JP4090746B2

JP4090746B2 - 発光装置および電子機器

Info

Publication number: JP4090746B2
Application number: JP2002020771A
Authority: JP
Inventors: 肇木村
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2022-01-29
Also published as: JP2002299056A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極間に発光性材料を挟んだ素子（以下、発光素子という）を用いた発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、発光素子を用いた発光装置の開発が進んでいる。発光装置は発光素子自体に発光能力があるため、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が不要である。よって、薄型化、軽量化が可能である。
【０００３】
発光装置にはパッシブ型（単純マトリックス型）とアクティブ型（アクティブマトリックス型）の２種類があり、どちらも盛んに開発が行われている。特に現在はアクティブ型発光装置が注目されている。また、発光素子の有機層の発光層となる材料は、有機材料と無機材料があり、さらに有機材料は低分子系（モノマー系）有機材料と高分子系（ポリマー系）有機材料とに分けられる。両者とも盛んに研究されており、低分子系有機材料は主に真空蒸着法により、高分子系有機材料は主にスピンコート法によって成膜される。
【０００４】
有機材料は無機材料と比べて発光効率が高く、低電圧で駆動することが可能であるという特徴がある。また、有機化合物であるので、様々な新しい物質を設計し、作成することが可能である。よって、将来の材料設計の進展によって、より高い効率で発光する素子が発見される可能性がある。
【０００５】
円偏光フィルムと偏光板を併用した発光装置の断面図を図１６に示す。発光装置は、発光素子が形成された基板１６０１と、封止基板１６００とをシール材１６０５を介して貼り合わせた構造となっている。さらに、発光素子は陽極１６０２、有機層１６０３および陰極１６０４から成り、陽極１６０２と陰極１６０４で有機層１６０３を挟み込むように形成される。基板上に形成するのは、陽極でも陰極でも良いが、作製上の容易さから、基板の上に陽極を形成するのが一般的である。発光素子は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膜の発光中心で再結合して励起子を形成し、その励起子が基底状態に戻るときにエネルギーを放出して発光する。発光素子は基板１６０１、封止基板１６００およびシール材１６０５で囲まれた密閉された空間内にある。本明細書では、基板、封止基板、シール材、発光素子に囲まれた領域を密閉された空間という。発光素子は水分や酸素によって劣化するので、密閉された空間は不活性ガス１６０６（窒素分子もしくは希ガス）により満たされている。また、密閉された空間は、有機樹脂で満たされる場合もある。１６０８はスイッチング用のＴＦＴ（Thin Film Transistor）、１６０９は電流制御用のＴＦＴ、１６１０、１６１１および１６１５は絶縁膜である。画素部１６２０の範囲を図１６の矢印に示す。本明細書において、封止基板とは水分により劣化しやすい発光素子を守るためにシール材を介して基板に貼り合わせた基板を言う。
【０００６】
発光装置の陰極においては光の反射性の高い材料を使用しているため、発光装置の外部から入ってくる光（入射光１６２１）が陰極で反射して反射光１６２２が生じる。よって、鏡のように陰極に観測者１６１６の顔が写ってしまい、観測者が写り込みを確認してしまうことがあった。本明細書では、写り込みとは陰極等による反射によって観測者の顔や天井等が発光装置の表示部（図示は省略）に写ることをいう。そのため、円偏光フィルム１６１２と偏光板１６１３を用いて、発光装置の外部から入射し、陰極で反射された光が、再び外部に出ないようにしている。偏光板の偏光軸と、円偏光フィルムの偏光軸とのなす角が４５°になるように設置される。このように設置されると、外部から入射された偏光板を通過した光は直線偏光となり、円偏光フィルムで４５°ねじられ、楕円偏光となり、この楕円偏光は陰極で反射し、円偏光フィルムで直線偏光となる。この直線偏光と、偏光板の偏光軸のなす角が９０°になるので、反射光は偏光板に吸収される。よって、観測者１６１６には写り込みが見えないように、発光装置に円偏光フィルム１６１２と偏光板１６１３が設置されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
よって、写り込みを防止するために、図１６に示すように円偏光フィルム１６１２と偏光板１６１３を発光装置に用いると、偏光板１６１３で、光量の約半分（３８〜４８％）が吸収されてしまう。さらに、有機層１６０３で発光した光も約半分が偏光板で吸収され、観測者１６１６が確認する輝度が約半分に低下してしまうという課題を有していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発光装置の陰極の表面を凹凸にする。陰極の表面を凹凸にすれば、入射光はあらゆる方向に光が反射されるため、観測者には写り込みが見えないようになる。その結果、円偏光フィルムと偏光板が不要になる。
【０００９】
よって、本明細書で開示する発明の構成は、透明な突起と、前記透明な突起上に、かつ、前記透明な突起に沿って形成された画素電極と、前記画素電極の上方に、かつ、前記画素電極の一部が接するように形成された有機層と、前記有機層上に、かつ、前記有機層に沿って設けられた陰極とを有する発光装置において、前記透明な突起が形成されることにより、前記有機層と接する前記陰極の表面が凹凸であることを特徴とする発光装置である。
【００１０】
まず、０．５〜１．０μm程度の高さを有する透明な突起１６４を形成する。次いで、透明な突起に沿って、８０〜１２０nmの厚さを有する画素電極及び１０〜４００nmの厚さを有する有機層を形成する。このような場合、透明な突起１６４の高さに比べて、非常に画素電極及び有機層の厚さが小さいので、有機層の表面は凹凸になる。したがって、有機層上に陰極を形成した場合、有機層と接する陰極の表面は凹凸になる。本発明の発光装置の有機層と接する陰極の表面は凹凸になるので、本発明の発光装置を用いた場合、入射光はあらゆる方向に光が反射されるため、観測者には写り込みが見えないようになる。
【００１１】
また、他の発明の構成は、前記透明な突起の横方向に、光の吸収性の高い絶縁膜が形成されていることを特徴とする発光装置である。このように、本発明の構成は、透明な突起の横方向に光の吸収性の高い絶縁膜が形成されているため、陰極、ソース配線及びドレイン配線等などによる反射光を抑え、照り返しを防ぐことができる。なお、この光の吸収性の高い絶縁膜を適用することは、陰極の表面を凹凸にすることよりも、反射光を抑え、照り返しを防ぐ効果がある。
【００１２】
また、他の発明の構成は、前記透明な突起として、マイクロレンズを適用していてもよい。
【００１３】
本発明の発光装置はパーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、携帯型情報端末、デジタルカメラ、デジタルビデオディスクプレーヤー、車載用後方確認用のモニター、テレビ電話、カーナビゲーションまたは電子遊技機器に用いることができる。
【発明の実施の形態】
本願発明の実施形態について、以下に説明する。本実施形態の図５の上面図（画素部）を図１２（Ａ）に示す。ただし、簡略化のため、基板、下地膜、絶縁膜、画素電極、有機層、陰極、封止基板等は省略している。図１２（Ａ）中の点線部Ａ-Ａ'、点線部Ｂ-Ｂ'、点線部Ｃ-Ｃ'における本実施形態の発光装置の断面図を図５に示す。ここでは、画素部のスイッチング用ＴＦＴ１６２および電流制御用ＴＦＴ１６３と、画素部の周辺に設けられる駆動回路のＴＦＴ（pチャネル型ＴＦＴ１６０とｎチャネル型ＴＦＴ１６１）を同時に作製する方法について、説明する。
【００１４】
