JP7032509B2

JP7032509B2 - 表示装置

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Publication number: JP7032509B2
Application number: JP2020201446A
Authority: JP
Inventors: 亮荒澤
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2020-12-04
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2031-04-13
Also published as: JP6806849B2; JP5839819B2; JP2019207876A; JP2016006802A; JP2021044256A; JP2011238908A; JP6239569B2; US8890187B2; JP2016048690A; US20110254037A1; JP2022060491A; JP2018029078A

Description

本発明は、有機化合物を含む層を発光層とする発光装置及び電子機器に関する。

薄型軽量化が容易であること、入力信号に対し高速に応答可能であること、直流低電圧電
源を用いて駆動可能であること等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や照明への応用が検討されている。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。

有機化合物を発光体として用いた発光素子の発光機構は以下の通りである。まず、一対の
電極間にエレクトロルミネッセンス（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下
ＥＬとも記す）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ＥＬ層に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び
正孔がＥＬ層中の発光性の有機化合物を励起状態に至らしめ、励起された発光性の有機化
合物から発光を得る。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。

発光素子を構成するＥＬ層は、少なくとも発光層を有する。また、ＥＬ層は、発光層の他
に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などを有する積層構造とすること
もできる。

フルカラーの画像を表示する装置を作製する場合には、少なくとも赤、緑、青の３色の光
を発する発光素子をマトリクス状に配置することが必要となる。その方法としては、色ご
とにＥＬ層の必要な部分を塗り分けて発光色が異なる発光素子を設ける方法（以下、塗り
分け方式と記す）、すべての発光素子を白色発光とし、それぞれにカラーフィルタを重ね
て白色光を透過させることによって各々の色を得る方法（以下、カラーフィルタ方式と記
す）や、すべての発光素子を青色又は青色より短波長の発光とし、それぞれに色変換層を
重ねて青色光を透過させることによって各々の色を得る方法（以下、色変換方式と記す）
などがある。例えば、特許文献１には、カラーフィルタ方式を用いた有機ＥＬ表示装置の
記載がある。

塗り分け方式は、材料の利用効率が低い、歩留まりを高めることが困難である等、塗り分
け技術に課題が多く、高精細化や基板の大型化が難しい。一方、カラーフィルタ方式や色
変換方式は、塗り分け方式に比べて、製造工程が簡単であり、高精細化や基板の大型化へ
の対応に有利である。

特開２００４－２２７８５４号公報

しかし、カラーフィルタ方式は、カラーフィルタによる光の吸収が発生するため、塗り分
け方式に比べて、消費電力が高いという問題がある。また、色変換方式も、色の変換効率
が必ずしも１００％ではないため、塗り分け方式に比べて、消費電力が高いという問題が
ある。

したがって、本発明の一態様は、消費電力が低く、製造工程が簡単であり、高精細化や基
板の大型化への対応に好適な発光装置を提供することを課題とする。また、該発光装置を
用いた電子機器を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためには、発光装置に用いる発光素子の駆動電圧を低減すれば良い。
具体的には、基板側の電極層（以下、第１の電極層と記す）、第２の電極層、及びＥＬ層
を有する発光素子において、ＥＬ層が、導電性が高められた層と、発光性の有機化合物を
含む層を備えていれば良い。導電性が高められた層としては、可視光に対する透光性を有
し、導電性の高い物質（例えば、酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ_２Ｏ_３－ＳｎＯ_２、
ＩＴＯ））を含む層や、ドナー性物質及びアクセプター性物質を含む層をその例に挙げる
ことができる。ドナー性物質及びアクセプター性物質を含む層としては、具体的には、有
機化合物に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属化合物、アル
カリ土類金属化合物、又は希土類金属化合物を添加した層や、ポリ（３，４－エチレンジ
オキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の導電性高
分子を含む層を用いることができる。導電性が高められた層をＥＬ層の一部に備えること
で、発光素子の駆動電圧を低くすることができる。駆動電圧の低い発光素子を用いること
で、低消費電力の発光装置を実現することができる。

さらに、カラーフィルタ方式や色変換方式の中でも、発光素子の第１の電極層と基板との
間に、カラーフィルタ、又は色変換層を形成する方式を採用すれば良い。この方式を用い
ると、基板上に導電率の高い配線を作製した後に、連続してカラーフィルタ、又は色変換
層を形成すれば良く、導電率の高い配線上に発光素子を形成した基板に別途作製したカラ
ーフィルタ付きの基板を貼り合わせる方式に比べ、製造工程が簡単で、低コスト化が実現
できる。

特に、発光素子と同一基板上に、発光素子のスイッチング素子としてトランジスタを形成
し、発光素子の第１の電極層と、トランジスタのソース電極層、又はドレイン電極層とを
接続する構成、所謂アクティブマトリクス型の発光装置とすれば良い。アクティブマトリ
クス型の発光装置とすることで、発光装置の高画質化、及び低消費電力化が容易となる。

発光素子の第１の電極層と基板の間に、カラーフィルタ層を形成する場合、カラーフィル
タ層には開口部が設けられており、開口部の一部で、基板上の導電率の高い配線と接続す
る必要がある。特に、アクティブマトリクス型の発光装置では、当該開口部を介して画素
用トランジスタの電極層と発光素子の第１の電極層とが接続する必要がある。なお、カラ
ーフィルタ層の開口部と重なるＥＬ層は発光しないように、開口部において、第１の電極
層上に絶縁性の隔壁が設けられ、隔壁上に、ＥＬ層及び第２の電極層が形成されている。
これは、開口部と重なるＥＬ層が発光することで、カラーフィルタ層を通っていない光が
観察者側に漏れる現象を防ぐためである。しかし、上述の通り、本発明の一態様の発光装
置は、ＥＬ層に、導電性が高められた層を備えるため、当該導電性が高められた層を介し
て、絶縁性の隔壁上に電流が回り込む現象が発生する。その結果、ＥＬ層は、カラーフィ
ルタ層の開口部に設けた隔壁上においても発光する。カラーフィルタ層を通っていない光
がカラーフィルタ層の開口部から漏れて取り出されると、発光装置全体の色再現性が悪く
なるといった不具合が生じる。したがって、絶縁性の隔壁を可視光に対する遮光性を有す
る材料で設ける、または、カラーフィルタ層の開口部において、ＥＬ層と基板の間に、可
視光に対する遮光性を有する層を設けることによって、当該不具合を解決できる。

本明細書中において、カラーフィルタ層は、特定の波長域の光を通過させる層であり、上
述の、白色光を透過させることによって各々の色を得ることが可能なカラーフィルタや、
青色光を通過させることによって各々の色を得ることが可能な色変換層を含むものとする
。

したがって、本発明の一態様は、可視光に対する遮光性を有する層と、可視光に対する遮
光性を有する層上に一部が重なる、導電層と、可視光に対する遮光性を有する層上に開口
部を有する、カラーフィルタ層と、カラーフィルタ層上に、開口部で導電層と接続し、可
視光に対する透光性を有する第１の電極層と、開口部と重なる第１の電極層上に、絶縁性
の隔壁と、第１の電極層及び隔壁上に、有機化合物を含む層と、有機化合物を含む層上に
、第２の電極層を有し、有機化合物を含む層は、ドナー性物質及びアクセプター性物質を
含む層と、発光性の有機化合物を含む層を備える発光装置である。

本発明の一態様は、可視光に対する遮光性を有する層と、可視光に対する遮光性を有する
層上に一部が重なる、可視光に対する遮光性を有する導電層と、可視光に対する遮光性を
有する層上及び導電層上に開口部を有する、カラーフィルタ層と、カラーフィルタ層上に
、開口部で導電層と接続し、可視光に対する透光性を有する第１の電極層と、開口部と重
なる第１の電極層上に、絶縁性の隔壁と、第１の電極層及び隔壁上に、有機化合物を含む
層と、有機化合物を含む層上に、第２の電極層を有し、有機化合物を含む層は、ドナー性
物質及びアクセプター性物質を含む層と、発光性の有機化合物を含む層を備える発光装置
である。

本発明の一態様は、可視光に対する遮光性を有する導電層と、導電層上に開口部を有する
、カラーフィルタ層と、カラーフィルタ層上に、開口部で導電層と接続し、可視光に対す
る透光性を有する第１の電極層と、開口部と重なる第１の電極層上に、絶縁性の隔壁と、
第１の電極層及び隔壁上に、有機化合物を含む層と、有機化合物を含む層上に、第２の電
極層を有し、有機化合物を含む層は、ドナー性物質及びアクセプター性物質を含む層と、
発光性の有機化合物を含む層を備える発光装置である。

上記構成の発光装置において、導電層は、トランジスタと電気的に接続されていることが
好ましい。

可視光に対する遮光性を有する導電層は、該トランジスタが有するゲート電極層や、ソー
ス電極層、ドレイン電極層を兼ねていても良い。また、可視光に対する遮光性を有する導
電層は、該トランジスタが有するゲート電極層や、ソース電極層、ドレイン電極層と同じ
導電膜を用いても良い。

上記構成の発光装置において、有機化合物を含む層は、発光性の有機化合物を含む層を備
えた第１の層と、発光性の有機化合物を含む層を備えた第２の層と、第１の層と第２の層
の間に形成された、中間層と、を有しても良い。このとき、中間層は、ドナー性物質及び
アクセプター性物質を含む導電性が高められた層であることが好ましい。

上記構成の発光装置において、ドナー性物質として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、
希土類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、又は希土類金属化合物を含
むと、有機化合物を含む層の導電性が高くなるため好ましい。

上記構成の発光装置を用いて作製した電子機器も、本発明に含むものとする。

本発明の一態様は、消費電力が低く、製造工程が簡単であり、高精細化や基板の大型化へ
の対応に好適な発光装置を提供することができる。また、該発光装置を用いた電子機器を
提供することができる。

実施の形態に係る発光装置の構成を説明する上面図。実施の形態に係る発光装置の等価回路を示す図。実施の形態に係る発光装置の構成を説明する断面図。実施の形態に係る発光装置の構成を説明する断面図。実施の形態に係る発光装置の構成を説明する上面図。実施の形態に係る発光装置の作製方法を説明する図。実施の形態に係る発光装置の発光層を説明する図。実施の形態に係る発光装置の発光層を説明する図。実施の形態に係る発光装置を説明する図。実施の形態に係る電子機器を説明する図。

実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下の説明に限定されず、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、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、以下に説明する構成において、同一部分又は同様な機能を有す
る部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置について図１乃至図５を用いて説明する。

本発明の一態様の発光装置の画素部の上面図を図１に示す。図１に示す発光装置は、駆動
用トランジスタ１００及びスイッチング用トランジスタ１３０を有する。駆動用トランジ
スタ１００は、ゲート電極層１０５、半導体層である酸化物半導体層１０９、ソース電極
層、及びドレイン電極層１１１ａ、１１１ｂを有する。図２は、図１に示す画素部の回路
の等価回路に相当する。

図２は、本発明の一態様の発光装置の、デジタル時間階調駆動を適用可能な画素構成の一
例を示す図である。

デジタル時間階調駆動を適用可能な画素の構成及び画素の動作について説明する。ここで
は酸化物半導体層をチャネル形成領域に用いるｎチャネル型のトランジスタを１つの画素
に２つ用いる例を示す。

画素１５０は、スイッチング用トランジスタ１３０、駆動用トランジスタ１００、発光素
子１４０及び容量素子１４２を有している。スイッチング用トランジスタ１３０はゲート
が走査線１４６に接続され、第１電極（ソース電極及びドレイン電極の一方）が信号線１
４４に接続され、第２電極（ソース電極及びドレイン電極の他方）が駆動用トランジスタ
１００のゲートに接続されている。駆動用トランジスタ１００は、ゲートが容量素子１４
２を介して電源線１４８に接続され、第１電極が電源線１４８に接続され、第２電極が発
光素子１４０の第１電極（画素電極）に接続されている。発光素子１４０の第２電極は共
通電極１５２に相当する。共通電極１５２は、同一基板上に形成される共通電位線と電気
的に接続される。

