アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置
【課題】ＥＬ素子の色のバランスが良く、なおかつ発光輝度のバランスが良い、色鮮やかな画像を表示することが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】ＥＬ素子に流す電流を大きくしたい画素ほど、該画素のＥＬ素子に電圧または電流を供給する引き回し配線の幅を大きくした。これによって、ＥＬ素子に流す電流を大きくしたい画素ほど、該画素のＥＬ素子に電圧または電流を供給する引き回し配線の配線抵抗が小さくなる。配線抵抗が小さくなると、引き回し配線における電位降下が小さくなり、ＥＬ素子に流す電流を大きくすることが可能になる。なお実際のパネルでは、引き回し配線を配置するスペースは限られているので、各色における引き回し配線の幅の比を変えることで、各色のＥＬ素子に流れる電流の大きさのバランスを取ることが可能である。
【解決手段】ＥＬ素子に流す電流を大きくしたい画素ほど、該画素のＥＬ素子に電圧または電流を供給する引き回し配線の幅を大きくした。これによって、ＥＬ素子に流す電流を大きくしたい画素ほど、該画素のＥＬ素子に電圧または電流を供給する引き回し配線の配線抵抗が小さくなる。配線抵抗が小さくなると、引き回し配線における電位降下が小さくなり、ＥＬ素子に流す電流を大きくすることが可能になる。なお実際のパネルでは、引き回し配線を配置するスペースは限られているので、各色における引き回し配線の幅の比を変えることで、各色のＥＬ素子に流れる電流の大きさのバランスを取ることが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体素子（半導体薄膜を用いた素子）を基板上に作り込んで形成されたＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置及びそのＥＬ表示装置を表示部に用いる電子機器（電子デバイス）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基板上にＴＦＴ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。そして、アクティブマトリクス型表示装置の中でも特に、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ＥＬ表示装置の研究が活発化している。ＥＬ表示装置は有機ＥＬディスプレイ（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 Light Emitting Diode）とも呼ばれている。
【０００３】
ＥＬ表示装置は、液晶表示装置と異なり自発光型である。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、イーストマン・コダック・カンパニーのTangらが提案した「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ＥＬ表示装置は殆どこの構造を採用している。
【０００４】
有機ＥＬ材料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ＥＬ素子は、上述した発光のうちの、いずれか一方の発光を用いていても良いし、または両方の発光を用いていても良い。
【０００５】
また他にも、画素電極上に正孔注入層／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でも良い。ＥＬ層に対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。
【０００６】
そして、上記構造でなるＥＬ層に一対の電極から所定の電圧をかけ、それにより発光層においてキャリアの再結合が起こって発光する。なお本明細書においてＥＬ素子が発光することを、ＥＬ素子が駆動すると呼ぶ。
【０００７】
なお、本明細書中では、陽極、ＥＬ層及び陰極で形成される発光素子をＥＬ素子と呼ぶ。
【０００８】
図１４に、代表的なアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置（以下、ＥＬ表示装置）の構造を示す。図１４（Ａ）はＥＬ表示装置の画素部とその駆動回路の配置を示している。９０１は画素部、９０２はソース信号線駆動回路、９０３はゲート信号線駆動回路、９０５は引き出し端子である。
【０００９】
画素部９０１は複数の画素９０６を有している。９０４は画素部９０１に設けられた電源供給線であり、全ての画素９０６が有するＥＬ素子の画素電極に電位を与えている。電源供給線９０４は引き回し配線９０７に接続されており、引き回し配線９０７は引き出し端子９０５を介して外部の電源に接続されている。
【００１０】
ゲート信号線駆動回路９０３からゲート信号線９１３に入力される選択信号によって画素９０６が選択される。そしてソース信号線駆動回路９０２からソース信号線９１２に入力されるビデオ信号によって、電源供給線９０４の電位が選択された画素９０６に与えられ、画素９０６に画像の一部が表示される。
【００１１】
図１４（Ａ）に示した画素９０６のうち、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）にそれぞれ対応する画素の回路図を図１４（Ｂ）に示す。
【００１２】
図１４（Ｂ）において、Ｒ用画素９０６ｒと、Ｇ用画素９０６ｇと、Ｂ用画素９０６ｂは、共通のゲート信号線９１３を有している。また、Ｒ用画素９０６ｒはＲ用ソース信号線９１２ｒを、Ｇ用画素９０６ｇはＧ用ソース信号線９１２ｇを、Ｂ用画素９０６ｂはＢ用ソース信号線９１２ｂをそれぞれ有している。
【００１３】
Ｒ用画素９０６ｒと、Ｇ用画素９０６ｇと、Ｂ用画素９０６ｂとは、スイッチング用ＴＦＴ９１０及びＥＬ駆動用ＴＦＴ９１１をそれぞれ有している。またＲ用画素９０６ｒはＲ用ＥＬ素子９１５ｒを、Ｇ用画素９０６ｇはＧ用ＥＬ素子９１５ｇを、Ｂ用画素９０６ｂはＢ用ＥＬ素子９１５ｂをそれぞれ有している。
【００１４】
ゲート信号線９１３に選択信号が入力されると、ゲート信号線９１３にそのゲート電極が接続されたスイッチング用ＴＦＴ９１０が全てオンの状態になる。この状態を本明細書ではゲート信号線９１３が選択されていると呼ぶ。
【００１５】
そして、Ｒ用ソース信号線９１２ｒ、Ｇ用ソース信号線９１２ｇ及びＢ用ソース信号線９１２ｂに入力されたビデオ信号が、オンの状態のスイッチング用ＴＦＴ９１０を介して、Ｒ用ＥＬ素子９１５ｒ、Ｇ用ＥＬ素子９１５ｇ及びＢ用ＥＬ素子９１５ｂにそれぞれ入力され、ＥＬ駆動用ＴＦＴ９１１のゲート電極に入力される。
【００１６】
ビデオ信号がＥＬ駆動用ＴＦＴ９１１のゲート電極に入力されると、Ｒ用電源供給線９１４ｒの電位がＲ用ＥＬ素子９１５ｒの画素電極に、Ｇ用電源供給線９１４ｇの電位がＧ用ＥＬ素子９１５ｇの画素電極に、Ｂ用電源供給線９１４ｂの電位がＢ用ＥＬ素子９１５ｂの画素電極にそれぞれ与えられる。その結果、Ｒ用ＥＬ素子９１５ｒ、Ｇ用ＥＬ素子９１５ｇ及びＢ用ＥＬ素子９１５ｂが発光し、Ｒ用画素９０６ｒ、Ｇ用画素９０６ｇ及びＢ用画素９０６ｂが表示を行う。
【００１７】
ところで、ＥＬ表示装置には大きく分けて四つのカラー化表示方式があり、図１４に示したＥＬ表示装置のようにＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）に対応した三種類の有機ＥＬ材料からなるＥＬ素子を形成する方式、白色発光のＥＬ素子とカラーフィルターを組み合わせた方式、青色又は青緑発光のＥＬ素子と蛍光体（蛍光性の色変換層：ＣＣＭ）とを組み合わせた方式、陰極（対向電極）に透明電極を使用してＲＧＢに対応したＥＬ素子を重ねる方式がある。
【００１８】
そして一般的には、ＥＬ層にかかる電圧が同じであっても、ＥＬ層に用いられている有機ＥＬ材料によって、ＥＬ層の発光輝度は異なる。図１５に各色のＥＬ層の電圧−輝度特性を示す。図１５に示すように、ＥＬ層への印加電圧に対する発光輝度は、各色のＥＬ素子に用いられる有機ＥＬ材料によって異なっている。
これは、有機ＥＬ材料によって、同じ印加電圧における電流密度の大きさが異なるためである。
【００１９】
また電流密度が同じであっても、有機ＥＬ材料によって同じ電流密度における発光輝度は異なっている。
【００２０】
そのため、一般的にＥＬ表示装置は、３色のＥＬ素子の発光輝度のバランスをそろえるために、各色の画素に対応する電源供給線の電位の高さをそれぞれ調整している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
引き回し配線を介して画素部に流れる電流の大きさは、画素部において白表示を行っている画素の数で決まる。なお白表示を行っている画素とは、発光している状態のＥＬ素子を有する画素を意味する。白表示を行っている画素が多いほど、引き回し配線を介して画素部に流れる電流が大きくなる。
【００２２】
引き回し配線を流れる電流が大きくなると、引き回し配線において電位降下が起こる。そのため、白表示を行っている画素の数が多いときと少ないときとでは、多いときのほうが、１つのＥＬ素子にかかる電圧が小さくなり、画素１つあたりの発光輝度が低くなる。
【００２３】
とくにカラー表示のＥＬ表示装置の場合、各色のＥＬ素子にかかる電圧の大きさをそれぞれ調整し、各色のＥＬ素子に流れる電流の大きさを変えている。流れる電流が大きい画素ほど、該画素に対応する引き回し配線の電位降下が大きくなる。そのため、各色のＥＬ素子にかかる電圧の大きさをそれぞれ調整していても、白表示の画素が多いときと少ないときとでは、３色のＥＬ素子を流れる電流の比率が変わってしまう。
【００２４】
よって、白表示の画素の数が変わると、３つの色にそれぞれ対応する画素の発光輝度のバランスが崩れるという事態が生じる。
【００２５】
また、従来のＥＬ表示装置では、ＥＬ素子に流そうとする電流の大きさが各色ごとに異なっており、そのためＥＬ素子に加える電圧も異なっていた。しかしＥＬ素子と電源供給線との間にスイッチング素子として設けられたＥＬ駆動用ＴＦＴのＬＤＤ幅や、チャネル幅は全て同じであり、また全てのＥＬ駆動用ＴＦＴのゲート電極に入力されるデジタル信号の電圧の振幅も同じであった。このため、電源供給線にかかる電圧の高さによって、ＥＬ駆動用ＴＦＴが劣化されてしまう。またＥＬ駆動用ＴＦＴのゲート電極に入力されるデジタル信号の電圧の振幅が必要以上に大きいと、消費電力を抑えることができない。
【００２６】
上記問題に鑑み、本発明は、高精細なカラー表示が可能なＥＬ表示装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明者らは、ＥＬ素子に流す電流を大きくしたい画素ほど、該画素のＥＬ素子に電圧または電流を供給する引き回し配線の幅を大きくした。これによって、ＥＬ素子に流す電流を大きくしたい画素ほど、該画素のＥＬ素子に電圧または電流を供給する引き回し配線の配線抵抗が小さくなる。配線抵抗が小さくなると、引き回し配線における電位降下が小さくなり、ＥＬ素子に流す電流を大きくすることが可能になる。なお実際のパネルでは、引き回し配線を配置するスペースは限られているので、各色における引き回し配線の幅の比を変えることで、各色のＥＬ素子に流れる電流の大きさのバランスを取ることが可能である。
【００２８】
上記構成によって、白表示の画素の数に関わりなく、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の発光輝度のバランスを整えることが可能になる。
【００２９】
また引き回し配線だけではなく、ＥＬ素子に流す電流を大きくしたい画素ほど、該画素のＥＬ素子に電圧または電流を供給する電源供給線の幅の比も大きくなるように設計すると、より一層高精細な画像を表示することが可能になる。
【００３０】
また本発明において、ＥＬ素子に大きい電流が流れる画素においてのみ、入力するビデオ信号の振幅を大きくしても良い。上記構成によって、全ての画素に不必要に大きな振幅のビデオ信号を画素に入力せずに済み、消費電力を抑えることができる。
【００３１】
また、ＥＬ素子への電流の制御を行うＥＬ駆動用ＴＦＴは、ＥＬ素子を発光させるために、ＥＬ駆動用ＴＦＴの駆動を制御するスイッチング用ＴＦＴよりも比較的多くの電流を流す。なおＴＦＴの駆動を制御するとは、ＴＦＴが有するゲート電極にかかる電圧を制御することで、そのＴＦＴをオン状態またはオフ状態にすることを意味する。特に本発明は上記構成において、電流の絶対値が大きい電源供給線に接続されている画素のＥＬ駆動用ＴＦＴには、より多くの電流が流れることになる。そのため電流の絶対値が大きい電源供給線に接続されている画素のＥＬ駆動用ＴＦＴは、他の画素のＥＬ駆動用ＴＦＴよりもホットキャリア注入によって早く劣化してしまうという問題が浮上してくる。
【００３２】
そこで本発明において、ホットキャリア注入によるＥＬ駆動用ＴＦＴの劣化対策として、上記構成に加え、発光輝度の低い色を表示する画素のＥＬ駆動用ＴＦＴのＬＤＤ領域の長さを、発光輝度の高い色を表示する画素のＥＬ駆動用ＴＦＴのＬＤＤ領域の長さより長くする構成を加えても良い。
【００３３】
なお本明細書においてＬＤＤ領域の長さとは、ソース領域とドレイン領域を結ぶ方向におけるＬＤＤ領域の長さを意味する。
【００３４】
また同時に、電流の絶対値が大きい電源供給線に接続されている画素のＥＬ駆動用ＴＦＴのチャネル幅（Ｗ）をより大きくしても良い。
【００３５】
図５に代表的なＴＦＴの上面図と断面図を示す。図５（Ａ）はＴＦＴの上面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。
【００３６】
５０１はソース領域、５０２はドレイン領域、５０３がゲート電極である。ゲート電極５０３の下にはゲート絶縁膜５０５を介してチャネル形成領域５０４が設けられている。本明細書においてチャネル幅（Ｗ）とは、ソース領域５０１とドレイン領域５０２の間に流れる電流の方向に対して垂直方向におけるチャネル領域５０４の長さを意味する。またチャネル長（Ｌ）とは、ソース領域５０１とドレイン領域５０２に流れる電流の方向におけるチャネル領域５０４の長さを意味する。
【００３７】
本発明は上記構成により、電源供給線を流れる電流の絶対値が大きくなることによってＥＬ駆動用ＴＦＴが制御する電流の量が増えても、ＥＬ駆動用ＴＦＴの劣化を抑えることができる。そしてなおかつ、ＥＬ素子に印加される電圧の値によって、そのＥＬ素子の発光輝度を調節することが可能になり、赤色、青色、緑色の発光輝度のバランスが良い、色鮮やかな画像を表示することが可能になる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の構成によって、白表示の画素の数に関わりなく、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の発光輝度のバランスを整えることが可能になる。
【００３９】
また本発明では、ＥＬ素子に大きい電圧がかかる画素は、入力するビデオ信号の振幅を大きくしても良い。上記構成によって、電源供給線の電圧を高くした際に、ＥＬ駆動用ＴＦＴのオフ電流が増加するのを防ぐことができる。
【００４０】
また同時に、電流の絶対値が大きい電源供給線に接続されている画素のＥＬ駆動用ＴＦＴのチャネル幅（Ｗ）をより大きくしても良い。本発明は上記構成により、電源供給線を流れる電流の絶対値が大きくなることによってＥＬ駆動用ＴＦＴが制御する電流の量が増えても、ＥＬ駆動用ＴＦＴの劣化を抑えることができる。そしてなおかつ、ＥＬ素子に印加される電圧の値によって、そのＥＬ素子の発光輝度を調節することが可能になり、赤色、青色、緑色の発光輝度のバランスが良い、色鮮やかな画像を表示することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のＥＬ表示装置の構成を示す図。
【図２】ＥＬ表示装置の画素構成を示す図。
【図３】本発明のＥＬ表示装置のソース信号線駆動回路のブロック図。
【図４】レベルシフタ回路の等価回路図。
【図５】ＴＦＴの上面図及び断面図。
【図６】ＥＬ表示装置の画素の回路図。
【図７】ＥＬ表示装置の画素の回路図。
【図８】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図９】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図１０】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図１１】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図１２】電子機器の具体例を示す図。
【図１３】電子機器の具体例を示す図。
【図１４】従来のＥＬ表示装置の構成を示す図。
【図１５】有機ＥＬ材料の電圧−輝度特性を示す図。
【図１６】本発明のＥＬ表示装置のＴＦＴ基板の上面図。
【図１７】本発明のＥＬ表示装置の概観図及び断面図。
【図１８】本発明のＥＬ表示装置の作成工程を示す図。
【図１９】ＤＬＣ膜を用いた本発明のＥＬ表示装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１に本発明のＥＬ表示装置の上面図を示す。図１（Ａ）はＥＬ表示装置の画素部とその駆動回路の配置を示している。１０１は画素部、１０２はソース信号線駆動回路、１０３はゲート信号線駆動回路、１０５は引き出し端子である。
【００４３】
画素部１０１は複数の画素１０６を有している。１０４は画素部１０１に設けられた電源供給線であり、全ての画素１０６が有するＥＬ素子の画素電極に電位を与えている。電源供給線１０４は引き回し配線１０７に接続されており、引き回し配線１０７は引き出し端子１０５を介して外部の電源に接続されている。なお引き回し配線１０７のレイアウトは図１に示した形態に限定されない。
【００４４】
ゲート信号線駆動回路１０３からゲート信号線（図示せず）に入力される選択信号によって画素１０６が選択される。そしてソース信号線駆動回路１０２からソース信号線（図示せず）に入力されるビデオ信号によって、電源供給線１０４の電位が選択された画素１０６に与えられ、画素１０６に画像の一部が表示される。
【００４５】
図１（Ｂ）に図１（Ａ）における引き回し配線１０７の拡大図を示す。１０７ｒはＲ用引き回し配線、１０７ｇはＧ用引き回し配線、１０７ｂはＢ用引き回し配線である。
【００４６】
ＥＬ素子は引き回し配線と直列に接続されていることから、ＲＧＢの各色に対応する引き回し配線を流れる電流の比は、ＲＧＢの各色に対応するＥＬ層の電流密度の比に相当する。また一般的に配線抵抗はシート抵抗と配線の長さに比例し、配線の幅に反比例する。ここでシート抵抗と配線の長さは固定している。
【００４７】
Ｒ用の引き回し配線にかかる電圧をＶｒ、Ｇ用の引き回し配線にかかる電圧をＶｇ、Ｂ用の引き回し配線にかかる電圧をＶｂとし、Ｒ用の引き回し配線の幅をＷｒ、Ｇ用の引き回し配線の幅をＷｇ、Ｂ用の引き回し配線の幅をＷｂとし、Ｒ用のＥＬ素子の電流密度をＩｒ、Ｇ用のＥＬ素子の電流密度をＩｇ、Ｂ用のＥＬ素子の電流密度をＩｂとすると、オームの法則より以下の式１が成り立つ。なおａは定数である。
【００４８】
（式１）
Ｖｒ＝ａ×Ｉｒ／ＷｒＶｇ＝ａ×Ｉｇ／ＷｇＶｂ＝ａ×Ｉｂ／Ｗｂ
【００４９】
ここで、Ｖｒ＝Ｖｇ＝Ｖｂとすると、以下の式２が導き出される。
【００５０】
（式２）
Ｉｒ／Ｗｒ＝Ｉｇ／Ｗｇ＝Ｉｂ／Ｗｂ
【００５１】
式２より以下の式３が導き出される。
【００５２】
（式３）
Ｗｒ：Ｗｇ：Ｗｂ＝Ｉｒ：Ｉｇ：Ｉｂ
【００５３】
よって式３より、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の発光輝度のバランスを整えるためには、電流密度が大きいＥＬ素子に電気的に接続された引き回し配線の幅が、電流密度が小さいＥＬ素子に電気的に接続された引き回し配線の幅より大きくなるように設計する。望ましくは、引き回し配線の幅の比を、式３を満たすように設計する。
【００５４】
また引き回し配線だけではなく、ＥＬ素子に流す電流を大きくしたい画素ほど、該画素のＥＬ素子に電圧または電流を供給する電源供給線の幅の比も、式３を満たすように設計すると、より一層高精細な画像を表示することが可能になる。
【００５５】
上記構成によって、白表示の画素の数に関わりなく、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の発光輝度のバランスを整えることが可能になる。
【実施例１】
【００５６】
本実施例では、ＥＬ素子に大きい電圧を必要とする画素ほど、該画素に入力するデジタル信号の振幅を大きくする例について説明する。
【００５７】
ＥＬ表示装置の画素において、ＥＬ駆動用ＴＦＴとＥＬ素子の接続構成を図２に簡単に示す。２０２はＥＬ駆動用ＴＦＴ、２０３は電源供給線、２０６はＥＬ素子である。ＥＬ駆動用ＴＦＴ２０２のゲート電極は、端子２０１に与えられるデジタル信号が入力されている。ＥＬ駆動用ＴＦＴ２０２のソース領域は電源供給線２０３に接続されており、ドレイン領域はＥＬ素子２０６が有する画素電極に接続されている。
【００５８】
ＥＬ素子の発光輝度を高くするために電源供給線２０３に与えられる電流の絶対値を大きくすると、ＥＬ駆動用ＴＦＴ２０２のオフ電流（ＴＦＴがオフの状態のときに流れる電流）が大きくなる。そのため、ＥＬ駆動用ＴＦＴ２０２がオフの状態のときでもＥＬ素子が発光するということが起こり得る。
【００５９】
本発明では、電源供給線を流れる電流の絶対値が大きい画素ほど、該画素に入力される（図２の場合、具体的には端子２０１に入力される）デジタル信号の振幅を増幅する。増幅されたデジタル信号はＥＬ駆動用ＴＦＴ２０２のゲート電極に入力されるため、ＥＬ駆動用ＴＦＴ２０２の｜ＶGS｜はデジタル信号が増幅される前に比べて大きくなる。よって電源供給線２０３の電流の絶対値を大きくしても、ＥＬ駆動用ＴＦＴ２０２のオフ電流を抑えることができ、ＥＬ駆動用ＴＦＴ２０２がオフの状態のときでもＥＬ素子が発光するという事態を防ぐことが可能になる。
【００６０】
なお、本発明は、デジタル信号を用いて画像を表示するＥＬ表示装置に限定されず、アナログ信号を用いて画像を表示するＥＬ表示装置であっても良い。
【実施例２】
【００６１】
本実施例では、実施例１で用いられるソース信号線駆動回路の具体的な構成について、例を挙げて説明する。
【００６２】
図３に本実施例のソース信号線駆動回路のブロック図を示す。４００は画素部、４０１はソース信号線駆動回路である。ソース信号線駆動回路４０１は、シフトレジスタ回路４０２、第１ラッチ回路４０３、第２ラッチ回路４０４、レベルシフタ回路４０５、バッファ回路４０６を有している。
【００６３】
