JP4637391B2 - 発光装置の作製方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極間に発光性材料を挟んだ素子（以下、発光素子という）を有する装置（以下、発光装置という）およびその作製方法に関する。特に発光性材料としてＥＬ（Electro Luminescence）が得られる発光性材料（以下、ＥＬ材料という）を利用した発光素子（以下、ＥＬ素子という）を用いた発光装置（以下、ＥＬ発光装置）に関する。なお、有機ＥＬディスプレイや有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）は本発明の発光装置に含まれる。
【０００２】
また、本発明に用いることのできるＥＬ材料は、一重項励起もしくは三重項励起または両者の励起を経由して発光（燐光および／または蛍光）するすべての発光性材料を含む。
【０００３】
【従来の技術】
ＥＬ発光装置は、陽極と陰極との間にＥＬ材料を挟んだ構造のＥＬ素子を有した構造からなる。この陽極と陰極との間に電圧を加えてＥＬ材料中に電流を流することによりキャリアを再結合させて発光させる。即ち、ＥＬ発光装置は発光素子自体に発光能力があるため、液晶表示装置に用いるようなバックライトが不要である。さらに視野角が広く、軽量であるという利点をもつ。
【０００４】
このときＥＬ材料を成膜してＥＬ層を形成するには、様々な成膜方法が採用されている。特に、低分子系有機ＥＬ材料の成膜には蒸着法が用いられ、高分子系有機ＥＬ材料の成膜にはスピンコーティング法もしくはインクジェット法が用いられている。
【０００５】
いずれの成膜方法にも一長一短があるが、蒸着法の場合はＥＬ材料の利用効率が悪いという問題がある。蒸着法の場合、抵抗加熱や電子ビーム加熱により気化したＥＬ材料を飛散させて成膜するが、被膜形成面に成膜される分以外にも蒸着マスク（シャドーマスク）や蒸着室内壁に成膜されてしまう分の損失が大きかった。現状ではＥＬ材料の単価が高いため、このような問題は製造コストの増大を招く結果となってしまう。
【０００６】
また、インクジェット法の場合、ノズル先端から吐出されたＥＬ材料を含む液滴の軌道の制御が難しく、液滴の着弾点（ＥＬ層を成膜する部分）を正確に制御することが難しかった。この着弾点がずれてしまうと、となりの画素に液滴が混入されてしまうといった問題が起こり得た。この問題は高精細な画素部を有する発光装置を作製する上で特に顕著な問題となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ＥＬ材料を成膜するにあたって成膜位置を精密に制御するための技術を提供することを課題とする。そして、高精細な画素部を有する発光装置を得ることを課題とする。さらに、その発光装置を表示部として用いた表示品質の高い電気器具を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、画素を区分するバンクの一部に金属膜を用い、該金属膜に電圧をかける（負もしくは正に帯電させる）ことで電界を形成し、その電界によりＥＬ材料の軌道を制御することを特徴としている。従って、本明細書において「電界を加える」とは、「荷電粒子の向きを制御する」と同義である。
【０００９】
なお、本明細書中において「バンク」とは、画素電極を囲むように設けられた絶縁膜と導電膜との積層体を指し、個々の画素を区分する役割を担う。また、本明細書中では、発明を明確にする便宜上、部位に分けて「支持バンク」と「制御バンク」という名称で区別している。
【００１０】
上記構成により蒸着法、イオンプレーティング法もしくはインクジェット法のように被膜形成面の上方もしくは下方からＥＬ材料が飛んできて付着するような成膜方法において、ＥＬ材料の成膜位置を精密に制御することが可能となり、高精細な画素部を有する発光装置を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の発光装置の構造について図１（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。なお、図１（Ａ）は画素部の上面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。但し、ここで示す発光装置は発光素子を封止する前の状態である。
【００１２】
本発明の発光装置は、まず絶縁体１０１上にＴＦＴ１０２が設けられている。絶縁体１０１はガラス基板、プラスチック基板（プラスチックフィルムを含む）、金属基板もしくはセラミックス基板の上に絶縁膜を設けたものを用いても良いし、石英基板をそのまま用いても良い。
【００１３】
ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１０２は公知の構造のｎチャネル型ＴＦＴもしくはｐチャネル型ＴＦＴを用いれば良く、トップゲート構造（代表的にはプレーナ型ＴＦＴ）であってもボトムゲート構造（代表的には逆スタガ型ＴＦＴ）であっても良い。また、ＴＦＴの配置にも限定はないが、典型的には本出願人による特開平５−１０７５６１号公報に記載の画素構造を採用すれば良い。
【００１４】
このＴＦＴ１０２は層間絶縁膜１０３に覆われ、層間絶縁膜１０３を挟んで画素電極１０４が電気的に接続されている。層間絶縁膜１０３としては、珪素を含む絶縁膜、代表的には酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜もしくは炭化珪素膜を用いることができる。また、樹脂膜を用いることもできるし、樹脂膜と珪素を含む絶縁膜とを組み合わせることもできる。
【００１５】
また、ここでは画素電極１０４として仕事関数の大きい導電膜が用いられ、典型的には可視光に対して透明な酸化物導電膜が用いられる。酸化物導電膜としては、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛もしくはこれらの化合物からなる導電膜を用いることができる。さらに、これらの酸化物導電膜にガリウムを添加したものであっても良い。
【００１６】
また、画素電極１０４を囲むようにしてバンク１０５が設けられている。バンク１０５は絶縁膜からなる支持バンク１０５aとその上に設けられた金属膜からなる制御バンク１０５bを含む。このとき、制御バンク１０５bの線幅は支持バンク１０５aの線幅よりも細くなっている。さらに、支持バンク１０５aおよび制御バンク１０５bはテーパー形状を有していることが好ましい。本発明では制御バンク１０５bに画素電極と極性の異なる電圧をかけて負もしくは正に帯電させ、ＥＬ材料に電界を加えることによりＥＬ材料の飛行軌道を制御することが可能となる。
【００１７】
さらに、バンク１０５で囲まれた画素内にはＥＬ層１０６が設けられ、バンク１０５およびＥＬ層１０６を覆うように陰極１０７が設けられている。
【００１８】
なお、本明細書においてＥＬ層とは、ＥＬ素子において陽極と陰極との間に設けられた絶縁層を指し、様々な有機膜もしくは無機膜を組み合わせて形成される層である。典型的には、ＥＬ層は少なくとも発光層を含み、発光層に電荷注入層や電荷輸送層を組み合わせて用いられる。また、ＥＬ層１０６としては、有機ＥＬ材料、無機ＥＬ材料もしくはそれらを組み合わせたＥＬ材料を用いる。また、有機ＥＬ材料を用いる場合、低分子材料を用いても高分子材料を用いても良く、公知の如何なる材料を用いても良い。
【００１９】
また、陰極１０７は仕事関数の小さい導電膜が用いられ、典型的には周期表の１族もしくは２族に属する元素を含む導電膜が用いられる。代表的にはマグネシウム、リチウム、セシウム、ベリリウム、カリウムもしくはカルシウムを含む合金膜が用いられる。また、ビスマス膜を用いることもできる。
【００２０】
以上の画素電極（陽極）１０４、ＥＬ層１０６および陰極１０７がＥＬ素子１００を形成する。実際には、ＥＬ素子１００の上に樹脂膜を封止材として設けるか、ＥＬ素子１００の上に密閉空間を作るかして、ＥＬ素子１００を外気から保護する。これはＥＬ層１０６や陰極１０７が酸化することで劣化してしまうため、酸素および水に極力触れないようにするためである。
【００２１】
以上にような構造を含む本発明の発光装置は、蒸着法、イオンプレーティング法もしくはインクジェット法のように、上方もしくは下方からＥＬ材料が飛んできて付着することにより成膜される手法を用いる場合において、バンクの一部である金属膜を用いてＥＬ材料に電界を加え、その電界により成膜位置の制御を行うことを特徴とするものである。
【００２２】
本発明を実施することで、精密な位置制御を行いながらＥＬ材料を成膜することが可能となり、高精細な画素部を有する発光装置を実現することができる。
【００２３】
【実施例】
〔実施例１〕
図１に示した構造の発光装置を作製する際のＥＬ層の成膜過程について図２を用いて説明する。なお、一部、図１の符号を参照して説明する。
【００２４】
図２（Ａ）において、絶縁体１０１の上にはＴＦＴ１０２が形成され、ＴＦＴ１０２を覆って形成された層間絶縁膜１０３の上には画素電極（ここでは陽極として機能する）１０４が形成されている。さらに、画素電極１０４を囲むように支持バンク１０５aおよび制御バンク１０５bを含むバンク１０５が形成されている。
【００２５】
そして、この状態でまず画素電極１０４を正に帯電させる。これは画素電極１０４に正電圧を印加しても良いし、正に帯電したイオンシャワーを浴びせることで帯電させることも可能である。正電圧を印加する場合はＴＦＴ１０２を動作させて印加すれば良い。そして、制御バンク１０５bは負に帯電させる。これは制御バンク１０５bに負電圧を印加することで可能である。負電圧の大きさは実施者が適宜決定すれば良い。
【００２６】
この状態でＥＬ材料（本明細書ではＥＬ材料を含む溶液も含めてＥＬ材料という）２０１を蒸着法、イオンプレーティング法もしくはインクジェット法により積層する。このとき、本発明ではＥＬ材料２０１を、制御バンク１０５bと同じ極性に帯電させる点に特徴がある。即ち、本実施例の場合は、制御バンク１０５bが負に帯電しているため、ＥＬ材料２０１も負に帯電させる。これによりＥＬ材料２０１は制御バンク１０５bの周囲に形成された電界に反発し、制御バンク１０５bを避けるような軌道を描く。
【００２７】
さらに、本実施例では画素電極１０４が正に帯電しているため、負に帯電したＥＬ材料２０１を引き寄せる方向に働く。
【００２８】
以上のように、ＥＬ材料２０１は制御バンク１０５bを避けて画素電極１０４へ積層される。こうして画素の部分にＥＬ層２０２が形成される。即ち、特にシャドーマスク等を設けることなく、ＥＬ材料を集中的に画素に成膜することができ、ＥＬ材料の利用効率を大幅に向上させることが可能となる。
【００２９】
また、本発明は画素ピッチが数十μmといった非常に微細な画素部においても何ら問題なく実施することが可能である。シャドーマスクを用いてＥＬ材料を積層する手法はシャドーマスクのアライメント精度が問題となり、高精細な画素部を形成するには不適当である。そのような場合に、本発明を実施することは非常に有効であると言える。
【００３０】
〔実施例２〕
本実施例では、蒸着法によりＥＬ材料を成膜する際に本発明を実施する場合について図３に示す。
【００３１】
図３において、３０１は蒸着室であり、蒸着室の隔壁３０２は負の電圧が印加される負電源３０３に接続されている。また、蒸着室３０１の内部には蒸着ボート３０４が設置され、その中には固体ＥＬ材料３０５が備えられている。この蒸着ボート３０４は支持台３０６に接続された電源３０７a、３０７bを用いて加熱される。即ち、本実施例では抵抗加熱による蒸着源を用いている。
【００３２】
また、蒸着ボート３０４に設けられた孔（気体となったＥＬ材料が蒸着ボート外に出るための孔）のすぐ外に、孔から出た気体となったＥＬ材料（以下、気体ＥＬ材料という）を取り囲むように配置されたリング状電極３２０が設けられている。このリング状電極３２０は負電源３０８に接続され、リング状電極３２０の内側に電場を形成して、気体ＥＬ材料を負に帯電させる。即ち、蒸着ボート３０４から飛び出した気体ＥＬ材料は、飛散中に電場を通過させることで帯電する。このとき、蒸着室の隔壁３０２は負に帯電しているため、隔壁３０２に付着するＥＬ材料を最小限に抑えることができる。
【００３３】
こうして飛散した気体ＥＬ材料３０９は制御バンク３１０が形成する電界を避けるようにして画素電極３１１に積層される。制御バンク３１０には負電源３１２が接続され、これにより電界が形成される。なお、図示されていないが全ての制御バンクは同電位となるように電気的に接続されている。
【００３４】
また、このとき画素電極３１１が接続されたＴＦＴ３１３のソース配線には正電源３１４が接続され、画素電極３１１に正電圧を印加できるようになっている。また、ＴＦＴ３１３を有した基板３１５はサセプタ３１６に保持される。このサセプタ３１６を成膜時に負に帯電させておいても良い。
【００３５】
画素電極３１１は電気的に接続されたＴＦＴ３１３を動作させることにより正の電圧を印加され、正に帯電する。即ち、本実施例ではＴＦＴ３１３を動作させた状態でＥＬ材料を積層する点にも特徴がある。もちろん、必ずしもＴＦＴ３１３を動作させる必要はない。
【００３６】
以上のような構成とすることで、蒸着する気体ＥＬ材料３０９の利用効率を高め、必要最小限の量で所望のＥＬ層を形成することが可能となる。従って、ＥＬ材料の消費量が大幅に削減されるため、製造コストを低減することができる。
【００３７】
なお、蒸着源として抵抗加熱を例にとったが、電子ビーム（ＥＢ）加熱であっても構わない。
【００３８】
また、本実施例では気体ＥＬ材料を負に帯電させる例を示しているが、正に帯電させることも可能である。その場合、隔壁３０２、蒸着ボート３０４および制御バンク３１０を正に帯電させ、画素電極３１１を負に帯電させれば良い。
【００３９】
〔実施例３〕
本実施例では、インクジェット法によりＥＬ材料を塗布する際に本発明を実施する場合について図４に示す。なお、図４（Ａ）、（Ｂ）はいずれも不活性雰囲気中（窒素ガスもしくは希ガス中）で行われる。
【００４０】
図４（Ａ）において、４０１はガラス基板、４０２はＴＦＴ、４０３は陽極として機能する画素電極であり、ＴＦＴ４０２のソース配線には正電源４０４が接続されている。また、本実施例では制御バンク４０５に負電源４０６を接続する。この場合、図示されないが全ての制御バンクは同電位となるように電気的に接続されている。
【００４１】
また、基板４０１の上方にはインクジェット方式でＥＬ材料を積層するための薄膜形成装置のヘッド４０７〜４０９が配置されている。ヘッド４０７の中には赤色発光のためのＥＬ材料を含む溶液４１０が備えられ、ヘッド４０８の中には緑色発光のためのＥＬ材料を含む溶液４１１が備えられ、ヘッド４０９の中には青色発光のためのＥＬ材料を含む溶液４１２が備えられている。これらのＥＬ材料を含む溶液はピエゾ素子を用いて吐出される。もちろん、バブルジェット方式を用いても良い。
【００４２】
本実施例では、ヘッド４０７〜４０９の各々に負電源４１３〜４１５を接続し、ＥＬ材料４１０〜４１２を負に帯電させている。この状態で吐出されたＥＬ材料を含む溶液は点線で示される軌道に沿って落下し、バンクの間に露出した画素電極４０３上に塗布される。即ち、負に帯電したＥＬ材料を含む溶液４１０〜４１２は、やはり負に帯電した制御バンク４０５を避けて画素内に塗布される。
【００４３】
こうして画素内には赤色発光に対応するＥＬ層４１６、緑色発光に対応するＥＬ層４１７および青色発光に対応するＥＬ層４１８が形成される。なお、ここでは三つの画素しか図示されないが、一画素ずつ成膜しても良いし、三つ以上の複数の画素に同時に成膜することも可能である。
【００４４】
また、図４（Ｂ）に示したのは、ヘッド４０７〜４０９の吐出口付近にＥＬ材料を含む溶液を帯電させるための電極を設けた例である。本実施例では、引出電極４２１、加速電極４２２および制御電極４２３を設けている。また、各々には電源４２４が接続されている。
【００４５】
引出電極４２１はヘッド４０７〜４０９からＥＬ材料を含む溶液を引き出すための電界を形成する電極である。また、加速電極４２２は引き出されたＥＬ材料を加速させるための電界を形成する電極であり、制御電極４２３は最終的にＥＬ材料の落下する位置を制御するための電界を形成する電極である。もちろん、これら三つを常に用いる必要はなく、この組み合わせに限定する必要はない。
【００４６】
図４（Ｂ）に示す構成の場合、これら三つの電極のいずれかを用いてＥＬ材料を含む溶液を負に帯電させている。従って、ヘッド４０７〜４０９に特に電源を設ける必要がなく、吐出されたＥＬ材料を含む溶液自体を直接帯電させることができる。この場合も、図４（Ａ）の場合と同様にＥＬ材料を含む溶液は点線で示される軌道に沿って落下し、バンクの間に露出した画素電極４０３上に塗布される。即ち、負に帯電したＥＬ材料４０９〜４１１は、やはり負に帯電した制御バンク４０４を避けて画素内に塗布される。
