JP2017208348A - 膜の作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スループットの高い、有機材料を塗布する方法を提供する。【解決手段】ノズルの先端に設けられた接触部を、ストライプ状のバンクに接触させることにより塗布液を吐出し、塗布液を切れ間なくストライプ状に塗布する。【選択図】図１３

Description

本発明は、陽極、陰極及びそれらの間にＥＬ（Electro Luminescence）が得られる発光
性有機材料（以下、有機ＥＬ材料という）を挟んだ構造からなるＥＬ素子を基板上に形成
した自発光装置及びその自発光装置を表示部（表示ディスプレイまたは表示モニター）と
して有する電気器具の作製方法に関する。なお、上記自発光装置はＯＬＥＤ（Organic Li
ght Emitting Diodes）ともいう。

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

自発光装置にはパッシブ型（単純マトリクス型）とアクティブ型（アクティブマトリク
ス型）の二種類があり、どちらも盛んに開発が行われている。特に現在はアクティブマト
リクス型自発光装置が注目されている。また、ＥＬ素子の中心とも言えるＥＬ層となる有
機ＥＬ材料は、低分子系有機ＥＬ材料と高分子系（ポリマー系）有機ＥＬ材料とが研究さ
れているが、低分子系有機ＥＬ材料よりも取り扱いが容易で耐熱性の高いポリマー系有機
ＥＬ材料が注目されている。

しかしながら、ポリマー系有機ＥＬ材料を溶媒に溶解させた溶液を塗布する際に溶液の
粘性や吐出部における表面張力により吐出部の液切れが悪い又、吐出部に液詰まりが起こ
るなどの問題が生じる。なお、本明細書中では、有機ＥＬ材料を溶媒に溶解させたＥＬ層
用塗布液のことを塗布液という。さらに、塗布液は、ポリマー系有機ＥＬ材料を溶媒に溶
解させたもの以外に、ポリマー系とモノマー系の有機ＥＬ材料を一緒に溶媒に溶解させた
物も含む。

また、有機ＥＬ材料におけるルミネッセンスには一重項状態から基底状態に戻る際の発
光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（燐光）とがある。本発明の自
発光装置には、どちらの有機ＥＬ材料を有するＥＬ素子を用いても良い。

また、塗布液は、スピナーを用いた塗布方式で塗布することで膜厚のコントロールが可
能である。しかし、スピン塗布方式を用いるとウエットエッチングといった有機ＥＬ材料
に対して好ましくない工程を挟んでしまうことになる。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、ポリマーからなる有機ＥＬ材料をラ
イン状に塗布することで成膜後のエッチングの問題を解決し、吐出時の吐出部における液
切れ及び液詰まりなどの問題を解決し、効率よく成膜する手段を提供することを課題とす
る。さらに、このような手段を用いた自発光装置及びその作製方法を提供することを課題
とする。そして、このような自発光装置を表示用部として有する電気器具を提供すること
を課題とする。

上記課題を達成するために、ライン状に塗布する際に用いる塗布液は、有機ＥＬ材料の
希釈率を調整して作製することにより粘性を制御し、塗布した際の膜厚が均一となるよう
に制御する。さらに、本発明ではＥＬ層を形成する塗布液の塗布には、ヘッド部及びノズ
ルを有する薄膜形成装置を用いて塗布液を塗布する際の液切れ不良や液詰まりを解決する
。

なお、本発明においてヘッド部は、超音波振動子を有しており、この超音波振動子によ
りヘッド部に超音波振動が与えられる。また、ヘッド部は、ノズルを有しておりヘッド部
に与えられた超音波振動はノズルにも与えられる。

ノズルには、ＥＬ層を形成する塗布液が充填されており、超音波振動子によりノズルに
与えられた超音波振動が塗布液にも与えられる。なお、塗布液に超音波振動が与えられる
ことにより塗布液に圧力が加わり、これにより塗布液は、ノズルから吐出され所望の位置
に塗布される。塗布液は、毛管現象や塗布液の重力による圧力でノズルから吐出されるこ
ともある。

また、ノズルの先端部が、接触子を有し、この接触子をＥＬ層を形成する基板上のバン
クに接触させることにより塗布液が接触子を伝って画素列に塗布するようにすることも可
能である。なお、本明細書中において接触子は、ノズルとは別の材料を用いて形成したも
のを用いても良いし、ノズルの先端を一部改良してバンクと接触するようにしても良い。
また、場合によっては、ノズルを直接バンクと接触させて接触子の役割を果たしても良い
。なお、接触子の材料としては、絶縁材料が好ましい。

なお、ノズルは、ヘッド部と連結されており、この連結部付近のノズルの内径と塗布液
がノズルから圧力により吐出されるノズル先端部の内径の大きさは異なっている。内径の
大きさの大小関係は、連結部付近のノズルの内径の方が先端部のノズルの内径に比べて大
きくなっている。これは、吐出される先端部のノズルの内径を小さくすることにより、塗
布液を塗布する位置の制御性を高めるためである。

また、ノズルの先端部（ノズルの内径の小さい部分）は、ヒーターを有しており、ヒー
ターによりノズルの先端部が加熱され、これにより塗布液も加熱される。なお、塗布液が
ヒーターで加熱されることにより、ノズルの先端部における塗布液の液切れや液詰まりを
解消することができる。

ここで本発明の薄膜形成装置を図１に示し、さらにこの薄膜形成装置を用いた自発光装
置の作製方法について説明する。

図１（Ａ）は、本発明を実施してπ共役系ポリマーからなる有機ＥＬ材料を成膜する様
子を模式的に示す図である。図１（Ａ）において、１１０は基板であり、基板１１０上に
は画素部１１１、ソース側駆動回路１１２、ゲート側駆動回路１１３がＴＦＴにより形成
されている。ソース側駆動回路１１２に接続された複数のソース配線とゲート側駆動回路
１１３に接続された複数のゲート配線とで囲まれた領域が画素であり、画素内にはＴＦＴ
と該ＴＦＴに電気的に接続されたＥＬ素子が形成される。画素部１１１はこのような画素
がマトリクス状の配列されて形成されている。

なお、本実施例は赤色、緑色、青色のＥＬ層をストライプ状に同時に成膜する方法を示
す。ストライプ状とは、縦横比が２以上の細長い長方形状、長径と短径の比が２以上の細
長い楕円形状を含む。

ここで１１４aは赤色に発光する有機ＥＬ材料と溶媒との混合物（以下、赤色ＥＬ層用
塗布液という）、１１４bは緑色に発光する有機ＥＬ材料と溶媒との混合物（以下、緑色
ＥＬ層用塗布液という）、１１４cは青色に発光する有機ＥＬ材料と溶媒との混合物（以
下、青色ＥＬ層用塗布液という）である。なお、これらの有機ＥＬ材料はポリマー重合し
たものを直接溶媒に溶かして塗布する方法と、モノマーを溶媒に溶かしたものを成膜した
後に加熱重合させてポリマーとする方法とがあるが、本発明はどちらでも構わない。ここ
ではポリマーとなった有機ＥＬ材料を溶媒に溶かして塗布した例を示す。

本発明の場合、薄膜形成装置からは赤色ＥＬ層用塗布液１１４a、緑色ＥＬ層用塗布液
１１４b、青色ＥＬ層用塗布液１１４cが別々に吐出され、矢印の方向に向かって塗布され
る。即ち、赤色に発光すべき画素列、緑色に発光すべき画素列及び青色に発光すべき画素
列に、同時にストライプ状のＥＬ層（厳密にはＥＬ層の前駆体）が形成される。

なお、ここでいう画素列とはバンク１２１に仕切られた画素の列を指し、バンク１２１
はソース配線の上方に形成されている。即ち、ソース配線に沿って複数の画素が直列に並
んだ列を画素列と呼んでいる。但し、ここではバンク１２１がソース配線の上方に形成さ
れた場合を説明したが、ゲート配線の上方に設けられていても良い。この場合は、ゲート
配線に沿って複数の画素が直列に並んだ列を画素列と呼ぶ。

従って、画素部１１１は、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線の上方に設けら
れたストライプ状のバンクにより分割された複数の画素列の集合体として見ることができ
る。そのようにして見た場合、画素部１１１は、赤色に発光するストライプ状のＥＬ層が
形成された画素列、緑色に発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列及び青色に
発光するストライプ状のＥＬ層が形成された画素列からなるとも言える。

また、上記ストライプ状のバンクは、複数のソース配線もしくは複数のゲート配線の上
方に設けられているため、実質的に画素部１１１は、複数のソース配線もしくは複数のゲ
ート配線により分割された複数の画素列の集合体と見ることもできる。

次に、図１（Ａ）に示した塗布工程を行った際の薄膜形成装置のヘッド部（吐出部と言
っても良い）の様子を図１（Ｂ）に示す。

１１５は薄膜形成装置のヘッド部であり、赤色用ノズル１１６a、緑色用ノズル１１６b
、青色用ノズル１１６cが取り付けられている。また各々のノズルの内部には赤色ＥＬ層
用塗布液１１４a、緑色ＥＬ層用塗布液１１４b、青色ＥＬ層用塗布液１１４cが蓄えられ
ている。

これらの塗布液は、加圧されることにより、画素部１１１上に吐出される。なお、塗布
液は、ノズル１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃと配管１１７をしきる板（図示せず）に配管
１１７に充填された不活性ガスを加圧することで吐出される。
このようなヘッド部１１５が紙面に垂直な方向に沿って手前方向に走査されることで図１
（Ａ）に示したような塗布工程が行われる。

