(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地膜と、発光層と、プラスチックフィルムに設けられた着色層と、樹脂層とを有する発光装置の作製方法であって、
前記着色層は、赤色光を透過する着色層と、緑色光を透過する着色層と、青色光を透過する着色層とを含み、
前記赤色光を透過する着色層は、前記緑色光を透過する着色層と重なる部分を有し、
前記緑色光を透過する着色層は、前記青色光を透過する着色層と重なる部分を有し、
前記青色光を透過する着色層は、前記赤色光を透過する着色層と重なる部分を有し、
基板の表面に剥離層を形成し、
前記剥離層上に前記下地膜を形成し、
前記下地膜上に前記発光層を形成し、
前記剥離層をエッチングすることによって、前記基板を剥離し、
前記下地膜の裏面に、前記着色層を前記樹脂層によって接着することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項２】
下地膜と、発光層と、プラスチックフィルムに設けられた着色層と、樹脂層とを有する発光装置の作製方法であって、
前記発光層は、赤色発光が得られる発光層と、緑色発光が得られる発光層と、青色発光が得られる発光層とを含み、
前記着色層は、赤色光を透過する着色層と、緑色光を透過する着色層と、青色光を透過する着色層とを含み、
前記赤色光を透過する着色層は前記赤色発光が得られる発光層に対応する位置に配置され、
前記緑色光を透過する着色層は前記緑色発光が得られる発光層に対応する位置に配置され、
前記青色光を透過する着色層は前記青色発光が得られる発光層に対応する位置に配置され、
前記赤色光を透過する着色層は、前記緑色光を透過する着色層と重なる部分を有し、
前記緑色光を透過する着色層は、前記青色光を透過する着色層と重なる部分を有し、
前記青色光を透過する着色層は、前記赤色光を透過する着色層と重なる部分を有し、
基板の表面に剥離層を形成し、
前記剥離層上に前記下地膜を形成し、
前記下地膜上に前記発光層を形成し、
前記剥離層をエッチングすることによって、前記基板を剥離し、
前記下地膜の裏面に、前記着色層を前記樹脂層によって接着することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項３】
下地膜と、発光層と、プラスチックフィルムに設けられた着色層と、樹脂層とを有する発光装置の作製方法であって、
前記着色層は、赤色光を透過する着色層と、緑色光を透過する着色層と、青色光を透過する着色層とを含み、
前記着色層は、黒色顔料またはカーボン粒子を含み、
基板の表面に剥離層を形成し、
前記剥離層上に前記下地膜を形成し、
前記下地膜上に前記発光層を形成し、
前記剥離層をエッチングすることによって、前記基板を剥離し、
前記下地膜の裏面に、前記着色層を前記樹脂層によって接着することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項４】
下地膜と、発光層と、プラスチックフィルムに設けられた着色層と、樹脂層とを有する発光装置の作製方法であって、
前記発光層は、赤色発光が得られる発光層と、緑色発光が得られる発光層と、青色発光が得られる発光層とを含み、
前記着色層は、赤色光を透過する着色層と、緑色光を透過する着色層と、青色光を透過する着色層とを含み、
前記赤色光を透過する着色層は前記赤色発光が得られる発光層に対応する位置に配置され、
前記緑色光を透過する着色層は前記緑色発光が得られる発光層に対応する位置に配置され、
前記青色光を透過する着色層は前記青色発光が得られる発光層に対応する位置に配置され、
前記着色層は、黒色顔料またはカーボン粒子を含み、
基板の表面に剥離層を形成し、
前記剥離層上に前記下地膜を形成し、
前記下地膜上に前記発光層を形成し、
前記剥離層をエッチングすることによって、前記基板を剥離し、
前記下地膜の裏面に、前記着色層を前記樹脂層によって接着す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又は２において、
前記着色層は、黒色顔料またはカーボン粒子を含む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５のいずれか一項において、
前記剥離層は珪素膜でなることを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、
フッ化ハロゲンガスを含むガスによって前記剥離層をエッチングす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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極間に発光性材料を挟んだ素子を有する発光装置及びその発光装置を表示部（表示ディスプレイまたは表示モニタ）に用いた電気器具に関する。特に、ＥＬ（Electro Luminescence）が得られる発光性材料（以下、ＥＬ材料という）を用いた発光装置に関する。なお、有機ＥＬディスプレイや有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）は本発明の発光装置に含まれる。
【０００２】
また、本発明に用いることのできる発光性材料は、一重項励起もしくは三重項励起または両者の励起を経由して発光（燐光および／または蛍光）するすべての発光性材料を含む。
【０００３】
【従来の技術】
近年、発光性材料のＥＬ現象を利用した発光素子（以下、ＥＬ素子という）を用いた発光装置（以下、ＥＬ発光装置という）の開発が進んでいる。ＥＬ発光装置は自発光素子を用いた表示装置であるため、液晶ディスプレイ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ため、屋外で使用する携帯型機器の表示部として注目されている。
【０００４】
ＥＬ発光装置においてカラー画像を表示する方式にカラーフィルタを用いる方式がある。例えば、白色発光のＥＬ素子を形成し、そこから発した白色光をＲ（赤）、Ｇ（緑）もしくはＢ（青）に対応した着色層を通過させることで、各色の光を得ることができる。
【０００５】
このような方式を採用する場合、従来はＥＬ素子が形成される基板上に各画素の位置に合わせて着色層を設けていた。従って、少なくとも３回のフォトリソグラフィ工程を必要としていた。
【０００６】
しかしながら、フォトリソグラフィ工程が３回も行われるとＥＬ発光装置の製造工程が煩雑になるだけでなく、個別のフォトリソグラフィ工程の歩留まりが掛け算できいてくるため大幅な歩留まりの低下を招く恐れがあるといった問題があった。その結果、歩留まりの低下や製造期間の長期化に伴う製造コストの増加が問題となっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、着色層を形成するためのフォトリソグラフィ工程の歩留まりに影響されない発光装置の構造および作製方法を提供することを課題とする。そして、歩留まりの向上および製造期間の短縮を図り、製造コストを低減することにより安価な発光装置を提供することを課題とする。また、安価な発光装置を表示部として用いた安価な電気器具を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は着色層を形成するためのフォトリソグラフィ工程を削減することにより発光装置の歩留まりの向上および製造期間の短縮を図る。具体的には、発光素子が形成された基板とは別々の製造工程によりカラーフィルタを作製し、両者を貼り合わせることで発光装置を完成させることを特徴とする。
【０００９】
なお、カラーフィルタとは個別の波長感度特性を有する光学フィルタを指す。即ち、本発明で用いる透明基板、着色層および樹脂層（オーバーコート層）を含む光学フィルタはカラーフィルタと呼んで差し支えない。
【００１０】
本発明によれば発光素子を形成する製造工程と、着色層を形成する製造工程とが別々に行われるため、着色層を形成するフォトリソグラフィ工程の歩留まりが発光素子を形成する製造工程に影響しないという利点が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図１を用いて説明する。図１（Ａ）において、１１は素子を形成する基板であり、可視光を透過する基板であれば如何なる材料を用いても良い。なお、本明細書では、素子を形成する基板において、ＴＦＴもしくはＥＬ素子が形成される側の基板面を表面（もしくは表面側）と呼び、その裏側の基板面を裏面（もしくは裏面側）と呼ぶ。
【００１２】
ここで基板１１の表面側には半導体素子として薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）１２が設けられる。ＴＦＴ１２の構造に限定はなく、トップゲート型ＴＦＴ（代表的にはプレーナ型ＴＦＴ）もしくはボトムゲート型ＴＦＴ（代表的には逆スタガ型ＴＦＴ）を用いれば良い。
【００１３】
ＴＦＴ１２には酸化物導電膜からなる陽極１３が画素電極として接続される。ここで用いる酸化物導電膜は可視光に対して透明であり、発光層で生成された発光は陽極１３を通過して外部に取り出される。ＴＦＴ１２および陽極１３は複数の画素の各々に設けられている。
【００１４】
また、陽極１３と接するようにＥＬ層１４が設けられ、その上には陰極１５が設けられる。ＥＬ層１４はＥＬ素子の発光部分にあたる層であり、単層もしくは積層構造で形成される。基本的には、発光層に対して正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層もしくは電子輸送層を組み合わせて用いるが、公知の如何なる構造を用いても良い。また、ＥＬ層の材料として有機材料を用いても無機材料を用いても良く、有機材料の場合は高分子材料でも低分子材料で良い。
【００１５】
また、陰極としては仕事関数の小さい材料を用いることが好ましく、周期表の１族もしくは２族に属する元素を含む金属膜を用いると良い。勿論、公知の如何なる陰極材料を用いても構わない。
【００１６】
なお、本明細書において、ＥＬ素子とは陽極、ＥＬ層および陰極を含む発光素子を指す。従って、陽極１３、ＥＬ層１４および陰極１５はＥＬ素子１６を形成する。
【００１７】
ＥＬ素子１６は封止材１７によって覆われ、封止材１７によりカバー材１８が接着されている。封止材１７は樹脂であり、代表的には紫外線硬化樹脂もしくはエポキシ樹脂が用いられる。封止材１７はＥＬ素子１６を水および酸素から保護するための保護層として機能する。
【００１８】
また、カバー材１８はＥＬ素子１６を水および酸素から保護すると同時にＥＬ素子１６を機械的衝撃から保護するための保護層として機能する。カバー材１８としては如何なる材料を用いても良いが、プラスチック基板を用いると発光装置全体の軽量化を図ることができるため好ましい。
【００１９】
ここまでの構造は全て基板１１の上に形成される。カバー材１８まで設けた基板１１を本明細書ではアクティブマトリクス基板と呼ぶ。
【００２０】
次に、アクティブマトリクス基板とは別に、カラーフィルタ用の基板１９を用意する。基板１９としては、基板１１と同様に可視光を透過する基板であれば如何なる材料を用いても良い。なお、本明細書では説明の便宜上、基板１９をカラーフィルタ基板と呼ぶ。
【００２１】
