(57)【要約】【課題】信頼性の高い表示装置、及びそのような表示装置を低いコストで歩留まり良く製造することができる技術を提供することを目的とする。【解決手段】反射性の第１の電極層上に電界発光層を有し、電界発光層上に透光性の第２の電極層を有し、電界発光層は第１の電極層に接して有機化合物と無機化合物とを含む層を有し、第１の電極層は、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜からなる表示装置とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射性の第１の電極層上に電界発光層を有し、
前記電界発光層上に透光性の第２の電極層を有し、
前記電界発光層は前記第１の電極層に接して有機化合物と無機化合物とを含む層を有し、
前記第１の電極層は、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
反射性の第１の電極層上に透光性の導電膜を有し、
前記導電膜上に電界発光層を有し、
前記電界発光層上に透光性の第２の電極層を有し、
前記電界発光層は前記導電膜に接して有機化合物と無機化合物とを含む層を有し、
前記第１の電極層は、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層を有する薄膜トランジスタを有し、
前記薄膜トランジスタ上に絶縁層を有し、
前記絶縁層上に層間膜を有し、
前記層間膜上に反射性の第１の電極層を有し、
前記第１の電極層上に電界発光層を有し、
前記電界発光層上に透光性の第２の電極層を有し、
前記電界発光層は前記第１の電極層に接して有機化合物と無機化合物とを含む層を有し、
前記層間膜は前記第１の電極層の下にのみ有し、
前記第１の電極層は、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項４】
半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層を有する薄膜トランジスタを有し、
前記薄膜トランジスタ上に絶縁層を有し、
前記絶縁層上に層間膜を有し、
前記層間膜上に反射性の第１の電極層を有し、
前記第１の電極層上に透光性の導電膜を有し、
前記導電膜上に電界発光層を有し、
前記電界発光層上に透光性の第２の電極層を有し、
前記電界発光層は前記導電膜に接して有機化合物と無機化合物とを含む層を有し、
前記層間膜は前記第１の電極層の下にのみ有し、
前記第１の電極層は、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、前記第１の電極層中のモリブデン、またはチタンの含有量は７．０ａｔｏｍｓ％より多いことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項５において、前記第１の電極層中のモリブデン、またはチタンの含有量は２０ａｔｏｍｓ％より少ないことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む反射性の第１の電極層を形成し、
前記第１の電極層上に電界発光層を形成し、
前記電界発光層上に透光性の第２の電極層を形成し、
前記電界発光層は有機化合物と無機化合物とを含む層を前記第１の電極層に接して形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項８】
モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む反射性の第１の電極層を形成し、
前記第１の電極層上に透光性の導電膜を形成し、
前記導電膜上に電界発光層を形成し、
前記電界発光層上に透光性の第２の電極層を形成し、
前記電界発光層は有機化合物と無機化合物とを含む層を前記導電膜に接して形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項９】
半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層を有する薄膜トランジスタを形成し、
前記薄膜トランジスタ上に絶縁層を形成し、
前記絶縁層上に層間膜を形成し、
前記絶縁層及び層間膜に前記ソース電極層又は前記ドレイン電極層に達する開口部を形成し、
前記開口部及び前記層間膜上に、前記ソース電極層又は前記ドレイン電極層に接して、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む導電膜を形成し、
前記導電膜及び前記層間膜を加工し、反射性の第１の電極層を形成し、
前記第１の電極層上に電界発光層を形成し、
前記電界発光層上に透光性の第２の電極層を形成し、
前記電界発光層は有機化合物と無機化合物とを含む層を前記第１の電極層に接して形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項１０】
半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層を有する薄膜トランジスタを形成し、
前記薄膜トランジスタ上に絶縁層を形成し、
前記絶縁層上に層間膜を形成し、
前記絶縁層及び層間膜に前記ソース電極層又は前記ドレイン電極層に達する開口部を形成し、
前記開口部及び前記層間膜上に、前記ソース電極層又は前記ドレイン電極層に接して、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む第１の導電膜を形成し、
前記第１の導電膜上に第２の導電膜を形成し、
前記第１の導電膜、前記第２の導電膜及び前記層間膜を加工し、反射性の第１の電極層を形成し、
前記第１の電極層上に電界発光層を形成し、
前記電界発光層上に透光性の第２の電極層を形成し、
前記電界発光層は有機化合物と無機化合物とを含む層を前記第１の電極層に接して形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項１１】
請求項７乃至１０のいずれか一項において、前記第１の電極層中のモリブデン、またはチタンの含有量を７．０ａｔｏｍｓ％より多く形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項１２】
請求項１１において、前記第１の電極層中のモリブデン、またはチタンの含有量を２０ａｔｏｍｓ％より少なく形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、及び表示装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロルミネセンス（以下「ＥＬ」ともいう。）素子、或いは液晶素子を有する表示装置の大画面化、高精細化に伴い、配線材料として、比抵抗が低く、配線加工が容易である純アルミニウムが注目されている。
【０００３】
しかし純アルミニウムは、耐熱性に問題があり、表示装置の作製工程における加熱処理によって、純アルミニウム膜表面にヒロックと呼ばれるコブ状の突起が発生する。ヒロックは、配線間のショートなどを引き起こし、不良の原因となっている。
【０００４】
よって、低抵抗で耐熱性があり、ヒロックを抑えることのできる配線材料が望まれており、他の元素を添加したアルミニウム合金薄膜が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−８９８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明では、低抵抗で耐熱性があり、ヒロックを抑えることのできる配線材料を用いることによって、工程、装置を複雑化することなく、高い信頼性や優れた電気特性を有する表示装置を歩留まり良く製造することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明においては、反射電極層である第１の電極層にモリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む。モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜は、加熱処理を行っても結晶化しにくく、膜表面の平坦性が良好である。さらに可視光領域付近における光に対する反射性も高く、効率のよい光の反射を行うことができる。モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜は、有毒性もなく、人体や環境に対して安全であるという優れた利点もある。
【０００７】
本発明を用いることのできる表示装置には、エレクトロルミネセンス（以下「ＥＬ」ともいう。）と呼ばれる発光を発現する有機物、若しくは有機物と無機物の混合物を含む層を、電極間に介在させた発光素子とＴＦＴとが接続された発光表示装置がある。
【０００８】
本発明の表示装置の一は、反射性の第１の電極層上に電界発光層を有し、電界発光層上に透光性の第２の電極層を有し、電界発光層は第１の電極層に接して有機化合物と無機化合物とを含む層を有し、第１の電極層は、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む。
【０００９】
本発明の表示装置の一は、反射性の第１の電極層上に透光性の導電膜を有し、導電膜上に電界発光層を有し、電界発光層上に透光性の第２の電極層を有し、電界発光層は導電膜に接して有機化合物と無機化合物とを含む層を有し、第１の電極層は、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む。
【００１０】
本発明の表示装置の一は、半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層を有する薄膜トランジスタを有し、薄膜トランジスタ上に絶縁層を有し、絶縁層上に層間膜を有し、層間膜上に反射性の第１の電極層を有し、第１の電極層上に電界発光層を有し、電界発光層上に透光性の第２の電極層を有し、電界発光層は第１の電極層に接して有機化合物と無機化合物とを含む層を有し、層間膜は第１の電極層の下にのみ有し、第１の電極層は、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む。
【００１１】
本発明の表示装置の一は、半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層を有する薄膜トランジスタを有し、薄膜トランジスタ上に絶縁層を有し、絶縁層上に層間膜を有し、層間膜上に反射性の第１の電極層を有し、第１の電極層上に透光性の導電膜を有し、導電膜上に電界発光層を有し、電界発光層上に透光性の第２の電極層を有し、電界発光層は導電膜に接して有機化合物と無機化合物とを含む層を有し、層間膜は第１の電極層の下にのみ有し、第１の電極層は、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む。
【００１２】
本発明の表示装置の作製方法の一は、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む反射性の第１の電極層を形成し、第１の電極層上に電界発光層を形成し、電界発光層上に透光性の第２の電極層を形成し、電界発光層は有機化合物と無機化合物とを含む層を第１の電極層に接して形成する。
【００１３】
本発明の表示装置の作製方法の一は、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む反射性の第１の電極層を形成し、第１の電極層上に透光性の導電膜を形成し、導電膜上に電界発光層を形成し、電界発光層上に透光性の第２の電極層を形成し、電界発光層は有機化合物と無機化合物とを含む層を導電膜に接して形成する。
【００１４】
本発明の表示装置の作製方法の一は、半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層を有する薄膜トランジスタを形成し、薄膜トランジスタ上に絶縁層を形成し、絶縁層上に層間膜を形成し、絶縁層及び層間膜にソース電極層又はドレイン電極層に達する開口部を形成し、開口部及び層間膜上に、ソース電極層又はドレイン電極層に接して、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む導電膜を形成し、導電膜及び層間膜を加工し、反射性の第１の電極層を形成し、第１の電極層上に電界発光層を形成し、電界発光層上に透光性の第２の電極層を形成し、電界発光層は有機化合物と無機化合物とを含む層を第１の電極層に接して形成する。
【００１５】
本発明の表示装置の作製方法の一は、半導体層、ゲート絶縁層、ゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層を有する薄膜トランジスタを形成し、薄膜トランジスタ上に絶縁層を形成し、絶縁層上に層間膜を形成し、絶縁層及び層間膜にソース電極層又はドレイン電極層に達する開口部を形成し、開口部及び層間膜上に、ソース電極層又はドレイン電極層に接して、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む第１の導電膜を形成し、第１の導電膜上に第２の導電膜を形成し、第１の導電膜、第２の導電膜及び層間膜を加工し、反射性の第１の電極層を形成し、第１の電極層上に電界発光層を形成し、電界発光層上に透光性の第２の電極層を形成し、電界発光層は有機化合物と無機化合物とを含む層を第１の電極層に接して形成する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明を用いると、信頼性の高い表示装置を作製することができる。よって、高精細、高画質な表示装置を歩留まり良く製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、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様々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、本発明は以下に示す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、以下に説明する本発明の構成において、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異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００１８】
（実施の形態１）
本実施の形態における表示装置を図１を用いて説明する。
【００１９】
図１に示すように本実施の形態で示す表示装置は、封止基板を通過して光を取り出す、上面放射型の表示装置である。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）の表示装置は、発光素子の電極構造が異なる例である。
【００２０】
図１（Ａ）の表示装置は、基板６００上に、下地膜６０１ａ、下地膜６０１ｂ、薄膜トランジスタ６０５、ゲート絶縁層６０２、絶縁層６０３、絶縁層６０６、絶縁層６０７、層間膜６０８、隔壁として機能する絶縁層６０９、第１の電極層６１０、電界発光層６１１、第２の電極層６１２、保護膜６１３を有して構成されている。薄膜トランジスタ６０５は、ソース領域及びドレイン領域として機能する不純物領域を有する半導体層、ゲート絶縁層６０２、２層の積層構造であるゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層からなっており、ソース電極層又はドレイン電極層は、半導体層の不純物領域と第１の電極層６１０に接して電気的に接続している。
【００２１】
本実施の形態の表示装置は、第１の電極層６１０に反射性を有する反射電極層とし、発光素子６１４より放射される光を反射する。よって、光は、第２の電極層６１２側から矢印の方向に放射される。このように、発光素子の画素電極層に用いられる反射電極層としては、高い反射性と表面の良好な平坦性が必要となる。
【００２２】
本発明においては、反射電極層である第１の電極層６１０に、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜を用いる。本実施の形態では、第１の電極層６１０に、モリブデンを有するアルミニウム合金を含む膜（以下、Ａｌ（Ｍｏ）膜とも記す）を用いる。モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜は、加熱処理を行っても結晶化しにくく、膜表面の平坦性が良好である。さらに可視光領域付近における光に対する反射性も高く、効率のよい光の反射を行うことができる。モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜は、有毒性もなく、人体や環境に対して安全であるという優れた利点もある。
【００２３】
また、第１の電極層６１０の一部を覆う隔壁として機能する絶縁層６０９を形成する際に用いられる現像液などの薬液に対して、ニッケルを含むアルミニウム合金は耐性が低いが、本発明のモリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜は耐性が高い。特にチタンを有するアルミニウム合金を含む膜（以下、Ａｌ（Ｔｉ）膜とも記す）、モリブデンを２０ａｔｏｍｓ％以上含むアルミニウム合金を含む膜においては薬液に対して耐性が高いので、作製工程において表面の膜減りや荒れなどの不良が生じにくい。よって良好な表面状態を保てるので、積層される電界発光層６１１も安定して形成することができ、表示装置として信頼性も高くなる。なお、勿論、前記現像液は防蝕性の高い現像液を用いた方が効果的である。また、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜中の、モリブデン、またはチタンの含有量を大きくすると、発光素子より放射された光の偏光を抑える効果もある。
【００２４】
モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜において、膜中のモリブデン、またはチタンの含有量が７．０ａｔｏｍｓ％より多い方が好ましい。また、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜において、膜中のモリブデン、またはチタンの含有量が２０ａｔｏｍｓ％以下であると、可視光領域の光に対して反射率が高いという利点がある。炭素を有するアルミニウム合金を含む膜（以下、Ａｌ（Ｃ）膜とも記す）においては、膜中の炭素の含有量は０．１ａｔｏｍｓ％以上１０ａｔｏｍｓ％以下、好ましくは１ａｔｏｍｓ％未満がよい。モリブデン及び炭素を有するアルミニウム合金を含む膜、チタン及び炭素を有するアルミニウム合金を含む膜においては、含まれる炭素の量は微量であっても効果があり、膜中の炭素の含有量は０．３ａｔｏｍｓ％以下、さらに０．１ａｔｏｍｓ％以下であってもよい。
【００２５】
チタンを有するアルミニウム合金を含む膜は、チタン−アルミニウム合金を含む膜、炭素を有するアルミニウム合金を含む膜は、アルミニウム合金炭素膜、アルミニウム−炭素合金膜ともいう。
【００２６】
