JP4809544B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、一対の電極間に有機化合物を含む膜（以下、「有機化合物層」と記す）を設けた素子に電界を加えることで、蛍光又は燐光が得られる発光素子を用いた発光装置及びその作製方法に関する。尚、本発明における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスもしくは発光デバイスを指す。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム(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。
【０００２】
【従来の技術】
薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動などの特徴を有する有機化合物を発光体として用いた発光素子は、次世代のフラットパネルディスプレイへの応用が期待されている。特に、発光素子をマトリクス状に配置した表示装置（発光装置）は、従来の液晶表示装置と比較して、視野角が広く視認性が優れる点に優位性があると考えられている。
【０００３】
発光素子の発光機構は、一対の電極間に有機化合物層を挟んで電圧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。
【０００４】
このような発光装置には、パッシブマトリクス駆動（単純マトリクス型）とアクティブマトリクス駆動（アクティブマトリクス型）といった駆動方法を用いることが可能である。しかし、画素密度が増えた場合には、画素（又は１ドット）毎にスイッチが設けられているアクティブマトリクス型の方が低電圧駆動できるので有利であると考えられている。
【０００５】
アクティブマトリクス型の発光装置としては、絶縁表面上に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴとよぶ）を形成した後、ＴＦＴ上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜を介してＴＦＴと電気的に接続された発光素子の第一の電極が形成される。
【０００６】
さらに第一の電極上には、有機化合物層が形成され、有機化合物層には、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、ブロッキング層、電子輸送層及び電子注入層等が含まれる。なお、有機化合物層は単層で形成しても良いが、上述した複数の層を組み合わせて形成することもできる。
【０００７】
さらに、有機化合物層を形成した後で、第二の電極を形成することにより、発光素子が形成される。
【０００８】
なお、これらの電極が陽極となる場合には、電極材料として仕事関数の大きい金属が用いられ、陰極となる場合には、仕事関数の小さい金属やこれらを含む合金がそれぞれ用いられる。なお、仕事関数の小さい金属としては、代表的には元素周期律の１族もしくは２族に属する金属である。
【０００９】
また、これまでアクティブマトリクス型の発光装置としては、基板上のＴＦＴと電気的に接続された電極が陽極として形成され、陽極上に有機化合物層が形成され、有機化合物層上に陰極が形成される発光素子を有し、有機化合物層において生じた光を透明電極である陽極からＴＦＴの方へ取り出すという構造が主流である。
【００１０】
しかし、この構造においては、解像度を向上させようとすると画素部におけるＴＦＴ及び配線等の配置により開口率が制限されるという問題が生じていた。
【００１１】
そこで、本発明においては、基板上のＴＦＴと電気的に接続された電極を陰極とし、陰極上に有機化合物層を形成し、有機化合物層上に透明性の陽極を形成して開口率が向上する構造を形成する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
基板上のＴＦＴと電気的に接続された電極として、陰極を形成する場合には、通常ＴＦＴとの接続配線と陰極を同一の材料で形成することにより接続配線及び陰極を同時に形成することができる。
【００１３】
しかし、陰極材料には、仕事関数の小さい元素周期律の１族もしくは２族に属する元素が用いられる。これは、仕事関数に小さい材料を用いることにより陰極から注入されるキャリアの注入障壁を緩和することができるためである。しかし、これらの元素周期律の１族もしくは２族に属する元素は、アルカリイオンを生じやすく、またアルカリイオンは、酸化膜中を電界に応じて簡単に移動する。つまり、これらの陰極材料を配線に用いた場合、ＴＦＴの電気的特性やその信頼性はこれらアルカリ金属イオンによる汚染で著しく損なわれる。
【００１４】
そこで、本発明では、陰極と配線をパターニング等により別々に作製するといったような作製行程を複雑にすることなくこれまで通りに導電性の材料を用いて陰極を形成し、ＴＦＴの特性及び信頼性に影響を与えることなく発光素子の素子特性を向上させることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明における発光装置の構成は、絶縁表面上に形成された第一の電極と、第一の電極の端部を覆う第一の絶縁層と、第一の電極及び第一の絶縁層上に形成され、ＤＬＣ膜またはフッ化窒化珪素からなる第二の絶縁層と、第二の絶縁層上に形成された元素周期律の１族または２族に属する金属からなる緩衝層と、緩衝層上に形成された有機化合物層と有機化合物層上に形成された第二の電極とを有している。
【００１６】
また、上記構成の他に、ソース領域及びドレイン領域を有する薄膜トランジスタと、ソース領域及びドレイン領域上の層間絶縁膜と、層間絶縁膜に形成された開口部及び層間絶縁膜上に形成され、かつドレイン領域に接続される第一の電極と、第一の電極上において開口部を形成し、かつ、第一の電極の端部を覆いテーパー状の縁を有する第一の絶縁層と、第一の電極及び前記第一の絶縁層上に形成され、ＤＬＣ膜またはフッ化窒化珪素から成る第二の絶縁層と、第二の絶縁層上に形成され、元素周期律の１族または２族に属する金属からなる緩衝層と、前記緩衝層上に形成された有機化合物層と、有機化合物層上に形成された第二の電極とを有している。なお、第一の絶縁層は、バンクとも呼ばれる。
【００１７】
絶縁表面又は層間絶縁膜はポリイミド又はアクリル、或いは窒化珪素又は酸化窒化珪素で形成する。
【００１８】
また、第一の電極は、陰極として機能し、基板上に形成されたＴＦＴと接続して形成されることから、アルミニウム、チタンおよびタングステンなどの低抵抗な金属材料を用いて形成される。
【００１９】
なお、第二の絶縁層は、緩衝層から生じたアルカリイオンが電界を加えた際に第一の電極中を移動して、ＴＦＴの特性及び信頼性に影響を与えるのを防ぐために設けられている。
【００２０】
なお、第二の絶縁層を形成する材料としては、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）、またはフッ化窒化珪素等があるが、特にＤＬＣ膜が好ましい。ＤＬＣ膜は、ダイヤモンド結合（sp3結合）とグラファイト結合（SP2結合）が混在した非晶質膜である。ＤＬＣ膜の性質は、１５５０（ｃｍ-1）あたりに非対称のピークを有し、１３００（ｃｍ-1）あたりに肩を持つラマンスペクトル分布を有し、微小硬度計における測定で１５〜２５（ＧＰａ）の硬度を示す。ＤＬＣ膜は、硬度が大きく、科学的に不活性で、可視光から赤外光に対して透明であり、さらに電気抵抗が高いなど、ダイヤモンドに類似した性質を多くもつため、このように称される。以上に示した性質と緻密な構造からアルカリイオンの侵入を防ぐための保護膜として適している。
【００２１】
一方、フッ化窒化珪素は、フッ素を含む窒化珪素膜であり、また、フッ素は反応性の高い物質であることから、緩衝層からフッ化珪素膜に移動したアルカリイオンと反応してフッ化物を形成することができる。特にフッ化リチウムなどのように形成されたフッ化物が非常に安定な物質である場合には、フッ化珪素膜中にアルカリイオンをトラップすることができるために適した膜であるといえる。
【００２２】
以上により第二の絶縁層を形成することにより、アルカリイオンがＴＦＴの特性に影響を与えるのを防ぐことができる。
【００２３】
なお、第二の絶縁層の膜厚は、第一の電極から電界がかけられたときに電流が流れる程度の膜厚である必要がある。なお、ここでいう電流には、トンネル電流（ｔｕｎｎｅｌ ｃｕｒｒｅｎｔ）も含まれる。具体的には０．１〜１０ｎｍ、好ましくは０．５〜５ｎｍの厚さで形成する。第一の電極及び第一の絶縁層にかけてこのような薄い膜厚で均一性良く被膜を形成するためには、プラズマＣＶＤ法又はスパッタ法で形成することが望ましい。
【００２４】
また、緩衝層は、第一の電極を形成する電極材料よりも仕事関数の小さい材料からなり、第一の電極側の仕事関数を実質的に低減させている。なお、本明細書中において、緩衝層とは、元素周期律の１族または２族に属する元素、すなわちアルカリ金属及びアルカリ土類金属または、これらを含む合金膜からなるもののことをいう。また、緩衝層を形成する材料には、導電性及び絶縁性を有するいずれの材料からなる場合も含まれるものとする。なお、緩衝層が導電性の材料からなる場合には、第一の電極のみと重なる位置に形成されるが、フッ化リチウムなどの絶縁性の材料からなる場合には、必ずしも第一の電極のみと重なる位置に形成する必要はなく、複数の第一の電極上に同一の材料で、かつ連続的に形成されていてもよい。また、緩衝層が導電性の膜で形成される導電層の場合には、１〜５０ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍの厚さで形成することができるが、絶縁性の膜で形成される絶縁層の場合には０．１〜５ｎｍ、好ましくは０．１〜３ｎｍの厚さで形成することができる。
【００２５】
なお、多くの有機材料は金属や無機半導体に比べて電子親和力が小さいために電子注入のためには仕事関数の小さな電極が必要となることから、仕事関数の小さな金属を含む材料からなる緩衝層を設けることで有機化合物からなる有機化合物層へのキャリアの注入性を向上させることができる。
【００２６】
なお、仕事関数の小さい金属は大気中で不安定であり、酸化や剥離が問題となることから酸化に対する耐性及び成膜性を向上させる面から単体よりも異なる金属材料との合金を用いることが望ましい。
【００２７】
具体的には、マグネシウムに銀を添加した合金や、アルミニウムにリチウムを添加した合金、アルミニウムにリチウム、カルシウム及びマグネシウムを含んだ合金などがある。なお、リチウムを添加したアルミニウム合金は、最もアルミニウムの仕事関数を小さくすることができることが知られている。
【００２８】
また、有機化合物層とは陰極及び陽極から注入されたキャリアが再結合する場であり、発光層のみの単層で形成される場合もあるが、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、ブロッキング層、電子輸送層および電子注入層などの複数の層が積層されて形成される場合も本発明に含まれる。
【００２９】
また、第二の電極は陽極としての機能を有するものであり、透明性の材料からなり、有機化合物層で生じた光を外部に放出する側の電極となる。
【００３０】
また、上記問題点を解決するために、本発明の発光装置の作製方法は、絶縁表面上に第一の電極を形成し、第一の電極の端部を覆いテーパー状の縁を有する第一の絶縁層を形成し、第一の電極及び前記第一の絶縁層上に、フッ化窒化珪素、またはＤＬＣ膜から成る第二の絶縁層を形成し、第二の絶縁層上に元素周期律の１族または２族に属する金属からなる緩衝層を形成し、緩衝層上に有機化合物層を形成し、有機化合物層上に第二の電極を形成する方法である。
【００３１】
また、他の方法は、ソース領域及びドレイン領域を有する薄膜トランジスタの前記ソース領域及びドレイン領域上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜に前記ドレイン領域に達する開口部を形成した後、前記開口部及び層間絶縁膜上に前記ドレイン領域と接続された第一の電極を形成し、第一の電極を覆う絶縁層を形成した後、第一の電極上において開口部を形成して第一の絶縁層を設け、第一の電極及び前記第一の絶縁層上にフッ化窒化珪素、およびＤＬＣ膜から成る第二の絶縁層を形成し、第二の絶縁層上に元素周期律の１族または２族に属する金属からなる緩衝層を形成し、緩衝層上に有機化合物層を形成し、有機化合物層上に第二の電極を形成する方法である。
【００３２】
尚、本発明における発光素子は、一重項励起状態又は三重項励起状態のいずれか一方、またはその両者による発光を含むものとする。
【００３３】
以上により、本発明の発光装置およびその作製方法を実施して陰極となる第一の電極を形成した後で、電流が流れる第二の絶縁膜を間に挟み仕事関数の小さい材料からなる緩衝層を設けることで、ＴＦＴの特性及び信頼性に影響を与えることなく発光素子の駆動電圧を低電圧化させることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態として、発光装置の画素部の作製方法及びその構造について図１を用いて説明する。
【００３５】
図１（Ａ）において、基板１００上にＴＦＴ１０１を形成する。ここで示したＴＦＴは、発光素子に流れる電流を制御するためのＴＦＴであり、本明細書中においては電流制御用ＴＦＴ１０１と称する。このＴＦＴ１０１の半導体膜には、一導電型の不純物が添加されたソース領域１０２とドレイン領域１０３が形成されている。
【００３６】
電流制御用ＴＦＴ１０１上に、層間絶縁膜１０４を形成する。第１の層間絶縁膜１０４はポリイミド、アクリル、ポリイミドアミドなどの有機樹脂材料で形成する。これらの材料は、スピナーで塗布した後、加熱して焼成又は重合させて形成することで、表面を平坦化することができる。また、有機樹脂材料は、一般に誘電率が低いため、寄生容量を低減できる。
【００３７】
次いで、第１の層間絶縁膜１０４からの脱ガスが発光素子に悪影響を及ぼさないように第１の層間絶縁膜１０４上に第２の層間絶縁膜１０５を形成する。第２の層間絶縁膜１０５は、無機絶縁膜、代表的には、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化珪素膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すればよく、プラズマＣＶＤ法で反応圧力２０〜２００Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）で電力密度０．１〜１．０W/cm2で放電させて形成する。もしくは、層間絶縁膜表面にプラズマ処理をして、水素、窒素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガスから選ばれた一種または複数種の気体元素を含む硬化膜を形成してもよい。
【００３８】
その後、図１（Ｂ）に示すように所望のパターンのレジストマスクを形成し、電流制御用ＴＦＴ１０１のドレイン領域に達するコンタクトホールを形成して、陰極となる第１の電極１０６を形成する。ここで用いる電極材料としては、導電性の金属膜としてＡｌやＴｉの他、これらの合金材料を用い、スパッタ法や真空蒸着法で成膜した後、所望の形状にパターニングすればよい。
【００３９】
続いて、図１（Ｃ）に示すように全面にポリイミド、アクリル、ポリイミドアミドから成る有機樹脂膜を形成する。これらは、加熱して硬化する熱硬化性材料のもの或いは紫外線を照射して硬化させる感光性材料のものを採用することができる。熱硬化性材料を用いた場合は、その後、レジストのマスクを形成し、ドライエッチングにより第１の電極１０６上に開口部を有する第１の絶縁層１０７を形成する。感光性材料を用いた場合は、フォトマスクを用いて露光と現像処理を行うことにより第１の電極１０６上に開口部を有する第１の絶縁層１０７を形成する。いずれにしても第１の絶縁層１０７は、第１の電極１０６の端部を覆いテーパー状の縁を有するように形成する。縁をテーパー状に形成することで、その後形成する第２の絶縁層や有機化合物層などの被覆性を良くすることができる。
【００４０】
さらに、２００〜３００℃、好ましくは２５０℃で加熱して、第１の絶縁層１０７に含まれる水分を放出させる。これにより、発光素子が完成した後における第１の絶縁層の体積変化や脱水を防止でき、発光装置の初期劣化及び長期的な安定性を確保することができる。
【００４１】
次に、図１（Ｄ）に示すように第２の絶縁層１０８を形成する。第２の絶縁層１０８は、フッ化窒化珪素、またはＤＬＣ膜、又は炭素を主成分とする絶縁性材料で形成する。本実施の形態において、プラズマＣＶＤ法又はスパッタ法で作製されたＤＬＣ膜を用いる。
【００４２】
この第２の絶縁層１０８は、第１の電極１０６と、後に形成される緩衝層１０９との間に形成されるため、電界がかけられたときに電流が流れる程度の厚さとする必要がある。そのために、厚さを０．１〜１０ｎｍ、好ましくは０．５〜５ｎｍとして形成する。
【００４３】
次に第２の絶縁層１０８上には、仕事関数の小さい元素周期律の１族もしくは２族に属する元素または、これらを含む合金からなる緩衝層１０９が蒸着法により形成される。特に仕事関数が小さいという点では、ＬｉやＡｌ：Ｌｉといった材料を用いることが望ましい。なお、緩衝層１０９は、メタルマスクを用いた蒸着法（もしくは共蒸着法）により画素ごとに独立して形成し、その膜厚は、１〜５０ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍの膜厚とすればよい。
【００４４】
以上のように緩衝層１０９を設けることで、キャリアが注入される際のエネルギー障壁を小さくすることができるためにキャリアの注入性を高めることができる。
【００４５】
次に図１（Ｅ）に示すように有機化合物層１１０が形成される。有機化合物層１１０は、発光層の他に正孔注入層として、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層およびバッファー層といった複数の層を組み合わせて積層し形成される。なお、有機化合物層１１０は１０〜１５０ｎｍ程度の厚さで形成される。
【００４６】
また、有機化合物層１１０を成膜した後に第２の電極１１１を蒸着法により形成する。第２の電極１１１を形成する電極材料としては、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）または酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いて形成する。なお、第２の電極１１１の膜厚は８０〜２００ｎｍ程度が好ましい。
【００４７】
