JP4884674B2

JP4884674B2 - 表示装置の作製方法

Info

Publication number: JP4884674B2
Application number: JP2005007044A
Authority: JP
Inventors: 舜平山崎; 徹高山; 健吾秋元; 肇徳永
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2025-01-14
Also published as: JP2005228739A

Description

本発明は、電極間に発光材料を挟んだ素子（以下、発光素子という）を有する表示装置及びその作製方法に関する。特に、ＥＬ(エレクトロルミネッセンス：ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ)が得られる発光性材料（以下、ＥＬ材料ともいう）を用いた表示装置に関する。

ＥＬ素子の主要部を構成するＥＬ材料（特に有機ＥＬ材料）は、水分に弱く劣化しやすいという性質を持っている。従って、ＥＬ表示装置を製造する際には、装置内に含む水分量を減らす技術が需要となっている。その対策として、ＥＬ表示装置（エレクトロルミネッセンス装置）内に乾燥剤を入れ、封止する構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−２９７５５８号公報

しかしながら、このような対策を行っても、ＥＬ表示装置の劣化を完全に防ぐことが出来なかった。すなわち、画素内における点状の非発光領域の形成やその拡大による不良（以下「ダークスポット」ともいう。）、画素周辺からの非発光領域が経時的に拡大する不良（以下「シュリンク」ともいう。）を無くすことが出来なかった。

本発明は、発光素子の劣化を防ぐことのできる信頼性の高い表示装置、及びその表示装置をより簡略に作製できる作製方法を提供することを目的とする。

本発明の表示装置の作製方法の一は、導電性材料に結晶化を防ぐ材料を添加して第１の電極を形成し、第１の電極を減圧下で、３５０度以上の温度で加熱し、第１の電極上に有機化合物を含む層を形成し、有機化合物を含む層上に第２の電極を形成する。

本発明の表示装置の作製方法の一は、導電性材料に結晶化を防ぐ材料を添加して第１の電極を形成し、第１の電極の端部を覆って絶縁層を形成し、第１の電極と絶縁層とを減圧下で、３５０度以上の温度で加熱し、第１の電極上に有機化合物を含む層を形成し、有機化合物を含む層上に第２の電極を形成する。

本発明の表示装置の作製方法の一は配線を有する薄膜トランジスタを形成し、薄膜トランジスタ上に水素を含む絶縁膜を形成し、配線に接するように、導電性材料に結晶化を防ぐ材料を添加して第１の電極を形成し、薄膜トランジスタ、絶縁膜及び第１の電極を減圧下で、３５０度以上の温度で加熱することで、薄膜トランジスタの水素化と第１の電極の脱水処理とを同時に行い、第１の電極上に有機化合物を含む層を形成し、有機化合物を含む層上に第２の電極を形成する。

本発明の表示装置の作製方法の一は、配線を有する薄膜トランジスタを形成し、薄膜トランジスタ上に水素を含む絶縁膜を形成し、配線に接するように、導電性材料に結晶化を防ぐ材料を添加して第１の電極を形成し、薄膜トランジスタ、配線及び第１の電極の端部を覆って絶縁層を形成し、薄膜トランジスタ、絶縁膜、第１の電極及び絶縁層を減圧下で、３５０度以上の温度で加熱することで、薄膜トランジスタの水素化と、第１の電極及び絶縁層の脱水処理とを同時に行い、第１の電極上に有機化合物を含む層を形成し、有機化合物を含む層上に第２の電極を形成する。

本発明の表示装置の作製方法の一は、第１の電極を形成し、第１の電極を、減圧下において、３５０度以上、かつ第１の電極が結晶化しない温度で加熱し、第１の電極上に有機化合物を含む層を形成し、有機化合物を含む層上に第２の電極を形成する。

本発明の表示装置の作製方法の一は、第１の電極を形成し、第１の電極の端部を覆って絶縁層を形成し、第１の電極と絶縁層とを、減圧下において、３５０度以上、かつ第１の電極が結晶化しない温度で加熱し、第１の電極上に有機化合物を含む層を形成し、有機化合物を含む層上に第２の電極を形成する。

本発明の表示装置の作製方法の一は、配線を有する薄膜トランジスタを形成し、薄膜トランジスタ上に水素を含む絶縁膜を形成し、配線に接するように第１の電極を形成し、薄膜トランジスタ、絶縁膜及び第１の電極を減圧下において、３５０度以上かつ第１の電極が結晶化しない温度で加熱することで、薄膜トランジスタの水素化と第１の電極の脱水処理とを同時に行い、第１の電極上に有機化合物を含む層を形成し有機化合物を含む層上に第２の電極を形成する。

本発明の表示装置の作製方法の一は、配線を有する薄膜トランジスタを形成し、薄膜トランジスタ上に水素を含む絶縁膜を形成し、配線に接するように第１の電極を形成し、薄膜トランジスタ、配線及び第１の電極の端部を覆って絶縁層を形成し、薄膜トランジスタ、絶縁膜、第１の電極及び絶縁層を減圧下で、３５０度以上かつ第１の電極が結晶化しない温度で加熱することで、薄膜トランジスタの水素化と、第１の電極及び絶縁層の脱水処理とを同時に行い、第１の電極上に有機化合物を含む層を形成し、有機化合物を含む層上に第２の電極を形成する。

本発明により、表示装置内での脱ガスが生じない表示装置を、工程数を増やすことなく作製することができるので、発光素子の劣化を防止することができる。従って、高繊細で、高品質な画像を表示できる、信頼性の高い表示装置を歩留まりよく作製することができる。

［実施の形態１］
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。

図１４（Ａ）は本発明に係る表示パネルの構成を示す上面図であり、絶縁表面を有する基板２７００上に画素２７０２をマトリクス上に配列させた画素部２７０１、走査線側入力端子２７０３、信号線側入力端子２７０４が形成されている。画素数は種々の規格に従って設ければ良く、ＸＧＡであれば１０２４×７６８×３（ＲＧＢ）、ＵＸＧＡであれば１６００×１２００×３（ＲＧＢ）、フルスペックハイビジョンに対応させるのであれば１９２０×１０８０×３（ＲＧＢ）とすれば良い。

画素２７０２は、走査線側入力端子２７０３から延在する走査線と、信号線側入力端子２７０４から延在する信号線とが交差することで、マトリクス状に配設される。画素２７０２のそれぞれには、スイッチング素子とそれに接続する画素電極が備えられている。スイッチング素子の代表的な一例はＴＦＴであり、ＴＦＴのゲート電極側が走査線と、ソース若しくはドレイン側が信号線と接続されることにより、個々の画素を外部から入力する信号によって独立して制御可能としている。

ＴＦＴは、その主要な構成要素として、半導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極層が挙げられ、半導体層に形成されるソース及びドレイン領域に接続する配線層がそれに付随する。構造的には基板側から半導体層、ゲート絶縁層及びゲート電極層を配設したトップゲート型と、基板側からゲート電極層、ゲート絶縁層及び半導体層を配設したボトムゲート型などが代表的に知られているが、本発明においてはそれらの構造のどのようなものを用いても良い。

半導体層を形成する材料は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製されるアモルファス半導体（以下「ＡＳ」ともいう。）、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いはセミアモルファス（微結晶若しくはマイクロクリスタルとも呼ばれる。以下「ＳＡＳ」ともいう。）半導体などを用いることができる。

ＳＡＳは、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。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶領域を観測することが出来、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ^-1よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折では珪素結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。ＳＡＳ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能である。またＧｅＦ₄を混合させても良い。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倍の範囲とすればよい。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℃以下でよい。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１×１０²⁰/cm³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。

図１４（Ａ）は、走査線及び信号線へ入力する信号を、外付けの駆動回路により制御する表示パネルの構成を示しているが、図１５（Ａ）に示すように、ＣＯＧ(Chip on Glass)方式によりドライバＩＣ２７５１を基板２７００上に実装しても良い。また他の実装形態として、図１５（Ｂ）に示すようなＴＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ）方式を用いてもよい。ドライバＩＣは単結晶半導体基板に形成されたものでも良いし、ガラス基板上にＴＦＴで回路を形成したものであっても良い。図１５において、ドライバＩＣ２７５１は、ＦＰＣ２７５０と接続している。

また、画素に設けるＴＦＴをＳＡＳで形成する場合には、図１４（Ｂ）に示すように走査線側駆動回路３７０２を基板３７００上に形成し一体化することもできる。図１４（Ｂ）において、３７０１は画素部であり、信号線側駆動回路は、図１４（Ａ）と同様に外付けの駆動回路により制御する。画素に設けるＴＦＴを移動度の高い、多結晶（微結晶）半導体、単結晶半導体などで形成する場合は、図１４（Ｃ）は、走査線駆動回路４７０２と、信号線駆動回路４７０４をガラス基板４７００上に一体形成することもできる。