まず、図１（Ａ）に示すように、基板１００上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜１０１を形成する。基板１００の材質としては、非晶質ガラス（ホウケイ酸塩ガラス、石英等）、結晶化ガラス、セラミックスガラス、ガラス、ポリマー等の絶縁性物質が好ましい。また、有機系樹脂（アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂もしくはエポキシ系樹脂）、シリコーン系樹脂ポリマーの絶縁性物質でもよい。
【００１５】
次いで、下地膜１０１上に半導体層１０２〜１０５を形成する。半導体層１０２〜１０５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１０２〜１０５の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成する。
【００１６】
次いで、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法で半導体層１０２〜１０５を覆うゲート絶縁膜１０６を形成する。
【００１７】
そして、ゲート絶縁膜１０６上にゲート電極を形成するための耐熱性導電層１０７を２００〜４００ｎｍ（好ましくは２５０〜３５０ｎｍ）の厚さで形成する。
【００１８】
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１０８を形成する。そして、第１のエッチング処理を行う。
【００１９】
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１０９〜１１２を形成する。（図１（Ｂ））
【００２０】
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。（図１（Ｃ））。
【００２１】
次に、図１（Ｄ）に示すように第２のエッチング処理を行う。
【００２２】
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。（図２（Ａ）第２のドーピング）
【００２３】
そして、図２（Ｂ）に示すように、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層１０２、半導体層１０５に一導電型とは逆の導電型の不純物領域１３３（１３３ａ、１３３ｂ）及び１３４（１３４ａ、１３４ｂ）を形成する。この場合も第２の形状の導電層１１８、第２の形状の導電層１２１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。（図２（Ｂ）第３のドーピング）
【００２４】
その後、図２（Ｃ）に示すように、第２の形状を有する導電層１１８〜１２１およびゲート絶縁膜１０６上に第１の層間絶縁膜１３７を形成する。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。（図２（Ｃ）第１の層間絶縁膜の形成/活性化工程）
【００２５】
次いで、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。
【００２６】
そして、スピンコート法により有機絶縁物材料からなる第２の層間絶縁膜を１．０〜２．０μｍの平均膜厚で形成する。本実施形態ではネガ型の感光性樹脂であるカーボンブラックを用いたが、光の吸収性の高い絶縁膜であればよい。
【００２７】
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及び開口部を形成する。コンタクトホール及び開口部はドライエッチング法で形成する。こうして、第２の層間絶縁膜１３９ａ, 第２の層間絶縁膜１３９ｂが形成される。
【００２８】
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、フォト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１４０〜１４３とドレイン配線１４４〜１４６を形成する。
【００２９】
次いで、第１の層間絶縁膜１３７上に、かつ、第２の層間絶縁膜１３９ａと第２の層間絶縁膜１３９ｂとの間（開口部）に、フォトマスクを用い露光及び現像により透明な突起１６４を形成する。ここで形成する材料は感光性のアクリル樹脂を用いたが、透明な材料であればよい。たとえば、ＳｉＯ₂、ＳｉＮＯ、ＡｌＮＯ、ＳＯＧ（スピンオングラス）材料、窒化シリコン、ポリイミド、ポリカーボ−ネート等でもよい。ＳＯＧ材料は、無機であっても有機であってもよい。無機ＳＯＧ材料は、無機材料からなり、かつスピンコート可能な材料であって、具体的にはＰＳＧ（ＰｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅＧｌａｓｓ）、ＢＳＧ（ＢｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅＧｌａｓｓ）、ＢＰＳＧ（ＢｏｒｏｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅＧｌａｓｓ）が挙げられる。また、透明な突起１６４の形状及び個数に限定されない。本実施例において、透明な突起１６４の高さは、焼成後、０．５〜１．０μm程度である。
【００３０】
なお、透明な突起１６４は、ソース配線１４０〜１４３とドレイン配線１４４〜１４６を形成する前に形成してもよい。
【００３１】
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画素電極１４７を形成する（図４（Ａ）画素電極の形成）。画素電極１４７が陽極に相当する。他の陽極の材質としては、仕事関数の大きな導電膜、白金、金、ニッケル、パラジウム、イリジウムもしくはコバルトを用いる。これら陽極は、スパッタ法、真空蒸着法などの方法で形成され、フォトリソグラフィによってパターニングが行われる。
【００３２】
また、画素電極１４７は、ドレイン配線１４６と接して重ねて形成することによって電流制御用ＴＦＴ１６３のドレイン領域と電気的な接続が形成される。
【００３３】
次に、図４（Ｂ）に示すように、まず、第３の層間絶縁膜１４９を形成する。
【００３４】
次に、不活性ガス（窒素もしくは希ガス）雰囲気中、有機層１５０をメタルマスクを用いた真空蒸着法により形成し、更に蒸着法により陰極（ＭｇＡｇ電極）１５１を形成する。以後の工程は、不活性ガス（窒素もしくは希ガス）雰囲気中で行われる。
【００３５】
陰極１５１の材質としては、ＭｇＡｇ電極を用いる。また、仕事関数の小さな金属、代表的には周期表の１族もしくは２族に属する元素（マグネシウム，リチウム，カリウム，バリウム、カルシウム、ナトリウムもしくはベリリウム）またはそれらに近い仕事関数を持つ金属を用いてもよい。さらに、陰極の材質として、アルミニウムを用い、陰極のバッファー層としてアルミニウムの下にフッ化リチウムもしくはリチウムアセチルアセトネート錯体を形成してもよい。光の反射性の高い材料を用いた場合、本実施形態の発光装置の構成の効果が発揮される。
【００３６】
なお、有機層１５０としては、公知の材料を用いることができる。有機層１５０は、積層構造で用いた方が発光効率が良いので積層構造で用いられることが多いが、単層で用いてもよい。一般的に陽極上に正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層の順に形成されるが、正孔輸送層／発光層／電子輸送層または正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層のような構造でも良い。本発明ではいずれの構造を用いてもよい。また、三重項励起状態から基底状態に戻る際のエネルギーを発光に変換しうる材料を発光層に用いてもよい。
【００３７】
なお、有機層１５０の膜厚は１０〜４００nm（典型的には６０〜１５０nm）、陰極１５１の厚さは８０〜２００nm（典型的には１００〜１５０nm）とすれば良い。
【００３８】
よって、複数の透明な突起１６４が設けられ、さらに、透明な突起と重なるように画素電極１４７が形成され、画素電極１４７と重なるように有機層１５０が形成され、前記有機層１５０上に陰極１５１を形成されることにより、有機層１５０に接する陰極の表面に多数の凹凸１６５が形成される。
