(57)【要約】      （修正有）【課題】アクティブマトリクス型の発光装置を作製するにあたり、従来に比べ短時間内で製造でき、且つ、低コストで歩留まりよく製造できる構造及び方法を提供する。【解決手段】トランジスタと、トランジスタと電気的に接続された発光素子と、絶縁物１９とを有し、発光素子は、第１の電極１８ａ、１８ｂと、第１の電極と重なる発光層２０ｂと、発光層と重なる第２の電極２１とを有し、発光素子が有する第１の電極は、第１の領域と、第２の領域と、第１の領域と第２の領域との間の段差領域とを有し、第１の領域は、発光層と重なり、段差領域は、絶縁物と重なり、第２の領域は、トランジスタのコンタクト領域と重なり、第１の領域と、第２の領域とは、同一のエッチング工程を経て形成されたものである発光装置。【選択図】図１
2014112685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランジスタと、
前記トランジスタと電気的に接続された発光素子と、
絶縁物とを有し、
前記発光素子は、第１の電極と、前記第１の電極と重なる発光層と、前記発光層と重なる第２の電極とを有し、
前記発光素子が有する第１の電極は、第１の領域と、第２の領域と、前記第１の領域と前記第２の領域との間の段差領域とを有し、
前記第１の領域は、前記発光層と重なり、
前記段差領域は、前記絶縁物と重なり、
前記第２の領域は、前記トランジスタのコンタクト領域と重なり、
前記第１の領域と、前記第２の領域とは、同一のエッチング工程を経て形成されたものであることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
結晶性シリコンを有する半導体層と、
前記半導体層を有するトランジスタと、
前記トランジスタと電気的に接続された発光素子と、
絶縁物とを有し、
前記発光素子は、第１の電極と、前記第１の電極と重なる発光層と、前記発光層と重なる第２の電極とを有し、
前記発光素子が有する第１の電極は、第１の領域と、第２の領域と、前記第１の領域と前記第２の領域との間の段差領域とを有し、
前記第１の領域は、前記発光層と重なり、
前記段差領域は、前記絶縁物と重なり、
前記第２の領域は、前記半導体層のコンタクト領域と重なり、
前記第１の領域と、前記第２の領域とは、同一のエッチング工程を経て形成されたものであることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
酸化亜鉛を有する半導体層と、
前記半導体層を有するトランジスタと、
前記トランジスタと電気的に接続された発光素子と、
絶縁物とを有し、
前記発光素子は、第１の電極と、前記第１の電極と重なる発光層と、前記発光層と重なる第２の電極とを有し、
前記発光素子が有する第１の電極は、第１の領域と、第２の領域と、前記第１の領域と前記第２の領域との間の段差領域とを有し、
前記第１の領域は、前記発光層と重なり、
前記段差領域は、前記絶縁物と重なり、
前記第２の領域は、前記半導体層のコンタクト領域と重なり、
前記第１の領域と、前記第２の領域とは、同一のエッチング工程を経て形成されたものであることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
亜鉛と、ガリウムと、インジウムとを有する半導体層と、
前記半導体層を有するトランジスタと、
前記トランジスタと電気的に接続された発光素子と、
絶縁物とを有し、
前記発光素子は、第１の電極と、前記第１の電極と重なる発光層と、前記発光層と重なる第２の電極とを有し、
前記発光素子が有する第１の電極は、第１の領域と、第２の領域と、前記第１の領域と前記第２の領域との間の段差領域とを有し、
前記第１の領域は、前記発光層と重なり、
前記段差領域は、前記絶縁物と重なり、
前記第２の領域は、前記半導体層のコンタクト領域と重なり、
前記第１の領域と、前記第２の領域とは、同一のエッチング工程を経て形成されたものであることを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の電極間に有機化合物を含む膜（以下、「有機化合物層」と記す）を設
けた素子に電界を加えることで、蛍光又は燐光が得られ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。また、有機化合物層などを形成する蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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に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。
【０００３】
発光素子の発光機構は、一対の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、陰極から注入された電子および陽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
出して発光するといわれている。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。
【０００４】
このような発光素子をマトリクス状に配置して形成された発光装置には、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（アクティブマトリクス型
）といった駆動方法を用いることが可能である。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型の方が低電圧
駆動できるので有利であると考えられている。
【０００５】
また、発光素子の中心とも言える有機化合物層（厳密には発光層）となる有機化合物は
、低分子系材料と高分子系（ポリマー系）材料とがそれぞれ研究されているが、低分子系
材料よりも取り扱いが容易で耐熱性の高い高分子系材料が注目されている。
【０００６】
また、これまでアクティブマトリクス型の発光装置において、基板上のＴＦＴと電気的
に接続された電極が陽極として形成され、陽極上に有機化合物層が形成され、有機化合物
層上に陰極が形成される発光素子を有し、有機化合物層において生じた光を透明電極であ
る陽極からＴＦＴの方へ取り出すという構造であった。
【０００７】
そこで、本出願人は、基板上のＴＦＴと電気的に接続されたＴＦＴ側の電極を陽極として
形成し、陽極上に有機化合物を含む層を形成し、有機化合物を含む層上に透明電極である
陰極を形成するという構造（以下、上面射出構造とよぶ）の発光素子を有するアクティブ
マトリクス型の発光装置を特許文献１、特許文献２、および特許文献３で提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−６３２７号公報
【特許文献２】特開２００４−６３４６１号公報
【特許文献３】特開２００４−３１２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、アクティブマトリクス型の発光装置を作製するにあたり、従来に比べ短時間
内で製造でき、且つ、低コストで歩留まりよく製造できる構造及び方法を提供する。また
、発光装置を作製するにあたり、効率よく蒸着できる蒸着装置も提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、アクティブマトリクス型の発光装置の画素部に配置されるＴＦＴの半導体層
に接して形成される金属電極、或いは電気的に接続される金属電極を積層構造とし、部分
的にエッチング加工する。そして、エッチング加工された金属電極を発光素子の第１の電
極とし、その上にバッファ層と、有機化合物を含む層と、第２の電極とを積層することを
特徴とする。
【００１１】
ＴＦＴの半導体層に接して形成される金属電極を加工し、発光素子の第１の電極とする
ことによって、第１の電極を形成するための成膜工程を削減できる。
【００１２】
また、本発明において、部分的にエッチング加工されて得られる第１の電極は、バッフ
ァ層と接する領域（即ち、発光領域）に金属膜の２層または単層が形成されていればよく
、ＴＦＴの半導体層に達するコンタクトホール領域に金属膜の３層または４層が形成され
ていればよい。本発明の第１の電極において、金属膜が３層または４層である領域が発光
領域を囲むような構造に限定されない。
【００１３】
なお、本発明の第１の電極は、部分的に積層数が異なるため、積層数が異なる境界に段
差が形成されるが、その段差は、絶縁物（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる）で
覆うものとする。なお、少なくとも絶縁物の上端部に曲率半径を有する曲面を持たせ、該
曲率半径は、０．２μｍ〜３μｍとすることが好ましい。曲率を持たせることによって段
差被覆性を良好とし、後に形成する有機化合物を含む層などが極めて薄くとも成膜を可能
とする。
【００１４】
また、金属電極上に接してバッファ層を設けることによって、発光素子における第１の
電極と第２の電極との間隔を広げることができ、金属電極の表面凹凸などを起因とする発
光素子の短絡も抑制することができる。
【００１５】
また、バッファ層は、有機化合物と、該有機化合物に対して電子を授受できる無機化合
物との複合層であり、具体的には、金属酸化物と有機化合物とを含む複合層であることを
特徴としている。
【００１６】
また、バッファ層は、無機化合物を混合することによって得られると考えられている効果
（耐熱性の向上など）に加え、優れた導電性をも得ることができる。
【００１７】
従って、バッファ層は、駆動電圧の上昇を招くことなく、バッファ層の膜厚を厚くする
ことができるため、発光素子形成プロセスにおけるゴミ等に起因する素子の短絡も抑制す
ることができ、歩留まりが向上する。
【００１８】
また、３種類の発光素子（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を有するフルカラーの発光装置において、発光色
毎に発光効率が異なっている。発光装置の発光面全体として輝度のバランスをとるために
は、発光効率が悪い発光素子は過大な電流を流さなければならならず、そのために発光素
子の劣化が加速するという不具合があった。
【００１９】
本発明は、バッファ層の膜厚を調節することによって、第１の電極と各発光層との距離
を、それらの間に設けられた層の膜厚によりそれぞれ制御し、発光効率を高めることがで
きる。バッファ層の膜厚を調節することによって、各発光素子からの発光色がきれいに表
示された優れた映像を表示でき、低消費電力化された発光装置を実現することができる。
【００２０】
バッファ層を設けることによって得られるこれらの効果は、従来のホール輸送層のように
互いに電子的な相互作用を及ぼさない有機化合物と無機化合物とを単に混合したものでは
得られない効果である。
【００２１】
また、バッファ層は、ホール注入（またはホール輸送）特性と、電子注入（または電子輸
送）特性との両方を合わせ持っているため、有機化合物を含む層と、第２の電極との間に
もバッファ層を設けて、第１の電極、第１のバッファ層、有機化合物を含む層、第２のバ
ッファ層、第２の電極の順で積層してもよい。
【００２２】
本明細書で開示する発明の構成は、絶縁表面を有する基板上に、薄膜トランジスタの半導
体層に接して接続された第１の電極と、前記第１の電極の端部を覆う絶縁物と、前記第１
の電極上にバッファ層と、該バッファ層上に有機化合物を含む層と、該層上に第２の電極
とを有する発光素子であり、前記第１の電極は、第１領域と、該第１領域と積層数が異な