本発明の表示装置の作製方法を、図１、図２及び図５を用いて詳細に説明する。

絶縁表面を有する基板１００の上に下地膜１０１として、プラズマＣＶＤ法により窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）膜を用いて下地膜１０１ａを１０〜２００ｎｍ（好ましくは５０〜１００ｎｍ）を形成し、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）膜を用いて下地膜１０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０ｎｍ）積層する。基板１００としてはガラス基板、石英基板やシリコン基板、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良い。また、本実施の形態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し、フィルムのような可撓性基板を用いても良い。また、下地膜として２層構造を用いてもよいし、下地（絶縁）膜の単層膜又は２層以上積層させた構造を用いてもよい。

次いで、下地膜上に半導体膜を形成する。半導体膜は２５〜２００ｎｍ（好ましくは３０〜１５０ｎｍ）の厚さで公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜すればよい。半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコン又はシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金などで形成すると良い。

半導体膜は、アモルファス半導体（代表的には水素化アモルファスシリコン）、結晶性半導体（代表的にはポリシリコン）を素材として用いている。ポリシリコンには、８００℃以上のプロセス温度を経て形成される多結晶シリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成される多結晶シリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを添加し結晶化させた結晶シリコンなどを含んでいる。

また、他の物質として、セミアモルファス半導体又は半導体膜の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。セミアモルファス半導体とは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造の半導体であり、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ものである。典型的にはシリコンを主成分として含み、格子歪みを伴って、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半導体膜である。また、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。ここでは、このような半導体をセミアモルファス半導体（以下「ＳＡＳ」と呼ぶ。）と呼ぶ。このＳＡＳは所謂微結晶（マイクロクリスタル）半導体（代表的には微結晶シリコン）とも呼ばれている。

このＳＡＳは珪化物気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）することにより得ることができる。代表的な珪化物気体としては、ＳｉＨ₄であり、その他にもＳｉ₂Ｈ₆、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂、ＳｉＨＣｌ₃、ＳｉＣｌ₄、ＳｉＦ₄などを用いることができる。また、GeF₄、Ｆ₂を混合してもよい。この珪化物気体を水素、若しくは水素とヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種又は複数種の希ガス元素で希釈して用いることでＳＡＳの形成を容易なものとすることができる。珪化物気体に対する水素の希釈率は、例えば流量比で２倍〜１０００倍とすることが好ましい。勿論、グロー放電分解によるＳＡＳの形成は、減圧下で行うことが好ましいが、大気圧における放電を利用しても形成することができる。代表的には、０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの圧力範囲で行えば良い。グロー放電を形成するための電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚである。高周波電力は適宜設定すれば良い。基板加熱温度は３００℃以下が好ましく、１００〜２００℃の基板加熱温度でも形成可能である。ここで、主に成膜時に取り込まれる不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分に由来する不純物は１×１０²⁰ｃｍ^-3以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０¹⁹ｃｍ^-3以下、好ましくは１×１０¹⁹ｃｍ^-3以下となるようにすることが好ましい。また、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なＳＡＳが得られる。また半導体層としてフッ素系ガスより形成されるＳＡＳ層に水素系ガスより形成されるＳＡＳ層を積層してもよい。

半導体膜に、結晶性半導体膜を用いる場合、その結晶性半導体膜の作製方法は、公知の方法（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの結晶化を助長する元素を用いた熱結晶化法等）を用いれば良い。結晶化を助長する元素を導入しない場合は、非晶質珪素膜にレーザ光を照射する前に、窒素雰囲気下５００℃で１時間加熱することによって非晶質珪素膜の含有水素濃度を１×１０²⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ³以下にまで放出させる。これは水素を多く含んだ非晶質珪素膜にレーザ光を照射すると膜が破壊されてしまうからである。

非晶質半導体膜への金属元素の導入の仕方としては、当該金属元素を非晶質半導体膜の表面又はその内部に存在させ得る手法であれば特に限定はなく、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマ処理法（プラズマＣＶＤ法も含む）、吸着法、金属塩の溶液を塗布する方法を使用することができる。このうち溶液を用いる方法は簡便であり、金属元素の濃度調整が容易であるという点で有用である。また、このとき非晶質半導体膜の表面の濡れ性を改善し、非晶質半導体膜の表面全体に水溶液を行き渡らせるため、酸素雰囲気中でのＵＶ光の照射、熱酸化法、ヒドロキシラジカルを含むオゾン水又は過酸化水素による処理等により、酸化膜を成膜することが望ましい。

また、非晶質半導体膜の結晶化は、熱処理とレーザ光照射による結晶化を組み合わせてもよく、熱処理やレーザ光照射を単独で、複数回行っても良い。熱処理とレーザ光照射の２段階で結晶化を行う場合、金属元素導入後に、５００〜５５０℃で４〜２０時間かけて熱処理を行い、非晶質半導体膜を結晶化する（以下、第１の結晶性半導体膜という。）。

次に第１の結晶性珪素膜にレーザ光を照射し結晶化を助長し、第２の結晶性半導体膜を得る。レーザ結晶化法は、レーザ光を半導体膜に照射する。用いるレーザは、パルス発振または連続発振の固体レーザ、気体レーザ、もしくは金属レーザが望ましい。なお、固体レーザとしてはＹＡＧレーザ、ＹＶＯ₄レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ₃レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ等があり、気体レーザとしてはエキシマレーザ、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、ＣＯ₂レーザ等があり、金属レーザとしてはヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レーザ、金蒸気レーザが挙げられる。レーザビームは非線形光学素子により高調波に変換されていてもよい。非線形光学素子に使われる結晶は、例えばLBOやBBOやKDP、KTPやKB5、CLBOと呼ばれるものを使うと変換効率の点で優れている。これらの非線形光学素子をレーザの共振器の中に入れることで、変換効率を大幅に上げることができる。高調波のレーザには、一般にNd、Yb、Crなどがドープされており、これが励起しレーザが発振する。ドーパントの種類は適宜実施者が選択すればよい。

また、結晶性半導体層を、直接基板に線状プラズマ法により形成しても良い。また、線状プラズマ法を用いて、結晶性半導体層を選択的に基板に形成してもよい。

半導体として、有機材料を用いる有機半導体を用いてもよい。有機半導体としては、低分子材料、高分子材料などが用いられ、有機色素、導電性高分子材料などの材料も用いることが出来る。

このようにして得られた半導体膜に対して、ＴＦＴのしきい値電圧を制御するために微量な不純物元素（ボロンまたはリン）のドーピングを行う。本実施の形態では、結晶性半導体層を用いる。

第１のフォトマスクを作製し、フォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理により、半導体層１０２を形成する。

半導体層１０２を覆うゲート絶縁膜１０５を形成する。ゲート絶縁膜１０５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。ゲート絶縁膜１０５としては、珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の公知の材料で形成すればよく、積層でも単層でもよい。本実施の形態では、窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化珪素膜３層の積層を用いる。またそれらや、酸化窒化珪素膜の単層、２層からなる積層でも良い。好適には、緻密な膜質を有する窒化珪素膜を用いるとよい。なお、低い成膜温度でゲートリーク電流の少ない緻密な絶縁膜を形成するには、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませ、形成される絶縁膜中に混入させると良い。

次いで、ゲート絶縁膜１０５上にゲート電極として用いる膜厚２０〜１００nmの第１の導電膜と、膜厚１００〜４００nmの第２の導電膜とを積層して形成する。第１の導電膜及び第２の導電膜はＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、又は元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すればよい。また、第１の導電膜及び第２の導電膜として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や、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、２層構造に限定されず、例えば、膜厚５０nmのタングステン膜、膜厚５００nmのアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、膜厚３０nmの窒化チタン膜を順次積層した３層構造としてもよい。また、３層構造とする場合、第１の導電膜のタングステンに代えて窒化タングステンを用いてもよいし、第２の導電膜のアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜に代えてアルミニウムとチタンの合金膜（Ａｌ−Ｔｉ）を用いてもよいし、第３の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。また、単層構造であってもよい。

次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなる第２のフォトマスクを形成し、電極及び配線を形成するための第１のエッチング処理を行う。ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング条件（コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節することにより、第１の導電膜及び第２の導電膜を所望のテーパー形状にエッチングすることができる。なお、エッチング用ガスとしては、Ｃｌ₂、ＢＣｌ₃、ＳｉＣｌ₄もしくはＣＣｌ₄などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ₄、ＳＦ₆もしくはＮＦ₃などを代表とするフッ素系ガス又はＯ₂を適宜用いることができる。

