(57)【要約】【課題】信頼性の高い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】一導電型の不純物領域を含む半導体層と、半導体層上にゲート絶縁層と、ゲート電極層と、一導電型の不純物領域と接する配線層と、ゲート絶縁層上に設けられ、配線層と接する導電層と、導電層と接する第１の電極層と、第１の電極層上に電界発光層と、第２の電極層とを有し、配線層は導電層を介して第１の電極層と電気的に接続している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一導電型の不純物領域を含む半導体層と、前記半導体層上にゲート絶縁層と、ゲート電極層と、前記一導電型の不純物領域と接する配線層と、前記ゲート絶縁層上に設けられ、前記配線層と接する導電層と、前記導電層と接する第１の電極層と、前記第１の電極層上に電界発光層と、第２の電極層とを有し、
前記配線層は前記導電層を介して前記第１の電極層と電気的に接続していることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
一導電型の不純物領域を含む半導体層と、前記半導体層上にゲート絶縁層と、ゲート電極層と、前記半導体層、前記ゲート絶縁層及び前記ゲート電極層上に、開口部を有する絶縁層と、前記一導電型の不純物領域と接する配線層と、前記ゲート絶縁層上に設けられ、前記配線層と接する導電層と、前記導電層と接する第１の電極層と、前記第１の電極層上に電界発光層と、第２の電極層とを有し、
前記配線層は、前記開口部において前記導電層を介して前記第１の電極層と電気的に接続していることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
一導電型の不純物領域を含む半導体層と、前記半導体層上にゲート絶縁層と、ゲート電極層と、前記一導電型の不純物領域と接する配線層と、前記半導体層及び前記ゲート絶縁層上に設けられ、前記配線層と接する導電層と、前記導電層と接する第１の電極層と、前記第１の電極層上に電界発光層と、第２の電極層とを有し、
前記配線層は前記導電層を介して前記第１の電極層と電気的に接続していることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
一導電型の不純物領域を含む半導体層と、前記半導体層上にゲート絶縁層と、ゲート電極層と、前記半導体層、前記ゲート絶縁層及び前記ゲート電極層上に、開口部を有する絶縁層と、前記一導電型の不純物領域と接する配線層と、前記半導体層及び前記ゲート絶縁層上に設けられ、前記配線層と接する導電層と、前記導電層と接する第１の電極層と、前記第１の電極層上に電界発光層と、第２の電極層とを有し、
前記配線層は、前記開口部において前記導電層を介して前記第１の電極層と電気的に接続している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の電極層は、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、又は酸化チタンを含むインジウム錫酸化物であることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項において、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有することを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、前記ゲート電極層と前記導電層とは同一材料であることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
半導体層を形成し、
前記半導体層上にゲート絶縁層を形成し、
前記ゲート絶縁層上にゲート電極層及び導電層を形成し、
前記半導体層に一導電型の不純物領域を形成し、
前記一導電型の不純物領域、及び前記導電層と接する配線層を形成し、
前記導電層に接する第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第２の電極層を形成し、
前記配線層は前記導電層を介して前記第１の電極層と電気的に接続することを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項９】
半導体層を形成し、
前記半導体層上にゲート絶縁層を形成し、
前記ゲート絶縁層上にゲート電極層及び導電層を形成し、
前記半導体層に一導電型の不純物領域を形成し、
前記半導体層、前記ゲート絶縁層、及び前記ゲート電極層上に絶縁層を形成し、
前記絶縁層に前記一導電型の不純物領域、及び前記導電層に達する開口部を形成し、
前記開口部に前記一導電型の不純物領域、及び前記導電層に接する配線層を形成し、
前記開口部に前記導電層に接する第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第２の電極層を形成し、
前記配線層は前記導電層を介して前記第１の電極層と電気的に接続することを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項１０】
半導体層を形成し、
前記半導体層上にゲート絶縁層を形成し、
前記ゲート絶縁層上に導電膜を形成し、
前記導電膜を加工してゲート電極層及び導電層を形成し、
前記半導体層に一導電型の不純物領域を形成し、
前記一導電型の不純物領域、及び前記導電層と接する配線層を形成し、
前記導電層に接する第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第２の電極層を形成し、
前記配線層は前記導電層を介して前記第１の電極層と電気的に接続することを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項１１】
半導体層を形成し、
前記半導体層上にゲート絶縁層を形成し、
前記ゲート絶縁層上に導電膜を形成し、
前記導電膜を加工してゲート電極層及び導電層を形成し、
前記半導体層に一導電型の不純物領域を形成し、
前記半導体層、前記ゲート絶縁層、及び前記ゲート電極層上に絶縁層を形成し、
前記絶縁層に前記一導電型の不純物領域、及び前記導電層に達する開口部を形成し、
前記開口部に前記一導電型の不純物領域、及び前記導電層に接する配線層を形成し、
前記開口部に前記導電層に接する第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第２の電極層を形成し、
前記配線層は前記導電層を介して前記第１の電極層と電気的に接続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８乃至１１のいずれか一項において、前記第１の電極層を、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、又は酸化チタンを含むインジウム錫酸化物を用い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１３】
請求項８乃至１２のいずれか一項において、前記電界発光層を有機化合物と無機化合物とを含む層を有して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】
近年、ガラス基板上に薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」ともいう。）を集積化してなる液晶表示装置やエレクトロルミネセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置の開発が進んでいる。これらの表示装置は、いずれもガラス基板上に薄膜形成技術を用いて薄膜トランジスタを作り込み、その薄膜トランジスタで構成された様々な回路上に表示素子として液晶素子や発光素子（エレクトロルミネセンス（以下、「ＥＬ」ともいう。）素子）を形成して表示装置として機能させる。
【０００３】
ＴＦＴと表示素子との電気的な接続は、表示素子を構成する画素電極と、ＴＦＴのソース領域又はドレイン領域と接続する配線とが積層することで行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−５７１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明では、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】
【０００５】
本発明の表示装置においては、薄膜トランジスタが有する一導電型の不純物領域（ソース領域及びドレイン領域）と接する配線層（ソース電極層又はドレイン電極層）と、発光素子が有する第１の電極層とを、ゲート電極層と同一材料、同工程で形成される導電層を介して電気的に接続する。配線層（ソース電極層又はドレイン電極層）は、半導体層及びゲート電極層上に設けられる絶縁層に形成される開口部において、半導体層の一導電型の不純物領域（ソース領域又はドレイン領域）、及び導電層と接する。絶縁層上に形成される第１の電極層も開口部において導電層と接するため、配線層（ソース電極層又はドレイン電極層）と、第１の電極層とは開口部において導電層を介して電気的に接続する。
【０００６】
また、発光素子を構成する第１の電極層は透光性を有しており、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、又は酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などにより形成される。従って、本発明の表示装置は発光素子より放射される光を第１の電極層を通過させ、外部に放射する構成となる。
【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と呼ばれる発光を発現する有機物、無機物、若しくは有機物と無機物の混合物を含む媒体を、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、一導電型の不純物領域を含む半導体層と、半導体層上にゲート絶縁層と、ゲート電極層と、一導電型の不純物領域と接する配線層と、ゲート絶縁層上に設けられ、配線層と接する導電層と、導電層と接する第１の電極層と、第１の電極層上に電界発光層と、第２の電極層とを有し、配線層は導電層を介して第１の電極層と電気的に接続している。
【０００９】
本発明の表示装置の一は、一導電型の不純物領域を含む半導体層と、半導体層上にゲート絶縁層と、ゲート電極層と、半導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極層上に、開口部を有する絶縁層と、一導電型の不純物領域と接する配線層と、ゲート絶縁層上に設けられ、配線層と接する導電層と、導電層と接する第１の電極層と、第１の電極層上に電界発光層と、第２の電極層とを有し、配線層は、開口部において導電層を介して第１の電極層と電気的に接続している。
【００１０】
本発明の表示装置の一は、一導電型の不純物領域を含む半導体層と、半導体層上にゲート絶縁層と、ゲート電極層と、一導電型の不純物領域と接する配線層と、半導体層及びゲート絶縁層上に設けられ、配線層と接する導電層と、導電層と接する第１の電極層と、第１の電極層上に電界発光層と、第２の電極層とを有し、配線層は導電層を介して第１の電極層と電気的に接続している。
【００１１】
本発明の表示装置の一は、一導電型の不純物領域を含む半導体層と、半導体層上にゲート絶縁層と、ゲート電極層と、半導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極層上に、開口部を有する絶縁層と、一導電型の不純物領域と接する配線層と、半導体層及びゲート絶縁層上に設けられ、配線層と接する導電層と、導電層と接する第１の電極層と、第１の電極層上に電界発光層と、第２の電極層とを有し、配線層は、開口部において導電層を介して第１の電極層と電気的に接続している。
【００１２】
本発明の表示装置の作製方法の一は、半導体層を形成し、半導体層上にゲート絶縁層を形成し、ゲート絶縁層上にゲート電極層及び導電層を形成し、半導体層に一導電型の不純物領域を形成し、一導電型の不純物領域、及び導電層と接する配線層を形成し、導電層に接する第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、電界発光層上に第２の電極層を形成し、配線層は導電層を介して第１の電極層と電気的に接続する。
【００１３】
本発明の表示装置の作製方法の一は、半導体層を形成し、半導体層上にゲート絶縁層を形成し、ゲート絶縁層上にゲート電極層及び導電層を形成し、半導体層に一導電型の不純物領域を形成し、半導体層、ゲート絶縁層、及びゲート電極層上に絶縁層を形成し、絶縁層に一導電型の不純物領域、及び導電層に達する開口部を形成し、開口部に一導電型の不純物領域、及び導電層に接する配線層を形成し、開口部に導電層に接する第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、電界発光層上に第２の電極層を形成し、配線層は導電層を介して第１の電極層と電気的に接続する。
【００１４】
本発明の表示装置の作製方法の一は、半導体層を形成し、半導体層上にゲート絶縁層を形成し、ゲート絶縁層上に導電膜を形成し、導電膜を加工してゲート電極層及び導電層を形成し、半導体層に一導電型の不純物領域を形成し、一導電型の不純物領域、及び導電層と接する配線層を形成し、導電層に接する第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、電界発光層上に第２の電極層を形成し、配線層は導電層を介して第１の電極層と電気的に接続する。
【００１５】
本発明の表示装置の作製方法の一は、半導体層を形成し、半導体層上にゲート絶縁層を形成し、ゲート絶縁層上に導電膜を形成し、導電膜を加工してゲート電極層及び導電層を形成し、半導体層に一導電型の不純物領域を形成し、半導体層、ゲート絶縁層、及びゲート電極層上に絶縁層を形成し、絶縁層に一導電型の不純物領域、及び導電層に達する開口部を形成し、開口部に一導電型の不純物領域、及び導電層に接する配線層を形成し、開口部に導電層に接する第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、電界発光層上に第２の電極層を形成し、配線層は導電層を介して第１の電極層と電気的に接続する。
