電気器具
【課題】ＥＬ素子が有する透明導電膜における平均膜抵抗の低抵抗化が可能な電気器具を提供する。
【解決手段】電極と、透明導電膜と、電極と透明導電膜とに挟まれたＥＬ層とを有するＥＬ素子を複数有し、ＥＬ素子が有する電極の縁および隣り合う電極の隙間と重なるように、ＥＬ素子が有する透明導電膜に接して遮光性の金属膜を設けることで、ＥＬ素子が有する透明導電膜における平均膜抵抗の低抵抗化が可能となる。また、所望の輝度もしくは色度で発光させることが可能となる。
【解決手段】電極と、透明導電膜と、電極と透明導電膜とに挟まれたＥＬ層とを有するＥＬ素子を複数有し、ＥＬ素子が有する電極の縁および隣り合う電極の隙間と重なるように、ＥＬ素子が有する透明導電膜に接して遮光性の金属膜を設けることで、ＥＬ素子が有する透明導電膜における平均膜抵抗の低抵抗化が可能となる。また、所望の輝度もしくは色度で発光させることが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体素子（半導体薄膜を用いた素子、代表的には薄膜トランジスタ）を基板上に作り込んで形成されたＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置及びそのＥＬ表示装置を表示部として有する電気器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基板上に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）を形成する技術が大幅に進歩し、アクティブマトリクス型表示装置への応用開発が進められている。
特に、ポリシリコン膜を用いたＴＦＴは、従来のアモルファスシリコン膜を用いたＴＦＴよりも電界効果移動度が高いので、高速動作が可能である。そのため、従来、基板外の駆動回路で行っていた画素の制御を、画素と同一の基板上に形成した駆動回路で行うことが可能となっている。
【０００３】
このようなアクティブマトリクス型表示装置は、同一基板上に様々な回路や素子を作り込むことで製造コストの低減、表示装置の小型化、歩留まりの上昇、スループットの低減など、様々な利点が得られるとして注目されている。
【０００４】
アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置は、各画素のそれぞれにＴＦＴからなるスイッチング素子（以下スイッチング用ＴＦＴという）を設け、そのスイッチング用ＴＦＴによって電流制御を行う駆動素子（以下電流制御用ＴＦＴという）を動作させてＥＬ層（厳密には発光層）を発光させる。例えば特開平１０−１８９２５２号に記載されたＥＬ表示装置がある。
【０００５】
ＥＬ素子は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Electro Luminescence）が得られる有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層と記す）と、陽極層と、陰極層とを有する。有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とがあるが、本発明は、どちらの発光を用いた場合にも適用可能である。
【０００６】
なお、本明細書では、陽極と陰極の間に設けられた全ての層をＥＬ層と定義する。ＥＬ層には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的にＥＬ素子は、陽極／発光層／陰極が順に積層された構造を有しており、この構造に加えて、陽極／正孔注入層／発光層／陰極や、陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極等の順に積層した構造を有していることもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＥＬ表示装置において、陰極、ＥＬ層、及び陽極からなる素子（以下ＥＬ素子という）部における陽極の膜抵抗が高くなると電圧降下により陽極の面内電位分布が不均一になり、ＥＬ素子の輝度にバラツキを生じるといった不具合が生じる。そこで、本発明は、ＥＬ素子における陽極の膜抵抗を低くする、またはそれに相当する効果を有する構造のＥＬ表示装置を提供することを課題とする。そして、そのようなＥＬ表示装置を表示部として用いることで表示部の安定した電気器具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明について図１を用いて説明する。図１において、１０１は絶縁表面を有する基板であり、石英基板などの絶縁基板または表面に絶縁膜を設けたガラス基板、セラミックス基板、結晶化ガラス基板、金属基板もしくはプラスチック基板を用いることができる。
【０００９】
基板１０１上には画素１０２が形成される。なお、図１では三つの画素を図示しているが、実際にはさらに複数の画素がマトリクス状に形成される。また、ここでは三つの画素の一つを説明するが、他の画素も同じ構造である。
【００１０】
画素１０２には各々スイッチング用ＴＦＴ１０３と電流制御用ＴＦＴ１０４の二つのＴＦＴが形成される。このとき、スイッチング用ＴＦＴ１０３のドレインは電流制御用ＴＦＴ１０４のゲートに電気的に接続されている。さらに、電流制御用ＴＦＴ１０４のドレインには画素電極（この場合、ＥＬ素子の陰極を兼ねる）１０５が電気的に接続される。こうして画素１０２が形成される。
【００１１】
ＴＦＴの各配線及び画素電極は抵抗率の低い金属を用いて形成すれば良い。ここではアルミニウム合金を用いると良い。
【００１２】
画素電極１０５まで形成されたら、全ての画素電極の上にアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属を含む絶縁性化合物（以下、アルカリ化合物という）１０６が形成される。なお、アルカリ化合物１０６の輪郭を点線で示しているのは数ｎｍ程度と膜厚が薄いため層状に形成されているのか、島状に点在しているのか不明だからである。
【００１３】
また、アルカリ化合物としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）、フッ化バリウム（ＢａＦ2）、酸化バリウム（ＢａＯ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）または酸化セシウム（Ｃｓ2Ｏ）を用いることができる。これらは絶縁性であるため、層状に形成されたとしても画素電極間のショート（短絡）を招くようなことはない。
【００１４】
勿論、ＭｇＡｇ電極のような公知の導電性を有する材料を陰極として用いることも可能であるが、画素電極同士が短絡しないように、陰極自体を選択的に設けるか、パターニングを行う必要がある。
【００１５】
アルカリ化合物１０６が形成されたら、その上にＥＬ層（エレクトロルミネッセンス層）１０７が形成される。ＥＬ層１０７は公知の材料や構造を用いることができる。即ち、再結合の場を提供する発光層だけでＥＬ層としても良いし、必要に応じて電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、電子阻止層、正孔素子層もしくは正孔注入層を積層しても良い。本明細書中では、キャリアの注入、輸送または再結合が行われる層をすべて含めてＥＬ層と呼ぶ。
【００１６】
また、ＥＬ層１０７として用いる有機物質は低分子系有機物質であってもポリマー系（高分子系）有機物質であっても良い。しかし、スピンコート法や印刷法など容易な成膜方法で形成できるポリマー系有機物質を用いることが望ましい。
【００１７】
また、図１の構造は単色発光方式を用いた場合の例である。即ち、赤色、青色、緑色、白色、黄色、橙色、紫色などの単色光を発するＥＬ層を用いることにより、モノトーンの画像表示を行う例である。これらの各単色光を発するＥＬ層は、公知の材料で形成すれば良い。
【００１８】
ＥＬ層１０７の上には、陽極１０８として透明導電膜が形成される。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物（ＩＴＯと呼ばれる）、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化スズまたは酸化亜鉛などを用いることが可能である。
【００１９】
また、本明細書中において、金属膜１０９と陽極１０８が積層されている部分の膜抵抗および陽極だけの膜抵抗を平均した陽極全体の膜抵抗、すなわち陽極に電気的に接続された部分全体の膜抵抗のことを、陽極の平均膜抵抗と呼ぶことにすると、金属膜１０９を陽極上に設けることで、陽極における平均膜抵抗を低くすることができる。さらに、金属膜１０９は、遮光膜としての役割も果たす。
【００２０】
金属膜１０９の成膜法としては、陽極への成膜時のダメージを考慮すると蒸着法が望ましい。
【００２１】
また、金属膜１０９を設ける際には、観測者の視線方向（対向基板の法線方向）から見て画素電極間の隙間１１１を隠すように画素の縁及び画素間の隙間を埋めるように設ける。これは、その部分が非発光部であることと、画素電極の端部では電界が複雑になり所望の輝度もしくは色度で発光させることができないためである。
【００２２】
以上のようにして金属膜１０９を形成したら、第２パッシベーション膜１１２として絶縁膜が設けられる。パッシベーション膜１１２としては、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙで表される）を用いることが望ましい。酸化珪素膜を用いることも可能であるが、なるべく酸素の含有量が少ない絶縁膜が好ましい。
【００２３】
ここまで完成した基板を本明細書ではアクティブマトリクス基板と呼ぶ。即ち、ＴＦＴ、そのＴＦＴに電気的に接続された画素電極を陰極とし、ＥＬ層、陽極、金属膜からなるＥＬ素子の形成された基板をアクティブマトリクス基板と呼ぶ。
【００２４】
さらに、アクティブマトリクス基板には、ＥＬ素子を封入するようにして対向基板１１０が貼り付けられる。なお、ここでは図示されないが、対向基板１１０はシール剤によってアクティブマトリクス基板に貼り付けられており、１１３で示される空間は密閉空間となっている。
【００２５】
対向基板１１０としては、光の進行を妨げないように透光性の基板を用いる必要がある。例えば、ガラス基板、石英基板またはプラスチック基板が好ましい。
【００２６】
また、密閉空間１１３は不活性ガス（希ガスや窒素ガス）を充填しても良いし、不活性液体を充填しても良い。また、透光性の接着剤や樹脂等を充填して、基板全体を接着させても構わない。さらに、この密閉空間１１３には酸化バリウム等の乾燥剤を設けておくことが好ましい。ＥＬ層１０７は水分に極めて弱いため、密閉空間１１３は極力水分が侵入しないようにすることが望ましい。
【００２７】
以上のような構成からなる本発明のＥＬ表示装置はＥＬ素子から発した光が対向基板を透過して放射されて観測者の目に入る。そのため観測者は対向基板側から画像を認識することができる。このとき、本発明のＥＬ表示装置の特徴は、ＥＬ素子の一部である陽極１０８上に抵抗率の低い金属膜１０９が設けられており、さらに金属膜１０９は画素電極１０５の隙間１１１を隠すように設けられている点である。これにより、ＥＬ素子における陽極の平均膜抵抗を低くすることができるだけでなく画素電極１０５の隙間１１１における光漏れの防止ができ、画素間の輪郭が明瞭な画像表示が可能となる。
【００２８】
以上のように、本発明を実施することによりＥＬ素子部の陽極の平均膜抵抗を低くし、かつ画素間の輪郭が明瞭な画像表示を行うＥＬ表示装置や、そのようなＥＬ表示装置を表示部として用いる電気器具を得ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明を実施することで、陽極上に設けられた金属膜により陽極の平均膜抵抗を低くすることが可能となる。さらに上記金属膜が遮光性であり、画素間の隙間を隠すように設けられていることから画素部において画素間の輪郭を明瞭なものとすることができ、高精細な画像表示のＥＬ表示装置を得ることが可能となる。
また、本発明のＥＬ表示装置を表示部として用いることにより、信頼性が高く、視認性の高い電気器具を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ＥＬ表示装置の画素部を示す図。
【図２】ＥＬ表示装置の画素の断面構造を示す図。
【図３】ＥＬ表示装置の画素部の上面構造及び構成を示す図。
【図４】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図５】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図６】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図７】ＥＬモジュールの外観を示す図。
【図８】ＥＬ表示装置の回路構成を示す図。
【図９】ＥＬ表示装置の画素を拡大した図。
【図１０】ＥＬ表示装置のサンプリング回路の構造を示す図。
【図１１】ＥＬモジュールの外観及び断面構造を示す図。
【図１２】ＥＬ表示装置の画素の構成を示す図。
【図１３】電気器具の具体例を示す図。
【図１４】電気器具の具体例を示す図。
【図１５】ＥＬ表示装置の画素部を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施の形態について、図２、図３を用いて説明する。図２に示したのは本発明であるＥＬ表示装置の画素部の断面図であり、図３（Ａ）はその上面図、図３（Ｂ）はその回路構成である。実際には画素がマトリクス状に複数配列されて画素部（画像表示部）が形成される。なお、図３（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図が図２に相当する。従って図２及び図３で共通の符号を用いているので、適宜両図面を参照すると良い。また、図３の上面図では二つの画素を図示しているが、どちらも同じ構造である。
【００３２】
図２において、１１は基板、１２は下地となる絶縁膜（以下、下地膜という）
である。基板１１としてはガラス基板、ガラスセラミックス基板、石英基板、シリコン基板、セラミックス基板、金属基板若しくはプラスチック基板（プラスチックフィルムも含む）を用いることができる。
【００３３】
また、下地膜１２は特に可動イオンを含む基板や導電性を有する基板を用いる場合に有効であるが、石英基板には設けなくても構わない。下地膜１２としては、珪素（シリコン）を含む絶縁膜を用いれば良い。なお、本明細書において「珪素を含む絶縁膜」とは、具体的には酸化珪素膜、窒化珪素膜若しくは窒化酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙで示される）など珪素、酸素若しくは窒素を所定の割合で含む絶縁膜を指す。
【００３４】
ここでは画素内に二つのＴＦＴを形成している。２０１はスイッチング用素子として機能するＴＦＴ（以下、スイッチング用ＴＦＴという）、２０２はＥＬ素子へ流す電流量を制御する電流制御用素子として機能するＴＦＴ（以下、電流制御用ＴＦＴという）であり、どちらもｎチャネル型ＴＦＴで形成されている。
【００３５】
ｎチャネル型ＴＦＴの電界効果移動度はｐチャネル型ＴＦＴの電界効果移動度よりも大きいため、動作速度が早く大電流を流しやすい。また、同じ電流量を流すにもＴＦＴサイズはｎチャネル型ＴＦＴの方が小さくできる。そのため、ｎチャネル型ＴＦＴを電流制御用ＴＦＴとして用いた方が表示部の有効面積が広くなるので好ましい。
【００３６】
ｐチャネル型ＴＦＴはホットキャリア注入が殆ど問題にならず、オフ電流値が低いといった利点があって、スイッチング用ＴＦＴとして用いる例や電流制御用ＴＦＴとして用いる例が既に報告されている。しかしながら本発明では、ＬＤＤ領域の位置を異ならせた構造とすることでｎチャネル型ＴＦＴにおいてもホットキャリア注入の問題とオフ電流値の問題を解決し、全ての画素内のＴＦＴ全てをｎチャネル型ＴＦＴとしている点にも特徴がある。
【００３７】
ただし、本発明において、スイッチング用ＴＦＴと電流制御用ＴＦＴをｎチャネル型ＴＦＴに限定する必要はなく、両方又はどちらか片方にｐチャネル型ＴＦＴを用いることも可能である。
【００３８】
スイッチング用ＴＦＴ２０１は、ソース領域１３、ドレイン領域１４、ＬＤＤ領域１５a〜１５d、高濃度不純物領域１６及びチャネル形成領域１７a、１７bを含む活性層、ゲート絶縁膜１８、ゲート電極１９a、１９b、第１層間絶縁膜２０、ソース配線２１並びにドレイン配線２２を有して形成される。
【００３９】
また、図３に示すように、ゲート電極１９a、１９bは、ゲート電極１９a、１９bよりも低抵抗な別の材料で形成されたゲート配線２１１によって電気的に接続されたダブルゲート構造となっている。勿論、ダブルゲート構造だけでなく、トリプルゲート構造などいわゆるマルチゲート構造（直列に接続された二つ以上のチャネル形成領域を有する活性層を含む構造）であっても良い。マルチゲート構造はオフ電流値を低減する上で極めて有効であり、本発明では画素のスイッチング素子２０１をマルチゲート構造とすることによりオフ電流値の低いスイッチング素子を実現している。
【００４０】
また、活性層は結晶構造を含む半導体膜で形成される。即ち、単結晶半導体膜でも良いし、多結晶半導体膜や微結晶半導体膜でも良い。また、ゲート絶縁膜１８は珪素を含む絶縁膜で形成すれば良い。また、ゲート電極、ソース配線若しくはドレイン配線としてはあらゆる導電膜を用いることができる。
【００４１】
さらに、スイッチング用ＴＦＴ２０１においては、ＬＤＤ領域１５a〜１５dは、ゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極１９a、１９bと重ならないように設ける。このような構造はオフ電流値を低減する上で非常に効果的である。
【００４２】
また、二つ以上のゲート電極を有するマルチゲート構造の場合、チャネル形成領域の間に設けられた高濃度不純物領域がオフ電流値の低減に効果的である。
【００４３】
以上のように、マルチゲート構造のＴＦＴを画素のスイッチング素子２０１として用いることにより、十分にオフ電流値の低いスイッチング素子を実現することができる。そのため、特開平１０−１８９２５２号公報の図２のようなコンデンサーを設けなくても十分な時間（選択されてから次に選択されるまでの間）電流制御用ＴＦＴのゲート電圧を維持しうる。
【００４４】
次に、電流制御用ＴＦＴ２０２は、ソース領域３１、ドレイン領域３２、ＬＤＤ領域３３及びチャネル形成領域３４を含む活性層、ゲート絶縁膜１８、ゲート電極３５、第１層間絶縁膜２０、ソース配線３６並びにドレイン配線３７を有して形成される。なお、ゲート電極３５はシングルゲート構造となっているが、マルチゲート構造であっても良い。
【００４５】
図２に示すように、スイッチング用ＴＦＴ２０１のドレインは電流制御用ＴＦＴ２０２のゲートに接続されている。具体的には電流制御用ＴＦＴ２０２のゲート電極３５はスイッチング用ＴＦＴ２０１のドレイン領域１４とドレイン配線（接続配線とも言える）２２を介して電気的に接続されている。また、ソース配線３６は電流供給線２１２（図３（Ａ））に接続される。
【００４６】
電流制御用ＴＦＴ２０２はＥＬ素子２０３に注入される電流量を制御するための素子であるが、ＥＬ素子の劣化を考慮するとあまり多くの電流を流すことは好ましくない。そのため、電流制御用ＴＦＴ２０２に過剰な電流が流れないように、チャネル長（Ｌ）は長めに設計することが好ましい。望ましくは一画素あたり０．５〜２μｍ（好ましくは１〜１．５μｍ）となるようにする。