第１のエッチング処理により第１の導電層と第２の導電層から成る第１の形状の導電層（第１の導電層と第２の導電層）を形成する。

次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング処理を行う。ここでは、Ｗ膜を選択的にエッチングする。この時、第２のエッチング処理により第２の導電層を形成する。一方、第１の導電層は、ほとんどエッチングされず、第２の形状の導電層を形成する。よって導電層１０６及び１０７が形成される。また、外部との電気的な接続を行う、端子部において、端子電極として機能する導電層１８０、１８１も同工程で形成する。本実施の形態では、導電層の形成をドライエッチングで行うがウェットエッチングでもよい。

次いで、半導体層に不純物領域を形成する。図１及び図２は画素部のみを示しているので、ｎ型不純物領域は図示していないが、本実施の形態では表示装置のより詳細な図である図５に示すように、周辺回路部のＴＦＴにはｎ型不純物領域を有している物も含む。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、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（P）、または砒素（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層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。

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（B））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ゲート絶縁膜１０５を介してスルードープを行い、ｐ型の不純物領域１０３、１０４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となる領域を覆う。この第３のドーピング工程によってゲート絶縁膜１０５を介してスルードープを行い、ｎ型の低濃度不純物領域、高濃度不純物領域を形成する。

以上までの工程で、それぞれの半導体層に不純物領域が形成される。

次いで、レジストからなるマスクを除去してパッシベーション膜として水素を含む絶縁膜１０８を形成する。この絶縁膜１０８としては、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。絶縁膜１０８は窒化珪素膜に限定されるものでなく、プラズマＣＶＤを用いた窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）膜でもよく、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。

絶縁膜１０８は窒化珪素、酸化珪素、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）または酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜（ＣＮ）を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、もしくは置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料を用いてもよい。

不純物元素を活性化するために加熱処理、強光の照射、又はレーザ光の照射を行ってもよい。活性化と同時にゲート絶縁膜へのプラズマダメージやゲート絶縁膜と半導体層との界面へのプラズマダメージを回復することができる。

次いで、層間絶縁膜となる絶縁層１０９を形成する。本発明において、平坦化のために設ける層間絶縁膜としては、耐熱性および絶縁性が高く、且つ、平坦化率の高いものが要求されている。よって耐熱性平坦化膜が好ましい。こうした絶縁層の形成方法としては、スピンコート法で代表される塗布法を用いると好ましい。

本実施の形態では、絶縁層１０９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、アルキル基を含む酸化珪素（ＳｉＯｘ）膜と呼べる。このアルキル基を含む酸化珪素（ＳｉＯｘ）膜は、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。

本実施の形態において、塗布法による絶縁層１０９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、絶縁層（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。

ここで、絶縁層１０９の形成手順を詳細に説明する。

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、スピン式の塗布装置に搬送して基板をセットする。

スピン式の塗布装置は、ノズル及び塗布カップを有している。塗布材料液が基板に滴下される機構となっており、塗布カップ内に基板が水平に収納され、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（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）に溶解させた液状原料に用いた塗布材料液をノズル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内を減圧にし、減圧乾燥を１分以内で行う。

次いで、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。エッジリムーバーは、基板の周辺に沿って平行移動する駆動手段を備えている。また、エッジリムーバーには、シンナー吐出ノズル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の外周部を溶かし、液体およびガスを排出して基板端面周辺部の塗布膜を除去する。

その後、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。

こうして絶縁層１０９を形成する。

また、液滴吐出法により絶縁層１０９を形成してもよい。液滴吐出法を用いた場合には材料液を節約することができる。また絶縁層１０９だけでなく、本発明において、配線層若しくは電極を形成する導電層や、所定のパターンを形成するためのマスク層など表示装置を作製するために必要なパターンを、液滴吐出法のような選択的にパターンを形成できる方法により形成してもよい。液滴吐出（噴出）法（その方式によっては、インクジェット法とも呼ばれる。）は、特定の目的に調合された組成物の液滴を選択的に吐出（噴出）して所定のパターン（導電層や絶縁層など）を形成することができる。この際、被形成領域に酸化チタン膜などを形成する前処理を行ってもよい。また、パターンが転写、または描写できる方法、例えば印刷法（スクリーン印刷やオフセット印刷などパターンが形成される方法）なども用いることができる。

絶縁層１０９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絶縁膜の他に、耐熱性が高く、平坦化性がよいものであれば、無機材料（酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素など）、感光性または非感光性の有機材料（有機樹脂材料）（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト、ベンゾシクロブテンなど）、低誘電率であるＬｏｗｋ材料などの一種、もしくは複数種からなる膜、またはこれらの膜の積層などを用いることができる。

次いで、レジストからなるマスクを用いて絶縁層１０９にコンタクトホール（開口部）を形成すると同時に周縁部の絶縁層を除去する。絶縁膜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不活性気体を添加してもよい。添加する不活性元素としては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅから選ばれた一種または複数種の元素を用いることができる。中でも比較的原子半径が大きく、且つ、安価なアルゴンを用いることが好ましい。本実施の形態では、ＣＦ₄、Ｏ₂、Ｈｅ、Ａｒとを用いる。ドライエッチングを行う際のエッチング条件は、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とする。上記条件によりエッチング残渣を低減することができる。

なお、ゲート絶縁膜１０５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、オーバーエッチングすると良い。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。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とし、２回目のドライエッチングを行ってテーパー形状としてもよい。また絶縁層１０９の端部におけるテーパー角θは、３０度を越え７５度未満とすることが望ましい。

ゲート絶縁膜１０５をエッチングし、ソース領域、ドレイン領域に達する開口部を形成する。開口部は、絶縁層１０９をエッチングした後、再度マスクを形成するか、エッチングされた絶縁層１０９をマスクとして、絶縁膜１０８及びゲート絶縁膜１０５をエッチングし、開口部を形成すればよい。エッチング用ガスにＣＨＦ₃とＡｒを用いてゲート絶縁膜１０５のエッチング処理を行う。上記条件のエッチングにより、エッチング残渣を低減し、凹凸の少ない平坦性の高いコンタクトホールを形成することができる。なお、より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。

導電膜を形成し、導電膜をエッチングして各不純物領域とそれぞれ電気的に接続する電極層１１２を形成する。この電極層１１２は、後に形成する発光素子の第１の電極と接し、薄膜トランジスタと発光素子を電気的に接続する配線である。電極層１１２はソース電極、ドレイン電極としても機能する。導電膜は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）もしくはシリコン（Ｓｉ）の元素からなる膜又はこれらの元素を用いた合金膜を用いればよい。なお本実施の形態では、半導体層側から順にＴｉ、ＴｉＮ、Ａｌ、ＴｉＮをそれぞれ６０ｎｍ、４０ｎｍ、３５０ｎｍ、１００ｎｍに積層したのち、所望の形状にパターニングして、電極層１１２を形成する。なお、ＴｉＮは、絶縁層との密着性が良好な材料の一つである。よってピーリングなどの膜はがれが生じにくい。また、上記構造であると、ＴｉＮはＡｌの拡散に強いバリア層としても機能する。加えて、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４４atomic％より少なくすることが好ましい。なおより望ましくはＴｉＮのＮ含有量は７atomic％より多く、４４atomic％より少なくするとよい。また、導電膜を半導体層側から順にＴｉＮ、Ａｌの２層構造にして工程を簡略化してもよい。

エッチングは、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法により、ＢＣｌ₃とＣｌ₂を用いて、エッチング条件は、コイル型の電極に印加される電力量４５０Ｗ、基板側の電極に印加される電力量１００Ｗ、圧力１．９Ｐａで行う。

また、絶縁膜１０８、絶縁層１０９をパターニングする際のエッチングによって、端子部の絶縁層も同時に除去し、導電層１８０、１８１を露出させる。本実施の形態では、電極層１１２を形成する工程において、配線層１８４も同時に、同材料によって形成する。その際、絶縁膜１０８、絶縁層１０９の外端部に傾斜（テーパー形状）を有するように形成すると、配線層１８４の被覆性が向上する。テーパー角としては３０度を超え７０度未満とすることが好ましい。

