JP2018166122A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子を用いた発光装置において、外部より侵入する水の影響を抑制し、十分な信頼性を有する封止構造を提供する。【解決手段】発光装置は隔壁を有し、隔壁には発光素子が設けられる第１の開口部と、第２の開口部が設けられ、第２の開口部は画素部の外周を囲んでいる。第２の開口部では、隔壁が厚さ方向に貫通し、第２の開口部には発光素子の陰極が設けられ、さらには第２の開口部の底部では、陰極と接する導電膜が設けられている。このような構成により、外部より侵入してきた水が画素部の発光素子へ到達する経路を遮断し、その影響を抑えることができる。【選択図】図１８

Description

本発明は、電極間に発光性材料を挟み電極間に電流を流すことで発光する素子（発光素子
）を用いて作成された表示装置に関し、特にそのような表示装置における発光装置の封止
構造に関する。

近年、発光素子を用いた薄型軽量ディスプレイの開発が盛んに行われている。発光素子は
、一対の電極間に電流を流すことで発光する材料を挟み込むことで作成されるが、液晶と
異なりそれ自体が発光するのでバックライトなどの光源がいらないうえ、素子自体が非常
に薄いため薄型軽量ディスプレイを作成するにあたり非常に有利である。

しかし、このような大きな長所を備えながら実用化に至っていない背景の一つに、信頼性
の問題がある。有機系の材料を用いた発光素子は湿気（水分）により劣化を起こすものが
多く、長期の信頼性を得にくいという欠点を有する。水分により劣化を起こした発光素子
は輝度低下を起こしたり、発光しなくなってしまったりする。これが発光素子を用いた表
示装置におけるダークスポット（黒点）やシュリンク（表示装置端部からの輝度劣化）の
原因になっていると考えられており、このような劣化を抑制するために様々な対策が提案
されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。

特開平９-１４８０６６号公報 特開平７−１６９５６７号公報

しかし、これらのような対策を適用したとしても未だ十分な信頼性を得るまでには至って
おらず、さらなる信頼性の向上が望まれている。

そこで本発明では、有機系または無機系の発光素子を用いたアクティブマトリクス型ディ
スプレイにおいて、外部より侵入する水分の影響を抑制し、また、十分な信頼性を得るこ
とができるような封止構造を提供することを課題とする。

本発明の発光装置の構成の一つを説明する。本発明の発光装置は第１の電極と第２の電極
との間に発光膜を挟んでなる発光素子を有している。また、その発光素子よりなる画素部
を有しており、画素部はその全面を第２の電極で覆われている。発光素子の第１の電極は
透水性の小さい絶縁膜に接して形成されていて、第１の電極の端部と非透水性の絶縁膜、
つまり透水性の小さい絶縁膜は隔壁により覆われている。そして隔壁には画素部の外周を
一周する開口部が形成されている。開口部は隔壁の厚さ方向に貫通して形成されており、
開口部の側面及び底面（合わせて内壁とも呼ぶ）は第２の電極で覆われている。この構成
を有する本発明の発光装置により課題を解決することができ、水分の侵入を防止すること
ができる。

本発明の発光装置の他の構成を説明する。本発明の発光装置は第１の電極と第２の電極と
の間に発光膜を挟んでなる発光素子を有している。また、その発光素子と薄膜トランジス
タを有する画素部を有しており、画素部はその全面を第２の電極で覆われている。薄膜ト
ランジスタ上には第１の層間絶縁膜が形成されており、それを覆って透水性の小さい絶縁
膜が形成され、さらにその上に第２の層間絶縁膜が形成されている。第２の層間絶縁膜上
に発光素子の第１の電極が形成されており、また、画素部の外周を一周する第１の開口部
が形成されている。第１の開口部は第２の層間絶縁膜を厚さ方向に貫通して形成されてい
る。第１の電極はその端部が隔壁により覆われており、隔壁には第１の開口部と同じ位置
に第２の開口部が形成されている。第２の開口部は隔壁を厚さ方向に貫通して形成されて
おり、第２の開口部の底面は第１の開口部の底面の内側に位置している。すなわち、第１
の開口部と第２の開口部は重なるように設けられている。また、第２の開口部の側面及び
底面は第２の電極で覆われている。この構成を有する本発明の発光装置により課題を解決
することができ、水分の侵入を防止することができる。

本発明の発光装置の他の構成を説明する。本発明の発光装置は第１の電極と第２の電極と
の間に発光膜を挟んでなる発光素子を有している。また、この発光素子と薄膜トランジス
タよりなる画素部を有し、画素部は全面を第２の電極で覆われている。薄膜トランジスタ
上には透水性の小さい材料よりなる第１の層間絶縁膜が形成されていて、そのさらに上に
は第２の層間絶縁膜が形成されている。第２の層間絶縁膜上には発光素子の第１の電極と
画素部の外周を一周する第１の開口部が形成されており、第１の開口部は第２の層間絶縁
膜を厚さ方向に貫通して形成されている。第１の電極はその端部が隔壁により覆われてお
り、隔壁には第１の開口部と同じ位置に第２の開口部が形成されている。第２の開口部は
隔壁を厚さ方向に貫通し、第２の開口部の底面は第１の開口部の底面の内側に位置してい
る。すなわち、第１の開口部と第２の開口部は重なるように設けられている。そして、第
２の開口部の側面及び底面は第２の電極で覆われている。この構成を有する本発明の発光
装置により課題を解決することができ、水分の侵入を防止することができる。

本発明の発光装置の他の構成を説明する。本発明の発光装置は第１の電極と第２の電極と
の間に発光膜を挟んでなる発光素子を有している。また、この発光素子と薄膜トランジス
タよりなる画素部を有し、画素部はその全面を第２の電極で覆われている。薄膜トランジ
スタ上には層間絶縁膜が形成されており、また、層間絶縁膜には画素部の外周の少なくと
も一部に開口部が形成されている。開口部は層間絶縁膜を厚さ方向に貫通して形成されて
おり、その側面及び底面は透水性の小さい膜で覆われている。層間絶縁膜上には発光素子
の第１の電極が形成されており、その端部を覆って隔壁が形成されている。また、隔壁の
端部は開口部の側面及び底面を覆っている透水性の小さい膜に接しており、隔壁の全面は
第２の電極で覆われている。この構成を有する本発明の発光装置により課題を解決するこ
とができ、水分の侵入を防止することができる。

本発明の発光装置の他の構成を説明する。本発明の発光装置は第１の電極と第２の電極と
の間に発光膜を挟んでなる発光素子を有している。また、この発光素子と薄膜トランジス
タによりなる画素部を有し、画素部はその全面が第２の電極で覆われている。薄膜トラン
ジスタ上には第１の層間絶縁膜が形成されており、その第１の層間絶縁膜には画素部の外
周の少なくとも一部に開口部が形成されている。開口部は第１の層間絶縁膜を厚さ方向に
貫通しており、側面及び底面は透水性の小さい膜で覆われている。また、層間絶縁膜上に
は第２の層間絶縁膜が形成されており、第２の層間絶縁膜の端部は開口部の側面及び底面
を覆っている透水性の小さい膜に接している。第２の層間絶縁膜上には発光素子の第１の
電極が形成されており、その端部を覆って隔壁が形成されている。隔壁はその端部は開口
部の側面及び底面を覆う透水性の小さい膜に接しており、全面が第２の電極で覆われてい
る。この構成を有する本発明の発光装置により課題を解決することができ、水分の侵入を
防止することができる。

上記構成をとることにより、発光素子中の発光膜に水分が侵入することを低減することが
できる。また、発光装置における発光素子の劣化を軽減することが可能となる。また発光
装置の信頼性を向上させることが可能となる。

本発明の発光装置の断面図。 本発明及び従来の発光装置の断面図。 本発明の発光装置の断面図。 本発明及び従来の発光装置の断面図。 本発明の発光装置の断面図。 従来の発光装置の断面図。 発光装置の断面図。 本発明の発光装置の作製プロセスを説明する図。 本発明の発光装置の作製プロセスを説明する図。 発光装置の断面図。 発光素子の構成例を示す図。 発光装置における画素回路の等価回路図。 発光装置における保護回路の等価回路図。 本発明の発光装置の上面図。 本発明の発光装置の上面図。 本発明の電子機器の一例。 画素構成の一例を示す図。 実施例６及び比較例の発光装置の断面図を示す図。 実施例６及び比較例の劣化試験後の画素の発光状況を撮影した写真。

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し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って
、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。

本発明の主な趣旨は、外部より侵入してきた水分が画素部の発光膜へ到達する経路を遮断
することで水分影響を抑えることにある。

発光装置を形成する材料には水分を通しやすい材料と水分を通しにくい材料がある。たと
えば、発光素子同士を分離している隔壁に用いられる材料であるアクリル、ポリイミドな
どの有機系の材料には水分を通しやすいものが多い。また、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ
）との結合で骨格構造が構成される材料、いわゆるシロキサンも隔壁に用いられることが
あるが、水分を通しやすい。なおシロキサンは置換基として、少なくとも水素を含む有機
基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用
いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用い
てもよい。

このような隔壁は直接発光膜に接するものである為に、隔壁を介しての発光膜への水分の
侵入が懸念されている。なお、上記した材料は隔壁だけでなく、層間絶縁膜にも用いられ
ることがあり、それら水分を通しやすい層同士が直接接して設けられている場合は隔壁と
層間絶縁膜間での水分の移動も考えられる。

本発明では発光素子が形成されている部分を水分が通りにくい膜によって、発光素子を外
部から閉じる構成としている。これにより外部から侵入する水分の影響を抑制することが
できる。このような水分が通りにくい膜、つまり透水性の小さい膜は、金属膜や窒化珪素
、酸化珪素、窒素を含む酸化ケイ素、酸素を含む窒化ケイ素など無機系の膜を用いること
ができる。なお透水性が小さければその他の材料であってももちろん構わない。例えば、
有機材料であっても、相対的に透水性の小さい材料を用いることによって、発光素子を外
部からとじる構成とし、水分の侵入を防止することもできる。このように本発明は、発光
素子を外部からとじる構成となるように膜を設けたことを特徴とする。また本発明は、発
光素子へ水分が到達しないように膜を設けたことを特徴とする。