なお、ここでは、赤色用ノズル１１６a、緑色用ノズル１１６b、青色用ノズル１１６c
にそれぞれ赤色ＥＬ層用塗布液１１４a、緑色ＥＬ層用塗布液１１４b、青色ＥＬ層用塗布
液１１４cが備えられているが、塗布液は、これらの色に限られることはなく、また、塗
布液を備えているノズルは、一つであっても複数であっても良い。

さらに、ヘッド部１１５には、塗布液を吐出しやすくするために超音波による振動をあ
たえるための超音波振動子１２２が取り付けられている。これは、外部の超音波電源に接
続されている。
なお、超音波振動子を取り付ける位置は、図１（Ｂ）に示される位置に限られることは
なく、別の位置に付けても良いし、各ノズルに付けても良い。

さらに、各ノズル１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃには、それぞれヒーター１２３ａ、１
２３ｂ、１２３ｃが設けられている。このヒーターとは、塗布液をうまく吐出するための
塗布液温度調節用に設けられているものであり、ヒーターとなる部分に抵抗材料を存在さ
せると、抵抗材料によりヒーターにかかる電圧が制御できる。電圧が制御されることによ
りヒーター部にかかる温度調節ができるので、ここで用いる抵抗材料は、各塗布液が適温
になるような抵抗を与える材料を選ぶとよい。なお、抵抗材料は、ノズルに接触するよう
に存在させても良いし、ノズルが半導体材料で形成される場合には、ノズル自体に抵抗材
料をドーピングしても良い。また、抵抗材料としては、銅、鉄、アルミニウム、タングス
テン、タンタル、ニッケル、リン、ボロン、ヒ素やアンチモンといった金属を用いる。こ
れにより、吐出液の温度調節が可能となる。

さらにヒーターとしては、各ノズルのヒーター部分に測温部を設けて各塗布液の温度を
検知し、検知した温度情報をフィードバックさせて新たな電気信号に変換する回路を設け
、この回路に各ヒーターの温度を制御させるような機能を有するものも含める。

また、本明細書中ではヘッド部が走査されるという記載にしているが、基板をＸ−Ｙス
テージにより縦方向または横方向に移動させることも可能である。

ここで１１８に示される吐出部付近の拡大図を図１（Ｃ）に示す。基板１１０上に設け
られた画素部１１１は、複数のＴＦＴ１１９a〜１１９cと画素電極１２０a〜１２０cから
なる複数の画素の集合体である。図１（Ｂ）のノズル１１６a〜１１６cに圧力がかかると
、その圧力により塗布液１１４a〜１１４cが吐出される。

なお、画素間には樹脂材料で形成されたバンク１２１が設けられており、隣接する画素
間で塗布液が混合されてしまうことを防いでいる。この構造ではバンク１２１の幅（フォ
トリソグラフィの解像度で決まる）を狭くすることで画素部の集積度が向上し、高精細な
画像を得ることができる。また、ここで用いる塗布液としては、その粘性が１×１０^-3〜
３×１０^-2Ｐａ・ｓであることが好ましい。

また、バンク１２１を形成しうる樹脂材料としてはアクリル、ポリイミド、ポリアミド
、ポリイミドアミドを用いることができる。この樹脂材料に予めカーボンや黒色顔料等を
設けて樹脂材料を黒色化しておくと、バンク１２１を画素間の遮光膜として用いることも
可能となる。

また、ノズル１１６a、１１６bまたは１１６cのいずれかに光反射を用いたセンサーを
取り付ければ、塗布面とノズルとの距離を常に一定に保つように調節することも可能であ
る。なお、センサーを取り付ける位置は、ノズルの先端が好ましいが、この限りではない
。さらに、画素ピッチ（画素間の距離）に応じてノズル１１６a〜１１６cの間隔を調節す
る機構を備えることで、どのような画素ピッチの自発光装置にも対応することが可能であ
る。

こうしてノズル１１６a〜１１６cから吐出された塗布液１１４a〜１１４cは各々画素電
極１２０a〜１２０cを覆うようにして塗布される。塗布液１１４a〜１１４cを塗布したら
真空中で加熱処理（ベーク処理または焼成処理）することにより塗布液１１４a〜１１４c
に含まれる有機溶媒を揮発させ、有機ＥＬ材料からなるＥＬ層を形成する。このため、有
機溶媒は有機ＥＬ材料のガラス転移温度（Ｔｇ）よりも低い温度で揮発するものを用いる
。また、有機ＥＬ材料の粘度により最終的に形成されるＥＬ層の膜厚が決まる。この場合
、粘度は１×１０^-3〜５×１０^-2Ｐａ・ｓ（好ましくは１×１０^-3〜２×１０^-2Ｐａ・ｓ
）とするのが好ましい。

さらに、有機ＥＬ材料中に不純物が多いと、ＥＬ層の劣化原因となり、発光効率が低下
してしまうので有機ＥＬ材料中にはできるだけ不純物を低減することが望ましい。

なお、不純物を低減するには、溶媒及び有機ＥＬ材料を徹底的に精製し、溶媒と有機Ｅ
Ｌ材料を混合する時の環境を可能な限り清浄化することが重要である。
溶媒の精製または有機ＥＬ材料の精製は、蒸留法、昇華法、濾過法、再結晶法、再沈殿法
、クロマトグラフィ法または透析法等の技術を繰り返し行うことが好ましい。最終的には
金属元素やアルカリ金属元素等の不純物を０．１ｐｐｍ以下（好ましくは０．０１ｐｐｍ
以下）にまで低減することが望ましい。

また、図１のような薄膜形成装置により有機ＥＬ材料を含む塗布液を塗布する際の雰囲
気にも十分に注意することが好ましい。具体的には、上記有機ＥＬ材料の成膜工程を、窒
素などの不活性ガスが充填されたクリーンブースやグローブボックス内で行うことが望ま
しい。

以上のような薄膜形成装置を用いることにより、塗布液を均一に効率よく塗布すること
ができ、高いスループットでポリマー系有機ＥＬ材料からなるＥＬ層を形成することがで
きる。さらに、一つの画素列では切れ間なくストライプ状に塗布していくことができるた
め、非常にスループットが高い。

本発明を実施することで、有機ＥＬ材料を成膜する際に問題となる塗布液の液切れの悪
さや液詰まりに対する改善を図ることができる。また、本発明においては、様々な方法で
有機ＥＬ材料を成膜する方法を示しているので、条件や用途に応じて成膜する事が可能で
あり、ポリマー系有機ＥＬ材料を用いた自発光装置の製造歩留まりを向上させることがで
きる。

本発明の有機ＥＬ材料の塗布工程を示す図。 画素部の断面構造を示す図。 画素部の上面構造及び構成を示す図。 自発光装置の作製工程を示す図。 自発光装置の作製工程を示す図。 自発光装置の作製工程を示す図。 サンプリング回路の素子構造を示す図。 自発光装置の外観を示す図。 自発光装置の回路ブロック構成を示す図。 アクティブマトリクス型の自発光装置の断面構造を示す図。 自発光装置の画素部の断面構造を示す図。 画素部の上面構造を示す図。 本発明の有機ＥＬ材料の塗布工程を示す図。 本発明の有機ＥＬ材料の塗布工程を示す図。 本発明の有機ＥＬ材料の塗布工程を示す図。 画素部を拡大した図。 パッシブ型の自発光装置の断面構造を示す図。 電気器具の具体例を示す図。 電気器具の具体例を示す図。 薄膜形成装置の構造を示す図。

本発明の実施の形態について、図２、図３を用いて説明する。図２に示したのは本発明
の薄膜形成装置を用いて作製した自発光装置の画素部の断面図であり、図３（Ａ）はその
上面図、図３（Ｂ）はその回路構成である。実際には画素がマトリクス状に複数配列され
て画素部（画像表示部）が形成される。なお、図３（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図が
図２に相当する。従って図２及び図３で共通の符号を用いているので、適宜両図面を参照
すると良い。また、図３の上面図では二つの画素を図示しているが、どちらも同じ構造で
ある。

図２において、１１は基板、１２は下地となる絶縁膜（以下、下地膜という）
である。基板１１としてはガラス、ガラスセラミックス、石英、シリコン、セラミックス
、金属若しくはプラスチックからなる基板を用いることができる。

また、下地膜１２は特に可動イオンを含む基板や導電性を有する基板を用いる場合に有
効であるが、石英基板には設けなくても構わない。下地膜１２としては、珪素（シリコン
）を含む絶縁膜を用いれば良い。なお、本明細書において「珪素を含む絶縁膜」とは、具
体的には酸化珪素膜、窒化珪素膜若しくは窒化酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙで示される）な
ど珪素、酸素若しくは窒素を所定の割合で含む絶縁膜を指す。

また、下地膜１２に放熱効果を持たせることによりＴＦＴの発熱を発散させることはＴ
ＦＴの劣化又はＥＬ素子の劣化を防ぐためにも有効である。放熱効果を持たせるには公知
のあらゆる材料を用いることができる。

ここでは画素内に二つのＴＦＴを形成している。２０１はスイッチング用ＴＦＴであり
、ｎチャネル型ＴＦＴで形成され、２０２は電流制御用ＴＦＴであり、ｐチャネル型ＴＦ
Ｔで形成されている。

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

スイッチング用ＴＦＴ２０１は、ソース領域１３、ドレイン領域１４、ＬＤＤ領域１５
a〜１５d、高濃度不純物領域１６及びチャネル形成領域１７a、１７bを含む活性層、ゲー
ト絶縁膜１８、ゲート電極１９a、１９b、第１層間絶縁膜２０、ソース配線２１並びにド
レイン配線２２を有して形成される。

