JP2001217072A

JP2001217072A - Ｅｌ表示装置及びその作製方法

Info

Publication number: JP2001217072A
Application number: JP2000281054A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 舜平山崎; Mayumi Mizukami; 真由美水上; Toshimitsu Konuma; 利光小沼
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 2000-09-18
Publication date: 2001-08-10
Anticipated expiration: 2020-09-18
Also published as: JP4942867B2

Abstract

(57)【要約】【課題】安価で高精細なＥＬ表示装置を提供する。【解決手段】電流制御用ＴＦＴ１０４に接続された画
素電極１０５を陰極とするＥＬ素子を含む画素１０２が
基板上に配列され、対向基板１１０には画素１０２の縁
に対応した位置に遮光膜１１２が、画素１０２に対応し
た位置にカラーフィルター１１３が形成される。この遮
光膜１１２により画素の輪郭が明瞭なものとなり、高精
細な画像表示が可能となる。また、本願発明のＥＬ表示
装置は液晶表示装置の製造ラインの殆どを転用すること
ができるため、設備投資の負担が少なく、総合的な製造
コストが低い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は半導体素子（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
て有する電子装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】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（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Ｅ
Ｌ表示装置がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本願発明は、安価で高
精細な画像表示の可能な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
として用いることにより表示部の視認性が高い電子装置
を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願発明について図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。

【０００７】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について説明するが、他
の画素も同じ構造である。

【０００８】画素１０２には各々スイッチング用ＴＦＴ
１０３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。

【０００９】ＴＦＴの各配線及び画素電極は低抵抗な金
属膜を用いて形成すれば良い。ここではアルミニウム合
金膜を用いると良い。

【００１０】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）１
０６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。

【００１１】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（Ｃａ
Ｏ）、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。

【００１２】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。

【００１３】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
ことができるが本願発明では白色発光の可能な材料を用
いる。構造としては、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。

【００１４】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。なお、図１の構造は白色発
光のＥＬ層とカラーフィルターとを組み合わせたカラー
表示方式である。

【００１５】また、青色又は青緑発光のＥＬ層と蛍光体
（蛍光性の色変換層：ＣＣＭ）とを組み合わせたカラー
表示方式、ＲＧＢに対応したＥＬ層を重ねることでカラ
ー表示を行う方式も採用できる。

【００１６】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。

【００１７】また、陽極１０８の上にはパッシベーショ
ン膜１０９として絶縁膜が設けられる。パッシベーショ
ン膜１０９としては、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜（Ｓ
ｉＯｘＮｙで表される）を用いることが好ましい。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。

【００１８】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ＴＦ
Ｔに電気的に接続された画素電極及びその画素電極を陰
極とするＥＬ素子（陰極、ＥＬ層及び陽極からなるコン
デンサ）の形成された基板をアクティブマトリクス基板
と呼ぶ。

【００１９】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、その対向基板１１０には遮光膜１１２及びカラ
ーフィルター１１３a〜１１３cが設けられる。

【００２０】このとき観測者の視線方向（対向基板の法
線方向）から見て画素電極１０５のなす隙間１１１が隠
されるように遮光膜１１２を設ける、即ち、対向基板の
法線方向から見て遮光膜１１２と画素の縁とが重なる
（一致する）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か
らである。

【００２１】即ち、遮光膜１１２を画素電極１０５の縁
（端部）及び隙間１１１に対応した位置に設けることで
画素間の輪郭を明瞭なものとすることができる。なお、
本発明では画素電極の輪郭が画素の輪郭に一致するた
め、遮光膜１１２は画素の縁に対応した位置に設けられ
ているとも言える。また、画素の縁に対応した位置と
は、前述の対向基板の法線方向から見て画素の縁と重な
る位置を指す。

【００２２】また、カラーフィルター１１３a〜１１３c
は、１１３aが赤色、１１３bが緑色、１１３cが青色の
光を抽出するカラーフィルターである。これらのカラー
フィルターは、画素１０２に対応する位置に形成され、
これにより画素ごとに取り出す光の色を変えることがで
きる。原理的にはカラーフィルターを用いた液晶表示装
置のカラー化方式と同様である。なお、画素に対応した
位置とは、前述の対向基板の法線方向から見て画素と重
なる（一致する）位置を指す。即ち、対向基板の法線方
向から見てカラーフィルター１１３a〜１１３cとそれに
対応する各画素とが重なるように設ける。