【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乃至図２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、薄膜トランジスタを有する基板を通過して光を取り出す、下面放射型の表示装置である。
【００２０】
図１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、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一導電型の不純物領域を有する半導体層６１８、ゲート絶縁層６０２、２層の積層構造である第１のゲート電極層６１４、第２のゲート電極層６１６、配線層であるソース電極層及びドレイン電極層６０４を有している。配線層であるソース電極層又はドレイン電極層６０４は、半導体層６１８の一導電型の不純物領域と、第１の導電層６１５、第２の導電層６１７とに接し、電気的に接続している。第１の導電層６１５は、第１のゲート電極層６１４と、第２の導電層６１７は第２のゲート電極層６１６と、それぞれ同材料、同工程で作製される。第２の導電層６１７は第１の電極層に接して電気的に接続しているので、半導体層６１８及びソース電極層又はドレイン電極層６０４は、第１の導電層６１５、第２の導電層６１７を介して第１の電極層６１０と電気的に接続している。また、図１の表示装置は、ゲート絶縁層６０２、絶縁層６０３、絶縁層６０６に設けられた開口部６１９にて、半導体層６１８の不純物領域、ソース電極層又はドレイン電極層６０４、第１の導電層６１５、第２の導電層６１７、第１の電極層６１０がそれぞれ電気的に接続している。
【００２１】
本実施の形態の表示装置は、第２の電極層６１２に反射性を有する反射電極層を用いて、発光素子６０８より放射される光を反射する。よって、光は、透光性を有する第１の電極層６１０側から矢印の方向に放射される。なお、第２の電極層６１２として透光性を有する電極層を用いる場合は、発光素子６０８より放射される光は、第１の電極層６１０及び第２の電極層６１２両方を通過して、両面から光を放射する構成となる。本明細書において、透光性とは少なくとも可視光の波長の領域の光を透過する性質のことである。
【００２２】
本発明においては、透光性電極層である第１の電極層６１０に、具体的には透光性を有する導電性材料からなる透明導電膜を用いればよく、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などを用いることができる。勿論、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）なども用いることができる。
【００２３】
各透光性を有する導電性材料の、組成比の一例を述べる。酸化タングステンを含むインジウム酸化物の組成比は、酸化タングステン１．０ｗｔ％、インジウム酸化物９９．０ｗｔ％とすればよい。酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物の組成比は、酸化タングステン１．０ｗｔ％、酸化亜鉛０．５ｗｔ％、インジウム酸化物９８．５ｗｔ％とすればよい。酸化チタンを含むインジウム酸化物は、酸化チタン１．０ｗｔ％〜５．０ｗｔ％、インジウム酸化物９９．０ｗｔ％〜９５．０ｗｔ％とすればよい。インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の組成比は、酸化錫１０．０ｗｔ％、インジウム酸化物９０．０ｗｔ％とすればよい。インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）の組成比は、酸化亜鉛１０．７ｗｔ％、インジウム酸化物８９．３ｗｔ％とすればよい。酸化チタンを含むインジウム錫酸化物の組成比は、酸化チタン５．０ｗｔ％、酸化錫１０．０ｗｔ％、インジウム酸化物８５．０ｗｔ％とすればよい。上記組成比は例であり、適宜その組成比の割合は設定すればよい。
【００２４】
また、透光性を有さない金属膜のような材料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１の電極層６１０から光を放射することが可能となる。また、第１の電極層６１０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。
【００２５】
第１の電極層６１０は、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、印刷法または液滴吐出法などを用いて形成することができる。本実施の形態では、第１の電極層６１０として、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物を用いてスパッタリング法によって作製する。本実施の形態では、酸化亜鉛が１．７ｗｔ％未満添加された酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物のターゲットを用い、成膜ガスとしてアルゴン（Ａｒ）、酸素（Ｏ２）に水分（Ｈ２Ｏ）を添加したものを用いる。第１の電極層６１０への形状の加工方法はドライエッチングでもウェットエッチングでもよいが、本実施の形態では、成膜した酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物膜を、有機弱酸を用いたエッチングにより、所望の形状に加工する。また、第１の電極層６１０は、隔壁として機能する絶縁層６０９を形成するために、加工する際にエッチングストッパーとしても機能する。
【００２６】
ソース電極層又はドレイン電極層６０４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、Ｚｒ、Ｂａ等の金属又は、前記金属同士、前記金属とＳｉ、Ｇｅ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１００ｎｍ形成し、アルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）を膜厚７００ｎｍ形成し、チタン（Ｔｉ）を膜厚２００ｎｍ形成し、所望な形状に加工する。よって、本実施の形態におけるソース電極層又はドレイン電極層６０４は、順にチタン膜、アルミニウムとシリコンの合金膜、チタン膜の積層構造となる。
【００２７】
下地膜６０１ａ、下地膜６０１ｂ、ゲート絶縁層６０２、絶縁層６０３、絶縁層６０６、絶縁層６０９、保護膜６１３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、ポリシラザン、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、シロキサン樹脂を用いてもよい。なお、シロキサン樹脂とは、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、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、低誘電率であるＬｏｗ  ｋ材料を用いることができる。作製方法としては、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、塗布法、ディップ法、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷など）または液滴吐出法などを用いて形成することができる。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。
【００２８】
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、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。
【００２９】
本発明の表示装置においては、薄膜トランジスタのソース電極層又はドレイン電極層６０４と、画素電極層である発光素子の第１の電極層６１０とが直接積層して電気的接続を行うのではなく、第１の導電層６１５及び第２の導電層６１７を介してソース電極層又はドレイン電極層６０４と第１の電極層６１０とが電気的接続を行う。このような構造であると、ソース電極層又はドレイン電極層と、第１の電極層とが直接接触では電気的接続を行いにくい（双方間における導電性が低くコンタクトがとりにくい）材料同士、また接すると電触などの劣化が起こる材料同士であっても、間に導電層を介するので用いることができる。よって、ソース電極層又はドレイン電極層、第１の電極層に用いることができる材料の選択性が広がる。
【００３０】
配線として用いられるソース電極層又はドレイン電極層は、電気信号又は電力を供給する目的から低抵抗化する必要がある。一方画素電極として用いられる第１の電極層は、発光素子より放射された光を透過する目的から、透光性を有する必要がある。よって、ソース電極層又はドレイン電極層と、第１の電極層とではそれぞれ上記のような要求される特性がある。本発明の構造では、ソース電極層又はドレイン電極層と第１の電極層との積層によって生じる問題を考慮しなくてよいので、ソース電極層又はドレイン電極層、第１の電極層のそれぞれに要求される特性を備えた材料を自由に選択することができる。
【００３１】
また、ソース電極層又はドレイン電極層６０４と、第１の電極層６１０とが第２の導電層６１７上でコンタクトする構造なので、断線の心配がなく、また接触抵抗が低下する。結果、ソース電極層又はドレイン電極層６０４と、第１の電極層６１０とのコンタクト抵抗も低下する。さらに、上記利点を備えながら、半導体層のソース領域又はドレイン領域に電気的に接続するソース電極層又はドレイン電極層と、第１の電極層とを電気的に接続する機能を有する第１の導電層６１５及び第２の導電層６１７を、第１のゲート電極層６１４及び第２のゲート電極層６１６と同材料、同工程で形成し、絶縁層に第１の導電層６１５及び第２の導電層６１７に達する開口部を形成する工程も、半導体層のソース領域又はドレイン領域に達する開口部を形成する工程と同時に行うので、工程数の増加を招かない。複雑な工程を行わずに、表示装置の構造のレイアウトの自由度が広がる。従って、より高信頼性の表示装置を作製することができる。
【００３２】
本実施の形態で適用することができる発光素子６０８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。
【００３３】
図１８は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。
【００３４】
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及びホール輸送性を示す。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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及び電子輸送性を示す。
【００４０】
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。
【００４１】
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−ベンゾイミダゾール）（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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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）。
【００４８】
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ることができる。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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、発光表示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。
【００５５】
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いピークとなるように補正できるからである。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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のホール注入特性及びホール輸送特性や、第３の層８０２の電子注入特性及び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。
【００５９】
図１８（Ａ）、（Ｂ）における発光素子は、第１の電極層８７０より光を取り出す構造のため、第２の電極層８５０は、必ずしも光透光性を有する必要はない。第２の電極層８５０としては、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＳｉＸＮＹ、Ｎｉ、Ｗ、ＷＳｉＸ、ＷＮＸ、ＷＳｉＸＮＹ、ＮｂＮ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔａ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃａ、ＬｉまたはＭｏから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料を主成分とする膜またはそれらの積層膜を総膜厚１００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で用いればよい。
【００６０】
第２の電極層８５０は、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、印刷法または液滴吐出法などを用いて形成することができる。
【００６１】
また、第２の電極層８５０に第１の電極層８７０で用いる材料のような透光性を有する導電性材料を用いると、第２の電極層８５０からも光を取り出す構造となり、発光素子から放射される光は、第１の電極層８７０と第２の電極層８５０との両方より放射される両面放射構造とすることができる。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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及び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）が設けられている有機及び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、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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
