(57)【要約】【課題】  本発明は、ＥＬ素子の特性を劣化させる原因である侵入する水分を遮断し、信頼性の高い封止構造としたＥＬ表示装置と、その作製方法を提供することを課題とする。【解決手段】  本発明は、発光素子を覆って窒化珪素や窒化酸化珪素などの絶縁膜からなるパッシベーション膜１８ａ、１８ｂを積層し、その間にビニルポリマーを含む応力緩和膜（以下、応力緩和膜と呼ぶ）１８ｐを設ける。パッシベーション膜に比べて応力が小さい応力緩和膜を、パッシベーション膜の間に挟むことで、全体の応力を緩和することができる。従って、クラックが入ることなく、総膜厚の厚いパッシベーション膜を得ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁表面を有する基板上に陽極と、有機化合物を含む層と、陰極とを有する発光素子を備えた発光装置であって、
発光素子は、無機絶縁膜と、ビニルポリマー、アセチレンポリマー、またはジエンポリマーを含む膜とが交互に積層された多層膜で覆われていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
絶縁表面を有する基板上に陽極と、有機化合物を含む層と、陰極とを有する発光素子を備えた発光装置であって、
発光素子は、ビニルポリマー、アセチレンポリマー、またはジエンポリマーを含む膜と、無機絶縁膜との積層で覆われていることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記無機絶縁膜は、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化珪素膜、ＤＬＣ膜、ＣＮｘ膜、またはアモルファスカーボン膜で示される層の単層またはこれらの積層であることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一において、前記ビニルポリマーは、エチレン、プロピレン、スチレン、置換スチレン、ビニルエーテル、ビニルチオエーテル、ビニルエステル、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、ビニルカルバゾール、アクリル酸誘導体、メタクリル酸誘導体、イソブチレン、アクリロニトリル、またはビニルシクロプロパンであることを特徴とする発光装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、前記発光装置は、ビデオカメラ、デジタルカメラ、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、または携帯情報端末であることを特徴とする発光装置。
【請求項６】
絶縁表面を有する基板上に陽極と、有機化合物を含む層と、陰極とを有する発光素子を備えた発光装置の作製方法であって、
発光素子を覆う第１の無機絶縁膜をスパッタ法またはＰＣＶＤ法により形成する第１の工程と、
前記第１の無機絶縁膜上にビニルポリマー、アセチレンポリマー、またはジエンポリマーを含む層をプラズマ重合法または物理蒸着法で形成する第２の工程と、
前記ビニルポリマー、アセチレンポリマー、またはジエンポリマーを含む層上に第２の無機絶縁膜をスパッタ法またはＰＣＶＤ法により形成する第３の工程と、
を有す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６において、前記第１の工程から前記第３の工程まで大気に触れることなく積層形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７において、前記第１の無機絶縁膜または第２の無機絶縁膜は、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化珪素膜、ＤＬＣ膜、ＣＮｘ膜、またはアモルファスカーボン膜で示される層の単層またはこれらの積層であることを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか一において、前記ビニルポリマーは、エチレン、プロピレン、スチレン、置換スチレン、ビニルエーテル、ビニルチオエーテル、ビニルエステル、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、ビニルカルバゾール、アクリル酸誘導体、メタクリル酸誘導体、イソブチレン、アクリロニトリル、またはビニルシクロプロパンであ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、陽極と、陰極と、電界を加えることで発光が得られる有機化合物を含む層（以下、「電界発光層」と記す）と、を有する有機発光素子、およびそれを用いた発光装置に関する。
【０００２】
なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばFPC（Flexible printed circuit）もしくはTAB（Tape Automated Bonding）テープもしくはTCP（Tape Carrier Package）が取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にCOG（Chip On Glass）方式によりIC（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【背景技術】
【０００３】
近年、自発光型の発光素子としてＥＬ素子を有した発光装置の研究が活発化している。この発光装置は有機ＥＬディスプレイ、又は有機発光ダイオードとも呼ばれている。これらの発光装置は、動画表示に適した速い応答速度、低電圧、低消費電力駆動などの特徴を有しているため、新世代の携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ）をはじめ、次世代ディスプレイとして大きく注目されている。
【０００４】
ＥＬ素子は、一対の電極間に有機化合物層を挟んで電界を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が有機化合物層中の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光するといわれている。励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。
【０００５】
ＥＬ素子を用いたＥＬ表示装置（パネル）において、内部に侵入する水分は、深刻な信頼性低下を招いており、ダークスポットやシュリンク、発光表示装置周辺部からの輝度劣化を引き起こす。ダークスポットは発光輝度が部分的に低下（発光しなくなるものも含む）する現象であり、上部電極に穴が開いた場合などに発生する。またシュリンクとは、画素の端（エッジ）から輝度が劣化する現象である。
【０００６】
上記のようなＥＬ素子の劣化を防ぐ構造を有する表示装置の開発がなされている。ＥＬ素子を気密性容器に収納し、ＥＬ素子を密閉空間に閉じ込め外気から遮断し、さらにその密閉空間に、ＥＬ素子から隔離して乾燥剤をもうける方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
また、ＥＬ素子の形成された絶縁体の上にシール材を形成し、シール材を用いてカバー材およびシール材で囲まれた密閉空間を樹脂などから成る充填材で充填し、外部から遮断する方法もある（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平９-１４８０６６号公報
【特許文献２】特開平１３-２０３０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＥＬ素子への水分等の侵入を防ぐために、窒化珪素や窒化酸化珪素などのパッシベーション膜の膜厚を厚くすると、応力が大きくなり、クラック（亀裂）が入りやすくなる。
本発明は、ＥＬ素子の特性を劣化させる原因である侵入する水分を遮断し、信頼性の高い封止構造としたＥＬ表示装置と、その作製方法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】
【０００９】
本発明は、発光素子を覆って窒化珪素や窒化酸化珪素などの絶縁膜からなるパッシベーション膜を積層し、その間にビニルポリマーを含む応力緩和膜（以下、応力緩和膜と呼ぶ）を設ける。
