JP2001185354A - 電気光学装置及びその作製方法 - Google Patents
電気光学装置及びその作製方法Info
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Landscapes
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
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Abstract
の形成を簡便でかつ高速に処理することを目的としてい
る。そして、動作性能及び信頼性の高い電気光学装置の
作製方法、特にEL表示装置の作製方法を提供すること
を課題とする。 【解決手段】 本発明はインクジェット方式でEL層を
形成するときに、該EL層を複数の画素に渡って連続し
て設ける。具体的には、m行n列にマトリクス状に配列
された画素電極に対して、選択されたある一列または一
行に対し、EL層をストライプ状に形成する。または、
各画素電極に対応して長円形或いは長方形にEL層を形
成する。
Description
薄膜を用いた素子)を基板上に作り込んで形成されたエ
レクトロルミネッセンス(EL:Electro Luminescenc
e)表示装置に代表される電気光学装置及びその電気光
学装置を表示ディスプレイとして有する電子装置(電子
デバイス)に関する。特にそれらの作製方法に関する。
本明細書では、エレクトロルミネセンスが得られる有機
化合物を含む層をEL層と呼ぶ。尚、有機化合物におけ
るミネ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(りん光)とがあり、その両者を含むものとす
る。
下、TFTと記す)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、結晶構造を有する半導体膜(例えば、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となる。そのため、画素部に接続す
る駆動回路をTFTで形成して、同一基板上に作り込む
ことが可能となっている。
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、表示装置の小型化や薄型化、歩留ま
りの上昇、スループットの向上など、様々な利点が得ら
れるとして注目されている。
各画素のそれぞれにTFTでなるスイッチング素子を設
け、そのスイッチング素子によって電流制御を行う駆動
素子を動作させてEL層(発光層)を発光させる。例え
ば米国特許番号5,684,365号(日本国公開公
報:特開平8−234683号参照)、日本国公開公
報:特開平10−189252号に記載されたEL表示
装置がある。
法において、赤(R)、緑(G)、青(B)の三原色を
発光するEL層を画素毎に配置する試みがなされてい
る。しかしながら、EL層として一般的に用いられる材
料は殆ど有機材料であり、微細加工で用いられるフォト
リソグラフィーの技術をそのまま適用することは困難で
あった。その理由は、EL材料自体が水分に非常に弱
く、現像液にも容易に溶解してしまうほど取り扱いが難
しいからである。
L層をインクジェット方式により形成する技術が提案さ
れている。例えば、特開平10−012377号公報に
は、インクジェット方式によりEL層を形成したアクテ
ィブマトリクス型EL表示体が開示されている。また、
同様な技術が、「Multicolor Pixel Patterning of Lig
ht-Emitting Polymers by Ink-jet Printing;T.Shimada
et.al.,p376-379,SID99 DIGEST」にも開示されてい
る。
は1画素毎にEL層を形成することが可能となり、EL
層を形成した後でパターニングをするという工程を省略
することができる。しかし、アクティブマトリクス型E
L表示装置にしても、パッシブ型EL表示装置にして
も、画面サイズが大きくなり画素密度が高くなるにつ
れ、高い位置精度と処理速度の高速化が要求される。
層の形成を簡便でかつ高速に処理することを目的として
いる。そして、動作性能及び信頼性の高い電気光学装置
の作製方法、特にEL表示装置の作製方法を提供するこ
とを課題とする。そして、電気光学装置の画質を向上さ
せることにより、それを表示用ディスプレイとして有す
る電子装置(電子デバイス)の品質を向上させることを
課題とする。
に、本発明はインクジェット方式でEL層を形成すると
きに、該EL層を複数の画素に渡って連続して設ける。
具体的には、m行n列にマトリクス状に配列された画素
電極に対して、選択されたある一列または一行に対し、
EL層をストライプ状に連続的に形成する。または、各
画素電極に対応して長円形或いは長方形にEL層を形成
する。
位置制御と、インク(EL層を形成する場合はその材料
を含有する溶液)の吐出との操作を繰り返し行うことで
所定のパターンを形成する。しかし、画面サイズが大き
くなり、また画素密度が大きくなると、各画素電極毎に
対応してEL層を形成する方法では処理時間が膨大なも
のとなってくる。しかし、上記のようにストライプ状、
または長円形或いは長方形に形成する方法は、インクヘ
ッドを連続的に走査させることでEL層の形成が可能と
なり処理時間を短縮することができる。
は、赤、緑、青の各色に対応するEL層をストライプ
状、または長円形或いは長方形に形成すれば良い。この
ようなEL層及びEL層の作製方法は、アクティブマト
リクス型であってもパッシブマトリクス型であっても適
用できる。
形成されたEL素子からのアルカリ金属の拡散を、EL
素子とTFTとの間に設けた絶縁膜(パッシベーション
膜)によって防止する。具体的には、TFTを覆う平坦
化膜上にアルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜を設ける。
即ち、その絶縁膜中においてEL表示装置の動作温度に
おけるアルカリ金属の拡散速度が十分に小さいものを用
いれば良い。
せず、且つ、熱伝導率の高い(放熱効果の高い)絶縁膜
を選定し、この絶縁膜をEL素子に接して設けるか、さ
らに好ましくはそのような絶縁膜でもってEL素子を囲
んだ状態とする。即ち、EL素子になるべく近い位置
に、水分及びアルカリ金属に対するブロッキング効果が
あり、且つ、放熱効果をも有する絶縁膜を設け、該絶縁
膜によってEL素子の劣化を抑制するのである。
とができない場合は、水分及びアルカリ金属に対するブ
ロッキング効果を有する絶縁膜と、放熱効果を有する絶
縁膜とを積層して用いることもできる。さらには、水分
に対するブロッキング効果を有する絶縁膜と、アルカリ
金属に対するブロッキング効果を有する絶縁膜と、放熱
効果を有する絶縁膜とを積層して用いることもできる。
を説明する図である。図1(A)は、基板101上に画
素部102と走査線側駆動回路103、データ線側駆動
回路104が設けられている構成を示している。画素部
102にはストライプ状に分離層105が設けられ、各
分離層の間にEL層が形成されている。分離層105は
インクジェット方式でEL層を形成する場合において、
隣接するEL層が相互に混ざり合わないようにするため
に設けてある。
EL材料を含む溶液を吐出して形成される。EL層の材
料は特に限定されるものではないが、カラー表示を行う
には赤、緑、青に対応したEL層106R、106G、
106Bを設ければ良い。
細を説明する図である。図2(A)では画素部120に
おいて、各画素に対応して電流制御用TFT122とそ
れに接続する画素電極123が複数個設けられ、かつ、
マトリクス状に配列され、選択されたある一列または一
行の画素電極に対し、EL層121をストライプ状に形
成する様子を示している。カラー表示を行うには赤、
緑、青に対応したEL層121R、121G、121B
を図のように設ければ良い。
された電流制御用TFT125とそれに接続する画素電
極126に対して、EL層124を長円形或いは長方形
にEL層を形成しても良い。カラー表示を行うには同様
にEL層124R、124G、124Bを図のように設
ける。
断面構造図であり、基板101上に走査線側駆動回路1
03、画素部102が形成されている様子を示してい
る。画素部102には分離層105が形成され、各分離
層の間にEL層106R、106G、106Bが形成さ
れている。インクヘッド107はインクジェット方式の
ものであり、制御信号に応じて赤、緑、青の各色に対応
したインクドット108R、108G、108Bが吐出
される。吐出されたインクドット108R、108G、
108Bは基板上に付着し、その後の乾燥或いは焼成工
程を経てEL層として機能するが、図2で示したように
本発明はこのように吐出されたインクドットを基板上で
連続させストライプ状、または長円状或いは長方形状に
形成することに特徴がある。インクヘッドは一列または
一行毎に一方向に走査させれば良いので、EL層の形成
にかかる処理時間を短縮することができる。
る図であり、基板上に電流制御用TFT110と、該電
流制御用TFT110に接続する画素電極112が設け
られ、各画素電極上にEL層106R、106G、10
6Bが分離層105の間に形成されている。画素電極1
12と電流制御用TFT110との間にはアルカリ金属
に対するブロッキング効果を有する絶縁膜111が形成
されていることが望ましい。
あり、はピエゾ方式を採用した例である。図3(A)で
示すのはピエゾ素子(圧電素子)131、筐体132、
EL形成溶液133である。電圧がかかるとピエゾ素子
が変形し、筐体132も変形する。その結果、図3
(B)で示すように内部のEL形成溶液133は液滴1
34として発射される。このようにピエゾ素子にかかる
電圧を制御することでEL形成溶液の塗布を行う。この
場合、EL形成溶液133は物理的な外圧によって押し
出されるため、組成等になんら影響はない。
あるが、基板141上に形成された画素部142には第
1の分離層145とこれに直交する第2の分離層146が
設けられ、EL層147は第1の分離層145と分離層
146とに囲まれた部分に形成されている。第1の分離
層145と第2の分離層146とは各画素電極に対応し
て設けられている。EL層はインクヘッド148からE
L材料を含むEL形成溶液を吐出して形成される。カラ
ー表示を行うには赤、緑、青に対応したEL層148
R、148G、148Bを設ければ良い。
ス型EL表示装置について図5と図6を用いて説明す
る。図5に示したのは本発明であるアクティブマトリク