【００２３】但し、カラーフィルターは特定の波長の光
を抽出することで透過した光の色純度を向上させるフィ
ルターである。従って、取り出すべき波長の光成分が少
ない場合には、その波長の光の輝度が極端に小さかった
り、色純度が悪かったりという不具合を生じうる。従っ
て、本願発明で用いることのできる白色発光のＥＬ層に
限定はないが、白色発光のスペクトル成分の中に、可能
な限り純度の高い赤色、緑色及び青色の発光スペクトル
を含むことが望ましい。

【００２４】ここで本願発明で用いるＥＬ層の代表的な
ｘｙ色度図を図１５に示す。図１５（Ａ）は公知の白色
発光のポリマー系有機物質が発する光の色度座標を示し
ている。公知の材料では色純度の高い赤色が実現されて
おらず、赤色の代用に黄色や橙色が用いられている。従
って、加法混色により得られた白色は、やや緑みのある
白色や黄色みのある白色となる。また、赤色、緑色及び
青色の各々の発光スペクトルはブロードなものであるた
め、それらを混ぜるとやはり純度の高い単色光を取り出
すのが難しくなってしまう。

【００２５】そのため、現状では図１６（Ａ）の色度座
標で示されるような有機物質をＥＬ層として用いること
でも十分にカラー表示を行うことができるが、さらに純
度が高く明るいカラー表示を得るためには、図１６
（Ｂ）の色度座標で示されるような有機物質をＥＬ層と
して用いることが望ましい。

【００２６】図１６（Ｂ）の色度座標で示される有機物
質は、半値幅が狭く（発光ピークが鋭く）、純度の高い
単色光が得られる有機物質を混ぜて白色発光のＥＬ層を
形成した場合の例である。カラーフィルターから色純度
の高い赤色、緑色及び青色を得るためには、色純度の高
い赤色、緑色及び青色の発光スペクトルを持つ材料を混
ぜて白色発光のＥＬ層を形成する必要がある。また、純
度だけでなく半値幅の狭いスペクトルが得られる材料を
用いることでスペクトルの鋭い白を再現することができ
る。そして、このような白色発光のＥＬ層を本願発明の
ＥＬ層として用いると、さらに明るいカラー画像を表示
することが可能となる。

【００２７】なお、上述のカラーフィルター１１３a〜
１１３cに酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化リチウ
ムなどの周期表の１族もしくは２族に属する元素の酸化
物を乾燥剤として含有させることもできる。この場合、
赤色、緑色または青色の顔料と乾燥剤とを含有させた樹
脂膜をカラーフィルターとすれば良い。

【００２８】ところで、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、１１４で示される空間は密閉
空間となっている。

【００２９】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。また、遮光膜１１２としては、黒色顔料やカーボン
を含む樹脂やチタン膜などの遮光性の高い薄膜を用いれ
ば良い。なお、上述のカラーフィルター１１３a〜１１
３c同様に遮光膜１１２に酸化バリウム、酸化カルシウ
ム、酸化リチウムなどの周期表の１族もしくは２族に属
する元素の酸化物を乾燥剤として含有させることも有効
である。

【００３０】また、密閉空間１１４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１１
４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
１１４には極力水分が侵入しないようにすることが望ま
しい。

【００３１】以上のような構成でなる本願発明の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、本願発
明のＥＬ表示装置の特徴は、まず、ＥＬ素子と観測者と
の間に、画素電極１０５の隙間１１１を隠すように遮光
膜１１２を設ける点である。これにより画素間の輪郭が
明瞭なものとなり、高精細な画像表示が可能となる。な
お、この効果は対向基板１１０に遮光膜１１２が設けら
れていることにより生じる効果であり、少なくとも遮光
膜１１２が設けられていれば得られる効果である。

【００３２】また、遮光膜１１２及びカラーフィルター
１１３は対向基板１１０に設けられ、且つ、対向基板１
１０はＥＬ素子をＥＬ素子の劣化を抑制するシーリング
材としての機能をも兼ねる。遮光膜１１２やカラーフィ
ルター１１３をアクティブマトリクス基板側に設ける
と、成膜工程とパターニング工程が増えるが、対向基板
に設けることによりアクティブマトリクス基板の作製工
程数の増加を抑えることができる。

