JP5031115B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関し、特に表示装置の画素電極の構成に関するものである。

近年、発光素子の一種として、発光性の有機化合物を用いた発光素子の研究の開発が盛
んに行われている。この発光素子の一般的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物
を含む層（発光層）を挟んだものであり、素子に電圧を印加することにより各電極から電
子およびホールがそれぞれ発光層に注入・輸送される。そして、それらキャリア（電子お
よびホール）が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励
起状態が基底状態に戻る際に発光する。

このような発光素子は、サブミクロン〜数ミクロン程度の薄膜で形成することができる
。また、キャリアが注入されてから発光に至るまでの時間はせいぜいマイクロ秒あるいは
それ以下であるため、非常に応答速度が速いことも特徴の１つである。さらに、数ボルト
〜数十ボルト程度の直流電圧で十分な発光が得られるため、消費電力も比較的少ない。こ
れらの利点から、上述した発光素子は、次世代のフラットパネルディスプレイ素子として
注目されている。

このような発光素子においては、一対の電極および発光層を膜状に形成するため、大面
積の素子を形成することにより、面状の発光を容易に得ることができる。このことは、白
熱電球やＬＥＤ（点光源）、あるいは蛍光灯（線光源）などの光源では得難い特色である
ため、上述した発光素子は照明灯の光源としての利用も期待されている。

また、表示装置に映像を表示する方法として、複数の画素から形成される表示領域にお
いてそれぞれの画素の発光または非発光を選択することによって任意の表示を行う、パッ
シブマトリクス型とアクティブマトリクス型がよく用いられている。パッシブマトリクス
型は、縦横方向に配線を格子状に設けて、縦方向の配線と横方向の配線が交差する箇所の
発光または非発光を制御することにより映像の表示を行う。一方、アクティブマトリクス
型は、表示装置のそれぞれの画素に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を設け、ＴＦＴをスイッ
チング素子として画素の発光または非発光を制御することにより映像の表示を行う。アク
ティブマトリクス型は、パッシブマトリクス型の表示装置より高コントラスト、低消費電
力で駆動が可能であるため、より多くの表示装置に適用されている。

しかしながら、アクティブマトリクス型の表示装置において、例えば、画素ごとに設け
られているＴＦＴの破壊や不良等による不具合が生じた場合、その画素に供給される電流
または電圧の制御ができなくなる。その結果、その画素に設けられた発光層に大きい電流
が常に供給され、当該画素が常に発光している状態となる場合がある。このように、ある
画素が常に光っている状態になると、映像を表示する際にその部分が常に光っているため
に欠陥（輝点欠陥）となり、表示装置の商品性が著しく低下してしまう。

また、発光素子を用いた表示装置において、発光層は非常に薄く形成されているため、
発光層の一部にピンホール等の欠陥箇所が生じやすい。発光層に欠陥が生じた場合、陽極
と陰極間がショートし、その欠陥箇所に電流が集中するため、欠陥が生じた画素に大きい
電流が流れる。その結果、消費電力の増加や欠陥箇所の温度上昇に伴う周辺画素への影響
等の問題が生じる。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、画素に電流が流れ続けることによっ
て発生する輝点欠陥の防止または画素の一部分に電流が集中することによる周辺画素への
影響を抑制する表示装置の提供を目的とする。

本発明の表示装置は、絶縁表面上に設けられた電流を供給する配線と前記配線に接続さ
れた画素電極とを有し、画素電極は、配線と画素電極とが接続する領域の一部を除いて金
属膜と透明導電膜との積層構造からなり、配線と画素電極が接続する領域において、画素
電極が狭幅領域を有し、当該狭幅領域における画素電極の少なくとも一部は金属膜を含ま
ない領域を有し、且つ配線と金属膜とが直接接していないことを特徴としている。

なお、ここでいう画素電極が狭幅領域を有するとは、画素電極において当該画素電極の
他の領域より幅が狭い領域が形成されている状態を指し、配線と画素電極とが接続する領
域において画素電極が狭幅領域を有するとは、配線と画素電極とが直接接している部分は
もちろんその周辺の領域における画素電極が、当該画素電極の他の領域より幅が狭い領域
を有していることをいう。具体的には、図６に示すように、配線と画素電極とが接続する
領域において当該画素電極が出っ張った領域（領域１７、領域１９）を有しており、当該
領域１７の幅ａおよび領域１９の幅ｃが当該画素電極の他の領域１８の幅ｂより狭い場合
が挙げられる。画素電極の狭幅領域（出っ張った領域（領域１７、領域１９））の形状は
、領域１８の幅ｂより狭くなるように形成すればどのような形状でもよく、例えば、図６
（Ａ）に示すくびれた形状（ｂ＞ｃ＞ａ）や図６（Ｂ）に示す矩形状（ｂ＞ａ＝ｃ）で設
けることができる。また、領域１７の幅ａは必ずしも一定に設ける必要はなく、例えば、
領域１８に近づくにつれて幅が大きくなるように設けてもよいし、領域１９に近づくにつ
れて幅が大きくなるように形成してもよい。なお、画素電極を金属膜と透明導電膜との積
層構造から形成する場合、上記領域１７において、少なくとも一部は金属膜を含まない部
分を形成し、金属膜と配線が直接接しない構造とする。

また、上記構成において、配線と画素電極が接続する領域を除いて画素電極は金属膜と
透明導電膜との積層構造からなるが、金属膜上に透明導電膜を設けてもよいし、透明導電
膜上に金属膜を設けてもよい。金属膜上に透明導電膜を設けた場合には透明導電膜が配線
の端部を覆い、透明導電膜上に金属膜を設けた場合には透明導電膜の端部を配線が覆った
構造とすることができる。

本発明の表示装置の他の構成として、絶縁表面上に設けられた配線と、配線と直接接し
ないように絶縁表面上に設けられた金属膜と、配線の端部および金属膜上を覆って設けら
れた透明導電膜と、透明導電膜上に設けられた発光層とを有し、配線と金属膜間において
、透明導電膜が狭幅領域を有していることを特徴としている。

また、本発明の表示装置の他の構成として、絶縁表面上に設けられた透明導電膜と、透
明導電膜の端部を覆うように設けられた配線と、配線と直接接しないように透明導電膜上
に設けられた金属膜と、金属膜上に設けられた発光層とを有し、配線と金属膜間において
、透明導電膜が狭幅領域を有していることを特徴としている。

本発明において、配線または金属膜として、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）
、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ
）、タンタル（Ｔａ）、金（Ａｕ）、マンガン（Ｍｎ）から選ばれた一種の元素、該元素
を複数含む合金または当該元素と炭素（Ｃ）を含む合金からなる単層または積層構造を用
いることができる。また、配線と金属膜は同じ材料で形成することができ、例えば、Ａｌ
とＴｉとＣを含んだ合金、ＡｌとＮｉを含んだ合金またはＡｌとＮｉとＣを含んだ合金を
用いることができる。

また、配線と画素電極とが接続する領域における画素電極の形状は、狭幅領域が形成さ
れていればどのような形状でもよく、例えば画素電極をくびれた形状にすることができる
。

本発明において、電極、配線、画素電極、金属膜または絶縁膜の形成は、フォトリソグ
ラフ工程を用いて形成してもよいし、液滴吐出法により形成してもよい。なお、液滴吐出
法とは、導電膜や絶縁膜等の材料を含んだ組成物の液滴（ドットともいう）を選択的に吐
出（噴射）して任意の場所に形成する方法であり、その方式によってはインクジェット法
とも呼ばれている。

また、本発明の表示装置は、液晶表示装置や発光素子を用いた表示装置等に適用するこ
とができる。

本発明によって、複数の画素を有する表示装置において、ある画素におけるＴＦＴの破
壊や不良等により輝点欠陥が生じる場合であっても、その輝点欠陥を防止することができ
る。また、本発明によって、陽極と陰極間のショート等により画素に欠陥が生じた場合に
、当該画素への電流を遮断または減少することによって、消費電力の増加や欠陥箇所の温
度上昇に伴う周辺画素への影響を防止することができる。

