JP3983037B2 - 発光装置およびその作製方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の電極間に有機化合物を含む膜（以下、「有機化合物層」と記す）を設けた素子に電界を加えることで、蛍光又は燐光が得られる発光素子を用いた発光装置及びその作製方法に関する。なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源を指す。また、発光素子にコネクター、例えばFPC（Flexible printed circuit）もしくはTAB（Tape Automated Bonding）テープもしくはTCP（Tape Carrier Package）が取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にCOG（Chip On Glass）方式によりIC（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【０００２】
【従来の技術】
本発明でいう発光素子とは、電界を加えることにより発光する素子である。その発光機構は、電極間に有機化合物層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が有機化合物層中で再結合して、励起状態の分子（以下、「分子励起子」と記す）を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光すると言われている。
【０００３】
このような発光素子において、通常、有機化合物層は1μmを下回るほどの薄膜で形成される。また、発光素子は、有機化合物層そのものが光を放出する自発光型の素子であるため、従来の液晶ディスプレイに用いられているようなバックライトも必要ない。したがって、発光素子は極めて薄型軽量に作製できることが大きな利点である。
【０００４】
また、例えば１００〜２００ｎｍ程度の有機化合物層において、キャリアを注入してから再結合に至るまでの時間は、有機化合物層のキャリア移動度を考えると数十ナノ秒程度であり、キャリアの再結合から発光までの過程を含めてもマイクロ秒以内のオーダーで発光に至る。したがって、非常に応答速度が速いことも特長の一つである。
【０００５】
なお、発光素子はキャリア注入型の素子であるため、直流電圧での駆動（直流駆動）が可能であり、ノイズが生じにくい。駆動電圧に関しては、まず有機化合物層の厚みを100nm程度の均一な超薄膜とし、また、有機化合物層に対するキャリア注入障壁を小さくするような電極材料を選択し、さらにはヘテロ構造（積層構造）を導入することによって、5.5Vで100cd/m²の十分な輝度が達成されたという報告がある（文献１：C. W. Tang and S. A. VanSlyke, "Organic electroluminescent diodes", Applied Physics Letters, vol. 51, No.12, 913-915 （1987））。
【０００６】
こういった薄型軽量・高速応答性・直流低電圧駆動などの特性から、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。また、自発光型であり視野角が広いことから、視認性も比較的良好であり、電気器具の表示画面に用いる素子として有効と考えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような発光素子において、有機化合物層に常に一定方向のバイアスが印加される直流駆動を用いる場合には、有機化合物層にチャージが蓄積されるため、輝度が低下するといった問題が生じる。
【０００８】
これに関して、陽極と正孔輸送層との間に正孔注入層を挿入し、さらに直流駆動ではなく矩形波の交流駆動にすることによって、輝度の低下を抑えることができるという報告がある（（文献１：S. A. VanSlyke, C. H. Chen, and C. W. Tang, "Organic electroluminescent devices with improved stability", Appl.Phys.Lett.,69,(15)2160-2162(1996)）。
【０００９】
これは、正孔注入層を挿入することによるエネルギー障壁の緩和と、交流駆動によって有機化合物層に極性の異なる電圧が交互に印加されるため、有機化合物層の内部におけるチャージの蓄積が緩和されるために、輝度の低下を抑えることができるという実験的な裏付けであり、発光素子の素子寿命を向上させるためには、交流駆動が適していることを示唆するものである。
【００１０】
しかし、交流駆動による発光素子を形成する場合において、発光素子は通常、陽極、有機化合物層、および陰極からなる積層構造を有しているため陽極側から正の電圧（順バイアス）が印加され、陰極側に負の電圧（逆バイアス）が印加されたときにのみ電流が流れ、発光が得られる。つまり、交流駆動を用いた場合には、逆バイアスが印加されたときには、発光素子は発光しないことになる。
【００１１】
このように実効的な発光時間が短くなると表示が暗くなるため、所定の輝度を維持しようと高い電圧を印加すると、発光素子の劣化が進むという問題が生じる。
【００１２】
そこで本発明では、発光装置の駆動方法として交流駆動を用いると共に、極性の異なる電圧が交互に印加された場合のいずれにおいても常に発光が得られる発光素子およびその作製方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明では、陽極、有機化合物層、および陰極からなる第１の発光素子、および第２の発光素子が形成され、これらの発光素子は、同一の有機化合物層を挟んで、陽極、および陰極が形成され、第１の発光素子の陽極と第２の発光素子の陽極、および第１の発光素子の陰極と第２の発光素子の陰極は、有機化合物層を挟んでそれぞれ反対側に形成され、第１の発光素子および第２の発光素子のいずれか一方により、一つの階調表示を行うことを特徴とする。
【００１４】
なお、本発明の発光装置は、交流駆動により発光素子を発光させるものであり、第１の発光素子と第２の発光素子に逆極性の電圧が交互に印加される。そして、正の極性の電圧（順バイアス）が印加された一方の発光素子が発光し、負の極性の電圧（逆バイアス）が印加された他方の発光素子は発光しない。つまり、２つの発光素子が印加される電圧の極性によって交互に発光するため、発光素子を常に発光させることができる。
【００１５】
本発明における発光装置は、交流駆動により有機化合物層におけるチャージの蓄積を緩和することができるために、輝度の低下を抑え、素子寿命を向上させることができる。さらに、本発明における発光装置は、交流駆動の場合においても常に画素の発光素子を発光させることができるので、直流駆動における素子劣化を防ぐことができる一方で、直流駆動の場合と同様な階調表示が可能となる。
【００１６】
本発明において開示する発明の構成は、第１の発光素子と、第２の発光素子を有する発光装置であって、前記第１の発光素子は、第１の画素電極と、有機化合物層と、第１の対向電極と、を有し、前記第２の発光素子は、第２の画素電極と、前記有機化合物層と、第２の対向電極と、を有し前記第１の画素電極および前記第２の対向電極は、陽極または陰極のいずれか一方であり、前記第２の画素電極および前記第１の対向電極は、陽極または陰極のいずれか他方であることを特徴とする発光装置である。
【００１７】
また、他の発明の構成は、絶縁表面上に形成された第１のＴＦＴおよび第２のＴＦＴと、前記第１のＴＦＴおよび前記第２のＴＦＴ上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された第１の画素電極および第２の画素電極と、前記第１の画素電極と前記第１のＴＦＴとの接続部、および第２の画素電極と前記第２のＴＦＴとの接続部を覆って形成された絶縁膜と、前記第１の画素電極および前記第２の画素電極上に形成された有機化合物層と、前記有機化合物層上に形成された第１の対向電極、および第２の対向電極と、を有する発光装置であって、前記第１の画素電極、および前記第２の対向電極は、陽極または陰極のいずれか一方であり、前記第２の画素電極、および前記第１の対向電極は、陽極または陰極のいずれか他方であることを特徴とする発光装置である。
【００１８】
なお、上記各構成において、絶縁表面上に形成された第１のＴＦＴおよび第２のＴＦＴと、前記第１のＴＦＴおよび前記第２のＴＦＴ上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された第１の画素電極および第２の画素電極と、前記第１の画素電極と前記第１のＴＦＴとの接続部、および第２の画素電極と前記第２のＴＦＴとの接続部を覆って形成された絶縁膜と、前記第１の画素電極および前記第２の画素電極上に形成された有機化合物層と、前記有機化合物層上に形成された第１の対向電極、および第２の対向電極と、を有する発光装置であって、前記第１のＴＦＴおよび前記第２のＴＦＴは、ソース領域およびドレイン領域をそれぞれ有し、第１の画素電極は第１の電極からなり、第２の画素電極は第２の電極および第１の補助電極からなり、前記第１の電極および前記第２の電極は、前記層間絶縁膜に形成された開口部において、前記ソース領域または前記ドレイン領域のいずれか一方と電気的に接続され、前記第１の画素電極、および前記第２の対向電極は、陽極または陰極のいずれか一方であり、前記第２の画素電極、および前記第１の対向電極は、陽極または陰極のいずれか他方であることを特徴とする発光装置である。
【００１９】
なお、上記各構成において、絶縁表面上に形成された第１のＴＦＴおよび第２のＴＦＴと、前記第１のＴＦＴおよび前記第２のＴＦＴ上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された第１の画素電極および第２の画素電極と、前記第１の画素電極と前記第１のＴＦＴとの接続部、および第２の画素電極と前記第２のＴＦＴとの接続部を覆って形成された絶縁膜と、前記第１の画素電極および前記第２の画素電極上に形成された有機化合物層と、前記有機化合物層上に形成された第１の対向電極、および第２の対向電極と、を有する発光装置であって、前記第１のＴＦＴおよび前記第２のＴＦＴは、ソース領域およびドレイン領域をそれぞれ有し、第１の画素電極は第１の電極からなり、第２の画素電極は第２の電極および第１の補助電極からなり、前記第１の電極および前記第２の電極は、前記層間絶縁膜に形成された開口部において、前記ソース領域または前記ドレイン領域のいずれか一方と電気的に接続され、前記第１の電極および前記第２の電極は、陽極または陰極のいずれか一方を形成する材料からなり、前記第１の補助電極は、陽極または陰極のいずれか他方を形成する材料からなることを特徴とする発光装置である。
【００２０】
なお、上記各構成において、絶縁表面上に形成された第１のＴＦＴおよび第２のＴＦＴと、前記第１のＴＦＴおよび前記第２のＴＦＴ上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された第１の画素電極および第２の画素電極と、前記第１の画素電極と前記第１のＴＦＴとの接続部、および第２の画素電極と前記第２のＴＦＴとの接続部を覆って形成された絶縁膜と、前記第１の画素電極および前記第２の画素電極上に形成された有機化合物層と、前記有機化合物層上に形成された第１の対向電極、および第２の対向電極と、を有する発光装置であって、第１の対向電極は第２の補助電極および第３の電極からなり、第２の対向電極は第３の電極からなり、前記第１の画素電極、および前記第２の対向電極は、陽極または陰極のいずれか一方であり、前記第２の画素電極、および前記第１の対向電極は、陽極または陰極のいずれか他方であることを特徴とする発光装置である。
【００２１】
なお、上記各構成において、絶縁表面上に形成された第１のＴＦＴおよび第２のＴＦＴと、前記第１のＴＦＴおよび前記第２のＴＦＴ上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された第１の画素電極および第２の画素電極と、前記第１の画素電極と前記第１のＴＦＴとの接続部、および第２の画素電極と前記第２のＴＦＴとの接続部を覆って形成された絶縁膜と、前記第１の画素電極および前記第２の画素電極上に形成された有機化合物層と、前記有機化合物層上に形成された第１の対向電極、および第２の対向電極と、を有する発光装置であって、第１の対向電極は第２の補助電極および第３の電極からなり、第２の対向電極は第３の電極からなり、前記第３の電極は、陽極または陰極のいずれか一方を形成する材料からなり、前記第２の補助電極は、陽極または陰極のいずれか他方を形成する材料からなることを特徴とする発光装置である。
【００２２】
なお、上記各構成において、有機化合物層は、正孔輸送性および電子輸送性を有するバイポーラ性の材料からなることを特徴とする。
【００２３】
なお、本発明の発光装置の作製において、第１の電極および第２の電極を形成し、第２の電極上のみに第１の補助電極を蒸着法により形成した後、これらの電極上に同一の材料で、同一の層からなる有機化合物層を形成することができる。
【００２４】
そこで、本発明における他の構成は、絶縁表面上に第１の電極および第２の電極を形成し、前記第２の電極上に第１の補助電極を形成し、前記第１の電極、前記第２の電極および前記第１の補助電極上に有機化合物層を形成し、前記有機化合物層上であって、前記第１の電極と重なる位置に第２の補助電極を形成し、前記有機化合物層、および前記第２の補助電極上に第３の電極を形成する発光装置の作製方法であって、前記第１の電極からなる第１の画素電極と、前記有機化合物層と、前記第２の補助電極および前記第３の電極とからなる第１の対向電極と、を有する第１の発光素子と、前記第２の電極および前記第１の補助電極とからなる第２の画素電極と、前記有機化合物層と、前記第３の電極からなる第２の対向電極と、を有する第２の発光素子と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。
【００２５】