なお、発光素子１４０の第２電極（共通電極１５２）には低電源電位が設定されている。
なお、低電源電位とは、電源線１４８に設定される高電源電位を基準にして低電源電位＜
高電源電位を満たす電位であり、低電源電位としては例えばＧＮＤ、０Ｖなどが設定され
ていても良い。この高電源電位と低電源電位との電位差を発光素子１４０に印加して、発
光素子１４０に電流を流して発光素子１４０を発光させるため、高電源電位と低電源電位
との電位差が発光素子１４０の順方向しきい値電圧以上となるようにそれぞれの電位を設
定する。

なお、容量素子１４２は駆動用トランジスタ１００のゲート容量を代用して省略すること
も可能である。駆動用トランジスタ１００のゲート容量については、チャネル領域とゲー
トとの間で容量が形成されていても良い。

ここで、電圧入力電圧駆動方式の場合には、駆動用トランジスタ１００のゲートには、駆
動用トランジスタ１００が十分にオンするか、オフするかのいずれかの状態となるような
ビデオ信号を入力する。つまり、駆動用トランジスタ１００は線形領域で動作させる。駆
動用トランジスタ１００は線形領域で動作させるため、電源線１４８の電圧よりも高い電
圧を駆動用トランジスタ１００のゲートにかける。なお、信号線１４４には、（電源線電
圧＋駆動用トランジスタ１００のしきい値電圧Ｖｔｈ）以上の電圧をかける。

また、デジタル時間階調駆動に代えて、アナログ階調駆動を行う場合、異なる信号を入力
することで、図２と同じ画素構成を用いることができる。

アナログ階調駆動を行う場合、駆動用トランジスタ１００のゲートに（発光素子１４０の
順方向電圧＋駆動用トランジスタ１００のＶｔｈ）以上の電圧をかける。発光素子１４０
の順方向電圧とは、所望の輝度とする場合の電圧を指しており、少なくとも順方向しきい
値電圧よりも大きい。なお、駆動用トランジスタ１００が飽和領域で動作するようなビデ
オ信号を入力することで、発光素子１４０に電流を流すことができる。駆動用トランジス
タ１００を飽和領域で動作させるため、電源線１４８の電位は、駆動用トランジスタ１０
０のゲート電位よりも高くする。ビデオ信号をアナログとすることで、発光素子１４０に
ビデオ信号に応じた電流を流し、アナログ階調駆動を行うことができる。

なお、図２に示す画素構成は、これに限定されない。例えば、図２に示す画素に新たにス
イッチ、抵抗素子、容量素子、トランジスタ又は論理回路などを追加しても良い。

図３（Ａ）、図４（Ａ）を用いて、本発明の一態様の発光装置の画素の詳細な構成につい
て説明する。図３（Ａ）は、図１に示す切断線Ａ１－Ａ２における断面に相当し、図４（
Ａ）は、図１に示す切断線Ａ３－Ａ４における断面に相当する。

図３（Ａ）、図４（Ａ）に示す発光装置は、可視光に対する透光性を有する基板１０１、
下地層１０３、ゲート電極層１０５、ゲート絶縁層１０７、半導体層である酸化物半導体
層１０９、ソース電極層及びドレイン電極層１１１ａ、１１１ｂ、層間絶縁層１１３、カ
ラーフィルタ層１１５、オーバーコート層１１７、第１の電極層１２１、絶縁性を有する
隔壁１２７、ＥＬ層１２９、第２の電極層１３１を有する。

本発明の一態様の発光装置の半導体層に用いる半導体材料は特に限定されない。例えば、
シリコン系の半導体材料（非晶質、結晶性、単結晶いずれも含む）、ゲルマニウム系の半
導体材料、カルコゲナイド系の半導体材料、酸化物半導体材料、その他の各種半導体材料
を用いることができる。本実施の形態で示す発光装置は、半導体層として、酸化物半導体
層１０９を有する。本実施の形態では、不純物を除去され、Ｉ型化又は実質的にＩ型化さ
れた酸化物半導体を用いる。なお、半導体層に用いる半導体の結晶性については、特に限
定されず、非晶質半導体を用いても良いし、結晶性半導体を用いても良い。

カラーフィルタ層１１５は、開口部１２５を有し、開口部１２５には、第１の電極層１２
１と、ソース電極層（又はドレイン電極層）１１１ｂが接続されているコンタクト部１２
３が含まれる。隔壁１２７は、開口部１２５と重なる第１の電極層１２１上に設けられて
いる。

ゲート電極層１０５、及びソース電極層（又はドレイン電極層）１１１ｂは、可視光に対
する遮光性を有する材料で形成されている。これらの可視光に対する遮光性を有する層は
、開口部１２５と重なるＥＬ層１２９が発する光を遮断することができる。

ＥＬ層１２９は、導電性が高められた層と、発光性の有機化合物を含む層を備える。した
がって、導電性が高められた層を介して、隔壁１２７上に電流が回り込む現象が発生する
。その結果、ＥＬ層は、隔壁１２７上においても発光する。つまり、カラーフィルタ層１
１５の開口部１２５と重なる領域で発光する。カラーフィルタ層１１５を通っていない光
が開口部１２５から漏れて取り出されると、発光装置全体の色再現性が悪くなるといった
不具合が生じる。しかし、本実施の形態の発光装置は、開口部１２５において、ＥＬ層１
２９と基板１０１の間に、ゲート電極層１０５、ソース電極層（又はドレイン電極層）１
１１ｂが設けられているため、当該不具合を防ぐことができる。なお、導電性が高められ
た層と発光性の有機化合物を含む層は、直接接する必要は無く、２層の間に、別の層が形
成されていても良い。

図１とは異なる、本発明の一態様の発光装置の画素部の上面図を図５に示す。図５に示す
本発明の一態様の発光装置は、駆動用トランジスタ２００及びスイッチング用トランジス
タ２３０を有する。駆動用トランジスタ２００は、ゲート電極層２０５、半導体層２０９
、ソース電極層、及びドレイン電極層２１１ａ、２１１ｂを有する。

図３（Ｂ）、図４（Ｂ）を用いて、本発明の一態様の発光装置の画素の詳細な構成につい
て説明する。図３（Ｂ）は、図５に示す切断線Ｂ１－Ｂ２における断面に相当し、図４（
Ｂ）は、図５に示す切断線Ｂ３－Ｂ４における断面に相当する。

図３（Ｂ）、図４（Ｂ）に示す発光装置は、可視光に対する透光性を有する基板２０１、
下地層２０３、ゲート電極層２０５、ゲート絶縁層２０７、半導体層２０９、ソース電極
層及びドレイン電極層２１１ａ、２１１ｂ、層間絶縁層２１３、カラーフィルタ層２１５
、オーバーコート層２１７、第１の電極層２２１、絶縁性及び可視光に対する遮光性を有
する隔壁２２７、ＥＬ層２２９、第２の電極層２３１を有する。

カラーフィルタ層２１５は、開口部２２５を有し、開口部２２５には、第１の電極層２２
１と、ソース電極層（又はドレイン電極層）２１１ｂが接続されているコンタクト部２２
３が含まれる。隔壁２２７は、開口部２２５と重なる第１の電極層２２１上に設けられて
いる。

ＥＬ層２２９は、導電性が高められた層と、発光性の有機化合物を含む層を備える。した
がって、導電性が高められた層を介して、隔壁２２７上に電流が回り込む現象が発生する
。その結果、ＥＬ層は、隔壁２２７上においても発光する。つまり、カラーフィルタ層２
１５の開口部２２５と重なる領域で発光する。カラーフィルタ層２１５を通っていない光
が開口部２２５から漏れて取り出されると、発光装置全体の色再現性が悪くなるといった
不具合が生じる。しかし、本実施の形態の発光装置の隔壁２２７は可視光に対する遮光性
を有するため、当該不具合を防ぐことができる。

以上のように、本実施の形態に記載の発光装置は、ＥＬ層に、導電性が高められた層を備
えているため、発光素子の駆動電圧を低くすることができる。駆動電圧の低い発光素子を
用いることで、低消費電力の発光装置を実現することができる。

さらに、発光素子の第１の電極層と基板との間に、カラーフィルタ層を形成する方式を採
用しているため、基板上に導電率の高い配線を作製した後に、連続してカラーフィルタ層
を形成することができ、製造工程が簡単で、低コスト化が実現できる。

本実施の形態に記載の発光装置は、カラーフィルタ層の開口部と重なる第１の電極層上に
可視光に対する遮光性を有する隔壁を設けること、もしくは、カラーフィルタ層の開口部
と重なり、ＥＬ層と基板の間に、可視光に対する遮光性を有する層を設けることによって
、カラーフィルタ層を通っていない光がカラーフィルタ層の開口部から漏れて取り出され
ることを防ぎ、発光装置全体の色再現性が悪くなるといった不具合を解決することができ
る。

（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１に示す発光装置の作製方法の一例について図６を用いて
説明する。

はじめに、可視光に対する透光性を有する基板１０１上に下地層１０３を形成する。基板
１０１は、ＥＬ層からの光の取り出し方向に位置するため、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、プラスチック、ポリエステルフィルム、又はア
クリルフィルムのような可視光に対する透光性を有する材料を用いる。下地層１０３は、
基板１０１からの不純物の拡散を防止する機能があるが、必要でなければ設けなくても良
い。下地層は、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、又は酸化窒化シ
リコン膜を単層で又は積層して形成することができる。

下地層１０３上に導電膜を形成し、第１のフォトリソグラフィ工程により、ゲート電極層
１０５を形成する。なお、レジストマスクをインクジェット法で形成しても良い。レジス
トマスクをインクジェット法で形成すると、フォトマスクを使用しないため、製造コスト
を低減できる。

ゲート電極層１０５は、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミニウム、
銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、
単層で又は積層して形成することができる。

次に、ゲート電極層１０５上に、ゲート絶縁層１０７を形成する。ゲート絶縁層１０７は
、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン層、窒化シリコン層
、酸化窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層、酸化アルミニウム層、窒化アルミニウム層
、酸化窒化アルミニウム層、窒化酸化アルミニウム層、又は酸化ハフニウム層を単層で又
は積層して形成することができる。

本実施の形態の発光装置は、半導体層として酸化物半導体層１０９を形成する。本実施の
形態の酸化物半導体としては、不純物を除去され、Ｉ型化又は実質的にＩ型化された酸化
物半導体を用いる。このような高純度化された酸化物半導体は界面準位、界面電荷に対し
て極めて敏感であるため、酸化物半導体層とゲート絶縁層との界面は重要である。そのた
め高純度化された酸化物半導体に接するゲート絶縁層は、高品質化が要求される。

例えば、μ波（例えば周波数２．４５ＧＨｚ）を用いた高密度プラズマＣＶＤは、緻密で
絶縁耐圧の高い高品質な絶縁層を形成できるので好ましい。高純度化された酸化物半導体
と高品質ゲート絶縁層とが密接することにより、界面準位を低減して界面特性を良好なも
のとすることができるからである。

もちろん、ゲート絶縁層として良質な絶縁層を形成できるものであれば、他の成膜方法を
適用することができる。また、成膜後の熱処理によってゲート絶縁層の膜質、酸化物半導
体との界面特性が改質される絶縁層であっても良い。いずれにしても、ゲート絶縁層とし
ての膜質が良好であることは勿論のこと、酸化物半導体との界面準位密度を低減し、良好
な界面を形成できるものであれば良い。