本実施の形態において、基板６００はガラス基板、下地膜６０１ａは窒化酸化珪素膜、下地膜６０１ｂは酸化窒化珪素膜、ゲート絶縁層６０２は酸化窒化珪素膜、絶縁層６０３は窒化酸化珪素膜、絶縁層６０６は酸化珪素膜、絶縁層６０７はアルキル基を含む酸化珪素膜、層間膜６０８は窒化酸化珪素膜、隔壁として機能する絶縁層６０９はポリイミド、保護膜６１３は窒化酸化珪素膜で構成されている。層間膜６０８は第１の電極層６１０と絶縁層６０７の密着性を向上させるために形成している。
【００２７】
本実施の形態で適用することができる発光素子６１４の構成を図１８を用いて詳細に説明する。なお図１８において第１の電極層８７０は、図１における第１の電極層６１０に対応し、電界発光層８６０は、電界発光層６１１に対応し、第２の電極層８５０は第２の電極層６１２に対応する。
【００２８】
図１８は本発明の発光素子の素子構造であり、第１の電極層８７０と第２の電極層８５０との間に、有機化合物と無機化合物を混合してなる電界発光層８６０が狭持されている発光素子である。電界発光層８６０は、図示した通り、第１の層８０４、第２の層８０３、第３の層８０２から構成されており、特に第１の層８０４および第３の層８０２に大きな特徴を有する。
【００２９】
まず、第１の層８０４は、第２の層８０３にホールを輸送する機能を担う層であり、少なくとも第１の有機化合物と、第１の有機化合物に対して電子受容性を示す第１の無機化合物とを含む構成である。重要なのは、単に第１の有機化合物と第１の無機化合物が混ざり合っているのではなく、第１の無機化合物が第１の有機化合物に対して電子受容性を示す点である。このような構成とすることで、本来内在的なキャリアをほとんど有さない第１の有機化合物に多くのホールキャリアが発生し、極めて優れたホール注入性、ホール輸送性を示す。
【００３０】
したがって第１の層８０４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）だけでなく、優れた導電性（第１の層８０４においては特に、ホール注入性および輸送性）をも得ることができる。このことは、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を単に混合した従来のホール輸送層では、得られない効果である。この効果により、従来よりも駆動電圧を低くすることができる。また、駆動電圧の上昇を招くことなく第１の層８０４を厚くすることができるため、ゴミ等に起因する素子の短絡も抑制することができる。
【００３１】
ところで、上述したように、第１の有機化合物にはホールキャリアが発生するため、第１の有機化合物としてはホール輸送性の有機化合物が好ましい。ホール輸送性の有機化合物としては、例えば、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（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：ＮＰＢ）、４，４’−ビス｛Ｎ−［４−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）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）などが挙げられるが、これらに限定されることはない。また、上述した化合物の中でも、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＢ、ＴＰＤ、ＮＰＢ、ＤＮＴＰＤ、ＴＣＴＡなどに代表される芳香族アミン化合物は、ホールキャリアを発生しやすく、第１の有機化合物として好適な化合物群である。
【００３２】
一方、第１の無機化合物は、第１の有機化合物から電子を受け取りやすいものであれば何であってもよく、種々の金属酸化物または金属窒化物が可能であるが、周期表第４族乃至第１２族のいずれかの遷移金属酸化物が電子受容性を示しやすく好適である。具体的には、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化レニウム、酸化ルテニウム、酸化亜鉛などが挙げられる。また、上述した金属酸化物の中でも、周期表第４族乃至第８族のいずれかの遷移金属酸化物は電子受容性の高いものが多く、好ましい一群である。特に酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化レニウムは真空蒸着が可能で扱いやすいため、好適である。
【００３３】
なお、第１の層８０４は、上述した有機化合物と無機化合物の組み合わせを適用した層を、複数積層して形成していてもよい。また、他の有機化合物あるいは他の無機化合物をさらに含んでいてもよい。
【００３４】
次に、第３の層８０２について説明する。第３の層８０２は、第２の層８０３に電子を輸送する機能を担う層であり、少なくとも第３の有機化合物と、第３の有機化合物に対して電子供与性を示す第３の無機化合物とを含む構成である。重要なのは、単に第３の有機化合物と第３の無機化合物が混ざり合っているのではなく、第３の無機化合物が第３の有機化合物に対して電子供与性を示す点である。このような構成とすることで、本来内在的なキャリアをほとんど有さない第３の有機化合物に多くの電子キャリアが発生し、極めて優れた電子注入性、電子輸送性を示す。
【００３５】
したがって第３の層８０２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）だけでなく、優れた導電性（第３の層８０２においては特に、電子注入性および輸送性）をも得ることができる。このことは、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を単に混合した従来の電子輸送層では、得られない効果である。この効果により、従来よりも駆動電圧を低くすることができる。また、駆動電圧の上昇を招くことなく第３の層８０２を厚くすることができるため、ゴミ等に起因する素子の短絡も抑制することができる。
【００３６】
ところで、上述したように、第３の有機化合物には電子キャリアが発生するため、第３の有機化合物としては電子輸送性の有機化合物が好ましい。電子輸送性の有機化合物としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２’−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２’−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ビフェニリル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）などが挙げられるが、これらに限定されることはない。また、上述した化合物の中でも、Ａｌｑ３、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２などに代表される芳香環を含むキレート配位子を有するキレート金属錯体や、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰなどに代表されるフェナントロリン骨格を有する有機化合物や、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７などに代表されるオキサジアゾール骨格を有する有機化合物は、電子キャリアを発生しやすく、第３の有機化合物として好適な化合物群である。
【００３７】
一方、第３の無機化合物は、第３の有機化合物に電子を与えやすいものであれば何であってもよく、種々の金属酸化物または金属窒化物が可能であるが、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、希土類金属酸化物、アルカリ金属窒化物、アルカリ土類金属窒化物、希土類金属窒化物が電子供与性を示しやすく好適である。具体的には、酸化リチウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化エルビウム、窒化リチウム、窒化マグネシウム、窒化カルシウム、窒化イットリウム、窒化ランタンなどが挙げられる。特に酸化リチウム、酸化バリウム、窒化リチウム、窒化マグネシウム、窒化カルシウムは真空蒸着が可能で扱いやすいため、好適である。
【００３８】
なお、第３の層８０２は、上述した有機化合物と無機化合物の組み合わせを適用した層を、複数積層して形成していてもよい。また、他の有機化合物あるいは他の無機化合物をさらに含んでいてもよい。
【００３９】
次に、第２の層８０３について説明する。第２の層８０３は発光機能を担う層であり、発光性の第２の有機化合物を含む。また、第２の無機化合物を含む構成であってもよい。第２の層８０３は、種々の発光性の有機化合物、無機化合物を用いて形成することができる。ただし、第２の層８０３は、第１の層８０４や第３の層８０２に比べて電流が流れにくいと考えられるため、その膜厚は１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度が好ましい。
【００４０】
第２の有機化合物としては、発光性の有機化合物であれば特に限定されることはなく、例えば、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、クマリン３０、クマリン６、クマリン５４５、クマリン５４５Ｔ、ペリレン、ルブレン、ペリフランテン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）、５，１２−ジフェニルテトラセン、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−［ｐ−（ジメチルアミノ）スチリル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ１）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−［２−（ジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ２）、４−（ジシアノメチレン）−２，６−ビス［ｐ−（ジメチルアミノ）スチリル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＢｉｓＤＣＭ）等が挙げられる。また、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ピコリナート）（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ピコリナート）（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｔｈｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾチエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））などの燐光を放出できる化合物用いることもできる。
【００４１】
第２の層８０３を一重項励起発光材料の他、金属錯体などを含む三重項励起材料を用いても良い。例えば、赤色の発光性の画素、緑色の発光性の画素及び青色の発光性の画素のうち、輝度半減時間が比較的短い赤色の発光性の画素を三重項励起発光材料で形成し、他を一重項励起発光材料で形成する。三重項励起発光材料は発光効率が良いので、同じ輝度を得るのに消費電力が少なくて済むという特徴がある。すなわち、赤色画素に適用した場合、発光素子に流す電流量が少なくて済むので、信頼性を向上させることができる。低消費電力化として、赤色の発光性の画素と緑色の発光性の画素とを三重項励起発光材料で形成し、青色の発光性の画素を一重項励起発光材料で形成しても良い。人間の視感度が高い緑色の発光素子も三重項励起発光材料で形成することで、より低消費電力化を図ることができる。
【００４２】
また、第２の層８０３においては、上述した発光を示す第２の有機化合物だけでなく、さらに他の有機化合物が添加されていてもよい。添加できる有機化合物としては、例えば、先に述べたＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＢ、ＴＰＤ、ＮＰＢ、ＤＮＴＰＤ、ＴＣＴＡ、Ａｌｑ３、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７、ＴＰＢＩ、ＴＡＺ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＤＮＡ、ｔ−ＢｕＤＮＡ、ＤＰＶＢｉなどの他、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）などを用いることができるが、これらに限定されることはない。なお、このように第２の有機化合物以外に添加する有機化合物は、第２の有機化合物を効率良く発光させるため、第２の有機化合物の励起エネルギーよりも大きい励起エネルギーを有し、かつ第２の有機化合物よりも多く添加されていることが好ましい（それにより、第２の有機化合物の濃度消光を防ぐことができる）。あるいはまた、他の機能として、第２の有機化合物と共に発光を示してもよい（それにより、白色発光なども可能となる）。
【００４３】
第２の層８０３は、発光波長帯の異なる発光層を画素毎に形成して、カラー表示を行う構成としても良い。典型的には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発光層を形成する。この場合にも、画素の光放射側にその発光波長帯の光を透過するフィルターを設けた構成とすることで、色純度の向上や、画素部の鏡面化（映り込み）の防止を図ることができる。フィルターを設けることで、従来必要であるとされていた円偏光版などを省略することが可能となり、発光層から放射される光の損失を無くすことができる。さらに、斜方から画素部（表示画面）を見た場合に起こる色調の変化を低減することができる。
【００４４】
第２の層８０３で用いることのできる材料は低分子系有機発光材料でも高分子系有機発光材料でもよい。高分子系有機発光材料は低分子系に比べて物理的強度が高く、素子の耐久性が高い。また塗布により成膜することが可能であるので、素子の作製が比較的容易である。
【００４５】
発光色は、発光層を形成する材料で決まるため、これらを選択することで所望の発光を示す発光素子を形成することができる。発光層の形成に用いることができる高分子系の電界発光材料は、ポリパラフェニレンビニレン系、ポリパラフェニレン系、ポリチオフェン系、ポリフルオレン系が挙げられる。
【００４６】
ポリパラフェニレンビニレン系には、ポリ（パラフェニレンビニレン）  ［ＰＰＶ］  の誘導体、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）  ［ＲＯ−ＰＰＶ］、ポリ（２−（２’−エチル−ヘキソキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン）［ＭＥＨ−ＰＰＶ］、ポリ（２−（ジアルコキシフェニル）−１，４−フェニレンビニレン）［ＲＯＰｈ−ＰＰＶ］等が挙げられる。ポリパラフェニレン系には、ポリパラフェニレン［ＰＰＰ］の誘導体、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレン）［ＲＯ−ＰＰＰ］、ポリ（２，５−ジヘキソキシ−１，４−フェニレン）等が挙げられる。ポリチオフェン系には、ポリチオフェン［ＰＴ］の誘導体、ポリ（３−アルキルチオフェン）［ＰＡＴ］、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）［ＰＨＴ］、ポリ（３−シクロヘキシルチオフェン）［ＰＣＨＴ］、ポリ（３−シクロヘキシル−４−メチルチオフェン）［ＰＣＨＭＴ］、ポリ（３，４−ジシクロヘキシルチオフェン）［ＰＤＣＨＴ］、ポリ［３−（４−オクチルフェニル）−チオフェン］［ＰＯＰＴ］、ポリ［３−（４−オクチルフェニル）−２，２ビチオフェン］［ＰＴＯＰＴ］等が挙げられる。ポリフルオレン系には、ポリフルオレン［ＰＦ］の誘導体、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）［ＰＤＡＦ］、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）［ＰＤＯＦ］等が挙げられる。
【００４７】
前記第２の無機化合物としては、第２の有機化合物の発光を消光しにくい無機化合物であれば何であってもよく、種々の金属酸化物や金属窒化物を用いることができる。特に、周期表第１３族または第１４族の金属酸化物は、第２の有機化合物の発光を消光しにくいため好ましく、具体的には酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化ケイ素、酸化ゲルマニウムが好適である。ただし、これらに限定されることはない。
【００４８】
なお、第２の層８０３は、上述した有機化合物と無機化合物の組み合わせを適用した層を、複数積層して形成していてもよい。また、他の有機化合物あるいは他の無機化合物をさらに含んでいてもよい。
発光層の層構造は変化しうるものであり、特定の電子注入領域や発光領域を備えていない代わりに、もっぱらこの目的用の電極層を備えたり、発光性の材料を分散させて備えたりする変形は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において許容されうるものである。
【００４９】
上記のような材料で形成した発光素子は、順方向にバイアスすることで発光する。発光素子を用いて形成する表示装置の画素は、単純マトリクス方式、若しくはアクティブマトリクス方式で駆動することができる。いずれにしても、個々の画素は、ある特定のタイミングで順方向バイアスを印加して発光させることとなるが、ある一定期間は非発光状態となっている。この非発光時間に逆方向のバイアスを印加することで発光素子の信頼性を向上させることができる。発光素子では、一定駆動条件下で発光強度が低下する劣化や、画素内で非発光領域が拡大して見かけ上輝度が低下する劣化モードがあるが、順方向及び逆方向にバイアスを印加する交流的な駆動を行うことで、劣化の進行を遅くすることができ、発光装置の信頼性を向上させることができる。また、デジタル駆動、アナログ駆動どちらでも適用可能である。
【００５０】
よって、封止基板にカラーフィルタ（着色層）を形成してもよい。カラーフィルタ（着色層）は、蒸着法や液滴吐出法によって形成することができ、カラーフィルタ（着色層）を用いると、高精細な表示を行うこともできる。カラーフィルタ（着色層）により、各ＲＧＢの発光スペクトルにおいてブロードなピークを鋭くなるように補正できるからである。
【００５１】
単色の発光を示す材料を形成し、カラーフィルターや色変換層を組み合わせることによりフルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタ（着色層）や色変換層は、例えば第２の基板（封止基板）に形成し、基板へ張り合わせればよい。
【００５２】
もちろん単色発光の表示を行ってもよい。例えば、単色発光を用いてエリアカラータイプの表示装置を形成してもよい。エリアカラータイプは、パッシブマトリクス型の表示部が適しており、主に文字や記号を表示することができる。
