(57)【要約】【課題】  発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減された発光装置を提供することを課題とする。【解決手段】  上記課題を解決する表示装置は、基板上に形成された第１の絶縁層と、その上に形成された第２の絶縁層と、さらにその上に形成された半導体層とを有している。また、第２の絶縁層及び半導体層を覆ってゲート絶縁層が形成され、ゲート絶縁層上にはゲート電極が形成され、ゲート絶縁層及びゲート電極を覆って第１の層間絶縁層が形成されている。そして、第１の層間絶縁層、ゲート絶縁層及び第２の絶縁層を貫通して開口部が形成され、第１の絶縁層及び前記開口部を覆って形成された第２の層間絶縁層を有し、開口部上に形成された発光素子を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に形成された第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上に形成された半導体層と、
前記第２の絶縁層及び前記半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート絶縁層及びゲート電極を覆って形成された第１の層間絶縁層と、
前記第１の層間絶縁層、前記ゲート絶縁層及び前記第２の絶縁層に形成された開口部と、
前記第１の絶縁層及び前記開口部を覆って形成された第２の層間絶縁層と、
前記開口部上に形成された発光素子を有し、
前記開口部は前記発光素子からの発光が発光装置外に射出する際の光路に対応して形成されることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２の層間絶縁層と前記発光素子との間に第３の絶縁層を有することを特徴とする発光装置。
【請求項３】
基板と、
前記基板上に形成された第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に形成された第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上に形成された半導体層と、
前記第２の絶縁層及び前記半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート絶縁層及びゲート電極を覆って形成された第３の絶縁層と、
前記第３の絶縁層を覆って形成された第１の層間絶縁層と、
前記第１の層間絶縁層、前記第３の絶縁層、前記ゲート絶縁層及び前記第２の絶縁層を貫通して形成された開口部と、
前記第１の絶縁層及び前記開口部を覆って形成された第２の層間絶縁層と、
前記開口部上に形成された発光素子を有し、
前記開口部は前記発光素子からの発光が発光装置外に射出する際の光路に対応して形成されることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記第２の層間絶縁層と前記発光素子との間に第４の絶縁層を有することを特徴とする発光装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第１の絶縁層は窒化珪素を主成分とする材料、
前記第２の絶縁層は酸化珪素を主成分とする材料で形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記第３の絶縁層は窒化珪素を主成分とする材料で形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項７】
請求項３乃至請求項６のいずれか一項において、
前記第４の絶縁層は窒化珪素を主成分とする材料で形成されてい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、アクティブマトリクス型の発光装置に関し、特に発光を取り出す部分の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロルミネッセンス素子（発光素子）からの発光を利用した発光装置は、高視野角、低消費電力の表示用装置として注目されている装置である。
【０００３】
主に表示用として利用されている発光装置の駆動方法には、アクティブマトリクス型と、パッシブマトリクス型とがある。アクティブマトリクス型の駆動方式の発光装置は、発光素子ごとに発光・非発光等を制御できる。そのため、アクティブマトリクス型の発光装置はパッシブマトリクス型の発光装置よりも低消費電力で駆動でき、携帯電話等の小型電化製品の表示部としてのみならず、大型のテレビ受像機等の表示部として実装するのにも適している。
【０００４】
また、アクティブマトリクス型の発光装置においては、発光素子ごとに、それぞれの発光素子の駆動を制御するための回路が設けられている。回路と発光素子とは、発光の外部への取り出しが当該回路によって妨げられないように、基板上に配置されている。また、発光素子と重畳する部分には透光性を有する絶縁層が積層して設けられており、発光は当該絶縁層中を通って外部に射出する。これらの絶縁層は、回路の構成要素であるトランジスタや容量素子等の回路素子、若しくは配線を形成するために設けられたものである。
【０００５】
ところで、積層された絶縁層中を発光が通るとき、それぞれの絶縁層の屈折率の違いに起因して、発光が多重干渉することがある。その結果、発光取り出し面を見る角度に依存して発光スペクトルが変わり、発光装置において表示した画像の視認性が悪くなるという問題が生じる。
【０００６】
また、各層の屈折率の違いに起因して生じる画像の視認性の低下は、パッシブマトリクス型の発光装置においても生じる。例えば特許文献１では、発光素子を構成する各層の屈折率の違いに起因して外光及び発光が界面で反射し、視認性が悪くなるといった問題を提起し、それを解決できるように素子構造を工夫した発光素子を提案している。
【特許文献１】特開平７−２１１４５８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減された発光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する発光装置は基板上に形成された第１の絶縁層と、その上に形成された第２の絶縁層と、さらにその上に形成された半導体層とを有している。また、第２の絶縁層及び半導体層を覆ってゲート絶縁層が形成され、ゲート絶縁層上にはゲート電極が形成され、ゲート絶縁層及びゲート電極を覆って第１の層間絶縁層が形成されている。そして、第１の層間絶縁層、ゲート絶縁層及び第２の絶縁層に開口部が形成され、第１の絶縁層及び前記開口部を覆って形成された第２の層間絶縁層を有し、開口部上に形成された発光素子を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の発光装置の構成を適用することで、発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減された発光装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。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。
【００１１】
（実施の形態１）
本発明の発光装置について図１を参照しながら説明する。基板５０上には第１の下地絶縁層５１ａ及び第２の下地絶縁層５１ｂが設けられている。第２の下地絶縁層５１ｂの上には、半導体層５２とゲート絶縁層５３とゲート電極５４とを有する薄膜トランジスタ７０が設けられている。また、薄膜トランジスタ７０は絶縁膜（水素化膜）５９と第１の層間絶縁層６０に覆われている。第1の層間絶縁層６０上には薄膜トランジスタ７０のソース電極とドレイン電極も兼ねる接続部（配線）６１ａと配線６１ｂが形成されている。そして、それら一部が絶縁膜（水素化膜）５９、第１の層間絶縁層６０及びゲート絶縁層５３を貫通するコンタクトホールを介して半導体層５２に電気的に接続している。また、接続部（配線）６１ａ、配線６１ｂと第１の層間絶縁層６０を覆って第２の層間絶縁層６３が形成されており、第２の層間絶縁層上には発光素子９３が形成されている。
【００１２】
ここで、基板５０はガラスや石英などの透光性を有するものを用いる。また、プラスチックなどの可撓性を有するものを基板５０として用いても良い。このほか、透光性を有し、薄膜トランジスタ７０や発光素子９３を支える為の支持体としての機能を有するものであれば基板５０として用いることができる。
【００１３】
第１の下地絶縁層５１ａ及び第２の下地絶縁層５１ｂは基板５０中のアルカリ金属やアルカリ土類金属など、半導体膜の特性に悪影響を及ぼすような不純物元素（イオン）が半導体層中に拡散するのを防ぐ為に設ける。これら不純物元素（イオン）のブロック効果が大きいのは窒化ケイ素を主成分とする膜であることがわかっている。一方、酸化ケイ素を主成分とする膜は窒化ケイ素を主成分とする膜よりもバンドギャップが広く、絶縁性に優れ、トラップ準位も少ないという長所がある。
【００１４】
そこで、本実施の形態では、第１の下地絶縁層５１ａ及びその上部に形成された第２の下地絶縁層５１ｂの２層でもって下地絶縁層とする。ここで第１の下地絶縁層５１ａは窒化ケイ素を主成分とする膜、第２の下地絶縁層５１ｂは酸化ケイ素を主成分とする膜であることが望ましいことは上述した通りである。なお本実施の形態は、第１の下地絶縁層５１ａは酸素を含む窒化ケイ素を５０ｎｍ、第２の下地絶縁層５１ｂは窒素を含む酸化ケイ素を１００ｎｍ形成する。これにより、高い不純物元素（イオン）のブロッキング効果と薄膜トランジスタの信頼性を同時に得ることができる構造となっている。
【００１５】
ゲート絶縁層５３はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用いてケイ素を含む絶縁層で形成する。膜厚は４０〜１５０ｎｍとすればよい。本実施の形態では、窒素を含む酸化ケイ素を１００ｎｍ成膜することでゲート絶縁層５３とする。
【００１６】
また、本実施の形態において、ゲート絶縁層５３は単層で形成されているが、２以上の複数層から形成されていてもかまわない。その際の積層材料については適宜選択すれば良いが、ゲート電極の材料によっては、酸化膜に接して形成することによって劣化してしまう材料（Ｍｏ等）もある。そのような材料でゲート電極を形成した場合は、ゲート電極に接する方のゲート絶縁層を窒化ケイ素を主成分とする膜にすることによってゲート電極を安定に動作させることができる。
