JP2002280186A

JP2002280186A - 発光装置およびその作製方法

Info

Publication number: JP2002280186A
Application number: JP2001079586A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Sakakura; 真之坂倉; Shunpei Yamazaki; 舜平山崎
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2002-09-27

Abstract

(57)【要約】【課題】第１の電極を形成する絶縁表面が平坦でな
く、第１の電極の膜厚程度又はそれ以上の凹凸や異物が
あると、第１に電極は均一に形成されず、一つの画素内
で、発光しない点（黒点として観測されるのでダークス
ポットという）が発生したり、ひいては第１の電極と第
２の電極とが上下で短絡してしまうという不良が発生し
てしまう。【解決手段】本発明の発光装置の構成は、絶縁表面上
に形成された第１の電極と、第１の電極の端部を覆いテ
ーパー状の縁を有する第１の絶縁層と、第１の電極及び
前記第１の絶縁層上に形成され、酸化シリコン、窒化シ
リコン、酸窒化シリコンから選ばれた一種又は複数種か
ら成る第２の絶縁層と、第２の絶縁層上に形成された有
機化合物層と、有機化合物層上に形成された第２の電極
とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電界を加えること
で蛍光又は燐光から成る発光が得られる有機化合物を含
む膜（以下、「有機化合物層」と記す）を有する発光素
子を用いた発光装置及びその作製方法に関する。

【０００２】尚、本発明において発光素子とは一対の電
極間に有機化合物層を設けた素子を指し、発光装置と
は、発光素子として発光素子を用いた画像表示デバイス
もしくは発光デバイスを指す。また、発光素子にコネク
ター、例えば異方導電性フィルム(ＦＰＣ: Flexible Pr
inted Circuit)もしくはＴＡＢ（Tape Automated Bondi
ng）テープもしくはTCP（Tape Carrier Package）が取
り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先に
プリント配線板が設けられたモジュール、または発光素
子にＣＯＧ（Chip On Glass）方式によりＩＣ（集積回
路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含む
ものとする。

【０００３】

【従来の技術】薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動
などの特徴を有する有機化合物を発光体として用いた発
光素子は、次世代のフラットパネルディスプレイへの応
用が期待されている。特に、発光素子をマトリクス状の
配置した表示装置は、従来の液晶表示装置と比較して、
視野角が広く視認性が優れる点に優位性があると考えら
れている。

【０００４】発光素子の発光機構は、電極間に有機化合
物層を挟んで電圧を印加することにより、第２の電極か
ら注入された電子および第１の電極から注入された正孔
が有機化合物層中の発光中心で再結合して分子励起子を
形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギ
ーを放出して発光すると言われている。励起状態には一
重項励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状
態を経ても可能であると考えられている。

【０００５】このような発光素子をマトリクス状の配置
して形成された発光装置の駆動方法は、パッシブマトリ
クス駆動（単純マトリクス型）とアクティブマトリクス
駆動との両者が可能である。しかし、画素密度が増えた
場合には、画素（又は１ドット）毎にスイッチが設けら
れているアクティブマトリクス駆動の方が低電圧駆動で
きるので有利であると考えられている。

【０００６】発光素子を有するアクティブマトリクス型
の発光装置は、図２に示すような素子構造を有してお
り、基板２０１上に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと
記す）２０２が形成され、ＴＦＴ２０２上には、層間絶
縁膜２０３が形成される。層間絶縁膜２０３上には、配
線２０４によりＴＦＴ２０２と電気的に接続された第１
の電極（陽極）２０５が形成される。第１の電極２０５
を形成する材料としては、仕事関数の大きい透明性導電
材料が適しており、代表的にはＩＴＯ（indium tin oxi
des）が用いられている。

【０００７】第１の電極２０５上には、有機化合物層２
０６が形成される。なお、本明細書では、便宜上第１の
電極と第２の電極の間に設けられた全ての層を有機化合
物層と呼ぶ。有機化合物層２０６には具体的に、発光
層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層
等が含まれる。基本的に発光素子は、第１の電極／発光
層／第２の電極が順に積層された構造を有しており、こ
の構造に加えて、第１の電極／正孔注入層／発光層／第
２の電極や、第１の電極／正孔注入層／発光層／電子輸
送層／第２の電極等の順に積層した構造を有しているこ
ともある。

【０００８】有機化合物層２０６を形成した後で、第２
の電極２０７を形成することにより、発光素子２０９が
形成される。第２の電極としては仕事関数の小さい金属
（代表的には周期表の１族もしくは２族に属する金属）
を用いることが多い。

【０００９】また、第１の電極の端部を覆うように形成
され、この部分で第２の電極と第１の電極とがショート
することを防ぐために有機樹脂材料からなる第１の絶縁
層２０８が形成されている。なお、図２では、一画素に
形成される発光素子しか示していないが、実際には、こ
れらが画素部に複数形成されることによりアクティブマ
トリクス型の発光装置が形成される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機化
合物層は５０〜１５０nm程度の厚さで形成されるので、
第１の電極（陽極）の表面が平坦でなく微細な凹凸が形
成されていると、有機化合物層が均一の厚さで形成され
ないことが問題となる。

【００１１】また、第１の電極を形成する絶縁表面が平
坦でなく、第１の電極の膜厚程度又はそれ以上の凹凸や
異物があると、第１に電極は均一に形成されず、その凹
凸に影響されて有機化合物層も均一に形成されないこと
が問題となる。

【００１２】その結果、有機化合物層上に第２の電極
（陰極）を形成すると、一つの画素内で、発光しない点
（黒点として観測されるのでダークスポットという）が
発生したり、ひいては第１の電極と第２の電極とが上下
で短絡してしまうという不良が発生してしまう。

【００１３】また、有機化合物層は酸素や水分により劣
化しやすいという性質を有しているが、層間絶縁膜とし
て用いられる材料はポリイミド、ポリアミド、アクリル
と言った有機樹脂材料が多く、これらの材料を用いて形
成された層間絶縁膜から発生した酸素等の気体により発
光素子が劣化してしまうという問題がある。

【００１４】発光素子の第２の電極材料には、ＴＦＴを
形成する半導体にとって可動性イオンとなり悪質な不純
物であるＬｉやＭｇといったアルカリ金属又はアルカリ
土類金属材料が用いられている。従って、アクティブマ
トリクス型の発光装置では、この第２の電極材料がＴＦ
Ｔ側に拡散しないようにする必要がある。

【００１５】本発明は上記問題点を鑑みてなされたもの
であり、有機化合物を用いた発光素子から成る発光装置
の信頼性を向上させることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決する手段】上記問題点を解決するために、
本発明の発光装置の構成は、絶縁表面上に形成された第
１の電極と、第１の電極の端部を覆いテーパー状の縁を
有する第１の絶縁層と、第１の電極及び前記第１の絶縁
層上に形成され、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化
シリコンから選ばれた一種又は複数種から成る第２の絶
縁層と、第２の絶縁層上に形成された有機化合物層と、
有機化合物層上に形成された第２の電極とを有してい
る。

【００１７】また、上記構成の他に、ソース領域及びド
レイン領域を有する薄膜トランジスタと、ソース領域及
びドレイン領域上の層間絶縁膜と、層間絶縁膜に開口部
が形成され、ドレイン領域に接続するドレイン電極と、
層間絶縁膜上に形成され、ドレイン電極と接続する第１
の電極と第１の電極上において開口部を形成し、かつ、
該第１の電極の端部を覆いテーパー状の縁を有する第１
の絶縁層と、第１の電極及び前記第１の絶縁層上に形成
され、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンか
ら選ばれた一種又は複数種から成る第２の絶縁層と、第
２の絶縁層上に形成された有機化合物層と、有機化合物
層上に形成された第２の電極とを有している。第２の絶
縁層は炭素を主成分とする材料で形成しても良い。代表
的にはダイアモンドライクカーボンを適用することがで
きる。

【００１８】第２の絶縁層は１〜１０nm、好ましくは２
〜３nmの厚さで形成することにより、第１の電極及び有
機樹脂層との間でトンネル電流を流すことが可能とな
る。そして、第２の絶縁層を設けることにより、第１の
電極（陽極）の表面の微細な凹凸を平坦化し、有機化合
物層を均一に形成することができる。また、第１の層間
絶縁膜又は第２の層間絶縁膜に数十〜数百nmの凹凸や異
物があっても、第２の絶縁層を形成することにより、ダ
ークスポットや、第１の電極と第２の電極とが短絡して
発光素子が非点灯となる不良を防止することができる。

【００１９】絶縁表面又は層間絶縁膜はポリイミド又は
アクリル、或いは窒化シリコン又は酸窒化シリコンで形
成する。

【００２０】上記問題点を解決するために、本発明の発
光装置の作製方法は、絶縁表面上に第１の電極を形成
し、第１の電極の端部を覆いテーパー状の縁を有する第
１の絶縁層を形成し、第１の電極及び前記第１の絶縁層
上に、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンか
ら選ばれた一種又は複数種から成る第２の絶縁層を形成
し、第２の絶縁層上に有機化合物層を形成し、有機化合
物層上に第２の電極を形成する方法である。

【００２１】また、他の方法は、ソース領域及びドレイ
ン領域を有する薄膜トランジスタの前記ソース領域及び
ドレイン領域上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜に前
記ドレイン領域に達する開口部を形成した後、ドレイン
電極を形成し、層間絶縁膜上に前記ドレイン電極と接続
する第１の電極を形成し、ドレイン電極と接続する第１
の電極を覆う絶縁層を形成した後、第１の電極上におい
て開口部を形成して第１の絶縁層を設け、第１の電極及
び前記第１の絶縁層上に、酸化シリコン、窒化シリコ
ン、酸窒化シリコンから選ばれた一種又は複数種から成
る第２の絶縁層を形成し、有機化合物層上に第２の電極
を形成する方法である。

