(57)【要約】【課題】  発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減された発光装置を提供することを課題とする。【解決手段】  上記課題を解決する為の本発明の発光装置は、基板上に形成され、基板に達する開口部が形成されてている第１の絶縁層と、開口部を覆って形成される第２の絶縁層と、第２の絶縁層上において開口部の少なくとも一部に重なって設けられ、第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなる発光素子とを有する。第１の電極の屈折率は第２の絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第２の絶縁層の屈折率は基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする。【選択図】  【図１】
2005276620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成され、前記基板に達する開口部が形成されてている第１の絶縁層と、
前記開口部を覆って形成される第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上において前記開口部の少なくとも一部に重なって設けられ、第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなる発光素子とを有し、
前記第１の電極の屈折率は前記第２の絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第２の絶縁層の屈折率は前記基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
基板と、
前記基板上に形成された第１の絶縁層と
前記第１の絶縁層上に形成された半導体層と、
前記半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、
前記半導体層及び前記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート絶縁層及び前記第１の絶縁層を貫通し、前記基板まで達して設けられた開口部と、
前記ゲート電極、前記ゲート絶縁層及び前記開口部を覆って形成された第１の層間絶縁層と、
前記第１の層間絶縁層を覆って設けられた第２の層間絶縁層と、
前記第２の層間絶縁層上において前記開口部の少なくとも一部に重なって設けられ、第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなる発光素子とを有し、
前記第１の電極の屈折率は前記第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第２の層間絶縁層の屈折率は前記第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第１の層間絶縁層の屈折率は前記基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする発光装置。
【請求項３】
基板と、
前記基板上に形成された第１の絶縁層と示唆
前記第１の絶縁層上に形成された半導体層と、
前記半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、
前記半導体層及び前記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート絶縁層及び前記ゲート電極上に形成された第２の絶縁層とを有し、
前記第２の絶縁層と、前記ゲート絶縁層及び前記第１の絶縁層を貫通し、前記基板まで達して設けられた開口部と、
前記第２の絶縁層及び前記開口部を覆って形成された第１の層間絶縁層と、
前記第１の層間絶縁層を覆って設けられた第２の層間絶縁層と、
前記第２の層間絶縁層上において前記開口部の少なくとも一部に重なって設けられ、第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなる発光素子とを有し、
前記第１の電極の屈折率は前記第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第２の層間絶縁層の屈折率は前記第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第１の層間絶縁層の屈折率は前記基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする発光装置。
【請求項４】
基板と、
前記基板上に形成された第１の絶縁層と
前記第１の絶縁層上に形成された半導体層と、
前記半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、
前記半導体層及び前記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート絶縁層及び前記第１の絶縁層を貫通し、前記基板まで達して設けられた開口部と、
前記ゲート電極、前記ゲート絶縁層及び前記開口部を覆って形成された第１の層間絶縁層と、
前記第１の層間絶縁層上に形成された第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層を覆って設けられた第２の層間絶縁層と、
前記第２の層間絶縁層上において前記開口部の少なくとも一部に重なって設けられ、第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなる発光素子とを有し、
前記第１の電極の屈折率は前記第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第２の層間絶縁層の屈折率は前記第２の絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第２の絶縁層の屈折率は前記第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第１の層間絶縁層の屈折率は前記基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする発光装置。
【請求項５】
基板と、
前記基板上に形成された第１の絶縁層と
前記第１の絶縁層上に形成された半導体層と、
前記半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、
前記半導体層及び前記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート絶縁層及び前記第１の絶縁層を貫通し、前記基板まで達して設けられた開口部と、
前記ゲート電極、前記ゲート絶縁層及び前記開口部を覆って形成された第１の層間絶縁層と、
前記第１の層間絶縁層を覆って設けられた第２の層間絶縁層と、
前記第２の層間絶縁層を覆って設けられた第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上において前記開口部の少なくとも一部に重なって設けられ、第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなる発光素子とを有し、
前記第１の電極の屈折率は前記第２の絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第２の絶縁層の屈折率は前記第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第２の層間絶縁層の屈折率は前記第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第１の層間絶縁層の屈折率は前記基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする発光装置。
【請求項６】
基板と、
前記基板上に形成された第１の絶縁層と
前記第１の絶縁層上に形成された半導体層と、
前記半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、
前記半導体層及び前記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート絶縁層及び前記第１の絶縁層を貫通し、前記基板まで達して設けられた第１の開口部と、
前記ゲート電極、前記ゲート絶縁層及び前記開口部を覆って形成された第１の層間絶縁層と、
前記第１の層間絶縁層上に形成され前記第１の開口部に少なくとも一部が重なっている第２の開口部を有する第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層を覆って設けられた第２の層間絶縁層と、
前記第２の層間絶縁層上において前記第１及び第２の開口部の少なくとも一部に重なって設けられ、第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなる発光素子とを有し、
前記第１の電極の屈折率は前記第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第２の層間絶縁層の屈折率は前記第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第１の層間絶縁層の屈折率は前記基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする発光装置。
【請求項７】
基板と、
前記基板上に形成された第１の絶縁層と
前記第１の絶縁層上に形成された半導体層と、
前記半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、
前記半導体層及び前記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート絶縁層及び前記第１の絶縁層を貫通し、前記基板まで達して設けられた第１の開口部と、
前記ゲート電極、前記ゲート絶縁層及び前記開口部を覆って形成された第１の層間絶縁層と、
前記第１の層間絶縁層を覆って設けられた第２の層間絶縁層と、
前記第２の層間絶縁層を覆って設けられ、前記第１の開口部に少なくとも一部が重なっている第２の開口部を有する第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上において前記第１の及び第２の開口部の少なくとも一部に重なって設けられ、第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなる発光素子とを有し、
前記第１の電極の屈折率は前記第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第２の層間絶縁層の屈折率は前記第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第１の層間絶縁層の屈折率は前記基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする発光装置。
【請求項８】
基板と、
前記基板上に形成された第１の絶縁層と
前記第１の絶縁層上に形成された半導体層と、
前記半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、
前記半導体層及び前記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート絶縁層及び前記第１の絶縁層を貫通し、前記基板まで達して設けられた開口部と、
前記ゲート電極、前記ゲート絶縁層及び前記開口部を覆って形成された第１の層間絶縁層と、
前記第１の層間絶縁層上に形成された第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層を覆って設けられた第２の層間絶縁層と、
前記第２の層間絶縁層を覆って設けられた第３の絶縁層と、
前記第３の絶縁層上において前記開口部の少なくとも一部に重なって設けられ、第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなる発光素子とを有し、
前記第１の電極の屈折率は前記第３の絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第３の絶縁層の屈折率は前記第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第２の層間絶縁層の屈折率は前記第２の絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第２の絶縁層の屈折率は前記第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第１の層間絶縁層の屈折率は前記基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする発光装置。
