JP2005116518A

JP2005116518A - 表示装置及びその作製方法

Info

Publication number: JP2005116518A
Application number: JP2004264020A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 舜平山崎; Toru Takayama; 徹高山; Naoya Sakamoto; 直哉坂本; Kengo Akimoto; 健吾秋元; Keiji Sato; 恵司佐藤; Yoshiki Maruyama; 哲紀丸山
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2024-09-10
Also published as: JP4574295B2

Abstract

【課題】従来の有機化合物を無機材料で形成される電極上に積層させた構造の発光素子では、十分な輝度が得られなかった。また、消費電力が高く、輝度の半減寿命が短く安定性に関して改善すべき課題を有していた。
【解決手段】本発明は、正孔注入電極（陽極）として、従来のＩＴＯ等の透光性酸化物導電層に代えて、珪素又は酸化珪素を含む透光性酸化物導電層の積層構造を採用することを特徴としている。または、正孔注入電極として、含有量の異なる珪素又は酸化珪素を含む透光性酸化物導電層の積層構造を採用することを特徴としている。好ましくは、ＴＦＴに接続される側の導電層中の珪素又は酸化珪素濃度を１〜６原子％、有機化合物を含む層側の珪素又は酸化珪素濃度を７〜１５原子％とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、透光性酸化物導電層を電極として利用した表示装置に関し、特に導電層中の珪素又は酸化珪素濃度を制御することにより、発光素子の発光特性の向上、電極の抵抗率の改善、ひいては表示装置の低消費電力化を主眼においたものである。

一対の電極間に主として有機化合物から成るエレクトロルミネセンス（以下「ＥＬ」という。）を発現する材料を挟んで形成した発光素子が注目されている。この発光素子は、一方の電極から注入された正孔と、他方の電極から注入された電子とが再結合して、それが基底状態に戻るときに光を放出する現象を利用した素子である。

すなわち、この種の発光素子は、一対の電極間にキャリア輸送特性の異なる有機化合物を積層し、一方の電極からは正孔を注入し、他方の電極からは電子を注入できるように形成されている。有機化合物への正孔及び電子の注入性は、電極を形成する材料の仕事関数（金属や半導体の表面から、一個の電子を取り出すのに必要な最小のエネルギー）の大小をもって一つの指標とされ、正孔を注入する側の電極には仕事関数が高いことが好ましく、電子を注入する側の電極には仕事関数が低い材料が望まれている。

従来、陽極と呼ばれる正孔を注入する側の電極には、仕事関数が約５ｅＶである酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）が用いられ、正孔輸送性の高い有機化合物と接触させていた。また、陰極と呼ばれる電子を注入する側の電極には、仕事関数が低いＬｉ、Ｎａ、Ｍｇなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属や、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、あるいはこれらを含む合金が用いられ、電子輸送性の高い材料と接触を形成していた（以上、特許文献１参照）。

有機又は無機化合物を含む層としては、代表的には、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、酸化モリブデン（ＭｏＯ_X）などの正孔注入層、芳香族アミン系材料である4,4'-ビス-[N-(ナフチル)-N-フェニル-アミノ]ビフェニル（α−ＮＰＤ）などの正孔輸送層、トリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体（Ａｌｑ₃）などの電子注入層若しくは電子輸送層の他に、Ａｌｑ₃やルブレンなどの発光材料や、４，４'−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−ビフェニル（略称：ＣＢＰ）や、２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリ−イル）−トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］（略称：ＴＰＢＩ）などのようなホスト材料にキナクリドンなどのゲスト材料が添加された発光層を挙げることができる。

発光素子の発光特性向上を図るためには、電極から電子及び正孔を効率良く注入し、注入された電荷を効率よく発光層に輸送し、電子と正孔の再結合効率を向上させ、再結合後の発光効率を上げることなどが必要とされている。
特開２０００−２６８９５４

しかしながら、従来の発光素子、すなわちＩＴＯ等からなる陽極と、ＭｇＡｇ、Ａｌ等からなる陰極間に有機化合物を挟持させた構造の発光素子では、十分な輝度が得られなかった。また、従来の発光素子は消費電力が高く、輝度の半減寿命が短いために、安定性に関して改善すべき課題を有していた。

本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、発光特性が良好で、低消費電力で明るく、安定性の高い表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、正孔を注入する側の電極（陽極）（以下「正孔注入電極」という。）として、含有量の異なる珪素又は酸化珪素を含む透光性酸化物導電層の積層構造を採用することを特徴としている。

本発明においていう有機化合物層は、キャリア輸送特性の観点から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などと呼ぶ。正孔注入層と正孔輸送層との区別は必ずしも厳密なものではなく、これらは正孔輸送性（正孔移動度）が特に重要な特性である意味において同じである。便宜上、陽極に接する側の層を正孔注入層と、正孔注入層に接する層を正孔輸送層と呼んで区別する。電子輸送層、電子注入層についても同様であり、陰極に接する層を電子注入層と呼び、電子注入層に接する層を電子輸送層と呼ぶ。発光層は電子輸送層を兼ねる場合もあり、発光性電子輸送層とも呼ばれる。

また、本発明において適用される発光素子は、有機化合物のみでなく、有機材料と無機材料とを複合化した材料、有機化合物に金属錯体を添加した材料などを用いても、同様な機能を発現するものであれば置換して適用することができる。例えば、正孔注入層として炭素を主成分とする膜にＭｏＯｘをドープした膜を用いることができる。

本発明に係る表示装置は、珪素又は酸化珪素を含む複数の導電層を積層してなる正孔注入電極と、前記正孔注入電極に接して形成された有機又は無機化合物を含む層と、を有し、前記有機又は無機化合物を含む層に近接する導電層中の珪素又は酸化珪素濃度は、他の導電層中の珪素又は酸化珪素濃度よりも高いことを特徴としている。

本発明に係る表示装置は、珪素又は酸化珪素を含む複数の導電層を積層してなる正孔注入電極と、前記正孔注入電極に接して形成された有機又は無機化合物を含む層と、を有し、前記有機又は無機化合物を含む層に近接する導電層中の珪素又は酸化珪素濃度は、７〜１５原子％であることを特徴としている。

本発明に係る表示装置は、珪素又は酸化珪素を含む複数の導電層を積層してなる正孔注入電極と、前記正孔注入電極に接して形成された有機又は無機化合物を含む層と、を有し、前記有機又は無機化合物を含む層に近接する導電層は７〜１５原子％の珪素又は酸化珪素を含んでおり、他の導電層のうち少なくとも一層は１〜６原子％の珪素又は酸化珪素を含んでいることを特徴としている。

本発明に係る表示装置は、珪素又は酸化珪素を含む複数の導電層を積層してなる正孔注入電極と、前記導電層のうち、最上層の導電層の表面又は表面近傍の層内部に形成された、珪素又は珪素又は酸化珪素を主成分とするバリア層と、前記バリア層上に接して形成された有機又は無機化合物を含む層を有することを特徴としている。

本発明に係る表示装置の作製方法は、スパッタリング用ターゲットとして、異なる含有量の珪素又は酸化珪素を含む複数の導電性材料を用いて、珪素又は酸化珪素を含む複数の導電層を積層させることにより正孔注入電極を形成し、前記正孔注入電極に接して有機又は無機化合物を含む層を形成することを特徴としている。

本発明に係る表示装置の作製方法は、スパッタリング用ターゲットとして、少なくとも、１〜６原子％の珪素又は酸化珪素を含む導電性材料と、７〜１５原子％の珪素又は酸化珪素を含む導電性材料を用いて、珪素又は酸化珪素を含む複数の導電層を積層させることにより正孔注入電極を形成し、前記正孔注入電極に接して有機又は無機化合物を含む層を形成することを特徴としている。

本発明に係る表示装置の作製方法は、珪素又は酸化珪素を含む導電性材料を用い、複数の導電層を積層させることにより正孔注入電極を形成し、前記複数の導電層のうち、最上層の導電層の表面又は表面近傍の層内部から、前記導電性材料の成分を選択的に除去することにより、残存した珪素又は酸化珪素からなるバリア層を形成し、前記バリア層に接して有機又は無機化合物を含む層を形成することを特徴としている。

上述した本発明において、透光性酸化物導電層は、ＩＴＯ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透光性酸化物導電材料に、珪素、酸化珪素、または炭素を含むターゲット材を用いて、スパッタリング法によって形成されるものである。この際、透光性酸化物導電層中に含まれる珪素又は酸化珪素等の含有量を制御するためには、スパッタリング時におけるターゲット中の組成比を変えればよい。

なお、ＩＴＯに珪素又は酸化珪素を含有させた透光性酸化物導電層を、以下、便宜上「ＩＴＳＯ」という。

正孔注入電極として、珪素又は酸化珪素を含む透光性酸化物導電層の積層構造を採用し、有機化合物層側の導電層は高濃度の珪素又は酸化珪素を含み、他の導電層は低濃度の珪素又は酸化珪素を含んでいることにより、以下の効果が発揮される。すなわち、有機化合物層側に高濃度の珪素又は酸化珪素を含む導電層を設けることによって、正孔注入電極がもつ本来の仕事関数の効果が発現され、正孔注入層に対する正孔注入効率が向上し、発光特性を高めることができる。加えて、他の導電層として低濃度の珪素又は酸化珪素を含む導電層を設けることによって、正孔注入電極の抵抗率を低く抑えることができる。

ここで、正孔注入電極として、珪素又は酸化珪素を含む透光性酸化物導電層を採用することによって、正孔注入層に対する正孔注入効率が向上するメカニズムは次のように考えられる。