【００１０】
ビニルポリマーとして、代表的には、下式１に示されるスチレンポリマーを用いる。なお、ポリスチレン樹脂は、無色透明で非晶性の熱可塑性樹脂である。
【００１１】
【化１】
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また、スチレンポリマーの他のビニルポリマーとしては、エチレン、プロピレンなどの末端オレフィン、置換スチレン、ビニルエーテル、ビニルチオエーテル、ビニルエステル、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、ビニルカルバゾール、アクリル酸誘導体、メタクリル酸誘導体、イソブチレン、アクリロニトリル、またはビニルシクロプロパンなどを用いることができる。
また、ビニルポリマーを含む膜に代えて、ジエンポリマーを含む膜、またはアセチレンポリマーを含む膜を用いることもできる。ジエンポリマーとしては、ブタジエン、或いはイソプレンなどを用いることができる。なお、アセチレンポリマーとしては、アセチレン、または置換アセチレンなどを用いることができるが、不透明な材料である。
【００１２】
また、これらのモノマー同士を混ぜて重合させた膜を用いてもよい。
パッシベーション膜に比べて応力が小さい応力緩和膜を、パッシベーション膜の間に挟むことで、全体の応力を緩和することができる。従って、クラックが入ることなく、総膜厚の厚いパッシベーション膜を得ることができる。なお、パッシベーション膜はスパッタ法またはＰＣＶＤ法によって形成すればよく、膜応力を緩和させるために膜中にＡｒを含ませてもよい。
【００１３】
また、発光素子を覆ってスチレンポリマーを含む層を設け、その上に窒化珪素や窒化酸化珪素などの絶縁膜からなるパッシベーション膜を積層してもよい。パッシベーション膜と発光素子との間にスチレンポリマーを含む層を設けて応力を緩和し、クラックやピーリングの発生を防止することができる。
【００１４】
また、スチレンポリマーを含む層は、ＣＶＤ法（プラズマ重合法を含む）、物理蒸着法、または塗布法により成膜すればよい。特に、マルチチャンバーの一室として、発光素子を形成した後、基板を裏返すことなく、且つ、真空を保ったまま大気にふれることなく連続的に成膜できるＣＶＤ法（プラズマ重合法を含む）によりスチレンポリマーを含む層を成膜することが好ましく、フェイスダウン方式で成膜を行い、キャリアガスとしてＡｒ、Ｎ2を用いる。フェイスダウン方式とすれば、ゴミの自由落下による付着を防ぐことができる。例えば、液体または固体モノマーに減圧下で電圧を印加することによってイオン化ガスプラズマを発生させて成膜を行う。塗布法に比べ、ＣＶＤ法（プラズマ重合法を含む）や物理蒸着法は、比較的薄い膜（１μｍ以下）を成膜するのに向いている。また、塗布法によって成膜する場合、材料液に光ラジカル重合開始剤を含ませておき、紫外線照射によって反応させることによって硬化させる。
【００１５】
また、窒化珪素や窒化酸化珪素などの絶縁膜からなるパッシベーション膜に代えて、炭素を主成分とする薄膜（ＤＬＣ膜、ＣＮ膜、アモルファスカーボン膜）をパッシベーション膜としてもよい。また、炭素を主成分とする薄膜の膜応力を緩和させるために膜中にＡｒを含ませてもよい。
【００１６】
ダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ膜とも呼ばれる）は、プラズマＣＶＤ法（代表的には、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法など）、燃焼炎法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、レーザー蒸着法などで形成することができる。成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス（例えばＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ6Ｈ6など）とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜する。また、ＣＮ膜は反応ガスとしてＣ2Ｈ4ガスとＮ2ガスとを用いて形成すればよい。なお、ＤＬＣ膜やＣＮ膜は、膜厚にもよるが、可視光に対して透明もしくは半透明な絶縁膜である。可視光に対して透明とは可視光の透過率が８０〜１００％であることを指し、可視光に対して半透明とは可視光の透過率が５０〜８０％であることを指す。
【００１７】
また、パッシベーション膜として、窒化珪素や窒化酸化珪素などの絶縁膜と、炭素を主成分とする薄膜（ＤＬＣ膜、ＣＮ膜、アモルファスカーボン膜）との多層構造としてもよい。この場合、パッシベーション膜においても３層構造とし、窒化珪素や窒化酸化珪素などからなる第１無機絶縁膜と、第２無機絶縁膜との間に炭素を主成分とする薄膜を設けて応力緩和することが好ましい。例えば、ＰＣＶＤ法でこの３層を成膜する場合、Ａｒを含む第１の窒化珪素膜の成膜条件をＳｉＨ4ガス（２ｓｃｃｍ）とＮ2ガス（３００ｓｃｃｍ）とＡｒガス（５００ｓｃｃｍ）の混合ガスを用い、ＲＦパワー２００Ｗ、成膜圧力２０Ｐａ、電極間隔２５ｍｍ、成膜温度８０℃とし、Ａｒを含むＣＮ膜の成膜条件をＣ2Ｈ4ガス（３０ｓｃｃｍ）とＮ2ガス（９０ｓｃｃｍ）とＡｒガス（２００ｓｃｃｍ）の混合ガスを用い、ＲＦパワー３００Ｗ、成膜圧力６６Ｐａ、電極間隔５０ｍｍ、成膜温度８０℃とし、Ａｒを含む第２の窒化珪素膜の成膜条件を上記第１の窒化珪素膜と同じにして順次成膜を行えばよい。
本明細書で開示する発明の構成は、
絶縁表面を有する基板上に陽極と、有機化合物を含む層と、陰極とを有する発光素子を備えた発光装置であって、
発光素子は、無機絶縁膜と、ビニルポリマー、アセチレンポリマー、またはジエンポリマーを含む膜とが交互に積層された多層膜で覆われていることを特徴とする発光装置である。
【００１８】
また、発光素子を覆うビニルポリマー、アセチレンポリマー、またはジエンポリマーを含む膜を形成した後に無機絶縁膜を形成してもよく、他の発明の構成は、
絶縁表面を有する基板上に陽極と、有機化合物を含む層と、陰極とを有する発光素子を備えた発光装置であって、
発光素子は、ビニルポリマー、アセチレンポリマー、またはジエンポリマーを含む膜と、無機絶縁膜との積層で覆われていることを特徴とする発光装置である。
【００１９】
また、上記各構成において、前記無機絶縁膜は、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化珪素膜、ＤＬＣ膜、ＣＮｘ膜、またはアモルファスカーボン膜で示される層の単層またはこれらの積層であることを特徴としている。
【００２０】
また、上記各構成において、前記無機絶縁膜を積層構造とする場合、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、または酸化珪素膜からなる第１の無機絶縁膜と、ＤＬＣ膜、ＣＮｘ膜、またはアモルファスカーボン膜からなる第２の無機絶縁膜と、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、または酸化珪素膜からなる第３の無機絶縁膜との積層構造とすることが好ましい。
【００２１】
また、上記各構成において、前記無機絶縁膜にＡｒを含ませて応力緩和を行ってもよい。
また、上記各構成において、前記発光装置は、アクティブマトリクス型、或いはパッシブマトリクス型のどちらにも適用することができる。
なお、発光素子（ＥＬ素子）は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Electro Luminescence）が得られる有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層と記す）と、陽極と、陰極とを有する。有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起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（リン光）とがあるが、本発明により作製される発光装置は、どちらの発光を用いた場合にも適用可能である。
