JP2001345174A

JP2001345174A - 自発光装置及びその作製方法

Info

Publication number: JP2001345174A
Application number: JP2001087851A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 舜平山崎; Noriko Shibata; 典子柴田
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2001-12-14
Anticipated expiration: 2021-03-26
Also published as: JP4618918B2

Abstract

(57)【要約】【課題】同一のマルチチャンバーでＥＬ素子のＥＬ
層、陰極を形成し、さらに、ＥＬ素子上にＥＬ素子を封
止する層を連続的に形成することを目的とする。【解決手段】ＥＬ層及びカバー層を同一の成膜方法で
形成することにより、図１（Ａ）に示すように、ＥＬ
層、陰極、バリア層及びカバー層を連続的に同一のマル
チチャンバーで形成することができる。以上により、図
１（Ｂ）に示すようなＥＬ素子の封止構造を形成するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、陽極、陰極及びそ
れらの間にＥＬ（Electro Luminescence）が得られる発
光性有機材料（以下、有機ＥＬ材料という）を挟んだ構
造でなるＥＬ素子を絶縁体上に形成した自発光装置及び
その自発光装置を表示部（表示ディスプレイまたは表示
モニター）として有する電気器具の作製方法に関する。
なお、上記自発光装置はＯＬＥＤ（Organic Light Emit
ting Diodes）ともいう。

【０００２】

【従来の技術】近年、発光性有機材料のＥＬ現象を利用
した自発光素子としてＥＬ素子を用いた表示装置（自発
光装置）の開発が進んでいる。自発光装置は自発光型で
あるため、液晶表示装置のようなバックライトが不要で
あり、さらに視野角が広いことから電気器具の表示部と
して有望視されている。

【０００３】なお、ＥＬ素子は、エレクトロルミネッセ
ンス（Electro Luminescence：電場を加えることで発生
するルミネッセンス）が得られる有機化合物を含む層
（以下、ＥＬ層と記す）と、陽極層と、陰極層とを有す
る。有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励
起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励
起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とがある
が、本発明は、どちらの発光を用いた場合にも適用可能
である。

【０００４】自発光装置にはパッシブ型（単純マトリク
ス型）とアクティブ型（アクティブマトリクス型）の２
種類があり、どちらも盛んに開発が行われている。特に
現在はアクティブマトリクス型自発光装置が注目されて
いる。また、ＥＬ素子の中心とも言えるＥＬ層となるＥ
Ｌ材料は、低分子系有機ＥＬ材料と高分子系（ポリマー
系）有機ＥＬ材料とがそれぞれ研究されているが、低分
子有機ＥＬ材料よりも取り扱いが容易で耐熱性の高いポ
リマー系有機ＥＬ材料が注目されている。

【０００５】ポリマー系有機ＥＬ材料の成膜方法として
は、電界により制御して塗布する方法やセイコーエプソ
ン株式会社が提唱するインクジェット法が挙げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はＥＬ層、及び
ＥＬ素子上にＥＬ素子を覆って形成される有機材料（有
機樹脂）からなる膜（以下、カバー層とよぶ）を同一の
方法を用いて形成するというものである。なお、カバー
層とは、陽極、ＥＬ層及び陰極からなるＥＬ素子の陰極
上に形成される有機材料からなるものであり、このカバ
ー層を設けることでＴＦＴまたは、ＥＬ素子の応力緩和
に効果的である。さらに水分や酸素のＥＬ層への進入を
防ぐことができ、これによりＥＬ層の劣化を防ぐことが
できる。さらに、カバー層の上に無機材料からなる膜
（以下、バリア層とよぶ）を形成することにより、水分
や酸素がカバー層、またはＥＬ層へ進入するのを防ぐこ
とができる。

【０００７】なお、本発明は、同一のマルチチャンバー
内でＥＬ層から陰極、バリア層およびカバー層までを連
続的に処理することを課題とする。

【０００８】また、本発明では、所望の位置に制御性良
くカバー層を形成することを課題とする。さらに、この
ような手段を用いた自発光装置及びその作製方法を提供
するとともに、このような自発光装置を表示部として有
する電気器具を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に用いるマルチチャンバーとは、ＥＬ層及び有機材料か
らなるカバー層を電界塗布法又は、インクジェット法で
塗布形成するための塗布室と陰極を蒸着法で形成するた
めの蒸着室と窒化珪素や酸化タンタルからなるバリア層
を形成するためのスパッタリング室を有する成膜装置で
ある。

【００１０】なお、本発明において、ＥＬ材料を溶媒に
溶解させた溶液を塗布してＥＬ層を形成する場合には、
この溶液を材料室に備える。本明細書中では、この溶液
を塗布液という。そして、塗布液が霧状になり電荷を持
つと、電極により与えられる電界に制御され、基板上の
塗布位置に成膜される。

【００１１】又、カバー層は、有機樹脂膜を形成する有
機樹脂液を材料室に備えておき、これをＥＬ層形成と同
様の方法で塗布し形成する。

【００１２】なお、本発明に於いては、ＥＬ素子の陰極
上にカバー層を形成した後でバリア層を形成しても良い
し、ＥＬ素子の陰極上にバリア層を形成した後でカバー
層を形成する構造としても良い。

【００１３】

【発明の実施の形態】ここで本発明の実施の形態につい
て図１を用いて説明する。図１（Ａ）に示すように、Ｅ
Ｌ層、陰極、バリア層及びカバー層を連続的に同一のマ
ルチチャンバーで形成することができる。

【００１４】なお、バリア層とは水分や酸素のＥＬ層へ
の進入を防ぐために設ける無機材料で形成されるパッシ
ベーション膜のことをいう。

【００１５】まず、塗布室で電界塗布法又は、インクジ
ェット方式を用いてＥＬ層を形成する。次に蒸着室で陰
極を蒸着法により形成させ、さらにこの陰極上にバリア
層として窒化珪素、酸化タンタル、窒化アルミニウムも
しくは炭素からなるダイヤモンドライクカーボン（ＤＬ
Ｃ）といった無機材料からなる無機膜をスパッタリング
法やプラズマＣＶＤ法を用いて形成する。最後に、バリ
ア層の上にＥＬ層を形成したときと同様に塗布室でイン
クジェット法によりカバー層を形成することで自発光装
置の封止構造を完成することができる。

【００１６】以上説明したように、ＥＬ層及びカバー層
を形成するときに同じ方法を用いているために所望の位
置のみに選択的に膜を形成することができ、同一チャン
バー内で処理することが可能である。

【００１７】本発明において形成する積層膜の断面構造
を図１（Ｂ）に示す。図１（Ｂ）において１０１はガラ
ス基板であり、１０２は電流制御用ＴＦＴである。さら
に、１０３は、電流制御用ＴＦＴに電気的に接続された
透明性の導電膜からなる画素電極である。画素電極１０
３上には、ＥＬ層１０４を前に述べたような方法で形成
する。さらに、ＥＬ層１０４上に、陰極１０５を蒸着法
で形成する。

【００１８】さらに、陰極１０５上に窒化珪素、酸化タ
ンタルまたは、炭素からなるＤＬＣ膜といった無機膜か
らなるバリア層１０６を形成した後、有機樹脂膜からな
るカバー層１０７をＥＬ層と同様の塗布方法で形成す
る。

【００１９】図１（Ｃ）には、ＥＬ層及びカバー層１０
７を形成する際に電界で塗布液を制御して塗布する電界
塗布法を示す。図１（Ｃ）において、１１０は、図１
（Ｂ）に示す積層構造のうちバリア層まで形成した基板
である。また、１１１は、カバー層を形成するための有
機樹脂液が備えられている材料室である。材料室１１１
には、超音波振動子１１２を設け、有機樹脂液が放出さ
れる材料室１１１の先端のノズル１１３には、電極１１
４を設ける。

【００２０】本発明の場合、有機樹脂液は材料室１１１
で超音波振動子１１２に与えられる超音波振動により霧
状になる。ここで霧状になった有機樹脂液は材料室１１
１のノズル１１３に設けた電極１１４により帯電して帯
電粒子となり、アクティブマトリクス基板１１０上の所
望の位置に成膜される。

【００２１】帯電粒子となった有機樹脂を、引き出し電
極１１５がノズル１１３から引き出し、加速電極１１６
が飛翔方向に加速し、さらに制御電極１１７が塗布位置
を制御して基板１１０の所望の位置に塗布する。

【００２２】これにより、図１（Ｂ）に示すような積層
構造を同一のマルチチャンバー内で形成することができ
自発光装置の封止構造が完成する。

【００２３】なお、図１（Ｂ）には、ＥＬ素子を覆っ
て、無機材料からなるバリア層を形成した後、有機材料
からなるカバー層を形成した場合について示したが、本
発明においては、ＥＬ素子を覆って有機材料からなるカ
バー層を形成した後で、無機材料からなるバリア層を形
成しても良い。

【００２４】

【実施例】〔実施例１〕本発明における自発光装置の画
素部の断面図を図２に、その上面図を図３（Ａ）に、そ
の回路構成を図３（Ｂ）に示す。実際には画素がストラ
イプ状に複数配列されて画素部（画像表示部）が形成さ
れる。なお、図３（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図が
図２に相当する。従って図２及び図３で共通の符号を用
いているので、適宜両図面を参照すると良い。また、図
３の上面図では二つの画素を図示しているが、どちらも
同じ構造である。

【００２５】図２において、１１は基板、１２は下地と
なる絶縁膜（以下、下地膜という）である。基板１１と
してはガラス、ガラスセラミックス、石英、シリコン、
セラミックス、金属若しくはプラスチックでなる基板を
用いることができる。

【００２６】また、下地膜１２は特に可動イオンを含む
基板や導電性を有する基板を用いる場合に有効である
が、石英基板には設けなくても構わない。下地膜１２と
しては、珪素（シリコン）を含む絶縁膜を用いれば良
い。なお、本明細書において「珪素を含む絶縁膜」と
は、具体的には酸化珪素膜、窒化珪素膜若しくは窒化酸
化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙで示される）など珪素、酸素若
しくは窒素を所定の割合で含む絶縁膜を指す。

【００２７】また、下地膜１２に放熱効果を持たせるこ
とによりＴＦＴの発熱を発散させることはＴＦＴの劣化
又はＥＬ素子の劣化を防ぐためにも有効である。放熱効
果を持たせるには公知のあらゆる材料を用いることがで
きる。

【００２８】ここでは画素内に二つのＴＦＴを形成して
いる。２０１はスイッチング用ＴＦＴであり、ｎチャネ
ル型ＴＦＴで形成され、２０２は電流制御用ＴＦＴであ
り、ｐチャネル型ＴＦＴで形成されている。

