JP2013175470A

JP2013175470A - 発光装置

Info

Publication number: JP2013175470A
Application number: JP2013084826A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 舜平山崎; 正明 ▲ひろ▼木; Masaaki Hiroki; Masakazu Murakami; 雅一村上; Hideaki Kuwabara; 秀明桑原
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2013-09-05
Anticipated expiration: 2023-01-24
Also published as: US8779467B2; US9627459B2; JP6074389B2; EP2509109A3; US20050012105A1; SG126714A1; CN101369634A; US20150008458A1; CN102214796B; JP5586636B2; US7265391B2; US7692186B2; US9312323B2; EP1331666B1; EP1331666A2; SG143063A1; TW200617822A; US20120097994A1; US20070114921A1; CN1434668A

Abstract

【課題】発光素子を構成する電極の膜抵抗を低下させる構造を持つ発光装置を提供する。
【解決手段】第１の電極１１、第２の電極２０、及び第１の電極１１と第２の電極２０と
に挟まれた有機化合物層１７でなる発光領域と、発光領域でない領域において、第１の電
極１１上の絶縁物２４と、絶縁物上の第２の電極２０と、第２の電極の下面と接する補助
電極２１とを有する発光装置の構成により、第２の電極２０の低抵抗化および薄膜化を可
能とする。また、第２の電極は、フレキシブルプリントサーキットに接続される端子部の
電極と電気的に接続され、第２の電極の引き出しを可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体装置に関し、特に、絶縁表面を有する基板上に形成された発光素子を有
する発光装置およびその作製方法に関する。また、該発光素子を有するパネルにコントロ
ーラを含むＩＣ等を実装したモジュールに関する。なお本明細書において、発光素子を有
するパネル及び発光素子を有するモジュールを共に発光装置と総称する。本発明はさらに
、該発光装置を製造する装置に関する。

なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装
置全般を指し、発光装置、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置で
ある。

近年、基板上にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を形成する技術が大幅に進歩し、アクティ
ブマトリクス型表示装置への応用開発が進められている。特に、ポリシリコン膜を用いた
ＴＦＴは、従来のアモルファスシリコン膜を用いたＴＦＴよりも電界効果移動度（モビリ
ティともいう）が高いので、高速動作が可能である。
そのため、ポリシリコン膜を用いたＴＦＴからなる駆動回路を画素と同一の基板上に設け
、各画素の制御を行うための開発が盛んに行われている。同一基板上に画素と駆動回路と
を組み込んだアクティブマトリクス型表示装置は、製造コストの低減、表示装置の小型化
、歩留まりの上昇、スループットの低減など、様々な利点が得られると予想される。

また、自発光型素子としてＥＬ素子を有したアクティブマトリクス型発光装置（以下、
単に発光装置とも呼ぶ）の研究が活発化している。発光装置は有機発光装置（ＯＥＬＤ：
Organic EL Display）又は有機ライトエミッティングダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Li
ght Emitting Diode）とも呼ばれている。

アクティブマトリクス型発光装置は、各画素のそれぞれにＴＦＴでなるスイッチング素
子（以下、スイッチング素子という）を設け、そのスイッチング用ＴＦＴによって電流制
御を行う駆動素子（以下、電流制御用ＴＦＴという）を動作させてＥＬ層（厳密には発光
層）を発光させる。例えば特許文献１に記載された発光装置が公知である。

ＥＬ素子は自ら発光するため視認性が高く、液晶表示装置（ＬＣＤ）で必要なバックラ
イトが要らず薄型化に最適であると共に、視野角にも制限が無い。そのため、ＥＬ素子を
用いた発光装置は、ＣＲＴやＬＣＤに代わる表示装置として注目されている。

なお、ＥＬ素子は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Electro Luminescence
）が得られる有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層と記す）と、陽極と、陰極とを有する。
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、本発明の製
造装置および成膜方法により作製される発光装置は、どちらの発光を用いた場合にも適用
可能である。

ＥＬ素子は一対の電極間にＥＬ層が挟まれた構造となっているが、ＥＬ層は通常、積層構
造となっている。代表的には、「正孔輸送層／発光層／電子輸送層」という積層構造が挙
げられる。この構造は非常に発光効率が高く、現在、研究開発が進められている発光装置
は殆どこの構造を採用している。

また、他にも陽極上に正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、または正孔注入
層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層の順に積層する構造も良い。発光層に
対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。また、これらの層は、全て低分子系の材料
を用いて形成しても良いし、全て高分子系の材料を用いて形成しても良い。

また、これまでアクティブマトリクス型の発光装置において、基板上のＴＦＴと電気的
に接続された電極が陽極として形成され、陽極上に有機化合物層が形成され、有機化合物
層上に陰極が形成される発光素子を有し、有機化合物層において生じた光を透明電極であ
る陽極からＴＦＴの方へ取り出すという構造であった。

しかし、この構造においては、解像度を向上させようとすると画素部におけるＴＦＴ及
び配線等の配置により開口率が制限されるという問題が生じていた。

特開平１０−１８９２５２号公報

本発明では、基板上のＴＦＴと電気的に接続されたＴＦＴ側の電極を陰極として形成し
、陰極上に有機化合物層を形成し、有機化合物層上に透明電極である陽極を形成するとい
う構造（以下、上面出射構造とよぶ）の発光素子を有するアクティブマトリクス型の発光
装置を作製する。或いは、基板上のＴＦＴと電気的に接続されたＴＦＴ側の電極を陽極と
して形成し、陽極上に有機化合物層を形成し、有機化合物層上に半透明電極である陰極を
形成するという構造（この構造も、上面出射構造とよぶ）の発光素子を有するアクティブ
マトリクス型の発光装置を作製する。

これらの上記各構造において、透明電極の膜抵抗が高くなるという問題が生じる。特に
、透明電極の膜厚を薄くした場合、さらに膜抵抗が高くなってしまう。陽極または陰極と
なる透明電極の膜抵抗が高くなると電圧降下により面内電位分布が不均一になり、発光素
子の輝度にバラツキを生じるといった不具合が生じる。そこで、本発明は、発光素子にお
ける透明電極の膜抵抗を低下させる構造の発光装置およびその作製方法を提供することを
課題とする。そして、そのような発光装置を表示部として用いる電気器具を提供すること
を課題とする。

加えて、発光素子および発光装置の信頼性を高めることも課題とする。

本発明は、基板上に形成された発光素子の作製において、有機化合物層の形成前に導電
性の膜を各画素電極間に配置する絶縁物上に形成し、透明電極の膜抵抗の低抵抗化を図る
というものである。

さらに上記導電性の膜を用いて引き出し配線を形成し、下層に存在する他の配線と接続
を行うことも本発明の特徴としている。

本明細書で開示する発明の構成は、第１の電極と、該第１の電極上に接する有機化合物
層と、該有機化合物層上に接する第２の電極とを有する発光素子を複数有する画素部と、
駆動回路と、端子部とを有する発光装置であって、前記画素部には、薄膜トランジスタ
に接続する前記第１の電極の端部が絶縁物で覆われており、且つ、該絶縁物上に導電性を
有する材料からなる第３の電極と、前記絶縁物及び前記第１の電極上に有機化合物層と、
前記有機化合物層及び前記第３の電極に接する第２の電極とが設けられており、前記端子
部と画素部との間には、第３の電極と同一材料からなる配線または第２の電極と同一材料
からなる配線が端子から延びている配線と接続する箇所を有することを特徴とする発光装
置である。

また、上記構成において、前記第３の電極は、前記絶縁物と同一のパターン形状を有し
ていてもよい。その場合、前記絶縁物と同一のマスクを用いて形成される。

或いは、上記構成において、前記第３の電極は、前記絶縁物と異なるパターン形状を有
していてもよい。その場合、前記絶縁物をパターニングした後、導電性を有する材料から
なる膜を形成して前記絶縁物のパターニングとは異なるマスクを用いて形成される。

また、本発明の他の構成は、基板上に形成された発光素子の作製において、有機化合物
層の形成前に導電性の膜を各画素電極間に配置する絶縁物上に形成し、有機化合物層と、
透明電極を形成した後、該透明電極上に導電性の高い材料からなる電極を形成し、透明電
極の膜抵抗の低抵抗化を図るというものである。なお、透明電極上に形成する電極は、発
光領域となる場所には設けない。さらに上記導電性の膜を用いて引き出し配線を形成し、
下層に存在する他の配線と接続を行うことも本発明の特徴としている。

本明細書で開示する発明の他の構成は、第１の電極と、該第１の電極上に接する有機化
合物層と、該有機化合物層上に接する第２の電極とを有する発光素子を複数有する画素部
と、駆動回路と、端子部とを有する発光装置であって、前記画素部には、薄膜トランジ
スタに接続する前記第１の電極の端部が絶縁物で覆われており、且つ、該絶縁物の一部お
よび第１の電極上に有機化合物層と、該有機化合物層上に接する第２の電極と、該第２の
電極において前記第１の電極と重ならない領域上に接して導電性を有する材料からなる第
３の電極とが設けられており、前記端子部と画素部との間には、第３の電極と同一材料か
らなる配線または第２の電極と同一材料からなる配線が端子から延びている配線と接続す
る箇所を有することを特徴とする発光装置である。

また、上記各構成において、前記第２の電極は、前記発光素子の陰極、或いは陽極であ
ることを特徴としている。

また、上記各構成において、前記第３の電極は、前記第２の電極を構成する材料よりも
電気抵抗が小さい材料からなっており、導電型を付与する不純物元素がドープされたｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ、Ｗ、ＷＳｉ_X、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｃｒ、またはＭｏ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もしくは化合物材料を主成分とする膜
またはそれらの積層膜からなることを特徴としている。例えば、前記第３の電極は、窒化
物層またはフッ化物層を最上層とする積層からなる電極とすることが好ましい。

また、上記各構成において、前記第１の電極は、前記発光素子の陰極、或いは陽極であ
ることを特徴としている。例えば、第２の電極が陰極である場合、第１の電極は陽極であ
り、第２の電極が陽極である場合、第１の電極は陰極である。

