(57)【要約】【課題】有機ＥＬ材料の塗布液を塗布する際に、塗布液の液切れを良くして効率的に塗布する手段を提供する。【解決手段】塗布液を塗布する際に成膜形成装置にヒーターもしくは超音波振動子を設けて、塗布液に熱や超音波振動を与える。これにより塗布液の液切れ不良や液詰まりを解決することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にストライプ状に配列された第１の電極を形成し、
前記第１の電極同士の間を埋めるように、前記第１の電極に沿ってバンクを形成し、
ノズルからＥＬ層を形成する塗布液を吐出して、前記第１の電極上にＥＬ層を形成し、
前記ＥＬ層及び前記バンク上に、前記第１の電極と直交するようにストライプ状に配列された第２の電極を形成するものであり、
前記ノズルには超音波振動子及びヒーターが設けられ、当該超音波振動子が前記塗布液に超音波振動を与え、当該ヒーターが前記塗布液を加熱し、前記塗布液は霧状の粒子となってノズルから取り出され、
前記霧状の粒子は、引き出し電極により引き出され、加速電極により引き出された方向に加速され、制御電極により制御されて前記第１の電極上に塗布されて前記ＥＬ層を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項２】
基板上にＴＦＴを形成し、
前記ＴＦＴと電気的に接続される画素電極を形成し、
前記画素電極同士の間にストライプ状にバンクを形成し、
ノズルからＥＬ層を形成する塗布液を吐出して、前記画素電極上にＥＬ層を形成し、
前記ＥＬ層及び前記バンク上に前記画素電極と対向する電極を形成するものであり、
前記ノズルには超音波振動子及びヒーターが設けられ、当該超音波振動子が前記塗布液に超音波振動を与え、当該ヒーターが前記塗布液を加熱し、前記塗布液は霧状の粒子となってノズルから取り出され、
前記霧状の粒子は、引き出し電極により引き出され、加速電極により引き出された方向に加速され、制御電極により制御されて前記画素電極上に塗布されて前記ＥＬ層を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項３】
請求項２において、前記バンクは、前記画素電極の端部を覆うように形成されることを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、前記霧状の粒子は前記引き出し電極により荷電粒子として引き出されることを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、前記塗布液はトルエン又はＮ−メチルピロリドンを溶媒として用いることを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、前記バンクは樹脂材料で形成されることを特徴とする発光装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陽極、陰極及びそれらの間にＥＬ（Electro Luminescence）が得られる発光性有機材料（以下、有機ＥＬ材料という）を挟んだ構造からなるＥＬ素子を基板上に形成した自発光装置及びその自発光装置を表示部（表示ディスプレイまたは表示モニター）として有する電気器具の作製方法に関する。なお、上記自発光装置はＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diodes）ともいう。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光性有機材料のＥＬ現象を利用した自発光素子としてＥＬ素子を用いた表示装置（自発光装置または、ＥＬ表示装置という）の開発が進んでいる。自発光装置は自発光型であるため、液晶表示装置のようなバックライトが不要であり、さらに視野角が広いことから電気器具の表示部として有望視されている。
【０００３】
自発光装置にはパッシブ型（単純マトリクス型）とアクティブ型（アクティブマトリクス型）の二種類があり、どちらも盛んに開発が行われている。特に現在はアクティブマトリクス型自発光装置が注目されている。また、ＥＬ素子の中心とも言えるＥＬ層となる有機ＥＬ材料は、低分子系有機ＥＬ材料と高分子系（ポリマー系）有機ＥＬ材料とが研究されているが、低分子系有機ＥＬ材料よりも取り扱いが容易で耐熱性の高いポリマー系有機ＥＬ材料が注目されている。
【０００４】
しかしながら、ポリマー系有機ＥＬ材料を溶媒に溶解させた溶液を塗布する際に溶液の粘性や吐出部における表面張力により吐出部の液切れが悪い又、吐出部に液詰まりが起こるなどの問題が生じる。なお、本明細書中では、有機ＥＬ材料を溶媒に溶解させたＥＬ層用塗布液のことを塗布液という。さらに、塗布液は、ポリマー系有機ＥＬ材料を溶媒に溶解させたもの以外に、ポリマー系とモノマー系の有機ＥＬ材料を一緒に溶媒に溶解させた物も含む。
【０００５】
また、有機ＥＬ材料におけるルミネッセンスには一重項状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（燐光）とがある。本発明の自発光装置には、どちらの有機ＥＬ材料を有するＥＬ素子を用いても良い。
【０００６】
また、塗布液は、スピナーを用いた塗布方式で塗布することで膜厚のコントロールが可能である。しかし、スピン塗布方式を用いるとウエットエッチングといった有機ＥＬ材料に対して好ましくない工程を挟んでしまうことになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、ポリマーからなる有機ＥＬ材料をライン状に塗布することで成膜後のエッチングの問題を解決し、吐出時の吐出部における液切れ及び液詰まりなどの問題を解決し、効率よく成膜する手段を提供することを課題とする。さらに、このような手段を用いた自発光装置及びその作製方法を提供することを課題とする。そして、このような自発光装置を表示用部として有する電気器具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために、ライン状に塗布する際に用いる塗布液は、有機ＥＬ材料の希釈率を調整して作製することにより粘性を制御し、塗布した際の膜厚が均一となるように制御する。さらに、本発明ではＥＬ層を形成する塗布液の塗布には、ヘッド部及びノズルを有する薄膜形成装置を用いて塗布液を塗布する際の液切れ不良や液詰まりを解決する。
【０００９】
なお、本発明においてヘッド部は、超音波振動子を有しており、この超音波振動子によりヘッド部に超音波振動が与えられる。また、ヘッド部は、ノズルを有しておりヘッド部に与えられた超音波振動はノズルにも与えられる。
【００１０】
ノズルには、ＥＬ層を形成する塗布液が充填されており、超音波振動子によりノズルに与えられた超音波振動が塗布液にも与えられる。なお、塗布液に超音波振動が与えられることにより塗布液に圧力が加わり、これにより塗布液は、ノズルから吐出され所望の位置に塗布される。塗布液は、毛管現象や塗布液の重力による圧力でノズルから吐出されることもある。
【００１１】
また、ノズルの先端部が、接触子を有し、この接触子をＥＬ層を形成する基板上のバンクに接触させることにより塗布液が接触子を伝って画素列に塗布するようにすることも可能である。なお、本明細書中において接触子は、ノズルとは別の材料を用いて形成したものを用いても良いし、ノズルの先端を一部改良してバンクと接触するようにしても良い。また、場合によっては、ノズルを直接バンクと接触させて接触子の役割を果たしても良い。なお、接触子の材料としては、絶縁材料が好ましい。
【００１２】
なお、ノズルは、ヘッド部と連結されており、この連結部付近のノズルの内径と塗布液がノズルから圧力により吐出されるノズル先端部の内径の大きさは異なっている。内径の大きさの大小関係は、連結部付近のノズルの内径の方が先端部のノズルの内径に比べて大きくなっている。これは、吐出される先端部のノズルの内径を小さくすることにより、塗布液を塗布する位置の制御性を高めるためである。
【００１３】
また、ノズルの先端部（ノズルの内径の小さい部分）は、ヒーターを有しており、ヒーターによりノズルの先端部が加熱され、これにより塗布液も加熱される。なお、塗布液がヒーターで加熱されることにより、ノズルの先端部における塗布液の液切れや液詰まりを解消することができる。
【００１４】
ここで本発明の薄膜形成装置を図１に示し、さらにこの薄膜形成装置を用いた自発光装置の作製方法について説明する。
【００１５】
図１（Ａ）は、本発明を実施してπ共役系ポリマーからなる有機ＥＬ材料を成膜する様子を模式的に示す図である。図１（Ａ）において、１１０は基板であり、基板１１０上には画素部１１１、ソース側駆動回路１１２、ゲート側駆動回路１１３がＴＦＴにより形成されている。ソース側駆動回路１１２に接続された複数のソース配線とゲート側駆動回路１１３に接続された複数のゲート配線とで囲まれた領域が画素であり、画素内にはＴＦＴと該ＴＦＴに電気的に接続されたＥＬ素子が形成される。画素部１１１はこのような画素がマトリクス状の配列されて形成されている。
【００１６】
なお、本実施例は赤色、緑色、青色のＥＬ層をストライプ状に同時に成膜する方法を示す。ストライプ状とは、縦横比が２以上の細長い長方形状、長径と短径の比が２以上の細長い楕円形状を含む。
【００１７】
ここで１１４aは赤色に発光する有機ＥＬ材料と溶媒との混合物（以下、赤色ＥＬ層用塗布液という）、１１４bは緑色に発光する有機ＥＬ材料と溶媒との混合物（以下、緑色ＥＬ層用塗布液という）、１１４cは青色に発光する有機ＥＬ材料と溶媒との混合物（以下、青色ＥＬ層用塗布液という）である。なお、これらの有機ＥＬ材料はポリマー重合したものを直接溶媒に溶かして塗布する方法と、モノマーを溶媒に溶かしたものを成膜した後に加熱重合させてポリマーとする方法とがあるが、本発明はどちらでも構わない。ここではポリマーとなった有機ＥＬ材料を溶媒に溶かして塗布した例を示す。
【００１８】
本発明の場合、薄膜形成装置からは赤色ＥＬ層用塗布液１１４a、緑色ＥＬ層用塗布液１１４b、青色ＥＬ層用塗布液１１４cが別々に吐出され、矢印の方向に向かって塗布される。即ち、赤色に発光すべき画素列、緑色に発光すべき画素列及び青色に発光すべき画素列に、同時にストライプ状のＥＬ層（厳密にはＥＬ層の前駆体）が形成される。
【００１９】
なお、ここでいう画素列とはバンク１２１に仕切られた画素の列を指し、バンク１２１はソース配線の上方に形成されている。即ち、ソース配線に沿って複数の画素が直列に並んだ列を画素列と呼んでいる。但し、ここではバンク１２１がソース配線の上方に形成された場合を説明したが、ゲート配線の上方に設けられていても良い。この場合は、ゲート配線に沿って複数の画素が直列に並んだ列を画素列と呼ぶ。
【００２０】