ス型EL表示装置の画素の断面図であり、図6(A)は
その上面図、図6(B)はその回路構成である。実際に
はこのような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。
上面図においてA−A’で切断した切断面を示してい
る。ここでは図5及び図6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。
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。
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。
とによりTFTの発熱を発散させることはTFTの劣化
又はEL素子の劣化を防ぐためにも有効である。その場
合、アルミニウム(Al)の酸化物、窒化物などAlを
成分とする合金材料で形成しても良い。
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。
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。いずれにしても、電流制御用TFTに接
続するEL素子にかけるバイアス電圧の極性によりTF
Tを選択すれば良い。
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、1
7bを含む活性層、ゲート絶縁膜18、ゲート電極19
a、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。
19bは別の材料(ゲート電極19a、19bよりも低抵
抗な材料)で形成されたゲート線によって電気的に接続
されたダブルゲート構造としても良く、このような構成
とすることで画面サイズの大型化に対応できる。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。
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、ソース線若しくはドレイン線はAl、タンタ
ル(Ta)、タングステン(W)等に代表される公知の
配線材料を用いることができる。
いては、LDD領域15a〜15dは、ゲート絶縁膜18
を介してゲート電極17a、17b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。
間にオフセット領域(チャネル形成領域と同一組成の半
導体層でなり、ゲート電圧が印加されない領域)を設け
ることはオフ電流値を下げる上でさらに好ましい。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。
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。
なっていたコンデンサーを排除することが可能となり、
有効発光面積を広くすることが可能となる。このことは
EL表示装置の画質を明るくできることを意味する。
1、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。
のドレインは電流制御用TFT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3
5はスイッチング用TFT201のドレイン領域14と
ドレイン線(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、ソース線36は電源供給線2
12に接続される。
ャネル幅がスイッチング用TFT201のチャネル幅よ
りも大きい点である。即ち、図12に示すように、スイ
ッチング用TFTのチャネル長をL1、チャネル幅をW
1とし、電流制御用TFTのチャネル長をL2、チャネ
ル幅をW2とした場合、W2/L2≧5×W1/L1
(好ましくはW2/L2≧10×W1/L1)という関
係式が成り立つようにする。このため、スイッチング用
TFTよりも多くの電流を容易に流すことが可能であ
る。
グ用TFT201のチャネル長L1は、形成された二つ
以上のチャネル形成領域のそれぞれのチャネル長の総和
とする。図12の場合、ダブルゲート構造であるので、
二つのチャネル形成領域のそれぞれのチャネル長L1a
及びL1bを加えたものがスイッチング用TFT201
のチャネル長L1となる。
びチャネル幅W1、W2は特定の数値範囲に限定される
ものではないが、W1は0.1〜5μm(代表的には1
〜3μm)、W2は0.5〜30μm(代表的には2〜1
0μm)とするのが好ましい。この時、L1は0.2〜
18μm(代表的には2〜15μm)、L2は0.1〜5
0μm(代表的には1〜20μm)とするのが好ましい。
過剰に流れることを防止するためチャネル長Lの長さを
長めに設定することが望ましい。好ましくはW2/L2
≧3(好ましくはW2/L2≧5)とするとよい。望ま
しくはは一画素あたり0.5〜2μA(好ましくは1〜
1.5μA)となるようにする。
クラスの画素数(640×480)を有するEL表示装
置からハイビジョンクラスの画素数(1920×108
0又は1280×1024)を有するEL表示装置ま
で、あらゆる規格を網羅することができる。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。
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、
且つ、LDD領域33がゲート絶縁膜18を介してゲー
ト電極35に重なっている領域と重なっていない領域と
を有する点にも特徴がある。
4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、大電
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。また、黒色を表示
する際は、電流制御用TFT202をオフ状態にしてお
くが、その際、オフ電流値が高いときれいな黒色表示が
できなくなり、コントラストの低下等を招く。従って、
オフ電流値も抑える必要がある。
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。しかしながら、
LDD領域全体をゲート電極に重ねてしまうとオフ電流
値が増加してしまうため、本出願人はゲート電極に重な
らないLDD領域を直列に設けるという新規な構造によ
って、ホットキャリア対策とオフ電流値対策とを同時に
解決している。
の長さは0.1〜3μm(好ましくは0.3〜1.5μ
m)にすれば良い。長すぎては寄生容量を大きくしてし
まい、短すぎてはホットキャリアを防止する効果が弱く
なってしまう。また、ゲート電極に重ならないLDD領
域の長さは1.0〜3.5μm(好ましくは1.5〜
2.0μm)にすれば良い。長すぎると十分な電流を流
せなくなり、短すぎるとオフ電流値を低減する効果が弱
くなる。
D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。
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25〜40n
m)ことも有効である。
nm〜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。このパッシベーション膜41は形成されたTFT
をアルカリ金属や水分から保護する役割をもつ。最終的
にTFTの上方に設けられるEL層にはナトリウム等の
アルカリ金属が含まれている。即ち、第1パッシベーシ
ョン膜41はこれらのアルカリ金属(可動イオン)をT
FT側に侵入させない保護層としても働く。
効果を持たせることでEL層の熱劣化を防ぐことも有効
である。但し、図5の構造のEL表示装置は基板11側
に光が放射されるため、第1パッシベーション膜41は
透光性を有することが必要である。また、EL層として
有機材料を用いる場合、酸素との結合により劣化するの
で、酸素を放出しやすい絶縁膜は用いないことが望まし
い。
果をもつ透光性材料としては、B(ホウ素)、C(炭
素)、N(窒素)から選ばれた少なくとも一つの元素
と、Al(アルミニウム)、Si(珪素)、P(リン)
から選ばれた少なくとも一つの元素とを含む絶縁膜が挙
げられる。例えば、窒化アルミニウム(AlxNy)に
代表されるアルミニウムの窒化物、炭化珪素(SixC
y)に代表される珪素の炭化物、窒化珪素(SixN
y)に代表される珪素の窒化物、窒化ホウ素(BxN
y)に代表されるホウ素の窒化物、リン化ホウ素(Bx
Py)に代表されるホウ素のリン化物を用いることが可
能である。また、酸化アルミニウム(AlxOy)に代
表されるアルミニウムの酸化物は透光性に優れ、熱伝導
率が20Wm-1K -1であり、好ましい材料の一つと言え
る。これらの材料には上記効果だけでなく、水分の侵入
を防ぐ効果もある。
もできる。例えば、酸化アルミニウムに窒素を添加し
て、AlNxOyで示される窒化酸化アルミニウムを用
いることも可能である。この材料にも放熱効果だけでな
く、水分やアルカリ金属等の侵入を防ぐ効果がある。
載された材料を用いることができる。即ち、Si、A
l、N、O、Mを含む絶縁膜(但し、Mは希土類元素の
少なくとも一種、好ましくはCe(セリウム),Yb
(イッテルビウム),Sm(サマリウム),Er(エル
ビウム),Y(イットリウム)、La(ランタン)、G
d(ガドリニウム)、Dy(ジスプロシウム)、Nd
(ネオジウム)から選ばれた少なくとも一つの元素)を
用いることもできる。これらの材料にも放熱効果だけで
なく、水分やアルカリ金属等の侵入を防ぐ効果がある。
モルファスカーボン膜(特にダイヤモンドに特性の近い
もの、ダイヤモンドライクカーボン等と呼ばれる。)を
含む炭素膜を用いることもできる。これらは非常に熱伝
導率が高く、放熱層として極めて有効である。但し、膜
厚が厚くなると褐色を帯びて透過率が低下するため、な
るべく薄い膜厚(好ましくは5〜100nm)で用いる
ことが好ましい。
はあくまでアルカリ金属や水分からTFTを保護するこ
とにあるので、その効果を損なうものであってはならな
い。従って、上記放熱効果をもつ材料からなる薄膜を単
体で用いることもできるが、これらの薄膜と、アルカリ
金属や水分の透過を妨げうる絶縁膜(代表的には窒化珪
素膜(SixNy)や窒化酸化珪素膜(SiOxN
y))とを積層することは有効である。
のカラー化表示方式があり、RGBに対応した三種類の
EL素子を形成する方式、白色発光のEL素子とカラー