図１の表示装置では、ゲート電極層が第１のゲート電極層６１４と第２のゲート電極層６１６との積層構造であり、それぞれテーパー形状を有する。実施の形態５で詳細するが、第１のゲート電極層６１４と第２のゲート電極層６１６の形状の異なるゲート電極層を利用して、半導体層６１８は、第２のゲート電極層６１６と重畳する領域にチャネル領域、第１のゲート電極層６１４のみに重畳する、チャネル領域の両側の領域に低濃度不純物領域、第１のゲート電極層６１４及び第１のゲート電極層６１６と重畳しない、低濃度不純物領域の両側の領域に高濃度不純物領域を形成している。ソース電極層又はドレイン電極層６０４と第１の電極層６１０の間に介在し、電気的に接続している第１の導電層６１５と第２の導電層６１７も、第１のゲート電極層６１４と第２のゲート電極層６１６と同様に、テーパー形状を有する積層構造である。これは、第１の導電層６１５と第１のゲート電極層６１４とが、第２のゲート電極層６１６と第２の導電層６１７とが、それぞれ同材料、同工程で形成されるからである。図１の表示装置において、第１の導電層６１５、第２の導電層６１７の一部は半導体層に形成されている。よって、第１のゲート電極層６１４と第２のゲート電極層６１６とがその形状により自己整合的に、半導体層６１８中に不純物領域を形成するように、第２の導電層６１７と重畳する半導体層６１８の領域は、不純物領域は形成されず、第１の導電層６１５のみと重畳する半導体層６１８の領域は、低濃度不純物領域となっている。
【００６８】
図２は、図１の表示装置において、ゲート電極層が単層構造であり、自己整合的に形成される半導体層の不純物領域が、チャネル形成領域を挟んでソース領域、ドレイン領域のみの例を示す。従って、半導体層６９８の不純物領域及びソース電極層又はドレイン電極層６８４と、第１の電極層６９０とを電気的に接続する導電層６９７の単層構造となる。また、図１の表示装置と同様に、導電層６９７と重畳する半導体層６９８の領域には、不純物は添加されず、不純物領域は形成されない。
【００６９】
図２の表示装置は、基板６８０上に、下地膜６８１ａ、下地膜６８１ｂ、薄膜トランジスタ６８５、ゲート絶縁層６８２、絶縁層６８３、絶縁層６８６、隔壁として機能する絶縁層６８９、第１の電極層６９０、電界発光層６９１、第２の電極層６９２、保護膜６９３を有して構成されている。薄膜トランジスタ６８５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６９８、ゲート絶縁層６８２、単層構造であるゲート電極層６９６、ソース電極層及びドレイン電極層６８４を有している。ソース電極層又はドレイン電極層６８４は、半導体層６９８の不純物領域と、導電層６９７とに接し、電気的に接続している。導電層６９７はゲート電極層６９６と、それぞれ同材料、同工程で作製される。導電層６９７は第１の電極層６９０に接して電気的に接続しているので、半導体層６９８及びソース電極層又はドレイン電極層６８４は、導電層６９７を介して第１の電極層６９０と電気的に接続している。また、図２の表示装置は、ゲート絶縁層６８２、絶縁層６８３、絶縁層６８６に設けられた開口部６９９にて、半導体層６９８の不純物領域、ソース電極層又はドレイン電極層６８４、導電層６９７、第１の電極層６９０がそれぞれ電気的に接続している。
【００７０】
発光素子６８８は、図１の発光素子６０８と同様な構成であり、透光性を有する第１の電極層６９０より、光が放射される。図２の表示装置の他の構成物は、図１で示す表示装置と同材料で同様に形成することができる。
【００７１】
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。
【００７２】
（実施の形態２）
本実施の形態における表示装置を、図３を用いて説明する。
【００７３】
図３に示すように本実施の形態で示す表示装置は、薄膜トランジスタを有する基板を通過して発光素子６２８からの光を取り出す、下面放射型の表示装置である。本実施の形態では、第１の実施の形態において、薄膜トランジスタの有するソース電極層又はドレイン電極層、第１の導電層、第２の導電層、及び第１の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。
【００７４】
図３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、隔壁として機能する絶縁層６２９、第１の電極層６３０、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６３８、ゲート絶縁層６２２、２層の積層構造である第１のゲート電極層６３４、第２のゲート電極層６３６、ソース電極層及びドレイン電極層６２４を有している。ソース電極層又はドレイン電極層６２４は、半導体層６３８の不純物領域と、第１の導電層６３５、第２の導電層６３７とに接し、電気的に接続している。第１の導電層６３５は、第１のゲート電極層６３４と、第２の導電層６３７は第２のゲート電極層６３６と、それぞれ同材料、同工程で作製される。第２の導電層６３７は第１の電極層６３０に接して電気的に接続しているので、半導体層６３８及びソース電極層又はドレイン電極層６２４は、第１の導電層６３５、第２の導電層６３７を介して第１の電極層６３０と電気的に接続している。また、図１の表示装置と同様に、第２の導電層６３７と重畳する半導体層６３８の領域には、不純物は添加されないので、不純物領域は形成されず、第１の導電層６３５のみと重畳する半導体層６３８の領域には低濃度不純物領域が形成されている。
【００７５】
実施の形態１の表示装置においては、半導体層、ソース電極層又はドレイン電極層、導電層、第１の電極層は、絶縁層に設けられた一個所の同じ開口部に形成される構造であるが、本実施の形態では、絶縁層に２個所の開口部を設ける構造である。図３の表示装置は、ゲート絶縁層６２２、絶縁層６２３、絶縁層６２６に設けられた開口部６３９ａにて、半導体層６３８の不純物領域、ソース電極層又はドレイン電極層６２４、第１の導電層６３５、第２の導電層６３７が電気的に接続している。一方、絶縁層６２３、絶縁層６２６に設けられた開口部６３９ｂにて、第１の導電層６３５、第２の導電層６３７、第１の電極層６３０が電気的に接続している。このように、ソース電極層又はドレイン電極層と第１の電極層をそれぞれ別の開口部で第１の導電層及び第２の導電層と接するような構成としてもよい。
【００７６】
本発明の表示装置においては、薄膜トランジスタのソース電極層又はドレイン電極層６２４と、画素電極層である発光素子の第１の電極層６３０とが直接積層して電気的接続を行うのではなく、第１の導電層６３５及び第２の導電層６３７を介してソース電極層又はドレイン電極層６２４と第１の電極層６３０とが電気的接続を行う。このような構造であると、ソース電極層又はドレイン電極層と、第１の電極層とが直接接触では電気的接続を行いにくい（双方間における導電性が低くコンタクトがとりにくい）材料同士、また接すると電触などの劣化が起こる材料同士であっても、間に導電層を介するので用いることができる。よって、ソース電極層又はドレイン電極層、第１の電極層に用いることができる材料の選択性が広がる。
【００７７】
配線として用いられるソース電極層又はドレイン電極層は、電気信号又は電力を供給する目的から低抵抗化する必要がある。一方画素電極として用いられる第１の電極層は、発光素子より放射された光を透過する目的から、透光性を有する必要がある。よって、ソース電極層又はドレイン電極層と、第１の電極層とではそれぞれ上記のような要求される特性がある。本発明の構造では、ソース電極層又はドレイン電極層と第１の電極層との積層によって生じる問題を考慮しなくてよいので、ソース電極層又はドレイン電極層、第１の電極層のそれぞれに要求される特性を備えた材料を自由に選択することができる。
【００７８】
また、ソース電極層又はドレイン電極層６２４と、第１の電極層６３０とが第２の導電層６３７上でコンタクトする構造なので、断線の心配がなく、また接触抵抗が低下する。結果、ソース電極層又はドレイン電極層６２４と、第１の電極層６３０とのコンタクト抵抗も低下する。さらに、上記利点を備えながら、半導体層のソース領域又はドレイン領域に電気的に接続するソース電極層又はドレイン電極層と、第１の電極層とを電気的に接続する機能を有する第１の導電層６３５及び第２の導電層６３７を、第１のゲート電極層６３４及び第２のゲート電極層６３６と同材料、同工程で形成し、絶縁層に第１の導電層６３５及び第２の導電層６３７に達する開口部を形成する工程も、半導体層のソース領域又はドレイン領域に達する開口部を形成する工程と同時に行うので、工程数の増加を招かない。複雑な工程を行わずに、表示装置の構造のレイアウトの自由度が広がる。従って、より高信頼性の表示装置を歩留まり良く製造することができる。
【００７９】
（実施の形態３）
本実施の形態における表示装置を、図４を用いて説明する。
【００８０】
図４に示すように本実施の形態で示す表示装置は、薄膜トランジスタを有する基板を通過して発光素子６４８からの光を取り出す、下面放射型の表示装置である。本実施の形態では、第１の実施の形態において、薄膜トランジスタの有するソース電極層又はドレイン電極層、第１の導電層、第２の導電層、及び第１の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。
【００８１】
図４の表示装置は、基板６４０上に、下地膜６４１ａ、下地膜６４１ｂ、薄膜トランジスタ６４５、ゲート絶縁層６４２、絶縁層６４３、絶縁層６４６、隔壁として機能する絶縁層６４９、第１の電極層６５０、電界発光層６５１、第２の電極層６５２、保護膜６５３を有して構成されている。薄膜トランジスタ６４５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６５８、ゲート絶縁層６４２、２層の積層構造である第１のゲート電極層６５４、第２のゲート電極層６５６、ソース電極層及びドレイン電極層６４４を有している。ソース電極層又はドレイン電極層６４４は、半導体層６５８の不純物領域と、第２の導電層６５７とに接している。よってソース電極層又はドレイン電極層６４４、半導体層６５８の不純物領域、第１の導電層６５５、及び第２の導電層６５７は電気的に接続している。第１の導電層６５５は、第１のゲート電極層６５４と、第２の導電層６５７は第２のゲート電極層６５６と、それぞれ同材料、同工程で作製される。第２の導電層６５７は第１の電極層６５０に接して形成され電気的に接続しているので、半導体層６５８及びソース電極層又はドレイン電極層６４４は、第１の導電層６５５、第２の導電層６５７を介して第１の電極層６５０と電気的に接続している。また、図１の表示装置と異なり、半導体層６５８上に、第１の導電層６５５及び第２の導電層６５７は形成されないため、半導体層の不純物元素を添加する際、第１の導電層６５５及び第２の導電層６５７がマスクとならない。よって、本実施の形態の図４の表示装置は、第１のゲート電極層６５４及び第２のゲート電極層６５６によって自己整合的に、半導体層６５８にチャネル形成領域、低濃度不純物領域、高濃度不純物領域が形成される。
【００８２】
本実施の形態でも、実施の形態２の図３の表示装置と同様、絶縁層に２個所の開口部を設ける構造である。実施の形態２の図３の表示装置では、半導体層６３８の不純物領域、ソース電極層又はドレイン電極層、第１の導電層６３５、及び第２の導電層６３７を開口部６３９ａで、接するように形成し、第２の導電層６３７及び第１の電極層６３０を開口部６３９ｂで接するように形成する。本実施の形態では、半導体層６３８の不純物領域、及びソース電極層又はドレイン電極層の接続をゲート絶縁層６４２、絶縁層６４３、絶縁層６４６に設けられた開口部６５９ａで行い、ソース電極層又はドレイン電極層６４４、及び第２の導電層６５７の接続、第２の導電層６５７及び第１の電極層６５０の接続をそれぞれ絶縁層６４３、絶縁層６４６に設けられた開口部６５９ｂで行う。
【００８３】
半導体層６５８の不純物領域、ソース電極層又はドレイン電極層６４４は、第１の導電層６５５及び第２の導電層６５７を介して、第１の電極層６５０と電気的に接続する。このように、半導体層の不純物領域と接続したソース電極層又はドレイン電極層を絶縁層６４６上に引き回して、第１の導電層６５５と第２の導電層６５７との積層が露出された別の開口部６５９ｂで、第１の導電層６５５及び第２の導電層６５７と接するような構成とし、一方開口部６５９ｂで第１の導電層６５５及び第２の導電層６５７と第１の電極層６５０とを接するような構成としてもよい。
【００８４】
本発明の表示装置においては、薄膜トランジスタのソース電極層又はドレイン電極層６４４と、画素電極層である発光素子の第１の電極層６５０とが直接積層して電気的接続を行うのではなく、第１の導電層６５５及び第２の導電層６５７を介してソース電極層又はドレイン電極層６４４と第１の電極層６５０とが電気的接続を行う。このような構造であると、ソース電極層又はドレイン電極層と、第１の電極層とが直接接触では電気的接続を行いにくい（双方間における導電性が低くコンタクトがとりにくい）材料同士、また接すると電触などの劣化が起こる材料同士であっても、間に導電層を介するので用いることができる。よって、ソース電極層又はドレイン電極層、第１の電極層に用いることができる材料の選択性が広がる。
【００８５】
配線として用いられるソース電極層又はドレイン電極層は、電気信号又は電力を供給する目的から低抵抗化する必要がある。一方画素電極として用いられる第１の電極層は、発光素子より放射された光を透過する目的から、透光性を有する必要がある。よって、ソース電極層又はドレイン電極層と、第１の電極層とではそれぞれ上記のような要求される特性がある。本発明の構造では、ソース電極層又はドレイン電極層と第１の電極層との積層によって生じる問題を考慮しなくてよいので、ソース電極層又はドレイン電極層、第１の電極層のそれぞれに要求される特性を備えた材料を自由に選択することができる。
【００８６】