また、ゲート絶縁層１０７、酸化物半導体膜に水素、水酸基及び水分がなるべく含まれな
いようにするために、酸化物半導体膜の成膜の前処理として、スパッタリング装置の予備
加熱室でゲート電極層１０５が形成された基板１０１、又はゲート絶縁層１０７までが形
成された基板１０１を予備加熱し、基板１０１に吸着した水素、水分などの不純物を脱離
し排気することが好ましい。なお、予備加熱室に設ける排気手段はクライオポンプが好ま
しい。なお、この予備加熱の処理は省略することもできる。またこの予備加熱は、層間絶
縁層１１３の成膜前に、ソース電極層、又はドレイン電極層１１１ａ、１１１ｂまで形成
した基板１０１に同様に行っても良い。

次に、ゲート絶縁層１０７上に、膜厚２ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上
３０ｎｍ以下の酸化物半導体膜を形成する。

なお、酸化物半導体膜をスパッタリング法により成膜する前に、アルゴンガスを導入して
プラズマを発生させる逆スパッタを行い、ゲート絶縁層１０７の表面に付着している粉状
物質（パーティクル、ごみともいう）を除去することが好ましい。逆スパッタとは、アル
ゴン雰囲気下で基板にＲＦ電源を用いて電圧を印加して基板近傍にプラズマを形成して表
面を改質する方法である。なお、アルゴン雰囲気に代えて窒素、ヘリウム、酸素などを用
いても良い。

酸化物半導体膜に用いる酸化物半導体としては、四元系金属酸化物であるＩｎ－Ｓｎ－Ｇ
ａ－Ｚｎ－Ｏ系酸化物半導体や、三元系金属酸化物であるＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系酸化物
半導体、Ｉｎ－Ｓｎ－Ｚｎ－Ｏ系酸化物半導体、Ｉｎ－Ａｌ－Ｚｎ－Ｏ系酸化物半導体、
Ｓｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系酸化物半導体、Ａｌ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系酸化物半導体、Ｓｎ－Ａ
ｌ－Ｚｎ－Ｏ系酸化物半導体や、二元系金属酸化物であるＩｎ－Ｚｎ－Ｏ系酸化物半導体
、Ｓｎ－Ｚｎ－Ｏ系酸化物半導体、Ａｌ－Ｚｎ－Ｏ系酸化物半導体、Ｚｎ－Ｍｇ－Ｏ系酸
化物半導体、Ｓｎ－Ｍｇ－Ｏ系酸化物半導体、Ｉｎ－Ｇａ－Ｏ系酸化物半導体、Ｉｎ－Ｍ
ｇ－Ｏ系酸化物半導体や、一元系金属酸化物であるＩｎ－Ｏ系酸化物半導体、Ｓｎ－Ｏ系
酸化物半導体、Ｚｎ－Ｏ系酸化物半導体などを用いることができる。また、上記酸化物半
導体はＳｉＯ_２を含んでも良い。ここで、例えば、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系酸化物半導体
とは、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）を有する酸化物膜、という
意味であり、その組成比はとくに問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の元素を含んで
も良い。本実施の形態では、酸化物半導体膜を、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系酸化物ターゲッ
トを用いてスパッタリング法により成膜する。

酸化物半導体膜をスパッタリング法で作製するためのターゲットとしては、例えば、組成
比として、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：１［ｍｏｌ数比］の酸化物ターゲ
ットを用い、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ膜を成膜する。また、このターゲットの材料及び組成
に限定されず、例えば、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｇａ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１：１：２［ｍｏｌ数比］の
酸化物ターゲットを用いても良い。

また、酸化物半導体としてＩｎ－Ｚｎ－Ｏ系の材料を用いる場合、用いるターゲットの組
成比は、原子数比で、Ｉｎ：Ｚｎ＝５０：１～１：２（モル数比に換算するとＩｎ_２Ｏ_３
：ＺｎＯ＝２５：１～１：４）、好ましくはＩｎ：Ｚｎ＝２０：１～１：１（モル数比に
換算するとＩｎ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１０：１～１：２）、さらに好ましくはＩｎ：Ｚｎ＝１
５：１～１．５：１（モル数比に換算するとＩｎ_２Ｏ_３：ＺｎＯ＝１５：２～３：４）と
する。例えば、Ｉｎ－Ｚｎ－Ｏ系酸化物半導体の形成に用いるターゲットは、原子数比が
Ｉｎ：Ｚｎ：Ｏ＝Ｘ：Ｙ：Ｚのとき、Ｚ＞１．５Ｘ＋Ｙとする。

また、酸化物ターゲットの充填率は９０％以上１００％以下、好ましくは９５％以上９９
．９％以下である。充填率の高い金属酸化物ターゲットを用いることにより、成膜した酸
化物半導体膜は緻密な膜とすることができる。

酸化物半導体膜を成膜する際に用いるスパッタガスは、水素、水、水酸基又は水素化物な
どの不純物が除去された高純度ガスを用いることが好ましい。

減圧状態に保持された成膜室内に基板を保持し、基板温度を１００℃以上６００℃以下好
ましくは２００℃以上４００℃以下とする。基板を加熱しながら成膜することにより、成
膜した酸化物半導体膜に含まれる不純物濃度を低減することができる。また、スパッタリ
ングによる損傷が軽減される。そして、成膜室内の残留水分を除去しつつ水素及び水分が
除去されたスパッタガスを導入し、上記ターゲットを用いて基板１０１上に酸化物半導体
膜を成膜する。成膜室内の残留水分を除去するためには、吸着型の真空ポンプ、例えば、
クライオポンプ、イオンポンプ、チタンサブリメーションポンプを用いることが好ましい
。また、排気手段としては、ターボポンプにコールドトラップを加えたものであっても良
い。クライオポンプを用いて排気した成膜室は、例えば、水素や、水などの水素を含む化
合物（より好ましくは炭素を含む化合物も）等が排気されるため、当該成膜室で成膜した
酸化物半導体膜に含まれる不純物の濃度を低減できる。

スパッタリング法を行う雰囲気は、希ガス（代表的にはアルゴン）雰囲気、酸素雰囲気、
または希ガスと酸素の混合雰囲気とすれば良い。

成膜条件の一例としては、基板とターゲットとの間の距離を１００ｍｍ、圧力０．６Ｐａ
、直流（ＤＣ）電源０．５ｋＷ、酸素（酸素流量比率１００％）雰囲気下の条件が適用さ
れる。なお、パルス直流電源を用いると、成膜時に発生する粉状物質（パーティクル、ご
みともいう）が軽減でき、膜厚分布も均一となるために好ましい。

次いで、酸化物半導体膜を第２のフォトリソグラフィ工程により島状の酸化物半導体層１
０９に加工する。また、酸化物半導体層を形成するためのレジストマスクをインクジェッ
ト法で形成しても良い。レジストマスクをインクジェット法で形成するとフォトマスクを
使用しないため、製造コストを低減できる。

また、ゲート絶縁層１０７にコンタクトホールを形成する場合、その工程は酸化物半導体
膜の加工時に同時に行うことができる。

なお、ここでの酸化物半導体膜のエッチングは、ドライエッチングでもウェットエッチン
グでも良く、両方を用いても良い。例えば、酸化物半導体膜のウェットエッチングに用い
るエッチング液としては、燐酸と酢酸と硝酸を混ぜた溶液などを用いることができる。ま
た、ＩＴＯ０７Ｎ（関東化学社製）を用いても良い。

本実施の形態では、酸化物半導体層１０９に、第１の加熱処理を行う。第１の加熱処理の
温度は、４００℃以上７５０℃以下、好ましくは４００℃以上基板の歪み点未満とする。
ここでは、加熱処理装置の一つである電気炉に基板を導入し、酸化物半導体層１０９に対
して窒素雰囲気下４５０℃において１時間の加熱処理を行った後、大気に触れることなく
、酸化物半導体層への水や水素の混入を防ぎ、酸化物半導体層を得る。この第１の加熱処
理によって酸化物半導体層１０９の脱水化又は脱水素化を行うことができる。

なお、加熱処理装置は電気炉に限られず、抵抗発熱体などの発熱体からの熱伝導又は熱輻
射によって、被処理物を加熱する装置を用いても良い。例えば、ＧＲＴＡ（ＧａｓＲａ
ｐｉｄＴｈｅｒｍａｌＡｎｎｅａｌｉｎｇ）装置、ＬＲＴＡ（ＬａｍｐＲａｐｉｄ
ＴｈｅｒｍａｌＡｎｎｅａｌｉｎｇ）装置等のＲＴＡ（ＲａｐｉｄＴｈｅｒｍａｌ
Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置を用いることができる。ＬＲＴＡ装置は、ハロゲンランプ、
メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウム
ランプ、高圧水銀ランプなどのランプから発する光（電磁波）の輻射により、被処理物を
加熱する装置である。ＧＲＴＡ装置は、高温のガスを用いて加熱処理を行う装置である。
ガスには、アルゴンなどの希ガス、又は窒素のような、加熱処理によって被処理物と反応
しない不活性気体が用いられる。

例えば、第１の加熱処理として、６５０℃～７００℃の高温に加熱した不活性ガス中に基
板を移動させて入れ、数分間加熱した後、基板を移動させて高温に加熱した不活性ガス中
から出すＧＲＴＡを行っても良い。ＧＲＴＡを用いると短時間での高温加熱処理が可能と
なる。

なお、第１の加熱処理においては、窒素、又はヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガスに
、水、水素などが含まれないことが好ましい。又は、加熱処理装置に導入する窒素、又は
ヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガスの純度を、６Ｎ（９９．９９９９％）以上、好ま
しくは７Ｎ（９９．９９９９９％）以上、（即ち不純物濃度を１ｐｐｍ以下、好ましくは
０．１ｐｐｍ以下）とすることが好ましい。

また、第１の加熱処理で酸化物半導体層を加熱した後、同じ炉に高純度の酸素ガス、高純
度のＮ_２Ｏガス、又は超乾燥エア（露点が－４０℃以下、好ましくは－６０℃以下）を導
入しても良い。酸素ガスまたはＮ_２Ｏガスに、水、水素などが含まれないことが好ましい
。または、加熱処理装置に導入する酸素ガスまたはＮ_２Ｏガスの純度を、６Ｎ以上好まし
くは７Ｎ以上（即ち、酸素ガスまたはＮ_２Ｏガス中の不純物濃度を１ｐｐｍ以下、好まし
くは０．１ｐｐｍ以下）とすることが好ましい。酸素ガス又はＮ_２Ｏガスの作用により、
脱水化または脱水素化処理による不純物の排除工程によって同時に減少してしまった酸化
物半導体を構成する主成分材料である酸素を供給することによって、酸化物半導体層を高
純度化及び電気的にＩ型（真性）化する。

また、酸化物半導体層の第１の加熱処理は、島状の酸化物半導体層に加工する前の酸化物
半導体膜に行うこともできる。その場合には、第１の加熱処理後に、加熱処理装置から基
板を取り出し、フォトリソグラフィ工程を行う。

なお、第１の加熱処理は、上記以外にも、酸化物半導体層成膜後であれば、酸化物半導体
層上にソース電極層及びドレイン電極層を積層させた後、あるいは、ソース電極層及びド
レイン電極層上に絶縁層を形成した後、のいずれで行っても良い。