【００５３】
第１の電極層８７０及び第２の電極層８５０は仕事関数を考慮して材料を選択する必要があり、そして第１の電極層８７０及び第２の電極層８５０は、画素構成によりいずれも陽極、又は陰極となりうる。駆動用薄膜トランジスタの極性がｐチャネル型である場合、図１８（Ａ）のように第１の電極層８７０を陽極、第２の電極層８５０を陰極とするとよい。また、駆動用薄膜トランジスタの極性がｎチャネル型である場合、図１８（Ｂ）のように、第１の電極層８７０を陰極、第２の電極層８５０を陽極とすると好ましい。第１の電極層８７０および第２の電極層８５０に用いることのできる材料について述べる。第１の電極層８７０、第２の電極層８５０が陽極として機能する場合は仕事関数の大きい材料（具体的には４．５ｅＶ以上の材料）が好ましく、第１の電極層、第２の電極層８５０が陰極として機能する場合は仕事関数の小さい材料（具体的には３．５ｅＶ以下の材料）が好ましい。しかしながら、第１の層８０４のホール注入特性、ホール輸送特性や、第３の層８０２の電子注入特性、電子輸送特性が優れているため、第１の電極層８７０、第２の電極層８５０共に、ほとんど仕事関数の制限を受けることなく、種々の材料を用いることができる。
【００５４】
第２の電極層８５０は、光透過性であればよい。その場合、具体的には透明導電膜を用いればよく、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）などを用いることができる。また、金属膜であっても膜厚を薄く（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度の厚さ）して光を透過可能な状態としておくことで、第２の電極層８５０から光を放射することが可能となる。また、第２の電極層８５０に用いることのできる金属薄膜としては、チタン、タングステン、ニッケル、金、白金、銀、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、およびそれらの合金からなる導電膜などを用いることができる。さらに、第１の電極層８７０および第２の電極層８５０は、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜などの金属薄膜と上述した透明導電膜とを積層してもよい。第２の電極層８５０に上記透明導電膜であるＩＴＯやＩＴＳＯを用いる場合、ベンゾオキサゾール誘導体（ＢｚＯｓ）にＬｉを添加したＢｚＯｓ−Ｌｉ膜上に形成するとよい。
【００５５】
なお、第１の電極層８７０や第２の電極層８５０の種類を変えることで、本発明の発光素子は様々なバリエーションを有する。
【００５６】
図１８（Ｂ）は、電界発光層８６０が、第１の電極層８７０側から第３の層８０２、第２の層、第１の層８０４の順で構成されているケースである。
【００５７】
以上で述べたように、本発明の発光素子は、第１の電極層８７０と第２の電極層８５０との間に狭持された層が、有機化合物と無機化合物が複合された層を含む電界発光層８６０から成っている。そして、有機化合物と無機化合物を混合することにより、それぞれ単独では得られない高いキャリア注入性、キャリア輸送性という機能が得られる層（すなわち、第１の層８０４および第３の層８０２）が設けられている新規な有機無機複合型の発光素子である。また、上記第１の層８０４、第３の層８０２は、反射電極である第１の電極層８７０側に設けられる場合、特に有機化合物と無機化合物が複合された層である必要があり、第２の電極層８５０側に設けられる場合、有機化合物、無機化合物のみであってもよい。
【００５８】
なお、電界発光層８６０は有機化合物と無機化合物が混合された層であるが、その形成方法としては公知の種々の手法を用いることができる。例えば、有機化合物と無機化合物の両方を抵抗加熱により蒸発させ、共蒸着する手法が挙げられる。その他、有機化合物を抵抗加熱により蒸発させる一方で、無機化合物をエレクトロンビーム（ＥＢ）により蒸発させ、共蒸着してもよい。また、有機化合物を抵抗加熱により蒸発させると同時に、無機化合物をスパッタリングし、両方を同時に堆積する手法も挙げられる。その他、湿式法により成膜してもよい。
【００５９】
また、第１の電極層８７０および第２の電極層８５０に関しても同様に、抵抗加熱による蒸着法、ＥＢ蒸着法、スパッタリング、湿式法などを用いることができる。
【００６０】
図１（Ｂ）の表示装置は、基板６２０上に、下地膜６２１ａ、下地膜６２１ｂ、薄膜トランジスタ６２５、ゲート絶縁層６２２、絶縁層６２３、絶縁層６２６、絶縁層６２７、層間膜６２８、層間膜６３６、隔壁として機能する絶縁層６２９、第１の電極層６３０、透明導電膜６３５、電界発光層６３１、第２の電極層６３２、保護膜６３３を有して構成されている。薄膜トランジスタ６２５は、ソース領域及びドレイン領域として機能する不純物領域を有する半導体層、ゲート絶縁層６２２、２層の積層構造であるゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層からなっており、ソース電極層又はドレイン電極層は、半導体層の不純物領域と第１の電極層６３０に接して電気的に接続している。
【００６１】
図１（Ｂ）の表示装置における発光素子６３４は、第１の電極層６３０、透明導電膜６３５、電界発光層６３１、第２の電極層６３２で構成されている。第１の電極層６３０と透明導電膜６３５が積層構造となっており、第１の電極層６３０としては、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜を用い、透明導電膜６３５としてＩＴＳＯ膜を用いる。図１（Ｂ）のように透明導電膜６３５を積層すると、第１の電極層６３０を保護することができるため、歩留まりが向上する効果がある。また図１（Ｂ）の第２の電極層６３２には、透光性を有するように薄膜化された銀薄膜を用いている。
【００６２】
図１（Ｂ）の他の構成物は、図１（Ａ）同様の材料で同様に作製すればよい。また、図１（Ｂ）の表示装置において、層間膜６２８は窒化酸化珪素膜であり、層間膜６３６は窒化チタン膜である。この層間膜６２８と層間膜６３６とを、絶縁層６２７及び第１の電極層６３０の間に形成することによって、絶縁層６２７と第１の電極層６３０との密着性を向上させることができる。また、窒化チタン膜は静電対策としての役割も担うことができる。層間膜６２８として用いる窒化酸化珪素膜と窒化チタン膜の間に、絶縁層６２７で用いるアルキル基を含む酸化珪素膜を絶縁層６２７よりも薄い膜厚で形成してもよい。
【００６３】
以上のように、本発明を用いると、信頼性の高い表示装置を作製することができる。よって、高精細、高画質な表示装置を歩留まり良く製造することができる。
【００６４】
（実施の形態２）
本実施の形態における表示装置の作製方法を、図２乃至図７、図１６、図１７を用いて詳細に説明する。
【００６５】
図１６（Ａ）は本発明に係る表示パネルの構成を示す上面図であり、絶縁表面を有する基板２７００上に画素２７０２をマトリクス状に配列させた画素部２７０１、走査線側入力端子２７０３、信号線側入力端子２７０４が形成されている。画素数は種々の規格に従って設ければ良く、ＸＧＡであれば１０２４×７６８×３（ＲＧＢ）、ＵＸＧＡであれば１６００×１２００×３（ＲＧＢ）、フルスペックハイビジョンに対応させるのであれば１９２０×１０８０×３（ＲＧＢ）とすれば良い。
【００６６】
画素２７０２は、走査線側入力端子２７０３から延在する走査線と、信号線側入力端子２７０４から延在する信号線とが交差することで、マトリクス状に配設される。画素２７０２のそれぞれには、スイッチング素子とそれに接続する画素電極層が備えられている。スイッチング素子の代表的な一例はＴＦＴであり、ＴＦＴのゲート電極層側が走査線と、ソース若しくはドレイン側が信号線と接続されることにより、個々の画素を外部から入力する信号によって独立して制御可能としている。
【００６７】
ＴＦＴは、その主要な構成要素として、半導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極層が挙げられ、半導体層に形成されるソース及びドレイン領域に接続する配線層がそれに付随する。構造的には基板側から半導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極層を配設したトップゲート型と、基板側からゲート電極層、ゲート絶縁層及び半導体層を配設したボトムゲート型などが代表的に知られているが、本発明においてはそれらの構造のどのようなものを用いても良い。
【００６８】
図１６（Ａ）は、走査線及び信号線へ入力する信号を、外付けの駆動回路により制御する表示パネルの構成を示しているが、図１７（Ａ）に示すように、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりドライバＩＣ２７５１を基板２７００上に実装しても良い。また他の実装形態として、図１７（Ｂ）に示すようなＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式を用いてもよい。ドライバＩＣは単結晶半導体基板に形成されたものでも良いし、ガラス基板上にＴＦＴで回路を形成したものであっても良い。図１７において、ドライバＩＣ２７５１は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）２７５０と接続している。
【００６９】
また、画素に設けるＴＦＴを結晶性を有する半導体で形成する場合には、図１６（Ｂ）に示すように走査線側駆動回路３７０２を基板３７００上に形成し一体化することもできる。図１６（Ｂ）において、画素部３７０１は、信号線側入力端子３７０４と接続した図１６（Ａ）と同様に外付けの駆動回路により制御する。画素に設けるＴＦＴを移動度の高い、多結晶（微結晶）半導体、単結晶半導体などで形成する場合は、図１６（Ｃ）は、画素部４７０１、走査線駆動回路４７０２と、信号線駆動回路４７０４を基板４７００上に一体形成することもできる。
【００７０】
絶縁表面を有する基板１００の上に下地膜として、スパッタリング法、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ法）、またはプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などにより窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ）を用いて下地膜１０１ａを１０〜２００ｎｍ（好ましくは５０〜１００ｎｍ）形成し、酸化窒化珪素膜（ＳｉＯＮ）を用いて下地膜１０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０ｎｍ）積層する。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法を用いて下地膜１０１ａ、下地膜１０１ｂを形成する。基板１００としてはガラス基板、石英基板やシリコン基板、金属基板、またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いて良い。また、本実施の形態の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよいし、フィルムのような可撓性基板を用いても良い。プラスチック基板としてはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）からなる基板、可撓性基板としてはアクリル等の合成樹脂を用いることができる。
【００７１】
下地膜としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素などを用いることができ、単層でも２層、３層といった積層構造でもよい。なお本明細書中において酸化窒化珪素とは酸素の含有量が窒素の含有量より大きい物質であり、窒素を含む酸化珪素とも言える。同様に、窒化酸化珪素とは、窒素の含有量が酸素の含有量より大きい物質であり、酸素を含む窒化珪素とも言える。本実施の形態では、基板上にＳｉＨ４、ＮＨ３、Ｎ２Ｏ、Ｎ２及びＨ２を反応ガスとして窒化酸化珪素膜を膜厚５０ｎｍ形成し、ＳｉＨ４及びＮ２Ｏを反応ガスとして酸化窒化珪素膜を膜厚１００ｎｍで形成する。また窒化酸化珪素膜の膜厚を１４０ｎｍ、積層する酸化窒化珪素膜の膜厚を１００ｎｍとしてもよい。
【００７２】
次いで、下地膜上に半導体膜を形成する。半導体膜は２５〜２００ｎｍ（好ましくは３０〜１５０ｎｍ）の厚さで公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜すればよい。本実施の形態では、非晶質半導体膜を、レーザ結晶化し、結晶性半導体膜とするものを用いるのが好ましい。
【００７３】
半導体膜を形成する材料は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製される非晶質半導体（以下「アモルファス半導体：ＡＳ」ともいう。）、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いはセミアモルファス（微結晶若しくはマイクロクリスタルとも呼ばれる。以下「ＳＡＳ」ともいう。）半導体などを用いることができる。
【００７４】
ＳＡＳは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶領域を観測することが出来、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折では珪素結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）を終端化するための水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。ＳＡＳは、珪化物気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪化物気体としては、ＳｉＨ４、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることが可能である。またＦ２、ＧｅＦ４を混合させても良い。この珪化物気体をＨ２、又は、Ｈ２とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は２〜１０００倍の範囲、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚである。基板加熱温度は３００℃以下が好ましく、１００〜２００℃の基板加熱温度でも形成可能である。ここで、主に成膜時に取り込まれる不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分に由来する不純物は１×１０２０ｃｍ−３以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１９ｃｍ−３以下となるようにすることが好ましい。また、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なＳＡＳが得られる。また半導体膜としてフッ素系ガスより形成されるＳＡＳ層に水素系ガスより形成されるＳＡＳ層を積層してもよい。
【００７５】
非晶質半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを添加し結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、セミアモルファス半導体又は半導体膜の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。
【００７６】
半導体膜に、結晶性半導体膜を用いる場合、その結晶性半導体膜の作製方法は、公知の方法（レーザ結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する元素を用いた熱結晶化法等）を用いれば良い。また、ＳＡＳである微結晶半導体をレーザ照射して結晶化し、結晶性を高めることもできる。結晶化を助長する元素を導入しない場合は、非晶質半導体膜にレーザ光を照射する前に、窒素雰囲気下５００℃で１時間加熱することによって非晶質半導体膜の含有水素濃度を１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にまで放出させる。これは水素を多く含んだ非晶質半導体膜にレーザ光を照射すると非晶質半導体膜が破壊されてしまうからである。結晶化のための加熱処理は、加熱炉、レーザ照射、若しくはランプから発する光の照射（ランプアニールともいう）などを用いることができる。加熱方法として加熱したガスを用いるＧＲＴＡ（Ｇａｓ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）法、ランプを用いるＬＲＴＡ（Ｌａｍｐ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）法等のＲＴＡ法がある。
【００７７】
非晶質半導体膜への金属元素の導入の仕方としては、当該金属元素を非晶質半導体膜の表面又はその内部に存在させ得る手法であれば特に限定はなく、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマ処理法（プラズマＣＶＤ法も含む）、吸着法、金属塩の溶液を塗布する方法を使用することができる。このうち溶液を用いる方法は簡便であり、金属元素の濃度調整が容易であるという点で有用である。また、このとき非晶質半導体膜の表面のぬれ性を改善し、非晶質半導体膜の表面全体に水溶液を行き渡らせるため、酸素雰囲気中でのＵＶ光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等により、酸化膜を成膜することが望ましい。
【００７８】
連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波のレーザ光を照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、代表的には、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いるのが望ましい。具体的には、連続発振のＹＶＯ４レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換し、出力数Ｗ以上のレーザ光を得る。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、半導体膜に照射する。このときのエネルギー密度は０．００１〜１００ＭＷ／ｃｍ２程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ２）が必要である。そして、走査速度を０．５〜２０００ｃｍ／ｓｅｃ程度（好ましくは１０〜２００ｃｍ／ｓｅｃ）とし、照射する。
【００７９】
レーザのビーム形状は、線状とすると好ましい。その結果、スループットを向上させることができる。またさらにレーザは、半導体膜に対して入射角θ（０＜θ＜９０度）を持たせて照射させるとよい。レーザの干渉を防止することができるからである。
【００８０】
