JP2001345176A

JP2001345176A - 薄膜形成装置およびその薄膜形成方法、及び自発光装置

Info

Publication number: JP2001345176A
Application number: JP2001053700A
Authority: JP
Inventors: 正明 ▲ひろ▼木; Masaaki Hiroki; Shunpei Yamazaki; 舜平山崎
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: 2001-12-14
Anticipated expiration: 2021-02-28
Also published as: JP4601842B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＥＬ層を形成する塗布液を塗布する際に、塗
布液を所望の塗布位置に選択的に塗布する手段を提供す
る。【解決手段】塗布液を塗布する際に塗布液室１１１と
基板１１０の間にマスク１１３が設けられており、マス
ク１１３に電圧をかけることによって、塗布液を所望の
塗布位置に選択的に塗布することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、陽極、陰極及びそ
れらの間にＥＬ（Electro Luminescence）が得られる発
光性有機材料（以下、有機ＥＬ材料という）を挟んだ構
造でなるＥＬ素子を絶縁体上に形成した自発光装置及び
その自発光装置を表示部（表示ディスプレイまたは表示
モニター）として有する電気器具、及び有機ＥＬ材料の
薄膜形成方法及び薄膜形成装置に関する。なお、上記自
発光装置はＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode
s）ともいう。

【０００２】

【従来の技術】近年、発光性有機材料のＥＬ現象を利用
した自発光素子としてＥＬ素子を用いた自発光装置（Ｅ
Ｌ表示装置）の開発が進んでいる。ＥＬ表示装置は自発
光型であるため、液晶表示装置のようなバックライトが
不要であり、さらに視野角が広いことから電気器具の表
示部として有望視されている。

【０００３】ＥＬ表示装置にはパッシブ型（単純マトリ
クス型）とアクティブ型（アクティブマトリクス型）の
２種類があり、どちらも盛んに開発が行われている。特
に現在はアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置が注目さ
れている。また、ＥＬ素子の中心とも言えるＥＬ層とな
る有機ＥＬ材料は、低分子系有機ＥＬ材料と高分子系
（ポリマー系）有機ＥＬ材料とが研究されているが、低
分子系有機ＥＬ材料よりも取り扱いが容易で耐熱性の高
いポリマー系有機ＥＬ材料が注目されている。

【０００４】ポリマー系有機ＥＬ材料の成膜方法として
は、セイコーエプソン株式会社が提唱するインクジェッ
ト法が有望視されている。この技術に関しては、特開平
１０−１２３７７号公報、特開平１０−１５３９６７号
公報または特開平１１−５４２７０号公報等を参考にす
れば良い。

【０００５】しかしながら、インクジェット法ではポリ
マー系有機ＥＬ材料を噴射して飛ばすため、塗布面とイ
ンクジェット用ヘッドのノズルとの距離を適切なものと
しないと液滴が必要外の部分に塗布される、いわゆる飛
行曲がりの問題が生じうる。なお、飛行曲がりに関して
は上記特開平１１−５４２７０号公報に詳しく、塗布し
たい目標位置から５０μm以上ものずれが生じうること
が明記されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
鑑みてなされたものであり、ポリマーでなる有機ＥＬ材
料をスピン塗布法でなくライン状またはエリアごとに選
択的に塗り分けて薄膜を形成する手段を提供することを
課題とする。また、本発明はその薄膜形成装置を提供す
る。さらに、このような手段を用いた自発光装置及びそ
の作製方法を提供することを課題とする。そして、この
ような自発光装置を表示部として有する電気器具を提供
することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に用いる塗布液は、有機ＥＬ材料に対する溶解性の高い
溶媒を選択して溶液を作製する。なお、本明細書中で
は、有機ＥＬ材料を溶媒に溶解させたＥＬ層用塗布液の
ことを塗布液という。

【０００８】本発明において塗布液は、塗布液室に備え
られており、これが電界によって引き出されると、基板
に到達する前にマスクにかけられた電圧により生じる電
界により飛翔方向が制御され、塗布位置を制御すること
ができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）ここで本発明の
実施の形態１について図１を用いて説明する。

【００１０】図１（Ａ）は、本発明を実施してπ共役系
ポリマーでなる有機ＥＬ材料を成膜する様子を模式的に
示す図である。図１（Ａ）において、１１０は基板であ
り、１１１は、塗布液室である。なお、塗布液室１１１
には塗布液が備えられている。

【００１１】なお、赤色ＥＬ層を形成させるときには、
塗布液室１１１には赤色に発光する有機ＥＬ材料と溶媒
との混合物（以下、赤色ＥＬ層用塗布液という）、緑色
ＥＬ層を形成させるときには、塗布液室１１１には緑色
に発光する有機ＥＬ材料と溶媒との混合物（以下、緑色
ＥＬ層用塗布液という）、青色ＥＬ層を形成させるとき
には、塗布液室１１１には青色に発光する有機ＥＬ材料
と溶媒との混合物（以下、青色ＥＬ層用塗布液という）
を備えておく。

【００１２】また、代表的な溶媒としてはエタノール、
キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソ
ール、クロロフォルム、ジクロロメタン、γブチルラク
トン、ブチルセルソルブ、シクロヘキサン、ＮＭＰ（Ｎ
−メチル−２−ピロリドン）、シクロヘキサノン、ジオ
キサンまたは、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）が挙げら
れる。

【００１３】なお、これらの有機ＥＬ材料はポリマー重
合したものを直接溶媒に溶かして塗布する方法と、モノ
マーを溶媒に溶かしたものを成膜した後に加熱重合させ
てポリマーとする方法とがあるが、本発明はどちらでも
構わない。ここではポリマーとなった有機ＥＬ材料を溶
媒に溶かして塗布した例を示す。

【００１４】本発明の場合、塗布液室１１１の塗布液が
超音波振動子１１２により霧状になって吐出される。吐
出された塗布液は導電性材料からなるマスク１１３の隙
間を通過した後、基板１１０上の画素電極に塗布され
る。

【００１５】なお、塗布液は、マスク１１３を通過する
際に図１（Ｂ）１１７の拡大図で示すようにマスクによ
り飛翔方向が制御される。また、マスク１１３は、図１
（Ｃ）で示すように遮断部１１８の部分が白金（Ｐ
ｔ）、金（Ａｕ）、銅、鉄、アルミニウム、タンタル、
チタン、タングステンといった導電性材料でできている
ストライプ状もしくは、メッシュ状のものである。塗布
液は、遮断部１１８にかけられた電圧により制御され遮
断部１１８間の隙間を通過して基板に塗布される。

【００１６】なお、マスク１１３の遮断部１１８には、
霧状の塗布液がマスク１１３の遮断部１１８と反発しあ
う電位にするための電圧をかけておく。これにより、塗
布液は、マスク１１３における遮断部１１８間の隙間を
通過することができる。

【００１７】また、図１（Ｃ）に示したマスク１１３を
矢印ｍの方向から見たものが図１（Ｂ）のストライプ状
のマスク１１３である。

【００１８】また、遮断部１１８間の隙間は、基板上に
形成される画素電極の画素ピッチにしても良い。

【００１９】まず、塗布液室１１１を紙面に垂直な方向
に移動させながら赤色ＥＬ層用塗布液を塗布すると画素
上にストライプ状の赤色ＥＬ層が形成される。

【００２０】次に、マスクを矢印ｋの方向に一画素列分
移動させた後、塗布液室１１１から緑色ＥＬ層用塗布液
を塗布する。このときも同様に紙面に垂直な方向に塗布
液室１１１を移動させながら塗布を行い緑色ＥＬ層を形
成させる。さらにマスクを矢印ｋの方向に一画素列分移
動させ、同様に紙面に垂直な方向に塗布液室１１１を移
動させながら塗布を行い青色ＥＬ層を形成させる。

【００２１】即ち、マスクを矢印ｋの方向に移動させな
がら赤、緑、青色に発光する画素列を色ごとに３回に分
けて塗布することで３色のストライプ状のＥＬ層（厳密
にはＥＬ層の前駆体）が形成される。なお、ここで形成
されるＥＬ層の膜厚は、１０ｎｍ〜１μｍであることが
望ましい。なお、ここでは、塗布液室１１１を紙面に垂
直な方向に移動させながら塗布を行う方法を示したが、
基板１１０を紙面に垂直な方向に移動させながら塗布を
行う方法を用いても良い。また、同時に３色のＥＬ層を
形成してもよい。

【００２２】また、ここでいう画素列とはバンク（図示
せず）に仕切られた画素の列を指し、バンクは画素間の
隙間を埋めるように土手状に画素列のソース配線の上方
に形成されている。即ち、ソース配線に沿って複数の画
素が直列に並んだ列を画素列と呼んでいる。但し、ここ
ではバンクがソース配線の上方に形成された場合を説明
したが、ゲート配線の上方に設けられていても良い。こ
の場合は、ゲート配線に沿って複数の画素が直列に並ん
だ列を画素列と呼ぶ。

【００２３】従って、画素電極上の画素部（図示せず）
は、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線の上方
に設けられたストライプ状のバンクにより分割された複
数の画素列の集合体として見ることができる。そのよう
にして見た場合、画素電極上の画素部は、赤色に発光す
るストライプ状のＥＬ層が形成された画素列、緑色に発
光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列及び青
色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列
からなるとも言える。

【００２４】また、上記ストライプ状のバンクは、複数
のソース配線もしくは複数のゲート配線の上方に設けら
れているため、実質的に画素部は、複数のソース配線も
しくは複数のゲート配線により分割された複数の画素列
の集合体と見ることもできる。

【００２５】なお、図１に示した１１４は引き出し電極
であり、霧状の塗布液を次の電極まで引き出すための電
界を与えている。また、１１５は、加速電極であり、引
き出された塗布液の飛翔速度を加速させるための電界を
塗布液に与える。さらに１１６は、制御電極であり塗布
液を基板１１０上の所望の位置に塗布できるように電界
制御するための電圧を与える電極である。これらの電極
は、必ずしも３つである必要はない。

【００２６】（実施の形態２）次に本発明の実施の形態
２について図２を用いて説明する。

【００２７】上記実施の形態１よりもさらに制御性を向
上させるため、マスクと基板の間にもう一つの電界制御
手段を設けてもよい。図２（Ａ）は、複数のマスクを用
いて電界制御を行う例を模式的に示す図である。

【００２８】図２（Ａ）において、１０１０は基板であ
り、１０１１は、塗布液室である。なお、塗布液室１０
１１には塗布液が備えられている。ここではポリマーと
なった有機ＥＬ材料を溶媒に溶かして塗布した例を示
す。