る第２領域と、前記第１領域と前記第２領域との境界線上に段差部とを有し、前記段差部
は前記絶縁物で覆われていることを特徴とする発光装置である。
【００２３】
また、他の発明の構成は、絶縁表面を有する基板上に、薄膜トランジスタの半導体層と
電気的に接続された第１の電極と、前記第１の電極の端部を覆う絶縁物と、前記第１の電
極上にバッファ層と、該バッファ層上に有機化合物を含む層と、該層上に第２の電極とを
有する発光素子であり、前記第１の電極は、第１領域と、該第１領域と積層数が異なる第
２領域と、前記第１領域と前記第２領域との境界線上に段差部とを有し、前記段差部は前
記絶縁物で覆われていることを特徴の一つとする発光装置である。
【００２４】
上記構成において、前記発光装置は、前記発光素子が複数設けられた画素部と、複数の薄
膜トランジスタを有する駆動回路とを有しており、該駆動回路は、前記第２領域と同じ積
層の配線を有することを特徴の一つとしている。
【００２５】
また、上記各構成において、前記第１の電極の第１領域に接してバッファ層が設けられ
ていることを特徴としている。また、バッファ層は、有機化合物と無機化合物とを含む複
合材料であり、前記無機化合物は、前記有機化合物に対して電子受容性を示す。バッファ
層は、有機化合物と無機化合物とを含む複合材料であり、前記無機化合物は、酸化チタン
、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸
化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、および酸化レニウムから
なる群より選ばれるいずれか一または複数である。バッファ層は、ホール輸送性を有する
有機化合物と、無機化合物とを含む複合材料である。
【００２６】
また、上記各構成において、前記第１の電極は、金属膜の積層数が２層の第１領域と、
金属膜の積層数が４層の第２領域と、を有していることを特徴の一つとしている。或いは
、前記第１の電極は、金属膜の積層数が２層の第１領域と、金属膜の積層数が３層の第２
領域と、を有していることを特徴の一つとしている。或いは、前記第１の電極は、金属膜
単層の第１領域と、金属膜の積層数が２以上の第２領域と、を有していることを特徴の一
つとしている。積層数が少ないほうが、工程数を削減でき、半導体装置のトータルの作製
時間を短縮できる。
【００２７】
また、上記各構成において、前記第１の電極は、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＳｉＸＮＹ、Ａｌ
、Ａｇ、Ｎｉ、Ｗ、ＷＳｉＸ、ＷＮＸ、ＷＳｉＸＮＹ、Ｔａ、ＴａＮＸ、ＴａＳｉＸＮＹ
、ＮｂＮ、ＭｏＮ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、またはＭｏから選ばれた元素、また
は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料を主成分とする膜またはそれらの
積層膜を有することを特徴の一つとしている。
【００２８】
例えば、第１の電極として、Ｔｉ単層の第１領域と、金属膜の積層数が２層（Ｔｉ層と
Ａｌ層）の第２領域とを有する構造とすると、成膜工程数が少なくなる。第１の電極がド
レイン領域に接する場合、Ｔｉ膜は、半導体（シリコン）との接触抵抗値が低く好ましい
。また、第２領域に積層される金属膜をＡｌ膜とすると第１の電極を低抵抗な電極とする
ことができる。
【００２９】
また、第１の電極として、Ｗ単層の第１領域と、金属膜の積層数が２層（Ｗ層とＡｌ層）
の第２領域とを有する構造とすると、Ｗ膜とＡｌ膜とのエッチングレートに差があるため
、エッチング加工がしやすい。
【００３０】
また、上記各構成において、前記発光装置において、一つの発光素子における発光領域
の面積は、前記第１領域の面積よりも小さいことを特徴の一つとしている。
【００３１】
また、上記各構成において、前記第２の電極は透光性を有する導電膜であることを特徴の
一つとしている。
【００３２】
また、上記構造を実現するための発明の構成は、
第１の電極と、該第１の電極上に有機化合物を含む層と、該有機化合物を含む層上に第２
の電極とを有する発光素子を複数有する発光装置の作製方法であり、
薄膜トランジスタの半導体層を形成する工程と、
前記薄膜トランジスタの半導体層を覆う絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に前記薄膜トランジスタの半導体層と接する金属層の積層からなる電極を形
成する工程と、
電極の積層の一部を除去して第１領域と、該第１領域より積層数が多い第２領域と、前記
第１領域と前記第２領域との境界線上に段差部とを形成する工程と、
前記第１の電極の段差部及び第２領域を覆う絶縁物を形成する工程と、
前記第１領域上に接してバッファ層を形成する工程と、
前記バッファ層上に有機化合物を含む層を形成する工程と、
該有機化合物を含む層上に、透光性を有する第２の電極を形成する工程と、を有すること
を特徴とする発光装置の作製方法である。
【００３３】
また、本発明の構成は、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光素子を配置した画素部とするフル
カラーの発光装置に限定されず、例えば、白色発光の発光素子を用い、カラーフィルタと
組み合わせてフルカラーの発光装置としてもよい。また、単色発光する発光素子を用い、
色変換層と組み合わせてフルカラーの発光装置としてもよい。また、４種類以上の発光素
子、例えば４種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ）の発光素子を配置した画素部としてフルカラーの発
光装置としてもよい。
【００３４】
また、本発明は、基板の移動と同時に蒸着源を移動させる新規な蒸着装置も提案する。
図７（Ａ）または図７（Ｂ）に本発明の蒸着装置の一例を示す。この新規な蒸着装置を用
いて有機化合物を含む発光層や、Ｍｎなどの発光中心を含むＺｎＳなどの無機材料の発光
層を形成することができる。
【００３５】
図７（Ａ）に示す蒸着装置は、成膜室に蒸着材料の昇華方向を維持するために蒸着シール
ドが設けられており、開口部が複数設けられ、それらの開口部から蒸着材料が昇華する機
構となっている。蒸着シールドの下方には、基板の移動方向（搬送方向とも呼ぶ）とは垂
直な方向に移動可能な蒸着源を有している。また、蒸着シールドの幅Ｗｂは、基板の幅Ｗ
ａよりも広くさせて、蒸着膜の膜厚均一性を向上させている。
【００３６】
本発明の蒸着装置は、成膜室内に、基板を第１の方向に移動する手段と、成膜室内壁に固
定され、加熱温度調節が可能な蒸着シールドと、該蒸着シールドの下方に蒸着源と、該蒸
着源を前記第１の方向と垂直な第２の方向に移動する移動手段と、を有し、
前記蒸着シールドは、基板の幅Ｗａよりも広い矩形形状であり、蒸着シールドの上面に開
口部が複数設けられており、蒸着源から蒸発された蒸着材料は、蒸着シールドに設けられ
た複数の開口部を通過して基板に蒸着されることを特徴とする蒸着装置である。
【００３７】
また、蒸着源のルツボに蒸着材料を補給するため、成膜室にゲートを介して連結する設
置室を設けてもよい。また、図７（Ａ）では蒸着源に２つのルツボを設置した例を示して
いるが特に限定されず、３つ以上のルツボを設置してもよいし、一つのルツボを設置して
もよい。また、蒸着源に設けた複数のルツボの蒸着中心が重なるように互いに傾けて共蒸
着を行ってもよい。
【００３８】
また、上記蒸着装置を用いた発光装置の作製方法に関する発明の構成は、絶縁表面を有
する基板上に、第１の電極と、該第１の電極上に有機化合物を含む層と、該有機化合物を
含む層上に第２の電極とを有する発光素子を複数有する発光装置の作製方法であり、成膜
室内で基板を移動させ、且つ、基板の移動方向と垂直な方向に蒸着源も移動させて第１の
電極上に有機化合物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である。
【００３９】
図７（Ａ）に示す蒸着装置は、マルチチャンバー型の製造装置の一つとして設置するこ
とができる。図７（Ａ）に示す蒸着装置をインライン型の製造装置に連結する場合には、
室内部を減圧可能な搬送室と連結させる。一つの成膜室内に対して、１つの蒸着シールド
と１つの蒸着源を用いた場合には、所望の膜厚を得るため、基板を複数回、蒸着シールド
の開口部上方を通過させることが好ましい。
【００４０】
また、図７（Ｂ）に示すように、一つの成膜室内に対して、基板の搬送方向とは垂直な
方向に２つの蒸着シールドを設け、それぞれに蒸着源を設けて同じ蒸着材料を連続的に成
膜してもよい。このような蒸着装置とすることで成膜速度を上げることができる。また、
蒸着源を移動させることで蒸着材料の膜厚のバラツキを低減させている。なお、２つの蒸
着シールド同士は平行に設けられ、十分な間隔を有している。また、図７（Ｂ）に示した
蒸着装置は、蒸着シールド上方を往復させなくとも所望の膜厚を得られるため、一方向に
基板を移動させることで複数のチャンバーを直列に並べて接続したインライン型の製造装
置に適用することが好ましい。図７（Ｂ）に示す蒸着装置は基板の搬送も兼ねることがで
きるため、図７（Ｂ）に示す蒸着装置をインライン型の製造装置に連結する場合には、室
内部を減圧可能な２つの処理室の間に連結させる。
【００４１】
また、異なる蒸着材料を２つの蒸着源にセットして連続的に積層成膜してもよい。例えば
、１つ目の蒸着源の２つのルツボに第１の有機化合物と無機化合物とを別々にセットし、
１つ目の蒸着源の上方に基板を通過させることで基板にバッファ層を蒸着する。次いで、
基板を移動させて２つ目の蒸着源のルツボに第２の有機化合物をセットし、２つ目の蒸着
源の上方に基板を通過させることでバッファ層上に発光層を蒸着することができる。
【００４２】
また、上記蒸着装置を用いた発光装置の作製方法に関する他の発明の構成は、絶縁表面を
有する基板上に、第１の電極と、該第１の電極上に有機化合物を含む層と、該有機化合物
を含む層上に第２の電極とを有する発光素子を複数有する発光装置の作製方法であり、
薄膜トランジスタの半導体層を形成する工程と、
前記薄膜トランジスタの半導体層を覆う絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に前記薄膜トランジスタの半導体層と接する金属層の積層からなる電極を形
成する工程と、
電極の積層の一部を除去した第１領域と、該第１領域より積層数が多い第２領域と、前記
第１領域と前記第２領域との境界線上に段差部とを形成する工程と、
前記第１の電極の段差部及び第２領域を覆う絶縁物を形成する工程と、
成膜室内で基板を移動させ、且つ、基板の移動方向と垂直な方向に第１の蒸着源も移動さ
せて前記第１領域上に接してバッファ層を形成する工程と、
前記成膜室内で基板を移動させると同時に基板の移動方向と垂直な方向に第２の蒸着源も
移動させて前記バッファ層上に有機化合物を含む層を形成する工程と、
該有機化合物を含む層上に、透光性を有する第２の電極を形成する工程と、を有すること
を特徴とする発光装置の作製方法である。
【００４３】
上記作製工程により、一つの成膜室でバッファ層と有機化合物を含む層とを連続成膜す
ることによって製造工程を短縮することができる。
【００４４】
なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光
源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂ
ｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅ
ｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇ
ｅ）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Ｉ
Ｃ（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。
【００４５】
また、ＥＬ素子は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕ
ｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）が得られる有機化合物や無機材料を含む層（以下、ＥＬ層と記す
）と、陽極と、陰極とを有する。
【００４６】
有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（
蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とがあるが、本発明の製
造装置および成膜方法により作製される発光装置は、どちらの発光を用いた場合にも適用
可能である。
【００４７】
ＥＬ層を有する発光素子（ＥＬ素子）は一対の電極間にＥＬ層が挟まれた構造となってい
るが、ＥＬ層は通常、積層構造となっている。代表的には、「正孔輸送層、発光層、電子
輸送層」という積層構造が挙げられる。この構造は非常に発光効率が高く、現在、研究開
発が進められている発光装置は殆どこの構造を採用している。
【００４８】
また、他にも陽極上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層した構
造、または正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層する構
造も良い。発光層に対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。また、これらの層は、
全て低分子系の材料を用いて形成しても良いし、全て高分子系の材料を用いて形成しても
良い。なお、本明細書において、陰極と陽極との間に設けられる全ての層を総称してＥＬ
層という。
【００４９】
また、無機材料におけるルミネッセンスは、絶縁層と発光層の界面から引き出された電
子が高電界で加速され局在型の発光中心に衝突励起して発光する。無機材料の発光層とし
ては、ＺｎＳ、ＳｒＳ、ＢａＡｌ２Ｓ４などが挙げられる。また、発光中心としては、Ｍ
ｎ、Ｔｂ、Ｔｍ、Ｅｕなどを無機材料の発光層に添加すればよい。無機材料を用いた発光
素子もＲＧＢの発光色を得ることもできるが、発光素子からの発光をカラーフィルタに通
過させてフルカラーの表示を実現することもできる。
【００５０】
また、本発明の発光装置において、画面表示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点
順次駆動方法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよい。代表的には、線順
次駆動方法とし、時分割階調駆動方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、発
光装置のソース線に入力する映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号
であってもよく、適宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよい。
【発明の効果】
【００５１】
本発明により、３種類以上の複数の発光素子を有するフルカラーの発光装置とした場合、
各発光素子からの発光色がきれいに表示された優れた映像を表示でき、低消費電力化され
た発光装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】アクティブマトリクス型発光装置の断面（１画素の一部）を示す図。（実施の形態１）
【図２】発光装置の画素構成の一例を示す上面図および断面図。（実施の形態１）
【図３】アクティブマトリクス型発光装置の断面（１画素の一部）を示す図。（実施の形態２）
【図４】ＥＬモジュールの上面および断面を示す図。（実施の形態２）
【図５】白色発光素子とカラーフィルタとを組み合わせる方法を示す模式図。（実施の形態３）
【図６】製造装置の上面図。（実施の形態４）
【図７】蒸着装置の斜視図。（実施の形態４）
【図８】６Ｖにおける相対輝度Ｉｅｘｔの計算結果を示す図。
【図９】計算に用いた素子構成を示す図。
【図１０】電子機器の一例を示す図。
【図１１】電子機器の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
本発明の実施形態について、以下に説明する。図面を参照して説明する。但し、本発明
は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱す
ることなく、その形態及び詳細をさまざまに変更し得ることは当業者であれば容易に理解
される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以
下に示す図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、そ
の繰り返しの説明は省略する。
【００５４】
（実施の形態１）
アクティブマトリクス型発光装置の断面図（１画素の一部）を図１に示す。
【００５５】
図１中、絶縁表面を有する基板１０上に設けられたＴＦＴ（ｐチャネル型ＴＦＴ）は、青
色、赤色、或いは緑色を発光する第２ＥＬ層２０ｂに流れる電流を制御する素子であり、
１３、１４はソース領域またはドレイン領域である。基板１０は、ガラス基板や、プラス
チック基板を用いることができ、絶縁膜を表面に有する半導体基板や金属基板も用いるこ
とができる。基板１０上には下地絶縁膜１１（ここでは、下層を窒化絶縁膜、上層を酸化
絶縁膜）が形成されており、ゲート電極１５と半導体層との間には、ゲート絶縁膜１２が
設けられている。また、１６は無機材料、例えば、酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化酸化珪
素膜、窒化アルミニウム、または窒化酸化アルミニウムから選ばれる単層または積層から
なる層間絶縁膜である。また、ここでは図示しないが、一つの画素には、他にもＴＦＴ（
ｎチャネル型ＴＦＴまたはｐチャネル型ＴＦＴ）を一つ、または複数設けている。また、
ここでは、一つのチャネル形成領域を有するＴＦＴを示したが、特に限定されず、複数の
チャネルを有するＴＦＴとしてもよい。
【００５６】
また、１８ａ〜１８ｄは、第１の電極、即ち、発光素子の陽極（或いは陰極）である。
第１の電極は、２層の領域からなる第１領域と、４層の領域からなる第２領域と、第１領
域と第２領域の境界線に段差を有する構造となっている。
【００５７】
ここでは、１８ａとしてチタン膜、１８ｂとして窒化チタン膜、１８ｃとしてアルミニウ
ムを主成分とする膜、１８ｄとして窒化チタン膜として順に積層し、バッファ層２０ａに
接する窒化チタン膜（１８ｂで示される第１の電極の１層）を陽極として機能させる。窒
化チタンはバッファ層２０ａと良好な接触抵抗が得られるため、好ましい。
【００５８】
また、同じ積層構造（合計４層）で電源供給線１７ａ〜１７ｄも形成される。上記積層構
造（合計４層）は、アルミニウムを主成分とする膜を含んでおり、低抵抗な配線とするこ
とができ、ソース配線なども同時に形成される。
【００５９】
例えば、第１の電極１８ａとしてＴｉ＝６０ｎｍ、第１の電極１８ｂとしてＴｉＮ＝１
００ｎｍ、第１の電極１８ｃとしてＡｌ−Ｔｉ＝３５０ｎｍ、第１の電極１８ｄとしてＴ
ｉ＝１００ｎｍとする場合、レジストマスクを形成してエッチングする。エッチング条件
は、ＩＣＰエッチング装置を用い、反応ガスとしてＢＣｌ３＝６０ｓｃｃｍ、Ｃｌ２＝２
０ｓｃｃｍを用い、１．９Ｐａの圧力でコイル型の電極に４５０ＷのＲＦ（１３．５６Ｍ
Ｈｚ）電力を投入し、基板側（試料ステージ）にも１００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）
電力を投入してドライエッチングを行い、Ａｌ−Ｔｉ（第１の電極１８ｃ）がエッチング
されたところからさらに１５秒のオーバーエッチングによってＴｉＮ（第１の電極１８ｂ
）を露出させる。
【００６０】
エッチングによって段差を有する第１の電極を形成した後、段差を覆う絶縁物１９を形
成する。絶縁物１９は隣合う画素との境界に配置され、第１の電極の周縁を囲むように覆
っている。絶縁物１９の厚さは、後の蒸着工程で接触する蒸着マスクと第１の電極との間
隔を確保するため重要であり、厚くすることが望ましい。本実施の形態においては、絶縁
物１９の下方に４層構造の配線を設けることができるため、絶縁物１９の最上面と第１の
電極との間隔を十分に確保することができる。
【００６１】
また、２１は、透光性を有する導電膜からなる第２の電極、即ち、有機発光素子の陰極（
或いは陽極）である。透光性を有する導電膜（透光性導電膜とも呼ぶ）としては、ＩＴＯ
（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）
、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化スズ（Ｓ
ｎＯ２）等を用いることができる。また、第２の電極２１は、可視光に対して透明であれ
ば特に限定されず、例えば、薄い金属層（代表的にはＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉなど
の合金や、ＡｇやＡｌ）と透光性導電膜との積層としてもよい。
【００６２】
本明細書において、可視光に対して透明とは可視光の透過率が８０〜１００％であること
を指す。
【００６３】
また、第１の電極と第２の電極の間にはＥＬ層、即ち、有機化合物を含む積層（第１ＥＬ
層（バッファ層）２０ａと第２ＥＬ層２０ｂの積層）を設けている。バッファ層２０ａは
、金属酸化物（酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化レニウムなど）と有機化合物（
ホール輸送性を有する材料（例えば４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−
フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）
−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）、４，４’−ビス｛Ｎ−［４−
（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝ビフェニル（略称
：ＤＮＴＰＤ）など））とを含む複合層である。また、第２ＥＬ層２０ｂは、例えば、ト
リス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）や、トリス（４−メチル−８
−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）や、α−ＮＰＤなどを用いることが
できる。また、第２ＥＬ層２０ｂは、ドーパント材料を含ませてもよく、例えば、Ｎ，Ｎ
’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）や、クマリン６や、ルブレンなどを用いる
ことができる。第１の電極と第２の電極の間に設けられる有機化合物を含む積層は、抵抗