また、図３に示すように、ゲート電極１９a、１９bは別の材料（ゲート電極１９a、１
９bよりも低抵抗な材料）で形成されたゲート配線２１１によって電気的に接続されたダ
ブルゲート構造となっている。勿論、ダブルゲート構造だけでなく、シングルゲートもし
くはトリプルゲート構造といったいわゆるマルチゲート構造（直列に接続された二つ以上
のチャネル形成領域を有する活性層を含む構造）であっても良い。マルチゲート構造はオ
フ電流値を低減する上で極めて有効であり、本発明では画素のスイッチング素子２０１を
マルチゲート構造とすることによりオフ電流値の低いスイッチング素子を実現している。

また、活性層は結晶構造を含む半導体膜で形成される。即ち、単結晶半導体膜でも良い
し、多結晶半導体膜や微結晶半導体膜でも良い。また、ゲート絶縁膜１８は珪素を含む絶
縁膜で形成すれば良い。また、ゲート電極、ソース配線若しくはドレイン配線としてはあ
らゆる導電膜を用いることができる。

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

なお、チャネル形成領域とＬＤＤ領域との間にオフセット領域（チャネル形成領域と同
一組成の半導体層でなり、ゲート電圧が印加されない領域）を設けることはオフ電流値を
下げる上でさらに好ましい。また、二つ以上のゲート電極を有するマルチゲート構造の場
合、チャネル形成領域の間に設けられた高濃度不純物領域がオフ電流値の低減に効果的で
ある。

次に、電流制御用ＴＦＴ２０２は、ソース領域３１、ドレイン領域３２及びチャネル形
成領域３４を含む活性層、ゲート絶縁膜１８、ゲート電極３５、第１層間絶縁膜２０、ソ
ース配線３６並びにドレイン配線３７を有して形成される。なお、ゲート電極３５はシン
グルゲート構造となっているが、マルチゲート構造であっても良い。

図２に示すように、スイッチング用ＴＦＴのドレインは電流制御用ＴＦＴ２０２のゲー
トに接続されている。具体的には電流制御用ＴＦＴ２０２のゲート電極３５はスイッチン
グ用ＴＦＴ２０１のドレイン領域１４とドレイン配線（接続配線とも言える）２２を介し
て電気的に接続されている。また、ソース配線３６は電源供給線２１２に接続される。

電流制御用ＴＦＴ２０２はＥＬ素子２０３に注入される電流量を制御するための素子で
あるが、ＥＬ素子の劣化を考慮するとあまり多くの電流を流すことは好ましくない。その
ため、電流制御用ＴＦＴ２０２に過剰な電流が流れないように、チャネル長（Ｌ）は長め
に設計することが好ましい。望ましくは一画素あたり０．５〜２μＡ（好ましくは１〜１
．５μＡ）となるようにする。

また、スイッチング用ＴＦＴ２０１に形成されるＬＤＤ領域の長さ（幅）は０．５〜３
．５μｍ、代表的には２．０〜２．５μｍとすれば良い。

また、図３に示すように電流制御用ＴＦＴ３５０３のゲート電極３５を含む配線３６は
、３５０４で示される領域で電流制御用ＴＦＴ３５０３のドレイン配線３７と絶縁膜を挟
んで重なる。このとき３５０４で示される領域では、保持容量（コンデンサ）が形成され
る。保持容量３５０４は電源供給線２１２と電気的に接続された半導体膜３５２０、ゲー
ト絶縁膜と同一層の絶縁膜（図示せず）及び電源供給線２１２で形成される容量も保持容
量として用いることが可能である。
この保持容量３５０４は、電流制御用ＴＦＴ３５０３のゲート電極３５にかかる電圧を
保持するためのコンデンサとして機能する。

また、流しうる電流量を多くするという観点から見れば、電流制御用ＴＦＴ２０２の活
性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を厚くする（好ましくは５０〜１００ｎｍ、さらに
好ましくは６０〜８０ｎｍ）ことも有効である。逆に、スイッチング用ＴＦＴ２０１の場
合はオフ電流値を小さくするという観点から見れば、活性層（特にチャネル形成領域）の
膜厚を薄くする（好ましくは２０〜５０ｎｍ、さらに好ましくは２５〜４０ｎｍ）ことも
有効である。

次に、３８は第１パッシベーション膜であり、膜厚は１０ｎｍ〜１μm（好ましくは２
００〜５００ｎｍ）とすれば良い。材料としては、珪素を含む絶縁膜（特に窒化酸化珪素
膜又は窒化珪素膜が好ましい）を用いることができる。

第１パッシベーション膜３８の上には、各ＴＦＴを覆うような形で第２層間絶縁膜（平
坦化膜と言っても良い）３９を形成し、ＴＦＴによってできる段差の平坦化を行う。第２
層間絶縁膜３９としては、有機樹脂膜が好ましく、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、
ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を用いると良い。勿論、十分な平坦化が可能であれば、
無機膜を用いても良い。

第２層間絶縁膜３９によってＴＦＴによる段差を平坦化することは非常に重要である。
後に形成されるＥＬ層は非常に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起こす
場合がある。従って、ＥＬ層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する
前に平坦化しておくことが望ましい。

また、４０は透明導電膜からなる画素電極（ＥＬ素子の陽極に相当する）であり、第２
層間絶縁膜３９及び第１パッシベーション膜３８にコンタクトホール（開孔）を開けた後
、形成された開孔部において電流制御用ＴＦＴ２０２のドレイン配線３７に接続されるよ
うに形成される。

本実施形態では、画素電極として酸化インジウムと酸化スズの化合物からなる導電膜を
用いる。また、これに少量のガリウムを添加しても良い。さらに酸化インジウムと酸化亜
鉛との化合物を用いることもできる。

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

次にＥＬ層４２が図１で説明したような薄膜形成装置により形成される。なお、ここで
は一画素しか図示していないが、図１で説明したようにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の
各色に対応した発光層が同時に形成される。ＥＬ層とする有機ＥＬ材料としてはポリマー
系材料を用いる。代表的なポリマー系材料としては、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰ
Ｖ）系、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）
系、ポリフルオレン系などが挙げられる。

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

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

また、ＰＶＫ系有機ＥＬ材料としては以下のような分子式がある。

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

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

但し、以上の例は本発明のＥＬ層として用いることのできる有機ＥＬ材料の一例であっ
て、これに限定する必要はまったくない。本発明では有機ＥＬ材料と溶媒との混合物を図
１に示す方式により塗布して、溶媒を揮発させて除去することによりＥＬ層を形成する。
従って、溶媒を揮発させる際にＥＬ層のガラス転移温度を超えない組み合わせであれば如
何なる有機ＥＬ材料を用いても良い。

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

さらに、ＥＬ層４２を形成する際、ＥＬ層は水分や酸素の存在によって容易に劣化して
しまうため、処理雰囲気は水分や酸素の少ない雰囲気とし、窒素やアルゴンといった不活
性ガス中で行うことが望ましい。さらに処理雰囲気としては、塗布液の蒸発速度を制御で
きることから塗布液作製に用いた溶媒雰囲気にするのも良い。なお、これらを実施するた
めには、図１の薄膜形成装置を、不活性ガスを充填したクリーンブースに設置し、その雰
囲気中で発光層の成膜工程を行うことが望ましい。

以上のようにしてＥＬ層４２を形成したら、次に遮光性導電膜からなる陰極４３、保護
電極４４及び第２パッシベーション膜４５が形成される。本実施形態では陰極４３として
、ＭｇＡｇからなる導電膜を用い、保護電極４４としてアルミニウムからなる導電膜を用
いる。また、第２パッシベーション膜４５としては、１０ｎｍ〜１μm（好ましくは２０
０〜５００ｎｍ）の厚さの窒化珪素膜を用いる。

なお、上述のようにＥＬ層は熱に弱いので、陰極４３及び第２パッシベーション膜４５
はなるべく低温（好ましくは室温から１２０℃までの温度範囲）で成膜するのが望ましい
。従って、プラズマＣＶＤ法、真空蒸着法又は溶液塗布法（スピンコート法）が望ましい
成膜方法と言える。

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

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

本発明の実施例における画素部とその周辺に設けられる駆動回路部のＴＦＴを同時に作
製する方法について図４〜図６を用いて説明する。但し、説明を簡単にするために、駆動
回路に関しては基本回路であるＣＭＯＳ回路を図示することとする。

まず、図４（Ａ）に示すように、ガラス基板３００上に下地膜３０１を３００ｎｍの厚
さに形成する。本実施例では下地膜３０１として１００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜と２００
ｎｍの窒化酸化珪素膜とを積層して用いる。この時、ガラス基板３００に接する方の窒素
濃度を１０〜２５ｗｔ％としておくと良い。もちろん下地膜を設けずに石英基板上に直接
素子を形成しても良い。

次に下地膜３０１の上に５０ｎｍの厚さの非晶質珪素膜（図示せず））を公知の成膜法
で形成する。なお、非晶質珪素膜に限定する必要はなく、非晶質構造を含む半導体膜（微
結晶半導体膜を含む）であれば良い。さらに非晶質シリコンゲルマニウム膜などの非晶質
構造を含む化合物半導体膜でも良い。また、膜厚は２０〜１００ｎｍの厚さであれば良い
。

そして、公知の技術により非晶質珪素膜を結晶化し、結晶質珪素膜（多結晶シリコン膜
若しくはポリシリコン膜ともいう）３０２を形成する。公知の結晶化方法としては、電熱
炉を使用した熱結晶化方法、レーザー光を用いたレーザーアニール結晶化法、赤外光を用
いたランプアニール結晶化法がある。本実施例では、ＸｅＣｌガスを用いたエキシマレー
ザー光を用いて結晶化する。

