JP2001318628A

JP2001318628A - 発光装置および電気器具

Info

Publication number: JP2001318628A
Application number: JP2001053361A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 舜平山崎; Jun Koyama; 潤小山; Kazutaka Inukai; 和隆犬飼
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2001-11-16
Anticipated expiration: 2021-02-28
Also published as: JP4776792B2

Abstract

(57)【要約】【課題】マスク数を増加させることなく、ブラックマ
スクを用いずにＥＬ表示装置の劣化の防止、及び画素開
口率の改善を課題とする。【解決手段】ゲート配線１４５とは別の層に第１の電極
１１３を設け、デート電極とし、画素のスイッチング用
ＴＦＴの半導体層はゲート配線１４５と重ねることによ
って遮光して、ＴＦＴの劣化を抑え、且つ高い画素開口
率を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子（半導体
薄膜を用いた素子）を基板上に作り込んで形成されたＥ
Ｌ（エレクトロルミネッセンス）表示装置及びそのＥＬ
表示装置を表示ディスプレイ（表示部）として用いた電
気器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、基板上にＴＦＴ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Ｔ
ＦＴよりも電界効果移動度（モビリティともいう）が高
いので、高速動作が可能である。

【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（以
下、スイッチング素子という）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）を発光させる発光装置である。例えば特開平１
０−１８９２５２号に記載されたＥＬ表示装置がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】アクティブマトリクス
型ＥＬ表示装置は、光の放射方向で２通りの構造が考え
られる。一つは、発光素子（以下、ＥＬ素子と呼ぶ）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
に入る構造である。この場合、観測者は対向基板側から
画像を認識することができる。もう一つは、ＥＬ素子か
ら発した光が素子基板を透過して放射されて観測者の目
に入る構造である。この場合、観測者は素子基板側から
画像を認識することができる。

【０００６】前者の構造は、外部からの光が対向基板を
透過して、各画素電極の間隙に存在するＴＦＴに照射さ
れ、ＴＦＴの劣化が生じていた。ただし、外部からの光
はそれほど強力ではないためＴＦＴの劣化は大きいもの
ではなかった。

【０００７】一方、一般的に多く用いられている後者の
構造は、ＥＬ素子から発した光が素子基板を透過して放
射されるため、ＥＬ素子から発した光がＴＦＴに照射さ
れ、ＴＦＴの劣化が生じ大きな問題となっていた。

【０００８】また、表示性能の面から画素には大きな保
持容量を持たせるとともに、高開口率化が求められてい
る。各画素が高い開口率を持つことにより光利用効率が
向上し、表示装置の省電力化および小型化が達成でき
る。

【０００９】近年、画素サイズの微細化が進み、より高
精細な画像が求められている。画素サイズの微細化は１
つの画素に占めるＴＦＴ及び配線の形成面積が大きくな
り画素開口率を低減させている。

【００１０】そこで、規定の画素サイズの中で各画素の
高開口率を得るためには、画素の回路構成に必要な回路
要素を効率よくレイアウトすることが不可欠である。

【００１１】以上のように、少ないマスク数で画素開口
率の高いアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置を実現す
るためには、従来にない全く新しい画素構成が求められ
ている。

【００１２】本発明は、そのような要求に答えるもので
あり、マスク数及び工程数を増加させることなく、高い
開口率を実現した画素構造を有するＥＬ表示装置を提供
することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述した従来技術の課題
を解決するために以下の手段を講じた。

【００１４】本発明は、ブラックマトリクスを用いるこ
となく、ＴＦＴ及び画素間を遮光する画素構造を特徴と
している。ＴＦＴを遮光する手段の一つとして、ゲート
電極とソース配線とを第１絶縁膜上に形成し、活性層と
なる半導体層の大部分を第１絶縁膜とは異なる第２絶縁
膜上に形成されたゲート配線で覆うことを特徴としてい
る。また、画素間を遮光する手段の一つとして、画素電
極をソース配線と重ねて配置することも特徴としてい
る。

【００１５】なお、上記ＴＦＴは、画素に配置されたス
イッチング用ＴＦＴ、あるいは電流制御用ＴＦＴを指し
ている。

【００１６】本明細書で開示する発明の構成は、複数の
ソース配線と、複数のゲート配線と、複数の電流供給線
と、複数の画素とを有する発光装置であって、前記複数
の画素はスイッチング用ＴＦＴと、電流制御用ＴＦＴ
と、発光素子とをそれぞれ有しており、前記スイッチン
グ用ＴＦＴは、絶縁表面上にソース領域及びドレイン領
域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に挟ま
れるチャネル形成領域とを有する半導体層（第１の半導
体層２００）と、前記半導体層（第１の半導体層２０
０）上に第１絶縁膜（ゲート絶縁膜）と、前記第１絶縁
膜上に前記チャネル形成領域と重なる電極（第１の電極
１１３）と、前記第１絶縁膜上にソース配線（１１５）
と、前記電極（第１の電極１１３）及び前記ソース配線
を覆う第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜上に前記電極（第
１の電極１１３）と接続されたゲート配線（１４５）と
を有することを特徴とする発光装置である。

【００１７】また、上記構成において、前記半導体層
（第１の半導体層２００、９００）は、前記ゲート配線
と重なる領域を有することを特徴としている。

【００１８】また、上記ゲート配線と重なる領域は、チ
ャネル形成領域、あるいは、前記チャネル形成領域と前
記ドレイン領域との間に存在する領域、あるいは、前記
チャネル形成領域と前記ソース領域との間に存在する領
域を少なくとも含むことを特徴としており、外部からの
光から保護されている。

【００１９】また、絶縁膜を介して一つの半導体層上に
複数のゲート電極が存在するマルチゲート構造の場合
は、一つの半導体層に複数のチャネル形成領域が存在し
ており、あるチャネル形成領域とその他のチャネル形成
領域との間に存在する領域と重なるように前記ゲート配
線を配置することが望ましい。

【００２０】また、マスク数の増加を抑えるために、前
記第１絶縁膜上に前記電極及び前記ソース配線が同一材
料で形成され、前記第２絶縁膜上に前記画素電極、前記
接続電極、及び前記ゲート配線が同一材料で形成された
ことを特徴としている。

【００２１】また、他の発明の構成は、複数のソース配
線と、複数の第１のゲート配線と、複数の電流供給線
と、複数の第２のゲート配線と、複数の画素とを有する
発光装置であって、前記複数の画素はスイッチング用Ｔ
ＦＴと、電流制御用ＴＦＴと、消去用ＴＦＴと、発光素
子とをそれぞれ有しており、前記スイッチング用ＴＦＴ
は、絶縁表面上にソース領域及びドレイン領域と、前記
ソース領域と前記ドレイン領域との間に挟まれるチャネ
ル形成領域とを有する半導体層（第１の半導体層９０
０）と、前記半導体層（第１の半導体層９００）上に第
１絶縁膜（ゲート絶縁膜）と、前記第１絶縁膜上に前記
チャネル形成領域と重なる電極（第１の電極８０５）
と、前記第１絶縁膜上にソース配線（８０３）と、前記
電極（第１の電極８０５）及び前記ソース配線（８０
３）を覆う第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜上に前記電極
（第１の電極８０５）と接続された第１のゲート配線
（８０１）とを有することを特徴とする発光装置であ
る。