【００１７】
薄膜トランジスタ７０の上部に形成されている絶縁膜（水素化膜）５９は窒化ケイ素などケイ素を含む絶縁材料により形成し、絶縁膜（水素化膜）５９は薄膜トランジスタ７０を悪影響を及ぼすような異物から守るパッシベーション膜として働く。また、窒化ケイ素を主成分とする材料によって絶縁膜（水素化膜）５９を形成後、加熱を行うことで半導体層５２のダングリングボンドを絶縁膜（水素化膜）５９に含まれる水素によって終端することができる。なお、絶縁膜（水素化膜）５９は必須の構成ではなく、設けなくてもかまわない。
【００１８】
発光素子９３は第１の電極６４と第２の電極６７との間に発光層６６を挟んでなっている。また、第１の電極６４と第２の電極６７はいずれか一方が陽極、他方が陰極として機能する。発光素子は他の発光素子と土手などと呼ばれる隔壁６５により分離されており、隔壁６５は第１の電極６４の端部を覆うように形成され、隔壁６５自身の発光素子側の端部は曲率を有し、当該曲率が連続的に変化するテーパー形状をしていることが望ましい。
【００１９】
また、隔壁６５は有機材料と無機材料どちらで形成されていても良く、感光性や非感光性のアクリル、ポリイミド、酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒素を含む酸化ケイ素などの材料を用いることができる。また、シロキサンを用いても良く、シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造で構成され、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、アリール基）を有する。シロキサンが有する置換基としては、フッ素を有していてもよく、水素を含む基とフッ素の両方を有していてもよい。
【００２０】
第１の電極６４はインジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透光性を有する導電物からなることが望ましい。なお、ＩＴＯ以外に、酸化ケイ素を含有するＩＴＯや、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛を含有したＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）もしくは酸化亜鉛そのもの、酸化亜鉛にガリウムを含有したＧＺＯ（Ｇａｌｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）等を用いても良い。
【００２１】
また、発光層６６は発光物質を含み、単層、または多層で構成される。なお、発光層６６は有機物もしくは無機物のいずれからなるものであっても良いし、または無機物と有機物の両方を含むものでも良い。
【００２２】
薄膜トランジスタ７０と発光素子９３は、第２の層間絶縁層６３上に形成された第１の電極６４が第２の層間絶縁層６３を貫通するコンタクトホールを介して接続部（配線）６１ａと電気的に接触することにより、接続している。
【００２３】
また、発光素子９３に対応した位置、すなわち発光素子９３からの発光が外部に射出する際の光路に対応して、発光素子９３と第１の下地絶縁層５１ａとの間に第２の下地絶縁層５１ｂ、ゲート絶縁層５３、絶縁膜（水素化膜）５９及び第１の層間絶縁層６０は形成されておらず、開口部７１が設けられている。すなわち、第１の層間絶縁層６０、絶縁膜（水素化膜）５９、ゲート絶縁層５３及び第２の下地絶縁層５１ｂを貫通して開口部７１が形成されている。
【００２４】
開口部７１の底面には第１の下地絶縁層５１ａが露出しており、また、開口部７１による段差は第２の層間絶縁層６３により満たされ、平坦化されている。言い換えると、開口部７１において第２の層間絶縁層６３と第１の下地絶縁層５１ａとは接触している。
【００２５】
また、開口部７１の側面は本実施の形態では第１の層間絶縁層６０、絶縁膜（水素化膜）５９、ゲート絶縁層５３及び第２の下地絶縁層５１ｂが露出しているが、開口部７１を形成する条件によってエッチング速度の違いから当該側面の形状は凹凸を有することもある。
【００２６】
第２の層間絶縁層６３は自己平坦性を有する材料（例えばアクリル、ポリイミド、シロキサンなどの塗布膜など）で形成することで第２の下地絶縁層５１ｂ、ゲート絶縁層５３及び絶縁膜（水素化膜）５９を除去した事により大きくなった下部の凹凸を緩和することができる。
【００２７】
ところで、発光素子９３からの発光は、発光装置内の様々な層を通過して発光装置外に射出される。ここで、光が通過する層の屈折率が異なると界面における反射や屈折の影響によって多重干渉が発生する。これにより定在波が起こると、発光装置の発光面を角度を変えて見た際に色調が変化してしまう、いわゆる視野角依存が発生してしまう。これは発光装置の表示の品質を著しく低下させる原因となっていた。
【００２８】
そこでこのように、開口部７１を発光素子９３の光が射出する光路に対応して形成することによって、発光素子９３で発光した光が発光装置外へ射出するまでに通過する膜の数が減る。これにより、発光素子９３からの発光の多重干渉により定在波が発生する確率を大きく減少させることが可能となる。これにより、見る角度によって発光スペクトルが変化してしまうことを低減することが可能となる。すなわち、視野角依存による色ズレを低減させることができる。
【００２９】
本発明では、下地絶縁層を、基板からの不純物のブロッキング効果が高い窒化ケイ素を主成分とする材料で形成した第１の下地絶縁層５１ａとバンドギャップが広く、絶縁性に優れ、トラップ準位も少ない酸化ケイ素を主成分とする材料で形成した第２の下地絶縁層５１ｂの２層で形成する。そして、酸化ケイ素を主成分とする材料で形成された第２の下地絶縁層５１ｂに接して薄膜トランジスタの活性層となる半導体層５２を形成する。且つ、発光素子９３が発光装置外に射出する光路上にあたる部分の第１の層間絶縁層６０、絶縁膜（水素化膜）５９、ゲート絶縁層５３及び第２の下地絶縁層５１ｂを除去し、開口部７１を形成する。開口部７１は発光素子９３が発光装置外に発光を射出する際の光路に対応して設ける。
【００３０】
これにより、発光素子９３からの発光が発光装置外部に射出する際の光路上に存在する膜の数や界面の数が減少するため、膜の界面での反射が減少し、多重干渉による定在波発生の確率を減少させることが可能となり、発光装置の視野角依存性が減少する。また、基板からの不純物のブロッキング効果が高い窒化ケイ素を主成分とする材料で形成した第１の下地絶縁層５１ａが開口部７１においても残存しているので、基板からの不純物の侵入を効果的にブロックし、薄膜トランジスタの特性を保つことができる。
【００３１】
従来の構成である図１４（Ａ）のような構成であると、第２の下地絶縁層５１ｂ、ゲート絶縁層５３、絶縁膜（水素化膜）５９及び第１の層間絶縁層６０が発光素子９３から発する光が射出する光路上にも設けられている。
【００３２】
このように、多くの層が発光素子９３からの発光が射出される光路上に存在すると、光が多く反射され定在波が発生してしまう確率が高くなり、発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が大きく現れてしまう可能性が高くなる。
【００３３】
このため、図１で示した形態においては、発光素子９３下部におけるこれらの膜を除去する構成となっている。また、開口部７１を形成した後、第２の層間絶縁層６３を自己平坦性を有する絶縁材料を用いて形成することで、開口部７１を設けたことにより発生する凹凸を緩和することができ、開口率の向上に寄与する。
【００３４】
（実施の形態２）
図２に本発明の他の実施の形態について示した。本実施の形態に示した構成は実施の形態１に記載の構造と同様の効果を発揮するものである。各々の構成の特徴について以下に述べる。なお、図１と同じものには符号を付さず、その説明を省略したものもある。図１及び実施の形態１の記載を参照されたい。
【００３５】
図２（Ａ）に示したように、第２の層間絶縁層６３上に第２の層間絶縁層６３とは異なる材料で形成された絶縁層８６を形成しても良い。絶縁層８６は発光素子の第１の電極６４をエッチングする際、第２の層間絶縁層６３までエッチングされてしまうことを防ぐ役割や、第２の層間絶縁層６３から発光素子９３に悪影響を及ぼす水などが侵入する事を防ぐ役割があり、窒化ケイ素膜などの材料からなる。もちろん、それらが気にならないのなら、絶縁層８６を設ける必要は無い。
【００３６】
図２（Ｂ）は第１の層間絶縁層６０が接続部（配線）６１ａや配線６１ｂのエッチングによって共にエッチングされてしまうような材料で形成した場合の対策を示す一例である。第１の層間絶縁層６０と接続部（配線）６１ａ、配線６１ｂとの間に第１の層間絶縁層とは異なる材料の絶縁層９５が形成されており絶縁層９５は窒化ケイ素などの材料で形成する。絶縁層９５は第１の層間絶縁層６０を形成した後、それを覆う用に基板全面に形成するが、接続部（配線）６１ａ及び配線６１ｂ等のエッチングの際、エッチングされて無くなる程度の膜厚に形成しておけば第１の層間絶縁層６０の膜減りを防ぎつつ、開口部７１上に絶縁層９５が残存することを防止することができる。なお、図２（Ｂ）は図２（Ａ）に示した絶縁層８６が形成されている図となっているが、もちろん絶縁層８６はなくてもかまわない。
【００３７】
図２（Ｃ）の絶縁層８７は図２（Ａ）における絶縁層８６を発光素子９３から発した光が発光装置外に射出する際の光路に当たる部分で除去した構成である。このようにすることで、エッチングストッパーとしての役割を残しつつ、光路上によけいな膜を増やさない構成とすることができる。この構成は図２（Ｂ）の絶縁層９５に適用することも可能である。すなわち、第１の層間絶縁層６０上に絶縁層９５を形成した後、第２の層間絶縁層６３を形成する前のいずれかの段階で発光素子９３から発した光が発光装置外に射出する際の光路に当たる部分における絶縁層９５を除去する。
【００３８】
本実施の形態のような構成を採ることによって、発光素子９３からの発光が発光装置外部に射出する際の光路上に存在する膜の数、すなわち界面の数が減少するため、膜の界面での反射が減少し、多重干渉による定在波発生の確率を減少させることが可能となり、発光装置の視野角依存性が減少する。また、基板からの不純物のブロッキング効果が高い窒化ケイ素を主成分とする材料で形成した第１の下地絶縁層５１ａが開口部においても残存しているので、基板からの不純物の侵入を効果的にブロックし、薄膜トランジスタの特性を保つことができる。