また、本発明における他の構成は、絶縁表面上に第１のＴＦＴおよび第２のＴＦＴを形成し、前記第１のＴＦＴおよび前記第２のＴＦＴ上に層間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜上に第１の電極および第２の電極を形成し、前記第２の電極上に第１の補助電極を形成し、前記第１の電極と前記第１のＴＦＴとの接続部、および第２の電極と前記第２のＴＦＴとの接続部を覆って絶縁膜を形成し、前記第１の電極、前記第２の電極および前記第１の補助電極上に有機化合物層を形成し、前記有機化合物層上であって、前記第１の電極と重なる位置に第２の補助電極を形成し、前記有機化合物層、および前記第２の補助電極上に第３の電極を形成する発光装置の作製方法であって、前記第１の電極からなる第１の画素電極と、前記有機化合物層と、前記第２の補助電極および前記第３の電極とからなる第１の対向電極と、を有する第１の発光素子と、前記第２の電極および前記第１の補助電極とからなる第２の画素電極と、前記有機化合物層と、前記第３の電極からなる第２の対向電極と、を有する第２の発光素子と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。
【００２６】
なお、上記構成において、前記第１のＴＦＴおよび前記第２のＴＦＴは、ソース領域およびドレイン領域をそれぞれ有し、前記第１の電極および前記第２の電極は、前記層間絶縁膜に形成された開口部において、前記ソース領域または前記ドレイン領域のいずれか一方と電気的に接続されることを特徴とする。
【００２７】
また、上記各構成において、前記第１の画素電極および前記第２の対向電極は、陽極または陰極のいずれか一方であり、前記第２の画素電極および前記第１の対向電極は、陽極または陰極のいずれか他方であることを特徴とする。
【００２８】
尚、本発明の発光装置から得られる発光は、一重項励起状態又は三重項励起状態のいずれか一方、またはその両者による発光を含むものとする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。なお、図１（Ａ）には、本発明において、各画素が有する発光素子の素子構造について示す。
【００３０】
図１（Ａ）に示すように基板１０１上に陽極１０２、および陰極１０３の２種類の電極が形成され、これらの電極（１０２、１０３）と接して有機化合物層１０４が形成され、有機化合物層１０４と接して陰極１０５、および陽極１０６が形成される。つまり、共通の有機化合物層１０４を挟んで両側に陰極、および陽極がそれぞれ形成される構造を有する。別の言い方をすれば、陽極１０２と有機化合物層１０４と陰極１０５とを有する第１の発光素子１０７と、陰極１０３と有機化合物層１０４と陽極１０６とを有する第２の発光素子１０８が形成されている。
【００３１】
なお、本明細書中では、有機化合物層を形成する前に形成される電極を画素電極と呼ぶことにする。具体的には、陽極１０２、および陰極１０３をそれぞれ画素電極（１）、および画素電極（２）と呼ぶことにする。
【００３２】
これに対して、有機化合物層を形成した後で形成される電極を対向電極と呼ぶことにする。具体的には、陰極１０５、および陽極１０６をそれぞれ対向電極（１）、および対向電極（２）と呼ぶことにする。
【００３３】
なお、これらの発光素子において、陰極に陽極よりも低い電圧が印加され、陽極に陰極よりも高い電圧が印加されると、すなわち、順バイアスが印加されると、陰極から有機化合物層に電子が注入され、陽極からは有機化合物層に正孔が注入されることにより、有機化合物層に電流が流れる。また、有機化合物層１０４において、正孔と電子が再結合することにより発光が得られる。
【００３４】
なお、本発明において有機化合物層１０４は、バイポーラ性を有している。なお、バイポーラ性とはキャリアである電子および正孔のいずれに対しても輸送性を有することをいう。
【００３５】
また、本発明における２種類の発光素子（１０７、１０８）は、交流電源１０９に接続される。そして、画素電極と対向電極に印加される電圧の大小関係を交互に反転させることにより、２種類の発光素子（１０７、１０８）の一方に交互に順バイアスが印加され、他方に交互に逆バイアスが印加される。
【００３６】
なお、本明細書中では、発光素子に順バイアスが印加され、電流が流れる状態になることを発光素子が機能すると呼ぶことにする。つまり、発光素子に逆バイアスが印加された場合には、発光素子は機能しないことになる。
【００３７】
図１（Ｂ）に本発明の発光素子を形成する場合における具体的な方法について説明する。
【００３８】
基板１０１上に導電性の材料を用いて第１の電極１１２、および第２の電極１１３を形成する。なお、本実施の形態においては、第１の電極１１２、および第２の電極１１３が陽極となりうる材料で形成される場合について説明する。ここで用いる導電性の材料としては、仕事関数が４．５ｅＶ以上の仕事関数の大きい材料を用いることができる。具体的には、ＩＴＯ（indium tin oxide）、ＩＺＯ（indium zinc oxide）、またはＩＤＩＸＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃−ＺｎＯ）といった透光性の導電膜の他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）等の長周期型の周期表における３〜１１族に属する元素を導電性材料として用いることができる。なお、ここで形成される電極（１１２、１１３）から光を透過させるような素子構造の場合には、透光性の導電性材料を用いて形成する。
【００３９】
次に第２の電極１１３上に陰極となりうる導電性の材料を用いて第１の補助電極１１４を形成する。なお、第１の補助電極１１４に用いる仕事関数の小さい（具体的には、仕事関数が３．８ｅＶ以下）材料としては、元素周期律の１族または２族に属する元素、すなわちアルカリ金属及びアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金や化合物の他、希土類金属を含む遷移金属を用いることができる。第１の補助電極１１４は、蒸着法又はスパッタリング法により形成することができる。
【００４０】
次に、第１の電極１１２および第１の補助電極１１４上にバイポーラ性を有する有機化合物層１０４を形成する。なお、有機化合物層１０４を形成する材料としては、低分子系の材料であっても良いし、高分子系の材料であっても良い。
【００４１】
低分子系の材料を用いる場合には、正孔輸送性の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを重量比（wt%）が１：１となるように共蒸着することにより形成することができる。
【００４２】
具体的には、正孔輸送性の性質を有する４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（以下、α−ＮＰＤと示す）と電子輸送性の性質を有するトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ₃と示す）とを共蒸着することにより形成することができる。なお、有機化合物層の一部にドーパントとなる材料をドーピングすることにより発光領域を限定することもできる。
【００４３】
高分子系の材料を用いる場合には、正孔輸送性の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを溶媒中に所定のモル比で混合することにより形成することができる。
【００４４】
具体的には、正孔輸送性の性質を有するポリビニルカルバゾール（以下、ＰＶＫと示す）と電子輸送性の性質を有する１，３，４−オキサジアゾール誘導体である（２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール(以下、ＰＢＤと示す)とをトルエン中に混合して形成した塗布液を塗布することにより形成することができる。なお、ドーパントとなる材料を塗布液中に混合しておいてもよい。
【００４５】
次に、有機化合物層１０４上であって、第１の電極１１２と重なる位置に陰極となる導電性の材料を用いて、第２の補助電極１１５を形成する。なお、ここで用いる導電性の材料としては、先に１の補助電極１１４を形成する際に用いたものと同じ材料を用いることができる。但し、ここで形成される第２の補助電極１１５は有機化合物層１０４上に形成されるため、蒸着法により形成されることが望ましい。
【００４６】
最後に有機化合物層１０４、および第２の補助電極１１５を覆って第３の電極１１６が形成される。なお、第３の電極１１６を形成する材料としては、陽極を形成しうる導電性の材料を用いるが、先に第１の電極１１２、および第２の電極１１３を形成する際に用いたものと同じ材料を用いることができる。但し、ここで形成される第３の電極１１６は有機化合物層１０４上に形成されるため、蒸着法により形成されることが望ましい。
【００４７】
以上により、第１の電極１１２、有機化合物層１０４、第２の補助電極１１５、および第３の電極とからなる第１の発光素子１１７と第２の電極１１３、第１の補助電極１１４、有機化合物層１０４、および第３の電極１１６とからなる第２の発光素子１１８を形成することができる。
【００４８】
なお、第１の発光素子１１７において、陽極となりうる導電性材料からなる第１の電極１１２が、図１（Ａ）における陽極１０２であり、画素電極（１）である。これに対して、陰極となりうる導電性材料からなる第２の補助電極１１５が仕事関数の点から陰極となりうるが、極薄膜で形成されるために問題となる膜抵抗を第３の電極１１６との積層により低くすることができるため、ここでは、第２の補助電極１１５と第３の電極１１６を積層したものを、図１（Ａ）における陰極１０５であり、対向電極（１）とする。
【００４９】
また、第２の発光素子１１８において、第２の電極１１３上に陰極となりうる導電性材料からなる第１の補助電極１１４が仕事関数の点から陰極となりうるが、極薄膜で形成されるために問題となる膜抵抗を第２の電極１１３上に積層されることにより低くすることができるため、ここでは、第２の電極１１３と第１の補助電極１１４とを積層したものが、図１（Ａ）における陰極１０３であり、対向電極（２）とする。これに対して、陽極となりうる導電性材料からなる第３の電極１１６が、図１（Ａ）における陽極１０６であり、対向電極（２）である。
【００５０】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について説明する。
【００５１】
（実施例１）
本実施例では、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）と発光素子とが電気的に接続されたアクティブマトリクス型であって、発光素子の画素電極が透光性の材料で形成され、有機化合物層で生じた光を画素電極から取り出す構造（いわゆる、下方出射型）の場合について説明する。
【００５２】
図２（Ａ）において、発光装置の画素部を形成する画素の断面図を示す。基板２０１上には、２種類のＴＦＴ（電流制御用ＴＦＴともいう）が形成されており、ＴＦＴ１（２０２）には、配線２０４を介して第１の電極２０５が電気的に接続され、ＴＦＴ２（２０３）には、配線２０６を介して第２の電極（２）２０７が電気的に接続されている。なお、本実施例の場合には、ＴＦＴ１（２０２）は、ｐチャネル型ＴＦＴで形成され、ＴＦＴ２（２０３）は、ｎチャネル型ＴＦＴで形成されている。
【００５３】
なお、配線２０４と第１の電極２０５の接続部、および配線２０６と第２の電極２０７の接続部は、絶縁材料からなる絶縁層２１４により覆われている。なお、絶縁層２１４の形成において、酸化珪素、窒化珪素および窒化酸化珪素等の珪素を含む材料の他、ポリイミド、ポリアミド、アクリル（感光性アクリルを含む）、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）といった有機樹脂膜を用いたり、シリコン酸化膜として、塗布シリコン酸化膜（ＳＯＧ：Spin On Glass）を用いて絶縁膜を形成する。なお、膜厚は、０．１〜２μｍで形成することができるが、特に酸化珪素、窒化珪素および窒化酸化珪素等の珪素を含む材料を用いる場合には０．１〜０．３μｍの膜厚で形成することが望ましい。
【００５４】
そして、この絶縁膜の第１の電極２０５、および第２の電極２０７と対応する位置に開口部を形成して、絶縁層２１４が形成される。
【００５５】
具体的には、感光性アクリルを用いて１μｍの絶縁膜を形成し、フォトリソグラフィ−法によりパターニングを行った後で、エッチング処理を行うことにより絶縁層２１４を形成する。
【００５６】
第１の電極２０５の上には、有機化合物層２０９と、第２の補助電極２１０と、第３の電極２１１とが積層され、第１の発光素子２１２が形成されている。また、第２の電極２０７上には、第１の補助電極２０８と、有機化合物層２０９と、第３の電極２１１とが積層され、第２の発光素子２１３が形成されている。
【００５７】
なお、第１の電極２０５、第２の電極２０７、および第３の電極２１１は、陽極となりうる仕事関数の大きい材料で形成され、第１の補助電極２０８、および第２の補助電極２１０は、陰極となりうる仕事関数の小さい材料で形成されている。そのため、第１の発光素子２１２においては、第１の電極２０５が第１の画素電極（陽極）２１７となり、第２の補助電極２１０、および第３の電極２１１の積層されたものが第１の対向電極（陰極）２１８となる。また、第２の発光素子２１３においては、第２の電極２０７、および第１の補助電極２０８の積層されたものが第２の画素電極（陰極）２１９となり、第３の電極２１１が第２の対向電極（陽極）２２０となる。
【００５８】
第１の発光素子２１２および第２の発光素子２１３の具体的な素子構成について図２（Ｂ）に示し、これらの作製方法について以下に説明する。
【００５９】
但し、基板上に形成されるＴＦＴおよび配線の形成までは、後の実施例で詳細に説明するため本実施例では省略し、本実施例では、配線形成後に形成される発光素子の作製について説明する。
【００６０】
まず、配線２０４に接して第１の電極２０５、配線２０６に接して第２の電極２０７が形成される。なお、本実施例における第１の電極２０５、および第２の電極２０７は、光を出射する電極となるため、透光性であり、仕事関数が４．５ｅＶ以上の材料を用いて形成する。具体的には、ＩＴＯ、ＩＺＯ、またはＩＤＩＸＯといった材料を用いることができるが、ここではＩＴＯをスパッタリング法により１００ｎｍの膜厚で成膜した後、パターニングすることにより形成する。
【００６１】
