JP4823478B2 - 発光装置の作製方法 - Google Patents
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Description
本発明は薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）で構成された回路を有する発光装置およびその作製方法に関する。例えば、有機発光素子を有する発光表示装置を部品として搭載した電子機器に関する。
近年、自発光型の発光素子としてＥＬ素子を有した発光装置の研究が活発化している。この発光装置は有機ＥＬディスプレイ、又は有機発光ダイオードとも呼ばれている。これらの発光装置は、動画表示に適した速い応答速度、低電圧、低消費電力駆動などの特徴を有しているため、新世代の携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ）をはじめ、次世代ディスプレイとして大きく注目されている。
有機化合物を含む層を発光層とするＥＬ素子は、有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層と記す）が陽極と、陰極との間に挟まれた構造を有し、陽極と陰極とに電界を加えることにより、ＥＬ層からルミネッセンス（Electro Luminescence）が発光する。またＥＬ素子からの発光は、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とがある。
しかしながら、従来の有機化合物を含む層を発光層とする発光素子では、十分な輝度が得られなかった。
ＥＬ層で発生した光は、陽極側、或いは陰極側を表示面として取り出される。その際、さまざまな材料層や基板を通過する間に異なる材料層の界面で光が一部反射されてしまう。結果的には、素子外へ透過する光は、当初の発光の数十％が減少してしまい、輝度が低く抑えられてしまうという問題があった。
そこで、本出願人による特許文献１や特許文献２には、光の取り出し効率を向上させるための素子構造を提案している。
また、従来の有機化合物を含む層を発光層とする発光素子では、発光効率が低いために所望の輝度を得るための電流量が増加してしまい、消費電力が高くなってしまう。消費電力が高くなることは、素子寿命に大きく影響を与え、代表的には輝度の半減寿命が短くなり、素子の安定性に関して改善すべき課題を有していた。
本発明の課題は、発光効率（光の取り出し効率）が高く高輝度、且つ、低消費電力であり、且つ、安定性の高い発光装置およびその作製方法を提供することである。
本発明は、塗布法による耐熱性平坦化膜上に接して陽極となる透明導電膜を形成する。この透明導電膜を耐熱性平坦化膜の保護膜として用いる。例えば、ＴＦＴと接続するための接続電極の形成時において、透明導電膜をエッチングストッパーとして用いる。なお、ＴＦＴと接続するための接続電極の形成時において、耐熱性平坦化膜は透明導電膜で保護されている。また、透明導電膜をパターニングする際には、マスクで覆われない領域の耐熱性平坦化膜が若干エッチングされて凹凸が生じてしまうが、隔壁を形成する工程において塗布法により平坦化膜が形成されるため、凹凸が覆われる。
また、隔壁をパターニングする際には、マスクで覆われない透明導電膜の表面は多少エッチングされる。表面のみがエッチングされても耐熱性平坦化膜上に接して形成されているため、十分な平坦性を保っている。
また、隔壁と耐熱性平坦化膜は同一の材料を用いて、密着性を良好とするとともに、材料コストを低減することができる。また、間に異なる屈折率を有する膜を介さずに隔壁と耐熱性平坦化膜とを密接させることで界面の光反射が生じない構成とする。
また、本発明においては、ＴＦＴと接続するための接続電極の形成後に陽極を形成するのではないので、接続電極の段差による陽極のカバレッジ不良などが問題にならなくなる。
本発明では、安定性の高い発光装置とするため、少なくとも層間絶縁膜（平坦化膜を含む）、陽極、および該陽極の端部を覆う隔壁に化学的および物理的に安定な酸化珪素を含ませる、或いは酸化珪素を主成分とする材料で構成する。
具体的には、層間絶縁膜、および隔壁として、塗布法により得られる耐熱性平坦化膜を用いることが好ましい。層間絶縁膜、および隔壁の材料としては、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に水素、フッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料を用いた塗布膜を用いる。焼成した後の膜は、アルキル基を含むＳｉＯｘ膜と呼べる。このアルキル基を含むＳｉＯｘ膜は、アクリル樹脂よりも高い光透過性を有しており、３００℃以上の加熱処理にも耐えうるものである。
本発明において、塗布法による層間絶縁膜、および隔壁の形成方法は、まず、純水での洗浄を行った後、濡れ性を向上させるためにシンナープリウェット処理を行い、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合を有する低分子成分（前駆体）を溶媒に溶解させたワニスと呼ばれる液状原料を基板上にスピンコート法などにより塗布する。その後、ワニスを基板とともに加熱して溶媒の揮発（蒸発）と、低分子成分の架橋反応とを進行させることによって、薄膜を得ることができる。そして、塗布膜が形成された基板端面周辺部の塗布膜を除去する。また、隔壁を形成する場合には、所望の形状にするパターニングを行えばよい。また、膜厚は、スピン回転数、回転時間、ワニスの濃度および粘度によって制御する。
層間絶縁膜と隔壁とで同じ材料を用いることによって、塗布成膜装置やエッチング装置などの装置の共通化によるコストダウンが図れる。
通常、有機化合物を含む層を発光層とするＥＬ素子は、陽極としてＩＴＯ（インジウム・チン・オキサイド）を用いられる。しかし、ＩＴＯの屈折率は、約２前後と高い。そこで、本発明では、陽極として、酸化珪素（ＳｉＯｘ）を含む酸化インジウムスズ（以下、「ＩＴＳＯ」という。）や、窒化珪素（ＳｉＮｘ）をを含む酸化インジウムスズや、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）を含む酸化インジウムスズを用いる。ＩＴＳＯは、ベークを行ってもＩＴＯのように結晶化せず、アモルファス状態のままである。従って、ＩＴＳＯは、ＩＴＯよりも平坦性が高く、有機化合物を含む層が薄くとも陰極とのショートが生じにくく、発光素子の陽極として適している。また、屈折率が約１．４６前後である酸化珪素を含ませることによって陽極となるＩＴＳＯの屈折率を変化させている。
加えて、ＩＴＳＯを用いた発光素子は、ＩＴＯを用いた発光素子よりも効率（輝度／電流）が約１．５倍ほど優れている。
本明細書で開示する発明の構成は、
絶縁表面を有する基板上に薄膜トランジスタおよび発光素子を有する発光装置の作製方法であって、
絶縁表面を有する第１の基板上にソース領域、ドレイン領域、およびその間のチャネル形成領域を有する半導体層と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極とを有する薄膜トランジスタを形成する工程と、
前記薄膜トランジスタにより反映する凸凹形状の上に耐熱性平坦化膜及び透明導電膜を形成する工程と、
前記耐熱性平坦化膜耐熱性平坦化膜及び透明導電膜を選択的に除去して、側面がテーパー形状を有し、且つ、前記ソース領域または前記ドレイン領域上方に位置する開口部と、テーパー形状を有する周縁部とを形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜を選択的に除去して前記ソース領域または前記ドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する工程と、