フィルターを組み合わせた方式、青色又は青緑発光のE
L素子と蛍光体(蛍光性の色変換層:CCM)とを組み
合わせた方式、陰極(対向電極)に透明電極を使用して
RGBに対応したEL素子を重ねる方式がある。図5に
は一つの画素しか図示していないが、同一構造の画素が
赤、緑又は青のそれぞれの色に対応して形成され、これ
によりカラー表示を行うことができる。これら各色のE
L層は公知の材料を採用すれば良い。但し、本発明は発
光方式に関わらず実施することが可能であり、上記四つ
の全ての方式を本発明に用いることができる。
したら、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)44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44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。
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
ってその部分に亀裂が入ったり、陽極と陰極が短絡した
りする場合がある。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。
ら拡散するアルカリ金属をブロッキングする重要な役割
を担う。膜厚は5nm〜1μm(典型的には20〜30
0nm)とすれば良い。この第2パッシベーション膜4
5は、アルカリ金属の透過を妨げうる絶縁膜を用いる。
材料としては、第1パッシベーション膜41として用い
た材料を用いることができる。また、この第2パッシベ
ーション膜45はEL素子で発生した熱を逃がしてEL
素子に熱が蓄積しないように機能する放熱層としても機
能する。また、第2層間絶縁膜44が有機樹脂膜である
場合は熱に弱いため、EL素子で発生した熱が第2層間
絶縁膜44に悪影響を与えないようにする。また、第2
パッシベーション膜45は上記熱による劣化を防ぐと同
時に、EL層中のアルカリ金属がTFT側へと拡散しな
いようにするための保護層としても機能し、さらにはE
L層側へTFT側から水分や酸素が侵入しないようにす
る保護層としても機能する。
たってTFTを有機樹脂膜で平坦化することは有効であ
るが、EL素子で発生した熱による有機樹脂膜の劣化を
考慮した構造は従来なかった。本発明では第2パッシベ
ーション膜45を設けることによってその点を解決して
いる点も特徴の一つと言える。
電膜であり、第2パッシベーション膜45、第2層間絶
縁膜44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。
ベーション膜45の上に有機樹脂膜でなる分離層101
を形成する。本実施例では感光性のポリイミド膜をスピ
ンコーティング法により形成し、パターニングによって
分離層101を形成する。この分離層101はインクジ
ェット方式でEL層を形成する際の型であり、この分離
層の配置によってEL素子の形成される場所が画定す
る。
EL層(有機材料が好ましい)47をインクジェット方
式で形成する。EL層47は単層又は積層構造で用いら
れるが、積層構造で用いられる場合が多い。発光層、電
子輸送層、電子注入層、正孔注入層又は正孔輸送層など
を組み合わせて様々な積層構造が提案されているが、本
発明ではいずれの構造であっても良い。また、EL層に
対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。
用いることができる。公知の材料としては、有機材料が
広く知られており、駆動電圧を考慮すると有機材料を用
いるのが好ましい。有機EL材料としては、例えば、以
下の米国特許又は公開公報に開示された材料を用いるこ
とができる。
許第4,539,507号、米国特許第4,720,4
32号、米国特許第4,769,292号、米国特許第
4,885,211号、米国特許第4,950,950
号、米国特許第5,059,861号、米国特許第5,
047,687号、米国特許第5,073,446号、
米国特許第5,059,862号、米国特許第5,06
1,617号、米国特許第5,151,629号、米国
特許第5,294,869号、米国特許第5,294,
870号、特開平10−189525号公報、特開平8
−241048号公報、特開平8−78159号公報。
は次のような一般式で表されるものを用いることができ
る。
り、Mは金属、金属酸化物又は金属ハロゲン化物であ
り、Rは水素、アルキル、アラルキル、アリル又はアル
カリルであり、T1、T2は水素、アルキル又はハロゲ
ンのような置換基を含む不飽和六員環である。
族第三アミンを用いることができ、好ましくは次のよう
な一般式で表されるテトラアリルジアミンを含む。
から4の整数であり、Ar、R7、R8、R9はそれぞれ
選択されたアリル群である。
としての有機材料は金属オキシノイド化合物を用いるこ
とができる。金属オキシノイド化合物としては以下のよ
うな一般式で表されるものを用いれば良い。
のような金属オキシノイド化合物を用いることもでき
る。
あり、L1−L5は1から12の炭素元素を含む炭水化物
群であり、L1、L2又はL2、L3は共にベンゾ環を形成
することができる。また、次のような金属オキシノイド
化合物でも良い。
のように有機EL材料としては有機リガンドを有する配
位化合物を含む。但し、以上の例は本発明のEL材料と
して用いることのできる有機EL材料の一例であって、
これに限定する必要はまったくない。
インクジェット方式を用いるため、好ましいEL材料と
してはポリマー系材料が多い。代表的なポリマー系材料
としては、ポリパラフェニレンビニレン(PPV)系や
ポリフルオレン系などの高分子材料が挙げられる。カラ
ー化するには、例えば、赤色発光材料にはシアノポリフ
ェニレンビニレン、緑色発光材料にはポリフェニレンビ
ニレン、青色発光材料にはポリフェニレンビニレン及び
ポリアルキルフェニレンが好ましい。
用いることのできる有機EL材料の一例であって、これ
に限定する必要はまったくない。インクジェット法に使
用できる有機EL材料については、特開平10−012
377号公報に記載されている材料を全て引用すること
ができる。
ト(登録商標)方式(サーマルインクジェット方式とも
いう)とピエゾ方式とに大別されるが、本発明を実施す
るにはピエゾ方式が望ましい。
するときの形状は、実施形態1で示したようにストライ
プ状或いは複数のドットを連続させて長円状または長方
形状に形成する。分離層101はインクジェット方式で
EL層を形成するに当たり隣接するEL層が相互に混合
しないための機能を有している。
赤色発光のEL層47R、緑色発光のEL層47G、青
色発光のEL層47Bを形成する。このとき、それぞれ
のEL層を順次形成しても良いし、赤、緑、青に対応す
るEL層を同時に形成しても良い。また、EL形成溶液
に含まれる溶媒を除去するためにベーク(焼成)処理が
必要である。このベーク処理は全てのEL層を形成した
後で行っても良いし、各色のEL層が形成し終えた時点
で個別に行っても良い。このようにして、EL層の厚さ
を50〜250nmの厚さに形成する。
のであり、ストライプ状または長円状或いは長方形状に
形成されたEL層に複数の画素電極が形成されている様
子を示している。図21(A)では異なる色で発光する
EL層1702a、1702bに対しそれぞれ複数の画
素電極が設けられている。各画素電極にはスイッチング
用TFTと電流制御用TFTの2つのTFTが接続され
ている。またEL層1702aと1702bは分離層1
701により分離されている。マルチカラー表示するに
は、画素電極1703aと1703bを一組として一つ
の画素1710aを形成する。同様に画素1710bを
隣に設けるとき、その間隔をDとするとその値はEL層
の厚さの5〜10倍とする。即ち250〜2500nm
とする。
り、例えば、赤、緑、青といった様に異なる色で発光す
るEL層1705a、1705b、1705cに対しそ
れぞれ複数の画素電極が設けられている。これらのEL
層は分離層1704で分離されている。マルチカラー或
いはRGBフルカラー表示するには、画素電極1706
a、1706b、1706cを一組として一つの画素1
720aを形成する。同様に画素1710bを隣に設け
るとき、その間隔をDとすると、やはりその値はEL層
の厚さの5〜10倍とする。即ち250〜2500nm
とする。このようにすることで画像表示を鮮明なものと
することができる。
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、乾燥窒素
雰囲気、乾燥アルゴン雰囲気等が好ましい。
ット方式により形成したら、次に陰極48、補助電極4
9を形成する。本明細書中では、画素電極(陽極)、E
L層及び陰極で形成される発光素子をEL素子と呼ぶ。
(Mg)、リチウム(Li)若しくはカルシウム(C
a)を含む材料を用いる。好ましくはMgAg(Mgと
AlをMg:Ag=10:1で混合した材料)でなる電
極を用いれば良い。他にもMgAgAl電極、LiAl
電極、また、LiFAl電極が挙げられる。また、補助
電極49は陰極48を外部の水分等から保護膜するため
に設けられる電極であり、アルミニウム(Al)若しく
は銀(Ag)を含む材料が用いられる。この補助電極4
8には放熱効果もある。
せずに乾燥された不活性雰囲気中にて連続的に形成する
ことが望ましい。これはEL層として有機材料を用いる
場合、水分に非常に弱いため、大気解放した時の吸湿を
避けるためである。さらに、EL層47及び陰極48だ
けでなく、その上の補助電極49まで連続形成するとさ
らに良い。
は10nm〜1μm(好ましくは200〜500nm)
とすれば良い。第3パッシベーション膜50を設ける目
的は、EL層47を水分から保護する目的が主である
が、第2パッシベーション膜45と同様に放熱効果をも
たせても良い。従って、形成材料としては第1パッシベ
ーション膜41と同様のものを用いることができる。但
し、EL層47として有機材料を用いる場合、酸素との
結合により劣化する可能性があるので、酸素を放出しや
すい絶縁膜は用いないことが望ましい。
で、なるべく低温(好ましくは室温から120℃までの
温度範囲)で成膜するのが望ましい。従って、プラズマ
CVD法、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティ
ング法又は溶液塗布法(スピンコーティング法)が望ま
しい成膜方法と言える。
を設けるだけでも十分にEL素子の劣化を抑制すること
はできるが、さらに好ましくはEL素子を第2パッシベ