【００３９】
なお、これら図２における３つの形態は互いに組み合わせる事が可能であり、実施の形態１と組み合わせる事も可能である。
【００４０】
（実施の形態３）
図３に本発明の他の実施の形態について示した。本実施の形態に示した構成は実施の形態１に記載の構造と同様の効果を発揮するものである。各々の構成の特徴について以下に述べる。なお、図１と同じものには符号を付さず、その説明を省略したものもある。図１及び実施の形態１の記載を参照されたい。
【００４１】
図３は接続部（配線）６１ａと配線６１ｂ上に絶縁層８０、８２、８４を形成した場合の形態について説明する。これらの絶縁層は薄膜トランジスタの活性層を不純物から守る為のパッシベーション膜として用いられる。その為、パッシベーション能力の高い窒化ケイ素を主成分とする膜が好適に用いられるが、他の材料で形成されていても良い。
【００４２】
これら、絶縁層８０、８２、８４を形成した場合、その屈折率が開口部７１において隣接する層と類似の屈折率を有するのであれば、そのまま残存させても重大な影響は及ぼさないが、屈折率が大きく異なる材料で形成された場合には絶縁層８０、８２、８４を除去するなど対策を講じると良い。
【００４３】
図３（Ａ）は接続部（配線）６１ａ及び配線６１ｂ及び第１の層間絶縁層６０、開口部８１を覆って絶縁層８０が形成されている構成である。第１の下地絶縁層５１ａと絶縁層８０の屈折率が近いようであればこのような構成であってもかまわない。
【００４４】
図３（Ｂ）は接続部（配線）６１ａ及び配線６１ｂ及び第１の層間絶縁層６０を覆って絶縁層８２が形成されており、発光素子９３から発した光が発光装置外に射出する際の光路に当たる開口部８３の端部より外側で絶縁層８２が除去されている構成である。この構成であると、絶縁層８２を設けたことによる開口率の低下は起きない。
【００４５】
図３（Ｂ）は接続部（配線）６１ａ及び配線６１ｂ及び第１の層間絶縁層６０を覆って絶縁層８４が形成されており、開口部８５の内側において絶縁層８０が除去されている構成である。この構成であると、開口部８５の端部も絶縁層８４でカバーされているため、パッシベーションの効果は高い。
【００４６】
本実施の形態のような構成を採ることによって、発光素子９３からの発光が発光装置外部に射出する際の光路上に存在する膜の数（界面の数）が減少するため、膜の界面での反射が減少し、多重干渉による定在波発生の確率を減少させることが可能となり、発光装置の視野角依存性が減少する。また、基板からの不純物のブロッキング効果が高い窒化ケイ素を主成分とする材料で形成した第１の下地絶縁層５１ａが開口部においても残存しているので、基板からの不純物の侵入を効果的にブロックし、薄膜トランジスタの特性を保つことができる。
【００４７】
本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２と組み合わせて使用することが可能である。
【００４８】
（実施の形態４）
本実施の形態では本発明の他の実施の形態について図４、図５を参照しながら説明する。本実施の形態に示した構成は実施の形態１に記載の構造と同様の効果を発揮するものである。各々の構成の特徴について以下に述べる。なお、図１と同じものには符号を付さず、その説明を省略したものもある。図１及び実施の形態１の記載を参照されたい。
【００４９】
図４（Ａ）は開口部１００が絶縁膜（水素化膜）５９、ゲート絶縁層５３及び第２の下地絶縁層５１ｂを貫通して設けられており、第１の層間絶縁層９６は絶縁膜（水素化膜）５９及び開口部１００を覆って形成されている。第１の層間絶縁層９６、絶縁膜（水素化膜）５９及びゲート絶縁層５３に形成されたコンタクトホールを介して半導体層５２に電気的に接する接続部（配線）６１ａと配線６１ｂが形成されており、第１の層間絶縁層９６、接続部（配線）６１ａ及び配線６１ｂを覆って第２の層間絶縁層６３が形成されている。
【００５０】
第１の層間絶縁層９６を第２の層間絶縁層６３もしくは第１の下地絶縁層５１ａと屈折率が近い材料で形成すれば、このような構成であっても図１の構成と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
図４（Ｂ）はゲート絶縁層を１層目のゲート絶縁層９７、２層目のゲート絶縁層９８の２層で形成した構成である。１層目のゲート絶縁層９７と２層目のゲート絶縁層９８はケイ素を含むお互いに異なる材料で形成すればよいが、半導体層５２に接して形成される１層目のゲート絶縁層９７を酸化ケイ素を主成分とする材料で形成し、ゲート電極９９に接して形成される２層目のゲート絶縁層９８を窒化ケイ素を主成分とする材料で形成すると良い。このような材料の組み合わせにより２層のゲート絶縁層を形成し、絶縁膜（水素化膜）５９を窒化ケイ素を主成分とする膜により形成すると、ゲート電極９９が窒化ケイ素を主成分とする膜で周辺を囲まれており、酸化ケイ素を主成分とする膜に接していないため、ゲート電極９９がモリブデンなど酸化しやすい材料であっても安定に用いることが可能となる。また、半導体層５２に接している１層目のゲート絶縁層９７は酸化ケイ素を主成分とする材料で形成されている為、トラップ準位も少なく、作製された薄膜トランジスタは安定した動作を得ることができる。
【００５２】
また、図４（Ｂ）においてゲート電極９９の形状は断面形状が台形となっている例を示したが、ゲート電極の断面形状はこのような形でなくてもかまわない。
【００５３】
図５（Ａ）（Ｂ）は第１の電極と薄膜トランジスタを接続する構成が図４（Ａ）（Ｂ）とは異なっており、接続部（配線）６１ａと発光素子の第１の電極６４が直接接するのではなく、配線を介している構成である。図５（Ａ）は接続部（配線）６１ａに第２の層間絶縁層６３上に形成された配線２００がコンタクトホールを介して接続されており、その配線２００に発光素子９３の第１の電極２０１が接続されている。図５（Ｂ）は図５（Ａ）とほぼ同様の構成であるが、第２の層間絶縁層６３を形成した後、配線３０１を形成する前に発光素子の第１の電極３００を形成した場合の構成である。
【００５４】
なお、図５においてはゲート絶縁層５３、ゲート電極５４上には第１の層間絶縁層６０が形成され、絶縁膜（水素化膜）５９は形成されていない構成である。本発明は図５のように絶縁膜（水素化膜）５９が形成されていなくてもかまわない。これは他の実施の形態においても同様である。また、図５において絶縁膜（水素化膜）５９を設けてもかまわないことはもちろんである。
【００５５】
本実施の形態のような構成を採ることによって、発光素子９３からの発光が発光装置外部に射出する際の光路上に存在する膜の数（界面の数）が減少するため、膜の界面での反射が減少し、多重干渉による定在波発生の確率を減少させることが可能となり、発光装置の視野角依存性が減少する。また、基板からの不純物のブロッキング効果が高い窒化ケイ素を主成分とする材料で形成した第１の下地絶縁層５１ａが開口部においても残存しているので、基板からの不純物の侵入を効果的にブロックし、薄膜トランジスタの特性を保つことができる。
【００５６】
本実施の形態は実施の形態１乃至実施の形態３と組み合わせて使用することが可能である。
【００５７】
（実施の形態５）
本実施の形態では本発明の他の実施の形態について図６を参照しながら説明する。本実施の形態に示した構成は実施の形態１に記載の構造と同様の効果を発揮するものである。各々の構成の特徴について以下に述べる。なお、図１と同じものには符号を付さず、その説明を省略したものもある。図１及び実施の形態１の記載を参照されたい。
【００５８】
図６（Ａ）（Ｂ）に示した本実施の形態における構成では、接続部（配線）６１ａ、配線６１ｂと発光素子９３の第１の電極４１０を同じ層間絶縁層４０９上に形成した例でを示す。本実施の形態では、ゲート絶縁層５３とゲート電極５４を覆って層間絶縁層４０９が形成されており、層間絶縁層４０９上にコンタクトホールを介して半導体層５２に達する接続部（配線）６１ａ及び配線６１ｂが形成されている。
【００５９】
また、接続部（配線）６１ａと一部重なって発光素子９３の第１の電極４１０が形成されており、層間絶縁層４０９に接して発光素子９３が形成されている。発光素子９３は第1の電極４１０と第２の電極４１３との間に発光層４１２を挟んでなっている。発光素子は他の発光素子と土手などと呼ばれる隔壁４１１により分離されている。
【００６０】
層間絶縁層４０９は自己平坦性を有する絶縁材料により形成することが望ましく、下部に形成された薄膜トランジスタや開口部による凹凸を緩和し、発光装置の開口率を向上させることが可能になる。
【００６１】
図６（Ａ）と図６（Ｂ）は接続部（配線）６１ａと発光素子の第１の電極４１０の配置のみ異なっている。図６（Ａ）は接続部（配線）６１ａを形成してから第１の電極４１０を形成するため、接続部（配線）６１ａの上に第１の電極４１０が位置している。また、図６（Ｂ）では第１の電極４１０を形成してから接続部（配線）６１ａを形成する為、第１の電極４１０の上に接続部（配線）６１ａが位置している。
【００６２】
図６（Ｃ）は図６（Ａ）と同様の構成であり、絶縁膜（水素化膜）７２を形成する前に開口部７１を形成し、その後、絶縁膜（水素化膜）７２をゲート絶縁層５３、ゲート電極５４、開口部７１の上に形成した構成であるが、大きく異なるのは、絶縁膜（水素化膜）７２により開口部が覆われている点である。絶縁膜（水素化膜）７２の材料を層間絶縁層４０９もしくは第１の下地絶縁層５１ａと同じ材料、もしくは同様の屈折率を有する材料で形成すれば、絶縁膜（水素化膜）７２と層間絶縁層４０９もしくは第１の下地絶縁層５１ａとの界面で反射がほとんど起こらず、光学的に同じ１層としてみなせるため、図６（Ａ）と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
本実施の形態のような構成を採ることによって、発光素子９３からの発光が発光装置外部に射出する際の光路上に存在する膜の数（界面の数）が減少する。このため膜の界面での反射が減少し、多重干渉による定在波発生の確率を減少させることが可能となり、発光装置の視野角依存性が減少する。また、基板からの不純物のブロッキング効果が高い窒化ケイ素を主成分とする材料で形成した第１の下地絶縁層５１ａが開口部においても残存しているので、基板からの不純物の侵入を効果的にブロックし、薄膜トランジスタの特性を保つことができる。