図３は、従来の透光性酸化物導電層（ＣＴＯ：Conductive Transparent Oxide）と正孔注入層（ＨＩＬ:Hole Injection Layer）との接触を示すバンドモデルである。接触がうまく形成されていないとき、界面ポテンシャルの影響で正孔注入層のバンドは電子に対して障壁を作る方向に曲がり、正孔がこの界面近傍に蓄積されるようになる。しかも、透光性酸化物導電膜は表面の汚染状態などにより仕事関数が小さくなる方向に変化するので、このような場合には正孔の注入性が低下し、また注入された正孔が発光に寄与する割合が低下するので、電流効率が低下することとなる。

一方、図４は、ＨＩＬに隣接して、珪素又は酸化珪素濃度の高い透光性酸化物導電層（ＣＴＯ２）を設け、さらにその表面又は表面近傍の層内部に、珪素、酸化珪素、窒化珪素あるいは酸化窒化珪素や窒化酸化珪素等を発光素子作成工程において析出させることにより得られた層、または蒸着法やスパッタリング法によって意図的に珪素、酸化珪素、窒化珪素等を堆積させることにより得られた層（以上、「バリア層」などと呼ばれる。）を設けた場合のバンドモデルである。この場合、図４（Ａ）に示すようにバンドが平坦になるか、図４（Ｂ）に示すようにバンドが下側に曲がって、正孔が正孔注入電極とＨＩＬの間に蓄積しないようになるので、正孔の注入性が向上し、また注入された正孔が発光に寄与する割合を高める効果を得ることができる。

なお、以下、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素は、それぞれ、ＳｉＯ_x、ＳｉＮ_x、ＳｉＯ_xＮ_y（ｘ＞ｙ）、ＳｉＮ_xＯ_y（ｘ＞ｙ）と表記する場合があるが、この組成比はあくまで一例に過ぎない。例えば、窒化珪素として、Ｓｉ₃Ｎ₄がある。

以上の効果を有する本発明によって、発光効率が高く、低消費電力で明るく、安定性の高い表示装置を歩留まりよく提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更することができる。例えば、本実施形態及び本実施例の各々を適宜組み合わせて本発明を実施することができる。したがって、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

本発明の表示装置は、基板の上方に、透光性酸化物導電層などで形成される正孔注入電極と、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む電子注入性の電極（陰極）（以下「電子注入電極」という。）との間に、ＥＬを発現する有機化合物を含む層（以下、「電界発光層」又は「有機化合物層」という。）を積層させた素子構造を有している。この表示装置は、図１に示すように、基板１００上に予めＴＦＴのようなトランジスタ１０１を形成しておき、トランジスタ１０１上に正孔注入電極１０６（陽極）、有機化合物層１０９及び電子注入電極１１０からなる積層構造を設けた、いわゆるアクティブマトリクス型表示装置としても良いし、図１２に示すように、基板上に直接、透光性酸化物導電層をパターニング形成し、該透光性酸化物導電層とそれに直交する陰極との間に有機化合物層を挟持させた、いわゆるパッシブ型表示装置としても良い。

ここで、基板１００としては、ガラス基板、石英基板、シリコン基板、金属基板（Ａｌ等）、ステンレス基板や、後工程の処理温度に耐え得る耐熱性を有するプラスチック基板等を用いることができる。なお、後の工程の処理温度によって変形するプラスチック基板を用いる場合には、トランジスタ群を予め別の基板（ガラス基板、石英基板等）に作成しておき、剥離層を介して、プラスチック基板に転写する方法等を用いれば良い。

有機化合物を含む層はそのキャリア輸送特性から、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を積層させるものである。また、正孔注入電極と正孔輸送層との間に正孔注入層を設けても良いし、電子注入電極と電子輸送層との間に電子注入層を設けても良い。正孔注入層と正孔輸送層、及び電子注入層と電子輸送層との区別は必ずしも厳密なものではなく、これらは正孔輸送性（正孔移動度）及び電子輸送性（電子移動度）が特に重要な特性である意味において同じである。また、電子輸送層と発光層の間に正孔ブロック層を設けた構成としても良い。

発光層は、４，４'−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−ビフェニル（略称：ＣＢＰ）や、２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリ−イル）−トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］（略称：ＴＰＢＩ）などのようなホスト材料に顔料や金属錯体などのゲスト材料を添加して、発光色を異ならせた構成としても良い。すなわち、発光層は蛍光物質又は燐光物質を含ませて形成すれば良い。

正孔注入電極１０６は、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩＺＯ、ＧＺＯ等の透光性酸化物導電層に、珪素又は酸化珪素を０〜２０原子％含有させたものを積層させて用いる。この場合において、透光性酸化物導電層のうち少なくとも２層の珪素又は酸化珪素濃度はそれぞれ異なっており、好ましくは、有機化合物層に隣接する導電層（「第２導電層１０６ｂ」という。）中の珪素又は酸化珪素濃度は、他の導電層（「第１導電層１０６ａ」という。）中の珪素又は酸化珪素濃度よりも高濃度であるのが良い。さらに好ましくは、有機化合物層に隣接する導電層１０６ｂ中の珪素又は酸化珪素濃度が、７〜１５原子％であるのが良い。これによって、正孔注入電極１０６と有機化合物層１０９とのキャリアの移動を容易にすることができ、有機化合物層１０９への正孔注入効率が向上し、発光効率を高めることができる。

また、正孔注入電極１０６を、１〜６原子％の珪素又は酸化珪素を含有する第１導電層１０６ａ、及び７〜１５原子％の珪素又は酸化珪素を含有する第２導電層１０６ｂを少なくとも含む積層構造とすることにより、第１導電層１０６ａによって正孔注入電極の低抵抗化を図り、なおかつ第２導電層１０６ｂによって有機化合物層１０９への正孔注入効率を向上させることができる。

透光性酸化物導電層からなる正孔注入電極は、当該透光性酸化物導電材料と珪素又は酸化珪素を含むターゲットを用いたスパッタリング法によって形成することができる。ターゲットにおいて、透光性酸化物導電材料に対する珪素又は酸化珪素の含有率は、１〜２０原子％とすれば良いが、珪素又は酸化珪素の割合を高めると正孔注入電極の抵抗率が高くなるので、この範囲で正孔注入電極を適宜形成すれば良い。勿論、同様な組成を得ることができれば、真空蒸着法で共蒸着して形成しても良い。

正孔注入層としては、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、酸化モリブデン（ＭｏＯ_X）など、正孔輸送層としては、芳香族アミン系材料である4,4'-ビス-[N-(ナフチル)-N-フェニル-アミノ]ビフェニル（α−ＮＰＤ）、4,4',4"-トリス(N-3-メチルフェニル-N-フェニル-アミノ)トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）などの他に、高分子系有機化合物として、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などを用いても良い。これらは真空蒸着法、スピン塗布法などで形成すれば良い。

また、正孔注入層を形成する前に、正孔注入電極を１００〜３００℃の温度で加熱処理しても良いし、平坦性を高めるために拭浄処理や研磨処理を行っても良い。

上記のように構成した発光素子１１１は、正孔注入電極１０６として、含有量の異なる珪素又は酸化珪素を含む透光性酸化物導電層の積層構造を採用していることにより、正孔注入電極１０６がもつ本来の仕事関数の効果が発現され、キャリアの有効利用が図られることにより、正孔注入層に対する正孔注入効率を高め、発光効率を向上させることができる。

次に、図１を用いて、本発明の発光装置の作製方法について説明する。

まず図１（Ａ）に、基板１００上に形成されているトランジスタ１０１を示す。トランジスタ１０１は、後に形成される発光素子に電流を供給するための駆動用トランジスタに相当する。トランジスタ１０１は第１の層間絶縁膜１０２及び第２の層間絶縁膜１０３で覆われている。またトランジスタ１０１のソース・ドレイン領域は、第１の層間絶縁膜１０２及び第２の層間絶縁膜１０３に形成されたコンタクトホールを介して、第２の層間絶縁膜１０３に接して形成された配線１０４、１０５と接続されている。

また、第１の層間絶縁膜１０２は、有機樹脂膜、無機絶縁膜、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ結合とＳｉ−ＣＨ_X結合手を含む絶縁膜等を用いることができる。第２の層間絶縁膜１０３は、水分や酸素などの発光素子の劣化を促進させる原因となる物質を、他の絶縁膜と比較して透過させにくい膜を用いる。代表的には、ＲＦスパッタ法で形成された窒化珪素膜を用いるが、その他にもダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜や、窒化アルミニウム膜などを用いることができる。

配線１０４、１０５としては、公知の材料であるＡｌ、Ｔｉ、ＴｉＮやそれらの積層構造を採用することができるが、スパッタリングによって成膜された第２層間絶縁膜（酸窒化珪素膜）との密着性を確保するために、Ｔｉ中にＮを混入させた層（以下、「Ｔｉ（Ｎ）」と記す。）を含む積層構造を採用することが望ましい。例えば、Ｔｉ（Ｎ）＼ＴｉＮ＼Ａｌ−Ｓｉ＼ＴｉＮ構造や、Ｔｉ（Ｎ）＼Ａｌ−Ｓｉ＼Ｔｉ（Ｎ）構造が用いられる。

次に、第２の層間絶縁膜１０３及び配線１０４、１０５上に、珪素又は酸化珪素が２０原子％以下含まれた、又は珪素又は酸化珪素が含まれていないＩＴＯからなるターゲットを用いて、スパッタリング法によって第１導電層１０６ａ及び第２導電層１０６ｂを積層させる。その後、フォトレジストマスクを用いた光露光プロセスを経て、正孔注入電極１０６を形成する。この際、第２の層間絶縁膜１０３側の第１導電層１０６ａは１〜６原子％の珪素又は酸化珪素を含み、有機化合物層側の第２導電層１０６ｂは７〜１５原子％の珪素又は酸化珪素を含んでいるのが望ましい。