従って、画素部１１１は、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線の上方に設けられたストライプ状のバンクにより分割された複数の画素列の集合体として見ることができる。そのようにして見た場合、画素部１１１は、赤色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列、緑色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列及び青色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列からなるとも言える。
【００２１】
また、上記ストライプ状のバンクは、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線の上方に設けられているため、実質的に画素部１１１は、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線により分割された複数の画素列の集合体と見ることもできる。
【００２２】
次に、図１（Ａ）に示した塗布工程を行った際の薄膜形成装置のヘッド部（吐出部と言っても良い）の様子を図１（Ｂ）に示す。
【００２３】
１１５は薄膜形成装置のヘッド部であり、赤色用ノズル１１６a、緑色用ノズル１１６b、青色用ノズル１１６cが取り付けられている。また各々のノズルの内部には赤色ＥＬ層用塗布液１１４a、緑色ＥＬ層用塗布液１１４b、青色ＥＬ層用塗布液１１４cが蓄えられている。
【００２４】
これらの塗布液は、加圧されることにより、画素部１１１上に吐出される。なお、塗布液は、ノズル１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃと配管１１７をしきる板（図示せず）に配管１１７に充填された不活性ガスを加圧することで吐出される。
このようなヘッド部１１５が紙面に垂直な方向に沿って手前方向に走査されることで図１（Ａ）に示したような塗布工程が行われる。
【００２５】
なお、ここでは、赤色用ノズル１１６a、緑色用ノズル１１６b、青色用ノズル１１６cにそれぞれ赤色ＥＬ層用塗布液１１４a、緑色ＥＬ層用塗布液１１４b、青色ＥＬ層用塗布液１１４cが備えられているが、塗布液は、これらの色に限られることはなく、また、塗布液を備えているノズルは、一つであっても複数であっても良い。
【００２６】
さらに、ヘッド部１１５には、塗布液を吐出しやすくするために超音波による振動をあたえるための超音波振動子１２２が取り付けられている。これは、外部の超音波電源に接続されている。
なお、超音波振動子を取り付ける位置は、図１（Ｂ）に示される位置に限られることはなく、別の位置に付けても良いし、各ノズルに付けても良い。
【００２７】
さらに、各ノズル１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃには、それぞれヒーター１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃが設けられている。このヒーターとは、塗布液をうまく吐出するための塗布液温度調節用に設けられているものであり、ヒーターとなる部分に抵抗材料を存在させると、抵抗材料によりヒーターにかかる電圧が制御できる。電圧が制御されることによりヒーター部にかかる温度調節ができるので、ここで用いる抵抗材料は、各塗布液が適温になるような抵抗を与える材料を選ぶとよい。なお、抵抗材料は、ノズルに接触するように存在させても良いし、ノズルが半導体材料で形成される場合には、ノズル自体に抵抗材料をドーピングしても良い。また、抵抗材料としては、銅、鉄、アルミニウム、タングステン、タンタル、ニッケル、リン、ボロン、ヒ素やアンチモンといった金属を用いる。これにより、吐出液の温度調節が可能となる。
【００２８】
さらにヒーターとしては、各ノズルのヒーター部分に測温部を設けて各塗布液の温度を検知し、検知した温度情報をフィードバックさせて新たな電気信号に変換する回路を設け、この回路に各ヒーターの温度を制御させるような機能を有するものも含める。
【００２９】
また、本明細書中ではヘッド部が走査されるという記載にしているが、基板をＸ−Ｙステージにより縦方向または横方向に移動させることも可能である。
【００３０】
ここで１１８に示される吐出部付近の拡大図を図１（Ｃ）に示す。基板１１０上に設けられた画素部１１１は、複数のＴＦＴ１１９a〜１１９cと画素電極１２０a〜１２０cからなる複数の画素の集合体である。図１（Ｂ）のノズル１１６a〜１１６cに圧力がかかると、その圧力により塗布液１１４a〜１１４cが吐出される。
【００３１】
なお、画素間には樹脂材料で形成されたバンク１２１が設けられており、隣接する画素間で塗布液が混合されてしまうことを防いでいる。この構造ではバンク１２１の幅（フォトリソグラフィの解像度で決まる）を狭くすることで画素部の集積度が向上し、高精細な画像を得ることができる。また、ここで用いる塗布液としては、その粘性が１×１０-3〜３×１０-2Ｐａ・ｓであることが好ましい。
【００３２】
また、バンク１２１を形成しうる樹脂材料としてはアクリル、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミドを用いることができる。この樹脂材料に予めカーボンや黒色顔料等を設けて樹脂材料を黒色化しておくと、バンク１２１を画素間の遮光膜として用いることも可能となる。
【００３３】
また、ノズル１１６a、１１６bまたは１１６cのいずれかに光反射を用いたセンサーを取り付ければ、塗布面とノズルとの距離を常に一定に保つように調節することも可能である。なお、センサーを取り付ける位置は、ノズルの先端が好ましいが、この限りではない。さらに、画素ピッチ（画素間の距離）に応じてノズル１１６a〜１１６cの間隔を調節する機構を備えることで、どのような画素ピッチの自発光装置にも対応することが可能である。
【００３４】
こうしてノズル１１６a〜１１６cから吐出された塗布液１１４a〜１１４cは各々画素電極１２０a〜１２０cを覆うようにして塗布される。塗布液１１４a〜１１４cを塗布したら真空中で加熱処理（ベーク処理または焼成処理）することにより塗布液１１４a〜１１４cに含まれる有機溶媒を揮発させ、有機ＥＬ材料からなるＥＬ層を形成する。このため、有機溶媒は有機ＥＬ材料のガラス転移温度（Ｔｇ）よりも低い温度で揮発するものを用いる。また、有機ＥＬ材料の粘度により最終的に形成されるＥＬ層の膜厚が決まる。この場合、粘度は１×１０-3〜５×１０-2Ｐａ・ｓ（好ましくは１×１０-3〜２×１０-2Ｐａ・ｓ）とするのが好ましい。
【００３５】
さらに、有機ＥＬ材料中に不純物が多いと、ＥＬ層の劣化原因となり、発光効率が低下してしまうので有機ＥＬ材料中にはできるだけ不純物を低減することが望ましい。
【００３６】
なお、不純物を低減するには、溶媒及び有機ＥＬ材料を徹底的に精製し、溶媒と有機ＥＬ材料を混合する時の環境を可能な限り清浄化することが重要である。
溶媒の精製または有機ＥＬ材料の精製は、蒸留法、昇華法、濾過法、再結晶法、再沈殿法、クロマトグラフィ法または透析法等の技術を繰り返し行うことが好ましい。最終的には金属元素やアルカリ金属元素等の不純物を０．１ｐｐｍ以下（好ましくは０．０１ｐｐｍ以下）にまで低減することが望ましい。
【００３７】
また、図１のような薄膜形成装置により有機ＥＬ材料を含む塗布液を塗布する際の雰囲気にも十分に注意することが好ましい。具体的には、上記有機ＥＬ材料の成膜工程を、窒素などの不活性ガスが充填されたクリーンブースやグローブボックス内で行うことが望ましい。
【００３８】
以上のような薄膜形成装置を用いることにより、塗布液を均一に効率よく塗布することができ、高いスループットでポリマー系有機ＥＬ材料からなるＥＬ層を形成することができる。さらに、一つの画素列では切れ間なくストライプ状に塗布していくことができるため、非常にスループットが高い。
【発明の効果】
【００３９】
本発明を実施することで、有機ＥＬ材料を成膜する際に問題となる塗布液の液切れの悪さや液詰まりに対する改善を図ることができる。また、本発明においては、様々な方法で有機ＥＬ材料を成膜する方法を示しているので、条件や用途に応じて成膜する事が可能であり、ポリマー系有機ＥＬ材料を用いた自発光装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の有機ＥＬ材料の塗布工程を示す図。
【図２】画素部の断面構造を示す図。
【図３】画素部の上面構造及び構成を示す図。
【図４】自発光装置の作製工程を示す図。
【図５】自発光装置の作製工程を示す図。
【図６】自発光装置の作製工程を示す図。
【図７】サンプリング回路の素子構造を示す図。
【図８】自発光装置の外観を示す図。
【図９】自発光装置の回路ブロック構成を示す図。
【図１０】アクティブマトリクス型の自発光装置の断面構造を示す図。
【図１１】自発光装置の画素部の断面構造を示す図。
【図１２】画素部の上面構造を示す図。
【図１３】本発明の有機ＥＬ材料の塗布工程を示す図。
【図１４】本発明の有機ＥＬ材料の塗布工程を示す図。
【図１５】本発明の有機ＥＬ材料の塗布工程を示す図。
【図１６】画素部を拡大した図。
【図１７】パッシブ型の自発光装置の断面構造を示す図。
【図１８】電気器具の具体例を示す図。
【図１９】電気器具の具体例を示す図。
【図２０】薄膜形成装置の構造を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明の実施の形態について、図２、図３を用いて説明する。図２に示したのは本発明の薄膜形成装置を用いて作製した自発光装置の画素部の断面図であり、図３（Ａ）はその上面図、図３（Ｂ）はその回路構成である。実際には画素がマトリクス状に複数配列されて画素部（画像表示部）が形成される。なお、図３（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図が図２に相当する。従って図２及び図３で共通の符号を用いているので、適宜両図面を参照すると良い。また、図３の上面図では二つの画素を図示しているが、どちらも同じ構造である。
【００４２】
図２において、１１は基板、１２は下地となる絶縁膜（以下、下地膜という）
である。基板１１としてはガラス、ガラスセラミックス、石英、シリコン、セラミックス、金属若しくはプラスチックからなる基板を用いることができる。
【００４３】
また、下地膜１２は特に可動イオンを含む基板や導電性を有する基板を用いる場合に有効であるが、石英基板には設けなくても構わない。下地膜１２としては、珪素（シリコン）を含む絶縁膜を用いれば良い。なお、本明細書において「珪素を含む絶縁膜」とは、具体的には酸化珪素膜、窒化珪素膜若しくは窒化酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙで示される）など珪素、酸素若しくは窒素を所定の割合で含む絶縁膜を指す。
【００４４】
また、下地膜１２に放熱効果を持たせることによりＴＦＴの発熱を発散させることはＴＦＴの劣化又はＥＬ素子の劣化を防ぐためにも有効である。放熱効果を持たせるには公知のあらゆる材料を用いることができる。
【００４５】
ここでは画素内に二つのＴＦＴを形成している。２０１はスイッチング用ＴＦＴであり、ｎチャネル型ＴＦＴで形成され、２０２は電流制御用ＴＦＴであり、ｐチャネル型ＴＦＴで形成されている。