【００６４】
なお、従来の構成である図１４（Ｂ）のような構成であると、第２の下地絶縁層５１ｂ、ゲート絶縁層５３、絶縁膜（水素化膜）５９及び層間絶縁層４０９が発光素子９３から発する光が射出する光路上にも設けられている。
【００６５】
このように、多くの層が発光素子９３からの発光が射出される光路上に存在すると、光が多く反射され定在波が発生してしまう確率が高くなり、発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が大きく現れてしまう可能性が高くなる。
【００６６】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態１に示した構成を有する本発明の発光装置を作製する方法について図７、図８を参照しながら説明する。
【００６７】
基板５０上に第１の下地絶縁層５１ａ、第２の下地絶縁層５１ｂを形成した後、さらに半導体層を第２の下地絶縁層５１ｂ上に形成する。（図７（Ａ））
【００６８】
基板５０の材料としては透光性を有するガラス、石英やプラスチック（ポリイミド、アクリル、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエーテルスルホンなど）等を用いることができる。これら基板は必要に応じてＣＭＰ等により研磨してから使用しても良い。本実施の形態においてはガラス基板を用いる。
【００６９】
第１の下地絶縁層５１ａ、第２の下地絶縁層５１ｂは基板５０中のアルカリ金属やアルカリ土類金属など、半導体膜の特性に悪影響を及ぼすような元素が半導体層中に拡散するのを防ぐ為に設ける。材料としては酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒素を含む酸化ケイ素、酸素を含む窒化ケイ素などを用いることができる。
【００７０】
第１の下地絶縁層５１ａ、第２の下地絶縁層５１ｂは先に述べたように基板５０中のアルカリ金属やアルカリ土類金属など、半導体膜の特性に悪影響を及ぼすような不純物元素（イオン）が半導体層中に拡散するのを防ぐ為に設けるが、これら不純物元素（イオン）のブロック効果が大きいのは窒化ケイ素を主成分とする膜であることがわかっている。しかし、窒化ケイ素を主成分とする膜は窒化ケイ素の含有量が多くなるにつれてトラップ準位が増加し、また内部応力が大きくなるので、その上に直接薄膜トランジスタの活性層を形成することは適さない。一方、酸化ケイ素を主成分とする膜は窒化ケイ素を主成分とする膜よりもバンドギャップが広く、絶縁性に優れ、トラップ準位も少ない長所があるが、窒化ケイ素を主成分とする膜と比較して吸湿性がある、不純物元素（イオン）のブロッキング効果が低いなどという短所も有している。
【００７１】
そこで、本実施の形態では、第１の下地絶縁層５１ａ及びその上部に形成された第２の下地絶縁層５１ｂの２層でもって下地絶縁層を形成する。なお、第１の下地絶縁層５１ａは酸素を含む窒化ケイ素を５０ｎｍ、第２の下地絶縁層５１ｂは窒素を含む酸化ケイ素を１００ｎｍ成膜することで形成し、高い不純物元素（イオン）のブロッキング効果と薄膜トランジスタの信頼性を同時に得ることができる構造とする。
【００７２】
続いて形成される半導体層は本実施の形態では非晶質ケイ素膜をレーザ結晶化して得る。第２の下地絶縁層５１ｂ上に非晶質ケイ素膜を２５〜１００ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の膜厚で形成する。作製方法としては公知の方法、例えばスパッタ法、減圧ＣＶＤ法またはプラズマＣＶＤ法などが使用できる。その後、５００℃で１時間の加熱処理を行い水素出しをする。
【００７３】
続いてレーザ照射装置を用いて非晶質ケイ素膜を結晶化して結晶質ケイ素膜を形成する。本実施の形態のレーザ結晶化ではエキシマレーザを使用し、発振されたレーザビームを光学系を用いて線状のビームスポットに加工し非晶質ケイ素膜に照射することで結晶質ケイ素膜とし、半導体層として用いる。
【００７４】
非晶質ケイ素膜の他の結晶化の方法としては、他に、熱処理のみにより結晶化を行う方法や結晶化を促進する触媒元素を用い加熱処理を行う事によって行う方法もある。結晶化を促進する元素としてはニッケル、鉄、パラジウム、錫、鉛、コバルト、白金、銅、金などが挙げられ、このような元素を用いることによって熱処理のみで結晶化を行った場合に比べ、低温、短時間で結晶化が行われるため、ガラス基板などへのダメージが少ない。熱処理のみにより結晶化をする場合は、基板５０を熱に強い石英基板などにしなければいけない。
【００７５】
続いて、必要に応じて半導体層にしきい値をコントロールする為に微量の不純物添加、いわゆるチャネルドーピングを行う。要求されるしきい値を得る為にＮ型もしくはＰ型を呈する不純物（リン、ボロンなど）をイオンドーピング法などにより添加する。
【００７６】
その後、図７（Ａ）に示すように半導体層を所定の形状にパターニングし、島状の半導体層５２を得る。パターニングは半導体層にフォトレジストを塗布し、所定のマスク形状を露光し、焼成して、半導体層上にレジストマスクを形成し、このマスクを用いてエッチングをすることにより行われる。
【００７７】
続いて半導体層５２を覆うようにゲート絶縁層５３を形成する。ゲート絶縁層５３はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用いて膜厚を４０〜１５０ｎｍとしてケイ素を含む絶縁層でゲート絶縁層５３を形成する。本実施の形態では酸化ケイ素を用いて形成する。
【００７８】
次いで、ゲート絶縁層５３上にゲート電極５４を形成する。ゲート電極５４はＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶ケイ素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。
【００７９】
また、本実施の形態ではゲート電極５４は単層で形成されているが、下層にタングステン、上層にモリブデンなどの２層以上の積層構造でもかまわない。積層構造としてゲート電極を形成する場合であっても前段で述べた材料を使用するとよい。また、その組み合わせも適宜選択すればよい。
【００８０】
ゲート電極５４の加工はフォトレジストを用いたマスクを利用し、エッチングをして行う。
【００８１】
続いて、ゲート電極５４をマスクとして半導体層５２に高濃度の不純物を添加する。これによって半導体層５２、ゲート絶縁層５３、及びゲート電極５４を含む薄膜トランジスタ７０が形成される。
【００８２】
なお、薄膜トランジスタの作製工程については特に限定されず、所望の構造のトランジスタを作製できるように適宜変更すればよい。
【００８３】
本実施の形態では、レーザ結晶化を使用して結晶化した結晶性質ケイ素膜を用いたトップゲートの薄膜トランジスタを画素部に用いたが、非晶質半導体膜を用いたボトムゲート型の薄膜トランジスタを画素部に用いることも可能である。非晶質半導体はケイ素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができ、シリコンゲルマニウムを用いる場合、非晶質半導体層中のゲルマニウムの濃度は０．０１〜４．５ａｔｏｍｉｃ％程度であることが好ましい。
【００８４】
また非晶質半導体中に０．５ｎｍ〜２０ｎｍの結晶を粒観察することができる微結晶半導体膜（セミアモルファス半導体）を用いてもよい。また０．５ｎｍ〜２０ｎｍの結晶を粒観察することができる微結晶はいわゆるマイクロクリスタル（μｃ）とも呼ばれている。
【００８５】
セミアモルファス半導体であるセミアモルファスシリコン（ＳＡＳとも表記する）は、珪化物気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪化物気体としては、ＳｉＨ4であり、その他にもＳｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＣｌ4、ＳｉＦ4などを用いることができる。この珪化物気体を水素、水素とヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオン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用いることでＳＡＳの形成を容易なものとすることができる。希釈率は１０倍〜１０００倍の範囲で珪化物気体を希釈することが好ましい。グロー放電分解による被膜の反応生成は０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲の圧力で行えば良い。グロー放電を形成するための電力は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの高周波電力を供給すれば良い。基板加熱温度は３００度以下が好ましく、１００〜２５０度の基板加熱温度が好適である。
【００８６】
このようにして形成されたＳＡＳ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おり、Ｘ線回折ではＳｉ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）の中和剤として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。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０20ｃｍ-1以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０19／ｃｍ3以下、好ましくは１×１０19／ｃｍ3以下とする。ＴＦＴにしたときのμ＝１〜１０ｃｍ2／Ｖｓｅｃとなる。
【００８７】
また、このＳＡＳをレーザでさらに結晶化して用いても良い。
【００８８】
続いて、ゲート電極５４、ゲート絶縁層５３を覆って絶縁膜（水素化膜）５９を窒化ケイ素により形成する。絶縁膜（水素化膜）５９を形成したら４８０℃で１時間程度加熱を行って、不純物元素の活性化及び半導体層５２の水素化を行う。
【００８９】
続いて、絶縁膜（水素化膜）５９を覆う第１の層間絶縁層６０を形成する。第１の層間絶縁層６０を形成する材料としては酸化ケイ素、アクリル、ポリイミドやシロキサン、Ｌｏｗ−ｋ材料等をもちいるとよい。本実施の形態では酸化ケイ素膜を第１の層間絶縁層６０として形成した。（図７（Ｂ））
【００９０】