さらに、第２の電極２０７上に第１の補助電極２０８を形成する。なお、第１の補助電極２０８も透光性の材料で形成されている。本実施例における第１の補助電極２０８の材料としては、フッ化バリウム（ＢａＦ₂）、フッ化カルシウム（ＣａＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）等を用いることができるが、膜厚を１ｎｍ程度で形成する必要がある。その他にもセシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム合金（Ｍｇ：Ａｇ）およびランタノイド系の材料を用いることができる。なお、この場合には、２０ｎｍ以下の膜厚で形成すればよい。ここでは、フッ化バリウム（ＢａＦ₂）を１ｎｍの膜厚で成膜し、第１の補助電極２０８を形成する。また、メタルマスクを用いて蒸着することにより、第２の電極２０７上にのみ第１の補助電極２０８を形成することができる。
【００６２】
次に、有機化合物層２０９が形成される。本実施例では、低分子系の材料を用い、正孔輸送性の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを重量比（wt%）が１：１となるように共蒸着することにより形成することができる。また、本実施例における有機化合物層２０９の膜厚は、１００ｎｍである。
【００６３】
具体的には、正孔輸送性の性質を有する４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（以下、α−ＮＰＤと示す）と電子輸送性の性質を有するトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ₃と示す）とを重量比（wt%）が１：１となるように共蒸着することにより形成することができる。ここで形成された層をバイポーラ層２１５と呼ぶことにする。
【００６４】
さらに、本実施例では、このバイポーラ層２１５を形成する途中で、ドーパントとなる４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ジュロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピラン（以下、ＤＣＭ２と示す）をドーピングすることにより発光領域となるドープ領域２１６を形成する。なお、この時のドープ領域２１６における重量比（wt%）が、（α−ＮＰＤ）：（Ａｌｑ₃）：（ＤＣＭ）＝５０：５０：１となるように共蒸着して形成することができる。
【００６５】
そして、ドープ領域２１６上に再びバイポーラ層２１５を形成することにより有機化合物層２０９における発光領域を限定することができる。なお、このような材料により有機化合物層２０９を形成した場合には、赤色発光を示す有機化合物層を形成することができる。
【００６６】
なお、緑色発光を示す有機化合物層を形成する場合には、バイポーラ層２１５を同様の材料（α−ＮＰＤとＡｌｑ₃）で形成し、ドープ領域２１６にジメチルキナクリドンをドーピングすることにより形成することができる。なお、この時のドープ領域２１６における重量比（wt%）が、（α−ＮＰＤ）：（Ａｌｑ₃）：（キナクリドン）＝５０：５０：１となるように共蒸着して形成することができる。
【００６７】
さらに、青色発光を示す有機化合物層を形成する場合には、バソキュプロイン（以下、ＢＣＰと示す）と、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（以下、ＭＴＤＡＴＡと示す）とを重量比（wt%）が１：１となるように共蒸着することによりバイポーラ層２１５を形成する。そして、ドープ領域２１６にペリレンをドーピングすることにより形成することができる。なお、この時のドープ領域２１６における重量比（wt%）が、（ＢＣＰ）：（ＭＴＤＡＴＡ）：（ペリレン）＝５０：５０：５となるように共蒸着して形成することができる。
【００６８】
なお、これらのドープ領域２１６は、２０〜３０ｎｍの膜厚で形成される。
【００６９】
上述したような赤色発光を示す有機化合物層、緑色発光を示す有機化合物層、青色発光を示す有機化合物層２０９を有する画素が画素部に形成されることにより、フルカラー表示が可能となる。
【００７０】
また、本実施例で示した有機化合物層２０９は、ドープ領域２１６が発光領域となっていたが、ドープ領域２１６を設けるのではなく、全く別の材料からなる発光層をバイポーラ層２１５の間に形成することもできる。この場合において、バイポーラ層２１５を形成する材料としては、先に示したものを用いれば良く、発光層を形成する材料としては、４，４'−ビス（２，２−ジフェニル−ビニル）−ビフェニル（以下、ＤＰＶＢｉと示す）等が挙げられる。
【００７１】
一方、高分子系の材料を用いる場合には、ＰＶＫ、およびＰＢＤをトルエン中に１：０．３のモル比で混合し、ドーパントであるトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（以下、Ｉｒ（ｐｐｙ）₃と示す）をＰＶＫ、およびＰＢＤの全モル数に対して３ｍｏｌ％のモル分率となるように混合することにより塗布液を形成し、これを塗布することにより形成する。
【００７２】
次に、有機化合物層２０９の上に第２の補助電極２１０を形成する。なお、第２の補助電極２１０も第１の補助電極２０８と同じ材料で形成することができるが、ここでは、バリウム（Ｂａ）を２０ｎｍの膜厚で成膜し、第２の補助電極２１０を形成する。また、メタルマスクを用いて蒸着することにより、第１の電極２０５上にのみ第２の補助電極２１０を形成することができる。
【００７３】
最後に第３の電極２１１を形成する。なお、第３の電極２１１を形成する導電性の材料としては、仕事関数が４．５ｅＶ以上の仕事関数の大きい材料を用いる。また、本実施例において、発光素子の発光効率を低下させないためには第３の電極２１１から光が出射されない構造とするのが望ましいので、遮光性の材料を用いて形成する。具体的には、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）等の長周期型の周期表における３〜１１族に属する元素を導電性材料として用いることができる。なお、本実施例では、金（Ａｕ）を１００ｎｍの膜厚で成膜して第３の電極２１１を形成する。
【００７４】
以上により、一つの画素内に第１の発光素子２１２、および第２の発光素子２１３を有し、どちらの発光素子においても、画素電極側から光を出射することができる下面出射型の発光装置を形成することができる。
【００７５】
（実施例２）
本実施例では、実施例１と異なり、対向電極が透光性の材料で形成され、有機化合物層で生じた光を対向電極から取り出す構造（いわゆる、上方出射型）の場合について説明する。
【００７６】
図３（Ａ）において、発光装置の画素部を形成する画素の断面図を示す。基板３０１上には、２種類のＴＦＴ（電流制御用ＴＦＴともいう）が形成されており、ＴＦＴ１（３０２）には、配線３０４を介して第１の電極３０５が電気的に接続され、ＴＦＴ２（３０３）には、配線３０６を介して第２の電極（２）３０７が電気的に接続されている。なお、本実施例の場合には、ＴＦＴ１（３０２）は、ｐチャネル型ＴＦＴで形成され、ＴＦＴ２（３０３）は、ｎチャネル型ＴＦＴで形成されている。
【００７７】
なお、配線３０４と第１の電極３０５の接続部、および配線３０６と第２の電極３０７の接続部は、実施例１と同様に絶縁材料からなる絶縁層３１４により覆われている。なお、絶縁層３１４を形成する材料としては、実施例１で示したものと同様のものを用いればよい。また、同様に、この絶縁膜の第１の電極３０５、および第２の電極３０７と対応する位置に開口部を形成して、絶縁層３１４が形成される。
【００７８】
第１の電極３０５の上には、有機化合物層３０９と、第２の補助電極３１０と、第３の電極３１１とが積層され、第１の発光素子３１２が形成されている。また、第２の電極３０７上には、第１の補助電極３０８と、有機化合物層３０９と、第３の電極３１１とが積層され、第２の発光素子３１３が形成されている。
【００７９】
なお、第１の電極３０５、第２の電極３０７、および第３の電極３１１は、陽極となりうる仕事関数の大きい材料で形成され、第１の補助電極３０８、および第２の補助電極３１０は、陰極となりうる仕事関数の小さい材料で形成されている。そのため、第１の発光素子３１２においては、第１の電極３０５が第１の画素電極（陽極）３１７となり、第２の補助電極３１０、および第３の電極３１１の積層されたものが第１の対向電極（陰極）３１８となる。また、第２の発光素子３１３においては、第２の電極３０７、および第１の補助電極３０８の積層されたものが第２の画素電極（陰極）３１９となり、第３の電極３１１が第２の対向電極（陽極）３２０となる。
【００８０】
第１の発光素子３１２および第２の発光素子３１３の具体的な素子構成について図３（Ｂ）に示し、これらの作製方法について以下に説明する。
【００８１】
但し、基板上に形成されるＴＦＴおよび配線の形成までは、後の実施例で詳細に説明するため本実施例では省略し、本実施例では、配線形成後に形成される発光素子の作製について説明する。
【００８２】
まず、配線３０４に接して第１の電極３０５、配線３０６に接して第２の電極３０７が形成される。なお、本実施例において、発光素子の発光効率を低下させないためには第１の電極３０５、および第２の電極３０７から光が出射されない構造とするのが望ましいので、遮光性であり、仕事関数が４．５ｅＶ以上の材料を用いて形成する。ここでは窒化チタン（ＴｉＮ）をスパッタリング法により１００ｎｍの膜厚で成膜した後、パターニングすることにより形成する。
【００８３】
さらに、第２の電極３０７上に第１の補助電極３０８を形成する。なお、本実施例における第１の補助電極３０８の材料としては、フッ化バリウム（ＢａＦ₂）、フッ化カルシウム（ＣａＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）等を用いることができるが、膜厚を１ｎｍ程度で形成する必要がある。その他にもセシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム合金（Ｍｇ：Ａｇ）およびランタノイド系の材料を用いることができる。なお、この場合には、２０ｎｍ以下の膜厚で形成すればよい。ここでは、マグネシウム合金（Ｍｇ：Ａｇ）を２０ｎｍの膜厚で成膜し、第１の補助電極３０８を形成する。また、メタルマスクを用いて蒸着することにより、第２の電極３０７上にのみ第１の補助電極３０８を形成することができる。
【００８４】
次に、有機化合物層３０９が形成される。本実施例においても実施例１と同様にして、低分子系の材料を用い、正孔輸送性の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを重量比（wt%）が１：１となるように共蒸着することにより形成することができる。なお、本実施例における有機化合物層３０９の膜厚は、１００ｎｍである。
【００８５】
具体的には、正孔輸送性の性質を有する４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（以下、α−ＮＰＤと示す）と電子輸送性の性質を有するトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ₃と示す）とを重量比（wt%）が１：１となるように共蒸着することにより形成することができる。ここで形成された層をバイポーラ層３１５と呼ぶことにする。
【００８６】
さらに、本実施例では、このバイポーラ層２１５を形成する途中で、ドーパントとなる４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ジュロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピラン（以下、ＤＣＭ２と示す）をドーピングすることにより発光領域となるドープ領域３１６を形成する。なお、この時のドープ領域３１６における重量比（wt%）が、（α−ＮＰＤ）：（Ａｌｑ₃）：（ＤＣＭ）＝５０：５０：１となるように共蒸着して形成することができる。
【００８７】
そして、ドープ領域３１６上に再びバイポーラ層３１５を形成することにより有機化合物層３０９における発光領域を限定することができる。なお、このような材料により有機化合物層３０９を形成した場合には、赤色発光を示す有機化合物層を形成することができる。
【００８８】
なお、緑色発光を示す有機化合物層を形成する場合には、バイポーラ層３１５を同様の材料（α−ＮＰＤとＡｌｑ₃）で形成し、ドープ領域３１６にジメチルキナクリドンをドーピングすることにより形成することができる。なお、この時のドープ領域３１６における重量比（wt%）が、（α−ＮＰＤ）：（Ａｌｑ₃）：（キナクリドン）＝５０：５０：１となるように共蒸着して形成することができる。
【００８９】
さらに、青色発光を示す有機化合物層を形成する場合には、バソキュプロイン（以下、ＢＣＰと示す）と、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（以下、ＭＴＤＡＴＡと示す）とを重量比（wt%）が１：１となるように共蒸着することによりバイポーラ層３１５を形成する。そして、ドープ領域３１６にペリレンをドーピングすることにより形成することができる。なお、この時のドープ領域３１６における重量比（wt%）が、（ＢＣＰ）：（ＭＴＤＡＴＡ）：（ペリレン）＝５０：５０：５となるように共蒸着して形成することができる。
【００９０】
なお、これらのドープ領域３１６は、２０〜３０ｎｍの膜厚で形成される。
【００９１】
上述したような赤色発光を示す有機化合物層、緑色発光を示す有機化合物層、青色発光を示す有機化合物層３０９を有する画素が画素部に形成されることにより、フルカラー表示が可能となる。
【００９２】
また、本実施例で示した有機化合物層３０９は、ドープ領域３１６が発光領域となっていたが、ドープ領域３１６を設けるのではなく、全く別の材料からなる発光層をバイポーラ層３１５の間に形成することもできる。この場合において、バイポーラ層３１５を形成する材料としては、先に示したものを用いれば良く、発光層を形成する材料としては、４，４'−ビス（２，２−ジフェニル−ビニル）−ビフェニル（以下、ＤＰＶＢｉと示す）等が挙げられる。
【００９３】
一方、高分子系の材料を用いる場合には、ＰＶＫ、およびＰＢＤをトルエン中に１：０．３のモル比で混合し、ドーパントであるトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（以下、Ｉｒ（ｐｐｙ）₃と示す）をＰＶＫ、およびＰＢＤの全モル数に対して３ｍｏｌ％のモル分率となるように混合することにより塗布液を形成し、これを塗布することにより形成する。
【００９４】