【００４６】
ただし、本発明において、スイッチング用ＴＦＴをｎチャネル型ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴをｐチャネル型ＴＦＴに限定する必要はなく、スイッチング用ＴＦＴをｐチャネル型ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴをｎチャネル型ＴＦＴにしたり、両方ともｎチャネル型、又はｐチャネル型ＴＦＴを用いることも可能である。
【００４７】
スイッチング用ＴＦＴ２０１は、ソース領域１３、ドレイン領域１４、ＬＤＤ領域１５a〜１５d、高濃度不純物領域１６及びチャネル形成領域１７a、１７bを含む活性層、ゲート絶縁膜１８、ゲート電極１９a、１９b、第１層間絶縁膜２０、ソース配線２１並びにドレイン配線２２を有して形成される。
【００４８】
また、図３に示すように、ゲート電極１９a、１９bは別の材料（ゲート電極１９a、１９bよりも低抵抗な材料）で形成されたゲート配線２１１によって電気的に接続されたダブルゲート構造となっている。勿論、ダブルゲート構造だけでなく、シングルゲートもしくはトリプルゲート構造といったいわゆるマルチゲート構造（直列に接続された二つ以上のチャネル形成領域を有する活性層を含む構造）であっても良い。マルチゲート構造はオフ電流値を低減する上で極めて有効であり、本発明では画素のスイッチング素子２０１をマルチゲート構造とすることによりオフ電流値の低いスイッチング素子を実現している。
【００４９】
また、活性層は結晶構造を含む半導体膜で形成される。即ち、単結晶半導体膜でも良いし、多結晶半導体膜や微結晶半導体膜でも良い。また、ゲート絶縁膜１８は珪素を含む絶縁膜で形成すれば良い。また、ゲート電極、ソース配線若しくはドレイン配線としてはあらゆる導電膜を用いることができる。
【００５０】
さらに、スイッチング用ＴＦＴ２０１においては、ＬＤＤ領域１５a〜１５dは、ゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極１９a、１９bと重ならないように設ける。このような構造はオフ電流値を低減する上で非常に効果的である。
【００５１】
なお、チャネル形成領域とＬＤＤ領域との間にオフセット領域（チャネル形成領域と同一組成の半導体層でなり、ゲート電圧が印加されない領域）を設けることはオフ電流値を下げる上でさらに好ましい。また、二つ以上のゲート電極を有するマルチゲート構造の場合、チャネル形成領域の間に設けられた高濃度不純物領域がオフ電流値の低減に効果的である。
【００５２】
次に、電流制御用ＴＦＴ２０２は、ソース領域３１、ドレイン領域３２及びチャネル形成領域３４を含む活性層、ゲート絶縁膜１８、ゲート電極３５、第１層間絶縁膜２０、ソース配線３６並びにドレイン配線３７を有して形成される。なお、ゲート電極３５はシングルゲート構造となっているが、マルチゲート構造であっても良い。
【００５３】
図２に示すように、スイッチング用ＴＦＴのドレインは電流制御用ＴＦＴ２０２のゲートに接続されている。具体的には電流制御用ＴＦＴ２０２のゲート電極３５はスイッチング用ＴＦＴ２０１のドレイン領域１４とドレイン配線（接続配線とも言える）２２を介して電気的に接続されている。また、ソース配線３６は電源供給線２１２に接続される。
【００５４】
電流制御用ＴＦＴ２０２はＥＬ素子２０３に注入される電流量を制御するための素子であるが、ＥＬ素子の劣化を考慮するとあまり多くの電流を流すことは好ましくない。そのため、電流制御用ＴＦＴ２０２に過剰な電流が流れないように、チャネル長（Ｌ）は長めに設計することが好ましい。望ましくは一画素あたり０．５〜２μＡ（好ましくは１〜１．５μＡ）となるようにする。
【００５５】
また、スイッチング用ＴＦＴ２０１に形成されるＬＤＤ領域の長さ（幅）は０．５〜３．５μｍ、代表的には２．０〜２．５μｍとすれば良い。
【００５６】
また、図３に示すように電流制御用ＴＦＴ３５０３のゲート電極３５を含む配線３６は、３５０４で示される領域で電流制御用ＴＦＴ３５０３のドレイン配線３７と絶縁膜を挟んで重なる。このとき３５０４で示される領域では、保持容量（コンデンサ）が形成される。保持容量３５０４は電源供給線２１２と電気的に接続された半導体膜３５２０、ゲート絶縁膜と同一層の絶縁膜（図示せず）及び電源供給線２１２で形成される容量も保持容量として用いることが可能である。
この保持容量３５０４は、電流制御用ＴＦＴ３５０３のゲート電極３５にかかる電圧を保持するためのコンデンサとして機能する。
【００５７】
また、流しうる電流量を多くするという観点から見れば、電流制御用ＴＦＴ２０２の活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を厚くする（好ましくは５０〜１００ｎｍ、さらに好ましくは６０〜８０ｎｍ）ことも有効である。逆に、スイッチング用ＴＦＴ２０１の場合はオフ電流値を小さくするという観点から見れば、活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を薄くする（好ましくは２０〜５０ｎｍ、さらに好ましくは２５〜４０ｎｍ）ことも有効である。
【００５８】
次に、３８は第１パッシベーション膜であり、膜厚は１０ｎｍ〜１μm（好ましくは２００〜５００ｎｍ）とすれば良い。材料としては、珪素を含む絶縁膜（特に窒化酸化珪素膜又は窒化珪素膜が好ましい）を用いることができる。
【００５９】
第１パッシベーション膜３８の上には、各ＴＦＴを覆うような形で第２層間絶縁膜（平坦化膜と言っても良い）３９を形成し、ＴＦＴによってできる段差の平坦化を行う。第２層間絶縁膜３９としては、有機樹脂膜が好ましく、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を用いると良い。勿論、十分な平坦化が可能であれば、無機膜を用いても良い。
【００６０】
第２層間絶縁膜３９によってＴＦＴによる段差を平坦化することは非常に重要である。後に形成されるＥＬ層は非常に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起こす場合がある。従って、ＥＬ層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化しておくことが望ましい。
【００６１】
また、４０は透明導電膜からなる画素電極（ＥＬ素子の陽極に相当する）であり、第２層間絶縁膜３９及び第１パッシベーション膜３８にコンタクトホール（開孔）を開けた後、形成された開孔部において電流制御用ＴＦＴ２０２のドレイン配線３７に接続されるように形成される。
【００６２】
本実施形態では、画素電極として酸化インジウムと酸化スズの化合物からなる導電膜を用いる。また、これに少量のガリウムを添加しても良い。さらに酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を用いることもできる。
【００６３】
画素電極を形成したら、樹脂材料からなるバンク４１ａおよび４１ｂを形成する。バンク４１ａおよび４１ｂは１〜２μm厚のアクリル膜またはポリイミド膜をパターニングして形成すれば良い。このバンク４１ａおよび４１ｂは、画素と画素との間にストライプ状に形成される。本実施例ではソース配線２１に沿って形成するがゲート配線３５に沿って形成しても良い。
【００６４】
次にＥＬ層４２が図１で説明したような薄膜形成装置により形成される。なお、ここでは一画素しか図示していないが、図１で説明したようにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発光層が同時に形成される。ＥＬ層とする有機ＥＬ材料としてはポリマー系材料を用いる。代表的なポリマー系材料としては、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）系、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）
系、ポリフルオレン系などが挙げられる。
【００６５】
なお、ＰＰＶ系有機ＥＬ材料としては様々な型のものがあるが、例えば以下のような分子式が発表されている。
（「H. Shenk,H.Becker,O.Gelsen,E.Kluge,W.Kreuder,and H.Spreitzer,“Polymers for Light Emitting Diodes”,Euro Display,Proceedings,1999,p.33-37」）
【００６６】
【化１】
2011175986.tif 000003
【００６７】
【化２】
2011175986.tif 000004
【００６８】
また、特開平１０−９２５７６号公報に記載された分子式のポリフェニルビニルを用いることもできる。分子式は以下のようになる。
【００６９】
【化３】
2011175986.tif 000005
【００７０】
【化４】
2011175986.tif 000006
【００７１】
また、ＰＶＫ系有機ＥＬ材料としては以下のような分子式がある。
【００７２】
【化５】
2011175986.tif 000007
【００７３】
ポリマー系有機ＥＬ材料はポリマーの状態で溶媒に溶かして塗布することもできるし、モノマーの状態で溶媒に溶かして塗布した後に重合することもできる。
モノマーの状態で塗布した場合、まずポリマー前駆体が形成され、真空中で加熱することにより重合してポリマーになる。
【００７４】
具体的なＥＬ層としては、赤色に発光するＥＬ層にはシアノポリフェニレンビニレン、緑色に発光するＥＬ層にはポリフェニレンビニレン、青色に発光するＥＬ層にはポリフェニレンビニレン若しくはポリアルキルフェニレンを用いれば良い。膜厚は３０〜１５０ｎｍ（好ましくは４０〜１００ｎｍ）とすれば良い。
【００７５】
但し、以上の例は本発明のＥＬ層として用いることのできる有機ＥＬ材料の一例であって、これに限定する必要はまったくない。本発明では有機ＥＬ材料と溶媒との混合物を図１に示す方式により塗布して、溶媒を揮発させて除去することによりＥＬ層を形成する。従って、溶媒を揮発させる際にＥＬ層のガラス転移温度を超えない組み合わせであれば如何なる有機ＥＬ材料を用いても良い。
【００７６】
また、代表的な溶媒としてはトルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、クロロフォルム、ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソルブ、シクロヘキサン、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、シクロヘキサノン、ジオキサンまたは、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）が挙げられる。
【００７７】