【００３３】また、本願発明のように、対向基板１１０
に遮光膜１１２やカラーフィルター１１３を設けて、さ
らに対向基板とアクティブマトリクス基板とをシール剤
で接着するという構造は、液晶表示装置の構造に共通す
る点がある。即ち、現存する液晶表示装置の殆どの製造
ラインを転用して本願発明のＥＬ表示装置を作製するこ
とが可能であり、設備投資を大幅に削減することで総合
的な製造コストの低減が可能である。

【００３４】以上のように、本願発明を実施することに
より安価で高精細な画像表示を可能とするＥＬ表示装置
が得られる。そして、そのようなＥＬ表示装置を表示部
として用いることにより表示部の視認性が高い電子装置
が得られる。

【００３５】

【発明の実施の形態】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に示したのは本願発明
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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】また、下地膜１２に放熱効果を持たせるこ
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。放熱効
果を持たせるには公知のあらゆる材料を用いることがで
きる。

【００３９】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ＴＦ
Ｔ（以下、スイッチング用ＴＦＴという）、２０２はＥ
Ｌ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。

【００４０】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。

【００４１】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
しながら本願発明では、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。

【００４２】ただし、本願発明において、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。

【００４３】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、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。

【００４４】また、図３に示すように、ゲート電極１９
a、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、本願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。

【００４５】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。

【００４６】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
を介してゲート電極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。

【００４７】なお、チャネル形成領域とＬＤＤ領域との
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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】図２に示すように、スイッチング用ＴＦＴ
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は電源供給
線２１２に接続される。

【００５１】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、Ｅ
Ｌ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。

【００５２】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Ｌ
１＝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０．５〜２μ
m）、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
願発明は以上の数値に限定されるものではない。

【００５３】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。

【００５４】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、
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。

【００５５】電流制御用ＴＦＴ２０２は、ＥＬ素子２０
３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。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。

【００５６】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。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。

【００５７】この時、ゲート電極に重なったＬＤＤ領域
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。

【００５８】また、上記構造においてゲート電極とＬＤ
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。

【００５９】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２５〜４０ｎ
ｍ）ことも有効である。

【００６０】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２００〜５０
０ｎｍ）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に放
熱効果を持たせることは、ＥＬ層の熱劣化を防ぐ意味で
も有効である。

【００６１】放熱効果をもつ薄膜としては、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（Ａｌ
ｘＮｙ）に代表されるアルミニウムの窒化物、炭化珪素
（ＳｉｘＣｙ）に代表される珪素の炭化物、窒化珪素
（ＳｉｘＮｙ）に代表される珪素の窒化物、窒化ホウ素
（ＢｘＮｙ）に代表されるホウ素の窒化物、リン化ホウ
素（ＢｘＰｙ）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（ＡｌｘＯ
ｙ）に代表されるアルミニウムの酸化物は熱伝導率が２
０Ｗｍ^-1Ｋ^-1であり、好ましい材料の一つと言える。な
お、上記透光性材料において、ｘ、ｙは任意の整数であ
る。

【００６２】なお、上記化合物に他の元素を組み合わせ
ることもできる。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。なお、上記窒化酸化アルミ
ニウムにおいて、ｘ、ｙは任意の整数である。

【００６３】また、特開昭６２−９０２６０号公報に記
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。

【００６４】また、ダイヤモンド薄膜またはアモルファ
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。）などの炭素
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。

【００６５】また、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、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。なお、上記窒化
珪素膜又は窒化酸化珪素膜において、ｘ、ｙは任意の整
数である。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】また、４３は遮光性を有する導電膜でなる
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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】具体的には、発光層となる白色発光を示す
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
を用いれば良い。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）、ＴＰ
Ｂ（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。このとき膜厚は３０〜１５０
ｎｍ（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３０〜１００ｎ
ｍ（好ましくは４０〜８０ｎｍ）とすれば良い。

【００７３】このように、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。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。

【００７４】以上の例は本願発明の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、本願発明を限定
するものではない。

【００７５】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。

【００７６】以上のようにしてＥＬ層４５を形成した
ら、次に透明導電膜でなる陽極４６及び第２パッシベー
ション膜４７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亜鉛の化合物でなる導電膜
を用いる。これに少量のガリウムを添加しても良い。ま
た、第２パッシベーション膜４７としては、１０ｎｍ〜
１μm（好ましくは２００〜５００ｎｍ）の厚さの窒化
珪素膜を用いる。