【００４７】
以上のような構成とすることで、インクジェット法によりＥＬ材料を塗布する際に軌道がずれてしまう可能性が大幅に減り、歩留まりを向上させることが可能となる。そのため製造コストを低減することができる。
【００４８】
なお、本実施例ではＥＬ材料を含む溶液を負に帯電させる例を示しているが、正に帯電させることも可能である。その場合、制御バンク４０５およびＥＬ材料を含む溶液４１０〜４１２を正に帯電させ、画素電極４０３を負に帯電させれば良い。
【００４９】
〔実施例４〕
本実施例では、イオンプレーティング法によりＥＬ層を成膜する際に本発明を実施する場合について図５に示す。
【００５０】
図５において、５０１は蒸着室であり、蒸着室の隔壁５０２は正の電圧が印加される正電源５０３に接続されている。また、蒸着室５０１の内部には蒸着ボート５０４が設置され、その中には固体ＥＬ材料５０５が備えられている。この蒸着ボート５０４は支持台５０６に接続された電源５０７a、５０７bを用いて加熱される。即ち、本実施例では抵抗加熱による蒸着源を用いている。
【００５１】
また、蒸着ボート５０４の上には導体をらせん状に巻いたアンテナ５０８が設けられている。アンテナ５０８には高周波電源５０８aが接続されており、高真空中にて高周波が印加され、電波（典型的にはマイクロ波）を発生させることができる。本実施例ではこの電波を気化した気体ＥＬ材料５０９に加えて正に帯電させる。このとき、アンテナ５０８の間にプラズマを発生させても良い。このプラズマはアルゴンガスもしくはネオンガスといった希ガスを用いて形成すれば良い。このとき、蒸着室の隔壁５０２は正に帯電しているため、隔壁５０２に付着するＥＬ材料を最小限に抑えることができる。
【００５２】
こうして飛散した気体ＥＬ材料５０９は、制御バンク５１０が形成する電界を避けるようにして画素電極５１１に積層される。制御バンク５１０には正電源５１２が接続され、これにより電界が形成される。なお、図示されていないが全ての制御バンクは同電位となるように電気的に接続されている。
【００５３】
また、このとき画素電極５１１が接続されたＴＦＴ５１３のソース配線には負電源５１４が接続され、画素電極５１１に負電圧を印加できるようになっている。また、ＴＦＴ５１３を有した基板５１５はサセプタ５１６に保持される。このサセプタ５１６を成膜時に負に帯電させておいても良い。
【００５４】
画素電極５１１は電気的に接続されたＴＦＴ５１３を動作させることにより負の電圧を印加され、負に帯電する。即ち、本実施例ではＴＦＴ５１３を動作させた状態でＥＬ材料を積層する点にも特徴がある。もちろん、必ずしもＴＦＴ５１３を動作させる必要はない。
【００５５】
以上のような構成とすることで、蒸着する気体ＥＬ材料５０９の利用効率を高め、必要最小限の量で所望のＥＬ層を形成することが可能となる。従って、ＥＬ材料の消費量が大幅に削減されるため、製造コストを低減することができる。
【００５６】
なお、本実施例では電極５０８aと５０８bとの間に形成された電界を気体ＥＬ材料５０９に加えて正に帯電させる方式としたが、陽極５１１と蒸着ボート５０４との間にバイアス電圧をかけて正に帯電させることもできる。
【００５７】
また、本実施例では気体ＥＬ材料を正に帯電させる例を示しているが、負に帯電させることも可能である。その場合、隔壁５０２、蒸着ボート５０４および制御バンク５１０を負に帯電させ、陽極５１１を正に帯電させれば良い。
【００５８】
〔実施例５〕
本発明の発光装置における画素部の断面図を図６に、その上面図を図７（Ａ）に、その回路構成を図７（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。従って図６及び図７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７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。
【００５９】
図６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。
【００６０】
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。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。
【００６１】
ここでは画素内に二つのＴＦＴを形成している。６０１はスイッチング用ＴＦＴであり、ｎチャネル型ＴＦＴで形成され、６０２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。
【００６２】
ただし、本発明において、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にしても良いし、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。
【００６３】
スイッチング用ＴＦＴ６０１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。
【００６４】
また、図７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６１１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、本発明では画素のスイッチング素子６０１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。
【００６５】
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。
【００６６】
さらに、スイッチング用ＴＦＴ６０１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。
【００６７】
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。
【００６８】
次に、電流制御用ＴＦＴ６０２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。
【００６９】
図７（Ａ）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ＴＦＴ６０２のゲートに接続されている。具体的には電流制御用ＴＦＴ６０２のゲート電極３５はスイッチング用ＴＦＴ６０１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は電流供給線であり、ＥＬ素子に流れる電流の供給源に接続される。
【００７０】
電流制御用ＴＦＴ６０２はＥＬ素子６０３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ＴＦＴ６０２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。
【００７１】
また、スイッチング用ＴＦＴ６０１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。
【００７２】
また、図７（Ａ）に示すように電流制御用ＴＦＴ６０２のゲート電極を含む配線３５は、５０で示される領域で電流制御用ＴＦＴ６０２のソース配線（電流供給線）３６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。また、ここではソース配線３６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３６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５０は、電流制御用ＴＦＴ６０２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。
【００７３】
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ＴＦＴ６０２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ＴＦＴ６０１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。
【００７４】
また、アナログ階調方式により多階調表示を行う場合は電流制御用ＴＦＴ６０２を飽和領域で動作させることが好ましい。逆に、デジタル階調方式により多階調表示を行う場合は電流制御用ＴＦＴ６０２を線形領域で動作させることが好ましい。
【００７５】
次に、３８はパッシベーション膜であり、膜厚は１０ｎｍ〜１μm（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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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ＴＦＴ６０２のドレイン配線３７に接続されるように形成される。
【００７９】
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。
【００８０】
画素電極を形成したら、樹脂膜からなる支持バンク４１aを形成し、その上に金属膜からなる制御バンク４１bを形成する。また、同時に画素電極４０のコンタクトホールを埋め込むための絶縁膜（以下、埋め込み材という）４２を形成する。本実施例ではバンク４１aおよび埋め込み材４２をアクリルで形成し、制御バンク４１bをタングステン膜で形成する。
【００８１】
このとき、アクリルからなる支持バンク４１aおよび埋め込み材４２の膜厚は３００ｎｍ以下、好ましくは１００〜２００ｎｍとし、エッジ部（端部）がテーパー形状となるようにすることが好ましい。また、タングステン膜からなる制御バンク４１bもエッジ部がテーパー形状となるように形成することが好ましい。
【００８２】
これらの支持バンク４１aおよび制御バンク４１bは、図１（Ａ）に示したように画素電極４０の端部を囲むように形成される。
【００８３】
次にＥＬ層４３が図２〜図５で説明したような成膜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、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応したＥＬ層が形成される。本実施例では図２に示した蒸着法を採用し、ＥＬ材料としては低分子のＥＬ材料を用いる。
【００８４】
なお、本実施例では、ＥＬ材料として、赤色発光用の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る。また、緑色発光用の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Ａｌｑ3を用い、青色発光用の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。
【００８５】
但し、以上の例は本発明の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ない。即ち、ここでは述べなかったような高分子のＥＬ材料を用いることも可能であり、さらに高分子のＥＬ材料と低分子のＥＬ材料を併用しても良い。
【００８６】
以上のようにしてＥＬ層４３を形成したら、次に金属膜からなる陰極４４を形成する本実施例では陰極４４として、アルミニウムにリチウムを添加した合金膜を用いる。なお、図示しないが陰極４４の上に絶縁膜をパッシベーション膜として形成することも可能である。
【００８７】
こうして画素電極４０、ＥＬ層４３および陰極４４を含むＥＬ素子６０３が形成される。実際にはＥＬ素子６０３を形成した後、ＥＬ素子６０３の上にカバー材を設けて不活性雰囲気中に封入するか、全面に樹脂を設けて封入し、ＥＬ素子が外気に触れないような構造とすることが望ましい。
【００８８】
また、密閉空間もしくは樹脂の中に除湿剤（典型的には酸化バリウム）または酸化防止剤を設けることも有効である。
【００８９】
また、本実施例の発光装置を作製するにあたって実施例１〜４のいずれの構成を用いることもできる。
【００９０】
〔実施例６〕
本実施例では、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８〜図１０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。
【００９１】
まず、図８（Ａ）に示すように、ガラス基板８００上に下地膜８０１を３００ｎｍの厚さに形成する。本実施例では下地膜８０１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８００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。
【００９２】
次に下地膜８０１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。
【００９３】
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）８０２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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
次に、図８（Ｂ）に示すように、結晶質珪素膜８０２上に酸化珪素膜でなる保護膜８０３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８０３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。
【００９７】
そして、その上にレジストマスク８０４a、８０４bを形成し、保護膜８０３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。
【００９８】
この工程により形成されるｎ型不純物領域８０５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。
【００９９】
次に、図８（Ｃ）に示すように、保護膜８０３およびレジスト８０４ａ、８０４ｂ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８０３をつけたままレーザー光を照射しても良い。
【０１００】
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。
【０１０１】
この工程によりｎ型不純物領域８０５の端部、即ち、ｎ型不純物領域８０５、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。
【０１０２】
次に、図８（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）８０６〜８０９を形成する。
【０１０３】
次に、図８（Ｅ）に示すように、活性層８０６〜８０９を覆ってゲート絶縁膜８１０を形成する。ゲート絶縁膜８１０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。
【０１０４】
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８１１〜８１５を形成する。このゲート電極８１１〜８１５の端部をテーパー形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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
本実施例では、５０ｎｍ厚の窒化タンタル（ＴａＮ）膜と、３５０ｎｍ厚のタングステン（Ｗ）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。
【０１０８】
またこの時、ゲート電極８１２はｎ型不純物領域８０５の一部とゲート絶縁膜８１０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８１３、８１４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。
【０１０９】
次に、図９（Ａ）に示すように、ゲート電極８１１〜８１５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８１６〜８２３にはｎ型不純物領域８０５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。
【０１１０】