【００２２】また、他の発明の構成は、複数のソース配
線と、複数の第１のゲート配線と、複数の電流供給線
と、複数の第２のゲート配線と、複数の画素とを有する
発光装置であって、前記複数の画素はスイッチング用Ｔ
ＦＴと、電流制御用ＴＦＴと、消去用ＴＦＴと、発光素
子とをそれぞれ有しており、前記消去用ＴＦＴは、絶縁
表面上にソース領域及びドレイン領域と、前記ソース領
域と前記ドレイン領域との間に挟まれるチャネル形成領
域とを有する半導体層と、前記半導体層上に第１絶縁膜
（ゲート絶縁膜）と、前記第１絶縁膜上に前記チャネル
形成領域と重なる第１の電極（第３の電極８０７）と、
前記第１絶縁膜上に第２の電極（第２の電極８０６）
と、前記第１の電極（第３の電極８０７）及び前記第２
の電極（第２の電極８０６）を覆う第２絶縁膜と、前記
第２絶縁膜上に前記第１の電極（第３の電極８０７）と
接続された第２のゲート配線（８０２）とを有すること
を特徴とする発光装置である。

【００２３】また、上記構成において、前記半導体層
は、前記第２のゲート配線（８０２）と重なる領域を有
することを特徴としており、少なくともチャネル形成領
域と前記第２のゲート配線（８０２）が重なる。

【００２４】また、上記第２のゲート配線（８０２）と
重なる領域は、チャネル形成領域、あるいは、前記チャ
ネル形成領域と前記ドレイン領域との間に存在する領
域、あるいは、前記チャネル形成領域と前記ソース領域
との間に存在する領域を少なくとも含むことを特徴とし
ており、外部からの光から保護されている。

【００２５】また、上記構成において、前記チャネル形
成領域と重なる第１の電極（第３の電極８０７）は、消
去用ＴＦＴのゲート電極である。

【００２６】また、上記構成において、前記第２の電極
（第２の電極８０６）は電流制御用ＴＦＴのゲート電極
であり、且つスイッチング用ＴＦＴのドレイン領域と接
続されたことを特徴としている。

【００２７】また、マスク数の増加を抑えるために、前
記第１のゲート配線及び前記第２のゲート配線は同一材
料で形成されたことを特徴としている。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、以下
に説明する。

【００２９】本発明のＥＬ表示装置は、基本的な構成と
して、素子基板上に画素がマトリクス状に配置されてい
る画素部と、画素部を駆動する駆動回路を有している。

【００３０】各画素には各々スイッチング用ＴＦＴと電
流制御用ＴＦＴの二つが形成される。このときスイッチ
ング用ＴＦＴのドレインは電流制御用ＴＦＴのゲートに
電気的に接続されている。さらに、電流制御用ＴＦＴの
ドレインには画素電極が電気的に接続される。こうして
画素部が形成される。

【００３１】また、画素を駆動するための駆動回路は、
ｎチャネル型ＴＦＴやｐチャネル型ＴＦＴで形成されて
いる。

【００３２】本発明の画素構造の具体例を図１に示す。
また、図１に示す画素構造の等価回路を図２に示した。
ただし、ここでは画素内に二つのＴＦＴを形成している
例を示したが、画素内に三つのＴＦＴを形成する画素構
造としてもよい。

【００３３】図１及び図２に示すように、画素部は、行
方向に配置されたゲート配線１４５と、列方向に配置さ
れたソース配線１１５、電流供給線１１６と、ゲート配
線及びソース配線と接続しているスイッチング用ＴＦＴ
２０２と、発光素子２０４及び電流供給線と接続してい
る電流制御用ＴＦＴ２０３と、保持容量２０７とを含ん
でいる。

【００３４】ただし、図１におけるゲート配線は、行方
向に配置された島状の第１の電極１１３と接続したもの
を指している。また、ゲート配線１４５は第２絶縁膜上
に接して設けられたものである。一方、島状の第１の電
極１１３は、ソース配線１３７、電流供給線１１６と同
様に第１絶縁膜（以下、ゲート絶縁膜とも呼ぶ）上に接
して形成されたものである。

【００３５】また、接続電極１４０は接続電極１４１、
接続電極１４３、接続電極１４４、およびゲート配線１
４５と同様に第２絶縁膜（以下、層間絶縁膜とも呼ぶ）
上に形成されたものである。

【００３６】また、電流制御用ＴＦＴと接続している接
続電極１４１と接して重なるように画素電極１４６を配
置する。また、画素電極１４６の端部はソース配線１１
５と重なる。なお、この画素電極１４６を陽極として、
ＥＬ層、陰極、保護電極等を形成し、アクティブマトリ
クス型ＥＬ表示装置が完成する。本明細書では、陽極、
ＥＬ層、及び陰極で形成される発光素子をＥＬ素子と呼
ぶ。

【００３７】また、ＥＬ層は通常、積層構造となってお
り、代表的には、コダック・イーストマン・カンパニー
のＴａｎｇらが提案した「正孔輸送層／発光層／電子輸
送層」の積層構造が挙げられる。また、他にも正孔注入
層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、または正孔注入
層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層の順
に積層する構造でも良い。また、発光層に対して蛍光性
色素等をドーピングしてもよい。本明細書において、上
述した正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、
電子注入層等の全ての層を総称してＥＬ層に含まれる。

【００３８】本発明の画素構造とすることによって、Ｔ
ＦＴの活性層はゲート配線と重ねることが可能となり、
遮光することができる。

【００３９】少なくとも素子基板上のスイッチング用Ｔ
ＦＴを遮光するため、第１の半導体層２００のうち少な
くともチャネル形成領域は、ゲート配線１４５により遮
光されるよう配置する。また、チャネル形成領域以外に
も、チャネル形成領域と前記ドレイン領域との間に存在
する領域（ＬＤＤ領域、オフセット領域等）や、チャネ
ル形成領域と前記ソース領域との間に存在する領域をゲ
ート配線１４５により遮光することが望ましい。また、
図１の構造はマルチゲート構造となっているため一つの
半導体層には、複数のチャネル形成領域が存在してい
る。従って、あるチャネル形成領域とその他のチャネル
形成領域との間に存在する領域もゲート配線１４５によ
って遮光することが望ましい。

【００４０】なお、スイッチング用ＴＦＴをマルチゲー
ト構造とすることによってスイッチング用ＴＦＴのオフ
電流を下げることができる。また、電流制御用ＴＦＴを
マルチゲート構造とすれば、電流制御用ＴＦＴの熱によ
る劣化を抑えることができる。

【００４１】このゲート配線１４５は、ゲート電極とな
る第１の電極１１３が設けられた絶縁膜とは異なる絶縁
膜上に接して形成されている。

【００４２】このような構成とすることによって、素子
基板のスイッチング用ＴＦＴは、ゲート配線１４５によ
り遮光することができる。

【００４３】また、一つの画素のコンデンサ（保持容
量、補助容量とも言う）は、第２の半導体層２０１を覆
う絶縁膜を誘電体とし、第２の半導体層２０１と、第２
の電極１１４とで形成している。この第２の半導体層は
保持容量を構成する一方の電極の機能を有するとともに
電流制御用ＴＦＴの活性層としても機能する。また、第
２の電極１１４は、保持容量を構成する一方の電極の機
能を有するとともに接続電極１４３によってスイッチン
グ用ＴＦＴのドレイン領域と電気的に接続している。さ
らに、第２の電極１１４の一部は、電流制御用ＴＦＴの
ゲート電極として機能する。

【００４４】また、電流制御用ＴＦＴはｐチャネル型Ｔ
ＦＴであり、第２の半導体層の一部にはｐ型を付与する
不純物元素が添加されている。保持容量の一方の電極と
なる第２の半導体層の部分にもｐ型を付与する不純物元
素が添加されている。