以上のような工程により、ＴＦＴ１５０、ＴＦＴ１６５、ＴＦＴ１７５を備えた（アクティブマトリクス）素子基板が完成する。本実施の形態では画素領域にはｐチャネル型TFTしか図示していないが、ｎチャネル型ＴＦＴを有していてもよく、またＴＦＴは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でも、二つ形成されるダブ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。また、駆動回路部のＴＦＴも、シングルゲート構造、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。

なお、本実施の形態で示したＴＦＴの作製方法に限らず、トップゲート型（プレーナー型）、ボトムゲート型（逆スタガ型）、あるいはチャネル領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された２つのゲート電極を有する、デュアルゲート型やその他の構造においても適用できる。

次に、電極層１１２と接するように、第１の電極１１３（画素電極ともいう。）を形成する。第１の電極は陽極、または陰極として機能し、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＳｉ_XＮ_Y、Ｎｉ、Ｗ、ＷＳｉ_X、ＷＮ_X、ＷＳｉ_XＮ_Y、ＮｂＮ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、またはＭｏから選ばれた元素、または元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料を主成分とする膜またはそれらの積層膜を総膜厚１００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で用いればよい。

本実施の形態では、表示素子として発光素子を用い、発光素子からの光を第１の電極側から取り出す構造のため、第１の電極が透光性を有する。第１の電極として、透明導電膜を形成し、所望の形状にエッチングすることで第１の電極１１３を形成する（図１（Ｃ）参照。）。本発明で用いる第１の電極は、脱水処理を行うための加熱処理温度で結晶化しないものであれば、第１の電極１１３として、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（酸化珪素を含むインジウム錫酸化物ともいう、以下、「ＩＴＳＯ」という。）、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウムなどを用いてもよい。この他、酸化インジウムに２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した酸化インジウム酸化亜鉛合金などの透明導電膜を第１の電極１１３として用いることができる。第１の電極１１３として上記透明導電膜の他に、窒化チタン膜またはチタン膜を用いても良い。この場合、透明導電膜を成膜した後に、窒化チタン膜またはチタン膜を、光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）で成膜する。本実施の形態では、第１の電極１１３として、導電性材料に酸化インジウムスズを、結晶化を防ぐ材料に酸化珪素を用いたＩＴSＯを用いる。本実施の形態では、ＩＴＳＯ膜を、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膜厚１１０ｎｍで成膜する。第１の電極１１３は、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄し、研磨しても良い。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、第１の電極１１３の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。

本発明では、第１の電極１１３を形成後、図１（Ｄ）に示すように、加熱処理を行う。この加熱処理により、第１の電極中に含まれる水分は放出される。よって、第１の電極は脱ガスなどを生じないため、第１の電極上に水分によって劣化しやすい発光材料を形成しても、発光材料は劣化せず、信頼性の高い表示装置を作製することができる。本実施の形態では、第１の電極にＩＴＳＯを用いているので、ベークを行ってもＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）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い。

また、この加熱工程は、半導体層を水素化する工程も兼ねることができる。この水素化は、絶縁膜１０８に含まれる水素により、半導体層のダングリングボンドを終端する工程であり、ＴＦＴ特性の改善に効果がある。本発明は、一回の加熱工程で、脱ガス防止のための電極の脱水処理と、薄膜トランジスタの半導体層の水素化が同時に行えるので、工程数を増やすことなく、信頼性を向上することができる。この加熱工程は、減圧下で、３５０℃以上で行う。好ましくは、減圧雰囲気下３７５℃以上で、１２時間以上行う。加熱温度は、第１の電極が結晶化しない温度とする。圧力は、１×１０^-6Ｐａ以上１×１０^-2Ｐａ以下が好ましい。この温度は第１の電極が形成される基板温度である。本実施の形態では、３×１０^-4Ｐａの減圧雰囲気下、基板温度４１０℃で１２時間の加熱処理を行う。この熱処理工程により、第１の電極１１７を形成する。この第１の電極１１７は熱処理により、内部含有水分量は減少しており、装置内部で脱ガスを生じない。

次に、第１の電極１１３の端部、電極層１１２を覆う絶縁層（絶縁物）１１４（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる）を形成する。絶縁層１１４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ＣＦ₄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層１１４を形成する（図５（Ｃ）参照。）。圧力は５Ｐａ、１５００Ｗで、ＣＦ₄２５ｓｃｃｍ、Ｏ₂２５ｓｃｃｍ、Ｈｅ５０ｓｃｃｍでドライエッチングを行う。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。また、電極層１１２は、アルキル基を含むＳｉＯｘ膜からなる絶縁層１１４に覆われるため、密着性のよいＴｉＮ膜が最表面となっている。絶縁層１１４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絶縁膜の他に、耐熱性が高く、平坦化性がよいものであれば、無機材料（酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素など）、感光性または非感光性の有機材料（有機樹脂材料）（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト、ベンゾシクロブテンなど）、低誘電率であるＬｏｗｋ材料などの一種、もしくは複数種からなる膜、またはこれらの膜の積層などを用いることができる。層間絶縁膜である絶縁層１０９と隔壁である絶縁層１１４を同じ材料を用いると、製造コストを削減することができる。また、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。

また、さらに信頼性を向上させるため、発光層（有機化合物を含む層）１１９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。この熱処理で、第１の電極となる導電膜や絶縁層（隔壁）に含有、付着している水分を放出することができる。この加熱処理は、真空を破らず、真空のチャンパー内を基板が輸送できるのであれば、先の加熱工程と兼ねることもでき、先の加熱工程を絶縁層（隔壁）形成後に、一度行えばよい。ここでは、層間絶縁膜と絶縁層（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。従って、加熱処理による信頼性向上のための工程を十分行うことができる。

本発明は、表示装置の表示素子としてＥＬ材料からなる発光素子（ＥＬ素子ともいう）を用いる。ＥＬ素子は、一対の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いわれている。励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。

第１の電極１１７の上には発光層１１９が形成される。なお、図５では一画素しか図示していないが、本実施の形態ではＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発光層を作り分けている。本実施の形態では発光層１１９として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光を示す材料を、それぞれ蒸着マスクを用いた蒸着法等によって選択的に形成する。赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光を示す材料は、液滴吐出法により形成することもでき（低分子または高分子材料など）、この場合マスクを用いずとも、ＲＧＢの塗り分けを行うことができるため好ましい。また、それぞれの発光は、全て一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）であっても、全て三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）でもよいし、１色が蛍光（又はリン光）あとの２色がリン光（又は蛍光）というように組み合わせでも良い。Ｒのみをリン光を用いて、Ｇ、Ｂを蛍光を用いてもよい。具体的には、正孔注入層として２０ｎｍ厚の銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）膜を設け、その上に発光層として７０ｎｍ厚のトリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体（Ａｌｑ₃）膜を設けた積層構造としてもよい。Ａｌｑ₃にキナクリドン、ペリレンもしくはＤＣＭ１といった蛍光色素を添加することで発光色を制御することができる。

但し、以上の例は発光層として用いることのできる有機発光材料の一例であって、これに限定する必要はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせて発光層（発光及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。例えば、本実施の形態では低分子系有機発光材料を発光層として用いる例を示したが、中分子系有機発光材料や高分子系有機発光材料を用いても良い。なお、本明細書中において、昇華性を有さず、かつ、分子数が２０以下または連鎖する分子の長さが１０μｍ以下の有機発光材料を中分子系有機発光材料とする。また、高分子系有機発光材料を用いる例として、正孔注入層として２０ｎｍのポリチオフェン（ＰＥＤＯＴ）膜をスピン塗布法により設け、その上に発光層として１００ｎｍ程度のパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）膜を設けた積層構造としても良い。なお、ＰＰＶのπ共役系高分子を用いると、赤色から青色まで発光波長を選択できる。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いることも可能である。これらの有機発光材料や無機材料は公知の材料を用いることができる。

具体的には、正孔注入層として前述したＣｕＰｃやＰＥＤＯＴ、正孔輸送層としてα−ＮＰＤ、電子輸送層としてＢＣＰやＡｌｑ₃、電子注入層としてＢＣＰ：ＬｉやＣａＦ₂、をそれぞれ用いる。また本実施の形態のように両面出射型、または上面放射型の場合で、第２の電極に透光性を有するＩＴＯやＩＴＳＯを用いる場合、ベンゾオキサゾール誘導体（ＢｚＯＳ）にＬｉを添加したＢｚＯＳ−Ｌｉなどを用いることができる。また例えばＥＭＬは、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの発光色に対応したドーパント（Ｒの場合ＤＣＭ等、Ｇの場合ＤＭＱＤ等）をドープしたＡｌｑ₃を用いればよい。