このようなレーザと、半導体膜とを相対的に走査することにより、レーザ照射を行うことができる。またレーザ照射において、ビームを精度よく重ね合わせたり、レーザ照射開始位置やレーザ照射終了位置を制御するため、マーカーを形成することもできる。マーカーは非晶質半導体膜と同時に、基板上へ形成すればよい。
【００８１】
なおレーザは、連続発振またはパルス発振の気体レーザ、固体レーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザなどを用いることができる。気体レーザとして、エキシマレーザ、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、Ｈｅ−Ｃｄレーザなどがあり、固体レーザとして、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、Ｙ２Ｏ３レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザなどが挙げられる。
【００８２】
また、パルス発振のレーザ光の発振周波数を０．５ＭＨｚ以上とし、通常用いられている数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの周波数帯よりも著しく高い周波数帯を用いてレーザ結晶化を行っても良い。パルス発振でレーザ光を半導体膜に照射してから半導体膜が完全に固化するまでの時間は数十ｎｓｅｃ〜数百ｎｓｅｃと言われている。よって上記周波数帯を用いることで、半導体膜がレーザ光によって溶融してから固化するまでに、次のパルスのレーザ光を照射できる。したがって、半導体膜中において固液界面を連続的に移動させることができるので、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を有する半導体膜が形成される。具体的には、含まれる結晶粒の走査方向における幅が１０〜３０μｍ、走査方向に対して垂直な方向における幅が１〜５μｍ程度の結晶粒の集合を形成することができる。該走査方向に沿って長く延びた単結晶の結晶粒を形成することで、少なくとも薄膜トランジスタのチャネル方向には結晶粒界のほとんど存在しない半導体膜の形成が可能となる。
【００８３】
また、希ガスや窒素などの不活性ガス雰囲気中でレーザ光を照射するようにしても良い。これにより、レーザ光の照射により半導体表面の荒れを抑えることができ、界面準位密度のばらつきによって生じるしきい値のばらつきを抑えることができる。
【００８４】
非晶質半導体膜の結晶化は、熱処理とレーザ光照射による結晶化を組み合わせてもよく、熱処理やレーザ光照射を単独で、複数回行っても良い。
【００８５】
本実施の形態では、下地膜１０１ｂ上に、非晶質半導体膜を形成し、非晶質半導体膜を結晶化させることによって結晶性半導体膜を形成する。非晶質半導体膜としては、ＳｉＨ４、Ｈ２の反応ガスにより形成する非晶質珪素を用いる。本実施の形態において、下地膜１０１ａ、下地膜１０１ｂ、非晶質半導体膜は、同チャンバー内で真空を破らずに３３０℃の同一温度下で、反応ガスを切り変えながら連続的に形成する。
【００８６】
非晶質半導体膜上に形成された酸化膜を除去した後、酸素雰囲気中でのＵＶ光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等により、酸化膜を１〜５ｎｍ形成する。本実施の形態では、結晶化を助長する元素としてＮｉを用いる。Ｎｉ酢酸塩１０ｐｐｍを含有した水溶液をスピンコーティング法により塗布する。
【００８７】
本実施の形態では、熱処理をＲＴＡ法により７５０℃で３分間行った後、半導体膜上に形成される酸化膜を除去し、レーザ光を照射する。非晶質半導体膜は以上の結晶化処理により結晶化し、結晶性半導体膜として形成される。
【００８８】
金属元素を用いた結晶化を行った場合、金属元素を低減、又は除去するためにゲッタリング工程を施す。本実施の形態では、非晶質半導体膜をゲッタリングシンクとして金属元素を捕獲する。まず、結晶性半導体膜上に酸素雰囲気中でのＵＶ光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等により、酸化膜を形成する。酸化膜は加熱処理によって厚膜化することが望ましい。次いでプラズマＣＶＤ法（本実施の形態における条件３５０Ｗ、３５Ｐａ）を用いて、非晶質半導体膜を５０ｎｍの膜厚で形成する。
【００８９】
その後、ＲＴＡ法により７４４℃で３分間熱処理を行い、金属元素を低減、又は除去する。熱処理は窒素雰囲気下で行ってもよい。そして、ゲッタリングシンクとなっていた非晶質半導体膜、及び非晶質半導体膜上に形成された酸化膜をフッ酸等により除去し、金属元素が低減、又は除去された結晶性半導体膜１０２を得ることができる（図２（Ａ）参照。）。本実施の形態では、ゲッタリングシンクとなった非晶質半導体膜の除去をＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ  ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）を用いて行う。
【００９０】
このようにして得られた半導体膜に対して、薄膜トランジスタのしきい値電圧を制御するために微量な不純物元素（ボロンまたはリン）のドーピングを行ってもよい。この不純物元素のドーピングは、結晶化工程の前の非晶質半導体膜に行ってもよい。非晶質半導体膜の状態で不純物元素をドーピングすると、その後の結晶化のための加熱処理によって、不純物の活性化も行うことができる。また、ドーピングの際に生じる欠陥等も改善することができる。
【００９１】
次に結晶性半導体膜１０２をマスクを用いて所望の形状に加工する。本実施の形態では結晶性半導体膜１０２上に形成された酸化膜を除去した後、新たに酸化膜を形成する。そして、フォトマスクを作製し、フォトリソグラフィ法を用いた加工処理により、半導体層１０３、半導体層１０４、半導体層１０５、及び半導体層１０６を形成する。
【００９２】
エッチング加工は、プラズマエッチング（ドライエッチング）又はウエットエッチングのどちらを採用しても良いが、大面積基板を処理するにはプラズマエッチングが適している。エッチングガスとしては、ＣＦ４、ＮＦ３、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、などのフッ素系又は塩素系のガスを用い、ＨｅやＡｒなどの不活性ガスを適宜加えても良い。また、大気圧放電のエッチング加工を適用すれば、局所的な放電加工も可能であり、基板の全面にマスク層を形成する必要はない。
【００９３】
本発明において、配線層若しくは電極層を形成する導電層や、所定のパターンを形成するためのマスク層などを、液滴吐出法のような選択的にパターンを形成できる方法により形成してもよい。液滴吐出（噴出）法（その方式によっては、インクジェット法とも呼ばれる。）は、特定の目的に調合された組成物の液滴を選択的に吐出（噴出）して所定のパターン（導電層や絶縁層など）を形成することができる。この際、被形成領域にぬれ性や密着性を制御する処理を行ってもよい。また、パターンが転写、または描写できる方法、例えば印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）なども用いることができる。
【００９４】
本実施の形態において、用いるマスクは、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、透過性を有するポリイミドなどの有機材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物材料等を用いることもできる。或いは、感光剤を含む市販のレジスト材料を用いてもよく、例えば、代表的なポジ型レジストである、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物、ネガ型レジストであるベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを用いてもよい。液滴吐出法を用いる場合、いずれの材料を用いるとしても、その表面張力と粘度は、溶媒の濃度を調整したり、界面活性剤等を加えたりして適宜調整する。
【００９５】
半導体層上の酸化膜を除去し、半導体層１０３、半導体層１０４、半導体層１０５、及び半導体層１０６を覆うゲート絶縁層１０７を形成する。ゲート絶縁層１０７はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法などを用い、厚さを１０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。ゲート絶縁層１０７としては、窒化珪素、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素に代表される珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の公知の材料で形成すればよく、積層でも単層でもよい。また、絶縁層は窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化珪素膜の３層の積層、酸化窒化珪素膜の単層、２層からなる積層でも良い。好適には、緻密な膜質を有する窒化珪素膜を用いるとよい。さらに半導体層とゲート絶縁層の間に、膜厚１〜１００ｎｍ、好ましくは１〜１０ｎｍ、さらに好ましくは２〜５ｎｍである膜厚の薄い酸化珪素膜を形成してもよい。薄い酸化珪素膜の形成方法としては、ＧＲＴＡ法、ＬＲＴＡ法等を用いて半導体領域表面を酸化し、熱酸化膜を形成することで、膜厚の薄い酸化珪素膜を形成することができる。なお、低い成膜温度でゲートリーク電流が少ない緻密な絶縁膜を形成するには、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませ、形成される絶縁膜中に混入させると良い。本実施の形態では、ゲート絶縁層１０７として酸化窒化珪素膜を膜厚１１５ｎｍ形成する。
【００９６】
次いで、ゲート絶縁層１０７上にゲート電極層として用いる膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜１０８と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜１０９とを積層して形成する（図２（Ｂ）参照。）。第１の導電膜１０８及び第２の導電膜１０９は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等の公知の手法により形成することができる。第１の導電膜１０８及び第２の導電膜１０９はタンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジウム（Ｎｄ）から選ばれた元素、又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で形成すればよい。また、第１の導電膜１０８及び第２の導電膜１０９としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、２層構造に限定されず、例えば、第１の導電膜として膜厚５０ｎｍのタングステン膜、第２の導電膜として膜厚５００ｎｍのアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、第３の導電膜として膜厚３０ｎｍの窒化チタン膜を順次積層した３層構造としてもよい。また、３層構造とする場合、第１の導電膜のタングステンに代えて窒化タングステンを用いてもよいし、第２の導電膜のアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜に代えてアルミニウムとチタンの合金膜（Ａｌ−Ｔｉ）を用いてもよいし、第３の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。また、単層構造であってもよい。本実施の形態では、第１の導電膜１０８として窒化タンタル（ＴａＮ）を膜厚３０ｎｍ形成し、第２の導電膜１０９としてタングステン（Ｗ）を膜厚３７０ｎｍ形成する。
【００９７】
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク１１０ａ、マスク１１０ｂ、マスク１１０ｃ、マスク１１０ｄ、及びマスク１１０ｆを形成し、第１の導電膜１０８及び第２の導電膜１０９を所望の形状に加工し、第１のゲート電極層１２１、第１のゲート電極層１２２、第１のゲート電極層１２４、第１のゲート電極層１２５、及び第１のゲート電極層１２６、並びに導電層１１１、導電層１１２、導電層１１４、導電層１１５、及び導電層１１６を形成する（図２（Ｃ）参照。）。ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング条件（コイル型の電極層に印加される電力量、基板側の電極層に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節することにより、第１のゲート電極層１２１、第１のゲート電極層１２２、第１のゲート電極層１２４、第１のゲート電極層１２５、及び第１のゲート電極層１２６、並びに導電層１１１、導電層１１２、導電層１１４、導電層１１５、及び導電層１１６を所望のテーパー形状を有するようにエッチングすることができる。また、テーパー形状は、マスク１１０ａ、マスク１１０ｂ、マスク１１０ｄ、及びマスク１１０ｆの形状によっても角度等を制御することができる。なお、エッチング用ガスとしては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ８、ＳＦ６もしくはＮＦ３などを代表とするフッ素系ガス又はＯ２を適宜用いることができる。本実施の形態では、ＣＦ４、Ｃｌ２、Ｏ２からなるエッチング用ガスを用いて第２の導電膜１０９のエッチングを行い、連続してＣＦ４、Ｃｌ２からなるエッチング用ガスを用いて第１の導電膜１０８をエッチングする。
【００９８】
次に、マスク１１０ａ、マスク１１０ｂ、マスク１１０ｄ、及びマスク１１０ｆを用いて、導電層１１１、導電層１１２、導電層１１４、導電層１１５、及び導電層１１６を所望の形状に加工する。このとき、導電層を形成する第２の導電膜１０９と、第１のゲート電極層を形成する第１の導電膜１０８との選択比の高いエッチング条件で、導電層をエッチングする。このエッチングによって、導電層１１１、導電層１１２、導電層１１４、導電層１１５、及び導電層１１６をエッチングし、第２のゲート電極層１３１、第２のゲート電極層１３２、第２のゲート電極層１３４、第２のゲート電極層１３５、及び第２のゲート電極層１３６を形成する。本実施の形態では、第３導電層もテーパー形状を有しているが、そのテーパー角度は、第１のゲート電極層１２１、第１のゲート電極層１２２、第１のゲート電極層１２４、第１のゲート電極層１２５、及び第１のゲート電極層１２６の有するテーパー角度より大きい。なおテーパー角度とは第１のゲート電極層、第２のゲート電極層、導電層表面に対する側面の角度である。よって、テーパー角度を大きくし、９０度の場合導電層は垂直な側面を有しており、テーパー形状を有さなくなる。本実施の形態では、第２のゲート電極層を形成するためのエッチング用ガスとしてＣｌ２、ＳＦ６、Ｏ２を用いる。
【００９９】
本実施の形態では第１のゲート電極層、導電層、及び第２のゲート電極層をテーパー形状を有する様に形成するため、２層のゲート電極層両方がテーパー形状を有している。しかし、本発明はそれに限定されず、ゲート電極層の一層のみがテーパー形状を有し、他方は異方性エッチングによって垂直な側面を有していてもよい。本実施の形態のように、テーパー角度も積層するゲート電極層間で異なっていても良いし、同一でもよい。テーパー形状を有することによって、その上に積層する膜の被覆性が向上し、欠陥が軽減されるので信頼性が向上する。
【０１００】
以上の工程によって、周辺駆動回路領域２０４に第１のゲート電極層１２１及び第２のゲート電極層１３１からなるゲート電極層１１７、第１のゲート電極層１２２及び第２のゲート電極層１３２からなるゲート電極層１１８、画素領域２０６に第１のゲート電極層１２４及び第２のゲート電極層１３４からなるゲート電極層１２７、第１のゲート電極層１２５及び第２のゲート電極層１３５からなるゲート電極層１２８、第１のゲート電極層１２６及び第２のゲート電極層１３６からなるゲート電極層１２９を形成することができる（図２（Ｄ）参照。）。本実施の形態では、ゲート電極層の形成をドライエッチングで行うがウェットエッチングでもよい。
【０１０１】
ゲート電極層を形成する際のエッチング工程によって、ゲート絶縁層１０７は多少エッチングされ、膜厚が減る（いわゆる膜減り）ことがある。
【０１０２】
ゲート電極層を形成する際、ゲート電極層の幅を細くすることによって、高速動作が可能な薄膜トランジスタを形成することができる。ゲート電極層をチャネル方向の幅を細く形成する２つの方法を以下に示す。
【０１０３】
第１の方法はゲート電極層のマスクを形成した後、マスクを幅方向にエッチング、アッシング等によりスリミングして、さらに幅の細いマスクを形成する。あらかじめ幅細い形状に形成されたマスクを用いることによって、ゲート電極層も幅細い形状に形成することができる。
【０１０４】
次に、第２の方法は通常のマスクを形成し、そのマスクを用いてゲート電極層を形成する。次に得られたゲート電極層を幅方向にさらにサイドエッチングして細らせる。よって最終的に幅の細いゲート電極層を形成することができる。以上の工程を経ることによって、後にチャネル長の短い薄膜トランジスタを形成することが可能であり、高速度動作が可能な薄膜トランジスタを作製することが可能である。
【０１０５】
次に、ゲート電極層１１７、ゲート電極層１１８、ゲート電極層１２７、ゲート電極層１２８、ゲート電極層１２９をマスクとして、ｎ型を付与する不純物元素１５１を添加し、第１のｎ型不純物領域１４０ａ、第１のｎ型不純物領域１４０ｂ、第１のｎ型不純物領域１４１ａ、第１のｎ型不純物領域１４１ｂ、第１のｎ型不純物領域１４２ａ、第１のｎ型不純物領域１４２ｂ、第１のｎ型不純物領域１４２ｃ、第１のｎ型不純物領域１４３ａ、第１のｎ型不純物領域１４３ｂを形成する（図３（Ａ）参照。）。本実施の形態では、不純物元素を含むドーピングガスとしてホスフィン（ＰＨ３）（ドーピングガスはＰＨ３を水素（Ｈ２）で希釈しており、ガス中のＰＨ３の比率は５％）を用い、ガス流量８０ｓｃｃｍ、ビーム電流５４μＡ／ｃｍ、加速電圧５０ｋＶ、添加するドーズ量７．０×１０１３ｉｏｎｓ／ｃｍ２でドーピングを行う。ここでは、第１のｎ型不純物領域１４０ａ、第１のｎ型不純物領域１４０ｂ、第１のｎ型不純物領域１４１ａ、第１のｎ型不純物領域１４１ｂ、第１のｎ型不純物領域１４２ａ、第１のｎ型不純物領域１４２ｂ、第１のｎ型不純物領域１４２ｃ、第１のｎ型不純物領域１４３ａ、第１のｎ型不純物領域１４３ｂに、ｎ型を付与する不純物元素が１×１０１７〜５×１０１８／ｃｍ３程度の濃度で含まれるように添加する。本実施の形態では、ｎ型を付与する不純物元素としてリン（Ｐ）を用いる。
【０１０６】