ーション膜45及び第2パッシベーション膜50という
ようにEL素子を挟んで形成された二層の絶縁膜によっ
て囲み、EL層への水分、酸素の侵入を防ぎ、EL層か
らのアルカリ金属の拡散を防ぎ、EL層への熱の蓄積を
防ぐ。その結果、EL層の劣化がさらに抑制されて信頼
性の高いEL表示装置が得られる。
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。これ
により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とが同
じ画素内に形成でき、高い信頼性を有し、且つ、良好な
画像表示が可能な(動作性能の高い)EL表示装置が得
られる。
グ用TFTとしてマルチゲート構造のTFTを用いてい
るが、LDD領域の配置等の構成に関しては図1の構成
に限定する必要はない。以上の構成でなる本発明につい
て、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行う
こととする。
9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。
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302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。
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。
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2
0〜100nmの厚さであれば良い。
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アニール法、レー
ザー光を用いたレーザーアニール法、赤外光を用いたラ
ンプアニール法がある。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たレーザーアニール法
で結晶化する。
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。また、
レーザー光の光源はエキシマレーザーに限定されるもの
ではなく、YAGレーザーの第2高調波或いは第3高調
波を用いても良い。
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。しかし、電流制御用TFTは大電流を流す必要性
があるため、電流を流しやすい結晶質珪素膜を用いた方
が有利である。
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
は有効である。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。
素膜302上に酸化珪素膜でなる保護膜303を130
nm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。
a、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、本実施例ではフォスフィン(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。
305、306には、n型不純物元素が2×1016〜5
×1019atoms/cm3(代表的には5×1017〜5×10
18atoms/cm3)の濃度で含まれるようにドーズ量を調節
する。
03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。尚、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。
06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TF
T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。
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。
07〜310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。
成し、パターニングしてゲート電極312〜316を形
成する。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しまっても構わな
い。
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。
(Ti)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、
クロム(Cr)、導電性を有するシリコン(Si)から
選ばれた元素でなる膜、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。本実施例で
は、50nm厚の窒化タンタル(TaN)膜と、350
nm厚のTa膜とで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X
e、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。
ぞれn型不純物領域305、306の一部とゲート絶縁
膜311を介して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。
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3
05、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。
極等を覆う形でレジストマスク324a〜324c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。ここでもフォスフィン(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2×1020〜5×10
21atoms/cm3)となるように調節する。
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8(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5におけるスイッチング用TFTのLDD領
域15a〜15dに対応する。
マスク324a〜324c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(B
2H6)を用いたイオンドープ法により3×1020〜3×
1021atoms/cm3(代表的には5×1020〜1×1021a
toms/cm3ノ)濃度となるようにボロンを添加する。
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。
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。
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0.1p
pm以下とすることが望ましい。
に示すように300nm厚のゲート線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50〜1
00%を占める。)とする金属膜を用いれば良い。配置
としては図2のゲート配線211のように、スイッチン
グ用TFTのゲート電極314、315(図2のゲート
電極19a、19bに相当する)を電気的に接続するよう
に形成する。
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。
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、その中で組み
合わせた積層膜を用いれば良い。また、膜厚は400n
m〜1.5μmとすれば良い。本実施例では、200n
m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。
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。尚、水
素化処理は第1層間絶縁膜336を形成する間に入れて
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8
00nm厚の酸化珪素膜を形成しても構わない。
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。
0〜300nm)の厚さで第1パッシベーション膜34
4を形成する。本実施例では第1パッシベーション膜3
44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5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。
2、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。
47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346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。
m厚の第2パッシベーション膜348を形成する。本実
施例ではSi、Al、N、O及びLaを含む絶縁膜を用
いるため、その上に設けられるEL層からのアルカリ金
属の拡散を防止することができる。また、同時にEL層
に水分を侵入させず、且つ、EL層で発生した熱を分散
させて、熱によるEL層の劣化や平坦化膜(第2層間絶
縁膜)の劣化を抑制することができる。
第2層間絶縁膜347及び第1パッシベーション膜34
4にドレイン配線343に達するコンタクトホールを形
成し、画素電極349を形成する。本実施例では酸化イ
ンジウム・スズ(ITO)膜を110nmの厚さに形成
し、パターニングを行って画素電極とする。この画素電
極349がEL素子の陽極となる。なお、他の材料とし
て、酸化インジウム・チタン膜や酸化インジウム・亜鉛
膜を用いることも可能である。
ン配線343を介して電流制御用TFTのドレイン領域
331へと電気的に接続された構造となっている。この
構造には次のような利点がある。
輸送層などの有機材料に直接接することになるため、E