シフトレジスタ回路４０２において生成されたタイミング信号（ＴＳ）にしたがって、ソース信号線駆動回路４０１の外部から第１ラッチ回路４０３にデジタル信号（ＤＶ）が入力され保持される。全てのビットのデジタル信号が第１ラッチ回路４０３に入力され保持されると、ラッチパルス（ＬＰ）にしたがって、第１ラッチ回路４０３に保持されているデジタル信号が第２ラッチ回路４０４に一斉に入力され保持される。そして第１ラッチ回路４０３にソース信号線駆動回路４０１の外部からデジタル信号（ＤＶ）が入力され保持されるという動作が再び開始される。
【００６４】
第２ラッチ回路４０４に一斉に入力され保持されたデジタル信号は、レベルシフタ回路４０５に入力され、その振幅が増幅されてレベルシフタ回路から出力される。増幅する大きさは、デジタル信号が入力される画素において、電源供給線を流れる電流の高さの絶対値によって異なる。デジタル信号が入力される画素において、電源供給線を流れる電流の高さの絶対値が大きいほど、該画素に入力されるデジタルビデオ信の振幅は大きく増幅されるようにする。
【００６５】
このように、レベルシフタ回路の出力電圧、すなわちレベルシフタ回路の電源電位を変えることによって、画素に入力されるデジタル信号の振幅を、各色ごとに変えることが可能になる。
【００６６】
上記構成によって、電源供給線の電流の絶対値を大きくしても、ＥＬ駆動用ＴＦＴのオフ電流を抑えることができ、ＥＬ駆動用ＴＦＴがオフの状態のときでもＥＬ素子が発光するという事態を防ぐことが可能になる。
【００６７】
レベルシフタ回路４０５から出力された増幅後のデジタル信号はバッファ回路４０６において緩衝増幅され、対応するソース信号線に入力される。
【００６８】
図４にレベルシフタ回路４０５の等価回路図の一例を示す。デジタル信号はレベルシフタ回路４０５のＶｉｎから入力される。そしてデジタル信号の極性を反転させた信号はＶｉｎｂから入力される。また、Ｖｄｄｈは高電圧側電源、Ｖｓｓは低電圧側電源に接続されていることを意味している。
【００６９】
レベルシフタ回路４０３は、Ｖｉｎに入力されたデジタル信号を増幅させた信号が、Ｖｏｕｔから出力されるように設計されている。具体的には、ＶｉｎにＨｉのデジタル信号が入力されるとＶｏｕｔからＶｓｓ相当の信号が、Ｌｏのデジタル信号が入力されるとＶｏｕｔからＶｄｄｈ相当の信号が出力される。
【実施例３】
【００７０】
本実施例では、図１に示した引き回し配線１０７の幅の具体的な数値を示す。
【００７１】
本実施例では、Ｒ、Ｇ、ＢのＥＬ素子の発光輝度がそれぞれ１００ｃｄ／ｍ2、１００ｃｄ／ｍ2、５０ｃｄ／ｍ2となるように、Ｒ、Ｇ、Ｂの有機ＥＬ材料の電流密度をそれぞれ７．５ｍＡ／ｃｍ2、３ｍＡ／ｃｍ2、５ｍＡ／ｃｍ2とした。
【００７２】
上述した電流密度の値から、実施の形態で示した式３より、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する画素の電源供給線の幅の比は、式４で表される。
（式４）
Ｗｒ：Ｗｇ：Ｗｂ≒７．５：３：５
【００７３】
式４にしたがって引き回し配線の幅を設計すると、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の発光輝度のバランスを整えることができる。
【００７４】
なお本実施例においてＲ、Ｇ、Ｂに対応する引き回し配線の幅は式４を満たしていなくとも良い。Ｒに対応する引き回し配線の幅を一番大きくし、Ｇに対応する引き回し配線の幅を一番小さくすれば良い。
【００７５】
上記構成によって、白表示の画素の数に関わりなく、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の発光輝度のバランスを整えることが可能になる。
【００７６】
また引き回し配線だけではなく、Ｒに対応する電源供給線の幅を一番大きくし、Ｇに対応する電源供給線の幅を一番小さくすれば、より効果的にＲ、Ｇ、Ｂの各画素の発光輝度のバランスを整えることが可能になる。より好ましくは引き回し配線と同様に、電源供給線の幅も式４を満たすように設計すると、より一層、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の発光輝度のバランスを整えることが可能になる。
【００７７】
なお本発明において用いられる有機ＥＬ材料の電流密度は上述した数値に限定されない。
【００７８】
また本実施例では、デジタル信号で表示を行うＥＬ表示装置においてデジタル信号の振幅を増幅する例を示したが、本発明はこの構成に限定されない。アナログビデオ信号で表示を行うＥＬ表示装置においてアナログビデオ信号の振幅を増幅する構成も本発明に含まれる。
【００７９】
本実施例は実施例１または実施例２と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【実施例４】
【００８０】
本発明のＥＬ表示装置は画素内にいくつのＴＦＴを設けた構造としても良い。
例えば、３つ乃至６つまたはそれ以上のＴＦＴを設けても構わない。本実施例では、ＥＬ表示装置が画素内に３つのＴＦＴを設けている構成について示す。
【００８１】
図６において、４７０２はスイッチング用ＴＦＴ、４７０１はソース信号線、４７０３はスイッチング用ＴＦＴ４７０２のゲート電極に接続されたゲート信号線、４７０４はＥＬ駆動用ＴＦＴ、４７０５はコンデンサ（省略することも可能）、４７０６は電源供給線、、４７０７は電源制御用ＴＦＴ、４７０８は電源制御用ゲート信号線、４７０９はＥＬ素子とする。電源制御用ＴＦＴ４７０７の動作については特願２０００−３６４００３号を参照すると良い。
【００８２】
また、本実施例では電源制御用ＴＦＴ４７０７をＥＬ駆動用ＴＦＴ４７０４とＥＬ素子４７０８との間に設けているが、電源制御用ＴＦＴ４７０７とＥＬ素子４７０８との間にＥＬ駆動用ＴＦＴ４７０４が設けられた構造としても良い。また、電源制御用ＴＦＴ４７０７はＥＬ駆動用ＴＦＴ４７０４と同一構造とするか、同一の活性層で直列させて形成するのが好ましい。
【００８３】
図７において、４８０１はソース信号線、４８０２はスイッチング用ＴＦＴ、４８０３はスイッチング用ＴＦＴ４８０２のゲート電極に接続されたゲート信号線、４８０４はＥＬ駆動用ＴＦＴ、４８０５はコンデンサ（省略することも可能）、４８０６は電源供給線、、４８０７は消去用ＴＦＴ、４８０８は消去用ゲート信号線、４８０９はＥＬ素子とする。消去用ＴＦＴ４８０７の動作については特願２０００−３５９０３２号を参照すると良い。
【００８４】
消去用ＴＦＴ４８０７のドレインはＥＬ駆動用ＴＦＴ４８０４のゲートに接続され、ＥＬ駆動用ＴＦＴ４８０４のゲート電圧を強制的に変化させることができるようになっている。なお、消去用ＴＦＴ４８０７はｎチャネル型ＴＦＴとしてもｐチャネル型ＴＦＴとしても良いが、オフ電流を小さくできるようにスイッチング用ＴＦＴ４８０２と同一構造とすることが好ましい。
【００８５】
本実施例は実施例１〜実施例３と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【実施例５】
【００８６】
本実施例では、本発明のＥＬ表示装置において、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図８〜図１１を用いて説明する。
【００８７】
まず、本実施例ではコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表される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３００を用いる。なお、基板３００としては、透光性を有する基板であれば限定されず、石英基板を用いても良い。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよい。
【００８８】
次いで、基板３００上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜３０１を形成する。本実施例では下地膜３０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。下地膜３０１の一層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、ＮＨ3、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜３０１ａを１０〜２００nm（好ましくは５０〜１００nm）形成する。本実施例では、膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜３０１ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した。次いで、下地膜３０１のニ層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜３０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０nm）の厚さに積層形成する。本実施例では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜３０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成した。
【００８９】
次いで、下地膜上に半導体層３０２〜３０５を形成する。半導体層３０２〜３０５は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜した後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）を行って得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニングして形成する。この半導体層３０２〜３０５の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくは珪素（シリコン）またはシリコンゲルマニウム（ＳｉXＧｅ1-X（Ｘ＝０．０００１〜０．０２））合金などで形成すると良い。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜した後、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素膜上に保持させた。この非晶質珪素膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行い、さらに結晶化を改善するためのレーザーアニ―ル処理を行って結晶質珪素膜を形成した。そして、この結晶質珪素膜をフォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理によって、半導体層３０２〜３０５を形成した。
【００９０】
また、半導体層３０２〜３０５を形成した後、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）のドーピングを行ってもよい。
【００９１】
また、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやＹＡＧレーザー、ＹＶＯ4レーザーを用いることができる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し、半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００mJ/cm2(代表的には２００〜３００mJ/cm2)とする。また、ＹＡＧレーザーを用いる場合にはその第２高調波を用いパルス発振周波数３０〜３００ｋＨｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００mJ/cm2(代表的には３５０〜５００mJ/cm2)とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率（オーバーラップ率）を５０〜９０％として行えばよい。
【００９２】
次いで、半導体層３０２〜３０５を覆うゲート絶縁膜３０６を形成する。ゲート絶縁膜３０６はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素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。
【００９３】
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosilicate）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【００９４】
次いで、図８（Ａ）に示すように、ゲート絶縁膜３０６上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜３０７と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜３０８とを積層形成する。本実施例では、膜厚３０ｎｍのＴａＮ膜からなる第１の導電膜３０７と、膜厚３７０ｎｍのＷ膜からなる第２の導電膜３０８を積層形成した。
ＴａＮ膜はスパッタ法で形成し、Ｔａのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でスパッタした。また、Ｗ膜は、Ｗのターゲットを用いたスパッタ法で形成した。その他に６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いる熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のＷ（純度９９．９９９９％または９９．９９％）のターゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができた。
【００９５】
なお、本実施例では、第１の導電膜３０７をＴａＮ、第２の導電膜３０８をＷとしたが、特に限定されず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕからなる合金を用いてもよい。また、第１の導電膜をタンタル（Ｔａ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化チタン（ＴｉＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＡｌ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＣｕ膜とする組み合わせとしてもよい。
【００９６】
次に、図８（Ｂ）に示すようにフォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク３０９〜３１２を形成し、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。本実施例では第１のエッチング条件として、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、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、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行った。ここでは、松下電器産業（株）製のＩＣＰを用いたドライエッチング装置（Model Ｅ６４５−□ＩＣＰ）を用いた。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。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。
【００９７】
この後、図８（Ｂ）に示すようにレジストからなるマスク３０９〜３１２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。
【００９８】
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。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３１４〜３１７（第１の導電層３１４ａ〜３１７ａと第２の導電層３１４ｂ〜３１７ｂ）を形成する。３１９はゲート絶縁膜であり、第１の形状の導電層３１４〜３１７で覆われない領域は２０〜５０nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【００９９】
そして、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い、半導体層にｎ型を付与する不純物元素を添加する。（図８（Ｂ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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１×１０13〜５×１０15atoms/cm2とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を１．５×１０15atoms/cm2とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行った。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。この場合、導電層３１４〜３１７がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に高濃度不純物領域３２０〜３２３が形成される。高濃度不純物領域３２０〜３２３には１×１０20〜１×１０21atoms/cm3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加する。
【０１００】
次いで、図８（Ｃ）に示すように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ＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２０／２０／２０（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。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１２４．６２ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は２０．６７ｎｍ／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択比は６．０５である。従って、Ｗ膜が選択的にエッチングされる。この第２のエッチングにより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３２４ｂ〜３２７ｂを形成する。一方、第１の導電層３１４ａ〜３１７ａは、ほとんどエッチングされず、第１の導電層３２４ａ〜３２７ａを形成する。
【０１０１】
次いで、第２のドーピング処理を行う。ドーピングは第２の導電層３２４ｂ〜３２７ｂを不純物元素に対するマスクとして用い、第１の導電層のテーパー部下方の半導体層に不純物元素が添加されるようにドーピングする。本実施例では、不純物元素としてＰ（リン）を用い、ドーズ量１．５×１０14、電流密度０．５μＡ、加速電圧９０ｋｅＶにてプラズマドーピングを行った。こうして、第１の導電層と重なる低濃度不純物領域３２９〜３３２を自己整合的に形成する。この低濃度不純物領域３２９〜３３２へ添加されたリン（Ｐ）の濃度は、１×１０17〜５×１０18atoms/cm3であり、且つ、第１の導電層のテーパー部の膜厚に従って緩やかな濃度勾配を有している。なお、第１の導電層のテーパー部と重なる半導体層において、第１の導電層のテーパー部の端部から内側に向かって若干、不純物濃度が低くなっているものの、ほぼ同程度の濃度である。また、高濃度の不純物元素が添加された高濃度不純物領域３３３〜３３６を形成する。
【０１０２】
次いで、図９（Ｂ）に示すようにレジストからなるマスクを除去してからフォトリソグラフィー法を用いて、第３のエッチング処理を行う。この第３のエッチング処理では第１の導電層のテーパー部を部分的にエッチングして、第２の導電層と重なる形状にするために行われる。ただし、第３のエッチングを行わない領域には、図９（Ｂ）に示すようにレジストからなるマスク３３８を形成する。
【０１０３】
第３のエッチング処理におけるエッチング条件は、エッチングガスとしてＣｌ2とＳＦ6とを用い、それぞれのガス流量比を１０／５０（ｓｃｃｍ）として第１及び第２のエッチングと同様にＩＣＰエッチング法を用いて行う。なお、第３のエッチング処理でのＴａＮに対するエッチング速度は、１１１．２nm/minであり、ゲート絶縁膜に対するエッチング速度は、１２．８nm/minである。
【０１０４】
本実施例では、１．３Ｐａ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。以上により、第１の導電層３４０ａ〜３４２ａが形成される。
【０１０５】
上記第３のエッチングによって、第１の導電層３４０ａ〜３４２ａと重ならない不純物領域（ＬＤＤ領域）３４３〜３４５が形成される。なお、不純物領域（ＧＯＬＤ領域）３４６は、第１の導電層３２４ａと重なったままである。
【０１０６】
また、第１の導電層３２４ａと第２の導電層３２４ｂとで形成された電極は、最終的に駆動回路のｎチャネル型ＴＦＴのゲート電極となり、また、第１の導電層３４０ａと第２の導電層３４０ｂとで形成された電極は、最終的に駆動回路のｐチャネル型ＴＦＴのゲート電極となる。
【０１０７】
同様に、第１の導電層３４１ａと第２の導電層３４１ｂとで形成された電極は、最終的に画素部のｎチャネル型ＴＦＴのゲート電極となり、第１の導電層３４２ａと第２の導電層３４２ｂとで形成された電極は、最終的に画素部のｐチャネル型ＴＦＴのゲート電極となる。
【０１０８】
このようにして、本実施例は、第１の導電層３４０ａ〜３４２ａと重ならない不純物領域（ＬＤＤ領域）３４３〜３４５と、第１の導電層３２４ａと重なる不純物領域（ＧＯＬＤ領域）３４６を同時に形成することができ、ＴＦＴ特性に応じた作り分けが可能となる。
【０１０９】
次にゲート絶縁膜３１９をエッチング処理する。ここでのエッチング処理は、エッチングガスにＣＨＦ3を用い、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ法）を用いて行う。本実施例では、チャンバー圧力６．７Ｐａ、ＲＦ電力８００Ｗ、ＣＨＦ3ガス流量３５ｓｃｃｍで第３のエッチング処理を行った。
【０１１０】
これにより、高濃度不純物領域３３３〜３３６の一部は露呈し、絶縁膜３５６ａ〜３５６ｄが形成される。
【０１１１】