加熱法などの蒸着法によって形成すればよい。
【００６４】
バッファ層２０ａの膜厚を調節することによって、第１の電極と第２ＥＬ層２０ｂとの距
離を制御し、発光効率を高めることができる。バッファ層の膜厚を調節することによって
、各発光素子からの発光色がきれいに表示された優れた映像を表示でき、低消費電力化さ
れた発光装置を実現することができる。
【００６５】
また、第２の電極２１の低抵抗化を図るため、第２の電極２１上に補助電極を設けても
よい。
【００６６】
また、図示しないが、発光装置の信頼性を高めるために第２の電極２１上に保護膜を形
成することが好ましい。この保護膜はスパッタ法（ＤＣ方式やＲＦ方式）により得られる
窒化珪素または窒化酸化珪素を主成分とする絶縁膜、または炭素を主成分とする薄膜であ
る。
【００６７】
また、ここではトップゲート型ＴＦＴを例として説明したが、ＴＦＴ構造に関係なく本
発明を適用することが可能であり、例えばボトムゲート型（逆スタガ型）ＴＦＴや順スタ
ガ型ＴＦＴに適用することが可能である。また、シングルゲート構造のＴＦＴに限定され
ず、複数のチャネル形成領域を有するマルチゲート型ＴＦＴ、例えばダブルゲート型ＴＦ
Ｔとしてもよい。
【００６８】
また、本明細書において、ＴＦＴの活性層となる半導体層は、珪素を主成分とする半導
体膜、有機材料を主成分とする半導体膜、或いは金属酸化物を主成分とする半導体膜を用
いることができる。珪素を主成分とする半導体膜としては、非晶質半導体膜、結晶構造を
含む半導体膜、非晶質構造を含む化合物半導体膜などを用いることができ、具体的にはア
モルファスシリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコンなどを用いることができる。また
、有機材料を主成分とする半導体膜としては、他の元素と組み合わせて一定量の炭素また
は炭素の同素体（ダイヤモンドを除く）からなる物質を主成分とする半導体膜を用いるこ
とができる。具体的には、ペンタセン、テトラセン、チオフェンオリゴマ誘導体、フェニ
レン誘導体、フタロシアニン化合物、ポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、シ
アニン色素等が挙げられる。また、金属酸化物を主成分とする半導体膜としては、酸化亜
鉛（ＺｎＯ）や亜鉛とガリウムとインジウムの酸化物（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）等を用い
ることができる。
【００６９】
また、発光装置の画素構成の一例を図２（Ａ）に示す。また、図２（Ａ）中の鎖線Ａ−
Ａ’で切断した断面図を図２（Ｂ）に示す。以下に、図を用いて発光装置の作製手順の一
例を説明する。
【００７０】
まず、絶縁表面を有する基板３０上に下地絶縁膜３１を形成する。
【００７１】
下地絶縁膜３１は、１層目としてプラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ４、ＮＨ３、及びＮ
２Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化シリコン膜を１０〜２００ｎｍ（好ましくは５
０〜１００ｎｍ）形成する。ここでは、膜厚５０ｎｍの酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ
＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成する。次いで、下地絶縁膜の２
層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ４及びＮ２Ｏを反応ガスとして成膜され
る酸化窒化シリコン膜を５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０ｎｍ）の厚さに積
層形成する。ここでは、膜厚１００ｎｍの酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ
＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成する。ここでは下地絶縁膜３１として２層構造を
用いるが、前記絶縁膜の単層膜または３層以上積層させた構造を用いても良い。
【００７２】
次いで、下地膜上に半導体層を形成する。ＴＦＴの活性層となる半導体層は、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。この半導体層の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６
０ｎｍ）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、好ましくはシリコン
またはシリコンゲルマニウム合金などで形成すると良い。
【００７３】
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３０Ｈｚとし
、レーザーエネルギー密度を１００〜４００ｍＪ／ｃｍ２（代表的には２００〜３００ｍ
Ｊ／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１〜１０ｋＨｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００ｍＪ／ｃｍ
２（代表的には３５０〜５００ｍＪ／ｃｍ２）とすると良い。そして幅１００〜１０００
μｍ、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８０〜９８％として行えばよい
。
【００７４】
また、レーザ光を非線形光学素子に通すことなく基本波のままとし、高強度、且つ、繰
り返し周波数の高いパルスのレーザ光を非晶質構造を有する半導体膜に照射してレーザア
ニールを行って結晶質半導体膜を作製することもできる。なお、高強度とは、単位時間あ
たり単位面積あたりに高い尖頭出力を持つことを指しており、例えばレーザ光の尖頭出力
の範囲は、１ＧＷ／ｃｍ２〜１ＴＷ／ｃｍ２とする。波長が１μｍ程度の基本波は、半導
体薄膜に照射してもあまり吸収されず、吸収効率が低いが、パルス幅をピコ秒台、或いは
フェムト秒（１０−１５秒）台のパルスレーザから射出される基本波であれば、高強度の
レーザ光が得られ、非線形光学効果（多光子吸収）が生じ、半導体薄膜に吸収させること
ができる。非線形光学素子を用いず、且つ、高調波に変換しないため、１５Ｗよりも大き
な出力、例えば４０Ｗの出力を有するレーザ発振器をレーザアニール法に用いることが可
能となる。従って、一度の走査で形成される大粒径結晶の領域の幅を拡大することができ
るため、格段に生産性を向上させることができる。
【００７５】
次いで、半導体層の表面をフッ酸を含むエッチャントで洗浄し、半導体層を覆うゲート
絶縁膜３３を形成する。ゲート絶縁膜３３はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、
厚さを４０〜１５０ｎｍとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズ
マＣＶＤ法により１１５ｎｍの厚さで酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５
９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成する。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化シリコン膜に限
定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良
い。
【００７６】
次いで、ゲート絶縁膜３３の表面を洗浄した後、ゲート電極を形成する。
【００７７】
次いで、半導体にｐ型を付与する不純物元素（Ｂなど）、ここではボロンを適宜添加して
、ソース領域及びドレイン領域３２を形成する。添加した後、不純物元素を活性化するた
めに加熱処理、強光の照射、またはレーザー光の照射を行う。また、活性化と同時にゲー
ト絶縁膜へのプラズマダメージやゲート絶縁膜と半導体層との界面へのプラズマダメージ
を回復することができる。特に、室温〜３００℃の雰囲気中において、表面または裏面か
らＹＡＧレーザーの第２高調波を照射して不純物元素を活性化させることは非常に有効で
ある。ＹＡＧレーザーはメンテナンスが少ないため好ましい活性化手段である。
【００７８】
以降の工程は、有機材料または無機材料（塗布シリコン酸化膜、ＰＳＧ（リン添加ガラ
ス、ＢＰＳＧ（ボロンとリンを添加したガラス）などを含む）からなる層間絶縁膜３５を
形成し、水素化を行った後、ソース領域、またはドレイン領域に達するコンタクトホール
を形成する。次いで、ソース電極（配線３４）、第１の電極（ドレイン電極）３６ａ〜３
６ｄを形成してＴＦＴ（ｐチャネル型ＴＦＴ）を完成させる。
【００７９】
また、本実施の形態ではｐチャネル型ＴＦＴを用いて説明したが、ｐ型不純物元素に代
えてｎ型不純物元素（Ｐ、Ａｓ等）を用いることによってｎチャネル型ＴＦＴを形成する
ことができることは言うまでもない。
【００８０】
また、第１の電極３６ａ〜３６ｄ及び配線３４は、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＳｉＸＮＹ、Ａ
ｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｗ、ＷＳｉＸ、ＷＮＸ、ＷＳｉＸＮＹ、Ｔａ、ＴａＮＸ、ＴａＳｉＸＮ
Ｙ、ＮｂＮ、ＭｏＮ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、またはＭｏから選ばれた元素、ま
たは前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料を主成分とする膜またはそれら
の積層膜を総膜厚１００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で用いればよい。
【００８１】
特に、ドレイン領域３２に接する第１層３６ａは、シリコンとのオーミック接触が形成
可能な材料、代表的にはチタンが好ましく、膜厚１０〜１００ｎｍの範囲とすればよい。
また、第１の電極の第２層３６ｂは、薄膜とした場合に仕事関数の大きい材料（ＴｉＮ、
ＴａＮ、ＭｏＮ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｗ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｎ）が好ましく、膜厚１０〜１００ｎ
ｍの範囲とすればよい。なお、第２層３６ｂは、第３層３６ｃと第１層３６ａの合金化を
防ぐブロッキング層としても機能している。また、第４層３６ｄは、第３層３６ｃの酸化
防止、腐食防止、またはヒロック等の発生を防止する材料、代表的には窒化金属（ＴｉＮ
、ＷＮなど）が好ましく、膜厚２０〜１００ｎｍの範囲とすればよい。
【００８２】
次いで、レジストマスクを形成して、第１の電極をエッチング加工して図２（Ｂ）に示
す構造とする。なお、図２（Ａ）に第１領域と第２領域の境界線、即ち第３層３６ｃの輪
郭を示す。
【００８３】
次いで、レジストマスクを除去した後、第１の電極の段差を覆う絶縁物３７を形成する
。なお、絶縁物３７の輪郭を図２（Ａ）に示す。
【００８４】
次いで、有機化合物を含む積層３８ａ、３８ｂを蒸着法で形成する。次いで、第２の電
極３９を形成する。
【００８５】
こうして得られる発光素子は、図２（Ｂ）中の矢印方向に発光を示す。