また、上記各構成において、前記絶縁物は、無機絶縁膜で覆われた有機樹脂からなる障
壁（バンクとも呼ばれる）、或いは、前記絶縁物は、無機絶縁膜であることを特徴として
いる。なお、前記無機絶縁膜は膜厚１０〜１００ｎｍの窒化珪素を主成分とする絶縁膜で
あることを特徴としている。

また、発光装置において、発光していない画素では入射した外光（発光装置の外部の光）
が陰極の裏面（発光層に接する側の面）で反射され、陰極の裏面が鏡のように作用して外
部の景色が観測面（観測者側に向かう面）に映るといった問題があった。また、この問題
を回避するために、発光装置の観測面に円偏光フィルムを貼り付け、観測面に外部の景色
が映らないようにする工夫がなされているが、円偏光フィルムが非常に高価であるため、
製造コストの増加を招くという問題があった。

本発明は、円偏光フィルムを用いずに発光装置の鏡面化を防ぐことを目的とし、それによ
り発光装置の製造コストを低減して安価な発光装置を提供することも課題としている。そ
こで、本発明では、円偏光フィルムに代えて安価なカラーフィルタを用いることを特徴と
している。上記構成において、色純度を向上させるため、前記発光装置には各画素に対応
するカラーフィルタを備えることが好ましい。また、カラーフィルタの黒色の部分（黒色
の有機樹脂）が各発光領域の間と重なるようにすればよい。さらに、カラーフィルタの黒
色の部分（黒の着色層）が、異なる有機化合物層が一部重なる部分と重なるようにしても
よい。

ただし、発光の出射方向、即ち、前記発光素子と観察者の間にカラーフィルタを設ける
。例えば、発光素子が設けられている基板を通過させない場合においては、封止基板にカ
ラーフィルタを貼り付ければよい。或いは、発光素子が設けられている基板を通過させる
場合においては、発光素子が設けられている基板にカラーフィルタを貼り付ければよい。
こうすることによって、円偏光フィルムを必要としなくなる。

加えて、有機化合物を含む層上の陽極として、透明導電膜（代表的にはＩＴＯ、ZnＯ）
を用い、その上に無機絶縁膜からなる保護膜を形成することは極めて有用である。また、
有機化合物を含む層上の陰極として、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、またはこれらの合金（代表的に
はＡｌＬｉ）からなる金属薄膜（光が通過する膜厚）を用い、その上に無機絶縁膜からな
る保護膜を形成することも有効である。

さらに、無機絶縁膜からなる保護膜を形成する前に、プラズマCVD法またはスパッタ法で
水素を含む膜、代表的には炭素を主成分とする薄膜、または窒化珪素膜を形成することが
好ましい。また、水素を含む膜は、炭素を主成分とする薄膜と窒化珪素膜との積層膜とし
てもよい。

また、本発明の他の構成は、絶縁表面を有する基板上に発光素子を有し、該発光素子は
、陽極、陰極、並びに前記陽極と前記陰極との間に挟まれた有機化合物層とを有し、前記
発光素子は、水素を含む膜で覆われていることを特徴とする発光装置である。

有機化合物層が耐えうる温度範囲で加熱処理を行ったり、発光素子を発光させた際に生
じる発熱を利用することによって、上記水素を含む膜から水素を拡散させて、有機化合物
層における欠陥を水素で終端（ターミネーション）させることができる。有機化合物層に
おける欠陥を水素で終端させると発光装置としての信頼性が向上する。また、上記水素を
含む膜の成膜の際、プラズマ化された水素によって有機化合物層における欠陥を水素で終
端させることもできる。また、水素を含む膜を覆って形成する保護膜は、保護膜側に拡散
する水素をブロックして効率よく、水素を有機化合物層に拡散させて、有機化合物層にお
ける欠陥を水素で終端させる役目も果たす。なお、上記水素を含む膜は、発光素子の保護
膜としても機能させることができる。

さらに、上記水素を含む膜をバッファ層として機能させることもでき、スパッタ法によ
って透明導電膜に接して窒化珪素膜を形成する場合、透明導電膜に含まれる不純物（Iｎ
、Ｓｎ、Ｚｎ等）が窒化珪素膜に混入する恐れがあるが、バッファ層となる上記水素を含
む膜を間に形成することによって窒化珪素膜への不純物混入を防止することもできる。上
記構成によりバッファ層を形成することで、透明導電膜からの不純物（Ｉｎ、Ｓｎなど）
の混入を防止し、不純物のない優れた保護膜を形成することができる。

また、本発明の他の構成は、絶縁表面を有する基板上に発光素子を有し、該発光素子は
、陽極、陰極、並びに前記陽極と前記陰極との間に挟まれた有機化合物層とを有し、前記
発光素子は、水素を含む膜で覆われ、さらに該水素を含む膜は無機絶縁膜からなる保護膜
で覆われていることを特徴とする発光装置である。

また、上記構成を実現する作製方法も本発明の一つであり、本発明の作製方法に関する
構成は、絶縁表面上にＴＦＴを形成し、前記ＴＦＴと電気的に接続された陰極を形成し、
前記陰極上に有機化合物層を形成し、前記前記有機化合物層上に陽極を形成した後、前記
陽極上に水素を含む膜を形成することを特徴とする発光装置の作製方法である。

また、本発明の作製方法に関する他の構成は、絶縁表面上にＴＦＴを形成し、前記ＴＦ
Ｔと電気的に接続された陽極を形成し、前記陽極上に有機化合物層を形成し、前記前記有
機化合物層上に陰極を形成した後、前記陰極上に水素を含む膜を形成することを特徴とす
る発光装置の作製方法である。

また、本発明の作製方法に関する上記各構成において、前記水素を含む膜は、前記有機
化合物層の耐えうる温度範囲、例えば室温〜１００℃以下でプラズマＣＶＤ法、またはス
パッタ法により形成することを特徴とし、前記水素を含む膜は、炭素を主成分とする薄膜
、または窒化珪素膜であることを特徴としている。

また、本発明の作製方法に関する上記各構成において、前記有機化合物層を形成する工
程は蒸着法、塗布法、イオンプレーティング法もしくはインクジェット法により行われる
ことを特徴としている。

また、本発明の作製方法に関する上記各構成において、前記水素を含む膜上に無機絶縁
膜からなる保護膜を形成することを特徴としている。

また、本発明の作製方法に関する上記各構成において、前記水素を含む膜を形成する際
、前記有機化合物層における欠陥を水素で終端させることを特徴としている。

また、水分や酸素による劣化を防ぐため、封止缶や封止基板で発光素子を封止する際、
密閉される空間に水素ガスを充填、或いは水素及び不活性気体（希ガスまたは窒素）を充
填させてもよい。

本発明の他の構成は、絶縁表面を有する基板上に発光素子を有し、該発光素子は、陽極、
陰極、並びに前記陽極と前記陰極との間に挟まれた有機化合物層とを有し、前記発光素子
は、透光性を有する基板とシール材とで密閉され、且つ、密閉された空間には、水素が含
まれていることを特徴とする発光装置である。

上記構成において、前記発光素子は、水素を含む膜（炭素を主成分とする薄膜、または窒
化珪素膜）で覆われていることを特徴としている。

また、上記構成により、有機化合物層が耐えうる温度範囲で加熱処理を行ったり、発光
素子を発光させた際に生じる発熱を利用することによって、上記水素を含む空間から水素
を拡散させて、有機化合物層における欠陥を水素で終端させることができる。有機化合物
層における欠陥を水素で終端させると発光装置としての信頼性が向上する。

なお、本明細書において、陰極と陽極との間に設けられる全ての層を総称してＥＬ層と
いう。したがって、上述した正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入
層は、全てＥＬ層に含まれる。

本発明において、前記炭素を主成分とする薄膜は膜厚３〜５０ｎｍのＤＬＣ膜（Diamon
d like Carbon）であることを特徴としている。ＤＬＣ膜は短距離秩序的には炭素間の結
合として、ＳＰ³結合をもっているが、マクロ的にはアモルファス状の構造となっている
。ＤＬＣ膜の組成は炭素が７０〜９５原子％、水素が５〜３０原子％であり、非常に硬く
絶縁性に優れている。また、このようなＤＬＣ膜は、水蒸気や酸素などのガス透過率が低
いという特徴がある。また、微少硬度計による測定で、１５〜２５ＧＰａの硬度を有する
ことが知られている。

ＤＬＣ膜はプラズマＣＶＤ法（代表的には、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ
法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ＣＶＤ法など）、スパッタ法などで形成すること
ができる。いずれの成膜方法を用いても、密着性良くＤＬＣ膜を形成することができる。
ＤＬＣ膜は基板をカソードに設置して成膜する。または、負のバイアスを印加して、イオ
ン衝撃をある程度利用して緻密で硬質な膜を形成できる。

成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス（例えばＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₆
Ｈ₆など）とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカソー
ドにイオンを加速衝突させて成膜する。こうすることにより、緻密で平滑なＤＬＣ膜を得
ることができる。

また、このＤＬＣ膜は、可視光に対して透明もしくは半透明な絶縁膜からなることを特
徴としている。

また、本明細書において、可視光に対して透明とは可視光の透過率が８０〜１００％で
あることを指し、可視光に対して半透明とは可視光の透過率が５０〜８０％であることを
指す。

本発明により、有機化合物層における欠陥を水素で終端させることができるため、発光
装置としての信頼性が向上する。

また、本発明により、非常に高価な円偏光フィルムを不必要とすることができるため、
製造コストの削減をすることができる。

また、本発明により、赤、緑、青の発光色を用いるフルカラーのフラットパネルディスプ
レイとして、高精細化や高開口率化や高信頼性を実現することができる。

断面図を示す図である。（実施の形態１）上面図を示す図である。（実施の形態１）端子部を示す図である。（実施の形態１）本発明の積層構造を示す図である。（実施の形態２）上面図を示す図である。（実施の形態３）断面図を示す図である。（実施の形態３）上面図を示す図である。（実施の形態３）マスクを示す図である。（実施の形態３）断面図を示す図である。（実施の形態４）断面図を示す図である。（実施の形態５）製造装置の一例を示す図。（実施例２）製造装置の一例を示す図。（実施例２）電子機器の一例を示す図。電子機器の一例を示す図。