正孔注入電極１０６としては、上記ＩＴＳＯの他、ＩＺＯ、ＧＺＯなどに珪素又は酸化珪素を含有させた透明導電膜を用いても良い。また、上記ＩＴＯ、ＩＴＳＯ等の導電膜に珪素や炭素を含有させた透光性酸化物導電層を用いても良い。

フォトレジストマスクを剥離した後、正孔注入電極１０６の表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で正孔注入電極１０６を拭浄又は研磨しても良い。また、ＣＭＰ法を用いた研磨後に、ヒドロ洗浄（水洗）を行い、さらに正孔注入電極１０６の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。

ここで、フォトレジストマスク剥離工程、ヒドロ洗浄工程、紫外線照射工程等を行うことによって、ＩＴＳＯ層を含む正孔注入電極１０６の表面又は表面近傍の層内部に、珪素、酸化珪素、窒化珪素等を主成分とするバリア層１１２を形成することができる。以下、このバリア層を得る過程について説明する。

表１は、Ｘ線光電子分光分析装置（ＥＳＣＡ）を用いてＩＴＳＯ及びＩＴＯの表面組成分析を行った結果を示したものである。ＩＴＳＯには、組成比４％〜５のＳｉが含まれていることが分かる。

また、図５及び図６は、それぞれのＩＴＳＯの表面〜１ｎｍ、及び表面から見て４〜５ｎｍの測定深さ領域におけるＥＳＣＡスペクトルデータを示したものである。各図（Ａ）は、Ｉｎ３ｄ５／２のピークを示し、各図（Ｂ）は、Ｏ１ｓのピークを示している。これらの図によれば、少なくともＩＴＳＯの表面から１〜５ｎｍの深さにおいては、表面に吸着した表面汚染物質（炭素、酸素等）の影響をほとんど受けることなく、一定の結合状態を保持していることが分かる。したがって、一定の珪素又は酸化珪素を含むＩＴＳＯを成膜した場合、少なくともＩＴＳＯの表面から１〜５ｎｍの深さにおいては、一定のＳｉが含まれていることが分かる。一方、フォトレジストマスク剥離工程、ヒドロ洗浄工程、紫外線照射工程等において、ＩＴＳＯ膜の表面が、剥離液、洗浄水、紫外線等に曝されることにより、ＩＴＳＯの表面に含まれるインジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）またはそれらの酸化物（ＩｎＯｘ、ＳｎＯｘ）等を除去することができる。その結果、ＩＴＳＯ層を含む正孔注入電極１０６の表面又は表面近傍の層内部に、珪素、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等を析出させることができ、それらを主成分とする層（バリア層１１２）を自己整合的に形成することができる。

また、これらのバリア層は、蒸着法やスパッタリング法によって意図的に珪素、酸化珪素、窒化珪素等を堆積させることにより得ることもできる。このバリア層の存在によって、正孔注入電極の仕事関数が増加し、正孔注入性がより向上する（図４参照）。

次に、図１（Ｂ）に示すように、配線１０４、１０５、第２の層間絶縁膜１０３及び正孔注入電極１０６の一部を覆う絶縁物１０７（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる。）を形成する。絶縁物１０７としては、有機樹脂膜、無機絶縁膜、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ結合とＳｉ−ＣＨ_X結晶手を含む絶縁膜等を用いることができる。

絶縁物１０７として、例えば、ポジ型（すなわち、光照射部分が可溶化する）の感光性アクリル樹脂を用いる場合には、開口部１０８となる部分にステッパで光を照射し、絶縁物１０７のパターンを形成する。その後、アクリル樹脂をオーブンでベーク（例えば、２００℃、６０分の条件）した後、Ｏ₂アッシングを行い、開口部１０８を形成する。

なお、絶縁物１０７の開口部１０８における端部は、該端部において後に形成される有機化合物を含む層（以下、単に「有機化合物層１０９」という。）に穴があかないように、丸みを帯びさせることが望ましい。具体的には、開口部における絶縁物１０７の断面が描いている曲線の曲率半径が、０．２〜２μｍ程度であることが望ましい。上記構成により、絶縁物１０７上に形成される有機化合物層１０９のステップカバレッジを良好とすることができ、正孔注入電極１０６と有機化合物層１０９上に形成される電子注入電極１１０がショートするのを防ぐことができる。また有機化合物層１０９の応力を緩和させることで、発光領域が減少するシュリンクとよばれる不良を低減させることができ、信頼性を高めることができる。

なお、絶縁物１０７としては、他にも、ネガ型（すなわち、光照射部分が不溶化する）の有機樹脂を用いて形成しても良い。例えば、ネガ型のアクリルを用いて絶縁物１０７を形成した場合、図示しないが、開口部１０８における端部がＳ字状の断面形状となる。この場合においても、開口部１０８の上端部及び下端部における曲率半径は、０．２〜２μｍとすることが望ましい。

また、絶縁物１０７として、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ結合とＳｉ−ＣＨ_X結晶手を含む絶縁膜等を用いる場合には、フォトレジストマスクを用いた光露光プロセスを経て、絶縁物１０７を所定の形状にドライエッチングすることによって、開口部１０８を形成することができる。この場合、エッチング用ガスとしては、ＣＦ₄、あるいはＣＦ₄とＯ₂、Ｈｅ、Ａｒとの混合ガスを用いることが適している。

なお、開口部１０８を形成するために、絶縁物１０７をドライエッチングする際、絶縁物１０７と接しているＩＴＳＯ層の表面又は表面近傍の層内部も、アッシング用ガス（Ｏ₂）やエッチング用ガス、あるいはその他のエッチャントによる化学反応を受け、ＩＴＳＯ中の成分であるインジウム、スズまたはそれらの酸化物等が、化学反応によって発生するガス中に含まれ、反応空間中へ放出される。その結果、表１及び図５〜図６からも分かるように、少なくともＩＴＳＯ層の表面から１〜５ｎｍの深さには一定のＳｉが存在しているため、ＩＴＳＯ層の表面又は表面近傍の層内部に、珪素、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等を析出させ、少なくともそれらのうちの一つを主成分とするバリア層１１２を形成することができる。

また、これらのバリア層は、開口部１０８を形成した後に、蒸着法やスパッタリング法によって意図的に珪素、酸化珪素、窒化珪素等を堆積させることにより得ることもできる。このバリア層の存在によって、正孔注入電極の仕事関数が増加し、正孔注入性がより向上する（図４参照）。

また絶縁物１０７は、有機化合物層１０９を成膜する前に、吸着した水分や酸素等を除去するために真空雰囲気下で加熱しておく。具体的には、１００℃〜２００℃、０．５〜１時間程度、真空雰囲気下で加熱処理を行う。望ましくは圧力を４×１０^-5Ｔｏｒｒ以下とし、可能であるならば４×１０^-6Ｔｏｒｒ以下とするのが最も望ましい。そして、有機樹脂膜に真空雰囲気下で加熱処理を施した後に有機化合物層を成膜する場合、成膜直前まで真空雰囲気下に保つことで、信頼性をより高めることができる。

次に、図１（Ｃ）に示すように、正孔注入電極１０６上に有機化合物層１０９と電子注入電極１１０を順に形成する。有機化合物層１０９は、発光層単独かもしくは発光層を含む複数の層が積層された構成を有している。また電子注入電極１１０は、仕事関数の小さい導電膜であれば公知の材料を用い、蒸着法で形成することができる。例えば、Ｃａ、Ａｌ、ＣａＦ、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等が望ましい。絶縁物１０７の開口部１０８において、正孔注入電極１０６と、有機化合物層１０９と、電子注入電極１１０とが重なる領域に、発光素子１１１が形成される。

なお、電子注入電極１１０まで形成したら、発光素子１１１を覆うように保護膜を成膜しても良い。この場合、保護膜は水分や酸素などの発光素子の劣化を促進させる原因となる物質を、他の絶縁膜と比較して透過させにくい膜を用いる。例えば、ＤＬＣ膜、窒化炭素膜、ＲＦスパッタ法で形成された窒化珪素膜等を用いるのが望ましい。また、上述した水分や酸素などの物質を透過させにくい膜と、該膜に比べて水分や酸素などの物質を透過させやすい膜とを積層させて、保護膜として用いることも可能である。

そして、さらに外気に曝されないように気密性が高く、脱ガスの少ない保護フィルム（ラミネートフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等）や透光性の封止用基板でパッケージング（封入）することが好ましい。

以上の工程によって、基板１００側に発光素子１１１からの光を取り出すことのできるボトムエミッション型発光装置が得られる。

なお、陰極として、膜厚１〜１０ｎｍのアルミニウム膜、もしくはＬｉを微量に含むアルミニウム膜等を用いることにより、上下に発光素子１１１からの光を取り出すことのできるデュアルエミッション型発光装置が得られる。また、正孔注入電極１０６（陽極）と電子注入電極１１０（陰極）を入れ替え、逆積みとし、駆動用のトランジスタ１０１の極性を反転させることにより、基板と反対側（上側）に発光素子１１１からの光を取り出すことのできるトップエミッション型発光装置が得られる。これらの場合においても、正孔注入電極１０６として、珪素又は酸化珪素濃度の含有量に高低の差を設けた透光性酸化物導電層の積層構造を採用することにより、発光効率の向上、低消費電力化等の効果により、安定性の高い発光装置を得ることができる。