さらに、ＥＬ層４２を形成する際、ＥＬ層は水分や酸素の存在によって容易に劣化してしまうため、処理雰囲気は水分や酸素の少ない雰囲気とし、窒素やアルゴンといった不活性ガス中で行うことが望ましい。さらに処理雰囲気としては、塗布液の蒸発速度を制御できることから塗布液作製に用いた溶媒雰囲気にするのも良い。なお、これらを実施するためには、図１の薄膜形成装置を、不活性ガスを充填したクリーンブースに設置し、その雰囲気中で発光層の成膜工程を行うことが望ましい。
【００７８】
以上のようにしてＥＬ層４２を形成したら、次に遮光性導電膜からなる陰極４３、保護電極４４及び第２パッシベーション膜４５が形成される。本実施形態では陰極４３として、ＭｇＡｇからなる導電膜を用い、保護電極４４としてアルミニウムからなる導電膜を用いる。また、第２パッシベーション膜４５としては、１０ｎｍ〜１μm（好ましくは２００〜５００ｎｍ）の厚さの窒化珪素膜を用いる。
【００７９】
なお、上述のようにＥＬ層は熱に弱いので、陰極４３及び第２パッシベーション膜４５はなるべく低温（好ましくは室温から１２０℃までの温度範囲）で成膜するのが望ましい。従って、プラズマＣＶＤ法、真空蒸着法又は溶液塗布法（スピンコート法）が望ましい成膜方法と言える。
【００８０】
ここまで完成したものをアクティブマトリクス基板とよび、アクティブマトリクス基板に対向して、対向基板（図示せず）が設けられる。本実施形態では対向基板としてガラス基板を用いる。なお、対向基板としては、プラスチックやセラミックスからなる基板を用いても良い。
【００８１】
また、アクティブマトリクス基板と対向基板はシール剤（図示せず）によって接着され、密閉空間（図示せず）が形成される。本実施形態では、密閉空間をアルゴンガスで充填している。勿論、この密閉空間内に酸化バリウムといった乾燥剤を配置したり酸化防止剤を配置することも可能である。
【実施例１】
【００８２】
本発明の実施例における画素部とその周辺に設けられる駆動回路部のＴＦＴを同時に作製する方法について図４〜図６を用いて説明する。但し、説明を簡単にするために、駆動回路に関しては基本回路であるＣＭＯＳ回路を図示することとする。
【００８３】
まず、図４（Ａ）に示すように、ガラス基板３００上に下地膜３０１を３００ｎｍの厚さに形成する。本実施例では下地膜３０１として１００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜と２００ｎｍの窒化酸化珪素膜とを積層して用いる。この時、ガラス基板３００に接する方の窒素濃度を１０〜２５ｗｔ％としておくと良い。もちろん下地膜を設けずに石英基板上に直接素子を形成しても良い。
【００８４】
次に下地膜３０１の上に５０ｎｍの厚さの非晶質珪素膜（図示せず））を公知の成膜法で形成する。なお、非晶質珪素膜に限定する必要はなく、非晶質構造を含む半導体膜（微結晶半導体膜を含む）であれば良い。さらに非晶質シリコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を含む化合物半導体膜でも良い。また、膜厚は２０〜１００ｎｍの厚さであれば良い。
【００８５】
そして、公知の技術により非晶質珪素膜を結晶化し、結晶質珪素膜（多結晶シリコン膜若しくはポリシリコン膜ともいう）３０２を形成する。公知の結晶化方法としては、電熱炉を使用した熱結晶化方法、レーザー光を用いたレーザーアニール結晶化法、赤外光を用いたランプアニール結晶化法がある。本実施例では、ＸｅＣｌガスを用いたエキシマレーザー光を用いて結晶化する。
【００８６】
なお、本実施例では線状に加工したパルス発振型のエキシマレーザー光を用いるが、矩形であっても良いし、連続発振型のアルゴンレーザー光や連続発振型のエキシマレーザー光を用いることもできる。
【００８７】
本実施例では結晶質珪素膜をＴＦＴの活性層として用いるが、非晶質珪素膜を用いることも可能である。また、オフ電流を低減する必要のあるスイッチング用ＴＦＴの活性層を非晶質珪素膜で形成し、電流制御用ＴＦＴの活性層を結晶質珪素膜で形成することも可能である。非晶質珪素膜はキャリア移動度が低いため電流を流しにくくオフ電流が流れにくい。即ち、電流を流しにくい非晶質珪素膜と電流を流しやすい結晶質珪素膜の両者の利点を生かすことができる。
【００８８】
次に、図４（Ｂ）に示すように、結晶質珪素膜３０２上に酸化珪素膜からなる保護膜３０３を１３０ｎｍの厚さに形成する。この厚さは１００〜２００ｎｍ（好ましくは１３０〜１７０ｎｍ）の範囲で選べば良い。また、珪素を含む絶縁膜であれば他の膜でも良い。この保護膜３０３は不純物を添加する際に結晶質珪素膜が直接プラズマに曝されないようにするためと、微妙な濃度制御を可能にするために設ける。
【００８９】
そして、その上にレジストマスク３０４a、３０４bを形成し、保護膜３０３を介してｎ型を付与する不純物元素（以下、ｎ型不純物元素という）を添加する。
なお、ｎ型不純物元素としては、代表的には１５族に属する元素、典型的にはリン又は砒素を用いることができる。なお、本実施例ではホスフィン（ＰＨ3）を質量分離しないでプラズマ励起したプラズマ（イオン）ドーピング法を用い、リンを１×１０18atoms/cm3の濃度で添加する。勿論、質量分離を行うイオンインプランテーション法を用いても良い。
【００９０】
この工程により形成されるｎ型不純物領域３０５には、ｎ型不純物元素が２×１０16〜５×１０19atoms/cm3（代表的には５×１０17〜５×１０18atoms/cm3）
の濃度で含まれるようにドーズ量を調節する。
【００９１】
次に、図４（Ｃ）に示すように、保護膜３０３およびレジスト３０４ａ、３０４ｂを除去し、添加した１５族に属する元素の活性化を行う。活性化手段は公知の技術を用いれば良いが、本実施例ではエキシマレーザー光の照射により活性化する。勿論、パルス発振型でも連続発振型でも良いし、エキシマレーザー光に限定する必要はない。但し、添加された不純物元素の活性化が目的であるので、結晶質珪素膜が溶融しない程度のエネルギーで照射することが好ましい。なお、保護膜３０３をつけたままレーザー光を照射しても良い。
【００９２】
なお、このレーザー光による不純物元素の活性化に際して、熱処理による活性化を併用しても構わない。熱処理による活性化を行う場合は、基板の耐熱性を考慮して４５０〜５５０℃程度の熱処理を行えば良い。
【００９３】
この工程によりｎ型不純物領域３０５の端部、即ち、ｎ型不純物領域３０５、の周囲に存在するｎ型不純物元素を添加していない領域との境界部（接合部）が明確になる。このことは、後にＴＦＴが完成した時点において、ＬＤＤ領域とチャネル形成領域とが非常に良好な接合部を形成しうることを意味する。
【００９４】
次に、図４（Ｄ）に示すように、結晶質珪素膜の不要な部分を除去して、島状の半導体膜（以下、活性層という）３０６〜３０９を形成する。
【００９５】
次に、図４（Ｅ）に示すように、活性層３０６〜３０９を覆ってゲート絶縁膜３１０を形成する。ゲート絶縁膜３１０としては、１０〜２００ｎｍ、好ましくは５０〜１５０ｎｍの厚さの珪素を含む絶縁膜を用いれば良い。これは単層構造でも積層構造でも良い。本実施例では１１０ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。
【００９６】
次に、２００〜４００ｎｍ厚の導電膜を形成し、パターニングしてゲート電極３１１〜３１５を形成する。このゲート電極３１１〜３１５の端部をテーパー状にすることもできる。なお、本実施例ではゲート電極と、ゲート電極に電気的に接続された引き回しのための配線（以下、ゲート配線という）とを別の材料で形成する。具体的にはゲート電極よりも低抵抗な材料をゲート配線として用いる。
これは、ゲート電極としては微細加工が可能な材料を用い、ゲート配線には微細加工はできなくとも配線抵抗が小さい材料を用いるためである。勿論、ゲート電極とゲート配線とを同一材料で形成しても構わない。
【００９７】
また、ゲート電極は単層の導電膜で形成しても良いが、必要に応じて二層、三層といった積層膜とすることが好ましい。ゲート電極の材料としては公知のあらゆる導電膜を用いることができる。ただし、上述のように微細加工が可能、具体的には２μm以下の線幅にパターニング可能な材料が好ましい。
【００９８】
代表的には、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）から選ばれた元素からなる膜、または前記元素の窒化物膜（代表的には窒化タンタル膜、窒化タングステン膜、窒化チタン膜）、または前記元素を組み合わせた合金膜（代表的にはＭｏ−Ｗ合金、Ｍｏ−Ｔａ合金）、または前記元素のシリサイド膜（代表的にはタングステンシリサイド膜、チタンシリサイド膜）を用いることができる。勿論、単層で用いても積層して用いても良い。
【００９９】
本実施例では、５０ｎｍ厚の窒化タンタル（ＴａＮ）膜と、３５０ｎｍ厚のタンタル（Ｔａ）膜とからなる積層膜を用いる。これはスパッタ法で形成すれば良い。また、スパッタガスとしてＸｅ、Ｎｅ等の不活性ガスを添加すると応力による膜はがれを防止することができる。
【０１００】
またこの時、ゲート電極３１２はｎ型不純物領域３０５の一部とゲート絶縁膜３１０を挟んで重なるように形成する。この重なった部分が後にゲート電極と重なったＬＤＤ領域となる。なお、ゲート電極３１３，３１４は、断面では、二つに見えるが実際には電気的に接続されている。
【０１０１】
次に、図５（Ａ）に示すように、ゲート電極３１１〜３１５をマスクとして自己整合的にｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加する。こうして形成される不純物領域３１６〜３２３にはｎ型不純物領域３０５の１／２〜１／１０（代表的には１／３〜１／４）の濃度でリンが添加されるように調節する。具体的には、１×１０16〜５×１０18atoms/cm3（典型的には３×１０17〜３×１０18atoms/cm3）の濃度が好ましい。
【０１０２】
次に、図５（Ｂ）に示すように、ゲート電極等を覆う形でレジストマスク３２４a〜３２４ｄを形成し、ｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加して高濃度にリンを含む不純物領域３２５〜３２９を形成する。ここでもホスフィン（ＰＨ3）を用いたイオンドープ法で行い、この領域のリンの濃度は１×１０20〜１×１０21atoms/cm3（代表的には２×１０20〜５×１０21atoms/cm3）となるように調節する。
【０１０３】
この工程によってｎチャネル型ＴＦＴのソース領域若しくはドレイン領域が形成されるが、スイッチング用ＴＦＴでは、図５（Ａ）の工程で形成したｎ型不純物領域３１９〜３２１の一部を残す。この残された領域が、図２におけるスイッチング用ＴＦＴ２０１のＬＤＤ領域１５a〜１５dに対応する。
【０１０４】
次に、図５（Ｃ）に示すように、レジストマスク３２４a〜３２４ｄを除去し、新たにレジストマスク３３２を形成する。そして、ｐ型不純物元素（本実施例ではボロン）を添加し、高濃度にボロンを含む不純物領域３３３〜３３６を形成する。ここではジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法により３×１０20〜３×１０21atoms/cm3（代表的には５×１０20〜１×１０21atoms/cm3ノ）濃度となるようにボロンを添加する。