また、ソース電極層又はドレイン電極層６４４と、第１の電極層６５０とが第２の導電層６５７上でコンタクトする構造なので、断線の心配がなく、また接触抵抗が低下する。結果、ソース電極層又はドレイン電極層６４４と、第１の電極層６５０とのコンタクト抵抗も低下する。さらに、上記利点を備えながら、半導体層のソース領域又はドレイン領域に電気的に接続するソース電極層又はドレイン電極層と、第１の電極層とを電気的に接続する機能を有する第１の導電層６５５及び第２の導電層６５７を、第１のゲート電極層６５４及び第２のゲート電極層６５６と同材料、同工程で形成し、絶縁層に第１の導電層６５５及び第２の導電層６５７に達する開口部を形成する工程も、半導体層のソース領域又はドレイン領域に達する開口部を形成する工程と同時に行うので、工程数の増加を招かない。複雑な工程を行わずに、表示装置の構造のレイアウトの自由度が広がる。従って、より高信頼性の表示装置を歩留まり良く製造することができる。
【００８７】
（実施の形態４）
本実施の形態における表示装置を、図５を用いて説明する。
【００８８】
図５に示すように本実施の形態で示す表示装置は、薄膜トランジスタを有する基板を通過して発光素子６６８からの光を取り出す、下面放射型の表示装置である。本実施の形態では、第１の実施の形態において、薄膜トランジスタの有するソース電極層又はドレイン電極層、第１の導電層、第２の導電層、及び第１の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。
【００８９】
図５の表示装置は、基板６６０上に、下地膜６６１ａ、下地膜６６１ｂ、薄膜トランジスタ６６５、ゲート絶縁層６６２、絶縁層６６３、絶縁層６６６、隔壁として機能する絶縁層６６９、第１の電極層６７０、電界発光層６７１、第２の電極層６７２、保護膜６７３を有して構成されている。薄膜トランジスタ６６５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６７８、ゲート絶縁層６６２、２層の積層構造である第１のゲート電極層６７４、第２のゲート電極層６７６、ソース電極層及びドレイン電極層６６４を有している。ソース電極層又はドレイン電極層６６４は、半導体層６７８の不純物領域と、第２の導電層６７７とに接している。よってソース電極層又はドレイン電極層６６４、半導体層６７８の不純物領域、第１の導電層６７５、及び第２の導電層６７７は電気的に接続している。第１の導電層６７５は、第１のゲート電極層６７４と、第２の導電層６７７は第２のゲート電極層６７６と、それぞれ同材料、同工程で作製される。第２の導電層６７７は第１の電極層６７０に接して形成され電気的に接続しているので、半導体層６７８及びソース電極層又はドレイン電極層６６４は、第１の導電層６７５、第２の導電層６７７を介して第１の電極層６７０と電気的に接続している。また、実施の形態３と同様、図１の表示装置と異なり、半導体層６７８上に、第１の導電層６７５及び第２の導電層６７７は形成されないため、半導体層の不純物元素を添加する際、第１の導電層６７５及び第２の導電層６７７がマスクとならない。よって、本実施の形態の図５の表示装置は、第１のゲート電極層６７４及び第２のゲート電極層６７６によって自己整合的に、半導体層６７８にチャネル形成領域、低濃度不純物領域、高濃度不純物領域が形成される。
【００９０】
本実施の形態は、絶縁層に３個所の開口部を設ける構造である。本実施の形態では、半導体層６７８の不純物領域、及びソース電極層又はドレイン電極層６６４の接続をゲート絶縁層６６２、絶縁層６６３、絶縁層６６６に設けられた開口部６７９ａで行い、ソース電極層又はドレイン電極層６６４、及び第２の導電層６７７の接続を絶縁層６６３、絶縁層６６６に設けられた開口部６７９ｂ、第２の導電層６７７及び第１の電極層６７０の接続をそれぞれ絶縁層６６３、絶縁層６６６に設けられた開口部６７９ｃで行う。
【００９１】
半導体層６７８の不純物領域、ソース電極層又はドレイン電極層６６４は、第１の導電層６７５及び第２の導電層６７７を介して、第１の電極層６７０と電気的に接続する。このように、半導体層の不純物領域と接続したソース電極層又はドレイン電極層６６４を絶縁層６６６上に引き回して、第１の導電層６７５と第２の導電層６７７との積層が露出された別の開口部６７９ｂで、第１の導電層６７５及び第２の導電層６７７と接続するような構成とし、一方第１の導電層６７５と第２の導電層６７７との積層が露出された別の開口部６７９ｃで第１の導電層６７５及び第２の導電層６７７と第１の電極層６７０とを接続するような構成としてもよい。
【００９２】
本発明の表示装置においては、薄膜トランジスタのソース電極層又はドレイン電極層６６４と、画素電極層である発光素子の第１の電極層６７０とが直接積層して電気的接続を行うのではなく、第１の導電層６７５及び第２の導電層６７７を介してソース電極層又はドレイン電極層６６４と第１の電極層６７０とが電気的接続を行う。このような構造であると、ソース電極層又はドレイン電極層と、第１の電極層とが直接接触では電気的接続を行いにくい（双方間における導電性が低くコンタクトがとりにくい）材料同士、また接すると電触などの劣化が起こる材料同士であっても、間に導電層を介するので用いることができる。よって、ソース電極層又はドレイン電極層、第１の電極層に用いることができる材料の選択性が広がる。
【００９３】
配線として用いられるソース電極層又はドレイン電極層は、電気信号又は電力を供給する目的から低抵抗化する必要がある。一方画素電極として用いられる第１の電極層は、発光素子より放射された光を透過する目的から、透光性を有する必要がある。よって、ソース電極層又はドレイン電極層と、第１の電極層とではそれぞれ上記のような要求される特性がある。本発明の構造では、ソース電極層又はドレイン電極層と第１の電極層との積層によって生じる問題を考慮しなくてよいので、ソース電極層又はドレイン電極層、第１の電極層のそれぞれに要求される特性を備えた材料を自由に選択することができる。
【００９４】
また、ソース電極層又はドレイン電極層６６４と、第１の電極層６７０とが第２の導電層６７７上でコンタクトする構造なので、断線の心配がなく、また接触抵抗が低下する。結果、ソース電極層又はドレイン電極層６６４と、第１の電極層６７０とのコンタクト抵抗も低下する。さらに、上記利点を備えながら、半導体層のソース領域又はドレイン領域と電気的に接続するソース電極層又はドレイン電極層と、第１の電極層とを電気的に接続する機能を有する第１の導電層６７５及び第２の導電層６７７を、第１のゲート電極層６７４及び第２のゲート電極層６７６と同材料、同工程で形成し、絶縁層に第２の導電層６７７に達する開口部を形成する工程も、半導体層のソース領域又はドレイン領域に達する開口部を形成する工程と同時に行うので、工程数の増加を招かない。複雑な工程を行わずに、表示装置の構造のレイアウトの自由度が広がる。従って、より高信頼性の表示装置を歩留まり良く製造することができる。
【００９５】
（実施の形態５）
本実施の形態における表示装置の作製方法を、図６乃至図１０、図１６、図１７を用いて詳細に説明する。
【００９６】
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をマトリクス上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。
【００９７】
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。
【００９８】
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領域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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
図６に示すように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。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を用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いてもよい。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、ポリイミドなどの有機材料、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てもよい。また、液滴吐出法や、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）、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法などを用いることもできる。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（ポリエーテルスルフォン）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。本実施の形態で作製する表示装置は、基板１００を通過させて発光素子よりの光を取り出す構成であるので、基板１００は透光性を有する必要がある。
【０１０２】
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組成比が窒素の組成比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、窒素の組成比が酸素の組成比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。
【０１０３】
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）の厚さで種種の手段（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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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Ｌ−Ｏフォノンに由来する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）の終端化するために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、珪素を含む気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪素を含む気体としては、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。この珪素を含む気体を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を含む珪素を含む気体より形成されるＳＡＳ層に水素を含む珪素を含む気体より形成されるＳＡＳ層を積層してもよい。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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、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ＧＲＴＡ（Ｇａｓ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）法、ＬＲＴＡ（Ｌａｍｐ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）法等のＲＴＡ法がある。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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、半導体膜表面に対して入射角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。
【０１１１】
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したりするため、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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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１ｎｍ〜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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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６（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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
次に結晶性半導体膜１０２を、マスクを用いて所望の形状へ加工する。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。
【０１２３】
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などのフッ素を含むガス又は塩素を含むガスを用い、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。
【０１２４】
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）して所定の構成物（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。
【０１２５】
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、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。
【０１２６】
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に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。
【０１２７】
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６（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。
【０１２８】
