JP4090743B2 - 発光装置の作製方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、電界を加えることで発光が得られる有機化合物を含む膜（以下、「有機化合物層」と記す）と、陽極と、陰極と、を有する発光素子を用いた発光装置の作製方法に関する。本発明では特に、従来よりも駆動電圧が低く、なおかつ素子の寿命が長い発光素子を用いた発光装置に関する。なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子として発光素子を用いた画像表示デバイスもしくは発光デバイスを指す。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム((FPC:flexible printed circuit)もしくはTAB（Tape Automated Bonding）テープもしくはTCP（Tape Carrier Package）が取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にCOG（Chip On Glass）方式によりIC（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【０００２】
【従来の技術】
発光素子は、電界を加えることにより発光する素子である。その発光機構は、電極間に有機化合物層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が有機化合物層中の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光すると言われている。
【０００３】
なお、有機化合物が形成する分子励起子の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可能であるが、本明細書中ではどちらか一方の励起状態、またはその両者による発光を含むものとする。
【０００４】
このような発光素子において、通常、有機化合物層は1μmを下回るほどの薄膜で形成される。また、発光素子は、有機化合物層そのものが光を放出する自発光型の素子であるため、従来の液晶ディスプレイに用いられているようなバックライトも必要ない。したがって、発光素子は極めて薄型軽量に作製できることが大きな利点である。
【０００５】
また、例えば100〜200nm程度の有機化合物層において、キャリアを注入してから再結合に至るまでの時間は、有機化合物層のキャリア移動度を考えると数十ナノ秒程度であり、キャリアの再結合から発光までの過程を含めてもマイクロ秒以内のオーダーで発光に至る。したがって、非常に応答速度が速いことも特長の一つである。
【０００６】
こういった薄型軽量・高速応答性・直流低電圧駆動などの特性から、発光素子は次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されている。また、自発光型であり視野角が広いことから、視認性も比較的良好であり、電気器具の表示画面に用いる素子として有効と考えられている。
【０００７】
このような発光素子は、その駆動方法の違いからパッシブマトリクス型（単純マトリクス型）とアクティブマトリクス型とに分類される。しかし、ＱＶＧＡ以上の画素数を有する高精細な表示が可能であることから、特にアクティブマトリクス型のものが注目されている。
【０００８】
発光素子を有するアクティブマトリクス型の発光装置は、図１８に示すような素子構造を有しており、基板１９０１上にＴＦＴ１９０２が形成され、ＴＦＴ１９０２上には、層間絶縁膜１９０３が形成される。なお、層間絶縁膜１９０３は、酸化珪素や窒化珪素といった珪素を含む無機材料やポリイミド、ポリアミド及びアクリルといった有機樹脂材料等の有機材料を用いて形成することができる。しかし、基板表面を平坦化する上では、有機材料の方が適している。
【０００９】
そして、層間絶縁膜１９０３上には、配線１９０４によりＴＦＴ１９０２と電気的に接続された陽極（画素電極）１９０５が形成される。陽極１９０５を形成する材料としては、仕事関数の大きい透明性導電材料が適しており、ＩＴＯ（indium tin oxides）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化インジウムと酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる合金、金の半透過膜、ポリアニリンなどが提案されている。このうちでＩＴＯは、バンドギャップが約３．７５ｅＶであり、可視光の領域で高い透明性を持つことから最も多く用いられている。
【００１０】
なお、ＩＴＯの成膜方法としては、化学気相成長法、スプレーパイロリシス、真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタ法、イオンビームスパッタ法、イオンプレーティング、イオンアシスト蒸着などがあるが、近年工業的にはスパッタ法が用いられることが多い。
【００１１】
陽極１９０５上には、有機化合物層１９０６が形成される。なお、本明細書では、陽極と陰極の間に設けられた全ての層を有機化合物層と定義する。有機化合物層１９０６には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的に発光素子は、陽極／発光層／陰極が順に積層された構造を有しており、この構造に加えて、陽極／正孔注入層／発光層／陰極や、陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極等の順に積層した構造を有していることもある。
【００１２】
なお、有機化合物層１９０６を作製する有機化合物の成膜方法には、蒸着法、印刷法、インクジェット法やスピンコーティング法といった成膜方法がある。中でもメタルマスクを用いて塗り分けが可能である蒸着法は、低分子系の有機材料成膜の際に多く用いられている。
【００１３】
有機化合物層１９０６を形成した後で、陰極１９０７を形成することにより、発光素子１９０８が形成される。なお、図１８では、一画素に形成される発光素子しか示していないが、実際には、これらが画素部に複数形成されることによりアクティブマトリクス型の発光装置が形成される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
発光装置の作製において、電極の改良は発光素子の素子特性を向上させる上では重要な要素である。
【００１５】
しかしながら、陽極形成に関していくつかの問題を有している。まず、上述したようなアクティブマトリクス型の素子構造の場合、陽極が層間絶縁膜と接して形成されることから以下に述べるような二つの問題点が生じる。
【００１６】
まず一つは、層間絶縁膜を形成する有機樹脂材料と陽極を形成する透明性導電膜（ＩＴＯ）の温度特性に違いがあることから生じる問題である。具体的には、接して形成される二つの材料の温度に対する熱膨張率が異なることから、温度を加えたときに熱膨張率の小さい方の材料が、その界面においてクラック（亀裂）等を発生し易いというものである。
【００１７】
図２（Ａ）には、温度に対する熱膨張率の関係を示している。なお、ここでは、横軸に温度をとり、縦軸に熱膨張率をとっている。また、２０１は層間絶縁膜を形成する有機樹脂材料（ＰＩ：ポリイミド）の熱膨張率を示し、２０２は陽極を形成する透明性導電膜（ＩＴＯ）の熱膨張率を示している。このグラフにおいて、温度がＴｘの時、有機樹脂材料（ＰＩ）は熱膨張率がａ1であるが、ＩＴＯの熱膨張率はａ2となる。
【００１８】
これらの熱膨張率に関してａ1＞ａ2なる関係であることから、図２（Ｂ）に示すように基板２１１上に有機樹脂材料２１２とＩＴＯ２１３とが積層して形成される場合には、図２（Ｂ）の２１４で示すようにその界面において、ＩＴＯ２１３にクラックが発生する。
【００１９】
ＩＴＯは、発光素子の陽極であり、発光に関与する正孔を注入する電極であるために、ここにクラックが発生すると正孔の発生に影響を与えたり、注入される正孔が減少したり、さらには、発光素子の劣化原因となりうる。
【００２０】
もう一つは、ポリイミド、ポリアミドおよびアクリルといった有機樹脂材料で形成された層間絶縁膜から発生する気体の問題である。一般に発光素子は、酸素や水により劣化しやすいことが知られていることから、層間絶縁膜から発生した酸素等の気体により発光素子の劣化が促進されるという問題である。
【００２１】
さらに、陽極表面の平坦性に起因する問題点もある。これは、パッシブマトリクス型およびアクティブマトリクス型のいずれにも共通する問題であるが、陽極表面の平坦性が悪いと、陽極上に形成される有機化合物層の膜厚も不均一になる。このように発光素子の有機化合物層の膜厚が不均一であると、電界が不均一に加わり、有機化合物層における電流密度も不均一なものとなる。この結果、発光素子の輝度が低下するだけでなく、素子の劣化が早まるために素子寿命が低下する。
【００２２】
そこで本発明では、これらの問題を解決することによって、従来よりも素子の劣化が遅く、寿命が長い発光素子を提供することを目的とする。
【００２３】
また、このような発光素子を用いることにより、従来よりも寿命の長い発光装置を提供することを目的とする。さらに、前記発光装置を用いて電気器具を作製することにより、従来よりも長保ちする電気器具を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための方法について以下に説明する。すなわち、図１のように基板１０１上にＴＦＴ（電流制御用ＴＦＴ）１０２が形成され、その上に有機樹脂材料からなる層間絶縁膜１０３が形成され、さらに層間絶縁膜１０３の上に、無機絶縁材料からなる絶縁膜１０４が形成されるという構造である。
【００２５】
なお、絶縁膜１０４としては、酸化珪素、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＮＯ）といった珪素又はアルミニウムを含む無機絶縁材料が用いられる。
【００２６】
ここで、層間絶縁膜１０３上に絶縁膜１０４を形成するのは、層間絶縁膜１０３からの脱ガスを防ぐためと、層間絶縁膜１０３と、その上に形成される陽極（ＩＴＯ）１０６との間の熱膨張率による差から、陽極（ＩＴＯ）１０６のうち、界面付近の一部にクラックが生じるのを緩和するためである。
【００２７】
なお、絶縁膜１０４を形成する無機絶縁材料の熱膨張率は、図２（Ａ）の２０３に示すとおりである。つまり、無機絶縁材料の熱膨張率は、有機樹脂材料（ＰＩ）２０１と透明性導電膜（ＩＴＯ）２０２との間の値をとることが分かる。
【００２８】
具体的には、温度Ｔｘにおける有機樹脂材料（ＰＩ）の熱膨張率は、ａ1であり、陽極を形成するＩＴＯの熱膨張率はａ3であり、絶縁材料の熱膨張率はａ2であり、これらの熱膨張率の関係は、ａ1＞ａ2＞ａ3である。このため、図２（Ｃ）に示すように無機絶縁材料からなる絶縁膜２２３を層間絶縁膜２２２と陽極２２４の間に形成すると、熱膨張率の差により陽極（ＩＴＯ）２２４にかかる張力（ずれ応力）を緩和することができる。
【００２９】
また、有機樹脂材料には、酸素などの気体が含まれており、時間と共に有機樹脂内部から放出されることがある。しかし、上述のように有機樹脂材料からなる層間絶縁膜上に無機絶縁材料からなる絶縁膜２２３を設けることで、有機樹脂内部から気体が放出されるのを防ぐことができる。
【００３０】
これにより、有機樹脂材料からなる層間絶縁膜の上に形成される発光素子の気体による劣化を防ぐことができるため、発光素子を長寿命化させることができる。
【００３１】
絶縁膜１０４が形成された後で、層間絶縁膜１０３および絶縁膜１０４にコンタクトホールを開け、電流制御用ＴＦＴ１０２との配線１０５を形成する。そして、この配線１０５と接するようにして透明性導電材料からなる陽極１０６が形成される。
【００３２】
そして、陽極１０６上に有機化合物層１０７及び陰極１０８を形成することにより、陽極１０６、有機化合物層１０７および陰極１０８からなる発光素子１０９が形成され、アクティブマトリクス型の発光装置が完成する。
【００３３】
しかし、陽極となる透明性導電膜の表面は粗く凹凸を有しているため、発光素子１０９における発光輝度を上げ、長寿命化を図るためには、透明性導電膜表面の平坦化が要求される。
【００３４】
なお、表面の平坦性、すなわち表面粗さは、その接触角と関係を有している。表面に微細な凹凸構造を有するとき、単位面積あたりの表面自由エネルギーは、それに応じて変化する。これは、Ｗｅｎｚｅｌの式（式１）で説明される。
【００３５】
【式１】
ＣＯＳθ'＝γ（γS−γSL）／γL＝γＣＯＳθ
【００３６】
ここで、θは平滑面における接触角であり、θ'は凹凸構造を有する面における接触角である。なお、γSは、固体表面における表面自由エネルギーを表し、γLは、液体表面における表面自由エネルギーを表し、γSLは、固体と液体の界面における表面自由エネルギーを表している。また、ｒは、平滑面に対して、凹凸構造を有する面の表面積が何倍になっているかを示すパラメータである。つまり、この式から接触角がその表面積に応じて変化することがいえる。
【００３７】
具体的には、凹凸構造を有する透明性導電膜表面における接触角θ'がθ'＜９０°である場合には、平坦化することにより処理後の接触角θはθ'＜θなる関係を満たす。また、θ'＞９０°である場合には、逆に平坦化することにより処理後の接触角θはθ'＞θなる関係を満たす。
【００３８】
そこで、本発明では、発光装置の作製において、透明性導電膜を成膜した後で表面を洗浄液と共に拭浄性の材料であるＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系の多孔質体により拭浄することにより表面における水に対する接触角を変化させ、接触角を変化させることを指標とした表面の平坦化を行う。
【００３９】
なお、配線形成後に形成された陽極表面を直接拭浄して平坦化させる方法について述べたが、本発明においては、陽極表面に０．１ｎｍ以上５ｎｍ以下程度の平坦化膜を形成して、平坦性を高めた後で、この平坦化膜を同様の方法で拭浄することも可能である。
【００４０】
また、配線形成後、透明性導電膜を陽極としてパターニングする前に拭浄することも可能である。さらには、陽極を先に形成し、陽極表面を拭浄した後で、配線を形成させても良い。
【００４１】
陽極１０６の表面を拭浄した後で、絶縁性の材料からなるバンク１１０が形成される。なお、バンク１１０の形状は、ここで用いる絶縁性材料及びエッチング条件により制御することができる。そして、バンク１１０を形成した後で有機化合物を含む有機化合物層１０７が形成され、さらに陰極１０８が形成される。以上により、陽極１０６、有機化合物層１０７、陰極１０８からなる発光素子１０９を形成することができる。
【００４２】
さらに、陰極が形成された後で、有機化合物層が形成され、陽極が形成されるという素子構造を有する場合においては、陰極を形成した後で陰極表面を先に説明した方法で拭浄することもできる。
【００４３】
ところで近年、三重項励起状態から基底状態に戻る際に放出されるエネルギー（以下、「三重項励起エネルギー」と記す）を発光に変換できる発光素子が相次いで発表され、その発光効率の高さが注目されている（文献１：D. F. O'Brien, M. A. Baldo, M. E. Thompson and S. R. Forrest, "Improved energy transfer in electrophosphorescent devices", Applied Physics Letters, vol. 74, No. 3, 442-444 (1999)）（文献２：Tetsuo TSUTSUI, Moon-Jae YANG, Masayuki YAHIRO, Kenji NAKAMURA, Teruichi WATANABE, Taishi TSUJI, Yoshinori FUKUDA, Takeo WAKIMOTO and Satoshi MIYAGUCHI, "High Quantum Efficiency in Organic Light-Emitting Devices with Iridium-Complex as a Triplet Emissive Center", Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 38, L1502-L1504 (1999)）。
【００４４】
文献１では白金を中心金属とする金属錯体を、文献２ではイリジウムを中心金属とする金属錯体を用いている。これらの三重項励起エネルギーを発光に変換できる有機化合物（以下三重項発光材料とよぶ）を用いて形成される発光素子（以下、「三重項発光素子」と記す）は、従来よりも高輝度発光・高発光効率を達成することができる。
【００４５】
しかしながら、文献２の報告例によると、初期輝度を500cd/m2に設定した場合の輝度の半減期は170時間程度であり、素子寿命に問題がある。そこで、本発明を三重項発光素子に適用することにより、三重項励起状態からの発光による高輝度発光・高発光効率に加え、素子の寿命も長いという非常に高機能な発光素子が可能となる。
【００４６】
したがって、以上のような層間絶縁膜上に絶縁膜を形成し、さらに陽極表面を平坦化するという本発明の概念を、三重項発光素子に適用したものも本発明に含めるものとする。
【００４７】
【発明の実施の形態】
本発明の発光素子を作製する方法について以下に説明する。なお、ここでは、説明を簡略化するために発光素子が形成される画素部の一部についてのみ説明する。
【００４８】
〔実施の形態１〕
はじめに、図３（Ａ）に示すように基板３０１上にＴＦＴ３０２が形成される。なお、ここで示されているのは、発光素子に流れる電流を制御するＴＦＴであり、本明細書中では、電流制御用ＴＦＴ３０２とよぶ。
【００４９】
次に、電流制御用ＴＦＴ３０２の上には、基板表面の平坦化の目的で層間絶縁膜３０３が形成される。なお、ここでは、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）といった有機樹脂等の材料が用いられ、１．０〜２．０μｍの平均膜厚で形成される（図３（Ｂ））。
【００５０】
このように、層間絶縁膜３０３を有機樹脂材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減できる。層間絶縁膜からの脱ガスを防ぐために、図３（Ｃ）に示すように層間絶縁膜３０３上に絶縁膜３０４が形成される。
【００５１】
絶縁膜３０４は、酸化珪素、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＮＯ）といった珪素又はアルミニウムを含む無機絶縁材料、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すれば良い。いずれにしても絶縁膜３０４は無機絶縁材料から形成する。絶縁膜３０４の膜厚は１００〜２００ｎｍとする。なお、絶縁膜３０４を形成する場合には、プラズマＣＶＤ法で、反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．１〜１．０W/cm2で放電させて形成することができる。
【００５２】
その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの電流制御用ＴＦＴ３０２のドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。絶縁膜３０４をまずエッチングし、有機樹脂材料から成る層間絶縁膜３０３をエッチングすることによりコンタクトホールを形成することができる。
【００５３】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エッチングすることで、配線３０５を形成する（図３（Ｄ））。なお、配線材料としては、ＡｌやＴｉの他、これらの合金膜を用いることも可能である。
【００５４】
次いで、その上に透明性導電膜が形成され、パターニングすることによって画素電極となる陽極３０６が形成される（図３（Ｅ））。なお、透明電極として酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに２〜２０[％]の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明性導電膜を用いることができる。
【００５５】
陽極３０６が、形成されたところで加熱処理を行う。ここでは、２３０〜３５０℃で加熱し、陽極を形成する透明性導電膜の結晶化を行う。
【００５６】
次に、陽極表面に本発明の平坦化処理を行う。処理の方法としては、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系の多孔質体を用いて陽極３０６の表面を拭浄することにより、陽極３０６表面の平坦化を行う。
【００５７】
なお、本実施の形態１における透明性導電膜表面の接触角θ1は、θ1＜９０°であることから、拭浄処理を行うことにより、処理後の接触角θ2との関係がθ1＜θ2となるようにする。
【００５８】
なお、ＰＶＡ系の多孔質体３０８での拭浄方法としては、軸３０７にＰＶＡ系の多孔質体３０８を巻き付け、これを陽極３０６の表面に接触させ、軸３０７を回転させるといった方法がある。しかし、本発明において、ＰＶＡ系の多孔質体３０８と陽極表面との間に生じる摩擦力により陽極表面が拭浄されて平坦化されればよいので、この方法に限られることはない。
【００５９】
また、ＰＶＡ系の多孔質体３０８での拭浄の際には、洗浄液を用いる。この時用いる洗浄液としては、純水のみの他に、高級アルコールまたはアルキルベンゼンを原料とするアルキルベンゼンスルホン酸塩等の中性洗剤や、弱酸性及び弱アルカリ性の薬品を含む水溶液を用いることができる。さらに、エタノール、メタノール、トルエン、アセトンといった極性溶媒のほか、ベンゼンや四塩化炭素といった無極性溶媒を用いることも可能である。
【００６０】
なお、処理速度および表面の平坦性は軸３０７の回転数および押し込み値により調節することができる。なお、本明細書中における押し込み値とは、基板の垂直方向をＹ方向とし、ＰＶＡ系の多孔質体３０８が処理表面と接している時の軸の位置を基準値（Ｙ＝０）として、基板にＰＶＡ系の多孔質体を押しつける方向を正方向とし、拭浄する際に軸がどれだけ基板方向に移動しているかを示す値である。なお、本発明において、軸３０７の回転数は１００〜３００ｒｐｍが望ましく、また押し込み値は０．１〜１．０ｍｍとするのが望ましい。
【００６１】
以上のようにして、陽極３０６の表面が平坦化された後で、図３（Ｆ）に示すように、バンク３０９、有機化合物層３１０、陰極３１１が形成される。
【００６２】
なお、バンク３０９は、陽極間の隙間を埋めるために形成されており、材料としては、有機樹脂等の有機材料を用いて成膜した後、エッチングにより所望の形状に形成される。また、本実施例においては、有機化合物層３１０は、発光層の他に正孔注入層として、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層及びバッファー層といった複数の層を組み合わせて積層することにより形成される。なお、有機化合物層３１０の膜厚としては１０〜４００[ｎｍ]とすればよい。
【００６３】
有機化合物層３１０を形成した後で、蒸着法により陰極３１１が形成される。陰極３１１となる導電膜としては、ＭｇＡｇやＡｌ−Ｌｉ合金膜（アルミニウムとリチウムとの合金膜）の他、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が共蒸着法により形成された膜を用いることが可能である。なお、陰極３１１の膜厚は８０〜２００[ｎｍ]とすれば良い。以上により、本発明の発光素子を形成することができる。