以上のように、第１の電極１０６上に電流を流し得る程度の厚さで第２の絶縁層１０８を設けることにより、緩衝層から生じたアルカリイオンによる影響をＴＦＴに与えることなく第一の電極側の仕事関数を小さくすることができるので、発光素子における駆動電圧を低減し、素子特性を向上させることができる。
【００４８】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例では、同一基板上に画素部と、画素部の周辺に設ける駆動回路のＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴ）を同時に作製し、さらに、画素部にはＴＦＴと電気的に接続された発光素子を形成して、素子基板を作製する方法について図２〜図５を用いて説明する。
【００４９】
まず、本実施例ではコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板６００を用いる。なお、基板６００としては、透光性を有する基板であれば限定されず、石英基板を用いても良い。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよい。
【００５０】
次いで、基板６００上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜６０１を形成する。本実施例では下地膜６０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。下地膜６０１の一層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、ＮＨ3、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜６０１ａを１０〜２００ｎｍ（好ましくは５０〜１００ｎｍ）形成する。
【００５１】
本実施例では、膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜６０１ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した。次いで、下地膜６０１のニ層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜３０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０ｎｍ）の厚さに積層形成する。本実施例では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜３０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成する。
【００５２】
次いで、下地膜上に半導体層６０２〜６０５を形成する。半導体層６０２〜６０５は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜した後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）を行って得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニングして形成する。この半導体層６０２〜６０５の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくは珪素（シリコン）またはシリコンゲルマニウム（ＳｉXＧｅ1-X（Ｘ＝０．０００１〜０．０２））合金などで形成すると良い。
【００５３】
本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜した後、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素膜上に保持させる。この非晶質珪素膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行い、さらに結晶化を改善するためのレーザーアニ―ル処理を行って結晶質珪素膜を形成する。そして、この結晶質珪素膜をフォトリソグラフィ−法によるパターニング処理によって、半導体層６０２〜６０５を形成する。
【００５４】
また、半導体層６０２〜６０５を形成する前、もしくは、形成した後、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元素（ボロンまたはリン）のドーピングを行ってもよい。
【００５５】
また、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやＹＡＧレーザー、ＹＶＯ4レーザーを用いることができる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００mJ/cm2(代表的には２００〜３００mJ/cm2)とする。また、ＹＡＧレーザーを用いる場合にはその第２高調波を用いパルス発振周波数３０〜３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００mJ/cm2(代表的には３５０〜５００mJ/cm2)とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率（オーバーラップ率）を５０〜９０％として行えばよい。
【００５６】
次いで、半導体層６０２〜６０５を覆うゲート絶縁膜６０７を形成する。ゲート絶縁膜６０７はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成する。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【００５７】
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Ortho silicate）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【００５８】
次いで、図２（Ａ）に示すように、ゲート絶縁膜６０７上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜６０８と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜６０９とを積層形成する。本実施例では、膜厚３０ｎｍのＴａＮ膜からなる第１の導電膜６０８と、膜厚３７０ｎｍのＷ膜からなる第２の導電膜６０９を積層形成する。ＴａＮ膜はスパッタ法で形成し、Ｔａのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でスパッタする。また、Ｗ膜は、Ｗのターゲットを用いたスパッタ法で形成する。その他に６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いる熱ＣＶＤ法で形成することもできる。
【００５９】
いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のＷ（純度９９．９９９９％）のターゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができる。
【００６０】
なお、本実施例では、第１の導電膜６０８をＴａＮ、第２の導電膜６０９をＷとしたが、特に限定されず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または前記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、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕからなる合金を用いてもよい。
【００６１】
また、第１の導電膜をタンタル（Ｔａ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化チタン（ＴｉＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＡｌ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＣｕ膜とする組み合わせ、第１の導電膜をＷ、Ｍｏ、もしくはＷとＭｏからなる膜で形成し、第２の導電膜をＡｌとＳｉ、ＡｌとＴｉ、ＡｌとＳｃ、もしくはＡｌとＮｄとからなる膜で形成し、第３の導電膜をＴｉ、ＴｉＮ、もしくはＴｉとＴｉＮからなる膜で形成する組み合わせとしてもよい。
【００６２】
次に、図２（Ｂ）に示すようにフォトリソグラフィ−法を用いてレジストからなるマスク６１０〜６１３を形成し、電極及び配線を形成するための第１のエッチング処理を行う。第１のエッチング処理では第１及び第２のエッチング条件で行う。本実施例では第１のエッチング条件として、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを行う。ここでは、松下電器産業（株）製のＩＣＰを用いたドライエッチング装置（Model Ｅ６４５−□ＩＣＰ）を用いる。基板側（試料ステージ）にも１５０ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。
【００６３】
この第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチングして第１の導電層の端部をテーパー形状とする。第１のエッチング条件でのＷに対するエッチング速度は２００．３９ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は８０．３２ｎｍ／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択比は約２．５である。また、この第１のエッチング条件によって、Ｗのテーパー角は、約２６°となる。
【００６４】
この後、図２（Ｂ）に示すようにレジストからなるマスク６１０〜６１３を除去せずに第２のエッチング条件に変え、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とを用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行う。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ4とＣｌ2を混合した第２のエッチング条件ではＷ膜及びＴａＮ膜とも同程度にエッチングされる。
【００６５】
第２のエッチング条件でのＷに対するエッチング速度は５８．９７ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は６６．４３ｎｍ／ｍｉｎである。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。
【００６６】
上記第１のエッチング処理では、レジストからなるマスクの形状を適したものとすることにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第１の導電層及び第２の導電層の端部がテーパー形状となる。このテーパー部の角度は１５〜４５°とすればよい。こうして、第１のエッチング処理により第１の導電層と第２の導電層から成る第１の形状の導電層６１５〜６１８（第１の導電層６１５ａ〜６１８ａと第２の導電層６１５ｂ〜６１８ｂ）を形成する。６２０はゲート絶縁膜であり、第１の形状の導電層６１５〜６１８で覆われない領域は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【００６７】
そして、レジストからなるマスクを除去せずに第１のドーピング処理を行い、半導体層にｎ型を付与する不純物元素を添加する（図２（Ｂ））。ドーピング処理はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０13〜５×１０15atoms/cm2とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を１．５×１０15atoms/cm2とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行う。
【００６８】
ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いる。この場合、導電層６１５〜６１８がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に高濃度不純物領域６２１〜６２４が形成される。高濃度不純物領域６２１〜６２４には１×１０20〜１×１０21atoms/cm3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加する。
【００６９】
次いで、図２（Ｃ）に示すようにレジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング処理を行う。第２のエッチング処理では第３及び第４のエッチング条件で行う。ここでは、第３のエッチング条件として、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とを用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成して約６０秒程度のエッチングを行う。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ4とＣｌ2を混合した第３のエッチング条件ではＷ膜及びＴａＮ膜とも同程度にエッチングされる。
【００７０】
第３のエッチング条件でのＷに対するエッチング速度は５８．９７ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は６６．４３ｎｍ／ｍｉｎである。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。
【００７１】
この後、図２（Ｃ）に示すようにレジストからなるマスク６１０〜６１３を除去せずに第４のエッチング条件に変え、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２０／２０／２０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成して、約２０秒程度のエッチングを行う。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。
【００７２】
第４のエッチング処理でのＴａＮに対するエッチング速度は１４．８３ｎｍ／ｍｉｎである。従って、Ｗ膜が選択的にエッチングされる。この第４のエッチング処理により第２の導電層６２６〜６２９（第１の導電層６２６ａ〜６２９ａと第２の導電層６２６ｂ〜６２９ｂ）を形成する。
【００７３】
次いで、図３（Ａ）に示すように第２のドーピング処理を行う。ドーピングは第２の導電層６２６ｂ〜６２９ｂを不純物元素に対するマスクとして用い、第１の導電層におけるテーパー部下方の半導体層に不純物元素が添加されるようにドーピングする。本実施例では、不純物元素としてＰ（リン）を用い、ドーズ量１．５×１０14、電流密度０．５μＡ、加速電圧９０ｋｅＶにてプラズマドーピングを行う。
【００７４】
こうして、第１の導電層と重なる低濃度不純物領域６３１ａ〜６３４ａ、第１の導電層と重ならない低濃度不純物領域６３１ｂ〜６３４ｂを自己整合的に形成する。なお、この低濃度不純物領域６３１〜６３４へ添加されるリン（Ｐ）の濃度は、１×１０17〜５×１０18atoms/cm3である。また、高濃度不純物領域６２１〜６２４にも不純物元素が添加され、高濃度不純物領域６３５〜６３８を形成する。
【００７５】
次いで、図３（Ｂ）に示すようにレジスト（６３９、６４０）からなるマスクを形成して第３のドーピング処理を行う。この第３のドーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層に前記一導電型（ｎ型）とは逆の導電型（ｐ型）を付与する不純物元素が添加された不純物領域６４１、６４２を形成する。第１の導電層６２７ａ、および第２の導電層６２７ｂを不純物元素に対するマスクとして用い、ｐ型を付与する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を形成する。
【００７６】
本実施例では、不純物領域６４１、６４２はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成する。第１のドーピング処理及び第２のドーピング処理によって、不純物領域６４１、６４２にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、そのいずれの領域においてもｐ型を付与する不純物元素の濃度が２×１０20〜２×１０21atoms/cm3となるようにドーピング処理することにより、ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。
【００７７】
次いで、レジストからなるマスク６３９、６４０を除去して図３（Ｃ）に示すように第１の層間絶縁膜６４３を形成する。本実施例では、第１の層間絶縁膜６４３として、珪素を含む第１の絶縁膜６４３ａと有機絶縁材料からなる第２の絶縁膜６４３ｂとの積層膜を形成する。
【００７８】
まず、珪素を含む第１の絶縁膜６４３ａとしては、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜と膜厚１００ｎｍの窒化珪素膜の積層膜を形成する。勿論、第１の絶縁膜６４３ａは上述した積層膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【００７９】
次いで、それぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する工程を行う。この活性化工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜５５０℃で行えばよく、本実施例では５５０℃、４時間の熱処理で活性化処理を行った。なお、熱アニール法の他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。
【００８０】
なお、本実施例では、上記活性化処理と同時に、結晶化の際に触媒として使用したニッケルが高濃度のリンを含む不純物領域（６３５、６３７、６３８）にゲッタリングされ、主にチャネル形成領域となる半導体層中のニッケル濃度が低減される。このようにして作製したチャネル形成領域を有するＴＦＴはオフ電流値が下がり、結晶性が良いことから高い電界効果移動度が得られ、良好な特性を達成することができる。
【００８１】
