JP2003045671A

JP2003045671A - 発光装置およびその作製方法

Info

Publication number: JP2003045671A
Application number: JP2002142039A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Murakami; 智史村上; Mitsuhiro Ichijo; 充弘一條; Takeomi Asami; 勇臣浅見
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2001-05-22
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2003-02-14
Anticipated expiration: 2022-05-16
Also published as: JP4090786B2

Abstract

(57)【要約】【課題】陰極、陽極、バッファー層、または有機化合
物層にアルカリ金属、或いはアルカリ土金属を含む材料
を用いた場合にＥＬ素子からＴＦＴへの不純物イオン
（代表的にはアルカリ金属イオンまたはアルカリ土金属
イオン）の拡散が生じ、ＴＦＴの特性変動を招く恐れが
ある。【解決手段】ＴＦＴとＥＬ素子の間に設ける絶縁膜１
１７、３１７、４１７としては、アルカリ金属イオンや
アルカリ土金属イオン等の不純物イオンの拡散をブロッ
クするだけでなく、積極的にアルカリ金属イオンやアル
カリ土金属イオン等の不純物イオンを吸着する材料、例
えば、フッ素を多く含んだ窒化シリコン膜、フッ素を多
く含んだ窒化酸化シリコン膜、或いはアンチモン（Ｓ
ｂ）化合物、スズ（Ｓｎ）化合物、またはインジウム
（Ｉｎ）化合物からなる微粒子を含む有機樹脂膜を用い
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、電界を加えること
で蛍光又は燐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）を有する発光素子を用い、半
導体素子（半導体薄膜を用いた素子）を基板上に作り込
んで形成された発光装置、代表的にはＥＬ（エレクトロ
ルミネッセンス）表示装置及びそのＥＬ表示装置を表示
ディスプレイ（表示部）として用いた電気器具に関す
る。

【０００２】尚、本発明において発光素子とは一対の電
極間に有機化合物層を設けた素子を指し、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: Flexible Printed Circuit)
もしくはＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープもし
くはTCP（Tape Carrier Package）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（Ch
ip 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。

【０００３】

【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。

【０００４】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。薄型軽量、高速応答性、直流低電
圧駆動などの特徴を有する有機化合物を発光体として用
いた発光素子は、次世代のフラットパネルディスプレイ
への応用が期待されている。特に、発光素子（ＥＬ素子
とも呼ぶ）をマトリクス状に配置した表示装置（以下、
アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置と呼ぶ）は、従来
の液晶表示装置と比較して、視野角が広く視認性が優れ
る点に優位性があると考えられている。

【０００５】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。例えば特開平１０−１８９２５
２号公報に記載されたＥＬ表示装置が公知である。

【０００６】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、Ｅ
Ｌ素子から発した光が対向基板を透過して放射されて観
測者の目に入る構造である。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、Ｅ
Ｌ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。

【０００７】

【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表示装置を作製しようとした場合、絶縁表面上に
薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴとよぶ）を形成した
後、ＴＦＴ上に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜を介し
てＴＦＴと電気的に接続された発光素子の陽極、さらに
陽極上には、有機化合物層が形成され、さらに有機化合
物層を形成した後で、陰極を形成することにより、発光
素子が形成される。以上のような発光素子が各画素に形
成され、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。

【０００８】陰極に用いる材料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
金属元素）や、これらを含む合金を用いることが好まし
いとされている。仕事関数が小さければ小さいほど発光
効率が向上するため、中でも、陰極に用いる材料として
は、アルカリ金属の一つであるＬｉ（リチウム）を含む
合金材料が望ましい。

【０００９】しかしながら、陰極にアルカリ金属を含む
材料を用いた場合、発光素子の発光効率の向上に寄与で
きる一方、陰極に用いられたアルカリ金属イオンが拡散
してＴＦＴの活性層に混入する恐れがある。

【００１０】ＴＦＴにおいて、ゲート電極に電圧が印加
されるとその極性によっては、アルカリ金属などの不純
物イオンが活性層側に引き寄せられる。そして、活性層
を覆う絶縁膜でこれらの不純物イオンをブロッキングで
きなかった場合、絶縁膜と活性層との界面や活性層中に
混入して界面準位の増大やキャリアの捕獲中心になり、
ＴＦＴの電気的な特性変動、ＴＦＴの信頼性低下を招く
と考えられる。

【００１１】現状では、ＴＦＴの活性層を覆う絶縁膜と
して、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリ
コン膜等で代表される無機絶縁膜やポリイミド膜、アク
リル膜等で代表される有機樹脂膜が用いられている。こ
れらの絶縁膜のブロッキング効果を確認する実験を行っ
た。

【００１２】絶縁表面を有する基板上にＭＯＳを作製
し、ＭＯＳの上方に絶縁膜（窒化シリコン膜、酸化窒化
シリコン膜）を介してＡｌＬｉ合金を形成し、そのＭＯ
Ｓの特性変動を調べた結果、その特性変動は大きく、そ
の原因は、主にＬｉが活性層へ混入したことであると考
えられる。

【００１３】従って、ＴＦＴ上にアルカリ金属を含む陰
極を有するＥＬ素子を形成した場合も同様に、ＴＦＴ特
性の変動、信頼性の低下が生じると考えられる。

【００１４】以上のことから、ＴＦＴとＥＬ素子の間に
設けられた絶縁膜が、上記無機絶縁膜や有機絶縁膜で
は、ＥＬ素子からＴＦＴへの不純物イオン（代表的には
アルカリ金属イオン）の拡散を防止するには不十分であ
った。

【００１５】また、有機化合物層にアルカリ金属を含む
材料を用いた場合にも、同様にＥＬ素子からＴＦＴへの
不純物イオン（代表的にはアルカリ金属イオン）の拡散
が生じると考えられる。

【００１６】また、陰極と陽極との間にバッファー層と
呼ばれる層を形成する場合もあるが、このバッファー層
にアルカリ金属を含む材料を用いた場合にも、同様にＥ
Ｌ素子からＴＦＴへの不純物イオン（代表的にはアルカ
リ金属イオン）の拡散が生じると考えられる。