発光層として、ＣｕＰｃやＰＥＤＯＴの代わりに酸化モリブデン（ＭｏＯｘ：ｘ＝２〜３）等の酸化物とα−ＮＰＤやルブレンを共蒸着して形成し、ホール注入性を向上させることもできる。このように発光層の材料は、有機材料（低分子又は高分子を含む）、又は有機材料と無機材料の複合材料として用いることができる。

また、図示していないが、対向基板にカラーフィルタを形成してもよい。カラーフィルタは液滴吐出法や蒸着法によって形成することができる。カラーフィルターを用いると、高精細な表示を行うこともできる。カラーフィルターにより、各ＲＧＢの発光スペクトルにおいてブロードなピークを鋭くなるように補正できるからである。

以上、各ＲＧＢの発光を示す材料を形成する場合を説明したが、単色の発光を示す材料を形成し、カラーフィルターや色変換層を組み合わせることによりフルカラー表示を行うことができる。例えば、白色又は橙色の発光を示す電界発光層を形成する場合、カラーフィルター、色変換層、又はカラーフィルターと色変換層とを組み合わせたものを別途設けることによってフルカラー表示ができる。カラーフィルターや色変換層は、例えば第２の基板（封止基板）に形成し、基板へ張り合わせればよい。また上述したように、単色の発光を示す材料、カラーフィルター、及び色変換層のいずれも液滴吐出法により形成することができる。

もちろん単色発光の表示を行ってもよい。例えば、単色発光を用いてエリアカラータイプの表示装置を形成してもよい。エリアカラータイプは、パッシブマトリクス型の表示部が適しており、主に文字や記号を表示することができる。

次に、発光層１１９の上に導電膜からなる第２の電極１２０が設けられる。第２の電極１２０としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ₂、またはＣａＮ）を用いればよい。

図２（Ｆ）、図５に示した本実施の形態の表示装置は、発光素子から発した光は、第１の電極１１７側から、透過して出射される。

図示しないが、第２の電極１２０を覆うようにしてパッシベーション膜を設けることは有効である。パッシベーション膜としては、窒化珪素、酸化珪素、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）または酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜（ＣＮ）を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層を用いることができる。また、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、もしくは置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料を用いてもよい。

この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にＤＬＣ膜を用いることは有効である。ＤＬＣ膜は室温から１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性の低い発光層１１９の上方にも容易に成膜することができる。ＤＬＣ膜は、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。ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、発光層１１９の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工程を行う間に発光層１１９が酸化するといった問題を防止できる。

このように発光素子が形成された基板１００と、封止基板１２３とをシール材１２５によって固着し、発光素子を封止する。断面からの水分の侵入がシール材によって遮断されるので、発光素子の劣化が防止でき、表示装置の信頼性が向上する。シール材としては、代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。例えば、ビスフェノールＡ型液状樹脂、ビスフェノールＡ型固形樹脂、含ブロムエポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型樹脂、ビスフェノールＡＤ型樹脂、フェノール型樹脂、クレゾール型樹脂、ノボラック型樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、エピビス型エポキシ樹脂、グリシジルエステル樹脂、グリジシルアミン系樹脂、複素環式エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂を用いることができる。なお、シール材で囲まれた領域には充填材を充填してもよく、窒素雰囲気下で封止することによって、窒素等を封入してもよい。本実施の形態は、下面出射型のため、充填材１２２は透光性を有する必要はないが、充填材１２２を透過して光を取り出す構造の場合は、透光性を有する必要がある。代表的には可視光硬化、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。封止基板１２３としてはガラス基板、石英基板やシリコン基板、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良い。また、本実施の形態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し、可撓性基板、フィルムのようなカバー材を用いても良い。

本実施の形態では、端子部において、端子電極となる導電層１８０、１８１に異方性導電層１８２によってＦＰＣ１８３を接続し、外部と電気的に接続する構造とする。

本実施の形態では、上記のような回路で形成するが、本発明はこれに限定されず、パッシブマトリクス回路でもアクティブマトリクス回路であってもよく、周辺駆動回路としてＩＣチップを前述したＣＯＧ方式やＴＡＢ方式によって実装したものでもよい。また、ゲート線駆動回路、ソース線駆動回路は複数であっても単数であっても良い。

また、本発明の表示装置において、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、表示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表示装置において、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。

以上、本発明により、表示装置内での脱ガスが生じない表示装置を、工程数を増やすことなく作製することができるので、発光素子の劣化を防止することができる。従って、高繊細で、高品質な画像を表示できる、信頼性の高い表示装置を歩留まりよく作製することができる。

［実施の形態２］
本実施の形態では、第１の電極と配線との接続構造が異なる本発明の表示装置の例を図３及び図４を用いて説明する。

実施の形態１で説明したように、基板１００上に下地膜１０１ａ、１０１ｂを形成し、不純物領域１０３及び１０４を有する半導体層１０２を形成する。半導体層１０２上にゲート絶縁膜１０５を介してゲート電極である導電層１０６及び１０７を形成し、パッシベーション膜として絶縁膜１０８を形成する。そして、層間膜として、絶縁層１０９を形成する（図３（Ａ）参照。）。本実施の形態においては、絶縁層１０９にシリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される絶縁層を用いる。

本実施の形態では、第１の電極１１３は、電極層１１２の形成前に、絶縁層１０９上に選択的に形成する。この場合、第１の電極の上に電極層１１２が積層する構造となる。第１の電極１１３を電極層１１２より先に形成すると、平坦な形成領域に形成できるので、被覆性、成膜性がよく、ＣＭＰなどの研磨処理も十分に行えるので平坦性よく形成できる。また、電極層１１２をパターニングする際のエッチングストッパーとして、第１の電極１１３が機能するので、別途にエッチングストッパー層を用いる必要がなく、工程が簡略化できるという効果がある。

絶縁層１０９上に、選択的に第１の電極１１３を形成する。その後、加熱処理工程を行う。本実施の形態では、第１の電極１１３を形成後、図３（Ｂ）に示すように、加熱処理を行う。この加熱処理により、第１の電極中に含まれる水分は放出される。よって、第１の電極は脱ガスなどを生じないため、第１の電極上に水分によって劣化しやすい発光材料を形成しても、発光材料は劣化せず、信頼性の高い表示装置を作製することができる。また、第１の電極は導電性材料に、結晶化を防ぐ材料を添加して形成される。本実施の形態では、第１の電極にＩＴＳＯを用いているので、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い。

また、この加熱工程は、半導体層を水素化する工程も兼ねることができる。この水素化は、絶縁膜１０８に含まれる水素により、半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。本発明は、一回の加熱工程で、脱ガス防止のための電極の脱水処理と、薄膜トランジスタの半導体層の水素化が同時に行えるので、工程数を増やすことなく、信頼性を向上することができる。この加熱工程は、減圧下で、３５０℃以上で行う。好ましくは、減圧雰囲気下３７５℃以上で、１２時間以上行う。加熱温度は第１の電極が結晶化しない温度とする。圧力は、１×１０^-6Ｐａ以上１×１０^-2Ｐａ以下が好ましい。温度は第１の電極が形成される基板温度である。本実施の形態では、３×１０^-4Ｐａの減圧雰囲気下、基板温度４１０℃で１２時間の加熱処理を行う。この加熱処理工程により、第１の電極１１７を形成する。この第１の電極１１７は熱処理により、内部含有水分量は減少しており、装置内部で脱ガスを生じない。

加熱処理後、絶縁層１０９、絶縁膜１０８、ゲート絶縁膜１０５を除去し、半導体層１０２に達する開口部（コンタクトホール）を形成する。この絶縁層への開口部の形成は、加熱処理の前に行ってもよい。開口部に電極層１１２を、第１の電極１１７と接するように形成する（図３（Ｄ）参照。）。以上の工程でＴＦＴ１５０が形成される。

実施の形態１と同様に、第１の電極１１７の端部及びＴＦＴ１５０を覆う隔壁となる絶縁層１１４を形成し、発光材料を含む発光層１１９、第２の電極１２０を積層する。第２の電極１２０を覆うように保護膜１２１を形成し、基板１００と封止基板１２３とをシール材で貼り合わせて固着する。本実施の形態では、充填材１２２を充填する。本実施の形態では図示しないが、表示装置内に、より水分を除去するため、乾燥剤を設置してもよい。設置場所、方法はどのようなものを用いてもよく、例えば、封止基板１２３に凹部を形成し、乾燥剤を設置してもよいし、吸湿性を有する樹脂などを充填材の代わりに充填してもよい。なお、封止基板１２３に凹部を形成する場所は、周辺駆動回路部や、配線層上部、シール材部分など、発光に寄与しない場所とすると、光の取り出し効率を低下させることがない。