【００２９】塗布液室１０１１の塗布液が超音波振動子
１０１２により霧状になって吐出される。塗布液室１０
１１には電極１０２０が接続されており、予め吐出する
際にある電位を塗布液に与える。次いで、吐出された塗
布液は導電性材料からなる第１マスク１０１３の隙間を
通過し、第２マスク１０１９ａの隙間を通過した後、基
板１０１０上の画素電極に塗布される。

【００３０】なお、塗布液は、第１マスク１０１３を通
過する際に図２（Ｂ）１０１７の拡大図で示すように第
１マスクにより飛翔方向が制御される。第１マスク１０
１３は、第１遮断部１０１８の部分が白金（Ｐｔ）、金
（Ａｕ）、銅、鉄、アルミニウム、タンタル、チタン、
タングステンといった導電性材料でできている複数の導
電線が互いに平行に配置されたもの（ストライプ状）、
もしくは、網目状の構造物（メッシュ状）である。さら
に、第１マスク１０１３を通過した塗布液は、第２遮断
部１０１９ｂを通過する際に図２（Ｂ）１０１７の拡大
図で示すように飛翔方向が制御される。従って、塗布液
は、第１遮断部１０１８に印加された第１電圧（第１電
源１０２０で設定）と第２遮断部１０１９ｂに印加され
た第２電圧（第２電源１０２１で設定）とにより制御さ
れ、各第１遮断部１０１８の隙間及び各第２遮断部１０
１９ｂの隙間を通過して基板に塗布される。なお、第２
のマスク１０１９ａは、第２遮断部１０１９ｂの部分が
白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銅、鉄、アルミニウム、タ
ンタル、チタン、タングステンといった導電性材料から
なる導電線、または該導電線からなる網目状の構造物、
または導電材料からなる板状の構造物、または複数の導
電線が互いに平行に配置されたものである。

【００３１】また、図２では断面形状が円形である例を
示したが、特に限定されず矩形であっても楕円形であっ
ても多角形状であってもよい。

【００３２】なお、第１のマスク１０１３と第２のマス
ク１０１９ａの間隔距離、第２のマスク１０１９ａと基
板との間隔距離、各第１遮断部１０１８間の距離、各第
２遮断部１０１９ｂ間の距離等は実施者が適宜設定すれ
ばよい。例えば、各第１遮断部１０１８間の距離や各第
２遮断部１０１９ｂ間の距離は、基板上に形成される画
素電極の画素ピッチにすると良い。

【００３３】また、第１マスク１０１３と第２マスク１
０１９ａの目合わせを正確にするために、２枚の導電板
を重ねてスリット状もしくは円状の穴を放電加工で同時
に切削して第１マスク１０１３と第２マスク１０１９ａ
を形成してもよい。

【００３４】また、図２（Ｂ）では主に第２遮断部１０
１９ｂで基板までの塗布液の飛翔方向が制御されている
例を示しているが、特に限定されず、第２遮断部を設け
る位置を変更して第２遮断部を通過した後、第１遮断部
で基板への飛翔方向を制御してもよい。また、ここでは
２つのマスクを用いた例を示したが、二つ以上のマスク
に電圧を印加して塗布液の飛翔方向を制御してもよい。
また、ある一つの平面上に二つ以上のマスクを組み合わ
せたものに電圧を印加して塗布液の飛翔方向を制御して
もよい。

【００３５】なお、第１マスク１０１３の第１遮断部１
０１８には、霧状の塗布液が第１マスク１０１３の第１
遮断部１０１８と反発しあう電位にするための電圧（第
１電源１０２０で設定）をかけておく。また、第２マス
ク１０１９ａの第２遮断部１０１９ｂには霧状の塗布液
が第２遮断部１０１９ｂと反発しあう電位にするための
電圧（第２電源１０２１で設定）をかけておく。これに
より、塗布液は、第１マスク１０１３における各第１遮
断部１０１８の隙間及び第２マスク１０１９ａにおける
各第２遮断部１０１９ｂの隙間を通過することができ
る。

【００３６】図２（Ａ）に示すような構造とし、第１遮
断部１０１８に印加される第１電圧と第２遮断部１０１
９ｂに印加される第２電圧を数１０Ｖ〜１０ｋＶの範囲
で適宜調節することによって、塗布位置を高精度に制御
することができる。

【００３７】（実施の形態３）次に本発明の実施の形態
３について図３を用いて説明する。

【００３８】図３（Ａ）は、部分的に異なる電圧が印加
されたマスクを用いて塗布位置を制御した例を模式的に
示す図である。マスクの遮断部１２１８ａの部分に第１
電圧（第１電源１２２０で制御）を印加し、マスクの遮
断部１２１８ｂの部分に第２電圧（第２電源１２２１で
制御）を印加して、塗布液の飛翔方向を制御し、塗布位
置を制御してもよい。

【００３９】なお、塗布液は、マスク１２１３を通過す
る際に図３（Ｂ）１２１７の拡大図で示すように遮断部
１２１８ａ、１２１８ｂにより飛翔方向が制御される。
なお、図３（Ｂ）に示した例は、第２電圧が第１電圧よ
りも小さい場合である。

【００４０】また、図３（Ｃ）に示したマスク１２１３
を矢印ｍの方向から見たものが図３（Ｂ）のストライプ
状のマスク１２１３である。

【００４１】また、実施の形態３と実施の形態２とを組
み合わせてもよい。

【００４２】さらに、上記各実施の形態１〜３におい
て、基板上に形成されている画素電極（陽極）上に電圧
をかけておきマスクを通過した塗布液をさらに制御し
て、選択的に所望の位置に塗布するような電界を与える
ようにしても良い。

【００４３】また、上記各実施の形態１〜３において、
塗布液に電荷を付与して塗布液を荷電粒子として引き出
し、個々の荷電粒子を電界により制御することで、さら
に塗布位置の制御性を高めてもよい。

【００４４】（実施例）〔実施例１〕本実施例では、塗布液室において霧状にな
った塗布液を電界で制御して基板上に成膜する方法につ
いて説明する。なお、本実施例における塗布方法は、図
１を用いる。

【００４５】図１（Ａ）において、１１０は基板であ
り、１１１は、塗布液室である。なお、塗布液室１１１
には塗布液が備えられている。

【００４６】なお、赤色ＥＬ層を形成させるときには、
塗布液室１１１には赤色に発光する有機ＥＬ材料と溶媒
との混合物（以下、赤色ＥＬ層用塗布液という）、緑色
ＥＬ層を形成させるときには、塗布液室１１１には緑色
に発光する有機ＥＬ材料と溶媒との混合物（以下、緑色
ＥＬ層用塗布液という）、青色ＥＬ層を形成させるとき
には、塗布液室１１１には青色に発光する有機ＥＬ材料
と溶媒との混合物（以下、青色ＥＬ層用塗布液という）
を備えておく。

【００４７】なお、本実施例では、有機ＥＬ材料とし
て、赤色ＥＬ層としてシアノポリフェニレンビニレン、
緑色に発光するＥＬ層として、ポリフェニレンビニレ
ン、青色に発光するＥＬ層としてはポリアルキルフェニ
レンを用い、溶媒としては、エタノールを用いる。

【００４８】本実施例では、はじめに塗布液室に赤色Ｅ
Ｌ層用塗布液を備えておき、基板上に赤色ＥＬ層を形成
させた後、緑色ＥＬ層用塗布液が備えられた塗布液室を
用いて基板上に緑色ＥＬ層を形成させる。そして、最後
に青色ＥＬ層用塗布液が備えられた塗布液室を用いて基
板上に青色ＥＬ層を形成させる。

【００４９】以上のように、赤、緑、青色ＥＬ層用塗布液
を３回に分けて塗布することによりＥＬ層を形成させる
ことができる。また、同時に３色のＥＬ層を形成しても
よい。

【００５０】各色の塗布液は、塗布液室において、超音
波振動子１１２により霧状になり、これが、引き出し電
極１１４から与えられる電界により引き出される。引き
出し電極１１４により引き出された塗布液は加速電極１
１５に与えられた電界により加速された後、制御電極１
１６に与えられる電界により制御され、マスク１１３に
到達する。

【００５１】マスク１１３には、電圧がかけられている
ためマスク１１３付近に電界が生じている。マスク１１
３に到達した塗布液は、マスク１１３により生じる電界
により制御された後、マスク１１３を通過して基板１１
０に塗布される。

【００５２】また、塗布液室１１１を紙面と垂直な方向
に移動させながら赤色ＥＬ層用塗布液を塗布すると画素
上にストライプ状の赤色ＥＬ層が形成される。ここで、
マスクを矢印ｋの方向に画素一列分移動させ、同様に塗
布液室１１１を紙面と垂直な方向に移動させながら塗布
液室１１１から緑色ＥＬ層用塗布液を塗布する。これに
より、赤色ＥＬ層の横に緑色ＥＬ層が形成される。さら
にマスクを矢印ｋの方向に画素一列分移動させながら塗
布液室１１１から青色ＥＬ層用塗布液を塗布する。これ
により、緑色ＥＬ層の横に青色ＥＬ層が形成される。即
ち、以上のようにマスクを移動させながら赤、緑、青色
に発光する画素列を色ごとに３回に分けて塗布すること
で３色のストライプ状のＥＬ層（厳密にはＥＬ層の前駆
体）が形成される。なお、ここで形成されるＥＬ層の膜
厚は、１００ｎｍ〜１μｍであることが望ましい。ま
た、同時に３色のＥＬ層を形成してもよい。

【００５３】なお、ここでいう画素列とはバンク（図示
せず）に仕切られた画素の列を指し、バンクはソース配
線の上方に形成されている。即ち、ソース配線に沿って
複数の画素が直列に並んだ列を画素列と呼んでいる。但
し、ここではバンクがソース配線の上方に形成された場
合を説明したが、ゲート配線の上方に設けられていても
良い。この場合は、ゲート配線に沿って複数の画素が直
列に並んだ列を画素列と呼ぶ。

【００５４】従って、画素部（図示せず）は、複数のソ
ース配線もしくは複数のゲート配線の上方に設けられた
ストライプ状のバンクにより分割された複数の画素列の
集合体として見ることができる。そのようにして見た場
合、画素部は、赤色に発光するストライプ状のＥＬ層が
形成された画素列、緑色に発光するストライプ状のＥＬ
層が形成された画素列及び青色に発光するストライプ状
のＥＬ層が形成された画素列からなるとも言える。

【００５５】また、上記ストライプ状のバンクは、複数
のソース配線もしくは複数のゲート配線の上方に設けら
れているため、実質的に画素部は、複数のソース配線も
しくは複数のゲート配線により分割された複数の画素列
の集合体と見ることもできる。

