(57)【要約】【課題】電極ホール４６における有機ＥＬ材料の成膜不良によるＥＬ素子の発光不良を改善することを課題とする。【解決手段】上記課題を達成するために、本発明では画素電極上の電極ホール４６に絶縁体を埋め込み、保護部４１ｂを形成させた後、有機ＥＬ材料を成膜することで、電極ホール４６における成膜不良を防ぐことができる。これにより、ＥＬ素子の陰極、陽極間の短絡により電流集中が生じるのを防ぎ、ＥＬ層の発光不良を防ぐことができる。【選択図】図１
2011187449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極ホールを有する画素電極と、
前記電極ホールに設けられた保護部と、
前記画素電極上及び前記保護部上に設けられたＥＬ層と、を有することを特徴とする自発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自発光装置（ＥＬ表示装置ともいう）に関する。特に陽極、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素子を絶縁体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。
【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（ＥＬ表示装置）の開発が進んでいる。ＥＬ表示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】
ＥＬ表示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ＥＬ表示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おり、低分子系有機ＥＬ材料は蒸着法等で形成され、高分子系有機ＥＬ材料は、スピナーを用いた塗布方式により形成されている。
【０００４】
低分子系有機ＥＬ材料と高分子系（ポリマー系）有機ＥＬ材料のいずれの場合に於いても成膜する面が平坦化されていないとＥＬ材料を均一な膜厚に成膜することができないという問題が生じる。
【０００５】
さらに、ＥＬ層の膜厚が均一でなく、段差部分でＥＬ層が一部成膜されていない場合には、陰極、ＥＬ層、陽極からなるＥＬ素子を形成した際に、陰極と陽極間が電気的に短絡してしまう。
【０００６】
陰極と陽極の間で短絡が生じた場合には、陰極と陽極の間で電流が集中して流れてしまい、ＥＬ層を介する電流がほとんど流れなくなる。これにより、ＥＬ層が発光しなくなる。
【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、ＥＬ素子における構造を改良しＥＬ表示装置を作製する方法を提供することを課題とする。さらに、このようなＥＬ表示装置を表示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、本発明ではＥＬ層を形成する有機ＥＬ材料を成膜する際に成膜面の凹凸部を平坦化するように絶縁体を埋め込みＥＬ素子における陰極と陽極間の短絡を防ぐ構造にする。ここで本発明におけるＥＬ表示装置の画素部の断面構造を図１に示す。
【０００９】
図１（Ａ）に示されるのは、画素電極４０に電気的に接続されたスイッチング素子（具体的には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：thin film transistor））であり、本明細書中では、電流制御用ＴＦＴと呼ぶ。電流制御用ＴＦＴは、基板１１上に下地膜１２が形成された後、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。
【００１０】
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。
【００１１】
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、アクリル樹脂及びシロキサンの高分子化合物を含む樹脂といった材料を用いると良い。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。
【００１２】
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。
【００１３】
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ＴＦＴのドレイン配線３７に接続されるように形成される。
【００１４】
本願発明では、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や酸化亜鉛と酸化ガリウムの化合物を用いることもできる。
【００１５】
なお、コンタクトホール上に画素電極を形成した後に生じる凹部を本明細書中では、電極ホールと呼ぶことにする。画素電極を形成したら、ＥＬ層を形成するためにＥＬ材料が成膜されるが、このとき電極ホール４６において図１（Ｂ）に示すように薄膜領域４７のＥＬ層の膜厚が薄くなる。膜厚が薄くなる程度は、電極ホールのテーパー角にもよるが、成膜面のうち成膜方向に対して垂直でない部分は、成膜されにくく膜厚が薄くなる傾向がある。
【００１６】
しかし、ここで成膜されるＥＬ層が薄くなり、なおかつ断絶された部分が生じた際には、ＥＬ素子中の陰極と陽極が短絡して、この短絡部分に電流が集中して流れてしまう。これによりＥＬ層に電流が流れなくなってしまうのでＥＬ素子が発光しなくなる。
【００１７】
そこでＥＬ素子中の陰極と陽極の短絡を防ぐために、画素電極上に電極ホール４６を充分に埋めこむように有機樹脂膜を成膜し、これをパターニングすることで保護部４１ｂを形成させる。つまり、保護部４１ｂは電極ホールを埋め込むように形成される。なお、画素電極間の隙間にも有機樹脂膜を用いてこれを埋め込むように保護部（図示せず）を形成させても良い。
【００１８】
有機樹脂膜は、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１（Ｃ）に示すような保護部４１ｂを形成させる。
【００１９】
なお、保護部４１ｂ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１（Ｃ）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。