【００４５】なお、ここでは第２の電極を用いて保持容
量を形成しているが、特に限定されず、容量配線や容量
電極を配置する画素構造としてもよい。

【００４６】また、図１に示す画素構造を有する画素部
と駆動回路とを有する素子基板を形成するために必要な
マスク数は、６枚とすることができる。即ち、１枚目
は、第１の半導体層２００及び第２の半導体層２０１を
パターニングするマスク、２枚目は、第１の電極１１
３、第２の電極１１４、ソース配線１１５、及び電流供
給線１１６をパターニングするマスク、３枚目は、第２
の半導体層２０１にｐ型を付与する不純物元素を添加す
る際、ｎチャネル型ＴＦＴを覆うためのマスク、４枚目
は、第１の半導体層と第２の半導体層と第１の電極と第
２の電極とソース配線と電流供給線とにそれぞれ達する
コンタクトホールを形成するマスク、５枚目は、接続電
極１４０、１４１、１４３、１４４、及びゲート配線１
４５をパターニングするためのマスク、６枚目は画素電
極１４６をパターニングするためのマスクである。

【００４７】以上のように、図１に示す画素構造とした
場合、少ないマスク数で画素開口率の高いアクティブマ
トリクス型ＥＬ表示装置を実現することができる。

【００４８】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。

【００４９】

【実施例】[実施例１]本発明の実施例について図３〜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。なお、ここでは、１つの画素に２つのＴ
ＦＴを有する画素構造を示す。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。

【００５０】まず、図３（Ａ）に示すように、ガラス基
板１００上に下地膜１０１を３００ｎｍの厚さに形成す
る。本実施例では下地膜１０１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１００に接する方
の窒素濃度を１０〜２５ｗｔ％としておくと良い。

【００５１】また、下地膜１０１の一部として、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。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。

【００５２】次に、下地膜１０１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。

【００５３】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）１０２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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】次に、図３（Ｂ）に示すように、結晶質珪
素膜１０２上に酸化珪素膜でなる保護膜１０３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１０３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。

【００５７】そして、その上にレジストマスク１０４
a、１０４bを形成し、保護膜１０３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。

【００５８】この工程により形成されるｎ型不純物領域
１０５には、ｎ型不純物元素が２×１０¹⁶〜５×１０¹⁹
atoms/cm³（代表的には５×１０¹⁷〜５×１０¹⁸atoms/c
m³）の濃度で含まれるようにドーズ量を調節する。

【００５９】次に、図３（Ｃ）に示すように、保護膜１
０３およびレジスト１０４ａ、１０４ｂ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１０
３をつけたままレーザー光を照射しても良い。

【００６０】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。

【００６１】この工程によりｎ型不純物領域１０５の端
部、即ち、ｎ型不純物領域１０５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。

【００６２】次に、図３（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）１０６〜１０９を形成する。

【００６３】次に、図３（Ｅ）に示すように、活性層１
０６〜１０９を覆ってゲート絶縁膜１１０を形成する。
ゲート絶縁膜１１０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。

【００６４】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１１１〜１１４、ソ
ース配線１１５、及び電流供給線１１６を形成する。こ
のゲート電極１１１〜１１４、ソース配線１１５、及び
電流供給線１１６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）とを別の絶縁膜上に形成する。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】また、この時、ゲート電極１１２はｎ型不
純物領域１０５の一部とゲート絶縁膜１１０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。

【００６９】次に、図４（Ａ）に示すように、ゲート電
極１１１〜１１４を含む第１の電極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１１７〜１２４には
ｎ型不純物領域１０５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３×１０¹ ⁷〜３×１０¹⁸atoms/cm³）の濃
度が好ましい。

【００７０】次に、図４（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１２５a〜１２５ｄ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１２６〜１３０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２×１０²⁰〜５×１０²¹a
toms/cm³）となるように調節する。

【００７１】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４（Ａ）の工程で形成したｎ型
不純物領域１２０〜１２２の一部を残す。

【００７２】次に、図４（Ｃ）に示すように、レジスト
マスク１２５a〜１２６ｄを除去し、新たにレジストマ
スク１３１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１３２〜１３５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５×１０²⁰〜１×１
０²¹atoms/cm³ノ）濃度となるようにボロンを添加する。

【００７３】なお、不純物領域１３２〜１３５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。

【００７４】次に、図４（Ｄ）に示すように、レジスト
マスク１３１を除去する。

【００７５】次に、図５（Ａ）に示すように、第１層間
絶縁膜１３６を形成した後、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。第１層間絶
縁膜１３６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〜１．５μ
mとすれば良い。本実施例では、２００ｎｍ厚の窒化酸
化珪素膜を形成した。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。

【００７６】このとき、第１層間絶縁膜はゲート電極の
酸化を防止する役目を果たしている。

【００７７】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。

【００７８】なお、第１層間絶縁膜１３６に積層膜を用
いる場合、一つの層を形成する工程と他の層を形成する
工程との間に水素化処理を行っても良い。

【００７９】次に、活性化工程が終了したら図５（Ｂ）
に示すように、第２層間絶縁膜１３７を形成した後、第
１層間絶縁膜１３６、第２層間絶縁膜１３７、及びゲー
ト絶縁膜１１０に対してコンタクトホールを形成し、各
配線（接続電極を含む）１３８〜１４５をパターニング
形成した後、接続電極１４１に接する画素電極１４６を
パターニング形成する。なお、図１は、この画素電極１
４６形成後での上面図を示しており、図１中の点線Ａ−
Ａ’または点線Ｂ−Ｂ’で切断した断面図が図５（Ｂ）
にそれぞれ対応している。

【００８０】第２層間絶縁膜１３７としては、有機樹脂
を材料とする膜を用い、その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。

【００８１】コンタクトホールの形成は、ドライエッチ
ングまたはウエットエッチングを用い、ｎ型の不純物領
域１２６〜１３０またはｐ型の不純物領域１３２〜１３
５に達するコンタクトホール、ソース配線１１５に達す
るコンタクトホール、電流供給線１１６に達するコンタ
クトホール、及びゲート電極１１３に達するコンタクト
ホール（図示せず）をそれぞれ形成する。

【００８２】また、配線（接続電極を含む）１３８〜１
４５として、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層構造の積層膜を所望の形状にパターニ
ングしたものを用いる。勿論、他の導電膜でも良い。

【００８３】また、１３８はｐ型の不純物領域１３２と
接続するソース配線、１３９はｎ型の不純物領域１２７
と接続するソース配線、１４２はｐ型の不純物領域１３
３及びｎ型の不純物領域１２６と接続するドレイン配線
である。また、１４０はソース配線１１５とｎ型の不純
物領域１２８とを接続する接続電極である。また、１４
４は電流供給線１１６とｐ型の不純物領域１３５とを接
続する接続電極である。また、図５では図示しないが、
１４５はゲート配線であり、ゲート電極１１３とコンタ
クトホールを通じて接続されている。また、図５では図
示しないが、１４３はｎ型の不純物領域１３０とゲート
電極１１４とを接続する接続電極である。１４１は後の
工程で形成する画素電極とｐ型の不純物領域１３４とを
接続する接続電極である。

【００８４】また、本実施例では、画素電極１４６とし
てＩＴＯ膜を１１０ｎｍの厚さに形成し、パターニング
を行った。画素電極１４６を接続電極１４１と接して重
なるように配置することでコンタクトを取っている。ま
た、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）
を混合した透明導電膜を用いても良い。この画素電極１
４６がＥＬ素子の陽極となる。