本発明の実施形態について、以下に説明する。

（実施の形態１）
図２は、ＥＬモジュールの上面図である。無数のＴＦＴが設けられた基板（ＴＦＴ基板
とも呼ぶ）には、表示が行われる画素部４０と、画素部の各画素を駆動させる駆動回路４
１ａ、４１ｂと、ＥＬ層上に設けられる電極と引き出し配線とを接続する接続部と、外部
回路と接続するためにＦＰＣを貼り付ける端子部４２とが設けられている。また、ＥＬ素
子を封止するための基板と、シール材３３とによって密閉する。また、図１（Ａ）は、図
２中における鎖線Ａ−Ａ’で切断した場合の断面図である。

鎖線Ａ−Ａ’の方向には規則的に画素が配置されており、ここではＸ方向にＲ、Ｇ、Ｂ
の順で配置されている例を示す。

図１（Ａ）中、発光領域（Ｒ）は赤色の発光領域を示しており、発光領域（Ｇ）は緑色
の発光領域を示しており、発光領域（Ｂ）は青色の発光領域を示しており、これらの３色
の発光領域によりフルカラー化された発光表示装置を実現している。

また、図１（Ａ）中、ＴＦＴ１は、赤色を発光するＥＬ層１７に流れる電流を制御する
素子であり、４、７はソース電極またはドレイン電極である。また、ＴＦＴ２は、緑色を
発光するＥＬ層１８に流れる電流を制御する素子であり、５、８はソース電極またはドレ
イン電極である。ＴＦＴ３は、青色を発光するＥＬ層１９に流れる電流を制御する素子で
あり、６、９はソース電極またはドレイン電極である。１５、１６は有機絶縁材料または
無機絶縁膜材料からなる層間絶縁膜である。

また、１１〜１３は、ＥＬ素子の陽極（或いは陰極）であり、２０は、ＥＬ素子の陰極
（或いは陽極）である。ここでは、２０として薄い金属層（代表的にはＭｇＡｇ、ＭｇＩ
ｎ、ＡｌＬｉなどの合金）と透明導電膜（ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化
インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ₂Ｏ₃―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層膜から
なる陰極とし、各発光素子からの光を通過させている。ただし、上記透明導電膜は陰極と
しては機能せず、電気抵抗を下げる為に設けている。また、陽極としては、仕事関数の大
きい、具体的には白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、もしくはニッケ
ル(Ｎｉ)といった材料、または透明導電膜（ＩＴＯ、ＺｎＯなど）、またはこれらの積層
を用いればよい。

また、１１〜１３の両端部およびそれらの間は有機絶縁物２４（障壁またはバンクとも
呼ばれる）で覆われている。さらに、有機絶縁物２４は無機絶縁膜１４で覆われている。
また、有機絶縁物２４上の一部にまで有機化合物層が形成されている。

また、無機絶縁膜１４で覆われた有機絶縁物２４（障壁またはバンクとも呼ばれる）上
には、補助電極２１を有している。この補助電極２１は、陰極（或いは陽極）の電気抵抗
値を下げる機能を有する。上記に示した透明導電膜の抵抗値は、比較的に高いため、大画
面化することが困難であるが、補助電極２１を設けることによって、陰極（或いは陽極）
の電極全体として低抵抗化することができる。加えて、透明導電膜の薄膜化も可能とする
ことができる。

さらに、この補助電極２１で下層の配線または電極と接続させる。この補助電極２１は
ＥＬ層を形成する前に成膜及びパターニングを行えばよい。補助電極２１は、スパッタ法
や蒸着法などを用い、導電型を付与する不純物元素がドープされたｐｏｌｙ−Ｓｉ、Ｗ、
ＷＳｉ_X、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｃｒ、またはＭｏ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もしくは化合物材料を主成分とする膜またはそれらの積
層膜で形成すればよい。こうして、下層の電極とコンタクトさせた補助電極２１上に接し
て透明導電膜を形成すれば陰極の引き出しが可能となる。なお、図１（Ｃ）は、図２中に
示した鎖線Ｃ−Ｃ’で切断した場合の断面図である。また、図１（Ｃ）中、点線で示した
電極同士は電気的に接続していることを示している。また、端子部において、端子の電極
を陰極１０と同じ材料で形成している。

また、約１０μｍの間隔が保たれるようにシール材３３によって封止基板３０が貼りつ
けられており、全ての発光素子は密閉されている。なお、シール材３３は、駆動回路の一
部と重なるようにして狭額縁化させることが好ましい。シール材３３によって封止基板３
０を貼りつける直前には真空でアニールを行って脱気を行うことが好ましい。また、封止
基板３０を貼りつける際には、水素および不活性気体（希ガスまたは窒素）を含む雰囲気
下で行って、保護膜３２と、シール材３３と、封止基板３０によって密閉された空間には
水素を含ませることが好ましい。発光素子を発光させた際に生じる発熱を利用することに
よって、上記水素を含む空間から水素を拡散させて、有機化合物層における欠陥を水素で
終端させることができる。有機化合物層における欠陥を水素で終端させると発光装置とし
ての信頼性が向上する。

さらに、色純度を高めるため、封止基板３０には各画素に対応するカラーフィルタが設
けられている。カラーフィルタのうち、赤色の着色層３１ｂは赤色の発光領域（Ｒ）に対
向して設けられ、緑色の着色層３１ｃは緑色の発光領域（Ｇ）に対向して設けられ、青色
の着色層３１ｄは青色の発光領域（Ｂ）に対向して設けられる。また、発光領域以外の領
域は、カラーフィルタの黒色部分、即ち遮光部３１ａによって遮光されている。なお、遮
光部３１ａは、金属膜（クロム等）または黒色顔料を含有した有機膜で構成されている。

本発明においては、カラーフィルタを設けることによって円偏光板を不必要としている
。

また、図１（Ｂ）は、図２中に示した鎖線Ｂ−Ｂ’で切断した場合の断面図である。図
１（Ｂ）においても１１ａ〜１１ｃの両端部およびそれらの間は無機絶縁膜１４で覆われ
ている。ここでは赤色を発光するＥＬ層１７が共通となっている例を示したが、特に限定
されず、同じ色を発光する画素毎にＥＬ層を形成してもよい。

また、図１において、発光装置の信頼性を高めるために保護膜３２を形成している。こ
の保護膜３２はスパッタ法により得られる窒化珪素または窒化酸化珪素を主成分とする絶
縁膜である。また、図１においては、保護膜に発光を通過させるため、保護膜の膜厚は、
可能な限り薄くすることが好ましい。

さらに、発光装置の信頼性を高めるために保護膜３２を形成する前に水素を含む膜を形
成する。保護膜３２を形成する前に水素を含む膜を形成することによって、有機化合物層
１７〜１９の欠陥を終端させる。前記水素を含む膜は、炭素を主成分とする薄膜、または
窒化珪素膜とすればよい。この水素を含む膜を形成する方法としては、前記有機化合物層
の耐えうる温度範囲、例えば室温〜１００℃以下でプラズマＣＶＤ法、またはスパッタ法
により形成する。なお、図１では、水素を含む膜は、保護膜の一部と見なしているため、
図示していない。また、上記水素を含む膜は、保護膜３２の膜応力を緩和させるバッファ
層とすることもできる。

また、本発明は、図１（Ｃ）に示した構成に限定されないことは言うまでもない。図１
（Ｃ）と構成が一部異なる例を図３（Ａ）〜（Ｄ）に示す。なお、簡略化のため、図３（
Ａ）〜（Ｄ）において、図１と同一である部分は、同一の符号を用いる。

図１（Ｃ）では、端子部に陰極と同一材料（透明電極）からなる電極が設けられた例で
あったが、図３（Ａ）は、ＴＦＴのゲート電極と同一材料からなる電極（上層がＷ膜、下
層がＴａＮ膜）でＦＰＣと接続する例である。

また、図３（Ｂ）は、画素電極（陽極）と同一材料からなる電極１０でＦＰＣと接続す
る例である。なお、この電極１０は、ＴＦＴのゲート電極と同一材料からなる電極（上層
がＷ膜、下層がＴａＮ膜）上に接して設けられている。

また、図３（Ｃ）は、ＴＦＴの引き出し配線（ＴｉＮ膜、Ａｌ膜、ＴｉＮ膜の順で積層
された配線）上に設けられた画素電極（陽極）と同一材料からなる電極１０上に形成され
た陰極２０と同一材料（透明電極）からなる電極でＦＰＣと接続する例である。

また、図３（Ｄ）は、ＴＦＴの引き出し配線（ＴｉＮ膜、Ａｌ膜、ＴｉＮ膜の順で積層
された配線）上に形成された陰極２０と同一材料（透明電極）からなる電極でＦＰＣと接
続する例である。

（実施の形態２）
ここでは、水素を含む膜および保護膜について、図４を用いて説明する。

図４（Ａ）は、ＥＬ素子の積層構造の一例を示した模式図である。図４（Ａ）中、２０
０は陰極（或いは陽極）、２０１はＥＬ層、２０２は陽極（或いは陰極）、２０３は水素
を含むＤＬＣ膜、２０４は保護膜である。また、陽極２０２に発光を通過させる場合、陽
極２０２として、透光性を有する導電膜（ＩＴＯやＺｎＯなど）を用いることが好ましい
。また、陰極２００としては金属膜（ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉなどの合金、または
周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した膜）
、あるいはそれらの積層を用いることが好ましい。