【請求項９】
基板と、
前記基板上に形成された第１の絶縁層と
前記第１の絶縁層上に形成された半導体層と、
前記半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、
前記半導体層及び前記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート絶縁層及び前記第１の絶縁層を貫通し、前記基板まで達して設けられた第１の開口部と、
前記ゲート電極、前記ゲート絶縁層及び前記第１の開口部を覆って形成された第１の層間絶縁層と、
前記第１の層間絶縁層上に形成され、前記第１の開口部に少なくとも一部が重なっている第２の開口部を有する第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層を覆って設けられた第２の層間絶縁層と、
前記第２の層間絶縁層を覆って設けられた第３の絶縁層と、
前記第３の絶縁層上において前記第１の及び第２の開口部の少なくとも一部に重なって設けられ、第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなる発光素子とを有し、
前記第１の電極の屈折率は前記第３の絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第３の絶縁層の屈折率は前記第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第２の層間絶縁層の屈折率は前記第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第１の層間絶縁層の屈折率は前記基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする発光装置。
【請求項１０】
基板と、
前記基板上に形成された第１の絶縁層と
前記第１の絶縁層上に形成された半導体層と、
前記半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、
前記半導体層及び前記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート絶縁層及び前記第１の絶縁層を貫通し、前記基板まで達して設けられた第１の開口部と、
前記ゲート電極、前記ゲート絶縁層及び前記第１の開口部を覆って形成された第１の層間絶縁層と、
前記第１の層間絶縁層上に形成された第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層を覆って設けられた第２の層間絶縁層と、
前記第２の層間絶縁層を覆って設けられ、前記第１の開口部に少なくとも一部が重なっている第２の開口部を有する第３の絶縁層と、
前記第３の絶縁層上において前記第１の及び第２の開口部の少なくとも一部に重なって設けられ、第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなる発光素子とを有し、
前記第１の電極の屈折率は前記第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第２の層間絶縁層の屈折率は前記第２の絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第２の絶縁層の屈折率は前記第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第１の層間絶縁層の屈折率は前記基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
基板と、
前記基板上に形成された第１の絶縁層と
前記第１の絶縁層上に形成された半導体層と、
前記半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、
前記半導体層及び前記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート絶縁層及び前記第１の絶縁層を貫通し、前記基板まで達して設けられた第１の開口部と、
前記ゲート電極、前記ゲート絶縁層及び前記第１の開口部を覆って形成された第１の層間絶縁層と、
前記第１の層間絶縁層上に形成され前記第１の開口部に少なくとも一部が重なっている第２の開口部を有する第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層を覆って設けられた第２の層間絶縁層と、
前記第２の層間絶縁層を覆って設けられ、前記第１及び第２の開口部に少なくとも一部が重なっている第３の開口部を有する第３の絶縁層と、
前記第３の絶縁層上において前記第１の、第２の及び第３の開口部の少なくとも一部に重なって設けられ、第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなる発光素子とを有し、
前記第１の電極の屈折率は前記第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第２の層間絶縁層の屈折率は前記第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第１の層間絶縁層の屈折率は前記基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする発光装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記第１の絶縁層は単層構造であることを特徴とする発光装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記第１の絶縁層は多層構造であることを特徴とする発光装置。
【請求項１４】
基板上に形成され、前記基板に達する開口部が形成されてている第１の絶縁層と、
前記開口部を覆って形成される第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上において前記開口部の少なくとも一部に重なって設けられ、第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなる発光素子とを有し、
前記第１の電極の屈折率は前記第２の絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第２の絶縁層の屈折率は前記基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする発光装置を表示部に搭載したことを特徴とする電子機器。
【請求項１５】
基板上に形成され、前記基板に達する開口部が形成されてている第１の絶縁層と、
前記開口部を覆って形成される第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上において前記開口部の少なくとも一部に重なって設けられ、第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなる発光素子とを有し、
前記第１の電極の屈折率は前記第２の絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、前記第２の絶縁層の屈折率は前記基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする発光装置を表示部に搭載したことを特徴とするテレビ受像器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブマトリクス型の発光装置に関し、特に発光を取り出す部分の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロルミネッセンス素子（発光素子）からの発光を利用した発光装置は、高視野角、低消費電力の表示用装置として注目されている装置である。
【０００３】
主に表示用として利用されている発光装置の駆動方法には、アクティブマトリクス型と、パッシブマトリクス型とがある。アクティブマトリクス型の駆動方式の発光装置は、発光素子ごとに発光・非発光等を制御できる。そのため、パッシブマトリクス型の発光装置よりも低消費電力で駆動でき、携帯電話等の小型電化製品の表示部としてのみならず、大型のテレビ受像機等の表示部として実装するのにも適している。
【０００４】
また、アクティブマトリクス型の発光装置においては、発光素子ごとに、それぞれの発光素子の駆動を制御するための回路が設けられている。回路と発光素子とは、発光の外部への取り出しが当該回路によって妨げられないように、基板上に配置されている。また、発光素子と重畳する部分には透光性を有する絶縁層が積層して設けられており、発光は当該絶縁層中を通って外部に射出する。これらの絶縁層は、回路の構成要素であるトランジスタや容量素子等の回路素子、若しくは配線を形成するために設けられたものである。
【０００５】
ところで、積層された絶縁層中を発光が通るとき、それぞれの絶縁層の屈折率の違いに起因して、発光が多重干渉することがある。その結果、発光取り出し面を見る角度に依存して発光スペクトルが変わり、発光装置において表示した画像の視認性が悪くなるという問題が生じる。
【０００６】
また、各層の屈折率の違いに起因して生じる画像の視認性の低下は、パッシブマトリクス型の発光装置においても生じる。例えば特許文献１では、発光素子を構成する各層の屈折率の違いに起因して外光及び発光が界面で反射し、視認性が悪くなるといった問題を提起し、それを解決できるように素子構造を工夫した発光素子を提案している。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２１１４５８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減された発光装置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】
上記課題を解決する為の本発明の発光装置は、基板上に形成され、基板に達する開口部が形成されてている第１の絶縁層と、開口部を覆って形成される第２の絶縁層と、第２の絶縁層上において開口部の少なくとも一部に重なって設けられ、第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなる発光素子とを有する。第１の電極の屈折率は第２の絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第２の絶縁層の屈折率は基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する為の本発明の発光装置の他の構成は、基板と、基板上に形成された第１の絶縁層とその上に形成された半導体層と、半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、半導体層及びゲート絶縁層上に形成されたゲート電極とを有している。ゲート絶縁層及び第１の絶縁層にはこれらを貫通し、基板まで達する開口部が設けられている。また、ゲート電極、ゲート絶縁層及び開口部を覆って第１の層間絶縁層が形成され、さらに第１の層間絶縁層を覆って第２の層間絶縁層が設けられている。第２の層間絶縁層上には、開口部の少なくとも一部に重なって発光素子が設けられており、発光素子は第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなっている。そして、第１の電極の屈折率は第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第２の層間絶縁層の屈折率は第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第１の層間絶縁層の屈折率は基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する為の本発明の発光装置の他の構成は、基板と、基板上に形成された第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に形成された半導体層と、半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、半導体層及びゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、ゲート絶縁層及びゲート電極上に形成された第２の絶縁層とを有している。