【００２９】ただし、本発明において、スイッチング用
ＴＦＴをｎチャネル型ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴをｐチ
ャネル型ＴＦＴに限定する必要はなく、スイッチング用
ＴＦＴをｐチャネル型ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴをｎチ
ャネル型ＴＦＴにしたり、両方ともｎチャネル型、又は
ｐチャネル型ＴＦＴを用いることも可能である。

【００３０】スイッチング用ＴＦＴ２０１は、ソース領
域１３、ドレイン領域１４、ＬＤＤ領域１５a〜１５d、
高濃度不純物領域１６及びチャネル形成領域１７a、１
７bを含む活性層、ゲート絶縁膜１８、ゲート電極１９
a、１９b、第１層間絶縁膜２０、ソース配線２１並びに
ドレイン配線２２を有して形成される。

【００３１】また、図３に示すように、ゲート電極１９
a、１９bは別の材料（ゲート電極１９a、１９bよりも低
抵抗な材料）で形成されたゲート配線２１１によって電
気的に接続されたダブルゲート構造となっている。勿
論、ダブルゲート構造だけでなく、シングルゲートもし
くはトリプルゲート構造といったいわゆるマルチゲート
構造（直列に接続された二つ以上のチャネル形成領域を
有する活性層を含む構造）であっても良い。マルチゲー
ト構造はオフ電流値を低減する上で極めて有効であり、
本発明では画素のスイッチング素子２０１をマルチゲー
ト構造とすることによりオフ電流値の低いスイッチング
素子を実現している。

【００３２】また、活性層は結晶構造を含む半導体膜で
形成される。即ち、単結晶半導体膜でも良いし、多結晶
半導体膜や微結晶半導体膜でも良い。また、ゲート絶縁
膜１８は珪素を含む絶縁膜で形成すれば良い。また、ゲ
ート電極、ソース配線若しくはドレイン配線としてはあ
らゆる導電膜を用いることができる。

【００３３】さらに、スイッチング用ＴＦＴ２０１にお
いては、ＬＤＤ領域１５a〜１５dは、ゲート絶縁膜１８
を挟んでゲート電極１９a、１９bと重ならないように設
ける。このような構造はオフ電流値を低減する上で非常
に効果的である。

【００３４】なお、チャネル形成領域とＬＤＤ領域との
間にオフセット領域（チャネル形成領域と同一組成の半
導体層からなり、ゲート電圧が印加されない領域）を設
けることはオフ電流値を下げる上でさらに好ましい。ま
た、二つ以上のゲート電極を有するマルチゲート構造の
場合、チャネル形成領域の間に設けられた高濃度不純物
領域がオフ電流値の低減に効果的である。

【００３５】次に、電流制御用ＴＦＴ２０２は、ソース
領域３１、ドレイン領域３２及びチャネル形成領域３４
を含む活性層、ゲート絶縁膜１８、ゲート電極３５、第
１層間絶縁膜２０、ソース配線３６並びにドレイン配線
３７を有して形成される。なお、ゲート電極３５はシン
グルゲート構造となっているが、マルチゲート構造であ
っても良い。

【００３６】図２に示すように、スイッチング用ＴＦＴ
のドレインは電流制御用ＴＦＴ２０２のゲートに接続さ
れている。具体的には電流制御用ＴＦＴ２０２のゲート
電極３５はスイッチング用ＴＦＴ２０１のドレイン領域
１４とドレイン配線（接続配線とも言える）２２を介し
て電気的に接続されている。また、ソース配線３６は電
源供給線２１２に接続される。

【００３７】電流制御用ＴＦＴ２０２はＥＬ素子２０３
に注入される電流量を制御するための素子であるが、Ｅ
Ｌ素子の劣化を考慮するとあまり多くの電流を流すこと
は好ましくない。そのため、電流制御用ＴＦＴ２０２に
過剰な電流が流れないように、チャネル長（Ｌ）は長め
に設計することが好ましい。望ましくは一画素あたり
０．５〜２μＡ（好ましくは１〜１．５μＡ）となるよ
うにする。

【００３８】また、スイッチング用ＴＦＴ２０１に形成
されるＬＤＤ領域の長さ（幅）は０．５〜３．５μｍ、
代表的には２．０〜２．５μｍとすれば良い。

【００３９】また、図３に示すように電流制御用ＴＦＴ
２０２のゲート電極３５を含む配線は、５０で示される
領域で電源供給線２１２と絶縁膜を挟んで重なる。この
とき５０で示される領域では、保持容量（コンデンサ）
が形成される。保持容量５０には半導体膜５１、ゲート
絶縁膜と同一層の絶縁膜（図示せず）及び電源供給線２
１２で形成される容量も用いることが可能である。この
保持容量５０は、電流制御用ＴＦＴ２０２のゲート電極
３５にかかる電圧を保持するためのコンデンサとして機
能する。

【００４０】また、流しうる電流量を多くするという観
点から見れば、電流制御用ＴＦＴ２０２の活性層（特に
チャネル形成領域）の膜厚を厚くする（好ましくは５０
〜１００ｎｍ、さらに好ましくは６０〜８０ｎｍ）こと
も有効である。逆に、スイッチング用ＴＦＴ２０１の場
合はオフ電流値を小さくするという観点から見れば、活
性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を薄くする（好ま
しくは２０〜５０ｎｍ、さらに好ましくは２５〜４０ｎ
ｍ）ことも有効である。

【００４１】次に、３８は第１パッシベーション膜であ
り、膜厚は１０ｎｍ〜１μm（好ましくは２００〜５０
０ｎｍ）とすれば良い。材料としては、珪素を含む絶縁
膜（特に窒化酸化珪素膜又は窒化珪素膜が好ましい）を
用いることができる。

【００４２】第１パッシベーション膜３８の上には、各
ＴＦＴを覆うような形で第２層間絶縁膜（平坦化膜と言
っても良い）３９を形成し、ＴＦＴによってできる段差
の平坦化を行う。第２層間絶縁膜３９としては、有機樹
脂膜が好ましく、ポリイミド、ポリアミド、アクリル樹
脂、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を用いると良い。
勿論、十分な平坦化が可能であれば、無機膜を用いても
良い。

【００４３】第２層間絶縁膜３９によってＴＦＴによる
段差を平坦化することは非常に重要である。後に形成さ
れるＥＬ層は非常に薄いため、段差が存在することによ
って発光不良を起こす場合がある。従って、ＥＬ層をで
きるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する
前に平坦化しておくことが望ましい。

【００４４】また、４０は透明導電膜でなる画素電極
（ＥＬ素子の陽極に相当する）であり、第２層間絶縁膜
３９及び第１パッシベーション膜３８にコンタクトホー
ル（開孔）を開けた後、形成された開口部において電流
制御用ＴＦＴ２０２のドレイン配線３７に接続されるよ
うに形成される。

【００４５】本実施形態では、画素電極として酸化イン
ジウムと酸化スズの化合物でなる導電膜を用いる。ま
た、これに少量のガリウムを添加しても良い。さらに酸
化インジウムと酸化亜鉛との化合物や酸化亜鉛と酸化ガ
リウムの化合物を用いることもできる。

【００４６】画素電極を形成したら、樹脂材料でなるバ
ンク４１を形成する。バンクは、１〜２μｍ厚のアクリ
ル樹脂または、ポリイミド膜をパターニングして形成す
ればよい。このバンク４１は、画素列と画素列の間にス
トライプ状に形成される。本実施例ではソース配線２１
に沿って形成するがゲート配線３５に沿って形成しても
良い。

【００４７】次にＥＬ層４２が図１（Ｃ）で説明したよ
うな電界塗布法により形成される。なお、ここでは一画
素しか図示していないが、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の各色に対応したＥＬ層が形成される。

【００４８】ＥＬ層を形成する有機ＥＬ材料としてはポ
リマー系材料を用いる。代表的なポリマー系材料として
は、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）系、ポリビ
ニルカルバゾール（ＰＶＫ）系、ポリフルオレン系など
が挙げられる。

【００４９】なお、ＰＰＶ系有機ＥＬ材料としては様々
な型のものがあるが、例えば以下のような分子式が発表
されている。（「H. Shenk,H.Becker,O.Gelsen,E.Kluge,W.Kreuder,a
nd H.Spreitzer,“Polymers for Light Emitting Diode
s”,Euro Display,Proceedings,1999,p.33-37」）

【００５０】

【化１】

【００５１】

【化２】

【００５２】また、特開平１０−９２５７６号公報に記
載された分子式のポリフェニルビニルを用いることもで
きる。分子式は以下のようになる。

【００５３】

【化３】

【００５４】

【化４】

【００５５】また、ＰＶＫ系有機ＥＬ材料としては以下
のような分子式がある。

【００５６】

【化５】

【００５７】ポリマー系有機ＥＬ材料はポリマーの状態
で溶媒に溶かして塗布することもできるし、モノマーの
状態で溶媒に溶かして塗布した後に重合することもでき
る。モノマーの状態で塗布した場合、まずポリマー前駆
体が形成され、真空中で加熱することにより重合してポ
リマーになる。

【００５８】具体的なＥＬ層としては、赤色に発光する
ＥＬ層にはシアノポリフェニレンビニレン、緑色に発光
するＥＬ層にはポリフェニレンビニレン、青色に発光す
るＥＬ層にはポリフェニレンビニレン若しくはポリアル
キルフェニレンを用いれば良い。膜厚は３０〜１５０ｎ
ｍ（好ましくは４０〜１００ｎｍ）とすれば良い。

【００５９】但し、以上の例は本発明のＥＬ層として用
いることのできる有機ＥＬ材料の一例であって、これに
限定する必要はまったくない。本発明では有機ＥＬ材料
と溶媒との混合物を電界塗布方式により塗布して、溶媒
を揮発させて除去することによりＥＬ層を形成する。従
って、溶媒を揮発させる際にＥＬ層のガラス転移温度を
超えない組み合わせであれば如何なる有機ＥＬ材料を用
いても良いし、ここでは述べなかったような低分子ＥＬ
材料を用いたり、低分子材料と高分子材料を併せて用い
て形成させても良い。

【００６０】また、代表的な溶媒としてはトルエン、キ
シレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソー
ル、クロロフォルム、ジクロロメタン、γブチルラクト
ン、ブチルセルソルブ、シクロヘキサン、ＮＭＰ（Ｎ−
メチル−２−ピロリドン）、シクロヘキサノン、ジオキ
サンまたは、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）が挙げられ
る。なお、前出のＥＬ材料を上記の溶媒に溶解させた溶
液を本明細書中では、塗布液と呼ぶ。また、塗布液の粘
性は、１×１０^-3〜３×１０^-2Ｐａ・ｓであることが好
ましい。

