発光装置およびその作製方法
【課題】アクティブマトリクス型の発光装置における光の取り出し効率を向上させる手段を提供する。
【解決手段】アクティブマトリクス型の発光装置において、第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃを有する第１の基板１００に金属膜１０２ａ〜第３の金属膜１０２ｃを形成することや、画素電極１４５、有機層１４８、凸部１４９ａの表面を有する陰極１４９からなる発光素子１５０を形成することにより、光の損失や隣の画素への光漏れを防ぐことができる。
【解決手段】アクティブマトリクス型の発光装置において、第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃを有する第１の基板１００に金属膜１０２ａ〜第３の金属膜１０２ｃを形成することや、画素電極１４５、有機層１４８、凸部１４９ａの表面を有する陰極１４９からなる発光素子１５０を形成することにより、光の損失や隣の画素への光漏れを防ぐことができる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電極間に発光性材料を挟んだ素子（以下、発光素子という）を用いた発光装置に関する。具体的には、発光素子からの光の取り出し効率の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、発光素子を用いた発光装置の開発が進んでいる。発光装置は発光素子自体に発光能力があるため、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が不要である。よって、薄型化、軽量化が可能である。
【０００３】発光装置にはパッシブ型（単純マトリックス型）とアクティブ型（アクティブマトリックス型）の２種類があり、どちらも盛んに開発が行われている。特に現在はアクティブ型発光装置が注目されている。また、発光素子の有機層となる材料は、有機材料と無機材料があり、さらに有機材料は低分子系（モノマー系）有機材料と高分子系（ポリマー系）有機材料とに分けられる。両者とも盛んに研究されており、低分子系有機材料は主に真空蒸着法により、高分子系有機材料は主にスピンコート法によって成膜される。
【０００４】有機材料は無機材料と比べて発光効率が高く、低電圧で駆動することが可能であるという特徴がある。また、有機化合物であるので、様々な新しい物質を設計し、作製することが可能である。よって、将来の材料の分子設計の進展によって、より高い効率で発光する素子が開発される可能性がある。
【０００５】発光装置の例を図２２に示す。図２２は発光装置の断面図である。発光素子１７０７は陽極（画素電極）１７０２、有機層１７０３および陰極１７０４から成り、陽極１７０２と陰極１７０４との間に有機層１７０３を挟み込むように形成される。第１の基板上に形成するのは、陽極からでも陰極からでも良いが、作製上の容易さから、基板の上に陽極から形成するのが一般的である。発光素子は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膜の発光中心で再結合して励起子を形成し、その励起子が基底状態に戻るときにエネルギーを放出して発光する。
【０００６】このようにして、第１の基板１７０１の上に発光素子１７０７を形成する。次いで、第１の基板１７０１は第２の基板１７００とシール材１７０５を介して貼り合わせる。発光素子１７０７は基板１７０１、封止基板１７００およびシール材１７０５で囲まれた密閉された空間にある。発光素子は水分や酸素によって劣化するので、密閉された空間は不活性ガス１７０６（窒素分子もしくは希ガス）により満たされている。本明細書では、第１の基板、第２の基板、シール材に囲まれた領域を密閉された空間という。１７０８はスイッチング用ＴＦＴ、１７０９は電流制御用のＴＦＴ、１７１０、１７１１及び１７１２は絶縁膜である。
【０００７】有機層１７０３と陰極１７０４とでなる積層体は、各画素で個別に形成する必要があるが、有機層１７０３は水分に極めて弱いため、通常のフォトリソグラフィ技術を用いることができない。従って、メタルマスク等の物理的なマスク材を用い、真空蒸着法、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法等の気相法で選択的に形成することが好ましい。
【０００８】また、陰極１７０４を外部の水分等から保護すると同時に、各画素の陰極１７０４を接続するための保護電極（図示はしない）を設けてもよい。保護電極としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）若しくは銀（Ａｇ）を含む低抵抗な材料を用いることが好ましい。この保護電極には有機層１７０３の発熱を緩和する放熱効果も期待できる。また、有機層１７０３と陰極１７０４を形成した後、大気解放しないで連続的に保護電極を形成することも有効である。
【０００９】なお、発光装置には大きく分けて四つのカラー化表示方式があり、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）に対応した三種類の発光素子を形成する方式、白色発光の発光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発光素子と蛍光体（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に対応した発光素子を重ねる方式がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように、発光素子を有する発光装置の開発が進んでいる。発光装置は、電圧の印加によって両面の電極から有機層に注入される電子と正孔の再結合により生じた発光を利用する電流駆動型の発光素子を有している。発光は、面状発光として取り出される。しかし、有機層で発生した光を発光素子の外部に面状発光として取り出す際の光の取り出し効率は極めて低く、通常２０％以下である。
【００１１】また、有機層１７０３で発生した光は、その光の入射角によっては基板の内部を導波する。このようにして導波する光を導波光というが、この導波光１７１３は一部が基板に吸収されて消失し、残りは第１の基板１７０１内を伝搬して端面に逃げてしまうため、画素においては、その一部しか面状発光として取り出せず、また場合によっては、隣の画素への光漏れの原因も考えられる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために本発明の構成は図８に示すように、第１の基板１００の第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃに第１の金属膜１０２ａ〜第３の金属膜１０２ｃを設ける構造とする。第１の基板に設けられる金属膜は、表示部の見える方からみて、遮光部に設けられていればよい。
【００１３】よって、本明細書で開示する発明の構成は、表面に第１の凹部及び、前記第１の凹部に隣接した第２の凹部が形成された第１の基板と、前記第１の凹部及び前記第２の凹部に沿ってそれぞれ形成された第１の金属膜及び第２の金属膜と、前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜上に第１の絶縁膜と、前記第１の金属膜と前記第２の金属膜との間で、前記第１の絶縁膜の上方に発光素子とを有することを特徴とする発光装置である。本発光装置を用いた場合、光の一部を第１の基板内に閉じ込め、損失することが少なくなる。
【００１４】また、他の発明の構成は、表面に第１の凹部及び、前記第１の凹部に隣接した第２の凹部が形成された第１の基板と、前記第１の凹部及び前記第２の凹部に沿ってそれぞれ形成された第１の金属膜及び第２の金属膜と、前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜上に第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜の上方にＴＦＴと、前記第１の金属膜と前記第２の金属膜との間で、前記ＴＦＴの上方に、陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極に挟まれた発光素子とを有することを特徴とする発光装置である。発光素子と金属膜とが重ならないため、開口率の低下が起こらない。
【００１５】また、他の発明の構成は、前記ＴＦＴに形成されたゲート配線又はソース配線又はドレイン配線が前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜上方に形成されていることを特徴とする発光装置である。表示の見える方向からみて金属膜とゲート配線又はソース配線又はドレイン配線とが重なるため開口率の低下が起こらない。
【００１６】また、他の発明の構成は、前記凹部は２５〜２００μｍの深さ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、前記第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜が形成されていることを特徴とする発光装置である。
【００１８】また、他の発明の構成は、前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜は、Ｗ、Ｔａ、Ａｇ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃu、Ｐｄの単体またはそれらから選ばれた積層またはそれらから選ばれた合金からなることを特徴とする発光装置である。ここで採用する金属は、可視光領域における光の反射率が基板の材質よりも高いことが好ましく、好ましくは６０％以上あることが好ましい。また、ここで採用する金属は、ＴＦＴの作製工程に対し、十分な耐熱特性を有することが望ましい。
【００１９】また、他の発明の構成は、前記第１の絶縁膜は、二酸化珪素を主成分とすることを特徴とする発光装置である。
【００２０】また、他の発明の構成は、前記第２の絶縁膜は、ＤＬＣ、窒化珪素の単体または、それらから選ばれた積層からなることを特徴とする発光装置である。
【００２１】また、他の発明の構成は、画素電極と第３の絶縁膜とを有し、前記画素電極上に前記第３の絶縁膜が重なり、前記画素電極上に有機層が形成され、前記第３の絶縁膜上に前記有機層の端部が形成され、前記第３の絶縁膜上に、かつ、前記有機層及び前記画素電極の横方向には、上面と斜面を有する第４の絶縁膜が形成され、前記第４の絶縁膜の上面と斜面と、前記第３の絶縁膜の一部の上と、前記有機層上に陰極が形成され、前記陰極の表面は、前記第４の絶縁膜の斜面と、前記第３の絶縁膜の一部と、前記有機層の端部に囲まれた凸部の形状を有することを特徴とする発光装置である。陰極に形成された凸部が近接した画素への光漏れを防いでいる。該第３の絶縁膜及び該第４の絶縁膜をそれぞれ第３の層間絶縁膜、第４の層間絶縁膜と記す。
【００２２】また、他の発明の構成は、陽極と第３の絶縁膜とを有し、前記陽極上に前記第３の絶縁膜が重なり、前記陽極上に有機層が形成され、前記第３の絶縁膜上に前記有機層の端部が形成され、前記有機層の上に陰極が形成され、前記第３の絶縁膜上に、かつ、前記有機層及び前記陰極の横方向には、上面と斜面を有する第４の絶縁膜が形成され、前記陰極の端部と、前記第４の絶縁膜の上面と斜面と、第３の絶縁膜の一部と、前記有機層の端部に接するように第５の絶縁膜が形成され、前記第５の絶縁膜上に金属膜が形成され、前記陰極の端部と、前記有機層の端部と、前記第４の絶縁膜の斜面と、第３の絶縁膜の一部に形成された前記第５の絶縁膜に凹部が形成されることにより、前記第５の絶縁膜に接する前記金属膜の表面に凸部の形状を有することを特徴とする発光装置である。該第３の絶縁膜、該第４の絶縁膜及び該第５の絶縁膜をそれぞれ第３の層間絶縁膜、第４の層間絶縁膜及び第５の層間絶縁膜と記す。この金属膜の表面に形成された凸部が近接した画素への光漏れを防いでいる。さらに、第５の層間絶縁膜を介して陰極の上方に金属膜２５１を形成することにより、上方に出射した光を反射させ、下方に光の取り出すことができる。
【００２３】また、他の発明の構成は、第５の絶縁膜はＳｉＮＯ、ＤＬＣの単体またはそれらから選ばれた積層からなることを特徴とする発光装置である。
【００２４】また、他の発明の構成は、前記金属膜は、Ａｌを主成分とすることを特徴とする発光装置である。
【００２５】本発明の発光装置はパーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、携帯型情報端末、デジタルカメラ、デジタルビデオディスクプレーヤー、車載用後方確認モニター、テレビ電話、カーナビゲーションまたは電子遊技機器に用いることができる。
【発明の実施の形態】
【００２６】本願発明の実施形態について、以下に説明する。本実施形態の発光装置の上面図（画素部）を図１０に示す。ただし、簡略化のため、第１の基板、下地膜、絶縁膜、画素電極、有機層、陰極、第２の基板等は省略している。図１０中の点線部Ａ-Ａ'、点線部Ｂ-Ｂ'における本実施形態の発光装置の断面図を図８に示す。ここでは、画素部のスイッチング用ＴＦＴ１６２および電流制御用ＴＦＴ１６３と、画素部の周辺に設けられる駆動回路のＴＦＴ（pチャネル型ＴＦＴ１６０とｎチャネル型ＴＦＴ１６１）を同時に作製する方法について、図１〜図１０を用いて説明する。
【００２７】本実施形態で用いる第１の基板１００の材質としては、非晶質ガラス（ホウケイ酸塩ガラス、石英等）、結晶化ガラス、セラミックスガラス、ガラス、ポリマー等の絶縁性物質が好ましい。また、有機系樹脂（アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂もしくはエポキシ系樹脂）、シリコーン系樹脂ポリマーの絶縁性物質でもよい。セラミックスを用いてもよい。
【００２８】第１の基板１００において第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃを形成する。凹部の形成方法としては、サンドブラスト法によって行う。幅４．５〜５．５μｍ、深さが２５〜２００μｍ程度になるようにする。本明細書では、第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃを形成する面を基板の表面とする。（図１（Ａ）凹部の形成）
【００２９】第１の基板１００の表面に金属膜１０２をスパッタリング法または蒸着法により形成する。金属膜１０２の材料としては、Ｗ、Ｔａ、Ａｇ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃu、Ｐｄの単体またはそれらから選ばれた積層またはそれらから選ばれた合金といった反射率の高い材料が好ましい。（図１（Ｂ）金属膜１０２の形成）
【００３０】次いで、マスクを用いたエッチングを行い、化学機械的研磨（Chemical Mechanical Polish；ＣＭＰ）により表面に残った金属膜１０２を研磨し、第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃに沿ってそれぞれ第１の金属膜１０２ａ〜第３の金属膜１０２ｃを形成する。（図１（Ｃ）金属膜１０２のエッチング/研磨）
【００３１】次いで、絶縁膜１０３ａを形成する。（図２（Ａ）第１の絶縁膜の形成）
【００３２】次いで、ＣＭＰにより表面を平坦化し、第１の絶縁膜１０３ｂを形成する。（図２（Ｂ）平坦化後）
【００３３】第１の絶縁膜１０３ｂ上に、第２の絶縁膜１０４を形成する。炭素を主成分とする薄膜（ＤＬＣ；Ｄiamond Ｌike Ｃarbon）、窒化珪素の単体または、それらから選ばれた積層を形成してもよい。
【００３４】次いで、図３（Ａ）のように、まず、第２の絶縁膜１０４上に半導体層１０５〜１０８を形成する。半導体層１０５〜１０８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１０５〜１０８の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成する。
【００３５】次いで、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法で半導体層１０５〜１０８を覆うゲート絶縁膜１０９を形成する。
【００３６】そして、ゲート絶縁膜１０９上にゲート電極を形成するための耐熱性導電層１１０を２００〜４００ｎｍ（好ましくは２５０〜３５０ｎｍ）の厚さで形成する。
【００３７】次に、フォトリソグラフィーの技術を使用してレジストによるマスク１１１を形成する。
【００３８】第１のエッチング処理により第１のテーパー形状を有する導電層１１２〜１１５を形成する。（図３（Ｂ）第１のエッチング処理）
【００３９】そして、第１のドーピング処理を行い一導電型の不純物元素を半導体層に添加し、不純物領域１１６〜１１９を形成する（図４（Ａ）第１のドーピング処理）。
【００４０】次に、図４（Ｂ）に示すように第２のエッチング処理を行い、端部が削れた第２の形状を有する導電層１２０〜１２３及びマスク１２４が形成される。また、ゲート絶縁膜１０９の表面も４０ｎｍ程度エッチングされる。
【００４１】そして、第１のドーピング処理よりもドーズ量を下げ高加速電圧の条件でｎ型を付与する不純物元素をドーピングし、第１の不純物領域１２５〜１２８及び第２の不純物領域１２９〜１３２を形成する。（図５（Ａ）第２のドーピング）
【００４２】そして、図５（Ｂ）に示すように、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層１０６、半導体層１０７に一導電型とは逆の導電型の不純物領域１３３（１３３ａ、１３３ｂ）及び１３４（１３４ａ、１３４ｂ）を形成する。この場合も第２の形状の導電層１２０、第２の形状の導電層１２４をマスクとしてｐ型を付与する不純物元素を添加し、自己整合的に不純物領域を形成する。このとき、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層の上方には、レジストのマスク１３５を形成する。（図５（Ｂ）第３のドーピング）
【００４３】その後、図６（Ａ）に示すように、第２の形状を有する導電層１２０〜１２３およびゲート絶縁膜１０９上に第１の層間絶縁膜１３６を形成する。それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型を付与する不純物元素を活性化する工程を行う。この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。（図６（Ａ）第１の層間絶縁膜の形成/活性化工程）
【００４４】次いで、雰囲気ガスを変化させ、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃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。
【００４５】そして、まず、有機絶縁物材料からなる第２の層間絶縁膜１３７を１．０〜２．０μｍの平均膜厚で形成する。有機樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。
【００４６】このように、第２の層間絶縁膜１３７を有機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減できる。
【００４７】その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの半導体層に形成されソース領域またはドレイン領域とする不純物領域に達するコンタクトホールを形成する。
【００４８】そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エッチングすることで、ソース配線１３８〜１４１とドレイン配線１４２〜１４４を形成する。
【００４９】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画素電極１４５を形成する（図７（Ａ）画素電極の形成）。
【００５０】また、画素電極１４５は、ドレイン配線１４４と接して重ねて形成することによって電流制御用ＴＦＴ１６３のドレイン領域と電気的な接続が形成される。
【００５１】次いで、図７（Ｂ）のように、画素電極１４５に第３の層間絶縁膜１４６が重なるように形成する。膜厚は１００ｎｍ程度であればよい。第１の層間絶縁膜の形成方法及び材料を用いればよい。
【００５２】次いで、画素電極１４５に対応する位置に開口部を有し、上面と斜面を有する第４の層間絶縁膜１４７を形成する。第４の層間絶縁膜１４７は絶縁性を有していて、バンクとして機能し、隣接する画素の有機層を分離する役割を有している。第４の層間絶縁膜１４７において、後述の工程で作製される発光素子側の面を斜面と呼ぶ。
【００５３】次に、有機層１４８をメタルマスクを用い蒸着法により、第３の層間絶縁膜１４６および画素電極１４５上に形成する。第３の層間絶縁膜１４６上には、有機層１４８の端部が形成される。よって、前記第３の層間絶縁膜上に、かつ、前記有機層及び前記画素電極の横方向には、第４の層間絶縁膜が形成されていることになる。