本実施の形態では、不純物領域がゲート絶縁層を介してゲート電極層と重なる領域をＬｏｖ領域と示し、不純物領域がゲート絶縁層を介してゲート電極層と重ならない領域をＬｏｆｆ領域と示す。図３では、不純物領域においてハッチングと白地で示されているが、これは、白地部分に不純物元素が添加されていないということを示すのではなく、この領域の不純物元素の濃度分布がマスクやドーピング条件を反映していることを直感的に理解できるようにしたためである。なお、このことは本明細書の他の図面においても同様である。
【０１０７】
次に半導体層１０３、半導体層１０５の一部、半導体層１０６を覆うマスク１５３ａ、マスク１５３ｂ、マスク１５３ｃ、及びマスク１５３ｄを形成する。マスク１５３ａ、マスク１５３ｂ、マスク１５３ｃ、マスク１５３ｄ、第２のゲート電極層１３２をマスクとしてｎ型を付与する不純物元素１５２を添加し、第２のｎ型不純物領域１４４ａ、第２のｎ型不純物領域１４４ｂ、第３のｎ型不純物領域１４５ａ、第３のｎ型不純物領域１４５ｂ、第２のｎ型不純物領域１４７ａ、第２のｎ型不純物領域１４７ｂ、第２のｎ型不純物領域１４７ｃ、第３のｎ型不純物領域１４８ａ、第３のｎ型不純物領域１４８ｂ、第３のｎ型不純物領域１４８ｃ、第３のｎ型不純物領域１４８ｄが形成される。本実施の形態では、不純物元素を含むドーピングガスとしてＰＨ３（ドーピングガスはＰＨ３を水素（Ｈ２）で希釈しており、ガス中のＰＨ３の比率は５％）を用い、ガス流量８０ｓｃｃｍ、ビーム電流５４０μＡ／ｃｍ、加速電圧７０ｋＶ、添加するドーズ量５．０×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２でドーピングを行う。ここでは、第２のｎ型不純物領域１４４ａ、第２のｎ型不純物領域１４４ｂにｎ型を付与する不純物元素が５×１０１９〜５×１０２０／ｃｍ３程度の濃度で含まれるように添加する。第３のｎ型不純物領域１４５ａ、第３のｎ型不純物領域１４５ｂは、第３のｎ型不純物領域１４８ａ、第３のｎ型不純物領域１４８ｂ、第３のｎ型不純物領域１４８ｃ、第３のｎ型不純物領域１４８ｄと同程度、もしくは少し高めの濃度でｎ型を付与する不純物元素を含むように形成される。また、半導体層１０４にチャネル形成領域１４６、半導体層１０５にチャネル形成領域１４９ａ及びチャネル形成領域１４９ｂが形成される（図３（Ｂ）参照。）。
【０１０８】
第２のｎ型不純物領域１４４ａ、第２のｎ型不純物領域１４４ｂ、第２のｎ型不純物領域１４７ａ、第２のｎ型不純物領域１４７ｂ、第２のｎ型不純物領域１４７ｃは高濃度ｎ型不純物領域であり、ソース、ドレインとして機能する。一方、第３のｎ型不純物領域１４５ａ、第３のｎ型不純物領域１４５ｂ、第３のｎ型不純物領域１４８ａ、第３のｎ型不純物領域１４８ｂ、第３のｎ型不純物領域１４８ｃ、第３のｎ型不純物領域１４８ｄは低濃度不純物領域であり、ＬＤＤ（ＬｉｇｈｔｌｙＤｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域となる。ｎ型不純物領域１４５ａ、ｎ型不純物領域１４５ｂは、ゲート絶縁層１０７を介して、第１のゲート電極層１２２に覆われているのでＬｏｖ領域であり、ドレイン近傍の電界を緩和し、ホットキャリアによるオン電流の劣化を抑制することが可能である。この結果、高速動作が可能な薄膜トランジスタを形成することができる。一方、第３のｎ型不純物領域１４８ａ、第３のｎ型不純物領域１４８ｂ、第３のｎ型不純物領域１４８ｃ、第３のｎ型不純物領域１４８ｄはゲート電極層１２７、ゲート電極層１２８に覆われていないＬｏｆｆ領域に形成されるため、ドレイン近傍の電界を緩和してホットキャリア注入による劣化を防ぐとともに、オフ電流を低減する効果がある。この結果、信頼性の高く、低消費電力の半導体装置を作製することが可能である。  
【０１０９】
次に、マスク１５３ａ、マスク１５３ｂ、マスク１５３ｃ及びマスク１５３ｄを除去し、半導体層１０３、半導体層１０５を覆うマスク１５５ａ、マスク１５５ｂを形成する。マスク１５５ａ、マスク１５５ｂ、ゲート電極層１１７及びゲート電極層１２９をマスクとしてｐ型を付与する不純物元素１５４を添加し、第１のｐ型不純物領域１６０ａ、第１のｐ型不純物領域１６０ｂ、第１のｐ型不純物領域１６３ａ、第１のｐ型不純物領域１６３ｂ、第２のｐ型不純物領域１６１ａ、第２のｐ型不純物領域１６１ｂ、第２のｐ型不純物領域１６４ａ、第２のｐ型不純物領域１６４ｂが形成される。本実施の形態では、不純物元素としてボロン（Ｂ）を用いるため、不純物元素を含むドーピングガスとしてジボラン（Ｂ２Ｈ６）（ドーピングガスはＢ２Ｈ６を水素（Ｈ２）で希釈しており、ガス中のＢ２Ｈ６の比率は１５％）を用い、ガス流量７０ｓｃｃｍ、ビーム電流１８０μＡ／ｃｍ、加速電圧８０ｋＶ、添加するドーズ量２．０×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２でドーピングを行う。ここでは、第１のｐ型不純物領域１６０ａ、第１のｐ型不純物領域１６０ｂ、第１のｐ型不純物領域１６３ａ、第１のｐ型不純物領域１６３ｂ、第２のｐ型不純物領域１６１ａ、第２のｐ型不純物領域１６１ｂ、第２のｐ型不純物領域１６４ａ、第２のｐ型不純物領域１６４ｂにｐ型を付与する不純物元素が１×１０２０〜５×１０２１／ｃｍ３程度の濃度で含まれるように添加する。本実施の形態では、第２のｐ型不純物領域１６１ａ、第２のｐ型不純物領域１６１ｂ、第２のｐ型不純物領域１６４ａ、第２のｐ型不純物領域１６４ｂは、ゲート電極層１１７及びゲート電極層１２９の形状を反映し、自己整合的に第１のｐ型不純物領域１６０ａ、第１のｐ型不純物領域１６０ｂ、第１のｐ型不純物領域１６３ａ、第１のｐ型不純物領域１６３ｂより低濃度となるように形成する。また、半導体層１０３にチャネル形成領域１６２、半導体層１０６にチャネル形成領域１６５が形成される（図３（Ｃ）参照。）。
【０１１０】
第２のｎ型不純物領域１４４ａ、第２のｎ型不純物領域１４４ｂ、第２のｎ型不純物領域１４７ａ、第２のｎ型不純物領域１４７ｂ、第２のｎ型不純物領域１４７ｃは高濃度ｎ型不純物領域であり、ソース、ドレインとして機能する。一方、第２のｐ型不純物領域１６１ａ、第２のｐ型不純物領域１６１ｂ、第２のｐ型不純物領域１６４ａ、第２のｐ型不純物領域１６４ｂは低濃度不純物領域であり、ＬＤＤ（ＬｉｇｈｔｌｙＤｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域となる。第２のｐ型不純物領域１６１ａ、第２のｐ型不純物領域１６１ｂ、第２のｐ型不純物領域１６４ａ、第２のｐ型不純物領域１６４ｂは、ゲート絶縁層１０７を介して、第１のゲート電極層１２１、第１のゲート電極層１２６に覆われているのでＬｏｖ領域であり、ドレイン近傍の電界を緩和し、ホットキャリアによるオン電流の劣化を抑制することが可能である。
【０１１１】
マスク１５５ａ、マスク１５５ｂをＯ２アッシングやレジスト剥離液により除去し、酸化膜も除去する。その後、ゲート電極層の側面を覆うように、絶縁膜、いわゆるサイドウォールを形成してもよい。サイドウォールは、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）法を用いて、珪素を有する絶縁膜により形成することができる。
【０１１２】
不純物元素を活性化するために加熱処理、強光の照射、又はレーザ光の照射を行ってもよい。活性化と同時にゲート絶縁層へのプラズマダメージやゲート絶縁層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。
【０１１３】
次いで、ゲート電極層、ゲート絶縁層を覆う層間絶縁層を形成する。本実施の形態では、絶縁膜１６７と絶縁膜１６８との積層構造とする（図４（Ａ）参照。）。絶縁膜１６７として窒化酸化珪素膜を膜厚１００ｎｍ形成し、絶縁膜１６８として酸化窒化絶縁膜を膜厚９００ｎｍ形成し、積層構造とする。また、ゲート電極層、ゲート絶縁層を覆って、酸化窒化珪素膜を膜厚３０ｎｍ形成し、窒化酸化珪素膜を膜厚１４０ｎｍ形成し、酸化窒化珪素膜を膜厚８００ｎｍ形成し、３層の積層構造としてもよい。本実施の形態では、絶縁膜１６７及び絶縁膜１６８を下地膜と同様にプラズマＣＶＤ法を用いて連続的に形成する。絶縁膜１６７と絶縁膜１６８は上記材料に限定されるものでなく、スパッタ法、またはプラズマＣＶＤを用いた窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、酸化珪素膜でもよく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または３層以上の積層構造として用いても良い。
【０１１４】
さらに、窒素雰囲気中で、３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。好ましくは、４００〜５００℃で行う。この工程は層間絶縁層である絶縁膜１６７に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。本実施の形態では、４１０度（℃）で１時間加熱処理を行う。
【０１１５】
絶縁膜１６７、絶縁膜１６８としては他に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）または酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜（ＣＮ）その他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、シロキサン材料を用いてもよい。なお、シロキサン材料とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。また、有機絶縁性材料を用いてもよく、有機材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、ポリシラザンを用いることができる。平坦性のよい塗布法によってされる塗布膜を用いてもよい。
【０１１６】
次いで、レジストからなるマスクを用いて絶縁膜１６７、絶縁膜１６８、ゲート絶縁層１０７に半導体層に達するコンタクトホール（開口部）を形成する。エッチングは、用いる材料の選択比によって、一回で行っても複数回行っても良い。本実施の形態では、酸化窒化珪素膜である絶縁膜１６８と、窒化酸化珪素膜である絶縁膜１６７及びゲート絶縁層１０７と選択比が取れる条件で、第１のエッチングを行い、絶縁膜１６８を除去する。次に第２のエッチングによって、絶縁膜１６７及びゲート絶縁層１０７を除去し、ソース領域又はドレイン領域である第１のｐ型不純物領域１６０ａ、第１のｐ型不純物領域１６０ｂ、第１のｐ型不純物領域１６３ａ、第１のｐ型不純物領域１６３ｂ、第２のｎ型不純物領域１４４ａ、第２のｎ型不純物領域１４４ｂ、第２のｎ型不純物領域１４７ａ、第２のｎ型不純物領域１４７ｂに達する開口部を形成する。本実施の形態では、第１のエッチングをウェットエッチングによって行い、第２のエッチングをドライエッチングによって行う。ウェットエッチングのエッチャントは、フッ素水素アンモニウム及びフッ化アンモニウムを含む混合溶液のようなフッ酸系の溶液を用いるとよい。エッチング用ガスとしては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＳＦ６もしくはＮＦ３などを代表とするフッ素系ガス又はＯ２を適宜用いることができる。また用いるエッチング用ガスに不活性気体を添加してもよい。添加する不活性元素としては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅから選ばれた一種または複数種の元素を用いることができる。
【０１１７】
開口部を覆うように導電膜を形成し、導電膜をエッチングして各ソース領域又はドレイン領域の一部とそれぞれ電気的に接続するソース電極層又はドレイン電極層１６９ａ、ソース電極層又はドレイン電極層１６９ｂ、ソース電極層又はドレイン電極層１７０ａ、ソース電極層又はドレイン電極層１７０ｂ、ソース電極層又はドレイン電極層１７１ａ、ソース電極層又はドレイン電極層１７１ｂ、ソース電極層又はドレイン電極層１７２ａ、ソース電極層又はドレイン電極層１７２ｂを形成する。ソース電極層又はドレイン電極層は、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、蒸着法等により導電膜を成膜した後、所望の形状にエッチングして形成することができる。また、液滴吐出法、印刷法、電界メッキ法等により、所定の場所に選択的に導電層を形成することができる。更にはリフロー法、ダマシン法を用いても良い。ソース電極層又はドレイン電極層の材料は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａ等の金属又はその合金、若しくはその金属窒化物を用いて形成する。また、これらの積層構造としても良い。本実施の形態では、チタン（Ｔｉ）を膜厚６０ｎｍ形成し、窒化チタン膜を膜厚４０ｎｍ形成し、アルミニウムを膜厚７００ｎｍ形成し、チタン（Ｔｉ）を膜厚２００ｎｍ形成して積層構造とし、所望な形状に加工する。
【０１１８】
以上の工程で周辺駆動回路領域２０４にＬｏｖ領域にｐ型不純物領域を有するｐチャネル型薄膜トランジスタ１７３、Ｌｏｖ領域にｎチャネル型不純物領域を有するｎチャネル型薄膜トランジスタ１７４を、画素領域２０６にＬｏｆｆ領域にｎ型不純物領域を有するマルチチャネル型のｎチャネル型薄膜トランジスタ１７５、Ｌｏｖ領域にｐ型不純物領域を有するｐチャネル型薄膜トランジスタ１７６を有するアクティブマトリクス基板を作製することができる（図４（Ｂ）参照。）。
【０１１９】
そして、アクティブマトリクス基板は、自発光素子を有する発光装置、液晶素子を有する液晶表示装置、その他の表示装置に用いることができる。またＣＰＵ（中央演算処理装置）に代表される各種プロセッサやＩＤチップを搭載したカード等の半導体装置に用いることができる。
【０１２０】
本実施の形態に限定されず、薄膜トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、周辺駆動回路領域の薄膜トランジスタも、シングルゲート構造、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１２１】
なお、本実施の形態で示した薄膜トランジスタの作製方法に限らず、トップゲート型（プレーナー型）、ボトムゲート型（逆スタガ型）、あるいはチャネル領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型やその他の構造においても適用できる。
【０１２２】
次に第２の層間絶縁層として絶縁層１８１を形成し、絶縁層１８１と第１の電極層３９６との間に層間膜１８０を形成する（図５（Ａ）参照。）。図５は、表示装置の作製工程を示しており、スクライブによる切り離しのための切り離し領域２０１、ＦＰＣの貼り付け部である外部端子接続領域２０２、周辺部の引き回し配線領域である配線領域２０３、周辺駆動回路領域２０４、画素領域２０６である。配線領域２０３には配線１７９ａ、配線１７９ｂが設けられ、外部端子接続領域２０２には、外部端子と接続する端子電極層１７８が設けられている。
【０１２３】
層間膜１８０、絶縁層１８１としては酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）または酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜（ＣＮ）、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、アルミナ膜、その他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、シロキサン材料（無機シロキサン、有機シロキサン）を用いてもよい。また、有機絶縁性材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、ポリシラザン、低誘電率であるＬｏｗ  ｋ材料を用いることができる。
【０１２４】
本実施の形態では、平坦化のために設ける層間絶縁層としては、耐熱性および絶縁性が高く、且つ、平坦化率の高いものが要求されるので、絶縁層１８１の形成方法としては、スピンコート法で代表される塗布法を用いると好ましい。本実施の形態では、層間膜１８０は、絶縁層１８１と第１の電極層３９６との密着性を向上させる機能を有し、絶縁層１８１上に、窒化酸化珪素膜、窒化チタン膜と積層して形成する。ＣＶＤ法を用いて窒化酸化珪素膜を膜厚５０ｎｍ形成し、その上にスパッタ法を用いて窒化チタン膜を膜厚１０ｎｍ形成する。この層間膜１８０によって、絶縁層１８１と第１の電極層３９６との密着性が向上するため、作製される表示装置の信頼性、歩留まりも向上する。
【０１２５】
本実施の形態では、絶縁層１８１の材料としては、シロキサン材料を用いた塗布膜を用いる。焼成した後の膜は、アルキル基を含む酸化珪素膜（ＳｉＯｘ））（ｘ＝１、２・・・）と呼べる。このアルキル基を含む酸化珪素膜は、３００℃以上の加熱処理にも耐えうるものである。
【０１２６】
層間膜１８０、絶縁層１８１は、ディップ、スプレー塗布、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター、ＣＶＤ法、蒸着法等を採用することができる。液滴吐出法により層間膜１８０、絶縁層１８１を形成してもよい。液滴吐出法を用いた場合には材料液を節約することができる。また、液滴吐出法のようにパターンが転写、または描写できる方法、例えば印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）なども用いることができる。
【０１２７】
次に、図５（Ｂ）に示すように、第２の層間絶縁層である絶縁層１８１及び層間膜１８０に開口部を形成する。層間膜１８０及び絶縁層１８１は、接続領域（図示せず）、配線領域２０３、外部端子接続領域２０２、切り離し領域２０１等では広面積にエッチングする必要がある。しかし、画素領域２０６においては開口面積が、接続領域等の開口面積と比較して非常に小さく、微細なものとなる。従って、画素領域の開口部形成用のフォトリソグラフィー工程と、接続領域の開口部形成用のフォトリソグラフィー工程とを設けることにより、エッチング条件のマージンをより広げることができる。その結果、歩留まりを向上させることができる。またエッチング条件のマージンが広がることにより、画素領域に形成されるコンタクトホールを高精度に形成することができる。
【０１２８】
具体的には、接続領域、配線領域２０３、外部端子接続領域２０２、切り離し領域２０１、周辺駆動回路領域２０４の一部に設けられた層間膜１８０及び絶縁層１８１に広面積な開口部を形成する。そのため、画素領域２０６、接続領域の一部、及び周辺駆動回路領域２０４の一部の層間膜１８０及び絶縁層１８１を覆うようにマスクを形成する。エッチングは並行平板ＲＩＥ装置やＩＣＰエッチング装置を用いることができる。なおエッチング時間は、配線層や第１の層間絶縁層がオーバーエッチングされる程度とするとよい。このようにオーバーエッチングされる程度とすると、基板内の膜厚バラツキと、エッチングレートのバラツキを低減することができる。このようにして外部端子接続領域２０２には開口部１８３がそれぞれ形成される。
【０１２９】