L層等に含まれた可動イオンが画素電極中を拡散する可
能性がある。即ち、本実施例の構造は画素電極349を
直接活性層の一部であるドレイン領域331へ接続せ
ず、ドレイン配線343を中継することによって活性層
中への可動イオンの侵入を防ぐことができる。
50をインクジェット方式により形成し、さらに大気解
放しないで陰極(MgAg電極)351、補助電極35
2を形成する。このときEL層350及び陰極351を
形成するに先立って画素電極349に対して熱処理を施
し、水分を完全に除去しておくことが望ましい。なお、
本実施例ではEL素子の陰極としてMgAg電極を用い
るが、公知の他の材料であっても良い。
明した材料を用いることができる。例えば、正孔注入層
(Hole injecting layer)、正孔輸送層(Hole transpo
rting layer)、発光層(Emitting layer)及び電子輸
送層(Electron transportinglayer)でなる4層構造を
EL層としても良いし、電子輸送層を設けない場合もあ
り、電子注入層を設ける場合もある。また、正孔注入層
を省略する場合もある。このように組み合わせは既に様
々な例が報告されており、そのいずれの構成を用いても
構わない。
系のTPD(トリフェニルアミン誘導体)を用いればよ
く、他にもヒドラゾン系(代表的にはDEH)、スチル
ベン系(代表的にはSTB)、スターバスト系(代表的
にはm−MTDATA)等を用いることができる。特に
ガラス転移温度が高く結晶化しにくいスターバスト系材
料が好ましい。
C、ペリレン、DCMが用いることができるが、特にE
u(DBM)3(Phen)で示されるEu錯体(J.Kid
o et.al,Appl.Phys.,vol.35,pp.L394-396,1996に詳し
い。)は620nmの波長に鋭い発光をもち単色性が高
い。
3(8-hydroxyquinoline alminium)に数モル%のキナク
リドン又はクマリンを添加した材料を用いることができ
る。化学式は以下のようになる。
(ジスチルアリーレン誘導体)にアミノ置換DSAを添
加したジスチルアリーレンアミン誘導体を用いることが
できる。特に、性能の高い材料であるジスチリルビフェ
ニル(DPVBi)を用いることが好ましい。化学式は
以下のようになる。
水分や酸素から保護することは可能であるが、さらに好
ましくは第3パッシベーション膜353を設けると良
い。本実施例では第3パッシベーション膜353として
300nm厚の窒化珪素膜を設ける。この第3パッシベ
ーション膜も補助電極352の後に大気解放しないで連
続的に形成しても構わない。勿論、第3パッシベーショ
ン膜353としては、図5の第3パッシベーション膜5
0と同一の材料を用いることができる。
化を防ぐために設けられ、Alを主成分とする金属膜が
代表的である。勿論、他の材料でも良い。また、EL層
350、MgAg電極351は非常に水分に弱いので、
補助電極352までを大気解放しないで連続的に形成
し、外気からEL層を保護することが望ましい。
m(典型的には60〜160nm)、MgAg電極35
1の厚さは180〜300nm(典型的には200〜2
50nm)とすれば良い。また、EL層350を積層構
造とする場合、各層の膜厚は10〜100nmの範囲と
すれば良い。
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TF
T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。
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TFT
205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。
に、nチャネル型205の活性層は、ソース領域35
5、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を介してゲート電極313と重なっている。
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。
206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。
尚、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TF
T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。
ャネル型TFTは、図13に示すような構造のTFTを
配置することが望ましい。図13に示すように、LDD
領域901a、901bの一部がゲート絶縁膜902を介
してゲート電極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。
成して画素部を形成している。画素内に形成されるスイ
ッチング用TFT及び電流制御用TFTの構造について
は、図5で既に説明したのでここでの説明は省略する。
ら、さらに外気に曝されないように気密性の高い保護フ
ィルム(ラミネートフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム
等)やセラミックス製シーリングカンなどのハウジング
材でパッケージング(封入)することが好ましい。その
際、ハウジング材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)を配置することで
EL層の信頼性(寿命)が向上する。
性を高めたら、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。このような出荷できる
状態にまでしたEL表示装置を本明細書中ではELモジ
ュールという。
EL表示装置の構成を図10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60
4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60
4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。
側は電源供給線609に接続される。本実施例のような
構造では、電源供給線609には接地電位(アース電
位)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。ま
た、このEL素子610のカソードには所定の電圧(本
実施例では10〜12V)が加えられる。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
伝達するための入出力配線(接続配線)612、61
3、及び電源供給線609に接続された入出力配線61
4が設けられている。
構成の一例を図11に示す。図11の回路構成はアナロ
グ駆動の例であり、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)71
1、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。
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7
10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。
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TF
Tは図9(C)の205で示される構造が適している。
ファ704、710は、駆動電圧は14〜16Vと高く
なるが、シフトレジスタと同様に、図9(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。また、サンプリン
グ回路705は駆動電圧が14〜16Vであるが、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13のnチャネル型TFT20
8を含むCMOS回路が適している。画素部706は駆
動電圧が14〜16Vであり、図5に示した構造の画素
を配置する。
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。
のELモジュールについて図14、図15を用いて説明
する。なお、必要に応じて図10、図11で用いた符号
を引用することにする。
画素部、603はソース側駆動回路、604はゲート側
駆動回路、612は画素部602、ソース側駆動回路6
03、ゲート側駆動回路604をFPC(フレキシブル
プリントサーキット)611に電気的に接続するための
接続配線である。また、FPCは外部機器へと電気的に
接続され、これにより画素部602、ソース側駆動回路
603及びゲート側駆動回路604に外部からの信号を
入力することができる。画素部602、ソース側駆動回
路603及びゲート側駆動回路604は基板601上に
形成された薄膜トランジスタ(以下、TFTという)で
形成されている。なお、TFTとしては如何なる構造の
TFTを用いても良い。勿論、公知の構造であっても良
い。さらに、充填材(図示せず)、カバー材1407、
シール材(図示せず)及びフレーム材1408が形成さ
れる。
図を図15(A)に、B−B’で切断した断面図を図1
5(B)に示す。なお、図15(A)、(B)では図1
4と同一の部位に同一の符号を用いている。
に画素部602、駆動回路603が形成されており、画
素部602は電流制御用TFT1501とそれに電気的
に接続された画素電極1502を含む複数の画素により
形成される。この画素電極1502はEL素子の陽極と
して機能する。また、画素電極1502を覆うようにE
L層1503が形成され、その上にはEL素子の陰極1
504が形成される。
も機能し、接続配線612を経由してFPC611に電
気的に接続されている。さらに、画素部602及び駆動
回路603に含まれる素子は全てパッシベーション膜1
507で覆われている。
1508を設ける。この充填材1508はカバー材14
07を接着するための接着剤としても機能する。充填材
1508としては、PVC(ポリビニルクロライド)、
エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、PVB(ポリビニルブ
チラル)またはEVA(エチレンビニルアセテート)を
用いることができる。この充填材1508の内部に乾燥
剤を設けておくと、吸湿効果を保ち続けられるので好ま
