発光装置
【課題】発光装置が有するＥＬパネルの封止技術を提供する。
【解決手段】本発明では封止された空間内部のＥＬ素子上に、水や酸素などを吸収する性
質（吸収性）を有する吸収膜を備える。これにより空間内部に水や酸素を吸収させる機能
を容易に持たせることができ、また、ＥＬ素子を形成した後、連続的に吸収膜を形成させ
ることができるため空間内に酸素や水分を侵入させることなく封止構造を形成することが
でき、ＥＬ素子の劣化を防止することができる。
【解決手段】本発明では封止された空間内部のＥＬ素子上に、水や酸素などを吸収する性
質（吸収性）を有する吸収膜を備える。これにより空間内部に水や酸素を吸収させる機能
を容易に持たせることができ、また、ＥＬ素子を形成した後、連続的に吸収膜を形成させ
ることができるため空間内に酸素や水分を侵入させることなく封止構造を形成することが
でき、ＥＬ素子の劣化を防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を基板上に作り込んで形成された装
置（以下、発光装置という）に関する。特に発光装置が有する、基板上に形成したＥＬ素
子を封止したＥＬパネルの封止技術に関する。なお、本明細書中ではＥＬパネルにＦＰＣ
が接続され、ＦＰＣを介してＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールを発光装置と
よぶ。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光型の素子としてＥＬ素子を有した発光装置の研究が活発化しており、特に、
ＥＬ材料として有機材料を用いた発光装置が注目されている。この発光装置は有機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】
発光装置は、液晶表示装置と異なり自発光型であるため視野角の問題がないという特徴
がある。即ち、屋外に用いられるディスプレイとしては、液晶ディスプレイよりも適して
おり、様々な形での使用が提案されている。
【０００４】
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、コダック・イーストマン・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発光装置は殆どこの構造を採用してい
る。
【０００５】
また、他にも陽極上に正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、または正孔注入
層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層の順に積層する構造も良い。発光層に
対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。また、これらの層は、全て低分子系の材料
からなる膜で形成しても良いし、全て高分子系の材料からなる膜で形成しても良い。
【０００６】
本明細書において、陰極と陽極との間に設けられる全ての層を総称してＥＬ層という。
したがって、上述した正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層は、
全てＥＬ層に含まれる。
【０００７】
なお、本明細書中では、陰極、ＥＬ層及び陽極で形成される発光素子をＥＬ素子といい
、これには、互いに直交するように設けられた２種類のストライプ状電極の間にＥＬ層を
形成する方式（単純マトリクス方式）、又はＴＦＴに接続されマトリクス状に配列された
画素電極と対向電極との間にＥＬ層を形成する方式（アクティブマトリクス方式）、の２
種類がある。
【０００８】
ＥＬ素子の中で、ＥＬ層に蛍光性の有機化合物を用いたものは、有機ＥＬ素子と呼ばれ
ているが、有機ＥＬ素子の実用化における最大の問題は、素子の寿命が不十分な点である
。また、素子の劣化は、長時間発光させると共に非発光領域（ダークスポット）が広がる
という形で現れるが、その最大の原因は、陰極の剥離によるものであるといわれている。
【０００９】
陰極の酸化や剥離等によるダークスポットの発生には、大気中の酸素や水分が起因する
場合が多い。例えば、ＭｇＡｇ合金等の安定な金属で作製した電極を用いると大気中で素
子を動作させることも可能であるが、素子の寿命は短くなる。よって、良好な素子特性を
得るために、素子の作製を一貫して真空又は、不活性ガス雰囲気下のグローブボックス中
で行うのが理想的とされている。
【００１０】
つまり、実用的な寿命を持つ素子を作製するためには、封止技術が重要となる。一般的
には、乾燥窒素や不活性ガス雰囲気下で素子をガラス基板で覆い、周囲を樹脂で封止する
といった方法が採られる。
【００１１】
しかし、封止した基板でもダークスポットの成長が観察される。これは、素子駆動時の
高い電界によって電極と残留不純物との反応が促進されるためであると考えられている。
つまり、封入されるガスの純度を高くしても表面吸着物や封止用の樹脂からの放出物があ
るため、酸素や水分といった物質を完全に除去するのは難しい。それに対して以下に示す
ような工夫がなされている。
【００１２】
図１６に一般的なＥＬパネルの封止における断面構造を示す。図１６において、１６０
１は基板、１６０２は陽極、１６０３はＥＬ層、１６０４は陰極である。陽極１６０２お
よび陰極１６０４は、それぞれ外部電源に電気的に接続されている。そして、陽極１６０
２、ＥＬ層１６０３および陰極１６０４からなる基板１６０１上のＥＬ素子は、封止基板
１６０７によりシール剤１６０８を介して封止される。
【００１３】
ここで、空間１６０９に存在する酸素及び水分によるＥＬ素子の劣化を防ぐために吸湿
性の物質からなる吸湿剤（捕水剤ともいう）１６０６を添加するというものである。これ
については、以下に示す文献に詳細が記されている。（文献：川見伸、内藤武実、大畑浩
、仲田仁：有機ＥＬ素子の封止における捕水剤の効果、第４５回応用物理学関係連合講演
会講演予稿集、１２２３（１９９８））
【００１４】
なお、吸湿剤としては、シリカゲル、合成ゼオライトなどに代表される物理吸着性のも
のと、五酸化リンや塩化カルシウムなどに代表される化学吸着性のものとがあるが、化学
吸着性の物質は、吸着した水分を結晶水として取り込み、再放出することがないことから
酸化バリウム（ＢａＯ）等の化学吸着性の物質が用いられることが多い。
【００１５】
また、吸湿剤を備える方法としては、封止基板に吸湿剤を備えるスペース（窪み等）を
設けて、そこに吸湿剤を備えたあと、合成樹脂等のフィルムに粘着性を持たせたもので吸
湿剤が分散しないように貼り付けたり、通気性の材質からなる袋に吸湿剤を入れたものを
封止基板に貼り付けるなどして吸湿剤が空間１６０９に分散しないように備えるといった
方法が採られている。しかし、空間１６０９に吸湿剤を直接分散させて備える方法も採ら
れている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
図１６に示したように空間１６０９には、酸化バリウム等の吸湿剤１６０６が備えられ
ている。
【００１７】
なお、酸化バリウム等の吸湿剤は、通常粉末状の固体であることから、空間１６０９内
にそのまま分散させて備えたり、高分子系の材料からなるフィルム等で包んだものを封止
基板等に貼り付けたりして備える方法が採られている。
【００１８】
また、一般的に吸湿剤は手作業で封入されるため、不活性ガス雰囲気下での作業に困難
を生じたり、また包装した吸湿剤を備えたりする場合には、その包装に手間がかかるとい
った問題がある。
【００１９】
これに対し、不活性ガス雰囲気下での作業の困難性から大気中で吸湿剤の封入が行われ
る場合もある。しかし、この場合には、当然大気中の酸素や水分が空間１６０９に含まれ
るという問題を避けることができない。
【００２０】
本発明は、上述したことに鑑み、ＥＬ素子の封止において、水や酸素が侵入しない構造
を有し、さらにこれらを吸収する吸湿剤等を容易に、かつ効率的に添加する方法を提供す
ることにより、ＥＬ素子の劣化を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記問題点を解決するために本発明は、基板上に形成したＥＬ素子を封止する際にその
内部に添加する酸素や水といった不純物を吸収する性質（以下、吸収性という）の材料お
よび添加方法の改良を行った。これによりＥＬ素子上に吸収性の膜（以下、吸収膜という
）を容易に形成させることができ、さらに酸素や水分によりＥＬ素子の劣化を防ぐという
ものである。
【００２２】
本発明においては、まず基板上に陽極、ＥＬ層および陰極からなるＥＬ素子を形成し、
ＥＬ素子上に吸収膜を形成させる。なお、本発明における吸収膜としては、酸素により酸
化されやすい仕事関数の低い金属であり、さらにその酸化物が水と反応して水和物を形成
し、水分の再放出が生じないような材料からなる膜のことをいう。なお、これらの金属材
料としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム及びラ
ジウムといったアルカリ土類金属を用いることができる。また、本明細書中では、このよ
うな材料からなる膜のことを吸収膜と呼ぶ。
【００２３】
これらの吸収膜を成膜する方法としては、蒸着法やスパッタリング法が挙げられるが、
ＥＬ素子の形成後、連続的に成膜できる方法が好ましい。また、蒸着法を用いる場合には
、抵抗加熱による方法(ＲＥ法:Resistivity Evaporation法)と電子ビームによる方法(Ｅ
Ｂ法:Electron Beam法)を用いることができる。
【００２４】
さらに、これらの吸収膜は、ＥＬ素子上に直接設けられていても良いが、吸収膜に吸着
した水分がＥＬ素子の電極に直接接するのを防ぐために窒化珪素や、酸化珪素といった絶
縁膜からなるバリア膜をＥＬ素子上に形成させた後で形成しても良い。
【００２５】
また、吸収膜は、ＥＬ素子を覆うように形成されるが、ＥＬ素子を囲むように、また後
から備えられるシール剤と重なることがないようにメタルマスク等を用いて選択的に成膜
を行う必要がある。
【００２６】
吸収膜形成後は、封止基板を基板との間にＥＬ素子を挟むような位置に備え、基板と封
止基板との間にシール剤を備えて封止構造を形成する。つまり、ここで形成された封止構
造の内部に存在する酸素及び水分等は先に形成された吸収膜により捕捉される。
【００２７】
また、ここで設けられるシール剤としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂であるこ
とが好ましい。なお、シール剤は、ＥＬ素子上に形成された吸収膜を囲むように設けられ
ている。
【００２８】
なお、本発明においては、上記の封止構造を形成させた後で、さらに封止基板及びシー
ル剤を覆うように金属膜等を設けて、封止された内部に酸素や水分がより侵入しにくくな
る構造を有しても良い。
【００２９】
ただし、この場合には、封止構造の外部に形成された、ＥＬ素子の電極と電気的に接続
された配線（接続配線）上に窒化珪素や酸化珪素からなる絶縁膜を予め形成させておく必
要がある。また、ＥＬ素子を外部の駆動回路と接続するために形成される接続部は、メタ
ルマスク等で遮断して金属膜が成膜されることのないようにしておく必要がある。
【発明の効果】
【００３０】
本発明では封止された空間内部のＥＬ素子上に酸素や水分等の物質に対して吸収性のあ
る金属を膜として備えることから、空間内に吸収機能を持たせることがこれまで以上に容
易になり、また、ＥＬ素子形成後に連続的に吸収膜を形成させることができるため空間内
に酸素や水分を侵入させることなく封止構造を作製することができる点に特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を説明する図。
【図２】本発明におけるＥＬ素子の素子構造を説明する図。
【図３】本発明を実施したことによる効果を示す図。
【図４】画素ＴＦＴ及び駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す図。
【図５】画素ＴＦＴ及び駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す図。
【図６】画素ＴＦＴ及び駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す図。
【図７】画素ＴＦＴ及び駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す図。
【図８】発光装置の上面図及び封止構造を示す図。
【図９】パッシブマトリクス型発光装置断面構造を示す図。
【図１０】発光装置の封止の様子を説明する図。
【図１１】ＥＬ層の劣化の様子を示す写真。
【図１２】ＥＬ層の劣化の様子を示す写真。
【図１３】本発明の発光装置の形成に用いる成膜装置図。
【図１４】電気器具の具体例を示す図。
【図１５】電気器具の具体例を示す図。
【図１６】従来例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の実施の形態においては、基板上に形成されたＥＬ素子を封止する方法について
説明する。
【００３３】
図１（Ａ）に本発明で用いるＥＬパネルの上面図と図１（Ｂ）にその断面構造を示す。
【００３４】
図１（Ａ）、（Ｂ）において、１０１は基板、１０２は封止基板であり、基板１０１と
封止基板１０２との間には、ＥＬ素子１０６が設けられている。なお、ＥＬ素子１０６は
、陽極１０３と陰極１０４との間にＥＬ層１０５が設けられた構造を有している。
【００３５】
なお、ＥＬ素子を形成する陽極１０３は、スッパッタリング法により形成し、材料とし
ては、酸化スズと酸化インジウムの合金であるＩＴＯ、酸化インジウムに２〜２０％の酸
化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した化合物及び酸化亜鉛と酸化ガリウムからなる化合物を用いる
ことができる。また、陰極１０４は、蒸着法によりＭｇ：ＡｇやＹｂといった仕事関数の
小さい金属により形成することができる。また、陽極１０３の端部は、絶縁性の材料から
なる絶縁体１１０により覆われている。
【００３６】
また、ＥＬ層１０５は、蒸着法、塗布法又は、印刷法といった成膜技術を用いることが
できる。さらに、ＥＬ層１０５の構造としては、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子
輸送層、電子注入層、正孔阻止層、バッファー層を自由に組み合わせて積層構造又は、単
層構造とすればよい。
【００３７】
また、ＥＬ層１０５には、公知の有機ＥＬ材料を用いることができるが、高分子（ポリ
マー）系材料を用いても良いし、低分子（モノマー）系材料を用いることもできる。さら
に、低分子系の材料からなる膜と高分子系の材料からなる膜を積層して形成しても良い。
【００３８】
なお、本発明は、アクティブマトリクス型のＥＬパネルだけではなく、パッシブマトリ
クス型のＥＬパネルについても適用することが可能である。
【００３９】
吸収膜１０７は、基板１０１上に形成されたＥＬ素子１０６を完全に覆うように形成さ
れている。ここで形成される吸収膜１０７は、ＥＬ素子１０６形成後に窒素や希ガスとい
った不活性ガス雰囲気下で連続的に成膜される。
【００４０】
さらに、封止基板１０２は熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂といった材料からなるシール剤
１０８により封止構造が形成されるが、ここで基板１０１と封止基板１０２に囲まれた領
域を空間１０９とよび、ＥＬ素子１０６は、不活性ガスを有する空間１０９の内部に位置
している。なお、シール剤は、吸収膜と重ならない位置に備えられている。
【００４１】
図１（Ｂ）において、矢印は、ＥＬ素子１０６から発せられた光が放出される方向を示
している。つまり、ＥＬ素子１０６の構造としては、ＥＬ層１０５から見て、基板１０１
側に陽極１０３が形成され、封止基板１０２側に陰極１０４が形成されている。
【００４２】
ＥＬ素子の素子構造を陰極と陽極を入れ替えることで光の放出方向を矢印と反対の方向
にすることは可能であるが、本発明において用いる吸収膜１０７は、水分を吸着するにつ
れて透過率が低下してしまうので、図１（Ｂ）に示すような素子構造とするのが好ましい
。
【００４３】
なお、図１（Ａ）（Ｂ）では、一枚の基板から１枚のＥＬパネルが形成される場合につ
いて説明している。一枚の基板から複数のパネルを形成する場合においても本発明を適用
することは可能である。
【００４４】
そして、ＥＬ素子１０６形成後に連続的に吸収膜１０７が形成されている。ここで形成
される吸収膜１０７は、仕事関数の低い金属で形成される。なお、本明細書中における仕
事関数が低い金属とは、２．０〜４．０ｅＶの範囲の仕事関数を示す金属のことをいう。
【００４５】
また、本発明で用いる吸収膜１０７は、その成膜温度の点から蒸着法による成膜が好ま
しいが、低温での処理が可能であれば、ＣＶＤ法やスパッタ法を用いて成膜することも可
能である。
【００４６】
次に、吸収膜１０７が形成されると不活性ガス雰囲気下で封止が行われるが、封止に用
いる封止基板１０２としては、ガラス、石英、プラスチック（プラスチックフィルムも含
む）、金属（代表的にはステンレス）セラミックスといった材料を用いることができる。
なお、プラスチックとしては、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、アクリ
ル樹脂フィルムを用いることができる。
【００４７】
本発明は、上記構成により封止により形成される空間に酸素や水分等が混入された場合
、これらが直接ＥＬ素子１０６に侵入するのを防ぐことができる。好ましくは、ＥＬ素子
が基板と吸収膜に密閉され、その結果ＥＬ素子が空間１０９の雰囲気に曝されることを防
ぐことができる。そして、ＥＬ素子１０６が酸素や水分により劣化するのを抑えることが
できる。
【実施例１】
【００４８】
以下に本発明の実施例について説明する。
【００４９】
本発明を実施する上で用いたＥＬ素子の素子構造についての概略図を図２に示す。図２