【００５４】次いで、イオンプレーティング法により陰極（ＭｇＡｇ電極）１４９を第４の層間絶縁膜１４７の上面と斜面と、第３の層間絶縁膜１４６の一部の上と、有機層１４８上に形成する。イオンプレーティング法を用いることにより、第４の層間絶縁膜１４７の斜面にも接するように陰極が形成される。よって、丸点線部のように、陰極は、第３の層間絶縁膜１４６の一部と、第４の層間絶縁膜１４７の斜面と有機層１４８の端部に囲まれた陰極の凸部１４９ａ（図９）を有する。
【００５５】陰極を成膜する場合、有機層１４８が形成された基板を円軌道上に動かしながら、有機層１４８上に陰極１４９を形成すると、陰極における膜厚のばらつきを小さくすることが可能となる。
【００５６】このとき有機層１４８及び陰極１４９を形成するに先立って画素電極１４５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。以後の工程は、不活性ガス（窒素もしくは希ガス）雰囲気中で行われる。雰囲気中の水分濃度は可能な限り低く抑える。具体的には、水分濃度が１ｐｐｍ以下であることが望ましい。
【００５７】本実施例では発光素子の陰極としてＭｇＡｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。
【００５８】なお、有機層１４８としては、公知の材料を用いることができる。なお、有機層１４７としては、公知の材料を用いることができる。有機層１４７は単層又は積層構造で用いられるが、積層構造で用いた方が発光効率が良い。有機層は、正孔注入材料、正孔輸送材料、発光層材料、電子輸送材料、電子注入材料等を用いて形成する。また、三重項励起状態から基底状態に戻る際のエネルギーを発光に変換しうる材料を発光層に用いてもよい。
【００５９】なお、有機層１４８の膜厚は１０〜４００nm、典型的には６０〜１５０nm、陰極１５１の厚さは８０〜２００nm、典型的には１００〜１５０nmとすれば良い。さらに、陰極１５１の厚さを２０００nｍにすると、表示の見える方向からみて発光素子の縮みを抑えることができる。
【００６０】なお、画素電極１４５、有機層１４８、陰極１４９の重なっている部分が発光素子１５０に相当する。
【００６１】第２の基板１５３の材質としては、非晶質ガラス（ホウケイ酸塩ガラス、石英等）、結晶化ガラス、セラミックスガラス、ガラス、ポリマー等の絶縁性物質が好ましい。また、有機系樹脂（アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂もしくはエポキシ系樹脂）、シリコーン系樹脂ポリマーの絶縁性物質でもよい。セラミックスを用いてもよい。また、シール材が絶縁物であるならステンレス合金等の金属材料を用いることも可能である。
【００６２】シール材の材質としては、エポキシ系樹脂、アクリレート系樹脂等のシール材を用いることができる。熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂をシール材として用いることもできる。但し、シール材は可能な限り水分を透過しない材質であることが望ましい。
【００６３】以上の工程を経て、図８の発光装置を完成させる。第１の基板１００、第２の基板１５３、シール材（図示しない）、画素電極１４５、発光素子１５０、第３酸の層間絶縁膜１４７等に囲まれた領域中には不活性ガス１５２が満たされる。貼り合わせ後であれば、大気開放しても構わない。
【００６４】ｐチャネル型ＴＦＴ１６０及びｎチャネル型ＴＦＴ１６１は駆動回路が有するＴＦＴであり、ＣＭＯＳ（complementaly metal-oxide semiconductor）を形成している。スイッチング用ＴＦＴ１６２及び電流制御用ＴＦＴ１６３は画素部が有するＴＦＴであり、駆動回路のＴＦＴと画素部のＴＦＴとは同一基板上に形成することができる。
【００６５】以上のように、本実施形態の発光装置は第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃが設けられ、第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃに沿って第１の金属膜１０２ａ〜第３の金属膜１０２ｃが形成されている。よって、本実施形態の発光装置の有機層１４８から生じる光の一部が第１の金属膜１０２ａ〜第３の金属膜１０２ｃで反射され、本実施形態の発光装置の外部に反射光が出射される。また、隣接の画素への光漏れとなっていた発光の一部についても、図９のような発光方向を有する光を本実施形態の陰極の凸部１４９ａで反射させ、本実施形態の発光装置の外部に反射光が出射されることができる。したがって、本実施形態の発光装置を用いた場合、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００６６】なお、発光素子を用いた発光装置の場合、駆動回路の電源の電圧が５〜６Ｖ程度、最大でも１０Ｖ程度で十分なので、ＴＦＴにおいてホットエレクトロンによる劣化があまり問題にならない。また駆動回路を高速で動作させる必要があるので、ＴＦＴのゲート容量は小さいほうが好ましい。よって、本実施形態のように、発光素子を用いた発光装置の駆動回路では、ＴＦＴの半導体層が有する第２の不純物領域１３０と、第４の不純物領域１３３ｂとが、それぞれゲート電極１２０、ゲート電極１２１と重ならない構成にするのが好ましい。
【００６７】図１０のように、ゲート配線１５９、ソース配線１４０、ソース配線１４１及びドレイン配線１４３、ドレイン配線１４４は第１の金属膜１０２ａ〜第３の１０２ｃと重なるように形成されているため、反射光を抑え、照り返しを防ぐことができる。１２１は第２の形状を有する導電層、１２２は第２の形状を有する導電層、１５０は発光素子、１５８はアノード電源のひきまわし配線、１６２はスイッチング用ＴＦＴ、１６３は電流制御用ＴＦＴである。
【００６８】また、図１１のように、発光素子３５１と、発光素子３５１に隣接する発光素子３５２の間に凹部を形成し、凹部に沿って金属膜３０２が形成されていてもよい。これと同時に発光素子３５１と発光素子３５１に隣接する発光素子３５３の間に凹部を形成し、凹部に沿って金属膜３０２が形成される。
【００６９】なお、第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃは、図１０では曲線形状のものを示したが、特にその形状は限定されず、例えば、図１２（ａ）〜（ｃ）で示された形状のうち、いずれのものでもよい。
【００７０】凹部の形成方法として第１の基板にガラスを用いる場合はサンドブラスト法を用いたが、エッチング法、鋳型によるガラスの形成などによって行ってもよい。ダイサー等の刃で基板の表面を削ることにより、凹部の形成を行ってもよい。
【００７１】密閉された空間を不活性ガス１５２で満たしたが、有機樹脂で満たしてもよい。
【００７２】本発明の発光装置の第２の基板１５３はシート状であるが、凹部を有する第２の基板において凹部に乾燥剤が封止された発光装置にも本発明は適用可能である。
【００７３】本発明はアクティブ型の発光装置のみならず、パッシブ型の発光装置にも適用することができる。パッシブ型の発光装置を作製する場合、本実施形態で用いたイオンプレーティリング法で陰極の成膜を行ってもよいし、イオンビーム法を用いてもよい。
【００７４】以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととする。
【００７５】
【実施例】〔実施例１〕本願発明の実施形態について、以下に説明する。本実施例の発光装置の上面図（画素部）を図１０に示す。ただし、簡略化のため、第１の基板、下地膜、絶縁膜、画素電極、陰極、第２の基板等は省略している。図１０中の点線部Ａ-Ａ'、点線部Ｂ-Ｂ'における本実施形態の発光装置の断面図を図８に示す。ここでは、画素部のスイッチング用ＴＦＴ１６２および電流制御用ＴＦＴ１６３と、画素部の周辺に設けられる駆動回路のＴＦＴ（ｐチャネル型ＴＦＴ１６０とｎチャネル型ＴＦＴ１６１）を同時に作製する方法について、詳細に説明する。
【００７６】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を用いる。なお、基板としては、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。
【００７７】第１の基板１００において第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃを形成する。凹部の形成方法としては、サンドブラスト法によって行う。幅４．５〜５．５μｍ、深さが２５〜２００μｍ程度になるようにする。（図１（Ａ）凹部の形成）
【００７８】第１の基板１００の表面に金属膜１０２をスパッタリング法により形成する。金属膜１０２の膜厚は０．４〜０．６μｍ程度である。金属膜１０２の材料としては、Ｗ、Ｔａ、Ａｇ、Ｔｉといった反射率１０２の高い材料が好ましく、本実施例では、Ａｇを主成分とし、Ｐｄ及びＣｕがそれぞれ１％含まれた合金を用いて金属膜を形成する。（図１（Ｂ）金属膜の形成）
【００７９】次いで、マスクを用いたエッチングを行い、化学機械的研磨（Chemical Mechanical Polish；ＣＭＰ）により表面に残った金属膜１０２を研磨し、第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃに沿ってそれぞれ第１の金属膜１０２ａ〜第３の金属膜１０２ｃを形成する。（図１（Ｃ）金属膜１０２のエッチング/研磨）
【００８０】次いで、絶縁膜１０３ａを形成する。本実施例では、二酸化珪素を塗布する。膜厚は、１．５〜２．０μm程度になる。（図２（Ａ）第１の絶縁膜の形成）
【００８１】さらに、化学機械的研磨（Chemical Mechanical Polish；ＣＭＰ）により、第１の絶縁膜１０３ａの表面（点線部より上の部分）を削りとり、表面を平坦化することにより、第１の絶縁膜１０３ｂを形成する。（図２（Ｂ）平坦化後）膜厚は、１．３〜１．８μm程度になる。
【００８２】第１の絶縁膜１０３ｂ上に、第２の絶縁膜１０４を形成する。炭素を主成分とする薄膜（ＤＬＣ；Ｄiamond Ｌike Ｃarbon）、窒化珪素の単体またはそれらから選ばれた積層を形成してもよい。
【００８３】次いで、半導体層１０５〜１０８を形成する。半導体層１０５〜１０８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１０２〜１０５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、好ましくはシリコン（珪素）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の非晶質シリコン膜を成膜した後、ニッケルを含む溶液を非晶質シリコン膜上に保持させた。この非晶質シリコン膜に脱水素化（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シリコン膜を形成した。そして、この結晶質シリコン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１０５〜１０８を形成する。
【００８４】また、半導体層１０５〜１０８を形成した後、ＴＦＴのしきい値を制御するために、半導体層１０５〜１０８に微量な不純物元素（ボロンまたはリン）をドーピングしてもよい。
【００８５】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。
【００８６】次いで、半導体層１０５〜１０８を覆うゲート絶縁膜１０９を形成する。ゲート絶縁膜１０９はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとしてシリコン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の厚さで酸化窒化シリコン膜（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。
【００８７】また、酸化シリコン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シリコン膜は、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。
【００８８】そして、ゲート絶縁膜１０９上にゲート電極を形成するための耐熱性導電層１１０を２００〜４００ｎｍ（好ましくは２５０〜３５０ｎｍ）の厚さで形成する。耐熱性導電層１１０は単層で形成しても良いし、必要に応じて二層あるいは三層といった複数の層から成る積層構造としても良い。耐熱性導電層にはＴａ、Ｔｉ、Ｗから選ばれた元素、または前記元素を成分とする合金か、前記元素を組み合わせた合金膜が含まれる。これらの耐熱性導電層はスパッタ法やＣＶＤ法で形成されるものであり、低抵抗化を図るために含有する不純物濃度を低減させることが好ましく、特に酸素濃度に関しては３０ｐｐｍ以下とすると良い。本実施例ではＷ膜を３００ｎｍの厚さで形成する。Ｗ膜はＷをターゲットとしてスパッタ法で形成しても良いし、６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いて熱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。このことより、スパッタ法による場合、純度９９．９９９９％のＷターゲットを用い、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る。
【００８９】一方、耐熱性導電層１１０にＴａ膜を用いる場合には、同様にスパッタ法で形成することが可能である。Ｔａ膜はスパッタガスにＡｒを用いる。また、スパッタ時のガス中に適量のＸｅやＫｒを加えておくと、形成する膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止することができる。α相のＴａ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ程度でありゲート電極に使用することができるが、β相のＴａ膜の抵抗率は１８０μΩｃｍ程度でありゲート電極とするには不向きであった。ＴａＮ膜はα相に近い結晶構造を持つので、Ｔａ膜の下地にＴａＮ膜を形成すればα相のＴａ膜が容易に得られる。また、図示しないが、耐熱性導電層１１０の下に２〜２０ｎｍ程度の厚さでリン（Ｐ）をドープしたシリコン膜を形成しておくことは有効である。これにより、その上に形成される導電膜の密着性向上と酸化防止を図ると同時に、耐熱性導電層１０７が微量に含有するアルカリ金属元素が第１の形状のゲート絶縁膜１０６に拡散するのを防ぐことができる。いずれにしても、耐熱性導電層１０７は抵抗率を１０〜５０μΩｃｍの範囲ですることが好ましい。
【００９０】次に、フォトリソグラフィーの技術を使用してレジストによるマスク１１１を形成する。そして、第１のエッチング処理を行う。本実施例ではＩＣＰエッチング装置を用い、エッチング用ガスにＣｌ2とＣＦ4を用い、１Ｐａの圧力で３．２Ｗ／ｃｍ2のＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを形成して行う。基板側（試料ステージ）にも２２４ｍＷ／ｃｍ2のＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入し、これにより実質的に負の自己バイアス電圧が印加される。この条件でＷ膜のエッチング速度は約１００ｎｍ／ｍｉｎである。第１のエッチング処理はこのエッチング速度を基にＷ膜がちょうどエッチングされる時間を推定し、それよりもエッチング時間を２０％増加させた時間をエッチング時間とした。
【００９１】第１のエッチング処理により第１のテーパー形状を有する導電層１１２〜１１５を形成する。導電層１１２〜１１５のテーパー部の角度は１５〜３０°となるように形成される。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オーバーエッチングを施すものとする。Ｗ膜に対する酸化窒化シリコン膜（ゲート絶縁膜１０９）の選択比は２〜４（代表的には３）であるので、オーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされる。（図３（Ｂ）第１のエッチング）
【００９２】そして、第１のドーピング処理を行い一導電型の不純物元素を半導体層に添加する。ここでは、ｎ型を付与する不純物元素添加の工程を行う。第１の形状の導電層を形成したマスク１１１をそのまま残し、第１のテーパー形状を有する導電層１１２〜１１５をマスクとして自己整合的にｎ型を付与する不純物元素をイオンドープ法で添加する。ｎ型を付与する不純物元素をゲート電極の端部におけるテーパー部とゲート絶縁膜１０９とを通して、その下に位置する半導体層に達するように添加するためにドーズ量を１×１０13〜５×１０14ａｔｏｍｓ／ｃｍ2とし、加速電圧を８０〜１６０ｋｅＶとして行う。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。このようなイオンドープ法により第１の不純物領域１１６〜１１９には１×１０20〜１×１０21atoｍiｃ／ｃｍ3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素が添加される。（図４（Ａ）第１のドーピング処理）
【００９３】この工程において、ドーピングの条件によっては、不純物が第１の形状の導電層１１２〜１１５の下に回りこみ、第１の不純物領域１１６〜１１９が第１の形状の導電層１１２〜１１５と重なることも起こりうる。
【００９４】次に、図４（Ｂ）に示すように第２のエッチング処理を行う。エッチング処理も同様にＩＣＰエッチング装置により行い、エッチングガスにＣＦ4とＣｌ2の混合ガスを用い、ＲＦ電力３．２Ｗ／ｃｍ2(１３.５６ＭＨｚ)、バイアス電力４５ｍＷ／ｃｍ2(１３.５６ＭＨｚ)、圧力１．０Ｐａでエッチングを行う。この条件で形成される第２の形状を有する導電層１２０〜１２３が形成される。その端部にはテーパー部が形成され、該端部から内側にむかって徐々に厚さが増加するテーパー形状となる。第１のエッチング処理と比較して基板側に印加するバイアス電力を低くした分等方性エッチングの割合が多くなり、テーパー部の角度は３０〜６０°となる。マスク１０８はエッチングされて端部が削れ、マスク１２４となる。また、図４（Ｂ）の工程において、ゲート絶縁膜１０９の表面が４０ｎｍ程度エッチングされる。
【００９５】そして、第１のドーピング処理よりもドーズ量を下げ高加速電圧の条件でｎ型を付与する不純物元素をドーピングする。例えば、加速電圧を７０〜１２０ｋｅＶとし、１×１０13／ｃｍ2のドーズ量で行い、不純物濃度が大きくなった第１の不純物領域１２５〜１２８と、前記第１の不純物領域１２５〜１２８に接する第２の不純物領域１２９〜１３２とを形成する。この工程において、ドーピングの条件によっては、不純物が第２の形状の導電層１２０〜１２３の下に回りこみ、第２の不純物領域１２９〜１３２が第２の形状の導電層１２０〜１２３と重なることも起こりうる。第２の不純物領域における不純物濃度は、１×１０16〜１×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3となるようにする。（図５（Ａ）第２のドーピング処理）
【００９６】そして、図５（Ｂ）に示すように、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層１０６、半導体層１０７に一導電型とは逆の導電型の不純物領域１３３（１３３ａ、１３３ｂ）及び１３４（１３４ａ、１３４ｂ）を形成する。この場合も第２の形状の導電層１１８、第２の形状の導電層１２１をマスクとしてｐ型を付与する不純物元素を添加し、自己整合的に不純物領域を形成する。このとき、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層１０６、半導体層１０７の上方には、レジストのマスク１３５を形成する。ここで形成される不純物領域１３３、不純物領域１３４はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成する。不純物領域１３３、不純物領域１３４のｐ型を付与する不純物元素の濃度は、２×１０20〜２×１０21ａｔｏｍｓ／ｃｍ3となるようにする。
【００９７】しかしながら、この不純物領域１３３、不純物領域１３４は詳細にはｎ型を付与する不純物元素を含有する２つの領域に分けて見ることができる。第３の不純物領域１３３ａ、第３の不純物領域１３４ａは１×１０20〜１×１０21ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の濃度でｎ型を付与する不純物元素を含み、第４の不純物領域１３３ｂ、第４の不純物領域１３４ｂは１×１０17〜１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の濃度でｎ型を付与する不純物元素を含んでいる。しかし、これらの不純物領域１３３ｂ、１３４ｂのｐ型を付与する不純物元素の濃度を１×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以上となるようにし、第３の不純物領域１３３ａ、第３の不純物領域１３４ａにおいては、ｐ型を付与する不純物元素の濃度をｎ型を付与する不純物元素の濃度の１．５から３倍となるようにすることにより、第３の不純物領域で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。