具体的な構成としては、第１に発光素子が形成されている画素部は、第２の電極によって
全て覆われている。画素部が第２の電極により覆われていることで、発光装置の内部雰囲
気に入り込み、残存している水分が発光膜に到達することを抑制している。

また、発光素子が形成されている層より下部の層（所謂層間絶縁膜、第１の層間絶縁膜に
相当）の上部に透水性の小さい絶縁膜を形成するか、当該層間絶縁膜（所謂第１の層間絶
縁膜に相当）を透水性の小さい絶縁膜で形成する。これにより、層間絶縁膜（所謂第１の
層間絶縁膜に相当）から、発光素子側の絶縁膜（所謂隔壁、第２の層間絶縁膜に相当）に
水分が移動するのを抑制することができる。

そして、隔壁、又は隔壁及び第２の層間絶縁膜において、画素部の外周を囲むように開口
部を形成する。開口部は当該開口部が形成されている層を貫通して形成されており、下層
の透水性の小さい膜が露出まで達している。なお、第２の層間絶縁膜が形成されている場
合であって、第２の層間絶縁膜に設けられた開口部の内側に、隔壁に設けられた開口部の
底面が位置している。すなわち第２の層間絶縁膜に設けられた開口部と、隔壁に設けられ
た開口部とは重なるように設けられている。
そして両開口部の底面は第２の層間絶縁膜の下の透水性の小さい膜まで達する構造とする
。これら開口部の底面及び底面は前述した画素部を覆って形成されている発光素子の電極
によって覆われている。この構成により、隔壁を移動して発光膜に達する水分を遮断する
ことができる。

以下、本発明のさらに具体的な構成を述べる。

（実施の形態１）
図１の断面図は本発明の発光装置の断面図である。基板１００上に下地絶縁膜１０１が形
成されており、その上に半導体層１０２〜１０４が形成されている。下地絶縁膜１０１と
半導体層１０２〜１０４はゲート絶縁膜１３３に覆われており、ゲート絶縁膜１３３上に
は半導体膜１０２〜１０４と一部重なってゲート電極１０５〜１０７が形成されている。
ゲート絶縁膜１３３とゲート電極１０５〜１０７は層間絶縁膜１０８で覆われており、層
間絶縁膜１０８の上には絶縁膜１０９が成膜されている。

基板１００は薄膜トランジスタや発光素子を保持する為のものである。下地絶縁膜１０１
は基板１００から薄膜トランジスタに悪影響を及ぼす物質が拡散するのを抑える為に形成
されているため、当該物質の拡散が問題なければ形成する必要はない。半導体層１０２〜
１０４、ゲート絶縁膜１３３及びゲート電極１０５〜１０７により薄膜トランジスタが形
成されている。薄膜トランジスタは駆動回路などに用いられる駆動回路部１２７に形成さ
れたものと発光素子１２２を駆動する為に画素部１２８に形成されたものがある。駆動回
路は本実施の形態のように一体形成しても良いし、画素部と別に形成しても良い。

本実施の形態では、層間絶縁膜１０８はアクリルやポリイミドなどの有機絶縁膜か、シロ
キサンなど、比較的透水性の高い絶縁膜を用いることを想定している。このような有機絶
縁膜を用いると、平坦性を高めることができる。

また、絶縁膜１０９は窒化珪素や酸素を含む窒化珪素、窒素を含む酸化珪素、酸化珪素な
ど透水性の小さい膜で形成する。なお透水性の小さい絶縁膜１０９とは、窒化珪素や酸素
を含む窒化珪素、窒素を含む酸化珪素、酸化珪素に限定されるものではなく、層間絶縁膜
１０８と比べて透水性が小さければよい。なお、層間絶縁膜１０８とゲート絶縁膜１３３
、ゲート電極１０５〜１０７との間には、他の材料よりなる絶縁膜が形成されていても良
い。

絶縁膜１０９の上には絶縁膜１０９と層間絶縁膜１０８に形成されたコンタクトホールを
介して半導体層１０２〜１０４に電気的に接続する電極（配線）１１０〜１１４が形成さ
れている。半導体層１０２、ゲート絶縁膜１３３、ゲート電極１０５及び電極（配線）１
１０、１１１から薄膜トランジスタ１１５が、半導体層１０３、ゲート絶縁膜１３３、ゲ
ート電極１０６及び電極（配線）１１２、１１３から薄膜トランジスタ１１６が形成され
ている。なお、半導体層１０４、ゲート絶縁膜１３３、ゲート電極１０７及び電極（配線
）１１４は薄膜トランジスタ１１７の一部である。なお、薄膜トランジスタ１１５、１１
６は発光装置における駆動回路部１２７の薄膜トランジスタの一部を表しており、薄膜ト
ランジスタ１１７は画素部１２８における薄膜トランジスタのうちの一つである。

薄膜トランジスタ１１７の電極１１４に接して、第１の電極１１８が形成されており、そ
の端部を覆うように隔壁１１９が形成されている。隔壁１１９は主にアクリルやポリイミ
ドなどの有機絶縁膜か、シロキサンなど、比較的透水性の高い絶縁材料で形成されること
が多い。隔壁１１９は発光膜１２０と直接接しているため、隔壁を介して発光膜１２０に
伝わる水分が発光素子１２２の信頼性低下の原因として懸念される。

また、第１の電極１１８に接して発光膜１２０が形成されており、発光膜１２０と隔壁１
１９の一部を覆って第２の電極１２１が形成されている。なお、発光素子１２２は第１の
電極１１８と第２の電極１２１、及びそれらに挟まれている発光膜１２０を有している。
画素部１２８には、このような発光素子１２２がマトリクス状に配置されている。

隔壁１１９には画素部１２８の外周を一周して形成された第１の開口部１２９が形成され
ており、第１の開口部１２９の側面及び底面は第２の電極１２１によって覆われている。
なお、本実施の形態のように駆動回路部１２７が同一基板上に形成されている場合は、図
１のように当該第１の開口部１２９は駆動回路部１２７と画素部１２８との間の位置に形
成する。なお駆動回路が一体形成されていない発光装置であっても本発明を適用すること
が可能であり、画素部の外周に開口部を設ければよい。

また、第１の開口部１２９は隔壁１１９を貫通して形成されている。本実施の形態では第
１の開口部１２９の下部には電極（配線）１１０〜１１４と同じ材料で接触部１３０が形
成されているが、これは第２の電極１２１の密着性を良くする為のものである。すなわち
透水性の小さい絶縁膜１０９と第２の電極１２１が接している構造であればよく、接触部
１３０は必須の構造では無い。なお透水性の小さい絶縁膜１０９とは、隔壁１１９と比べ
て透水性が小さければよい。本実施の形態では、アクリルやポリイミドなどの有機絶縁膜
か、シロキサンを用いて隔壁１１９を形成するため、絶縁膜１０９はこれらよりも透水性
が小さければよい。

なお、第１の開口部１２９の内側に形成されている画素部１２８に信号を入れるための配
線は、絶縁膜１０９上に形成したのでは第２の電極１２１とショートしてしまう。これを
防ぐ為に第１の開口部１２９と重なる部分において、画素部１２８に信号を入れるための
配線はゲート電極１０５〜１０７と同一レイヤを用いて形成された配線を介して画素部１
２８の配線に接続される構造とする。

以上の構成を有する基板１００はシール材１２３により対向基板１２４に固着されている
。対向基板１２４には凹部１２５を形成し、乾燥材１２６を形成しても良い。

このような構成を採ることによって発光膜１２０が外部から侵入する水分に曝される事を
抑制することができる。また、発光素子１２２の寿命を延ばすことができるため、発光装
置の信頼性が向上する。

シール材１２３は紫外線硬化樹脂など透水性が比較的小さい有機系の材料を使用するが、
完全に水分の侵入を防止することは困難であり長期の使用などによりこのシール材を介し
て外部から水分が侵入してしまうことも考えられる。また、シール材と基板、及び対向基
板との密着性が悪いと、その密着性の悪い所からの水分の侵入も考えられ、シール材によ
って外部からの水分の侵入を完全に防止することは難しい。このシール材を介して外部よ
り侵入した水分が発光膜１２０へ達してしまうことが進行性の不良が現れる原因の一つと
なっていると考えられている。外部より侵入した水分が発光膜１２０へ達する経路にはい
くつかあるが、シール材１２３から侵入した水分が発光膜１２０へ到達するには内部雰囲
気１３１、隔壁１１９、層間絶縁膜１０８が主な経路であると考えられる。図面には矢印
で水分の侵入経路を模式的に示す。

内部雰囲気１３１へ拡散された水分は乾燥材１２６が形成されていればある程度吸収され
、吸収されなかった水分はそのまま内部雰囲気中にとどまるか、隔壁１１９へ侵入（もし
くは再侵入）する。内部雰囲気１３１にとどまった水分は第２の電極１２１の透水性が小
さいため、発光膜１２０へ到達することはできない。このとき、第２の電極１２１にピン
ホールなどが発生してないことが望まれる。続いてシール材１２３や内部雰囲気１３１か
ら隔壁１１９に侵入した水分に関しては、その水分が発光膜１２０に達する経路に必ず第
１の開口部１２９とその側面及び底面を覆った第２の電極１２１が存在し、第２の電極１
２１は水分を通さないため、この水分は発光膜１２０に達する事はできない。最後に、層
間絶縁膜１０８に侵入した水分については絶縁膜１０９の存在により発光膜１２０に達す
る事ができない。このように、外部雰囲気より侵入した水分が発光膜１２０に達する経路
を遮断していることから本実施の形態における構成では外部より侵入する水分の影響を抑
制することが可能となる。なお、図面に記載の矢印のうち、×印が付いている矢印は透水
性の小さい材料により、それ以上の発光膜側への水分の侵入が抑制されていることを示す
。

また、図１に示したように層間絶縁膜１０８の端面を透水性の小さい膜１３４で覆うと層
間絶縁膜１０８端部より侵入する水分の量を減少させることが可能となる為、好ましい構
成である。透水性の小さい膜１３４を電極（配線）１１０〜１１４、接触部１３０等と同
じ材料で形成すれば、引き回し配線としても利用することができる。なお透水性の小さい
絶縁膜１３４とは、電極１１０〜１１４に限定されるものではなく、層間絶縁膜１０８又
はシール材１２３と比べて透水性が小さければよい。

