JP2002334790A - 発光装置およびその作製方法 - Google Patents
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Abstract
上記した課題を解決した寿命の長い発光素子を作製し、
高品質な発光装置を作製する方法を提供することを課題
とする。 【解決手段】 バンクを形成した後、露出した陽極表面
をPVA(ポリビニルアルコール)系の多孔質体などを
用いて拭い、平坦化およびゴミの除去を行う。また、T
FT上の層間絶縁膜と陽極との間に、絶縁膜を形成す
る。もしくは、TFT上の層間絶縁膜表面をプラズマ処
理することにより、表面を改質する。
Description
で発光が得られる有機化合物を含む膜(以下、「有機化
合物層」と記す)と、陽極と、陰極と、を有する発光素
子を用いた発光装置とその作製方法に関する。本発明で
は特に、従来よりも駆動電圧が低く、なおかつ素子の寿
命が長い発光素子を用いた発光装置に関する。なお、本
明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像
表示デバイスもしくは発光デバイスを指す。また、発光
素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム((FPC: F
lexible Printed Circuit)もしくはTAB(Tape Automate
d Bonding)テープもしくはTCP(Tape Carrier Packag
e)が取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先
にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光
素子にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)
が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むもの
とする。
などの特性から、発光素子は次世代のフラットパネルデ
ィスプレイ素子として注目されている。また、自発光型
であり視野角が広いことから、視認性も比較的良好であ
り、電気器具の表示画面に用いる素子として有効と考え
られており、盛んに開発されてきている。
の発光機構は、電極間に有機化合物層を挟んで電圧を印
加することにより、陰極から注入された電子および陽極
から注入された正孔が有機化合物層中の発光中心で再結
合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態
に戻る際にエネルギーを放出して発光すると言われてい
る。なお、有機化合物が形成する分子励起子の種類とし
ては、一重項励起状態と三重項励起状態が可能である
が、本明細書中ではどちらの励起状態が発光に寄与する
場合も含むこととする。
よりパッシブマトリクス型(単純マトリクス型)とアク
ティブマトリクス型とに分類される。しかし、QVGA
以上の画素数を有する高精細な表示が可能であることか
ら、特にアクティブマトリクス型のものが注目されてい
る。
の発光装置は、図2に示すような素子構造を有してお
り、基板201上にTFT202が形成され、TFT2
02上には、層間絶縁膜203が形成される。
04によりTFT202と電気的に接続された陽極(画
素電極)205が形成される。陽極205を形成する材
料としては、仕事関数の大きい透明性導電材料が適して
おり、ITO(indium tin oxides)、酸化スズ(Sn
O2)、酸化インジウムと酸化亜鉛(ZnO)からなる
合金、金の半透過膜、ポリアニリンなどが提案されてい
る。このうちでITOは、バンドギャップが約3.75
eVであり、可視光の領域で高い透明性を持つことから
最も多く用いられている。
形成される。なお、本明細書では、陽極と陰極の間に設
けられた全ての層を有機化合物層と定義する。有機化合
物層206には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注
入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的に
発光素子は、陽極/発光層/陰極が順に積層された構造
を有しており、この構造に加えて、陽極/正孔注入層/
発光層/陰極や、陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送
層/陰極等の順に積層した構造を有していることもあ
る。
207を形成することにより、発光素子209が形成さ
れる。陰極としては仕事関数の小さい金属(代表的には
周期表の1族もしくは2族に属する金属)を用いること
が多い。なお、本明細書においては、このような金属
(アルカリ金属とアルカリ土類金属を含めて)を「アル
カリ金属」と呼ぶ。
この部分で陰極と陽極とがショートすることを防ぐため
に有機樹脂材料からなるバンク208が形成されてい
る。
素子しか示していないが、実際には、これらが画素部に
複数形成されることによりアクティブマトリクス型の発
光装置が形成される。
置の構造において、層間絶縁膜上に形成された陽極(透
明導電膜)とは熱膨張率が異なる。このように熱膨張率
の異なる材料が接した構造で加熱処理を行うと、熱膨張
が小さい材料(この場合、陽極)の界面において、亀裂
が生じてしまう。陽極は、有機化合物層に発光に関与す
る正孔を注入する電極であり、その陽極にクラックが発
生すると正孔の発生に悪影響を及ぼしたり、注入される
正孔が減少したり、さらにこのクラックが発光素子自身
の劣化の原因となると考えられる。また、陽極表面の凹
凸が、正孔の発生や注入に悪影響を及ぼしたり、注入さ
れる正孔が減少したり、さらにこのクラックが発光素子
自身の劣化の原因とも考えられる。
劣化しやすいという性質を有しているが、層間絶縁膜と
して用いられる材料はポリイミド、ポリアミド、アクリ
ルと言った有機樹脂材料が多く、これらの材料を用いて
形成された層間絶縁膜から発生した酸素等の気体により
発光素子が劣化してしまうという問題があった。
の特性に致命的な打撃を与えかねないAl、Mgといっ
たアルカリ金属材料が用いられている。TFTの活性層
にアルカリ金属が混入すると、TFTの電気的な特性が
変動してしまい、経時的な信頼性の確保ができなくなっ
てしまう。
には、TFTの作製工程処理室(クリーンルーム)と発
光素子の作製工程処理室(クリーンルーム)とを離すこ
とで、TFTの活性層がアルカリ金属によって汚染され
ないようにすることが好ましい。しかし、アルカリ金属
による汚染を防ぐために、処理室(クリーンルーム)の
移動等が工程に含まれると、今度は、TFT基板を空中
のゴミ等で汚染してしまったり、帯電によりTFT素子
を破壊してしまったりという問題が生じてしまう。
素子により上記した課題を解決した寿命の長い発光素子
を作製し、高品質な発光装置とその作製方法を提供する
ことを課題とする。
たTFT上に層間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜上に
絶縁膜を形成し、配線を介して前記TFTに電気的に接
続された陽極を形成し、前記陽極および前記配線を覆う
樹脂絶縁膜を形成し、エッチングしてバンクを形成し、
加熱処理した後、前記陽極を拭浄し、前記陽極および前
記バンクを覆って絶縁膜を形成することを特徴としてい
る。
縁膜を形成することによって、熱膨張率のことなる材料
が接した状態で加熱処理する場合に生じるクラックの発
生を低減することができ、発光素子の長寿命化につなが
る。また、層間絶縁膜から発生するガスや水分が発光素
子に到達するのを防ぐことができる。この絶縁膜は、無
機絶縁膜の他に、プラズマ処理によって表面改質を行い
形成された硬化膜、もしくはDLC膜でもよい。
表面の凹凸を平坦化したり、陽極表面のゴミを除去した
りすることができる。
膜を形成することにより、有機化合物層に注入される正
孔と電子の量のバランスを整える効果も期待できる。
るための樹脂絶縁膜を形成した後、アルカリ金属等の汚
染を回避できる処理室に移動させた後に、前記樹脂絶縁
膜をエッチングすることで、バンクを形成することを特
徴としている。
縁膜を形成した後、さらに帯電防止処理を行って、TF
T基板を形成する第1の処理室(第1のクリーンルー
ム)と発光素子を形成する第2の処理室(第2のクリー
ンルーム)とをわけることにより、発光素子の陰極材料
に用いられるAl、Mgといったアルカリ金属材料から
TFTの活性層にアルカリ金属が混入してしまう危険性
を低減することができ、TFTの電気的な特性、経時的
な信頼性を向上させることができる。
樹脂絶縁膜、陽極や配線に影響を及ぼさず簡単に除去で
きる材料を用いる。そのような材料としては、帯電防止
に必要な程度の導電性(10−8[S/m])を持つ材料が
適している。一般的には有機導体が用いられており、導
電性高分子をスピン塗布法、導電性低分子を蒸着法等に
より形成する。具体的には、ポリエチレンジオキシチオ
フェン(略称;PEDOT)、ポリアニリン(略称;P
Ani)、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチ
レンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフ
ェニルエーテル、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)アルキ
ルアミン[アルキルジエタノールアミン]、N-2-ヒドロキ
シエチル-N-2ヒドロキシアルキルアミン[ヒドロキシア
ルキルモノエタノールアミン]、ポリオキシエチレンア
ルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン脂肪
酸エステル、アルキルジエタノールアマイド、アルキル
スルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキ
ルホスフェート、テトラアルキルアンモニウム塩、トリ
アルキルベンジルアンモニウム塩、アルキルベタイン、
アルキルイミダゾリウムベタイン等が挙げられる。これ
らの材料は水や有機溶剤で簡単に除去することができ
る。さらに、絶縁性の材料、例えばポリイミド、アクリ
ル、ポリアミド、ポリイミドアミド、BCB(ベンゾシ
クロブテン)などの有機絶縁体も帯電防止膜として用い
ることができる。これら帯電防止膜は全ての実施例に応
用可能である。
し、陽極の加熱処理を行って結晶化した後、前記バンク
表面をプラズマ処理する工程を含むことを特徴としてい
る。
表面改質を行い硬化膜を形成することにより、バンクか
ら水分が放出され発光素子を劣化させるのを防ぐことが
できる。
成する。ここで示したTFTは、発光素子に流れる電流
を制御するためのTFTであり、本明細書中においては
電流制御用TFT101と称する(図1(A))。
間絶縁膜102を形成し平坦化を行う。層間絶縁膜10
2としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリ
イミドアミド、エポキシ系樹脂膜、BCB(ベンゾシク
ロブテン)といった有機樹脂材料を用いることができ、
平均膜厚を1.0〜2.0μm程度で形成する。層間絶
縁膜102を形成することにより、良好に平坦化を行う
ことができる。また、有機樹脂材料は、一般に誘電率が
低いため、寄生容量を低減できる。
発光素子に悪影響を及ぼさないように層間絶縁膜102
上に第1の絶縁膜103を形成する。第1の絶縁膜10
3は、無機絶縁膜、代表的には、酸化シリコン膜、酸化
窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み
合わせた積層膜で形成すればよく、プラズマCVD法で
反応圧力20〜200Pa、基板温度300〜400℃
とし、高周波(13.56MHz)で電力密度0.1〜
1.0W/cm2で放電させて形成する。もしくは、層間絶
縁膜表面にプラズマ処理をして、水素、窒素、ハロゲン
化炭素、弗化水素または希ガスから選ばれた一種または
複数種の気体元素を含む硬化膜を形成してもよい。
を形成し、電流制御用TFT101のドレイン領域に達
するコンタクトホールを形成して、配線104を形成す
る。配線材料としては、導電性の金属膜としてAlやT
iの他、これらの合金材料を用い、スパッタ法や真空蒸
着法で成膜した後、所望の形状にパターニングすればよ
い。
105を形成する。透明導電膜105としては、代表的
には酸化インジウム・スズ(ITO)または酸化インジ
ウムに2〜20%の酸化亜鉛(ZnO)を混合した透明
導電膜を用いて形成する。