【００６４】
なお、本実施の形態においては、陽極３０６上を拭浄した後でバンク３０９を形成するという方法について示したが、バンクを形成した後で陽極表面を拭浄しても良い。しかし、この方法を用いると凹凸状の陽極表面に形成された有機樹脂等の有機材料がバンクのパターニングの際に陽極表面においてエッチングされにくくなるという問題が生じる。
【００６５】
〔実施の形態２〕
本発明における平坦化処理は、実施の形態１で示したような陽極の形成後に限られることはなく、透明性導電膜成膜後（陽極パターニング前）に平坦化を行うことも可能である。
【００６６】
そこで、実施の形態１で示したのとは異なる方法により発光素子を形成する方法について、図５を用いて説明する。
【００６７】
なお、基板５０１上に電流制御用ＴＦＴ５０２が形成され、層間絶縁膜５０３および絶縁膜５０４が形成された後で、絶縁膜５０４及び層間絶縁膜５０３にコンタクトホールが形成され、電流制御用ＴＦＴ５０２と電気的に接続される配線５０５が形成されるまでの作製方法（図５（Ａ）〜図５（Ｃ））については、実施の形態１で示したのと同様の方法を用いる。
【００６８】
そして、配線５０５が形成されたところで、図５（Ｄ）に示すように透明性導電膜５０６が８０〜２００ｎｍの厚さで形成される。なお、透明性導電膜５０６としては、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムと酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した材料を用いることができる。
【００６９】
そして、透明性導電膜５０６が形成されたところで本発明の平坦化処理を行う。処理の方法としては、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系の多孔質体を用いて透明性導電膜５０６の表面を拭浄することにより、表面の平坦化を行う。
【００７０】
なお、ＰＶＡ系の多孔質体での拭浄方法としては、実施の形態１において説明したのと同様の方法を用いて行えば良く、ＰＶＡ系の多孔質体５０８を巻き付けた軸５０７を回転させ、ＰＶＡ系の多孔質体５０８が透明性導電膜５０６の表面と接触した際の摩擦力により、透明性導電膜５０６の表面が平坦化される。
【００７１】
なお、拭浄処理の際には洗浄液を用いる。この時用いる洗浄液としては、純水のみの他に、高級アルコールまたはアルキルベンゼンを原料とするアルキルベンゼンスルホン酸塩等の中性洗剤や、弱酸性及び弱アルカリ性の薬品を含む水溶液を用いることができる。さらに、エタノール、メタノール、アセトン、トルエンといった極性溶媒の他、ベンゼンや四塩化炭素といった無極性溶媒を用いることも可能であるが、本実施の形態においては、純水や中性洗剤を洗浄液として用いるのが望ましい。
【００７２】
また、軸５０７の回転数は１００〜３００ｒｐｍとし、押し込み値は０．１〜１．０ｍｍとするのが望ましい。
【００７３】
透明性導電膜５０６の表面が平坦化された後で、図５（Ｅ）に示すように、パターニングにより陽極５０９が形成される。陽極５０９が、形成されたところで加熱処理を行う。なお、ここでは、２３０〜３５０℃で加熱し、陽極を形成する透明性導電膜の結晶化を行う。陽極５０９が形成されたところで、バンク５１０、有機化合物層５１１、陰極５１２が形成される。なお、バンク５１０、有機化合物層５１１及び陰極５１２は、実施の形態１で示したのと同様に行えばよい。
【００７４】
以上により、本発明の発光素子を有する発光装置を形成することができる。
【００７５】
〔実施の形態３〕
さらに、本実施の形態３においては、陽極表面上に有機樹脂材料からなる平坦化膜を形成して陽極上の凹凸面を小さくさせた後で、ＰＶＡ系の多孔質体による拭浄処理を行い、平坦化させる方法について説明する。
【００７６】
図６（Ａ）における基板６０１上に電流制御用ＴＦＴ６０２が形成され、層間絶縁膜６０３および絶縁膜６０４が形成された後で、絶縁膜６０４及び層間絶縁膜６０３にコンタクトホールが形成され、電流制御用ＴＦＴ６０２と電気的に接続される配線６０５を形成するまでの作製方法については、実施の形態１で示したのと同様の方法を用いる。
【００７７】
そして、配線６０５が形成されたところで、透明性導電膜６０６が８０〜１２０ｎｍの厚さで形成される。なお、透明性導電膜６０６としては、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した材料を用いることができる。
【００７８】
本実施の形態３においては、透明性導電膜６０６が形成された後、これをパターニングすることにより陽極６０７が形成される。そして、陽極６０７が、形成されたところで加熱処理を行う。なお、ここでは、２３０〜３５０℃で加熱し、陽極６０７を形成する透明性導電膜の結晶化を行う（図６（Ｂ））。そして、陽極６０７が形成されたところで、平坦化膜６０８が形成される（図６（Ｃ））。
【００７９】
次に、本発明の平坦化処理を行う。処理の方法としては、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系の多孔質体を用いて平坦化膜６０８の表面を拭浄することにより、表面の平坦化を行う（図６（Ｄ））。
【００８０】
なお、ＰＶＡ系の多孔質体での拭浄方法としては、実施の形態１において説明したのと同様の方法を用いて行えば良く、ＰＶＡ系の多孔質体６１０を巻き付けた軸６０９を回転させ、ＰＶＡ系の多孔質体６１０が平坦化膜６０８の表面と接触した際の摩擦力により、平坦化膜６０８の表面が拭浄され、平坦化される。
【００８１】
なお、ＰＶＡ系の多孔質体での拭浄の際には洗浄液を用いる。この時用いる洗浄液としては、純水のみの他に、高級アルコールまたはアルキルベンゼンを原料とするアルキルベンゼンスルホン酸塩等の中性洗剤や、弱酸性及び弱アルカリ性の薬品を含む水溶液を用いることができる。さらに、エタノール、メタノール、アセトン、トルエンといった極性溶媒の他、ベンゼンや四塩化炭素といった無極性溶媒を用いることも可能であるが、本実施の形態においては、極性溶媒、もしくは無極性溶媒を洗浄液として用いるのが望ましい。
【００８２】
また、軸５０７の回転数は１００〜３００ｒｐｍとし、押し込み値は０．１〜１．０ｍｍとするのが望ましい。
【００８３】
平坦化膜６０８の表面が平坦化された後で、図６（Ｅ）に示すように、バンク６１１、有機化合物層６１２、陰極６１３が形成される。なお、バンク６１１、有機化合物層６１２及び陰極６１３は、実施の形態１で示したのと同様に行えばよい。
【００８４】
以上により、本発明の発光素子を有する発光装置を形成することができる。なお、本実施の形態３を実施することにより、陽極表面における凹凸を平坦性の高い有機樹脂材料で、ある程度平坦化させてからベルクリンを用いた平坦化処理を行うので、陽極表面を直接平坦化するのに比べて、より短時間での処理が可能となり、生産時におけるスループットの向上に有効である。
【００８５】
以上に示したように、本発明を用いた発光素子を有する発光装置を形成することにより、層間絶縁膜と陽極の界面に形成した絶縁膜により、層間絶縁膜を形成する有機樹脂材料からの脱ガスを防ぐことができ、さらにこの絶縁膜により層間絶縁膜と陽極との熱膨張率の差を緩和させることができるために陽極との界面に生じるクラックを防ぐことができる。
【００８６】
さらに、陽極表面をＰＶＡ系多孔質体で拭浄することにより平坦化させることにより、発光素子の輝度特性の向上、低駆動電圧化及び素子の長寿命化をはかることができる。
【００８７】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例では、実施の形態１で説明した作製方法により作製された発光素子について説明する。なお、本実施例は図３を用いて説明する。
【００８８】
はじめに、図３（Ａ）に示すように基板３０１上に電流制御用ＴＦＴ３０２が複数形成される。なお、基板としてはガラス基板を用いる。また、基板上に形成される電流制御用ＴＦＴを含むＴＦＴの作製方法については、実施例３において詳細に説明する。
【００８９】
次に、電流制御用ＴＦＴ３０２の上には、層間絶縁膜３０３が形成される。なお、本実施例では、ポリイミドを用い、１．０〜２．０μｍの平均膜厚で形成する（図３（Ｂ））。
【００９０】
次に、層間絶縁膜３０３上に絶縁膜３０４を形成する。なお、本実施例において、絶縁膜を形成する無機絶縁材料としては、酸化窒化シリコン膜を用いる。なお、膜厚は１００〜２００ｎｍとする。
【００９１】
本実施例においては、プラズマＣＶＤ法で、反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．１〜１．０W/cm2で放電させ、ＳｉＨ4、ＮＨ3、及びＮ2Ｏを反応ガスとして用いて形成する。
【００９２】
その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの電流制御用ＴＦＴ３０２のドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールはドライエッチング法で形成する。この場合、エッチングガスにＣＦ4、Ｏ2の混合ガスを用い絶縁膜３０４をまずエッチングし、次にＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る層間絶縁膜３０３をエッチングすることによりコンタクトホールを形成することができる。
【００９３】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エッチングすることで、配線３０５を形成する（図３（Ｄ））。なお、本実施例では、配線材料としては、Ａｌを用いる。
【００９４】
次いで、その上に透明性導電膜が８０〜１２０ｎｍの厚さで形成され、パターニングすることによって画素電極となる陽極３０６が形成される（図３（Ｅ））。なお、透明性導電材料として酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜を用いる。
【００９５】
陽極３０６が、形成されたところで加熱処理を行う。本実施例においては、２３０〜３５０℃で加熱し、陽極を形成するＩＴＯの結晶化を行う。そして、熱処理後に陽極表面の平坦化処理を行う。処理の方法としては、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系の多孔質体、具体的には、ベルクリン（小津産業製）を用いて陽極３０６の表面を拭浄することにより、陽極３０６表面の平坦化を行う。
【００９６】
なお、本実施例においてはベルクリン３０８での拭浄方法としては、図４（Ａ）に示すように軸３０７にベルクリン３０８を巻き付け、これを陽極３０６の表面に接触させ、軸３０７を回転させて、陽極３０６の表面とベルクリン３０８との間に生じる摩擦力により、陽極３０６の表面を図４（Ｂ）に示すように平坦化させることができる。
【００９７】
なお、図４（Ｃ）には、図４（Ａ）に示すように平坦化処理前の陽極表面における水に対する接触角θ1を示してあり、図４（Ｄ）には、図４（Ｂ）に示す、平坦化処理後の陽極表面における水に対する接触角θ2を示す。なお、本実施例においては、接触角θ1は、θ1＜９０°であることから、これらの接触角にはθ1＜θ2なる大小関係が成り立つ。
【００９８】
ここで、平坦化処理の前後における接触角を測定した結果を図１５に示す。測定は、ガラス基板上に形成させた透明性導電膜表面をベルクリンにより拭浄した際の接触角を測定したものである。以上により、透明性導電膜表面は、拭浄により接触角が大きくなることが示される。
【００９９】
また、ベルクリン３０８での拭浄の際には、洗浄液を用いるが、本実施例では、純水を用いる。なお、本実施例における軸３０７の回転数は１００〜３００ｒｐｍとし、押し込み値を０．１〜１．０ｍｍとする。
【０１００】
陽極３０６の表面が平坦化された後で、図３（Ｆ）に示すように、バンク３０９、有機化合物層３１０、陰極３１１が形成される。
【０１０１】
なお、バンク３０９は、陽極間の隙間を埋めるために形成されており、材料としては、有機樹脂等の有機材料を用いて成膜した後、エッチングにより所望の形状に形成される。なお、本実施例においては、有機化合物層３１０は、正孔注入層として銅フタロシアニン（以下、ＣｕＰｃと示す）を２０ｎｍの膜厚で形成し、正孔輸送層として、４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（以下、α−ＮＰＤと示す）を２０ｎｍ膜厚で形成した後、発光層として４，４’−ジカルバゾール−ビフェニル（以下、ＣＢＰと示す）とトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（以下、Ｉｒ（ｐｐｙ）3と示す）を共蒸着法により２０ｎｍ形成し、正孔阻止層としてバソキュプロイン（以下、ＢＣＰと示す）を１０ｎｍの膜厚に形成し、さらに電子輸送層としてトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ3と示す）を４０ｎｍの膜厚で形成される積層構造を有している。
【０１０２】
有機化合物層３１０を形成した後で、蒸着法により陰極３１１が形成される。陰極３１１となる導電膜としては、Ｍｇ：Ａｇ（マグネシウムと銀との合金膜）やＡｌ：Ｌｉ（アルミニウムとリチウムとの合金膜）等の合金膜の他、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が共蒸着法により形成された膜を用いることが可能である。なお、陰極３１１の膜厚は８０〜２００[ｎｍ]（典型的には１００〜１５０[ｎｍ]）とすれば良い。
【０１０３】
以上により、本発明の発光素子を形成することができる。
【０１０４】
〔実施例２〕
本実施例では、実施の形態３で説明した作製方法により作製された発光素子について説明する。なお、本実施例は図６を用いて説明する。
【０１０５】
本実施例では、陽極表面上に有機樹脂材料としてポリイミドを用いて５０ｎｍの膜厚で平坦化膜６０８を形成する（図６（Ｃ））。
【０１０６】
平坦化膜６０８を形成した後で、ベルクリン（小津産業製）を用いて平坦化膜６０８の表面を拭浄することにより、表面の平坦化を行う（図６（Ｄ））。
【０１０７】
ここで図７を用いて具体的に説明する。なお、図７で用いる符号は、図６で用いているものと同様である。絶縁膜６０４上に形成される陽極６０７の表面は図７（Ａ）に示すように凹凸形状を有している。
【０１０８】
しかし、ここに平坦性を有する有機樹脂材料を用いて、平坦化膜６０８を形成することにより、図７（Ｂ）に示すように表面の平坦性を増すことができる。そして、平坦化膜により平坦性を増した表面をベルクリンで拭浄することで、より平坦化された表面を得ることができる。
【０１０９】
なお、ベルクリンでの拭浄方法としては、実施の形態３において説明したのと同様の方法を用いて行えば良く、ベルクリン６１０を巻き付けた軸６０９を回転させ、ベルクリン６１０が平坦化膜６０８の表面と接触した際の摩擦力により、平坦化膜６０８の表面が拭浄され、平坦化される。
【０１１０】
なお、本実施例におけるベルクリンでの拭浄の際にはエタノール若しくはメタノールを洗浄液として用いる。また、軸５０７の回転数は１００〜３００ｒｐｍとし、押し込み値は０．１〜１．０ｍｍとする。
【０１１１】
平坦化膜６０８の表面が平坦化された後で、バンク６１１、有機化合物層６１２、陰極６１３が形成される。なお、バンク６１１、有機化合物層６１２及び陰極６１３は、実施例１と同様の方法を用いて作製すればよい。
【０１１２】
〔実施例３〕
さらに、本発明の陽極表面の平坦化は、実施例１で示した作製方法の処理の順序を変えて作製することも可能である。すなわち、層間絶縁膜及び絶縁膜を形成した後、電流制御用ＴＦＴとの配線を形成する前に陽極を形成し、これを平坦化させた後で、絶縁膜および層間絶縁膜にコンタクトホールを形成し、配線を形成することもできる。この場合、平坦化された陽極表面に配線を形成することから、陽極と配線の密着性を向上させることができる。
【０１１３】
〔実施例４〕
本実施例においては、本発明を用いて作製される発光素子について説明する。なお、ここでは、同一基板上に本発明の発光素子を有する画素部と、画素部の周辺に設ける駆動回路のＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴ）を同時に作製する方法の一例について図８〜図１０を用いて説明する。
【０１１４】
まず、本実施例ではコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板９００を用いる。なお、基板９００としては、透光性を有する基板であれば限定されず、石英基板を用いても良い。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよい。
【０１１５】
次いで、図８（Ａ）に示すように、基板９００上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜９０１を形成する。本実施例では下地膜９０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。下地膜９０１の一層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、ＮＨ3、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜９０１ａを１０〜２００ｎｍ（好ましくは５０〜１００ｎｍ）形成する。本実施例では、膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜９０１ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した。次いで、下地膜９０１のニ層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜９０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０ｎｍ）の厚さに積層形成する。本実施例では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜９０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成した。
【０１１６】
次いで、下地膜９０１上に半導体層９０２〜９０５を形成する。半導体層９０２〜９０５は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜した後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）を行って得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニングして形成する。この半導体層９０２〜９０５の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくは珪素（シリコン）またはシリコンゲルマニウム（ＳｉXＧｅ1-X（Ｘ＝０．０００１〜０．０２））合金などで形成すると良い。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜した後、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素膜上に保持させた。この非晶質珪素膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行い、さらに結晶化を改善するためのレーザーアニ―ル処理を行って結晶質珪素膜を形成した。そして、この結晶質珪素膜をフォトリソグラフィー法を用いたパターニング処理によって、半導体層９０２〜９０５を形成する。
【０１１７】
また、半導体層９０２〜９０５を形成した後、ＴＦＴのしきい値を制御するために、半導体層９０２〜９０５に微量な不純物元素（ボロンまたはリン）をドーピングしてもよい。
【０１１８】
また、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやＹＡＧレーザー、ＹＶＯ4レーザーを用いることができる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００ｍＪ／ｃｍ2(代表的には２００〜３００ｍＪ／ｃｍ2)とする。また、ＹＡＧレーザーを用いる場合にはその第２高調波を用いパルス発振周波数３０〜３００ｋＨｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００ｍＪ／ｃｍ2(代表的には３５０〜５００ｍＪ／ｃｍ2)とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率（オーバーラップ率）を５０〜９０％として行えばよい。
【０１１９】
次いで、半導体層９０２〜９０５を覆うゲート絶縁膜９０６を形成する。ゲート絶縁膜９０６はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【０１２０】
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosiliｃate）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６ＭＨｚ）電力密度０．５〜０．８Ｗ／ｃｍ2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【０１２１】
そして、ゲート絶縁膜９０６上にゲート電極を形成するための耐熱性導電層９０７を２００〜４００ｎｍ（好ましくは２５０〜３５０ｎｍ）の厚さで形成する。耐熱性導電層９０７は単層で形成しても良いし、必要に応じて二層あるいは三層といった複数の層から成る積層構造としても良い。耐熱性導電層にはＴａ、Ｔｉ、Ｗから選ばれた元素、または前記元素を成分とする合金か、前記元素を組み合わせた合金膜が含まれる。これらの耐熱性導電層はスパッタ法やＣＶＤ法で形成されるものであり、低抵抗化を図るために含有する不純物濃度を低減させることが好ましく、特に酸素濃度に関しては３０ｐｐｍ以下とすると良い。本実施例ではタングステン（Ｗ）膜を３００ｎｍの厚さで形成する。Ｗ膜はＷをターゲットとしてスパッタ法で形成しても良いし、６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いて熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。このことより、スパッタ法による場合、純度９９．９９９９％のＷターゲットを用い、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができる。
【０１２２】
一方、耐熱性導電層９０７にＴａ膜を用いる場合には、同様にスパッタ法で形成することが可能である。Ｔａ膜はスパッタガスにＡｒを用いる。また、スパッタ時のガス中に適量のＸｅやＫｒを加えておくと、形成する膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止することができる。α相のＴａ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ程度でありゲート電極に使用することができるが、β相のＴａ膜の抵抗率は１８０μΩｃｍ程度でありゲート電極とするには不向きであった。ＴａＮ膜はα相に近い結晶構造を持つので、Ｔａ膜の下地にＴａＮ膜を形成すればα相のＴａ膜が容易に得られる。また、図示しないが、耐熱性導電層９０７の下に２〜２０ｎｍ程度の厚さでリン（Ｐ）をドープしたシリコン膜を形成しておくことは有効である。これにより、その上に形成される導電膜の密着性向上と酸化防止を図ると同時に、耐熱性導電層９０７が微量に含有するアルカリ金属元素が第１の形状のゲート絶縁膜９０６に拡散するのを防ぐことができる。いずれにしても、耐熱性導電層９０７は抵抗率を１０〜５０μΩｃｍの範囲ですることが好ましい。