次に、有機化合物層３０９の上に第２の補助電極３１０を形成する。なお、第２の補助電極３１０も第１の補助電極３０８と同じ材料で形成することができるが、ここでは、フッ化バリウム（ＢａＦ₂）を１ｎｍの膜厚で成膜し、第２の補助電極３１０を形成する。また、メタルマスクを用いて蒸着することにより、第１の電極３０５上にのみ第２の補助電極３１０を形成することができる。
【００９５】
最後に第３の電極３１１を形成する。なお、第３の電極３１１を形成する導電性の材料としては、仕事関数が４．５ｅＶ以上の仕事関数の大きい材料を用いる。なお、本実施例における第３の電極３１１は、光を出射する電極となるため、透光性であり、仕事関数が４．５ｅＶ以上の材料を用いて形成する。具体的には、ＩＴＯ、ＩＺＯ、またはＩＤＩＸＯといった材料を用いることができるが、ここではＩＴＯを蒸着法、もしくはスパッタリング法により１００ｎｍの膜厚で成膜して第３の電極３１１を形成する。
【００９６】
以上により、一つの画素内に第１の発光素子３１２、および第２の発光素子３１３を有し、どちらの発光素子においても、対向電極側から光を出射することができる上方出射型の発光装置を形成することができる。
【００９７】
（実施例３）
本実施例では、実施例２で示したのと同じ上面出射型の発光装置であるが、その素子構造が異なる場合について説明する。
【００９８】
図４（Ａ）において、発光装置の画素部を形成する画素の断面図を示す。基板４０１上には、２種類のＴＦＴ（電流制御用ＴＦＴともいう）が形成されており、ＴＦＴ１（４０２）には、配線４０４を介して第１の電極４０５が電気的に接続され、ＴＦＴ２（４０３）には、配線４０６を介して第２の電極（２）４０７が電気的に接続されている。なお、本実施例の場合には、ＴＦＴ１（４０２）は、ｎチャネル型ＴＦＴで形成され、ＴＦＴ２（４０３）は、ｐチャネル型ＴＦＴで形成されている。
【００９９】
なお、配線４０４と第１の電極４０５の接続部、および配線４０６と第２の電極４０７の接続部は、実施例１と同様に絶縁材料からなる絶縁層４１４により覆われている。なお、絶縁層４１４を形成する材料としては、実施例１で示したものと同様のものを用いればよい。また、同様に、この絶縁膜の第１の電極４０５、および第２の電極４０７と対応する位置に開口部を形成して、絶縁層４１４が形成される。
【０１００】
第１の電極４０５の上には、有機化合物層４０９と、第２の補助電極４１０と、第３の電極４１１とが積層され、第１の発光素子４１２が形成されている。また、第２の電極４０７上には、第１の補助電極４０８と、有機化合物層４０９と、第３の電極４１１とが積層され、第２の発光素子４１３が形成されている。
【０１０１】
なお、第１の電極４０５、第２の電極４０７、および第３の電極４１１は、陰極となりうる仕事関数の小さい材料で形成され、第１の補助電極４０８、および第２の補助電極４１０は、陽極となりうる仕事関数の大きい材料で形成されている。そのため、第１の発光素子４１２においては、第１の電極４０５が第１の画素電極（陰極）４１７となり、第２の補助電極４１０、および第３の電極４１１の積層されたものが第１の対向電極（陽極）４１８となる。また、第２の発光素子４１３においては、第２の電極４０７、および第１の補助電極４０８の積層されたものが第２の画素電極（陽極）４１９となり、第３の電極４１１が第２の対向電極（陰極）４２０となる。
【０１０２】
第１の発光素子４１２および第２の発光素子４１３の具体的な素子構成について図４（Ｂ）に示し、これらの作製方法について以下に説明する。
【０１０３】
但し、基板上に形成されるＴＦＴおよび配線の形成までは、後の実施例で詳細に説明するため本実施例では省略し、本実施例では、配線形成後に形成される発光素子の作製について説明する。
【０１０４】
まず、配線４０４に接して第１の電極４０５、配線４０６に接して第２の電極４０７が形成される。なお、本実施例において、発光素子の発光効率を低下させないためには第１の電極４０５、および第２の電極４０７から光が出射されない構造とするのが望ましいので、遮光性であり、仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料を用いて形成する。ここではマグネシウム合金（Ｍｇ：Ａｇ）をスパッタリング法により１００ｎｍの膜厚で成膜した後、パターニングすることにより形成する。
【０１０５】
さらに、第２の電極４０７上に第１の補助電極４０８を形成する。なお、本実施例における第１の補助電極４０８の材料としては、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）等の長周期型の周期表における３〜１１族に属する元素を導電性材料として用いることができる。ここでは、金（Ａｕ）を２０ｎｍの膜厚で成膜し、第１の補助電極４０８を形成する。また、メタルマスクを用いて蒸着することにより、第２の電極４０７上にのみ第１の補助電極４０８を形成することができる。
【０１０６】
次に、有機化合物層４０９が形成される。なお、本実施例における有機化合物層３０９の膜厚は、１００ｎｍである。
【０１０７】
はじめに、正孔輸送性の性質を有する４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（以下、α−ＮＰＤと示す）と電子輸送性の性質を有するトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ₃と示す）とを重量比（wt%）が１：１となるように共蒸着することによりバイポーラ層４１５を形成する。
【０１０８】
さらに、本実施例では、このバイポーラ層２１５を形成する途中で、発光領域となる発光層４１６を形成する。なお、本実施例において、発光層４１６を形成する材料としては、４，４'−ビス（２，２−ジフェニル−ビニル）−ビフェニル（以下、ＤＰＶＢｉと示す）を用いる。また、発光層４１６は、２０〜３０ｎｍの膜厚で形成する。
【０１０９】
そして、発光層４１６上に再びバイポーラ層４１５を形成することにより有機化合物層４０９における発光領域を限定することができる。
【０１１０】
なお、本実施例においては、有機化合物層に発光層４１６を形成する場合について示したが、実施例１や実施例２で示したようなドープ領域を設ける構造としても良いし、また、低分子系の材料だけでなく高分子系の材料を用いることにより形成することも可能である。
【０１１１】
次に、有機化合物層４０９の上に第２の補助電極４１０を形成する。なお、第２の補助電極４１０も第１の補助電極４０８と同じ材料で形成することができるが、ここでは、フッ化バリウム（ＢａＦ₂）を１ｎｍの膜厚で成膜し、第２の補助電極４１０を形成する。また、メタルマスクを用いて蒸着することにより、第１の電極４０５上にのみ第２の補助電極４１０を形成することができる。
【０１１２】
最後に第３の電極４１１を形成する。なお、第３の電極４１１を形成する導電性の材料としては、仕事関数が３．８ｅＶ以下の仕事関数の小さい材料を用いる。なお、本実施例における第３の電極４１１は、光を出射する電極となるため、透光性であり、仕事関数が３．８ｅＶ以下の材料を用いて形成する。具体的には、元素周期律の１族または２族に属する元素、すなわちアルカリ金属及びアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金や化合物の他、希土類金属を含む遷移金属を用いることができるが、ここではセシウム（Ｃｓ）と銀（Ａｇ）とを蒸着法、もしくはスパッタリング法により積層形成し、２０ｎｍの膜厚で成膜して第３の電極４１１を形成する。
【０１１３】
以上により、一つの画素内に第１の発光素子３１２、および第２の発光素子３１３を有し、どちらの発光素子においても、対向電極側から光を出射することができる上方出射型の発光装置を形成することができる。
【０１１４】
（実施例４）
本発明の実施例を図５〜図７を用いて説明する。ここでは、同一基板上に画素部と、画素部の周辺に設ける駆動回路のＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴ）を同時に作製する方法について詳細に説明する。
【０１１５】
まず、基板６００上に下地絶縁膜６０１を形成し、結晶構造を有する第１の半導体膜を得た後、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６０２〜６０５を形成する。
【０１１６】
基板６００としては、ガラス基板（＃１７３７）を用い、下地絶縁膜６０１としては、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６０１ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）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６０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を１００ｎｍ（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２５〜８０ｎｍ）で形成する。
【０１１７】
本実施例では下地膜６０１を２層構造として示したが、前記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＝０．０００１〜０．０２））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。
【０１１８】
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％に希釈したガス流量３０ｓｃｃｍ、ドーズ量２×１０¹²／ｃｍ²で非晶質シリコン膜にボロンを添加した。
【０１１９】
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する。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。
【０１２０】
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る。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。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た結晶化技術を用いたが、他の公知の結晶化技術、例えば固相成長法やレーザー結晶化法を用いてもよい。
【０１２１】
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、結晶化率を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修するためのレーザー光（ＸｅＣｌ：波長３０８ｎｍ）の照射を大気中、または酸素雰囲気中で行う。レーザー光には波長４００ｎｍ以下のエキシマレーザー光や、ＹＶＯ₄レーザーの第２高調波、第３高調波を用いる。いずれにしても、繰り返し周波数１０〜１０００Hz程度のパルスレーザー光を用い、当該レーザー光を光学系にて１００〜５００ｍＪ／ｃｍ²に集光し、９０〜９５％のオーバーラップ率をもって照射し、シリコン膜表面を走査させればよい。ここでは、繰り返し周波数３０Ｈｚ、エネルギー密度３９３ｍＪ／ｃｍ²でレーザー光の照射を大気中で行う。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。
【０１２２】
また、レーザー光の照射により形成された酸化膜を希フッ酸で除去した後、第２のレーザー光の照射を窒素雰囲気、或いは真空中で行い、半導体膜表面を平坦化してもよい。その場合、このレーザー光（第２のレーザー光）には波長４００ｎｍ以下のエキシマレーザー光や、ＹＡＧレーザーの第２高調波、第３高調波を用いる。第２のレーザー光のエネルギー密度は、第１のレーザー光のエネルギー密度より大きくし、好ましくは３０〜６０ｍＪ／ｃｍ²大きくする。
【０１２３】
なお、ここでのレーザー光の照射は、酸化膜を形成して後のスパッタ法による成膜の際、結晶構造を有するシリコン膜への希ガス元素の添加を防止する上でも、ゲッタリング効果を増大させる上でも非常に重要である。次いで、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。
【０１２４】
次いで、バリア層上にスパッタ法にて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膜厚１５０ｎｍで形成する。本実施例のスパッタ法による成膜条件は、成膜圧力を０．３Ｐａとし、ガス（Ａｒ）流量を５０（ｓｃｃｍ）とし、成膜パワーを３ｋＷとし、基板温度を１５０℃とする。なお、上記条件での非晶質シリコン膜に含まれるアルゴン元素の原子濃度は、３×１０²⁰／ｃｍ³〜６×１０²⁰／ｃｍ³、酸素の原子濃度は１×１０¹⁹／ｃｍ³〜３×１０¹⁹／ｃｍ³である。その後、ランプアニール装置を用いて６５０℃、３分の熱処理を行いゲッタリングする。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
また、半導体層を形成した後、ＴＦＴのしきい値（Ｖｔｈ）を制御するためにｐ型あるいはｎ型を付与する不純物元素を添加してもよい。なお、半導体に対してｐ型を付与する不純物元素には、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）など周期律第１３族元素が知られている。なお、半導体に対してｎ型を付与する不純物元素としては周期律１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）が知られている。
【０１２８】
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６０２〜６０５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。
【０１２９】
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６０７となる珪素を主成分とする絶縁膜を形成する。本実施例では、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＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成する。
【０１３０】