て陽極を形成する。その後にバンク107を形成し、2
30〜350℃で加熱処理を行う。なお、本明細書中で
は、陽極上に開口部を有し、かつ陽極端部を覆って設け
られた絶縁膜のことをバンクと称する(図1(B)、
(C))。
にPVA(ポリビニルアルコール)系の多孔質体を用い
て拭い、陽極106表面の平坦化およびゴミ等の除去を
行う。なお、本明細書において、陽極表面をPVA(ポ
リビニルアルコール)系の多孔質体などを用いて拭い、
平坦化およびゴミの除去を行う処理のことを拭浄と称す
ることとする。
膜110を形成し、第2の絶縁膜110上に有機化合物
層111、陰極112を形成する。第2の絶縁膜110
は、ポリイミド、ポリアミド、アクリル等の有機樹脂絶
縁膜をスピンコート法を用いて、1〜5nmの膜厚で形
成する。
注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注
入層およびバッファー層といった複数の層を組み合わせ
て積層し形成される。有機化合物層111としての膜厚
は、10〜400nm程度が好ましい。
に、蒸着法により形成する。陰極112となる材料とし
ては、MgAgやAl−Li合金(アルミニウムとリチ
ウムの合金)の他に、周期表の1族もしくは2族に属す
る元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した膜を
用いても良い。なお、陰極112の膜厚は、80〜20
0nm程度が好ましい。
導電膜の表面の状態について、原子間力顕微鏡(AFM:
Atomic Force Microscope)を用いて表面観察を行った結
果を図14〜16に示す。
ラス基板上に110nmの膜厚で成膜されたITO膜を
250℃で熱処理することにより結晶化したものを測定
表面として用いる。
れた基板表面の凹凸形状を示す。なお、図14には、拭
浄処理前の測定表面を観察した結果を示し、図15に
は、拭浄処理後の測定表面を観察した結果を示す。
料としてベルクリン(小津産業製)を用いた拭浄処理の
前後における平均面粗さ(Ra)を示している。なお、
ここでいう平均面粗さとは、JIS B0601で定義
されている中心線平均粗さを面に対して適用できるよう
三次元に拡張したものである。この結果から、拭浄処理
後は、測定表面における平均面粗さは小さくなり、平坦
性が増していることが分かる。
用いて作製される発光素子について説明する。なお、こ
こでは、同一基板上に本発明の発光素子を有する画素部
と、画素部の周辺に設ける駆動回路のTFT(nチャネ
ル型TFT及びpチャネル型TFT)を同時に作製する
方法の一例について図3〜図6を用いて説明する。
59ガラスや#1737ガラスなどに代表されるバリウ
ムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラス
などのガラスからなる基板900を用いる。なお、基板
900としては、透光性を有する基板であれば限定され
ず、石英基板を用いても良い。また、本実施例の処理温
度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いて
もよい。
00上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜
などの絶縁膜から成る下地絶縁膜901を形成する。本
実施例では下地絶縁膜901として2層構造を用いる
が、前記絶縁膜の単層膜または2層以上積層させた構造
を用いても良い。下地絶縁膜901の一層目としては、
プラズマCVD法を用い、SiH4、NH3、及びN2O
を反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜901aを
10〜200nm(好ましくは50〜100nm)形成
する。本実施例では、膜厚50nmの酸化窒化珪素膜9
01a(組成比Si=32%、O=27%、N=24
%、H=17%)を形成した。次いで、下地絶縁膜90
1の2層目としては、プラズマCVD法を用い、SiH
4、及びN2Oを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素
膜901bを50〜200nm(好ましくは100〜1
50nm)の厚さに積層形成する。本実施例では、膜厚
100nmの酸化窒化珪素膜901b(組成比Si=3
2%、O=59%、N=7%、H=2%)を形成した。
02〜905を形成する。半導体層902〜905は、
非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段(スパッタ
法、LPCVD法、またはプラズマCVD法等)により
成膜した後、公知の結晶化処理(レーザー結晶化法、熱
結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化
法等)を行って得られた結晶質半導体膜を所望の形状に
パターニングして形成する。この半導体層902〜90
5の厚さは25〜80nm(好ましくは30〜60n
m)の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定は
ないが、好ましくは珪素(シリコン)またはシリコンゲ
ルマニウム(SiXGe1-X(X=0.0001〜0.0
2))合金などで形成すると良い。本実施例では、プラ
ズマCVD法を用い、55nmの非晶質珪素膜を成膜し
た後、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素膜上に保持させ
た。この非晶質珪素膜に脱水素化(500℃、1時間)
を行った後、熱結晶化(550℃、4時間)を行い、さ
らに結晶化を改善するためのレーザーアニ―ル処理を行
って結晶質珪素膜を形成した。そして、この結晶質珪素
膜をフォトリソグラフィー法を用いたパターニング処理
によって、半導体層902〜905を形成した。
後、TFTのしきい値を制御するために、半導体層90
2〜905に微量な不純物元素(ボロンまたはリン)を
ドーピングしてもよい。
を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型の
エキシマレーザーやYAGレーザー、YVO4レーザー
を用いることができる。これらのレーザーを用いる場合
には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学
系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良
い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものである
が、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数
300Hzとし、レーザーエネルギー密度を100〜4
00mJ/cm2(代表的には200〜300mJ/cm
2)とする。また、YAGレーザーを用いる場合にはその
第2高調波を用いパルス発振周波数30〜300kHz
とし、レーザーエネルギー密度を300〜600mJ/
cm2(代表的には350〜500mJ/cm2)とすると
良い。そして幅100〜1000μm、例えば400μ
mで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射
し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率(オーバー
ラップ率)を50〜90%として行えばよい。
ート絶縁膜906を形成する。ゲート絶縁膜906はプ
ラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを40〜
150nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施
例では、プラズマCVD法により110nmの厚さで酸
化窒化珪素膜(組成比Si=32%、O=59%、N=
7%、H=2%)で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸
化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む
絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
ズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Orthosilicate)
とO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300
〜400℃とし、高周波(13.56MHz)電力密度
0.5〜0.8W/cm2で放電させて形成することが
できる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その
後400〜500℃の熱アニールによりゲート絶縁膜と
して良好な特性を得ることができる。
極を形成するための耐熱性導電層907を200〜40
0nm(好ましくは250〜350nm)の厚さで形成
する。耐熱性導電層907は単層で形成しても良いし、
必要に応じて二層あるいは三層といった複数の層から成
る積層構造としても良い。耐熱性導電層にはTa、T
i、Wから選ばれた元素、または前記元素を成分とする
合金か、前記元素を組み合わせた合金膜が含まれる。こ
れらの耐熱性導電層はスパッタ法やCVD法で形成され
るものであり、低抵抗化を図るために含有する不純物濃
度を低減させることが好ましく、特に酸素濃度に関して
は30ppm以下とすると良い。本実施例ではW膜を3
00nmの厚さで形成する。W膜はWをターゲットとし
てスパッタ法で形成しても良いし、6フッ化タングステ
ン(WF6)を用いて熱CVD法で形成することもでき
る。いずれにしてもゲート電極として使用するためには
低抵抗化を図る必要があり、W膜の抵抗率は20μΩc
m以下にすることが望ましい。W膜は結晶粒を大きくす
ることで低抵抗率化を図ることができるが、W中に酸素
などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵
抗化する。このことより、スパッタ法による場合、純度
99.9〜99.9999%のWターゲットを用い、さ
らに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十
分配慮してW膜を形成することにより、抵抗率9〜20
μΩcmを実現することができる。
る場合には、同様にスパッタ法で形成することが可能で
ある。Ta膜はスパッタガスにArを用いる。また、ス
パッタ時のガス中に適量のXeやKrを加えておくと、
形成する膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止するこ
とができる。α相のTa膜の抵抗率は20μΩcm程度
でありゲート電極に使用することができるが、β相のT
a膜の抵抗率は180μΩcm程度でありゲート電極と
するには不向きであった。TaN膜はα相に近い結晶構
造を持つので、Ta膜の下地にTaN膜を形成すればα
相のTa膜が容易に得られる。また、図示しないが、耐
熱性導電層907の下に2〜20nm程度の厚さでリン
(P)をドープしたシリコン膜を形成しておくことは有
効である。これにより、その上に形成される導電膜の密
着性向上と酸化防止を図ると同時に、耐熱性導電層90
7、908中に微量に存在しているアルカリ金属元素が
第1の形状のゲート絶縁膜906に拡散するのを防ぐこ
とができる。いずれにしても、耐熱性導電層907は抵
抗率を10〜50μΩcmの範囲ですることが好まし
い。
(第1導電膜907)にTaN膜、第2層目の導電層
(第2導電膜908)にW膜を形成した(図3
(A))。
してレジストによるマスク909を形成する。そして、
第1のエッチング処理を行う。第1のエッチング処理
は、第1のエッチング条件および第2のエッチング条件
で行われる。
い、エッチング用ガスにCl2とCF4O2を用い、それ
ぞれのガス流量比を25/25/10とし、1Paの圧
力で3.2W/cm2のRF(13.56MHz)電力を
投入してプラズマを形成して行う。基板側(試料ステー
ジ)にも224mW/cm2のRF(13.56MHz)
電力を投入し、これにより実質的に負の自己バイアス電
圧が印加される。第1のエッチング条件によりW膜をエ
ッチングする。続いて、レジストからなるマスクを除去
せずに第2のエッチング条件に変えてエッチング用ガス
にCF4およびCl2を用いて、それぞれのガス流量比を
30/30sccmとし、1Paの圧力でRF(13.