【００８５】次に、珪素を含む絶縁膜（本実施例では酸
化珪素膜）を５００ｎｍの厚さに形成し、画素電極１４
６に対応する位置に開口部を形成して第３層間絶縁膜１
４７を形成する。開口部を形成する際、ウェットエッチ
ング法を用いることで容易にテーパー形状の側壁とする
ことができる。開口部の側壁が十分になだらかでないと
段差に起因するＥＬ層の劣化が顕著な問題となってしま
う。

【００８６】次に、ＥＬ層１４８及び陰極（ＭｇＡｇ電
極）１４９を、真空蒸着法を用いて大気解放しないで連
続形成する。なお、ＥＬ層１４８の膜厚は８００〜２０
０ｎｍ（典型的には１００〜１２０ｎｍ）、陰極１４９
の厚さは１８０〜３００ｎｍ（典型的には２００〜２５
０ｎｍ）とすれば良い。

【００８７】この工程では、赤色に対応する画素、緑色
に対応する画素及び青色に対応する画素に対して順次、
ＥＬ層及び陰極を形成する。但し、ＥＬ層は溶液に対す
る耐性に乏しいためフォトリソグラフィ技術を用いずに
各色個別に形成しなくてはならない。そこでメタルマス
クを用いて所望の画素以外を隠し、必要箇所だけ選択的
にＥＬ層及び陰極を形成するのが好ましい。

【００８８】即ち、まず赤色に対応する画素以外を全て
隠すマスクをセットし、そのマスクを用いて赤色発光の
ＥＬ層及び陰極を選択的に形成する。次いで、緑色に対
応する画素以外を全て隠すマスクをセットし、そのマス
クを用いて緑色発光のＥＬ層及び陰極を選択的に形成す
る。次いで、同様に青色に対応する画素以外を全て隠す
マスクをセットし、そのマスクを用いて青色発光のＥＬ
層及び陰極を選択的に形成する。なお、ここでは全て異
なるマスクを用いるように記載しているが、同じマスク
を使いまわしても構わない。また、全画素にＥＬ層及び
陰極を形成するまで真空を破らずに処理することが好ま
しい。

【００８９】ここではＲＧＢに対応した三種類のＥＬ素
子を形成する方式を用いたが、白色発光のＥＬ素子とカ
ラーフィルタを組み合わせた方式、青色または青緑発光
のＥＬ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）に透明電極を利用
してＲＧＢに対応したＥＬ素子を重ねる方式などを用い
てもよい。

【００９０】なお、ＥＬ層１４８としては公知の材料を
用いることができる。公知の材料としては、駆動電圧を
考慮すると有機材料を用いるのが好ましい。例えば正孔
注入層、正孔輸送層、発光層及び電子注入層でなる４層
構造をＥＬ層とすれば良い。また、本実施例ではＥＬ素
子の陰極としてＭｇＡｇ電極を用いた例を示すが、公知
の他の材料であっても良い。

【００９１】次いで、ＥＬ層及び陰極を覆って保護電極
１５０を形成する。この保護電極１５０としてはアルミ
ニウムを主成分とする導電膜を用いれば良い。保護電極
１５０はＥＬ層及び陰極を形成した時とは異なるマスク
を用いて真空蒸着法で形成すれば良い。また、ＥＬ層及
び陰極を形成した後で大気解放しないで連続的に形成す
ることが好ましい。

【００９２】最後に、窒化珪素膜でなるパッシベーショ
ン膜１５１を３００ｎｍの厚さに形成する。実際には保
護電極１５０がＥＬ層を水分等から保護する役割を果た
すが、さらにパッシベーション膜１５１を形成しておく
ことで、ＥＬ素子の信頼性をさらに高めることができ
る。

【００９３】こうして図５（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。

【００９４】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。

【００９５】本実施例の場合、図５（Ｃ）に示すよう
に、ｎチャネル型２０５の活性層は、ソース領域１５
２、ドレイン領域１５３、ＬＤＤ領域１５４及びチャネ
ル形成領域１５５を含み、ＬＤＤ領域１５４はゲート絶
縁膜１１０を挟んでゲート電極１１２と重なっている。

【００９６】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１５４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。

【００９７】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。

【００９８】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。

【００９９】なお、実際には図５（Ｃ）まで完成した
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。

【０１００】また、パッケージング等の処理により気密
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。

【０１０１】なお、図６（Ａ）は上記作製方法で得られ
たＥＬモジュール（ＥＬ表示装置）の上面図であり、図
６（Ｂ）はその断面図である。

【０１０２】図６（Ａ）において、４００１は基板、４
００２は画素部、４００３はソース側駆動回路、４００
４はゲート側駆動回路であり、それぞれの駆動回路は配
線４００５を経てＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキ
ット）４００６に至り、外部機器へと接続される。

【０１０３】このとき、画素部４００２、ソース側駆動
回路４００３及びゲート側駆動回路４００４を囲むよう
にして第１シール材４１０１、カバー材４１０２、充填
材４１０３及び第２シール材４１０４が設けられてい
る。

【０１０４】また、図６（Ｂ）は図６（Ａ）をＡ−Ａ’
で切断した断面図に相当し、基板４００１の上にソース
側駆動回路４００３に含まれる駆動ＴＦＴ（但し、ここ
ではｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴを図示し
ている。）４２０１及び画素部４００２に含まれる電流
制御用ＴＦＴ（ＥＬ素子への電流を制御するＴＦＴ）４
２０２が形成されている。

【０１０５】本実施例では、駆動ＴＦＴ４２０１には図
５（Ｃ）のｐチャネル型ＴＦＴまたはｎチャネル型ＴＦ
Ｔと同じ構造のＴＦＴが用いられ、電流制御用ＴＦＴ４
２０２には図５（Ｃ）のｐチャネル型ＴＦＴと同じ構造
のＴＦＴが用いられる。また、画素部４００２には電流
制御用ＴＦＴ４２０２のゲートに接続された保持容量
（図示せず）が設けられる。

【０１０６】電流制御用ＴＦＴ４２０２のドレイン配線
に重ねて画素ＴＦＴ４２０２のドレインと電気的に接続
する画素電極（陽極）４３０２が形成される。画素電極
４３０２としては仕事関数の大きい透明導電膜が用いら
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、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸
化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることが
できる。また、前記透明導電膜にガリウムを添加したも
のを用いても良い。

【０１０７】そして、画素電極４３０２の上には絶縁膜
４３０３が形成され、絶縁膜４３０３は画素電極４３０
２の上に開口部が形成されている。この開口部におい
て、画素電極４３０２の上にはＥＬ（エレクトロルミネ
ッセンス）層４３０４が形成される。ＥＬ層４３０４は
公知の有機ＥＬ材料または無機ＥＬ材料を用いることが
できる。また、有機ＥＬ材料には低分子系（モノマー
系）材料と高分子系（ポリマー系）材料があるがどちら
を用いても良い。また、ＥＬ層として一重項励起により
発光（蛍光）する発光材料（シングレット化合物）から
なる薄膜、または三重項励起により発光（リン光）する
発光材料（トリプレット化合物）からなる薄膜を用いる
ことができる。

【０１０８】ＥＬ層４３０４の形成方法は公知の蒸着技
術もしくは塗布法技術を用いれば良い。また、ＥＬ層の
構造は正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層ま
たは電子注入層を自由に組み合わせて積層構造または単
層構造とすれば良い。

【０１０９】ＥＬ層４３０４の上には遮光性を有する導
電膜（代表的にはアルミニウム、銅もしくは銀を主成分
とする導電膜またはそれらと他の導電膜との積層膜）か
らなる陰極４３０５が形成される。また、陰極４３０５
とＥＬ層４３０４の界面に存在する水分や酸素は極力排
除しておくことが望ましい。従って、真空中で両者を連
続成膜するか、ＥＬ層４３０４を窒素または希ガス雰囲
気で形成し、酸素や水分に触れさせないまま陰極４３０
５を形成するといった工夫が必要である。本実施例では
マルチチャンバー方式（クラスターツール方式）の成膜
装置を用いることで上述のような成膜を可能とする。