【００２２】第２の絶縁層は炭素を主成分とする材料で
形成しても良い。代表的にはダイアモンドライクカーボ
ン（以下、ＤＬＣと記す）を適用することができる。第
２の絶縁層は１〜１０nm、好ましくは２〜３nmの厚さで
形成する。第１の電極及び第１の絶縁層にかけてこのよ
うな薄い膜厚で均一性良く被膜を形成するためには、プ
ラズマＣＶＤ法又はスパッタ法で形成することが望まし
い。

【００２３】尚、本発明における発光素子は、一重項励
起状態又は三重項励起状態のいずれか一方、またはその
両者による発光を含むものとする。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態として、発光
装置の画素部の作製方法及びその構造について図１を用
いて説明する。

【００２５】図１（Ａ）において、基板１００上にＴＦ
Ｔ１０１を形成する。ここで示したＴＦＴは、発光素子
に流れる電流を制御するためのＴＦＴであり、本明細書
中においては電流制御用ＴＦＴ１０１と称する。このＴ
ＦＴ１０１の半導体膜には、一導電型の不純物が添加さ
れたソース領域１０２とドレイン領域１０３が形成され
ている。

【００２６】電流制御用ＴＦＴ１０１上に、層間絶縁膜
１０４を形成する。層間絶縁膜１０４はポリイミド、ア
クリル、ポリイミドアミドなどの有機樹脂材料で形成す
る。これらに材料は、スピナーで塗布した後、加熱して
焼成又は重合させて形成することで、表面を平坦化する
ことができる。また、有機樹脂材料は、一般に誘電率が
低いため、寄生容量を低減できる。

【００２７】次いで、層間絶縁膜１０４からの脱ガスが
発光素子に悪影響を及ぼさないように第１の層間絶縁膜
１０４上に第２の層間絶縁膜１０５を形成する。第２の
層間絶縁膜１０５は、無機絶縁膜、代表的には、酸化シ
リコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、また
はこれらを組み合わせた積層膜で形成すればよく、プラ
ズマＣＶＤ法で反応圧力２０〜２００Pa、基板温度３０
０〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）で電力密
度０．１〜１．０W/cm²で放電させて形成する。もしく
は、層間絶縁膜表面にプラズマ処理をして、水素、窒
素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガスから選ばれ
た一種または複数種の気体元素を含む硬化膜を形成して
もよい。

【００２８】その後、所望のパターンのレジストマスク
を形成し、電流制御用ＴＦＴ１０１のドレイン領域に達
するコンタクトホールを形成して、配線１０６を形成す
る。配線材料としては、導電性の金属膜としてＡｌやＴ
ｉの他、これらの合金材料を用い、スパッタ法や真空蒸
着法で成膜した後、所望の形状にパターニングすればよ
い。

【００２９】次いで、発光素子の第１の電極１０７を、
酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）または酸化インジウム
に２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電
膜を用いて形成する。

【００３０】後で示すように、第２の絶縁層を酸化シリ
コン、窒化シリコン、酸窒化シリコンから選ばれた一種
又は複数種で形成する場合にはＩＴＯを用いる。また、
第２の絶縁層をＤＬＣで形成する場合には、ＺｎＯ又は
ＺｎＯとＩＴＯとの化合物を用いることにより密着性良
く第２の絶縁層を形成することができる。

【００３１】続いて、図１（Ｂ）に示すように、透明導
電膜をエッチングして第１の電極１０７を形成する。そ
の後、全面にポリイミド、アクリル、ポリイミドアミド
から成る有機樹脂膜を形成する。これらは、加熱して硬
化する熱硬化性材料のもの或いは紫外線を照射して硬化
させる感光性材料のものを採用することができる。熱硬
化性材料を用いた場合は、その後、レジストのマスクを
形成し、ドライエッチングにより第１電極上に開口部を
有する第１の絶縁層１０９を形成する。感光性材料を用
いた場合は、フォトマスクを用いて露光と現像処理を行
うことにより第１電極上に開口部を有する第１の絶縁層
１０９を形成する。いずれにしても第１の絶縁層１０９
は、第１の電極１０７の端部を覆いテーパー状の縁を有
するように形成する。縁をテーパー状に形成すること
で、その後形成する第２の絶縁層や有機化合物層などの
被覆性っを良くすることができる。

【００３２】次いで、第１の電極１０８の表面を洗浄液
とともにＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系の多孔質体
を用いて拭い、第１の電極１０８表面の平坦化およびゴ
ミ等の除去を行う。なお、本明細書において、第１の電
極表面をＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系の多孔質体
などを用いて拭い、平坦化およびゴミの除去を行う処理
のことを拭浄と称することとする。

【００３３】その後、２００〜３００℃、好ましくは２
５０℃で加熱して、第１の絶縁層１０９に含まれる水分
を放出させる。これにより、発光素子が完成した後にお
ける第１の絶縁層の体積変化や脱水を防止でき、発光装
置の初期劣化及び長期的な安定性を確保することができ
る。

【００３４】第１の電極の表面を拭浄処理した後、第２
の絶縁層１１２を形成する。第２の絶縁層は、酸化シリ
コン、窒化シリコン、酸窒化シリコンから選ばれた一種
又は複数種、又は炭素を主成分とする絶縁性材料で形成
する。好適には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏの
混合ガスを用いて作製される酸窒化シリコン膜を用い
る。この酸窒化シリコン膜に含まれる酸素（Ｏ）と窒素
（Ｎ）の比は、（Ｏ／（Ｎ＋Ｏ））＝０．８〜１．２と
なるようにする。このような組成比とすることにより、
短波長領域の光透過性を高め、かつ、アルカリ金属及び
アルカリ土類金属のブロッキング性を高める。

【００３５】その他、第２の絶縁層として同様な効果
は、炭素を主成分とする絶縁膜で得ることが出来る。そ
の代表例としては、ＤＬＣが上げられる。

【００３６】この第２の絶縁層１１２は、第１の絶縁膜
１０８と、後に形成する有機化合物層１１３との間に介
在させて形成するため、トンネル電流が流れる程度の厚
さとする必要がある。そのために、厚さを１〜１０nm、
好ましくは２〜３nmとして形成する。

【００３７】有機化合物層１１３は、発光層の他に正孔
注入層として、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、
電子注入層およびバッファー層といった複数の層を組み
合わせて積層し形成される。この有機化合物層１１３は
１０〜１５０nm程度の厚さで形成される。

【００３８】第２の電極１１４は、有機化合物層１１３
成膜後に蒸着法により形成する。第２の電極１１４とな
る材料としては、ＭｇＡｇ合金やＡｌＬｉ合金の他に、
周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウム
とを共蒸着法により形成した膜を用いることもできる。
なお、第２の電極１１４の膜厚は８０〜２００nm程度が
好ましい。

【００３９】以上のように、第１の電極上に１〜１０n
m、好ましくは２〜３nm程度の厚さでトンネル電流を流
し得る第２の絶縁層を設けることにより、第１の電極
（陽極）の表面の微細な凹凸を平坦化し、有機化合物層
を均一に形成することができる。また、第１の層間絶縁
膜１０４又は第２の層間絶縁膜１０５に数十〜数百nmの
凹凸や異物があっても、第２の絶縁層を形成することに
より、ダークスポットや、第１の電極と第２の電極とが
短絡して発光素子が非点灯となる不良を防止することが
できる。

【００４０】第２の絶縁層１１２を設けることにより、
ポリイミド、ポリアミド、アクリルと言った有機樹脂材
料で形成される第１の絶縁層１０９からの脱ガスを防止
し、有機化合物層１１３が劣化するのを防止することが
できる。また、第２の電極１１４を構成する元素である
ＬｉやＭｇが電流制御用ＴＦＴ１０１側に拡散するのを
防止することができる。

【００４１】

【実施例】[実施例１]本実施例は、本発明を用いて作製
される発光素子について説明する。尚、ここでは、同一
基板上に本発明の発光素子を有する画素部と、画素部の
周辺に設ける駆動回路のＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ及
びｐチャネル型ＴＦＴ）を同時に作製する方法の一例に
ついて図３〜図６を用いて説明する。

【００４２】まず、図３（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なる基板９００を用い
る。尚、基板９００としては、透光性を有する基板であ
れば限定されず、石英基板を用いても良い。また、本実
施形態の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチッ
ク基板を用いてもよい。

【００４３】次いで、基板９００上に酸化珪素膜、窒化
珪素膜または酸窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下
地絶縁膜９０１を形成する。本実施形態では下地絶縁膜
９０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜
または２層以上積層させた構造を用いても良い。下地絶
縁膜９０１の一層目としては、プラズマＣＶＤ法を用
い、ＳｉＨ₄、ＮＨ₃、及びＮ₂Ｏを反応ガスとして成膜
される酸窒化シリコン膜９０１ａを１０〜２００nm（好
ましくは５０〜１００nm）形成する。本実施例では、膜
厚５０nmの酸窒化シリコン膜９０１ａ（組成比Ｓｉ＝３
２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成し
た。次いで、下地絶縁膜９０１のニ層目としては、プラ
ズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ₄、及びＮ₂Ｏを反応ガスと
して成膜される酸窒化シリコン膜９０１ｂを５０〜２０
０nm（好ましくは１００〜１５０nm）の厚さに積層形成
する。本実施形態では、膜厚１００nmの酸窒化シリコン
膜９０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７
％、Ｈ＝２％）を形成する。