保護膜２０４は、スパッタ法（ＤＣ方式やＲＦ方式）により得られる窒化珪素または窒
化酸化珪素を主成分とする絶縁膜を用いればよい。シリコンターゲットを用い、窒素とア
ルゴンを含む雰囲気で形成すれば、窒化珪素膜が得られる。また、窒化シリコンターゲッ
トを用いてもよい。また、保護膜２０４は、リモートプラズマを用いた成膜装置を用いて
形成してもよい。また、保護膜に発光を通過させる場合、保護膜の膜厚は、可能な限り薄
くすることが好ましい。

また、水素を含むＤＬＣ膜２０３は、炭素が７０〜９５原子％、水素が５〜３０原子％
であり、非常に硬く絶縁性に優れている。水素を含むＤＬＣ膜はプラズマＣＶＤ法（代表
的には、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ
）ＣＶＤ法など）、スパッタ法などで形成することができる。

この水素を含むＤＬＣ膜２０３を形成する方法としては、前記有機化合物層の耐えうる
温度範囲、例えば室温〜１００℃以下で形成する。

プラズマを発生させる場合の成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス
（例えばＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₆Ｈ₆など）とを用いればよい。

有機化合物層が耐えうる温度範囲で加熱処理を行ったり、発光素子を発光させた際に生
じる発熱を利用することによって、上記水素を含むＤＬＣ膜から水素を拡散させて、有機
化合物層における欠陥を水素で終端（ターミネーション）させることができる。有機化合
物層における欠陥を水素で終端させると発光装置としての信頼性が向上する。また、上記
水素を含むＤＬＣ膜の成膜の際、プラズマ化された水素によって有機化合物層における欠
陥を水素で終端させることもできる。また、水素を含むＤＬＣ膜を覆って形成する保護膜
は、保護膜側に拡散する水素をブロックして効率よく、水素を有機化合物層に拡散させて
、有機化合物層における欠陥を水素で終端させる役目も果たす。なお、上記水素を含むＤ
ＬＣ膜は、発光素子の保護膜としても機能させることができる。

さらに、上記水素を含むＤＬＣ膜をバッファ層として機能させることもでき、スパッタ
法により透明導電膜からなる膜に接して窒化珪素膜を形成する場合、透明導電膜に含まれ
る不純物（Iｎ、Ｓｎ、Ｚｎ等）が窒化珪素膜に混入する恐れがあるが、バッファ層とな
る上記水素を含むＤＬＣ膜を間に形成することによって窒化珪素膜への不純物混入を防止
することもできる。上記構成によりバッファ層を形成することで、透明導電膜からの不純
物（Ｉｎ、Ｓｎなど）の混入を防止し、不純物のない優れた保護膜を形成することができ
る。

このような構成とすることで、発光素子を保護するとともに、信頼性を向上させることが
できる。

また、図４（Ｂ）は、ＥＬ素子の積層構造の他の一例を示した模式図である。図４（Ｂ
）中、３００は陰極（或いは陽極）、３０１はＥＬ層、３０２は陽極（或いは陰極）、３
０３は水素を含む窒化珪素膜、３０４は保護膜である。また、陽極３０２に発光を通過さ
せる場合、３０２として、透光性を有する導電性材料または非常に薄い金属膜（ＭｇＡｇ
）、あるいはそれらの積層を用いることが好ましい。また、陽極３０２に発光を通過させ
る場合、陽極３０２として、透光性を有する導電膜（ＩＴＯやＺｎＯなど）を用いること
が好ましい。また、陰極３００としては金属膜（ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉなどの合
金、または周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形
成した膜）、あるいはそれらの積層を用いることが好ましい。

保護膜３０４は、スパッタ法（ＤＣ方式やＲＦ方式）により得られる窒化珪素または窒
化酸化珪素を主成分とする絶縁膜を用いればよい。シリコンターゲットを用い、窒素とア
ルゴンを含む雰囲気で形成すれば、窒化珪素膜が得られる。また、窒化シリコンターゲッ
トを用いてもよい。また、保護膜３０４は、リモートプラズマを用いた成膜装置を用いて
形成してもよい。また、保護膜に発光を通過させる場合、保護膜の膜厚は、可能な限り薄
くすることが好ましい。

また、水素を含む窒化珪素膜３０３は、プラズマＣＶＤ法（代表的には、ＲＦプラズマ
ＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ＣＶＤ法など）、Ｒ
Ｆスパッタ法、ＤＣスパッタ法などで形成することができる。

この水素を含む窒化珪素膜３０３を形成する方法としては、前記有機化合物層の耐えう
る温度範囲、例えば室温〜１００℃以下で形成する。

水素を含む窒化珪素膜３０３を形成する方法として、プラズマＣＶＤ法を用いる場合、
反応ガスは、窒素を含むガス（Ｎ₂、ＮＨ₃ＮＯｘで表記される窒素酸化物系ガスなど）と
、珪化水素系のガス（例えばシラン（ＳｉＨ₄）やジシランやトリシランなど）とを用い
ればよい。

水素を含む窒化珪素膜３０３を形成する方法として、スパッタ法を用いる場合、シリコ
ンターゲットを用い、水素と窒素とアルゴンとを含む雰囲気で形成すれば、水素を含む窒
化珪素膜が得られる。また、窒化シリコンターゲットを用いてもよい。

有機化合物層が耐えうる温度範囲で加熱処理を行ったり、発光素子を発光させた際に生
じる発熱を利用することによって、上記水素を含む窒化珪素膜から水素を拡散させて、有
機化合物層における欠陥を水素で終端（ターミネーション）させることができる。有機化
合物層における欠陥を水素で終端させると発光装置としての信頼性が向上する。また、上
記水素を含む窒化珪素膜の成膜の際、プラズマ化された水素によって有機化合物層におけ
る欠陥を水素で終端させることもできる。また、水素を含む窒化珪素膜を覆って形成する
保護膜は、保護膜側に拡散する水素をブロックして効率よく、水素を有機化合物層に拡散
させて、有機化合物層における欠陥を水素で終端させる役目も果たす。なお、上記水素を
含む窒化珪素膜は、発光素子の保護膜としても機能させることができる。

さらに、上記水素を含む窒化珪素膜をバッファ層として機能させることもでき、スパッ
タ法により透明導電膜からなる膜に接して窒化珪素膜を形成する場合、透明導電膜に含ま
れる不純物（Iｎ、Ｓｎ、Ｚｎ等）が窒化珪素膜に混入する恐れがあるが、バッファ層と
なる上記水素を含む窒化珪素膜を間に形成することによって窒化珪素膜への不純物混入を
防止することもできる。上記構成によりバッファ層を形成することで、透明導電膜からの
不純物（Ｉｎ、Ｓｎなど）の混入を防止し、不純物のない優れた保護膜を形成することが
できる。

また、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）では水素を含む膜として単層とした例を示したが、水
素を含む窒化珪素膜と水素を含むＤＬＣ膜との積層、もしくはこれらの３層以上の積層と
してもよい。

また、本実施の形態は、アクティブマトリクス型表示装置だけでなく、パッシブ型表示装
置に適用することもできる。

また、本実施の形態は、実施の形態１と自由に組み合わせることができる。

（実施の形態３）
ここでは、図１と構成が一部異なる例を図６に示す。ここでは、画素部に規則的に配置
される多数の画素のうち、３×３の画素を例に本発明を以下に説明する。なお、断面構造
において、ＴＦＴは図１とほぼ同一であり、簡略化のため、図６において、図１と同一で
ある部分は、同一の符号を用いる。

図６（Ａ）は、図５（Ａ）中鎖線Ａ−Ａ’で切断した場合の断面図である。発光領域５
０Ｒは赤色の発光領域を示しており、発光領域５０Ｇは緑色の発光領域を示しており、発
光領域５０Ｂは青色の発光領域を示しており、これらの３色の発光領域によりフルカラー
化された発光表示装置を実現している。

本実施の形態においては、図６（Ａ）に示したように、同一のマスクでパターンニングを
行った例であり、補助電極６２１と有機絶縁物６２４との上面から見た形状がほぼ同一で
ある。この場合、図６（Ｃ）に示したように、補助電極６２１は、陰極２０でソース配線
と同一材料からなる配線と電気的に接続させている。

また、画素電極６１２は、層間絶縁膜１５上に形成されており、画素電極６１２の形成
後にＴＦＴのコンタクトホールが形成され、その後に形成される電極６０７、６０８でＴ
ＦＴと画素電極６１２とを電気的に接続している。また、画素電極の両端部およびそれら
の間は無機絶縁物１４で覆われている。また、図１と同様に有機絶縁物６２４上の一部に
まで有機化合物層が形成されている。

また、図５（Ｂ）は、画素電極の形成直後の上面図であり、図５（Ａ）と対応している
。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）においては、画素一列（Ｙ方向）毎に帯状の有機化合物層を
設けている。各発色の異なる有機化合物層の間には帯状に有機絶縁物６２４が設けられて
いる。また、図５（Ａ）においては、画素一列（Ｙ方向）毎に有機絶縁物６２４および補
助配線６２１を設ける構成としている。

また、図７（Ａ）は、図５、図６に対応する上面図である。図７（Ａ）中、左側に示し
た図における接続部の一部断面図を右側に示し、図６（Ｃ）と同一箇所である。また、図
７（Ａ）に示した補助配線６２１及び有機絶縁物をパターニングする場合、用いるメタル
マスクの例を図８（Ａ）に示した。

また、有機絶縁物と補助電極とのトータルの膜厚が比較的厚くなった場合、段差が大き
くなるため、透明導電膜で電気的に接続することが困難になる可能性がある。特に、透明
導電膜の薄膜化を行った場合にカバレッジ不良により線欠陥が生じる恐れがある。そこで
、補助電極６２１と下層の電極との接続をより確実にするため、図７（Ｂ）に示すように
、マスク数を増やして６２２で示す電極を形成してもよい。また、メタルマスクを用いて
蒸着法により電極６２２を形成してもよい。