【００６１】まず、図１（Ｃ）に示すように材料室１１
１に備えられた塗布液が超音波振動子１１２により霧状
になる。これがノズル１１３に設けられている電極１１
４による電界の影響で塗布液が帯電粒子となると引き出
し電極１１５によりノズル１１３から引き出される。引
き出された塗布液は、加速電極１１６により加速された
後、制御電極１１７により制御され所望の位置に塗布さ
れる。これによりＥＬ層を形成する。なお、この塗布液
が材料室１１１から飛び出す瞬間にノズル１１３に取り
付けられている電極１１４に与えられる電界の影響で塗
布液が帯電し、帯電粒子となる。

【００６２】本発明においては、まず、材料室１１１に
備えられている赤色ＥＬ層用塗布液を霧状にして電界で
制御して塗布することで、画素上の赤色に発光する画素
列を形成することができる。次に基板を隣の画素列方向
に３列分移動しながら２列おきに赤色に発光する画素列
を形成する。次に、材料室１１１に備えられている緑色
ＥＬ層用塗布液を同様に塗布させ、緑色に発光すべき画
素列を２列おきに形成する。さらに材料室１１１に備え
られている青色ＥＬ層用塗布液を同様に塗布させ、青色
に発光すべき画素列を形成する。

【００６３】以上の操作を行うことで、赤、緑、青と３
列にストライプ状に並んだ画素列を基板上に複数形成さ
せることができる。

【００６４】なお、ＥＬ層用塗布液を備えている材料室
１１１は、ＥＬ層用塗布液の種類を変える度に一緒に変
えても良いし、材料室を変えずにＥＬ層用塗布液のみを
入れ替えて用いても良い。また、材料室１１１に取り付
けられているノズル１１３は、一つに限られることはな
く二つ以上であっても良い。

【００６５】また、ここでは用いていないが材料室１１
１と基板の間にマスクを備えてマスクを介して基板上に
塗布液が塗布される位置を制御してもよい。なお、材料
室１１１及びマスクを別々に設けても良いが、一体形成
して装置化しても良い。

【００６６】さらに、ＥＬ層４２を形成する際、ＥＬ層
は水分や酸素の存在によって容易に劣化してしまうた
め、処理雰囲気は水分や酸素の少ない雰囲気とし、窒素
やアルゴンといった不活性ガス中で行うことが望まし
い。さらに処理雰囲気としては、塗布液の蒸発速度を制
御できることから塗布液作製に用いた溶媒雰囲気にする
のも良い。

【００６７】以上のようにしてＥＬ層４２を形成した
ら、次に遮光性導電膜からなる陰極４３及び保護電極が
形成される。本実施例では陰極４３として、ＭｇＡｇか
らなる導電膜を用い、保護電極４４としてアルミニウム
からなる導電膜を用いる。

【００６８】なお、上述のようにＥＬ層は熱に弱いの
で、陰極４３はなるべく低温（好ましくは室温から１２
０℃までの温度範囲）で成膜するのが望ましい。従っ
て、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法が望ましい成
膜方法といえる。又、ここまで完成したものを本明細書
中では、アクティブマトリクス基板という。

【００６９】本発明においては、このアクティブマトリ
クス基板上に窒化珪素、酸化タンタル及びまたは炭素と
いった無機膜からなるバリア層４５を形成させた後、有
機樹脂膜からなるカバー層４６を図１（Ｃ）で説明した
ような電界塗布法で形成する。このときカバー層４６を
形成するために用いる有機樹脂液の粘性は、１×１０ ^-3
〜３×１０^-2Ｐａ・ｓであることが好ましい。又、この
とき形成されるカバー層の膜厚は０．１μｍ〜２０μｍ
が好ましいが、塗布と乾燥を繰り返すことで膜厚をこれ
以上に厚くすることも可能である。

【００７０】カバー層４６を形成させた時点で自発光装
置の封止が完了したことになるが、カバー層４６の上に
ガラス基板、石英基板またはプラスチック基板といった
封止基板を設けて封止構造を完成してもよい。なお、こ
のときカバー層４６にアクティブマトリクス基板と封止
基板を密着させるための接着剤としての役割を持たせて
も良い。

【００７１】なお、ここでＥＬ層の劣化の原因となる水
分または酸素に対する対策として有機樹脂膜からなるカ
バー層内に酸化バリウムといった乾燥剤や酸化防止剤を
加えておくことも可能である。

【００７２】〔実施例２〕本発明の実施例における画素
部とその周辺に設けられる駆動回路部のＴＦＴを同時に
作製する方法について図４〜図６を用いて説明する。但
し、説明を簡単にするために、駆動回路に関しては基本
回路であるＣＭＯＳ回路を図示することとする。

【００７３】まず、図４（Ａ）に示すように、ガラス基
板３００上に下地膜３０１を３００ｎｍの厚さに形成す
る。本実施例では下地膜３０１として１００ｎｍ厚の窒
化酸化珪素膜と２００ｎｍの窒化酸化珪素膜とを積層し
て用いる。この時、ガラス基板３００に接する方の窒素
濃度を１０〜２５ｗｔ％としておくと良い。もちろん下
地膜を設けずに石英基板上に直接素子を形成しても良
い。

【００７４】次に下地膜３０１の上に５０ｎｍの厚さの
非晶質珪素膜（図示せず））を公知の成膜法で形成す
る。なお、非晶質珪素膜に限定する必要はなく、非晶質
構造を含む半導体膜（微結晶半導体膜を含む）であれば
良い。さらに非晶質シリコンゲルマニウム膜などの非晶
質構造を含む化合物半導体膜でも良い。また、膜厚は２
０〜１００ｎｍの厚さであれば良い。

【００７５】そして、公知の技術により非晶質珪素膜を
結晶化し、結晶質珪素膜（多結晶シリコン膜若しくはポ
リシリコン膜ともいう）３０２を形成する。公知の結晶
化方法としては、電熱炉を使用した熱結晶化方法、レー
ザー光を用いたレーザーアニール結晶化法、赤外光を用
いたランプアニール結晶化法がある。本実施例では、Ｘ
ｅＣｌガスを用いたエキシマレーザー光を用いて結晶化
する。

【００７６】なお、本実施例では線状に加工したパルス
発振型のエキシマレーザー光を用いるが、矩形であって
も良いし、連続発振型のアルゴンレーザー光や連続発振
型のエキシマレーザー光を用いることもできる。

【００７７】本実施例では結晶質珪素膜をＴＦＴの活性
層として用いるが、非晶質珪素膜を用いることも可能で
ある。また、オフ電流を低減する必要のあるスイッチン
グ用ＴＦＴの活性層を非晶質珪素膜で形成し、電流制御
用ＴＦＴの活性層を結晶質珪素膜で形成することも可能
である。非晶質珪素膜はキャリア移動度が低いため電流
を流しにくくオフ電流が流れにくい。即ち、電流を流し
にくい非晶質珪素膜と電流を流しやすい結晶質珪素膜の
両者の利点を生かすことができる。

【００７８】次に、図４（Ｂ）に示すように、結晶質珪
素膜３０２上に酸化珪素膜でなる保護膜３０３を１３０
ｎｍの厚さに形成する。この厚さは１００〜２００ｎｍ
（好ましくは１３０〜１７０ｎｍ）の範囲で選べば良
い。また、珪素を含む絶縁膜であれば他の膜でも良い。
この保護膜３０３は不純物を添加する際に結晶質珪素膜
が直接プラズマに曝されないようにするためと、微妙な
濃度制御を可能にするために設ける。

【００７９】そして、その上にレジストマスク３０４
a、３０４bを形成し、保護膜３０３を介してｎ型を付与
する不純物元素（以下、ｎ型不純物元素という）を添加
する。なお、ｎ型不純物元素としては、代表的には１５
族に属する元素、典型的にはリン又は砒素を用いること
ができる。なお、本実施例ではホスフィン（ＰＨ₃）を
質量分離しないでプラズマ励起したプラズマ（イオン）
ドーピング法を用い、リンを１×１０¹⁸atoms/cm³の濃
度で添加する。勿論、質量分離を行うイオンインプラン
テーション法を用いても良い。

【００８０】この工程により形成されるｎ型不純物領域
３０５には、ｎ型不純物元素が２×１０¹⁶〜５×１０¹⁹
atoms/cm³（代表的には５×１０¹⁷〜５×１０¹⁸atoms/c
m³）の濃度で含まれるようにドーズ量を調節する。

【００８１】次に、図４（Ｃ）に示すように、保護膜３
０３およびレジスト３０４ａ、３０４ｂを除去し、添加
した１５族に属する元素の活性化を行う。活性化手段は
公知の技術を用いれば良いが、本実施例ではエキシマレ
ーザー光の照射により活性化する。勿論、パルス発振型
でも連続発振型でも良いし、エキシマレーザー光に限定
する必要はない。但し、添加された不純物元素の活性化
が目的であるので、結晶質珪素膜が溶融しない程度のエ
ネルギーで照射することが好ましい。なお、保護膜３０
３をつけたままレーザー光を照射しても良い。

【００８２】なお、このレーザー光による不純物元素の
活性化に際して、熱処理による活性化を併用しても構わ
ない。熱処理による活性化を行う場合は、基板の耐熱性
を考慮して４５０〜５５０℃程度の熱処理を行えば良
い。

【００８３】この工程によりｎ型不純物領域３０５の端
部、即ち、ｎ型不純物領域３０５、の周囲に存在するｎ
型不純物元素を添加していない領域との境界部（接合
部）が明確になる。このことは、後にＴＦＴが完成した
時点において、ＬＤＤ領域とチャネル形成領域とが非常
に良好な接合部を形成しうることを意味する。

【００８４】次に、図４（Ｄ）に示すように、結晶質珪
素膜の不要な部分を除去して、島状の半導体膜（以下、
活性層という）３０６〜３０９を形成する。

【００８５】次に、図４（Ｅ）に示すように、活性層３
０６〜３０９を覆ってゲート絶縁膜３１０を形成する。
ゲート絶縁膜３１０としては、１０〜２００ｎｍ、好ま
しくは５０〜１５０ｎｍの厚さの珪素を含む絶縁膜を用
いれば良い。これは単層構造でも積層構造でも良い。本
実施例では１１０ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。