図１（Ｂ）は図１（Ａ）の構成において、隔壁１１９に下方の層まで達する、つまり下方
の層が露出するように第２の開口部１３２を形成した構成になっている。第２の開口部１
３２は隔壁１１９を厚さ方向に貫通して形成されている。第２の開口部１３２は、第１の
開口部１２９の外側を一周して形成されており、シール材１２３から隔壁１１９に侵入し
た水分が隔壁１１９を伝って直接第１の開口部１２９に到達する事を防止する機能がある
。これにより第１の開口部１２９に到達する水分を減少させることができる、また、より
発光素子１２２の信頼性を上げることが可能となる。

図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）に示す構成において、隔壁１１９の一部を除去した構成になっ
ている。このような構成においても、透水性の小さい絶縁膜１０９が設けられていること
により、水分の侵入を防ぐことができる。なお透水性の小さい絶縁膜１０９とは、窒化珪
素や酸素を含む窒化珪素、窒素を含む酸化珪素、酸化珪素に限定されるものではなく、層
間絶縁膜１０８と比べて透水性が小さければよい。

比較例として、図６に従来の発光装置の断面図を示す。なお、各々の構成材料については
図１と同じであるが、構造が異なっている。図６の場合は、水分は外部より層間絶縁膜２
００とシール材２０１とを介して侵入する。層間絶縁膜２００より侵入した水分は隔壁２
０２に侵入し、発光膜２０３に至る。また、シール材２０１より侵入した水分は内部雰囲
気２０４に拡散し、一部は乾燥材２０５に吸収されるが一部は内部雰囲気２０４に残存し
、また一部は隔壁２０２に侵入する。そして、隔壁２０２に侵入した水分は発光膜２０３
に至る。発光膜２０３に至った水分は発光膜２０３を劣化させ、発光素子２０６の信頼性
を低下させてしまう事になる。

（実施の形態２）
本実施の形態では図２を用いて本発明の他の実施の形態について説明する。尚、図１と同
じ部分に関しては特に説明をしないこともある。

図２は層間絶縁膜３００を酸化珪素や窒化珪素、窒素を含む酸化珪素及び酸素を含む窒化
珪素などの材料で形成した例を示す。層間絶縁膜３００は単層でも良いし、複数層であっ
ても良い。これらの材料は透水性が小さく、外周部が外気に曝されていても水分がほとん
ど侵入しないため図１のように層間絶縁膜の端面を透水性の小さい膜で覆わずとも水分は
層間絶縁膜３００にほとんど侵入しない。そのため、図１における絶縁膜１０９に相当す
る構成を形成しなくても良い。以下に、層間絶縁膜の端面を透水性の小さい膜で覆わない
構成を説明する。なお、実施の形態１と同じ構成に関しては説明を省略する。

まず比較例として、図２（Ａ）に従来の構成を示す。層間絶縁膜３００より侵入する水分
は無視できる程度であるが、シール材３０１を介して侵入した水分は内部雰囲気３０２、
隔壁３０３に侵入する。隔壁３０３に侵入した水分は発光膜３０４に達し、発光素子３０
７の劣化をもたらす。

図２（Ｂ）は本発明を適用した発光装置の断面図である。図２（Ｂ）では隔壁３０３に下
方の層まで達する、つまり下方の層が露出する開口部３０５が形成されており、開口部３
０５の側面及び底面は発光素子３０７の第２の電極３０６によって覆われている。第２の
電極３０６は透水性が小さいため、これによって隔壁３０３を介して侵入する水分は発光
膜３０４に達することができない。このとき、第２の電極１２１にピンホールなどが発生
してないことが望まれる。このような本発明を用いることによって、発光膜３０４の劣化
をもたらす水分を遮断することができ発光膜３０４の劣化を低減させる事ができるように
なる。

なお、層間絶縁膜３００とゲート電極、ゲート絶縁膜との間に他の材料よりなる絶縁膜を
さらに形成しても良い。但し、本構成の場合は、当該絶縁膜は、層間絶縁膜３００と同様
の透水性の小さい膜であることが必要である。

なお接触部３０８は図１における接触部１３０と同様の機能を有するものであり、図１の
接触部１３０と同様、形成しなくとも良い。

（実施の形態３）
本実施の形態では図３を用いて本発明の他の実施の形態について説明する。尚、図１と同
じ部分に関しては特に説明を行わないこともある。

本実施の形態では配線４０１〜４０５と画素電極（第１の電極）４０６が異なる層に形成
されている場合の例を説明する。本実施の形態では、第１の層間絶縁膜４０７上に絶縁膜
４０８が形成されている。第１の層間絶縁膜４０７はアクリルやポリイミドなどの有機絶
縁膜か、シロキサンなど、比較的透水性の高い絶縁膜を用いることを想定している。また
、絶縁膜４０８は窒化珪素や酸素を含む窒化珪素、窒素を含む酸化珪素、酸化珪素など透
水性の小さい膜で形成する。

なお、第１の層間絶縁膜４０７とゲート電極、ゲート絶縁膜との間にさらに何層か絶縁膜
を形成してもかまわない。

絶縁膜４０８上には絶縁膜４０８と第１の層間絶縁膜４０７に開口されたコンタクトホー
ルを介して半導体層４０９〜４１１に電気的に接続する電極（配線）４０１〜４０５が形
成されている。

絶縁膜４０８と電極（配線）４０１〜４０５は第２の層間絶縁膜４１２で覆われており、
第２の層間絶縁膜４１２には画素部４１３の薄膜トランジスタの電極４０５に達するコン
タクトホールと、画素部４１３の周囲を一周して形成されている第１の開口部４１４が形
成されており、第１の開口部４１４は第２の層間絶縁膜を貫通している。なお、第１の開
口部４１４は、本実施の形態のように駆動回路部４２５が同一基板上に形成されている場
合は、図３のように駆動回路部４２５と画素部４１３との間に形成する。なお、駆動回路
が一体形成されていない発光装置であっても本発明を適用することが可能であり、画素部
の外周に開口部を形成すればよい。

第２の層間絶縁膜４１２上には、当該第２の層間絶縁膜４１２に形成されたコンタクトホ
ールを介して薄膜トランジスタの電極４０５に電気的に接続する発光素子４１６の第１の
電極４０６が形成されている。

第２の層間絶縁膜４１２上には第１の電極４０６のコンタクトホール部及び端部を覆って
隔壁４１７が形成されている。隔壁４１７には第２の層間絶縁膜４１２に形成されている
第１の開口部４１４と同じ位置に第２の開口部４１８が形成されている。すなわち第１の
開口部と第２の開口部は重なるように設けられている。第２の開口部４１８はその底面が
第１の開口部４１４の内側に形成されており、絶縁膜４０８まで達している。第２の開口
部４１８も第１の開口部と同様、画素部４１３の周囲を囲んで形成されている。

なお、第１の電極４０６に面する隔壁４１７の端部は曲率を有し、当該曲率が連続的に変
化するテーパー形状をしていることが望ましい。また、隔壁４１７の一部と第１の電極４
０６を覆って発光膜４２３が形成されており、隔壁４１７の一部と発光膜４２３を覆って
第２の電極４１９が形成されている。当該第２の電極４１９は隔壁４１７に形成された第
２の開口部４１８の側面及び底面を覆っている。

なお、第２の層間絶縁膜及び隔壁の材料にはアクリルやポリイミドなどの有機絶縁膜やシ
ロキサンなどが多く用いられ、これらは比較的高い透水性を有していることが知られてい
る。そのためシール材を介して侵入した外部からの水分がこれらの膜を介して発光膜４２
３に到達してしまうことが懸念されるが、本発明の構成を有する発光装置では、第１の層
間絶縁膜４０７に形成された第１の開口部４１４、隔壁４１７に形成された第２の開口部
４１８及び第２の開口部４１８の底面及び底面に形成された第２の電極４１９により外部
より侵入した水分が発光膜４２３へ到達するための経路は遮断されている。

このように素子が形成された基板４２０はシール材４２１により対向基板４２２に固着さ
れ、発光装置となる。

このような構成を採ることによって、発光素子の第１の電極４０６が配線４０１〜４０５
と異なる層に形成される、層間絶縁膜を２層有する構成であっても、外部から侵入する水
分による発光膜４２３の劣化を減少させることができる。また、発光素子４１６寿命を延
ばすことができ、発光装置の信頼性が向上する。すなわち、本発明の発光装置は外部雰囲
気よりシール材４２１を透過してきてしまった水分の経路が遮断されている構造である。

簡単に水分の侵入経路について説明する。まず、第１の層間絶縁膜４０７経由で侵入する
水分は絶縁膜４０８が存在することによってそれより発光膜４２３側へ侵入することがで
きない。また、図３に示したように第１の層間絶縁膜４０７の周辺端部を透水性の小さい
膜４２４で覆うと、第１の層間絶縁膜４０７へ侵入する水分の絶対量自体を減らすことが
できるので有効である。

次に第２の層間絶縁膜４１２及び隔壁４１７へシール材４２１を介して侵入してきた水分
に関しては、第１の開口部４１４、第２の開口部４１８及び第２の開口部の底面及び底面
を覆っている第２の電極４１９により、それ以上発光膜４２３側へ侵入することが困難な
構造となっている。第２の開口部４１８の底面に形成された第２の電極４１９は絶縁膜４
０８と接しており、水分の侵入を阻んでいる。また、本実施の形態では、第２の開口部４
１８の底面に形成された第２の電極４１９は絶縁膜４０８と接しているが、実施の形態１
に示した構造（図１に示した接触部１３０）のように配線４０１〜４０５と同じ材料で接
触部を形成しても良い。

（実施の形態４）
本実施の形態では図４を用いて本発明の他の実施の形態について説明する。尚、図１及び
図３と同じ部分に関しては特に説明を行わないこともある。

本実施の形態では配線５０１〜５０５と画素電極（第１の電極）５０６が異なる層に形成
されている場合の例を説明する。本実施の形態では、第１の層間絶縁膜５０７は酸化珪素
や窒化珪素、窒素を含む酸化珪素及び酸素を含む窒化珪素などの材料で形成した例を示す
。第１の層間絶縁膜５０７は単層でも良いし、複数層であっても良い。これらの材料は透
水性が小さいため、外周部が外気に曝されていても水分がほとんど侵入しないことから図
３のように第１の層間絶縁膜の端面を透水性の小さい膜で覆わずとも水分は第１の層間絶
縁膜５０７にほとんど侵入しない。そのため、図３の絶縁膜４０８に相当する構成は形成
しなくても良い。その他の構成に関しては実施の形態３と同様である。