【００２０】
また、保護部４１ｂには、有機樹脂が好ましく、ポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂およびシロキサンの高分子化合物を含む樹脂といった材料を用いると良い。さらに、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。
【００２１】
保護部４１ｂが形成された後、図１（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。なお、ＥＬ層４２を形成するＥＬ材料としては、低分子系有機ＥＬ材料であっても高分子系有機ＥＬ材料であっても良い。
【００２２】
以上のようにして図１（Ｃ）に示す様な構造とすることで、電極ホール４６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。
【発明の効果】
【００２３】
本発明を実施することで、有機ＥＬ材料を成膜する際に生じる電極ホールの成膜不良を改善することができる。また、本発明においては、様々な方法及び形状で電極ホールを保護部で埋め込む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、陰極と陽極の間の短絡によるＥＬ層の発光不良を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】画素部の断面構造を示す図。
【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】画素部の断面構造を示す図。
【図５】画素部の断面構造を示す図。
【図６】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図７】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図８】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図９】サンプリング回路の素子構造を示す図。
【図１０】ＥＬ表示装置の外観を示す図。
【図１１】ＥＬ表示装置の回路ブロック構成を示す図。
【図１２】アクティブマトリクス型のＥＬ表示装置の断面構造を示す図。
【図１３】画素部の断面構造を示す図。
【図１４】パッシブ型のＥＬ表示装置の断面構造を示す図。
【図１５】電気器具の具体例を示す図。
【図１６】電気器具の具体例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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であるＥＬ表示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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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ｐチャネル型ＴＦＴを用いることも可能である。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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からなり、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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
また、図３に示すように電流制御用ＴＦＴ２０２のゲート電極３５となる配線３６は５０で示される領域でゲート絶縁膜を介して活性層と同時に形成された半導体膜５１と重なる。このとき５０で示される領域ではコンデンサが形成され、電流制御用ＴＦＴ２０２のゲート電極３５にかかる電圧を保持するための保持容量５０として機能する。さらに保持容量５０はゲート電極となる配線３６、第一層間絶縁膜（図示せず）及び電源供給線２１２で形成される容量も形成している。なお、電流制御用ＴＦＴのドレインは、電源供給線２１２に接続され、常に一定の電圧が加えられている。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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、有機樹脂を材料とする有機樹脂膜が好ましく、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミドおよびシロキサンの高分子化合物を含む樹脂といった材料を用いると良い。勿論、十分な平坦化が可能であれば、無機材料からなる膜を用いても良い。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
次に、画素電極上の電極ホール４６を埋め込むように画素電極上に有機樹脂を材料とする有機樹脂膜をスピンコート法で成膜する。なお、ここでは、有機樹脂膜としては、アクリル樹脂を用いている。
【００４８】
また、画素電極上に有機樹脂を材料とする有機樹脂膜を形成させているが、絶縁膜となりうる絶縁体を用いても良い。なお、絶縁体としては、酸化珪素や窒化酸化珪素及び窒化珪素といった珪素を含む無機材料を用いても良い。
【００４９】
アクリル樹脂を全面に成膜した後、レジストマスクを用いて露光し、エッチングを行うことにより図２に示す保護部４１ａ、４１ｂを形成する。
【００５０】
保護部４１ｂは、画素電極における電極ホールがアクリル樹脂で埋め込まれている部分をさす。また、保護部４１ａは、画素電極の隙間に設けられている。画素電極の隙間とは、複数の画素電極が形成されている画素部において、画素電極が形成されていない部分、例えば、画素電極と画素電極の間の部分等をさす。これは、保護部を形成するためにエッチングを行う際に、画素電極間において、第二層間絶縁膜を形成する材料が保護部を形成する材料であると第二層間絶縁膜も同時にエッチングされてしまう可能性があるためである。
【００５１】
なお、保護部４１ａおよび４１ｂは、断面から見て画素電極よりも盛り上がっている部分の厚さが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。