その後、画素領域２０６の層間膜１８０及び絶縁層１８１に微細な開口部、つまりコンタクトホールを形成する（図５（Ｃ）参照。）。このとき、画素領域２０６、及び周辺駆動回路領域２０４、画素領域２０６を覆うようにマスクを形成する。マスクは、画素領域２０６の開口部形成用のマスクであり、所定な箇所に微細な開口部が設けられている。このようなマスクとしては、例えばレジストマスクを用いることができる。
【０１３０】
そして、並行平板ＲＩＥ装置を用いて、層間膜１８０及び絶縁層１８１をエッチングする。なおエッチング時間は、配線層や第１の層間絶縁層がオーバーエッチングされる程度とするとよい。このようにオーバーエッチングされる程度とすると、基板内の膜厚バラツキと、エッチングレートのバラツキを低減することができる。
【０１３１】
またエッチング装置にＩＣＰ装置を用いてもよい。以上の工程で、画素領域２０６にソース電極層又はドレイン電極層１７２ａに達する開口部１８４を形成する。また、第１の電極層と接続するソース電極層又はドレイン電極層を、多くの薄膜が積層しており総膜厚が大きい領域に形成することもできる。本実施の形態の薄膜トランジスタにおいては、ソース電極層又はドレイン電極層を、ゲート電極層上に形成するとよい。この場合、開口部１８４を膜厚深く開口する必要がないため、開口工程が短縮でき、制御性も向上する。また、開口部に形成される電極層も、角度の大きい開口部を広く被覆する必要がないため、被覆性良く形成することができ、信頼性も向上する。
【０１３２】
本実施の形態では、配線領域２０３、外部端子接続領域２０２、切り離し領域２０１、周辺駆動回路領域２０４の一部を覆い、画素領域２０６に所定の開口部が設けられたマスクで、層間膜１８０及び絶縁層１８１をエッチングする場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、接続領域の開口部は広面積であるため、エッチングする量が多い。このような広面積な開口部は、複数回エッチングしてもよい。また、その他の開口部と比較して、深い開口部を形成する場合、同様に複数回エッチングしてもよい。そのため、配線領域２０３、外部端子接続領域２０２、切り離し領域２０１、周辺駆動回路領域２０４の一部の層間膜１８０及び絶縁層１８１のみ覆い、画素領域２０６には所定の開口部が設けられたマスクを用いて、層間膜１８０及び絶縁層１８１をエッチングしてもよい。
【０１３３】
また、本実施の形態では、層間膜１８０及び絶縁層１８１への開口部の形成を図５（Ｂ）、（Ｃ）で示すように複数回に分けて行うが、一回のエッチング工程によって形成しても良い。この場合、ＩＣＰ装置を用いて、ＩＣＰパワー７０００Ｗ、バイアスパワー１０００Ｗ、圧力０．８パスカル（Ｐａ）、エッチングガスとしてＣＦ４を２４０ｓｃｃｍ、Ｏ２を１６０ｓｃｃｍとしてエッチングする。バイアスパワーは１０００〜４０００Ｗが好ましい。一回のエッチング工程で開口部が形成できるので工程が簡略化する利点がある。
【０１３４】
次に、ソース電極層又はドレイン電極層１７２ａと接するように、第１の電極層３９６（画素電極層ともいう。）を形成する。
【０１３５】
本実施の形態では、表示素子として発光素子を用い、発光素子からの光を第２の電極層１８９側から取り出す構造のため、第１の電極層１８５が反射性を有する。第１の電極層３９６として、Ａｌ（アルミニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔｉ（チタン）、及びＣ（炭素）のうち少なくとも一種、又は複数種を含む材料で形成し、所望の形状にエッチングすることで第１の電極層３９６を形成する。本実施の形態では、層間膜１８０に窒化酸化珪素膜と窒化チタン膜との積層を用いており、窒化チタン膜は導電性を有しているので、第１の電極層３９６を所望の形状に加工する際に層間膜１８０も加工する。
【０１３６】
本発明においては、反射電極層である第１の電極層３９６に、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜を用いる。本実施の形態では、第１の電極層３９６に、Ａｌ（Ｍｏ）膜を用いる。第１の電極層３９６の膜厚は、２０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは３５ｎｍ〜１００ｎｍとすればよい。本実施の形態では、スパッタ法を用いて、膜厚３５ｎｍで形成する。モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜は、加熱処理を行っても結晶化しにくく、膜表面の平坦性が良好である。さらに可視光領域付近における光に対する反射性も高く、効率のよい光の反射を行うことができる。モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜は、有毒性もなく、人体や環境に対して安全であるという優れた利点もある（図６（Ａ）参照。）。
【０１３７】
モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜において、膜中のモリブデン、またはチタンの含有量が７．０ａｔｏｍｓ％より多い方が好ましい。また、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜において、膜中のモリブデン、またはチタンの含有量が２０ａｔｏｍｓ％以下であると、可視光領域の光に対して反射率が高いという利点がある。Ａｌ（Ｃ）膜においては、膜中の炭素の含有量は０．１ａｔｏｍｓ％以上１０ａｔｏｍｓ％以下、好ましくは１ａｔｏｍｓ％未満がよい。モリブデン及び炭素を有するアルミニウム合金を含む膜、チタン及び炭素を有するアルミニウム合金を含む膜においては、含まれる炭素の量は微量であっても効果があり、膜中の炭素の含有量は０．３ａｔｏｍｓ％以下、さらに０．１ａｔｏｍｓ％以下であってもよい。
【０１３８】
第１の電極層３９６上に、ＩＴＯ膜、ＩＴＳＯ膜などの透明導電膜を形成しても良い。ＩＴＳＯ膜は、インジウム錫酸化物に１〜１０［％］の酸化珪素（ＳｉＯ２）を混合したターゲットを用い、Ａｒガス流量を１２０ｓｃｃｍ、Ｏ２ガス流量を５ｓｃｃｍ、圧力を０．２５Ｐａ、電力３．２ｋＷとしてスパッタ法により膜厚１８５ｎｍで成膜すればよい。第１の電極層３９６は、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄し、研磨しても良い。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、第１の電極層３９６の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。
【０１３９】
第１の電極層３９６を形成後、加熱処理を行ってもよい。この加熱処理により、第１の電極層３９６中に含まれる水分は放出される。よって、第１の電極層３９６は脱ガスなどを生じないため、第１の電極層上に水分によって劣化しやすい発光材料を形成しても、発光材料は劣化せず、信頼性の高い表示装置を作製することができる。本実施の形態では、第１の電極層３９６にモリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜を用いているので、ベークを行っても結晶化しにくく、アモルファス状態のままである。従って、平坦性が高く、有機化合物を含む層が薄くとも第２の電極層とのショートが生じにくい。
【０１４０】
本実施の形態では、絶縁層１８６、絶縁層１８７ａ、絶縁層１８７ｂに感光性のポリイミドを用いる。また絶縁層１８６、絶縁層１８７ａ、絶縁層１８７ｂに絶縁層１８１と同材料を用い、同工程で形成すると、製造コストを削減することができる。また、塗布成膜装置やエッチング装置などの装置の共通化によるコストダウンが図れる。
【０１４１】
第１の電極層３９６の一部を覆う隔壁として機能する絶縁層１８６を形成する際に用いられる現像液などの薬液に対して、ニッケルを含むアルミニウム合金は耐性が低いが、本発明のモリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜は耐性が高いので、作製工程において表面の膜減りや荒れなどの不良が生じにくい。よって良好な表面状態を保てるので、積層される電界発光層１８８も安定して形成することができ、表示装置として信頼性も高くなる。
【０１４２】
絶縁層１８６は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシロキサン樹脂材料で形成することができる。アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形成してもよい。絶縁層１８６は曲率半径が連続的に変化する形状が好ましく、上に形成される電界発光層１８８、第２の電極層１８９の被覆性が向上する。
【０１４３】
段差を有するように加工された層間膜１８０及び絶縁層１８１の端部は、その急激な段差のため、その上に積層する第２の電極層１８９の被覆性が悪い。よって、開口部周辺の段差を絶縁層１８６によって覆い、段差をなだらかにすることで、積層する第２の電極層１８９の被覆性を向上させることができる。接続領域において、第２の電極層と同工程、同材料で形成される配線層はゲート電極層と同工程、同材料で形成される配線層と電気的に接続する。
【０１４４】
また、さらに信頼性を向上させるため、電界発光層１８８の形成前に真空加熱を行って脱気を行うことが好ましい。例えば、有機化合物材料の蒸着を行う前に、基板に含まれるガスを除去するために減圧雰囲気や不活性雰囲気で２００〜４００℃、好ましくは２５０〜３５０℃の加熱処理を行うことが望ましい。またそのまま大気に晒さずに電界発光層１８８を真空蒸着法や、減圧下の液滴吐出法で形成することが好ましい。この熱処理で、第１の電極層となる導電膜や絶縁層（隔壁）に含有、付着している水分を放出することができる。この加熱処理は、真空を破らず、真空のチャンパー内を基板が輸送できるのであれば、先の加熱工程と兼ねることもでき、先の加熱工程を絶縁層（隔壁）形成後に、一度行えばよい。ここでは、層間絶縁膜と絶縁層（隔壁）とを高耐熱性を有する物質で形成すれば信頼性向上のための加熱処理工程を十分行うことができる。
【０１４５】
第１の電極層３９６の上には電界発光層１８８が形成される。なお、図１では一画素しか図示していないが、本実施の形態ではＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した電界電極層を作り分けている。電界発光層１８８は、実施の形態１で示したように作製すればよく、第１の電極層３９６上に、有機化合物と無機化合物を混合することにより、それぞれ単独では得られない高いキャリア注入性、キャリア輸送性という機能が得られる層が設けられている。
【０１４６】
赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光を示す材料（低分子または高分子材料など）は、液滴吐出法により形成することもできる。
【０１４７】
次に、電界発光層１８８の上に導電膜からなる第２の電極層１８９が設けられる。第２の電極層１８９としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、化合物ＣａＦ２、または窒化カルシウム）を用いればよい。こうして第１の電極層１８５、電界発光層１８８及び第２の電極層１８９からなる発光素子１９０が形成される。
【０１４８】
図７に示した本実施の形態の表示装置において、発光素子１９０から発した光は、第２の電極層１８９側から、図７中の矢印の方向に透過して出射される。
【０１４９】
第２の電極層１８９を覆うようにしてパッシベーション膜を設けることは有効である。パッシベーション膜としては、窒化珪素、酸化珪素、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）または酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜（ＣＮ）を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層を用いることができる。また、シロキサン材料を用いてもよい。
【０１５０】
この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にＤＬＣ膜を用いることは有効である。ＤＬＣ膜は室温から１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性の低い電界発光層１８８の上方にも容易に成膜することができる。ＤＬＣ膜は、プラズマＣＶＤ法（代表的には、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法など）、燃焼炎法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、レーザ蒸着法などで形成することができる。成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス（例えばＣＨ４、Ｃ２Ｈ２、Ｃ６Ｈ６など）とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜する。また、ＣＮ膜は反応ガスとしてＣ２Ｈ４ガスとＮ２ガスとを用いて形成すればよい。ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、電界発光層１８８の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工程を行う間に電界発光層１８８が酸化するといった問題を防止できる。
【０１５１】
本実施の形態で作製した表示装置の画素領域の上面図を図１１に示す。図１１において、画素は、薄膜トランジスタ５１、薄膜トランジスタ５２、発光素子１９０、ゲート配線層５３、ソース及びドレイン配線層５４、電源線５５から構成されている。
【０１５２】
このように発光素子１９０が形成された基板１００と、封止基板１９５とをシール材１９２によって固着し、発光素子を封止する（図７参照。）。本発明の表示装置においては、シール材１９２と絶縁層１８６とを接しないように離して形成する。このようにシール材と、絶縁層１８６とを離して形成すると、絶縁層１８６に吸湿性の高い有機材料を用いた絶縁材料を用いても、水分が侵入しにくく、発光素子の劣化が防止でき、表示装置の信頼性が向上する。シール材１９２としては、代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。例えば、ビスフェノールＡ型液状樹脂、ビスフェノールＡ型固形樹脂、含ブロムエポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型樹脂、ビスフェノールＡＤ型樹脂、フェノール型樹脂、クレゾール型樹脂、ノボラック型樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、エピビス型エポキシ樹脂、グリシジルエステル樹脂、グリシジルアミン系樹脂、複素環式エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂を用いることができる。なお、シール材で囲まれた領域には充填材１９３を充填してもよく、窒素雰囲気下で封止することによって、窒素等を封入してもよい。本実施の形態は、下面出射型のため、充填材１９３は透光性を有する必要はないが、充填材１９３を透過して光を取り出す構造の場合は、透光性を有する必要がある。代表的には可視光硬化、紫外線硬化または熱硬化のエポキシ樹脂を用いればよい。以上の工程において、本実施の形態における、発光素子を用いた表示機能を有する表示装置が完成する。また充填材は、液状の状態で滴下し、表示装置内に充填することもできる。
【０１５３】
ディスペンサ方式を採用した滴下注入法を図２６を用いて説明する。図２６の滴下注入法は、制御装置４０、撮像手段４２、ヘッド４３、充填材３３、マーカー３５、マーカー４５は、バリア層３４、シール材３２、ＴＦＴ基板３０、対向基板２０からなる。シール材３２で閉ループを形成し、その中にヘッド４３より充填材３３を１回若しくは複数回滴下する。充填材材料の粘性が高い場合は、連続的に吐出され、繋がったまま被形成領域に付着する。一方、充填材材料の粘性が低い場合には、図２６のように間欠的に吐出され充填材が滴下される。そのとき、シール材３２と充填材３３とが反応することを防ぐため、バリア層３４を設けてもよい。続いて、真空中で基板を貼り合わせ、その後紫外線硬化を行って、充填材が充填された状態とする。この充填剤として、乾燥剤などの吸湿性を含む物質を用いると、さらなる吸水効果が得られ、素子の劣化を防ぐことができる。
【０１５４】
ＥＬ表示パネル内には素子の水分による劣化を防ぐため、乾燥剤を設置する。本実施の形態では、乾燥剤は、画素領域を取り囲むように封止基板に形成された凹部に設置され、薄型化を妨げない構成とする。また、ゲート配線層に対応する領域にも乾燥剤を形成し、吸水面積を広く取っているので、吸水効果が高い。また、直接発光しないゲート配線層上に乾燥剤を形成しているので、光取り出し効率を低下させることもない。
【０１５５】
なお、本実施の形態では、ガラス基板で発光素子を封止した場合を示すが、封止の処理とは、発光素子を水分から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する方法、熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂で封入する方法、金属酸化物や窒化物等のバリア能力が高い薄膜により封止する方法のいずれかを用いる。カバー材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることができるが、カバー材側に光を放射させる場合は透光性でなければならない。また、カバー材と上記発光素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール材を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効である。この吸湿材は、シール材の上に接して設けても良いし、発光素子よりの光を妨げないような、隔壁の上や周辺部に設けても良い。さらに、カバー材と発光素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。
【０１５６】
図１２に、本実施の形態で作製する図１の表示装置において、ソース電極層又はドレイン電極層と第１の電極層が直接接して電気的な接続を行うのではなく、配線層を介して接続する例を示す。図１２の表示装置において、発光素子を駆動する薄膜トランジスタのソース電極層又はドレイン電極層と、第１の電極層３９５とは配線層１９９を介して電気的に接続している。また、図１２では、配線層１９９の上に第１の電極層３９５が一部積層するように接続しているが、先に第１の電極層３９５を形成し、その第１の電極層３９５上に接するように配線層１９９を形成する構成でもよい。
【０１５７】
本実施の形態では、外部端子接続領域２０２において、端子電極層１７８に異方性導電層１９６によってＦＰＣ１９４を接続し、外部と電気的に接続する構造とする。また表示装置の上面図である図７（Ａ）で示すように、本実施の形態において作製される表示装置は信号線駆動回路を有する周辺駆動回路領域２０４、周辺駆動回路領域２０９のほかに、走査線駆動回路を有する周辺駆動回路領域２０７、周辺駆動回路領域２０８が設けられている。