しい。
板、アルミニウム板、ステンレス板、FRP(Fibergla
ss-Reinforced Plastics)板、PVF(ポリビニルフロ
ライド)フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフ
ィルムまたはアクリルフィルムを用いることができる。
なお、充填材1508としてPVBやEVAを用いる場
合、数十μmのアルミニウムホイルをPVFフィルムや
マイラーフィルムで挟んだ構造のシートを用いることが
好ましい。
方向)によってはカバー材1407が透光性を有する必
要がある。即ち、図15の場合はカバー材1407の反
対側に光が放射されるので材質は問わないが、カバー材
1407側に放射されるような場合はカバー材1407
に透光性の高い部材を用いる。
407を接着した後、充填材1508の側面(露呈面)
を覆うようにフレーム材1408を取り付ける。フレー
ム材1408はシール材(接着剤として機能する)15
09によって接着される。このとき、シール材1509
としては、光硬化性樹脂を用いるのが好ましいが、EL
層の耐熱性が許せば熱硬化性樹脂を用いても良い。な
お、シール材1509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。また、シール材150
9の内部に乾燥剤を添加してあっても良い。
材1508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、外部から水分や酸素等のE
L層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐ
ことができる。従って、信頼性の高いEL表示装置を作
製することができる。
基板側にEL素子で発光した光を放射する形式のEL表
示装置について示した。この場合には、少なくともTF
Tが形成された領域は影となり、その分画素部の開口率
は低下する。一方、EL素子で発光した光を上方(TF
Tが形成された基板の反対側)に放射する形式とする
と、少なくとも開口率を向上させることは容易となる。
示素子の構成を示す。スイッチング用TFT201と電
流制御用TFT202の構成は実施形態2と同様なもの
であり、ここではその他の部分の差異について説明す
る。
続する陰極側画素電極949は第2パッシベーション膜
945上に形成する。分離層951は有機樹脂材料で形
成する。そして、陰極948をMgAg(MgとAlを
Mg:Ag=10:1で混合した材料)、MgAgA
l、LiAl、LiFAl等の材料を用いて形成する。
2と同様にしてインクジェット方式で形成する。さら
に、ITOなどの透明導電膜材料で陽極側画素電極を形
成し、その上に第3パッシベーション膜950を形成し
て上方に光を放射する形式のEL表示素子が完成する。
よるEL層の作製方法、及び作製されたEL層はパッシ
ブ型のEL表示装置にも適用できる。その実施例を図1
6を用いて説明する。
ニング社の#1737ガラス基板に代表される無アルカ
リガラス基板、結晶化ガラス基板、表面に酸化珪素また
は窒化珪素等を形成したソーダライムガラス基板、プラ
スチック基板などを適用することができる。基板160
1上には透明電極1602が50〜200nmの厚さに
形成され、エッチング処理やリフトオフ法等の手法によ
り短冊状に複数個に分割する。透明電極1601はIT
O、ZnO、SnO2、ITO−ZnO等の材料で形成
する。そして、ポリイミド等の有機樹脂材料を用いて、
短冊状に形成した透明電極1602の側端部に接するよ
うに分離層1603を0.5〜2μmの厚さで形成す
る。
積層構造は、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔注
入層又は正孔輸送層などを組み合わせた積層構造で形成
されるが、本実施例では正孔注入層と発光層を積層させ
た構造で形成する。まず、図16(B)に示すように正
孔注入層1606を形成する。正孔注入層は必ずしも必
要なものではないが、発光効率の向上のために設けると
好ましい場合がある。正孔注入層の材料は実施形態1で
示したように、テトラアリルジアミンを含む有機材料で
形成する。この場合もインクジェット方式を用い、イン
クヘッド1604から吐出した溶液1605を、分離層
の間にストライプ状、または複数のドットを連結させて
長円状または長方形状に形成する。その後、ホットプレ
ート等により100℃程度に加熱し不要な水分等を蒸発
させる。
ジェット方式で形成する。カラー表示をする場合には、
赤、緑、青の各色のシリンダーを有するインクヘッドを
用い、発光材料を含有するEL形成溶液1609を正孔
注入層上に吐出させて形成する。発光層1608は、好
ましいEL材料として、ポリパラフェニレンビニレン
(PPV)系やポリフルオレン系などの高分子材料があ
る。カラー化するには、例えば、赤色発光材料にはシア
ノポリフェニレンビニレン、緑色発光材料にはポリフェ
ニレンビニレン、青色発光材料にはポリフェニレンビニ
レン及びポリアルキルフェニレンが好ましい。このよう
にして、赤、緑、青の各色に対応した発光層1608
R、1608G、1608Bをストライプ状、または複
数のを連結させて長円状または長方形状に形成する。イ
ンクジェット方式においても、形成時にEL材料が酸化
して劣化するのを防ぐために窒素またはアルゴン等の不
活性ガス雰囲気中で作業を行うようにする。
をMg:Ag=10:1で混合した材料)、MgAgA
l、LiAl、LiFAl等の材料で形成する。この陰
極材料は、代表的には真空蒸着法で1〜50nmの厚さ
で形成する。さらにこの上に補助電極としてAlなどを
積層させる。図16(D)の陰極層1610はこのよう
な構成を示し、それぞれの膜形成時にマスク部材を用い
短冊状に形成する。短冊状に形成された陰極層1610
は、やはり同様に短冊状に形成した透明電極1602と
ほぼ直交するように形成する。この陰極層1610上に
は窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜などでパッシベーション
膜1611が形成される。
や湿気等に弱いためハウジング材で封止することが望ま
しい。ハウジング材1614の材質はガラス、ポリマー
等の絶縁性物質が好ましい。例えば、非晶質ガラス(硼
硅酸塩ガラス、石英等)、結晶化ガラス、セラミックス
ガラス、有機系樹脂(アクリル系樹脂、スチレン系樹
脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂等)、シ
リコーン系樹脂が挙げられる。また、セラミックスを用
いても良い。また、接着剤1705が絶縁性物質である
ならステンレス合金等の金属材料を用いることも可能で
ある。
成された基板に張り合わせる接着剤1612の材質は、
エポキシ系樹脂、アクリレート系樹脂等の接着剤を用い
ることが可能である。さらに、熱硬化性樹脂や光硬化性
樹脂を接着剤として用いることもできる。但し、可能な
限り酸素、水分を透過しない材質であることが必要であ
る。接着剤1612には酸化バリウム等の乾燥剤161
3を混入させておいても良い。このようにしてパッシブ
型のEL表示装置を形成することができる。
置の一例を図17に示す。図17に示したのは発光層と
して高分子系有機EL層、陰極層として周期律表の1族
若しくは2族に属する元素を含む金属膜、補助電極とし
てAl等の導電膜、パッシベーション膜を連続して形成
する装置である。
は搬出を行う搬送室であり、ロード・アンロード室とも
呼ばれる。ここに基板をセットしたキャリア402が配
置される。尚、搬送室401は基板搬入用と基板搬出用
と区別されていても良い。また、403は基板404を
搬送する機構(以下、搬送機構という)405を含む共
通室である。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(1)405の一種である。
を介して複数の処理室が連結されている。図17の構成
では共通室403を数mTorrから数十mTorrに
減圧し、各処理室はゲート406a〜406fによって共
通室403とは遮断されている。この場合、インクジェ
ット印刷用処理室415とスピンコート用処理室408
は窒素またはアルゴン等の不活性ガスを満たした常圧中
で行われるため、共通室403との間に、真空排気用処
理室412を設けた構成となっている。
気ポンプを設けることで真空下での処理を行うことが可
能となる。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、ターボ分子ポンプ若しくはクラ
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。
インクジェット印刷用処理室415、またはスピンコー
ト用処理室408で行う。インクジェット印刷用処理室
415には基板保持手段や図3で説明したインクヘッド
等が設けられている。また、前述のように有機EL材料
は水分に極めて弱いため、インクジェット印刷用処理室
415、スピンコート用処理室408は常に不活性雰囲
気に保たれている。
2を共通室403と同じ圧力まで減圧しておき、その状
態でゲート406dを開けて基板を搬送する。そして、
ゲート406dを閉めた後、真空排気用処理室412内
を不活性ガスでパージし、常圧に戻った時点でゲート4
13を開けて基板搬送室414にある搬送機構(2)4
18で基板をインクジェット印刷用処理室415、スピ
ンコート用処理室408に搬送する。
式で形成するものであるが、発光層をインクジェット方
式で形成し、正孔または電子注入層や正孔または電子輸
送層などの一部の層をスピンコート法で形成するといっ
たように両者を適宣組み合わせて形成しても良い。
13を開けて真空排気用処理室412へ基板を搬送し、
ゲート413及びゲート406dを閉めた状態で真空排
気を行う。真空排気用処理室412が共通室403と同
じ減圧状態にまで達したら、ゲート406dを開けて基
板を共通室へと搬送する。
いるが、真空排気用処理室412のサセプターを加熱で
きるようにして、ここで焼成工程を行っても良い。焼成
後に真空排気することで、脱ガスを抑えることが可能で
ある。
行う。陰極材料としては、公知の材料を用いて行う。陰
極は真空蒸着法で形成するが、そのとき基板表面(高分
子系EL層が形成された面)は、上向き(フェイスアッ
プ方式)であっても下向き(フェイスダウン方式)であ
っても良い。
から搬送された基板をそのままサセプターに設置すれば
良いため非常に簡易である。フェイスダウン方式の場