【００５２】
また、保護部４１ａ及び４１ｂには、有機樹脂としてアクリル樹脂を用いた場合を示したが、ポリイミド、ポリアミド、およびシクロテンのようにシロキサンの高分子化合物を含む樹脂を材料として用いても良い。さらに、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。
【００５３】
以上のようにして保護部４１ｂを設けて、電極ホールを有機樹脂で埋め込むことで、ＥＬ層４２が切断された際に生じる画素電極４０（陽極）と陰極４３間での短絡の問題を解決することができる。
【００５４】
保護部４１ｂの作製方法について、図４を用いて説明する。
図４（Ａ）は、画素電極４０上に有機樹脂膜を成膜した後パターニングにより保護部４１ｂを形成させたものである。Ｄａは、有機樹脂膜の膜厚であるが、この膜厚が薄くなると図４（Ａ）の保護部４１ｂのように上部に窪みが生じる。
【００５５】
この窪みの度合いは、電極ホールのテーパー角及び有機樹脂膜の膜厚に依存するが、有機樹脂膜の膜厚が極端に薄くなると電極ホールを完全に埋め込むことができなくなり、保護部としての役割が果たせなくなることも考えられる。
【００５６】
一方、有機樹脂膜の膜厚が厚くなると再び段差が生じてしまう。そこで、これを解決する方法として、図４（Ｂ）に示すように有機樹脂膜をＤｂの膜厚で成膜した後、パターニングによって保護部４１ｂを形成させ、さらに全面をエッチングして膜厚をＤａとする。これにより、図４（Ｃ）に示すように上部が平坦化され、かつ適度な膜厚の保護部４１ｂを形成させることができる。
【００５７】
しかし、図４（Ｂ）で示した方法を用いると保護部４１ｂのパターニング後のエッチングの際に表面に露出している画素電極もエッチングの環境に曝されてしまう。そこで、この点を考慮した作製方法を図５を用いて示す。
【００５８】
まず、図５（Ａ）に示すように画素電極４０上に有機樹脂膜を膜厚Ｄｂで成膜する。これを全面エッチングにより膜厚Ｄａとする。さらにこれをパターニングすることにより保護部４１ｂを形成させる。
【００５９】
保護部４１ｂに関しては、図４（Ａ）に示すように有機樹脂を成膜した後、パターニングして形成させても良いし、図４（Ｂ）に示すようにパターニング後に全面エッチングを行い形成させても良い。さらに、図５（Ａ）に示すように全面エッチングを行ってからパターニングを行い形成させても良い。
【００６０】
図５に示すように保護部４１ｂの外径Ｒｂは、電極ホール４６の内径ＲａにたいしてＲｂ＞Ｒａなる関係にある。なお、図４または図５を用いて説明した保護部４１ｂは、図５（Ｃ）で示す構造になる。つまり、図５（Ｃ）の４１ｂの実線は、保護部４１ｂの外形に一致し、図５（Ｃ）の４１ｂの破線は、電極ホール４６の内径に一致している。
【００６１】
次にＥＬ層４２が形成される。ここでは、高分子系有機ＥＬ材料を溶媒に溶解させたものをスピンコート法により成膜し、ＥＬ層を形成する方法を示す。なお、ここではＥＬ層を形成する有機ＥＬ材料として、高分子系有機ＥＬ材料を用いる場合を例にとって説明するが、低分子系有機ＥＬ材料を用いることも可能である。
【００６２】
代表的な高分子系有機ＥＬ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。
【００６３】
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」）
【００６４】
【化１】
2011187449.tif 000003
【００６５】
【化２】
2011187449.tif 000004
【００６６】
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。
【００６７】
【化３】
2011187449.tif 000005
【００６８】
【化４】
2011187449.tif 000006
【００６９】
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。
【００７０】
【化５】
2011187449.tif 000007
【００７１】
高分子系有機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。
【００７２】
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。
【００７３】
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ない。
【００７４】
また、有機ＥＬ材料を溶解させる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）といった溶媒が挙げられる。
【００７５】
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、ＥＬ材料を溶解させた溶媒の蒸発速度を制御できることから、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。
【００７６】
また、ＥＬ層を形成する方法として、ここで示した、スピンコーティング法の他にインクジェット法等を用いても良い。
【００７７】
また、低分子系有機ＥＬ材料を用いてＥＬ層を形成する場合には、蒸着法などを用いることも可能である。なお、低分子系有機ＥＬ材料としては、公知の材料を用いることができる。
【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。
【００８２】
さらに、対向基板のアクティブマトリクス基板側の面に、仕事関数が低く、酸化されやすい金属や、吸湿性の金属を成膜しておくと酸素を捕捉する機能や吸湿機能を設けることができる。なお、対向基板上に感光性アクリル樹脂のような有機樹脂で凹凸を付けた後にこれらの金属を成膜すると、表面積を大きくすることができるので、より効果的である。
【実施例１】
【００８３】
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６〜図８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。
【００８４】
まず、図６（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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