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、マスク１１０ｅ、マスク１１０ｆ及びマスク１１０ｇを形成し、第１の導電膜１０８及び第２の導電膜１０９を所望の形状へ加工し、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、第１のゲート電極層１２６、及び導電層１５７、並びに導電層１１１、導電層１１２、導電層１１４、導電層１１５、導電層１１６、及び導電層１５６を形成する（図６（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、第１のゲート電極層１２６、及び第１の導電層１５７、並びに導電層１１１、導電層１１２、導電層１１４、導電層１１５、導電層１１６、及び導電層１５６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、マスク１１０ｅ、マスク１１０ｆ、及びマスク１１０ｇ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を含むガス、ＣＦ４、ＣＦ５、ＳＦ６もしくはＮＦ３などを代表とするフッ素を含むガス又はＯ２を適宜用いることができる。本実施の形態では、ＣＦ５、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ＣＦ５、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。
【０１２９】
次に、マスク１１０ａ、マスク１１０ｂ、マスク１１０ｄ、マスク１１０ｅ、マスク１１０ｆ、及びマスク１１０ｇを用いて、導電層１１１、導電層１１２、導電層１１４、導電層１１５、導電層１１６、及び導電層１５６を所望の形状へ加工する。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、導電層１１６、及び導電層１５６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、第２のゲート電極層１３６、及び第２の導電層１５８を形成する。本実施の形態では、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、第２のゲート電極層１３６、及び第２の導電層１５８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、第１の導電層１５７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、側面の角度が垂直に近い形状であってもよい。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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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、第１の導電層１５７及び第２の導電層１５８からなる導電層１３０を形成することができる（図６（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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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で構成された回路を作製することが可能である。
【０１３７】
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、導電層１３０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７（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）（Ｐの組成比率は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。
【０１３８】
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７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。
【０１３９】
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が形成される（図７（Ｂ）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ＰＨ３（Ｐの組成比率は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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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、ゲート電極層１２９、及び導電層１３０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、第２のｐ型不純物領域１６４ｃが形成される（図７（Ｃ）参照。）。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）（Ｂの組成比率は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。半導体層１０６上には、ゲート電極層１２９の他に、導電層１３０の一部も重畳している。よって、実施の形態１で示す表示装置の同様に、ｐ型を付与する不純物元素１５４の添加の際に、導電層１３０もマスクとなり、第２の導電層１５８と重畳する半導体層１０６の領域は、ｐ型を付与する不純物元素は添加されず領域１５９となり、第１の導電層１５７のみが重畳する半導体層１０６の領域は、第２のｐ型不純物領域１６４ｃとなる。
【０１４２】
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は高濃度ｐ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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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８（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として酸化窒化珪素膜を膜厚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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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）、ポリシラザン、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。シロキサン樹脂を用いてもよい。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、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。
【０１４８】
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開口部（コンタクトホール）２１０ａ、開口部２１０ｂ、開口部２１１ａ、開口部２１１ｂ、開口部２１２ａ、開口部２１２ｂ、開口部２１３、開口部２１４を形成する（図８（Ｂ）参照。）。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、第１の導電層１５７、第２の導電層１５８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。
【０１４９】
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１７２ｂは、開口部２１４に、第１のｐ型不純物領域１６３ｂ、第１の導電層１５７、及び第２の導電層１５８と接する様に形成され、電気的に接続する。
【０１５０】
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、Ｚｒ、Ｂａ等の金属又は、前記金属同士、前記金属とＳｉ、Ｇｅ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１００ｎｍ形成し、アルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）を膜厚７００ｎｍ形成し、チタン（Ｔｉ）を膜厚２００ｎｍ形成し、所望な形状に加工する。
【０１５１】
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８（Ｃ）参照。）。
【０１５２】
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表示装置、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。
【０１５３】
図９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。
【０１５４】
次に、第２の導電層１５８と接するように、第１の電極層１８５（画素電極層ともいう。）を形成する（図９（Ａ）参照。）。第２の導電層１５８はソース電極層又はドレイン電極層１７２ｂと電気的に接続しているので、第１の電極層１８５とソース電極層又はドレイン電極層１７２ｂとは、第１の導電層１５７及び第２の導電層１５８を介して電気的に接続する。
【０１５５】
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１の電極層１８５側から取り出す構造のため、第１の電極層１８５が透光性を有する。透光性を有する導電性材料を用いて第１の電極層１８５を形成する。
【０１５６】
本発明においては、透光性電極層である第１の電極層１８５に、具体的には透光性を有する導電性材料からなる透明導電膜を用いればよく、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などを用いることができる。勿論、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）なども用いることができる。
【０１５７】
各透光性を有する導電性材料の、組成比の一例を述べる。酸化タングステンを含むインジウム酸化物の組成比は、酸化タングステン１．０ｗｔ％、インジウム酸化物９９．０ｗｔ％とすればよい。酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物の組成比は、酸化タングステン１．０ｗｔ％、酸化亜鉛０．５ｗｔ％、インジウム酸化物９８．５ｗｔ％とすればよい。酸化チタンを含むインジウム酸化物は、酸化チタン１．０ｗｔ％〜５．０ｗｔ％、インジウム酸化物９９．０ｗｔ％〜９５．０ｗｔ％とすればよい。インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の組成比は、酸化錫１０．０ｗｔ％、インジウム酸化物９０．０ｗｔ％とすればよい。インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）の組成比は、酸化亜鉛１０．７ｗｔ％、インジウム酸化物８９．３ｗｔ％とすればよい。酸化チタンを含むインジウム錫酸化物の組成比は、酸化チタン５．０ｗｔ％、酸化錫１０．０ｗｔ％、インジウム酸化物８５．０ｗｔ％とすればよい。上記組成比は例であり、適宜その組成比の割合は設定すればよい。
【０１５８】
また、透光性を有さない金属膜のような材料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１の電極層１８５から光を放射することが可能となる。また、第１の電極層１８５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。
【０１５９】
第１の電極層１８５は、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、印刷法または液滴吐出法などを用いて形成することができる。本実施の形態では、第１の電極層１８５として、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物を用いてスパッタリング法によって作製する。第１の電極層１８５は、好ましくは総膜厚１００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で用いればよく、本実施の形態では膜厚１８５ｎｍとする。
【０１６０】
第１の電極層１８５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１８５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。
【０１６１】
第１の電極層１８５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１８５中に含まれる水分は放出される。よって、第１の電極層１８５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１８５に酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物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。
【０１６２】
次に、第１の電極層１８５の端部、ソース電極層又はドレイン電極層を覆う絶縁層１８６（隔壁、障壁などとも呼ばれる）を形成する（図９（Ｂ）参照。）。また同工程で外部端子接続領域２０２に絶縁層１８７ａ、絶縁層１８７ｂを形成する。本実施の形態では、絶縁層１８６に感光性のポリイミドを用いる。
【０１６３】
第１の電極層１８５と絶縁層１８６との材料の選択比が高ければ、第１の電極層１８５の一部を覆う隔壁として機能する絶縁層１８６を形成するためにエッチング工程を行う際、第１の電極層１８５はエッチングストッパーとして機能する。
【０１６４】
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を用いて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。