合、搬送機構(1)405若しくは第1成膜用処理室4
10に、基板を反転させるための機構を備えておく必要
が生じるため搬送機構が複雑になるが、ゴミの付着が少
ないという利点が得られる。
処理を行う場合には、蒸着源を具備しておく必要があ
る。蒸着源は複数設けても良い。また、抵抗加熱方式の
蒸着源としても良いし、EB(電子ビーム)方式の蒸着
源としても良い。
より電極を形成するための処理室である。ここでは陰極
を補助するための補助電極の形成が行われる。また、蒸
着法又はスパッタ法が用いられるが、蒸着法の方がダメ
ージを与えにくいので好ましい。いずれにしてもゲート
406fによって共通室403と遮断され、真空下で成
膜が行われる。尚、気相成膜法として蒸着法を行う場合
には、蒸着源を設ける必要がある。蒸着源に関しては第
1気相成膜用処理室410と同様で構わないので、ここ
での説明は省略する。
律表の1族若しくは2族に属する元素を含む金属膜であ
るが、これらの金属膜は酸化しやすいので表面を保護し
ておくことが望ましい。また、必要な膜厚も薄いため、
抵抗率の低い導電膜を補助的に設けて陰極の抵抗を下
げ、加えて陰極の保護を図る。抵抗率の低い導電膜とし
てはアルミニウム、銅又は銀を主成分とする金属膜が用
いられる。
パッシベーション膜を形成するための処理室である。第
3パッシベーション膜は窒化珪素膜または窒化酸化珪素
膜等をプラズマCVD法で形成する。従って、図示して
いないが、SiH4、N2O、NH3などのガス供給系、
13.56〜60MHzの高周波電源を用いたプラズマ
発生手段、基板加熱手段などが設けられている。有機材
料から成るEL層は水分または湿気に弱いので、EL層
を形成後大気雰囲気に晒すことなく連続してこのような
パッシベーション膜を設けると良い。
徴は、EL層の形成うインクジェット方式により行わ
れ、且つ、そのための手段が陰極を形成する手段と共に
マルチチャンバー方式の薄膜形成装置に搭載されている
点にある。従って、透明導電膜でなる陽極上を表面酸化
する工程から始まって、補助電極を形成する工程までを
一度も外気に晒すことなく行うことが可能である。その
結果、劣化に強い高分子系EL層を簡易な手段で形成す
ることが可能となり、信頼性の高いEL表示装置を作製
することが可能となる。
02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。
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。
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8−3
30602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。また、本出願人による特願平11−07
6967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。
は一実施例であって、図5又は実施例1の図9(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。尚、本実施例の構成は、実施形態2及び実
施例1〜2のいずれの構成とも自由に組み合わせること
が可能である。
クティブマトリクス型EL表示装置またはパッシブ型E
L表示装置(ELモジュール)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てい
る。そのため直視型のEL表示装置(ELモジュールを
組み込んだ表示装置を指す)として用途は広い。
利な点の一つとして視野角の広さが挙げられる。従っ
て、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)の表示装置(表示モ
ニタ)として本発明のEL表示装置を用いるとよい。
V放送受信用モニタ、広告表示モニタ等)として用いる
だけでなく、様々な電子装置の表示装置として用いるこ
とができる。その様な電子装置としては、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、パーソ
ナルコンピュータ、携帯情報端末(モバイルコンピュー
タ、携帯電話または電子書籍等)、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(登録商標)(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。それら半導体装置の例を図19と図20に示
す。
筐体2001、支持台2002、表示部2003等を含
む。本発明のEL表示装置は表示部2003に用いるこ
とができる。本発明のEL表示装置は特に大画面化した
場合において有利であり、対角10インチ以上(特に対
角30インチ以上)のディスプレイには有利である。
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210
6等を含む。本発明のEL表示装置を表示部2102に
用いることができる。
レイであり、本体2201、信号ケーブル2202、固
定バンド2203、表示部2204、光学系2205、
EL表示装置2206等を含む。これは、EL表示装置
2206で写し出された画像情報を光学系により表示部
2204に映し出す構成になっており、本発明は表示装
置2206に用いることができる。
装置(具体的にはDVD再生装置)であり、本体230
1、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
画像再生装置としては、CD再生装置、ゲーム機器など
に本発明を用いることができる。
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。
あり、本体2501、表示部2503、キーボード25
04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。
01、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
等から構成されている。本発明のEL表示装置は低消費
電力であり、表示部2604に好適に用いることができ
る。
り、本体2701、表示部2702、操作スイッチ27
03、2704等を含む。本発明のEL表示装置は視野
角が広いので視認性に優れることから表示部2702に
好適に用いることができる。
く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能であ
る。また、本実施例の電子機器は実施例1〜5のどのよ
うな組み合わせからなる構成を用いても実現することが
できる。
ト方式を用いてEL層を形成した試料の顕微鏡写真を示
す。試料の構造は、アクリル樹脂で形成した絶縁膜上に
ITOで形成した画素電極が設けられ、感光性アクリル
樹脂で形成した分離層がストライプ状に設けられてい
る。
ーティング法)でPEDOT層が形成される。そのと
き、ITOは疎水性であるので、親水性とするため酸素
プラズマ処理とCF4プラズマ処理を行っている。
0.04gの割合で溶かしたものを用い、インクジェッ
ト方式により形成している。分離層の間隔は90μmで
あり、その間にEL層が連続的に形成されている様子が
分かる。このようにして、EL層の形成を簡便でかつ高
速に処理することが可能となっている。
簡便でかつ高速に処理することが可能となる。また、E
L素子が水分や熱によって劣化することを抑制すること
ができる。また、EL層からアルカリ金属が拡散してT
FT特性に悪影響を与えることを防ぐことができる。そ
の結果、EL表示装置の動作性能や信頼性を大幅に向上
させることができる。
スプレイとして有することで、画像品質が良く、耐久性
のある(信頼性の高い)応用製品(電子装置)を生産す
ることが可能となる。
的に形成する概念を説明するための図。
EL層をストライプ状或いは連続的に形成する概念を説
明するための図。
的に形成する概念を説明するための図。
示す図。
工程を示す図。
工程を示す図。
工程を示す図。
図。
造を示す図。
図。
説明する図。
図。
続的に形成した試料の顕微鏡写真。
Claims (29)
- 【請求項1】基板上に複数のTFTを形成する工程と、
前記複数のTFTの各々に接続する複数の画素電極を形
成する工程と、前複数の画素電極の上にEL層を形成す
る工程とを有し、前記EL層はインクジェット方式によ
り形成され、該EL層は前記複数の画素電極に渡って連
続させることを特徴とする電気光学装置の作製方法。 - 【請求項2】基板上に複数のTFTを形成する工程と、
前記複数のTFTの各々に接続する複数の画素電極を形
成する工程と、前複数の画素電極の上にEL層を形成す
る工程とを有し、前記EL層はインクジェット方式によ
り、前記複数の画素電極の各々に対応して長円形或いは
長方形に形成することを特徴とする電気光学装置の作製
方法。 - 【請求項3】基板上に複数のTFTを形成する工程と、
前記複数のTFTの各々に接続する複数の画素電極を形
成する工程と、前複数の画素電極の内、第1の画素電極
の上に赤色に発光する第1のEL層を形成する工程と、
前複数の画素電極の内、第2の画素電極の上に緑色に発
光する第2のEL層を形成する工程と、前複数の画素電
極の内、第3の画素電極の上に青色に発光する第3のE
L層を形成する工程とを有し、前記第1乃至第3のEL
層はインクジェット方式により形成され、該第1乃至第
3のEL層は前記複数の画素電極に渡って連続させるこ
とを特徴とする電気光学装置の作製方法。 - 【請求項4】基板上に複数のTFTを形成する工程と、
前記複数のTFTの各々に接続する複数の画素電極を形
成する工程と、前複数の画素電極の内、第1の画素電極
の上に赤色に発光する第1のEL層を形成する工程と、
前複数の画素電極の内、第2の画素電極の上に緑色に発
光する第2のEL層を形成する工程と、前複数の画素電
極の内、第3の画素電極の上に青色に発光する第3のE
L層を形成する工程とを有し、前記第1乃至第3のEL
層はインクジェット方式により形成され、前記複数の画
素電極の各々に対応して長円形或いは長方形に形成する
ことを特徴とする電気光学装置の作製方法。 - 【請求項5】基板上に複数のTFTを形成する工程と、
前記複数のTFTを覆う絶縁層を形成する工程と、前記
複数のTFTの各々に接続する複数の画素電極を形成す
る工程と、前複数の画素電極の上にEL層を形成する工
程とを有し、前記EL層はインクジェット方式により形
成され、該EL層は前記複数の画素電極に渡って連続さ