ＥＬ層を有する発光素子（ＥＬ素子）は一対の電極間にＥＬ層が挟まれた構造となっているが、ＥＬ層は通常、積層構造となっている。代表的には、「正孔輸送層／発光層／電子輸送層」という積層構造が挙げられる。この構造は非常に発光効率が高く、現在、研究開発が進められている発光装置は殆どこの構造を採用している。
【００２２】
また、他にも陽極上に正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、または正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層の順に積層する構造も良い。発光層に対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。また、これらの層は、全て低分子系の材料を用いて形成しても良いし、全て高分子系の材料を用いて形成しても良い。また、無機材料を含む層を用いてもよい。なお、本明細書において、陰極と陽極との間に設けられる全ての層を総称してＥＬ層という。したがって、上記正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層は、全てＥＬ層に含まれる。
【００２３】
また、本発明の発光装置において、画面表示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよい。代表的には、線順次駆動方法とし、時分割階調駆動方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、発光装置のソース線に入力する映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよく、適宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよい。
さらに、ビデオ信号がデジタルの発光装置において、画素に入力されるビデオ信号が定電圧（ＣＶ）のものと、定電流（ＣＣ）のものとがある。ビデオ信号が定電圧のもの（ＣＶ）には、発光素子に印加される電圧が一定のもの（ＣＶＣＶ）と、発光素子に印加される電流が一定のもの（ＣＶＣＣ）とがある。また、ビデオ信号が定電流のもの（ＣＣ）には、発光素子に印加される電圧が一定のもの（ＣＣＣＶ）と、発光素子に印加される電流が一定のもの（ＣＣＣＣ）とがある。
【００２４】
また、本発明の発光装置において、静電破壊防止のための保護回路（保護ダイオードなど）を設けてもよい。
【００２５】
また、ＴＦＴ構造に関係なく本発明を適用することが可能であり、例えば、トップゲート型ＴＦＴや、ボトムゲート型（逆スタガ型）ＴＦＴや、順スタガ型ＴＦＴを用いることが可能である。また、シングルゲート構造のＴＦＴに限定されず、複数のチャネル形成領域を有するマルチゲート型ＴＦＴ、例えばダブルゲート型ＴＦＴとしてもよい。
【００２６】
また、発光素子と電気的に接続するＴＦＴはｐチャネル型ＴＦＴであっても、ｎチャネル型ＴＦＴであってもよい。ｐチャネル型ＴＦＴと接続させる場合は、陽極と接続させ、陽極上に正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層と順次積層した後、陰極を形成すればよい。また、ｎチャネル型ＴＦＴと接続させる場合は、陰極と接続させ、陰極上に電子輸送層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層と順次積層した後、陽極を形成すればよい。
【００２７】
また、ＴＦＴの活性層としては、非晶質半導体膜、結晶構造を含む半導体膜、非晶質構造を含む化合物半導体膜などを適宜用いることができる。さらにＴＦＴの活性層として、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいるセミアモルファス半導体膜（微結晶半導体膜、マイクロクリスタル半導体膜とも呼ばれる）も用いることができる。セミアモルファス半導体膜は、少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０nmの結晶粒を含んでおり、ラマンスペクトルが５２０ｃｍ-1よりも低波数側にシフトしている。また、セミアモルファス半導体膜は、Ｘ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。また、セミアモルファス半導体膜は、未結合手（ダングリングボンド）の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。セミアモルファス半導体膜の作製方法としては、珪化物気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪化物気体としては、ＳｉＨ4、その他にもＳｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＣｌ4、ＳｉＦ4などを用いることが可。この珪化物気体をＨ2、又は、Ｈ2とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は２〜１０００倍の範囲。圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ。基板加熱温度は３００℃以下でよく、好ましくは１００〜２５０℃。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０20cm-1以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０19/cm3以下、好ましくは１×１０19/cm3以下とする。なお、セミアモルファス半導体膜を活性層としたＴＦＴの電界効果移動度μは、１〜１０cm2/Vsecである。
【００２８】
また、上記構造を実現するための発明の構成は、
絶縁表面を有する基板上に陽極と、有機化合物を含む層と、陰極とを有する発光素子を備えた発光装置の作製方法であって、
発光素子を覆う第１の無機絶縁膜をスパッタ法またはＰＣＶＤ法により形成する第１の工程と、
前記第１の無機絶縁膜上にビニルポリマー、アセチレンポリマー、またはジエンポリマーを含む層をプラズマ重合法または物理蒸着法で形成する第２の工程と、
前記ビニルポリマー、アセチレンポリマー、またはジエンポリマーを含む層上に第２の無機絶縁膜をスパッタ法またはＰＣＶＤ法により形成する第３の工程と、
を有することを特徴とする発光装置の作製方法である。
【００２９】
また、上記構成において、前記第１の工程から前記第３の工程まで大気に触れることなく積層形成することを特徴としている。発光装置へのゴミの混入を防ぐとともに、発光装置の製造プロセスにおいて大気圧と真空とを繰り返す作業を低減する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明により、ＥＬ素子の特性を劣化させる原因である侵入する水分を遮断し、信頼性の高い封止構造としたＥＬ表示装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の実施形態について、以下に説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１（Ａ）は本発明の発光装置の断面を示す図である。図１（Ａ）において、１０は基板、１１は下地絶縁膜、１２は塗布法により得られる平坦な層間絶縁膜、１３はＰＣＶＤ法により得られる無機絶縁材料からなる層間絶縁膜である。発光素子からの光を基板１０側から取り出す場合、基板１０、下地絶縁膜１１、層間絶縁膜１２、１３を通過するため、これらの材料は全て透光性の高い材料を用いることが望ましい。
【００３３】
また、画素部に複数設けられるＴＦＴのうち、発光素子の一方の電極となる第１の電極１４と接続するＴＦＴ３０のみを図示している。なお、図示していないが、ＴＦＴからなる駆動回路も同一基板上に形成することができる。
【００３４】
また、ＴＦＴの層間の１層である層間絶縁膜１２は、塗布法によって得られるシリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される絶縁膜、例えばシリカガラス、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー、水素化シルセスキオキサンポリマー、水素化アルキルシルセスキオキサンポリマーなどを用いればよい。シロキサン系ポリマーの一例としては、東レ製塗布絶縁膜材料であるPSB−K１、PSB−K31や触媒化成製塗布絶縁膜材料であるZRS-５PHが挙げられる。