【００３９】
さらに、抵抗を下げるために、陰極１５１上に保護電極を形成してもよい。保護電極の材料としてはアルミニウムを主成分とする金属膜が代表的であるが、勿論、他の材料でも良い。さらに、有機層１５０及び陰極１５１を水分や酸素から保護するために、保護膜を設けてもよい。この保護膜も保護電極形成後、大気解放しないで連続的に形成しても構わない。
【００４０】
次いで、封止基板１６６をシール材（図示しない）を介して貼り合わせ、所望の大きさに分断することにより、以上の工程を経て、図５の発光装置を完成させる。なお、画素電極１４７、有機層１５０、陰極１５１の重なっている部分が発光素子に相当する。
【００４１】
基板１６６の材質としては、非晶質ガラス（ホウケイ酸塩ガラス、石英等）、結晶化ガラス、セラミックスガラス、ガラス、ポリマー等の絶縁性物質が好ましい。また、有機系樹脂（アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂もしくはエポキシ系樹脂）、シリコーン系樹脂ポリマーの絶縁性物質でもよい。セラミックスを用いてもよい。また、シール材が絶縁物であるならステンレス合金等の金属材料を用いることも可能である。シール材の材質としては、エポキシ系樹脂、アクリレート系樹脂等のシール材を用いることができる。熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂をシール材として用いることもできる。但し、シール材は可能な限り水分を透過しない材質であることが望ましい。基板１００、封止基板１６６、シール材、陰極１５１、層間絶縁膜１４９に囲まれた領域中には不活性ガス１６７が満たされる。
【００４２】
以上のように、本実施形態の発光装置には透明な突起１６４が設けられ、有機層１５０に接する陰極１５１の表面に多数の凹凸１６５が形成されている。よって、外部からの入射光は拡散反射され、反射光の向きはランダムになる。よって、陰極１５１の表面における写り込みを抑えることができる。
【００４３】
また、透明な突起１６４の横方向に光の吸収性の高い絶縁膜を設けるため、陰極、ソース配線及びドレイン配線等などによる反射光を抑え、照り返しを防ぐことができる。よって、観測者には、写り込みが見えない。なお、この光の吸収性の高い絶縁膜を適用することは、陰極の表面を凹凸にすることよりも、反射光を抑え、照り返しを防ぐ効果がある。
【００４４】
よって、本実施形態の発光装置に円偏光フィルムと偏光板を適用する必要がなくなるので、反射光と発光した光の損失が減少し、従来の発光装置よりも観測者が確認する輝度は約２倍になる。
【００４５】
なお、透明な突起は、陰極と陽極（画素電極）がショートしない範囲であれば、どのような形状でもよい。光の拡散反射のしやすさを考慮すると可能なかぎり、凹凸が激しい方が望ましい。図１２（Ａ）では透明な突起の上面図で円形状のものを示したが、特にその形状は限定されず、径方向の断面が多角形であってもよいし、左右対称でない形状であってもよい。例えば、図１２（Ｂ）（ａ）〜（ｆ）で示された形状のうち、いずれのものでもよい。また、透明な突起を規則的に配置しても不規則に配置してもよい。
【００４６】
また、図８のように、ソース配線及びドレイン配線上方の第３の層間絶縁膜に光の吸収性の高い材料を適用し、第３の層間絶縁膜の開口部の横方向に透明な突起を形成し、陰極の表面に凹凸を形成してもよい。
【００４７】
さらに、図１１のように、透明な突起にマイクロレンズを適用してもよい。マイクロレンズの作製方法は公知の方法を用いればよい。
【００４８】
本発明はアクティブ型の発光装置のみならず、パッシブ型の発光装置にも適用することができる。
【００４９】
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととする。
【００５０】
【実施例】
〔実施例１〕
本発明の実施例について、以下に説明する。本実施例の図５の上面図（画素部１７１）を図１２（Ａ）に示す。ただし、簡略化のため、基板、下地膜、絶縁膜、画素電極、有機層、陰極、封止基板等は省略している。図１２（Ａ）中の点線部Ａ-Ａ'、点線部Ｂ-Ｂ'、点線部Ｃ-Ｃ'における本実施例の発光装置の断面図を図５に示す。ここでは、画素部１７１のスイッチング用ＴＦＴ１６２および電流制御用ＴＦＴ１６３と、画素部１７１の周辺に設けられる駆動回路１７０のＴＦＴ（pチャネル型ＴＦＴ１６０とｎチャネル型ＴＦＴ１６１）を同時に作製する方法について、説明する。
【００５１】
本発明の発光装置の作製方法の一例について、図１〜図５を用いて説明する。
【００５２】
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１００を用いる。なお、基板１００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。
【００５３】
次いで、図１（Ａ）に示すように、基板１００上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜１０１を形成する。本実施例では下地膜１０１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１０１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シリコン膜１０１ａを１０〜２００ｎｍ（好ましくは５０〜１００ｎｍ）形成する。本実施例では、膜厚５０ｎｍの酸化窒化シリコン膜１０１ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成する。次いで、下地膜１０１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水素化シリコン膜１０１ｂ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の酸化窒化水素化シリコン膜１０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成する。
【００５４】
次いで、下地膜１０１上に半導体層１０２〜１０５を形成する。半導体層１０２〜１０５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１０２〜１０５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、好ましくはシリコン（珪素）またはシリコンゲルマニウム（Ｓｉ_XＧｅ_1-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の非晶質シリコン膜を成膜した後、ニッケルを含む溶液を非晶質シリコン膜上に保持させた。この非晶質シリコン膜に脱水素化（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シリコン膜を形成した。そして、この結晶質シリコン膜をフォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理によって、半導体層１０２〜１０５を形成する。
【００５５】
また、半導体層１０２〜１０５を形成した後、ＴＦＴのしきい値を制御するために、半導体層１０２〜１０５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。
【００５６】
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。
【００５７】
次いで、半導体層１０２〜１０５を覆うゲート絶縁膜１０６を形成する。ゲート絶縁膜１０６はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとしてシリコン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の厚さで酸化窒化シリコン膜（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シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコン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。