次に、図９（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８２４a〜８２４ｄ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８２５〜８２９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２×１０20〜５×１０20atoms/cm3）となるように調節する。
【０１１１】
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９（Ａ）の工程で形成したｎ型不純物領域８１９〜８２１の一部を残す。この残された領域が、図６におけるスイッチング用ＴＦＴ６０１のＬＤＤ領域１５a〜１５dに対応する。
【０１１２】
次に、図９（Ｃ）に示すように、レジストマスク８２４a〜８２４ｄを除去し、新たにレジストマスク８３２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８３３〜８３６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）の濃度となるようにボロンを添加する。
【０１１３】
なお、不純物領域８３３〜８３６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。
【０１１４】
次に、レジストマスク８３２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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
次に、活性化工程が終了したら図９（Ｄ）に示すように３００ｎｍ厚のゲート配線８３７を形成する。ゲート配線８３７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７のようにゲート配線６１１とスイッチング用ＴＦＴのゲート電極１９a、１９b（図８（Ｅ）の８１３、８１４）が電気的に接続するように形成する。
【０１１７】
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）の発光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。
【０１１８】
次に、図１０（Ａ）に示すように、第１層間絶縁膜８３８を形成する。第１層間絶縁膜８３８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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
なお、水素化処理は第１層間絶縁膜８３８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。
【０１２１】
次に、第１層間絶縁膜８３８及びゲート絶縁膜８１０に対してコンタクトホールを形成し、ソース配線８３９〜８４２と、ドレイン配線８４３〜８４５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。
【０１２２】
次に、５０〜５００ｎｍ（代表的には２００〜３００ｎｍ）の厚さでパッシベーション膜８４６を形成する。本実施例では第１パッシベーション膜８４６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。
【０１２３】
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８３８に供給され、熱処理を行うことで、パッシベーション膜８４６の膜質が改善される。それと同時に、第１層間絶縁膜８３８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。
【０１２４】
次に、図１０（Ｂ）に示すように有機樹脂からなる第２層間絶縁膜８４７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８４７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。
【０１２５】
次に、第２層間絶縁膜８４７及びパッシベーション膜８４６に対してコンタクトホールを形成し、ドレイン配線８４５と電気的に接続される画素電極８４８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。
【０１２６】
次に、図１０（Ｃ）に示すように、樹脂からなる支持バンク８４９ａ及び埋め込み材８５０を形成する。これらは５００ｎｍのアクリル膜を成膜した後にエッチングを施して膜厚を２００ｎｍとし、パターニングして図１０（Ｃ）に示すような形状にする。
【０１２７】
さらに、支持バンク８４９aの上には金属膜からなる制御バンク８４９bが形成される。本実施例では金属膜としてタングステン膜を用い、エッチングの際にテーパー形状とする。テーパーを形成する技術は、本出願人による特願平１１−２０６９５４号出願を参照すると良い。
【０１２８】
次に、ＥＬ層８５１を、図２〜図５に示した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、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応したＥＬ層が形成される。本実施例では、ＥＬ材料として、赤色発光用のＥＬ層には、Ａｌｑ3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る。また、緑色発光用の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Ａｌｑ3を用い、青色発光用の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。
【０１２９】
なお、本実施例ではＥＬ層８５１を単層構造とするが、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。
【０１３０】
ＥＬ層８５１を形成した後、アルミニウムとリチウムとの合金膜からなる陰極８５２を真空蒸着法を用いて形成する。なお、ＥＬ層８５１の膜厚は３０〜１００ｎｍ（典型的には５０〜８０ｎｍ）、陰極８５２の厚さは１５０〜３００ｎｍ（典型的には２００〜２５０ｎｍ）とすれば良い。また、本実施例ではＥＬ素子の陰極８５２としてアルミニウムとリチウムとの合金膜を用いた例を示すが、公知の他の材料であっても良い。
【０１３１】
ここでスイッチング用ＴＦＴとして、ｎチャネル型ＴＦＴを用いた場合の断面構造を図１１に示す。まず、図１１（Ａ）は、ＬＤＤ領域１５ａ〜１５ｄがゲート絶縁膜１８を挟んでデート電極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。
【０１３２】
これに対して、図１１（Ｂ）には、これらのＬＤＤ領域１５ａ〜１５ｄは設けられていない。図１１（Ｂ）の構造とする場合には、図１１（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。
【０１３３】
本発明において、スイッチング用ＴＦＴとしては、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）のどちらの構造を用いても良い。
【０１３４】
次に、電流制御用ＴＦＴとして、ｎチャネル型ＴＦＴを用いた場合の断面構造を図１２に示す。まず、図１２（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１２（Ｂ）に示すようにＬＤＤ領域３３を設けない構造としてもよい。
【０１３５】
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
【０１３６】
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１２（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。
【０１３７】
また、電流制御用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域との間に加わる電圧が１０Ｖ以下、好ましくは５Ｖ以下となると、ホットキャリア劣化が問題とならなくなってくるので図１２（Ｂ）に示すようにＬＤＤ領域を設けなくても良い。
【０１３８】
また、本実施例の場合、図１０（Ｃ）に示すように、ｎチャネル型６０５の活性層は、ソース領域８５５、ドレイン領域８５６、ＬＤＤ領域８５７及びチャネル形成領域８５８を含み、ＬＤＤ領域８５７はゲート絶縁膜８１０を挟んでゲート電極８１２と重なっている。
【０１３９】
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ＴＦＴ６０５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８５７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。
【０１４０】
こうして図１０（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。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。
【０１４１】
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ＴＦＴ６０５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。
【０１４２】
なお、実際には図１０（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。
【０１４３】
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）という。
【０１４４】
なお、画素部に信号を伝送する駆動回路やその他のメモリ、コントロール回路、電源回路等を単結晶シリコンを用いたＩＣで設けても良い。その場合、ＩＣはＴＡＢもしくはＣＯＧを用いて接続すれば良く、プリント配線基盤に実装したＩＣをＴＡＢテープで接続する方式を採っても良い。
【０１４５】
ここで本実施例の発光装置の構成を図１３の斜視図を用いて説明する。本実施例の発光装置は、ガラス基板１３０１上に形成された、画素部１３０２と、ゲート側駆動回路１３０３と、ソース側駆動回路１３０４を含む。画素部のスイッチング用ＴＦＴ１３０５はｎチャネル型ＴＦＴであり、ゲート側駆動回路１３０３に接続されたゲート配線１３０６、ソース側駆動回路１３０４に接続されたソース配線１３０７の交点に配置されている。また、スイッチング用ＴＦＴ１３０５のドレインは電流制御用ＴＦＴ１３０８のゲートに接続されている。
【０１４６】
さらに、電流制御用ＴＦＴ１３０８のソース側は電流供給線１３０９に接続される。また、電流制御用ＴＦＴ１３０８のドレインにはＥＬ素子１３１０が接続されている。また、このＥＬ素子１３１０の陰極には所定の電圧が加えられる。
【０１４７】
そして、外部入出力端子となるＦＰＣ１３１１には駆動回路部まで信号を伝達するための接続配線１３１２、１３１３、及び電流供給線１３０９に接続された接続配線１３１４が設けられている。
【０１４８】
また、図１３に示した発光装置の回路構成の一例を図１４に示す。本実施例の発光装置は、ソース側駆動回路１４０１、ゲート側駆動回路（Ａ）１４０７、ゲート側駆動回路（Ｂ）１４１１、画素部１４０６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。
【０１４９】
ソース側駆動回路１４０１は、シフトレジスタ１４０２、レベルシフタ１４０３、バッファ１４０４、サンプリング回路（トランスファゲート）１４０５を備えている。また、ゲート側駆動回路（Ａ）１４０７は、シフトレジスタ１４０８、レベルシフタ１４０９、バッファ１４１０を備えている。ゲート側駆動回路（Ｂ）１４１１も同様な構成である。
【０１５０】
ここでシフトレジスタ１４０２、１４０８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１０（Ｃ）の６０５で示される構造が適している。
【０１５１】
また、レベルシフタ１４０３、１４０９、バッファ１４０４、１４１０はシフトレジスタと同様に、図１０（Ｃ）のｎチャネル型ＴＦＴ６０５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。
【０１５２】
また、画素部１４０６は図６に示した構造の画素を配置する。
【０１５３】
なお、上記構成は、図８〜１０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。
【０１５４】
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１５（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。なお、必要に応じて図１３、図１４で用いた符号を引用することにする。
【０１５５】
図１５（Ａ）は、図１０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１３０２は画素部、１３０３はゲート側駆動回路、１３０４はソース側駆動回路である。本発明のシーリング構造は、図１０の状態に対して充填材（図示せず）、カバー材１５０１、シール材（図示せず）及びフレーム材１５０２を設けた構造である。
【０１５６】
ここで、図１５（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図を図１５（Ｂ）に示す。なお、図１５（Ａ）、（Ｂ）では同一の部位に同一の符号を用いている。
【０１５７】
図１５（Ｂ）に示すように、基板１３０１上には画素部１３０２、ゲート側駆動回路１３０３が形成されており、画素部１３０２は電流制御用ＴＦＴ６０２とそれに電気的に接続された画素電極８４８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１３０３はｎチャネル型ＴＦＴ６０５とｐチャネル型ＴＦＴ６０６とを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
【０１５８】
画素電極８４８はＥＬ素子の陽極として機能する。また、画素電極８４８間の隙間には支持バンク８４９ａ及び制御バンク８４９ｂが形成され、支持バンク８４９ａ及び制御バンク８４９ｂの内側にＥＬ層８５１、陰極８５２が形成される。勿論、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。
【０１５９】
本実施例の場合、陰極８５２は画素列ごとに共通の配線としても機能し、接続配線１３１２を経由してＦＰＣ１３１１に電気的に接続されている。
【０１６０】
次に、ＥＬ素子を覆うようにして充填材１５０３を設ける。この充填材１５０３はカバー材１５０１を接着するための接着剤としても機能する。充填材１５０３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。この充填材１５０３の内部に乾燥剤（図示せず）を設けておくと、吸湿効果を保ち続けられるので好ましい。このとき、乾燥剤は充填材に添加されたものであっても良いし、充填材に封入されたものであっても良い。
【０１６１】
また、本実施例ではカバー材１５０１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。なお、充填材１５０３の内部に予め酸化バリウム等の吸湿剤を添加しておくことは有効である。
【０１６２】
次に、充填材１５０３を用いてカバー材１５０１を接着した後、充填材１５０３の側面（露呈面）を覆うようにフレーム材１５０２を取り付ける。フレーム材１５０２はシール材（接着剤として機能する）１５０４によって接着される。このとき、シール材１５０４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１５０４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１５０４の内部に乾燥剤を添加してあっても良い。
【０１６３】
以上のような方式を用いてＥＬ素子を充填材１５０３に封入することにより、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。
【０１６４】