また、図７（Ｃ）に示すように、予め画素部の周りにソース配線と同一材料からなる配
線６２３を設けておき、さらに補助電極６２１と直交するように第２の補助電極６２５を
形成してもよい。こうすることによって、第２の補助電極６２５は、補助電極６２１に直
接接して設けられ、且つ、配線６２３とも直接接することができる。なお、補助電極６２
１と第２の補助電極６２５との間が発光領域となるように適宜設計する。また、図７（Ａ
）に示した第２の補助電極６２５をパターニングする場合、用いるメタルマスクの例を図
８（Ｂ）に示した。

また、図７（Ｃ）では２回のパターニングによって第１の補助電極６２１と第２の補助
電極６２５とを形成した例を示したが、図８（Ｃ）に示したメタルマスクを用いて格子状
に補助電極を形成してもよい。図８（Ｃ）の右側図で示すように各開口部は細い線で区切
られているが、蒸着では回り込みがあるため、一部膜厚が薄くなるものの格子状に補助電
極を形成することができる。

また、本実施の形態は、実施の形態１または実施の形態２と自由に組み合わせることが
できる。

（実施の形態４）
ここでは、図１と構成が一部異なる例を図９に示す。ここでは、画素部に規則的に配置さ
れる多数の画素のうち、３×３の画素を例に本発明を以下に説明する。なお、断面構造に
おいて、有機絶縁物２４が存在しない点と、全面に高分子からなる有機化合物層６０が存
在する点以外は図１とほぼ同一であり、簡略化のため、図９において、図１と同一である
部分は、同一の符号を用いる。また、図９（Ａ）は、図２中における鎖線Ａ−Ａ’で切断
した場合の断面図である。

図１に示した有機絶縁物２４が図９に示す構造には存在せず、その代わりに無機絶縁膜
１４と補助電極７２１とで各有機化合物１７、１８、１９の間隔を保っている。

また、高分子からなる有機化合物層６０（代表的にはポリ（エチレンジオキシチオフェン
）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（以下、「PEDOT／PSS」と記す）、ちなみに、こ
のPEDOT／PSSは、正孔注入層として作用する。）は、スピンコート法やスプレー法などの
塗布法で形成するため、全面に形成される。また、高分子からなる有機化合物層６０は導
電性を有しており、陰極２０と補助電極７２１は電気的に接続される。補助電極７２１を
設けることによって、陰極（或いは陽極）全体として低抵抗化することができる。加えて
、透明導電膜の薄膜化も可能とすることができる。さらに、この補助電極７２１で下層の
配線または電極と接続させる。この補助電極７２１はＥＬ層を形成する前に成膜及びパタ
ーニングを行えばよい。下層の電極とコンタクトさせた補助電極７２１上に透明導電膜を
形成すれば陰極の引き出しが可能となる。なお、図９（Ｃ）は、図２中に示した鎖線Ｃ−
Ｃ’で切断した場合の断面図である。また、図９（Ｃ）中、点線で示した電極同士は電気
的に接続していることを示している。また、端子部において、端子の電極を陰極２０と同
じ材料で形成している。

また、図９（Ｂ）は、図２中に示した鎖線Ｂ−Ｂ’で切断した場合の断面図である。図
９（Ｂ）においても１１ａ〜１１ｃの両端部およびそれらの間は無機絶縁物１４で覆われ
ている。ここでは赤色を発光するＥＬ層１７が共通となっている例を示したが、特に限定
されず、同じ色を発光する画素毎にＥＬ層を形成してもよい。

また、本実施の形態は、実施の形態１、実施の形態２、または実施の形態３と自由に組
み合わせることができる。

（実施の形態５）
ここでは、図１と構成が一部異なる例を図１０に示す。ここでは、画素部に規則的に配置
される多数の画素のうち、３×３の画素を例に本発明を以下に説明する。なお、断面構造
において、陰極２０上に補助配線８２１が存在する点以外は図１とほぼ同一であり、簡略
化のため、図１０において、図１と同一である部分は、同一の符号を用いる。また、図１
０（Ａ）は、図２中における鎖線Ａ−Ａ’で切断した場合の断面図である。

また、補助電極８２１は、陰極上に形成するため、メタルマスクを用いた蒸着法で行う
。ここでは格子状に補助電極８２１を形成した例を示す。補助電極８２１を設けることに
よって、陰極（或いは陽極）全体として低抵抗化することができる。加えて、透明導電膜
の薄膜化も可能とすることができる。さらに、この補助電極８２１で下層の配線または電
極と接続させる。下層の電極とコンタクトさせた補助電極８２１上に透明導電膜を形成す
れば陰極の引き出しが可能となる。なお、図１０（Ｃ）は、図２中に示した鎖線Ｃ−Ｃ’
で切断した場合の断面図である。また、図１０（Ｃ）中、点線で示した電極同士は電気的
に接続していることを示している。また、端子部において、端子の電極を陰極２０と同じ
材料で形成している。

また、本実施の形態は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、または実施の形
態４と自由に組み合わせることができる。

以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行う
こととする。

本実施例では、絶縁表面上に作製したアクティブマトリクス型発光装置について説明する
。なお、能動素子としてここでは薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」と記す）を用いて
いるが、ＭＯＳトランジスタを用いてもよい。

また、ＴＦＴとしてトップゲート型ＴＦＴ（具体的にはプレーナ型ＴＦＴ）を例示する
が、ボトムゲート型ＴＦＴ（典型的には逆スタガ型ＴＦＴ）を用いることもできる。

本実施例では、基板としてバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラ
スなどのガラスからなる基板、石英基板やシリコン基板、金属基板またはステンレス基板
の表面に絶縁膜を形成したものを用いればよい。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐
熱性が有するプラスチック基板を用いてもよいし、可撓性基板を用いても良い。

まず、厚さ０．７ｍｍの耐熱性ガラス基板上にプラズマＣＶＤ法により下地絶縁膜の下
層として、プラズマＣＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガスＳｉＨ₄、ＮＨ₃、Ｎ₂Ｏから
作製される酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１
７％）を５０nm（好ましくは１０〜２００nm）形成する。次いで、表面をオゾン水で洗浄
した後、表面の酸化膜を希フッ酸（１／１００希釈）で除去する。次いで、下地絶縁膜の
上層として、プラズマＣＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガスＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏから作製さ
れる酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を１
００ｎｍ（好ましくは５０〜２００nm）の厚さに積層形成し、さらに大気解放せずにプラ
ズマＣＶＤ法で成膜温度３００℃、成膜ガスＳｉＨ₄で非晶質構造を有する半導体膜（こ
こではアモルファスシリコン膜）を５４ｎｍの厚さ（好ましくは２５〜２００ｎｍ）で形
成する。

本実施例では下地絶縁膜を２層構造として示したが、珪素を主成分とする絶縁膜の単層膜
または２層以上積層させた構造として形成しても良い。また、半導体膜の材料に限定はな
いが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム（Ｓｉ_XＧｅ_1-X（Ｘ＝０．０００
１〜０．０２））合金などを用い、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラ
ズマＣＶＤ法等）により形成すればよい。また、プラズマＣＶＤ装置は、枚葉式の装置で
もよいし、バッチ式の装置でもよい。また、同一の成膜室で大気に触れることなく下地絶
縁膜と半導体膜とを連続成膜してもよい。

次いで、非晶質構造を有する半導体膜の表面を洗浄した後、オゾン水で表面に約２ｎｍ
の極薄い酸化膜を形成する。次いで、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元
素（ボロンまたはリン）のドーピングを行う。ここでは、ジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）を質量分離
しないでプラズマ励起したイオンドープ法を用い、ドーピング条件を加速電圧１５ｋＶ、
ジボランを水素で１％に希釈したガスを流量３０ｓｃｃｍとし、ドーズ量２×１０¹²／ｃ
ｍ²で非晶質シリコン膜にボロンを添加する。

次いで、重量換算で１０ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布し
た。塗布に代えてスパッタ法でニッケル元素を全面に散布する方法を用いてもよい。

次いで、加熱処理を行い結晶化させて結晶構造を有する半導体膜を形成する。この加熱
処理は、電気炉の熱処理または強光の照射を用いればよい。電気炉の熱処理で行う場合は
、５００℃〜６５０℃で４〜２４時間で行えばよい。ここでは脱水素化のための熱処理（
５００℃、１時間）の後、結晶化のための熱処理（５５０℃、４時間）を行って結晶構造
を有するシリコン膜を得た。なお、ここでは炉を用いた熱処理を用いて結晶化を行ったが
、短時間での結晶化が可能なランプアニール装置で結晶化を行ってもよい。

次いで、結晶構造を有するシリコン膜表面の酸化膜を希フッ酸等で除去した後、大粒径な
結晶を得るため、連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波
を半導体膜に照射する。レーザ光の照射は大気中、または酸素雰囲気中で行う。なお、大
気中、または酸素雰囲気中で行うため、レーザー光の照射により表面に酸化膜が形成され
る。代表的には、Ｎｄ:ＹＶＯ₄レーザー（基本波１０６４nm）の第２高調波（５３２nm）
や第３高調波（３５５ｎｍ）を適用すればよい。出力１０Ｗの連続発振のＹＶＯ₄レーザ
から射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換する。また、共振器の中に
ＹＶＯ₄結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好まし
くは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、被処理体に照
射する。このときのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ²程度（好ましくは０
．１〜１０ＭＷ／ｃｍ²）が必要である。そして、１０〜２０００ｃｍ／ｓ程度の速度で
レーザ光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射すればよい。

もちろん、連続発振のＹＶＯ₄レーザーの第２高調波を照射する前の結晶構造を有するシ
リコン膜を用いてＴＦＴを作製することもできるが、レーザ光照射後の結晶構造を有する
シリコン膜のほうが結晶性が向上しているため、ＴＦＴの電気的特性が向上するので望ま
しい。例えば、上記レーザ光照射前の結晶構造を有するシリコン膜を用いてＴＦＴを作製
すると、移動度は３００ｃｍ²／Ｖｓ程度であるが、上記レーザ光照射後の結晶構造を有
するシリコン膜を用いてＴＦＴを作製すると、移動度は５００〜６００ｃｍ²／Ｖｓ程度
と著しく向上する。