において、２０１は基板であり、ガラスや石英といった透光性の材料を用いることができ
る。また、２０２は、陽極であり、酸化スズと酸化インジウムの合金であるＩＴＯで形成
されるが、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した化合物や、酸化
亜鉛と酸化ガリウムからなる化合物を用いても良い。また、陽極２０２の端部は、絶縁性
の材料からなる絶縁体２１４により覆われている。
【００５０】
次に正孔注入層２０３、正孔輸送層２０４、発光層２０５およびバッファー層２０６か
らなる積層構造を有するＥＬ層２０７が形成される。
具体的には、正孔注入層２０３としては、銅フタロシアニン（Ｃｕ−Ｐｃ）や、ポリチオ
フェン誘導体であるＰＥＤＯＴを用いて形成することができる。
【００５１】
なお、銅フタロシアニンのような低分子系の材料を用いる場合には、蒸着法により膜を
形成し、ＰＥＤＯＴのような高分子系の材料を用いる場合には、スピンコート法やインク
ジェット法を用いると良い。また、正孔輸送層２０４としては、ＭＴＤＡＴＡやα−ＮＰ
Ｄを用いることができる。
【００５２】
次に、発光層２０５としては、公知の有機ＥＬ材料を用いることができ、高分子系のＥ
Ｌ材料若しくは低分子系のＥＬ材料を用いることができる。なお、本実施例では、赤色の
発光を示す赤色発光層と緑色の発光を示す緑色発光層及び青色の発光を示す青色発光層の
三色からなる発光層を形成する場合について説明する。
【００５３】
赤色発光層は、Ａｌｑ3にＤＣＭをドーピングしたものを用いて形成することができる
。その他にもＥｕ錯体（Ｅｕ（ＤＣＭ）3（Ｐｈｅｎ）、アルミキノリラト錯体（Ａｌｑ3
）にＤＣＭ−１をドーパントとして用いたもの等を用いることができる。次に、緑色発光
層は、ＣＢＰとＩｒ（ｐｐｙ）３を共蒸着することにより形成させることができる。なお
、この他にもアルミキノリラト錯体（Ａｌｑ3）、ベンゾキノリノラトベリリウム錯体（
ＢｅＢｑ）を用いることができる。さらには、アルミキノリラト錯体（Ａｌｑ3）にクマ
リン６やキナクリドンといった材料をドーパントとして用いたものも可能である。そして
、青色発光層には、ジスチリル誘導体であるＤＰＶＢｉや、アゾメチン化合物を配位子に
持つ亜鉛錯体及びＤＰＶＢｉにペリレンをドーピングしたものを用いることができる。
【００５４】
また、バッファー層２０６として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化アルミニウム（Ａ
ｌ2Ｏ3）、リチウムアセチルアセトネート（Ｌｉａｃａｃ）といった材料を用いることが
できる。
【００５５】
以上でＥＬ層２０７の積層構造が完成する。なお、ＥＬ層を形成する材料が低分子系の
材料である場合には、蒸着法により形成すれば良く、また、高分子系の材料を用いた場合
には、スピンコート法やインクジェット法といった塗布法や印刷法などを用いて形成すれ
ばよい。
【００５６】
次に、ＥＬ層２０７上に陰極２０８を形成する。陰極から電子が注入されることを考慮
すると仕事関数の低い金属材料が必要である。しかし、仕事関数の低い金属は、大気中で
不安定であり、酸化や剥離が問題となる。そのため、マグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）
を９：１の割合で共蒸着させることにより形成させた合金（ＭｇＡｇ）を用いるのが効果
的である。また、陰極材料としては、アルミニウムとリチウムやカルシウム及びマグネシ
ウムの合金を用いてもよい。さらには、イッテルビウム（Ｙｂ）を用いることも可能であ
る。
【００５７】
また、本実施例では、陰極における抵抗を低くし、陰極の酸化を抑える目的で銀（Ａｇ
）からなる保護電極２０９を設けている。なお、保護電極は、必ずしも設けなければなら
ないものではなく、必要に応じて設ければよい。
【００５８】
次にバリア膜２１０を形成する。ここでは、吸収膜で吸収された酸素及び水分が直接陰
極に接触するのを防ぐために設けられている。なお、バリア膜は、必ず設ける必要はなく
必要に応じて設ければよい。なお、バリア膜を形成する材料としては、絶縁材料、具体的
には、銅フタロシアニンや窒化珪素、酸化珪素といった材料を用いて形成すればよい。
【００５９】
次にバリア膜２１０上に吸収膜２１１を形成する。吸収膜２１１としては、仕事関数の
小さい金属を用いる。これは、仕事関数の小さい金属は酸化され易いためである。さらに
、ここで用いる金属は、酸化により生じた酸化物が水分を取り込んで水和物になるものを
用いる。具体的には、バリウム（Ｂａ）を用いることができる。バリウムは、酸素及び水
と次のように反応することが知られている。
【００６０】
２Ｂａ＋Ｏ2→２ＢａＯ
【００６１】
ＢａＯ＋９Ｈ2Ｏ → Ｂａ(ＯＨ)2・８Ｈ2Ｏ
【００６２】
すなわち、この式に示すようにバリウムは、空間に存在する酸素や水分等と反応して取
り込む機能を有している。つまり、この化学的性質を吸収膜として利用しているのである
。
【００６３】
また、ＥＬ層２０７、陰極２０８、保護電極２０９、バリア膜２１０及び吸収膜２１１
の形成は、その界面に酸素や水分が含まれないように行うことが望ましい。従って真空条
件下でこれらの膜を連続成膜するか、ＥＬ層２０７を窒素や希ガスといった不活性ガス雰
囲気下で形成した後、酸素や水分に触れないようにする必要がある。
【００６４】
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。
【００６５】
以上のように形成した後で、シール剤２１２を用いて封止基板２１３を基板２０１に貼
り合わせる。本実施例においては、シール剤２１２として紫外線硬化樹脂を用いた。なお
、本明細書中では基板２０１、封止基板２１３およびシール剤２１２で囲まれた領域を空
間２１５という。
【００６６】
封止基板としては、ガラス、石英、プラスチック（プラスチックフィルムも含む）、金
属（代表的にはステンレス）セラミックスといった材料を用いることができる。なお、プ
ラスチックとしては、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、アクリル樹脂フ
ィルムを用いることができる。
【００６７】
本実施例において、上述した封止構造を有するＥＬパネルについて、パネル作製時から
のＥＬ素子の劣化の様子をＥＬ素子に印加する電圧に対して得られる輝度により評価を行
った。なお、図２には示されていないが、ＥＬ素子の陽極及び陰極は、それぞれ外部の電
源に電気的に接続されている。
【００６８】
また、評価に用いたＥＬ素子の素子構成は、以下に示すとおりである。はじめに、ガラ
ス基板上にＩＴＯで陽極を形成した後、ＥＬ層を形成する。ＥＬ層は、以下に示す積層構
造を有する。
【００６９】
まず、正孔注入層として、銅フタロシアニンを２０ｎｍの膜厚に形成した後正孔輸送層
として(4,4',4''-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine)（以下、「ＭＴＤＡ
ＴＡ」と示す）を２０ｎｍ、４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−ア
ミノ）−ビフェニル（以下、「α−ＮＰＤ」と示す）を１０ｎｍの膜厚に形成し、次に発
光層としてトリス（８−キノリノラト）−アルミニウム（以下、「Ａｌｑ3」と示す）を
５０ｎｍの膜厚に形成し、バッファー層としてリチウムアセチルアセトネート（以下、「
Ｌｉａｃａｃ」と示す）を２ｎｍの膜厚に形成する。以上によりＥＬ層が形成される。
【００７０】
次に、陰極として、Ｍｇ：Ａｇが、１５０ｎｍの膜厚に形成され、その上に保護電極と
してＡｇを１５０ｎｍの膜厚に形成した。ここまで形成したＥＬ素子を窒素雰囲気下でガ
ラス基板と紫外線硬化樹脂を用いて封止構造を形成させたものを「Ｂａ無し」とし、さら
に、保護電極上にバリア膜として銅フタロシアニンを２０ｎｍ形成し、その上にバリウム
を１５００ｎｍの膜厚に形成した後、窒素雰囲気下でガラス基板と紫外線硬化樹脂を用い
て封止構造を形成させたものを「Ｂａ有り」とした。
【００７１】
ここで得られた結果を図３に示す。作製したＥＬ素子の初期特性を作製日とし、温度６
０℃、湿度９５％の高温高湿条件下で１日放置した後で測定した結果を１日後、２日放置
した後で測定した結果を２日後として示している。なお、ここでの駆動電圧は、７Ｖであ
る。
【００７２】
図３の結果から、「Ｂａ無し」のＥＬ素子は１日後でやや輝度が落ち、２日後には、１
０００カンデラ以上も減少しているのに対し、「Ｂａ付き」のＥＬ素子は、２日後であっ
てもほとんど輝度の減少は見られない。
【００７３】
さらに、ここで観察された、ＥＬ素子について「Ｂａ無し」のＥＬ素子の写真を図１１
に、「Ｂａ付き」のＥＬ素子の写真を図１２に示す。なお、図１１及び図１２については
、いずれも（Ａ）に作製直後のＥＬ素子の様子を示し、（Ｂ）には、高温高湿条件で１日
放置した後、また、（Ｃ）には、２日放置した後のＥＬ素子の様子をそれぞれ示す。
【００７４】
図１１において、「Ｂａなし」のＥＬ素子は、１日後に既に劣化している様子が確認さ
れる。これに対して、図１２の「Ｂａ付き」のＥＬ素子は、１日後には、劣化の様子が見
られない。２日後には、やや劣化の兆候が見られるが、「Ｂａ付き」のＥＬ素子の方がＥ
Ｌ素子の劣化が遅くなることが分かる。よって、バリウムからなる吸収膜を形成すること
によりＥＬ素子の劣化を抑えられることが確認された。
【実施例２】
【００７５】
次に、本実施例では、本発明をアクティブマトリクス型の発光装置に用いた場合につい
て説明する。はじめに、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）を同時に作製し、さらにＥＬ素子までを
形成する方法について詳細に図４〜図７を用いて説明する。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
次いで、下地膜３０１上に半導体層３０２〜３０６を形成する。半導体層３０２〜３０
６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３０２〜３０６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ＣＶ
Ｄ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−法に
よるパターニング処理によって、半導体層３０２〜３０６を形成した。
【００７９】
また、半導体層３０２〜３０６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。
【００８０】
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
３０〜３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００mJ/cm2(代表的には３
５０〜５００mJ/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。
【００８１】
次いで、半導体層３０２〜３０６を覆うゲート絶縁膜３０７を形成する。ゲート絶縁膜
３０７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。
【００８２】
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Ortho
silicate）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。
【００８３】
次いで、図４（Ａ）に示すように、ゲート絶縁膜３０７上に膜厚２０〜１００ｎｍの第
１の導電膜３０８と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜３０９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３０８と、膜厚３７０ｎｍ
のＷ膜からなる第２の導電膜３０９を積層形成した。ＴａＮ膜はスパッタ法で形成し、Ｔ
ａ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％）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。
【００８４】
なお、本実施例では、第１の導電膜３０８をＴａＮ、第２の導電膜３０９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。
【００８５】
次に、図４（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３１０〜３１４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Ｒ
Ｆ（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。
【００８６】
この後、図４（Ｂ）に示すようにレジストからなるマスク３１０〜３１４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Ｔａ
Ｎ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、１０〜２
０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。
【００８７】
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３１５〜３１９（第１の導電層３１５ａ〜３１９ａと第２の導電層３１５ｂ〜３１９ｂ
）を形成する。３２０はゲート絶縁膜であり、第１の形状の導電層３１５〜３１９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。
【００８８】
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４（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３１５〜３１９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３２１〜３２
５が形成される。高濃度不純物領域３２１〜３２５には１×１０20〜１×１０21atoms/cm
3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加する。
【００８９】
次いで、図４（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５００
Ｗ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１２４．６２ｎ
ｍ／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３３０ｂ〜３３０ｂを形成する。一方、第１の導電層３１５ａ〜３１９ａ
は、ほとんどエッチングされず、第１の導電層３３０ａ〜３３４ａを形成する。
【００９０】
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３３０ｂ〜３３４ｂ
を不純物元素に対するマスクとして用い、第１の導電層における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３４
０〜３４４を自己整合的に形成する。この低濃度不純物領域３４０〜３４４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の導電層に
おける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の導電層における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、
高濃度不純物領域３２１〜３２５にも不純物元素が添加され、高濃度不純物領域３４５〜
３４９を形成する。
【００９１】
次いで、図５（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５（Ｂ）に示すようにレ
ジスト（３５０、３５１）からなるマスクを形成する。
【００９２】
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。
【００９３】
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３５２ａ〜３５４ａが形成される。
【００９４】
上記第３のエッチングによって、第１の導電層３５２ａ〜３５４ａと重ならない不純物
領域（ＬＤＤ領域）３５５〜３５７が形成される。なお、不純物領域（ＧＯＬＤ領域）３
４０および３４２は、第１の導電層３３０ａおよび３３２ａと重なったままである。
【００９５】
また、第１の導電層３３０ａと第２の導電層３３０ｂ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３５２ａと第２
の導電層３５２ｂ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。
【００９６】
同様に、第１の導電層３５３ａと第２の導電層３５３ｂ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３５４ａと第２の導電
層３５４ｂ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。さらに第１の導電層３３２ａと第２の導電層３３２ｂとで形成された電極は、最終
的に画素部のコンデンサ（保持容量）の一方の電極となる。
【００９７】
このようにして、本実施例は、第１の導電層３５２ａ〜３５４ａと重ならない不純物領
域（ＬＤＤ領域）３５５〜３５７と、第１の導電層３３０ａおよび３３２ａと重なる不純
物領域（ＧＯＬＤ領域）３４０および３４２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。