【０１１０】そして陰極４３０５は４３０６で示される
領域において配線４００５に電気的に接続される。配線
４００５は陰極４３０５に所定の電圧を与えるための配
線であり、異方導電性フィルム４３０７を介してＦＰＣ
４００６に電気的に接続される。

【０１１１】以上のようにして、画素電極（陽極）４３
０２、ＥＬ層４３０４及び陰極４３０５からなるＥＬ素
子が形成される。このＥＬ素子は、第１シール材４１０
１及び第１シール材４１０１によって基板４００１に貼
り合わされたカバー材４１０２で囲まれ、充填材４１０
３により封入されている。

【０１１２】カバー材４１０２としては、ガラス材、金
属材（代表的にはステンレス材）、セラミックス材、プ
ラスチック材（プラスチックフィルムも含む）を用いる
ことができる。プラスチック材としては、ＦＲＰ（Ｆｉ
ｂｅｒｇｌａｓｓ−ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔ
ｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィル
ム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはア
クリル樹脂フィルムを用いることができる。また、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もできる。

【０１１３】但し、ＥＬ素子からの光の放射方向がカバ
ー材側に向かう場合にはカバー材は透明でなければなら
ない。その場合には、ガラス板、プラスチック板、ポリ
エステルフィルムまたはアクリルフィルムのような透明
物質を用いる。

【０１１４】また、充填材４１０３としては紫外線硬化
樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ＰＶＣ（ポ
リビニルクロライド）、アクリル、ポリイミド、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４１０３の内部に吸湿性物
質（好ましくは酸化バリウム）もしくは酸素を吸着しう
る物質（酸化防止剤等）を設けておくとＥＬ素子の劣化
を抑制できる。

【０１１５】また、充填材４１０３の中にスペーサを含
有させてもよい。このとき、スペーサを酸化バリウムで
形成すればスペーサ自体に吸湿性をもたせることが可能
である。また、スペーサを設けた場合、スペーサからの
圧力を緩和するバッファ層として陰極４３０５上に樹脂
膜を設けることも有効である。

【０１１６】また、配線４００５は異方導電性フィルム
４３０７を介してＦＰＣ４００６に電気的に接続され
る。配線４００５は画素部４００２、ソース側駆動回路
４００３及びゲート側駆動回路４００４に送られる信号
をＦＰＣ４００６に伝え、ＦＰＣ４００６により外部機
器と電気的に接続される。

【０１１７】また、本実施例では第１シール材４１０１
の露呈部及びＦＰＣ４００６の一部を覆うように第２シ
ール材４１０４を設け、ＥＬ素子を徹底的に外気から遮
断する構造となっている。こうして、図６（Ａ）の外観
を有し、図６（Ｂ）及び図５（Ｃ）の断面構造を有する
ＥＬ表示装置となる。

【０１１８】[実施例２]実施例１では、結晶質珪素膜１
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。

【０１１９】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。

【０１２０】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。

【０１２１】また、本出願人による特願平１１−０７６
９６７号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。

【０１２２】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１又は図５（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。

【０１２３】〔実施例３〕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。

【０１２４】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。

【０１２５】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。

【０１２６】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。

【０１２７】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。

【０１２８】なお、本実施例の構成は、実施例１または
実施例２の構成とも自由に組み合わせることが可能であ
る。

【０１２９】〔実施例４〕本実施例では、実施例１とは
異なる画素構造の上面図を図７（Ａ）に示す。なお、本
実施例は、保持容量の構成が異なるのみであり、それ以
外の構成は実施例１とほぼ同一である。また、図７
（Ｂ）は図７（Ａ）中の点線Ｃ−Ｃ’で切断した断面
図、図７（Ｃ）は図７（Ａ）中の点線Ｄ−Ｄ’で切断し
た断面図を示している。なお、同じ符号を用いた部分は
それぞれ実施例１と対応している。

【０１３０】まず、実施例１に従って図５（Ａ）の状態
を得る。ただし、実施例１とは第２の電極の形状が多少
異なり、後の工程で形成される容量電極と接続する部分
を有している。次いで、有機樹脂からなる層間絶縁膜を
形成し、エッチングを行いコンタクトホールを形成す
る。本実施例では、第２の電極に達する２個のコンタク
トホールが形成される。また、本実施例では、まず、有
機樹脂からなる層間絶縁膜を選択的に除去して、コンタ
クトホール部分と電流供給線と重なる部分を除去する。
次いで、マスクを１枚増やし、電流供給線と重なる部分
の層間絶縁膜１３６をマスクで覆った後、エッチングを
行いコンタクトホールを形成する。こうして、電流供給
線と重なる部分とコンタクトホール部分とが除去された
層間絶縁膜７０２が得られる。

【０１３１】次いで、ゲート配線１４５、接続電極１４
１、１４３、１４４、及び容量電極７０３を形成する。
この容量電極７０３は、第２の電極７０１と電気的に接
続されている電極である。こうして、図７（Ｃ）に示す
ように第１絶縁膜１３６を誘電体として容量電極７０３
と電流供給線１１６とで保持容量が形成される。

【０１３２】このような構成とすることでさらなる保持
容量の増加を図ることができる。

【０１３３】なお、図７（Ｂ）において示したように、
実施例１と同様に絶縁膜１１０を誘電体として第２の半
導体層２０１と第２の電極７０１とで保持容量が形成さ
れる。

【０１３４】なお、本実施例は実施例１乃至３のいずれ
か一と自由に組み合わせることができる。

【０１３５】〔実施例５〕実施例１ではＥＬ層として有
機ＥＬ材料を用いることが好ましいとしたが、本発明は
無機ＥＬ材料を用いても実施できる。但し、現在の無機
ＥＬ材料は非常に駆動電圧が高いため、そのような駆動
電圧に耐えうる耐圧特性を有するＴＦＴを用いなければ
ならない。

【０１３６】または、将来的にさらに駆動電圧の低い無
機ＥＬ材料が開発されれば、本発明に適用することは可
能である。

【０１３７】また、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。

【０１３８】〔実施例６〕本発明において、ＥＬ層とし
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。低分子系有
機物質はＡｌｑ₃（トリス−８−キノリライト−アルミ
ニウム）、ＴＰＤ（トリフェニルアミン誘導体）等を中
心とした材料が知られている。ポリマー系有機物質とし
て、π共役ポリマー系の物質が挙げられる。代表的に
は、ＰＰＶ（ポリフェニルビニレン）、ＰＶＫ（ポリビ
ニルカルバゾール）、ポリカーボネート等が挙げられ
る。

【０１３９】ポリマー系（高分子系）有機物質は、スピ
ンコーティング法（溶液塗布法ともいう）、ディッピン
グ法、ディスペンス法、印刷法またはインクジェット法
など簡易な薄膜形成方法で形成でき、低分子系有機物質
に比べて耐熱性が高い。

【０１４０】また、本発明のＥＬディスプレイが有する
ＥＬ素子において、そのＥＬ素子が有するＥＬ層が、電
子輸送層と正孔輸送層とを有している場合、電子輸送層
と正孔輸送層とを無機の材料、例えば非晶質のＳｉまた
は非晶質のＳｉ_1-XＣ_X等の非晶質半導体で構成しても良
い。

