(57)【要約】【課題】    そこで本発明では、アクティブマトリクス型の表示装置において、簡便に視野角特性を改善することのできる表示装置を提供することを課題とする。【解決手段】    本発明では、アクティブマトリクス型であり薄膜トランジスタの形成されている基板の方に光を射出する表示装置の場合、薄膜トランジスタを形成する為に用いられる膜による層が原因で発光素子からの光が反射し、多重干渉が起きていることに着目し、当該反射を起こす膜の光学的膜厚を概略λ／２とすることで、当該膜の薄膜トランジスタに対する機能を損ねずに、多重干渉に及ぼす影響を大幅に低減できることを見いだした。【選択図】  図１
2006040881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された薄膜トランジスタと発光素子とを有する表示装置において、
前記基板と前記発光素子との間には光学的に複数の層が形成されており、
前記複数の層には順番に積層されたｎ１の屈折率を有する層と、ｎ２の屈折率を有する層と、ｎ３の屈折率を有する層とが含まれており、
前記ｎ１、ｎ２及びｎ３との間にはｎ１＜ｎ２＞ｎ３もしくはｎ１＞ｎ２＜ｎ３なる関係があり、
前記発光素子からの発光の中心波長をλとすると、前記ｎ２の屈折率を有する層の光学的厚さはそれぞれ概略λ／２の整数倍であることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ｎ１の屈折率を有する層と前記ｎ３の屈折率を有する層の屈折率は同様であることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記ｎ１の屈折率を有する層と前記ｎ３の屈折率を有する層の屈折率は同じであることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記ｎ１の屈折率を有する層と前記ｎ３の屈折率を有する層は同じ材料で形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
基板上に形成された第１の下地絶縁膜と、
前記第１の下地絶縁膜上に形成された第２の下地絶縁膜と
前記第２の下地絶縁膜上に形成された、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタを覆って形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜を覆って形成された第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して電気的に接続する配線と、
前記配線と電気的に接続する発光素子を有し、
前記発光素子の前記基板側の電極は透光性を有しており、
前記第１の下地絶縁膜の屈折率は接する他の膜及び基板の屈折率より大きく又は小さく、
前記第１の絶縁膜の屈折率は上下に接する他の膜の屈折率より大きく又は小さく、
前記発光素子からの発光の中心波長をλとすると、前記第１の下地絶縁膜及び前記第１の絶縁膜の光学的厚さはそれぞれ概略λ／２の整数倍であることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
基板上に形成された第１の下地絶縁膜と、
前記第１の下地絶縁膜上に形成された第２の下地絶縁膜と
前記第２の下地絶縁膜上に形成された、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタを覆って形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜を覆って形成された第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、
前記配線と電気的に接続する発光素子を有し、
前記発光素子の前記基板側の電極は透光性を有しており、
前記第１の下地絶縁膜の屈折率は接する他の膜及び基板の屈折率より大きく又は小さく、
前記第１の絶縁膜の屈折率は上下に接する他の膜の屈折率より大きく又は小さく、
前記発光素子からの発光の中心波長をλとし、前記第２の下地絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜の光学的厚さの合計値をＬ１とし、前記第１の下地絶縁膜と前記第１の絶縁膜各々の光学的厚さをＬ２とし、ｍを１以上の整数とすると、Ｌ１＝−Ｌ２＋（２ｍ−１）λ／４を概略満たすことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
基板上に形成された第１の下地絶縁膜と、
前記第１の下地絶縁膜上に形成された第２の下地絶縁膜と
前記第２の下地絶縁膜上に形成された、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタを覆って形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜を覆って形成された第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、
前記配線と電気的に接続する発光素子を有し、
前記発光素子の前記基板側の電極は透光性を有しており、
前記第１の下地絶縁膜、前記第１の絶縁膜は窒化ケイ素を主成分とする材料で形成され、
前記第２の下地絶縁膜、前記ゲート絶縁膜は酸化ケイ素を主成分とする材料で形成され、
前記第１の下地絶縁膜の膜厚は１２０ｎｍ〜１６２ｎｍ、前記第１の絶縁膜の膜厚は１２０ｎｍ〜１６２ｎｍ及び前記ゲート絶縁膜と前記第２の下地絶縁膜合計値は１３２ｎｍ〜１９８ｎｍの範囲内にあることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
基板上に形成された第１の下地絶縁膜と、
前記第１の下地絶縁膜上に形成された第２の下地絶縁膜と
前記第２の下地絶縁膜上に形成された、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタを覆って形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、
前記配線と電気的に接続する発光素子を有し、
前記発光素子の前記基板側の電極は透光性を有しており、
前記第１の下地絶縁膜の屈折率は接する他の膜及び基板の屈折率より大きくまたは小さく、
前記発光素子からの発光の中心波長をλとすると、前記第１の下地絶縁膜の光学的厚さは概略λ／２の整数倍であることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
基板上に形成された下地絶縁膜と、
前記下地絶縁膜上に形成された、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタを覆って形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜を覆って形成された第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、
前記配線と電気的に接続する発光素子を有し、
前記発光素子の前記基板側の電極は透光性を有しており、
前記下地絶縁膜の屈折率は接する他の膜及び基板の屈折率より大きくまたは小さく、
前記第１の絶縁膜の屈折率は上下に接する他の膜の屈折率より大きく又は小さく、
前記発光素子からの発光の中心波長をλとすると、前記下地絶縁膜と前記第１の絶縁膜の光学的厚さとはそれぞれ概略λ／２の整数倍であることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
基板上に形成された下地絶縁膜と、
前記下地絶縁膜上に形成された、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタを覆って形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、
前記配線と電気的に接続する発光素子を有し、
前記発光素子の前記基板側の電極は透光性を有しており、
前記下地絶縁膜の屈折率は接する他の膜及び基板の屈折率より大きくまたは小さく、
前記発光素子からの発光の中心波長をλとすると、前記下地絶縁膜の光学的厚さは概略λ／２の整数倍であることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
基板上に形成された下地絶縁膜と、
前記下地絶縁膜上に形成された、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタを覆って形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜を覆って形成された第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、
前記配線と電気的に接続する発光素子を有し、
前記発光素子の前記基板側の電極は透光性を有しており、
前記第１の絶縁膜の屈折率は上下に接する他の膜の屈折率より大きく又は小さく、
前記発光素子からの発光の中心波長をλとすると、前記第１の絶縁膜の光学的厚さは概略λ／２の整数倍であることを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
基板上に形成された第1の下地絶縁膜と、
前記第1の下地絶縁膜上に形成された第２の下地絶縁膜と、
前記第２の下地絶縁膜上に形成された、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタを覆って形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜を覆って形成された第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して電気的に接続する配線と、
前記配線と電気的に接続する発光素子を有し、
前記発光素子の前記基板側の電極は透光性を有しており、
前記第２の下地絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜と、前記第１の絶縁膜とは光学的に１層であり、
前記第２の下地絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜と、前記第１の絶縁膜とよりなる光学的に１層である膜の屈折率は、
前記第１の下地絶縁膜及び前記第２の絶縁膜の屈折率より大きく又は小さく、
前記第２の下地絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜と、前記第１の絶縁膜とよりなる光学的に１層である膜の光学的厚さは、前記発光素子からの発光の中心波長をλとすると概略λ／２の整数倍であることを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
基板上に形成された第1の下地絶縁膜と、
前記第1の下地絶縁膜上に形成された第２の下地絶縁膜と、
前記第２の下地絶縁膜上に形成された、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタを覆って形成された第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜を覆って形成された第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して電気的に接続する配線と、
前記配線と電気的に接続する発光素子を有し、
前記発光素子の前記基板側の電極は透光性を有しており、
前記第１の下地絶縁膜及び前記第２の絶縁膜は窒化ケイ素を主成分とする材料で形成され、
前記第２の下地絶縁膜、前記ゲート絶縁膜及び前記第１の絶縁膜は酸化珪素を主成分とする材料で形成され、