【００１７】また、陰極、陽極、バッファー層、または
有機化合物層にアルカリ土金属（アルカリ土類金属とも
呼ばれる）を含む材料を用いた場合にも同様にＥＬ素子
からＴＦＴへの不純物イオン（代表的にはアルカリ土金
属イオン）の拡散が生じ、ＴＦＴの特性変動を招く恐れ
がある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に着
目し、ＴＦＴとＥＬ素子の間に設ける絶縁膜としては、
アルカリ金属イオンやアルカリ土金属イオン等の不純物
イオンの拡散をブロックするだけでなく、積極的にアル
カリ金属イオンやアルカリ土金属イオン等の不純物イオ
ンを吸着する材料が好ましく、更には後のプロセス温度
に耐えうる材料が適している。

【００１９】これらの条件に合う材料は、一例としてフ
ッ素を多く含んだ窒化シリコン膜が挙げられる。窒化シ
リコン膜の膜中に含まれるフッ素濃度は、１×１０¹⁹／
ｃｍ ³以上、好ましくは窒化シリコン膜中でのフッ素の
組成比を１〜５％とすればよい。窒化シリコン膜中のフ
ッ素がアルカリ金属イオンやアルカリ土金属イオン等と
結合し、膜中に吸着される。また、他の例としてフッ素
を多く含んだ窒化酸化シリコン膜（ＳｉＯＮＦ膜）、フ
ッ素を多く含んだ酸化シリコン膜（ＳｉＯＦ膜）が挙げ
られる。また、他の例としてアルカリ金属イオンやアル
カリ土金属イオン等を吸着するアンチモン（Ｓｂ）化合
物、スズ（Ｓｎ）化合物、またはインジウム（Ｉｎ）化
合物からなる微粒子を含む有機樹脂膜、例えば、五酸化
アンチモン微粒子（Ｓｂ₂Ｏ₅・ｎＨ₂Ｏ）を含む有機樹
脂膜も挙げられる。なお、この有機樹脂膜は、平均粒径
１０〜２０ｎｍの微粒子が含まれており、光透過性も非
常に高い。この五酸化アンチモン微粒子で代表されるア
ンチモン化合物は、アルカリ金属イオン等の不純物イオ
ンやアルカリ土金属イオンを吸着しやすい。

【００２０】なお、上記不純物イオンを吸着する材料か
らなる絶縁膜を全面または一部に設ける構成としてもよ
いことはいうまでもない。

【００２１】また、アルカリ金属イオンやアルカリ土金
属イオン等の不純物イオンを吸着する絶縁膜としてフッ
素を組成比で１〜５％含有する窒化シリコン膜を用いた
場合、有機樹脂膜からの脱ガスが発光素子に悪影響を及
ぼさないようにすることができる。

【００２２】また、本発明は、アルカリ金属イオンやア
ルカリ土金属イオンを含む陰極、またはアルカリ金属や
アルカリ土金属イオンを含む有機化合物層を可能な限り
ＴＦＴの活性層から距離的に離して配置する構成とする
ことが好ましい。

【００２３】本明細書で開示する発明の構成は、基板の
絶縁表面に設けられたＴＦＴと、ＴＦＴと電気的に接続
する発光素子とを有する半導体装置において、前記発光
素子は、有機化合物層と、陽極と、アルカリ金属を含む
陰極を備え、前記ＴＦＴと前記発光素子との間に前記ア
ルカリ金属を吸着する絶縁層、あるいは前記アルカリ金
属の拡散を防止する絶縁層を有することを特徴とする発
光装置である。

【００２４】また、他の発明の構成は、基板の絶縁表面
に設けられたＴＦＴと、ＴＦＴと電気的に接続する発光
素子とを有する半導体装置において、前記発光素子は、
アルカリ金属を含む有機化合物層と、陽極と、陰極を備
え、前記ＴＦＴと前記発光素子との間に前記アルカリ金
属を吸着する絶縁層、あるいは前記アルカリ金属の拡散
を防止する絶縁層を有することを特徴とする発光装置で
ある。

【００２５】また、他の発明の構成は、基板の絶縁表面
に設けられたＴＦＴと、ＴＦＴと電気的に接続する発光
素子とを有する半導体装置において、前記発光素子は、
有機化合物層と、陽極と、アルカリ金属を含むバッファ
ー層と、陰極を備え、前記ＴＦＴと前記発光素子との間
に前記アルカリ金属を吸着する絶縁層、あるいは前記ア
ルカリ金属の拡散を防止する絶縁層を有することを特徴
とする発光装置である。

【００２６】また、アルカリ土金属イオンを吸着する絶
縁膜を用いてもよく、他の発明の構成は、基板の絶縁表
面に設けられたＴＦＴと、ＴＦＴと電気的に接続する発
光素子とを有する半導体装置において、前記発光素子
は、有機化合物層と、陽極と、アルカリ土金属を含む陰
極を備え、前記ＴＦＴと前記発光素子との間に前記アル
カリ土金属を吸着する絶縁層、あるいは前記アルカリ土
金属の拡散を防止する絶縁層を有することを特徴とする
発光装置である。

【００２７】また、他の発明の構成は、基板の絶縁表面
に設けられたＴＦＴと、ＴＦＴと電気的に接続する発光
素子とを有する半導体装置において、前記発光素子は、
アルカリ土金属を含む有機化合物層と、陽極と、陰極を
備え、前記ＴＦＴと前記発光素子との間に前記アルカリ
土金属を吸着する絶縁層、あるいは前記アルカリ土金属
の拡散を防止する絶縁層を有することを特徴とする発光
装置である。

【００２８】また、他の発明の構成は、基板の絶縁表面
に設けられたＴＦＴと、ＴＦＴと電気的に接続する発光
素子とを有する半導体装置において、前記発光素子は、
有機化合物層と、陽極と、アルカリ土金属を含むバッフ
ァー層と、陰極を備え、前記ＴＦＴと前記発光素子との
間に前記アルカリ土金属を吸着する絶縁層、あるいは前
記アルカリ土金属の拡散を防止する絶縁層を有すること
を特徴とする発光装置である。

【００２９】従来、ＴＦＴとＥＬ素子の間に設けられた
絶縁膜は、比較的低レベルな不純物イオンをブロッキン
グする能力を備えていたに過ぎなかったが、上記本発明
の構成とすることによって、ＥＬ素子からの不純物イオ
ン（代表的にはアルカリ金属イオンやアルカリ土金属イ
オン）の拡散を十分に防止することができる。