【００５６】なお、図１（Ａ）に示した１１４は引き出
し電極であり、霧状の塗布液を次の電極まで引き出すた
めの電界を与えている。また、１１５は、加速電極であ
り、引き出された塗布液の飛翔速度を加速させるための
電界を塗布液に与える。さらに１１６は、制御電極であ
り塗布液を基板１１０上の所望の位置に塗布できるよう
に電界を制御するための電極である。これらの電極は、
必ずしも３つである必要はなく、１つ以上であれば良
い。

【００５７】さらに、本実施例において、基板１１０上
に形成されている画素電極（陽極）上に電圧をかけてお
きマスクを通過した塗布液をさらに制御して、選択的に
所望の位置に塗布するような電界を与えるようにしても
良い。

【００５８】〔実施例２〕次に、インク滴の制御性に優
れインク選択の自由度の高いことからインクジェットプ
リンターで利用されているピエゾ方式（セイコーエプソ
ン社のＭＪ方式ともいう）を本発明に用いる例を示す。

【００５９】ピエゾ方式には、ＭＬＰ（Multi Layer Pi
ezo）タイプとＭＬＣｈｉｐ（Multi Layer Ceramic Hyp
er Integrated Piezo Segments）タイプがある。

【００６０】そこで、本実施例では、ＭＬＣｈｉｐの塗
布装置を図４に示す。ＭＬＣｈｉｐとは、セラミックで
なる振動板４０１、連通板４０２、及び塗布液室板４０
３で塗布液室４０４を形成し、振動板４０１上にピエゾ
素子４０５を各塗布液室に対応させて形成させたアクチ
ュエーターである。

【００６１】そして、このＭＬＣｈｉｐに３枚のステン
レスプレート（ＳＵＳプレート）を積層させて、図４で
示すような供給孔４０６、リザーバー４０７、ノズル４
０８を形成させ塗布装置が形成される。

【００６２】このＭＬＣｈｉｐからなる塗布装置の動作
原理は、上部電極４０９及び下部電極４１０に電圧がか
けられた際に、ピエゾ素子４０２が振動することによる
ピエゾ素子４０２と振動板４０１の圧電効果であり、撓
み振動である。つまり、この撓みにより塗布液室４０４
に圧力がかかり、塗布液室に備えられている塗布液が押
し出され、塗布がなされる。

【００６３】図４に示した塗布装置から吐出された塗布
液を実施例１で説明した方法で、電界制御することによ
り、基板上の所望の位置に選択的に塗布することが可能
である。また、本実施例の構成は、実施の形態１乃至３
の構成と自由に組み合わせることができる。

【００６４】〔実施例３〕実施例1では、一つの電界制
御手段により塗布位置を制御する例を示したが、本実施
例では、実施例１に示した構成よりも、さらに塗布位置
の制御性を向上させるため、マスクと基板の間にもう一
つの電界制御手段を設けた例を示す。図２（Ａ）は、複
数のマスクを用いた例を模式的に示す図である。

【００６５】図２（Ａ）において、１０１０は基板であ
り、１０１１は、塗布液室である。なお、塗布液室１０
１１には塗布液が備えられている。ここではポリマーと
なった有機ＥＬ材料を溶媒に溶かして塗布した例を示
す。

【００６６】塗布液室１０１１の塗布液が超音波振動子
１０１２により霧状になって吐出される。吐出された塗
布液は導電性材料からなる第１マスク１０１３の隙間を
通過し、第２マスク１０１９ａの隙間を通過した後、基
板１０１０上の画素電極に塗布される。

【００６７】なお、塗布液は、第１マスク１０１３を通
過する際に図２（Ｂ）１０１７の拡大図で示すように第
１マスクにより飛翔方向が制御される。また、第１マス
ク１０１３は、第１遮断部１０１８の部分が白金（Ｐ
ｔ）、金（Ａｕ）、銅、鉄、アルミニウム、タンタル、
チタン、タングステンといった導電性材料でできている
複数の導電線が互いに平行に配置されたもの（ストライ
プ状）、もしくは、網目状の構造物（メッシュ状）であ
る。さらに、第１マスク１０１３を通過した塗布液は、
第２遮断部１０１９ｂを通過する際に図２（Ｂ）１０１
７の拡大図で示すように飛翔方向が制御される。従っ
て、塗布液は、第１遮断部１０１８に印加された電圧
（第１電源１０２０で設定）と第２遮断部１０１９ｂに
印加された電圧（第２電源１０２１で設定）とにより制
御され、第１遮断部１０１８間及び第２遮断部１０１９
ｂ間の隙間を通過して基板に塗布される。なお、第２の
マスク１０１９ａは、第２遮断部１０１９ｂの部分が白
金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銅、鉄、アルミニウム、タン
タル、チタン、タングステンといった導電性材料からな
る導電線、または該導電線からなる網目状の構造物、ま
たは導電材料からなる板状の構造物、または複数の導電
線が互いに平行に配置されたものである。

【００６８】なお、第１のマスク１０１３と第２のマス
ク１０１９ａの間隔距離、第２のマスク１０１９ａと基
板との間隔距離、各第１遮断部１０１８間の距離、各第
２遮断部１０１９ｂの距離等は実施者が適宜設定すれば
よい。例えば、各第１遮断部１０１８間の距離や各第２
遮断部１０１９ｂの距離は、基板上に形成される画素電
極の画素ピッチにしても良い。例えば、各第１遮断部１
０１８間の距離や各第２遮断部１０１９ｂ間の距離は、
基板上に形成される画素電極の画素ピッチにしても良
い。

【００６９】なお、第１マスク１０１３の第１遮断部１
０１８には、霧状の塗布液が第１マスク１０１３の第１
遮断部１０１８と反発しあう電位にするための電圧（第
１電源１０２０で設定）をかけておく。また、第２マス
ク１０１９ａの第２遮断部１０１９ｂには霧状の塗布液
が第２遮断部１０１９ｂと反発しあう電位にするための
電圧（第２電源１０２１で設定）をかけておく。これに
より、塗布液は、第１マスク１０１３における第１遮断
部１０１８間及び第２遮断部１０１９ｂの隙間を通過す
ることができる。

【００７０】図２（Ａ）に示すような構造とし、第１遮
断部１０１８に印加される電圧と第２遮断部１０１９ｂ
に印加される電圧を適宜調節することによって、塗布位
置を高精度に制御することができる。

【００７１】さらに、本実施例において、基板１０１０
上に形成されている画素電極（陽極）上に電圧をかけて
おきマスクを通過した塗布液をさらに制御して、選択的
に所望の位置に塗布するような電界を与えるようにして
も良い。また、本実施例の構成は、実施の形態１乃至３
の構成と自由に組み合わせることができる。

【００７２】また、本実施例の構成は、実施例１または
実施例２の構成と自由に組み合わせることができる。

【００７３】〔実施例４〕実施例1では、塗布液室で超
音波振動子により霧状にした塗布液が、外部の電極によ
り引き出されるタイプの塗布方法を用いた。しかし、霧
状の塗布液は塗布時の粒径が大きいため、塗布位置の制
御性が悪いという欠点がある。

【００７４】そこで、本実施例では塗布液を帯電させて
荷電粒子として引き出し、個々の荷電粒子を電界により
制御することで、塗布位置の制御性を高めることを可能
にした。

【００７５】本実施例における塗布方法の一例を図５
（Ａ）、（Ｂ）に示す。なお、図５（Ａ）は断面図を示
し、図５（Ｂ）は斜視図を示している。

【００７６】塗布液室１８０１には、ＥＬ層用の塗布液
が備えられている。なお、本実施例では、有機ＥＬ材料
として、赤色ＥＬ層としてシアノポリフェニレンビニレ
ン、緑色に発光するＥＬ層として、ポリフェニレンビニ
レン、青色に発光するＥＬ層としてはポリアルキルフェ
ニレンを用い、溶媒としては、エタノールやＮ−メチル
ピロリドンを用いる。

【００７７】塗布液室１８０１には、導電性のノズル１
８０７が設けられており、ノズル１８０７に電圧をかけ
ることにより、塗布液中の有機ＥＬ材料を帯電させて荷
電粒子とする。このとき引き出し電極１８０４に電圧が
かけられるとノズル１８０７から荷電粒子として塗布液
が引き出される。

【００７８】なお、塗布液を荷電粒子として引き出しや
すくするために、導電率の高い溶媒を用いて塗布液を作
製すると良い。導電率の高い溶媒とは、比伝導率が１×
１０ ^-6〜１×１０^-12Ω^-1cm^-1のものを用いるとよい。

【００７９】さらに引き出し電極１８０４により引き出
された塗布液は、加速電極１８０５により引き出された
方向に（ノズル１８０７から基板１８００の方向に）加
速され、制御電極１８０６により塗布液の流れがコント
ロールされてマスク１８０３に到達するとさらにマスク
１８０３にかけられた電圧により加速され、最終的に基
板１８００上の画素部に塗布させることができる。

【００８０】本実施例では、ノズル１８０７から引き出
し電極１８０４により塗布液が引き出された後、加速電
極１８０５及び制御電極１８０６により塗布液がうまく
基板１８００上の画素に塗布されるようにされている
が、電極は、必ずしも３つである必要はなく１つ以上で
あれば良い。

【００８１】また、本実施例の構成は、実施の形態１乃
至３の構成と自由に組み合わせることができる。また、
本実施例の構成は、実施例１乃至３のいずれか一の構成
と自由に組み合わせることができる。

【００８２】〔実施例５〕本発明を適用したＥＬ表示装
置の画素部の断面図を図６に、その上面図を図７（Ａ）
に、その回路構成を図７（Ｂ）に示す。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７（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断
面図が図６に相当する。従って図６及び図７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７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。

【００８３】図６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、ガラスセラミックス、石英、シリコン、
セラミックス、金属若しくはプラスチックでなる基板を
用いることができる。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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ＴＦＴであり、ｎチャネ
ル型ＴＦＴで形成され、２０２は電流制御用ＴＦＴであ
り、ｐチャネル型ＴＦＴで形成されている。

【００８７】ただし、本発明において、スイッチング用
ＴＦＴをｎチャネル型ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴをｐチ
ャネル型ＴＦＴに限定する必要はなく、スイッチング用
ＴＦＴをｐチャネル型ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴをｎチ
ャネル型ＴＦＴにしたり、両方ともｎチャネル型又ｐチ
ャネル型ＴＦＴを用いることも可能である。

【００８８】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。

【００８９】また、図７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、シングルゲートもし
くはトリプルゲート構造といった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。

【００９０】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。

【００９１】さらに、スイッチング用ＴＦＴ２０１にお
いては、ＬＤＤ領域１５a〜１５dは、ゲート絶縁膜１８
を挟んでゲート電極１９a、１９bと重ならないように設
ける。このような構造はオフ電流値を低減する上で非常
に効果的である。