第２の絶縁層と、ゲート絶縁層及び第１の絶縁層にはそれらを貫通し、基板まで達しする開口部がて設けられており、第２の絶縁層及び開口部を覆って第１の層間絶縁層が形成されている。第１の層間絶縁層を覆って設けられた第２の層間絶縁層の上には開口部の少なくとも一部に重なって発光素子が設けられている。なお、発光素子は第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなっている。そして、第１の電極の屈折率は第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第２の層間絶縁層の屈折率は第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第１の層間絶縁層の屈折率は基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する為の本発明の発光装置の他の構成は、基板と、基板上に形成された第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に形成された半導体層と、半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、半導体層及びゲート絶縁層上に形成されたゲート電極とを有している。ゲート絶縁層及び第１の絶縁層にはそれらを貫通し、基板まで達して開口部が設けられており、ゲート電極、ゲート絶縁層及び開口部を覆って第１の層間絶縁層が形成されている。第１の層間絶縁層上に形成された第２の絶縁層上には、第２の絶縁層を覆って第２の層間絶縁層が設けられる。第２の層間絶縁層上においては開口部の少なくとも一部に重なって発光素子が設けられる。なお、発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなるものである。そして、第１の電極の屈折率は第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第２の層間絶縁層の屈折率は第２の絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第２の絶縁層の屈折率は第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第１の層間絶縁層の屈折率は基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する為の本発明の発光装置の他の構成は、基板と、基板上に形成された第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に形成された半導体層と、半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、半導体層及びゲート絶縁層上に形成されたゲート電極とを有している。ゲート絶縁層及び第１の絶縁層にはそれらを貫通し、基板まで達する開口部が設けられる。また、第１の層間絶縁層は、ゲート電極、ゲート絶縁層及び開口部を覆って形成され、第１の層間絶縁層を覆って第２の層間絶縁層が設けられる。第２の絶縁層は第２の層間絶縁層を覆って設けられ、その上には開口部の少なくとも一部に重なって発光素子が設けられる。なお、発光素子は第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなるものである。そして、第１の電極の屈折率は第２の絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第２の絶縁層の屈折率は第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第２の層間絶縁層の屈折率は第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第１の層間絶縁層の屈折率は基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する為の本発明の発光装置の他の構成は、基板と、基板上に形成された第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に形成された半導体層と、半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、半導体層及びゲート絶縁層上に形成されたゲート電極とを有している。ゲート絶縁層及び第１の絶縁層にはそれらを貫通し、基板まで達して第１の開口部が設けられ、ゲート電極、ゲート絶縁層及び開口部を覆って第１の層間絶縁層が形成される。第１の層間絶縁層上には第２の絶縁層が設けられており、第２の絶縁層に設けられた第２の開口部はその少なくとも一部が第１の開口部に重なっている。また、第２の絶縁層を覆って第２の層間絶縁層が設けられ、その上には第１及び第２の開口部の少なくとも一部に重なって発光素子設けられる。なお、発光素子は第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなるものである。そして、第１の電極の屈折率は第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第２の層間絶縁層の屈折率は第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第１の層間絶縁層の屈折率は基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する為の本発明の発光装置の他の構成は、基板と、基板上に形成された第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に形成された半導体層と、半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、半導体層及びゲート絶縁層上に形成されたゲート電極とを有する。ゲート絶縁層及び第１の絶縁層にはそれらを貫通し、基板まで達して第１の開口部が設けられ、ゲート電極、ゲート絶縁層及び開口部を覆って第１の層間絶縁層が形成される。また、第２の層間絶縁層は第１の層間絶縁層を覆って設けられ、第２の絶縁層は、第２の層間絶縁層を覆って形成されている。第２の絶縁層には、第１の開口部に少なくとも一部が重なっている第２の開口部が設けられる。第２の絶縁層上には第１の及び第２の開口部の少なくとも一部に重なって発光素子設けられる。なお、発光素子は第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなるものである。そして、記第１の電極の屈折率は第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第２の層間絶縁層の屈折率は第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第１の層間絶縁層の屈折率は基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する為の本発明の発光装置の他の構成は、基板と、基板上に形成された第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に形成された半導体層と、半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、半導体層及びゲート絶縁層上に形成されたゲート電極とを有している。ゲート絶縁層及び第１の絶縁層にはそれらを貫通し、基板まで達して開口部が設けられ、ゲート電極、ゲート絶縁層及び開口部を覆って第１の層間絶縁層が形成される。また、第１の層間絶縁層上には第２の絶縁層が、その上には第２の層間絶縁層が、またその上には第３の絶縁層がそれぞれ下部の層を覆って設けられる。第３の絶縁層上には、開口部の少なくとも一部に重なって発光素子が設けられる。なお、発光素子は第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなるものである。そして、第１の電極の屈折率は第３の絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第３の絶縁層の屈折率は第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第２の層間絶縁層の屈折率は第２の絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第２の絶縁層の屈折率は第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第１の層間絶縁層の屈折率は基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する為の本発明の発光装置の他の構成は、基板と、基板上に形成された第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に形成された半導体層と、半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、半導体層及びゲート絶縁層上に形成されたゲート電極とを有している。ゲート絶縁層及び第１の絶縁層にはそれらを貫通し、基板まで達して第１の開口部設けられ、ゲート電極、ゲート絶縁層及び第１の開口部を覆って第１の層間絶縁層形成される。第２の絶縁層は第１の層間絶縁層上に形成され、第１の開口部に少なくとも一部が重なっている第２の開口部を有している。また、第２の絶縁層上に第２の層間絶縁層が、第２の層間絶縁層上に第３の絶縁層がそれぞれ下の層を覆って形成される。第３の絶縁層上には第１の及び第２の開口部の少なくとも一部に重なって発光素子が設けられる。なお、発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなるものである。そして、第１の電極の屈折率は第３の絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第３の絶縁層の屈折率は第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第２の層間絶縁層の屈折率は第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第１の層間絶縁層の屈折率は基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決する為の本発明の発光装置の他の構成は、基板と、基板上に形成された第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に形成された半導体層と、半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、半導体層及びゲート絶縁層上に形成されたゲート電極とを有する。ゲート絶縁層及び第１の絶縁層にはそれらを貫通し、基板まで達して第１の開口部設けられ、ゲート電極、ゲート絶縁層及び第１の開口部を覆って第１の層間絶縁層が形成される。また、第１の層間絶縁層上には第２の絶縁層が、そのまた上には第２の層間絶縁層が、そのさらにまた上には第３の絶縁層がそれぞれ下部の層を覆って形成される。第３の絶縁層には第１の開口部に少なくとも一部が重なっている第２の開口部が設けられている。第３の絶縁層上には、第１の及び第２の開口部の少なくとも一部に重なって発光素子が設けられる。なお、発光素子は第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなるものである。そして、第１の電極の屈折率は第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第２の層間絶縁層の屈折率は第２の絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第２の絶縁層の屈折率は第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第１の層間絶縁層の屈折率は基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする。
【００１９】