また、第１の絶縁膜を形成する前に活性化処理を行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱に弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するため層間絶縁膜（シリコンを主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素膜）を形成した後で活性化処理を行うことが好ましい。
【００８２】
その他、活性化処理を行った後でドーピング処理を行い、第１の絶縁膜を形成させても良い。
【００８３】
さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。本実施例では水素を約３％の含む窒素雰囲気中で４１０℃、１時間の熱処理を行った。この工程は層間絶縁膜に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。
【００８４】
また、活性化処理としてレーザーアニール法を用いる場合には、上記水素化を行った後、エキシマレーザーやＹＡＧレーザー等のレーザー光を照射することが望ましい。
【００８５】
次いで、第１の絶縁膜６４３ａ上に有機絶縁材料から成る第２の絶縁膜６４３ｂを形成する。本実施例では膜厚１．０μｍのアクリル樹脂膜を形成する。
【００８６】
第２の絶縁膜６４３ｂとしては、有機絶縁材料としては、ポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）などの有機樹脂を用いることができる。
【００８７】
以上により、第１の絶縁膜と第２の絶縁膜からなる第１の層間絶縁膜を形成することができる。
【００８８】
次いで、各不純物領域６３５、６３６、６３７、６３８に達するコンタクトホールを形成するためのパターニングを行う。
【００８９】
本実施例では、第１の絶縁膜としてプラズマＣＶＤ法により珪素を含む絶縁膜を形成し、第２の絶縁膜としてアクリルからなる絶縁膜を形成していることから、コンタクトホールの形成には、ドライエッチングまたはウエットエッチングを用いることができるが、本実施例では、ＲＩＥ装置を用いた、ドライエッチングを行う。
【００９０】
はじめに、第２の絶縁膜のエッチングを行う。この時、エッチングガス用にＣＦ4とＯ2とＨｅとを用い、それぞれのガス流量比を５／９５／４０（ｓｃｃｍ）とし、６６．５Ｐａの圧力で電極に５００ＷのＲＦ電力を投入する。
【００９１】
次に第１の絶縁膜のエッチングを行う。この時には、第１の絶縁膜の時と同様のエッチングガスを用い、それぞれのガスの流量比を６０／４０／３５（ｓｃｃｍ）に変えて、６６．５Ｐａの圧力で電極に４００ＷのＲＦ電力を投入することによりエッチングを行う。
【００９２】
そして、各高濃度不純物領域６３５、６３６、６３７、６３８とそれぞれ電気的に接続する配線６４０〜６４６と陰極６４９を形成する。本実施例では、Ａｌを用い、５００ｎｍの膜厚に成膜した後、これをパターニングして形成するが、ＴｉやＡｌ：Ｓｉの他、Ａｌ：Ｌｉなどの合金、またはこれらの積層膜を導電膜として用いても良い。
【００９３】
なお、本実施例では、陰極６４９は配線形成と同時に形成され、高濃度不純物領域６３８との配線を兼ねて形成される。
【００９４】
次に絶縁膜を１μｍの厚さに成膜する。なお、本実施例においては、絶縁膜を形成する材料として酸化珪素からなる膜を用いているが、場合によっては、窒化珪素および酸化窒化珪素といった珪素を含む絶縁膜の他、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）といった有機樹脂膜を用いることもできる。
【００９５】
この絶縁膜を第３のエッチング処理を行うことにより陰極６４９に対応する位置に開口部を形成して、第１の絶縁膜６５２を形成する（図４（Ｂ））。
【００９６】
具体的には、はじめにフォトリソグラフィ−法を用いてレジストからなるマスクを形成し、第１の絶縁膜６５２を形成するための第３のエッチング処理を行う。なお、第３のエッチング処理においてもＩＣＰエッチング法を用い、第５のエッチング条件で行う。
【００９７】
本実施例では第５のエッチング条件として、エッチング用ガスにＣＨＦ3とＡｒとを用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行う。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。これにより絶縁膜の一部がエッチングされ、図４（Ｂ）に示すように第１の絶縁膜６５２が形成される。
【００９８】
次に、図５（Ａ）で示すように陰極６４９および第１の絶縁膜６５２上に第２の絶縁層６５３が蒸着法により形成される。なお、本実施例では、プラズマＣＶＤ法又はスパッタ法で作製されたＤＬＣ膜を用いる。
【００９９】
第２の絶縁層６５３は、第１の電極６４９と、後に形成される緩衝層との間に形成されるため、電流が流れる程度の厚さとする必要がある。そのために、厚さを０．１〜１０ｎｍ、好ましくは０．５〜５ｎｍとして形成する。
【０１００】
次に、第２の絶縁層６５３上に緩衝層６５４を蒸着法により形成する。なお、本実施例では、緩衝層６５４を形成する材料として、元素周期律の第１族または第２族に属する金属材料もしくは、これらの金属材料を含む導電性の材料を用いる。
【０１０１】
本実施例では、緩衝層６５４が導電性の材料を用いて形成されることから、画素部にマトリクス状に形成される画素ごとに独立して緩衝層６５４を形成する必要がある。そこで、本実施例では、メタルマスクを用いた蒸着法により、画素ごとに独立して形成する。
【０１０２】
なお、緩衝層６５４の膜厚は、具体的には１〜５０ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍの厚さで形成する。
【０１０３】
次に、図５（Ｂ）に示すように緩衝層６５４上に有機化合物層６５５を蒸着法により形成する。ここでは、本実施例において赤、緑、青の３種類の発光を示す有機化合物により形成される有機化合物層のうちの一種類が形成される様子を示すが、３種類の有機化合物層を形成する有機化合物の組み合わせについて、以下に詳細に説明する。
【０１０４】
はじめに、赤色発光を示す有機化合物層を形成する。本実施例における赤色発光の有機化合物層は、電子輸送性の有機化合物、ブロッキング性の有機化合物、発光性の有機化合物、ホスト材料、正孔輸送性の有機化合物および正孔注入性の有機化合物から形成される。
【０１０５】
具体的には、電子輸送性の有機化合物である、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ3と示す）を２５ｎｍの膜厚に成膜し、ブロッキング性の有機化合物である、バソキュプロイン（以下、ＢＣＰと示す）を８ｎｍの膜厚に成膜し、発光性の有機化合物である、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ、２３Ｈ−ポルフィリン−白金（以下、ＰｔＯＥＰと示す）をホストとなる有機化合物（以下、ホスト材料という）である４，４’−ジカルバゾール−ビフェニル（以下、ＣＢＰと示す）と共に共蒸着させて２５〜４０ｎｍの膜厚に成膜し、正孔輸送性の有機化合物である、４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（以下、α−ＮＰＤと示す）を４０ｎｍの膜厚に成膜し、正孔注入性の有機化合物である、銅フタロシアニン（以下、Ｃｕ−Ｐｃと示す）を１５ｎｍの膜厚に成膜することにより赤色発光の有機化合物層を形成することができる。
【０１０６】
なお、ここでは赤色発光の有機化合物層として、６種類の機能の異なる有機化合物を用いて形成する場合について説明したが、本発明はこれに限られることはなく、赤色発光を示す有機化合物として公知の材料を用いることができる。
【０１０７】
次に、緑色発光を示す有機化合物層を形成する。本実施例における緑色発光の有機化合物層は、電子輸送性の有機化合物、ブロッキング性の有機化合物、発光性の有機化合物、ホスト材料、正孔輸送性の有機化合物および正孔注入性の有機化合物から形成される。
【０１０８】
具体的には、電子輸送性の有機化合物である、Ａｌｑ3を４０ｎｍの膜厚で成膜し、ブロッキング性の有機化合物である、ＢＣＰを１０ｎｍの膜厚で成膜し、正孔輸送性のホスト材料としてＣＢＰを用い、発光性の有機化合物であるトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）3）と共に共蒸着することにより５〜４０ｎｍの膜厚で成膜し、正孔輸送性の有機化合物である、α−ＮＰＤを１０ｎｍの膜厚で成膜し、正孔輸送性の有機化合物である、ＭＴＤＡＴＡを２０ｎｍの膜厚で成膜し、正孔注入性の有機化合物である、Ｃｕ−Ｐｃを１０ｎｍの膜厚で成膜することにより緑色発光の有機化合物を形成することができる。
【０１０９】
なお、ここでは緑色発光の有機化合物層として、７種類の機能の異なる有機化合物を用いて形成する場合について説明したが、本発明はこれに限られることはなく、緑色発光を示す有機化合物として公知の材料を用いることができる。
【０１１０】
次に、青色発光を示す有機化合物層を形成する。本実施例における青色発光の有機化合物層は、電子輸送性の有機化合物、ブロッキング性の有機化合物、発光性の有機化合物、および正孔注入性の有機化合物から形成される。
【０１１１】
具体的には、電子輸送性の有機化合物である、Ａｌｑ3を４０ｎｍの膜厚で成膜し、ブロッキング性の有機化合物である、ＢＣＰを１０ｎｍの膜厚に成膜し、発光性の有機化合物である、α−ＮＰＤを４０ｎｍの膜厚で成膜し、正孔注入性の有機化合物である、Ｃｕ−Ｐｃを２０ｎｍの膜厚に成膜することにより青色発光の有機化合物層を形成することができる。
【０１１２】
なお、ここでは青色発光の有機化合物層として、４種類の機能の異なる有機化合物を用いて形成する場合について説明したが、本発明はこれに限られることはなく、青色発光を示す有機化合物として公知の材料を用いることができる。
【０１１３】
以上に示した有機化合物を陰極上に形成することにより画素部において、赤色発光、緑色発光及び青色発光を示す有機化合物層を形成することができる。
【０１１４】
次に、有機化合物層６５５及び第２の絶縁膜６５３を覆って、透明導電膜からなる第２の電極６５６を形成する。本実施例では、第２の電極は、陽極として機能し、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに２〜２０[％]の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を８０〜１２０ｎｍの膜厚に成膜して用いる。なお、本実施例では仕事関数の大きい透明性の導電膜であれば、第２の電極６５６に公知の他の材料を用いることができる。
【０１１５】
なお、ＩＴＯ膜は、蒸着法を用いて形成することができる。本実施例では特にイオンプレーティング法を用いて形成する場合について説明する。
【０１１６】
イオンプレーティング法は、蒸着法に分類される気相表面処理技術の１つであり、何らかの方法で蒸発させた蒸着物質を、高周波プラズマあるいは真空放電でイオン化または励起させ、蒸着させる基板に負電位を与えることで該イオンを加速し、基板に付着させる方法である。
【０１１７】
イオンプレーティング法を用いて第２の電極６５６を形成する際の具体的な条件として、０．０１〜１Ｐａの不活性ガス雰囲気下において、基板温度を１００〜３００℃に保って蒸着させることが望ましい。そして７０％以上の焼結密度を有する蒸発源としてのＩＴＯを用いることが望ましい。なお、イオンプレーティング法を用いる際の最適な条件は、実施者が適宜選択することができる。
【０１１８】
また、高周波プラズマを用いて蒸着物質をイオン化または励起することで、より蒸着物質のイオン化する率または励起する率を高めることができ、なおかつイオン化または励起された蒸着物質が高いエネルギー状態にあるので、速い蒸発速度を有したままで酸素との結合を十分に行うことができる。このため、高速度で良質な膜の形成が可能である。
【０１１９】
なお、本実施例の第２の電極６５６の形成方法は、上述したイオンプレーティング法に限定されない。ただし、イオンプレーティング法を用いて形成された膜は密着性が高く、また比較的低い温度でも結晶性の高いＩＴＯ膜を成膜することができるので、ＩＴＯの抵抗を低くすることができ、さらに比較的広い面積における均一な成膜が可能であり、基板の大型化に適しているといえる。
【０１２０】
こうして図５（Ｂ）に示すように、電流制御用ＴＦＴ７０４に電気的に接続された第１の電極６４９と、第１の電極６４９と隣の画素が有する第１の電極（図示せず）との隙間に形成された第１の絶縁膜６５２と、第１の絶縁膜６５２及び第１の電極６４９上に形成された第２の絶縁膜６５３と、第２の絶縁膜６５３上に形成された緩衝層６５４と、第２の絶縁膜６５３及び緩衝層６５４上に形成された有機化合物層６５５と、有機化合物層６５５と第１の絶縁膜６５２上に形成された第２の電極６５６からなる発光素子６５７を有する素子基板を形成することができる。
【０１２１】
なお、本実施例における発光装置の作製工程においては、回路の構成および工程の関係上、ゲート電極を形成している材料を用いてソース信号線を形成し、ソース、ドレイン電極を形成している配線材料を用いてゲート信号線を形成しているが、それぞれ異なる材料を用いることは可能である。
【０１２２】
また、ｎチャネル型ＴＦＴ７０１及びｐチャネル型ＴＦＴ７０２を有する駆動回路７０５と、スイッチング用ＴＦＴ７０３、電流制御用ＴＦＴ７０４とを有する画素部７０６を同一基板上に形成することができる。
【０１２３】
駆動回路７０５のｎチャネル型ＴＦＴ７０１はチャネル形成領域５０１、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層６２６ａと重なる低濃度不純物領域６３１（ＧＯＬＤ領域）とソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域６３５を有している。ｐチャネル型ＴＦＴ７０２にはチャネル形成領域５０２、ソース領域またはドレイン領域として機能する不純物領域６４１および６４２を有している。
【０１２４】
画素部７０６のスイッチング用ＴＦＴ７０３にはチャネル形成領域５０３、ゲート電極を形成する第１の導電層６２８ａと重なる低濃度不純物領域６３３ａ（ＬＤＤ領域）、第１の導電層６２８ａと重ならない低濃度不純物領域６３３ｂ（ＬＤＤ領域）及びソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域６３７を有している。
【０１２５】
画素部７０６の電流制御用ＴＦＴ７０４にはチャネル形成領域５０４、ゲート電極を形成する第１の導電層６２９ａと重なる低濃度不純物領域６３４ａ（ＬＤＤ領域）、第１の導電層６２８ａと重ならない低濃度不純物領域６３４ｂ（ＬＤＤ領域）及びソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域６３８を有している。
【０１２６】
なお、本実施例では、消去用ＴＦＴについて図示しないが、電流制御用ＴＦＴと同様に形成され、同様の構造を有している。
【０１２７】
なお、本実施例において、ＴＦＴの駆動電圧は、１．２〜１０Ｖであり、好ましくは、２．５〜５．５Ｖである。
【０１２８】
また、画素部の表示が動作しているとき（動画表示の場合）には、発光素子が発光している画素により背景の表示を行い、発光素子が非発光となる画素により文字表示を行えばよいが、画素部の動画表示がある一定期間以上静止している場合（本明細書中では、スタンバイ時と呼ぶ）には、電力を節約するために表示方法が切り替わる（反転する）ようにしておくと良い。具体的には、発光素子が発光している画素により文字を表示し（文字表示ともいう）、発光素子が非発光となる画素により背景を表示（背景表示ともいう）するようにする。
【０１２９】
以上のようにして、基板（素子基板）上に発光素子が形成された素子基板の上面図を図６に示す。
【０１３０】
基板６００に、画素部７０６、ゲート信号線駆動回路９０１、ソース信号線駆動回路９０２、端子９０３が形成された状態を示している。端子９０３と各駆動回路、画素部に形成されている電流供給線及び陽極は、引き回し配線９０４で接続されている。
【０１３１】
また、必要に応じてＣＰＵ、メモリーなどを形成したＩＣチップがＣＯＧ（Chip on Glass）法などにより素子基板に実装されていても良い。
【０１３２】
なお、発光素子６５６は、第２の層間絶縁膜６５０及び導電膜６５１からなるバンク６５２の間に形成される。まず、陰極６４９が形成され、その上には有機化合物層６５４が形成される。そして、複数の有機化合物層６５４及びバンク６５２上を覆うように、画素部全体に陽極６５５が形成される。なお、この時、陽極６５５は、導電膜６５３と接するように形成される。
【０１３３】
引き回し配線９０４はゲート信号線（図示せず）と同じ層に形成されており、導電膜６５３とは直接接触していない。そして引き回し配線９０４と陽極６５５は、引き回し配線９０４上に陽極６５５が重ねて形成される部分においてコンタクトを取っている。
【０１３４】
〔実施例２〕
次に、図６に示した素子基板を発光装置として完成させる方法について図７を用いて説明する。
【０１３５】
図７（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された１００１はソース信号線駆動回路、１００２は画素部、１００３はゲート信号線駆動回路である。また、１００４はカバー材、１００５はシール剤であり、シール剤１００５で囲まれた内側は、空間になっている。
【０１３６】
なお、１００８はソース信号線駆動回路１００１及びゲート信号線駆動回路１００３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）１００９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１３７】
次に、断面構造について図７（Ｂ）を用いて説明する。基板１０１０の上方には画素部１００２、ソース信号線駆動回路１００１が形成されており、画素部１００２は電流制御用ＴＦＴ１０１１とそのドレインに電気的に接続された陰極１０１２を含む複数の画素により形成される。また、ソース信号線駆動回路１００１はｎチャネル型ＴＦＴ１０１３とｐチャネル型ＴＦＴ１０１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路（図５参照）を用いて形成される。
【０１３８】