前記透明導電膜上に導電膜を形成する工程と、
前記透明導電膜をエッチングストッパーとして前記導電膜をエッチングして前記ソース領域または前記ドレイン領域に達する電極を形成する工程と、
前記電極と接する透明導電膜をパターニングして陽極を形成する工程と、
前記陽極の端部を覆う隔壁を形成する工程と、
前記陽極上に有機化合物を含む層を形成する工程と、
前記有機化合物を含む層上に陰極を形成する工程と、
前記発光素子の外周を囲むシール材で第２の基板を前記第１の基板に貼り合せて前記発光素子を封止する工程と、を有することを特徴とする発光装置の作製方法である。
絶縁表面を有する基板上に薄膜トランジスタおよび発光素子を有する発光装置の作製方法であって、
絶縁表面を有する第１の基板上にソース領域、ドレイン領域、およびその間のチャネル形成領域を有する半導体層と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極とを有する薄膜トランジスタを形成する工程と、
前記薄膜トランジスタにより反映する凸凹形状の上に耐熱性平坦化膜及び透明導電膜を形成する工程と、
前記耐熱性平坦化膜耐熱性平坦化膜及び透明導電膜を選択的に除去して、側面がテーパー形状を有し、且つ、前記ソース領域または前記ドレイン領域上方に位置する開口部と、テーパー形状を有する周縁部とを形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜を選択的に除去して前記ソース領域または前記ドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する工程と、
前記透明導電膜上に導電膜を形成する工程と、
前記透明導電膜をエッチングストッパーとして前記導電膜をエッチングして前記ソース領域または前記ドレイン領域に達する電極を形成する工程と、
前記電極と接する透明導電膜をパターニングして陽極を形成する工程と、
前記陽極の端部を覆う隔壁を形成する工程と、
前記陽極上に有機化合物を含む層を形成する工程と、
前記有機化合物を含む層上に陰極を形成する工程と、
前記発光素子の外周を囲むシール材で第２の基板を前記第１の基板に貼り合せて前記発光素子を封止する工程と、を有することを特徴とする発光装置の作製方法である。
また、上記構成において、前記耐熱性平坦化膜は、塗布法により形成されるアルキル基を含むＳｉＯｘ膜であることを特徴としている。また、上記構成において、前記隔壁は、塗布法により形成されるアルキル基を含むＳｉＯｘ膜であることを特徴としている。また、上記構成において、前記陽極は、ＳｉＯｘを含むインジウム錫酸化物からなるターゲットを用いたスパッタ法で形成することを特徴としている。
また、上記作製方法により得られる構造も本発明の一つである。その発明の構成は、
陰極と、有機化合物を含む層と、陽極とを有する発光素子を複数有する発光装置であって、
発光素子はＴＦＴと接続され、
該ＴＦＴと接続する陽極は耐熱性平坦化膜上に接して形成され、
透明導電膜からなる陽極の端部上に接してＴＦＴのソース電極またはドレイン電極が形成され、
陽極とソース電極またはドレイン電極の接続部分を覆って隔壁が形成されていることを特徴とする発光装置である。
陰極と、有機化合物を含む層と、陽極とを有する発光素子を複数有する発光装置であって、
発光素子はＴＦＴと接続され、
該ＴＦＴと接続する陽極は耐熱性平坦化膜上に接して形成され、
透明導電膜からなる陽極の端部上に接してＴＦＴのソース電極またはドレイン電極が形成され、
陽極とソース電極またはドレイン電極の接続部分を覆って隔壁が形成されていることを特徴とする発光装置である。
また、上記構成において、前記耐熱性平坦化膜と前記隔壁は、同じ材料からなっており、アルキル基を含むＳｉＯｘ膜であることを特徴としている。
また、上記各構成において、前記発光装置は、アクティブマトリクス型、或いはパッシブマトリクス型のどちらにも適用することができる。
なお、発光素子（ＥＬ素子）は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Electro Luminescence）が得られる有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層と記す）と、陽極と、陰極とを有する。有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とがあるが、本発明により作製される発光装置は、どちらの発光を用いた場合にも適用可能である。
ＥＬ層を有する発光素子（ＥＬ素子）は一対の電極間にＥＬ層が挟まれた構造となっているが、ＥＬ層は通常、積層構造となっている。代表的には、「正孔輸送層／発光層／電子輸送層」という積層構造が挙げられる。この構造は非常に発光効率が高く、現在、研究開発が進められている発光装置は殆どこの構造を採用している。
また、他にも陽極上に正孔注入層／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／電子注入層の順に積層する構造も良い。発光層に対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。また、これらの層は、全て低分子系の材料を用いて形成しても良いし、全て高分子系の材料を用いて形成しても良い。また、無機材料を含む層を用いてもよい。なお、本明細書において、陰極と陽極との間に設けられる全ての層を総称してＥＬ層という。したがって、上記正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層は、全てＥＬ層に含まれる。
また、本発明の発光装置において、画面表示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよい。代表的には、線順次駆動方法とし、時分割階調駆動方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、発光装置のソース線に入力する映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよく、適宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよい。
さらに、ビデオ信号がデジタルの発光装置において、画素に入力されるビデオ信号が定電圧（ＣＶ）のものと、定電流（ＣＣ）のものとがある。ビデオ信号が定電圧のもの（ＣＶ）には、発光素子に印加される電圧が一定のもの（ＣＶＣＶ）と、発光素子に印加される電流が一定のもの（ＣＶＣＣ）とがある。また、ビデオ信号が定電流のもの（ＣＣ）には、発光素子に印加される電圧が一定のもの（ＣＣＣＶ）と、発光素子に印加される電流が一定のもの（ＣＣＣＣ）とがある。
また、本発明の発光装置において、静電破壊防止のための保護回路（保護ダイオードなど）を設けてもよい。
本明細書において、光の取り出し効率とは、素子の発光に対して素子の透明性基板正面から大気中に放出される発光の割合である。
また、ＴＦＴ構造に関係なく本発明を適用することが可能であり、例えば、トップゲート型ＴＦＴ、ボトムゲート型（逆スタガ型）ＴＦＴ、または順スタガ型ＴＦＴに適用することが可能である。
また、発光素子と電気的に接続するＴＦＴはｐチャネル型ＴＦＴであっても、ｎチャネル型ＴＦＴであってもよい。ｐチャネル型ＴＦＴと接続させる場合は、陽極と接続させ、陽極上に正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層と順次積層した後、陰極を形成すればよい。また、ｎチャネル型ＴＦＴと接続させる場合は、陰極と接続させ、陰極上に電子輸送層／発光層／正孔輸送層／正孔注入層と順次積層した後、陽極を形成すればよい。