上記課題を解決する為の本発明の発光装置の他の構成は、基板と、基板上に形成された第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に形成された半導体層と、半導体層を覆って形成されたゲート絶縁層と、半導体層及びゲート絶縁層上に形成されたゲート電極とを有する。ゲート絶縁層及び第１の絶縁層にはそれらを貫通し、基板まで達して第１の開口部が設けられ、ゲート電極、ゲート絶縁層及び第１の開口部を覆って第１の層間絶縁層形成される。また、第１の層間絶縁層上に第２の絶縁層が、その上には第２の層間絶縁層が、又その上には第３の絶縁層がそれぞれ下部の層を覆って形成され、第２の絶縁層には第１の開口部に少なくとも一部が重なっている第２の開口部が、第３の絶縁層には第１及び第２の開口部に少なくとも一部が重なっている第３の開口部が設けられている。第３の絶縁層上には第１の、第２の及び第３の開口部の少なくとも一部に重なって発光素子が設けられる。なお、発光素子は第１の電極と第２の電極との間に発光層を挟んでなるものである。そして、第１の電極の屈折率は第２の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第２の層間絶縁層の屈折率は第１の層間絶縁層の屈折率と同等もしくは大きく、第１の層間絶縁層の屈折率は基板の屈折率と同等もしくは大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によって、発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減された発光装置を得ることができる。
【００２１】
また、発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減されることによって、視認性に優れた画像を提供できる表示装置等を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
本発明の発光装置について図１を参照しながら説明する。基板５０上には絶縁層５１ａ及び絶縁層５１ｂが設けられている。絶縁層５１ｂの上には、半導体層５２とゲート絶縁層５３とゲート電極５４とを有する薄膜トランジスタ７０が設けられている。また、薄膜トランジスタ７０は絶縁層５９と第１の層間絶縁層６０に覆われている。絶縁層上には薄膜トランジスタ７０のソース電極とドレイン電極も兼ねる接続部６１ａと配線６１ｂが形成され、その一部が絶縁層５９、第１の層間絶縁層６０及びゲート絶縁層５３を貫通するコンタクトホールを介して半導体層５２に電気的に接続している。また、配線（接続部）６１ａ、配線６１ｂと第１の層間絶縁層６０を覆って第２の層間絶縁層６３が形成されており、第２の層間絶縁層上には発光素子９３が形成されている。
【００２４】
ここで、基板５０はガラスや石英などの透光性を有するものを用いる。また、プラスチックなどの可撓性を有するものを基板５０として用いても良い。このほか、透光性を有し、薄膜トランジスタ７０や発光素子９３を支える為の支持体としての機能を有するものであれば基板５０として用いることができる。
【００２５】
また、本形態において、絶縁層５１ａ、５１ｂは、基板５０から拡散する不純物が薄膜トランジスタ７０に混入するのを阻止する為に設けられており、窒化珪素膜などの緻密な膜により形成される。なお、絶縁層５１ａ、５１ｂは窒化珪素または酸素を含む窒化珪素などからなる層であることが望ましい。また、本形態では絶縁層５１は５１ａと５１ｂの２層で形成されているが単層で形成されていても、それ以上の多層であってもかまわない。
【００２６】
薄膜トランジスタ７０の上部に形成されている絶縁層５９は窒化珪素など珪素を含む絶縁材料により形成する。絶縁層５９は薄膜トランジスタ７０を悪影響を及ぼすような異物から守るパッシベーション膜として働く。また、絶縁層５９を形成後、加熱を行うことで半導体層５２のダングリングボンドを絶縁層５９に含まれる水素によって終端することができる。なお、絶縁層５９は必須の構成ではなく、設けなくてもかまわない。
【００２７】
発光素子９３は第１の電極６４と第２の電極６７との間に発光層６６を挟んでなっている。また、第１の電極６４と第２の電極６７はいずれか一方が陽極、他方が陰極として機能する。発光素子は他の発光素子と土手などと呼ばれる隔壁６５により分離されており、隔壁６５は第１の電極６４の端部を覆うように形成され、隔壁６５自信の発光素子側の端部は曲率を有し当該曲率が連続的に変化するテーパー形状をしていることが望ましい。
【００２８】
また、隔壁６５は有機材料と無機材料どちらでも良く、感光性や被感光性のアクリル、ポリイミド珪素と酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む、または置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料、いわゆるシロキサン、酸化珪素、窒化珪素、窒素を含む酸化珪素などの材料を用いることができる。
【００２９】
第１の電極６４はインジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）等の透光性を有する導電物からなることが望ましい。なお、ＩＴＯ以外に、酸化珪素を含有するＩＴＯや、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛を含有したＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）もしくは酸化亜鉛そのもの、酸化亜鉛にガリウムを含有したＧＺＯ（Galium Zinc Oxide）等を用いても良い。
【００３０】
また、発光層６６は発光物質を含み、単層、または多層で構成される。なお、発光層６６は有機物もしくは無機物のいずれからなるものであっても良いし、または無機物と有機物の両方を含むものでも良い。
【００３１】
トランジスタ７０と発光素子９３は、第２の層間絶縁層６３上に形成された第１の電極が第２の層間絶縁層を貫通するコンタクトホールを介して接続部６１ａと電気的に接触することにより、接続している。
【００３２】
また、発光素子９３に重なる位置、すなわち発光素子９３から出た光が外部に射出する光路においては、発光素子９３と基板５０との間に絶縁層５１ａ、５１ｂ、ゲート絶縁層５３及び絶縁層５９は形成されていない、開口部７１が設けられており、第１の層間絶縁層６０及び第２の層間絶縁層６３のみが形成されており、第１の層間絶縁層６０が基板５０に接している。
【００３３】
また、これら発光素子９３で発生した光が外部に射出する際に通過する層（第１の電極６４を含む。本実施の形態では第１の電極６４、第２の層間絶縁層６３、第１の層間絶縁層６０及び基板５０）の材料はその屈折率が発光素子から光の射出する方向に向かう際、屈折率の小さい膜から大きい膜に入射する部分が存在しない（屈折率が発光素子から光の射出する方向に向かう際、屈折率が小さくなってゆく）ように組み合わせる。
【００３４】
例えば屈折率が１．５程度である基板５０がガラス基板であった場合、ＩＴＯやＩＴＳＯに代表される透明電極で形成される第１の電極６４は屈折率が２．０前後である為、本実施の形態においては第２の層間絶縁層６３、第１の層間絶縁層６０は酸化珪素や窒化珪素シロキサン、アクリル、ポリイミドなど屈折率が１．５〜２．０の材料を屈折率（第２の層間絶縁層６３）＞屈折率（第１の層間絶縁層６０）となるように配置する。
【００３５】
また、第１の層間絶縁層６０と第２の層間絶縁層６３に酸化珪素とシロキサンの組み合わせを用いた場合、酸化珪素、シロキサンの屈折率が共に１．５程度であり、ガラス基板５０と同等であるので、基板５０、第１の層間絶縁層６０及び第２の層間絶縁層６３を屈折率的に同一の層とみなすことができるため、第１の電極６４とその下部の屈折率的に同一の層の屈折率の関係は第１の電極６４＞屈折率的に同一の層となり、発光素子から光の射出する方向に向かって屈折率の小さい膜から大きい膜に入射する部分が存在しない（屈折率が発光素子から光の射出する方向に向かう際、屈折率が小さくなってゆく）ように組み合わされているとみなすことができる。
【００３６】
第１の層間絶縁層６０と第２の層間絶縁層６３はその少なくとも一方を自己平坦性を有する材料（例えばアクリル、ポリイミド、シロキサンなどの塗布膜など）で形成することで絶縁層５１ａ、５１ｂ、ゲート絶縁層５３及び絶縁層５９を除去した事により大きくなった下部の凹凸を緩和することができる。
【００３７】
これらのような素子構成であると、発光素子９３から射出された光が外に出るまでに、屈折率の小さな膜から大きな膜へ侵入し、反射される割合を減少させることができる。また、反射された光が上部の膜により再び反射することにより発生する定在波の発生を抑制することができ、また、発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化を低減させることができる。
【００３８】
従来の構成である図１１のような構成であると、薄膜トランジスタの半導体層５２に基板５０やその他の膜からの不純物が侵入しないように設けられている絶縁層５１ａ、絶縁層５１ｂ及び絶縁層５９が発光素子９３から発する光が射出する光路上にも設けられている。
【００３９】
これら絶縁層５１ａ、絶縁層５１ｂ及び絶縁層５９は不純物の侵入を阻む為窒化珪素などの緻密な膜により形成されるが、窒化珪素を用いた場合、その屈折率が１．８前後と高い。このため、発光素子９３から発された光が射出するまでの光路に屈折率の低い膜から高い膜へ侵入しなければならない部分が出てくる。すると、光が多く反射され、反射された光が上層の膜でまたさらに反射されることで定在波が発生してしまい、発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が大きく現れてしまう結果となる。
【００４０】
このため、図１で示した形態においては、発光素子９３下部におけるこれらの膜を除去してしまってから第１の層間絶縁層６０を形成する構成となっている。なお、発光素子９３から発した光が射出する迄の光路にこのような不都合な膜が存在しなければ開口部７１は特に設ける必要が無いが、開口部７１を設けたことによって簡便に本発明の構成を実現することが可能である。また、開口部７１を形成した後、第１の層間絶縁層６０もしくは第２の層間絶縁層６３を自己平坦性を有する絶縁材料を用いれば開口部７１を設けたことにより発生する凹凸を緩和することができ、発光素子９３の信頼性を維持することができる。
【００４１】
なお、本発明において薄膜トランジスタ７０の構造は特に限定されない。シングルゲート型でも良いし、マルチゲート型でも良い。または、シングルドレイン構造でも良いし、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain)構造、もしくはＬＤＤ領域とゲート電極がオーバーラップしたような構造でもよい。
【００４２】
このように、本発明の発光装置は、多重干渉を抑制できるような構造を有するものであり、視認性の要項な発光装置である。
【００４３】
また、本発明と同様な効果を得る為に、発光素子以下の膜を基板や下地膜が露出するまで開口し、そのまま発光素子を形成する構成もあるが、このような構成であると第１の電極６４や発光層６６の段切れが起きてしまう恐れがある。また隔壁６５の末端を開口部の内側に形成しなければいけないため、開口率が低下してしまう。
【００４４】
（実施の形態２）
図２に本発明の他の実施の形態について示した。図１と同じものには符号を付さず、その説明を省略したものもある。図１及び実施の形態１の記載を参照されたい。
【００４５】
図２（Ａ）に示したように、第２の層間絶縁層６３上に第２の層間絶縁層６３とは異なる材料で形成された絶縁層８６を形成しても良い。絶縁層８６は発光素子の第１の電極６４をエッチングする際、第２の層間絶縁層６３までエッチングされてしまうことを防ぐ役割や、第２の層間絶縁層６３から発光素子９３に悪影響を及ぼす水などが侵入する事を防ぐ役割があり、窒化珪素膜などの材料からなる。もちろん、それらが気にならないのなら、絶縁層８６を設ける必要は無い。
【００４６】
絶縁層８６を形成する場合は第１の電極６４と第２の層間絶縁層６３との間の屈折率を有する材料により形成する。第１の電極６４をＩＴＳＯやＩＴＯなどの屈折率２．０程度の材料、第２の層間絶縁層６３をシロキサン（屈折率１．５程度）やアクリル（屈折率１．７程度）などの材料で形成した場合、絶縁層８６は屈折率が１．８程度である窒化珪素により形成するとよい。もちろんその他の材料であっても、発光素子９３から発した光が射出する迄の光路内において通過する層の屈折率が屈折率の小さい膜から大きい膜に入射する部分が存在しない（屈折率が発光素子から光の射出する方向に向かう際、屈折率が小さくなってゆく）ような構造になっていれば本発明の主旨に反することは無い。
【００４７】