【００３０】本発明において、アルカリ金属とは、リチ
ウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）ル
ビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、フランシウム
（Ｆｒ）の６元素の総称を指しており、アルカリ土金属
とは、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ス
トロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）を指してい
る。

【００３１】また、本明細書において、有機化合物層と
は、少なくとも有機化合物を含む層を指しており、無機
材料（シリコンや酸化シリコンなど）を含んでいてもよ
く、有機化合物層には、正孔注入層、正孔輸送層、発光
層、ブロッキング層、電子輸送層及び電子注入層等が含
まれる。

【００３２】尚、本発明の発光装置から得られる発光
は、一重項励起状態又は三重項励起状態のいずれか一
方、またはその両者による発光を含むものとする。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態１〜３につい
て、以下に説明する。

【００３４】（実施の形態１）本発明の実施の形態１と
して、発光装置の画素部の断面構造について図１（Ａ）
を用いて説明する。

【００３５】図１（Ａ）において、基板１０１上に半導
体素子を形成する。なお、基板１０１としては、透光性
を有する基板としてガラス基板を用いるが、石英基板を
用いても良い。また、半導体素子としてはＴＦＴを用
い、各ＴＦＴの活性層は、少なくともチャネル形成領
域、ソース領域、ドレイン領域を備えている。また、各
ＴＦＴの活性層は、ゲート絶縁膜１０４で覆われ、ゲー
ト絶縁膜を介してチャネル形成領域と重なるゲート電極
が形成されている。また、ゲート電極を覆う層間絶縁膜
が設けられ、その層間絶縁膜上に各ＴＦＴのソース領域
またはドレイン領域と電気的に接続する電極が設けられ
ている。また、ｐチャネル型ＴＦＴである電流制御用Ｔ
ＦＴ２０２のドレイン領域に達する電極と電気的に接続
する陽極１２２が設けられている。また、陽極１２２の
端部を覆いテーパー状の縁を有するように開口部を有す
る絶縁層１２３が設けられている。また、陽極１２２上
に正孔発生層１２４および有機層１２５からなる有機化
合物層が設けられ、有機化合物層上に陰極１２６が設け
られて発光素子を形成している。なお、空間１２９を有
したまま、発光素子をカバー材１２８で封止している。

【００３６】本実施の形態において、ＴＦＴの活性層
は、ゲート絶縁膜１０４で覆い、さらに保護膜１１５、
有機樹脂膜１１６、不純物イオンを吸着する膜１１７か
らなる層間絶縁膜で覆う構成となっている。このような
構成とすることによって、発光素子からの不純物イオン
（代表的にはアルカリ金属イオンやアルカリ土金属イオ
ン）の拡散を十分に防止することができる。

【００３７】特に、本発明は、陰極、陽極、バッファー
層、または有機化合物層の材料として、アルカリ金属や
アルカリ土金属を含む材料を用いた場合に非常に有効で
ある。

【００３８】本実施の形態において、不純物イオンを吸
着する膜１１７は、フッ素を多く含んだ窒化シリコン
膜、或いはアルカリ金属イオンを吸着するアンチモン
（Ｓｂ）化合物、スズ（Ｓｎ）化合物、またはインジウ
ム（Ｉｎ）化合物からなる微粒子を含む有機樹脂膜、或
いはこれらの積層膜を用いればよい。

【００３９】不純物イオンを吸着する膜１１７として、
フッ素を多く含んだ窒化シリコン膜を用いる場合、窒化
シリコン膜の膜中に含まれるフッ素濃度を１×１０¹⁹／
ｃｍ ³以上、好ましくは窒化シリコン膜中でのフッ素の
組成比を１〜５％とすれば、窒化シリコン膜中のフッ素
が拡散してきた不純物イオンと結合し、膜中に捕獲す
る。一度、膜中に捕獲された不純物イオン、特にアルカ
リ金属イオン（例えばＬｉ）は、フッ素との結合力が非
常に強いため、放出されることはほとんどない。また、
同様にアルカリ土金属イオン（例えばＭｇ）もフッ素と
の結合力が非常に強い。

【００４０】また、不純物イオンを吸着する膜１１７と
して、フッ素を組成比で１〜５％含有する窒化シリコン
膜、またはフッ素を含有する窒化酸化シリコン膜（Ｓｉ
ＯＮＦ膜）、フッ素を多く含んだ酸化シリコン膜（Ｓｉ
ＯＦ膜）を用いた場合、有機樹脂膜１１６からの脱ガス
が発光素子に悪影響を及ぼさないようにすることができ
る。

【００４１】また、不純物イオンを吸着する膜１１７と
して、アンチモン（Ｓｂ）化合物、スズ（Ｓｎ）化合
物、またはインジウム（Ｉｎ）化合物からなる微粒子を
含む有機樹脂膜を用いた場合、膜中に含まれる微粒子が
不純物イオン、特にアルカリ金属イオンやアルカリ土金
属イオンを吸着する。なお、この有機樹脂膜は、上記微
粒子をアセチルアセトナトキレート化合物、有機ケイ素
化合物、金属アルコキシド及びポリシラザンから選ばれ
る一種または複数種と混合させ、有機溶媒中に分散させ
たものである。また、ＥＬ素子は、非常に水分に弱いた
め、不純物イオンを吸着する膜１１７や有機樹脂膜１１
６からの水分の放出をできるだけ抑えることが必要であ
る。

【００４２】また、ＥＬ素子は、有機化合物層の膜厚が
不均一であると発光にバラツキが生じるため可能な限り
均一な膜厚となるように、平坦性の高い層間絶縁膜を用
いることが望ましい。従って、不純物イオンを吸着する
膜１１７も平坦性が比較的高いものが好ましい。なお、
本実施の形態においては、不純物イオンを吸着する膜１
１７よりも膜厚の厚い有機樹脂膜１１６を用いて平坦性
を向上させる構成としている。また、十分に平坦性が高
いものであれば有機樹脂膜１１６に代えて無機絶縁膜を
用いてもよい。