【００７７】なお、上述のようにＥＬ層は熱に弱いの
で、陽極４６及び第２パッシベーション膜４７はなるべ
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、
真空蒸着法又は溶液塗布法（スピンコート法）が望まし
い成膜方法と言える。

【００７８】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４８が設けられる。本実施形態
では対向基板４８としてガラス基板を用いる。そして、
対向基板４８には黒色顔料を分散させた樹脂でなる遮光
膜４９a、４９bと、赤色、緑色または青色の顔料を分散
させた樹脂でなるカラーフィルター５０が形成される。
この遮光膜４９a、４９b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る。このとき、遮光
膜４９a、４９bに酸化バリウム等の乾燥剤を含有させて
おくことは有効である。乾燥剤としては他にも特開平９
−１４８０６６号公報に記載されたような材料を用いる
ことができる。また、カラーフィルター５０は画素１０
２に対応した位置に形成される。

【００７９】また、アクティブマトリクス基板と対向基
板４８はシール剤（図示せず）によって接着され、密閉
空間５１が形成される。本実施形態では、密閉空間５１
をアルゴンガスで充填している。勿論、この密閉空間５
１内に上記乾燥剤を配置することも可能である。

【００８０】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、高精
細な画像表示が可能なＥＬ表示装置が得られる。

【００８１】

【実施例】〔実施例１〕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。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】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２
０〜１００ｎｍの厚さであれば良い。

【００８５】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、Ｘ
ｅＣｌガスを用いたエキシマレーザー光を用いて結晶化
する。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】そして、その上にレジストマスク３０４
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。

【００９０】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５×１０¹⁷〜５×１０
¹⁸atoms/cm³）の濃度で含まれるようにドーズ量を調節
する。

【００９１】次に、図４（Ｃ）に示すように、保護膜３
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。

【００９２】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。

【００９３】この工程によりｎ型不純物領域３０５、３
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。

【００９４】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。

【００９５】次に、図４（Ｅ）に示すように、活性層３
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。

【００９６】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
しまっても構わない。

【００９７】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。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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〜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。

【０１０３】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。

【０１０４】次に、図５（Ｃ）に示すように、レジスト
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。

【０１０５】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。

【０１０６】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。

【０１０７】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０．１ｐ
ｐｍ以下とすることが望ましい。

【０１０８】次に、活性化工程が終了したら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
金属膜を用いれば良い。配置としては図３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３
１４、３１５（図３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。（図５
（Ｄ））

【０１０９】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。

【０１１０】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、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。

【０１１１】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。

【０１１２】なお、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８００ｎｍ厚の酸化珪素膜を形成し
ても構わない。

【０１１３】次に、第１層間絶縁膜３３６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。

【０１１４】次に、５０〜５００ｎｍ（代表的には２０
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。

【０１１５】なお、窒化酸化珪素膜の形成に先立ってＨ
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。

【０１１６】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。

【０１１７】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。

【０１１８】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。

【０１１９】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。

【０１２０】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。

【０１２１】次に、ＥＬ層３４９を覆って２００ｎｍ厚
の透明導電膜でなる陽極３５０を形成する。本実施例で
は酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物からなる膜を蒸
着法により形成し、パターニングを行って陽極とする。

【０１２２】最後に、プラズマＣＶＤ法により窒化珪素
膜でなる第２パッシベーション膜３５１を１００ｎｍの
厚さに形成する。この第２パッシベーション膜３５１は
ＥＬ層３４９を水分等から保護する。また、ＥＬ層３４
９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
ション膜とすることも有効である。

【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。

【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。

【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。

【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ＴＦＴ
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。

【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。

【０１３０】なお、実際には図６（Ｃ）まで完成した
ら、図１、図２で説明したように遮光膜を有する対向基
板を用いてＥＬ層を密閉空間に封入する。その際、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）を配置することでＥＬ層の信頼
性（寿命）が向上する。このＥＬ層の封入処理は、液晶
表示装置のセル組み工程に用いられる技術を転用しても
良い。

【０１３１】また、ＥＬ層の封入処理が完了したら、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ＴＦＴ６０６のソース
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は、ＥＬ素子６１０のソー
スに接続され、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】電流制御用ＴＦＴ６０８がｎチャネル型Ｔ
ＦＴである場合、ドレインにＥＬ素子６１０の陰極が電
気的に接続される。また、電流制御用ＴＦＴ６０８がｐ
チャネル型ＴＦＴである場合、ドレインにＥＬ素子６１
０の陽極が電気的に接続される。