本発明に係る発光装置の実施の形態について、図７、図８を参照してさらに具体的に説明する。

本実施例では、画素部と駆動回路部とが同一基板上に形成されたアクティブマトリクス型表示装置に、本発明を適用した場合について説明する。

まず、基板６００上に下地絶縁膜６０１を形成する。基板６００としては、ガラス基板、石英基板、シリコン基板、金属基板（Ａｌ等）、ステンレス基板や、後工程の処理温度に耐え得る耐熱性を有するプラスチック基板等を用いることができる。なお、後工程の処理温度によって変形するプラスチック基板を用いる場合には、ＴＦＴ６０７、６０９、６１０を予め別の基板（ガラス基板、石英基板等）に作成しておき、剥離層を介して、プラスチック基板に転写する方法等を用いれば良い。ここで、剥離層としては、Ｗ（タングステン）や、ＳｉＯ₂を含む膜（例えば、Ｗ＼ＷＯ₃＼ＳｉＯ₂からなる積層構造等）を用いることができる。

下地絶縁膜６０１としては、膜厚１０〜１００ｎｍの窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ）をプラズマＣＶＤ法によって形成すればよいが、他にも酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜あるいはそれらを積層させた構造としても用いても良い。なお、特に下地絶縁膜を形成しなくてもよい。

次に、下地絶縁膜上に膜厚１０〜８０ｎｍの半導体層を形成する。さらにその表面を、ニッケルを含む溶液で処理した後、５００〜７５０℃の熱結晶化工程によって結晶質シリコン半導体膜を得、さらにレーザー結晶化を行って結晶性の改善を施した。なお、半導体層としては、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金など、他の非晶質構造を有する半導体膜を用いても良い。また、成膜方法としては、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法などを用いても良いし、結晶化方法としては、レーザー結晶化法、熱結晶化法、他の触媒（Ｆｅ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｕ等）を用いた熱結晶化法、あるいはそれらを組み合わせて行っても良い。

また、非晶質構造を有する半導体膜の結晶化処理としては、連続発振のレーザーを用いても良く、結晶化に際し大粒径の結晶を得るためには、連続発振が可能な固体レーザーを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波を適用するのが好ましい。代表的には、Ｎｄ:ＹＶＯ₄レーザー（基本波１０６４nm）の第２高調波（５３２nm）や第３高調波（３５５ｎｍ）を適用すればよい。連続発振のレーザーを用いる場合には、出力１０Ｗの連続発振のＹＶＯ₄レーザーから射出されたレーザー光を非線形光学素子により高調波に変換する。また、共振器の中にＹＶＯ₄結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザー光に成形して、被処理体に照射する。このときのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ²程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ²）が必要である。そして、１０〜２０００ｃｍ／ｓ程度の速度でレーザー光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射すればよい。

上記の方法によって結晶性シリコン半導体膜を得た後、半導体膜上に酸化膜を介して、金属触媒をゲッタリングするためのアモルファスシリコン膜を成膜し、５００〜７５０℃の熱処理によってゲッタリング処理を行った。

さらに、ＴＦＴ素子としての閾値を制御するために、結晶性シリコン半導体膜に対し、１〜３×１０¹³atoms/cm²程度の濃度のホウ素イオンを注入した。

その後、結晶性シリコン半導体膜を第１のフォトマスクを用いてパターニングを行い、エッチングによって島状結晶性シリコン半導体膜６０２を形成した。

なお、ＴＦＴ素子を構成する半導体膜としては、画素部のＴＦＴ６０９、駆動回路部のＴＦＴ６０７、６１０ともに結晶性シリコン半導体膜を用いても良いし、画素ＴＦＴにおいては非晶質半導体膜を用い、高速動作が要求される駆動回路部においては結晶性半導体膜を用いても良い。ここで、非晶質半導体膜としては、アモルファスシリコン、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金をはじめ、他の非晶質構造を有する半導体膜を用いることができる。また、駆動回路部における結晶性半導体膜としては、セミアモルファスシリコン（ＳＡＳ）を用いても良い。

次に、第１のフォトマスクを除去した後、島状結晶性シリコン半導体膜６０２上に絶縁膜６０３を形成する。絶縁膜６０３は、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１〜２００ｎｍに成膜した。好ましくは、１０〜５０ｎｍと薄くしてシリコンを含む絶縁膜の単層または積層構造で形成した後に、マイクロ波によるプラズマを用いた表面窒化処理を行う。

このように膜厚の薄い絶縁膜を、プラズマＣＶＤ法を用いて成膜する場合、成膜レートを遅くして薄い膜厚を制御性よく得る必要がある。例えば、ＲＦパワーを１００Ｗ、周波数１０ｋＨｚ、圧力０．３Ｔｏｒｒ、Ｎ₂Ｏガス流量４００ｓｃｃｍ、ＳｉＨ₄ガス流量１ｓｃｃｍ、とすれば酸化珪素膜の成膜速度を６ｎｍ／ｍｉｎとすることができる。また、マイクロ波によるプラズマを用いた窒化処理は、マイクロ波源（２．４５ＧＨｚ）、および反応ガスである窒素ガスを用いて行う。

なお、絶縁膜６０３表面から離れるにつれて窒素濃度は減少する。これにより酸化珪素膜表面を高濃度に窒化できるだけでなく、酸化珪素膜と活性層の界面の窒素を低減し、デバイス特性の劣化を防ぐ。

次に、絶縁膜６０３上に膜厚１００〜６００ｎｍの導電膜を形成する。ここでは、スパッタ法を用い、ＴａＮ膜とＷ膜との積層からなる導電膜を形成するが、特にこれに限定されるものではなく、Ｔａ、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若しくは化合物材料の単層、またはこれらの積層で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。

次に、第２のフォトマスクを用いてレジストマスクを形成し、ドライエッチング法またはウェットエッチング法を用いてエッチングを行う。このエッチング工程によって、画素部ＴＦＴのゲート電極６０４ａ、６０４ｂ、及び駆動回路部ＴＦＴのゲート電極６０５ａ、６０５ｂ、６０６ａ、６０６ｂを得る。

次に、レジストマスクを除去した後、基板全面にｎ型を付与する不純物元素（代表的にはリン又は砒素）を低濃度にドープした（第１のドーピング工程）。その後、第３のフォトマスクを用いてレジストマスクを新たに形成し、ここでは駆動回路部を形成する相補型トランジスタのうち、ｎチャネル型ＴＦＴ６０７を形成するため、半導体にｎ型を付与する不純物元素を高濃度にドープした（第２のドーピング工程）。レジストマスクは、ｐチャネル型ＴＦＴとなる領域と、ｎチャネル型ＴＦＴとなる領域中、導電層の近傍とを覆う。この第２のドーピング工程によって、絶縁膜６０３を介してスルードープを行い、高濃度不純物領域６１３を形成し、このドープがなされなかったｎチャネル型ＴＦＴとなる領域中の導電層の近傍に低濃度不純物領域６０８が形成される。一つの発光素子は、複数のＴＦＴを用いて駆動させるが、ｐチャネル型ＴＦＴのみで駆動させる場合には、上記ドーピング工程は特に必要ない。

次に、レジストマスクを除去した後、第４のフォトマスクを用いてレジストマスクを新たに形成し、ｐチャネル型ＴＦＴ６０９、６１０を形成するため、半導体にｐ型を付与する不純物元素（代表的には硼素）を高濃度にドープする（第３のドーピング工程）。この第３のドーピング工程によって、絶縁膜６０３を介してスルードープを行い、一対のｐ型の高濃度不純物領域６１１、６１２を形成する（以上、図７（Ａ）参照）。

この後、レジストマスクを除去し、水素を含む絶縁膜６１４を成膜した後、半導体層に添加された不純物元素の活性化および半導体膜の水素化を行う。水素を含む絶縁膜６１４は、ＰＣＶＤ法により得られる窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ膜）を用いる。

次に、層間絶縁膜となる平坦化膜６１５を形成する。これは、後に発光素子の下地膜となる膜である。平坦化膜６１５としては、塗布法によって得られるシリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される絶縁膜を用いる。例えば、シロキサン系ポリマーを用いることができる。また、平坦化膜６１５としては、無機材料（酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素など）、感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、あるいは塗布法により得られるＳＯＧ膜（例えば、アルキル基を含むＳｉＯ_X膜）、またはこれらの積層などを用いても良い。

また、インクジェット法により平坦化膜６１５を形成してもよい。インクジェット法を用いた場合には材料液を節約することができる。

このようにして形成された平坦化膜６１５において、端部または開口部をテーパー形状とし、さらに、比較的原子半径の大きい不活性元素を添加することによって歪みを与え、表面（側壁を含む）を改質、または高密度化して水分や酸素の侵入を防止する構造として、発光装置の信頼性を向上させている。

次に、第５のフォトマスクを用いて平坦化膜６１５にコンタクトホールを形成すると同時に周縁部の平坦化膜をエッチングによって除去する。用いるエッチング用ガスに限定はないが、ここではＣＦ₄、Ｏ₂、Ｈｅ、Ａｒとを用いることが適している。ＣＦ₄の流量を３８０ｓｃｃｍ、Ｏ₂の流量を２９０ｓｃｃｍ、Ｈｅの流量を５００ｓｃｃｍ、Ａｒの流量を５００ｓｃｃｍ、ＲＦパワーを３０００Ｗ、圧力を２５Ｐａとし、ドライエッチングを行う。なお、図７（Ｂ）に示すように、平坦化膜６１５はテーパー形状としてもよい。平坦化膜６１５は１回のエッチングでテーパー形状としてもよいし、複数のエッチングによってテーパー形状にしてもよい。ここでは、さらにＣＦ₄、Ｏ₂、Ｈｅを用いて、ＣＦ₄の流量を５５０ｓｃｃｍ、Ｏ₂の流量を４５０ｓｃｃｍ、Ｈｅの流量を３５０ｓｃｃｍ、ＲＦパワーを３０００Ｗ、圧力を２５Ｐａとし、２回目のドライエッチングを行ってテーパー形状とする（図７（Ｂ））。