前記第１の下地絶縁膜の物理的厚さは１２０ｎｍ〜１６２ｎｍ、前記第２の絶縁膜の物理的厚さは１２０ｎｍから１６２ｎｍ及び前記第２の下地絶縁膜と前記ゲート絶縁膜と前記第１の絶縁膜の物理的厚さの合計値は１３２ｎｍ〜１９８ｎｍの範囲内にあることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に関し、特に自発光型の表示装置に於いて視野角特性の改善された表示装置に関する。
【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、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膜が積層して設けられており、発光は当該絶縁膜中を通って外部に射出する。これらの絶縁膜は、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、積層された絶縁膜中を発光が通るとき、それぞれの絶縁膜の屈折率の違いに起因して、界面で反射した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、視野角特性が悪くなるという問題が生じる。
【０００６】
例えば特許文献１では、発光素子から発する光が外部に射出する際通過する各層の屈折率の差に起因して、視認性や視野角特性が悪くなるといった問題を提起し、当該各層の屈折率の関係を規定することによってそのような問題が起きにくい発光装置を提案している。
【特許文献１】特開２００３−１３３０６２号公報
【０００７】
また、特許文献２では、発光素子の電極や発光層間で構成される共振構造を有する発光素子において、視野角特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発光素子の共振構造を工夫した表示素子を提案している。
【特許文献２】特開２００２−３６７７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、屈折率は物質に固有の値であるため特許文献１の構成では、絶縁性やパッシベーション性能などの各層に求められる性能と屈折率とをどちらも満足するような材料の選定は非常に困難である。
【０００９】
また、特許文献２のような構成であった場合、対向する電極とその間に挟まれた有機層とからなる発光素子のみに注目しているため、アクティブマトリクス型のように発光素子の他に多数の層を介して発光装置外に光が射出するような発光装置では視野角特性の悪化を充分に抑制できない可能性がある。
【００１０】
そこで本発明では、アクティブマトリクス型の表示装置において、簡便に視野角特性を改善することのできる表示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】
【００１１】
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、基板上に薄膜トランジスタと発光素子とが形成されている。そして、基板と発光素子との間には光学的に複数の層が形成されており、複数の層には順番に積層されたｎ１の屈折率を有する層と、ｎ２の屈折率を有する層と、ｎ３の屈折率を有する層とが含まれており、ｎ１、ｎ２及びｎ３との間にはｎ１＜ｎ２＞ｎ３もしくはｎ１＞ｎ２＜ｎ３なる関係があり、発光素子からの発光の中心波長をλとすると、前記ｎ２の屈折率を有する層の光学的厚さはそれぞれ概略λ／２の整数倍である。
【００１２】
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、透光性を有する基板上に形成された第１の下地絶縁膜と、その上に形成された第２の下地絶縁膜の上に、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタが形成されている。そして、薄膜トランジスタを覆って形成された第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜を覆って形成された第２の絶縁膜と、第２の絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、当該配線と電気的に接続する発光素子を有している。また、発光素子の基板側の電極は透光性を有しており、第１の下地絶縁膜は接する他の膜及び基板の屈折率より大きいまたは小さい屈折率を有する材料で形成されており、第１の絶縁膜は上下に接する他の膜の屈折率より大きい又は小さい屈折率を有する材料で形成されている。また、発光素子が発する光の中心波長をλとすると、第１の下地絶縁膜の光学的厚さと第１の絶縁膜の光学的厚さとがそれぞれ概略λ／２の整数倍である。
【００１３】
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、透光性を有する基板上に形成された第１の下地絶縁膜と、その上に形成された第２の下地絶縁膜の上に、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタが形成されている。そして、薄膜トランジスタを覆って形成された第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜を覆って形成された第２の絶縁膜と、第２の絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、当該配線と電気的に接続する発光素子を有している。また、発光素子の基板側の電極は透光性を有しており、第１の下地絶縁膜は接する他の膜及び基板の屈折率より大きいまたは小さい屈折率を有する材料で形成されており、第１の絶縁膜は上下に接する他の膜の屈折率より大きい又は小さい屈折率を有する材料で形成されている。また、発光素子が発する光の中心波長をλとし、第2の下地絶縁膜及びゲート絶縁膜の光学的厚さの合計値をＬ１とし、第1の下地絶縁膜と第1の絶縁膜各々の光学的厚さをＬ２とし、ｍを１以上の整数とすると、Ｌ１＝−Ｌ２＋（２ｍ−１）λ／４を概略満たす。
【００１４】
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、透光性を有する基板上に形成された第１の下地絶縁膜と、その上に形成された第２の下地絶縁膜の上に、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタが形成されている。そして、薄膜トランジスタを覆って形成された第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜を覆って形成された第２の絶縁膜と、第２の絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、当該配線と電気的に接続する発光素子を有している。また、発光素子の基板側の電極は透光性を有しており、第1の下地絶縁膜、第1の絶縁膜は窒化ケイ素を主成分とする材料で形成され、第2の下地絶縁膜、ゲート絶縁膜は酸化ケイ素を主成分とする材料で形成されている。また、第１の下地絶縁膜の膜厚は１２０ｎｍ〜１６２ｎｍ、第１の絶縁膜の膜厚は１２０ｎｍ〜１６２ｎｍ及びゲート絶縁膜と第２の下地絶縁膜合計値は１３２ｎｍ〜１９８ｎｍの範囲内にある。
【００１５】
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、透光性を有する基板上に形成された第１の下地絶縁膜と、その上に形成された第２の下地絶縁膜の上に、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタが形成されている。そして、薄膜トランジスタを覆って形成された絶縁膜と、絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、当該配線に電気的に接続する発光素子を有している。また、発光素子の前記基板側の電極は透光性を有しており、第１の下地絶縁膜は接する他の膜及び基板の屈折率より大きい又は小さい屈折率を有する材料で形成されている。また、発光素子が発する光の中心波長をλとすると、第１の下地絶縁膜の光学的厚さは概略λ／２の整数倍である。
【００１６】
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、基板上に形成された下地絶縁膜の上に、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタが形成されている。そして、薄膜トランジスタを覆って形成された第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜を覆って形成された第２の絶縁膜と、第２の絶縁膜上に形成され、半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、当該配線と電気的に接続する発光素子を有している。また、発光素子の基板側の電極は透光性を有しており、下地絶縁膜は接する他の膜及び基板の屈折率より大きい又は小さい屈折率を有する材料で形成され、第１の絶縁膜は上下に接する他の膜より大きい又は小さい屈折率を有する材料で形成されている。また、発光素子が発する光の中心波長をλとすると、下地絶縁膜の光学的厚さと前記第１の絶縁膜の光学的厚さとはそれぞれ概略λ／２の整数倍である。
【００１７】
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、基板上に形成された下地絶縁膜の上に、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタが形成されている。そして、薄膜トランジスタを覆って形成された絶縁膜と、絶縁膜上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、当該配線と電気的に接続する発光素子を有している。また、発光素子の基板側の電極は透光性を有しており、下地絶縁膜は接する他の膜及び基板の屈折率より大きい又は小さい屈折率を有する材料で形成されている。また、発光素子が発する光の中心波長をλとすると、下地絶縁膜の光学的厚さとはそれぞれ概略λ／２の整数倍である。
【００１８】
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、基板上に形成された下地絶縁膜上に、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタが形成されている。そして、薄膜トランジスタを覆って形成された第１の絶縁膜と、それを覆って形成された第２の絶縁膜と、さらにその上に形成され、前記半導体層にコンタクトホールを介して接続する配線と、当該記配線と電気的に接続する発光素子を有している。また、発光素子の前記基板側の電極は透光性を有しており、第１の絶縁膜は上下に接する他の膜の屈折率より大きい又は小さい屈折率を有する材料で形成されている。また、発光素子が発する光の中心波長をλとすると、第１の絶縁膜の光学的厚さは概略λ／２の整数倍である。
【００１９】
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、基板上に形成された第1の下地絶縁膜、第２の下地絶縁膜上に、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタが形成されている。そして、前記薄膜トランジスタを覆って形成された第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜を覆って形成された第２の絶縁膜と、第２の絶縁膜上に形成され、半導体層にコンタクトホールを介して電気的に接続する配線と、配線と電気的に接続する発光素子を有している。また、発光素子の前記基板側の電極は透光性を有しており、第２の下地絶縁膜と、ゲート絶縁膜と、第１の絶縁膜とは光学的に１層であり、第２の下地絶縁膜と、ゲート絶縁膜と、第１の絶縁膜とよりなる光学的に１層である膜の屈折率は、第１の下地絶縁膜及び第２の絶縁膜の屈折率より大きく又は小さく、第２の下地絶縁膜と、ゲート絶縁膜と、第１の絶縁膜とよりなる光学的に１層である膜の光学的厚さは、発光素子からの発光の中心波長をλとすると概略λ／２の整数倍である。