次いで、図５（Ａ）に示すように、ゲート絶縁膜６０７上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜６０８と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜６０９とを積層形成する。本実施例では、ゲート絶縁膜６０７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する。
【０１３１】
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、Ａｇ：Ｐｄ：Ｃｕ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５００ｎｍ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。
【０１３２】
次に、図５（Ｂ）に示すように光露光工程によりレジストからなるマスク６１０〜６１３を形成し、ゲート電極及び配線を形成するための第１のエッチング処理を行う。第１のエッチング処理では第１及び第２のエッチング条件で行う。エッチングには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。なお、エッチング用ガスとしては、Ｃｌ₂、ＢＣｌ₃、ＳｉＣｌ₄、ＣＣｌ₄などを代表とする塩素系ガスまたはＣＦ₄、ＳＦ₆、ＮＦ₃などを代表とするフッ素系ガス、またはＯ₂を適宜用いることができる。
【０１３３】
本実施例では、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２５ｃｍ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第１の導電層の端部をテーパー形状とする。第１のエッチング条件でのＷに対するエッチング速度は２００．３９ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は８０．３２ｎｍ／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択比は約２．５である。また、この第１のエッチング条件によって、Ｗのテーパー角は、約２６°となる。この後、レジストからなるマスク６１０〜６１３を除去せずに第２のエッチング条件に変え、エッチング用ガスにＣＦ₄とＣｌ₂とを用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Ｐａの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行った。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。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。第２のエッチング条件でのＷに対するエッチング速度は５８．９７ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は６６．４３ｎｍ／ｍｉｎである。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。
【０１３４】
上記第１のエッチング処理では、レジストからなるマスクの形状を適したものとすることにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第１の導電層及び第２の導電層の端部がテーパー形状となる。このテーパー部の角度は１５〜４５°とすればよい。
【０１３５】
こうして、第１のエッチング処理により第１の導電層と第２の導電層から成る第１の形状の導電層６１５〜６１８（第１の導電層６１５ａ〜６１８ａと第２の導電層６１５ｂ〜６１８ｂ）を形成する。ゲート絶縁膜となる絶縁膜６０７は、１０〜２０ｎｍ程度エッチングされ、第１の形状の導電層６１５〜６１８で覆われない領域が薄くなったゲート絶縁膜６２０となる。
【０１３６】
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、エッチング用ガスにＳＦ₆とＣｌ₂とＯ₂とを用い、それぞれのガス流量比を２４／１２／２４（ｓｃｃｍ）とし、１．３Ｐａの圧力でコイル型の電極に７００Ｗ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２５秒行った。基板側（試料ステージ）にも１０W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。第２のエッチング処理でのＷに対するエッチング速度は２２７．３ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は３２．１ｎｍ／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択比は７．１であり、絶縁膜６２０であるＳｉＯＮに対するエッチング速度は３３．７ｎｍ／ｍｉｎであり、ＳｉＯＮに対するＷの選択比は６．８３である。このようにエッチングガス用ガスにＳＦ₆を用いた場合、絶縁膜６２０との選択比が高いので膜減りを抑えることができる。本実施例では絶縁膜６２０において約８ｎｍしか膜減りが起きない。
【０１３７】
この第２のエッチング処理によりＷのテーパー角は７０°となった。この第２のエッチング処理により第２の導電層６２１ｂ〜６２４ｂを形成する。一方、第１の導電層は、ほとんどエッチングされず、第１の導電層６２１ａ〜６２４ａとなる。なお、第１の導電層６２１ａ〜６２４ａは、第１の導電層６１５ａ〜６１８ａとほぼ同一サイズである。実際には、第１の導電層の幅は、第２のエッチング処理前に比べて約０．３μｍ程度、即ち線幅全体で０．６μｍ程度後退する場合もあるがほとんどサイズに変化がない。
【０１３８】
また、２層構造に代えて、膜厚５０ｎｍのタングステン膜、膜厚５００ｎｍ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層構造とした場合、第１のエッチング処理における第１のエッチング条件としては、ＢＣｌ₃とＣｌ₂とＯ₂とを原料ガスに用い、それぞれのガス流量比を６５／１０／５（ｓｃｃｍ）とし、基板側（試料ステージ）に３００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、１．２Ｐａの圧力でコイル型の電極に４５０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生成して１１７秒のエッチングを行えばよく、第１のエッチング処理における第２のエッチング条件としては、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２０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、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えばよく、第２のエッチング処理としてはＢＣｌ₃とＣｌ₂を用い、それぞれのガス流量比を２０／６０（ｓｃｃｍ）とし、基板側（試料ステージ）には１００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、１．２Ｐａの圧力でコイル型の電極に６００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを行えばよい。
【０１３９】
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、第１のドーピング処理を行って図６（Ａ）の状態を得る。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１．５×１０¹⁴atoms/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。この場合、第１の導電層及び第２の導電層６２１〜６２４がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に第１の不純物領域６２６〜６２９が形成される。第１の不純物領域６２６〜６２９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を添加する。ここでは、第１の不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｎ^--領域とも呼ぶ。
【０１４０】
なお、本実施例ではレジストからなるマスクを除去した後、第１のドーピング処理を行ったが、レジストからなるマスクを除去せずに第１のドーピング処理を行ってもよい。
【０１４１】
次いで、図６（Ｂ）に示すようにレジストからなるマスク６３１〜６３３を形成し第２のドーピング処理を行う。マスク６３１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マスクであり、マスク６３２は画素部の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とを保護するマスクである。
【０１４２】
第２のドーピング処理におけるイオンドープ法の条件はドーズ量を１．５×１０¹⁵atoms/cm²とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとしてリン（Ｐ）をドーピングする。ここでは、第２の導電層６２１ｂをマスクとして各半導体層に不純物領域が自己整合的に形成される。勿論、マスク６３１〜６３３で覆われた領域には添加されない。こうして、第２の不純物領域６３４、６３５と、第３の不純物領域６３７が形成される。第２の不純物領域６３４、６３５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ている。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。
【０１４３】
また、第３の不純物領域は第１の導電層により第２の不純物領域よりも低濃度に形成され、１×１０¹⁸〜１×１０¹⁹/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とになる。なお、第３の不純物領域は、テーパー形状である第１の導電層の部分を通過させてドーピングを行うため、テーパ−部の端部に向かって不純物濃度が増加する濃度勾配を有している。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。また、マスク６３２で覆われた領域は、第２のドーピング処理で不純物元素が添加されず、第１の不純物領域６３８となる。
【０１４４】
次いで、レジストからなるマスク６３１〜６３３を除去した後、新たにレジストからなるマスク６３９、６４０を形成して図６（Ｃ）に示すように第３のドーピング処理を行う。
【０１４５】
駆動回路において、上記第３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および保持容量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６４１、６４２及び第５の不純物領域６４３、６４４を形成する。
【０１４６】
また、第４の不純物領域６４１、６４２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６４１、６４２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。
【０１４７】
また、第５の不純物領域６４３、６４４は第２の導電層１２５ａ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。
【０１４８】
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。導電層６２１〜６２４はＴＦＴのゲート電極となる。
【０１４９】
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ＣＶＤ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。
【０１５０】
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ＹＡＧレーザーまたはエキシマレーザーを裏面から照射する方法、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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
次いで、窒化シリコン膜からなる第１の層間絶縁膜６４５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（図７（Ａ））。この工程は第１の層間絶縁膜６４５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。ただし、本実施例では、第２の導電層としてアルミニウムを主成分とする材料を用いているので、水素化する工程において第２の導電層が耐え得る熱処理条件とすることが重要である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。
【０１５３】
次いで、第１の層間絶縁膜６４５上に有機絶縁物材料から成る第２の層間絶縁膜６４６を形成する。本実施例では膜厚１．６μｍのアクリル樹脂膜を形成する。次いで、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た後、絶縁膜（図示しない）をエッチングストッパーとして第１の層間絶縁膜をエッチングしてから絶縁膜（図示しない）をエッチングした。
【０１５４】
その後、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗなどを用いて配線を形成する。また、場合によっては、配線と接して形成される発光素子の画素電極を同時に形成することもできる。これらの電極及び画素電極の材料は、ＡｌまたはＡｇを主成分とする膜、またはそれらの積層膜等の反射性の優れた材料を用いることが望ましい。こうして、配線６５０〜６５７が形成される。
【０１５５】
以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ７０１、ｐチャネル型ＴＦＴ７０２を有する駆動回路７０５と、ｎチャネル型ＴＦＴからなるスイッチング用ＴＦＴ７０３、ｐチャネル型ＴＦＴからなる電流制御用ＴＦＴ７０４とを有する画素部７０６を同一基板上に形成することができる（図７（Ｃ））。本明細書中ではこのような基板を便宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。