【０１５８】
本実施の形態では、上記のような回路で形成するが、本発明はこれに限定されず、周辺駆動回路としてＩＣチップを前述したＣＯＧ方式やＴＡＢ方式によって実装したものでもよい。また、ゲート線駆動回路、ソース線駆動回路は複数であっても単数であっても良い。
【０１５９】
また、本発明の表示装置において、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、表示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。
【０１６０】
さらに、ビデオ信号がデジタルの表示装置において、画素に入力されるビデオ信号が定電圧（ＣＶ）のものと、定電流（ＣＣ）のものとがある。ビデオ信号が定電圧のもの（ＣＶ）には、発光素子に印加される電圧が一定のもの（ＣＶＣＶ）と、発光素子に印加される電流が一定のもの（ＣＶＣＣ）とがある。また、ビデオ信号が定電流のもの（ＣＣ）には、発光素子に印加される電圧が一定のもの（ＣＣＣＶ）と、発光素子に印加される電流が一定のもの（ＣＣＣＣ）とがある。
【０１６１】
本発明を用いると、信頼性の高い表示装置を作製することができる。よって、高精細、高画質な表示装置を歩留まり良く製造することができる。
【０１６２】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態を、図８乃至図１０を用いて説明する。本実施の形態は、実施の形態１で作製した表示装置において、第２の層間絶縁層を形成しない例を示す。よって、同一部分又は同様な機能を有する部分の繰り返しの説明は省略する。
【０１６３】
実施の形態１で示したように、基板１００上にｐチャネル型薄膜トランジスタ１７３、ｎチャネル型薄膜トランジスタ１７４、ｎチャネル型薄膜トランジスタ１７５、ｐチャネル型薄膜トランジスタ１７６を形成し、絶縁膜１６８を形成する。各薄膜トランジスタには半導体層のソース領域又はドレイン領域に接続するソース電極層又はドレイン電極層が形成されている。画素領域２０６に設けられたｐチャネル型薄膜トランジスタ１７６におけるソース電極層又はドレイン電極層１７２ｂに接して第１の電極層３９５を形成する（図８（Ａ）参照。）。
【０１６４】
第１の電極層３９５は画素電極として機能し、実施の形態２における第１の電極層３９６と同様な材料と工程で形成すればよい。本実施の形態でも実施の形態１と同様に第２の電極層中を光を通過させて取り出すために、反射電極としてＡｌ（Ｍｏ）膜をｓ第１の電極層３９５に用いて所望の形状に加工し形成する。
【０１６５】
第１の電極層３９５の端部及び薄膜トランジスタを覆うように絶縁層１８６を形成する（図８（Ｂ）参照。）。絶縁層１８６には本実施の形態ではアクリルを用いる。第１の電極層上に電界発光層１８８を形成し、第２の電極層１８９を積層することによって発光素子１９０を形成する。外部端子接続領域２０２においては端子電極層１７８を異方性導電層１９６を介してＦＰＣ１９４が接着される。基板１００はシール材１９２によって封止基板１９５と張り合わされ、表示装置内には充填材１９３が充填されている（図９参照。）。本発明の表示装置においては、シール材１９２と絶縁層１８６とを接しないように離して形成する。このようにシール材と、絶縁層１８６とを離して形成すると、絶縁層１８６に吸湿性の高い有機材料を用いた絶縁材料を用いても、水分が侵入しにくく、発光素子の劣化が防止でき、表示装置の信頼性が向上する。
【０１６６】
また図１０における表示装置は、第１の電極層３９５を、ｐチャネル型薄膜トランジスタ１７６と接続するソース電極層又はドレイン電極層１７２ｂの形成前に、絶縁膜１６８上に選択的に形成するものである。この場合、本実施の形態とはソース電極層又はドレイン電極層１７２ｂと、第１の電極層３９５の接続構造が、第１の電極層３９５の上にソース電極層又はドレイン電極層１７２ｂが積層する構造となる。第１の電極層３９５をソース電極層又はドレイン電極層１７２ｂより先に形成すると、平坦な形成領域に形成できるので、被覆性がよく、ＣＭＰなどの研磨処理も十分に行えるので平坦性よく形成できる利点がある。
【０１６７】
本発明を用いると、信頼性の高い表示装置を作製することができる。よって、高精細、高画質な表示装置を歩留まり良く製造することができる。
【０１６８】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態を、図１３を用いて説明する。本実施の形態は、実施の形態１で作製した表示装置において、薄膜トランジスタのゲート電極層の構造が異なる例を示す。よって、同一部分又は同様な機能を有する部分の繰り返しの説明は省略する。
【０１６９】
図１３（Ａ）乃至（Ｃ）は、作製工程にある表示装置であり、実施の形態１で示した図４（Ｂ）の表示装置と対応している。
【０１７０】
図１３（Ａ）において、周辺駆動回路領域２１４に薄膜トランジスタ２７３及び薄膜トランジスタ２７４が、画素領域２１６に薄膜トランジスタ２７５及び薄膜トランジスタ２７６が設けられている。図１３（Ａ）における薄膜トランジスタのゲート電極層は２層の導電膜の積層で構成され、上層のゲート電極層が下層のゲート電極層より幅が細く加工されている。下層のゲート電極層はテーパー形状を有しているが、上層のゲート電極層はテーパー形状を有していない。このように、ゲート電極層はテーパー形状を有していても良いし、側面の角度が垂直に近いテーパー形状を有さない形状でもよい。
【０１７１】
図１３（Ｂ）において、周辺駆動回路領域２１４に薄膜トランジスタ３７３及び薄膜トランジスタ３７４が、画素領域２１６に薄膜トランジスタ３７５及び薄膜トランジスタ３７６が設けられている。図１３（Ｂ）における薄膜トランジスタのゲート電極層も２層の導電膜の積層で構成されているが、上層のゲート電極層と下層のゲート電極層は連続的なテーパー形状を有している。
【０１７２】
図１３（Ｃ）において、周辺駆動回路領域２１４に薄膜トランジスタ４７３及び薄膜トランジスタ４７４が、画素領域２１６に薄膜トランジスタ４７５及び薄膜トランジスタ４７６が設けられている。図１３（Ｃ）における薄膜トランジスタのゲート電極層は、単層構造でありテーパー形状を有している。このようにゲート電極層は単層構造でもよい。
【０１７３】
図１３（Ｃ）における表示装置は、ゲート絶縁層がゲート絶縁層４７７とゲート絶縁層上に選択的に設けられたゲート絶縁層４７８とで構成されている。このように、ゲート絶縁層４７８は、ゲート電極層の下に選択的に設けられても良く、その端部はテーパー形状を有していてもよい。図１３（Ｃ）においては、ゲート絶縁層４７８の端部とその上に形成されるゲート電極層の端部は両方テーパー形状を有しており、連続的に形成されているが、段差を有するように不連続に形成されても良い。本実施の形態では、ゲート絶縁層４７７を酸化窒化珪素膜を用い、ゲート絶縁層４７８に窒化珪素膜を用いる。
【０１７４】
以上のように、ゲート電極層はその構成と形状によって様々な構造をとりうる。よって作製される表示装置も様々な構造を示す。半導体層中の不純物領域は、ゲート電極層をマスクとして自己整合的に形成される場合、ゲート電極層の構造によってその不純物領域の構造や濃度分布が変化する。以上のことも考慮して設計を行うと所望の機能を有する薄膜トランジスタを作製することができる。
【０１７５】
本実施の形態は、実施の形態１乃至３とそれぞれと組み合わせて用いることが可能である。
【０１７６】
（実施の形態５）
走査線側入力端子部と信号線側入力端子部とに保護ダイオードを設けた一態様について図１５を参照して説明する。図１５において画素２７０２にはＴＦＴ５０１、ＴＦＴ５０２、容量素子５０４、発光素子５０３が設けられている。このＴＦＴは実施の形態１と同様な構成を有している。
【０１７７】
信号線側入力端子部には、保護ダイオード５６１と保護ダイオード５６２が設けられている。この保護ダイオードは、ＴＦＴ５０１若しくはＴＦＴ５０２と同様な工程で作製され、ゲートとドレイン若しくはソースの一方とを接続することによりダイオードとして動作させている。図１５で示す上面図の等価回路図を図１４に示している。
【０１７８】
保護ダイオード５６１は、ゲート電極層、半導体層、配線層から成っている。保護ダイオード５６２も同様な構造である。この保護ダイオードと接続する共通電位線５５４、共通電位線５５５はゲート電極層と同じ層で形成している。従って、配線層と電気的に接続するには、絶縁層にコンタクトホールを形成する必要がある。
【０１７９】
絶縁層へのコンタクトホールは、マスク層を形成し、エッチング加工すれば良い。この場合、大気圧放電のエッチング加工を適用すれば、局所的な放電加工も可能であり、基板の全面にマスク層を形成する必要はない。
【０１８０】
信号配線層はＴＦＴ５０１におけるソース及びドレイン配線層５０５と同じ層で形成され、それに接続している信号配線層とソース又はドレイン側が接続する構造となっている。
【０１８１】
走査信号線側の入力端子部も同様な構成である。保護ダイオード５６３は、ゲート電極層、半導体層、配線層から成っている。保護ダイオード５６４も同様な構造である。この保護ダイオードと接続する共通電位線５５６、共通電位線５５７はソース電極層及びドレイン電極層と同じ層で形成している。入力段に設けられる保護ダイオードを同時に形成することができる。なお、保護ダイオードを挿入する位置は、本実施の形態のみに限定されず、駆動回路と画素との間に設けることもできる。
【０１８２】
（実施の形態６）
本発明によって形成される表示装置によって、テレビジョン装置を完成させることができる。図２７はテレビジョン装置（本実施の形態ではＥＬテレビジョン装置）の主要な構成を示すブロック図を示している。表示パネルには、図１６（Ａ）で示すような構成として画素部７０１のみが形成されて走査線側駆動回路７０３と信号線側駆動回路７０２とが、図１７（Ｂ）のようなＴＡＢ方式により実装される場合と、図１７（Ａ）のようなＣＯＧ方式により実装される場合と、図１６（Ｂ）に示すようにＴＦＴを形成し、画素部７０１と走査線側駆動回路７０３を基板上に一体形成し信号線側駆動回路７０２を別途ドライバＩＣとして実装する場合、また図１６（Ｃ）のように画素部７０１と信号線側駆動回路７０２と走査線側駆動回路７０３を基板上に一体形成する場合などがあるが、どのような形態としても良い。
【０１８３】
その他の外部回路の構成として、映像信号の入力側では、チューナ７０４で受信した信号のうち、映像信号を増幅する映像信号増幅回路７０５と、そこから出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路７０６と、その映像信号をドライバＩＣの入力仕様に変換するためのコントロール回路７０７などからなっている。コントロール回路７０７は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路７０８を設け、入力デジタル信号をｍ個に分割して供給する構成としても良い。
【０１８４】
チューナ７０４で受信した信号のうち、音声信号は、音声信号増幅回路７０９に送られ、その出力は音声信号処理回路７１０を経てスピーカ７１３に供給される。制御回路７１１は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部７１２から受け、チューナ７０４や音声信号処理回路７１０に信号を送出する。
【０１８５】
表示モジュールを、図２０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、筐体に組みこんで、テレビジョン装置を完成させることができる。ＦＰＣまで取り付けられた図１のような表示パネルのことを一般的にはＥＬ表示モジュールともいう。よって図１のようなＥＬ表示モジュールを用いると、ＥＬテレビジョン装置を完成することができる。表示モジュールにより主画面２００３が形成され、その他付属設備としてスピーカー部２００９、操作スイッチなどが備えられている。このように、本発明によりテレビジョン装置を完成させることができる。
【０１８６】
また、位相差板や偏光板を用いて、外部から入射する光の反射光を遮断するようにしてもよい。また上面放射型の表示装置ならば、隔壁となる絶縁層を着色しブラックマトリクスとして用いてもよい。この隔壁は液滴吐出法などによっても形成することができ、顔料系の黒色樹脂や、ポリイミドなどの樹脂材料に、カーボンブラック等を混合させてもよく、その積層でもよい。液滴吐出法によって、異なった材料を同領域に複数回吐出し、隔壁を形成してもよい。位相差板、位相差板としてはλ／４板とλ／２板とを用い、光を制御できるように設計すればよい。構成としては、ＴＦＴ素子基板側から純に、発光素子、封止基板（封止材）、位相差板、位相差板（λ／４板、λ／２板）、偏光板という構成になり、発光素子から放射された光は、これらを通過し偏光板側より外部に放射される。この位相差板や偏光板は光が放射される側に設置すればよく、両面放射される両面放射型の表示装置であれば両方に設置することもできる。また、偏光板の外側に反射防止膜を有していても良い。これにより、より高繊細で精密な画像を表示することができる。
【０１８７】
図２０（Ａ）に示すように、筐体２００１に表示素子を利用した表示用パネル２００２が組みこまれ、受信機２００５により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム２００４を介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、又は受信者間同士）の情報通信をすることもできる。テレビジョン装置の操作は、筐体に組みこまれたスイッチ又は別体のリモコン操作機２００６により行うことが可能であり、このリモコン装置にも出力する情報を表示する表示部２００７が設けられていても良い。
【０１８８】
また、テレビジョン装置にも、主画面２００３の他にサブ画面２００８を第２の表示用パネルで形成し、チャネルや音量などを表示する構成が付加されていても良い。この構成において、主画面２００３を視野角の優れたＥＬ表示用パネルで形成し、サブ画面を低消費電力で表示可能な液晶表示用パネルで形成しても良い。また、低消費電力化を優先させるためには、主画面２００３を液晶表示用パネルで形成し、サブ画面をＥＬ表示用パネルで形成し、サブ画面は点滅可能とする構成としても良い。もちろん、主画面及びサブ画面両方を、本発明を適用したＥＬ表示パネルで形成してもよい。本発明を用いると、このような大型基板を用いて、多くのＴＦＴや電子部品を用いても、信頼性の高い表示装置とすることができる。
【０１８９】
図２０（Ｂ）は例えば２０〜８０インチの大型の表示部を有するテレビジョン装置であり、筐体２０１０、操作部であるキーボード部２０１２、表示部２０１１、スピーカー部２０１３等を含む。本発明は、表示部２０１１の作製に適用される。図２０（Ｂ）の表示部は、わん曲可能な物質を用いているので、表示部がわん曲したテレビジョン装置となっている。このように表示部の形状を自由に設計することができるので、所望な形状のテレビジョン装置を作製することができる。
【０１９０】
本発明により、簡略な工程で表示装置を形成できるため、コストダウンも達成できる。よって本発明を用いたテレビジョン装置では、大画面の表示部を有しても低いコストで形成できる。よって高性能、高信頼性のテレビジョン装置を歩留まりよく作製することができる。
【０１９１】
勿論、本発明はテレビジョン装置に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など大面積の表示媒体としても様々な用途に適用することができる。
【０１９２】
（実施の形態７）
【０１９３】
本実施の形態を図２１を用いて説明する。本実施の形態は、実施の形態１乃至６で作製する表示装置を有するパネルを用いたモジュールの例を示す。
【０１９４】
図２１（Ａ）に示す情報端末のモジュールは、プリント配線基板９４６に、コントローラ９０１、中央処理装置（ＣＰＵ）９０２、メモリ９１１、電源回路９０３、音声処理回路９２９及び送受信回路９０４や、その他、抵抗、バッファ、容量素子等の素子が実装されている。また、パネル９００がフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）９０８を介してプリント配線基板９４６に接続されている。
【０１９５】
パネル９００には、発光素子が各画素に設けられた画素部９０５と、前記画素部９０５が有する画素を選択する第１の走査線駆動回路９０６ａ、第２の走査線駆動回路９０６ｂと、選択された画素にビデオ信号を供給する信号線駆動回路９０７とが設けられている。
【０１９６】
プリント配線基板９４６に備えられたインターフェース（Ｉ／Ｆ）９０９を介して、各種制御信号の入出力が行われる。また、アンテナとの間の信号の送受信を行なうためのアンテナ用ポート９１０が、プリント配線基板９４６に設けられている。
【０１９７】
なお、本実施の形態ではパネル９００にプリント配線基板９４６がＦＰＣ９０８を介して接続されているが、必ずしもこの構成に限定されない。ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式を用い、コントローラ９０１、音声処理回路９２９、メモリ９１１、ＣＰＵ９０２または電源回路９０３をパネル９００に直接実装させるようにしても良い。また、プリント配線基板９４６には、容量素子、バッファ等の各種素子が設けられ、電源電圧や信号にノイズがのったり、信号の立ち上がりが鈍ったりすることを防いでいる。
【０１９８】
図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）に示したモジュールのブロック図を示す。このモジュール９９９は、メモリ９１１としてＶＲＡＭ９３２、ＤＲＡＭ９２５、フラッシュメモリ９２６などが含まれている。ＶＲＡＭ９３２にはパネルに表示する画像のデータが、ＤＲＡＭ９２５には画像データまたは音声データが、フラッシュメモリには各種プログラムが記憶されている。
【０１９９】
電源回路９０３では、パネル９００、コントローラ９０１、ＣＰＵ９０２、音声処理回路９２９、メモリ９１１、送受信回路９３１に与える電源電圧が生成される。またパネルの仕様によっては、電源回路９０３に電流源が備えられている場合もある。
【０２００】
ＣＰＵ９０２は、制御信号生成回路９２０、デコーダ９２１、レジスタ９２２、演算回路９２３、ＲＡＭ９２４、ＣＰＵ用のインターフェース９３５などを有している。インターフェース９３５を介してＣＰＵ９０２に入力された各種信号は、一旦レジスタ９２２に保持された後、演算回路９２３、デコーダ９２１などに入力される。演算回路９２３では、入力された信号に基づき演算を行ない、各種命令を送る場所を指定する。一方デコーダ９２１に入力された信号はデコードされ、制御信号生成回路９２０に入力される。制御信号生成回路９２０は入力された信号に基づき、各種命令を含む信号を生成し、演算回路９２３において指定された場所、具体的にはメモリ９１１、送受信回路９３１、音声処理回路９２９、コントローラ９０１などに送る。
【０２０１】
メモリ９１１、送受信回路９３１、音声処理回路９２９、コントローラ９０１は、それぞれ受けた命令に従って動作する。以下その動作について簡単に説明する。
【０２０２】