【００９８】
次にレジストからなるマスク３５０と３５１を除去した後、ゲート絶縁膜３２０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６．７Ｐ
ａ、ＲＦ電力８００Ｗ、ＣＨＦ3ガス流量３５ｓｃｃｍで第４のエッチング処理を行った
。これにより、高濃度不純物領域３４５〜３４９の一部は露呈し、絶縁膜３６０〜３６４
が形成される。
【００９９】
次いで、新たにレジストからなるマスク３６５、３６６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の活性層を形成する（
図５（Ｃ））。第１の導電層３５２ａ、３３２ａおよび３５４ａ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。
【０１００】
本実施例では、不純物領域３７０〜３７５はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ
法で形成する。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３
７０〜３７５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。
【０１０１】
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。
なお、本実施例では、ゲート絶縁膜をエッチングした後で不純物（ボロン）のドーピン
グを行う方法を示したが、ゲート絶縁膜をエッチングせずに不純物のドーピングを行って
も良いし、ゲート絶縁膜をエッチングする前に不純物のドーピングを行っても良い。
【０１０２】
次いで、レジストからなるマスク３６５、３６６を除去して図６（Ａ）に示すように第
１の層間絶縁膜３７６を形成する。この第１の層間絶縁膜３７６としては、プラズマＣＶ
Ｄ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３７６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。
【０１０３】
次いで、それぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する工程を行う。こ
の活性化工程は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４００〜７
００℃、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。
【０１０４】
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（３４５、３４８、３７０、３７２、３７４）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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
次いで、図６（Ｂ）に示すように第１の層間絶縁膜３７６上に有機絶縁物材料から成る
第２の層間絶縁膜３８０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３４５、３４８、３７０、３７２、３７４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。
【０１１０】
第２の層間絶縁膜３８０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。
【０１１１】
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。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。
【０１１２】
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３７６及び第２層
間絶縁膜３８０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３８０を形成する材料は、第１層間絶縁膜３７６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。
【０１１３】
そして、各不純物領域３４５、３４８、３７０、３７２、３７４とそれぞれ電気的に接
続する配線３８１〜３８８を形成する。そして、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚５００ｎ
ｍ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。
【０１１４】
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３８９を形成する（図６（Ｂ））。なお、本実施例では、画素電極とし
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（Ｚｎ
Ｏ）を混合した透明導電膜を用いる。
【０１１５】
また、画素電極３８９は、ドレイン配線３８７と接して重ねて形成することによって電
流制御用ＴＦＴのドレイン領域と電気的な接続が形成される。
【０１１６】
次に、図７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、画素電極３８９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３９０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できる。開口部の側壁が十分になだ
らかでないと側壁の段差に起因する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。
【０１１７】
なお、本実施例においては、第３の層間絶縁膜３９０として酸化珪素からなる膜を用い
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。
【０１１８】
次に、図７に示すようにＥＬ層３９１を蒸着法により形成する。ここでは、本発明にお
いて形成されるＥＬ層３９１の一例について示す。
【０１１９】
まず、画素電極（陽極）３８９上に正孔注入層として銅フタロシアニン（以下、「Ｃｕ
−Ｐｃ」と示す）を２０ｎｍの膜厚に形成した後、正孔輸送層としてＭＴＤＡＴＡを２０
ｎｍ、α−ＮＰＤを１０ｎｍｎｍ形成し、その後、発光層としてＡｌｑ3を５０ｎｍの膜
厚に形成し、さらにバッファー層としてＬｉａｃａｃを２ｎｍの膜厚に形成したものを用
いた。以上により、ＥＬ層３９１が形成される。
【０１２０】
なお、ＥＬ層３９１を形成する材料としては、公知の材料を用いることができる。本実
施例では正孔注入層、正孔輸送層（Hole transporting layer）、発光層（Emitting laye
r）および電子輸送層からなる４層構造をＥＬ層３９１とするが、さらに電子注入層を設
けることもできるし、発光層以外のいずれかが欠ける構造も可能である。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。
【０１２１】
次に蒸着法により陰極（Ｍｇ：Ａｇ電極）３９２および保護電極３９４を形成する。こ
のときＥＬ層３９１及び陰極３９２を形成するに先立って画素電極３８９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Ｍｇ：Ａｇ電極を用いるが、公知の他の材料を用いても良い。
【０１２２】
また、保護電極３９４は陰極３９２の劣化を防ぎ、また陰極の膜抵抗を下げるために設
けられ、アルミニウムを主成分とする低抵抗な金属膜が代表的である。勿論、他の材料で
も良い。また、この金属膜は、必ずしも設ける必要はなく必要に応じて設ければよい。
【０１２３】
さらに、バリア膜３９５が形成される。これは、後に設けられる吸収膜に捕捉された酸
素又は水分が陰極及び保護電極と直接接触するのを防ぐためである。なお、本実施例では
、バリア膜として、Ｃｕ−Ｐｃからなる絶縁膜を用いた。
【０１２４】
なお、ＥＬ層３９１の膜厚は１０〜４００[nm]（典型的には６０〜１５０[nm]）、陰極
３９２の厚さは８０〜２００[nm]（典型的には１００〜１５０[nm]）とすれば良い。
【０１２５】
次に、ＥＬ素子３９３、保護電極３９４、バリア膜３９５を覆うように吸収膜３９６が
形成される。吸収膜３９６としては、吸収性を有する仕事関数の低い金属が望ましく本実
施例では、バリウムを用いた。なお、吸収膜３９６の膜厚は１〜３[μm]（典型的には１
．５〜２[μm]）とすればよい。
【０１２６】
また、ＥＬ素子３９３は、酸素及び水分に弱いので、ＥＬ層３９１形成から吸収膜３９
６の形成までを連続的に処理するのが望ましい。
【０１２７】
さらに、本実施例では、封止の際に封止基板と基板の間に備えるシール剤の密着性を高
めるために吸収膜３９６上に窒化膜や酸化膜等の絶縁膜からなるパッシベーション膜３９
７を設ける構造とした。しかし、このパッシベーション膜３９７は、必ずしも設ける必要
はなく、必要に応じて設ければよい。
【０１２８】
こうして図７に示すような構造が完成する。本明細書中では、図７に示すような構造ま
で作製されたものをＥＬ基板とよぶ。
【０１２９】
なお、本実施例においては、ＥＬ素子３９３の素子構成から下面出射となるためスイッ
チング用ＴＦＴ５０３にｎチャネル型ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴ５０４にｐチャネル型Ｔ
ＦＴを用いるという構成を示したが、本実施例は、好ましい一形態にすぎず、これに限ら
れる必要はない。また、４００〜４０３は、チャネル領域であり、５０１はｎチャネルＴ
ＦＴ、５０２はｐチャネルＴＦＴ、５０５はコンデンサ、５０６は駆動回路、５０７は画
素部である。
【０１３０】
なお、本実施例において用いるＴＦＴの駆動電圧は、１．２〜１０Ｖであり、好ましく
は、２．５〜５．５Ｖである。
【０１３１】
次に、図７に示すＥＬ基板を封止基板で封止してＥＬパネルとして完成させる方法につ
いて図８を用いて説明する。
【０１３２】
図８（Ａ）は、ＥＬ基板を封止したＥＬパネルの上面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）をＡ
−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された８０１はソース側駆動回路、８０２は画
素部、８０３はゲート側駆動回路である。また、８０４は封止基板、８０５はシール材で
あり、シール材８０５で囲まれた内側は、空間８０７になっている。
【０１３３】
なお、ソース側駆動回路８０１及びゲート側駆動回路８０３に入力される信号を伝送す
るための配線（図示せず）により、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサ
ーキット）８０９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではＥＬパネル
にＦＰＣが接続された状態を示しているが、ＦＰＣを介してＩＣ（集積回路）が直接実装
されたモジュールを本明細書中では、発光装置とよぶ。
【０１３４】
次に、断面構造について図８（Ｂ）を用いて説明する。基板８１０の上方には画素部８
０２、ゲート側駆動回路８０３が形成されており、画素部８０２は電流制御用ＴＦＴ８１
１とそのドレインに電気的に接続された画素電極８１２を含む複数の画素により形成され
る。また、ゲート側駆動回路８０３はｎチャネル型ＴＦＴ８１３とｐチャネル型ＴＦＴ８
１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路（図７参照）を用いて形成される。
【０１３５】
画素電極８１２は陽極として機能する。また、画素電極８１２の両端にバンク８１５が
形成された後、画素電極８１２上にＥＬ層８１６および陰極８１７が形成され、ＥＬ素子
８１８が形成される。
【０１３６】
なお、陰極８１７は全画素に共通の配線として機能し、接続配線８０８を経由してＦＰ
Ｃ８０９に電気的に接続されている。
【０１３７】
次にＥＬ素子８１８を覆うようにバリア膜８１９及び吸収膜８２０が連続的に形成され
る。なお、ここで形成されるバリア膜８１９は、吸収膜８２０により吸収された酸素や水
分が直接陰極８１７に接触するのを避けるためである。さらに吸収膜８２０が酸素や水分
を吸収することにより生じる重みでＥＬ素子８１８に直接圧力が加わるのを防ぐためでも
ある。よって、バリア膜８１９を形成する材料としては、絶縁性の材料が好ましく、窒化
珪素や酸化珪素といった材料が適している。
【０１３８】
また、吸収膜８２０としては、仕事関数の小さい金属を用いる。これは、仕事関数の小
さい金属は酸化され易いためである。さらに、ここで用いる金属は、酸化により生じた酸
化物が水分を取り込んで水和物を形成するものを用いる。具体的には、バリウム（Ｂａ）
を用いることができる。
【０１３９】
吸収膜８２０形成後は、パッシベーション膜８２１が形成されている。これは、接続配
線８０８上にシール剤８０５が直接形成されるのを防ぐためである。これによりシール剤
８０５の密着性を高めることができる。
【０１４０】
なお、シール剤８０５によりガラスからなる封止基板８０４が貼り合わされている。な
お、シール剤８０５としては紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂を用いるのが好ましい。また
、必要に応じて封止基板８０４とＥＬ素子８１８との間隔を確保するために樹脂膜からな
るスペーサを設けても良い。シール剤８０５の内側の空間８０７には窒素や希ガス等の不
活性ガスが充填されている。また、シール剤８０５はできるだけ水分や酸素を透過しない
材料であることが望ましい。
【０１４１】
以上のような構造でＥＬ素子を空間８０７に封入することにより、ＥＬ素子を外部から
完全に遮断することができ、外部から侵入する水分や酸素によるＥＬ素子の劣化を防ぐこ
とができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【０１４２】
なお、本実施例の構成は、実施例１のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施するこ
とが可能である。
【実施例３】
【０１４３】
本実施例では本発明をパッシブマトリクス型（単純マトリクス型）の発光装置に用いた
場合について説明する。説明には図９を用いる。図９において、１００１はガラスからな
る基板、１００２は透光性の導電膜からなる陽極である。本実施例では、陽極１００２と
して酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物をスパッタリング法により形成する。なお、図
９では図示されていないが、複数本の陽極１００２が紙面と平行な方向へストライプ状に
配列されている。さらに陽極１００２の間を埋めるようにバンク１００３を形成する。
【０１４４】
また、ストライプ状に配列された陰極１００６を紙面に垂直な方向に形成される。
【０１４５】
次に、ＥＬ材料からなるＥＬ層１００４a〜１００４cを実施例１で示した蒸着法により
形成する。なお、１００４aは赤色に発光するＥＬ層、１００４bは緑色に発光するＥＬ層
、１００４cは青色に発光するＥＬ層である。用いる有機ＥＬ材料は実施例１と同様のも
のを用いれば良い。これらのＥＬ層はバンク１００３が形成する溝に沿って形成されるた
め、紙面に垂直な方向にストライプ状に形成される。
【０１４６】
本実施例を実施することにより、基板上に赤、緑、青の三色の画素をストライプ状に形
成する。なお、画素の色は、必ずしも三色である必要はなく、一色または、二色であって
もよい。また、色は、赤、緑、青に限られることはなく、黄色、オレンジ、グレーといっ
た発色することが可能な他の色を用いてもよい。
【０１４７】
ＥＬ層を形成する方法としては、まず、赤色に発光するＥＬ層のみをメタルマスクを用
いて形成し、次にメタルマスクをずらして隣の画素列に移動させた後、緑色に発光するＥ
Ｌ層を形成させる。さらに、メタルマスクを隣の画素列に移動させた後、青色に発光する
ＥＬ層を形成させて、赤、緑、青からなるストライプ状のＥＬ層を形成する。
【０１４８】
なお、同じ色の発光層は一列ずつ形成しても良いし、同時に形成しても良い。
【０１４９】
また、このとき、同じ色のライン状に隣り合う画素の相互の距離（Ｄ）は、ＥＬ層の膜
厚（ｔ）の５倍以上（好ましくは１０倍以上）とすることが望ましい。これは、Ｄ＜５ｔ
では画素間でクロストークの問題が発生しうるからである。なお、距離（Ｄ）が離れすぎ
ても高精細な画像が得られなくなるので、５ｔ＜Ｄ＜５０ｔ（好ましくは１０ｔ＜Ｄ＜３
５ｔ）とすることが好ましい。
【０１５０】
また、バンクを紙面に対して水平方向にストライプ状に形成し、赤色に発光するＥＬ層
、緑色に発光するＥＬ層及び青色に発光するＥＬ層をそれぞれ同じ水平方向に形成しても
良い。
【０１５１】
この場合も同じ色のライン状に隣り合う画素の相互の距離（Ｄ）は、ＥＬ層の膜厚（ｔ
）の５倍以上（好ましくは１０倍以上）、さらに好ましくは５ｔ＜Ｄ＜５０ｔ（好ましく
は１０ｔ＜Ｄ＜３５ｔ）とすると良い。
【０１５２】
以上のようにメタルマスクを用いて、ＥＬ層を形成することで成膜位置の制御が可能と
なる。
【０１５３】
その後、図９では図示されていないが、複数本の陰極及び保護電極が紙面に垂直な方向
が長手方向となり、且つ、陽極１００２と直交するようにストライプ状に配列される。な
お、本実施例では、陰極１００５は、ＭｇＡｇからなり、保護電極１００６はアルミニウ
ム合金膜からなり、それぞれ蒸着法により形成する。また、図示されていないが保護電極
１００６は所定の電圧が加わるように、後にＦＰＣが取り付けられる部分まで配線が引き
出されている。
【０１５４】