【００９８】その後、図６（Ａ）に示すように、まず、第２の形状を有する導電層１２０〜１２３およびゲート絶縁膜１０９上に第１の層間絶縁膜１３６を形成する。第１の層間絶縁膜１３６は酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すれば良い。いずれにしても第１の層間絶縁膜１３６は無機絶縁物材料から形成する。第１の層間絶縁膜１３６の膜厚は１００〜２００nmとする。第１の層間絶縁膜１３６として酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ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。また、第１の層間絶縁膜１３６として酸化窒化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化シリコン膜、またはＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜で形成すれば良い。この場合の作製条件は反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（６０MHz）電力密度０．１〜１．０W/cm2で形成することができる。また、第１の層間絶縁膜１３６としてＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化シリコン膜を適用しても良い。窒化シリコン膜も同様にプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3から作製することが可能である。
【００９９】そして、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型を付与する不純物元素を活性化する工程を行う。この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。その他に、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。熱アニール法では酸素濃度が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５００〜６００℃で行うものであり、本実施例では５５０℃で４時間の熱処理を行った。また、基板１００に耐熱温度が低いプラスチック基板を用いる場合にはレーザーアニール法を適用することが好ましい。
【０１００】次いで、雰囲気ガスを変化させ、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体層にある１０16〜１０18/cm3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。いずれにしても、半導体層中の欠陥密度を１０16/cm3以下とすることが望ましく、そのために水素を０．０１〜０．１atomic％程度付与すれば良い。
【０１０１】そして、まず、有機絶縁物材料からなる第２の層間絶縁膜１３７を１．０〜２．０μｍの平均膜厚で形成する。有機樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。例えば、基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを用いる場合には、クリーンオーブンで３００℃で焼成して形成する。また、アクリル樹脂を用いる場合には、２液性のものを用い、主材と硬化剤を混合した後、スピナーを用いて基板全面に塗布した後、ホットプレートで８０℃で６０秒の予備加熱を行い、さらにクリーンオーブンで２５０℃で６０分焼成して形成することができる。
【０１０２】このように、第２の層間絶縁膜１３７を有機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減できる。しかし、吸湿性があり保護膜としては適さないので、本実施形態のように、第１の層間絶縁膜１３６として形成した酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などと組み合わせて用いると良い。
【０１０３】その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの半導体層に形成されソース領域またはドレイン領域とする不純物領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールはドライエッチング法で形成する。この場合、エッチングガスにＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る第２の層間絶縁膜１３７をまずエッチングし、その後、続いてエッチングガスをＣＦ4、Ｏ2として第１の層間絶縁膜１３６をエッチングする。さらに、半導体層との選択比を高めるために、エッチングガスをＣＨＦ3に切り替えてゲート絶縁膜をエッチングすることによりコンタクトホールを形成することができる。
【０１０４】そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エッチングすることで、ソース配線１３８〜１４１とドレイン配線１４２〜１４４を形成する。図示していないが、本実施例ではこの配線を、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）との積層膜で形成する。
【０１０５】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画素電極１４５を形成する（図７（Ａ）画素電極の形成）。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。
【０１０６】また、画素電極１４５は、ドレイン配線１４４と接して重ねて形成することによって電流制御用ＴＦＴ１６３のドレイン領域と電気的な接続が形成される。
【０１０７】次いで、図７（Ｂ）のように、画素電極１４５に第３の層間絶縁膜１４６が重なるように形成する。膜厚は１００ｎｍ程度であればよい。第１の層間絶縁膜の形成方法及び材料を用いればよい。
【０１０８】次いで、画素電極１４５に対応する位置に開口部を有し、上面と斜面を有する第４の層間絶縁膜１４７を形成する。第４の層間絶縁膜１４７は絶縁性を有していて、バンクとして機能し、隣接する画素の有機層を分離する役割を有している。本実施例ではレジストを用いて第４の層間絶縁膜１４７を形成する。
【０１０９】本実施例では、第４の層間絶縁膜１４７の厚さを１μｍ程度とし、開口部は画素電極１４５に近くなればなるほど広くなる、所謂逆テーパー状になるように形成する。これはネガ型のレジストを成膜した後、開口部を形成しようとする部分をマスクで覆い、ＵＶ光を照射して露光し、露光された部分を現像液で除去することによって形成される。ネガ型のレジストには吸光剤が含まれていることが好ましい。
【０１１０】なお、本実施例においては、第４の層間絶縁膜としてレジストでなる膜を用いているが、場合によっては、感光性のポリイミド、感光性のアクリル等を用いることもできる。
【０１１１】次に、有機層１４８をメタルマスクを用い蒸着法により、第３の層間絶縁膜１４６および画素電極１４５上に形成する。第３の層間絶縁膜１４６には、有機層１４８の端部が形成される。よって、前記第３の層間絶縁膜上に、かつ、前記有機層及び前記画素電極の横方向には、第４の層間絶縁膜が形成されていることになる。
【０１１２】次いで、イオンプレーティング法により陰極（ＭｇＡｇ電極）１４９を第４の層間絶縁膜の上面と斜面と、第３の層間絶縁膜の一部の上と、有機層上に形成する。イオンプレーティング法を用いることにより、第４の層間絶縁膜の斜面に接するように陰極が形成される。よって、丸点線部のように、陰極は、第３の層間絶縁膜の一部と、第４の層間絶縁膜の斜面と有機層に囲まれた陰極の凸部１４９ａ（図９）を有する。
【０１１３】このとき有機層１４８及び陰極１４９を形成するに先立って画素電極１４５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。以後の工程は、不活性ガス（窒素もしくは希ガス）雰囲気中で行われる。雰囲気中の水分濃度は可能な限り低く抑える。具体的には、水分濃度が１ｐｐｍ以下であることが望ましい。
【０１１４】本実施例では発光素子の陰極としてＭｇＡｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。
【０１１５】なお、有機層１４８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層構造を有機層とするが、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。
【０１１６】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。
【０１１７】なお、有機層１４８の膜厚は１０〜４００nm、典型的には６０〜１５０nm、陰極１５１の厚さは８０〜２００nm、典型的には１００〜１５０nmとすれば良い。さらに、陰極１５１の厚さを２０００nｍにすると、表示の見える方向からみて発光素子の縮みを抑えることができる。
【０１１８】なお、画素電極１４５、有機層１４８、陰極１４９の重なっている部分が発光素子１５０に相当する。
【０１１９】第２の基板１５３の材質としては、非晶質ガラス（ホウケイ酸塩ガラス、石英等）、結晶化ガラス、セラミックスガラス、ガラス、ポリマー等の絶縁性物質が好ましい。また、有機系樹脂（アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂もしくはエポキシ系樹脂）、シリコーン系樹脂ポリマーの絶縁性物質でもよい。セラミックスを用いてもよい。また、シール材が絶縁物であるならステンレス合金等の金属材料を用いることも可能である。
【０１２０】シール材の材質としては、エポキシ系樹脂、アクリレート系樹脂等のシール材を用いることができる。熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂をシール材として用いることもできる。但し、シール材は可能な限り水分を透過しない材質であることが望ましい。
【０１２１】以上の工程を経て、図８の発光装置を完成させる。第１の基板１００、第２の基板１５３、シール材（図示しない）、画素電極１４５、発光素子１５０、第３酸の層間絶縁膜１４７等に囲まれた領域中には不活性ガス１５２が満たされる。貼り合わせ後であれば、大気開放しても構わない。
【０１２２】ｐチャネル型ＴＦＴ１６０及びｎチャネル型ＴＦＴ１６１は駆動回路が有するＴＦＴであり、ＣＭＯＳ（complementaly metal-oxide semiconductor）を形成している。スイッチング用ＴＦＴ１６２及び電流制御用ＴＦＴ１６３は画素部が有するＴＦＴであり、駆動回路のＴＦＴと画素部のＴＦＴとは同一基板上に形成することができる。
【０１２３】以上のように、本実施例の発光装置は第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃが設けられ、第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃ上に第１の金属膜１０２ａ〜第３の金属膜１０２ｃが形成されている。よって、本実施例の発光装置の有機層１４８から生じる光の一部が第１の金属膜１０２ａ〜第３の金属膜１０２ｃで反射され、本実施例の発光装置の外部に反射光が出射される。Ａｇを主成分とし、Ｐｄ及びＣｕがそれぞれ１％含まれた合金は、金属膜として十分な反射特性を示すのみならず、ＴＦＴ作製工程に対し、十分な耐熱特性、耐食性を有する。
【０１２４】また、隣接の画素への光漏れとなっていた発光の一部についても、図８のような発光方向を有する光を本実施例の陰極の凸部１４９ａで反射させ、本実施例の発光装置の外部に反射光が出射されることができる。したがって、本実施例の発光装置を用いた場合、光の取り出し効率を向上させることができる。
【０１２５】今後、２００℃〜２５０℃でＴＦＴを作製する技術が開発されれば、Ａｌを主成分とする材料、たとえば、Ａｌ-Ｔｉの合金等を金属膜に用いることができる。
【０１２６】〔実施例２〕本実施例では実施例１とは異なる発光装置の作製方法について図１３を用いて説明する。
【０１２７】なお、その他の構成については実施例１において既に述べているので、詳しい構成については実施例１を参照し、ここでは説明を省略する。
【０１２８】まず、実施例１に従って図７（Ａ）と同じ状態を得る。
【０１２９】次いで、図１３のように陽極２４５と重なるように第３の層間絶縁膜２４６を形成する。膜厚は１００ｎｍ程度であればよい。第１の層間絶縁膜の形成方法及び材料を用いればよい。
【０１３０】次いで、陽極２４５に対応する位置に開口部を有する第４の層間絶縁膜２４７を形成する。第４の層間絶縁膜２４７は絶縁性を有していて、バンクとして機能し、隣接する画素の有機層を分離する役割を有している。本実施例ではレジストを用いて第４の層間絶縁膜２４７を形成する。
【０１３１】本実施例では、第４の層間絶縁膜２４７の厚さを１μｍ程度とし、開口部は陽極２４５に近くなればなるほど広くなる、所謂逆テーパー状になるように形成する。これはネガ型のレジストを成膜した後、開口部を形成しようとする部分をマスクで覆い、ＵＶ光を照射して露光し、露光された部分を現像液で除去することによって形成される。ネガ型のレジストには吸光剤が含まれていることが好ましい。
【０１３２】なお、本実施例においては、第４の層間絶縁膜としてレジストでなる膜を用いているが、場合によっては、感光性のポリイミド、感光性のアクリル等を用いることもできる。
【０１３３】次に、有機層２４８をメタルマスクを用い蒸着法により第３の層間絶縁膜２４６の一部および陽極２４５上に形成する。第３の層間絶縁膜上には有機層の端部が形成されることになる。
【０１３４】なお、有機層２４８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層構造を有機層とするが、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。
【０１３５】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。
【０１３６】なお、有機層２４８の膜厚は１０〜４００nm、典型的には６０〜１５０nm、陰極１５１の厚さは８０〜２００nm、典型的には１００〜１５０nmとすれば良い。さらに、陰極２５１の厚さを２０００nｍにすると、表示の見える方向からみて発光素子の縮みを抑えることができる。
【０１３７】次いで、有機層２４８上に陰極２４９を形成する。本実施例では、陰極２４９としてはＭｇＡｇを用いる。よって、第３の層間絶縁膜２４６上に、かつ、有機層２４８及び陰極２４９の横方向には、上面と斜面を有する第４の絶縁膜２４７が形成されることになる。ＭｇＡｇが薄膜で半透過膜であれば、ＭｇＡｇ上にバッファー層を設けてもよい。なお、バッファー層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ればよい。
【０１３８】更にイオンプレーティング法により第５の層間絶縁膜２５０を形成する。イオンプレーティリング法を用いることにより、第４の層間絶縁膜２４７の斜面にも陰極が形成される。第５の層間絶縁膜２５０の材料としては、ＤＬＣ、ＳｉＮＯ等が挙げられる。陰極２４９の端部と、第４の層間絶縁膜２４７の上面と斜面と、第３の層間絶縁膜２４６の一部と、有機層２４８の端部に接するように第５の層間絶縁膜２５０が形成されることにより、凹部ができる。
【０１３９】次いで、第５の層間絶縁膜２５０上に金属膜２５１を蒸着法により形成する。本実施例では、金属膜２５１の材料としては、Ａｌを用いる。第５の層間絶縁膜２５０のうち陰極２４９の端部と、有機層２４８の端部と、第４の層間絶縁膜２４６の斜面と、第３の層間絶縁膜の一部に形成された前記第５の層間絶縁膜２５０により形成された凹部に金属膜が入り込む。よって、第５の層間絶縁膜２５０と接する金属膜２５１の表面が凸部２５１ａを有することとなる。
【０１４０】このとき有機層２４８及び陰極２５１を形成するに先立って陽極２４５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。以後の工程は、不活性ガス（窒素もしくは希ガス）雰囲気中で行われる。雰囲気中の水分濃度は可能な限り低く抑える。具体的には、水分濃度が１ｐｐｍ以下であることが望ましい。
【０１４１】本実施例では発光素子の陰極としてＭｇＡｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。
【０１４２】なお、陽極２４５、有機層２４８、陰極２４９の重なっている部分が発光素子２５２に相当する。
【０１４３】第２の基板２５３の材質としては、非晶質ガラス（ホウケイ酸塩ガラス、石英等）、結晶化ガラス、セラミックスガラス、ガラス、ポリマー等の絶縁性物質が好ましい。また、有機系樹脂（アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂もしくはエポキシ系樹脂）、シリコーン系樹脂ポリマーの絶縁性物質でもよい。セラミックスを用いてもよい。また、シール材が絶縁物であるならステンレス合金等の金属材料を用いることも可能である。
【０１４４】シール材の材質としては、エポキシ系樹脂、アクリレート系樹脂等のシール材を用いることができる。熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂をシール材として用いることもできる。但し、シール材は可能な限り水分を透過しない材質であることが望ましい。
【０１４５】以上の工程を経て、図１３の発光装置を完成させる。第１の基板２００、第２の基板２５３、シール材（図示しない）、陽極２４５、金属膜２５１、第５の層間絶縁膜２５０等に囲まれた領域中には不活性ガス２５４が満たされる。貼り合わせ後であれば、大気開放しても構わない。
【０１４６】ｐチャネル型ＴＦＴ２６０及びｎチャネル型ＴＦＴ２６１は駆動回路が有するＴＦＴであり、ＣＭＯＳ（complementaly metal-oxide semiconductor）を形成している。スイッチング用ＴＦＴ２６２及び電流制御用ＴＦＴ２６３は画素部が有するＴＦＴであり、駆動回路のＴＦＴと画素部のＴＦＴとは同一基板上に形成することができる。
【０１４７】以上のように、本実施例の発光装置は第１の凹部２０１ａ〜第３の凹部２０１ｃが設けられ、第１の凹部２０１ａ〜第３の凹部２０１ｃ上に第１の金属膜２０２ａ〜第３の金属膜２０２ｃが形成されている。よって、本実施例の発光装置の有機層２４８から生じる光の一部が第１の金属膜２０２ａ〜第３の金属膜２０２ｃで反射され、本実施例の発光装置の外部に反射光が出射される。また、隣接の画素への光漏れとなっていた発光の一部についても陰極の表面の凸部２５１ａで反射させ、本実施例の発光装置の外部に反射光を出射させることも可能になる。さらに、第５の層間絶縁膜２５０を介して陰極２４９の上方に金属膜２５０を形成することにより、上方に出射した光を反射させ、下方に光の取り出すことができる。したがって、本実施例の発光装置を用いた場合、光の取り出し効率を向上させることができる。
〔実施例３〕本実施例では、実施例１で作製した発光装置の外部入力端子とＦＰＣの貼りつけ工程について述べる。
【０１４８】図１４に画素部、駆動回路及び外部入力端子の断面図を示している。１６９はシール材である。外部入力端子は第１の基板１００側に形成され、層間容量や配線抵抗を低減し、断線による不良を防止するために配線１７０によって第２の層間絶縁膜１４６を介してゲート配線と同じ層で形成される配線１７１と接続する。配線１７０上には実施例１中の透明導電膜のパターニングよって形成された透明導電膜１７２が設けられている。透明導電膜１７２は、配線１７０の酸化防止の役割を有している。
【０１４９】また、外部入力端子にはベースフィルム１７３と配線１７４から成るＦＰＣ１７５が異方性導電性樹脂１７６で貼り合わされている。さらに補強板１７７で機械的強度を高めている。
【０１５０】また、画素部のみならず、外部入力端子や駆動回路の下方に第４の金属膜１０２ｄ及び第５の金属膜１０２ｅを設けてもよい。外部入力端子や駆動回路の下方に第４の金属膜１０２ｄ及び第５の金属膜１０２ｅを設けることにより、基板内の導波光を反射させて、光の取り出し効率を向上させることができる。
【０１５１】〔実施例４〕本実施例では、サンドブラスト法による凹部の作製方法について述べる。その他の発光装置の作製する方法は実施例１と同じであり、特に詳細な説明は省略する。
【０１５２】ガラス基板において凹部を形成したい部分以外にレジストを形成する。サンドブラスト装置の中に入れ、高圧力で砂をガラス基板に吹き付ける。次いで、レジストを除去するとガラスを削り取り凹部を形成した基板を完成させる。この際、公知のサンドブラスト装置を用いればよい。
【０１５３】次いで、本実施例の作製方法により作製した凹部が形成されたガラスからなる基板を用いて、実施例１及び実施例２の作製方法に従い、それぞれ、図８及び図１３の発光装置を作製することができる。