【００８６】
以上の工程で第２の電極（導電膜３９）までを形成した後は、基板３０上に形成された発
光素子を封止するためにシール材またはシート状接着材により封止基板（透明基板）を貼
り合わせる。なお、封止基板と発光素子との間隔を確保するために樹脂膜からなるスペー
サを設けても良い。そして、シール材の内側の空間には窒素等の不活性気体が充填されて
いる。なお、シール材としてはエポキシ樹脂を用いるのが好ましい。また、シール材はで
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。さらに、空間の内部に酸素
や水を吸収する効果をもつ物質（乾燥剤など）を含有させても良い。
【００８７】
以上のようにして発光素子を空間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、外部から水分や酸素といった有機化合物層の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、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【００８８】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１と異なる構造の例を図３に示す。図３の構造は、第１
の電極がＴＦＴの半導体層と接しているのではなく、電極を介して電気的にＴＦＴの半導
体層と接している。また、第１の電極は、金属膜単層からなる第１領域と、３層からなる
第２領域と、第１領域と第２領域の間に段差を有する構造となっている。また、開口率を
向上させるために、コンタクトホール周辺のみを３層の第１領域とし、それ以外の領域を
第２領域としている。
【００８９】
本実施の形態では、同一基板上に画素部と駆動回路とを形成した例を示す。
【００９０】
まず、実施の形態１と同様に、絶縁表面を有する基板３１０上に、下地絶縁膜３１１、
結晶質半導体膜からなる半導体層、ゲート絶縁膜３１２を形成する。
【００９１】
次いで、画素部のＴＦＴのゲート電極となる電極３１５と、駆動回路のＴＦＴのゲート
電極となる電極３３８、３３７を形成する。次いで、レジストマスクを用いて、半導体に
ｐ型を付与する不純物元素（Ｂなど）、ここではボロンを選択的に添加して、ｐ型の高濃
度不純物領域３１３、３１４、３３１、３３２を形成する。次いで、ＬＤＤ領域を形成す
るため、レジストマスクを除去したあと、新たにレジストマスクを形成して、半導体にｎ
型を付与する不純物元素（Ｐ、Ａｓなど）、ここではリンを選択的に添加して低濃度不純
物領域を形成する。そして、レジストマスクを除去したあと、新たにレジストマスクを形
成して、半導体層に対してリンを選択的に添加して高濃度不純物領域３３３、３３４を形
成する。なお、１回しかリンが添加されていない低濃度不純物領域は、ＬＤＤ領域３３５
、３３６となる。
【００９２】
また、上記ドーピングの順序は特に限定されないことは言うまでもない。
【００９３】
次いで、レジストマスクを除去した後、不純物元素を活性化するために加熱処理、強光
の照射、またはレーザ光の照射を行う。
【００９４】
次いで、有機材料または無機材料からなる第１の層間絶縁膜３１６を形成し、水素化を
行う。その後、高濃度不純物領域に達するコンタクトホールを第１の層間絶縁膜３１６お
よびゲート絶縁膜に形成する。次いで、ソース電極またはドレイン電極となる電極３１７
、３１８、３４１〜３４４を形成して複数種類のＴＦＴ（ｐチャネル型ＴＦＴ及びｎチャ
ネル型ＴＦＴ）を完成させる。
【００９５】
画素部には電極３１５をゲート電極とするｐチャネル型ＴＦＴが形成され、駆動回路部
には、電極３３８をゲート電極とするｎチャネル型ＴＦＴと、電極３３７をゲート電極と
するｐチャネル型ＴＦＴが形成される。なお、駆動回路部のｎチャネル型ＴＦＴは、チャ
ネル形成領域３４０を有し、駆動回路部のｐチャネル型ＴＦＴは、チャネル形成領域３３
９を有している。
【００９６】
次いで、有機材料または無機材料からなる第２の層間絶縁膜３０９を形成する。次いで
、電極３１８、３４２、３４３に達するコンタクトホールを第２の層間絶縁膜３０９に形
成する。
【００９７】
次いで、第２の層間絶縁膜３０９上に、金属膜を３層積層形成する。３層積層する金属
膜は、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＳｉＸＮＹ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｗ、ＷＳｉＸ、ＷＮＸ、ＷＳ
ｉＸＮＹ、Ｔａ、ＴａＮＸ、ＴａＳｉＸＮＹ、ＮｂＮ、ＭｏＮ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎ
、Ｉｎ、またはＭｏから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料もしくは
化合物材料を主成分とする膜またはそれらの積層膜を総膜厚１００ｎｍ〜８００ｎｍの範
囲で用いればよい。
【００９８】
ここでは、Ｔｉ膜と、Ａｌ膜と、Ｔｉ膜との順に積層した３層とする。
【００９９】
次いで、レジストマスクを形成してエッチングを行って、接続電極３４５ａ〜３４５ｃ及
び第１の電極を形成する。接続電極と同時に引き回し配線も同じ積層構造で形成できるた
め、駆動回路部の占有面積を縮小することができる。
【０１００】
次いで、レジストマスクを除去した後、新たにレジストマスクを形成して第１の電極を
選択的にエッチングして、第１層３０８ａのみで構成される第１領域と、第１層３０８ａ
、第２層３０８ｂ、第３層３０８ｃの合計３層で構成される第２領域と、第１領域と第２
領域との境界線に段差を有する第１の電極を形成する。
【０１０１】
次いで、レジストマスクを除去した後、第１の電極の段差を覆う絶縁物３１９を形成す
る。
【０１０２】
次いで、有機化合物を含む積層３２０ａ、３２０ｂを蒸着法で形成する。３２０ａは、
バッファ層であり、金属酸化物（酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化レニウムなど
）と有機化合物（ホール輸送性を有する材料（例えば４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチル
フェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−
（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）、４，４’−
ビス｛Ｎ−［４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝
ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）など））とを含む複合層である。また、３２０ｂは発光
層を含む単層または積層である。バッファ層３２０ａの膜厚を調節することによって、第
１の電極と発光層との距離を制御し、発光効率を高めることができる。
【０１０３】
次いで、第２の電極３２１を形成する。第２の電極３２１の材料としては、ＡｇやＡｌ、
或いはＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉなどの合金、または周期表の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透光性を有する膜を用いればよい。
ここでは、第２の電極を通過させて発光させる上面射出型であるので、１ｎｍ〜２０ｎｍ
程度の薄い金属層とする。第２の電極３２１は、発光を通過するのに十分な薄さであれば
よい。
【０１０４】
加えて、第２の電極３２１上に透明導電膜を積層してもよい。
【０１０５】
こうして得られる発光素子（ＥＬ素子とも呼ぶ）は、図３中の矢印方向に発光を示す。
【０１０６】
以上の工程で第２の電極３２１までを形成した後は、基板３１０上に形成された発光素子
を封止するためにシール材またはシート状接着材により封止基板（透明基板）を貼り合わ
せる。また、封止基板を貼りつける際には、不活性気体（希ガスまたは窒素）を含む雰囲
気下で行うことが好ましい。
【０１０７】
次いで、必要でない基板の分断を行う。多面取りの場合、それぞれのパネルを分断する。
また、１面取りの場合、予めカットされている対向基板を貼り合わせることによって、分
断工程を省略することもできる。この段階でＥＬモジュールが完成する。
【０１０８】
また、ＥＬモジュールの全体に関して図４で説明する。なお、図４（Ａ）は、ＥＬモジュ
ールの上面図であり、図４（Ｂ）は、断面図の一部である。
【０１０９】
多数のＴＦＴが設けられた基板（ＴＦＴ基板とも呼ぶ）には、表示が行われる画素部４０
と、画素部の各画素を駆動させる駆動回路部４１ａ、４１ｂと、ＥＬ層上に設けられる第
２の電極と引き出し配線とを接続する接続部４３と、外部回路と接続するためにＦＰＣを
貼り付ける端子部４２が設けられている。
【０１１０】
また、ＥＬ素子は、ＥＬ素子を封止するための封止基板４８と、シート状接着材４４と、
シール材４９とによって密閉する。また、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）中における鎖線Ａ−
Ａ’で切断した場合の断面図である。
【０１１１】
画素部４０には規則的に画素が無数に配置されており、ここでは図示しないが、Ｘ方向
にストライプ配列、例えばＲ、Ｇ、Ｂの順で配置されている。また、発光素子の配置は限
定されず、デルタ配列、モザイク配列などとしてもよい。
【０１１２】
また、図４（Ｂ）に示すように、一対の基板間隔が約２〜３０μｍに保たれるようにギ
ャップ保持材５０が設けられ、且つ、シール材４９によって封止基板４８が貼りつけられ
ており、全ての発光素子は密閉されている。なお、シート状接着材４４で発光素子を十分
に封止することができるのであれば、特にシール材４９は設けなくともよい。また、シー
ト状接着材４４で一対の基板間隔が十分に保たれるのであれば、特にギャップ保持材５０
は設けなくともよい。
【０１１３】
また、封止基板４８の画素部と重ならない箇所にサンドブラスト法などによって凹部を
形成し、その凹部に乾燥剤を配置してもよい。
【０１１４】
本実施の形態では、接続電極３４５ａ〜３４５ｃと同時に引き回し配線も同じ積層構造で
形成できるため、駆動回路部の占有面積を縮小して狭額縁化させることができる。また、
接続電極３４５ａ〜３４５ｃと同時に端子部４２の端子電極も同じ積層構造で形成するこ
ともできる。
【０１１５】
なお、本実施の形態は実施の形態１と自由に組み合わせることができる。
【０１１６】
（実施の形態３）
ここではフルカラー表示装置を作製するいくつかの方法を示す。具体的には、３つの発
光素子を用いる方法、白色発光素子とカラーフィルターとを組み合わせる方法、青色発光
素子と色変換層とを組み合わせる方法、白色発光素子と色変換層と、カラーフィルターと
を組み合わせる方法などが挙げられる。
【０１１７】
フルカラー表示とするため、３つの発光素子を用いる場合、赤色発光素子と、青色発光
素子と、緑色発光素子とを規則的に並べた１つの画素を画素部に配置することによって行
う。例えば発光色毎に開口位置が異なる蒸着マスクをＲ、Ｇ、Ｂで３種類用意してＲ、Ｇ
、Ｂの発光層の塗りわけを蒸着法で行えばよい。
【０１１８】
また、発光層の前に蒸着させるバッファ層の膜厚を各発光層毎に調節することによって
、各発光素子からの発光色がきれいに表示された優れた映像を表示でき、低消費電力化さ
れた発光装置を実現することができる。