【００４４】次いで、下地絶縁膜９０１上に半導体層９
０２〜９０５を形成する。半導体層９０２〜９０５は、
非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ
法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により
成膜した後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱
結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化
法等）を行って得られた結晶質半導体膜を所望の形状に
パターニングして形成する。この半導体層９０２〜９０
５の厚さは２５〜８０nm（好ましくは３０〜６０nm）の
厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はない
が、好ましくは珪素（シリコン）またはシリコンゲルマ
ニウム（Ｓｉ_XＧｅ_1-X（Ｘ＝０．０００１〜０．０
２））合金などで形成すると良い。本実施形態では、プ
ラズマＣＶＤ法を用い、５５nmの非晶質珪素膜を成膜し
た後、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素膜上に保持させ
た。この非晶質珪素膜に脱水素化（５００℃、１時間）
を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行い、さ
らに結晶化を改善するためのレーザーアニ―ル処理を行
って結晶質珪素膜を形成する。そして、この結晶質珪素
膜をフォトリソグラフィー法を用いたパターニング処理
によって、半導体層９０２〜９０５を形成する。

【００４５】また、半導体層９０２〜９０５を形成した
後、ＴＦＴのしきい値を制御するために、半導体層９０
２〜９０５に微量な不純物元素（ボロンまたはリン）を
ドーピングしてもよい。

【００４６】また、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜
を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型の
エキシマレーザーやＹＡＧレーザー、ＹＶＯ₄レーザー
を用いることができる。これらのレーザーを用いる場合
には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学
系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良
い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものである
が、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数
３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４
００mJ/cm²(代表的には２００〜３００mJ/cm²)とする。
また、ＹＡＧレーザーを用いる場合にはその第２高調波
を用いパルス発振周波数３０〜３００kHzとし、レーザ
ーエネルギー密度を３００〜６００mJ/cm²(代表的には
３５０〜５００mJ/cm²)とすると良い。そして幅１００
〜１０００μm、例えば４００μmで線状に集光したレー
ザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザ
ー光の重ね合わせ率（オーバーラップ率）を５０〜９０
％として行えばよい。

【００４７】次いで、半導体層９０２〜９０５を覆うゲ
ート絶縁膜９０６を形成する。ゲート絶縁膜９０６はプ
ラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜
１５０nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施形
態では、プラズマＣＶＤ法により１１０nmの厚さで酸窒
化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝
７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸
窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他の珪素を含
む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。

【００４８】また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラ
ズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Ortho Silicat
e）とＯ₂とを混合し、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３０
０〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度
０．５〜０．８W/cm²で放電させて形成することができ
る。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後４
００〜５００℃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。

【００４９】そして、ゲート絶縁膜９０６上にゲート電
極を形成するための耐熱性導電層９０７を２００〜４０
０nm（好ましくは２５０〜３５０nm）の厚さで形成す
る。耐熱性導電層９０７は単層で形成しても良いし、必
要に応じて二層あるいは三層といった複数の層から成る
積層構造としても良い。耐熱性導電層にはＴａ、Ｔｉ、
Ｗから選ばれた元素、または前記元素を成分とする合金
か、前記元素を組み合わせた合金膜が含まれる。これら
の耐熱性導電層はスパッタ法やＣＶＤ法で形成されるも
のであり、低抵抗化を図るために含有する不純物濃度を
低減させることが好ましく、特に酸素濃度に関しては３
０ppm以下とすると良い。本実施形態ではＷ膜を３００n
mの厚さで形成する。Ｗ膜はＷをターゲットとしてスパ
ッタ法で形成する。

【００５０】一方、耐熱性導電層９０７にＴａ膜を用い
る場合には、同様にスパッタ法で形成することが可能で
ある。Ｔａ膜はスパッタガスにＡｒを用いる。また、ス
パッタ時のガス中に適量のＸｅやＫｒを加えておくと、
形成する膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止するこ
とができる。また、図示しないが、耐熱性導電層９０７
の下に２〜２０nm程度の厚さでリン（Ｐ）をドープした
シリコン膜を形成しておくことは有効である。これによ
り、その上に形成される導電膜の密着性向上と酸化防止
を図ると同時に、耐熱性導電層９０７、９０８中に微量
に存在しているアルカリ金属元素が第１の形状のゲート
絶縁膜９０６に拡散するのを防ぐことができる。いずれ
にしても、耐熱性導電層９０７は抵抗率を１０〜５０μ
Ωcmの範囲ですることが好ましい。

【００５１】本実施形態においては、第１層目の導電層
（第１導電膜９０７）にＴａＮ膜、第２層目の導電層
（第２導電膜９０８）にＷ膜を形成した（図３
（Ａ））。

【００５２】次に、フォトリソグラフィーの技術を使用
してレジストによるマスク９０９を形成する。そして、
第１のエッチング処理を行う。第１のエッチング処理
は、第１のエッチング条件および第２のエッチング条件
で行われる。

【００５３】本実施形態ではＩＣＰエッチング装置を用
い、エッチング用ガスにＣｌ₂とＣＦ₄Ｏ₂を用い、それ
ぞれのガス流量比を２５／２５／１０とし、１Paの圧力
で３．２W/cm²のＲＦ（１３.５６MHz）電力を投入して
プラズマを形成して行う。基板側（試料ステージ）にも
２２４mW/cm²のＲＦ（１３.５６MHz）電力を投入し、こ
れにより実質的に負の自己バイアス電圧が印加される。
第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチングする。続
いて、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッ
チング条件に変えてエッチング用ガスにＣＦ₄およびＣ
ｌ₂を用いて、それぞれのガス流量比を３０／３０(SCC
M)とし、１Paの圧力でＲＦ（１３.５６MHz）電力を投入
してプラズマを形成して行う。基板側（試料ステージ）
にも２０W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。

【００５４】第１のエッチング処理により第１のテーパ
ー形状を有する導電層９１０〜９１３が形成される。導
電層９１０〜９１３のテーパー部の角度は１５〜３０°
となるように形成される。残渣を残すことなくエッチン
グするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング
時間を増加させるオーバーエッチングを施すものとす
る。Ｗ膜に対する酸化窒化シリコン膜（ゲート絶縁膜９
０６）の選択比は２〜４（代表的には３）であるので、
オーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が
露出した面は２０〜５０nm程度エッチングされる（図３
（Ｂ））。

【００５５】そして、第１のドーピング処理を行い一導
電型の不純物元素を半導体層に添加する。ここでは、レ
ジストからなるマスク９０９を除去せずにｎ型を付与す
る不純物元素添加の工程を行う。半導体層９０２〜９０
５の一部に第１のテーパー形状を有する導電膜９１０〜
９１３をマスクとして自己整合的に不純物を添加し、第
１のｎ型不純物領域９１４〜９１７を形成する。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、イオンドープ法により第１のｎ型
不純物領域９１４〜９１７には１×１０²⁰〜１×１０²¹
/cm³の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素が添加され
る（図３（Ｂ））。

【００５６】次にレジストからなるマスクを除去せずに
第２のエッチング処理を行う。第２のエッチング処理
は、第３のエッチング条件および第４のエッチング条件
で行う。第２のエッチング処理も第１のエッチング処理
と同様にＩＣＰエッチング装置により行い、エッチング
ガスにＣＦ₄およびＣｌ₂を用い、それぞれのガス流量比
を３０／３０（SCCM）とし、１Paの圧力でＲＦ（１３.
５６MHz）電力を投入してプラズマを形成して行う。基
板側（試料ステージ）にも２０WのＲＦ（１３.５６MH
z）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印
加する。この第３のエッチング条件により、Ｗ膜および
ＴａＮ膜とも同程度にエッチングされた導電膜９１８〜
９２１が形成される（図３（Ｃ））。

【００５７】この後、レジストからなるマスクをそのま
まに第４のエッチング条件に変えて、エッチング用ガス
にＣＦ₄とＣｌ₂およびＯ₂の混合ガスを用い、１Paの圧
力でＲＦ電力（１３.５６MHz）電力を投入してプラズマ
を形成して行う。基板側（試料ステージ）にも２０Wの
ＲＦ（１３.５６MHz）電力を投入し、実質的に負の自己
バイアス電圧を印加する。この第４のエッチング条件で
Ｗ膜をエッチングして、第２の形状の導電膜９２２〜９
２５を形成する（図３（Ｄ））。

【００５８】次いで、第２のドーピング工程（第２の形
状の第１の導電膜９２２ａ〜９２５ａを介して半導体層
にｎ型不純物元素の添加）を行い、第１のｎ型不純物領
域９１４〜９１７と接するチャネル形成領域側に第２の
ｎ型不純物領域９２６〜９２９とを形成する。第２のｎ
型不純物領域における不純物濃度は、１×１０¹⁶〜１×
１０¹⁹/cm³となるようにする。この第２のドーピング工
程においては、１層目の第２の形状の導電膜９２２ａ〜
９２５ａのテーパー部を介しても半導体層にｎ型不純物
元素が添加されるような条件になっており、本明細書に
おいて、１層目の第２の形状の導電膜９２２ａ〜９２５
ａと重なる第２のｎ型不純物領域をＬov（ovはoverlapp
edの意味で付す）領域、１層目の第２の形状の導電膜９
２２ａ〜９２５ａとは重ならない第２のｎ型不純物領域
をＬoff（offはoffsetの意味で付す）ということとする
（図４（Ａ））。

【００５９】図４（Ｂ）に示すように、後のｐチャネル
型ＴＦＴの活性層となる半導体層９０２、９０５に一導
電型とは逆の導電型の不純物領域９３２（９３２ａ、９
３２ｂ）及び９３３（９３２３ａ、９３３ｂ）を形成す
る。この場合も第１の形状の導電層９１０、９１３をマ
スクとしてｐ型を付与する不純物元素を添加し、自己整
合的に不純物領域を形成する。このとき、後のｎチャネ
ル型ＴＦＴの活性層となる半導体層９０３、９０４は、
レジストからなるマスク９３０、９３１を形成し全面を
被覆しておく。ここで形成されるｐ型不純物領域９３
２、９３３はジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）を用いたイオンドープ
法で形成し、ｐ型不純物領域９３２、９３３のｐ型を付
与する不純物元素の濃度は、２×１０²⁰〜２×１０²¹/c
m³となるようにする。