【０１３５】そして、外部入出力端子となるＦＰＣ６１
１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、及び電源供給線６０９に接続
された接続配線６１４が設けられている。

【０１３６】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）７０
７、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。

【０１３７】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。

【０１３８】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。

【０１３９】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。

【０１４０】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。

【０１４１】また、画素部７０６は図２に示した構造の
画素を配置する。

【０１４２】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。

【０１４３】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。

【０１４４】基板（ＴＦＴの下の下地膜を含む）１００
０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ＦＰＣ６
１１に至り外部機器へと接続される。

【０１４５】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は接着剤（シール剤）
１００５によって、アクティブマトリクス基板１０００
と共同して密閉空間１００６を形成するように接着され
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。

【０１４６】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、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。

【０１４７】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１
００６には窒素ガスを充填しておく。さらに、対向基板
１００４の内側（密閉空間側）には図１、図２で説明し
たように遮光膜１００７及びカラーフィルター１００８
が設けられており、本実施例では遮光膜１００７として
酸化バリウムと黒色の顔料を含有させた樹脂膜を、カラ
ーフィルター１００８として赤色、緑色または青色の顔
料を含有させた樹脂膜を用いている。

【０１４８】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１００９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。

【０１４９】陽極１００９は、接続配線１０１０に電気
的に接続される。接続配線１０１０は陽極１００９に所
定の電圧を与えるための電源供給線であり、導電性ペー
スト材料１０１１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１０１０について説明
したが、他の接続配線６１２〜６１４も同様にしてＦＰ
Ｃ６１１に電気的に接続される。

【０１５０】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、ＦＰ
Ｃ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
り合わせた物品（ＦＰＣが取り付けられている状態を含
む）をＥＬ表示装置と定義している。

【０１５１】〔実施例２〕本実施例では、画素の構成を
図３（Ｂ）に示した構成と異なるものとした例を図１２
に示す。本実施例では、図３（Ｂ）に示した二つの画素
を、接地電位を与えるための電源供給線２１２について
対称となるように配置する。即ち、図１２に示すよう
に、電源供給線２１３を隣接する二つの画素間で共通化
することで、必要とする配線の本数を低減することがで
きる。なお、画素内に配置されるＴＦＴ構造等はそのま
まで良い。

【０１５２】このような構成とすれば、より高精細な画
素部を作製することが可能となり、画像の品質が向上す
る。

【０１５３】なお、本実施例の構成は実施例１の作製工
程に従って容易に実現可能であり、ＴＦＴ構造等に関し
ては実施例１や図２の説明を参照すれば良い。

【０１５４】〔実施例３〕実施例１、２ではトップゲー
ト型ＴＦＴの場合について説明したが、本願発明はＴＦ
Ｔ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。

【０１５５】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、本願発明
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２、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。

【０１５６】〔実施例４〕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構わな
い。その場合、図１４に示すように、スイッチング用Ｔ
ＦＴ２０１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。

【０１５７】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、ＴＦ
Ｔ構造やＥＬ層の材料等に限定を加えるものではない。

【０１５８】〔実施例５〕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。

【０１５９】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。

【０１６０】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８−３
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。

【０１６１】また、本出願人による特願平１１−０７６
９６７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。

【０１６２】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。

【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。

【０１６４】〔実施例６〕本願発明の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。

【０１６５】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。

【０１６６】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、時分割駆動と呼ばれる階調表
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。

【０１６７】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
表示を行う時分割駆動に適した素子であると言える。

【０１６８】このように、本願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。

【０１６９】〔実施例７〕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。

【０１７０】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。

【０１７１】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
電力ばかり大きくで必要以上に明るい表示となってしま
うことになる。

【０１７２】そのような場合に備えて、本願発明の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、本願発明のＥＬ表示装置の消費電力
を低減することが可能となる。

【０１７３】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。

【０１７４】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。

【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て実施することが可
能である。

【０１７６】〔実施例８〕本願発明を実施して形成され
たＥＬ表示装置は、自発光型であるため液晶表示装置に
比べて明るい場所での視認性に優れ、しかも視野角が広
い。従って、様々な電子装置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Ｅ
Ｌ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）の表示部として本願発明のＥＬ表示装置を用
いるとよい。