以上のようにして基板１００１上にＥＬ素子を形成する。なお、本実施例では下側の電
極が透光性の陽極となっているため、ＥＬ層１００４a〜１００４cで発生した光は下面（
基板１００１）に放射される。しかしながら、ＥＬ素子の構造を反対にし、下側の電極を
遮光性の陰極とすることもできる。その場合、ＥＬ層１００４a〜１００４cで発生した光
は上面（基板１００１とは反対側）に放射されることになる。
【０１５５】
保護電極１００６を形成した後で、絶縁材料からなるバリア膜１３０７を形成する。こ
こでは、窒化珪素、酸化珪素、炭素（具体的にはＤＬＣ膜）といった無機材料を用いると
良く、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法または蒸着法により形成することができるが
、本実施例では、窒化珪素膜を蒸着法により形成する。なお、このときバリア膜１００７
の膜厚は、１０ｎｍ〜１００ｎｍが好ましい。
【０１５６】
次に、吸収性の材料からなる吸収膜１００８を蒸着法により形成する。なお、ここで用
いる吸収膜としては、バリウムなどの仕事関数が小さく、酸化されやすい材料を用いると
良い。
【０１５７】
次に、吸収膜１００８上に絶縁材料からなるパッシベーション膜１００９を形成させる
。なお、ＥＬ素子は、酸素や水分等に弱いのでＥＬ層の形成からパッシベーションの形成
までは、連続的に行うのが望ましい。
【０１５８】
最後にＦＰＣ１０１３を取り付けてパッシブ型の発光装置が完成する。
【０１５９】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例２のいずれの構成とも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】
【０１６０】
本実施例では、ＥＬ素子の封止構造を形成させた後、さらに外部からの酸素や水分等の
侵入を防ぐための方法について説明する。
【０１６１】
図１０（Ａ）には、封止構造を有するＥＬパネルに金属膜を蒸着させる成膜室１１０９
内の断面図を簡単にしめす。なお、成膜室１１０９は、不活性ガスが充填された、大気圧
状態になっている。
【０１６２】
図１０（Ａ）において、１１０１は基板であり、基板上にＥＬ素子１１０２が形成され
、吸収膜１１０４がＥＬ素子１１０２を覆うように形成されている。又、ＥＬ素子１１０
２からの接続配線１１０３及び吸収膜上には、パッシベーション膜１１０５が形成され、
これらは、封止基板１１０８とシール剤１１０６により封止されている。なお、パッシベ
ーション膜１１０５と封止基板１１０８によって封止された領域を空間１１０７という。
また、ここまで形成された状態を本明細書中では、ＥＬパネルと呼ぶ。
【０１６３】
ＥＬパネルは、成膜室１１０９のゲート１１１０から出し入れを行う。そして、基板上
にＥＬ素子が形成されている側を下側にして、マスク１１１８を介して補助台１１１１上
に備える。
【０１６４】
又、成膜室１１０９内の蒸着源１１１２には、金属膜を形成する低融点の金属が備えら
れている。これは、封止の際に用いたシール剤１１０６に対して成膜時の熱によるダメー
ジを考慮しているためである。なお、具体的には、アルミニウムやマグネシウムといった
材料が望ましい。
【０１６５】
そして、大気圧下において、蒸着を行う。なお、蒸着の際には、マスク１１１８を設け
て、パッシベーション膜１１０５で覆われている接続配線１１０３や、必要以上の範囲に
金属膜を成膜することがないようにする。また、蒸着位置を調節するために蒸着源１１１
２の位置を移動させたり、ＥＬパネルの位置や角度を変えたりしても良い。
【０１６６】
なお、図１０（Ｂ）に示すように、本実施例によりＥＬパネルのシール剤による封止部
を金属膜１１１６で覆うように形成することができる。また、１１１３は陽極、１１１４
はＥＬ層、１１１５は陰極、１１１７は絶縁体である。また、本実施例においては、大気
圧下で金属膜を形成することができるので、成膜後にＥＬパネルを大気中に取り出した際
に封止構造内の圧力変化に伴う問題を防ぐことができる。
【０１６７】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例３のいずれの構成とも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】
【０１６８】
本実施例では、上記各実施例においてＥＬ層形成から封止構造を形成するまでの成膜及
び封止処理等を行う際に使用する成膜装置の例を示す。
【０１６９】
本発明の薄膜形成装置について図１３を用いて説明する。図１３において、１４０１は
基板の搬入または搬出を行うロード室であり、ロードロック室とも呼ばれる。ここに基板
をセットしたキャリア１４０２が配置される。なお、ロード室１４０１は基板搬入用と基
板搬出用と区別されていても良い。本実施例においては、基板上にＥＬ素子の陽極まで形
成させた状態の基板をセットしておく。
【０１７０】
また、１４０３は基板１４０４を搬送する機構（以下、搬送機構（Ａ）という）１４０
５を含む搬送室（Ａ）である。基板のハンドリングを行うロボットアームなどは搬送機構
（Ａ）１４０５の一種である。
【０１７１】
そして、搬送室（Ａ）１４０３にはゲートを介して複数の成膜室及び処理室等と連結さ
れており、各成膜室、搬送室及び処理室は、ゲートによって、それぞれ完全に遮断される
ため、それぞれ気密された密閉空間を得られるようになっている。なお、搬送室（Ａ）１
４０３は、減圧雰囲気となるので搬送室（Ａ）１４０３に直接連結された処理室には、す
べて排気ポンプ（図示せず）が備えられている。
【０１７２】
なお、排気ポンプとしては、油回転ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子
ポンプもしくはクライオポンプを用いることが可能であるが、水分の除去に効果的なクラ
イオポンプが好ましい。
【０１７３】
はじめに、１４０７に示す成膜室（Ａ）について説明する。成膜室（Ａ）１４０７は、
搬送室（Ａ）１４０３とゲート１４０６ｂにより連結されており、蒸着法により成膜を行
う成膜室である。なお、蒸着法としては、抵抗加熱による方法(ＲＥ法:Resistivity Evap
oration法)と電子ビームによる方法(ＥＢ法:Electron Beam法)を用いることができるが、
本実施例では、ＲＥ法により蒸着を行う場合について説明する。
【０１７４】
なお、この成膜室（Ａ）１４０７で成膜されるのは、ＥＬ層を形成する正孔注入層、正孔
輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層である。
【０１７５】
成膜室（Ａ）中に備えられている試料ボートに予め成膜に用いるＥＬ材料を備えておき
、この試料ボートに電圧を印加することにより生じる熱により蒸着がなされる。なお、Ｅ
Ｌ材料は水分に極めて弱いため、ＥＬ層成膜中は、成膜室（Ａ）１４０７の圧力を常に真
空状態に保持しておく必要がある。成膜室（Ａ）１４０７への基板の出し入れ以外は、通
常、ゲート１４０６ｂを用いて搬送室（Ａ）１４０５と完全に遮断して、成膜室内の真空
状態を制御すると良い。なお、この時の成膜圧力は、１×１０-6〜１×１０-5Ｔｏｒｒに
しておく必要がある。
【０１７６】
また、成膜室（Ａ）１４０７には、ＥＬ材料の成膜の様子を装置の外側から観察する手
段として、成膜室の側面にそれぞれ窓が取り付けられていてもよい。これにより、正常に
成膜が行われていることを確認することができるからである。又、成膜室（Ａ）１４０７
は、ＥＬ材料が備えられた複数の試料ボート（図示せず）が設けられており、ＥＬ層を形
成する複数の層を形成することができるようになっている。なお、具体的には、１〜８種
類設けるのが好ましい。
【０１７７】
また、スピンコート法を用いてＥＬ層の成膜を行う場合には、スピンコーターを備えた
成膜室（Ｂ）１４１０でＥＬ材料を含むＥＬ溶液を基板上に塗布することでＥＬ材料を含
む膜を形成する。なお、本実施例では、高分子系のＥＬ材料を成膜する際に成膜室（Ｂ）
１４１０で成膜を行う。しかし、場合によっては、低分子系のＥＬ材料を溶媒に溶解させ
て成膜する場合に、成膜室（Ｂ）１４１０において成膜を行っても良い。
【０１７８】
なお、スピンコーターを備えた成膜室（Ｂ）１４１０は、ゲート１４０６ｇを介して搬
送室（Ｂ）１４１４と接続されている。なお、成膜室（Ｂ）１４１０において成膜処理さ
れた基板は、搬送室（Ｂ）１４１４によりゲート１４０６ｈを介して焼成室１４１１に搬
送され、焼成される。
【０１７９】
そして、焼成処理を終えた基板は、搬送室（Ｂ）とゲート１４０６ｆを介して連結され
ている圧力調整室１４０８に搬送される。
基板が圧力調整室１４０８に搬送された後でゲート１４０６ｆが閉じ、圧力調整室１４０
８内は減圧状態になる。
【０１８０】
圧力調整室１４０８内が、一定の減圧状態以下になったところで、ゲート１４０６ｄが
開き搬送機構（Ａ）１４０５により基板が取り出される。
【０１８１】
ＥＬ層が形成されたところで搬送室（Ａ）１４０３とゲート１４０６ｃで連結された成
膜室（Ｃ）１４１２に基板が搬送される。成膜室（Ｃ）は、蒸着法により成膜を行う成膜
室である。なお、本実施例では、ＥＬ層を成膜する成膜室（Ａ）１４０７と同様にＲＥ法
による蒸着を行う。そして、成膜室（Ｃ）１４１２において、ＥＬ層上に形成するバリア
膜、吸収膜及びパッシベーション膜といった絶縁性の膜が蒸着法により形成される。
【０１８２】
又、成膜室（Ｃ）１４１２においても複数の試料ボート（図示せず）が設けられている
。具体的には、バリア膜及びパッシベーション膜を形成する材料である、窒化珪素や酸化
珪素といった絶縁材料や吸収膜を形成するバリウムといった成膜材料が備えられている。
【０１８３】
パッシベーション膜まで形成させたところで、搬送室（Ａ）１４０３とゲート１４０６
ｅを介して連結される封止室１４１３に基板が搬送される。なお、封止室１４１３では、
最終的にＥＬ素子を密閉空間に封入するための処理が行われる。具体的には基板上に形成
されたＥＬ素子を封止基板とシール剤で封入するといった処理を行う。
【０１８４】
封止基板としては、ガラス、セラミックス、金属などの材料を用いることができ、また
シール剤としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂等を用いることができる。
【０１８５】
なお、封止室１４１３には、熱処理や紫外線照射処理を行う機能が備えられている。
【０１８６】
そして、封止室１４１３において、封止処理が行われた基板は、搬送機構（Ａ）１４０
５によりゲート１４０６ａを介して再びロード室１４０１に戻る。
【０１８７】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例４のいずれの構成とも自由に組み合わせて
実施することが可能である。
【実施例６】
【０１８８】
本発明を実施して形成された発光装置を内蔵することにより様々な電気器具を作製する
ことができる。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
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、音響機器、ノ
ート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯機器（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）、記録媒体を備えた画像再生装置などが挙げられる
。それら電気器具の具体例を図１４、図１５に示す。
【０１８９】
図１４（Ａ）はＥＬディスプレイであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２０
０３を含む。本発明の発光装置をその表示部２００３に用いることにより作製される。表
示部２００３にＥＬ素子を有した発光装置を用いる場合、ＥＬ素子が自発光型であるため
バックライトが必要なく薄い表示部とすることができる。
【０１９０】
図１４（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１
０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６を含む。本発明の発
光装置をその表示部２１０２に用いることにより作製される。
【０１９１】
図１４（Ｃ）はデジタルカメラであり、本体２２０１、表示部２２０２、接眼部２２０
３、操作スイッチ２２０４を含む。本発明の発光装置をその表示部２２０２に用いること
により作製される。
【０１９２】
図１４（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（ＣＤ、ＬＤまたはＤＶＤ等）２３０２、操作スイッチ２３０３
、表示部（ａ）２３０４、表示部（ｂ）２３０５を含む。表示部（ａ）２３０５は主とし
て画像情報を表示し、表示部（ｂ）は主として文字情報を表示するが、本発明の発光装置
をこれら表示部（ａ）、（ｂ）に用いることにより作製される。なお、記録媒体を備えた
画像再生装置には、ＣＤ再生装置、ゲーム機器なども含まれうる。
【０１９３】
図１４（Ｅ）は携帯型（モバイル）コンピュータであり、本体２４０１、表示部２４０
２、受像部２４０３、操作スイッチ２４０４、メモリスロット２４０５を含む。本発明の
発光装置をその表示部２４０２に用いることにより作製される。この携帯型コンピュータ
はフラッシュメモリや不揮発性メモリを集積化した記録媒体に情報を記録したり、それを
再生したりすることができる。
【０１９４】
図１４（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を含む。本発明の発光装置をその表示部２５０３に用いる
ことにより作製される。
【０１９５】
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。表示部にＥＬ素子を有した発光装置を用いることにより、ＥＬ素子の応答
速度が非常に高いため遅れのない動画表示が可能となる。
【０１９６】
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなる
ように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響機器
のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景とし
て文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
【０１９７】
図１５（Ａ）は携帯電話であり、本体２６０１、音声出力部２６０２、音声入力部２６
０３、表示部２６０４、操作スイッチ２６０５、アンテナ２６０６を含む。本発明の発光
装置をその表示部２６０４に用いることにより作製される。なお、表示部２６０４は非発
光部の背景に発光部において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。
【０１９８】
図１５（Ｂ）も携帯電話であるが、図１５（Ａ）とは異なり、二つ折りのタイプである
。本体２６１１、音声出力部２６１２、音声入力部２６１３、表示部ａ２６１４、表示部
ｂ２６１５、アンテナ２６１６を含む。なお、このタイプの携帯電話には、操作スイッチ
が付いていないが、表示部ａ又は、表示部ｂのうちの一方の表示部に図１５（Ｃ）、（Ｄ
）、（Ｅ）で示すような文字情報を表示をさせてその機能をもたせている。また、もう一
方の表示部には、主として画像情報を表示することになる。なお、本発明の発光装置をそ
の表示部ａ２６１４又は、表示部ｂ２６１５に用いることにより作製される。
【０１９９】
図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示した携帯電話の場合、表示部に用いた発光装置にＣＭＯＳ
回路でセンサ（ＣＭＯＳセンサ）を内蔵させ、指紋もしくは手相を読みとることで使用者
を認証する認証システム用端末として用いることもできる。また、外部の明るさ（照度）
を読みとり、設定されたコントラストで情報表示が可能となるように発光させることもで
きる。
【０２００】
さらに、図１５（Ａ）においては、操作スイッチ２６０５を使用している時に輝度を下
げ、操作スイッチの使用が終わったら輝度を上げることで低消費電力化することができる
。また、着信した時に表示部２６０４の輝度を上げ、通話中は輝度を下げることによって
も低消費電力化することができる。また、継続的に使用している場合に、リセットしない
限り時間制御で表示がオフになるような機能を持たせることで低消費電力化を図ることも
できる。なお、これらはマニュアル制御であっても良い。
【０２０１】
図１５（Ｆ）は音響再生装置、具体的には車載用オーディオであり、本体２６２１、表
示部２６２２、操作スイッチ２６２３、２６２４を含む。本発明の発光装置をその表示部
２６２２に用いることにより作製される。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２６２２は非発光部の背
景に発光部において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。
【０２０２】
また、本実施例で示した携帯型電気器具において、消費電力を低減するための方法とし
て、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といった方法が挙げられる。
【０２０３】
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５に示したいずれの構成を適
用しても良い。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を基板上に作り込んで形成された装
置（以下、発光装置という）に関する。特に発光装置が有する、基板上に形成したＥＬ素
子を封止したＥＬパネルの封止技術に関する。なお、本明細書中ではＥＬパネルにＦＰＣ