また、ＴＦＴの活性層としては、非晶質半導体膜、結晶構造を含む半導体膜、非晶質構造を含む化合物半導体膜などを適宜用いることができる。さらにＴＦＴの活性層として、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいるセミアモルファス半導体膜（微結晶半導体膜、マイクロクリスタル半導体膜とも呼ばれる）も用いることができる。セミアモルファス半導体膜は、少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０nmの結晶粒を含んでおり、ラマンスペクトルが５２０ｃｍ-1よりも低波数側にシフトしている。また、セミアモルファス半導体膜は、Ｘ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。また、セミアモルファス半導体膜は、未結合手（ダングリングボンド）の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。セミアモルファス半導体膜の作製方法としては、珪化物気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪化物気体としては、ＳｉＨ4、その他にもＳｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＣｌ4、ＳｉＦ4などを用いることが可。この珪化物気体をＨ2、又は、Ｈ2とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は２〜１０００倍の範囲。圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ。基板加熱温度は３００℃以下でよく、好ましくは１００〜２５０℃。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０20cm-1以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０19/cm3以下、好ましくは１×１０19/cm3以下とする。なお、セミアモルファス半導体膜を活性層としたＴＦＴの電界効果移動度μは、１〜１０cm2/Vsecである。
本発明の発光素子では、発光効率を高めて消費電力を低くし、輝度の半減寿命を長くすることができる。加えて、素子の安定性および発光装置の信頼性を向上させることができる。
本発明の実施形態について、以下に説明する。
まず、基板１０上に下地絶縁膜１１を形成する。基板１０側を表示面として発光を取り出す場合、基板１０としては、光透過性を有するガラス基板や石英基板を用いればよい。また、処理温度に耐えうる耐熱性を有する光透過性のプラスチック基板を用いてもよい。また、基板１０側とは逆の面を表示面として発光を取り出す場合、前述の基板の他にシリコン基板、金属基板またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。ここでは基板１０としてガラス基板を用いる。なお、ガラス基板の屈折率は１．５５前後である。
下地絶縁膜１１としては、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を形成する。ここでは下地膜として２層構造を用いた例を示すが、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。なお、特に下地絶縁膜を形成しなくてもよい。
次いで、下地絶縁膜上に半導体層を形成する。半導体層は、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第１のフォトマスクを用いて所望の形状にパターニングして形成する。この半導体層の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜７０ｎｍ）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またはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金などで形成すると良い。
また、非晶質構造を有する半導体膜の結晶化処理として連続発振のレーザーを用いてもよく、非晶質半導体膜の結晶化に際し、大粒径に結晶を得るためには、連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波を適用するのが好ましい。代表的には、Ｎｄ:ＹＶＯ4レーザー（基本波１０６４nm）の第２高調波（５３２nm）や第３高調波（３５５ｎｍ）を適用すればよい。連続発振のレーザーを用いる場合には、出力１０Ｗの連続発振のＹＶＯ4レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換する。また、共振器の中にＹＶＯ4結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、被処理体に照射する。このときのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ2程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ2）が必要である。そして、１０〜２０００ｃｍ／ｓ程度の速度でレーザ光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射すればよい。
次いで、レジストマスクを除去した後、半導体層を覆う絶縁膜１２を形成する。絶縁膜１２はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１〜２００ｎｍとする。好ましくは１０ｎｍ〜５０ｎｍと薄くしてシリコンを含む絶縁膜の単層または積層構造で形成した後にマイクロ波によるプラズマを用いた表面窒化処理を行う。
このように膜厚の薄い絶縁膜をプラズマＣＶＤ法を用いる場合、成膜レートを遅くして薄い膜厚を制御性よく得る必要がある。例えば、ＲＦパワーを１００Ｗ、１０ｋＨｚ、圧力０．３Ｔｏｒｒ、Ｎ2Ｏガス流量４００ｓｃｃｍ、ＳｉＨ4ガス流量１ｓｃｃｍ、とすれば酸化珪素膜の成膜速度を６ｎｍ／ｍｉｎとすることができる。また、マイクロ波によるプラズマを用いた窒化処理は、マイクロ波源（２．４５ＧＨｚ）、および反応ガスである窒素ガスを用いて行う。
なお、絶縁膜１２表面から離れるにつれて窒素濃度は減少する。これにより酸化珪素膜表面を高濃度に窒化できるだけでなく、酸化珪素膜と活性層の界面の窒素を低減し、デバイス特性の劣化を防ぐ。なお、窒化処理された表面を有する絶縁膜１２はＴＦＴのゲート絶縁膜となる。
次いで、絶縁膜１２上に膜厚１００〜６００ｎｍの導電膜を形成する。ここでは、スパッタ法を用い、ＴａＮ膜とＷ膜との積層からなる導電膜を形成する。なお、ここでは導電膜をＴａＮ膜とＷ膜との積層としたが、特に限定されず、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料の単層、またはこれらの積層で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。
次いで、第２のフォトマスクを用いてレジストマスクを形成し、ドライエッチング法またはウェットエッチング法を用いてエッチングを行う。このエッチング工程によって、導電膜をエッチングして、導電層１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂを得る。なお、導電層１４ａ、１４ｂはＴＦＴのゲート電極となり、導電層１５ａ、１５ｂは端子電極となる。