また、本実施例に示した発光装置の表示面（画像を観測する面）に偏光板を設けても良い。この偏光板は、外部から入射した光の反射を抑え、観測者が表示面に映り込むことを防ぐ効果を有する。一般的には円偏光板が用いられている。但し、ＥＬ層から発した光が偏光板により反射されて内部に戻されることを防ぐため、屈折率を調節して内部反射の少ない構造とすることが望ましい。
【０１６５】
〔実施例７〕
実施例１〜６では、絶縁体の上に陽極、ＥＬ層、陰極の順に積層していく場合について主に説明したが、陰極、ＥＬ層、陽極および補助配線の順に積層していくことも可能である。
【０１６６】
前者は絶縁体を通過した光を観測することになるのに対して、後者は絶縁体から離れる方向に光が放射される。
【０１６７】
〔実施例８〕
本実施例では、多面取りにより１枚の基板から複数の発光装置を作製する場合に本発明を実施する例について説明する。説明には図１６を用いる。
【０１６８】
ガラス基板１６０１上には画素部１６０２aおよび駆動回路１６０２bを含む複数の発光装置が形成されている。本実施例では１枚のガラス基板上に九つの発光装置が形成されることになる。また、各発光装置の画素部１６０２aは図１に示すような構造からなり、各画素部１６０２aにはマトリクス状に制御バンク１６０３が形成されている。
【０１６９】
本実施例では、制御バンク１６０３が全て同電位となるように個々の制御バンクを接続するための配線（以下、バンク接続配線という）１６０４が形成され、パッド部１６０５に電圧を加えればその電圧が全て陽極に伝わるようになっている。そして、バンク接続配線１６０４を静電対策に活用する点に特徴がある。即ち、全てが同電位になっていれば突発的に大きな電圧が配線間に加わることもないため、絶縁破壊等を効果的に抑制することができる。
【０１７０】
ここで、点線で囲まれた領域１６００の拡大図を図１７（Ａ）に示す。図１７（Ａ）に示すように、バンク接続配線１６０４は制御バンク１６０３と同時に形成されており、途中にバッファ配線１６０６で連結された部分を有する。このバッファ配線１６０６は画素電極（本実施例ではＥＬ素子の陽極）と同時に酸化物導電膜を用いて形成される。
【０１７１】
ここで図１７（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図を図１７（Ｂ）に示す。なお、１６０７はＴＦＴを作製する過程で積層された層間絶縁膜である。
【０１７２】
バッファ配線１６０６として用いる酸化物導電膜は金属膜に比べて抵抗値が高いため、バッファ配線は一種の抵抗体として機能することになる。そのため、バンク接続配線１６０４に大電流が流れたとしても、バッファ配線で緩衝され、複数の発光装置に被害が及ぶのを防ぐことが可能となる。
【０１７３】
このように本実施例の構成とすることで、多面取りプロセスにより一度に複数の発光装置を作製する場合にも、複雑な配線を施すことなく、本発明を実施することが可能となる。
【０１７４】
また、発光装置が完成したら、ダイサーもしくはスクライバーを用いて基板１６０１を分断し、発光装置を個々に分離すれば良い。このとき、バンク接続配線１６０４も分断してしまえば、各発光装置は電気的に孤立した状態となる。なお、本実施例の構成は実施例１〜７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。
【０１７５】
〔実施例９〕
本実施例では、本発明とシャドーマスクとを組み合わせて用いる場合について説明する。説明には図１８を用いる。なお、図２に示した構造と同一の部分は同一の符号を用いて説明する。
【０１７６】
図１８では、制御バンク１０５bの上方に、さらにシャドーマスク１８０１を設け、シャドーマスク１８０１を負に帯電させておく。即ち、シャドーマスク１８０１と制御バンク１０５bを同じ極性に帯電させておく。
【０１７７】
このとき、制御バンク１０５b間の距離をＸ1とし、シャドーマスク１８０１に設けられた開口部の距離をＸ2とすると、Ｘ1＜Ｘ2の関係とすることが好ましい。このようにすると、シャドーマスク１８０１の上方から飛んできたＥＬ材料（もしくはＥＬ材料を含む溶液）２０１は、まずシャドーマスク１８０１が形成する電界によりシャドーマスク１８０１の開口部付近に導かれる。さらに、制御バンク１０５bが形成する電界により画素内へと導かれる。こうしてＥＬ層２０２が成膜される。
【０１７８】
本実施例の構成は、特に赤色発光用のＥＬ材料、緑色発光用のＥＬ材料および青色発光用のＥＬ材料を分けて成膜する場合のように、異なる種類のＥＬ材料を複数回に分けて成膜する場合に有効である。
【０１７９】
なお、本実施例の構成は実施例１〜８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。
【０１８０】
〔実施例１０〕
本実施例では、シャドーマスクを用いることなく、本発明の電界制御により赤色発光用のＥＬ材料、緑色発光用のＥＬ材料および青色発光用のＥＬ材料を分けて成膜する場合について説明する。
【０１８１】
本実施例の概念を図１９（Ａ）、（Ｂ）に示す。図１９（Ａ）、（Ｂ）では、図示しない絶縁体（本発明ではＴＦＴ上に形成された層間絶縁膜）上に画素電極１９０１〜１９０３が形成され、それらを囲むようにマトリクス状に加工された制御バンク１９０４が形成されている。
【０１８２】
本実施例では、まず図１９（Ａ）に示すように、画素電極１９０２のみ正に帯電させ、他の画素電極１９０１、１９０３を負に帯電させる。さらに制御バンク１９０４を負に帯電させ、この状態で負に帯電させた赤色発光用のＥＬ材料を蒸着法により成膜する。このとき、負に帯電した画素電極１９０１、１９０３上ではＥＬ材料が反発され、殆どが正に帯電した陽極１９０２上に成膜される。こうして赤色発光用のＥＬ層１９０５が成膜される。
【０１８３】
次に、図１９（Ｂ）に示すように、画素電極１９０１のみ正に帯電させ、他の陽極１９０２、１９０３を負に帯電させる。さらに制御バンク１９０４を負に帯電させ、この状態で負に帯電させた緑色発光用のＥＬ材料を蒸着法により成膜する。このとき、負に帯電した画素電極１９０２、１９０３上ではＥＬ材料が反発され、殆どが正に帯電した画素電極１９０１上に成膜される。こうして緑色発光用のＥＬ層１９０６が成膜される。
【０１８４】
さらに、図示しないが、青色発光用のＥＬ層も同様に画素電極１９０３のみを正に帯電させ、他の陽極１９０１、１９０２を負に帯電させて青色発光用のＥＬ材料を成膜すれば良い。
【０１８５】
本実施例の構成では、制御バンク１９０４が形成する電界および画素電極１９０１〜１９０３が形成する電界により、ＥＬ材料の軌道を決定し、シャドーマスクを用いずに選択的な成膜を可能とするものである。
【０１８６】
なお、本実施例の構成は実施例１〜８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。
【０１８７】
〔実施例１１〕
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。
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.)
上記論文に報告されたＥＬ材料（クマリン色素）の分子式を以下に示す。
【０１８８】
【化１】
【０１８９】
(M.A.Baldo, D.F.O'Brien, Y.You, A.Shoustikov, S.Sibley, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Nature 395 (1998) p.151.)
上記論文に報告されたＥＬ材料（Ｐｔ錯体）の分子式を以下に示す。
【０１９０】
【化２】
【０１９１】
(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.)
上記論文に報告されたＥＬ材料（Ｉｒ錯体）の分子式を以下に示す。
【０１９２】
【化３】
【０１９３】
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。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。
【０１９４】
〔実施例１２〕
本発明を実施して形成された発光装置は、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、様々な電気器具の表示部として用いることができる。その際、本発明の発光装置はパッシブ型の発光装置でありながらも配線抵抗を減らすことで大画面化を可能としているため、用途も幅広いものとすることができる。
【０１９５】
本発明の電気器具としては、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）、カーナビゲーションシステム、カーオーディオ、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）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはコンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（ＬＤ）又はデジタルバーサタイルディスク（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。それら電気器具の具体例を図２０、図２１に示す。
【０１９６】
図２０（Ａ）はＥＬディスプレイであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３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。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。なお、表示部２００３に用いる発光装置にスティックドライバを設ける場合は、数十個に分割して設けることが好ましい。
【０１９７】
図２０（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。なお、表示部２１０２に用いる発光装置にスティックドライバを設ける場合は、数個に分割して設けることが好ましい。
【０１９８】
図２０（Ｃ）はデジタルカメラであり、本体２２０１、表示部２２０２、接眼部部２２０３、操作スイッチ２２０４を含む。本発明の発光装置は表示部２２０２に用いることができる。なお、表示部２２０２に用いる発光装置にスティックドライバを設ける場合は、数個に分割して設けることが好ましい。
【０１９９】
図２０（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（ＣＤ、ＬＤまたはＤＶＤ等）２３０２、操作スイッチ２３０３、表示部（ａ）２３０４、表示部（ｂ）２３０５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、本発明の発光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、ＣＤ再生装置、ゲーム機器なども含まれうる。なお、表示部（ａ）２３０４、表示部（ｂ）２３０５に用いる発光装置にスティックドライバを設ける場合は、数十個に分割して設けることが好ましい。
【０２００】
図２０（Ｅ）は携帯型（モバイル）コンピュータであり、本体２４０１、表示部２４０２、受像部２４０３、操作スイッチ２４０４、メモリスロット２４０５を含む。本発明の電気光学装置は表示部２４０２に用いることができる。この携帯型コンピュータはフラッシュメモリや不揮発性メモリを集積化した記録媒体に情報を記録したり、それを再生したりすることができる。なお、表示部２４０２に用いる発光装置にスティックドライバを設ける場合は、数個に分割して設けることが好ましい。
【０２０１】
図２０（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。なお、表示部２５０３に用いる発光装置にスティックドライバを設ける場合は、数十個に分割して設けることが好ましい。
【０２０２】
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。
【０２０３】
また、上記電子装置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。ＥＬ材料の応答速度は非常に高いため、そのような動画表示を行うに適している。
【０２０４】
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、特に携帯電話やカーオーディオ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。
【０２０５】
ここで図２１（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。
【０２０６】
また、図２１（Ｂ）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カーオーディオを示すが、据え置き型のカーオーディオに用いても良い。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。なお、表示部２７０４に用いる発光装置にスティックドライバを設ける場合は、数個に分割して設けることが好ましい。
【０２０７】
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１〜１０の構成を自由に組み合わせた発光装置を用いることで得ることができる。
【０２０８】
【発明の効果】
本発明を実施することでＥＬ材料を成膜するにあたって成膜位置を精密に制御することが可能となる。そのため高精細な画素部を有する発光装置を作製することができる。また、必要な部分に優先的にＥＬ材料を成膜することができるため、ＥＬ材料の利用効率が高まり、製造コストを低減することができる。さらに、本発明の発光装置を表示部として用いることで高精細な表示部を有した電気器具を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 発光装置の上面構造および断面構造を示す図。
【図２】 ＥＬ材料の成膜工程を説明するための図。
【図３】 蒸着法によるＥＬ材料の成膜工程を説明するための図。
【図４】 インクジェット法によるＥＬ材料の成膜工程を説明するための図。
【図５】 イオンプレーティング法によるＥＬ材料の成膜工程を説明するための図。
【図６】 発光装置の画素部の断面構造を示す図。
【図７】 発光装置の画素部の上面構造および回路構成を示す図。
【図８】 発光装置の作製方法を示す図。
【図９】 発光装置の作製方法を示す図。
【図１０】 発光装置の作製方法を示す図。
【図１１】 スイッチング用ＴＦＴの構造を示す図。
【図１２】 電流制御用ＴＦＴの構造を示す図。
【図１３】 発光装置の外観を示す図。
【図１４】 発光装置の回路構成を示す図。
【図１５】 発光装置の上面構造および断面構造を示す図。
【図１６】 多面取りプロセスを説明するための図。
【図１７】 多面取りプロセスを説明するための図。
【図１８】 ＥＬ材料の成膜工程を説明するための図。
【図１９】 ＥＬ材料の成膜工程を説明するための図。
【図２０】 電気器具の一例を示す図。
【図２１】 電気器具の一例を示す図。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極間に発光性材料を挟んだ素子（以下、発光素子という）を有する装置（以下、発光装置という）およびその作製方法に関する。特に発光性材料としてＥＬ（Electro Luminescence）が得られる発光性材料（以下、ＥＬ材料という）を利用した発光素子（以下、ＥＬ素子という）を用いた発光装置（以下、ＥＬ発光装置）に関する。なお、有機ＥＬディスプレイや有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）は本発明の発光装置に含まれる。
【０００２】
また、本発明に用いることのできるＥＬ材料は、一重項励起もしくは三重項励起または両者の励起を経由して発光（燐光および／または蛍光）するすべての発光性材料を含む。
【０００３】
【従来の技術】
ＥＬ発光装置は、陽極と陰極との間にＥＬ材料を挟んだ構造のＥＬ素子を有した構造からなる。この陽極と陰極との間に電圧を加えてＥＬ材料中に電流を流することによりキャリアを再結合させて発光させる。即ち、ＥＬ発光装置は発光素子自体に発光能力があるため、液晶表示装置に用いるようなバックライトが不要である。さらに視野角が広く、軽量であるという利点をもつ。
【０００４】
このときＥＬ材料を成膜してＥＬ層を形成するには、様々な成膜方法が採用されている。特に、低分子系有機ＥＬ材料の成膜には蒸着法が用いられ、高分子系有機ＥＬ材料の成膜にはスピンコーティング法もしくはインクジェット法が用いられている。
【０００５】