【００２０】
上記課題を解決する為の本発明の表示装置には、基板上に形成された第1の下地絶縁膜、第２の下地絶縁膜上に、半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を有する薄膜トランジスタが形成されている。そして、薄膜トランジスタを覆って形成された第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜を覆って形成された第２の絶縁膜と、第２の絶縁膜上に形成され、半導体層にコンタクトホールを介して電気的に接続する配線と、配線と電気的に接続する発光素子を有している。また、さらに、発光素子の基板側の電極は透光性を有しており、第１の下地絶縁膜及び第２の絶縁膜は窒化ケイ素を主成分とする材料で形成され、第２の下地絶縁膜、ゲート絶縁膜及び第１の絶縁膜は酸化珪素を主成分とする材料で形成され、第１の下地絶縁膜の物理的厚さは１２０ｎｍ〜１６２ｎｍ、第２の絶縁膜の物理的厚さは１２０ｎｍ〜１６２ｎｍ及び第２の下地絶縁膜とゲート絶縁膜と前記第１の絶縁膜の物理的厚さの合計値は１３２ｎｍ〜１９８ｎｍの範囲内にある。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の表示装置は、簡単な構成で視野角特性が改善された表示装置である。また、本発明の表示装置は視野角特性が改善されたため、良好な表示を提供することができる。さらに、新たな工程や、新規材料を用いずとも本発明の表示装置は作製することができ、簡便に視野角特性が改善された表示装置を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【００２３】
本発明者らは、アクティブマトリクス型であり薄膜トランジスタの形成されている基板の方に光を射出する表示装置においては、薄膜トランジスタを形成する為に用いられる膜が原因で発光素子からの光が反射し、多重干渉が起きていることに着目し、当該反射を起こす膜の膜厚をある特定の膜厚にすることで、多重干渉に及ぼす影響を大幅に低減できることを見いだした。
【００２４】
なお、本発明においては、接触する２膜以上の複数の膜がそれぞれ異なる工程によって作製されていたとしても、当該複数の膜を構成する材料が同じ材料又は同じ屈折率を有する材料もしくは同様の屈折率を有する材料であれば、光学的には１層としてみなすこととする。また、物理的厚さとは注目する膜が有する実際の厚みのことであり、光学的厚さとは、ある波長の光が当該膜を通過することを想定し、物理的厚さにその光の波長における当該膜の屈折率をかけたものを言う。また、中心波長とは注目する発光素子が発する光のうち、最も強度の高い波長とする。もしくは、当該発光素子から実施者が得ようとする波長としても良い。
【００２５】
光が複数の層を通過してゆく際、反射が問題となるのは、屈折率の異なる層と層が積層された界面を通過する場合である。このような積層構造は薄膜トランジスタを作製する際にはしばしば見受けられる。例えば、酸化ケイ素膜と、窒化ケイ素膜の積層はその代表的なものである。酸化ケイ素膜と、窒化ケイ素膜程度の屈折率の差があると、光の反射による多重干渉の問題が大きい。
【００２６】
また、半導体装置においては絶縁性、膜質、ブロッキング性能や半導体層との相性などから、使用される材料は限られており、必然的に２種類程度の材料の繰り返し積層構造となっていることが多い。また、それ以外で用いられる材料もそのどちらかの屈折率と同じような屈折率を有していることが多い。
【００２７】
本発明において、発光素子から射出した光が外部に射出するまでの間に屈折率ｎの大きい、もしくは小さい層を１層通過する場合、すなわち、光の入射方向からｎ１＜ｎ２＞ｎ３又はｎ１＞ｎ２＜ｎ３なる屈折率の関係を有する積層構造を通過する場合は、当該層（上記屈折率ｎ２を有する層）の光学的厚さＬをλｍ／２（ｍは１以上の整数）のとする。これは物理的厚さｄに換算すると当該層を構成する膜の屈折率をｎ、発光素子が発する光の中心波長をλとして、λｍ／２ｎとなる。
【００２８】
この構成を採ることにより、当該層（上記屈折率ｎ２を有する層）に光が入射する際に起きた反射と、当該層より光が射出する際に起きた反射が互いに相殺し、結果、当該層が存在することによって起こる反射が小さくなる。この反射が小さくなることで、定在波の発生が抑制され、視野角依存性が改善された表示装置を得ることができるようになる。なお、視野角依存性が良好な表示装置を得る為には当該層の反射率は１％以下であれば良く、そのような反射率を与える当該層の光学的厚さＬはλ／２の±６％程度である。なお、このことから本発明及び本明細書に於いて概略と言った場合は±６％のマージンを有することとする。
【００２９】
また、本発明において、発光素子から射出した光が外部に射出するまでの間に屈折率の大きい、もしくは小さい層を２層通過する場合、すなわち、光の入射方向からｎ１＜ｎ２＞ｎ３＜ｎ４＞ｎ５又はｎ１＞ｎ２＜ｎ３＞ｎ４＜ｎ５なる屈折率の関係を有する積層構造を一つ通過する場合は、当該２層（上記ｎ２及びｎ４の屈折率を有する層）の光学的厚さＬをそれぞれλｍ／２（ｍは１以上の整数）とする。これは物理的厚さｄに換算すると当該層の屈折率をｎ、発光素子が発する光の中心波長をλとして、λｍ／２ｎとなる。
【００３０】
なお、当該２層（上記ｎ２及びｎ４の屈折率を有する層）は同じ材料又は同じ屈折率を有する材料もしくは同様の屈折率を有する材料で形成されていると好ましい。この構成を採ることにより、当該層に光が入射する際に起きた反射と、当該層より光が射出する際に起きた反射が互いに相殺し、結果当該層の反射率が小さくなる。反射率が小さくなることで、定在波の発生が抑制され、視野角依存性が改善された表示装置を得ることができるようになる。なお、視野角依存性が良好な表示装置を得る為には当該層の反射率は１％以下であれば良く、そのような当該膜の光学的厚さＬはλ／２の±６％程度である。
【００３１】
また、本発明において、発光素子から射出した光が外部に射出するまでの間に屈折率の大きい、もしくは小さい層を２層通過する場合、すなわち、光の入射方向からｎ１＜ｎ２＞ｎ３＜ｎ４＞ｎ５又はｎ１＞ｎ２＜ｎ３＞ｎ４＜ｎ５なる屈折率の関係を有する積層構造を一つ通過する場合は、当該２層（上記ｎ２及びｎ４の屈折率を有する層）の光学的厚さをＬ１、当該２層に挟まれている層（上記屈折率ｎ３を有する層）の光学的厚さをＬ２とすると、発光素子が発する光の中心波長をλとして、Ｌ２＝−Ｌ１＋（２ｍ−１）λ／４を満たすようにする。
【００３２】
なお、当該２層を構成する材料は（上記ｎ２及びｎ４の屈折率を有する層）は同じ材料、もしくは同じ屈折率を有する材料又は同様の屈折率を有する材料であると好ましく、当該２層に挟まれている層（上記屈折率ｎ３を有する層）は光学的に１層であることを条件とする。この構成を採ることにより、屈折率ｎ１を有する層と屈折率ｎ２を有する層の界面で起きた反射が屈折率ｎ３を有する層と屈折率ｎ４を有する層との界面で起きた反射により相殺され、また、屈折率ｎ２を有する層と屈折率ｎ３を有する層との界面で起きた反射は屈折率ｎ４を有する層と屈折率ｎ５を有する層との界面で起きた反射により相殺され、結果当該積層膜の反射率が小さくなる。反射率が小さくなることで、定在波の発生が抑制され、視野角依存性が改善された表示装置を得ることができるようになる。なお、視野角依存性が良好な表示装置を得る為には当該膜の反射率は１％以下であれば良く、そのような反射率を与える当該膜の物理的厚さｄはＬ１、Ｌ２の各々±６％程度である。
【００３３】
また、本発明において、発光素子から射出した光が外部に射出するまでの間に、屈折率１．８前後の層２層と、その間に屈折率１．５前後の層１層を挟んだ積層構造を通過する場合、屈折率１．８前後の層の物理的厚さを１２０ｎｍ〜１６２ｎｍ、屈折率１．５前後の膜の物理的厚さを１３２ｎｍ〜１９８ｎｍとする。この構成を採ることにより、当該膜の反射率が小さくなり、定在波の発生が抑制され、視野角依存性が改善された表示装置を得ることができるようになる。なお、視野角依存性が良好な表示装置を得る為には当該層の反射率は１％以下であれば良く上記した物理的厚さはそのような反射率を与える膜厚である。
【００３４】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の表示装置の一例について図１を参照しながら説明する。
【００３５】
本実施の形態の表示装置は、透光性を有する基板１００上に、基板１００側から順に第1の下地絶縁膜１０１、第２の下地絶縁膜１０２が形成されている。第２の下地絶縁膜１０２上には半導体層１０３が形成され、半導体層１０３及び第２の下地絶縁膜１０２を覆ってゲート絶縁膜１０４が形成される。また、ゲート絶縁膜１０４上には半導体層１０３と一部重なってゲート電極１０５が形成されている。ゲート電極１０５及びゲート絶縁膜１０４は第1の絶縁膜１０６により覆われており、さらに第1の絶縁膜１０６は第２の絶縁膜１０７に覆われている。第２の絶縁膜１０７上には、第２の絶縁膜１０７、第1の絶縁膜１０６及びゲート絶縁膜１０４を貫通して設けられたコンタクトホールを介して、半導体層１０３に電気的に接続する電極１０８、１０９が設けられる。また、半導体層１０３、ゲート絶縁膜１０４、ゲート電極１０５、電極１０８、１０９より画素部の薄膜トランジスタ１１０が形成されている。
【００３６】
また、薄膜トランジスタ１１０の一方の電極１０９に一部重なって発光素子の第１の電極１１１が形成されている。さらに、その上部には第２の絶縁膜１０７と少なくとも第１の電極１１１の端部を覆い、第１の電極１１１が露出する開口部を有する隔壁１１２などと呼ばれる第３の絶縁膜が形成されている。そして、少なくとも当該開口部を覆って発光積層体１１３が形成され、隔壁１１２及び発光積層体１１３を覆って発光素子の第２の電極１１４が形成され、第１の電極１１１、発光積層体１１３及び第２の電極１１４からなる発光素子１１５が構成されている。
【００３７】
基板１００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。
【００３８】
第1の下地絶縁膜１０１、第２の下地絶縁膜１０２は基板１００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。ところで、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、トラップ順位も少ない長所がある。本実施の形態では第1の下地絶縁膜１０１を窒化ケイ素を主成分とする膜で、第２の下地絶縁膜１０２を酸化ケイ素を主成分とする膜で形成することで、良好な不純物バリア性と良好な薄膜トランジスタ性能との両方を同時に得ることができる。
【００３９】
また、本実施の形態において、第1の下地絶縁膜１０１の物理的厚さｄは、発光素子１１５から発する光の中心波長をλ、中心波長における第1の下地絶縁膜１０１の屈折率をｎとするとλｍ／２ｎ（ｍは０以上の整数）とする。
【００４０】
本発明の表示装置はその画素部において、第２の下地絶縁膜上に複数の薄膜トランジスタを有している、アクティブマトリクス型の表示装置であり、図１における薄膜トランジスタ１１０はその中の一つを示している。なお、表示装置における画素部以外の部分に薄膜トランジスタを形成し、駆動回路、信号処理回路、音声回路及びＣＰＵ等を形成していても良い。
【００４１】
薄膜トランジスタ１１０は公知の方法により形成すれば良く、その種類を問わないが、第1の絶縁膜１０６は窒化ケイ素を主成分とする膜により形成し、半導体層１０３に不純物が侵入するのを防ぐパッシベーション膜や、膜中に多く含有する水素によって半導体層１０３のダングリングボンドを終端する水素化膜として用いることができる。
【００４２】