次に、図６（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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
次に、図６（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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
次に、図６（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。
【００９６】
次に、図６（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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
次に、図７（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。
【０１０３】
次に、図７（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。
【０１０４】
この工程によってｎチャネル型ＴＦＴのソース領域及びドレイン領域が形成されるが、スイッチング用ＴＦＴでは、図７（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。
【０１０５】
次に、図７（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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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、及び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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
次に、活性化工程が終了したら図７（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６（Ｅ）の３１３、３１４）が電気的に接続するように形成する。
【０１１０】
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ＥＬ表示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。
【０１１１】
次に、図８（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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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、本実施例ではこれらの電極を、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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
次に、図８（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、アクリル樹脂、シロキサンの高分子化合物を材料として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樹脂が好ましい。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樹脂膜を形成する。好ましくは１〜５μm（さらに好ましくは２〜４μm）とすれば良い。
【０１１８】
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。
【０１１９】
次に、図８（Ｃ）に示すように、有機樹脂からなる保護部３４９ａ及び３４９ｂを形成する。保護部３４９ａ及び３４９ｂは１〜２μm厚のアクリル樹脂膜やポリイミド膜といった樹脂膜をパターニングして形成すれば良い。この保護部３４９ａ及び３４９ｂは図３に示したように、画素電極と画素電極との隙間及び電極ホールに形成される。
【０１２０】
次に、ＥＬ層３５０を形成する。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スピンコーティング法で塗布し、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。
【０１２１】
本実施例では、ＥＬ材料を８０ｎｍの厚さに成膜した後、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。
【０１２２】
なお、ＥＬ材料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は単層構造とするが、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積層構造としても良い。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。
【０１２３】
ＥＬ層３５０を形成した後、陰極（ＭｇＡｇ電極）３５１を真空蒸着法で形成する。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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
本実施例の場合、図８（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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
こうして図８（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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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９に示すような構造のＴＦＴを配置することが望ましい。図９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。