陰極１０１２は発光素子の陰極として機能する。また、陰極１０１２の両端には第１の絶縁層１０１５が形成され、陰極１０１２上には第２の絶縁層１０１６が形成され、第２の絶縁層１０１６の上には、緩衝層１０１７が形成される。また、緩衝層１０１７の上には有機化合物層１０１８が形成され、第１の絶縁層１０１７と有機化合物層１０１８上には発光素子１０１９の陽極１０２０が形成される。
【０１３９】
陽極１０２０は全画素に共通の配線としても機能し、配線１００８を経由してＦＰＣ１００９に電気的に接続されている。
【０１４０】
また、シール剤１００５によりカバー材１００４が貼り合わされている。なお、カバー材１００４と発光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、シール剤１００５の内側の空間１００７には窒素等の不活性気体が充填されている。なお、シール剤１００５としてはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、シール剤１００５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、空間１００７の内部に吸湿効果をもつ物質や酸化を防止する効果をもつ物質を含有させても良い。
【０１４１】
また、本実施例ではカバー材１００４を構成する材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Fiberglass-Reinforced Plastics）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０１４２】
また、シール剤１００５を用いてカバー材１００４を接着した後、さらに側面（露呈面）を覆うようにシール剤で封止することも可能である。
【０１４３】
以上のようにして発光素子を空間１００７に封入することにより、発光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といった有機化合物層の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、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【０１４４】
なお、本実施例の構成は、実施例１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。
【０１４５】
〔実施例３〕
ここで画素の詳細な上面構造を図８（Ａ）に、回路図を図８（Ｂ）に示す。図８において、基板上に設けられたスイッチング用ＴＦＴ１１００は図５のスイッチング用（ｎチャネル型）ＴＦＴ７０１を用いて形成される。従って、構造の説明はスイッチング用（ｎチャネル型）ＴＦＴ７０１の説明を参照すれば良い。また、１１０２で示される配線は、スイッチング用ＴＦＴ１１００のゲート電極１１０１（１１０１ａ、１１０１ｂ）を電気的に接続するゲート配線である。
【０１４６】
なお、本実施例ではチャネル形成領域が二つ形成されるダブルゲート構造としているが、チャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
【０１４７】
また、スイッチング用ＴＦＴ１１００のソースはソース配線１１０３に接続され、ドレインはドレイン配線１１０４に接続される。また、ドレイン配線１１０４は電流制御用ＴＦＴ１１０５のゲート電極１１０６に電気的に接続される。なお、電流制御用ＴＦＴ１１０５は図５の電流制御用（ｎチャネル型）ＴＦＴ７０４を用いて形成される。従って、構造の説明は電流制御用（ｎチャネル型）ＴＦＴ７０４の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１４８】
また、電流制御用ＴＦＴ１１０５のソースは電流供給線１１０７に電気的に接続され、ドレインはドレイン配線１１０８に電気的に接続される。また、ドレイン配線１１０８は点線で示される陰極１１０９に電気的に接続される。
【０１４９】
また、１１１０で示される配線は、消去用ＴＦＴ１１１１のゲート電極１１１２と電気的に接続するゲート配線である。なお、消去用ＴＦＴ１１１１のソースは、電流供給線１１０７に電気的に接続され、ドレインはドレイン配線１１０４に電気的に接続される。
【０１５０】
なお、消去用ＴＦＴ１１１１は図５の電流制御用（ｎチャネル型）ＴＦＴ７０４と同様にして形成される。従って、構造の説明は電流制御用（ｎチャネル型）ＴＦＴ７０４の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１５１】
また、１１１３で示される領域には保持容量（コンデンサ）が形成される。コンデンサ１１１３は、電流供給線１１０７と電気的に接続された半導体膜１１１４、ゲート絶縁膜と同一層の絶縁膜（図示せず）及びゲート電極１１０６との間で形成される。また、ゲート電極１１０６、第１層間絶縁膜と同一の層（図示せず）及び電流供給線１１０７で形成される容量も保持容量として用いることが可能である。
【０１５２】
なお、図８（Ｂ）の回路図で示す発光素子１１１５は、陰極１１０９と、陰極１１０９上に形成される有機化合物層（図示せず）と有機化合物層上に形成される陽極（図示せず）からなる。本発明において、陰極１１０９は、電流制御用ＴＦＴ１１０５のソース領域またはドレイン領域と接続している。
【０１５３】
発光素子１１１５の陽極には対向電位が与えられている。また電流供給線Ｖは電源電位が与えられている。そして対向電位と電源電位の電位差は、電源電位が陰極に与えられたときに発光素子が発光する程度の電位差に常に保たれている。電源電位と対向電位は、本発明の発光装置に、外付けのＩＣ等により設けられた電源によって与えられる。なお対向電位を与える電源を、本明細書では特に対向電源１１１６と呼ぶ。
【０１５４】
なお、本実施例の構成は、実施例１及び実施例２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。
【０１５５】
〔実施例４〕
本実施例では、実施例１で示したのとは異なる構造の発光素子を作製する方法について図９を用いて説明する。なお、実施例１の図５（Ａ）における第２の絶縁膜６５３の作製までは同様の工程なので省略する。
【０１５６】
図９（Ａ）に示すように、第２の絶縁層６５３上に絶縁性の緩衝層９０１を形成する。
【０１５７】
なお、本実施例においては、緩衝層９０１として元素周期律の第１族及び第２族に属するアルカリ金属及びアルカリ土類金属を含み、かつ形成される化合物が安定な絶縁性の材料により形成される。なお、本実施例では、フッ素との化合物であるフッ化物を用いて緩衝層９０１を形成する。具体的には、フッ化リチウムを用いる。また、本実施例のように緩衝層９０１が絶縁性である場合には０．１〜５ｎｍ、好ましくは０．１〜３ｎｍの厚さで形成する。
【０１５８】
また、本実施例では、緩衝層９０１が絶縁性であることから実施例１で示したように画素ごとにメタルマスク等を用いて独立して形成する必要はない。
【０１５９】
次に、第１の絶縁膜の開口部上に形成された第２の絶縁膜上に蒸着法を用いて、有機化合物層９０２を形成する。なお、本実施例では、赤、緑、青の３種類の発光を示す有機化合物により形成される有機化合物層を形成することからメタルマスクを用いて異なる有機化合物層毎に成膜を行う。なお、図９（Ｂ）には、３種類の有機化合物層のうち１種類が形成される様子を示すが、３種類の有機化合物層が形成されている。なお、本実施例において形成される有機化合物層は、実施例１で説明した有機化合物を用いることができる。
【０１６０】
次に、画素部の緩衝層９０１および有機化合物層９０２を覆うように蒸着法により第２の電極９０３が形成される。なお、その他の陽極の形成方法としては、イオンプレーティング法やスパッタリング法を用いることができる。本実施例における第２の電極９０３は、透明導電膜により形成され、その膜厚は８０〜１２０ｎｍとするのが望ましい。
【０１６１】
なお、本実施例では、第２の電極９０３として酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに２〜２０[％]の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いる。なお、本実施例では発光素子９０４の第２の電極９０３として透明性の導電膜であれば、公知の他の材料を用いることができる。
【０１６２】
以上のようにして、発光素子９０４を有する素子基板を形成することができる。なお、本実施例に示した素子基板は、実施例２による封止構造により発光装置を完成させることができ、さらに、実施例３で示す回路構成で実施することが可能である。
【０１６３】
〔実施例５〕
本実施例では、本発明に用いることができるＴＦＴについて、実施例１で示したＴＦＴとは構造の異なるものについて説明する。
【０１６４】
図１０（Ａ）において絶縁表面を有する基板１２１０上に第１の電極１２１１が形成されている。第１の電極１２１１は導電性を有する物質で形成されていれば良い。代表的には、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）から選ばれた一種または複数種からなる合金又は化合物で形成することができる。また何層かの導電性の膜を積層したものを、第１の電極として用いても良い。第１の電極１２１１は、１５０〜４００ｎｍの厚さを有している。
【０１６５】
この第１の電極１２１１を覆って、第１の絶縁膜１２１２を形成する。なお本実施例では、２層の絶縁膜（第１の絶縁膜Ａ １２１２ａ、第１の絶縁膜Ｂ １２１２ｂ）を積層したものを、第１の絶縁膜１２１２として用いている。図１０では、第１の絶縁膜Ａ １２１２ａとして、酸化窒化シリコン膜又は窒化シリコン膜で１０〜５０nmの厚さで形成する。第１の絶縁膜Ｂ １２１２ｂは酸化窒化シリコン膜又は酸化シリコン膜を用い、０．５〜１μmの厚さで形成する。酸化窒化シリコン膜を用いる場合にはプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏの混合ガスから作製され、膜中に窒素が２０〜４０原子％含まれる膜を適用する。この酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜等の窒素含有の絶縁膜を用いることにより、基板１２１０側からアルカリ金属などの不純物の拡散を防止することができる。
【０１６６】
第１の絶縁膜１２１２の表面は、先に形成した第１の電極１２１１に起因する凹凸を有していることがある。この場合、凹凸は表面を研磨することにより平坦化させるのが望ましい。なお、平坦化処理を行うことにより作製されたＴＦＴのオフ電流を低減させることができる。
【０１６７】
次に第１の絶縁膜１２１２上に半導体膜１２１３が形成される。半導体膜１２１３は、チャネル形成領域１２１８とチャネル形成領域１２１８を挟んでいる不純物領域１２１９とを有している。そして、半導体膜１２１３上には第２の絶縁膜１２１４が形成され、さらに第２の絶縁膜１２１４を間に挟んで、半導体膜１２１３上に第２の電極１２１５が形成されている。
【０１６８】
なお、第１の電極１２１１と第２の電極１２１５とは、チャネル形成領域１２１８を間に挟んで、互いに重なり合っている。その他、第３の絶縁膜１２１６、配線１２１７が形成される。なお、本発明の場合には、画素部の電流制御用ＴＦＴとして本実施例におけるＴＦＴを用いた場合には、配線と同時に不純物領域１２１９と接続された陰極が形成される。
【０１６９】
また、第１の電極１２１１と第２の電極１２１５とは、電気的に接続されていても良いし、どちらか一方の電極にコモン電圧を印加していても良い。
【０１７０】
第１の電極と第２の電極を電気的に接続し、図１０に示すように半導体膜の上下に２つの電極を重ねることにより、実質的に半導体膜の厚さを薄くしたのと同様、電圧の印加と共に早く空乏化し、電界効果移動度やサブスレッショルド係数を小さくし、オン電流を大きくすることができる。
【０１７１】
これに対して、どちらか一方の電極にコモン電圧を印加した場合には、電極が１つの場合に比べて閾値のばらつきを抑えることができ、なおかつオフ電流を抑えることができる。
【０１７２】
この様な構造を形成することによって、半導体膜の上下にチャネル（デュアルチャネル）を形成することができ、ＴＦＴの特性を向上させることができる。なお、本実施例において説明した構造を有するＴＦＴは、実施例１〜実施例４において示した発光装置のＴＦＴとして実施することができる。
【０１７３】
〔実施例６〕
発光素子を用いた発光装置は自発光型であるため、液晶表示装置に比べ、明るい場所での視認性に優れ、視野角が広い。従って、様々な電気器具の表示部に用いることができる。
【０１７４】
本発明により作製した発光装置を用いた電気器具として、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、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携帯情報端末は、視野角の広さが重要視されるため、発光素子を有する発光装置を用いることが好ましい。それら電気器具の具体例を図１１に示す。
【０１７５】
図１１（Ａ）は表示装置であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明により作製した発光装置は、表示部２００３に用いることができる。発光素子を有する発光装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶表示装置よりも薄い表示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０１７６】
図１１（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２１０２に用いることができる。
【０１７７】
図１１（Ｃ）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。本発明により作製した発光装置は表示部２２０３に用いることができる。
【０１７８】
図１１（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。本発明により作製した発光装置は表示部２３０２に用いることができる。
【０１７９】
図１１（Ｅ）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が、本発明により作製した発光装置はこれら表示部Ａ、Ｂ２４０３、２４０４に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０１８０】
図１１（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２５０２に用いることができる。
【０１８１】
図１１（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２６０２に用いることができる。
【０１８２】
ここで図１１（Ｈ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、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。本発明により作製した発光装置は、表示部２７０３に用いることができる。なお、表示部２７０３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。
【０１８３】
なお、将来的に有機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。
【０１８４】
また、上記電気器具はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増してきている。有機材料の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。
【０１８５】
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好ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に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好ましい。
【０１８６】
以上の様に、本発明により作製された発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用いることが可能である。また、本実施例の電気器具は実施例１〜実施例５を実施することにより作製された発光装置をその表示部に用いることができる。
【０１８７】
【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型の上方出射型の発光装置において、第一の電極と有機化合物層との間に仕事関数の小さい材料からなる緩衝層を形成することにより、第一の電極から有機化合物層へのキャリアの注入性を向上させることができる。
【０１８８】
また、ＴＦＴに接続された第一の電極と緩衝層の間に第２の絶縁層を設けることにより緩衝層から生じるアルカリイオンが移動してＴＦＴの特性に影響を与えるのを防ぐことができる。
【０１８９】
以上により、ＴＦＴの特性及び信頼性に影響を与えることなく発光素子の素子特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の発光装置について説明する図。
【図２】 本発明の発光装置の作製行程を説明する図。
【図３】 本発明の発光装置の作製行程を説明する図。
【図４】 本発明の発光装置の作製行程を説明する図。
【図５】 本発明の発光装置の作製行程を説明する図。
【図６】 本発明の発光装置の素子基板について説明する図。
【図７】 本発明の発光装置の封止構造について説明する図。
【図８】 本発明の発光装置における画素の上面図。
【図９】 本発明の発光装置の作製行程を説明する図。
【図１０】 本発明に用いるＴＦＴの構造について説明する図。
【図１１】 本発明の発光装置を用いた電気器具の図。
【発明の属する分野】
本発明は、一対の電極間に有機化合物を含む膜（以下、「有機化合物層」と記す）を設けた素子に電界を加えることで、蛍光又は燐光が得られる発光素子を用いた発光装置及びその作製方法に関する。尚、本発明における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスもしくは発光デバイスを指す。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム(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。
【０００２】
【従来の技術】
薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動などの特徴を有する有機化合物を発光体として用いた発光素子は、次世代のフラットパネルディスプレイへの応用が期待されている。特に、発光素子をマトリクス状に配置した表示装置（発光装置）は、従来の液晶表示装置と比較して、視野角が広く視認性が優れる点に優位性があると考えられている。
【０００３】
発光素子の発光機構は、一対の電極間に有機化合物層を挟んで電圧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。
【０００４】
このような発光装置には、パッシブマトリクス駆動（単純マトリクス型）とアクティブマトリクス駆動（アクティブマトリクス型）といった駆動方法を用いることが可能である。しかし、画素密度が増えた場合には、画素（又は１ドット）毎にスイッチが設けられているアクティブマトリクス型の方が低電圧駆動できるので有利であると考えられている。
【０００５】
アクティブマトリクス型の発光装置としては、絶縁表面上に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴとよぶ）を形成した後、ＴＦＴ上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜を介してＴＦＴと電気的に接続された発光素子の第一の電極が形成される。
【０００６】
さらに第一の電極上には、有機化合物層が形成され、有機化合物層には、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、ブロッキング層、電子輸送層及び電子注入層等が含まれる。なお、有機化合物層は単層で形成しても良いが、上述した複数の層を組み合わせて形成することもできる。
【０００７】
さらに、有機化合物層を形成した後で、第二の電極を形成することにより、発光素子が形成される。
【０００８】
なお、これらの電極が陽極となる場合には、電極材料として仕事関数の大きい金属が用いられ、陰極となる場合には、仕事関数の小さい金属やこれらを含む合金がそれぞれ用いられる。なお、仕事関数の小さい金属としては、代表的には元素周期律の１族もしくは２族に属する金属である。
【０００９】
また、これまでアクティブマトリクス型の発光装置としては、基板上のＴＦＴと電気的に接続された電極が陽極として形成され、陽極上に有機化合物層が形成され、有機化合物層上に陰極が形成される発光素子を有し、有機化合物層において生じた光を透明電極である陽極からＴＦＴの方へ取り出すという構造が主流である。
【００１０】
しかし、この構造においては、解像度を向上させようとすると画素部におけるＴＦＴ及び配線等の配置により開口率が制限されるという問題が生じていた。
【００１１】
そこで、本発明においては、基板上のＴＦＴと電気的に接続された電極を陰極とし、陰極上に有機化合物層を形成し、有機化合物層上に透明性の陽極を形成して開口率が向上する構造を形成する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
基板上のＴＦＴと電気的に接続された電極として、陰極を形成する場合には、通常ＴＦＴとの接続配線と陰極を同一の材料で形成することにより接続配線及び陰極を同時に形成することができる。
【００１３】
しかし、陰極材料には、仕事関数の小さい元素周期律の１族もしくは２族に属する元素が用いられる。これは、仕事関数に小さい材料を用いることにより陰極から注入されるキャリアの注入障壁を緩和することができるためである。しかし、これらの元素周期律の１族もしくは２族に属する元素は、アルカリイオンを生じやすく、またアルカリイオンは、酸化膜中を電界に応じて簡単に移動する。つまり、これらの陰極材料を配線に用いた場合、ＴＦＴの電気的特性やその信頼性はこれらアルカリ金属イオンによる汚染で著しく損なわれる。
【００１４】
そこで、本発明では、陰極と配線をパターニング等により別々に作製するといったような作製行程を複雑にすることなくこれまで通りに導電性の材料を用いて陰極を形成し、ＴＦＴの特性及び信頼性に影響を与えることなく発光素子の素子特性を向上させることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明における発光装置の構成は、絶縁表面上に形成された第一の電極と、第一の電極の端部を覆う第一の絶縁層と、第一の電極及び第一の絶縁層上に形成され、ＤＬＣ膜またはフッ化窒化珪素からなる第二の絶縁層と、第二の絶縁層上に形成された元素周期律の１族または２族に属する金属からなる緩衝層と、緩衝層上に形成された有機化合物層と有機化合物層上に形成された第二の電極とを有している。
【００１６】
また、上記構成の他に、ソース領域及びドレイン領域を有する薄膜トランジスタと、ソース領域及びドレイン領域上の層間絶縁膜と、層間絶縁膜に形成された開口部及び層間絶縁膜上に形成され、かつドレイン領域に接続される第一の電極と、第一の電極上において開口部を形成し、かつ、第一の電極の端部を覆いテーパー状の縁を有する第一の絶縁層と、第一の電極及び前記第一の絶縁層上に形成され、ＤＬＣ膜またはフッ化窒化珪素から成る第二の絶縁層と、第二の絶縁層上に形成され、元素周期律の１族または２族に属する金属からなる緩衝層と、前記緩衝層上に形成された有機化合物層と、有機化合物層上に形成された第二の電極とを有している。なお、第一の絶縁層は、バンクとも呼ばれる。
【００１７】
絶縁表面又は層間絶縁膜はポリイミド又はアクリル、或いは窒化珪素又は酸化窒化珪素で形成する。
【００１８】
また、第一の電極は、陰極として機能し、基板上に形成されたＴＦＴと接続して形成されることから、アルミニウム、チタンおよびタングステンなどの低抵抗な金属材料を用いて形成される。
【００１９】
なお、第二の絶縁層は、緩衝層から生じたアルカリイオンが電界を加えた際に第一の電極中を移動して、ＴＦＴの特性及び信頼性に影響を与えるのを防ぐために設けられている。
【００２０】
なお、第二の絶縁層を形成する材料としては、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）、またはフッ化窒化珪素等があるが、特にＤＬＣ膜が好ましい。ＤＬＣ膜は、ダイヤモンド結合（sp3結合）とグラファイト結合（SP2結合）が混在した非晶質膜である。ＤＬＣ膜の性質は、１５５０（ｃｍ-1）あたりに非対称のピークを有し、１３００（ｃｍ-1）あたりに肩を持つラマンスペクトル分布を有し、微小硬度計における測定で１５〜２５（ＧＰａ）の硬度を示す。ＤＬＣ膜は、硬度が大きく、科学的に不活性で、可視光から赤外光に対して透明であり、さらに電気抵抗が高いなど、ダイヤモンドに類似した性質を多くもつため、このように称される。以上に示した性質と緻密な構造からアルカリイオンの侵入を防ぐための保護膜として適している。
【００２１】
一方、フッ化窒化珪素は、フッ素を含む窒化珪素膜であり、また、フッ素は反応性の高い物質であることから、緩衝層からフッ化珪素膜に移動したアルカリイオンと反応してフッ化物を形成することができる。特にフッ化リチウムなどのように形成されたフッ化物が非常に安定な物質である場合には、フッ化珪素膜中にアルカリイオンをトラップすることができるために適した膜であるといえる。
【００２２】
以上により第二の絶縁層を形成することにより、アルカリイオンがＴＦＴの特性に影響を与えるのを防ぐことができる。
【００２３】
なお、第二の絶縁層の膜厚は、第一の電極から電界がかけられたときに電流が流れる程度の膜厚である必要がある。なお、ここでいう電流には、トンネル電流（ｔｕｎｎｅｌ ｃｕｒｒｅｎｔ）も含まれる。具体的には０．１〜１０ｎｍ、好ましくは０．５〜５ｎｍの厚さで形成する。第一の電極及び第一の絶縁層にかけてこのような薄い膜厚で均一性良く被膜を形成するためには、プラズマＣＶＤ法又はスパッタ法で形成することが望ましい。
【００２４】
また、緩衝層は、第一の電極を形成する電極材料よりも仕事関数の小さい材料からなり、第一の電極側の仕事関数を実質的に低減させている。なお、本明細書中において、緩衝層とは、元素周期律の１族または２族に属する元素、すなわちアルカリ金属及びアルカリ土類金属または、これらを含む合金膜からなるもののことをいう。また、緩衝層を形成する材料には、導電性及び絶縁性を有するいずれの材料からなる場合も含まれるものとする。なお、緩衝層が導電性の材料からなる場合には、第一の電極のみと重なる位置に形成されるが、フッ化リチウムなどの絶縁性の材料からなる場合には、必ずしも第一の電極のみと重なる位置に形成する必要はなく、複数の第一の電極上に同一の材料で、かつ連続的に形成されていてもよい。また、緩衝層が導電性の膜で形成される導電層の場合には、１〜５０ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍの厚さで形成することができるが、絶縁性の膜で形成される絶縁層の場合には０．１〜５ｎｍ、好ましくは０．１〜３ｎｍの厚さで形成することができる。
【００２５】
なお、多くの有機材料は金属や無機半導体に比べて電子親和力が小さいために電子注入のためには仕事関数の小さな電極が必要となることから、仕事関数の小さな金属を含む材料からなる緩衝層を設けることで有機化合物からなる有機化合物層へのキャリアの注入性を向上させることができる。
【００２６】
なお、仕事関数の小さい金属は大気中で不安定であり、酸化や剥離が問題となることから酸化に対する耐性及び成膜性を向上させる面から単体よりも異なる金属材料との合金を用いることが望ましい。
【００２７】
具体的には、マグネシウムに銀を添加した合金や、アルミニウムにリチウムを添加した合金、アルミニウムにリチウム、カルシウム及びマグネシウムを含んだ合金などがある。なお、リチウムを添加したアルミニウム合金は、最もアルミニウムの仕事関数を小さくすることができることが知られている。
【００２８】
また、有機化合物層とは陰極及び陽極から注入されたキャリアが再結合する場であり、発光層のみの単層で形成される場合もあるが、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、ブロッキング層、電子輸送層および電子注入層などの複数の層が積層されて形成される場合も本発明に含まれる。
【００２９】
また、第二の電極は陽極としての機能を有するものであり、透明性の材料からなり、有機化合物層で生じた光を外部に放出する側の電極となる。
【００３０】
また、上記問題点を解決するために、本発明の発光装置の作製方法は、絶縁表面上に第一の電極を形成し、第一の電極の端部を覆いテーパー状の縁を有する第一の絶縁層を形成し、第一の電極及び前記第一の絶縁層上に、フッ化窒化珪素、またはＤＬＣ膜から成る第二の絶縁層を形成し、第二の絶縁層上に元素周期律の１族または２族に属する金属からなる緩衝層を形成し、緩衝層上に有機化合物層を形成し、有機化合物層上に第二の電極を形成する方法である。
【００３１】
また、他の方法は、ソース領域及びドレイン領域を有する薄膜トランジスタの前記ソース領域及びドレイン領域上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜に前記ドレイン領域に達する開口部を形成した後、前記開口部及び層間絶縁膜上に前記ドレイン領域と接続された第一の電極を形成し、第一の電極を覆う絶縁層を形成した後、第一の電極上において開口部を形成して第一の絶縁層を設け、第一の電極及び前記第一の絶縁層上にフッ化窒化珪素、およびＤＬＣ膜から成る第二の絶縁層を形成し、第二の絶縁層上に元素周期律の１族または２族に属する金属からなる緩衝層を形成し、緩衝層上に有機化合物層を形成し、有機化合物層上に第二の電極を形成する方法である。
【００３２】
尚、本発明における発光素子は、一重項励起状態又は三重項励起状態のいずれか一方、またはその両者による発光を含むものとする。
【００３３】
以上により、本発明の発光装置およびその作製方法を実施して陰極となる第一の電極を形成した後で、電流が流れる第二の絶縁膜を間に挟み仕事関数の小さい材料からなる緩衝層を設けることで、ＴＦＴの特性及び信頼性に影響を与えることなく発光素子の駆動電圧を低電圧化させることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態として、発光装置の画素部の作製方法及びその構造について図１を用いて説明する。
【００３５】
図１（Ａ）において、基板１００上にＴＦＴ１０１を形成する。ここで示したＴＦＴは、発光素子に流れる電流を制御するためのＴＦＴであり、本明細書中においては電流制御用ＴＦＴ１０１と称する。このＴＦＴ１０１の半導体膜には、一導電型の不純物が添加されたソース領域１０２とドレイン領域１０３が形成されている。
【００３６】
電流制御用ＴＦＴ１０１上に、層間絶縁膜１０４を形成する。第１の層間絶縁膜１０４はポリイミド、アクリル、ポリイミドアミドなどの有機樹脂材料で形成する。これらの材料は、スピナーで塗布した後、加熱して焼成又は重合させて形成することで、表面を平坦化することができる。また、有機樹脂材料は、一般に誘電率が低いため、寄生容量を低減できる。
【００３７】
次いで、第１の層間絶縁膜１０４からの脱ガスが発光素子に悪影響を及ぼさないように第１の層間絶縁膜１０４上に第２の層間絶縁膜１０５を形成する。第２の層間絶縁膜１０５は、無機絶縁膜、代表的には、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化珪素膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すればよく、プラズマＣＶＤ法で反応圧力２０〜２００Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）で電力密度０．１〜１．０W/cm2で放電させて形成する。もしくは、層間絶縁膜表面にプラズマ処理をして、水素、窒素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガスから選ばれた一種または複数種の気体元素を含む硬化膜を形成してもよい。
【００３８】
その後、図１（Ｂ）に示すように所望のパターンのレジストマスクを形成し、電流制御用ＴＦＴ１０１のドレイン領域に達するコンタクトホールを形成して、陰極となる第１の電極１０６を形成する。ここで用いる電極材料としては、導電性の金属膜としてＡｌやＴｉの他、これらの合金材料を用い、スパッタ法や真空蒸着法で成膜した後、所望の形状にパターニングすればよい。
【００３９】
続いて、図１（Ｃ）に示すように全面にポリイミド、アクリル、ポリイミドアミドから成る有機樹脂膜を形成する。これらは、加熱して硬化する熱硬化性材料のもの或いは紫外線を照射して硬化させる感光性材料のものを採用することができる。熱硬化性材料を用いた場合は、その後、レジストのマスクを形成し、ドライエッチングにより第１の電極１０６上に開口部を有する第１の絶縁層１０７を形成する。感光性材料を用いた場合は、フォトマスクを用いて露光と現像処理を行うことにより第１の電極１０６上に開口部を有する第１の絶縁層１０７を形成する。いずれにしても第１の絶縁層１０７は、第１の電極１０６の端部を覆いテーパー状の縁を有するように形成する。縁をテーパー状に形成することで、その後形成する第２の絶縁層や有機化合物層などの被覆性を良くすることができる。
【００４０】
さらに、２００〜３００℃、好ましくは２５０℃で加熱して、第１の絶縁層１０７に含まれる水分を放出させる。これにより、発光素子が完成した後における第１の絶縁層の体積変化や脱水を防止でき、発光装置の初期劣化及び長期的な安定性を確保することができる。
【００４１】
次に、図１（Ｄ）に示すように第２の絶縁層１０８を形成する。第２の絶縁層１０８は、フッ化窒化珪素、またはＤＬＣ膜、又は炭素を主成分とする絶縁性材料で形成する。本実施の形態において、プラズマＣＶＤ法又はスパッタ法で作製されたＤＬＣ膜を用いる。
【００４２】
この第２の絶縁層１０８は、第１の電極１０６と、後に形成される緩衝層１０９との間に形成されるため、電界がかけられたときに電流が流れる程度の厚さとする必要がある。そのために、厚さを０．１〜１０ｎｍ、好ましくは０．５〜５ｎｍとして形成する。
【００４３】
次に第２の絶縁層１０８上には、仕事関数の小さい元素周期律の１族もしくは２族に属する元素または、これらを含む合金からなる緩衝層１０９が蒸着法により形成される。特に仕事関数が小さいという点では、ＬｉやＡｌ：Ｌｉといった材料を用いることが望ましい。なお、緩衝層１０９は、メタルマスクを用いた蒸着法（もしくは共蒸着法）により画素ごとに独立して形成し、その膜厚は、１〜５０ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍの膜厚とすればよい。
【００４４】
以上のように緩衝層１０９を設けることで、キャリアが注入される際のエネルギー障壁を小さくすることができるためにキャリアの注入性を高めることができる。
【００４５】
次に図１（Ｅ）に示すように有機化合物層１１０が形成される。有機化合物層１１０は、発光層の他に正孔注入層として、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層およびバッファー層といった複数の層を組み合わせて積層し形成される。なお、有機化合物層１１０は１０〜１５０ｎｍ程度の厚さで形成される。
【００４６】
また、有機化合物層１１０を成膜した後に第２の電極１１１を蒸着法により形成する。第２の電極１１１を形成する電極材料としては、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）または酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いて形成する。なお、第２の電極１１１の膜厚は８０〜２００ｎｍ程度が好ましい。
【００４７】
以上のように、第１の電極１０６上に電流を流し得る程度の厚さで第２の絶縁層１０８を設けることにより、緩衝層から生じたアルカリイオンによる影響をＴＦＴに与えることなく第一の電極側の仕事関数を小さくすることができるので、発光素子における駆動電圧を低減し、素子特性を向上させることができる。
【００４８】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例では、同一基板上に画素部と、画素部の周辺に設ける駆動回路のＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴ）を同時に作製し、さらに、画素部にはＴＦＴと電気的に接続された発光素子を形成して、素子基板を作製する方法について図２〜図５を用いて説明する。
【００４９】