次いで、レジストマスクを除去した後、第３のフォトマスクを用いてレジストマスクを新たに形成し、ここでは図示しないｎチャネル型ＴＦＴを形成するため、半導体にｎ型を付与する不純物元素（代表的にはリン、またはＡｓ）を低濃度にドープするための第１のドーピング工程を行う。レジストマスクは、ｐチャネル型ＴＦＴとなる領域と、導電層の近傍とを覆う。この第１のドーピング工程によって絶縁膜を介してスルードープを行い、低濃度不純物領域を形成する。一つの発光素子は、複数のＴＦＴを用いて駆動させるが、ｐチャネル型ＴＦＴのみで駆動させる場合には、上記ドーピング工程は特に必要ない。また、同一基板上に画素部と駆動回路とを作りこむ場合、駆動回路はｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴとで構成されるＣＭＯＳ回路を用いて形成すればよい。
次いで、レジストマスクを除去した後、第４のフォトマスクを用いてレジストマスクを新たに形成し、半導体にｐ型を付与する不純物元素（代表的にはボロン）を高濃度にドープするための第２のドーピング工程を行う。この第２のドーピング工程によって絶縁膜１２を介してスルードープを行い、ｐ型の高濃度不純物領域１７、１８を形成する。
次いで、第５のフォトマスクを用いてレジストマスクを新たに形成し、ここでは図示しないｎチャネル型ＴＦＴを形成するため、半導体にｎ型を付与する不純物元素（代表的にはリン、またはＡｓ）を高濃度にドープするための第３のドーピング工程を行う。第３のドーピング工程におけるイオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０13〜５×１０15/cm2とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとして行う。レジストマスクは、ｐチャネル型ＴＦＴとなる領域と、導電層の近傍とを覆う。この第３のドーピング工程によって絶縁膜１２を介してスルードープを行い、ｎ型の高濃度不純物領域を形成する。
この後、レジストマスクを除去し、水素を含む絶縁膜１３を成膜した後、半導体層に添加された不純物元素の活性化および水素化を行う。水素を含む絶縁膜１３は、ＰＣＶＤ法により得られる窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ膜）を用いる。加えて、結晶化を助長する金属元素、代表的にはニッケルを用いて半導体膜を結晶化させている場合、活性化と同時にチャネル形成領域におけるニッケルの低減を行うゲッタリングをも行うことができる。なお、水素を含む絶縁膜１３は、層間絶縁膜の１層目であり、酸化珪素を含んでいる。
次いで、層間絶縁膜の２層目となる耐熱性平坦化膜１６を形成する。耐熱性平坦化膜１６としては、塗布法によって得られるシリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される絶縁膜を用いる。従って、層間絶縁膜の２層目にも酸化珪素が含まれている。
ここで、耐熱性平坦化膜１６の形成手順を図５を用いて詳細に説明する。
まず、被処理基板の純水洗浄を行う。メガソニック洗浄を行ってもよい。次いで１４０℃のデハイドロベークを１１０秒行った後、水冷プレートによって１２０秒クーリングして基板温度の一定化を行う。次いで、図５（Ａ）に示すスピン式の塗布装置に搬送して基板をセットする。
図５（Ａ）はスピン式の塗布装置の断面模式図を示している。図５（Ａ）において、１００１はノズル、１００２は基板、１００３は塗布カップ、１００４は塗布材料液を示している。ノズル１００１からは塗布材料液が滴下される機構となっており、塗布カップ１００３内に基板１００２が水平に収納され、塗布カップごと全体が回転する機構となっている。また、塗布カップ１００３内の雰囲気は圧力制御することができる機構となっている。
次いで、濡れ性を向上させるためにシンナーー（芳香族炭化水素（トルエンなど）、アルコール類、酢酸エステル類などを配合した揮発性の混合溶剤）などの有機溶剤によるプリウェット塗布を行う。シンナーを70ｍｌ滴下しながら基板をスピン（回転数１００ｒｐｍ）させてシンナーを遠心力で万遍なく広げた後、高速度でスピン（回転数４５０ｒｐｍ）させてシンナーを振り切る。
次いで、シロキサン系ポリマーを溶媒（プロピレングリコールモノメチルエーテル（分子式：ＣＨ3ＯＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ3））に溶解させた液状原料に用いた塗布材料液をノズル１００１から滴下しながら徐々にスピン（回転数０ｒｐｍ→１０００ｒｐｍ）させて塗布材料液を遠心力で万遍なく広げる。シロキサンの構造により、例えば、シリカガラス、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー、水素化シルセスキオキサンポリマー、水素化アルキルシルセスキオキサンポリマーなどに分類することができる。シロキサン系ポリマーの一例としては、東レ製塗布絶縁膜材料であるPSB−K１、PSB−K31や触媒化成製塗布絶縁膜材料であるZRS-５PHが挙げられる。次いで、約３０秒保持した後、再び徐々にスピン（回転数０ｒｐｍ→１４００ｒｐｍ）させて塗布膜をレべリングする。
次いで、排気して塗布カップ１００３内を減圧にし、減圧乾燥を１分以内で行う。
次いで、図５（Ａ）に示すスピン式の塗布装置に備えられたエッジリムーバーによって、エッジ除去処理を行う。図５（Ｂ）には、基板１００２の周辺に沿って平行移動する駆動手段を備えたエッジリムーバー１００６が示されている。エッジリムーバー１００６には、図５（Ｃ）に示したようなシンナー吐出ノズル１００７が基板の一辺を挟むように併設されており、シンナーによって塗布膜１００８の外周部を溶かし、液体およびガスを図中矢印方向に排出して基板端面周辺部の塗布膜を除去する。
次いで、１１０℃のベークを１７０秒行ってプリベークを行う。
次いで、スピン式の塗布装置から基板を搬出して冷却した後、さらに２７０℃、１時間の焼成を行う。こうして膜厚０．８μｍの耐熱性平坦化膜１６を形成する。得られた耐熱性平坦化膜１６の平滑性をＡＦＭ（原子間力顕微鏡）測定したところ、１０μｍ×１０μｍの範囲においてＰ−Ｖ値（Peak to Valley、高さの最大値と最小値の差分）は約５ｎｍ程度、Ｒａ（表面平均粗さ）の値が０．３ｎｍ程度であった。
また、耐熱性平坦化膜１６の焼成温度を変化させることによって透過率を変化させることができる。焼成温度条件（２７０℃、４１０℃）を振って膜厚０．８μｍの耐熱性平坦化膜（アルキル基を含むＳｉＯｘ膜）における透過率を図７に示し、屈折率を図８に示す。２７０℃に比べて焼成温度を４１０℃とした場合、透過率が向上している。また、焼成温度を４１０℃とすると屈折率が低下している。
また、インクジェット法により耐熱性平坦化膜１６を形成してもよい。インクジェット法を用いた場合には材料液を節約することができる。
次いで、第１の電極となる透明導電膜２０を全面に膜厚１１０ｎｍで形成する。（図１（Ａ））第１の電極となる透明導電膜２０の材料として、ＩＴＳＯ（ＩＴＯに酸化珪素が２〜１０重量％含まれたターゲットを用いてスパッタリング法で酸化珪素を含む酸化インジウムスズ）を用いる。ＩＴＳＯの他、酸化珪素を含み酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透光性酸化物導電膜などの透明導電膜を用いても良い。また、酸化珪素を含むＡＴＯ（アンチモン・チン・オキサイド）の透明導電膜を用いても良い。また、平坦化膜上の全面に透明導電膜２０が形成されており、ＣＭＰ処理を行えば、さらに平坦性をあげることができる。