が接続され、ＦＰＣを介してＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールを発光装置と
よぶ。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光型の素子としてＥＬ素子を有した発光装置の研究が活発化しており、特に、
ＥＬ材料として有機材料を用いた発光装置が注目されている。この発光装置は有機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】
発光装置は、液晶表示装置と異なり自発光型であるため視野角の問題がないという特徴
がある。即ち、屋外に用いられるディスプレイとしては、液晶ディスプレイよりも適して
おり、様々な形での使用が提案されている。
【０００４】
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、コダック・イーストマン・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発光装置は殆どこの構造を採用してい
る。
【０００５】
また、他にも陽極上に正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、または正孔注入
層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層の順に積層する構造も良い。発光層に
対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。また、これらの層は、全て低分子系の材料
からなる膜で形成しても良いし、全て高分子系の材料からなる膜で形成しても良い。
【０００６】
本明細書において、陰極と陽極との間に設けられる全ての層を総称してＥＬ層という。
したがって、上述した正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層は、
全てＥＬ層に含まれる。
【０００７】
なお、本明細書中では、陰極、ＥＬ層及び陽極で形成される発光素子をＥＬ素子といい
、これには、互いに直交するように設けられた２種類のストライプ状電極の間にＥＬ層を
形成する方式（単純マトリクス方式）、又はＴＦＴに接続されマトリクス状に配列された
画素電極と対向電極との間にＥＬ層を形成する方式（アクティブマトリクス方式）、の２
種類がある。
【０００８】
ＥＬ素子の中で、ＥＬ層に蛍光性の有機化合物を用いたものは、有機ＥＬ素子と呼ばれ
ているが、有機ＥＬ素子の実用化における最大の問題は、素子の寿命が不十分な点である
。また、素子の劣化は、長時間発光させると共に非発光領域（ダークスポット）が広がる
という形で現れるが、その最大の原因は、陰極の剥離によるものであるといわれている。
【０００９】
陰極の酸化や剥離等によるダークスポットの発生には、大気中の酸素や水分が起因する
場合が多い。例えば、ＭｇＡｇ合金等の安定な金属で作製した電極を用いると大気中で素
子を動作させることも可能であるが、素子の寿命は短くなる。よって、良好な素子特性を
得るために、素子の作製を一貫して真空又は、不活性ガス雰囲気下のグローブボックス中
で行うのが理想的とされている。
【００１０】
つまり、実用的な寿命を持つ素子を作製するためには、封止技術が重要となる。一般的
には、乾燥窒素や不活性ガス雰囲気下で素子をガラス基板で覆い、周囲を樹脂で封止する
といった方法が採られる。
【００１１】
しかし、封止した基板でもダークスポットの成長が観察される。これは、素子駆動時の
高い電界によって電極と残留不純物との反応が促進されるためであると考えられている。
つまり、封入されるガスの純度を高くしても表面吸着物や封止用の樹脂からの放出物があ
るため、酸素や水分といった物質を完全に除去するのは難しい。それに対して以下に示す
ような工夫がなされている。
【００１２】
図１６に一般的なＥＬパネルの封止における断面構造を示す。図１６において、１６０
１は基板、１６０２は陽極、１６０３はＥＬ層、１６０４は陰極である。陽極１６０２お
よび陰極１６０４は、それぞれ外部電源に電気的に接続されている。そして、陽極１６０
２、ＥＬ層１６０３および陰極１６０４からなる基板１６０１上のＥＬ素子は、封止基板
１６０７によりシール剤１６０８を介して封止される。
【００１３】
ここで、空間１６０９に存在する酸素及び水分によるＥＬ素子の劣化を防ぐために吸湿
性の物質からなる吸湿剤（捕水剤ともいう）１６０６を添加するというものである。これ
については、以下に示す文献に詳細が記されている。（文献：川見伸、内藤武実、大畑浩
、仲田仁：有機ＥＬ素子の封止における捕水剤の効果、第４５回応用物理学関係連合講演
会講演予稿集、１２２３（１９９８））
【００１４】
なお、吸湿剤としては、シリカゲル、合成ゼオライトなどに代表される物理吸着性のも
のと、五酸化リンや塩化カルシウムなどに代表される化学吸着性のものとがあるが、化学
吸着性の物質は、吸着した水分を結晶水として取り込み、再放出することがないことから
酸化バリウム（ＢａＯ）等の化学吸着性の物質が用いられることが多い。
【００１５】
また、吸湿剤を備える方法としては、封止基板に吸湿剤を備えるスペース（窪み等）を
設けて、そこに吸湿剤を備えたあと、合成樹脂等のフィルムに粘着性を持たせたもので吸
湿剤が分散しないように貼り付けたり、通気性の材質からなる袋に吸湿剤を入れたものを
封止基板に貼り付けるなどして吸湿剤が空間１６０９に分散しないように備えるといった
方法が採られている。しかし、空間１６０９に吸湿剤を直接分散させて備える方法も採ら
れている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
図１６に示したように空間１６０９には、酸化バリウム等の吸湿剤１６０６が備えられ
ている。
【００１７】
なお、酸化バリウム等の吸湿剤は、通常粉末状の固体であることから、空間１６０９内
にそのまま分散させて備えたり、高分子系の材料からなるフィルム等で包んだものを封止
基板等に貼り付けたりして備える方法が採られている。
【００１８】
また、一般的に吸湿剤は手作業で封入されるため、不活性ガス雰囲気下での作業に困難
を生じたり、また包装した吸湿剤を備えたりする場合には、その包装に手間がかかるとい
った問題がある。
【００１９】
これに対し、不活性ガス雰囲気下での作業の困難性から大気中で吸湿剤の封入が行われ
る場合もある。しかし、この場合には、当然大気中の酸素や水分が空間１６０９に含まれ
るという問題を避けることができない。
【００２０】
本発明は、上述したことに鑑み、ＥＬ素子の封止において、水や酸素が侵入しない構造
を有し、さらにこれらを吸収する吸湿剤等を容易に、かつ効率的に添加する方法を提供す
ることにより、ＥＬ素子の劣化を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記問題点を解決するために本発明は、基板上に形成したＥＬ素子を封止する際にその
内部に添加する酸素や水といった不純物を吸収する性質（以下、吸収性という）の材料お
よび添加方法の改良を行った。これによりＥＬ素子上に吸収性の膜（以下、吸収膜という
）を容易に形成させることができ、さらに酸素や水分によりＥＬ素子の劣化を防ぐという
ものである。
【００２２】
本発明においては、まず基板上に陽極、ＥＬ層および陰極からなるＥＬ素子を形成し、
ＥＬ素子上に吸収膜を形成させる。なお、本発明における吸収膜としては、酸素により酸
化されやすい仕事関数の低い金属であり、さらにその酸化物が水と反応して水和物を形成
し、水分の再放出が生じないような材料からなる膜のことをいう。なお、これらの金属材
料としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム及びラ
ジウムといったアルカリ土類金属を用いることができる。また、本明細書中では、このよ
うな材料からなる膜のことを吸収膜と呼ぶ。
【００２３】
これらの吸収膜を成膜する方法としては、蒸着法やスパッタリング法が挙げられるが、
ＥＬ素子の形成後、連続的に成膜できる方法が好ましい。また、蒸着法を用いる場合には
、抵抗加熱による方法(ＲＥ法:Resistivity Evaporation法)と電子ビームによる方法(Ｅ
Ｂ法:Electron Beam法)を用いることができる。
【００２４】
さらに、これらの吸収膜は、ＥＬ素子上に直接設けられていても良いが、吸収膜に吸着
した水分がＥＬ素子の電極に直接接するのを防ぐために窒化珪素や、酸化珪素といった絶
縁膜からなるバリア膜をＥＬ素子上に形成させた後で形成しても良い。
【００２５】
また、吸収膜は、ＥＬ素子を覆うように形成されるが、ＥＬ素子を囲むように、また後
から備えられるシール剤と重なることがないようにメタルマスク等を用いて選択的に成膜
を行う必要がある。
【００２６】
吸収膜形成後は、封止基板を基板との間にＥＬ素子を挟むような位置に備え、基板と封
止基板との間にシール剤を備えて封止構造を形成する。つまり、ここで形成された封止構
造の内部に存在する酸素及び水分等は先に形成された吸収膜により捕捉される。
【００２７】
また、ここで設けられるシール剤としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂であるこ
とが好ましい。なお、シール剤は、ＥＬ素子上に形成された吸収膜を囲むように設けられ
ている。
【００２８】
なお、本発明においては、上記の封止構造を形成させた後で、さらに封止基板及びシー
ル剤を覆うように金属膜等を設けて、封止された内部に酸素や水分がより侵入しにくくな
る構造を有しても良い。
【００２９】
ただし、この場合には、封止構造の外部に形成された、ＥＬ素子の電極と電気的に接続
された配線（接続配線）上に窒化珪素や酸化珪素からなる絶縁膜を予め形成させておく必
要がある。また、ＥＬ素子を外部の駆動回路と接続するために形成される接続部は、メタ
ルマスク等で遮断して金属膜が成膜されることのないようにしておく必要がある。
【発明の効果】
【００３０】
本発明では封止された空間内部のＥＬ素子上に酸素や水分等の物質に対して吸収性のあ
る金属を膜として備えることから、空間内に吸収機能を持たせることがこれまで以上に容
易になり、また、ＥＬ素子形成後に連続的に吸収膜を形成させることができるため空間内
に酸素や水分を侵入させることなく封止構造を作製することができる点に特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を説明する図。
【図２】本発明におけるＥＬ素子の素子構造を説明する図。
【図３】本発明を実施したことによる効果を示す図。
【図４】画素ＴＦＴ及び駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す図。
【図５】画素ＴＦＴ及び駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す図。
【図６】画素ＴＦＴ及び駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す図。
【図７】画素ＴＦＴ及び駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す図。
【図８】発光装置の上面図及び封止構造を示す図。
【図９】パッシブマトリクス型発光装置断面構造を示す図。
【図１０】発光装置の封止の様子を説明する図。
【図１１】ＥＬ層の劣化の様子を示す写真。
【図１２】ＥＬ層の劣化の様子を示す写真。
【図１３】本発明の発光装置の形成に用いる成膜装置図。
【図１４】電気器具の具体例を示す図。
【図１５】電気器具の具体例を示す図。
【図１６】従来例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の実施の形態においては、基板上に形成されたＥＬ素子を封止する方法について
説明する。
【００３３】
図１（Ａ）に本発明で用いるＥＬパネルの上面図と図１（Ｂ）にその断面構造を示す。
【００３４】
図１（Ａ）、（Ｂ）において、１０１は基板、１０２は封止基板であり、基板１０１と
封止基板１０２との間には、ＥＬ素子１０６が設けられている。なお、ＥＬ素子１０６は
、陽極１０３と陰極１０４との間にＥＬ層１０５が設けられた構造を有している。
【００３５】
なお、ＥＬ素子を形成する陽極１０３は、スッパッタリング法により形成し、材料とし
ては、酸化スズと酸化インジウムの合金であるＩＴＯ、酸化インジウムに２〜２０％の酸
化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した化合物及び酸化亜鉛と酸化ガリウムからなる化合物を用いる
ことができる。また、陰極１０４は、蒸着法によりＭｇ：ＡｇやＹｂといった仕事関数の
小さい金属により形成することができる。また、陽極１０３の端部は、絶縁性の材料から
なる絶縁体１１０により覆われている。
【００３６】
また、ＥＬ層１０５は、蒸着法、塗布法又は、印刷法といった成膜技術を用いることが
できる。さらに、ＥＬ層１０５の構造としては、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子
輸送層、電子注入層、正孔阻止層、バッファー層を自由に組み合わせて積層構造又は、単
層構造とすればよい。
【００３７】
また、ＥＬ層１０５には、公知の有機ＥＬ材料を用いることができるが、高分子（ポリ
マー）系材料を用いても良いし、低分子（モノマー）系材料を用いることもできる。さら
に、低分子系の材料からなる膜と高分子系の材料からなる膜を積層して形成しても良い。
【００３８】
なお、本発明は、アクティブマトリクス型のＥＬパネルだけではなく、パッシブマトリ
クス型のＥＬパネルについても適用することが可能である。
【００３９】
吸収膜１０７は、基板１０１上に形成されたＥＬ素子１０６を完全に覆うように形成さ
れている。ここで形成される吸収膜１０７は、ＥＬ素子１０６形成後に窒素や希ガスとい
った不活性ガス雰囲気下で連続的に成膜される。
【００４０】
さらに、封止基板１０２は熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂といった材料からなるシール剤
１０８により封止構造が形成されるが、ここで基板１０１と封止基板１０２に囲まれた領
域を空間１０９とよび、ＥＬ素子１０６は、不活性ガスを有する空間１０９の内部に位置
している。なお、シール剤は、吸収膜と重ならない位置に備えられている。
【００４１】
図１（Ｂ）において、矢印は、ＥＬ素子１０６から発せられた光が放出される方向を示
している。つまり、ＥＬ素子１０６の構造としては、ＥＬ層１０５から見て、基板１０１
側に陽極１０３が形成され、封止基板１０２側に陰極１０４が形成されている。
【００４２】
ＥＬ素子の素子構造を陰極と陽極を入れ替えることで光の放出方向を矢印と反対の方向
にすることは可能であるが、本発明において用いる吸収膜１０７は、水分を吸着するにつ
れて透過率が低下してしまうので、図１（Ｂ）に示すような素子構造とするのが好ましい
。
【００４３】
なお、図１（Ａ）（Ｂ）では、一枚の基板から１枚のＥＬパネルが形成される場合につ
いて説明している。一枚の基板から複数のパネルを形成する場合においても本発明を適用
することは可能である。
【００４４】
そして、ＥＬ素子１０６形成後に連続的に吸収膜１０７が形成されている。ここで形成
される吸収膜１０７は、仕事関数の低い金属で形成される。なお、本明細書中における仕
事関数が低い金属とは、２．０〜４．０ｅＶの範囲の仕事関数を示す金属のことをいう。
【００４５】
また、本発明で用いる吸収膜１０７は、その成膜温度の点から蒸着法による成膜が好ま
しいが、低温での処理が可能であれば、ＣＶＤ法やスパッタ法を用いて成膜することも可
能である。
【００４６】
次に、吸収膜１０７が形成されると不活性ガス雰囲気下で封止が行われるが、封止に用
いる封止基板１０２としては、ガラス、石英、プラスチック（プラスチックフィルムも含
む）、金属（代表的にはステンレス）セラミックスといった材料を用いることができる。
なお、プラスチックとしては、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、アクリ
ル樹脂フィルムを用いることができる。
【００４７】
本発明は、上記構成により封止により形成される空間に酸素や水分等が混入された場合
、これらが直接ＥＬ素子１０６に侵入するのを防ぐことができる。好ましくは、ＥＬ素子
が基板と吸収膜に密閉され、その結果ＥＬ素子が空間１０９の雰囲気に曝されることを防
ぐことができる。そして、ＥＬ素子１０６が酸素や水分により劣化するのを抑えることが
できる。
【実施例１】
【００４８】
以下に本発明の実施例について説明する。
【００４９】
本発明を実施する上で用いたＥＬ素子の素子構造についての概略図を図２に示す。図２
において、２０１は基板であり、ガラスや石英といった透光性の材料を用いることができ
る。また、２０２は、陽極であり、酸化スズと酸化インジウムの合金であるＩＴＯで形成
されるが、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した化合物や、酸化
亜鉛と酸化ガリウムからなる化合物を用いても良い。また、陽極２０２の端部は、絶縁性
の材料からなる絶縁体２１４により覆われている。
【００５０】
次に正孔注入層２０３、正孔輸送層２０４、発光層２０５およびバッファー層２０６か
らなる積層構造を有するＥＬ層２０７が形成される。
具体的には、正孔注入層２０３としては、銅フタロシアニン（Ｃｕ−Ｐｃ）や、ポリチオ
フェン誘導体であるＰＥＤＯＴを用いて形成することができる。
【００５１】
なお、銅フタロシアニンのような低分子系の材料を用いる場合には、蒸着法により膜を
形成し、ＰＥＤＯＴのような高分子系の材料を用いる場合には、スピンコート法やインク
ジェット法を用いると良い。また、正孔輸送層２０４としては、ＭＴＤＡＴＡやα−ＮＰ
Ｄを用いることができる。
【００５２】
次に、発光層２０５としては、公知の有機ＥＬ材料を用いることができ、高分子系のＥ
Ｌ材料若しくは低分子系のＥＬ材料を用いることができる。なお、本実施例では、赤色の