なお、本実施例では線状に加工したパルス発振型のエキシマレーザー光を用いるが、矩
形であっても良いし、連続発振型のアルゴンレーザー光や連続発振型のエキシマレーザー
光を用いることもできる。

本実施例では結晶質珪素膜をＴＦＴの活性層として用いるが、非晶質珪素膜を用いるこ
とも可能である。また、オフ電流を低減する必要のあるスイッチング用ＴＦＴの活性層を
非晶質珪素膜で形成し、電流制御用ＴＦＴの活性層を結晶質珪素膜で形成することも可能
である。非晶質珪素膜はキャリア移動度が低いため電流を流しにくくオフ電流が流れにく
い。即ち、電流を流しにくい非晶質珪素膜と電流を流しやすい結晶質珪素膜の両者の利点
を生かすことができる。

次に、図４（Ｂ）に示すように、結晶質珪素膜３０２上に酸化珪素膜からなる保護膜３
０３を１３０ｎｍの厚さに形成する。この厚さは１００〜２００ｎｍ（好ましくは１３０
〜１７０ｎｍ）の範囲で選べば良い。また、珪素を含む絶縁膜であれば他の膜でも良い。
この保護膜３０３は不純物を添加する際に結晶質珪素膜が直接プラズマに曝されないよう
にするためと、微妙な濃度制御を可能にするために設ける。

そして、その上にレジストマスク３０４a、３０４bを形成し、保護膜３０３を介してｎ
型を付与する不純物元素（以下、ｎ型不純物元素という）を添加する。
なお、ｎ型不純物元素としては、代表的には１５族に属する元素、典型的にはリン又は砒
素を用いることができる。なお、本実施例ではホスフィン（ＰＨ₃）を質量分離しないで
プラズマ励起したプラズマ（イオン）ドーピング法を用い、リンを１×１０¹⁸atoms/cm³
の濃度で添加する。勿論、質量分離を行うイオンインプランテーション法を用いても良い
。

この工程により形成されるｎ型不純物領域３０５には、ｎ型不純物元素が２×１０¹⁶〜
５×１０¹⁹atoms/cm³（代表的には５×１０¹⁷〜５×１０¹⁸atoms/cm³）
の濃度で含まれるようにドーズ量を調節する。

次に、図４（Ｃ）に示すように、保護膜３０３およびレジスト３０４ａ、３０４ｂを除
去し、添加した１５族に属する元素の活性化を行う。活性化手段は公知の技術を用いれば
良いが、本実施例ではエキシマレーザー光の照射により活性化する。勿論、パルス発振型
でも連続発振型でも良いし、エキシマレーザー光に限定する必要はない。但し、添加され
た不純物元素の活性化が目的であるので、結晶質珪素膜が溶融しない程度のエネルギーで
照射することが好ましい。なお、保護膜３０３をつけたままレーザー光を照射しても良い
。

なお、このレーザー光による不純物元素の活性化に際して、熱処理による活性化を併用
しても構わない。熱処理による活性化を行う場合は、基板の耐熱性を考慮して４５０〜５
５０℃程度の熱処理を行えば良い。

この工程によりｎ型不純物領域３０５の端部、即ち、ｎ型不純物領域３０５、の周囲に
存在するｎ型不純物元素を添加していない領域との境界部（接合部）が明確になる。この
ことは、後にＴＦＴが完成した時点において、ＬＤＤ領域とチャネル形成領域とが非常に
良好な接合部を形成しうることを意味する。

次に、図４（Ｄ）に示すように、結晶質珪素膜の不要な部分を除去して、島状の半導体
膜（以下、活性層という）３０６〜３０９を形成する。

次に、図４（Ｅ）に示すように、活性層３０６〜３０９を覆ってゲート絶縁膜３１０を
形成する。ゲート絶縁膜３１０としては、１０〜２００ｎｍ、好ましくは５０〜１５０ｎ
ｍの厚さの珪素を含む絶縁膜を用いれば良い。これは単層構造でも積層構造でも良い。本
実施例では１１０ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。

次に、２００〜４００ｎｍ厚の導電膜を形成し、パターニングしてゲート電極３１１〜
３１５を形成する。このゲート電極３１１〜３１５の端部をテーパー状にすることもでき
る。なお、本実施例ではゲート電極と、ゲート電極に電気的に接続された引き回しのため
の配線（以下、ゲート配線という）とを別の材料で形成する。具体的にはゲート電極より
も低抵抗な材料をゲート配線として用いる。
これは、ゲート電極としては微細加工が可能な材料を用い、ゲート配線には微細加工はで
きなくとも配線抵抗が小さい材料を用いるためである。勿論、ゲート電極とゲート配線と
を同一材料で形成しても構わない。

また、ゲート電極は単層の導電膜で形成しても良いが、必要に応じて二層、三層といっ
た積層膜とすることが好ましい。ゲート電極の材料としては公知のあらゆる導電膜を用い
ることができる。ただし、上述のように微細加工が可能、具体的には２μm以下の線幅に
パターニング可能な材料が好ましい。

代表的には、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン
（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）から選ばれた元素からなる膜、または前記元
素の窒化物膜（代表的には窒化タンタル膜、窒化タングステン膜、窒化チタン膜）、また
は前記元素を組み合わせた合金膜（代表的にはＭｏ−Ｗ合金、Ｍｏ−Ｔａ合金）、または
前記元素のシリサイド膜（代表的にはタングステンシリサイド膜、チタンシリサイド膜）
を用いることができる。勿論、単層で用いても積層して用いても良い。

本実施例では、５０ｎｍ厚の窒化タンタル（ＴａＮ）膜と、３５０ｎｍ厚のタンタル（
Ｔａ）膜とからなる積層膜を用いる。これはスパッタ法で形成すれば良い。また、スパッ
タガスとしてＸｅ、Ｎｅ等の不活性ガスを添加すると応力による膜はがれを防止すること
ができる。

またこの時、ゲート電極３１２はｎ型不純物領域３０５の一部とゲート絶縁膜３１０を
挟んで重なるように形成する。この重なった部分が後にゲート電極と重なったＬＤＤ領域
となる。なお、ゲート電極３１３，３１４は、断面では、二つに見えるが実際には電気的
に接続されている。

次に、図５（Ａ）に示すように、ゲート電極３１１〜３１５をマスクとして自己整合的
にｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加する。こうして形成される不純物領域３１
６〜３２３にはｎ型不純物領域３０５の１／２〜１／１０（代表的には１／３〜１／４）
の濃度でリンが添加されるように調節する。具体的には、１×１０¹⁶〜５×１０¹⁸atoms/
cm³（典型的には３×１０¹⁷〜３×１０¹⁸atoms/cm³）の濃度が好ましい。

次に、図５（Ｂ）に示すように、ゲート電極等を覆う形でレジストマスク３２４a〜３
２４ｄを形成し、ｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加して高濃度にリンを含む不
純物領域３２５〜３２９を形成する。ここでもホスフィン（ＰＨ₃）を用いたイオンドー
プ法で行い、この領域のリンの濃度は１×１０²⁰〜１×１０²¹atoms/cm³（代表的には２
×１０²⁰〜５×１０²¹atoms/cm³）となるように調節する。

この工程によってｎチャネル型ＴＦＴのソース領域若しくはドレイン領域が形成される
が、スイッチング用ＴＦＴでは、図５（Ａ）の工程で形成したｎ型不純物領域３１９〜３
２１の一部を残す。この残された領域が、図２におけるスイッチング用ＴＦＴ２０１のＬ
ＤＤ領域１５a〜１５dに対応する。

次に、図５（Ｃ）に示すように、レジストマスク３２４a〜３２４ｄを除去し、新たに
レジストマスク３３２を形成する。そして、ｐ型不純物元素（本実施例ではボロン）を添
加し、高濃度にボロンを含む不純物領域３３３〜３３６を形成する。ここではジボラン（
Ｂ₂Ｈ₆）を用いたイオンドープ法により３×１０²⁰〜３×１０²¹atoms/cm³（代表的には
５×１０²⁰〜１×１０²¹atoms/cm³ノ）濃度となるようにボロンを添加する。

なお、不純物領域３３３〜３３６には既に１×１０²⁰〜１×１０²¹atoms/cm³の濃度で
リンが添加されているが、ここで添加されるボロンはその少なくとも３倍以上の濃度で添
加される。そのため、予め形成されていたｎ型の不純物領域は完全にｐ型に反転し、ｐ型
の不純物領域として機能する。

次に、レジストマスク３３２を除去した後、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ
型不純物元素を活性化する。活性化手段としては、ファーネスアニール法、レーザーアニ
ール法、またはランプアニール法で行うことができる。本実施例では電熱炉において窒素
雰囲気中、５５０℃、４時間の熱処理を行う。

このとき雰囲気中の酸素を極力排除することが重要である。なぜならば酸素が少しでも
存在していると露呈したゲート電極の表面が酸化され、抵抗の増加を招くと共に後にオー
ミックコンタクトを取りにくくなるからである。従って、上記活性化工程における処理雰
囲気中の酸素濃度は１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下とすることが望ましい。

次に、活性化工程が終了したら図５（Ｄ）に示すように３００ｎｍ厚のゲート配線３３
７を形成する。ゲート配線３３７の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）
を主成分（組成として５０〜１００％を占める。）とする金属を用いれば良い。配置とし
ては図３のようにゲート配線２１１とスイッチング用ＴＦＴのゲート電極１９a、１９b（
図４（Ｅ）の３１３、３１４）が電気的に接続するように形成する。