【００３５】
また、発光素子は、第１の電極１４と、有機化合物を含む層１６と、第２の電極１７とで構成されている。第１の電極１４または第２の電極１７は、発光素子の陽極または陰極として機能する。また、第１の電極１４の周縁部は絶縁物からなる隔壁１５によって覆われている。
また、発光素子は保護積層１８ａ、１８ｂ、１８ｐで覆われている。保護積層は、スパッタ法またはＰＣＶＤ法によって得られる窒化珪素膜などの無機絶縁膜１８ａ、１８ｂと、ＣＶＤ法（プラズマ重合法を含む）によって得られるビニルポリマーを含む層１８ｐとの積層（合計膜厚３０ｎｍ〜３μｍ）である。膜応力が比較的高い窒化珪素膜１８ａ、１８ｂの間に、応力を緩和するためのビニルポリマーを含む層１８ｐを設けることによって、クラックの入りにくい保護積層を実現している。
【００３６】
また、無機絶縁膜１８ａ、１８ｂは異なる材料を用いてもよい。
また、ビニルポリマーを含む層に代えて、ジエンポリマーを含む層、またはアセチレンポリマーを含む層を用いることもできる。
また、ここでは３層構造の例を示したが、特に限定されず、第２の電極と無機絶縁膜との応力を緩和するために間にビニルポリマーを含む層を設けた２層構造としてもよいし、交互に積層させた４層以上の積層構造としてもよい。
以下に、ビニルポリマーを含む層としてポリスチレン膜を基板上に成膜する装置を図２に示す。
【００３７】
スチレンモノマーは常温で液体であるので、気化させて蒸気とする必要がある。容器内のスチレンモノマー溶液８８をヒータ８９で加熱して蒸気とする。この蒸気を成膜室８２に導入する際は、導入管もヒータで加熱して液体になるのを防止する。また、プラズマを発生させるためのガスを別途導入し、電極８６、８５間に電界を印加することによってモノマーを含む蒸気にプラズマ８３を発生させる。そして、このプラズマ中に発生した重合活性種を基板８１に接触させることによって重合を開始させ、基板上にポリスチレン膜を形成する。また、ＡｒやＮ2ガスを液体に注入して泡を発生させるバブラーによって蒸気としてもよい。
また、図２に示す成膜装置を備えた成膜室をマルチチャンバーの一室とした例を図３に示す。図３中、１０１、１０４、１０５、１１２は成膜室、１００ａ〜１００ｉはゲート、１０２、１１０は受渡室、１０３は搬送室、１０６は封止基板ストック室、１０７はシーリング室、１０８は封止基板ロード室、１０９は封止室、１１１は取出室（アンロード室）である。
成膜室１０１においてフェイスダウン方式で発光素子を構成する有機化合物を含む層を蒸着した後、真空を維持したまま成膜室１１２にて第２の電極の形成が行われる。
【００３８】
図３に示す製造装置構成とすることで、成膜室１１２で第２の電極を蒸着した後、真空を維持したまま大気に触れることなく第１の窒化珪素膜を成膜室１０４でスパッタ法により形成し、さらに成膜室１０５でビニルポリマーを含む層、ここではスチレンポリマー膜と、成膜室１０４で第２の窒化珪素膜とを連続的に形成することができる。また、基板を裏返すことなくフェイスダウン方式で搬送、成膜を連続的に行うことができる。
【００３９】
搬送室１０３、受渡室１０２は常時、高真空に保ち、露点も下げておくことが重要である。なお、受渡室１１０では真空と大気圧との切り替えを行う。また、受渡室１１０で真空アニールを行えるようにしてビニルポリマーを含む層をベークしてもよい。無機絶縁膜と、ビニルポリマーを含む層との積層だけで封止を行う場合には、特に封止基板ロード室１０８、シーリング室１０７、封止基板ストック室１０６、封止室１０９は必要ない。従って、これらのチャンバーに代えて第２の窒化珪素膜を成膜するチャンバーを設けてもよく、その場合、３つのチャンバーで順次積層することができる。
【００４０】
封止基板で発光素子を封止する必要があれば、封止基板をシール材で貼り付けて封止をすればよい。その場合、封止基板を封止基板ロード室１０８から導入し、シーリング室１０７でシール材を描画した後、封止基板ストック室１０６にて真空ベークを行い、封止室１０９にて発光素子が設けられた基板と貼りあわせる。
【００４１】
図１（Ｂ）に封止基板６５をシール材６４で貼りつけた発光装置の断面図を示す。図１（Ｂ）において、５０は基板、５１は下地絶縁膜、５２は塗布法により得られる平坦な層間絶縁膜、５３はＰＣＶＤ法により得られる無機絶縁材料からなる層間絶縁膜である。また、発光素子は、第１の電極５４と、有機化合物を含む層５６と、第２の電極５７とで構成されている。また、発光素子は保護積層５８ａ、５８ｂ、５８ｐで覆われている。また、ＴＦＴ６０および第１の電極５４の周縁部は絶縁物からなる隔壁５５によって覆われている。また、シール材６４と封止基板６５で囲まれた空間６６には不活性気体または有機樹脂を充填すればよい。また、６２はＦＰＣ、６１は端子電極である。
また、一つの成膜室で原料ガス、またはキャリアガスの切替を行うことによって、第１の窒化珪素膜と、ビニルポリマーを含む層と、第２の窒化珪素膜とを連続的に積層してもよい。この場合には、異なる層の積層成膜のために必要となる成膜装置より生じる製造装置のフットプリント面積増加を抑えることができる。
【００４２】
（実施の形態２）
上記実施の形態では、プラズマＣＶＤ法（プラズマ重合法を含む）によりビニルポリマーを含む層を形成する例を示したが、ここでは塗布法によってスチレンポリマー膜を形成する例を示す。塗布法であるので上記実施の形態よりも平坦な膜が得られる。
【００４３】
まず、実施の形態１と同様に発光素子を覆う第１の無機絶縁膜（膜厚１０ｎｍ〜３００ｎｍ）をスパッタ法やＰＣＶＤ法により形成する。
【００４４】
次いで、光ラジカル重合開始剤を混ぜたスチレンモノマー溶液を基板に滴下してスピンコーターによって遠心力で万遍なく広げた後、光照射して光重合反応により硬化させる。
【００４５】
光ラジカル重合開始剤としては、α−開裂型化合物、例えばベンゾインエーテル、ヒドロキシアルキルケトン、ジアルコキシアセトフェノン、ベンゾイルフォスフィンオキシド、ベンゾインオキシムケトンなどを適宜用いればよい。
なお、ポリスチレン膜の膜厚（膜厚０．８μｍ〜２μｍ）は、スピン回転数、回転時間、および粘度によって制御する。
【００４６】
次いで、ポリスチレン膜上に第２の無機絶縁膜（膜厚１０ｎｍ〜３００ｎｍ）をスパッタ法やＰＣＶＤ法により形成する。こうして、発光素子を覆って窒化珪素や窒化酸化珪素などの絶縁膜からなるパッシベーション膜を積層し、その間にスチレンポリマーを含む応力緩和膜を設けることができる。
【００４７】
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととする。
【実施例１】
【００４８】
本実施例では、発光層よりも下方（即ち、発光層を中心としてＴＦＴが形成されている側）に陽極として機能する第１の電極を有し、発光層よりも上方に陰極として機能する第２の電極を有する発光素子の作製方法について説明する。
【００４９】
Ｓｉ元素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法を用いて成膜し、第１の電極５０１を形成する。第１の電極５０１としては、Ｓｉ元素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）の他、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）の仕事関数の高い（仕事関数４．０ｅＶ以上）透明導電材料を用いることができる。なお、アクティブマトリクス型発光装置とする場合には、第１の電極５０１をｐチャネル型ＴＦＴ（図示しない）と接続させることが好ましい。
【００５０】
次に、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）を蒸着し、第１の電極５０１の上に第１の層５０２を形成する。第１の層は正孔注入層として機能する。なお、ＭｏＯｘの他、銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）やバナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物、（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）等の正孔注入性の高い材料を用いることができる。また、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（PEDOT／PSS）等の正孔注入性の高い高分子材料を塗布法によって成膜したものを第１の層５０２として用いてもよい。