56MHz)電力を投入してプラズマを形成して行う。
基板側(試料ステージ)にも20WのRF(13.56
MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧
を印加する。
形状を有する導電層910〜913が形成される。導電
層910〜913のテーパー部の角度は15〜30°と
なるように形成される。残渣を残すことなくエッチング
するためには、10〜20%程度の割合でエッチング時
間を増加させるオーバーエッチングを施すものとする。
W膜に対する酸化窒化シリコン膜(ゲート絶縁膜90
6)の選択比は2〜4(代表的には3)であるので、オ
ーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露
出した面は20〜50nm程度エッチングされる(図3
(B))。
電型の不純物元素を半導体層に添加する。ここでは、レ
ジストからなるマスク909を除去せずにn型を付与す
る不純物元素添加の工程を行う。半導体層902〜90
5の一部に第1のテーパ形状を有する導電膜910〜9
13をマスクとして自己整合的に不純物を添加し、第1
のn型不純物領域914〜917を形成する。n型を付
与する不純物元素として15族に属する元素、典型的に
はリン(P)または砒素(As)を用いるが、ここでは
リン(P)を用い、イオンドープ法により第1のn型不
純物領域914〜917には1×1020〜1×1021at
oms/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素が
添加される(図3(B))。
第2のエッチング処理を行う。第2のエッチング処理
は、第3のエッチング条件および第4のエッチング条件
で行う。第2のエッチング処理も第1のエッチング処理
と同様にICPエッチング装置により行い、エッチング
ガスにCF4およびCl2を用い、それぞれのガス流量比
を30/30sccmとし、1Paの圧力でRF(1
3.56MHz)電力を投入してプラズマを形成して行
う。基板側(試料ステージ)にも20WのRF(13.
56MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス
電圧を印加する。この第3のエッチング条件により、W
膜およびTaN膜とも同程度にエッチングされた導電膜
918〜921が形成される(図3(C))。
まに第4のエッチング条件に変えて、エッチング用ガス
にCF4とCl2およびO2の混合ガスを用い、1Paの
圧力でRF電力(13.56MHz)電力を投入してプ
ラズマを形成して行う。基板側(試料ステージ)にも2
0WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的
に負の自己バイアス電圧を印加する。この第4のエッチ
ング条件でW膜をエッチングして、第2の形状の導電膜
922〜925を形成する(図3(D))。
状の第1の導電膜922a〜925aを介して半導体層
にn型不純物元素の添加)を行い、第1のn型不純物領
域914〜917と接するチャネル形成領域側に第2の
n型不純物領域926〜929とを形成する。第2のn
型不純物領域における不純物濃度は、1×1016〜1×
1019atoms/cm3となるようにする。この第2
のドーピング工程においては、1層目の第2の形状の導
電膜922a〜925aのテーパ部を介しても半導体層
にn型不純物元素が添加されるような条件になってお
り、本明細書において、1層目の第2の形状の導電膜9
22a〜925aと重なる第2のn型不純物領域をLov
(ovはoverlappedの意味で付す)領域、1層目の第2の
形状の導電膜922a〜925aとは重ならない第2の
n型不純物領域をLoff(offはoffsetの意味で付す)と
いうこととする(図4(A))。
チャネル型TFTの活性層となる半導体層902、90
5に一導電型とは逆の導電型の不純物領域932(93
2a、932b)及び933(933a、933b)を
形成する。この場合も第2の形状の導電層922、92
5をマスクとしてp型を付与する不純物元素を添加し、
自己整合的に不純物領域を形成する。このとき、後のn
チャネル型TFTの活性層となる半導体層903、90
4は、レジストからなるマスク930、931を形成し
全面を被覆しておく。ここで形成されるp型不純物領域
932、933はジボラン(B2H6)を用いたイオンド
ープ法で形成し、p型不純物領域932、933のp型
を付与する不純物元素の濃度は、2×1020〜2×10
21atoms/cm3となるようにする。
はn型を付与する不純物元素が含有されているが、これ
らの不純物領域932、933のp型を付与する不純物
元素の濃度は、n型を付与する不純物元素の濃度の1.
5から3倍となるように添加されることによりp型不純
物領域でpチャネル型TFTのソース領域およびドレイ
ン領域として機能するために何ら問題は生じない。
形状を有する導電層922〜925およびゲート絶縁膜
906上に第1の層間絶縁膜934を形成する。第1の
層間絶縁膜934は酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン
膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層
膜で形成すれば良い。いずれにしても第1の層間絶縁膜
934は無機絶縁材料から形成する。第1の層間絶縁膜
934の膜厚は100〜200nmとする。第1の層間
絶縁膜934として酸化シリコン膜を用いる場合には、
プラズマCVD法でTEOSとO2とを混合し、反応圧
力40Pa、基板温度300〜400℃とし、高周波
(13.56MHz)電力密度0.5〜0.8W/cm
2で放電させて形成することができる。また、第1の層
間絶縁膜934として酸化窒化シリコン膜を用いる場合
には、プラズマCVD法でSiH4、N2O、NH3から
作製される酸化窒化シリコン膜、またはSiH4、N2O
から作製される酸化窒化シリコン膜で形成すれば良い。
この場合の作製条件は反応圧力20〜200Pa、基板
温度300〜400℃とし、高周波(60MHz)電力
密度0.1〜1.0W/cm2で形成することができ
る。また、第1の層間絶縁膜934としてSiH4、N2
O、H2から作製される酸化窒化水素化シリコン膜を適
用しても良い。窒化シリコン膜も同様にプラズマCVD
法でSiH4、NH3から作製することが可能である。
またはp型を付与する不純物元素を活性化する工程を行
う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニー
ル法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラ
ピッドサーマルアニール法(RTA法)を適用すること
ができる。熱アニール法では酸素濃度が1ppm以下、
好ましくは0.1ppm以下の窒素雰囲気中で400〜
700℃、代表的には500〜600℃で行うものであ
り、本実施例では550℃で4時間の熱処理を行った。
また、基板900に耐熱温度が低いプラスチック基板を
用いる場合にはレーザーアニール法を適用することが好
ましい。
晶化させる工程で用いた触媒元素(ニッケル)が、ゲッ
タリング作用を有する周期表の15族に属する元素(本
実施例ではリン)が高濃度に添加された第1のn型不純
物領域に移動(ゲッタリング)させ、チャネル形成領域
における触媒元素の濃度を低減することができる。
させ、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、半導体層を水
素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素
により半導体層にある1016〜1018/cm3のダング
リングボンドを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。いずれにしても、半導体
層902〜905中の欠陥密度を1016/cm 3以下と
することが望ましく、そのために水素を0.01〜0.
1atomic%程度付与すれば良い。
間絶縁膜935を1.0〜2.0μmの平均膜厚で形成
する。有機樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル、
ポリアミド、ポリイミドアミド、BCB(ベンゾシクロ
ブテン)等を使用することができる。例えば、基板に塗
布後、熱重合するタイプのポリイミドを用いる場合に
は、クリーンオーブンで300℃で焼成して形成する。
また、アクリルを用いる場合には、2液性のものを用
い、主材と硬化剤を混合した後、スピナーを用いて基板
全面に塗布した後、ホットプレートで80℃で60秒の
予備加熱を行い、さらにクリーンオーブンで250℃で
60分焼成して形成することができる。
機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦
化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘
電率が低いので、寄生容量を低減できる。しかし、吸湿
性があり保護膜としては適さないので、本実施例のよう
に、第1の層間絶縁膜934として形成した酸化シリコ
ン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などと組み
合わせて用いると良い。
る第2の層間絶縁膜935は、水分やガスを発生してし
まう可能性がある。発光素子は水分やガス(酸素)で劣
化しやすいことが知られている。実際に層間絶縁膜に有
機樹脂絶縁膜を用いて形成された発光装置が使用する際
に発生する熱で、有機樹脂絶縁膜から水分やガスが発生
し、発光素子の劣化が起こりやすくなってしまうことが
考えられる。そこで、有機絶縁材料で形成された第2の
層間絶縁膜935上に第1の絶縁膜936を形成する。
なお、第1の絶縁膜936は、酸化シリコン膜、酸化窒
化シリコン膜、窒化シリコン膜などを用いて形成され
る。なおここで形成される第1の絶縁膜936はスパッ
タ法またはプラズマCVD法を用いて形成すればよい。
また、第1の絶縁膜936は、コンタクトホールを形成
した後から形成してもよい。
を形成し、それぞれの半導体層に形成されソース領域ま
たはドレイン領域とする不純物領域に達するコンタクト
ホールを形成する。コンタクトホールはドライエッチン
グ法で形成する。この場合、エッチングガスにCF4、
O2の混合ガスを用い第1の絶縁膜936をまずエッチ
ングし、次にCF4、O2、Heの混合ガスを用い有機樹
脂材料から成る第2の層間絶縁膜935をエッチング
し、その後、再びエッチングガスをCF4、O2として第
1の層間絶縁膜934をエッチングする。さらに、半導
体層との選択比を高めるために、エッチングガスをCH
F3に切り替えてゲート絶縁膜906をエッチングする
ことによりコンタクトホールを形成することができる。