カラーフィルタ基板１９には０．２〜１．５μmの厚さの着色層（Ｒ）２０a、着色層（Ｇ）２０bおよび着色層（Ｂ）２０cが設けられている。着色層とは特定の波長の光を透過する層であり、顔料を分散させた樹脂膜が用いられる。なお、本明細書において、着色層（Ｒ）は赤色の光（６５０ｎｍ付近にピーク波長をもつ光）を透過する着色層であり、着色層（Ｇ）は緑色の光（５５０ｎｍ付近にピーク波長をもつ光）を透過する着色層であり、着色層（Ｂ）は青色の光（４５０ｎｍ付近にピーク波長をもつ光）を透過する着色層を指す。
【００２２】
また、着色層（Ｒ）２０a、着色層（Ｇ）２０bおよび着色層（Ｂ）２０cとしては、公知のカラーフィルタで用いられている材料を用いれば良い。ここでは赤色光を透過する着色層（Ｒ）２０a、緑色光を透過する着色層（Ｇ）２０bおよび青色光を透過する着色層（Ｂ）２０cが設けられている。
【００２３】
なお、ＥＬ発光装置に用いる着色層は光量が多く確保できるように顔料の含有率が低いものを用いると良い。また、着色層の膜厚を薄くすることにより光量を多くすることも可能である。さらに、液晶表示装置で用いる着色層のように鋭いピーク波長をもつ必要はなく、むしろブロードなピーク波長をもつ着色層が好ましい。また、着色層に黒色顔料を含有させることで、ＥＬ発光装置の外部から入ってくる外光を吸収し、観測者が陰極に映り込むような不具合を抑えることが可能である。
【００２４】
こうしてカラーフィルタ基板１９に設けられた着色層（Ｒ）２０a、着色層（Ｇ）２０bおよび着色層（Ｂ）２０cは、オーバーコート層（もしくは平坦化層）として設けられた樹脂層２１により基板１１の裏面側に接着される。樹脂層２１は１〜３μmの膜厚（着色層による段差を平坦化しうる膜厚）で形成することが好ましい。こうして図１（Ａ）の状態となる。
【００２５】
なお、図１（Ａ）においては、カラーフィルタ基板１９、着色層（Ｒ）２０a、着色層（Ｇ）２０b、着色層（Ｂ）２０cおよび樹脂層２１を含めてカラーフィルタと呼ぶ。
【００２６】
また、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の状態に加え、カラーフィルタに反射防止膜２２を設けた例である。反射防止膜２２は屈折率と膜厚を調節することで反射光の発生しにくい条件とした単層膜もしくは積層膜であり、公知の反射防止膜を用いれば良い。また、反射防止膜の代わりに、円偏光版（円偏光フィルムも含む）を設けても良い。
【００２７】
本実施の形態に説明した発光装置は、アクティブマトリクス基板とカラーフィルタとを別々の工程により形成し、両者が完成した後に両者を貼り合わせることに特徴がある。このような構成によりアクティブマトリクス基板の歩留まりとカラーフィルタの歩留まりを個別に管理することができ、発光装置全体としての歩留まり低下を抑制することができる。
【００２８】
また、アクティブマトリクス基板を作製する製造工程とカラーフィルタを作製する製造工程とを同時に流すことが可能となるため、発光装置としての製造期間を短縮することができる。
【００２９】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例では、本発明をパッシブマトリクス型（単純マトリクス型）のＥＬ発光装置に適用した場合について説明する。なお、図１で用いられている符号と同一の符号については実施の形態の説明を参照すれば良い。
【００３０】
図２（Ａ）において、２５はガラス基板、２６は酸化物導電膜からなる陽極である。本実施例では酸化物導電膜として酸化インジウムと酸化スズとの化合物膜を用いる。なお、陽極２６は紙面左手から右手に長手方向を有した長方形の電極が紙面奥手方向に向かって複数設けられている。
【００３１】
また、陽極２６の上には絶縁膜からなる第１バンク材２７および第２バンク材２８が設けられている。本実施例では第１バンク材２７として酸化珪素膜を用い、第２バンク材２８として樹脂膜を用いる。第２バンク材２８は下層の方がエッチングレートの早い二層の樹脂膜の積層構造を用いて図２（Ａ）に示した構造を実現することができる。
【００３２】
これら第１バンク材２７および第２バンク材２８はＥＬ層２９および陰極３０を長方形に絶縁分離するための分離壁として用いられる。従って、ＥＬ層２９および陰極３０は陽極２６に直交するように複数設けられた長方形の電極となる。なお、本実施例ではＥＬ層２９として、陽極２６の上に正孔注入層を設け、その上に白色光が得られる発光層を設ける。さらに、陰極３０としては、アルミニウムにリチウムを添加した合金膜を用いる。
【００３３】
以上のように、基板２５の表面側には陽極２６、ＥＬ層２９および陰極３０からなるＥＬ素子３１が設けられている。さらに、ＥＬ素子３１は紫外線硬化樹脂からなる封止材３２、ガラスからなるカバー材３３により外部の水および酸素から保護されている。なお、カバー材３３まで設けた基板２５を本明細書ではパッシブマトリクス基板と呼ぶ。
【００３４】
本実施例では、ここまで説明したパッシブマトリクス基板の裏面側に実施の形態（図１（Ａ）参照）で説明したカラーフィルタを設けることで図２（Ａ）に示すパッシブマトリクス型の発光装置が得られる。なお、カラーフィルタに含まれる着色層には黒色顔料を含有させても良い。また、図２（Ｂ）に示すように、カラーフィルタには反射防止膜２２もしくは偏光板を設けても良い。
【００３５】
本実施例の発光装置は、パッシブマトリクス基板とカラーフィルタとを別々の工程により形成し、両者が完成した後に両者を貼り合わせることで発光装置全体としての歩留まり低下を抑制している。また、パッシブマトリクス基板とカラーフィルタとを同時に作製するため発光装置としての製造期間が短い。
【００３６】
〔実施例２〕
図１もしくは図２に示した発光装置において、アクティブマトリクス基板が完成した後、素子が形成された基板を公知のＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）技術を用いて研磨し、基板の厚さを薄くすることは有効である。本実施例の発光装置を図３（Ａ）、（Ｂ）に示す。なお、図１もしくは図２で用いられている符号と同一の符号については実施の形態の説明を参照すれば良い。
【００３７】
図３（Ａ）において、３５はＣＭＰ技術により研磨された基板であり、その他の構造は図１（Ｂ）と同様である。本実施例ではＣＭＰ技術により基板３５の厚さを３００μm以下（典型的には１００〜３００μm）とする。この厚さを画素ピッチ（ある画素からその次の画素までの距離）と以下とすることは、光の指向性を高めるという点で有効である。
【００３８】
また、図３（Ｂ）は本実施例をパッシブマトリクス型の発光装置に適用した例である。この場合、ＥＬ素子３１の形成された基板をＣＭＰ技術により研磨して基板３６とする以外は、図２（Ｂ）の構造と同じである。
【００３９】
本実施例を実施した場合、本発明の効果に加えて、素子の形成された基板が薄くなることにより発光装置の薄型化、軽量化が図れる。
【００４０】
〔実施例３〕
本実施例では、図１もしくは図２に示した発光装置において、カラーフィルタ基板としてプラスチックフィルム（高分子材料からなるフィルム）を用いる例を示す。本実施例の発光装置を図４（Ａ）、（Ｂ）に示す。なお、図１もしくは図２で用いられている符号と同一の符号については実施の形態の説明を参照すれば良い。
【００４１】
図４（Ａ）において、カラーフィルタフィルム４０は高分子材料からなるフィルム（プラスチックフィルム）であり、その両面（表面および裏面）には保護膜４１a、４１bが設けられている。なお、本実施例ではプラスチックフィルムを例に挙げているが、硬質のプラスチック基板を用いても良い。
【００４２】
また、保護膜４１a、４１bとしては、水や酸素を透過しないもしくは透過しにくい絶縁膜を設けることが好ましい。典型的には炭素膜、好ましくはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜を用いると良い。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、耐熱性の低いプラスチックフィルムにも容易に成膜することができる。また、可撓性のプラスチックフィルムに成膜する場合にはロールトゥロール方式により成膜すれば良い。
【００４３】
また、図４（Ｂ）は本実施例をパッシブマトリクス型の発光装置に適用した例である。この場合、ＥＬ素子３１の形成された基板に保護膜４１a、４１bを設けたカラーフィルタフィルム４０を用いたカラーフィルタを貼り合わせること以外は、図２（Ｂ）の構造と同じである。
【００４４】
本実施例を実施した場合、本発明の効果に加えて、カラーフィルタの軽量化が図れるため発光装置全体の軽量化が図れる。また、さらにカバー材１８として保護膜を両面に設けたプラスチックフィルムを用いることで可撓性の発光装置を作製することも可能となる。
【００４５】
〔実施例４〕
本実施例では、発光装置の具体的な作製方法について図５〜図８を用いて説明する。ここでは、画素部とその周辺に設けられる駆動回路のＴＦＴを同時に作製する方法について説明する。但し、説明を簡単にするために、駆動回路に関しては基本単位であるＣＭＯＳ回路を図示することとする。
【００４６】
まず、図５（Ａ）に示すように、ガラス基板３０１上に下地膜３０２を３００ｎｍの厚さに形成する。本実施例では下地膜３０２として窒化酸化珪素膜を積層して用いる。この時、ガラス基板３０１に接する方の窒素濃度を１０〜２５ｗｔ％としておくと良い。
【００４７】
また、下地膜３０２に放熱効果を持たせることは有効であり、基板３０１の両面もしくは片面に炭素膜、特にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜を設けておくことは有効である。ＤＬＣ膜はＣＶＤ法もしくはスパッタ法にて成膜可能であり、室温から１００℃以下の温度範囲で成膜できるという利点がある。
【００４８】
次に下地膜３０２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。
【００４９】
そして、特開平７−１３０６５２号公報に記載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）３０３を形成する。本実施例では、結晶化を促進する元素としてニッケルを用いている。勿論、他の結晶化方法として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を用いても良い。
【００５０】
次に、図５（Ｂ）に示すように、結晶質珪素膜３０３を１回目のフォトリソグラフィ工程によりエッチングして島状の半導体膜３０４〜３０７を形成する。これらは後にＴＦＴの活性層となる半導体膜である。
【００５１】
ここで本実施例では、半導体膜３０４〜３０７上に酸化珪素膜からなる保護膜（図示せず）を１３０ｎｍの厚さに形成し、半導体をｐ型半導体とする不純物元素（以下、ｐ型不純物元素という）を半導体膜３０４〜３０７に添加する。ｐ型不純物元素としては周期表の１３族に属する元素（典型的にはボロンもしくはガリウム）を用いることができる。なお、この保護膜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。
【００５２】
また、このとき添加されるｐ型不純物元素の濃度は、１×１０15〜５×１０17atoms/cm3（代表的には１×１０16〜１×１０17atoms/cm3）とすれば良い。この濃度で添加されたｐ型不純物元素はｎチャネル型ＴＦＴのしきい値電圧の調節に用いられる。
【００５３】
次に、半導体膜３０４〜３０７を覆ってゲート絶縁膜３０８を形成する。ゲート絶縁膜３０８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１１５ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。