図４（Ａ）は従来の発光装置の断面図である。従来の構成では外部よりシール材５０８を
介して侵入した水分は内部雰囲気５０９、隔壁５１０、第２の層間絶縁膜５１１中を移動
しながら隔壁５１０より発光膜５１２へ到達し、発光膜５１２の劣化を引き起こす。なお
、本実施の形態の場合は第１の層間絶縁膜５０７は透水性が非常に小さい材料で形成させ
ることが前提であるため、第１の層間絶縁膜５０７経由の水分は考慮せずとも良い。

一方、図４（Ｂ）は本発明を適用した発光装置の断面図である。図４（Ｂ）では透水性の
高い材料で形成されている第２の層間絶縁膜５１１と隔壁５１０にそれぞれ第１の開口部
５１３と第２の開口部５１４が形成され、第２の開口部５１４の底面及び底面は発光素子
５１６の第２の電極５１５で覆われている。第１の開口部５１３と第２の開口部５１４は
画素部を一周するように形成されており、外部から侵入してきた水分が第２の層間絶縁膜
５１１及び隔壁５１０を介して発光膜５１２へ到達する経路を遮断している。

このような構成を採ることによって、外部から水分が侵入することを抑制できる。また、
発光膜５１２の劣化を減少させることができるため、発光素子５１６の寿命を延ばすこと
ができ、発光装置の信頼性が向上する。

（実施の形態５）
本実施の形態では図５、及び図７を用いて本発明の他の実施の形態について説明する。尚
、図１、図３と同じ部分に関しては特に説明を行わない場合もある。

本実施の形態では、図１または図３とほぼ同様の構成であって、層間絶縁膜６００上に透
水性の小さい絶縁膜（１０９、４０８に相当）を形成しない構造について、図５または図
７を参照しながら説明する。

図５（Ａ）の構成においては、隔壁６０１において、開口部６０２を画素部６０３の外周
に形成し、開口部６０２の底面及び底面を発光素子６０４の第２の電極６０５で覆ってい
るため、水分の侵入をブロックすることができる。

また図５（Ｂ）に示す構成では、引き回し配線部６０８と駆動回路部６０９との間におい
て、層間絶縁膜６００及びゲート絶縁膜、下地絶縁膜などに開口部６１０を形成している
。開口部６１０の側面及び底面を透水性の小さい膜６１１で覆っている。さらに、発光素
子６０４の第２の電極６０５の端部を透水性の小さい膜６１１と接するように形成するこ
とで、シール材６０６を介して外部より侵入する水分が層間絶縁膜６００及び隔壁６０１
に侵入することを抑制することができる。なお、透水性の小さい膜６１１は画素部６０３
や駆動回路部６０９に形成される薄膜トランジスタの配線又は電極６１２〜６１６と同じ
材料で形成し、同時に加工すれば工程の増加がない。

なお、本実施の形態では層間絶縁膜６００に形成した開口部６１０は駆動回路部より外側
に形成されることとなるため、外部より信号を受け取る配線引き込み部（図１５の（ａ）
に示す領域）においては画素部６０３全てを囲うことができないが、本発明の効果を発揮
することができ、信頼性の向上につながる。

また、薄膜トランジスタの電極又は配線と、画素電極（第１の電極に相当）とが異なる層
に形成されており、第１の層間絶縁膜上に透水性の小さい絶縁膜が形成されていない場合
であっても、画素部と駆動回路部の間に開口部を形成する形態（実施の形態３、図３（Ｂ
）において絶縁膜４０８が無い場合）では、図５（Ａ）に示すように本発明の開口部を設
けることにより、水分の侵入をブロックすることができる。

また図７（Ｂ）に示した本実施の形態のように、駆動回路部７０５より外周部において第
１の層間絶縁膜７０２及びゲート絶縁膜、下地絶縁膜などに開口部７０７を形成している
。開口部７０７の側面及び底面を透水性の小さい膜７０８で覆う。さらに、発光素子７０
９の第２の電極７１０の端部を透水性の小さい膜７０８と接するように形成する。その結
果シール材７００を介して外部より侵入する水分が第１の層間絶縁膜７０２、第２の層間
絶縁膜７０１及び隔壁７０３に侵入することを抑制することができる。なお、透水性の小
さい膜７０８は画素部７１１や駆動回路部７０５に形成される薄膜トランジスタの配線又
は電極７１２〜７１６と同じ材料で形成し、同時に加工すれば工程の増加がないので望ま
しい。

なお、本実施の形態において開口部７０７は第１の層間絶縁膜７０２への水分の侵入を抑
制するため、第１の層間絶縁膜７０２に形成されており、第１の層間絶縁膜７０２の上と
下に密に配線が形成されている配線引き込み部（図１５の（ａ）に示す領域）では上下の
配線のショートを防ぐ必要がある。そのため、本構成では画素部７１１全てを囲ってしま
うことはできないが、本発明の効果を発揮することができ、信頼性の向上につながる。

（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一形態に相当する発光装置のパネルの外観の一例について図
１４を用いて説明する。図１４は基板上に形成されたトランジスタおよび発光素子を対向
基板４００６との間に形成したシール材によって封止したパネルの上面図であり、実施の
形態１乃至実施の形態５のうちいずれかの構成を有している。

基板４００１上に形成された画素部４００２と信号線駆動回路４００３と走査線駆動回路
４００４とを囲むようにして、シール材４００５が形成されている。また、画素部４００
２と信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４の上に対向基板４００６が形成
されている。よって画素部４００２と信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００
４とは基板４００１とシール材４００５と対向基板４００６とによって充填材と共に密封
されている。また、信号線駆動回路４００３及び走査線駆動回路４００４と、画素部４０
０２との間にはその底面と底面を発光素子の第２の電極で覆われた開口部４０００が形成
されている。

また、基板４００１上に形成された画素部４００２と信号線駆動回路４００３と走査線駆
動回路４００４とは薄膜トランジスタを複数有している。

また、引き回し配線は画素部４００２と信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４０
０４とに、信号、または電源電圧を層供給すると目の配線に相当する。引き回し配線は、
接続端子と接続されており、接続端子はフレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）４０
１８が有する端子と異方性導電膜を介して電気的に接続されている。

なお、充填材としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または
熱硬化樹脂を用いることができ、ポリビニルクロライド、アクリル、ポリイミド、エポキ
シ樹脂、シリコン樹脂、ポリビニルブチラル、またはエチレンビニレンアセテートを用い
る事ができる。

図１５は実施の形態５に示したような構成である場合の開口部の形成位置を示している。
このような構成である場合には、実施の形態５にも述べたように、外部からの信号を引き
込んで来る引き込み配線部分（図１５（ａ））において開口部４０００を形成するとショ
ートしてしまうため、画素部４００２を開口部４０００でもって完全に囲ってしまうこと
ができない。

なお、本発明の表示装置は発光素子を有する画素部が形成されたパネルと、該パネルにＩ
Ｃが実装されたモジュールとをその範疇に含む。

（実施の形態７）
実施の形態６にその一例を示したようなモジュールを搭載した本発明の電子機器として、
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Digital
Versatile Disc（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。それらの電子機器の具体例を図１６に示す。

図１６（Ａ）は発光装置でありテレビ受像器などがこれに当たる。筐体２００１、表示部
２００３、スピーカー部２００４等を含む。本発明の発光装置は、表示部２００３におけ
る発光素子の劣化が抑制され、信頼性が向上する。画素部にはコントラストを高めるため
、偏光板、又は円偏光板を備えるとよい。例えば、封止基板へ１／４λ板、１／２λ板、
偏光板の順にフィルムを形成するとよい。さらに偏光板上に反射防止膜を形成してもよい
。

図１６（Ｂ）は携帯電話であり、本体２１０１、筐体２１０２、表示部２１０３、音声入
力部２１０４、音声出力部２１０５、操作キー２１０６、アンテナ２１０８等を含む。本
発明の携帯電話は、表示部２１０３における発光素子の劣化が抑制され、信頼性が向上す
る。

図１６（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２２０３、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。本発明のノート型パーソナルコンピュータは、表示部２２０３におけ
る発光素子の劣化が抑制され、信頼性が向上する。

図１６（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
２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。本発明のモバイルコンピ
ュータは、表示部２３０２における発光素子の劣化が抑制され、信頼性が向上する。

図１６（Ｅ）は携帯型のゲーム機であり、筐体２４０１、表示部２４０２、スピーカー部
２４０３、操作キー２４０４、記録媒体挿入部２４０５等を含む。本発明の携帯型ゲーム
機は表示部２４０２における発光素子の劣化が抑制され、信頼性が向上する。

以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可
能である。

本実施例では本発明の発光装置を作成する方法について図８、図９を参照しながら説明す
る。

基板８００上に絶縁層８０１を形成した後、さらに半導体層を絶縁層８０１上に形成する
。（図８（Ａ））

基板８００の材料としては透光性を有するガラス、石英やプラスチック（ポリイミド、ア
クリル、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエー
テルスルホンなど）等を用いることができる。これら基板は必要に応じてＣＭＰ等により
研磨してから使用しても良い。本実施例においてはガラス基板を用いる。

絶縁層８０１は基板８００中のアルカリ金属やアルカリ土類金属など、半導体膜の特性に
悪影響を及ぼすような元素が半導体層中に拡散するのを防ぐ為に形成する。材料としては
酸化珪素、窒化珪素、窒素を含む酸化珪素、酸素を含む窒化珪素などを用いることができ
、単層、または積層構造とすることにより形成する。なお、アルカリ金属やアルカリ土類
金属の拡散が心配ないようであれば特に絶縁層８０１は形成する必要がない。

続いて形成される半導体層は本実施の形態では非晶質珪素膜をレーザ結晶化して得る。絶
縁層８０１上に非晶質珪素膜を２５〜１００ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の膜厚で
形成する。形成方法としては公知の方法、例えばスパッタ法、減圧ＣＶＤ法またはプラズ
マＣＶＤ法などが使用できる。その後、５００℃で１時間の加熱処理を行い、水素出しを
する。