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３４８、３４９を形成して第３のドーピング処理を行う。この第３のドーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層に前記一導電型（ｎ型）とは逆の導電型（ｐ型）を付与する不純物元素が添加された不純物領域３５０〜３５３を形成する。（図９（Ｃ））第１の導電層３４０ａおよび３４２ａを不純物元素に対するマスクとして用い、ｐ型を付与する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を形成する。
【０１１２】
本実施例では、不純物領域３５０〜３５３はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成する。なお、この第３のドーピング処理の際には、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層はレジストからなるマスク３４８、３４９で覆われている。第１のドーピング処理及び第２のドーピング処理によって、不純物領域３５０〜３５３にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、そのいずれの領域においてもｐ型を付与する不純物元素の濃度が２×１０20〜２×１０21atoms/cm3となるようにドーピング処理することにより、ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。
【０１１３】
以上までの工程でそれぞれの半導体層に不純物領域が形成される。
【０１１４】
次いで、レジストからなるマスク３４８、３４９を除去して第１の層間絶縁膜３５７を形成する。この第１の層間絶縁膜３５７としては、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚１５０ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成した。勿論、第１の層間絶縁膜３５７は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素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。
【０１１５】
次いで、図１０（Ａ）に示すように、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。この活性化工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜５５０℃で行えばよく、本実施例では５５０℃、４時間の熱処理で活性化処理を行った。なお、熱アニール法の他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。
【０１１６】
なお、本実施例では、上記活性化処理と同時に、結晶化の際に触媒として使用したニッケルが高濃度のリンを含む不純物領域（３３４〜３３６、３５０、３５１）にゲッタリングされ、主にチャネル形成領域となる半導体層中のニッケル濃度が低減される。このようにして作製したチャネル形成領域を有するＴＦＴはオフ電流値が下がり、結晶性が良いことから高い電界効果移動度が得られ、良好な特性を達成することができる。
【０１１７】
また、第１の層間絶縁膜を形成する前に活性化処理を行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱に弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するため層間絶縁膜（シリコンを主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素膜）を形成した後で活性化処理を行うことが好ましい。
【０１１８】
その他、活性化処理を行った後でドーピング処理を行い、第１の層間絶縁膜を形成させても良い。
【０１１９】
さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、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。本実施例では水素を約３％の含む窒素雰囲気中で４１０℃、１時間の熱処理を行った。この工程は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。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。
【０１２０】
また、活性化処理としてレーザーアニール法を用いる場合には、上記水素化を行った後、エキシマレーザーやＹＡＧレーザー等のレーザー光を照射することが望ましい。
【０１２１】
次いで、図１０（Ｂ）に示すように第１の層間絶縁膜３５７上に有機絶縁物材料から成る第２の層間絶縁膜３５８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した。次いで、各不純物領域３３３、３３５、３５０、３５１に達するコンタクトホールを形成するためのパターニングを行う。
【０１２２】
第２の層間絶縁膜３５８としては、珪素を含む絶縁材料や有機樹脂からなる膜を用いる。珪素を含む絶縁材料としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素を用いることができ、また有機樹脂としては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）などを用いることができる。
【０１２３】
本実施例では、プラズマＣＶＤ法により形成された酸化窒化珪素膜を形成した。なお、酸化窒化珪素膜の膜厚として好ましくは１〜５μｍ（さらに好ましくは２〜４μｍ）とすればよい。酸化窒化珪素膜は、膜自身に含まれる水分が少ないためにＥＬ素子の劣化を抑える上で有効である。
【０１２４】
また、コンタクトホールの形成には、ドライエッチングまたはウエットエッチングを用いることができるが、エッチング時における静電破壊の問題を考えると、ウエットエッチング法を用いるのが望ましい。
【０１２５】
さらに、ここでのコンタクトホールの形成において、第１層間絶縁膜及び第２層間絶縁膜を同時にエッチングするため、コンタクトホールの形状を考えると第２層間絶縁膜を形成する材料は、第１層間絶縁膜を形成する材料よりもエッチング速度の速いものを用いるのが好ましい。
【０１２６】
そして、各不純物領域３３３、３３５、３５０、３５１とそれぞれ電気的に接続する配線３５９〜３６６を形成する。そして、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）との積層膜をパターニングして形成するが、他の導電膜を用いても良い。
【０１２７】
次いで、その上に透明導電膜を８０〜１２０nmの厚さで形成し、パターニングすることによって透明電極３６７を形成する。（図１０（Ｂ））
【０１２８】
なお、本実施例では、透明電極として酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに２〜２０[％]の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いる。
【０１２９】
また、透明電極３６７は、ドレイン配線３６５と接して重ねて形成することによってＥＬ駆動用ＴＦＴのドレイン領域と電気的な接続が形成される。
【０１３０】
次に、図１１に示すように、珪素を含む絶縁膜（本実施例では酸化珪素膜）を５００[nm]の厚さに形成し、透明電極３６７に対応する位置に開口部を形成して、バンクとして機能する第３の層間絶縁膜３６８を形成する。開口部を形成する際、ウエットエッチング法を用いることで容易にテーパー形状の側壁とすることが出来る。開口部の側壁が十分になだらかでないと段差に起因するＥＬ層の劣化が顕著な問題となってしまうため、注意が必要である。
【０１３１】
なお、本実施例においては、第３の層間絶縁膜として酸化珪素でなる膜を用いているが、場合によっては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）といった有機樹脂膜を用いることもできる。
【０１３２】
次に、図１１で示すようにＥＬ層３６９を蒸着法により形成し、更に蒸着法により陰極（ＭｇＡｇ電極）３７０および保護電極３７１を形成する。このときＥＬ層３６９及び陰極３７０を形成するに先立って透明電極３６７に対して熱処理を施し、水分を完全に除去しておくことが望ましい。なお、本実施例ではＥＬ素子の陰極としてＭｇＡｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。
【０１３３】
なお、ＥＬ層３６９としては、公知の材料を用いることができる。本実施例では正孔輸送層（Hole transporting layer）及び発光層（Emitting layer）でなる２層構造をＥＬ層とするが、正孔注入層、電子注入層若しくは電子輸送層のいずれかを設ける場合もある。このように組み合わせは既に様々な例が報告されており、そのいずれの構成を用いても構わない。
【０１３４】
本実施例では正孔輸送層としてポリフェニレンビニレンを蒸着法により形成する。また、発光層としては、ポリビニルカルバゾールに１，３，４−オキサジアゾール誘導体のＰＢＤを３０〜４０％分子分散させたものを蒸着法により形成し、緑色の発光中心としてクマリン６を約１％添加している。
【０１３５】
また、保護電極３７１でもＥＬ層３６９を水分や酸素から保護することは可能であるが、さらに好ましくはパッシベーション膜３７２を設けると良い。本実施例ではパッシベーション膜３７２として３００ｎｍ厚の窒化珪素膜を設ける。このパッシベーション膜も保護電極３７１の後に大気解放しないで連続的に形成しても構わない。
【０１３６】
また、保護電極３７１は陰極３７０の劣化を防ぐために設けられ、アルミニウムを主成分とする金属膜が代表的である。勿論、他の材料でも良い。また、ＥＬ層３６９、陰極３７０は非常に水分に弱いので、保護電極３７１までを大気解放しないで連続的に形成し、外気からＥＬ層を保護することが望ましい。
【０１３７】
なお、ＥＬ層３６９の膜厚は１０〜４００[nm]（典型的には６０〜１５０[nm]）、陰極３７０の厚さは８０〜２００[nm]（典型的には１００〜１５０[nm]）とすれば良い。
【０１３８】
こうして図１１に示すような構造のＥＬ表示装置が完成する。なお、本実施例におけるＥＬ表示装置の作成工程においては、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であるＴａ、Ｗによっ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であるＡｌによってゲート信号線を形成しているが、異なる材料を用いても良い。
【０１３９】
また、ｎチャネル型ＴＦＴ５０１及びｐチャネル型ＴＦＴ５０２を有する駆動回路５０６と、スイッチング用ＴＦＴ５０３及びＥＬ駆動用ＴＦＴ５０４を有する画素部５０７を同一基板上に形成することができる。
【０１４０】
駆動回路５０６のｎチャネル型ＴＦＴ５０１はチャネル形成領域３８０、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層３２４ａと重なる低濃度不純物領域３２９（ＧＯＬＤ領域）とソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域３３３を有している。ｐチャネル型ＴＦＴ５０２にはチャネル形成領域３７３、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層３４０ａと重ならない不純物領域３５２、ソース領域またはドレイン領域として機能する不純物領域３５０を有している。
【０１４１】
画素部５０７のスイッチング用ＴＦＴ５０３にはチャネル形成領域３７４、ゲート電極を形成する第１の導電層３４１ａと重ならず、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領域３４４（ＬＤＤ領域）とソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域３３５を有している。
【０１４２】
画素部５０７のＥＬ駆動用ＴＦＴ５０４にはチャネル形成領域３７５、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層３２７ａと重ならない不純物領域３５３、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域３５１を有している。
【実施例６】
【０１４３】
本実施例では、本発明を用いてＥＬ表示装置を作製した例について、図１６、図１７を用いて説明する。
【０１４４】
図１６（Ａ）は本発明のＥＬ表示装置のＴＦＴ基板の上面図を示している。なお本明細書においてＴＦＴ基板とは、画素部が設けられている基板を意味する。
【０１４５】
基板４００１上に、画素部４００２と、ソース信号線駆動回路４００３と、第１のゲート信号線駆動回路４００４ａと、第２のゲート信号線駆動回路４００４ｂとが設けられている。なお本発明においてソース信号線駆動回路とゲート信号線駆動回路の数は図１６（Ａ）に示した数に限定されない。ソース信号線駆動回路とゲート信号線駆動回路の数は、設計者が適宜設定することが可能である。また、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ＴＦＴ基板上に設けているが、本発明はこの構成に限定されない。ＴＦＴ基板とは別の基板上に設けたソース信号線駆動回路とゲート信号線駆動回路とを、ＦＰＣ、ＴＡＢ等の外部接続端子により画素部と電気的に接続するようにしても良い。
【０１４６】
４００５ａは画素部４００２に設けられた電源供給線（図示せず）に接続された引き回し配線である。４００５ｂは第１及び第２のゲート信号線駆動回路４００４ａ、４００４ｂに接続されたゲート用引き回し配線である。また４００５ｃはソース信号線駆動回路４００３に接続されたソース用引き回し配線である。
【０１４７】
ゲート用引き回し配線４００５ｂと、ソース用引き回し配線４００５ｃとは、基板４００１の外部に設けられたＩＣ等に、ＦＰＣ４００６を介して接続されている。また引き回し配線４００５ａは、基板４００１の外部に設けられた電源にＦＰＣ４００６を介して接続されている。
【０１４８】
引き回し配線４００５ａの拡大図を図１６（Ｂ）に示す。４１００はＲ用引き回し配線、４１０１はＧ用引き回し配線、４１０２はＢ用引き回し配線である。
【０１４９】
Ｒ用ＥＬ素子のＥＬ層の電流密度と、Ｇ用ＥＬ素子のＥＬ層の電流密度と、Ｂ用ＥＬ素子のＥＬ層の電流密度の比が１．１５：１．２９：１とすると、本発明ではＲ用引き回し配線４１００の幅Ｗｒと、Ｇ用引き回し配線４１０１の幅Ｗｇと、Ｂ用引き回し配線４１０２の幅Ｗｂは、Ｗｇ＞Ｗｒ＞Ｗｂであることが重要である。実施の形態において示した式３より、より好ましくはＷｒ：Ｗｇ：Ｗｂ≒１．１５：１．２９：１であることが望ましい。
【０１５０】
本発明の上記構成によって、白表示の画素の数に関わりなく、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の発光輝度のバランスを整えることが可能になる。
【０１５１】
図１７（Ａ）は、図１６（Ａ）に示したＴＦＴ基板をシーリング材によって封止することによって形成されたＥＬ表示装置の上面図であり、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）のＡ−Ａ’における断面図、図１７（Ｃ）は図１７（Ａ）のＢ−Ｂ’における断面図である。なお図１６において既に示したものは、同じ符号を用いて示す。
【０１５２】
基板４００１上に設けられた画素部４００２と、ソース信号線駆動回路４００３と、第１及び第２のゲート信号線駆動回路４００４ａ、ｂとを囲むようにして、シール材４００９が設けられている。また画素部４００２と、ソース信号線駆動回路４００３と、第１及び第２のゲート信号線駆動回路４００４ａ、ｂとの上にシーリング材４００８が設けられている。よって画素部４００２と、ソース信号線駆動回路４００３と、第１及び第２のゲート信号線駆動回路４００４ａ、ｂとは、基板４００１とシール材４００９とシーリング材４００８とによって、充填材４２１０で密封されている。
【０１５３】
また基板４００１上に設けられた画素部４００２と、ソース信号線駆動回路４００３と、第１及び第２のゲート信号線駆動回路４００４ａ、ｂとは、複数のＴＦＴを有している。図１７（Ｂ）では代表的に、下地膜４０１０上に形成された、ソース信号線駆動回路４００３に含まれる駆動ＴＦＴ（但し、ここではｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴを図示する）４２０１及び画素部４００２に含まれるＥＬ駆動用ＴＦＴ（ＥＬ素子に流れる電流を制御するＴＦＴ）４２０２を図示した。
【０１５４】
本実施例では、駆動ＴＦＴ４２０１には公知の方法で作製されたｐチャネル型ＴＦＴまたはｎチャネル型ＴＦＴが用いられ、ＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２には公知の方法で作製されたｐチャネル型ＴＦＴが用いられる。また、画素部４００２にはＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２のゲートに接続された保持容量（図示せず）が設けられる。
【０１５５】
駆動ＴＦＴ４２０１及びＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２上には層間絶縁膜（平坦化膜）４３０１が形成され、その上にＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２のドレインと電気的に接続する画素電極（陽極）４２０３が形成される。画素電極４２０３としては仕事関数の大きい透明導電膜が用いられる。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。また、前記透明導電膜にガリウムを添加したものを用いても良い。
【０１５６】
そして、画素電極４２０３の上には絶縁膜４３０２が形成され、絶縁膜４３０２は画素電極４２０３の上に開口部が形成されている。この開口部において、画素電極４２０３の上にはＥＬ（エレクトロルミネッセンス）層４２０４が形成される。ＥＬ層４２０４は公知の有機ＥＬ材料または無機ＥＬ材料を用いることができる。また、有機ＥＬ材料には低分子系（モノマー系）材料と高分子系（ポリマー系）材料があるがどちらを用いても良い。
【０１５７】
ＥＬ層４２０４の形成方法は公知の蒸着技術もしくは塗布法技術を用いれば良い。また、ＥＬ層の構造は正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層または電子注入層を自由に組み合わせて積層構造または単層構造とすれば良い。
【０１５８】
ＥＬ層４２０４の上には遮光性を有する導電膜（代表的にはアルミニウム、銅もしくは銀を主成分とする導電膜またはそれらと他の導電膜との積層膜）からなる陰極４２０５が形成される。また、陰極４２０５とＥＬ層４２０４の界面に存在する水分や酸素は極力排除しておくことが望ましい。従って、ＥＬ層４２０４を窒素または希ガス雰囲気で形成し、酸素や水分に触れさせないまま陰極４２０５を形成するといった工夫が必要である。本実施例ではマルチチャンバー方式（クラスターツール方式）の成膜装置を用いることで上述のような成膜を可能とする。そして陰極４２０５は所定の電圧が与えられている。
【０１５９】
以上のようにして、画素電極（陽極）４２０３、ＥＬ層４２０４及び陰極４２０５からなるＥＬ素子４３０３が形成される。そしてＥＬ素子４３０３を覆うように、絶縁膜４３０２上に保護膜４３０３が形成されている。保護膜４３０３は、ＥＬ素子４３０３に酸素や水分等が入り込むのを防ぐのに効果的である。
【０１６０】
４００５ａは電源供給線に接続された引き回し配線であり、ＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２のソース領域に電気的に接続されている。引き回し配線４００５ａはシール材４００９と基板４００１との間を通り、異方導電性フィルム４３００を介してＦＰＣ４００６が有するＦＰＣ用配線４３０１に電気的に接続される。
【０１６１】
シーリング材４００８としては、ガラス材、金属材（代表的にはステンレス材）、セラミックス材、プラスチック材（プラスチックフィルムも含む）を用いることができる。プラスチック材としては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）
フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやマイラーフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。
【０１６２】
但し、ＥＬ素子からの光の放射方向がカバー材側に向かう場合にはカバー材は透明でなければならない。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透明物質を用いる。
【０１６３】
また、充填材４２１０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、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（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。本実施例では充填材として窒素を用いた。
【０１６４】
また充填材４２１０を吸湿性物質（好ましくは酸化バリウム）もしくは酸素を吸着しうる物質にさらしておくために、シーリング材４００８の基板４００１側の面に凹部４００７を設けて吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７を配置する。そして、吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７が飛び散らないように、凹部カバー材４２０８によって吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７は凹部４００７に保持されている。なお凹部カバー材４２０８は目の細かいメッシュ状になっており、空気や水分は通し、吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７は通さない構成になっている。吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７を設けることで、ＥＬ素子４３０３の劣化を抑制できる。
【０１６５】
図１７（Ｃ）に示すように、画素電極４２０３が形成されると同時に、引き回し配線４００５ａ上に接するように導電性膜４２０３ａが形成される。
【０１６６】