図２（Ｂ）は第１の層間絶縁層６０が接続部６１ａや配線６１ｂのエッチングによって共にエッチングされてしまうような材料で形成した場合の対策を示す一例である。第１の層間絶縁層６０と接続部６１ａ、配線６１ｂとの間に第１の層間絶縁層とは異なる材料の絶縁層９５が形成されており絶縁層９５は窒化珪素などの材料で形成する。絶縁層９５は第１の層間絶縁層６０を形成した後、それを覆う用に基板全面に形成するが、接続部６１ａ及び配線６１ｂ等のエッチングの際、エッチングされて無くなる程度の膜厚に形成しておけば第１の層間絶縁層６０の膜減りを防ぎつつ、開口部７１上に絶縁層９５が残存することを防止することができる。絶縁層９５を残す場合は第１の層間絶縁層６０と第２の層間絶縁層との間の屈折率を有する材料で形成するか、それらと同様の屈折率を有するような材料を用いれば大きな影響が出ない。
【００４８】
図２（Ｃ）の絶縁層８７は図２（Ａ）における絶縁層８６を発光素子９３の光路に当たる部分で除去した構成である。絶縁層８６は第１の電極６４と第２の層間絶縁層６３との間の屈折率、もしくはそのどちらかと同程度の屈折率を有する材料により形成すれば良いのだが、都合の良い材料が見つからない場合などはこのような構成を採ることができる。この構成は図２（Ｂ）の絶縁層９５に適用することも可能である。すなわち、第１の層間絶縁層６０上に絶縁層９５を形成した後、第２の層間絶縁層６３を形成する前のいずれかの段階で光路に当たる部分の絶縁層９５を除去する。
【００４９】
なお、これら図２の３つの形態は互いに組み合わせる事が可能であり、実施の形態１と組み合わせる事も可能である。
【００５０】
（実施の形態３）
図３に本発明の他の実施の形態について示した。図１と同じものには符号を付さず、その説明を省略したものもある。図１及び実施の形態１の記載を参照されたい。
【００５１】
図３は接続部６１ａと配線６１ｂ上に絶縁層８０、８２、８４を形成した場合の形態について説明する。これら、絶縁層８０、８２、８４を形成した場合、その屈折率が開口部７１において他の層と類似もしくは上下の層の間の屈折率を有するのであれば、そのまま第１の層間絶縁層６０上に残存させても干渉に関して重大な影響は及ぼさないが、屈折率が大きく異なる材料で形成された場合には絶縁層８０、８２、８４を除去するなど対策を講じた方が良い。そこで絶縁層８０、８２、８４除去した構成について図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に例示する。
【００５２】
図３（Ａ）は接続部６１ａ及び配線６１ｂ及び第１の層間絶縁層６０を覆って絶縁層８０が形成されており、発光素子９３の光路に当たる開口部８１において絶縁層８０と共に第１の層間絶縁層６０が除去されている構成である。
【００５３】
図３（Ｂ）は接続部６１ａ及び配線６１ｂ及び第１の層間絶縁層６０を覆って絶縁層８２が形成されており、発光素子９３の光路に当たる開口部８３と重なる部分において絶縁層８２のみが除去されている構成である。
【００５４】
図３（Ｂ）は接続部６１ａ及び配線６１ｂと光路に当たる場所で開口部８５が形成されている第１の層間絶縁層６０を覆って絶縁層８０が形成されており、第１の層間絶縁層６０の開口部８５の内側において絶縁層８０が除去されている構成である。
【００５５】
本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２と組み合わせて使用することが可能である。
【００５６】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１に示した構成を有する本発明の発光装置を作成する方法について図４、図５を参照しながら説明する。
【００５７】
基板５０上に絶縁層５１ａ、５１ｂを形成した後、さらに半導体層を絶縁層５１ｂ上に形成する。（図４（Ａ））
【００５８】
基板５０の材料としては透光性を有するガラス、石英やプラスチック（ポリイミド、アクリル、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエーテルスルホンなど）等を用いることができる。これら基板は必要に応じてＣＭＰ等により研磨してから使用しても良い。本実施の形態においてはガラス基板を用いる。
【００５９】
絶縁層５１ａ、５１ｂは基板５０中のアルカリ金属やアルカリ土類金属など、半導体膜の特性に悪影響を及ぼすような元素が半導体層中に拡散するのを防ぐ為に設ける。材料としては酸化珪素、窒化珪素、窒素を含む酸化珪素、酸素を含む窒化珪素などを用いることができ、単層、または積層構造とすることにより形成する。なお、アルカリ金属やアルカリ土類金属の拡散が心配ないようであれば特に絶縁層５１ａ、５１ｂは設ける必要がない。本実施の形態では絶縁層５１ａに酸素を含む窒化珪素膜、絶縁層５１ｂに窒素を含む酸化珪素膜を用いる。
【００６０】
続いて形成される半導体層は本実施の形態では非晶質珪素膜をレーザ結晶化して得る。絶縁層５１ｂ上に非晶質珪素膜を２５〜１００ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の膜厚で形成する。作製方法としては公知の方法、例えばスパッタ法、減圧ＣＶＤ法またはプラズマＣＶＤ法などが使用できる。その後、５００℃で１時間の加熱処理を行い水素出しをする。
【００６１】
続いてレーザ照射装置を用いて非晶質珪素膜を結晶化して結晶質珪素膜を形成する。本実施の形態のレーザ結晶化ではエキシマレーザを使用し、発振されたレーザビームを光学系を用いて線状のビームスポットに加工し非晶質珪素膜に照射することで結晶質珪素膜とし、半導体層として用いる。
【００６２】
非晶質珪素膜の他の結晶化の方法としては、他に、熱処理のみにより結晶化を行う方法や結晶化を促進する触媒元素を用い加熱処理を行う事によって行う方法もある。結晶化を促進する元素としてはニッケル、鉄、パラジウム、錫、鉛、コバルト、白金、どう、金などが挙げられ、このような元素を用いることによって熱処理のみで結晶化を行った場合に比べ、低温、短時間で結晶化が行われるため、ガラス基板などへのダメージが少ない。熱処理のみにより結晶化をする場合は、基板５０を熱に強い石英基板などにしなければいけない。
【００６３】
続いて、必要に応じて半導体層にしきい値をコントロールする為に微量の不純物添加、いわゆるチャネルドーピングを行う。要求されるしきい値を得る為にＮ型もしくはＰ型を呈する不純物（リン、ボロンなど）をイオンドーピング法などにより添加する。
【００６４】
その後、図４（Ａ）に示すように半導体層を所定の形状にパターニングし、島状の半導体層５２を得る。パターニングは半導体層にフォトレジストを塗布し、所定のマスク形状を露光し、焼成して、半導体層上にレジストマスクを形成し、このマスクを用いてエッチングをすることにより行われる。
【００６５】
続いて半導体層５２を覆うようにゲート絶縁層５３を形成する。ゲート絶縁層５３はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用いて膜厚を４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁層で形成する。本実施の形態では酸化珪素を用いて形成する。
【００６６】
次いで、ゲート絶縁層５３上にゲート電極５４を形成する。ゲート電極５４はＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。
【００６７】
また、本実施の形態ではゲート電極５４は単層で形成されているが、下層にタングステン、上層にモリブデンなどの２層以上の積層構造でもかまわない。積層構造としてゲート電極を形成する場合であっても前段で述べた材料を使用するとよい。また、その組み合わせも適宜選択すればよい。
【００６８】
ゲート電極５４の加工はフォトレジストを用いたマスクを利用し、エッチングをして行う。
【００６９】
続いて、ゲート電極５４をマスクとして半導体層５２に高濃度の不純物を添加する。これによって半導体層５２、ゲート絶縁層５３、及びゲート電極５４を含む薄膜トランジスタ７０が形成される。
【００７０】
なお、薄膜トランジスタの作製工程については特に限定されず、所望の構造のトランジスタを作製できるように適宜変更すればよい。
【００７１】
本実施の形態では、レーザ結晶化を使用して結晶化した結晶性シリコン膜を用いたトップゲートの薄膜トランジスタを用いたが、非晶質半導体膜を用いたボトムゲート型の薄膜トランジスタを画素部に用いることも可能である。非晶質半導体は珪素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができ、シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は０．０１〜４．５atomic％程度であることが好ましい。
【００７２】
また非晶質半導体中に０．５ｎｍ〜２０ｎｍの結晶を粒観察することができる微結晶半導体膜（セミアモルファス半導体）を用いてもよい。また０．５ｎｍ〜２０ｎｍの結晶を粒観察することができる微結晶はいわゆるマイクロクリスタル（μｃ）とも呼ばれている。
【００７３】
セミアモルファス半導体であるセミアモルファスシリコン（ＳＡＳとも表記する）は、珪化物気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪化物気体としては、ＳｉＨ4であり、その他にもＳｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＣｌ4、ＳｉＦ4などを用いることができる。この珪化物気体を水素、水素とヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオン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用いることでＳＡＳの形成を容易なものとすることができる。希釈率は１０倍〜１０００倍の範囲で珪化物気体を希釈することが好ましい。グロー放電分解による被膜の反応生成は０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲の圧力で行えば良い。グロー放電を形成するための電力は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの高周波電力を供給すれば良い。基板加熱温度は３００度以下が好ましく、１００〜２５０度の基板加熱温度が好適である。
【００７４】
このようにして形成されたＳＡＳはラマンスペクトルが５２０ｃｍ-1よりも低波数側にシフトしており、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。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。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。ＴＦＴにしたときのμ＝１〜１０cm2/Vsecとなる。
【００７５】
また、このＳＡＳをレーザでさらに結晶化して用いても良い。
【００７６】
続いて、ゲート電極５４、ゲート絶縁層５３を覆って絶縁層５９を窒化珪素により形成する。絶縁層５９を形成したら４８０℃で１時間程度加熱を行って、不純物元素の活性化及び半導体層５２の水素化を行う。
【００７７】
次に、絶縁層５１ａ、５１ｂ、５９及びゲート絶縁層５３に開口部７１を形成する。開口部７１はレジストマスクを用いて絶縁層５１ａ、５１ｂ、５９及びゲート絶縁層５３を基板５０が露出するまでエッチングを行うことで形成することができ、ウエットエッチング、ドライエッチングどちらでも形成することができる。（図４（Ｂ））
【００７８】
続いて、開口部７１、絶縁層５９を覆う第１の層間絶縁層６０を形成する。第１の層間絶縁層６０を形成する材料としては酸化珪素、アクリル、ポリイミドやシロキサン、Ｉｏｗ−ｋ材料等にをもちいるとよい。本実施の形態では酸化珪素膜を第１の層間絶縁層として形成した。（図４（Ｃ））
【００７９】
次に、第１の層間絶縁層６０を貫通して半導体層５２に至るコンタクトホールを形成する。コンタクトホールの形成はレジストを用いてエッチングにより行えば良いが、第１の層間絶縁層６０、絶縁層５９及びゲート絶縁膜５３の材料によっては条件を変えて複数のエッチングによりコンタクトホールを形成する方が良い場合がある。
【００８０】
そして、当該コンタクトホールや第１の層間絶縁層６０を覆う導電層を形成する。当該導電層を所望の形状に加工し、接続部６１ａ、配線６１ｂなどが形成される。この配線はアルミニウム、銅等の単層でも良いが、本実施の形態では下からモリブデン／アルミニウム／モリブデンの積層構造とする。積層配線としてはチタン／アルミニウム／チタンやチタン／窒化チタン／アルミニウム／チタンといった構造でも良い。（図４（Ｄ））
【００８１】
その後、接続部６１ａ、配線６１ｂ、第１の層間絶縁層６０を覆って第２の層間絶縁層６３を形成する。第２の層間絶縁層６３の材料としては自己平坦性を有するアクリル、ポリイミド、シロキサンなどの塗布膜が好適に利用できる。本実施の形態ではシロキサンを第２の層間絶縁層６３として用いる。（図４（Ｅ））