【０１７７】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子装置の表示部とし
て本願発明のＥＬ表示装置を用いることができる。

【０１７８】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（登録商標）（Ｌ
Ｄ）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。それら電子
装置の具体例を図１４に示す。

【０１７９】図１４（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。本願発明は表示部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。

【０１８０】図１４（Ｂ）はビデオカメラであり、本体
２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作
スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０
６等を含む。本願発明のＥＬ表示装置は表示部２１０２
に用いることができる。

【０１８１】図１４（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、表示部２
２０４、光学系２２０５、ＥＬ表示装置２２０６等を含
む。本願発明はＥＬ表示装置２２０６に用いることがで
きる。

【０１８２】図１４（Ｄ）は記録媒体を備えた画像再生
装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体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、本願発明の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。

【０１８３】図１４（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。本願発明のＥＬ表示装置は表示部２４０５に用
いることができる。

【０１８４】図１４（Ｆ）はパーソナルコンピュータで
あり、本体２５０１、筐体２５０２、表示部２５０３、
キーボード２５０４等を含む。本願発明のＥＬ表示装置
は表示部２５０３に用いることができる。

【０１８５】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。

【０１８６】また、上記電子装置はインターネットやＣ
ＡＴＶ（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
本願発明のＥＬ表示装置を電子装置の表示部として用い
ることは極めて有効である。

【０１８７】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。

【０１８８】ここで図１５（Ａ）は携帯電話であり、本
体２６０１、音声出力部２６０２、音声入力部２６０
３、表示部２６０４、操作スイッチ２６０５、アンテナ
２６０６を含む。本願発明のＥＬ表示装置は表示部２６
０４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。

【０１８９】また、図１５（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２７
０３、２７０４を含む。本願発明のＥＬ表示装置は表示
部２７０２に用いることができる。また、本実施例では
車載用カーオーディオを示すが、据え置き型のカーオー
ディオに用いても良い。なお、表示部２７０４は黒色の
背景に白色の文字を表示することで消費電力を抑えられ
る。これは据え置き型のカーオーディオにおいて特に有
効である。

【０１９０】以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて
広く、あらゆる分野の電子装置に用いることが可能であ
る。また、本実施例の電子装置は実施例１〜７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。

【０１９１】

【発明の効果】本願発明を実施することでＥＬ表示装置
の画素部において画素間の輪郭が明瞭なものとなり、高
精細な画像表示の可能なＥＬ表示装置が得られる。ま
た、本願発明では画素間の隙間を隠すために遮光膜を用
いるが、その遮光膜を対向基板側に設けることで歩留ま
りの低下を防いでいる。さらに、本願発明のＥＬ表示装
置は、液晶表示装置の製造ラインを転用して作製するこ
とが可能であるため、設備投資の負担が小さくて済む。
従って、安価で、且つ、高精細な画像表示の可能なＥＬ
表示装置が得られる。また、本願発明のＥＬ表示装置を
表示部として用いることにより、安価で視認性の高い電
子装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【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表示装置の外観を示す図。

【図８】ＥＬ表示装置の回路ブロック構成を示す
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表示装置の外観を示す図。