また、異方導電性フィルム４３００は導電性フィラー４３００ａを有している。基板４００１とＦＰＣ４００６とを熱圧着することで、基板４００１上の導電性膜４２０３ａとＦＰＣ４００６上のＦＰＣ用配線４３０１とが、導電性フィラー４３００ａによって電気的に接続される。
【０１６７】
本実施例は、実施例１〜実施例５と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【実施例７】
【０１６８】
本実施例では、基板上にＴＦＴとＥＬ素子とをシーリング材で封止した後、基板を付けかえる例について、図１８を用いて説明する。なお、図１８に示したのは画素部における作製工程を示す断面図である。
【０１６９】
図１８（Ａ）において、３１０１は素子が形成される基板（以下、素子形成基板という）であり、その上には非晶質シリコン膜からなる剥離層３１０２が１００〜５００ｎｍ（本実施例では３００ｎｍ）の厚さに形成される。本実施例では素子形成基板３１０１としてガラス基板を用いるが、石英基板、シリコン基板、金属基板（ＳＵＳ基板）もしくはセラミックス基板を用いても構わない。
【０１７０】
また、剥離層３１０２の成膜は減圧熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法もしくは蒸着法を用いれば良い。剥離層３１０２の上には酸化シリコン膜からなる絶縁膜３１０３が２００ｎｍの厚さに形成される。絶縁膜３１０３の形成は減圧熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法もしくは蒸着法を用いれば良い。
【０１７１】
また、絶縁膜３１０３の上には画素部のスイッチング用ＴＦＴ３１０４及びＥＬ駆動用ＴＦＴ３１０５が形成されている。なお本実施例では、スイッチング用ＴＦＴ３１０４がｎチャネル型ＴＦＴでＥＬ駆動用ＴＦＴ３１０５がｐチャネル型ＴＦＴである例を示したが、本実施例はこの構成に限定されない。スイッチング用ＴＦＴ３１０４とＥＬ駆動用ＴＦＴ３１０５はｐチャネル型ＴＦＴとｎチャネル型ＴＦＴのどちらでも良い。
【０１７２】
また本実施例では、スイッチング用ＴＦＴ３１０４がダブルゲート構造になっているが、スイッチング用ＴＦＴはこの構造に限定されず、シングルゲート構造またはその他のマルチゲート構造であっても良い。本実施例のようにダブルゲート構造とすることで、二つのチャネル形成領域が直列に接続された構造となり、オフ電流値（ＴＦＴがオフされた時に流れる電流）を効果的に抑制することができる。
【０１７３】
スイッチング用ＴＦＴ３１０４及びＥＬ駆動用ＴＦＴ３１０５上に、第１層間絶縁膜３１０７が形成されている。第１層間絶縁膜３１０７は後に形成される画素電極３１０６が平坦化するように、スイッチング用ＴＦＴ３１０４及びＥＬ駆動用ＴＦＴ３１０５を覆って形成される
【０１７４】
また、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３１０５のドレイン領域に電気的に接続するように、画素電極３１０６が形成される。本実施例において画素電極３１０６は、透明導電膜（代表的には酸化インジウムと酸化スズとの化合物膜）を１００ｎｍの厚さに形成し、パターニングにより形成される。画素電極３１０６はＥＬ素子の陽極として機能する。
【０１７５】
画素電極３１０６を形成した後、酸化シリコン膜からなる第２層間絶縁膜３１１４が３００ｎｍの厚さに形成される。そして、開口部３１０８を形成し、７０ｎｍ厚のＥＬ層３１０９及び３００ｎｍ厚の陰極３１１０を蒸着法により形成する。本実施例ではＥＬ層３１０９として２０ｎｍ厚の正孔注入層及び５０ｎｍ厚の発光層を積層した構造を用いる。勿論、発光層に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層もしくは電子注入を組み合わせた公知の他の構造を用いても良い。
【０１７６】
以上のようにして、画素電極（陽極）３１０６、ＥＬ層３１０９及び陰極３１１０からなるＥＬ素子３１１１が形成される。本実施例ではこのＥＬ素子３１１１が発光素子として機能する。
【０１７７】
次に、第１接着剤３１１２により素子を固定するための基板（以下、シーリング材という）３１１３を貼り合わせる。本実施例ではシーリング材３１１３として可撓性のプラスチックフィルムを用いるが、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、シリコン基板もしくはセラミックス基板を用いても良い。また、第１接着剤３１１２としては、後に剥離層３１０２を除去する際に選択比のとれる材料を用いる必要がある。
【０１７８】
代表的には樹脂からなる絶縁膜を用いることができ、本実施例ではポリイミドを用いるが、アクリル、ポリアミドもしくはエポキシ樹脂を用いても良い。なお、ＥＬ素子から見て観測者側（発光装置の使用者側）に位置する場合は、光を透過する材料であることが必要である。
【０１７９】
第１接着剤３１１２により、ＥＬ素子を完全に大気から遮断することができる。これにより酸化による有機ＥＬ材料の劣化をほぼ完全に抑制することができ、ＥＬ素子の信頼性を大幅に向上させることができる。
【０１８０】
次に、図１８（Ｂ）に示すように、剥離層３１０２を除去し、素子形成基板３１０１と絶縁膜３１０３とを剥離する。本実施例ではフッ化ハロゲンを含むガス中に剥離層３１０２を晒し、剥離を行う。本実施例ではフッ化ハロゲンとして三フッ化塩素（ＣｌＦ3）を用い、希釈ガスとして窒素を用いる。希釈ガスとしては、アルゴン、ヘリウムもしくはネオンを用いても良い。流量は共に５００ｓｃｃｍ（８．３５×１０-6ｍ3／ｓ）とし、反応圧力は１〜１０Ｔｏｒｒ（１．３×１０2〜１．３×１０3Ｐａ）とすれば良い。また、処理温度は室温（典型的には２０〜２７℃）で良い。
【０１８１】
この場合、シリコン膜はエッチングされるが、プラスチックフィルム、ガラス基板、ポリイミド膜、酸化シリコン膜はエッチングされない。即ち、三フッ化塩素ガスに晒すことで剥離層３１０２が選択的にエッチングされ、最終的には完全に除去される。なお、同じくシリコン膜で形成されているスイッチング用ＴＦＴ３１０４及びＥＬ駆動用ＴＦＴ３１０５の活性層は第１層間絶縁膜３１０７に覆われているため三フッ化塩素ガスに晒されることがなく、エッチングされることはない。
【０１８２】
本実施例の場合、剥離層３１０２は露呈した端部から徐々にエッチングされていき、完全に除去された時点で素子形成基板３１０１と絶縁膜３１０３が分離される。このとき、ＴＦＴ及びＥＬ素子は薄膜を積層して形成されているが、シーリング材３１１３に移された形で残る。
【０１８３】
なお、ここでは剥離層３１０２が端部からエッチングされていくことになるが、素子形成基板３１０１が大きくなると完全に除去されるまでの時間が長くなり好ましいものではない。従って、エッチングで除去する場合は素子形成基板３１０１が対角３インチ以下（好ましくは対角１インチ以下）の場合に実施することが望ましい。
【０１８４】
なお本実施例では剥離層３１０２を三フッ化塩素ガス雰囲気下においてエッチングすることで除去したが、本実施例はこの構成に限定されない。素子形成基板３１０１側から剥離層３１０２にレーザー光を照射し、剥離層３１０２を気化させることで素子形成基板３１０１を剥離するようにしても良い。この場合、レーザー光が素子形成基板３１０１を通過するように、レーザー光の種類と素子形成基板３１０１の材質とを適宜選択する必要がある。例えば素子形成基板３１０１に石英基板を用いるならば、ＹＡＧレーザー（基本波（１０６４ｎｍ）、第２高調波（５３２ｎｍ）、第３高調波（３５５ｎｍ）、第４高調波（２６６ｎｍ））
あるいはエキシマレーザー（波長３０８ｎｍ）を用い、線状ビームを形成し、石英基板を通過させれば良い。なお、エキシマレーザーはガラス基板を通過しない。したがって、素子形成基板３１０１としてガラス基板を用いるのであれば、ＹＡＧレーザーの基本波、第２高調波、第３高調波を用い、好ましくは第２高調波（波長５３２ｎｍ）を用いて線状ビームを形成し、ガラス基板を通過させれば良い。
【０１８５】
またレーザー光を用いて剥離を行う場合、剥離層３１０２として照射するレーザー光で気化するものを用いる。
【０１８６】
また、レーザー光を用いる方法のほかに、剥離層３１０２を溶液によって溶解させることで素子形成基板３１０１を剥離するようにしても良い。この場合、剥離層３１０２だけが選択的に溶解するような溶液を用いることが好ましい。
【０１８７】
こうしてシーリング材３１１３にＴＦＴ及びＥＬ素子を移したら、図１８（Ｃ）に示すように、第２接着剤３１１４を形成し、第２素子形成基板３１１５を貼り合わせる。第２接着剤３１１４としては樹脂からなる絶縁膜（代表的にはポリイミド、アクリル、ポリアミドもしくはエポキシ樹脂）を用いても良いし、無機絶縁膜（代表的には酸化シリコン膜）を用いても良い。なお、ＥＬ素子から見て観測者側に位置する場合は、光を透過する材料であることが必要である。
【０１８８】
こうして素子形成基板３１０１から第２素子形成基板３１１５へとＴＦＴ及びＥＬ素子が移される。その結果、シーリング材３１１３、と第２素子形成基板３１１５によって挟まれたＥＬ表示装置を得ることができる。ここでシーリング材３１１３と第２素子形成基板３１１５を同一材料とすると熱膨張係数が等しくなるので、温度変化による応力歪みの影響を受けにくくすることができる。
【０１８９】
本実施例により作製されたＥＬ表示装置は、シーリング材３１１３と第２素子形成基板３１１５の材料を、ＴＦＴのプロセス時における耐熱性に左右されることなく選択することができる。例えばシーリング材３１１３と第２素子形成基板３１１５としてプラスチック基板を用いることができ、フレキシブルなＥＬ表示装置を作成することも可能である。
【０１９０】
なお本実施例は、実施例１〜６に示した構成と、自由に組み合わせて実施することが可能である。
【実施例８】
【０１９１】
本実施例では、ＥＬ表示装置の表面全体またはＥＬ表示装置の端部に、ＤＬＣ膜を形成する例について説明する。
【０１９２】
図１９（Ａ）は表面全体にＤＬＣ膜を形成したＥＬ表示装置の断面図である。
基板３２０１上にスイッチング用ＴＦＴ３２０５と、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３２０４とが形成されている。３２０３はＥＬ素子であり、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３２０４によってＥＬ素子３２０３に流れる電流が制御される。
【０１９３】
スイッチング用ＴＦＴ３２０５、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３２０４及びＥＬ素子３２０３はシーリング材３２０２とシール材３２０８によって密封されており、外気から遮断されている。３２０９は引き回し配線であり、シール材３２０８と基板３２０１との間を通って、ＥＬ素子３２０３が密封された空間の外に露出している。
【０１９４】
３２１０はＤＬＣ膜であり、ＥＬ素子３２０３が密封された空間の外に露出している引き回し配線３２０９の一部を除いて、ＥＬ表示装置全体を覆っている。
【０１９５】
なお本実施例においてＤＬＣ膜の成膜は、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法、ＲＦプラズマＣＶＤ法、μ波プラズマＣＶＤ法もしくはスパッタ法を用いれば良い。ＤＬＣ膜の特徴としては、１５５０ｃｍ-1くらいに非対称のピークを有し、１３００ｃｍ-1ぐらいに肩を持つラマンスペクトル分布を有する。また微小硬度計で測定した時に１５〜２５ＧＰａの硬度を示すという特徴をもつ。このような炭素膜は基板の表面を保護する特徴を有する。特にプラスチック基板の場合、傷がつきやすいことから、図１９（Ａ）のように表面をＤＬＣ膜で覆うことは傷を防ぐのに有効である。
【０１９６】
またＤＬＣ膜は、酸素および水の進入を防ぐのに有効である。よって本実施例のようにシール材３２０８を覆うようにＤＬＣ膜３２１０を形成することによって、外部からの水分や酸素等の、ＥＬ層の劣化を促す物質が、ＥＬ素子３２０３が密封されている空間に進入するのを防ぐことができる。
【０１９７】
なお、ＤＬＣ膜３２１０を形成する際に、ＥＬ素子３２０３が密封された空間の外に露出している引き回し配線３２０９の一部を、レジストマスク等で覆うようにし、ＤＬＣ膜３２１０形成後該レジストマスクを除去する。ＤＬＣ膜３２１０に覆われていない引き回し配線３２０９の一部は、異方性導電膜３２１３によって、ＦＰＣ３２１１に設けられたＦＰＣ用配線３２１１に接続される。
【０１９８】
図１９（Ｂ）は、ＥＬ表示装置の端部にＤＬＣ膜を形成した場合の、ＥＬ表示装置の断面図である。基板３３０１上にスイッチング用ＴＦＴ３３０５と、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０４とが形成されている。３３０３はＥＬ素子であり、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０４によってＥＬ素子３３０３に流れる電流が制御される。
【０１９９】
スイッチング用ＴＦＴ３３０５、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０４及びＥＬ素子３３０３はシーリング材３３０２とシール材３３０８によって密封されており、外気から遮断されている。３３０９は引き回し配線であり、シール材３３０８と基板３３０１との間を通って、ＥＬ素子３３０３が密封された空間の外に露出している。
【０２００】
３３１０はＤＬＣ膜であり、ＥＬ素子３３０３が密封された空間の外に露出している引き回し配線３３０９の一部を除いて、シーリング材３３０２の一部と、基板３３０１の一部と、シール材３３０８とを覆って形成されている。
【０２０１】
ＤＬＣ膜３３１０は、酸素および水の進入を防ぐのに有効である。よって本実施例のようにシール材３３０８を覆うようにＤＬＣ膜３３１０を形成することによって、外部からの水分や酸素等の、ＥＬ層の劣化を促す物質が、ＥＬ素子３３０３が密封されている空間に進入するのを防ぐことができる。
【０２０２】
図１９（Ｂ）で示したＥＬ表示装置は、ＥＬ表示装置の端部（シール材を含む部分）にのみＤＬＣ膜３３１０を形成しているので、ＤＬＣ膜３３１０の成膜が容易である。
【０２０３】
なお、ＤＬＣ膜３３１０を形成する際に、ＥＬ素子３３０３が密封された空間の外に露出している引き回し配線３３０９の一部を、レジストマスク等で覆うようにし、ＤＬＣ膜３３１０形成後該レジストマスクを除去する。ＤＬＣ膜３３１０に覆われていない引き回し配線３３０９の一部は、異方性導電膜３３１３によって、ＦＰＣ３３１１に設けられたＦＰＣ用配線３３１１に接続される。
【０２０４】
なお本実施例は、実施例１〜７に示した構成と、自由に組み合わせて実施することが可能である。
【実施例９】
【０２０５】
本発明を実施して形成されたＥＬ表示装置は、自発光型であるため液晶表示装置に比べて明るい場所での視認性に優れ、しかも視野角が広い。従って、様々な電子機器の表示部に用いることができる。例えば、ＴＶ放送等を大画面で鑑賞するには対角３０インチ以上（典型的には４０インチ以上）のＥＬディスプレイ（ＥＬ表示装置を筐体に組み込んだ電子機器）の表示部として本発明のＥＬ表示装置を用いるとよい。
【０２０６】
なお、ＥＬ表示装置には、パソコン用ディスプレイ、ＴＶ放送受信用ディスプレイ、広告表示用ディスプレイ等の全ての情報表示用ディスプレイが含まれる。
また、その他にも様々な電子機器の表示部として本発明のＥＬ表示装置を用いることができる。
【０２０７】
その様な本発明の電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはDigital Versatile Disc（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から見ることの多い携帯情報端末は視野角の広さが重要視されるため、ＥＬ表示装置を用いることが望ましい。それら電子機器の具体例を図１２、図１３に示す。
【０２０８】
図１２（Ａ）はＥＬディスプレイであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２００３に用いることができる。ＥＬ表示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。
【０２０９】
図１２（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２１０２に用いることができる。
【０２１０】
図１２（Ｃ）は頭部取り付け型の発光装置の一部（右片側）であり、本体２２０１、信号ケーブル２２０２、頭部固定バンド２２０３、スクリーン部２２０４、光学系２２０５、表示部２２０６等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２２０６に用いることができる。
【０２１１】
図１２（Ｄ）は記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）
であり、本体２３０１、記録媒体（ＤＶＤ等）２３０２、操作スイッチ２３０３、表示部（ａ）２３０４、表示部（ｂ）２３０５等を含む。表示部（ａ）２３０４は主として画像情報を表示し、表示部（ｂ）２３０５は主として文字情報を表示するが、本発明のＥＬ表示装置はこれら表示部（ａ）、（ｂ）２３０４、２３０５に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０２１２】
図１２（Ｅ）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２４０１、表示部２４０２、アーム部２４０３を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２４０２に用いることができる。
【０２１３】
図１２（Ｆ）はパーソナルコンピュータであり、本体２５０１、筐体２５０２、表示部２５０３、キーボード２５０４等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２５０３に用いることができる。
【０２１４】
なお、将来的にＥＬ材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０２１５】
また、上記電子機器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。ＥＬ材料の応答速度は非常に高いため、ＥＬ表示装置は動画表示に好ましい。
【０２１６】
また、ＥＬ表示装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部にＥＬ表示装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
【０２１７】
図１３（Ａ）は携帯電話であり、本体２６０１、音声出力部２６０２、音声入力部２６０３、表示部２６０４、操作スイッチ２６０５、アンテナ２６０６を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２６０４に用いることができる。なお、表示部２６０４は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。
【０２１８】
また、図１３（Ｂ）は音響再生装置、具体的にはカーオーディオであり、本体２７０１、表示部２７０２、操作スイッチ２７０３、２７０４を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２７０２に用いることができる。また、本実施例では車載用オーディオを示すが、携帯型や家庭用の音響再生装置に用いても良い。なお、表示部２７０２は黒色の背景に白色の文字を表示することで消費電力を抑えられる。これは携帯型の音響再生装置において特に有効である。
【０２１９】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例１〜８に示したいずれの構成のＥＬ表示装置を用いても良い。
【符号の説明】
【０２２０】
１０１ 画素部
１０２ ソース信号線駆動回路
１０３ ゲート信号線駆動回路
１０４ 電源供給線
１０５ 引き出し端子
１０６ 画素
１０７ 引き回し配線
１０７ｒ Ｒ用引き回し配線
１０７ｇ Ｇ用引き回し配線
１０７ｂ Ｂ用引き回し配線
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体素子（半導体薄膜を用いた素子）を基板上に作り込んで形成されたＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置及びそのＥＬ表示装置を表示部に用いる電子機器（電子デバイス）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基板上にＴＦＴ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。そして、アクティブマトリクス型表示装置の中でも特に、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ＥＬ表示装置の研究が活発化している。ＥＬ表示装置は有機ＥＬディスプレイ（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 Light Emitting Diode）とも呼ばれている。
【０００３】
ＥＬ表示装置は、液晶表示装置と異なり自発光型である。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、イーストマン・コダック・カンパニーのTangらが提案した「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ＥＬ表示装置は殆どこの構造を採用している。
【０００４】
有機ＥＬ材料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ＥＬ素子は、上述した発光のうちの、いずれか一方の発光を用いていても良いし、または両方の発光を用いていても良い。
【０００５】
また他にも、画素電極上に正孔注入層／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でも良い。ＥＬ層に対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。
【０００６】
そして、上記構造でなるＥＬ層に一対の電極から所定の電圧をかけ、それにより発光層においてキャリアの再結合が起こって発光する。なお本明細書においてＥＬ素子が発光することを、ＥＬ素子が駆動すると呼ぶ。
【０００７】
なお、本明細書中では、陽極、ＥＬ層及び陰極で形成される発光素子をＥＬ素子と呼ぶ。
【０００８】