【００５４】
次に、第１の導電膜３０９として３０ｎｍ厚の窒化タンタル膜を形成し、さらに第２の導電膜３１０として３７０ｎｍのタングステン膜を形成する。これらの金属膜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。また、タングステンターゲットの純度を９９．９９９９％とすることで、抵抗率が２０ｍΩｃｍ以下の低抵抗なタングステン膜を形成することができる。
【００５５】
次に、レジストマスク３１１a〜３１１gを形成し、第１の導電膜３０９及び第２の導電膜３１０をエッチングする。なお、本明細書中ではここで行うエッチング処理を第１のエッチング処理と呼ぶ。
【００５６】
本実施例では、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）を用いたエッチング方法を採用する。エッチングガスとしては四フッ化炭素（ＣＦ4）ガスと塩素（Ｃｌ2）ガス混合ガスを用い、１Ｐａの成膜圧力とする。この状態でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ電力（１３．５６ＭＨｚ）を印加してプラズマを生成する。また、基板を乗せたステージには自己バイアス電圧として１５０ＷのＲＦ電力（１３．５６ＭＨｚ）を印加して、負の自己バイアスが基板に加わるようにする。
【００５７】
このような条件によりエッチング処理を行うと、窒化タンタル膜とタングステン膜の選択比が１：１に近くなり、一括でエッチングすることが可能となる。また、レジストマスク３１１a〜３１１eの後退を利用して１５〜４５°のテーパー角を有するテーパー形状とすることができる。本実施例のエッチング条件では約２５°のテーパー角を得ることができる。
【００５８】
こうして、第１の導電膜と第２の導電膜との積層膜からなるゲート電極３１２〜３１６並びにスイッチングＴＦＴのソース配線３１７およびドレイン配線３１８が形成される。なお、ドレイン配線３１８は電流制御ＴＦＴのゲート電極を兼ねている。
【００５９】
次に、ゲート電極３１２〜３１６、ソース配線３１７およびドレイン配線３１８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３１９〜３２７にはｎ型不純物元素が１×１０20〜１×１０21atoms/cm3（代表的には２×１０20〜５×１０21atoms/cm3）の濃度で含まれる。これらの不純物領域３１９〜３２７はｎチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域を形成する。（図５（Ｃ））
【００６０】
次に、レジストマスク３１１a〜３１１gをそのまま用いてゲート電極のエッチングを行う。このときのエッチング条件は第１のエッチング処理と同一の条件で良い。ここではゲート電極のテーパー部分を後退させ、図５（Ｃ）よりも線幅の細いゲート電極３２８〜３３２、ソース配線３３３およびドレイン配線３３４を形成する。（図５（Ｄ））
【００６１】
さらに、図５（Ｅ）に示すように、レジストマスク３１１a〜３１１gをそのまま用いて第２の導電膜（タングステン膜）を選択的にエッチングする。このエッチング条件は第１のエッチング処理に対してエッチングガスとして酸素ガスを混合すれば良く、本明細書ではここで行うエッチング処理を第２のエッチング処理と呼ぶ。これはエッチングガスに酸素が加わることで第１の導電膜（窒化タンタル膜）のエッチングの進行が極端に遅くなるためである。
【００６２】
このとき、第１のゲート電極３３５a〜３３９aと第２のゲート電極３３５b〜３３９bとの積層構造からなるゲート電極３３５〜３３９が形成され、さらに第１のソース配線３４０aと第２のソース配線３４０bとの積層構造からなるソース配線３４０および第１のドレイン配線３４１aと第２のドレイン配線３４１bとの積層構造からなるドレイン配線３４１が形成される。
【００６３】
次に、レジストマスク３１１a〜３１１gを除去し、図６（Ａ）に示すように、ｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加する。この工程ではｎ型不純物領域３４２〜３５１に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調節する。なお、本明細書ではこの濃度でｎ型不純物元素が添加された不純物領域をｎ型不純物領域（ｂ）と呼ぶことにする。
【００６４】
また、このとき同時にｎ型不純物領域３５２〜３６１も形成される。これらの不純物領域は、第１のゲート電極３３５a〜３３９aを貫通したｎ型不純物元素によって形成されるため、ｎ型不純物領域３４２〜３５１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。具体的には、１×１０16〜５×１０18atoms/cm3（典型的には３×１０17〜３×１０18atoms/cm3）の濃度でｎ型不純物元素を含む。なお、本明細書ではこの濃度でｎ型不純物元素が添加された不純物領域をｎ型不純物領域（ｃ）と呼ぶことにする。
【００６５】
また、ｎ型不純物元素は第１のゲート電極３３５a〜３３９aおよびゲート絶縁膜３０８を貫通させて添加する必要があるため、加速電圧を７０〜１２０ｋＶ（本実施例では９０ｋＶ）と高めに設定する。
【００６６】
次に、図６（Ｂ）に示すように、レジストマスク３６２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３６３〜３６６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）の濃度となるようにボロンを添加する。加速電圧は２０〜３０ｋＶで良い。なお、本明細書ではこの濃度でｐ型不純物元素が添加された不純物領域をｐ型不純物領域（ａ）と呼ぶことにする。
【００６７】
なお、ｐ型不純物領域（ａ）３６３〜３６６は既に１×１０20〜１×１０21atoms/cm3の濃度でリンが添加された領域を含むが、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。
【００６８】
次に、レジストマスク３６２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を用い、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。なお、このとき窒素雰囲気中の酸素濃度を極力低くしておくことが望ましい。これはゲート電極の酸化を防ぐためであり、望ましくは酸素濃度を１ｐｐｍ以下とする。
【００６９】
このとき、ｎ型不純物元素が添加された領域、即ちｎ型不純物領域もしくはｐ型不純物領域でｎ型不純物元素を含む領域に、非晶質珪素膜の結晶化に用いたニッケルが矢印の方向に移動し、ゲッタリングされる。即ち、ＴＦＴのチャネル形成領域３６７〜３７１のニッケル濃度が大幅に低減され、少なくとも１×１０16atoms/cm3以下（但し、この値は質量二次イオン分析の測定下限）となる。
【００７０】
さらに、図６（Ｄ）に示すように、窒化珪素膜もしくは窒化酸化珪素膜からなる保護膜３７２を形成する。その後、窒素雰囲気中で３００〜４５０℃の温度範囲の熱処理を行い、水素化処理を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体の不対結合手を水素終端する工程である。この処理では保護膜３７２中に含まれる水素が拡散して水素化処理が行われる。他の方法として公知のプラズマ水素化処理を行っても良い。
【００７１】
また、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、水素化処理を行うことも可能である。
【００７２】
水素化処理が終了したら、層間絶縁膜３７３として樹脂膜を１〜２μmの厚さに形成する。樹脂材料としては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂もしくはＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）を用いれば良い。また、感光性樹脂を用いることも可能である。
【００７３】
なお、層間絶縁膜３７３の表面に対してＣＦ4ガスを用いたプラズマ処理を施しておくことは有効である。この処理により次に形成する配線の密着性を高めることができる。
【００７４】
次に、図７（Ａ）に示すように、層間絶縁膜３７３に対してコンタクトホールを形成し、配線３７４〜３８０を形成する。なお、本実施例ではこの配線を、５０ｎｍのチタン膜、４００ｎｍのチタンを含むアルミニウム膜、１００ｎｍのチタン膜をスパッタ法で連続形成した三層構造の積層膜とする。勿論、他の導電膜でも良い。
【００７５】
このとき、配線３７４、３７６はＣＭＯＳ回路のソース配線、３７５はドレイン配線として機能する。また、配線３７７はソース配線３４０とスイッチングＴＦＴのソース領域とを電気的に接続する配線として機能し、配線３７８はドレイン配線３４１とスイッチングＴＦＴのドレイン領域とを電気的に接続する配線として機能する。
【００７６】
次に、可視光に対して透明な酸化物導電膜からなる画素電極３８１を形成する。本実施例では画素電極３８１として酸化亜鉛に酸化ガリウムを添加した酸化物導電膜を用い、膜厚は１２０ｎｍとする。他にも、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、もしくはそれらを組み合わせた化合物からなる酸化物導電膜を用いることも可能である。
【００７７】
次に、図７（Ｂ）に示すようにバンク３８２を形成する。バンク３８２は１００〜４００ｎｍの珪素を含む絶縁膜もしくは有機樹脂膜をパターニングして形成すれば良い。このバンク３８２は画素と画素との間（画素電極と画素電極との間）を埋めるように形成される。また、次に形成する発光層等の有機ＥＬ材料が画素電極３８１の端部に直接触れないようにする目的もある。換言すれば、画素電極３８３の平坦面上に開口部を有した絶縁膜とも言える。
【００７８】
なお、バンク３８２は絶縁膜であるため、成膜時における素子の静電破壊には注意が必要である。本実施例ではバンク３８２の材料となる絶縁膜中にカーボン粒子や顔料を添加して抵抗率を下げ、静電気の発生を抑制する。この際、抵抗率は１×１０6〜１×１０12Ωｍ（好ましくは１×１０8〜１×１０10Ωｍ）となるようにカーボン粒子や顔料の添加量を調節すれば良い。
【００７９】
ここで画素電極３８１の表面に対して前処理を行う。本実施例では基板全体を１００〜１２０℃に加熱し、酸素プラズマを形成しつつ紫外光照射を行う。これにより陽極表面に対してオゾンプラズマ処理を行うことができる。この前処理により、陽極３８１の表面において吸着酸素および吸着水が除去され、表面の仕事関数が高められる。さらに、陽極表面の平坦度が向上する。陽極表面の平坦度は表面の平均自乗粗さ（Ｒｍｓ）が５ｎｍ以下（好ましくは３ｎｍ以下）となるようにすると良い。
【００８０】
なお、オゾンプラズマ処理の代わりにアルゴン、ネオンもしくはヘリウムなどの希ガスを用いたプラズマ処理でも良い。
【００８１】
次に、ＥＬ層３８３をスピンコート法により形成する。なお、本実施例では、正孔注入層および発光層の積層体をＥＬ層と呼んでいる。即ち、発光層に対して正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層もしくは電子阻止層を組み合わせた積層体をＥＬ層と定義する。なお、これらは有機材料であっても無機材料であっても良いし、高分子であっても低分子であっても良い。