【０１４１】非晶質半導体には多量のトラップ準位が存
在し、かつ非晶質半導体が他の層と接する界面において
多量の界面準位を形成する。そのため、ＥＬ素子は低い
電圧で発光させることができるとともに、高輝度化を図
ることもできる。

【０１４２】また、有機ＥＬ層にドーパント（不純物）
を添加し、有機ＥＬ層の発光の色を変化させても良い。
ドーパントとしてＤＣＭ１、ナイルレッド、ルブレン、
クマリン６、ＴＰＢ、キナクドリン等が挙げられる。

【０１４３】〔実施例７〕本実施例では、１つの画素に
３つのＴＦＴを有する画素構造を示す。

【０１４４】本発明の画素構造の具体例の一つを図８に
示す。また、図８に示す画素構造の等価回路を図９に示
した。

【０１４５】図８及び図９に示すように、画素部は、行
方向に配置された第１のゲート配線８０１、第２のゲー
ト配線８０２と、列方向に配置されたソース配線８０
３、電流供給線８０４とを有している。また、画素部
は、第１のゲート配線８０１と接続している第１の電極
８０５の一部をゲート電極とし、接続電極８０８によっ
てソース配線８０３と接続しているスイッチング用ＴＦ
Ｔ９０２を有している。また、画素部は、接続電極８１
０によって発光素子９０４と接続し、接続電極８１１に
よって電流供給線８０４と接続している電流制御用ＴＦ
Ｔ９０３を有している。また、画素部は、第２のゲート
配線８０２と接続している第３の電極８０７の一部をゲ
ート電極とし、接続電極８１３によって電流供給線８０
４と接続している消去用ＴＦＴ９０６を有している。

【０１４６】また、各ＴＦＴは互いに接続しており、消
去用ＴＦＴ９０６は接続電極８１２によって電流制御用
ＴＦＴのゲート電極と接続されており、電流制御用ＴＦ
Ｔ９０３は、接続電極８０９によってスイッチング用Ｔ
ＦＴのドレイン領域と接続されている。

【０１４７】ただし、第１のゲート配線８０１は、行方
向に配置された島状の第１の電極８０５と接続したもの
を指している。また、第１のゲート配線８０１は第２絶
縁膜上に接して設けられたものである。一方、第２のゲ
ート配線８０２は、行方向に配置された島状の第３の電
極８０７と接続したものを指している。また、島状の第
１の電極８０５、第２の電極８０６、及び第３の電極８
０７は、ソース配線８０３、電流供給線８０４と同様に
第１絶縁膜上に接して形成されたものである。

【０１４８】また、接続電極８０８〜８１３は、第１の
ゲート配線８０１、及び第２のゲート配線８０２と同様
に第２絶縁膜（以下、層間絶縁膜とも呼ぶ）上に形成さ
れたものである。

【０１４９】また、画素部は、第２の半導体層９０１を
一方の電極とし、その第２の半導体層を接して覆う絶縁
膜を誘電体とし、もう一方の電極を第２の電極８０６と
した保持容量９０５を含んでいる。

【０１５０】また、電流制御用ＴＦＴ９０３と接続して
いる接続電極８１０と接して重なるように画素電極８１
４を配置する。また、画素電極８１４の端部はソース配
線８０３と重なる。なお、実際には、この画素電極８１
４を陽極として、ＥＬ層、陰極、保護電極等を形成し、
アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置が完成する。

【０１５１】消去用ＴＦＴの動作については特願平１１
−３３８７８６号を参照すると良い。

【０１５２】消去用ＴＦＴのドレインは電流制御用ＴＦ
Ｔのゲートに接続され、電流制御用ＴＦＴのゲート電圧
を強制的に変化させることができるようになっている。
なお、消去用ＴＦＴはｎチャネル型ＴＦＴとしてもｐチ
ャネル型ＴＦＴとしても良いが、オフ電流を小さくでき
るようにスイッチング用ＴＦＴと同一構造とすることが
好ましい。

【０１５３】また、本実施例ではスイッチング用ＴＦＴ
と消去用ＴＦＴとをマルチゲート構造としたが、特に限
定されず、スイッチング用ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴ、
または消去用ＴＦＴのいずれか１つ以上をマルチゲート
構造としてもよい。消去用ＴＦＴをマルチゲート構造と
することによって、熱による消去用ＴＦＴの劣化を抑え
ることができる。

【０１５４】なお、本実施例では画素内に３つのＴＦＴ
を設けた構造を示したが、本発明のＥＬ表示装置は画素
内にいくつのＴＦＴを設けた構造としても良い。例え
ば、四つ乃至六つまたはそれ以上のＴＦＴを設けても構
わない。本発明はＥＬ表示装置の画素構造に限定されず
に実施することが可能である。

【０１５５】〔実施例８〕本実施例では画素電極の端部
と接して重なる絶縁物をストライプ状に電流供給線また
はソース配線と重なるように配置した例である。

【０１５６】図１０は実施例７において、電極のみを示
した上面図を示している。実際には半導体層やコンタク
トホールが存在しているが簡略化のために省略した。ま
た、同じ符号を用いた箇所は同一である。なお、図１０
において、鎖線で挟まれ電流供給線８０４と重なる部分
には絶縁物が形成されている。

【０１５７】まず、実施例７に示した図８の状態を得た
後、有機絶縁膜を形成し、所望の形状にエッチングす
る。画素電極８１４の端部を覆うように有機樹脂膜から
なる絶縁物１０００、１００１をストライプ状に形成す
る。そして、有機樹脂膜からなる絶縁物１０００、１０
０１の間にＥＬ層１００２が形成される。次いで、全面
に陰極１００３が形成され、その上に保護電極１００
４、保護絶縁膜１００５が形成される。この絶縁物１０
００、１００１は隣りあう画素電極間で生じる短絡を防
止する役目を果たしている。また、陽極である画素電極
８１４と陰極１００３との短絡を防ぐ役目を果たしてい
る。

【０１５８】なお、本実施例はストライプ状に配置した
例を示したが、特に限定されず、画素電極の開口部とな
る部分以外を覆う絶縁物を配置する構造としてもよい。

【０１５９】〔実施例９〕本実施例では、アクティブマ
トリクス型ＥＬ表示装置において、生じる画像の輝度む
らを抑えるために、しきい値のばらつきΔＶｔｈとチャ
ネル幅Ｗとチャネル長Ｌとの比Ｗ／Ｌの範囲を定める方
法を以下に示す。

【０１６０】ここでは、各画素の発光輝度の差を±ｎ％
以内に抑える例を示す。

【０１６１】まず、式１から式２を導きだす。

【０１６２】

【式１】

【０１６３】

【式２】

【０１６４】上記移動度μ、ゲート容量の容量値Ｃ₀は
ＴＦＴが形成された時点で固定された値である。また所
望の発光輝度でＥＬ素子を光らせようとするとき、ＥＬ
素子の発光輝度と電流密度とは線形の関係にあるので、
ドレイン電流Ｉｄの値も固定される。よって式２の右辺
は定数Ａで置き換え、式３とする。

【０１６５】

【式３】

【０１６６】また各画素の発光輝度の差を±ｎ％以内に
抑える場合は、しきい値電圧のばらつきΔＶｔｈとチャ
ネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌの関係式は以下の式
４、式５で表される。

【０１６７】

【式４】

【０１６８】

【式５】

【０１６９】上記の式４及び式５を満たす範囲でΔＶｔ
ｈ及びＷ／Ｌの値を定めれば、ドレイン電流Ｉｄのばら
つきを±ｎ％以内に抑えることが可能である。

【０１７０】例えばしきい値電圧のばらつきΔＶｔｈが
ＴＦＴの作製プロセスによって固定されてしまう場合、
しきい値電圧のばらつきΔＶｔｈの値から、式４及び式
５によってチャネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌの範
囲が定まる。