【００４７】
以上のことを踏まえると、図９に示すように、スイッチング用ＴＦＴのチャネル長をＬ１（但しＬ１＝Ｌ１a＋Ｌ１b）、チャネル幅をＷ１とし、電流制御用ＴＦＴのチャネル長をＬ２、チャネル幅をＷ２とした時、Ｗ１は０．１〜５μm（代表的には０．５〜２μm）、Ｗ２は０．５〜１０μm（代表的には２〜５μm）
とするのが好ましい。また、Ｌ１は０．２〜１８μm（代表的には２〜１５μm）
、Ｌ２は１〜５０μm（代表的には１０〜３０μm）とするのが好ましい。但し、本発明は以上の数値に限定されるものではない。
【００４８】
また、スイッチング用ＴＦＴ２０１に形成されるＬＤＤ領域の長さ（幅）は０．５〜３．５μｍ、代表的には２．０〜２．５μｍとすれば良い。
【００４９】
また、図２に示したＥＬ表示装置は、電流制御用ＴＦＴ２０２において、ドレイン領域３２とチャネル形成領域３４との間にＬＤＤ領域３３が設けられる。ここでは、ＬＤＤ領域３３がゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極３５に重なっている領域と重なっていない領域とを有する構造を示したが、ゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極３５に重なっている領域のみをＬＤＤ領域３３とする構造でもよい。
【００５０】
電流制御用ＴＦＴ２０２は、ＥＬ素子２０３を発光させるための電流を供給すると同時に、その供給量を制御して階調表示を可能とする。そのため、電流を流しても劣化しないようにホットキャリア注入による劣化対策を講じておく必要がある
【００５１】
ホットキャリア注入による劣化に関しては、ゲート電極に対してＬＤＤ領域が重なった構造が非常に効果的であることが知られている。そのため、ゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極３５に重なっている領域にＬＤＤ領域を設けるという構造が適当であるが、本実施例ではオフ電流対策としてゲート電極に重ならないＬＤＤ領域も設けるという構造を示した。しかし、ゲート電極に重ならないＬＤＤ領域は、必ずしも設けなくて良い。
【００５２】
また、ゲート電極に重なったＬＤＤ領域の長さが長すぎるとオン電流を低くしてしまい、逆に短すぎるとホットキャリアを防止する効果が弱くなってしまう。
そこで、本実施例では、図２に示すようにこれらを考慮した長さでゲート電極に重なったＬＤＤ領域を設け、さらにゲート電極に重なったＬＤＤ領域を設けることで生じる容量を保持容量として用いている。
【００５３】
また、上記構造においてゲート電極とＬＤＤ領域とが重なった領域では寄生容量が形成されてしまうため、ソース領域３１とチャネル形成領域３４との間には設けない方が好ましい。電流制御用ＴＦＴはキャリア（ここでは電子）の流れる方向が常に同一であるので、ドレイン領域側のみにＬＤＤ領域を設けておけば十分である。
【００５４】
また、流しうる電流量を多くするという観点から見れば、電流制御用ＴＦＴ２０２の活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を厚くする（好ましくは５０〜１００ｎｍ、さらに好ましくは６０〜８０ｎｍ）ことも有効である。逆に、スイッチング用ＴＦＴ２０１の場合はオフ電流値を小さくするという観点から見れば、活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を薄くする（好ましくは２０〜５０ｎｍ、さらに好ましくは２５〜４０ｎｍ）ことも有効である。
【００５５】
次に、４１は第１パッシベーション膜であり、膜厚は１０ｎｍ〜１μm（好ましくは２００〜５００ｎｍ）とすれば良い。材料としては、珪素を含む絶縁膜（特に窒化酸化珪素膜又は窒化珪素膜が好ましい）を用いることができる。
【００５６】
第１パッシベーション膜４１の上には、各ＴＦＴを覆うような形で第２層間絶縁膜（平坦化膜と言っても良い）４２を形成し、ＴＦＴによってできる段差の平坦化を行う。第２層間絶縁膜４２としては、有機樹脂膜が好ましく、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を用いると良い。勿論、十分な平坦化が可能であれば、無機膜を用いても良い。
【００５７】
第２層間絶縁膜４２によってＴＦＴによる段差を平坦化することは非常に重要である。後に形成されるＥＬ層は非常に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起こす場合がある。従って、ＥＬ層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化しておくことが望ましい。
【００５８】
また、４３は遮光性を有する導電膜からなる画素電極（ＥＬ素子の陰極に相当する）であり、第２層間絶縁膜４２及び第１パッシベーション膜４１にコンタクトホール（開孔）を開けた後、形成された開孔部において電流制御用ＴＦＴ２０２のドレイン配線３７に接続されるように形成される。
【００５９】
画素電極４３の上にはアルカリ化合物４４として、５〜１０ｎｍ厚のフッ化リチウム膜が蒸着法により形成される。フッ化リチウム膜は絶縁膜なので膜厚が厚すぎるとＥＬ層に電流を流すことができなくなってしまう。また、層状に形成されずに島状に点在するように形成されても問題はない。
【００６０】
次にＥＬ層４５が形成される。本実施形態では、ポリマー系有機物質をスピンコート法にて形成する。ポリマー系有機物質としては公知のあらゆる材料を用いることが可能である。また、本実施形態ではＥＬ層４５として発光層を単層で用いるが正孔輸送層や電子輸送層と組み合わせた積層構造の方が発光効率は高いものが得られる。但し、ポリマー系有機物質を積層する場合は蒸着法で形成する低分子有機物質と組み合わせることが望ましい。スピンコート法では有機溶媒にＥＬ層となる有機物質を混合して塗布するので、下地に有機物質があると再び溶解してしまう恐れがある。
【００６１】
本実施形態で用いることのできる代表的なポリマー系有機物質としては、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）系、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）系、ポリフルオレン系などの高分子材料が挙げられる。これらのポリマー系有機物質で電子輸送層、発光層、正孔輸送層または正孔注入層を形成するには、ポリマー前駆体の状態で塗布し、それを真空中で加熱（焼成）することによりポリマー系有機物質に転化すれば良い。
【００６２】
具体的には、発光層としては、赤色発光層にはシアノポリフェニレンビニレン、緑色発光層にはポリフェニレンビニレン、青色発光層にはポリフェニレンビニレン若しくはポリアルキルフェニレンとすれば良い。膜厚は３０〜１５０ｎｍ（好ましくは４０〜１００ｎｍ）とすれば良い。また、正孔輸送層としては、ポリマー前駆体であるポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンを用い、加熱によりポリフェニレンビニレンとする。膜厚は３０〜１００ｎｍ（好ましくは４０〜８０ｎｍ）とすれば良い。
【００６３】
また、ポリマー系有機物質を用いて白色発光を行うことも可能である。そのためには、特開平８−９６９５９号公報、特開平７−２２０８７１号公報、特開平９−６３７７０号公報等に記載された技術を引用すれば良い。ポリマー系有機物質は、ホスト材料を溶解させた溶液中に蛍光色素を添加することで容易に色調整が可能であるため、白色発光を行う場合には特に有効である。
【００６４】
以上の例は本発明のＥＬ層として用いることのできる有機物質の一例であって、本発明を限定するものではない。
【００６５】
また、ここではポリマー系有機物質を用いてＥＬ素子を形成する例を示しているが、低分子系有機物質を用いても構わない。さらには、ＥＬ層として無機物質を用いても良い。
【００６６】
また、ＥＬ層４５を形成する際、処理雰囲気は極力水分の少ない乾燥雰囲気とし、不活性ガス中で行うことが望ましい。ＥＬ層は水分や酸素の存在によって容易に劣化してしまうため、形成する際は極力このような要因を排除しておく必要がある。例えば、ドライ窒素雰囲気、ドライアルゴン雰囲気等が好ましい。そのためには、塗布用処理室や焼成用処理室を、不活性ガスを充填したクリーンブースに設置し、その雰囲気中で処理することが望ましい。
【００６７】
以上のようにしてＥＬ層４５を形成したら、次に透明導電膜からなる陽極４６が形成される。本実施形態では陽極４６として、酸化インジウムと酸化スズの化合物からなる導電膜を用いる。これに少量のガリウムを添加しても良い。
【００６８】
次に陽極４６上に、遮光性の金属膜４７（４７ａ、４７ｂ）を形成する。本実施例では、金属膜４７は、画素電極４３と隣接する画素電極との隙間を隠すように配置され、遮光膜としての効果も有する。なお、本実施形態では、金属膜４７としては、陽極４６の膜抵抗（シート抵抗ともいう）よりも金属膜４７の膜抵抗が低くなるようにする。
また、陽極材料との密着性も重要である。なお、密着性を向上させるために適した金属材料を用いることも重要であるが、陽極（本実施例では、酸化インジウムと酸化スズの化合物からなる導電膜）の成膜条件および成膜後の熱処理条件を最適化することも有効である。
【００６９】
また、金属膜４７としては、抵抗率（比抵抗ともいう）の低い金属材料を用いることが望ましい。抵抗率の低い金属材料としては、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）等を用いることが可能である。
【００７０】
また、本実施形態では、金属膜４７が陽極４６上に直接形成されることから蒸着法で形成することが望ましい。膜厚は３０〜１００ｎｍ（好ましくは４０〜８０ｎｍ）とすれば良い。
【００７１】
以上のようにして金属膜４７を形成したら、第２パッシベーション膜４８が形成される。本実施形態では、第２パッシベーション膜４８として、１０ｎｍ〜１μm（好ましくは２００〜５００ｎｍ）の厚さの窒化珪素膜を用いる。
【００７２】
こうして完成したアクティブマトリクス基板に対向して、対向基板４９を設ける。本実施形態では対向基板４９としてガラス基板を用いる。
【００７３】
また、アクティブマトリクス基板と対向基板４９をシール剤（図示せず）で接着し、密閉空間５０を形成する。なお、本実施形態では、密閉空間５０をアルゴンガスで充填する。勿論、この密閉空間５０内に上記乾燥剤を配置することも可能である。
【００７４】
本実施形態のＥＬ表示装置は図２のような構造の画素からなる画素部を有し、画素内において機能に応じて構造の異なるＴＦＴが配置されている。即ち、オフ電流値の十分に低いスイッチング用ＴＦＴと、ホットキャリア注入に強い電流制御用ＴＦＴとを同じ画素内に形成することにより、高い信頼性を有し、且つ、ＥＬ素子の低抵抗化を可能にしたＥＬ表示装置が得られる。
【実施例１】
【００７５】
本発明の実施例について図４〜図６を用いて説明する。ここでは、画素部とその周辺に設けられる駆動回路部のＴＦＴを同時に作製する方法について説明する。但し、説明を簡単にするために、駆動回路に関しては基本回路であるＣＭＯＳ回路を図示することとする。
【００７６】
まず、図４（Ａ）に示すように、ガラス基板３００上に下地膜３０１を３００ｎｍの厚さに形成する。本実施例では下地膜３０１として窒化酸化珪素膜を積層して用いる。この時、ガラス基板３００に接する方の窒素濃度を１０〜２５ｗｔ％としておくと良い。
【００７７】
また、下地膜３０１の一部として、図２に示した第１パッシベーション膜４１と同様の材料からなる絶縁膜を設けることは有効である。電流制御用ＴＦＴは大電流を流すことになるので発熱しやすく、なるべく近いところに放熱効果のある絶縁膜を設けておくことは有効である。
【００７８】
次に下地膜３０１の上に５０ｎｍの厚さの非晶質珪素膜（図示せず））を公知の成膜法で形成する。なお、非晶質珪素膜に限定する必要はなく、非晶質構造を含む半導体膜（微結晶半導体膜を含む）であれば良い。さらに非晶質シリコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を含む化合物半導体膜でも良い。また、膜厚は２０〜１００ｎｍの厚さであれば良い。
【００７９】
そして、公知の技術により非晶質珪素膜を結晶化し、結晶質珪素膜（多結晶シリコン膜若しくはポリシリコン膜ともいう）３０２を形成する。公知の結晶化方法としては、電熱炉を使用した熱結晶化方法、レーザー光を用いたレーザーアニール結晶化法、赤外光を用いたランプアニール結晶化法がある。本実施例では、ＸｅＣｌガスを用いたエキシマレーザー光を用いて結晶化する。
【００８０】
なお、本実施例では線状に加工したパルス発振型のエキシマレーザー光を用いるが、矩形であっても良いし、連続発振型のアルゴンレーザー光や連続発振型のエキシマレーザー光を用いることもできる。
【００８１】
本実施例では結晶質珪素膜をＴＦＴの活性層として用いるが、非晶質珪素膜を用いることも可能である。また、オフ電流を低減する必要のあるスイッチング用ＴＦＴの活性層を非晶質珪素膜で形成し、電流制御用ＴＦＴの活性層を結晶質珪素膜で形成することも可能である。非晶質珪素膜はキャリア移動度が低いため電流を流しにくくオフ電流が流れにくい。即ち、電流を流しにくい非晶質珪素膜と電流を流しやすい結晶質珪素膜の両者の利点を生かすことができる。
【００８２】
次に、図４（Ｂ）に示すように、結晶質珪素膜３０２上に酸化珪素膜からなる保護膜３０３を１３０ｎｍの厚さに形成する。この厚さは１００〜２００ｎｍ（好ましくは１３０〜１７０ｎｍ）の範囲で選べば良い。また、珪素を含む絶縁膜であれば他の膜でも良い。この保護膜３０３は不純物を添加する際に結晶質珪素膜が直接プラズマに曝されないようにするためと、微妙な濃度制御を可能にするために設ける。
【００８３】
そして、その上にレジストマスク３０４a、３０４bを形成し、保護膜３０３を介してｎ型を付与する不純物元素（以下、ｎ型不純物元素という）を添加する。
なお、ｎ型不純物元素としては、代表的には１５族に属する元素、典型的にはリン又は砒素を用いることができる。なお、本実施例ではホスフィン（ＰＨ3）を質量分離しないでプラズマ励起したプラズマドーピング法を用い、リンを１×１０18atoms/cm3の濃度で添加する。勿論、質量分離を行うイオンインプランテーション法を用いても良い。
【００８４】
この工程により形成されるｎ型不純物領域３０５、３０６には、ｎ型不純物元素が２×１０16〜５×１０19atoms/cm3（代表的には５×１０17〜５×１０18atoms/cm3）の濃度で含まれるようにドーズ量を調節する。
【００８５】
次に、図４（Ｃ）に示すように、保護膜３０３およびレジスト３０４ａ、３０４ｂを除去し、添加した１５族に属する元素の活性化を行う。活性化手段は公知の技術を用いれば良いが、本実施例ではエキシマレーザー光の照射により活性化する。勿論、パルス発振型でも連続発振型でも良いし、エキシマレーザー光に限定する必要はない。但し、添加された不純物元素の活性化が目的であるので、結晶質珪素膜が溶融しない程度のエネルギーで照射することが好ましい。なお、保護膜３０３をつけたままレーザー光を照射しても良い。
【００８６】
なお、このレーザー光による不純物元素の活性化に際して、熱処理による活性化を併用しても構わない。熱処理による活性化を行う場合は、基板の耐熱性を考慮して４５０〜５５０℃程度の熱処理を行えば良い。
【００８７】
この工程によりｎ型不純物領域３０５、３０６の端部、即ち、ｎ型不純物領域３０５、３０６の周囲に存在するｎ型不純物元素を添加していない領域との境界部（接合部）が明確になる。このことは、後にＴＦＴが完成した時点において、ＬＤＤ領域とチャネル形成領域とが非常に良好な接合部を形成しうることを意味する。
【００８８】
次に、図４（Ｄ）に示すように、結晶質珪素膜の不要な部分を除去して、島状の半導体膜（以下、活性層という）３０７〜３１０を形成する。
【００８９】
次に、図４（Ｅ）に示すように、活性層３０７〜３１０を覆ってゲート絶縁膜３１１を形成する。ゲート絶縁膜３１１としては、１０〜２００ｎｍ、好ましくは５０〜１５０ｎｍの厚さの珪素を含む絶縁膜を用いれば良い。これは単層構造でも積層構造でも良い。本実施例では１１０ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。
【００９０】
次に、２００〜４００ｎｍ厚の導電膜を形成し、パターニングしてゲート電極３１２〜３１６を形成する。このゲート電極３１２〜３１６の端部をテーパー状にすることもできる。なお、本実施例ではゲート電極と、ゲート電極に電気的に接続された引き回しのための配線（以下、ゲート配線という）とを別の材料で形成する。具体的にはゲート電極よりも低抵抗な材料をゲート配線として用いる。
これは、ゲート電極としては微細加工が可能な材料を用い、ゲート配線には微細加工はできなくとも配線抵抗が小さい材料を用いるためである。勿論、ゲート電極とゲート配線とを同一材料で形成しても構わない。
【００９１】
また、ゲート電極は単層の導電膜で形成しても良いが、必要に応じて二層、三層といった積層膜とすることが好ましい。ゲート電極の材料としては公知のあらゆる導電膜を用いることができる。ただし、上述のように微細加工が可能、具体的には２μm以下の線幅にパターニング可能な材料が好ましい。
【００９２】
代表的には、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）から選ばれた元素からなる膜、または前記元素の窒化物膜（代表的には窒化タンタル膜、窒化タングステン膜、窒化チタン膜）、または前記元素を組み合わせた合金膜（代表的にはＭｏ−Ｗ合金、Ｍｏ−Ｔａ合金）、または前記元素のシリサイド膜（代表的にはタングステンシリサイド膜、チタンシリサイド膜）を用いることができる。勿論、単層で用いても積層して用いても良い。
【００９３】
本実施例では、５０ｎｍ厚の窒化タングステン（ＷＮ）膜と、３５０ｎｍ厚のタングステン（Ｗ）膜とからなる積層膜を用いる。これはスパッタ法で形成すれば良い。また、スパッタガスとしてＸｅ、Ｎｅ等の不活性ガスを添加すると応力による膜はがれを防止することができる。
【００９４】
またこの時、ゲート電極３１３、３１６はそれぞれｎ型不純物領域３０５、３０６の一部とゲート絶縁膜３１１を挟んで重なるように形成する。この重なった部分が後にゲート電極と重なったＬＤＤ領域となる。
【００９５】
次に、図５（Ａ）に示すように、ゲート電極３１２〜３１６をマスクとして自己整合的にｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加する。こうして形成される不純物領域３１７〜３２３にはｎ型不純物領域３０５、３０６の１／２〜１／１０（代表的には１／３〜１／４）の濃度でリンが添加されるように調節する。
具体的には、１×１０16〜５×１０18atoms/cm3（典型的には３×１０17〜３×１０18atoms/cm3）の濃度が好ましい。
【００９６】
次に、図５（Ｂ）に示すように、ゲート電極等を覆う形でレジストマスク３２４a〜３２４ｄを形成し、ｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加して高濃度にリンを含む不純物領域３２５〜３３１を形成する。ここでもホスフィン（ＰＨ3）を用いたイオンドープ法で行い、この領域のリンの濃度は１×１０20〜１×１０21atoms/cm3（代表的には２×１０20〜５×１０20atoms/cm3）となるように調節する。