次いで、第６のマスク３５を用いてＩＴＳＯ膜２０および耐熱性平坦化膜１６にコンタクトホールを形成すると同時に周縁部の耐熱性平坦化膜１６を除去する。（図１（Ｂ））ここでは、絶縁膜１３と選択比が取れる条件でエッチング（ウェットエッチングまたはドライエッチング）を行う。用いるエッチング用ガスに限定はないが、ここではＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅ、Ａｒとを用いることが適している。ＣＦ4の流量を３８０ｓｃｃｍ、Ｏ2の流量を２９０ｓｃｃｍ、Ｈｅの流量を５００ｓｃｃｍ、Ａｒの流量を５００ｓｃｃｍ、ＲＦパワーを３０００Ｗ、圧力を２５Ｐａとし、ドライエッチングを行う。なお、絶縁膜１３上に残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。１回のエッチングでテーパー形状としてもよいし、複数のエッチングによってテーパー形状にしてもよい。ここでは、さらにＣＦ4、Ｏ2、Ｈｅを用いて、ＣＦ4の流量を５５０ｓｃｃｍ、Ｏ2の流量を４５０ｓｃｃｍ、Ｈｅの流量を３５０ｓｃｃｍ、ＲＦパワーを３０００Ｗ、圧力を２５Ｐａとする２回目のドライエッチングを行ってテーパー形状とする。耐熱性平坦化膜の端部におけるテーパー角θは、３０°を越え７５°未満とすることが望ましい。
次いで、第６のマスク３５をそのままマスクとしてエッチングを行い、露呈している絶縁膜１２、１３を選択的に除去する。エッチング用ガスにＣＨＦ3とＡｒを用いて絶縁膜１２、１３のエッチング処理を行う。なお、半導体層上に残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。
次いで、第６のマスクを除去し、導電膜（ＴｉＮ／Ａｌ−Ｓｉ／ＴｉＮ）を形成した後、第７のマスクを用いてエッチング（ＢＣｌ3とＣｌ2との混合ガスでのドライエッチング）を行い、配線２１、２２を形成する。この段階でＴＦＴが形成される。（図１（Ｃ））このエッチング条件でのＴｉＮのエッチング速度は約１６０ｎｍ／ｍｉｎ、Ａｌ−Ｓｉのエッチング速度は、約２６０ｎｍ／ｍｉｎであるのに対して、透明導電膜（ＩＴＳＯ）のエッチング速度は約２０ｎｍ／ｍｉｎであり、十分なエッチングストッパーとなる。なお、ＴＦＴのソース領域またはドレイン領域とコンタクトを取るためにＴｉＮのＮ含有量は４４％より少なくすることが好ましい。また、ＴｉＮは耐熱性平坦化膜１６と密着性がよい材料の一つである。
また、このエッチングによってＩＴＳＯ膜表面におけるＩｎ（インジウム）やＳｎ（錫）の濃度を低減させて、ＩＴＳＯ膜表面におけるＳｉＯｘの割合を増加させることが好ましい。
次いで、第８のマスク３６を用いて透明導電膜（膜厚約１１０ｎｍ）をエッチングして、第１の電極を形成する。このエッチングにより第８のマスク３６および配線２１と重ならない領域の透明導電膜が選択的に除去される。また、同時に第８のマスク３６および配線２１と重ならない領域の耐熱性平坦化膜１６も表面、約１００〜２００ｎｍがエッチングされる。このエッチングされた箇所は、後に、同じ材料で積層形成される隔壁によって埋められる。
次いで、マスクを除去した後、第９のマスク３７を用いて第１の電極２０の端部およびＴＦＴを覆う絶縁物２９（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる）を形成する。（図１（Ｅ））
絶縁物２９としては、塗布法により得られるＳＯＧ膜（例えば、アルキル基を含むＳｉＯｘ膜）を膜厚０．８μｍ〜１μｍの範囲で用いる。エッチングには、ドライエッチングとウェットエッチングのどちらかを用いることができるが、ここではＣＨＦ3とＯ2とＨｅの混合ガスを用いたドライエッチングにより絶縁物２９を形成する。このドライエッチングにおいて、アルキル基を含むＳｉＯｘ膜のエッチングレートは５００〜６００ｎｍ／ｍｉｎ、一方、ＩＴＳＯ膜のエッチングレートは１０ｎｍ／ｍｉｎ以下であり十分選択比が取れる。
次いで、マスクを除去する。この段階での画素部における上面図を図３（Ａ）に示し、図中鎖線Ｃ−Ｄで切断した断面図を図３（Ｂ）に示す。隔壁のエッジ部分である点線１０１で囲まれた領域が発光領域となる。図中鎖線Ｃ−Ｄで切断した領域において、透明導電膜が存在しない耐熱性平坦化膜１６はエッチングされて凹部形状となっているが、後に形成される隔壁２９によって埋められている。
次いで、有機化合物を含む層２４を、蒸着法または塗布法を用いて形成する。なお、信頼性を向上させるため、有機化合物を含む層２４の形成前に真空加熱を行って脱気を行うことが好ましい。例えば、有機化合物材料の蒸着を行う前に、基板に含まれるガスを除去するために減圧雰囲気や不活性雰囲気で２００℃〜３００℃の加熱処理を行うことが望ましい。ここでは、層間絶縁膜と隔壁とを高耐熱性を有するＳｉＯｘ膜で形成しているため、高い加熱処理を加えても問題ない。
また、スピンコートを用いた塗布法により有機化合物を含む層を形成する場合、塗布した後、真空加熱で焼成することが好ましい。例えば、正孔注入層として作用するポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（PEDOT／PSS）を全面に塗布、焼成する。また、正孔注入層は蒸着法によって形成してもよく、例えば、正孔注入層として作用するＭｏＯｘ膜を蒸着する。ＭｏＯｘ膜は、膜厚を変化させても電圧―輝度特性に変化がほとんどないため、光学設計を行いやすい。
有機化合物を含む層２４の形成に蒸着法を用いる場合、真空度が５×１０-3Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０-4〜１０-6Ｔｏｒｒまで真空排気された成膜室で蒸着を行う。蒸着の際、予め、抵抗加熱により有機化合物は気化されており、蒸着時にシャッターが開くことにより基板の方向へ飛散する。気化された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマスクに設けられた開口部を通って基板に蒸着される。また、フルカラー化するためには、発光色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）ごとにマスクのアライメントを行えばよい。
次いで、第２の電極２５、即ち、有機発光素子の陰極（或いは陽極）を形成する。第２の電極２５の材料としては、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ2、ＣａＮなどの合金、または周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した膜を用いればよい。第２の電極２５に透光性を持たせる場合には、１ｎｍ〜１０ｎｍのアルミニウム膜、もしくはＬｉを微量に含むアルミニウム膜を用い、その上に透明導電膜を形成すればよい。
また、第２の電極２５を形成する前に陰極バッファ層としてＣａＦ2、ＭｇＦ2、またはＢａＦ2からなる透光性を有する層（膜厚１ｎｍ〜５ｎｍ）を形成してもよい。