【００６０】ｐ型不純物領域９３２、９３３には詳細に
はｎ型を付与する不純物元素が含有されているが、これ
らの不純物領域９３２、９３３のｐ型を付与する不純物
元素の濃度は、ｎ型を付与する不純物元素の濃度の１．
５から３倍となるように添加されることによりｐ型不純
物領域でｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイ
ン領域として機能するために何ら問題は生じない。

【００６１】その後、図４（Ｃ）に示すように、第２の
形状を有する導電層９２２〜９２５およびゲート絶縁膜
９０６上に第１の層間絶縁膜９３４を形成する。第１の
層間絶縁膜９３４は酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン
膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層
膜で形成すれば良い。いずれにしても第１の層間絶縁膜
９３４は無機絶縁材料から形成する。第１の層間絶縁膜
９３４の膜厚は１００〜２００nmとする。第１の層間絶
縁膜９３４として酸化シリコン膜を用いる場合には、プ
ラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳとＯ₂とを混合し、反応圧力
４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１
３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm²で放電させ
て形成することができる。また、第１の層間絶縁膜９２
８として酸化窒化シリコン膜を用いる場合には、プラズ
マＣＶＤ法でＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏ、ＮＨ₃から作製される酸
化窒化シリコン膜、またはＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏから作製され
る酸化窒化シリコン膜で形成すれば良い。この場合の作
製条件は反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜
４００℃とし、高周波（６０MHz）電力密度０．１〜
１．０W/cm²で形成することができる。また、第１の層
間絶縁膜９３４としてＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏ、Ｈ₂から作製さ
れる酸化窒化水素化シリコン膜を適用しても良い。窒化
シリコン膜も同様にプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ₄、ＮＨ₃
から作製することが可能である。

【００６２】そして、それぞれの濃度で添加されたｎ型
またはｐ型を付与する不純物元素を活性化する工程を行
う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニー
ル法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラ
ピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用すること
ができる。熱アニール法では酸素濃度が１ppm以下、好
ましくは０．１ppm以下の窒素雰囲気中で４００〜７０
０℃、代表的には５００〜６００℃で行うものであり、
本実施形態では５５０℃で４時間の熱処理を行った。ま
た、基板９００に耐熱温度が低いプラスチック基板を用
いる場合にはレーザーアニール法を適用することが好ま
しい。

【００６３】この加熱処理工程において、半導体層を結
晶化させる工程で用いた触媒元素（ニッケル）が、ゲッ
タリング作用を有する周期表の１５族に属する元素（本
実施形態ではリン）が高濃度に添加された第１のｎ型不
純物領域に移動（ゲッタリング）させ、チャネル形成領
域における触媒元素の濃度を低減することができる。

【００６４】活性化の工程に続いて、雰囲気ガスを変化
させ、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜
４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、半導体層を水
素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素
により半導体層にある１０¹⁶〜１０¹⁸/cm³のダングリン
グボンドを終端する工程である。水素化の他の手段とし
て、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を
用いる）を行っても良い。いずれにしても、半導体層９
０２〜９０５中の欠陥密度を１０¹⁶/cm³以下とすること
が望ましく、そのために水素を０．０１〜０．１atomic
％程度付与すれば良い。

【００６５】そして、有機絶縁物材料からなる第２の層
間絶縁膜９３５を１．０〜２．０μmの平均膜厚で形成
する。有機樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル、
ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロ
ブテン）等を使用することができる。例えば、基板に塗
布後、熱重合するタイプのポリイミドを用いる場合に
は、クリーンオーブンで３００℃で焼成して形成する。
また、アクリルを用いる場合には、２液性のものを用
い、主材と硬化剤を混合した後、スピナーを用いて基板
全面に塗布した後、ホットプレートで８０℃で６０秒の
予備加熱を行い、さらにクリーンオーブンで２５０℃で
６０分焼成して形成することができる。

【００６６】このように、第２の層間絶縁膜９３５を有
機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦
化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘
電率が低いので、寄生容量を低減できる。しかし、吸湿
性があり保護膜としては適さないので、本実施形態のよ
うに、第１の層間絶縁膜９３４として形成した酸化シリ
コン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などと組
み合わせて用いると良い。

【００６７】ところで、有機絶縁材料を用いて形成され
る第２の層間絶縁膜９３５は、水分やガスを発生してし
まう可能性がある。発光素子は水分やガス（酸素）で劣
化しやすいことが知られている。実際に層間絶縁膜に有
機樹脂絶縁膜を用いて形成された発光装置が使用する際
に発生する熱で、有機樹脂絶縁膜から水分やガスが発生
し、発光素子の劣化が起こりやすくなってしまうことが
考えられる。そこで、有機絶縁材料で形成された第２の
層間絶縁膜９３５上に絶縁膜９３６を形成する。

【００６８】なお、絶縁膜９３６は、酸化シリコン膜、
酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などを用いて形成
される。なおここで形成される絶縁膜９３６はスパッタ
法またはプラズマＣＶＤ法を用いて形成すればよい。ま
た、絶縁膜９３６は、コンタクトホールを形成した後か
ら形成してもよい。

【００６９】その後、所定のパターンのレジストマスク
を形成し、それぞれの半導体層に形成されソース領域ま
たはドレイン領域とする不純物領域に達するコンタクト
ホールを形成する。コンタクトホールはドライエッチン
グ法で形成する。この場合、エッチングガスにＣＦ₄、
Ｏ₂の混合ガスを用い絶縁膜９３６をまずエッチング
し、次にＣＦ₄、Ｏ₂、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材
料から成る第２の層間絶縁膜９３５をエッチングし、そ
の後、再びエッチングガスをＣＦ₄、Ｏ₂として第１の層
間絶縁膜９３４をエッチングする。さらに、半導体層と
の選択比を高めるために、エッチングガスをＣＨＦ₃に
切り替えてゲート絶縁膜９０６をエッチングすることに
よりコンタクトホールを形成することができる。

【００７０】そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真
空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エ
ッチングすることで、配線９３７〜９４３を形成する。
図示していないが、本実施形態ではこの配線を、そし
て、膜厚５０nmのＴｉ膜と、膜厚５００nmの合金膜（Ａ
ｌとＴｉとの合金膜）との積層膜で形成した。

【００７１】次いで、その上に透明性導電膜を８０〜１
２０nmの厚さで形成し、エッチングすることによって第
１の電極９４４を形成する（図５（Ａ））。なお、本実
施形態では、透明電極として酸化インジウム・スズ（Ｉ
ＴＯ）膜や酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）を混合した透明導電膜を用いる。

【００７２】また、第１の電極９４４は、ドレイン配線
９４３と接して重ねて形成することによって電流制御用
ＴＦＴのドレイン領域と電気的な接続が形成される（図
５（Ａ））。ここで、第１の電極９４４に対して１８０
〜３５０℃で加熱処理を行ってもよい。

【００７３】次に、図５（Ｂ）に示すように、第１の電
極９４４上に有機樹脂材料から成る絶縁膜９４５を形成
する。ここで、発光素子を形成するために処理室（クリ
ーンルーム）を移動することがある。ＴＦＴ基板が空気
中のゴミに汚染されたり、破壊したりしないように有機
樹脂材料から成る絶縁膜９４５上に、帯電防止作用を有
する極薄い膜（以下、帯電防止膜という）９４６を形成
する。帯電防止膜９４６は水洗で除去可能な材料から形
成する（図５（Ｃ））。

【００７４】ＴＦＴ基板を発光素子を形成する処理室
（クリーンルーム）に運びこんだら、帯電防止膜９４６
を水洗により除去して、有機樹脂材料から成る絶縁膜９
４５をエッチングして、第１の電極９４４上に対応する
位置に開口部を有する第１の絶縁層９４７を形成する。
本実施形態ではレジストを用いて第１の絶縁層９４７を
形成する。本実施形態では、第１の絶縁層９４７の厚さ
を１μm程度とし、配線と第１の電極とが接する部分を
覆う領域がテーパー状になるように形成する（図６
（Ａ））。

【００７５】なお、本実施形態においては、第１の絶縁
層９４７としてレジストでなる膜を用いているが、場合
によっては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣ
Ｂ（ベンゾシクロブテン）、酸化珪素膜等を用いること
もできる。第１の絶縁層９４７は絶縁性を有する物質で
あれば、有機物と無機物のどちらでも良いが、感光性ア
クリルを用いて第１の絶縁層９４７を形成する場合は、
感光性アクリル膜をエッチングしてから１８０〜３５０
℃で加熱処理を行うのが好ましい。また、非感光性アク
リル膜を用いて形成する場合には、１８０〜３５０℃で
加熱処理を行った後、エッチングして第１の絶縁層を形
成するのが好ましい。

【００７６】次に、第１の電極９４４の表面に拭浄処理
を行う。なお、本実施例においては、ベルクリン（小津
産業製）を用いて第１の電極９４４表面を拭うことによ
り、第１の電極９４４表面の平坦化および表面に付着し
たゴミの除去を行う。拭浄の際の洗浄液としては、純水
を用い、ベルクリンを巻き付けている軸の回転数は１０
０〜３００rpmとし、押し込み値は０．１〜１．０mmと
する（図６（Ａ））。