【０１５４】〔実施例５〕実施例３ではサンドブラスト法による凹部の作製方法について言及したが、本実施例では、ガラスのエッチングによる凹部の作製方法について詳細に述べる。その他の発光装置の作製する方法は実施例１と同じであり、特に詳細な説明は省略する。
【０１５５】まず、図１５（Ａ）のように、ガラスからなる基板５００ａにレジスト５０２をスピンコート法によって形成する。次いで、フォトマスク５０３を用いて、フォトマスク５０３の開口部より、レジスト５０２に露光する（図１５（Ａ）レジスト塗布/露光）。
【０１５６】次いで、図１５（Ｂ）のように、現像を行い、露光した部分のレジストを除去する。露光されていない部分には、ガラスからなる封止基板５００ａ上にレジスト５０２ａとレジスト５０２ｂが残っている（図１５（Ｂ）現像）。
【０１５７】次いで、図１６（Ａ）のように、エッチングを行うと、ガラスからなる封止基板５００ｂに凹部５０１が形成される。エッチャントとしては、フッ酸もしくはフッ酸を主成分とする溶液を用いる。ウェットエッチングの場合には、等方的にエッチングが行われるので、エッチング後の形状は図１６（Ａ）のように断面の形状は一部曲線の形状を有している。また、ドライエッチングを用いてもよい。この場合は、断面の形状が長方形になる。（図１６（Ａ）エッチング）
【０１５８】次いで、レジスト５０２ａとレジスト５０２ｂを剥離し、洗浄すると図１６（Ｂ）のような凹部５０１が形成されたガラスからなる基板５００ｂが得られる。このガラスからなる基板５００ｂ及び凹部５０１が、図１の第１の基板１００及び第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃに相当する。凹部５０１の深さについては、エッチングの時間で調整することができる（図１６（Ｂ）剥離・洗浄）。
【０１５９】本実施例の作製方法により作製した凹部５０１が形成されたガラスからなる基板５００ｂを用いて、実施例１及び実施例２の作製方法に従い、それぞれ図８、図１３の発光装置を作製することができる。
【０１６０】〔実施例６〕実施例５ではガラスのエッチング法による凹部の形成方法について述べたが、本実施例では、鋳型によるガラスの作製方法について述べる。その他の装置の作製方法は実施例１と同じであり、特に詳細な説明は省略する。
【０１６１】鋳型によって凹部を有するガラス基板を形成する。ガラス基板に凹部が形成されるように凸の形の鋳型を作成し、その鋳型を使って凹部を形成した第１の基板を作製する。
【０１６２】次いで、本実施例の作製方法により作製した凹部が形成された第１の基板を用いて、実施例１及び実施例２の作製方法に従い、それぞれ図８、図１３の発光装置を作製することができる。
【０１６３】〔実施例７〕本発明の発光装置の第２の基板はシート状であるが、凹部を有する第２の基板において凹部に乾燥剤が封止された発光装置の例について述べる。
【０１６４】図１７のように第２の基板４５３が発光素子４５１上方に凹部４０１を有し、その凹部４０１に乾燥剤４０２が封止された発光装置にも本発明は適用可能である。フィルム４０３は、凹部４０１に乾燥剤４０２を閉じ込める役割を有している。第２の基板４５３は第１の基板４００とシール材４０４を介して貼り合わされている。
【０１６５】〔実施例８〕本発明はパッシブ型の発光装置にも適用することができる。本発明をパッシブ型の発光装置に適用する例を図１８に示す。８００は第１の基板、８０１ａは凹部、８０２ａは金属膜、８０３は第１の絶縁膜、８０４は第２の絶縁膜、８０５はシール材、８０６は不活性ガス、８０７は陽極（画素電極）、８０８は有機層、８０９は陰極、８１０は第３の絶縁膜、８１１は第４の絶縁膜、８１２は第２の基板、８１４は凹部、８１５は乾燥剤、８１６はフィルムである。有機層８０８からの発光方向を矢印で示す。
【０１６６】周辺部に断面を三角形状の刃を有するダイサーの回転軸を第１の基板に平行に保ち、かつ、ダイサーの回転面を前記第１の基板と垂直に保ち、前記ダイサーを回転させながら、前記刃で第１の基板の表面を削ることにより、８０１ａのようなＶ字形状の凹みを形成できる。また、ダイサーを回転させる時間を長くすれば、図１２（ｃ）のようなＵ字形状の凹みを形成できる。
【０１６７】本実施例の発光装置を用いた場合、有機層８０８から発光した光の一部が金属膜８０２ａに反射して、反射光８１３を外部に取り出すことができる。
【０１６８】〔実施例９〕本発明の発光装置は、発光型であるため液晶ディスプレイ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、様々な電気器具の表示部として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）のディスプレイの表示部において本発明の発光装置を用いると良い。
【０１６９】なお、ディスプレイには、パソコン用表示装置、ＴＶ放送受信用表示装置、広告表示用表示装置等の全ての情報表示用表示装置が含まれる。また、その他にも様々な電気器具の表示部に本発明の発光装置を用いることができる。
【０１７０】その様な本発明の電気器具としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型表示装置（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、車載用後方確認モニター、テレビ電話、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ディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。これらの電気器具の具体例を図１９〜図２１に示す。
【０１７１】図１９（Ａ）はディスプレイであり、筐体９０１、支持台９０２、表示部９０３等を含む。本発明の発光装置は表示部９０３にて用いることができる。なお、本発明の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、液晶ディスプレイよりも薄い表示部とすることができる。
【０１７２】図１９（Ｂ）はビデオカメラであり、本体９１１、表示部９１２、音声入力部９１３、操作スイッチ９１４、バッテリー９１５、受像部９１６等を含む。本発明の発光装置は表示部９１２にて用いることができる。
【０１７３】図１９（Ｃ）はヘッドマウントディスプレイの一部（右片側）であり、本体９２１、信号ケーブル９２２、頭部用の固定バンド９２３、表示部９２４、光学系９２５、表示装置９２６等を含む。本発明の発光装置は表示装置９２６にて用いることができる。
【０１７４】図１９（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９３１、記録媒体（ＤＶＤ等）９３２、操作スイッチ９３３、表示部（ａ）９３４、表示部（ｂ）９３５等を含む。表示部（ａ）９３４は主として画像情報を表示し、表示部（ｂ）９３５は主として文字情報を表示するが、本発明の発光装置はこれら表示部（ａ）９３４、表示部（ｂ）９３５にて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。
【０１７５】図１９（Ｅ）はゴーグル型発光装置（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体９４１、表示部９４２、アーム部９４３を含む。本発明の発光装置は表示部９４２にて用いることができる。
【０１７６】図１９（Ｆ）はパーソナルコンピュータであり、本体９５１、筐体９５２、表示部９５３、キーボード９５４等を含む。本発明の発光装置は表示部９５３にて用いることができる。
【０１７７】なお、将来的に有機層の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あるいはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０１７８】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。有機層の材料の応答速度は非常に高いため、本発明の発光装置は動画表示に好ましい。
【０１７９】図２０（Ａ）は携帯電話であり、表示用パネル１００１、操作用パネル１００２、接続部１００３、表示部１００４、音声出力部１００５、操作スイッチ１００６、電源スイッチ１００７、音声入力部１００８、アンテナ１００９を含む。本発明の発光装置は表示部１００４にて用いることができる。なお、表示部１００４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。
【０１８０】図２０（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１０１１、表示部１０１２、操作スイッチ１０１３、操作スイッチ１０１４を含む。本発明の発光装置は表示部１０１２にて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１０１４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。
【０１８１】図２０（Ｃ）はデジタルカメラであり、本体１０２１、表示部（Ａ）１０２２、接眼部１０２３、操作スイッチ１０２４、表示部（Ｂ）１０２５、バッテリー１０２６を含む。本発明の発光装置は、表示部（Ａ）１０２２、表示部（Ｂ）１０２５にて用いることができる。また、表示部（Ｂ）１０２５を、主に操作用パネルとして用いる場合、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ることができる。
【０１８２】図２１（Ａ）は車載用後方確認モニターであり、本体３２０１、表示部３２０２、車との接続部３２０３、中継ケーブル３２０４、カメラ３２０５、鏡３２０６等を含む。本発明の発光装置は表示部３２０２に適用することができる。本願では、鏡３２０６に表示部３２０２が内臓されているものを示したが、鏡と表示部が分離しているものでもよい。
【０１８３】図２１（Ｂ）はテレビ電話であり、本体３３０１、表示部３３０２、受像部３３０３、キーボード３３０４、操作スイッチ３３０５、受話器３３０６、等を含む。本発明の発光装置は表示部３３０３に適用することができる。
【０１８４】図２１（Ｃ）はカーナビゲーションであり、本体３４０１、表示部３４０２、操作スイッチ３４０３等を含む。本発明の発光装置は表示部３４０２に適用することができる。表示部３４０２には、道等の絵図が示されることとなる。
【０１８５】図２１（Ｄ）は電子手帳であり、本体３５０１、表示部３５０２、操作スイッチ３５０３、電子ペン３５０４等を含む。本発明の発光装置は表示部３５０２に適用することができる。
【０１８６】本実施例にて示した携帯型の電気装置においては、消費電力を低減するための方法としては、外部の明るさを感知するセンサ部を設け、暗い場所で使用する際には、表示部の輝度を落とすなどの機能を付加するなどといった方法が挙げられる。
【０１８７】以上の様に、本発明の発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用い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に示したいずれの構成を適用しても良い。
【０１８８】
【発明の効果】第１の基板に凹部を形成し、さらに凹部に沿って金属膜を形成した発光装置を用いることにより、第１の基板内の光の損失を防ぐことができる。
【０１８９】また、発光素子の陰極に凸部を設けることにより、隣の画素への光漏れを減少させることができる。
【０１９０】絶縁膜を介して発光素子の上方に金属膜を形成することにより、上方に出射した光を反射させ、下方に光を取り出すことができる。
【０１９１】以上のような本発明の発光装置を用いると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図２】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図３】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図４】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図５】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図６】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図７】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図８】本発明の発光装置の断面図
【図９】本発明の発光装置の陰極表面拡大図
【図１０】本発明の発光装置の上面図
【図１１】本発明の他の発光装置の上面図
【図１２】凹部の断面形状を示す図
【図１３】本発明の発光装置の断面図
【図１４】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図１５】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図１６】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図１７】本発明の発光装置の断面図
【図１８】本発明のパッシブ型発光装置の断面図
【図１９】本発明の電気器具を示す図
【図２０】本発明の電気器具を示す図
【図２１】本発明の電気器具を示す図
【図２２】発光装置の断面図
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電極間に発光性材料を挟んだ素子（以下、発光素子という）を用いた発光装置に関する。具体的には、発光素子からの光の取り出し効率の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、発光素子を用いた発光装置の開発が進んでいる。発光装置は発光素子自体に発光能力があるため、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が不要である。よって、薄型化、軽量化が可能である。
【０００３】発光装置にはパッシブ型（単純マトリックス型）とアクティブ型（アクティブマトリックス型）の２種類があり、どちらも盛んに開発が行われている。特に現在はアクティブ型発光装置が注目されている。また、発光素子の有機層となる材料は、有機材料と無機材料があり、さらに有機材料は低分子系（モノマー系）有機材料と高分子系（ポリマー系）有機材料とに分けられる。両者とも盛んに研究されており、低分子系有機材料は主に真空蒸着法により、高分子系有機材料は主にスピンコート法によって成膜される。
【０００４】有機材料は無機材料と比べて発光効率が高く、低電圧で駆動することが可能であるという特徴がある。また、有機化合物であるので、様々な新しい物質を設計し、作製することが可能である。よって、将来の材料の分子設計の進展によって、より高い効率で発光する素子が開発される可能性がある。
【０００５】発光装置の例を図２２に示す。図２２は発光装置の断面図である。発光素子１７０７は陽極（画素電極）１７０２、有機層１７０３および陰極１７０４から成り、陽極１７０２と陰極１７０４との間に有機層１７０３を挟み込むように形成される。第１の基板上に形成するのは、陽極からでも陰極からでも良いが、作製上の容易さから、基板の上に陽極から形成するのが一般的である。発光素子は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膜の発光中心で再結合して励起子を形成し、その励起子が基底状態に戻るときにエネルギーを放出して発光する。
【０００６】このようにして、第１の基板１７０１の上に発光素子１７０７を形成する。次いで、第１の基板１７０１は第２の基板１７００とシール材１７０５を介して貼り合わせる。発光素子１７０７は基板１７０１、封止基板１７００およびシール材１７０５で囲まれた密閉された空間にある。発光素子は水分や酸素によって劣化するので、密閉された空間は不活性ガス１７０６（窒素分子もしくは希ガス）により満たされている。本明細書では、第１の基板、第２の基板、シール材に囲まれた領域を密閉された空間という。１７０８はスイッチング用ＴＦＴ、１７０９は電流制御用のＴＦＴ、１７１０、１７１１及び１７１２は絶縁膜である。
【０００７】有機層１７０３と陰極１７０４とでなる積層体は、各画素で個別に形成する必要があるが、有機層１７０３は水分に極めて弱いため、通常のフォトリソグラフィ技術を用いることができない。従って、メタルマスク等の物理的なマスク材を用い、真空蒸着法、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法等の気相法で選択的に形成することが好ましい。
【０００８】また、陰極１７０４を外部の水分等から保護すると同時に、各画素の陰極１７０４を接続するための保護電極（図示はしない）を設けてもよい。保護電極としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）若しくは銀（Ａｇ）を含む低抵抗な材料を用いることが好ましい。この保護電極には有機層１７０３の発熱を緩和する放熱効果も期待できる。また、有機層１７０３と陰極１７０４を形成した後、大気解放しないで連続的に保護電極を形成することも有効である。
【０００９】なお、発光装置には大きく分けて四つのカラー化表示方式があり、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）に対応した三種類の発光素子を形成する方式、白色発光の発光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発光素子と蛍光体（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に対応した発光素子を重ねる方式がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように、発光素子を有する発光装置の開発が進んでいる。発光装置は、電圧の印加によって両面の電極から有機層に注入される電子と正孔の再結合により生じた発光を利用する電流駆動型の発光素子を有している。発光は、面状発光として取り出される。しかし、有機層で発生した光を発光素子の外部に面状発光として取り出す際の光の取り出し効率は極めて低く、通常２０％以下である。
【００１１】また、有機層１７０３で発生した光は、その光の入射角によっては基板の内部を導波する。このようにして導波する光を導波光というが、この導波光１７１３は一部が基板に吸収されて消失し、残りは第１の基板１７０１内を伝搬して端面に逃げてしまうため、画素においては、その一部しか面状発光として取り出せず、また場合によっては、隣の画素への光漏れの原因も考えられる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために本発明の構成は図８に示すように、第１の基板１００の第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃに第１の金属膜１０２ａ〜第３の金属膜１０２ｃを設ける構造とする。第１の基板に設けられる金属膜は、表示部の見える方からみて、遮光部に設けられていればよい。
【００１３】よって、本明細書で開示する発明の構成は、表面に第１の凹部及び、前記第１の凹部に隣接した第２の凹部が形成された第１の基板と、前記第１の凹部及び前記第２の凹部に沿ってそれぞれ形成された第１の金属膜及び第２の金属膜と、前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜上に第１の絶縁膜と、前記第１の金属膜と前記第２の金属膜との間で、前記第１の絶縁膜の上方に発光素子とを有することを特徴とする発光装置である。本発光装置を用いた場合、光の一部を第１の基板内に閉じ込め、損失することが少なくなる。
【００１４】また、他の発明の構成は、表面に第１の凹部及び、前記第１の凹部に隣接した第２の凹部が形成された第１の基板と、前記第１の凹部及び前記第２の凹部に沿ってそれぞれ形成された第１の金属膜及び第２の金属膜と、前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜上に第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜の上方にＴＦＴと、前記第１の金属膜と前記第２の金属膜との間で、前記ＴＦＴの上方に、陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極に挟まれた発光素子とを有することを特徴とする発光装置である。発光素子と金属膜とが重ならないため、開口率の低下が起こらない。
【００１５】また、他の発明の構成は、前記ＴＦＴに形成されたゲート配線又はソース配線又はドレイン配線が前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜上方に形成されていることを特徴とする発光装置である。表示の見える方向からみて金属膜とゲート配線又はソース配線又はドレイン配線とが重なるため開口率の低下が起こらない。
【００１６】また、他の発明の構成は、前記凹部は２５〜２００μｍの深さ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、前記第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜が形成されていることを特徴とする発光装置である。