このような構造とすることでゲート配線の配線抵抗を非常に小さくすることができるた
め、面積の大きい画像表示領域（画素部）を形成することができる。即ち、画面の大きさ
が対角１０インチ以上（さらには３０インチ以上）の自発光装置を実現する上で、本実施
例の画素構造は極めて有効である。

次に、図６（Ａ）に示すように、第１層間絶縁膜３３８を形成する。第１層間絶縁膜３
３８としては、珪素を含む絶縁膜を単層で用いるか、２種類以上の珪素を含む絶縁膜を組
み合わせた積層膜を用いれば良い。また、膜厚は４００ｎｍ〜１．５μmとすれば良い。
本実施例では、２００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜の上に８００ｎｍ厚の酸化珪素膜を積層し
た構造とする。

さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱
処理を行い、水素化処理をする。この工程は熱的に励起された水素により半導体膜の不対
結合手を水素終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマ
化して生成された水素を用いる）を行っても良い。

なお、水素化処理は第１層間絶縁膜３３８を形成する間に入れても良い。即ち、２００
ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を形成した後で上記のように水素化処理を行い、その後で残り８
００ｎｍ厚の酸化珪素膜を形成してもよい。

次に、第１層間絶縁膜３３８及びゲート絶縁膜３１０に対してコンタクトホールを形成
し、ソース配線３３９〜３４２と、ドレイン配線３４３〜３４５を形成する。なお、本実
施例ではこの電極を、Ｔｉ膜を１００ｎｍ、Ｔｉを含むアルミニウム膜を３００ｎｍ、Ｔ
ｉ膜１５０ｎｍをスパッタ法で連続形成した３層構造の積層膜とする。勿論、他の導電膜
でも良い。

次に、５０〜５００ｎｍ（代表的には２００〜３００ｎｍ）の厚さで第１パッシベーシ
ョン膜３４６を形成する。本実施例では第１パッシベーション膜３４６として３００ｎｍ
厚の窒化酸化珪素膜を用いる。これは窒化珪素膜で代用しても良い。

なお、窒化酸化珪素膜の形成に先立ってＨ₂、ＮＨ₃等水素を含むガスを用いてプラズマ
処理を行うことは有効である。この前処理により励起された水素が第１層間絶縁膜３３８
に供給され、熱処理を行うことで、第１パッシベーション膜３４６の膜質が改善される。
それと同時に、第１層間絶縁膜３３８に添加された水素が下層側に拡散するため、効果的
に活性層を水素化することができる。

次に、図６（Ｂ）に示すように有機樹脂からなる第２層間絶縁膜３４７を形成する。有
機樹脂としては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等
を使用することができる。特に、第２層間絶縁膜３４７は平坦化の意味合いが強いので、
平坦性に優れたアクリルが好ましい。本実施例ではＴＦＴによって形成される段差を十分
に平坦化しうる膜厚でアクリル膜を形成する。好ましくは１〜５μm（さらに好ましくは
２〜４μm）とすれば良い。

次に、第２層間絶縁膜３４７及び第１パッシベーション膜３４６に対してコンタクトホ
ールを形成し、ドレイン配線３４５と電気的に接続される画素電極３４８を形成する。本
実施例では酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜を１１０ｎｍの厚さに形成し、パターニン
グを行って画素電極とする。また、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を
混合した透明導電膜を用いても良い。この画素電極がＥＬ素子の陽極となる。

次に、図６（Ｃ）に示すように、樹脂材料からなるバンク３４９を形成する。
バンク３４９は１〜２μm厚のアクリル膜またはポリイミド膜をパターニングして形成す
れば良い。このバンク３４９は図３に示したように、画素と画素との間にストライプ状に
形成される。本実施例ではソース配線３４１に沿って形成するがゲート配線３３７に沿っ
て形成しても良い。

次に、ＥＬ層３５０を、図１を用いて説明した薄膜形成装置を用いた成膜工程により形
成する。具体的には、ＥＬ層３５０となる有機ＥＬ材料をクロロフォルム、ジクロロメタ
ン、キシレン、トルエン、テトラヒドロフラン、Ｎ−メチルピロリドンといった溶媒に溶
かして塗布し、その後、熱処理を行うことにより溶媒を揮発させる。こうして有機ＥＬ材
料からなる被膜（ＥＬ層）が形成される。

なお、本実施例では一画素しか図示されていないが、このとき同時に赤色に発光するＥ
Ｌ層、緑色に発光するＥＬ層及び青色に発光するＥＬ層が形成される。
本実施例では、赤色に発光するＥＬ層としてシアノポリフェニレンビニレン、緑色に発
光するＥＬ層としてポリフェニレンビニレン、青色に発光するＥＬ層としてポリアルキル
フェニレンを各々５０ｎｍの厚さに形成する。また、溶媒としては１，２−ジクロロメタ
ンを用い、８０〜１５０℃のホットプレートで１〜５分の熱処理を行って揮発させる。

なお、ＥＬ層３５０としては公知の材料を用いることができる。公知の材料としては、
駆動電圧を考慮すると有機材料を用いるのが好ましい。なお、本実施例ではＥＬ層３５０
を上記ＥＬ層のみの単層構造とするが、必要に応じて電子注入層、電子輸送層、正孔輸送
層、正孔注入層、電子阻止層もしくは正孔素子層を設けても良い。また、本実施例ではＥ
Ｌ素子の陰極３５１としてＭｇＡｇ電極を用いた例を示すが、公知の他の材料であっても
良い。

ＥＬ層３５０を形成した後、陰極（ＭｇＡｇ電極）３５１を真空蒸着法を用いて形成す
る。なお、ＥＬ層３５０の膜厚は８０〜２００ｎｍ（典型的には１００〜１２０ｎｍ）、
陰極３５１の厚さは１８０〜３００ｎｍ（典型的には２００〜２５０ｎｍ）とすれば良い
。

さらに、陰極３５１上には、保護電極３５２を設ける。保護電極３５２としてはアルミ
ニウムを主成分とする導電膜を用いれば良い。保護電極３５２は、マスクを用いて真空蒸
着法で形成すれば良い。

最後に、窒化珪素膜からなる第２パッシベーション膜３５３を３００ｎｍの厚さに形成
する。実際には保護電極３５２がＥＬ層を水分等から保護する役割を果たすが、さらに第
２パッシベーション膜３５３を形成しておくことで、ＥＬ素子の信頼性をさらに高めるこ
とができる。

本実施例の場合、図６（Ｃ）に示すように、ｎチャネル型２０５の活性層は、ソース領
域３５５、ドレイン領域３５６、ＬＤＤ領域３５７及びチャネル形成領域３５８を含み、
ＬＤＤ領域３５７はゲート絶縁膜３１０を挟んでゲート電極３１２と重なっている。

ドレイン領域側のみにＬＤＤ領域を形成しているのは、動作速度を落とさないための配
慮である。また、このｎチャネル型ＴＦＴ２０５はオフ電流値をあまり気にする必要はな
く、それよりも動作速度を重視した方が良い。従って、ＬＤＤ領域３５７は完全にゲート
電極に重ねてしまい、極力抵抗成分を少なくすることが望ましい。即ち、いわゆるオフセ
ットはなくした方がよい。

こうして図６（Ｃ）に示すような構造のアクティブマトリクス基板が完成する。なお、
バンク３４９を形成した後、パッシベーション膜３５３を形成するまでの工程をマルチチ
ャンバー方式（またはインライン方式）の薄膜形成装置を用いて、大気解放せずに連続的
に処理することは有効である。

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

まず、極力動作速度を落とさないようにホットキャリア注入を低減させる構造を有する
ＴＦＴを、駆動回路部を形成するＣＭＯＳ回路のｎチャネル型ＴＦＴ２０５として用いる
。なお、ここでいう駆動回路としては、シフトレジスタ、バッファ、レベルシフタ、サン
プリング回路（サンプル及びホールド回路）などが含まれる。デジタル駆動を行う場合に
は、Ｄ／Ａコンバータなどの信号変換回路も含まれうる。

なお、駆動回路の中でもサンプリング回路は他の回路と比べて少し特殊であり、チャネ
ル形成領域を双方向に大電流が流れる。即ち、ソース領域とドレイン領域の役割が入れ替
わるのである。さらに、オフ電流値を極力低く抑える必要があり、そういった意味でスイ
ッチング用ＴＦＴと電流制御用ＴＦＴの中間程度の機能を有するＴＦＴを配置することが
望ましい。

従って、サンプリング回路を形成するｎチャネル型ＴＦＴは、図７に示すような構造の
ＴＦＴを配置することが望ましい。図７に示すように、ＬＤＤ領域９０１a、９０１bの一
部がゲート絶縁膜９０２を介してゲート電極９０３と重なる。
この効果は電流を流した際に生じるホットキャリア注入に対する劣化対策であり、サンプ
リング回路の場合はチャネル形成領域９０４を挟む形で両側に設ける点が異なる。

なお、実際には図６（Ｃ）まで完成したら、さらに外気に曝されないように気密性の高
いガラス、石英、プラスチックといったハウジング材でパッケージング（封入）すること
が好ましい。その際、ハウジング材の内部に内部に酸化バリウムといった吸湿剤や酸化防
止剤を配置するとよい。