【０１７１】またデザイン上の問題によってチャネル幅
Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌの値が固定されてしまう場
合、チャネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比Ｗ／Ｌの値から、
式４及び式５によってしきい値電圧のばらつきΔＶｔｈ
の範囲が定まる。

【０１７２】上記構成によって、本発明のＥＬディスプ
レイは各画素が有する電流制御用ＴＦＴのしきい値電圧
のばらつきによる輝度むらを抑えることが可能になる。
実際には各画素の発光輝度の差を±５％以内、好ましく
は±３％以内とすることが望ましい。

【０１７３】また、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。

【０１７４】〔実施例１０〕本実施例では、上記各実施
例において、ＥＬ層を形成する際に使用する成膜装置の
例を示す。

【０１７５】本実施例の成膜装置について図１１を用い
て説明する。図１１において、１１０１は搬送室（Ａ）
であり、搬送室（Ａ）１１０１には搬送機構（Ａ）１１
０２が備えられ、基板１１０３の搬送が行われる。搬送
室（Ａ）１１０１は減圧雰囲気にされており、各処理室
とはゲートによって遮断されている。各処理室への基板
の受け渡しは、ゲートを開けた際に搬送機構（Ａ）によ
って行われる。また、搬送室（Ａ）１１０１を減圧する
には、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などの排気ポン
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。

【０１７６】図１１の成膜装置では、搬送室（Ａ）１１
０１の側面に排気ポート１１０４が設けられ、その下に
排気ポンプが設置される。このような構造とすると排気
ポンプのメンテナンスが容易になるという利点がある。

【０１７７】以下に、各処理室についての説明を行う。
なお、搬送室（Ａ）１１０１は減圧雰囲気となるので、
搬送室（Ａ）１１０１に直接的に連結された処理室には
全て排気ポンプ（図示せず）が備えられている。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が用いら
れる。

【０１７８】まず、１１０５は基板のセッティング（設
置）を行うストック室であり、ロードロック室とも呼ば
れる。ストック室１１０５はゲート１１００aにより搬
送室（Ａ）１１０１と遮断され、ここに基板１１０３を
セットしたキャリア（図示せず）が配置される。なお、
ストック室１１０５は基板搬入用と基板搬出用とで部屋
が区別されていても良い。また、ストック室１１０５は
上述の排気ポンプと高純度の窒素ガスまたは希ガスを導
入するためのパージラインを備えている。

【０１７９】また、本実施例では基板１１０３を、素子
形成面を下向きにしてキャリアにセットする。これは後
に気相成膜（スパッタまたは蒸着による成膜）を行う際
に、フェイスダウン方式（デポアップ方式ともいう）を
行いやすくするためである。フェイスダウン方式とは、
基板の素子形成面が下を向いた状態で成膜する方式をい
い、この方式によればゴミの付着などを抑えることがで
きる。

【０１８０】次に、１１０６は搬送室（Ｂ）であり、ス
トック室１１０５とはゲート１１００bを介して連結さ
れ、搬送機構（Ｂ）１１０７を備えている。また、１１
０８は焼成室（ベーク室）であり、ゲート１１００cを
介して搬送室（Ｂ）１１０６と連結している。なお、焼
成室１１０８は基板の面の上下を反転させる機構を有す
る。即ち、フェイスダウン方式で搬送されてきた基板は
ここで一旦フェイスアップ方式に切り替わる。これは次
のスピンコータ１１０９での処理がフェイスアップ方式
で行えるようにするためである。また逆に、スピンコー
タ１１０９で処理を終えた基板は再び焼成室１１０８に
戻ってきて焼成され、再び上下を反転させてフェイスダ
ウン方式に切り替わり、ストック室１１０５へ戻る。

【０１８１】ところでスピンコータを備えた成膜室１１
０９はゲート１１００dを介して搬送室（Ｂ）１１０６
と連結している。スピンコータを備えた成膜室１１０９
はＥＬ材料を含む溶液を基板上に塗布することでＥＬ材
料を含む膜を形成する成膜室であり、本実施例ではスピ
ンコータを備えた成膜室１１０９で高分子系（ポリマー
系）有機ＥＬ材料を成膜する。なお、成膜されるＥＬ材
料は、発光層として用いるものだけでなく、電荷注入層
または電荷輸送層をも含む。また、公知のいかなる高分
子系有機ＥＬ材料を用いても良い。

【０１８２】発光層となる代表的な有機ＥＬ材料として
は、ＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）誘導体、Ｐ
ＶＫ（ポリビニルカルバゾール）誘導体またはポリフル
オレン誘導体が挙げられる。これはπ共役ポリマーとも
呼ばれる。また、電荷注入層としては、ＰＥＤＯＴ（ポ
リチオフェン）またはＰＡｎｉ（ポリアニリン）が挙げ
られる。

【０１８３】なお、本実施例ではスピンコータを用いた
成膜室を示したが、スピンコータに限定する必要はな
く、スピンコータに代えてディスペンサー、印刷または
インクジェットを用いた成膜室であっても構わない。

【０１８４】また、本実施例の成膜装置は、実施例１〜
９のいずれの構成を自由に組み合わせた構成において、
ＥＬ層を形成する際に使用することが可能である。

【０１８５】〔実施例１１〕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）の表示部として本発明のＥＬ表示装置を用い
るとよい。

【０１８６】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。

【０１８７】その様な電子器具としては、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、音響再生装置（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）（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
れら電子器具の具体例を図１２に示す。

【０１８８】図１２（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。Ｅ
Ｌ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。

【０１８９】図１２（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。本発明のＥＬ表示装置は表示部２１０２に
用いることができる。

【０１９０】図１２（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。本発明はＥＬ表示装置２２０６に用いることができ
る。

【０１９１】図１２（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。

【０１９２】図１２（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。

【０１９３】図１２（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。

【０１９４】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。

【０１９５】また、上記電子器具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
本発明のＥＬ表示装置を電子器具の表示部として用いる
ことは極めて有効である。

【０１９６】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。

【０１９７】ここで図１３（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。本発明のＥＬ表示装置は表示部２６０
４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。

【０１９８】また、図１３（Ｂ）は音響再生装置、具体
的にはカーオーディオであり、本体２７０１、表示部２
７０２、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。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。これは携帯型のオーディオに
おいて特に有効である。

【０１９９】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の電子器具に用いることが可能であ
る。また、本実施例の電子器具には実施例１〜１０に示
したいずれの構成のＥＬ表示装置を用いても良い。

【０２００】〔実施例１２〕本発明において、三重項励
起子からの燐光を発光に利用できるＥＬ材料を用いるこ
とで、外部発光量子効率を飛躍的に向上させることがで
きる。これにより、ＥＬ素子の低消費電力化、長寿命
化、および軽量化が可能になる。

【０２０１】ここで、三重項励起子を利用し、外部発光
量子効率を向上させた報告を示す。(T.Tsutsui, C.Adac
hi, S.Saito, Photochemical Processes in Organized
Molecular Systems, ed.K.Honda, (Elsevier Sci.Pub.,
Tokyo,1991) p.437.)

【０２０２】上記の論文により報告されたＥＬ材料（ク
マリン色素）の分子式を以下に示す。

【０２０３】

【化１】

【０２０４】(M.A.Baldo, D.F.O'Brien, Y.You, A.Shou
stikov, S.Sibley, M.E.Thompson,S.R.Forrest, Nature
395 (1998) p.151.)