【００１８】また、他の発明の構成は、前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜は、Ｗ、Ｔａ、Ａｇ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃu、Ｐｄの単体またはそれらから選ばれた積層またはそれらから選ばれた合金からなることを特徴とする発光装置である。ここで採用する金属は、可視光領域における光の反射率が基板の材質よりも高いことが好ましく、好ましくは６０％以上あることが好ましい。また、ここで採用する金属は、ＴＦＴの作製工程に対し、十分な耐熱特性を有することが望ましい。
【００１９】また、他の発明の構成は、前記第１の絶縁膜は、二酸化珪素を主成分とすることを特徴とする発光装置である。
【００２０】また、他の発明の構成は、前記第２の絶縁膜は、ＤＬＣ、窒化珪素の単体または、それらから選ばれた積層からなることを特徴とする発光装置である。
【００２１】また、他の発明の構成は、画素電極と第３の絶縁膜とを有し、前記画素電極上に前記第３の絶縁膜が重なり、前記画素電極上に有機層が形成され、前記第３の絶縁膜上に前記有機層の端部が形成され、前記第３の絶縁膜上に、かつ、前記有機層及び前記画素電極の横方向には、上面と斜面を有する第４の絶縁膜が形成され、前記第４の絶縁膜の上面と斜面と、前記第３の絶縁膜の一部の上と、前記有機層上に陰極が形成され、前記陰極の表面は、前記第４の絶縁膜の斜面と、前記第３の絶縁膜の一部と、前記有機層の端部に囲まれた凸部の形状を有することを特徴とする発光装置である。陰極に形成された凸部が近接した画素への光漏れを防いでいる。該第３の絶縁膜及び該第４の絶縁膜をそれぞれ第３の層間絶縁膜、第４の層間絶縁膜と記す。
【００２２】また、他の発明の構成は、陽極と第３の絶縁膜とを有し、前記陽極上に前記第３の絶縁膜が重なり、前記陽極上に有機層が形成され、前記第３の絶縁膜上に前記有機層の端部が形成され、前記有機層の上に陰極が形成され、前記第３の絶縁膜上に、かつ、前記有機層及び前記陰極の横方向には、上面と斜面を有する第４の絶縁膜が形成され、前記陰極の端部と、前記第４の絶縁膜の上面と斜面と、第３の絶縁膜の一部と、前記有機層の端部に接するように第５の絶縁膜が形成され、前記第５の絶縁膜上に金属膜が形成され、前記陰極の端部と、前記有機層の端部と、前記第４の絶縁膜の斜面と、第３の絶縁膜の一部に形成された前記第５の絶縁膜に凹部が形成されることにより、前記第５の絶縁膜に接する前記金属膜の表面に凸部の形状を有することを特徴とする発光装置である。該第３の絶縁膜、該第４の絶縁膜及び該第５の絶縁膜をそれぞれ第３の層間絶縁膜、第４の層間絶縁膜及び第５の層間絶縁膜と記す。この金属膜の表面に形成された凸部が近接した画素への光漏れを防いでいる。さらに、第５の層間絶縁膜を介して陰極の上方に金属膜２５１を形成することにより、上方に出射した光を反射させ、下方に光の取り出すことができる。
【００２３】また、他の発明の構成は、第５の絶縁膜はＳｉＮＯ、ＤＬＣの単体またはそれらから選ばれた積層からなることを特徴とする発光装置である。
【００２４】また、他の発明の構成は、前記金属膜は、Ａｌを主成分とすることを特徴とする発光装置である。
【００２５】本発明の発光装置はパーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、携帯型情報端末、デジタルカメラ、デジタルビデオディスクプレーヤー、車載用後方確認モニター、テレビ電話、カーナビゲーションまたは電子遊技機器に用いることができる。
【発明の実施の形態】
【００２６】本願発明の実施形態について、以下に説明する。本実施形態の発光装置の上面図（画素部）を図１０に示す。ただし、簡略化のため、第１の基板、下地膜、絶縁膜、画素電極、有機層、陰極、第２の基板等は省略している。図１０中の点線部Ａ-Ａ'、点線部Ｂ-Ｂ'における本実施形態の発光装置の断面図を図８に示す。ここでは、画素部のスイッチング用ＴＦＴ１６２および電流制御用ＴＦＴ１６３と、画素部の周辺に設けられる駆動回路のＴＦＴ（pチャネル型ＴＦＴ１６０とｎチャネル型ＴＦＴ１６１）を同時に作製する方法について、図１〜図１０を用いて説明する。
【００２７】本実施形態で用いる第１の基板１００の材質としては、非晶質ガラス（ホウケイ酸塩ガラス、石英等）、結晶化ガラス、セラミックスガラス、ガラス、ポリマー等の絶縁性物質が好ましい。また、有機系樹脂（アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂もしくはエポキシ系樹脂）、シリコーン系樹脂ポリマーの絶縁性物質でもよい。セラミックスを用いてもよい。
【００２８】第１の基板１００において第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃを形成する。凹部の形成方法としては、サンドブラスト法によって行う。幅４．５〜５．５μｍ、深さが２５〜２００μｍ程度になるようにする。本明細書では、第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃを形成する面を基板の表面とする。（図１（Ａ）凹部の形成）
【００２９】第１の基板１００の表面に金属膜１０２をスパッタリング法または蒸着法により形成する。金属膜１０２の材料としては、Ｗ、Ｔａ、Ａｇ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃu、Ｐｄの単体またはそれらから選ばれた積層またはそれらから選ばれた合金といった反射率の高い材料が好ましい。（図１（Ｂ）金属膜１０２の形成）
【００３０】次いで、マスクを用いたエッチングを行い、化学機械的研磨（Chemical Mechanical Polish；ＣＭＰ）により表面に残った金属膜１０２を研磨し、第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃに沿ってそれぞれ第１の金属膜１０２ａ〜第３の金属膜１０２ｃを形成する。（図１（Ｃ）金属膜１０２のエッチング/研磨）
【００３１】次いで、絶縁膜１０３ａを形成する。（図２（Ａ）第１の絶縁膜の形成）
【００３２】次いで、ＣＭＰにより表面を平坦化し、第１の絶縁膜１０３ｂを形成する。（図２（Ｂ）平坦化後）
【００３３】第１の絶縁膜１０３ｂ上に、第２の絶縁膜１０４を形成する。炭素を主成分とする薄膜（ＤＬＣ；Ｄiamond Ｌike Ｃarbon）、窒化珪素の単体または、それらから選ばれた積層を形成してもよい。
【００３４】次いで、図３（Ａ）のように、まず、第２の絶縁膜１０４上に半導体層１０５〜１０８を形成する。半導体層１０５〜１０８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１０５〜１０８の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成する。
【００３５】次いで、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法で半導体層１０５〜１０８を覆うゲート絶縁膜１０９を形成する。
【００３６】そして、ゲート絶縁膜１０９上にゲート電極を形成するための耐熱性導電層１１０を２００〜４００ｎｍ（好ましくは２５０〜３５０ｎｍ）の厚さで形成する。
【００３７】次に、フォトリソグラフィーの技術を使用してレジストによるマスク１１１を形成する。
【００３８】第１のエッチング処理により第１のテーパー形状を有する導電層１１２〜１１５を形成する。（図３（Ｂ）第１のエッチング処理）
【００３９】そして、第１のドーピング処理を行い一導電型の不純物元素を半導体層に添加し、不純物領域１１６〜１１９を形成する（図４（Ａ）第１のドーピング処理）。
【００４０】次に、図４（Ｂ）に示すように第２のエッチング処理を行い、端部が削れた第２の形状を有する導電層１２０〜１２３及びマスク１２４が形成される。また、ゲート絶縁膜１０９の表面も４０ｎｍ程度エッチングされる。
【００４１】そして、第１のドーピング処理よりもドーズ量を下げ高加速電圧の条件でｎ型を付与する不純物元素をドーピングし、第１の不純物領域１２５〜１２８及び第２の不純物領域１２９〜１３２を形成する。（図５（Ａ）第２のドーピング）
【００４２】そして、図５（Ｂ）に示すように、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層１０６、半導体層１０７に一導電型とは逆の導電型の不純物領域１３３（１３３ａ、１３３ｂ）及び１３４（１３４ａ、１３４ｂ）を形成する。この場合も第２の形状の導電層１２０、第２の形状の導電層１２４をマスクとしてｐ型を付与する不純物元素を添加し、自己整合的に不純物領域を形成する。このとき、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層の上方には、レジストのマスク１３５を形成する。（図５（Ｂ）第３のドーピング）
【００４３】その後、図６（Ａ）に示すように、第２の形状を有する導電層１２０〜１２３およびゲート絶縁膜１０９上に第１の層間絶縁膜１３６を形成する。それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型を付与する不純物元素を活性化する工程を行う。この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。（図６（Ａ）第１の層間絶縁膜の形成/活性化工程）
【００４４】次いで、雰囲気ガスを変化させ、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃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。
【００４５】そして、まず、有機絶縁物材料からなる第２の層間絶縁膜１３７を１．０〜２．０μｍの平均膜厚で形成する。有機樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。
【００４６】このように、第２の層間絶縁膜１３７を有機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減できる。
【００４７】その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの半導体層に形成されソース領域またはドレイン領域とする不純物領域に達するコンタクトホールを形成する。
【００４８】そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エッチングすることで、ソース配線１３８〜１４１とドレイン配線１４２〜１４４を形成する。
【００４９】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画素電極１４５を形成する（図７（Ａ）画素電極の形成）。
【００５０】また、画素電極１４５は、ドレイン配線１４４と接して重ねて形成することによって電流制御用ＴＦＴ１６３のドレイン領域と電気的な接続が形成される。
【００５１】次いで、図７（Ｂ）のように、画素電極１４５に第３の層間絶縁膜１４６が重なるように形成する。膜厚は１００ｎｍ程度であればよい。第１の層間絶縁膜の形成方法及び材料を用いればよい。
【００５２】次いで、画素電極１４５に対応する位置に開口部を有し、上面と斜面を有する第４の層間絶縁膜１４７を形成する。第４の層間絶縁膜１４７は絶縁性を有していて、バンクとして機能し、隣接する画素の有機層を分離する役割を有している。第４の層間絶縁膜１４７において、後述の工程で作製される発光素子側の面を斜面と呼ぶ。
【００５３】次に、有機層１４８をメタルマスクを用い蒸着法により、第３の層間絶縁膜１４６および画素電極１４５上に形成する。第３の層間絶縁膜１４６上には、有機層１４８の端部が形成される。よって、前記第３の層間絶縁膜上に、かつ、前記有機層及び前記画素電極の横方向には、第４の層間絶縁膜が形成されていることになる。
【００５４】次いで、イオンプレーティング法により陰極（ＭｇＡｇ電極）１４９を第４の層間絶縁膜１４７の上面と斜面と、第３の層間絶縁膜１４６の一部の上と、有機層１４８上に形成する。イオンプレーティング法を用いることにより、第４の層間絶縁膜１４７の斜面にも接するように陰極が形成される。よって、丸点線部のように、陰極は、第３の層間絶縁膜１４６の一部と、第４の層間絶縁膜１４７の斜面と有機層１４８の端部に囲まれた陰極の凸部１４９ａ（図９）を有する。
【００５５】陰極を成膜する場合、有機層１４８が形成された基板を円軌道上に動かしながら、有機層１４８上に陰極１４９を形成すると、陰極における膜厚のばらつきを小さくすることが可能となる。
【００５６】このとき有機層１４８及び陰極１４９を形成するに先立って画素電極１４５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。以後の工程は、不活性ガス（窒素もしくは希ガス）雰囲気中で行われる。雰囲気中の水分濃度は可能な限り低く抑える。具体的には、水分濃度が１ｐｐｍ以下であることが望ましい。
【００５７】本実施例では発光素子の陰極としてＭｇＡｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。
【００５８】なお、有機層１４８としては、公知の材料を用いることができる。なお、有機層１４７としては、公知の材料を用いることができる。有機層１４７は単層又は積層構造で用いられるが、積層構造で用いた方が発光効率が良い。有機層は、正孔注入材料、正孔輸送材料、発光層材料、電子輸送材料、電子注入材料等を用いて形成する。また、三重項励起状態から基底状態に戻る際のエネルギーを発光に変換しうる材料を発光層に用いてもよい。
【００５９】なお、有機層１４８の膜厚は１０〜４００nm、典型的には６０〜１５０nm、陰極１５１の厚さは８０〜２００nm、典型的には１００〜１５０nmとすれば良い。さらに、陰極１５１の厚さを２０００nｍにすると、表示の見える方向からみて発光素子の縮みを抑えることができる。
【００６０】なお、画素電極１４５、有機層１４８、陰極１４９の重なっている部分が発光素子１５０に相当する。
【００６１】第２の基板１５３の材質としては、非晶質ガラス（ホウケイ酸塩ガラス、石英等）、結晶化ガラス、セラミックスガラス、ガラス、ポリマー等の絶縁性物質が好ましい。また、有機系樹脂（アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂もしくはエポキシ系樹脂）、シリコーン系樹脂ポリマーの絶縁性物質でもよい。セラミックスを用いてもよい。また、シール材が絶縁物であるならステンレス合金等の金属材料を用いることも可能である。
【００６２】シール材の材質としては、エポキシ系樹脂、アクリレート系樹脂等のシール材を用いることができる。熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂をシール材として用いることもできる。但し、シール材は可能な限り水分を透過しない材質であることが望ましい。
【００６３】以上の工程を経て、図８の発光装置を完成させる。第１の基板１００、第２の基板１５３、シール材（図示しない）、画素電極１４５、発光素子１５０、第３酸の層間絶縁膜１４７等に囲まれた領域中には不活性ガス１５２が満たされる。貼り合わせ後であれば、大気開放しても構わない。
【００６４】ｐチャネル型ＴＦＴ１６０及びｎチャネル型ＴＦＴ１６１は駆動回路が有するＴＦＴであり、ＣＭＯＳ（complementaly metal-oxide semiconductor）を形成している。スイッチング用ＴＦＴ１６２及び電流制御用ＴＦＴ１６３は画素部が有するＴＦＴであり、駆動回路のＴＦＴと画素部のＴＦＴとは同一基板上に形成することができる。
【００６５】以上のように、本実施形態の発光装置は第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃが設けられ、第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃに沿って第１の金属膜１０２ａ〜第３の金属膜１０２ｃが形成されている。よって、本実施形態の発光装置の有機層１４８から生じる光の一部が第１の金属膜１０２ａ〜第３の金属膜１０２ｃで反射され、本実施形態の発光装置の外部に反射光が出射される。また、隣接の画素への光漏れとなっていた発光の一部についても、図９のような発光方向を有する光を本実施形態の陰極の凸部１４９ａで反射させ、本実施形態の発光装置の外部に反射光が出射されることができる。したがって、本実施形態の発光装置を用いた場合、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００６６】なお、発光素子を用いた発光装置の場合、駆動回路の電源の電圧が５〜６Ｖ程度、最大でも１０Ｖ程度で十分なので、ＴＦＴにおいてホットエレクトロンによる劣化があまり問題にならない。また駆動回路を高速で動作させる必要があるので、ＴＦＴのゲート容量は小さいほうが好ましい。よって、本実施形態のように、発光素子を用いた発光装置の駆動回路では、ＴＦＴの半導体層が有する第２の不純物領域１３０と、第４の不純物領域１３３ｂとが、それぞれゲート電極１２０、ゲート電極１２１と重ならない構成にするのが好ましい。
【００６７】図１０のように、ゲート配線１５９、ソース配線１４０、ソース配線１４１及びドレイン配線１４３、ドレイン配線１４４は第１の金属膜１０２ａ〜第３の１０２ｃと重なるように形成されているため、反射光を抑え、照り返しを防ぐことができる。１２１は第２の形状を有する導電層、１２２は第２の形状を有する導電層、１５０は発光素子、１５８はアノード電源のひきまわし配線、１６２はスイッチング用ＴＦＴ、１６３は電流制御用ＴＦＴである。
【００６８】また、図１１のように、発光素子３５１と、発光素子３５１に隣接する発光素子３５２の間に凹部を形成し、凹部に沿って金属膜３０２が形成されていてもよい。これと同時に発光素子３５１と発光素子３５１に隣接する発光素子３５３の間に凹部を形成し、凹部に沿って金属膜３０２が形成される。
【００６９】なお、第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃは、図１０では曲線形状のものを示したが、特にその形状は限定されず、例えば、図１２（ａ）〜（ｃ）で示された形状のうち、いずれのものでもよい。
【００７０】凹部の形成方法として第１の基板にガラスを用いる場合はサンドブラスト法を用いたが、エッチング法、鋳型によるガラスの形成などによって行ってもよい。ダイサー等の刃で基板の表面を削ることにより、凹部の形成を行ってもよい。
【００７１】密閉された空間を不活性ガス１５２で満たしたが、有機樹脂で満たしてもよい。
【００７２】本発明の発光装置の第２の基板１５３はシート状であるが、凹部を有する第２の基板において凹部に乾燥剤が封止された発光装置にも本発明は適用可能である。
【００７３】本発明はアクティブ型の発光装置のみならず、パッシブ型の発光装置にも適用することができる。パッシブ型の発光装置を作製する場合、本実施形態で用いたイオンプレーティリング法で陰極の成膜を行ってもよいし、イオンビーム法を用いてもよい。
【００７４】以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととする。
【００７５】
【実施例】〔実施例１〕本願発明の実施形態について、以下に説明する。本実施例の発光装置の上面図（画素部）を図１０に示す。ただし、簡略化のため、第１の基板、下地膜、絶縁膜、画素電極、陰極、第２の基板等は省略している。図１０中の点線部Ａ-Ａ'、点線部Ｂ-Ｂ'における本実施形態の発光装置の断面図を図８に示す。ここでは、画素部のスイッチング用ＴＦＴ１６２および電流制御用ＴＦＴ１６３と、画素部の周辺に設けられる駆動回路のＴＦＴ（ｐチャネル型ＴＦＴ１６０とｎチャネル型ＴＦＴ１６１）を同時に作製する方法について、詳細に説明する。
【００７６】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を用いる。なお、基板としては、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。
【００７７】第１の基板１００において第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃを形成する。凹部の形成方法としては、サンドブラスト法によって行う。幅４．５〜５．５μｍ、深さが２５〜２００μｍ程度になるようにする。（図１（Ａ）凹部の形成）
【００７８】第１の基板１００の表面に金属膜１０２をスパッタリング法により形成する。金属膜１０２の膜厚は０．４〜０．６μｍ程度である。金属膜１０２の材料としては、Ｗ、Ｔａ、Ａｇ、Ｔｉといった反射率１０２の高い材料が好ましく、本実施例では、Ａｇを主成分とし、Ｐｄ及びＣｕがそれぞれ１％含まれた合金を用いて金属膜を形成する。（図１（Ｂ）金属膜の形成）