続いてレーザ照射装置を用いて非晶質珪素膜を結晶化して結晶質珪素膜を形成する。本実
施の形態のレーザ結晶化ではエキシマレーザを使用し、発振されたレーザビームを光学系
を用いて線状のビームスポットに加工し非晶質珪素膜に照射することで結晶質珪素膜とし
、半導体層として用いる。

非晶質珪素膜の他の結晶化の方法としては、他に、熱処理のみにより結晶化を行う方法や
結晶化を促進する触媒元素を用い加熱処理を行う事によって行う方法もある。結晶化を促
進する元素としてはニッケル、鉄、パラジウム、錫、鉛、コバルト、白金、どう、金など
が挙げられ、このような元素を用いることによって熱処理のみで結晶化を行った場合に比
べ、低温、短時間で結晶化が行われるため、ガラス基板などへのダメージが少ない。熱処
理のみにより結晶化をする場合は、基板８００を熱に強い石英基板などにしなければいけ
ない。

続いて、必要に応じて半導体層にしきい値をコントロールする為に微量の不純物添加、い
わゆるチャネルドーピングを行う。要求されるしきい値を得る為にＮ型もしくはＰ型を呈
する不純物（リン、ボロンなど）をイオンドーピング法などにより添加する。

その後、図８（Ａ）に示すように半導体層を所定の形状にパターニングし、島状の半導体
層８０２〜８０４を得る。パターニングは半導体層にフォトレジストを塗布し、所定のマ
スク形状を露光し、焼成して、半導体層上にレジストマスクを形成し、このマスクを用い
てエッチングをすることにより行われる。

続いて半導体層８０２〜８０４を覆うようにゲート絶縁膜８０５を形成する。ゲート絶縁
膜８０５はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用いて膜厚を４０〜１５０ｎｍとして珪
素を含む絶縁膜で形成する。

次いで、ゲート絶縁膜８０５上にゲート電極８０６〜８０８を形成する。ゲート電極８０
６〜８０８はＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄ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珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、
ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。

また、本実施の形態ではゲート電極８０６〜８０８は単層で形成されているが、下層にタ
ングステン、上層にモリブデンなどの２層以上の積層構造でもかまわない。積層構造とし
てゲート電極を形成する場合であっても前段で述べた材料を使用するとよい。また、その
組み合わせも適宜選択すればよい。

ゲート電極８０６〜８０８の加工はフォトレジストを用いたマスクを利用し、エッチング
をして行う。

続いて、ゲート電極８０６〜８０８をマスクとして半導体層８０２〜８０４に高濃度の不
純物を添加する。これによって半導体層８０２〜８０４、ゲート絶縁膜８０５、及びゲー
ト電極８０６〜８０８を含む薄膜トランジスタが形成される。

なお、薄膜トランジスタの作製工程については特に限定されず、所望の構造のトランジス
タを作製できるように適宜変更すればよい。

本実施の形態では、レーザ結晶化を使用して結晶化した結晶性シリコン膜を用いたトップ
ゲートの薄膜トランジスタを用いたが、非晶質半導体膜を用いたボトムゲート型の薄膜ト
ランジスタを画素部に用いることも可能である。非晶質半導体は珪素だけではなくシリコ
ンゲルマニウムも用いることができ、シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウム
の濃度は０．０１〜４．５atomic％程度であることが好ましい。

また非晶質半導体中に０．５ｎｍ〜２０ｎｍの結晶を粒観察することができる微結晶半導
体膜（セミアモルファス半導体）を用いてもよい。また０．５ｎｍ〜２０ｎｍの結晶を粒
観察することができる微結晶はいわゆるマイクロクリスタル（μｃ）とも呼ばれている。

セミアモルファス半導体であるセミアモルファスシリコン（ＳＡＳとも表記する）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、Ｓ
ｉＦ₄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。グロー放電分解による被膜の反応生成は０．１Ｐａ
〜１３３Ｐａの範囲の圧力で行えば良い。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、１００〜２５０度の基板加熱温度が好適である。

このようにして形成されたＳＡＳはラマンスペクトルが５２０ｃｍ^-1よりも低波数側にシ
フトしており、Ｘ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の
回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）の中和剤として水素またはハ
ロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。膜中の不純物元素として、酸
素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０²⁰cm^-1以下とすることが望ましく、特
に、酸素濃度は５×１０¹⁹/cm³以下、好ましくは１×１０¹⁹/cm³以下とする。ＴＦＴにし
たときのμ＝１〜１０cm²/Vsecとなる。また、このＳＡＳをレーザでさらに結晶化して用
いても良い。

続いて、ゲート電極８０６〜８０８、ゲート絶縁膜８０５を覆う層間絶縁膜８０９を形成
する。層間絶縁膜８０９を形成する材料としては酸化珪素、アクリル、ポリイミドや珪素
と酸素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、または置換基に
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種を有する材料、シロキ
サン、Ｉｏｗ−ｋ材料等の材料で形成すればよい。本実施例ではシロキサンを層間絶縁膜
８０９として形成した。（図８（Ｂ））

次に、層間絶縁膜８０９上に透水性の小さい材料によって絶縁膜８１０を成膜する。絶縁
膜８１０は窒化珪素や酸素を有する窒化珪素、酸化珪素、窒素を有する酸化珪素などを用
いるとよい。

続いて、絶縁膜８１０、層間絶縁膜８０９及びゲート絶縁膜８０５を貫通して半導体層８
０２〜８０４に至るコンタクトホールを形成すると共に基板周辺部において少なくとも絶
縁膜８１０、層間絶縁膜８０９及びゲート絶縁膜８０５を除去する。（図８（Ｃ））

コンタクトホールの形成と基板周辺部の絶縁膜除去はレジストを用いてエッチングにより
行えば良いが、層間絶縁膜８０９、絶縁膜８１０及びゲート電極８０２〜８０４の材料に
よっては条件を変えて複数のエッチングによりコンタクトホールを形成する方が良い場合
がある。

そして、当該コンタクトホールや層間絶縁膜８０９を覆う導電層を形成する。当該導電層
を所望の形状に加工し、配線（電極）８１１〜８１５、引き回し配線８１６及び接触部８
１７を形成する。これらはアルミニウム、銅等の単層でも良いが、本実施の形態ではモリ
ブデン、アルミニウム、モリブデンの順に形成された積層構造とする。積層配線としては
チタン、アルミニウム、チタンの順に形成された積層構造やチタン、窒化チタン、アルミ
ニウム、チタンの順に形成された積層構造でも良い。また、引き回し配線８１６は層間絶
縁膜８０９等の端面を覆うカバー膜としての役割も有する。接触部８１７は画素部８２２
と駆動回路部８２３との間に画素部８２２を囲むように一周させる。

これにより、駆動回路部の薄膜トランジスタと画素部の薄膜トランジスタが完成する。８
１８は駆動回路部の薄膜トランジスタの一部を表し、８１９が画素部の薄膜トランジスタ
の一部を表している。

そして画素部の薄膜トランジスタ８１９の電極８１５を覆って、透光性を有する導電層を
形成したのち、当該透光性を有する導電層を加工して第１の電極８２０を形成する。ここ
で第１の電極８２０は薄膜トランジスタ８１９の電極８１５と電気的に接触しておいる。
第１の電極８２０の材料としてはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）や酸
化珪素を含有するＩＴＯ、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛を含有したＩＺＯ（In
dium Zinc Oxide）もしくは酸化亜鉛そのもの、そして酸化亜鉛にガリウムを含有したＧ
ＺＯ（Galium Zinc Oxide）等を用いるとよい。（図８（Ｄ））

次に絶縁膜８１０及び第１の電極８２０を覆って有機材料もしくは無機材料からなる絶縁
膜を形成する。続いて当該絶縁層は第１の電極の一部が露出するように加工し、隔壁８２
１を形成する。隔壁８２１の材料としては、感光性を有する有機材料（アクリル、ポリイ
ミドなど）が好適に用いられるが、感光性を有さない有機材料や無機材料で形成してもか
まわない。隔壁８２１の第１の電極に面した端面は曲率を有し、当該曲率が連続的に変化
するテーパー形状をしていることが望ましい。なお、隔壁８２１に顔料やカーボンなど黒
色の物質を混入し、ブラックマトリクスとして用いても良い。（図９（Ａ））

また、画素部８２２と駆動回路部８２３との間に画素部８２２の周囲を一周して開口部
８２４を形成する。開口部８２４の底面には接触部８１７が露出するように接触部８１７
と同位置に形成する。

次に、隔壁８２１から露出した第１の電極８２０を覆う発光層８２５を形成する。発光層
８２５は蒸着法やインクジェット法、スピンコート法などいずれの方法を用いて形成して
もかまわない。（図９（Ｂ））

続いて発光層８２５を覆う第２の電極８２６を形成する。これによって第１の電極８２０
と発光層８２５と第２の電極８２６とからなる発光素子８２７を形成することができる。
第２の電極８２６は開口部８２４まで覆うように成膜し、開口部８２４の底面及び底面を
覆うように形成する。

その後、プラズマＣＶＤ法により窒素を含む酸化珪素膜をパッシベーション膜として形成
しても良い。窒素を含む酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ₄、Ｎ₂
Ｏ、ＮＨ₃から形成される酸化窒化ケイ素膜、またはＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏから形成される酸化
窒化ケイ素膜、あるいはＳｉＨ₄、Ｎ₂ＯをＡｒで希釈したガスから形成される酸化窒化ケ
イ素膜を形成すれば良い。

また、パッシベーション膜としてＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏ、Ｈ₂から形成される酸化窒化水素化ケ
イ素膜を適用しても良い。もちろん、パッシベーション膜は単層構造に限定されるもので
はなく、ケイ素を含む他の絶縁膜を単層構造、もしくは積層構造として用いても良い。ま
た、窒化炭素膜と窒化ケイ素膜の多層膜やスチレンポリマーの多層膜、窒化ケイ素膜やダ
イヤモンドライクカーボン膜を、窒素を含む酸化珪素膜の代わりに形成してもよい。

続いて表示部の封止を行う。対向基板８２９を封止に用いる場合は、絶縁性のシール材８
２８により、外部接続部が露出するように貼り合わせる。対向基板８２９には凹部を形成
して乾燥材８３０を貼り付けても良い。対向基板８２９と素子が形成された基板８００と
の間の空間には乾燥した窒素などの不活性気体を充填しても良いし、シール材８２８を画
素部全面に塗布しそれにより対向基板を形成しても良い。シール材には紫外線硬化樹脂な
どを用いると好適である。シール材には乾燥材やギャップを一定に保つための粒子を混入
しておいても良い。続いて外部接続部にフレキシブル配線基板を貼り付けることによって
、発光装置が完成する。