【００９２】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。

【００９３】次に、電流制御用ＴＦＴ２０２は、ソース
領域３１、ドレイン領域３２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。

【００９４】図７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ＴＦＴ２０２のゲートに接続さ
れている。具体的には電流制御用ＴＦＴ２０２のゲート
電極３５はスイッチング用ＴＦＴ２０１のドレイン領域
１４とドレイン配線（接続配線とも言える）２２を介し
て電気的に接続されている。また、ソース配線３６は電
源供給線２１２に接続して形成、または電流供給線の一
部として形成する。

【００９５】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
０．５〜２μＡ（好ましくは１〜１．５μＡ）となるよ
うにする。

【００９６】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。

【００９７】また、図７に示すように電流制御用ＴＦＴ
２０２のゲート電極３５を含む配線は、５０で示される
領域で電流制御用ＴＦＴ２０２の電源供給線２１２と絶
縁膜を挟んで重なる。このとき５０で示される領域で
は、保持容量（コンデンサ）が形成される。保持容量５
０は半導体膜５１、ゲート絶縁膜と同一層の絶縁膜（図
示せず）及び電源供給線２１２で形成される容量も保持
容量として用いることが可能である。この保持容量５０
は、電流制御用ＴＦＴ２０２のゲート電極３５にかかる
電圧を保持するためのコンデンサとして機能する。

【００９８】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。

【００９９】次に、３８は第１パッシベーション膜であ
り、膜厚は１０ｎｍ〜１０μｍ（好ましくは２００〜５
００ｎｍ）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。

【０１００】第１パッシベーション膜３８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）３９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３９としては、有機樹
脂膜が好ましく、ポリイミド、ポリアミド、アクリル樹
脂、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。

【０１０１】第２層間絶縁膜３９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。

【０１０２】また、４０は透明導電膜でなる画素電極
（ＥＬ素子の陽極に相当する）であり、第２層間絶縁膜
３９及び第１パッシベーション膜３８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。

【０１０３】ここでは、画素電極として酸化インジウム
と酸化スズの化合物でなる導電膜を用いる。また、これ
に少量のガリウムを添加しても良い。さらに酸化インジ
ウムと酸化亜鉛との化合物や酸化亜鉛と酸化ガリウムの
化合物を用いることもできる。なお、コンタクトホール
上に画素電極を形成させた後、生じる凹部を本明細書中
では、電極ホールと呼ぶ。

【０１０４】画素電極を形成したら、樹脂材料でなるバ
ンク４１ａおよび４１ｂを形成する。バンク４１ａおよ
び４１ｂは１〜２μm厚のアクリル樹脂膜またはポリイ
ミド膜をパターニングして形成すれば良い。このバンク
４１ａおよび４１ｂは、画素と画素との間にストライプ
状に形成される。本実施例ではソース配線２１に沿って
形成するがゲート配線３５に沿って形成しても良い。

【０１０５】次に、本実施例では、ＥＬ層４２を図１で
説明したような薄膜形成方法により形成する。なお、こ
こでは一画素しか図示していないが、実施例１で説明し
たようにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応し
たＥＬ層が形成される。

【０１０６】まず、塗布液室に備えられた塗布液が超音
波振動子１１２により霧状になって吐出され、吐出され
た塗布液は電圧がかけられているマスクを通過した後、
基板１１０上の画素部に塗布される。

【０１０７】なお、塗布液は、マスク１１３を通過する
際にマスク付近の電界により飛翔方向が制御される。ま
た、マスク１１３には、数１０Ｖ〜１０ｋＶの電圧がか
けられていれば良く、好ましくは、１０Ｖ〜１ｋＶの電
圧がかけられているとよい。

【０１０８】本実施例においては、まず、塗布液室に備
えられている赤色ＥＬ層用塗布液を吐出させ、縦方向に
基板１１０を移動させて、画素上の赤色に発光する画素
列を形成する。次にマスクを横方向に移動した後、塗布
液室に備えられている緑色ＥＬ層用塗布液を吐出させ、
基板１１０を縦方向に移動させながら塗布し、緑色に発
光すべき画素列を形成する。さらにマスクを横方向に移
動して塗布液室に備えられている青色ＥＬ層用塗布液を
吐出させ、基板１１０を縦方向に移動し、青色に発光す
べき画素列を形成する。

【０１０９】なお、塗布液を備えている塗布液室１１１
は、塗布液の種類を変える度に一緒に変えても良いし、
塗布液室を変えずに塗布液のみを入れ替えて用いても良
い。

【０１１０】また、ここで説明した塗布液室１１１及び
マスク１１３は別々に設けられていても良いが、一体形
成されて装置化されていても良い。

【０１１１】以上のように、マスクを移動させながら
赤、緑、青色に発光する画素列を色ごとに３回に分けて
塗布することで３色のストライプ状のＥＬ層（厳密には
ＥＬ層の前駆体）を形成する。また、同時に３色のＥＬ
層を形成してもよい。

【０１１２】ＥＬ層とする有機ＥＬ材料としてはポリマ
ー系材料を用いる。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、ポリビニル
カルバゾール（ＰＶＫ）系、ポリフルオレン系などが挙
げられる。

【０１１３】なお、ＰＰＶ系有機ＥＬ材料としては様々
な型のものがあるが、例えば以下のような分子式が発表
されている。（「H. Shenk,H.Becker,O.Gelsen,E.Kluge,W.Kreuder,a
nd H.Spreitzer,“Polymers for Light Emitting Diode
s”,Euro Display,Proceedings,1999,p.33-37」）

【０１１４】

【化１】

【０１１５】

【化２】

【０１１６】また、特開平１０−９２５７６号公報に記
載された分子式のポリフェニルビニルを用いることもで
きる。分子式は以下のようになる。

【０１１７】

【化３】

【０１１８】

【化４】

【０１１９】また、ＰＶＫ系有機ＥＬ材料としては以下
のような分子式がある。

【０１２０】

【化５】

【０１２１】ポリマー系（高分子）有機ＥＬ材料はポリ
マーの状態で溶媒に溶かして塗布することもできるし、
モノマーの状態で溶媒に溶かして塗布した後に重合する
こともできる。なお、モノマーの状態で塗布した場合、
まずポリマー前駆体が形成され、真空中で加熱すること
により重合してポリマーになる。

【０１２２】具体的なＥＬ層としては、赤色に発光する
ＥＬ層にはシアノポリフェニレンビニレン、緑色に発光
するＥＬ層にはポリフェニレンビニレン、青色に発光す
るＥＬ層にはポリフェニレンビニレン若しくはポリアル
キルフェニレンを用いれば良い。膜厚は３０〜１５０ｎ
ｍ（好ましくは４０〜１００ｎｍ）とすれば良い。

【０１２３】但し、以上の例は本発明のＥＬ層として用
いることのできる有機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。本実施例では有機ＥＬ材
料と溶媒との混合物を図１に示す方式により塗布して、
溶媒を揮発させて除去することによりＥＬ層を形成す
る。従って、溶媒を揮発させる際にＥＬ層のガラス転移
温度を超えない組み合わせであれば如何なる有機ＥＬ材
料を用いても良い。

【０１２４】さらには、ＥＬ層としては、トリス（８−
キノリノナト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ）やビス（ベ
ンゾキノリノラト）ベリリウム錯体（ＢｅＢｑ）といっ
た低分子ＥＬ材料を蒸着法を用いて形成させても良い
し、高分子有機ＥＬ材料と併せて用いて形成させても良
い。

【０１２５】また、代表的な溶媒としてはエタノール、
キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソ
ール、クロロフォルム、ジクロロメタン、γブチルラク
トン、ブチルセルソルブ、シクロヘキサン、ＮＭＰ（Ｎ
−メチル−２−ピロリドン）、シクロヘキサノン、ジオ
キサンまたは、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）が挙げら
れる。

【０１２６】さらに、ＥＬ層４２を形成する際、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、処理雰囲気は水分や酸素の少ない雰囲気とし、窒素
やアルゴンといった不活性ガス中で行うことが望まし
い。さらに処理雰囲気としては、塗布液の蒸発速度を制
御できることから塗布液作製に用いた溶媒雰囲気下で処
理にするのも良い。なお、これらを実施するためには、
図１に示したＥＬ層における薄膜形成を、不活性ガスを
充填したクリーンブース中で行うことが望ましい。

【０１２７】以上のようにしてＥＬ層４２を形成した
ら、次に遮光性導電膜でなる陰極４３、保護電極４４及
び第２パッシベーション膜４５が形成される。本実施形
態では陰極４３として、ＭｇＡｇでなる導電膜を用い、
保護電極４４としてアルミニウムからなる導電膜を用い
る。また、第２パッシベーション膜４５としては、１０
ｎｍ〜１０μｍ（好ましくは２００〜５００ｎｍ）の厚
さの窒化珪素膜を用いる。

【０１２８】なお、上述のようにＥＬ層は熱に弱いの
で、陰極４３及び第２パッシベーション膜４５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。

【０１２９】ここまで完成したものをアクティブマトリ
クス基板とよび、アクティブマトリクス基板に対向し
て、対向基板（図示せず）が設けられる。本実施例では
対向基板としてガラス基板を用いる。なお、対向基板と
しては、プラスチックやセラミックスでなる基板を用い
ても良い。

【０１３０】また、アクティブマトリクス基板と対向基
板はシール剤（図示せず）によって接着され、密閉空間
（図示せず）が形成される。本実施例では、密閉空間を
アルゴンガスで充填している。勿論、この密閉空間内に
酸化バリウムといった乾燥剤を配置したり酸化防止剤を
配置することも可能である。

【０１３１】また、本実施例の構成は、実施例１乃至４
のいずれか一の構成と自由に組み合わせることができ
る。また、本実施例の構成は、実施の形態１乃至３の構
成と自由に組み合わせることができる。

【０１３２】〔実施例６〕上記実施例５に記載の画素部
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図８〜図１０を用いて説明する。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。

【０１３３】まず、図８（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１００ｎｍ厚の窒
化酸化珪素膜と２００ｎｍの窒化酸化珪素膜とを積層し
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。もちろん下
地膜を設けずに石英基板上に接して素子を形成しても良
い。

【０１３４】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。

【０１３５】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。

【０１３６】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。

【０１３７】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。

【０１３８】次に、図８（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。

【０１３９】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（イオン）
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。

【０１４０】この工程により形成されるｎ型不純物領域
３０５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。