【００５８】
また、酸化シリコン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シリコン膜は、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。
【００５９】
そして、ゲート絶縁膜１０６上にゲート電極を形成するための耐熱性導電層１０７を２００〜４００ｎｍ（好ましくは２５０〜３５０ｎｍ）の厚さで形成する。耐熱性導電層１０７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。
【００６０】
一方、耐熱性導電層１０７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１０７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１０７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１０６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１０７は抵抗率を１０〜５０μΩｃｍの範囲ですることが好ましい。
【００６１】
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１０８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した。
【００６２】
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１０９〜導電層１１２を形成する。導電層１０９〜導電層１１２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１０６）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１（B）第１のエッチング）
【００６３】
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１０８をそのまま残し、第１のテーパー形状を有する導電層１０９〜１１２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１０６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１１４〜１１７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１（Ｃ）第１のドーピング処理）
【００６４】
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１０９〜１１２の下に回りこみ、第１の不純物領域１１４〜１１７が第１の形状の導電層１０９〜１１２と重なることも起こりうる。
【００６５】
次に、図１（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１１８〜１２１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１０８はエッチングされて端部が削れ、マスク１２２となる。また、図１（Ｄ）の工程において、ゲート絶縁膜１０６の表面が４０ｎｍ程度エッチングされる。
【００６６】
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１２４〜１２７と、前記第１の不純物領域１２４〜１２７に接する第２の不純物領域１２８〜１３１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１１８〜１２１の下に回りこみ、第２の不純物領域１２８〜１３１が第２の形状の導電層１１８〜１２１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、１×１０¹⁷〜１×１０²⁰好ましくは１×１０¹⁶〜１×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³となるようにする。（図２（Ａ）第２のドーピング処理）
【００６７】
そして、図２（Ｂ）に示すように、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層１０２、半導体層１０５に一導電型とは逆の導電型の不純物領域１３３（１３３ａ、１３３ｂ）及び１３４（１３４ａ、１３４ｂ）を形成する。この場合も第２の形状の導電層１１８、第２の形状の導電層１２１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１０３、半導体層１０４の上方には、レジストのマスク１３２を形成する。ここで形成される不純物領域１３３、不純物領域１３４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１３３、不純物領域１３４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。
【００６８】
しかしながら、この不純物領域１３３、１３４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１３３ａ、１３４ａ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１３３ｂ、１３４ｂ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１３３ｂ、１３４ｂ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１３３ａ、１３４ａ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。なお、１０２ａ〜１０５ａはそれぞれのＴＦＴのチャネル形成領域である。
【００６９】
その後、図２（Ｃ）に示すように、まず、第２の形状を有する導電層１１８〜１２１およびゲート絶縁膜１０６上に第１の層間絶縁膜１３７を形成する。第１の層間絶縁膜１３７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１３７は無機絶縁物材料から形成する。第１の層間絶縁膜１３７の膜厚は１００〜２００nmとする。第１の層間絶縁膜１３７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１３７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１３７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。
【００７０】
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時間の熱処理を行った。また、基板１００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。
【００７１】
次いで、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１０２ａ〜１０５ａ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。
【００７２】
そして、スピンコート法により有機絶縁物材料からなる第２の層間絶縁膜を１．０〜２．０μｍの平均膜厚で形成する。本実施例ではネガ型の感光性樹脂であるカーボンブラック（CK-７８００；富士フィルムオーリン（株）製）を用いたが、光の吸収性の高い絶縁膜であればよい。
【００７３】
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、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る第２の層間絶縁膜をまずエッチングし、その後、続いてエッチングガスをＣＦ₄、Ｏ₂として第１の層間絶縁膜１３７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をエッチングすることによりコンタクトホール及び開口部を形成することができる。こうして、第２の層間絶縁膜１３９ａ, 第２の層間絶縁膜１３９ｂが形成される。