なお、ここではシリコンの結晶化を助長する金属元素としてニッケルを用いて結晶化させ
た後、さらに連続発振のＹＶＯ₄レーザーの第２高調波を照射したが、特に限定されず、
非晶質構造を有するシリコン膜を成膜し、脱水素化のための熱処理を行った後、上記連続
発振のＹＶＯ₄レーザーの第２高調波を照射して結晶構造を有するシリコン膜を得てもよ
い。

また、連続発振のレーザに代えてパルス発振のレーザを用いることもでき、パルス発振の
エキシマレーザを用いる場合には、周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１
００〜１０００mJ/cm²(代表的には２００〜８００mJ/cm²)とするのが望ましい。このとき
、レーザ光を５０〜９８％オーバーラップさせても良い。

次いで、上記レーザー光の照射により形成された酸化膜に加え、オゾン水で表面を１２０
秒処理して合計１〜５ｎｍの酸化膜からなるバリア層を形成する。本実施例ではオゾン水
を用いてバリア層を形成したが、酸素雰囲気下の紫外線の照射で結晶構造を有する半導体
膜の表面を酸化する方法や酸素プラズマ処理により結晶構造を有する半導体膜の表面を酸
化する方法やプラズマＣＶＤ法やスパッタ法や蒸着法などで１〜１０ｎｍ程度の酸化膜を
堆積してバリア層を形成してもよい。また、バリア層を形成する前にレーザー光の照射に
より形成された酸化膜を除去してもよい。

次いで、上記バリア層上にプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法でゲッタリングサイトと
なるアルゴン元素を含む非晶質シリコン膜を５０ｎｍ〜４００ｎｍ、ここでは膜厚１５０
ｎｍで形成する。本実施例では、スパッタ法でシリコンターゲットを用い、アルゴン雰囲
気下、圧力０．３Ｐａで成膜する。

その後、６５０℃に加熱された炉に入れて３分の熱処理を行いゲッタリングして、結晶構
造を有する半導体膜中のニッケル濃度を低減する。炉に代えてランプアニール装置を用い
てもよい。

次いで、バリア層をエッチングストッパーとして、ゲッタリングサイトであるアルゴン
元素を含む非晶質シリコン膜を選択的に除去した後、バリア層を希フッ酸で選択的に除去
する。なお、ゲッタリングの際、ニッケルは酸素濃度の高い領域に移動しやすい傾向があ
るため、酸化膜からなるバリア層をゲッタリング後に除去することが望ましい。

次いで、得られた結晶構造を有するシリコン膜（ポリシリコン膜とも呼ばれる）の表面
にオゾン水で薄い酸化膜を形成した後、レジストからなるマスクを形成し、所望の形状に
エッチング処理して島状に分離された半導体層を形成する。半導体層を形成した後、レジ
ストからなるマスクを除去する。

次いで、フッ酸を含むエッチャントで酸化膜を除去すると同時にシリコン膜の表面を洗
浄した後、ゲート絶縁膜となる珪素を主成分とする絶縁膜を形成する。ここでは、プラズ
マＣＶＤ法により１１５ｎｍの厚さで酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５
９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。

次いで、ゲート絶縁膜上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜と、膜厚１００〜４０
０ｎｍの第２の導電膜とを積層形成する。本実施例では、ゲート絶縁膜上に膜厚５０ｎｍ
の窒化タンタル膜、膜厚３７０ｎｍのタングステン膜を順次積層し、以下に示す手順でパ
ターニングを行って各ゲート電極及び各配線を形成する。

第１の導電膜及び第２の導電膜を形成する導電性材料としてはＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、
Ａｌ、Ｃｕ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もしくは化合物材
料で形成する。また、第１の導電膜及び第２の導電膜としてリン等の不純物元素をドーピ
ングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい
。また、２層構造に限定されず、例えば、膜厚５０ｎｍのタングステン膜、膜厚５００ｎ
ｍのアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、膜厚３０ｎｍの窒化チタン膜を順
次積層した３層構造としてもよい。また、３層構造とする場合、第１の導電膜のタングス
テンに代えて窒化タングステンを用いてもよいし、第２の導電膜のアルミニウムとシリコ
ンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜に代えてアルミニウムとチタンの合金膜（Ａｌ−Ｔｉ）を用い
てもよいし、第３の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。また、単層
構造であってもよい。

上記第１の導電膜及び第２の導電膜のエッチング（第１のエッチング処理および第２の
エッチング処理）にはＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッ
チング法を用いると良い。ＩＣＰエッチング法を用い、エッチング条件（コイル型の電極
に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調
節することによって所望のテーパー形状に膜をエッチングすることができる。ここでは、
レジストからなるマスクを形成した後、第１のエッチング条件として１Paの圧力でコイル
型の電極に７００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、エッチング用ガスにＣＦ₄とＣｌ₂
とＯ₂とを用い、それぞれのガス流量比を２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、基板側（
試料ステージ）にも１５０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイア
ス電圧を印加する。なお、基板側の電極面積サイズは、１２．５ｃｍ×１２．５ｃｍであ
り、コイル型の電極面積サイズ（ここではコイルの設けられた石英円板）は、直径２５ｃ
ｍの円板である。この第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチングして端部をテーパー
形状とする。この後、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング条件に変え
、エッチング用ガスにＣＦ₄とＣｌ₂とを用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃ
ｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入して
プラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行った。基板側（試料ステージ）にも２
０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ₄
とＣｌ₂を混合した第２のエッチング条件ではＷ膜及びＴａＮ膜とも同程度にエッチング
される。なお、ここでは、第１のエッチング条件及び第２のエッチング条件を第１のエッ
チング処理と呼ぶこととする。

次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング処理を行う。ここでは
、第３のエッチング条件としてエッチング用ガスにＣＦ₄とＣｌ₂とを用い、それぞれのガ
ス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ
（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを６０秒行った。基板側（試
料ステージ）にも２０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電
圧を印加する。この後、レジストからなるマスクを除去せずに第４のエッチング条件に変
え、エッチング用ガスにＣＦ₄とＣｌ₂とＯ₂とを用い、それぞれのガス流量比を２０／２
０／２０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）
電力を投入してプラズマを生成して約２０秒程度のエッチングを行った。基板側（試料ス
テージ）にも２０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を
印加する。なお、ここでは、第３のエッチング条件及び第４のエッチング条件を第２のエ
ッチング処理と呼ぶこととする。この段階で第１の導電層を下層とし、第２の導電層を上
層とするゲート電極および各電極が形成される。

次いで、レジストからなるマスクを除去した後、ゲート電極をマスクとして全面にドー
ピングする第１のドーピング処理を行う。第１のドーピング処理はイオンドープ法、もし
くはイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１．５×１０¹⁴atom
s/cm²とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとして行う。ｎ型を付与する不純物元素とし
て、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。自己整合的に第１の不純物領域
（ｎ^--領域）が形成される。

次いで、新たにレジストからなるマスクを形成するが、この際、スイッチングＴＦＴの
オフ電流値を下げるため、マスクは、画素部のスイッチングＴＦＴを形成する半導体層の
チャネル形成領域及びその一部を覆って形成する。また、マスクは駆動回路のｐチャネル
型ＴＦＴを形成する半導体層のチャネル形成領域及びその周辺の領域を保護するためにも
設けられる。加えて、マスクは、画素部の電流制御用ＴＦＴを形成する半導体層のチャネ
ル形成領域及びその周辺の領域を覆って形成される。

次いで、上記レジストからなるマスクを用い、選択的に第２のドーピング処理を行って
、ゲート電極の一部と重なる不純物領域（ｎ^-領域）を形成する。第２のドーピング処理
はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良い。ここでは、イオンドープ法を用
い、フォスフィン（ＰＨ₃）を水素で５％に希釈したガスを流量３０ｓｃｃｍとし、ドー
ズ量を１．５×１０¹⁴atoms/cm²とし、加速電圧を９０ｋｅＶとして行う。この場合、レ
ジストからなるマスクと第２の導電層とがｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとな
り、第２の不純物領域が形成される。第２の不純物領域には１×１０¹⁶〜１×１０¹⁷/cm³
の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素が添加される。ここでは、第２の不純物領域と同
じ濃度範囲の領域をｎ^-領域とも呼ぶ。

次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第３のドーピング処理を行う。第３のド
ーピング処理はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良い。ｎ型を付与する不
純物元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。ここでは、イオン
ドープ法を用い、フォスフィン（ＰＨ₃）を水素で５％に希釈したガスを流量４０ｓｃｃ
ｍとし、ドーズ量を２×１０¹⁵atoms/cm²とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行う。この
場合、レジストからなるマスクと第１の導電層及び第２の導電層がｎ型を付与する不純物
元素に対するマスクとなり、第３の不純物領域が形成される。第３の不純物領域には１×
１０²⁰〜１×１０²¹/cm³の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加される。ここでは
、第３の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｎ⁺領域とも呼ぶ。

次いで、レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスクを形成
して第４のドーピング処理を行う。第４のドーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴを
形成する半導体層を形成する半導体層にｐ型の導電型を付与する不純物元素が添加された
第４の不純物領域及び第５の不純物領域を形成する。

また、第４の不純物領域には１×１０²⁰〜１×１０²¹/cm³の濃度範囲でｐ型を付与する不
純物元素が添加されるようにする。尚、第４の不純物領域には先の工程でリン（Ｐ）が添
加された領域（ｎ^--領域）であるが、ｐ型を付与する不純物元素の濃度がその１．５〜３
倍添加されていて導電型はｐ型となっている。ここでは、第４の不純物領域と同じ濃度範
囲の領域をｐ⁺領域とも呼ぶ。

また、第５の不純物領域は第２の導電層のテーパー部と重なる領域に形成されるもので
あり、１×１０¹⁸〜１×１０²⁰/cm³の濃度範囲でｐ型を付与する不純物元素が添加される
ようにする。ここでは、第５の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｐ^-領域とも呼ぶ。