次に、半導体層５２に至るコンタクトホールを開口すると同時に、第２の下地絶縁層５１ｂ、絶縁膜（水素化膜）５９、ゲート絶縁層５３及び第１の層間絶縁層６０に、開口部７１を形成する。コンタクトホール及び開口部７１はレジストマスクを用いて、コンタクトホールでは半導体層５２、開口部では第１の下地絶縁層５１ａが露出するまでエッチングを行うことで形成することができ、ウエットエッチング、ドライエッチングどちらでも形成することができる。この際、半導体層５２及び第１の下地絶縁層５１ａを形成する材料に対してエッチングレートが小さいエッチング条件を選ぶことが肝要である。なお、条件によって一回でエッチングを行ってしまっても良いし、複数回に分けてエッチングを行っても良い。また、複数回でエッチングする際は、ウエットエッチングとドライエッチングの両方を用いても良い。例えばフッ酸を用いた薬液（０．５％希フッ酸）でウエットエッチング等により形成すればよい。（図７（Ｃ））
【００９１】
そして、当該コンタクトホールや第１の層間絶縁層６０を覆う導電層を形成する。当該導電層を所望の形状に加工し、接続部（配線）６１ａ、配線６１ｂなどが形成される。この配線はアルミニウム、銅等の単層でも良いが、本実施の形態では基板側からモリブデン、アルミニウム、モリブデンの積層構造とする。積層配線としては基板側からチタン、アルミニウム、チタンやチタン、窒化チタン、アルミニウム、チタンといった構造でも良い。（図７（Ｄ））
【００９２】
その後、接続部（配線）６１ａ、配線６１ｂ、第１の層間絶縁層６０及び開口部７１を覆って第２の層間絶縁層６３を形成する。第２の層間絶縁層６３の材料としては自己平坦性を有するアクリル、ポリイミド、シロキサンなどの塗布膜が好適に利用できる。本実施の形態ではシロキサンを第２の層間絶縁層６３として用いる。（図７（Ｅ））
【００９３】
続いて第２の層間絶縁層６３上に窒化ケイ素などで絶縁層を形成してもよい。これは後の画素電極のエッチングにおいて、第２の層間絶縁層６３が必要以上にエッチングされてしまうのを防ぐ為に形成する。そのため、画素電極と第２の層間絶縁層のエッチングレートの比が大きい場合には特に設けなくとも良い。続いて、第２の層間絶縁層６３を貫通して接続部（配線）６１ａに至るコンタクトホールを形成する。
【００９４】
そして当該コンタクトホールと第２の層間絶縁層６３（もしくは絶縁層）を覆って、透光性を有する導電層を形成したのち、当該透光性を有する導電層を加工して第１の電極６４を形成する。ここで第１の電極６４は接続部（配線）６１ａと電気的に接触しており、また、開口部７１を覆うように形成されている。第１の電極６４の材料としてはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）や酸化ケイ素を含有するＩＴＯ（ＩＴＳＯ）、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛を含有したＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）もしくは酸化亜鉛そのもの、そして酸化亜鉛にガリウムを含有したＧＺＯ（Ｇａｌｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）等を用いるとよい。本実施の形態ではＩＴＳＯを第１の電極６４として用いた。（図８（Ａ））
【００９５】
次に第２の層間絶縁層６３（もしくは絶縁層）及び第１の電極６４を覆って有機材料もしくは無機材料からなる絶縁層を形成する。続いて当該絶縁層は第１の電極の一部が露出するように加工し、隔壁６５を形成する。隔壁６５の材料としては、感光性を有する有機材料（アクリル、ポリイミドなど）が好適に用いられるが、感光性を有さない有機材料や無機材料で形成してもかまわない。第1の電極の端部を覆う隔壁６５の端面は曲率を有し、当該曲率が連続的に変化するテーパー形状をしていることが望ましい。（図８（Ｂ））
【００９６】
次に、隔壁６５から露出した第１の電極６４を覆う発光層６６を形成する。発光層６６は蒸着法やインクジェット法、スピンコート法などいずれの方法を用いて形成してもかまわない。（図８（Ｃ））
【００９７】
続いて発光層６６を覆う第２の電極６７を形成する。これによって第１の電極６４と発光層６６と第２の電極６７とからなる発光素子９３を作製することができる。
【００９８】
このように、開口部７１を発光素子９３の光が射出する光路上に当たる部分に形成することによって、発光素子９３で発光した光が発光装置外へ射出するまでに通過する膜の数が減る。これにより、発光素子９３からの発光の多重干渉により定在波が発生する確率を大きく減少させることが可能となる。
【００９９】
本発明では、下地絶縁層を、基板からの不純物のブロッキング効果が高い窒化ケイ素を主成分とする材料で形成した第１の下地絶縁層５１ａとバンドギャップが広く、絶縁性に優れ、トラップ準位も少ない酸化ケイ素を主成分とする材料で形成した第２の下地絶縁層５１ｂの２層で形成する。そして、酸化ケイ素を主成分とする材料で形成された第２の下地絶縁層５１ｂに接して薄膜トランジスタの活性層となる半導体層５２を形成する。且つ、多重干渉による定在波の発生を防ぐ為に発光素子９３から発した光が発光装置外に射出する際の光路上に形成する開口部７１は、第1の層間絶縁層６０、絶縁膜（水素化膜）５９、ゲート絶縁層５３、及び第２の下地絶縁層５１ｂを除去し、基板からの不純物のブロッキング効果が高い窒化ケイ素を主成分とする材料で形成した第１の下地絶縁層５１ａは基板上に残して形成される。これにより、定在波の発生確率が減少し、視野角依存性が低減された発光装置においても基板からの不純物の侵入を効果的にブロックし、薄膜トランジスタの特性を保つことができる。
【０１００】
その後、プラズマＣＶＤ法により窒素を含む酸化ケイ素膜をパッシベーション膜として形成する。窒素を含む酸化ケイ素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化ケイ素膜、またはＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化ケイ素膜、あるいはＳｉＨ4、Ｎ2ＯをＡｒで希釈したガスから形成される酸化窒化ケイ素膜を形成すれば良い。
【０１０１】
また、パッシベーション膜としてＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化ケイ素膜を適用しても良い。もちろん、パッシベーション膜は単層構造に限定されるものではなく、他のケイ素を含む絶縁層を単層構造、もしくは積層構造として用いても良い。また、窒化炭素膜と窒化ケイ素膜の多層膜やスチレンポリマーの多層膜、窒化ケイ素膜やダイヤモンドライクカーボン膜を窒素を含む酸化ケイ素膜の代わりに形成してもよい。
【０１０２】
続いて発光素子を水などの劣化を促進する物質から保護するために、表示部の封止を行う。対向基板を封止に用いる場合は、絶縁性のシール材により、外部接続部が露出するように貼り合わせる。対向基板と素子基板との間の空間には乾燥した窒素などの不活性気体を充填しても良いし、シール材を画素部全面に塗布しそれにより対向基板を形成しても良い。シール材には紫外線硬化樹脂などを用いると好適である。シール材には乾燥剤やギャップを一定に保つための粒子を混入しておいても良い。続いて外部接続部にフレキシブル配線基板を貼り付けることによって、発光装置が完成する。
【０１０３】
なお、表示機能を有する本発明の発光装置には、アナログのビデオ信号、デジタルのビデオ信号のどちらを用いてもよい。デジタルのビデオ信号を用いる場合はそのビデオ信号の電圧を用いているものと、電流を用いているものとに分けられる。発光素子の発光時において、画素に入力されるビデオ信号は、定電圧のものと、定電流のものがあり、ビデオ信号が定電圧のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。またビデオ信号が定電流のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。この発光素子に印加される電圧が一定のものは定電圧駆動であり、発光素子に流れる電流が一定のものは定電流駆動である。定電流駆動は、発光素子の抵抗変化によらず、一定の電流が流れる。本発明の発光装置及びその駆動方法には、ビデオ信号の電圧を用いても、ビデオ信号の電流を用いてもどちらを用いてもよく、また定電圧駆動、定電流駆動のどちらを用いてもよい。
【０１０４】
本実施の形態のような方法で形成された発光装置は、発光素子９３からの発光が発光装置外部に射出する際の光路上に存在する膜の数（界面の数）が減少するため、膜の界面での反射が減少し、多重干渉による定在波発生の確率を減少させることが可能となり、発光装置の視野角依存性が減少する。また、基板からの不純物のブロッキング効果が高い窒化ケイ素を主成分とする材料で形成した第１の下地絶縁層５１ａが開口部においても残存しているので、基板からの不純物の侵入を効果的にブロックし、薄膜トランジスタの特性を保つことができる。
【０１０５】
なお、図１乃至図６に示した本発明の他の構成は本実施の形態で示した作製プロセスを適宜変更することで当業者であれば容易に得ることができる。
【０１０６】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一形態に相当する発光装置のパネルの外観について図１２を用いて説明する。図１２は基板４００１上に形成されたトランジスタおよび発光素子を対向基板４００６との間に形成したシール材によって封止したパネルの上面図であり、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）の断面図に相応する。
【０１０７】
基板４００１上に設けられた画素部４００２と信号線駆動回路４００３と走査線駆動回路４００４とを囲むようにして、シール材４００５が設けられている。また、画素部４００２と信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４の上に対向基板４００６が設けられている。よって画素部４００２と信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４とは基板４００１とシール材４００５と対向基板４００６とによって充填材４００７と共に密封されている。
【０１０８】