【００７９】次いで、マスクを用いたエッチングを行い、化学機械的研磨（Chemical Mechanical Polish；ＣＭＰ）により表面に残った金属膜１０２を研磨し、第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃに沿ってそれぞれ第１の金属膜１０２ａ〜第３の金属膜１０２ｃを形成する。（図１（Ｃ）金属膜１０２のエッチング/研磨）
【００８０】次いで、絶縁膜１０３ａを形成する。本実施例では、二酸化珪素を塗布する。膜厚は、１．５〜２．０μm程度になる。（図２（Ａ）第１の絶縁膜の形成）
【００８１】さらに、化学機械的研磨（Chemical Mechanical Polish；ＣＭＰ）により、第１の絶縁膜１０３ａの表面（点線部より上の部分）を削りとり、表面を平坦化することにより、第１の絶縁膜１０３ｂを形成する。（図２（Ｂ）平坦化後）膜厚は、１．３〜１．８μm程度になる。
【００８２】第１の絶縁膜１０３ｂ上に、第２の絶縁膜１０４を形成する。炭素を主成分とする薄膜（ＤＬＣ；Ｄiamond Ｌike Ｃarbon）、窒化珪素の単体またはそれらから選ばれた積層を形成してもよい。
【００８３】次いで、半導体層１０５〜１０８を形成する。半導体層１０５〜１０８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１０２〜１０５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、好ましくはシリコン（珪素）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の非晶質シリコン膜を成膜した後、ニッケルを含む溶液を非晶質シリコン膜上に保持させた。この非晶質シリコン膜に脱水素化（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シリコン膜を形成した。そして、この結晶質シリコン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１０５〜１０８を形成する。
【００８４】また、半導体層１０５〜１０８を形成した後、ＴＦＴのしきい値を制御するために、半導体層１０５〜１０８に微量な不純物元素（ボロンまたはリン）をドーピングしてもよい。
【００８５】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。
【００８６】次いで、半導体層１０５〜１０８を覆うゲート絶縁膜１０９を形成する。ゲート絶縁膜１０９はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとしてシリコン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の厚さで酸化窒化シリコン膜（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。
【００８７】また、酸化シリコン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シリコン膜は、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。
【００８８】そして、ゲート絶縁膜１０９上にゲート電極を形成するための耐熱性導電層１１０を２００〜４００ｎｍ（好ましくは２５０〜３５０ｎｍ）の厚さで形成する。耐熱性導電層１１０は単層で形成しても良いし、必要に応じて二層あるいは三層といった複数の層から成る積層構造としても良い。耐熱性導電層にはＴａ、Ｔｉ、Ｗから選ばれた元素、または前記元素を成分とする合金か、前記元素を組み合わせた合金膜が含まれる。これらの耐熱性導電層はスパッタ法やＣＶＤ法で形成されるものであり、低抵抗化を図るために含有する不純物濃度を低減させることが好ましく、特に酸素濃度に関しては３０ｐｐｍ以下とすると良い。本実施例ではＷ膜を３００ｎｍの厚さで形成する。Ｗ膜はＷをターゲットとしてスパッタ法で形成しても良いし、６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いて熱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。このことより、スパッタ法による場合、純度９９．９９９９％のＷターゲットを用い、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る。
【００８９】一方、耐熱性導電層１１０にＴａ膜を用いる場合には、同様にスパッタ法で形成することが可能である。Ｔａ膜はスパッタガスにＡｒを用いる。また、スパッタ時のガス中に適量のＸｅやＫｒを加えておくと、形成する膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止することができる。α相のＴａ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ程度でありゲート電極に使用することができるが、β相のＴａ膜の抵抗率は１８０μΩｃｍ程度でありゲート電極とするには不向きであった。ＴａＮ膜はα相に近い結晶構造を持つので、Ｔａ膜の下地にＴａＮ膜を形成すればα相のＴａ膜が容易に得られる。また、図示しないが、耐熱性導電層１１０の下に２〜２０ｎｍ程度の厚さでリン（Ｐ）をドープしたシリコン膜を形成しておくことは有効である。これにより、その上に形成される導電膜の密着性向上と酸化防止を図ると同時に、耐熱性導電層１０７が微量に含有するアルカリ金属元素が第１の形状のゲート絶縁膜１０６に拡散するのを防ぐことができる。いずれにしても、耐熱性導電層１０７は抵抗率を１０〜５０μΩｃｍの範囲ですることが好ましい。
【００９０】次に、フォトリソグラフィーの技術を使用してレジストによるマスク１１１を形成する。そして、第１のエッチング処理を行う。本実施例ではＩＣＰエッチング装置を用い、エッチング用ガスにＣｌ2とＣＦ4を用い、１Ｐａの圧力で３．２Ｗ／ｃｍ2のＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを形成して行う。基板側（試料ステージ）にも２２４ｍＷ／ｃｍ2のＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入し、これにより実質的に負の自己バイアス電圧が印加される。この条件でＷ膜のエッチング速度は約１００ｎｍ／ｍｉｎである。第１のエッチング処理はこのエッチング速度を基にＷ膜がちょうどエッチングされる時間を推定し、それよりもエッチング時間を２０％増加させた時間をエッチング時間とした。
【００９１】第１のエッチング処理により第１のテーパー形状を有する導電層１１２〜１１５を形成する。導電層１１２〜１１５のテーパー部の角度は１５〜３０°となるように形成される。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オーバーエッチングを施すものとする。Ｗ膜に対する酸化窒化シリコン膜（ゲート絶縁膜１０９）の選択比は２〜４（代表的には３）であるので、オーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされる。（図３（Ｂ）第１のエッチング）
【００９２】そして、第１のドーピング処理を行い一導電型の不純物元素を半導体層に添加する。ここでは、ｎ型を付与する不純物元素添加の工程を行う。第１の形状の導電層を形成したマスク１１１をそのまま残し、第１のテーパー形状を有する導電層１１２〜１１５をマスクとして自己整合的にｎ型を付与する不純物元素をイオンドープ法で添加する。ｎ型を付与する不純物元素をゲート電極の端部におけるテーパー部とゲート絶縁膜１０９とを通して、その下に位置する半導体層に達するように添加するためにドーズ量を１×１０13〜５×１０14ａｔｏｍｓ／ｃｍ2とし、加速電圧を８０〜１６０ｋｅＶとして行う。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。このようなイオンドープ法により第１の不純物領域１１６〜１１９には１×１０20〜１×１０21atoｍiｃ／ｃｍ3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素が添加される。（図４（Ａ）第１のドーピング処理）
【００９３】この工程において、ドーピングの条件によっては、不純物が第１の形状の導電層１１２〜１１５の下に回りこみ、第１の不純物領域１１６〜１１９が第１の形状の導電層１１２〜１１５と重なることも起こりうる。
【００９４】次に、図４（Ｂ）に示すように第２のエッチング処理を行う。エッチング処理も同様にＩＣＰエッチング装置により行い、エッチングガスにＣＦ4とＣｌ2の混合ガスを用い、ＲＦ電力３．２Ｗ／ｃｍ2(１３.５６ＭＨｚ)、バイアス電力４５ｍＷ／ｃｍ2(１３.５６ＭＨｚ)、圧力１．０Ｐａでエッチングを行う。この条件で形成される第２の形状を有する導電層１２０〜１２３が形成される。その端部にはテーパー部が形成され、該端部から内側にむかって徐々に厚さが増加するテーパー形状となる。第１のエッチング処理と比較して基板側に印加するバイアス電力を低くした分等方性エッチングの割合が多くなり、テーパー部の角度は３０〜６０°となる。マスク１０８はエッチングされて端部が削れ、マスク１２４となる。また、図４（Ｂ）の工程において、ゲート絶縁膜１０９の表面が４０ｎｍ程度エッチングされる。
【００９５】そして、第１のドーピング処理よりもドーズ量を下げ高加速電圧の条件でｎ型を付与する不純物元素をドーピングする。例えば、加速電圧を７０〜１２０ｋｅＶとし、１×１０13／ｃｍ2のドーズ量で行い、不純物濃度が大きくなった第１の不純物領域１２５〜１２８と、前記第１の不純物領域１２５〜１２８に接する第２の不純物領域１２９〜１３２とを形成する。この工程において、ドーピングの条件によっては、不純物が第２の形状の導電層１２０〜１２３の下に回りこみ、第２の不純物領域１２９〜１３２が第２の形状の導電層１２０〜１２３と重なることも起こりうる。第２の不純物領域における不純物濃度は、１×１０16〜１×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3となるようにする。（図５（Ａ）第２のドーピング処理）
【００９６】そして、図５（Ｂ）に示すように、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層１０６、半導体層１０７に一導電型とは逆の導電型の不純物領域１３３（１３３ａ、１３３ｂ）及び１３４（１３４ａ、１３４ｂ）を形成する。この場合も第２の形状の導電層１１８、第２の形状の導電層１２１をマスクとしてｐ型を付与する不純物元素を添加し、自己整合的に不純物領域を形成する。このとき、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層１０６、半導体層１０７の上方には、レジストのマスク１３５を形成する。ここで形成される不純物領域１３３、不純物領域１３４はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成する。不純物領域１３３、不純物領域１３４のｐ型を付与する不純物元素の濃度は、２×１０20〜２×１０21ａｔｏｍｓ／ｃｍ3となるようにする。
【００９７】しかしながら、この不純物領域１３３、不純物領域１３４は詳細にはｎ型を付与する不純物元素を含有する２つの領域に分けて見ることができる。第３の不純物領域１３３ａ、第３の不純物領域１３４ａは１×１０20〜１×１０21ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の濃度でｎ型を付与する不純物元素を含み、第４の不純物領域１３３ｂ、第４の不純物領域１３４ｂは１×１０17〜１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の濃度でｎ型を付与する不純物元素を含んでいる。しかし、これらの不純物領域１３３ｂ、１３４ｂのｐ型を付与する不純物元素の濃度を１×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以上となるようにし、第３の不純物領域１３３ａ、第３の不純物領域１３４ａにおいては、ｐ型を付与する不純物元素の濃度をｎ型を付与する不純物元素の濃度の１．５から３倍となるようにすることにより、第３の不純物領域で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。
【００９８】その後、図６（Ａ）に示すように、まず、第２の形状を有する導電層１２０〜１２３およびゲート絶縁膜１０９上に第１の層間絶縁膜１３６を形成する。第１の層間絶縁膜１３６は酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すれば良い。いずれにしても第１の層間絶縁膜１３６は無機絶縁物材料から形成する。第１の層間絶縁膜１３６の膜厚は１００〜２００nmとする。第１の層間絶縁膜１３６として酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ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。また、第１の層間絶縁膜１３６として酸化窒化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化シリコン膜、またはＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜で形成すれば良い。この場合の作製条件は反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（６０MHz）電力密度０．１〜１．０W/cm2で形成することができる。また、第１の層間絶縁膜１３６としてＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化シリコン膜を適用しても良い。窒化シリコン膜も同様にプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3から作製することが可能である。
【００９９】そして、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型を付与する不純物元素を活性化する工程を行う。この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。その他に、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。熱アニール法では酸素濃度が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５００〜６００℃で行うものであり、本実施例では５５０℃で４時間の熱処理を行った。また、基板１００に耐熱温度が低いプラスチック基板を用いる場合にはレーザーアニール法を適用することが好ましい。
【０１００】次いで、雰囲気ガスを変化させ、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体層にある１０16〜１０18/cm3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。いずれにしても、半導体層中の欠陥密度を１０16/cm3以下とすることが望ましく、そのために水素を０．０１〜０．１atomic％程度付与すれば良い。
【０１０１】そして、まず、有機絶縁物材料からなる第２の層間絶縁膜１３７を１．０〜２．０μｍの平均膜厚で形成する。有機樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。例えば、基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを用いる場合には、クリーンオーブンで３００℃で焼成して形成する。また、アクリル樹脂を用いる場合には、２液性のものを用い、主材と硬化剤を混合した後、スピナーを用いて基板全面に塗布した後、ホットプレートで８０℃で６０秒の予備加熱を行い、さらにクリーンオーブンで２５０℃で６０分焼成して形成することができる。
【０１０２】このように、第２の層間絶縁膜１３７を有機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減できる。しかし、吸湿性があり保護膜としては適さないので、本実施形態のように、第１の層間絶縁膜１３６として形成した酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などと組み合わせて用いると良い。
【０１０３】その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの半導体層に形成されソース領域またはドレイン領域とする不純物領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールはドライエッチング法で形成する。この場合、エッチングガスにＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る第２の層間絶縁膜１３７をまずエッチングし、その後、続いてエッチングガスをＣＦ4、Ｏ2として第１の層間絶縁膜１３６をエッチングする。さらに、半導体層との選択比を高めるために、エッチングガスをＣＨＦ3に切り替えてゲート絶縁膜をエッチングすることによりコンタクトホールを形成することができる。
【０１０４】そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エッチングすることで、ソース配線１３８〜１４１とドレイン配線１４２〜１４４を形成する。図示していないが、本実施例ではこの配線を、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）との積層膜で形成する。
【０１０５】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画素電極１４５を形成する（図７（Ａ）画素電極の形成）。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。
【０１０６】また、画素電極１４５は、ドレイン配線１４４と接して重ねて形成することによって電流制御用ＴＦＴ１６３のドレイン領域と電気的な接続が形成される。
【０１０７】次いで、図７（Ｂ）のように、画素電極１４５に第３の層間絶縁膜１４６が重なるように形成する。膜厚は１００ｎｍ程度であればよい。第１の層間絶縁膜の形成方法及び材料を用いればよい。
【０１０８】次いで、画素電極１４５に対応する位置に開口部を有し、上面と斜面を有する第４の層間絶縁膜１４７を形成する。第４の層間絶縁膜１４７は絶縁性を有していて、バンクとして機能し、隣接する画素の有機層を分離する役割を有している。本実施例ではレジストを用いて第４の層間絶縁膜１４７を形成する。
【０１０９】本実施例では、第４の層間絶縁膜１４７の厚さを１μｍ程度とし、開口部は画素電極１４５に近くなればなるほど広くなる、所謂逆テーパー状になるように形成する。これはネガ型のレジストを成膜した後、開口部を形成しようとする部分をマスクで覆い、ＵＶ光を照射して露光し、露光された部分を現像液で除去することによって形成される。ネガ型のレジストには吸光剤が含まれていることが好ましい。
【０１１０】なお、本実施例においては、第４の層間絶縁膜としてレジストでなる膜を用いているが、場合によっては、感光性のポリイミド、感光性のアクリル等を用いることもできる。
【０１１１】次に、有機層１４８をメタルマスクを用い蒸着法により、第３の層間絶縁膜１４６および画素電極１４５上に形成する。第３の層間絶縁膜１４６には、有機層１４８の端部が形成される。よって、前記第３の層間絶縁膜上に、かつ、前記有機層及び前記画素電極の横方向には、第４の層間絶縁膜が形成されていることになる。
【０１１２】次いで、イオンプレーティング法により陰極（ＭｇＡｇ電極）１４９を第４の層間絶縁膜の上面と斜面と、第３の層間絶縁膜の一部の上と、有機層上に形成する。イオンプレーティング法を用いることにより、第４の層間絶縁膜の斜面に接するように陰極が形成される。よって、丸点線部のように、陰極は、第３の層間絶縁膜の一部と、第４の層間絶縁膜の斜面と有機層に囲まれた陰極の凸部１４９ａ（図９）を有する。
【０１１３】このとき有機層１４８及び陰極１４９を形成するに先立って画素電極１４５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。以後の工程は、不活性ガス（窒素もしくは希ガス）雰囲気中で行われる。雰囲気中の水分濃度は可能な限り低く抑える。具体的には、水分濃度が１ｐｐｍ以下であることが望ましい。
【０１１４】本実施例では発光素子の陰極としてＭｇＡｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。
【０１１５】なお、有機層１４８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層構造を有機層とするが、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。
【０１１６】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。