いずれの成膜方法にも一長一短があるが、蒸着法の場合はＥＬ材料の利用効率が悪いという問題がある。蒸着法の場合、抵抗加熱や電子ビーム加熱により気化したＥＬ材料を飛散させて成膜するが、被膜形成面に成膜される分以外にも蒸着マスク（シャドーマスク）や蒸着室内壁に成膜されてしまう分の損失が大きかった。現状ではＥＬ材料の単価が高いため、このような問題は製造コストの増大を招く結果となってしまう。
【０００６】
また、インクジェット法の場合、ノズル先端から吐出されたＥＬ材料を含む液滴の軌道の制御が難しく、液滴の着弾点（ＥＬ層を成膜する部分）を正確に制御することが難しかった。この着弾点がずれてしまうと、となりの画素に液滴が混入されてしまうといった問題が起こり得た。この問題は高精細な画素部を有する発光装置を作製する上で特に顕著な問題となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ＥＬ材料を成膜するにあたって成膜位置を精密に制御するための技術を提供することを課題とする。そして、高精細な画素部を有する発光装置を得ることを課題とする。さらに、その発光装置を表示部として用いた表示品質の高い電気器具を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、画素を区分するバンクの一部に金属膜を用い、該金属膜に電圧をかける（負もしくは正に帯電させる）ことで電界を形成し、その電界によりＥＬ材料の軌道を制御することを特徴としている。従って、本明細書において「電界を加える」とは、「荷電粒子の向きを制御する」と同義である。
【０００９】
なお、本明細書中において「バンク」とは、画素電極を囲むように設けられた絶縁膜と導電膜との積層体を指し、個々の画素を区分する役割を担う。また、本明細書中では、発明を明確にする便宜上、部位に分けて「支持バンク」と「制御バンク」という名称で区別している。
【００１０】
上記構成により蒸着法、イオンプレーティング法もしくはインクジェット法のように被膜形成面の上方もしくは下方からＥＬ材料が飛んできて付着するような成膜方法において、ＥＬ材料の成膜位置を精密に制御することが可能となり、高精細な画素部を有する発光装置を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の発光装置の構造について図１（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。なお、図１（Ａ）は画素部の上面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。但し、ここで示す発光装置は発光素子を封止する前の状態である。
【００１２】
本発明の発光装置は、まず絶縁体１０１上にＴＦＴ１０２が設けられている。絶縁体１０１はガラス基板、プラスチック基板（プラスチックフィルムを含む）、金属基板もしくはセラミックス基板の上に絶縁膜を設けたものを用いても良いし、石英基板をそのまま用いても良い。
【００１３】
ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１０２は公知の構造のｎチャネル型ＴＦＴもしくはｐチャネル型ＴＦＴを用いれば良く、トップゲート構造（代表的にはプレーナ型ＴＦＴ）であってもボトムゲート構造（代表的には逆スタガ型ＴＦＴ）であっても良い。また、ＴＦＴの配置にも限定はないが、典型的には本出願人による特開平５−１０７５６１号公報に記載の画素構造を採用すれば良い。
【００１４】
このＴＦＴ１０２は層間絶縁膜１０３に覆われ、層間絶縁膜１０３を挟んで画素電極１０４が電気的に接続されている。層間絶縁膜１０３としては、珪素を含む絶縁膜、代表的には酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜もしくは炭化珪素膜を用いることができる。また、樹脂膜を用いることもできるし、樹脂膜と珪素を含む絶縁膜とを組み合わせることもできる。
【００１５】
また、ここでは画素電極１０４として仕事関数の大きい導電膜が用いられ、典型的には可視光に対して透明な酸化物導電膜が用いられる。酸化物導電膜としては、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛もしくはこれらの化合物からなる導電膜を用いることができる。さらに、これらの酸化物導電膜にガリウムを添加したものであっても良い。
【００１６】
また、画素電極１０４を囲むようにしてバンク１０５が設けられている。バンク１０５は絶縁膜からなる支持バンク１０５aとその上に設けられた金属膜からなる制御バンク１０５bを含む。このとき、制御バンク１０５bの線幅は支持バンク１０５aの線幅よりも細くなっている。さらに、支持バンク１０５aおよび制御バンク１０５bはテーパー形状を有していることが好ましい。本発明では制御バンク１０５bに画素電極と極性の異なる電圧をかけて負もしくは正に帯電させ、ＥＬ材料に電界を加えることによりＥＬ材料の飛行軌道を制御することが可能となる。
【００１７】
さらに、バンク１０５で囲まれた画素内にはＥＬ層１０６が設けられ、バンク１０５およびＥＬ層１０６を覆うように陰極１０７が設けられている。
【００１８】
なお、本明細書においてＥＬ層とは、ＥＬ素子において陽極と陰極との間に設けられた絶縁層を指し、様々な有機膜もしくは無機膜を組み合わせて形成される層である。典型的には、ＥＬ層は少なくとも発光層を含み、発光層に電荷注入層や電荷輸送層を組み合わせて用いられる。また、ＥＬ層１０６としては、有機ＥＬ材料、無機ＥＬ材料もしくはそれらを組み合わせたＥＬ材料を用いる。また、有機ＥＬ材料を用いる場合、低分子材料を用いても高分子材料を用いても良く、公知の如何なる材料を用いても良い。
【００１９】
また、陰極１０７は仕事関数の小さい導電膜が用いられ、典型的には周期表の１族もしくは２族に属する元素を含む導電膜が用いられる。代表的にはマグネシウム、リチウム、セシウム、ベリリウム、カリウムもしくはカルシウムを含む合金膜が用いられる。また、ビスマス膜を用いることもできる。
【００２０】
以上の画素電極（陽極）１０４、ＥＬ層１０６および陰極１０７がＥＬ素子１００を形成する。実際には、ＥＬ素子１００の上に樹脂膜を封止材として設けるか、ＥＬ素子１００の上に密閉空間を作るかして、ＥＬ素子１００を外気から保護する。これはＥＬ層１０６や陰極１０７が酸化することで劣化してしまうため、酸素および水に極力触れないようにするためである。
【００２１】
以上にような構造を含む本発明の発光装置は、蒸着法、イオンプレーティング法もしくはインクジェット法のように、上方もしくは下方からＥＬ材料が飛んできて付着することにより成膜される手法を用いる場合において、バンクの一部である金属膜を用いてＥＬ材料に電界を加え、その電界により成膜位置の制御を行うことを特徴とするものである。
【００２２】
本発明を実施することで、精密な位置制御を行いながらＥＬ材料を成膜することが可能となり、高精細な画素部を有する発光装置を実現することができる。
【００２３】
【実施例】
〔実施例１〕
図１に示した構造の発光装置を作製する際のＥＬ層の成膜過程について図２を用いて説明する。なお、一部、図１の符号を参照して説明する。
【００２４】
図２（Ａ）において、絶縁体１０１の上にはＴＦＴ１０２が形成され、ＴＦＴ１０２を覆って形成された層間絶縁膜１０３の上には画素電極（ここでは陽極として機能する）１０４が形成されている。さらに、画素電極１０４を囲むように支持バンク１０５aおよび制御バンク１０５bを含むバンク１０５が形成されている。
【００２５】
そして、この状態でまず画素電極１０４を正に帯電させる。これは画素電極１０４に正電圧を印加しても良いし、正に帯電したイオンシャワーを浴びせることで帯電させることも可能である。正電圧を印加する場合はＴＦＴ１０２を動作させて印加すれば良い。そして、制御バンク１０５bは負に帯電させる。これは制御バンク１０５bに負電圧を印加することで可能である。負電圧の大きさは実施者が適宜決定すれば良い。
【００２６】
この状態でＥＬ材料（本明細書ではＥＬ材料を含む溶液も含めてＥＬ材料という）２０１を蒸着法、イオンプレーティング法もしくはインクジェット法により積層する。このとき、本発明ではＥＬ材料２０１を、制御バンク１０５bと同じ極性に帯電させる点に特徴がある。即ち、本実施例の場合は、制御バンク１０５bが負に帯電しているため、ＥＬ材料２０１も負に帯電させる。これによりＥＬ材料２０１は制御バンク１０５bの周囲に形成された電界に反発し、制御バンク１０５bを避けるような軌道を描く。
【００２７】
さらに、本実施例では画素電極１０４が正に帯電しているため、負に帯電したＥＬ材料２０１を引き寄せる方向に働く。
【００２８】
以上のように、ＥＬ材料２０１は制御バンク１０５bを避けて画素電極１０４へ積層される。こうして画素の部分にＥＬ層２０２が形成される。即ち、特にシャドーマスク等を設けることなく、ＥＬ材料を集中的に画素に成膜することができ、ＥＬ材料の利用効率を大幅に向上させることが可能となる。
【００２９】
また、本発明は画素ピッチが数十μmといった非常に微細な画素部においても何ら問題なく実施することが可能である。シャドーマスクを用いてＥＬ材料を積層する手法はシャドーマスクのアライメント精度が問題となり、高精細な画素部を形成するには不適当である。そのような場合に、本発明を実施することは非常に有効であると言える。
【００３０】
〔実施例２〕
本実施例では、蒸着法によりＥＬ材料を成膜する際に本発明を実施する場合について図３に示す。
【００３１】
図３において、３０１は蒸着室であり、蒸着室の隔壁３０２は負の電圧が印加される負電源３０３に接続されている。また、蒸着室３０１の内部には蒸着ボート３０４が設置され、その中には固体ＥＬ材料３０５が備えられている。この蒸着ボート３０４は支持台３０６に接続された電源３０７a、３０７bを用いて加熱される。即ち、本実施例では抵抗加熱による蒸着源を用いている。
【００３２】
また、蒸着ボート３０４に設けられた孔（気体となったＥＬ材料が蒸着ボート外に出るための孔）のすぐ外に、孔から出た気体となったＥＬ材料（以下、気体ＥＬ材料という）を取り囲むように配置されたリング状電極３２０が設けられている。このリング状電極３２０は負電源３０８に接続され、リング状電極３２０の内側に電場を形成して、気体ＥＬ材料を負に帯電させる。即ち、蒸着ボート３０４から飛び出した気体ＥＬ材料は、飛散中に電場を通過させることで帯電する。このとき、蒸着室の隔壁３０２は負に帯電しているため、隔壁３０２に付着するＥＬ材料を最小限に抑えることができる。
【００３３】
こうして飛散した気体ＥＬ材料３０９は制御バンク３１０が形成する電界を避けるようにして画素電極３１１に積層される。制御バンク３１０には負電源３１２が接続され、これにより電界が形成される。なお、図示されていないが全ての制御バンクは同電位となるように電気的に接続されている。
【００３４】
また、このとき画素電極３１１が接続されたＴＦＴ３１３のソース配線には正電源３１４が接続され、画素電極３１１に正電圧を印加できるようになっている。また、ＴＦＴ３１３を有した基板３１５はサセプタ３１６に保持される。このサセプタ３１６を成膜時に負に帯電させておいても良い。
【００３５】
画素電極３１１は電気的に接続されたＴＦＴ３１３を動作させることにより正の電圧を印加され、正に帯電する。即ち、本実施例ではＴＦＴ３１３を動作させた状態でＥＬ材料を積層する点にも特徴がある。もちろん、必ずしもＴＦＴ３１３を動作させる必要はない。
【００３６】
以上のような構成とすることで、蒸着する気体ＥＬ材料３０９の利用効率を高め、必要最小限の量で所望のＥＬ層を形成することが可能となる。従って、ＥＬ材料の消費量が大幅に削減されるため、製造コストを低減することができる。
【００３７】
なお、蒸着源として抵抗加熱を例にとったが、電子ビーム（ＥＢ）加熱であっても構わない。
【００３８】
また、本実施例では気体ＥＬ材料を負に帯電させる例を示しているが、正に帯電させることも可能である。その場合、隔壁３０２、蒸着ボート３０４および制御バンク３１０を正に帯電させ、画素電極３１１を負に帯電させれば良い。
【００３９】
〔実施例３〕
本実施例では、インクジェット法によりＥＬ材料を塗布する際に本発明を実施する場合について図４に示す。なお、図４（Ａ）、（Ｂ）はいずれも不活性雰囲気中（窒素ガスもしくは希ガス中）で行われる。
【００４０】
図４（Ａ）において、４０１はガラス基板、４０２はＴＦＴ、４０３は陽極として機能する画素電極であり、ＴＦＴ４０２のソース配線には正電源４０４が接続されている。また、本実施例では制御バンク４０５に負電源４０６を接続する。この場合、図示されないが全ての制御バンクは同電位となるように電気的に接続されている。
【００４１】
また、基板４０１の上方にはインクジェット方式でＥＬ材料を積層するための薄膜形成装置のヘッド４０７〜４０９が配置されている。ヘッド４０７の中には赤色発光のためのＥＬ材料を含む溶液４１０が備えられ、ヘッド４０８の中には緑色発光のためのＥＬ材料を含む溶液４１１が備えられ、ヘッド４０９の中には青色発光のためのＥＬ材料を含む溶液４１２が備えられている。これらのＥＬ材料を含む溶液はピエゾ素子を用いて吐出される。もちろん、バブルジェット方式を用いても良い。
【００４２】
本実施例では、ヘッド４０７〜４０９の各々に負電源４１３〜４１５を接続し、ＥＬ材料４１０〜４１２を負に帯電させている。この状態で吐出されたＥＬ材料を含む溶液は点線で示される軌道に沿って落下し、バンクの間に露出した画素電極４０３上に塗布される。即ち、負に帯電したＥＬ材料を含む溶液４１０〜４１２は、やはり負に帯電した制御バンク４０５を避けて画素内に塗布される。
【００４３】
こうして画素内には赤色発光に対応するＥＬ層４１６、緑色発光に対応するＥＬ層４１７および青色発光に対応するＥＬ層４１８が形成される。なお、ここでは三つの画素しか図示されないが、一画素ずつ成膜しても良いし、三つ以上の複数の画素に同時に成膜することも可能である。
【００４４】
また、図４（Ｂ）に示したのは、ヘッド４０７〜４０９の吐出口付近にＥＬ材料を含む溶液を帯電させるための電極を設けた例である。本実施例では、引出電極４２１、加速電極４２２および制御電極４２３を設けている。また、各々には電源４２４が接続されている。
【００４５】
引出電極４２１はヘッド４０７〜４０９からＥＬ材料を含む溶液を引き出すための電界を形成する電極である。また、加速電極４２２は引き出されたＥＬ材料を加速させるための電界を形成する電極であり、制御電極４２３は最終的にＥＬ材料の落下する位置を制御するための電界を形成する電極である。もちろん、これら三つを常に用いる必要はなく、この組み合わせに限定する必要はない。
【００４６】
図４（Ｂ）に示す構成の場合、これら三つの電極のいずれかを用いてＥＬ材料を含む溶液を負に帯電させている。従って、ヘッド４０７〜４０９に特に電源を設ける必要がなく、吐出されたＥＬ材料を含む溶液自体を直接帯電させることができる。この場合も、図４（Ａ）の場合と同様にＥＬ材料を含む溶液は点線で示される軌道に沿って落下し、バンクの間に露出した画素電極４０３上に塗布される。即ち、負に帯電したＥＬ材料４０９〜４１１は、やはり負に帯電した制御バンク４０４を避けて画素内に塗布される。
【００４７】
以上のような構成とすることで、インクジェット法によりＥＬ材料を塗布する際に軌道がずれてしまう可能性が大幅に減り、歩留まりを向上させることが可能となる。そのため製造コストを低減することができる。
【００４８】
なお、本実施例ではＥＬ材料を含む溶液を負に帯電させる例を示しているが、正に帯電させることも可能である。その場合、制御バンク４０５およびＥＬ材料を含む溶液４１０〜４１２を正に帯電させ、画素電極４０３を負に帯電させれば良い。
【００４９】
〔実施例４〕
本実施例では、イオンプレーティング法によりＥＬ層を成膜する際に本発明を実施する場合について図５に示す。
【００５０】
図５において、５０１は蒸着室であり、蒸着室の隔壁５０２は正の電圧が印加される正電源５０３に接続されている。また、蒸着室５０１の内部には蒸着ボート５０４が設置され、その中には固体ＥＬ材料５０５が備えられている。この蒸着ボート５０４は支持台５０６に接続された電源５０７a、５０７bを用いて加熱される。即ち、本実施例では抵抗加熱による蒸着源を用いている。
【００５１】
また、蒸着ボート５０４の上には導体をらせん状に巻いたアンテナ５０８が設けられている。アンテナ５０８には高周波電源５０８aが接続されており、高真空中にて高周波が印加され、電波（典型的にはマイクロ波）を発生させることができる。本実施例ではこの電波を気化した気体ＥＬ材料５０９に加えて正に帯電させる。このとき、アンテナ５０８の間にプラズマを発生させても良い。このプラズマはアルゴンガスもしくはネオンガスといった希ガスを用いて形成すれば良い。このとき、蒸着室の隔壁５０２は正に帯電しているため、隔壁５０２に付着するＥＬ材料を最小限に抑えることができる。