空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エ
ッチングすることで、配線937〜943を形成する。
図示していないが、本実施例ではこの配線を、そして、
膜厚50nmのTi膜と、膜厚500nmの合金膜(A
lとTiとの合金膜)との積層膜で形成した。
20nmの厚さで形成し、エッチングすることによって
陽極944を形成する(図5(A))。なお、本実施例
では、透明電極として酸化インジウム・スズ(ITO)
膜や酸化インジウムに2〜20[%]の酸化亜鉛(Zn
O)を混合した透明導電膜を用いる。
と接して重ねて形成することによって電流制御用TFT
のドレイン領域と電気的な接続が形成される(図5
(A))。ここで、陽極944に対して180〜350
℃で加熱処理を行ってもよい。
4上に第3の層間絶縁膜945を形成する。ここで、発
光素子を形成するために処理室(クリーンルーム)を移
動することがある。TFT基板が空気中のゴミに汚染さ
れたり、破壊したりしないように第3層間絶縁膜945
上に、帯電防止作用を有する極薄い膜(以下、帯電防止
膜という)946を形成する。帯電防止膜946は、水
洗で除去可能な材料から形成する(図5(C))。ま
た、帯電防止膜を形成する以外にも、帯電防止可能な移
動用のケースに保管してもよい。さらに、処理室の移動
をする前に、ここまでの工程で形成されたTFT基板の
動作検査を行ってもよい。
(クリーンルーム)に運びこんだら、帯電防止膜946
を水洗により除去し、第3の層間絶縁膜945をエッチ
ングして、画素(発光素子)に対応する位置に開口部を
有するバンク947を形成する。本実施例ではレジスト
を用いてバンク947を形成する。本実施例では、バン
ク947の厚さを1μm程度とし、配線と陽極とが接す
る部分を覆う領域がテーパ状になるように形成する(図
6(A))。なお、発光素子を形成する処理室に運び込
まれたら、再度、移動されたTFT基板の動作確認の検
査を行ってもよい。
としてレジストでなる膜を用いているが、場合によって
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)、酸化珪素膜等を用いることもでき
る。バンク947は絶縁性を有する物質であれば、有機
物と無機物のどちらでも良いが、感光性アクリルを用い
てバンク947を形成する場合は、感光性アクリル膜を
エッチングしてから180〜350℃で加熱処理を行う
のが好ましい。また、非感光性アクリル膜を用いて形成
する場合には、180〜350℃で加熱処理を行った
後、エッチングしてバンクを形成するのが好ましい。
本実施例においては、ベルクリン(小津産業製)を用い
て陽極944表面を拭うことにより、陽極944表面の
平坦化および表面に付着したゴミの除去を行う。拭浄の
際の洗浄液としては、純水を用い、ベルクリンを巻き付
けている軸の回転数は100〜300rpmとし、押し
込み値は0.1〜1.0mmとする(図6(A))。
を形成するための樹脂絶縁膜から水分やガスを放出させ
るために、一定の真空度で(例えば0.01Torr以
下)真空排気する。なお、真空ベークは、帯電防止膜を
水洗した後、陽極を拭浄した後、あるいは発光素子を形
成する前に行えばよい。
覆って第2の絶縁膜948を形成する。第2の絶縁膜9
48は、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミドな
どの有機樹脂膜をスピンコート法、蒸着法またはスパッ
タ法などを用いて膜厚1〜5nmで形成する。この絶縁
膜を形成することで、陽極944表面のクラック等を掩
蔽することができ、発光素子の劣化を防ぐことができ
る。
層949、陰極950を蒸着法により形成する。なお、
本実施例では発光素子の陰極としてMgAg電極を用い
るが、公知の他の材料であっても良い。なお、有機化合
物層949は、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、
電子輸送層、電子注入層及びバッファー層といった複数
の層を組み合わせて積層することにより形成されてい
る。本実施例において用いた有機化合物層の構造につい
て以下に詳細に説明する。
ロシアニンを用い、正孔輸送層としては、α−NPDを
用いてそれぞれ蒸着法により形成する。
は発光層に異なる材料を用いることで異なる発光を示す
有機化合物層の形成を行う。なお、本実施例では、赤、
緑、青色の発光を示す有機化合物層を形成する。また、
成膜法としては、いずれも蒸着法を用いているので、成
膜時にメタルマスクを用いることにより画素毎に異なる
材料を用いて発光層を形成することは可能である。
Mをドーピングしたものを用いて形成する。その他にも
N,N'−ジサリチリデン−1,6−ヘキサンジアミナ
ト)ジンク(II)(Zn(salhn))にEu錯体で
ある(1,10−フェナントロリン)トリス(1,3−ジフ
ェニル−プロパン−1,3−ジオナト)ユーロピウム(II
I)(Eu(DBM)3(Phen)をドーピングしたも
の等を用いることができるが、その他公知の材料を用い
ることもできる。
Ir(ppy)3を共蒸着法により形成させることがで
きる。なお、この時には、BCPを用いて正孔阻止層を
積層しておくことが好ましい。また、この他にもアルミ
キノリラト錯体(Alq3)、ベンゾキノリノラトベリ
リウム錯体(BeBq)を用いることができる。さらに
は、キノリラトアルミニウム錯体(Alq3)にクマリ
ン6やキナクリドンといった材料をドーパントとして用
いたものも可能であるが、その他公知の材料を用いるこ
ともできる。
リル誘導体であるDPVBiや、アゾメチン化合物を配
位子に持つ亜鉛錯体であるN,N'−ジサリチリデン−
1,6−ヘキサンジアミナト)ジンク(II)(Zn(s
alhn))及び4,4'−ビス(2,2−ジフェニル−ビ
ニル)−ビフェニル(DPVBi)にペリレンをドーピ
ングしたものを用いることもできるが、その他の公知の
材料を用いても良い。
送層としては、1,3,4−オキサジアゾール誘導体や
1,2,4−トリアゾール誘導体(TAZ)といった材料
を用いることができるが、本実施例では、1,2,4−ト
リアゾール誘導体(TAZ)を用いて蒸着法により30
〜60nmの膜厚で形成する。
層が形成される。なお、本実施例における有機化合物層
949の膜厚は10〜400nm(典型的には60〜1
50nm)、陰極950の厚さは80〜200nm(典
型的には100〜150nm)とすれば良い。
り発光素子の陰極950が形成される。本実施例では発
光素子の陰極となる導電膜としてMgAgを用いている
が、Al−Li合金膜(アルミニウムとリチウムとの合
金膜)や、周期表の1族もしくは2族に属する元素とア
ルミニウムとを共蒸着法により形成された膜を用いるこ
とも可能である。
光装置が完成する。なお、陽極944、有機化合物層9
49、陰極950と積層された部分951を発光素子と
称する。
ル型TFT1001は駆動回路のTFTであり、CMO
Sを形成している。スイッチング用TFT1002及び
電流制御用TFT1003は画素部のTFTであり、駆
動回路のTFTと画素部のTFTとは同一基板上に形成
することができる。
駆動回路の電源の電圧が5〜6V程度、最大でも10V
程度で十分なので、TFTにおいてホットエレクトロン
による劣化があまり問題にならない。
いて、実施例1とは異なる他の例を図19〜22を用い
て説明する。
ゲート絶縁膜906上に2層の導電膜907、908を
形成する工程まで行う。
膜907、908をエッチングして、第1のテーパ形状
を有する導電層3901〜3904を形成する工程につ
いて、図20(A)を用いて説明する。エッチングには
ICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラ
ズマ)エッチング法を用いる。エッチング用ガスに限定
はないがW膜や窒化タンタル膜のエッチングにはCF4
とCl2とO2とを用いる。それぞれのガス流量を25/
25/10とし、1Paの圧力でコイル型の電極に50
0WのRF(13.56MHz)電力を投入してエッチ
ングを行う。この場合、基板側(試料ステージ)にも1
50WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質
的に負の自己バイアス電圧を印加する。この第1のエッ
チング条件により主にW膜を所定の形状にエッチングす
る。
に変更し、それぞれのガス流量比を30/30とし、1
Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.
56MHz)電力を投入してプラズマを生成して約30
秒程度のエッチングを行う。基板側(試料ステージ)に
も20WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実
質的に負の自己バイアス電圧を印加する。CF4とCl2
との混合ガスは窒化タンタル膜とW膜とを同程度の速度
でエッチングする。こうして、第1のテーパ形状を有す
る導電層3901〜3904を形成する。テーパーは4
5〜75°で形成する。尚、第2の絶縁膜上に残渣を残
すことなくエッチングするためには10〜20%程度の
割合でエッチング時間を増加させると良い。なお、ゲー
ト絶縁膜906の第1のテーパ形状の導電層3901〜
3904で覆われない領域表面は20〜50nm程度エ
ッチングされ薄くなった領域が形成される(図20
(A))。
図20(B)に示すように第2のエッチング処理を行
う。エッチング用ガスにCF4とCl2とO2とを用い、
それぞれのガス流量比を20/20/20とし、1Pa
の圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56
MHz)電力を投入してプラズマを生成してエッチング
を行う。基板側(試料ステージ)には20WのRF(1
3.56MHz)電力を投入し、第1のエッチング処理
に比べ低い自己バイアス電圧を印加する。このエッチン
グ条件により第2の導電膜として用いたW膜をエッチン
グする。こうして第2のテーパ形状の導電層3905〜
3908が形成される。ゲート絶縁膜906の第2のテ
ーパ形状の導電層3905〜3908で覆われない領域
表面は20〜50nm程度エッチングされ薄くなる。
n型を付与する不純物元素(n型不純物元素)を添加す
る第1のドーピング処理を行う。第1のドーピング処理
は、質量分離をしないでイオンを注入するイオンドープ
法により行う。ドーピングは第2のテーパ形状の導電膜
3905〜3908をマスクとして用い、水素希釈のフ
ォスフィン(PH3)ガスまたは希ガスで希釈したフォ
スフィンガスを用い、半導体層902〜905に第1の
濃度のn型不純物元素を含むn型不純物領域3909〜
3912を形成する。このドーピングにより形成する第
1の濃度のn型不純物元素を含むn型不純物領域390
9〜3912のリン濃度は1×1016〜1×1017/c
m3となるようにする(図20(C))。