【０１２３】
次に、フォトリソグラフィーの技術を使用してレジストによるマスク９０８を形成する。そして、第１のエッチング処理を行う。本実施例ではＩＣＰエッチング装置を用い、エッチング用ガスにＣｌ2とＣＦ4を用い、１Ｐａの圧力で３．２Ｗ／ｃｍ2のＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを形成して行う。基板側（試料ステージ）にも２２４ｍＷ／ｃｍ2のＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入し、これにより実質的に負の自己バイアス電圧が印加される。この条件でＷ膜のエッチング速度は約１００ｎｍ／ｍｉｎである。第１のエッチング処理はこのエッチング速度を基にＷ膜がちょうどエッチングされる時間を推定し、それよりもエッチング時間を２０％増加させた時間をエッチング時間とする。
【０１２４】
第１のエッチング処理により第１のテーパー形状を有する導電層９０９〜９１２が形成される。導電層９０９〜９１２のテーパー部の角度は１５〜３０°となるように形成される。残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させるオーバーエッチングを施すものとする。Ｗ膜に対する酸化窒化シリコン膜（ゲート絶縁膜９０６）の選択比は２〜４（代表的には３）であるので、オーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされる（図８（Ｂ））。
【０１２５】
そして、第１のドーピング処理を行い一導電型の不純物元素を半導体層に添加する。ここでは、ｎ型を付与する不純物元素添加の工程を行う。第１の形状の導電層を形成したマスク９０８をそのまま残し、第１のテーパー形状を有する導電層９０９〜９１２をマスクとして自己整合的にｎ型を付与する不純物元素をイオンドープ法で添加する。ｎ型を付与する不純物元素をゲート電極の端部におけるテーパー部とゲート絶縁膜９０６とを通して、その下に位置する半導体層に達するように添加するためにドーズ量を１×１０13〜５×１０14ａｔｏｍｓ／ｃｍ2とし、加速電圧を８０〜１６０ｋｅＶとして行う。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。このようなイオンドープ法により第１の不純物領域９１４〜９１７には１×１０20〜１×１０21atoｍiｃ／ｃｍ3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素が添加される（図８（Ｃ））。
【０１２６】
この工程において、ドーピングの条件によっては、不純物が第１の形状の導電層９０９〜９１２の下に回りこみ、第１の不純物領域９１４〜９１７が第１の形状の導電層９０９〜９１２と重なることも起こりうる。
【０１２７】
次に、図８（Ｄ）に示すように第２のエッチング処理を行う。エッチング処理も同様にＩＣＰエッチング装置により行い、エッチングガスにＣＦ4とＣｌ2の混合ガスを用い、ＲＦ電力３．２Ｗ／ｃｍ2(１３.５６ＭＨｚ)、バイアス電力４５ｍＷ／ｃｍ2(１３.５６ＭＨｚ)、圧力１．０Ｐａでエッチングを行う。この条件で形成される第２の形状を有する導電層９１８〜９２１が形成される。その端部にはテーパー部が形成され、該端部から内側にむかって徐々に厚さが増加するテーパー形状となる。第１のエッチング処理と比較して基板側に印加するバイアス電力を低くした分等方性エッチングの割合が多くなり、テーパー部の角度は３０〜６０°となる。マスク９０８はエッチングされて端部が削れ、マスク９２２となる。また、図８（Ｄ）の工程において、ゲート絶縁膜９０６の表面が４０ｎｍ程度エッチングされる。
【０１２８】
そして、第１のドーピング処理よりもドーズ量を下げ高加速電圧の条件でｎ型を付与する不純物元素をドーピングする。例えば、加速電圧を７０〜１２０ｋｅＶとし、１×１０13／ｃｍ2のドーズ量で行い、不純物濃度が大きくなった第１の不純物領域９２４〜９２７と、前記第１の不純物領域９２４〜９２７に接する第２の不純物領域９２８〜９３１とを形成する。この工程において、ドーピングの条件によっては、不純物が第２の形状の導電層９１８〜９２１の下に回りこみ、第２の不純物領域９２８〜９３１が第２の形状の導電層９１８〜９２１と重なることも起こりうる。第２の不純物領域における不純物濃度は、１×１０16〜１×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3となるようにする（図９（Ａ））。
【０１２９】
そして、（図９（Ｂ））に示すように、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層９０２、９０５に一導電型とは逆の導電型の不純物領域９３３（９３３ａ、９３３ｂ）及び９３４（９３４ａ、９３４ｂ）を形成する。この場合も第２の形状の導電層９１８、９２１をマスクとしてｐ型を付与する不純物元素を添加し、自己整合的に不純物領域を形成する。このとき、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層９０３、９０４は、レジストのマスク９３２を形成し全面を被覆しておく。ここで形成される不純物領域９３３、９３４はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成する。不純物領域９３３、９３４のｐ型を付与する不純物元素の濃度は、２×１０20〜２×１０21ａｔｏｍｓ／ｃｍ3となるようにする。
【０１３０】
しかしながら、この不純物領域９３３、９３４は詳細にはｎ型を付与する不純物元素を含有する２つの領域に分けて見ることができる。第３の不純物領域９３３ａ、９３４ａは１×１０20〜１×１０21ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の濃度でｎ型を付与する不純物元素を含み、第４の不純物領域９３３ｂ、９３４ｂは１×１０17〜１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の濃度でｎ型を付与する不純物元素を含んでいる。しかし、これらの不純物領域９３３ｂ、９３４ｂのｐ型を付与する不純物元素の濃度を１×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以上となるようにし、第３の不純物領域９３３ａ、９３４ａにおいては、ｐ型を付与する不純物元素の濃度をｎ型を付与する不純物元素の濃度の１．５から３倍となるようにすることにより、第３の不純物領域でｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。
【０１３１】
その後、図９（Ｃ）に示すように、第２の形状を有する導電層９１８〜９２１およびゲート絶縁膜９０６上に第１の層間絶縁膜９３７を形成する。第１の層間絶縁膜９３７は酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すれば良い。いずれにしても第１の層間絶縁膜９３７は無機絶縁材料から形成する。第１の層間絶縁膜９３７の膜厚は１００〜２００ｎｍとする。第１の層間絶縁膜９３７として酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳとＯ2とを混合し、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。また、第１の層間絶縁膜９３７として酸化窒化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化シリコン膜、またはＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜で形成すれば良い。この場合の作製条件は反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（６０MHz）電力密度０．１〜１．０W/cm2で形成することができる。また、第１の層間絶縁膜９３７としてＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化シリコン膜を適用しても良い。窒化シリコン膜も同様にプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3から作製することが可能である。
【０１３２】
そして、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型を付与する不純物元素を活性化する工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。熱アニール法では酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜６００℃で行うものであり、本実施例では５５０℃で４時間の熱処理を行う。また、基板５０１に耐熱温度が低いプラスチック基板を用いる場合にはレーザーアニール法を適用することが好ましい。
【０１３３】
活性化の工程に続いて、雰囲気ガスを変化させ、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体層にある１０16〜１０18/cm3のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。いずれにしても、半導体層９０２〜９０５中の欠陥密度を１０16/cm3以下とすることが望ましく、そのために水素を０．０１〜０．１atomic％程度付与すれば良い。
【０１３４】
そして、有機絶縁物材料からなる第２の層間絶縁膜９３９を１．０〜２．０μｍの平均膜厚で形成する。有機樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。例えば、基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを用いる場合には、クリーンオーブンで３００℃で焼成して形成する。また、アクリルを用いる場合には、２液性のものを用い、主材と硬化剤を混合した後、スピナーを用いて基板全面に塗布した後、ホットプレートで８０℃で６０秒の予備加熱を行い、さらにクリーンオーブンで２５０℃で６０分焼成して形成することができる。
【０１３５】
このように、第２の層間絶縁膜９３９を有機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減できる。しかし、吸湿性があり保護膜としては適さないので、本実施例のように、第１の層間絶縁膜９３７として形成した酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などと組み合わせて用いると良い。
【０１３６】
さらに有機絶縁材料で形成された第２の層間絶縁膜９３９上に絶縁膜９４０を形成する。なお、絶縁膜９４０は、酸化珪素、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＮＯ）といった珪素又はアルミニウムを含む無機絶縁材料などを用いて形成される。なおここで形成される絶縁膜は第１の層間絶縁膜９３７と同様の方法を用いて形成することができる。
【０１３７】
その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの半導体層に形成されソース領域またはドレイン領域とする不純物領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールはドライエッチング法で形成する。この場合、エッチングガスにＣＦ4、Ｏ2の混合ガスを用い絶縁膜９４０をまずエッチングし、次にＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る第２の層間絶縁膜９３９をエッチングし、その後、再びエッチングガスをＣＦ4、Ｏ2として第１の層間絶縁膜９３７をエッチングする。さらに、半導体層との選択比を高めるために、エッチングガスをＣＨＦ3に切り替えて第３の形状のゲート絶縁膜５７０をエッチングすることによりコンタクトホールを形成することができる。
【０１３８】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エッチングすることで、ソース配線９４１〜９４４とドレイン配線９４５〜９４７を形成する。図示していないが、本実施例ではこの配線を、そして、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）との積層膜で形成する。
【０１３９】
次いで、その上に透明性導電膜を８０〜１２０ｎｍの厚さで形成し、パターニングすることによって陽極９４８を形成する（図１０（Ａ））。なお、本実施例では、透明電極として酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに２〜２０[％]の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いる。
【０１４０】
また、陽極９４８は、ドレイン配線９４７と接して重ねて形成することによって電流制御用ＴＦＴのドレイン領域と電気的な接続が形成される。
【０１４１】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、陽極９４８に対応する位置に開口部を有する第３の層間絶縁膜９４９を形成する。第３の層間絶縁膜９４９は絶縁性を有していて、バンクとして機能し、隣接する画素の有機化合物層を分離する役割を有している。本実施例ではレジストを用いて第３の層間絶縁膜９４９を形成する。
【０１４２】
本実施例では、第３の層間絶縁膜９４９の厚さを１μｍ程度とし、開口部は陽極９４７に近くなればなるほど広くなる、所謂逆テーパー状になるように形成する。これはレジストを成膜した後、開口部を形成しようとする部分以外をマスクで覆い、ＵＶ光を照射して露光し、露光された部分を現像液で除去することによって形成される。
【０１４３】
本実施例のように、第３の層間絶縁膜９４９を逆テーパー状にすることで、後の工程において有機化合物層を成膜した時に、隣り合う画素同士で有機化合物層が分断されるため、有機化合物層と、第３の層間絶縁膜９４９の熱膨張係数が異なっていても、有機化合物層がひび割れたり、剥離したりするのを抑えることができる。
【０１４４】
なお、本実施例においては、第３の層間絶縁膜としてレジストでなる膜を用いているが、場合によっては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、酸化珪素膜等を用いることもできる。第３の層間絶縁膜９４９は絶縁性を有する物質であれば、有機物と無機物のどちらでも良い。このとき陽極９４８に対して、２３０〜３５０℃で熱処理をし、陽極９４８を形成する透明性導電膜の結晶化を行う。
【０１４５】
次に、陽極表面の平坦化処理を行う。なお、本実施例においては、ベルクリン（小津産業製）を用いて陽極９４８表面を拭浄することにより、陽極９４８表面の平坦化を行う。
【０１４６】
また、ここでは洗浄液として純水を用いる。また、ベルクリンを巻き付けている軸の回転数は１００〜３００ｒｐｍとし、押し込み値は０．１〜１．０ｍｍとする。
【０１４７】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、有機化合物層９５０、陰極９５１保護電極９５２およびパッシベーション膜９５３が蒸着法により形成される。なお、本実施例では発光素子の陰極としてＭｇ：Ａｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。
【０１４８】
なお、有機化合物層９５０は、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層及びバッファー層といった複数の層を組み合わせて積層することにより形成されている。本実施例において用いた有機化合物層の構造について以下に詳細に説明する。
【０１４９】
本実施例では、正孔注入層として、ＣｕＰｃを用い、正孔輸送層としては、α−ＮＰＤを用いてそれぞれ蒸着法により形成する。
【０１５０】
次に、発光層が形成されるが、本実施例では発光層に異なる材料を用いることで異なる発光を示す有機化合物層の形成を行う。なお、本実施例では、赤、緑、青色の発光を示す有機化合物層を形成する。また、成膜法としては、いずれも蒸着法を用いているので、成膜時にメタルマスクを用いることにより画素毎に異なる材料を用いて発光層を形成することは可能である。
【０１５１】
赤色に発色する発光層は、Ａｌｑ3に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（以下、「ＤＣＭ１」と示す）や、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ジュロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピラン（以下、「ＤＣＭ２」と示す）等をドーピングしたものを用いて形成する。その他にもN,N'-ジサリチリデン-1,6-ヘキサンジアミナト）ジンク（II）（Ｚｎ（ｓａｌｈｎ））にＥｕ錯体である(1,10-フェナントロリン)トリス(1,3-ジフェニル-プロパン-1,3-ジオナト)ユーロピウム（III）（Ｅｕ（ＤＢＭ）3（Ｐｈｅｎ）をドーピングしたもの等を用いることができるが、その他公知の材料を用いることもできる。
【０１５２】
また、緑色に発色する発光層は、ＣＢＰとＩｒ（ｐｐｙ）3を共蒸着法により形成させることができる。なお、この時には、ＢＣＰを用いて正孔阻止層を積層しておくことが好ましい。また、この他にもＡｌｑ3、ベンゾキノリノラトベリリウム錯体（ＢｅＢｑ）を用いることができる。さらには、Ａｌｑ3にクマリン６やキナクリドンといった材料をドーパントとして用いたものも可能であるが、その他公知の材料を用いることもできる。
【０１５３】
さらに、青色に発色する発光層は、ジスチリル誘導体である４，４'−ビス（２，２−ジフェニル−ビニル）−ビフェニル（以下、ＤＰＶＢｉと示す）や、アゾメチン化合物を配位子に持つ亜鉛錯体であるN,N'-ジサリチリデン-1,6-ヘキサンジアミナト）ジンク（II）（Ｚｎ（ｓａｌｈｎ））及び4,4'-ビス(2,2-ジフェニル-ビニル)-ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）にペリレンをドーピングしたものを用いることもできるが、その他の公知の材料を用いても良い。
【０１５４】
次に電子輸送層を形成する。なお、電子輸送層としては、１,３,４−オキサジアゾール誘導体や１,２,４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）といった材料を用いることができるが、本実施例では、１,２,４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）を用いて蒸着法により３０〜６０ｎｍの膜厚で形成する。
【０１５５】
以上により、積層構造からなる有機化合物層が形成される。なお、本実施例における有機化合物層９５０の膜厚は１０〜４００[ｎｍ]（典型的には６０〜１５０[ｎｍ]）、陰極９５１の厚さは８０〜２００[ｎｍ]（典型的には１００〜１５０[ｎｍ]）とすれば良い。
【０１５６】
有機化合物層を形成した後で、蒸着法により発光素子の陰極９５１が形成される。本実施例では発光素子の陰極となる導電膜としてＭｇ：Ａｇを用いているが、Ａｌ：Ｌｉや、周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとが共蒸着法により形成された膜を用いることも可能である。
【０１５７】
また、陰極９５１形成後、保護電極９５２が形成される。保護電極９５２でも有機化合物層９５０を水分や酸素から保護することは可能であるが、さらに好ましくはパッシベーション膜９５３を設けると良い。本実施例では保護膜９５３として３００ｎｍ厚の窒化珪素膜を設ける。この保護膜も保護電極９５２の後に大気解放しないで連続的に形成しても構わない。
【０１５８】
また、保護電極９５２は陰極９５１の劣化を防ぐために設けられ、アルミニウムを主成分とする金属膜が代表的である。勿論、他の材料でも良い。また、有機化合物層９５０、陰極９５１は非常に水分に弱いので、保護電極９５２までを大気解放しないで連続的に形成し、外気から有機化合物層を保護することが望ましい。
【０１５９】
こうして図１０（Ｂ）に示すような構造の発光装置が完成する。なお、陽極９４７、有機化合物層９５０、陰極９５１の重なっている部分９５４が発光素子に相当する。
【０１６０】
ｐチャネル型ＴＦＴ９６０及びｎチャネル型ＴＦＴ９６１は駆動回路が有するＴＦＴであり、ＣＭＯＳを形成している。スイッチング用ＴＦＴ９６２及び電流制御用ＴＦＴ９６３は画素部が有するＴＦＴであり、駆動回路のＴＦＴと画素部のＴＦＴとは同一基板上に形成することができる。
【０１６１】
なお、発光素子を用いた発光装置の場合、駆動回路の電源の電圧が５〜６Ｖ程度、最大でも１０Ｖ程度で十分なので、ＴＦＴにおいてホットエレクトロンによる劣化があまり問題にならない。また駆動回路を高速で動作させる必要があるので、ＴＦＴのゲート容量は小さいほうが好ましい。よって、本実施例のように、発光素子を用いた発光装置の駆動回路では、ＴＦＴの半導体層が有する第２の不純物領域９２９と、第４の不純物領域９３３ｂとが、それぞれゲート電極９１８、９１９と重ならない構成にするのが好ましい。
【０１６２】
〔実施例５〕
本実施例では、実施例４とは異なる発光装置の作製方法について説明する。
【０１６３】
第２の層間絶縁膜９３９を形成するまでの工程は、実施例１と同じである。図１１（Ａ）に示すように、第２の層間絶縁膜９３９を形成した後、第２の層間絶縁膜９３９に接するように、絶縁膜９４０を形成する。
【０１６４】
絶縁膜９４０は、第２の層間絶縁膜９３９に含まれる水分が、陽極９４８や、第３の層間絶縁膜９８２を介して、有機化合物層９５０に入るのを防ぐのに効果的である。第２の層間絶縁膜９３９が有機樹脂材料を有している場合、有機樹脂材料は水分を多く含むため、絶縁膜９４０を設けることは特に有効である。なお、本実施例では、絶縁膜９４０として、窒化珪素膜を用いる。
【０１６５】
その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの半導体層に形成されソース領域またはドレイン領域とする不純物領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールはドライエッチング法で形成する。この場合、エッチングガスにＣＦ4、Ｏ2の混合ガスを用い絶縁膜９４０をまずエッチングし、次にＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る第２の層間絶縁膜９３９をエッチングし、その後、再びエッチングガスをＣＦ4、Ｏ2として第１の層間絶縁膜９３７をエッチングする。さらに、半導体層との選択比を高めるために、エッチングガスをＣＨＦ3に切り替えて第３の形状のゲート絶縁膜５７０をエッチングすることによりコンタクトホールを形成することができる。
【０１６６】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エッチングすることで、ソース配線９４１〜９４４とドレイン配線９４５〜９４７を形成する。図示していないが、本実施例ではこの配線を、そして、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）との積層膜で形成する。