【０１５６】
画素部７０６において、スイッチング用ＴＦＴ７０３（ｎチャネル型ＴＦＴ）にはチャネル形成領域５０３、ゲート電極を形成する導電層６２３の外側に形成される第１の不純物領域（ｎ^--領域）６３８とソース領域、またはドレイン領域として機能する第２の不純物領域（ｎ⁺領域）６３５を有している。
【０１５７】
また、画素部７０６において、電流制御用ＴＦＴ７０４（ｐチャネル型ＴＦＴ）にはチャネル形成領域５０４、ゲート電極を形成する導電層６２４の外側に形成される第４の不純物領域（ｎ^--領域）６４４とソース領域、またはドレイン領域として機能する第５の不純物領域（ｎ⁺領域）６４２を有している。なお、本発明においては、第５の不純物領域（ｎ⁺領域）６４２と電気的に接続された配線６５６を介して、発光素子の電極と接続される。本実施例の場合においては、電流制御用ＴＦＴ７０４がｐチャネル型ＴＦＴで形成されているため、発光素子の陽極が形成されるのが好ましい。
【０１５８】
また、駆動回路７０５において、ｎチャネル型ＴＦＴ７０１はチャネル形成領域５０１、ゲート電極を形成する導電層６２１の一部と絶縁膜を介して重なる第３の不純物領域（ｎ^-領域）６３７とソース領域、またはドレイン領域として機能する第２の不純物領域（ｎ⁺領域）６３４を有している。
【０１５９】
また、駆動回路７０５において、ｐチャネル型ＴＦＴ７０２にはチャネル形成領域５０２、ゲート電極を形成する導電層６２２の一部と絶縁膜を介して重なる第５不純物領域（ｐ^-領域）６４３と、ソース領域またはドレイン領域として機能する第４の不純物領域（ｐ⁺領域）６４１を有している。
【０１６０】
これらのＴＦＴ７０１、７０２を適宜組み合わせてシフトレジスタ回路、バッファ回路、レベルシフタ回路、ラッチ回路などを形成し、駆動回路７０５を形成すればよい。例えば、ＣＭＯＳ回路を形成する場合には、ｎチャネル型ＴＦＴ７０１とｐチャネル型ＴＦＴ７０２を相補的に接続して形成すればよい。
【０１６１】
なお、信頼性が最優先とされる回路には、ゲート絶縁膜を介してＬＤＤ（ＬＤＤ：Lightly Doped Drain）領域をゲート電極と重ねて配置させた、いわゆるＧＯＬＤ（Gate-drain Overlapped LDD）構造であるｎチャネル型ＴＦＴ７０１の構造が適している。
【０１６２】
なお、駆動回路７０５におけるＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ、ｐチャネル型ＴＦＴ）は、高い駆動能力（オン電流：Ｉｏｎ）およびホットキャリア効果による劣化を防ぎ信頼性を向上させることが要求されていることから本実施例では、ホットキャリアによるオン電流値の劣化を防ぐのに有効である構造として、ゲート電極がゲート絶縁膜を介して低濃度不純物領域と重なる領域（ＧＯＬＤ領域）を有するＴＦＴを用いている。
【０１６３】
これに対して、画素部７０６におけるスイッチング用ＴＦＴ７０３は、低いオフ電流（Ｉｏｆｆ）が要求されていることから、本実施例ではオフ電流を低減するためのＴＦＴ構造として、ゲート電極がゲート絶縁膜を介して低濃度不純物領域と重ならない領域（ＬＤＤ領域）を有するＴＦＴを用いている。
【０１６４】
なお、本実施例における発光装置の作製工程においては、回路の構成および工程の関係上、ゲート電極を形成している材料を用いてソース信号線を形成し、ソース、ドレイン電極を形成している配線材料を用いてゲート信号線を形成しているが、それぞれ異なる材料を用いることは可能である。
【０１６５】
なお、本実施例において、ＴＦＴの駆動電圧は、１．２〜１０Ｖであり、好ましくは、２．５〜５．５Ｖである。
【０１６６】
また、画素部の表示が動作しているとき（動画表示の場合）には、発光素子が発光している画素により背景の表示を行い、発光素子が非発光となる画素により文字表示を行えばよいが、画素部の動画表示がある一定期間以上静止している場合（本明細書中では、スタンバイ時と呼ぶ）には、電力を節約するために表示方法が切り替わる（反転する）ようにしておくと良い。具体的には、発光素子が発光している画素により文字を表示し（文字表示ともいう）、発光素子が非発光となる画素により背景を表示（背景表示ともいう）するようにする。
【０１６７】
（実施例５）
次に、本発明の発光装置を定電圧方式で駆動させた場合について図８及び図９を用いて説明する。
【０１６８】
図８（Ａ）に本実施例における発光装置のブロック図を示す。８０１はソース信号線駆動回路、８０２はゲート信号線駆動回路、８０３は画素部を示している。本実施例ではソース信号線駆動回路とゲート信号線駆動回路とを１つずつ設けたが、本発明はこの構成に限定されない。ソース信号線駆動回路を２つ設けても良いし、ゲート信号線駆動回路を２つ設けても良い。
【０１６９】
ソース信号線駆動回路８０１は、シフトレジスタ８０１ａ、レベルシフタ８０１ｂ、サンプリング回路８０１ｃを有している。なおレベルシフタ８０１ｂは必要に応じて用いればよく、必ずしも用いなくとも良い。また本実施例においてレベルシフタ８０１ｂはシフトレジスタ８０１ａとサンプリング回路８０１ｃとの間に設ける構成としたが、本発明はこの構成に限定されない。シフトレジスタ８０１ａの中にレベルシフタ８０１ｂが組み込まれている構成にしても良い。
【０１７０】
またゲート信号線駆動回路８０２は、シフトレジスタ、バッファ（いずれも図示せず）を有している。また、レベルシフタを有していても良い。なお、ゲート信号線駆動回路８０２には、ゲート信号線８０５が接続されている。
【０１７１】
パネル制御信号であるクロック信号（ＣＬＫ）、スタートパルス信号（ＳＰ）がシフトレジスタ８０１ａに入力される。シフトレジスタ８０１ａからビデオ信号をサンプリングするためのサンプリング信号が出力される。出力されたサンプリング信号はレベルシフタ８０１ｂに入力され、その電位の振幅が大きくなって出力される。
【０１７２】
レベルシフタ８０１ｂから出力されたサンプリング信号は、サンプリング回路８０１ｃに入力される。そして同時に、ビデオ信号線を介してビデオ信号がサンプリング回路８０１ｃに入力される。
【０１７３】
サンプリング回路８０１ｃにおいて、入力されたビデオ信号がサンプリング信号によってサンプリングされ、それぞれソース信号線８０４に入力される。
【０１７４】
次に図９（Ａ）に、図８で示した発光装置の画素部８０３の画素構造を示す。なお、画素部８０３は図９（Ａ）の９００で示す構造の画素を複数有しており、画素９００は、ソース信号線（Ｓ）と、電流供給線（Ｖ）と、ゲート信号線（Ｇ）とを有している。
【０１７５】
また、画素９００は、スイッチング用ＴＦＴ９０１と、電流制御用ＴＦＴ（１）９０２と、電流制御用ＴＦＴ（２）９０３と、発光素子（１）９０４と、発光素子（２）９０５とを有している。
【０１７６】
スイッチング用ＴＦＴ９０１のゲート電極はゲート信号線（Ｇ）に接続されている。またスイッチング用ＴＦＴ９０１のソース領域とドレイン領域は、一方はソース信号線（Ｓ）に、もう一方は電流制御用ＴＦＴ（１）９０２および電流制御用ＴＦＴ（２）９０３のゲート電極に接続されている。
【０１７７】
電流制御用ＴＦＴ（１）９０２および電流制御用ＴＦＴ（２）９０３のソース領域は電流供給線（Ｖ）に接続されており、電流制御用ＴＦＴ（１）９０２のドレイン領域は発光素子（１）９０４が有する陽極、または陰極のいずれか一方に接続される。また、電流制御用ＴＦＴ（２）９０３のドレイン領域は、電流制御用ＴＦＴ（１）９０２のドレイン領域と接続されたのとは異なる種類の電極（陽極、または陰極のいずれか他方）と接続される。なお、この電極は、発光素子（２）９０５を形成する一方の電極である。
【０１７８】
なお、本明細書中では、電流制御用ＴＦＴ（１）９０２のドレイン領域と接続された上記電極を画素電極（１）とよび、電流制御用ＴＦＴ（２）９０３のドレイン領域と接続された上記電極を画素電極（２）とよぶことにする。つまり、画素９００が有する発光素子（１）９０４は画素電極（１）を有し、発光素子（２）９０５は、画素電極（２）を有している。また、画素電極（１）および画素電極（２）には、電流供給線（Ｖ）から電圧が入力される。なお、電流供給線（Ｖ）から入力される電圧を電源電圧と呼ぶ。
【０１７９】
また、発光素子（１）９０４および発光素子（２）９０５は、これらの画素電極ともう一方の電極により形成される。なお、もう一方の電極のことを対向電極と呼ぶことにする。すなわち、発光素子（１）９０４は、対向電極（１）を有し、発光素子（２）９０５は、対向電極（２）を有している。
【０１８０】
なお、対向電極（１）および対向電極（２）は、それぞれ所定の電圧に保たれており、本明細書において、対向電極（１）および対向電極（２）から入力される電圧を対向電圧と呼ぶ。なお対向電極（１）に対向電圧を与える電源を対向電源（１）９０６と呼び、対向電極（２）に対向電圧を与える電源を対向電源（２）９０７と呼ぶ。
【０１８１】
対向電極の対向電圧と画素電極の電源電圧との電圧差が発光素子駆動電圧であり、この発光素子駆動電圧が有機化合物層にかかる。
【０１８２】
なお、ここでは図示しないが、電流制御用ＴＦＴ（１）９０２および電流制御用ＴＦＴ（２）９０３のゲート電極と、電流供給線（Ｖ）との間にコンデンサが形成される構造としても良い。
【０１８３】
図９（Ｂ）には、図９（Ａ）に示した画素９００の対向電源（１）９０６と対向電源（２）９０７とから入力される信号を制御するための回路構成を示す。すなわち、回路９０８に切り換え信号９０９を入力することにより、切り換えスイッチ９１０が切り替わり、対向電源（１）９０６と対向電源（２）９０７のどちらか一方が選択され、選択された対向電源から電圧が入力されるようになっている。
【０１８４】
次に、対向電源（１）９０６、および対向電源（２）９０７から入力される電圧を図９（Ｃ）にそれぞれ示す。つまり、対向電源（１）９０６と対向電源（２）９０７からは、それぞれ発光素子駆動電圧の極性が異なるような２種類の対向電圧が交互に入力されるようになっており、また、対向電源（１）９０６、対向電源（２）９０７から同時に入力される電圧が異なる構成になっている。
【０１８５】
本実施例において、画素９００のスイッチング用ＴＦＴ９０１がオンの状態になると、電流制御用ＴＦＴ（１）９０２および電流制御用ＴＦＴ（２）９０３は共にオンの状態になる。なお、電流供給線（Ｖ）からは一定の電源電圧が入力され、発光素子（１）９０４および発光素子（２）９０５の画素電極（１）および画素電極（２）に一定の電圧が印加される。
【０１８６】
ここで、画素電極（１）が陽極で形成され、画素電極（２）が陰極で形成されているとすると、対向電源（１）９０６から対向電極（１）に入力される対向電圧が、電源電圧よりも低い場合には発光素子（１）９０４に正の発光素子駆動電圧が印加されるため発光素子（１）９０４に所望の電流が流れるが、対向電極（１）に入力される対向電圧が、電源電圧よりも高い場合には発光素子（１）９０４に負の発光素子駆動電圧が印加されるため発光素子（１）９０４に電流が流れない。なお、本明細書中では、このように発光素子に電流が流れる状態になることを発光素子が機能すると呼ぶことにする。
【０１８７】
これに対して、対向電源（２）９０７から対向電極（２）に入力される対向電圧が、電源電圧よりも高い場合には発光素子（２）９０５に正の発光素子駆動電圧が印加されるため発光素子（２）９０５に所望の電流が流れ、発光素子（２）が機能するが、対向電極（２）に入力される対向電圧が、電源電圧よりも低い場合には発光素子（１）９０４に負の発光素子駆動電圧が印加されるため発光素子（１）９０４に電流が流れず、発光素子（２）は機能しない。
【０１８８】
以上のように、１画素に形成された２種類の発光素子がそれぞれ有する２種類の対向電源からは、発光素子駆動電圧の極性が逆になるような２種類の対向電圧が交互に入力され、かつどちらか一方の対向電源からのみ電圧が入力されるようにすることにより、２種類の発光素子のうち一方を常に機能させることができる。
【０１８９】
（実施例６）
次に、本発明の発光装置を実施例５で示したのとは異なる方法で駆動させた場合について図１０及び図１１を用いて説明する。
【０１９０】
図１０に本実施例における発光装置のブロック図を示す。１００１はソース信号線駆動回路（Ａ）、１００２はソース信号線駆動回路（Ｂ）、１００３はゲート信号線駆動回路、１００４は画素部を示している。
【０１９１】
ソース信号線駆動回路（Ａ）１００１は、シフトレジスタ１００１ａ、レベルシフタ１００１ｂ、サンプリング回路１００１ｃを有している。なおレベルシフタ１００１ｂは必要に応じて用いればよく、必ずしも用いなくとも良い。また本実施例においてレベルシフタ１００１ｂはシフトレジスタ１００１ａとサンプリング回路１００１ｃとの間に設ける構成としたが、本発明はこの構成に限定されない。シフトレジスタ１００１ａの中にレベルシフタ１００１ｂが組み込まれている構成にしても良い。なお、本実施例では、ソース信号線駆動回路（Ｂ）１００２を有しているがこれらの構成は、ソース信号線駆動回路（Ａ）１００１と同じ構成とすることができる。
【０１９２】
またゲート信号線駆動回路１００３は、シフトレジスタ、バッファ（いずれも図示せず）を有している。また、レベルシフタを有していても良い。なお、ゲート信号線駆動回路１００３には、ゲート信号線１００５が接続されている。
【０１９３】
パネル制御信号であるクロック信号（ＣＬＫ）、スタートパルス信号（ＳＰ）がシフトレジスタ１００１ａに入力される。シフトレジスタ１００１ａからビデオ信号をサンプリングするためのサンプリング信号が出力される。出力されたサンプリング信号はレベルシフタ１００１ｂに入力され、その電位の振幅が大きくなって出力される。
【０１９４】
レベルシフタ１００１ｂから出力されたサンプリング信号は、サンプリング回路１００１ｃに入力される。そして同時に、ビデオ信号線を介してビデオ信号がサンプリング回路１００１ｃに入力される。
【０１９５】
サンプリング回路１００１ｃにおいて、入力されたビデオ信号がサンプリング信号によってサンプリングされ、それぞれソース信号線（１）１００６に入力される。なお、ソース信号線駆動回路（Ｂ）１００２からは、同様にしてソース信号線（２）１００７に入力される。
【０１９６】
次に、図１１に、図１０で示した発光装置の画素部１００４の画素構造を示す。なお、画素部１００４は図１１の１１００で示す構造の画素を複数有しており、画素１１００は、２種類のソース信号線（Ｓ）、すなわちソース信号線（１）（Ｓ）とソース信号線（２）（Ｓ’）、２種類の電流供給線（Ｖ）、すなわち電流供給線（１）（Ｖ）と電流供給線（２）（Ｖ’）と、ゲート信号線（Ｇ）とを有している。