【００７４】
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、フォト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１４０〜１４３とドレイン配線１４４〜１４６を形成する。図示はしないが、この配線は、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。
【００７５】
次いで、第１の層間絶縁膜１３７ａ上に、かつ、第２の層間絶縁膜１３９ａと第２の層間絶縁膜１３９ｂとの間（開口部）に、フォトマスクを用い露光及び現像により透明な突起１６４を形成する。ここで形成する材料は感光性のアクリル樹脂を用いたが、透明な材料であればよく、また、その形状及び個数に限定されない。
【００７６】
透明な突起１６４の材料としては、感光性のアクリル樹脂を主成分とした材料であるＮＮ７００（ＪＳＲ製）を利用する。膜厚は、焼成後、０．７〜１．２μm程度になるようにする。ＮＮ７００を形成、仮焼成した後、フォトマスクを用いてマスクアライナーで露光する。すなわち、フォトマスクの開口部を通してアクリル樹脂に露光する。次に、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）を主成分とする現像液で現像し、２５０℃、１時間の焼成を行う。その結果、図３（Ｂ）に示したように透明な突起１６４を形成する。透明な突起１６４の高さは、焼成後、０．５〜１．０μm程度になる。
【００７７】
透明な突起１６４は、ソース配線１４０〜１４３とドレイン配線１４４〜１４６を形成する前に形成してもよい。
【００７８】
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画素電極１４７を形成する（図４（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。
【００７９】
また、画素電極１４７は、ドレイン配線１４６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。
【００８０】
次に、図４（Ｂ）に示すように、第３の層間絶縁膜１４９を形成する。本実施例ではレジストを用いて第３の層間絶縁膜１４９を形成したが、絶縁性を有するものであればよい。ポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、酸化シリコン膜等を用いることもできる。
【００８１】
本実施例では、第３の層間絶縁膜１４９の厚さを１μｍ程度とし、開口部は画素電極１４７に近くなればなるほど狭くなる、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。
【００８２】
次に、不活性ガス（窒素もしくは希ガス）雰囲気中、有機層１５０を真空蒸着法により形成し、更に真空蒸着法により陰極（ＭｇＡｇ電極）１５１を形成する。以後の工程は、不活性ガス（窒素もしくは希ガス）雰囲気中で行われる。有機層１５０及び陰極１５１を形成する前に、画素電極１４７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。
【００８３】
なお、有機層１５０としては、公知の材料を用いることができる。本実施例では正孔輸送層及び発光層でなる２層構造を有機層とするが、正孔注入層、電子注入層若しくは電子輸送層のいずれかを設ける場合もある。このように組み合わせは既に様々な例が報告されており、そのいずれの構成を用いても構わない。
【００８４】
本実施例では正孔輸送層としてポリフェニレンビニレンを蒸着法により形成する。また、発光層としては、ポリビニルカルバゾールに１，３，４−オキサジアゾール誘導体のＰＢＤを３０〜４０％分子分散させたものを蒸着法により形成し、緑色の発光中心としてクマリン６を約１％添加している。
【００８５】
また、有機層１５０の膜厚は１０〜４００nm（典型的には６０〜１５０nm）、陰極１５１の厚さは８０〜２００nm（典型的には１００〜１５０nm）とすれば良い。
【００８６】
なお、本実施例では発光素子の陰極としてＭｇＡｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。光の反射性の高い材料を用いた場合、本実施例の発光装置の構成の効果が発揮される。
【００８７】
また、抵抗を下げるために、陰極１５１上に保護電極を形成してもよい。保護電極の材料としてはアルミニウムを主成分とする金属膜が代表的であるが、勿論、他の材料でも良い。さらに、有機層１５０及び陰極１５１を水分や酸素から保護するために、保護膜を設けてもよい。この保護膜も保護電極の後に大気解放しないで連続的に形成しても構わない。
【００８８】
次いで、封止基板１６６をシール材（図示しない）で貼り合わせ、所望の大きさに分断することにより、図５の発光装置を完成させる。基板１００、封止基板１６６、シール材、陰極１５１、層間絶縁膜１４９に囲まれた領域中には不活性ガス１６７が満たされる。なお、画素電極１４７、有機層１５０、陰極１５１の重なっている部分が発光素子に相当する。
【００８９】
本実施例の発光装置には透明な突起１６４が設けられ、有機層１５０に接する陰極１５１の表面に多数の凹凸１６５が形成されている。よって、外部からの入射光１７２は拡散反射され、反射光１７３の向きはランダムになる。よって、陰極１５１の表面における写り込みを抑えることができる。
【００９０】
また、透明な突起１６４の横方向に光の吸収性の高い絶縁膜を設けるため、陰極、ソース配線及びドレイン配線等などによる反射光を抑え、照り返しを防ぐことができる。よって、観測者には、写り込みが見えない。なお、この光の吸収性の高い絶縁膜を適用することは、陰極の表面を凹凸にすることよりも、反射光を抑え、照り返しを防ぐ効果がある。
〔実施例２〕
本実施例では実施例１とは異なるアクティブマトリクス基板の作製方法について図６〜図８を用いて説明する。実施例１では、陰極に凹凸を形成するために第１の層間絶縁膜上に透明な突起を形成したが、本実施例では第２の層間絶縁膜上に透明な突起を形成することを特徴としている。
【００９１】
ここでは、画素部２７１のスイッチング用ＴＦＴ２６２および電流制御用ＴＦＴ２６３と、画素部２７１の周辺に設けられる駆動回路２７０のＴＦＴ（pチャネル型ＴＦＴ２６０とｎチャネル型ＴＦＴ２６１）を同時に作製する方法について、詳細に説明する。
【００９２】
なお、その他の構成については実施例１において既に述べているので、詳しい構成については実施例１を参照し、ここでは説明を省略する。
【００９３】
まず、実施例１に従って、図２（Ｂ）と同じ状態を得る。２３７は、第１の層間絶縁膜である。
【００９４】
そして、まず、図６（Ａ）のように、有機絶縁物材料からなる第２の層間絶縁膜２３９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、アクリル樹脂、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。
【００９５】
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、Ｈｅの混合ガスを用い有機樹脂材料から成る第２の層間絶縁膜をまずエッチングし、その後、続いてエッチングガスをＣＦ₄、Ｏ₂として第１の層間絶縁膜をエッチングする。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。
【００９６】
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、フォト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２４０〜２４３とドレイン配線２４４〜２４６を形成する。図示はしないが、この配線は、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。