また、ゲート絶縁層１０７にコンタクトホールを形成する場合、その工程は酸化物半導体
膜に第１の加熱処理を行う前でも行った後に行っても良い。

また、酸化物半導体層を２回に分けて成膜し、２回に分けて加熱処理を行うことで、酸化
物半導体層の下地にあたる層の材料が、酸化物、窒化物、金属など材料を問わず、膜厚の
厚い結晶領域、即ち、膜表面に垂直にｃ軸配向した結晶領域を有する酸化物半導体層を形
成しても良い。例えば、３ｎｍ以上１５ｎｍ以下の第１の酸化物半導体膜を成膜し、窒素
、酸素、希ガス、または乾燥空気の雰囲気下で４５０℃以上８５０℃以下、好ましくは５
５０℃以上７５０℃以下の第１の加熱処理を行い、表面を含む領域に結晶領域（板状結晶
を含む）を有する第１の酸化物半導体膜を形成する。そして、第１の酸化物半導体膜より
も厚い第２の酸化物半導体膜を形成し、４５０℃以上８５０℃以下、好ましくは６００℃
以上７００℃以下の第２の加熱処理を行い、第１の酸化物半導体膜を結晶成長の種として
、上方に結晶成長させ、第２の酸化物半導体膜の全体を結晶化させ、結果として膜厚の厚
い結晶領域を有する酸化物半導体層を形成しても良い。

次いで、ゲート絶縁層１０７、及び酸化物半導体層１０９上に、ソース電極層及びドレイ
ン電極層（これと同じ層で形成される配線を含む）となる導電膜を形成する。導電膜はス
パッタリング法や真空蒸着法で形成すれば良い。導電膜の材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃ
ｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素、又は上述した元素を成分とする合金か、上
述した元素を組み合わせた合金膜等が挙げられる。また、マンガン、マグネシウム、ジル
コニウム、ベリリウムのいずれか一又は複数を用いても良い。また、導電膜は、単層構造
でも、２層以上の積層構造としても良い。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層
構造、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する２層構造、チタン膜と、そのチタン膜上に
重ねてアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を成膜する３層構造などが挙げ
られる。また、アルミニウムと、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム
、ネオジム、スカンジウムから選ばれた元素を単数、又は複数組み合わせた積層膜、合金
膜、もしくは窒化膜を用いても良い。

次いで、第３のフォトリソグラフィ工程を行い、導電膜のエッチングにより、ソース電極
層及びドレイン電極層１１１ａ、１１１ｂを形成する。

なお、導電膜のエッチングの際に、酸化物半導体層１０９がエッチングされ、分断するこ
とのないようエッチング条件を最適化することが望まれる。しかしながら、導電膜のみを
エッチングし、酸化物半導体層１０９を全くエッチングしないという条件を得ることは難
しく、導電膜のエッチングの際に酸化物半導体層１０９は一部のみがエッチングされ、溝
部（凹部）を有する酸化物半導体層となることもある。

次いで、Ｎ_２Ｏ、Ｎ_２、またはＡｒなどのガスを用いたプラズマ処理を行い、露出してい
る酸化物半導体層１０９の表面に付着した吸着水などを除去しても良い。プラズマ処理を
行った場合、大気に触れることなく、酸化物半導体層の一部に接する保護絶縁膜となる層
間絶縁層１１３を形成する。

層間絶縁層１１３は、少なくとも１ｎｍ以上の膜厚とし、スパッタリング法など、層間絶
縁層１１３に水、水素等の不純物を混入させない方法を適宜用いて形成することができる
。層間絶縁層１１３に水素が含まれると、その水素の酸化物半導体層１０９への侵入、又
は水素による酸化物半導体層１０９中の酸素の引き抜き、が生じ酸化物半導体層１０９の
バックチャネルが低抵抗化（Ｎ型化）してしまい、寄生チャネルが形成されるおそれがあ
る。よって、層間絶縁層１１３はできるだけ水素を含まない膜になるように、成膜方法に
水素を用いないことが重要である。

層間絶縁層１１３のように、酸化物半導体層に接して形成する絶縁層は、水分や、水素イ
オンや、水酸化物イオンなどの不純物を含まず、これらが外部から侵入することをブロッ
クする無機絶縁膜を用い、代表的には酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミ
ニウム膜、または酸化窒化アルミニウム膜などを用いる。成膜時の基板温度は、室温以上
３００℃以下とすれば良い。例えば、酸化シリコン膜のスパッタリング法による成膜は、
希ガス（代表的にはアルゴン）雰囲気下、酸素雰囲気下、または希ガスと酸素の混合雰囲
気下において行うことができる。また、ターゲットとして酸化シリコンターゲットまたは
シリコンターゲットを用いることができる。

酸化物半導体膜の成膜時と同様に、層間絶縁層１１３の成膜室内の残留水分を除去するた
めには、吸着型の真空ポンプ（クライオポンプなど）を用いることが好ましい。クライオ
ポンプを用いて排気した成膜室で成膜すると、層間絶縁層１１３に含まれる不純物の濃度
を低減できる。また、層間絶縁層１１３の成膜室内の残留水分を除去するための排気手段
としては、ターボポンプにコールドトラップを加えたものであっても良い。

層間絶縁層１１３を、成膜する際に用いるスパッタガスは、水素、水、水酸基又は水素化
物などの不純物が除去された高純度ガスを用いることが好ましい。

次いで、不活性ガス雰囲気下、または酸素ガス雰囲気下で第２の加熱処理（好ましくは２
００℃以上４００℃以下、例えば２５０℃以上３５０℃以下）を行う。例えば、窒素雰囲
気下で２５０℃、１時間の第２の加熱処理を行う。第２の加熱処理を行うと、酸化物半導
体層の一部（チャネル形成領域）が層間絶縁層１１３と接した状態で加熱される。

以上の工程を経ることによって、酸化物半導体膜に対して第２の加熱処理を行って水素、
水分、水酸基又は水素化物（水素化合物ともいう）などの不純物を酸化物半導体層より意
図的に排除し、かつ不純物の排除工程によって同時に減少してしまう酸化物半導体を構成
する主成分材料の一つである酸素を供給することができる。よって、酸化物半導体層は高
純度化及び電気的にＩ型（真性）化する。

また、層間絶縁層１１３に欠陥を多く含む酸化シリコン層を用いると、酸化シリコン層形
成後の加熱処理によって酸化物半導体層中に含まれる水素、水分、水酸基又は水素化物な
どの不純物を酸化シリコン層に拡散させ、酸化物半導体層中に含まれる該不純物をより低
減させる効果を奏する。

層間絶縁層１１３上にさらに保護絶縁層を形成しても良い。例えば、ＲＦスパッタリング
法を用いて窒化シリコン膜を形成する。ＲＦスパッタリング法は、量産性が良いため、保
護絶縁層の成膜方法として好ましい。保護絶縁層は、水分などの不純物を含まず、これら
が外部から侵入することをブロックする無機絶縁膜を用い、窒化シリコン膜、窒化アルミ
ニウム膜などを用いる。

保護絶縁層の形成後、さらに大気中、１００℃以上２００℃以下、１時間以上３０時間以
下での加熱処理を行っても良い。この加熱処理は一定の加熱温度を保持して加熱しても良
いし、室温から、１００℃以上２００℃以下の加熱温度への昇温と、加熱温度から室温ま
での降温を複数回くりかえして行っても良い。

次に、第４のフォトリソグラフィ工程を行い、層間絶縁層１１３のエッチングにより、開
口部を設ける。この開口部は、ソース電極層又はドレイン電極層１１１ｂと、のちに形成
する第１の電極層１２１が接続するコンタクト部１２３となる（図６（Ａ））。

次に、層間絶縁層１１３上にカラーフィルタ層１１５を形成する。カラーフィルタ層とし
ては緑色のカラーフィルタ層、青色のカラーフィルタ層、赤色のカラーフィルタ層などを
用いることができ、本実施の形態では緑色のカラーフィルタ層、青色のカラーフィルタ層
、赤色のカラーフィルタ層を順次形成する。各カラーフィルタ層は、印刷法、インクジェ
ット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法などでそれぞれ形成する。カラ
ーフィルタ層を、画素電極（第１の電極層１２１）を形成する基板側に設けることによっ
て、封止基板の貼り合わせの精度に依存することなくカラーフィルタ層と発光素子の発光
領域との位置合わせを行うことができる。隣り合うカラーフィルタ層同士は、第１の電極
層１２１、ＥＬ層１２９、及び第２の電極層１３１が直接重なっている部分以外の場所に
おいて、重なっていても良い。

カラーフィルタ層１１５は、ソース電極層又はドレイン電極層１１１ｂと、のちに形成す
る第１の電極層１２１が接続するコンタクト部１２３を含む開口部１２５を有する（図６
（Ｂ））。図３（Ａ）、図４（Ａ）に示す本発明の一態様の発光装置は、カラーフィルタ
層１１５の開口部１２５と重なり、ＥＬ層と基板の間に、可視光に対する遮光性を有する
ソース電極層、又はドレイン電極層１１１ｂ、及び可視光に対する遮光性を有するゲート
電極層１０５を有する。

次いで、カラーフィルタ層１１５を覆うオーバーコート層１１７を形成する。オーバーコ
ート層１１７は可視光に対する透光性を有する樹脂を用いる。本実施の形態ではフォトリ
ソグラフィ工程を行い、オーバーコート層１１７を形成する。

オーバーコート層１１７として用いることができるアクリル樹脂などの樹脂は、水分を多
く含む。ＥＬ層を水分から保護するために、オーバーコート層１１７を覆う絶縁膜を形成
しても良い。絶縁膜としては、例えば、窒化珪素膜、窒化アルミニウム膜、窒化酸化珪素
膜、酸化窒化アルミニウム膜、等を用いることができる。前の工程で、層間絶縁層１１３
上に保護絶縁層を形成していた場合、同じ組成の絶縁膜とすると、第４のフォトリソグラ
フィ工程を省略し、層間絶縁層１１３、保護絶縁層、及び絶縁膜の３層を１回の工程でエ
ッチングすることで、開口部１２５を設けることができるため、好ましい。

次に、可視光に対する透光性を有する導電膜を成膜し、第１の電極層１２１を形成する。
第１の電極層１２１は、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）や酸化インジウム酸化スズ合金（
ＩＴＯ）などをスパッタ法や真空蒸着法などを用いて形成する。第１の電極層１２１の他
の材料として、窒素を含ませたＡｌ－Ｚｎ－Ｏ系非単結晶膜、即ちＡｌ－Ｚｎ－Ｏ－Ｎ系
非単結晶膜や、Ｚｎ－Ｏ－Ｎ系非単結晶膜や、Ｓｎ－Ｚｎ－Ｏ－Ｎ系非単結晶膜を用いて
も良い。なお、Ａｌ－Ｚｎ－Ｏ－Ｎ系非単結晶膜の亜鉛の組成比（原子％）は、４７原子
％以下とし、非単結晶膜中のアルミニウムの組成比（原子％）より大きく、非単結晶膜中
のアルミニウムの組成比（原子％）は、非単結晶膜中の窒素の組成比（原子％）より大き
い。このような材料のエッチング処理は塩酸系の溶液により行う。しかし、特にＩＴＯの
エッチングは残渣が発生しやすいので、エッチング加工性を改善するために酸化インジウ
ム酸化亜鉛合金（Ｉｎ_２Ｏ_３―ＺｎＯ）を用いても良い。

なお、第１の電極層１２１の組成比の単位は原子％とし、電子線マイクロアナライザー（
ＥＰＭＡ：ＥｌｅｃｔｒｏｎＰｒｏｂｅＸ－ｒａｙＭｉｃｒｏＡｎａｌｙｚｅｒ）
を用いた分析により評価するものとする。

次いで、カラーフィルタ層１１５の開口部１２５を覆うように隔壁１２７を形成する。隔
壁１２７は、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、エポキシ等の有機樹脂膜、無機絶縁膜
またはシロキサン系樹脂を用いて形成する。

なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ－Ｏ－Ｓ
ｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は置換基としては有機基（例えばアルキ
ル基やアリール基）やフルオロ基を用いても良い。また、有機基はフルオロ基を有してい
ても良い。