【０１１９】
また、発光素子（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の配置には、最も単純なストライプパターンをはじめと
して、斜めモザイク配列、三角モザイク配列、ＲＧＢＧ四画素配列、もしくはＲＧＢＷ四
画素配列などを用いることができる。
【０１２０】
加えて、カラーフィルターと組み合わせて色純度を上げてもよい。発光素子の発光色と
同じ色の着色層を発光素子に重なるように設ければよく、例えば、青色発光素子と重なる
位置に青色の着色層を設ければよい。
【０１２１】
また、白色発光素子とカラーフィルターを組み合わせた方法（以下、カラーフィルター法
とよぶ）について図５（Ａ）により説明する。
【０１２２】
カラーフィルター法は、白色発光を示す有機化合物膜を有する発光素子を形成し、得ら
れた白色発光をカラーフィルターに通過させることで赤、緑、青の発光を得るという方式
である。
【０１２３】
白色発光を得るためには、様々な方法があるが、ここでは塗布により形成可能な高分子
材料からなる発光層を用いる場合について説明する。この場合、発光層となる高分子材料
への色素ドーピングは溶液調整で行うことができ、複数の色素をドーピングする共蒸着を
行う蒸着法に比べて極めて容易に得ることができる。
【０１２４】
具体的には、仕事関数の大きい金属（Ｐｔ、Ｃｒ、Ｗ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ）から
なる陽極上に、正孔注入層として作用するポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（
スチレンスルホン酸）水溶液（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を全面に塗布、焼成した後、発光層
として作用する発光中心色素（１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン（
ＴＰＢ）、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノ−スチリル）
−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ１）、ナイルレッド、クマリン６など）ドープしたポリビニルカ
ルバゾール（ＰＶＫ）溶液を全面に塗布、焼成した後、仕事関数の小さい金属（Ｌｉ、Ｍ
ｇ、Ｃｓ）を含む薄膜と、その上に積層した透明導電膜（ＩＴＯ（酸化インジウム酸化ス
ズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等
）との積層からなる陰極を形成する。なお、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳは溶媒に水を用いており
、有機溶剤には溶けない。従って、ＰＶＫをその上から塗布する場合にも、再溶解する心
配はない。また、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳとＰＶＫは溶媒が異なるため、成膜室は同一のもの
を使用しないことが好ましい。
【０１２５】
また、上記例では有機化合物層を積層とした例を示したが、有機化合物層を単層とする
こともできる。例えば、ホール輸送性のポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に電子輸送性
の１，３，４−オキサジアゾール誘導体（ＰＢＤ）を分散させてもよい。また、３０ｗｔ
％のＰＢＤを電子輸送剤として分散し、４種類の色素（ＴＰＢ、クマリン６、ＤＣＭ１、
ナイルレッド）を適当量分散することで白色発光が得られる。
【０１２６】
なお、有機化合物膜は、陽極と陰極の間に形成されており、陽極から注入された正孔と
陰極から注入された電子が有機化合物膜において再結合することにより、有機化合物膜に
おいて、白色発光が得られる。
【０１２７】
また、赤色発光する有機化合物膜や緑色発光する有機化合物膜や青色発光する有機化合
物膜を適宜選択し、重ねて混色させることによって全体として白色発光を得ることも可能
である。
【０１２８】
以上により形成される有機化合物膜は、全体として白色発光を得ることができる。
【０１２９】
上記有機化合物膜が白色発光する方向に赤色発光以外を吸収する着色層（Ｒ）、緑色発
光以外を吸収する着色層（Ｇ）、青色発光以外を吸収する着色層（Ｂ）をそれぞれ設けた
カラーフィルタを形成することにより、発光素子からの白色発光をそれぞれ分離して、赤
色発光、緑色発光、青色発光として得ることができる。また、アクティブマトリクス型の
場合には、基板とカラーフィルターの間にＴＦＴが形成される構造となる。
【０１３０】
また、着色層（Ｒ，Ｇ，Ｂ）には、最も単純なストライプパターンをはじめとして、斜
めモザイク配列、三角モザイク配列、ＲＧＢＧ四画素配列、もしくはＲＧＢＷ四画素配列
などを用いることができる。
【０１３１】
カラーフィルターを構成する着色層は、顔料を分散した有機感光材料からなるカラーレ
ジストを用いて形成される。白色発光とカラーフィルターを組み合わせれば、フルカラー
としての色再現性は十分確保することができる。
【０１３２】
なお、この場合には、得られる発光色が異なっていても、すべて白色発光を示す有機化
合物膜で形成されていることから、発光色ごとに有機化合物膜を塗り分けて形成する必要
がない。また、鏡面反射を防ぐ円偏光板も特に必要ないものとすることができる。
【０１３３】
次に青色発光性の有機化合物膜を有する青色発光素子と蛍光性の色変換層を組み合わせ
ることにより実現されるＣＣＭ法（ｃｏｌｏｒ  ｃｈａｎｇｉｎｇ  ｍｅｄｉｕｍｓ）に
ついて図５（Ｂ）により説明する。
【０１３４】
ＣＣＭ法は、青色発光素子から射出された青色発光で蛍光性の色変換層を励起し、それ
ぞれの色変換層で色変換を行う。具体的には色変換層で青色から赤色への変換（Ｂ色から
Ｒ色）、色変換層で青色から緑色への変換（Ｂ色からＧ色）、色変換層で青色からさらに
色純度のよい青色への変換（Ｂ色からＢ色）（なお、青色から青色への変換は行わなくて
も良い。）を行い、赤色、緑色及び青色の発光を得るというものである。ＣＣＭ法の場合
にも、アクティブマトリクス型の場合には、基板と色変換層の間にＴＦＴが形成される構
造となる。
【０１３５】
なお、この場合にも有機化合物膜を塗り分けて形成する必要がない。また、鏡面反射を
防ぐ円偏光板も特に必要ないものとすることができる。
【０１３６】
また、ＣＣＭ法を用いる場合には、色変換層が蛍光性であるため外光により励起され、
コントラストを低下させる問題があるので、図５（Ｃ）に示したようにカラーフィルター
を装着するなどしてコントラストを上げるようにすると良い。
【０１３７】
また、本実施の形態は、実施の形態１または実施の形態２と組み合わせることが可能で
ある。
【０１３８】
（実施の形態４）
図６に示す製造装置は、有機化合物を有する層の蒸着などを行うマルチチャンバーに封
止処理を行うチャンバーが一つのユニットとなっている例である。一つのユニットとする
ことで水分などの不純物の混入防止やスループット向上を図っている。
【０１３９】
図６に示す製造装置は、搬送室１０２、１０４ａ、１０８、１１４、１１８と、受渡室１
０１、１０５、１０７、１１１と、第１成膜室１０６Ｅと、第２成膜室１０６Ｂと、第３
成膜室１０６Ｇと、第４成膜室１０６Ｒ、第５成膜室１０６Ｆと、その他の成膜室１０９
、１１０、１１２、１１３、１３２と、ベーク室１２３、マスクストック室１２４と、基
板ストック室１３０ａ、１３０ｂと、基板投入室１２０と、多段真空加熱室１０３とを有
する製造装置である。なお、搬送室１０４ａには基板を搬送するための搬送機構が設けて
おり、他の搬送室も同様にそれぞれ搬送機構が設けてある。
【０１４０】
加えて、図６に示す製造装置は、取出室１１９と、受渡室１４１と、硬化処理室１４３と
、貼り合わせ室１４４と、シール形成室１４５と、前処理室１４６と、封止基板ロード室
１１７とを有する製造装置である。なお、チャンバーや処理室の間にはゲートが設けられ
ている。
【０１４１】
以下、予め陽極（第１の電極）と、該陽極の端部を覆う絶縁物（隔壁）とが設けられた基
板を図６に示す製造装置に搬入し、発光装置を作製する手順を示す。
【０１４２】
予め基板上には、陽極に接続している薄膜トランジスタ（電流制御用ＴＦＴ）およびそ
の他の薄膜トランジスタ（スイッチング用ＴＦＴなど）が複数設けられている。
【０１４３】
まず、基板投入室１２０に上記基板（６００ｍｍ×７２０ｍｍ）をセットする。基板サ
イズは、３２０ｍｍ×４００ｍｍ、３７０ｍｍ×４７０ｍｍ、５５０ｍｍ×６５０ｍｍ、
６００ｍｍ×７２０ｍｍ、６８０ｍｍ×８８０ｍｍ、１０００ｍｍ×１２００ｍｍ、１１
００ｍｍ×１２５０ｍｍ、さらには１１５０ｍｍ×１３００ｍｍのような大面積基板でも
対応可能である。
【０１４４】
基板投入室１２０にセットした基板（陽極と、該陽極の端部を覆う絶縁物とが設けられ
た基板）は大気圧が保たれている搬送室１１８に搬送する。なお、搬送室１１８には基板
を搬送または反転するための搬送機構（搬送ロボットなど）が設けられている。
【０１４５】
また、搬送室１０８、１１４、１０２には、それぞれ搬送機構と真空排気手段とが設けて
ある。搬送室１１８に設けられたロボットは、基板の表裏を反転させることができ、受渡
室１０１に反転させて搬入することができる。受渡室１０１は、真空排気処理室と連結さ
れており、真空排気して真空にすることもでき、真空排気した後、不活性ガスを導入して
大気圧にすることもできる。
【０１４６】
また、上記の真空排気処理室としては、磁気浮上型のターボ分子ポンプ、クライオポン
プ、またはドライポンプが備えられている。これにより各室と連結された搬送室の到達真
空度を１０−５〜１０−６Ｐａにすることが可能であり、さらにポンプ側および排気系か
らの不純物の逆拡散を制御することができる。
【０１４７】
次いで、搬送室１１８から受渡室１０１に基板を搬送し、さらに、大気にふれさせるこ
となく、受渡室１０１から搬送室１０２に基板を搬送する。
【０１４８】
また、シュリンクをなくすために、有機化合物を含む膜の蒸着直前に真空加熱を行うこ
とが好ましく、基板を搬送室１０２から多段真空加熱室１０３に搬送し、上記基板に含ま
れる水分やその他のガスを徹底的に除去するために、脱気のためのアニールを真空（５×
１０−３Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０−４〜１０−６Ｐａ）で行う
。多段真空加熱室１０３では平板ヒータ（代表的にはシースヒータ）を用いて、複数の基
板を均一に加熱する。この平板ヒータは複数設置され、平板ヒータで基板を挟むように両
面から加熱することもでき、勿論、片面から加熱することもできる。特に、層間絶縁膜や
隔壁の材料として有機樹脂膜を用いた場合、有機樹脂材料によっては水分を吸着しやすく
、さらに脱ガスが発生する恐れがあるため、有機化合物を含む層を形成する前に１００℃
〜２５０℃、好ましくは１５０℃〜２００℃、例えば３０分以上の加熱を行った後、３０
分の自然冷却を行って吸着水分を除去する真空加熱を行うことは有効である。
【０１４９】
また、必要であれば、成膜室１１２でインクジェット法やスピンコート法やスプレー法な
どで高分子材料からなる正孔注入層を形成してもよい。正孔注入層を塗布法で形成した後
、蒸着法による成膜直前にベーク室１２３で大気圧加熱または真空加熱（１００〜２００
℃）を行うことが好ましい。
【０１５０】