表示装置における画素電極の構成を示す図。 表示装置における画素電極の構成を示す図。 表示装置における画素電極の構成を示す図。 表示装置の作製工程の例を示す図。 表示装置の作製工程の例を示す図。 表示装置における画素電極と配線との接続を示す図。 表示装置の回路図の一例を示す図。 表示装置における画素の上面を示す図。 表示装置が有する発光素子の構成を示す図。 表示装置のパネルを示す図。 表示装置のパネルを示す図。 本発明の表示装置を用いた電子機器を示す図。

本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説
明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様
々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実
施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の
構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。

本発明は、複数の画素を有する表示装置において、ある画素に制御されている以上の大
きい電流（過電流）が流れた場合に、それ以上その画素への電流の供給を選択的に遮断ま
たは減少させる構成に関するものである。上記目的を達成するために、本発明では、画素
電極に、ある一定値以上の電流が流れた際に画素電極自体の抵抗が高くなる材料を用いる
。例えば、一定値以上の大きい電流が流れると抵抗が高くなる性質を有する金属材料を画
素電極として用いる。他にも、画素電極を２層またはそれ以上の積層構造で形成し、ある
一定以上の大きい電流が流れると、積層した層同士が反応して抵抗が高くなるものを画素
電極として用いることができる。また、ある一定以上の大きい電流が流れた場合に、画素
電極と画素電極に接続した配線とが反応することによって、結果として画素電極の抵抗が
高くなる構成を用いることもできる。

このように、本発明では、画素電極にある一定以上の電流が流れた場合、画素電極の少
なくとも一部の抵抗を高くすることにより、画素電極へ流れ込む電流を遮断または減少さ
せる。なお、画素電極へ流れ込む電流の遮断または減少は、画素電極と画素電極に電流を
供給する配線とが接続する領域（接続部）において行うことが好ましい。つまり、画素電
極へ流れ込む電流を、画素電極の入り口で遮断することにより、電流が発光層へ流れるこ
とによる画素の発光を効果的に防ぐことができる。そのため、画素電極に過電流が流れた
際に、画素電極と配線の接続部における画素電極の抵抗を選択的に高くすればよい。

本発明においては、画素電極にある一定以上の電流が流れた際に画素電極自体の抵抗を
高くする。そのため、画素電極と配線との接続部における画素電極の形状を、当該画素電
極の他の部分に比べてその幅を小さくすることが好ましい。その結果、画素電極における
幅の小さい領域は、画素電極の他の領域に比べて電流密度が高くなるため、選択的に幅の
小さい領域の画素電極の抵抗を高くすることができる。

また、本発明の表示装置の構成は、複数の画素をマトリクス状に配置した表示装置であ
れば適用可能であり、例えば液晶表示装置や発光素子を用いたＥＬ表示装置等に適用する
ことができる。

以下に、上記構成を有する表示装置の具体的な形態に関して、図面を用いて説明を行う
。

（実施の形態１）
本実施の形態では、画素に過電流が流れた際に、当該画素に流れる電流を遮断または減
少させる表示装置の一例に関して図面を参照して以下に説明する。

図１（Ａ）は、表示装置の画素における画素電極の上面図を示しており、図１（Ｂ）は
その断面図を示したものである。図１において、配線１４を覆って層間絶縁膜１５が形成
され、層間絶縁膜１５にはコンタクトホール１０が形成されている。そのコンタクトホー
ルを介して画素電極１１と配線１４が電気的に接続されている。本実施の形態では、画素
電極１１は、一部を除いて金属膜１１ａと透明導電膜１１ｂが積層した構造になっている
。ここで、金属膜１１ａとしては、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングス
テン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、タンタ
ル（Ｔａ）、金（Ａｕ）、マンガン（Ｍｎ）から選ばれた一種の元素、該元素を複数含む
合金または当該元素と炭素（Ｃ）を含む合金からなる単層または積層構造を用いることが
できる。本実施の形態では、Ａｌが含まれている金属を用いると好ましく、例えばＣとＴ
ｉを含有したＡｌ合金、Ｎｉを含有したＡｌ合金、ＣとＮｉを含有したＡｌ合金、ＣとＭ
ｎを含有したＡｌ合金等を用いることができる。なお、金属膜１１ａとして高い反射性を
有するＡｌを用いると、発光層の下面（金属膜１１ａ側）に発せられた光が金属膜に反射
されるためより上面（金属膜１１ａの反対側）に多くの光を取り出すことができる。

また、透明導電膜１１ｂとしては、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ
）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）などその他
の透光性酸化物導電材料を用いることが可能である。他にも、酸化珪素を含む酸化インジ
ウムスズや、酸化珪素を含んだ酸化インジウムにさらに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したも
のを用いても良い。本実施の形態では透明導電膜１１ｂとして酸化珪素を含む酸化インジ
ウムスズを用いる。

なお、画素電極１１と配線１４は、金属膜で形成された配線１３によって電気的に接続
されている。配線１３は金属膜１１ａと同時に形成可能であり、この場合、金属膜１１ａ
と同じ材料で形成されている。また、異なる材料で別々に作り分けてもよい。本実施の形
態では、画素電極１１と配線１３の接続は、透明導電膜１１ｂと配線１３が接することに
より行われる。具体的には、画素電極１１と配線１３との接続部において画素電極１１が
狭幅領域を有しており、当該狭幅領域の画素電極１１の少なくとも一部は金属膜１１ａを
含まない領域を有している。なお、狭幅領域における画素電極はどのような形状でもよく
、本実施の形態では、矩形状となっている。

このように、画素電極１１を２層構造とし、矩形状をしている領域１７（以下領域１７
と示す）を形成することによって、画素電極１１に過電流が流れ込んだ際、その電流を遮
断または減少することができる。その原理について以下に簡単に説明する。

領域１７においては、画素電極１１の幅が小さいため、画素に電流が流れる際、領域１
７を流れる電流密度は、領域１７以外の画素電極１１に流れる電流密度より高くなる。仮
に、ＴＦＴの破損や陽極と陰極間のショート等により画素に過電流が流れ込んだ場合には
、領域１７の電流密度は大幅に上昇する。領域１７の電流密度が高くなることによって、
領域１７において酸化珪素を含む酸化インジウムスズからなる透明導電膜１１ｂの酸素（
Ｏ）と金属膜１１ａのＡｌとが反応して、画素電極１１中にＡｌ₂Ｏ₃等のＡｌの酸化物が
形成される。その結果、領域１７またはその周辺の画素電極１１の抵抗が高くなり、絶縁
化するため画素電極１１へ電流が流れなくなる、あるいは流れる電流が減少する。

従って、画素に過電流が流れ込むのを防止するには、一定値以上の高い電流が画素に流
れた場合にのみ画素電極自体の抵抗が高くなり、画素に電流が流れなくなる構成を有する
画素電極を設ければよい。これを実現するため、本実施の形態では、画素電極１１を金属
膜１１ａと透明導電膜１１ｂの２層からなる構造を設けている。

また、電流密度が高いほど金属膜１１ａと透明導電膜１１ｂが反応して画素電極の抵抗
が高くなる。画素に過電流が流れ込んだ際に画素電極の入り口部分で電流を遮断するため
、透明導電膜１１ｂと配線１３とが電気的に接続する部分において、流れ込む電流の電流
密度が高くなる領域１７を設けることが好ましい。その結果、過電流が流れた場合に選択
的に領域１７の画素電極が高抵抗化し、画素電極の入り口部分で電流を遮断または減少さ
せることができる。さらに、領域１７における画素電極の形状を制御することによって、
流れる電流値によって画素電極１１の抵抗を高くするかを制御することが可能となる。