【００５２】
こうして飛散した気体ＥＬ材料５０９は、制御バンク５１０が形成する電界を避けるようにして画素電極５１１に積層される。制御バンク５１０には正電源５１２が接続され、これにより電界が形成される。なお、図示されていないが全ての制御バンクは同電位となるように電気的に接続されている。
【００５３】
また、このとき画素電極５１１が接続されたＴＦＴ５１３のソース配線には負電源５１４が接続され、画素電極５１１に負電圧を印加できるようになっている。また、ＴＦＴ５１３を有した基板５１５はサセプタ５１６に保持される。このサセプタ５１６を成膜時に負に帯電させておいても良い。
【００５４】
画素電極５１１は電気的に接続されたＴＦＴ５１３を動作させることにより負の電圧を印加され、負に帯電する。即ち、本実施例ではＴＦＴ５１３を動作させた状態でＥＬ材料を積層する点にも特徴がある。もちろん、必ずしもＴＦＴ５１３を動作させる必要はない。
【００５５】
以上のような構成とすることで、蒸着する気体ＥＬ材料５０９の利用効率を高め、必要最小限の量で所望のＥＬ層を形成することが可能となる。従って、ＥＬ材料の消費量が大幅に削減されるため、製造コストを低減することができる。
【００５６】
なお、本実施例では電極５０８aと５０８bとの間に形成された電界を気体ＥＬ材料５０９に加えて正に帯電させる方式としたが、陽極５１１と蒸着ボート５０４との間にバイアス電圧をかけて正に帯電させることもできる。
【００５７】
また、本実施例では気体ＥＬ材料を正に帯電させる例を示しているが、負に帯電させることも可能である。その場合、隔壁５０２、蒸着ボート５０４および制御バンク５１０を負に帯電させ、陽極５１１を正に帯電させれば良い。
【００５８】
〔実施例５〕
本発明の発光装置における画素部の断面図を図６に、その上面図を図７（Ａ）に、その回路構成を図７（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。従って図６及び図７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７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。
【００５９】
図６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。
【００６０】
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。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。
【００６１】
ここでは画素内に二つのＴＦＴを形成している。６０１はスイッチング用ＴＦＴであり、ｎチャネル型ＴＦＴで形成され、６０２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。
【００６２】
ただし、本発明において、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にしても良いし、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。
【００６３】
スイッチング用ＴＦＴ６０１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。
【００６４】
また、図７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６１１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、本発明では画素のスイッチング素子６０１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。
【００６５】
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。
【００６６】
さらに、スイッチング用ＴＦＴ６０１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。
【００６７】
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。
【００６８】
次に、電流制御用ＴＦＴ６０２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。
【００６９】
図７（Ａ）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ＴＦＴ６０２のゲートに接続されている。具体的には電流制御用ＴＦＴ６０２のゲート電極３５はスイッチング用ＴＦＴ６０１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は電流供給線であり、ＥＬ素子に流れる電流の供給源に接続される。
【００７０】
電流制御用ＴＦＴ６０２はＥＬ素子６０３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ＴＦＴ６０２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。
【００７１】
また、スイッチング用ＴＦＴ６０１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。
【００７２】
また、図７（Ａ）に示すように電流制御用ＴＦＴ６０２のゲート電極を含む配線３５は、５０で示される領域で電流制御用ＴＦＴ６０２のソース配線（電流供給線）３６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。また、ここではソース配線３６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３６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５０は、電流制御用ＴＦＴ６０２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。
【００７３】
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ＴＦＴ６０２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ＴＦＴ６０１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。
【００７４】
また、アナログ階調方式により多階調表示を行う場合は電流制御用ＴＦＴ６０２を飽和領域で動作させることが好ましい。逆に、デジタル階調方式により多階調表示を行う場合は電流制御用ＴＦＴ６０２を線形領域で動作させることが好ましい。
【００７５】
次に、３８はパッシベーション膜であり、膜厚は１０ｎｍ〜１μm（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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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ＴＦＴ６０２のドレイン配線３７に接続されるように形成される。
【００７９】
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。
【００８０】
画素電極を形成したら、樹脂膜からなる支持バンク４１aを形成し、その上に金属膜からなる制御バンク４１bを形成する。また、同時に画素電極４０のコンタクトホールを埋め込むための絶縁膜（以下、埋め込み材という）４２を形成する。本実施例ではバンク４１aおよび埋め込み材４２をアクリルで形成し、制御バンク４１bをタングステン膜で形成する。
【００８１】
このとき、アクリルからなる支持バンク４１aおよび埋め込み材４２の膜厚は３００ｎｍ以下、好ましくは１００〜２００ｎｍとし、エッジ部（端部）がテーパー形状となるようにすることが好ましい。また、タングステン膜からなる制御バンク４１bもエッジ部がテーパー形状となるように形成することが好ましい。
【００８２】
これらの支持バンク４１aおよび制御バンク４１bは、図１（Ａ）に示したように画素電極４０の端部を囲むように形成される。
【００８３】
次にＥＬ層４３が図２〜図５で説明したような成膜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、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応したＥＬ層が形成される。本実施例では図２に示した蒸着法を採用し、ＥＬ材料としては低分子のＥＬ材料を用いる。
【００８４】
なお、本実施例では、ＥＬ材料として、赤色発光用の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る。また、緑色発光用の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Ａｌｑ3を用い、青色発光用の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。
【００８５】
但し、以上の例は本発明の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ない。即ち、ここでは述べなかったような高分子のＥＬ材料を用いることも可能であり、さらに高分子のＥＬ材料と低分子のＥＬ材料を併用しても良い。
【００８６】
以上のようにしてＥＬ層４３を形成したら、次に金属膜からなる陰極４４を形成する本実施例では陰極４４として、アルミニウムにリチウムを添加した合金膜を用いる。なお、図示しないが陰極４４の上に絶縁膜をパッシベーション膜として形成することも可能である。
【００８７】
こうして画素電極４０、ＥＬ層４３および陰極４４を含むＥＬ素子６０３が形成される。実際にはＥＬ素子６０３を形成した後、ＥＬ素子６０３の上にカバー材を設けて不活性雰囲気中に封入するか、全面に樹脂を設けて封入し、ＥＬ素子が外気に触れないような構造とすることが望ましい。
【００８８】
また、密閉空間もしくは樹脂の中に除湿剤（典型的には酸化バリウム）または酸化防止剤を設けることも有効である。
【００８９】
また、本実施例の発光装置を作製するにあたって実施例１〜４のいずれの構成を用いることもできる。
【００９０】
〔実施例６〕
本実施例では、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８〜図１０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。
【００９１】
まず、図８（Ａ）に示すように、ガラス基板８００上に下地膜８０１を３００ｎｍの厚さに形成する。本実施例では下地膜８０１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８００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。
【００９２】
次に下地膜８０１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。
【００９３】
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）８０２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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
次に、図８（Ｂ）に示すように、結晶質珪素膜８０２上に酸化珪素膜でなる保護膜８０３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８０３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。
【００９７】
そして、その上にレジストマスク８０４a、８０４bを形成し、保護膜８０３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。
【００９８】
この工程により形成されるｎ型不純物領域８０５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。
【００９９】
次に、図８（Ｃ）に示すように、保護膜８０３およびレジスト８０４ａ、８０４ｂ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８０３をつけたままレーザー光を照射しても良い。
【０１００】
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。
【０１０１】
この工程によりｎ型不純物領域８０５の端部、即ち、ｎ型不純物領域８０５、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。
【０１０２】
次に、図８（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）８０６〜８０９を形成する。
【０１０３】
次に、図８（Ｅ）に示すように、活性層８０６〜８０９を覆ってゲート絶縁膜８１０を形成する。ゲート絶縁膜８１０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。
【０１０４】
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８１１〜８１５を形成する。このゲート電極８１１〜８１５の端部をテーパー形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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
本実施例では、５０ｎｍ厚の窒化タンタル（ＴａＮ）膜と、３５０ｎｍ厚のタングステン（Ｗ）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。
【０１０８】
またこの時、ゲート電極８１２はｎ型不純物領域８０５の一部とゲート絶縁膜８１０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８１３、８１４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。
【０１０９】
次に、図９（Ａ）に示すように、ゲート電極８１１〜８１５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８１６〜８２３にはｎ型不純物領域８０５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。
【０１１０】
次に、図９（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８２４a〜８２４ｄ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８２５〜８２９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２×１０20〜５×１０20atoms/cm3）となるように調節する。
【０１１１】
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９（Ａ）の工程で形成したｎ型不純物領域８１９〜８２１の一部を残す。この残された領域が、図６におけるスイッチング用ＴＦＴ６０１のＬＤＤ領域１５a〜１５dに対応する。
【０１１２】
次に、図９（Ｃ）に示すように、レジストマスク８２４a〜８２４ｄを除去し、新たにレジストマスク８３２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８３３〜８３６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）の濃度となるようにボロンを添加する。
【０１１３】
なお、不純物領域８３３〜８３６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。
【０１１４】
次に、レジストマスク８３２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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