なお、表示機能を有する本発明の発光表示装置には、アナログのビデオ信号、デジタルの
ビデオ信号のどちらを用いてもよい。デジタルのビデオ信号を用いる場合はそのビデオ信
号が電圧を用いているものと、電流を用いているものとに分けられる。発光素子の発光時
において、画素に入力されるビデオ信号は、発光素子に印加される電圧を一定に制御する
定電圧駆動と、発光素子に流れる電流を一定に制御する定電流駆動とがある。定電流駆動
は、発光素子の劣化、温度変化等による抵抗値の変化によらず、一定の電流が流れるよう
に制御することができる。本発明の発光装置の駆動方法には、このような駆動方法のいず
れを適用しても構わない。

なお、図１（Ｂ）、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）、図５（Ｂ）、図７（Ｂ）に示
した本発明の他の構成は本実施の形態で示した作成プロセスを適宜変更することで当業者
であれば容易に得ることができる。

本実施例では、画素構成の一例について図１７（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら説明する。
本実施例では、図３、図４及び図７に示したような発光素子の第１の電極と薄膜トランジ
スタの電極が異なる層上に形成される場合に付いての画素構成である。なお、図１７（Ｂ
）は本実施例における上面図であり、図１７（Ａ）は（Ｂ）におけるＡ−Ｂの断面図に相
当し、図１７（Ｂ）において１０１２は発光膜、１００９は補助配線、１０１０は隔壁で
ある。

この場合、第１の電極１０００が第２の層間絶縁膜１００１上、薄膜トランジスタの電極
１００２、１００３が第１の層間絶縁膜１００４上と、異なる層に形成されている為、第
２の電極１００５を透明導電膜で形成し、発光した光が射出する方向を基板１００６と反
対の方向（上面出射）とすると、発光素子１００７と重なる位置に薄膜トランジスタ１０
０８を形成する事ができる。これは開口率の関係上、有利である。

ところで、本実施例では第２の電極１００５は透明導電膜で形成しているが、透明導電膜
は高抵抗なものが多い。第２の電極１００５は画素部全面を覆うように形成するのだが、
透明導電膜であると抵抗が高いため、画素部周辺部と中央部で電圧降下により表示に影響
が出てしまう場合がある。

そこで本実施例では第１の電極１０００と同じ層に低抵抗材料で補助配線１００９を形成
し、それを第２の電極１００５に接続する。補助配線１００９は図１７（Ｂ）のように画
素と画素との間にストライプ状に形成されており、隔壁１０１０に形成された開口部１０
１１を介して発光素子１００７の第２の電極１００５に画素部全体にわたって同様に接続
されている。

この補助配線１００９によって第２の電極１００５の見かけの抵抗が下がって、電圧降下
が起こることを防ぐことができ、画素部全体において良好な表示を行うことが可能になる
。

このような補助配線１００９は画素部の大部分に形成されなければ電圧降下を防ぐことが
できず、且つある程度の幅がなければ補助配線１００９自身でも電圧降下が生じてしまう
為、有効に機能する程度の幅を有する補助配線１００９を下層の第１の層間絶縁膜上に形
成することは困難である。しかし、第２の層間絶縁膜１００１上に補助配線１００９を形
成することによって、有効に機能しうる補助配線１００９を形成することが可能となる。

なお、本実施例においては、隔壁１０１０に顔料やカーボンなど黒色の物質を混入し、ブ
ラックマトリクスとして用いても良い。

図１７（Ｃ）は本実施例の他のパターンであり、補助配線が薄膜トランジスタの電極を兼
ねた構成となっている。

本実施例では発光層８２５の構成について詳しく説明する。

発光膜は、有機化合物又は無機化合物を含む発光材料で形成された発光層を有する。有機
化合物は、その分子数から低分子系有機化合物、中分子系有機化合物（昇華性を有さず、
且つ分子数が２０以下、又は連鎖する分子の長さが１０μm以下の有機化合物を指してい
う）、高分子系有機化合物から選ばれた一種又は複数種の層を含む。また発光膜は、発光
層に加えて電子注入輸送性又は正孔注入輸送性の材料を有してもよく、当該材料は有機化
合物であっても、無機化合物であってもよい。

電荷注入輸送物質のうち、特に電子輸送性の高い物質としては、例えばトリス（８−キノ
リノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ₃）、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）
アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ₃）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［h］−キノリナト）
ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ₂）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニ
ルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリ
ン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また正孔輸送性の高い物質としては、例えば４
，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：α
−ＮＰＤ）や４，４'−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−
ビフェニル（略称：ＴＰＤ）や４，４'，４''−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）
−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、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（略称：ＭＴＤＡＴＡ）な
どの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合物が挙げられる。

また、電荷注入輸送物質のうち、特に電子注入性の高い物質としては、フッ化リチウム（
ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ₂）等のようなアルカ
リ金属又はアルカリ土類金属の化合物が挙げられる。また、この他、Ａｌｑ₃のような電
子輸送性の高い物質とマグネシウム（Ｍｇ）のようなアルカリ土類金属との混合物であっ
てもよい。

電荷注入輸送物質のうち、正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物（
ＭｏＯｘ）やバナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、タングステ
ン酸化物（ＷＯｘ）、マンガン酸化物（ＭｎＯｘ）等の金属酸化物が挙げられる。また、
この他、フタロシアニン（略称：Ｈ₂Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）等のフタロ
シアニン系の化合物が挙げられる。

発光層は、発光波長帯の異なる発光層を画素毎に形成して、カラー表示を行う構成として
も良い。典型的には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発光層を形成する
。この場合にも、画素の光放射側にその発光波長帯の光を透過するフィルター（着色層）
を形成した構成とすることで、色純度の向上や、画素部の鏡面化（映り込み）の防止を図
ることができる。そのため、フィルター（着色層）を形成することで、画素部の鏡面化（
写り込み）を防止するために用いられていた円偏光板などを省略することが可能となり、
偏光板を用いた事によって約半分となっていた光の損失を無くすことができる。さらに、
斜方から画素部（表示画面）を見た場合に起こる色調の変化を低減すことができる。

発光材料には様々な材料がある。低分子系有機発光材料では、４−ジシアノメチレン−２
−メチル−６−(１,１,７,７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル) −４Ｈ−ピラン
（略称：ＤＣＪＴ）、４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−(１,１,７,７−テト
ラメチルジュロリジル−９-エニル) −４Ｈ−ピラン（略称：ＤＰＡ）、ペリフランテン
、２,５−ジシアノ−１,４−ビス(１０−メトキシ−１,１,７,７−テトラメチルジュロリ
ジル−９−エニル)ベンゼン、Ｎ,Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマ
リン６、クマリン５４５Ｔ、トリス(８−キノリノラト)アルミニウム（略称：Ａｌｑ₃）
、９,９’−ビアントリル、９,１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）や９,１
０−ビス(２−ナフチル)アントラセン（略称：ＤＮＡ）等を用いることができる。また、
この他の物質でもよい。

一方、高分子系有機発光材料は低分子系に比べて物理的強度が高く、素子の耐久性が高い
。また塗布により成膜することが可能であるので、素子の形成が比較的容易である。高分
子系有機発光材料を用いた発光素子の構造は、低分子系有機発光材料を用いたときと基本
的には同じであり、ＴＦＴ側から陰極、有機発光層、陽極の順に形成される。しかし、高
分子系有機発光材料を用いた発光層を形成する際には、低分子系有機発光材料を用いたと
きのような積層構造を形成させることは難しく、多くの場合２層構造となる。具体的には
、陰極、発光層。正孔輸送層、陽極の順に形成された積層構造である。

発光色は、発光層を形成する材料で決まるため、これらを選択することで所望の発光を示
す発光素子を形成することができる。発光層の形成に用いることができる高分子系の電界
発光材料は、ポリパラフェニレンビニレン系、ポリパラフェニレン系、ポリチオフェン系
、ポリフルオレン系が挙げられる。

ポリパラフェニレンビニレン系には、ポリ（パラフェニレンビニレン） [ＰＰＶ] の誘導
体、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン） [ＲＯ−ＰＰＶ]、ポ
リ（２−（２'−エチル−ヘキソキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン）[
ＭＥＨ−ＰＰＶ]、ポリ（２−（ジアルコキシフェニル）−１,４−フェニレンビニレン）
[ＲＯＰｈ−ＰＰＶ]等が挙げられる。ポリパラフェニレン系には、ポリパラフェニレン［
ＰＰＰ］の誘導体、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレン）[ＲＯ−ＰＰＰ]
、ポリ（２，５−ジヘキソキシ−１，４−フェニレン）等が挙げられる。ポリチオフェン
系には、ポリチオフェン［ＰＴ］の誘導体、ポリ（３−アルキルチオフェン）［ＰＡＴ］
、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）［ＰＨＴ］、ポリ（３−シクロヘキシルチオフェン）
［ＰＣＨＴ］、ポリ（３−シクロヘキシル−４−メチルチオフェン）［ＰＣＨＭＴ］、ポ
リ（３，４−ジシクロヘキシルチオフェン）［ＰＤＣＨＴ］、ポリ［３−（４−オクチル
フェニル）−チオフェン］［ＰＯＰＴ］、ポリ［３−（４−オクチルフェニル）−２，２
ビチオフェン］［ＰＴＯＰＴ］等が挙げられる。ポリフルオレン系には、ポリフルオレン
［ＰＦ］の誘導体、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）［ＰＤＡＦ］、ポリ（９，９
−ジオクチルフルオレン）［ＰＤＯＦ］等が挙げられる。

なお、正孔輸送性の高分子系有機発光材料を、陽極と発光性の高分子系有機発光材料の間
に挟んで形成すると、陽極からの正孔注入性を向上させることができる。一般にアクセプ
ター材料と共に水に溶解させたものをスピンコート法などで塗布する。また、有機溶媒に
は不溶であるため、上述した発光性の有機発光材料との積層が可能である。正孔輸送性の
高分子系有機発光材料としては、ＰＥＤＯＴとアクセプター材料としてのショウノウスル
ホン酸（ＣＳＡ）の混合物、ポリアニリン［ＰＡＮＩ］とアクセプター材料としてのポリ
スチレンスルホン酸［ＰＳＳ］の混合物等が挙げられる。