まず、本実施例ではコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板６００を用いる。なお、基板６００としては、透光性を有する基板であれば限定されず、石英基板を用いても良い。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよい。
【００５０】
次いで、基板６００上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜６０１を形成する。本実施例では下地膜６０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。下地膜６０１の一層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、ＮＨ3、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜６０１ａを１０〜２００ｎｍ（好ましくは５０〜１００ｎｍ）形成する。
【００５１】
本実施例では、膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜６０１ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した。次いで、下地膜６０１のニ層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜３０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０ｎｍ）の厚さに積層形成する。本実施例では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜３０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成する。
【００５２】
次いで、下地膜上に半導体層６０２〜６０５を形成する。半導体層６０２〜６０５は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜した後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）を行って得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニングして形成する。この半導体層６０２〜６０５の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくは珪素（シリコン）またはシリコンゲルマニウム（ＳｉXＧｅ1-X（Ｘ＝０．０００１〜０．０２））合金などで形成すると良い。
【００５３】
本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜した後、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素膜上に保持させる。この非晶質珪素膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行い、さらに結晶化を改善するためのレーザーアニ―ル処理を行って結晶質珪素膜を形成する。そして、この結晶質珪素膜をフォトリソグラフィ−法によるパターニング処理によって、半導体層６０２〜６０５を形成する。
【００５４】
また、半導体層６０２〜６０５を形成する前、もしくは、形成した後、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元素（ボロンまたはリン）のドーピングを行ってもよい。
【００５５】
また、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやＹＡＧレーザー、ＹＶＯ4レーザーを用いることができる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００mJ/cm2(代表的には２００〜３００mJ/cm2)とする。また、ＹＡＧレーザーを用いる場合にはその第２高調波を用いパルス発振周波数３０〜３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００mJ/cm2(代表的には３５０〜５００mJ/cm2)とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率（オーバーラップ率）を５０〜９０％として行えばよい。
【００５６】
次いで、半導体層６０２〜６０５を覆うゲート絶縁膜６０７を形成する。ゲート絶縁膜６０７はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成する。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【００５７】
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Ortho silicate）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【００５８】
次いで、図２（Ａ）に示すように、ゲート絶縁膜６０７上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜６０８と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜６０９とを積層形成する。本実施例では、膜厚３０ｎｍのＴａＮ膜からなる第１の導電膜６０８と、膜厚３７０ｎｍのＷ膜からなる第２の導電膜６０９を積層形成する。ＴａＮ膜はスパッタ法で形成し、Ｔａのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でスパッタする。また、Ｗ膜は、Ｗのターゲットを用いたスパッタ法で形成する。その他に６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いる熱ＣＶＤ法で形成することもできる。
【００５９】
いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のＷ（純度９９．９９９９％）のターゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができる。
【００６０】
なお、本実施例では、第１の導電膜６０８をＴａＮ、第２の導電膜６０９をＷとしたが、特に限定されず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または前記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、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕからなる合金を用いてもよい。
【００６１】
また、第１の導電膜をタンタル（Ｔａ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化チタン（ＴｉＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＡｌ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＣｕ膜とする組み合わせ、第１の導電膜をＷ、Ｍｏ、もしくはＷとＭｏからなる膜で形成し、第２の導電膜をＡｌとＳｉ、ＡｌとＴｉ、ＡｌとＳｃ、もしくはＡｌとＮｄとからなる膜で形成し、第３の導電膜をＴｉ、ＴｉＮ、もしくはＴｉとＴｉＮからなる膜で形成する組み合わせとしてもよい。
【００６２】
次に、図２（Ｂ）に示すようにフォトリソグラフィ−法を用いてレジストからなるマスク６１０〜６１３を形成し、電極及び配線を形成するための第１のエッチング処理を行う。第１のエッチング処理では第１及び第２のエッチング条件で行う。本実施例では第１のエッチング条件として、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを行う。ここでは、松下電器産業（株）製のＩＣＰを用いたドライエッチング装置（Model Ｅ６４５−□ＩＣＰ）を用いる。基板側（試料ステージ）にも１５０ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。
【００６３】
この第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチングして第１の導電層の端部をテーパー形状とする。第１のエッチング条件でのＷに対するエッチング速度は２００．３９ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は８０．３２ｎｍ／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択比は約２．５である。また、この第１のエッチング条件によって、Ｗのテーパー角は、約２６°となる。
【００６４】
この後、図２（Ｂ）に示すようにレジストからなるマスク６１０〜６１３を除去せずに第２のエッチング条件に変え、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とを用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行う。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ4とＣｌ2を混合した第２のエッチング条件ではＷ膜及びＴａＮ膜とも同程度にエッチングされる。
【００６５】
第２のエッチング条件でのＷに対するエッチング速度は５８．９７ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は６６．４３ｎｍ／ｍｉｎである。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。
【００６６】
上記第１のエッチング処理では、レジストからなるマスクの形状を適したものとすることにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第１の導電層及び第２の導電層の端部がテーパー形状となる。このテーパー部の角度は１５〜４５°とすればよい。こうして、第１のエッチング処理により第１の導電層と第２の導電層から成る第１の形状の導電層６１５〜６１８（第１の導電層６１５ａ〜６１８ａと第２の導電層６１５ｂ〜６１８ｂ）を形成する。６２０はゲート絶縁膜であり、第１の形状の導電層６１５〜６１８で覆われない領域は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【００６７】
そして、レジストからなるマスクを除去せずに第１のドーピング処理を行い、半導体層にｎ型を付与する不純物元素を添加する（図２（Ｂ））。ドーピング処理はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０13〜５×１０15atoms/cm2とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を１．５×１０15atoms/cm2とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行う。
【００６８】
ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いる。この場合、導電層６１５〜６１８がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に高濃度不純物領域６２１〜６２４が形成される。高濃度不純物領域６２１〜６２４には１×１０20〜１×１０21atoms/cm3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加する。
【００６９】
次いで、図２（Ｃ）に示すようにレジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング処理を行う。第２のエッチング処理では第３及び第４のエッチング条件で行う。ここでは、第３のエッチング条件として、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とを用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成して約６０秒程度のエッチングを行う。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ4とＣｌ2を混合した第３のエッチング条件ではＷ膜及びＴａＮ膜とも同程度にエッチングされる。
【００７０】
第３のエッチング条件でのＷに対するエッチング速度は５８．９７ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は６６．４３ｎｍ／ｍｉｎである。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。
【００７１】
この後、図２（Ｃ）に示すようにレジストからなるマスク６１０〜６１３を除去せずに第４のエッチング条件に変え、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２０／２０／２０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成して、約２０秒程度のエッチングを行う。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。
【００７２】
第４のエッチング処理でのＴａＮに対するエッチング速度は１４．８３ｎｍ／ｍｉｎである。従って、Ｗ膜が選択的にエッチングされる。この第４のエッチング処理により第２の導電層６２６〜６２９（第１の導電層６２６ａ〜６２９ａと第２の導電層６２６ｂ〜６２９ｂ）を形成する。
【００７３】
次いで、図３（Ａ）に示すように第２のドーピング処理を行う。ドーピングは第２の導電層６２６ｂ〜６２９ｂを不純物元素に対するマスクとして用い、第１の導電層におけるテーパー部下方の半導体層に不純物元素が添加されるようにドーピングする。本実施例では、不純物元素としてＰ（リン）を用い、ドーズ量１．５×１０14、電流密度０．５μＡ、加速電圧９０ｋｅＶにてプラズマドーピングを行う。
【００７４】
こうして、第１の導電層と重なる低濃度不純物領域６３１ａ〜６３４ａ、第１の導電層と重ならない低濃度不純物領域６３１ｂ〜６３４ｂを自己整合的に形成する。なお、この低濃度不純物領域６３１〜６３４へ添加されるリン（Ｐ）の濃度は、１×１０17〜５×１０18atoms/cm3である。また、高濃度不純物領域６２１〜６２４にも不純物元素が添加され、高濃度不純物領域６３５〜６３８を形成する。
【００７５】
次いで、図３（Ｂ）に示すようにレジスト（６３９、６４０）からなるマスクを形成して第３のドーピング処理を行う。この第３のドーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層に前記一導電型（ｎ型）とは逆の導電型（ｐ型）を付与する不純物元素が添加された不純物領域６４１、６４２を形成する。第１の導電層６２７ａ、および第２の導電層６２７ｂを不純物元素に対するマスクとして用い、ｐ型を付与する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を形成する。
【００７６】
本実施例では、不純物領域６４１、６４２はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成する。第１のドーピング処理及び第２のドーピング処理によって、不純物領域６４１、６４２にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、そのいずれの領域においてもｐ型を付与する不純物元素の濃度が２×１０20〜２×１０21atoms/cm3となるようにドーピング処理することにより、ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。
【００７７】
次いで、レジストからなるマスク６３９、６４０を除去して図３（Ｃ）に示すように第１の層間絶縁膜６４３を形成する。本実施例では、第１の層間絶縁膜６４３として、珪素を含む第１の絶縁膜６４３ａと有機絶縁材料からなる第２の絶縁膜６４３ｂとの積層膜を形成する。
【００７８】
まず、珪素を含む第１の絶縁膜６４３ａとしては、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜と膜厚１００ｎｍの窒化珪素膜の積層膜を形成する。勿論、第１の絶縁膜６４３ａは上述した積層膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【００７９】
次いで、それぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する工程を行う。この活性化工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜５５０℃で行えばよく、本実施例では５５０℃、４時間の熱処理で活性化処理を行った。なお、熱アニール法の他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。
【００８０】
なお、本実施例では、上記活性化処理と同時に、結晶化の際に触媒として使用したニッケルが高濃度のリンを含む不純物領域（６３５、６３７、６３８）にゲッタリングされ、主にチャネル形成領域となる半導体層中のニッケル濃度が低減される。このようにして作製したチャネル形成領域を有するＴＦＴはオフ電流値が下がり、結晶性が良いことから高い電界効果移動度が得られ、良好な特性を達成することができる。
【００８１】
また、第１の絶縁膜を形成する前に活性化処理を行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱に弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するため層間絶縁膜（シリコンを主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素膜）を形成した後で活性化処理を行うことが好ましい。
【００８２】
その他、活性化処理を行った後でドーピング処理を行い、第１の絶縁膜を形成させても良い。
【００８３】
さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。本実施例では水素を約３％の含む窒素雰囲気中で４１０℃、１時間の熱処理を行った。この工程は層間絶縁膜に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。