また、基板４００１上に設けられた画素部４００２と信号線駆動回路４００３と走査線駆動回路４００４とは薄膜トランジスタを複数有しており、図１２（Ｂ）では信号線駆動回路４００３に含まれる薄膜トランジスタ４００８と、画素部４００２に含まれる薄膜トランジスタ４０１０とを示す。
【０１０９】
また、４０１１は発光素子に相当し、薄膜トランジスタ４０１０と電気的に接続されている。さらに発光素子と基板４００１との間には開口部４００９が設けられ、発光素子から発した光が発光装置外に射出する際の光路上に屈折率の大きく異なる材料が形成されていない状態となっている。開口部４００９については実施の形態１乃至６を参照されたい。
【０１１０】
また、引き回し配線４０１４は画素部４００２と信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４とに、信号、または電源電圧を供給するための配線に相当する。引き回し配線４０１４は、引き回し配線４０１５ａ及び引き回し配線４０１５ｂを介して接続端子４０１６と接続されている。接続端子４０１６はフレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）４０１８が有する端子と異方性導電膜４０１９を介して電気的に接続されている。
【０１１１】
なお、充填材４００７としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ポリビニルクロライド、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリビニルブチラル、またはエチレンビニレンアセテートを用いる事ができる。
【０１１２】
なお、本発明の発光装置は発光素子を有する画素部が形成されたパネルと、該パネルにＩＣが実装されたモジュールとをその範疇に含む。
【０１１３】
本実施の形態のような構成のパネル、及びモジュールは、発光素子９３からの発光が発光装置外部に射出する際の光路上に存在する膜の数（界面の数）が減少するため、膜の界面での反射が減少し、多重干渉による定在波発生の確率を減少させることが可能となり、視野角依存性が良好である。また、基板からの不純物のブロッキング効果が高い窒化ケイ素を主成分とする材料で形成した第１の下地絶縁層５１ａが開口部においても残存しているので、基板からの不純物の侵入を効果的にブロックし、薄膜トランジスタの特性を保つことができる。
【０１１４】
（実施の形態８）
実施の形態７にその一例を示したようなモジュールを搭載した本発明の電子機器として、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（カーオーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的には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。それらの電子機器の具体例を図１３に示す。
【０１１５】
図１３（Ａ）は発光装置でありテレビ受像器やパーソナルコンピュータのモニターなどがこれに当たる。筐体２００１、表示部２００３、スピーカー部２００４等を含む。本発明の発光装置は表示部２００３の発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減され、また、表示の品質が向上する。画素部にはコントランスを高めるため、偏光板、又は円偏光板を備えるとよい。例えば、封止基板へ１／４λ板、１／２λ板、偏光板の順にフィルムを設けるとよい。さらに偏光板上に反射防止膜を設けてもよい。
【０１１６】
図１３（Ｂ）は携帯電話であり、本体２１０１、筐体２１０２、表示部２１０３、音声入力部２１０４、音声出力部２１０５、操作キー２１０６、アンテナ２１０８等を含む。本発明の携帯電話は表示部２１０３の発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減され、また、表示の品質が向上する。
【０１１７】
図１３（Ｃ）は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。本発明のコンピュータは表示部２２０３の発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減され、また、表示の品質が向上する。図１３（Ｃ）ではノート型のコンピュータを例示したが、ハードディスクと表示部が一体化したデスクトップ型のコンピュータなどにも適用することが可能である。
【０１１８】
図１３（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。本発明のモバイルコンピュータは表示部２３０２の発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減され、また、表示の品質が向上する。
【０１１９】
図１３（Ｅ）は携帯型のゲーム機であり、筐体２４０１、表示部２４０２、スピーカー部２４０３、操作キー２４０４、記録媒体挿入部２４０５等を含む。本発明の携帯型ゲーム機は表示部２４０２の発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減され、表示の品質が向上する。
【０１２０】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。
（実施の形態９）
【０１２１】
本実施の形態では発光層６６の構成について詳しく説明する。
【０１２２】
発光層は、有機化合物又は無機化合物を含む電荷注入輸送物質及び発光材料で形成し、その分子数から低分子有機化合物、中分子有機化合物（昇華性を有さず、且つ分子数が２０以下、又は連鎖する分子の長さが１０μｍ以下の有機化合物を指していう）、高分子有機化合物から選ばれた一種又は複数種の層を含み、電子注入輸送性又は正孔注入輸送性の無機化合物と組み合わせても良い。
【０１２３】
電荷注入輸送物質のうち、特に電子輸送性の高い物質としては、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（５−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）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また正孔輸送性の高い物質としては、例えば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）や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）や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）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合物が挙げられる。
【０１２４】
また、電荷注入輸送物質のうち、特に電子注入性の高い物質としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物が挙げられる。また、この他、Ａｌｑ3のような電子輸送性の高い物質とマグネシウム（Ｍｇ）のようなアルカリ土類金属との混合物であってもよい。
【０１２５】
電荷注入輸送物質のうち、正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）やバナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、マンガン酸化物（ＭｎＯｘ）等の金属酸化物が挙げられる。また、この他、フタロシアニン（略称：Ｈ2Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）等のフタロシアニン系の化合物が挙げられる。
【０１２６】
発光層は、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（着色層）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（着色層）を設けることで、従来必要であるとされていた円偏光板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ことができる。
【０１２７】
発光材料には様々な材料がある。低分子有機発光材料では、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ）、４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴＢ）、ペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−ビス［２−（１０−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチルジュロリン−９−イル）エニル］ベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）、９，９’−ビアントリル、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）や９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）等を用いることができる。また、この他の物質でもよい。
【０１２８】
一方、高分子有機発光材料は低分子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。高分子有機発光材料を用いた発光素子の構造は、低分子有機発光材料を用いたときと基本的には同じであり、その積層構造は基板側から陰極、有機発光層、陽極となる。しかし、高分子有機発光材料を用いた発光層を形成する際には、低分子有機発光材料を用いたときのような積層構造を形成させることは難しく、多くの場合、２層構造となる。具体的には、基板側から陰極、発光層、正孔輸送層、陽極という構造である。
【０１２９】
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の発光材料は、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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