【０１６７】
次いで、その上に透明導電膜を８０〜１２０ｎｍの厚さで形成し、パターニングすることによって陽極９４８を形成する（図１１（Ａ））。なお、本実施例では、透明電極として酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに２〜２０[％]の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いる。
【０１６８】
また、陽極９４８は、ドレイン配線９４７と接して重ねて形成することによって電流制御用ＴＦＴのドレイン領域と電気的な接続が形成される。
【０１６９】
次に、図１１（Ｂ）に示すように、陽極９４８に対応する位置に開口部を有する第３の層間絶縁膜９８２を形成する。本実施例では、開口部を形成する際、ウエットエッチング法を用いることでテーパー形状の側壁とした。実施例４に示した場合と異なり、第３の層間絶縁膜９８２上に形成される有機化合物層は分断されないため、開口部の側壁が十分になだらかでないと段差に起因する有機化合物層の劣化が顕著な問題となってしまうため、注意が必要である。
【０１７０】
なお、本実施例においては、第３の層間絶縁膜９８２として酸化珪素でなる膜を用いているが、場合によっては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）といった有機樹脂膜を用いることもできる。
【０１７１】
ここで、２３０〜３５０℃で熱処理をし、陽極９４８を形成する透明性導電膜の結晶化を行う。
【０１７２】
次に、陽極表面の平坦化処理を行う。なお、本実施例においては、ベルクリン（小津産業製）を用いて陽極９４８表面を拭浄することにより、陽極９４８表面の平坦化を行う。
【０１７３】
また、ここでは洗浄液として純水を用いる。また、ベルクリンを巻き付けている軸の回転数は１００〜３００ｒｐｍとし、押し込み値は０．１〜１．０ｍｍとする。
【０１７４】
そして、第３の層間絶縁膜９８２上に有機化合物層９５０を形成する前に、第３の層間絶縁膜９８２の表面にアルゴンを用いたプラズマ処理を施し、第３の層間絶縁膜９８２の表面を緻密化しておくのが好ましい。上記構成によって、第３の層間絶縁膜９８２から有機化合物層９５０に水分が入るのを防ぐことができる。
【０１７５】
次に、有機化合物層９５０を蒸着法により形成し、更に蒸着法により陰極（Ｍｇ：Ａｇ電極）９５１および保護電極９５２を形成する。このとき有機化合物層９５０及び陰極９５１を形成するに先立って陽極９４７に対して熱処理を施し、水分を完全に除去しておくことが望ましい。なお、本実施例では発光素子の陰極としてＭｇ：Ａｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。
【０１７６】
なお、有機化合物層９５０としては、公知の低分子系もしくは高分子系の有機材料を用いることができる。本実施例では、高分子系材料を用いて有機化合物層を形成する場合について説明する。しかし、実施例１〜実施例４で示したような低分子系材料を用いることができるのは言うまでもない。また、有機化合物層を形成する材料が、全ての画素に共通のものを用いることができるが、例えば、赤色の発光が得られる材料と、緑色の発光が得られる材料と、青色の発光が得られる材料を画素ごとに塗り分けた場合には、異なる材料で形成された有機化合物層が複数存在することになり、フルカラー表示が可能となる。なお、青色、緑色、赤色の発光が得られる材料の組み合わせとしては、以下のようなものがある。
【０１７７】
まず、赤色発光が得られる有機化合物層の形成には、正孔輸送性の材料であるポリビニルカルバゾール（以下、ＰＶＫと示す）に電子輸送性の材料である２−（４−ビフェニリル）−５−（４−tert−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（以下、ＰＢＤと示す）を３０〜４０％分子分散させ、さらにドーパントとしてＤＣＭ２を約１％添加した塗布液をスピンコート法により塗布することで、緑色の発光が得られる有機化合物層を形成することができる。
【０１７８】
また、緑色発光が得られる有機化合物層の形成には、ＰＶＫにＰＢＤを３０〜４０％分子分散させ、さらにドーパントとしてクマリン６を約１％添加した塗布液をスピンコート法により塗布することで、緑色の発光が得られる有機化合物層を形成することができる。
【０１７９】
また、青色発光が得られる有機化合物層の形成には、ＰＶＫにＰＢＤを３０〜４０％分子分散させ、さらにドーパントとしてペリレンを約１％添加した塗布液をスピンコート法により塗布することで、青色の発光が得られる有機化合物層を形成することができる。
【０１８０】
なお、全ての画素に共通にこれらの材料を用いたり、画素ごとに異なるようにこれらの材料を用いたりすることができる。
【０１８１】
また、保護電極９５２でも有機化合物層９５０を水分や酸素から保護することは可能であるが、さらに好ましくは保護膜９５３を設けると良い。本実施例では保護膜９５３として３００ｎｍ厚の窒化珪素膜を設ける。この保護膜も保護電極９５２の後に大気解放しないで連続的に形成しても構わない。
【０１８２】
また、保護電極９５２は陰極９５１の劣化を防ぐために設けられ、アルミニウムを主成分とする金属膜が代表的である。勿論、他の材料でも良い。また、有機化合物層９５０、陰極９５１は非常に水分に弱いので、保護電極９５２までを大気解放しないで連続的に形成し、外気から有機化合物層を保護することが望ましい。なお、陰極９５１および保護電極９５２は、メタルマスクを用い、蒸着法により形成する。
【０１８３】
なお、有機化合物層９５０の膜厚は１０〜４００[ｎｍ]（典型的には６０〜１５０[ｎｍ]）、陰極９５１の厚さは８０〜２００[ｎｍ]（典型的には１００〜１５０[ｎｍ]）とすれば良い。
【０１８４】
こうして図１１（Ｂ）に示すような構造の発光装置が完成する。なお、陽極９４８、有機化合物層９５０、陰極９５１の重なっている部分９５４が発光素子に相当する。
【０１８５】
ｐチャネル型ＴＦＴ９６０及びｎチャネル型ＴＦＴ９６１は駆動回路が有するＴＦＴであり、ＣＭＯＳを形成している。スイッチング用ＴＦＴ９６２及び電流制御用ＴＦＴ９６３は画素部が有するＴＦＴであり、駆動回路のＴＦＴと画素部のＴＦＴとは同一基板上に形成することができる。なお、本発明の発光装置の作製方法は、本実施例において説明した作製方法に限定されない。
【０１８６】
〔実施例６〕
本実施例では、実施例４において図１０（Ｂ）まで作製した発光パネル、または、実施例５において図１１（Ｂ）まで作製した発光パネルを発光装置として完成させる方法について図１２を用いて詳細に説明する。
【０１８７】
図１２（Ａ）は、素子基板を封止した発光パネルの上面図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された８０１はソース側駆動回路、８０２は画素部、８０３はゲート側駆動回路である。また、８０４は封止基板、８０５はシール剤であり、シール剤８０５で囲まれた内側は、空間８０７になっている。
【０１８８】
なお、ソース側駆動回路８０１及びゲート側駆動回路８０３に入力される信号を伝送するための配線（図示せず）により、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）８０９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここでは発光パネルにＦＰＣが接続された状態を示しているが、ＦＰＣを介してＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールを本明細書中では、発光装置とよぶ。
【０１８９】
次に、断面構造について図１２（Ｂ）を用いて説明する。基板８１０の上方には画素部８０２、ソース側駆動回路８０１が形成されており、画素部８０２は電流制御用ＴＦＴ８１１とそのドレインに電気的に接続された陽極８１２を含む複数の画素により形成される。また、ソース側駆動回路８０１はｎチャネル型ＴＦＴ８１３とｐチャネル型ＴＦＴ８１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
【０１９０】
また、陽極８１２の両端にバンク８１５が形成された後、陽極８１２上に有機化合物層８１６および陰極８１７が形成され、発光素子８１８が形成される。
【０１９１】
なお、陰極８１７は全画素に共通の配線として機能し、接続配線８０８を経由してＦＰＣ８０９に電気的に接続されている。
【０１９２】
発光素子８１８形成後は、パッシベーション膜８２１が形成されている。これは、接続配線８０８上にシール剤８０５が直接形成されるのを防ぐためである。これによりシール剤８０５の密着性を高めることができる。
【０１９３】
なお、シール剤８０５によりガラスからなる封止基板８０４が貼り合わされている。なお、シール剤８０５としては紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂を用いるのが好ましい。また、必要に応じて封止基板８０４と発光素子８１８との間隔を確保するために樹脂膜からなるスペーサを設けても良い。シール剤８０５の内側の空間８０７には窒素や希ガス等の不活性ガスが充填されている。また、シール剤８０５はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。
【０１９４】
以上のような構造で発光素子を空間８０７に封入することにより、発光素子を外部から完全に遮断することができ、外部から侵入する水分や酸素による発光素子の劣化を防ぐことができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【０１９５】
なお、本実施例における構成は、実施例４または実施例５における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。
【０１９６】
〔実施例７〕
ここで、本発明を用いて形成される実施例４及び実施例５で説明した発光装置の画素部のさらに詳細な上面構造を図１３（Ａ）に、回路図を図１３（Ｂ）に示す。図１３において、スイッチング用ＴＦＴ７０４は図１０のスイッチング用（ｎチャネル型）ＴＦＴ９６２を用いて形成される。従って、構造の説明はスイッチング用（ｎチャネル型）ＴＦＴ９６２の説明を参照すれば良い。また、７０３で示される配線は、スイッチング用ＴＦＴ７０４のゲート電極７０４a、７０４bを電気的に接続するゲート配線である。
【０１９７】
なお、本実施例ではチャネル形成領域が二つ形成されるダブルゲート構造としているが、チャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
【０１９８】
また、スイッチング用ＴＦＴ７０４のソースはソース配線７１５に接続され、ドレインはドレイン配線７０５に接続される。また、ドレイン配線７０５は電流制御用ＴＦＴ７０６のゲート電極７０７に電気的に接続される。なお、電流制御用ＴＦＴ７０６は図１０の電流制御用（ｐチャネル型）ＴＦＴ９６３を用いて形成される。従って、構造の説明は電流制御用（ｐチャネル型）ＴＦＴ９６３の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１９９】
また、電流制御用ＴＦＴ７０６のソースは電流供給線７１６に電気的に接続され、ドレインはドレイン配線７１７に電気的に接続される。また、ドレイン配線７１７は点線で示される陽極（画素電極）７１８に電気的に接続される。
【０２００】
このとき、７１９で示される領域には保持容量（コンデンサ）が形成される。コンデンサ７１９は、電流供給線７１６と電気的に接続された半導体膜７２０、ゲート絶縁膜と同一層の絶縁膜（図示せず）及びゲート電極７０７との間で形成される。また、ゲート電極７０７、第１層間絶縁膜と同一の層（図示せず）及び電流供給線７１６で形成される容量も保持容量として用いることが可能である。
【０２０１】
なお、本実施例の構成は、実施例４または実施例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。
【０２０２】
〔実施例８〕
発光素子を用いた発光装置は自発光型であるため、液晶表示装置に比べ、明るい場所での視認性に優れ、視野角が広い。従って、本発明の発光装置を用いて様々な電気器具を完成させることができる。
【０２０３】
本発明により作製した発光装置を用いた電気器具として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的には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表示装置を備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携帯情報端末は、視野角の広さが重要視されるため、発光素子を有する発光装置を用いることが好ましい。それら電気器具の具体例を図１４に示す。
【０２０４】
図１４（Ａ）は表示装置であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２００３に用いることにより作製される。発光素子を有する発光装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶表示装置よりも薄い表示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０２０５】
図１４（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２１０２に用いることにより作製される。
【０２０６】
図１４（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。本発明により作製した発光装置をその表示部２２０３に用いることにより作製される。
【０２０７】
図１４（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。本発明により作製した発光装置をその表示部２３０２に用いることにより作製される。
【０２０８】
図１４Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示するが、本発明により作製した発光装置をこれら表示部Ａ、Ｂ２４０３、２４０４に用いることにより作製される。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。
【０２０９】
図１４（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２５０２に用いることにより作製される。
【０２１０】
図１４（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９、接眼部２６１０等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２６０２に用いることにより作製される。
【０２１１】
ここで図１４（Ｈ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２７０３に用いることにより作製される。なお、表示部２７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。
【０２１２】
なお、将来的に有機材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０２１３】
また、上記電気器具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。有機材料の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。
【０２１４】
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが好ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが好ましい。
【０２１５】
以上の様に、本発明を用いて作製された発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用いることが可能である。また、本実施例の電気器具は実施例１〜実施例７に示した方法を実施することにより作製された発光装置を用いることにより完成させることができる。
【０２１６】
〔実施例９〕
なお、本実施例では、本発明の拭浄処理を行うことによる透明性導電膜の表面の状態について、原子間力顕微鏡(ＡＦＭ:Atomic Force Microscope)を用いて表面観察を行った。この結果を図１６に示す。
【０２１７】
なお、本実施例における表面観察には、ガラス基板上に１１０ｎｍの膜厚で成膜されたＩＴＯ膜を２５０℃で熱処理することにより結晶化したものを測定表面として用いる。
【０２１８】
図１６には、ベルクリンを用いた拭浄処理の前後における平均面粗さ（Ｒａ）を示している。なお、ここでいう平均面粗さとは、ＪＩＳ Ｂ０６０１で定義されている中心線平均粗さを面に対して適用できるよう三次元に拡張したものである。
【０２１９】
この結果から、拭浄処理後は、測定表面における平均面粗さは小さくなり、平坦性が増していることが分かる。さらに、図１７には、ベルクリンを用いた拭浄処理の前後における山谷の最大高低差（Ｐ−Ｖ）を示している。なお、ここでいう山谷の最大高低差とは、山頂と谷底の高さの差を示す。また、ここでいう山頂と谷底とはＪＩＳ Ｂ０６０１で定義されている「山頂」「谷底」を三次元に拡張したものであり、山頂とは指定面の山において最も標高の高いところ、谷底とは指定面の谷において最も標高の低いところと表現される。
【０２２０】
なお、山谷の最大高低差（Ｐ−Ｖ）においても拭浄処理により、測定表面における平坦性が増していることがわかる。また、図１９、図２０においてＡＦＭにより観察された基板表面の凹凸形状を示す。なお、図１９には、拭浄処理前の測定表面を観察した結果を示し、図２０には、拭浄処理後の測定表面を観察した結果を示す。
【０２２１】
以上により、本発明における拭浄処理において処理表面が平坦化されていることは接触角の測定だけでなく、ＡＦＭによる平均面粗さの測定結果からも示される。
【０２２２】
〔実施例１０〕
本発明の作製方法においては、陰極上に有機化合物層が形成され、有機化合物層上に陽極が形成されるという構造の発光装置を形成する場合においても同様に実施することができる。
【０２２３】
すなわち、発光素子の陰極を先に形成した後で、陰極表面を拭浄し、陰極上に有機化合物層を形成した後、陽極を形成することにより発光素子を形成することができる。
【０２２４】
なお、発光素子の積層構造が異なるという部分以外については、他の実施例に記載された内容を組み合わせて実施することができる。
【０２２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明を用いて絶縁膜上に発光素子の陽極を形成し、さらに陽極表面を拭浄して平坦化させることにより、発光素子の劣化を防ぐことができる。さらに、陽極表面を平坦化することで、有機化合物層における電流密度を高めることができることから発光輝度を高め、駆動電圧を低減させることができるので寿命の長い発光素子を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明における素子構造を説明する図。
【図２】 熱膨張率について説明する図。
【図３】 本発明の発光素子の作製方法を説明する図。
【図４】 本発明の拭浄処理を説明する図。
【図５】 本発明の発光素子の作製方法を説明する図。
【図６】 本発明の発光素子の作製方法を説明する図。
【図７】 本発明の拭浄処理を説明する図。
【図８】 作製行程を説明する図。
【図９】 作製行程を説明する図。
【図１０】 作製行程を説明する図。
【図１１】 作製行程を説明する図。
【図１２】 発光装置の封止構造を説明する図。
【図１３】 画素部の構造を説明する図。
【図１４】 電気器具の一例を示す図。
【図１５】 接触角の測定結果を示す図。
【図１６】 ＡＦＭによる測定結果を示す図。
【図１７】 ＡＦＭによる測定結果を示す図。
【図１８】 従来例を説明する図。
【図１９】 ＡＦＭによる測定結果を示す図。
【図２０】 ＡＦＭによる測定結果を示す図。
【発明の属する分野】
本発明は、電界を加えることで発光が得られる有機化合物を含む膜（以下、「有機化合物層」と記す）と、陽極と、陰極と、を有する発光素子を用いた発光装置の作製方法に関する。本発明では特に、従来よりも駆動電圧が低く、なおかつ素子の寿命が長い発光素子を用いた発光装置に関する。なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子として発光素子を用いた画像表示デバイスもしくは発光デバイスを指す。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム((FPC:flexible printed circuit)もしくはTAB（Tape Automated Bonding）テープもしくはTCP（Tape Carrier Package）が取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にCOG（Chip On Glass）方式によりIC（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【０００２】
【従来の技術】
発光素子は、電界を加えることにより発光する素子である。その発光機構は、電極間に有機化合物層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が有機化合物層中の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光すると言われている。
【０００３】
なお、有機化合物が形成する分子励起子の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可能であるが、本明細書中ではどちらか一方の励起状態、またはその両者による発光を含むものとする。
【０００４】
このような発光素子において、通常、有機化合物層は1μmを下回るほどの薄膜で形成される。また、発光素子は、有機化合物層そのものが光を放出する自発光型の素子であるため、従来の液晶ディスプレイに用いられているようなバックライトも必要ない。したがって、発光素子は極めて薄型軽量に作製できることが大きな利点である。
【０００５】
また、例えば100〜200nm程度の有機化合物層において、キャリアを注入してから再結合に至るまでの時間は、有機化合物層のキャリア移動度を考えると数十ナノ秒程度であり、キャリアの再結合から発光までの過程を含めてもマイクロ秒以内のオーダーで発光に至る。したがって、非常に応答速度が速いことも特長の一つである。
【０００６】
こういった薄型軽量・高速応答性・直流低電圧駆動などの特性から、発光素子は次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されている。また、自発光型であり視野角が広いことから、視認性も比較的良好であり、電気器具の表示画面に用いる素子として有効と考えられている。
【０００７】
このような発光素子は、その駆動方法の違いからパッシブマトリクス型（単純マトリクス型）とアクティブマトリクス型とに分類される。しかし、ＱＶＧＡ以上の画素数を有する高精細な表示が可能であることから、特にアクティブマトリクス型のものが注目されている。
【０００８】