また、パッケージング等の処理により気密性を高めたら、基板上に形成された素子又は
回路から引き回された端子と外部信号端子とを接続するためのコネクター（フレキシブル
プリントサーキット：ＦＰＣ）を取り付けて製品として完成する。このような出荷できる
状態にまでした状態を本明細書中では自発光装置（またはＥＬモジュール）をという。

ここで本実施例のアクティブマトリクス型自発光装置の構成を図８の斜視図を用いて説
明する。本実施例のアクティブマトリクス型自発光装置は、ガラス基板６０１上に形成さ
れた、画素部６０２と、ゲート側駆動回路６０３と、ソース側駆動回路６０４を含む。画
素部のスイッチング用ＴＦＴ６０５はｎチャネル型ＴＦＴであり、ゲート側駆動回路６０
３に接続されたゲート配線６０６、ソース側駆動回路６０４に接続されたソース配線６０
７の交点に配置されている。また、スイッチング用ＴＦＴ６０５のドレインは電流制御用
ＴＦＴ６０８のゲートに接続されている。

さらに、電流制御用ＴＦＴ６０８のソース側は電源供給線６０９に接続される。本実施
例のような構造では、電源供給線６０９には接地電位（アース電位）が与えられている。
また、電流制御用ＴＦＴ６０８のドレインにはＥＬ素子６１０が接続されている。また、
このＥＬ素子６１０の陽極には所定の電圧（３〜１２Ｖ、好ましくは３〜５Ｖ）が加えら
れる。

そして、外部入出力端子となるＦＰＣ６１１には駆動回路部まで信号を伝達するための
接続配線６１２、６１３、及び電源供給線６０９に接続された接続配線６１４が設けられ
ている。

また、図８に示した自発光装置の回路構成の一例を図９に示す。本実施例の自発光装置
は、ソース側駆動回路８０１、ゲート側駆動回路（Ａ）８０７、ゲート側駆動回路（Ｂ）
８１１、画素部８０６を有している。なお、本明細書中において、駆動回路部とはソース
側処理回路およびゲート側駆動回路を含めた総称である。

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

ここでシフトレジスタ８０２、８０８は駆動電圧が５〜１６Ｖ（代表的には１０Ｖ）で
あり、回路を形成するＣＭＯＳ回路に使われるｎチャネル型ＴＦＴは図６（Ｃ）の２０５
で示される構造が適している。

また、レベルシフタ８０３、８０９、バッファ８０４、８１０はシフトレジスタと同様
に、図６（Ｃ）のｎチャネル型ＴＦＴ２０５を含むＣＭＯＳ回路が適している。なお、ゲ
ート配線をダブルゲート構造、トリプルゲート構造といったマルチゲート構造とすること
は、各回路の信頼性を向上させる上で有効である。

また、サンプリング回路８０５はソース領域とドレイン領域が反転する上、オフ電流値
を低減する必要があるので、図７のｎチャネル型ＴＦＴ２０８を含むＣＭＯＳ回路が適し
ている。

また、画素部８０６は図２に示した構造の画素を配置する。

なお、上記構成は、図４〜６に示した作製工程に従ってＴＦＴを作製することによって
容易に実現することができる。また、本実施例では画素部と駆動回路部の構成のみ示して
いるが、本実施例の作製工程に従えば、その他にも信号分割回路、Ｄ／Ａコンバータ回路
、オペアンプ回路、γ補正回路など駆動回路以外の論理回路を同一基板上に形成すること
が可能であり、さらにはメモリ部やマイクロプロセッサ等を形成しうると考えている。

さらに、ハウジング材をも含めた本実施例のＥＬモジュールについて図１０（Ａ）、（
Ｂ）を用いて説明する。なお、必要に応じて図８、図９で用いた符号を引用することにす
る。

図１０（Ａ）は、図８に示した状態にシーリング構造を設けた状態を示す上面図である
。点線で示された６０２は画素部、６０３はゲート側駆動回路、６０４はソース側駆動回
路である。本発明のシーリング構造は、図８の状態に対して充填材（図示せず）、ハウジ
ング材１１０１、シール材（図示せず）及びフレーム材１１０２を設けた構造である。

ここで、図１０（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図を図１０（Ｂ）に示す。なお、図１
０（Ａ）、（Ｂ）では同一の部位に同一の符号を用いている。

図１０（Ｂ）に示すように、基板６０１上には画素部６０２、ゲート側駆動回路６０３
が形成されており、画素部６０２は電流制御用ＴＦＴ２０２とそれに電気的に接続された
画素電極３４８を含む複数の画素により形成される。また、ゲート側駆動回路６０３はｎ
チャネル型ＴＦＴ２０５とｐチャネル型ＴＦＴ２０６とを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ
回路を用いて形成される。

画素電極３４８はＥＬ素子の陽極として機能する。また、画素電極３４８の両端にはバ
ンク３４９が形成され、バンク３４９の内側にＥＬ層３５０、陰極３５１が形成される。
また、その上には保護電極３５２、第２パッシベーション膜３５３が形成される。勿論、
発明の実施の形態にも述べたようにＥＬ素子の構造を反対とし、画素電極を陰極としても
構わない。

本実施例の場合、保護電極３５２は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線６１
２を経由してＦＰＣ６１１に電気的に接続されている。さらに、画素部６０２及びゲート
側駆動回路６０３に含まれる素子は全て第２パッシベーション膜３５３で覆われている。
この第２パッシベーション膜３５３は省略することも可能であるが、各素子を外部と遮断
する上で設けた方が好ましい。

次に、ＥＬ素子を覆うようにして充填材１１０３を設ける。この充填材１１０３はハウ
ジング材１１０１を接着するための接着剤としても機能する。充填材１１０３としては、
ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブ
チラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）
を用いることができる。この充填材１１０３の内部に乾燥剤（図示せず）を設けておくと
、吸湿効果を保ち続けられるので好ましい。このとき、乾燥剤は充填材に添加されたもの
であっても良いし、充填材に封入されたものであっても良い。
また、上述した充填材の代わりに不活性ガス（窒素、アルゴン、ヘリウム等）の他、不活
性液体（パーフルオロアルカンに代表されるのは、液状フッ素化炭素等である）を充填さ
せてもよい。

また、本実施例ではハウジング材１１０１としては、ガラス、プラスチック、およびセ
ラミックスからなる材料を用いることができる。なお、充填材１１０３の内部に予め酸化
バリウム等の吸湿剤を添加しておくことは有効である。

次に、充填材１１０３を用いてハウジング材１１０１を接着した後、充填材１１０３の
側面（露呈面）を覆うようにフレーム材１１０２を取り付ける。フレーム材１１０２はシ
ール材（接着剤として機能する）１１０４によって接着される。このとき、シール材１１
０４としては、光硬化性樹脂を用いるのが好ましいが、ＥＬ層の耐熱性が許せば熱硬化性
樹脂を用いても良い。なお、シール材１１０４はできるだけ水分や酸素を透過しない材料
であることが望ましい。また、シール材１１０４の内部に乾燥剤を添加してあっても良い
。

以上のような方式を用いてＥＬ素子を充填材１１０３に封入することにより、ＥＬ素子
を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等のＥＬ層の酸化による劣化
を促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高い自発光装置を作製
することができる。なお、本実施例において、赤色、緑色または青色に発光する三種類の
ストライプ状のＥＬ層を同時に縦方向または横方向に形成する例を示したがストライプ状
のＥＬ層を長手方向において複数に分割して形成しても良い。

また、本実施例では赤色に発光するＥＬ層、緑色に発光するＥＬ層、青色に発光するＥ
Ｌ層の全てを図１の薄膜形成装置を用いて形成する例を示しているが、図１の薄膜形成装
置を用いるＥＬ層は赤色用、緑色用または青色用の少なくとも一つであっても良い。

次に、図２において説明した画素部におけるコンタクト構造に改良を加える際の作製方
法について図１１の断面図を用いて説明する。なお、図１１における番号は、図２におけ
る番号に対応している。本実施例１の工程に従って、図１１（Ａ）に示すようにＥＬ素子
を構成する画素電極（陽極）４０が設けられている状態を得る。

次に画素電極上のコンタクト部１９００をアクリルで埋め、図１１（Ｂ）に示すように
コンタクトホール保護部１９０１を設ける。ここでは、アクリルをスピンコート法により
成膜し、レジストマスクを用いて露光した後、エッチングを行うことにより図１１（Ｂ）
に示すようなコンタクトホール保護部１９０１を形成させる。

なお、コンタクトホール保護部１９０１は、断面から見て画素電極よりも盛り上がって
いる部分（図１１（Ｂ）のＤａに示す部分）の厚さが０．１〜１μｍ、好ましくは０．１
〜０．５μｍ、さらに好ましくは０．１〜０．３μｍとなるのがよい。コンタクトホール
保護部１９０１が形成されると、図１１（Ｃ）に示すようにＥＬ層４２が形成され、さら
に陰極４３が形成される。ＥＬ層４２及び陰極４３の作製方法は、実施例１と同様の方法
を用いればよい。

また、コンタクトホール保護部１９０１には、有機樹脂が好ましく、ポリイミド、ポリ
アミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）といった材料を用いると良い。また、
これらの有機樹脂を用いる際には、粘度を１０^-3Ｐａ・ｓ〜１０^-1Ｐａ・ｓとするとよい
。

以上のようにして図１１（Ｃ）に示す様な構造とすることで、コンタクトホールの段差
部分で、ＥＬ層４２が切断された際に生じる画素電極４０と陰極４３間での短絡の問題を
解決することができる。また、図１１で示した画素部の上面図を図１２に示す。なお、図
１２で使用される番号は、図１１の番号と一致しており、本実施例で示したコンタクトホ
ール保護部１９０１は上面図で見ると図１２の１９０１で示される位置にあたる。