また、第２の電極２５を保護する保護層を形成してもよい。例えば、珪素からなる円盤状のターゲットを用い、成膜室雰囲気を窒素雰囲気または窒素とアルゴンを含む雰囲気とすることによって窒化珪素膜からなる保護膜を形成することができる。また、炭素を主成分とする薄膜（ＤＬＣ膜、ＣＮ膜、アモルファスカーボン膜）を保護膜として形成してもよく、別途、ＣＶＤ法を用いた成膜室を設けてもよい。ダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ膜とも呼ばれる）は、プラズマＣＶＤ法（代表的には、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法など）、燃焼炎法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、レーザー蒸着法などで形成することができる。成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス（例えばＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ6Ｈ6など）とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜する。また、ＣＮ膜は反応ガスとしてＣ2Ｈ4ガスとＮ2ガスとを用いて形成すればよい。なお、ＤＬＣ膜やＣＮ膜は、可視光に対して透明もしくは半透明な絶縁膜である。可視光に対して透明とは可視光の透過率が８０〜１００％であることを指し、可視光に対して半透明とは可視光の透過率が５０〜８０％であることを指す。なお、この保護膜は、必要がなければ特に設けなくともよい。
次いで、封止基板３３をシール材２８で貼り合わせて発光素子を封止する。シール材２８が耐熱性平坦化膜１６の端部（テーパー部）を覆うように貼りあわせる。なお、シール材２８で囲まれた領域には透明な充填材２７を充填する。充填材２７としては、透光性を有している材料であれば特に限定されず、代表的には紫外線硬化または熱硬化のエポキシ樹脂を用いればよい。ここでは屈折率１．５０、粘度５００ｃｐｓ、ショアＤ硬度９０、テンシル強度３０００ｐｓｉ、Ｔｇ点１５０℃、体積抵抗１×１０15Ω・ｃｍ、耐電圧４５０Ｖ／milである高耐熱のＵＶエポキシ樹脂（エレクトロライト社製：２５００Ｃｌｅａｒ）を用いる。また、充填材２７を一対の基板間に充填することによって、全体の透過率を向上させることができる。
最後にＦＰＣ３２を異方性導電膜３１により公知の方法で端子電極１５ａ、１５ｂと貼りつける。端子電極１５ａ、１５ｂは、ゲート配線と同時に形成される。（図２（Ａ））
また、上面図を図２（Ｂ）に示す。図２（Ｂ）に示すように、耐熱性平坦化膜の端部３４がシール材２８で覆われている。なお、図２（Ｂ）中の鎖線Ａ−Ｂで切断した断面図が図２（Ａ）に相当する。
こうして作製されたアクティブマトリクス型発光装置は、ＴＦＴの層間絶縁膜として耐熱性平坦化膜１６、代表的にはシリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される材料とし、隔壁も同じ材料を用い、さらに第１の電極にも酸化珪素を含ませている。アクティブマトリクス型発光装置の構成材料を比較的安定である酸化珪素を含む材料として、発光装置の信頼性を向上させている。
また、耐熱性平坦化膜１６と隔壁２９とが同一出発材料で塗布形成されているため密着性が良好であり、互いに接している領域では界面が形成されない。
第１の電極を透明材料、第２の電極を金属材料とすれば、基板１０を通過させて光を取り出す構造、即ちボトムエミッション型となる。また、第１の電極を金属材料、第２の電極を透明材料とすれば、封止基板３３を通過させて光を取り出す構造、即ちトップエミッション型となる。また、第１の電極および第２の電極を透明材料とすれば、基板１０と封止基板３３の両方を通過させて光を取り出す構造とすることができる。本発明は、適宜、いずれか一の構造とすればよい。
また、基板１０を通過させて光を取り出す際、発光層から放出される発光が通過する層、即ち、第１の電極、１層目の層間絶縁膜１３、２層目の層間絶縁膜１６、ゲート絶縁膜１２、下地絶縁膜１１には全て酸化珪素（約１．４６前後）が含まれているため、それぞれの屈折率の差が小さくなって光の取り出し効率が向上する。即ち、屈折率の異なる材料層間での迷光を抑えることができる。
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。
本実施例では、ボトムエミッション型の発光装置の例を図４（Ａ）を用いて説明する。
まず、透光性基板（ガラス基板：屈折率１．５５前後）上に発光素子と接続するＴＦＴを作製する。ボトムエミッション型であるので、層間絶縁膜やゲート絶縁膜や下地絶縁膜には、透光性の高い材料を用いる。ここでは、第１の層間絶縁膜として、ＰＣＶＤ法によるＳｉＮＯ膜を用いている。また、第２の層間絶縁膜として塗布法によるＳｉＯｘ膜を用いる。
次いで、透明導電膜を全面に形成する。この透明導電膜は後に第１の電極３２３となる。透明導電膜として、ＳｉＯｘを含む透明導電膜であるＩＴＳＯ（膜厚１００ｎｍ）を用いる。ＩＴＳＯ膜は、インジウム錫酸化物に１〜１０[％]の酸化珪素（ＳｉＯ2）を混合したターゲットを用い、Ａｒガス流量を１２０ｓｃｃｍ、Ｏ2ガス流量を５ｓｃｃｍ、圧力を０．２５Ｐａ、電力３．２ｋＷとしてスパッタ法により成膜する。そして、ＩＴＳＯ膜の成膜後、２００℃、１時間の加熱処理を行う。
次いで、マスクを用いてエッチングを行って透明導電膜および層間絶縁膜を選択的に除去してＴＦＴの活性層に達するコンタクトホールを形成する。
次いで、アルミニウムを含む金属積層膜を形成し、パターニングを行って活性層と接続するソース電極またはドレイン電極を形成する。このパターニングの際には、透明導電膜がエッチングストッパーとなり、第２の層間絶縁膜を保護している。
次いで、透明導電膜にパターニングを行ってＴＦＴと電気的に接続する第１の電極３２３を形成する。このパターニング時のエッチングにより第２の層間絶縁膜の一部が除去される。
次いで、塗布法によるＳｉＯｘ膜をパターニングして隔壁３２９を形成する。隔壁３２９の材料は、第２の層間絶縁膜と同じである。なお、第１の電極３２３の形成の際に第２の層間絶縁膜の一部が除去された部分は、隔壁材料によって埋められる。
次いで、有機化合物を含む層３２４を蒸着法または塗布法を用いて形成する。本実施例では緑色発光の発光素子を形成する。蒸着法により、ＭｏＯｘ（２０ｎｍ）、α−ＮＰＤ（４０ｎｍ）を積層し、さらに共蒸着によりＤＭＱｄをドープしたＡｌｑ3（３７．５ｎｍ）、Ａｌｑ3（３７．５ｎｍ）、共蒸着によりＬｉをドープしたＢｚＯｓ（ベンゾオキサゾール誘導体）（２０ｎｍ）を順次積層する。
次いで、第２の電極３２５としてＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ2、ＣａＮなどの合金、または周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した膜を積層すればよい。本実施例では、Ａｌを２００ｎｍの膜厚で蒸着する。また、必要があれば保護膜を積層してもよい。
次いで、封止基板３３３とシール材（図示しない）によって貼りあわせる。なお、封止基板と第２の電極との間の空間３２７には、不活性気体または透明樹脂からなる充填材を充填する。
以上の工程でボトムエミッション型発光装置が完成する。本実施例では、調整可能な範囲で、各層（層間絶縁膜、下地絶縁膜、ゲート絶縁膜、および第１の電極）の屈折率や膜厚を決定し、層の界面における光反射を抑制して光の取り出し効率を向上させている。
本実施例では両方の基板から光を取り出すことのできる発光装置の例を図４（Ｂ）に示す。
まず、透光性基板（ガラス基板：屈折率１．５５前後）上に発光素子と接続するＴＦＴを作製する。透光性は発光を通過させて表示するので、層間絶縁膜やゲート絶縁膜や下地絶縁膜には、透光性の高い材料を用いる。ここでは、第１および第３の層間絶縁膜として、ＰＣＶＤ法によるＳｉＮＯ膜を用いている。また、第２の層間絶縁膜として塗布法によるＳｉＯｘ膜を用いる。
次いで、透明導電膜を全面に形成する。この透明導電膜は後に第１の電極４２３となる。透明導電膜として、ＳｉＯｘを含む透明導電膜であるＩＴＳＯ（膜厚１００ｎｍ）を用いる。
次いで、マスクを用いてエッチングを行って透明導電膜および層間絶縁膜を選択的に除去してＴＦＴの活性層に達するコンタクトホールを形成する。