【０２０５】上記の論文により報告されたＥＬ材料（Ｐ
ｔ錯体）の分子式を以下に示す。

【０２０６】

【化２】

【０２０７】(M.A.Baldo, S.Lamansky, P.E.Burrrows,
M.E.Thompson, S.R.Forrest, Appl.Phys.Lett.,75 (199
9) p.4.) (T.Tsutsui, M.-J.Yang, M.Yahiro, K.Nakamu
ra,T.Watanabe, T.tsuji, Y.Fukuda, T.Wakimoto, S.Ma
yaguchi, Jpn.Appl.Phys.,38 (12B) (1999) L1502.)

【０２０８】上記の論文により報告されたＥＬ材料（Ｉ
ｒ錯体）の分子式を以下に示す。

【０２０９】

【化３】

【０２１０】以上のように三重項励起子からの燐光発光
を利用できれば原理的には一重項励起子からの蛍光発光
を用いる場合より３〜４倍の高い外部発光量子効率の実
現が可能となる。

【０２１１】なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施
例１１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。

【０２１２】

【発明の効果】本発明によりマスク数及び工程数を増加
させることなく、高い開口率を実現した画素構造を有す
るアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画素部上面図を示す図。（実施例
１）

【図２】本発明の画素部における等価回路を示す
図。（実施例１）

【図３】アクティブマトリクス基板の作製工程を示
す図。（実施例１）

【図４】アクティブマトリクス基板の作製工程を示
す図。（実施例１）

【図５】アクティブマトリクス基板の作製工程を示
す図。（実施例１）

【図６】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の外
観上面図及び断面図を示す図。（実施例１）

【図７】本発明の画素部上面図を示す図。（実施例
４）

【図８】本発明の画素部上面図を示す図。（実施例
７）

【図９】本発明の画素部における等価回路を示す
図。（実施例７）

【図１０】本発明の画素部上面図及び断面図を示す
図。（実施例８）

【図１１】製造装置を示す図。（実施例１０）

【図１２】電子機器の一例を示す図。（実施例１１）

【図１３】電子機器の一例を示す図。（実施例１１）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のソース配線と、複数のゲート配線
と、複数の電流供給線と、複数の画素とを有する発光装
置であって、前記複数の画素はスイッチング用ＴＦＴと、電流制御用
ＴＦＴと、発光素子とをそれぞれ有しており、前記スイッチング用ＴＦＴは、絶縁表面上にソース領域及びドレイン領域と、前記ソー
ス領域と前記ドレイン領域との間に挟まれるチャネル形
成領域とを有する半導体層と、前記半導体層上に第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に前記チャネル形成領域と重なる電極
と、前記第１絶縁膜上にソース配線と、前記電極及び前記ソース配線を覆う第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜上に前記電極と接続されたゲート配線と
を有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】請求項１において、前記半導体層は、前記
ゲート配線と重なる領域を有することを特徴とする発光
装置。
【請求項３】請求項２において、前記ゲート配線と重な
る領域は、チャネル形成領域を少なくとも含むことを特
徴とする発光装置。
【請求項４】請求項２または請求項３において、前記ゲ
ート配線と重なる領域は、前記チャネル形成領域と前記
ドレイン領域との間に存在する領域を少なくとも含むこ
とを特徴とする発光装置。
【請求項５】請求項２乃至４のいずれか一において、前
記ゲート配線と重なる領域は、前記チャネル形成領域と
前記ソース領域との間に存在する領域を少なくとも含む
ことを特徴とする発光装置。
【請求項６】請求項２乃至５のいずれか一において、前
記半導体層は、複数のチャネル形成領域を有し、前記ゲート配線と重なる領域は、ある一つのチャネル形
成領域とその他のチャネル形成領域との間に存在する領
域を少なくとも含むことを特徴とする発光装置。
【請求項７】請求項２乃至６のいずれか一において、前
記チャネル形成領域と重なる電極は、ゲート電極である
ことを特徴とする発光装置。
【請求項８】請求項１乃至７のいずれか一において、前
記電極及び前記ソース配線は同一材料で形成されたこと
を特徴とする発光装置。
【請求項９】請求項１乃至８のいずれか一において、前
記ゲート配線は、導電型を付与する不純物元素がドープ
されたｐｏｌｙ−Ｓｉ、Ｗ、ＷＳｉ_X、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、またはＭｏから選ばれた元素を主成分とする
膜またはそれらの積層膜からなることを特徴とする発光
装置。
【請求項１０】複数のソース配線と、複数の第１のゲー
ト配線と、複数の電流供給線と、複数の第２のゲート配
線と、複数の画素とを有する発光装置であって、前記複数の画素はスイッチング用ＴＦＴと、電流制御用
ＴＦＴと、消去用ＴＦＴと、発光素子とをそれぞれ有し
ており、前記スイッチング用ＴＦＴは、絶縁表面上にソース領域及びドレイン領域と、前記ソー
ス領域と前記ドレイン領域との間に挟まれるチャネル形
成領域とを有する半導体層と、前記半導体層上に第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に前記チャネル形成領域と重なる電極
と、前記第１絶縁膜上にソース配線と、前記電極及び前記ソース配線を覆う第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜上に前記電極と接続された第１のゲート
配線とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項１１】複数のソース配線と、複数の第１のゲー
ト配線と、複数の電流供給線と、複数の第２のゲート配
線と、複数の画素とを有する発光装置であって、前記複数の画素はスイッチング用ＴＦＴと、電流制御用
ＴＦＴと、消去用ＴＦＴと、発光素子とをそれぞれ有し
ており、前記消去用ＴＦＴは、絶縁表面上にソース領域及びドレイン領域と、前記ソー
ス領域と前記ドレイン領域との間に挟まれるチャネル形
成領域とを有する半導体層と、前記半導体層上に第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に前記チャネル形成領域と重なる第１
の電極と、前記第１絶縁膜上に第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極を覆う第２絶縁膜
と、前記第２絶縁膜上に前記第１の電極と接続された第２の
ゲート配線とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項１２】請求項１１において、前記半導体層は、
前記第２のゲート配線と重なる領域を有することを特徴
とする発光装置。
【請求項１３】請求項１２において、前記第２のゲート
配線と重なる領域は、チャネル形成領域を少なくとも含
むことを特徴とする発光装置。
【請求項１４】請求項１１乃至１３のいずれか一におい
て、前記チャネル形成領域と重なる第１の電極は、ゲー
ト電極であることを特徴とする発光装置。
【請求項１５】請求項１１乃至１４のいずれか一におい
て、前記第２の電極は電流制御用ＴＦＴのゲート電極で
あり、且つスイッチング用ＴＦＴのドレイン領域と接続
されたことを特徴とする発光装置。
【請求項１６】請求項１１乃至１５のいずれか一におい
て、前記第１のゲート配線及び前記第２のゲート配線は
同一材料で形成されたことを特徴とする発光装置。
【請求項１７】請求項１１乃至１６のいずれか一におい
て、前記第１のゲート配線及び前記第２のゲート配線
は、導電型を付与する不純物元素がドープされたｐｏｌ
ｙ−Ｓｉ、Ｗ、ＷＳｉ_X、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｃｒ、ま
たはＭｏから選ばれた元素を主成分とする膜またはそれ
らの積層膜からなることを特徴とする発光装置。
【請求項１８】請求項１乃至１６のいずれか一におい
て、前記発光装置を、パーソナルコンピュータ、ビデオ
カメラ、携帯型情報端末、デジタルカメラ、デジタルビ
デオディスクプレーヤー、または電子遊技機器から選ば
れた一つの表示部に用いたことを特徴とする電気器具。