次に、不活性元素のドーピング処理を行い、平坦化膜６１５の表面に高密度化した部分６１６を形成する。ドーピング処理はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良い。不活性元素として、典型的にはアルゴン（Ａｒ）を用いる。比較的原子半径の大きい不活性元素を添加することによって歪みを与え、表面（開口部の側壁を含む）を改質、または高密度化して水分や酸素の侵入を防止する。また、高密度化した部分６１６に含まれる不活性元素は、１×１０¹⁹〜５×１０²¹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³、代表的には２×１０¹⁹〜２×１０²¹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³の濃度範囲とする。なお、平坦化膜６１５の表面にドーピングされるように平坦化膜６１５の開口部をテーパー形状としている。テーパー角θは、３０〜７５°とすることが望ましい。

また、次に形成する膜との密着性を向上させるために、平坦化膜６１５の成膜前後にコロナ放電処理、プラズマ処理、またはカップリング剤処理を行ってもよい。また、コロナ放電処理、プラズマ処理、カップリング剤処理は、２種類以上を組み合わせて行うことができ、その場合、処理順序は特に制限されるものではない。

次に、平坦化膜６１５をマスクとしてエッチングを行い、露呈している絶縁膜６０３、６１４を選択的に除去する。エッチング用ガスとしては、ＣＨＦ₃とＡｒを用いる。なお、半導体層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。

次に、平坦化膜６１５上に導電膜を形成した後、第６のフォトマスクを用いてエッチングを行い、配線６１７ａ〜６１９ｂを形成し、ＴＦＴ６０７、６０９、６１０のソース領域及びドレイン領域とそれぞれ接続させた（以上、図７（Ｂ））。

次に、異なる濃度の珪素又は酸化珪素を含有する透光性酸化物導電材料をターゲットとして、スパッタリング法によって、平坦化膜６１５及び配線６１７ａ上に導電層を積層する。まず、スパッタガスをＡｒとし、直流電力を導入して、１〜６原子％の低濃度の珪素又は酸化珪素を含むＩＴＳＯ層６２０ａをスパッタリング形成する。その後ターゲットを変えて、７〜１５原子％の高濃度の珪素又は酸化珪素を含むＩＴＳＯ層６２０ｂを形成する。積層構造は、正孔注入層、正孔輸送層または発光層となる有機化合物に隣接するＩＴＳＯ層６２０ｂ中の珪素又は酸化珪素が高濃度であれば、異なるターゲットを用いて、２層以上に積層させても良い。この際、積層膜の総膜厚が１００〜８００ｎｍとなるようにするのが望ましい。また、透光性酸化物導電材料としては、ＩＴＳＯのみを用いても良いし、積層膜の一部にＩＴＯ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウムに２〜２０原子％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ等の透明導電膜を用いても良い。例えば、配線６１７ａに接する側の導電層は低抵抗のＩＴＯ等で形成し、有機化合物層と接する側の導電層は珪素又は酸化珪素を高濃度に含んだＩＴＳＯで形成しても良い。

次に、第７のフォトマスクを用いた光露光プロセスを経て、積層されたＩＴＳＯ層６２０ａ、６２０ｂを所定の形状にウェットエッチングすることによって第１の電極６２０（正孔注入電極）を形成する。エッチャントとしては、有機弱酸である蓚酸（ＨＯＣＯ−ＣＯＯＨ）に添加剤や水（Ｈ₂Ｏ）を加えた溶液等を用いることができる。さらに、フォトレジストマスクを剥離した後、オーブンを用い２００℃で６０分の熱処理を行った。

次に、第８のフォトマスクを用いて第１の電極６２０の端部を覆う絶縁物６２１（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる。）を形成する。絶縁物６２１は、シロキサン系ポリマーのような、塗布法によって得られるシリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される絶縁膜を用いる。シロキサン系ポリマーを用いた絶縁膜６２１は、上述した層間絶縁膜と同様の方法によって得ることができる。また、絶縁物６２１としては、無機材料（酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンなど）、感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、あるいは塗布法により得られるＳＯＧ膜（例えば、アルキル基を含むＳｉＯ_X膜）、またはこれらの積層などを用いても良い。

次に、フォトレジストマスクを用いた光露光プロセスを経て、絶縁物６２１を所定の形状にパターニングすることによって、後に発光素子部が形成される開口部を形成する。

ここで、絶縁物６２１として非感光性材料を用い、エッチングを行う場合には、該エッチングを行う際に、絶縁物６２１と接しているＩＴＳＯ層の表面又は表面近傍の層内部もエッチャントによる化学反応を受け、ＩＴＳＯ中の成分であるインジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）またはそれらの酸化物等が、化学反応によって発生するガス中に含まれ、反応空間中へ放出される。その結果、ＩＴＳＯ層の表面又は表面近傍の内部に存在する珪素（Ｓｉ）や、珪素とエッチャント、添加剤、水分、大気成分等との反応によって、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）あるいは酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）や窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）等を析出させることができ、それらを主成分とする層（バリア層）を自己整合的に形成することができる。また、これらのバリア層は、蒸着法やスパッタリング法によって意図的に珪素、酸化珪素、窒化珪素等を堆積させることにより得ることもできる。このバリア層の存在によって、正孔注入電極の仕事関数を増加させ、正孔注入性をより向上させることができる。

ここで、有機樹脂の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物の上端部のみに曲率半径を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、あるいは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。

次に、有機化合物を含む層（電界発光層ともいう。以下、単に「有機化合物層６２２」という。）を、蒸着法または塗布法を用いて形成する。なお、信頼性を向上させるため、有機化合物層６２２の形成前に、水銀ランプを光源として用い、紫外線（ＵＶ）照射処理を行い、さらに真空加熱を行って脱気を行うことが好ましい。例えば、有機化合物材料の蒸着を行う前に、基板に含まれるガスを除去するために減圧雰囲気や不活性雰囲気で２００〜３００℃の加熱処理を行うことが望ましい。有機化合物層６２２の形成に蒸着法を用いる場合、真空度が５×１０^-3Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０^-4〜１０^-6Ｔｏｒｒまで真空排気された成膜室で蒸着を行う。蒸着の際、予め、抵抗加熱により有機化合物は気化されており、蒸着時にシャッターが開くことにより基板の方向へ飛散する。気化された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマスクに設けられた開口部を通って基板に蒸着される。

例えば、Ａｌｑ₃、部分的に赤色発光色素であるナイルレッドをドープしたＡｌｑ₃、Ａｌｑ₃、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＴＰＤ（芳香族ジアミン）を蒸着法により順次積層することで白色を得ることができる。

また、有機化合物層６２２として例えば、正孔注入層としてＣｕＰｃ（２０ｎｍ）、正孔輸送層として酸化モリブデン（ＭｏＯ_X）、α−ＮＰＤ（４０ｎｍ）、発光層としてＡｌｑ₃：ＤＭＱｄ（３７５ｎｍ）（ＤＭＱｄ：キナクリドン誘導体）、電子輸送層としてＡｌｑ₃（３７５ｎｍ）を形成しても良い。

また、スピンコートを用いた塗布法により有機化合物層６２２を形成する場合、塗布した後、真空加熱で焼成することが好ましい。例えば、正孔注入層として作用するポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を全面に塗布、焼成し、その後、発光層として作用する発光中心色素（１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン（ＴＰＢ）、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノ−スチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ１）、ナイルレッド、クマリン６など）ドープしたポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）溶液を全面に塗布、焼成すればよい。なお、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳは溶媒に水を用いており、有機溶剤には溶けない。従って、ＰＶＫをその上から塗布する場合にも、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳが再溶解する心配はない。また、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳとＰＶＫは溶媒が異なるため、成膜室は同一のものを使用しないことが好ましい。また、有機化合物層６２２を単層とすることもでき、ホール輸送性のポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に電子輸送性の１，３，４−オキサジアゾール誘導体（ＰＢＤ）を分散させてもよい。また、３０ｗｔ％のＰＢＤを電子輸送剤として分散し、４種類の色素（ＴＰＢ、クマリン６、ＤＣＭ１、ナイルレッド）を適当量分散することで白色発光が得られる。

また、１枚のパネルでフルカラー表示させるためにＲ、Ｇ、Ｂごとに有機化合物層６２２の塗りわけを行ってもよい。

次に、導電膜からなる第２の電極６２３（電子注入電極、陰極）を形成する。第２の電極６２３としては、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ₂、ＣａＮなどの合金、または該合金からなる膜上にＡｌを積層させた膜を用いることができる。あるいは、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。

図９（Ａ）に示すような第２の電極８０１を通過させて発光させるトップエミッション型発光装置とする場合、あるいは図９（Ｃ）に示すデュアルエミッション型発光装置とする場合には、第２の電極として、膜厚１〜１０ｎｍのアルミニウム膜、もしくはＬｉを微量に含むアルミニウム膜を用いる。また、膜厚１〜１０ｎｍのアルミニウム膜を形成する前に陰極バッファ層としてＣａＦ₂、ＭｇＦ₂、またはＢａＦ₂からなる透光性を有する層（膜厚１〜５ｎｍ）を形成してもよい。