次いで、アルミニウムを含む金属積層膜を形成し、パターニングを行って活性層と接続するソース電極またはドレイン電極を形成する。このパターニングの際には、透明導電膜がエッチングストッパーとなり、第２の層間絶縁膜を保護している。
次いで、透明導電膜にパターニングを行ってＴＦＴと電気的に接続する第１の電極４２３を形成する。このパターニング時のエッチングにより第２の層間絶縁膜の一部が除去される。
次いで、塗布法によるＳｉＯｘ膜をパターニングして隔壁４２９を形成する。隔壁４２９の材料は、第２の層間絶縁膜と同じである。なお、第１の電極４２３の形成の際に第２の層間絶縁膜の一部が除去された部分は、隔壁材料によって埋められる。
次いで、有機化合物を含む層４２４を蒸着法または塗布法を用いて形成する。
次いで、第２の電極４２５としてＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ2、ＣａＮなどの合金、または周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した薄膜（１ｎｍ〜１０ｎｍ）、或いは透明導電膜を用いればよい。本実施例では、第２の電極４２５としてＩＴＳＯを１１０ｎｍの膜厚で蒸着する。また、必要があれば保護膜を積層してもよい。
次いで、透明な封止基板４３３とシール材（図示しない）によって貼りあわせる。なお、封止基板と第２の電極との間の空間４２７には、不活性気体または透明樹脂からなる充填材を充填する。
以上の工程で素子基板側からの発光だけでなく、封止基板４３３側からも発光させることができる発光装置が完成する。
本実施例では、トップエミッション型の発光装置の例を図６（Ａ）および図６（Ｂ）を用いて説明する。
まず、絶縁表面を有する基板上に発光素子と接続するｎチャネル型ＴＦＴを作製する。トップエミッション型であるので、層間絶縁膜やゲート絶縁膜や下地絶縁膜には、必ずしも透光性がある材料とする必要はない。本実施例では安定性の高い材料膜として、第１の層間絶縁膜にＰＣＶＤ法によるＳｉＮＯ膜を用いている。また、安定性の高い材料膜として第２の層間絶縁膜には、塗布法によるＳｉＯｘ膜を用いる。また、層間絶縁膜およびゲート絶縁膜を選択的にエッチングしてＴＦＴの活性層に達するコンタクトホールを形成する。そして、導電膜（ＴｉＮ／Ａｌ−Ｓｉ／ＴｉＮ）を形成した後、マスクを用いてエッチング（ＢＣｌ3とＣｌ2との混合ガスでのドライエッチング）を行い、ＴＦＴのソース電極およびドレイン電極を形成する。
次いで、塗布法によるＳｉＯｘ膜からなる第３の層間絶縁膜２１１を形成する。次いで、第３の層間絶縁膜２１１を選択的にエッチングしてＴＦＴのソース電極およびドレイン電極に達するコンタクトホールを形成する。
次いで、反射性を有する金属膜（Ａｌ、またはＡｌとＴｉＮの積層など）と、透明導電膜とを積層する。次いで、パターニングを行って、ＴＦＴのドレイン電極（またはソース電極）と電気的に接続する反射電極２１２と第１の電極２１３を形成する。ｎチャネル型ＴＦＴに接続される第１の電極２１３は、発光素子の陰極として機能させる。このパターニングの際、第３の層間絶縁膜の一部が除去され、凹部が形成される。
次いで、第１の電極２１３の周縁端部を覆う隔壁２１９を形成する。隔壁２１９としては、塗布法により得られるＳＯＧ膜（例えば、アルキル基を含むＳｉＯｘ膜）を用いる。隔壁２１９は、ドライエッチングによって所望の形状とする。なお、第１の電極２１３の形成の際に第２の層間絶縁膜の一部が除去された部分は、隔壁材料によって埋められる。
次いで、有機化合物を含む層２１４を蒸着法または塗布法を用いて形成する。図６（Ｂ）に有機化合物を含む層２１４における積層構造の一例を示している。
本実施例では緑色発光の発光素子を形成する。蒸着法により、共蒸着によりＬｉをドープしたＢｚＯｓ（ベンゾオキサゾール誘導体）（２０ｎｍ）、Ａｌｑ3（４０ｎｍ）、共蒸着によりＤＭＱｄをドープしたＡｌｑ3（４０ｎｍ）を積層し、さらにα−ＮＰＤ（４０ｎｍ）、ＭｏＯｘ（２０ｎｍ）を順次積層する。この積層順に成膜することによって、後に行われるスパッタ法による有機化合物を含む層２１４へのダメージを抑えることができる。また、ＭｏＯｘ膜は、膜厚を変化させても電圧―輝度特性に変化がほとんどないため、光学設計を行いやすい。
また、フルカラーとする場合には、蒸着マスクを用いて選択的に赤色、青色、緑色の発光層（ＥＭＬ）を適宜、形成すればよい。
次いで、透明導電膜からなる第２の電極２１５、即ち、陽極を形成する。本実施例では、ＩＴＳＯ膜をスパッタ法により１１０ｎｍの膜厚で成膜する。また、必要があれば保護膜２１６を積層してもよい。保護膜２１６としては、窒化珪素膜、酸化珪素膜、または酸化窒化珪素膜の単層、或いはこれらの積層を用いる。
次いで、封止基板２０３とシール材（図示しない）によって貼りあわせる。なお、封止基板と第２の電極との間の空間２１７には、不活性気体または透明樹脂からなる充填材を充填する。
以上の工程でトップエミッション型発光装置が完成する。
本実施例では、逆スタガ型ＴＦＴの一例を図９に示す。ＴＦＴ以外の部分は、最良の形態で示した図２（Ａ）と同一であるのでここでは詳細な説明は省略する。
図９（Ａ）に示すＴＦＴはチャネルストップ型である。ゲート電極７１９と端子電極７１５が同時に形成され、ゲート絶縁膜７１２上に非晶質半導体膜からなる半導体層７１４ａ、ｎ＋層７１８、金属層７１７が積層形成されており、半導体層７１４ａのチャネル形成領域となる部分上方にチャネルストッパー７１４ｂが形成されている。また、ソース電極またはドレイン電極７２１、７２２が形成されている。
また、配線７２１、７２２のパターニングの際に形成される耐熱性平坦化膜７１６の凹部は、同じ材料からなる隔壁７２９によって埋められている。
また、図９（Ａ）に示すＴＦＴはｎチャネル型ＴＦＴであり、電極７２３が発光素子の陰極であり、電極７２５が陽極である。
また、図９（Ｂ）に示すＴＦＴはチャネルエッチ型である。ゲート電極８１９と端子電極８１５が同時に形成され、ゲート絶縁膜８１２上に非晶質半導体膜からなる半導体層８１４、ｎ＋層８１８、金属層８１７が積層形成されており、半導体層８１４のチャネル形成領域となる部分は薄くエッチングされている。また、ソース電極またはドレイン電極８２１、８２２が形成されている。
また、配線８２１、８２２のパターニングの際に形成される耐熱性平坦化膜７１６の凹部は、同じ材料からなる隔壁８２９によって埋められている。また、図９（Ｂ）に示すＴＦＴはｎチャネル型ＴＦＴであり、電極８２３が発光素子の陰極であり、電極８２５が陽極である。
ここで、チャネルエッチ型のＴＦＴを駆動用ＴＦＴとした画素部の一部である上面図を図１０（Ａ）に示す。また、図１０（Ｂ）に図１０（Ａ）の等価回路図を示す。
図１０（Ａ）において、スイッチング用ＴＦＴ１６０１はｎチャネル型であり、２つのチャネル形成領域を有するマルチゲート構造となっている。１６０２は駆動用ＴＦＴであり、電極１６０８を介して陰極１６０３と接続している。なお、陰極１６０３は、電極１６０８に接して重なるように形成する。また、１６０４は容量、１６０５はソース配線、１６０６はゲート配線、１６０７は電源供給線である。
非晶質半導体膜を活性層とするＴＦＴでは電界移動度が低いので、駆動回路はＩＣチップ等を貼り付けて作製すればよい。
また、非晶質半導体膜に代えて、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいるセミアモルファス半導体膜（微結晶半導体膜、マイクロクリスタル半導体膜とも呼ばれる）も用いることができる。非晶質半導体膜を用いたＴＦＴの２〜２０倍の移動度を有しているので、セミアモルファス半導体膜を用いたＴＦＴとすれば、画素部だけでなく、駆動回路も作製することができる。