【００４３】また、保護膜１１５は、窒化シリコン膜、
酸化窒化シリコン膜であり、有機樹脂膜１１６からの不
純物イオンの拡散を防止する効果を有する。加えて、保
護膜１１５は、不純物イオンを吸着する膜１１７や、発
光素子からの不純物イオンの拡散を防止する効果も有す
る。また、保護膜１１５は、熱活性化の際、ゲート電極
の酸化等の変質を防ぐために設けられている。また、保
護膜１１５として、フッ素を組成比で１〜５％含有する
窒化シリコン膜を用いて、不純物イオンを吸着し、さら
に不純物イオンの拡散を防止してもよい。

【００４４】なお、ここではトップゲート型のＴＦＴを
例として説明したが、特に限定されず、トップゲート型
のＴＦＴに代えて、ボトムゲート型ＴＦＴや順スタガ型
ＴＦＴやその他のＴＦＴ構造に適用することも可能であ
る。

【００４５】また、ここでは、発光素子から発光した光
が基板１０１を通過する発光方向であるため、保護膜１
１５、有機樹脂膜１１６、及び不純物イオンを吸着する
膜１１７は、全て十分な透光性を有していることが望ま
しい。

【００４６】（実施の形態２）本発明の実施の形態２と
して、発光装置の画素部の断面構造について図１（Ｂ）
を用いて説明する。なお、層間絶縁膜の構成以外は、実
施の形態１と同一であるため、詳細な説明は省略する。

【００４７】本実施の形態において、ＴＦＴの活性層
は、ゲート絶縁膜１０４で覆い、さらに不純物イオンを
吸着する膜３１７で覆う構成となっている。このような
構成とすることによって、発光素子からの不純物イオン
（代表的にはアルカリ金属イオンやアルカリ土金属イオ
ン）の拡散を十分に防止することができる。

【００４８】不純物イオンを吸着する膜３１７として
は、十分な平坦性、透光性を有するとともに、膜からの
水分の放出がほとんどないものを用いる。

【００４９】本実施の形態において、不純物イオンを吸
着する膜３１７は、フッ素を多く含んだ窒化シリコン
膜、或いはアンチモン（Ｓｂ）化合物、スズ（Ｓｎ）化
合物、またはインジウム（Ｉｎ）化合物からなる微粒子
を含む有機樹脂膜、或いはこれらの積層膜を用いればよ
い。

【００５０】（実施の形態３）本発明の実施の形態３と
して、発光装置の画素部の断面構造について図１（Ｃ）
を用いて説明する。なお、層間絶縁膜の構成以外は、実
施の形態１と同一であるため、詳細な説明は省略する。

【００５１】本実施の形態において、ＴＦＴの活性層
は、ゲート絶縁膜１０４で覆い、さらに保護膜１１５、
不純物イオンを吸着する膜４１７、絶縁膜４１８からな
る層間絶縁膜で覆う構成となっている。このような構成
とすることによって、発光素子からの不純物イオン（代
表的にはアルカリ金属イオンやアルカリ土金属イオン）
の拡散を十分に防止することができる。

【００５２】本実施の形態において、不純物イオンを吸
着する膜４１７は、フッ素を多く含んだ窒化シリコン
膜、或いはアンチモン（Ｓｂ）化合物、スズ（Ｓｎ）化
合物、またはインジウム（Ｉｎ）化合物からなる微粒子
を含む有機樹脂膜、或いはこれらの積層膜を用いればよ
い。

【００５３】不純物イオンを吸着する膜４１７として
は、十分な平坦性、透光性を有するとともに、膜からの
水分の放出がほとんどないものを用いる。

【００５４】また、絶縁膜４１８は、不純物イオンを吸
着する膜４１７からの水分や脱ガスが発光素子に悪影響
を及ぼさないようにすることができる。

【００５５】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。

【００５６】（実施例）［実施例１］本実施例では、発光装置の画素部の作製方
法について図２、図３を用いて説明する。また、本実施
例では、半導体素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ:t
hinfilm transistor）を形成する場合について説明す
る。

【００５７】まず、透光性の基板１０１上に結晶質シリ
コン膜を５０ｎｍの膜厚に形成する。なお、結晶質シリ
コン膜の成膜方法としては公知の手段を用いればよい。
次いで、結晶質シリコン膜をパターニングして島状の結
晶質シリコン膜からなる半導体層１０２、１０３（以下
活性層と呼ぶ）を形成する。次いで、活性層１０２、１
０３を覆って酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜１０
４を形成する。次いで、ゲート絶縁膜１０４の上にはゲ
ート電極１０５、１０６を形成する。（図２（A））ゲ
ート電極１０５、１０６を形成する材料としては、Ｔ
ａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、ま
たは前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材
料を用いればよい。ここでは、ゲート電極１０５、１０
６を３５０ｎｍの膜厚でタングステン膜、もしくはタン
グステン合金膜を用いる。また、ゲート電極は、２層以
上の積層構造であってもよく、膜厚５０ｎｍのタングス
テン膜、膜厚５００ｎｍのアルミニウムとシリコンの合
金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、膜厚３０ｎｍのチタン膜を順次積
層した３層構造としてもよい。

【００５８】次いで、図２（Ｂ）に示すようにゲート電
極１０５、１０６をマスクとして周期表の１３族に属す
る元素（代表的にはボロン）を添加する。添加方法は公
知の手段を用いれば良い。こうしてｐ型の導電型を示す
不純物領域（以下、ｐ型不純物領域という）１０７〜１
１１が形成される。また、ゲート電極１０５、１０６の
直下にはチャネル形成領域１１２〜１１４が画定され
る。なお、ｐ型不純物領域１０７〜１１１はＴＦＴのソ
ース領域もしくはドレイン領域となる。

【００５９】次いで、保護膜（ここでは窒化シリコン
膜）１１５を５０ｎｍの厚さに形成し、その後、加熱処
理を行って添加された周期表の１３族に属する元素の活
性化を行う。この活性化はファーネスアニール、レーザ
ーアニールもしくはランプアニールにより行うか、又は
それらを組み合わせて行えば良い。本実施例では５００
℃、４時間の加熱処理を窒素雰囲気で行う。