発光素子を用いた表示装置において、画素への電流または電圧の供給を制御しているＴ
ＦＴが壊れた場合、画素に設けられた発光層に常に大きい電流が流れ続け、その画素は常
に光っている状態になる。しかし、本実施の形態を用いることによって、画素に大きい電
流が流れた場合に、その画素へ流れる電流を遮断することができる。そのため、その画素
は輝点欠陥とはならず自動的に常に発光しない状態の暗輝点欠陥となる。暗輝点欠陥の場
合には、映像を表示する場合に輝点欠陥より目立たないため、商品の品質を保つことがで
きる。

また、本実施の形態の構成を用いることによって、陽極と陰極間のショートにより欠陥
が発生した場合の問題も防ぐことができる。陽極と陰極がショートした場合には、その部
分に大きな電流が集中して流れるため、消費電流の増加や発熱による周辺画素への悪影響
が問題となる。しかし、本実施の形態では、陽極と陰極間のショートにより発生した過電
流が画素に流れた場合に、その電流を遮断し、周辺画素への影響を最小限に抑えることが
できる。

なお、本実施の形態では、図１を用いて説明したが、図１の構成や上述した材料に限ら
れない。過電流が流れることによって透明導電膜と反応して高抵抗化する材料を用いれば
よく、例えば、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）または銅（Ｃｕ）等
を用いてもよい。また、画素電極を単層で形成してもよい。この場合、一定以上の電流が
流れた場合に高抵抗化する金属膜を画素電極として用いればよい。また、過電流が流れた
際に十分に透明導電膜１１ｂと配線１３に含まれたＡｌが反応するときには、金属膜１１
ａを設けなくてもよい。この場合、透明導電膜１１ｂのみで画素電極を形成することがで
きる。また、本実施の形態では、領域１７における画素電極１１を透明導電膜１１ｂのみ
で形成しているが、領域１７も画素電極の他の部分と同様に金属膜１１ａと透明導電膜１
１ｂの２層の積層構造としてもよい。

また、金属膜１１ａと配線１３の端部をテーパー状にしてもよい。金属膜１１ａと配線
１３の端部をテーパー状にすることによって、その上に形成される透明導電膜１１ｂの段
切れを防止することができる。

なお、本実施の形態では、領域１７において画素電極１１の形状が矩形状の場合を例に
挙げて説明を行ったが、この形状に限られない。画素に電流が流れる際に、画素電極１１
と配線１３が接続する領域が画素電極の他の領域より電流密度が高くなるような形状であ
れば、どのような形状でもよい。例えば、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示す形状とすることも可
能である。

図６において、画素電極１１を領域１７、１８、１９に区切り、それぞれの幅をａ、ｂ
、ｃで表している。なお、領域１７および領域１９は上述した狭幅領域を指し、図６にお
いては画素電極の出っ張った領域（領域１７、領域１９）に相当する。

図１では、領域１７の幅ａと領域１９の幅ｃが同じであり、且つ領域１８の幅ｂより小
さい（ａ＝ｃ＜ｂ）場合を示した。また他の形状として、図６（Ａ）に示すように、画素
電極は、領域１７の幅ａが領域１８の幅ｂおよび領域１９の幅ｃより小さい（ｂ＞ｃ＞ａ
）くびれた形状としてもよい。

つまり、本実施の形態では、画素電極の狭幅領域（出っ張った領域（領域１７、領域１
９））の形状は、領域１８の幅ｂより狭くなるように形成すればどのような形状でもよく
、例えば、領域１７の幅ａが少なくとも領域１８の幅ｂおよび領域１９の幅ｃより小さい
（ａ＜ｂ、ｃ）形状（図６（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ））または、領域１７の幅ａと領域１９
の幅ｃが同じであり、且つ領域１８の幅ｂより小さい（ａ＝ｃ＜ｂ）形状（図１、図６（
Ｂ））で設けることが可能である。また、領域１７の幅ａは必ずしも一定に設ける必要は
なく、例えば、領域１８に近づくにつれて幅が大きくなるように設けてもよいし、領域１
９に近づくにつれて幅が大きくなるように形成してもよい。

また、本実施の形態では、画素電極１１の構成において、金属膜１１ａの上方に透明導
電膜１１ｂが配置した構造となっているが、透明導電膜１１ｂの上方に金属膜１１ａが配
置した構造（図３）を用いてもよい。この場合、透明導電膜１１ｂを形成した後に、金属
膜１１ａおよび配線１３を同時に形成する。

また、本実施の形態は、アクティブマトリクス型のＴＦＴを用いた表示装置であれば、
適用することが可能であり、例えば液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置に適用することがで
きる。

このように、本実施の形態を用いることによって、表示装置において、画素に欠陥が生
じ当該画素に過電流が流れた場合であっても、当該画素への電流を遮断または減少するこ
とによって、輝点欠陥の発生、消費電力の増加または欠陥箇所の温度上昇に伴う周辺画素
への影響を防止し表示装置の商品の品質を保つことが可能となる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１とは異なる表示装置の一例に関して図２を用いて説明
する。

図２において、薄膜トランジスタ２１と、薄膜トランジスタ２１を覆って形成された層
間絶縁膜２２と、層間絶縁膜２２上に形成された配線２３が形成されている。配線２３は
、層間絶縁膜２２に形成されたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタ２１のソース
またはドレイン領域と接続されている。また、画素電極２４が配線２３によって、薄膜ト
ランジスタ２１のソースまたはドレイン領域と電気的に接続されている。配線２３として
は、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ
）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、金（Ａｕ）、マン
ガン（Ｍｎ）から選ばれた一種の元素、該元素を複数含む合金または当該元素と炭素（Ｃ
）を含む合金からなる単層または積層構造を用いることができる。本実施の形態では、Ａ
ｌとＴｉが積層されたＴｉ、Ａｌ、Ｔｉの順で積層された金属膜を配線２３として用いる
。また、層間絶縁膜２２上に形成された配線２３の端部をテーパー状にする。

画素電極２４は実施の形態１と同様に透明導電膜で形成することができ、酸化インジウ
ムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添
加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）、酸化珪素を含む酸化インジウムスズまたは酸化珪素を含む酸
化インジウムにさらに２〜２０％の酸化亜鉛を混合したもの等の透光性酸化物導電材料を
用いることが可能である。本実施の形態では、画素電極２４に酸化珪素を含む酸化インジ
ウムスズを用いる。画素電極２４と配線２３とが接続した領域において、画素電極２４の
形状を他の画素電極の領域と比較して幅が小さい形状にする。このような構造にすること
によって、画素に過電流が流れた場合に、上記実施の形態１と同様に領域２９における画
素電極２４の抵抗が高くなり、画素に流れ込む電流を遮断または減少させることができる
。

本実施の形態では、画素に過電流が流れた際に、画素電極２４と接続している配線２３
のＡｌが露出している部分３１において、画素電極２４に含まれる酸素が配線２３のＡｌ
と反応する。そして、領域２９またはその周辺において画素電極２４または配線２３中に
Ａｌ₂Ｏ₃等のＡｌの酸化物が形成され、画素電極２４または配線２３の抵抗が高くなる。
その結果、実施の形態１と同様に、画素へ流れ込む電流が遮断または減少する。

また、Ｔｉ、Ａｌ、Ｔｉの順で積層された配線２３の端部をテーパー状に形成すること
により、配線２３の断面の露出する面積が広くなる。そのため、配線２３と画素電極２４
の接続する部分３１の面積が広くなるため、画素に過電流が流れた際、領域２９において
画素電極２４の酸素と配線２３のＡｌ部分との反応をより起こりやすくすることができる
。同時に、端部をテーパー状にすることによって、配線２３の上方に形成される画素電極
２４の段切れ等を防止することができる。

また、図２（Ｂ）の他の構成として、図２（Ｃ）に示すように、配線２３を覆うように
第２の層間絶縁膜２８を設け、第２の層間絶縁膜２８上に画素電極２７を形成してもよい
。この場合、画素電極２７は第２の層間絶縁膜２８に形成されたコンタクトホールを介し
て金属膜２６によって、配線２５と電気的に接続されている。金属膜２６としては、配線
２５と同じ材料を用いてもよいし、またはＡｌの単層で形成してもよい。なお、さらに多
層な場合であっても同様に適用することが可能である。