【０１６５】
図１０（Ａ）に示す接続領域２０５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。この接続のため、ゲート電極層と同工程、同材料で形成される配線層を露出する開口部を形成するが、この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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
第１の電極層１８５の上には電界発光層１８８が形成される。なお、図１０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１８５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及び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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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、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（図１０（Ｂ）参照。）。
【０１７０】
図１０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１の電極層１８５側から、図１０（Ｂ）中の矢印の方向に透過して射出される。
【０１７１】
本実施の形態では、第２の電極層１８９上にパッシベーション膜（保護膜）として絶縁層１８０を設ける。このように第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。絶縁層１８０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。又はシロキサン樹脂を用いてもよい。
【０１７２】
この際、カバレッジの良い膜を絶縁層１８０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。
【０１７３】
本実施の形態で作製した表示装置の画素領域に有する１画素の上面図を図２６に示す。図２６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、第１の電極層５０、ゲート配線層５３、ソース配線層又はドレイン配線層５４、電源線５５、導電層５６ａ、導電層５６ｂ、導電層５６ｃ、導電層５６ｄから構成されている。薄膜トランジスタ５２の有するソース電極層又はドレイン電極層５８は、ゲート配線層５３と同材料、同工程で作製される導電層５７を介して、第１の電極層５０と電気的に接続している。導電層５６ａ、導電層５６ｂ、導電層５６ｃ、導電層５６ｄは、実施の形態８で詳述するが、ソース配線層又はドレイン配線層５４、及び電源線５５と同材料、同工程で形成されており、配線の積層による膜厚の急激な変化を緩和するために設けられている。この導電層５６ａ、導電層５６ｂ、導電層５６ｃ、導電層５６ｄは、他の配線とは電気的に絶縁されている。ゲート配線層５３と、ソース配線層又はドレイン配線層５４又は電源線５５との交差する領域では配線層が積層するため、急激に膜厚が大きくなるが、周囲に導電層５６ａ、導電層５６ｂ、導電層５６ｃ、導電層５６ｄを設けることで、その上に形成される隔壁として機能する絶縁層の被覆性が向上し、膜厚の凹凸に起因する形成不良を防ぐことができる。よって、生産性も向上し、信頼性の高い表示装置を歩留まり良く作製することができる。
【０１７４】
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１０参照。）。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、グリジシルアミン系樹脂、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、下面放射型のため、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。
【０１７５】
ディスペンサ方式を採用した滴下注入法を図２４を用いて説明する。図２４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２４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。
【０１７６】
ＥＬ表示パネル内には素子の水分による劣化を防ぐため、乾燥剤を設置される。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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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１０（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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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（順プレーナー型、順スタガ型）、ボトムゲート型（逆プレーナー型、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。
【０１８１】
薄膜トランジスタを逆スタガ型薄膜トランジスタとした例を図２７に示す。図２７の表示装置は、基板４００上に、薄膜トランジスタ４２０、薄膜トランジスタ４２１、絶縁層４０６、画素電極層である第１の電極層４０７、電界発光層４０８、第２の電極層４０９、充填材４１０、シール材４１１、封止基板４０１、端子電極層４１２、異方性導電層４１３、ＦＰＣ４１４が設けられている。発光素子４０５より放射される光は矢印の方向に、透光性を有する第１の電極層４０７を通過して外部に放射される。図２７における表示装置のように、層間絶縁層を形成せず、ゲート絶縁層上に第１の電極層４０７を設ける構造であってもよい。この場合、発光素子４０５より放射される光は層間絶縁層を通過しないため、光の取り出し効率が向上するという利点がある。
【０１８２】
図２７の表示装置において、薄膜トランジスタ４２１が有するソース電極層又はドレイン電極層４２２は、導電層４２３を介して、第１の電極層４０７と電気的接続を行っている。導電層４２３は、薄膜トランジスタ４２１のゲート電極層と同材料同工程で形成される。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
本実施の形態は、実施の形態１乃至４とそれぞれ組み合わせて用いることが可能である。
【０１８７】
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。
【０１８８】
（実施の形態６）
本実施の形態では、両面放射型の表示装置の例を、図２３を用いて説明する。
【０１８９】
図２３に示す表示装置は、素子基板１３００、薄膜トランジスタ１３５５、薄膜トランジスタ１３６５、薄膜トランジスタ１３７５、薄膜トランジスタ１３８５、第１の電極層１３１７、電界発光層１３１９、第２の電極層１３２０、保護層１３２１、充填材１３２２、シール材１３２５、ゲート絶縁層１３１０、絶縁層１３１１、絶縁層１３１２、絶縁層１３１４、封止基板１３２３、配線層１３４５、端子電極層１３８１、異方性導電層１３８２、ＦＰＣ１３８３によって構成されている。表示装置は、切り離し領域２２１、外部端子接続領域２２２、配線領域２２３、周辺駆動回路領域２２４、画素領域２２６を有している。充填材１３２２は、図２４の滴下法のように、液状の組成物にして、滴下法によって形成することができる。滴下法によって充填材が形成された素子基板１３００と封止基板１３２３を張り合わして表示装置を封止する。
【０１９０】
図２３の表示装置は、両面放射型であり、矢印の方向に素子基板１３００側からも、封止基板１３２３側からも光を放射する構造である。よって、第１の電極層１３１７及び第２の電極層１３２０として透光性電極層を用いる。
【０１９１】
本発明においては、透光性電極層である第１の電極層１３１７及び第２の電極層１３２０に、具体的には透光性を有する導電性材料からなる透明導電膜を用いればよく、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などを用いることができる。勿論、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）なども用いることができる。
【０１９２】
各透光性を有する導電性材料の、組成比の一例を述べる。酸化タングステンを含むインジウム酸化物の組成比は、酸化タングステン１．０ｗｔ％、インジウム酸化物９９．０ｗｔ％とすればよい。酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物の組成比は、酸化タングステン１．０ｗｔ％、酸化亜鉛０．５ｗｔ％、インジウム酸化物９８．５ｗｔ％とすればよい。酸化チタンを含むインジウム酸化物は、酸化チタン１．０ｗｔ％〜５．０ｗｔ％、インジウム酸化物９９．０ｗｔ％〜９５．０ｗｔ％とすればよい。インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の組成比は、酸化錫１０．０ｗｔ％、インジウム酸化物９０．０ｗｔ％とすればよい。インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）の組成比は、酸化亜鉛１０．７ｗｔ％、インジウム酸化物８９．３ｗｔ％とすればよい。酸化チタンを含むインジウム錫酸化物の組成比は、酸化チタン５．０ｗｔ％、酸化錫１０．０ｗｔ％、インジウム酸化物８５．０ｗｔ％とすればよい。上記組成比は例であり、適宜その組成比の割合は設定すればよい。
【０１９３】
また、透光性を有さない金属膜のような材料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１の電極層１３１７及び第２の電極層１３２０から光を放射することが可能となる。また、第１の電極層１３１７及び第２の電極層１３２０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。
【０１９４】
以上のように、図２３の表示装置は、発光素子１３０５より放射される光が、第１の電極層１３１７及び第２の電極層１３２０両方を通過して、両面から光を放射する構成となる。
【０１９５】
本実施の形態は、実施の形態１乃至４とそれぞれ組み合わせて用いることが可能である。
【０１９６】
本発明の表示装置においては、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、画素電極層である発光素子の第１の電極層とが直接積層して電気的接続を行うのではなく、導電層を介してソース電極層又はドレイン電極層と第１の電極層とが電気的接続を行う。このような構造であると、ソース電極層又はドレイン電極層と、第１の電極層とが直接接触では電気的接続を行いにくい材料同士、また接すると電触などの劣化が起こる材料同士であっても、間に導電層を介するので用いることができる。よって、ソース電極層又はドレイン電極層、第１の電極層に用いることができる材料の選択性が広がる。ソース電極層又はドレイン電極層と第１の電極層との積層によって生じる問題を考慮しなくてよいので、ソース電極層又はドレイン電極層、第１の電極層のそれぞれに要求される特性を備えた材料を自由に選択することができる。従って、より高機能、高信頼性の表示装置を歩留まり良く製造することができる。
【０１９７】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態を、図１１乃至図１３を用いて説明する。本実施の形態は、本発明を用いたアクティブマトリクス型表示装置の例を示す。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。
【０１９８】
図１１、図１２は、画素をストライプ状に配列したストライプ配列の画素領域の図である。図１１の表示装置は、画素電極層である第１の電極層３１５までが形成された図であり、図１２は、図１１の表示装置に隔壁となる絶縁層３１４を形成した図である。
【０１９９】
図１１の表示装置は、基板３００上に、下地膜３０１ａ、下地膜３０１ｂが設けられ、薄膜トランジスタ３１０、薄膜トランジスタ３１１、ゲート電極層３０４、ソース電極層又はドレイン電極層３０８ａ、ソース電極層又はドレイン電極層３０８ｂ、電源線３０９ａ、電源線３０９ｂ、第１の電極層３１５、導電層３１２、ゲート絶縁層３０２、絶縁層３０６、絶縁層３０７を有して構成されている。第１の電極層３１５は薄膜トランジスタ３１１と電気的に接続されており、開口部３１３において、薄膜トランジスタ３１１のソース電極層又はドレイン電極層と第１の電極層３１５とは、導電層３１２を介して電気的に接続されている。
【０２００】
図１１の表示装置において、ゲート電極層３０４と、ソース電極層又はドレイン電極層３０８ａ、ソース電極層又はドレイン電極層３０８ｂ、電源線３０９ａ、及び電源線３０９ｂとは格子状に交差して設けられている。よって、その交差領域においては、ゲート電極層とソース電極層又はドレイン電極層とが絶縁層を介して重なり、積層構造となるため総膜厚が周囲と比較して急激に大きくなる。このような不均一な凹凸を有する膜厚の大きな領域は、その上に形成される隔壁となる絶縁層３１４が十分に被覆できず、形成不良となる場合がある。絶縁性材料を含む液状の組成物を塗布して、絶縁層３１４を形成する場合、流動性を有する絶縁性材料を含む組成物が、膜厚の大きな領域から低い領域へ流れて移動してしまうことがあるからである。絶縁層３１４が十分にソース電極層又はドレイン電極層３０８ａ、電源線３０９ａを被覆できないと、絶縁層上に形成される電極層とショートしてしまうなどの電気特性の不良を招くという問題が生じる。
【０２０１】