隔壁１２７としては、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等も用いる
ことができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、隔壁１
２７を形成しても良い。

隔壁１２７の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スパッタ法、ＳＯＧ法、ス
ピンコート法、ディップ法、スプレー塗布法、液滴吐出法（インクジェット法、スクリー
ン印刷、オフセット印刷等）等の方法、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコー
ター、ナイフコーター等のツールを用いることができる。また、発光装置に用いる他の絶
縁層として隔壁１２７の例として示した上記材料及び方法を用いても良い。

なお、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）に示す本発明の一態様の発光装置のように、カラーフィル
タ層２１５の開口部２２５と重なり、ＥＬ層２２９と基板２０１の間に、可視光に対する
遮光性を有していない領域が一部でも存在する場合は、隔壁２２７を可視光に対する遮光
性を有する材料で形成する。可視光に対する遮光性を有する材料としては、例えば、上述
の隔壁１２７に用いることのできる樹脂に、光吸収性を有する物質を分散させた材料など
を用いることができる。

次に、第１の電極層１２１、及び隔壁１２７上にＥＬ層１２９を形成し、ＥＬ層１２９上
に第２の電極層１３１を形成して発光素子を形成する（図６（Ｃ））。ＥＬ層１２９の構
成の一例は、実施の形態３にて詳細に説明する。ＥＬ層１２９は、導電性が高められた層
と、発光性の有機化合物を含む層を備える。したがって、導電性が高められた層を介して
、隔壁１２７上に電流が回り込む現象が発生する。その結果、ＥＬ層１２９は、隔壁１２
７上においても発光する。つまり、カラーフィルタ層１１５の開口部１２５と重なる領域
で発光する。カラーフィルタ層１１５を通っていない光が開口部１２５から漏れて取り出
されると、発光装置全体の色再現性が悪くなるといった不具合が生じる。しかし、図６（
Ｃ）に示す本実施の形態の発光装置は、開口部１２５において、ＥＬ層１２９と基板１０
１の間に、ソース電極層（又はドレイン電極層）１１１ｂが設けられているため、当該不
具合を防ぐことができる。

第２の電極層１３１は様々な材料を用いることができるが、仕事関数が小さい材料、例え
ば、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、およ
びこれらを含む合金（Ｍｇ－Ａｇ、Ａｌ－Ｌｉなど）の他、ＹｂやＥｒ等の希土類金属等
が好ましい。

上記に挙げた作製方法で作製した本実施の形態に記載の発光装置は、ＥＬ層に、導電性が
高められた層を備えているため、発光素子の駆動電圧を低くすることができる。駆動電圧
が低い発光素子を用いることで、低消費電力の発光装置を実現することができる。

なお、本実施の形態では、アクティブマトリクス型の発光装置の例を示したが、パッシブ
マトリクス型の発光装置にも本実施の形態は適応できる。

なお、アクティブマトリクス型の発光装置を作製する場合において、そのトランジスタの
構造は特に限定されない。また、ｎ型、ｐ型いずれのトランジスタを用いても良い。また
、スタガ型のトランジスタでも、逆スタガ型のトランジスタでも良い。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置に用いるＥＬ層の一例について図７を用い
て説明する。本実施の形態で説明するＥＬ層は、実施の形態１で示したＥＬ層１２９（図
３（Ａ）、図４（Ａ）参照）、及びＥＬ層２２９（図３（Ｂ）、図４（Ｂ）参照）に適用
することができる。

図７に示す本実施の形態のＥＬ層１２９は、第１の電極層１２１及び第２の電極層１３１
の一対の電極間に設けられている。第１の電極層１２１がＥＬ層１２９と直接接して、第
２の電極層１３１と重なる領域１１２０が、所望の発光領域である。ＥＬ層１２９は、機
能層として、正孔注入層１１１１、正孔輸送層１１１２、発光層１１１３、電子輸送層１
１１４、電子注入層１１１５を有している。なお、第１の電極層１２１及び第２の電極層
１３１は実施の形態２に示した材料で形成すれば良い。

ＥＬ層１２９は、第１の電極層１２１と発光層１１１３との間に、導電性が高められた層
を有している。導電性が高められた層としては、導電性の高い物質を含む層や、ドナー性
物質及びアクセプター性物質を含む層をその例に挙げることができる。具体的には、有機
化合物に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属化合物、アルカ
リ土類金属化合物、又は希土類金属化合物を添加した層や、ポリ（３，４－エチレンジオ
キシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の導電性高分
子を含む層を用いることができる。

例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用いて形成した正孔注入層１１１１は導電性が高いため、
図７に示す矢印の方向に、第１の電極層１２１から第２の電極層１３１へと電流が流れる
。つまり、所望の発光領域１１２０の外側の隔壁１２７上においても、電流が流れる。こ
のように、導電性が高められた層（図７では正孔注入層１１１１）を介して、絶縁性の隔
壁１２７上に電流が回り込む現象が発生した結果、ＥＬ層１２９は、カラーフィルタ層の
開口部に設けた隔壁上においても発光する（図７の発光領域１１３０参照）。カラーフィ
ルタ層を通っていない光がカラーフィルタ層の開口部から漏れて取り出されると、発光装
置全体の色再現性が悪くなるといった不具合が生じる。しかし、本発明の一態様の発光装
置（例えば、実施の形態１に示した発光装置）は、可視光に対する遮光性を有する材料か
らなる絶縁性の隔壁、または、カラーフィルタ層の開口部において、ＥＬ層と基板の間に
、可視光に対する遮光性を有する層を有するため、当該不具合を抑制できる。

ＥＬ層１２９には公知の物質を用いることができ、低分子系化合物及び高分子系化合物の
いずれを用いることもできる。なお、ＥＬ層１２９を形成する物質には、有機化合物のみ
から成るものだけでなく、無機化合物を一部に含む構成も含めるものとする。

また、ＥＬ層１２９は、発光層１１１３の他、図７に示すように正孔注入層１１１１、正
孔輸送層１１１２、電子輸送層１１１４、電子注入層１１１５などを適宜組み合わせて積
層することにより形成される。

正孔注入層１１１１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質と
しては、例えば、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物
、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル
酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の金属酸化物を用いることが
できる。また、フタロシアニン（略称：Ｈ_２Ｐｃ）、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：
ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物を用いることができる。

また、低分子の有機化合物である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（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’－トリス［Ｎ－（３－メ
チルフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４
，４’－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニ
ル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’－ビス（Ｎ－｛４－［Ｎ’－（３－メチルフェニル）－
Ｎ’－フェニルアミノ］フェニル｝－Ｎ－フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰ
Ｄ）、１，３，５－トリス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミ
ノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）、３－［Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル
）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，
６－ビス［Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－
フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３－［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－（
９－フェニルカルバゾール－３－イル）アミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：Ｐ
ＣｚＰＣＮ１）等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。

さらに、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いることもできる
。例えば、ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４－ビニルトリフ
ェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ－（４－｛Ｎ’－［４－（４－ジフェニ
ルアミノ）フェニル］フェニル－Ｎ’－フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］
（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’－ビス（４－ブチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビ
ス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ－ＴＰＤ）などの高分子化合物が挙げられ
る。また、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）
（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳ
Ｓ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。

また、正孔注入層１１１１として、有機化合物と電子受容体（アクセプター）とを混合し
てなる複合材料を用いても良い。このような複合材料は、電子受容体によって有機化合物
に正孔が発生するため、正孔注入性及び正孔輸送性に優れている。この場合、有機化合物
は、発生した正孔の輸送に優れた材料（正孔輸送性の高い物質）であることが好ましい。

複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香
族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合
物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高
い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０^－６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動
度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれ
ば、これら以外のものを用いても良い。以下では、複合材料に用いることのできる有機化
合物を具体的に列挙する。

複合材料に用いることのできる有機化合物としては、例えば、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ
、ＤＰＡＢ、ＤＮＴＰＤ、ＤＰＡ３Ｂ、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣＮ
１、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：
ＮＰＢ又はα－ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニ
ル－［１，１’－ビフェニル］－４，４’－ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４－フェニル－
４’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ
）等の芳香族アミン化合物や、４，４’－ジ（Ｎ－カルバゾリル）ビフェニル（略称：Ｃ
ＢＰ）、１，３，５－トリス［４－（Ｎ－カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：Ｔ
ＣＰＢ）、９－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾ
ール（略称：ＣｚＰＡ）、９－フェニル－３－［４－（１０－フェニル－９－アントリル
）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、１，４－ビス［４－（Ｎ－カ
ルバゾリル）フェニル］－２，３，５，６－テトラフェニルベンゼン等のカルバゾール誘
導体を用いることができる。

また、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ｔ－
ＢｕＤＮＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（１－ナフチル）アントラセン、９
，１０－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２－ｔ
ｅｒｔ－ブチル－９，１０－ビス（４－フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ－Ｂ
ｕＤＢＡ）、９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０－
ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２－ｔｅｒｔ－ブチルアントラセン（
略称：ｔ－ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０－ビス（４－メチル－１－ナフチル）アントラセン
（略称：ＤＭＮＡ）、９，１０－ビス［２－（１－ナフチル）フェニル］－２－ｔｅｒｔ
－ブチルアントラセン、９，１０－ビス［２－（１－ナフチル）フェニル］アントラセン
、２，３，６，７－テトラメチル－９，１０－ジ（１－ナフチル）アントラセン等の芳香
族炭化水素化合物を用いることができる。

さらに、２，３，６，７－テトラメチル－９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン、
９，９’－ビアントリル、１０，１０’－ジフェニル－９，９’－ビアントリル、１０，
１０’－ビス（２－フェニルフェニル）－９，９’－ビアントリル、１０，１０’－ビス
［（２，３，４，５，６－ペンタフェニル）フェニル］－９，９’－ビアントリル、アン
トラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１－テトラ（ｔｅｒｔ－ブ
チル）ペリレン、ペンタセン、コロネン、４，４’－ビス（２，２－ジフェニルビニル）
ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０－ビス［４－（２，２－ジフェニルビニル）
フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等の芳香族炭化水素化合物を用いることが
できる。

また、電子受容体としては、７，７，８，８－テトラシアノ－２，３，５，６－テトラフ
ルオロキノジメタン（略称：Ｆ_４－ＴＣＮＱ）、クロラニル等の有機化合物や、遷移金属
酸化物を挙げることができる。また、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属
の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタ
ル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電
子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸
湿性が低く、扱いやすいため好ましい。

なお、上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ－ＴＰＤ等の高分子化合物
と、上述した電子受容体を用いて複合材料を形成し、正孔注入層１１１１に用いても良い
。

正孔輸送層１１１２は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質と
しては、例えば、ＮＰＢ、ＴＰＤ、ＢＰＡＦＬＰ、４，４’－ビス［Ｎ－（９，９－ジメ
チルフルオレン－２－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＦＬＤＰＢｉ
）、４，４’－ビス［Ｎ－（スピロ－９，９’－ビフルオレン－２－イル）－Ｎ―フェニ
ルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）等の芳香族アミン化合物を用いることができる
。ここに述べた物質は、主に１０^－６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である
。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いても良い
。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層
が二層以上積層したものとしても良い。

また、正孔輸送層１１１２には、ＣＢＰ、ＣｚＰＡ、ＰＣｚＰＡのようなカルバゾール誘
導体や、ｔ－ＢｕＤＮＡ、ＤＮＡ、ＤＰＡｎｔｈのようなアントラセン誘導体を用いても
良い。

なお、正孔輸送層１１１２には、ＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ－ＴＰＤ
などの高分子化合物を用いることもできる。