図１４に、代表的なアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置（以下、ＥＬ表示装置）の構造を示す。図１４（Ａ）はＥＬ表示装置の画素部とその駆動回路の配置を示している。９０１は画素部、９０２はソース信号線駆動回路、９０３はゲート信号線駆動回路、９０５は引き出し端子である。
【０００９】
画素部９０１は複数の画素９０６を有している。９０４は画素部９０１に設けられた電源供給線であり、全ての画素９０６が有するＥＬ素子の画素電極に電位を与えている。電源供給線９０４は引き回し配線９０７に接続されており、引き回し配線９０７は引き出し端子９０５を介して外部の電源に接続されている。
【００１０】
ゲート信号線駆動回路９０３からゲート信号線９１３に入力される選択信号によって画素９０６が選択される。そしてソース信号線駆動回路９０２からソース信号線９１２に入力されるビデオ信号によって、電源供給線９０４の電位が選択された画素９０６に与えられ、画素９０６に画像の一部が表示される。
【００１１】
図１４（Ａ）に示した画素９０６のうち、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）にそれぞれ対応する画素の回路図を図１４（Ｂ）に示す。
【００１２】
図１４（Ｂ）において、Ｒ用画素９０６ｒと、Ｇ用画素９０６ｇと、Ｂ用画素９０６ｂは、共通のゲート信号線９１３を有している。また、Ｒ用画素９０６ｒはＲ用ソース信号線９１２ｒを、Ｇ用画素９０６ｇはＧ用ソース信号線９１２ｇを、Ｂ用画素９０６ｂはＢ用ソース信号線９１２ｂをそれぞれ有している。
【００１３】
Ｒ用画素９０６ｒと、Ｇ用画素９０６ｇと、Ｂ用画素９０６ｂとは、スイッチング用ＴＦＴ９１０及びＥＬ駆動用ＴＦＴ９１１をそれぞれ有している。またＲ用画素９０６ｒはＲ用ＥＬ素子９１５ｒを、Ｇ用画素９０６ｇはＧ用ＥＬ素子９１５ｇを、Ｂ用画素９０６ｂはＢ用ＥＬ素子９１５ｂをそれぞれ有している。
【００１４】
ゲート信号線９１３に選択信号が入力されると、ゲート信号線９１３にそのゲート電極が接続されたスイッチング用ＴＦＴ９１０が全てオンの状態になる。この状態を本明細書ではゲート信号線９１３が選択されていると呼ぶ。
【００１５】
そして、Ｒ用ソース信号線９１２ｒ、Ｇ用ソース信号線９１２ｇ及びＢ用ソース信号線９１２ｂに入力されたビデオ信号が、オンの状態のスイッチング用ＴＦＴ９１０を介して、Ｒ用ＥＬ素子９１５ｒ、Ｇ用ＥＬ素子９１５ｇ及びＢ用ＥＬ素子９１５ｂにそれぞれ入力され、ＥＬ駆動用ＴＦＴ９１１のゲート電極に入力される。
【００１６】
ビデオ信号がＥＬ駆動用ＴＦＴ９１１のゲート電極に入力されると、Ｒ用電源供給線９１４ｒの電位がＲ用ＥＬ素子９１５ｒの画素電極に、Ｇ用電源供給線９１４ｇの電位がＧ用ＥＬ素子９１５ｇの画素電極に、Ｂ用電源供給線９１４ｂの電位がＢ用ＥＬ素子９１５ｂの画素電極にそれぞれ与えられる。その結果、Ｒ用ＥＬ素子９１５ｒ、Ｇ用ＥＬ素子９１５ｇ及びＢ用ＥＬ素子９１５ｂが発光し、Ｒ用画素９０６ｒ、Ｇ用画素９０６ｇ及びＢ用画素９０６ｂが表示を行う。
【００１７】
ところで、ＥＬ表示装置には大きく分けて四つのカラー化表示方式があり、図１４に示したＥＬ表示装置のようにＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）に対応した三種類の有機ＥＬ材料からなるＥＬ素子を形成する方式、白色発光のＥＬ素子とカラーフィルターを組み合わせた方式、青色又は青緑発光のＥＬ素子と蛍光体（蛍光性の色変換層：ＣＣＭ）とを組み合わせた方式、陰極（対向電極）に透明電極を使用してＲＧＢに対応したＥＬ素子を重ねる方式がある。
【００１８】
そして一般的には、ＥＬ層にかかる電圧が同じであっても、ＥＬ層に用いられている有機ＥＬ材料によって、ＥＬ層の発光輝度は異なる。図１５に各色のＥＬ層の電圧−輝度特性を示す。図１５に示すように、ＥＬ層への印加電圧に対する発光輝度は、各色のＥＬ素子に用いられる有機ＥＬ材料によって異なっている。
これは、有機ＥＬ材料によって、同じ印加電圧における電流密度の大きさが異なるためである。
【００１９】
また電流密度が同じであっても、有機ＥＬ材料によって同じ電流密度における発光輝度は異なっている。
【００２０】
そのため、一般的にＥＬ表示装置は、３色のＥＬ素子の発光輝度のバランスをそろえるために、各色の画素に対応する電源供給線の電位の高さをそれぞれ調整している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
引き回し配線を介して画素部に流れる電流の大きさは、画素部において白表示を行っている画素の数で決まる。なお白表示を行っている画素とは、発光している状態のＥＬ素子を有する画素を意味する。白表示を行っている画素が多いほど、引き回し配線を介して画素部に流れる電流が大きくなる。
【００２２】
引き回し配線を流れる電流が大きくなると、引き回し配線において電位降下が起こる。そのため、白表示を行っている画素の数が多いときと少ないときとでは、多いときのほうが、１つのＥＬ素子にかかる電圧が小さくなり、画素１つあたりの発光輝度が低くなる。
【００２３】
とくにカラー表示のＥＬ表示装置の場合、各色のＥＬ素子にかかる電圧の大きさをそれぞれ調整し、各色のＥＬ素子に流れる電流の大きさを変えている。流れる電流が大きい画素ほど、該画素に対応する引き回し配線の電位降下が大きくなる。そのため、各色のＥＬ素子にかかる電圧の大きさをそれぞれ調整していても、白表示の画素が多いときと少ないときとでは、３色のＥＬ素子を流れる電流の比率が変わってしまう。
【００２４】
よって、白表示の画素の数が変わると、３つの色にそれぞれ対応する画素の発光輝度のバランスが崩れるという事態が生じる。
【００２５】
また、従来のＥＬ表示装置では、ＥＬ素子に流そうとする電流の大きさが各色ごとに異なっており、そのためＥＬ素子に加える電圧も異なっていた。しかしＥＬ素子と電源供給線との間にスイッチング素子として設けられたＥＬ駆動用ＴＦＴのＬＤＤ幅や、チャネル幅は全て同じであり、また全てのＥＬ駆動用ＴＦＴのゲート電極に入力されるデジタル信号の電圧の振幅も同じであった。このため、電源供給線にかかる電圧の高さによって、ＥＬ駆動用ＴＦＴが劣化されてしまう。またＥＬ駆動用ＴＦＴのゲート電極に入力されるデジタル信号の電圧の振幅が必要以上に大きいと、消費電力を抑えることができない。
【００２６】
上記問題に鑑み、本発明は、高精細なカラー表示が可能なＥＬ表示装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明者らは、ＥＬ素子に流す電流を大きくしたい画素ほど、該画素のＥＬ素子に電圧または電流を供給する引き回し配線の幅を大きくした。これによって、ＥＬ素子に流す電流を大きくしたい画素ほど、該画素のＥＬ素子に電圧または電流を供給する引き回し配線の配線抵抗が小さくなる。配線抵抗が小さくなると、引き回し配線における電位降下が小さくなり、ＥＬ素子に流す電流を大きくすることが可能になる。なお実際のパネルでは、引き回し配線を配置するスペースは限られているので、各色における引き回し配線の幅の比を変えることで、各色のＥＬ素子に流れる電流の大きさのバランスを取ることが可能である。
【００２８】
上記構成によって、白表示の画素の数に関わりなく、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の発光輝度のバランスを整えることが可能になる。
【００２９】
また引き回し配線だけではなく、ＥＬ素子に流す電流を大きくしたい画素ほど、該画素のＥＬ素子に電圧または電流を供給する電源供給線の幅の比も大きくなるように設計すると、より一層高精細な画像を表示することが可能になる。
【００３０】
また本発明において、ＥＬ素子に大きい電流が流れる画素においてのみ、入力するビデオ信号の振幅を大きくしても良い。上記構成によって、全ての画素に不必要に大きな振幅のビデオ信号を画素に入力せずに済み、消費電力を抑えることができる。
【００３１】
また、ＥＬ素子への電流の制御を行うＥＬ駆動用ＴＦＴは、ＥＬ素子を発光させるために、ＥＬ駆動用ＴＦＴの駆動を制御するスイッチング用ＴＦＴよりも比較的多くの電流を流す。なおＴＦＴの駆動を制御するとは、ＴＦＴが有するゲート電極にかかる電圧を制御することで、そのＴＦＴをオン状態またはオフ状態にすることを意味する。特に本発明は上記構成において、電流の絶対値が大きい電源供給線に接続されている画素のＥＬ駆動用ＴＦＴには、より多くの電流が流れることになる。そのため電流の絶対値が大きい電源供給線に接続されている画素のＥＬ駆動用ＴＦＴは、他の画素のＥＬ駆動用ＴＦＴよりもホットキャリア注入によって早く劣化してしまうという問題が浮上してくる。
【００３２】
そこで本発明において、ホットキャリア注入によるＥＬ駆動用ＴＦＴの劣化対策として、上記構成に加え、発光輝度の低い色を表示する画素のＥＬ駆動用ＴＦＴのＬＤＤ領域の長さを、発光輝度の高い色を表示する画素のＥＬ駆動用ＴＦＴのＬＤＤ領域の長さより長くする構成を加えても良い。
【００３３】
なお本明細書においてＬＤＤ領域の長さとは、ソース領域とドレイン領域を結ぶ方向におけるＬＤＤ領域の長さを意味する。
【００３４】
また同時に、電流の絶対値が大きい電源供給線に接続されている画素のＥＬ駆動用ＴＦＴのチャネル幅（Ｗ）をより大きくしても良い。
【００３５】
図５に代表的なＴＦＴの上面図と断面図を示す。図５（Ａ）はＴＦＴの上面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。
【００３６】
５０１はソース領域、５０２はドレイン領域、５０３がゲート電極である。ゲート電極５０３の下にはゲート絶縁膜５０５を介してチャネル形成領域５０４が設けられている。本明細書においてチャネル幅（Ｗ）とは、ソース領域５０１とドレイン領域５０２の間に流れる電流の方向に対して垂直方向におけるチャネル領域５０４の長さを意味する。またチャネル長（Ｌ）とは、ソース領域５０１とドレイン領域５０２に流れる電流の方向におけるチャネル領域５０４の長さを意味する。
【００３７】
本発明は上記構成により、電源供給線を流れる電流の絶対値が大きくなることによってＥＬ駆動用ＴＦＴが制御する電流の量が増えても、ＥＬ駆動用ＴＦＴの劣化を抑えることができる。そしてなおかつ、ＥＬ素子に印加される電圧の値によって、そのＥＬ素子の発光輝度を調節することが可能になり、赤色、青色、緑色の発光輝度のバランスが良い、色鮮やかな画像を表示することが可能になる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の構成によって、白表示の画素の数に関わりなく、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の発光輝度のバランスを整えることが可能になる。
【００３９】
また本発明では、ＥＬ素子に大きい電圧がかかる画素は、入力するビデオ信号の振幅を大きくしても良い。上記構成によって、電源供給線の電圧を高くした際に、ＥＬ駆動用ＴＦＴのオフ電流が増加するのを防ぐことができる。
【００４０】
また同時に、電流の絶対値が大きい電源供給線に接続されている画素のＥＬ駆動用ＴＦＴのチャネル幅（Ｗ）をより大きくしても良い。本発明は上記構成により、電源供給線を流れる電流の絶対値が大きくなることによってＥＬ駆動用ＴＦＴが制御する電流の量が増えても、ＥＬ駆動用ＴＦＴの劣化を抑えることができる。そしてなおかつ、ＥＬ素子に印加される電圧の値によって、そのＥＬ素子の発光輝度を調節することが可能になり、赤色、青色、緑色の発光輝度のバランスが良い、色鮮やかな画像を表示することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のＥＬ表示装置の構成を示す図。
【図２】ＥＬ表示装置の画素構成を示す図。
【図３】本発明のＥＬ表示装置のソース信号線駆動回路のブロック図。
【図４】レベルシフタ回路の等価回路図。
【図５】ＴＦＴの上面図及び断面図。
【図６】ＥＬ表示装置の画素の回路図。
【図７】ＥＬ表示装置の画素の回路図。
【図８】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図９】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図１０】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図１１】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図１２】電子機器の具体例を示す図。
【図１３】電子機器の具体例を示す図。
【図１４】従来のＥＬ表示装置の構成を示す図。
【図１５】有機ＥＬ材料の電圧−輝度特性を示す図。
【図１６】本発明のＥＬ表示装置のＴＦＴ基板の上面図。
【図１７】本発明のＥＬ表示装置の概観図及び断面図。
【図１８】本発明のＥＬ表示装置の作成工程を示す図。
【図１９】ＤＬＣ膜を用いた本発明のＥＬ表示装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１に本発明のＥＬ表示装置の上面図を示す。図１（Ａ）はＥＬ表示装置の画素部とその駆動回路の配置を示している。１０１は画素部、１０２はソース信号線駆動回路、１０３はゲート信号線駆動回路、１０５は引き出し端子である。
【００４３】
画素部１０１は複数の画素１０６を有している。１０４は画素部１０１に設けられた電源供給線であり、全ての画素１０６が有するＥＬ素子の画素電極に電位を与えている。電源供給線１０４は引き回し配線１０７に接続されており、引き回し配線１０７は引き出し端子１０５を介して外部の電源に接続されている。なお引き回し配線１０７のレイアウトは図１に示した形態に限定されない。
【００４４】
ゲート信号線駆動回路１０３からゲート信号線（図示せず）に入力される選択信号によって画素１０６が選択される。そしてソース信号線駆動回路１０２からソース信号線（図示せず）に入力されるビデオ信号によって、電源供給線１０４の電位が選択された画素１０６に与えられ、画素１０６に画像の一部が表示される。
【００４５】
図１（Ｂ）に図１（Ａ）における引き回し配線１０７の拡大図を示す。１０７ｒはＲ用引き回し配線、１０７ｇはＧ用引き回し配線、１０７ｂはＢ用引き回し配線である。
【００４６】
ＥＬ素子は引き回し配線と直列に接続されていることから、ＲＧＢの各色に対応する引き回し配線を流れる電流の比は、ＲＧＢの各色に対応するＥＬ層の電流密度の比に相当する。また一般的に配線抵抗はシート抵抗と配線の長さに比例し、配線の幅に反比例する。ここでシート抵抗と配線の長さは固定している。
【００４７】
Ｒ用の引き回し配線にかかる電圧をＶｒ、Ｇ用の引き回し配線にかかる電圧をＶｇ、Ｂ用の引き回し配線にかかる電圧をＶｂとし、Ｒ用の引き回し配線の幅をＷｒ、Ｇ用の引き回し配線の幅をＷｇ、Ｂ用の引き回し配線の幅をＷｂとし、Ｒ用のＥＬ素子の電流密度をＩｒ、Ｇ用のＥＬ素子の電流密度をＩｇ、Ｂ用のＥＬ素子の電流密度をＩｂとすると、オームの法則より以下の式１が成り立つ。なおａは定数である。
【００４８】
（式１）
Ｖｒ＝ａ×Ｉｒ／ＷｒＶｇ＝ａ×Ｉｇ／ＷｇＶｂ＝ａ×Ｉｂ／Ｗｂ
【００４９】
ここで、Ｖｒ＝Ｖｇ＝Ｖｂとすると、以下の式２が導き出される。
【００５０】
（式２）
Ｉｒ／Ｗｒ＝Ｉｇ／Ｗｇ＝Ｉｂ／Ｗｂ
【００５１】
式２より以下の式３が導き出される。
【００５２】
（式３）
Ｗｒ：Ｗｇ：Ｗｂ＝Ｉｒ：Ｉｇ：Ｉｂ
【００５３】
よって式３より、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の発光輝度のバランスを整えるためには、電流密度が大きいＥＬ素子に電気的に接続された引き回し配線の幅が、電流密度が小さいＥＬ素子に電気的に接続された引き回し配線の幅より大きくなるように設計する。望ましくは、引き回し配線の幅の比を、式３を満たすように設計する。
【００５４】
また引き回し配線だけではなく、ＥＬ素子に流す電流を大きくしたい画素ほど、該画素のＥＬ素子に電圧または電流を供給する電源供給線の幅の比も、式３を満たすように設計すると、より一層高精細な画像を表示することが可能になる。
【００５５】
上記構成によって、白表示の画素の数に関わりなく、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の発光輝度のバランスを整えることが可能になる。
【実施例１】
【００５６】
本実施例では、ＥＬ素子に大きい電圧を必要とする画素ほど、該画素に入力するデジタル信号の振幅を大きくする例について説明する。
【００５７】
ＥＬ表示装置の画素において、ＥＬ駆動用ＴＦＴとＥＬ素子の接続構成を図２に簡単に示す。２０２はＥＬ駆動用ＴＦＴ、２０３は電源供給線、２０６はＥＬ素子である。ＥＬ駆動用ＴＦＴ２０２のゲート電極は、端子２０１に与えられるデジタル信号が入力されている。ＥＬ駆動用ＴＦＴ２０２のソース領域は電源供給線２０３に接続されており、ドレイン領域はＥＬ素子２０６が有する画素電極に接続されている。
【００５８】
ＥＬ素子の発光輝度を高くするために電源供給線２０３に与えられる電流の絶対値を大きくすると、ＥＬ駆動用ＴＦＴ２０２のオフ電流（ＴＦＴがオフの状態のときに流れる電流）が大きくなる。そのため、ＥＬ駆動用ＴＦＴ２０２がオフの状態のときでもＥＬ素子が発光するということが起こり得る。
【００５９】
本発明では、電源供給線を流れる電流の絶対値が大きい画素ほど、該画素に入力される（図２の場合、具体的には端子２０１に入力される）デジタル信号の振幅を増幅する。増幅されたデジタル信号はＥＬ駆動用ＴＦＴ２０２のゲート電極に入力されるため、ＥＬ駆動用ＴＦＴ２０２の｜ＶGS｜はデジタル信号が増幅される前に比べて大きくなる。よって電源供給線２０３の電流の絶対値を大きくしても、ＥＬ駆動用ＴＦＴ２０２のオフ電流を抑えることができ、ＥＬ駆動用ＴＦＴ２０２がオフの状態のときでもＥＬ素子が発光するという事態を防ぐことが可能になる。
【００６０】
なお、本発明は、デジタル信号を用いて画像を表示するＥＬ表示装置に限定されず、アナログ信号を用いて画像を表示するＥＬ表示装置であっても良い。
【実施例２】
【００６１】
本実施例では、実施例１で用いられるソース信号線駆動回路の具体的な構成について、例を挙げて説明する。
【００６２】
図３に本実施例のソース信号線駆動回路のブロック図を示す。４００は画素部、４０１はソース信号線駆動回路である。ソース信号線駆動回路４０１は、シフトレジスタ回路４０２、第１ラッチ回路４０３、第２ラッチ回路４０４、レベルシフタ回路４０５、バッファ回路４０６を有している。
【００６３】
シフトレジスタ回路４０２において生成されたタイミング信号（ＴＳ）にしたがって、ソース信号線駆動回路４０１の外部から第１ラッチ回路４０３にデジタル信号（ＤＶ）が入力され保持される。全てのビットのデジタル信号が第１ラッチ回路４０３に入力され保持されると、ラッチパルス（ＬＰ）にしたがって、第１ラッチ回路４０３に保持されているデジタル信号が第２ラッチ回路４０４に一斉に入力され保持される。そして第１ラッチ回路４０３にソース信号線駆動回路４０１の外部からデジタル信号（ＤＶ）が入力され保持されるという動作が再び開始される。
【００６４】
第２ラッチ回路４０４に一斉に入力され保持されたデジタル信号は、レベルシフタ回路４０５に入力され、その振幅が増幅されてレベルシフタ回路から出力される。増幅する大きさは、デジタル信号が入力される画素において、電源供給線を流れる電流の高さの絶対値によって異なる。デジタル信号が入力される画素において、電源供給線を流れる電流の高さの絶対値が大きいほど、該画素に入力されるデジタルビデオ信の振幅は大きく増幅されるようにする。
【００６５】
このように、レベルシフタ回路の出力電圧、すなわちレベルシフタ回路の電源電位を変えることによって、画素に入力されるデジタル信号の振幅を、各色ごとに変えることが可能になる。
【００６６】
上記構成によって、電源供給線の電流の絶対値を大きくしても、ＥＬ駆動用ＴＦＴのオフ電流を抑えることができ、ＥＬ駆動用ＴＦＴがオフの状態のときでもＥＬ素子が発光するという事態を防ぐことが可能になる。
【００６７】
レベルシフタ回路４０５から出力された増幅後のデジタル信号はバッファ回路４０６において緩衝増幅され、対応するソース信号線に入力される。
【００６８】
図４にレベルシフタ回路４０５の等価回路図の一例を示す。デジタル信号はレベルシフタ回路４０５のＶｉｎから入力される。そしてデジタル信号の極性を反転させた信号はＶｉｎｂから入力される。また、Ｖｄｄｈは高電圧側電源、Ｖｓｓは低電圧側電源に接続されていることを意味している。
【００６９】
レベルシフタ回路４０３は、Ｖｉｎに入力されたデジタル信号を増幅させた信号が、Ｖｏｕｔから出力されるように設計されている。具体的には、ＶｉｎにＨｉのデジタル信号が入力されるとＶｏｕｔからＶｓｓ相当の信号が、Ｌｏのデジタル信号が入力されるとＶｏｕｔからＶｄｄｈ相当の信号が出力される。
【実施例３】
【００７０】
本実施例では、図１に示した引き回し配線１０７の幅の具体的な数値を示す。
【００７１】
本実施例では、Ｒ、Ｇ、ＢのＥＬ素子の発光輝度がそれぞれ１００ｃｄ／ｍ2、１００ｃｄ／ｍ2、５０ｃｄ／ｍ2となるように、Ｒ、Ｇ、Ｂの有機ＥＬ材料の電流密度をそれぞれ７．５ｍＡ／ｃｍ2、３ｍＡ／ｃｍ2、５ｍＡ／ｃｍ2とした。
【００７２】
上述した電流密度の値から、実施の形態で示した式３より、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する画素の電源供給線の幅の比は、式４で表される。
（式４）
Ｗｒ：Ｗｇ：Ｗｂ≒７．５：３：５
【００７３】
式４にしたがって引き回し配線の幅を設計すると、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の発光輝度のバランスを整えることができる。
【００７４】
なお本実施例においてＲ、Ｇ、Ｂに対応する引き回し配線の幅は式４を満たしていなくとも良い。Ｒに対応する引き回し配線の幅を一番大きくし、Ｇに対応する引き回し配線の幅を一番小さくすれば良い。
【００７５】
上記構成によって、白表示の画素の数に関わりなく、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の発光輝度のバランスを整えることが可能になる。
【００７６】
また引き回し配線だけではなく、Ｒに対応する電源供給線の幅を一番大きくし、Ｇに対応する電源供給線の幅を一番小さくすれば、より効果的にＲ、Ｇ、Ｂの各画素の発光輝度のバランスを整えることが可能になる。より好ましくは引き回し配線と同様に、電源供給線の幅も式４を満たすように設計すると、より一層、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の発光輝度のバランスを整えることが可能になる。
【００７７】
なお本発明において用いられる有機ＥＬ材料の電流密度は上述した数値に限定されない。
【００７８】
また本実施例では、デジタル信号で表示を行うＥＬ表示装置においてデジタル信号の振幅を増幅する例を示したが、本発明はこの構成に限定されない。アナログビデオ信号で表示を行うＥＬ表示装置においてアナログビデオ信号の振幅を増幅する構成も本発明に含まれる。