【００８６】次に、２００〜４００ｎｍ厚の導電膜を形
成し、パターニングしてゲート電極３１１〜３１５を形
成する。このゲート電極３１１〜３１５の端部をテーパ
ー状にすることもできる。なお、本実施例ではゲート電
極と、ゲート電極に電気的に接続された引き回しのため
の配線（以下、ゲート配線という）とを別の材料で形成
する。具体的にはゲート電極よりも低抵抗な材料をゲー
ト配線として用いる。これは、ゲート電極としては微細
加工が可能な材料を用い、ゲート配線には微細加工はで
きなくとも配線抵抗が小さい材料を用いるためである。
勿論、ゲート電極とゲート配線とを同一材料で形成して
も構わない。

【００８７】また、ゲート電極は単層の導電膜で形成し
ても良いが、必要に応じて二層、三層といった積層膜と
することが好ましい。ゲート電極の材料としては公知の
あらゆる導電膜を用いることができる。ただし、上述の
ように微細加工が可能、具体的には２μm以下の線幅に
パターニング可能な材料が好ましい。

【００８８】代表的には、タンタル（Ｔａ）、チタン
（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、
クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）から選ばれた元素で
なる膜、または前記元素の窒化物膜（代表的には窒化タ
ンタル膜、窒化タングステン膜、窒化チタン膜）、また
は前記元素を組み合わせた合金膜（代表的にはＭｏ−Ｗ
合金、Ｍｏ−Ｔａ合金）、または前記元素のシリサイド
膜（代表的にはタングステンシリサイド膜、チタンシリ
サイド膜）を用いることができる。勿論、単層で用いて
も積層して用いても良い。

【００８９】本実施例では、５０ｎｍ厚の窒化タンタル
（ＴａＮ）膜と、３５０ｎｍ厚のタンタル（Ｔａ）膜と
からなる積層膜を用いる。これはスパッタ法で形成すれ
ば良い。また、スパッタガスとしてＸｅ、Ｎｅ等の不活
性ガスを添加すると応力による膜はがれを防止すること
ができる。

【００９０】またこの時、ゲート電極３１２はｎ型不純
物領域３０５の一部とゲート絶縁膜３１０を挟んで重な
るように形成する。この重なった部分が後にゲート電極
と重なったＬＤＤ領域となる。なお、ゲート電極３１
３，３１４は、断面では、二つに見えるが実際には電気
的に接続されている。

【００９１】次に、図５（Ａ）に示すように、ゲート電
極３１１〜３１５をマスクとして自己整合的にｎ型不純
物元素（本実施例ではリン）を添加する。こうして形成
される不純物領域３１６〜３２３にはｎ型不純物領域３
０５の１／２〜１／１０（代表的には１／３〜１／４）
の濃度でリンが添加されるように調節する。具体的に
は、１×１０¹⁶〜５×１０¹⁸atoms/cm³（典型的には３
×１０¹⁷〜３×１０¹⁸atoms/cm³）の濃度が好ましい。

【００９２】次に、図５（Ｂ）に示すように、ゲート電
極等を覆う形でレジストマスク３２４a〜３２４ｄを形
成し、ｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加して
高濃度にリンを含む不純物領域３２５〜３２９を形成す
る。ここでもホスフィン（ＰＨ₃）を用いたイオンドー
プ法で行い、この領域のリンの濃度は１×１０²⁰〜１×
１０²¹atoms/cm³（代表的には２×１０²⁰〜５×１０²¹a
toms/cm³）となるように調節する。

【００９３】この工程によってｎチャネル型ＴＦＴのソ
ース領域若しくはドレイン領域が形成されるが、スイッ
チング用ＴＦＴでは、図５（Ａ）の工程で形成したｎ型
不純物領域３１９〜３２１の一部を残す。この残された
領域が、図５におけるスイッチング用ＴＦＴ２０１のＬ
ＤＤ領域１５a〜１５dに対応する。

【００９４】次に、図５（Ｃ）に示すように、レジスト
マスク３２４a〜３２４ｄを除去し、新たにレジストマ
スク３３２を形成する。そして、ｐ型不純物元素（本実
施例ではボロン）を添加し、高濃度にボロンを含む不純
物領域３３３〜３３６を形成する。ここではジボラン
（Ｂ₂Ｈ₆）を用いたイオンドープ法により３×１０²⁰〜
３×１０²¹atoms/cm³（代表的には５×１０²⁰〜１×１
０²¹atoms/cm³）の濃度となるようにボロンを添加す
る。

【００９５】なお、不純物領域３３３〜３３６には既に
１×１０²⁰〜１×１０²¹atoms/cm³の濃度でリンが添加
されているが、ここで添加されるボロンはその少なくと
も３倍以上の濃度で添加される。そのため、予め形成さ
れていたｎ型の不純物領域は完全にｐ型に反転し、ｐ型
の不純物領域として機能する。

【００９６】次に、レジストマスク３３２を除去した
後、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型不純物
元素を活性化する。活性化手段としては、ファーネスア
ニール法、レーザーアニール法、またはランプアニール
法で行うことができる。本実施例では電熱炉において窒
素雰囲気中、５５０℃、４時間の熱処理を行う。

【００９７】このとき雰囲気中の酸素を極力排除するこ
とが重要である。なぜならば酸素が少しでも存在してい
ると露呈したゲート電極の表面が酸化され、抵抗の増加
を招くと共に後にオーミックコンタクトを取りにくくな
るからである。従って、上記活性化工程における処理雰
囲気中の酸素濃度は１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐ
ｐｍ以下とすることが望ましい。

【００９８】次に、活性化工程が終了したら図５（Ｄ）
に示すように３００ｎｍ厚のゲート配線３３７を形成す
る。ゲート配線３３７の材料としては、アルミニウム
（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）を主成分（組成として５０〜１
００％を占める。）とする金属を用いれば良い。配置と
しては図３のようにゲート配線２１１とスイッチング用
ＴＦＴのゲート電極１９a、１９b（図４（Ｅ）の３１
３、３１４）が電気的に接続するように形成する。

【００９９】このような構造とすることでゲート配線の
配線抵抗を非常に小さくすることができるため、面積の
大きい画像表示領域（画素部）を形成することができ
る。即ち、画面の大きさが対角１０インチ以上（さらに
は３０インチ以上）の自発光装置を実現する上で、本実
施例の画素構造は極めて有効である。

【０１００】次に、図６（Ａ）に示すように、第１層間
絶縁膜３３８を形成する。第１層間絶縁膜３３８として
は、珪素を含む絶縁膜を単層で用いるか、２種類以上の
珪素を含む絶縁膜を組み合わせた積層膜を用いれば良
い。また、膜厚は４００ｎｍ〜１．５μmとすれば良
い。本実施例では、２００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜の上
に８００ｎｍ厚の酸化珪素膜を積層した構造とする。

【０１０１】さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気
中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行
い、水素化処理をする。この工程は熱的に励起された水
素により半導体膜の不対結合手を水素終端する工程であ
る。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズ
マ化して生成された水素を用いる）を行っても良い。

【０１０２】なお、水素化処理は第１層間絶縁膜３３８
を形成する間に入れても良い。即ち、２００ｎｍ厚の窒
化酸化珪素膜を形成した後で上記のように水素化処理を
行い、その後で残り８００ｎｍの膜厚の酸化珪素膜を形
成してもよい。

【０１０３】次に、第１層間絶縁膜３３８及びゲート絶
縁膜３１０に対してコンタクトホールを形成し、ソース
配線３３９〜３４２と、ドレイン配線３４３〜３４５を
形成する。なお、本実施例ではこの電極を、Ｔｉ膜を１
００ｎｍ、Ｔｉを含むアルミニウム膜を３００ｎｍ、Ｔ
ｉ膜１５０ｎｍをスパッタ法で連続形成した３層構造の
積層膜とする。勿論、他の導電膜でも良い。

【０１０４】次に、５０〜５００ｎｍ（代表的には２０
０〜３００ｎｍ）の厚さで第１パッシベーション膜３４
６を形成する。本実施例では第１パッシベーション膜３
４６として３００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。こ
れは窒化珪素膜で代用しても良い。

【０１０５】なお、窒化酸化珪素膜の形成に先立ってＨ
₂、ＮＨ₃等水素を含むガスを用いてプラズマ処理を行う
ことは有効である。この前処理により励起された水素が
第１層間絶縁膜３３８に供給され、熱処理を行うこと
で、第１パッシベーション膜３４６の膜質が改善され
る。それと同時に、第１層間絶縁膜３３８に添加された
水素が下層側に拡散するため、効果的に活性層を水素化
することができる。

【０１０６】次に、図６（Ｂ）に示すように有機樹脂か
らなる第２層間絶縁膜３４７を形成する。有機樹脂とし
てはポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂またはＢＣ
Ｂ（ベンゾシクロブテン）といった材料を使用すること
ができる。特に、第２層間絶縁膜３４７は平坦化の意味
合いが強いので、平坦性に優れたアクリル樹脂が好まし
い。本実施例ではＴＦＴによって形成される段差を十分
に平坦化しうる膜厚でアクリル樹脂膜を形成する。好ま
しくは１〜５μm（さらに好ましくは２〜４μm）とすれ
ば良い。

【０１０７】次に、第２層間絶縁膜３４７及び第１パッ
シベーション膜３４６に対してコンタクトホールを形成
し、ドレイン配線３４５と電気的に接続する画素電極３
４８を形成する。本実施例では酸化インジウム・スズ
（ＩＴＯ）膜を１１０ｎｍの厚さに形成し、パターニン
グを行って画素電極とする。また、酸化インジウムに２
〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した化合物や、酸
化亜鉛と酸化ガリウムからなる化合物を透明電極として
用いても良い。この画素電極がＥＬ素子の陽極となる。

【０１０８】次に、図６（Ｃ）に示すように、樹脂材料
からなるバンク３４９を形成する。バンク３４９は合計
で１〜２μmの膜厚のアクリル樹脂膜またはポリイミド
膜といった膜をパターニングして形成すれば良い。この
バンク３４９は図６に示したように、画素と画素との間
にストライプ状に形成する。本実施例ではソース配線３
４１に沿って形成するがゲート配線３３７に沿って形成
しても良い。

【０１０９】次に、ＥＬ層３５０を、図１（Ｃ）で説明
した電界塗布法により形成する。なお、ここでは一画素
しか図示していないが、実施例１で説明したようにＲ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応したＥＬ層を
それぞれ形成する。

【０１１０】まず、材料室に備えられたＥＬ層用塗布液
を超音波振動子による超音波振動で霧状にする。この霧
状のＥＬ層用塗布液を電極にかけられた電圧が与える電
界で帯電させると、材料室の外部に設けられた引き出し
電極により引き出すことができる。引き出されたＥＬ層
用塗布液は、加速電極により飛翔方向に加速された後、
制御電極で制御して、基板１１０上の所望の位置に塗布
することができる。