本実施の形態において、第1の絶縁膜１０６の物理的厚さｄは、発光素子１１５から発する光の中心波長をλ、中心波長における第1の絶縁膜１０６の屈折率をｎとするとλｍ／２ｎ（ｍは０以上の整数）とする。
【００４３】
本実施の形態においては、ゲート絶縁膜１０４は第２の下地絶縁膜１０２と同じ材料又は同じ屈折率を有する材料もしくは概略同じ屈折率を有する材料で形成する。本実施の形態においては、第２の下地絶縁膜１０２を酸化ケイ素を主成分とする膜により形成しているため、ゲート絶縁膜１０４も酸化ケイ素を主成分とする膜により形成し、光学的に１層とみなせるようにする。
【００４４】
第２の絶縁膜１０７は、発光素子１１５の開口率を向上させるため、下層の凹凸を緩和することが可能な自己平坦性を有する塗布膜により形成する。このような絶縁膜としてはアクリルやポリイミド、珪素と酸素との結合で骨格構造が構成され、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）、フルオロ基、又は少なくとも水素を含む有機基及びフロオロ基を有する材料、いわゆるシロキサンなどがある。本実施の形態ではシロキサンにより形成した膜を第２の絶縁膜１０７として用いる。
【００４５】
発光素子１１５は第１の電極１１１と第２の電極１１４との間に発光積層体１１３を挟んでなっている。また、第１の電極１１１と第２の電極１１４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１１２により分離されており、隔壁１１２は少なくとも第１の電極１１１の端部を覆うように形成され、隔壁１１２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。
【００４６】
また、隔壁１１２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、シロキサンや酸化ケイ素を主成分とする膜、窒化ケイ素を主成分とする膜などの材料を用いることができる。
【００４７】
第１の電極１１１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。
【００４８】
また、発光積層体１１３は発光物質を含み、単層、または多層で構成される。なお、発光積層体１１３は有機物もしくは無機物のいずれか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。
【００４９】
このような構成を有する本実施の形態における表示装置では、発光素子１１５から射出した光が表示装置の外部に射出するまでに第２の絶縁膜１０７、第1の絶縁膜１０６、ゲート絶縁膜１０４、第２の下地絶縁膜１０２、第1の下地絶縁膜１０１及び基板１００を通過する。このうち、第1の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１が当該膜を挟んでいる膜との間に大きな屈折率差を有する。そこで本実施の形態では第1の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１の物理的厚さｄを、λｍ／２ｎ（ｍは０以上の整数）すなわち、第1の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１の光学的厚さＬをλｍ／２（ｍは０以上の整数）とすることで、当該膜の入射側界面での反射光を当該膜の出射側界面での反射光により減衰させることが可能となり、当該膜が存在することにより発生する反射光を著しく低減させることができる。反射光が低減されることで、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。
【００５０】
図１２、図１３は本実施の形態の構成のように、基板１００上に第1の下地絶縁膜１０１を酸素を含む窒化ケイ素膜で、第２の下地絶縁膜１０２とゲート絶縁膜１０４を窒素を含む酸化ケイ素膜で、第1の絶縁膜１０６を酸素を含む窒化ケイ素膜で形成し、その上に第２の絶縁膜１０７をシロキサンで、さらにその上に発光素子１１５を順番に形成した場合、ゲート絶縁膜１０４と第２の下地絶縁膜１０２を足しあわせた膜厚と、第1の絶縁膜１０６の膜厚及び第1の下地絶縁膜１０１の膜厚を変化させた際、第２の絶縁膜１０７と第1の絶縁膜１０６との間の反射率（これは第1の絶縁膜１０６とゲート絶縁膜１０４との間の反射光、第２の下地絶縁膜１０２と第1の下地絶縁膜１０１との間の反射光、及び第1の下地絶縁膜１０１と基板１００との間の反射光も併せた反射率である）がどのように変化するのかをフレネル係数の方法を用いてシミュレーションを行った結果である。なお、本実施の形態ではゲート絶縁膜１０４と第２の下地絶縁膜１０２は同じ材料で形成されている層であるので、光学的に１層であるとみなすことができることから、ゲート絶縁膜１０４と第２の下地絶縁膜１０２の膜厚に関しては、それらを足しあわせた膜厚によって議論を行っている。
【００５１】
これらのグラフにおいては、横軸が酸素を含む窒化ケイ素を材料とする膜の物理的厚さ（第1の下地絶縁膜１０１、第1の絶縁膜１０６それぞれの膜厚）、縦軸が上記２膜の間に存在する窒素を含む酸化ケイ素を材料とする膜の物理的厚さ（第２の下地絶縁膜１０２とゲート絶縁膜１０４の膜厚の和）を表しており、第1の絶縁膜１０６における反射率の分布が示されている。図１２においては単色での反射率の変化を、図１３では波長４００ｎｍから７００ｎｍにおける平均の反射率が示されている。
【００５２】
図１２（Ａ）は青色の発光に相当する中心波長λ＝４５０ｎｍの波長の光に対するシミュレーション結果であるが、第1の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１の物理的厚さｄが光学的厚さＬ＝λ／２に相当する１２５ｎｍ付近において反射率が低くなっているのがわかる。第1の絶縁膜１０６と第２の絶縁膜１０７との間における反射は１％以下であれば視野角特性に大きな悪影響を及ぼすことは少ないと考えられ、そのような反射率を示す範囲は図より１２５ｎｍを中心とした物理的厚さｄ＝１１５ｎｍ〜１３３ｎｍの範囲であった。この膜厚範囲ではゲート絶縁膜１０４と第２の下地絶縁膜１０２を足しあわせた膜厚に関係なく反射率１％以下の構成とすることができ、視野角特性の良好な表示装置を提供することができる。
【００５３】
図１２（Ｂ）は緑色の発光に相当する中心波長λ＝５４０ｎｍの波長の光に対するシミュレーション結果であるが、第1の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１の物理的厚さｄが光学的厚さＬ＝λ／２に相当する１５２ｎｍ付近において反射率が低くなっているのがわかる。第1の絶縁膜１０６と第２の絶縁膜１０７の界面における反射は１％以下であれば視野角特性に大きな悪影響を及ぼすことは少ないと考えられ、そのような反射率を示す範囲は図より物理的厚さｄ＝１３８ｎｍ〜１６２ｎｍの範囲であった。この膜厚範囲ではゲート絶縁膜１０４と第２の下地絶縁膜１０２を足しあわせた膜厚に関係なく反射率１％以下の構成とすることができ、視野角特性の良好な表示装置を提供することができる。
【００５４】
図１２（Ｃ）は赤色の発光に相当する中心波長λ＝６２０ｎｍの波長の光に対するシミュレーション結果であるが、第1の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１の物理的厚さｄが光学的厚さＬ＝λ／２に相当する１７５ｎｍ付近において反射率が低くなっているのがわかる。第1の絶縁膜１０６と第２の絶縁膜１０７の界面における反射は１％以下であれば視野角特性に大きな悪影響を及ぼすことは少ないと考えられ、そのような反射率を示す範囲は図より物理的厚さｄ＝１６０ｎｍ〜１８６ｎｍの範囲であった。この膜厚範囲ではゲート絶縁膜１０４と第２の下地絶縁膜１０２を足しあわせた膜厚に関係なく反射率１％以下の構成とすることができ、視野角特性の良好な表示装置を提供することができる。
【００５５】
このように、中心波長が明らかである場合、すなわち、作製する表示装置が単色表示もしくはカラーフィルターを用いた多色表示であり、且つ発光素子から発する光の極大波長が単一もしくは中心波長以外の極大波長の強度が充分に小さい場合は、第1の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１の物理的厚さｄを概略光学的厚さＬ＝λ／２に相当する膜厚とすることで、第1の絶縁膜１０６と第２の絶縁膜１０７の界面の反射を低く抑えることが可能であることがわかる。なお、この場合、ゲート絶縁膜１０４と第２の下地絶縁膜１０２の膜厚の和はどのような膜厚であってもかまわない。
【００５６】
また、これらのシミュレーションデータより、第1の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１の光学的厚さはλ／２の±６％の膜厚範囲であれば反射率が許容できるほど小さく、良好な視野角特性を有する表示装置を得ることができることがわかる。このことから本明細書中に於いて物理的厚さｄ、光学的厚さＬ共に概略と言った場合は±６％のマージンを有することとする。
【００５７】
また、図１２（Ａ）〜（Ｃ）より、Ｌ２（ゲート絶縁膜１０４と第２の下地絶縁膜１０２の光学的厚さの和）、Ｌ１（第1の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１各々の光学的厚さ）がＬ２＝−Ｌ１＋（２ｍ−１）λ／４（ただし、ｍは１以上の整数）を満たす場合にも反射率は小さくなっており、視野角依存性が改善することが期待される。この場合は、Ｌ２、Ｌ１両方の膜厚を設定する必要があり、第２の絶縁膜１０７と第1の絶縁膜１０６との間で起こった反射は、第２の下地絶縁膜１０２と第1の下地絶縁膜１０１の間で起こった反射により相殺され、また、第1の絶縁膜１０６とゲート絶縁膜１０４との間で起こった反射は第1の下地絶縁膜１０１と基板１００との間の反射により相殺されることにより反射が低減されると考えられる。
【００５８】
なお、この場合においても算出されたＬ２、Ｌ１に対して、±６％程度の範囲は視野角依存性が許容できる程に反射率が低下しているため、この範囲の条件を満たす膜厚とすることで、視野角依存性の低減された良好な表示を行うことができる表示装置を提供することができる。
【００５９】
図１３は４００ｎｍ〜７００ｎｍにおける反射率の平均を取ったものであり、反射率１％以下を満たす膜厚範囲は、第1の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１の物理的厚さｄが１２０ｎｍ〜１６２ｎｍの範囲にあり且つゲート絶縁膜１０４と第２の下地絶縁膜１０２を足しあわせた物理的厚さｄが１３２ｎｍ〜１９８ｎｍの範囲である。これらの物理的厚さを上記範囲内とすることによって、塗り分けのフルカラー表示装置、白色発光の素子を用いた表示装置などのように、中心波長の異なる複数の種類の発光素子を有する表示装置や、発光素子は一種類であっても当該発光素子の発する光のスペクトルに強度の大きい複数の極大波長を有する表示装置においても良好な視野角特性を得ることが可能となる。
【００６０】
また、中心波長が明らかである場合であっても、第1の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１の物理的厚さｄを１２０ｎｍ〜１６２ｎｍであり且つゲート絶縁膜１０４と第２の下地絶縁膜１０２を足しあわせた物理的厚さｄを１３２ｎｍ〜１９８ｎｍの範囲とすれば、どのような波長であっても視野角特性の良い表示装置を作製することが可能となる。
【００６１】