本実施例では、半導体膜の上下にチャネル（デュアルチャネル）を備えたＴＦＴを駆動用ＴＦＴに用いた発光装置の一例を図１１に示す。ＴＦＴ以外の部分は、最良の形態で示した図２（Ａ）と同一であるのでここでは詳細な説明は省略する。
まず、基板上に第１のゲート電極５０１を形成し、第１のゲート電極５０１を覆って平坦化絶縁膜５０２を形成する。そして、平坦化絶縁膜５０２上に半導体層、ゲート絶縁膜、第２のゲート電極５０３、層間絶縁膜とを順次形成する。
そして、層間絶縁膜上に透明導電膜を形成した後、半導体層に達するコンタクトホールを形成する。次いで、ソース電極またはドレイン電極を形成した後、透明導電膜をパターニングして第１の電極５２３を形成する。この時、層間絶縁膜の一部がエッチングされて凹部が形成される。
次いで、第１の電極５２３の端部、ソース電極、およびドレイン電極を覆う隔壁５２９を形成する。なお、隔壁５２９の材料は、層間絶縁膜と同一であるため、凹部が埋められる。次いで、第１の電極５２３上に有機化合物を含む層５２４を蒸着法または塗布法により形成した後、第２の電極５２５を形成する。
次いで、封止基板５３３とシール材（図示しない）によって貼りあわせる。なお、封止基板と第２の電極との間の空間５２７には、不活性気体または透明樹脂からなる充填材を充填する。
以上の工程で半導体膜の上下にチャネル（デュアルチャネル）を備えたＴＦＴを駆動用ＴＦＴに用いた発光装置が完成する。
半導体膜の下側にチャネルを形成するために設けられた第１のゲート電極５０１と、半導体膜の上側にチャネルを形成するために設けられた第２のゲート電極５０３とにそれぞれ電圧が印加される。第１のゲート電極５０１は、コモン電圧（Ｖｃｏｍ）または任意の電圧（ＶY）が印加される。
こうすることによってゲート電極が１つの場合に比べて閾値のばらつきを抑えることができ、なおかつオフ電流を抑えることができる。
本実施例では、表示部を備えた電子機器の例について図１２に説明する。本発明を実施して発光装置を備えた電子機器を完成させることができる。
本発明により、発光装置の長寿命化、即ち電子機器の信頼性を向上することができる。
電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはDigital Versatile Disc（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。
図１２（Ａ）はノート型パーソナルコンピュータの斜視図であり、図１２（Ｂ）は折りたたんだ状態を示す斜視図である。ノート型パーソナルコンピュータは本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３ａ、２２０３ｂ、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。表示部２２０３ａ、２２０３ｂに本発明を実施することによって、発光効率（光の取り出し効率）が高く高輝度、且つ、低消費電力であり、且つ、安定性の高い表示部を備えたノート型パーソナルコンピュータを完成させることができる。
図１２（Ｃ）はテレビであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、ビデオ入力端子２００５等を含む。なお、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のテレビが含まれる。表示部２００３に本発明を実施することによって、発光効率（光の取り出し効率）が高く高輝度、且つ、低消費電力であり、且つ、安定性の高い表示部を備えたテレビを完成させることができる。
図１２（Ｄ）は携帯型ゲーム機器であり、本体２５０１、表示部２５０５、操作スイッチ２５０４等を含む。表示部２５０５に本発明を実施することによって、発光効率（光の取り出し効率）が高く高輝度、且つ、低消費電力であり、且つ、安定性の高い表示部を備えた携帯型ゲーム機器を完成させることができる。
また、図１２（Ｅ）は携帯電話の斜視図であり、図１２（Ｆ）は折りたたんだ状態を示す斜視図である。携帯電話は、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３ａ、２７０３ｂ、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。
図１２（Ｅ）および図１２（Ｆ）に示した携帯電話は、主に画像をフルカラー表示する高画質な表示部２７０３ａと、エリアカラーで主に文字や記号を表示する表示部２７０３ｂとを備えている。表示部２７０３ａ、２７０３ｂに本発明を実施することによって、発光効率（光の取り出し効率）が高く高輝度、且つ、低消費電力であり、且つ、安定性の高い表示部を備えた携帯電話を完成させることができる。
以上の様に、本発明を実施して得た発光装置は、あらゆる電子機器の表示部として用いても良い。なお、本実施例の電子機器には、最良の形態、実施例１乃至５のいずれの構成を用いて作製された発光装置を用いても良い。
層間絶縁膜と隔壁とで同じ材料を用いることによって、製造コストを削減することができる。また、成膜装置やエッチング装置などの装置の共通化によるコストダウンが図れる。
１０：基板
１１：下地絶縁膜
１２：ゲート絶縁膜
１６：耐熱性平坦化膜
２８：シール材
２９：隔壁
３３：封止基板
１１：下地絶縁膜
１２：ゲート絶縁膜
１６：耐熱性平坦化膜
２８：シール材
２９：隔壁
３３：封止基板
Claims (5)
- 絶縁表面を有する基板上にソース領域、ドレイン領域、およびチャネル形成領域を有する半導体層と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極と、を有する薄膜トランジスタを形成し、
前記薄膜トランジスタ上に、シリコンと酸素の結合で骨格構造が構成され、置換基に水素またはフッ素を有する材料が用いられている耐熱性平坦化膜により層間絶縁膜を形成し、
前記層間絶縁膜上に、ＳｉＯｘを含むインジウム錫酸化物からなるターゲットを用いたスパッタ法で透明導電膜である第１の導電膜を形成し、
少なくとも前記層間絶縁膜と前記第１の導電膜を選択的にエッチングして、前記ソース領域又は前記ドレイン領域に達するコンタクトホールを形成し、
前記第１の導電膜上に第２の導電膜を形成し、
前記第１の導電膜をエッチングストッパーとして、前記第１の導電膜表面のＳｉＯｘの割合が増加するように前記第２の導電膜をエッチングすることで前記ソース領域又は前記ドレイン領域に達する配線を形成し、
前記第１の導電膜を選択的にエッチングして、前記配線と接続する発光素子の第１の電極を形成し、
前記第１の電極の端部を覆う隔壁を前記層間絶縁膜と同一の材料により形成し、
前記第１の電極上にＥＬ層を形成し、
前記ＥＬ層上に第２の電極を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１において、
前記第１の電極は陽極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において、
前記コンタクトホールは、テーパ形状となるようにエッチングされ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のいずれか一において、
前記コンタクトホールの形成と同時に、周縁部において、少なくとも前記層間絶縁膜と前記第１の導電膜が選択的にエッチングされ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のいずれか一において、
前記コンタクトホールの形成時に前記ゲート絶縁膜も選択的にエッチングされることを特徴とする発光装置の作製方法。
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