発光層１１１３は、発光物質を含む層である。発光物質としては、例えば、蛍光を発光す
る蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。発光層１１１３に
用いることができる蛍光性物質としては、例えば、青色系の発光材料として、Ｎ，Ｎ’－
ビス［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルスチル
ベン－４，４’－ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル
）－４’－（１０－フェニル－９－アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ
）、４－（１０－フェニル－９－アントリル）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾ
ール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）などが挙げられる。また、
緑色系の発光材料として、Ｎ－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）－Ｎ，９－ジ
フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ－［９，１０－
ビス（１，１’－ビフェニル－２－イル）－２－アントリル］－Ｎ，９－ジフェニル－９
Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ－（９，１０－ジフェニ
ル－２－アントリル）－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン（
略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ－［９，１０－ビス（１，１’－ビフェニル－２－イル）－２
－アントリル］－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン（略称：
２ＤＰＡＢＰｈＡ）、Ｎ－［９，１０－ビス（１，１’－ビフェニル－２－イル）］－Ｎ
－［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ－フェニルアントラセン－２
－アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９－トリフェニルアントラセン－９－ア
ミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、ルブ
レン、５，１２－ビス（１，１’－ビフェニル－４－イル）－６，１１－ジフェニルテト
ラセン（略称：ＢＰＴ）などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、Ｎ，Ｎ，Ｎ
’，Ｎ’－テトラキス（４－メチルフェニル）テトラセン－５，１１－ジアミン（略称：
ｐ－ｍＰｈＴＤ）、７，１４－ジフェニル－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス（４－メチ
ルフェニル）アセナフト［１，２－ａ］フルオランテン－３，１０－ジアミン（略称：ｐ
－ｍＰｈＡＦＤ）などが挙げられる。

また、発光層１１１３に用いることができる燐光性化合物としては、例えば、緑色系の発
光材料として、トリス（２－フェニルピリジナト－Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）（
略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）、ビス（２－フェニルピリジナト－Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（
ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_２（ａｃａｃ））、ビス（１，２
－ジフェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート
（略称：Ｉｒ（ｐｂｉ）_２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム
（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）_２（ａｃａｃ）））、トリス（
ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）_３）などが挙げ
られる。また、黄色系の発光材料として、ビス（２，４－ジフェニル－１，３－オキサゾ
ラト－Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）
_２（ａｃａｃ））、ビス［２－（４’－パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イ
リジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ－ＰＦ－ｐｈ）_２（ａｃａｃ
））、ビス（２－フェニルベンゾチアゾラト－Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチ
ルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）_２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［
２，３－ビス（４－フルオロフェニル）－５－メチルピラジナト］イリジウム（ＩＩＩ）
（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｐｒ－Ｍｅ）_２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス｛２
－（４－メトキシフェニル）－３，５－ジメチルピラジナト｝イリジウム（ＩＩＩ）（略
称：Ｉｒ（ｄｍｍｏｐｐｒ）_２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、橙色系の発光材
料として、トリス（２－フェニルキノリナト－Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称
：Ｉｒ（ｐｑ）_３）、ビス（２－フェニルキノリナト－Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ
）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）_２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト
）ビス（３，５－ジメチル－２－フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉ
ｒ（ｍｐｐｒ－Ｍｅ）_２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（５－イソプロピ
ル－３－メチル－２－フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐ
ｒ－ｉＰｒ）_２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、ビス
［２－（２’－ベンゾ［４，５－α］チエニル）ピリジナト－Ｎ，Ｃ^３’］イリジウム（
ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）_２（ａｃａｃ））、ビス（１－フ
ェニルイソキノリナト－Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称
：Ｉｒ（ｐｉｑ）_２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３－ビス（４－
フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）_２
（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５－トリフェニルピラジナト）
イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ａｃａｃ））、（ジピバロイルメタ
ナト）ビス（２，３，５－トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ
（ｔｐｐｒ）_２（ｄｐｍ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８－オクタエチル
－２１Ｈ，２３Ｈ－ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）等の有機金属錯体が
挙げられる。また、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム
（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）_３（Ｐｈｅｎ））、トリス（１，３－ジフェニル－
１，３－プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：
Ｅｕ（ＤＢＭ）_３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１－（２－テノイル）－３，３，３－トリフ
ルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（Ｔ
ＴＡ）_３（Ｐｈｅｎ））等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光（異なる多
重度間の電子遷移）を有するため、燐光性化合物として用いることができる。

また、発光物質として高分子化合物を用いることができる。具体的には、青色系の発光材
料として、ポリ（９，９－ジオクチルフルオレン－２，７－ジイル）（略称：ＰＦＯ）、
ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレン－２，７－ジイル）－ｃｏ－（２，５－ジメトキ
シベンゼン－１，４－ジイル）］（略称：ＰＦ－ＤＭＯＰ）、ポリ｛（９，９－ジオクチ
ルフルオレン－２，７－ジイル）－ｃｏ－［Ｎ，Ｎ’－ジ－（ｐ－ブチルフェニル）－１
，４－ジアミノベンゼン］｝（略称：ＴＡＢ－ＰＦＨ）などが挙げられる。また、緑色系
の発光材料として、ポリ（ｐ－フェニレンビニレン）（略称：ＰＰＶ）、ポリ［（９，９
－ジヘキシルフルオレン－２，７－ジイル）－ａｌｔ－ｃｏ－（ベンゾ［２，１，３］チ
アジアゾール－４，７－ジイル）］（略称：ＰＦＢＴ）、ポリ［（９，９－ジオクチル－
２，７－ジビニレンフルオレニレン）－ａｌｔ－ｃｏ－（２－メトキシ－５－（２－エチ
ルヘキシロキシ）－１，４－フェニレン）］などが挙げられる。また、橙色～赤色系の発
光材料として、ポリ［２－メトキシ－５－（２’－エチルヘキソキシ）－１，４－フェニ
レンビニレン］（略称：ＭＥＨ－ＰＰＶ）、ポリ（３－ブチルチオフェン－２，５－ジイ
ル）（略称：Ｒ４－ＰＡＴ）、ポリ｛［９，９－ジヘキシル－２，７－ビス（１－シアノ
ビニレン）フルオレニレン］－ａｌｔ－ｃｏ－［２，５－ビス（Ｎ，Ｎ’－ジフェニルア
ミノ）－１，４－フェニレン］｝、ポリ｛［２－メトキシ－５－（２－エチルヘキシロキ
シ）－１，４－ビス（１－シアノビニレンフェニレン）］－ａｌｔ－ｃｏ－［２，５－ビ
ス（Ｎ，Ｎ’－ジフェニルアミノ）－１，４－フェニレン］｝（略称：ＣＮ－ＰＰＶ－Ｄ
ＰＤ）などが挙げられる。

発光層１１１３は、上述の発光物質を分散する有機化合物を含んでも良い。発光物質を分
散する有機化合物としては、発光物質が蛍光性化合物の場合には、蛍光性化合物よりも一
重項励起エネルギー（基底状態と一重項励起状態とのエネルギー差）が大きい物質を用い
ることが好ましい。また、発光物質が燐光性化合物の場合には、燐光性化合物よりも三重
項励起エネルギー（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）が大きい物質を用いる
ことが好ましい。

発光物質を分散する有機化合物としては、例えばトリス（８－キノリノラト）アルミニウ
ム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４－メチル－８－キノリノラト）アルミニウム
（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ_３）、ビス（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベ
リリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ_２）、ビス（２－メチル－８－キノリノラト）（４－
フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８－キノリノ
ラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２－（２－ベンゾオキサゾリル）フェノラ
ト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２－（２－ベンゾチアゾリル）フェノラ
ト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、２－（４－ビフェニリル）－５
－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）
、１，３－ビス［５－（ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾー
ル－２－イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ－７）、３－（４－ビフェニリル）－４－フェニ
ル－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，２，４－トリアゾール（略称：ＴＡＺ
）、２，２’，２’’－（１，３，５－ベンゼントリイル）トリス（１－フェニル－１Ｈ
－ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ
）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、９－［４－（５－フェニル－１，３，４－オキ
サジアゾール－２－イル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣＯ１１）などの複
素環化合物、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル
（略称：ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－［
１，１’－ビフェニル］－４，４’－ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’－ビス［Ｎ－
（スピロ－９，９’－ビフルオレン－２－イル）－Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略
称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物が挙げられる。また、アントラセン誘導体、フ
ェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導
体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、９，１０－ジフェニルアントラセ
ン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ－ジフェニル－９－［４－（１０－フェニル－９－ア
ントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４－
（１０－フェニル－９－アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、４－（
９Ｈ－カルバゾール－９－イル）－４’－（１０－フェニル－９－アントリル）トリフェ
ニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、Ｎ，９－ジフェニル－Ｎ－［４－（１０－フェニル－
９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、
Ｎ，９－ジフェニル－Ｎ－｛４－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］
フェニル｝－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、９，１０－ジフ
ェニル－２－［Ｎ－フェニル－Ｎ－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）ア
ミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、６，１２－ジメトキシ－５，１１－ジフェ
ニルクリセン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’－オクタフェ
ニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン－２，７，１０，１５－テトラアミン（略称：ＤＢＣ１
）、９－［４－（Ｎ－カルバゾリル）フェニル］－１０－フェニルアントラセン（略称：
ＣｚＰＡ）、３，６－ジフェニル－９－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェ
ニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０－ビス（３，５－ジフェ
ニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０－ジ（２－ナフチル）アント
ラセン（略称：ＤＮＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（２－ナフチル）アント
ラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＮＡ）、９，９’－ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９
’－（スチルベン－３，３’－ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’
－（スチルベン－４，４’－ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、３，３’
，３’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）などを挙
げることができる。

なお、発光層１１１３は、上記発光物質を２種類以上用いても良いし、発光物質を分散さ
せる上記有機化合物を２種類以上用いても良い。

電子輸送層１１１４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送性の高い物質と
しては、例えば、Ａｌｑ、Ａｌｍｑ_３、ＢｅＢｑ_２、ＢＡｌｑなど、キノリン骨格又はベ
ンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また、この他ビス［２－（２－ヒド
ロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）_２）、ビス［２－（
２－ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）_２）などのオ
キサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに
、金属錯体以外にも、２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル
）－１，３，４－オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３－ビス［５－（ｐ－ｔｅ
ｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル］ベンゼン（略称：
ＯＸＤ－７）、３－（４－ビフェニリル）－４－フェニル－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチル
フェニル）－１，２，４－トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称
：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに
述べた物質は、主に１０^－６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。また、
電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとし
ても良い。

電子注入層１１１５は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層１１１５には
、リチウム、セシウム、カルシウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化カルシウ
ム、リチウム酸化物等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を
用いることができる。また、フッ化エルビウムのような希土類金属化合物を用いることが
できる。また、上述した電子輸送層１１１４を構成する物質を用いることもできる。

あるいは、電子注入層１１１５に、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる
複合材料を用いても良い。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子
が発生するため、電子注入性及び電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物として
は、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述し
た電子輸送層１１１４を構成する物質（金属錯体や複素芳香族化合物等）を用いることが
できる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であれば良い。具
体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウ
ム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、ア
ルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸
化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用
いることもできる。また、テトラチアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化合物を用い
ることもできる。

なお、上述した正孔注入層１１１１、正孔輸送層１１１２、発光層１１１３、電子輸送層
１１１４、電子注入層１１１５は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェ
ット法、塗布法等の方法で形成することができる。

なお、第１の電極層１２１と第２の電極層１３１との間に設けられる層の構成は、上記の
ものに限定されない。つまり、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高
い物質、正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポ
ーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質、又は正孔ブロック材料等から成る層
を発光層と自由に組み合わせて構成すれば良い。