【０１９７】
また、画素１１００は、２種類のスイッチング用ＴＦＴ、すなわちスイッチング用ＴＦＴ（１）（１１０１）、スイッチング用ＴＦＴ（２）（１１０２）、２種類の電流制御用ＴＦＴ、すなわち電流制御用ＴＦＴ（１）（１１０３）と、電流制御用ＴＦＴ（２）１１０４と、２種類の発光素子、すなわち発光素子（１）１１０５と、発光素子（２）１１０６とを有している。
【０１９８】
スイッチング用ＴＦＴ（１）１１０１、およびスイッチング用ＴＦＴ（２）１１０２のゲート電極は、ゲート信号線（Ｇ）に接続されている。またスイッチング用ＴＦＴ（１）１１０１のソース領域とドレイン領域は、一方はソース信号線（１）（Ｓ）に、もう一方は電流制御用ＴＦＴ（１）１１０３のゲート電極に接続されている。さらに、スイッチング用ＴＦＴ（２）１１０２のソース領域とドレイン領域は、一方はソース信号線（２）（Ｓ’）に、もう一方は電流制御用ＴＦＴ（２）１１０４のゲート電極に接続されている。
【０１９９】
電流制御用ＴＦＴ（１）１１０３のソース領域は電流供給線（１）（Ｖ）に接続されており、電流制御用ＴＦＴ（１）１１０３のドレイン領域は発光素子（１）１１０５が有する陽極、または陰極となる電極に接続される。なお、この電極は、発光素子（１）１１０５を形成する一方の電極である。また、電流制御用ＴＦＴ（２）１１０４のソース領域は電流供給線（２）（Ｖ’）に接続されており、電流制御用ＴＦＴ（２）１１０４のドレイン領域は、電流制御用ＴＦＴ（１）１１０３のドレイン領域と接続されたのとは異なる種類（陽極、または陰極）の電極と接続される。なお、この電極は、発光素子（２）１１０６を形成する一方の電極である。
【０２００】
なお、本明細書中では、電流制御用ＴＦＴ（１）１１０３のドレイン領域と接続された上記電極を画素電極（１）とよび、電流制御用ＴＦＴ（２）１１０４のドレイン領域と接続された上記電極を画素電極（２）とよぶことにする。つまり、画素１１００が有する発光素子（１）１１０５は画素電極（１）を有し、発光素子（２）１１０６は、画素電極（２）を有している。また、画素電極（１）には、電流供給線（１）（Ｖ）から電圧が入力され、画素電極（２）には、電流供給線（２）（Ｖ’）から電圧が入力される。なお、電流供給線（１）（Ｖ）、および電流供給線（２）（Ｖ’）から入力される電圧をそれぞれ電源電圧（１）、および電源電圧（２）と呼ぶ。
【０２０１】
また、発光素子（１）１１０５および発光素子（２）１１０６は、これらの画素電極ともう一方の電極により形成される。なお、もう一方の電極のことを対向電極と呼ぶことにする。すなわち、発光素子（１）１１０５は、対向電極（１）を有し、発光素子（２）１１０６は、対向電極（２）を有している。
【０２０２】
なお、対向電極（１）および対向電極（２）は、それぞれ所定の電圧に保たれており、本明細書において、対向電極（１）および対向電極（２）から入力される電圧を対向電圧と呼ぶ。なお対向電極（１）に対向電圧を与える電源を対向電源（１）１１０７と呼び、対向電極（２）に対向電圧を与える電源を対向電源（２）１１０８と呼ぶ。本実施例においては、対向電源（１）１１０７、および対向電極（２）１１０８は一定の電圧に保持されている。
【０２０３】
なお、陽極の電圧は陰極にかかる電圧よりも高いことが望ましい。そのため対向電圧は、これらの対向電極が陽極か陰極かによって変わってくる。例えば対向電極が陽極の場合、対向電圧は電源電圧よりも高くすることが望ましい。逆に対向電極が陰極の場合、対向電圧は電源電圧よりも低くすることが望ましい。
【０２０４】
対向電極の対向電圧と画素電極の電源電圧との電圧差が発光素子駆動電圧であり、この発光素子駆動電圧が有機化合物層にかかる。
【０２０５】
さらに、図１１で説明した発光装置を駆動させる場合のタイミングチャートを図１２に示す。１つのゲート信号線が選択されてから、その次に別のゲート信号線が選択されるまでの期間を１ライン期間（Ｌ）と呼ぶ。なお本明細書においてゲート信号線が選択されるとは、スイッチング用ＴＦＴがオンの状態になるような電位を有する選択信号がゲート信号線に入力されることを意味する。
【０２０６】
また１つの画像が表示されてから次の画像が表示されるまでの期間が１フレーム期間（Ｆ）に相当する。例えば、ｙ本のゲート信号線を有する発光装置には、１フレーム期間中にｙ個のライン期間（Ｌ１〜Ｌｙ）が設けられている。
【０２０７】
第１のライン期間（Ｌ１）において、ゲート信号線駆動回路１００３から入力される選択信号によってゲート信号線（Ｇ（１）〜Ｇ（ｙ））が選択され、ゲート信号線（Ｇ）に接続されている全てのスイッチング用ＴＦＴが全てオンの状態になる。そして、ソース信号線駆動回路（Ａ）１００１からｘ本のソース信号線（１）（Ｓ（１）〜Ｓ（ｘ））、およびソース信号線駆動回路（Ｂ）１００２からｘ本のソース信号線（２）（Ｓ’（１）〜Ｓ’（ｘ））に順にビデオ信号が入力される。ここでは、ゲート信号線（Ｇ（１））、ソース信号線（１）（Ｓ（１））、ソース信号線（２）（Ｓ’（１））について示している。なお、ソース信号線（１）（Ｓ（１）〜Ｓ（ｘ））に入力されたビデオ信号は、スイッチング用ＴＦＴ（１）１１０１を介して電流制御用ＴＦＴ（１）１１０３のゲート電極に入力され、ソース信号線（２）（Ｓ’（１）〜Ｓ’（ｘ））に入力されたビデオ信号は、スイッチング用ＴＦＴ（２）１１０２を介して電流制御用ＴＦＴ（２）１１０４のゲート電極に入力される。
【０２０８】
また、各画素が有する画素電極（１）には、ｘ本の電流供給線（１）（Ｖ（１）〜Ｖ（ｘ））から電源電圧（１）が入力され、画素電極（２）には、ｘ本の電流供給線（２）（Ｖ’（１）〜Ｖ’（ｘ））から電源電圧（２）が入力される。ここでは、電流供給線（１）（Ｖ（１））、電流供給線（２）（Ｖ’（１））について示している。
【０２０９】
電流制御用ＴＦＴ（１）１１０３および電流制御用ＴＦＴ（２）１１０４のチャネル形成領域を流れる電流の量は、これらのゲート電極とソース領域の電圧差であるゲート電圧Ｖ_gsによって制御される。よって、発光素子（１）１１０５、および発光素子（２）１１０６のそれぞれの画素電極に与えられる電圧は、各電流制御用ＴＦＴのゲート電極に入力されたビデオ信号の電圧の高さによって決まる。したがって、発光素子（１）１１０５、および発光素子（２）１１０６はビデオ信号の電圧に制御されて発光する。
【０２１０】
上述した動作を繰り返し、ソース信号線（１）（Ｓ（１）〜Ｓ（ｘ））、およびソース信号線（２）（Ｓ’（１）〜Ｓ’（ｘ））へのビデオ信号の入力が終了すると、第１のライン期間（Ｌ１）が終了する。そして次に第２のライン期間（Ｌ２）が開始され、選択信号によってゲート信号線（Ｇ２）が選択され、第１のライン期間（Ｌ１）と同様にソース信号線（１）（Ｓ（１）〜Ｓ（ｘ））、およびソース信号線（２）（Ｓ’（１）〜Ｓ’（ｘ））に順にビデオ信号が入力される。
【０２１１】
そして全てのゲート信号線（Ｇ１〜Ｇｙ）が選択されると、全てのライン期間（Ｌ１〜Ｌｙ）が終了する。全てのライン期間（Ｌ１〜Ｌｙ）が終了すると、１フレーム期間が終了する。１フレーム期間中において全ての画素が表示を行い、１つの画像が形成される。なお、本実施例において、１フレーム毎に電流供給線（１）から入力される電源電圧（１）および電流供給線（２）から入力される電源電圧（２）の電圧が交互に入れ替わるため、それに伴い発光素子（１）１１０５、および発光素子（２）１１０６が交互に機能する。
【０２１２】
以上のように、ビデオ信号の電圧によって発光素子（１）１１０５および発光素子（２）１１０６の発光量が制御され、その発光量の制御によって階調表示がなされる。
【０２１３】
（実施例７）
本実施例では、本発明のアクティブマトリクス型発光装置の外観図について図１３を用いて説明する。なお、図１３（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された１３０１はソース信号線駆動回路、１３０２は画素部、１３０３はゲート信号線駆動回路である。また、１３０４は封止基板、１３０５はシール剤であり、シール剤１３０５で囲まれた内側は、空間１３０７になっている。
【０２１４】
なお、１３０８はソース信号線駆動回路１３０１及びゲート信号線駆動回路１３０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）１３０９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０２１５】
次に、断面構造について図１３（Ｂ）を用いて説明する。基板１３１０上には駆動回路及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路としてソース信号線駆動回路１３０１と画素部１３０２が示されている。
【０２１６】
なお、ソース信号線駆動回路１３０１はｎチャネル型ＴＦＴ１３１３とｐチャネル型ＴＦＴ１３１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成するＴＦＴは、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に形成することもできる。
【０２１７】
また、画素部１３０２は電流制御用ＴＦＴ１３１１とそのドレインに電気的に接続された陽極１３１２を含む複数の画素により形成される。
【０２１８】
また、陽極１３１２の両端には絶縁層１３１３が形成され、陽極１３１２上には有機化合物層１３１４が形成される。さらに、有機化合物層１３１４上には陰極１３１６が形成される。これにより、陽極１３１２、有機化合物層１３１４、及び陰極１３１６からなる発光素子１３１８が形成される。
【０２１９】
陰極１３１６は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線１３０８を経由してＦＰＣ１３０９に電気的に接続されている。
【０２２０】
また、基板１３１０上に形成された発光素子１３１８を封止するためにシール剤１３０５により封止基板１３０４を貼り合わせる。なお、封止基板１３０４と発光素子１３１８との間隔を確保するために樹脂膜からなるスペーサを設けても良い。そして、シール剤１３０５の内側の空間１３０７には窒素等の不活性気体が充填されている。なお、シール剤１３０５としてはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、シール剤１３０５はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。さらに、空間１３０７の内部に酸素や水を吸収する効果をもつ物質を含有させても良い。
【０２２１】
また、本実施例では封止基板１３０４を構成する材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Fiberglass-Reinforced Plastics）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。また、シール剤１３０５を用いて封止基板１３０４を接着した後、さらに側面（露呈面）を覆うようにシール剤で封止することも可能である。
【０２２２】
以上のようにして発光素子を空間１３０７に封入することにより、発光素子を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素といった有機化合物層の劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【０２２３】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例６に示したいずれの構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０２２４】
（実施例８）
本実施例では本発明の素子構造を有するパッシブ型（単純マトリクス型）の発光装置を作製した場合について説明する。説明には図１４を用いる。図１４において、１４０１はガラス基板、１４０２は陽極材料からなる第１の電極である。本実施例では、第１の電極１４０２としてＩＴＯをスパッタリング法により形成する。なお、図１４では図示されていないが、複数本の第１の電極が紙面と平行にストライプ状に配列されている。
【０２２５】
また、ストライプ状に配列された第１の電極１４０２と交差するように絶縁材料からなるバンク１４０３が形成される。バンク１４０３は陽極１４０２と接して紙面に垂直な方向に形成されている。
【０２２６】
ここで、表面に出ている第１の電極１４０２の一部に第１の補助電極１４０４を蒸着法により形成する。なお、第１の補助電極１４０４の形成に用いる材料としては、実施例１〜実施例３で示した陰極となりうる材料を用いることができる。また、第１の補助電極１４０４形成時にこれらの材料がバンク上に成膜されたとしても何ら問題はない。
【０２２７】
次に、第１の電極１４０２、および第１の補助電極１４０４上に有機化合物層１４０５が形成される。有機化合物層１４０５を形成する材料としては、実施例１〜実施例３で示した材料を用いることができる。
【０２２８】
例えば、赤色発光を示す有機化合物層、緑色発光を示す有機化合物層及び青色発光を示す有機化合物層をそれぞれ形成することにより、３種類の発光を有する発光装置を形成することができる。なお、これらの有機化合物層１４０５はバンク１４０３で形成された溝に沿って形成されるため、紙面に垂直な方向にストライプ状に配列される。
【０２２９】
次に、有機化合物層１４０５上であって、第１の補助電極１４０４と重ならない位置に第２の補助電極１４０６を形成する。なお、第２の補助電極１４０６も第１の補助電極と同じ材料を用い、同様にして形成する。
【０２３０】
次に、有機化合物層１４０５、および第２の補助電極１４０６上に第２の電極１４０７が形成される。なお陰極１４０７は、蒸着法により形成する。また、本実施例では、第２の電極１４０７には、遮光性の材料を用いて形成する。
【０２３１】
なお、本実施例では第１の電極１４０２が透光性の材料で形成されているため、有機化合物層１４０５で発生した光は下側（基板１４０１の側）に出射される。
【０２３２】
次に、封止基板１４０７としてガラス基板を用意する。本実施例ではその他にもプラスチックや石英からなる基板を用いることが可能である。さらに、遮光性の基板を用いることもできる。
【０２３３】