次に、活性化工程が終了したら図９（Ｄ）に示すように３００ｎｍ厚のゲート配線８３７を形成する。ゲート配線８３７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７のようにゲート配線６１１とスイッチング用ＴＦＴのゲート電極１９a、１９b（図８（Ｅ）の８１３、８１４）が電気的に接続するように形成する。
【０１１７】
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）の発光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。
【０１１８】
次に、図１０（Ａ）に示すように、第１層間絶縁膜８３８を形成する。第１層間絶縁膜８３８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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
なお、水素化処理は第１層間絶縁膜８３８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。
【０１２１】
次に、第１層間絶縁膜８３８及びゲート絶縁膜８１０に対してコンタクトホールを形成し、ソース配線８３９〜８４２と、ドレイン配線８４３〜８４５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。
【０１２２】
次に、５０〜５００ｎｍ（代表的には２００〜３００ｎｍ）の厚さでパッシベーション膜８４６を形成する。本実施例では第１パッシベーション膜８４６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。
【０１２３】
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８３８に供給され、熱処理を行うことで、パッシベーション膜８４６の膜質が改善される。それと同時に、第１層間絶縁膜８３８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。
【０１２４】
次に、図１０（Ｂ）に示すように有機樹脂からなる第２層間絶縁膜８４７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８４７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。
【０１２５】
次に、第２層間絶縁膜８４７及びパッシベーション膜８４６に対してコンタクトホールを形成し、ドレイン配線８４５と電気的に接続される画素電極８４８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。
【０１２６】
次に、図１０（Ｃ）に示すように、樹脂からなる支持バンク８４９ａ及び埋め込み材８５０を形成する。これらは５００ｎｍのアクリル膜を成膜した後にエッチングを施して膜厚を２００ｎｍとし、パターニングして図１０（Ｃ）に示すような形状にする。
【０１２７】
さらに、支持バンク８４９aの上には金属膜からなる制御バンク８４９bが形成される。本実施例では金属膜としてタングステン膜を用い、エッチングの際にテーパー形状とする。テーパーを形成する技術は、本出願人による特願平１１−２０６９５４号出願を参照すると良い。
【０１２８】
次に、ＥＬ層８５１を、図２〜図５に示した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、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応したＥＬ層が形成される。本実施例では、ＥＬ材料として、赤色発光用のＥＬ層には、Ａｌｑ3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る。また、緑色発光用の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Ａｌｑ3を用い、青色発光用の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。
【０１２９】
なお、本実施例ではＥＬ層８５１を単層構造とするが、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。
【０１３０】
ＥＬ層８５１を形成した後、アルミニウムとリチウムとの合金膜からなる陰極８５２を真空蒸着法を用いて形成する。なお、ＥＬ層８５１の膜厚は３０〜１００ｎｍ（典型的には５０〜８０ｎｍ）、陰極８５２の厚さは１５０〜３００ｎｍ（典型的には２００〜２５０ｎｍ）とすれば良い。また、本実施例ではＥＬ素子の陰極８５２としてアルミニウムとリチウムとの合金膜を用いた例を示すが、公知の他の材料であっても良い。
【０１３１】
ここでスイッチング用ＴＦＴとして、ｎチャネル型ＴＦＴを用いた場合の断面構造を図１１に示す。まず、図１１（Ａ）は、ＬＤＤ領域１５ａ〜１５ｄがゲート絶縁膜１８を挟んでデート電極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。
【０１３２】
これに対して、図１１（Ｂ）には、これらのＬＤＤ領域１５ａ〜１５ｄは設けられていない。図１１（Ｂ）の構造とする場合には、図１１（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。
【０１３３】
本発明において、スイッチング用ＴＦＴとしては、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）のどちらの構造を用いても良い。
【０１３４】
次に、電流制御用ＴＦＴとして、ｎチャネル型ＴＦＴを用いた場合の断面構造を図１２に示す。まず、図１２（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１２（Ｂ）に示すようにＬＤＤ領域３３を設けない構造としてもよい。
【０１３５】
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
【０１３６】
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１２（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。
【０１３７】
また、電流制御用ＴＦＴのソース領域とドレイン領域との間に加わる電圧が１０Ｖ以下、好ましくは５Ｖ以下となると、ホットキャリア劣化が問題とならなくなってくるので図１２（Ｂ）に示すようにＬＤＤ領域を設けなくても良い。
【０１３８】
また、本実施例の場合、図１０（Ｃ）に示すように、ｎチャネル型６０５の活性層は、ソース領域８５５、ドレイン領域８５６、ＬＤＤ領域８５７及びチャネル形成領域８５８を含み、ＬＤＤ領域８５７はゲート絶縁膜８１０を挟んでゲート電極８１２と重なっている。
【０１３９】
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ＴＦＴ６０５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８５７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。
【０１４０】
こうして図１０（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。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。
【０１４１】
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ＴＦＴ６０５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。
【０１４２】
なお、実際には図１０（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。
【０１４３】
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）という。
【０１４４】
なお、画素部に信号を伝送する駆動回路やその他のメモリ、コントロール回路、電源回路等を単結晶シリコンを用いたＩＣで設けても良い。その場合、ＩＣはＴＡＢもしくはＣＯＧを用いて接続すれば良く、プリント配線基盤に実装したＩＣをＴＡＢテープで接続する方式を採っても良い。
【０１４５】
ここで本実施例の発光装置の構成を図１３の斜視図を用いて説明する。本実施例の発光装置は、ガラス基板１３０１上に形成された、画素部１３０２と、ゲート側駆動回路１３０３と、ソース側駆動回路１３０４を含む。画素部のスイッチング用ＴＦＴ１３０５はｎチャネル型ＴＦＴであり、ゲート側駆動回路１３０３に接続されたゲート配線１３０６、ソース側駆動回路１３０４に接続されたソース配線１３０７の交点に配置されている。また、スイッチング用ＴＦＴ１３０５のドレインは電流制御用ＴＦＴ１３０８のゲートに接続されている。
【０１４６】
さらに、電流制御用ＴＦＴ１３０８のソース側は電流供給線１３０９に接続される。また、電流制御用ＴＦＴ１３０８のドレインにはＥＬ素子１３１０が接続されている。また、このＥＬ素子１３１０の陰極には所定の電圧が加えられる。
【０１４７】
そして、外部入出力端子となるＦＰＣ１３１１には駆動回路部まで信号を伝達するための接続配線１３１２、１３１３、及び電流供給線１３０９に接続された接続配線１３１４が設けられている。
【０１４８】
また、図１３に示した発光装置の回路構成の一例を図１４に示す。本実施例の発光装置は、ソース側駆動回路１４０１、ゲート側駆動回路（Ａ）１４０７、ゲート側駆動回路（Ｂ）１４１１、画素部１４０６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。
【０１４９】
ソース側駆動回路１４０１は、シフトレジスタ１４０２、レベルシフタ１４０３、バッファ１４０４、サンプリング回路（トランスファゲート）１４０５を備えている。また、ゲート側駆動回路（Ａ）１４０７は、シフトレジスタ１４０８、レベルシフタ１４０９、バッファ１４１０を備えている。ゲート側駆動回路（Ｂ）１４１１も同様な構成である。
【０１５０】
ここでシフトレジスタ１４０２、１４０８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１０（Ｃ）の６０５で示される構造が適している。
【０１５１】
また、レベルシフタ１４０３、１４０９、バッファ１４０４、１４１０はシフトレジスタと同様に、図１０（Ｃ）のｎチャネル型ＴＦＴ６０５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。
【０１５２】
また、画素部１４０６は図６に示した構造の画素を配置する。
【０１５３】
なお、上記構成は、図８〜１０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。
【０１５４】
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１５（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。なお、必要に応じて図１３、図１４で用いた符号を引用することにする。
【０１５５】
図１５（Ａ）は、図１０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１３０２は画素部、１３０３はゲート側駆動回路、１３０４はソース側駆動回路である。本発明のシーリング構造は、図１０の状態に対して充填材（図示せず）、カバー材１５０１、シール材（図示せず）及びフレーム材１５０２を設けた構造である。
【０１５６】
ここで、図１５（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図を図１５（Ｂ）に示す。なお、図１５（Ａ）、（Ｂ）では同一の部位に同一の符号を用いている。
【０１５７】
図１５（Ｂ）に示すように、基板１３０１上には画素部１３０２、ゲート側駆動回路１３０３が形成されており、画素部１３０２は電流制御用ＴＦＴ６０２とそれに電気的に接続された画素電極８４８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１３０３はｎチャネル型ＴＦＴ６０５とｐチャネル型ＴＦＴ６０６とを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
【０１５８】
画素電極８４８はＥＬ素子の陽極として機能する。また、画素電極８４８間の隙間には支持バンク８４９ａ及び制御バンク８４９ｂが形成され、支持バンク８４９ａ及び制御バンク８４９ｂの内側にＥＬ層８５１、陰極８５２が形成される。勿論、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。
【０１５９】
本実施例の場合、陰極８５２は画素列ごとに共通の配線としても機能し、接続配線１３１２を経由してＦＰＣ１３１１に電気的に接続されている。
【０１６０】
次に、ＥＬ素子を覆うようにして充填材１５０３を設ける。この充填材１５０３はカバー材１５０１を接着するための接着剤としても機能する。充填材１５０３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。この充填材１５０３の内部に乾燥剤（図示せず）を設けておくと、吸湿効果を保ち続けられるので好ましい。このとき、乾燥剤は充填材に添加されたものであっても良いし、充填材に封入されたものであっても良い。
【０１６１】
また、本実施例ではカバー材１５０１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。なお、充填材１５０３の内部に予め酸化バリウム等の吸湿剤を添加しておくことは有効である。
【０１６２】
次に、充填材１５０３を用いてカバー材１５０１を接着した後、充填材１５０３の側面（露呈面）を覆うようにフレーム材１５０２を取り付ける。フレーム材１５０２はシール材（接着剤として機能する）１５０４によって接着される。このとき、シール材１５０４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１５０４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１５０４の内部に乾燥剤を添加してあっても良い。
【０１６３】
以上のような方式を用いてＥＬ素子を充填材１５０３に封入することにより、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。
【０１６４】
また、本実施例に示した発光装置の表示面（画像を観測する面）に偏光板を設けても良い。この偏光板は、外部から入射した光の反射を抑え、観測者が表示面に映り込むことを防ぐ効果を有する。一般的には円偏光板が用いられている。但し、ＥＬ層から発した光が偏光板により反射されて内部に戻されることを防ぐため、屈折率を調節して内部反射の少ない構造とすることが望ましい。
【０１６５】
〔実施例７〕
実施例１〜６では、絶縁体の上に陽極、ＥＬ層、陰極の順に積層していく場合について主に説明したが、陰極、ＥＬ層、陽極および補助配線の順に積層していくことも可能である。
【０１６６】
前者は絶縁体を通過した光を観測することになるのに対して、後者は絶縁体から離れる方向に光が放射される。
【０１６７】
〔実施例８〕
本実施例では、多面取りにより１枚の基板から複数の発光装置を作製する場合に本発明を実施する例について説明する。説明には図１６を用いる。
【０１６８】
ガラス基板１６０１上には画素部１６０２aおよび駆動回路１６０２bを含む複数の発光装置が形成されている。本実施例では１枚のガラス基板上に九つの発光装置が形成されることになる。また、各発光装置の画素部１６０２aは図１に示すような構造からなり、各画素部１６０２aにはマトリクス状に制御バンク１６０３が形成されている。
【０１６９】
本実施例では、制御バンク１６０３が全て同電位となるように個々の制御バンクを接続するための配線（以下、バンク接続配線という）１６０４が形成され、パッド部１６０５に電圧を加えればその電圧が全て陽極に伝わるようになっている。そして、バンク接続配線１６０４を静電対策に活用する点に特徴がある。即ち、全てが同電位になっていれば突発的に大きな電圧が配線間に加わることもないため、絶縁破壊等を効果的に抑制することができる。
【０１７０】