【０１３３】
なお、実際には図８（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カバー材でパッケージング（封入）することが好ましい。その際、カバー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。
【０１３４】
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ＥＬ表示装置（またはＥＬモジュール）という。
【０１３５】
ここで本実施例のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構成を図１０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ＥＬ表示装置は、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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
また、図１０に示したＥＬ表示装置の回路構成の一例を図１１に示す。本実施例のＥＬ表示装置は、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駆動回路およびゲート側駆動回路を含めた総称である。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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８（Ｃ）の２０５で示される構造が適している。
【０１４１】
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８（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。
【０１４２】
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９のｎチャネル型ＴＦＴ２０８を含むＣＭＯＳ回路が適している。
【０１４３】
また、画素部８０６は図２に示した構造の画素を配置する。
【０１４４】
なお、上記構成は、図６〜８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。
【０１４５】
さらに、カバー材をも含めた本実施例のＥＬモジュールについて図１２（Ａ）
、（Ｂ）を用いて説明する。なお、必要に応じて図１０、図１１で用いた符号を引用することにする。
【０１４６】
図１２（Ａ）は、図１０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１０の状態に対して充填材（図示せず）、カバー材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。
【０１４７】
ここで、図１２（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図を図１２（Ｂ）に示す。なお、図１２（Ａ）、（Ｂ）では同一の部位に同一の符号を用いている。
【０１４８】
図１２（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。
【０１４９】
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の両端には保護膜３４９ａが形成され、保護膜３４９ａの上に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、上述したように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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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はカバー材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。
【０１５２】
また、本実施例ではカバー材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乾燥剤を添加しておくことは有効である。
【０１５３】
次に、充填材１１０３を用いてカバー材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。
【０１５４】
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ＥＬ表示装置を作製することができる。
【実施例２】
【０１５５】
実施例１において、画素電極上に有機樹脂を全面塗布した後、露光装置を用いてパターニングを行い、電極ホールおよび画素電極間の隙間に有機樹脂で埋め込んだ保護部を形成した後、ＥＬ層を形成する作製方法を示したが、露光工程が入るためにスループットが悪いので本実施例では、画素電極上に有機樹脂を全面塗布した後、パターニングを行わずにエッチバック法を用いて平坦化を行い、電極ホール及び画素電極間の隙間に埋め込まれた有機樹脂以外をエッチングする方法を示す。
【０１５６】
ここで本発明におけるＥＬ表示装置の画素部の断面構造を図１３に示す。
【０１５７】
図１３（Ａ）に示されるのは、画素電極１０４０及び画素電極１０４０に電気的に接続される電流制御用ＴＦＴである。電流制御用ＴＦＴは、基板１０１１上に下地膜１０１２が形成された後、ソース領域１０３１、ドレイン領域１０３２及びチャネル形成領域１０３４を含む活性層、ゲート絶縁膜１０１８、ゲート電極１０３５、第１層間絶縁膜１０２０、ソース配線１０３６並びにドレイン配線１０３７を有して形成される。なお、ゲート電極１０３５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。
【０１５８】
次に、１０３８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。
【０１５９】