【００８２】
本実施例では、まず正孔注入層としてポリチオフェン（ＰＥＤＯＴ）を２０ｎｍの厚さに成膜し、さらに白色に発光する発光層としてポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）を８０ｎｍの厚さに形成する。ポリチオフェンは水に溶かして塗布し、ポリビニルカルバゾールは１，２−ジクロロメタンに溶かして塗布すれば良い。また、正孔注入層および発光層は塗布した後にＥＬ層を壊さない温度範囲（典型的には８０〜１２０℃）で熱処理を行い、溶媒を揮発させて薄膜を得る。
【００８３】
例えば、１，２−ジクロロメタンに、ＰＶＫ、Ｂｕ−ＰＢＤ（２−（４'−tert−ブチルフェニル）−５−（４''−ビフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール）、クマリン６、ＤＣＭ１（４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−ｐ−ジメチルアミノスチリル−４Ｈ−ピラン）、ＴＰＢ（テトラフェニルブタジエン）およびナイルレッドを溶かしたものを用いれば良い。
【００８４】
また、白色に発光する発光層として用いることのできる高分子材料として、他にも特開平８−９６９５９号公報または特開平９−６３７７０号公報に記載された材料を用いることができる。
【００８５】
次に、ＥＬ層３８３を形成したら、仕事関数の小さい導電膜からなる陰極３８４を４００ｎｍの厚さに形成する。本実施例では、アルミニウムとリチウムとを共蒸着により合金化して形成する。こうして画素電極（陽極）３８１、ＥＬ層３８３および陰極３８４を含むＥＬ素子３８５が形成される。
【００８６】
なお、陰極３８４を形成した後、ＥＬ素子３８５を完全に覆うようにしてパッシベーション膜３８６を設けることは有効である。この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション膜３８６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ＥＬ層３８３の上方にも容易に成膜することができる。また、酸素に対するブロッキング効果が高く、ＥＬ層３８３や陰極３８４の酸化を抑制することが可能である。
【００８７】
さらに、パッシベーション膜３８６上に封止材３８７を設けカバー材３８８を貼り合わせる。封止材３８７としては紫外線硬化樹脂を用いれば良く、内部に吸湿効果を有する物質もしくは酸化防止効果を有する物質を設けることは有効である。また、紫外線硬化樹脂は接着剤としても活用できる。
【００８８】
また、カバー材３８８としては、ガラス基板、金属基板、セラミックス基板もしくはプラスチック基板（プラスチックフィルムも含む）を用いることができる。このカバー材３８８の両面もしくは片面に炭素膜、特にＤＬＣ膜を設けておくことは有効である。なお、プラスチックフィルムをカバー材として用いる場合にはロールトゥロール方式にて両面にＤＬＣ膜を成膜すれば良い。
【００８９】
こうして図７（Ｂ）の状態を得る。なお、バンク３８２を形成した後、パッシベーション膜３８６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）の成膜装置を用いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効である。但し、スピンコート法によりＥＬ層を形成する際には、脱酸素処理をした窒素雰囲気もしくは希ガス雰囲気で処理を行えば良い。
【００９０】
次に、カラーフィルタ用にガラス基板３９０を用意し、その上に着色層（Ｒ）３９１a、着色層（Ｂ）３９１bおよび着色層（Ｇ）（図示せず）を形成する。このとき、着色層（Ｒ）３９１aおよび着色層（Ｂ）３９１bを３９２で示される部分で重ねる。この重なり部分３９２は遮光部として機能し、画素間の輪郭をはっきりさせる上で有効である。
【００９１】
そして、着色層（Ｒ）３９１a、着色層（Ｂ）３９１bおよび着色層（Ｇ）（図示せず）による段差を平坦化する樹脂層３９３を設け、カラーフィルタを完成させる。さらに、この樹脂層３９３を用いてカラーフィルタを基板３０１の裏面側に貼り合わせる。これにより図８に示すＥＬ発光装置が完成する。
【００９２】
ここで各ＴＦＴについて説明する。駆動回路はｐチャネル型ＴＦＴ４０１とｎチャネル型ＴＦＴ４０２とを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路を基本単位として形成されている。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、ラッチ、サンプリング回路（トランスファゲートを含む）もしくはＤ／Ａコンバータなどが含まれる。
【００９３】
ｐチャネル型ＴＦＴ４０１の活性層は、ソース領域４１１、ドレイン領域４１２及びチャネル形成領域４１３を含む。このとき、ソース領域４１１およびドレイン領域４１２はゲート絶縁膜３０８を挟んで第１のゲート電極３３５aに重なっている。
【００９４】
また、ｎチャネル型ＴＦＴ４０２の活性層はソース領域４１４、ドレイン領域４１５、ｎ型不純物領域（ｂ）４１６、４１７、ｎ型不純物領域（ｃ）４１８、４１９およびチャネル形成領域４２０を含む。このとき、ｎ型不純物領域（ｂ）４１６、４１７は、ゲート絶縁膜３０８を挟んで第１のゲート電極３３６aには重ならないように設けられており、ｎ型不純物領域（ｃ）４１８、４１９は、ゲート絶縁膜３０８を挟んで第１のゲート電極３３６aに重なるように設けられている。なお、第１のゲート電極３３６aに重なるように設けられたｎ型不純物領域（ｃ）４１８、４１９はホットキャリア注入を抑制する効果を有し、ホットキャリア注入に起因する劣化現象を効果的に抑制することができる。
【００９５】
また、画素部にはスイッチングＴＦＴ４０３と電流制御ＴＦＴ４０４が形成されている。なお、スイッチングＴＦＴ４０３のドレインは電流制御ＴＦＴ４０４のゲートに電気的に接続されており、スイッチングＴＦＴ４０３を介して電流制御ＴＦＴ４０４のスイッチ動作が制御される。そして、電流制御ＴＦＴ４０４によりＥＬ素子に流れる電流量が制御される。
【００９６】
スイッチングＴＦＴ４０３の活性層は、ソース領域４２１、ドレイン領域４２２、ｎ型不純物領域（ｂ）４２３〜４２６、ｎ型不純物領域（ｃ）４２７〜４３０、分離領域４３１、チャネル形成領域４３２、４３３を含む。また、ソース領域４２１は配線３７９を介してソース配線３４０に接続される。さらにドレイン領域４２２は配線３８０を介してドレイン配線３４１に接続される。このドレイン配線３４１は電流制御ＴＦＴ４０４のゲート電極３３９に接続される。
【００９７】
スイッチングＴＦＴ４０３の構造は基本的にはｎチャネル型ＴＦＴ４０２と同様であり、ｎ型不純物領域（ｂ）４２３〜４２６はゲート絶縁膜３０８を挟んで第１のゲート電極３３７a、３３８aには重ならないように設けられており、ｎ型不純物領域（ｃ）４２７〜４３０はゲート絶縁膜３０８を挟んで第１のゲート電極３３７a、３３８aに重なるように設けられている。即ち、ホットキャリア劣化に強い構造となっている。
【００９８】
なお、本実施例ではスイッチングＴＦＴ４０３としてｎチャネル型ＴＦＴを用いた例を示したが、ｐチャネル型ＴＦＴとしても良い。
【００９９】
また、電流制御ＴＦＴ４０４の活性層は、ソース領域４３４、ドレイン領域４３５およびチャネル形成領域４３６を含む。電流制御ＴＦＴ４０４の構造は基本的にはｐチャネル型ＴＦＴ４０１と同様であり、ソース領域４３４およびドレイン領域４３５はゲート絶縁膜３０８を挟んで第１のゲート電極３３９aに重なっている。なお、本実施例では電流制御ＴＦＴ４０４としてｐチャネル型ＴＦＴを用いた例を示したが、ｎチャネル型ＴＦＴとしても良い。
【０１００】
ここで画素部を上面から見た図を図９に示す。また、図９において、Ａ−Ａ’で切断した断面図を図１０（Ａ）に、Ｂ−Ｂ’で切断した断面図を図１０（Ｂ）に、Ｃ−Ｃ’で切断した断面図を図１０（Ｃ）に示す。なお、図１０（Ａ）はスイッチングＴＦＴ４０３の断面構造を示し、図１０（Ｂ）は電流制御ＴＦＴ４０４の断面構造を示し、図１０（Ｃ）は保持容量の断面構造を示している。ここに示す画素部は図５〜図８に示した作製工程により形成可能であり、必要に応じて図５〜図８で用いた符号を参照する。
【０１０１】
まず、スイッチングＴＦＴ４０３について図９および図１０（Ａ）を用いて説明する。図９、図１０（Ａ）において、６０１は活性層である。活性層６０１の詳細は図７（Ｂ）で説明した通りであるからここでの説明は省略する。そして、ソース配線３４０は配線３７７を介して活性層６０１と電気的に接続され、さらに配線３７８を介してドレイン配線３４１と電気的に接続される。
【０１０２】
また、活性層６０１上にはゲート電極６０２が設けられている。なお、ゲート電極６０２のうち、活性層６０１と重なる部分が図５（Ｅ）のゲート電極３３７、３３８に相当する。また、ゲート電極６０２はコンタクト部６０３にてゲート配線６０４と電気的に接続される。
【０１０３】
次に、電流制御ＴＦＴ４０４について図９および図１０（Ｂ）を用いて説明する。図９、図１０（Ｂ）において、６０５は活性層である。活性層６０５の詳細は図７（Ｂ）で説明した通りであるからここでの説明は省略する。活性層６０５のソース領域は配線（電流供給線）３７９と電気的に接続され、ドレイン領域は配線３８０および画素電極（ＥＬ素子の陽極）３８１と電気的に接続される。
【０１０４】
また、活性層６０５上にはゲート電極３３９が設けられている。ゲート電極３３９はドレイン配線３４１が活性層６０５と重なる部分に相当する。また、ドレイン配線３４１はそのまま延長されて図１０（Ｃ）に示す保持容量の上部電極６０６を兼ねる。配線（電流供給線）３７９はコンタクト部６０７にて半導体膜６０８と電気的に接続され、この半導体膜６０８が保持容量の下部電極として機能する。
【０１０５】
また、本実施例のＥＬ発光装置の回路構成例を図１１に示す。なお、本実施例ではデジタル駆動を行うための回路構成を示す。本実施例では、ソース側駆動回路８０１、画素部８０８及びゲート側駆動回路８０９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。
【０１０６】
本実施例では画素部８０８にスイッチングＴＦＴとして図７（Ｂ）に示した構造のｎチャネル型ＴＦＴが設けられ、このスイッチングＴＦＴはゲート側駆動回路８０９に接続されたゲート配線とソース側駆動回路８０１に接続されたソース配線との交点に配置されている。また、スイッチングＴＦＴのドレインはｐチャネル型の電流制御ＴＦＴのゲートに電気的に接続されている。
【０１０７】
ソース側駆動回路８０１は、シフトレジスタ８０２、バッファ８０３、ラッチ（Ａ）８０４、バッファ８０５、ラッチ（Ｂ）８０６、バッファ８０７を設けている。なお、アナログ駆動の場合はラッチ（Ａ）、（Ｂ）の代わりにサンプリング回路（トランスファゲート）を設ければ良い。また、ゲート側駆動回路８０９は、シフトレジスタ８１０、バッファ８１１を設けている。
【０１０８】
なお、図示していないが、画素部８０８を挟んでゲート側駆動回路８０９の反対側にさらにゲート側駆動回路を設けても良い。この場合、双方は同じ構造でゲート配線を共有しており、片方が壊れても残った方からゲート信号を送って画素部を正常に動作させるような構成とする。
【０１０９】