また、本実施例の構成は、実施例１の構成と自由に組み合わせることができる。

実施例１では、本発明を実施する上でＥＬ層を形成する際に、塗布液が加圧されること
により各ノズルから塗布液が画素部に吐出される加圧タイプの塗布方法を用いた。本実施
例では、塗布方法として各ノズルが一本の管からなる柔軟で微細な接触子からなり、この
接触子が画素部のバンクに接触することにより塗布液が画素部に吐出されるという毛管現
象を利用した万年筆タイプの塗布方法を用いた例を示す。

図１３（Ａ）に示すように、基板１１０上にはＴＦＴによって画素部１１１、ソース側
駆動回路１１２、ゲート側駆動回路１１３が形成され、画素部１１１はバンク１２１によ
ってストライプ状に分割されている。

本実施例では、図１３の薄膜形成装置を用いてＥＬ層として機能する有機ＥＬ材料の成
膜工程を行う。ヘッド部１２４には、赤色用ノズル１２５a、緑色用ノズル１２５b、青色
用ノズル１２５cが取り付けられている。これらのノズルの先端には、管状の部品がつい
ており、これを本明細書中では、接触子と呼ぶ。なお、赤色用ノズル１２５a、緑色用ノ
ズル１２５b、青色用ノズル１２５cに取り付けられている接触子をそれぞれ接触子１２９
ａ、接触子１２９ｂ、接触子１２９ｃとよぶ。

この接触子は、シリコン、ゲルマニウムといった半導体材料、鉄、銅、アルミニウム、
ステンレスといった金属、ゴム、テフロン（登録商標）、ガラスやプラスチックでできて
いる。そして、接触子の一端がバンクに接触することにより毛管現象でノズル中の塗布液
が注入される。なお、各々のノズルの内部には赤色ＥＬ層用塗布液１１４a、緑色ＥＬ層
用塗布液１１４b、青色ＥＬ層用塗布液１１４cが蓄えられている。取り付けられたノズル
よって同時に赤色用塗布液１１４a、緑色用塗布液１１４b及び青色用塗布液１１４cを塗
り分ける。

さらに、ヘッド部１２４には、超音波振動子１２２が取り付けられており、また、各ノ
ズル１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃには、ヒーター１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃがそれ
ぞれ取り付けられている。この超音波振動子及びヒーターは、本明細書中の本実施の形態
で示すように塗布液を塗布しやすくするために設けられている。

本実施例における特徴は、塗布する位置を一度決めれば、バンク１２１に沿って塗布液
が塗布されるため塗布位置がずれにくいという点にある。

また、本実施例においては、ヘッド部１２４がａで示される方向に移動するのに伴って
塗布液が塗布されるだけでなく、毛管現象によっても塗布液が塗布面に広がるのでより均
一に効率よく塗布液を塗布することができる。この動作を繰り返して画素部に塗布液を塗
布していき、その後、熱処理により溶媒を揮発させて有機ＥＬ材料を形成する。

なお、本実施例は実施例１で説明した自発光装置の作製に用いることが可能である。バ
ンク１２１はパターニングによりストライプ状に形成すればよいし、ヘッド部１２４の動
作は電気的に制御すれば良い。なお、バンク１２１をマトリクス状に形成して画素部を塗
布することも可能である。

本実施例で示した、万年筆タイプの塗布例に関してノズル部分の構造を変えることによ
り塗布方法を改良した例を図１４に示す。

ヘッド部１２７には、各ノズル１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃがそれぞれ取り付けられ
ており、これらのノズルはいずれも図１３で示したものと同様に一本の管でなり柔軟で微
細な接触子からなる。しかし、ここでは、接触子はバンクと接触しないところに位置して
いる。なお、図１４に示されているノズルには、図１４（Ｂ）に示すように液吸い取り管
１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃがそれぞれ取り付けられている。つまりそれぞれの接触子
の外側に二重になるように液吸い取り管が１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃがそれぞれ取り
付けられている。

この液吸い取り管の役割を図１４（Ｃ）を用いて説明する。なお、図１４（Ｃ）は、図
１４（Ｂ）の１２８の拡大図である。

本実施例における塗布液１１４ａは、塗布すべき画素部において画素電極もしくは、す
でに塗布された塗布液と接触した際に毛管現象により吐出される。
さらに、塗布液１１４ａは、ノズル１２５ａから矢印ｂの方向へかけられる圧力や塗布
液の重力により吐出が補助される。

しかし、吐出される瞬間に表面張力により矢印ｃの方向へ塗布液が広がってしまい液切
れが悪くなる。そこで、広がった塗布液を矢印ｃの方向に吸い取るための液吸い取り管１
２６ａを設ける。

液吸い取り管１２６ａを設けることで働く吸引力により吐出部に滞留している余分な塗
布液を取り除くことができ、液切れの悪さが改善される。また、吐出される瞬間の塗布液
の大きさをすることもでき、さらに吐出部の液詰まりを防止するのに効果的である。

また、ノズルの管の外側先端部は、吸い取られた液が液吸い取り管に取り込まれやすく
するために濡れ性を高めておくと良い。

なお、本実施例において、各液吸い取り管から吸い取られた塗布液は、全て接続されて
いるヘッド部１２７に回収される。なお、ヘッド部１２７は外部のポンプ（図示せず）に
接続されていることから、ヘッド部に回収された塗布液はポンプにより吸引される。

本実施例は、ＥＬ層を形成する際にＥＬ層用の塗布液を荷電粒子とし、これに電圧をか
けることにより制御して、画素部に塗布液を塗布するという電着タイプの塗布例を図１５
に示す。なお、図１５（Ａ）は本実施例のモデル図であり、図１５（Ｂ）は、本実施例を
実施した例を示す。図１５（Ａ）（Ｂ）において、いずれも矢印ｋの方向に塗布液が塗布
されている。

図１５（Ａ）に示すように基板１８０１上には、バンク１８０２が設けられている。次
にＥＬ層用の塗布液として有機ＥＬ材料を、溶媒に溶解させる。なお、本実施例では、有
機ＥＬ材料として、赤色ＥＬ層としてシアノポリフェニレンビニレン、緑色に発光するＥ
Ｌ層として、ポリフェニレンビニレン、青色に発光するＥＬ層としてはポリアルキルフェ
ニレンを用い、溶媒としては、トルエンやＮ−メチルピロリドンを用いる。

なお、溶媒の有機ＥＬ材料に対する溶解度を高めるためにアルコールや界面活性剤を混
合させても良い。

次にＥＬ層用の塗布液をノズル１８０４で、超音波振動もしくは温度をかけることによ
りノズルから取り出しやすい霧状の粒子にする。ノズル１８０４および引き出し電極１８
０５にはそれぞれ電圧がかけられていることから霧状の粒子は、引き出し電極１８０５に
よりノズル１８０４より荷電粒子として引き出される。

なお、ＥＬ塗布液を荷電粒子として引き出しやすくするために、導電率の高い溶媒を用
いて塗布液を作製すると良い。

さらに引き出し電極１８０５により引き出された霧状の粒子は、加速電極１８０６によ
り引き出された方向に（ノズル１８０４から基板１８０１の方向に）加速され、制御電極
１８０７により荷電粒子の流れがコントロールされて最終的に基板１８０１上の画素部に
電着される。

本実施例では、ノズル１８０４から引き出し電極１８０５により荷電粒子が引き出され
た後、加速電極１８０６及び制御電極１８０７により荷電粒子がうまく基板上の画素に電
着されるように補正されているが、電極は、必ずしも３つである必要はなく１つ以上であ
れば良い。

また、ノズル１８０４には、ヒーター１８０８及び超音波振動子１８０９が設けられて
いる。なお、ヒーター１８０８を設けて温度をかけたり、超音波振動子を設けて超音波振
動を加えることにより有機ＥＬ材料をノズル１８０４から引き出しやすくなる。

図１０（Ａ）の向きに本発明のアクティブマトリクス型自発光装置を見た時、画素列は
縦方向に形成しても良いし、横方向に形成しても良い。即ち、縦方向に画素列を形成した
場合は、図１６（Ａ）のような配置となり、横方向に画素列を形成した場合は、図１６（
Ｂ）のような配置となる。

図１６（Ａ）において、１４０１は縦方向にストライプ状に形成されたバンク、１４０
２aは赤色に発光するＥＬ層、１４０２bは緑色に発光するＥＬ層である。勿論、緑色に発
光するＥＬ層１４０２bの隣には青色に発光するＥＬ層（図示せず）が形成される。なお
、バンク１４０１は絶縁膜を介したソース配線の上方に、ソース配線に沿って形成される
。

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

このとき、点線で示される画素１４０３の相互の距離（Ｄ）は、ＥＬ層の膜厚（ｔ）の
５倍以上（好ましくは１０倍以上）とすることが望ましい。これは、Ｄ＜５ｔでは画素間
でクロストークの問題が発生しうるからである。なお、距離（Ｄ）が離れすぎても高精細
な画像が得られなくなるので、５ｔ＜Ｄ＜５０ｔ（好ましくは１０ｔ＜Ｄ＜３５ｔ）とす
ることが好ましい。

また、図１６（Ｂ）において、１４０４は横方向にストライプ状に形成されたバンク、
１４０５aは赤色に発光するＥＬ層、１４０５bは緑色に発光するＥＬ層である。１４０５
cは緑色に発光するＥＬ層である。なお、バンク１４０４は絶縁膜を介したゲート配線の
上方に、ゲート配線に沿って形成される。