【００６０】活性化が終了したら、水素化処理を行うと
効果的である。水素化処理は、公知の水素アニール技術
もしくはプラズマ水素化技術を用いれば良い。

【００６１】次いで、図２（Ｃ）に示すように、ポリイ
ミド、アクリル、ポリイミドアミドなどの有機樹脂膜か
らなる第１層間絶縁膜１１６を８００ｎｍの厚さに形成
する。これらの材料は、スピナーで塗布した後、加熱し
て焼成又は重合させて形成することで、表面を平滑化す
ることができる。また、有機樹脂材料は、一般に誘電率
が低いため、寄生容量を低減できる。なお、第１層間絶
縁膜１１６としては無機絶縁膜を用いても良い。

【００６２】次いで、第１の層間絶縁膜１１６上に第２
の層間絶縁膜１１７を形成する。第２の層間絶縁膜１１
７は、不純物イオン、好ましくは金属元素、さらに好ま
しくはアルカリ金属またはアルカリ土金属を吸着する絶
縁膜、代表的には、フッ素を組成比で１〜５％含有する
窒化シリコン膜、アンチモン化合物からなる微粒子（Ｓ
ｂ₂Ｏ₅・ｎＨ₂Ｏ）を含む有機樹脂膜、またはこれらを
組み合わせた積層膜で形成すればよい。本実施例では、
平均粒子経が１０〜２０ｎｍである五酸化アンチモン微
粒子（Ｓｂ₂Ｏ₅・ｎＨ₂Ｏ）を含む有機樹脂膜を用い
る。五酸化アンチモン微粒子及びポリメチルシルセスキ
オキサンコポリマーをグリコール類、エーテル類、アル
コール類、ケトン類の有機溶媒に分散してスピンコート
等により塗布を行った後、硬化させて膜を形成する。硬
化させる手段は、加熱或いは紫外線を照射して硬化され
ばよい。

【００６３】また、アルカリ金属またはアルカリ土金属
を吸着する絶縁膜としてフッ素を組成比で１〜５％含有
する窒化シリコン膜を用いた場合、第一層間絶縁膜１１
６からの脱ガスが発光素子に悪影響を及ぼさないように
することができる。

【００６４】第２の層間絶縁膜１１７にアルカリ金属ま
たはアルカリ土金属を吸着する絶縁膜を用いることで、
後に形成するアルカリ金属やアルカリ土金属を含む陰極
からの不純物イオンの拡散がＴＦＴの活性層に影響を与
えない構成とすることができる。また、第１の層間絶縁
膜１１６を設けて、平坦性を向上させるとともに、アル
カリ金属またはアルカリ土金属を吸着する絶縁膜とＴＦ
Ｔの活性層との距離的間隔を大きくすることによっても
ＴＦＴの活性層への不純物イオンの拡散防止を図ってい
る。

【００６５】次いで、所望のパターンのレジストマスク
を形成し、層間絶縁膜のエッチングを行ってＴＦＴ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
１１８〜１２１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Ｔｉ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。

【００６６】この段階でＴＦＴが完成する。発光装置の
画素部には、スイッチング用ＴＦＴ２０１及び電流制御
用ＴＦＴ２０２が形成され、同時に消去用ＴＦＴ（ここ
では図示しない）も同時に形成される。なお、消去用Ｔ
ＦＴのゲート電極は、スイッチング用ＴＦＴ２０１のゲ
ート電極を形成するゲート配線とは異なるゲート配線の
一部により形成されている。なお、本実施例では、これ
らのＴＦＴは全てｐチャネル型ＴＦＴで形成される。ま
た、ここでは図示しないが、保持容量も形成する。保持
容量はＴＦＴの活性層と同時に形成された半導体層、ゲ
ート絶縁膜及びゲート電極を形成する配線により形成さ
れる下側保持容量と、ゲート電極を形成する配線、保護
膜、第１層間絶縁膜、第２層間絶縁膜及び電流供給線で
形成される上側保持容量とで形成される。また、半導体
層は電流供給線と電気的に接続されている。

【００６７】次いで、発光素子の陽極１２２となる光透
過性を有する導電膜、ここではＩＴＯ膜を成膜する。ま
た、陽極１２２としては、陰極を形成する材料よりも仕
事関数の大きい材料を用い、さらにＩＴＯ膜よりもシー
ト抵抗の低い材料、具体的には白金（Ｐｔ）、クロム
（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、もしくはニッケル(Ｎ
ｉ)といった材料を用いることができる。なお、この時
の導電膜の膜厚は、０．１〜１μｍとするのが望まし
い。また、陽極に用いたこれらの金属元素も第２の層間
絶縁膜１１７によって吸着させ、ＴＦＴへ拡散するのを
防止してもよい。

【００６８】続いて、図２（Ｄ）に示すように、導電膜
をエッチングして陽極１２２を形成する。

【００６９】その後、全面にポリイミド、アクリル、ポ
リイミドアミドから成る有機樹脂膜を形成する。これら
は、加熱して硬化する熱硬化性材料のもの或いは紫外線
を照射して硬化させる感光性材料のものを採用すること
ができる。熱硬化性材料を用いた場合は、その後、レジ
ストのマスクを形成し、ドライエッチングにより陽極１
２２上に開口部を有する絶縁層１２３を形成する。感光
性材料を用いた場合は、フォトマスクを用いて露光と現
像処理を行うことにより陽極１２２上に開口部を有する
絶縁層１２３を形成する。いずれにしても絶縁層１２３
は、陽極１２２の端部を覆いテーパー状の縁を有するよ
うに形成する。縁をテーパー状に形成することで、その
後形成する有機化合物層の被覆性を良くすることができ
る。

【００７０】次いで、陽極１２２上に正孔発生層１２４
を形成する。なお、本実施例における正孔発生層１２４
は、光透過性を有する膜であり、有機材料として低分子
材料と電子受容体を共蒸着することにより形成する。な
お、低分子材料としては、アントラセン、テトラセン、
ピレン等の縮合環炭化水素、直鎖パラフィン、オリゴチ
オフェン系材料及びフタロシアニン系材料といった材料
を用いることができ、電子受容体としては、ＴＣＮＱ
（tetracyano-quinodimethan）、ＦｅＣｌ₃、ＺｒＣ
ｌ₄、ＨｆＣｌ₄、ＮｂＣｌ₅、ＴａＣｌ₅、ＭｏＣｌ₅、
ＷＣｌ₆、といった材料を用いることができる。

