の電流
    制御用ＴＦＴのゲート電極に入力されることで前記複数
    のＥＬ素子の発光輝度が制御されており、 前記複数の電流制御用ＴＦＴは、活性層と、前記活性層
    上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極
    とを有しており、 前記活性層はソース領域と、ドレイン領域と、前記ソー
    ス領域と前記ドレイン領域との間に設けられたチャネル
    形成領域とを有しており、 前記複数の電流制御用ＴＦＴの前記ＥＬ素子の輝度が最
    大の時のドレイン電流をＩｄ、移動度をμ、単位面積あ
    たりのゲート容量をＣ0、最大ゲート電圧をＶｇ
    ｓ(max)、チャネル幅をＷ、チャネル長をＬ、しきい値
    電圧の平均値をＶｔｈ、しきい値電圧の平均値からのず
    れをΔＶｔｈとし、前記複数のＥＬ素子の発光輝度の差
    を±ｎ％以下とすると、 であることを特徴とする発光装置。
  5. 【請求項５】請求項３または請求項４において、前記電
    流制御用ＴＦＴはｎチャネル型ＴＦＴであり、かつ前記
    電流制御用ＴＦＴのドレイン領域は前記ＥＬ素子の陰極
    に接続されていることを特徴とする発光装置。
  6. 【請求項６】請求項３または請求項４において、前記電
    流制御用ＴＦＴはｐチャネル型ＴＦＴであり、かつ前記
    電流制御用ＴＦＴのドレイン領域は前記ＥＬ素子の陽極
    に接続されていることを特徴とする発光装置。
  7. 【請求項７】複数の画素を有する発光装置であって、 前記複数の画素は、複数のスイッチング用ＴＦＴと、複
    数の電流制御用ＴＦＴと、複数のＥＬ素子とを有してお
    り、 前記複数のスイッチング用ＴＦＴを介して前記複数の電
    流制御用ＴＦＴのゲート電極に入力されるビデオ信号に
    よって、前記ＥＬ素子の発光輝度が制御されており、 前記複数の電流制御用ＴＦＴは、活性層と、前記活性層
    上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極
    とを有しており、 前記活性層はソース領域と、ドレイン領域と、前記ソー
    ス領域と前記ドレイン領域との間に設けられたチャネル
    形成領域とを有しており、 前記複数の電流制御用ＴＦＴの前記ＥＬ素子の輝度が最
    大の時のドレイン電流をＩｄ、移動度をμ、単位面積あ
    たりのゲート容量をＣ0、最大ゲート電圧をＶｇ
    ｓ(max)、チャネル幅をＷ、チャネル長をＬ、しきい値
    電圧の平均値をＶｔｈ、しきい値電圧の平均値からのず
    れをΔＶｔｈとし、前記複数のＥＬ素子の発光輝度の差
    を±ｎ％以下とすると、 であり、 前記各画素における前記チャネル幅Ｗと前記チャネル長
    Ｌの比が、前記各画素が表示する色によって異なること
    を特徴とする発光装置。
  8. 【請求項８】複数の画素を有する発光装置であって、 前記複数の画素は、複数のスイッチング用ＴＦＴと、複
    数の電流制御用ＴＦＴと、複数のＥＬ素子とを有してお
    り、 前記複数のスイッチング用ＴＦＴを介して前記複数の電
    流制御用ＴＦＴのゲート電極に入力されるビデオ信号に
    よって、前記ＥＬ素子の発光輝度が制御されており、 前記複数の電流制御用ＴＦＴは、活性層と、前記活性層
    上にゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極
    とを有しており、 前記活性層はソース領域と、ドレイン領域と、前記ソー
    ス領域と前記ドレイン領域との間に設けられたチャネル
    形成領域とを有しており、 前記複数の電流制御用ＴＦＴの前記ＥＬ素子の輝度が最
    大の時のドレイン電流をＩｄ、移動度をμ、単位面積あ
    たりのゲート容量をＣ0、最大ゲート電圧をＶｇ
    ｓ(max)、チャネル幅をＷ、チャネル長をＬ、しきい値
    電圧の平均値をＶｔｈ、しきい値電圧の平均値からのず
    れをΔＶｔｈとし、前記複数のＥＬ素子の発光輝度の差
    を±ｎ％以下とすると、 であり、 前記各画素における前記チャネル幅Ｗと前記チャネル長
    Ｌの比が、前記各画素が表示する色によって異なること
    を特徴とする発光装置。
  9. 【請求項９】請求項１乃至請求項８のいずれか１項にお
    いて、前記複数のＥＬ素子の発光輝度の差が±５％以下
    であることを特徴とする発光装置。
  10. 【請求項１０】請求項１乃至請求項８のいずれか１項に
    おいて、前記複数のＥＬ素子の発光輝度の差が±３％以
    下であることを特徴とする発光装置。
  11. 【請求項１１】請求項１乃至請求項１０のいずれか１項
    において、前記最大ゲート電圧が２５Ｖであることを特
    徴とする発光装置。
  12. 【請求項１２】請求項１乃至請求項８のいずれか１項に
    おいて、前記最大ゲート電圧が２５Ｖであり、前記複数
    の電流制御用ＴＦＴの前記チャネル幅Ｗと前記チャネル
    長Ｌの比が２．２６×１０-3≦Ｗ／Ｌ≦０．２１４であ
    ることを特徴とする発光装置。
  13. 【請求項１３】請求項１乃至請求項１２のいずれか１項
    において、前記ゲート容量とは、前記電流制御用ＴＦＴ
    において、前記チャネル形成領域と、前記ゲート絶縁膜
    と、前記ゲート電極とが重なった部分に形成されること
    を特徴とする発光装置。
  14. 【請求項１４】請求項１乃至請求項１３のいずれか１項
    に記載の前記発光装置を用いることを特徴とするビデオ
    カメラ。
  15. 【請求項１５】請求項１乃至請求項１３のいずれか１項
    に記載の前記発光装置を用いることを特徴とする画像再
    生装置。
  16. 【請求項１６】請求項１乃至請求項１３のいずれか１項
    に記載の前記発光装置を用いることを特徴とするヘッド
    マウントディスプレイ。
  17. 【請求項１７】請求項１乃至請求項１３のいずれか１項
    に記載の前記発光装置を用いることを特徴とするパーソ
    ナルコンピュータ。
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