なお、各々の膜の膜厚は半導体装置として完成した段階での膜厚がそのような膜厚となるように設定する。実際に半導体装置を作成する場合には半導体層１０３、ゲート電極１０４、電極１０８、１０９、発光素子の第１の電極１１１などを形成する為のエッチングによってその下部に位置する膜に膜減りが生じる場合もある。この場合は当該膜減りを考慮して発光素子１１５からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分において、規定の膜厚となるように調節する必要があるが、これは実施者が適宜なしえることである。すなわち本発明は、少なくとも発光素子１１５からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分における各層の膜厚が上記したような膜厚となっていればよい。
【００６２】
（実施の形態２）
本実施の形態では本発明の他の構成について図２を参照しながら説明する。本実施の形態における表示装置はほぼ実施の形態１の構成と同様であるが、実施の形態１における第１の絶縁膜１０６が形成されていない。この場合、発光素子１１５から射出した光が外部に射出するまでの間に通過する屈折率の異なる膜は第１の下地絶縁膜１０１、１層のみである。
【００６３】
そのため、第１の下地絶縁膜１０１の光学的厚さＬを発光素子１１５から発する光の中心波長をλとして、概略λ／２の整数倍とすることで、当該膜の入射側界面での反射光を当該膜の出射側界面での反射光により減衰させることが可能となり、当該膜が存在することにより発生する反射光を著しく低減させることができる。反射光が低減されることで、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。
【００６４】
なお、本実施の形態の場合、第２の下地絶縁膜１０２、ゲート絶縁膜１０４及び第２の絶縁膜１０７は概略同じ屈折率を有する材料で形成されていることが肝要である。
【００６５】
その他の構成については実施の形態１と同様であるので、実施の形態１の記載を参照されたい。
【００６６】
なお、各々の膜の膜厚は半導体装置として完成した段階での膜厚がそのような膜厚となるように設定する。実際に半導体装置を作成する場合には半導体層１０３、ゲート電極１０４、電極１０８、１０９、発光素子の第１の電極１１１などを形成する為のエッチングによってその下部に位置する膜に膜減りが生じる場合もある。この場合は当該膜減りを考慮して発光素子１１５からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分において、規定の膜厚となるように調節する必要があるが、これは実施者が適宜なしえることである。すなわち本発明は、少なくとも発光素子１１５からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分における各層の膜厚が上記したような膜厚となっていればよい。
【００６７】
（実施の形態３）
本実施の形態では本発明の他の構成について図３を参照しながら説明する。本実施の形態における表示装置はほぼ実施の形態１の構成と同様であるが、実施の形態１における第２の下地絶縁膜１０２が形成されておらず、下地絶縁膜は下地絶縁膜１１６のみとなっている。本実施の形態では下地絶縁膜１１６を酸素を含む窒化ケイ素により形成した例を示す。この場合、発光素子１１５から射出した光が外部に射出するまでの間に通過する屈折率の異なる膜は、第１の絶縁膜１０６と下地絶縁膜１１６の２層である。
【００６８】
ここで、第１の絶縁膜１０６及び下地絶縁膜１１６の光学的厚さＬを発光素子１１５から発する光の中心波長をλとして、概略λ／２の整数倍とすることで、当該膜の入射側界面での反射光を当該膜の出射側界面での反射光により減衰させることが可能となり、当該膜が存在することにより発生する反射光を著しく低減させることができる。反射光が低減されることで、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。
【００６９】
もしくは、第１の絶縁膜１０６及び下地絶縁膜１１６の光学的厚さをそれぞれＬ１、第１の絶縁膜１０６及び下地絶縁膜１１６の間のゲート絶縁膜１０４の光学的厚さをＬ２として、Ｌ２＝−Ｌ１＋（２ｍ−１）λ／４を満たすような、膜厚とする。これにより反射光を著しく低減させることができ、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。
【００７０】
または、第１の絶縁膜１０６及び下地絶縁膜１１６の物理的厚さｄを１２０ｎｍ〜１６２ｎｍの範囲とし、ゲート絶縁膜１０４の物理的厚さｄを１３２ｎｍ〜１９８ｎｍの範囲とする。これにより反射光を著しく低減させることができ、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。
【００７１】
その他の構成については実施の形態１と同様であるので、実施の形態１の記載を参照されたい。
【００７２】
なお、各々の膜の膜厚は半導体装置として完成した段階での膜厚がそのような膜厚となるように設定する。実際に半導体装置を作成する場合には半導体層１０３、ゲート電極１０４、電極１０８、１０９、発光素子の第１の電極１１１などを形成する為のエッチングによってその下部に位置する膜に膜減りが生じる場合もある。この場合は当該膜減りを考慮して発光素子１１５からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分において、規定の膜厚となるように調節する必要があるが、これは実施者が適宜なしえることである。すなわち本発明は、少なくとも発光素子１１５からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分における各層の膜厚が上記したような膜厚となっていればよい。
【００７３】
（実施の形態４）
本実施の形態では本発明の他の構成について図４を参照しながら説明する。本実施の形態における表示装置はほぼ実施の形態１の構成と同様であるが、実施の形態１における第２の下地絶縁膜１０２及び第１の絶縁膜１０６が形成されておらず、下地絶縁膜は下地絶縁膜１１６のみとなっている。本実施の形態では下地絶縁膜１１６を酸素を含む窒化ケイ素により形成した例を示す。この場合、発光素子１１５から射出した光が外部に射出するまでの間に通過する屈折率の異なる膜は、下地絶縁膜１１６の１層である。
【００７４】
ここで、下地絶縁膜１１６の光学的厚さＬを、発光素子１１５から発する光の中心波長をλとして、概略λ／２の整数倍とすることで、当該膜の入射側界面での反射光を当該膜の出射側界面での反射光により減衰させることが可能となり、当該膜が存在することにより発生する反射光を著しく低減させることができる。反射光が低減されることで、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。
【００７５】
なお、本実施の形態の場合、ゲート絶縁膜１０４及び第２の絶縁膜１０７は概略同じ屈折率を有する材料で形成することが肝要である。
【００７６】
その他の構成については実施の形態１と同様であるので、実施の形態１の記載を参照されたい。
【００７７】
なお、各々の膜の膜厚は半導体装置として完成した段階での膜厚がそのような膜厚となるように設定する。実際に半導体装置を作成する場合には半導体層１０３、ゲート電極１０４、電極１０８、１０９、発光素子の第１の電極１１１などを形成する為のエッチングによってその下部に位置する膜に膜減りが生じる場合もある。この場合は当該膜減りを考慮して発光素子１１５からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分において、規定の膜厚となるように調節する必要があるが、これは実施者が適宜なしえることである。すなわち本発明は、少なくとも発光素子１１５からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分における各層の膜厚が上記したような膜厚となっていればよい。
【００７８】
（実施の形態５）
本実施の形態では本発明の他の構成について図５を参照しながら説明する。本実施の形態における表示装置はほぼ実施の形態１の構成と同様であるが、実施の形態１における第１の下地絶縁膜１０１が形成されておらず、下地絶縁膜は下地絶縁膜１１７のみとなっている。本実施の形態では下地絶縁膜１１７を窒素を含む酸化ケイ素により形成した例を示す。この場合、発光素子１１５から射出した光が外部に射出するまでの間に通過する屈折率の異なる膜は第1の絶縁膜１０６の１層である。
【００７９】
ここで、第1の絶縁膜１０６の光学的厚さＬを発光素子１１５から発する光の中心波長をλとして、概略λ／２の整数倍とすることで、当該膜の入射側界面での反射光を当該膜の出射側界面での反射光により減衰させることが可能となり、当該膜が存在することにより発生する反射光を著しく低減させることができる。反射光が低減されることで、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。
【００８０】
その他の構成については実施の形態１と同様であるので、実施の形態１の記載を参照されたい。
【００８１】
なお、各々の膜の膜厚は半導体装置として完成した段階での膜厚がそのような膜厚となるように設定する。実際に半導体装置を作成する場合には半導体層１０３、ゲート電極１０４、電極１０８、１０９、発光素子の第１の電極１１１などを形成する為のエッチングによってその下部に位置する膜に膜減りが生じる場合もある。この場合は当該膜減りを考慮して発光素子１１５からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分において、規定の膜厚となるように調節する必要があるが、これは実施者が適宜なしえることである。すなわち本発明は、少なくとも発光素子１１５からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分における各層の膜厚が上記したような膜厚となっていればよい。
【００８２】
（実施の形態６）
本実施の形態では本発明の他の構成について図１５を参照しながら説明する。本実施の形態における表示装置はほぼ実施の形態１の構成と同様であるが、実施の形態１におけるゲート絶縁膜１０４及びゲート電極１０５と第1の絶縁膜１０６との間に第４の絶縁膜１２０が形成されている構成である。第４の絶縁膜１２０は第２の下地絶縁膜１０２及びゲート絶縁膜１０４と同じ材料または同じ屈折率を有する材料もしくは同様の屈折率を有する材料により形成し、第２の下地絶縁膜１０２、ゲート絶縁膜１０４及び第４の絶縁膜１２０よりなる積層膜が光学的に１層となるようにする。さらに、第２の下地絶縁膜１０２、ゲート絶縁膜１０４及び第４の絶縁膜１２０よりなる光学的に１層である積層膜の物理的厚さｄを１３２ｎｍ〜１９８ｎｍの範囲とし、第1の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１の物理的厚さｄを１２０ｎｍ〜１６２ｎｍの範囲とする。
【００８３】
ところで、実施の形態１における図１３のシミュレーション結果において、第２の下地絶縁膜１０２及びゲート絶縁膜１０４の光学的に１層である積層膜の物理的厚さｄは１３２ｎｍ〜１９８ｎｍの範囲であるのが良いという結果になっている。しかし、ここで、第２の下地絶縁膜１０２及びゲート絶縁膜１０４の膜厚には、薄膜トランジスタ１１０の動作という観点からすると好ましい値が存在することが分かっており、このトランジスタ特性的に好ましい値と、視野角特性を改善することが可能な値とは必ずしも一致しない。そこで、本実施の形態では、第４の絶縁膜１２０を形成することによって、第２の下地絶縁膜１０２及びゲート絶縁膜１０４の膜厚は薄膜トランジスタ１１０の動作に好ましい膜厚を保ったまま、視野角特性を向上させることができる構造を示した。すなわち、本実施の形態の構成は、第２の下地絶縁膜１０２及びゲート絶縁膜１０４の膜厚は薄膜トランジスタの動作に好ましい膜厚とし、第４の絶縁膜１２０によって足りない分の膜厚を補うことで、薄膜トランジスタの特性と、視野角特性をどちらも良好に保つことができる構成である。
【００８４】