【００７１】また、正孔発生層１２４を形成する際に
は、低分子材料の電子受容体に対する比率は、モル比で
１：１となるのが望ましい。

【００７２】なお、メタルマスクを用いて蒸着法により
正孔発生層を成膜することで、正孔発生層１２４を図２
（Ｅ）に示すような形状にパターニングすることができ
る。以上のようにして正孔発生層１２４が形成される。

【００７３】正孔発生層１２４を形成した後で、発光層
の他に正孔注入層、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
組み合わせて積層された有機層１２５が形成される。ま
た、有機層１２５は１０〜１５０nm程度の厚さで形成さ
れる（図３（Ａ））。なお、本実施例において、正孔発
生層１２４および有機層１２５を含めて有機化合物層１
３０と呼ぶ。なお、有機化合物層１３０を形成する有機
化合物としては、低分子系の材料であっても高分子系の
材料であっても良く、公知の材料を用いて単層、若しく
はこれらを複数組み合わせて積層して形成することがで
きる。

【００７４】次に陰極１２６を蒸着法により形成する
（図３（Ｂ））。陰極１２６となる材料としては、Ａｌ
Ｌｉ合金やＭｇＡｇ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
成した膜を用いることもできる。なお、陰極１２６の膜
厚は８０〜２００nm程度が好ましい。ここでアルカリ金
属またはアルカリ土金属を大量に含む電極が形成される
が、ＴＦＴの劣化を促す物質であるアルカリ金属イオン
やアルカリ土金属イオンは第２の層間絶縁膜１１７によ
って吸着され、ＴＦＴへ侵入することを防止できる。

【００７５】以上により、陽極１２２と有機化合物層１
３０と、陰極１２６とからなる発光素子１２７を完成さ
せることができる。

【００７６】さらに、図３（Ｃ）に示すように発光素子
１２７をカバー材１２８などで封止して、空間１２９に
封入する。これにより、発光素子１２７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といった有
機化合物層の劣化を促す物質が侵入することを防ぐこと
ができる。

【００７７】なお、カバー材１２８を構成する材料とし
てガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Fiberglass-Rei
nforced Plastics）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライ
ド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からな
るプラスチック基板を用いることができる。

【００７８】また、本実施例は、図１（Ａ）に示した実
施の形態１に対応しており、同じ箇所には同じ符号を用
いた。

【００７９】［実施例２］本実施例では、本発明の発光
装置の外観図について図４を用いて説明する。

【００８０】図４（Ａ）は、発光装置の上面図であり、
図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図で
ある。点線で示された７０１はソース信号線駆動回路、
７０２は画素部、７０３はゲート信号線駆動回路であ
る。また、７１０は基板、７０４はカバー材、７０５は
シール剤であり、基板７１０、カバー材７０４及びシー
ル剤７０５で囲まれたところは、空間７０７になってい
る。

【００８１】なお、７０８はソース信号線駆動回路７０
１及びゲート信号線駆動回路７０３に入力される信号を
伝送するための接続配線であり、外部入力端子となるＦ
ＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）７０９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Ｆ
ＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント
配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明
細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、
それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも
含むものとする。

【００８２】次に、断面構造について図４（Ｂ）を用い
て説明する。基板７１０上には駆動回路及び画素部が形
成されているが、ここでは、駆動回路としてソース信号
線駆動回路７０１と画素部７０２が示されている。

【００８３】ここでは、ソース信号線駆動回路７０１は
ｎチャネル型ＴＦＴ７１３とｐチャネル型ＴＦＴ７１４
とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。なお、駆
動回路を形成するＴＦＴは、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭ
ＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。ま
た、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライ
バー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上
ではなく外部に形成することもできる。

【００８４】また、画素部７０２は電流制御用ＴＦＴ７
１１とそのドレインに電気的に接続された陽極７１２を
含む複数の画素により形成される。

【００８５】陽極７１２には、スリットが形成されてい
る。また、陽極７１２の両端には絶縁体７１５が形成さ
れ、陽極７１２上には正孔注入層７１６及び正孔発生
層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層からなる有機化合
物層７１７が形成される。さらに、絶縁体７１５と有機
化合物層７１７上には陰極７１８が形成される。これに
より、陽極、有機化合物層及び陰極からなる発光素子７
１９が形成される。

【００８６】陰極７１８は全画素に共通の配線としても
機能し、接続配線７０８を経由してＦＰＣ７０９に電気
的に接続されている。

【００８７】また、基板７１０上に形成された発光素子
７１９を封止するためにシール剤７０５によりカバー材
７０４を貼り合わせる。なお、カバー材７０４と発光素
子７１９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。そして、シール剤７０５の内側の
空間７０７には窒素等の不活性気体が充填されている。
なお、シール剤７０５としてはエポキシ系樹脂を用いる
のが好ましい。また、シール剤７０５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。さら
に、空間７０７の内部に吸湿効果をもつ物質や酸化を防
止する効果をもつ物質を含有させても良い。

【００８８】また、本実施例ではカバー材７０４を構成
する材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Fi
berglass-Reinforced Plastics）、ＰＶＦ（ポリビニル
フロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル
等からなるプラスチック基板を用いることができる。

【００８９】また、シール剤７０５を用いてカバー材７
０４を接着した後、さらに側面（露呈面）を覆うように
シール剤で封止することも可能である。

【００９０】以上のようにして発光素子を空間７０７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、外部から水分や酸素といった有機化合物
層の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、信頼性の高い発光装置を得ることができ
る。

【００９１】なお、本実施例の構成は、実施の形態１、
実施の形態２、実施の形態３、実施例１のいずれの構成
により形成された発光素子を封止して発光装置とする際
に自由に組み合わせて実施することが可能である。

【００９２】［実施例３］本発明における発光装置は、
図５（Ａ）に示す画素部とすることができる。なお、図
５（Ａ）における回路構造について図５（Ｂ）に示す。

【００９３】図５（Ａ）において、８０１はスイッチン
グ用ＴＦＴであり、ｎチャネル型ＴＦＴである。また、
８０２で示される配線は、スイッチング用ＴＦＴ８０１
のゲート電極８０４（８０４a、８０４b）を電気的に接
続するゲート配線である。