発光を示す赤色発光層と緑色の発光を示す緑色発光層及び青色の発光を示す青色発光層の
三色からなる発光層を形成する場合について説明する。
【００５３】
赤色発光層は、Ａｌｑ3にＤＣＭをドーピングしたものを用いて形成することができる
。その他にもＥｕ錯体（Ｅｕ（ＤＣＭ）3（Ｐｈｅｎ）、アルミキノリラト錯体（Ａｌｑ3
）にＤＣＭ−１をドーパントとして用いたもの等を用いることができる。次に、緑色発光
層は、ＣＢＰとＩｒ（ｐｐｙ）３を共蒸着することにより形成させることができる。なお
、この他にもアルミキノリラト錯体（Ａｌｑ3）、ベンゾキノリノラトベリリウム錯体（
ＢｅＢｑ）を用いることができる。さらには、アルミキノリラト錯体（Ａｌｑ3）にクマ
リン６やキナクリドンといった材料をドーパントとして用いたものも可能である。そして
、青色発光層には、ジスチリル誘導体であるＤＰＶＢｉや、アゾメチン化合物を配位子に
持つ亜鉛錯体及びＤＰＶＢｉにペリレンをドーピングしたものを用いることができる。
【００５４】
また、バッファー層２０６として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化アルミニウム（Ａ
ｌ2Ｏ3）、リチウムアセチルアセトネート（Ｌｉａｃａｃ）といった材料を用いることが
できる。
【００５５】
以上でＥＬ層２０７の積層構造が完成する。なお、ＥＬ層を形成する材料が低分子系の
材料である場合には、蒸着法により形成すれば良く、また、高分子系の材料を用いた場合
には、スピンコート法やインクジェット法といった塗布法や印刷法などを用いて形成すれ
ばよい。
【００５６】
次に、ＥＬ層２０７上に陰極２０８を形成する。陰極から電子が注入されることを考慮
すると仕事関数の低い金属材料が必要である。しかし、仕事関数の低い金属は、大気中で
不安定であり、酸化や剥離が問題となる。そのため、マグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）
を９：１の割合で共蒸着させることにより形成させた合金（ＭｇＡｇ）を用いるのが効果
的である。また、陰極材料としては、アルミニウムとリチウムやカルシウム及びマグネシ
ウムの合金を用いてもよい。さらには、イッテルビウム（Ｙｂ）を用いることも可能であ
る。
【００５７】
また、本実施例では、陰極における抵抗を低くし、陰極の酸化を抑える目的で銀（Ａｇ
）からなる保護電極２０９を設けている。なお、保護電極は、必ずしも設けなければなら
ないものではなく、必要に応じて設ければよい。
【００５８】
次にバリア膜２１０を形成する。ここでは、吸収膜で吸収された酸素及び水分が直接陰
極に接触するのを防ぐために設けられている。なお、バリア膜は、必ず設ける必要はなく
必要に応じて設ければよい。なお、バリア膜を形成する材料としては、絶縁材料、具体的
には、銅フタロシアニンや窒化珪素、酸化珪素といった材料を用いて形成すればよい。
【００５９】
次にバリア膜２１０上に吸収膜２１１を形成する。吸収膜２１１としては、仕事関数の
小さい金属を用いる。これは、仕事関数の小さい金属は酸化され易いためである。さらに
、ここで用いる金属は、酸化により生じた酸化物が水分を取り込んで水和物になるものを
用いる。具体的には、バリウム（Ｂａ）を用いることができる。バリウムは、酸素及び水
と次のように反応することが知られている。
【００６０】
２Ｂａ＋Ｏ2→２ＢａＯ
【００６１】
ＢａＯ＋９Ｈ2Ｏ → Ｂａ(ＯＨ)2・８Ｈ2Ｏ
【００６２】
すなわち、この式に示すようにバリウムは、空間に存在する酸素や水分等と反応して取
り込む機能を有している。つまり、この化学的性質を吸収膜として利用しているのである
。
【００６３】
また、ＥＬ層２０７、陰極２０８、保護電極２０９、バリア膜２１０及び吸収膜２１１
の形成は、その界面に酸素や水分が含まれないように行うことが望ましい。従って真空条
件下でこれらの膜を連続成膜するか、ＥＬ層２０７を窒素や希ガスといった不活性ガス雰
囲気下で形成した後、酸素や水分に触れないようにする必要がある。
【００６４】
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。
【００６５】
以上のように形成した後で、シール剤２１２を用いて封止基板２１３を基板２０１に貼
り合わせる。本実施例においては、シール剤２１２として紫外線硬化樹脂を用いた。なお
、本明細書中では基板２０１、封止基板２１３およびシール剤２１２で囲まれた領域を空
間２１５という。
【００６６】
封止基板としては、ガラス、石英、プラスチック（プラスチックフィルムも含む）、金
属（代表的にはステンレス）セラミックスといった材料を用いることができる。なお、プ
ラスチックとしては、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、アクリル樹脂フ
ィルムを用いることができる。
【００６７】
本実施例において、上述した封止構造を有するＥＬパネルについて、パネル作製時から
のＥＬ素子の劣化の様子をＥＬ素子に印加する電圧に対して得られる輝度により評価を行
った。なお、図２には示されていないが、ＥＬ素子の陽極及び陰極は、それぞれ外部の電
源に電気的に接続されている。
【００６８】
また、評価に用いたＥＬ素子の素子構成は、以下に示すとおりである。はじめに、ガラ
ス基板上にＩＴＯで陽極を形成した後、ＥＬ層を形成する。ＥＬ層は、以下に示す積層構
造を有する。
【００６９】
まず、正孔注入層として、銅フタロシアニンを２０ｎｍの膜厚に形成した後正孔輸送層
として(4,4',4''-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine)（以下、「ＭＴＤＡ
ＴＡ」と示す）を２０ｎｍ、４，４’−ビス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−ア
ミノ）−ビフェニル（以下、「α−ＮＰＤ」と示す）を１０ｎｍの膜厚に形成し、次に発
光層としてトリス（８−キノリノラト）−アルミニウム（以下、「Ａｌｑ3」と示す）を
５０ｎｍの膜厚に形成し、バッファー層としてリチウムアセチルアセトネート（以下、「
Ｌｉａｃａｃ」と示す）を２ｎｍの膜厚に形成する。以上によりＥＬ層が形成される。
【００７０】
次に、陰極として、Ｍｇ：Ａｇが、１５０ｎｍの膜厚に形成され、その上に保護電極と
してＡｇを１５０ｎｍの膜厚に形成した。ここまで形成したＥＬ素子を窒素雰囲気下でガ
ラス基板と紫外線硬化樹脂を用いて封止構造を形成させたものを「Ｂａ無し」とし、さら
に、保護電極上にバリア膜として銅フタロシアニンを２０ｎｍ形成し、その上にバリウム
を１５００ｎｍの膜厚に形成した後、窒素雰囲気下でガラス基板と紫外線硬化樹脂を用い
て封止構造を形成させたものを「Ｂａ有り」とした。
【００７１】
ここで得られた結果を図３に示す。作製したＥＬ素子の初期特性を作製日とし、温度６
０℃、湿度９５％の高温高湿条件下で１日放置した後で測定した結果を１日後、２日放置
した後で測定した結果を２日後として示している。なお、ここでの駆動電圧は、７Ｖであ
る。
【００７２】
図３の結果から、「Ｂａ無し」のＥＬ素子は１日後でやや輝度が落ち、２日後には、１
０００カンデラ以上も減少しているのに対し、「Ｂａ付き」のＥＬ素子は、２日後であっ
てもほとんど輝度の減少は見られない。
【００７３】
さらに、ここで観察された、ＥＬ素子について「Ｂａ無し」のＥＬ素子の写真を図１１
に、「Ｂａ付き」のＥＬ素子の写真を図１２に示す。なお、図１１及び図１２については
、いずれも（Ａ）に作製直後のＥＬ素子の様子を示し、（Ｂ）には、高温高湿条件で１日
放置した後、また、（Ｃ）には、２日放置した後のＥＬ素子の様子をそれぞれ示す。
【００７４】
図１１において、「Ｂａなし」のＥＬ素子は、１日後に既に劣化している様子が確認さ
れる。これに対して、図１２の「Ｂａ付き」のＥＬ素子は、１日後には、劣化の様子が見
られない。２日後には、やや劣化の兆候が見られるが、「Ｂａ付き」のＥＬ素子の方がＥ
Ｌ素子の劣化が遅くなることが分かる。よって、バリウムからなる吸収膜を形成すること
によりＥＬ素子の劣化を抑えられることが確認された。
【実施例２】
【００７５】
次に、本実施例では、本発明をアクティブマトリクス型の発光装置に用いた場合につい
て説明する。はじめに、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）を同時に作製し、さらにＥＬ素子までを
形成する方法について詳細に図４〜図７を用いて説明する。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
次いで、下地膜３０１上に半導体層３０２〜３０６を形成する。半導体層３０２〜３０
６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３０２〜３０６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ＣＶ
Ｄ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−法に
よるパターニング処理によって、半導体層３０２〜３０６を形成した。
【００７９】
また、半導体層３０２〜３０６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。
【００８０】
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
３０〜３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００mJ/cm2(代表的には３
５０〜５００mJ/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。
【００８１】
次いで、半導体層３０２〜３０６を覆うゲート絶縁膜３０７を形成する。ゲート絶縁膜
３０７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。
【００８２】
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Ortho
silicate）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。
【００８３】
次いで、図４（Ａ）に示すように、ゲート絶縁膜３０７上に膜厚２０〜１００ｎｍの第
１の導電膜３０８と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜３０９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３０８と、膜厚３７０ｎｍ
のＷ膜からなる第２の導電膜３０９を積層形成した。ＴａＮ膜はスパッタ法で形成し、Ｔ
ａ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％）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。
【００８４】
なお、本実施例では、第１の導電膜３０８をＴａＮ、第２の導電膜３０９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。
【００８５】
次に、図４（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３１０〜３１４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Ｒ
Ｆ（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。
【００８６】
この後、図４（Ｂ）に示すようにレジストからなるマスク３１０〜３１４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Ｔａ
Ｎ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、１０〜２
０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。
【００８７】
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３１５〜３１９（第１の導電層３１５ａ〜３１９ａと第２の導電層３１５ｂ〜３１９ｂ
）を形成する。３２０はゲート絶縁膜であり、第１の形状の導電層３１５〜３１９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。
【００８８】
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４（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３１５〜３１９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３２１〜３２
５が形成される。高濃度不純物領域３２１〜３２５には１×１０20〜１×１０21atoms/cm
3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加する。
【００８９】
次いで、図４（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５００
Ｗ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１２４．６２ｎ
ｍ／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３３０ｂ〜３３０ｂを形成する。一方、第１の導電層３１５ａ〜３１９ａ
は、ほとんどエッチングされず、第１の導電層３３０ａ〜３３４ａを形成する。
【００９０】
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３３０ｂ〜３３４ｂ
を不純物元素に対するマスクとして用い、第１の導電層における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３４
０〜３４４を自己整合的に形成する。この低濃度不純物領域３４０〜３４４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の導電層に
おける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の導電層における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、
高濃度不純物領域３２１〜３２５にも不純物元素が添加され、高濃度不純物領域３４５〜
３４９を形成する。
【００９１】
次いで、図５（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５（Ｂ）に示すようにレ
ジスト（３５０、３５１）からなるマスクを形成する。
【００９２】
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。
【００９３】
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３５２ａ〜３５４ａが形成される。
【００９４】
上記第３のエッチングによって、第１の導電層３５２ａ〜３５４ａと重ならない不純物
領域（ＬＤＤ領域）３５５〜３５７が形成される。なお、不純物領域（ＧＯＬＤ領域）３
４０および３４２は、第１の導電層３３０ａおよび３３２ａと重なったままである。
【００９５】
また、第１の導電層３３０ａと第２の導電層３３０ｂ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３５２ａと第２
の導電層３５２ｂ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。
【００９６】
同様に、第１の導電層３５３ａと第２の導電層３５３ｂ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３５４ａと第２の導電
層３５４ｂ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。さらに第１の導電層３３２ａと第２の導電層３３２ｂとで形成された電極は、最終
的に画素部のコンデンサ（保持容量）の一方の電極となる。
【００９７】
このようにして、本実施例は、第１の導電層３５２ａ〜３５４ａと重ならない不純物領
域（ＬＤＤ領域）３５５〜３５７と、第１の導電層３３０ａおよび３３２ａと重なる不純
物領域（ＧＯＬＤ領域）３４０および３４２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。
【００９８】
次にレジストからなるマスク３５０と３５１を除去した後、ゲート絶縁膜３２０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６．７Ｐ
ａ、ＲＦ電力８００Ｗ、ＣＨＦ3ガス流量３５ｓｃｃｍで第４のエッチング処理を行った
。これにより、高濃度不純物領域３４５〜３４９の一部は露呈し、絶縁膜３６０〜３６４
が形成される。
【００９９】
次いで、新たにレジストからなるマスク３６５、３６６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の活性層を形成する（
図５（Ｃ））。第１の導電層３５２ａ、３３２ａおよび３５４ａ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。
【０１００】
本実施例では、不純物領域３７０〜３７５はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ
法で形成する。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３