入力手段９３０から入力された信号は、インターフェース９０９を介してプリント配線基板９４６に実装されたＣＰＵ９０２に送られる。制御信号生成回路９２０は、ポインティングデバイスやキーボードなどの入力手段９３０から送られてきた信号に従い、ＶＲＡＭ９３２に格納してある画像データを所定のフォーマットに変換し、コントローラ９０１に送付する。
【０２０３】
コントローラ９０１は、パネルの仕様に合わせてＣＰＵ９０２から送られてきた画像データを含む信号にデータ処理を施し、パネル９００に供給する。またコントローラ９０１は、電源回路９０３から入力された電源電圧やＣＰＵ９０２から入力された各種信号をもとに、Ｈｓｙｎｃ信号、Ｖｓｙｎｃ信号、クロック信号ＣＬＫ、交流電圧（ＡＣ  Ｃｏｎｔ）、切り替え信号Ｌ／Ｒを生成し、パネル９００に供給する。
【０２０４】
送受信回路９０４では、アンテナ９３３において電波として送受信される信号が処理されており、具体的にはアイソレータ、バンドパスフィルタ、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）、ＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）、カプラ、バランなどの高周波回路を含んでいる。送受信回路９０４において送受信される信号のうち音声情報を含む信号が、ＣＰＵ９０２からの命令に従って、音声処理回路９２９に送られる。
【０２０５】
ＣＰＵ９０２の命令に従って送られてきた音声情報を含む信号は、音声処理回路９２９において音声信号に復調され、スピーカー９２８に送られる。またマイク９２７から送られてきた音声信号は、音声処理回路９２９において変調され、ＣＰＵ９０２からの命令に従って、送受信回路９０４に送られる。
【０２０６】
コントローラ９０１、ＣＰＵ９０２、電源回路９０３、音声処理回路９２９、メモリ９１１を、本実施の形態のパッケージとして実装することができる。本実施の形態は、アイソレータ、バンドパスフィルタ、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）、ＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）、カプラ、バランなどの高周波回路以外であれば、どのような回路にも応用することができる。
【０２０７】
（実施の形態８）
本実施の形態を図２１及び図２２を用いて説明する。図２２は、この実施の形態１０で作製するモジュールを含む無線を用いた持ち運び可能な小型電話機（携帯電話）の一態様を示している。パネル９００はハウジング１００１に脱着自在に組み込んでモジュール９９９と容易に一体化できるようにしている。ハウジング１００１は組み入れる電子機器に合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
【０２０８】
パネル９００を固定したハウジング１００１はプリント配線基板９４６に嵌着されモジュールとして組み立てられる。プリント配線基板９４６には、コントローラ、ＣＰＵ、メモリ、電源回路、その他、抵抗、バッファ、容量素子等が実装されている。さらに、マイクロフォン９９４及びスピーカー９９５を含む音声処理回路、送受信回路などの信号処理回路９９３が備えられている。パネル９００はＦＰＣ９０８を介してプリント配線基板９４６に接続される。
【０２０９】
このようなモジュール９９９、入力手段９９８、バッテリ９９７は筐体９９６に収納される。パネル９００の画素部は筐体９９６に形成された開口窓から視認できように配置されている。
【０２１０】
図２２で示す筐体９９６は、電話機の外観形状を一例として示している。しかしながら、本実施の形態に係る電子機器は、その機能や用途に応じてさまざまな態様に変容し得る。以下に示す実施の形態で、その態様の一例を説明する。
【０２１１】
（実施の形態９）
本発明を適用して、様々な表示装置を作製することができる。即ち、それら表示装置を表示部に組み込んだ様々な電子機器に本発明を適用できる。
【０２１２】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、カーステレオ、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、携帯電話または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的には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。それらの例を図１９に示す。
【０２１３】
図１９（Ａ）は、コンピュータであり、本体２１０１、筐体２１０２、表示部２１０３、キーボード２１０４、外部接続ポート２１０５、ポインティングマウス２１０６等を含む。本発明を用いると、小型化し、画素が微細化しても、信頼性が高く、高画質な画像を表示するコンピュータを完成させることができる。
【０２１４】
図１９（Ｂ）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２２０１、筐体２２０２、表示部Ａ２２０３、表示部Ｂ２２０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２２０５、操作キー２２０６、スピーカー部２２０７等を含む。表示部Ａ２２０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２２０４は主として文字情報を表示する。本発明を用いると、小型化し、画素が微細化しても、信頼性が高く、高画質な画像を表示する画像再生装置を完成させることができる。
【０２１５】
図１９（Ｃ）は携帯電話であり、本体２３０１、音声出力部２３０２、音声入力部２３０３、表示部２３０４、操作スイッチ２３０５、アンテナ２３０６等を含む。本発明を用いると、小型化し、画素が微細化しても、信頼性が高く、高画質な画像を表示する携帯電話を完成することができる。
【０２１６】
図１９（Ｄ）はビデオカメラであり、本体２４０１、表示部２４０２、筐体２４０３、外部接続ポート２４０４、リモコン受信部２４０５、受像部２４０６、バッテリー２４０７、音声入力部２４０８、接眼部２４０９、操作キー２４１０等を含む。本発明を用いると、小型化し、画素が微細化しても、信頼性が高く、高画質な画像を表示できるビデオカメラを完成することができる。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【実施例１】
【０２１７】
本実施例では、本発明で電極層として用いるモリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜の特性を測定した結果を示す。
【０２１８】
モリブデンを有するアルミニウム合金を含む膜（Ａｌ（Ｍｏ））、チタンを有するアルミニウム合金を含む膜（Ａｌ（Ｔｉ））、炭素を有するアルミニウム合金を含む膜（Ａｌ（Ｃ））は、アルミニウムのターゲット上に、チップ状のモリブデン、チタン、または炭素をのせてスパッタ法により成膜した。なお成膜条件は、電力１．５〜２ｋＷ、圧力は０．４Ｐａ、アルゴンガス流量５０ｓｃｃｍであった。試料は、Ａｌ（Ｍｏ）膜中のモリブデンの含有量、Ａｌ（Ｔｉ）膜中のチタンの含有量、Ａｌ（Ｃ）膜中の炭素の含有量をそれぞれ変化させて、各試料の特性を調べた。
【０２１９】
まず、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜の反射率を測定した。試料は、Ａｌ（Ｍｏ）膜中のモリブデンの含有量を、１８．３ａｔｏｍｓ％、２２．２ａｔｏｍｓ％、３０．０ａｔｏｍｓ％、４５．３ａｔｏｍｓ％、５６．６ａｔｏｍｓ％とした膜を５種類、同様にＡｌ（Ｔｉ）膜中のチタンの含有量を、８．７ａｔｏｍｓ％、１０．３ａｔｏｍｓ％、１４．９ａｔｏｍｓ％、３０．６ａｔｏｍｓ％、３８．９ａｔｏｍｓ％とした膜を５種類、Ａｌ（Ｃ）膜中の炭素の含有量を、１ａｔｏｍｓ％未満を２種類、１．７ａｔｏｍｓ％、３．５ａｔｏｍｓ％とした膜を４種類と、純アルミニウム膜（図２３の凡例にはｐｕｒｅ−Ａｌと記す）である。なお、試料は成膜後、３００度で１時間加熱した。これは、実際の工程を想定し、反射電極を形成した後、加熱工程を行う場合があるからである。図２３（Ａ）にＡｌ（Ｍｏ）の試料の各波長に対する反射率、図２３（Ｂ）にＡｌ（Ｔｉ）の試料の各波長に対する反射率、図２３（Ｃ）にＡｌ（Ｃ）の試料の各波長に対する反射率を示す。
【０２２０】
図２３（Ａ）において図中のドットは、純アルミニウム膜は丸形、Ａｌ（Ｍｏ）膜中のモリブデンの含有量が１８．３ａｔｏｍｓ％の測定値は三角形、Ａｌ（Ｍｏ）膜中のモリブデンの含有量が２２．２ａｔｏｍｓ％の測定値は四角形、Ａｌ（Ｍｏ）膜中のモリブデンの含有量が３０．０ａｔｏｍｓ％の測定値は菱形、Ａｌ（Ｍｏ）膜中のモリブデンの含有量が４５．３ａｔｏｍｓ％の測定値はばつの印、Ａｌ（Ｍｏ）膜中のモリブデンの含有量が５６．６ａｔｏｍｓ％の測定値は十字の印となっている。同様に、図２３（Ｂ）において図中のドットは、純アルミニウム膜は丸形、Ａｌ（Ｔｉ）膜中のチタンの含有量が８．７ａｔｏｍｓ％の測定値は三角形、Ａｌ（Ｔｉ）膜中のチタンの含有量が１０．３ａｔｏｍｓ％の測定値は四角形、Ａｌ（Ｔｉ）膜中のチタンの含有量が１４．９ａｔｏｍｓ％の測定値は菱形、Ａｌ（Ｔｉ）膜中のチタンの含有量が３０．６ａｔｏｍｓ％の測定値はばつの印、Ａｌ（Ｔｉ）膜中のチタンの含有量が３８．９ａｔｏｍｓ％の測定値は十字の印となっている。図２３（Ｃ）において図中のドットは、純アルミニウム膜は丸形、Ａｌ（Ｃ）膜中の炭素の含有量が１ａｔｏｍｓ％未満の測定値は三角形と四角形、Ａｌ（Ｃ）膜中の炭素の含有量が１．７ａｔｏｍｓ％の測定値は菱形、Ａｌ（Ｃ）膜中の炭素の含有量が３．５ａｔｏｍｓ％の測定値はばつの印となっており、同じＡｌ（Ｃ）膜中の炭素の含有量が１ａｔｏｍｓ％未満であっても三角形のドットの膜の方が、四角形のドットの膜の方よりも、Ａｌ（Ｃ）膜中の含まれる炭素量が小さい。また、反射率を測定した試料の膜厚は２００ｎｍであった。
【０２２１】
図２３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように純アルミニウム膜においては、４５０ｎｍ付近より小さな波長では、反射率が低下しているが、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜の多くにおいては、３００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光領域付近の波長で反射率はほぼ一定であり反射率の低下は見られなかった。よって、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜では、反射率の波長依存がないので、可視光領域において一定の反射率を保てるため、反射電極として効率よく発光素子から放射される光を反射することができる。また、光を吸収しにくいので、熱も溜めにくく、熱による発光素子の劣化も防ぐことができるので、表示装置の信頼性が向上する。よって、屋外などの強い光の下で使用しても、性能が低下することなく十分に活用できる。また、モリブデン、チタン、炭素の膜中における含有量を大きくしていくと、反射率は低下していった。反射電極としての光の反射効率を考慮すると、Ａｌ（Ｍｏ）膜では、モリブデンの含有量が２２．２ａｔｏｍｓ％以下が好ましく、Ａｌ（Ｔｉ）膜では、チタンの含有量が１４．９ａｔｏｍｓ％以下が好ましく、Ａｌ（Ｃ）膜では、１．７ａｔｏｍｓ％以下が好ましい。
【０２２２】
次に、前述の各試料の膜表面の凹凸の最大高低差（Ｐｅａｋ−Ｖａｌｌｅｙ値（Ｐ―Ｖ値）：山谷値）を測定した。測定は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用い、測定範囲は２μｍ×２μｍで行った。図２４（Ａ）にＡｌ（Ｍｏ）膜のモリブデン含有量に対するＰ−Ｖ値の変化、図２４（Ｂ）にＡｌ（Ｔｉ）膜のチタン含有量に対するＰ−Ｖ値の変化を示す。なお、図２４（Ｂ）において丸印のドットは、チタン及び炭素を有するアルミニウム合金を含む膜であり、チタン及び炭素を有するアルミニウム合金を含む膜中のチタンの含有量は２．７ａｔｏｍｓ％、炭素の含有量は１ａｔｏｍｓ％以下となっている。また、図２４（Ａ）、（Ｂ）はＡｌ（Ｍｏ）膜、Ａｌ（Ｔｉ）膜の表面を測定した結果であるが、Ａｌ（Ｍｏ）膜、Ａｌ（Ｔｉ）膜それぞれの上に酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（ＩＴＳＯ）膜を積層し、それぞれの上層のＩＴＳＯ膜表面におけるＰ−Ｖ値を測定した結果を図２５（Ａ）（Ｂ）に示す。なおＰ−Ｖ値を測定した各試料の膜厚は、３５ｎｍであった。
【０２２３】
図２４（Ａ）に示す各試料のＰ−Ｖ値の測定値は、純アルミニウム膜は１７．５１ｎｍ、Ａｌ（Ｍｏ）膜中のモリブデンの含有量が１８．３ａｔｏｍｓ％の測定値は４．４２１ｎｍ、Ａｌ（Ｍｏ）膜中のモリブデンの含有量が２２．２ａｔｏｍｓ％の測定値は３．７１１ｎｍ、Ａｌ（Ｍｏ）膜中のモリブデンの含有量が３０．０ａｔｏｍｓ％の測定値は１．７３８ｎｍ、Ａｌ（Ｍｏ）膜中のモリブデンの含有量が４５．３ａｔｏｍｓ％の測定値は０．９３５８ｎｍ、Ａｌ（Ｍｏ）膜中のモリブデンの含有量が５６．６ａｔｏｍｓ％の測定値は０．８１５９ｎｍとなった。図２４（Ｂ）に示す各試料のＰ−Ｖ値の測定値は、純アルミニウム膜は１７．５１ｎｍ、Ａｌ（Ｔｉ）膜中のチタンの含有量が８．７ａｔｏｍｓ％の測定値は８．２３９ｎｍ、Ａｌ（Ｔｉ）膜中のチタンの含有量が１０．３ａｔｏｍｓ％の測定値は５．８８７ｎｍ、Ａｌ（Ｔｉ）膜中のチタンの含有量が１４．９ａｔｏｍｓ％の測定値は５．７５ｎｍ、Ａｌ（Ｔｉ）膜中のチタンの含有量が３０．６ａｔｏｍｓ％の測定値は１．９８１ｎｍ、Ａｌ（Ｔｉ）膜中のチタンの含有量が３８．９ａｔｏｍｓ％の測定値は２．４９３ｎｍ、チタン及び炭素を有するアルミニウム合金を含む膜の測定値は１．４６ｎｍとなった。
【０２２４】
図２５（Ａ）に示す各試料の上層のＩＴＳＯ膜表面のＰ−Ｖ値の測定値は、Ａｌ（Ｍｏ）膜中のモリブデンの含有量が１８．３ａｔｏｍｓ％の測定値は１．１４３ｎｍ、Ａｌ（Ｍｏ）膜中のモリブデンの含有量が２２．２ａｔｏｍｓ％の測定値は２．３２ｎｍ、Ａｌ（Ｍｏ）膜中のモリブデンの含有量が３０．０ａｔｏｍｓ％の測定値は２．１４４ｎｍ、Ａｌ（Ｍｏ）膜中のモリブデンの含有量が４５．３ａｔｏｍｓ％の測定値は２．１０９ｎｍ、Ａｌ（Ｍｏ）膜中のモリブデンの含有量が５６．６ａｔｏｍｓ％の測定値は１．６０３ｎｍとなった。図２５（Ｂ）に示す各試料の上層のＩＴＳＯ膜表面のＰ−Ｖ値の測定値は、Ａｌ（Ｔｉ）膜中のチタンの含有量が８．７ａｔｏｍｓ％の測定値は８．１３７ｎｍ、Ａｌ（Ｔｉ）膜中のチタンの含有量が１０．３ａｔｏｍｓ％の測定値は６．４０７ｎｍ、Ａｌ（Ｔｉ）膜中のチタンの含有量が１４．９ａｔｏｍｓ％の測定値は６．００５ｎｍ、Ａｌ（Ｔｉ）膜中のチタンの含有量が３０．６ａｔｏｍｓ％の測定値は５．１７８ｎｍ、Ａｌ（Ｔｉ）膜中のチタンの含有量が３８．９ａｔｏｍｓ％の測定値は２．６３５ｎｍとなった。
【０２２５】
純アルミニウム膜の表面のＰ−Ｖ値は、Ａｌ（Ｍｏ）膜、Ａ（Ｔｉ）膜、チタン及び炭素を有するアルミニウム合金を含む膜の表面のＰ−Ｖ値より倍以上大きく、純アルミニウム膜の表面は平坦性が悪い。一方、Ａｌ（Ｍｏ）膜、Ａ（Ｔｉ）膜、チタン及び炭素を有するアルミニウム合金を含む膜は、Ｐ−Ｖ値が低いことから、膜表面の平坦性がよいことがわかる。また、モリブデン、チタン、及び炭素のうち少なくとも一種、又は複数種を有するアルミニウム合金を含む膜中に含まれるモリブデン、またはチタンは含有量が大きくなるにつれ、Ｐ−Ｖ値がさらに低くなる傾向があった。また、チタン及び炭素を有するアルミニウム合金を含む膜のＰ−Ｖ値はＴｉの含有量が２．７ａｔｏｍｓ％であるのにＰ−Ｖ値が１．４６ｎｍと小さく、炭素を添加すると表面の平坦性が向上する効果があることが確認できた。
【０２２６】
また、純アルミニウム膜とＡｌ（Ｃ）膜（膜中の炭素の含有量１ａｔｏｍｓ％未満）を成膜し、３００度で焼成した膜の表面状態を調べるために、Ｘ線回折計（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ）により結晶性の測定を行った。（１１１）の回折ピークのピーク強度が、純アルミニウム膜では４３４１ＣＰＳであったのに対し、Ａｌ（Ｃ）膜では６８４ＣＰＳと約７分の１であった。このことから、純アルミニウム膜では結晶化が進み結晶性が高くなっているが、Ａｌ（Ｃ）膜においては結晶化が抑えられ、結晶性が低いことがわかる。よって、結晶性が低いため、Ａｌ（Ｃ）膜の表面の平坦性はよいと考えられる。
【０２２７】
以上の測定結果より、アルミニウムにモリブデン、チタン、炭素を少なくとも一種、又は複数種添加することで、高い反射率を有しながら膜表面の平坦性を向上できることが確認できた。このような膜を表示装置の反射電極に用いると発光素子の光の取り出し効率も良好で、電極表面の荒れに起因する不良も抑えられた信頼性の高い表示装置を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２２８】
【図１】本発明の表示装置を説明する図。
【図２】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図３】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図４】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図５】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図６】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図７】本発明の表示装置を説明する図。
【図８】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図９】本発明の表示装置を説明する図。
【図１０】本発明の表示装置を説明する図。
【図１１】本発明の表示装置を説明する上面図。
【図１２】本発明の表示装置を説明する図。
【図１３】本発明の表示装置を説明する図。
【図１４】図１５で説明する表示装置の等価回路図。
【図１５】本発明の表示装置を説明する上面図。
【図１６】本発明の表示装置の上面図。
【図１７】本発明の表示装置の上面図。
【図１８】本発明に適用できる発光素子の構成を説明する図。
【図１９】本発明が適用される電子機器を示す図。
【図２０】本発明が適用される電子機器を示す図。
【図２１】本発明が適用される電子機器を示す図。
【図２２】本発明が適用される電子機器を示す図。
【図２３】実施例１における試料の実験データを示す図。
【図２４】実施例１における試料の実験データを示す図。
【図２５】実施例１における試料の実験データを示す図。
【図２６】本発明に適用することのできる滴下注入法を説明する図。
【図２７】本発明が適用される電子機器の主要な構成を示すブロック図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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