【０１４１】次に、図８（Ｃ）に示すように、保護膜３
０３およびレジスト３０４ａ、３０４ｂを除去し、添加
した１５族に属する元素の活性化を行う。活性化手段は
公知の技術を用いれば良いが、本実施例ではエキシマレ
ーザー光の照射により活性化する。勿論、パルス発振型
でも連続発振型でも良いし、エキシマレーザー光に限定
する必要はない。但し、添加された不純物元素の活性化
が目的であるので、結晶質珪素膜が溶融しない程度のエ
ネルギーで照射することが好ましい。なお、保護膜３０
３をつけたままレーザー光を照射しても良い。

【０１４２】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。

【０１４３】この工程によりｎ型不純物領域３０５の端
部、即ち、ｎ型不純物領域３０５、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。

【０１４４】次に、図８（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）３０６〜３０９を形成する。

【０１４５】次に、図８（Ｅ）に示すように、活性層３
０６〜３０９を覆ってゲート絶縁膜３１０を形成する。
ゲート絶縁膜３１０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。

【０１４６】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３１１〜３１５を形
成する。このゲート電極３１１〜３１５の端部をテーパ
ー状にすることもできる。なお、本実施例ではゲート電
極と、ゲート電極に電気的に接続された引き回しのため
の配線（以下、ゲート配線という）とを別の材料で形成
する。具体的にはゲート電極よりも低抵抗な材料をゲー
ト配線として用いる。これは、ゲート電極としては微細
加工が可能な材料を用い、ゲート配線には微細加工はで
きなくとも配線抵抗が小さい材料を用いるためである。
勿論、ゲート電極とゲート配線とを同一材料で形成して
も構わない。

【０１４７】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。

【０１４８】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。

【０１４９】本実施例では、５０ｎｍ厚の窒化タンタル
（ＴａＮ）膜と、３５０ｎｍ厚のタンタル（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。

【０１５０】またこの時、ゲート電極３１２はｎ型不純
物領域３０５の一部とゲート絶縁膜３１０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。なお、ゲート電極３１
３，３１４は、断面では、二つに見えるが実際には電気
的に接続されている。

【０１５１】次に、図９（Ａ）に示すように、ゲート電
極３１１〜３１５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３１６〜３２３にはｎ型不純物領域３
０５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。

【０１５２】次に、図９（Ｂ）に示すように、ゲート電
極等を覆う形でレジストマスク３２４a〜３２４ｄを形
成し、ｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加して
高濃度にリンを含む不純物領域３２５〜３２９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。

【０１５３】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９（Ａ）の工程で形成したｎ型
不純物領域３１９〜３２１の一部を残す。この残された
領域が、図６におけるスイッチング用ＴＦＴ２０１のＬ
ＤＤ領域１５a〜１５dに対応する。

【０１５４】次に、図９（Ｃ）に示すように、レジスト
マスク３２４a〜３２４ｄを除去し、新たにレジストマ
スク３３２を形成する。そして、ｐ型不純物元素（本実
施例ではボロン）を添加し、高濃度にボロンを含む不純
物領域３３３〜３３６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。

【０１５５】なお、不純物領域３３３〜３３６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。

【０１５６】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。

【０１５７】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。

【０１５８】次に、活性化工程が終了したら図９（Ｄ）
に示すように３００ｎｍ厚のゲート配線３３７を形成す
る。ゲート配線３３７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。）とする金属を用いれば良い。配置と
しては図７のようにゲート配線２１１とスイッチング用
ＴＦＴのゲート電極１９a、１９b（図８（Ｅ）の３１
３、３１４）が電気的に接続するように形成する。

【０１５９】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。

【０１６０】次に、図１０（Ａ）に示すように、第１層
間絶縁膜３３８を形成する。第１層間絶縁膜３３８とし
ては、珪素を含む絶縁膜を単層で用いるか、２種類以上
の珪素を含む絶縁膜を組み合わせた積層膜を用いれば良
い。また、膜厚は４００ｎｍ〜１．５μmとすれば良
い。本実施例では、２００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜の上
に８００ｎｍ厚の酸化珪素膜を積層した構造とする。

【０１６１】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、水素化処理をする。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
マ化して生成された水素を用いる）を行っても良い。

【０１６２】なお、水素化処理は第１層間絶縁膜３３８
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
てもよい。

【０１６３】次に、第１層間絶縁膜３３８及びゲート絶
縁膜３１０に対してコンタクトホールを形成し、ソース
配線３３９〜３４２と、ドレイン配線３４３〜３４５を
形成する。なお、本実施例ではこの電極を、Ｔｉ膜を１
００ｎｍ、Ｔｉを含むアルミニウム膜を３００ｎｍ、Ｔ
ｉ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。

【０１６４】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
６を形成する。本実施例では第１パッシベーション膜３
４６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。

【０１６５】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３３８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３４６の膜質が改善され
る。それと同時に、第１層間絶縁膜３３８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。

【０１６６】次に、図１０（Ｂ）に示すように有機樹脂
からなる第２層間絶縁膜３４７を形成する。有機樹脂と
してはポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂、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３４７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樹脂が好ましい。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
る膜厚でアクリル樹脂膜を形成する。好ましくは１〜５
μm（さらに好ましくは２〜４μm）とすれば良い。

【０１６７】次に、第２層間絶縁膜３４７及び第１パッ
シベーション膜３４６に対してコンタクトホールを形成
し、ドレイン配線３４５と電気的に接続される画素電極
３４８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。また、酸化インジウムに２
〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した化合物や、酸
化亜鉛と酸化ガリウムからなる化合物を透明電極として
用いても良い。この画素電極がＥＬ素子の陽極となる。

【０１６８】次に、図１０（Ｃ）に示すように、樹脂材
料でなるバンク３４９を形成する。バンク３４９は１〜
２μm厚のアクリル樹脂膜またはポリイミド膜をパター
ニングして形成すれば良い。このバンク３４９は図６に
示したように、画素と画素との間にストライプ状に形成
される。本実施例ではソース配線３４１に沿って形成す
るがゲート配線３３７に沿って形成しても良い。

【０１６９】次に、ＥＬ層３５０を、図１で説明した薄
膜形成方法により形成する。なお、ここでは一画素しか
図示していないが、図１で説明したようにＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の各色に対応したＥＬ層が形成され
る。

【０１７０】まず、塗布液室に備えられた塗布液が超音
波振動子１１２により霧状になって吐出され、吐出され
た塗布液は電圧がかけられているマスクを通過した後、
基板１１０上の画素部に塗布される。

【０１７１】なお、塗布液は、マスク１１３を通過する
際にマスク付近の電界により飛翔方向が制御される。

【０１７２】本発明においては、まず、塗布液室から赤
色層用塗布液を吐出させ、縦方向に基板を移動させて、
画素上の赤色に発光する画素列を形成する。次にマスク
を横方向に移動した後、塗布液室から緑色ＥＬ層用塗布
液を縦方向に移動させながら塗布し、緑色に発光すべき
画素列を形成する。さらにマスクを横方向に移動して塗
布液室から青色ＥＬ層用塗布液を縦方向に移動し、青色
に発光すべき画素列を形成する。

【０１７３】以上のように、マスクを移動させながら
赤、緑、青色に発光する画素列を色ごとに３回に分けて
塗布することで３色のストライプ状のＥＬ層（厳密には
ＥＬ層の前駆体）を形成する。また、同時に３色のＥＬ
層を形成してもよい。

【０１７４】具体的には、ＥＬ層３５０となる有機ＥＬ
材料をクロロフォルム、ジクロロメタン、キシレン、エ
タノール、テトラヒドロフラン、Ｎ−メチルピロリドン
といった溶媒に溶かして塗布し、その後、熱処理を行う
ことにより溶媒を揮発させる。こうして有機ＥＬ材料で
なる被膜（ＥＬ層）が形成される。

【０１７５】なお、本実施例では一画素しか図示されて
いないが、同じ色に発光するＥＬ層は、このとき同時に
形成される。

【０１７６】なお、赤色に発光するＥＬ層としてシアノ
ポリフェニレンビニレン、緑色に発光するＥＬ層として
ポリフェニレンビニレン、青色に発光するＥＬ層として
ポリアルキルフェニレンを各々５０ｎｍの厚さに形成す
る。また、溶媒としては１，２−ジクロロメタンを用
い、８０〜１５０℃のホットプレートで１〜５分の熱処
理を行って揮発させる。

【０１７７】ＥＬ層３５０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。なお、本実施例で
はＥＬ層３５０を上記ＥＬ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。また、本実施例ではＥＬ素子の陰極３５１としてＭ
ｇＡｇ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。

【０１７８】ＥＬ層３５０を形成した後、陰極（ＭｇＡ
ｇ電極）３５１を真空蒸着法を用いて形成する。なお、
ＥＬ層３５０の膜厚は８００〜２００ｎｍ（典型的には
１００〜１２０ｎｍ）、陰極３５１の厚さは１８０〜３
００ｎｍ（典型的には２００〜２５０ｎｍ）とすれば良
い。

【０１７９】さらに、陰極３５１上には、保護電極３５
２を設ける。保護電極３５２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３５２は、
マスクを用いて真空蒸着法で形成すれば良い。

【０１８０】最後に、窒化珪素膜でなる第２パッシベー
ション膜３５３を３００ｎｍの厚さに形成する。実際に
は保護電極３５２がＥＬ層を水分等から保護する役割を
果たすが、さらに第２パッシベーション膜３５３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。

【０１８１】本実施例の場合、図１０（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３１０を挟んでゲート電極３１２と重なっている。

【０１８２】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。

【０１８３】こうして図１０（Ｃ）に示すような構造の
アクティブマトリクス基板が完成する。なお、バンク３
４９を形成した後、パッシベーション膜３５３を形成す
るまでの工程をマルチチャンバー方式（またはインライ
ン方式）の薄膜形成装置を用いて、大気解放せずに連続
的に処理することは有効である。

【０１８４】ところで、本実施例のアクティブマトリク
ス基板は、画素部だけでなく駆動回路部にも最適な構造
のＴＦＴを配置することにより、非常に高い信頼性を示
し、動作特性も向上しうる。

【０１８５】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、
駆動回路部を形成するＣＭＯＳ回路のｎチャネル型ＴＦ
Ｔ２０５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。

【０１８６】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。

【０１８７】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１１に示すような構造のＴＦＴを
配置することが望ましい。図１１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。この効果は電流を流し
た際に生じるホットキャリア注入に対する劣化対策であ
り、サンプリング回路の場合はチャネル形成領域９０４
を挟む形で両側に設ける点が異なる。

【０１８８】なお、実際には図１０（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ガラ
ス、石英、プラスチックといったカバー材でパッケージ
ング（封入）することが好ましい。その際、カバー材の
内部に酸化バリウムといった吸湿剤や酸化防止剤を配置
するとよい。