【０１０５】
なお、不純物領域３３３〜３３６には既に１×１０20〜１×１０21atoms/cm3の濃度でリンが添加されているが、ここで添加されるボロンはその少なくとも３倍以上の濃度で添加される。そのため、予め形成されていたｎ型の不純物領域は完全にｐ型に反転し、ｐ型の不純物領域として機能する。
【０１０６】
次に、レジストマスク３３２を除去した後、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型不純物元素を活性化する。活性化手段としては、ファーネスアニール法、レーザーアニール法、またはランプアニール法で行うことができる。本実施例では電熱炉において窒素雰囲気中、５５０℃、４時間の熱処理を行う。
【０１０７】
このとき雰囲気中の酸素を極力排除することが重要である。なぜならば酸素が少しでも存在していると露呈したゲート電極の表面が酸化され、抵抗の増加を招くと共に後にオーミックコンタクトを取りにくくなるからである。従って、上記活性化工程における処理雰囲気中の酸素濃度は１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下とすることが望ましい。
【０１０８】
次に、活性化工程が終了したら図５（Ｄ）に示すように３００ｎｍ厚のゲート配線３３７を形成する。ゲート配線３３７の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）を主成分（組成として５０〜１００％を占める。）とする金属を用いれば良い。配置としては図３のようにゲート配線２１１とスイッチング用ＴＦＴのゲート電極１９a、１９b（図４（Ｅ）の３１３、３１４）が電気的に接続するように形成する。
【０１０９】
このような構造とすることでゲート配線の配線抵抗を非常に小さくすることができるため、面積の大きい画像表示領域（画素部）を形成することができる。即ち、画面の大きさが対角１０インチ以上（さらには３０インチ以上）の自発光装置を実現する上で、本実施例の画素構造は極めて有効である。
【０１１０】
次に、図６（Ａ）に示すように、第１層間絶縁膜３３８を形成する。第１層間絶縁膜３３８としては、珪素を含む絶縁膜を単層で用いるか、２種類以上の珪素を含む絶縁膜を組み合わせた積層膜を用いれば良い。また、膜厚は４００ｎｍ〜１．５μmとすれば良い。本実施例では、２００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜の上に８００ｎｍ厚の酸化珪素膜を積層した構造とする。
【０１１１】
さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、水素化処理をする。この工程は熱的に励起された水素により半導体膜の不対結合手を水素終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマ化して生成された水素を用いる）を行っても良い。
【０１１２】
なお、水素化処理は第１層間絶縁膜３３８を形成する間に入れても良い。即ち、２００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を形成した後で上記のように水素化処理を行い、その後で残り８００ｎｍ厚の酸化珪素膜を形成してもよい。
【０１１３】
次に、第１層間絶縁膜３３８及びゲート絶縁膜３１０に対してコンタクトホールを形成し、ソース配線３３９〜３４２と、ドレイン配線３４３〜３４５を形成する。なお、本実施例ではこの電極を、Ｔｉ膜を１００ｎｍ、Ｔｉを含むアルミニウム膜を３００ｎｍ、Ｔｉ膜１５０ｎｍをスパッタ法で連続形成した３層構造の積層膜とする。勿論、他の導電膜でも良い。
【０１１４】
次に、５０〜５００ｎｍ（代表的には２００〜３００ｎｍ）の厚さで第１パッシベーション膜３４６を形成する。本実施例では第１パッシベーション膜３４６として３００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。これは窒化珪素膜で代用しても良い。
【０１１５】
なお、窒化酸化珪素膜の形成に先立ってＨ2、ＮＨ3等水素を含むガスを用いてプラズマ処理を行うことは有効である。この前処理により励起された水素が第１層間絶縁膜３３８に供給され、熱処理を行うことで、第１パッシベーション膜３４６の膜質が改善される。それと同時に、第１層間絶縁膜３３８に添加された水素が下層側に拡散するため、効果的に活性層を水素化することができる。
【０１１６】
次に、図６（Ｂ）に示すように有機樹脂からなる第２層間絶縁膜３４７を形成する。有機樹脂としては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。特に、第２層間絶縁膜３４７は平坦化の意味合いが強いので、平坦性に優れたアクリルが好ましい。本実施例ではＴＦＴによって形成される段差を十分に平坦化しうる膜厚でアクリル膜を形成する。好ましくは１〜５μm（さらに好ましくは２〜４μm）とすれば良い。
【０１１７】
次に、第２層間絶縁膜３４７及び第１パッシベーション膜３４６に対してコンタクトホールを形成し、ドレイン配線３４５と電気的に接続される画素電極３４８を形成する。本実施例では酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜を１１０ｎｍの厚さに形成し、パターニングを行って画素電極とする。また、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いても良い。この画素電極がＥＬ素子の陽極となる。
【０１１８】
次に、図６（Ｃ）に示すように、樹脂材料からなるバンク３４９を形成する。
バンク３４９は１〜２μm厚のアクリル膜またはポリイミド膜をパターニングして形成すれば良い。このバンク３４９は図３に示したように、画素と画素との間にストライプ状に形成される。本実施例ではソース配線３４１に沿って形成するがゲート配線３３７に沿って形成しても良い。
【０１１９】
次に、ＥＬ層３５０を、図１を用いて説明した薄膜形成装置を用いた成膜工程により形成する。具体的には、ＥＬ層３５０となる有機ＥＬ材料をクロロフォルム、ジクロロメタン、キシレン、トルエン、テトラヒドロフラン、Ｎ−メチルピロリドンといった溶媒に溶かして塗布し、その後、熱処理を行うことにより溶媒を揮発させる。こうして有機ＥＬ材料からなる被膜（ＥＬ層）が形成される。
【０１２０】
なお、本実施例では一画素しか図示されていないが、このとき同時に赤色に発光するＥＬ層、緑色に発光するＥＬ層及び青色に発光するＥＬ層が形成される。
本実施例では、赤色に発光するＥＬ層としてシアノポリフェニレンビニレン、緑色に発光するＥＬ層としてポリフェニレンビニレン、青色に発光するＥＬ層としてポリアルキルフェニレンを各々５０ｎｍの厚さに形成する。また、溶媒としては１，２−ジクロロメタンを用い、８０〜１５０℃のホットプレートで１〜５分の熱処理を行って揮発させる。
【０１２１】
なお、ＥＬ層３５０としては公知の材料を用いることができる。公知の材料としては、駆動電圧を考慮すると有機材料を用いるのが好ましい。なお、本実施例ではＥＬ層３５０を上記ＥＬ層のみの単層構造とするが、必要に応じて電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層、電子阻止層もしくは正孔素子層を設けても良い。また、本実施例ではＥＬ素子の陰極３５１としてＭｇＡｇ電極を用いた例を示すが、公知の他の材料であっても良い。
【０１２２】
ＥＬ層３５０を形成した後、陰極（ＭｇＡｇ電極）３５１を真空蒸着法を用いて形成する。なお、ＥＬ層３５０の膜厚は８０〜２００ｎｍ（典型的には１００〜１２０ｎｍ）、陰極３５１の厚さは１８０〜３００ｎｍ（典型的には２００〜２５０ｎｍ）とすれば良い。
【０１２３】
さらに、陰極３５１上には、保護電極３５２を設ける。保護電極３５２としてはアルミニウムを主成分とする導電膜を用いれば良い。保護電極３５２は、マスクを用いて真空蒸着法で形成すれば良い。
【０１２４】
最後に、窒化珪素膜からなる第２パッシベーション膜３５３を３００ｎｍの厚さに形成する。実際には保護電極３５２がＥＬ層を水分等から保護する役割を果たすが、さらに第２パッシベーション膜３５３を形成しておくことで、ＥＬ素子の信頼性をさらに高めることができる。
【０１２５】
本実施例の場合、図６（Ｃ）に示すように、ｎチャネル型２０５の活性層は、ソース領域３５５、ドレイン領域３５６、ＬＤＤ領域３５７及びチャネル形成領域３５８を含み、ＬＤＤ領域３５７はゲート絶縁膜３１０を挟んでゲート電極３１２と重なっている。
【０１２６】
ドレイン領域側のみにＬＤＤ領域を形成しているのは、動作速度を落とさないための配慮である。また、このｎチャネル型ＴＦＴ２０５はオフ電流値をあまり気にする必要はなく、それよりも動作速度を重視した方が良い。従って、ＬＤＤ領域３５７は完全にゲート電極に重ねてしまい、極力抵抗成分を少なくすることが望ましい。即ち、いわゆるオフセットはなくした方がよい。
【０１２７】
こうして図６（Ｃ）に示すような構造のアクティブマトリクス基板が完成する。なお、バンク３４９を形成した後、パッシベーション膜３５３を形成するまでの工程をマルチチャンバー方式（またはインライン方式）の薄膜形成装置を用いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効である。
【０１２８】
ところで、本実施例のアクティブマトリクス基板は、画素部だけでなく駆動回路部にも最適な構造のＴＦＴを配置することにより、非常に高い信頼性を示し、動作特性も向上しうる。
【０１２９】
まず、極力動作速度を落とさないようにホットキャリア注入を低減させる構造を有するＴＦＴを、駆動回路部を形成するＣＭＯＳ回路のｎチャネル型ＴＦＴ２０５として用いる。なお、ここでいう駆動回路としては、シフトレジスタ、バッファ、レベルシフタ、サンプリング回路（サンプル及びホールド回路）などが含まれる。デジタル駆動を行う場合には、Ｄ／Ａコンバータなどの信号変換回路も含まれうる。
【０１３０】
なお、駆動回路の中でもサンプリング回路は他の回路と比べて少し特殊であり、チャネル形成領域を双方向に大電流が流れる。即ち、ソース領域とドレイン領域の役割が入れ替わるのである。さらに、オフ電流値を極力低く抑える必要があり、そういった意味でスイッチング用ＴＦＴと電流制御用ＴＦＴの中間程度の機能を有するＴＦＴを配置することが望ましい。
【０１３１】
従って、サンプリング回路を形成するｎチャネル型ＴＦＴは、図７に示すような構造のＴＦＴを配置することが望ましい。図７に示すように、ＬＤＤ領域９０１a、９０１bの一部がゲート絶縁膜９０２を介してゲート電極９０３と重なる。
この効果は電流を流した際に生じるホットキャリア注入に対する劣化対策であり、サンプリング回路の場合はチャネル形成領域９０４を挟む形で両側に設ける点が異なる。
【０１３２】
なお、実際には図６（Ｃ）まで完成したら、さらに外気に曝されないように気密性の高いガラス、石英、プラスチックといったハウジング材でパッケージング（封入）することが好ましい。その際、ハウジング材の内部に内部に酸化バリウムといった吸湿剤や酸化防止剤を配置するとよい。