第２の下地絶縁膜１０２、ゲート絶縁膜１０４及び第４の絶縁膜１２０よりなる光学的に１層である積層膜の物理的厚さｄを１３２ｎｍ〜１９８ｎｍの範囲とし、第1の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１の物理的厚さｄを１２０ｎｍ〜１６２ｎｍの範囲とすることで、反射光を著しく低減させることができる。反射光が低減されることで、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。
【００８５】
本実施の形態の構成は、形成される絶縁膜が１層増えることになるが、当該絶縁膜（第４の絶縁膜１２０）が第２の下地絶縁膜１０２及びゲート絶縁膜１０４と同じ材料または同じ屈折率を有する材料もしくは同様の屈折率を有する材料により形成されることによって光学的な層の数に変化はない。そのため、実施の形態１における第２の下地絶縁膜１０２及びゲート絶縁膜１０４の積層と本実施の形態における第２の下地絶縁膜１０２、ゲート絶縁膜１０４及び第４の絶縁膜１２０の積層は同様に扱うことが可能である。また、当然光学的に１層であればさらに層が増えても同様に扱うことができる。
【００８６】
その他の材料や構成については実施の形態１と同様であるので、実施の形態１の記載を参照されたい。
【００８７】
なお、各々の膜の膜厚は半導体装置として完成した段階での膜厚がそのような膜厚となるように設定する。実際に半導体装置を作成する場合には半導体層１０３、ゲート電極１０４、電極１０８、１０９、発光素子の第１の電極１１１などを形成する為のエッチングによってその下部に位置する膜に膜減りが生じる場合もある。この場合は当該膜減りを考慮して発光素子１１５からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分において、規定の膜厚となるように調節する必要があるが、これは実施者が適宜なしえることである。すなわち本発明は、少なくとも発光素子１１５からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分における各層の膜厚が上記したような膜厚となっていればよい。
【００８８】
（実施の形態７）
本実施の形態では本発明の他の構成について図１６（Ａ）を参照しながら説明する。本実施の形態における表示装置はほぼ実施の形態１の構成と同様であるが、実施の形態１において自己平坦性を有する塗布膜で形成されている第２の絶縁膜１０７が、自己平坦性を有さない他の絶縁材料で形成されている第５の絶縁膜１２１で形成されている例である。第５の絶縁膜１２１の材料としては酸化ケイ素や窒素を含む酸化ケイ素などが挙げられる。
【００８９】
このような構成を有する本実施の形態における表示装置では、発光素子１１５から射出した光が表示装置の外部に射出するまでに第５の絶縁膜１２１、第1の絶縁膜１０６、ゲート絶縁膜１０４、第２の下地絶縁膜１０２、第1の下地絶縁膜１０１及び基板１００を通過する。このうち、第1の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１が当該膜を挟んでいる膜との間に大きな屈折率差を有する。そこで本実施の形態では第1の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１の物理的厚さｄを、λｍ／２ｎ（ｍは０以上の整数）すなわち、第1の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１の光学的厚さＬをλｍ／２（ｍは０以上の整数）とすることで、当該膜の入射側界面での反射光を当該膜の出射側界面での反射光により減衰させることが可能となり、当該膜が存在することにより発生する反射光を著しく低減させることができる。反射光が低減されることで、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。
【００９０】
もしくは、第１の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１の光学的厚さをそれぞれＬ１、第１の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１の間のゲート絶縁膜１０４の光学的厚さをＬ２として、Ｌ２＝−Ｌ１＋（２ｍ−１）λ／４を満たすような、膜厚とする。これにより反射光を著しく低減させることができ、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。
【００９１】
または、第１の絶縁膜１０６及び第1の下地絶縁膜１０１の物理的厚さｄを１２０ｎｍ〜１６２ｎｍの範囲とし、第２の下地絶縁膜１０２及びゲート絶縁膜１０４よりなる光学的に１層である積層膜の物理的厚さｄを１３２ｎｍ〜１９８ｎｍの範囲とする。これにより反射光を著しく低減させることができ、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。
【００９２】
その他の構成については実施の形態１と同様であるので、実施の形態１の記載を参照されたい。
【００９３】
なお、各々の膜の膜厚は半導体装置として完成した段階での膜厚がそのような膜厚となるように設定する。実際に半導体装置を作成する場合には半導体層１０３、ゲート電極１０４、電極１０８、１０９、発光素子の第１の電極１１１などを形成する為のエッチングによってその下部に位置する膜に膜減りが生じる場合もある。この場合は当該膜減りを考慮して発光素子１１５からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分において、規定の膜厚となるように調節する必要があるが、これは実施者が適宜なしえることである。すなわち本発明は、少なくとも発光素子１１５からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分における各層の膜厚が上記したような膜厚となっていればよい。
【００９４】
（実施の形態８）
本実施の形態では本発明の他の構成について図１６（Ｂ）を参照しながら説明する。本実施の形態における表示装置はほぼ実施の形態１の構成と同様であるが、実施の形態１において自己平坦性を有する塗布膜で形成されている第２の絶縁膜１０７が、自己平坦性を有さない他の絶縁材料で形成されている第６の絶縁膜１２２で形成されており、さらに第１の絶縁膜１０６が形成されておらず、第７の絶縁膜１２３が発光素子の第１の電極１１１に接して設けられている例である。第６の絶縁膜１２２５の材料としては酸化ケイ素や窒素を含む酸化ケイ素など、第７の絶縁膜１２３の材料としては窒化ケイ素や酸素を含む窒化ケイ素などが挙げられる。
【００９５】
このような構成を有する本実施の形態における表示装置では、発光素子１１５から射出した光が表示装置の外部に射出するまでに第７の絶縁膜１２３、第６の絶縁膜１２２、ゲート絶縁膜１０４、第２の下地絶縁膜１０２、第1の下地絶縁膜１０１及び基板１００を通過する。
【００９６】
この場合、発光素子１１５から射出した光が外部に射出するまでの間に通過する屈折率の異なる膜は第1の下地絶縁膜１０１の１層と考えることができる。
【００９７】
ここで、第1の下地絶縁膜１０１の光学的厚さＬを発光素子１１５から発する光の中心波長をλとして、概略λ／２の整数倍とすることで、当該膜の入射側界面での反射光を当該膜の出射側界面での反射光により減衰させることが可能となり、当該膜が存在することにより発生する反射光を著しく低減させることができる。反射光が低減されることで、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。
【００９８】
その他の構成については実施の形態１と同様であるので、実施の形態１の記載を参照されたい。
【００９９】
なお、各々の膜の膜厚は半導体装置として完成した段階での膜厚がそのような膜厚となるように設定する。実際に半導体装置を作成する場合には半導体層１０３、ゲート電極１０４、電極１０８、１０９、発光素子の第１の電極１１１などを形成する為のエッチングによってその下部に位置する膜に膜減りが生じる場合もある。この場合は当該膜減りを考慮して発光素子１１５からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分において、規定の膜厚となるように調節する必要があるが、これは実施者が適宜なしえることである。すなわち本発明は、少なくとも発光素子１１５からの光が表示装置の外部に射出する際の光路に当たる部分における各層の膜厚が上記したような膜厚となっていればよい。
【０１００】
（実施の形態９）
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６、図７を参照しながら説明する。
【０１０１】
基板１００上に第１の下地絶縁膜１０１、第２の下地絶縁膜１０２を形成した後、さらに半導体膜を第２の下地絶縁膜１０２上に成膜する。（図６（Ａ））
【０１０２】
基板１００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。
【０１０３】
第１の下地絶縁膜１０１、第２の下地絶縁膜１０２は基板１００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。
【０１０４】
第１の下地絶縁膜１０１、第２の下地絶縁膜１０２は先に述べたように基板１００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。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、トラップ順位が少ない。
【０１０５】
そこで、本実施の形態では、酸素を含む窒化ケイ素で形成した第１の下地絶縁膜１０１及びその上部に窒素を含む酸化ケイ素により形成された第２の下地絶縁膜１０２の２層でもって下地絶縁膜を形成する。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する。
【０１０６】
なお、第１の下地絶縁膜１０１の光学的厚さＬ（Ｌ＝屈折率ｎ×物理的厚さｄ）は、この後形成する発光素子の発する光の中心波長をλとすると、概略λ／２の整数倍に成膜する。また、塗り分けのフルカラー表示装置、白色発光の素子を用いた表示装置などのように、中心波長の異なる複数の種類の発光素子を有する表示装置や一種類の発光素子であっても当該発光素子の発する光のスペクトルに強度の大きい複数の極大波長を有する表示装置である場合は、第１の下地絶縁膜１０１の物理的厚さｄは１２０ｎｍから１６０ｎｍで形成すると良い。
【０１０７】
続いて形成される半導体膜１１８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の下地絶縁膜１０２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。非晶質ケイ素膜は公知の方法、例えばスパッタ法、減圧ＣＶＤ法またはプラズマＣＶＤ法などにより成膜できる。その後、５００℃で１時間の加熱処理を行い水素出しをする。
【０１０８】
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、半導体膜１１８として用いる。
【０１０９】
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、どう、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１００を熱に強い石英基板などにしなければいけない。
【０１１０】
続いて、必要に応じて半導体膜１１８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。
【０１１１】
その後、図６（Ｂ）に示すように半導体膜１１８を所定の形状にパターニングし、半導体層１０３を得る。パターニングは半導体膜１１８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。