この場合も点線で示される画素１４０６の相互の距離（Ｄ）は、ＥＬ層の膜厚（ｔ）の
５倍以上（好ましくは１０倍以上）、さらに好ましくは５ｔ＜Ｄ＜５０ｔ（好ましくは１
０ｔ＜Ｄ＜３５ｔ）とすると良い。

本実施例の構成は、実施例１〜３のいずれの構成と組み合わせて実施しても良い。本実
施例のようにＥＬ層を形成する塗布液を電気的に制御することで塗布位置の制御が可能と
なる。

なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例４のいずれの構成とも自由に組み合わせて
実施することが可能である。

本実施例では本発明をパッシブ型（単純マトリクス型）の自発光装置に用いた場合につ
いて説明する。説明には図１７を用いる。図１７において、１３０１はプラスチックから
なる基板、１３０６は透明導電膜からなる陽極である。本実施例では、透明導電膜として
酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を蒸着法により形成する。なお、図１７では図示さ
れていないが、複数本の陽極が紙面に垂直な方向へストライプ状に配列されている。

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

次に、ポリマー系有機ＥＬ材料からなるＥＬ層１３０４a〜１３０４cが図１の薄膜形成
装置を用いた成膜方法により形成される。勿論、１３０４aは赤色に発光するＥＬ層、１
３０４bは緑色に発光するＥＬ層、１３０４cは青色に発光するＥＬ層である。用いる有機
ＥＬ材料は実施例１と同様のものを用いれば良い。これらのＥＬ層はバンク１３０２によ
って形成された溝に沿って形成されるため、紙面に垂直な方向にストライプ状に配列され
る。

その後、図１７では図示されていないが、複数本の陰極及び保護電極が紙面に平行な方
向が長手方向となり、且つ、陽極１３０２と直交するようにストライプ状に配列されてい
る。なお、本実施例では、陰極１３０５は、ＭｇＡｇからなり、保護電極１３０６はアル
ミニウム合金膜でなり、それぞれ蒸着法により形成される。また、図示されないが保護電
極１３０６は所定の電圧が加えられるように、後にＦＰＣが取り付けられる部分まで配線
が引き出されている。

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

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

次に、ハウジング材１３０７としてセラミックス基板を用意する。本実施例の構造では
遮光性で良いのでセラミックス基板を用いたが、勿論、前述のようにＥＬ素子の構造を反
対にした場合、ハウジング材は透光性のほうが良いので、プラスチックやガラスからなる
基板を用いるとよい。

こうしてハウジング材１３０７を用意したら、乾燥剤（図示せず）として酸化バリウム
を添加した充填材１３０８によりハウジング材１３０７を貼り合わせる。充填材１３０８
としては、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ＰＶＢ（ポ
リビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。
この充填材１３０８の内部に乾燥剤（図示せず）を設けておくと、吸湿効果を保ち続けら
れるので好ましい。このとき、乾燥剤は充填材に添加されたものであっても良いし、充填
材に封入されたものであっても良い。また、上述した充填材の代わりに不活性ガス（窒素
、アルゴン、ヘリウム等）の他、不活性液体（パーフルオロアルカンに代表されるのは、
液状フッ素化炭素等である）を充填させてもよい。

その後、紫外線硬化樹脂からなるシール材１３０９を用いてフレーム材１３１０を取り
付ける。本実施例ではフレーム材１３１０としてステンレス材を用いる。最後に異方導電
性フィルム１３１１を介してＦＰＣ１３１２を取り付けてパッシブ型の自発光装置が完成
する。

なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例５のいずれの構成とも自由に組み合わせて
実施することが可能である。

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

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

なお、シリコン基板は遮光性であるので、ＥＬ層からの光は基板とは反対側に放射され
るような構造とする必要がある。本実施例の自発光装置は構造的には図１０と似ているが
、画素部６０２、駆動回路部６０３を形成するＴＦＴの代わりにＭＯＳＦＥＴを用いる点
で異なる。

なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例６のいずれの構成とも自由に組み合わせて
実施することが可能である。

本発明を実施して形成された自発光装置は、自発光型であるため液晶表示装置に比べて
明るい場所での視認性に優れ、しかも視野角が広い。従って、様々な電子機器の表示部と
して用いることができる。例えば、ＴＶ放送等を大画面で鑑賞するには対角３０インチ以
上（典型的には４０インチ以上）のＥＬディスプレイ（自発光装置を筐体に組み込んだデ
ィスプレイ）の表示部として本発明の自発光装置を用いるとよい。

なお、ＥＬディスプレイには、パソコン用ディスプレイ、ＴＶ放送受信用ディスプレイ
、広告表示用ディスプレイ等の全ての情報表示用ディスプレイが含まれる。また、その他
にも様々な電子機器の表示部として本発明の自発光装置を用いることができる。

その様な本発明の電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディ
スプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カ
ーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、
携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、
記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の記録
媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。特
に、斜め方向から見ることの多い携帯情報端末は視野角の広さが重要視されるため、自発
光装置を用いることが望ましい。それら電子機器の具体例を図１８、図１９に示す。

図１８（Ａ）はＥＬディスプレイであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２０
０３等を含む。本発明は表示部２００３に用いることができる。ＥＬディスプレイは自発
光型であるためバックライトが必要なく、液晶ディスプレイよりも薄い表示部とすること
ができる。

図１８（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１
０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。本発明の
自発光装置は表示部２１０２に用いることができる。

図１８（Ｃ）は頭部取り付け型のＥＬディスプレイの一部（右片側）であり、本体２２
０１、信号ケーブル２２０２、頭部固定バンド２２０３、表示部２２０４、光学系２２０
５、自発光装置２２０６等を含む。本発明は自発光装置２２０６に用いることができる。

図１８（Ｄ）は記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）
であり、本体２３０１、記録媒体（ＤＶＤ等）２３０２、操作スイッチ２３０３、表示部
（ａ）２３０４、表示部（ｂ）２３０５等を含む。表示部（ａ）は主として画像情報を表
示し、表示部（ｂ）は主として文字情報を表示するが、本発明の自発光装置はこれら表示
部（ａ）、（ｂ）に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭
用ゲーム機器なども含まれる。

図１８（Ｅ）は携帯型（モバイル）コンピュータであり、本体２４０１、カメラ部２４
０２、受像部２４０３、操作スイッチ２４０４、表示部２４０５等を含む。本発明の自発
光装置は表示部２４０５に用いることができる。

図１８（Ｆ）はパーソナルコンピュータであり、本体２５０１、筐体２５０２、表示部
２５０３、キーボード２５０４等を含む。本発明の自発光装置は表示部２５０３に用いる
ことができる。

なお、将来的にＥＬ材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ
等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる
。

また、上記電子装置はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回
線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増
してきている。ＥＬ材料の応答速度は非常に高いため、自発光装置は動画表示に好ましい
が、画素間の輪郭がぼやけてしまっては動画全体もぼけてしまう。従って、画素間の輪郭
を明瞭にするという本発明の自発光装置を電子装置の表示部として用いることは極めて有
効である。

また、自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望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再
生装置のような文字情報を主とする表示部に自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望ましい。

ここで図１９（Ａ）は携帯電話であり、本体２６０１、音声出力部２６０２、音声入力
部２６０３、表示部２６０４、操作スイッチ２６０５、アンテナ２６０６を含む。本発明
の自発光装置は表示部２６０４に用いることができる。なお、表示部２６０４は黒色の背
景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。

また、図１９（Ｂ）は音響再生装置、具体的にはカーオーディオであり、本体２７０１
、表示部２７０２、操作スイッチ２７０３、２７０４を含む。本発明の自発光装置は表示
部２７０２に用いることができる。また、本実施例では車載用オーディオを示すが、携帯
型や家庭用の音響再生装置に用いても良い。なお、表示部２７０４は黒色の背景に白色の
文字を表示することで消費電力を抑えられる。これは携帯型の音響再生装置において特に
有効である。

以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用いることが
可能である。また、本実施例の電気器具は実施例１〜７に示したいずれの構成の自発光装
置を用いても良い。

本明細書中の薄膜形成装置において、ノズルを有するヘッド部分に超音波振動子を設け
る構造を示しているが、この超音波振動子を設けることで、ノズルの先端部に液切れをよ
くするための超音波振動が加えられるのが好ましい。

なお、超音波振動子の材料としては、ニッケルやクロムやコバルトからなる合金、また
は鉄やアルミニウムからなる合金といった磁場を印加すると伸びまたは縮みの変形（磁歪
現象とも言う）を生じうる磁歪材料や、チタン酸バリウム系（ＢａＴｉＯ₃）、チタン酸
ジルコニウム酸鉛系（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃といった電圧を加えると変位や力が発生す
る圧電材料を用いる。

また、構造としては、図２０（ａ）で示すように超音波振動子１２２を薄膜形成装置の
ヘッド部に設けて、超音波振動子１２２により与えられた超音波振動がノズルの先端に最
大となって伝わるように、すなわち振動振幅の腹部になるように設定しても良いが、図２
０（ｂ）で示すようにノズルに直接振動板１３２を接続させて、振動板１３２に接続され
た超音波振動子１３１からの超音波振動を効果的にノズルの先端に伝えるような構造にし
ても良い。

なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例８のいずれの構成とも自由に組み合わせて
実施することが可能である。

Claims (1)

1. ノズルの先端に設けられた接触部を、ストライプ状のバンクに接触させることにより塗布液を吐出し、
   前記塗布液を切れ間なくストライプ状に塗布することを特徴とする膜の作製方法。

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