７０〜３７５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。
【０１０１】
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。
なお、本実施例では、ゲート絶縁膜をエッチングした後で不純物（ボロン）のドーピン
グを行う方法を示したが、ゲート絶縁膜をエッチングせずに不純物のドーピングを行って
も良いし、ゲート絶縁膜をエッチングする前に不純物のドーピングを行っても良い。
【０１０２】
次いで、レジストからなるマスク３６５、３６６を除去して図６（Ａ）に示すように第
１の層間絶縁膜３７６を形成する。この第１の層間絶縁膜３７６としては、プラズマＣＶ
Ｄ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３７６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。
【０１０３】
次いで、それぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する工程を行う。こ
の活性化工程は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４００〜７
００℃、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。
【０１０４】
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（３４５、３４８、３７０、３７２、３７４）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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
次いで、図６（Ｂ）に示すように第１の層間絶縁膜３７６上に有機絶縁物材料から成る
第２の層間絶縁膜３８０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３４５、３４８、３７０、３７２、３７４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。
【０１１０】
第２の層間絶縁膜３８０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。
【０１１１】
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。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。
【０１１２】
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３７６及び第２層
間絶縁膜３８０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３８０を形成する材料は、第１層間絶縁膜３７６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。
【０１１３】
そして、各不純物領域３４５、３４８、３７０、３７２、３７４とそれぞれ電気的に接
続する配線３８１〜３８８を形成する。そして、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚５００ｎ
ｍ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。
【０１１４】
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３８９を形成する（図６（Ｂ））。なお、本実施例では、画素電極とし
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（Ｚｎ
Ｏ）を混合した透明導電膜を用いる。
【０１１５】
また、画素電極３８９は、ドレイン配線３８７と接して重ねて形成することによって電
流制御用ＴＦＴのドレイン領域と電気的な接続が形成される。
【０１１６】
次に、図７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、画素電極３８９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３９０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できる。開口部の側壁が十分になだ
らかでないと側壁の段差に起因する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。
【０１１７】
なお、本実施例においては、第３の層間絶縁膜３９０として酸化珪素からなる膜を用い
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。
【０１１８】
次に、図７に示すようにＥＬ層３９１を蒸着法により形成する。ここでは、本発明にお
いて形成されるＥＬ層３９１の一例について示す。
【０１１９】
まず、画素電極（陽極）３８９上に正孔注入層として銅フタロシアニン（以下、「Ｃｕ
−Ｐｃ」と示す）を２０ｎｍの膜厚に形成した後、正孔輸送層としてＭＴＤＡＴＡを２０
ｎｍ、α−ＮＰＤを１０ｎｍｎｍ形成し、その後、発光層としてＡｌｑ3を５０ｎｍの膜
厚に形成し、さらにバッファー層としてＬｉａｃａｃを２ｎｍの膜厚に形成したものを用
いた。以上により、ＥＬ層３９１が形成される。
【０１２０】
なお、ＥＬ層３９１を形成する材料としては、公知の材料を用いることができる。本実
施例では正孔注入層、正孔輸送層（Hole transporting layer）、発光層（Emitting laye
r）および電子輸送層からなる４層構造をＥＬ層３９１とするが、さらに電子注入層を設
けることもできるし、発光層以外のいずれかが欠ける構造も可能である。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。
【０１２１】
次に蒸着法により陰極（Ｍｇ：Ａｇ電極）３９２および保護電極３９４を形成する。こ
のときＥＬ層３９１及び陰極３９２を形成するに先立って画素電極３８９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Ｍｇ：Ａｇ電極を用いるが、公知の他の材料を用いても良い。
【０１２２】
また、保護電極３９４は陰極３９２の劣化を防ぎ、また陰極の膜抵抗を下げるために設
けられ、アルミニウムを主成分とする低抵抗な金属膜が代表的である。勿論、他の材料で
も良い。また、この金属膜は、必ずしも設ける必要はなく必要に応じて設ければよい。
【０１２３】
さらに、バリア膜３９５が形成される。これは、後に設けられる吸収膜に捕捉された酸
素又は水分が陰極及び保護電極と直接接触するのを防ぐためである。なお、本実施例では
、バリア膜として、Ｃｕ−Ｐｃからなる絶縁膜を用いた。
【０１２４】
なお、ＥＬ層３９１の膜厚は１０〜４００[nm]（典型的には６０〜１５０[nm]）、陰極
３９２の厚さは８０〜２００[nm]（典型的には１００〜１５０[nm]）とすれば良い。
【０１２５】
次に、ＥＬ素子３９３、保護電極３９４、バリア膜３９５を覆うように吸収膜３９６が
形成される。吸収膜３９６としては、吸収性を有する仕事関数の低い金属が望ましく本実
施例では、バリウムを用いた。なお、吸収膜３９６の膜厚は１〜３[μm]（典型的には１
．５〜２[μm]）とすればよい。
【０１２６】
また、ＥＬ素子３９３は、酸素及び水分に弱いので、ＥＬ層３９１形成から吸収膜３９
６の形成までを連続的に処理するのが望ましい。
【０１２７】
さらに、本実施例では、封止の際に封止基板と基板の間に備えるシール剤の密着性を高
めるために吸収膜３９６上に窒化膜や酸化膜等の絶縁膜からなるパッシベーション膜３９
７を設ける構造とした。しかし、このパッシベーション膜３９７は、必ずしも設ける必要
はなく、必要に応じて設ければよい。
【０１２８】
こうして図７に示すような構造が完成する。本明細書中では、図７に示すような構造ま
で作製されたものをＥＬ基板とよぶ。
【０１２９】
なお、本実施例においては、ＥＬ素子３９３の素子構成から下面出射となるためスイッ
チング用ＴＦＴ５０３にｎチャネル型ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴ５０４にｐチャネル型Ｔ
ＦＴを用いるという構成を示したが、本実施例は、好ましい一形態にすぎず、これに限ら
れる必要はない。また、４００〜４０３は、チャネル領域であり、５０１はｎチャネルＴ
ＦＴ、５０２はｐチャネルＴＦＴ、５０５はコンデンサ、５０６は駆動回路、５０７は画
素部である。
【０１３０】
なお、本実施例において用いるＴＦＴの駆動電圧は、１．２〜１０Ｖであり、好ましく
は、２．５〜５．５Ｖである。
【０１３１】
次に、図７に示すＥＬ基板を封止基板で封止してＥＬパネルとして完成させる方法につ
いて図８を用いて説明する。
【０１３２】
図８（Ａ）は、ＥＬ基板を封止したＥＬパネルの上面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）をＡ
−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された８０１はソース側駆動回路、８０２は画
素部、８０３はゲート側駆動回路である。また、８０４は封止基板、８０５はシール材で
あり、シール材８０５で囲まれた内側は、空間８０７になっている。
【０１３３】
なお、ソース側駆動回路８０１及びゲート側駆動回路８０３に入力される信号を伝送す
るための配線（図示せず）により、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサ
ーキット）８０９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではＥＬパネル
にＦＰＣが接続された状態を示しているが、ＦＰＣを介してＩＣ（集積回路）が直接実装
されたモジュールを本明細書中では、発光装置とよぶ。
【０１３４】
次に、断面構造について図８（Ｂ）を用いて説明する。基板８１０の上方には画素部８
０２、ゲート側駆動回路８０３が形成されており、画素部８０２は電流制御用ＴＦＴ８１
１とそのドレインに電気的に接続された画素電極８１２を含む複数の画素により形成され
る。また、ゲート側駆動回路８０３はｎチャネル型ＴＦＴ８１３とｐチャネル型ＴＦＴ８
１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路（図７参照）を用いて形成される。
【０１３５】
画素電極８１２は陽極として機能する。また、画素電極８１２の両端にバンク８１５が
形成された後、画素電極８１２上にＥＬ層８１６および陰極８１７が形成され、ＥＬ素子
８１８が形成される。
【０１３６】
なお、陰極８１７は全画素に共通の配線として機能し、接続配線８０８を経由してＦＰ
Ｃ８０９に電気的に接続されている。
【０１３７】
次にＥＬ素子８１８を覆うようにバリア膜８１９及び吸収膜８２０が連続的に形成され
る。なお、ここで形成されるバリア膜８１９は、吸収膜８２０により吸収された酸素や水
分が直接陰極８１７に接触するのを避けるためである。さらに吸収膜８２０が酸素や水分
を吸収することにより生じる重みでＥＬ素子８１８に直接圧力が加わるのを防ぐためでも
ある。よって、バリア膜８１９を形成する材料としては、絶縁性の材料が好ましく、窒化
珪素や酸化珪素といった材料が適している。
【０１３８】
また、吸収膜８２０としては、仕事関数の小さい金属を用いる。これは、仕事関数の小
さい金属は酸化され易いためである。さらに、ここで用いる金属は、酸化により生じた酸
化物が水分を取り込んで水和物を形成するものを用いる。具体的には、バリウム（Ｂａ）
を用いることができる。
【０１３９】
吸収膜８２０形成後は、パッシベーション膜８２１が形成されている。これは、接続配
線８０８上にシール剤８０５が直接形成されるのを防ぐためである。これによりシール剤
８０５の密着性を高めることができる。
【０１４０】
なお、シール剤８０５によりガラスからなる封止基板８０４が貼り合わされている。な
お、シール剤８０５としては紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂を用いるのが好ましい。また
、必要に応じて封止基板８０４とＥＬ素子８１８との間隔を確保するために樹脂膜からな
るスペーサを設けても良い。シール剤８０５の内側の空間８０７には窒素や希ガス等の不
活性ガスが充填されている。また、シール剤８０５はできるだけ水分や酸素を透過しない
材料であることが望ましい。
【０１４１】
以上のような構造でＥＬ素子を空間８０７に封入することにより、ＥＬ素子を外部から
完全に遮断することができ、外部から侵入する水分や酸素によるＥＬ素子の劣化を防ぐこ
とができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【０１４２】
なお、本実施例の構成は、実施例１のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施するこ
とが可能である。
【実施例３】
【０１４３】
本実施例では本発明をパッシブマトリクス型（単純マトリクス型）の発光装置に用いた
場合について説明する。説明には図９を用いる。図９において、１００１はガラスからな
る基板、１００２は透光性の導電膜からなる陽極である。本実施例では、陽極１００２と
して酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物をスパッタリング法により形成する。なお、図
９では図示されていないが、複数本の陽極１００２が紙面と平行な方向へストライプ状に
配列されている。さらに陽極１００２の間を埋めるようにバンク１００３を形成する。
【０１４４】
また、ストライプ状に配列された陰極１００６を紙面に垂直な方向に形成される。
【０１４５】
次に、ＥＬ材料からなるＥＬ層１００４a〜１００４cを実施例１で示した蒸着法により
形成する。なお、１００４aは赤色に発光するＥＬ層、１００４bは緑色に発光するＥＬ層
、１００４cは青色に発光するＥＬ層である。用いる有機ＥＬ材料は実施例１と同様のも
のを用いれば良い。これらのＥＬ層はバンク１００３が形成する溝に沿って形成されるた
め、紙面に垂直な方向にストライプ状に形成される。
【０１４６】
本実施例を実施することにより、基板上に赤、緑、青の三色の画素をストライプ状に形
成する。なお、画素の色は、必ずしも三色である必要はなく、一色または、二色であって
もよい。また、色は、赤、緑、青に限られることはなく、黄色、オレンジ、グレーといっ
た発色することが可能な他の色を用いてもよい。
【０１４７】
ＥＬ層を形成する方法としては、まず、赤色に発光するＥＬ層のみをメタルマスクを用
いて形成し、次にメタルマスクをずらして隣の画素列に移動させた後、緑色に発光するＥ
Ｌ層を形成させる。さらに、メタルマスクを隣の画素列に移動させた後、青色に発光する
ＥＬ層を形成させて、赤、緑、青からなるストライプ状のＥＬ層を形成する。
【０１４８】
なお、同じ色の発光層は一列ずつ形成しても良いし、同時に形成しても良い。
【０１４９】
また、このとき、同じ色のライン状に隣り合う画素の相互の距離（Ｄ）は、ＥＬ層の膜
厚（ｔ）の５倍以上（好ましくは１０倍以上）とすることが望ましい。これは、Ｄ＜５ｔ
では画素間でクロストークの問題が発生しうるからである。なお、距離（Ｄ）が離れすぎ
ても高精細な画像が得られなくなるので、５ｔ＜Ｄ＜５０ｔ（好ましくは１０ｔ＜Ｄ＜３
５ｔ）とすることが好ましい。
【０１５０】
また、バンクを紙面に対して水平方向にストライプ状に形成し、赤色に発光するＥＬ層
、緑色に発光するＥＬ層及び青色に発光するＥＬ層をそれぞれ同じ水平方向に形成しても
良い。
【０１５１】
この場合も同じ色のライン状に隣り合う画素の相互の距離（Ｄ）は、ＥＬ層の膜厚（ｔ
）の５倍以上（好ましくは１０倍以上）、さらに好ましくは５ｔ＜Ｄ＜５０ｔ（好ましく
は１０ｔ＜Ｄ＜３５ｔ）とすると良い。
【０１５２】
以上のようにメタルマスクを用いて、ＥＬ層を形成することで成膜位置の制御が可能と
なる。
【０１５３】
その後、図９では図示されていないが、複数本の陰極及び保護電極が紙面に垂直な方向
が長手方向となり、且つ、陽極１００２と直交するようにストライプ状に配列される。な
お、本実施例では、陰極１００５は、ＭｇＡｇからなり、保護電極１００６はアルミニウ
ム合金膜からなり、それぞれ蒸着法により形成する。また、図示されていないが保護電極
１００６は所定の電圧が加わるように、後にＦＰＣが取り付けられる部分まで配線が引き
出されている。
【０１５４】
以上のようにして基板１００１上にＥＬ素子を形成する。なお、本実施例では下側の電
極が透光性の陽極となっているため、ＥＬ層１００４a〜１００４cで発生した光は下面（
基板１００１）に放射される。しかしながら、ＥＬ素子の構造を反対にし、下側の電極を
遮光性の陰極とすることもできる。その場合、ＥＬ層１００４a〜１００４cで発生した光
は上面（基板１００１とは反対側）に放射されることになる。
【０１５５】
保護電極１００６を形成した後で、絶縁材料からなるバリア膜１３０７を形成する。こ
こでは、窒化珪素、酸化珪素、炭素（具体的にはＤＬＣ膜）といった無機材料を用いると
良く、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法または蒸着法により形成することができるが
、本実施例では、窒化珪素膜を蒸着法により形成する。なお、このときバリア膜１００７
の膜厚は、１０ｎｍ〜１００ｎｍが好ましい。
【０１５６】
次に、吸収性の材料からなる吸収膜１００８を蒸着法により形成する。なお、ここで用
いる吸収膜としては、バリウムなどの仕事関数が小さく、酸化されやすい材料を用いると
良い。
【０１５７】
次に、吸収膜１００８上に絶縁材料からなるパッシベーション膜１００９を形成させる
。なお、ＥＬ素子は、酸素や水分等に弱いのでＥＬ層の形成からパッシベーションの形成