【００７９】
本実施例は実施例１または実施例２と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【実施例４】
【００８０】
本発明のＥＬ表示装置は画素内にいくつのＴＦＴを設けた構造としても良い。
例えば、３つ乃至６つまたはそれ以上のＴＦＴを設けても構わない。本実施例では、ＥＬ表示装置が画素内に３つのＴＦＴを設けている構成について示す。
【００８１】
図６において、４７０２はスイッチング用ＴＦＴ、４７０１はソース信号線、４７０３はスイッチング用ＴＦＴ４７０２のゲート電極に接続されたゲート信号線、４７０４はＥＬ駆動用ＴＦＴ、４７０５はコンデンサ（省略することも可能）、４７０６は電源供給線、、４７０７は電源制御用ＴＦＴ、４７０８は電源制御用ゲート信号線、４７０９はＥＬ素子とする。電源制御用ＴＦＴ４７０７の動作については特願２０００−３６４００３号を参照すると良い。
【００８２】
また、本実施例では電源制御用ＴＦＴ４７０７をＥＬ駆動用ＴＦＴ４７０４とＥＬ素子４７０８との間に設けているが、電源制御用ＴＦＴ４７０７とＥＬ素子４７０８との間にＥＬ駆動用ＴＦＴ４７０４が設けられた構造としても良い。また、電源制御用ＴＦＴ４７０７はＥＬ駆動用ＴＦＴ４７０４と同一構造とするか、同一の活性層で直列させて形成するのが好ましい。
【００８３】
図７において、４８０１はソース信号線、４８０２はスイッチング用ＴＦＴ、４８０３はスイッチング用ＴＦＴ４８０２のゲート電極に接続されたゲート信号線、４８０４はＥＬ駆動用ＴＦＴ、４８０５はコンデンサ（省略することも可能）、４８０６は電源供給線、、４８０７は消去用ＴＦＴ、４８０８は消去用ゲート信号線、４８０９はＥＬ素子とする。消去用ＴＦＴ４８０７の動作については特願２０００−３５９０３２号を参照すると良い。
【００８４】
消去用ＴＦＴ４８０７のドレインはＥＬ駆動用ＴＦＴ４８０４のゲートに接続され、ＥＬ駆動用ＴＦＴ４８０４のゲート電圧を強制的に変化させることができるようになっている。なお、消去用ＴＦＴ４８０７はｎチャネル型ＴＦＴとしてもｐチャネル型ＴＦＴとしても良いが、オフ電流を小さくできるようにスイッチング用ＴＦＴ４８０２と同一構造とすることが好ましい。
【００８５】
本実施例は実施例１〜実施例３と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【実施例５】
【００８６】
本実施例では、本発明のＥＬ表示装置において、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図８〜図１１を用いて説明する。
【００８７】
まず、本実施例ではコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表される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３００を用いる。なお、基板３００としては、透光性を有する基板であれば限定されず、石英基板を用いても良い。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよい。
【００８８】
次いで、基板３００上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜３０１を形成する。本実施例では下地膜３０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。下地膜３０１の一層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、ＮＨ3、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜３０１ａを１０〜２００nm（好ましくは５０〜１００nm）形成する。本実施例では、膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜３０１ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した。次いで、下地膜３０１のニ層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜３０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０nm）の厚さに積層形成する。本実施例では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜３０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成した。
【００８９】
次いで、下地膜上に半導体層３０２〜３０５を形成する。半導体層３０２〜３０５は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜した後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）を行って得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニングして形成する。この半導体層３０２〜３０５の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくは珪素（シリコン）またはシリコンゲルマニウム（ＳｉXＧｅ1-X（Ｘ＝０．０００１〜０．０２））合金などで形成すると良い。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜した後、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素膜上に保持させた。この非晶質珪素膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行い、さらに結晶化を改善するためのレーザーアニ―ル処理を行って結晶質珪素膜を形成した。そして、この結晶質珪素膜をフォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理によって、半導体層３０２〜３０５を形成した。
【００９０】
また、半導体層３０２〜３０５を形成した後、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）のドーピングを行ってもよい。
【００９１】
また、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやＹＡＧレーザー、ＹＶＯ4レーザーを用いることができる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し、半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００mJ/cm2(代表的には２００〜３００mJ/cm2)とする。また、ＹＡＧレーザーを用いる場合にはその第２高調波を用いパルス発振周波数３０〜３００ｋＨｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００mJ/cm2(代表的には３５０〜５００mJ/cm2)とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率（オーバーラップ率）を５０〜９０％として行えばよい。
【００９２】
次いで、半導体層３０２〜３０５を覆うゲート絶縁膜３０６を形成する。ゲート絶縁膜３０６はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素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。
【００９３】
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosilicate）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【００９４】
次いで、図８（Ａ）に示すように、ゲート絶縁膜３０６上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜３０７と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜３０８とを積層形成する。本実施例では、膜厚３０ｎｍのＴａＮ膜からなる第１の導電膜３０７と、膜厚３７０ｎｍのＷ膜からなる第２の導電膜３０８を積層形成した。
ＴａＮ膜はスパッタ法で形成し、Ｔａのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でスパッタした。また、Ｗ膜は、Ｗのターゲットを用いたスパッタ法で形成した。その他に６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いる熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のＷ（純度９９．９９９９％または９９．９９％）のターゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができた。
【００９５】
なお、本実施例では、第１の導電膜３０７をＴａＮ、第２の導電膜３０８をＷとしたが、特に限定されず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕからなる合金を用いてもよい。また、第１の導電膜をタンタル（Ｔａ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化チタン（ＴｉＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＡｌ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＣｕ膜とする組み合わせとしてもよい。
【００９６】
次に、図８（Ｂ）に示すようにフォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク３０９〜３１２を形成し、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。本実施例では第１のエッチング条件として、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、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、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行った。ここでは、松下電器産業（株）製のＩＣＰを用いたドライエッチング装置（Model Ｅ６４５−□ＩＣＰ）を用いた。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。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。
【００９７】
この後、図８（Ｂ）に示すようにレジストからなるマスク３０９〜３１２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。
【００９８】
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。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３１４〜３１７（第１の導電層３１４ａ〜３１７ａと第２の導電層３１４ｂ〜３１７ｂ）を形成する。３１９はゲート絶縁膜であり、第１の形状の導電層３１４〜３１７で覆われない領域は２０〜５０nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【００９９】
そして、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い、半導体層にｎ型を付与する不純物元素を添加する。（図８（Ｂ））ドーピング処理はイオンドープ法、若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１×１０13〜５×１０15atoms/cm2とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を１．５×１０15atoms/cm2とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行った。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。この場合、導電層３１４〜３１７がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に高濃度不純物領域３２０〜３２３が形成される。高濃度不純物領域３２０〜３２３には１×１０20〜１×１０21atoms/cm3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加する。
【０１００】
次いで、図８（Ｃ）に示すように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ＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２０／２０／２０（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。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１２４．６２ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は２０．６７ｎｍ／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択比は６．０５である。従って、Ｗ膜が選択的にエッチングされる。この第２のエッチングにより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３２４ｂ〜３２７ｂを形成する。一方、第１の導電層３１４ａ〜３１７ａは、ほとんどエッチングされず、第１の導電層３２４ａ〜３２７ａを形成する。
【０１０１】
次いで、第２のドーピング処理を行う。ドーピングは第２の導電層３２４ｂ〜３２７ｂを不純物元素に対するマスクとして用い、第１の導電層のテーパー部下方の半導体層に不純物元素が添加されるようにドーピングする。本実施例では、不純物元素としてＰ（リン）を用い、ドーズ量１．５×１０14、電流密度０．５μＡ、加速電圧９０ｋｅＶにてプラズマドーピングを行った。こうして、第１の導電層と重なる低濃度不純物領域３２９〜３３２を自己整合的に形成する。この低濃度不純物領域３２９〜３３２へ添加されたリン（Ｐ）の濃度は、１×１０17〜５×１０18atoms/cm3であり、且つ、第１の導電層のテーパー部の膜厚に従って緩やかな濃度勾配を有している。なお、第１の導電層のテーパー部と重なる半導体層において、第１の導電層のテーパー部の端部から内側に向かって若干、不純物濃度が低くなっているものの、ほぼ同程度の濃度である。また、高濃度の不純物元素が添加された高濃度不純物領域３３３〜３３６を形成する。
【０１０２】
次いで、図９（Ｂ）に示すようにレジストからなるマスクを除去してからフォトリソグラフィー法を用いて、第３のエッチング処理を行う。この第３のエッチング処理では第１の導電層のテーパー部を部分的にエッチングして、第２の導電層と重なる形状にするために行われる。ただし、第３のエッチングを行わない領域には、図９（Ｂ）に示すようにレジストからなるマスク３３８を形成する。
【０１０３】
第３のエッチング処理におけるエッチング条件は、エッチングガスとしてＣｌ2とＳＦ6とを用い、それぞれのガス流量比を１０／５０（ｓｃｃｍ）として第１及び第２のエッチングと同様にＩＣＰエッチング法を用いて行う。なお、第３のエッチング処理でのＴａＮに対するエッチング速度は、１１１．２nm/minであり、ゲート絶縁膜に対するエッチング速度は、１２．８nm/minである。
【０１０４】
本実施例では、１．３Ｐａ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。以上により、第１の導電層３４０ａ〜３４２ａが形成される。
【０１０５】
上記第３のエッチングによって、第１の導電層３４０ａ〜３４２ａと重ならない不純物領域（ＬＤＤ領域）３４３〜３４５が形成される。なお、不純物領域（ＧＯＬＤ領域）３４６は、第１の導電層３２４ａと重なったままである。
【０１０６】
また、第１の導電層３２４ａと第２の導電層３２４ｂとで形成された電極は、最終的に駆動回路のｎチャネル型ＴＦＴのゲート電極となり、また、第１の導電層３４０ａと第２の導電層３４０ｂとで形成された電極は、最終的に駆動回路のｐチャネル型ＴＦＴのゲート電極となる。
【０１０７】
同様に、第１の導電層３４１ａと第２の導電層３４１ｂとで形成された電極は、最終的に画素部のｎチャネル型ＴＦＴのゲート電極となり、第１の導電層３４２ａと第２の導電層３４２ｂとで形成された電極は、最終的に画素部のｐチャネル型ＴＦＴのゲート電極となる。
【０１０８】
このようにして、本実施例は、第１の導電層３４０ａ〜３４２ａと重ならない不純物領域（ＬＤＤ領域）３４３〜３４５と、第１の導電層３２４ａと重なる不純物領域（ＧＯＬＤ領域）３４６を同時に形成することができ、ＴＦＴ特性に応じた作り分けが可能となる。
【０１０９】
次にゲート絶縁膜３１９をエッチング処理する。ここでのエッチング処理は、エッチングガスにＣＨＦ3を用い、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ法）を用いて行う。本実施例では、チャンバー圧力６．７Ｐａ、ＲＦ電力８００Ｗ、ＣＨＦ3ガス流量３５ｓｃｃｍで第３のエッチング処理を行った。
【０１１０】
これにより、高濃度不純物領域３３３〜３３６の一部は露呈し、絶縁膜３５６ａ〜３５６ｄが形成される。
【０１１１】
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３４８、３４９を形成して第３のドーピング処理を行う。この第３のドーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層に前記一導電型（ｎ型）とは逆の導電型（ｐ型）を付与する不純物元素が添加された不純物領域３５０〜３５３を形成する。（図９（Ｃ））第１の導電層３４０ａおよび３４２ａを不純物元素に対するマスクとして用い、ｐ型を付与する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を形成する。
【０１１２】
本実施例では、不純物領域３５０〜３５３はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成する。なお、この第３のドーピング処理の際には、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層はレジストからなるマスク３４８、３４９で覆われている。第１のドーピング処理及び第２のドーピング処理によって、不純物領域３５０〜３５３にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、そのいずれの領域においてもｐ型を付与する不純物元素の濃度が２×１０20〜２×１０21atoms/cm3となるようにドーピング処理することにより、ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。
【０１１３】
以上までの工程でそれぞれの半導体層に不純物領域が形成される。
【０１１４】
次いで、レジストからなるマスク３４８、３４９を除去して第１の層間絶縁膜３５７を形成する。この第１の層間絶縁膜３５７としては、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚１５０ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成した。勿論、第１の層間絶縁膜３５７は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素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。
【０１１５】
次いで、図１０（Ａ）に示すように、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。この活性化工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜５５０℃で行えばよく、本実施例では５５０℃、４時間の熱処理で活性化処理を行った。なお、熱アニール法の他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。
【０１１６】
なお、本実施例では、上記活性化処理と同時に、結晶化の際に触媒として使用したニッケルが高濃度のリンを含む不純物領域（３３４〜３３６、３５０、３５１）にゲッタリングされ、主にチャネル形成領域となる半導体層中のニッケル濃度が低減される。このようにして作製したチャネル形成領域を有するＴＦＴはオフ電流値が下がり、結晶性が良いことから高い電界効果移動度が得られ、良好な特性を達成することができる。
【０１１７】
また、第１の層間絶縁膜を形成する前に活性化処理を行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱に弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するため層間絶縁膜（シリコンを主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素膜）を形成した後で活性化処理を行うことが好ましい。
【０１１８】
その他、活性化処理を行った後でドーピング処理を行い、第１の層間絶縁膜を形成させても良い。
【０１１９】
さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、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。本実施例では水素を約３％の含む窒素雰囲気中で４１０℃、１時間の熱処理を行った。この工程は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。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。
【０１２０】