【００９７】
この工程によってｎチャネル型ＴＦＴのソース領域若しくはドレイン領域が形成されるが、スイッチング用ＴＦＴでは、図５（Ａ）の工程で形成したｎ型不純物領域３２０〜３２２の一部を残す。この残された領域が、図２におけるスイッチング用ＴＦＴのＬＤＤ領域１５a〜１５dに対応する。
【００９８】
次に、図５（Ｃ）に示すように、レジストマスク３２４a〜３２４ｄを除去し、新たにレジストマスク３３２を形成する。そして、ｐ型不純物元素（本実施例ではボロン）を添加し、高濃度にボロンを含む不純物領域３３３、３３４を形成する。ここではジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法により３×１０20〜３×１０21atoms/cm3（代表的には５×１０20〜１×１０21atoms/cm3）の濃度となるようにボロンを添加する。
【００９９】
なお、不純物領域３３３、３３４には既に１×１０20〜１×１０21atoms/cm3の濃度でリンが添加されているが、ここで添加されるボロンはその少なくとも３倍以上の濃度で添加される。そのため、予め形成されていたｎ型の不純物領域は完全にｐ型に反転し、ｐ型の不純物領域として機能する。
【０１００】
次に、レジストマスク３３２を除去した後、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型不純物元素を活性化する。活性化手段としては、ファーネスアニール法、レーザーアニール法、またはランプアニール法で行うことができる。本実施例では電熱炉において窒素雰囲気中、５５０℃、４時間の熱処理を行う。
【０１０１】
このとき雰囲気中の酸素を極力排除することが重要である。なぜならば酸素が少しでも存在していると露呈したゲート電極の表面が酸化され、抵抗の増加を招くと共に後にオーミックコンタクトを取りにくくなるからである。従って、上記活性化工程における処理雰囲気中の酸素濃度は１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下とすることが望ましい。
【０１０２】
次に、活性化工程が終了したら図５（Ｄ）に示すように３００ｎｍ厚のゲート配線３３５を形成する。ゲート配線３３５の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）を主成分（組成として５０〜１００％を占める。）とする金属を用いれば良い。配置としては図３のようにゲート配線２１１とスイッチング用ＴＦＴのゲート電極１９a、１９b（図４（Ｅ）の３１４、３１５）が電気的に接続するように形成する。
【０１０３】
このような構造とすることでゲート配線の配線抵抗を非常に小さくすることができるため、面積の大きい画像表示領域（画素部）を形成することができる。即ち、画面の大きさが対角１０インチ以上（さらには３０インチ以上）のＥＬ表示装置を実現する上で、本実施例の画素構造は極めて有効である。
【０１０４】
次に、図６（Ａ）に示すように、第１層間絶縁膜３３６を形成する。第１層間絶縁膜３３６としては、珪素を含む絶縁膜を単層で用いるか、２種類以上の珪素を含む絶縁膜を組み合わせた積層膜を用いれば良い。また、膜厚は４００ｎｍ〜１．５μmとすれば良い。本実施例では、２００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜の上に８００ｎｍ厚の酸化珪素膜を積層した構造とする。
【０１０５】
さらに、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水素化処理を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体膜の不対結合手を水素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。
【０１０６】
なお、水素化処理は第１層間絶縁膜３３６を形成する前に入れても良い。即ち、２００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を形成した後で上記のように水素化処理を行い、その後で残り８００ｎｍ厚の酸化珪素膜を形成してもよい。
【０１０７】
次に、第１層間絶縁膜３３６及びゲート絶縁膜３１１に対してコンタクトホールを形成し、ソース配線３３７〜３４０と、ドレイン配線３４１〜３４３を形成する。なお、本実施例ではこの電極を、Ｔｉ膜を１００ｎｍ、Ｔｉを含むアルミニウム膜を３００ｎｍ、Ｔｉ膜１５０ｎｍをスパッタ法で連続形成した３層構造の積層膜とする。勿論、他の導電膜でも良い。
【０１０８】
次に、５０〜５００ｎｍ（代表的には２００〜３００ｎｍ）の厚さで第１パッシベーション膜３４４を形成する。本実施例では第１パッシベーション膜３４４として３００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。これは窒化珪素膜で代用しても良い。勿論、図２の第１パッシベーション膜４１と同様の材料を用いることが可能である。
【０１０９】
なお、窒化酸化珪素膜の形成に先立ってＨ2、ＮＨ3等水素を含むガスを用いてプラズマ処理を行うことは有効である。この前処理により励起された水素が第１層間絶縁膜３３６に供給され、熱処理を行うことで、第１パッシベーション膜３４４の膜質が改善される。それと同時に、第１層間絶縁膜３３６に添加された水素が下層側に拡散するため、効果的に活性層を水素化することができる。
【０１１０】
次に、図６（Ｂ）に示すように有機樹脂からなる第２層間絶縁膜３４５を形成する。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）等を使用することができる。特に、第２層間絶縁膜３４５は平坦化の意味合いが強いので、平坦性に優れたアクリルが好ましい。本実施例ではＴＦＴによって形成される段差を十分に平坦化しうる膜厚でアクリル膜を形成する。
好ましくは１〜５μm（さらに好ましくは２〜４μm）とすれば良い。
【０１１１】
次に、第２層間絶縁膜３４５及び第１パッシベーション膜３４４に対してコンタクトホールを形成し、ドレイン配線３４３と電気的に接続される画素電極３４６を形成する。本実施例では画素電極３４６として３００ｎｍ厚のアルミニウム合金膜（１wt%のチタンを含有したアルミニウム膜）を形成する。なお、３４７は隣接する画素電極の端部である。
【０１１２】
次に、図６（Ｃ）に示すように、アルカリ化合物３４８を形成する。本実施例ではフッ化リチウム膜を５ｎｍの厚さを狙って蒸着法により形成する。そして、その上に１００ｎｍ厚のＥＬ層３４９をスピンコート法により形成する。
【０１１３】
本実施例では、白色発光を示すポリマー系有機物質として、特開平８−９６９５９号公報または特開平９−６３７７０号公報に記載された材料を用いる。例えば、１，２−ジクロロメタンに、ＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）、Ｂｕ−ＰＢＤ（２−（４'−tert−ブチルフェニル）−５−（４''−ビフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール）、クマリン６、ＤＣＭ１（４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−ｐ−ジメチルアミノスチリル−４Ｈ−ピラン）、ＴＰＢ（テトラフェニルブタジエン）、ナイルレッドを溶解したものを用いれば良い。
【０１１４】
なお、本実施例ではＥＬ層３４９を上記発光層のみの単層構造とするが、必要に応じて電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層、電子阻止層もしくは正孔素子層を設けても良い。
【０１１５】
次に、ＥＬ層３４９を覆って２００ｎｍ厚の透明導電膜からなる陽極３５０を形成する。本実施例では酸化インジウムと酸化スズとの化合物からなる膜を蒸着法により形成し、陽極とする。
【０１１６】
次に、陽極３５０上に抵抗率の低い金属からなる金属膜３５１を形成する。なお、金属膜３５１の膜厚は膜抵抗が陽極３５０の膜抵抗よりも低抵抗となるような金属材料を用いるとよい。
【０１１７】
また、金属膜３５１は、観測者の視線方向（対向基板の法線方向）から見て画素電極間の隙間１１１を隠すように設けられることから、金属膜３５１を成膜した後にエッチング処理を行う。このとき陽極３５０を同時にエッチングしてしまわないようにすることが重要である。本実施例では、エッチング方法としてドライエッチング法を用い、陽極３５０は酸化インジウムと酸化スズとの化合物からなるのでエッチングガスに塩素系のガスを用いている。
【０１１８】
本実施例では、蒸着法によりチタンとアルミニウムを成膜した積層構造とし、陽極３５０上にチタンを５０ｎｍ、チタンの上にアルミニウムを２５０ｎｍ成膜して、金属膜３５１を形成させる。
【０１１９】
チタンを陽極３５０とアルミニウムの間に挟む構造とすることで陽極３５０とアルミニウム間で生じる電食（電気化学的腐食ともいう）を防ぐことができる。
なお、ここで用いたチタンの代わりに窒化チタン（ＴｉＮ）を用いてもよい。窒化チタンは陽極との電気的なコンタクトを取りやすいという利点がある。
【０１２０】
なお本実施例では、陽極に対するダメージを考慮して蒸着法を用いたが、スパッタ法を用いても良い。
【０１２１】
本発明における金属膜３５１は積層構造であるが、単層構造としてもよい。
【０１２２】
最後に、プラズマＣＶＤ法により窒化珪素膜からなる第２パッシベーション膜３５２を１００ｎｍの厚さに形成する。この第２パッシベーション膜３５２はＥＬ層３４９を水分等から保護する。また、ＥＬ層３４９で発生した熱を逃がす役割も果たす。放熱効果をさらに高めるために、窒化珪素膜と炭素膜（好ましくはダイヤモンドライクカーボン膜）を積層して第２パッシベーション膜としてもよい。
【０１２３】
こうして図６（Ｃ）に示すような構造のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置が完成する。ところで、本実施例のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置は、画素部だけでなく駆動回路部にも最適な構造のＴＦＴを配置することにより、非常に高い信頼性を示し、動作特性も向上しうる。
【０１２４】
まず、極力動作速度を落とさないようにホットキャリア注入を低減させる構造を有するＴＦＴを、駆動回路を形成するＣＭＯＳ回路のｎチャネル型ＴＦＴ２０５として用いる。なお、ここでいう駆動回路としては、シフトレジスタ、バッファ、レベルシフタ、サンプリング回路（サンプル及びホールド回路）などが含まれる。デジタル駆動を行う場合には、Ｄ／Ａコンバータなどの信号変換回路も含まれうる。
【０１２５】
本実施例の場合、図６（Ｃ）に示すように、ｎチャネル型２０５の活性層は、ソース領域３５５、ドレイン領域３５６、ＬＤＤ領域３５７及びチャネル形成領域３５８を含み、ＬＤＤ領域３５７はゲート絶縁膜３１１を挟んでゲート電極３１３と重なっている。
【０１２６】
ドレイン領域側のみにＬＤＤ領域を形成しているのは、動作速度を落とさないための配慮である。また、このｎチャネル型ＴＦＴ２０５はオフ電流値をあまり気にする必要はなく、それよりも動作速度を重視した方が良い。従って、ＬＤＤ領域３５７は完全にゲート電極に重ねてしまい、極力抵抗成分を少なくすることが望ましい。即ち、いわゆるオフセットはなくした方がよい。
【０１２７】
また、ＣＭＯＳ回路のｐチャネル型ＴＦＴ２０６は、ホットキャリア注入による劣化が殆ど気にならないので、特にＬＤＤ領域を設けなくても良い。勿論、ｎチャネル型ＴＦＴ２０５と同様にＬＤＤ領域を設け、ホットキャリア対策を講じることも可能である。
【０１２８】
なお、駆動回路の中でもサンプリング回路は他の回路と比べて少し特殊であり、チャネル形成領域を双方向に大電流が流れる。即ち、ソース領域とドレイン領域の役割が入れ替わるのである。さらに、オフ電流値を極力低く抑える必要があり、そういった意味でスイッチング用ＴＦＴと電流制御用ＴＦＴの中間程度の機能を有するＴＦＴを配置することが望ましい。
【０１２９】
従って、サンプリング回路を形成するｎチャネル型ＴＦＴは、図１０に示すような構造のＴＦＴを配置することが望ましい。図１０に示すように、ＬＤＤ領域９０１a、９０１bの一部がゲート絶縁膜９０２を挟んでゲート電極９０３と重なる。この効果は電流制御用ＴＦＴ２０２の説明で述べた通りであり、サンプリング回路の場合はチャネル形成領域９０４を挟む形で設ける点が異なる。
【０１３０】
なお、実際には図６（Ｃ）まで完成したら、図１、図２で説明したようにアクティブマトリクス基板と対向基板をシール剤で接着する。その際、アクティブマトリクス基板と対向基板に挟まれた密閉空間の内部を不活性雰囲気にしたり、内部に吸湿性材料（例えば酸化バリウム）を配置すると内部に含まれるＥＬ層の信頼性（寿命）を向上させることができる。
【０１３１】
また、アクティブマトリクス基板と対向基板を接着する処理が完了したら、基板上に形成された素子又は回路から引き回された端子と外部信号端子とを接続するためのコネクター（フレキシブルプリントサーキット：ＦＰＣ）を取り付けて製品として完成する。
【０１３２】
ここで本実施例のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構成を図７の斜視図を用いて説明する。本実施例のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置は、ガラス基板６０１上に形成された、画素部６０２と、ゲート側駆動回路６０３と、ソース側駆動回路６０４で構成される。画素部のスイッチング用ＴＦＴ６０５はｎチャネル型ＴＦＴであり、ゲート側駆動回路６０３に接続されたゲート配線６０６、ソース側駆動回路６０４に接続されたソース配線６０７の交点に配置されている。また、スイッチング用ＴＦＴ６０５のドレインは電流制御用ＴＦＴ６０８のゲートに接続されている。
【０１３３】
さらに、電流制御用ＴＦＴ６０８のソース側は電流供給線６０９に接続される。本実施例のような構造では、電流供給線６０９には所定の電圧が与えられている。また、電流制御用ＴＦＴ６０８のドレインにはＥＬ素子６１０が接続されている。
【０１３４】
そして、外部入出力端子となるＦＰＣ６１１には駆動回路まで信号を伝達するための接続配線（接続配線）６１２、６１３、及び電流供給線６０９に接続された接続配線６１４が設けられている。
【０１３５】
また、図７に示したＥＬ表示装置の回路構成の一例を図８に示す。本実施例のＥＬ表示装置は、ソース側駆動回路７０１、ゲート側駆動回路（Ａ）７０７、ゲート側駆動回路（Ｂ）７１１、画素部７０６を有している。なお、本明細書中において、駆動回路とはソース側処理回路およびゲート側駆動回路を含めた総称である。
【０１３６】
ソース側駆動回路７０１は、シフトレジスタ７０２、レベルシフタ７０３、バッファ７０４、サンプリング回路（サンプル及びホールド回路）７０５を備えている。また、ゲート側駆動回路（Ａ）７０７は、シフトレジスタ７０８、レベルシフタ７０９、バッファ７１０を備えている。ゲート側駆動回路（Ｂ）７１１も同様な構成である。
【０１３７】
ここでシフトレジスタ７０２、７０８は駆動電圧が５〜１６Ｖ（代表的には１０Ｖ）であり、回路を形成するＣＭＯＳ回路に使われるｎチャネル型ＴＦＴは図６（Ｃ）の２０５で示される構造が適している。
【０１３８】
また、レベルシフタ７０３、７０９、バッファ７０４、７１０はシフトレジスタと同様に、図６（Ｃ）のｎチャネル型ＴＦＴ２０５を含むＣＭＯＳ回路が適している。なお、ゲート配線をダブルゲート構造、トリプルゲート構造といったマルチゲート構造とすることは、各回路の信頼性を向上させる上で有効である。
【０１３９】
また、サンプリング回路７０５はソース領域とドレイン領域が反転する上、オフ電流値を低減する必要があるので、図１０のｎチャネル型ＴＦＴ２０８を含むＣＭＯＳ回路が適している。
【０１４０】
また、画素部７０６には、図２に示した構造の画素が適している。
【０１４１】
なお、上記構成は、図４〜６に示した作製工程に従ってＴＦＴを作製することによって容易に実現することができる。また、本実施例では画素部と駆動回路の構成のみ示しているが、本実施例の作製工程に従えば、その他にも信号分割回路、Ｄ／Ａコンバータ回路、オペアンプ回路、γ補正回路など駆動回路以外の論理回路を同一基板上に形成することが可能であり、さらにはメモリ部やマイクロプロセッサ等を形成しうると考えている。
【０１４２】
さらに、本実施例のＥＬ表示装置について図１１（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。なお、必要に応じて図７、図８で用いた符号を引用することにする。
【０１４３】
基板（ＴＦＴの下の下地膜を含む）１０００はアクティブマトリクス基板であり、基板上に画素部１００１、ソース側駆動回路１００２、ゲート側駆動回路１００３が形成されている。それぞれの駆動回路からの各種配線は、接続配線６１２〜６１４を経てＦＰＣ６１１に至り外部機器へと接続される。
【０１４４】
このとき少なくとも画素部、好ましくは駆動回路及び画素部を囲むようにして対向基板１００４を設ける。なお、対向基板１００４とアクティブマトリクス基板１０００の間に密閉空間１００６を形成するように接着剤（シール剤）１００５で接着する。このとき、ＥＬ素子は完全に前記密閉空間１００６に封入された状態となり、外気から遮断される。
【０１４５】
また、本実施例では接着剤１００５として光硬化性のエポキシ系樹脂を用いるが、アクリレート系樹脂等の接着剤を用いることも可能である。また、ＥＬ層の耐熱性が許せば熱硬化性樹脂を用いることもできる。但し、可能な限り酸素や水分を透過しない材質であることが必要である。接着剤１００５はディスペンサー等の塗布装置を用いて形成すれば良い。
【０１４６】
さらに、本実施例では対向基板１００４とアクティブマトリクス基板１０００との間の密閉空間１００６には窒素ガスを充填しておく。さらに、図１１（Ａ）
の黒く塗りつぶされている部分１００７は金属膜を示しているが、実際には、陽極１００８上で全ての画素電極間の隙間を埋めるように設けられている。本実施例では金属膜１００７としてチタンとアルミニウムを蒸着させた積層構造の金属膜を用いる。
【０１４７】
また、図１１（Ｂ）に示すように、画素部には個々に孤立したＥＬ素子を有する複数の画素が設けられ、それらは全て陽極１００８を共通電極としている。このとき、ＥＬ層は画素部のみ設ければよく、駆動回路の上に設ける必要はない。
ＥＬ層を選択的に設けるには、シャドーマスクを用いた蒸着法、リフトオフ法、ドライエッチング法もしくはレーザースクライブ法を用いれば良い。
【０１４８】
陽極１００８は、接続配線１００９に電気的に接続される。接続配線１００９は陽極１００８に所定の電圧を与えるための電流供給線であり、異方導電性フィルム１０１０を介してＦＰＣ６１１に電気的に接続される。なお、ここでは接続配線１００９について説明したが、他の接続配線６１２〜６１４も同様にしてＦＰＣ６１１に電気的に接続される。
【０１４９】
以上説明したような図１１に示す状態は、ＦＰＣ６１１を外部機器の端子に接続することで画素部に画像を表示することができる。本明細書中では、ＦＰＣを取り付けることで画像表示が可能な状態となる物品、即ち、アクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わせ、ＦＰＣが取り付けられているモジュールをＥＬ表示装置と定義している。
【実施例２】
【０１５０】