覆う第1のマスク3913、3915と半導体層904
上の第2のテーパ形状の導電層3907と半導体層90
4の一部の領域を覆う第2のマスク3914を形成し、
第2のドーピング処理を行う。第2のドーピング処理で
は、第2のテーパ形状の導電層3906aを通して半導
体層903に第2の濃度のn型不純物元素を含むn型不
純物領域3917、第3の濃度のn型不純物元素を含む
n型不純物領域3916、3918を形成する。このド
ーピングにより形成する第2の濃度のn型不純物元素を
含むn型不純物領域3917のリン濃度は1×1017〜
1×1019/cm3、第3の濃度のn型不純物元素を含
むn型不純物領域3916、3918のリン濃度は1×
1020〜1×1021/cm3となるようにする(図20
(D))。
ドーピング工程で、第2の濃度のn型不純物元素を含む
n型不純物領域および第3の濃度のn型不純物元素を含
むn型不純物領域を形成しているが、ドーピング工程を
2回にわけて不純物元素を添加してもよい。
層903、904を覆うマスク3919、3920を形
成し第3のドーピング処理を行う。ドーピングは水素希
釈のジボラン(B2H6)ガスまたは希ガスで希釈したジ
ボランガスを用い、半導体層902、905に第1の濃
度のp型不純物元素を含むp型不純物領域3921、3
923及び第2の濃度のp型不純物元素を含むp型不純
物領域3922、3924を形成する。第1の濃度のp
型不純物元素を含むp型不純物領域3921、3923
は2×1020〜3×1021/cm3の濃度範囲でボロン
が含まれ、第2の濃度のp型不純物元素を含むp型不純
物領域3922、3924は、第2のテーパ形状の導電
層3905a、3908aと重なる領域に形成されるも
のであり、1×1018〜1×1020/cm3の濃度範囲
でボロンを含む。
ズマCVD法で窒化シリコン膜または窒化酸化シリコン
膜から成る第1の層間絶縁膜3925を50nmの厚さ
に形成し、それぞれの半導体層に添加された不純物元素
を活性化処理するために、炉を用いて410℃で加熱処
理を行う。この加熱処理で、窒化シリコン膜または窒化
酸化シリコン膜から放出される水素で半導体膜の水素化
も行う。
に、RTAによる加熱処理方法(ガスまたは光を熱源と
して用いるRTA法も含む)でもよい。炉を用いた加熱
処理を行う場合には、ゲート電極を形成する導電膜の酸
化を防ぐために加熱処理前にゲート電極およびゲート絶
縁膜を覆う絶縁膜を形成したり、加熱処理の際の雰囲気
を減圧窒素雰囲気にしたりすればよい。また、YAGレ
ーザーの第2高調波(532nm)の光を半導体層に照
射してもよい。以上のように、半導体層に添加された不
純物元素の活性化する方法はいくつかあるため、その方
法は実施者が適宜決定すればよい。
2の層間絶縁膜3926をアクリルで形成する。そし
て、第2の層間絶縁膜3926上に、スパッタ法を用い
て、窒化シリコン膜を形成し、TFTを不純物から保護
するための第1の絶縁膜(以下、バリア絶縁膜ともい
う)3927とする(図21(C))。
導電膜を80〜120nmの厚さで形成し、エッチング
することによって陽極3928を形成する(図22
(A))。なお、本実施形態では、透明電極として酸化
インジウム・スズ(ITO)膜や酸化インジウムに2〜
20[%]の酸化亜鉛(ZnO)を混合した透明導電膜を
用いる。
を形成し、それぞれの半導体層に形成されたソース領域
またはドレイン領域となる不純物領域3916、391
8、3921、3923に達するコンタクトホールを形
成する。コンタクトホールはドライエッチング法で形成
すればよい。
空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エ
ッチングすることで、配線3929〜3935を形成す
る。図示していないが、本実施形態ではこの配線を、そ
して、膜厚50nmのTi膜と、膜厚500nmの合金
膜(AlとTiとの合金膜)との積層膜で形成した。
〜3935を覆う第3の層間絶縁膜3936を形成す
る。ここで、発光素子の陰極材料に用いられるAl、M
gといったアルカリ金属材料からTFTの活性層にアル
カリ金属が混入してしまう危険性を低減するために、T
FT基板を形成するための処理室(以下、第1のクリー
ンルームとする)から発光素子を形成するための処理室
(以下、第2のクリーンルームとする)へ基板を移動さ
せて作製工程を進める場合を想定する。
されたり、静電気によって静電破壊が発生したりしない
ように第3層間絶縁膜3936上に、帯電防止作用を有
する極薄い膜(以下、帯電防止膜という)3937を形
成する。なお、帯電防止膜3937は、水洗など簡単に
除去できる材料から形成すればよい(図22(A))。
または、帯電による破壊を防止できるようなケースに保
管して移動させる。なお、処理室の移動の前に、ここま
での工程で形成されたTFT基板の動作の検査を行って
もよい。以上の工程は、図19のフローチャートで示す
第1の処理室(クリーンルーム)での処理である。
は、例えば、同じ敷地内に設けられた建造物内での移動
や、同一法人の点在する工場(処理室、例えばクリーン
ルーム)間での移動、または異なる法人間における工場
(処理室、例えばクリーンルーム)の移動が考えられ
る。いずれも、TFT基板に損傷等が発生しないように
して移動される。
2の処理室(クリーンルーム)での処理を行う。TFT
基板を第2の処理室(クリーンルーム)に運びこんだ
ら、帯電防止膜3937を水洗により除去し、第3の層
間絶縁膜3936をエッチングして、画素(発光素子)
に対応する位置に開口部を有し、配線3934と陽極3
928とが接する部分や陽極3928の端部をテーパ状
に覆うバンク3938を形成する。本実施形態では厚さ
を1μm程度とし、レジストを用いてバンク3938を
形成する。ここで、再度、第2の処理室に移動されたT
FT基板の動作確認の検査を行ってもよい。
を形成するための樹脂絶縁膜から水分やガスを放出させ
るために、一定の真空度で(例えば0.01Torr以
下)真空排気する。なお、真空ベークは、帯電防止膜を
水洗した後、陽極を拭浄した後、あるいはEL素子を形成
する前に行えばよい。
の発生による発光素子の劣化を抑制するため、バンク3
938の表面を第2の絶縁膜3939を例えば窒化シリ
コン膜等で覆う。この第2の絶縁膜3939は、発光素
子の劣化の要因となる水分やガスから保護するための絶
縁膜であるため、第2のバリア絶縁膜3939ともい
う。
3928と接するように有機化合物層3940、有機化
合物層3940上に陰極3941を蒸着法により形成す
る。なお、本実施例では発光素子の陰極としてMgAg
電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。な
お、有機化合物層3940は、発光層の他に正孔注入
層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層及びバッファ
ー層といった複数の層を組み合わせて積層すればよく、
本実施例では実施例1に従って形成すればよい。
発光装置が完成する。なお、陽極3928、有機化合物
層3940、陰極3941と積層された部分3942を
発光素子と称する。
の処理室(例えば、第1のクリーンルーム)と、発光素
子を形成する第2の処理室(例えば、第2のクリーンル
ーム)とを異ならせることにより、発光素子の陰極材料
に用いられるAl、Mgといったアルカリ金属材料から
TFTの活性層を保護することができ、良好な発光装置
を提供することが可能である。
い、第2の層間絶縁膜(935、3926)まで形成す
る。次いで、実施例1における第1の絶縁膜936を形
成するかわりに、第2の層間絶縁膜にプラズマ処理を行
って第2の層間絶縁膜(935、3926)表面を改質
させる方法について図7で説明する。
26)を水素、窒素、炭化水素、ハロゲン化炭素、弗化
水素または希ガス(Ar、He、Ne等)から選ばれた
一種または複数種の気体中でプラズマ処理することによ
り第2の層間絶縁膜(935、3926)の表面に新た
な被膜を形成したり、表面に存在する官能基の種類を変
更させたりして、第2の層間絶縁膜(935、392
6)の表面改質を行うことができる。第2の層間絶縁膜
(935、3926)表面には、図7に示すように緻密
化された膜935Bが形成される。本明細書において、
この膜を硬化膜935Bと称する。これにより、有機樹
脂膜からガスや水分が放出されるのを防ぐことができ
る。
た後、陽極(ITO)を形成するため、熱膨張率の異な
る材料が直接接した状態で加熱処理されることがなくな
る。したがって、ITOのクラック(亀裂)等の発生を
防ぐことができ、発光素子の劣化を防止することもでき
る。なお、第2の層間絶縁膜(935、3926)のプ
ラズマ処理化は、コンタクトホールを形成する前、後ど
ちらでもよい。
らなる第2の層間絶縁膜(935、3926)の表面を
水素、窒素、炭化水素、ハロゲン化炭素、弗化水素また
は希ガス(Ar、He、Ne等)から選ばれた一種また
は複数種の気体中でプラズマ処理することにより形成さ
れる。従って、硬化膜935B中には、水素、窒素、炭
化水素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガス(A
r、He、Ne等)の気体元素が含まれていると考えら
れる。
い、第2の層間絶縁膜(935、3926)まで形成す
る。次いで、図12に示すように、第2の層間絶縁膜
(935、3926)上に、第1の絶縁膜936とし
て、DLC膜936Bを形成してもよい。
あたりに非対称のピークを有し、1300cm -1あた
りに肩をもつラマンスペクトル分布を有する。また、微
小硬度計で測定した時に15〜25GPaの硬度を示す
ほか、耐薬品性に優れるという特徴をもつ。さらに、D
LC膜はCVD法もしくはスパッタ法にて成膜可能であ
り、室温から100℃以下の温度範囲で成膜できる。成
膜方法はスパッタリング法、ECRプラズマCVD法、
高周波プラズマCVD法またはイオンビーム蒸着法とい
った方法を用いれば良く、膜厚5〜50nm程度に形成
すればよい。
縁膜(935、3926)上に絶縁膜936としてDL
C膜以外の絶縁膜を適用する例について説明する。
層間絶縁膜(935、3926)まで形成する。続い
て、第1の絶縁膜936として、シリコンをターゲット
として用い、スパッタリング法により窒化シリコン膜9
36を形成する。成膜条件は適宜選択すれば良いが、特
に好ましくはスパッタガスには窒素(N2)又は窒素と
アルゴンの混合ガスを用い、高周波電力を印加してスパ
ッタリングを行う。基板温度は室温の状態とし、加熱手
段を用いなくても良い。ただし、層間絶縁膜に有機絶縁
膜を用いている場合、基板を加熱せずに成膜することが
望ましい。また、吸着又は吸蔵している水分を十分除去
するために、真空中で数分〜数時間、50〜100℃程
度で加熱して脱水処理することは好ましい。なお、成膜
条件の一例としては、硼素が添加された1〜2Ωsq.の
シリコンターゲットを用い窒素ガスのみを供給して0.