【００９４】なお、本実施例ではチャネル形成領域が二
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。

【００９５】また、スイッチング用ＴＦＴ８０１のソー
スはソース配線８０５に接続され、ドレインはドレイン
配線８０６に接続される。また、ドレイン配線８０６は
電流制御用ＴＦＴ８０７のゲート電極８０８に電気的に
接続される。なお、電流制御用ＴＦＴ８０７は、ｐチャ
ネル型ＴＦＴを用いて形成される。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。

【００９６】また、本実施例では、スイッチング用ＴＦ
Ｔ８０１はｎチャネル型ＴＦＴで形成され、電流制御用
ＴＦＴ８０７は、Ｐチャネル型ＴＦＴで形成されてい
る。しかし、スイッチング用ＴＦＴ８０１がｐチャネル
型ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴ８０７がｎチャネル型ＴＦ
Ｔで形成されても良いし、両方がｎチャネル型ＴＦＴも
しくはｐチャネル型ＴＦＴであっても良い。

【００９７】電流制御用ＴＦＴ８０７のソースは電流供
給線８０９に電気的に接続され、ドレインはドレイン配
線８１０に電気的に接続される。また、ドレイン配線８
１０は点線で示される電極（陽極）８１１に電気的に接
続される。なお、電極（陽極）８１１上に有機化合物層
及び電極（陰極）を形成することにより図５（Ｂ）に示
す発光素子８１５を形成することができる。

【００９８】また、８１２で示される領域には保持容量
（コンデンサ）が形成される。コンデンサ８１２は、電
流供給線８０９と電気的に接続された半導体膜８１３、
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８０８と電気的に接続された容量電極８１４との間
で形成される。また、容量電極８１４、層間絶縁膜と同
一の層（図示せず）及び電流供給線８０９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。

【００９９】なお、本実施例において説明した画素部の
構成は、実施例１中に示した画素部の代わりに組み合わ
せて実施することが可能である。

【０１００】また、本実施例は、同一基板上に画素部
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）を同時に作製し、
さらに、画素部にはＴＦＴと電気的に接続された発光素
子を形成して、素子基板を作製することもできる。

【０１０１】〔実施例４〕実施例１では、発光素子の光
が基板を通過して下方に出射する例を示したが、本実施
例では、発光素子の光が上方に出射する例を図６に示
す。

【０１０２】なお、本実施例の基板６００としては、ガ
ラス基板を用いるが、石英基板、シリコン基板、金属基
板もしくはセラミックス基板を用いても良い。

【０１０３】図６において、各ＴＦＴの活性層は、少な
くともチャネル形成領域、ソース領域、ドレイン領域を
備えている。また、各ＴＦＴの活性層は、ゲート絶縁膜
で覆われ、ゲート絶縁膜を介してチャネル形成領域と重
なるゲート電極が形成されている。また、ゲート電極を
覆う層間絶縁膜が設けられ、その層間絶縁膜上に各ＴＦ
Ｔのソース領域またはドレイン領域と電気的に接続する
電極が設けられている。また、ｎチャネル型ＴＦＴであ
る電流制御用ＴＦＴ６０２と電気的に接続する陰極６２
２が設けられている。また、陰極６２２の端部を覆いテ
ーパー状の縁を有するように開口部を有する絶縁層６２
３が設けられている。また、陰極６２２上に有機層６２
４および正孔注入層６２５からなる有機化合物層が設け
られ、有機化合物層上に陽極６２６が設けられて発光素
子を形成している。なお、空間を有したまま、発光素子
をカバー材で封止している。

【０１０４】本実施例において、ＴＦＴの活性層は、ゲ
ート絶縁膜で覆い、さらに保護膜、有機樹脂膜、不純物
イオンを吸着する膜６１７からなる層間絶縁膜で覆う構
成となっている。このような構成とすることによって、
発光素子からの不純物イオン（代表的にはアルカリ金属
イオン）の拡散を十分に防止することができる。

【０１０５】なお、陰極は、仕事関数の小さいＡｌや、
Ａｌ：Ｌｉといったアルミニウムの合金を用いることが
望ましく、陽極には透明導電膜を用い、透明導電膜とし
ては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物（ＩＴＯと
呼ばれる）、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸
化スズまたは酸化亜鉛などを用いることが可能である。

【０１０６】なお、本実施例において、有機化合物層を
形成する前に、全ての陰極の上にアルカリ金属もしくは
アルカリ土類金属を含む絶縁性化合物（以下、アルカリ
化合物という）を形成することも可能である。アルカリ
化合物としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチ
ウム（Ｌｉ₂Ｏ）、フッ化バリウム（ＢａＦ₂）、酸化バ
リウム（ＢａＯ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ₂）、酸
化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（Ｓｒ
Ｏ）または、酸化セシウム（Ｃｓ₂Ｏ）を用いることが
できる。

【０１０７】特に、本実施例の構成は、陰極、陽極、バ
ッファー層、または有機化合物層にアルカリ金属または
アルカリ土金属を含む材料を用いた場合に非常に有効で
ある。

【０１０８】本実施例において、不純物イオンを吸着す
る膜６１７は、フッ素を多く含んだ窒化シリコン膜、或
いはアンチモン（Ｓｂ）化合物、スズ（Ｓｎ）化合物、
またはインジウム（Ｉｎ）化合物からなる微粒子を含む
有機樹脂膜、或いはこれらの積層膜を用いればよい。

【０１０９】本実施例により有機化合物層で生じた光を
図６に示した矢印の方向に取り出す構造の発光素子を有
する発光装置とすることができる。

【０１１０】また、実施例１において、陽極材料として
仕事関数の大きい金属材料とし、陰極を透明導電膜、或
いは光を透過する範囲の膜厚を有する金属薄膜（仕事関
数の小さい金属）と透明導電膜との積層で形成する構成
としても図６に示した矢印の方向に発光を取り出す構造
の発光素子を有する発光装置とすることもできる。この
場合には、電流制御用ＴＦＴはｐチャネル型ＴＦＴとす
る。

【０１１１】また、本実施例は、同一基板上に画素部
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）を同時に作製し、
さらに、画素部にはＴＦＴと電気的に接続された発光素
子を形成して、素子基板を作製することもできる。