実施例１ではトップゲート型ＴＦＴの場合について説明したが、本発明はＴＦＴ構造に限定されるものではないので、ボトムゲート型ＴＦＴ（代表的には逆スタガ型ＴＦＴ）を用いて実施しても構わない。また、逆スタガ型ＴＦＴは如何なる手段で形成されたものでも良い。
【０１５１】
逆スタガ型ＴＦＴは工程数がトップゲート型ＴＦＴよりも少なくし易い構造であるため、本発明の課題である製造コストの低減には非常に有利である。なお、本実施例の構成は、実施例１の構成と組み合わせることが可能である。
【実施例３】
【０１５２】
図３（Ｂ）ではＥＬ表示装置の画素においてスイッチング用ＴＦＴをマルチゲート構造とすることによりスイッチング用ＴＦＴのオフ電流値を低減し、保持容量の必要性を排除している。しかしながら、従来通りに保持容量を設ける構造としてもよい。その場合、図１２に示すように、スイッチング用ＴＦＴ２０１のドレインに対して電流制御用ＴＦＴ２０２のゲートと並列に保持容量１３０１を形成することになる。
【０１５３】
なお、本実施例の構成は、実施例１、２のいずれの構成とも自由に組み合わせることができる。即ち、画素内に保持容量が設けられるだけであって、ＴＦＴ構造やＥＬ層の材料等に限定を加えるものではない。
【実施例４】
【０１５４】
実施例１では、結晶質珪素膜３０２の形成手段としてレーザー結晶化を用いているが、本実施例では異なる結晶化手段を用いる場合について説明する。
【０１５５】
なお、本実施例では、非晶質珪素膜を形成した後、特開平７−１３０６５２号公報に記載された技術を用いて結晶化を行う。同公報に記載された技術は、結晶化を促進（助長）する触媒として、ニッケル等の元素を用い、結晶性の高い結晶質珪素膜を得る技術である。
【０１５６】
また、結晶化工程が終了した後で、結晶化に用いた触媒を除去する工程を行っても良い。その場合、特開平１０−２７０３６３号若しくは特開平８−３３０６０２号に記載された技術により触媒をゲッタリングすれば良い。
【０１５７】
また、本出願人による特願平１１−０７６９６７の出願明細書に記載された技術を用いてＴＦＴを形成しても良い。
【０１５８】
以上のように、実施例１に示した作製工程は一実施例であって、図２又は実施例１の図６（Ｃ）の構造が実現できるのであれば、他の作製工程を用いても問題はない。
【０１５９】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜３のいずれの構成とも自由に組み合わせることが可能である。
【実施例５】
【０１６０】
実施例１では、ＥＬ素子中の陽極１０８上に金属膜１０９が画素電極間の隙間１１１を隠すように設けられている構造を示しているが、本実施例では、図１５に示すように陽極１０８上に金属薄膜１１４を設け、この金属薄膜１１４が陽極１０８と金属膜１０９との間に挟まれる構造をとる場合について説明する。
【０１６１】
金属薄膜１１４の膜厚は、透光性を失わない程度の膜厚とし、１０〜５０ｎｍ程度（好ましくは、２０〜３０ｎｍ）とする。なお、金属薄膜１１４上には実施例１と同様に金属膜１０９を設ければよい。
【０１６２】
ＥＬ素子中の陽極１０８上に金属薄膜１１４及び金属膜１０９を積層させることで、陽極の平均膜抵抗を低くすることができる。
【０１６３】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜４のいずれの構成とも自由に組み合わせることが可能である。
【実施例６】
【０１６４】
実施例１では、ＥＬ素子中の陽極１０８上に金属膜１０９が画素電極間の隙間１１１を隠すように設けられている構造を示しているが、本実施例では、図１５に示すように陽極１０８上にクロムからなる金属薄膜１１４を設け、この金属薄膜１１４が陽極１０８と金属膜１０９との間に挟まれる構造をとる場合について説明する。
【０１６５】
金属薄膜１１４の膜厚は、透光性を失わない程度の膜厚とし、５０ｎｍ程度（好ましくは、３０ｎｍ）とする。なお、金属薄膜１１４上には実施例１と同様に金属膜１０９を設ければよい。
【０１６６】
ＥＬ素子中の陽極１０８上に金属薄膜１１４及び金属膜１０９を積層させることで陽極１０８の平均膜抵抗を低くすることができる。
【０１６７】
なお、本実施例において陽極１０８が、酸化インジウムと酸化スズの化合物からなり、金属膜１０９がアルミニウムからなる場合、クロムからなる金属薄膜１１４を用いることで、陽極１０８と金属膜１０９間に生じる電食を防ぐ役割を果たしている。
【０１６８】
また、本実施例において用いたクロムからなる金属薄膜１１４とアルミニウムからなる金属膜１０９は、塩素系のエッチングガスを用いた際に十分な選択比を有していることから金属膜１０９のみを部分的にドライエッチングする際に有効である。
【０１６９】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜５のいずれの構成とも自由に組み合わせることが可能である。
【実施例７】
【０１７０】
本発明のＥＬ表示装置を駆動するにあたって、画像信号としてアナログ信号を用いたアナログ駆動を行うこともできるし、デジタル信号を用いたデジタル駆動を行うこともできる。
【０１７１】
アナログ駆動を行う場合、スイッチング用ＴＦＴのソース配線にはアナログ信号が送られ、その階調情報を含んだアナログ信号が電流制御用ＴＦＴのゲート電圧となる。そして、電流制御用ＴＦＴでＥＬ素子に流れる電流を制御し、ＥＬ素子の発光強度を制御して階調表示を行う。
【０１７２】
一方、デジタル駆動を行う場合、アナログ的な階調表示とは異なり、時分割階調方式と呼ばれる階調表示を行う。即ち、発光時間の長さを調節することで、視覚的に色階調が変化しているように見せる。
【０１７３】
ＥＬ素子は液晶素子に比べて非常に応答速度が速いため、高速で駆動することが可能である。そのため、１フレームを複数のサブフレームに分割して階調表示を行う時分割階調方式に適した素子であると言える。
【０１７４】
このように、本発明は素子構造に関する技術であるので、駆動方法は如何なるものであっても構わない。
【０１７５】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜６のいずれの構成とも自由に組み合わせることが可能である。
【実施例８】
【０１７６】
ＥＬ表示装置は自発光により画像表示を行うため、バックライトを必要としない。また、反射型液晶表示装置は屋外の光を用いて画像表示を行える点に特徴があるが、暗い所では明るさが足りずに結局バックライトが必要となる。その点、ＥＬ表示装置は暗い所であっても自発光型であるから何ら問題はない。
【０１７７】
しかしながら、実際にＥＬ表示装置を表示部とする電子装置を屋外で使う場合、当然暗い所で見る場合も明るい所で見る場合もある。このとき、暗い所ではさほど輝度が高くなくても十分に認識できるが、明るい所では輝度が高くないと認識できない場合がありうる。
【０１７８】
ＥＬ層の発光は流す電流量によって変化するため、輝度を高くするには流す電流も増え、それに応じて消費電力も増してしまう。しかし、発光輝度をそのような高いレベルに合わせてしまうと、暗い所では消費電力ばかり大きく、必要以上に明るい表示となってしまうことになる。
【０１７９】
そのような場合に備えて、本発明のＥＬ表示装置には、外部の明るさをセンサーで感知して、明るさの程度に応じてＥＬ層の発光輝度を変える機能を持たせることが望ましい。即ち、明るい所では発光輝度を高くし、暗い所では発光輝度を低くして消費電力の増加を防ぐ。その結果、本発明のＥＬ表示装置の消費電力を低減することが可能となる。
【０１８０】
なお、外部の明るさを感知するセンサーとしては、ＣＭＯＳセンサーやＣＣＤ等を用いることができる。ＣＭＯＳセンサーは公知の技術を用いてＥＬ表示装置の駆動回路や画素部と同一の基板上に形成すれば良い。また、ＣＣＤを形成した半導体チップをＥＬ表示装置に貼り付けても良いし、ＥＬ表示装置を表示部として用いた電子装置の一部にＣＣＤやＣＭＯＳセンサーを設ける構成としても構わない。
【０１８１】
こうして外部の明るさを感知するセンサーによって得られた信号に応じて、ＥＬ層に流す電流を変えるための回路を設け、それにより外部の明るさに応じてＥＬ層の発光輝度を調節しうる。
【０１８２】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例７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９】
【０１８３】
本発明を実施して形成されたＥＬ表示装置は、自発光型であるため液晶表示装置に比べて明るい場所での視認性に優れ、しかも視野角が広い。従って、様々な電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ＥＬディスプレイ（ＥＬ表示装置を筐体に組み込んだディスプレイ）の表示部として本発明のＥＬ表示装置を用いるとよい。
【０１８４】
なお、ＥＬディスプレイには、パソコン用ディスプレイ、ＴＶ放送受信用ディスプレイ、広告表示用ディスプレイ等の全ての情報表示用ディスプレイが含まれる。また、その他にも様々な電気器具の表示部として本発明のＥＬ表示装置を用いることができる。
【０１８５】
その様な電気器具としては、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）、カーナビゲーションシステム、カーオーディオ、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはコンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（ＬＤ）又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。特に、斜め方向から見ることの多い携帯情報端末は視野角の広さが重要視されるため、ＥＬ表示装置を用いることが望ましい。それら電気器具の具体例を図１３に示す。
【０１８６】
図１３（Ａ）はＥＬディスプレイであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３等を含む。本発明は表示部２００３に用いることができる。ＥＬディスプレイ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。
【０１８７】
図１３（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２１０２に用いることができる。
【０１８８】
図１３（Ｃ）は頭部取り付け型のＥＬディスプレイの一部（右片側）であり、本体２２０１、信号ケーブル２２０２、頭部固定バンド２２０３、投影部２２０４、光学系２２０５、表示部２２０６等を含む。本発明は表示部２２０６に用いることができる。
【０１８９】
図１３（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等を含む。表示部（ａ）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ＥＬ表示装置はこれら表示部（ａ）、（ｂ）に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には、ＣＤ再生装置、ゲーム機器なども含まれうる。
【０１９０】
図１３（Ｅ）は携帯型（モバイル）コンピュータであり、本体２４０１、カメラ部２４０２、受像部２４０３、操作スイッチ２４０４、表示部２４０５等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２４０５に用いることができる。
【０１９１】
図１３（Ｆ）はパーソナルコンピュータであり、本体２５０１、筐体２５０２、表示部２５０３、キーボード２５０４等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２５０３に用いることができる。
【０１９２】
なお、将来的にＥＬ材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０１９３】
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。ＥＬ材料の応答速度は非常に高いため、ＥＬ表示装置は動画表示に好ましいが、画素間の輪郭がぼやけてしまっては動画全体もぼけてしまう。従って、画素間の輪郭を明瞭にするという本発明のＥＬ表示装置を電気器具の表示部として用いることは極めて有効である。
【０１９４】
また、ＥＬ表示装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話やカーオーディオのような文字情報を主とする表示部にＥＬ表示装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
【０１９５】
ここで図１４（Ａ）は携帯電話であり、本体２６０１、音声出力部２６０２、音声入力部２６０３、表示部２６０４、操作スイッチ２６０５、アンテナ２６０６を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２６０４に用いることができる。なお、表示部２６０４は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。
【０１９６】
また、図１４（Ｂ）はカーオーディオであり、本体２７０１、表示部２７０２、操作スイッチ２７０３、２７０４を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２７０２に用いることができる。なお、表示部２７０４においては、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ることも可能である。
【０１９７】
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８の構成を自由に組み合わせたＥＬ表示装置を用いることで得ることができる。
【実施例１０】
【０１９８】
本発明においてＥＬ層で発した光のうち、陰極側に向かって光を発したものは、一旦、陰極で反射された後に陽極側から出てくることになる。
【０１９９】
この場合、ＥＬ層が発光している部分は、発光層の材料に応じた波長の光が視認できるが、発光していない部分では、陽極及びＥＬ層を透過して陰極の裏面側（発光層側の）表面が見える。そのため陰極の裏面が鏡のように作用して観測者の顔が移り込むという問題が生じる。そこで、本実施例では、これを避けるための例について説明する。
【０２００】
最も簡単な方法としては、ＥＬ表示装置に円偏光フィルムを貼り付けるという方法が可能である。しかし、円偏光フィルムは高価であるためコストが高くなってしまうという問題がある。その他には陰極の反射面に（発光層側に接する面）
に起伏部を設けて陰極の反射面において反射光を散乱させるという方法が可能である。
【０２０１】
具体的には、陽極側から入射した可視光（外光）を陰極の反射面で乱反射させることにより観測者から陰極の反射面が視認されないようにするというものである。
【０２０２】
陰極の反射面に設ける起伏部は、凹状の窪みが設けられていても良いし、凸状の突起が設けられていても良い。また、凹凸が繰り返された波形表面となっていても良い。これらの起伏部は、フォトリソグラフィ、ホログラフィー（例えば、「シャープ技報,第７４号,pp16-19,1999年８月号」に記載された凹凸反射構造）
の形成技術等を用いても良いし、プラズマ処理やエッチング処理等の表面処理により形成しても良い。また、陰極（または、その下地になる電極）の成膜条件で起伏部を表面に自然発生させても良い。
【０２０３】
すなわち、規則的に設けられても、不規則に設けられていても良いが、一画素の面内で平均的に乱反射が起こるように設けられていなくてはならない。また、陰極に接する他の薄膜に起伏部を形成することもできる。特にアルミニウム膜に起伏部を形成する手段として、特開平９−６９６４２号公報、特開平１０−１４４９２７号公報を引用することができる。すなわちアルミニウム膜を上記公報に基づいて形成し、その上に陰極を積層することによって、起伏部を有する陰極を得ることができる。
【０２０４】
以上の方法を本発明に用いることで、陰極裏面における観測者の顔の映り込みを防ぐことができる。なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例９の構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体素子（半導体薄膜を用いた素子、代表的には薄膜トランジスタ）を基板上に作り込んで形成されたＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置及びそのＥＬ表示装置を表示部として有する電気器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基板上に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）を形成する技術が大幅に進歩し、アクティブマトリクス型表示装置への応用開発が進められている。
特に、ポリシリコン膜を用いたＴＦＴは、従来のアモルファスシリコン膜を用いたＴＦＴよりも電界効果移動度が高いので、高速動作が可能である。そのため、従来、基板外の駆動回路で行っていた画素の制御を、画素と同一の基板上に形成した駆動回路で行うことが可能となっている。
【０００３】
このようなアクティブマトリクス型表示装置は、同一基板上に様々な回路や素子を作り込むことで製造コストの低減、表示装置の小型化、歩留まりの上昇、スループットの低減など、様々な利点が得られるとして注目されている。
【０００４】
アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置は、各画素のそれぞれにＴＦＴからなるスイッチング素子（以下スイッチング用ＴＦＴという）を設け、そのスイッチング用ＴＦＴによって電流制御を行う駆動素子（以下電流制御用ＴＦＴという）を動作させてＥＬ層（厳密には発光層）を発光させる。例えば特開平１０−１８９２５２号に記載されたＥＬ表示装置がある。
【０００５】
ＥＬ素子は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Electro Luminescence）が得られる有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層と記す）と、陽極層と、陰極層とを有する。有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とがあるが、本発明は、どちらの発光を用いた場合にも適用可能である。
【０００６】
なお、本明細書では、陽極と陰極の間に設けられた全ての層をＥＬ層と定義する。ＥＬ層には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的にＥＬ素子は、陽極／発光層／陰極が順に積層された構造を有しており、この構造に加えて、陽極／正孔注入層／発光層／陰極や、陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極等の順に積層した構造を有していることもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＥＬ表示装置において、陰極、ＥＬ層、及び陽極からなる素子（以下ＥＬ素子という）部における陽極の膜抵抗が高くなると電圧降下により陽極の面内電位分布が不均一になり、ＥＬ素子の輝度にバラツキを生じるといった不具合が生じる。そこで、本発明は、ＥＬ素子における陽極の膜抵抗を低くする、またはそれに相当する効果を有する構造のＥＬ表示装置を提供することを課題とする。そして、そのようなＥＬ表示装置を表示部として用いることで表示部の安定した電気器具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明について図１を用いて説明する。図１において、１０１は絶縁表面を有する基板であり、石英基板などの絶縁基板または表面に絶縁膜を設けたガラス基板、セラミックス基板、結晶化ガラス基板、金属基板もしくはプラスチック基板を用いることができる。