【００８２】
続いて第２の層間絶縁層６３上に窒化珪素などで絶縁層を形成してもよい。これは後の画素電極のエッチングにおいて、第２の層間絶縁層６３が必要以上にエッチングされてしまうのを防ぐ為に形成する。そのため、画素電極と第２の層間絶縁層のエッチングレートの比が大きい場合には特に設けなくとも良い。続いて、第２の層間絶縁層６３を貫通して接続部６１ａに至るコンタクトホールを形成する。
【００８３】
そして当該コンタクトホールと第２の層間絶縁層６３（もしくは絶縁層）を覆って、透光性を有する導電層を形成したのち、当該透光性を有する導電層を加工して第１の電極６４を形成する。ここで第１の電極６４は接続部６１ａと電気的に接触しており、また、開口部７１を覆うように形成されている。第１の電極６４の材料としてはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）や酸化珪素を含有するＩＴＯ（ＩＴＳＯ）、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛を含有したＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）もしくは酸化亜鉛そのもの、そして酸化亜鉛にガリウムを含有したＧＺＯ（Galium Zinc Oxide）等を用いるとよい。本実施の形態ではＩＴＳＯを第１の電極６４として用いた。（図５（Ａ））
【００８４】
次に第２の層間絶縁層６３（もしくは絶縁層）及び第１の電極６４を覆って有機材料もしくは無機材料からなる絶縁層を形成する。続いて当該絶縁層は第１の電極の一部が露出するように加工し、隔壁６５を形成する。隔壁６５の材料としては、感光性を有する有機材料（アクリル、ポリイミドなど）が好適に用いられるが、感光性を有さない有機材料や無機材料で形成してもかまわない。隔壁６５の第１の電極に向かう端面は曲率を有し、当該曲率が連続的に変化するテーパー形状をしていることが望ましい。（図５（Ｂ））
【００８５】
次に、隔壁６５から露出した第１の電極６４を覆う発光層６６を形成する。発光層６６は蒸着法やインクジェット法、スピンコート法などいずれの方法を用いて形成してもかまわない。（図５（Ｃ））
【００８６】
続いて発光層６６を覆う第２の電極６７を形成する。これによって第１の電極６４と発光層６６と第２の電極６７とからなる発光素子９３を作製することができる。
【００８７】
なお、本実施の形態において、第１の電極６４と第２の層間絶縁層６３、第１の層間絶縁層６０、基板５０の材料は発光素子９３から発された光が射出する光路上において、光が射出する方向に向かって屈折率の小さい膜から屈折率の大きい膜に入射する部分が存在しない（屈折率が発光素子から光の射出する方向に向かう際、屈折率が小さくなってゆく）ように選択する。
【００８８】
なお、屈折率において０．１程度の違いであれば同程度の屈折率であるとみなし、同程度の屈折率の膜が連続して形成された部分においては屈折率的に同一の層とみなす。本実施の形態がこの構成となっており、基板５０、第１の層間絶縁層６０、第２の層間絶縁層６３は屈折率的に同一の層として見る。
【００８９】
本実施の形態では第１の電極６４が屈折率２．０程度のＩＴＳＯで、第２の層間絶縁層６３、第１の層間絶縁層６０及び基板が全て屈折率１．５程度の材料で形成されている屈折率的に同一の層となるため、発光素子９３から発された光が射出する光路上において、光が射出する方向に向かって屈折率の小さい膜から屈折率の大きい膜に入射する部分が存在しない。
【００９０】
これにより、屈折率の小さい膜から大きい膜に入射する際に発生する光の反射を減少させることができ、また、当該反射された光が上層の膜により再度反射されることにより発生する定在波を低減することができる。また、発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化を低減させることができる。
【００９１】
その後、プラズマＣＶＤ法により窒素を含む酸化珪素膜を第２のパッシベーション膜として形成する。窒素を含む酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化ケイ素膜、またはＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化ケイ素膜、あるいはＳｉＨ4、Ｎ2ＯをＡｒで希釈したガスから形成される酸化窒化ケイ素膜を形成すれば良い。
【００９２】
また、第１のパッシベーション膜としてＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化ケイ素膜を適用しても良い。もちろん、第２のパッシベーション膜９０５は単層構造に限定されるものではなく、他のケイ素を含む絶縁層を単層構造、もしくは積層構造として用いても良い。また、窒化炭素膜と窒化ケイ素膜の多層膜やスチレンポリマーの多層膜、窒化ケイ素膜やダイヤモンドライクカーボン膜を窒素を含む酸化珪素膜の代わりに形成してもよい。
【００９３】
続いて電界発光素子を水などの劣化を促進する物質から保護するために、表示部の封止を行う。対向基板を封止に用いる場合は、絶縁性のシール材により、外部接続部が露出するように貼り合わせる。対向基板と素子基板との間の空間には乾燥した窒素などの不活性気体を充填しても良いし、シール材を画素部全面に塗布しそれにより対向基板を形成しても良い。シール材には紫外線硬化樹脂などを用いると好適である。シール材には乾燥剤やギャップを一定に保つための粒子を混入しておいても良い。続いて外部接続部にフレキシブル配線基板を貼り付けることによって、電界発光装置が完成する。
【００９４】
なお、表示機能を有する本発明の発光表示装置には、アナログのビデオ信号、デジタルのビデオ信号のどちらを用いてもよい。デジタルのビデオ信号を用いる場合はそのビデオ信号が電圧を用いているものと、電流を用いているものとに分けられる。発光素子の発光時において、画素に入力されるビデオ信号は、定電圧のものと、定電流のものがあり、ビデオ信号が定電圧のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。またビデオ信号が定電流のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。この発光素子に印加される電圧が一定のものは定電圧駆動であり、発光素子に流れる電流が一定のものは定電流駆動である。定電流駆動は、発光素子の抵抗変化によらず、一定の電流が流れる。本発明の発光表示装置及びその駆動方法には、電圧のビデオ信号、電流のビデオ信号のどちらを用いてもよく、また定電圧駆動、定電流駆動のどちらを用いてもよい。
【００９５】
なお、図１、図２、図３に示した本発明の他の構成は本実施の形態で示した作成プロセスを適宜変更することで当業者であれば容易に得ることができる。
【００９６】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一形態に相当する発光装置のパネルの外観について図９を用いて説明する。図９は基板上に形成されたトランジスタおよび発光素子を対向基板４００６との間に形成したシール材によって封止したパネルの上面図であり、図９（Ｂ）は図９（Ａ）の断面図に相応する。
【００９７】
基板４００１上に設けられた画素部４００２と信号線駆動回路４００３と走査線駆動回路４００４とを囲むようにして、シール材４００５が設けられている。また、画素部４００２と信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４の上に対向基板４００６が設けられている。よって画素部４００２と信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４とは基板４００１とシール材４００５と対向基板４００６とによって充填材４００７と共に密封されている。
【００９８】
また、基板４００１上に設けられた画素部４００２と信号線駆動回路４００３と走査線駆動回路４００４とは薄膜トランジスタを複数有しており、図９（Ｂ）では信号線駆動回路４００３に含まれる薄膜トランジスタ４００８と、画素部４００２に含まれる薄膜トランジスタ４０１０とを示す。
【００９９】
また、４０１１は発光素子に相当し、薄膜トランジスタ４０１０と電気的に接続されている。さらに発光素子の基板４００１側には開口部４００９が設けられ、その光路上に屈折率の大きく異なる材料が形成されていない状態となっている。開口部４００９については実施の形態１乃至４を参照されたい。
【０１００】
また、引き回し配線４０１４は画素部４００２と信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４とに、信号、または電源電圧を層供給すると目の配線に相当する。引き回し配線４０１４は、引き回し配線４０１５ａ及び引き回し配線４０１５ｂを介して接続端子４０１６と接続されている。接続端子４０１６はフレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）４０１８が有する端子と異方性導電膜４０１９を介して電気的に接続されている。
【０１０１】
なお、充填材４００７としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ポリビニルクロライド、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリビニルブチラル、またはエチレンビニレンアセテートを用いる事ができる。
【０１０２】
なお、本発明の表示装置は発光素子を有する画素部が形成されたパネルと、該パネルにＩＣが実装されたモジュールとをその範疇に含む。
【０１０３】
（実施の形態６）
実施の形態５にその一例を示したようなモジュールを搭載した本発明の電子機器として、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（カーオーディオコンポ等）、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。それらの電子機器の具体例を図１０に示す。
【０１０４】
図１０（Ａ）は発光表示装置でありテレビ受像器やパーソナルコンピュータのモニターなどがこれに当たる。筐体２００１、表示部２００３、スピーカー部２００４等を含む。本発明の発光表示装置は表示部２００３の発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減され、また、表示の品質が向上する。画素部にはコントランスを高めるため、偏光板、又は円偏光板を備えるとよい。例えば、封止基板へ１／４λ板、１／２λ板、偏光板の順にフィルムを設けるとよい。さらに偏光板上に反射防止膜を設けてもよい。
【０１０５】
図１０（Ｂ）は携帯電話であり、本体２１０１、筐体２１０２、表示部２１０３、音声入力部２１０４、音声出力部２１０５、操作キー２１０６、アンテナ２１０８等を含む。本発明の携帯電話は表示部２１０３の発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減され、また、表示の品質が向上する。
【０１０６】
図１０（Ｃ）は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。本発明のコンピュータは表示部２２０３の発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減され、また、表示の品質が向上する。図１０（Ｃ）ではノート型のコンピュータを例示したが、ハードディスクと表示部が一体化したデスクトップ型のコンピュータなどにも適用することが可能である。
【０１０７】
図１０（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。本発明のモバイルコンピュータは表示部２３０２の発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減され、また、表示の品質が向上する。
【０１０８】
図１０（Ｅ）は携帯型のゲーム機であり、筐体２４０１、表示部２４０２、スピーカー部２４０３、操作キー２４０４、記録媒体挿入部２４０５等を含む。本発明の携帯型ゲーム機は表示部２４０２の発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減され、表示の品質が向上する。
【０１０９】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。
【実施例１】
【０１１０】