【０１８９】また、パッケージング等の処理により気密
性を高めたら、絶縁体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
る状態にまでした状態を本明細書中ではＥＬ表示装置
（またはＥＬモジュール）をという。

【０１９０】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１２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を含む。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。

【０１９１】さらに、電流制御用ＴＦＴ６０８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の陽極には所定の電圧（３〜１
２Ｖ、好ましくは３〜５Ｖ）が加えられる。

【０１９２】そして、外部入出力端子となるＦＰＣ６１
１には駆動回路部まで信号を伝達するための接続配線６
１２〜６１４、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。

【０１９３】また、図１２に示したＥＬ表示装置の回路
構成の一例を図１３に示す。本実施例のＥＬ表示装置
は、ソース側駆動回路８０１、ゲート側駆動回路（Ａ）
８０７、ゲート側駆動回路（Ｂ）８１１、画素部８０６
を有している。なお、本明細書中において、駆動回路部
とはソース側駆動回路およびゲート側駆動回路を含めた
総称である。

【０１９４】ソース側駆動回路８０１は、シフトレジス
タ８０２、レベルシフタ８０３、バッファ８０４、サン
プリング回路（サンプル及びホールド回路）８０５を備
えている。また、ゲート側駆動回路（Ａ）８０７は、シ
フトレジスタ８０８、レベルシフタ８０９、バッファ８
１０を備えている。ゲート側駆動回路（Ｂ）８１１も同
様な構成である。

【０１９５】ここでシフトレジスタ８０２、８０８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１０（Ｃ）の２０５で示される構造が適している。

【０１９６】また、レベルシフタ８０３、８０９、バッ
ファ８０４、８１０はシフトレジスタと同様に、図１０
（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。

【０１９７】また、サンプリング回路８０５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１１のｎチャネル型ＴＦＴ２０８を
含むＣＭＯＳ回路が適している。

【０１９８】また、画素部８０６は図６に示した構造の
画素を配置する。

【０１９９】なお、上記構成は、図８〜１０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
回路部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
理回路を同一絶縁体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。

【０２００】さらに、カバー材をも含めた本実施例のＥ
Ｌモジュールについて図１４（Ａ）、（Ｂ）を用いて説
明する。なお、必要に応じて図１２、図１３で用いた符
号を引用することにする。

【０２０１】図１４（Ａ）は、図１２に示した状態にシ
ーリング構造を設けた状態を示す上面図である。点線で
示された６０２は画素部、６０３はゲート側駆動回路、
６０４はソース側駆動回路である。本発明のシーリング
構造は、図１２の状態に対して、カバー材１１０１、シ
ール材（図示せず）を設けた構造である。

【０２０２】ここで、図１４（Ａ）をＡ−Ａ’で切断し
た断面図を図１４（Ｂ）に示す。なお、図１４（Ａ）、
（Ｂ）では同一の部位に同一の符号を用いている。

【０２０３】図１４（Ｂ）に示すように、基板６０１上
には画素部６０２、ゲート側駆動回路６０３が形成され
ており、画素部６０２は電流制御用ＴＦＴ２０２とそれ
に電気的に接続された画素電極３４６を含む複数の画素
により形成される。また、ゲート側駆動回路６０３はｎ
チャネル型ＴＦＴ２０５とｐチャネル型ＴＦＴ２０６と
を相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成され
る。

【０２０４】画素電極３４８はＥＬ素子の陽極として機
能する。また、画素電極３４８の両端にはバンク３４９
が形成され、バンク３４９の内側にＥＬ層３５０、陰極
３５１が形成される。また、その上には保護電極３５
２、第２パッシベーション膜３５３が形成される。勿
論、ＥＬ素子の構造を反対とし、画素電極を陰極として
も構わない。

【０２０５】本実施例の場合、保護電極３５２は全画素
に共通の配線としても機能し、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及びゲート側駆動回路６０３に含まれる素子
は全て第２パッシベーション膜３５３で覆われている。
この第２パッシベーション膜３５３は省略することも可
能であるが、各素子を外部と遮断する上で設けた方が好
ましい。

【０２０６】また、シール材１００４によりカバー材１
００１が貼り合わされている。なお、カバー材１００４
と発光素子との間隔を確保するために樹脂膜からなるス
ペーサを設けても良い。なお、シール材１００４の内側
１１０３は密閉された空間になっており、窒素やアルゴ
ンなどの不活性ガスが充填されている。また、この密閉
された空間１１０３の中に酸化バリウムに代表される吸
湿材を設けることも有効である。

【０２０７】さらに、この空間１１０３には充填材を設
けることも可能である。充填材としては、ＰＶＣ（ポリ
ビニルクロライド）、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、Ｐ
ＶＢ（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。

【０２０８】また、本実施例ではカバー材１１０１とし
ては、ガラス、プラスチック、およびセラミックスでな
る材料を用いることができる。

【０２０９】シール材１１０４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１１０４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１１０４の内部に乾燥剤を添加し
ても良い。

【０２１０】以上のような方式を用いてＥＬ素子を封入
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ＥＬ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。なお、本実施例において、赤色、緑色または青色に
発光する三種類のストライプ状のＥＬ層をそれぞれ縦方
向に形成する例を示したが横方向に形成しても良い。

【０２１１】また、本実施例の構成は、実施例１乃至５
のいずれか一の構成と自由に組み合わせることができ
る。また、本実施例の構成は、実施の形態１乃至３の構
成と自由に組み合わせることができる。

【０２１２】〔実施例７〕次に、図６、図７において説
明した電極ホールに改良を加える際の作製方法について
図１５の断面図を用いて説明する。

【０２１３】なお、図１５は、電極ホールの部分以外は
図６と同一であるため、図６と対応する部分には、図６
における符号と同一のものを用いて以下に説明する。ま
ず、上記実施例６に従って、図１５（Ａ）に示すように
ＥＬ素子を構成する画素電極（陽極）４０を形成する。

【０２１４】次に電極ホール１９００をアクリル樹脂で
埋め、図１５（Ｂ）に示すように保護部１９０１を設け
る。

【０２１５】ここでは、アクリル樹脂をスピンコート法
により成膜し、レジストマスクを用いて露光した後、エ
ッチングを行うことにより図１５（Ｂ）に示すような保
護部１９０１を形成させる。

【０２１６】なお、保護部１９０１は、断面から見て画
素電極よりも盛り上がっている部分（図１５（Ｂ）のＤ
ａに示す部分）の厚さが０．１〜１μｍ、好ましくは
０．１〜０．５μｍ、さらに好ましくは０．１〜０．３
μｍとなるのがよい。保護部１９０１が形成されると、
図１５（Ｃ）に示すようにＥＬ層４２が形成され、さら
に陰極４３が形成される。ＥＬ層４２及び陰極４３の作
製方法は、実施例５と同様の方法を用いればよい。

【０２１７】また、保護部１９０１には、有機樹脂が好
ましく、ポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂、ＢＣ
Ｂ（ベンゾシクロブテン）といった材料を用いると良
い。また、これらの有機樹脂を用いる際には、粘度を１
０^-3Ｐａ・ｓ〜１０^-1Ｐａ・ｓとするとよい。

【０２１８】以上のようにして図１５（Ｃ）に示す様な
構造とすることで、電極ホールの段差部分で、ＥＬ層４
２が切断された際に生じる画素電極４０と陰極４３間で
の短絡の問題を解決することができる。また、図１５で
示した画素部の上面図を図１６に示す。なお、図１６で
使用される番号は、図１５の番号と一致しており、本実
施例で示した保護部１９０１は上面図で見ると図１６の
１９０１で示される位置にあたる。

【０２１９】また、本実施例の構成は、実施例１乃至６
のいずれか一の構成と自由に組み合わせることができ
る。また、本実施例の構成は、実施の形態１乃至３の構
成と自由に組み合わせることができる。

【０２２０】〔実施例８〕図１４（Ａ）の向きに本発明
を適用して形成したアクティブマトリクス型ＥＬ表示装
置を見た時、画素列は縦方向にストライプ状に形成して
も良いし、デルタ配置になるように形成しても良い。

【０２２１】ここで、図１７（Ａ）に赤、緑、青の三色
の画素がストライプ状に形成される様子を示す。なお、
画素の色は、必ずしも三色である必要はなく、一色また
は、二色であってもよい。また、色は、赤、緑、青に限
られることはなく、黄色、オレンジ、グレーといった他
の色を用いてもよい。

【０２２２】まず、基板７０１、塗布液が備えられてい
る塗布液室７０５及び塗布液を制御するためのマスク７
０６ａの位置関係は図１７（Ａ）に示す通りである。

【０２２３】まず、塗布液室７０５に赤色ＥＬ層用塗布
液を備えておき、塗布液室７０５から霧状にした塗布液
を吐出する。このときマスク７０６ａには、電圧がかけ
られているので、吐出された霧状の塗布液は、マスク７
０６ａに到達したところで電界により制御されてマスク
７０６ａを通過し、所望の画素部７０４に到達する。こ
れにより、画素部７０４の所望の位置への塗布制御が可
能となる。マスク７０６ａには、数１０Ｖ〜１０ｋＶの
電圧がかけられていれば良い。

【０２２４】なお、塗布の際には、塗布液室７０５を縦
方向（矢印ｋの方向）に移動させながら塗布してもよい
し、基板７０１を移動させても良い。

【０２２５】まず、赤色ＥＬ層用塗布液を図１７（Ａ）
に示すように塗布する。マスク７０６ａ部分には電圧が
かけられているので選択的に画素部７０４の所望の位置
に塗布液が塗布できる。

【０２２６】図１７（Ａ）は、赤色ＥＬ層用塗布液のみ
が塗布されている様子を示しているが、赤色ＥＬ層用塗
布液を塗布した後、マスク７０６ａを矢印ｌで示す横方
向に１ライン分移動させた後、緑色ＥＬ層用塗布液を塗
布する。そしてこの後で、マスク７０６ａを矢印ｌで示
す横方向にさらに１ライン分移動させた後、青色ＥＬ層
用塗布液を塗布させて、画素部７０４に赤、緑、青でな
るストライプ状のＥＬ層を形成させる。

【０２２７】次に図１７（Ｂ）に赤、緑、青の画素部を
デルタ配置にして形成する際の基板７０１、塗布液が備
えられている塗布液室７０５及び塗布液を制御するため
のマスク７０６ｂの位置関係を示す。

【０２２８】なお、デルタ配置の画素部を形成させると
きもストライプ状に画素部７０４を形成させるときと同
様に赤色ＥＬ層用塗布液を塗布した後、マスク７０６ｂ
を移動させて、緑色ＥＬ層用塗布液を塗布し、さらに、
マスク７０６ｂを移動させて青色層用塗布液を塗布す
る。これにより画素部７０４に赤、緑、青に発光するデ
ルタ配置のＥＬ層を形成させることができる。