【００５１】
次に、４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（α−ＮＰＤ）を蒸着し、第１の層５０２の上に第２の層（正孔輸送層）５０３を形成する。第２の層は正孔輸送層として機能する。なお、α−ＮＰＤの他、４，４'−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、４，４'，４''−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４'，４''−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）等の芳香族アミン系化合物に代表される正孔輸送性の高い材料を用いることができる。
【００５２】
次に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3）とＮ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（ＤＭＱｄ）とを共蒸着し、第２の層５０３の上に第３の層５０４を形成する。第３の層は発光層として機能する。なお、Ａｌｑ3の他、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＤＮＡ）等のような、キャリア輸送性が高く、結晶化しにくい材料を用いることもできる。また、ＤＭＱｄの他、２Ｈ−クロメン−２−オン（クマリン）等の発光性の高い材料を用いることもできる。このように、発光性の高い材料とキャリア輸送性が高く結晶化しにくい材料とを自由に組み合わせることによって第３の層５０４を形成することができる。但し、Ａｌｑ3やＤＮＡは発光性も高い物質であるため、これらを単体で用いた層構成とし、第３の層５０４としても構わない。
【００５３】
次に、Ａｌｑ3を蒸着し、第３の層５０４の上に第４の層５０５を形成する。第４の層は電子輸送層として機能する。なお、Ａｌｑ3の他、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ3）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［h］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ2）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等のキノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等に代表される電子輸送性の高い材料を用いることができる。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）2）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）2）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども電子輸送性が高いため、第４の層５０５として用いることができる。
【００５４】
次に、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）を蒸着し、第４の層５０５の上に、第５の層５０６を形成する。第５の層は電子注入層として機能する。なお、ＣａＦ2以外に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物等の電子注入性の高い材料を用いることができる。また、この他、Ａｌｑ3とマグネシウム（Ｍｇ）とを混合したもの、若しくは４，４−ビス（５−メチルベンズオキサゾル−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）とリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着したものを用いることができる。
【００５５】
次に、アルミニウム（Ａｌ）とリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着し、第５の層５０６の上に第２の電極５０７を形成する。なお、アルミニウム（Ａｌ）とリチウム（Ｌｉ）とを混合したもの以外に、元素周期表の１族または２族に属する元素、すなわちＬｉやセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含むアルミニウムや銀等の合金（Ｍｇ：Ａｇ）等の仕事関数の低い（仕事関数３．８ｅＶ以下）材料を用いることができる。
【００５６】
以上のようにして、作製した発光素子では、第１の電極５０１と第２の電極５０７との間に生じた電位差によって電流が流れ、第３の層５０４において正孔と電子が再結合し発光に至る。第３の層５０４と第１の電極５０１との間には正孔注入性の高い材料からなる第１の層５０１と正孔輸送性の低い材料からなる第２の層５０７とが設けられており、また、第３の層５０４と第２の電極５０７との間には電子輸送性の高い材料からなる第３の層５０４と電子注入性の高い材料からなる第４の層とが設けられている。このように、第３の層５０４と電極５０１、５０７（第１および第２の電極）との間に複数の層を設けることによって、正孔と電子とが再結合する部位を電極から離すことができる。
【００５７】
なお、本実施例の発光素子は、第１の電極が透光性のある材料で形成されているため、図４（Ａ）の白抜きの矢印で表すように、第１の電極５０１側から採光することができる。
次いで、発光素子を覆う第１の無機絶縁膜５０８ａをスパッタ法またはＰＣＶＤ法により形成する。
次いで、第１の無機絶縁膜５０８ａ上にビニルポリマーを含む層５０８ｐをプラズマＣＶＤ法（プラズマ重合法を含む）、物理蒸着法、または塗布法により形成する。なお、ビニルポリマーを含む層５０８ｐの成膜方法は、実施の形態１または実施の形態２に示しているのでここでは省略する。
次いで、ビニルポリマーを含む層５０８ｐ上に第２の無機絶縁膜５０８ｂをスパッタ法またはＰＣＶＤ法により形成する。
【００５８】
この３層構造５０８ａ、５０８ｐ、５０８ｂからなる保護積層によって水分の浸入を防ぎ、発光素子の信頼性を向上させる。また、本実施例における発光素子は、第１の電極５０１側から採光するため、保護積層５０８ａ、５０８ｐ、５０８ｂは、透光性を有していなくてもよい。従って、保護積層５０８ａ、５０８ｂとしては、窒化珪素膜や炭素を主成分とする薄膜（ＤＬＣ膜、ＣＮ膜、アモルファスカーボン膜）を用いることができる。
【００５９】
また、本実施例は実施の形態１または実施の形態２と自由に組み合わせることができる。
【実施例２】
【００６０】
本実施例では、発光層よりも下方に設けられた第１の電極および発光層よりも上方に設けられた第２の電極から採光することのできる発光素子（両面発光の発光素子）について説明する。なお、発光素子の積層構造については、実施例１と同様であり、第１の電極５０１と第２の電極５０７との間に、第１の層５０２から第５の層５０６が設けられたものとなっている。また各層の機能は、実施例１に記載したものと同様である。
【００６１】
実施例１に記載したものと同様に、第１の電極５０２から第４の層５０５まで形成する。
【００６２】
次に、４，４−ビス（５−メチルベンズオキサゾル−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）とリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着し、第４の層５０５の上に、第５の層５０６を形成する。なお、第５の層５０６は、ＢｚＯｓとＬｉとを混合して形成することが好ましいが、これ以外のもの、例えば実施例１に記載したような電子注入性の高い材料を用いて形成することもできる。
【００６３】
次に、ＩＴＯをスパッタ法によって成膜し、第５の層５０６の上に第２の電極５０７を形成する。なお、ＩＴＯ以外の透明導電性材料、例えば、Ｓｉ元素を含有したＩＴＯまたはＩＺＯ等を用いてもよい。