【０１１７】なお、有機層１４８の膜厚は１０〜４００nm、典型的には６０〜１５０nm、陰極１５１の厚さは８０〜２００nm、典型的には１００〜１５０nmとすれば良い。さらに、陰極１５１の厚さを２０００nｍにすると、表示の見える方向からみて発光素子の縮みを抑えることができる。
【０１１８】なお、画素電極１４５、有機層１４８、陰極１４９の重なっている部分が発光素子１５０に相当する。
【０１１９】第２の基板１５３の材質としては、非晶質ガラス（ホウケイ酸塩ガラス、石英等）、結晶化ガラス、セラミックスガラス、ガラス、ポリマー等の絶縁性物質が好ましい。また、有機系樹脂（アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂もしくはエポキシ系樹脂）、シリコーン系樹脂ポリマーの絶縁性物質でもよい。セラミックスを用いてもよい。また、シール材が絶縁物であるならステンレス合金等の金属材料を用いることも可能である。
【０１２０】シール材の材質としては、エポキシ系樹脂、アクリレート系樹脂等のシール材を用いることができる。熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂をシール材として用いることもできる。但し、シール材は可能な限り水分を透過しない材質であることが望ましい。
【０１２１】以上の工程を経て、図８の発光装置を完成させる。第１の基板１００、第２の基板１５３、シール材（図示しない）、画素電極１４５、発光素子１５０、第３酸の層間絶縁膜１４７等に囲まれた領域中には不活性ガス１５２が満たされる。貼り合わせ後であれば、大気開放しても構わない。
【０１２２】ｐチャネル型ＴＦＴ１６０及びｎチャネル型ＴＦＴ１６１は駆動回路が有するＴＦＴであり、ＣＭＯＳ（complementaly metal-oxide semiconductor）を形成している。スイッチング用ＴＦＴ１６２及び電流制御用ＴＦＴ１６３は画素部が有するＴＦＴであり、駆動回路のＴＦＴと画素部のＴＦＴとは同一基板上に形成することができる。
【０１２３】以上のように、本実施例の発光装置は第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃが設けられ、第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃ上に第１の金属膜１０２ａ〜第３の金属膜１０２ｃが形成されている。よって、本実施例の発光装置の有機層１４８から生じる光の一部が第１の金属膜１０２ａ〜第３の金属膜１０２ｃで反射され、本実施例の発光装置の外部に反射光が出射される。Ａｇを主成分とし、Ｐｄ及びＣｕがそれぞれ１％含まれた合金は、金属膜として十分な反射特性を示すのみならず、ＴＦＴ作製工程に対し、十分な耐熱特性、耐食性を有する。
【０１２４】また、隣接の画素への光漏れとなっていた発光の一部についても、図８のような発光方向を有する光を本実施例の陰極の凸部１４９ａで反射させ、本実施例の発光装置の外部に反射光が出射されることができる。したがって、本実施例の発光装置を用いた場合、光の取り出し効率を向上させることができる。
【０１２５】今後、２００℃〜２５０℃でＴＦＴを作製する技術が開発されれば、Ａｌを主成分とする材料、たとえば、Ａｌ-Ｔｉの合金等を金属膜に用いることができる。
【０１２６】〔実施例２〕本実施例では実施例１とは異なる発光装置の作製方法について図１３を用いて説明する。
【０１２７】なお、その他の構成については実施例１において既に述べているので、詳しい構成については実施例１を参照し、ここでは説明を省略する。
【０１２８】まず、実施例１に従って図７（Ａ）と同じ状態を得る。
【０１２９】次いで、図１３のように陽極２４５と重なるように第３の層間絶縁膜２４６を形成する。膜厚は１００ｎｍ程度であればよい。第１の層間絶縁膜の形成方法及び材料を用いればよい。
【０１３０】次いで、陽極２４５に対応する位置に開口部を有する第４の層間絶縁膜２４７を形成する。第４の層間絶縁膜２４７は絶縁性を有していて、バンクとして機能し、隣接する画素の有機層を分離する役割を有している。本実施例ではレジストを用いて第４の層間絶縁膜２４７を形成する。
【０１３１】本実施例では、第４の層間絶縁膜２４７の厚さを１μｍ程度とし、開口部は陽極２４５に近くなればなるほど広くなる、所謂逆テーパー状になるように形成する。これはネガ型のレジストを成膜した後、開口部を形成しようとする部分をマスクで覆い、ＵＶ光を照射して露光し、露光された部分を現像液で除去することによって形成される。ネガ型のレジストには吸光剤が含まれていることが好ましい。
【０１３２】なお、本実施例においては、第４の層間絶縁膜としてレジストでなる膜を用いているが、場合によっては、感光性のポリイミド、感光性のアクリル等を用いることもできる。
【０１３３】次に、有機層２４８をメタルマスクを用い蒸着法により第３の層間絶縁膜２４６の一部および陽極２４５上に形成する。第３の層間絶縁膜上には有機層の端部が形成されることになる。
【０１３４】なお、有機層２４８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層構造を有機層とするが、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。
【０１３５】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。
【０１３６】なお、有機層２４８の膜厚は１０〜４００nm、典型的には６０〜１５０nm、陰極１５１の厚さは８０〜２００nm、典型的には１００〜１５０nmとすれば良い。さらに、陰極２５１の厚さを２０００nｍにすると、表示の見える方向からみて発光素子の縮みを抑えることができる。
【０１３７】次いで、有機層２４８上に陰極２４９を形成する。本実施例では、陰極２４９としてはＭｇＡｇを用いる。よって、第３の層間絶縁膜２４６上に、かつ、有機層２４８及び陰極２４９の横方向には、上面と斜面を有する第４の絶縁膜２４７が形成されることになる。ＭｇＡｇが薄膜で半透過膜であれば、ＭｇＡｇ上にバッファー層を設けてもよい。なお、バッファー層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ればよい。
【０１３８】更にイオンプレーティング法により第５の層間絶縁膜２５０を形成する。イオンプレーティリング法を用いることにより、第４の層間絶縁膜２４７の斜面にも陰極が形成される。第５の層間絶縁膜２５０の材料としては、ＤＬＣ、ＳｉＮＯ等が挙げられる。陰極２４９の端部と、第４の層間絶縁膜２４７の上面と斜面と、第３の層間絶縁膜２４６の一部と、有機層２４８の端部に接するように第５の層間絶縁膜２５０が形成されることにより、凹部ができる。
【０１３９】次いで、第５の層間絶縁膜２５０上に金属膜２５１を蒸着法により形成する。本実施例では、金属膜２５１の材料としては、Ａｌを用いる。第５の層間絶縁膜２５０のうち陰極２４９の端部と、有機層２４８の端部と、第４の層間絶縁膜２４６の斜面と、第３の層間絶縁膜の一部に形成された前記第５の層間絶縁膜２５０により形成された凹部に金属膜が入り込む。よって、第５の層間絶縁膜２５０と接する金属膜２５１の表面が凸部２５１ａを有することとなる。
【０１４０】このとき有機層２４８及び陰極２５１を形成するに先立って陽極２４５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。以後の工程は、不活性ガス（窒素もしくは希ガス）雰囲気中で行われる。雰囲気中の水分濃度は可能な限り低く抑える。具体的には、水分濃度が１ｐｐｍ以下であることが望ましい。
【０１４１】本実施例では発光素子の陰極としてＭｇＡｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。
【０１４２】なお、陽極２４５、有機層２４８、陰極２４９の重なっている部分が発光素子２５２に相当する。
【０１４３】第２の基板２５３の材質としては、非晶質ガラス（ホウケイ酸塩ガラス、石英等）、結晶化ガラス、セラミックスガラス、ガラス、ポリマー等の絶縁性物質が好ましい。また、有機系樹脂（アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂もしくはエポキシ系樹脂）、シリコーン系樹脂ポリマーの絶縁性物質でもよい。セラミックスを用いてもよい。また、シール材が絶縁物であるならステンレス合金等の金属材料を用いることも可能である。
【０１４４】シール材の材質としては、エポキシ系樹脂、アクリレート系樹脂等のシール材を用いることができる。熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂をシール材として用いることもできる。但し、シール材は可能な限り水分を透過しない材質であることが望ましい。
【０１４５】以上の工程を経て、図１３の発光装置を完成させる。第１の基板２００、第２の基板２５３、シール材（図示しない）、陽極２４５、金属膜２５１、第５の層間絶縁膜２５０等に囲まれた領域中には不活性ガス２５４が満たされる。貼り合わせ後であれば、大気開放しても構わない。
【０１４６】ｐチャネル型ＴＦＴ２６０及びｎチャネル型ＴＦＴ２６１は駆動回路が有するＴＦＴであり、ＣＭＯＳ（complementaly metal-oxide semiconductor）を形成している。スイッチング用ＴＦＴ２６２及び電流制御用ＴＦＴ２６３は画素部が有するＴＦＴであり、駆動回路のＴＦＴと画素部のＴＦＴとは同一基板上に形成することができる。
【０１４７】以上のように、本実施例の発光装置は第１の凹部２０１ａ〜第３の凹部２０１ｃが設けられ、第１の凹部２０１ａ〜第３の凹部２０１ｃ上に第１の金属膜２０２ａ〜第３の金属膜２０２ｃが形成されている。よって、本実施例の発光装置の有機層２４８から生じる光の一部が第１の金属膜２０２ａ〜第３の金属膜２０２ｃで反射され、本実施例の発光装置の外部に反射光が出射される。また、隣接の画素への光漏れとなっていた発光の一部についても陰極の表面の凸部２５１ａで反射させ、本実施例の発光装置の外部に反射光を出射させることも可能になる。さらに、第５の層間絶縁膜２５０を介して陰極２４９の上方に金属膜２５０を形成することにより、上方に出射した光を反射させ、下方に光の取り出すことができる。したがって、本実施例の発光装置を用いた場合、光の取り出し効率を向上させることができる。
〔実施例３〕本実施例では、実施例１で作製した発光装置の外部入力端子とＦＰＣの貼りつけ工程について述べる。
【０１４８】図１４に画素部、駆動回路及び外部入力端子の断面図を示している。１６９はシール材である。外部入力端子は第１の基板１００側に形成され、層間容量や配線抵抗を低減し、断線による不良を防止するために配線１７０によって第２の層間絶縁膜１４６を介してゲート配線と同じ層で形成される配線１７１と接続する。配線１７０上には実施例１中の透明導電膜のパターニングよって形成された透明導電膜１７２が設けられている。透明導電膜１７２は、配線１７０の酸化防止の役割を有している。
【０１４９】また、外部入力端子にはベースフィルム１７３と配線１７４から成るＦＰＣ１７５が異方性導電性樹脂１７６で貼り合わされている。さらに補強板１７７で機械的強度を高めている。
【０１５０】また、画素部のみならず、外部入力端子や駆動回路の下方に第４の金属膜１０２ｄ及び第５の金属膜１０２ｅを設けてもよい。外部入力端子や駆動回路の下方に第４の金属膜１０２ｄ及び第５の金属膜１０２ｅを設けることにより、基板内の導波光を反射させて、光の取り出し効率を向上させることができる。
【０１５１】〔実施例４〕本実施例では、サンドブラスト法による凹部の作製方法について述べる。その他の発光装置の作製する方法は実施例１と同じであり、特に詳細な説明は省略する。
【０１５２】ガラス基板において凹部を形成したい部分以外にレジストを形成する。サンドブラスト装置の中に入れ、高圧力で砂をガラス基板に吹き付ける。次いで、レジストを除去するとガラスを削り取り凹部を形成した基板を完成させる。この際、公知のサンドブラスト装置を用いればよい。
【０１５３】次いで、本実施例の作製方法により作製した凹部が形成されたガラスからなる基板を用いて、実施例１及び実施例２の作製方法に従い、それぞれ、図８及び図１３の発光装置を作製することができる。
【０１５４】〔実施例５〕実施例３ではサンドブラスト法による凹部の作製方法について言及したが、本実施例では、ガラスのエッチングによる凹部の作製方法について詳細に述べる。その他の発光装置の作製する方法は実施例１と同じであり、特に詳細な説明は省略する。
【０１５５】まず、図１５（Ａ）のように、ガラスからなる基板５００ａにレジスト５０２をスピンコート法によって形成する。次いで、フォトマスク５０３を用いて、フォトマスク５０３の開口部より、レジスト５０２に露光する（図１５（Ａ）レジスト塗布/露光）。
【０１５６】次いで、図１５（Ｂ）のように、現像を行い、露光した部分のレジストを除去する。露光されていない部分には、ガラスからなる封止基板５００ａ上にレジスト５０２ａとレジスト５０２ｂが残っている（図１５（Ｂ）現像）。
【０１５７】次いで、図１６（Ａ）のように、エッチングを行うと、ガラスからなる封止基板５００ｂに凹部５０１が形成される。エッチャントとしては、フッ酸もしくはフッ酸を主成分とする溶液を用いる。ウェットエッチングの場合には、等方的にエッチングが行われるので、エッチング後の形状は図１６（Ａ）のように断面の形状は一部曲線の形状を有している。また、ドライエッチングを用いてもよい。この場合は、断面の形状が長方形になる。（図１６（Ａ）エッチング）
【０１５８】次いで、レジスト５０２ａとレジスト５０２ｂを剥離し、洗浄すると図１６（Ｂ）のような凹部５０１が形成されたガラスからなる基板５００ｂが得られる。このガラスからなる基板５００ｂ及び凹部５０１が、図１の第１の基板１００及び第１の凹部１０１ａ〜第３の凹部１０１ｃに相当する。凹部５０１の深さについては、エッチングの時間で調整することができる（図１６（Ｂ）剥離・洗浄）。
【０１５９】本実施例の作製方法により作製した凹部５０１が形成されたガラスからなる基板５００ｂを用いて、実施例１及び実施例２の作製方法に従い、それぞれ図８、図１３の発光装置を作製することができる。
【０１６０】〔実施例６〕実施例５ではガラスのエッチング法による凹部の形成方法について述べたが、本実施例では、鋳型によるガラスの作製方法について述べる。その他の装置の作製方法は実施例１と同じであり、特に詳細な説明は省略する。
【０１６１】鋳型によって凹部を有するガラス基板を形成する。ガラス基板に凹部が形成されるように凸の形の鋳型を作成し、その鋳型を使って凹部を形成した第１の基板を作製する。
【０１６２】次いで、本実施例の作製方法により作製した凹部が形成された第１の基板を用いて、実施例１及び実施例２の作製方法に従い、それぞれ図８、図１３の発光装置を作製することができる。
【０１６３】〔実施例７〕本発明の発光装置の第２の基板はシート状であるが、凹部を有する第２の基板において凹部に乾燥剤が封止された発光装置の例について述べる。
【０１６４】図１７のように第２の基板４５３が発光素子４５１上方に凹部４０１を有し、その凹部４０１に乾燥剤４０２が封止された発光装置にも本発明は適用可能である。フィルム４０３は、凹部４０１に乾燥剤４０２を閉じ込める役割を有している。第２の基板４５３は第１の基板４００とシール材４０４を介して貼り合わされている。
【０１６５】〔実施例８〕本発明はパッシブ型の発光装置にも適用することができる。本発明をパッシブ型の発光装置に適用する例を図１８に示す。８００は第１の基板、８０１ａは凹部、８０２ａは金属膜、８０３は第１の絶縁膜、８０４は第２の絶縁膜、８０５はシール材、８０６は不活性ガス、８０７は陽極（画素電極）、８０８は有機層、８０９は陰極、８１０は第３の絶縁膜、８１１は第４の絶縁膜、８１２は第２の基板、８１４は凹部、８１５は乾燥剤、８１６はフィルムである。有機層８０８からの発光方向を矢印で示す。
【０１６６】周辺部に断面を三角形状の刃を有するダイサーの回転軸を第１の基板に平行に保ち、かつ、ダイサーの回転面を前記第１の基板と垂直に保ち、前記ダイサーを回転させながら、前記刃で第１の基板の表面を削ることにより、８０１ａのようなＶ字形状の凹みを形成できる。また、ダイサーを回転させる時間を長くすれば、図１２（ｃ）のようなＵ字形状の凹みを形成できる。
【０１６７】本実施例の発光装置を用いた場合、有機層８０８から発光した光の一部が金属膜８０２ａに反射して、反射光８１３を外部に取り出すことができる。
【０１６８】〔実施例９〕本発明の発光装置は、発光型であるため液晶ディスプレイ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、様々な電気器具の表示部として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）のディスプレイの表示部において本発明の発光装置を用いると良い。
【０１６９】なお、ディスプレイには、パソコン用表示装置、ＴＶ放送受信用表示装置、広告表示用表示装置等の全ての情報表示用表示装置が含まれる。また、その他にも様々な電気器具の表示部に本発明の発光装置を用いることができる。
【０１７０】その様な本発明の電気器具としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型表示装置（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、車載用後方確認モニター、テレビ電話、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ディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。これらの電気器具の具体例を図１９〜図２１に示す。
【０１７１】図１９（Ａ）はディスプレイであり、筐体９０１、支持台９０２、表示部９０３等を含む。本発明の発光装置は表示部９０３にて用いることができる。なお、本発明の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、液晶ディスプレイよりも薄い表示部とすることができる。
【０１７２】図１９（Ｂ）はビデオカメラであり、本体９１１、表示部９１２、音声入力部９１３、操作スイッチ９１４、バッテリー９１５、受像部９１６等を含む。本発明の発光装置は表示部９１２にて用いることができる。
【０１７３】図１９（Ｃ）はヘッドマウントディスプレイの一部（右片側）であり、本体９２１、信号ケーブル９２２、頭部用の固定バンド９２３、表示部９２４、光学系９２５、表示装置９２６等を含む。本発明の発光装置は表示装置９２６にて用いることができる。
【０１７４】図１９（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９３１、記録媒体（ＤＶＤ等）９３２、操作スイッチ９３３、表示部（ａ）９３４、表示部（ｂ）９３５等を含む。表示部（ａ）９３４は主として画像情報を表示し、表示部（ｂ）９３５は主として文字情報を表示するが、本発明の発光装置はこれら表示部（ａ）９３４、表示部（ｂ）９３５にて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。
【０１７５】図１９（Ｅ）はゴーグル型発光装置（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体９４１、表示部９４２、アーム部９４３を含む。本発明の発光装置は表示部９４２にて用いることができる。
【０１７６】図１９（Ｆ）はパーソナルコンピュータであり、本体９５１、筐体９５２、表示部９５３、キーボード９５４等を含む。本発明の発光装置は表示部９５３にて用いることができる。
【０１７７】なお、将来的に有機層の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あるいはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０１７８】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。有機層の材料の応答速度は非常に高いため、本発明の発光装置は動画表示に好ましい。
【０１７９】図２０（Ａ）は携帯電話であり、表示用パネル１００１、操作用パネル１００２、接続部１００３、表示部１００４、音声出力部１００５、操作スイッチ１００６、電源スイッチ１００７、音声入力部１００８、アンテナ１００９を含む。本発明の発光装置は表示部１００４にて用いることができる。なお、表示部１００４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。
【０１８０】図２０（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１０１１、表示部１０１２、操作スイッチ１０１３、操作スイッチ１０１４を含む。本発明の発光装置は表示部１０１２にて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１０１４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。