発光素子を有するアクティブマトリクス型の発光装置は、図１８に示すような素子構造を有しており、基板１９０１上にＴＦＴ１９０２が形成され、ＴＦＴ１９０２上には、層間絶縁膜１９０３が形成される。なお、層間絶縁膜１９０３は、酸化珪素や窒化珪素といった珪素を含む無機材料やポリイミド、ポリアミド及びアクリルといった有機樹脂材料等の有機材料を用いて形成することができる。しかし、基板表面を平坦化する上では、有機材料の方が適している。
【０００９】
そして、層間絶縁膜１９０３上には、配線１９０４によりＴＦＴ１９０２と電気的に接続された陽極（画素電極）１９０５が形成される。陽極１９０５を形成する材料としては、仕事関数の大きい透明性導電材料が適しており、ＩＴＯ（indium tin oxides）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化インジウムと酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる合金、金の半透過膜、ポリアニリンなどが提案されている。このうちでＩＴＯは、バンドギャップが約３．７５ｅＶであり、可視光の領域で高い透明性を持つことから最も多く用いられている。
【００１０】
なお、ＩＴＯの成膜方法としては、化学気相成長法、スプレーパイロリシス、真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタ法、イオンビームスパッタ法、イオンプレーティング、イオンアシスト蒸着などがあるが、近年工業的にはスパッタ法が用いられることが多い。
【００１１】
陽極１９０５上には、有機化合物層１９０６が形成される。なお、本明細書では、陽極と陰極の間に設けられた全ての層を有機化合物層と定義する。有機化合物層１９０６には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的に発光素子は、陽極／発光層／陰極が順に積層された構造を有しており、この構造に加えて、陽極／正孔注入層／発光層／陰極や、陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極等の順に積層した構造を有していることもある。
【００１２】
なお、有機化合物層１９０６を作製する有機化合物の成膜方法には、蒸着法、印刷法、インクジェット法やスピンコーティング法といった成膜方法がある。中でもメタルマスクを用いて塗り分けが可能である蒸着法は、低分子系の有機材料成膜の際に多く用いられている。
【００１３】
有機化合物層１９０６を形成した後で、陰極１９０７を形成することにより、発光素子１９０８が形成される。なお、図１８では、一画素に形成される発光素子しか示していないが、実際には、これらが画素部に複数形成されることによりアクティブマトリクス型の発光装置が形成される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
発光装置の作製において、電極の改良は発光素子の素子特性を向上させる上では重要な要素である。
【００１５】
しかしながら、陽極形成に関していくつかの問題を有している。まず、上述したようなアクティブマトリクス型の素子構造の場合、陽極が層間絶縁膜と接して形成されることから以下に述べるような二つの問題点が生じる。
【００１６】
まず一つは、層間絶縁膜を形成する有機樹脂材料と陽極を形成する透明性導電膜（ＩＴＯ）の温度特性に違いがあることから生じる問題である。具体的には、接して形成される二つの材料の温度に対する熱膨張率が異なることから、温度を加えたときに熱膨張率の小さい方の材料が、その界面においてクラック（亀裂）等を発生し易いというものである。
【００１７】
図２（Ａ）には、温度に対する熱膨張率の関係を示している。なお、ここでは、横軸に温度をとり、縦軸に熱膨張率をとっている。また、２０１は層間絶縁膜を形成する有機樹脂材料（ＰＩ：ポリイミド）の熱膨張率を示し、２０２は陽極を形成する透明性導電膜（ＩＴＯ）の熱膨張率を示している。このグラフにおいて、温度がＴｘの時、有機樹脂材料（ＰＩ）は熱膨張率がａ1であるが、ＩＴＯの熱膨張率はａ2となる。
【００１８】
これらの熱膨張率に関してａ1＞ａ2なる関係であることから、図２（Ｂ）に示すように基板２１１上に有機樹脂材料２１２とＩＴＯ２１３とが積層して形成される場合には、図２（Ｂ）の２１４で示すようにその界面において、ＩＴＯ２１３にクラックが発生する。
【００１９】
ＩＴＯは、発光素子の陽極であり、発光に関与する正孔を注入する電極であるために、ここにクラックが発生すると正孔の発生に影響を与えたり、注入される正孔が減少したり、さらには、発光素子の劣化原因となりうる。
【００２０】
もう一つは、ポリイミド、ポリアミドおよびアクリルといった有機樹脂材料で形成された層間絶縁膜から発生する気体の問題である。一般に発光素子は、酸素や水により劣化しやすいことが知られていることから、層間絶縁膜から発生した酸素等の気体により発光素子の劣化が促進されるという問題である。
【００２１】
さらに、陽極表面の平坦性に起因する問題点もある。これは、パッシブマトリクス型およびアクティブマトリクス型のいずれにも共通する問題であるが、陽極表面の平坦性が悪いと、陽極上に形成される有機化合物層の膜厚も不均一になる。このように発光素子の有機化合物層の膜厚が不均一であると、電界が不均一に加わり、有機化合物層における電流密度も不均一なものとなる。この結果、発光素子の輝度が低下するだけでなく、素子の劣化が早まるために素子寿命が低下する。
【００２２】
そこで本発明では、これらの問題を解決することによって、従来よりも素子の劣化が遅く、寿命が長い発光素子を提供することを目的とする。
【００２３】
また、このような発光素子を用いることにより、従来よりも寿命の長い発光装置を提供することを目的とする。さらに、前記発光装置を用いて電気器具を作製することにより、従来よりも長保ちする電気器具を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための方法について以下に説明する。すなわち、図１のように基板１０１上にＴＦＴ（電流制御用ＴＦＴ）１０２が形成され、その上に有機樹脂材料からなる層間絶縁膜１０３が形成され、さらに層間絶縁膜１０３の上に、無機絶縁材料からなる絶縁膜１０４が形成されるという構造である。
【００２５】
なお、絶縁膜１０４としては、酸化珪素、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＮＯ）といった珪素又はアルミニウムを含む無機絶縁材料が用いられる。
【００２６】
ここで、層間絶縁膜１０３上に絶縁膜１０４を形成するのは、層間絶縁膜１０３からの脱ガスを防ぐためと、層間絶縁膜１０３と、その上に形成される陽極（ＩＴＯ）１０６との間の熱膨張率による差から、陽極（ＩＴＯ）１０６のうち、界面付近の一部にクラックが生じるのを緩和するためである。
【００２７】
なお、絶縁膜１０４を形成する無機絶縁材料の熱膨張率は、図２（Ａ）の２０３に示すとおりである。つまり、無機絶縁材料の熱膨張率は、有機樹脂材料（ＰＩ）２０１と透明性導電膜（ＩＴＯ）２０２との間の値をとることが分かる。
【００２８】
具体的には、温度Ｔｘにおける有機樹脂材料（ＰＩ）の熱膨張率は、ａ1であり、陽極を形成するＩＴＯの熱膨張率はａ3であり、絶縁材料の熱膨張率はａ2であり、これらの熱膨張率の関係は、ａ1＞ａ2＞ａ3である。このため、図２（Ｃ）に示すように無機絶縁材料からなる絶縁膜２２３を層間絶縁膜２２２と陽極２２４の間に形成すると、熱膨張率の差により陽極（ＩＴＯ）２２４にかかる張力（ずれ応力）を緩和することができる。
【００２９】
また、有機樹脂材料には、酸素などの気体が含まれており、時間と共に有機樹脂内部から放出されることがある。しかし、上述のように有機樹脂材料からなる層間絶縁膜上に無機絶縁材料からなる絶縁膜２２３を設けることで、有機樹脂内部から気体が放出されるのを防ぐことができる。
【００３０】
これにより、有機樹脂材料からなる層間絶縁膜の上に形成される発光素子の気体による劣化を防ぐことができるため、発光素子を長寿命化させることができる。
【００３１】
絶縁膜１０４が形成された後で、層間絶縁膜１０３および絶縁膜１０４にコンタクトホールを開け、電流制御用ＴＦＴ１０２との配線１０５を形成する。そして、この配線１０５と接するようにして透明性導電材料からなる陽極１０６が形成される。
【００３２】
そして、陽極１０６上に有機化合物層１０７及び陰極１０８を形成することにより、陽極１０６、有機化合物層１０７および陰極１０８からなる発光素子１０９が形成され、アクティブマトリクス型の発光装置が完成する。
【００３３】
しかし、陽極となる透明性導電膜の表面は粗く凹凸を有しているため、発光素子１０９における発光輝度を上げ、長寿命化を図るためには、透明性導電膜表面の平坦化が要求される。
【００３４】
なお、表面の平坦性、すなわち表面粗さは、その接触角と関係を有している。表面に微細な凹凸構造を有するとき、単位面積あたりの表面自由エネルギーは、それに応じて変化する。これは、Ｗｅｎｚｅｌの式（式１）で説明される。
【００３５】
【式１】
ＣＯＳθ'＝γ（γS−γSL）／γL＝γＣＯＳθ
【００３６】
ここで、θは平滑面における接触角であり、θ'は凹凸構造を有する面における接触角である。なお、γSは、固体表面における表面自由エネルギーを表し、γLは、液体表面における表面自由エネルギーを表し、γSLは、固体と液体の界面における表面自由エネルギーを表している。また、ｒは、平滑面に対して、凹凸構造を有する面の表面積が何倍になっているかを示すパラメータである。つまり、この式から接触角がその表面積に応じて変化することがいえる。
【００３７】
具体的には、凹凸構造を有する透明性導電膜表面における接触角θ'がθ'＜９０°である場合には、平坦化することにより処理後の接触角θはθ'＜θなる関係を満たす。また、θ'＞９０°である場合には、逆に平坦化することにより処理後の接触角θはθ'＞θなる関係を満たす。
【００３８】
そこで、本発明では、発光装置の作製において、透明性導電膜を成膜した後で表面を洗浄液と共に拭浄性の材料であるＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系の多孔質体により拭浄することにより表面における水に対する接触角を変化させ、接触角を変化させることを指標とした表面の平坦化を行う。
【００３９】
なお、配線形成後に形成された陽極表面を直接拭浄して平坦化させる方法について述べたが、本発明においては、陽極表面に０．１ｎｍ以上５ｎｍ以下程度の平坦化膜を形成して、平坦性を高めた後で、この平坦化膜を同様の方法で拭浄することも可能である。
【００４０】
また、配線形成後、透明性導電膜を陽極としてパターニングする前に拭浄することも可能である。さらには、陽極を先に形成し、陽極表面を拭浄した後で、配線を形成させても良い。
【００４１】
陽極１０６の表面を拭浄した後で、絶縁性の材料からなるバンク１１０が形成される。なお、バンク１１０の形状は、ここで用いる絶縁性材料及びエッチング条件により制御することができる。そして、バンク１１０を形成した後で有機化合物を含む有機化合物層１０７が形成され、さらに陰極１０８が形成される。以上により、陽極１０６、有機化合物層１０７、陰極１０８からなる発光素子１０９を形成することができる。
【００４２】
さらに、陰極が形成された後で、有機化合物層が形成され、陽極が形成されるという素子構造を有する場合においては、陰極を形成した後で陰極表面を先に説明した方法で拭浄することもできる。
【００４３】
ところで近年、三重項励起状態から基底状態に戻る際に放出されるエネルギー（以下、「三重項励起エネルギー」と記す）を発光に変換できる発光素子が相次いで発表され、その発光効率の高さが注目されている（文献１：D. F. O'Brien, M. A. Baldo, M. E. Thompson and S. R. Forrest, "Improved energy transfer in electrophosphorescent devices", Applied Physics Letters, vol. 74, No. 3, 442-444 (1999)）（文献２：Tetsuo TSUTSUI, Moon-Jae YANG, Masayuki YAHIRO, Kenji NAKAMURA, Teruichi WATANABE, Taishi TSUJI, Yoshinori FUKUDA, Takeo WAKIMOTO and Satoshi MIYAGUCHI, "High Quantum Efficiency in Organic Light-Emitting Devices with Iridium-Complex as a Triplet Emissive Center", Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 38, L1502-L1504 (1999)）。
【００４４】
文献１では白金を中心金属とする金属錯体を、文献２ではイリジウムを中心金属とする金属錯体を用いている。これらの三重項励起エネルギーを発光に変換できる有機化合物（以下三重項発光材料とよぶ）を用いて形成される発光素子（以下、「三重項発光素子」と記す）は、従来よりも高輝度発光・高発光効率を達成することができる。
【００４５】
しかしながら、文献２の報告例によると、初期輝度を500cd/m2に設定した場合の輝度の半減期は170時間程度であり、素子寿命に問題がある。そこで、本発明を三重項発光素子に適用することにより、三重項励起状態からの発光による高輝度発光・高発光効率に加え、素子の寿命も長いという非常に高機能な発光素子が可能となる。
【００４６】
したがって、以上のような層間絶縁膜上に絶縁膜を形成し、さらに陽極表面を平坦化するという本発明の概念を、三重項発光素子に適用したものも本発明に含めるものとする。
【００４７】
【発明の実施の形態】
本発明の発光素子を作製する方法について以下に説明する。なお、ここでは、説明を簡略化するために発光素子が形成される画素部の一部についてのみ説明する。
【００４８】
〔実施の形態１〕
はじめに、図３（Ａ）に示すように基板３０１上にＴＦＴ３０２が形成される。なお、ここで示されているのは、発光素子に流れる電流を制御するＴＦＴであり、本明細書中では、電流制御用ＴＦＴ３０２とよぶ。
【００４９】
次に、電流制御用ＴＦＴ３０２の上には、基板表面の平坦化の目的で層間絶縁膜３０３が形成される。なお、ここでは、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）といった有機樹脂等の材料が用いられ、１．０〜２．０μｍの平均膜厚で形成される（図３（Ｂ））。
【００５０】
このように、層間絶縁膜３０３を有機樹脂材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減できる。層間絶縁膜からの脱ガスを防ぐために、図３（Ｃ）に示すように層間絶縁膜３０３上に絶縁膜３０４が形成される。
【００５１】
絶縁膜３０４は、酸化珪素、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＮＯ）といった珪素又はアルミニウムを含む無機絶縁材料、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すれば良い。いずれにしても絶縁膜３０４は無機絶縁材料から形成する。絶縁膜３０４の膜厚は１００〜２００ｎｍとする。なお、絶縁膜３０４を形成する場合には、プラズマＣＶＤ法で、反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．１〜１．０W/cm2で放電させて形成することができる。
【００５２】
その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの電流制御用ＴＦＴ３０２のドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。絶縁膜３０４をまずエッチングし、有機樹脂材料から成る層間絶縁膜３０３をエッチングすることによりコンタクトホールを形成することができる。
【００５３】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エッチングすることで、配線３０５を形成する（図３（Ｄ））。なお、配線材料としては、ＡｌやＴｉの他、これらの合金膜を用いることも可能である。
【００５４】
次いで、その上に透明性導電膜が形成され、パターニングすることによって画素電極となる陽極３０６が形成される（図３（Ｅ））。なお、透明電極として酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに２〜２０[％]の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明性導電膜を用いることができる。
【００５５】
陽極３０６が、形成されたところで加熱処理を行う。ここでは、２３０〜３５０℃で加熱し、陽極を形成する透明性導電膜の結晶化を行う。
【００５６】
次に、陽極表面に本発明の平坦化処理を行う。処理の方法としては、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系の多孔質体を用いて陽極３０６の表面を拭浄することにより、陽極３０６表面の平坦化を行う。
【００５７】
なお、本実施の形態１における透明性導電膜表面の接触角θ1は、θ1＜９０°であることから、拭浄処理を行うことにより、処理後の接触角θ2との関係がθ1＜θ2となるようにする。
【００５８】
なお、ＰＶＡ系の多孔質体３０８での拭浄方法としては、軸３０７にＰＶＡ系の多孔質体３０８を巻き付け、これを陽極３０６の表面に接触させ、軸３０７を回転させるといった方法がある。しかし、本発明において、ＰＶＡ系の多孔質体３０８と陽極表面との間に生じる摩擦力により陽極表面が拭浄されて平坦化されればよいので、この方法に限られることはない。
【００５９】
また、ＰＶＡ系の多孔質体３０８での拭浄の際には、洗浄液を用いる。この時用いる洗浄液としては、純水のみの他に、高級アルコールまたはアルキルベンゼンを原料とするアルキルベンゼンスルホン酸塩等の中性洗剤や、弱酸性及び弱アルカリ性の薬品を含む水溶液を用いることができる。さらに、エタノール、メタノール、トルエン、アセトンといった極性溶媒のほか、ベンゼンや四塩化炭素といった無極性溶媒を用いることも可能である。
【００６０】
なお、処理速度および表面の平坦性は軸３０７の回転数および押し込み値により調節することができる。なお、本明細書中における押し込み値とは、基板の垂直方向をＹ方向とし、ＰＶＡ系の多孔質体３０８が処理表面と接している時の軸の位置を基準値（Ｙ＝０）として、基板にＰＶＡ系の多孔質体を押しつける方向を正方向とし、拭浄する際に軸がどれだけ基板方向に移動しているかを示す値である。なお、本発明において、軸３０７の回転数は１００〜３００ｒｐｍが望ましく、また押し込み値は０．１〜１．０ｍｍとするのが望ましい。
【００６１】
以上のようにして、陽極３０６の表面が平坦化された後で、図３（Ｆ）に示すように、バンク３０９、有機化合物層３１０、陰極３１１が形成される。
【００６２】
なお、バンク３０９は、陽極間の隙間を埋めるために形成されており、材料としては、有機樹脂等の有機材料を用いて成膜した後、エッチングにより所望の形状に形成される。また、本実施例においては、有機化合物層３１０は、発光層の他に正孔注入層として、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層及びバッファー層といった複数の層を組み合わせて積層することにより形成される。なお、有機化合物層３１０の膜厚としては１０〜４００[ｎｍ]とすればよい。
【００６３】
有機化合物層３１０を形成した後で、蒸着法により陰極３１１が形成される。陰極３１１となる導電膜としては、ＭｇＡｇやＡｌ−Ｌｉ合金膜（アルミニウムとリチウムとの合金膜）の他、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が共蒸着法により形成された膜を用いることが可能である。なお、陰極３１１の膜厚は８０〜２００[ｎｍ]とすれば良い。以上により、本発明の発光素子を形成することができる。
【００６４】
なお、本実施の形態においては、陽極３０６上を拭浄した後でバンク３０９を形成するという方法について示したが、バンクを形成した後で陽極表面を拭浄しても良い。しかし、この方法を用いると凹凸状の陽極表面に形成された有機樹脂等の有機材料がバンクのパターニングの際に陽極表面においてエッチングされにくくなるという問題が生じる。
【００６５】
〔実施の形態２〕
本発明における平坦化処理は、実施の形態１で示したような陽極の形成後に限られることはなく、透明性導電膜成膜後（陽極パターニング前）に平坦化を行うことも可能である。
【００６６】
そこで、実施の形態１で示したのとは異なる方法により発光素子を形成する方法について、図５を用いて説明する。
【００６７】
なお、基板５０１上に電流制御用ＴＦＴ５０２が形成され、層間絶縁膜５０３および絶縁膜５０４が形成された後で、絶縁膜５０４及び層間絶縁膜５０３にコンタクトホールが形成され、電流制御用ＴＦＴ５０２と電気的に接続される配線５０５が形成されるまでの作製方法（図５（Ａ）〜図５（Ｃ））については、実施の形態１で示したのと同様の方法を用いる。
【００６８】
そして、配線５０５が形成されたところで、図５（Ｄ）に示すように透明性導電膜５０６が８０〜２００ｎｍの厚さで形成される。なお、透明性導電膜５０６としては、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムと酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した材料を用いることができる。
【００６９】
そして、透明性導電膜５０６が形成されたところで本発明の平坦化処理を行う。処理の方法としては、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系の多孔質体を用いて透明性導電膜５０６の表面を拭浄することにより、表面の平坦化を行う。
【００７０】
なお、ＰＶＡ系の多孔質体での拭浄方法としては、実施の形態１において説明したのと同様の方法を用いて行えば良く、ＰＶＡ系の多孔質体５０８を巻き付けた軸５０７を回転させ、ＰＶＡ系の多孔質体５０８が透明性導電膜５０６の表面と接触した際の摩擦力により、透明性導電膜５０６の表面が平坦化される。
【００７１】
なお、拭浄処理の際には洗浄液を用いる。この時用いる洗浄液としては、純水のみの他に、高級アルコールまたはアルキルベンゼンを原料とするアルキルベンゼンスルホン酸塩等の中性洗剤や、弱酸性及び弱アルカリ性の薬品を含む水溶液を用いることができる。さらに、エタノール、メタノール、アセトン、トルエンといった極性溶媒の他、ベンゼンや四塩化炭素といった無極性溶媒を用いることも可能であるが、本実施の形態においては、純水や中性洗剤を洗浄液として用いるのが望ましい。
【００７２】
また、軸５０７の回転数は１００〜３００ｒｐｍとし、押し込み値は０．１〜１．０ｍｍとするのが望ましい。
【００７３】
透明性導電膜５０６の表面が平坦化された後で、図５（Ｅ）に示すように、パターニングにより陽極５０９が形成される。陽極５０９が、形成されたところで加熱処理を行う。なお、ここでは、２３０〜３５０℃で加熱し、陽極を形成する透明性導電膜の結晶化を行う。陽極５０９が形成されたところで、バンク５１０、有機化合物層５１１、陰極５１２が形成される。なお、バンク５１０、有機化合物層５１１及び陰極５１２は、実施の形態１で示したのと同様に行えばよい。
【００７４】