【０１１１】本発明においては、まず、材料室から赤色
ＥＬ層用塗布液を霧状のＥＬ層用塗布液として引き出し
電極により引き出し、加速電極により加速した後、制御
電極により制御して、画素上の赤色に発光する画素列に
ＥＬ層を形成する。次に基板を横方向に移動した後、材
料室から緑色ＥＬ層用塗布液を塗布し、緑色に発光すべ
き画素列を形成する。さらに基板を横方向に移動して材
料室から青色ＥＬ層用塗布液を塗布し、青色に発光すべ
き画素列を形成する。

【０１１２】以上のように、基板を移動しながら赤、
緑、青色に発光する画素列を順次塗布することで３色の
ストライプ状のＥＬ層を形成する。なお、本実施例では
一画素しか図示されていないが、同じ色に発光するＥＬ
層は、一列ずつ形成しても良いし、同時に形成しても良
い。また、必要に応じては、材料室と基板の間にマスク
を設けたり、マスクに電界をかけて塗布液の塗布位置を
制御することも可能である。

【０１１３】本実施例では、ＥＬ材料としては、赤色に
発光するＥＬ層にはシアノポリフェニレンビニレン、緑
色に発光するＥＬ層にはポリフェニレンビニレン、青色
に発光するＥＬ層にはポリフェニレンビニレン若しくは
ポリアルキルフェニレンを用いれば良い。膜厚は３０〜
１５０ｎｍ（好ましくは４０〜１００ｎｍ）とすれば良
い。

【０１１４】ＥＬ層３５０としては公知の材料を用いる
ことができる。公知の材料としては、駆動電圧を考慮す
ると有機材料を用いるのが好ましい。なお、本実施例で
はＥＬ層３５０は、上記ＥＬ材料から形成される、いわ
ゆる発光層のみの単層構造とするが、必要に応じて電子
注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層、電子阻
止層もしくは正孔素子層を設けても良い。また、本実施
例ではＥＬ素子の陰極３５１としてＭｇＡｇ電極を用い
た例を示すが、公知の他の材料であっても良い。

【０１１５】本実施例では、電界制御による電界塗布法
を示したが、インクジェット法やＥＬ層用材料を荷電粒
子として制御して塗布する方法を用いても良い。

【０１１６】なお、発光層は、各色ごとに塗布され形成
されるが、電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔
注入層、電子阻止層もしくは正孔素子層を形成する場合
は、発光層を形成する材料が異なっていても、関係なく
同一材料をスピンコート法、塗布法といった方法を用い
て、一度に形成してもよい。

【０１１７】ＥＬ層３５０を形成した後、陰極（ＭｇＡ
ｇ電極）３５１を真空蒸着法により形成する。なお、Ｅ
Ｌ層３５０の膜厚は８０〜２００ｎｍ（典型的には１０
０〜１２０ｎｍ）、陰極３５１の厚さは１８０〜３００
ｎｍ（典型的には２００〜２５０ｎｍ）とすれば良い。

【０１１８】さらに、陰極３５１上には、保護電極３５
２を設ける。保護電極３５２としてはアルミニウムを主
成分とする導電膜を用いると良い。保護電極３５２は、
マスクを用いて真空蒸着法で形成すると良い。なお、基
板上に保護電極まで形成した状態を本明細書中では、ア
クティブマトリクス基板という。

【０１１９】保護電極３５２まで完成したアクティブマ
トリクス基板上には、さらに外気に曝されないようにし
て、バリア層３５３を形成する。本実施例においては、
バリア層３５３を形成する材料として酸化タンタルを用
いるが、窒化珪素、窒化アルミニウムもしくは炭素膜、
具体的にはＤＬＣ膜といった無機材料を用いても良い。
また、本実施例においてバリア層３５３は、スパッタリ
ング法を用いて形成するが、プラズマＣＶＤ法といった
室温で成膜できる方法を用いることもできる。

【０１２０】バリア層３５３を形成したら、バリア層３
５３の上に有機樹脂からなるカバー層３５４を形成す
る。なお、有機樹脂を溶媒に溶解したり、有機樹脂自体
の粘度を適度に調節して有機樹脂液を作製した後、これ
を材料室に備えて電界塗布法により塗布し、カバー層３
５４を形成する。このとき有機樹脂液の粘性は、１×１
０^-3〜３×１０^-2Ｐａ・ｓであることが好ましい。

【０１２１】また、この時カバー層を形成する有機樹脂
液の内部に酸化バリウムといった吸湿剤や酸化防止剤を
加えるとＥＬ素子の劣化原因である水分や酸素の進入を
防ぐのに効果的である。

【０１２２】本実施例の場合は、図６（Ｃ）に示すよう
に、ｎチャネル型２０５の活性層は、ソース領域３５
５、ドレイン領域３５６、ＬＤＤ領域３５７及びチャネ
ル形成領域３５８を含み、ＬＤＤ領域３５７はゲート絶
縁膜３１０を挟んでゲート電極３１２と重なっている。

【０１２３】ドレイン領域側のみにＬＤＤ領域を形成し
ているのは、動作速度を落とさないための配慮である。
また、このｎチャネル型ＴＦＴ２０５はオフ電流値をあ
まり気にする必要はなく、それよりも動作速度を重視し
た方が良い。従って、ＬＤＤ領域３５７は完全にゲート
電極に重ねてしまい、極力抵抗成分を少なくすることが
望ましい。即ち、いわゆるオフセットはなくした方がよ
い。

【０１２４】ところで、本実施例のアクティブマトリク
ス基板は、画素部だけでなく駆動回路部にも最適な構造
のＴＦＴを配置することにより、非常に高い信頼性を示
し、動作特性も向上しうる。

【０１２５】まず、極力動作速度を落とさないようにホ
ットキャリア注入を低減させる構造を有するＴＦＴを、
駆動回路部を形成するＣＭＯＳ回路のｎチャネル型ＴＦ
Ｔ２０５として用いる。なお、ここでいう駆動回路とし
ては、シフトレジスタ、バッファ、レベルシフタ、サン
プリング回路（サンプル及びホールド回路）などが含ま
れる。デジタル駆動を行う場合には、Ｄ／Ａコンバータ
などの信号変換回路も含まれうる。

【０１２６】次に、画素部のＴＦＴとして、ｎチャネル
型のスイッチング用ＴＦＴの断面構造を図７により説明
する。なお、ここで用いた符号は、図２で用いた符号と
対応している。

【０１２７】まず、図７に示したスイッチング用ＴＦＴ
であるが、図７（Ａ）は、ＬＤＤ領域１５ａ〜１５ｄが
ゲート絶縁膜１８を挟んでデート電極１９ａ及び１９ｂ
と重ならないように設けられている。このような構造
は、オフ電流値を低減する上で非常に効果的である。

【０１２８】これに対して、図７（Ｂ）には、これらの
ＬＤＤ領域１５ａ〜１５ｄは設けられていない。図７
（Ｂ）の構造とする場合には、図７（Ａ）の構造を形成
させる場合に比べて工程を減らすことができるので生産
効率を向上することができる。

【０１２９】本発明において、スイッチング用ＴＦＴと
しては、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）のどちらの構造を用
いても良い。

【０１３０】次に、画素部のＴＦＴとして、図８には、
ｎチャネル型の電流制御用ＴＦＴの断面構造図を示す。
なお、ここで用いた符号は、図２で用いた符号と対応し
ている。

【０１３１】図８（Ａ）に示した電流制御用ＴＦＴにお
いて、ドレイン領域３２とチャネル形成領域３４との間
にＬＤＤ領域３３が設けられる。ここでは、ＬＤＤ領域
３３がゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極３５に重な
っている領域と重なっていない領域とを有する構造を示
したが、図８（Ｂ）に示すようにＬＤＤ領域３３を設け
ない構造としてもよい。

【０１３２】電流制御用ＴＦＴは、ＥＬ素子を発光させ
るための電流を供給すると同時に、その供給量を制御し
て階調表示を可能とする。そのため、電流を流しても劣
化しないようにホットキャリア注入による劣化対策を講
じておく必要がある

【０１３３】ホットキャリア注入による劣化に関して
は、ゲート電極に対してＬＤＤ領域が重なった構造が非
常に効果的であることが知られている。そのため、図８
（Ａ）に示したようにゲート絶縁膜１８を挟んでゲート
電極３５に重なっている領域にＬＤＤ領域を設けるとい
う構造が適当であるが、ここではオフ電流対策としてゲ
ート電極に重ならないＬＤＤ領域も設けるという構造を
示した。しかし、ゲート電極に重ならないＬＤＤ領域
は、必ずしも設けなくて良い。また、場合によっては、
図８（Ｂ）に示すようにこれらのＬＤＤ領域を設けなく
ても良い。

【０１３４】さらに、図８に示したＴＦＴ構造におい
て、ＴＦＴにかかる電圧Ｖ_DSが１０Ｖ以上であるときに
は、図８（Ａ）で示した構造が好ましいがＴＦＴにかか
る電圧Ｖ_DSが１０Ｖに満たない場合には図８（Ｂ）で示
す構造が好ましい。

【０１３５】なお、図６（Ｃ）で示すカバー層３５４ま
で形成して気密性を高めたら、絶縁体上に形成された素
子又は回路から引き回された端子と外部信号端子とを接
続するためのコネクター（フレキシブルプリントサーキ
ット：ＦＰＣ）を取り付けて製品として完成する。この
ような出荷できる状態にまでした状態を本明細書中では
自発光装置（またはＥＬモジュール）をという。

【０１３６】ここで、カバー層まで形成した本実施例の
ＥＬモジュールについて図９（Ａ）、（Ｂ）を用いて説
明する。

【０１３７】本実施例のアクティブマトリクス型自発光
装置は、ガラス基板９０１上に形成された、画素部９０
２と、ゲート側駆動回路９０３と、ソース側駆動回路９
０４を含む。画素部のスイッチング用ＴＦＴ９０５はｎ
チャネル型ＴＦＴであり、ゲート側駆動回路９０３に接
続されたゲート配線９０６、ソース側駆動回路９０４に
接続されたソース配線９０７の交点に配置されている。
また、スイッチング用ＴＦＴ９０５のドレインは電流制
御用ＴＦＴ９０８のゲートに接続されている。

【０１３８】さらに、電流制御用ＴＦＴ９０８のソース
側は電源供給線９０９に接続される。本実施例のような
構造では、電源供給線９０９には接地電位（アース電
位）が与えられている。また、電流制御用ＴＦＴ９０８
のドレインにはＥＬ素子９１０が接続されている。ま
た、このＥＬ素子９１０の陽極には所定の電圧（３〜１
２Ｖ、好ましくは３〜５Ｖ）が加えられる。