また、活性化処理としてレーザーアニール法を用いる場合には、上記水素化を行った後、エキシマレーザーやＹＡＧレーザー等のレーザー光を照射することが望ましい。
【０１２１】
次いで、図１０（Ｂ）に示すように第１の層間絶縁膜３５７上に有機絶縁物材料から成る第２の層間絶縁膜３５８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した。次いで、各不純物領域３３３、３３５、３５０、３５１に達するコンタクトホールを形成するためのパターニングを行う。
【０１２２】
第２の層間絶縁膜３５８としては、珪素を含む絶縁材料や有機樹脂からなる膜を用いる。珪素を含む絶縁材料としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素を用いることができ、また有機樹脂としては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）などを用いることができる。
【０１２３】
本実施例では、プラズマＣＶＤ法により形成された酸化窒化珪素膜を形成した。なお、酸化窒化珪素膜の膜厚として好ましくは１〜５μｍ（さらに好ましくは２〜４μｍ）とすればよい。酸化窒化珪素膜は、膜自身に含まれる水分が少ないためにＥＬ素子の劣化を抑える上で有効である。
【０１２４】
また、コンタクトホールの形成には、ドライエッチングまたはウエットエッチングを用いることができるが、エッチング時における静電破壊の問題を考えると、ウエットエッチング法を用いるのが望ましい。
【０１２５】
さらに、ここでのコンタクトホールの形成において、第１層間絶縁膜及び第２層間絶縁膜を同時にエッチングするため、コンタクトホールの形状を考えると第２層間絶縁膜を形成する材料は、第１層間絶縁膜を形成する材料よりもエッチング速度の速いものを用いるのが好ましい。
【０１２６】
そして、各不純物領域３３３、３３５、３５０、３５１とそれぞれ電気的に接続する配線３５９〜３６６を形成する。そして、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）との積層膜をパターニングして形成するが、他の導電膜を用いても良い。
【０１２７】
次いで、その上に透明導電膜を８０〜１２０nmの厚さで形成し、パターニングすることによって透明電極３６７を形成する。（図１０（Ｂ））
【０１２８】
なお、本実施例では、透明電極として酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに２〜２０[％]の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いる。
【０１２９】
また、透明電極３６７は、ドレイン配線３６５と接して重ねて形成することによってＥＬ駆動用ＴＦＴのドレイン領域と電気的な接続が形成される。
【０１３０】
次に、図１１に示すように、珪素を含む絶縁膜（本実施例では酸化珪素膜）を５００[nm]の厚さに形成し、透明電極３６７に対応する位置に開口部を形成して、バンクとして機能する第３の層間絶縁膜３６８を形成する。開口部を形成する際、ウエットエッチング法を用いることで容易にテーパー形状の側壁とすることが出来る。開口部の側壁が十分になだらかでないと段差に起因するＥＬ層の劣化が顕著な問題となってしまうため、注意が必要である。
【０１３１】
なお、本実施例においては、第３の層間絶縁膜として酸化珪素でなる膜を用いているが、場合によっては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）といった有機樹脂膜を用いることもできる。
【０１３２】
次に、図１１で示すようにＥＬ層３６９を蒸着法により形成し、更に蒸着法により陰極（ＭｇＡｇ電極）３７０および保護電極３７１を形成する。このときＥＬ層３６９及び陰極３７０を形成するに先立って透明電極３６７に対して熱処理を施し、水分を完全に除去しておくことが望ましい。なお、本実施例ではＥＬ素子の陰極としてＭｇＡｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。
【０１３３】
なお、ＥＬ層３６９としては、公知の材料を用いることができる。本実施例では正孔輸送層（Hole transporting layer）及び発光層（Emitting layer）でなる２層構造をＥＬ層とするが、正孔注入層、電子注入層若しくは電子輸送層のいずれかを設ける場合もある。このように組み合わせは既に様々な例が報告されており、そのいずれの構成を用いても構わない。
【０１３４】
本実施例では正孔輸送層としてポリフェニレンビニレンを蒸着法により形成する。また、発光層としては、ポリビニルカルバゾールに１，３，４−オキサジアゾール誘導体のＰＢＤを３０〜４０％分子分散させたものを蒸着法により形成し、緑色の発光中心としてクマリン６を約１％添加している。
【０１３５】
また、保護電極３７１でもＥＬ層３６９を水分や酸素から保護することは可能であるが、さらに好ましくはパッシベーション膜３７２を設けると良い。本実施例ではパッシベーション膜３７２として３００ｎｍ厚の窒化珪素膜を設ける。このパッシベーション膜も保護電極３７１の後に大気解放しないで連続的に形成しても構わない。
【０１３６】
また、保護電極３７１は陰極３７０の劣化を防ぐために設けられ、アルミニウムを主成分とする金属膜が代表的である。勿論、他の材料でも良い。また、ＥＬ層３６９、陰極３７０は非常に水分に弱いので、保護電極３７１までを大気解放しないで連続的に形成し、外気からＥＬ層を保護することが望ましい。
【０１３７】
なお、ＥＬ層３６９の膜厚は１０〜４００[nm]（典型的には６０〜１５０[nm]）、陰極３７０の厚さは８０〜２００[nm]（典型的には１００〜１５０[nm]）とすれば良い。
【０１３８】
こうして図１１に示すような構造のＥＬ表示装置が完成する。なお、本実施例におけるＥＬ表示装置の作成工程においては、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であるＴａ、Ｗによっ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であるＡｌによってゲート信号線を形成しているが、異なる材料を用いても良い。
【０１３９】
また、ｎチャネル型ＴＦＴ５０１及びｐチャネル型ＴＦＴ５０２を有する駆動回路５０６と、スイッチング用ＴＦＴ５０３及びＥＬ駆動用ＴＦＴ５０４を有する画素部５０７を同一基板上に形成することができる。
【０１４０】
駆動回路５０６のｎチャネル型ＴＦＴ５０１はチャネル形成領域３８０、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層３２４ａと重なる低濃度不純物領域３２９（ＧＯＬＤ領域）とソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域３３３を有している。ｐチャネル型ＴＦＴ５０２にはチャネル形成領域３７３、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層３４０ａと重ならない不純物領域３５２、ソース領域またはドレイン領域として機能する不純物領域３５０を有している。
【０１４１】
画素部５０７のスイッチング用ＴＦＴ５０３にはチャネル形成領域３７４、ゲート電極を形成する第１の導電層３４１ａと重ならず、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領域３４４（ＬＤＤ領域）とソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域３３５を有している。
【０１４２】
画素部５０７のＥＬ駆動用ＴＦＴ５０４にはチャネル形成領域３７５、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層３２７ａと重ならない不純物領域３５３、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域３５１を有している。
【実施例６】
【０１４３】
本実施例では、本発明を用いてＥＬ表示装置を作製した例について、図１６、図１７を用いて説明する。
【０１４４】
図１６（Ａ）は本発明のＥＬ表示装置のＴＦＴ基板の上面図を示している。なお本明細書においてＴＦＴ基板とは、画素部が設けられている基板を意味する。
【０１４５】
基板４００１上に、画素部４００２と、ソース信号線駆動回路４００３と、第１のゲート信号線駆動回路４００４ａと、第２のゲート信号線駆動回路４００４ｂとが設けられている。なお本発明においてソース信号線駆動回路とゲート信号線駆動回路の数は図１６（Ａ）に示した数に限定されない。ソース信号線駆動回路とゲート信号線駆動回路の数は、設計者が適宜設定することが可能である。また、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ＴＦＴ基板上に設けているが、本発明はこの構成に限定されない。ＴＦＴ基板とは別の基板上に設けたソース信号線駆動回路とゲート信号線駆動回路とを、ＦＰＣ、ＴＡＢ等の外部接続端子により画素部と電気的に接続するようにしても良い。
【０１４６】
４００５ａは画素部４００２に設けられた電源供給線（図示せず）に接続された引き回し配線である。４００５ｂは第１及び第２のゲート信号線駆動回路４００４ａ、４００４ｂに接続されたゲート用引き回し配線である。また４００５ｃはソース信号線駆動回路４００３に接続されたソース用引き回し配線である。
【０１４７】
ゲート用引き回し配線４００５ｂと、ソース用引き回し配線４００５ｃとは、基板４００１の外部に設けられたＩＣ等に、ＦＰＣ４００６を介して接続されている。また引き回し配線４００５ａは、基板４００１の外部に設けられた電源にＦＰＣ４００６を介して接続されている。
【０１４８】
引き回し配線４００５ａの拡大図を図１６（Ｂ）に示す。４１００はＲ用引き回し配線、４１０１はＧ用引き回し配線、４１０２はＢ用引き回し配線である。
【０１４９】
Ｒ用ＥＬ素子のＥＬ層の電流密度と、Ｇ用ＥＬ素子のＥＬ層の電流密度と、Ｂ用ＥＬ素子のＥＬ層の電流密度の比が１．１５：１．２９：１とすると、本発明ではＲ用引き回し配線４１００の幅Ｗｒと、Ｇ用引き回し配線４１０１の幅Ｗｇと、Ｂ用引き回し配線４１０２の幅Ｗｂは、Ｗｇ＞Ｗｒ＞Ｗｂであることが重要である。実施の形態において示した式３より、より好ましくはＷｒ：Ｗｇ：Ｗｂ≒１．１５：１．２９：１であることが望ましい。
【０１５０】
本発明の上記構成によって、白表示の画素の数に関わりなく、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の発光輝度のバランスを整えることが可能になる。
【０１５１】
図１７（Ａ）は、図１６（Ａ）に示したＴＦＴ基板をシーリング材によって封止することによって形成されたＥＬ表示装置の上面図であり、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）のＡ−Ａ’における断面図、図１７（Ｃ）は図１７（Ａ）のＢ−Ｂ’における断面図である。なお図１６において既に示したものは、同じ符号を用いて示す。
【０１５２】
基板４００１上に設けられた画素部４００２と、ソース信号線駆動回路４００３と、第１及び第２のゲート信号線駆動回路４００４ａ、ｂとを囲むようにして、シール材４００９が設けられている。また画素部４００２と、ソース信号線駆動回路４００３と、第１及び第２のゲート信号線駆動回路４００４ａ、ｂとの上にシーリング材４００８が設けられている。よって画素部４００２と、ソース信号線駆動回路４００３と、第１及び第２のゲート信号線駆動回路４００４ａ、ｂとは、基板４００１とシール材４００９とシーリング材４００８とによって、充填材４２１０で密封されている。
【０１５３】
また基板４００１上に設けられた画素部４００２と、ソース信号線駆動回路４００３と、第１及び第２のゲート信号線駆動回路４００４ａ、ｂとは、複数のＴＦＴを有している。図１７（Ｂ）では代表的に、下地膜４０１０上に形成された、ソース信号線駆動回路４００３に含まれる駆動ＴＦＴ（但し、ここではｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴを図示する）４２０１及び画素部４００２に含まれるＥＬ駆動用ＴＦＴ（ＥＬ素子に流れる電流を制御するＴＦＴ）４２０２を図示した。
【０１５４】
本実施例では、駆動ＴＦＴ４２０１には公知の方法で作製されたｐチャネル型ＴＦＴまたはｎチャネル型ＴＦＴが用いられ、ＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２には公知の方法で作製されたｐチャネル型ＴＦＴが用いられる。また、画素部４００２にはＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２のゲートに接続された保持容量（図示せず）が設けられる。
【０１５５】
駆動ＴＦＴ４２０１及びＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２上には層間絶縁膜（平坦化膜）４３０１が形成され、その上にＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２のドレインと電気的に接続する画素電極（陽極）４２０３が形成される。画素電極４２０３としては仕事関数の大きい透明導電膜が用いられる。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。また、前記透明導電膜にガリウムを添加したものを用いても良い。
【０１５６】
そして、画素電極４２０３の上には絶縁膜４３０２が形成され、絶縁膜４３０２は画素電極４２０３の上に開口部が形成されている。この開口部において、画素電極４２０３の上にはＥＬ（エレクトロルミネッセンス）層４２０４が形成される。ＥＬ層４２０４は公知の有機ＥＬ材料または無機ＥＬ材料を用いることができる。また、有機ＥＬ材料には低分子系（モノマー系）材料と高分子系（ポリマー系）材料があるがどちらを用いても良い。
【０１５７】
ＥＬ層４２０４の形成方法は公知の蒸着技術もしくは塗布法技術を用いれば良い。また、ＥＬ層の構造は正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層または電子注入層を自由に組み合わせて積層構造または単層構造とすれば良い。
【０１５８】
ＥＬ層４２０４の上には遮光性を有する導電膜（代表的にはアルミニウム、銅もしくは銀を主成分とする導電膜またはそれらと他の導電膜との積層膜）からなる陰極４２０５が形成される。また、陰極４２０５とＥＬ層４２０４の界面に存在する水分や酸素は極力排除しておくことが望ましい。従って、ＥＬ層４２０４を窒素または希ガス雰囲気で形成し、酸素や水分に触れさせないまま陰極４２０５を形成するといった工夫が必要である。本実施例ではマルチチャンバー方式（クラスターツール方式）の成膜装置を用いることで上述のような成膜を可能とする。そして陰極４２０５は所定の電圧が与えられている。
【０１５９】
以上のようにして、画素電極（陽極）４２０３、ＥＬ層４２０４及び陰極４２０５からなるＥＬ素子４３０３が形成される。そしてＥＬ素子４３０３を覆うように、絶縁膜４３０２上に保護膜４３０３が形成されている。保護膜４３０３は、ＥＬ素子４３０３に酸素や水分等が入り込むのを防ぐのに効果的である。
【０１６０】
４００５ａは電源供給線に接続された引き回し配線であり、ＥＬ駆動用ＴＦＴ４２０２のソース領域に電気的に接続されている。引き回し配線４００５ａはシール材４００９と基板４００１との間を通り、異方導電性フィルム４３００を介してＦＰＣ４００６が有するＦＰＣ用配線４３０１に電気的に接続される。
【０１６１】
シーリング材４００８としては、ガラス材、金属材（代表的にはステンレス材）、セラミックス材、プラスチック材（プラスチックフィルムも含む）を用いることができる。プラスチック材としては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）
フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやマイラーフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。
【０１６２】
但し、ＥＬ素子からの光の放射方向がカバー材側に向かう場合にはカバー材は透明でなければならない。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透明物質を用いる。
【０１６３】
また、充填材４２１０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、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（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。本実施例では充填材として窒素を用いた。
【０１６４】
また充填材４２１０を吸湿性物質（好ましくは酸化バリウム）もしくは酸素を吸着しうる物質にさらしておくために、シーリング材４００８の基板４００１側の面に凹部４００７を設けて吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７を配置する。そして、吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７が飛び散らないように、凹部カバー材４２０８によって吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７は凹部４００７に保持されている。なお凹部カバー材４２０８は目の細かいメッシュ状になっており、空気や水分は通し、吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７は通さない構成になっている。吸湿性物質または酸素を吸着しうる物質４２０７を設けることで、ＥＬ素子４３０３の劣化を抑制できる。
【０１６５】
図１７（Ｃ）に示すように、画素電極４２０３が形成されると同時に、引き回し配線４００５ａ上に接するように導電性膜４２０３ａが形成される。
【０１６６】
また、異方導電性フィルム４３００は導電性フィラー４３００ａを有している。基板４００１とＦＰＣ４００６とを熱圧着することで、基板４００１上の導電性膜４２０３ａとＦＰＣ４００６上のＦＰＣ用配線４３０１とが、導電性フィラー４３００ａによって電気的に接続される。
【０１６７】
本実施例は、実施例１〜実施例５と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【実施例７】
【０１６８】
本実施例では、基板上にＴＦＴとＥＬ素子とをシーリング材で封止した後、基板を付けかえる例について、図１８を用いて説明する。なお、図１８に示したのは画素部における作製工程を示す断面図である。
【０１６９】
図１８（Ａ）において、３１０１は素子が形成される基板（以下、素子形成基板という）であり、その上には非晶質シリコン膜からなる剥離層３１０２が１００〜５００ｎｍ（本実施例では３００ｎｍ）の厚さに形成される。本実施例では素子形成基板３１０１としてガラス基板を用いるが、石英基板、シリコン基板、金属基板（ＳＵＳ基板）もしくはセラミックス基板を用いても構わない。
【０１７０】
また、剥離層３１０２の成膜は減圧熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法もしくは蒸着法を用いれば良い。剥離層３１０２の上には酸化シリコン膜からなる絶縁膜３１０３が２００ｎｍの厚さに形成される。絶縁膜３１０３の形成は減圧熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法もしくは蒸着法を用いれば良い。
【０１７１】
また、絶縁膜３１０３の上には画素部のスイッチング用ＴＦＴ３１０４及びＥＬ駆動用ＴＦＴ３１０５が形成されている。なお本実施例では、スイッチング用ＴＦＴ３１０４がｎチャネル型ＴＦＴでＥＬ駆動用ＴＦＴ３１０５がｐチャネル型ＴＦＴである例を示したが、本実施例はこの構成に限定されない。スイッチング用ＴＦＴ３１０４とＥＬ駆動用ＴＦＴ３１０５はｐチャネル型ＴＦＴとｎチャネル型ＴＦＴのどちらでも良い。
【０１７２】
また本実施例では、スイッチング用ＴＦＴ３１０４がダブルゲート構造になっているが、スイッチング用ＴＦＴはこの構造に限定されず、シングルゲート構造またはその他のマルチゲート構造であっても良い。本実施例のようにダブルゲート構造とすることで、二つのチャネル形成領域が直列に接続された構造となり、オフ電流値（ＴＦＴがオフされた時に流れる電流）を効果的に抑制することができる。
【０１７３】
スイッチング用ＴＦＴ３１０４及びＥＬ駆動用ＴＦＴ３１０５上に、第１層間絶縁膜３１０７が形成されている。第１層間絶縁膜３１０７は後に形成される画素電極３１０６が平坦化するように、スイッチング用ＴＦＴ３１０４及びＥＬ駆動用ＴＦＴ３１０５を覆って形成される
【０１７４】
また、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３１０５のドレイン領域に電気的に接続するように、画素電極３１０６が形成される。本実施例において画素電極３１０６は、透明導電膜（代表的には酸化インジウムと酸化スズとの化合物膜）を１００ｎｍの厚さに形成し、パターニングにより形成される。画素電極３１０６はＥＬ素子の陽極として機能する。
【０１７５】
画素電極３１０６を形成した後、酸化シリコン膜からなる第２層間絶縁膜３１１４が３００ｎｍの厚さに形成される。そして、開口部３１０８を形成し、７０ｎｍ厚のＥＬ層３１０９及び３００ｎｍ厚の陰極３１１０を蒸着法により形成する。本実施例ではＥＬ層３１０９として２０ｎｍ厚の正孔注入層及び５０ｎｍ厚の発光層を積層した構造を用いる。勿論、発光層に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層もしくは電子注入を組み合わせた公知の他の構造を用いても良い。
【０１７６】
以上のようにして、画素電極（陽極）３１０６、ＥＬ層３１０９及び陰極３１１０からなるＥＬ素子３１１１が形成される。本実施例ではこのＥＬ素子３１１１が発光素子として機能する。
【０１７７】
次に、第１接着剤３１１２により素子を固定するための基板（以下、シーリング材という）３１１３を貼り合わせる。本実施例ではシーリング材３１１３として可撓性のプラスチックフィルムを用いるが、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、シリコン基板もしくはセラミックス基板を用いても良い。また、第１接着剤３１１２としては、後に剥離層３１０２を除去する際に選択比のとれる材料を用いる必要がある。
【０１７８】