【０００９】
基板１０１上には画素１０２が形成される。なお、図１では三つの画素を図示しているが、実際にはさらに複数の画素がマトリクス状に形成される。また、ここでは三つの画素の一つを説明するが、他の画素も同じ構造である。
【００１０】
画素１０２には各々スイッチング用ＴＦＴ１０３と電流制御用ＴＦＴ１０４の二つのＴＦＴが形成される。このとき、スイッチング用ＴＦＴ１０３のドレインは電流制御用ＴＦＴ１０４のゲートに電気的に接続されている。さらに、電流制御用ＴＦＴ１０４のドレインには画素電極（この場合、ＥＬ素子の陰極を兼ねる）１０５が電気的に接続される。こうして画素１０２が形成される。
【００１１】
ＴＦＴの各配線及び画素電極は抵抗率の低い金属を用いて形成すれば良い。ここではアルミニウム合金を用いると良い。
【００１２】
画素電極１０５まで形成されたら、全ての画素電極の上にアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属を含む絶縁性化合物（以下、アルカリ化合物という）１０６が形成される。なお、アルカリ化合物１０６の輪郭を点線で示しているのは数ｎｍ程度と膜厚が薄いため層状に形成されているのか、島状に点在しているのか不明だからである。
【００１３】
また、アルカリ化合物としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）、フッ化バリウム（ＢａＦ2）、酸化バリウム（ＢａＯ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）または酸化セシウム（Ｃｓ2Ｏ）を用いることができる。これらは絶縁性であるため、層状に形成されたとしても画素電極間のショート（短絡）を招くようなことはない。
【００１４】
勿論、ＭｇＡｇ電極のような公知の導電性を有する材料を陰極として用いることも可能であるが、画素電極同士が短絡しないように、陰極自体を選択的に設けるか、パターニングを行う必要がある。
【００１５】
アルカリ化合物１０６が形成されたら、その上にＥＬ層（エレクトロルミネッセンス層）１０７が形成される。ＥＬ層１０７は公知の材料や構造を用いることができる。即ち、再結合の場を提供する発光層だけでＥＬ層としても良いし、必要に応じて電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、電子阻止層、正孔素子層もしくは正孔注入層を積層しても良い。本明細書中では、キャリアの注入、輸送または再結合が行われる層をすべて含めてＥＬ層と呼ぶ。
【００１６】
また、ＥＬ層１０７として用いる有機物質は低分子系有機物質であってもポリマー系（高分子系）有機物質であっても良い。しかし、スピンコート法や印刷法など容易な成膜方法で形成できるポリマー系有機物質を用いることが望ましい。
【００１７】
また、図１の構造は単色発光方式を用いた場合の例である。即ち、赤色、青色、緑色、白色、黄色、橙色、紫色などの単色光を発するＥＬ層を用いることにより、モノトーンの画像表示を行う例である。これらの各単色光を発するＥＬ層は、公知の材料で形成すれば良い。
【００１８】
ＥＬ層１０７の上には、陽極１０８として透明導電膜が形成される。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物（ＩＴＯと呼ばれる）、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化スズまたは酸化亜鉛などを用いることが可能である。
【００１９】
また、本明細書中において、金属膜１０９と陽極１０８が積層されている部分の膜抵抗および陽極だけの膜抵抗を平均した陽極全体の膜抵抗、すなわち陽極に電気的に接続された部分全体の膜抵抗のことを、陽極の平均膜抵抗と呼ぶことにすると、金属膜１０９を陽極上に設けることで、陽極における平均膜抵抗を低くすることができる。さらに、金属膜１０９は、遮光膜としての役割も果たす。
【００２０】
金属膜１０９の成膜法としては、陽極への成膜時のダメージを考慮すると蒸着法が望ましい。
【００２１】
また、金属膜１０９を設ける際には、観測者の視線方向（対向基板の法線方向）から見て画素電極間の隙間１１１を隠すように画素の縁及び画素間の隙間を埋めるように設ける。これは、その部分が非発光部であることと、画素電極の端部では電界が複雑になり所望の輝度もしくは色度で発光させることができないためである。
【００２２】
以上のようにして金属膜１０９を形成したら、第２パッシベーション膜１１２として絶縁膜が設けられる。パッシベーション膜１１２としては、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙで表される）を用いることが望ましい。酸化珪素膜を用いることも可能であるが、なるべく酸素の含有量が少ない絶縁膜が好ましい。
【００２３】
ここまで完成した基板を本明細書ではアクティブマトリクス基板と呼ぶ。即ち、ＴＦＴ、そのＴＦＴに電気的に接続された画素電極を陰極とし、ＥＬ層、陽極、金属膜からなるＥＬ素子の形成された基板をアクティブマトリクス基板と呼ぶ。
【００２４】
さらに、アクティブマトリクス基板には、ＥＬ素子を封入するようにして対向基板１１０が貼り付けられる。なお、ここでは図示されないが、対向基板１１０はシール剤によってアクティブマトリクス基板に貼り付けられており、１１３で示される空間は密閉空間となっている。
【００２５】
対向基板１１０としては、光の進行を妨げないように透光性の基板を用いる必要がある。例えば、ガラス基板、石英基板またはプラスチック基板が好ましい。
【００２６】
また、密閉空間１１３は不活性ガス（希ガスや窒素ガス）を充填しても良いし、不活性液体を充填しても良い。また、透光性の接着剤や樹脂等を充填して、基板全体を接着させても構わない。さらに、この密閉空間１１３には酸化バリウム等の乾燥剤を設けておくことが好ましい。ＥＬ層１０７は水分に極めて弱いため、密閉空間１１３は極力水分が侵入しないようにすることが望ましい。
【００２７】
以上のような構成からなる本発明のＥＬ表示装置はＥＬ素子から発した光が対向基板を透過して放射されて観測者の目に入る。そのため観測者は対向基板側から画像を認識することができる。このとき、本発明のＥＬ表示装置の特徴は、ＥＬ素子の一部である陽極１０８上に抵抗率の低い金属膜１０９が設けられており、さらに金属膜１０９は画素電極１０５の隙間１１１を隠すように設けられている点である。これにより、ＥＬ素子における陽極の平均膜抵抗を低くすることができるだけでなく画素電極１０５の隙間１１１における光漏れの防止ができ、画素間の輪郭が明瞭な画像表示が可能となる。
【００２８】
以上のように、本発明を実施することによりＥＬ素子部の陽極の平均膜抵抗を低くし、かつ画素間の輪郭が明瞭な画像表示を行うＥＬ表示装置や、そのようなＥＬ表示装置を表示部として用いる電気器具を得ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明を実施することで、陽極上に設けられた金属膜により陽極の平均膜抵抗を低くすることが可能となる。さらに上記金属膜が遮光性であり、画素間の隙間を隠すように設けられていることから画素部において画素間の輪郭を明瞭なものとすることができ、高精細な画像表示のＥＬ表示装置を得ることが可能となる。
また、本発明のＥＬ表示装置を表示部として用いることにより、信頼性が高く、視認性の高い電気器具を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ＥＬ表示装置の画素部を示す図。
【図２】ＥＬ表示装置の画素の断面構造を示す図。
【図３】ＥＬ表示装置の画素部の上面構造及び構成を示す図。
【図４】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図５】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図６】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図７】ＥＬモジュールの外観を示す図。
【図８】ＥＬ表示装置の回路構成を示す図。
【図９】ＥＬ表示装置の画素を拡大した図。
【図１０】ＥＬ表示装置のサンプリング回路の構造を示す図。
【図１１】ＥＬモジュールの外観及び断面構造を示す図。
【図１２】ＥＬ表示装置の画素の構成を示す図。
【図１３】電気器具の具体例を示す図。
【図１４】電気器具の具体例を示す図。
【図１５】ＥＬ表示装置の画素部を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施の形態について、図２、図３を用いて説明する。図２に示したのは本発明であるＥＬ表示装置の画素部の断面図であり、図３（Ａ）はその上面図、図３（Ｂ）はその回路構成である。実際には画素がマトリクス状に複数配列されて画素部（画像表示部）が形成される。なお、図３（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図が図２に相当する。従って図２及び図３で共通の符号を用いているので、適宜両図面を参照すると良い。また、図３の上面図では二つの画素を図示しているが、どちらも同じ構造である。
【００３２】
図２において、１１は基板、１２は下地となる絶縁膜（以下、下地膜という）
である。基板１１としてはガラス基板、ガラスセラミックス基板、石英基板、シリコン基板、セラミックス基板、金属基板若しくはプラスチック基板（プラスチックフィルムも含む）を用いることができる。
【００３３】
また、下地膜１２は特に可動イオンを含む基板や導電性を有する基板を用いる場合に有効であるが、石英基板には設けなくても構わない。下地膜１２としては、珪素（シリコン）を含む絶縁膜を用いれば良い。なお、本明細書において「珪素を含む絶縁膜」とは、具体的には酸化珪素膜、窒化珪素膜若しくは窒化酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙで示される）など珪素、酸素若しくは窒素を所定の割合で含む絶縁膜を指す。
【００３４】
ここでは画素内に二つのＴＦＴを形成している。２０１はスイッチング用素子として機能するＴＦＴ（以下、スイッチング用ＴＦＴという）、２０２はＥＬ素子へ流す電流量を制御する電流制御用素子として機能するＴＦＴ（以下、電流制御用ＴＦＴという）であり、どちらもｎチャネル型ＴＦＴで形成されている。
【００３５】
ｎチャネル型ＴＦＴの電界効果移動度はｐチャネル型ＴＦＴの電界効果移動度よりも大きいため、動作速度が早く大電流を流しやすい。また、同じ電流量を流すにもＴＦＴサイズはｎチャネル型ＴＦＴの方が小さくできる。そのため、ｎチャネル型ＴＦＴを電流制御用ＴＦＴとして用いた方が表示部の有効面積が広くなるので好ましい。
【００３６】
ｐチャネル型ＴＦＴはホットキャリア注入が殆ど問題にならず、オフ電流値が低いといった利点があって、スイッチング用ＴＦＴとして用いる例や電流制御用ＴＦＴとして用いる例が既に報告されている。しかしながら本発明では、ＬＤＤ領域の位置を異ならせた構造とすることでｎチャネル型ＴＦＴにおいてもホットキャリア注入の問題とオフ電流値の問題を解決し、全ての画素内のＴＦＴ全てをｎチャネル型ＴＦＴとしている点にも特徴がある。
【００３７】
ただし、本発明において、スイッチング用ＴＦＴと電流制御用ＴＦＴをｎチャネル型ＴＦＴに限定する必要はなく、両方又はどちらか片方にｐチャネル型ＴＦＴを用いることも可能である。
【００３８】
スイッチング用ＴＦＴ２０１は、ソース領域１３、ドレイン領域１４、ＬＤＤ領域１５a〜１５d、高濃度不純物領域１６及びチャネル形成領域１７a、１７bを含む活性層、ゲート絶縁膜１８、ゲート電極１９a、１９b、第１層間絶縁膜２０、ソース配線２１並びにドレイン配線２２を有して形成される。
【００３９】
また、図３に示すように、ゲート電極１９a、１９bは、ゲート電極１９a、１９bよりも低抵抗な別の材料で形成されたゲート配線２１１によって電気的に接続されたダブルゲート構造となっている。勿論、ダブルゲート構造だけでなく、トリプルゲート構造などいわゆるマルチゲート構造（直列に接続された二つ以上のチャネル形成領域を有する活性層を含む構造）であっても良い。マルチゲート構造はオフ電流値を低減する上で極めて有効であり、本発明では画素のスイッチング素子２０１をマルチゲート構造とすることによりオフ電流値の低いスイッチング素子を実現している。
【００４０】
また、活性層は結晶構造を含む半導体膜で形成される。即ち、単結晶半導体膜でも良いし、多結晶半導体膜や微結晶半導体膜でも良い。また、ゲート絶縁膜１８は珪素を含む絶縁膜で形成すれば良い。また、ゲート電極、ソース配線若しくはドレイン配線としてはあらゆる導電膜を用いることができる。
【００４１】
さらに、スイッチング用ＴＦＴ２０１においては、ＬＤＤ領域１５a〜１５dは、ゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極１９a、１９bと重ならないように設ける。このような構造はオフ電流値を低減する上で非常に効果的である。
【００４２】
また、二つ以上のゲート電極を有するマルチゲート構造の場合、チャネル形成領域の間に設けられた高濃度不純物領域がオフ電流値の低減に効果的である。
【００４３】
以上のように、マルチゲート構造のＴＦＴを画素のスイッチング素子２０１として用いることにより、十分にオフ電流値の低いスイッチング素子を実現することができる。そのため、特開平１０−１８９２５２号公報の図２のようなコンデンサーを設けなくても十分な時間（選択されてから次に選択されるまでの間）電流制御用ＴＦＴのゲート電圧を維持しうる。
【００４４】
次に、電流制御用ＴＦＴ２０２は、ソース領域３１、ドレイン領域３２、ＬＤＤ領域３３及びチャネル形成領域３４を含む活性層、ゲート絶縁膜１８、ゲート電極３５、第１層間絶縁膜２０、ソース配線３６並びにドレイン配線３７を有して形成される。なお、ゲート電極３５はシングルゲート構造となっているが、マルチゲート構造であっても良い。
【００４５】
図２に示すように、スイッチング用ＴＦＴ２０１のドレインは電流制御用ＴＦＴ２０２のゲートに接続されている。具体的には電流制御用ＴＦＴ２０２のゲート電極３５はスイッチング用ＴＦＴ２０１のドレイン領域１４とドレイン配線（接続配線とも言える）２２を介して電気的に接続されている。また、ソース配線３６は電流供給線２１２（図３（Ａ））に接続される。
【００４６】
電流制御用ＴＦＴ２０２はＥＬ素子２０３に注入される電流量を制御するための素子であるが、ＥＬ素子の劣化を考慮するとあまり多くの電流を流すことは好ましくない。そのため、電流制御用ＴＦＴ２０２に過剰な電流が流れないように、チャネル長（Ｌ）は長めに設計することが好ましい。望ましくは一画素あたり０．５〜２μｍ（好ましくは１〜１．５μｍ）となるようにする。
【００４７】
以上のことを踏まえると、図９に示すように、スイッチング用ＴＦＴのチャネル長をＬ１（但しＬ１＝Ｌ１a＋Ｌ１b）、チャネル幅をＷ１とし、電流制御用ＴＦＴのチャネル長をＬ２、チャネル幅をＷ２とした時、Ｗ１は０．１〜５μm（代表的には０．５〜２μm）、Ｗ２は０．５〜１０μm（代表的には２〜５μm）
とするのが好ましい。また、Ｌ１は０．２〜１８μm（代表的には２〜１５μm）
、Ｌ２は１〜５０μm（代表的には１０〜３０μm）とするのが好ましい。但し、本発明は以上の数値に限定されるものではない。
【００４８】
また、スイッチング用ＴＦＴ２０１に形成されるＬＤＤ領域の長さ（幅）は０．５〜３．５μｍ、代表的には２．０〜２．５μｍとすれば良い。
【００４９】
また、図２に示したＥＬ表示装置は、電流制御用ＴＦＴ２０２において、ドレイン領域３２とチャネル形成領域３４との間にＬＤＤ領域３３が設けられる。ここでは、ＬＤＤ領域３３がゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極３５に重なっている領域と重なっていない領域とを有する構造を示したが、ゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極３５に重なっている領域のみをＬＤＤ領域３３とする構造でもよい。
【００５０】
電流制御用ＴＦＴ２０２は、ＥＬ素子２０３を発光させるための電流を供給すると同時に、その供給量を制御して階調表示を可能とする。そのため、電流を流しても劣化しないようにホットキャリア注入による劣化対策を講じておく必要がある
【００５１】
ホットキャリア注入による劣化に関しては、ゲート電極に対してＬＤＤ領域が重なった構造が非常に効果的であることが知られている。そのため、ゲート絶縁膜１８を挟んでゲート電極３５に重なっている領域にＬＤＤ領域を設けるという構造が適当であるが、本実施例ではオフ電流対策としてゲート電極に重ならないＬＤＤ領域も設けるという構造を示した。しかし、ゲート電極に重ならないＬＤＤ領域は、必ずしも設けなくて良い。
【００５２】
また、ゲート電極に重なったＬＤＤ領域の長さが長すぎるとオン電流を低くしてしまい、逆に短すぎるとホットキャリアを防止する効果が弱くなってしまう。
そこで、本実施例では、図２に示すようにこれらを考慮した長さでゲート電極に重なったＬＤＤ領域を設け、さらにゲート電極に重なったＬＤＤ領域を設けることで生じる容量を保持容量として用いている。
【００５３】
また、上記構造においてゲート電極とＬＤＤ領域とが重なった領域では寄生容量が形成されてしまうため、ソース領域３１とチャネル形成領域３４との間には設けない方が好ましい。電流制御用ＴＦＴはキャリア（ここでは電子）の流れる方向が常に同一であるので、ドレイン領域側のみにＬＤＤ領域を設けておけば十分である。
【００５４】
また、流しうる電流量を多くするという観点から見れば、電流制御用ＴＦＴ２０２の活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を厚くする（好ましくは５０〜１００ｎｍ、さらに好ましくは６０〜８０ｎｍ）ことも有効である。逆に、スイッチング用ＴＦＴ２０１の場合はオフ電流値を小さくするという観点から見れば、活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を薄くする（好ましくは２０〜５０ｎｍ、さらに好ましくは２５〜４０ｎｍ）ことも有効である。
【００５５】
次に、４１は第１パッシベーション膜であり、膜厚は１０ｎｍ〜１μm（好ましくは２００〜５００ｎｍ）とすれば良い。材料としては、珪素を含む絶縁膜（特に窒化酸化珪素膜又は窒化珪素膜が好ましい）を用いることができる。
【００５６】
第１パッシベーション膜４１の上には、各ＴＦＴを覆うような形で第２層間絶縁膜（平坦化膜と言っても良い）４２を形成し、ＴＦＴによってできる段差の平坦化を行う。第２層間絶縁膜４２としては、有機樹脂膜が好ましく、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を用いると良い。勿論、十分な平坦化が可能であれば、無機膜を用いても良い。