までは、連続的に行うのが望ましい。
【０１５８】
最後にＦＰＣ１０１３を取り付けてパッシブ型の発光装置が完成する。
【０１５９】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例２のいずれの構成とも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】
【０１６０】
本実施例では、ＥＬ素子の封止構造を形成させた後、さらに外部からの酸素や水分等の
侵入を防ぐための方法について説明する。
【０１６１】
図１０（Ａ）には、封止構造を有するＥＬパネルに金属膜を蒸着させる成膜室１１０９
内の断面図を簡単にしめす。なお、成膜室１１０９は、不活性ガスが充填された、大気圧
状態になっている。
【０１６２】
図１０（Ａ）において、１１０１は基板であり、基板上にＥＬ素子１１０２が形成され
、吸収膜１１０４がＥＬ素子１１０２を覆うように形成されている。又、ＥＬ素子１１０
２からの接続配線１１０３及び吸収膜上には、パッシベーション膜１１０５が形成され、
これらは、封止基板１１０８とシール剤１１０６により封止されている。なお、パッシベ
ーション膜１１０５と封止基板１１０８によって封止された領域を空間１１０７という。
また、ここまで形成された状態を本明細書中では、ＥＬパネルと呼ぶ。
【０１６３】
ＥＬパネルは、成膜室１１０９のゲート１１１０から出し入れを行う。そして、基板上
にＥＬ素子が形成されている側を下側にして、マスク１１１８を介して補助台１１１１上
に備える。
【０１６４】
又、成膜室１１０９内の蒸着源１１１２には、金属膜を形成する低融点の金属が備えら
れている。これは、封止の際に用いたシール剤１１０６に対して成膜時の熱によるダメー
ジを考慮しているためである。なお、具体的には、アルミニウムやマグネシウムといった
材料が望ましい。
【０１６５】
そして、大気圧下において、蒸着を行う。なお、蒸着の際には、マスク１１１８を設け
て、パッシベーション膜１１０５で覆われている接続配線１１０３や、必要以上の範囲に
金属膜を成膜することがないようにする。また、蒸着位置を調節するために蒸着源１１１
２の位置を移動させたり、ＥＬパネルの位置や角度を変えたりしても良い。
【０１６６】
なお、図１０（Ｂ）に示すように、本実施例によりＥＬパネルのシール剤による封止部
を金属膜１１１６で覆うように形成することができる。また、１１１３は陽極、１１１４
はＥＬ層、１１１５は陰極、１１１７は絶縁体である。また、本実施例においては、大気
圧下で金属膜を形成することができるので、成膜後にＥＬパネルを大気中に取り出した際
に封止構造内の圧力変化に伴う問題を防ぐことができる。
【０１６７】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例３のいずれの構成とも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】
【０１６８】
本実施例では、上記各実施例においてＥＬ層形成から封止構造を形成するまでの成膜及
び封止処理等を行う際に使用する成膜装置の例を示す。
【０１６９】
本発明の薄膜形成装置について図１３を用いて説明する。図１３において、１４０１は
基板の搬入または搬出を行うロード室であり、ロードロック室とも呼ばれる。ここに基板
をセットしたキャリア１４０２が配置される。なお、ロード室１４０１は基板搬入用と基
板搬出用と区別されていても良い。本実施例においては、基板上にＥＬ素子の陽極まで形
成させた状態の基板をセットしておく。
【０１７０】
また、１４０３は基板１４０４を搬送する機構（以下、搬送機構（Ａ）という）１４０
５を含む搬送室（Ａ）である。基板のハンドリングを行うロボットアームなどは搬送機構
（Ａ）１４０５の一種である。
【０１７１】
そして、搬送室（Ａ）１４０３にはゲートを介して複数の成膜室及び処理室等と連結さ
れており、各成膜室、搬送室及び処理室は、ゲートによって、それぞれ完全に遮断される
ため、それぞれ気密された密閉空間を得られるようになっている。なお、搬送室（Ａ）１
４０３は、減圧雰囲気となるので搬送室（Ａ）１４０３に直接連結された処理室には、す
べて排気ポンプ（図示せず）が備えられている。
【０１７２】
なお、排気ポンプとしては、油回転ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子
ポンプもしくはクライオポンプを用いることが可能であるが、水分の除去に効果的なクラ
イオポンプが好ましい。
【０１７３】
はじめに、１４０７に示す成膜室（Ａ）について説明する。成膜室（Ａ）１４０７は、
搬送室（Ａ）１４０３とゲート１４０６ｂにより連結されており、蒸着法により成膜を行
う成膜室である。なお、蒸着法としては、抵抗加熱による方法(ＲＥ法:Resistivity Evap
oration法)と電子ビームによる方法(ＥＢ法:Electron Beam法)を用いることができるが、
本実施例では、ＲＥ法により蒸着を行う場合について説明する。
【０１７４】
なお、この成膜室（Ａ）１４０７で成膜されるのは、ＥＬ層を形成する正孔注入層、正孔
輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層である。
【０１７５】
成膜室（Ａ）中に備えられている試料ボートに予め成膜に用いるＥＬ材料を備えておき
、この試料ボートに電圧を印加することにより生じる熱により蒸着がなされる。なお、Ｅ
Ｌ材料は水分に極めて弱いため、ＥＬ層成膜中は、成膜室（Ａ）１４０７の圧力を常に真
空状態に保持しておく必要がある。成膜室（Ａ）１４０７への基板の出し入れ以外は、通
常、ゲート１４０６ｂを用いて搬送室（Ａ）１４０５と完全に遮断して、成膜室内の真空
状態を制御すると良い。なお、この時の成膜圧力は、１×１０-6〜１×１０-5Ｔｏｒｒに
しておく必要がある。
【０１７６】
また、成膜室（Ａ）１４０７には、ＥＬ材料の成膜の様子を装置の外側から観察する手
段として、成膜室の側面にそれぞれ窓が取り付けられていてもよい。これにより、正常に
成膜が行われていることを確認することができるからである。又、成膜室（Ａ）１４０７
は、ＥＬ材料が備えられた複数の試料ボート（図示せず）が設けられており、ＥＬ層を形
成する複数の層を形成することができるようになっている。なお、具体的には、１〜８種
類設けるのが好ましい。
【０１７７】
また、スピンコート法を用いてＥＬ層の成膜を行う場合には、スピンコーターを備えた
成膜室（Ｂ）１４１０でＥＬ材料を含むＥＬ溶液を基板上に塗布することでＥＬ材料を含
む膜を形成する。なお、本実施例では、高分子系のＥＬ材料を成膜する際に成膜室（Ｂ）
１４１０で成膜を行う。しかし、場合によっては、低分子系のＥＬ材料を溶媒に溶解させ
て成膜する場合に、成膜室（Ｂ）１４１０において成膜を行っても良い。
【０１７８】
なお、スピンコーターを備えた成膜室（Ｂ）１４１０は、ゲート１４０６ｇを介して搬
送室（Ｂ）１４１４と接続されている。なお、成膜室（Ｂ）１４１０において成膜処理さ
れた基板は、搬送室（Ｂ）１４１４によりゲート１４０６ｈを介して焼成室１４１１に搬
送され、焼成される。
【０１７９】
そして、焼成処理を終えた基板は、搬送室（Ｂ）とゲート１４０６ｆを介して連結され
ている圧力調整室１４０８に搬送される。
基板が圧力調整室１４０８に搬送された後でゲート１４０６ｆが閉じ、圧力調整室１４０
８内は減圧状態になる。
【０１８０】
圧力調整室１４０８内が、一定の減圧状態以下になったところで、ゲート１４０６ｄが
開き搬送機構（Ａ）１４０５により基板が取り出される。
【０１８１】
ＥＬ層が形成されたところで搬送室（Ａ）１４０３とゲート１４０６ｃで連結された成
膜室（Ｃ）１４１２に基板が搬送される。成膜室（Ｃ）は、蒸着法により成膜を行う成膜
室である。なお、本実施例では、ＥＬ層を成膜する成膜室（Ａ）１４０７と同様にＲＥ法
による蒸着を行う。そして、成膜室（Ｃ）１４１２において、ＥＬ層上に形成するバリア
膜、吸収膜及びパッシベーション膜といった絶縁性の膜が蒸着法により形成される。
【０１８２】
又、成膜室（Ｃ）１４１２においても複数の試料ボート（図示せず）が設けられている
。具体的には、バリア膜及びパッシベーション膜を形成する材料である、窒化珪素や酸化
珪素といった絶縁材料や吸収膜を形成するバリウムといった成膜材料が備えられている。
【０１８３】
パッシベーション膜まで形成させたところで、搬送室（Ａ）１４０３とゲート１４０６
ｅを介して連結される封止室１４１３に基板が搬送される。なお、封止室１４１３では、
最終的にＥＬ素子を密閉空間に封入するための処理が行われる。具体的には基板上に形成
されたＥＬ素子を封止基板とシール剤で封入するといった処理を行う。
【０１８４】
封止基板としては、ガラス、セラミックス、金属などの材料を用いることができ、また
シール剤としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂等を用いることができる。
【０１８５】
なお、封止室１４１３には、熱処理や紫外線照射処理を行う機能が備えられている。
【０１８６】
そして、封止室１４１３において、封止処理が行われた基板は、搬送機構（Ａ）１４０
５によりゲート１４０６ａを介して再びロード室１４０１に戻る。
【０１８７】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例４のいずれの構成とも自由に組み合わせて
実施することが可能である。
【実施例６】
【０１８８】
本発明を実施して形成された発光装置を内蔵することにより様々な電気器具を作製する
ことができる。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
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、音響機器、ノ
ート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯機器（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）、記録媒体を備えた画像再生装置などが挙げられる
。それら電気器具の具体例を図１４、図１５に示す。
【０１８９】
図１４（Ａ）はＥＬディスプレイであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２０
０３を含む。本発明の発光装置をその表示部２００３に用いることにより作製される。表
示部２００３にＥＬ素子を有した発光装置を用いる場合、ＥＬ素子が自発光型であるため
バックライトが必要なく薄い表示部とすることができる。
【０１９０】
図１４（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１
０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６を含む。本発明の発
光装置をその表示部２１０２に用いることにより作製される。
【０１９１】
図１４（Ｃ）はデジタルカメラであり、本体２２０１、表示部２２０２、接眼部２２０
３、操作スイッチ２２０４を含む。本発明の発光装置をその表示部２２０２に用いること
により作製される。
【０１９２】
図１４（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（ＣＤ、ＬＤまたはＤＶＤ等）２３０２、操作スイッチ２３０３
、表示部（ａ）２３０４、表示部（ｂ）２３０５を含む。表示部（ａ）２３０５は主とし
て画像情報を表示し、表示部（ｂ）は主として文字情報を表示するが、本発明の発光装置
をこれら表示部（ａ）、（ｂ）に用いることにより作製される。なお、記録媒体を備えた
画像再生装置には、ＣＤ再生装置、ゲーム機器なども含まれうる。
【０１９３】
図１４（Ｅ）は携帯型（モバイル）コンピュータであり、本体２４０１、表示部２４０
２、受像部２４０３、操作スイッチ２４０４、メモリスロット２４０５を含む。本発明の
発光装置をその表示部２４０２に用いることにより作製される。この携帯型コンピュータ
はフラッシュメモリや不揮発性メモリを集積化した記録媒体に情報を記録したり、それを
再生したりすることができる。
【０１９４】
図１４（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を含む。本発明の発光装置をその表示部２５０３に用いる
ことにより作製される。
【０１９５】
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。表示部にＥＬ素子を有した発光装置を用いることにより、ＥＬ素子の応答
速度が非常に高いため遅れのない動画表示が可能となる。
【０１９６】
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなる
ように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響機器
のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景とし
て文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
【０１９７】
図１５（Ａ）は携帯電話であり、本体２６０１、音声出力部２６０２、音声入力部２６
０３、表示部２６０４、操作スイッチ２６０５、アンテナ２６０６を含む。本発明の発光
装置をその表示部２６０４に用いることにより作製される。なお、表示部２６０４は非発
光部の背景に発光部において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。
【０１９８】
図１５（Ｂ）も携帯電話であるが、図１５（Ａ）とは異なり、二つ折りのタイプである
。本体２６１１、音声出力部２６１２、音声入力部２６１３、表示部ａ２６１４、表示部
ｂ２６１５、アンテナ２６１６を含む。なお、このタイプの携帯電話には、操作スイッチ
が付いていないが、表示部ａ又は、表示部ｂのうちの一方の表示部に図１５（Ｃ）、（Ｄ
）、（Ｅ）で示すような文字情報を表示をさせてその機能をもたせている。また、もう一
方の表示部には、主として画像情報を表示することになる。なお、本発明の発光装置をそ
の表示部ａ２６１４又は、表示部ｂ２６１５に用いることにより作製される。
【０１９９】
図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示した携帯電話の場合、表示部に用いた発光装置にＣＭＯＳ
回路でセンサ（ＣＭＯＳセンサ）を内蔵させ、指紋もしくは手相を読みとることで使用者
を認証する認証システム用端末として用いることもできる。また、外部の明るさ（照度）
を読みとり、設定されたコントラストで情報表示が可能となるように発光させることもで
きる。
【０２００】
さらに、図１５（Ａ）においては、操作スイッチ２６０５を使用している時に輝度を下
げ、操作スイッチの使用が終わったら輝度を上げることで低消費電力化することができる
。また、着信した時に表示部２６０４の輝度を上げ、通話中は輝度を下げることによって
も低消費電力化することができる。また、継続的に使用している場合に、リセットしない
限り時間制御で表示がオフになるような機能を持たせることで低消費電力化を図ることも
できる。なお、これらはマニュアル制御であっても良い。
【０２０１】
図１５（Ｆ）は音響再生装置、具体的には車載用オーディオであり、本体２６２１、表
示部２６２２、操作スイッチ２６２３、２６２４を含む。本発明の発光装置をその表示部
２６２２に用いることにより作製される。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２６２２は非発光部の背
景に発光部において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。
【０２０２】
また、本実施例で示した携帯型電気器具において、消費電力を低減するための方法とし
て、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といった方法が挙げられる。
【０２０３】
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５に示したいずれの構成を適
用しても良い。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にＥＬ素子を有する発光装置において、前記ＥＬ素子上に吸収膜が形成され、前記ＥＬ素子は、前記基板と前記吸収膜とに挟まれていることを特徴とする発光装置。
【請求項１】
基板上にＥＬ素子を有する発光装置において、前記ＥＬ素子上に吸収膜が形成され、前記ＥＬ素子は、前記基板と前記吸収膜とに挟まれていることを特徴とする発光装置。
【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】
【公開番号】特開２０１２−２３４８３５（Ｐ２０１２−２３４８３５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１９２７９４（Ｐ２０１２−１９２７９４）
【出願日】平成２４年９月３日（２０１２．９．３）
【分割の表示】特願２０１１−１９４６９７（Ｐ２０１１−１９４６９７）の分割
【原出願日】平成１３年９月２８日（２００１．９．２８）
【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１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月３日（２０１２．９．３）
【分割の表示】特願２０１１−１９４６９７（Ｐ２０１１−１９４６９７）の分割
【原出願日】平成１３年９月２８日（２００１．９．２８）
【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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