【００９７】
次いで、第２の層間絶縁膜２３９上に、フォトマスクを用い露光及び現像により透明な突起２６４を形成する。ここで形成する材料は透明な材料であればよく、また、その形状及び個数に限定されない。
【００９８】
透明な突起２６４の材料としては、感光性のアクリル樹脂を主成分とした材料であるＮＮ７００（ＪＳＲ製）を利用する。膜厚は、焼成後、０．７〜１．２μm程度になるようにする。ＮＮ７００を形成、仮焼成した後、フォトマスクを用いてマスクアライナーで露光する。すなわち、フォトマスクの開口部を通してアクリル樹脂に露光する。次に、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）を主成分とする現像液で現像し、乾燥させた基板に対し、２５０℃、１時間の焼成を行う。その結果、図６（Ａ）に示したように透明な突起２６４を形成する。透明な突起２６４の高さは、焼成後、０．５〜１．０μm程度になる。本実施例では、突起の材料として感光性のアクリル樹脂を用いたが、突起の材料は透明な材料であればよく、また、その形状及び個数に限定されない。
【００９９】
透明な突起２６４は、ソース配線２４０〜２４３とドレイン配線２４４〜２４６を形成する前に形成してもよい。
【０１００】
次いで、図６（Ｂ）に示したように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画素電極２４７を形成する。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。
【０１０１】
また、画素電極２４７は、ドレイン配線２４６と接して重ねて形成することによって電流制御用ＴＦＴ２６３のドレイン領域と電気的な接続が形成される。
【０１０２】
次に、図７（Ａ）に示すように、第３の層間絶縁膜２４９ａ及び、第３の層間絶縁膜２４９ｂを形成する。本実施例ではカーボンブラック（ＣＫ-７８００；富士フィルムオーリン（株）製）を用いて第３の層間絶縁膜２４９を形成したが、遮光性及び絶縁性を有するものであればよい。
【０１０３】
第３の層間絶縁膜２４９の厚さを１μｍ程度とし、開口部は画素電極２４７に近くなればなるほど狭くなる、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。
【０１０４】
次に、不活性ガス（窒素もしくは希ガス）雰囲気中、有機層２５０を蒸着法により形成し、更に蒸着法により陰極（ＭｇＡｇ電極）２５１を形成する。以後の工程は、不活性ガス（窒素もしくは希ガス）雰囲気中で行われる。有機層２５０及び陰極２５１を形成する前に、画素電極２４７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。
【０１０５】
なお、有機層２５０としては、公知の材料を用いることができる。本実施例では正孔輸送層及び発光層でなる２層構造を有機層とするが、正孔注入層、電子注入層若しくは電子輸送層のいずれかを設ける場合もある。このように組み合わせは既に様々な例が報告されており、そのいずれの構成を用いても構わない。
【０１０６】
本実施例では正孔輸送層としてポリフェニレンビニレンを蒸着法により形成する。また、発光層としては、ポリビニルカルバゾールに１，３，４−オキサジアゾール誘導体のＰＢＤを３０〜４０％分子分散させたものを蒸着法により形成し、緑色の発光中心としてクマリン６を約１％添加している。
【０１０７】
また、有機層２５０の膜厚は１０〜４００nm（典型的には６０〜１５０nm）、陰極２５１の厚さは８０〜２００nm（典型的には１００〜１５０nm）とすればよい。
【０１０８】
なお、本実施例では発光素子の陰極としてＭｇＡｇ電極を用いるが、公知の他の材料であっても良い。光の反射性の高い材料を用いた場合、本実施例の発光装置の構成の効果が発揮される。
【０１０９】
また、抵抗を下げるために、陰極２５１上に保護電極を形成してもよい。保護電極の材料としてはアルミニウムを主成分とする金属膜が代表的であるが、勿論、他の材料でも良い。さらに、有機層２５０及び陰極２５１を水分や酸素から保護するために、保護膜を設けてもよい。この保護膜も保護電極の後に大気解放しないで連続的に形成しても構わない。
【０１１０】
次いで、封止基板２６６をシール材（図示しない）を貼り合わせ、所望の大きさに分断することにより、図８の発光装置を完成させる。基板２００、封止基板２６６、シール材、陰極２５１、層間絶縁膜２４９に囲まれた領域中には不活性ガス２６７が満たされる。なお、画素電極２４７、有機層２５０、陰極２５１の重なっている部分が発光素子に相当する。
【０１１１】
本発明の発光装置に透明な突起２６４が設けられることにより、有機層２５０に接する陰極２５１の表面に多数の凹凸２６５が形成されている。よって、外部からの入射光２７２は拡散反射され、反射光２７３の向きはランダムになる。よって、陰極２５１の表面における写り込みを抑えることができる。
【０１１２】
また、透明な突起２６４の横方向に光の吸収性の高い絶縁膜を設けるため、陰極、ソース配線及びドレイン配線等などによる反射光を抑え、照り返しを防ぐことができる。よって、観測者には、写り込みが見えない。なお、この光の吸収性の高い絶縁膜を適用することは、陰極の表面を凹凸にすることよりも、反射光を抑え、照り返しを防ぐ効果がある。
【０１１３】
〔実施例３〕
本実施例では実施例１及び実施例２とは異なるアクティブマトリクス基板の作製方法について図９〜図１１を用いて説明する。実施例１及び実施例２では陰極に凹凸を形成するためにアクリル樹脂を用いたが、本実施例ではマイクロレンズを用いることを特徴としている。
【０１１４】
ここでは、画素部３７１のスイッチング用ＴＦＴ３６２および電流制御用ＴＦＴ３６３と、画素部３７１の周辺に設けられる駆動回路３７０のＴＦＴ（ｐチャネル型ＴＦＴ３６０とｎチャネル型ＴＦＴ３６１）を同時に作製する方法について、詳細に説明する。
【０１１５】
なお、その他の構成については実施例１において既に述べているので、詳しい構成については実施例１を参照し、ここでは説明を省略する。
【０１１６】
まず、実施例１に従って図３（Ａ）と同じ状態を得る。第２の層間絶縁膜３３９ａ、第２の層間絶縁膜３３９ｂが形成されている（図９（Ａ））。
【０１１７】
次いで、スピンコート法により、ポジ型の感光性樹脂（ヘキスト社製；ＡＺ-１３５０）を塗布する。複数の円形の開口部を有するフォトマスクを介して露光（照射量；１００ｍJ/ｃｍ²）を行い、その後、現像液（ヘキスト社製；ＡＺ-デベロッパー）で現像を行い、第１の層間絶縁膜３３７の上方に、かつ、第２の層間絶縁膜３３９ａと第２の層間絶縁膜３３９ｂとの間に、円柱状の感光性樹脂を得る。
【０１１８】
次いで、該円柱状の感光性樹脂をクリーンオーブン中、２００℃、６０分間保持することにより、熱融解させて凸状のマイクロレンズ３６４を形成する。ここで形成する材料は透明な材料であればよく、また、その形状及び個数に限定されない（図９（Ｂ））。
【０１１９】
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画素電極３４７を形成する。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。
【０１２０】
また、画素電極３４７は、ドレイン配線３４６と接して重ねて形成することによって電流制御用ＴＦＴ３６３のドレイン領域と電気的な接続が形成される。なお、３４５は、スイッチングＴＦＴ３６２のドレイン電極である（図１０（Ａ））。
【０１２１】
本実施例では、第３の層間絶縁膜３４９の厚さを１μｍ程度とし、開口部は画素電極３４７に近くなればなるほど狭くなる、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。
【０１２２】
なお、本実施例においては、第３の層間絶縁膜３４９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、アクリル樹脂、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、酸化シリコン膜等を用いることもできる。第３の層間絶縁膜３４９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。