以上により、本発明の発光素子を有する発光装置を形成することができる。
【００７５】
〔実施の形態３〕
さらに、本実施の形態３においては、陽極表面上に有機樹脂材料からなる平坦化膜を形成して陽極上の凹凸面を小さくさせた後で、ＰＶＡ系の多孔質体による拭浄処理を行い、平坦化させる方法について説明する。
【００７６】
図６（Ａ）における基板６０１上に電流制御用ＴＦＴ６０２が形成され、層間絶縁膜６０３および絶縁膜６０４が形成された後で、絶縁膜６０４及び層間絶縁膜６０３にコンタクトホールが形成され、電流制御用ＴＦＴ６０２と電気的に接続される配線６０５を形成するまでの作製方法については、実施の形態１で示したのと同様の方法を用いる。
【００７７】
そして、配線６０５が形成されたところで、透明性導電膜６０６が８０〜１２０ｎｍの厚さで形成される。なお、透明性導電膜６０６としては、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した材料を用いることができる。
【００７８】
本実施の形態３においては、透明性導電膜６０６が形成された後、これをパターニングすることにより陽極６０７が形成される。そして、陽極６０７が、形成されたところで加熱処理を行う。なお、ここでは、２３０〜３５０℃で加熱し、陽極６０７を形成する透明性導電膜の結晶化を行う（図６（Ｂ））。そして、陽極６０７が形成されたところで、平坦化膜６０８が形成される（図６（Ｃ））。
【００７９】
次に、本発明の平坦化処理を行う。処理の方法としては、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系の多孔質体を用いて平坦化膜６０８の表面を拭浄することにより、表面の平坦化を行う（図６（Ｄ））。
【００８０】
なお、ＰＶＡ系の多孔質体での拭浄方法としては、実施の形態１において説明したのと同様の方法を用いて行えば良く、ＰＶＡ系の多孔質体６１０を巻き付けた軸６０９を回転させ、ＰＶＡ系の多孔質体６１０が平坦化膜６０８の表面と接触した際の摩擦力により、平坦化膜６０８の表面が拭浄され、平坦化される。
【００８１】
なお、ＰＶＡ系の多孔質体での拭浄の際には洗浄液を用いる。この時用いる洗浄液としては、純水のみの他に、高級アルコールまたはアルキルベンゼンを原料とするアルキルベンゼンスルホン酸塩等の中性洗剤や、弱酸性及び弱アルカリ性の薬品を含む水溶液を用いることができる。さらに、エタノール、メタノール、アセトン、トルエンといった極性溶媒の他、ベンゼンや四塩化炭素といった無極性溶媒を用いることも可能であるが、本実施の形態においては、極性溶媒、もしくは無極性溶媒を洗浄液として用いるのが望ましい。
【００８２】
また、軸５０７の回転数は１００〜３００ｒｐｍとし、押し込み値は０．１〜１．０ｍｍとするのが望ましい。
【００８３】
平坦化膜６０８の表面が平坦化された後で、図６（Ｅ）に示すように、バンク６１１、有機化合物層６１２、陰極６１３が形成される。なお、バンク６１１、有機化合物層６１２及び陰極６１３は、実施の形態１で示したのと同様に行えばよい。
【００８４】
以上により、本発明の発光素子を有する発光装置を形成することができる。なお、本実施の形態３を実施することにより、陽極表面における凹凸を平坦性の高い有機樹脂材料で、ある程度平坦化させてからベルクリンを用いた平坦化処理を行うので、陽極表面を直接平坦化するのに比べて、より短時間での処理が可能となり、生産時におけるスループットの向上に有効である。
【００８５】
以上に示したように、本発明を用いた発光素子を有する発光装置を形成することにより、層間絶縁膜と陽極の界面に形成した絶縁膜により、層間絶縁膜を形成する有機樹脂材料からの脱ガスを防ぐことができ、さらにこの絶縁膜により層間絶縁膜と陽極との熱膨張率の差を緩和させることができるために陽極との界面に生じるクラックを防ぐことができる。
【００８６】
さらに、陽極表面をＰＶＡ系多孔質体で拭浄することにより平坦化させることにより、発光素子の輝度特性の向上、低駆動電圧化及び素子の長寿命化をはかることができる。
【００８７】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例では、実施の形態１で説明した作製方法により作製された発光素子について説明する。なお、本実施例は図３を用いて説明する。
【００８８】
はじめに、図３（Ａ）に示すように基板３０１上に電流制御用ＴＦＴ３０２が複数形成される。なお、基板としてはガラス基板を用いる。また、基板上に形成される電流制御用ＴＦＴを含むＴＦＴの作製方法については、実施例３において詳細に説明する。
【００８９】
次に、電流制御用ＴＦＴ３０２の上には、層間絶縁膜３０３が形成される。なお、本実施例では、ポリイミドを用い、１．０〜２．０μｍの平均膜厚で形成する（図３（Ｂ））。
【００９０】
次に、層間絶縁膜３０３上に絶縁膜３０４を形成する。なお、本実施例において、絶縁膜を形成する無機絶縁材料としては、酸化窒化シリコン膜を用いる。なお、膜厚は１００〜２００ｎｍとする。
【００９１】
本実施例においては、プラズマＣＶＤ法で、反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．１〜１．０W/cm2で放電させ、ＳｉＨ4、ＮＨ3、及びＮ2Ｏを反応ガスとして用いて形成する。
【００９２】
その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの電流制御用ＴＦＴ３０２のドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールはドライエッチング法で形成する。この場合、エッチングガスにＣＦ4、Ｏ2の混合ガスを用い絶縁膜３０４をまずエッチングし、次にＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る層間絶縁膜３０３をエッチングすることによりコンタクトホールを形成することができる。
【００９３】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エッチングすることで、配線３０５を形成する（図３（Ｄ））。なお、本実施例では、配線材料としては、Ａｌを用いる。
【００９４】
次いで、その上に透明性導電膜が８０〜１２０ｎｍの厚さで形成され、パターニングすることによって画素電極となる陽極３０６が形成される（図３（Ｅ））。なお、透明性導電材料として酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜を用いる。
【００９５】
陽極３０６が、形成されたところで加熱処理を行う。本実施例においては、２３０〜３５０℃で加熱し、陽極を形成するＩＴＯの結晶化を行う。そして、熱処理後に陽極表面の平坦化処理を行う。処理の方法としては、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系の多孔質体、具体的には、ベルクリン（小津産業製）を用いて陽極３０６の表面を拭浄することにより、陽極３０６表面の平坦化を行う。
【００９６】
なお、本実施例においてはベルクリン３０８での拭浄方法としては、図４（Ａ）に示すように軸３０７にベルクリン３０８を巻き付け、これを陽極３０６の表面に接触させ、軸３０７を回転させて、陽極３０６の表面とベルクリン３０８との間に生じる摩擦力により、陽極３０６の表面を図４（Ｂ）に示すように平坦化させることができる。
【００９７】
なお、図４（Ｃ）には、図４（Ａ）に示すように平坦化処理前の陽極表面における水に対する接触角θ1を示してあり、図４（Ｄ）には、図４（Ｂ）に示す、平坦化処理後の陽極表面における水に対する接触角θ2を示す。なお、本実施例においては、接触角θ1は、θ1＜９０°であることから、これらの接触角にはθ1＜θ2なる大小関係が成り立つ。
【００９８】
ここで、平坦化処理の前後における接触角を測定した結果を図１５に示す。測定は、ガラス基板上に形成させた透明性導電膜表面をベルクリンにより拭浄した際の接触角を測定したものである。以上により、透明性導電膜表面は、拭浄により接触角が大きくなることが示される。
【００９９】
また、ベルクリン３０８での拭浄の際には、洗浄液を用いるが、本実施例では、純水を用いる。なお、本実施例における軸３０７の回転数は１００〜３００ｒｐｍとし、押し込み値を０．１〜１．０ｍｍとする。
【０１００】
陽極３０６の表面が平坦化された後で、図３（Ｆ）に示すように、バンク３０９、有機化合物層３１０、陰極３１１が形成される。
【０１０１】
なお、バンク３０９は、陽極間の隙間を埋めるために形成されており、材料としては、有機樹脂等の有機材料を用いて成膜した後、エッチングにより所望の形状に形成される。なお、本実施例においては、有機化合物層３１０は、正孔注入層として銅フタロシアニン（以下、ＣｕＰｃと示す）を２０ｎｍの膜厚で形成し、正孔輸送層として、４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（以下、α−ＮＰＤと示す）を２０ｎｍ膜厚で形成した後、発光層として４，４’−ジカルバゾール−ビフェニル（以下、ＣＢＰと示す）とトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（以下、Ｉｒ（ｐｐｙ）3と示す）を共蒸着法により２０ｎｍ形成し、正孔阻止層としてバソキュプロイン（以下、ＢＣＰと示す）を１０ｎｍの膜厚に形成し、さらに電子輸送層としてトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ3と示す）を４０ｎｍの膜厚で形成される積層構造を有している。
【０１０２】
有機化合物層３１０を形成した後で、蒸着法により陰極３１１が形成される。陰極３１１となる導電膜としては、Ｍｇ：Ａｇ（マグネシウムと銀との合金膜）やＡｌ：Ｌｉ（アルミニウムとリチウムとの合金膜）等の合金膜の他、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が共蒸着法により形成された膜を用いることが可能である。なお、陰極３１１の膜厚は８０〜２００[ｎｍ]（典型的には１００〜１５０[ｎｍ]）とすれば良い。
【０１０３】
以上により、本発明の発光素子を形成することができる。
【０１０４】
〔実施例２〕
本実施例では、実施の形態３で説明した作製方法により作製された発光素子について説明する。なお、本実施例は図６を用いて説明する。
【０１０５】
本実施例では、陽極表面上に有機樹脂材料としてポリイミドを用いて５０ｎｍの膜厚で平坦化膜６０８を形成する（図６（Ｃ））。
【０１０６】
平坦化膜６０８を形成した後で、ベルクリン（小津産業製）を用いて平坦化膜６０８の表面を拭浄することにより、表面の平坦化を行う（図６（Ｄ））。
【０１０７】
ここで図７を用いて具体的に説明する。なお、図７で用いる符号は、図６で用いているものと同様である。絶縁膜６０４上に形成される陽極６０７の表面は図７（Ａ）に示すように凹凸形状を有している。
【０１０８】
しかし、ここに平坦性を有する有機樹脂材料を用いて、平坦化膜６０８を形成することにより、図７（Ｂ）に示すように表面の平坦性を増すことができる。そして、平坦化膜により平坦性を増した表面をベルクリンで拭浄することで、より平坦化された表面を得ることができる。
【０１０９】
なお、ベルクリンでの拭浄方法としては、実施の形態３において説明したのと同様の方法を用いて行えば良く、ベルクリン６１０を巻き付けた軸６０９を回転させ、ベルクリン６１０が平坦化膜６０８の表面と接触した際の摩擦力により、平坦化膜６０８の表面が拭浄され、平坦化される。
【０１１０】
なお、本実施例におけるベルクリンでの拭浄の際にはエタノール若しくはメタノールを洗浄液として用いる。また、軸５０７の回転数は１００〜３００ｒｐｍとし、押し込み値は０．１〜１．０ｍｍとする。
【０１１１】
平坦化膜６０８の表面が平坦化された後で、バンク６１１、有機化合物層６１２、陰極６１３が形成される。なお、バンク６１１、有機化合物層６１２及び陰極６１３は、実施例１と同様の方法を用いて作製すればよい。
【０１１２】
〔実施例３〕
さらに、本発明の陽極表面の平坦化は、実施例１で示した作製方法の処理の順序を変えて作製することも可能である。すなわち、層間絶縁膜及び絶縁膜を形成した後、電流制御用ＴＦＴとの配線を形成する前に陽極を形成し、これを平坦化させた後で、絶縁膜および層間絶縁膜にコンタクトホールを形成し、配線を形成することもできる。この場合、平坦化された陽極表面に配線を形成することから、陽極と配線の密着性を向上させることができる。
【０１１３】
〔実施例４〕
本実施例においては、本発明を用いて作製される発光素子について説明する。なお、ここでは、同一基板上に本発明の発光素子を有する画素部と、画素部の周辺に設ける駆動回路のＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴ）を同時に作製する方法の一例について図８〜図１０を用いて説明する。
【０１１４】
まず、本実施例ではコーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板９００を用いる。なお、基板９００としては、透光性を有する基板であれば限定されず、石英基板を用いても良い。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよい。
【０１１５】
次いで、図８（Ａ）に示すように、基板９００上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜９０１を形成する。本実施例では下地膜９０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。下地膜９０１の一層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、ＮＨ3、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜９０１ａを１０〜２００ｎｍ（好ましくは５０〜１００ｎｍ）形成する。本実施例では、膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜９０１ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した。次いで、下地膜９０１のニ層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜９０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０ｎｍ）の厚さに積層形成する。本実施例では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜９０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成した。
【０１１６】
次いで、下地膜９０１上に半導体層９０２〜９０５を形成する。半導体層９０２〜９０５は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜した後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）を行って得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニングして形成する。この半導体層９０２〜９０５の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくは珪素（シリコン）またはシリコンゲルマニウム（ＳｉXＧｅ1-X（Ｘ＝０．０００１〜０．０２））合金などで形成すると良い。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜した後、ニッケルを含む溶液を非晶質珪素膜上に保持させた。この非晶質珪素膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行い、さらに結晶化を改善するためのレーザーアニ―ル処理を行って結晶質珪素膜を形成した。そして、この結晶質珪素膜をフォトリソグラフィー法を用いたパターニング処理によって、半導体層９０２〜９０５を形成する。
【０１１７】
また、半導体層９０２〜９０５を形成した後、ＴＦＴのしきい値を制御するために、半導体層９０２〜９０５に微量な不純物元素（ボロンまたはリン）をドーピングしてもよい。
【０１１８】
また、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合には、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやＹＡＧレーザー、ＹＶＯ4レーザーを用いることができる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜４００ｍＪ／ｃｍ2(代表的には２００〜３００ｍＪ／ｃｍ2)とする。また、ＹＡＧレーザーを用いる場合にはその第２高調波を用いパルス発振周波数３０〜３００ｋＨｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜６００ｍＪ／ｃｍ2(代表的には３５０〜５００ｍＪ／ｃｍ2)とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率（オーバーラップ率）を５０〜９０％として行えばよい。
【０１１９】
次いで、半導体層９０２〜９０５を覆うゲート絶縁膜９０６を形成する。ゲート絶縁膜９０６はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【０１２０】
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosiliｃate）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６ＭＨｚ）電力密度０．５〜０．８Ｗ／ｃｍ2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【０１２１】
そして、ゲート絶縁膜９０６上にゲート電極を形成するための耐熱性導電層９０７を２００〜４００ｎｍ（好ましくは２５０〜３５０ｎｍ）の厚さで形成する。耐熱性導電層９０７は単層で形成しても良いし、必要に応じて二層あるいは三層といった複数の層から成る積層構造としても良い。耐熱性導電層にはＴａ、Ｔｉ、Ｗから選ばれた元素、または前記元素を成分とする合金か、前記元素を組み合わせた合金膜が含まれる。これらの耐熱性導電層はスパッタ法やＣＶＤ法で形成されるものであり、低抵抗化を図るために含有する不純物濃度を低減させることが好ましく、特に酸素濃度に関しては３０ｐｐｍ以下とすると良い。本実施例ではタングステン（Ｗ）膜を３００ｎｍの厚さで形成する。Ｗ膜はＷをターゲットとしてスパッタ法で形成しても良いし、６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いて熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。このことより、スパッタ法による場合、純度９９．９９９９％のＷターゲットを用い、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができる。
【０１２２】
一方、耐熱性導電層９０７にＴａ膜を用いる場合には、同様にスパッタ法で形成することが可能である。Ｔａ膜はスパッタガスにＡｒを用いる。また、スパッタ時のガス中に適量のＸｅやＫｒを加えておくと、形成する膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止することができる。α相のＴａ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ程度でありゲート電極に使用することができるが、β相のＴａ膜の抵抗率は１８０μΩｃｍ程度でありゲート電極とするには不向きであった。ＴａＮ膜はα相に近い結晶構造を持つので、Ｔａ膜の下地にＴａＮ膜を形成すればα相のＴａ膜が容易に得られる。また、図示しないが、耐熱性導電層９０７の下に２〜２０ｎｍ程度の厚さでリン（Ｐ）をドープしたシリコン膜を形成しておくことは有効である。これにより、その上に形成される導電膜の密着性向上と酸化防止を図ると同時に、耐熱性導電層９０７が微量に含有するアルカリ金属元素が第１の形状のゲート絶縁膜９０６に拡散するのを防ぐことができる。いずれにしても、耐熱性導電層９０７は抵抗率を１０〜５０μΩｃｍの範囲ですることが好ましい。
【０１２３】
次に、フォトリソグラフィーの技術を使用してレジストによるマスク９０８を形成する。そして、第１のエッチング処理を行う。本実施例ではＩＣＰエッチング装置を用い、エッチング用ガスにＣｌ2とＣＦ4を用い、１Ｐａの圧力で３．２Ｗ／ｃｍ2のＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを形成して行う。基板側（試料ステージ）にも２２４ｍＷ／ｃｍ2のＲＦ（１３.５６ＭＨｚ）電力を投入し、これにより実質的に負の自己バイアス電圧が印加される。この条件でＷ膜のエッチング速度は約１００ｎｍ／ｍｉｎである。第１のエッチング処理はこのエッチング速度を基にＷ膜がちょうどエッチングされる時間を推定し、それよりもエッチング時間を２０％増加させた時間をエッチング時間とする。
【０１２４】
第１のエッチング処理により第１のテーパー形状を有する導電層９０９〜９１２が形成される。導電層９０９〜９１２のテーパー部の角度は１５〜３０°となるように形成される。残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させるオーバーエッチングを施すものとする。Ｗ膜に対する酸化窒化シリコン膜（ゲート絶縁膜９０６）の選択比は２〜４（代表的には３）であるので、オーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされる（図８（Ｂ））。
【０１２５】
そして、第１のドーピング処理を行い一導電型の不純物元素を半導体層に添加する。ここでは、ｎ型を付与する不純物元素添加の工程を行う。第１の形状の導電層を形成したマスク９０８をそのまま残し、第１のテーパー形状を有する導電層９０９〜９１２をマスクとして自己整合的にｎ型を付与する不純物元素をイオンドープ法で添加する。ｎ型を付与する不純物元素をゲート電極の端部におけるテーパー部とゲート絶縁膜９０６とを通して、その下に位置する半導体層に達するように添加するためにドーズ量を１×１０13〜５×１０14ａｔｏｍｓ／ｃｍ2とし、加速電圧を８０〜１６０ｋｅＶとして行う。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。このようなイオンドープ法により第１の不純物領域９１４〜９１７には１×１０20〜１×１０21atoｍiｃ／ｃｍ3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素が添加される（図８（Ｃ））。
【０１２６】
この工程において、ドーピングの条件によっては、不純物が第１の形状の導電層９０９〜９１２の下に回りこみ、第１の不純物領域９１４〜９１７が第１の形状の導電層９０９〜９１２と重なることも起こりうる。
【０１２７】
次に、図８（Ｄ）に示すように第２のエッチング処理を行う。エッチング処理も同様にＩＣＰエッチング装置により行い、エッチングガスにＣＦ4とＣｌ2の混合ガスを用い、ＲＦ電力３．２Ｗ／ｃｍ2(１３.５６ＭＨｚ)、バイアス電力４５ｍＷ／ｃｍ2(１３.５６ＭＨｚ)、圧力１．０Ｐａでエッチングを行う。この条件で形成される第２の形状を有する導電層９１８〜９２１が形成される。その端部にはテーパー部が形成され、該端部から内側にむかって徐々に厚さが増加するテーパー形状となる。第１のエッチング処理と比較して基板側に印加するバイアス電力を低くした分等方性エッチングの割合が多くなり、テーパー部の角度は３０〜６０°となる。マスク９０８はエッチングされて端部が削れ、マスク９２２となる。また、図８（Ｄ）の工程において、ゲート絶縁膜９０６の表面が４０ｎｍ程度エッチングされる。