【００６４】
上記のように、第５の層５０６をＢｚＯｓで形成することによって、第５の層５０６と第２の電極５０７とがオーミック接触となる。さらに、第５の層５０６にＬｉが含まれていることにより電子注入性も向上する。従って、ＩＴＯのような仕事関数の高い材料を、陰極として機能する第２の電極５０７に適用することができ、図４（Ｂ）の白抜きの矢印で表すように、第１の電極５０１および第２の電極５０７側から採光できる発光素子を作製することができる。
次いで、第１の無機絶縁膜５０８ａ上にビニルポリマーを含む層５０８ｐをプラズマＣＶＤ法（プラズマ重合法を含む）、物理蒸着法、または塗布法により形成する。なお、ビニルポリマーを含む層５０８ｐの成膜方法は、実施の形態１または実施の形態２に示しているのでここでは省略する。
次いで、ビニルポリマーを含む層５０８ｐ上に第２の無機絶縁膜５０８ｂをスパッタ法またはＰＣＶＤ法により形成する。
【００６５】
この３層構造５０８ａ、５０８ｐ、５０８ｂからなる保護積層によって水分の浸入を防ぎ、発光素子の信頼性を向上させる。また、本実施例における発光素子は、第２の電極５０７側から採光するため、保護積層５０８ａ、５０８ｐ、５０８ｂは、透光性を有する材料とする。従って、保護積層５０８ａ、５０８ｂは透光性の高い窒化酸化珪素膜とすることが好ましい。
【００６６】
また、本実施例は実施の形態１または実施の形態２と自由に組み合わせることができる。
【実施例３】
【００６７】
本実施例では、発光層よりも上方に設けられた第２の電極側のみから採光することのできる発光素子について説明する。なお、第１の電極５０１と第２の電極５０７との間には、実施例１と同様に、第１の層５０２から第５の層５０６が設けられた構成となっている。また各層の機能は、実施例１に記載したものと同様である。
【００６８】
先ず、Ａｌからなる膜を、３０ｎｍの厚さとなるように成膜し、反射膜を形成する。なお、反射膜をこのような膜厚で形成することによって、Ａｌのヒロックによって生じる突起を緩和でき、突起に起因した発光素子の電極間のショートを抑制できる。
【００６９】
次に、Ｓｉ元素を含むＩＴＯをスパッタリング法を用いて成膜し、反射膜の上に、実施例１の記載と同様に透明導電材料からなる第１の電極５０１を形成する。
【００７０】
さらに、第１の層５０２から第４の層５０５までを、実施例１の記載と同様に形成した後、第５の層５０６および第２の電極５０７を実施例２の記載と同様に形成する。
【００７１】
以上のようにして作製した発光素子は、第２の電極５０７のみから採光できるものである。なお、本実施例では、反射膜を第１の電極５０１の下方に設けることによって上面から採光する発光素子を作製しているが、この他、第１の電極５０１そのものを、反射性のある材料、例えば金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（ＴｉＮ）等を用いて形成することによって、図４（Ｃ）の白抜きの矢印で表すように、発光層よりも下方から採光する発光素子を作製してもよい。
次いで、第１の無機絶縁膜５０８ａ上にビニルポリマーを含む層５０８ｐをプラズマＣＶＤ法（プラズマ重合法を含む）、物理蒸着法、または塗布法により形成する。なお、ビニルポリマーを含む層５０８ｐの成膜方法は、実施の形態１または実施の形態２に示しているのでここでは省略する。
次いで、ビニルポリマーを含む層５０８ｐ上に第２の無機絶縁膜５０８ｂをスパッタ法またはＰＣＶＤ法により形成する。
【００７２】
この３層構造５０８ａ、５０８ｐ、５０８ｂからなる保護積層によって水分の浸入を防ぎ、発光素子の信頼性を向上させる。また、本実施例における発光素子は、第２の電極５０７側から採光するため、保護積層５０８ａ、５０８ｐ、５０８ｂは、透光性を有する材料とする。従って、保護積層５０８ａ、５０８ｂは透光性の高い窒化酸化珪素膜とすることが好ましい。
【００７３】
また、本実施例は実施の形態１または実施の形態２と自由に組み合わせることができる。
【実施例４】
【００７４】
本実施例では、発光層よりも下方（即ち、発光層を中心としてＴＦＴが形成されている側）に陰極として機能する第１の電極を有し、発光層よりも上方に陽極として機能する第２の電極を有する発光素子の作製方法について説明する。
【００７５】
先ず、アルミニウム（Ａｌ）とリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着し、なお、アルミニウム（Ａｌ）とリチウム（Ｌｉ）とを混合したもの以外に、元素周期表の１族または２族に属する元素、すなわちＬｉやセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含むアルミニウムや銀等の合金（Ｍｇ：Ａｇ）等の仕事関数の低い（仕事関数３．８ｅＶ以下）材料を用いることができる。
【００７６】
次に、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）を蒸着し、第２の電極６０１の上に第１の層６０２を形成する。第１の層６０２は電子注入層として機能する。なお、ＣａＦ2以外の材料、例えば実施例１に記載したような電子注入性の高い材料も用いることができる。
【００７７】
次に、Ａｌｑ3を蒸着し、第１の層６０２の上に第２の層６０３を形成する。第２の層６０３は電子注入層として機能する。なお、Ａｌｑ3以外の材料、例えば実施例１に記載したような電子輸送性の高い材料も用いることができる。
【００７８】
次に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3）とＮ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（ＤＭＱｄ）とを共蒸着し、第２の層６０３の上に第３の層６０４を形成する。第３の層６０４は発光層として機能する。なお、Ａｌｑ3やＤＭＱｄ以外の材料、例えば実施例１に記載したような発光性の高い材料やキャリア輸送性が高く結晶化しにくい材料を用いて、第３の層６０４を形成しても構わない。
【００７９】
次に、α−ＮＰＤを蒸着して、第３の層６０４の上に第４の層６０５を形成する。第４の層６０５は正孔輸送層として機能する。なお、α−ＮＰＤ以外の材料、例えば実施例１に記載したような正孔輸送性の高い材料も用いることができる。
【００８０】
次に、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）を蒸着し、第４の層６０５の上に第５の層６０６を形成する。第５の層６０６は正孔注入層として機能する。なお、ＭｏＯｘの他、銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）やバナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物、（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）等の正孔注入性の高い材料を用いることができる。
【００８１】
Ｓｉ元素を含むＩＴＯをスパッタリング法を用いて成膜し、第５の層６０６の上に第２の電極６０７を形成する。第２の電極６０７としては、Ｓｉ元素を含むＩＴＯの他、例えば、実施例１に記載したような仕事関数の高い（仕事関数４．０ｅＶ以上）透明導電材料を用いることができる。
【００８２】
以上のようにして作製した発光素子は、第３の層６０３において発光し、図５（Ａ）の白抜きの矢印で表すように、第２の電極６０７側のみから採光できるものである。なお、第５の層６０６をモリブデン酸化物などの金属酸化物で形成することによって、第２の電極６０７をスパッタリング法を用いて形成した場合でも、スパッタリング法に起因した素子への損傷が少なく、良好な特性を示す素子を作製することができる。
次いで、第１の無機絶縁膜６０８ａ上にビニルポリマーを含む層６０８ｐをプラズマＣＶＤ法（プラズマ重合法を含む）、物理蒸着法、または塗布法により形成する。なお、ビニルポリマーを含む層６０８ｐの成膜方法は、実施の形態１または実施の形態２に示しているのでここでは省略する。
次いで、ビニルポリマーを含む層６０８ｐ上に第２の無機絶縁膜６０８ｂをスパッタ法またはＰＣＶＤ法により形成する。
【００８３】