【００５７】
第２層間絶縁膜４２によってＴＦＴによる段差を平坦化することは非常に重要である。後に形成されるＥＬ層は非常に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起こす場合がある。従って、ＥＬ層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化しておくことが望ましい。
【００５８】
また、４３は遮光性を有する導電膜からなる画素電極（ＥＬ素子の陰極に相当する）であり、第２層間絶縁膜４２及び第１パッシベーション膜４１にコンタクトホール（開孔）を開けた後、形成された開孔部において電流制御用ＴＦＴ２０２のドレイン配線３７に接続されるように形成される。
【００５９】
画素電極４３の上にはアルカリ化合物４４として、５〜１０ｎｍ厚のフッ化リチウム膜が蒸着法により形成される。フッ化リチウム膜は絶縁膜なので膜厚が厚すぎるとＥＬ層に電流を流すことができなくなってしまう。また、層状に形成されずに島状に点在するように形成されても問題はない。
【００６０】
次にＥＬ層４５が形成される。本実施形態では、ポリマー系有機物質をスピンコート法にて形成する。ポリマー系有機物質としては公知のあらゆる材料を用いることが可能である。また、本実施形態ではＥＬ層４５として発光層を単層で用いるが正孔輸送層や電子輸送層と組み合わせた積層構造の方が発光効率は高いものが得られる。但し、ポリマー系有機物質を積層する場合は蒸着法で形成する低分子有機物質と組み合わせることが望ましい。スピンコート法では有機溶媒にＥＬ層となる有機物質を混合して塗布するので、下地に有機物質があると再び溶解してしまう恐れがある。
【００６１】
本実施形態で用いることのできる代表的なポリマー系有機物質としては、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）系、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）系、ポリフルオレン系などの高分子材料が挙げられる。これらのポリマー系有機物質で電子輸送層、発光層、正孔輸送層または正孔注入層を形成するには、ポリマー前駆体の状態で塗布し、それを真空中で加熱（焼成）することによりポリマー系有機物質に転化すれば良い。
【００６２】
具体的には、発光層としては、赤色発光層にはシアノポリフェニレンビニレン、緑色発光層にはポリフェニレンビニレン、青色発光層にはポリフェニレンビニレン若しくはポリアルキルフェニレンとすれば良い。膜厚は３０〜１５０ｎｍ（好ましくは４０〜１００ｎｍ）とすれば良い。また、正孔輸送層としては、ポリマー前駆体であるポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンを用い、加熱によりポリフェニレンビニレンとする。膜厚は３０〜１００ｎｍ（好ましくは４０〜８０ｎｍ）とすれば良い。
【００６３】
また、ポリマー系有機物質を用いて白色発光を行うことも可能である。そのためには、特開平８−９６９５９号公報、特開平７−２２０８７１号公報、特開平９−６３７７０号公報等に記載された技術を引用すれば良い。ポリマー系有機物質は、ホスト材料を溶解させた溶液中に蛍光色素を添加することで容易に色調整が可能であるため、白色発光を行う場合には特に有効である。
【００６４】
以上の例は本発明のＥＬ層として用いることのできる有機物質の一例であって、本発明を限定するものではない。
【００６５】
また、ここではポリマー系有機物質を用いてＥＬ素子を形成する例を示しているが、低分子系有機物質を用いても構わない。さらには、ＥＬ層として無機物質を用いても良い。
【００６６】
また、ＥＬ層４５を形成する際、処理雰囲気は極力水分の少ない乾燥雰囲気とし、不活性ガス中で行うことが望ましい。ＥＬ層は水分や酸素の存在によって容易に劣化してしまうため、形成する際は極力このような要因を排除しておく必要がある。例えば、ドライ窒素雰囲気、ドライアルゴン雰囲気等が好ましい。そのためには、塗布用処理室や焼成用処理室を、不活性ガスを充填したクリーンブースに設置し、その雰囲気中で処理することが望ましい。
【００６７】
以上のようにしてＥＬ層４５を形成したら、次に透明導電膜からなる陽極４６が形成される。本実施形態では陽極４６として、酸化インジウムと酸化スズの化合物からなる導電膜を用いる。これに少量のガリウムを添加しても良い。
【００６８】
次に陽極４６上に、遮光性の金属膜４７（４７ａ、４７ｂ）を形成する。本実施例では、金属膜４７は、画素電極４３と隣接する画素電極との隙間を隠すように配置され、遮光膜としての効果も有する。なお、本実施形態では、金属膜４７としては、陽極４６の膜抵抗（シート抵抗ともいう）よりも金属膜４７の膜抵抗が低くなるようにする。
また、陽極材料との密着性も重要である。なお、密着性を向上させるために適した金属材料を用いることも重要であるが、陽極（本実施例では、酸化インジウムと酸化スズの化合物からなる導電膜）の成膜条件および成膜後の熱処理条件を最適化することも有効である。
【００６９】
また、金属膜４７としては、抵抗率（比抵抗ともいう）の低い金属材料を用いることが望ましい。抵抗率の低い金属材料としては、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）等を用いることが可能である。
【００７０】
また、本実施形態では、金属膜４７が陽極４６上に直接形成されることから蒸着法で形成することが望ましい。膜厚は３０〜１００ｎｍ（好ましくは４０〜８０ｎｍ）とすれば良い。
【００７１】
以上のようにして金属膜４７を形成したら、第２パッシベーション膜４８が形成される。本実施形態では、第２パッシベーション膜４８として、１０ｎｍ〜１μm（好ましくは２００〜５００ｎｍ）の厚さの窒化珪素膜を用いる。
【００７２】
こうして完成したアクティブマトリクス基板に対向して、対向基板４９を設ける。本実施形態では対向基板４９としてガラス基板を用いる。
【００７３】
また、アクティブマトリクス基板と対向基板４９をシール剤（図示せず）で接着し、密閉空間５０を形成する。なお、本実施形態では、密閉空間５０をアルゴンガスで充填する。勿論、この密閉空間５０内に上記乾燥剤を配置することも可能である。
【００７４】
本実施形態のＥＬ表示装置は図２のような構造の画素からなる画素部を有し、画素内において機能に応じて構造の異なるＴＦＴが配置されている。即ち、オフ電流値の十分に低いスイッチング用ＴＦＴと、ホットキャリア注入に強い電流制御用ＴＦＴとを同じ画素内に形成することにより、高い信頼性を有し、且つ、ＥＬ素子の低抵抗化を可能にしたＥＬ表示装置が得られる。
【実施例１】
【００７５】
本発明の実施例について図４〜図６を用いて説明する。ここでは、画素部とその周辺に設けられる駆動回路部のＴＦＴを同時に作製する方法について説明する。但し、説明を簡単にするために、駆動回路に関しては基本回路であるＣＭＯＳ回路を図示することとする。
【００７６】
まず、図４（Ａ）に示すように、ガラス基板３００上に下地膜３０１を３００ｎｍの厚さに形成する。本実施例では下地膜３０１として窒化酸化珪素膜を積層して用いる。この時、ガラス基板３００に接する方の窒素濃度を１０〜２５ｗｔ％としておくと良い。
【００７７】
また、下地膜３０１の一部として、図２に示した第１パッシベーション膜４１と同様の材料からなる絶縁膜を設けることは有効である。電流制御用ＴＦＴは大電流を流すことになるので発熱しやすく、なるべく近いところに放熱効果のある絶縁膜を設けておくことは有効である。
【００７８】
次に下地膜３０１の上に５０ｎｍの厚さの非晶質珪素膜（図示せず））を公知の成膜法で形成する。なお、非晶質珪素膜に限定する必要はなく、非晶質構造を含む半導体膜（微結晶半導体膜を含む）であれば良い。さらに非晶質シリコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を含む化合物半導体膜でも良い。また、膜厚は２０〜１００ｎｍの厚さであれば良い。
【００７９】
そして、公知の技術により非晶質珪素膜を結晶化し、結晶質珪素膜（多結晶シリコン膜若しくはポリシリコン膜ともいう）３０２を形成する。公知の結晶化方法としては、電熱炉を使用した熱結晶化方法、レーザー光を用いたレーザーアニール結晶化法、赤外光を用いたランプアニール結晶化法がある。本実施例では、ＸｅＣｌガスを用いたエキシマレーザー光を用いて結晶化する。
【００８０】
なお、本実施例では線状に加工したパルス発振型のエキシマレーザー光を用いるが、矩形であっても良いし、連続発振型のアルゴンレーザー光や連続発振型のエキシマレーザー光を用いることもできる。
【００８１】
本実施例では結晶質珪素膜をＴＦＴの活性層として用いるが、非晶質珪素膜を用いることも可能である。また、オフ電流を低減する必要のあるスイッチング用ＴＦＴの活性層を非晶質珪素膜で形成し、電流制御用ＴＦＴの活性層を結晶質珪素膜で形成することも可能である。非晶質珪素膜はキャリア移動度が低いため電流を流しにくくオフ電流が流れにくい。即ち、電流を流しにくい非晶質珪素膜と電流を流しやすい結晶質珪素膜の両者の利点を生かすことができる。
【００８２】
次に、図４（Ｂ）に示すように、結晶質珪素膜３０２上に酸化珪素膜からなる保護膜３０３を１３０ｎｍの厚さに形成する。この厚さは１００〜２００ｎｍ（好ましくは１３０〜１７０ｎｍ）の範囲で選べば良い。また、珪素を含む絶縁膜であれば他の膜でも良い。この保護膜３０３は不純物を添加する際に結晶質珪素膜が直接プラズマに曝されないようにするためと、微妙な濃度制御を可能にするために設ける。
【００８３】
そして、その上にレジストマスク３０４a、３０４bを形成し、保護膜３０３を介してｎ型を付与する不純物元素（以下、ｎ型不純物元素という）を添加する。
なお、ｎ型不純物元素としては、代表的には１５族に属する元素、典型的にはリン又は砒素を用いることができる。なお、本実施例ではホスフィン（ＰＨ3）を質量分離しないでプラズマ励起したプラズマドーピング法を用い、リンを１×１０18atoms/cm3の濃度で添加する。勿論、質量分離を行うイオンインプランテーション法を用いても良い。
【００８４】
この工程により形成されるｎ型不純物領域３０５、３０６には、ｎ型不純物元素が２×１０16〜５×１０19atoms/cm3（代表的には５×１０17〜５×１０18atoms/cm3）の濃度で含まれるようにドーズ量を調節する。
【００８５】
次に、図４（Ｃ）に示すように、保護膜３０３およびレジスト３０４ａ、３０４ｂを除去し、添加した１５族に属する元素の活性化を行う。活性化手段は公知の技術を用いれば良いが、本実施例ではエキシマレーザー光の照射により活性化する。勿論、パルス発振型でも連続発振型でも良いし、エキシマレーザー光に限定する必要はない。但し、添加された不純物元素の活性化が目的であるので、結晶質珪素膜が溶融しない程度のエネルギーで照射することが好ましい。なお、保護膜３０３をつけたままレーザー光を照射しても良い。
【００８６】
なお、このレーザー光による不純物元素の活性化に際して、熱処理による活性化を併用しても構わない。熱処理による活性化を行う場合は、基板の耐熱性を考慮して４５０〜５５０℃程度の熱処理を行えば良い。
【００８７】
この工程によりｎ型不純物領域３０５、３０６の端部、即ち、ｎ型不純物領域３０５、３０６の周囲に存在するｎ型不純物元素を添加していない領域との境界部（接合部）が明確になる。このことは、後にＴＦＴが完成した時点において、ＬＤＤ領域とチャネル形成領域とが非常に良好な接合部を形成しうることを意味する。
【００８８】
次に、図４（Ｄ）に示すように、結晶質珪素膜の不要な部分を除去して、島状の半導体膜（以下、活性層という）３０７〜３１０を形成する。
【００８９】
次に、図４（Ｅ）に示すように、活性層３０７〜３１０を覆ってゲート絶縁膜３１１を形成する。ゲート絶縁膜３１１としては、１０〜２００ｎｍ、好ましくは５０〜１５０ｎｍの厚さの珪素を含む絶縁膜を用いれば良い。これは単層構造でも積層構造でも良い。本実施例では１１０ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。
【００９０】
次に、２００〜４００ｎｍ厚の導電膜を形成し、パターニングしてゲート電極３１２〜３１６を形成する。このゲート電極３１２〜３１６の端部をテーパー状にすることもできる。なお、本実施例ではゲート電極と、ゲート電極に電気的に接続された引き回しのための配線（以下、ゲート配線という）とを別の材料で形成する。具体的にはゲート電極よりも低抵抗な材料をゲート配線として用いる。
これは、ゲート電極としては微細加工が可能な材料を用い、ゲート配線には微細加工はできなくとも配線抵抗が小さい材料を用いるためである。勿論、ゲート電極とゲート配線とを同一材料で形成しても構わない。
【００９１】
また、ゲート電極は単層の導電膜で形成しても良いが、必要に応じて二層、三層といった積層膜とすることが好ましい。ゲート電極の材料としては公知のあらゆる導電膜を用いることができる。ただし、上述のように微細加工が可能、具体的には２μm以下の線幅にパターニング可能な材料が好ましい。
【００９２】
代表的には、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）から選ばれた元素からなる膜、または前記元素の窒化物膜（代表的には窒化タンタル膜、窒化タングステン膜、窒化チタン膜）、または前記元素を組み合わせた合金膜（代表的にはＭｏ−Ｗ合金、Ｍｏ−Ｔａ合金）、または前記元素のシリサイド膜（代表的にはタングステンシリサイド膜、チタンシリサイド膜）を用いることができる。勿論、単層で用いても積層して用いても良い。
【００９３】
本実施例では、５０ｎｍ厚の窒化タングステン（ＷＮ）膜と、３５０ｎｍ厚のタングステン（Ｗ）膜とからなる積層膜を用いる。これはスパッタ法で形成すれば良い。また、スパッタガスとしてＸｅ、Ｎｅ等の不活性ガスを添加すると応力による膜はがれを防止することができる。
【００９４】
またこの時、ゲート電極３１３、３１６はそれぞれｎ型不純物領域３０５、３０６の一部とゲート絶縁膜３１１を挟んで重なるように形成する。この重なった部分が後にゲート電極と重なったＬＤＤ領域となる。
【００９５】
次に、図５（Ａ）に示すように、ゲート電極３１２〜３１６をマスクとして自己整合的にｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加する。こうして形成される不純物領域３１７〜３２３にはｎ型不純物領域３０５、３０６の１／２〜１／１０（代表的には１／３〜１／４）の濃度でリンが添加されるように調節する。
具体的には、１×１０16〜５×１０18atoms/cm3（典型的には３×１０17〜３×１０18atoms/cm3）の濃度が好ましい。
【００９６】
次に、図５（Ｂ）に示すように、ゲート電極等を覆う形でレジストマスク３２４a〜３２４ｄを形成し、ｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加して高濃度にリンを含む不純物領域３２５〜３３１を形成する。ここでもホスフィン（ＰＨ3）を用いたイオンドープ法で行い、この領域のリンの濃度は１×１０20〜１×１０21atoms/cm3（代表的には２×１０20〜５×１０20atoms/cm3）となるように調節する。
【００９７】
この工程によってｎチャネル型ＴＦＴのソース領域若しくはドレイン領域が形成されるが、スイッチング用ＴＦＴでは、図５（Ａ）の工程で形成したｎ型不純物領域３２０〜３２２の一部を残す。この残された領域が、図２におけるスイッチング用ＴＦＴのＬＤＤ領域１５a〜１５dに対応する。
【００９８】
次に、図５（Ｃ）に示すように、レジストマスク３２４a〜３２４ｄを除去し、新たにレジストマスク３３２を形成する。そして、ｐ型不純物元素（本実施例ではボロン）を添加し、高濃度にボロンを含む不純物領域３３３、３３４を形成する。ここではジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法により３×１０20〜３×１０21atoms/cm3（代表的には５×１０20〜１×１０21atoms/cm3）の濃度となるようにボロンを添加する。
【００９９】
なお、不純物領域３３３、３３４には既に１×１０20〜１×１０21atoms/cm3の濃度でリンが添加されているが、ここで添加されるボロンはその少なくとも３倍以上の濃度で添加される。そのため、予め形成されていたｎ型の不純物領域は完全にｐ型に反転し、ｐ型の不純物領域として機能する。
【０１００】
次に、レジストマスク３３２を除去した後、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型不純物元素を活性化する。活性化手段としては、ファーネスアニール法、レーザーアニール法、またはランプアニール法で行うことができる。本実施例では電熱炉において窒素雰囲気中、５５０℃、４時間の熱処理を行う。
【０１０１】
このとき雰囲気中の酸素を極力排除することが重要である。なぜならば酸素が少しでも存在していると露呈したゲート電極の表面が酸化され、抵抗の増加を招くと共に後にオーミックコンタクトを取りにくくなるからである。従って、上記活性化工程における処理雰囲気中の酸素濃度は１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下とすることが望ましい。
【０１０２】
次に、活性化工程が終了したら図５（Ｄ）に示すように３００ｎｍ厚のゲート配線３３５を形成する。ゲート配線３３５の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）を主成分（組成として５０〜１００％を占める。）とする金属を用いれば良い。配置としては図３のようにゲート配線２１１とスイッチング用ＴＦＴのゲート電極１９a、１９b（図４（Ｅ）の３１４、３１５）が電気的に接続するように形成する。
【０１０３】
このような構造とすることでゲート配線の配線抵抗を非常に小さくすることができるため、面積の大きい画像表示領域（画素部）を形成することができる。即ち、画面の大きさが対角１０インチ以上（さらには３０インチ以上）のＥＬ表示装置を実現する上で、本実施例の画素構造は極めて有効である。
【０１０４】
次に、図６（Ａ）に示すように、第１層間絶縁膜３３６を形成する。第１層間絶縁膜３３６としては、珪素を含む絶縁膜を単層で用いるか、２種類以上の珪素を含む絶縁膜を組み合わせた積層膜を用いれば良い。また、膜厚は４００ｎｍ〜１．５μmとすれば良い。本実施例では、２００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜の上に８００ｎｍ厚の酸化珪素膜を積層した構造とする。
【０１０５】
さらに、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水素化処理を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体膜の不対結合手を水素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。
【０１０６】
なお、水素化処理は第１層間絶縁膜３３６を形成する前に入れても良い。即ち、２００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を形成した後で上記のように水素化処理を行い、その後で残り８００ｎｍ厚の酸化珪素膜を形成してもよい。