［実施の形態３］
本実施の形態では、実施の形態１で作製した表示装置において、両面出射型、片面出射型である上面出射型の例を、図６及び図７を用いて説明する。

図６において、１３００は素子基板、１３５５、１３６５、１３７５はＴＦＴ、１３１７は第１の電極、１３１９は発光層、１３２０は第２の電極、１３２１は透明導電膜、１３２２は充填材、１３２５はシール材、１３０５はゲート絶縁膜、１３０９は絶縁層、１３１４は隔壁、１３２３は封止基板、１３８４は配線層、１３８０、１３８１は端子電極、１３８２は異方性導電層、１３８３はＦＰＣである。

図１０の表示装置は、両面出射型であり、矢印の方向に素子基板１３００側からも、封止基板１３２３側からも光を出射する構造である。なお本実施の形態では、透明導電膜を成膜し、所望の形状にエッチングすることで第１の電極１３１７を形成する。その後、本発明の加熱処理を行い、脱ガスを生じない第１の電極１３１７とする。第１の電極１３１７として透明導電膜を用いることができる。第１の電極１３１７として上記透明導電膜の他に、窒化チタン膜またはチタン膜を用いても良い。この場合、透明導電膜を成膜した後に、窒化チタン膜またはチタン膜を、光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）で成膜する。本実施の形態では、第１の電極１３１７としてＩＴSＯを用いている。

次に、発光層１３１９の上には導電膜からなる第２の電極１３２０が設けられる。第２の電極１３２０としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ₂、またはＣａＮ）を用いればよい。図６の表示装置では、発光が透過するように、第２の電極１３２０として膜厚を薄くした金属薄膜（ＭｇＡｇ：膜厚１０ｎｍ）と、透明導電膜１３２１として、膜厚１００ｎｍのＩＴＳＯとの積層を用いる。透明導電膜１３２１として上述の第１の電極１３１７と同様なものを用いることができる。

図７の表示装置は、片面出射型であり、矢印の方向に上面出射する構造である。図７において、１６００は素子基板、１６５５、１６６５、１６７５はＴＦＴ、１６２４は反射性を有する金属膜、１６１１は絶縁膜、１６１７は第１の電極、１６１９は発光層、１６２０は第２の電極、１６２１は透明導電膜、１６２２は充填材、１６２５はシール材、１６０５はゲート絶縁膜、１６０９は絶縁層、１６１４は隔壁、１６２３は封止基板、１６８４は配線層、１６８０、１６８１は端子電極、１６８２は異方性導電膜、１６８３はＦＰＣである。この場合、前述の図６で示した両面出射型の表示装置において、第１の電極１３１７の下に、反射性を有する金属膜１６２４を形成する。反射性を有する金属膜１６２４の上に陽極として機能する透明導電膜である第１の電極１６１７を形成する。金属膜１６２４としては、反射性を有すればよいので、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕなどを用いればよい。好ましくは、可視光の領域で反射性が高い物質を用いることがよく、本実施の形態では、ＴｉＮ膜を用いる。本発明では、第１の電極は形成後加熱処理され、装置内で脱ガスを生じない。

図７で示す表示装置は、封止基板１６２３側から光を取り出す上面出射型の表示装置なので、絶縁膜１６１１を形成しても、光の取り出し効率を低下させることはない。よって本実施の形態では、絶縁層１６０９上に絶縁膜１６１１を形成し、第１の電極１６１７の下地膜としている。絶縁膜１６１１は、電極層をパターニングする際、エッチングストッパーとして機能する。よって、電極層と絶縁膜１６１１は高い選択比を有するものを選択することによって、電極層エッチング後も絶縁膜１６１１表面に残渣が無く、平坦性のよい状態にすることができる。絶縁膜１６１１の平坦性がよいと、絶縁膜１６１１の上に画素電極として第１の電極１６１７を形成しても電極の断線やショート等を防ぐことができ、表示装置の信頼性が向上する。

発光層１６１９の上には導電膜からなる第２の電極１６２０が設けられる。第２の電極１６２０としては、陰極として機能させるので仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ₂、またはＣａＮ）を用いればよい。本実施の形態では、発光が透過するように、第２の電極１６２０として膜厚を薄くした金属薄膜（ＭｇＡｇ：膜厚１０ｎｍ）と、透明導電膜１６２１として、膜厚１１０ｎｍのＩＴＳＯとの積層を用いる。

［実施の形態４］
本実施の形態では、逆スタガ型ＴＦＴの一例を図８及び図９に示す。ＴＦＴ以外の部分は、最良の形態における実施の形態１で示した表示装置と同一であるのでここでは詳細な説明は省略する。

図９に示すＴＦＴはチャネル保護型である。１４００は素子基板、１４６５、１４７５は駆動回路部のＴＦＴであり、ゲート電極１４０３上に、ゲート絶縁膜１４０４、半導体層１４０５、一導電型を有する半導体層としてＮ型半導体層１４０７、金属層１４０８が積層形成されており、半導体層１４０５のチャネル形成領域となる部分上方にチャネル保護膜１４０６、電極層１４１１が形成されている。１４１２は第１の電極、１４１３は発光層、１４１４は第２の電極、１４１６はパッシベーション膜、１４２５はシール材、１４０９、１４１０は絶縁層、１４１５は隔壁、１４２３は封止基板、１４８４は配線層、１４８０、１４８１は端子電極、１４８２は異方性導電膜、１４８３はＦＰＣである。本実施の形態の表示装置は、樹脂状の充填材１４２２を充填しているが、封止工程を窒素雰囲気下で行い、窒素を充填してもよい。

また、図８に示すＴＦＴはチャネルエッチ型である。７００は素子基板、７６５、７７５は駆動回路部のＴＦＴであり、ゲート電極７０３上に、ゲート絶縁膜７０８、半導体層７０５、一導電型を有する半導体層としてＮ型半導体層７０６、電極層７０７が積層形成されており、半導体層７０５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。７１２は第１の電極、７１３は発光層、７１４は第２の電極、７１６はパッシベーション膜、７２５はシール材、７１５は絶縁層、７２２は充填材、７２３は封止基板、７８４は配線層、７８０、７８１は端子電極、７８２は異方性導電膜、７８３はＦＰＣである。また、図８における表示装置では絶縁層７１５は、実施の形態１における表示装置において層間絶縁層と、隔壁となる絶縁層を兼ねている構造になっている。

図８、図９の逆スタガ型ＴＦＴを有する表示装置ともに、素子基板側から光を放射する下面出射型の表示装置であり、第１の電極に透光性を有する導電膜を用いている。第１の電極は、形成後、加熱処理を行われるので、表示装置内で脱ガスを生じないため、その上に形成される発光材料を劣化させる心配はない。

半導体層として、前述のセミアモルファス半導体膜も用いることができる。また一導電型を有する半導体層は必要に応じて形成すればよい。

本実施の形態の画素部におけるＴＦＴはｎチャネル型ＴＦＴであり、第１の電極（画素電極）７１２、１４１２を陰極として機能させ、第２の電極７１４、１４１４を陽極として機能させる。本実施の形態では、第１の電極と第２の電極に透明導電層であるＩＴＳＯを用い、順に第１の電極（ＩＴＳＯ）、電子注入層（ベンゾオキサゾール誘導体（ＢｚＯＳ）にＬｉを添加したＢｚＯＳ−Ｌｉ）、電子輸送層（Ａｌｑ）、発光層（キナクリドン誘導体（ＤＭＱｄ）をドープしたＡｌｑ）、正孔輸送層（４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（α−ＮＰＤ））、正孔注入層（モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ））、第２の電極（ＩＴＳＯ）とする。陽極、陰極、発光層を形成する電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層などの材料は、本実施の形態に限定されず、適宜選択し、組み合わせればよい。

［実施の形態５］
走査線側入力端子部と信号線側入力端子部とに保護ダイオードを設けた一態様について図１７を参照して説明する。図１７において画素２７０２にはＴＦＴ５０１、５０２、容量５０４、発光素子５０３が設けられている。このＴＦＴは実施の形態４と同様な構成を有している。

信号線側入力端子部には、保護ダイオード５６１と５６２が設けられている。この保護ダイオードは、ＴＦＴ５０１若しくは５０２と同様な工程で作製され、ゲートとドレイン若しくはソースの一方とを接続することによりダイオードとして動作させている。図１７で示す上面図の等価回路図を図１６に示している。