基板と発光素子の第１の電極の屈折率を固定し、その間に存在する膜の屈折率の配列によって発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化をシミュレーションにより求めた。
【０１１１】
基板＼・・・＼第１の電極 (１１０ｎｍ)＼発光層 (１４０ｎｍ)＼第２の電極 (２００ｎｍ)のような構成を有する発光装置の＼・・・＼の部分に，屈折率が１．９、１．８、１．７、１．６、１．５の薄膜を仮定し，積層の順番をいろいろ変えることによって，どのような積層構造が光学的に優れているのか光学計算を行った。光学計算では（５４０ｎｍ）での発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化をそれぞれ計算した。結果を図１２に示す。
【０１１２】
なお、発光装置の発光面が理想的な完全拡散面であった場合、当該シミュレーション結果のグラフにおいての結果は極座標上で円を描く。すなわち、図１２のシミュレーション結果においてより真円に近いものほど発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が小さいということができる。
【０１１３】
本実施例では純粋に屈折率の影響のみを見るために、光学膜厚（屈折率×物理膜厚）が一定になるように物理膜厚を仮定した。結果をみると、屈折率を第１の電極側から順に小さくしていったものは視野依存性が無く優れている（ＴｙｐｅＡ）。逆に順に大きくしていたものは視野依存性が見られる（ＴｙｐｅＢ）。
【０１１４】
また屈折率が１．５と１．８の２種類の膜のみ用いた場合の結果をＴｙｐｅＣ，Ｄ，Ｅに示した。この結果より，屈折率が小さい媒質から大きい媒質へ入射する際の屈折率段差が存在し，またその数が多いときほど発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が顕著になることがわかる。また、屈折率の値の段差が大きくても発光素子から発された光が射出する光路上において、光が射出する方向に向かって屈折率が大きい方から小さい方に変化するような構造であれば発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化は小さい（ＴｙｐｅＣ）。
【０１１５】
本実施例の結果からも示唆されるように、発光素子から発した光が射出する迄の光路内において通過する層の屈折率が屈折率の小さい膜から大きい膜に入射する部分が存在しない（屈折率が発光素子から光の射出する方向に向かう際、屈折率が小さくなってゆく）ような構造をとることで、屈折率の小さい膜から大きい膜に入射する際に発生する光の反射を減少させることができ、また、当該反射された光が上層の膜により再度反射されることにより発生する定在波を低減することができる。また、発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化を低減させることができる。
【実施例２】
【０１１６】
本実施例では発光層６６の構成について詳しく説明する。
【０１１７】
発光層は、有機化合物又は無機化合物を含む電荷注入輸送物質及び発光材料で形成し、その分子数から低分子系有機化合物、中分子系有機化合物（昇華性を有さず、且つ分子数が２０以下、又は連鎖する分子の長さが１０μm以下の有機化合物を指していう）、高分子系有機化合物から選ばれた一種又は複数種の層を含み、電子注入輸送性又は正孔注入輸送性の無機化合物と組み合わせても良い。
【０１１８】
電荷注入輸送物質のうち、特に電子輸送性の高い物質としては、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）、トリス（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）など、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が挙げられる。また正孔輸送性の高い物質としては、例えば４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）や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）や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）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合物が挙げられる。
【０１１９】
また、電荷注入輸送物質のうち、特に電子注入性の高い物質としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）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が挙げられる。また、この他、Ａｌｑ3のような電子輸送性の高い物質とマグネシウム（Ｍｇ）のようなアルカリ土類金属との混合物であってもよい。
【０１２０】
電荷注入輸送物質のうち、正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）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）、マンガン酸化物（ＭｎＯｘ）等の金属酸化物が挙げられる。また、この他、フタロシアニン（略称：Ｈ2Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）等のフタロシアニン系の化合物が挙げられる。
【０１２１】
発光層は、発光波長帯の異なる発光層を画素毎に形成して、カラー表示を行う構成としても良い。典型的には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発光層を形成する。この場合にも、画素の光放射側にその発光波長帯の光を透過するフィルター（着色層）を設けた構成とすることで、色純度の向上や、画素部の鏡面化（映り込み）の防止を図ることができる。フィルター（着色層）を設けることで、従来必要であるとされていた円偏光板などを省略することが可能となり、発光層から放射される光の損失を無くすことができる。さらに、斜方から画素部（表示画面）を見た場合に起こる色調の変化を低減すことができる。
【０１２２】
発光材料には様々な材料がある。低分子系有機発光材料では、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−(１,１,７,７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル) −４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ）、４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−(１,１,７,７−テトラメチルジュロリジル−９-エニル) −４Ｈ−ピラン（略称：ＤＰＡ）、ペリフランテン、２,５−ジシアノ−１,４−ビス(１０−メトキシ−１,１,７,７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル)ベンゼン、Ｎ,Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、トリス(８−キノリノラト)アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）、９,９’−ビアントリル、９,１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）や９,１０−ビス(２−ナフチル)アントラセン（略称：ＤＮＡ）等を用いることができる。また、この他の物質でもよい。
【０１２３】
一方、高分子系有機発光材料は低分子系に比べて物理的強度が高く、素子の耐久性が高い。また塗布により成膜することが可能であるので、素子の作製が比較的容易である。高分子系有機発光材料を用いた発光素子の構造は、低分子系有機発光材料を用いたときと基本的には同じであり、陰極／有機発光層／陽極となる。しかし、高分子系有機発光材料を用いた発光層を形成する際には、低分子系有機発光材料を用いたときのような積層構造を形成させることは難しく、多くの場合２層構造となる。具体的には、陰極／発光層／正孔輸送層／陽極という構造である。
【０１２４】
発光色は、発光層を形成する材料で決まるため、これらを選択することで所望の発光を示す発光素子を形成することができる。発光層の形成に用いることができる高分子系の電界発光材料は、ポリパラフェニレンビニレン系、ポリパラフェニレン系、ポリチオフェン系、ポリフルオレン系が挙げられる。
【０１２５】
ポリパラフェニレンビニレン系には、ポリ（パラフェニレンビニレン） [ＰＰＶ] の誘導体、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン） [ＲＯ−ＰＰＶ]、ポリ（２−（２'−エチル−ヘキソキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン）[ＭＥＨ−ＰＰＶ]、ポリ（２−（ジアルコキシフェニル）−１,４−フェニレンビニレン）[ＲＯＰｈ−ＰＰＶ]等が挙げられる。ポリパラフェニレン系には、ポリパラフェニレン［ＰＰＰ］の誘導体、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレン）[ＲＯ−ＰＰＰ]、ポリ（２，５−ジヘキソキシ−１，４−フェニレン）等が挙げられる。ポリチオフェン系には、ポリチオフェン［ＰＴ］の誘導体、ポリ（３−アルキルチオフェン）［ＰＡＴ］、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）［ＰＨＴ］、ポリ（３−シクロヘキシルチオフェン）［ＰＣＨＴ］、ポリ（３−シクロヘキシル−４−メチルチオフェン）［ＰＣＨＭＴ］、ポリ（３，４−ジシクロヘキシルチオフェン）［ＰＤＣＨＴ］、ポリ［３−（４−オクチルフェニル）−チオフェン］［ＰＯＰＴ］、ポリ［３−（４−オクチルフェニル）−２，２ビチオフェン］［ＰＴＯＰＴ］等が挙げられる。ポリフルオレン系には、ポリフルオレン［ＰＦ］の誘導体、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）［ＰＤＡＦ］、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）［ＰＤＯＦ］等が挙げられる。
【０１２６】
なお、正孔輸送性の高分子系有機発光材料を、陽極と発光性の高分子系有機発光材料の間に挟んで形成すると、陽極からの正孔注入性を向上させることができる。一般にアクセプター材料と共に水に溶解させたものをスピンコート法などで塗布する。また、有機溶媒には不溶であるため、上述した発光性の有機発光材料との積層が可能である。正孔輸送性の高分子系有機発光材料としては、ＰＥＤＯＴとアクセプター材料としてのショウノウスルホン酸（ＣＳＡ）の混合物、ポリアニリン［ＰＡＮＩ］とアクセプター材料としてのポリスチレンスルホン酸［ＰＳＳ］の混合物等が挙げられる。
【０１２７】
また、発光層は単色又は白色の発光を呈する構成とすることができる。白色発光材料を用いる場合には、画素の光放射側に特定の波長の光を透過するフィルター（着色層）を設けた構成としてカラー表示を可能にすることができる。
【０１２８】
白色に発光する発光層を形成するには、例えば、Ａｌｑ3、部分的に赤色発光色素であるナイルレッドをドープしたＡｌｑ3、Ａｌｑ3、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＴＰＤ（芳香族ジアミン）を蒸着法により順次積層することで白色を得ることができる。また、スピンコートを用いた塗布法によりＥＬを形成する場合には、塗布した後、真空加熱で焼成することが好ましい。例えば、正孔注入層として作用するポリ（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）を全面に塗布、焼成し、その後、発光層として作用する発光中心色素（１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン（ＴＰＢ）、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（ＤＣＭ１）、ナイルレッド、クマリン６など）ドープしたポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）溶液を全面に塗布、焼成すればよい。
【０１２９】