また、スピンコート法によりＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを成膜した場合、全面に成膜されるた
め、基板の端面や周縁部、端子部、陰極と下部配線との接続領域などは選択的に除去する
ことが好ましく、搬送室１０２に連結する前処理室を設け、前処理室でマスクを使用した
Ｏ２アッシングなどにより選択的に除去することが好ましい。
【０１５１】
本実施の形態では、搬送室１０２から成膜室１０６Ｆに基板を搬送し、第１の電極上に
バッファ層を蒸着する。
【０１５２】
ここで、バッファ層の成膜例を示す。まず、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−
Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデンとをそれぞれ別の抵
抗加熱式の蒸発源に収納し、真空に引かれた蒸着装置内に設置された第１の電極を有する
基板に対して蒸着する。蒸着時において、ＮＰＢは０．４ｎｍ／ｓの成膜レートで蒸着さ
せ、酸化モリブデンはＮＰＢに対して１／４の量（重量比）を蒸発させる。この場合、モ
ル比では、ＮＰＢ：酸化モリブデン＝１：１となっている。金属酸化物と有機化合物とを
含む第１の複合層の膜厚は５０ｎｍとする。
【０１５３】
なお、成膜室１０６Ｆの蒸着装置の一例として、斜視図を図７（Ａ）に示す。以下に蒸着
装置の機構を簡略に示す。
【０１５４】
基板７０１は、予め蒸着マスク７０２と位置合わせされており、位置合わせされたまま
基板の搬送方向７０６ａ（図７（Ａ）中の矢印の方向）に基板が搬送される。基板搬送手
段（搬送ロボットまたは搬送ローラー）により基板は搬送されて、蒸着シールド７０３ａ
の上方を通過する。蒸着シールド７０３ａは開口部７０３ｂを有しており、蒸着源７０４
からの蒸着材料が開口部７０３ｂから昇華するようになっている。開口部７０３ｂから蒸
着材料の昇華方向７０６ｂを維持するために蒸着シールド７０３ａは、蒸着シールド自体
には付着しないように加熱されている。また、蒸着シールドに接してヒーターが設けられ
ている。蒸着シールドの加熱温度はヒーターと接続しているコンピュータで制御しても良
い。
【０１５５】
蒸着源７０４は複数のルツボが設置できるようになっており、さらに矢印７０５の方向に
移動することが可能である。なお、蒸着源は移動させる代わりに、蒸着源の向きを変えて
蒸着される角度を変えても良い。蒸着方法は、抵抗加熱法を用いる。また、蒸着膜の膜厚
均一性を向上させるため、蒸着源が移動する範囲は基板の幅Ｗａよりも広いことが望まし
い。また、蒸着シールドの幅Ｗｂも基板の幅Ｗａよりも広くすることが蒸着膜の膜厚均一
性を向上させる。
【０１５６】
なお、蒸着源を固定したまま蒸着を行った場合、蒸着材料は、基板面に対して同心円状に
広がるため、蒸着源と重なる部分、即ち、同心円状に広がる中心部の膜厚が厚くなってし
まう恐れがある。本発明は、蒸着シールドによって同心円状に広がることを抑え、さらに
蒸着源を移動させることによって、蒸着膜の膜厚均一性を格段に向上させている。
【０１５７】
なお、図７（Ａ）の蒸着装置においては、蒸着シールドにおける開口部の形状を細長い
楕円形としたが、開口部７０３ｂの形状や数は特に限定されない。開口部の形状を細長い
楕円形とすることで蒸着材料が開口を塞ぐことを防いでいる。
【０１５８】
また、蒸着源の複数のルツボに蒸着材料を補給するため、成膜室にゲートを介して連結
する設置室を設けてもよい。蒸着源にはルツボを加熱するヒーターが設けられている。設
置室は、成膜室内における蒸着源の移動方向の延長線上に設けることが好ましい。蒸着材
料を設置室で補給した後、成膜室と同じ真空度にし、設置室に設けられた膜厚モニタで安
定な蒸着速度まで加熱を行う。そしてゲートを開けて設置室から蒸着源を一方向に成膜室
へ移動させて、その方向を維持して成膜室内でも蒸着源を移動させることによって、基板
に対して蒸着を行う。このように設置室を配置することでスムーズな蒸着源の移動を可能
とする。また、一つの成膜室に複数の蒸着源と蒸着シールドを設けてもよい。複数の蒸着
源を設け、設置室を設けた場合の蒸着装置の上面図を図７（Ｂ）に示す。蒸着源の移動方
向７０５に設置室７０７を設置し、蒸着材料を補給する際には、蒸着源を設置室まで移動
させて補給を行えばよい。蒸着源が成膜室に固定されている場合には、蒸着源に蒸着材料
を補給するためには成膜室内を大気圧としなければならず、再度蒸着するためには成膜室
内を真空にするのに時間を要してしまう。設置室７０７を設ければ、成膜室７００の真空
度を維持したまま、設置室内のみを大気圧と真空とに切り替えればよいため、短時間で蒸
着材料の補給が可能となる。
【０１５９】
また、蒸着シールド７０３ａと平行に２つ目の蒸着シールド７０９を設け、基板の搬送方
向と垂直方向に移動する２つ目の蒸着源７０８を設けてもよい。複数の蒸着源を一つの成
膜室に設けることによって、連続的な積層成膜が可能となる。ここでは一つの成膜室に２
つの蒸着源を設けた例を示したが、一つの成膜室にそれ以上の数の蒸着源を設けてもよい
。
【０１６０】
次いで、搬送室１０２から受渡室１０５に基板を搬送し、さらに、大気にふれさせるこ
となく、受渡室１０５から搬送室１０４ａに基板を搬送する。
【０１６１】
次いで、搬送室１０４ａに連結された成膜室１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂ、１０６Ｅへ
基板を適宜、搬送して、赤色の発光層、緑色の発光層、青色の発光層、電子輸送層（また
は電子注入層）となる低分子からなる有機化合物を含む層を適宜形成する。
【０１６２】
成膜室１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂ、１０６Ｅのうち、すくなくとも１室は、図７に
示す蒸着装置とする。
【０１６３】
成膜室１０６Ｂでは、蒸着マスクを用いて、青色の発光素子を形成しようとする領域に
青色の発光層としてＣＢＰ（４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−ビフェニル）が添加
されたＰＰＤ（４，４’−ビス（Ｎ−（９−フェナントリル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビ
フェニル）を膜厚３０ｎｍで蒸着する。
【０１６４】
また、成膜室１０６Ｒでは、蒸着マスクを用いて、赤色の発光素子を形成しようとする
領域に赤色の発光層としてＤＣＭが添加されたＡｌｑ３を膜厚４０ｎｍで成膜する。
【０１６５】
また、成膜室１０６Ｇでは、蒸着マスクを用いて、緑色の発光素子を形成しようとする
領域に緑色の発光層としてＤＭＱｄが添加されたＡｌｑ３を膜厚４０ｎｍで成膜する。
【０１６６】
マスクを用いてＥＬ材料を適宜選択することにより、発光素子全体として、３種類の色（
具体的にはＲ、Ｇ、Ｂ）の発光を示す発光素子を形成することができる。
【０１６７】
なお、蒸着マスクはマスクストック室１２４にストックして、適宜、蒸着を行う際に成膜
室に搬送する。大型基板を用いるとマスクが大面積化するため、マスクを固定するフレー
ムが大きくなり、枚数をたくさんストックするのが困難になるため、ここでは２つのマス
クストック室１２４を用意している。マスクストック室１２４で蒸着マスクのクリーニン
グを行ってもよい。また、蒸着の際にはマスクストック室が空くため、成膜後または処理
後の基板をストックすることも可能である。
【０１６８】
次いで、搬送室１０４ａから受渡室１０７に基板を搬送し、さらに、大気にふれさせる
ことなく、受渡室１０７から搬送室１０８に基板を搬送する。
【０１６９】
次いで、搬送室１０８内に設置されている搬送機構により、基板を成膜室１１０に搬送し
、陰極を形成する。この陰極は、透明または半透明であることが好ましく、抵抗加熱を用
いた蒸着法により形成される金属膜（ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＬｉＦなどの合金、または周
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、ま
たはこれらの積層膜）の薄膜（１ｎｍ〜２０ｎｍ）、或いは上記金属膜の薄膜（１ｎｍ〜
２０ｎｍ）と透明導電膜との積層を陰極とすることが好ましい。積層する場合、成膜室１
０９に搬送し、スパッタ法を用いて透明導電膜を形成する。
【０１７０】
以上の工程で有機化合物を含む層を有する積層構造の発光素子が形成される。
【０１７１】
また、搬送室１０８に連結した成膜室１１３に搬送して窒化珪素膜、または窒化酸化珪素
膜からなる保護膜を形成して封止してもよい。ここでは、成膜室１１３内には、珪素から
なるターゲット、または酸化珪素からなるターゲット、または窒化珪素からなるターゲッ
トが備えられている。
【０１７２】
また、成膜室１３２は予備の成膜室である。
【０１７３】
少なくとも陰極までが形成された基板は、搬送室１０８から受渡室１１１を経由して搬送
室１１４に導入され、基板ストック室１３０ａ、１３０ｂで保管、もしくは受渡室１４１
に搬送する。搬送室１１４、基板ストック室１３０ａ、１３０ｂ、受渡室１４１は減圧雰
囲気とすることが好ましい。
【０１７４】
そして、受渡室１４１に搬送された第１の基板は搬送室１４７に設置された搬送ユニッ
ト１４８によって、貼り合わせ室１４４に搬送される。
【０１７５】
封止基板とする第２の基板は、予め柱状または壁状の構造物を設けておき、基板ロード
室１１７から導入した後、まず、減圧下で加熱して脱気を行う。その後、搬送室１４７に
設置された搬送ユニット１４８によって、ＵＶ照射機構を備えた前処理室１４６に搬送し
、紫外線照射による表面処理を行う。次いで、シール形成室１４５に搬送し、シール材の
形成を行う。シール形成室１４５にはディスペンス装置またはインクジェット装置が備え
られている。また、シール形成室１４５にはシール材を仮硬化するためにベークまたはＵ
Ｖ照射機構を備えてもよい。シール形成室１４５でシール材を仮硬化させた後、シール材
で囲まれた領域に充填材の滴下を行う。
【０１７６】
次いで、第２の基板も搬送ユニット１４８によって、貼り合わせ室１４４に搬送する。
【０１７７】
貼り合わせ室１４４では、処理室内を減圧にした後、第１の基板と第２の基板を貼り合
わせる。上定盤または下定盤を上下動させることによって一対の基板を貼り合わせる。減
圧下で２枚の基板を貼り合わせる際、第２の基板に設けられた柱状または壁状の構造物が
基板間隔を精密に保ち続け、且つ、基板割れが生じないよう基板にかかる圧力を拡散する
重要な役割を果たしている。
【０１７８】
また、シール形成室１４５で充填材の滴下を行わず、貼り合わせ室１４４においてシール
材で囲まれた領域に充填材の滴下を行う機構としてもよい。
【０１７９】
また、処理室全体を減圧するのではなく、上定盤と下定盤とを上下動させることによっ
て定盤間の空間を密閉した後、下定盤に設けられた穴から真空ポンプで脱空させて定盤間
の空間を減圧することができるようにしてもよい。こうすると、処理室全体に比べて減圧
する空間の容積が小さいので短時間に減圧することができる。
【０１８０】
また、上定盤と下定盤のいずれか一方に透光性の窓を設け、上定盤と下定盤との間隔を保
ったままの貼り合わせた状態で光を照射してシール材を硬化させてもよい。
【０１８１】
次いで、一時的に貼り合わせた一対の基板を搬送ユニット１４８によって、硬化処理室
１４３に搬送する。硬化処理室１４３ではシール材の本硬化を光照射または加熱処理によ
って行う。
【０１８２】
そして、搬送ユニット１４８によって、取出室１１９に搬送する。取出室１１９では減