また、発光層は単色又は白色の発光を呈する構成とすることができる。白色発光材料を用
いる場合には、画素の光放射側に特定の波長の光を透過するフィルター（着色層）を形成
した構成としてカラー表示を可能にすることができる。

白色に発光する発光層を形成するには、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、スピンコートを用
いた塗布法によりＥＬを形成する場合には、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。

発光層は単層で形成することもでき、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。ここで示した白
色発光が得られる発光素子の他にも、発光層の材料を適宜選択することによって、赤色発
光、緑色発光、または青色発光が得られる発光素子を形成することができる。

なお、正孔輸送性の高分子系有機発光材料を、陽極と発光性の高分子系有機発光材料の間
に挟んで形成すると、陽極からの正孔注入性を向上させることができる。一般にアクセプ
ター材料と共に水に溶解させたものをスピンコート法などで塗布する。また、有機溶媒に
は不溶であるため、上述した発光性の有機発光材料との積層が可能である。正孔輸送性の
高分子系有機発光材料としては、ＰＥＤＯＴとアクセプター材料としてのショウノウスル
ホン酸（ＣＳＡ）の混合物、ポリアニリン［ＰＡＮＩ］とアクセプター材料としてのポリ
スチレンスルホン酸［ＰＳＳ］の混合物等が挙げられる。

さらに、発光層は、一重項励起発光材料の他、金属錯体などを含む三重項励起材料を用い
ても良い。例えば、赤色の発光性の画素、緑色の発光性の画素及び青色の発光性の画素の
うち、輝度半減時間が比較的短い赤色の発光性の画素を三重項励起発光材料で形成し、他
を一重項励起発光材料で形成する。三重項励起発光材料は発光効率が良いので、同じ輝度
を得るのに消費電力が少なくて済むという特徴がある。すなわち、赤色画素に適用した場
合、発光素子に流す電流量が少なくて済むので、信頼性を向上させることができる。低消
費電力化として、赤色の発光性の画素と緑色の発光性の画素とを三重項励起発光材料で形
成し、青色の発光性の画素を一重項励起発光材料で形成しても良い。人間の視感度が高い
緑色の発光素子も三重項励起発光材料で形成することで、より低消費電力化を図ることが
できる。

三重項励起発光材料の一例としては、金属錯体をドーパントとして用いたものがあり、第
三遷移系列元素である白金を中心金属とする金属錯体、イリジウムを中心金属とする金属
錯体などが知られている。三重項励起発光材料としては、これらの化合物に限られること
はなく、上記構造を有し、且つ中心金属に周期表の８〜１０属に属する元素を有する化合
物を用いることも可能である。

以上に掲げる発光層を形成する物質は一例であり、正孔注入輸送層、正孔輸送層、電子注
入輸送層、電子輸送層、発光層、電子ブロック層、正孔ブロック層などの機能性の各層を
適宜積層することで発光素子を形成することができる。また、これらの各層を合わせた混
合層又は混合接合を形成しても良い。発光層の層構造は変化しうるものであり、特定の電
子注入領域や発光領域を備えていない代わりに、もっぱらこの目的用の電極を備えたり、
発光性の材料を分散させて備えたりする変形は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において
許容されうるものである。

上記のような材料で形成した発光素子は、順方向にバイアスすることで発光する。発光素
子を用いて形成する表示装置の画素は、単純マトリクス方式、若しくはアクティブマトリ
クス方式で駆動することができる。いずれにしても、個々の画素は、ある特定のタイミン
グで順方向バイアスを印加して発光させることとなるが、ある一定期間は非発光状態とな
っている。この非発光時間に逆方向のバイアスを印加することで発光素子の信頼性を向上
させることができる。発光素子では、一定駆動条件下で発光強度が低下する劣化や、画素
内で非発光領域が拡大して見かけ上輝度が低下する劣化モードがあるが、順方向及び逆方
向にバイアスを印加する交流的な駆動を行うことで、劣化の進行を遅くすることができ、
発光装置の信頼性を向上させることができる。

本実施例では本発明を利用した発光装置の構成の１例を図１０を参照しながら説明する。

図１０（Ａ）は第１の電極９００が透光性を有する導電膜により形成されており、基板９
０１側に発光層９０２より発せられた光が取り出される下面発光の構造である。なお９０
３は対向基板であり、発光素子９０４が形成された後、シール材などを用い、基板９０１
に固着される。対向基板９０３に凹部を形成して乾燥材９０５を形成しても良いし、対向
基板９０３と素子との間に透光性を有する樹脂等を充填し、封止することによって発光素
子９０４が水分により劣化することを防ぐ事もできる。また、樹脂が吸湿性を有している
ことが望ましい。さらに樹脂中に透光性の高い乾燥材を分散させるとさらに水分の影響を
抑えることが可能になるためさらに望ましい形態である。

図１０（Ｂ）は第１の電極９００と第２の電極９０６両方が透光性を有する導電膜により
形成されており、基板９０１及び対向基板９０３の両方に光を取り出すことが可能な構成
となっている両面発光の発光装置の例である。また、この構成では基板９０１と対向基板
９０３の外側に偏光板を形成することによって画面が透けてしまうことを防ぐことができ
、視認性が向上する。偏光板の外側には保護フィルムを形成すると良い。図１０（Ｂ）で
は、対向基板９０３側から光を取り出すため、対向基板９０４と素子との間に透光性を有
する樹脂等を充填するとよい。勿論、乾燥剤を設けても構わない。

図１０（Ｃ）は第２の電極９０６が透光性を有する導電膜により形成されており、対向基
板９０３の方向に光を取り出す構成となっている上面発光の発光装置の一例である。発光
素子９０４と薄膜トランジスタの配線が異なる層に形成される為、発光素子９０４の下部
にも薄膜トランジスタを形成することができ、開口率に有利な構成である。図１０（Ｃ）
では、対向基板９０３側から光を取り出すため、対向基板９０４と素子との間に透光性を
有する樹脂等を充填するとよい。勿論、乾燥剤を設けても構わない。

ところで、両面発光や上面発光の場合に用いられる透明電極であるＩＴＯやＩＴＳＯは抵
抗加熱により蒸着でもって成膜することが困難であるためスパッタ法による成膜が主とし
て行われる。第２の電極９０６をスパッタリング法により形成する場合、電子注入層の表
面もしくは電子注入層と電子輸送層の界面にスパッタリングによるダメージが入ってしま
うことがあり、発光素子の特性に悪影響を及ぼす可能性がある。これを防ぐためには、ス
パッタリングによるダメージを受けにくい材料を第２の電極９０６に最も近い位置に形成
するとよい。このようなスパッタダメージを受けにくい材料で、電界発光層に用いること
ができる材料としては酸化モリブデン（ＭｏＯｘ）が挙げられる。しかし、ＭｏＯｘは正
孔注入層として好適な物質であるため、第２の電極９０６に接して形成するには第２の電
極９０６を陽極とする必要がある。このように陰極を第１の電極、陽極を第２の電極とす
る素子を仮に逆積みの素子を呼んでいる。

そこで、この逆積み素子の場合は本実施例のように図１１（Ａ）の順（順積み）で形成す
るのではなく、図１１（Ｂ）のように第１の電極を陰極として形成し、その後順に、電子
注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層（ＭｏＯｘ）、第２の電極（陽極
）と形成する。また、画素の駆動用薄膜トランジスタはＮチャネル型とする必要がある。
本実施例の場合、発光素子駆動用のトランジスタはＰチャネル型トランジスタを使用して
いるが、逆積みの素子を用いることで基板内のトランジスタ全てをＮチャネル型トランジ
スタとすることも可能となる。

ＭｏＯｘは蒸着法により形成し、ｘ＝３以上のものが好適に使用できる。また、ＭｏＯｘ
層は銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）などの有機金属錯体や有機物と共蒸着することで有機
、無機の混合層としても良い。逆積み素子を用いた場合、画素部の薄膜トランジスタはも
ともとＮ型であるａ−Ｓｉ：Ｈを半導体層としたトランジスタを用いると工程が簡略化さ
れて好適である。駆動回路部が同一基板上に形成されている場合は駆動回路部のみレーザ
等を照射することで結晶化して用いるとよい。

本実施例では、画素回路、保護回路及びそれらの動作について説明する。

図１２（Ａ）に示す画素は、列方向に信号線１４１０及び電源線１４１１、１４１２、行
方向に走査線１４１４が配置される。また、スイッチング用ＴＦＴ１４０１、駆動用ＴＦ
Ｔ１４０３、電流制御用ＴＦＴ１４０４、容量素子１４０２及び発光素子１４０５を有す
る。

図１２（Ｃ）に示す画素は、ＴＦＴ１４０３のゲート電極が、行方向に配置された電源線
１４１２に接続される点が異なっており、それ以外は図１２（Ａ）に示す画素と同じ構成
である。つまり、図１２（Ａ）（Ｃ）に示す両画素は、同じ等価回路図を示す。しかしな
がら、行方向に電源線１４１２が配置される場合（図１２（Ａ））と、列方向に電源線１
４１２が配置される場合（図１２（Ｃ））とでは、各電源線は異なるレイヤーの導電膜で
形成される。ここでは、駆動用ＴＦＴ１４０３のゲート電極が接続される配線に注目し、
これらを形成するレイヤーが異なることを表すために、図１２（Ａ）（Ｃ）として分けて
記載する。

図１２（Ａ）（Ｃ）に示す画素の特徴として、画素内にＴＦＴ１４０３、１４０４が直列
に接続されており、ＴＦＴ１４０３のチャネル長Ｌ(１４０３)、チャネル幅Ｗ(１４０３)
、ＴＦＴ１４０４のチャネル長Ｌ(１４０４)、チャネル幅Ｗ(１４０４)は、Ｌ(１４０３)
／Ｗ(１４０３)：Ｌ(１４０４)／Ｗ(１４０４)＝５〜６０００：１を満たすように設定す
るとよい。