以下、具体的な発光素子の形成方法を示す。

本実施の形態の発光素子は一対の電極間にＥＬ層が挟持される構造となっている。ＥＬ層
は少なくとも導電性が高められた層と、発光層を有する。ＥＬ層は液滴吐出法（インクジ
ェット法）、スピンコート法、印刷法などの湿式法を用いて形成しても良く、真空蒸着法
、ＣＶＤ法、スパッタリング法などの乾式法を用いて形成しても良い。湿式法を用いれば
、大気圧下で形成することができるため、簡易な装置及び工程で形成することができ、工
程が簡略化し、生産性が向上するという効果がある。一方、乾式法は、材料を溶解させる
必要がないために溶液に難溶の材料も用いることができ、材料の選択の幅が広い。

発光素子を構成する薄膜のすべての形成を湿式法で行っても良い。この場合、湿式法で必
要な設備のみで発光素子を作製することができる。また、発光層を形成するまでの積層を
湿式法で行い、発光層上に積層する機能層や第２の電極層などを乾式法により形成しても
良い。さらに、発光層を形成する前の機能層や第１の電極層を乾式法により形成し、発光
層、及び発光層上に積層する機能層や第２の電極層を湿式法によって形成しても良い。も
ちろん、本実施の形態はこれに限定されず、用いる材料や必要とされる膜厚、界面状態に
よって適宜湿式法と乾式法を選択し、組み合わせて発光素子を作製することができる。

以上のように、本実施の形態に記載のＥＬ層は、導電性が高められた層を備えているため
、発光素子の駆動電圧を低くすることができる。低駆動電圧の発光素子を用いることで、
低消費電力の発光装置を実現することができる。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置に用いるＥＬ層の一例について図８を用い
て説明する。本実施の形態で説明するＥＬ層は、実施の形態１で示したＥＬ層１２９（図
３（Ａ）、図４（Ａ）参照）、及びＥＬ層２２９（図３（Ｂ）、図４（Ｂ）参照）に適用
することができる。本実施の形態で説明するＥＬ層は、複数の発光ユニットを積層した構
成である。

図８（Ａ）において、第１の電極層１２１と第２の電極層１３１との間に形成されたＥＬ
層１２９は、第１の発光ユニット３１１と第２の発光ユニット３１２が積層した構成であ
る。本実施の形態において、第１の電極層１２１は陽極として機能する電極であり、第２
の電極層１３１は陰極として機能する電極である。なお、第１の電極層１２１と第２の電
極層１３１は実施の形態２、３と同様なものを適用することができる。また、第１の発光
ユニット３１１と第２の発光ユニット３１２は同じ構成であっても異なる構成であっても
良い。また、第１の発光ユニット３１１と、第２の発光ユニット３１２は、その構成とし
て、実施の形態３と同様なものを適用しても良いし、いずれかが異なる構成であっても良
い。

また、第１の発光ユニット３１１と第２の発光ユニット３１２の間には、電荷発生層３１
３が設けられている。電荷発生層３１３は、第１の電極層１２１と第２の電極層１３１に
電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔
を注入する機能を有する。本実施の形態の場合には、第１の電極層１２１に第２の電極層
１３１よりも電位が高くなるように電圧を印加すると、電荷発生層３１３から第１の発光
ユニット３１１に電子が注入され、第２の発光ユニット３１２に正孔が注入される。

なお、電荷発生層３１３は、光の取り出し効率の点から、可視光に対する透光性を有する
ことが好ましい。また、電荷発生層３１３は、第１の電極層１２１や第２の電極層１３１
よりも低い導電率であっても機能する。

電荷発生層３１３は、正孔輸送性の高い有機化合物と電子受容体（アクセプター）とを含
む構成であっても、電子輸送性の高い有機化合物と電子供与体（ドナー）とを含む構成で
あっても良い。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。

正孔輸送性の高い有機化合物と電子受容体とを含む構成とする場合において、正孔輸送性
の高い有機化合物としては、例えば、ＮＰＢやＴＰＤ、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、４，
４’－ビス［Ｎ－（スピロ－９，９’－ビフルオレン－２－イル）－Ｎ―フェニルアミノ
］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。こ
こに述べた物質は、主に１０^－６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但
し、電子よりも正孔の輸送性の高い有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わ
ない。

また、電子受容体としては、７，７，８，８－テトラシアノ－２，３，５，６－テトラフ
ルオロキノジメタン（略称：Ｆ_４－ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。ま
た、遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第４族乃至第８族に
属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、
酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レ
ニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定
であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。

一方、電子輸送性の高い有機化合物と電子供与体とを含む構成とする場合において、電子
輸送性の高い有機化合物としては、例えば、Ａｌｑ、Ａｌｍｑ_３、ＢｅＢｑ_２、ＢＡｌｑ
など、キノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。
また、Ｚｎ（ＢＯＸ）_２、Ｚｎ（ＢＴＺ）_２などのオキサゾール系、チアゾール系配位子
を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、ＰＢＤやＯＸ
Ｄ－７、ＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰなども用いることができる。ここに述べた物質は、
主に１０^－６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子
の輸送性の高い有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わない。

また、電子供与体としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、又は元素周
期表における第１３族に属する金属及びその酸化物、炭酸塩などを用いることができる。
具体的には、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、イッテルビウム、インジ
ウム、酸化リチウム、炭酸セシウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフ
タセンのような有機化合物を電子供与体として用いても良い。

なお、上述した材料を用いて電荷発生層３１３を形成することにより、ＥＬ層が積層され
た場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。

本実施の形態では、ＢＰｈｅｎとリチウムとを共蒸着することにより電荷発生層３１３を
形成する。ＢＰｈｅｎとリチウムの比率は、重量比で１：０．０２（＝ＢＰｈｅｎ：Ｌｉ
）となるように調節し、１０ｎｍの膜厚とした。このように形成した電荷発生層３１３は
導電性が高いため、図８（Ａ）に示す矢印の方向に、第１の電極層１２１から第２の電極
層１３１へと電流が流れる。つまり、所望の発光領域３１５の外側においても、電流が流
れる。このように、導電性が高められた層（図８（Ａ）では電荷発生層３１３）を介して
、絶縁性の隔壁１２７上に電流が回り込む現象が発生した結果、第２の発光ユニット３１
２は、カラーフィルタ層の開口部に設けた隔壁上においても発光する（図８（Ａ）に示す
発光領域３１７参照）。カラーフィルタ層を通っていない光がカラーフィルタ層の開口部
から漏れて取り出されると、発光装置全体の色再現性が悪くなるといった不具合が生じる
。しかし、本発明の一態様の発光装置（例えば、実施の形態１に示した発光装置）は、可
視光に対する遮光性を有する材料からなる絶縁性の隔壁、または、カラーフィルタ層の開
口部において、ＥＬ層と基板の間に、可視光に対する遮光性を有する層を有するため、当
該不具合を抑制できる。

なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である
。

本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、同様に、
図８（Ｂ）に示すように、３つ以上の発光ユニット３１４を積層した発光素子も適用する
ことが可能である。例えばｎ（ｎは２以上の自然数）層の積層構造を有する場合、ｍ（ｍ
は自然数、１以上（ｎ－１）以下）番目の発光ユニットと、（ｍ＋１）番目の発光ユニッ
トとの間に、電荷発生層３１３が挟まれた構造を有する。本実施の形態に係る発光素子の
ように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、電
流密度を低く保ったまま、高輝度で発光する長寿命素子を実現できる。

なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。

（実施の形態５）
本実施の形態では、発光表示パネル（発光パネルともいう）の外観及び断面について、図
９を用いて説明する。図９（Ａ）は、第１の基板上に形成されたトランジスタ及び発光素
子を、第２の基板との間にシール材によって封止した、パネルの平面図であり、図９（Ｂ
）は、図９（Ａ）のＨ－Ｉにおける断面図に相当する。

第１の基板４５０１上に設けられた画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、４５０
３ｂ、及び走査線駆動回路４５０４ａ、４５０４ｂを囲むようにして、シール材４５０５
が設けられている。また画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、４５０３ｂ、及び
走査線駆動回路４５０４ａ、４５０４ｂの上に第２の基板４５０６が設けられている。よ
って画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、４５０３ｂ、及び走査線駆動回路４５
０４ａ、４５０４ｂは、第１の基板４５０１とシール材４５０５と第２の基板４５０６と
によって、充填材４５０７と共に密封されている。このように外気に曝されないように気
密性が高く、脱ガスの少ない保護フィルム（貼り合わせフィルム、紫外線硬化樹脂フィル
ム等）やカバー材でパッケージング（封入）することが好ましい。

また第１の基板４５０１上に設けられた画素部４５０２、信号線駆動回路４５０３ａ、４
５０３ｂ、及び走査線駆動回路４５０４ａ、４５０４ｂは、トランジスタを複数有してお
り、図９（Ｂ）では、画素部４５０２に含まれるトランジスタ４５１０と、信号線駆動回
路４５０３ａに含まれるトランジスタ４５０９とを例示している。

本実施の形態のトランジスタ４５０９、４５１０は、半導体層に、不純物を除去され、Ｉ
型化又は実質的にＩ型化された酸化物半導体を用いる。トランジスタ４５０９としては、
実施の形態１で示した駆動用トランジスタ１００や２００、トランジスタ４５１０として
は、実施の形態１で示したスイッチング用トランジスタ１３０、２３０を用いることがで
きる。本実施の形態において、トランジスタ４５０９、４５１０はｎチャネル型トランジ
スタである。

絶縁層４５４４上においてトランジスタ４５０９の酸化物半導体層のチャネル形成領域と
重なる位置に導電層４５４０が設けられている。導電層４５４０を酸化物半導体層のチャ
ネル形成領域と重なる位置に設けることによって、ＢＴ試験前後におけるトランジスタ４
５０９のしきい値電圧の変化量を低減することができる。また、導電層４５４０は、電位
がトランジスタ４５０９のゲート電極層と同じでも良いし、異なっていても良く、第２の
ゲート電極層として機能させることもできる。また、導電層４５４０の電位がＧＮＤ、０
Ｖ、或いは導電層４５４０はフローティング状態であっても良い。

また、トランジスタ４５１０は、第１電極層４５１７と電気的に接続されている。

発光素子４５１１の発光領域と重なるようにカラーフィルタ層４５４５が、酸化物絶縁層
４５４２上に形成される。

また、カラーフィルタ層４５４５の表面凹凸を低減するため平坦化絶縁膜として機能する
オーバーコート層４５４３で覆う構成となっている。

また、オーバーコート層４５４３上に絶縁層４５４４が形成されている。絶縁層４５４４
は実施の形態１で示した保護絶縁膜と同様な材料及び方法で形成すれば良い。

発光素子４５１１が有する画素電極である第１電極層４５１７は、トランジスタ４５１０
のソース電極層またはドレイン電極層と接続されている。なお発光素子４５１１の構成は
、第１電極層４５１７、電界発光層４５１２、第２電極層４５１３の積層構造であるが、
示した構成に限定されない。発光素子４５１１から取り出す光の方向などに合わせて、発
光素子４５１１の構成は適宜変えることができる。

隔壁４５２０は、可視光に対する遮光性を有する材料で形成する。可視光に対する遮光性
を有する材料としては、実施の形態１、２に示した隔壁２２７と同様の材料を用いること
ができる。なお、カラーフィルタ層４５４５の開口部と重なり、発光素子４５１１が有す
るＥＬ層と第１の基板４５０１との間に、可視光に対する遮光性を有する層を有している
場合は、隔壁は必ずしも可視光に対する遮光性を有する必要は無い。

電界発光層４５１２は、単数の層で構成されていても、複数の層が積層されるように構成
されていてもどちらでも良い。

発光素子４５１１に酸素、水素、水分、二酸化炭素等が侵入しないように、第２電極層４
５１３及び隔壁４５２０上に保護膜を形成しても良い。保護膜としては、窒化珪素膜、窒
化酸化珪素膜、ＤＬＣ膜等を形成することができる。