本実施の形態の構成を用いることによって、実施の形態１と同様に、ＴＦＴが壊れるま
たは陽極と陰極間がショートすることによって、画素に欠陥が生じた場合にもその欠陥を
最小限に抑えることができる。また、実施の形態１の構成では、画素電極を金属膜と透明
導電膜の２層構造としている。そのため、発光素子を用いた表示装置において、光を上方
に放出する（トップエミッション型）を適用する場合がほとんどである。しかし、本実施
の形態では、画素電極として透明導電膜のみを用いることができるため、トップエミッシ
ョン型のみならず光を下方に放出する（ボトムエミッション型）構造または光を上方およ
び下方の双方に放出する（デュアルエミッション型）構造を適用することが可能となる。

なお、本実施の形態は、上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の表示装置のより具体的な構成とその作製方法について、図
４、５を用いて説明する。

まず、図４（Ａ）に示すように、ＴＦＴ及び発光素子を形成する基板１００を用意する
。具体的に基板１００は、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラ
スなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、ステン
レスを含む金属基板または半導体基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。プ
ラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的に上記基板と比較して耐
熱温度が低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いること
が可能である。基板１００の表面を、ＣＭＰ法などの研磨により平坦化しておいても良い
。

次に、基板１００上に下地膜１０１を形成する。下地膜１０１は、基板１００にガラス
を用いた場合に、基板に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が半導体膜
中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響をおよぼすのを防ぐことができる。そのため、ア
ルカリ金属やアルカリ土類金属の半導体膜への拡散を押させることができる酸化珪素や、
窒化珪素または窒化酸化珪素などの絶縁膜を用いて形成する。本実施の形態では、プラズ
マＣＶＤ法を用いて窒化酸化珪素膜を１０〜４００ｎｍの膜厚になるように成膜する。な
お、プラズマＣＶＤ以外にもスパッタ法や減圧ＣＶＤ法等の公知の方法を用いても形成す
ることができる。また、本実施の形態では下地膜１０１を単層の構造としているが、２層
あるいはそれ以上の複数層で形成してもよい。なお、ガラス基板またはプラスチック基板
のように、アルカリ金属やアルカリ土類金属が多少なりとも含まれている基板を用いる場
合、不純物の拡散を防ぐという観点から下地膜１０１を設けることは有効であるが、石英
基板など不純物の拡散がさして問題とならない場合は、必ずしも設ける必要はない。

次に、下地膜１０１上に非晶質半導体膜１０２を形成する。非晶質半導体膜１０２はシ
リコンまたはシリコンを主成分とする材料（例えばＳｉ_xＧｅ_1-x等）で２５〜８０ｎｍの
厚さに形成すればよい。作製方法としては、公知の方法、例えばスパッタ法、減圧ＣＶＤ
法、またはプラズマＣＶＤ法等が使用できる。

続いて、非晶質半導体膜１０２をレーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を
用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法などの公知の結晶化法
により結晶化させる（図４（Ａ））。

次に、結晶性半導体膜をエッチングにより島状の半導体膜１０２ａ〜１０２ｃとする。
続いて、島状の半導体膜１０２ａ〜１０２ｃを覆うようにゲート絶縁膜１０３を形成する
（図４（Ｂ））。ゲート絶縁膜１０３には、例えば酸化珪素、窒化珪素または窒化酸化珪
素等を用いて単層または複数の膜を積層させて形成することができる。また成膜方法は、
プラズマＣＶＤ法、スパッタ法などを用いることができる。ここでは、スパッタ法を用い
て、膜厚を３０ｎｍ〜２００ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。

次に、ゲート絶縁膜１０３上に第１の導電層１０４ａ〜１０４ｃ（ゲート電極）として
窒化タンタル（ＴａＮ）とその上に第２の導電層１０５ａ〜１０５ｃとしてタングステン
（Ｗ）を形成する（図４（Ｃ））。ＴａＮ膜、Ｗ膜は共にスパッタ法で形成すればよく、
ＴａＮ膜はＴａのターゲットを用いて窒素雰囲気中で、Ｗ膜はＷのターゲットを用いて成
膜すれば良い。

なお、本実施の形態では第１の導電層をＴａＮ、第２の導電層をＷとしたが、これに限
定されず、第１の導電層と第２の導電層は共にタンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、
チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃ
ｒ）、ネオジウム（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、銀とパラジウムと銅の合金（ＡｇＰ
ｄＣｕ合金）を用いてもよい。さらに、その組み合わせも適宜選択すればよい。膜厚は第
１の導電層が２０〜１００ｎｍ、第２の導電層が１００〜４００ｎｍの範囲で形成すれば
良い。また、本実施の形態では、２層の積層構造としたが、１層としてもよいし、もしく
は３層以上の積層構造としてもよい。

次に、ゲート電極またはレジストを形成しパターニングしたものをマスクとして用い、
半導体膜１０２ａ〜１０２ｃにｎ型またはｐ型の導電性を付与する不純物を選択的に添加
し、ソース領域、ドレイン領域、さらにはＬＤＤ領域等を形成する。

次いで、レジストからなるマスクを除去して第１のパッシベーション膜１０６を形成す
る（図４（Ｄ））。この第１のパッシベーション膜１０６としてはシリコンを含む絶縁膜
を１００〜２００ｎｍの厚さに形成する。成膜法としてはプラズマＣＶＤ法や、スパッタ
法を用いればよい。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法により酸化窒化珪素膜を形成し
た。酸化窒化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏ、ＮＨ₃から
作製される酸化窒化珪素膜、またはＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏから作製される酸化窒化珪素膜を形成
すれば良い。この場合の作製条件は反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００
℃とし、高周波（６０ＭＨｚ）電力密度０．１〜１．０Ｗ／ｃｍ²である。また、第１の
パッシベーション膜としてＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏ、Ｈ₂から作製される酸化窒化水素化珪素膜を
適用しても良い。もちろん、第１のパッシベーション膜１０６は、本実施の形態のような
酸化窒化珪素膜の単層構造に限定されるものではなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層構造
、もしくは積層構造として用いても良い。

その後、レーザアニール法を行い、半導体膜の結晶性の回復、半導体膜に添加された不
純物元素の活性化を行うことが好ましい。また、第１のパッシベーション膜１０６を形成
した後で熱処理を行うことで、活性化処理と同時に半導体膜の水素化も行うことができる
。水素化は、第１のパッシベーション膜１０６に含まれる水素によって、半導体膜のダン
グリングボンドを終端するものである。ここでは、パッシベーション膜１０６としてＳｉ
ＮＯを用い、窒素雰囲気下、４１０℃で熱処理を行うとよい。

また、第１のパッシベーション膜１０６を形成する前に加熱処理を行ってもよい。但し
、第１の導電層１０４ａ〜１０４ｃ及び第２の導電層１０５ａ〜１０５ｃを構成する材料
が熱に弱い場合には、本実施の形態のように配線などを保護するため、第１のパッシベー
ション膜１０６を形成した後で熱処理を行うことが望ましい。さらに、この場合、第１の
パッシベーション膜がないため、当然パッシベーション膜に含まれる水素を利用しての水
素化は行うことができない。

この場合は、プラズマにより励起された水素を用いる手段（プラズマ水素化）を用いて
の水素化や、３〜１００％の水素を含む雰囲気中において、３００〜４５０℃で１〜１２
時間の加熱処理による水素化を用いれば良い。

次いで、第１のパッシベーション膜１０６上に、第１の層間絶縁膜１０７を形成する（
図４（Ｅ））。第１の層間絶縁膜１０７としては、無機絶縁膜や有機絶縁膜を用いること
ができる。無機絶縁膜としては、ＣＶＤ法により形成された酸化シリコン膜や、ＳＯＧ（
Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）法により塗布された酸化シリコン膜などを用いることがで
き、有機絶縁膜としてはポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、アク
リルまたはポジ型感光性有機樹脂、ネガ型感光性有機樹脂等の膜を用いることができる。
また、アクリル膜と酸化窒化シリコン膜の積層構造を用いても良い。