【０２２９】また、図１８に基板と第１マスク７０６ａ
の間にさらに第２マスク７０７ａを設けた例を示す。図
１７とは第２マスクが設けられている以外の構成は同一
であるため同じ符号を用いた。

【０２３０】まず、基板７０１、塗布液が備えられてい
る塗布液室７０５、塗布液を制御するための第１マスク
７０６ａ及び第２マスク７０７ａの位置関係は図１８
（Ａ）に示す通りである。

【０２３１】まず、塗布液室７０５に赤色ＥＬ層用塗布
液を備えておき、塗布液室７０５から霧状にした塗布液
を吐出する。このとき第１マスク７０６ａには、電圧が
かけられているので、吐出された霧状の塗布液は、第１
マスク７０６ａに到達したところで電界により制御され
て第１マスク７０６ａを通過し、さらに第２マスク７０
７ａを通過して所望の画素部７０４に到達する。この第
２のマスク７０７ａには、第１のマスクと同様に電圧が
かけられているので、吐出された霧状の塗布液は、第２
マスク７０７ａに到達したところで電界により制御され
る。これにより、画素部７０４の所望の位置への塗布制
御が可能となる。第１マスク７０６ａ及び第２マスク７
０７ａには、数１０Ｖ〜１０ｋＶの電圧がかけられてい
れば良い。

【０２３２】次に図１８（Ｂ）に赤、緑、青の画素部を
デルタ配置にして形成する際の基板７０１、塗布液が備
えられている塗布液室７０５及び塗布液を制御するため
の第１マスク７０６ｂ及び第２マスク７０７ｂの位置関
係を示す。

【０２３３】また、ストライプ状のＥＬ層を画素部７０
４に形成させるマスクとしては、図１９（Ａ）に示すス
トライプ状用マスク７０６ａを用い、デルタ配置の画素
を形成させるマスクとしては、図１９（Ｂ）に示すデル
タ配置用マスク７０６ｂを用いると良い。

【０２３４】また、図１８に示したように第１マスクと
第２マスクを用いる場合は、第１マスクとしてストライ
プ状用マスクを用いる場合、第２マスクとしてもストラ
イプ状用マスクまたは導電線を用いるとよい。また、第
１マスクとしてデルタ配置用のマスクを用いる場合、第
２マスクとしてもデルタ配置用のマスクまたは導電線を
用いるとよい。ただし、第２マスクとして導電線を用い
る場合は、第１のマスクの開口部には重ならないように
配置したほうがよい。

【０２３５】なお、これらのマスクを用いて赤色ＥＬ層
用塗布液、緑ＥＬ層用塗布液及び青色ＥＬ層用塗布液を
画素部７０４に形成させることで、図２０（Ａ）に示す
ように画素部７０４にストライプ状の画素を形成させた
り、図２０（Ｂ）に示すように画素部７０４にデルタ配
置の画素を形成させたりすることができる。

【０２３６】図２０（Ａ）において、７０４aは赤色に
発光するＥＬ層、７０４bは緑色に発光するＥＬ層であ
り、さらに青色に発光するＥＬ層７０４ｃが形成され
る。なお、バンク（図示せず）は絶縁膜を介したソース
配線の上方に、ソース配線に沿って縦方向にストライプ
状に形成されている。

【０２３７】ここでいうＥＬ層とは、ＥＬ層、電荷注入
層、電荷輸送層等の発光に寄与する有機ＥＬ材料でなる
層を指している。ＥＬ層単層とする場合もありうるが、
例えば正孔注入層とＥＬ層とを積層した場合はその積層
膜をＥＬ層と呼ぶ。

【０２３８】このとき、同じ色のライン状に隣り合う画
素の相互の距離（Ｄ）は、ＥＬ層の膜厚（ｔ）の５倍以
上（好ましくは１０倍以上）とすることが望ましい。こ
れは、Ｄ＜５ｔでは画素間でクロストークの問題が発生
しうるからである。なお、距離（Ｄ）が離れすぎても高
精細な画像が得られなくなるので、５ｔ＜Ｄ＜５０ｔ
（好ましくは１０ｔ＜Ｄ＜３５ｔ）とすることが好まし
い。

【０２３９】また、バンクを横方向にストライプ状に形
成し、赤色に発光するＥＬ層、緑色に発光するＥＬ層及
び青色に発光するＥＬ層をそれぞれ横に形成させても良
い。このときバンクは絶縁膜を介したゲート配線の上方
に、ゲート配線に沿って形成される。

【０２４０】この場合も同じ色のライン状に隣り合う画
素の相互の距離（Ｄ）は、ＥＬ層の膜厚（ｔ）の５倍以
上（好ましくは１０倍以上）、さらに好ましくは５ｔ＜
Ｄ＜５０ｔ（好ましくは１０ｔ＜Ｄ＜３５ｔ）とすると
良い。

【０２４１】本実施例のようにＥＬ層を形成する塗布液
を電気的に制御することで塗布位置の制御が可能とな
る。

【０２４２】なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施
例７のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施するこ
とが可能である。また、本実施例の構成は、実施の形態
１乃至３の構成と自由に組み合わせることができる。

【０２４３】〔実施例９〕本実施例では本発明をパッシ
ブ型（単純マトリクス型）のＥＬ表示装置に用いた場合
について説明する。説明には図２１を用いる。図２１に
おいて、１３０１はプラスチックでなる基板、１３０６
は透明導電膜でなる陽極である。本実施例では、透明導
電膜として酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を蒸着
法により形成する。なお、図２１では図示されていない
が、複数本の陽極が紙面に垂直な方向へストライプ状に
配列されている。

【０２４４】また、ストライプ状に配列された陽極１３
０２の間を埋めるようにバンク１３０３が形成される。
バンク１３０３は陽極１３０２に沿って紙面に垂直な方
向に形成されている。

【０２４５】次に、ポリマー系有機ＥＬ材料でなるＥＬ
層１３０４a〜１３０４cが図１に示した成膜方法により
形成される。なお、１３０４aは赤色に発光するＥＬ
層、１３０４bは緑色に発光するＥＬ層、１３０４cは青
色に発光するＥＬ層である。用いる有機ＥＬ材料は実施
例１と同様のものを用いれば良い。これらのＥＬ層はバ
ンク１３０２によって形成された溝に沿って形成される
ため、紙面に垂直な方向にストライプ状に配列される。

【０２４６】なお、本実施例において、塗布液が陽極上
に塗布される位置をマスクで制御するだけでなく、陽極
上に電圧をかけることにより制御しても良い。

【０２４７】その後、図２１では図示されていないが、
複数本の陰極及び保護電極が紙面に平行な方向が長手方
向となり、且つ、陽極１３０２と直交するようにストラ
イプ状に配列されている。なお、本実施例では、陰極１
３０５は、ＭｇＡｇでなり、保護電極１３０６はアルミ
ニウム合金膜でなり、それぞれ蒸着法により形成され
る。また、図示されないが保護電極１３０６は所定の電
圧が加えられるように、後にＦＰＣが取り付けられる部
分まで配線が引き出されている。

【０２４８】また、ここでは図示していないが保護電極
１３０６を形成したら、パッシベーション膜として窒化
珪素膜を設けても良い。

【０２４９】以上のようにして基板１３０１上にＥＬ素
子を形成する。なお、本実施例では下側の電極が透光性
の陽極となっているため、ＥＬ層１３０４a〜１３０４c
で発生した光は下面（基板１３０１）に放射される。し
かしながら、ＥＬ素子の構造を反対にし、下側の電極を
遮光性の陰極とすることもできる。その場合、ＥＬ層１
３０４a〜１３０４cで発生した光は上面（基板１３０１
とは反対側）に放射されることになる。

【０２５０】次に、カバー材１３０７としてセラミック
ス基板を用意する。本実施例の構造では遮光性で良いの
でセラミックス基板を用いたが、勿論、前述のようにＥ
Ｌ素子の構造を反対にした場合、カバー材は透光性のほ
うが良いので、プラスチックやガラスでなる基板を用い
るとよい。

【０２５１】こうして用意したカバー材１３０７は、紫
外線硬化樹脂でなるシール剤１３０９により貼り合わさ
れる。なお、シール材１３０９の内側１３０８は密閉さ
れた空間になっており、窒素やアルゴンなどの不活性ガ
スが充填されている。また、この密閉された空間１３０
８の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けること
も有効である。最後に異方導電性フィルム（ＦＰＣ）１
３１１を取り付けてパッシブ型のＥＬ表示装置が完成す
る。

【０２５２】なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施
例８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。また、本実施例の構成は、実施の形態
１乃至３の構成と自由に組み合わせることができる。

【０２５３】〔実施例１０〕本実施例では、部分的に異
なる電圧を印加したマスクを用いて塗布位置を制御した
例を図３（Ａ）に示す。

【０２５４】図３（Ａ）において、１２１０は基板であ
り、１２１１は、塗布液室である。なお、塗布液室１２
１１には塗布液が備えられている。ここではポリマーと
なった有機ＥＬ材料を溶媒に溶かして塗布した例を示
す。

【０２５５】本実施例では、塗布液室１２１１の塗布液
が超音波振動子１２１２により霧状になって吐出され
る。塗布液室１２１１には電極１２２２が接続されてお
り、予め吐出する際にある電位を塗布液に与える。吐出
された塗布液は導電性材料からなるマスク１２１３の隙
間を通過した後、基板１２１０上の画素電極に塗布され
る。

【０２５６】なお、塗布液は、マスク１２１３を通過す
る際に図３（Ｂ）１２１７の拡大図で示すようにマスク
により飛翔方向が制御される。また、マスク１２１３
は、図３（Ｃ）で示すように遮断部１２１８の部分が白
金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銅、鉄、アルミニウム、タン
タル、チタン、タングステンといった導電性材料ででき
ている導電線をストライプ状に配置したものである。ま
た、図３（Ｃ）に示したマスク１２１３を矢印ｍの方向
から見たものが図３（Ｂ）のストライプ状のマスク１２
１３である。

【０２５７】図３（Ｃ）で示すようにマスクの遮断部１
２１８ａの部分に第１電圧（第１電源１２２０で制御）
を印加し、マスクの遮断部１２１８ｂの部分に第２電圧
（第２電源１２２１で制御）を印加して、塗布液の飛翔
方向を制御し、塗布位置を制御する。ここでは、第２の
電圧を第１の電圧と異なる値とした。

【０２５８】なお、マスク１２１３の遮断部１２１８
ａ、１２１８ｂには、霧状の塗布液がマスク１２１３の
遮断部１２１８ａ、１２１８ｂと反発しあう電位にする
ための電圧をかけておく。これにより、塗布液は、マス
ク１２１３における遮断部１２１８ａ、１２１８ｂ間の
隙間を通過することができる。