4Pa、800Wの高周波電力(13.56MHz)で、
ターゲットのサイズは直径152.4mmの条件の時に
2〜4nm/minの成膜速度が得られる。
は、膜中の不純物元素として挙げられる酸素および水素
の濃度が1原子%以下であり、また、可視光域において
80%以上の透過率を有する。特に、波長400nmに
おいても80%以上の透過率を有しており、この膜の透
明性が示されている。さらに、表面に著しいダメージを
与えることなく、緻密な膜を形成することができる。
ン膜を適用することができる。後の工程は、再び、実施
例1または実施例2に従って行えばよい。
縁膜(935、3926)上に第1の絶縁膜936とし
てDLC膜以外の絶縁膜を適用する例について説明す
る。
層間絶縁膜(935、3926)まで形成する。続い
て、窒化アルミニウム(AlN)ターゲットを用い、ア
ルゴンガスと窒素ガスを混合した雰囲気下にて、AlX
NY膜を成膜する。AlXNY膜に含まれる不純物、特に
酸素は0〜10atm%未満であればよく、スパッタ条件
(基板温度、原料ガスおよびその流量、成膜圧力など)
を適宜調節することによって酸素濃度を調節することが
できる。また、アルミニウム(Al)ターゲットを用
い、窒素ガスを含む雰囲気下にて成膜してもよい。な
お、スパッタ法に限定されず、蒸着法やその他の公知技
術を用いてもよい。
ウム(AlN)ターゲットを用い、アルゴンガスと窒素
ガスと酸素ガスを混合した雰囲気下にて成膜されるAl
NXOY膜を用いてもよい。AlNXOY膜は、窒素を数at
om%以上、好ましくは2.5atom%〜47.5atom%含
む範囲であればよく、スパッタ条件(基板温度、原料ガ
スおよびその流量、成膜圧力など)を適宜調節すること
によって窒素濃度を調節することができる。また、アル
ミニウム(Al)ターゲットを用い、窒素ガス及び酸素
ガスを含む雰囲気下にて成膜してもよい。なお、スパッ
タ法に限定されず、蒸着法やその他の公知技術を用いて
もよい。
透光性が高く(可視光領域で透過率80%〜91.3
%)、発光素子からの発光の妨げにならない。
またはAlNXOY膜を適用することができる。後の工程
は、再び、実施例1に従って行えばよい。
い、第2の層間絶縁膜(935、3926)まで形成す
る。次いで、図13に示すように、第2の層間絶縁膜
(935、3926)表面にプラズマ処理を行い表面改
質をして硬化膜935Bを形成した後、硬化膜935B
上にDLC膜936Bを形成してもよい。なお、DLC
膜936Bは、成膜方法はスパッタリング法、ECRプ
ラズマCVD法、高周波プラズマCVD法またはイオン
ビーム蒸着法といった方法を用いて、5〜50nm程度
の膜厚で形成すればよい。
程に従い、バンク(947、3938)を形成した後、
バンク(947、3938)表面をプラズマ処理するこ
とでバンク(947、3938)の表面改質を行う例に
ついて図8を用いて説明する。
絶縁膜を用いて形成しているが、水分やガスを発生して
しまい、実際に発光装置を使用した際に生じる熱により
水分やガスの発生しやすくなってしまうという問題があ
る。
ようにバンクの表面改質を行うためにプラズマ処理を行
う。水素、窒素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガ
スから選ばれた一種または複数種の気体中でプラズマ処
理を行う。
素、窒素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガスから
選ばれた一種または複数種の気体元素を含む硬化膜が形
成され、内部から水分やガス(酸素)が発生するのを防
ぐことができ、発光素子の劣化を防ぐことができる。
いずれとも組み合わせて用いることができる。
層間絶縁膜(935、3926)まで形成する(図18
(A))。その後、第2の層間絶縁膜(935、392
6)上に第1の絶縁膜936を形成する。第1の絶縁膜
936としては、実施例2または実施例3に示したDL
C膜、窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜または窒化
酸化アルミニウム膜を形成してもよい。続いて、第1の
絶縁膜936上に、ITO膜を形成し所望の形状にパタ
ーニングして、陽極1937を形成する。
を形成し、それぞれの半導体層に形成されたソース領域
またはドレイン領域となる不純物領域に達するコンタク
トホールをドライエッチング法などにより形成する。こ
れは、実施例1にしたがえばよい。
空蒸着法で形成し、エッチングして、配線1938〜1
944を形成する。配線1938〜1944は、実施例
1と同じように膜厚50nmのTi膜と膜厚500nm
の合金膜(AlとTiとの合金膜)との積層膜で形成す
ればよい。
陽極1937を配線1938〜194 の前に形成する
ことにより、もしカバレッジの悪い材料を用いて陽極を
形成しなければならないとしても、配線断線1943が
陽極1938上に形成されるため、断線等の問題が発生
することはない。
て、バンク、有機化合物層、陰極を形成すればよい。
適用することができる。
性層となる半導体膜を触媒元素を用いて結晶化させ、そ
の後、得られた結晶質半導体膜の触媒元素濃度を低減さ
せる方法について説明する。
好ましくはバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケ
イ酸ガラス、或いは石英などを用いることができる。基
板1100の表面には、下地絶縁膜1101として無機
絶縁膜を10〜200nmの厚さで形成する。好適な下
地絶縁膜の一例は、プラズマCVD法で作製される酸化
窒化シリコン膜であり、SiH4、NH3、N2Oから作
製される第1酸化窒化シリコン膜1101aを50nm
の厚さに形成し、次いで、SiH4とN2Oから作製され
る第2酸化窒化シリコン膜1101bを100nmの厚
さに形成したものを適用する。下地絶縁膜1101はガ
ラス基板に含まれるアルカリ金属がこの上層に形成する
半導体膜中に拡散しないために設けるものであり、石英
を基板とする場合には省略することも可能である。
素膜1102を形成する。この窒化珪素膜1102は、
後の半導体膜の結晶化工程において用いる触媒元素(代
表的にはニッケル)が、下地絶縁膜1101に染みつく
のを防ぐため、さらに下地絶縁膜1101の含まれる酸
素が悪影響を及ぼすのを防ぐのを目的に形成される。な
お、窒化珪素膜1102は、プラズマCVD法で、1〜
5nmの膜厚で形成すればよい。
導体膜1103を形成する。非晶質半導体膜1103
は、シリコンを主成分とする半導体材料を用いる。代表
的には、非晶質シリコン膜又は非晶質シリコンゲルマニ
ウム膜などが適用され、プラズマCVD法や減圧CVD
法、或いはスパッタ法で10〜100nmの厚さに形成
する。良質な結晶を得るためには、非晶質半導体膜11
03に含まれる酸素、窒素などの不純物濃度を5×10
18/cm3以下に低減させておくと良い。これらの不純
物は非晶質半導体の結晶化を妨害する要因となり、また
結晶化後においても捕獲中心や再結合中心の密度を増加
させる要因となる。そのために、高純度の材料ガスを用
いることはもとより、反応室内の鏡面処理(電界研磨処
理)やオイルフリーの真空排気系を備えた超高真空対応
のCVD装置を用いることが望ましい。なお、下地絶縁
膜1101から非晶質半導体膜1103までは、大気解
放せずに連続成膜することができる。
に、結晶化を促進する触媒作用のある金属元素を添加す
る(図17(b))。半導体膜の結晶化を促進する触媒
作用のある金属元素としては鉄(Fe)、ニッケル(N
i)、コバルト(Co)、ルテニウム(Ru)、ロジウ
ム(Rh)、パラジウム(Pd)、オスミウム(O
s)、イリジウム(Ir)、白金(Pt)、銅(C
u)、金(Au)などであり、これらから選ばれた一種
または複数種を用いることができる。代表的にはニッケ
ルを用い、重量換算で1〜100ppmのニッケルを含
む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布して触媒含有層
1104を形成する。この場合、当該溶液の馴染みをよ
くするために、非晶質シリコン膜1103の表面処理と
して、オゾン含有水溶液で極薄い酸化膜を形成し、その
酸化膜をフッ酸と過酸化水素水の混合液でエッチングし
て清浄な表面を形成した後、再度オゾン含有水溶液で処
理して極薄い酸化膜を形成しておく。シリコンなど半導
体膜の表面は本来疎水性なので、このように酸化膜を形
成しておくことにより酢酸ニッケル塩溶液を均一に塗布
することができる。
法に限定されず、スパッタ法、蒸着法、プラズマ処理な
どにより形成しても良い。
層1104とを接触した状態を保持したまま結晶化のた
めの加熱処理を行う。加熱処理の方法としては、電熱炉
を用いるファーネスアニール法や、ハロゲンランプ、メ
タルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボン
アークランプ、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ランプ
などを用いた瞬間熱アニール(Rapid Thermal Annealin
g)法(以下、RTA法と記す)を採用する。
光源を1〜60秒、好ましくは30〜60秒点灯させ、
それを1〜10回、好ましくは2〜6回繰り返す。ラン
プ光源の発光強度は任意なものとするが、半導体膜が瞬
間的には600〜1000℃、好ましくは650〜75
0℃程度にまで加熱されるようにする。このような高温
になったとしても、半導体膜が瞬間的に加熱されるのみ
であり、基板1100はそれ自身が歪んで変形すること
はない。こうして、非晶質半導体膜を結晶化させ、図1
7(c)に示す結晶質シリコン膜1105を得ることが
できるが、このような処理で結晶化できるのは触媒元素
含有層を設けることによりはじめて達成できるものであ
る。
を用いる場合には、加熱処理に先立ち、500℃にて1
時間程度の加熱処理を行い、非晶質シリコン膜1103
が含有する水素を放出させておく。そして、電熱炉を用
いて窒素雰囲気中にて550〜600℃、好ましくは5
80℃で4時間の加熱処理を行い非晶質シリコン膜11
03を結晶化させる。こうして、図17(c)に示す結
晶質シリコン膜1105を形成する。
成分の割合)を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修す
るためには、結晶質シリコン膜1105に対してレーザ
光を照射することも有効である。
1105には、触媒元素(ここではニッケル)が平均的
な濃度とすれば、1×1019/cm3を越える濃度で残
存している。触媒元素が残留していると、TFTの特性
に悪影響を及ぼす可能性があるため、半導体層の触媒元
素濃度を低減させる必要がある。そこで、結晶化工程に
続いて、半導体層の触媒元素濃度を低減させる方法につ
いて説明する。
リコン膜1105の表面に薄い層1106を形成する。
本明細書において、結晶質シリコン膜1105上に設け
た薄い層1106は、後にゲッタリングサイトを除去す
る際に、結晶質シリコン膜1105がエッチングされな
いように設けた層で、バリア層1106ということにす
る。
とし、簡便にはオゾン水で処理することにより形成され
るケミカルオキサイドをバリア層としても良い。また、
硫酸、塩酸、硝酸などと過酸化水素水を混合させた水溶
液で処理しても同様にケミカルオキサイドを形成するこ
とができる。他の方法としては、酸化雰囲気中でのプラ
ズマ処理や、酸素含有雰囲気中での紫外線照射によりオ
ゾンを発生させて酸化処理を行っても良い。また、クリ
ーンオーブンを用い、200〜350℃程度に加熱して
薄い酸化膜を形成しバリア層としても良い。或いは、プ
ラズマCVD法やスパッタ法、蒸着法などで1〜5nm