【０１３９】そして、外部入出力端子となるＦＰＣ９１
１には駆動回路部まで信号を伝達するための接続配線９
１２、９１３、及び電源供給線９０９に接続された接続
配線９１４が設けられている。

【０１４０】ここで、図９（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した
断面図を図９（Ｂ）に示す。なお、図９（Ａ）、（Ｂ）
では同一の部位に同一の符号を用いている。一部には、
図６と同一の部位に同一の符号を用いている。

【０１４１】図９（Ｂ）に示すように、基板９０１上に
は画素部９０２、ゲート側駆動回路９０３を形成し、画
素部９０２は電流制御用ＴＦＴ２０２とそれに電気的に
接続された画素電極３４８を含む複数の画素により形成
する。また、ゲート側駆動回路９０３はｎチャネル型Ｔ
ＦＴ２０５とｐチャネル型ＴＦＴ２０６とを相補的に組
み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成する。

【０１４２】画素電極３４８はＥＬ素子の陽極として機
能する。また、画素電極３４８間の隙間にはバンク３４
９を形成し、バンク３４９の内側にＥＬ層３５０を形成
する。また、その上に陰極３５１及び保護電極３５２を
形成する。なおここで示したＥＬ素子の構造に限られる
必要はなく素子構造を反対とし、画素電極を陰極として
も構わない。

【０１４３】本実施例の場合、保護電極３５２は画素列
ごとに共通の配線としても機能し、接続配線９１２を経
由してＦＰＣ９１１に電気的に接続されている。さら
に、画素部９０２及びゲート側駆動回路９０３に含まれ
る素子は全て窒化珪素、酸化タンタルもしくは炭素（具
体的にはＤＬＣ膜）といった無機材料からなるバリア層
で覆われている。このバリア層３５３は省略することも
可能であるが、各素子を外部と遮断する上で設けた方が
好ましい。

【０１４４】次に、バリア層の上には、ＥＬ素子を覆う
ようにしてカバー層９１６を設ける。カバー層９１６と
しては、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、エポキシ樹
脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ＰＶＢ（ポリビニル
ブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）
を用いることができる。このカバー層９１６の内部に乾
燥剤（図示せず）を設けておくと、吸湿効果を保ち続け
られるので好ましい。

【０１４５】また、カバー層９１６の上には、ガラス、
プラスチック、およびセラミックスでなる保護基板を設
けることができる。さらに、カバー層９１６を用いて保
護基板（図示せず）を接着する構造としても良い。

【０１４６】以上のようにＥＬ素子９１０上にバリア層
３５３及びカバー層９１６を設けることにより、ＥＬ素
子９１０を外部から完全に遮断することができ、外部か
ら水分や酸素等のＥＬ層の酸化による劣化を促す物質が
侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高
い自発光装置を作製することができる。

【０１４７】また、図９に示した自発光装置の回路構成
の一例を図１０に示す。本実施例の自発光装置は、ソー
ス側駆動回路１００１、ゲート側駆動回路（Ａ）１００
７、ゲート側駆動回路（Ｂ）１０１１、画素部１００６
を有している。なお、本明細書中において、駆動回路部
とはソース側処理回路およびゲート側駆動回路を含めた
総称である。

【０１４８】ソース側駆動回路１００１は、シフトレジ
スタ１００２、レベルシフタ１００３、バッファ１００
４、サンプリング回路（サンプル及びホールド回路）１
００５を備えている。また、ゲート側駆動回路（Ａ）１
００７は、シフトレジスタ１００８、レベルシフタ１０
０９、バッファ１０１０を備えている。ゲート側駆動回
路（Ｂ）１０１１も同様な構成である。

【０１４９】ここでシフトレジスタ１００２、１００８
は駆動電圧が５〜１６Ｖ（代表的には１０Ｖ）であり、
回路を形成するＣＭＯＳ回路に使われるｎチャネル型Ｔ
ＦＴは図６（Ｃ）の２０５で示される構造が適してい
る。

【０１５０】また、レベルシフタ１００３、１００９、
バッファ１００４、１０１０はシフトレジスタと同様
に、図６（Ｃ）のｎチャネル型ＴＦＴ２０５を含むＣＭ
ＯＳ回路が適している。なお、ゲート配線をダブルゲー
ト構造、トリプルゲート構造といったマルチゲート構造
とすることは、各回路の信頼性を向上させる上で有効で
ある。また、画素部１００６は図２に示した構造の画素
を配置する。

【０１５１】なお、上記構成は、図４〜６に示した作製
工程に従ってＴＦＴを作製することによって容易に実現
することができる。また、本実施例では画素部と駆動回
路部の構成のみ示しているが、本実施例の作製工程に従
えば、その他にも信号分割回路、Ｄ／Ａコンバータ回
路、オペアンプ回路、γ補正回路など駆動回路以外の論
理回路を同一絶縁体上に形成することが可能であり、さ
らにはメモリ部やマイクロプロセッサ等を形成しうると
考えている。

【０１５２】また、本実施例の構成は、実施例１の構成
と自由に組み合わせることができる。

【０１５３】〔実施例３〕ここでは、図１（Ｂ）で示し
たのと異なる積層構造の作製について説明する。図１１
において、基板１１００上に電流制御用ＴＦＴ１０１を
形成し、電流制御用ＴＦＴ１１０１に電気的に接続され
た画素電極１１０２を図のように形成する。画素電極１
１０２上には、ＥＬ層１１０３を形成するが、本実施例
ではインクジェット法を用いる。なお、本実施例で用い
るＥＬ層用塗布液は、実施例１で用いたものと同様の材
料を用いるとよい。

【０１５４】次にＥＬ層１１０３の上に、蒸着法を用い
て陰極１１０４を形成する。なお陰極には、ＭｇＡｇや
Ａｌ−Ｌｉといった仕事関数の低い材料を用いると良
い。陰極１１０４を形成した後で再びインクジェト法に
より有機樹脂膜からなるカバー層１１０５を画素部に均
一に成膜する。なお、成膜するカバー層１１０５の膜厚
は１０ｎｍ〜３００ｎｍが好ましい。

【０１５５】また、有機樹脂からなるカバー層１１０５
を形成する材料としては、硬度が高く、水分または酸素
といった物質を通しにくく、平坦性のある材料を用いる
と良い。具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポ
リイミド、ポリアミドおよびシリコン樹脂といった有機
樹脂が好ましい。なお、カバー層１１０５の形成にはイ
ンクジェット法を用いることから画素部分に選択的に形
成することができる。

【０１５６】図１２には、インクジェット法でアクティ
ブマトリクス基板１２００上の画素部１２０１にカバー
層１２０２を形成する方法を示す。なお、ここに示す構
造のヘッド１２０３からＥＬ層を形成する塗布液やカバ
ー層を形成する有機樹脂液を吐出する。なお、インクジ
ェット法で知られるピエゾ方式には、ＭＬＰ（MultiLay
er Piezo）タイプとＭＬＣｈｉｐ（Multi Layer Cerami
c Hyper IntegratedPiezo Segments）タイプがあるが、
ここで示すヘッド１２０３は、セイコーエプソン社製の
オンデマンドピエゾ駆動ＭＬＣｈｉｐ方式と呼ばれるヘ
ッドである。

【０１５７】ＭＬＣｈｉｐとは、セラミックでなる振動
板１２０４、連通板１２０５、及び材料室板１２０６で
材料室１２０７を形成し、振動板１２０４上にピエゾ素
子１２０８を各材料室に対応して形成したアクチュエー
ターである。

【０１５８】そして、このＭＬＣｈｉｐに３枚のステン
レスプレート（ＳＵＳプレート）を積層して、供給孔１
２０９、リザーバー１２１０、ノズル１２１１を形成し
ヘッド１２０３を形成する。なお図１２には、ノズル１
２１１が二つ設けられている様子を示すが、ノズルの数
はこれに限られることはなく塗布する領域や塗布液によ
って一つであっても良いし、三つ以上設けられていても
良い。

【０１５９】このＭＬＣｈｉｐからなる塗布装置の動作
原理は、上部電極１２１２及び下部電極１２１３に電圧
がかけられた際に、ピエゾ素子１２０８が振動すること
によるピエゾ素子１２０８と振動板１２０４の圧電効果
であり、撓み振動である。つまり、この撓みにより材料
室１２０７に圧力がかかり、材料室１２０７に備えられ
ている有機樹脂液が押し出され、塗布がなされる。

【０１６０】図１１に示すようにカバー層１１０５を形
成した後、スパッタリング法を用いてカバー層１１０５
を覆うようにバリア層１１０６を形成する。本実施例で
は、バリア層１１０６を炭素膜、具体的にはＤＬＣ膜
（ダイヤモンドライクカーボン）により形成する。しか
し、バリア層１１０６を形成する材料は、これに限定す
る必要はなく、酸化タンタル、窒化アルミニウムまたは
窒化珪素などを用いても良い。なお、バリア層１１０６
はシャドウマスクを用いて選択的に形成する。

【０１６１】以上のようにカバー層１１０５及びバリア
層１１０６をアクティブマトリクス基板上に形成するこ
とで、外部からＥＬ素子の劣化原因となる水分や酸素の
進入を防ぐことができる。

【０１６２】〔実施例４〕本実施例では本発明をパッシ
ブ型（単純マトリクス型）の自発光装置に用いた場合に
ついて説明する。説明には図１３を用いる。図１３にお
いて、１３０１はプラスチックからなる基板、１３０２
は透明性の導電膜からなる陽極である。本実施例では、
陽極１３０２として酸化インジウムと酸化亜鉛との化合
物をスパッタリング法により形成する。なお、図１３で
は図示されていないが、複数本の陽極１３０２が紙面と
平行な方向へストライプ状に配列されている。

【０１６３】また、ストライプ状に配列された陰極１３
０５を紙面に垂直な方向に形成し、さらに陰極１３０５
の間を埋めるようにバンク１３０３を形成する。

【０１６４】次に、ＥＬ材料からなるＥＬ層１３０４a
〜１３０４cを実施例１で示した電界塗布法により形成
する。なお、１３０４aは赤色に発光するＥＬ層、１３
０４bは緑色に発光するＥＬ層、１３０４cは青色に発光
するＥＬ層である。用いる有機ＥＬ材料は実施例１と同
様のものを用いれば良い。これらのＥＬ層はバンク１３
０３が形成する溝に沿って形成されるため、紙面に垂直
な方向にストライプ状に形成される。

【０１６５】本実施例を実施することにより、基板上に
赤、緑、青の三色の画素をストライプ状に形成する。な
お、画素の色は、必ずしも三色である必要はなく、一色
または、二色であってもよい。また、色は、赤、緑、青
に限られることはなく、黄色、オレンジ、グレーといっ
た発色することが可能な他の色を用いてもよい。