【０２５９】また、遮断部１２１８ａ、１２１８ｂ間の
隙間は、基板上に形成される画素電極の画素ピッチに合
わせても良い。

【０２６０】なお、図３（Ａ）に示した１２１４は引き
出し電極であり、霧状の塗布液を次の電極まで引き出す
ための電界を与えている。また、１２１５は、加速電極
であり、引き出された塗布液の飛翔速度を加速させるた
めの電界を塗布液に与える。さらに１２１６は、制御電
極であり塗布液を基板１２１０上の所望の位置に塗布で
きるように電界制御するための電圧を与える電極であ
る。これらの電極は、必ずしも３つである必要はない。

【０２６１】図３（Ａ）に示すような構造とし、遮断部
１２１８ａに印加される電圧と遮断部１２１８ｂに印加
される電圧を適宜調節することによって、塗布位置を高
精度に制御することができる。

【０２６２】さらに、本実施例において、基板１２１０
上に形成されている画素電極（陽極）上に電圧をかけて
おきマスクを通過した塗布液をさらに制御して、選択的
に所望の位置に塗布するような電界を与えるようにして
も良い。

【０２６３】また、本実施例の構成は、実施例１乃至９
のいずれか一の構成と自由に組み合わせることができ
る。また、本実施例の構成は、実施の形態１乃至３の構
成と自由に組み合わせることができる。

【０２６４】〔実施例１１〕本発明を実施してアクティ
ブマトリクス型のＥＬ表示装置を作製する際に、基板と
してシリコン基板（シリコンウェハー）を用いることは
有効である。基板としてシリコン基板を用いた場合、画
素部に形成するスイッチング用素子や電流制御用素子ま
たは駆動回路部に形成する駆動用素子を、従来のＩＣや
ＬＳＩなどに用いられているＭＯＳＦＥＴの作製技術を
用いて作製することができる。

【０２６５】ＭＯＳＦＥＴはＩＣやＬＳＩで実績がある
ように非常にばらつきの小さい回路を形成することが可
能であり、特に電流値で階調表現を行うアナログ駆動の
アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置には有効である。

【０２６６】なお、シリコン基板は遮光性であるので、
ＥＬ層からの光は基板とは反対側に放射されるような構
造とする必要がある。本実施例のＥＬ表示装置は構造的
には図１４と似ているが、画素部６０２、駆動回路部６
０３を形成するＴＦＴの代わりにＭＯＳＦＥＴを用いる
点で異なる。

【０２６７】なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施
例１０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。また、本実施例の構成は、実施の形
態１乃至３の構成と自由に組み合わせることができる。

【０２６８】〔実施例１２〕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、様々な電子機器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。

【０２６９】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機器の表示部とし
て本発明のＥＬ表示装置を用いることができる。

【０２７０】その様な本発明の電子機器としては、ビデ
オカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ
（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシス
テム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコン
ポ等）、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（具体的にはデジタルビデオディスク（Ｄ
ＶＤ）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。それら電子機器の具体例を図２２、図２３に示
す。

【０２７１】図２２（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。

【０２７２】図２２（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。

【０２７３】図２２（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。

【０２７４】図２２（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（ＤＶＤ等）２３０２、操作スイッチ２３
０３、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
家庭用ゲーム機器なども含まれる。

【０２７５】図２２（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。

【０２７６】図２２（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。

【０２７７】なお、将来的に有機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。

【０２７８】また、上記電気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。有機ＥＬ材料の応
答速度は非常に高いため、ＥＬ表示装置は動画表示に好
ましいが、画素間の輪郭がぼやけてしまっては動画全体
もぼけてしまう。従って、画素間の輪郭を明瞭にすると
いう本発明のＥＬ表示装置を電気器具の表示部として用
いることは極めて有効である。

【０２７９】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、特に携帯電話や音響再生装置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。

【０２８０】ここで図２３（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。

【０２８１】また、図２３（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、本実施例ではカーオーディオを示すが、携帯
型や家庭用の音響再生装置に用いても良い。なお、表示
部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。これは携帯型の音響再生装置に
おいて特に有効である。

【０２８２】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の電気器具に用いることが可能であ
る。また、本実施例の電気器具は、実施例１〜１１によ
り形成されたＥＬ表示装置を適用することができる。

【０２８３】〔実施例１３〕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（トリプレ
ット化合物ともいう）を用いることも可能である。燐光
を発光に利用できるＥＬ材料を用いた自発光装置は、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。

【０２８４】なお、本発明においてこれらのＥＬ材料を
用いる場合には、有機溶媒に溶解させて用いる。代表的
な溶媒としてはエタノール、キシレン、クロロベンゼ
ン、ジクロロベンゼン、アニソール、クロロフォルム、
ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソル
ブ、シクロヘキサン、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリ
ドン）、シクロヘキサノン、ジオキサンまたは、ＴＨＦ
（テトラヒドロフラン）が挙げられる。

【０２８５】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.Adachi, S.Saito, Photochemical Proce
sses in Organized Molecular Systems, ed.K.Honda,
(Elsevier Sci.Pub., Tokyo,1991) p.437.)

【０２８６】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。

【０２８７】

【化６】

【０２８８】(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.)

【０２８９】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。

【０２９０】

【化７】

【０２９１】(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.)

【０２９２】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。

【０２９３】

【化８】

【０２９４】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。

【０２９５】なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施
例１２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。また、本実施例の構成は、実施の形
態１乃至３の構成と自由に組み合わせることができる。

【０２９６】

【発明の効果】本発明を実施することで、インクジェッ
ト方式における飛行曲がりの如き問題を抱えることな
く、確実に有機ＥＬ材料を成膜することが可能となる。
即ち、位置ずれの問題なく精密にポリマー系有機ＥＬ材
料を成膜することができるため、ポリマー系有機ＥＬ材
料を用いたＥＬ表示装置の製造歩留まりを向上させた
り、低コスト化をはかることができる。さらに、塗布直
前に塗布液の塗布位置を制御するため、これまでの塗布
方法を用いることができ幅広い応用が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機ＥＬ材料の塗布方法を示す
図。（実施例１）

【図２】本発明の有機ＥＬ材料の塗布方法を示す
図。（実施例３）

【図３】本発明の有機ＥＬ材料の塗布方法を示す
図。（実施例１０）

【図４】本発明の有機ＥＬ材料の塗布方法を示す
図。（実施例２）

【図５】本発明の有機ＥＬ材料の塗布方法を示す
図。

【図６】画素部の断面構造を示す図。

【図７】画素部の上面構造及び構成を示す図。

【図８】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。

【図９】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。

【図１０】ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。

【図１１】サンプリング回路の素子構造を示す図。

【図１２】ＥＬ表示装置の外観を示す図。

【図１３】ＥＬ表示装置の回路ブロック構成を示す
図。

【図１４】アクティブマトリクス型のＥＬ表示装置の
断面構造を示す図。

【図１５】ＥＬ表示装置の画素部の断面構造を示す
図。

【図１６】画素部の上面構造を示す図。

【図１７】本発明の有機ＥＬ材料の塗布方法を示す
図。

【図１８】本発明の有機ＥＬ材料の塗布方法を示す
図。

【図１９】有機ＥＬ材料の塗布に用いるマスクパター
ンを示す図。

【図２０】有機ＥＬ材料の塗布パターンを示す図。

【図２１】パッシブ型のＥＬ表示装置の断面構造を示
す図。

【図２２】電気器具の具体例を示す図。

【図２３】電気器具の具体例を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── 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 ３６５Ｇ０９Ｆ 9/30 ３６５ＺＨ０５Ｂ 33/12 Ｈ０５Ｂ 33/12 Ｂ 33/14 33/14 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗布液を有する塗布液室と、電極が設けら
れた基板と、前記塗布室と前記基板との間にマスクとを
有し、前記塗布液を塗布液室で霧状とし、霧状の塗布液を前記
塗布室から前記基板に向かって吐出し、前記電極に対応
したマスクの開口部を通過させ、前記基板上の電極に到
達させて、該電極上に薄膜を形成することを特徴とする
薄膜形成方法。
【請求項２】請求項１において、前記マスクに電圧を印
加することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項３】請求項１または請求項２において、霧状の
塗布液を前記塗布液室から前記基板に向かって吐出する
際、霧状の塗布液を帯電させることを特徴とする薄膜形
成方法。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか一において、前
記マスクの開口部は、遮断部の隙間であることを特徴と
する薄膜形成方法。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか一において、前
記電極は画素電極であることを特徴とする薄膜形成方
法。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれか一において、前
記塗布液は、有機材料及び溶媒からなることを特徴とす
る薄膜形成方法。
【請求項７】請求項１乃至５のいずれか一において、前
記塗布液は、ＥＬ材料及び溶媒からなることを特徴とす
る薄膜形成方法。
【請求項８】請求項１乃至７のいずれか一において、前
記薄膜の膜厚は、１０ｎｍ〜１μｍであることを特徴と
する薄膜形成方法。
【請求項９】請求項１乃至８のいずれか一に記載の薄膜
形成方法を用いて作製した自発光装置。
【請求項１０】塗布液を有する塗布液室と、前記塗布液
を霧状にして吐出させる手段と、電極が設けられた基板
と、前記塗布液室と前記基板との間にマスクと、前記マ
スクに電圧を印加する手段とを有することを特徴とする
薄膜形成装置。
【請求項１１】請求項１０において、前記薄膜形成装置
は、前記塗布液室と前記マスクとの間に前記霧状の塗布
液を前記基板の方向に導く電界を発生する手段を有する
ことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１２】請求項１１において、前記電界により前
記霧状の塗布液の飛翔方向または塗布位置を制御するこ
とを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１３】請求項１１または請求項１２において、
前記電界を発生する手段は、引き出し電極、加速電極、
または制御電極を含むことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１４】請求項１０乃至１３のいずれか一におい
て、前記マスクに電圧を印加する手段により前記霧状の
塗布液の飛翔方向または塗布位置を制御することを特徴
とする薄膜形成装置。
【請求項１５】請求項１０乃至１４のいずれか一におい
て、前記薄膜形成装置は、前記霧状の塗布液を帯電させ
る手段を有することを特徴とする前記薄膜形成装置。
【請求項１６】請求項１０乃至１５のいずれか一におい
て、前記薄膜形成装置は、前記基板と前記マスクとの間
に該マスクに印加された電圧とは異なる電圧が印加され
たマスクを有することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１７】請求項１０乃至１６のいずれか一におい
て、前記マスクに第１の電圧と第２の電圧とが印加され
たことを特徴とする薄膜形成装置。