よって、図１１（Ａ）の上面図で示すように、ゲート電極層３０４は、ソース電極層又はドレイン電極層３０８ａ、ソース電極層又はドレイン電極層３０８ｂ、電源線３０９ａ、電源線３０９ｂとの交差領域周辺において、複数個所交差するような構造となっている。図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）における線Ｙ−Ｚの断面図である。従来ならば、ソース電極層又はドレイン電極層３０８ａの下には、第１のゲート電極層３０３ｂ及び第２のゲート電極層３０４ｂのみしか形成されないが、本実施の形態では、ゲート電極層３０４が枝分かれして複数本交差する。よって、ソース電極層又はドレイン電極層３０８ａの下には、第１のゲート電極層３０３ｂ及び第２のゲート電極層３０４ｂの両側に、第１のゲート電極層３０３ａ及び第２のゲート電極層３０４ａの積層、第１のゲート電極層３０３ｃ及び第２のゲート電極層３０４ｃの積層が形成される。複数のゲート電極層とソース電極層又はドレイン電極層との積層が周囲に存在するため、ソース電極層又はドレイン電極層３０８ａと第１のゲート電極層３０３ｂ及び第２のゲート電極層３０４ｂとの積層による膜厚の変化は緩和され、絶縁性材料を含む組成物の流動を防ぐことができる。よって、図１２のように絶縁層３１４の被覆性は向上し、形状不良なく形成することができる。
【０２０２】
このように、積層による急激な膜厚変化による絶縁層の被覆性を向上させるための他の構成を図１３に示す。図１３も図１２と同様に、第１の電極層３６５を形成する工程まで完了した表示装置の上面図と断面図である。図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）における線Ｖ−Ｘの断面図である。
【０２０３】
図１３の表示装置は、基板３５０上に、下地膜３５１ａ、下地膜３５１ｂが設けられ、薄膜トランジスタ３６０、薄膜トランジスタ３６１、ゲート電極層３５３、３５４、ソース電極層又はドレイン電極層３５８ａ、ソース電極層又はドレイン電極層３５８ｂ、電源線３５９ａ、電源線３５９ｂ、第１の電極層３６５、導電層３６２、ゲート絶縁層３５２、絶縁層３５６、絶縁層３５７を有して構成されている。第１の電極層３６５は薄膜トランジスタ３６１と電気的に接続されており、開口部３６３において、薄膜トランジスタ３６１のソース電極層又はドレイン電極層と第１の電極層３６５とは、導電層３６２を介して電気的に接続されている。
【０２０４】
ゲート電極層３５３、３５４と、ソース電極層又はドレイン電極層３５８ａ、ソース電極層又はドレイン電極層３５８ｂ、電源線３５９ａ、電源線３５９ｂとのそれぞれの交差領域の周囲に、ソース電極層又はドレイン電極層と同材料、同工程で作製された電気的に他の配線と接続されない導電層３６６ａ、導電層３６６ｂ、導電層３６６ｃ、導電層３６６ｄ、導電層３６６ｅ、導電層３６６ｆ、導電層３６６ｇ、導電層３６７ａ、導電層３６７ｂ、導電層３６７ｃ、導電層３６７ｄ、導電層３６７ｅ、導電層３６７ｆ、導電層３６７ｇが形成されている。
【０２０５】
ソース電極層又はドレイン電極層３５８ａ、ソース電極層又はドレイン電極層３５８ｂ、電源線３５９ａ、電源線３５９ｂの周囲に、導電層３６６ａ、導電層３６６ｂ、導電層３６６ｃ、導電層３６６ｄ、導電層３６６ｅ、導電層３６６ｆ、導電層３６６ｇ、導電層３６７ａ、導電層３６７ｂ、導電層３６７ｃ、導電層３６７ｄ、導電層３６７ｅ、導電層３６７ｆ、導電層３６７ｇが存在するために、ゲート電極層３５３、３５４と、ソース電極層又はドレイン電極層３５８ａ、ソース電極層又はドレイン電極層３５８ｂ、電源線３５９ａ、電源線３５９ｂとの積層による膜厚の変化は緩和され、隔壁として上に形成される絶縁層の被覆性は向上し、形状不良なく形成することができる。
【０２０６】
このように、配線同士が交差する領域において、その膜厚変化を均等化し緩和するために、同様な積層構造を形成すると、その上に形成される絶縁層の被覆性が向上する。よって、形状不良に起因する不良が防止でき、信頼性の高い表示装置を作製することができる。
【０２０７】
本実施の形態は、実施の形態１乃至６とそれぞれ組み合わせて用いることが可能である。
【０２０８】
（実施の形態８）
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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
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。
【０２１３】
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。
【０２１４】
本実施の形態は、実施の形態１乃至７とそれぞれ組み合わせて用いることが可能である。
【０２１５】
（実施の形態９）
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２５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）に示すように画素部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。
【０２１６】
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。
【０２１７】
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。
【０２１８】
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１０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１０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。
【０２１９】
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。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素子基板側から順に、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。
【０２２０】
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。
【０２２１】
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。
【０２２２】
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。
【０２２３】
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。
【０２２４】
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。
【０２２５】
（実施の形態１０）
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９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。
【０２２６】
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。
【０２２７】
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。
【０２２８】
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。
【０２２９】
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。
【０２３０】
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。
【０２３１】
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。
【０２３２】
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。
【０２３３】
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。
【０２３４】
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。
【０２３５】
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。
【０２３６】
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。
【０２３７】
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。
【０２３８】
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。
【０２３９】
（実施の形態１１）
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める。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。
【０２４０】
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。
【０２４１】
このようなモジュール９９９、入力手段９９８、バッテリー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。
【０２４２】
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。
【０２４３】
（実施の形態１２）
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。このコンピュータにおいて表示部２１０３は、実施の形態５の構成を含んでいる。それにより、コンピュータの表示部２１０３における欠陥の発生が抑えられ、また消費電力も減るので、長期に渡って使用することができる。また、信頼性が高く、高画質な画像を表示するコンピュータを提供することができる。
【０２４４】
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。この記録媒体を備えた画像再生装置において表示部Ａ２２０３及び表示部Ｂ２２０４は、実施の形態５の構成を含んでいる。それにより、記録媒体を備えた画像再生装置の表示部Ａ２２０３及び表示部Ｂ２２０４における欠陥の発生が抑えられ、また消費電力も減るので、長期に渡って使用することができる。また、信頼性が高く、高画質な画像を表示する記録媒体を備えた画像再生装置を提供することができる。
【０２４５】
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。この携帯電話において表示部２３０４は、実施の形態５の構成を含んでいる。それにより、携帯電話の表示部２３０４における欠陥の発生が抑えられ、また消費電力も減るので、長期に渡って使用することができる。また、信頼性が高く、高画質な画像を表示する携帯電話を提供することができる。
【０２４６】
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。このビデオカメラにおいて表示部２４０２は、実施の形態５の構成を含んでいる。それにより、ビデオカメラの表示部２４０２における欠陥の発生が抑えられ、また消費電力も減るので、長期に渡って使用することができる。また、信頼性が高く、高画質な画像を表示するビデオカメラを提供することができる。
【０２４７】
（実施の形態１３）
本発明の発光素子には本実施の形態では、本発明の発光素子に適用することのできる他の構成を、図２８及び図２９を用いて説明する。
【０２４８】
エレクトロルミネセンスを利用する発光素子は、発光材料が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機ＥＬ素子、後者は無機ＥＬ素子と呼ばれている。
【０２４９】
無機ＥＬ素子は、その素子構成により、分散型無機ＥＬ素子と薄膜型無機ＥＬ素子とに分類される。前者は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた電界発光層を有し、後者は、発光材料の薄膜からなる電界発光層を有している点に違いはあるが、高電界で加速された電子を必要とする点では共通である。なお、得られる発光のメカニズムとしては、ドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−アクセプター再結合型発光と、金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光とがある。一般的に、分散型無機ＥＬではドナー−アクセプター再結合型発光、薄膜型無機ＥＬ素子では局在型発光である場合が多い。
【０２５０】
本発明で用いることのできる発光材料は、母体材料と発光中心となる不純物元素とで構成される。含有させる不純物元素を変化させることで、様々な色の発光を得ることができる。発光材料の作製方法としては、固相法や液相法（共沈法）などの様々な方法を用いることができる。また、噴霧熱分解法、複分解法、プレカーサーの熱分解反応による方法、逆ミセル法やこれらの方法と高温焼成を組み合わせた方法、凍結乾燥法などの液相法なども用いることができる。
【０２５１】
固相法は、母体材料と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を秤量し、乳鉢で混合、電気炉で加熱、焼成を行い反応させ、母体材料に不純物元素を含有させる方法である。焼成温度は、７００〜１５００℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。比較的高温での焼成を必要とするが、簡単な方法であるため、生産性がよく大量生産に適している。
【０２５２】
液相法（共沈法）は、母体材料又は母体材料を含む化合物と、不純物元素又は不純物元素を含む化合物を溶液中で反応させ、乾燥させた後、焼成を行う方法である。発光材料の粒子が均一に分布し、粒径が小さく低い焼成温度でも反応が進むことができる。
【０２５３】
発光材料に用いる母体材料としては、硫化物、酸化物、窒化物を用いることができる。硫化物としては、例えば、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、硫化カルシウム（ＣａＳ）、硫化イットリウム（Ｙ２Ｓ３）、硫化ガリウム（Ｇａ２Ｓ３）、硫化ストロンチウム（ＳｒＳ）、硫化バリウム（ＢａＳ）等を用いることができる。また、酸化物としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）等を用いることができる。また、窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）等を用いることができる。さらに、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）等も用いることができ、硫化カルシウム−ガリウム（ＣａＧａ２Ｓ４）、硫化ストロンチウム−ガリウム（ＳｒＧａ２Ｓ４）、硫化バリウム−ガリウム（ＢａＧａ２Ｓ４）、等の３元系の混晶であってもよい。