なお、上記構成は、図５〜図７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、オペアンプ、γ補正回路などの論理回路を同一基板上に形成することが可能であり、さらにはメモリやマイクロプロセッサ等を形成しうると考えている。
【０１１０】
さらに、ＥＬ素子を保護するための封止（または封入）工程まで行った後の本実施例のＥＬ発光装置について１２（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。なお、必要に応じて図１１で用いた符号を引用する。
【０１１１】
図１２（Ａ）は、ＥＬ素子の封止までを行った状態を示す上面図である。点線で示された８０１はソース側駆動回路、８０８は画素部、８０９はゲート側駆動回路である。また、９０１はカバー材、９０２は第１シール材、９０３は第２シール材であり、第１シール材９０２で囲まれた内側のカバー材９０１とＥＬ素子が形成された基板との間には封止材（図示せず）が設けられる。
【０１１２】
なお、９０４はソース側駆動回路８０１及びゲート側駆動回路８０９に入力される信号を伝達するための接続配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ９０５からビデオ信号やクロック信号を受け取る。
【０１１３】
ここで、図１２（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面に相当する断面図を図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。
【０１１４】
図１２（Ｂ）に示すように、ガラス基板９０６上には画素部８０８、ゲート側駆動回路８０９が形成されており、画素部８０８は電流制御ＴＦＴ４０４とそのドレインに電気的に接続された画素電極３８１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８０９はｐチャネル型ＴＦＴ４０１とｎチャネル型ＴＦＴ４０２とを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
【０１１５】
画素電極３８１はＥＬ素子の陽極として機能する。また、画素電極３８１の両端にはバンク３８２が形成され、画素電極３８１上にはＥＬ層３８３およびＥＬ素子の陰極３８４が形成される。陰極３８４は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線９０４を経由してＦＰＣ９０５に電気的に接続されている。さらに、画素部８０８及びゲート側駆動回路８０９に含まれる素子は全て陰極３８４で覆われている。
【０１１６】
また、第１シール材９０２によりカバー材９０１が貼り合わされている。このとき、カバー材９０１とＥＬ素子との間隔を確保するために樹脂膜からなるスペーサを設けても良い。そして、第１シール材９０２の内側には封止材９０７が充填されている。なお、第１シール材９０２、封止材９０７としては光硬化性樹脂を用いるのが好ましい。また、第１シール材９０２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。さらに、封止材９０７の内部に吸湿効果をもつ物質や酸化防止効果をもつ物質を含有させても良い。
【０１１７】
ＥＬ素子を覆うようにして設けられた封止材９０７はカバー材９０１を接着するための接着剤としても機能する。封止材９０７としては、ポリイミド、アクリル、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、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。
【０１１８】
また、本実施例ではカバー材９０１としては、ガラス板、石英板、プラスチック板、セラミックス板、ＦＲＰ（Fiberglass-Reinforced Plastics）板、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリルフィルムを用いることができる。
【０１１９】
さらに本実施例ではカバー材９０１の両面に炭素膜（具体的にはＤＬＣ膜）９０８a、９０８bを２〜３０ｎｍの厚さに設けている。このような炭素膜は、酸素および水の侵入を防ぐとともにカバー材９０１の表面を機械的に保護する役割をもつ。勿論、外側の炭素膜９０８aに偏光板（代表的には円偏光板）を貼り付けることも可能である。
【０１２０】
また、封止材９０７を用いてカバー材９０１を接着した後、封止材９０７の側面（露呈面）を覆うように第２シール材９０３を設ける。第２シール材９０３は第１シール材９０２と同じ材料を用いることができる。
【０１２１】
以上のような構造でＥＬ素子を封止材９０７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発光装置を作製することができる。
【０１２２】
〔実施例５〕
本実施例では、着色層の配置の例について図１４を用いて説明する。図１４に示すのは、画素部を上面から見た図であり、各画素の構造は図９、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）を用いて説明したものと同様である。
【０１２３】
図１４において、１１０１は着色層（Ｒ）、１１０２は着色層（Ｇ）、１１０３は着色層（Ｂ）である。また、１１０４は赤色に発色させる画素、１１０５は緑色に発色させる画素、１１０６は青色に発色させる画素である。本実施例では、赤色に発色させる画素１１０４には着色層（Ｒ）１１０１を設け、緑色に発色させる画素１１０５には着色層（Ｇ）１１０２を設け、青色に発色させる画素１１０６には着色層（Ｂ）１１０３を設ける。
【０１２４】
また、着色層（Ｒ）１１０１、着色層（Ｇ）１１０２および着色層（Ｂ）１１０３は各々ソース配線１１０７および電流供給線１１０８の上方で重なり合い、遮光部１１０９a〜１１０９dおよび１１１０を形成している。このように各画素は遮光部１１０９a〜１１０９dおよび１１１０によって囲まれた構造となり、各画素で生成された発光のうち遮光部１１０９a〜１１０９dおよび１１１０に到達した光は吸収される。即ち、隣接する画素間において色混合を効果的に抑制することが可能である。
【０１２５】
なお、各着色層に黒色顔料やカーボン粒子を含有させておくことは有効である。これにより外部からの光が吸収されるため、画像を観測する人が金属膜からなる陰極に映り込む不具合を低減することができる。但し、含有量が多すぎると発光量自体も低下してしまうので、１〜１０％の添加量とすることが望ましい。
【０１２６】
なお、本実施例は発明の実施の形態で説明したＥＬ発光装置と組み合わせても良いし、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。
【０１２７】
〔実施例６〕
発明の実施の形態および実施例４ではＥＬ層に含まれた発光層として白色発光が得られるＥＬ材料を用い、そこから放射された白色光を、着色層（Ｒ）、着色層（Ｇ）もしくは着色層（Ｂ）に通すことにより赤色光、緑色光もしくは青色光を得る例を示した。
【０１２８】
本実施例では、赤色に発色させる画素には赤色発光が得られる発光層を形成し、緑色に発色させる画素には緑色発光が得られる発光層を形成し、青色に発色させる画素には青色発光が得られる発光層を形成する。そして、各発光層から放射された赤色光、緑色光もしくは青色光を、それぞれ着色層（Ｒ）、着色層（Ｇ）もしくは着色層（Ｂ）に通すことで色純度を向上させる。
【０１２９】
本実施例の場合、赤色、緑色もしくは青色の発光が得られる三種類のＥＬ材料を成膜する必要があるが、公知の材料を用いることができる。また、画素ごとに分けて成膜する必要があるため、シャドーマスクを用いた蒸着法により低分子系ＥＬ材料を成膜するか、インクジェット法や印刷法により高分子系ＥＬ材料を成膜すれば良い。
【０１３０】
なお、本実施例の構成は発明の実施の形態、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。また、実施例５に示したように各着色層に黒色顔料やカーボン粒子を含有させておくことは有効である。
【０１３１】
〔実施例７〕
本実施例では、発光層として青色もしくは青緑色の発光が得られるＥＬ材料を用い、その発光を色変換層に通すことにより赤色光、緑色光もしくは青色光を得る例を示す。
【０１３２】
本実施例の場合、赤色に発色させる画素には青色光を赤色光に変換する色変換層を形成し、緑色に発色させる画素には青色光を緑色光に変換する色変換層を形成する。この色変換層は公知のものを用いれば良い。発光層から放射された青色光は色変換層を励起して赤色光もしくは緑色光を生成する。
【０１３３】
そして、各色変換層から放射された赤色光、緑色光および発光層から放射された青色光を、それぞれ着色層（Ｒ）、着色層（Ｇ）もしくは着色層（Ｂ）に通すことで色純度を向上させる。
【０１３４】
本実施例では、発光層として青色もしくは青緑色の発光が得られる発光層だけを成膜すれば良いため、スピンコート法や印刷法のように簡便な技術で成膜することが好ましい。勿論、蒸着法で成膜することも可能である。
【０１３５】
なお、本実施例の構成は発明の実施の形態、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。また、実施例５に示したように各着色層に黒色顔料やカーボン粒子を含有させておくことは有効である。
【０１３６】
〔実施例８〕
本実施例では実施例４と異なる構造の画素部を有したＥＬ発光装置を示す。なお、各種配線（ゲート配線、ソース配線、ドレイン配線もしくは電流供給線等）の形成される層が異なる以外、ＴＦＴ構造およびＥＬ素子構造は実施例４とほぼ同様である。従って、実施例４と同じ部分に関しては、図９、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）で用いた符号を引用することにする。
【０１３７】
ここで画素部を上面から見た図を図１５に示す。また、図１５において、Ａ−Ａ’で切断した断面図を図１６（Ａ）に、Ｂ−Ｂ’で切断した断面図を図１６（Ｂ）に、Ｃ−Ｃ’で切断した断面図を図１６（Ｃ）に示す。なお、図１６（Ａ）はスイッチングＴＦＴの断面構造を示し、図１６（Ｂ）は電流制御ＴＦＴの断面構造を示し、図１６（Ｃ）は保持容量の断面構造を示している。また、ここに示す画素部は図５〜図７に示した作製工程を参照すれば形成できる。
【０１３８】
まず、スイッチングＴＦＴについて図１５および図１６（Ａ）を用いて説明する。図１５、図１６（Ａ）において、１２０１は活性層である。活性層１２０１の詳細は図７（Ｂ）で説明したスイッチングＴＦＴと同様であるからここでの説明は省略する。活性層１２０１の上にはゲート配線１２０２が重なりゲート電極として機能している。そして、活性層１２０１にはソース配線１２０３およびドレイン配線１２０４が接続され、ドレイン配線１２０３は電流制御ＴＦＴのゲート配線１２０５に接続される。
【０１３９】
次に、電流制御ＴＦＴについて図１５および図１６（Ｂ）を用いて説明する。なお、電流制御ＴＦＴは二つのＴＦＴが並列に接続された構造となっているが、ここではその片方についての説明を行う。図１５、図１６（Ｂ）において、１２０６は活性層である。活性層１２０６の詳細は図７（Ｂ）で説明した電流制御ＴＦＴと同様であるからここでの説明は省略する。活性層１２０６のソース領域は電流供給線１２０７に接続され、ドレイン領域はドレイン配線１２０８を介して画素電極（ＥＬ素子の陽極）１２０９と電気的に接続される。