【０１０７】
次に、第１層間絶縁膜３３６及びゲート絶縁膜３１１に対してコンタクトホールを形成し、ソース配線３３７〜３４０と、ドレイン配線３４１〜３４３を形成する。なお、本実施例ではこの電極を、Ｔｉ膜を１００ｎｍ、Ｔｉを含むアルミニウム膜を３００ｎｍ、Ｔｉ膜１５０ｎｍをスパッタ法で連続形成した３層構造の積層膜とする。勿論、他の導電膜でも良い。
【０１０８】
次に、５０〜５００ｎｍ（代表的には２００〜３００ｎｍ）の厚さで第１パッシベーション膜３４４を形成する。本実施例では第１パッシベーション膜３４４として３００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。これは窒化珪素膜で代用しても良い。勿論、図２の第１パッシベーション膜４１と同様の材料を用いることが可能である。
【０１０９】
なお、窒化酸化珪素膜の形成に先立ってＨ2、ＮＨ3等水素を含むガスを用いてプラズマ処理を行うことは有効である。この前処理により励起された水素が第１層間絶縁膜３３６に供給され、熱処理を行うことで、第１パッシベーション膜３４４の膜質が改善される。それと同時に、第１層間絶縁膜３３６に添加された水素が下層側に拡散するため、効果的に活性層を水素化することができる。
【０１１０】
次に、図６（Ｂ）に示すように有機樹脂からなる第２層間絶縁膜３４５を形成する。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）等を使用することができる。特に、第２層間絶縁膜３４５は平坦化の意味合いが強いので、平坦性に優れたアクリルが好ましい。本実施例ではＴＦＴによって形成される段差を十分に平坦化しうる膜厚でアクリル膜を形成する。
好ましくは１〜５μm（さらに好ましくは２〜４μm）とすれば良い。
【０１１１】
次に、第２層間絶縁膜３４５及び第１パッシベーション膜３４４に対してコンタクトホールを形成し、ドレイン配線３４３と電気的に接続される画素電極３４６を形成する。本実施例では画素電極３４６として３００ｎｍ厚のアルミニウム合金膜（１wt%のチタンを含有したアルミニウム膜）を形成する。なお、３４７は隣接する画素電極の端部である。
【０１１２】
次に、図６（Ｃ）に示すように、アルカリ化合物３４８を形成する。本実施例ではフッ化リチウム膜を５ｎｍの厚さを狙って蒸着法により形成する。そして、その上に１００ｎｍ厚のＥＬ層３４９をスピンコート法により形成する。
【０１１３】
本実施例では、白色発光を示すポリマー系有機物質として、特開平８−９６９５９号公報または特開平９−６３７７０号公報に記載された材料を用いる。例えば、１，２−ジクロロメタンに、ＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）、Ｂｕ−ＰＢＤ（２−（４'−tert−ブチルフェニル）−５−（４''−ビフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール）、クマリン６、ＤＣＭ１（４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−ｐ−ジメチルアミノスチリル−４Ｈ−ピラン）、ＴＰＢ（テトラフェニルブタジエン）、ナイルレッドを溶解したものを用いれば良い。
【０１１４】
なお、本実施例ではＥＬ層３４９を上記発光層のみの単層構造とするが、必要に応じて電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層、電子阻止層もしくは正孔素子層を設けても良い。
【０１１５】
次に、ＥＬ層３４９を覆って２００ｎｍ厚の透明導電膜からなる陽極３５０を形成する。本実施例では酸化インジウムと酸化スズとの化合物からなる膜を蒸着法により形成し、陽極とする。
【０１１６】
次に、陽極３５０上に抵抗率の低い金属からなる金属膜３５１を形成する。なお、金属膜３５１の膜厚は膜抵抗が陽極３５０の膜抵抗よりも低抵抗となるような金属材料を用いるとよい。
【０１１７】
また、金属膜３５１は、観測者の視線方向（対向基板の法線方向）から見て画素電極間の隙間１１１を隠すように設けられることから、金属膜３５１を成膜した後にエッチング処理を行う。このとき陽極３５０を同時にエッチングしてしまわないようにすることが重要である。本実施例では、エッチング方法としてドライエッチング法を用い、陽極３５０は酸化インジウムと酸化スズとの化合物からなるのでエッチングガスに塩素系のガスを用いている。
【０１１８】
本実施例では、蒸着法によりチタンとアルミニウムを成膜した積層構造とし、陽極３５０上にチタンを５０ｎｍ、チタンの上にアルミニウムを２５０ｎｍ成膜して、金属膜３５１を形成させる。
【０１１９】
チタンを陽極３５０とアルミニウムの間に挟む構造とすることで陽極３５０とアルミニウム間で生じる電食（電気化学的腐食ともいう）を防ぐことができる。
なお、ここで用いたチタンの代わりに窒化チタン（ＴｉＮ）を用いてもよい。窒化チタンは陽極との電気的なコンタクトを取りやすいという利点がある。
【０１２０】
なお本実施例では、陽極に対するダメージを考慮して蒸着法を用いたが、スパッタ法を用いても良い。
【０１２１】
本発明における金属膜３５１は積層構造であるが、単層構造としてもよい。
【０１２２】
最後に、プラズマＣＶＤ法により窒化珪素膜からなる第２パッシベーション膜３５２を１００ｎｍの厚さに形成する。この第２パッシベーション膜３５２はＥＬ層３４９を水分等から保護する。また、ＥＬ層３４９で発生した熱を逃がす役割も果たす。放熱効果をさらに高めるために、窒化珪素膜と炭素膜（好ましくはダイヤモンドライクカーボン膜）を積層して第２パッシベーション膜としてもよい。
【０１２３】
こうして図６（Ｃ）に示すような構造のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置が完成する。ところで、本実施例のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置は、画素部だけでなく駆動回路部にも最適な構造のＴＦＴを配置することにより、非常に高い信頼性を示し、動作特性も向上しうる。
【０１２４】
まず、極力動作速度を落とさないようにホットキャリア注入を低減させる構造を有するＴＦＴを、駆動回路を形成するＣＭＯＳ回路のｎチャネル型ＴＦＴ２０５として用いる。なお、ここでいう駆動回路としては、シフトレジスタ、バッファ、レベルシフタ、サンプリング回路（サンプル及びホールド回路）などが含まれる。デジタル駆動を行う場合には、Ｄ／Ａコンバータなどの信号変換回路も含まれうる。
【０１２５】
本実施例の場合、図６（Ｃ）に示すように、ｎチャネル型２０５の活性層は、ソース領域３５５、ドレイン領域３５６、ＬＤＤ領域３５７及びチャネル形成領域３５８を含み、ＬＤＤ領域３５７はゲート絶縁膜３１１を挟んでゲート電極３１３と重なっている。
【０１２６】
ドレイン領域側のみにＬＤＤ領域を形成しているのは、動作速度を落とさないための配慮である。また、このｎチャネル型ＴＦＴ２０５はオフ電流値をあまり気にする必要はなく、それよりも動作速度を重視した方が良い。従って、ＬＤＤ領域３５７は完全にゲート電極に重ねてしまい、極力抵抗成分を少なくすることが望ましい。即ち、いわゆるオフセットはなくした方がよい。
【０１２７】
また、ＣＭＯＳ回路のｐチャネル型ＴＦＴ２０６は、ホットキャリア注入による劣化が殆ど気にならないので、特にＬＤＤ領域を設けなくても良い。勿論、ｎチャネル型ＴＦＴ２０５と同様にＬＤＤ領域を設け、ホットキャリア対策を講じることも可能である。
【０１２８】
なお、駆動回路の中でもサンプリング回路は他の回路と比べて少し特殊であり、チャネル形成領域を双方向に大電流が流れる。即ち、ソース領域とドレイン領域の役割が入れ替わるのである。さらに、オフ電流値を極力低く抑える必要があり、そういった意味でスイッチング用ＴＦＴと電流制御用ＴＦＴの中間程度の機能を有するＴＦＴを配置することが望ましい。
【０１２９】
従って、サンプリング回路を形成するｎチャネル型ＴＦＴは、図１０に示すような構造のＴＦＴを配置することが望ましい。図１０に示すように、ＬＤＤ領域９０１a、９０１bの一部がゲート絶縁膜９０２を挟んでゲート電極９０３と重なる。この効果は電流制御用ＴＦＴ２０２の説明で述べた通りであり、サンプリング回路の場合はチャネル形成領域９０４を挟む形で設ける点が異なる。
【０１３０】
なお、実際には図６（Ｃ）まで完成したら、図１、図２で説明したようにアクティブマトリクス基板と対向基板をシール剤で接着する。その際、アクティブマトリクス基板と対向基板に挟まれた密閉空間の内部を不活性雰囲気にしたり、内部に吸湿性材料（例えば酸化バリウム）を配置すると内部に含まれるＥＬ層の信頼性（寿命）を向上させることができる。
【０１３１】
また、アクティブマトリクス基板と対向基板を接着する処理が完了したら、基板上に形成された素子又は回路から引き回された端子と外部信号端子とを接続するためのコネクター（フレキシブルプリントサーキット：ＦＰＣ）を取り付けて製品として完成する。
【０１３２】
ここで本実施例のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構成を図７の斜視図を用いて説明する。本実施例のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置は、ガラス基板６０１上に形成された、画素部６０２と、ゲート側駆動回路６０３と、ソース側駆動回路６０４で構成される。画素部のスイッチング用ＴＦＴ６０５はｎチャネル型ＴＦＴであり、ゲート側駆動回路６０３に接続されたゲート配線６０６、ソース側駆動回路６０４に接続されたソース配線６０７の交点に配置されている。また、スイッチング用ＴＦＴ６０５のドレインは電流制御用ＴＦＴ６０８のゲートに接続されている。
【０１３３】
さらに、電流制御用ＴＦＴ６０８のソース側は電流供給線６０９に接続される。本実施例のような構造では、電流供給線６０９には所定の電圧が与えられている。また、電流制御用ＴＦＴ６０８のドレインにはＥＬ素子６１０が接続されている。
【０１３４】
そして、外部入出力端子となるＦＰＣ６１１には駆動回路まで信号を伝達するための接続配線（接続配線）６１２、６１３、及び電流供給線６０９に接続された接続配線６１４が設けられている。
【０１３５】
また、図７に示したＥＬ表示装置の回路構成の一例を図８に示す。本実施例のＥＬ表示装置は、ソース側駆動回路７０１、ゲート側駆動回路（Ａ）７０７、ゲート側駆動回路（Ｂ）７１１、画素部７０６を有している。なお、本明細書中において、駆動回路とはソース側処理回路およびゲート側駆動回路を含めた総称である。
【０１３６】
ソース側駆動回路７０１は、シフトレジスタ７０２、レベルシフタ７０３、バッファ７０４、サンプリング回路（サンプル及びホールド回路）７０５を備えている。また、ゲート側駆動回路（Ａ）７０７は、シフトレジスタ７０８、レベルシフタ７０９、バッファ７１０を備えている。ゲート側駆動回路（Ｂ）７１１も同様な構成である。
【０１３７】
ここでシフトレジスタ７０２、７０８は駆動電圧が５〜１６Ｖ（代表的には１０Ｖ）であり、回路を形成するＣＭＯＳ回路に使われるｎチャネル型ＴＦＴは図６（Ｃ）の２０５で示される構造が適している。
【０１３８】
また、レベルシフタ７０３、７０９、バッファ７０４、７１０はシフトレジスタと同様に、図６（Ｃ）のｎチャネル型ＴＦＴ２０５を含むＣＭＯＳ回路が適している。なお、ゲート配線をダブルゲート構造、トリプルゲート構造といったマルチゲート構造とすることは、各回路の信頼性を向上させる上で有効である。
【０１３９】
また、サンプリング回路７０５はソース領域とドレイン領域が反転する上、オフ電流値を低減する必要があるので、図１０のｎチャネル型ＴＦＴ２０８を含むＣＭＯＳ回路が適している。
【０１４０】
また、画素部７０６には、図２に示した構造の画素が適している。
【０１４１】
なお、上記構成は、図４〜６に示した作製工程に従ってＴＦＴを作製することによって容易に実現することができる。また、本実施例では画素部と駆動回路の構成のみ示しているが、本実施例の作製工程に従えば、その他にも信号分割回路、Ｄ／Ａコンバータ回路、オペアンプ回路、γ補正回路など駆動回路以外の論理回路を同一基板上に形成することが可能であり、さらにはメモリ部やマイクロプロセッサ等を形成しうると考えている。
【０１４２】
さらに、本実施例のＥＬ表示装置について図１１（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。なお、必要に応じて図７、図８で用いた符号を引用することにする。
【０１４３】
基板（ＴＦＴの下の下地膜を含む）１０００はアクティブマトリクス基板であり、基板上に画素部１００１、ソース側駆動回路１００２、ゲート側駆動回路１００３が形成されている。それぞれの駆動回路からの各種配線は、接続配線６１２〜６１４を経てＦＰＣ６１１に至り外部機器へと接続される。
【０１４４】
このとき少なくとも画素部、好ましくは駆動回路及び画素部を囲むようにして対向基板１００４を設ける。なお、対向基板１００４とアクティブマトリクス基板１０００の間に密閉空間１００６を形成するように接着剤（シール剤）１００５で接着する。このとき、ＥＬ素子は完全に前記密閉空間１００６に封入された状態となり、外気から遮断される。
【０１４５】
また、本実施例では接着剤１００５として光硬化性のエポキシ系樹脂を用いるが、アクリレート系樹脂等の接着剤を用いることも可能である。また、ＥＬ層の耐熱性が許せば熱硬化性樹脂を用いることもできる。但し、可能な限り酸素や水分を透過しない材質であることが必要である。接着剤１００５はディスペンサー等の塗布装置を用いて形成すれば良い。
【０１４６】
さらに、本実施例では対向基板１００４とアクティブマトリクス基板１０００との間の密閉空間１００６には窒素ガスを充填しておく。さらに、図１１（Ａ）
の黒く塗りつぶされている部分１００７は金属膜を示しているが、実際には、陽極１００８上で全ての画素電極間の隙間を埋めるように設けられている。本実施例では金属膜１００７としてチタンとアルミニウムを蒸着させた積層構造の金属膜を用いる。
【０１４７】
また、図１１（Ｂ）に示すように、画素部には個々に孤立したＥＬ素子を有する複数の画素が設けられ、それらは全て陽極１００８を共通電極としている。このとき、ＥＬ層は画素部のみ設ければよく、駆動回路の上に設ける必要はない。
ＥＬ層を選択的に設けるには、シャドーマスクを用いた蒸着法、リフトオフ法、ドライエッチング法もしくはレーザースクライブ法を用いれば良い。
【０１４８】
陽極１００８は、接続配線１００９に電気的に接続される。接続配線１００９は陽極１００８に所定の電圧を与えるための電流供給線であり、異方導電性フィルム１０１０を介してＦＰＣ６１１に電気的に接続される。なお、ここでは接続配線１００９について説明したが、他の接続配線６１２〜６１４も同様にしてＦＰＣ６１１に電気的に接続される。
【０１４９】
以上説明したような図１１に示す状態は、ＦＰＣ６１１を外部機器の端子に接続することで画素部に画像を表示することができる。本明細書中では、ＦＰＣを取り付けることで画像表示が可能な状態となる物品、即ち、アクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わせ、ＦＰＣが取り付けられているモジュールをＥＬ表示装置と定義している。
【実施例２】
【０１５０】
実施例１ではトップゲート型ＴＦＴの場合について説明したが、本発明はＴＦＴ構造に限定されるものではないので、ボトムゲート型ＴＦＴ（代表的には逆スタガ型ＴＦＴ）を用いて実施しても構わない。また、逆スタガ型ＴＦＴは如何なる手段で形成されたものでも良い。
【０１５１】
逆スタガ型ＴＦＴは工程数がトップゲート型ＴＦＴよりも少なくし易い構造であるため、本発明の課題である製造コストの低減には非常に有利である。なお、本実施例の構成は、実施例１の構成と組み合わせることが可能である。
【実施例３】
【０１５２】
図３（Ｂ）ではＥＬ表示装置の画素においてスイッチング用ＴＦＴをマルチゲート構造とすることによりスイッチング用ＴＦＴのオフ電流値を低減し、保持容量の必要性を排除している。しかしながら、従来通りに保持容量を設ける構造としてもよい。その場合、図１２に示すように、スイッチング用ＴＦＴ２０１のドレインに対して電流制御用ＴＦＴ２０２のゲートと並列に保持容量１３０１を形成することになる。
【０１５３】
なお、本実施例の構成は、実施例１、２のいずれの構成とも自由に組み合わせることができる。即ち、画素内に保持容量が設けられるだけであって、ＴＦＴ構造やＥＬ層の材料等に限定を加えるものではない。
【実施例４】
【０１５４】
実施例１では、結晶質珪素膜３０２の形成手段としてレーザー結晶化を用いているが、本実施例では異なる結晶化手段を用いる場合について説明する。
【０１５５】
なお、本実施例では、非晶質珪素膜を形成した後、特開平７−１３０６５２号公報に記載された技術を用いて結晶化を行う。同公報に記載された技術は、結晶化を促進（助長）する触媒として、ニッケル等の元素を用い、結晶性の高い結晶質珪素膜を得る技術である。
【０１５６】
また、結晶化工程が終了した後で、結晶化に用いた触媒を除去する工程を行っても良い。その場合、特開平１０−２７０３６３号若しくは特開平８−３３０６０２号に記載された技術により触媒をゲッタリングすれば良い。
【０１５７】
また、本出願人による特願平１１−０７６９６７の出願明細書に記載された技術を用いてＴＦＴを形成しても良い。
【０１５８】
以上のように、実施例１に示した作製工程は一実施例であって、図２又は実施例１の図６（Ｃ）の構造が実現できるのであれば、他の作製工程を用いても問題はない。
【０１５９】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜３のいずれの構成とも自由に組み合わせることが可能である。
【実施例５】
【０１６０】
実施例１では、ＥＬ素子中の陽極１０８上に金属膜１０９が画素電極間の隙間１１１を隠すように設けられている構造を示しているが、本実施例では、図１５に示すように陽極１０８上に金属薄膜１１４を設け、この金属薄膜１１４が陽極１０８と金属膜１０９との間に挟まれる構造をとる場合について説明する。
【０１６１】
金属薄膜１１４の膜厚は、透光性を失わない程度の膜厚とし、１０〜５０ｎｍ程度（好ましくは、２０〜３０ｎｍ）とする。なお、金属薄膜１１４上には実施例１と同様に金属膜１０９を設ければよい。
【０１６２】
ＥＬ素子中の陽極１０８上に金属薄膜１１４及び金属膜１０９を積層させることで、陽極の平均膜抵抗を低くすることができる。
【０１６３】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜４のいずれの構成とも自由に組み合わせることが可能である。
【実施例６】
【０１６４】
実施例１では、ＥＬ素子中の陽極１０８上に金属膜１０９が画素電極間の隙間１１１を隠すように設けられている構造を示しているが、本実施例では、図１５に示すように陽極１０８上にクロムからなる金属薄膜１１４を設け、この金属薄膜１１４が陽極１０８と金属膜１０９との間に挟まれる構造をとる場合について説明する。
【０１６５】
金属薄膜１１４の膜厚は、透光性を失わない程度の膜厚とし、５０ｎｍ程度（好ましくは、３０ｎｍ）とする。なお、金属薄膜１１４上には実施例１と同様に金属膜１０９を設ければよい。
【０１６６】
ＥＬ素子中の陽極１０８上に金属薄膜１１４及び金属膜１０９を積層させることで陽極１０８の平均膜抵抗を低くすることができる。
【０１６７】