なお、ＴＦＴ１４０３は、飽和領域で動作し発光素子１４０６に流れる電流値を制御する
役目を有し、ＴＦＴ１４０４は線形領域で動作し発光素子１４０６に対する電流の供給を
制御する役目を有する。両ＴＦＴは同じ導電型を有していると形成工程上好ましく、本実
施例ではｎチャネル型ＴＦＴとして形成する。またＴＦＴ１４０３には、エンハンスメン
ト型だけでなく、ディプリーション型のＴＦＴを用いてもよい。上記構成を有する本発明
は、ＴＦＴ１４０４が線形領域で動作するために、ＴＦＴ１４０４のＶｇｓの僅かな変動
は、発光素子１４０６の電流値に影響を及ぼさない。つまり、発光素子１４０６の電流値
は、飽和領域で動作するＴＦＴ１４０３により決定することができる。上記構成により、
ＴＦＴの特性バラツキに起因した発光素子の輝度ムラを改善して、画質を向上させた表示
装置を提供することができる。

図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示す画素において、ＴＦＴ１４０１は、画素に対するビデオ信号
の入力を制御するものであり、ＴＦＴ１４０１がオンとなると、画素内にビデオ信号が入
力される。すると、容量素子１４０２にそのビデオ信号の電圧が保持される。なお図１２
（Ａ）（Ｃ）には、容量素子１４０２を形成した構成を示したが、本発明はこれに限定さ
れず、ビデオ信号を保持する容量がゲート容量などでまかなうことが可能な場合には、容
量素子１４０２を形成しなくてもよい。

図１２（Ｂ）に示す画素は、ＴＦＴ１４０６と走査線１４１５を追加している以外は、図
１２（Ａ）に示す画素構成と同じである。同様に、図１２（Ｄ）に示す画素は、ＴＦＴ１
４０６と走査線１４１５を追加している以外は、図１２（Ｃ）に示す画素構成と同じであ
る。

ＴＦＴ１４０６は、新たに配置された走査線１４１５によりオン又はオフが制御される。
ＴＦＴ１４０６がオンとなると、容量素子１４０２に保持された電荷は放電し、ＴＦＴ１
４０４がオフとなる。つまり、ＴＦＴ１４０６の配置により、強制的に発光素子１４０５
に電流が流れない状態を作ることができる。そのためＴＦＴ１４０６を消去用ＴＦＴと呼
ぶことができる。従って、図１２（Ｂ）（Ｄ）の構成は、全ての画素に対する信号の書き
込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開始することがで
きるため、デューティ比を向上することが可能となる。

図１２（Ｅ）に示す画素は、列方向に信号線１４１０、電源線１４１１、行方向に走査線
１４１４が配置される。また、スイッチング用ＴＦＴ１４０１、駆動用ＴＦＴ１４０３、
容量素子１４０２及び発光素子１４０５を有する。図１２（Ｆ）に示す画素は、ＴＦＴ４
０６と走査線１４１５を追加している以外は、図１２（Ｅ）に示す画素構成と同じである
。なお、図１２（Ｆ）の構成も、ＴＦＴ１４０６の配置により、デューティ比を向上する
ことが可能となる。

以上のように、多様な画素回路を採用することができる。特に、非晶質半導体膜から薄膜
トランジスタを形成する場合、駆動用ＴＦＴの半導体膜を大きくすると好ましい。そのた
め、上記画素回路において、電界発光層からの光が封止基板側から射出する上面発光型と
すると好ましい。

このようなアクティブマトリクス型の発光装置は、画素密度が増えた場合、各画素にＴＦ
Ｔが形成されているため低電圧駆動でき、有利であると考えられている。

本実施例では、一画素に各ＴＦＴが形成されるアクティブマトリクス型の発光装置につい
て説明したが、一列毎にＴＦＴが形成されるパッシブマトリクス型の発光装置を形成する
こともできる。パッシブマトリクス型の発光装置は、各画素にＴＦＴが形成されていない
ため、高開口率となる。発光が電界発光層の両側へ射出する発光装置の場合、パッシブマ
トリクス型の表示装置を用いる透過率が高まる。

続いて、図１２（Ｅ）に示す等価回路を用い、走査線及び信号線に保護回路としてダイオ
ードを形成する場合について説明する。

図１３には、画素部１５００にＴＦＴ１４０１、１４０３、容量素子１４０２、発光素子
１４０５が形成されている。信号線１４１０には、ダイオード１５６１と１５６２が形成
されている。ダイオード１５６１と１５６２は、ＴＦＴ１４０１又は１４０３と同様に、
上記実施例に基づき形成され、ゲート電極、半導体層、ソース電極及びドレイン電極等を
有する。ダイオード１５６１と１５６２は、ゲート電極と、ドレイン電極又はソース電極
とを接続することによりダイオードとして動作させている。

ダイオードと接続する共通電位線１５５４、１５５５はゲート電極と同じレイヤーで形成
している。従って、ダイオードのソース電極又はドレイン電極と接続するには、ゲート絶
縁層にコンタクトホールを形成する必要がある。

走査線１４１４に形成されるダイオードも同様な構成である。

このように、本発明によれば、入力段に形成される保護ダイオードを同時に形成すること
ができる。なお、保護ダイオードを形成する位置は、これに限定されず、駆動回路と画素
との間に形成することもできる。

本実施例では図４の構成を有する本発明の実施例について図１８、図１９を参照しながら
説明する。図１８には本実施例で作製した本発明の発光装置（実施例６の発光装置、図１
８（Ａ））と比較例として作製した発光装置（図１８（Ｂ））の断面図である。

本発明の実施例である図１８（Ａ）の発光装置は基板３００上に下地絶縁膜３００１が形
成され、その上に図４における第１の層間絶縁膜５０７に相当する第１の層間絶縁膜３０
０２が形成されている。第１の層間絶縁膜３００２上の外周には配線に相当する導電膜３
００３が形成され、より内側には図４における第２の層間絶縁膜５１１に相当する第２の
層間絶縁膜３００５が形成されている。また、第２の層間絶縁膜３００５の端部はシール
材３０１２よりも内側に形成されている。第２の層間絶縁膜３００５上部には発光素子３
０１１の第１の電極３００６が形成され、第２の層間絶縁膜３００５と第１の電極３００
６を覆って隔壁３００７が形成されている。本実施例において、隔壁３００７の外周側端
部は第２の層間絶縁膜３００５の外側端部より外側に位置する。また、隔壁３００７には
第１の電極３００６に対応する開口部と、第２の層間絶縁膜３００５の端部より基板外側
に、隔壁を厚さ方向に貫通する開口部３００８が形成されている。隔壁に形成された第１
の電極３００６に対応する開口部の内側端面から第１の電極３００６上を連続して覆って
発光層３００９が形成されている。また、発光層３００９、隔壁３００７を覆って発光素
子３０１１の第２の電極３０１０が形成されており、第２の電極３０１０の隔壁を厚さ方
向に貫通する開口部３００８において、当該開口部３００８の内側端面及び下部の膜が露
出している部分を覆い、第２の電極３０１０の端部は、開口部３００８より外側に位置し
ている。本実施例における本発明の発光装置は上記したような構成の素子基板を、シール
材３０１２を用いて対向基板３０１３に固着して得る。

なお、本実施例では本発明の特徴点である隔壁を厚さ方向に貫通し、その側面が発光素子
の第２の電極で覆われている開口部の有意性について検討するため、駆動回路部や画素部
のトランジスタを形成していないことからゲート絶縁膜に相当する層は形成されていない
。

また、それぞれの材料については、基板３０００及び対向基板３０１３はガラス基板、下
地絶縁膜３００１及び第１の層間絶縁膜３００２は酸化ケイ素、配線は第１の層間絶縁膜
側からチタン、窒化チタン、アルミニウム、チタンの積層、第２の層間絶縁膜３００５は
シロキサン、発光素子３０１１の第１の電極はＩＴＳＯ、隔壁はポリイミド、発光素子３
０１１の第２の電極３０１０はアルミニウムで形成した。なお、発光層３００９における
発光材料はＤＭＱｄを用いた。

図１８（Ｂ）には比較例１として作製した従来の構成を有する発光装置の断面図を示す。
図１８（Ｂ）は基板３０００、下地絶縁膜３００１、第１の層間絶縁膜３００２、配線３
００３、第２の層間絶縁膜３００５、発光素子３０１１の第１の電極３００６、発光層３
００９、シール材３０１２及び対向基板はその形状も材料も図１８（Ａ）と同じである。
その他の部分に関しては、材料は同じであるが形状が異なっており、隔壁３５０１はその
端部が第２の層間絶縁膜３００５の端部より外側に位置していることは図１８（Ａ）と同
じであるが、膜厚方向に貫通する開口部が設けられていない点が異なっている。また図１
８（Ｂ）では、発光素子の第２の電極３５０２はその端部が隔壁３５０１の端部より内側
に位置している。

なお、このどちらの発光装置にも乾燥材は使用していない。

このような２つの発光装置を作製し、温度６５℃、湿度９５％の雰囲気下で同じ時間だけ
保存した後、光らせて画素部周辺部の画素の発光の様子を撮影した。図１８（Ａ）に対応
する実施例６のパネルの写真を図１９（Ａ）、図１８（Ｂ）に対応する比較例の写真を図
１９（Ｂ）に示す。図１９中、緑色に見える部分が発光している部分、緑色の部分の一つ
一つが各々１画素に対応する。また、図中画素部と示された位置が、画素が配置される画
素部に当たり、図面向かって左側が基板周辺部側、向かって右側が基板内側である。

実施例６の本発明の発光装置の写真である図１９（Ａ）には画素の輝度劣化は見受けられ
ないが、比較例の写真である図１９（Ｂ）には画素部周辺部から画素部内側に向かって輝
度劣化が起きている様子が見てとれる。

このように本発明の構成を有する実施例６の発光装置は比較例の発光装置と比較して外部
からの水分の侵入を抑え、輝度劣化の発生を有効に抑制することができる。また、これに
より発光装置の信頼性も向上させることができる。

Claims (1)

1. 基板上に、画素部と、前記画素部の外側に第１の導電層と、を有し、
   前記画素部は、トランジスタと、前記トランジスタと電気的に接続された発光素子とを有し、
   前記発光素子は、第１の電極と、前記第１の電極上の発光層と、前記発光層上の第２の電極とを有し、
   前記第１の導電層は、前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極と同一材料を有し、
   前記第２の電極は、前記第１の導電層と重なる領域を有することを特徴とする発光装置。