この３層構造６０８ａ、６０８ｐ、６０８ｂからなる保護積層によって水分の浸入を防ぎ、発光素子の信頼性を向上させる。また、本実施例における発光素子は、第２の電極６０７側から採光するため、保護積層６０８ａ、６０８ｐ、６０８ｂは、透光性を有する材料とする。従って、保護積層６０８ａ、６０８ｂは透光性の高い窒化酸化珪素膜とすることが好ましい。
【００８４】
また、本実施例は実施の形態１または実施の形態２と自由に組み合わせることができる。
【実施例５】
【００８５】
本実施例では、発光層よりも下方に設けられた第１の電極および発光層よりも上方に設けられた第２の電極から採光することのできる発光素子（両面発光の発光素子）について説明する。なお、発光素子の積層構造については、実施例４と同様であり、第１の電極６０１と第２の電極６０７との間に、第１の層６０２から第５の層６０６が設けられたものとなっている。また各層の機能は、実施例４に記載したものと同様である。
【００８６】
実施例４と異なり、Ｓｉ元素を含むＩＴＯをスパッタリング法を用いて成膜し、陰極として機能する第１の電極６０１を形成する。なお、Ｓｉ元素を含むＩＴＯの他、例えば、実施例１に記載したような仕事関数の高い（仕事関数４．０ｅＶ以上）透明導電材料を用いることができる。
【００８７】
次に、ＢｚＯｓとＬｉとを共蒸着し、第１の電極６０１の上に第１の層６０２を形成する。第１の層６０２としては、実施例２の記載と同様の理由によって、ＢｚＯｓを用いて形成することが好ましい。但し、これ以外の材料、例えば、実施例１に記載の電子注入性の高い材料を用いて形成することができる。
【００８８】
なお、第２の層６０３から第５の層６０６までは、実施例４に記載したのと同様に形成すればよい。
【００８９】
以上のようにして作製した発光素子は、第３の層６０３において発光し、図５（Ｂ）の白抜きの矢印で表すように、第１の電極６０１および第２の電極６０７側から採光できるものである。
次いで、第１の無機絶縁膜６０８ａ上にビニルポリマーを含む層６０８ｐをプラズマＣＶＤ法（プラズマ重合法を含む）、物理蒸着法、または塗布法により形成する。なお、ビニルポリマーを含む層６０８ｐの成膜方法は、実施の形態１または実施の形態２に示しているのでここでは省略する。
次いで、ビニルポリマーを含む層６０８ｐ上に第２の無機絶縁膜６０８ｂをスパッタ法またはＰＣＶＤ法により形成する。
【００９０】
この３層構造６０８ａ、６０８ｐ、６０８ｂからなる保護積層によって水分の浸入を防ぎ、発光素子の信頼性を向上させる。また、本実施例における発光素子は、第２の電極６０７側から採光するため、保護積層６０８ａ、６０８ｐ、６０８ｂは、透光性を有する材料とする。従って、保護積層６０８ａ、６０８ｂは透光性の高い窒化酸化珪素膜とすることが好ましい。
【００９１】
また、本実施例は実施の形態１または実施の形態２と自由に組み合わせることができる。
【実施例６】
【００９２】
本実施例では、発光層よりも下方に設けられた第１の電極側のみから採光することのできる発光素子について説明する。なお、第１の電極６０１と第２の電極６０７との間には、実施例４と同様に、第１の層６０２から第５の層６０６が設けられた構成となっている。また各層の機能は、実施例４に記載したものと同様である。
【００９３】
先ず、実施例４の記載と同様に、第１の電極から第５の層まで形成する。
【００９４】
次に、Ｓｉ元素を含むＩＴＯをスパッタリング法を用いて成膜し、第２の電極６０７を形成する。なお、Ｓｉ元素を含むＩＴＯの他、例えば、実施例１に記載した透明導電材料を用いることができる。
【００９５】
さらに、第２の電極６０７の上にＡｌを成膜して、反射膜６０８を形成する。
【００９６】
以上のようにして、第１の電極６０１側からのみ採光することのできる発光素子を作製できる。なお、本実施例では、反射膜６０８を設けているが、この他、第２の電極６０７そのものを、反射性のある材料、例えば金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（ＴｉＮ）等を用いて形成することによって、上面から採光する発光素子を作製してもよい。
【００９７】
以上のようにして作製した発光素子は、第３の層６０３において発光し、図５（Ｃ）の白抜きの矢印で表すように、第１の電極６０１側のみから採光できるものである。
次いで、発光素子を覆う第１の無機絶縁膜６０８ａをスパッタ法またはＰＣＶＤ法により形成する。
次いで、第１の無機絶縁膜６０８ａ上にビニルポリマーを含む層６０８ｐをプラズマＣＶＤ法（プラズマ重合法を含む）、物理蒸着法、または塗布法により形成する。なお、ビニルポリマーを含む層６０８ｐの成膜方法は、実施の形態１または実施の形態２に示しているのでここでは省略する。
次いで、ビニルポリマーを含む層６０８ｐ上に第２の無機絶縁膜６０８ｂをスパッタ法またはＰＣＶＤ法により形成する。
【００９８】
この３層構造６０８ａ、６０８ｐ、６０８ｂからなる保護積層によって水分の浸入を防ぎ、発光素子の信頼性を向上させる。また、本実施例における発光素子は、第１の電極６０１側から採光するため、保護積層６０８ａ、６０８ｐ、６０８ｂは、透光性を有していなくてもよい。従って、保護積層６０８ａ、６０８ｂとしては、窒化珪素膜や炭素を主成分とする薄膜（ＤＬＣ膜、ＣＮ膜、アモルファスカーボン膜）を用いることができる。
【００９９】
また、本実施例は実施の形態１または実施の形態２と自由に組み合わせることができる。
【実施例７】
【０１００】
本実施例は、上記実施例とは異なる保護積層とした例を図６（Ａ）に示す。
【０１０１】
図６（Ａ）では、無機絶縁膜２０８ａと第２の電極２０７との応力を緩和するため間にビニルポリマーを含む層２０８ｐを設けた例である。２層構造とすることによって、第２の電極２０７側から採光する場合に透光性の高い保護積層を提供することができる。なお、ここでは簡略化するために、第２の電極２０７の下方にある層は省略しているが、第２の電極２０７は発光素子の陽極または陰極である。
【０１０２】
また、無機絶縁膜２０８ａを積層構造としてもよく、例えば３層構造とし、窒化珪素や窒化酸化珪素などからなる第１無機絶縁膜と、第２無機絶縁膜との間に炭素を主成分とする薄膜を設けて応力緩和することが好ましい。
【０１０３】
また、他の異なる保護積層の例を図６（Ｂ）に示す。
図６（Ｂ）では、保護積層を５層構造とした例であり、第２の電極３０７を覆う無機絶縁膜３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｃの間に応力緩和膜となるビニルポリマーを含む第１層３０８ｐと、ビニルポリマーを含む第２層３０８ｑとをそれぞれ設けた例である。
また、ビニルポリマーを含む第１層３０８ｐとビニルポリマーを含む第２層３０８ｑとで材料や膜厚を異ならせてもよい。
【０１０４】
また、無機絶縁膜３０８ａや無機絶縁膜３０８ｂにおいても３層構造とし、窒化珪素や窒化酸化珪素などからなる第１無機絶縁膜と、第２無機絶縁膜との間に炭素を主成分とする薄膜を設けて応力緩和することが好ましい。例えば、ＰＣＶＤ法でこの３層を成膜する場合、Ａｒを含む第１の窒化珪素膜の成膜条件をＳｉＨ4ガス（２ｓｃｃｍ）とＮ2ガス（３００ｓｃｃｍ）とＡｒガス（５００ｓｃｃｍ）の混合ガスを用い、ＲＦパワー２００Ｗ、成膜圧力２０Ｐａ、電極間隔２５ｍｍ、成膜温度８０℃とし、Ａｒを含むＣＮ膜の成膜条件をＣ2Ｈ4ガス（３０ｓｃｃｍ）とＮ2ガス（９０ｓｃｃｍ）とＡｒガス（２００ｓｃｃｍ）の混合ガスを用い、ＲＦパワー３００Ｗ、成膜圧力６６Ｐａ、電極間隔５０ｍｍ、成膜温度８０℃とし、Ａｒを含む第２の窒化珪素膜の成膜条件を上記第１の窒化珪素膜と同じにして順次成膜を行えばよい。なお、各層の膜厚は、２０ｎｍ程度とし、合計で６０ｎｍの無機絶縁膜とする。
【０１０５】
保護積層を５層以上の多層とした場合、透光性が低下するため、第１の電極（図示しない）側からのみ採光する構造に用いることが好ましい。
【０１０６】
また、本実施例は実施の形態１、実施の形態２、または実施例１乃至６のいずれか一と自由に組み合わせることができる。
【実施例８】
【０１０７】
本実施例では、逆スタガ型ＴＦＴの一例を図７に示す。ＴＦＴ以外の部分は、最良の形態で示した図１（Ａ）と同一であるのでここでは詳細な説明は省略する。
図７（Ａ）に示すＴＦＴはチャネルストップ型である。ゲート電極７１９と端子電極３１が同時に形成され、ゲート絶縁膜上に非晶質半導体膜からなる半導体層７１５、ｎ＋層７１８、金属層が積層形成されており、半導体層７１５のチャネル形成領域となる部分上方にチャネルストッパー７１３が形成されている。また、ソース電極またはドレイン電極が形成されている。