なお、本実施例において陽極１０８が、酸化インジウムと酸化スズの化合物からなり、金属膜１０９がアルミニウムからなる場合、クロムからなる金属薄膜１１４を用いることで、陽極１０８と金属膜１０９間に生じる電食を防ぐ役割を果たしている。
【０１６８】
また、本実施例において用いたクロムからなる金属薄膜１１４とアルミニウムからなる金属膜１０９は、塩素系のエッチングガスを用いた際に十分な選択比を有していることから金属膜１０９のみを部分的にドライエッチングする際に有効である。
【０１６９】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜５のいずれの構成とも自由に組み合わせることが可能である。
【実施例７】
【０１７０】
本発明のＥＬ表示装置を駆動するにあたって、画像信号としてアナログ信号を用いたアナログ駆動を行うこともできるし、デジタル信号を用いたデジタル駆動を行うこともできる。
【０１７１】
アナログ駆動を行う場合、スイッチング用ＴＦＴのソース配線にはアナログ信号が送られ、その階調情報を含んだアナログ信号が電流制御用ＴＦＴのゲート電圧となる。そして、電流制御用ＴＦＴでＥＬ素子に流れる電流を制御し、ＥＬ素子の発光強度を制御して階調表示を行う。
【０１７２】
一方、デジタル駆動を行う場合、アナログ的な階調表示とは異なり、時分割階調方式と呼ばれる階調表示を行う。即ち、発光時間の長さを調節することで、視覚的に色階調が変化しているように見せる。
【０１７３】
ＥＬ素子は液晶素子に比べて非常に応答速度が速いため、高速で駆動することが可能である。そのため、１フレームを複数のサブフレームに分割して階調表示を行う時分割階調方式に適した素子であると言える。
【０１７４】
このように、本発明は素子構造に関する技術であるので、駆動方法は如何なるものであっても構わない。
【０１７５】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜６のいずれの構成とも自由に組み合わせることが可能である。
【実施例８】
【０１７６】
ＥＬ表示装置は自発光により画像表示を行うため、バックライトを必要としない。また、反射型液晶表示装置は屋外の光を用いて画像表示を行える点に特徴があるが、暗い所では明るさが足りずに結局バックライトが必要となる。その点、ＥＬ表示装置は暗い所であっても自発光型であるから何ら問題はない。
【０１７７】
しかしながら、実際にＥＬ表示装置を表示部とする電子装置を屋外で使う場合、当然暗い所で見る場合も明るい所で見る場合もある。このとき、暗い所ではさほど輝度が高くなくても十分に認識できるが、明るい所では輝度が高くないと認識できない場合がありうる。
【０１７８】
ＥＬ層の発光は流す電流量によって変化するため、輝度を高くするには流す電流も増え、それに応じて消費電力も増してしまう。しかし、発光輝度をそのような高いレベルに合わせてしまうと、暗い所では消費電力ばかり大きく、必要以上に明るい表示となってしまうことになる。
【０１７９】
そのような場合に備えて、本発明のＥＬ表示装置には、外部の明るさをセンサーで感知して、明るさの程度に応じてＥＬ層の発光輝度を変える機能を持たせることが望ましい。即ち、明るい所では発光輝度を高くし、暗い所では発光輝度を低くして消費電力の増加を防ぐ。その結果、本発明のＥＬ表示装置の消費電力を低減することが可能となる。
【０１８０】
なお、外部の明るさを感知するセンサーとしては、ＣＭＯＳセンサーやＣＣＤ等を用いることができる。ＣＭＯＳセンサーは公知の技術を用いてＥＬ表示装置の駆動回路や画素部と同一の基板上に形成すれば良い。また、ＣＣＤを形成した半導体チップをＥＬ表示装置に貼り付けても良いし、ＥＬ表示装置を表示部として用いた電子装置の一部にＣＣＤやＣＭＯＳセンサーを設ける構成としても構わない。
【０１８１】
こうして外部の明るさを感知するセンサーによって得られた信号に応じて、ＥＬ層に流す電流を変えるための回路を設け、それにより外部の明るさに応じてＥＬ層の発光輝度を調節しうる。
【０１８２】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例７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９】
【０１８３】
本発明を実施して形成されたＥＬ表示装置は、自発光型であるため液晶表示装置に比べて明るい場所での視認性に優れ、しかも視野角が広い。従って、様々な電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ＥＬディスプレイ（ＥＬ表示装置を筐体に組み込んだディスプレイ）の表示部として本発明のＥＬ表示装置を用いるとよい。
【０１８４】
なお、ＥＬディスプレイには、パソコン用ディスプレイ、ＴＶ放送受信用ディスプレイ、広告表示用ディスプレイ等の全ての情報表示用ディスプレイが含まれる。また、その他にも様々な電気器具の表示部として本発明のＥＬ表示装置を用いることができる。
【０１８５】
その様な電気器具としては、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）、カーナビゲーションシステム、カーオーディオ、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはコンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（ＬＤ）又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。特に、斜め方向から見ることの多い携帯情報端末は視野角の広さが重要視されるため、ＥＬ表示装置を用いることが望ましい。それら電気器具の具体例を図１３に示す。
【０１８６】
図１３（Ａ）はＥＬディスプレイであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３等を含む。本発明は表示部２００３に用いることができる。ＥＬディスプレイ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。
【０１８７】
図１３（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２１０２に用いることができる。
【０１８８】
図１３（Ｃ）は頭部取り付け型のＥＬディスプレイの一部（右片側）であり、本体２２０１、信号ケーブル２２０２、頭部固定バンド２２０３、投影部２２０４、光学系２２０５、表示部２２０６等を含む。本発明は表示部２２０６に用いることができる。
【０１８９】
図１３（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等を含む。表示部（ａ）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ＥＬ表示装置はこれら表示部（ａ）、（ｂ）に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には、ＣＤ再生装置、ゲーム機器なども含まれうる。
【０１９０】
図１３（Ｅ）は携帯型（モバイル）コンピュータであり、本体２４０１、カメラ部２４０２、受像部２４０３、操作スイッチ２４０４、表示部２４０５等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２４０５に用いることができる。
【０１９１】
図１３（Ｆ）はパーソナルコンピュータであり、本体２５０１、筐体２５０２、表示部２５０３、キーボード２５０４等を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２５０３に用いることができる。
【０１９２】
なお、将来的にＥＬ材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０１９３】
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。ＥＬ材料の応答速度は非常に高いため、ＥＬ表示装置は動画表示に好ましいが、画素間の輪郭がぼやけてしまっては動画全体もぼけてしまう。従って、画素間の輪郭を明瞭にするという本発明のＥＬ表示装置を電気器具の表示部として用いることは極めて有効である。
【０１９４】
また、ＥＬ表示装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話やカーオーディオのような文字情報を主とする表示部にＥＬ表示装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
【０１９５】
ここで図１４（Ａ）は携帯電話であり、本体２６０１、音声出力部２６０２、音声入力部２６０３、表示部２６０４、操作スイッチ２６０５、アンテナ２６０６を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２６０４に用いることができる。なお、表示部２６０４は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。
【０１９６】
また、図１４（Ｂ）はカーオーディオであり、本体２７０１、表示部２７０２、操作スイッチ２７０３、２７０４を含む。本発明のＥＬ表示装置は表示部２７０２に用いることができる。なお、表示部２７０４においては、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ることも可能である。
【０１９７】
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８の構成を自由に組み合わせたＥＬ表示装置を用いることで得ることができる。
【実施例１０】
【０１９８】
本発明においてＥＬ層で発した光のうち、陰極側に向かって光を発したものは、一旦、陰極で反射された後に陽極側から出てくることになる。
【０１９９】
この場合、ＥＬ層が発光している部分は、発光層の材料に応じた波長の光が視認できるが、発光していない部分では、陽極及びＥＬ層を透過して陰極の裏面側（発光層側の）表面が見える。そのため陰極の裏面が鏡のように作用して観測者の顔が移り込むという問題が生じる。そこで、本実施例では、これを避けるための例について説明する。
【０２００】
最も簡単な方法としては、ＥＬ表示装置に円偏光フィルムを貼り付けるという方法が可能である。しかし、円偏光フィルムは高価であるためコストが高くなってしまうという問題がある。その他には陰極の反射面に（発光層側に接する面）
に起伏部を設けて陰極の反射面において反射光を散乱させるという方法が可能である。
【０２０１】
具体的には、陽極側から入射した可視光（外光）を陰極の反射面で乱反射させることにより観測者から陰極の反射面が視認されないようにするというものである。
【０２０２】
陰極の反射面に設ける起伏部は、凹状の窪みが設けられていても良いし、凸状の突起が設けられていても良い。また、凹凸が繰り返された波形表面となっていても良い。これらの起伏部は、フォトリソグラフィ、ホログラフィー（例えば、「シャープ技報,第７４号,pp16-19,1999年８月号」に記載された凹凸反射構造）
の形成技術等を用いても良いし、プラズマ処理やエッチング処理等の表面処理により形成しても良い。また、陰極（または、その下地になる電極）の成膜条件で起伏部を表面に自然発生させても良い。
【０２０３】
すなわち、規則的に設けられても、不規則に設けられていても良いが、一画素の面内で平均的に乱反射が起こるように設けられていなくてはならない。また、陰極に接する他の薄膜に起伏部を形成することもできる。特にアルミニウム膜に起伏部を形成する手段として、特開平９−６９６４２号公報、特開平１０−１４４９２７号公報を引用することができる。すなわちアルミニウム膜を上記公報に基づいて形成し、その上に陰極を積層することによって、起伏部を有する陰極を得ることができる。
【０２０４】
以上の方法を本発明に用いることで、陰極裏面における観測者の顔の映り込みを防ぐことができる。なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例９の構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＬ素子を複数有し、
前記ＥＬ素子は、電極と、透明導電膜と、前記電極と前記透明導電膜とに挟まれたＥＬ層とを有し、
前記ＥＬ層および前記透明導電膜は、前記電極の縁に重なるように設けられ、
複数の前記ＥＬ素子において、前記電極の前記縁および隣り合う前記電極の隙間と重なるように、前記透明導電膜に接して金属膜が設けられ、
前記金属膜は遮光性を有することを特徴とする電気器具。
【請求項２】
請求項１において、
前記金属膜のシート抵抗は前記透明導電膜のシート抵抗よりも小さいことを特徴とする電気器具。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記金属膜はＴｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇのいずれかからなることを特徴とする電気器具。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記透明導電膜は、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化スズ、または酸化亜鉛であることを特徴とする電気器具。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記電極の前記ＥＬ層側に起伏部を有することを特徴とする電気器具。
【請求項６】
ＥＬ素子を複数する第１の基板と、
前記第１の基板に対向して設けられた第２の基板と、を有し、
前記ＥＬ素子は、第１の電極と、前記第１の電極上のＥＬ層と、前記ＥＬ層上の第２の電極と、を有し、
前記ＥＬ層および前記第２の電極は、前記第１の電極の縁に重なるように設けられ、
複数の前記ＥＬ素子において、前記第１の電極の前記縁および隣り合う前記第１の電極の隙間と重なるように、前記第２の電極に接して金属膜が設けられ、
前記金属膜は遮光性を有し、
前記ＥＬ素子から発した光は前記第２の基板を透過して放射されることを特徴とする電気器具。
【請求項７】
請求項６において、
前記金属膜のシート抵抗は前記第２の電極のシート抵抗よりも小さいことを特徴とする電気器具。
【請求項８】
請求項６または請求項７において、
前記金属膜はＴｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇのいずれかからなることを特徴とする電気器具。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれか一において、
前記第２の電極は、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化スズ、または酸化亜鉛であることを特徴とする電気器具。
【請求項１０】
請求項６乃至請求項９のいずれか一において、
前記第１の電極の前記ＥＬ層側に起伏部を有することを特徴とする電気器具。
【請求項１】
ＥＬ素子を複数有し、
前記ＥＬ素子は、電極と、透明導電膜と、前記電極と前記透明導電膜とに挟まれたＥＬ層とを有し、
前記ＥＬ層および前記透明導電膜は、前記電極の縁に重なるように設けられ、
複数の前記ＥＬ素子において、前記電極の前記縁および隣り合う前記電極の隙間と重なるように、前記透明導電膜に接して金属膜が設けられ、
前記金属膜は遮光性を有することを特徴とする電気器具。
【請求項２】
請求項１において、
前記金属膜のシート抵抗は前記透明導電膜のシート抵抗よりも小さいことを特徴とする電気器具。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記金属膜はＴｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇのいずれかからなることを特徴とする電気器具。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記透明導電膜は、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化スズ、または酸化亜鉛であることを特徴とする電気器具。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記電極の前記ＥＬ層側に起伏部を有することを特徴とする電気器具。
【請求項６】
ＥＬ素子を複数する第１の基板と、
前記第１の基板に対向して設けられた第２の基板と、を有し、
前記ＥＬ素子は、第１の電極と、前記第１の電極上のＥＬ層と、前記ＥＬ層上の第２の電極と、を有し、
前記ＥＬ層および前記第２の電極は、前記第１の電極の縁に重なるように設けられ、
複数の前記ＥＬ素子において、前記第１の電極の前記縁および隣り合う前記第１の電極の隙間と重なるように、前記第２の電極に接して金属膜が設けられ、
前記金属膜は遮光性を有し、
前記ＥＬ素子から発した光は前記第２の基板を透過して放射されることを特徴とする電気器具。
【請求項７】
請求項６において、
前記金属膜のシート抵抗は前記第２の電極のシート抵抗よりも小さいことを特徴とする電気器具。
【請求項８】
請求項６または請求項７において、
前記金属膜はＴｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇのいずれかからなることを特徴とする電気器具。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれか一において、
前記第２の電極は、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化スズ、または酸化亜鉛であることを特徴とする電気器具。
【請求項１０】
請求項６乃至請求項９のいずれか一において、
前記第１の電極の前記ＥＬ層側に起伏部を有することを特徴とする電気器具。
【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】
【公開番号】特開２０１１−１７０３５８（Ｐ２０１１−１７０３５８Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３６９８７（Ｐ２０１１−３６９８７）
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【分割の表示】特願２０００−３８１１０１（Ｐ２０００−３８１１０１）の分割
【原出願日】平成１２年１２月１４日（２０００．１２．１４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．レーザーディスク
【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２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【分割の表示】特願２０００−３８１１０１（Ｐ２０００−３８１１０１）の分割
【原出願日】平成１２年１２月１４日（２０００．１２．１４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．レーザーディスク
【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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