【０１４０】
また、電流制御ＴＦＴのゲート配線１２０５は電流供給線１２０７の直下において図１６（Ｃ）に示す保持容量１２１０の上部電極１２１１を兼ねる。このとき、電流供給線１２０７は半導体膜１２１２と電気的に接続され、この半導体膜１２１２が保持容量１２１０の下部電極として機能する。本実施例の構造にすると保持容量１２１０が完全に電流供給線１２０７の下に隠れるため、画素の有効発光面積を狭くするようなことがない。
【０１４１】
次に、消去ＴＦＴについて説明する。本実施例の画素にはスイッチングＴＦＴと同じ構造の消去ＴＦＴ１２１３が設けられている。消去ＴＦＴ１２１３の活性層１２１４は、ソース領域が電流供給線１２０７に接続され、ドレイン領域がドレイン配線１２１５を介して電流制御ＴＦＴのゲート配線１２０５と電気的に接続される。なお、活性層１２１４の構造はスイッチングＴＦＴと同様であるからここでの説明は省略する。
【０１４２】
また、消去ＴＦＴのゲート配線（以下、消去ゲート配線という）１２１６はスイッチングＴＦＴのゲート配線１２０２と平行に設けられている。
【０１４３】
消去ゲート配線１２１６に消去ＴＦＴ１２１３をオン状態にする信号が入ると電流制御ＴＦＴのゲート配線１２０５は強制的に電流供給線１２０７と同電位になる。即ち、電流制御ＴＦＴがオフ状態になるためＥＬ素子３８５への電流の供給がなくなり、発光が止まって画素は消灯する。
【０１４４】
このように、消去ＴＦＴ１２１３を設けることで画素を強制的に消灯することができ、画素の点灯時間の制御性が高まる。即ち、時間階調方式の画像表示において、階調数を容易に上げることが可能となる。なお、このような消去ＴＦＴを用いたＥＬ発光装置に関して特願平１１−３３８７８６号を引用すれば良い。
【０１４５】
また、本実施例の構成は発明の実施の形態、実施例２、実施例３もしくは実施例５〜実施例７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。
【０１４６】
〔実施例９〕
本実施例では実施例４と異なる作製工程でＥＬ発光装置を作製する例について図１７を用いて説明する。なお、実施例４と途中の工程が異なるだけであるので必要に応じて実施例４で用いた符号を参照する。
【０１４７】
まず、実施例４の作製工程に従って、図５（Ｅ）の工程まで行う。但し、本実施例では図５（Ｃ）に示したｎ型不純物元素の添加工程を省略する。こうして図１７（Ａ）の状態が得られる。
【０１４８】
次に、図１７（Ｂ）に示すように、レジストマスク３１１a〜３１１eを除去した後、半導体膜にｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加する。なお、ここで行うｎ型不純物元素の添加工程は、実施例１の図６（Ａ）に示した添加工程と同様の条件で行えば良い。
【０１４９】
こうして、ｎ型不純物領域（ｂ）５０１〜５０９およびｎ型不純物領域（ｃ）５１０〜５１９が形成される。なお、ｎ型不純物領域（ｂ）５０１〜５０９およびｎ型不純物領域（ｃ）５１０〜５１９に含まれるｎ型不純物元素の濃度は実施例４を参照すれば良い。
【０１５０】
次に、レジストマスク５２０a〜５２０eを形成し、実施例１の図５（Ｃ）に示した添加工程と同様にｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加する。こうしてｎ型不純物領域（ａ）５２１〜５２９が形成される。なお、ｎ型不純物領域（ａ）５２１〜５２９に含まれるｎ型不純物元素の濃度は実施例４を参照すれば良い。（図１７（Ｃ））
【０１５１】
このとき、ｎ型不純物領域（ｂ）５０１〜５０９のうちレジストマスク５２０a〜５２０eで隠された部分は、後にＬＤＤ（ライトドープドレイン）領域として機能する。本実施例は後にＬＤＤ領域として機能するｎ型不純物領域（ｂ）の長さ（ＬＤＤ長さ）をレジストマスク５２０a〜５２０eで自由に調節できるためＬＤＤ長さの制御性に優れる点に特徴がある。
【０１５２】
次に、レジストマスク５２０a〜５２０eを除去し、レジストマスク５３０を形成する。そして、実施例４の図６（Ｂ）に示した添加工程と同様にｐ型不純物元素（本実施例ではボロン）を添加する。こうしてｐ型不純物領域（ａ）５３１〜５３４が形成される。なお、ｐ型不純物領域（ａ）５３１〜５３４に含まれるｐ型不純物元素の濃度は実施例４を参照すれば良い。（図１７（Ｄ））
【０１５３】
このあとは、実施例４の図６（Ｃ）に示した活性化工程以降の工程に従ってＥＬ発光装置を作製すれば良い。また、完成したＴＦＴ構造は実施例４とほぼ同様であるため、実施例４の説明を参照すれば良い。なお、本実施例は発明の実施の形態、実施例２〜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。
【０１５４】
〔実施例１０〕
本実施例では実施例４と異なる作製工程でＥＬ発光装置を作製する例について図１８を用いて説明する。なお、実施例４と途中の工程が異なるだけであるので必要に応じて実施例４で用いた符号を参照する。
【０１５５】
まず、実施例４の作製工程に従って、図５（Ｅ）の工程まで行う。但し、本実施例では図５（Ｃ）に示したｎ型不純物元素の添加工程を省略する。こうして図１８（Ａ）の状態が得られる。
【０１５６】
次に、図１８（Ｂ）に示すように、レジストマスク３１１a〜３１１eを除去した後、ｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加する。なお、ここで行うｎ型不純物元素の添加工程は、実施例４の図６（Ａ）に示した添加工程と同様の条件で行えば良い。
【０１５７】
こうして、ｎ型不純物領域（ｂ）５０１〜５０９およびｎ型不純物領域（ｃ）５１０〜５１９が形成される。なお、ｎ型不純物領域（ｂ）５０１〜５０９およびｎ型不純物領域（ｃ）５１０〜５１９に含まれるｎ型不純物元素の濃度は実施例４を参照すれば良い。
【０１５８】
次に、ゲート電極３３５〜３３９をマスクとして、半導体膜に実施例４の図５（Ｃ）に示した添加工程と同様にｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加する。こうしてｎ型不純物領域（ａ）５４１〜５４９が形成される。なお、ｎ型不純物領域（ａ）５４１〜５４９に含まれるｎ型不純物元素の濃度は実施例４を参照すれば良い。（図１８（Ｃ））
【０１５９】
次に、レジストマスク５５０を形成し、実施例４の図６（Ｂ）に示した添加工程と同様にｐ型不純物元素（本実施例ではボロン）を添加する。こうしてｐ型不純物領域（ａ）５５１〜５５４が形成される。なお、ｐ型不純物領域（ａ）５５１〜５５４に含まれるｐ型不純物元素の濃度は実施例４を参照すれば良い。（図１８（Ｄ））
【０１６０】
このあとは、実施例４の図６（Ｃ）に示した活性化工程以降の工程に従ってＥＬ発光装置を作製すれば良い。また、完成したＴＦＴ構造は実施例４とほぼ同様であるため、実施例４の説明を参照すれば良い。なお、本実施例は発明の実施の形態、実施例２〜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。
【０１６１】
〔実施例１１〕
実施例４では層間絶縁膜３７３として樹脂膜を用いたが、本実施例では珪素を含む絶縁膜、具体的には酸化珪素膜を用いる。本実施例の場合、まず図６（Ｂ）の工程まで終えたら、ゲート電極を覆うように１００〜２００ｎｍの厚さの保護膜（本実施例では窒化酸化珪素膜）を形成する。
【０１６２】
次に、図６（Ｃ）と同様に活性化工程を行い、次に８００ｎｍ〜１μmの厚さの層間絶縁膜（本実施例では酸化珪素膜）を設ける。本実施例では、この層間絶縁膜を形成する前に３〜１００％の水素を含む雰囲気中にて３５０〜５００℃の熱処理を行い、活性層の不対結合手を励起された水素で終端する。
【０１６３】
これらの工程の後、ソース配線もしくはドレイン配線を前記層間絶縁膜上に形成し、ソース配線およびドレイン配線をパッシベーション膜で覆う。本実施例ではパッシベーション膜として窒化珪素膜もしくは窒化酸化珪素膜を用いる。
【０１６４】
なお、本実施例の構成は発明の実施の形態、実施例２〜実施例１０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。
【０１６５】
〔実施例１２〕
本実施例では、実施例４に示したＥＬ表示装置とは異なる構造でＥＬ素子を封止した例について図１３を用いて説明する。なお、図１２と同一の部分については同一の符号を用いる。
【０１６６】
本実施例ではカバー材１００１として、両面にＤＬＣ膜１００２aおよび１００２bを形成したプラスチックフィルムを用いる。プラスチックフィルムの両面にＤＬＣ膜を形成する場合、プラスチックフィルムをロールに巻いて成膜を行うロールトゥロール方式を用いれば良い。
【０１６７】
本実施例では、実施例４に従ってＥＬ素子まで作製した基板に、封止材１００３を用いてカバー材１００１を貼り合わせる。そして、カバー材１００１の端部はシール材１００４で封止する。本実施例で用いる封止材１００３およびシール材１００４に関しては、実施例４に示した材料を用いることができる。
【０１６８】
なお、本実施例の構成は発明の実施の形態、実施例１〜１１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。
【０１６９】
〔実施例１３〕
本実施例では、実施例４において図９に示した画素構造および実施例８において図１５に示した画素構造の回路図について説明する。ここでは図９に対応した回路図を図１９（Ａ）に、図１５に対応した回路図を図１９（Ｂ）に示す。
【０１７０】
図１９（Ａ）において、３４０はソース配線、３７９は電流供給線、６０４はゲート配線である。これらの符号は図９に対応している。また、１６０１は図１０（Ａ）に示したスイッチングＴＦＴ、１６０２は図１０（Ｂ）に示した電流制御ＴＦＴ、１６０３は図１０（Ｃ）に示した保持容量、１６０４はＥＬ素子である。
【０１７１】
本実施例に示した画素をデジタル駆動する場合には、特願２０００−１１４５９２号に記載の駆動方法を引用すれば良い。
【０１７２】
次に、図１９（Ｂ）において、１２０３はソース配線、１２０７は電流供給線、１２０２はゲート配線である。これらの符号は図１５に対応している。また、１６０５は図１６（Ａ）に示したスイッチングＴＦＴ、１６０６は図１６（Ｂ）に示した電流制御ＴＦＴ、１６０７は図１６（Ｃ）に示した保持容量、１６０８はＥＬ素子、１６０９は消去ＴＦＴである。
【０１７３】
本実施例に示した画素をデジタル駆動する場合には、特願平１１−３３８７８６号に記載の駆動方法を引用すれば良い。
【０１７４】
なお、本実施例の構成は発明の実施の形態、実施例２〜１２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。
【０１７５】
〔実施例１４〕
本実施例ではアクティブマトリクス基板が完成した後で基板を剥離してカラーフィルタを貼り合わせる場合の例について説明する。なお、本実施例の工程は実施例３の構造を実現する上で有効である。
【０１７６】
まず、実施例４の作製工程に従って、図７（Ｂ）に示す構造のアクティブマトリクス基板を完成する。但し、本実施例では基板３０１と下地膜３０２の間に剥離層１７０１が設けられている。本実施例では剥離層１７０１として非晶質珪素膜（多結晶珪素膜でも良い）を用いる。また、カバー材３８８としては、プラスチックフィルム１７０２を用い、プラスチックフィルム１７０２の両面にはＤＬＣ膜１７０３aおよび１７０３bが設けられている。（図２０（Ａ））