【図１２】ＥＬ表示装置の画素の構成を示す図。

【図１３】ＥＬ表示装置の画素の断面構造を示す図。

【図１４】電子装置の具体例を示す図。

【図１５】電子装置の具体例を示す図。

【図１６】有機物質の色度座標を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｆ 9/30 ３４９Ｇ０９Ｆ 9/30 ３４９Ｂ３６５３６５ＺＨ０５Ｂ 33/10 Ｈ０５Ｂ 33/10 33/12 33/12 ＢＥ 33/14 33/14 Ａ (31)優先権主張番号特願平11−336247 (32)優先日平成11年11月26日(1999．11．26) (33)優先権主張国日本（ＪＰ）Ｆターム(参考） 2H102 BB06 3K007 AB04 AB17 AB18 BA06 BB06 CA01 CA02 CA04 CA05 CA06 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 FA02 FA03 5C094 AA01 AA05 AA08 AA43 AA44 BA03 BA27 CA19 EA04 EB02 ED02 HA05 HA07 HA08 HA10 5G435 AA01 AA04 AA17 BB05 FF13 GG12 KK05 LL04 LL07 LL08 LL14 LL17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＴＦＴ、該ＴＦＴに電気的に接続された画
素電極及び該画素電極を陰極とするＥＬ素子を含む画素
が配列されたアクティブマトリクス基板並びに前記アク
ティブマトリクス基板に貼り合わせられた対向基板を有
し、前記対向基板には前記画素の縁に対応した位置に遮
光膜が設けられていることを特徴とするＥＬ表示装置。
【請求項２】ＴＦＴ、該ＴＦＴに電気的に接続された画
素電極及び該画素電極を陰極とするＥＬ素子を含む画素
が配列されたアクティブマトリクス基板並びに前記アク
ティブマトリクス基板に貼り合わせられた対向基板を有
し、前記対向基板は前記アクティブマトリクス基板との
間に密閉空間を形成するように貼り合わせられ、前記対
向基板には前記画素の縁に対応した位置に遮光膜が設け
られていることを特徴とするＥＬ表示装置。
【請求項３】ＴＦＴ、該ＴＦＴに電気的に接続された画
素電極及び該画素電極を陰極とするＥＬ素子を含む画素
が配列されたアクティブマトリクス基板並びに前記アク
ティブマトリクス基板に貼り合わせられた対向基板を有
し、前記対向基板には前記画素の縁に対応した位置に遮
光膜が設けられ、且つ、前記画素に対応した位置にカラ
ーフィルターが設けられていることを特徴とするＥＬ表
示装置。
【請求項４】ＴＦＴ、該ＴＦＴに電気的に接続された画
素電極及び該画素電極を陰極とするＥＬ素子を含む画素
が配列されたアクティブマトリクス基板並びに前記アク
ティブマトリクス基板に貼り合わせられた対向基板を有
し、前記対向基板は前記アクティブマトリクス基板との
間に密閉空間を形成するように貼り合わせられ、前記対
向基板には前記画素の縁に対応した位置に遮光膜が設け
られ、且つ、前記画素に対応した位置にカラーフィルタ
ーが設けられていることを特徴とするＥＬ表示装置。
【請求項５】請求項３または請求項４において、前記カ
ラーフィルターは乾燥剤を含有した樹脂からなることを
特徴とするＥＬ表示装置。
【請求項６】請求項１乃至請求項５のいずれか一におい
て、前記遮光膜は乾燥剤を含有した樹脂からなることを
特徴とするＥＬ表示装置。
【請求項７】請求項１乃至請求項５のいずれか一におい
て、前記ＥＬ素子はポリマー系有機物質からなる発光層
を含むことを特徴とするＥＬ表示装置。
【請求項８】請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載
のＥＬ表示装置を用いたことを特徴とする電子装置。
【請求項９】ＴＦＴ、該ＴＦＴに電気的に接続された画
素電極及び該画素電極を陰極とするＥＬ素子を含む画素
が配列されたアクティブマトリクス基板を形成し、対向基板に遮光膜を形成し、前記遮光膜と前記画素の縁とが前記対向基板の法線方向
から見て重なるように、前記遮光膜の形成された対向基
板を前記アクティブマトリクス基板に貼り合わせること
を特徴とするＥＬ表示装置の作製方法。
【請求項１０】ＴＦＴ、該ＴＦＴに電気的に接続された
画素電極及び該画素電極を陰極とするＥＬ素子を含む画
素が配列されたアクティブマトリクス基板を形成し、対向基板に遮光膜及びカラーフィルターを形成し、前記遮光膜と前記画素の縁とが、並びに前記カラーフィ
ルターと前記画素とが前記対向基板の法線方向から見て
重なるように、前記遮光膜の形成された対向基板を前記
アクティブマトリクス基板に貼り合わせることを特徴と
するＥＬ表示装置の作製方法。
【請求項１１】請求項１０において、前記カラーフィル
ターとして乾燥剤を含有した樹脂が用いられることを特
徴とするＥＬ表示装置の作製方法。
【請求項１２】請求項９乃至請求項１１のいずれか一に
おいて、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板
との間には密閉空間が形成されることを特徴とするＥＬ
表示装置の作製方法。
【請求項１３】請求項９乃至請求項１１のいずれか一に
おいて、前記遮光膜として乾燥剤を含有した樹脂が用い
られることを特徴とするＥＬ表示装置の作製方法。
【請求項１４】請求項９乃至請求項１１のいずれか一に
おいて、前記ＥＬ素子の発光層としてポリマー系有機物
質が用いられることを特徴とするＥＬ表示装置の作製方
法。