また、第１の層間絶縁膜としては、シロキサン樹脂等を用いることができる。なお、シ
ロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン
（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素
を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フル
オロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ
基とを用いてもよい。

上記の材料を用いることで、膜厚を薄くしても十分な絶縁性および平坦性を有する層間
絶縁膜を得ることができる。また、上記の材料は耐熱性が高いため、多層配線におけるリ
フロー処理にも耐えうる層間絶縁膜を得ることができる。さらに、吸湿性が低いため、脱
水量の少ない層間絶縁膜を形成することができる。

本実施の形態では、シロキサン系のポリマーを第１の層間絶縁膜として形成する。第１
の層間絶縁膜１０７によって、基板上に形成されたＴＦＴによる凹凸を緩和し、平坦化す
ることができる。とくに、第１の層間絶縁膜１０７は平坦化の意味合いが強いので、平坦
化されやすい材質の絶縁膜を用いることが好ましい。また、これ以外にも第１の層間絶縁
膜にＳｉＯＮを用いることができ、この場合は第１のパッシベーション膜を設けなくとも
よい。

その後、第１の層間絶縁膜１０７上に窒化酸化シリコン膜等からなる第２のパッシベー
ション膜を形成してもよい。膜厚は１０〜２００ｎｍ程度で形成すれば良く、第２のパッ
シベーション膜によって第１の層間絶縁膜１０７へ水分が出入りすることを抑制すること
ができる。第２のパッシベーション膜には、他にも窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜
、酸化窒化アルミニウム膜、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜やカーボンナイト
ライド（ＣＮ）膜も同様に使用できる。

またＲＦスパッタ法を用いて成膜された膜は緻密性が高く、バリア性に優れている。Ｒ
Ｆスパッタの条件は、例えば酸化窒化珪素膜を成膜する場合、Ｓｉターゲットで、Ｎ₂、
Ａｒ、Ｎ₂Ｏをガスの流量比が３１：５：４となるように流し、圧力０．４Ｐａ、電力３
０００Ｗとして成膜する。また、例えば窒化珪素膜を成膜する場合、Ｓｉターゲットで、
チャンバー内のＮ₂、Ａｒをガスの流量比が１：１となるように流し、圧力０．８Ｐａ、
電力３０００Ｗ、成膜温度を２１５℃として成膜するとよい。

次いで、第１の層間絶縁膜１０７及び第１のパッシベーション膜１０６をエッチングし
、ソースおよびドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。続いて、各ソースお
よびドレイン領域とそれぞれ電気的に接続する配線１０８ａ〜１０８ｆを形成する（図５
（Ａ））。配線１０８ａ〜１０８ｆとしては、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）
、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ
）、タンタル（Ｔａ）、金（Ａｕ）、マンガン（Ｍｎ）から選ばれた一種の元素、該元素
を複数含む合金または当該元素と炭素（Ｃ）を含む合金からなる単層または積層構造を用
いることができる。ここでは、Ａｌを含んだ金属膜で形成することが好ましい。本実施の
形態では、Ｔｉ膜とＡｌとＴｉを含む合金膜との積層膜をパターニングして形成する。も
ちろん、２層構造に限らず、単層構造でも良いし、３層以上の積層構造にしても良い。ま
た、配線材料としては、ＡｌとＴｉの積層膜に限られない。例えばＴａＮ膜上にＡｌ膜や
Ｃｕ膜を形成し、更にＴｉ膜を形成した積層膜をパターニングして配線を形成しても良い
。

次に、配線１０８ａ〜１０８ｆを覆うように第２の層間絶縁膜１０９を形成する。第２
の層間絶縁膜としては、前述した第１の層間絶縁膜と同様のものを用いることができる。
本実施の形態では、第２の層間絶縁膜１０９にシロキサン系ポリマーを用いる。シロキサ
ン系ポリマーは耐熱性が高いため、多層配線におけるリフロー処理にも耐えうる層間絶縁
膜を得ることができる。

続いて、第２の層間絶縁膜１０９を選択的にエッチングし、コンタクトホールを形成す
る。その後、配線１０８ｆと接続するための配線１１１を形成する。また、配線１１１と
同時に画素電極１１２ａを形成する（図５（Ｂ））。配線１１１および画素電極１１２ａ
は、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ
）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、金（Ａｕ）、マン
ガン（Ｍｎ）から選ばれた一種の元素、該元素を複数含む合金または当該元素と炭素（Ｃ
）を含む合金からなる単層または積層構造を用いることができる。本実施の形態では、Ａ
ｌ合金を用いればよく、ここでは、ＮｉとＣを含むＡｌ合金によって形成する。

次に、第２の層間絶縁膜１０９、配線１１１および画素電極１１２ａ上に画素電極１１
２ｂを形成する（図５（Ｃ））。画素電極１１２ｂは、少なくとも配線１１１および画素
電極１１２ａと重ならない領域１１９において、画素電極１１２ｂの他の領域の形状より
幅が小さくなるように形成する。画素電極１１２ｂとしては、酸化インジウムスズ（ＩＴ
Ｏ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜
鉛（ＧＺＯ）などその他の透光性酸化物導電材料を用いることが可能である。他にも、酸
化珪素を含む酸化インジウムスズや、酸化珪素を含んだ酸化インジウムに、さらに２〜２
０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したものを用いても良い。

次に、画素電極１１２ａ、１１２ｂの端部を覆うように絶縁膜（バンク）１１６を形成
し、画素電極１１２ｂに接するように電界発光層１１４を形成する。その後、電界発光層
１１４に接するように電極１１５を積層して形成する（図５（Ｄ））。電極１１５が陰極
の場合には、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物な
どを用いる。具体的には、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のア
ルカリ土類金属、これらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ、Ｍｇ：Ｉｎなど）、およ
びこれらの化合物（ＣａＦ₂、ＣａＮ）の他、ＹｂやＥｒ等の希土類金属を用いることが
できる。また電子注入層を設ける場合、Ａｌなどの他の導電膜を用いることも可能である
。また陰極側から光を取り出す場合は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）などその
他の透光性酸化物導電材料を用いることが可能である。他にも酸化珪素を含む酸化インジ
ウムスズや、酸化珪素を含んだ酸化インジウムに、さらに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ
）を混合したものを用いても良い。透光性酸化物導電材料を用いる場合、後に形成される
電界発光層１１４に電子注入層を設けるのが望ましい。また透光性酸化物導電材料を用い
ずとも、陰極を光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）で形成す
ることで、陰極側から光を取り出すことができる。この場合、該陰極の上方または下方に
接するように透光性酸化物導電材料を用いて透光性を有する導電膜を形成し、陰極のシー
ト抵抗を抑えるようにしても良い。

以上の工程により、図５（Ｄ）に示す表示装置を作製することができる。なお、本実施
の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。

（実施の形態４）
発光素子を用いた表示装置の画素の回路について、図７を用いて説明する。図７（Ａ）
は、画素の等価回路図を示したものであり、該画素は、信号線６１１４、電源線６１１５
、６１１７、走査線６１１６の各配線で囲まれた領域に、画素に対するビデオ信号の入力
を制御するＴＦＴ６１１０、発光素子６１１３の両電極間に流れる電流値を制御するＴＦ
Ｔ６１１１、該ＴＦＴ６１１１のゲート・ソース間電圧を保持する容量素子６１１２を有
する。なお、図７（Ａ）では、容量素子６１１２を図示したが、ＴＦＴ６１１１のゲート
容量や他の寄生容量で賄うことが可能な場合には、設けなくてもよい。

図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示した画素に、ＴＦＴ６１１８と走査線６１１９を新たに
設けた構成の画素回路である。ＴＦＴ６１１８の配置により、強制的に発光素子６１１３
に電流が流れない状態を作ることができるため、全ての画素に対する信号の書き込みを待
つことなく、書き込み期間の開始と同時または直後に点灯期間を開始することができる。
従って、デューティ比が向上して、動画の表示は特に良好に行うことができる。