【０１２８】
そして、第１のドーピング処理よりもドーズ量を下げ高加速電圧の条件でｎ型を付与する不純物元素をドーピングする。例えば、加速電圧を７０〜１２０ｋｅＶとし、１×１０13／ｃｍ2のドーズ量で行い、不純物濃度が大きくなった第１の不純物領域９２４〜９２７と、前記第１の不純物領域９２４〜９２７に接する第２の不純物領域９２８〜９３１とを形成する。この工程において、ドーピングの条件によっては、不純物が第２の形状の導電層９１８〜９２１の下に回りこみ、第２の不純物領域９２８〜９３１が第２の形状の導電層９１８〜９２１と重なることも起こりうる。第２の不純物領域における不純物濃度は、１×１０16〜１×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3となるようにする（図９（Ａ））。
【０１２９】
そして、（図９（Ｂ））に示すように、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層９０２、９０５に一導電型とは逆の導電型の不純物領域９３３（９３３ａ、９３３ｂ）及び９３４（９３４ａ、９３４ｂ）を形成する。この場合も第２の形状の導電層９１８、９２１をマスクとしてｐ型を付与する不純物元素を添加し、自己整合的に不純物領域を形成する。このとき、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層９０３、９０４は、レジストのマスク９３２を形成し全面を被覆しておく。ここで形成される不純物領域９３３、９３４はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成する。不純物領域９３３、９３４のｐ型を付与する不純物元素の濃度は、２×１０20〜２×１０21ａｔｏｍｓ／ｃｍ3となるようにする。
【０１３０】
しかしながら、この不純物領域９３３、９３４は詳細にはｎ型を付与する不純物元素を含有する２つの領域に分けて見ることができる。第３の不純物領域９３３ａ、９３４ａは１×１０20〜１×１０21ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の濃度でｎ型を付与する不純物元素を含み、第４の不純物領域９３３ｂ、９３４ｂは１×１０17〜１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の濃度でｎ型を付与する不純物元素を含んでいる。しかし、これらの不純物領域９３３ｂ、９３４ｂのｐ型を付与する不純物元素の濃度を１×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以上となるようにし、第３の不純物領域９３３ａ、９３４ａにおいては、ｐ型を付与する不純物元素の濃度をｎ型を付与する不純物元素の濃度の１．５から３倍となるようにすることにより、第３の不純物領域でｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。
【０１３１】
その後、図９（Ｃ）に示すように、第２の形状を有する導電層９１８〜９２１およびゲート絶縁膜９０６上に第１の層間絶縁膜９３７を形成する。第１の層間絶縁膜９３７は酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すれば良い。いずれにしても第１の層間絶縁膜９３７は無機絶縁材料から形成する。第１の層間絶縁膜９３７の膜厚は１００〜２００ｎｍとする。第１の層間絶縁膜９３７として酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳとＯ2とを混合し、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。また、第１の層間絶縁膜９３７として酸化窒化シリコン膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化シリコン膜、またはＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜で形成すれば良い。この場合の作製条件は反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（６０MHz）電力密度０．１〜１．０W/cm2で形成することができる。また、第１の層間絶縁膜９３７としてＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化シリコン膜を適用しても良い。窒化シリコン膜も同様にプラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3から作製することが可能である。
【０１３２】
そして、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型を付与する不純物元素を活性化する工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。熱アニール法では酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜６００℃で行うものであり、本実施例では５５０℃で４時間の熱処理を行う。また、基板５０１に耐熱温度が低いプラスチック基板を用いる場合にはレーザーアニール法を適用することが好ましい。
【０１３３】
活性化の工程に続いて、雰囲気ガスを変化させ、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体層にある１０16〜１０18/cm3のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。いずれにしても、半導体層９０２〜９０５中の欠陥密度を１０16/cm3以下とすることが望ましく、そのために水素を０．０１〜０．１atomic％程度付与すれば良い。
【０１３４】
そして、有機絶縁物材料からなる第２の層間絶縁膜９３９を１．０〜２．０μｍの平均膜厚で形成する。有機樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。例えば、基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを用いる場合には、クリーンオーブンで３００℃で焼成して形成する。また、アクリルを用いる場合には、２液性のものを用い、主材と硬化剤を混合した後、スピナーを用いて基板全面に塗布した後、ホットプレートで８０℃で６０秒の予備加熱を行い、さらにクリーンオーブンで２５０℃で６０分焼成して形成することができる。
【０１３５】
このように、第２の層間絶縁膜９３９を有機絶縁物材料で形成することにより、表面を良好に平坦化させることができる。また、有機樹脂材料は一般に誘電率が低いので、寄生容量を低減できる。しかし、吸湿性があり保護膜としては適さないので、本実施例のように、第１の層間絶縁膜９３７として形成した酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜などと組み合わせて用いると良い。
【０１３６】
さらに有機絶縁材料で形成された第２の層間絶縁膜９３９上に絶縁膜９４０を形成する。なお、絶縁膜９４０は、酸化珪素、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＮＯ）といった珪素又はアルミニウムを含む無機絶縁材料などを用いて形成される。なおここで形成される絶縁膜は第１の層間絶縁膜９３７と同様の方法を用いて形成することができる。
【０１３７】
その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの半導体層に形成されソース領域またはドレイン領域とする不純物領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールはドライエッチング法で形成する。この場合、エッチングガスにＣＦ4、Ｏ2の混合ガスを用い絶縁膜９４０をまずエッチングし、次にＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る第２の層間絶縁膜９３９をエッチングし、その後、再びエッチングガスをＣＦ4、Ｏ2として第１の層間絶縁膜９３７をエッチングする。さらに、半導体層との選択比を高めるために、エッチングガスをＣＨＦ3に切り替えて第３の形状のゲート絶縁膜５７０をエッチングすることによりコンタクトホールを形成することができる。
【０１３８】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エッチングすることで、ソース配線９４１〜９４４とドレイン配線９４５〜９４７を形成する。図示していないが、本実施例ではこの配線を、そして、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）との積層膜で形成する。
【０１３９】
次いで、その上に透明性導電膜を８０〜１２０ｎｍの厚さで形成し、パターニングすることによって陽極９４８を形成する（図１０（Ａ））。なお、本実施例では、透明電極として酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに２〜２０[％]の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いる。
【０１４０】
また、陽極９４８は、ドレイン配線９４７と接して重ねて形成することによって電流制御用ＴＦＴのドレイン領域と電気的な接続が形成される。
【０１４１】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、陽極９４８に対応する位置に開口部を有する第３の層間絶縁膜９４９を形成する。第３の層間絶縁膜９４９は絶縁性を有していて、バンクとして機能し、隣接する画素の有機化合物層を分離する役割を有している。本実施例ではレジストを用いて第３の層間絶縁膜９４９を形成する。
【０１４２】
本実施例では、第３の層間絶縁膜９４９の厚さを１μｍ程度とし、開口部は陽極９４７に近くなればなるほど広くなる、所謂逆テーパー状になるように形成する。これはレジストを成膜した後、開口部を形成しようとする部分以外をマスクで覆い、ＵＶ光を照射して露光し、露光された部分を現像液で除去することによって形成される。
【０１４３】
本実施例のように、第３の層間絶縁膜９４９を逆テーパー状にすることで、後の工程において有機化合物層を成膜した時に、隣り合う画素同士で有機化合物層が分断されるため、有機化合物層と、第３の層間絶縁膜９４９の熱膨張係数が異なっていても、有機化合物層がひび割れたり、剥離したりするのを抑えることができる。
【０１４４】
なお、本実施例においては、第３の層間絶縁膜としてレジストでなる膜を用いているが、場合によっては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、酸化珪素膜等を用いることもできる。第３の層間絶縁膜９４９は絶縁性を有する物質であれば、有機物と無機物のどちらでも良い。このとき陽極９４８に対して、２３０〜３５０℃で熱処理をし、陽極９４８を形成する透明性導電膜の結晶化を行う。
【０１４５】
次に、陽極表面の平坦化処理を行う。なお、本実施例においては、ベルクリン（小津産業製）を用いて陽極９４８表面を拭浄することにより、陽極９４８表面の平坦化を行う。
【０１４６】
また、ここでは洗浄液として純水を用いる。また、ベルクリンを巻き付けている軸の回転数は１００〜３００ｒｐｍとし、押し込み値は０．１〜１．０ｍｍとする。
【０１４７】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、有機化合物層９５０、陰極９５１保護電極９５２およびパッシベーション膜９５３が蒸着法により形成される。なお、本実施例では発光素子の陰極としてＭｇ：Ａｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。
【０１４８】
なお、有機化合物層９５０は、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層及びバッファー層といった複数の層を組み合わせて積層することにより形成されている。本実施例において用いた有機化合物層の構造について以下に詳細に説明する。
【０１４９】
本実施例では、正孔注入層として、ＣｕＰｃを用い、正孔輸送層としては、α−ＮＰＤを用いてそれぞれ蒸着法により形成する。
【０１５０】
次に、発光層が形成されるが、本実施例では発光層に異なる材料を用いることで異なる発光を示す有機化合物層の形成を行う。なお、本実施例では、赤、緑、青色の発光を示す有機化合物層を形成する。また、成膜法としては、いずれも蒸着法を用いているので、成膜時にメタルマスクを用いることにより画素毎に異なる材料を用いて発光層を形成することは可能である。
【０１５１】
赤色に発色する発光層は、Ａｌｑ3に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（以下、「ＤＣＭ１」と示す）や、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ジュロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピラン（以下、「ＤＣＭ２」と示す）等をドーピングしたものを用いて形成する。その他にもN,N'-ジサリチリデン-1,6-ヘキサンジアミナト）ジンク（II）（Ｚｎ（ｓａｌｈｎ））にＥｕ錯体である(1,10-フェナントロリン)トリス(1,3-ジフェニル-プロパン-1,3-ジオナト)ユーロピウム（III）（Ｅｕ（ＤＢＭ）3（Ｐｈｅｎ）をドーピングしたもの等を用いることができるが、その他公知の材料を用いることもできる。
【０１５２】
また、緑色に発色する発光層は、ＣＢＰとＩｒ（ｐｐｙ）3を共蒸着法により形成させることができる。なお、この時には、ＢＣＰを用いて正孔阻止層を積層しておくことが好ましい。また、この他にもＡｌｑ3、ベンゾキノリノラトベリリウム錯体（ＢｅＢｑ）を用いることができる。さらには、Ａｌｑ3にクマリン６やキナクリドンといった材料をドーパントとして用いたものも可能であるが、その他公知の材料を用いることもできる。
【０１５３】
さらに、青色に発色する発光層は、ジスチリル誘導体である４，４'−ビス（２，２−ジフェニル−ビニル）−ビフェニル（以下、ＤＰＶＢｉと示す）や、アゾメチン化合物を配位子に持つ亜鉛錯体であるN,N'-ジサリチリデン-1,6-ヘキサンジアミナト）ジンク（II）（Ｚｎ（ｓａｌｈｎ））及び4,4'-ビス(2,2-ジフェニル-ビニル)-ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）にペリレンをドーピングしたものを用いることもできるが、その他の公知の材料を用いても良い。
【０１５４】
次に電子輸送層を形成する。なお、電子輸送層としては、１,３,４−オキサジアゾール誘導体や１,２,４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）といった材料を用いることができるが、本実施例では、１,２,４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）を用いて蒸着法により３０〜６０ｎｍの膜厚で形成する。
【０１５５】
以上により、積層構造からなる有機化合物層が形成される。なお、本実施例における有機化合物層９５０の膜厚は１０〜４００[ｎｍ]（典型的には６０〜１５０[ｎｍ]）、陰極９５１の厚さは８０〜２００[ｎｍ]（典型的には１００〜１５０[ｎｍ]）とすれば良い。
【０１５６】
有機化合物層を形成した後で、蒸着法により発光素子の陰極９５１が形成される。本実施例では発光素子の陰極となる導電膜としてＭｇ：Ａｇを用いているが、Ａｌ：Ｌｉや、周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとが共蒸着法により形成された膜を用いることも可能である。
【０１５７】
また、陰極９５１形成後、保護電極９５２が形成される。保護電極９５２でも有機化合物層９５０を水分や酸素から保護することは可能であるが、さらに好ましくはパッシベーション膜９５３を設けると良い。本実施例では保護膜９５３として３００ｎｍ厚の窒化珪素膜を設ける。この保護膜も保護電極９５２の後に大気解放しないで連続的に形成しても構わない。
【０１５８】
また、保護電極９５２は陰極９５１の劣化を防ぐために設けられ、アルミニウムを主成分とする金属膜が代表的である。勿論、他の材料でも良い。また、有機化合物層９５０、陰極９５１は非常に水分に弱いので、保護電極９５２までを大気解放しないで連続的に形成し、外気から有機化合物層を保護することが望ましい。
【０１５９】
こうして図１０（Ｂ）に示すような構造の発光装置が完成する。なお、陽極９４７、有機化合物層９５０、陰極９５１の重なっている部分９５４が発光素子に相当する。
【０１６０】
ｐチャネル型ＴＦＴ９６０及びｎチャネル型ＴＦＴ９６１は駆動回路が有するＴＦＴであり、ＣＭＯＳを形成している。スイッチング用ＴＦＴ９６２及び電流制御用ＴＦＴ９６３は画素部が有するＴＦＴであり、駆動回路のＴＦＴと画素部のＴＦＴとは同一基板上に形成することができる。
【０１６１】
なお、発光素子を用いた発光装置の場合、駆動回路の電源の電圧が５〜６Ｖ程度、最大でも１０Ｖ程度で十分なので、ＴＦＴにおいてホットエレクトロンによる劣化があまり問題にならない。また駆動回路を高速で動作させる必要があるので、ＴＦＴのゲート容量は小さいほうが好ましい。よって、本実施例のように、発光素子を用いた発光装置の駆動回路では、ＴＦＴの半導体層が有する第２の不純物領域９２９と、第４の不純物領域９３３ｂとが、それぞれゲート電極９１８、９１９と重ならない構成にするのが好ましい。
【０１６２】
〔実施例５〕
本実施例では、実施例４とは異なる発光装置の作製方法について説明する。
【０１６３】
第２の層間絶縁膜９３９を形成するまでの工程は、実施例１と同じである。図１１（Ａ）に示すように、第２の層間絶縁膜９３９を形成した後、第２の層間絶縁膜９３９に接するように、絶縁膜９４０を形成する。
【０１６４】
絶縁膜９４０は、第２の層間絶縁膜９３９に含まれる水分が、陽極９４８や、第３の層間絶縁膜９８２を介して、有機化合物層９５０に入るのを防ぐのに効果的である。第２の層間絶縁膜９３９が有機樹脂材料を有している場合、有機樹脂材料は水分を多く含むため、絶縁膜９４０を設けることは特に有効である。なお、本実施例では、絶縁膜９４０として、窒化珪素膜を用いる。
【０１６５】
その後、所定のパターンのレジストマスクを形成し、それぞれの半導体層に形成されソース領域またはドレイン領域とする不純物領域に達するコンタクトホールを形成する。コンタクトホールはドライエッチング法で形成する。この場合、エッチングガスにＣＦ4、Ｏ2の混合ガスを用い絶縁膜９４０をまずエッチングし、次にＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る第２の層間絶縁膜９３９をエッチングし、その後、再びエッチングガスをＣＦ4、Ｏ2として第１の層間絶縁膜９３７をエッチングする。さらに、半導体層との選択比を高めるために、エッチングガスをＣＨＦ3に切り替えて第３の形状のゲート絶縁膜５７０をエッチングすることによりコンタクトホールを形成することができる。
【０１６６】
そして、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成し、マスクでパターニングし、その後エッチングすることで、ソース配線９４１〜９４４とドレイン配線９４５〜９４７を形成する。図示していないが、本実施例ではこの配線を、そして、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）との積層膜で形成する。
【０１６７】
次いで、その上に透明導電膜を８０〜１２０ｎｍの厚さで形成し、パターニングすることによって陽極９４８を形成する（図１１（Ａ））。なお、本実施例では、透明電極として酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜や酸化インジウムに２〜２０[％]の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いる。
【０１６８】
また、陽極９４８は、ドレイン配線９４７と接して重ねて形成することによって電流制御用ＴＦＴのドレイン領域と電気的な接続が形成される。
【０１６９】
次に、図１１（Ｂ）に示すように、陽極９４８に対応する位置に開口部を有する第３の層間絶縁膜９８２を形成する。本実施例では、開口部を形成する際、ウエットエッチング法を用いることでテーパー形状の側壁とした。実施例４に示した場合と異なり、第３の層間絶縁膜９８２上に形成される有機化合物層は分断されないため、開口部の側壁が十分になだらかでないと段差に起因する有機化合物層の劣化が顕著な問題となってしまうため、注意が必要である。
【０１７０】
なお、本実施例においては、第３の層間絶縁膜９８２として酸化珪素でなる膜を用いているが、場合によっては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）といった有機樹脂膜を用いることもできる。
【０１７１】
ここで、２３０〜３５０℃で熱処理をし、陽極９４８を形成する透明性導電膜の結晶化を行う。
【０１７２】
次に、陽極表面の平坦化処理を行う。なお、本実施例においては、ベルクリン（小津産業製）を用いて陽極９４８表面を拭浄することにより、陽極９４８表面の平坦化を行う。
【０１７３】
また、ここでは洗浄液として純水を用いる。また、ベルクリンを巻き付けている軸の回転数は１００〜３００ｒｐｍとし、押し込み値は０．１〜１．０ｍｍとする。
【０１７４】
そして、第３の層間絶縁膜９８２上に有機化合物層９５０を形成する前に、第３の層間絶縁膜９８２の表面にアルゴンを用いたプラズマ処理を施し、第３の層間絶縁膜９８２の表面を緻密化しておくのが好ましい。上記構成によって、第３の層間絶縁膜９８２から有機化合物層９５０に水分が入るのを防ぐことができる。
【０１７５】
次に、有機化合物層９５０を蒸着法により形成し、更に蒸着法により陰極（Ｍｇ：Ａｇ電極）９５１および保護電極９５２を形成する。このとき有機化合物層９５０及び陰極９５１を形成するに先立って陽極９４７に対して熱処理を施し、水分を完全に除去しておくことが望ましい。なお、本実施例では発光素子の陰極としてＭｇ：Ａｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。
【０１７６】
なお、有機化合物層９５０としては、公知の低分子系もしくは高分子系の有機材料を用いることができる。本実施例では、高分子系材料を用いて有機化合物層を形成する場合について説明する。しかし、実施例１〜実施例４で示したような低分子系材料を用いることができるのは言うまでもない。また、有機化合物層を形成する材料が、全ての画素に共通のものを用いることができるが、例えば、赤色の発光が得られる材料と、緑色の発光が得られる材料と、青色の発光が得られる材料を画素ごとに塗り分けた場合には、異なる材料で形成された有機化合物層が複数存在することになり、フルカラー表示が可能となる。なお、青色、緑色、赤色の発光が得られる材料の組み合わせとしては、以下のようなものがある。