また、信号線駆動回路４５０３ａ、４５０３ｂ、走査線駆動回路４５０４ａ、４５０４ｂ
、または画素部４５０２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４５１８ａ、４５１８
ｂから供給されている。

接続端子電極４５１５が、発光素子４５１１が有する第１電極層４５１７と同じ導電膜か
ら形成され、端子電極４５１６は、トランジスタ４５０９のソース電極層及びドレイン電
極層と同じ導電膜から形成されている。

接続端子電極４５１５は、ＦＰＣ４５１８ａが有する端子と、異方性導電膜４５１９を介
して電気的に接続されている。

発光素子４５１１からの光の取り出し方向に位置する基板は、可視光に対する透光性を有
していなければならない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリエステルフィ
ルムまたはアクリルフィルムのような可視光に対する透光性を有する材料を用いる。

また、充填材４５０７としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹
脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル樹
脂、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）または
ＥＶＡ（エチレンとビニルアセテートとの共重合体）を用いることができる。例えば充填
材として窒素を用いれば良い。

また、必要であれば、発光素子の射出面に偏光板、又は円偏光板（楕円偏光板を含む）、
位相差板（λ／４板、λ／２板）、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けても良
い。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けても良い。例えば、表面の凹凸により
反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。

信号線駆動回路４５０３ａ、４５０３ｂ、及び走査線駆動回路４５０４ａ、４５０４ｂは
、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜によって形成された駆動回
路で実装されていても良い。また、信号線駆動回路のみ、或いは一部、又は走査線駆動回
路のみ、或いは一部のみを別途形成して実装しても良く、図９の構成に限定されない。

以上の工程により、発光表示装置（表示パネル）を作製することができる。

（実施の形態６）
本実施の形態では、上記実施の形態に示す本発明の一態様の発光装置をその一部に含む電
子機器について説明する。電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ
、ゴーグル型ディスプレイ、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、携帯型ゲーム機又は電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体
的には、ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ（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。これらの電子機器
の具体例を図１０に示す。

図１０（Ａ）は、ノート型のパーソナルコンピュータであり、筐体６０１、筐体６０５、
表示部６０３、キーボード６０４などによって構成されている。このコンピュータにおい
て、表示部６０３には、本発明の一態様の発光装置を適用することができる。本発明の一
態様の発光装置は、低駆動電圧であるため、本発明の一態様の発光装置を適用することで
、消費電力の低減されたコンピュータを得ることができる。

図１０（Ｂ）は、携帯情報端末（ＰＤＡ）であり、本体６１０には、表示部６１６と、外
部インターフェイス６１７と、操作ボタン６１４等が設けられている。また、携帯情報端
末を操作するスタイラス６１２などを備えている。表示部６１６には、本発明の一態様の
発光装置を適用することができる。本発明の一態様の発光装置は、低駆動電圧であるため
、本発明の一態様の発光装置を適用することで、消費電力の低減された携帯情報端末を得
ることができる。

図１０（Ｃ）は、電子ペーパーを実装した電子書籍６２０であり、筐体６２１と筐体６２
３の２つの筐体で構成されている。筐体６２１及び筐体６２３には、それぞれ表示部６２
５及び表示部６２７が設けられている。筐体６２１と筐体６２３は、軸部６３７により接
続されており、該軸部６３７を軸として開閉動作を行うことができる。また、筐体６２１
は、電源６３１、操作キー６３３、スピーカー６３５などを備えている。表示部６２５、
６２７の少なくとも一には、本発明の一態様の発光装置が用いられている。本発明の一態
様の発光装置は、低駆動電圧であるため、本発明の一態様の発光装置を適用することで、
消費電力の低減された電子書籍を得ることができる。

図１０（Ｄ）は、携帯電話機であり、筐体６４０と筐体６４１の２つの筐体で構成されて
いる。さらに、筐体６４０と筐体６４１は、スライドし、図１０（Ｄ）のように展開して
いる状態から重なり合った状態とすることができ、携帯に適した小型化が可能である。ま
た、筐体６４１は、表示パネル６４２、スピーカー６４３、マイクロフォン６４４、ポイ
ンティングデバイス６４６、カメラ用レンズ６４７、外部接続端子６４８などを備えてい
る。また、筐体６４０は、携帯電話機の充電を行う太陽電池セル６４９、外部メモリスロ
ット６５１などを備えている。また、表示パネル６４２はタッチパネル機能を備えており
、図１０（Ｄ）には映像表示されている複数の操作キー６４５を点線で示している。また
、アンテナは、筐体６４１に内蔵されている。表示パネル６４２には、本発明の一態様の
発光装置を適用することができる。本発明の一態様の発光装置は、低駆動電圧であるため
、本発明の一態様の発光装置を適用することで、消費電力の低減された携帯電話機を得る
ことができる。

図１０（Ｅ）は、デジタルカメラであり、本体６６１、表示部６６７、接眼部６６３、操
作スイッチ６６４、表示部６６５、バッテリー６６６などによって構成されている。表示
部６６５には、本発明の一態様の発光装置を適用することができる。本発明の一態様の発
光装置は、低駆動電圧であるため、本発明の一態様の発光装置を適用することで、消費電
力の低減されたデジタルカメラを得ることができる。

図１０（Ｆ）は、テレビジョン装置６７０であり、筐体６７１、表示部６７３、スタンド
６７５などで構成されている。テレビジョン装置６７０の操作は、筐体６７１が備えるス
イッチや、リモコン操作機６８０により行うことができる。表示部６７３には、本発明の
一態様の発光装置を適用することができる。本発明の一態様の発光装置は、低駆動電圧で
あるため、本発明の一態様の発光装置を適用することで、消費電力の低減されたテレビジ
ョン装置を得ることができる。

以上の様に、本発明の一態様の発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆ
る分野の電子機器に適用することが可能である。本発明の一態様の発光装置を用いること
により、消費電力の低減された電子機器を得ることができる。

１００駆動用トランジスタ
１０１基板
１０３下地層
１０５ゲート電極層
１０７ゲート絶縁層
１０９酸化物半導体層
１１１ａ、ｂソース電極層またはドレイン電極層
１１３層間絶縁層
１１５カラーフィルタ層
１１７オーバーコート層
１２１第１の電極層
１２３コンタクト部
１２５開口部
１２７隔壁
１２９ＥＬ層
１３０スイッチング用トランジスタ
１３１第２の電極層
１４０発光素子
１４２容量素子
１４４信号線
１４６走査線
１４８電源線
１５０画素
１５２共通電極
２００駆動用トランジスタ
２０１基板
２０３下地層
２０５ゲート電極層
２０７ゲート絶縁層
２０９半導体層
２１１ａ、ｂソース電極層またはドレイン電極層
２１３層間絶縁層
２１５カラーフィルタ層
２１７オーバーコート層
２２１第１の電極層
２２３コンタクト部
２２５開口部
２２７隔壁
２２９ＥＬ層
２３０スイッチング用トランジスタ
２３１第２の電極層
３１１第１の発光ユニット
３１２第２の発光ユニット
３１３電荷発生層
３１４発光ユニット
３１５所望の発光領域
３１７発光領域
６０１筐体
６０３表示部
６０４キーボード
６０５筐体
６１０本体
６１２スタイラス
６１４操作ボタン
６１６表示部
６１７外部インターフェイス
６２０電子書籍
６２１筐体
６２３筐体
６２５表示部
６２７表示部
６３１電源
６３３操作キー
６３５スピーカー
６３７軸部
６４０筐体
６４１筐体
６４２表示パネル
６４３スピーカー
６４４マイクロフォン
６４５操作キー
６４６ポインティングデバイス
６４７カメラ用レンズ
６４８外部接続端子
６４９太陽電池セル
６５１外部メモリスロット
６６１本体
６６３接眼部
６６４操作スイッチ
６６５表示部
６６６バッテリー
６６７表示部
６７０テレビジョン装置
６７１筐体
６７３表示部
６７５スタンド
６８０リモコン操作機
１１１１正孔注入層
１１１２正孔輸送層
１１１３発光層
１１１４電子輸送層
１１１５電子注入層
１１２０所望の発光領域
１１３０発光領域
４５０１基板
４５０２画素部
４５０３ａ、ｂ信号線駆動回路
４５０４ａ、ｂ走査線駆動回路
４５０５シール材
４５０６基板
４５０７充填材
４５０９トランジスタ
４５１０トランジスタ
４５１１発光素子
４５１２電界発光層
４５１３第２電極層
４５１５接続端子電極
４５１６端子電極
４５１７第１電極層
４５１８ａ、ｂＦＰＣ
４５１９異方性導電膜
４５２０隔壁
４５４０導電層
４５４２酸化物絶縁層
４５４３オーバーコート層
４５４４絶縁層
４５４５カラーフィルタ層
４５４６絶縁層

Claims

第１のトランジスタのゲート電極と、
前記ゲート電極と同一層上に設けられ、かつ同一材料からなる第１の導電層と、
前記第１のトランジスタのソース電極またはドレイン電極と、
前記ソース電極または前記ドレイン電極と同一層上に設けられ、かつ同一材料からなり、前記ソース電極または前記ドレイン電極と電気的に接続された第２の導電層と、
前記ソース電極上または前記ドレイン電極上の、第１の開口部を有する第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上の、前記第１の開口部と重なる領域に前記第１の開口部より大きな幅を有し、かつ前記ソース電極、前記ドレイン電極および前記第２の導電層と重ならない領域を有する第２の開口部を有する、カラーフィルタ層と、
前記カラーフィルタ層上の、前記第２の開口部と重なる領域に第３の開口部を有し、かつ前記第２の開口部において前記第１の絶縁層の上面と接する領域を有する、第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上の、前記第１の開口部において前記第２の導電層と接する領域を有し、かつ画素電極として機能する領域を有する、第３の導電層と、を有し、
前記第２の開口部において、前記第１の導電層と前記第２の導電層は重なる領域を有する表示装置。
第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタに電気的に接続された第２のトランジスタと、
前記第２のトランジスタのゲート電極に電気的に接続された走査線と、
前記第２のトランジスタのソース電極またはドレイン電極に電気的に接続された信号線と、
前記第１のトランジスタのゲート電極と同一層上に設けられ、かつ同一材料からなる第１の導電層と、
前記第１のトランジスタのソース電極またはドレイン電極と、
前記第１のトランジスタの前記ソース電極または前記ドレイン電極と同一層上に設けられ、かつ同一材料からなり、前記第１のトランジスタの前記ソース電極または前記ドレイン電極と電気的に接続された第２の導電層と、
前記第１のトランジスタの前記ソース電極上または前記ドレイン電極上の、第１の開口部を有する第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上の、前記第１の開口部と重なる領域に前記第１の開口部より大きな幅を有し、かつ前記第１のトランジスタの前記ソース電極、前記ドレイン電極および前記第２の導電層と重ならない領域を有する第２の開口部を有する、カラーフィルタ層と、
前記カラーフィルタ層上の、前記第２の開口部と重なる領域に第３の開口部を有し、かつ前記第２の開口部において前記第１の絶縁層の上面と接する領域を有する、第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上の、前記第１の開口部において前記第２の導電層と接する領域を有し、かつ画素電極として機能する領域を有する、第３の導電層と、を有し、
前記第２の開口部において、前記第１の導電層と前記第２の導電層は重なる領域を有する表示装置。
請求項１または２において、
前記第１のトランジスタのチャネル幅方向において、前記第２の導電層の幅は、前記第１のトランジスタの前記ソース電極または前記ドレイン電極の幅より大きい領域を有する表示装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第２の絶縁層は、樹脂を有する表示装置。
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第３の導電層は、前記第１のトランジスタのチャネル領域と重なる領域を有する表示装置。