【０２５４】
局在型発光の発光中心として、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、サマリウム（Ｓｍ）、テルビウム（Ｔｂ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）などを用いることができる。なお、電荷補償として、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）などのハロゲン元素が添加されていてもよい。
【０２５５】
一方、ドナー−アクセプター再結合型発光の発光中心として、ドナー準位を形成する第１の不純物元素及びアクセプター準位を形成する第２の不純物元素を含む発光材料を用いることができる。第１の不純物元素は、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、アルミニウム（Ａｌ）等を用いることができる。第２の不純物元素としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等を用いることができる。
【０２５６】
ドナー−アクセプター再結合型発光の発光材料を固相法を用いて合成する場合、母体材料と、第１の不純物元素又は第１の不純物元素を含む化合物と、第２の不純物元素又は第２の不純物元素を含む化合物をそれぞれ秤量し、乳鉢で混合した後、電気炉で加熱、焼成を行う。母体材料としては、上述した母体材料を用いることができ、第１の不純物元素又は第１の不純物元素を含む化合物としては、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、硫化アルミニウム（Ａｌ２Ｓ３）等を用いることができ、第２の不純物元素又は第２の不純物元素を含む化合物としては、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、硫化銅（Ｃｕ２Ｓ）、硫化銀（Ａｇ２Ｓ）等を用いることができる。焼成温度は、７００〜１５００℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。
【０２５７】
また、固相反応を利用する場合の不純物元素として、第１の不純物元素と第２の不純物元素で構成される化合物を組み合わせて用いてもよい。この場合、不純物元素が拡散されやすく、固相反応が進みやすくなるため、均一な発光材料を得ることができる。さらに、余分な不純物元素が入らないため、純度の高い発光材料が得ることができる。第１の不純物元素と第２の不純物元素で構成される化合物としては、例えば、塩化銅（ＣｕＣｌ）、塩化銀（ＡｇＣｌ）等を用いることができる。
【０２５８】
なお、これらの不純物元素の濃度は、母体材料に対して０．０１〜１０ａｔｏｍ％であればよく、好ましくは０．０５〜５ａｔｏｍ％の範囲である。
【０２５９】
薄膜型無機ＥＬの場合、電界発光層は、上記発光材料を含む層であり、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）法等の真空蒸着法、スパッタリング法等の物理気相成長法（ＰＶＤ）、有機金属ＣＶＤ法、ハイドライド輸送減圧ＣＶＤ法等の化学気相成長法（ＣＶＤ）、原子エピタキシ法（ＡＬＥ）等を用いて形成することができる。
【０２６０】
図２８（Ａ）乃至（Ｃ）に発光素子として用いることのできる薄膜型無機ＥＬ素子の一例を示す。図２８（Ａ）乃至（Ｃ）において、発光素子は、第１の電極層８０、電界発光層８１、第２の電極層８３を含む。
【０２６１】
図２８（Ｂ）及び図２８（Ｃ）に示す発光素子は、図２８（Ａ）の発光素子において、電極層と電界発光層間に絶縁層を設ける構造である。図２８（Ｂ）に示す発光素子は、第１の電極層８０と電界発光層８２との間に絶縁層８４を有し、図２８（Ｃ）に示す発光素子は、第１の電極層８０と電界発光層８２との間に絶縁層８４ａ、第２の電極層８３と電界発光層８２との間に絶縁層８４ｂとを有している。このように絶縁層は電界発光層を狭持する一対の電極層のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また絶縁層は単層でもよいし複数層からなる積層でもよい。
【０２６２】
また、図２８（Ｂ）では第１の電極層８０に接するように絶縁層８４が設けられているが、絶縁層と電界発光層の順番を逆にして、第２の電極層８３に接するように絶縁層８４を設けてもよい。
【０２６３】
分散型無機ＥＬの場合、粒子状の発光材料をバインダ中に分散させ膜状の電界発光層を形成する。粒子状に加工する。発光材料の作製方法によって、十分に所望の大きさの粒子が得られない場合は、乳鉢等で粉砕などによって粒子状に加工すればよい。バインダとは、粒状の発光材料を分散した状態で固定し、電界発光層としての形状に保持するための物質である。発光材料は、バインダによって電界発光層中に均一に分散し固定される。
【０２６４】
分散型無機ＥＬの場合、電界発光層の形成方法は、選択的に電界発光層を形成できる液滴吐出法や、印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷など）、スピンコート法などの塗布法、ディッピング法、ディスペンサ法などを用いることもできる。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは、１０〜１０００ｎｍの範囲である。また、発光材料及びバインダを含む電界発光層において、発光材料の割合は５０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下とするよい。
【０２６５】
図２９（Ａ）乃至（Ｃ）に発光素子として用いることのできる分散型無機ＥＬ素子の一例を示す。図２９（Ａ）における発光素子は、第１の電極層６０、電界発光層６２、第２の電極層６３の積層構造を有し、電界発光層６２中にバインダによって保持された発光材料６１を含む。
【０２６６】
本実施の形態に用いることのできるバインダとしては、絶縁材料を用いることができ、有機材料や無機材料を用いることができ、有機材料及び無機材料の混合材料を用いてもよい。有機絶縁材料としては、シアノエチルセルロース系樹脂のように、比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ化ビニリデンなどの樹脂を用いることができる。また、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を用いてもよい。なお、シロキサン樹脂とは、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、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、オキサゾール樹脂（ポリベンゾオキサゾール）等の樹脂材料を用いてもよい。これらの樹脂に、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）やチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）などの高誘電率の微粒子を適度に混合して誘電率を調整することもできる。
【０２６７】
バインダに含まれる無機絶縁材料としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸素及び窒素を含む珪素、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸素及び窒素を含むアルミニウムまたは酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、ニオブ酸鉛（ＰｂＮｂＯ３）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、タンタル酸バリウム（ＢａＴａ２Ｏ６）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、ＺｎＳ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。有機材料に、誘電率の高い無機材料を含ませる（添加等によって）ことによって、発光材料及びバインダよりなる電界発光層の誘電率をより制御することができ、より誘電率を大きくすることができる。
【０２６８】
作製工程において、発光材料はバインダを含む溶液中に分散されるが本実施の形態に用いることのできるバインダを含む溶液の溶媒としては、バインダ材料が溶解し、電界発光層を形成する方法（各種ウエットプロセス）及び所望の膜厚に適した粘度の溶液を作製できるような溶媒を適宜選択すればよい。有機溶媒等を用いることができ、例えばバインダとしてシロキサン樹脂を用いる場合は、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡともいう）、３−メトシキ−３メチル−１−ブタノール（ＭＭＢともいう）などを用いることができる。
【０２６９】
図２９（Ｂ）及び図２９（Ｃ）に示す発光素子は、図２９（Ａ）の発光素子において、電極層と電界発光層間に絶縁層を設ける構造である。図２９（Ｂ）に示す発光素子は、第１の電極層６０と電界発光層６２との間に絶縁層６４を有し、図２９（Ｃ）に示す発光素子は、第１の電極層６０と電界発光層６２との間に絶縁層６４ａ、第２の電極層６３と電界発光層６２との間に絶縁層６４ｂとを有している。このように絶縁層は電界発光層を狭持する一対の電極層のうち一方の間にのみ設けてもよいし、両方の間に設けてもよい。また絶縁層は単層でもよいし複数層からなる積層でもよい。
【０２７０】
また、図２９（Ｂ）では第１の電極層６０に接するように絶縁層６４が設けられているが、絶縁層と電界発光層の順番を逆にして、第２の電極層６３に接するように絶縁層６４を設けてもよい。
【０２７１】
図２８における絶縁層８４、図２９における絶縁層６４のような絶縁層は、特に限定されることはないが、絶縁耐性が高く、緻密な膜質であることが好ましく、さらには、誘電率が高いことが好ましい。例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等やこれらの混合膜又は２種以上の積層膜を用いることができる。これらの絶縁膜は、スパッタリング、蒸着、ＣＶＤ等により成膜することができる。また、絶縁層はこれら絶縁材料の粒子をバインダ中に分散して成膜してもよい。バインダ材料は、電界発光層に含まれるバインダと同様な材料、方法を用いて形成すればよい。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは１０〜１０００ｎｍの範囲である。
【０２７２】
本実施の形態で示す発光素子は、電界発光層を狭持する一対の電極層間に電圧を印加することで発光が得られるが、直流駆動又は交流駆動のいずれにおいても動作することができる。
【０２７３】
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。
【０２７４】
本実施の形態における発光素子の第１の電極層（例えば第１の電極層６０、８０）と薄膜トランジスタを電気的に接続する際、本発明を用いることができる。本発明を用いた表示装置においては、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、画素電極層である発光素子の第１の電極層とが直接積層して電気的接続を行うのではなく、導電層を介してソース電極層又はドレイン電極層と第１の電極層とが電気的接続を行う。
【０２７５】
このような構造であると、ソース電極層又はドレイン電極層と、第１の電極層とが直接接触では電気的接続を行いにくい材料同士、また接すると電触などの劣化が起こる材料同士であっても、間に導電層を介するので用いることができる。よって、ソース電極層又はドレイン電極層、第１の電極層に用いることができる材料の選択性が広がる。ソース電極層又はドレイン電極層と第１の電極層との積層によって生じる問題を考慮しなくてよいので、ソース電極層又はドレイン電極層、第１の電極層のそれぞれに要求される特性を備えた材料を自由に選択することができる。従って、より高機能、高信頼性の表示装置を歩留まり良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２７６】
【図１】本発明の表示装置を説明する図。
【図２】本発明の表示装置を説明する図。
【図３】本発明の表示装置を説明する図。
【図４】本発明の表示装置を説明する図。
【図５】本発明の表示装置を説明する図。
【図６】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図７】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図８】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【図９】本発明の表示装置の作製方法を説明する図。
【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】本発明の表示装置を説明する図。
【図２４】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２５】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２６】本発明の表示装置の上面図。
【図２７】本発明の表示装置を説明する図。
【図２８】本発明に適用できる発光素子の構成を説明する図。
【図２９】本発明に適用できる発光素子の構成を説明する図。
【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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【図２８】
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【図２９】
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