【０１１２】〔実施例５〕発光素子を用いた発光装置は
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。

【０１１３】本発明により作製した発光装置を用いた電
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：Di
gital Versatile Disc）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７に示す。

【０１１４】図７（Ａ）は表示装置であり、筐体２００
１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２
００４、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。ちなみに図７（Ａ）に示すディ
スプレイは中小型または大型のもの、例えば５〜２０イ
ンチの画面サイズのものである。また、このようなサイ
ズの表示部を形成するためには、基板の一辺が１ｍのも
のを用い、多面取りを行って量産することが好ましい。

【０１１５】図７（Ｂ）はデジタルスチルカメラであ
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。

【０１１６】図７（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュ
ータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２
０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、
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。

【０１１７】図７（Ｄ）はモバイルコンピュータであ
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。

【０１１８】図７（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画
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Ｂ
２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、
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Ｂ
２４０４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Ａ、Ｂ２４０３、２
４０４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。

【０１１９】図７（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘ
ッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０１、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。

【０１２０】図７（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２
６０１、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。

【０１２１】ここで図７（Ｈ）は携帯電話であり、本体
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。

【０１２２】なお、将来的に有機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。

【０１２３】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。

【０１２４】また、発光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。

【０１２５】以上の様に、本発明により作製された発光
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４におい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。

【０１２６】

【発明の効果】従来、ＴＦＴとＥＬ素子の間に設けられ
た絶縁膜は、比較的低レベルな不純物イオンをブロッキ
ングする能力を備えていたに過ぎなかったが、本発明の
構成とすることによって、ＥＬ素子からの不純物イオン
（代表的にはアルカリ金属イオンまたはアルカリ土金属
イオン）の拡散を十分に防止することができる。

【０１２７】従って、従来の素子に比べて信頼性の高い
発光素子を形成することができる。また、そのような発
光素子を有する発光装置を表示部として用いることによ
り高性能な電気器具を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を示す図。（実施の形態１〜３）

【図２】本発明の作製工程を示す図。（実施例１）

【図３】本発明の作製工程を示す図。（実施例１）

【図４】ＥＬモジュールの断面構造図および上面
図。（実施例２）

【図５】画素部の構成を示す図。（実施例３）

【図６】本発明を示す図。（実施例４）

【図７】電子機器の一例を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K007 AB11 AB12 DB03 EA00 EB05 EC00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の絶縁表面に設けられたＴＦＴと、Ｔ
ＦＴと電気的に接続する発光素子とを有する半導体装置
において、前記発光素子は、有機化合物層と、陽極と、
アルカリ金属を含む陰極を備え、前記ＴＦＴと前記発光
素子との間に前記アルカリ金属を吸着する絶縁層、ある
いは前記アルカリ金属の拡散を防止する絶縁層を有する
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】基板の絶縁表面に設けられたＴＦＴと、Ｔ
ＦＴと電気的に接続する発光素子とを有する半導体装置
において、前記発光素子は、アルカリ金属を含む有機化
合物層と、陽極と、陰極を備え、前記ＴＦＴと前記発光
素子との間に前記アルカリ金属を吸着する絶縁層、ある
いは前記アルカリ金属の拡散を防止する絶縁層を有する
ことを特徴とする発光装置。
【請求項３】基板の絶縁表面に設けられたＴＦＴと、Ｔ
ＦＴと電気的に接続する発光素子とを有する半導体装置
において、前記発光素子は、有機化合物層と、陽極と、
アルカリ金属を含むバッファー層と、陰極を備え、前記
ＴＦＴと前記発光素子との間に前記アルカリ金属を吸着
する絶縁層、あるいは前記アルカリ金属の拡散を防止す
る絶縁層を有することを特徴とする発光装置。
【請求項４】基板の絶縁表面に設けられたＴＦＴと、Ｔ
ＦＴと電気的に接続する発光素子とを有する半導体装置
において、前記発光素子は、有機化合物層と、陽極と、
アルカリ土金属を含む陰極を備え、前記ＴＦＴと前記発
光素子との間に前記アルカリ土金属を吸着する絶縁層、
あるいは前記アルカリ土金属の拡散を防止する絶縁層を
有することを特徴とする発光装置。
【請求項５】基板の絶縁表面に設けられたＴＦＴと、Ｔ
ＦＴと電気的に接続する発光素子とを有する半導体装置
において、前記発光素子は、アルカリ土金属を含む有機
化合物層と、陽極と、陰極を備え、前記ＴＦＴと前記発
光素子との間に前記アルカリ土金属を吸着する絶縁層、
あるいは前記アルカリ土金属の拡散を防止する絶縁層を
有することを特徴とする発光装置。
【請求項６】基板の絶縁表面に設けられたＴＦＴと、Ｔ
ＦＴと電気的に接続する発光素子とを有する半導体装置
において、前記発光素子は、有機化合物層と、陽極と、
アルカリ土金属を含むバッファー層と、陰極を備え、前
記ＴＦＴと前記発光素子との間に前記アルカリ土金属を
吸着する絶縁層、あるいは前記アルカリ土金属の拡散を
防止する絶縁層を有することを特徴とする発光装置。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれか一において、前
記絶縁層は、フッ素を１×１０¹⁹／ｃｍ³以上含む窒化
シリコン膜からなることを特徴とする発光装置。
【請求項８】請求項１乃至６のいずれか一において、前
記絶縁層は、アンチモン（Ｓｂ）化合物、スズ（Ｓｎ）
化合物、またはインジウム（Ｉｎ）化合物からなる微粒
子を含む有機樹脂膜であることを特徴とする発光装置。
【請求項９】請求項１乃至６のいずれか一において、前
記絶縁層は、フッ素を１×１０¹⁹／ｃｍ³以上含む窒化
シリコン膜と、アンチモン（Ｓｂ）化合物、スズ（Ｓ
ｎ）化合物、またはインジウム（Ｉｎ）化合物からなる
微粒子を含む有機樹脂膜との積層膜であることを特徴と
する発光装置。
【請求項１０】請求項１乃至６のいずれか一において、
前記絶縁層は、フッ素を１×１０¹⁹／ｃｍ³以上含む窒
化酸化シリコン膜または酸化シリコンからなることを特
徴とする発光装置。