次に、蒸着法またはスパッタ法により透明保護層６２４を形成する。透明保護層６２４は、第２の電極６２３を保護する役割を果たす（以上、図７（Ｃ））。

次に、封止基板７００をシール材７０１で貼り合わせて発光素子を封止する。シール材７０１が平坦化膜６１５の端部（テーパー部）を覆うように貼りあわせる。なお、シール材７０１で囲まれた領域には透明な充填材７０２を充填する。充填材７０２としては、透光性を有している材料であれば特に限定されず、代表的には紫外線硬化または熱硬化のエポキシ樹脂を用いればよい。ここでは屈折率１．５０、粘度５００ｃｐｓ、ショアＤ硬度９０、テンシル強度３０００ｐｓｉ、Ｔｇ点１５０℃、体積抵抗１×１０¹⁵Ω・ｃｍ、耐電圧４５０Ｖ／ｍｉｌである高耐熱のＵＶエポキシ樹脂（エレクトロライト社製：２５００Ｃｌｅａｒ）を用いる。また、充填材７０２を一対の基板間に充填することによって、全体の透過率を向上させることができる。なお、これらの図番は図９においても同様である。

最後にＦＰＣ７０３（Flexible Print Circuit）を異方性導電膜７０４により公知の方法で端子電極７０５と貼りつける。端子電極７０５は、透明導電膜を用いることが好ましく、ゲート配線と同時に形成された電極７０６ａ、７０６ｂ上に形成する（図８）。

また、ｎチャネル型ＴＦＴ６０７とｐチャネル型ＴＦＴ６１０とで構成される駆動回路部の一部を図８（Ａ）に示す。また、第２の電極６２３と配線７０７との接続の様子を図８（Ｂ）に示す。配線７０７は、電極７０６ａ、７０６ｂと接続されている。

このようにして作製されたアクティブマトリクス型発光装置は、第１の電極６２０として、珪素又は酸化珪素を含む透光性酸化物導電層の積層構造を採用し、有機化合物層６２２側の導電層の珪素又は酸化珪素濃度を高濃度（好ましくは、７〜１５原子％）にすることにより、正孔注入層に対する正孔注入効率を高め、発光効率を向上させることができ、安定性の高い表示装置を提供することができる。また、配線６１７ａ側の導電層の珪素又は酸化珪素濃度を低濃度（好ましくは、１〜６原子％）にすることにより、低抵抗化を図ることができ、安定性の高い表示装置を提供することができる。

実施例１では、図９（Ｂ）に示すボトムエミッション型発光装置において、本発明を適用した場合について説明したが、本実施例では、図９（Ａ）に示すトップエミッション型発光装置、図９（Ｃ）に示すデュアルエミッション型発光装置において、本発明を適用した場合について説明する。

まず、デュアルエミッション型発光装置の場合について説明する。この場合、正孔注入電極６２０の材料としては、実施例１と同様に、珪素又は酸化珪素を含むＩＴＯ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＺＯ等の透光性酸化物導電層を積層させて用いることができる。好ましくは、０〜２０原子％の濃度の珪素又は酸化珪素を含んだＩＴＳＯを用い、珪素又は酸化珪素を低濃度（さらに好ましくは、１〜６原子％）に含むＩＴＳＯ層と、高濃度（さらに好ましくは、７〜１５原子％）に含むＩＴＳＯ層を積層させて用いるのが良い。ここで、珪素又は酸化珪素を含まない、若しくは分析によって検出されない（０原子％の）ＩＴＳＯとは、純粋なＩＴＯを意味する。

一方、電子注入電極６２３としては、有機化合物層６２２からの光を透過させるべく、膜厚１〜１０ｎｍの薄アルミニウム膜、もしくはＬｉを微量に含むアルミニウム膜等を用いることにより、上下に発光素子からの光を取り出すことのできるデュアルエミッション型発光装置が得られる（図９（Ｃ））。

なお、電子注入電極６２３として、正孔注入電極６２０と同様の材料、すなわちＩＴＳＯ等の透光性酸化物導電層を採用しても、デュアルエミッション型発光装置を得ることができる。この場合において、透光性酸化物導電層に珪素又は酸化珪素を含有させて用いても良いし、正孔注入電極６２０と同様に積層構造を採用しても良い。

次に、トップエミッション型発光装置の場合について、図９（Ａ）を参照して説明する。一般的には、第１の電極６２０（陽極）と第２の電極６２３（陰極）を入れ替え、さらに有機化合物層を逆積みとし、駆動用のトランジスタの極性を反転させることにより（ここでは、ｎチャネル型ＴＦＴを用いる。）、基板と反対側（上側）に発光素子からの光を取り出すことのできるトップエミッション型発光装置が得られる。また図９（Ａ）のように、電極及び有機化合物層を逆積みとした場合、正孔注入電極８０１として、珪素又は酸化珪素濃度の含有量に高低の差を設けた透光性酸化物導電層の積層構造を採用することにより、発光効率の向上、低消費電力化等の効果により、安定性の高い発光装置を得ることができる。ここで、電子注入電極８００（陰極）としては、光反射性のある金属電極等を用いればよい。

なお、第１の電極６２０と第２の電極６２３を入れ替えずとも、第２の電極６２３としてＩＴＳＯ等の透光性酸化物導電層を採用することにより、トップエミッション型発光装置を得ることもできる。この陰極に用いられる透光性酸化物導電層としては、珪素又は酸化珪素を含有したものを用いても良いし、それらを積層させた構造としても良い。

本実施例では、本発明を逆スタガ構造を有するアクティブマトリクス型発光装置に適用した場合について、図１０及び図１１を用いて説明する。

実施例１と同様の材質からなる基板１１００上に、ゲート電極及びゲート配線（走査線）を形成するための導電膜を形成する。導電膜にはクロム、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミニウムなどの金属材料またはその合金材料を用いる。この導電膜はスパッタリング法や真空蒸着法で形成することができる。

導電膜をエッチング加工してゲート電極１１０１、１１０２を形成する。ゲート電極１１０１、１１０２上には第１の半導体膜や配線層を形成するので、その端部がテーパー状になるように導電膜を加工することが望ましい。また導電膜を、アルミニウムを主成分とする材料で形成する場合には、エッチング加工後に陽極酸化処理などをして表面を絶縁化しておくと良い。また、図示しないがこの工程でゲート電極に接続する配線も同時に形成することができる。

第１絶縁膜１１０３と第２絶縁膜１１０４は、ゲート電極１１０１、１１０２の上に形成することでゲート絶縁膜として機能させることができる。この場合、第１絶縁膜１１０３として酸化珪素膜、第２絶縁膜１１０４として窒化珪素膜を形成することが好ましい。これらの絶縁膜はグロー放電分解法やスパッタリング法で形成することができる。特に、低い成膜温度でゲートリーク電流に少ない緻密な絶縁膜を形成するには、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませ、形成される絶縁膜中に混入させると良い。

次に、第１絶縁膜１１０３及び第２絶縁膜１１０４上に、第１の半導体膜１１０５を形成する。第１の半導体膜１１０５は、セミアモルファス半導体（ＳＡＳ）で形成する。

このＳＡＳは珪化物気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪化物気体としては、ＳｉＨ₄であり、その他にもＳｉ₂Ｈ₆、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂、ＳｉＨＣｌ₃、ＳｉＣｌ₄、ＳｉＦ₄などを用いることができる。この珪化物気体を水素、水素とヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈して用いることでＳＡＳの形成を容易なものとすることができる。希釈率は１０倍〜１０００倍の範囲で珪化物気体を希釈することが好ましい。勿論、グロー放電分解による被膜の反応生成は減圧下で行うが、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲で行えば良い。グロー放電を形成するための電力は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの高周波電力を供給すれば良い。基板加熱温度は３００度以下が好ましく、１００〜２００度の基板加熱温度が推奨される。

また、珪化物気体中に、ＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₆などの炭化物気体、ＧｅＨ₄、ＧｅＦ₄などのゲルマニウム化気体を混入させて、エネルギーバンド幅を１．５〜２．４ｅＶ、若しくは０．９〜１．１ｅＶに調節しても良い。

また、ＳＡＳは、価電子制御を目的とした不純物元素を意図的に添加しないときに弱いｎ型の電気伝導性を示す。これは、アモルファス半導体を成膜するときよりも高い電力のグロー放電を行なうため酸素が半導体膜中に混入しやすいためである。そこで、ＴＦＴのチャネル形成領域を設ける第１の半導体膜に対しては、ｐ型を付与する不純物元素を、この成膜と同時に、或いは成膜後に添加することで、しきい値制御をすることが可能となる。ｐ型を付与する不純物元素としては、代表的には硼素であり、Ｂ₂Ｈ₆、ＢＦ₃などの不純物気体を１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの割合で珪化物気体に混入させると良い。例えば、ｐ型を付与する不純物元素としてボロンを用いる場合、該ボロンの濃度を１×１０¹⁴〜６×１０¹⁶ａｔｏｍｓ／ｃｍ³とすると良い。

次に、第２の半導体膜１１０６、第３の半導体膜１１０７を形成する。第２の半導体膜１１０６は、価電子制御を目的とした不純物元素を意図的に添加しないで形成したものであり、第１の半導体膜１１０５と同様にＳＡＳで形成することが好ましい。この第２の半導体膜１１０６は、ソース及びドレインを形成する一導電型を有する第３の半導体膜１１０７と第１の半導体膜１１０５との間に形成することで、バッファ層（緩衝層）のような働きを持っている。従って、弱ｎ型の電気伝導性を持つ第１の半導体膜１１０５に対して、同じ導電型で一導電型を有する第３の半導体膜１１０７を形成する場合には、第２の半導体膜１１０６は必ずしも必要ない。しきい値制御をする目的において、ｐ型を付与する不純物元素を添加する場合には、第２の半導体膜１１０６は段階的に不純物濃度を変化させる効果を持ち、接合形成を良好にする上で好ましい形態となる。すなわち、形成されるＴＦＴに、チャネル形成領域とソースまたはドレイン領域の間に形成される低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）としての機能を持たせることが可能となる。