圧から大気圧に戻した後、貼り合わせた一対の基板を取り出す。こうして基板間隔を均一
に保つ封止工程が完了する。
【０１８３】
また、本実施の形態は、実施の形態１、実施の形態２、または実施の形態３と自由に組み
合わせることができる。
【０１８４】
（実施の形態５）
ここでは、バッファ層と陽極との接触抵抗に関する実験結果と、光取り出し効率の計算
結果を説明する。
【０１８５】
陽極をＴｉＮ膜としてバッファ層（α−ＮＰＤとモリブデン酸化物とが混在した層）、
発光層、陰極を順に設け、２ｍｍ×２ｍｍの発光面積を有する発光素子に６Ｖの電圧をか
け、電流値を測定したところ、０．３１３ｍＡが得られた。このことから、ＴｉＮ膜とバ
ッファ層との接触抵抗は良好である。また、この素子の輝度は、５０１ｃｄ／ｍ２であっ
た。
【０１８６】
また、陽極をＴｉ膜としてバッファ層（α−ＮＰＤとモリブデン酸化物とが混在した層）
、発光層、陰極を順に設け、同様に電流値を測定したところ、０．２４９ｍＡが得られた
。このことから、Ｔｉ膜とバッファ層との接触抵抗も良好である。また、この素子の輝度
は、５７７ｃｄ／ｍ２であった。
【０１８７】
また、比較のため、陽極をＡｌ膜（Ｔｉを微量に含む）として同様に電流値を測定した
ところ、０．０１５ｍＡが得られた。このことから、Ａｌ膜とバッファ層との接触抵抗は
、Ｔｉ膜やＴｉＮ膜に比べ、あまり良好でないと言える。また、この素子の輝度は、５１
ｃｄ／ｍ２であった。
【０１８８】
また、陰極に薄いＡｇのような半透過電極を用いると強力な干渉を起こし、光取り出し
効率を様々に変化させることができる。
【０１８９】
ＴｉＮを陽極にしたときの６Ｖにおける相対輝度の計算結果を図８に示す。この結果は、
各発光色でバッファ層の膜厚を最適化することで相対輝度を同じにすることができる。な
お、素子構成は図９として計算を行った。
【０１９０】
また、本実施の形態は、実施の形態１、実施の形態２、または実施の形態３と自由に組み
合わせることができる。
【０１９１】
（実施の形態６）
本発明の半導体装置、及び電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、
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）、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、携帯型ゲーム機又は電子書籍等
）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  
Ｄｉｓｃ（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。それら電子機器の具体例を図１０および図１１に示す。
【０１９２】
図１０（Ａ）はデジタルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、撮像部、操作キ
ー２１０４、シャッター２１０６等を含む。なお、図１０（Ａ）は表示部２１０２側から
の図であり、撮像部は示していない。本発明により、製造コストを低減したプロセスでデ
ジタルカメラが実現できる。
【０１９３】
図１０（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、
表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス
２２０６等を含む。本発明により、製造コストを低減したプロセスでノート型パーソナル
コンピュータを実現することができる。
【０１９４】
図１０（Ｃ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）で
あり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（
ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表
示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表
示する。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には電子遊技機器（代表的には家庭用ゲー
ム機器）なども含まれる。本発明により、製造コストを低減したプロセスで画像再生装置
を実現することができる。
【０１９５】
また、図１０（Ｄ）は表示装置であり、筐体１９０１、支持台１９０２、表示部１９０３
、スピーカー部１９０４、ビデオ入力端子１９０５などを含む。この表示装置は、他の実
施の形態で示した作製方法により形成した薄膜トランジスタをその表示部１９０３および
駆動回路に用いることにより作製される。なお、表示装置には液晶表示装置、発光装置な
どがあり、具体的にはコンピュータ用、テレビ受信用、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。本発明により、製造コストを低減したプロセスで表示装置、特に
２２インチ〜５０インチの大画面を有する大型の表示装置を実現することができる。
【０１９６】
図１１で示す携帯電話機は、操作スイッチ９０４、マイクロフォン９０５などが備えられ
た本体（Ａ）９０１と、表示パネル（Ａ）９０８、表示パネル（Ｂ）９０９、スピーカ９
０６などが備えられた本体（Ｂ）９０２とが、蝶番９１０で開閉可能に連結されている。
表示パネル（Ａ）９０８と表示パネル（Ｂ）９０９は、回路基板９０７と共に本体（Ｂ）
９０２の筐体９０３の中に収納される。表示パネル（Ａ）９０８及び表示パネル（Ｂ）９
０９の画素部は筐体９０３に形成された開口窓から視認できように配置される。
【０１９７】
表示パネル（Ａ）９０８と表示パネル（Ｂ）９０９は、その携帯電話機９００の機能に
応じて画素数などの仕様を適宜設定することができる。例えば、表示パネル（Ａ）９０８
を主画面とし、表示パネル（Ｂ）９０９を副画面として組み合わせることができる。
【０１９８】
表示パネル（Ａ）９０８は、実施例１乃至５のいずれか一に示した交流駆動可能な構成
を具備している。本発明により、製造コストを低減したプロセスで携帯情報端末を実現す
ることができる。
【０１９９】
本実施の形態に係る携帯電話機は、その機能や用途に応じてさまざまな態様に変容し得
る。例えば、蝶番９１０の部位に撮像素子を組み込んで、カメラ付きの携帯電話機として
も良い。また、操作スイッチ９０４、表示パネル（Ａ）９０８、表示パネル（Ｂ）９０９
を一つの筐体内に納め、内蔵させた構成としても、上記した作用効果を奏することができ
る。また、表示部を複数個そなえた情報表示端末に本実施の形態の構成を適用しても、同
様な効果を得ることができる。
【０２００】
以上の様に、本発明を実施する、即ち実施の形態１乃至５のいずれか一の作製方法また
は構成を用いて、様々な電子機器を完成させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２０１】
本発明により、アクティブマトリクス型の発光装置を作製するにあたり、従来に比べ短
時間内で製造でき、且つ、低コストで歩留まりよく製造できる。
【符号の説明】
【０２０２】
１０  基板
１１  下地絶縁膜
１２  ゲート絶縁膜
１３  ソース領域またはドレイン領域
１４  ソース領域またはドレイン領域
１５  ゲート電極
１６  層間絶縁膜
１７ａ〜１７ｄ  電源供給線
１８ａ〜１８ｄ  第１の電極
１９  絶縁物
２０ａ  第１ＥＬ層（バッファ層）
２０ｂ  第２ＥＬ層（発光層を含む積層）
２１  第２の電極
３０  基板
３１  下地絶縁膜
３２  ソース領域及びドレイン領域
３３  ゲート絶縁膜
３４  配線
３５  層間絶縁膜
３６ａ〜３６ｄ  第１の電極
３７  絶縁物
３８ａ  有機化合物を含む積層
３８ｂ  有機化合物を含む積層
３９  第２の電極
４０  画素部
４１ａ  駆動回路部
４１ｂ  駆動回路部
４２  端子部
４３  接続部
４４  シート状接着材
４８  封止基板
４９  シール材
５０  ギャップ保持材
１０１  受渡室
１０２  搬送室
１０３  多段真空加熱室
１０４ａ  搬送室
１０５  受渡室
１０６Ｒ  成膜室
１０６Ｇ  成膜室
１０６Ｂ  成膜室
１０６Ｆ  成膜室
１０６Ｅ  成膜室
１０７  受渡室
１０８  搬送室
１０９  成膜室
１１０  成膜室
１１１  受渡室
１１２  成膜室
１１３  成膜室
１１４  搬送室
１１７  封止基板ロード室
１１８  搬送室
１１９  取出室
１２０  基板投入室
１２３  ベーク室
１２４  マスクストック室
１３０ａ  基板ストック室
１３０ｂ  基板ストック室
１３２  成膜室
１４１  受渡室
１４３  硬化処理室
１４４  貼り合わせ室
１４５  シール形成室
１４６  前処理室
１４７  搬送室
１４８  搬送ユニット
３０８ａ  第１層
３０８ｂ  第２層
３０８ｃ  第３層
３０９  第２の層間絶縁膜
３１０  絶縁表面を有する基板
３１１  下地絶縁膜
３１２  ゲート絶縁膜
３１３  ｐ型の高濃度不純物領域
３１４  ｐ型の高濃度不純物領域
３１５  電極
３１６  第１の層間絶縁膜
３１７  電極
３１８  電極
３１９  絶縁物
３２０ａ  有機化合物を含む積層
３２０ｂ  有機化合物を含む積層
３２１  第２の電極
３３１  ｐ型の高濃度不純物領域
３３２  ｐ型の高濃度不純物領域
３３３  高濃度不純物領域
３３４  高濃度不純物領域
３３５  ＬＤＤ領域
３３６  ＬＤＤ領域
３３７  電極
３３８  電極
３３９  電極
３４０  チャネル形成領域
３４１  電極
３４２  電極
３４３  電極
３４４  電極
３４５ａ〜３４５ｃ  接続電極
７０１  基板
７０２  蒸着マスク
７０３ａ  蒸着シールド
７０３ｂ  開口部
７０４  蒸着源
７０５  蒸着源の移動方向
７０６ａ  基板の搬送方向
７０６ｂ  昇華方向
７０７  設置室
７０８  蒸着源
７０９  蒸着シールド
９００  携帯電話機
９０１  本体（Ａ）
９０２  本体（Ｂ）
９０３  筐体
９０４  操作スイッチ
９０５  マイクロフォン
９０６  スピーカ
９０７  回路基板
９０８  表示パネル（Ａ）
９０９  表示パネル（Ｂ）
９１０  蝶番
１９０１  筐体
１９０２  支持台
１９０３  表示部
１９０４  スピーカー部
１９０５  ビデオ入力端子
２１０１  本体
２１０２  表示部
２１０４  操作キー
２１０６  シャッター
２２０１  本体
２２０２  筐体
２２０３  表示部
２２０４  キーボード
２２０５  外部接続ポート
２２０６  ポインティングマウス
２４０１  本体
２４０２  筐体
２４０３  表示部Ａ
２４０４  表示部Ｂ
２４０５  記録媒体読込部
２４０６  操作キー
２４０７  スピーカー部
【図１】
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【図２】
2014112685.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014112685.tif 000006
【図５】
2014112685.tif 000007
【図６】
2014112685.tif 000008
【図７】
2014112685.tif 000009
【図８】
2014112685.tif 000010
【図９】
2014112685.tif 000011
【図１０】
2014112685.tif 000012
【図１１】
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