ここで、点線で囲まれた領域１６００の拡大図を図１７（Ａ）に示す。図１７（Ａ）に示すように、バンク接続配線１６０４は制御バンク１６０３と同時に形成されており、途中にバッファ配線１６０６で連結された部分を有する。このバッファ配線１６０６は画素電極（本実施例ではＥＬ素子の陽極）と同時に酸化物導電膜を用いて形成される。
【０１７１】
ここで図１７（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図を図１７（Ｂ）に示す。なお、１６０７はＴＦＴを作製する過程で積層された層間絶縁膜である。
【０１７２】
バッファ配線１６０６として用いる酸化物導電膜は金属膜に比べて抵抗値が高いため、バッファ配線は一種の抵抗体として機能することになる。そのため、バンク接続配線１６０４に大電流が流れたとしても、バッファ配線で緩衝され、複数の発光装置に被害が及ぶのを防ぐことが可能となる。
【０１７３】
このように本実施例の構成とすることで、多面取りプロセスにより一度に複数の発光装置を作製する場合にも、複雑な配線を施すことなく、本発明を実施することが可能となる。
【０１７４】
また、発光装置が完成したら、ダイサーもしくはスクライバーを用いて基板１６０１を分断し、発光装置を個々に分離すれば良い。このとき、バンク接続配線１６０４も分断してしまえば、各発光装置は電気的に孤立した状態となる。なお、本実施例の構成は実施例１〜７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。
【０１７５】
〔実施例９〕
本実施例では、本発明とシャドーマスクとを組み合わせて用いる場合について説明する。説明には図１８を用いる。なお、図２に示した構造と同一の部分は同一の符号を用いて説明する。
【０１７６】
図１８では、制御バンク１０５bの上方に、さらにシャドーマスク１８０１を設け、シャドーマスク１８０１を負に帯電させておく。即ち、シャドーマスク１８０１と制御バンク１０５bを同じ極性に帯電させておく。
【０１７７】
このとき、制御バンク１０５b間の距離をＸ1とし、シャドーマスク１８０１に設けられた開口部の距離をＸ2とすると、Ｘ1＜Ｘ2の関係とすることが好ましい。このようにすると、シャドーマスク１８０１の上方から飛んできたＥＬ材料（もしくはＥＬ材料を含む溶液）２０１は、まずシャドーマスク１８０１が形成する電界によりシャドーマスク１８０１の開口部付近に導かれる。さらに、制御バンク１０５bが形成する電界により画素内へと導かれる。こうしてＥＬ層２０２が成膜される。
【０１７８】
本実施例の構成は、特に赤色発光用のＥＬ材料、緑色発光用のＥＬ材料および青色発光用のＥＬ材料を分けて成膜する場合のように、異なる種類のＥＬ材料を複数回に分けて成膜する場合に有効である。
【０１７９】
なお、本実施例の構成は実施例１〜８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。
【０１８０】
〔実施例１０〕
本実施例では、シャドーマスクを用いることなく、本発明の電界制御により赤色発光用のＥＬ材料、緑色発光用のＥＬ材料および青色発光用のＥＬ材料を分けて成膜する場合について説明する。
【０１８１】
本実施例の概念を図１９（Ａ）、（Ｂ）に示す。図１９（Ａ）、（Ｂ）では、図示しない絶縁体（本発明ではＴＦＴ上に形成された層間絶縁膜）上に画素電極１９０１〜１９０３が形成され、それらを囲むようにマトリクス状に加工された制御バンク１９０４が形成されている。
【０１８２】
本実施例では、まず図１９（Ａ）に示すように、画素電極１９０２のみ正に帯電させ、他の画素電極１９０１、１９０３を負に帯電させる。さらに制御バンク１９０４を負に帯電させ、この状態で負に帯電させた赤色発光用のＥＬ材料を蒸着法により成膜する。このとき、負に帯電した画素電極１９０１、１９０３上ではＥＬ材料が反発され、殆どが正に帯電した陽極１９０２上に成膜される。こうして赤色発光用のＥＬ層１９０５が成膜される。
【０１８３】
次に、図１９（Ｂ）に示すように、画素電極１９０１のみ正に帯電させ、他の陽極１９０２、１９０３を負に帯電させる。さらに制御バンク１９０４を負に帯電させ、この状態で負に帯電させた緑色発光用のＥＬ材料を蒸着法により成膜する。このとき、負に帯電した画素電極１９０２、１９０３上ではＥＬ材料が反発され、殆どが正に帯電した画素電極１９０１上に成膜される。こうして緑色発光用のＥＬ層１９０６が成膜される。
【０１８４】
さらに、図示しないが、青色発光用のＥＬ層も同様に画素電極１９０３のみを正に帯電させ、他の陽極１９０１、１９０２を負に帯電させて青色発光用のＥＬ材料を成膜すれば良い。
【０１８５】
本実施例の構成では、制御バンク１９０４が形成する電界および画素電極１９０１〜１９０３が形成する電界により、ＥＬ材料の軌道を決定し、シャドーマスクを用いずに選択的な成膜を可能とするものである。
【０１８６】
なお、本実施例の構成は実施例１〜８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。
【０１８７】
〔実施例１１〕
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。
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.)
上記論文に報告されたＥＬ材料（クマリン色素）の分子式を以下に示す。
【０１８８】
【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.)
上記論文に報告されたＥＬ材料（Ｐｔ錯体）の分子式を以下に示す。
【０１９０】
【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.)
上記論文に報告されたＥＬ材料（Ｉｒ錯体）の分子式を以下に示す。
【０１９２】
【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。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。
【０１９４】
〔実施例１２〕
本発明を実施して形成された発光装置は、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、様々な電気器具の表示部として用いることができる。その際、本発明の発光装置はパッシブ型の発光装置でありながらも配線抵抗を減らすことで大画面化を可能としているため、用途も幅広いものとすることができる。
【０１９５】
本発明の電気器具としては、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）、カーナビゲーションシステム、カーオーディオ、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）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはコンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（ＬＤ）又はデジタルバーサタイルディスク（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。それら電気器具の具体例を図２０、図２１に示す。
【０１９６】
図２０（Ａ）はＥＬディスプレイであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３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。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。なお、表示部２００３に用いる発光装置にスティックドライバを設ける場合は、数十個に分割して設けることが好ましい。
【０１９７】
図２０（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。なお、表示部２１０２に用いる発光装置にスティックドライバを設ける場合は、数個に分割して設けることが好ましい。
【０１９８】
図２０（Ｃ）はデジタルカメラであり、本体２２０１、表示部２２０２、接眼部部２２０３、操作スイッチ２２０４を含む。本発明の発光装置は表示部２２０２に用いることができる。なお、表示部２２０２に用いる発光装置にスティックドライバを設ける場合は、数個に分割して設けることが好ましい。
【０１９９】
図２０（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（ＣＤ、ＬＤまたはＤＶＤ等）２３０２、操作スイッチ２３０３、表示部（ａ）２３０４、表示部（ｂ）２３０５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、本発明の発光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、ＣＤ再生装置、ゲーム機器なども含まれうる。なお、表示部（ａ）２３０４、表示部（ｂ）２３０５に用いる発光装置にスティックドライバを設ける場合は、数十個に分割して設けることが好ましい。
【０２００】
図２０（Ｅ）は携帯型（モバイル）コンピュータであり、本体２４０１、表示部２４０２、受像部２４０３、操作スイッチ２４０４、メモリスロット２４０５を含む。本発明の電気光学装置は表示部２４０２に用いることができる。この携帯型コンピュータはフラッシュメモリや不揮発性メモリを集積化した記録媒体に情報を記録したり、それを再生したりすることができる。なお、表示部２４０２に用いる発光装置にスティックドライバを設ける場合は、数個に分割して設けることが好ましい。
【０２０１】
図２０（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。なお、表示部２５０３に用いる発光装置にスティックドライバを設ける場合は、数十個に分割して設けることが好ましい。
【０２０２】
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。
【０２０３】
また、上記電子装置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。ＥＬ材料の応答速度は非常に高いため、そのような動画表示を行うに適している。
【０２０４】
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、特に携帯電話やカーオーディオ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。
【０２０５】
ここで図２１（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。
【０２０６】
また、図２１（Ｂ）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カーオーディオを示すが、据え置き型のカーオーディオに用いても良い。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。なお、表示部２７０４に用いる発光装置にスティックドライバを設ける場合は、数個に分割して設けることが好ましい。
【０２０７】
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１〜１０の構成を自由に組み合わせた発光装置を用いることで得ることができる。
【０２０８】
【発明の効果】
本発明を実施することでＥＬ材料を成膜するにあたって成膜位置を精密に制御することが可能となる。そのため高精細な画素部を有する発光装置を作製することができる。また、必要な部分に優先的にＥＬ材料を成膜することができるため、ＥＬ材料の利用効率が高まり、製造コストを低減することができる。さらに、本発明の発光装置を表示部として用いることで高精細な表示部を有した電気器具を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 発光装置の上面構造および断面構造を示す図。
【図２】 ＥＬ材料の成膜工程を説明するための図。
【図３】 蒸着法によるＥＬ材料の成膜工程を説明するための図。
【図４】 インクジェット法によるＥＬ材料の成膜工程を説明するための図。
【図５】 イオンプレーティング法によるＥＬ材料の成膜工程を説明するための図。
【図６】 発光装置の画素部の断面構造を示す図。
【図７】 発光装置の画素部の上面構造および回路構成を示す図。
【図８】 発光装置の作製方法を示す図。
【図９】 発光装置の作製方法を示す図。
【図１０】 発光装置の作製方法を示す図。
【図１１】 スイッチング用ＴＦＴの構造を示す図。
【図１２】 電流制御用ＴＦＴの構造を示す図。
【図１３】 発光装置の外観を示す図。
【図１４】 発光装置の回路構成を示す図。
【図１５】 発光装置の上面構造および断面構造を示す図。
【図１６】 多面取りプロセスを説明するための図。
【図１７】 多面取りプロセスを説明するための図。
【図１８】 ＥＬ材料の成膜工程を説明するための図。
【図１９】 ＥＬ材料の成膜工程を説明するための図。
【図２０】 電気器具の一例を示す図。
【図２１】 電気器具の一例を示す図。
Claims (7)
- 絶縁体の上方にＴＦＴを形成し、
前記ＴＦＴに電気的に接続される画素電極を形成し、
前記画素電極を囲むように金属膜を含むバンクを形成し、
前記金属膜を負または正の極性に帯電させ、前記金属膜と同一の極性に前記バンクの上方に配置したシャドーマスク、及び発光性材料を帯電させ、且つ前記金属膜と逆の極性に前記画素電極を帯電させながら、前記バンクで囲まれた部分に発光性材料を含む層を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。 - 絶縁体の上方にＴＦＴを形成し、
前記ＴＦＴに電気的に接続される画素電極を形成し、
前記画素電極を囲むように絶縁膜及び金属膜を積層してなるバンクを形成し、
前記金属膜を負または正の極性に帯電させ、前記金属膜と同一の極性に前記バンクの上方に配置したシャドーマスク、及び発光性材料を帯電させ、且つ前記金属膜と逆の極性に前記画素電極を帯電させながら、前記バンクで囲まれた部分に発光性材料を含む層を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。 - 絶縁体の上方にＴＦＴを形成し、
前記ＴＦＴに電気的に接続される画素電極を形成し、
前記画素電極を囲むように金属膜を含むバンクを形成し、
前記金属膜を負または正の極性に帯電させ、前記金属膜と同一の極性に蒸着室の隔壁、及び発光性材料を帯電させ、且つ前記金属膜と逆の極性に前記画素電極を帯電させながら、前記バンクで囲まれた部分に発光性材料を含む層を蒸着法により前記蒸着室で形成し、
前記発光性材料を備えた蒸着ボートに設けられた孔の外に配置されたリング状電極の内側に電場を形成し、前記孔から前記発光性材料が飛散する際に前記リング状電極の内側を通過させることにより、前記金属膜と同一の極性に前記発光性材料を帯電させることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 絶縁体の上方にＴＦＴを形成し、
前記ＴＦＴに電気的に接続される画素電極を形成し、
前記画素電極を囲むように絶縁膜及び金属膜を積層してなるバンクを形成し、
前記金属膜を負または正の極性に帯電させ、前記金属膜と同一の極性に蒸着室の隔壁、及び発光性材料を帯電させ、且つ前記金属膜と逆の極性に前記画素電極を帯電させながら、前記バンクで囲まれた部分に発光性材料を含む層を蒸着法により前記蒸着室で形成し、
前記発光性材料を備えた蒸着ボートに設けられた孔の外に配置されたリング状電極の内側に電場を形成し、前記孔から前記発光性材料が飛散する際に前記リング状電極の内側を通過させることにより、前記金属膜と同一の極性に前記発光性材料を帯電させることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１または請求項２において、蒸着法、イオンプレーティング法またはインクジェット法により前記発光性材料を含む層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２または請求項４において、前記バンクを形成する際に、前記金属膜の線幅は前記絶縁膜の線幅よりも狭くなるように形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
- 請求項１乃至６のいずれか一において、前記バンクを形成する際に、前記金属膜がテーパー形状を有するように形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
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