図７（Ｃ）は、図７（Ｂ）に示した画素のＴＦＴ６１１１を削除して、新たにＴＦＴ６
１２５、６１２６と、配線６１２７を設けた画素回路である。本構成では、ＴＦＴ６１２
５のゲート電極を一定の電位に保持した配線６１２７に接続することにより、このゲート
電極の電位を固定し、なおかつ飽和領域で動作させる。また、ＴＦＴ６１２５と直列に接
続させ、線形領域で動作するＴＦＴ６１２６のゲート電極には、ＴＦＴ６１１０を介して
、画素の点灯または非点灯の情報を伝えるビデオ信号を入力する。線形領域で動作するＴ
ＦＴ６１２６のソース・ドレイン間電圧の値は小さいため、ＴＦＴ６１２６のゲート・ソ
ース間電圧のわずかな変動は、発光素子６１１３に流れる電流値には影響をおよぼさない
。従って、発光素子６１１３に流れる電流値は、飽和領域で動作するＴＦＴ６１２５によ
り決定される。なお、ＴＦＴ６１２５のチャネル長Ｌ₁、チャネル幅Ｗ₁、ＴＦＴ６１２６
のチャネル長Ｌ₂、チャネル幅Ｗ₂は、Ｌ₁／Ｗ₁：Ｌ₂／Ｗ₂＝５〜６０００：１を満たすよ
うに設定するとよい。また、両ＴＦＴは同じ導電型を有していると作製工程上好ましい。
さらに、ＴＦＴ６１２５には、エンハンスメント型だけでなく、ディプリーション型のＴ
ＦＴを用いてもよい。

また、図７（Ａ）に対応する画素の回路図を図８に示す。図８において、画素電極６１
５０を形成する材料や構成は上記の実施の形態で示したものと同様のものを利用できる。
図８に示すように、画素電極６１５０と配線６１５１が接続している領域６１５２におい
て、画素電極６１５０の形状を画素電極６１５０の他の部分より幅が小さい形状にする。
本実施の形態では、領域６１５２における画素電極６１５０をくびれた形状にしている。
このような構成にすることによって、画素に大きな電流が流れた際に、領域６１５２の画
素電極６１５２の抵抗が高くなり、画素に流れる電流が遮断または減少される。なお、画
素電極６１５０の形状はくびれた形状に限られず、上記実施の形態に示した構造を用いて
もよい。

また、表示装置に多階調の画素を表示するときの駆動方法として、アナログのビデオ信
号を用いるアナログ駆動とデジタルのビデオ信号を用いるデジタル駆動を用いることがで
きる。両方式の違いは、発光素子の発光、非発光のそれぞれの状態において該発光素子を
制御する方法にある。前者のアナログ駆動は、発光素子に流れる電流を制御して階調を制
御する。また後者のデジタル駆動は、発光素子がオン状態（輝度がほぼ１００％である状
態）と、オフ状態（輝度がほぼ０％である状態）の２つの状態のみによって階調表現する
。デジタル駆動は、オンとオフの２つの状態だけを用いると、２階調しか表示できないた
め、別の方式と組み合わせて多階調の画像を表示する駆動方法があり、例えば面積階調方
式や時間階調方式が挙げられる。

但し、デジタルのビデオ信号を用いる場合、そのビデオ信号が電圧を用いているのか、
電流を用いているのかで異なる。つまり、発光素子の発光時において、画素に入力される
ビデオ信号は、定電圧のものと、定電流のものがある。ビデオ信号が定電圧のものには、
発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある
。またビデオ信号が定電流のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光
素子に流れる電流が一定のものとがある。この発光素子に印加される電圧が一定のものは
定電圧駆動であり、発光素子に流れる電流が一定のものは定電流駆動である。定電流駆動
は、発光素子の抵抗変化によらず、一定の電流が流れる。

本発明の表示装置は、液晶パネル及び発光素子を用いたパネルを問わず、アナログ駆動
またはデジタル駆動のいずれを使用してもよく、また、デジタル駆動において面積階調方
式や時間階調方式のいずれを適用してもよい。他にも、本実施の形態で挙げなかった他の
駆動方法を適用してもよい。また、定電圧駆動、定電流駆動のどちらを用いてもよい。

なお、本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態は、本発明の表示装置の一形態であるパネルについて、図１０を用いて説
明する。

基板５０上には、発光素子を含む画素を複数有する表示領域５１、ゲートドライバ５２
、５３、ソースドライバ５４および接続フィルム５５が設けられる（図１０（Ａ））。接
続フィルム５５はＩＣチップなどに接続する。

図１０（Ｂ）はパネルのＡ−Ｂにおける断面図を示し、表示領域５１に設けられたトラ
ンジスタ４１２、発光素子４１３および容量素子４１６、ソースドライバ５４に設けられ
た素子群４１０を示す。

表示領域５１、ゲートドライバ５２、５３およびソースドライバ５４の周囲にはシール
材４０８が設けられ、発光素子４１３は、該シール材４０８と対向基板４０６により封止
される。この封止処理は、発光素子４１３を水分から保護するための処理であり、ここで
はカバー材（ガラス、セラミックス、プラスチック、金属等）により封止する方法を用い
るが、熱硬化性樹脂や紫外光硬化性樹脂を用いて封止する方法、金属酸化物や窒化物等の
バリア能力が高い薄膜により封止する方法を用いてもよい。基板５０上に形成される素子
は、非晶質半導体に比べて移動度等の特性が良好な結晶質半導体（ポリシリコン）により
形成することが好適であり、そうすると、同一表面上におけるモノリシック化が実現され
る。上記構成を有するパネルは、接続する外部ＩＣの個数が減少するため、小型・軽量・
薄型が実現される。

なお、表示領域５１は絶縁表面上に形成された非晶質半導体（アモルファスシリコン）
をチャネル部としたトランジスタにより構成し、表示領域５１を制御する回路はＩＣチッ
プにより構成してもよい。非晶質半導体は、ＣＶＤ法を用いることで、大面積の基板に簡
単に形成することができ、かつ結晶化の工程が不要であることから、安価なパネルの提供
を可能とする。また、この際、液滴吐出法により導電層を形成すると、より安価なパネル
の提供を可能とする。また、ＩＣチップは、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式
により基板５０上に貼り合わせたり、基板５０に接続する接続フィルム５５に貼り合わせ
たりしてもよい。なお、液滴吐出法とは、導電性や絶縁性等を有する材料を含んだ組成物
の液滴（ドットともいう）を選択的に吐出（噴射）して任意の場所に形成する方法であり
、その方式によってはインクジェット法とも呼ばれている。

ここで、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に、チップ状のＩＣ（ＩＣチップ）を、画素を複
数有する表示領域が形成された素子基板に実装する様子を示す。図１１（Ａ）では、基板
５０上に表示領域５１と、ゲートドライバ５２、５３とが形成されている。そして、ＩＣ
チップ５８に形成されたソースドライバが、基板５０に実装されている。具体的には、Ｉ
Ｃチップ５８に形成されたソースドライバが、基板５０に貼り合わされ、表示領域５１と
電気的に接続されている。また、表示領域５１と、ゲートドライバ５２、５３と、ＩＣチ
ップ５８に形成されたソースドライバとに、それぞれ電源電位、各種信号等が、接続フィ
ルム５５を介して供給される。

図１１（Ｂ）では、基板５０上に表示領域５１と、ゲートドライバ５２、５３とが形成
されている。そして、ＩＣチップ５９に形成されたソースドライバが、基板５０に実装さ
れた接続フィルム５５に更に実装されている。表示領域５１と、ゲートドライバ５２と、
ＩＣチップ５９に形成されたソースドライバとに、それぞれ電源電位、各種信号等が、接
続フィルム５５を介して供給される。