【０１７７】
まず、赤色発光が得られる有機化合物層の形成には、正孔輸送性の材料であるポリビニルカルバゾール（以下、ＰＶＫと示す）に電子輸送性の材料である２−（４−ビフェニリル）−５−（４−tert−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（以下、ＰＢＤと示す）を３０〜４０％分子分散させ、さらにドーパントとしてＤＣＭ２を約１％添加した塗布液をスピンコート法により塗布することで、緑色の発光が得られる有機化合物層を形成することができる。
【０１７８】
また、緑色発光が得られる有機化合物層の形成には、ＰＶＫにＰＢＤを３０〜４０％分子分散させ、さらにドーパントとしてクマリン６を約１％添加した塗布液をスピンコート法により塗布することで、緑色の発光が得られる有機化合物層を形成することができる。
【０１７９】
また、青色発光が得られる有機化合物層の形成には、ＰＶＫにＰＢＤを３０〜４０％分子分散させ、さらにドーパントとしてペリレンを約１％添加した塗布液をスピンコート法により塗布することで、青色の発光が得られる有機化合物層を形成することができる。
【０１８０】
なお、全ての画素に共通にこれらの材料を用いたり、画素ごとに異なるようにこれらの材料を用いたりすることができる。
【０１８１】
また、保護電極９５２でも有機化合物層９５０を水分や酸素から保護することは可能であるが、さらに好ましくは保護膜９５３を設けると良い。本実施例では保護膜９５３として３００ｎｍ厚の窒化珪素膜を設ける。この保護膜も保護電極９５２の後に大気解放しないで連続的に形成しても構わない。
【０１８２】
また、保護電極９５２は陰極９５１の劣化を防ぐために設けられ、アルミニウムを主成分とする金属膜が代表的である。勿論、他の材料でも良い。また、有機化合物層９５０、陰極９５１は非常に水分に弱いので、保護電極９５２までを大気解放しないで連続的に形成し、外気から有機化合物層を保護することが望ましい。なお、陰極９５１および保護電極９５２は、メタルマスクを用い、蒸着法により形成する。
【０１８３】
なお、有機化合物層９５０の膜厚は１０〜４００[ｎｍ]（典型的には６０〜１５０[ｎｍ]）、陰極９５１の厚さは８０〜２００[ｎｍ]（典型的には１００〜１５０[ｎｍ]）とすれば良い。
【０１８４】
こうして図１１（Ｂ）に示すような構造の発光装置が完成する。なお、陽極９４８、有機化合物層９５０、陰極９５１の重なっている部分９５４が発光素子に相当する。
【０１８５】
ｐチャネル型ＴＦＴ９６０及びｎチャネル型ＴＦＴ９６１は駆動回路が有するＴＦＴであり、ＣＭＯＳを形成している。スイッチング用ＴＦＴ９６２及び電流制御用ＴＦＴ９６３は画素部が有するＴＦＴであり、駆動回路のＴＦＴと画素部のＴＦＴとは同一基板上に形成することができる。なお、本発明の発光装置の作製方法は、本実施例において説明した作製方法に限定されない。
【０１８６】
〔実施例６〕
本実施例では、実施例４において図１０（Ｂ）まで作製した発光パネル、または、実施例５において図１１（Ｂ）まで作製した発光パネルを発光装置として完成させる方法について図１２を用いて詳細に説明する。
【０１８７】
図１２（Ａ）は、素子基板を封止した発光パネルの上面図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された８０１はソース側駆動回路、８０２は画素部、８０３はゲート側駆動回路である。また、８０４は封止基板、８０５はシール剤であり、シール剤８０５で囲まれた内側は、空間８０７になっている。
【０１８８】
なお、ソース側駆動回路８０１及びゲート側駆動回路８０３に入力される信号を伝送するための配線（図示せず）により、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）８０９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここでは発光パネルにＦＰＣが接続された状態を示しているが、ＦＰＣを介してＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールを本明細書中では、発光装置とよぶ。
【０１８９】
次に、断面構造について図１２（Ｂ）を用いて説明する。基板８１０の上方には画素部８０２、ソース側駆動回路８０１が形成されており、画素部８０２は電流制御用ＴＦＴ８１１とそのドレインに電気的に接続された陽極８１２を含む複数の画素により形成される。また、ソース側駆動回路８０１はｎチャネル型ＴＦＴ８１３とｐチャネル型ＴＦＴ８１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
【０１９０】
また、陽極８１２の両端にバンク８１５が形成された後、陽極８１２上に有機化合物層８１６および陰極８１７が形成され、発光素子８１８が形成される。
【０１９１】
なお、陰極８１７は全画素に共通の配線として機能し、接続配線８０８を経由してＦＰＣ８０９に電気的に接続されている。
【０１９２】
発光素子８１８形成後は、パッシベーション膜８２１が形成されている。これは、接続配線８０８上にシール剤８０５が直接形成されるのを防ぐためである。これによりシール剤８０５の密着性を高めることができる。
【０１９３】
なお、シール剤８０５によりガラスからなる封止基板８０４が貼り合わされている。なお、シール剤８０５としては紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂を用いるのが好ましい。また、必要に応じて封止基板８０４と発光素子８１８との間隔を確保するために樹脂膜からなるスペーサを設けても良い。シール剤８０５の内側の空間８０７には窒素や希ガス等の不活性ガスが充填されている。また、シール剤８０５はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。
【０１９４】
以上のような構造で発光素子を空間８０７に封入することにより、発光素子を外部から完全に遮断することができ、外部から侵入する水分や酸素による発光素子の劣化を防ぐことができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【０１９５】
なお、本実施例における構成は、実施例４または実施例５における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。
【０１９６】
〔実施例７〕
ここで、本発明を用いて形成される実施例４及び実施例５で説明した発光装置の画素部のさらに詳細な上面構造を図１３（Ａ）に、回路図を図１３（Ｂ）に示す。図１３において、スイッチング用ＴＦＴ７０４は図１０のスイッチング用（ｎチャネル型）ＴＦＴ９６２を用いて形成される。従って、構造の説明はスイッチング用（ｎチャネル型）ＴＦＴ９６２の説明を参照すれば良い。また、７０３で示される配線は、スイッチング用ＴＦＴ７０４のゲート電極７０４a、７０４bを電気的に接続するゲート配線である。
【０１９７】
なお、本実施例ではチャネル形成領域が二つ形成されるダブルゲート構造としているが、チャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
【０１９８】
また、スイッチング用ＴＦＴ７０４のソースはソース配線７１５に接続され、ドレインはドレイン配線７０５に接続される。また、ドレイン配線７０５は電流制御用ＴＦＴ７０６のゲート電極７０７に電気的に接続される。なお、電流制御用ＴＦＴ７０６は図１０の電流制御用（ｐチャネル型）ＴＦＴ９６３を用いて形成される。従って、構造の説明は電流制御用（ｐチャネル型）ＴＦＴ９６３の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１９９】
また、電流制御用ＴＦＴ７０６のソースは電流供給線７１６に電気的に接続され、ドレインはドレイン配線７１７に電気的に接続される。また、ドレイン配線７１７は点線で示される陽極（画素電極）７１８に電気的に接続される。
【０２００】
このとき、７１９で示される領域には保持容量（コンデンサ）が形成される。コンデンサ７１９は、電流供給線７１６と電気的に接続された半導体膜７２０、ゲート絶縁膜と同一層の絶縁膜（図示せず）及びゲート電極７０７との間で形成される。また、ゲート電極７０７、第１層間絶縁膜と同一の層（図示せず）及び電流供給線７１６で形成される容量も保持容量として用いることが可能である。
【０２０１】
なお、本実施例の構成は、実施例４または実施例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。
【０２０２】
〔実施例８〕
発光素子を用いた発光装置は自発光型であるため、液晶表示装置に比べ、明るい場所での視認性に優れ、視野角が広い。従って、本発明の発光装置を用いて様々な電気器具を完成させることができる。
【０２０３】
本発明により作製した発光装置を用いた電気器具として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的には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表示装置を備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携帯情報端末は、視野角の広さが重要視されるため、発光素子を有する発光装置を用いることが好ましい。それら電気器具の具体例を図１４に示す。
【０２０４】
図１４（Ａ）は表示装置であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２００３に用いることにより作製される。発光素子を有する発光装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶表示装置よりも薄い表示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０２０５】
図１４（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２１０２に用いることにより作製される。
【０２０６】
図１４（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。本発明により作製した発光装置をその表示部２２０３に用いることにより作製される。
【０２０７】
図１４（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。本発明により作製した発光装置をその表示部２３０２に用いることにより作製される。
【０２０８】
図１４Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示するが、本発明により作製した発光装置をこれら表示部Ａ、Ｂ２４０３、２４０４に用いることにより作製される。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。
【０２０９】
図１４（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２５０２に用いることにより作製される。
【０２１０】
図１４（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９、接眼部２６１０等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２６０２に用いることにより作製される。
【０２１１】
ここで図１４（Ｈ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。本発明により作製した発光装置をその表示部２７０３に用いることにより作製される。なお、表示部２７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。
【０２１２】
なお、将来的に有機材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０２１３】
また、上記電気器具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。有機材料の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。
【０２１４】
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが好ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが好ましい。
【０２１５】
以上の様に、本発明を用いて作製された発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用いることが可能である。また、本実施例の電気器具は実施例１〜実施例７に示した方法を実施することにより作製された発光装置を用いることにより完成させることができる。
【０２１６】
〔実施例９〕
なお、本実施例では、本発明の拭浄処理を行うことによる透明性導電膜の表面の状態について、原子間力顕微鏡(ＡＦＭ:Atomic Force Microscope)を用いて表面観察を行った。この結果を図１６に示す。
【０２１７】
なお、本実施例における表面観察には、ガラス基板上に１１０ｎｍの膜厚で成膜されたＩＴＯ膜を２５０℃で熱処理することにより結晶化したものを測定表面として用いる。
【０２１８】
図１６には、ベルクリンを用いた拭浄処理の前後における平均面粗さ（Ｒａ）を示している。なお、ここでいう平均面粗さとは、ＪＩＳ Ｂ０６０１で定義されている中心線平均粗さを面に対して適用できるよう三次元に拡張したものである。
【０２１９】
この結果から、拭浄処理後は、測定表面における平均面粗さは小さくなり、平坦性が増していることが分かる。さらに、図１７には、ベルクリンを用いた拭浄処理の前後における山谷の最大高低差（Ｐ−Ｖ）を示している。なお、ここでいう山谷の最大高低差とは、山頂と谷底の高さの差を示す。また、ここでいう山頂と谷底とはＪＩＳ Ｂ０６０１で定義されている「山頂」「谷底」を三次元に拡張したものであり、山頂とは指定面の山において最も標高の高いところ、谷底とは指定面の谷において最も標高の低いところと表現される。
【０２２０】
なお、山谷の最大高低差（Ｐ−Ｖ）においても拭浄処理により、測定表面における平坦性が増していることがわかる。また、図１９、図２０においてＡＦＭにより観察された基板表面の凹凸形状を示す。なお、図１９には、拭浄処理前の測定表面を観察した結果を示し、図２０には、拭浄処理後の測定表面を観察した結果を示す。
【０２２１】
以上により、本発明における拭浄処理において処理表面が平坦化されていることは接触角の測定だけでなく、ＡＦＭによる平均面粗さの測定結果からも示される。
【０２２２】
〔実施例１０〕
本発明の作製方法においては、陰極上に有機化合物層が形成され、有機化合物層上に陽極が形成されるという構造の発光装置を形成する場合においても同様に実施することができる。
【０２２３】
すなわち、発光素子の陰極を先に形成した後で、陰極表面を拭浄し、陰極上に有機化合物層を形成した後、陽極を形成することにより発光素子を形成することができる。
【０２２４】
なお、発光素子の積層構造が異なるという部分以外については、他の実施例に記載された内容を組み合わせて実施することができる。
【０２２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明を用いて絶縁膜上に発光素子の陽極を形成し、さらに陽極表面を拭浄して平坦化させることにより、発光素子の劣化を防ぐことができる。さらに、陽極表面を平坦化することで、有機化合物層における電流密度を高めることができることから発光輝度を高め、駆動電圧を低減させることができるので寿命の長い発光素子を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明における素子構造を説明する図。
【図２】 熱膨張率について説明する図。
【図３】 本発明の発光素子の作製方法を説明する図。
【図４】 本発明の拭浄処理を説明する図。
【図５】 本発明の発光素子の作製方法を説明する図。
【図６】 本発明の発光素子の作製方法を説明する図。
【図７】 本発明の拭浄処理を説明する図。
【図８】 作製行程を説明する図。
【図９】 作製行程を説明する図。
【図１０】 作製行程を説明する図。
【図１１】 作製行程を説明する図。
【図１２】 発光装置の封止構造を説明する図。
【図１３】 画素部の構造を説明する図。
【図１４】 電気器具の一例を示す図。
【図１５】 接触角の測定結果を示す図。
【図１６】 ＡＦＭによる測定結果を示す図。
【図１７】 ＡＦＭによる測定結果を示す図。
【図１８】 従来例を説明する図。
【図１９】 ＡＦＭによる測定結果を示す図。
【図２０】 ＡＦＭによる測定結果を示す図。
Claims (18)
- 基板上に複数のＴＦＴを形成し、
前記ＴＦＴ上に有機樹脂材料からなる第１の絶縁膜を形成し、
前記第１の絶縁膜上に無機絶縁材料からなる第２の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜上に透明性導電膜を形成し、
前記透明性導電膜上に０．１ｎｍ以上５ｎｍ以下の膜厚で有機樹脂材料からなる第３の絶縁膜を形成し、
前記第３の絶縁膜の表面を拭浄性材料により拭浄して平坦化する発光装置の作製方法であって、
前記拭浄性材料とはポリビニルアルコール系の多孔質体であることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 基板上に複数のＴＦＴを形成し、
前記ＴＦＴ上に有機樹脂材料からなる第１の絶縁膜を形成し、
前記第１の絶縁膜上に無機絶縁材料からなる第２の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜上に陽極を形成し、
前記陽極上に０．１ｎｍ以上５ｎｍ以下の膜厚で有機樹脂材料からなる第３の絶縁膜を形成し、
前記第３の絶縁膜の表面を拭浄性材料により拭浄して平坦化する発光装置の作製方法であって、
前記拭浄性材料とはポリビニルアルコール系の多孔質体であることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１または請求項２のいずれか一項において、
前記拭浄性材料を押しつける押し込み値は０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記第３の絶縁膜とは、アクリル、ポリイミドまたはポリアミドであることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第１の絶縁膜とは、アクリル、ポリイミドまたはポリアミドであることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記第２の絶縁膜とは、酸化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、または酸化窒化アルミニウムであることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記第１の絶縁膜の膜厚は１．０μｍ以上２．０μｍ以下であり、
前記第２の絶縁膜の膜厚は１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
洗浄液と前記拭浄性材料によって前記表面を拭浄することを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記表面における拭浄前の水に対する接触角が９０°よりも小さいときは、拭浄後における水に対する接触角は、拭浄前の水に対する接触角よりも大きく、かつ９０°より小さくなることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 基板上に複数のＴＦＴを形成し、
前記ＴＦＴ上に無機絶縁材料からなる第１の絶縁膜を形成し、
前記ＴＦＴ上に有機樹脂材料からなる第２の絶縁膜を形成し、
前記第１の絶縁膜上に無機絶縁材料からなる第３の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜上に透明性導電膜を形成し、
前記透明性導電膜上に０．１ｎｍ以上５ｎｍ以下の膜厚で有機樹脂材料からなる第４の絶縁膜を形成し、
前記第４の絶縁膜の表面を拭浄性材料により拭浄して平坦化する発光装置の作製方法であって、
前記拭浄性材料とはポリビニルアルコール系の多孔質体であることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 基板上に複数のＴＦＴを形成し、
前記ＴＦＴ上に無機絶縁材料からなる第１の絶縁膜を形成し、
前記ＴＦＴ上に有機樹脂材料からなる第２の絶縁膜を形成し、
前記第１の絶縁膜上に無機絶縁材料からなる第３の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜上に陽極を形成し、
前記陽極上に０．１ｎｍ以上５ｎｍ以下の膜厚で有機樹脂材料からなる第４の絶縁膜を形成し、
前記第４の絶縁膜の表面を拭浄性材料により拭浄して平坦化する発光装置の作製方法であって、
前記拭浄性材料とはポリビニルアルコール系の多孔質体であることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１０または請求項１１のいずれか一項において、
前記拭浄性材料を押しつける押し込み値は０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１０乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記第４の絶縁膜とは、アクリル、ポリイミドまたはポリアミドであることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１０乃至請求項１３のいずれか一項において、
前記第２の絶縁膜とは、アクリル、ポリイミドまたはポリアミドであることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１０乃至請求項１４のいずれか一項において、
前記第３の絶縁膜とは、酸化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、または酸化窒化アルミニウムであることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１０乃至請求項１５のいずれか一項において、
前記第１の絶縁膜の膜厚は１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、
前記第２の絶縁膜の膜厚は１．０μｍ以上２．０μｍ以下であり、
前記第３の絶縁膜の膜厚は１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする発光 装置の作製方法。 - 請求項１０乃至請求項１６のいずれか一項において、
洗浄液と前記拭浄性材料によって前記表面を拭浄することを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１０乃至請求項１７のいずれか一項において、
前記表面における拭浄前の水に対する接触角が９０°よりも小さいときは、拭浄後における水に対する接触角は、拭浄前の水に対する接触角よりも大きく、かつ９０°より小さくなることを特徴とする発光装置の作製方法。
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