第１パッシベーション膜１０３８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）１０３９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１０３９としては、有機樹脂膜が好ましく、ポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂、シロキサンの高分子化合物を含む樹脂を材料として用いると良い。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。
【０１６０】
第２層間絶縁膜１０３９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。
【０１６１】
また、１０４０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１０３９及び第１パッシベーション膜１０３８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ＴＦＴのドレイン配線１０３７に接続されるように形成される。
【０１６２】
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。
【０１６３】
次に、画素電極上に有機樹脂を材料とする有機樹脂膜１０４１を形成する。有機樹脂としては、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂およびシロキサンの高分子化合物を含む樹脂といった材料があり、これらを使っても良いが、ここでは、アクリル樹脂であるアクリル酸エステル樹脂、アクリル酸樹脂、メタクリル酸エステル樹脂、メタクリル酸樹脂といった樹脂を用いている。
なお、シロキサンの高分子化合物を含む樹脂としては、シクロテンがある。
【０１６４】
また、ここでは画素電極上に有機樹脂を材料とする有機樹脂膜を形成させているが、絶縁膜となりうる絶縁体を用いても良い。
【０１６５】
絶縁体としては、酸化珪素や窒化酸化珪素及び窒化珪素といった珪素を含む絶縁膜を用いると良い。
【０１６６】
有機樹脂膜１０４１の膜厚（Ｄｃ）は、０．１〜２μｍが好ましいが、さらに好ましくは０．２〜０．６μｍとするのがよい。
【０１６７】
有機樹脂膜１０４１を成膜した後、有機樹脂膜１０４１を全面エッチングしてＤｃ＝０となるところでエッチングを終了させると、電極ホールに埋め込まれたアクリル樹脂が残り、保護部１０４１ｂが形成される。
【０１６８】
なお、エッチング方法としてはドライエッチングが好ましい。まず、真空チャンバー内にエッチングすべき有機樹脂材料に合わせたエッチングガスを導入した後、電極に高周波電圧を印加してプラズマを発生させ、プラズマ雰囲気でエッチングガスを分解させる。
【０１６９】
プラズマ雰囲気で分解されたエッチングガス中には、正イオン、負イオン、電子などの荷電粒子と中性活性種がバラバラの状態で存在している。なお、これらのエッチング種が、被エッチング材料に吸着されると表面化学反応が生じてエッチング生成物が生成し、このエッチング生成物が除去されると、エッチングがなされる。
【０１７０】
また、保護膜の材料としてアクリル樹脂を用いる場合、エッチングにおけるエッチングガスとして酸素を主成分とするガスを用いることが望ましい。
【０１７１】
なお、本実施例では酸素を主成分とするエッチングガスとして、酸素、ヘリウム及び四フッ化炭素（ＣＦ4）からなるエッチングガスを用いている。また、その他の材料として、六フッ化二炭素（Ｃ2Ｆ6）といったフッ化炭素系のガスを用いても良い。
【０１７２】
なお、これらのエッチングガスにおいては、酸素が、エッチングガス全体の６０％以上になることが望ましい。
【０１７３】
本実施例に示すように画素電極上に有機樹脂膜をスピンコート法を用いて成膜した後、これを全面エッチングして、図１３（Ｂ）に示すように電極ホール１０４６に保護部１０４１ｂが形成されるように矢印の方向にエッチングさせる。なお、ここで形成された保護部１０４１ｂの露呈面及び画素電極１０４０の露呈面は、図１３（Ｂ）に示すように同一面内にある。
【０１７４】
なお、このときのエッチング時間は予めエッチングレートを調べておき、保護部１０４１ｂを除く画素電極１０４０上の有機樹脂膜がちょうど除去されたところでエッチングが終了するようにする。これにより、画素電極１０４０の上面と保護部１０４１ｂの上面が同一の平坦面になる。
【０１７５】
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。
【０１７６】
保護部１０４１ｂを形成したら、図１３（Ｃ）に示すようにＥＬ層１０４２を形成するためにＥＬ材料を溶媒に溶解させたものがスピンコート法により成膜される。
【０１７７】
ＥＬ層１０４２が形成されると、さらに陰極１０４３及び保護電極１０４４が形成される。
【０１７８】
以上のようにして図１３（Ｃ）に示す様な構造とすることで、電極ホールの段差部分で、ＥＬ層１０４２が切断された際に生じる画素電極１０４０と陰極１０４３間での短絡の問題を解決することができる。
【０１７９】
なお、本実施例で示したように画素電極１０４０上の保護部１０４１ｂが電極ホール１０４６と同一の形状である場合の上面図を図１３（Ｄ）に示す。
【０１８０】
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】
【０１８１】
実施例２では、エッチングにより保護膜を形成させる方法、いわゆるエッチバック法について説明したが、エッチバック法では、保護膜の膜の種類によっては適さないことや平坦化できる領域が数μｍから数１０μｍであるといった制限があるので、化学的機械研磨（ＣＭＰ:Chemical Mechanical Polishing）を用いて保護部を形成することも可能である。そこで、本実施例も図１３を用いて説明する。
【０１８２】
本実施例においては、実施例２の図１３（Ａ）で示したように有機樹脂膜１０４１をＤｃ（＞０）の膜厚に成膜した後、有機樹脂膜１０４１に対して対向する定盤上に張られた研磨パッドに一定圧力で押しつけ、基板及び定盤をそれぞれ回転させながら研磨材（スラリー）を流し、Ｄｃ＝０になるまで研磨する、いわゆるＣＭＰを用いて保護部１０４１ｂを形成させる。
【０１８３】