程度の酸化膜を堆積してバリア層としても良い。いずれ
にしても、ゲッタリング工程時に、触媒元素がゲッタリ
ングサイト側に移動できて、ゲッタリングサイトの除去
工程時には、エッチング液がしみこまない(結晶性シリ
コン膜1105をエッチング液から保護する)膜、例え
ば、オゾン水で処理することにより形成されるケミカル
オキサイド膜、酸化シリコン膜(SiOx)、または多
孔質膜を用いればよい。
でゲッタリングサイト1107として、膜中に希ガス元
素を1×1020/cm3以上の濃度で含む第2の半導体
膜(代表的には、非晶質シリコン膜)を25〜250n
mの厚さで形成する。後に除去されるゲッタリングサイ
ト1107は結晶質シリコン膜1105とエッチングの
選択比を大きくするため、密度の低い膜を形成すること
が好ましい。
は不活性であるため、結晶質シリコン膜1105に悪影
響を及ぼすことはない。また、希ガス元素としてはヘリ
ウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、ク
リプトン(Kr)、キセノン(Xe)から選ばれた一種
または複数種を用いる。本発明はゲッタリングサイトを
形成するためにこれら希ガス元素をイオンソースとして
用いること、またこれら元素が含まれた半導体膜を形成
し、この膜をゲッタリングサイトとすることに特徴を有
する。
後加熱処理をすることが必要となる。加熱処理はファー
ネスアニール法やRTA法で行う。ファーネスアニール
法で行う場合には、窒素雰囲気中にて450〜600℃
で0.5〜12時間の加熱処理を行う。また、RTA法
を用いる場合には、加熱用のランプ光源を1〜60秒、
好ましくは30〜60秒点灯させ、それを1〜10回、
好ましくは2〜6回繰り返す。ランプ光源の発光強度は
任意なものとするが、半導体膜が瞬間的には600〜1
000℃、好ましくは700〜750℃程度にまで加熱
されるようにする。
獲サイト)にある触媒元素が熱エネルギーにより放出さ
れ、拡散によりゲッタリングサイトに移動する。従っ
て、ゲッタリングは処理温度に依存し、より高温である
ほど短時間でゲッタリングが進むことになる。本発明に
おいて、触媒元素がゲッタリングの際に移動する距離
は、半導体膜の厚さ程度の距離であり、比較的短時間で
ゲッタリングを完遂することができる(図17
(e))。
/cm3〜1×1021/cm3、好ましくは1×1020/
cm3〜1×1021/cm3、より好ましくは5×1020/
cm3の濃度で希ガス元素を含む半導体膜1107は結
晶化することはない。これは、希ガス元素が上記処理温
度の範囲においても再放出されず膜中に残存して、半導
体膜の結晶化を阻害するためであると考えられる。
イト1107を選択的にエッチングして除去する。エッ
チングの方法としては、ClF3によるプラズマを用い
ないドライエッチング、或いはヒドラジンや、テトラエ
チルアンモニウムハイドロオキサイド(化学式 (C
H3)4NOH)を含む水溶液などアルカリ溶液によるウ
エットエッチングで行うことができる。この時バリア層
1106はエッチングストッパーとして機能する。ま
た、バリア層1106はその後フッ酸により除去すれば
良い。
素の濃度が1×1017/cm3以下にまで低減された結
晶質シリコン膜1108を得ることができる。こうして
形成された結晶質シリコン膜1108は、触媒元素の作
用により細い棒状又は細い扁平棒状結晶として形成さ
れ、その各々の結晶は巨視的に見ればある特定の方向性
をもって成長している。
用いることができる。
実施例10の作製工程を組み合わせて図6(B)に示し
た状態まで作製した発光パネルを発光装置として完成さ
せる方法について図9を用いて詳細に説明する。
ネルの上面図、図9(B)は図9(A)をA−A’で切
断した断面図である。点線で示された801はソース側
駆動回路、802は画素部、803はゲート側駆動回路
である。また、804は封止基板、805はシール剤で
あり、シール剤805で囲まれた内側は、空間807に
なっている。
側駆動回路803に入力される信号を伝送するための配
線(図示せず)により、外部入力端子となるFPC(フ
レキシブルプリントサーキット)809からビデオ信号
やクロック信号を受け取る。なお、ここでは発光パネル
にFPCが接続された状態を示しているが、FPCを介
してIC(集積回路)が直接実装されたモジュールを本
明細書中では、発光装置とよぶ。
て説明する。基板810の上方には画素部802、駆動
回路部が形成されており、画素部802は電流制御用T
FT811とそのドレインに電気的に接続された陽極8
12を含む複数の画素により形成される。また、駆動回
路部はnチャネル型TFT813とpチャネル型TFT
814とを組み合わせたCMOS回路を用いて形成され
る。
形成された後、陽極812上に絶縁膜821、有機化合
物層816および陰極817が形成され、発光素子81
8が形成される。
して機能し、接続配線808を経由してFPC809に
電気的に接続されている。
る封止基板804が貼り合わされている。なお、シール
剤805としては紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂を用い
るのが好ましい。また、必要に応じて封止基板804と
発光素子818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。シール剤805の内側の空
間807には窒素や希ガス等の不活性ガスが充填されて
いる。また、シール剤805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。
に封入することにより、発光素子を外部から完全に遮断
することができ、外部から侵入する水分や酸素による発
光素子の劣化を防ぐことができる。従って、信頼性の高
い発光装置を得ることができる。
〜実施例10の構成を組み合わせて実施することが可能
である。
成される発光装置の画素部のさらに詳細な上面構造を図
10(A)に、回路図を図10(B)に示す。図10に
おいて、基板上に設けられたスイッチング用TFT70
4は図6のスイッチング用(nチャネル型)TFT10
02を用いて形成される。従って、構造の説明はスイッ
チング用(nチャネル型)TFT1002の説明を参照
すれば良い。また、703で示される配線は、スイッチ
ング用TFT704のゲート電極704a、704bを電
気的に接続するゲート配線である。
つ形成されるダブルゲート構造としているが、チャネル
形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは
三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
スはソース配線715に接続され、ドレインはドレイン
配線705に接続される。また、ドレイン配線705は
電流制御用TFT706のゲート電極707に電気的に
接続される。なお、電流制御用TFT706は図6の電
流制御用(pチャネル型)TFT1003を用いて形成
される。従って、構造の説明は電流制御用(pチャネル
型)TFT1003の説明を参照すれば良い。なお、本
実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲ
ート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
電流供給線716に電気的に接続され、ドレインはドレ
イン配線717に電気的に接続される。また、ドレイン
配線717は点線で示される陽極(画素電極)718に
電気的に接続される。
容量(コンデンサ)が形成される。コンデンサ719
は、電流供給線716と電気的に接続された半導体層7
20、ゲート絶縁膜と同一層の絶縁膜(図示せず)及び
ゲート電極707との間で形成される。また、ゲート電
極707、第1層間絶縁膜と同一の層(図示せず)及び
電流供給線716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。
例10の構成を組み合わせて実施することが可能であ
る。
ついて、実施例2とは異なる他の一例について図23
(A)(B)を用いて説明する。
態まで工程を進める。その後、TFT基板を第2の処理
室に搬入して帯電防止膜を水洗により除去する。そし
て、図23(A)に示すように、バンク3938を形成
する。バンク3938は、実施例2と同様に表面を窒化
シリコン膜等の絶縁膜で覆っても良いし、実施例8と同
様にプラズマ処理を行って表面改質を行っても良い。
スプレー法などを用いて高分子有機化合物で形成される
第1有機化合物層3950を形成する。この層は正孔注
入輸送性を有する高分子有機化合物材料又は正孔移動度
の高い高分子有機化合物材料で形成する。高分子有機化
合物材料としては、ポリエチレンジオキシチオフェン
(PEDOT)を適用することができる。
の第2有機化合物層3951、及び陰極3952は実施
例1と同様にして形成すれば良い。
1有機化合物層3950の厚さは、粘度を適宜調整する
ことで陽極3928上の膜厚(t1)とバンク3938
上の膜厚(t2)とで異ならせることが可能である。即
ち、バンク3938により陽極3928上に形成される
凹部においよって陽極3928上の膜厚(t1)を厚く
することができる。
する端部3958の厚さ(t3)が最も厚くなり、曲率
を持たせて形成することができる。このような形状によ
り、その上層に形成する第2有機化合物層3951と陰
極3952の被覆性を向上させることができる。さら
に、応力集中による亀裂や電界集中が抑制され、発光素
子の劣化や短絡による不良を防止することができる。
は自発光型であるため、液晶表示装置に比べ、明るい場
所での視認性に優れ、視野角が広い。従って、様々な電
気器具の表示部に用いることができる。
気器具として、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DVD等の
記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備
えた装置)などが挙げられる。特に、斜め方向から画面
を見る機会が多い携帯情報端末は、視野角の広さが重要
視されるため、発光素子を有する発光装置を用いること
が好ましい。それら電気器具の具体例を図11に示す。
01、支持台2002、表示部2003、スピーカー部
2004、ビデオ入力端子2005等を含む。本発明に
より作製した発光装置は、表示部2003に用いること
ができる。発光素子を有する発光装置は自発光型である
ためバックライトが必要なく、液晶表示装置よりも薄い
表示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコ
ン用、TV放送受信用、広告表示用などの全ての情報表
示用表示装置が含まれる。
り、本体2101、表示部2102、受像部2103、
操作キー2104、外部接続ポート2105、シャッタ
ー2106等を含む。本発明により作製した発光装置は
表示部2102に用いることができる。
ュータであり、本体2201、筐体2202、表示部2
203、キーボード2204、外部接続ポート220
5、ポインティングマウス2206等を含む。本発明に
より作製した発光装置は表示部2203に用いることが
できる。
り、本体2301、表示部2302、スイッチ230
3、操作キー2304、赤外線ポート2305等を含
む。本発明により作製した発光装置は表示部2302に
用いることができる。
画像再生装置(具体的にはDVD再生装置)であり、本
体2401、筐体2402、表示部A2403、表示部
B2404、記録媒体(DVD等)読み込み部240
5、操作キー2406、スピーカー部2407等を含
む。表示部A2403は主として画像情報を表示し、表