【０１１２】
続いて半導体層１０３を覆うようにゲート絶縁膜１０４を形成する。ゲート絶縁膜１０４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膜で形成する。本実施の形態ではゲート絶縁膜１０４は第２の下地絶縁膜１０２と同じ材料、又は同じ屈折率を有する材料もしくは概略同じ屈折率を有する材料でもって形成するため、ゲート絶縁膜１０４は第２の下地絶縁膜１０２は光学的に単一の層とみなすことができる。本実施の形態では第２の下地絶縁膜１０２と同じ、窒素を含む酸化ケイ素を用いて形成する。
【０１１３】
なお、本実施の形態では第１の下地絶縁膜１０１及び第１の絶縁膜１０６の光学的厚さＬが概略λ／２の整数倍であるため、ゲート絶縁膜１０４及び第２の下地絶縁膜１０２の膜厚については、作製する表示装置が単色表示もしくはカラーフィルターを用いた多色表示であり、且つ発光素子から発する光の極大波長が単一もしくは中心波長以外の極大波長の強度が小さい場合にはどのような膜厚であっても視野角依存性に悪影響は及ぼさない。
【０１１４】
しかし、塗り分けのフルカラー表示装置、白色発光の素子を用いた表示装置などのように、中心波長の異なる複数の種類の発光素子を有する表示装置や一種類の発光素子であっても当該発光素子の発する光のスペクトルに強度の大きい複数の極大波長を有する表示装置である場合には、第２の下地絶縁膜１０２とゲート絶縁膜１０４を足しあわせた膜厚が、１３０ｎｍから２００ｎｍの範囲内にあることが望ましい。
【０１１５】
次いで、ゲート絶縁膜１０４上にゲート電極１０５を形成する。ゲート電極１０５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。
【０１１６】
また、本実施の形態ではゲート電極１０５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。
【０１１７】
ゲート電極１０５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。
【０１１８】
続いて、ゲート電極１０５をマスクとして半導体層１０３に高濃度の不純物を添加する。
【０１１９】
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シリコン膜を用いたトップゲートの薄膜トランジスタを用いたが、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、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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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％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。
【０１２３】
また、このＳＡＳをレーザでさらに結晶化して用いても良い。
【０１２４】
続いて、ゲート電極１０５、ゲート絶縁膜１０４を覆って第１の絶縁膜１０６を酸素を含む窒化ケイ素により形成する。（図６（Ｃ））第１の絶縁膜１０６を形成したら４８０℃で１時間程度加熱を行って、半導体層１０３にドーピングした不純物元素の活性化を行い、同時に第１の絶縁膜１０６に含まれている水素によって半導体層１０３の水素化を行う。
【０１２５】
ここで第１の絶縁膜の光学的厚さＬ（Ｌ＝屈折率ｎ×物理的厚さｄ）は、この後形成する発光素子の発する光の中心波長をλとすると、概略λ／２の整数倍に成膜する。また、塗り分けのフルカラー表示装置、白色発光の素子を用いた表示装置などのように、中心波長の異なる複数の種類の発光素子を有する表示装置や一種類の発光素子であっても当該発光素子の発する光のスペクトルに強度の大きい複数の極大波長を有する表示装置である場合には、１２０ｎｍから１６０ｎｍで形成すると良い。
【０１２６】
続いて、第１の絶縁膜１０６を覆う第２の絶縁膜１０７を形成する。第２の絶縁膜１０７を形成する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１の層間絶縁膜として形成した。（図６（Ｄ））
【０１２７】
次に、半導体層１０３に至るコンタクトホールを開口する。図６（Ｅ）コンタクトホールはレジストマスクを用いて、半導体層１０３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。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。
【０１２８】
そして、当該コンタクトホールや第２の絶縁膜１０７を覆う導電層を形成し、当該導電層を所望の形状に加工し、電極１０８、１０９、及びその他配線などを形成する。この電極及び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、チタンといった積層構造でも良い（図７（Ａ））。この段階で薄膜トランジスタ１１０が形成される。
【０１２９】
なお、薄膜トランジスタ１１０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。
【０１３０】
そして電極１０８、１０９、配線及び第２の絶縁膜１０７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、電極１０９に一部重なる発光素子の第１の電極１１１を形成する。ここで第１の電極１１１は電極１０９と電気的に接触している。第１の電極１１１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１１１として用いる。（図７（Ｂ））
【０１３１】
次に第２の絶縁膜１０７及び第１の電極１１１を覆って有機材料もしくは無機材料からなる絶縁膜を形成する。続いて当該絶縁膜を第１の電極１１１の一部が露出するように加工し、隔壁１１２を形成する。隔壁１１２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。隔壁１１２の第１の電極１１１に向かう端面は曲率を有し、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７（Ｃ））
【０１３２】
次に、隔壁１１２から露出した第１の電極１１１を覆う発光積層体１１３を形成する。発光積層体１１３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。続いて発光積層体１１３を覆う第２の電極１１４を形成する。これによって第１の電極１１１と発光積層体１１３と第２の電極１１４とからなる発光素子１１５を作製することができる（図７（Ｃ））。
【０１３３】
このような構成を有する本実施の形態における表示装置では、発光素子１１５から射出した光が表示装置の外部に射出するまでに第２の絶縁膜１０７、第１の絶縁膜１０６、ゲート絶縁膜１０４、第２の下地絶縁膜１０２、第１の下地絶縁膜１０１及び基板１００を通過する。このうち、第１の絶縁膜１０６及び第１の下地絶縁膜１０１が当該膜を挟んでいる膜との間において大きな屈折率差を有する。そこで本実施の形態では第１の絶縁膜１０６及び第１の下地絶縁膜１０１の光学的厚さＬを発光素子１１５から発する光の中心波長をλとして、概略λ／２の整数倍とすることで、当該膜の入射側界面での反射光を当該膜の出射側界面での反射光により減衰させることが可能となり、当該膜が存在することにより発生する反射光を著しく低減させることができる。反射光が低減されることで、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生も抑えられ、定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。
【０１３４】
その後、プラズマＣＶＤ法により酸素を含む酸化ケイ素膜を第２のパッシベーション膜として形成しても良い。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から作製される膜、またはＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される膜、あるいはＳｉＨ4、Ｎ2ＯをＡｒで希釈したガスから形成される膜を形成すれば良い。
【０１３５】
また、第２のパッシベーション膜としてＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される水素化された窒素を含む酸化ケイ素膜を適用しても良い。もちろん、第２の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膜を単層構造、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。
【０１３６】
続いて電界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、電界発光装置が完成する。
【０１３７】
なお、表示機能を有する本発明の発光表示装置には、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が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。本発明の発光表示装置及びその駆動方法は上記した駆動方法のいずれを用いてもよい。
【０１３８】
なお、実施の形態１乃至実施の形態５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。
【０１３９】
（実施の形態１０）
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８を用いて説明する。図８は基板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８（Ｂ）は図８（Ａ）の断面図に相応する。このパネルの画素部の構成は、実施の形態１〜５に示したいずれかの構成を有している。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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８（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。
【０１４２】
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。さらに発光素子の基板４００１側には開口部４００９が設けられ、そ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。
【０１４３】
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、または電源電圧を層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４０１５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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
なお、本発明の表示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。
【０１４６】
本実施の形態で示したパネルやモジュールは、発光素子４０１１から発した光が表示装置外に射出するまでに、入射光と反射光が干渉して発生する定在波の発生が抑えられるため、この定在波が原因で引き起こされる視野角特性の悪化を抑制することが可能となる。また、視野角特性が改善された表示装置を作製することができる。