ＣＭＰを行う上で使用するスラリーは、砥粒と呼ばれる研磨粒子をｐＨ調整した水溶液に分散させたものであり、被研磨膜により異なるスラリーを用いるとよい。
【０１８４】
本実施例では、被研磨膜としてアクリル樹脂を用いているので、シリカ系スラリー（ＳｉＯ2）やセリア系スラリー（ＣｅＯ2）およびフュームドシリカ系スラリー（ＳｉＣｌ4）といったスラリーを用いるのが好ましい。しかし、スラリーとしては、このほかにもアルミナ系スラリー（Ａｌ2Ｏ3）やゼオライト系スラリーがありこれらを用いても良い。
【０１８５】
また、スラリー中の液と砥粒（シリカ粒子）との間の電位（ゼータ電位）は、加工精度に影響するのでｐＨ値を最適化することで調整する必要がある。
【０１８６】
ＣＭＰを用いて研磨する際に、研磨の終了点を見極めるのは困難である。もし研磨しすぎた場合には、画素電極まで研磨してしまうことになる。そこで、加工速度が極端に遅い膜を形成してＣＭＰのストッパーとしたり、予め実験によって、加工時間と加工速度の関係を明らかにしておき、ある一定の加工時間がきたところで、ＣＭＰを終了する手法を取ることで必要以上の研磨を防ぐことができる。
【０１８７】
以上のように、ＣＭＰを用いることで被研磨膜の膜厚や膜の種類によらずに保護部１０４１ｂを形成させることができる。
【０１８８】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例２の構成と自由に組み合わせることができる。
【実施例４】
【０１８９】
本実施例では本発明をパッシブ型（単純マトリクス型）のＥＬ表示装置に用いた場合について図１４を用いて説明する。図１４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。なお、基板１３０１は、ガラス、石英といった材料でできていても良い。
【０１９０】
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１４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。
【０１９１】
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本発明の保護部１３０３が形成される。保護部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。なお、本実施例における保護部１３０３の形成には、実施例１〜３に示した方法により同様の材料を用いて形成すればよい。
【０１９２】
次に、高分子系有機ＥＬ材料からなるＥＬ層１３０４が形成される。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層は保護膜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。
【０１９３】
その後、図１４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からなり、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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
次に、カバー材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、カバー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。
【０１９７】
こうしてカバー材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によりカバー材１３０７を貼り合わせる。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ＥＬ表示装置が完成する。
【０１９８】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例３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５】
【０１９９】
本発明を実施してアクティブマトリクス型のＥＬ表示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。
【０２００】
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ＥＬ表示装置には有効である。
【０２０１】
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ＥＬ表示装置は構造的には図１２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。
【０２０２】
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】
【０２０３】
本発明を実施して形成されたＥＬ表示装置は、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、様々な電気器具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（ＥＬ表示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ＥＬ表示装置を用いるとよい。
【０２０４】
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気器具の表示部として本発明のＥＬ表示装置を用いることができる。
【０２０５】
その様な本発明の電気器具としては、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、ＥＬ表示装置を用いることが望ましい。それら電気器具の具体例を図１５、図１６に示す。
【０２０６】
図１５（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。
【０２０７】
図１５（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ＥＬ表示装置は表示部２１０２に用いることができる。
【０２０８】
図１５（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、ＥＬ表示装置２２０６等を含む。本発明はＥＬ表示装置２２０６に用いることができる。