【０１３３】
また、パッケージング等の処理により気密性を高めたら、基板上に形成された素子又は回路から引き回された端子と外部信号端子とを接続するためのコネクター（フレキシブルプリントサーキット：ＦＰＣ）を取り付けて製品として完成する。このような出荷できる状態にまでした状態を本明細書中では自発光装置（またはＥＬモジュール）をという。
【０１３４】
ここで本実施例のアクティブマトリクス型自発光装置の構成を図８の斜視図を用いて説明する。本実施例のアクティブマトリクス型自発光装置は、ガラス基板６０１上に形成された、画素部６０２と、ゲート側駆動回路６０３と、ソース側駆動回路６０４を含む。画素部のスイッチング用ＴＦＴ６０５はｎチャネル型ＴＦＴであり、ゲート側駆動回路６０３に接続されたゲート配線６０６、ソース側駆動回路６０４に接続されたソース配線６０７の交点に配置されている。また、スイッチング用ＴＦＴ６０５のドレインは電流制御用ＴＦＴ６０８のゲートに接続されている。
【０１３５】
さらに、電流制御用ＴＦＴ６０８のソース側は電源供給線６０９に接続される。本実施例のような構造では、電源供給線６０９には接地電位（アース電位）が与えられている。また、電流制御用ＴＦＴ６０８のドレインにはＥＬ素子６１０が接続されている。また、このＥＬ素子６１０の陽極には所定の電圧（３〜１２Ｖ、好ましくは３〜５Ｖ）が加えられる。
【０１３６】
そして、外部入出力端子となるＦＰＣ６１１には駆動回路部まで信号を伝達するための接続配線６１２、６１３、及び電源供給線６０９に接続された接続配線６１４が設けられている。
【０１３７】
また、図８に示した自発光装置の回路構成の一例を図９に示す。本実施例の自発光装置は、ソース側駆動回路８０１、ゲート側駆動回路（Ａ）８０７、ゲート側駆動回路（Ｂ）８１１、画素部８０６を有している。なお、本明細書中において、駆動回路部とはソース側処理回路およびゲート側駆動回路を含めた総称である。
【０１３８】
ソース側駆動回路８０１は、シフトレジスタ８０２、レベルシフタ８０３、バッファ８０４、サンプリング回路（サンプル及びホールド回路）８０５を備えている。また、ゲート側駆動回路（Ａ）８０７は、シフトレジスタ８０８、レベルシフタ８０９、バッファ８１０を備えている。ゲート側駆動回路（Ｂ）８１１も同様な構成である。
【０１３９】
ここでシフトレジスタ８０２、８０８は駆動電圧が５〜１６Ｖ（代表的には１０Ｖ）であり、回路を形成するＣＭＯＳ回路に使われるｎチャネル型ＴＦＴは図６（Ｃ）の２０５で示される構造が適している。
【０１４０】
また、レベルシフタ８０３、８０９、バッファ８０４、８１０はシフトレジスタと同様に、図６（Ｃ）のｎチャネル型ＴＦＴ２０５を含むＣＭＯＳ回路が適している。なお、ゲート配線をダブルゲート構造、トリプルゲート構造といったマルチゲート構造とすることは、各回路の信頼性を向上させる上で有効である。
【０１４１】
また、サンプリング回路８０５はソース領域とドレイン領域が反転する上、オフ電流値を低減する必要があるので、図７のｎチャネル型ＴＦＴ２０８を含むＣＭＯＳ回路が適している。
【０１４２】
また、画素部８０６は図２に示した構造の画素を配置する。
【０１４３】
なお、上記構成は、図４〜６に示した作製工程に従ってＴＦＴを作製することによって容易に実現することができる。また、本実施例では画素部と駆動回路部の構成のみ示しているが、本実施例の作製工程に従えば、その他にも信号分割回路、Ｄ／Ａコンバータ回路、オペアンプ回路、γ補正回路など駆動回路以外の論理回路を同一基板上に形成することが可能であり、さらにはメモリ部やマイクロプロセッサ等を形成しうると考えている。
【０１４４】
さらに、ハウジング材をも含めた本実施例のＥＬモジュールについて図１０（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。なお、必要に応じて図８、図９で用いた符号を引用することにする。
【０１４５】
図１０（Ａ）は、図８に示した状態にシーリング構造を設けた状態を示す上面図である。点線で示された６０２は画素部、６０３はゲート側駆動回路、６０４はソース側駆動回路である。本発明のシーリング構造は、図８の状態に対して充填材（図示せず）、ハウジング材１１０１、シール材（図示せず）及びフレーム材１１０２を設けた構造である。
【０１４６】
ここで、図１０（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図を図１０（Ｂ）に示す。なお、図１０（Ａ）、（Ｂ）では同一の部位に同一の符号を用いている。
【０１４７】
図１０（Ｂ）に示すように、基板６０１上には画素部６０２、ゲート側駆動回路６０３が形成されており、画素部６０２は電流制御用ＴＦＴ２０２とそれに電気的に接続された画素電極３４８を含む複数の画素により形成される。また、ゲート側駆動回路６０３はｎチャネル型ＴＦＴ２０５とｐチャネル型ＴＦＴ２０６とを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
【０１４８】
画素電極３４８はＥＬ素子の陽極として機能する。また、画素電極３４８の両端にはバンク３４９が形成され、バンク３４９の内側にＥＬ層３５０、陰極３５１が形成される。また、その上には保護電極３５２、第２パッシベーション膜３５３が形成される。勿論、発明の実施の形態にも述べたようにＥＬ素子の構造を反対とし、画素電極を陰極としても構わない。
【０１４９】
本実施例の場合、保護電極３５２は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線６１２を経由してＦＰＣ６１１に電気的に接続されている。さらに、画素部６０２及びゲート側駆動回路６０３に含まれる素子は全て第２パッシベーション膜３５３で覆われている。この第２パッシベーション膜３５３は省略することも可能であるが、各素子を外部と遮断する上で設けた方が好ましい。
【０１５０】
次に、ＥＬ素子を覆うようにして充填材１１０３を設ける。この充填材１１０３はハウジング材１１０１を接着するための接着剤としても機能する。充填材１１０３としては、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）
を用いることができる。この充填材１１０３の内部に乾燥剤（図示せず）を設けておくと、吸湿効果を保ち続けられるので好ましい。このとき、乾燥剤は充填材に添加されたものであっても良いし、充填材に封入されたものであっても良い。
また、上述した充填材の代わりに不活性ガス（窒素、アルゴン、ヘリウム等）の他、不活性液体（パーフルオロアルカンに代表されるのは、液状フッ素化炭素等である）を充填させてもよい。
【０１５１】
また、本実施例ではハウジング材１１０１としては、ガラス、プラスチック、およびセラミックスからなる材料を用いることができる。なお、充填材１１０３の内部に予め酸化バリウム等の吸湿剤を添加しておくことは有効である。
【０１５２】
次に、充填材１１０３を用いてハウジング材１１０１を接着した後、充填材１１０３の側面（露呈面）を覆うようにフレーム材１１０２を取り付ける。フレーム材１１０２はシール材（接着剤として機能する）１１０４によって接着される。このとき、シール材１１０４としては、光硬化性樹脂を用いるのが好ましいが、ＥＬ層の耐熱性が許せば熱硬化性樹脂を用いても良い。なお、シール材１１０４はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、シール材１１０４の内部に乾燥剤を添加してあっても良い。
【０１５３】
以上のような方式を用いてＥＬ素子を充填材１１０３に封入することにより、ＥＬ素子を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等のＥＬ層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高い自発光装置を作製することができる。なお、本実施例において、赤色、緑色または青色に発光する三種類のストライプ状のＥＬ層を同時に縦方向または横方向に形成する例を示したがストライプ状のＥＬ層を長手方向において複数に分割して形成しても良い。
【０１５４】
また、本実施例では赤色に発光するＥＬ層、緑色に発光するＥＬ層、青色に発光するＥＬ層の全てを図１の薄膜形成装置を用いて形成する例を示しているが、図１の薄膜形成装置を用いるＥＬ層は赤色用、緑色用または青色用の少なくとも一つであっても良い。
【実施例２】
【０１５５】
次に、図２において説明した画素部におけるコンタクト構造に改良を加える際の作製方法について図１１の断面図を用いて説明する。なお、図１１における番号は、図２における番号に対応している。本実施例１の工程に従って、図１１（Ａ）に示すようにＥＬ素子を構成する画素電極（陽極）４０が設けられている状態を得る。
【０１５６】
次に画素電極上のコンタクト部１９００をアクリルで埋め、図１１（Ｂ）に示すようにコンタクトホール保護部１９０１を設ける。ここでは、アクリルをスピンコート法により成膜し、レジストマスクを用いて露光した後、エッチングを行うことにより図１１（Ｂ）に示すようなコンタクトホール保護部１９０１を形成させる。
【０１５７】
なお、コンタクトホール保護部１９０１は、断面から見て画素電極よりも盛り上がっている部分（図１１（Ｂ）のＤａに示す部分）の厚さが０．１〜１μｍ、好ましくは０．１〜０．５μｍ、さらに好ましくは０．１〜０．３μｍとなるのがよい。コンタクトホール保護部１９０１が形成されると、図１１（Ｃ）に示すようにＥＬ層４２が形成され、さらに陰極４３が形成される。ＥＬ層４２及び陰極４３の作製方法は、実施例１と同様の方法を用いればよい。
【０１５８】
また、コンタクトホール保護部１９０１には、有機樹脂が好ましく、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）といった材料を用いると良い。また、これらの有機樹脂を用いる際には、粘度を１０-3Ｐａ・ｓ〜１０-1Ｐａ・ｓとするとよい。
【０１５９】
以上のようにして図１１（Ｃ）に示す様な構造とすることで、コンタクトホールの段差部分で、ＥＬ層４２が切断された際に生じる画素電極４０と陰極４３間での短絡の問題を解決することができる。また、図１１で示した画素部の上面図を図１２に示す。なお、図１２で使用される番号は、図１１の番号と一致しており、本実施例で示したコンタクトホール保護部１９０１は上面図で見ると図１２の１９０１で示される位置にあたる。
【０１６０】
また、本実施例の構成は、実施例１の構成と自由に組み合わせることができる。
【実施例３】
【０１６１】
実施例１では、本発明を実施する上でＥＬ層を形成する際に、塗布液が加圧されることにより各ノズルから塗布液が画素部に吐出される加圧タイプの塗布方法を用いた。本実施例では、塗布方法として各ノズルが一本の管からなる柔軟で微細な接触子からなり、この接触子が画素部のバンクに接触することにより塗布液が画素部に吐出されるという毛管現象を利用した万年筆タイプの塗布方法を用いた例を示す。