【０１２３】
次に、有機層３５０を蒸着法により形成する。このとき有機層３５０及び陰極３５１を形成する前に画素電極３４７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。
【０１２４】
なお、有機層３５０としては、公知の材料を用いることができる。本実施例では正孔輸送層及び発光層でなる２層構造を有機層とするが、正孔注入層、電子注入層若しくは電子輸送層のいずれかを設ける場合もある。このように組み合わせは既に様々な例が報告されており、そのいずれの構成を用いても構わない。
【０１２５】
本実施例では正孔輸送層としてポリフェニレンビニレンを蒸着法により形成する。また、発光層としては、ポリビニルカルバゾールに１，３，４−オキサジアゾール誘導体のＰＢＤを３０〜４０％分子分散させたものを蒸着法により形成し、緑色の発光中心としてクマリン６を約１％添加している。
【０１２６】
なお、有機層３５０の膜厚は１０nm〜４００nm（典型的には６０nm〜１５０nm）、陰極３５１の厚さは８０nm〜２００nm（典型的には１００nm〜１５０nm）とすれば良い。
【０１２７】
なお、本実施例では発光素子の陰極としてＭｇＡｇ電極を用いているが、公知の他の材料であっても良い。光の反射性の高い材料を用いた場合、本実施例の発光装置の構成の効果が発揮される。
【０１２８】
また、有機層３５０を水分や酸素から保護するために、保護電極を形成してもよい。さらに、保護膜を設けてもよい。この保護膜も保護電極の後に大気解放しないで連続的に形成しても構わない。
【０１２９】
また、保護電極は陰極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、有機層３５０、陰極３５１は非常に水分に弱いので、保護電極までを大気解放しないで連続的に形成し、外気から有機層を保護することが望ましい（図１０（Ｂ））。
【０１３０】
次いで、封止基板３６６をシール材（図示しない）を貼り合わせ、所望の大きさに分断することにより、図１１の発光装置を完成させる。基板３００、封止基板３６６、シール材（図示しない）、陰極３５１、層間絶縁膜３４９に囲まれた領域中には不活性ガス３６７が満たされる。なお、画素電極３４７、有機層３５０、陰極３５１の重なっている部分が発光素子に相当する。
【０１３１】
本実施例の発光装置にはマイクロレンズ３６４が設けられ、有機層３５０に接する陰極３５１の表面に多数の凹凸３６５形成されている。よって、外部からの入射光３７２は拡散反射され、反射光３７３の向きはランダムになる。よって、陰極３５１の表面における写り込みを抑えることができる。
【０１３２】
〔実施例４〕
本発明の発光装置は、自発光型であるため液晶ディスプレイに比べて明るい場所での視認性に優れ、しかも視野角が広い。従って、様々な電気器具の表示部として用いることができる。例えば、ＴＶ放送等を大画面で鑑賞するには対角３０インチ以上（典型的には４０インチ以上）のディスプレイの表示部において本発明の発光装置を用いると良い。
【０１３３】
なお、ディスプレイには、パソコン用表示装置、ＴＶ放送受信用表示装置、広告表示用表示装置等の全ての情報表示用表示装置が含まれる。また、その他にも様々な電気器具の表示部に本発明の発光装置を用いることができる。
【０１３４】
その様な本発明の電気器具としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型表示装置（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、車載用後方確認用のモニター、テレビ電話、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ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。これらの電気器具の具体例を図１３〜図１５に示す。
【０１３５】
図１３（Ａ）はディスプレイであり、筐体９０１、支持台９０２、表示部９０３等を含む。本発明の発光装置は表示部９０３に用いることができる。なお、本発明の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、液晶ディスプレイよりも薄い表示部とすることができる。
【０１３６】
図１３（Ｂ）はビデオカメラであり、本体９１１、表示部９１２、音声入力部９１３、操作スイッチ９１４、バッテリー９１５、受像部９１６等を含む。本発明の発光装置は表示部９１２にて用いることができる。
【０１３７】
図１３（Ｃ）はヘッドマウントディスプレイの一部（右片側）であり、本体９２１、信号ケーブル９２２、頭部用の固定バンド９２３、表示部９２４、光学系９２５、表示装置９２６等を含む。本発明の発光装置は表示装置９２６にて用いることができる。
【０１３８】
図１３（Ｄ）は記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体９３１、記録媒体（ＤＶＤ等）９３２、操作スイッチ９３３、表示部（ａ）９３４、表示部（ｂ）９３５等を含む。表示部（ａ）９３４は主として画像情報を表示し、表示部（ｂ）９３５は主として文字情報を表示するが、本発明の発光装置はこれら表示部（ａ）９３４、表示部（ｂ）９３５にて用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０１３９】
図１３（Ｅ）はゴーグル型表示装置（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体９４１、表示部９４２、アーム部９４３を含む。本発明の発光装置は表示部９４２にて用いることができる。
【０１４０】
図１３（Ｆ）はパーソナルコンピュータであり、本体９５１、筐体９５２、表示部９５３、キーボード９５４等を含む。本発明の発光装置は表示部９５３にて用いることができる。
【０１４１】
なお、本発明に加え、将来的に有機層の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あるいはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０１４２】
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。有機層の材料の応答速度は非常に高いため、本発明の発光装置は動画表示に好ましい。
【０１４３】
図１４（Ａ）は携帯電話であり、表示用パネル１００１、操作用パネル１００２、接続部１００３、表示部１００４、音声出力部１００５、操作スイッチ１００６、電源スイッチ１００７、音声入力部１００８、アンテナ１００９を含む。本発明の発光装置は表示部１００４にて用いることができる。なお、表示部１００４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。
【０１４４】
図１４（Ｂ）は音響再生装置、具体的にはカーオーディオであり、本体１０１１、表示部１０１２、操作スイッチ１０１３、操作スイッチ１０１４を含む。本発明の発光装置は表示部１０１２にて用いることができる。また、本実施例では車載用オーディオを示すが、携帯型や家庭用の音響再生装置に用いても良い。なお、表示部１０１２は黒色の背景に白色の文字を表示することで消費電力を抑えられる。これは携帯型の音響再生装置において特に有効である。
【０１４５】
図１４（Ｃ）はデジタルカメラであり、本体１０２１、表示部（Ａ）１０２２、接眼部１０２３、操作スイッチ１０２４、表示部（Ｂ）１０２５、バッテリー１０２６を含む。本発明の発光装置は、表示部（Ａ）１０２２、表示部（Ｂ）１０２５にて用いることができる。また、表示部（Ｂ）１０２５を、主に操作用パネルとして用いる場合、黒色の背景に白色の文字を表示することで消費電力を抑えることができる。
【０１４６】
図１５（Ａ）は車載用後方確認用のモニターであり、本体３２０１、表示部３２０２、車との接続部３２０３、中継ケーブル３２０４、カメラ３２０５、鏡３２０６等を含む。本発明の発光装置は表示部３２０２に適用することができる。本願では、鏡３２０６に表示部３２０２が内臓されているものを示したが、鏡と表示部が分離しているものでもよい。