【００７７】次いで、第１の絶縁層９４７および第１の
電極９４４を覆って第２の絶縁層９４８を形成する。第
２の絶縁層９４８はプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏ
の混合ガスを用いて作製される酸窒化シリコン膜で２．
５nmの厚さに形成する。

【００７８】次に、第２の絶縁層９４８上に有機化合物
層９４９、第２の電極９５０を蒸着法により形成する。
なお、本実施形態では発光素子の第２の電極としてＭｇ
Ａｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。
なお、有機化合物層９４９は、発光層の他に正孔注入
層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層及びバッファ
ー層といった複数の層を組み合わせて積層することによ
り形成されている。本実施形態において用いた有機化合
物層の構造について以下に詳細に説明する。

【００７９】本実施形態では、正孔注入層として、銅フ
タロシアニンを用い、正孔輸送層としては、α−ＮＰＤ
を用いてそれぞれ蒸着法により形成する。

【００８０】次に、発光層が形成されるが、本実施形態
では発光層に異なる材料を用いることで異なる発光を示
す有機化合物層の形成を行う。なお、本実施形態では、
赤、緑、青色の発光を示す有機化合物層を形成する。ま
た、成膜法としては、いずれも蒸着法を用いているの
で、成膜時にメタルマスクを用いることにより画素毎に
異なる材料を用いて発光層を形成することは可能であ
る。

【００８１】赤色に発色する発光層は、Ａｌｑ₃にＤＣ
Ｍをドーピングしたものを用いて形成する。その他にも
N,N'-シ゛サリチリテ゛ン-1,6-ヘキサンシ゛アミナト）シ゛ンク（II）（Ｚｎ
（ｓａｌｈｎ））にＥｕ錯体である(1,10-フェナントロリン)トリス
(1,3-シ゛フェニル-フ゜ロハ゜ン-1,3-シ゛オナト)ユーロヒ゜ウム（III）（Ｅｕ
（ＤＢＭ）₃（Ｐｈｅｎ）をドーピングしたもの等を用
いることができるが、その他公知の材料を用いることも
できる。

【００８２】また、緑色に発色する発光層は、ＣＢＰと
Ｉｒ（ｐｐｙ）₃を共蒸着法により形成させることがで
きる。なお、この時には、ＢＣＰを用いて正孔阻止層を
積層しておくことが好ましい。また、この他にもアルミ
キノリラト錯体（Ａｌｑ₃）、ベンゾキノリノラトベリ
リウム錯体（ＢｅＢｑ）を用いることができる。さらに
は、キノリラトアルミニウム錯体（Ａｌｑ₃）にクマリ
ン６やキナクリドンといった材料をドーパントとして用
いたものも可能であるが、その他公知の材料を用いるこ
ともできる。

【００８３】さらに、青色に発色する発光層は、ジスチ
リル誘導体であるＤＰＶＢｉや、アゾメチン化合物を配
位子に持つ亜鉛錯体であるN,N'-シ゛サリチリテ゛ン-1,6-ヘキサンシ゛ア
ミナト）シ゛ンク（II）（Ｚｎ（ｓａｌｈｎ））及び4,4'-ヒ゛ス
(2,2-シ゛フェニル-ヒ゛ニル)-ヒ゛フェニル（ＤＰＶＢｉ）にペリレンを
ドーピングしたものを用いることもできるが、その他の
公知の材料を用いても良い。

【００８４】次に電子輸送層を形成する。なお、電子輸
送層としては、１,３,４−オキサジアゾール誘導体や
１,２,４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）といった材料
を用いることができるが、本実施形態では、１,２,４−
トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）を用いて蒸着法により３
０〜６０nmの膜厚で形成する。

【００８５】以上により、積層構造からなる有機化合物
層が形成される。なお、本実施形態における有機化合物
層９５０の膜厚は１０〜４００nm（典型的には６０〜１
５０nm）、第２の電極９５１の厚さは８０〜２００nm
（典型的には１００〜１５０nm）とすれば良い。

【００８６】有機化合物層を形成した後で、蒸着法によ
り発光素子の第２の電極９５１が形成される。本実施形
態では発光素子の第２の電極となる導電膜としてＭｇＡ
ｇを用いているが、Ａｌ−Ｌｉ合金膜（アルミニウムと
リチウムとの合金膜）や、周期表の１族もしくは２族に
属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成され
た膜を用いることも可能である。

【００８７】こうして図６（Ｂ）に示すような構造の発
光装置が完成する。なお、第１の電極９４７、有機化合
物層９５０、第２の電極９５１と積層された部分９５４
を発光素子と称する。

【００８８】ｐチャネル型ＴＦＴ１０００及びｎチャネ
ル型ＴＦＴ１００１は駆動回路のＴＦＴであり、ＣＭＯ
Ｓを形成している。スイッチング用ＴＦＴ１００２及び
電流制御用ＴＦＴ１００３は画素部のＴＦＴであり、駆
動回路のＴＦＴと画素部のＴＦＴとは同一基板上に形成
することができる。

【００８９】なお、発光素子を用いた発光装置の場合、
駆動回路の電源の電圧が５〜６Ｖ程度、最大でも１０Ｖ
程度で十分なので、ＴＦＴにおいてホットエレクトロン
による劣化があまり問題にならない。こうして、基板１
００側に光を放射する発光装置を完成させることができ
る。

【００９０】[実施例２]実施例１において、第１の電極
をＭｇＡｇ、Ａｌ−Ｌｉ合金膜や、周期表の１族もしく
は２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により
形成された膜で形成し、第２の電極として透明導電膜材
料を用いることにより基板１００とは反対側に光を放射
する発光装置を完成させることができる。

【００９１】[実施例３]実施例１に従い、第２の層間絶
縁膜９３５まで形成する。次いで、実施形態１における
絶縁膜９３６を形成するかわりに、第２の層間絶縁膜に
プラズマ処理を行って第２の層間絶縁膜９３５表面を改
質させる方法について図７で説明する。

【００９２】第２の層間絶縁膜９３５を水素、窒素、炭
化水素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガス（Ａ
ｒ、Ｈｅ、Ｎｅ等）から選ばれた一種または複数種の気
体中でプラズマ処理することにより第２の層間絶縁膜９
３５の表面に新たな被膜を形成したり、表面に存在する
官能基の種類を変更させたりして、第２の層間絶縁膜９
３５の表面改質を行うことができる。第２の層間絶縁膜
９３５表面には、図７に示すように緻密化された膜９３
５Ｂが形成される。本明細書において、この膜を硬化膜
９３５Ｂと称する。これにより、有機樹脂膜からガスや
水分が放出されるのを防ぐことができる。

【００９３】さらに、本実施形態のように表面改質を行
った後、第１の電極（ＩＴＯ）を形成するため、熱膨張
率の異なる材料が直接接した状態で加熱処理されること
がなくなる。したがって、ＩＴＯのクラック（亀裂）等
の発生を防ぐことができ、発光素子の劣化を防止するこ
ともできる。なお、第２の層間絶縁膜９３５のプラズマ
処理化は、コンタクトホールを形成する前、後どちらで
もよい。

【００９４】なお、硬化膜９３５Ｂは、有機絶縁材料か
らなる第２の層間絶縁膜９３５の表面を水素、窒素、炭
化水素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガス（Ａ
ｒ、Ｈｅ、Ｎｅ等）から選ばれた一種または複数種の気
体中でプラズマ処理することにより形成される。従っ
て、硬化膜９３５Ｂ中には、水素、窒素、炭化水素、ハ
ロゲン化炭素、弗化水素または希ガス（Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ
ｅ等）の気体元素が含まれていると考えられる。

【００９５】[実施例４]実施形態１に従い、第２の層間
絶縁膜９３５まで形成する。次いで、図１２に示すよう
に、第２の層間絶縁膜９３５上に、絶縁膜９３６とし
て、ＤＬＣ膜９３６Ｂを形成してもよい。

【００９６】ＤＬＣ膜の特徴としては、１５５０cm^-1あ
たりに非対称のピークを有し、１３００cm^-1あたりに肩
をもつラマンスペクトル分布を有する。また、微小硬度
計で測定した時に１５〜２５ＧＰａの硬度を示すほか、
耐薬品性に優れるという特徴をもつ。さらに、ＤＬＣ膜
はＣＶＤ法もしくはスパッタ法にて成膜可能であり、室
温から１００℃以下の温度範囲で成膜できる。成膜方法
はスパッタリング法、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法、高周波
プラズマＣＶＤ法またはイオンビーム蒸着法といった方
法を用いれば良く、膜厚５〜５０nm程度に形成すればよ
い。

【００９７】[実施例５]実施例１に従い、第２の層間絶
縁膜９３５まで形成する。次いで、図１３に示すよう
に、第２の層間絶縁膜９３５表面にプラズマ処理を行い
表面改質をして硬化膜９３５Ｂを形成した後、硬化膜９
３５Ｂ上にＤＬＣ膜９３６Ｂを形成してもよい。なお、
ＤＬＣ膜９３６Ｂは、成膜方法はスパッタリング法、Ｅ
ＣＲプラズマＣＶＤ法、高周波プラズマＣＶＤ法または
イオンビーム蒸着法といった方法を用いて、５〜５０nm
程度の膜厚で形成すればよい。

【００９８】[実施例６]実施例１の工程に従い、第１の
絶縁層９４７を形成した後、第１の絶縁層９４７表面を
プラズマ処理することで第１の絶縁層９４７の表面改質
を行う例について図８を用いて説明する。

【００９９】第１の絶縁層９４７は、有機樹脂絶縁膜を
用いて形成しているが、水分やガスを発生してしまい、
実際に発光装置を使用した際に生じる熱により水分やガ
スの発生しやすくなってしまうという問題がある。