【０１６２】
図１３（Ａ）に示すように、基板１１０上にはＴＦＴによって画素部１１１、ソース側駆動回路１１２、ゲート側駆動回路１１３が形成され、画素部１１１はバンク１２１によってストライプ状に分割されている。
【０１６３】
本実施例では、図１３の薄膜形成装置を用いてＥＬ層として機能する有機ＥＬ材料の成膜工程を行う。ヘッド部１２４には、赤色用ノズル１２５a、緑色用ノズル１２５b、青色用ノズル１２５cが取り付けられている。これらのノズルの先端には、管状の部品がついており、これを本明細書中では、接触子と呼ぶ。なお、赤色用ノズル１２５a、緑色用ノズル１２５b、青色用ノズル１２５cに取り付けられている接触子をそれぞれ接触子１２９ａ、接触子１２９ｂ、接触子１２９ｃとよぶ。
【０１６４】
この接触子は、シリコン、ゲルマニウムといった半導体材料、鉄、銅、アルミニウム、ステンレスといった金属、ゴム、テフロン（登録商標）、ガラスやプラスチックでできている。そして、接触子の一端がバンクに接触することにより毛管現象でノズル中の塗布液が注入される。なお、各々のノズルの内部には赤色ＥＬ層用塗布液１１４a、緑色ＥＬ層用塗布液１１４b、青色ＥＬ層用塗布液１１４cが蓄えられている。取り付けられたノズルよって同時に赤色用塗布液１１４a、緑色用塗布液１１４b及び青色用塗布液１１４cを塗り分ける。
【０１６５】
さらに、ヘッド部１２４には、超音波振動子１２２が取り付けられており、また、各ノズル１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃには、ヒーター１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃがそれぞれ取り付けられている。この超音波振動子及びヒーターは、本明細書中の本実施の形態で示すように塗布液を塗布しやすくするために設けられている。
【０１６６】
本実施例における特徴は、塗布する位置を一度決めれば、バンク１２１に沿って塗布液が塗布されるため塗布位置がずれにくいという点にある。
【０１６７】
また、本実施例においては、ヘッド部１２４がａで示される方向に移動するのに伴って塗布液が塗布されるだけでなく、毛管現象によっても塗布液が塗布面に広がるのでより均一に効率よく塗布液を塗布することができる。この動作を繰り返して画素部に塗布液を塗布していき、その後、熱処理により溶媒を揮発させて有機ＥＬ材料を形成する。
【０１６８】
なお、本実施例は実施例１で説明した自発光装置の作製に用いることが可能である。バンク１２１はパターニングによりストライプ状に形成すればよいし、ヘッド部１２４の動作は電気的に制御すれば良い。なお、バンク１２１をマトリクス状に形成して画素部を塗布することも可能である。
【０１６９】
本実施例で示した、万年筆タイプの塗布例に関してノズル部分の構造を変えることにより塗布方法を改良した例を図１４に示す。
【０１７０】
ヘッド部１２７には、各ノズル１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃがそれぞれ取り付けられており、これらのノズルはいずれも図１３で示したものと同様に一本の管でなり柔軟で微細な接触子からなる。しかし、ここでは、接触子はバンクと接触しないところに位置している。なお、図１４に示されているノズルには、図１４（Ｂ）に示すように液吸い取り管１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃがそれぞれ取り付けられている。つまりそれぞれの接触子の外側に二重になるように液吸い取り管が１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃがそれぞれ取り付けられている。
【０１７１】
この液吸い取り管の役割を図１４（Ｃ）を用いて説明する。なお、図１４（Ｃ）は、図１４（Ｂ）の１２８の拡大図である。
【０１７２】
本実施例における塗布液１１４ａは、塗布すべき画素部において画素電極もしくは、すでに塗布された塗布液と接触した際に毛管現象により吐出される。
さらに、塗布液１１４ａは、ノズル１２５ａから矢印ｂの方向へかけられる圧力や塗布液の重力により吐出が補助される。
【０１７３】
しかし、吐出される瞬間に表面張力により矢印ｃの方向へ塗布液が広がってしまい液切れが悪くなる。そこで、広がった塗布液を矢印ｃの方向に吸い取るための液吸い取り管１２６ａを設ける。
【０１７４】
液吸い取り管１２６ａを設けることで働く吸引力により吐出部に滞留している余分な塗布液を取り除くことができ、液切れの悪さが改善される。また、吐出される瞬間の塗布液の大きさをすることもでき、さらに吐出部の液詰まりを防止するのに効果的である。
【０１７５】
また、ノズルの管の外側先端部は、吸い取られた液が液吸い取り管に取り込まれやすくするために濡れ性を高めておくと良い。
【０１７６】
なお、本実施例において、各液吸い取り管から吸い取られた塗布液は、全て接続されているヘッド部１２７に回収される。なお、ヘッド部１２７は外部のポンプ（図示せず）に接続されていることから、ヘッド部に回収された塗布液はポンプにより吸引される。
【実施例４】
【０１７７】
本実施例は、ＥＬ層を形成する際にＥＬ層用の塗布液を荷電粒子とし、これに電圧をかけることにより制御して、画素部に塗布液を塗布するという電着タイプの塗布例を図１５に示す。なお、図１５（Ａ）は本実施例のモデル図であり、図１５（Ｂ）は、本実施例を実施した例を示す。図１５（Ａ）（Ｂ）において、いずれも矢印ｋの方向に塗布液が塗布されている。
【０１７８】
図１５（Ａ）に示すように基板１８０１上には、バンク１８０２が設けられている。次にＥＬ層用の塗布液として有機ＥＬ材料を、溶媒に溶解させる。なお、本実施例では、有機ＥＬ材料として、赤色ＥＬ層としてシアノポリフェニレンビニレン、緑色に発光するＥＬ層として、ポリフェニレンビニレン、青色に発光するＥＬ層としてはポリアルキルフェニレンを用い、溶媒としては、トルエンやＮ−メチルピロリドンを用いる。
【０１７９】
なお、溶媒の有機ＥＬ材料に対する溶解度を高めるためにアルコールや界面活性剤を混合させても良い。
【０１８０】
次にＥＬ層用の塗布液をノズル１８０４で、超音波振動もしくは温度をかけることによりノズルから取り出しやすい霧状の粒子にする。ノズル１８０４および引き出し電極１８０５にはそれぞれ電圧がかけられていることから霧状の粒子は、引き出し電極１８０５によりノズル１８０４より荷電粒子として引き出される。
【０１８１】
なお、ＥＬ塗布液を荷電粒子として引き出しやすくするために、導電率の高い溶媒を用いて塗布液を作製すると良い。
【０１８２】
さらに引き出し電極１８０５により引き出された霧状の粒子は、加速電極１８０６により引き出された方向に（ノズル１８０４から基板１８０１の方向に）加速され、制御電極１８０７により荷電粒子の流れがコントロールされて最終的に基板１８０１上の画素部に電着される。
【０１８３】
本実施例では、ノズル１８０４から引き出し電極１８０５により荷電粒子が引き出された後、加速電極１８０６及び制御電極１８０７により荷電粒子がうまく基板上の画素に電着されるように補正されているが、電極は、必ずしも３つである必要はなく１つ以上であれば良い。
【０１８４】
また、ノズル１８０４には、ヒーター１８０８及び超音波振動子１８０９が設けられている。なお、ヒーター１８０８を設けて温度をかけたり、超音波振動子を設けて超音波振動を加えることにより有機ＥＬ材料をノズル１８０４から引き出しやすくなる。
【実施例５】
【０１８５】
図１０（Ａ）の向きに本発明のアクティブマトリクス型自発光装置を見た時、画素列は縦方向に形成しても良いし、横方向に形成しても良い。即ち、縦方向に画素列を形成した場合は、図１６（Ａ）のような配置となり、横方向に画素列を形成した場合は、図１６（Ｂ）のような配置となる。
【０１８６】
図１６（Ａ）において、１４０１は縦方向にストライプ状に形成されたバンク、１４０２aは赤色に発光するＥＬ層、１４０２bは緑色に発光するＥＬ層である。勿論、緑色に発光するＥＬ層１４０２bの隣には青色に発光するＥＬ層（図示せず）が形成される。なお、バンク１４０１は絶縁膜を介したソース配線の上方に、ソース配線に沿って形成される。
【０１８７】
ここでいうＥＬ層とは、ＥＬ層、電荷注入層、電荷輸送層等の発光に寄与する有機ＥＬ材料からなる層を指している。ＥＬ層単層とする場合もありうるが、例えば正孔注入層とＥＬ層とを積層した場合はその積層膜をＥＬ層と呼ぶ。
【０１８８】
このとき、点線で示される画素１４０３の相互の距離（Ｄ）は、ＥＬ層の膜厚（ｔ）の５倍以上（好ましくは１０倍以上）とすることが望ましい。これは、Ｄ＜５ｔでは画素間でクロストークの問題が発生しうるからである。なお、距離（Ｄ）が離れすぎても高精細な画像が得られなくなるので、５ｔ＜Ｄ＜５０ｔ（好ましくは１０ｔ＜Ｄ＜３５ｔ）とすることが好ましい。
【０１８９】
また、図１６（Ｂ）において、１４０４は横方向にストライプ状に形成されたバンク、１４０５aは赤色に発光するＥＬ層、１４０５bは緑色に発光するＥＬ層である。１４０５cは緑色に発光するＥＬ層である。なお、バンク１４０４は絶縁膜を介したゲート配線の上方に、ゲート配線に沿って形成される。
【０１９０】
この場合も点線で示される画素１４０６の相互の距離（Ｄ）は、ＥＬ層の膜厚（ｔ）の５倍以上（好ましくは１０倍以上）、さらに好ましくは５ｔ＜Ｄ＜５０ｔ（好ましくは１０ｔ＜Ｄ＜３５ｔ）とすると良い。
【０１９１】
本実施例の構成は、実施例１〜３のいずれの構成と組み合わせて実施しても良い。本実施例のようにＥＬ層を形成する塗布液を電気的に制御することで塗布位置の制御が可能となる。
【０１９２】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例４のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【実施例６】
【０１９３】
本実施例では本発明をパッシブ型（単純マトリクス型）の自発光装置に用いた場合について説明する。説明には図１７を用いる。図１７において、１３０１はプラスチックからなる基板、１３０６は透明導電膜からなる陽極である。本実施例では、透明導電膜として酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を蒸着法により形成する。なお、図１７では図示されていないが、複数本の陽極が紙面に垂直な方向へストライプ状に配列されている。
【０１９４】
また、ストライプ状に配列された陽極１３０２の間を埋めるようにバンク１３０３が形成される。バンク１３０３は陽極１３０２に沿って紙面に垂直な方向に形成されている。
【０１９５】
次に、ポリマー系有機ＥＬ材料からなるＥＬ層１３０４a〜１３０４cが図１の薄膜形成装置を用いた成膜方法により形成される。勿論、１３０４aは赤色に発光するＥＬ層、１３０４bは緑色に発光するＥＬ層、１３０４cは青色に発光するＥＬ層である。用いる有機ＥＬ材料は実施例１と同様のものを用いれば良い。これらのＥＬ層はバンク１３０２によって形成された溝に沿って形成されるため、紙面に垂直な方向にストライプ状に配列される。