保護ダイオード５６１は、ゲート電極層、半導体層、配線層から成っている。保護ダイオード５６２も同様な構造である。この保護ダイオードと接続する共通電位線５５４、５５５はゲート電極層と同じ層で形成している。従って、配線層と電気的に接続するには、ゲート絶縁層にコンタクトホールを形成する必要がある。

ゲート絶縁層へのコンタクトホールは、マスク層を形成し、エッチング加工すれば良い。この場合、大気圧放電のエッチング加工を適用すれば、局所的な放電加工も可能であり、基板の全面にマスク層を形成する必要はない。

信号配線層はＴＦＴ５０１におけるソース又はドレイン配線層５０５と同じ層で形成され、それに接続している信号配線層とソース又はドレイン側が接続する構造となっている。

走査線側の入力端子部も同様な構成である。保護ダイオード５６３は、ゲート電極層、半導体層、配線層から成っている。保護ダイオード５６４も同様な構造である。この保護ダイオードと接続する共通電位線５５６、共通電位線５５７はソース又はドレイン配線層と同じ層で形成している。このように、本発明によれば、入力段に設けられる保護ダイオードを同時に形成することができる。なお、保護ダイオードを挿入する位置は、本実施の形態のみに限定されず、駆動回路と画素との間に設けることもできる。

［実施の形態６］
図１３は、本発明によって作製される、ＴＦＴ基板２８００を有するＥＬ表示モジュールを構成する一例を示している。同図面において、ＴＦＴ基板２８００上には、画素により構成された画素部が形成されており、ＴＦＴ２８０２、２８０３を有している。

図１３では、画素部の外側であって、駆動回路と画素との間に、画素に形成されたものと同様なＴＦＴ又はそのＴＦＴのゲートとソース若しくはドレインの一方とを接続してダイオードと同様に動作させた保護回路部２８０１が備えられている。駆動回路２８０９は、単結晶半導体で形成されたドライバＩＣ、ガラス基板上に多結晶半導体膜で形成されたスティックドライバＩＣ、若しくはＳＡＳで形成された駆動回路などが適用されている。

ＴＦＴ基板２８００は、スペーサ２８０６ａ、スペーサ２８０６ｂを介して封止基板２８２０と固着されている。スペーサは、基板の厚さが薄く、また画素部の面積が大型化した場合にも、２枚の基板の間隔を一定に保つために設けておくことが好ましい。発光素子２８０４、２８０５上であって、ＴＦＴ基板２８００と封止基板２８２０との間にある空隙には透光性の樹脂材料を充填して固体化しても良いし、無水化した窒素若しくは不活性気体を充填させても良い。

図１３では発光素子２８０４、２８０５を上面出射（トップエミッション）型の構成とした場合を示し、図中に示す矢印の方向に光を放射する構成としている。各画素は、画素を赤色、緑色、青色として発光色を異ならせておくことで、多色表示を行うことができる。また、このとき封止基板２８２０側に各色に対応した着色層２８０７ａ、着色層２８０７ｂ、着色層２８０７ｃを形成しておくことで、外部に放射される発光の色純度を高めることができる。また、画素を白色発光素子として着色層２８０７ａ、着色層２８０７ｂ、着色層２８０７ｃと組み合わせても良い。

駆動回路２８０９は、ＴＦＴ基板２８００の一端に設けられた走査線若しくは信号線接続端子と、配線基板２８１０で接続される。また、ＴＦＴ基板２８００に接して若しくは近接させて、ヒートパイプ２８１３と放熱板２８１２を設け、放熱効果を高める構成としても良い。

なお、図１３では、トップエミッションのＥＬ表示モジュールとしたが、発光素子の構成や外部回路基板の配置を変えてボトムエミッション構造としても良い。トップエミッション型の構成の場合、隔壁となる絶縁層を着色しブラックマトリクスとして用いてもよい。この隔壁は液滴吐出法などによっても形成することができ、ポリイミドなどの樹脂材料に、顔料系の黒色樹脂やカーボンブラック等を混合させて形成すればよく、その積層でもよい。

また、ＴＦＴ基板２８００において、画素部が形成された側にシール材や接着性の樹脂を用いて樹脂フィルムを貼り付けて封止構造を形成てもよい。樹脂フィルムの表面には水蒸気の透過を防止するガスバリア膜を設けておくと良い。フィルム封止構造とすることで、さらなる薄型化及び軽量化を図ることができる。

［実施の形態７］
本発明によって形成される表示装置によって、テレビジョン装置を完成させることができる。表示パネルには、図１４（Ａ）で示すような構成として画素部のみが形成されて走査線側駆動回路と信号線側駆動回路とが、図１５（Ｂ）のようなＴＡＢ方式により実装される場合と、図１５（Ａ）のようなＣＯＧ方式により実装される場合と、図１４（Ｂ）に示すようにＳＡＳでＴＦＴを形成し、画素部と走査線側駆動回路を基板上に一体形成し信号線側駆動回路を別途ドライバＩＣとして実装する場合、また図１４（Ｃ）のように画素部と信号線側駆動回路と走査線側駆動回路を基板上に一体形成する場合などがあるが、どのような形態としても良い。

その他の外部回路の構成として、映像信号の入力側では、チューナで受信した信号のうち、映像信号を増幅する映像信号増幅回路と、そこから出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路と、その映像信号をドライバＩＣの入力仕様に変換するためのコントロール回路などからなっている。コントロール回路は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路を設け、入力デジタル信号をｍ個に分割して供給する構成としても良い。

チューナで受信した信号のうち、音声信号は、音声信号増幅回路に送られ、その出力は音声信号処理回路を経てスピーカに供給される。制御回路は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部から受け、チューナや音声信号処理回路に信号を送出する。

表示モジュールを、図１０に示すように、筐体２００１に組みこんで、テレビジョン装置を完成させることができる。表示モジュールとして、図１３のようなＥＬ表示モジュールを用いると、ＥＬテレビジョン装置を完成することができる。表示モジュールにより主画面２００３が形成され、その他付属設備としてスピーカ部２００９、操作スイッチなどが備えられている。このように、本発明によりテレビジョン装置を完成させることができる。

また、位相差板や偏光板を用いて、外部から入射する光の反射光を遮断するようにしてもよい。位相差板としてはλ／４板、λ／２板を用い、光を制御できるように設計すればよい。構成としては、順にＴＦＴ素子基板、発光素子、封止基板（封止材）、位相差板（λ／４＼λ／２）、偏光板となり、発光素子から放射された光は、これらを通過し偏光板側より外部に放射される。この位相差板や偏光板は光が放射される側に設置すればよく、両面放射される両面出射型の表示装置であれば両方に設置することもできる。また、偏光板の外側に反射防止膜を有していても良い。これにより、より高繊細で精密な画像を表示することができる。

筐体２００１にＥＬ素子を利用した表示用パネル２００２が組みこまれ、受信機２００５により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム２００４を介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、又は受信者間同士）の情報通信をすることもできる。テレビジョン装置の操作は、筐体に組みこまれたスイッチ又は別体のリモコン装置２００６により行うことが可能であり、このリモコン装置にも出力する情報を表示する表示部２００７が設けられていても良い。

また、テレビジョン装置にも、主画面２００３の他にサブ画面２００８を第２の表示用パネルで形成し、チャネルや音量などを表示する構成が付加されていても良い。主画面２００３を視野角の優れたＥＬ表示用パネルで形成し、サブ画面もＥＬ表示用パネルで形成し、点滅可能とする構成としても良い。本発明を用いると、このような大型基板を用いて、多くのＴＦＴや電子部品を用いても、信頼性の高い表示装置とすることができる。

勿論、本発明はテレビジョン装置に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など大面積の表示媒体としても様々な用途に適用することができる。

［実施の形態８］
本発明を適用して、様々な表示装置を作製することができる。即ち、それら表示装置を表示部に組み込んだ様々な電子機器に本発明を適用できる。

その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、カーステレオ、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、携帯電話または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはDigital Versatile Disc（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。それらの例を図１１に示す。

図１１（Ａ）は、ノート型パーソナルコンピュータであり、本体２１０１、筐体２１０２、表示部２１０３、キーボード２１０４、外部接続ポート２１０５、ポインティングマウス２１０６等を含む。本発明は、表示部２１０３の作製に適用される。本発明を用いると、屋外へ持ち運ぶ事が多いノート型パーソナルコンピュータにおいて、長時間使用したり、過酷な状況で使用しても信頼性の高い高画質な画像を表示することができる。