【０１００】そこで、加熱処理を行った後、図８に示す
ように第１の絶縁層９４７の表面改質を行うためにプラ
ズマ処理を行う。水素、窒素、ハロゲン化炭素、弗化水
素または希ガスから選ばれた一種または複数種の気体中
でプラズマ処理を行う。

【０１０１】これにより、第１の絶縁層９４７表面が緻
密化し、水素、窒素、ハロゲン化炭素、弗化水素または
希ガスから選ばれた一種または複数種の気体元素を含む
硬化膜が形成され、内部から水分やガス（酸素）が発生
するのを防ぐことができ、発光素子の劣化を防ぐことが
できる。

【０１０２】尚、本実施形態は、実施例１〜実施例６の
いずれとも組み合わせて用いることができる。

【０１０３】[実施例７]本実施例では、ＴＦＴの活性層
となる半導体膜を触媒元素を用いて結晶化させ、その
後、得られた結晶質半導体膜の触媒元素濃度を低減させ
る方法について説明する。

【０１０４】図１４（ａ）において、基板１１００は、
好ましくはバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケ
イ酸ガラス、或いは石英などを用いることができる。基
板１００の表面には、下地絶縁膜１１０１として無機絶
縁膜を１０〜２００nmの厚さで形成する。好適な下地絶
縁膜の一例は、プラズマＣＶＤ法で作製される酸化窒化
シリコン膜であり、ＳｉＨ₄、ＮＨ₃、Ｎ₂Ｏから作製さ
れる第１酸化窒化シリコン膜を５０nmの厚さに形成し、
次いで、ＳｉＨ₄とＮ₂Ｏから作製される第２酸化窒化シ
リコン膜を１００nmの厚さに形成したものを適用する。
下地絶縁膜１１０１はガラス基板に含まれるアルカリ金
属がこの上層に形成する半導体膜中に拡散しないために
設けるものであり、石英を基板とする場合には省略する
ことも可能である。

【０１０５】次いで、下地絶縁膜１１０１上に、窒化珪
素膜１１０２を形成する。この窒化珪素膜１０２は、後
の半導体膜の結晶化工程において用いる触媒元素（代表
的にはニッケル）が、下地絶縁膜１１０１に染みつくの
を防ぐため、さらに下地絶縁膜１１０１の含まれる酸素
が悪影響を及ぼすのを防ぐのを目的に形成される。な
お、窒化珪素膜１１０２は、プラズマＣＶＤ法で、１〜
５nmの膜厚で形成すればよい。

【０１０６】次いで、窒化珪素膜１１０２上に非晶質半
導体膜１１０３を形成する。非晶質半導体膜１１０２
は、シリコンを主成分とする半導体材料を用いる。代表
的には、非晶質シリコン膜又は非晶質シリコンゲルマニ
ウム膜などが適用され、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ
法、或いはスパッタ法で１０〜１００nmの厚さに形成す
る。良質な結晶を得るためには、非晶質半導体膜１１０
３に含まれる酸素、窒素などの不純物濃度を５×１０¹⁸
/cm³以下に低減させておくと良い。これらの不純物は非
晶質半導体の結晶化を妨害する要因となり、また結晶化
後においても捕獲中心や再結合中心の密度を増加させる
要因となる。そのために、高純度の材料ガスを用いるこ
とはもとより、反応室内の鏡面処理（電界研磨処理）や
オイルフリーの真空排気系を備えた超高真空対応のＣＶ
Ｄ装置を用いることが望ましい。なお、下地絶縁膜１１
０１から非晶質半導体膜１１０３までは、大気解放せず
に連続成膜することができる。

【０１０７】その後、非晶質シリコン膜１１０３の表面
に、結晶化を促進する触媒作用のある金属元素を添加す
る（図１４（ｂ））。半導体膜の結晶化を促進する触媒
作用のある金属元素としては鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎ
ｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウ
ム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏ
ｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃ
ｕ）、金（Ａｕ）などであり、これらから選ばれた一種
または複数種を用いることができる。代表的にはニッケ
ルを用い、重量換算で１〜１００ppmのニッケルを含む
酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布して触媒含有層１
１０４を形成する。この場合、当該溶液の馴染みをよく
するために、非晶質シリコン膜１１０３の表面処理とし
て、オゾン含有水溶液で極薄い酸化膜を形成し、その酸
化膜をフッ酸と過酸化水素水の混合液でエッチングして
清浄な表面を形成した後、再度オゾン含有水溶液で処理
して極薄い酸化膜を形成しておく。シリコンなど半導体
膜の表面は本来疎水性なので、このように酸化膜を形成
しておくことにより酢酸ニッケル塩溶液を均一に塗布す
ることができる。

【０１０８】勿論、触媒含有層１１０４はこのような方
法に限定されず、スパッタ法、蒸着法、プラズマ処理な
どにより形成しても良い。

【０１０９】非晶質シリコン膜１１０３と触媒元素含有
層１１０４とを接触した状態を保持したまま結晶化のた
めの加熱処理を行う。加熱処理の方法としては、電熱炉
を用いるファーネスアニール法や、ハロゲンランプ、メ
タルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボン
アークランプ、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ランプ
などを用いたＲＴＡ法を採用する。または、加熱した不
活性気体を用いるガス加熱方式のＲＴＡを適用すること
もできる。

【０１１０】ＲＴＡ法で行う場合には、加熱用のランプ
光源を１〜６０秒、好ましくは３０〜６０秒点灯させ、
それを１〜１０回、好ましくは２〜６回繰り返す。ラン
プ光源の発光強度は任意なものとするが、半導体膜が瞬
間的には６００〜１０００℃、好ましくは６５０〜７５
０℃程度にまで加熱されるようにする。このような高温
になったとしても、半導体膜が瞬間的に加熱されるのみ
であり、基板１１００はそれ自身が歪んで変形すること
はない。こうして、非晶質半導体膜を結晶化させ、図１
４（ｃ）に示す結晶質シリコン膜１１０５を得ることが
できるが、このような処理で結晶化できるのは触媒元素
含有層を設けることによりはじめて達成できるものであ
る。

【０１１１】その他の方法としてファーネスアニール法
を用いる場合には、加熱処理に先立ち、５００℃にて１
時間程度の加熱処理を行い、非晶質シリコン膜１１０３
が含有する水素を放出させておく。そして、電熱炉を用
いて窒素雰囲気中にて５５０〜６００℃、好ましくは５
８０℃で４時間の加熱処理を行い非晶質シリコン膜１１
０３を結晶化させる。こうして、図１４（ｃ）に示す結
晶質シリコン膜１１０５を形成する。

【０１１２】さらに結晶化率（膜の全体積における結晶
成分の割合）を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修す
るためには、結晶質シリコン膜１１０５に対してレーザ
光を照射することも有効である。

【０１１３】このようにして得られる結晶質シリコン膜
１１０５には、触媒元素（ここではニッケル）が平均的
な濃度とすれば、１×１０¹⁹/cm³を越える濃度で残存し
ている。触媒元素が残留していると、ＴＦＴの特性に悪
影響を及ぼす可能性があるため、半導体層の触媒元素濃
度を低減させる必要がある。そこで、結晶化工程に続い
て、半導体層の触媒元素濃度を低減させる方法について
説明する。

【０１１４】まず、図１４（ｄ）に示すように結晶質シ
リコン膜１１０５の表面に薄い層１１０６を形成する。
本明細書において、結晶質シリコン膜１１０５上に設け
た薄い層１１０６は、後にゲッタリングサイトを除去す
る際に、結晶質シリコン膜１１０５がエッチングされな
いように設けた層で、バリア層１１０６ということにす
る。

【０１１５】バリア層１１０６の厚さは１〜１０nm程度
とし、簡便にはオゾン水で処理することにより形成され
るケミカルオキサイドをバリア層としても良い。また、
硫酸、塩酸、硝酸などと過酸化水素水を混合させた水溶
液で処理しても同様にケミカルオキサイドを形成するこ
とができる。他の方法としては、酸化雰囲気中でのプラ
ズマ処理や、酸素含有雰囲気中での紫外線照射によりオ
ゾンを発生させて酸化処理を行っても良い。また、クリ
ーンオーブンを用い、２００〜３５０℃程度に加熱して
薄い酸化膜を形成しバリア層としても良い。或いは、プ
ラズマＣＶＤ法やスパッタ法、蒸着法などで１〜５nm程
度の酸化膜を堆積してバリア層としても良い。いずれに
しても、ゲッタリング工程時に、触媒元素がゲッタリン
グサイト側に移動できて、ゲッタリングサイトの除去工
程時には、エッチング液がしみこまない（結晶性シリコ
ン膜１１０５をエッチング液から保護する）膜、例え
ば、オゾン水で処理することにより形成されるケミカル
オキサイド膜、酸化シリコン膜（ＳｉＯx）、または多
孔質膜を用いればよい。

【０１１６】次いで、バリア層１１０６上にスパッタ法
でゲッタリングサイト１１０７として、膜中に希ガス元
素を１×１０²⁰/cm³以上の濃度で含む第２の半導体膜
（代表的には、非晶質シリコン膜）を２５〜２５０nmの
厚さで形成する。後に除去されるゲッタリングサイト１
１０７は結晶質シリコン膜１１０５とエッチングの選択
比を大きくするため、密度の低い膜を形成することが好
ましい。

【０１１７】なお、希ガス元素は半導体膜中でそれ自体
は不活性であるため、結晶質シリコン膜１１０５に悪影
響を及ぼすことはない。また、希ガス元素としてはヘリ
ウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、ク
リプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）から選ばれた一種
または複数種を用いる。本発明はゲッタリングサイトを
形成するためにこれら希ガス元素をイオンソースとして
用いること、またこれら元素が含まれた半導体膜を形成
し、この膜をゲッタリングサイトとすることに特徴を有
する。