【０２０９】
図１５（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ＥＬ表示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。
【０２１０】
図１５（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ＥＬ表示装置は表示部２４０５に用いることができる。
【０２１１】
図１５（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ＥＬ表示装置は表示部２５０３に用いることができる。
【０２１２】
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。
【０２１３】
また、上記電気器具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、ＥＬ表示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ＥＬ表示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。
【０２１４】
また、ＥＬ表示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ＥＬ表示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。
【０２１５】
ここで図１６（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ＥＬ表示装置は表示部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。
【０２１６】
また、図１６（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ＥＬ表示装置は表示部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。
【０２１７】
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１〜５に示したいずれの構成のＥＬ表示装置を用いても良い。
【実施例７】
【０２１８】
本発明を用いて作製するＥＬ素子において、三重項励起子からの燐光を発光に利用できるＥＬ材料を用いることも可能である。燐光を発光に利用できるＥＬ材料を用いた発光装置は、外部発光量子効率を飛躍的に向上させることができる。
これにより、ＥＬ素子の低消費電力化、長寿命化、および軽量化が可能になる。
【０２１９】
ここで、三重項励起子を利用し、外部発光量子効率を向上させた報告を示す。
(T.Tsutsui, C.Adachi, S.Saito, Photochemical Processes in Organized Molecular Systems, ed.K.Honda, (Elsevier Sci.Pub., Tokyo,1991) p.437.)  
【０２２０】
上記の論文により報告されたＥＬ材料（クマリン色素）の構造式を以下に示す。
【０２２１】
【化６】
2011187449.tif 000008
【０２２２】
(M.A.Baldo, D.F.O'Brien, Y.You, A.Shoustikov, S.Sibley, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Nature 395 (1998) p.151.)    
【０２２３】
上記の論文により報告されたＥＬ材料（Ｐｔ錯体）の構造式を以下に示す。
【０２２４】
【化７】
2011187449.tif 000009
【０２２５】
(M.A.Baldo, S.Lamansky, P.E.Burrrows, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Appl.Phys.Lett.,75 (1999) p.4.) (T.Tsutsui, M.-J.Yang, M.Yahiro, K.Nakamura, T.Watanabe, T.tsuji, Y.Fukuda, T.Wakimoto, S.Mayaguchi, Jpn.Appl.Phys., 38 (12B) (1999) L1502.)      
【０２２６】
上記の論文により報告されたＥＬ材料（Ｉｒ錯体）の構造式を以下に示す。
【０２２７】
【化８】
2011187449.tif 000010
【０２２８】
以上のように三重項励起子からの燐光発光を利用できれば原理的には一重項励起子からの蛍光発光を用いる場合より３〜４倍の高い外部発光量子効率の実現が可能となる。
【０２２９】
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。
【図１】
2011187449.tif 000011
【図２】
2011187449.tif 000012
【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】
2011187449.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月3日(2011.5.3)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁膜にコンタクトホールを形成し、
前記絶縁膜上及び前記コンタクトホール内に第１の電極を形成し、且つ、前記コンタクトホール内に前記第１の電極を設けることにより生じた凹部が形成され、
前記第１の電極上に有機樹脂膜を形成し、
前記有機樹脂膜をエッチングすることにより、前記凹部を埋込まれ且つ前記第１の電極表面よりも盛り上がった部分を有する第１の絶縁体を形成し、
前記第１の絶縁体の表面をエッチングすることにより、前記盛り上がった部分を薄くした第２の絶縁体を形成し、
前記第１の電極上及び前記第２の絶縁体上にＥＬ層を形成し、
前記ＥＬ層上に第２の電極を形成することを特徴とする自発光装置の作製方法。
【請求項２】
請求項２において、
前記絶縁膜の材料は、有機樹脂材料であることを特徴とする自発光装置の作製方法。