【０１４７】
図１５（Ｂ）はテレビ電話であり、本体３３０１、表示部３３０２、受像部３３０３、キーボード３３０４、操作スイッチ３３０５、受話器３３０６、等を含む。本発明の発光装置は表示部３３０３に適用することができる。
【０１４８】
図１５（Ｃ）はカーナビゲーションであり、本体３４０１、表示部３４０２、操作スイッチ３４０３等を含む。本発明の発光装置は表示部３４０２に適用することができる。表示部３４０２には、道等の絵図が示されることとなる。
【０１４９】
図１５（Ｄ）は電子手帳であり、本体３５０１、表示部３５０２、操作スイッチ３５０３、電子ペン３５０４等を含む。本発明の発光装置は表示部３５０２に適用することができる。
【０１５０】
本実施例で示した携帯型電気器具においては、消費電力を低減するための方法としては、外部の明るさを感知するセンサ部を設け、暗い場所で使用する際には、表示部の輝度を落とすなどの機能を付加するなどといった方法が挙げられる。
【０１５１】
以上の様に、本発明の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３に示したいずれの構成を適用しても良い。
【０１５２】
【発明の効果】
発光装置の有機層と接する陰極の表面を凹凸にすれば、外部からの入射光は拡散反射され、反射光の向きはランダムになる。よって、陰極の表面における写り込みを抑えることができる。
【０１５３】
また、透明な突起の横方向に遮光性の高い絶縁膜を設けるため、陰極、ソース配線及びドレイン配線等などによる反射光を抑え、照り返しを防ぐことができる。よって、観測者には、写り込みが見えないようになる。なお、この光の吸収性の高い絶縁膜を適用することは、陰極の表面を凹凸にすることよりも、反射光を抑え、照り返しを防ぐ効果がある。
【０１５４】
さらに、円偏光フィルムと偏光板を用いる必要がないため、反射光と発光する光が吸収されることがない。そのため、観測者が確認する輝度が向上する。また、円偏光フィルムと偏光板を用いる必要がないため、コストが低減できる。
【０１５５】
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の発光装置の作製工程を示す図
【図２】実施例１の発光装置の作製工程を示す図
【図３】実施例１の発光装置の作製工程を示す図
【図４】実施例１の発光装置の作製工程を示す図
【図５】実施例１の発光装置の断面図
【図６】実施例２の発光装置の作製工程を示す図
【図７】実施例２の発光装置の作製工程を示す図
【図８】実施例２の発光装置の断面図
【図９】実施例３の発光装置の作製工程を示す図
【図１０】実施例３の発光装置の作製工程を示す図
【図１１】実施例３の発光装置の断面図
【図１２】（a）実施例１の発光装置の上面図（b）透明な突起の上面形状を示す部
【図１３】実施例４の電気器具を示す図
【図１４】実施例４の電気器具を示す図
【図１５】実施例４の電気器具を示す図
【図１６】円偏光フィルムと偏光板を併用した発光装置の断面図

Claims

基板上に形成された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタを覆うように形成され、前記薄膜トランジスタのソース領域またはドレイン領域に達する第１のコンタクトホールが設けられた第１の層間絶縁膜と、
前記第１の層間絶縁膜上に形成され、第１の開口部と前記第１のコンタクトホールと重なる第２のコンタクトホールが設けられた第２の層間絶縁膜と、
前記第１の層間絶縁膜上において、前記第１の開口部の内部に設けられた透明な突起と、
前記第１の層間絶縁膜上、前記第２の層間絶縁膜上及び前記透明な突起上に形成され、前記第１のコンタクトホール及び前記第２のコンタクトホールにおいて前記薄膜トランジスタのソース領域またはドレイン領域と電気的に接続された陽極と、
前記陽極の端部を覆い、且つ前記第１の開口部と重なる第２の開口部が設けられた第３の層間絶縁膜と、
前記第３の層間絶縁膜上に形成され、前記第２の開口部の側面及び前記陽極と重なるように設けられた有機層と、
前記第２の開口部の側面及び前記陽極と前記有機層を介して重なるように設けられた陰極と、を有し、
前記有機層と接する前記陰極の表面は前記透明な突起によって生じる凹凸を反映した凹凸を有することを特徴とする発光装置。
基板上に形成された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタを覆うように形成され、前記薄膜トランジスタのソース領域またはドレイン領域に達する第１のコンタクトホールが設けられた第１の層間絶縁膜と、
前記第１の層間絶縁膜上に形成され、第１の開口部と前記第１のコンタクトホールと重なる第２のコンタクトホールが設けられた第２の層間絶縁膜と、
前記第１の層間絶縁膜上において、前記第１の開口部の内部に設けられたマイクロレンズと、
前記第１の層間絶縁膜上、前記第２の層間絶縁膜上及び前記マイクロレンズ上に形成され、前記第１のコンタクトホール及び前記第２のコンタクトホールにおいて前記薄膜トランジスタのソース領域またはドレイン領域と電気的に接続された陽極と、
前記陽極の端部を覆い、且つ前記第１の開口部と重なる第２の開口部が設けられた第３の層間絶縁膜と、
前記第３の層間絶縁膜上に形成され、前記第２の開口部の側面及び前記陽極と重なるように設けられた有機層と、
前記第２の開口部の側面及び前記陽極と前記有機層を介して重なるように設けられた陰極と、を有し、
前記有機層と接する前記陰極の表面は前記マイクロレンズによって生じる凹凸を反映した凹凸を有することを特徴とする発光装置。
請求項１または請求項２において、
前記第２の層間絶縁膜は有機樹脂材料からなることを特徴とする発光装置。
請求項３において、
前記有機樹脂材料はポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミドのいずれか一であることを特徴とする発光装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第２の層間絶縁膜は、光の吸収性の高い絶縁膜であることを特徴とする発光装置。
請求項５において、
前記光の吸収性の高い絶縁膜は、カーボンブラックであることを特徴とする発光装置。
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記第１の層間絶縁膜は無機絶縁物材料からなることを特徴とする発光装置。
請求項７において、
前記第１の層間絶縁膜は酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜のいずれか一またはこれらの積層膜であることを特徴とする発光装置。
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
前記陰極上に形成された保護電極を有することを特徴とする発光装置。
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
前記陰極上に形成された保護電極と、
前記保護電極上に形成された保護膜とを有することを特徴とする発光装置。
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
前記陰極上に形成された保護電極と、
前記保護電極上に形成された保護膜とを有し、
前記保護膜は、前記保護電極形成後に大気開放せず連続的に形成されたものであることを特徴とする発光装置。
請求項９乃至請求項１１のいずれか一において、
前記保護電極の材料としてアルミニウムを主成分とする金属膜が用いられていることを特徴とする発光装置。
請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の発光装置を表示部に有することを特徴とする電子機器。
請求項１３において、
前記電子機器は、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、携帯型情報端末、デジタルカメラ、デジタルビデオディスクプレーヤー、車載用後方確認用のモニター、テレビ電話、ナビゲーションシステムまたは電子遊技機器であることを特徴とする電子機器。