【０１７７】
次に、アクティブマトリクス基板全体を、フッ化ハロゲンを含むガス中に晒し、剥離層１７０１の除去を行う。本実施例ではフッ化ハロゲンとして三フッ化塩素（ＣｌＦ3）を用い、希釈ガスとして窒素を用いる。希釈ガスとしては、アルゴン、ヘリウムもしくはネオンを用いても良い。流量は共に５００ｓｃｃｍ（８．３５×１０-6ｍ3／ｓ）とし、反応圧力は１〜１０Ｔｏｒｒ（１．３×１０2〜１．３×１０3Ｐａ）とすれば良い。また、処理温度は室温（典型的には２０〜２７℃）で良い。
【０１７８】
なお、フッ化ハロゲンとは化学式ＸＦn（Ｘはフッ素以外のハロゲン、ｎは整数）で示される物質であり、一フッ化塩素（ＣｌＦ）、三フッ化塩素（ＣｌＦ3）、一フッ化臭素（ＢｒＦ）、三フッ化臭素（ＢｒＦ3）、一フッ化ヨウ素（ＩＦ）もしくは三フッ化ヨウ素（ＩＦ3）を用いることができる。フッ化ハロゲンは、珪素膜と酸化珪素膜とのエッチング時の選択比が大きく、珪素膜の選択的なエッチングが可能である。
【０１７９】
この場合、剥離層である珪素膜はエッチングされるが、ガスに晒される他の部分（炭素膜、プラスチックフィルム、ガラス基板、樹脂膜および酸化珪素膜が露呈した部分）はエッチングされない。即ち、三フッ化塩素ガスに晒すことで剥離層１７０１が選択的にエッチングされ、最終的には完全に除去される。
【０１８０】
本実施例の場合、剥離層１７０１は露呈した端部から徐々にエッチングされていき、完全に除去された時点で基板３０１と下地膜３０２が分離される。このとき、ＴＦＴ及びＥＬ素子は薄膜を積層して形成されているが、プラスチックフィルム１７０２に移された形で残る。（図２０（Ｂ））
【０１８１】
この剥離技術は本出願人による特願２０００−００８４０３号に記載された技術を引用すれば良い。また、特願２０００−０７１６７３号に記載された技術を引用することもできる。
【０１８２】
次に、図２１に示すように、プラスチックフィルム１７０４の両面にＤＬＣ膜１７０５a、１７０５bを設け、その上に着色層（Ｒ）３９１aおよび着色層（Ｂ）３９１bを形成し、樹脂層３９３を形成してカラーフィルタを作製する。そして、そのカラーフィルタを下地膜３０２に貼り合わせる。
【０１８３】
本実施例の場合、ＴＦＴおよびＥＬ素子がプラスチックフィルムに挟まれた状態となっているため、発光装置全体が可撓性になる。また、全ての基板がプラスチックフィルムで形成されているため、薄型で軽量なＥＬ発光装置が得られる。
【０１８４】
〔実施例１５〕
本発明を実施するにあたってＥＬ素子を形成するために用いる成膜装置の例を図２２に示す。なお、本実施例ではインライン方式の成膜装置とした場合について説明する。図２２において２０１はロード室であり、基板４０の搬送はここから行われる。ロード室２０１には排気系２００aが備えられ、排気系２００aは第１バルブ４１、ターボ分子ポンプ４２、第２バルブ４３及びロータリーポンプ（油回転ポンプ）４４を含んだ構成からなっている。
【０１８５】
第１バルブ４１はメインバルブであり、コンダクタンスバルブを兼ねる場合もあるしバタフライバルブを用いる場合もある。第２バルブ４３はフォアバルブであり、まず第２バルブ４３を開けてロータリーポンプ４４によりロード室２０１を粗く減圧し、次に第１バルブ４１を空けてターボ分子ポンプ４２で高真空まで減圧する。なお、ターボ分子ポンプの代わりにメカニカルブースターポンプ若しくはクライオポンプを用いることが可能であるがクライオポンプは水分の除去に特に効果的である。
【０１８６】
次に、２０２で示されるのはＥＬ素子の陽極もしくは陰極（本実施例では陽極）の表面を処理する前処理室であり、前処理室２０２は排気系２００bを備えている。また、ロード室２０１とは図示しないゲートで密閉遮断されている。前処理室２０２はＥＬ素子の作製プロセスによって様々に変えることができる。
【０１８７】
前処理としては、オゾンプラズマ処理、酸素プラズマ処理、アルゴンプラズマ処理、ネオンプラズマ処理、ヘリウムプラズマ処理もしくは水素プラズマ処理を行うことができる。また、ヒーターを備えることでプラズマ処理と同時に加熱することも可能である。さらに、紫外光ランプを備えることで紫外光照射を可能とすることも有効である。
【０１８８】
本実施例では、基板を１００℃に加熱しながら酸化物導電膜からなる陽極の表面にオゾンプラズマ処理を行い、水分の除去と同時に陽極表面の仕事関数を高める前処理を行う。
【０１８９】
次に、２０３は蒸着法により有機材料を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ａ）と呼ぶ。蒸着室（Ａ）２０３は排気系２００cを備えている。また、前処理室２０２とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施例では蒸着室（Ａ）２０３にて正孔注入層を形成する。
【０１９０】
次に、２０４は蒸着法により有機材料を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ｂ）と呼ぶ。蒸着室（Ｂ）２０４は排気系２００dを備えている。また、蒸着室（Ａ）２０３とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施例では蒸着室（Ｂ）２０４にて正孔輸送層を形成する。
【０１９１】
次に、２０５は蒸着法により有機ＥＬ材料を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ｃ）と呼ぶ。蒸着室（Ｃ）２０５は排気系２００eを備えている。また、蒸着室（Ｂ）２０４とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施例では、蒸着室（Ｃ）２０５において、赤色に発色する発光層を形成する。
【０１９２】
次に、２０６は蒸着法により有機ＥＬ材料を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ｄ）と呼ぶ。蒸着室（Ｄ）２０６は排気系２００fを備えている。また、蒸着室（Ｃ）２０５とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施例では、蒸着室（Ｄ）２０６において、緑色に発色する発光層を形成する。
【０１９３】
次に、２０７は蒸着法により有機ＥＬ材料を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ｅ）と呼ぶ。蒸着室（Ｅ）２０７は排気系２００gを備えている。また、蒸着室（Ｄ）２０６とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施例では、蒸着室（Ｅ）２０７において、青色に発色する発光層を形成する。
【０１９４】
次に、２０８は蒸着法により有機材料を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ｆ）と呼ぶ。蒸着室（Ｆ）２０８は排気系２００hを備えている。また、蒸着室（Ｅ）２０７とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施例では蒸着室（Ｆ）２０８にて電子輸送層を形成する。
【０１９５】
次に、２０９は蒸着法により有機材料を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ｇ）と呼ぶ。蒸着室（Ｇ）２０９は排気系２００iを備えている。また、蒸着室（Ｆ）２０８とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施例では蒸着室（Ｇ）２０９にて電子注入層を形成する。
【０１９６】
次に、２１０は蒸着法によりＥＬ素子の陽極もしくは陰極となる導電膜（本実施例では陰極となる金属膜）を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ｈ）と呼ぶ。蒸着室（Ｈ）２１０は排気系２００jを備えている。また、蒸着室（Ｇ）２０９とは図示しないゲートで密閉遮断されている。
【０１９７】
本実施例では、蒸着室（Ｈ）２１０にて、ＥＬ素子の陰極となる導電膜としてＡｌ−Ｌｉ合金膜（アルミニウムとリチウムとの合金膜）もしくはＡｌ−Ｃｓ合金膜（アルミニウムとセシウムとの合金膜）を形成する。なお、周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着することも可能である。
【０１９８】
次に、２１１は封止室であり、排気系２００kを備えている。また、蒸着室（Ｈ）２１０とは図示しないゲートで密閉遮断されている。封止室２１１ではＥＬ素子を酸素および水分から保護するために、パッシベーション膜としてＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜を形成する。
【０１９９】
ＤＬＣ膜を形成するにはスパッタ法もしくはプラズマＣＶＤ法を用いれば良い。ＤＬＣ膜は室温から１００℃以下の温度範囲で成膜できるため、耐熱性の低いＥＬ素子を保護するパッシベーション膜として好適である。また、熱伝導率が高く放熱効果が良いため、ＥＬ素子の熱劣化を抑制する効果も期待できる。なお、本実施例で形成するＤＬＣ膜は窒化珪素膜もしくは炭化珪素膜と積層して用いることも有効である。
【０２００】
さらに、ＤＬＣ膜中にフッ素や水素を添加しても良い。また、ＤＬＣ膜中の酸素濃度を１×１０18atoms/cm3以下とすることで酸素の透過率を低減することが可能である。
【０２０１】
最後に、２１２はアンロード室であり、排気系２００lを備えている。ＥＬ素子が形成された基板はここから取り出される。
【０２０２】
以上のように、図２２に示した成膜装置を用いることで完全にＥＬ素子を密閉空間に封入するまで外気に晒さずに済むため、信頼性の高いＥＬ表示装置を作製することが可能となる。また、インライン方式により高いスループットでＥＬ表示装置を作製することができる。
【０２０３】
さらに、本実施例に示した成膜装置の各処理室、排気系および搬送系をコンピュータ制御により動作させることは有効である。本実施例の場合、連続的に一連の処理を行ってＥＬ素子が完成するため、コンピュータ制御により基板投入から基板取り出しまでを管理することができる。
【０２０４】
なお、本実施例に示した成膜装置を用いて発明の実施の形態、実施例１〜１４に示したいずれの構成のＥＬ表示装置を作製しても良い。
【０２０５】
〔実施例１６〕
本発明において、三重項励起子からの燐光を発光に利用できるＥＬ材料を用いることで、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。
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.)
上記論文に報告されたＥＬ材料（クマリン色素）の分子式を以下に示す。
【０２０６】
【化１】
0004827313.tif 000002
【０２０７】
(M.A.Baldo, D.F.O'Brien, Y.You, A.Shoustikov, S.Sibley, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Nature 395 (1998) p.151.)
上記論文に報告されたＥＬ材料（Ｐｔ錯体）の分子式を以下に示す。
【０２０８】
【化２】
0004827313.tif 000003
【０２０９】
(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.)