ＩＣチップの実装方法は、特に限定されるものではなく、公知のＣＯＧ方法やワイヤボ
ンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いることができる。またＩＣチップを実装す
る位置は、電気的な接続が可能であるならば、図１１に示した位置に限定されない。また
、図１１ではソースドライバのみをＩＣチップで形成した例について示したが、ゲートド
ライバをＩＣチップで形成しても良いし、またコントローラ、ＣＰＵ、メモリ等をＩＣチ
ップで形成し、実装するようにしても良い。また、ソースドライバやゲートドライバ全体
をＩＣチップで形成するのではなく、各駆動回路を構成している回路の一部だけを、ＩＣ
チップで形成するようにしても良い。

なお、駆動回路などの集積回路を別途ＩＣチップで形成して実装することで、全ての回
路を画素部と同じ基板上に形成する場合に比べて、歩留まりを高めることができ、また各
回路の特性に合わせたプロセスの最適化を容易に行うことができる。

なお図１１では示していないが、表示領域が形成されている基板上に、保護回路を設け
ていても良い。保護回路により放電経路を確保することができるので、信号及び電源電圧
が有する雑音や、何らかの理由によって絶縁膜にチャージングされた電荷によって、基板
に形成された半導体素子が劣化あるいは絶縁破壊されるのを防ぐことができる。具体的に
図１１（Ａ）の場合、接続フィルム５５と表示領域５１とを電気的に接続している配線に
、保護回路を接続することができる。またさらに、接続フィルム５５とソースドライバが
形成されたＩＣチップ５８とを電気的に接続している配線、接続フィルム５５とゲートド
ライバ５２、５３とを電気的に接続している配線、ソースドライバが形成されたＩＣチッ
プ５８と表示領域５１とを電気的に接続している配線（ソース線）、ゲートドライバ５２
、５３と表示領域５１とを電気的に接続している配線（ゲート線）に、それぞれ保護回路
を接続することができる。

なお、本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。

（実施の形態６）
次に図９を用いて、発光素子の構成について説明する。本発明における発光素子を用い
た表示装置の素子構成を、図９に模式的に示す。

図９に示す発光素子は、基板５００上に形成された第１の電極５０１と、第１の電極５
０１上に形成された電界発光層５０２と、電界発光層５０２上に形成された第２の電極５
０３とを有する。なお実際には、基板５００と第１の電極５０１の間には、各種の層また
は半導体素子などが設けられている。

本実施の形態では、第１の電極５０１が陽極、第２の電極が陰極の場合について説明す
るが、第１の電極５０１が陰極、第２の電極が陽極であっても良い。

電界発光層５０２は単数または複数の層で構成されている。複数の層で構成されている
場合、これらの層は、キャリア輸送特性の観点から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電
子輸送層、電子注入層などに分類することができる。なお各層の境目は必ずしも明確であ
る必要はなく、互いの層を構成している材料が隣接した層に一部混合し、界面が不明瞭に
なっている場合もある。各層には、有機系の材料、無機系の材料を用いることが可能であ
る。有機系の材料として、高分子系（ポリマーともいう）、中分子系、低分子系のいずれ
の材料も用いることが可能である。なお中分子系の材料とは、構造単位の繰返しの数（重
合度）が２から２０程度の低重合体に相当する。

正孔注入層と正孔輸送層との区別は必ずしも厳密なものではなく、これらは正孔輸送性
（正孔移動度）が特に重要な特性である意味において同じである。便宜上正孔注入層は陽
極に接する側の層であり、正孔注入層に接する層を正孔輸送層と呼んで区別する。電子輸
送層、電子注入層についても同様であり、陰極に接する層を電子注入層と呼び、電子注入
層に接する層を電子輸送層と呼んでいる。発光層は電子輸送層を兼ねる場合もあり、発光
性電子輸送層とも呼ばれる。図９では、第１の層５０４〜第５の層５０８を電界発光層５
０２が有している場合を例示している。第１の層５０４〜第５の層５０８は、第１の電極
５０１から第２の電極５０３に向かって順に積層されている、

第１の層５０４は、正孔注入層として機能するため、正孔輸送性を有し、なおかつイオ
ン化ポテンシャルが比較的小さく、正孔注入性が高い材料を用いるのが望ましい。大別す
ると金属酸化物、低分子系有機化合物、および高分子系有機化合物に分けられる。金属酸
化物であれば、例えば、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミ
ニウムなど用いることができる。低分子系有機化合物あれば、例えば、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ
に代表されるスターバースト型アミン、銅フタロシアニン（略称：Ｃｕ−Ｐｃ）に代表さ
れる金属フタロシアニン、フタロシアニン（略称：Ｈ₂−Ｐｃ）、２，３−ジオキシエチ
レンチオフェン誘導体などを用いることができる。低分子系有機化合物と上記金属酸化物
とを共蒸着させた膜であっても良い。高分子系有機化合物であれば、例えば、ポリアニリ
ン（略称：ＰＡｎｉ）、ポリビニルカルバゾール（略称：ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導
体などの高分子を用いることができる。ポリチオフェン誘導体の一つであるポリエチレン
ジオキシチオフェン（略称：ＰＥＤＯＴ）にポリスチレンスルホン酸（略称：ＰＳＳ）を
ドープしたものを用いても良い。また、ベンゾオキサゾール誘導体と、ＴＣＱｎ、ＦｅＣ
ｌ₃、Ｃ₆₀またはＦ₄ＴＣＮＱのいずれか一または複数の材料とを併せて用いても良い。

第２の層５０５は、正孔輸送層として機能するため、正孔輸送性が高く、結晶性の低い
公知の材料を用いることが望ましい。具体的には芳香族アミン系（すなわち、ベンゼン環
−窒素の結合を有するもの）の化合物が好適であり、例えば、４，４−ビス［Ｎ−（３−
メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＴＰＤ）や、その誘導体である４
，４‘−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ
）などがある。４，４‘，４‘‘−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルア
ミン（ＴＤＡＴＡ）や、ＭＴＤＡＴＡなどのスターバースト型芳香族アミン化合物も用い
ることができる。また４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミ
ン（略称：ＴＣＴＡ）を用いても良い。また高分子材料としては、良好な正孔輸送性を示
すポリビニルカルバゾールなどを用いることができる。

第３の層５０６は発光層として機能するため、イオン化ポテンシャルが大きく、かつバ
ンドギャップの大きな材料を用いるのが望ましい。具体的には、例えば、トリス（８−キ
ノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ₃）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アル
ミニウム（Ａｌｍｑ₃）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［η］−キノリナト）ベリリウ
ム（ＢｅＢｑ₂）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−（４−ヒドロキシ−ビフェ
ニリル）−アルミニウム（ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾ
オキサゾラト］亜鉛（Ｚｎ（ＢＯＸ）₂）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベ
ンゾチアゾラト］亜鉛（Ｚｎ（ＢＴＺ）₂）などの金属錯体を用いることができる。また
、各種蛍光色素（クマリン誘導体、キナクリドン誘導体、ルブレン、４，４−ジシアノメ
チレン、１−ピロン誘導体、スチルベン誘導体、各種縮合芳香族化合物など）も用いるこ
とができる。白金オクタエチルポルフィリン錯体、トリス（フェニルピリジン）イリジウ
ム錯体、トリス（ベンジリデンアセトナート）フェナントレンユーロピウム錯体などの燐
光材料も用いることができる。

また、第３の層５０６に用いるホスト材料としては、上述した例に代表されるホール輸
送材料や電子輸送材料を用いることができる。また、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾリ
ルビフェニル（略称：ＣＢＰ）などのバイポーラ性の材料も用いることができる。

第４の層５０７は電子輸送層として機能するため、電子輸送性の高い材料を用いること
が望ましい。具体的には、Ａｌｑ₃に代表されるような、キノリン骨格またはベンゾキノ
リン骨格を有する金属錯体やその混合配位子錯体などを用いることができる。具体的には
、Ａｌｑ₃、Ａｌｍｑ₃、ＢｅＢｑ₂、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）₂、Ｚｎ（ＢＴＺ）₂など
の金属錯体が挙げられる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−
（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、１，３
−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−
イル］ベンゼン（ＯＸＤ−７）などのオキサジアゾール誘導体、３−（４−ｔｅｒｔ−ブ
チルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール
（ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５
−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（ｐ−ＥｔＴＡＺ）などのトリアゾ
ール誘導体、ＴＰＢＩのようなイミダゾール誘導体、バソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ
）、バソキュプロイン（ＢＣＰ）などのフェナントロリン誘導体を用いることができる。