こうして用意した封止基板１４０９は、紫外線硬化樹脂からなるシール剤１４１０により貼り合わされる。なお、シール剤１４１０の内側１４０８は密閉された空間になっており、窒素やアルゴンなどの不活性ガスが充填されている。また、この密閉された空間１４０８の中に酸化バリウムに代表される吸湿剤を設けることも有効である。最後に異方導電性フィルム（ＦＰＣ）１４１１を取り付けてパッシブ型の発光装置が完成する。
【０２３４】
なお、本実施例は、実施例１〜実施例４に示した素子構造（アクティブマトリクス型）に関連するもの以外の材料等を自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０２３５】
（実施例９）
発光素子を用いた発光装置は自発光型であるため、液晶表示装置に比べ、明るい場所での視認性に優れ、視野角が広い。従って、本発明の発光装置を用いて様々な電気器具を完成させることができる。
【０２３６】
本発明により作製した発光装置を用いて作製された電気器具として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携帯情報端末は、視野角の広さが重要視されるため、発光素子を有する発光装置を用いることが好ましい。それら電気器具の具体例を図１５に示す。
【０２３７】
図１５（Ａ）は表示装置であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２００３に用いることにより作製される。発光素子を有する発光装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶表示装置よりも薄い表示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０２３８】
図１５（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２１０２に用いることにより作製される。
【０２３９】
図１５（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス２２０６等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２２０３に用いることにより作製される。
【０２４０】
図１５（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２３０２に用いることにより作製される。
【０２４１】
図１５（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示するが、本発明により作製した発光装置をこれら表示部Ａ、Ｂ２４０３、２４０４に用いることにより作製される。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０２４２】
図１５（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２５０２に用いることにより作製される。
【０２４３】
図１５（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９、接眼部２６１０等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２６０２に用いることにより作製される。
【０２４４】
ここで図１５（Ｈ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２７０３に用いることにより作製される。なお、表示部２７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。
【０２４５】
なお、将来的に有機材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０２４６】
また、上記電気器具はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増してきている。有機材料の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。
【０２４７】
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが好ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが好ましい。
【０２４８】
以上の様に、本発明の作製方法を用いて作製された発光装置の適用範囲は極めて広く、本発明の発光装置を用いてあらゆる分野の電気器具を作製することが可能である。また、本実施例の電気器具は実施例１〜実施例８を実施することにより作製された発光装置を用いることにより完成させることができる。
【０２４９】
【発明の効果】
本発明において、交流駆動の発光装置を作製することにより、直流駆動の場合に問題となっていた有機化合物層におけるチャージの蓄積を防ぐことができる。これにより、発光素子の輝度低下といった問題が改善されるため発光素子の素子特性の向上と長寿命化が可能となった。また、本発明の発光装置は、構造の異なる２種類の発光素子を設け、交流駆動において、極性の異なる電圧が印加されても常にどちらか一方の発光素子が機能するような構造を有しているので、直流駆動の場合と同様の階調表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の発光装置の素子構造を説明する図。
【図２】 本発明の発光装置の素子構造を説明する図。
【図３】 本発明の発光装置の素子構造を説明する図。
【図４】 本発明の発光装置の素子構造を説明する図。
【図５】 本発明の発光装置の作製工程を説明する図。
【図６】 本発明の発光装置の作製工程を説明する図。
【図７】 本発明の発光装置の作製工程を説明する図。
【図８】 本発明の発光装置の構成を説明する図。
【図９】 本発明の発光装置の画素部の回路図を説明する図。
【図１０】 本発明の発光装置の構成を説明する図。
【図１１】 本発明の発光装置の画素部の回路図を説明する図。
【図１２】 本発明の発光装置を交流で駆動する場合のタイミングチャート。
【図１３】 本発明の発光装置の外観を説明する図。
【図１４】 パッシブマトリクス型の発光装置を説明する図。
【図１５】 電気器具の一例を示す図。

Claims (10)

1. 絶縁表面上に形成された第１のＴＦＴおよび第２のＴＦＴと、
   前記第１のＴＦＴおよび前記第２のＴＦＴ上に形成された層間絶縁膜と、
   前記層間絶縁膜上に形成された第１の画素電極および第２の画素電極と、
   前記第１の画素電極と前記第１のＴＦＴとの第１の接続部および第２の画素電極と
   前記第２のＴＦＴとの第２の接続部を覆って形成された絶縁膜と、
   前記第１の画素電極および前記第２の画素電極上に形成された発光層と、
   前記発光層上に形成された第１の対向電極、および第２の対向電極と、
   を有する発光装置であって、
   前記絶縁膜に形成された一つの開口部において、前記第１の画素電極および前記第２の画素電極は前記発光層と重なり、
   前記第１の画素電極、および前記第２の対向電極は、陽極または陰極のいずれか一方であり、
   前記第２の画素電極、および前記第１の対向電極は、陽極または陰極のいずれか他方であることを特徴とする発光装置。
2. 絶縁表面上に形成された第１のＴＦＴおよび第２のＴＦＴと、
   前記第１のＴＦＴおよび前記第２のＴＦＴ上に形成された層間絶縁膜と、
   前記層間絶縁膜上に形成された第１の画素電極および第２の画素電極と、
   前記第１の画素電極と前記第１のＴＦＴとの第１の接続部および第２の画素電極と前記第２のＴＦＴとの第２の接続部を覆って形成された絶縁膜と、
   前記第１の画素電極および前記第２の画素電極上に形成された発光層と、
   前記発光層上に形成された第１の対向電極、および第２の対向電極と、
   を有する発光装置であって、
   前記第１のＴＦＴおよび前記第２のＴＦＴは、ソース領域およびドレイン領域をそれぞれ有し、
   前記絶縁膜に形成された一つの開口部において、前記第１の画素電極および前記第２の画素電極は前記発光層と重なり、
   第１の画素電極は第１の電極からなり、
   第２の画素電極は第２の電極および第１の補助電極からなり、
   前記第１の画素電極、および前記第２の対向電極は、陽極または陰極のいずれか一方であり、
   前記第２の画素電極、および前記第１の対向電極は、陽極または陰極のいずれか他方であることを特徴とする発光装置。
3. 絶縁表面上に形成された第１のＴＦＴおよび第２のＴＦＴと、
   前記第１のＴＦＴおよび前記第２のＴＦＴ上に形成された層間絶縁膜と、
   前記層間絶縁膜上に形成された第１の画素電極および第２の画素電極と、
   前記第１の画素電極と前記第１のＴＦＴとの第１の接続部および第２の画素電極と前記第２のＴＦＴとの第２の接続部を覆って形成された絶縁膜と、
   前記第１の画素電極および前記第２の画素電極上に形成された発光層と、
   前記発光層上に形成された第１の対向電極、および第２の対向電極と、
   を有する発光装置であって、
   前記第１のＴＦＴおよび前記第２のＴＦＴは、ソース領域およびドレイン領域をそれぞれ有し、
   前記絶縁膜に形成された一つの開口部において、前記第１の画素電極および前記第２の画素電極は前記発光層と重なり、
   第１の画素電極は第１の電極からなり、
   第２の画素電極は第２の電極および第１の補助電極からなり、
   前記第１の電極および前記第２の電極は、陽極または陰極のいずれか一方を形成する材料からなり、
   前記第１の補助電極は、陽極または陰極のいずれか他方を形成する材料からなることを特徴とする発光装置。
4. 絶縁表面上に形成された第１のＴＦＴおよび第２のＴＦＴと、
   前記第１のＴＦＴおよび前記第２のＴＦＴ上に形成された層間絶縁膜と、
   前記層間絶縁膜上に形成された第１の画素電極および第２の画素電極と、
   前記第１の画素電極と前記第１のＴＦＴとの第１の接続部および第２の画素電極と前記第２のＴＦＴとの第２の接続部を覆って形成された絶縁膜と、
   前記第１の画素電極および前記第２の画素電極上に形成された発光層と、
   前記発光層上に形成された第１の対向電極、および第２の対向電極と、
   を有する発光装置であって、
   前記絶縁膜に形成された一つの開口部において、前記第１の画素電極および前記第２の画素電極は前記発光層と重なり、
   第１の対向電極は第２の補助電極および第３の電極からなり、
   第２の対向電極は第３の電極からなり、
   前記第１の画素電極、および前記第２の対向電極は、陽極または陰極のいずれか一方であり、
   前記第２の画素電極、および前記第１の対向電極は、陽極または陰極のいずれか他方であることを特徴とする発光装置。
5. 絶縁表面上に形成された第１のＴＦＴおよび第２のＴＦＴと、
   前記第１のＴＦＴおよび前記第２のＴＦＴ上に形成された層間絶縁膜と、
   前記層間絶縁膜上に形成された第１の画素電極および第２の画素電極と、
   前記第１の画素電極と前記第１のＴＦＴとの第１の接続部および第２の画素電極と前記第２のＴＦＴとの第２の接続部を覆って形成された絶縁膜と、
   前記第１の画素電極および前記第２の画素電極上に形成された発光層と、
   前記発光層上に形成された第１の対向電極、および第２の対向電極と、
   を有する発光装置であって、
   前記絶縁膜に形成された一つの開口部において、前記第１の画素電極および前記第２の画素電極は前記発光層と重なり、
   第１の対向電極は第２の補助電極および第３の電極からなり、
   第２の対向電極は第３の電極からなり、
   前記第３の電極は、陽極または陰極のいずれか一方を形成する材料からなり、
   前記第２の補助電極は、陽極または陰極のいずれか他方を形成する材料からなることを特徴とする発光装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
   前記発光層は、正孔輸送性および電子輸送性を有するバイポーラ性の材料からなることを特徴とする発光装置。
7. 請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
   前記発光層は、正孔輸送性材料および電子輸送性材料からなることを特徴とする発光装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
   前記発光装置は、表示装置、デジタルスチルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、モバイルコンピュータ、記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置、ゴーグル型ディスプレイ、ビデオカメラ、携帯電話から選ばれた一種であることを特徴とする発光装置。
9. 絶縁表面上に第１のＴＦＴおよび第２のＴＦＴを形成し、
   前記第１のＴＦＴおよび前記第２のＴＦＴ上に層間絶縁膜を形成し、
   前記層間絶縁膜上に第１の電極および第２の電極を形成し、
   前記第２の電極上に第１の補助電極を形成し、
   前記第１の電極と前記第１のＴＦＴとの第１の接続部および前記第２の電極と前記第２のＴＦＴとの第２の接続部を覆って絶縁膜を形成し、
   前記第１の電極、前記第２の電極および前記第１の補助電極の前記絶縁層に設けられた一つの開口部から露出した部分の上に発光層を形成し、
   前記発光層上であって、前記第１の電極と重なる位置に第２の補助電極を形成し、
   前記発光層および前記第２の補助電極上に第３の電極を形成する発光装置の作製方法であって、
   前記第１の電極からなる第１の画素電極と、前記発光層と、前記第２の補助電極および前記第３の電極とからなる第１の対向電極と、を有する第１の発光素子と、
   前記第２の電極および前記第１の補助電極とからなる第２の画素電極と、前記発光層と、前記第３の電極からなる第２の対向電極と、を有する第２の発光素子とを形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
10. 請求項９において、
    前記第１の画素電極および前記第２の対向電極は、陽極または陰極のいずれか一方であり、
    前記第２の画素電極および前記第１の対向電極は、陽極または陰極のいずれか他方であることを特徴とする発光装置の作製方法。

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