代表的には樹脂からなる絶縁膜を用いることができ、本実施例ではポリイミドを用いるが、アクリル、ポリアミドもしくはエポキシ樹脂を用いても良い。なお、ＥＬ素子から見て観測者側（発光装置の使用者側）に位置する場合は、光を透過する材料であることが必要である。
【０１７９】
第１接着剤３１１２により、ＥＬ素子を完全に大気から遮断することができる。これにより酸化による有機ＥＬ材料の劣化をほぼ完全に抑制することができ、ＥＬ素子の信頼性を大幅に向上させることができる。
【０１８０】
次に、図１８（Ｂ）に示すように、剥離層３１０２を除去し、素子形成基板３１０１と絶縁膜３１０３とを剥離する。本実施例ではフッ化ハロゲンを含むガス中に剥離層３１０２を晒し、剥離を行う。本実施例ではフッ化ハロゲンとして三フッ化塩素（ＣｌＦ3）を用い、希釈ガスとして窒素を用いる。希釈ガスとしては、アルゴン、ヘリウムもしくはネオンを用いても良い。流量は共に５００ｓｃｃｍ（８．３５×１０-6ｍ3／ｓ）とし、反応圧力は１〜１０Ｔｏｒｒ（１．３×１０2〜１．３×１０3Ｐａ）とすれば良い。また、処理温度は室温（典型的には２０〜２７℃）で良い。
【０１８１】
この場合、シリコン膜はエッチングされるが、プラスチックフィルム、ガラス基板、ポリイミド膜、酸化シリコン膜はエッチングされない。即ち、三フッ化塩素ガスに晒すことで剥離層３１０２が選択的にエッチングされ、最終的には完全に除去される。なお、同じくシリコン膜で形成されているスイッチング用ＴＦＴ３１０４及びＥＬ駆動用ＴＦＴ３１０５の活性層は第１層間絶縁膜３１０７に覆われているため三フッ化塩素ガスに晒されることがなく、エッチングされることはない。
【０１８２】
本実施例の場合、剥離層３１０２は露呈した端部から徐々にエッチングされていき、完全に除去された時点で素子形成基板３１０１と絶縁膜３１０３が分離される。このとき、ＴＦＴ及びＥＬ素子は薄膜を積層して形成されているが、シーリング材３１１３に移された形で残る。
【０１８３】
なお、ここでは剥離層３１０２が端部からエッチングされていくことになるが、素子形成基板３１０１が大きくなると完全に除去されるまでの時間が長くなり好ましいものではない。従って、エッチングで除去する場合は素子形成基板３１０１が対角３インチ以下（好ましくは対角１インチ以下）の場合に実施することが望ましい。
【０１８４】
なお本実施例では剥離層３１０２を三フッ化塩素ガス雰囲気下においてエッチングすることで除去したが、本実施例はこの構成に限定されない。素子形成基板３１０１側から剥離層３１０２にレーザー光を照射し、剥離層３１０２を気化させることで素子形成基板３１０１を剥離するようにしても良い。この場合、レーザー光が素子形成基板３１０１を通過するように、レーザー光の種類と素子形成基板３１０１の材質とを適宜選択する必要がある。例えば素子形成基板３１０１に石英基板を用いるならば、ＹＡＧレーザー（基本波（１０６４ｎｍ）、第２高調波（５３２ｎｍ）、第３高調波（３５５ｎｍ）、第４高調波（２６６ｎｍ））
あるいはエキシマレーザー（波長３０８ｎｍ）を用い、線状ビームを形成し、石英基板を通過させれば良い。なお、エキシマレーザーはガラス基板を通過しない。したがって、素子形成基板３１０１としてガラス基板を用いるのであれば、ＹＡＧレーザーの基本波、第２高調波、第３高調波を用い、好ましくは第２高調波（波長５３２ｎｍ）を用いて線状ビームを形成し、ガラス基板を通過させれば良い。
【０１８５】
またレーザー光を用いて剥離を行う場合、剥離層３１０２として照射するレーザー光で気化するものを用いる。
【０１８６】
また、レーザー光を用いる方法のほかに、剥離層３１０２を溶液によって溶解させることで素子形成基板３１０１を剥離するようにしても良い。この場合、剥離層３１０２だけが選択的に溶解するような溶液を用いることが好ましい。
【０１８７】
こうしてシーリング材３１１３にＴＦＴ及びＥＬ素子を移したら、図１８（Ｃ）に示すように、第２接着剤３１１４を形成し、第２素子形成基板３１１５を貼り合わせる。第２接着剤３１１４としては樹脂からなる絶縁膜（代表的にはポリイミド、アクリル、ポリアミドもしくはエポキシ樹脂）を用いても良いし、無機絶縁膜（代表的には酸化シリコン膜）を用いても良い。なお、ＥＬ素子から見て観測者側に位置する場合は、光を透過する材料であることが必要である。
【０１８８】
こうして素子形成基板３１０１から第２素子形成基板３１１５へとＴＦＴ及びＥＬ素子が移される。その結果、シーリング材３１１３、と第２素子形成基板３１１５によって挟まれたＥＬ表示装置を得ることができる。ここでシーリング材３１１３と第２素子形成基板３１１５を同一材料とすると熱膨張係数が等しくなるので、温度変化による応力歪みの影響を受けにくくすることができる。
【０１８９】
本実施例により作製されたＥＬ表示装置は、シーリング材３１１３と第２素子形成基板３１１５の材料を、ＴＦＴのプロセス時における耐熱性に左右されることなく選択することができる。例えばシーリング材３１１３と第２素子形成基板３１１５としてプラスチック基板を用いることができ、フレキシブルなＥＬ表示装置を作成することも可能である。
【０１９０】
なお本実施例は、実施例１〜６に示した構成と、自由に組み合わせて実施することが可能である。
【実施例８】
【０１９１】
本実施例では、ＥＬ表示装置の表面全体またはＥＬ表示装置の端部に、ＤＬＣ膜を形成する例について説明する。
【０１９２】
図１９（Ａ）は表面全体にＤＬＣ膜を形成したＥＬ表示装置の断面図である。
基板３２０１上にスイッチング用ＴＦＴ３２０５と、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３２０４とが形成されている。３２０３はＥＬ素子であり、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３２０４によってＥＬ素子３２０３に流れる電流が制御される。
【０１９３】
スイッチング用ＴＦＴ３２０５、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３２０４及びＥＬ素子３２０３はシーリング材３２０２とシール材３２０８によって密封されており、外気から遮断されている。３２０９は引き回し配線であり、シール材３２０８と基板３２０１との間を通って、ＥＬ素子３２０３が密封された空間の外に露出している。
【０１９４】
３２１０はＤＬＣ膜であり、ＥＬ素子３２０３が密封された空間の外に露出している引き回し配線３２０９の一部を除いて、ＥＬ表示装置全体を覆っている。
【０１９５】
なお本実施例においてＤＬＣ膜の成膜は、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法、ＲＦプラズマＣＶＤ法、μ波プラズマＣＶＤ法もしくはスパッタ法を用いれば良い。ＤＬＣ膜の特徴としては、１５５０ｃｍ-1くらいに非対称のピークを有し、１３００ｃｍ-1ぐらいに肩を持つラマンスペクトル分布を有する。また微小硬度計で測定した時に１５〜２５ＧＰａの硬度を示すという特徴をもつ。このような炭素膜は基板の表面を保護する特徴を有する。特にプラスチック基板の場合、傷がつきやすいことから、図１９（Ａ）のように表面をＤＬＣ膜で覆うことは傷を防ぐのに有効である。
【０１９６】
またＤＬＣ膜は、酸素および水の進入を防ぐのに有効である。よって本実施例のようにシール材３２０８を覆うようにＤＬＣ膜３２１０を形成することによって、外部からの水分や酸素等の、ＥＬ層の劣化を促す物質が、ＥＬ素子３２０３が密封されている空間に進入するのを防ぐことができる。
【０１９７】
なお、ＤＬＣ膜３２１０を形成する際に、ＥＬ素子３２０３が密封された空間の外に露出している引き回し配線３２０９の一部を、レジストマスク等で覆うようにし、ＤＬＣ膜３２１０形成後該レジストマスクを除去する。ＤＬＣ膜３２１０に覆われていない引き回し配線３２０９の一部は、異方性導電膜３２１３によって、ＦＰＣ３２１１に設けられたＦＰＣ用配線３２１１に接続される。
【０１９８】
図１９（Ｂ）は、ＥＬ表示装置の端部にＤＬＣ膜を形成した場合の、ＥＬ表示装置の断面図である。基板３３０１上にスイッチング用ＴＦＴ３３０５と、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０４とが形成されている。３３０３はＥＬ素子であり、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０４によってＥＬ素子３３０３に流れる電流が制御される。
【０１９９】
スイッチング用ＴＦＴ３３０５、ＥＬ駆動用ＴＦＴ３３０４及びＥＬ素子３３０３はシーリング材３３０２とシール材３３０８によって密封されており、外気から遮断されている。３３０９は引き回し配線であり、シール材３３０８と基板３３０１との間を通って、ＥＬ素子３３０３が密封された空間の外に露出している。
【０２００】
３３１０はＤＬＣ膜であり、ＥＬ素子３３０３が密封された空間の外に露出している引き回し配線３３０９の一部を除いて、シーリング材３３０２の一部と、基板３３０１の一部と、シール材３３０８とを覆って形成されている。
【０２０１】
ＤＬＣ膜３３１０は、酸素および水の進入を防ぐのに有効である。よって本実施例のようにシール材３３０８を覆うようにＤＬＣ膜３３１０を形成することによって、外部からの水分や酸素等の、ＥＬ層の劣化を促す物質が、ＥＬ素子３３０３が密封されている空間に進入するのを防ぐことができる。
【０２０２】
図１９（Ｂ）で示したＥＬ表示装置は、ＥＬ表示装置の端部（シール材を含む部分）にのみＤＬＣ膜３３１０を形成しているので、ＤＬＣ膜３３１０の成膜が容易である。
【０２０３】
なお、ＤＬＣ膜３３１０を形成する際に、ＥＬ素子３３０３が密封された空間の外に露出している引き回し配線３３０９の一部を、レジストマスク等で覆うようにし、ＤＬＣ膜３３１０形成後該レジストマスクを除去する。ＤＬＣ膜３３１０に覆われていない引き回し配線３３０９の一部は、異方性導電膜３３１３によって、ＦＰＣ３３１１に設けられたＦＰＣ用配線３３１１に接続される。
【０２０４】
なお本実施例は、実施例１〜７に示した構成と、自由に組み合わせて実施することが可能である。
【実施例９】
【０２０５】
本発明を実施して形成されたＥＬ表示装置は、自発光型であるため液晶表示装置に比べて明るい場所での視認性に優れ、しかも視野角が広い。従って、様々な電子機器の表示部に用いることができる。例えば、ＴＶ放送等を大画面で鑑賞するには対角３０インチ以上（典型的には４０インチ以上）のＥＬディスプレイ（ＥＬ表示装置を筐体に組み込んだ電子機器）の表示部として本発明のＥＬ表示装置を用いるとよい。
【０２０６】
なお、ＥＬ表示装置には、パソコン用ディスプレイ、ＴＶ放送受信用ディスプレイ、広告表示用ディスプレイ等の全ての情報表示用ディスプレイが含まれる。
また、その他にも様々な電子機器の表示部として本発明のＥＬ表示装置を用いることができる。
【０２０７】
その様な本発明の電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはDigital Versatile Disc（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から見ることの多い携帯情報端末は視野角の広さが重要視されるため、ＥＬ表示装置を用いることが望ましい。それら電子機器の具体例を図１２、図１３に示す。
【０２０８】
図１２（Ａ）はＥＬディスプレイであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２００３に用いることができる。ＥＬ表示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。
【０２０９】
図１２（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２１０２に用いることができる。
【０２１０】
図１２（Ｃ）は頭部取り付け型の発光装置の一部（右片側）であり、本体２２０１、信号ケーブル２２０２、頭部固定バンド２２０３、スクリーン部２２０４、光学系２２０５、表示部２２０６等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２２０６に用いることができる。
【０２１１】
図１２（Ｄ）は記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）
であり、本体２３０１、記録媒体（ＤＶＤ等）２３０２、操作スイッチ２３０３、表示部（ａ）２３０４、表示部（ｂ）２３０５等を含む。表示部（ａ）２３０４は主として画像情報を表示し、表示部（ｂ）２３０５は主として文字情報を表示するが、本発明のＥＬ表示装置はこれら表示部（ａ）、（ｂ）２３０４、２３０５に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０２１２】
図１２（Ｅ）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２４０１、表示部２４０２、アーム部２４０３を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２４０２に用いることができる。
【０２１３】
図１２（Ｆ）はパーソナルコンピュータであり、本体２５０１、筐体２５０２、表示部２５０３、キーボード２５０４等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２５０３に用いることができる。
【０２１４】
なお、将来的にＥＬ材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０２１５】
また、上記電子機器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。ＥＬ材料の応答速度は非常に高いため、ＥＬ表示装置は動画表示に好ましい。
【０２１６】
また、ＥＬ表示装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部にＥＬ表示装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
【０２１７】
図１３（Ａ）は携帯電話であり、本体２６０１、音声出力部２６０２、音声入力部２６０３、表示部２６０４、操作スイッチ２６０５、アンテナ２６０６を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２６０４に用いることができる。なお、表示部２６０４は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。
【０２１８】
また、図１３（Ｂ）は音響再生装置、具体的にはカーオーディオであり、本体２７０１、表示部２７０２、操作スイッチ２７０３、２７０４を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２７０２に用いることができる。また、本実施例では車載用オーディオを示すが、携帯型や家庭用の音響再生装置に用いても良い。なお、表示部２７０２は黒色の背景に白色の文字を表示することで消費電力を抑えられる。これは携帯型の音響再生装置において特に有効である。
【０２１９】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例１〜８に示したいずれの構成のＥＬ表示装置を用いても良い。
【符号の説明】
【０２２０】
１０１ 画素部
１０２ ソース信号線駆動回路
１０３ ゲート信号線駆動回路
１０４ 電源供給線
１０５ 引き出し端子
１０６ 画素
１０７ 引き回し配線
１０７ｒ Ｒ用引き回し配線
１０７ｇ Ｇ用引き回し配線
１０７ｂ Ｂ用引き回し配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のＥＬ素子と、第１のトランジスタと、を有する第１の画素を複数と、
前記第１のＥＬ素子とは異なる色に発光する第２のＥＬ素子と、第２のトランジスタと、を有する第２の画素を複数と、
複数の第１の電源供給線と、
複数の第２の電源供給線と、
を有し、
前記複数の第１の電源線供給線それぞれは、複数の前記第１の画素において、前記第１のトランジスタを介して前記第１のＥＬ素子と電気的に接続され、
前記複数の第２の電源線供給線それぞれは、複数の前記第２の画素において、前記第２のトランジスタを介して前記第２のＥＬ素子と電気的に接続され、
発光時に前記第１のＥＬ素子を流れる電流は発光時に前記第２のＥＬ素子を流れる電流よりも大きく、前記第１の電源供給線の幅は、前記第２の電源供給線の幅よりも大きい部分を有することを特徴とするアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置。
【請求項２】
第１のＥＬ素子と、第１のトランジスタと、を有する第１の画素を複数と、
前記第１のＥＬ素子とは異なる色に発光する第２のＥＬ素子と、第２のトランジスタと、を有する第２の画素を複数と、
前記第１のＥＬ素子及び前記第２のＥＬ素子とは異なる色に発光する第３のＥＬ素子と、第３のトランジスタと、を有する第３の画素を複数と、
複数の第１の電源供給線と、
複数の第２の電源供給線と、
複数の第３の電源供給線と、
を有し、
前記複数の第１の電源線供給線それぞれは、複数の前記第１の画素において、前記第１のトランジスタを介して前記第１のＥＬ素子と電気的に接続され、
前記複数の第２の電源線供給線それぞれは、複数の前記第２の画素において、前記第２のトランジスタを介して前記第２のＥＬ素子と電気的に接続され、
前記複数の第３の電源線供給線それぞれは、複数の前記第３の画素において、前記第３のトランジスタを介して前記第３のＥＬ素子と電気的に接続され、
前記第１の電源供給線乃至前記第３の電源供給線は、前記第１のＥＬ素子乃至前記第３のＥＬ素子のうち発光時に流れる電流が大きいＥＬ素子に電気的に接続された電源供給線ほど、幅の大きい部分を有することを特徴とするアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１のトランジスタ乃至前記第３のトランジスタは、前記第１の電源供給線乃至前記第３の電源供給線のうち流れる電流の絶対値が大きい電源供給線に電気的に接続されたトランジスタほど、チャネル幅が大きいことを特徴とするアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記第１のトランジスタ乃至前記第３のトランジスタは、前記第１の電源供給線乃至前記第３の電源供給線のうち流れる電流の絶対値が大きい電源供給線に電気的に接続されたトランジスタほど、チャネル幅が大きいことを特徴とするアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記表示装置を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１】
第１のＥＬ素子と、第１のトランジスタと、を有する第１の画素を複数と、
前記第１のＥＬ素子とは異なる色に発光する第２のＥＬ素子と、第２のトランジスタと、を有する第２の画素を複数と、
複数の第１の電源供給線と、
複数の第２の電源供給線と、
を有し、
前記複数の第１の電源線供給線それぞれは、複数の前記第１の画素において、前記第１のトランジスタを介して前記第１のＥＬ素子と電気的に接続され、
前記複数の第２の電源線供給線それぞれは、複数の前記第２の画素において、前記第２のトランジスタを介して前記第２のＥＬ素子と電気的に接続され、
発光時に前記第１のＥＬ素子を流れる電流は発光時に前記第２のＥＬ素子を流れる電流よりも大きく、前記第１の電源供給線の幅は、前記第２の電源供給線の幅よりも大きい部分を有することを特徴とするアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置。
【請求項２】
第１のＥＬ素子と、第１のトランジスタと、を有する第１の画素を複数と、
前記第１のＥＬ素子とは異なる色に発光する第２のＥＬ素子と、第２のトランジスタと、を有する第２の画素を複数と、
前記第１のＥＬ素子及び前記第２のＥＬ素子とは異なる色に発光する第３のＥＬ素子と、第３のトランジスタと、を有する第３の画素を複数と、
複数の第１の電源供給線と、
複数の第２の電源供給線と、
複数の第３の電源供給線と、
を有し、
前記複数の第１の電源線供給線それぞれは、複数の前記第１の画素において、前記第１のトランジスタを介して前記第１のＥＬ素子と電気的に接続され、
前記複数の第２の電源線供給線それぞれは、複数の前記第２の画素において、前記第２のトランジスタを介して前記第２のＥＬ素子と電気的に接続され、
前記複数の第３の電源線供給線それぞれは、複数の前記第３の画素において、前記第３のトランジスタを介して前記第３のＥＬ素子と電気的に接続され、
前記第１の電源供給線乃至前記第３の電源供給線は、前記第１のＥＬ素子乃至前記第３のＥＬ素子のうち発光時に流れる電流が大きいＥＬ素子に電気的に接続された電源供給線ほど、幅の大きい部分を有することを特徴とするアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１のトランジスタ乃至前記第３のトランジスタは、前記第１の電源供給線乃至前記第３の電源供給線のうち流れる電流の絶対値が大きい電源供給線に電気的に接続されたトランジスタほど、チャネル幅が大きいことを特徴とするアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記第１のトランジスタ乃至前記第３のトランジスタは、前記第１の電源供給線乃至前記第３の電源供給線のうち流れる電流の絶対値が大きい電源供給線に電気的に接続されたトランジスタほど、チャネル幅が大きいことを特徴とするアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記表示装置を有することを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−５３４６９（Ｐ２０１２−５３４６９Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０８６９２（Ｐ２０１１−２０８６９２）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【分割の表示】特願２００１−２３８８１２（Ｐ２００１−２３８８１２）の分割
【原出願日】平成１３年８月７日（２００１．８．７）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【分割の表示】特願２００１−２３８８１２（Ｐ２００１−２３８８１２）の分割
【原出願日】平成１３年８月７日（２００１．８．７）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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