以上までの工程でそれぞれの半導体層にｎ型またはｐ型の導電型を有する不純物領域が
形成される。第１の導電層及び第２の導電層からなる電極はＴＦＴのゲート電極となる。

次いで、ほぼ全面を覆う絶縁膜（図示しない）を形成する。本実施例では、プラズマＣ
ＶＤ法により膜厚５０ｎｍの酸化シリコン膜を形成した。勿論、この絶縁膜は酸化シリコ
ン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用
いても良い。

次いで、それぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する工程を行う。こ
の活性化工程は、ランプ光源を用いたラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）、或いは
レーザーを照射する方法、或いは炉を用いた熱処理、或いはこれらの方法のうち、いずれ
かと組み合わせた方法によって行う。

また、本実施例では、上記活性化の前に絶縁膜を形成した例を示したが、上記活性化を
行った後、絶縁膜を形成する工程としてもよい。

次いで、窒化シリコン膜からなる第１の層間絶縁膜を形成して熱処理（３００〜５５０
℃で１〜１２時間の熱処理）を行い、半導体層を水素化する工程を行う。この工程は第１
の層間絶縁膜に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である
。酸化シリコン膜からなる絶縁膜（図示しない）の存在に関係なく半導体層を水素化する
ことができる。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水
素を用いる）を行っても良い。

次いで、第１の層間絶縁膜上に有機絶縁物材料から成る第２の層間絶縁膜を形成する。
本実施例では塗布法により膜厚１．６μｍのアクリル樹脂膜を形成する。

次いで、ゲート電極またはゲート配線となる導電層に達するコンタクトホールと、各不純
物領域に達するコンタクトホールを形成する。本実施例では複数のエッチング処理を順次
行う。本実施例では第１の層間絶縁膜をエッチングストッパーとして第２の層間絶縁膜を
エッチングしてから第１の層間絶縁膜をエッチングする。

その後、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗなどを用いて電極、具体的にはソース配線、電源供給線、
引き出し電極及び接続電極などを形成する。ここでは、これらの電極及び配線の材料は、
Ｔｉ膜（膜厚１００ｎｍ）とシリコンを含むＡｌ膜（膜厚３５０ｎｍ）とＴｉ膜（膜厚５
０ｎｍ）との積層膜を用い、パターニングを行った。こうして、ソース電極及びソース配
線、接続電極、引き出し電極、電源供給線などが適宜、形成される。なお、層間絶縁膜に
覆われたゲート配線とコンタクトを取るための引き出し電極は、ゲート配線の端部に設け
られ、他の各配線の端部にも、外部回路や外部電源と接続するための電極が複数設けられ
た入出力端子部を形成する。

以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ、ｐチャネル型ＴＦＴ、およびこれらを相補的に
組み合わせたＣＭＯＳ回路を有する駆動回路と、１つの画素内にｎチャネル型ＴＦＴまた
はｐチャネル型ＴＦＴを複数備えた画素部を形成することができる。

次いで、第２の層間絶縁膜上に無機絶縁物材料から成る第３の層間絶縁膜を形成する。
ここでは、スパッタ法により２００ｎｍの窒化シリコン膜を成膜する。

次いで、ｐチャネル型ＴＦＴからなる電流制御用ＴＦＴのドレイン領域に接して形成さ
れた接続電極に達するコンタクトホールを形成する。次いで、接続電極に接して重なるよ
う画素電極を形成する。本実施例では、画素電極はＥＬ素子の陽極として機能させるため
、仕事関数の大きい、具体的には白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、
もしくはニッケル(Ｎｉ)といった材料を用いることができる。

次いで、画素電極の端部を覆うように両端に無機絶縁物を形成する。画素電極の端部を覆
う無機絶縁物はスパッタ法により珪素を含む絶縁膜で形成し、パターニングすれば良い。
また、無機絶縁物に代えて、有機絶縁物からなるバンクを形成してもよい。

次いで、実施の形態１に示すように無機絶縁物上に補助電極を形成する。

次いで、両端が無機絶縁物で覆われている画素電極上にＥＬ層およびＥＬ素子の陰極を
形成する。ＥＬ層の成膜方法としては、インクジェット法や、蒸着法や、スピンコーティ
ング法などにより形成すればよい。

ＥＬ層としては、発光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせてＥＬ層（
発光及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。例えば、低
分子系有機ＥＬ材料や高分子系有機ＥＬ材料を用いればよい。また、ＥＬ層として一重項
励起により発光（蛍光）する発光材料（シングレット化合物）からなる薄膜、または三重
項励起により発光（リン光）する発光材料（トリプレット化合物）からなる薄膜を用いる
ことができる。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いること
も可能である。これらの有機ＥＬ材料や無機材料は公知の材料を用いることができる。

また、陰極に用いる材料としては仕事関数の小さい金属（代表的には周期表の１族もし
くは２族に属する金属元素）や、これらを含む合金を用いることが好ましいとされている
。仕事関数が小さければ小さいほど発光効率が向上するため、中でも、陰極に用いる材料
としては、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉなどの合金、または周期表の１族もしくは２族
に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した膜などを薄く成膜した後、透明
導電膜（ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ₂
Ｏ₃―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）を形成した積層構造とすることが望ましい。

次いで、陰極を覆う保護膜を形成する。保護膜としては、スパッタ法により窒化珪素ま
たは酸化窒化珪素を主成分とする絶縁膜を形成すればよく、実施の形態２に示したように
、ＥＬ層における欠陥を水素で終端（ターミネーション）させるため、陰極上に水素を含
む膜を設けることが好ましい。

水素を含む膜としては、ＰＣＶＤ法により炭素または窒化珪素を主成分とする絶縁膜を
形成すればよく、成膜の際、プラズマ化された水素によって有機化合物層における欠陥を
水素で終端させることもできる。また、有機化合物層が耐えうる温度範囲で加熱処理を行
ったり、発光素子を発光させた際に生じる発熱を利用することによって、上記水素を含む
膜から水素を拡散させて、有機化合物層における欠陥を水素で終端（ターミネーション）
させることができる。

また、水素を含む膜および保護膜によって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。ただし、後でＦＰＣと接続する必要のある入出力
端子部には保護膜および水素を含む膜などは設けなくともよい。

また、画素部に配置するＴＦＴのゲート電極の先には複数のＴＦＴなどからなる様々な
回路を設けてもよく、特に限定されないことは言うまでもない。

次いで、陰極と、有機化合物層と、陽極とを少なくとも有するＥＬ素子を封止基板、或
いは封止缶で封入することにより、ＥＬ素子を外部から完全に遮断し、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好ましい。封止基
板、或いは封止缶で封入する直前には真空でアニールを行って脱気を行うことが好ましい
。また、封止基板を貼りつける際には、水素および不活性気体（希ガスまたは窒素）を含
む雰囲気下で行って、封止によって密閉された空間には水素を含ませることが好ましい。
発光素子を発光させた際に生じる発熱を利用することによって、上記水素を含む空間から
水素を拡散させて、有機化合物層における欠陥を水素で終端させることができる。有機化
合物層における欠陥を水素で終端させると発光装置としての信頼性が向上する。

次いで、異方性導電材で入出力端子部の各電極にＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキッ
ト）を貼りつける。異方性導電材は、樹脂と、表面にＡｕなどがメッキされた数十〜数百
μm径の導電性粒子とから成り、導電性粒子により入出力端子部の各電極とＦＰＣに形成
された配線とが電気的に接続する。

また、基板４００には各画素に対応するカラーフィルタを設ける。カラーフィルタを設
けることによって円偏光板は必要となくなる。さらに、必要があれば、他の光学フィルム
を設けてもよい。また、ＩＣチップなどを実装させてもよい。

以上の工程でＦＰＣが接続されたモジュール型の発光装置が完成する。

また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、また
は実施の形態５と自由に組み合わせることができる。

本実施例では、図１１に製造装置を示す。

図１１において、１００ａ〜１００ｋ、１００ｍ〜１００ｖはゲート、１０１、１１９
は受渡室、１０２、１０４ａ、１０７、１０８、１１１、１１４は搬送室、１０５、１０
６Ｒ、１０６Ｂ、１０６Ｇ、１０６Ｈ、１０９、１１０、１１２、１１３は成膜室、１０
３は前処理室、１１７ａ、１１７ｂは封止基板ロード室、１１５はディスペンサ室、１１
６は封止室、１１８ａは紫外線照射室、１２０は基板反転室である。

以下、予めＴＦＴが設けられた基板を図１１に示す製造装置に搬入し、図４（Ａ）に示
す積層構造を形成する手順を示す。

まず、受渡室１０１にＴＦＴ及び陰極（或いは陽極）２００が設けられた基板をセット
する。次いで受渡室１０１に連結された搬送室１０２に搬送する。予め、搬送室内には極
力水分や酸素が存在しないよう、真空排気した後、不活性ガスを導入して大気圧にしてお
くことが好ましい。

また、搬送室１０２には、搬送室内を真空にする真空排気処理室と連結されている。真
空排気処理室としては、磁気浮上型のターボ分子ポンプ、クライオポンプ、またはドライ
ポンプが備えられている。これにより搬送室の到達真空度を１０^-5〜１０^-6Ｐａにするこ
とが可能であり、さらにポンプ側および排気系からの不純物の逆拡散を制御することがで
きる。装置内部に不純物が導入されるのを防ぐため、導入するガスとしては、窒素や希ガ
ス等の不活性ガスを用いる。装置内部に導入されるこれらのガスは、装置内に導入される
前にガス精製機により高純度化されたものを用いる。従って、ガスが高純度化された後に
成膜装置に導入されるようにガス精製機を備えておく必要がある。これにより、ガス中に
含まれる酸素や水、その他の不純物を予め除去することができるため、装置内部にこれら
の不純物が導入されるのを防ぐことができる。