【０１１８】ゲッタリングを確実に成し遂げるにはその
後加熱処理をすることが必要となる。加熱処理はファー
ネスアニール法やＲＴＡ法で行う。ファーネスアニール
法で行う場合には、窒素雰囲気中にて４５０〜６００℃
で０．５〜１２時間の加熱処理を行う。また、ＲＴＡ法
を用いる場合には、加熱用のランプ光源を１〜６０秒、
好ましくは３０〜６０秒点灯させ、それを１〜１０回、
好ましくは２〜６回繰り返す。ランプ光源の発光強度は
任意なものとするが、半導体膜が瞬間的には６００〜１
０００℃、好ましくは７００〜７５０℃程度にまで加熱
されるようにする。

【０１１９】ゲッタリングは、被ゲッタリング領域（捕
獲サイト）にある触媒元素が熱エネルギーにより放出さ
れ、拡散によりゲッタリングサイトに移動する。従っ
て、ゲッタリングは処理温度に依存し、より高温である
ほど短時間でゲッタリングが進むことになる。本発明に
おいて、触媒元素がゲッタリングの際に移動する距離
は、半導体膜の厚さ程度の距離であり、比較的短時間で
ゲッタリングを完遂することができる（図１４
（ｅ））。

【０１２０】なお、この加熱処理によっても１×１０¹⁹
/cm³〜１×１０²¹/cm³、好ましくは１×１０²⁰/cm³〜１
×１０²¹/cm³、より好ましくは５×１０²⁰/cm³の濃度で
希ガス元素を含む半導体膜１１０７は結晶化することは
ない。これは、希ガス元素が上記処理温度の範囲におい
ても再放出されず膜中に残存して、半導体膜の結晶化を
阻害するためであると考えられる。

【０１２１】ゲッタリング工程終了後、ゲッタリングサ
イト１１０７を選択的にエッチングして除去する。エッ
チングの方法としては、ＣｌＦ₃によるプラズマを用い
ないドライエッチング、或いはヒドラジンや、テトラエ
チルアンモニウムハイドロオキサイド（化学式（Ｃ
Ｈ₃）₄ＮＯＨ）を含む水溶液などアルカリ溶液によるウ
エットエッチングで行うことができる。この時バリア層
１１０６はエッチングストッパーとして機能する。ま
た、バリア層１１０６はその後フッ酸により除去すれば
良い。

【０１２２】こうして図１４（ｆ）に示すように触媒元
素の濃度が１×１０¹⁷/cm³以下にまで低減された結晶質
シリコン膜１１０８を得ることができる。こうして形成
された結晶質シリコン膜１１０８は、触媒元素の作用に
より細い棒状又は細い扁平棒状結晶として形成され、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。

【０１２３】本実施例は、実施例１〜実施例６と組み合
わせて用いることができる。

【０１２４】[実施例８]本実施例では、実施例１〜実施
例６を組み合わせて図６（Ｂ）に示した状態まで作製し
た発光装置に封止材や外部入力配線を組み付けて完成さ
せる方法について図９を用いて詳細に説明する。

【０１２５】図９（Ａ）は、素子基板を封止した発光パ
ネルの上面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）をＡ−Ａ’で切
断した断面図である。点線で示された８０１はソース側
駆動回路、８０２は画素部、８０３はゲート側駆動回路
である。また、８０４は封止基板、８０５はシール剤で
あり、シール剤８０５で囲まれた内側は、空間８０７に
なっている。

【０１２６】なお、ソース側駆動回路８０１及びゲート
側駆動回路８０３に入力される信号を伝送するための配
線（図示せず）により、外部入力端子となるＦＰＣ（フ
レキシブルプリントサーキット）８０９からビデオ信号
やクロック信号を受け取る。なお、ここでは発光パネル
にＦＰＣが接続された状態を示しているが、ＦＰＣを介
してＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールを本
明細書中では、発光装置とよぶ。

【０１２７】次に、断面構造について図９（Ｂ）を用い
て説明する。基板８１０の上方には画素部８０２、ゲー
ト側駆動回路８０３が形成されており、画素部８０２は
電流制御用ＴＦＴ８１１とそのドレインに電気的に接続
された第１の電極８１２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８０３はｎチャネル型Ｔ
ＦＴ８１３とｐチャネル型ＴＦＴ８１４とを組み合わせ
たＣＭＯＳ回路を用いて形成される。

【０１２８】また、第１の電極８１２の両端に第１の絶
縁層８１５が形成された後、第１の電極８１２上に絶縁
膜８２１、有機化合物層８１６および第２の電極８１７
が形成され、発光素子８１８が形成される。

【０１２９】なお、第２の電極８１７は全画素に共通の
配線として機能し、接続配線８０８を経由してＦＰＣ８
０９に電気的に接続されている。

【０１３０】なお、シール剤８０５によりガラスからな
る封止基板８０４が貼り合わされている。なお、シール
剤８０５としては紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂を用い
るのが好ましい。また、必要に応じて封止基板８０４と
発光素子８１８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。シール剤８０５の内側の空
間８０７には窒素や希ガス等の不活性ガスが充填されて
いる。また、シール剤８０５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。

【０１３１】以上のような構造で発光素子を空間８０７
に封入することにより、発光素子を外部から完全に遮断
することができ、外部から侵入する水分や酸素による発
光素子の劣化を防ぐことができる。従って、信頼性の高
い発光装置を得ることができる。

【０１３２】なお、本実施例における構成は、実施形態
１〜実施形態６の構成を組み合わせて実施することが可
能である。

【０１３３】[実施例９]ここで、本発明を用いて形成さ
れる発光装置の画素部のさらに詳細な上面構造を図１０
（Ａ）に、回路図を図１０（Ｂ）に示す。図１０におい
て、基板上に設けられたスイッチング用ＴＦＴ７０４は
図６のスイッチング用（ｎチャネル型）ＴＦＴ１００２
を用いて形成される。従って、構造の説明はスイッチン
グ用（ｎチャネル型）ＴＦＴ１００２の説明を参照すれ
ば良い。また、７０３で示される配線は、スイッチング
用ＴＦＴ７０４のゲート電極７０４a、７０４bを電気的
に接続するゲート配線である。

【０１３４】なお、本実施形態ではチャネル形成領域が
二つ形成されるダブルゲート構造としているが、チャネ
ル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしく
は三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。

【０１３５】また、スイッチング用ＴＦＴ７０４のソー
スはソース配線７１５に接続され、ドレインはドレイン
配線７０５に接続される。また、ドレイン配線７０５は
電流制御用ＴＦＴ７０６のゲート電極７０７に電気的に
接続される。なお、電流制御用ＴＦＴ７０６は図６の電
流制御用（ｐチャネル型）ＴＦＴ１００３を用いて形成
される。従って、構造の説明は電流制御用（ｐチャネル
型）ＴＦＴ１００３の説明を参照すれば良い。なお、本
実施形態ではシングルゲート構造としているが、ダブル
ゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良
い。

【０１３６】また、電流制御用ＴＦＴ７０６のソースは
電流供給線７１６に電気的に接続され、ドレインはドレ
イン配線７１７に電気的に接続される。また、ドレイン
配線７１７は点線で示される第１の電極（陽極）７１８
に電気的に接続される。

【０１３７】このとき、７１９で示される領域には保持
容量（コンデンサ）が形成される。コンデンサ７１９
は、電流供給線７１６と電気的に接続された半導体膜７
２０、ゲート絶縁膜と同一層の絶縁膜（図示せず）及び
ゲート電極７０７との間で形成される。また、ゲート電
極７０７、第１層間絶縁膜と同一の層（図示せず）及び
電流供給線７１６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。

【０１３８】なお、本実施形態の構成は、実施形態１〜
実施形態６の構成を組み合わせて実施することが可能で
ある。

【０１３９】[実施例１０]発光素子を用いた発光装置は
自発光型であるため、液晶表示装置に比べ、明るい場所
での視認性に優れ、視野角が広い。従って、様々な電気
器具の表示部に用いることができる。

【０１４０】本発明により作製した発光装置を用いた電
気器具として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグ
ル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナ
ビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディ
オ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピ
ュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュ
ータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、
記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはデジタルビ
デオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画
像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられ
る。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携帯情報
端末は、視野角の広さが重要視されるため、発光素子を
有する発光装置を用いることが好ましい。それら電気器
具の具体例を図１１に示す。

【０１４１】図１１（Ａ）は表示装置であり、筐体２０
０１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部
２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明に
より作製した発光装置は、表示部２００３に用いること
ができる。発光素子を有する発光装置は自発光型である
ためバックライトが必要なく、液晶表示装置よりも薄い
表示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコ
ン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表
示用表示装置が含まれる。ＴＶ放送受信用に用いる場合
には画面サイズを３０インチとしても本発明の発光装置
を適用することができる。

【０１４２】図１１（Ｂ）はデジタルスチルカメラであ
り、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、
操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッタ
ー２１０６等を含む。本発明により作製した発光装置は
表示部２１０２に用いることができる。

【０１４３】図１１（Ｃ）はノート型パーソナルコンピ
ュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２
２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０
５、ポインティングマウス２２０６等を含む。本発明に
より作製した発光装置は表示部２２０３に用いることが
できる。

【０１４４】図１１（Ｄ）はモバイルコンピュータであ
り、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０
３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含
む。本発明により作製した発光装置は表示部２３０２に
用いることができる。

【０１４５】図１１（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の
画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本
体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部
Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０
５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含
む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表
示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示するが、本発
明により作製した発光装置はこれら表示部Ａ、Ｂ２４０
３、２４０４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。

【０１４６】図１１（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ
（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０
１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明
により作製した発光装置は表示部２５０２に用いること
ができる。