【００８４】
また、活性化処理としてレーザーアニール法を用いる場合には、上記水素化を行った後、エキシマレーザーやＹＡＧレーザー等のレーザー光を照射することが望ましい。
【００８５】
次いで、第１の絶縁膜６４３ａ上に有機絶縁材料から成る第２の絶縁膜６４３ｂを形成する。本実施例では膜厚１．０μｍのアクリル樹脂膜を形成する。
【００８６】
第２の絶縁膜６４３ｂとしては、有機絶縁材料としては、ポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）などの有機樹脂を用いることができる。
【００８７】
以上により、第１の絶縁膜と第２の絶縁膜からなる第１の層間絶縁膜を形成することができる。
【００８８】
次いで、各不純物領域６３５、６３６、６３７、６３８に達するコンタクトホールを形成するためのパターニングを行う。
【００８９】
本実施例では、第１の絶縁膜としてプラズマＣＶＤ法により珪素を含む絶縁膜を形成し、第２の絶縁膜としてアクリルからなる絶縁膜を形成していることから、コンタクトホールの形成には、ドライエッチングまたはウエットエッチングを用いることができるが、本実施例では、ＲＩＥ装置を用いた、ドライエッチングを行う。
【００９０】
はじめに、第２の絶縁膜のエッチングを行う。この時、エッチングガス用にＣＦ4とＯ2とＨｅとを用い、それぞれのガス流量比を５／９５／４０（ｓｃｃｍ）とし、６６．５Ｐａの圧力で電極に５００ＷのＲＦ電力を投入する。
【００９１】
次に第１の絶縁膜のエッチングを行う。この時には、第１の絶縁膜の時と同様のエッチングガスを用い、それぞれのガスの流量比を６０／４０／３５（ｓｃｃｍ）に変えて、６６．５Ｐａの圧力で電極に４００ＷのＲＦ電力を投入することによりエッチングを行う。
【００９２】
そして、各高濃度不純物領域６３５、６３６、６３７、６３８とそれぞれ電気的に接続する配線６４０〜６４６と陰極６４９を形成する。本実施例では、Ａｌを用い、５００ｎｍの膜厚に成膜した後、これをパターニングして形成するが、ＴｉやＡｌ：Ｓｉの他、Ａｌ：Ｌｉなどの合金、またはこれらの積層膜を導電膜として用いても良い。
【００９３】
なお、本実施例では、陰極６４９は配線形成と同時に形成され、高濃度不純物領域６３８との配線を兼ねて形成される。
【００９４】
次に絶縁膜を１μｍの厚さに成膜する。なお、本実施例においては、絶縁膜を形成する材料として酸化珪素からなる膜を用いているが、場合によっては、窒化珪素および酸化窒化珪素といった珪素を含む絶縁膜の他、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）といった有機樹脂膜を用いることもできる。
【００９５】
この絶縁膜を第３のエッチング処理を行うことにより陰極６４９に対応する位置に開口部を形成して、第１の絶縁膜６５２を形成する（図４（Ｂ））。
【００９６】
具体的には、はじめにフォトリソグラフィ−法を用いてレジストからなるマスクを形成し、第１の絶縁膜６５２を形成するための第３のエッチング処理を行う。なお、第３のエッチング処理においてもＩＣＰエッチング法を用い、第５のエッチング条件で行う。
【００９７】
本実施例では第５のエッチング条件として、エッチング用ガスにＣＨＦ3とＡｒとを用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行う。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。これにより絶縁膜の一部がエッチングされ、図４（Ｂ）に示すように第１の絶縁膜６５２が形成される。
【００９８】
次に、図５（Ａ）で示すように陰極６４９および第１の絶縁膜６５２上に第２の絶縁層６５３が蒸着法により形成される。なお、本実施例では、プラズマＣＶＤ法又はスパッタ法で作製されたＤＬＣ膜を用いる。
【００９９】
第２の絶縁層６５３は、第１の電極６４９と、後に形成される緩衝層との間に形成されるため、電流が流れる程度の厚さとする必要がある。そのために、厚さを０．１〜１０ｎｍ、好ましくは０．５〜５ｎｍとして形成する。
【０１００】
次に、第２の絶縁層６５３上に緩衝層６５４を蒸着法により形成する。なお、本実施例では、緩衝層６５４を形成する材料として、元素周期律の第１族または第２族に属する金属材料もしくは、これらの金属材料を含む導電性の材料を用いる。
【０１０１】
本実施例では、緩衝層６５４が導電性の材料を用いて形成されることから、画素部にマトリクス状に形成される画素ごとに独立して緩衝層６５４を形成する必要がある。そこで、本実施例では、メタルマスクを用いた蒸着法により、画素ごとに独立して形成する。
【０１０２】
なお、緩衝層６５４の膜厚は、具体的には１〜５０ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍの厚さで形成する。
【０１０３】
次に、図５（Ｂ）に示すように緩衝層６５４上に有機化合物層６５５を蒸着法により形成する。ここでは、本実施例において赤、緑、青の３種類の発光を示す有機化合物により形成される有機化合物層のうちの一種類が形成される様子を示すが、３種類の有機化合物層を形成する有機化合物の組み合わせについて、以下に詳細に説明する。
【０１０４】
はじめに、赤色発光を示す有機化合物層を形成する。本実施例における赤色発光の有機化合物層は、電子輸送性の有機化合物、ブロッキング性の有機化合物、発光性の有機化合物、ホスト材料、正孔輸送性の有機化合物および正孔注入性の有機化合物から形成される。
【０１０５】
具体的には、電子輸送性の有機化合物である、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ3と示す）を２５ｎｍの膜厚に成膜し、ブロッキング性の有機化合物である、バソキュプロイン（以下、ＢＣＰと示す）を８ｎｍの膜厚に成膜し、発光性の有機化合物である、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ、２３Ｈ−ポルフィリン−白金（以下、ＰｔＯＥＰと示す）をホストとなる有機化合物（以下、ホスト材料という）である４，４’−ジカルバゾール−ビフェニル（以下、ＣＢＰと示す）と共に共蒸着させて２５〜４０ｎｍの膜厚に成膜し、正孔輸送性の有機化合物である、４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（以下、α−ＮＰＤと示す）を４０ｎｍの膜厚に成膜し、正孔注入性の有機化合物である、銅フタロシアニン（以下、Ｃｕ−Ｐｃと示す）を１５ｎｍの膜厚に成膜することにより赤色発光の有機化合物層を形成することができる。
【０１０６】
なお、ここでは赤色発光の有機化合物層として、６種類の機能の異なる有機化合物を用いて形成する場合について説明したが、本発明はこれに限られることはなく、赤色発光を示す有機化合物として公知の材料を用いることができる。
【０１０７】
次に、緑色発光を示す有機化合物層を形成する。本実施例における緑色発光の有機化合物層は、電子輸送性の有機化合物、ブロッキング性の有機化合物、発光性の有機化合物、ホスト材料、正孔輸送性の有機化合物および正孔注入性の有機化合物から形成される。
【０１０８】
具体的には、電子輸送性の有機化合物である、Ａｌｑ3を４０ｎｍの膜厚で成膜し、ブロッキング性の有機化合物である、ＢＣＰを１０ｎｍの膜厚で成膜し、正孔輸送性のホスト材料としてＣＢＰを用い、発光性の有機化合物であるトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）3）と共に共蒸着することにより５〜４０ｎｍの膜厚で成膜し、正孔輸送性の有機化合物である、α−ＮＰＤを１０ｎｍの膜厚で成膜し、正孔輸送性の有機化合物である、ＭＴＤＡＴＡを２０ｎｍの膜厚で成膜し、正孔注入性の有機化合物である、Ｃｕ−Ｐｃを１０ｎｍの膜厚で成膜することにより緑色発光の有機化合物を形成することができる。
【０１０９】
なお、ここでは緑色発光の有機化合物層として、７種類の機能の異なる有機化合物を用いて形成する場合について説明したが、本発明はこれに限られることはなく、緑色発光を示す有機化合物として公知の材料を用いることができる。
【０１１０】
次に、青色発光を示す有機化合物層を形成する。本実施例における青色発光の有機化合物層は、電子輸送性の有機化合物、ブロッキング性の有機化合物、発光性の有機化合物、および正孔注入性の有機化合物から形成される。
【０１１１】
具体的には、電子輸送性の有機化合物である、Ａｌｑ3を４０ｎｍの膜厚で成膜し、ブロッキング性の有機化合物である、ＢＣＰを１０ｎｍの膜厚に成膜し、発光性の有機化合物である、α−ＮＰＤを４０ｎｍの膜厚で成膜し、正孔注入性の有機化合物である、Ｃｕ−Ｐｃを２０ｎｍの膜厚に成膜することにより青色発光の有機化合物層を形成することができる。
【０１１２】
なお、ここでは青色発光の有機化合物層として、４種類の機能の異なる有機化合物を用いて形成する場合について説明したが、本発明はこれに限られることはなく、青色発光を示す有機化合物として公知の材料を用いることができる。
【０１１３】
以上に示した有機化合物を陰極上に形成することにより画素部において、赤色発光、緑色発光及び青色発光を示す有機化合物層を形成することができる。
【０１１４】
次に、有機化合物層６５５及び第２の絶縁膜６５３を覆って、透明導電膜からなる第２の電極６５６を形成する。本実施例では、第２の電極は、陽極として機能し、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに２〜２０[％]の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を８０〜１２０ｎｍの膜厚に成膜して用いる。なお、本実施例では仕事関数の大きい透明性の導電膜であれば、第２の電極６５６に公知の他の材料を用いることができる。
【０１１５】
なお、ＩＴＯ膜は、蒸着法を用いて形成することができる。本実施例では特にイオンプレーティング法を用いて形成する場合について説明する。
【０１１６】
イオンプレーティング法は、蒸着法に分類される気相表面処理技術の１つであり、何らかの方法で蒸発させた蒸着物質を、高周波プラズマあるいは真空放電でイオン化または励起させ、蒸着させる基板に負電位を与えることで該イオンを加速し、基板に付着させる方法である。
【０１１７】
イオンプレーティング法を用いて第２の電極６５６を形成する際の具体的な条件として、０．０１〜１Ｐａの不活性ガス雰囲気下において、基板温度を１００〜３００℃に保って蒸着させることが望ましい。そして７０％以上の焼結密度を有する蒸発源としてのＩＴＯを用いることが望ましい。なお、イオンプレーティング法を用いる際の最適な条件は、実施者が適宜選択することができる。
【０１１８】
また、高周波プラズマを用いて蒸着物質をイオン化または励起することで、より蒸着物質のイオン化する率または励起する率を高めることができ、なおかつイオン化または励起された蒸着物質が高いエネルギー状態にあるので、速い蒸発速度を有したままで酸素との結合を十分に行うことができる。このため、高速度で良質な膜の形成が可能である。
【０１１９】
なお、本実施例の第２の電極６５６の形成方法は、上述したイオンプレーティング法に限定されない。ただし、イオンプレーティング法を用いて形成された膜は密着性が高く、また比較的低い温度でも結晶性の高いＩＴＯ膜を成膜することができるので、ＩＴＯの抵抗を低くすることができ、さらに比較的広い面積における均一な成膜が可能であり、基板の大型化に適しているといえる。
【０１２０】
こうして図５（Ｂ）に示すように、電流制御用ＴＦＴ７０４に電気的に接続された第１の電極６４９と、第１の電極６４９と隣の画素が有する第１の電極（図示せず）との隙間に形成された第１の絶縁膜６５２と、第１の絶縁膜６５２及び第１の電極６４９上に形成された第２の絶縁膜６５３と、第２の絶縁膜６５３上に形成された緩衝層６５４と、第２の絶縁膜６５３及び緩衝層６５４上に形成された有機化合物層６５５と、有機化合物層６５５と第１の絶縁膜６５２上に形成された第２の電極６５６からなる発光素子６５７を有する素子基板を形成することができる。
【０１２１】
なお、本実施例における発光装置の作製工程においては、回路の構成および工程の関係上、ゲート電極を形成している材料を用いてソース信号線を形成し、ソース、ドレイン電極を形成している配線材料を用いてゲート信号線を形成しているが、それぞれ異なる材料を用いることは可能である。
【０１２２】
また、ｎチャネル型ＴＦＴ７０１及びｐチャネル型ＴＦＴ７０２を有する駆動回路７０５と、スイッチング用ＴＦＴ７０３、電流制御用ＴＦＴ７０４とを有する画素部７０６を同一基板上に形成することができる。
【０１２３】
駆動回路７０５のｎチャネル型ＴＦＴ７０１はチャネル形成領域５０１、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層６２６ａと重なる低濃度不純物領域６３１（ＧＯＬＤ領域）とソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域６３５を有している。ｐチャネル型ＴＦＴ７０２にはチャネル形成領域５０２、ソース領域またはドレイン領域として機能する不純物領域６４１および６４２を有している。
【０１２４】
画素部７０６のスイッチング用ＴＦＴ７０３にはチャネル形成領域５０３、ゲート電極を形成する第１の導電層６２８ａと重なる低濃度不純物領域６３３ａ（ＬＤＤ領域）、第１の導電層６２８ａと重ならない低濃度不純物領域６３３ｂ（ＬＤＤ領域）及びソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域６３７を有している。
【０１２５】
画素部７０６の電流制御用ＴＦＴ７０４にはチャネル形成領域５０４、ゲート電極を形成する第１の導電層６２９ａと重なる低濃度不純物領域６３４ａ（ＬＤＤ領域）、第１の導電層６２８ａと重ならない低濃度不純物領域６３４ｂ（ＬＤＤ領域）及びソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域６３８を有している。
【０１２６】
なお、本実施例では、消去用ＴＦＴについて図示しないが、電流制御用ＴＦＴと同様に形成され、同様の構造を有している。
【０１２７】
なお、本実施例において、ＴＦＴの駆動電圧は、１．２〜１０Ｖであり、好ましくは、２．５〜５．５Ｖである。
【０１２８】
また、画素部の表示が動作しているとき（動画表示の場合）には、発光素子が発光している画素により背景の表示を行い、発光素子が非発光となる画素により文字表示を行えばよいが、画素部の動画表示がある一定期間以上静止している場合（本明細書中では、スタンバイ時と呼ぶ）には、電力を節約するために表示方法が切り替わる（反転する）ようにしておくと良い。具体的には、発光素子が発光している画素により文字を表示し（文字表示ともいう）、発光素子が非発光となる画素により背景を表示（背景表示ともいう）するようにする。
【０１２９】
以上のようにして、基板（素子基板）上に発光素子が形成された素子基板の上面図を図６に示す。
【０１３０】
基板６００に、画素部７０６、ゲート信号線駆動回路９０１、ソース信号線駆動回路９０２、端子９０３が形成された状態を示している。端子９０３と各駆動回路、画素部に形成されている電流供給線及び陽極は、引き回し配線９０４で接続されている。
【０１３１】
また、必要に応じてＣＰＵ、メモリーなどを形成したＩＣチップがＣＯＧ（Chip on Glass）法などにより素子基板に実装されていても良い。
【０１３２】
なお、発光素子６５６は、第２の層間絶縁膜６５０及び導電膜６５１からなるバンク６５２の間に形成される。まず、陰極６４９が形成され、その上には有機化合物層６５４が形成される。そして、複数の有機化合物層６５４及びバンク６５２上を覆うように、画素部全体に陽極６５５が形成される。なお、この時、陽極６５５は、導電膜６５３と接するように形成される。
【０１３３】
引き回し配線９０４はゲート信号線（図示せず）と同じ層に形成されており、導電膜６５３とは直接接触していない。そして引き回し配線９０４と陽極６５５は、引き回し配線９０４上に陽極６５５が重ねて形成される部分においてコンタクトを取っている。
【０１３４】
〔実施例２〕
次に、図６に示した素子基板を発光装置として完成させる方法について図７を用いて説明する。
【０１３５】
図７（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された１００１はソース信号線駆動回路、１００２は画素部、１００３はゲート信号線駆動回路である。また、１００４はカバー材、１００５はシール剤であり、シール剤１００５で囲まれた内側は、空間になっている。
【０１３６】
なお、１００８はソース信号線駆動回路１００１及びゲート信号線駆動回路１００３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）１００９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１３７】
次に、断面構造について図７（Ｂ）を用いて説明する。基板１０１０の上方には画素部１００２、ソース信号線駆動回路１００１が形成されており、画素部１００２は電流制御用ＴＦＴ１０１１とそのドレインに電気的に接続された陰極１０１２を含む複数の画素により形成される。また、ソース信号線駆動回路１００１はｎチャネル型ＴＦＴ１０１３とｐチャネル型ＴＦＴ１０１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路（図５参照）を用いて形成される。
【０１３８】
陰極１０１２は発光素子の陰極として機能する。また、陰極１０１２の両端には第１の絶縁層１０１５が形成され、陰極１０１２上には第２の絶縁層１０１６が形成され、第２の絶縁層１０１６の上には、緩衝層１０１７が形成される。また、緩衝層１０１７の上には有機化合物層１０１８が形成され、第１の絶縁層１０１７と有機化合物層１０１８上には発光素子１０１９の陽極１０２０が形成される。
【０１３９】
陽極１０２０は全画素に共通の配線としても機能し、配線１００８を経由してＦＰＣ１００９に電気的に接続されている。
【０１４０】
また、シール剤１００５によりカバー材１００４が貼り合わされている。なお、カバー材１００４と発光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、シール剤１００５の内側の空間１００７には窒素等の不活性気体が充填されている。なお、シール剤１００５としてはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、シール剤１００５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、空間１００７の内部に吸湿効果をもつ物質や酸化を防止する効果をもつ物質を含有させても良い。