【０１９６】
その後、図１７では図示されていないが、複数本の陰極及び保護電極が紙面に平行な方向が長手方向となり、且つ、陽極１３０２と直交するようにストライプ状に配列されている。なお、本実施例では、陰極１３０５は、ＭｇＡｇからなり、保護電極１３０６はアルミニウム合金膜でなり、それぞれ蒸着法により形成される。また、図示されないが保護電極１３０６は所定の電圧が加えられるように、後にＦＰＣが取り付けられる部分まで配線が引き出されている。
【０１９７】
また、ここでは図示していないが保護電極１３０６を形成したら、パッシベーション膜として窒化珪素膜を設けても良い。
【０１９８】
以上のようにして基板１３０１上にＥＬ素子を形成する。なお、本実施例では下側の電極が透光性の陽極となっているため、ＥＬ層１３０４a〜１３０４cで発生した光は下面（基板１３０１）に放射される。しかしながら、ＥＬ素子の構造を反対にし、下側の電極を遮光性の陰極とすることもできる。その場合、ＥＬ層１３０４a〜１３０４cで発生した光は上面（基板１３０１とは反対側）に放射されることになる。
【０１９９】
次に、ハウジング材１３０７としてセラミックス基板を用意する。本実施例の構造では遮光性で良いのでセラミックス基板を用いたが、勿論、前述のようにＥＬ素子の構造を反対にした場合、ハウジング材は透光性のほうが良いので、プラスチックやガラスからなる基板を用いるとよい。
【０２００】
こうしてハウジング材１３０７を用意したら、乾燥剤（図示せず）として酸化バリウムを添加した充填材１３０８によりハウジング材１３０７を貼り合わせる。充填材１３０８としては、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。この充填材１３０８の内部に乾燥剤（図示せず）を設けておくと、吸湿効果を保ち続けられるので好ましい。このとき、乾燥剤は充填材に添加されたものであっても良いし、充填材に封入されたものであっても良い。また、上述した充填材の代わりに不活性ガス（窒素、アルゴン、ヘリウム等）の他、不活性液体（パーフルオロアルカンに代表されるのは、液状フッ素化炭素等である）を充填させてもよい。
【０２０１】
その後、紫外線硬化樹脂からなるシール材１３０９を用いてフレーム材１３１０を取り付ける。本実施例ではフレーム材１３１０としてステンレス材を用いる。最後に異方導電性フィルム１３１１を介してＦＰＣ１３１２を取り付けてパッシブ型の自発光装置が完成する。
【０２０２】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例５のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【実施例７】
【０２０３】
本発明を実施してアクティブマトリクス型の自発光装置を作製する際に、基板としてシリコン基板（シリコンウェハー）を用いることは有効である。基板としてシリコン基板を用いた場合、画素部に形成するスイッチング用素子や電流制御用素子または駆動回路部に形成する駆動用素子を、従来のＩＣやＬＳＩなどに用いられているＭＯＳＦＥＴの作製技術を用いて作製することができる。
【０２０４】
ＭＯＳＦＥＴはＩＣやＬＳＩで実績があるように非常にばらつきの小さい回路を形成することが可能であり、特に電流値で階調表現を行うアナログ駆動のアクティブマトリクス型自発光装置には有効である。
【０２０５】
なお、シリコン基板は遮光性であるので、ＥＬ層からの光は基板とは反対側に放射されるような構造とする必要がある。本実施例の自発光装置は構造的には図１０と似ているが、画素部６０２、駆動回路部６０３を形成するＴＦＴの代わりにＭＯＳＦＥＴを用いる点で異なる。
【０２０６】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例６のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【実施例８】
【０２０７】
本発明を実施して形成された自発光装置は、自発光型であるため液晶表示装置に比べて明るい場所での視認性に優れ、しかも視野角が広い。従って、様々な電子機器の表示部として用いることができる。例えば、ＴＶ放送等を大画面で鑑賞するには対角３０インチ以上（典型的には４０インチ以上）のＥＬディスプレイ（自発光装置を筐体に組み込んだディスプレイ）の表示部として本発明の自発光装置を用いるとよい。
【０２０８】
なお、ＥＬディスプレイには、パソコン用ディスプレイ、ＴＶ放送受信用ディスプレイ、広告表示用ディスプレイ等の全ての情報表示用ディスプレイが含まれる。また、その他にも様々な電子機器の表示部として本発明の自発光装置を用いることができる。
【０２０９】
その様な本発明の電子機器としては、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、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはデジタルビデオディスク（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。特に、斜め方向から見ることの多い携帯情報端末は視野角の広さが重要視されるため、自発光装置を用いることが望ましい。それら電子機器の具体例を図１８、図１９に示す。
【０２１０】
図１８（Ａ）はＥＬディスプレイであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３等を含む。本発明は表示部２００３に用いることができる。ＥＬディスプレイは自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶ディスプレイよりも薄い表示部とすることができる。
【０２１１】
図１８（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。本発明の自発光装置は表示部２１０２に用いることができる。
【０２１２】
図１８（Ｃ）は頭部取り付け型のＥＬディスプレイの一部（右片側）であり、本体２２０１、信号ケーブル２２０２、頭部固定バンド２２０３、表示部２２０４、光学系２２０５、自発光装置２２０６等を含む。本発明は自発光装置２２０６に用いることができる。
【０２１３】
図１８（Ｄ）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２３０１、記録媒体（ＤＶＤ等）２３０２、操作スイッチ２３０３、表示部（ａ）２３０４、表示部（ｂ）２３０５等を含む。表示部（ａ）は主として画像情報を表示し、表示部（ｂ）は主として文字情報を表示するが、本発明の自発光装置はこれら表示部（ａ）、（ｂ）に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０２１４】
図１８（Ｅ）は携帯型（モバイル）コンピュータであり、本体２４０１、カメラ部２４０２、受像部２４０３、操作スイッチ２４０４、表示部２４０５等を含む。本発明の自発光装置は表示部２４０５に用いることができる。
【０２１５】
図１８（Ｆ）はパーソナルコンピュータであり、本体２５０１、筐体２５０２、表示部２５０３、キーボード２５０４等を含む。本発明の自発光装置は表示部２５０３に用いることができる。
【０２１６】
なお、将来的にＥＬ材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０２１７】
また、上記電子装置はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増してきている。ＥＬ材料の応答速度は非常に高いため、自発光装置は動画表示に好ましいが、画素間の輪郭がぼやけてしまっては動画全体もぼけてしまう。従って、画素間の輪郭を明瞭にするという本発明の自発光装置を電子装置の表示部として用いることは極めて有効である。
【０２１８】
また、自発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に自発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
【０２１９】
ここで図１９（Ａ）は携帯電話であり、本体２６０１、音声出力部２６０２、音声入力部２６０３、表示部２６０４、操作スイッチ２６０５、アンテナ２６０６を含む。本発明の自発光装置は表示部２６０４に用いることができる。なお、表示部２６０４は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。
【０２２０】
また、図１９（Ｂ）は音響再生装置、具体的にはカーオーディオであり、本体２７０１、表示部２７０２、操作スイッチ２７０３、２７０４を含む。本発明の自発光装置は表示部２７０２に用いることができる。また、本実施例では車載用オーディオを示すが、携帯型や家庭用の音響再生装置に用いても良い。なお、表示部２７０４は黒色の背景に白色の文字を表示することで消費電力を抑えられる。これは携帯型の音響再生装置において特に有効である。
【０２２１】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用いることが可能である。また、本実施例の電気器具は実施例１〜７に示したいずれの構成の自発光装置を用いても良い。
【実施例９】
【０２２２】
本明細書中の薄膜形成装置において、ノズルを有するヘッド部分に超音波振動子を設ける構造を示しているが、この超音波振動子を設けることで、ノズルの先端部に液切れをよくするための超音波振動が加えられるのが好ましい。
【０２２３】
なお、超音波振動子の材料としては、ニッケルやクロムやコバルトからなる合金、または鉄やアルミニウムからなる合金といった磁場を印加すると伸びまたは縮みの変形（磁歪現象とも言う）を生じうる磁歪材料や、チタン酸バリウム系（ＢａＴｉＯ3）、チタン酸ジルコニウム酸鉛系（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3といった電圧を加えると変位や力が発生する圧電材料を用いる。
【０２２４】
また、構造としては、図２０（ａ）で示すように超音波振動子１２２を薄膜形成装置のヘッド部に設けて、超音波振動子１２２により与えられた超音波振動がノズルの先端に最大となって伝わるように、すなわち振動振幅の腹部になるように設定しても良いが、図２０（ｂ）で示すようにノズルに直接振動板１３２を接続させて、振動板１３２に接続された超音波振動子１３１からの超音波振動を効果的にノズルの先端に伝えるような構造にしても良い。
【０２２５】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例８のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【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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