示部B2404は主として文字情報を表示するが、本発
明により作製した発光装置はこれら表示部A2403、
B2404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。
(ヘッドマウントディスプレイ)であり、本体250
1、表示部2502、アーム部2503を含む。本発明
により作製した発光装置は表示部2502に用いること
ができる。
2601、表示部2602、筐体2603、外部接続ポ
ート2604、リモコン受信部2605、受像部260
6、バッテリー2607、音声入力部2608、操作キ
ー2609等を含む。本発明により作製した発光装置は
表示部2602に用いることができる。
体2701、筐体2702、表示部2703、音声入力
部2704、音声出力部2705、操作キー2706、
外部接続ポート2707、アンテナ2708等を含む。
本発明により作製した発光装置は、表示部2703に用
いることができる。なお、表示部2703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。
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。
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。有機材料の応答速
度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。
を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報
を表示することが好ましい。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
表示部に発光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
とが好ましい。
光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器
具に用いることが可能である。また、本実施例の電気器
具は実施例1〜実施例12を組み合わせて作製された発
光装置をその表示部に用いることができる。
ックの発生を低減できるため、発光素子の劣化を抑える
ことができる。また、陽極の表面を平坦化することで、
有機化合物層における電流密度を高めることができるた
め、駆動電圧を低減でき、発光素子の寿命を延ばすこと
ができる。
素子の作製する処理室とが物理的に離れており、基板を
移動させなければならない場合にも、TFT基板をTF
Tの特性を劣化させたり、静電破壊させたりすることな
く移動することができ、さらに、本発明の構造を適用す
れば、TFTが発光素子の材料となるアルカリ金属によ
り汚染されることや、発光素子が水分やガスにより劣化
する問題を防ぐことができ、良好な発光装置を実現する
ことができる。
図。
図。
図。
図。
図。
図。
図。
Claims (18)
- 【請求項1】絶縁体上のTFTと、前記TFT上の層間
絶縁膜と、前記層間絶縁膜上の第1の絶縁膜と、前記第
1の絶縁膜上の陽極と、前記TFTと前記陽極とを電気
的に接続する配線と、バンクと、前記陽極および前記バ
ンク上に第2の絶縁膜と、前記陽極上に前記第2の絶縁
膜を介して有機化合物層と、前記有機化合物層上に陰極
とを含む発光装置であって、前記第1の絶縁膜は、プラ
ズマ処理により形成された硬化膜であり、水素、窒素、
ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガスから選ばれた一
種または複数種の気体元素を含むことを特徴とする発光
装置。 - 【請求項2】絶縁体上のTFTと、前記TFT上の層間
絶縁膜と、前記層間絶縁膜上の第1の絶縁膜と、前記第
1の絶縁膜上の陽極と、前記TFTと前記陽極とを電気
的に接続する配線と、バンクと、前記陽極および前記バ
ンク上に第2の絶縁膜と、前記陽極上に前記第2の絶縁
膜を介して有機化合物層と、前記有機化合物層上に陰極
とを含む発光装置であって、前記第1の絶縁膜は、DL
C膜であることを特徴とする発光装置。 - 【請求項3】絶縁体上のTFTと、前記TFT上の層間
絶縁膜と、前記層間絶縁膜上の第1の絶縁膜と、前記第
1の絶縁膜上の陽極と、前記TFTと前記陽極とを電気
的に接続する配線と、バンクと、前記陽極および前記バ
ンク上に第2の絶縁膜と、前記陽極上に前記第2の絶縁
膜を介して有機化合物層と、前記有機化合物層上に陰極
とを含む発光装置であって、前記第1の絶縁膜は、窒化
シリコン膜であることを特徴とする発光装置。 - 【請求項4】絶縁体上のTFTと、前記TFT上の層間
絶縁膜と、前記層間絶縁膜上の第1の絶縁膜と、前記第
1の絶縁膜上の陽極と、前記TFTと前記陽極とを電気
的に接続する配線と、バンクと、前記陽極および前記バ
ンク上に第2の絶縁膜と、前記陽極上に前記第2の絶縁
膜を介して有機化合物層と、前記有機化合物層上に陰極
とを含む発光装置であって、前記第1の絶縁膜は、プラ
ズマ処理により形成された硬化膜およびDLC膜である
ことを特徴とする発光装置。 - 【請求項5】絶縁体上のTFTと、前記TFT上の層間
絶縁膜と、前記層間絶縁膜上の第1の絶縁膜と、前記絶
縁膜上の陽極と、前記TFTと前記陽極とを電気的に接
続する配線と、バンクと、前記陽極および前記バンク上
に第2の絶縁膜と、前記陽極上に前記第2の絶縁膜を介
して有機化合物層と、前記有機化合物層上に陰極とを含
む発光装置であって、前記第1の絶縁膜は、プラズマ処
理により形成された硬化膜および窒化シリコン膜である
ことを特徴とする発光装置。 - 【請求項6】絶縁体上のTFTと、前記TFT上の層間
絶縁膜と、前記層間絶縁膜上の第1の絶縁膜と、前記絶
縁膜上の陽極と、前記TFTと前記陽極とを電気的に接
続する配線と、バンクと、前記バンク上に第2の絶縁膜
と、前記陽極上に有機化合物層と、前記有機化合物層上
に陰極とを含む発光装置であって、前記第2の絶縁膜
は、窒化シリコン膜であることを特徴とする発光装置。 - 【請求項7】請求項1乃至請求項6のいずれか一項にお
いて、前記陽極の表面の平均面粗さ(Ra)は、0.9
nm以下、このましくは0.85nm以下であることを
特徴とする発光装置。 - 【請求項8】請求項1乃至請求項7のいずれか一項にお
いて、前記バンクは、表面にプラズマ処理により形成さ
れ、水素、窒素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガ
スから選ばれた一種または複数種の気体元素を含む硬化
膜を有していることを特徴とする発光装置。 - 【請求項9】絶縁体上に形成されたTFT上に層間絶縁
膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上に絶縁膜を形成
する工程と、配線を形成する工程と、前記配線を介して
前記TFTに電気的に接続された陽極を形成する工程
と、前記陽極および前記配線を覆う樹脂絶縁膜を形成
し、エッチングしてバンクを形成する工程と、加熱処理
をする工程と、前記陽極を拭浄する工程と、前記陽極お
よび前記バンクを覆って絶縁膜を形成する工程と、前記
絶縁膜上に有機化合物層を形成する工程と、前記有機化
合物層上に陰極を形成する工程と、を含むことを特徴と
する発光装置の作製方法。 - 【請求項10】絶縁体上に形成されたTFT上に層間絶
縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上に絶縁膜を形
成する工程と、配線を形成する工程と、前記配線を介し
て前記TFTに電気的に接続された陽極を形成する工程
と、第1の加熱処理をする工程と、前記陽極および前記
配線を覆う樹脂絶縁膜を形成し、エッチングしてバンク
を形成する工程と、第2の加熱処理をする工程と、前記
陽極を拭浄する工程と、前記陽極および前記バンクを覆
って絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に有機化合
物層を形成する工程と、前記有機化合物層上に陰極を形
成する工程と、を含むことを特徴とする発光装置の作製
方法。 - 【請求項11】絶縁体上に形成されたTFT上に層間絶
縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上に絶縁膜を形
成する工程と、配線を形成する工程と、前記配線を介し
て前記TFTに電気的に接続された陽極を形成する工程
と、第1の加熱処理をする工程と、前記陽極および前記
配線を覆って、後のバンクを形成する樹脂絶縁膜を形成
する工程と、第2の加熱処理をする工程と、前記樹脂絶
縁膜をエッチングしてバンクを形成する工程と、前記陽
極を拭浄する工程と、前記陽極および前記バンクを覆っ
て絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に有機化合物
層を形成する工程と、前記有機化合物層上に陰極を形成
する工程と、を含むことを特徴とする発光装置の作製方
法。 - 【請求項12】絶縁体上に形成されたTFT上に層間絶
縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜表面にプラズマ
処理をする工程と、配線を形成する工程と、前記配線を
介して前記TFTに電気的に接続された陽極を形成する
工程と、前記陽極および前記配線を覆う樹脂絶縁膜を形
成する工程と、前記樹脂絶縁膜をエッチングしてバンク
を形成する工程と、加熱処理する工程と、前記陽極を拭
浄する工程と、前記陽極および前記バンクを覆って絶縁
膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に有機化合物層を形
成する工程と、前記有機化合物層上に陰極を形成する工
程と、を含むことを特徴とする発光装置の作製方法。 - 【請求項13】絶縁表面を有する基板上に形成されたT
FT上に層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜
表面にプラズマ処理をする工程と、陽極を形成する工程
と、配線を形成する工程と、前記陽極および前記配線を
覆う樹脂絶縁膜を形成する工程と、前記TFTが形成さ
れた基板を第1の処理室から第2の処理室に移動する工
程と、前記樹脂絶縁膜をエッチングしてバンクを形成す
る工程と、加熱処理する工程と、前記バンク表面をプラ
ズマ処理する工程と、前記陽極を拭浄する工程と、前記
陽極および前記バンクを覆って絶縁膜を形成する工程
と、前記絶縁膜上に有機化合物層を形成する工程と、前
記有機化合物層上に陰極を形成する工程と、を含むこと
を特徴とする発光装置の作製方法。 - 【請求項14】請求項13において、前記陽極は、前記
配線を前記陽極の一部と重なるように形成することによ
り、前記TFTと電気的に接続していることを特徴とす
る発光装置の作製方法。 - 【請求項15】請求項9乃至請求項14のいずれか一項
において、前記バンクにプラズマ処理を行うことを特徴
とする発光装置の作製方法。 - 【請求項16】請求項9乃至請求項14のいずれか一項
において、プラズマ処理は、水素、窒素、ハロゲン化炭
素、弗化水素または希ガスから選ばれた一種または複数
種の気体中で行われることを特徴とする発光装置の作製
方法。 - 【請求項17】請求項9乃至請求項14のいずれか一項
において、前記陽極を拭浄する工程は、PVA系の多孔
質材料を用いて行われることを特徴とする発光装置の作
製方法。 - 【請求項18】請求項9乃至請求項14のいずれか一項
において、前記陽極を拭浄する工程は、陽極の表面を平
坦化する工程であることを特徴とする発光装置の作製方
法。
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