一導電型を有する第３の半導体膜１１０７はｎチャネル型のＴＦＴを形成する場合には、代表的な不純物元素としてリンを添加すれば良く、珪化物気体にＰＨ₃などの不純物気体を加えれば良い。一導電型を有する第３の半導体膜１１０７は、価電子制御がされていることを除けば、ＳＡＳのような半導体、非晶質半導体で形成されるものである。

以上、第１絶縁膜１１０３から一導電型を有する第３の半導体膜１１０７までは大気に触れさせることなく連続して形成することが可能である。すなわち、大気成分や大気中に浮遊する汚染不純物元素に汚染されることなく各積層界面を形成することができるので、ＴＦＴ特性のばらつきを低減することができる（以上、図１０（Ａ））。

次に、フォトレジストマスクを形成し、第１の半導体膜１１０５、第２の半導体膜１１０６、一導電型を有する第３の半導体膜１１０７をエッチングして島状に分離形成する。

その後、ソース及びドレインに接続する配線を形成するための第２導電膜を形成する。第２導電膜はアルミニウム、またはアルミニウムを主成分とする導電性材料で形成するが、半導体膜と接する側の層をチタン、タンタル、モリブデン、タングステン、銅またはこれらの元素の窒化物で形成した積層構造としても良い。例えば１層目がＴａで２層目がＷ、１層目がＴａＮで２層目がＡｌ、１層目がＴａＮで２層目がＣｕ、１層目がＴｉで２層目がＡｌで３層目がＴｉといった組み合わせも考えられる。また１層目と２層目のいずれか一方にＡｇＰｄＣｕ合金を用いても良い。Ｗ、ＡｌとＳｉの合金（Ａｌ−Ｓｉ）、ＴｉＮを順次積層した３層構造としてもよい。Ｗの代わりに窒化タングステンを用いてもよいし、ＡｌとＳｉの合金（Ａｌ−Ｓｉ）に代えてＡｌとＴｉの合金膜（Ａｌ−Ｔｉ）を用いてもよいし、ＴｉＮに代えてＴｉを用いてもよい。アルミニウムには耐熱性を向上させるためにチタン、シリコン、スカンジウム、ネオジウム、銅などの元素を０．５〜５原子％添加させても良い。

次にマスク１１０８を形成する。マスク１１０８はソースおよびドレインと接続する配線を形成するためにパターン形成されたマスクであり、同時に一導電型を有する第３の半導体膜１１０７を取り除きチャネル形成領域を形成するためのエッチングマスクとして併用されるものである。アルミニウムまたはこれを主成分とする導電膜のエッチングはＢＣｌ₃、Ｃｌ₂などの塩化物気体を用いて行えば良い。このエッチング加工で配線１１０９〜１１１２を形成する。また、チャネル形成領域を形成するためのエッチングにはＳＦ₆、ＮＦ₃、ＣＦ₄などのフッ化物気体を用いてエッチングを行うが、この場合には下地となる第１の半導体膜１１０５とのエッチング選択比をとれないので、処理時間を適宜調整して行うこととなる。以上のようにして、チャネルエッチ型のＴＦＴの構造を形成することができる（以上、図１０（Ｂ））。

次に、チャネル形成領域の保護を目的とした第３絶縁膜１１１３を、窒化珪素膜で形成する。この窒化珪素膜はスパッタリング法やグロー放電分解法で形成可能であるが、大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の侵入を防ぐためのものであり、緻密な膜であることが要求される。第３絶縁膜１１１３に窒化珪素膜を用いることで、第１の半導体膜１１０５中の酸素濃度を５×１０¹⁹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³以下、好ましくは１×１０¹⁹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³以下に抑えることができる。この目的において、珪素をターゲットとして、窒素とアルゴンなどの希ガス元素を混合させたスパッタガスで高周波スパッタリングされた窒化珪素膜で、膜中の希ガス元素を含ませることにより緻密化が促進されることとなる。また、グロー放電分解法においても、珪化物気体をアルゴンなどの珪化物気体で１００倍〜５００倍に希釈して形成された窒化珪素膜は、１００度以下の低温においても緻密な膜を形成可能であり好ましい。さらに必要があれば第４絶縁膜１１１４を酸化珪素膜で積層形成しても良い。第３絶縁膜１１１３と第４絶縁膜１１１４はパッシベーション膜に相当する。

第３絶縁膜１１３および／または第４絶縁膜１１１４上には、好ましい形態として第５絶縁膜である平坦化膜１１１５を形成する。平坦化膜は、アクリル、ポリイミド、ポリアミドなどの有機樹脂、またはシロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ結合とＳｉ−ＣＨ_X結合手を含む絶縁膜で形成することが好ましい。これらの材料は含水性があるので、水分の侵入及び放出を防ぐバリア膜として第６絶縁膜１１１６を併設することが好ましい。第６絶縁膜１１１６としては上述のような窒化珪素膜を適用すれば良い。

配線１１１７は、第６絶縁膜１１１６、平坦化膜１１１５、第３絶縁膜１１１３、第４絶縁膜１１１４にコンタクトホールを形成した後に、所望の形状にエッチング形成する。

以上のようにして形成されたチャネルエッチ型のＴＦＴは、ＳＡＳでチャネル形成領域を構成することにより２〜１０ｃｍ²／Ｖ・ｓｅｃの電界効果移動度を得ることができる。

次に、配線１１１７に接するように、第６絶縁膜１１１６上に珪素又は酸化珪素を含む導電層１１１８ａ、１１１８ｂを積層させ、所望の形状にエッチングすることにより、正孔注入電極（陽極）１１１８を形成する。好ましくは、導電層１１１８ａの珪素又は酸化珪素濃度を低濃度（１〜６原子％）に、導電層１１１８ｂの珪素又は酸化珪素濃度を高濃度（７〜１５原子％）にするのが良い。また、珪素又は酸化珪素を含む導電層としては、ＩＴＳＯの他、珪素又は酸化珪素を含むＩＺＯ等を用いても良いし、配線１１１７に接する導電層１１１８ａはＩＴＯで形成しても良い。正孔注入電極１１１８は、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄し、研磨しても良い。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、正孔注入電極１１１８の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい（以上、図１０（Ｃ））。

なお、正孔注入電極１１１８をエッチング形成した後の、レジスト剥離工程、ヒドロ洗浄（水洗）工程、紫外線照射工程等によって、導電層１１１８ｂ内部からインジウム、スズ又はそれらの酸化物を放出させることにより、導電層１１１８ｂの表面又は表面近傍の層内部に、珪素、酸化珪素、窒化珪素等と析出させ、それらを主成分とするバリア層を形成することができる（図２参照）。また、このバリア層は、珪素、酸化珪素、窒化珪素等を意図的に蒸着法、スパッタリング法等によって形成しても良い。これらのバリア層の存在によって、正孔注入電極の仕事関数が増加し、正孔注入性をより向上させることができる（図４参照）。

次に図１０（Ｄ）に示すように、第６絶縁膜１１１６上に、有機樹脂膜、無機絶縁膜またはシロキサンを用いて形成された隔壁１１１９を形成する。なおシロキサンとは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料である。また上記構成に加えて、置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有していても良い。隔壁１１１９は開口部を有しており、該開口部において正孔注入電極１１１８が露出している。次に、隔壁１１１９の開口部において正孔注入電極１１１８と接するように、有機化合物を含む層（電界発光層ともいう。以下、単に「有機化合物層１１２０」という。）を形成する。有機化合物層１１２０は、単数の層で構成しても良いし、複数の層を積層させて構成しても良い。複数の層で構成する場合、正孔注入電極１１１８上に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層する。

次に、有機化合物層１１２０を覆うように、電子注入電極１１２１（陰極）を形成する。電子注入電極１１２１は、仕事関数が小さい公知の材料、例えば、Ｃａ、Ａｌ、ＣａＦ、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等を用いることができる。隔壁１１１９の開口部において、正孔注入電極１１１８と有機化合物層１１２０と電子注入電極１１２１が重なり合うことで、発光素子１１２２が形成される（以上、図１０（Ｄ））。

なお実際には、図１０（Ｄ）の状態まで完成したら、さらに外気に曝されないように気密性が高く、脱ガスの少ない保護フィルム（ラミネートフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等）やカバー材でパッケージング（封入）することが好ましい。

このような、画素部と駆動回路で同じ極性のＴＦＴを用いた素子基板は、ゲート電極形成用マスク、半導体領域形成用マスク、配線形成用マスク、コンタクトホール形成用マスク、正孔注入電極形成用マスクの合計５枚のマスクで形成することができる。

なお本実施例では、セミアモルファス半導体を用いたＴＦＴで発光装置の駆動回路と画
素部を同じ基板上に形成した例について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。
アモルファス半導体を用いたＴＦＴで画素部を形成し、該画素部が形成された基板に別途
形成された駆動回路を貼り付けても良い。

なお、ゲート電極１１０１、１１０２に重畳させて、ＳＡＳで形成された第１の半導体膜１１０５上にチャネル保護膜１２０１、１２０２を形成すれば、図１１に示した構成を有する、いわゆるチャネルストップ型ＴＦＴ１２０３、１２０４を用いた発光装置も同様に作製することができる。