【０１６６】まず、材料室に赤色ＥＬ層用塗布液を備え
ておく。この塗布液を外部に設けた電極が与える電界で
引き出す。引き出されたＥＬ層用塗布液は電界により制
御され、所望の画素部に到達する。これにより、ＥＬ層
が形成される。

【０１６７】まず、赤色ＥＬ層用塗布液を塗布する。塗
布液を電界で制御するので選択的に画素部の所望の位置
にＥＬ層用塗布液を塗布することができる。なお、ノズ
ルを一つの画素列を形成する方向に移動しながら塗布す
るとよい。

【０１６８】次に、ノズルを隣の画素列に塗布できるよ
うに移動した後、緑色ＥＬ層用塗布液を塗布する。さら
にノズルを隣の画素列に移動させた後、青色ＥＬ層用塗
布液を塗布して、画素部に赤、緑、青からなるストライ
プ状のＥＬ層を形成する。

【０１６９】以上のような操作を繰り返すことで、図１
３に示すように画素部にストライプ状の画素を形成する
ことができる。なお、同じ色の発光層は一列ずつ形成し
ても良いし、同時に形成しても良い。

【０１７０】ここでいうＥＬ層とは、発光層のみの単層
構造を指しているが、電荷注入層、電荷輸送層といった
発光に寄与する有機ＥＬ材料からなる層を用いることも
可能である。発光層単層とする場合もありうるが、例え
ば正孔注入層と発光層とを積層した場合はその積層膜を
ＥＬ層と呼ぶ。

【０１７１】このとき、同じ色のライン状に隣り合う画
素の相互の距離（Ｄ）は、ＥＬ層の膜厚（ｔ）の５倍以
上（好ましくは１０倍以上）とすることが望ましい。こ
れは、Ｄ＜５ｔでは画素間でクロストークの問題が発生
しうるからである。なお、距離（Ｄ）が離れすぎても高
精細な画像が得られなくなるので、５ｔ＜Ｄ＜５０ｔ
（好ましくは１０ｔ＜Ｄ＜３５ｔ）とすることが好まし
い。

【０１７２】また、バンクを横方向にストライプ状に形
成し、赤色に発光するＥＬ層、緑色に発光するＥＬ層及
び青色に発光するＥＬ層をそれぞれ横に形成しても良
い。このときバンクは絶縁膜を介したゲート配線の上方
に、ゲート配線に沿って形成する。

【０１７３】この場合も同じ色のライン状に隣り合う画
素の相互の距離（Ｄ）は、ＥＬ層の膜厚（ｔ）の５倍以
上（好ましくは１０倍以上）、さらに好ましくは５ｔ＜
Ｄ＜５０ｔ（好ましくは１０ｔ＜Ｄ＜３５ｔ）とすると
良い。

【０１７４】以上のようにＥＬ層用塗布液を電界で制御
してＥＬ層を形成することで塗布位置の制御が可能とな
る。

【０１７５】その後、図１３では図示されていないが、
複数本の陰極及び保護電極が紙面に垂直な方向が長手方
向となり、且つ、陽極１３０２と直交するようにストラ
イプ状に配列される。なお、本実施例では、陰極１３０
５は、ＭｇＡｇでなり、保護電極１３０６はアルミニウ
ム合金膜でなり、それぞれ蒸着法により形成する。ま
た、図示されていないが保護電極１３０６は所定の電圧
が加わるように、後にＦＰＣが取り付けられる部分まで
配線が引き出されている。

【０１７６】以上のようにして基板１３０１上にＥＬ素
子を形成する。なお、本実施例では下側の電極が透光性
の陽極となっているため、ＥＬ層１３０４a〜１３０４c
で発生した光は下面（基板１３０１）に放射される。し
かしながら、ＥＬ素子の構造を反対にし、下側の電極を
遮光性の陰極とすることもできる。その場合、ＥＬ層１
３０４a〜１３０４cで発生した光は上面（基板１３０１
とは反対側）に放射されることになる。

【０１７７】保護電極１３０６を形成した後で、無機材
料からなるバリア層１３０７を形成する。ここでは、窒
化珪素、酸化タンタル、窒化アルミニウム、炭素（具体
的にはＤＬＣ膜）といった無機材料を用いると良く、プ
ラズマＣＶＤ法、スパッタリング法または蒸着法により
形成することができるが、本実施例では、窒化珪素膜を
スパッタリング法により形成する。なお、このときバリ
ア層１３０７の膜厚は、１０ｎｍ〜１００ｎｍが好まし
い。

【０１７８】次に、有機樹脂膜からなるカバー層１３０
８をＥＬ層と同様の方法で形成する。なお、ここで用い
る有機樹脂としては、ポリアミドやポリイミドといった
材料を用いると良い。さらにこの有機樹脂膜には、乾燥
剤（図示せず）として酸化バリウムを添加してもよい。
最後に異方導電性フィルム１３０９を介してＦＰＣ１３
１０を取り付けてパッシブ型の自発光装置が完成する。

【０１７９】図１３では、基板上に形成されたＥＬ素子
上に無機樹脂膜からなるバリア層１３０７を形成し、バ
リア層１３０７の上にカバー層１３０８が形成される構
造のパッシブ型自発光装置を示したが、図１４に示すよ
うにＥＬ素子上にカバー層１４０７を形成した後、バリ
ア層１４０８を形成する構造としても良い。

【０１８０】なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施
例３のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施するこ
とが可能である。

【０１８１】〔実施例５〕本発明において、バリア層と
して炭素からなるＤＬＣ膜（ダイヤモンドライクカーボ
ン）膜を用いることは有効である。但し、膜厚が厚すぎ
ると透過率が落ちるので、膜厚は５０ｎｍ以下（好まし
くは１０〜２０ｎｍ）とすることが好ましい。

【０１８２】ＤＬＣ膜の特徴としては、１５５０ｃｍ^-1
くらいに非対称のピークを有し、１３００ｃｍ^-1くらい
に肩をもつラマンスペクトル分布を有する。また、微小
硬度計で測定した時に１５〜２５ＧＰａの硬度を示すほ
か、耐薬品性に優れるという特徴をもつ。従って、この
ようなＤＬＣ膜をＥＬ素子上に成膜したり、ＥＬ素子上
のカバー層の上に成膜することは、有効である。いずれ
にしてもＤＬＣ膜の成膜はスパッタリング法、ＥＣＲプ
ラズマＣＶＤ法、高周波プラズマＣＶＤ法またはイオン
ビーム蒸着法といった方法を用いれば良い。

【０１８３】なお、本実施例の構成は実施例１〜４のい
ずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能
である。

【０１８４】〔実施例６〕本発明を実施してアクティブ
マトリクス型の自発光装置を作製する際に、基板として
シリコン基板（シリコンウェハー）を用いることは有効
である。基板としてシリコン基板を用いた場合、画素部
に形成するスイッチング用素子や電流制御用素子または
駆動回路部に形成する駆動用素子を、従来のＩＣやＬＳ
Ｉなどに用いられているＭＯＳＦＥＴの作製技術を用い
て作製することができる。

【０１８５】ＭＯＳＦＥＴはＩＣやＬＳＩで実績がある
ように非常にばらつきの小さい回路を形成することが可
能であり、特に電流値で階調表現を行うアナログ駆動の
アクティブマトリクス型自発光装置には有効である。

【０１８６】なお、シリコン基板は遮光性であるので、
ＥＬ層からの光は基板と反対側に放射されるような構造
とする必要がある。本実施例の自発光装置はＥＬ素子の
構造的には図９と似ているが、画素部９０２、駆動回路
部９０３を形成するＴＦＴの代わりにＭＯＳＦＥＴを用
いる点で異なる。

【０１８７】なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施
例５のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施するこ
とが可能である。

【０１８８】〔実施例７〕本発明を実施して形成された
自発光装置は、自発光型であるため液晶表示装置に比べ
て明るい場所での視認性に優れ、しかも視野角が広い。
従って、様々な電子機器の表示部として用いることがで
きる。例えば、ＴＶ放送等を大画面で鑑賞するには対角
３０インチ以上（典型的には４０インチ以上）のＥＬデ
ィスプレイ（自発光装置を筐体に組み込んだディスプレ
イ）の表示部として本発明の自発光装置を用いるとよ
い。

【０１８９】なお、ＥＬディスプレイには、パソコン用
ディスプレイ、ＴＶ放送受信用ディスプレイ、広告表示
用ディスプレイ等の全ての情報表示用ディスプレイが含
まれる。また、その他にも様々な電子機器の表示部とし
て本発明の自発光装置を用いることができる。

【０１９０】その様な本発明の電子機器としては、ビデ
オカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ
（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシス
テム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコン
ポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機
器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、
携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた
画像再生装置（具体的にはデジタルビデオディスク（Ｄ
ＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるデ
ィスプレイを備えた装置）などが挙げられる。特に、斜
め方向から見ることの多い携帯情報端末は視野角の広さ
が重要視されるため、自発光装置を用いることが望まし
い。それら電子機器の具体例を図１５、図１６に示す。

【０１９１】図１５（Ａ）はＥＬディスプレイであり、
筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３等を含
む。本発明は表示部２００３に用いることができる。Ｅ
Ｌディスプレイは自発光型であるためバックライトが必
要なく、液晶ディスプレイよりも薄い表示部とすること
ができる。

【０１９２】図１５（Ｂ）はビデオカメラであり、本体
２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作
スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０
６等を含む。本発明の自発光装置は表示部２１０２に用
いることができる。

【０１９３】図１５（Ｃ）は頭部取り付け型のＥＬディ
スプレイの一部（右片側）であり、本体２２０１、信号
ケーブル２２０２、頭部固定バンド２２０３、表示部２
２０４、光学系２２０５、自発光装置２２０６等を含
む。本発明は自発光装置２２０６に用いることができ
る。

【０１９４】図１５（Ｄ）は記録媒体を備えた画像再生
装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２３０
１、記録媒体（ＤＶＤ等）２３０２、操作スイッチ２３
０３、表示部（ａ）２３０４、表示部（ｂ）２３０５等
を含む。表示部（ａ）は主として画像情報を表示し、表
示部（ｂ）は主として文字情報を表示するが、本発明の
自発光装置はこれら表示部（ａ）、（ｂ）に用いること
ができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家
庭用ゲーム機器なども含まれる。

【０１９５】図１５（Ｅ）は携帯型（モバイル）コンピ
ュータであり、本体２４０１、カメラ部２４０２、受像
部２４０３、操作スイッチ２４０４、表示部２４０５等
を含む。本発明の自発光装置は表示部２４０５に用いる
ことができる。