【０１４７】図１１（Ｇ）はビデオカメラであり、本体
２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポ
ート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０
６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キ
ー２６０９等を含む。本発明により作製した発光装置は
表示部２６０２に用いることができる。

【０１４８】ここで図１１（Ｈ）は携帯電話であり、本
体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力
部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、
外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。
本発明により作製した発光装置は、表示部２７０３に用
いることができる。なお、表示部２７０３は黒色の背景
に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑
えることができる。

【０１４９】なお、将来的に有機材料の発光輝度が高く
なれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投
影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用
いることも可能となる。

【０１５０】また、上記電気器具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。有機材料の応答速
度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。

【０１５１】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
を表示することが好ましい。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
とが好ましい。

【０１５２】以上の様に、本発明を用いて作製された発
光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器
具に用いることが可能である。また、本実施形態の電気
器具は実施例１〜実施例９に示した発光装置をその表示
部に用いることができる。

【０１５３】

【発明の効果】以上説明したように、第１の電極（陽
極）及び第１の絶縁層上に１〜１０nm、好ましくは２〜
３nm程度の厚さでトンネル電流を流し得る第２の絶縁層
を設けることにより、第１の電極（陽極）の表面の微細
な凹凸を平坦化し、有機化合物層を均一に形成すること
ができる。また、第１の層間絶縁膜１０４又は第２の層
間絶縁膜１０５に数十〜数百nmの凹凸や異物があって
も、第２の絶縁層を形成することにより、ダークスポッ
トや、第１の電極と第２の電極とが短絡して発光素子が
非点灯となる不良を防止することができる。

【０１５４】また、第２の絶縁層１１２を設けることに
より、ポリイミド、ポリアミド、アクリルと言った有機
樹脂材料で形成される第１の絶縁層１０９からの脱ガス
を防止し、有機化合物層１１３が劣化するのを防止する
ことができる。また、第２の電極１１４を構成する元素
であるＬｉやＭｇが電流制御用ＴＦＴ１０１側に拡散す
るのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発光装置の作製方法の実施形態を示す図。

【図２】従来の発光装置の例を示す図。

【図３】発光装置の作製工程を示す図。

【図４】発光装置の作製工程を示す図。

【図５】発光装置の作製工程を示す図。

【図６】発光装置の作製工程を示す図。

【図７】発光装置の作製工程の実施形態を示す図。

【図８】発光装置の作製工程の実施形態を示す図。

【図９】発光装置の封止構造を示す図。

【図１０】発光装置の画素部の構造を示す図。

【図１１】電気器具の一例を示す図。

【図１２】発光装置の作製工程の実施形態を示す図。

【図１３】発光装置の作製工程の実施形態を示す図。

【図１４】発光装置の作製工程の実施形態を示す図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁表面上に形成された第１の電極と、前
記第１の電極の端部を覆いテーパー状の縁を有する第１
の絶縁層と、前記第１の電極及び前記第１の絶縁層上に
形成され、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコ
ンから選ばれた一種又は複数種から成る第２の絶縁層
と、前記第２の絶縁層上に形成された有機化合物層と、
前記有機化合物層上に形成された第２の電極と、を有す
ることを特徴とする発光装置。
【請求項２】絶縁表面上に形成された第１の電極と、前
記第１の電極の端部を覆いテーパー状の縁を有する第１
の絶縁層と、前記第１の電極及び前記第１の絶縁層上に
形成され、炭素を主成分とする第２の絶縁層と、前記第
２の絶縁層上に形成された有機化合物層と、前記有機化
合物層上に形成された第２の電極と、を有することを特
徴とする発光装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２において、前記絶縁
表面はポリイミド又はアクリルで形成されていることを
特徴とする発光装置。
【請求項４】請求項１又は請求項２において、前記絶縁
表面は窒化シリコン又は酸窒化シリコンで形成されてい
ることを特徴とする発光装置。
【請求項５】ソース領域及びドレイン領域を有する薄膜
トランジスタと、前記ソース領域及びドレイン領域上の
層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜に開口部が形成され、前
記ドレイン領域に接続するドレイン電極と、前記層間絶
縁膜上に形成され、前記ドレイン電極と接続する第１の
電極と前記第１の電極上において開口部を形成し、か
つ、該第１の電極の端部を覆いテーパー状の縁を有する
第１の絶縁層と、前記第１の電極及び前記第１の絶縁層
上に形成され、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シ
リコンから選ばれた一種又は複数種から成る第２の絶縁
層と、前記第２の絶縁層上に形成された有機化合物層
と、前記有機化合物層上に形成された第２の電極と、を
有することを特徴とする発光装置。
【請求項６】ソース領域及びドレイン領域を有する薄膜
トランジスタと、前記ソース領域及びドレイン領域上の
層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜に開口部が形成され、前
記ドレイン領域に接続するドレイン電極と、前記層間絶
縁膜上に形成され、前記ドレイン電極と接続する第１の
電極と前記第１の電極上において開口部を形成し、か
つ、該第１の電極の端部を覆いテーパー状の縁を有する
第１の絶縁層と、前記第１の電極及び前記第１の絶縁層
上に形成され、炭素を主成分とする第２の絶縁層と、前
記第２の絶縁層上に形成された有機化合物層と、前記有
機化合物層上に形成された第２の電極と、を有すること
を特徴とする発光装置。
【請求項７】請求項５又は請求項６において、前記層間
絶縁膜はポリイミド又はアクリルで形成されていること
を特徴とする発光装置。
【請求項８】請求項５又は請求項６において、前記層間
絶縁膜はポリイミド又はアクリルから成る第１の層と、
窒化シリコン又は酸窒化シリコンから成る第２の層とで
形成さていることを特徴とする発光装置。
【請求項９】請求項１乃至請求項８のいずれか一におい
て、前記第１の絶縁層は、ポリイミド又はアクリルで形
成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項１０】請求項１乃至請求項８のいずれか一にお
いて、前記第２の絶縁層は、１〜１０nmの厚さであるこ
とを特徴とする発光装置。
【請求項１１】請求項１乃至請求項８のいずれか一にお
いて、前記第２の絶縁層は、２〜３nmの厚さであること
を特徴とする発光装置。
【請求項１２】請求項１乃至請求項８のいずれか一にお
いて、前記発光装置は、表示装置、デジタルスチルカメ
ラ、ノート型パーソナルコンピュータ、モバイルコンピ
ュータ、記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置、ゴー
グル型ディスプレイ、ビデオカメラ、携帯電話から選ば
れた一種であることを特徴とする発光装置。
【請求項１３】絶縁表面上に第１の電極を形成し、前記
第１の電極の端部を覆いテーパー状の縁を有する第１の
絶縁層を形成し、前記第１の電極及び前記第１の絶縁層
上に、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンか
ら選ばれた一種又は複数種から成る第２の絶縁層を形成
し、前記第２の絶縁層上に有機化合物層を形成し、前記
有機化合物層上に第２の電極を形成することを特徴とす
る発光装置の作製方法。
【請求項１４】絶縁表面上に第１の電極を形成し、前記
第１の電極の端部を覆いテーパー状の縁を有する第１の
絶縁層を形成し、前記第１の電極及び前記第１の絶縁層
上に、炭素を主成分とする第２の絶縁層を形成し、前記
第２の絶縁層上に有機化合物層を形成し、前記有機化合
物層上に第２の電極を形成することを特徴とする発光装
置の作製方法。
【請求項１５】ソース領域及びドレイン領域を有する薄
膜トランジスタの前記ソース領域及びドレイン領域上に
層間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜に前記ドレイン領
域に達する開口部を形成した後、ドレイン電極を形成
し、前記層間絶縁膜上に前記ドレイン電極と接続する第
１の電極を形成し、前記ドレイン電極と接続する第１の
電極を覆う絶縁層を形成した後、前記第１の電極上にお
いて開口部を形成して、第１の絶縁層を設け、前記第１
の電極及び前記第１の絶縁層上に、酸化シリコン、窒化
シリコン、酸窒化シリコンから選ばれた一種又は複数種
から成る第２の絶縁層を形成し、前記有機化合物層上に
第２の電極を形成することを特徴とする発光装置の作製
方法。
【請求項１６】ソース領域及びドレイン領域を有する薄
膜トランジスタの前記ソース領域及びドレイン領域上に
層間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜に前記ドレイン領
域に達する開口部を形成した後、ドレイン電極を形成
し、前記層間絶縁膜上に前記ドレイン電極と接続する第
１の電極を形成し、前記ドレイン電極と接続する第１の
電極を覆う絶縁層を形成した後、前記第１の電極上にお
いて開口部を形成して、第１の絶縁層を設け、前記第１
の電極及び前記第１の絶縁層上に、炭素を主成分とする
第２の絶縁層を形成し、前記有機化合物層上に第２の電
極を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１７】請求項１５又は請求項１６において、前
記層間絶縁膜はポリイミド又はアクリルで形成すことを
特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１８】請求項１５又は請求項１６において、前
記層間絶縁膜はポリイミド又はアクリルから成る第１の
層と、窒化シリコン又は酸窒化シリコンから成る第２の
層とで形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１９】請求項１３乃至請求項１６にいずれか一
において、前記第１の絶縁層は、ポリイミド又はアクリ
ルで形成さすることを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項２０】請求項１３乃至請求項１６にいずれか一
において、前記第２の絶縁層は、１〜１０nmの厚さで形
成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項２１】請求項１３乃至請求項１６にいずれか一
において、前記第２の絶縁層は、２〜３nmの厚さで形成
することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項２２】請求項１３乃至請求項１６にいずれか一
において、前記第２の絶縁層は、プラズマＣＶＤ法又は
スパッタ法で形成することを特徴とする発光装置の作製
方法。