発光層は単層で形成することもでき、ホール輸送性のポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に電子輸送性の１，３，４−オキサジアゾール誘導体（ＰＢＤ）を分散させてもよい。また、３０wt%のＰＢＤを電子輸送剤として分散し、４種類の色素（ＴＰＢ、クマリン６、ＤＣＭ１、ナイルレッド）を適当量分散することで白色発光が得られる。ここで示した白色発光が得られる発光素子の他にも、発光層の材料を適宜選択することによって、赤色発光、緑色発光、または青色発光が得られる発光素子を作製することができる。
【０１３０】
なお、正孔輸送性の高分子系有機発光材料を、陽極と発光性の高分子系有機発光材料の間に挟んで形成すると、陽極からの正孔注入性を向上させることができる。一般にアクセプター材料と共に水に溶解させたものをスピンコート法などで塗布する。また、有機溶媒には不溶であるため、上述した発光性の有機発光材料との積層が可能である。正孔輸送性の高分子系有機発光材料としては、ＰＥＤＯＴとアクセプター材料としてのショウノウスルホン酸（ＣＳＡ）の混合物、ポリアニリン［ＰＡＮＩ］とアクセプター材料としてのポリスチレンスルホン酸［ＰＳＳ］の混合物等が挙げられる。
【０１３１】
さらに、発光層は、一重項励起発光材料の他、金属錯体などを含む三重項励起材料を用いても良い。例えば、赤色の発光性の画素、緑色の発光性の画素及び青色の発光性の画素のうち、輝度半減時間が比較的短い赤色の発光性の画素を三重項励起発光材料で形成し、他を一重項励起発光材料で形成する。三重項励起発光材料は発光効率が良いので、同じ輝度を得るのに消費電力が少なくて済むという特徴がある。すなわち、赤色画素に適用した場合、発光素子に流す電流量が少なくて済むので、信頼性を向上させることができる。低消費電力化として、赤色の発光性の画素と緑色の発光性の画素とを三重項励起発光材料で形成し、青色の発光性の画素を一重項励起発光材料で形成しても良い。人間の視感度が高い緑色の発光素子も三重項励起発光材料で形成することで、より低消費電力化を図ることができる。
【０１３２】
三重項励起発光材料の一例としては、金属錯体をドーパントとして用いたものがあり、第三遷移系列元素である白金を中心金属とする金属錯体、イリジウムを中心金属とする金属錯体などが知られている。三重項励起発光材料としては、これらの化合物に限られることはなく、上記構造を有し、且つ中心金属に周期表の８〜１０属に属する元素を有する化合物を用いることも可能である。
【０１３３】
以上に掲げる発光層を形成する物質は一例であり、正孔注入輸送層、正孔輸送層、電子注入輸送層、電子輸送層、発光層、電子ブロック層、正孔ブロック層などの機能性の各層を適宜積層することで発光素子を形成することができる。また、これらの各層を合わせた混合層又は混合接合を形成しても良い。発光層の層構造は変化しうるものであり、特定の電子注入領域や発光領域を備えていない代わりに、もっぱらこの目的用の電極を備えたり、発光性の材料を分散させて備えたりする変形は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において許容されうるものである。
【０１３４】
上記のような材料で形成した発光素子は、順方向にバイアスすることで発光する。発光素子を用いて形成する表示装置の画素は、単純マトリクス方式、若しくはアクティブマトリクス方式で駆動することができる。いずれにしても、個々の画素は、ある特定のタイミングで順方向バイアスを印加して発光させることとなるが、ある一定期間は非発光状態となっている。この非発光時間に逆方向のバイアスを印加することで発光素子の信頼性を向上させることができる。発光素子では、一定駆動条件下で発光強度が低下する劣化や、画素内で非発光領域が拡大して見かけ上輝度が低下する劣化モードがあるが、順方向及び逆方向にバイアスを印加する交流的な駆動を行うことで、劣化の進行を遅くすることができ、発光装置の信頼性を向上させることができる。
【実施例３】
【０１３５】
本実施例では本発明を利用した発光装置の構成の１例を図６参照しながら説明する。なお、形が異なっていても同様の機能を示す部分には同じ符号を付し、その説明を省略する部分もある。本実施例では、ＬＤＤ構造を有する薄膜トランジスタ７０が接続部６１ａを介して発光素子９３に接続している。もちろん実施の形態１から実施の形態３に示したようなそれぞれの構成であっても適用することが可能である。
【０１３６】
図６（Ａ）は第１の電極６４が透光性を有する導電膜により形成されており、基板５０側に発光層６６より発せられた光が取り出される構造である。なお９４は対向基板であり、発光素子９３が形成された後、シール材などを用い、基板５０に固着される。対向基板９４と素子との間に透光性を有する樹脂８８等を充填し、封止することによって発光素子９３が水分により劣化することを防ぐ事ができる。また、樹脂８８が吸湿性を有していることが望ましい。さらに樹脂８８中に透光性の高い乾燥剤８９を分散させるとさらに水分の影響を抑えることが可能になるためさらに望ましい形態である。
【０１３７】
図６（Ｂ）は第１の電極６４と第２の電極９２両方が透光性を有する導電膜により形成されており、基板５０及び対向基板９４の両方に光を取り出すことが可能な構成となっている。また、この構成では基板５０と対向基板９４の外側に偏光板９０を設けることによって画面が透けてしまうことを防ぐことができ、視認性が向上する。偏光板９０の外側には保護フィルム９１を設けると良い。
【実施例４】
【０１３８】
本実施例では、画素回路、保護回路及びそれらの動作について説明する。
【０１３９】
図７（Ａ）に示す画素は、列方向に信号線１４１０及び電源線１４１１、１４１２、行方向に走査線１４１４が配置される。また、スイッチング用ＴＦＴ１４０１、駆動用ＴＦＴ１４０３、電流制御用ＴＦＴ１４０４、容量素子１４０２及び発光素子１４０５を有する。
【０１４０】
図７（Ｃ）に示す画素は、ＴＦＴ１４０３のゲート電極が、行方向に配置された電源線１４１２に接続される点が異なっており、それ以外は図７（Ａ）に示す画素と同じ構成である。つまり、図７（Ａ）（Ｃ）に示す両画素は、同じ等価回路図を示す。しかしながら、行方向に電源線１４１２が配置される場合（図７（Ａ））と、列方向に電源線１４１２が配置される場合（図７（Ｃ））とでは、各電源線は異なるレイヤーの導電膜で形成される。ここでは、駆動用ＴＦＴ１４０３のゲート電極が接続される配線に注目し、これらを作製するレイヤーが異なることを表すために、図７（Ａ）（Ｃ）として分けて記載する。
【０１４１】
図７（Ａ）（Ｃ）に示す画素の特徴として、画素内にＴＦＴ１４０３、１４０４が直列に接続されており、ＴＦＴ１４０３のチャネル長Ｌ(１４０３)、チャネル幅Ｗ(１４０３)、ＴＦＴ１４０４のチャネル長Ｌ(１４０４)、チャネル幅Ｗ(１４０４)は、Ｌ(１４０３)／Ｗ(１４０３)：Ｌ(１４０４)／Ｗ(１４０４)＝５〜６０００：１を満たすように設定するとよい。
【０１４２】
なお、ＴＦＴ１４０３は、飽和領域で動作し発光素子１４０６に流れる電流値を制御する役目を有し、ＴＦＴ１４０４は線形領域で動作し発光素子１４０６に対する電流の供給を制御する役目を有する。両ＴＦＴは同じ導電型を有していると作製工程上好ましく、本実施例ではｎチャネル型ＴＦＴとして形成する。またＴＦＴ１４０３には、エンハンスメント型だけでなく、ディプリーション型のＴＦＴを用いてもよい。上記構成を有する本発明は、ＴＦＴ１４０４が線形領域で動作するために、ＴＦＴ１４０４のＶｇｓの僅かな変動は、発光素子１４０６の電流値に影響を及ぼさない。つまり、発光素子１４０６の電流値は、飽和領域で動作するＴＦＴ１４０３により決定することができる。上記構成により、ＴＦＴの特性バラツキに起因した発光素子の輝度ムラを改善して、画質を向上させた表示装置を提供することができる。
【０１４３】
図７（Ａ）〜（Ｄ）に示す画素において、ＴＦＴ１４０１は、画素に対するビデオ信号の入力を制御するものであり、ＴＦＴ１４０１がオンとなると、画素内にビデオ信号が入力される。すると、容量素子１４０２にそのビデオ信号の電圧が保持される。なお図７（Ａ）（Ｃ）には、容量素子１４０２を設けた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、ビデオ信号を保持する容量がゲート容量などでまかなうことが可能な場合には、容量素子１４０２を設けなくてもよい。
【０１４４】
図７（Ｂ）に示す画素は、ＴＦＴ１４０６と走査線１４１４を追加している以外は、図７（Ａ）に示す画素構成と同じである。同様に、図７（Ｄ）に示す画素は、ＴＦＴ１４０６と走査線１４１４を追加している以外は、図７（Ｃ）に示す画素構成と同じである。
【０１４５】
ＴＦＴ１４０６は、新たに配置された走査線１４１４によりオン又はオフが制御される。ＴＦＴ１４０６がオンとなると、容量素子１４０２に保持された電荷は放電し、ＴＦＴ１４０４がオフとなる。つまり、ＴＦＴ１４０６の配置により、強制的に発光素子１４０５に電流が流れない状態を作ることができる。そのためＴＦＴ１４０６を消去用ＴＦＴと呼ぶことができる。従って、図７（Ｂ）（Ｄ）の構成は、全ての画素に対する信号の書き込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開始することができるため、デューティ比を向上することが可能となる。
【０１４６】
図７（Ｅ）に示す画素は、列方向に信号線１４１０、電源線１４１１、行方向に走査線１４１４が配置される。また、スイッチング用ＴＦＴ１４０１、駆動用ＴＦＴ１４０３、容量素子１４０２及び発光素子１４０５を有する。図７（Ｆ）に示す画素は、ＴＦＴ４０６と走査線４１５を追加している以外は、図７（Ｅ）に示す画素構成と同じである。なお、図７（Ｆ）の構成も、ＴＦＴ１４０６の配置により、デューティ比を向上することが可能となる。
【０１４７】
以上のように、多様な画素回路を採用することができる。特に、非晶質半導体膜から薄膜トランジスタを形成する場合、駆動用ＴＦＴの半導体膜を大きくすると好ましい。そのため、上記画素回路において、電界発光層からの光が封止基板側から射出する上面発光型とすると好ましい。
【０１４８】
このようなアクティブマトリクス型の発光装置は、画素密度が増えた場合、各画素にＴＦＴが設けられているため低電圧駆動でき、有利であると考えられている。
【０１４９】
本実施例では、一画素に各ＴＦＴが設けられるアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、一列毎にＴＦＴが設けられるパッシブマトリクス型の発光装置を形成することもできる。パッシブマトリクス型の発光装置は、各画素にＴＦＴが設けられていないため、高開口率となる。発光が電界発光層の両側へ射出する発光装置の場合、パッシブマトリクス型の表示装置を用いる透過率が高まる。
【０１５０】
続いて、図７（Ｅ）に示す等価回路を用い、走査線及び信号線に保護回路としてダイオードを設ける場合について説明する。
【０１５１】
図８には、画素部１５００にＴＦＴ１４０１、１４０３、容量素子１４０２、発光素子１４０５が設けられている。信号線１４１０には、ダイオード１５６１と１５６２が設けられている。ダイオード１５６１と１５６２は、ＴＦＴ１４０１又は１４０３と同様に、上記実施例に基づき作製され、ゲート電極、半導体層、ソース電極及びドレイン電極等を有する。ダイオード１５６１と１５６２は、ゲート電極と、ドレイン電極又はソース電極とを接続することによりダイオードとして動作させている。
【０１５２】
ダイオードと接続する共通電位線１５５４、１５５５はゲート電極と同じレイヤーで形成している。従って、ダイオードのソース電極又はドレイン電極と接続するには、ゲート絶縁層にコンタクトホールを形成する必要がある。
【０１５３】
走査線１４１４に設けられるダイオードも同様な構成である。
【０１５４】
このように、本発明によれば、入力段に設けられる保護ダイオードを同時に形成することができる。なお、保護ダイオードを形成する位置は、これに限定されず、駆動回路と画素との間に設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明の構成の一例を示す断面図。
【図２】本発明の構成の一例を示す断面図。
【図３】本発明の構成の一例を示す断面図。
【図４】本発明の発光装置の作製プロセスを示す断面図。
【図５】本発明の発光装置の作製プロセスを示す断面図。
【図６】本発明の発光装置の構成の一例を示す断面図。
【図７】発光装置の画素回路一例を示す図。
【図８】発光装置の保護回路の一例を示す図。
【図９】本発明の発光装置の上面図及び断面図。
【図１０】本発明が適用可能な電子機器を例示した図。
【図１１】従来の構成の一例を示す断面図。
【図１２】シミュレーションデータ。
【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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