せ、前記絶縁層の最上層にはアルカリ金属の透過を妨げ
る絶縁膜を設けることを特徴とする電気光学装置の作製
方法。 - 【請求項6】基板上に複数のTFTを形成する工程と、
前記複数のTFTを覆う絶縁層を形成する工程と、前記
複数のTFTの各々に接続する複数の画素電極を形成す
る工程と、前複数の画素電極の上にEL層を形成する工
程とを有し、前記EL層はインクジェット方式により、
前記複数の画素電極の各々に対応して長円形或いは長方
形に形成し、前記絶縁層の最上層にはアルカリ金属の透
過を妨げる絶縁膜を設けることを特徴とする電気光学装
置の作製方法。 - 【請求項7】基板上に複数のTFTを形成する工程と、
前記複数のTFTを覆う絶縁層を形成する工程と、前記
複数のTFTの各々に接続する複数の画素電極を形成す
る工程と、前複数の画素電極の内、第1の画素電極の上
に赤色に発光する第1のEL層を形成する工程と、前複
数の画素電極の内、第2の画素電極の上に緑色に発光す
る第2のEL層を形成する工程と、前複数の画素電極の
内、第3の画素電極の上に青色に発光する第3のEL層
を形成する工程とを有し、前記第1乃至第3のEL層は
インクジェット方式により形成され、該第1乃至第3の
EL層は前記複数の画素電極に渡って連続させ、前記絶
縁層の最上層にはアルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜を
設けることを特徴とする電気光学装置の作製方法。 - 【請求項8】基板上に複数のTFTを形成する工程と、
前記複数のTFTを覆う絶縁層を形成する工程と、前記
複数のTFTの各々に接続する複数の画素電極を形成す
る工程と、前複数の画素電極の内、第1の画素電極の上
に赤色に発光する第1のEL層を形成する工程と、前複
数の画素電極の内、第2の画素電極の上に緑色に発光す
る第2のEL層を形成する工程と、前複数の画素電極の
内、第3の画素電極の上に青色に発光する第3のEL層
を形成する工程とを有し、前記第1乃至第3のEL層は
インクジェット方式により形成され、前記複数の画素電
極の各々に対応して長円形或いは長方形に形成し、前記
絶縁層の最上層にはアルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜
を設けることを特徴とする電気光学装置の作製方法。 - 【請求項9】請求項1乃至請求項8のいずれか一項にお
いて、前記複数の画素電極から互いに隣接する複数の画
素電極を一組として画素が形成し、該画素と、隣接する
画素の間隔が前記EL層の厚さの5〜10倍で形成する
ことを特徴とする電気光学装置の作製方法。 - 【請求項10】請求項9において、前記画素と該画素に
隣接する画素の間隔が250〜2500nmとすること
を特徴とする電気光学装置の作製方法。 - 【請求項11】請求項1乃至請求項8のいずれか一項に
おいて、前記EL層は有機材料であることを特徴とする
電気光学装置の作製方法。 - 【請求項12】請求項1乃至請求項8のいずれか一項に
おいて、前記インクジェット方式はピエゾ素子を用いる
ことを特徴とする電気光学装置の作製方法。 - 【請求項13】請求項5乃至請求項8のいずれか一項に
おいて、前記絶縁層は、有機樹脂材料から成る絶縁膜上
に前記アルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜を積層して形
成することを特徴とする電気光学装置の作製方法。 - 【請求項14】請求項5乃至請求項8のいずれか一項に
おいて、前記アルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜とし
て、B(ホウ素)、C(炭素)、N(窒素)から選ばれ
た少なくとも一つの元素と、Al(アルミニウム)、S
i(珪素)、P(リン)から選ばれた少なくとも一つの
元素とを含む絶縁膜を用いることを特徴とする電気光学
装置の作製方法。 - 【請求項15】請求項5乃至請求項8のいずれか一項に
おいて、前記アルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜とし
て、Si、Al、N、O、Mを含む絶縁膜(但し、Mは
希土類元素の少なくとも一種、好ましくはCe(セリウ
ム),Yb(イッテルビウム),Sm(サマリウム),
Er(エルビウム),Y(イットリウム)、La(ラン
タン)、Gd(ガドリニウム)、Dy(ジスプロシウ
ム)、Nd(ネオジウム)から選ばれた少なくとも一つ
の元素)を用いることを特徴とする電気光学装置の作製
方法。 - 【請求項16】基板上に形成された複数のTFTと、前
記複数のTFTの各々に接続された複数の画素電極と、
前複数の画素電極の上に形成されたEL層とを有し、前
記EL層は前記複数の画素電極に渡って連続して設けら
れていることを特徴とする電気光学装置。 - 【請求項17】基板上に形成された複数のTFTと、前
記複数のTFTの各々に接続された複数の画素電極と、
前複数の画素電極の上に形成されたEL層とを有し、前
記EL層は前記複数の画素電極の各々に対応して長円形
或いは長方形に形成されていることを特徴とする電気光
学装置。 - 【請求項18】基板上に形成された複数のTFTと、前
記複数のTFTの各々に接続された複数の画素電極と、
前複数の画素電極の内、第1の画素電極の上に赤色に発
光する第1のEL層と、前複数の画素電極の内、第2の
画素電極の上に緑色に発光する第2のEL層と、前複数
の画素電極の内、第3の画素電極の上に青色に発光する
第3のEL層とを有し、前記第1乃至第3のEL層は、
前記複数の画素電極に渡って連続して設けられているこ
とを特徴とする電気光学装置。 - 【請求項19】基板上に形成された複数のTFTと、前
記複数のTFTの各々に接続された複数の画素電極と、
前複数の画素電極の内、第1の画素電極の上に赤色に発
光する第1のEL層と、前複数の画素電極の内、第2の
画素電極の上に緑色に発光する第2のEL層と、前複数
の画素電極の内、第3の画素電極の上に青色に発光する
第3のEL層とを有し、前記第1乃至第3のEL層は、
前記複数の画素電極の各々に対応して長円形或いは長方
形に形成されていることを特徴とする電気光学装置。 - 【請求項20】基板上に形成された複数のTFTと、前
記複数のTFTを覆う絶縁層と、前記複数のTFTの各
々に接続された複数の画素電極と、前複数の画素電極の
上に形成されたEL層とを有し、前記EL層は前記複数
の画素電極に渡って連続して設けられ、前記絶縁層の最
上層にはアルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜が設けられ
ていることを特徴とする電気光学装置。 - 【請求項21】基板上に形成された複数のTFTと、前
記複数のTFTを覆う絶縁層と、前記複数のTFTの各
々に接続された複数の画素電極と、前複数の画素電極の
上に形成されたEL層とを有し、前記EL層は前記複数
の画素電極の各々に対応して長円形或いは長方形に形成
され、前記絶縁層の最上層にはアルカリ金属の透過を妨
げる絶縁膜が設けられていることを特徴とする電気光学
装置。 - 【請求項22】基板上に形成された複数のTFTと、前
記複数のTFTを覆う絶縁層と、前記複数のTFTの各
々に接続された複数の画素電極と、前複数の画素電極の
内、第1の画素電極の上に赤色に発光する第1のEL層
と、前複数の画素電極の内、第2の画素電極の上に緑色
に発光する第2のEL層と、前複数の画素電極の内、第
3の画素電極の上に青色に発光する第3のEL層とを有
し、前記第1乃至第3のEL層は、前記複数の画素電極
に渡って連続して設けられ、前記絶縁層の最上層にはア
ルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜が設けられていること
を特徴とする電気光学装置。 - 【請求項23】基板上に形成された複数のTFTと、前
記複数のTFTを覆う絶縁層と、前記複数のTFTの各
々に接続された複数の画素電極と、前複数の画素電極の
内、第1の画素電極の上に赤色に発光する第1のEL層
と、前複数の画素電極の内、第2の画素電極の上に緑色
に発光する第2のEL層と、前複数の画素電極の内、第
3の画素電極の上に青色に発光する第3のEL層とを有
し、前記第1乃至第3のEL層は、前記複数の画素電極
の各々に対応して長円形或いは長方形に形成され、前記
絶縁層の最上層にはアルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜
が設けられていることを特徴とする電気光学装置。 - 【請求項24】請求項16乃至請求項23のいずれか一
項において、前記複数の画素電極から互いに隣接する2
つ以上の画素電極を一組として画素が形成され、該画素
と該画素に隣接する画素の間隔が前記EL層の厚さの5
〜10倍であることを特徴とする電気光学装置。 - 【請求項25】請求項24において、前記画素と該画素
に隣接する画素の間隔が250〜2500nmであるこ
とを特徴とする電気光学装置。 - 【請求項26】請求項16乃至請求項23のいずれか一
項において、前記EL層は有機材料であることを特徴と
する電気光学装置。 - 【請求項27】請求項20乃至請求項23のいずれか一
項において、前記絶縁層は、有機樹脂材料から成る絶縁
膜上に前記アルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜が形成さ
れていることを特徴とする電気光学装置。 - 【請求項28】請求項20乃至請求項23のいずれか一
項において、前記アルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜と
して、B(ホウ素)、C(炭素)、N(窒素)から選ば
れた少なくとも一つの元素と、Al(アルミニウム)、
Si(珪素)、P(リン)から選ばれた少なくとも一つ
の元素とを含む絶縁膜であることを特徴とする電気光学
装置。 - 【請求項29】請求項20乃至請求項23のいずれか一
項において、前記アルカリ金属の透過を妨げる絶縁膜
は、Si、Al、N、O、Mを含む絶縁膜(但し、Mは
希土類元素の少なくとも一種、好ましくはCe(セリウ
ム),Yb(イッテルビウム),Sm(サマリウム),
Er(エルビウム),Y(イットリウム)、La(ラン
タン)、Gd(ガドリニウム)、Dy(ジスプロシウ
ム)、Nd(ネオジウム)から選ばれた少なくとも一つ
の元素)であることを特徴とする電気光学装置。
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