また、図７（Ａ）に示すＴＦＴはｎチャネル型ＴＦＴであり、電極７１４が発光素子の陰極であり、電極７１７が陽極である。従って、上記実施例４乃至６のいずれか一の発光素子構成とする。
また、図７（Ｂ）に示すＴＦＴはチャネルエッチ型である。ゲート電極７１９と端子電極３１が同時に形成され、ゲート絶縁膜上に非晶質半導体膜からなる半導体層８１５、ｎ＋層８１８、金属層が積層形成されており、半導体層８１５のチャネル形成領域となる部分は薄くエッチングされている。また、ソース電極またはドレイン電極が形成されている。
また、図７（Ｂ）に示すＴＦＴはｎチャネル型ＴＦＴであり、電極８１４が発光素子の陰極であり、電極８１７が陽極である。従って、上記実施例４乃至６のいずれか一の発光素子構成とする。
【０１０８】
非晶質半導体膜を活性層とするＴＦＴでは電界移動度が低いので、駆動回路はＩＣチップ等を貼り付けて作製すればよい。
図８（Ａ）に、別途形成した駆動用ＩＣチップ９０３を基板に貼り付け、基板９０１上に形成された画素部９０２と接続している素子基板の形態（斜視図）を示す。なお、駆動回路を別途形成する場合、必ずしも駆動回路が形成されたチップを、画素部が形成された基板上に貼り合わせる必要はなく、例えばＦＰＣ上に貼り合わせるようにしても良い。
【０１０９】
画素部９０２は、アモルファスＴＦＴを用いて形成する。駆動用ＩＣチップ９０３は、基板に設けられた接続配線（図示しない）を介して画素部９０２と接続されている。画素部９０２と、駆動用ＩＣチップ９０３とに、それぞれ電源の電位、各種信号等が、ＦＰＣ９０５を介して供給される。
【０１１０】
なお、別途形成した駆動用ＩＣチップの接続方法は、特に限定されるものではなく、公知のＣＯＧ方法やワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いることができる。また接続する位置は、電気的な接続が可能であるならば、図８に示した位置に限定されない。また、コントローラ、ＣＰＵ、メモリ等を別途形成し、接続するようにしても良い。
また、非晶質半導体膜に代えて、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいるセミアモルファス半導体膜（微結晶半導体膜、マイクロクリスタル半導体膜とも呼ばれる）も用いることができる。非晶質半導体膜を用いたＴＦＴの２〜２０倍の移動度を有しているので、セミアモルファス半導体膜を用いたＴＦＴとすれば、画素部だけでなく、駆動回路も作製することができる。
また、結晶構造を有する半導体膜、代表的にはポリシリコン膜を用いたＴＦＴとすれば、画素部も駆動回路も同一基板上に作製することができる。
【０１１１】
図８（Ｂ）に、信号線駆動回路９１３と、画素部９１２、走査線駆動回路９１４と同じ基板９１１上に形成した素子基板の形態（斜視図）を示す。画素部９１２及び走査線駆動回路９１４は、セミアモルファス半導体膜を用いたＴＦＴまたはポリシリコン膜を用いたＴＦＴを用いて形成する。信号線駆動回路９１３は、ＦＰＣ９１５を介して画素部９１２と接続されている。画素部９１２と、信号線駆動回路９１３と、走査線駆動回路９１４とに、それぞれ電源の電位、各種信号等が、ＦＰＣ９１５を介して供給される。
【０１１２】
なお、信号線駆動回路９１３は、シフトレジスタとアナログスイッチのみを有する形態に限定されない。シフトレジスタとアナログスイッチに加え、バッファ、レベルシフタ、ソースフォロワ等、他の回路を有していても良い。また、シフトレジスタとアナログスイッチは必ずしも設ける必要はなく、例えばシフトレジスタの代わりにデコーダ回路のような信号線の選択ができる別の回路を用いても良いし、アナログスイッチの代わりにラッチ等を用いても良い。
【０１１３】
また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、または実施例１乃至７のいずれか一と自由に組み合わせることができる。
【実施例９】
【０１１４】
本発明の発光表示装置、及び電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、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、携帯型ゲーム機又は電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはDigital Versatile Disc（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。特に、大型画面を有する大型テレビ等に本発明を用いることが望ましい。それら電子機器の具体例を図９に示す。
【０１１５】
図９（Ａ）は２２インチ〜５０インチの大画面を有する大型の表示装置であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、ビデオ入力端子２００５等を含む。なお、表示装置は、パソコン用、ＴＶ放送受信用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。本発明の保護積層により、信頼性の高い大型表示装置とすることができ、さらにアモルファスシリコン膜を用いたＴＦＴで作製すれば比較的安価な大型表示装置を実現できる。
【０１１６】
図９（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス２２０６等を含む。本発明の保護積層により、封止基板を貼り合わせなくとも十分な信頼性を確保でき、軽量化も実現できる。
【０１１７】
図９（Ｃ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示する。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。本発明の保護積層により、封止基板を貼り合わせなくとも十分な信頼性を確保でき、軽量化も実現できる。
【０１１８】
また、図９（Ｄ）は携帯電話の斜視図であり、図９（Ｅ）は折りたたんだ状態を示す斜視図である。携帯電話は、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３ａ、２７０３ｂ、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。
図９（Ｄ）および図９（Ｅ）に示した携帯電話は、主に画像をフルカラー表示する高画質な表示部２７０３ａと、表示部２７０３ｂとを備えている。表示部２７０３ａ、２７０３ｂに本発明の保護積層を用いることによって、封止基板を貼り合わせなくとも十分な信頼性を確保でき、軽量な表示部を備えた携帯電話を完成させることができる。
【０１１９】
以上の様に、本発明を実施して得た発光装置は、あらゆる電子機器の表示部として用いても良い。なお、本実施例の電子機器には、最良の形態、実施例１乃至８のいずれの構成を用いて作製された発光装置を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明により、高分子薄膜を含む保護積層の成膜装置より生じる製造装置のフットプリント面積増加を抑えることができる。また、高分子薄膜を含む保護積層の形成において、基板を裏返すことなくフェイスダウン方式で搬送、成膜を連続的に行うことができる
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の発光装置の断面図を示す図。
【図２】成膜装置を示す図。
【図３】マルチチャンバー方式の製造装置を示す図。
【図４】発光素子および保護積層の積層構造を示す図。（実施例１〜３）
【図５】発光素子および保護積層の積層構造を示す図。（実施例４〜６）
【図６】保護積層の積層構造を示す図。（実施例７）
【図７】本発明の発光装置の断面図を示す図。（実施例８）
【図８】発光装置の斜視図を示す図。（実施例８）
【図９】電子機器の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１２２】
１００：
【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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