【０１４７】
（実施の形態１１）
実施の形態１０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、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９に示す。
【０１４８】
図９（Ａ）は発光表示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。本発明の発光表示装置は表示部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。
【０１４９】
図９（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。
【０１５０】
図９（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９（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。
【０１５１】
図９（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。
【０１５２】
図９（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。
【０１５３】
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１２）
【０１５４】
本実施の形態では発光積層体１１３の構成について詳しく説明する。
【０１５５】
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系有機化合物、中分子系有機化合物（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）、高分子系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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
発光材料には様々な材料がある。低分子系有機発光材料では、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−９−ジュロリジル)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ジン−９−イル)エテニル］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。
【０１６１】
一方、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。高分子系有機発光材料を用いた発光素子の構造は、低分子系有機発光材料を用いたときと基本的には同じであり、半導体層側から陰極、有機発光層、陽極という構造である。しかし、高分子系有機発光材料を用いた発光層を形成する際には、低分子系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、半導体層側から陰極、発光層、正孔輸送層、陽極という構造である。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
なお、正孔輸送性の高分子系有機発光材料を、陽極と発光性の高分子系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。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系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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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ＥＬを形成する場合には、塗布した後、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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
なお、正孔輸送性の高分子系有機発光材料を、陽極と発光性の高分子系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。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系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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
（実施の形態１３）
【０１７３】
本実施の形態では、実施の形態１０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７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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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、行方向に電源線１４１２が配置される場合（図１０（Ａ））と、列方向に電源線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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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、画質を向上させた表示装置を提供することができる。
【０１７８】
図１０（Ａ）〜（Ｄ）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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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７（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。
【０１８２】
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、電界発光層からの光が封止基板側から射出する上面発光型とすると好ましい。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。発光が電界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表示装置を用いる透過率が高まる。
【０１８５】
これらのような画素回路をさらに有する本発明の表示装置は、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表示装置とすることができる。
【０１８６】
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。
【０１８７】
図１１には、画素部１５００にスイッチング用ＴＦＴ１４０１、１４０３、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１４０３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。
【０１８８】
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、ゲート絶縁膜にコンタクトホールを形成する必要がある。
【０１８９】
走査線１４１４に設けられるダイオードも同様な構成である。
【０１９０】
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。
【０１９１】
このような保護回路を有する本発明の表示装置は、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、表示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】
【０１９２】
本実施例では図１４に発光中心としてＤＭＱｄ（緑）、ＤＮＡ（青）の２種類をそれぞれ用いた発光素子を有する本発明の表示装置を作製し、視野角特性を測定した結果を示す。本実施例では、実施の形態１の構成を有する素子を作製して測定を行った。どちらの素子も実施の形態１における第１の下地絶縁膜１０１及び第１の絶縁膜１０６に相当する膜の物理的厚さは１３０ｎｍ、第２の下地絶縁膜１０２、ゲート絶縁膜１０４に相当する膜の膜厚を足しあわせた物理的厚さは１５０ｎｍと設定した。
【０１９３】
比較例としては、ＤＭＱｄ（緑）もしくはＤＮＡ（青）を用いたどちらの発光素子も、第１の下地絶縁膜１０１の物理的厚さは５０ｎｍ、第１の絶縁膜１０６の物理的厚さは１００ｎｍ、第２の下地絶縁膜１０２、ゲート絶縁膜１０４に相当する膜の膜厚を足しあわせた物理的厚さは１５０ｎｍと設定した表示装置を使用した。
【０１９４】
図１４（Ａ）がＤＭＱｄ（緑）を発光中心とした表示装置、図１４（Ｂ）がＤＮＡ（青）を発光中心とした表示装置を測定した例である。どちらも理想的な状態においては、見る角度が変わってもその強度が低下するだけで、スペクトルの形状は変わっていない。しかし、比較例では、見る角度によってスペクトルの形状が大きく変化し、視野角特性があまり良くないことがわかる。しかし、実施例の構成では、見る角度によって大きなスペクトルの形状の差は見受けられず、比較例と比べると視野角特性が大きく向上していることがわかる。
【０１９５】
このように本発明の構成を有する表示装置は、発光素子から射出した光が、外部に射出する迄の間に通過する層のうち、当該膜を挟んでいる膜との間で大きな屈折率差を有する膜の膜厚を特定の膜厚とすることで、当該大きな屈折率差を有する膜を通過する際に発生する光の反射を抑制する。これにより、この反射光と入射光が干渉して現れる定在波の発生を抑制し、視野角依存性を改善することができるようになる。これにより、視野角特性の改善された良好な表示を行うことができる表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１９６】
【図１】本発明の表示装置を表す断面図。
【図２】本発明の表示装置を表す断面図。
【図３】本発明の表示装置を表す断面図。
【図４】本発明の表示装置を表す断面図。
【図５】本発明の表示装置を表す断面図。
【図６】本発明の表示装置の作製プロセスを表す断面図。
【図７】本発明の表示装置の作製プロセスを表す断面図。
【図８】本発明の表示装置を表す上面図及び断面図。
【図９】本発明の電子機器を例示した図。
【図１０】本発明の表示装置に用いられる画素回路の回路図。
【図１１】本発明の表示装置に用いられる保護回路の回路図。
【図１２】単色光における反射率のシミュレーション結果を示す図。
【図１３】フルカラーにおける反射率のシミュレーション結果を示す図。
【図１４】視野角特性を表すスペクトル測定データ。
【図１５】本発明の表示装置を表す断面図。
【図１６】本発明の表示装置を表す断面図。
【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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１２】
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【図１３】
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