【０１９６】図１５（Ｆ）はパーソナルコンピュータで
あり、本体２５０１、筐体２５０２、表示部２５０３、
キーボード２５０４等を含む。本発明の自発光装置は表
示部２５０３に用いることができる。

【０１９７】なお、将来的に有機ＥＬ材料の発光輝度が
高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡
大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクター
に用いることも可能となる。

【０１９８】また、上記電気器具はインターネットやＣ
ＡＴＶ（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ＥＬ材料の応
答速度は非常に高いため、自発光装置は動画表示に好ま
しいが、画素間の輪郭がぼやけてしまっては動画全体も
ぼけてしまう。従って、画素間の輪郭を明瞭にするとい
う本発明の自発光装置を電気器具の表示部として用いる
ことは極めて有効である。

【０１９９】また、自発光装置は発光している部分が電
力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情
報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、
特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とす
る表示部に自発光装置を用いる場合には、非発光部分を
背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動す
ることが望ましい。

【０２００】ここで図１６（Ａ）は携帯電話であり、本
体２６０１、音声出力部２６０２、音声入力部２６０
３、表示部２６０４、操作スイッチ２６０５、アンテナ
２６０６を含む。本発明の自発光装置は表示部２６０４
に用いることができる。なお、表示部２６０４は黒色の
背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力
を抑えることができる。

【０２０１】また、図１６（Ｂ）は音響再生装置、具体
的には車載用オーディオであり、本体２７０１、表示部
２７０２、操作スイッチ２７０３、２７０４を含む。本
発明の自発光装置は表示部２７０２に用いることができ
る。また、本実施例では車載用オーディオを示すが、携
帯型や家庭用の音響再生装置に用いても良い。なお、表
示部２７０４は黒色の背景に白色の文字を表示すること
で消費電力を抑えられる。これは携帯型の音響再生装置
において特に有効である。

【０２０２】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の電気器具に用いることが可能であ
る。また、本実施例の電気器具は実施例１〜６に示した
いずれの構成の自発光装置を用いても良い。

【０２０３】〔実施例８〕本発明において、三重項励起
子からの燐光を発光に利用できるＥＬ材料を用いること
で、外部発光量子効率を飛躍的に向上させることができ
る。これにより、ＥＬ素子の低消費電力化、長寿命化、
および軽量化が可能になる。ここで、三重項励起子を利
用し、外部発光量子効率を向上させた報告を示す。 (T.Tsutsui, C.Adachi, S.Saito, Photochemical Proce
sses in Organized Molecular Systems, ed.K.Honda,
(Elsevier Sci.Pub., Tokyo,1991) p.437.) 上記の論文により報告されたＥＬ材料（クマリン色素）
の分子式を以下に示す。

【０２０４】

【化６】

【０２０５】(M.A.Baldo, D.F.O'Brien, Y.You, A.Shou
stikov, S.Sibley, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Natur
e 395 (1998) p.151.) 上記の論文により報告されたＥＬ材料（Ｐｔ錯体）の分
子式を以下に示す。

【０２０６】

【化７】

【０２０７】(M.A.Baldo, S.Lamansky, P.E.Burrrows,
M.E.Thompson, S.R.Forrest, Appl.Phys.Lett.,75 (199
9) p.4.) (T.Tsutsui, M.-J.Yang, M.Yahiro, K.Nakamura, T.Wat
anabe, T.tsuji, Y.Fukuda, T.Wakimoto, S.Mayaguchi,
Jpn.Appl.Phys., 38 (12B) (1999) L1502.) 上記の論文により報告されたＥＬ材料（Ｉｒ錯体）の分
子式を以下に示す。

【０２０８】

【化８】

【０２０９】以上のように三重項励起子からの燐光発光
を利用できれば原理的には一重項励起子からの蛍光発光
を用いる場合より３〜４倍の高い外部発光量子効率の実
現が可能となる。なお、本実施例の構成は、実施例１〜
実施例７のいずれの構成とも自由に組みあわせて実施す
ることが可能である。

【０２１０】

【発明の効果】本発明を実施することで、ＥＬ層及びカ
バー層を同一の塗布方法で形成することができる。これ
により、大気解放することなく効率的にＥＬ層、陰極、
バリア層及びカバー層を同一のマルチチャンバーで連続
的に形成することが可能である。また、バリア層及びカ
バー層を形成させることでＥＬ層への水分や酸素の進入
を防ぎ、ＥＬ層の劣化対策に効果的である。また、バリ
ア層及びカバー層を形成することで封止構造が完成する
ので、通常の封止構造に比べると小型化、軽量化が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄膜形成方法を示す図。

【図２】画素部の断面構造を示す図。

【図３】画素部の上面構造及び構成を示す図。

【図４】自発光装置の作製工程を示す図。

【図５】自発光装置の作製工程を示す図。

【図６】自発光装置の作製工程を示す図。

【図７】画素部のＴＦＴの断面構造を示す図。

【図８】画素部のＴＦＴの断面構造を示す図。

【図９】自発光装置の外観を示す図。

【図１０】自発光装置の回路ブロック構成を示す図。

【図１１】アクティブマトリクス型の自発光装置の断
面構造を示す図。

【図１２】薄膜形成方法を示す図。

【図１３】パッシブ型の自発光装置の断面構造を示す
図。

【図１４】パッシブ型の自発光装置の断面構造を示す
図。

【図１５】電気器具の具体例を示す図。

【図１６】電気器具の具体例を示す図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＥＬ素子を有する自発光装置において、前
記ＥＬ素子を覆う無機材料からなる膜と、前記無機材料
からなる膜を覆う有機材料からなる膜と、を有すること
を特徴とする自発光装置。
【請求項２】陽極、ＥＬ層及び陰極からなるＥＬ素子を
有する自発光装置において、前記陰極を覆う無機材料か
らなる膜と、前記無機材料からなる膜を覆う有機材料か
らなる膜と、を有することを特徴とする自発光装置。
【請求項３】ＥＬ素子を有する自発光装置において、前
記ＥＬ素子に接する無機材料からなる膜と、前記無機材
料からなる膜に接する有機材料からなる膜と、を有する
ことを特徴とする自発光装置。
【請求項４】陽極、ＥＬ層及び陰極からなるＥＬ素子を
有する自発光装置において、前記陰極に接する無機材料
からなる膜と、前記無機材料からなる膜に接する有機材
料からなる膜と、を有することを特徴とする自発光装
置。
【請求項５】ＥＬ素子を有する自発光装置において、前
記ＥＬ素子を覆う有機材料からなる膜と、前記有機材料
からなる膜を覆う無機材料からなる膜と、を有すること
を特徴とする自発光装置。
【請求項６】陽極、ＥＬ層及び陰極からなるＥＬ素子を
有する自発光装置において、前記陰極を覆う有機材料か
らなる膜と、前記有機材料からなる膜を覆う無機材料か
らなる膜と、を有することを特徴とする自発光装置。
【請求項７】ＥＬ素子を有する自発光装置において、前
記ＥＬ素子に接する有機材料からなる膜と、前記有機材
料からなる膜に接する無機材料からなる膜とを有するこ
とを特徴とする自発光装置。
【請求項８】陽極、ＥＬ層及び陰極からなるＥＬ素子を
有する自発光装置において、前記陰極に接する有機材料
からなる膜と、前記有機材料からなる膜に接する無機材
料からなる膜とを有することを特徴とする自発光装置。
【請求項９】請求項１乃至請求項８のいずれか一におい
て、前記無機材料からなる膜は、窒化珪素、酸化タンタ
ル、窒化アルミニウムまたは炭素からなることを特徴と
する自発光装置。
【請求項１０】請求項１乃至請求項９のいずれか一にお
いて、前記有機材料からなる膜は、ポリアミド、ポリイ
ミド、アクリル樹脂、またはベンゾシクロブテンからな
ることを特徴とする自発光装置。
【請求項１１】請求項１乃至請求項１０のいずれか一に
おいて、前記有機材料からなる膜の膜厚は、０．１〜２
０μｍであることを特徴とする自発光装置。
【請求項１２】請求項１乃至請求項１１のいずれか一に
おいて、前記無機材料からなる膜はバリア層であり、前
記有機材料からなる膜はカバー層であることを特徴とす
る自発光装置。
【請求項１３】請求項１乃至請求項１２のいずれか一に
記載の自発光装置を用いたことを特徴とする電気器具。
【請求項１４】陽極、ＥＬ層及び陰極からなるＥＬ素子
を有する自発光装置の作製方法であって、前記ＥＬ素子
を覆う無機材料からなる膜をＣＶＤ法または蒸着法によ
り成膜し、前記無機材料からなる膜を覆う有機材料から
なる膜をインクジェット法により成膜することを特徴と
する自発光装置の作製方法。
【請求項１５】陽極、ＥＬ層及び陰極からなるＥＬ素子
を有する自発光装置の作製方法であって、前記陰極を覆
う無機材料からなる膜をＣＶＤ法または蒸着法により成
膜し、前記無機材料からなる膜を覆う有機材料からなる
膜をインクジェット法により成膜することを特徴とする
自発光装置の作製方法。
【請求項１６】陽極、ＥＬ層及び陰極からなるＥＬ素子
を有する自発光装置の作製方法であって、前記ＥＬ素子
を覆う有機材料からなる膜をインクジェット法により成
膜し、前記有機材料からなる膜を覆う無機材料からなる
膜をＣＶＤ法または蒸着法により成膜することを特徴と
する自発光装置の作製方法。
【請求項１７】陽極、ＥＬ層及び陰極からなるＥＬ素子
を有する自発光装置の作製方法であって、前記陰極を覆
う有機材料からなる膜をインクジェット法により成膜
し、前記有機材料からなる膜を覆う無機材料からなる膜
をＣＶＤ法または蒸着法により成膜することを特徴とす
る自発光装置の作製方法。
【請求項１８】請求項１４乃至請求項１７のいずれか一
において、前記ＥＬ層、前記陰極、前記無機材料からな
る膜及び前記有機材料からなる膜を同一の成膜装置で成
膜することを特徴とする自発光装置の作製方法。
【請求項１９】請求項１４乃至請求項１８のいずれか一
において、前記ＥＬ層と、前記有機材料からなる膜を電
界塗布法、またはインクジェット法により成膜すること
を特徴とする自発光装置の作製方法。
【請求項２０】請求項１４乃至請求項１９のいずれか一
において、前記無機材料からなる膜はバリア層であり、
前記有機材料からなる膜はカバー層であることを特徴と
する自発光装置の作製方法。