本実施例では、図１２を参照して、本発明をパッシブ型表示装置に用いた場合について説明する。

まず、基板９００上に、ＩＴＯに珪素又は酸化珪素が０〜２０原子％含まれた２以上のターゲットを用いて、スパッタリング法によって導電層を積層する。この際、有機化合物層側の導電層９０１ｂは、他の導電層９０１ａよりも高濃度の珪素又は酸化珪素を含むようにターゲットを選択する。好ましくは、基板９００側の導電層２０１ａは１〜６原子％の珪素又は酸化珪素を含み、有機化合物層側の導電層９０１ｂは７〜１５％の珪素又は酸化珪素を含んでいるのが良い。

次に、積層された導電層に対しマスクを用いてエッチングを行い、縞（ストライプ）状の正孔注入電極９０１（陽極）を形成する。

ここで、基板９００としては、ガラス基板、石英基板、シリコン基板、金属基板、ステンレス基板や、後工程の処理温度に耐え得る耐熱性を有するプラスチック基板等を用いることができる。

また、正孔注入電極９０１の材料としては、上記ＩＴＳＯの他、ＩＺＯ、ＧＺＯなどに珪素又は酸化珪素を含有させた透明導電膜を用いても良い。なお、正孔注入電極９０１は、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄又は研磨しても良い。また、ＣＭＰ法を用いた研磨後に、正孔注入電極９０１の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。

次に、正孔注入電極９０１上に、有機化合物を含む層９０２（以下、単に「有機化合物層９０２」という。）を、蒸着法または塗布法を用いて形成する。なお、信頼性を向上させるため、有機化合物層９０２の形成前に、水銀ランプを光源として用い、紫外線（ＵＶ）照射処理を行い、さらに真空加熱を行って脱気を行うことが好ましい。例えば、有機化合物材料の蒸着を行う前に、基板に含まれるガスを除去するために、減圧雰囲気や不活性雰囲気で２００〜３００℃の加熱処理を行うことが望ましい。有機化合物層９０２の形成に蒸着法を用いる場合、真空度が５×１０^-3Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０^-4〜１０^-6Ｔｏｒｒまで真空排気された成膜室で蒸着を行う。蒸着の際、予め、抵抗加熱により有機化合物は気化されており、蒸着時にシャッターが開くことにより基板の方向へ飛散する。気化された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマスクに設けられた開口部を通って基板に蒸着される。

また、有機化合物層９０２として例えば、正孔注入層としてＣｕＰｃ（２０ｎｍ）、正孔輸送層として酸化モリブデン（ＭｏＯ_X）、α−ＮＰＤ（４０ｎｍ）、発光層としてＡｌｑ₃：ＤＭＱｄ（３７５ｎｍ）（ＤＭＱｄ：キナクリドン誘導体）、電子輸送層としてＡｌｑ₃（３７５ｎｍ）を形成しても良い。

また、スピンコートを用いた塗布法により有機化合物層９０２を形成する場合、塗布した後、真空加熱で焼成することが好ましい。また、有機化合物層９０２を単層とすることもでき、ホール輸送性のポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に電子輸送性の１，３，４−オキサジアゾール誘導体（ＰＢＤ）を分散させてもよい。また、３０ｗｔ％のＰＢＤを電子輸送剤として分散し、４種類の色素（ＴＰＢ、クマリン６、ＤＣＭ１、ナイルレッド）を適当量分散することで白色発光が得られる。

また、１枚のパネルでフルカラー表示させるためにＲ、Ｇ、Ｂごとに有機化合物層の塗り分けを行ってもよい。

次に、対向基板９０４に正孔注入電極９０１に直交する縞（ストライプ）状の電子注入電極９０３（陰極）をエッチング形成し、正孔注入電極９０１および有機化合物層９０２が形成された基板９００と貼り合わせる。電子注入電極９０３としては、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ₂、ＣａＮなどの合金、または該合金からなる膜上にＡｌを積層させた膜を用いることができる。あるいは、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。

次に、陽極と陰極とをコントロールするためのドライバーＩＣを接続し、線順次スキャンによる表示を可能とするパッシブ型表示装置が得られる。

なお、パッシブ型表示装置は、表示装置全体において所望の輝度を維持するために、すべての画素の輝度をその輝度に保つ必要があることから、瞬間輝度が非常に高くなり、消費電力が大きくなると言う欠点を有している。また、それに伴い、パッシブ型表示装置においては、発光素子の寿命が短くなる傾向がある。しかし、本発明のごとく、珪素又は酸化珪素を含有させた透光性酸化物導電層を正孔注入電極９０１として用いることにより、パッシブ型表示装置における上記欠点を緩和することができ、低消費電力、長寿命で安定性の高い表示装置を得ることができる。

本発明は、発光素子の正孔注入電極として、異なる珪素又は酸化珪素濃度を含むＩＴＳＯ等の導電層の積層構造を採用することにより、発光効率が高く、かつ低消費電力で明るく、安定性の高い表示装置を歩留まりよく提供することができる。また、他の処理工程を行うと同時に導電層上に珪素、酸化珪素、窒化珪素等を主成分とするバリア層を形成することにより、より発光効率の高い表示装置を提供することができる。

これらの効果を有する本発明は、実施例でも挙げたように、アクティブマトリクス型表示装置、パッシブ型表示装置いずれにも適用することができる。また、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型の種類を問わず本発明を適用することができ、その応用範囲は極めて広い。

本発明を用いた表示装置の工程概略図本発明を用いた表示装置の発光素子部を拡大した図従来の導電層と正孔注入層との接触状態を示すバンドモデル図導電層を積層させた場合の導電層と正孔注入層との接触状態を説明するバンドモデル図ＩＴＳＯにおけるＥＳＣＡ分析のピーク（測定深さ領域：表面〜１ｎｍ）を示す図ＩＴＳＯにおけるＥＳＣＡ分析のピーク（測定深さ領域：４〜５ｎｍ）を示す図本発明を用いた周辺一体型アクティブマトリクス表示装置の工程概略図本発明を用いた周辺一体型アクティブマトリクス表示装置の完成概略図本発明を用いたトップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型表示装置の概略図本発明をチャネルエッチ型トランジスタを用いた表示装置に適用した場合の工程概略図本発明をチャネルストップ型トランジスタを用いた表示装置に適用した場合の工程概略図本発明を用いたパッシブ型表示装置の概略図

符号の説明

１０６ａ：第１導電層
１０６ｂ：第２導電層
６２０ａ、９０１ａ、１１１８ａ：珪素又は酸化珪素を低濃度に含む導電層
１０６ｂ、６２０ｂ、９０２ａ、１１１８ｂ：珪素又は酸化珪素を高濃度に含む導電層
１０６、９０１、１１１８：正孔注入電極
１１２：バリア層
６２０：第１の電極
６２３：第２の電極

Claims

珪素又は酸化珪素を含む複数の導電層を積層してなる正孔注入電極と、
前記正孔注入電極に接して形成された有機又は無機化合物を含む層と、
を有し、
前記有機又は無機化合物を含む層に近接する導電層中の珪素又は酸化珪素濃度は、他の導電層中の珪素又は酸化珪素濃度よりも高いことを特徴とする表示装置。
珪素又は酸化珪素を含む複数の導電層を積層してなる正孔注入電極と、
前記正孔注入電極に接して形成された有機又は無機化合物を含む層と、
を有し、
前記有機又は無機化合物を含む層に近接する導電層中の珪素又は酸化珪素濃度は、７〜１５原子％であることを特徴とする表示装置。
珪素又は酸化珪素を含む複数の導電層を積層してなる正孔注入電極と、
前記正孔注入電極に接して形成された有機又は無機化合物を含む層と、
を有し、
前記有機又は無機化合物を含む層に近接する珪素又は導電層は７〜１５原子％の酸化珪素を含んでおり、
他の導電層のうち少なくとも一層は１〜６原子％の珪素又は酸化珪素を含んでいることを特徴とする表示装置。
珪素又は酸化珪素を含む複数の導電層を積層してなる正孔注入電極と、
前記導電層のうち、最上層の導電層の表面又は表面近傍の層内部に形成された、珪素又は酸化珪素を主成分とするバリア層と、
前記バリア層上に接して形成された有機又は無機化合物を含む層を有することを特徴とする表示装置。
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記正孔注入電極と有機又は無機化合物を含む層との間には、珪素又は酸化珪素を含むバリア層が形成されていることを特徴とする表示装置。
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記導電層は、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛から選ばれた一種に珪素又は酸化珪素が含まれてなることを特徴とする表示装置。
請求項１乃至６のいずれか一項において、
前記表示装置は、アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置であることを特徴とする表示装置。
スパッタリング用ターゲットとして、異なる含有量の珪素又は酸化珪素を含む複数の導電性材料を用いて、珪素又は酸化珪素を含む複数の導電層を積層させることにより正孔注入電極を形成し、
前記正孔注入電極に接して有機又は無機化合物を含む層を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
スパッタリング用ターゲットとして、少なくとも、１〜６原子％の珪素又は酸化珪素を含む導電性材料と、７〜１５原子％の珪素又は酸化珪素を含む導電性材料を用いて、珪素又は酸化珪素を含む複数の導電層を積層させることにより正孔注入電極を形成し、
前記正孔注入電極に接して有機又は無機化合物を含む層を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
珪素又は酸化珪素を含む導電性材料を用い、複数の導電層を積層させることにより正孔注入電極を形成し、
前記複数の導電層のうち、最上層の導電層の表面又は表面近傍の層内部から、前記導電性材料の成分を選択的に除去することにより、残存した珪素又は酸化珪素からなるバリア層を形成し、
前記バリア層に接して有機又は無機化合物を含む層を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
請求項８乃至１０のいずれか一項において、
前記導電性材料は、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛から選ばれた一種に珪素又は酸化珪素が含まれてなることを特徴とする表示装置の作製方法。