上記論文に報告されたＥＬ材料（Ｉｒ錯体）の分子式を以下に示す。
【０２１０】
【化３】
0004827313.tif 000004
【０２１１】
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。なお、本実施例の構成は、発明の実施の形態、実施例１〜実施例１５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。
【０２１２】
〔実施例１７〕
本実施例では、実施例４において図７（Ｂ）に示したＥＬ素子３８５の具体的な例について図２３を用いて説明する。なお、本実施例に示すＥＬ素子の構造例は図７（Ｂ）のＥＬ素子３８５の部分を拡大した例に相当する。また、本実施例のＥＬ素子を図２２に示した装置で作製した例を示す。
【０２１３】
なお、本実施例でＥＬ層を形成する材料は公知の有機材料もしくは無機材料を用いることができる。また、高分子系材料であっても低分子系材料であっても良い。
【０２１４】
まず、図２３（Ａ）は、陽極（画素電極）５１上に正孔注入層５２、正孔輸送層５３、発光層５４、電子輸送層５５、電子注入層５６および陰極５７を積層した構造のＥＬ素子である。なお、発光層５４は赤、緑、青に対応した三種類の発光層を成膜しても良い。
【０２１５】
本実施例では、前処理室２０２で陽極５１の表面改善を行い、蒸着室（Ａ）２０３で正孔注入層５２を形成し、蒸着室（Ｂ）２０４で正孔輸送層５３を形成し、蒸着室（Ｃ）２０５〜蒸着室（Ｅ）２０７で発光層５４を形成し、蒸着室（Ｆ）２０８で電子輸送層５５を形成し、蒸着室（Ｇ）２０９で電子注入層５６を形成し、蒸着室（Ｈ）２１０で陰極５７を形成する。
【０２１６】
次に、図２３（Ｂ）は、陽極（画素電極）５１上に正孔注入層５２、正孔輸送層５３、発光層５４、電子注入層５６および陰極５７を積層した構造のＥＬ素子である。なお、発光層５４は赤、緑、青に対応した三種類の発光層を成膜しても良い。
【０２１７】
本実施例では、前処理室２０２で陽極５１の表面改善を行い、蒸着室（Ａ）２０３で正孔注入層５２を形成し、蒸着室（Ｂ）２０４で正孔輸送層５３を形成し、蒸着室（Ｃ）２０５〜蒸着室（Ｅ）２０７で発光層５４を形成し、蒸着室（Ｆ）２０８を通過させて、蒸着室（Ｇ）２０９で電子注入層５６を形成し、蒸着室（Ｈ）２１０で陰極５７を形成する。
【０２１８】
次に、図２３（Ｃ）は、陽極（画素電極）５１上に正孔注入層５２、発光層５４、電子輸送層５５、電子注入層５６および陰極５７を積層した構造のＥＬ素子である。なお、発光層５４は赤、緑、青に対応した三種類の発光層を成膜しても良い。
【０２１９】
本実施例では、前処理室２０２で陽極５１の表面改善を行い、蒸着室（Ａ）２０３で正孔注入層５２を形成し、蒸着室（Ｂ）２０４を通過させて、蒸着室（Ｃ）２０５〜蒸着室（Ｅ）２０７で発光層５４を形成し、蒸着室（Ｆ）２０８で電子輸送層５５を形成し、蒸着室（Ｇ）２０９で電子注入層５６を形成し、蒸着室（Ｈ）２１０で陰極５７を形成する。
【０２２０】
次に、図２３（Ｄ）は、陽極（画素電極）５１上に正孔注入層５２、発光層５４、電子注入層５６および陰極５７を積層した構造のＥＬ素子である。なお、発光層５４は赤、緑、青に対応した三種類の発光層を成膜しても良い。
【０２２１】
本実施例では、前処理室２０２で陽極５１の表面改善を行い、蒸着室（Ａ）２０３で正孔注入層５２を形成し、蒸着室（Ｂ）２０４を通過させて、蒸着室（Ｃ）２０５〜蒸着室（Ｅ）２０７で発光層５４を形成し、蒸着室（Ｆ）２０８を通過させて、蒸着室（Ｇ）２０９で電子注入層５６を形成し、蒸着室（Ｈ）２１０で陰極５７を形成する。
【０２２２】
次に、図２３（Ｅ）は、陽極（画素電極）５１上にクラスター５８、正孔注入層５２、発光層５４、電子輸送層５５、電子注入層５６および陰極５７を積層した構造のＥＬ素子である。なお、発光層５４は赤、緑、青に対応した三種類の発光層を成膜しても良い。また、クラスター５８は陽極５１の仕事関数を高めるために設けられ、本実施例ではイリジウム、ニッケルもしくは白金をクラスター状（塊状）に設ける。このクラスター１８は直径もしくは長径が１０〜１００ｎｍ、高さ５〜５０ｎｍとすることが好ましい。
【０２２３】
本実施例では、前処理室２０２で陽極５１の表面改善を行い、蒸着室（Ａ）でクラスター５８を形成し、蒸着室（Ｂ）２０４で正孔注入層５２を形成し、蒸着室（Ｃ）２０５〜蒸着室（Ｅ）２０７で発光層５４を形成し、蒸着室（Ｆ）２０８で電子輸送層５５を形成し、蒸着室（Ｇ）２０９で電子注入層５６を形成し、蒸着室（Ｈ）２１０で陰極５７を形成する。
【０２２４】
次に、図２３（Ｆ）は、陽極（画素電極）５１上にクラスター５８、正孔注入層５２、発光層５４、電子注入層５６および陰極５７を積層した構造のＥＬ素子である。なお、発光層５４は赤、緑、青に対応した三種類の発光層を成膜しても良い。
【０２２５】
本実施例では、前処理室２０２で陽極５１の表面改善を行い、蒸着室（Ａ）でクラスター５８を形成し、蒸着室（Ｂ）２０４で正孔注入層５２を形成し、蒸着室（Ｃ）２０５〜蒸着室（Ｅ）２０７で発光層５４を形成し、蒸着室（Ｆ）２０８を通過させて、蒸着室（Ｇ）２０９で電子注入層５６を形成し、蒸着室（Ｈ）２１０で陰極５７を形成する。
【０２２６】
以上のように、様々な構造のＥＬ素子を形成する場合においても、図２２に示したような成膜装置を用いれば容易に作製することが可能である。なお、本実施例に示した構成は発明の実施の形態、実施例１〜実施例１５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。
【０２２７】
〔実施例１８〕
本発明を実施して形成された発光装置は、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、様々な電気器具の表示部として用いることができる。
【０２２８】
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）、カーナビゲーションシステム、カーオーディオ、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）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはコンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（ＬＤ）又はデジタルバーサタイルディスク（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。それら電気器具の具体例を図２４、図２５に示す。
【０２２９】
図２４（Ａ）はＥＬディスプレイであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３を含む。本発明の発光装置は表示部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。
【０２３０】
図２４（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を含む。本発明の発光装置は表示部２１０２に用いることができる。
【０２３１】
図２４（Ｃ）はデジタルカメラであり、本体２２０１、表示部２２０２、接眼部２２０３、操作スイッチ２２０４を含む。本発明の発光装置は表示部２２０２に用いることができる。
【０２３２】
図２４（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（ＣＤ、ＬＤまたはＤＶＤ等）２３０２、操作スイッチ２３０３、表示部（ａ）２３０４、表示部（ｂ）２３０５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、ＣＤ再生装置、ゲーム機器なども含まれうる。
【０２３３】
図２４（Ｅ）は携帯型（モバイル）コンピュータであり、本体２４０１、表示部２４０２、受像部２４０３、操作スイッチ２４０４、メモリスロット２４０５を含む。本発明の電気光学装置は表示部２４０２に用いることができる。この携帯型コンピュータはフラッシュメモリや不揮発性メモリを集積化した記録媒体に情報を記録したり、それを再生したりすることができる。
【０２３４】
図２４（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を含む。本発明の発光装置は表示部２５０３に用いることができる。
【０２３５】
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。
【０２３６】
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、そのような動画表示を行うに適している。
【０２３７】
また、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、特に携帯電話やカーオーディオのような文字情報を主とする表示部に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。
【０２３８】
ここで図２５（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。
【０２３９】
また、図２５（Ｂ）はカーオーディオ（車載用オーディオ）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、据え置き型（家庭用）オーディオに用いても良い。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。
【０２４０】
さらに、光センサを内蔵させ、使用環境の明るさを検知する手段を設けることで使用環境の明るさに応じて発光輝度を変調させるような機能を持たせることは有効である。使用者は使用環境の明るさに比べてコントラスト比で１００〜１５０の明るさを確保できれば問題なく画像もしくは文字情報を認識できる。即ち、使用環境が明るい場合は画像の輝度を上げて見やすくし、使用環境が暗い場合は画像の輝度を抑えて消費電力を抑えるといったことが可能である。
【０２４１】
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発明の実施の形態、実施例１〜実施例１７の構成を自由に組み合わせたＥＬ発光装置を用いることで得ることができる。
【０２４２】
【発明の効果】
本発明を実施することでアクティブマトリクス基板もしくはパッシブマトリクス基板とカラーフィルタとを別々の製造工程にて作製するため、発光装置全体としての歩留まりを向上させることができ、さらに、発光装置の製造期間の短縮を図ることができる。その結果、製造コストが低減されることにより安価な発光装置を提供することができる。さらに、安価な発光装置を用いることで安価な電気器具を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【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】    画素部の断面構造を示す図。
【図４】    画素部の断面構造を示す図。
【図５】    画素部および駆動回路の作製工程を示す図。
【図６】    画素部および駆動回路の作製工程を示す図。
【図７】    画素部および駆動回路の作製工程を示す図。
【図８】    画素部および駆動回路の作製工程を示す図。
【図９】    画素部の上面構造を示す図。
【図１０】  画素部の断面構造を示す図。
【図１１】  ＥＬ発光装置の回路構成を示す図。
【図１２】  ＥＬ発光装置の上面構造および断面構造を示す図。
【図１３】  ＥＬ発光装置の上面構造および断面構造を示す図。
【図１４】  画素部の上面構造を示す図。
【図１５】  画素部の上面構造を示す図。
【図１６】  画素部の断面構造を示す図。
【図１７】  画素部および駆動回路の作製工程を示す図。
【図１８】  画素部および駆動回路の作製工程を示す図。
【図１９】  画素の回路構成を示す図。
【図２０】  画素部の作製工程を示す図。
【図２１】  画素部の断面構造を示す図。
【図２２】  インライン方式の成膜装置の構成を示す図。
【図２３】  ＥＬ素子の構造を示す図。
【図２４】  電気器具の具体例を示す図。
【図２５】  電気器具の具体例を示す図。
【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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