【０１４１】
また、本実施例ではカバー材１００４を構成する材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Fiberglass-Reinforced Plastics）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０１４２】
また、シール剤１００５を用いてカバー材１００４を接着した後、さらに側面（露呈面）を覆うようにシール剤で封止することも可能である。
【０１４３】
以上のようにして発光素子を空間１００７に封入することにより、発光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といった有機化合物層の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、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【０１４４】
なお、本実施例の構成は、実施例１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。
【０１４５】
〔実施例３〕
ここで画素の詳細な上面構造を図８（Ａ）に、回路図を図８（Ｂ）に示す。図８において、基板上に設けられたスイッチング用ＴＦＴ１１００は図５のスイッチング用（ｎチャネル型）ＴＦＴ７０１を用いて形成される。従って、構造の説明はスイッチング用（ｎチャネル型）ＴＦＴ７０１の説明を参照すれば良い。また、１１０２で示される配線は、スイッチング用ＴＦＴ１１００のゲート電極１１０１（１１０１ａ、１１０１ｂ）を電気的に接続するゲート配線である。
【０１４６】
なお、本実施例ではチャネル形成領域が二つ形成されるダブルゲート構造としているが、チャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
【０１４７】
また、スイッチング用ＴＦＴ１１００のソースはソース配線１１０３に接続され、ドレインはドレイン配線１１０４に接続される。また、ドレイン配線１１０４は電流制御用ＴＦＴ１１０５のゲート電極１１０６に電気的に接続される。なお、電流制御用ＴＦＴ１１０５は図５の電流制御用（ｎチャネル型）ＴＦＴ７０４を用いて形成される。従って、構造の説明は電流制御用（ｎチャネル型）ＴＦＴ７０４の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１４８】
また、電流制御用ＴＦＴ１１０５のソースは電流供給線１１０７に電気的に接続され、ドレインはドレイン配線１１０８に電気的に接続される。また、ドレイン配線１１０８は点線で示される陰極１１０９に電気的に接続される。
【０１４９】
また、１１１０で示される配線は、消去用ＴＦＴ１１１１のゲート電極１１１２と電気的に接続するゲート配線である。なお、消去用ＴＦＴ１１１１のソースは、電流供給線１１０７に電気的に接続され、ドレインはドレイン配線１１０４に電気的に接続される。
【０１５０】
なお、消去用ＴＦＴ１１１１は図５の電流制御用（ｎチャネル型）ＴＦＴ７０４と同様にして形成される。従って、構造の説明は電流制御用（ｎチャネル型）ＴＦＴ７０４の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１５１】
また、１１１３で示される領域には保持容量（コンデンサ）が形成される。コンデンサ１１１３は、電流供給線１１０７と電気的に接続された半導体膜１１１４、ゲート絶縁膜と同一層の絶縁膜（図示せず）及びゲート電極１１０６との間で形成される。また、ゲート電極１１０６、第１層間絶縁膜と同一の層（図示せず）及び電流供給線１１０７で形成される容量も保持容量として用いることが可能である。
【０１５２】
なお、図８（Ｂ）の回路図で示す発光素子１１１５は、陰極１１０９と、陰極１１０９上に形成される有機化合物層（図示せず）と有機化合物層上に形成される陽極（図示せず）からなる。本発明において、陰極１１０９は、電流制御用ＴＦＴ１１０５のソース領域またはドレイン領域と接続している。
【０１５３】
発光素子１１１５の陽極には対向電位が与えられている。また電流供給線Ｖは電源電位が与えられている。そして対向電位と電源電位の電位差は、電源電位が陰極に与えられたときに発光素子が発光する程度の電位差に常に保たれている。電源電位と対向電位は、本発明の発光装置に、外付けのＩＣ等により設けられた電源によって与えられる。なお対向電位を与える電源を、本明細書では特に対向電源１１１６と呼ぶ。
【０１５４】
なお、本実施例の構成は、実施例１及び実施例２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。
【０１５５】
〔実施例４〕
本実施例では、実施例１で示したのとは異なる構造の発光素子を作製する方法について図９を用いて説明する。なお、実施例１の図５（Ａ）における第２の絶縁膜６５３の作製までは同様の工程なので省略する。
【０１５６】
図９（Ａ）に示すように、第２の絶縁層６５３上に絶縁性の緩衝層９０１を形成する。
【０１５７】
なお、本実施例においては、緩衝層９０１として元素周期律の第１族及び第２族に属するアルカリ金属及びアルカリ土類金属を含み、かつ形成される化合物が安定な絶縁性の材料により形成される。なお、本実施例では、フッ素との化合物であるフッ化物を用いて緩衝層９０１を形成する。具体的には、フッ化リチウムを用いる。また、本実施例のように緩衝層９０１が絶縁性である場合には０．１〜５ｎｍ、好ましくは０．１〜３ｎｍの厚さで形成する。
【０１５８】
また、本実施例では、緩衝層９０１が絶縁性であることから実施例１で示したように画素ごとにメタルマスク等を用いて独立して形成する必要はない。
【０１５９】
次に、第１の絶縁膜の開口部上に形成された第２の絶縁膜上に蒸着法を用いて、有機化合物層９０２を形成する。なお、本実施例では、赤、緑、青の３種類の発光を示す有機化合物により形成される有機化合物層を形成することからメタルマスクを用いて異なる有機化合物層毎に成膜を行う。なお、図９（Ｂ）には、３種類の有機化合物層のうち１種類が形成される様子を示すが、３種類の有機化合物層が形成されている。なお、本実施例において形成される有機化合物層は、実施例１で説明した有機化合物を用いることができる。
【０１６０】
次に、画素部の緩衝層９０１および有機化合物層９０２を覆うように蒸着法により第２の電極９０３が形成される。なお、その他の陽極の形成方法としては、イオンプレーティング法やスパッタリング法を用いることができる。本実施例における第２の電極９０３は、透明導電膜により形成され、その膜厚は８０〜１２０ｎｍとするのが望ましい。
【０１６１】
なお、本実施例では、第２の電極９０３として酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに２〜２０[％]の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いる。なお、本実施例では発光素子９０４の第２の電極９０３として透明性の導電膜であれば、公知の他の材料を用いることができる。
【０１６２】
以上のようにして、発光素子９０４を有する素子基板を形成することができる。なお、本実施例に示した素子基板は、実施例２による封止構造により発光装置を完成させることができ、さらに、実施例３で示す回路構成で実施することが可能である。
【０１６３】
〔実施例５〕
本実施例では、本発明に用いることができるＴＦＴについて、実施例１で示したＴＦＴとは構造の異なるものについて説明する。
【０１６４】
図１０（Ａ）において絶縁表面を有する基板１２１０上に第１の電極１２１１が形成されている。第１の電極１２１１は導電性を有する物質で形成されていれば良い。代表的には、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）から選ばれた一種または複数種からなる合金又は化合物で形成することができる。また何層かの導電性の膜を積層したものを、第１の電極として用いても良い。第１の電極１２１１は、１５０〜４００ｎｍの厚さを有している。
【０１６５】
この第１の電極１２１１を覆って、第１の絶縁膜１２１２を形成する。なお本実施例では、２層の絶縁膜（第１の絶縁膜Ａ １２１２ａ、第１の絶縁膜Ｂ １２１２ｂ）を積層したものを、第１の絶縁膜１２１２として用いている。図１０では、第１の絶縁膜Ａ １２１２ａとして、酸化窒化シリコン膜又は窒化シリコン膜で１０〜５０nmの厚さで形成する。第１の絶縁膜Ｂ １２１２ｂは酸化窒化シリコン膜又は酸化シリコン膜を用い、０．５〜１μmの厚さで形成する。酸化窒化シリコン膜を用いる場合にはプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏの混合ガスから作製され、膜中に窒素が２０〜４０原子％含まれる膜を適用する。この酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜等の窒素含有の絶縁膜を用いることにより、基板１２１０側からアルカリ金属などの不純物の拡散を防止することができる。
【０１６６】
第１の絶縁膜１２１２の表面は、先に形成した第１の電極１２１１に起因する凹凸を有していることがある。この場合、凹凸は表面を研磨することにより平坦化させるのが望ましい。なお、平坦化処理を行うことにより作製されたＴＦＴのオフ電流を低減させることができる。
【０１６７】
次に第１の絶縁膜１２１２上に半導体膜１２１３が形成される。半導体膜１２１３は、チャネル形成領域１２１８とチャネル形成領域１２１８を挟んでいる不純物領域１２１９とを有している。そして、半導体膜１２１３上には第２の絶縁膜１２１４が形成され、さらに第２の絶縁膜１２１４を間に挟んで、半導体膜１２１３上に第２の電極１２１５が形成されている。
【０１６８】
なお、第１の電極１２１１と第２の電極１２１５とは、チャネル形成領域１２１８を間に挟んで、互いに重なり合っている。その他、第３の絶縁膜１２１６、配線１２１７が形成される。なお、本発明の場合には、画素部の電流制御用ＴＦＴとして本実施例におけるＴＦＴを用いた場合には、配線と同時に不純物領域１２１９と接続された陰極が形成される。
【０１６９】
また、第１の電極１２１１と第２の電極１２１５とは、電気的に接続されていても良いし、どちらか一方の電極にコモン電圧を印加していても良い。
【０１７０】
第１の電極と第２の電極を電気的に接続し、図１０に示すように半導体膜の上下に２つの電極を重ねることにより、実質的に半導体膜の厚さを薄くしたのと同様、電圧の印加と共に早く空乏化し、電界効果移動度やサブスレッショルド係数を小さくし、オン電流を大きくすることができる。
【０１７１】
これに対して、どちらか一方の電極にコモン電圧を印加した場合には、電極が１つの場合に比べて閾値のばらつきを抑えることができ、なおかつオフ電流を抑えることができる。
【０１７２】
この様な構造を形成することによって、半導体膜の上下にチャネル（デュアルチャネル）を形成することができ、ＴＦＴの特性を向上させることができる。なお、本実施例において説明した構造を有するＴＦＴは、実施例１〜実施例４において示した発光装置のＴＦＴとして実施することができる。
【０１７３】
〔実施例６〕
発光素子を用いた発光装置は自発光型であるため、液晶表示装置に比べ、明るい場所での視認性に優れ、視野角が広い。従って、様々な電気器具の表示部に用いることができる。
【０１７４】
本発明により作製した発光装置を用いた電気器具として、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、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携帯情報端末は、視野角の広さが重要視されるため、発光素子を有する発光装置を用いることが好ましい。それら電気器具の具体例を図１１に示す。
【０１７５】
図１１（Ａ）は表示装置であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明により作製した発光装置は、表示部２００３に用いることができる。発光素子を有する発光装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶表示装置よりも薄い表示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０１７６】
図１１（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２１０２に用いることができる。
【０１７７】
図１１（Ｃ）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。本発明により作製した発光装置は表示部２２０３に用いることができる。
【０１７８】
図１１（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。本発明により作製した発光装置は表示部２３０２に用いることができる。
【０１７９】
図１１（Ｅ）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が、本発明により作製した発光装置はこれら表示部Ａ、Ｂ２４０３、２４０４に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０１８０】
図１１（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２５０２に用いることができる。
【０１８１】
図１１（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２６０２に用いることができる。
【０１８２】
ここで図１１（Ｈ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、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。本発明により作製した発光装置は、表示部２７０３に用いることができる。なお、表示部２７０３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。
【０１８３】
なお、将来的に有機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。
【０１８４】
また、上記電気器具はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増してきている。有機材料の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。
【０１８５】
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好ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に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好ましい。
【０１８６】
以上の様に、本発明により作製された発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用いることが可能である。また、本実施例の電気器具は実施例１〜実施例５を実施することにより作製された発光装置をその表示部に用いることができる。
【０１８７】
【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型の上方出射型の発光装置において、第一の電極と有機化合物層との間に仕事関数の小さい材料からなる緩衝層を形成することにより、第一の電極から有機化合物層へのキャリアの注入性を向上させることができる。
【０１８８】
また、ＴＦＴに接続された第一の電極と緩衝層の間に第２の絶縁層を設けることにより緩衝層から生じるアルカリイオンが移動してＴＦＴの特性に影響を与えるのを防ぐことができる。
【０１８９】
以上により、ＴＦＴの特性及び信頼性に影響を与えることなく発光素子の素子特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の発光装置について説明する図。
【図２】 本発明の発光装置の作製行程を説明する図。
【図３】 本発明の発光装置の作製行程を説明する図。
【図４】 本発明の発光装置の作製行程を説明する図。
【図５】 本発明の発光装置の作製行程を説明する図。
【図６】 本発明の発光装置の素子基板について説明する図。
【図７】 本発明の発光装置の封止構造について説明する図。
【図８】 本発明の発光装置における画素の上面図。
【図９】 本発明の発光装置の作製行程を説明する図。
【図１０】 本発明に用いるＴＦＴの構造について説明する図。
【図１１】 本発明の発光装置を用いた電気器具の図。
Claims (3)
- ソース及びドレインを有する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタ上に設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に設けられた第一の開口部を介して前記ドレインと直接接続され、且つ、前記層間絶縁膜上に設けられた第一の電極と、
前記層間絶縁膜及び前記第一の電極上に設けられ、前記第一の電極上に第二の開口部を有し、且つ、前記第一の電極の端部を覆うテーパー状の縁を有する第一の絶縁層と、
前記第一の電極及び前記第一の絶縁層上に設けられ、膜厚が０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下である第二の絶縁層と、
前記第二の絶縁層上に設けられ、且つ、元素周期律の１族又は２族に属する元素を有する導電層と、
前記導電層上に設けられた有機化合物層と、
前記有機化合物層上に設けられた第二の電極と、を有し、
前記導電層は、前記第一の電極よりも仕事関数の小さい材料を有することを特徴とする発光装置。 - 請求項１において、
前記導電層は、リチウム、リチウムを含む合金、又はリチウムとアルミニウムを含む合金を有することを特徴とする発光装置。 - 請求項１又は請求項２において、
前記導電層は、前記第一の電極のみと重なる領域に設けられていることを特徴とする発光装置。
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