第５の層５０８は電子注入層として機能するため、電子注入性の高い材料を用いるのが
望ましい。具体的には、ＬｉＦ、ＣｓＦなどのアルカリ金属ハロゲン化物や、ＣａＦ₂の
ようなアルカリ土類ハロゲン化物、Ｌｉ₂Ｏなどのアルカリ金属酸化物のような絶縁体の
超薄膜がよく用いられる。また、リチウムアセチルアセトネート（略称：Ｌｉ（ａｃａｃ
）や８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）などのアルカリ金属錯体も有効である
。また、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）やバナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化
物（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）等の金属酸化物またはベンゾオキサゾー
ル誘導体と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または遷移金属のいずれか一または複数
の材料とを含むようにしても良い。また酸化チタンを用いていても良い。

上記構成を有する発光素子において、第１の電極５０１と第２の電極５０３の間に電圧
を印加し、電界発光層５０２に順方向バイアスの電流を供給することで、第３の層５０６
から光を発生させ、該光を第１の電極５０１側から、または第２の電極５０３側から取り
出すことができる。なお、電界発光層５０２は、必ずしもこれら第１〜第５の層を全て有
している必要はない。本発明では、少なくとも発光層として機能する第３の層５０６を有
していれば良い。また必ずしも第３の層５０６からのみ発光が得られるわけではなく、第
１〜第５の層に用いられる材料の組み合わせによっては、第３の層５０６以外の層から発
光が得られる場合もある。また、第３の層５０６と第４の層５０７の間に正孔ブロック層
を設けても良い。

なお色によっては、燐光材料の方が蛍光材料よりも、駆動電圧を低くすることができ、
信頼性も高い場合がある。そこで、三原色の各色に対応する発光素子を用いて、フルカラ
ーの表示を行なう場合は、蛍光材料を用いた発光素子と、燐光材料を用いた発光素子とを
組み合わせて、各色の発光素子における劣化の度合いを揃えるようにしても良い。

図９では、第１の電極５０１が陽極、第２の電極５０３が陰極である場合について示し
ているが、第１の電極５０１が陰極、第２の電極５０３が陽極である場合、第１の層５０
４〜第５の層５０８は逆に積層される。具体的には、第１の電極５０１上に第５の層５０
８、第４の層５０７、第３の層５０６、第２の層５０５、第１の層５０４が順に積層され
る。

なお電界発光層５０２のうち、第２の電極５０３に最も近い層（本実施の形態では第５
の層５０８）に、エッチングされにくい材料を用いることで、電界発光層５０２上に第２
の電極５０３をスパッタ法で形成する際に、第２の電極５０３に最も近い層に与えられる
スパッタダメージを軽減させることができる。エッチングされにくい材料とは、例えばモ
リブデン酸化物（ＭｏＯｘ）やバナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯ
ｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）等の金属酸化物、またはベンゾオキサゾール誘導体
を用いることができる。これらは蒸着法によって形成されることが好ましい。

例えば、第１の電極が陰極、第２の電極が陽極の場合、前記電界発光層のうち最も陽極
に近い、ホール注入性またはホール輸送性を有する層として、上述したエッチングされに
くい材料を用いる。具体的に、ベンゾオキサゾール誘導体を用いる場合は、当該ベンゾオ
キサゾール誘導体と、ＴＣＱｎ、ＦｅＣｌ₃、Ｃ₆₀またはＦ₄ＴＣＮＱのいずれか一または
複数の材料とを含む層を、最も陽極に近くなるように形成する。

また例えば、第１の電極が陽極、第２の電極が陰極の場合、前記電界発光層のうち最も
陰極に近い、電子注入性または電子輸送性を有する層として、上述したエッチングされに
くい材料を用いる。具体的に、モリブデン酸化物を用いる場合は、当該モリブデン酸化物
と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または遷移金属のいずれか一または複数の材料と
を含む層を、最も陰極に近くなるように形成する。またベンゾオキサゾール誘導体を用い
る場合は、当該ベンゾオキサゾール誘導体と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または
遷移金属のいずれか一または複数の材料とを含む層を、最も陰極に近くなるように形成す
る。なお、金属酸化物とベンゾオキサゾール誘導体を共に用いていても良い。

上記構成により、第２の電極として、スパッタ法で形成した透明導電膜、例えば酸化イ
ンジウムスズ（ＩＴＯ）や酸化珪素を含有した酸化インジウムスズ、酸化インジウムに２
〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ
）等を用いても、電界発光層が有する有機物を含む層への、スパッタダメージを抑えるこ
とができ、第２の電極を形成するための物質の選択性が広がる。

（実施の形態７）
本発明の構成を用いて形成された表示装置を用いた電子機器として、ビデオカメラ、デ
ジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーショ
ンシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、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、携帯電話機、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ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅ
ｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｃ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイ
を備えた装置）などが挙げられる。それら電子機器の具体例を図１２に示す。

図１２（Ａ）はテレビ受像機であり、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。上記実施の形態に示した構
成を表示部２００３などに用いることによって、テレビ受像機を作製することができる。

図１２（Ｂ）はデジタルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０
３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。上記実
施の形態に示した構成を表示部２１０２に用いることによって、デジタルカメラを作製す
ることができる。

図１２（Ｃ）はコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、
キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス２２０６等を含む
。上記実施の形態に示した構成を表示部２２０３に用いることによって、コンピュータを
作製することができる。

図１２（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。上記実施の形態に示し
た構成を表示部２３０２に用いることによって、モバイルコンピュータを作製することが
できる。

図１２（Ｅ）は記録媒体（ＤＶＤ等）を備えた携帯型の画像再生装置（ＤＶＤ再生装置
など）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記
録媒体読み込み部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。上記実施の形態に示した構成を表示部Ａ２４０３や表示部Ｂ２４０４に用いることに
よって、画像再生装置を作製することができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置に
はゲーム機器なども含まれる。

図１２（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。上記実施の形態に示した構成を表
示部２５０２に用いることによって、ゴーグル型ディスプレイを作製することができる。

図１２（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２６０
７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９、接眼部２６１０等を含む。上記実施の形態
に示した構成を表示部２６０２に用いることによって、ビデオカメラを作製することがで
きる。

図１２（Ｈ）は携帯電話機であり、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。上記実施の形態に示した構成を表示部２７０３に用いること
によって、携帯電話機を作製することができる。

なお、上述した電子機器の他に、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。

以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが
可能である。なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができ
る。

Claims (1)

1. 配線と、
   前記配線と電気的に接続された画素電極と、を有し、
   前記画素電極は金属膜と透明導電膜とが積層された構造となっており、
   前記金属膜と前記配線とは、前記透明導電膜に設けられた狭幅領域を介して電気的に接続されており、
   前記透明導電膜は、前記金属膜下及び前記配線下に設けられており、
   光が上方に放出され、
   前記画素電極上に電界発光層を有し、
   第１乃至第４のトランジスタと、第１乃至第５の配線と、容量素子と、を有し、
   前記配線は、前記第１のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
   前記第１の配線は、前記第１のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
   前記第２の配線は、前記第２のトランジスタのソース又はドレインの一方と、前記第３のトランジスタのソース又はドレインの一方と、前記容量素子の一方の電極と、に電気的に接続され、
   前記第３の配線は、前記第４のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
   前記第４の配線は、前記第３のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
   前記第５の配線は、前記第４のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
   前記第１のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記第２のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
   前記第２のトランジスタのゲートは、前記第３のトランジスタのソース又はドレインの他方と、前記第４のトランジスタのソース又はドレインの他方と、前記容量素子の他方の電極と、に電気的に接続されていることを特徴とする表示装置。

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