また、発光層は単色又は白色の発光を呈する構成とすることができる。白色発光材料を用いる場合には、画素の光放射側に特定の波長の光を透過するフィルター（着色層）を設けた構成としてカラー表示を可能にすることができる。
【０１３２】
白色に発光する発光層を形成するには、例えば、Ａｌｑ3、部分的に赤色発光色素であるナイルレッドをドープしたＡｌｑ3、Ａｌｑ3、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＴＰＤ（芳香族ジアミン）を蒸着法により順次積層することで白色を得ることができる。また、スピンコートを用いた塗布法により発光素子を形成する場合には、塗布により成膜した後、真空加熱で焼成することが好ましい。例えば、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、その後、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、焼成すればよい。
【０１３３】
発光層は単層で形成することもでき、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。ここで示した白色発光が得られる発光素子の他にも、発光層の材料を適宜選択することによって、赤色発光、緑色発光、または青色発光が得られる発光素子を作製することができる。
【０１３４】
なお、正孔輸送性の高分子有機発光材料を、陽極と発光性の高分子有機発光材料の間に挟んで形成すると、陽極からの正孔注入性を向上させることができる。一般にアクセプター材料と正孔輸送性の高分子有機発光材料を共に水に溶解させたものをスピンコート法などで塗布することで成膜する。また、有機溶媒には不溶であるため、上述した発光性の有機発光材料との積層が可能である。正孔輸送性の高分子有機発光材料としては、ＰＥＤＯＴとアクセプター材料としてのショウノウスルホン酸（ＣＳＡ）の混合物、ポリアニリン［ＰＡＮＩ］とアクセプター材料としてのポリスチレンスルホン酸［ＰＳＳ］の混合物等が挙げられる。
【０１３５】
さらに、発光層は、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。
【０１３６】
三重項励起発光材料の一例としては、金属錯体をドーパントとして用いたものがあり、第三遷移系列元素である白金を中心金属とする金属錯体、イリジウムを中心金属とする金属錯体などが知られている。三重項励起発光材料としては、これらの化合物に限られることはなく、上記構造を有し、且つ中心金属に周期表の８〜１０属に属する元素を有する化合物を用いることも可能である。
【０１３７】
以上に掲げる発光層を形成する物質は一例であり、正孔注入輸送層、正孔輸送層、電子注入輸送層、電子輸送層、発光層、電子ブロック層、正孔ブロック層などの機能性の各層を適宜積層することで発光素子を形成することができる。また、これらの各層を合わせた混合層又は混合接合を形成しても良い。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。
【０１３８】
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発光装置の画素は、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モードや、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。
（実施の形態１０）
【０１３９】
本実施の形態では本発明を利用した発光装置の構成の１例を、図９を参照しながら説明する。なお、形が異なっていても同様の機能を示す部分には同じ符号を付し、その説明を省略する部分もある。本実施の形態では、ＬＤＤ構造を有する薄膜トランジスタ７０が接続部（配線）６１ａを介して発光素子９３に接続している。もちろん実施の形態１から実施の形態３に示したようなそれぞれの構成であっても適用することが可能である。
【０１４０】
図９（Ａ）は第１の電極６４が透光性を有する導電膜により形成されており、基板５０側に発光層６６より発せられた光が取り出される構造である。なお９４は対向基板であり、発光素子９３が形成された後、シール材などを用い、基板５０に固着される。対向基板９４と発光素子９３との間に透光性を有する樹脂８８等を充填し、封止することによって発光素子９３が水分により劣化することを防ぐ事ができる。また、樹脂８８が吸湿性を有していることが望ましい。さらに樹脂８８中に透光性の高い乾燥剤８９を分散させるとさらに水分の影響を抑えることが可能になるためさらに望ましい形態である。
【０１４１】
図９（Ｂ）は第１の電極６４と第２の電極９２両方が透光性を有する導電膜により形成されており、基板５０及び対向基板９４の両方に光を取り出すことが可能な構成となっている。また、この構成では基板５０と対向基板９４の外側に偏光板９０を設けることによって画面が透けてしまうことを防ぐことができ、視認性が向上する。偏光板９０の外側には保護フィルム９１を設けると良い。
【０１４２】
本発明では、本実施の形態のような構成の発光層６６を有する発光素子９３からの発光が発光装置外部に射出する際の光路上に存在する膜の数（界面の数）が減少するため、膜の界面での反射が減少し、多重干渉による定在波発生の確率を減少させることが可能となり、視野角依存性を減少させることができる。
（実施の形態１１）
【０１４３】
本実施の形態では、実施の形態７で示したパネル、モジュールが有する画素回路、保護回路及びそれらの動作について説明する。なお、図１〜図９に示してきた断面図は駆動用ＴＦＴ１４０３と発光素子１４０５の断面図となっている。
【０１４４】
図１０（Ａ）に示す画素は、列方向に信号線１４１０及び電源線１４１１、１４１２、行方向に走査線１４１４が配置される。また、スイッチング用ＴＦＴ１４０１、駆動用ＴＦＴ１４０３、電流制御用ＴＦＴ１４０４、容量素子１４０２及び発光素子１４０５を有する。
【０１４５】
図１０（Ｃ）に示す画素は、駆動用ＴＦＴ１４０３のゲート電極が、行方向に配置された電源線１４１２に接続される点が異なっており、それ以外は図１０（Ａ）に示す画素と同じ構成である。つまり、図１０（Ａ）（Ｃ）に示す両画素は、同じ等価回路図を示す。しかしながら、列方向に電源線１４１２が配置される場合（図１０（Ａ））と、行方向に電源線１４１２が配置される場合（図１０（Ｃ））とでは、各電源線は異なるレイヤーの導電膜で形成される。ここでは、駆動用ＴＦＴ１４０３のゲート電極が接続される配線に注目し、これらを作製するレイヤーが異なることを表すために、図１０（Ａ）（Ｃ）として分けて記載する。
【０１４６】
図１０（Ａ）（Ｃ）に示す画素の特徴として、画素内に駆動用ＴＦＴ１４０３、電流制御用ＴＦＴ１４０４が直列に接続されており、駆動用ＴＦＴ１４０３のチャネル長Ｌ（１４０３）、チャネル幅Ｗ（１４０３）、電流制御用ＴＦＴ１４０４のチャネル長Ｌ（１４０４）、チャネル幅Ｗ（１４０４）は、Ｌ（１４０３）／Ｗ（１４０３）：Ｌ（１４０４）／Ｗ（１４０４）＝５〜６０００：１を満たすように設定するとよい。
【０１４７】
なお、駆動用ＴＦＴ１４０３は、飽和領域で動作し発光素子１４０５に流れる電流値を制御する役目を有し、電流制御用ＴＦＴ１４０４は線形領域で動作し発光素子１４０５に対する電流の供給を制御する役目を有する。両ＴＦＴは同じ導電型を有していると作製工程上好ましく、本実施の形態ではｎチャネル型ＴＦＴとして形成する。また駆動用ＴＦＴ１４０３には、エンハンスメント型だけでなく、ディプリーション型のＴＦＴを用いてもよい。上記構成を有する本発明は、電流制御用ＴＦＴ１４０４が線形領域で動作するために、電流制御用ＴＦＴ１４０４のＶｇｓの僅かな変動は、発光素子１４０５の電流値に影響を及ぼさない。つまり、発光素子１４０５の電流値は、飽和領域で動作する駆動用ＴＦＴ１４０３により決定することができる。上記構成により、ＴＦＴの特性バラツキに起因した発光素子の輝度ムラを改善して、画質を向上させた発光装置を提供することができる。
【０１４８】
図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示す画素において、スイッチング用ＴＦＴ１４０１は、画素に対するビデオ信号の入力を制御するものであり、スイッチング用ＴＦＴ１４０１がオンとなると、画素内にビデオ信号が入力される。すると、容量素子１４０２にそのビデオ信号の電圧が保持される。なお図１０（Ａ）（Ｃ）には、容量素子１４０２を設けた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、ビデオ信号を保持する容量がゲート容量などでまかなうことが可能な場合には、容量素子１４０２を設けなくてもよい。
【０１４９】
図１０（Ｂ）に示す画素は、ＴＦＴ１４０６と走査線１４１４を追加している以外は、図１０（Ａ）に示す画素構成と同じである。同様に、図１０（Ｄ）に示す画素は、ＴＦＴ１４０６と走査線１４１４を追加している以外は、図１０（Ｃ）に示す画素構成と同じである。
【０１５０】
ＴＦＴ１４０６は、新たに配置された走査線１４１４によりオン又はオフが制御される。ＴＦＴ１４０６がオンとなると、容量素子１４０２に保持された電荷は放電し、電流制御用ＴＦＴ１４０４がオフとなる。つまり、ＴＦＴ１４０６の配置により、強制的に発光素子１４０５に電流が流れない状態を作ることができる。そのためＴＦＴ１４０６を消去用ＴＦＴと呼ぶことができる。従って、図１０（Ｂ）（Ｄ）の構成は、全ての画素に対する信号の書き込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開始することができるため、デューティ比を向上することが可能となる。
【０１５１】
図１０（Ｅ）に示す画素は、列方向に信号線１４１０、電源線１４１１、行方向に走査線１４１４が配置される。また、スイッチング用ＴＦＴ１４０１、駆動用ＴＦＴ１４０３、容量素子１４０２及び発光素子１４０５を有する。図１０（Ｆ）に示す画素は、ＴＦＴ１４０６と走査線１４１５を追加している以外は、図１０（Ｅ）に示す画素構成と同じである。なお、図１０（Ｆ）の構成も、ＴＦＴ１４０６の配置により、デューティ比を向上することが可能となる。
【０１５２】
以上のように、多様な画素回路を採用することができる。特に、非晶質半導体膜から薄膜トランジスタを形成する場合、駆動用ＴＦＴの半導体膜を大きくすると好ましい。そのため、上記画素回路において、発光層からの光が対向基板側から射出する上面発光型とすると好ましい。