【０１８１】図２０（Ｃ）はデジタルカメラであり、本体１０２１、表示部（Ａ）１０２２、接眼部１０２３、操作スイッチ１０２４、表示部（Ｂ）１０２５、バッテリー１０２６を含む。本発明の発光装置は、表示部（Ａ）１０２２、表示部（Ｂ）１０２５にて用いることができる。また、表示部（Ｂ）１０２５を、主に操作用パネルとして用いる場合、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ることができる。
【０１８２】図２１（Ａ）は車載用後方確認モニターであり、本体３２０１、表示部３２０２、車との接続部３２０３、中継ケーブル３２０４、カメラ３２０５、鏡３２０６等を含む。本発明の発光装置は表示部３２０２に適用することができる。本願では、鏡３２０６に表示部３２０２が内臓されているものを示したが、鏡と表示部が分離しているものでもよい。
【０１８３】図２１（Ｂ）はテレビ電話であり、本体３３０１、表示部３３０２、受像部３３０３、キーボード３３０４、操作スイッチ３３０５、受話器３３０６、等を含む。本発明の発光装置は表示部３３０３に適用することができる。
【０１８４】図２１（Ｃ）はカーナビゲーションであり、本体３４０１、表示部３４０２、操作スイッチ３４０３等を含む。本発明の発光装置は表示部３４０２に適用することができる。表示部３４０２には、道等の絵図が示されることとなる。
【０１８５】図２１（Ｄ）は電子手帳であり、本体３５０１、表示部３５０２、操作スイッチ３５０３、電子ペン３５０４等を含む。本発明の発光装置は表示部３５０２に適用することができる。
【０１８６】本実施例にて示した携帯型の電気装置においては、消費電力を低減するための方法としては、外部の明るさを感知するセンサ部を設け、暗い場所で使用する際には、表示部の輝度を落とすなどの機能を付加するなどといった方法が挙げられる。
【０１８７】以上の様に、本発明の発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用い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に示したいずれの構成を適用しても良い。
【０１８８】
【発明の効果】第１の基板に凹部を形成し、さらに凹部に沿って金属膜を形成した発光装置を用いることにより、第１の基板内の光の損失を防ぐことができる。
【０１８９】また、発光素子の陰極に凸部を設けることにより、隣の画素への光漏れを減少させることができる。
【０１９０】絶縁膜を介して発光素子の上方に金属膜を形成することにより、上方に出射した光を反射させ、下方に光を取り出すことができる。
【０１９１】以上のような本発明の発光装置を用いると、光の取り出し効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図２】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図３】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図４】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図５】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図６】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図７】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図８】本発明の発光装置の断面図
【図９】本発明の発光装置の陰極表面拡大図
【図１０】本発明の発光装置の上面図
【図１１】本発明の他の発光装置の上面図
【図１２】凹部の断面形状を示す図
【図１３】本発明の発光装置の断面図
【図１４】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図１５】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図１６】本発明の発光装置の作製工程を示す図
【図１７】本発明の発光装置の断面図
【図１８】本発明のパッシブ型発光装置の断面図
【図１９】本発明の電気器具を示す図
【図２０】本発明の電気器具を示す図
【図２１】本発明の電気器具を示す図
【図２２】発光装置の断面図
【特許請求の範囲】
【請求項１】表面に第１の凹部及び、前記第１の凹部に隣接した第２の凹部が形成された第１の基板と、前記第１の凹部及び前記第２の凹部に沿ってそれぞれ形成された第１の金属膜及び第２の金属膜と、前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜上に第１の絶縁膜と、前記第１の金属膜と前記第２の金属膜との間で、前記第１の絶縁膜の上方に、陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極に挟まれた発光素子とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】表面に第１の凹部及び、前記第１の凹部に隣接した第２の凹部が形成された第１の基板と、前記第１の凹部及び前記第２の凹部に沿ってそれぞれ形成された第１の金属膜及び第２の金属膜と、前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜上に第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜の上方にＴＦＴと、前記第１の金属膜と前記第２の金属膜との間で、前記ＴＦＴの上方に、陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極に挟まれた発光素子とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項３】請求項２において、前記ＴＦＴに形成されたゲート配線又はソース配線又はドレイン配線が前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜上方に形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項４】請求項１または請求項２において、前記凹部は２５〜２００μｍの深さであることを特徴とする発光装置。
【請求項５】請求項１乃至３のいずれか一項において、前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜は、Ｗ、Ｔａ、Ａｇ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃu、Ｐｄの単体またはそれらから選ばれた積層またはそれらから選ばれた合金からなることを特徴とする発光装置。
【請求項６】請求項１または請求項２において、前記第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜が形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項７】請求項１または請求項２または請求項６において、前記第１の絶縁膜は、二酸化珪素を主成分とすることを特徴とする発光装置。
【請求項８】請求項６において、前記第２の絶縁膜は、ＤＬＣ、窒化珪素の単体またはそれらから選ばれた積層からなることを特徴とする発光装置。
【請求項９】画素電極と第３の絶縁膜とを有し、前記画素電極上に前記第３の絶縁膜が重なり、前記画素電極上に有機層が形成され、前記第３の絶縁膜上に前記有機層の端部が形成され、前記第３の絶縁膜上に、かつ、前記有機層及び前記画素電極の横方向には、上面と斜面を有する第４の絶縁膜が形成され、前記第４の絶縁膜の上面と斜面と、前記第３の絶縁膜の一部の上と、前記有機層上に陰極が形成され、前記陰極の表面は、前記第４の絶縁膜の斜面と、前記第３の絶縁膜の一部と、前記有機層の端部に囲まれた凸部の形状を有することを特徴とする発光装置。
【請求項１０】陽極と第３の絶縁膜とを有し、前記陽極上に前記第３の絶縁膜が重なり、前記陽極上に有機層が形成され、前記第３の絶縁膜上に前記有機層の端部が形成され、前記有機層の上に陰極が形成され、前記第３の絶縁膜上に、かつ、前記有機層及び前記陰極の横方向には、上面と斜面を有する第４の絶縁膜が形成され、前記陰極の端部と、前記第４の絶縁膜の上面と斜面と、第３の絶縁膜の一部と、前記有機層の端部に接するように第５の絶縁膜が形成され、前記第５の絶縁膜上に金属膜が形成され、前記陰極の端部と、前記有機層の端部と、前記第４の絶縁膜の斜面と、第３の絶縁膜の一部に形成された前記第５の絶縁膜に凹部が形成されることにより、前記第５の絶縁膜に接する前記金属膜の表面に凸部の形状を有することを特徴とする発光装置。
【請求項１１】請求項１０において、前記第５の絶縁膜は、ＳｉＮＯ、ＤＬＣの単体またはそれらから選ばれた積層からなることを特徴とする発光装置。
【請求項１２】請求項１０において、前記金属膜は、Ａｌを主成分とすることを特徴とする発光装置。
【請求項１３】請求項１乃至１２のいずれか一項において、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、携帯型情報端末、デジタルカメラ、デジタルビデオディスクプレーヤー、車載用後方確認モニター、テレビ電話、カーナビゲーションまたは電子遊技機器であることを特徴とする発光装置。
【請求項１４】第１の基板に凹部を形成する第１の工程と、前記凹部に沿って金属膜を形成する第２の工程と、前記第１の基板の表面と前記金属膜の一部を研磨する第３の工程と、前記金属膜上に第１の絶縁膜を形成する第４の工程と、陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極に挟まれた発光素子を形成する第５の工程とを有する発光装置の作製方法。
【請求項１５】請求項１４において、前記第４の工程の後に、前記第１の絶縁膜の表面をＣＭＰによって平坦化し、前記第１の絶縁膜の表面上に第２の絶縁膜を形成する工程とを有する発光装置の作製方法。
【請求項１６】請求項１４において、サンドブラスト法によって、前記凹部を形成する発光装置の作製方法。
【請求項１７】請求項１４において、エッチング法によって、前記凹部を形成する発光装置の作製方法。
【請求項１８】鋳型によって凹部を有する第１の基板を形成する第１の工程と、前記凹部に沿って金属膜を形成する第２の工程と、前記第１の基板の表面と前記金属膜の一部を研磨する第３の工程と、前記金属膜上に第１の絶縁膜を形成する第４の工程と、陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極に挟まれた発光素子を形成する第５の工程とを有する発光装置の作製方法。
【請求項１９】請求項１８において、前記第４の工程の後に、前記第１の絶縁膜の表面をＣＭＰによって平坦化し、前記第１の絶縁膜の表面上に第２の絶縁膜を形成する工程とを有する発光装置の作製方法。
【請求項２０】画素電極を形成する第１の工程と、前記画素電極の一部と重なるように第３の絶縁膜を形成する第２の工程と、前記画素電極の横方向に、かつ、前記第３の絶縁膜の上方に第４の絶縁膜を形成する第３の工程と、前記画素電極上及び前記第３の絶縁膜の端部上に有機層を形成する第４の工程と、前記第４の絶縁膜の上面及び斜面と、前記第３の絶縁膜の一部と、前記有機層に接するように陰極を形成する第５の工程とを有する発光装置の作製方法。
【請求項２１】陽極を形成する第１の工程と、前記陽極の一部と重なるように第３の絶縁膜を形成する第２の工程と、前記陽極の横方向に、かつ、前記第３の絶縁膜の上方に第４の絶縁膜を形成する第３の工程と、前記陽極及び前記第３の絶縁膜の端部上に有機層を形成する第４の工程と、前記有機層上に接するように前記陰極を形成する第５の工程と、前記第４の絶縁膜の上面及び斜面と、前記第３の絶縁膜の一部と、前記有機層の一部と、前記陰極に第５の絶縁膜を形成する第６の工程と、前記第５の絶縁膜上に金属膜を形成する第７の工程とを有する発光装置の作製方法。
【請求項１】表面に第１の凹部及び、前記第１の凹部に隣接した第２の凹部が形成された第１の基板と、前記第１の凹部及び前記第２の凹部に沿ってそれぞれ形成された第１の金属膜及び第２の金属膜と、前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜上に第１の絶縁膜と、前記第１の金属膜と前記第２の金属膜との間で、前記第１の絶縁膜の上方に、陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極に挟まれた発光素子とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】表面に第１の凹部及び、前記第１の凹部に隣接した第２の凹部が形成された第１の基板と、前記第１の凹部及び前記第２の凹部に沿ってそれぞれ形成された第１の金属膜及び第２の金属膜と、前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜上に第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜の上方にＴＦＴと、前記第１の金属膜と前記第２の金属膜との間で、前記ＴＦＴの上方に、陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極に挟まれた発光素子とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項３】請求項２において、前記ＴＦＴに形成されたゲート配線又はソース配線又はドレイン配線が前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜上方に形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項４】請求項１または請求項２において、前記凹部は２５〜２００μｍの深さであることを特徴とする発光装置。
【請求項５】請求項１乃至３のいずれか一項において、前記第１の金属膜及び前記第２の金属膜は、Ｗ、Ｔａ、Ａｇ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃu、Ｐｄの単体またはそれらから選ばれた積層またはそれらから選ばれた合金からなることを特徴とする発光装置。
【請求項６】請求項１または請求項２において、前記第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜が形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項７】請求項１または請求項２または請求項６において、前記第１の絶縁膜は、二酸化珪素を主成分とすることを特徴とする発光装置。
【請求項８】請求項６において、前記第２の絶縁膜は、ＤＬＣ、窒化珪素の単体またはそれらから選ばれた積層からなることを特徴とする発光装置。
【請求項９】画素電極と第３の絶縁膜とを有し、前記画素電極上に前記第３の絶縁膜が重なり、前記画素電極上に有機層が形成され、前記第３の絶縁膜上に前記有機層の端部が形成され、前記第３の絶縁膜上に、かつ、前記有機層及び前記画素電極の横方向には、上面と斜面を有する第４の絶縁膜が形成され、前記第４の絶縁膜の上面と斜面と、前記第３の絶縁膜の一部の上と、前記有機層上に陰極が形成され、前記陰極の表面は、前記第４の絶縁膜の斜面と、前記第３の絶縁膜の一部と、前記有機層の端部に囲まれた凸部の形状を有することを特徴とする発光装置。
【請求項１０】陽極と第３の絶縁膜とを有し、前記陽極上に前記第３の絶縁膜が重なり、前記陽極上に有機層が形成され、前記第３の絶縁膜上に前記有機層の端部が形成され、前記有機層の上に陰極が形成され、前記第３の絶縁膜上に、かつ、前記有機層及び前記陰極の横方向には、上面と斜面を有する第４の絶縁膜が形成され、前記陰極の端部と、前記第４の絶縁膜の上面と斜面と、第３の絶縁膜の一部と、前記有機層の端部に接するように第５の絶縁膜が形成され、前記第５の絶縁膜上に金属膜が形成され、前記陰極の端部と、前記有機層の端部と、前記第４の絶縁膜の斜面と、第３の絶縁膜の一部に形成された前記第５の絶縁膜に凹部が形成されることにより、前記第５の絶縁膜に接する前記金属膜の表面に凸部の形状を有することを特徴とする発光装置。
【請求項１１】請求項１０において、前記第５の絶縁膜は、ＳｉＮＯ、ＤＬＣの単体またはそれらから選ばれた積層からなることを特徴とする発光装置。
【請求項１２】請求項１０において、前記金属膜は、Ａｌを主成分とすることを特徴とする発光装置。
【請求項１３】請求項１乃至１２のいずれか一項において、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、携帯型情報端末、デジタルカメラ、デジタルビデオディスクプレーヤー、車載用後方確認モニター、テレビ電話、カーナビゲーションまたは電子遊技機器であることを特徴とする発光装置。
【請求項１４】第１の基板に凹部を形成する第１の工程と、前記凹部に沿って金属膜を形成する第２の工程と、前記第１の基板の表面と前記金属膜の一部を研磨する第３の工程と、前記金属膜上に第１の絶縁膜を形成する第４の工程と、陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極に挟まれた発光素子を形成する第５の工程とを有する発光装置の作製方法。
【請求項１５】請求項１４において、前記第４の工程の後に、前記第１の絶縁膜の表面をＣＭＰによって平坦化し、前記第１の絶縁膜の表面上に第２の絶縁膜を形成する工程とを有する発光装置の作製方法。
【請求項１６】請求項１４において、サンドブラスト法によって、前記凹部を形成する発光装置の作製方法。
【請求項１７】請求項１４において、エッチング法によって、前記凹部を形成する発光装置の作製方法。
【請求項１８】鋳型によって凹部を有する第１の基板を形成する第１の工程と、前記凹部に沿って金属膜を形成する第２の工程と、前記第１の基板の表面と前記金属膜の一部を研磨する第３の工程と、前記金属膜上に第１の絶縁膜を形成する第４の工程と、陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極に挟まれた発光素子を形成する第５の工程とを有する発光装置の作製方法。
【請求項１９】請求項１８において、前記第４の工程の後に、前記第１の絶縁膜の表面をＣＭＰによって平坦化し、前記第１の絶縁膜の表面上に第２の絶縁膜を形成する工程とを有する発光装置の作製方法。
【請求項２０】画素電極を形成する第１の工程と、前記画素電極の一部と重なるように第３の絶縁膜を形成する第２の工程と、前記画素電極の横方向に、かつ、前記第３の絶縁膜の上方に第４の絶縁膜を形成する第３の工程と、前記画素電極上及び前記第３の絶縁膜の端部上に有機層を形成する第４の工程と、前記第４の絶縁膜の上面及び斜面と、前記第３の絶縁膜の一部と、前記有機層に接するように陰極を形成する第５の工程とを有する発光装置の作製方法。
【請求項２１】陽極を形成する第１の工程と、前記陽極の一部と重なるように第３の絶縁膜を形成する第２の工程と、前記陽極の横方向に、かつ、前記第３の絶縁膜の上方に第４の絶縁膜を形成する第３の工程と、前記陽極及び前記第３の絶縁膜の端部上に有機層を形成する第４の工程と、前記有機層上に接するように前記陰極を形成する第５の工程と、前記第４の絶縁膜の上面及び斜面と、前記第３の絶縁膜の一部と、前記有機層の一部と、前記陰極に第５の絶縁膜を形成する第６の工程と、前記第５の絶縁膜上に金属膜を形成する第７の工程とを有する発光装置の作製方法。
【図１】
【図２】
【図６】
【図３】
【図４】
【図１２】
【図１４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１５】
【図１６】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１７】
【図１８】
【図２２】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図６】
【図３】
【図４】
【図１２】
【図１４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１５】
【図１６】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１７】
【図１８】
【図２２】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００２−３５２９５０（Ｐ２００２−３５２９５０Ａ）
【公開日】平成１４年１２月６日（２００２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００２−３１５３９（Ｐ２００２−３１５３９）
【出願日】平成１４年２月７日（２００２．２．７）
【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１４年１２月６日（２００２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１４年２月７日（２００２．２．７）
【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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