また、基板に含まれる水分やその他のガスを除去するために、脱気のためのアニールを
真空中で行うことが好ましく、搬送室１０２に連結された前処理室１０３に搬送し、そこ
でアニールを行えばよい。さらに、陰極の表面をクリーニングする必要があれば、搬送室
１０２に連結された前処理室１０３に搬送し、そこでクリーニングを行えばよい。

また、必要があれば、陽極上に正孔注入層として作用するポリ（エチレンジオキシチオ
フェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（PEDOT／PSS）を全面に形成してもよい。
図１１の製造装置には、高分子からなる有機化合物層を形成するための成膜室１０５が設
けられている。スピンコート法やインクジェット法やスプレー法で形成する場合には、大
気圧下で基板の被成膜面を上向きにしてセットする。成膜室１０５と搬送室１０２との間
に設けられた基板反転室１２０で基板を適宜反転させる。また、水溶液を用いた成膜を行
った後は、前処理室１０３に搬送し、そこで真空中での加熱処理を行って水分を気化させ
ることが好ましい。

次いで、大気にふれさせることなく、搬送室１０２から搬送室１０４に基板１０４ｃを
搬送した後、搬送機構１０４ｂによって、成膜室１０６Ｒに搬送し、陰極２００上に赤色
発光するＥＬ層を適宜形成する。ここでは蒸着によって形成する例を示す。成膜室１０６
Ｒには、基板反転室１２０で基板の被成膜面を下向きにしてセットする。なお、基板を搬
入する前に成膜室内は真空排気しておくことが好ましい。

例えば、真空度が５×１０^-3Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０^-4〜１
０^-6Ｐａまで真空排気された成膜室１０６Ｒで蒸着を行う。蒸着の際、予め、抵抗加熱に
より有機化合物は気化されており、蒸着時にシャッター（図示しない）が開くことにより
基板の方向へ飛散する。気化された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマスク（図示し
ない）に設けられた開口部（図示しない）を通って基板に蒸着される。なお、蒸着の際、
基板を加熱する手段により基板の温度（Ｔ₁）は、５０〜２００℃、好ましくは６５〜１
５０℃とする。

フルカラーとするために、３種類のＥＬ層を形成する場合には、成膜室１０６Ｒで成膜
した後、順次、各成膜室１０６Ｇ、１０６Ｂで成膜を行って形成すればよい。

陰極（或いは陽極）２００上に所望のＥＬ層２０１を得たら、次いで、大気にふれさせ
ることなく、搬送室１０４から搬送室１０７に基板を搬送した後、さらに、大気にふれさ
せることなく、搬送室１０７から搬送室１０８に基板を搬送する。

次いで、搬送室１０８内に設置されている搬送機構によって、成膜室１０９に搬送し、
ＥＬ層２０１上に透明導電膜（ＩＴＯなど）からなる陽極２０２を適宜形成する。陰極を
形成する場合は、成膜室１１０で陰極となる薄い金属層を形成した後、成膜室１０９に搬
送して透明導電膜を形成し、薄い金属層（陰極）と透明導電膜との積層を適宜形成する。
ここでは、成膜室１１０は、陰極となるＭｇやＡｇやＡｌを蒸着源に備えた蒸着装置とし
、成膜室１０９は、陽極となる透明導電材料からなるターゲットを少なくとも有している
スパッタ装置とする。

次いで、搬送室１０８内に設置されている搬送機構によって、成膜室１１２に搬送し、
有機化合物層が耐えうる温度範囲で水素を含む膜２０３を形成する。ここでは成膜室１１
２にプラズマＣＶＤ装置を備え、成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガ
ス（例えばＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₆Ｈ₆など）とを用いて水素を含むＤＬＣ膜を形成する。な
お、水素ラジカルが発生する手段を備えていれば特に限定されず、上記水素を含むＤＬＣ
膜の成膜の際、プラズマ化された水素によって有機化合物層における欠陥を水素で終端さ
せる。

次いで、大気に触れることなく、搬送室１０８から成膜室１１３に搬送して水素を含む
膜２０３上に保護膜２０４を形成する。ここでは、成膜室１１３内に、珪素からなるター
ゲットまたは窒化珪素からなるターゲットを備えたスパッタ装置とする。成膜室雰囲気を
窒素雰囲気または窒素とアルゴンを含む雰囲気とすることによって窒化珪素膜を形成する
ことができる。

以上の工程で図４（Ａ）に示す積層構造、即ち、基板上に保護膜および水素を含む膜で
覆われた発光素子が形成される。

次いで、発光素子が形成された基板を大気に触れることなく、搬送室１０８から搬送室
１１１に搬送し、さらに搬送室１１１から搬送室１１４に搬送する。

次いで、発光素子が形成された基板を搬送室１１４から封止室１１６に搬送する。なお
、封止室１１６には、シール材が設けられた封止基板を用意しておくことが好ましい。

封止基板は、封止基板ロード室１１７ａ、１１７ｂに外部からセットされる。なお、水
分などの不純物を除去するために予め真空中でアニール、例えば、封止基板ロード室１１
７ａ、１１７ｂ内でアニールを行うことが好ましい。そして、封止基板にシール材を形成
する場合には、搬送室１０８を大気圧とした後、封止基板を封止基板ロード室からディス
ペンサ室１１５に搬送して、発光素子が設けられた基板と貼り合わせるためのシール材を
形成し、シール材を形成した封止基板を封止室１１６に搬送する。

次いで、発光素子が設けられた基板を脱気するため、真空または不活性雰囲気中でアニ
ールを行った後、シール材が設けられた封止基板と、発光素子が形成された基板とを貼り
合わせる。また、密閉された空間には水素または不活性気体を充填させる。なお、ここで
は、封止基板にシール材を形成した例を示したが、特に限定されず、発光素子が形成され
た基板にシール材を形成してもよい。

次いで、貼り合わせた一対の基板を搬送室１１４から紫外線照射室１１８に搬送する。
次いで、紫外線照射室１１８でＵＶ光を照射してシール材を硬化させる。なお、ここでは
シール材として紫外線硬化樹脂を用いたが、接着材であれば、特に限定されない。

次いで、搬送室１１４から受渡室１１９に搬送して取り出す。

以上のように、図１１に示した製造装置を用いることで完全に発光素子を密閉空間に封入
するまで外気に晒さずに済むため、信頼性の高い発光装置を作製することが可能となる。
なお、搬送室１０２、１１４においては、真空と大気圧とを繰り返すが、搬送室１０４ａ
、１０８は常時、真空が保たれる。

なお、インライン方式の成膜装置とすることも可能である。

また、図１１と一部異なる製造装置を図１２に示す。

図１１では、スピンコート法やインクジェット法やスプレー法で形成する成膜室が一つし
か設けられていない例であったが、図１２の製造装置は、スピンコート法やインクジェッ
ト法やスプレー法で形成する成膜室が３つ備えた例である。例えば、フルカラーとするた
めに、３種類のＥＬ層をスピンコート法やインクジェット法やスプレー法で形成する場合
には、成膜室１２１ａで成膜した後、順次、各成膜室１２１ｂ、１２１ｃで成膜を行って
形成すればよい。

また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、また
は実施の形態５、または実施例１と自由に組み合わせることができる。

本発明を実施してＥＬモジュール（アクティブマトリクス型ＥＬモジュール、パッシブ
型ＥＬモジュール）を完成することができる。即ち、本発明を実施することによって、そ
れらを組み込んだ全ての電子機器が完成される。

その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプ
レイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコン
ピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）などが挙
げられる。それらの一例を図１３、図１４に示す。

図１３（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体２００１、画像入力部２００２、表
示部２００３、キーボード２００４等を含む。

図１３（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０
３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。

図１３（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体２２０１、
カメラ部２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表示部２２０５等を含む。

図１３（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体２３０１、表示部２３０２、アーム
部２３０３等を含む。

図１３（Ｅ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレー
ヤーであり、本体２４０１、表示部２４０２、スピーカ部２４０３、記録媒体２４０４、
操作スイッチ２４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇ
ｔｉａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲー
ムやインターネットを行うことができる。

図１３（Ｆ）はデジタルカメラであり、本体２５０１、表示部２５０２、接眼部２５０
３、操作スイッチ２５０４、受像部（図示しない）等を含む。

図１４（Ａ）は携帯電話であり、本体２９０１、音声出力部２９０２、音声入力部２９
０３、表示部２９０４、操作スイッチ２９０５、アンテナ２９０６、画像入力部（ＣＣＤ
、イメージセンサ等）２９０７等を含む。

図１４（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体３００１、表示部３００２、３００
３、記憶媒体３００４、操作スイッチ３００５、アンテナ３００６等を含む。

図１４（Ｃ）はディスプレイであり、本体３１０１、支持台３１０２、表示部３１０３
等を含む。

ちなみに図１４（Ｃ）に示すディスプレイは中小型または大型のもの、例えば５〜２０
インチの画面サイズのものである。また、このようなサイズの表示部を形成するためには
、基板の一辺が１ｍのものを用い、多面取りを行って量産することが好ましい。

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の作製方法に適
用することが可能である。また、本実施例の電子機器は、実施の形態１乃至５、実施例１
、または実施例２のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる
。

Claims

第１の電極と、該第１の電極上に接する有機化合物層と、該有機化合物層上に接する第２の電極とを有する発光素子を複数有する画素部と、駆動回路と、端子部とを有する発光装置であって、
前記画素部には、薄膜トランジスタに接続する前記第１の電極の端部が絶縁物で覆われており、且つ、該絶縁物上に導電性を有する材料からなる第３の電極と、前記絶縁物及び前記第１の電極上に前記有機化合物層と、前記有機化合物層上及び前記第３の電極に接する前記第２の電極とが設けられており、
前記端子部と前記画素部との間には、前記第３の電極と同一材料からなる配線または前記第２の電極と同一材料からなる配線が端子から延びている配線と接続する箇所を有し、
前記発光素子は、水素を含む膜で覆われ、
前記水素を含む膜は、炭素を主成分とする膜と、窒素を含み珪素を主成分とする膜との積層であることを特徴とする発光装置。