【０１５３】
このようなアクティブマトリクス型の発光装置は、画素密度が増えた場合、各画素にＴＦＴが設けられているため低電圧駆動でき、有利であると考えられている。
【０１５４】
本実施の形態では、一画素に各ＴＦＴが設けられるアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、一列毎にＴＦＴが設けられるパッシブマトリクス型の発光装置を形成することもできる。パッシブマトリクス型の発光装置は、各画素にＴＦＴが設けられていないため、高開口率となる。発光が発光層の両側へ射出する発光装置の場合、パッシブマトリクス型の発光装置を用いると透過率が高まる。
【０１５５】
これらのような画素回路をさらに有する本発明の発光装置は、視野角依存性が良好であり、薄膜トランジスタの特性を保つことができる上、各々の特徴を有する発光装置とすることができる。
【０１５６】
続いて、図１０（Ｅ）に示す等価回路を用い、走査線及び信号線に保護回路としてダイオードを設ける場合について説明する。
【０１５７】
図１１には、画素部１５００にスイッチング用ＴＦＴ１４０１、駆動用ＴＦＴ１４０３、容量素子１４０２、発光素子１４０５が設けられている。信号線１４１０には、ダイオード１５６１と１５６２が設けられている。ダイオード１５６１と１５６２は、スイッチング用ＴＦＴ１４０１又は駆動用ＴＦＴ１４０３と同様に、上記実施の形態に基づき作製され、ゲート電極、半導体層、ソース電極及びドレイン電極等を有する。ダイオード１５６１と１５６２は、ゲート電極と、ドレイン電極又はソース電極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。
【０１５８】
ダイオードと接続する共通電位線１５５４、１５５５はゲート電極と同じレイヤーで形成している。従って、ダイオードのソース電極又はドレイン電極と接続するには、ゲート絶縁層にコンタクトホールを形成する必要がある。
【０１５９】
走査線１４１４に設けられるダイオードも同様な構成である。
【０１６０】
このように、本発明によれば、入力段に設けられる保護ダイオードのようなダイオードを同時に形成することができる。なお、保護ダイオードを形成する位置は、これに限定されず、駆動回路と画素との間に設けることもできる。
【０１６１】
このような保護回路を有する本発明の発光装置は、視野角依存性が良好であり、薄膜トランジスタの特性を保つことができる上、発光装置としての信頼性も高めることが可能となる。
【実施例１】
【０１６２】
本発明の構成を有する発光装置（図６（Ｃ）の構成）の見る角度におけるスペクトル形状の変化と、視野角依存性をシミュレーション及び測定した結果を図１５、図１６示す。なお、発光装置の発光面が理想的な完全拡散面であった場合、すなわち視野角依存性が全くない場合、スペクトルの形状は変化せず、その強度のみが減衰してゆく。また、視野角依存性のデータについては、そのグラフの形状が真円に近いほど視野角依存性が小さく、発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が小さいということができる。
【０１６３】
図１５（Ａ）には、実施例として図６（Ｃ）の構成を有する本発明の発光装置の見る角度におけるスペクトル形状の変化を示した。図１５（Ｂ）には比較例１として図１４（Ｂ）に示した従来の構成を有する発光装置の見る角度におけるスペクトル形状の変化が示してある。また、図１５（Ｃ）は発光装置の発光面が理想的な完全拡散面であった場合、すなわち視野角依存性が全くない場合の見る角度によるスペクトル形状の変化を表した図である。
【０１６４】
比較例１は見る角度によりスペクトルの形状は大きく変化してしまっており、比較例の構成の発光装置で同じように表示が行われていたとしても、見る角度によってその色が変わって見えてしまうことがわかる。
【０１６５】
一方、実施例は見る角度によってスペクトルの形状に大きな変化はなく、より理想的な状態に近いスペクトル形状となっているのがわかる。すなわち、本実施例の発光装置は見る角度によってその色が変わることはほとんどないと言うことができる。
【０１６６】
このように本発明の構成を有する発光装置は見る角度によるスペクトルの形状の変化が小さい発光装置であることがわかる。また、本発明の構成を有する発光装置は基板からの不純物をブロックする為にブロッキング効果の高い窒化ケイ素を主成分とする第１の下地絶縁層が開口部においても残存している為、基板からの半導体素子の汚染が少なく、薄膜トランジスタの信頼性も高い発光装置である。
【０１６７】
図１６は波長５４０ｎｍにおいての視野角依存性を表したものである。併記された細線はシミュレーションにより算出したグラフである。図１６においても、実施例である図１６（Ａ）は図６（Ｃ）の本発明の構成を有し、比較例である図１６（Ｂ）は図１４（Ｂ）の従来の構成を有している。
【０１６８】
先に述べたように、図１６における視野角依存性のデータは、そのグラフの形状が真円に近いほど視野角依存性が少なく、良好な表示を行うことが可能な発光装置であることを示している。なお、図１６中では、比較が可能であるようにそのような発光装置の発光面が理想的な完全拡散面であった場合、すなわち視野角依存性が全くない理想的な場合のデータを点線で示してある。
【０１６９】
図１６（Ａ）（Ｂ）を比較すると、明らかに実施例の方が視野角依存が少なく、より理想的な状態に近い良好な表示を行うことができる発光装置であることが示されている。
【０１７０】
このように本発明の構成を有する発光装置は視野角依存性が小さい発光装置であることがわかる。また、本発明の構成を有する発光装置は基板からの不純物をブロックする為にブロッキング効果の高い窒化ケイ素を主成分とする第１の下地絶縁層が開口部においても残存している為、基板からの半導体素子の汚染が少なく、薄膜トランジスタの信頼性も高い発光装置である。
【図面の簡単な説明】
【０１７１】
【図１】本発明の構成の一例を示す断面図。
【図２】本発明の構成の一例を示す断面図。
【図３】本発明の構成の一例を示す断面図。
【図４】本発明の構成の一例を示す断面図。
【図５】本発明の構成の一例を示す断面図。
【図６】本発明の構成の一例を示す断面図。
【図７】本発明の発光装置の作製プロセスを示す断面図。
【図８】本発明の発光装置の作製プロセスを示す断面図。
【図９】発光装置の構成の一例を示す断面図。
【図１０】発光装置の画素回路一例を示す図。
【図１１】発光装置の保護回路の一例を示す図。
【図１２】本発明の発光装置の上面図及び断面図。
【図１３】本発明が適用可能な電子機器の例示した図。
【図１４】従来の構成の一例を示す断面図。
【図１５】本発明と比較例における発光装置の見る角度によるスペクトル変化を測定した実験データ。
【図１６】本発明と比較例における発光装置の視野角依存性を測定した実験データ及びシミュレーションデータ。
【符号の説明】
【０１７２】
５０    基板
５１ａ    下地絶縁層
５１ｂ    下地絶縁層
５２    半導体層
５３    ゲート絶縁層
５４    ゲート電極
５９    絶縁膜（水素化膜）
６０    層間絶縁層
６１ａ    接続部（配線）
６１ｂ    配線
６３    層間絶縁層
６４    電極
６５    隔壁
６６    発光層
６７    電極
７０    薄膜トランジスタ
７１    開口部
７２    絶縁膜（水素化膜）
８０    絶縁層
８１    開口部
８２    絶縁層
８３    開口部
８４    絶縁層
８５    開口部
８６    絶縁層
８７    絶縁層
８８    樹脂
８９    乾燥剤
９０    偏光板
９１    保護フィルム
９２    電極
９３    発光素子
９４    対向基板
９５    絶縁層
９６    層間絶縁層
９７    ゲート絶縁層
９８    ゲート絶縁層
９９    ゲート電極
１００    開口部
２００    配線
２０１    電極
３００    電極
３０１    配線
４０９    層間絶縁層
４１０    電極
４１１    隔壁
４１２    発光層
４１３    電極
１４０１    スイッチング用ＴＦＴ
１４０２    容量素子
１４０３    駆動用ＴＦＴ
１４０４    電流制御用ＴＦＴ
１４０５    発光素子
１４０６    ＴＦＴ
１４１０    信号線
１４１１    電源線
１４１２    電源線
１４１４    走査線
１４１５    走査線
１５００    画素部
１５５４    共通電位線
１５６１    ダイオード
２００１    筐体
２００３    表示部
２００４    スピーカー部
２１０１    本体
２１０２    筐体
２１０３    表示部
２１０４    音声入力部
２１０５    音声出力部
２１０６    操作キー
２１０８    アンテナ
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
２３０１    本体
２３０２    表示部
２３０３    スイッチ
２３０４    操作キー
２３０５    赤外線ポート
２４０１    筐体
２４０２    表示部
２４０３    スピーカー部
２４０４    操作キー
２４０５    記録媒体挿入部
４００１    基板
４００１      基板
４００２    画素部
４００３    信号線駆動回路
４００４    走査線駆動回路
４００５    シール材
４００６    対向基板
４００７    充填材
４００８    薄膜トランジスタ
４００９    開口部
４０１０    薄膜トランジスタ
４０１４    配線
４０１５ａ    配線
４０１５ｂ    配線
４０１６    接続端子
４０１８    フレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）
４０１９    異方性導電膜
４０１５ａ    配線
４０１５ｂ    配線
【図１】
2006013457.tif 000003
【図２】
2006013457.tif 000004
【図３】
2006013457.tif 000005
【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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