図１１（Ｂ）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２２０１、筐体２２０２、表示部Ａ２２０３、表示部Ｂ２２０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２２０５、操作キー２２０６、スピーカー部２２０７等を含む。表示部Ａ２２０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２２０４は主として文字情報を表示するが、本発明は、これら表示部Ａ２２０３、表示部Ｂ２２０４の作製に適用される。本発明を用いると、信頼性の高い高画質な画像を長時間にわたって表示することができる。

図１１（Ｃ）は携帯電話であり、本体２３０１、音声出力部２３０２、音声入力部２３０３、表示部２３０４、操作スイッチ２３０５、アンテナ２３０６等を含む。本発明により作製される表示装置を表示部２３０４に適用することで、屋外など高温、多湿な環境において使われることが多い携帯電話であっても、長時間にわたって信頼性の高く高画質な表示をすることができる。

図１１（Ｄ）はビデオカメラであり、本体２４０１、表示部２４０２、筐体２４０３、外部接続ポート２４０４、リモコン受信部２４０５、受像部２４０６、バッテリー２４０７、音声入力部２４０８、操作キー２４０９等を含む。本発明により作製される表示装置を表示部２４０２に適用することで、屋外など高温、多湿な環境において長時間使われても、信頼性の高い高画質な表示をすることができる。

図１２では、表示部を自動車に搭載した例を示している。ここでは乗物の代表的な例として自動車を用いたが、特に限定されず、航空機、列車、電車などにも適用できる。特に自動車に搭載する表示装置としては、厳しい環境（高温多湿になりやすい車内）であっても高信頼性を有していることが重要視される。

図１２は、自動車の運転席周辺を示す図である。ダッシュボード２５０７には音響再生装置、具体的にはカーオーディオや、カーナビゲーションが設けられている。カーオーディオの本体２５０５は、表示部２５０４、操作ボタン２５０８を含む。表示部２５０３に本発明を実施することによって、高信頼性を備えたカーオーディオを完成させることができる。

また、カーナビゲーションの表示部２５０３、車内の空調状態を表示する表示部２５０６に本発明を実施することによっても高信頼性を備えたカーナビゲーション完成させることができる。

また、本実施の形態では車載用カーオーディオやカーナビゲーションを示すが、その他の乗物の表示器や、据え置き型のオーディオやナビゲーション装置に用いても良い。

以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、さまざまな分野の電子機器に適用することが可能である。

本実施例では、実験結果を示しながら本発明を説明する。

本実施例では、基板上に第１の電極として用いる導電層を形成し、加熱による水分量の変化について実験を行った。

基板として、ガラス基板を用い、第１の電極として用いるＩＴＳＯ膜をスパッタ法で１１０ｎｍ蒸着し試料を作成した。この試料を減圧ＣＶＤ装置内で、各温度で加熱した。加熱処理温度は、３００度、３５０度、３７５度、４００度であり、３．２×１０^-4Ｐａの減圧下で、それぞれ１２時間加熱した後、脱ガスとして放出される水分量を測定した。測定は昇温脱離ガス分光法（ＴＤＳ：Thermal Desorption Spectroscopy）を用いた。ＴＤＳとは、測定対象の試料を加熱して温度毎に試料から放出されるガス分子を測定する分光法である。

測定するＩＴＳＯ膜は、加熱処理なし（室温約２５度）のものも含めて、全部で５試料である。測定結果を図１８に、一番上から加熱処理なし、加熱処理温度３００度、３５０度、３７５度及び４００度の順に示す。また図１８において、縦軸である測定されるガス分子は任意の強度で示されている。

加熱処理なしのＩＴＳＯ膜は、脱ガスのピークを２カ所有しており、ＴＤＳ装置による基板温度（Ｔ２）で５０度から１００度の間に第１ピーク、２００度から３００度の間に第２ピークが見られる。この横軸のＴ２は、測定に使用したＴＤＳ装置の測定する基板温度であり、装置依存による誤差が見られる。実際の基板温度は、７０〜８０度ほど高く、よって加熱処理なしの試料における第２ピークは、実際の基板温度では２７０〜３８０度付近となる。

図１８に見られる第２ピークで表される脱ガスとして放出される水分（任意の強度として示す）の、加熱処理温度に対する変化を図２２に示す。図１８、図２２より、脱ガスによる第２ピークが、加熱処理なし（室温２５度とする）と比べて、加熱処理温度３００度、３５０度となるにつれ減少し、加熱処理温度３７５度、４００度になると消失した。よって、加熱処理によって、ＩＴＳＯ膜からの脱ガスは抑えられることが確認できた。本発明により、発光素子の脱ガスによる劣化を防ぐことができる。

また、ＩＴＯ膜とＩＴＳＯ膜の加熱処理による表面状態の変化を調べるため、Ｘ線回折計（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ）により結晶性の測定を行った。ＸＲＤとは、波動の回折現象を利用し、物質中の原子・分子配置の周期性に関する情報を得るための装置であり、加熱処理によって非晶質であったＩＴＯ膜、ＩＴＳＯ膜が結晶化するかどうかを測定した。ＩＴＯ膜のＸＲＤ分析結果を図１９に、ＩＴＳＯ膜のＸＲＤ分析結果を図２０に示す。図１９、図２０ともに一番上から、加熱処理なし、加熱処理温度２５０度、４１０度の結果を示す。なお、試料は、下地膜としてＳｉＮＯ膜を１００ｎｍ形成した後、ＩＴＯ膜、ＩＴＳＯ膜をその上に形成したものであり、ＩＴＳＯ膜中にはＳｉＯ₂が１０ｗｔ％添加されている。なお、加熱処理は、大気圧、窒素雰囲気下で１時間行った。

図１９に示すように、ＩＴＯ膜では、加熱処理温度２５０度、４１０度の試料にＩｎ₂Ｏ₃の結晶化に起因する（２２２）、（４００）、（４４０）の回折ピークが見られ、加熱処理によって結晶化したことがわかる。しかし、図２０に示すように、ＩＴＳＯ膜では、加熱処理なし、加熱温度２５０度、４１０度と全ての試料において、結晶化によるピークは見られず、ＩＴＳＯ膜は平坦性の高い非晶質のままであることが確認された。

ＸＲＤでの結晶性の測定の他に、ＩＴＳＯ膜の表面状態の変化を調べる他の方法として、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ:Atomic Force Microscope）による測定を行った。ＡＦＭとは試料表面に非常に小さな針を近づけて、試料表面と針との間に働く力（原子間力）を検出することによって、試料表面の形状を観察する装置である。このＡＦＭによって、２５０度、３００度、３５０度、４１０度で１時間加熱した各試料の膜表面の凹凸の最大高低差、平均面粗さ、平均粗さを測定した。最大高低差の結果を表１に、平均面粗さの結果を表２に、平均粗さの結果を表３にそれぞれ示す。測定は、２×２μｍ²領域内で行い、平均面粗さとは、ＪＩＳＢ０６０１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り、平均粗さとは、測定領域内における凸部最大値より５番目までの値の平均値と、凹部最低値から５番目までの値の平均値との差を示すものである。

上記最大高低差、平均面粗さ、及び平均粗さのいずれの値においても、値が大きくなるに従って膜の表面状態があれており、平坦性が低下していることを表す。表１から表３の結果をグラフ化し、まとめたものを図２１に示す。各グラフとも横軸に試料の加熱処理温度をとっており、図２１（Ａ）が表１の最大高低差、（Ｂ）が表２の平均面粗さ、（Ｃ）が表３の平均粗さを縦軸にとっている。測定試料は、基板上に、下地膜を形成し、その上に第１の電極に用いられる透明導電膜を形成した。下地膜としては、ＣＶＤ法によるＳｉＮＯ膜とスパッタ法によるＳｉＮ膜を用い、透明導電膜としては、スパッタによるＩＴＯ膜とＩＴＳＯ膜を用いた。

図２１に示すように、ＩＴＯ膜よりも、ＩＴＳＯ膜の方が、最大高低差、平均面粗さ、平均粗さともに値が小さく、ＩＴＯ膜よりも平坦性がよいことがわかる。また、最大高低差、平均面粗さ、平均粗さともに、温度による顕著な変化は見られず、加熱による平坦性の変化が生じないことが確認できた。下地膜を変化させても同様な傾向が得られたため、平坦性の下地膜による依存はないといえる。この結果より、本実施例の加熱処理を行っても、ＩＴＳＯ膜の平坦性を低下することなく、脱ガスを無くす効果が得られることが証明された。

以上の本実施例における実験結果より、本実施例で作製した導電膜は、十分に脱ガスを防止する効果を付与されており、なおかつその処理によって、膜表面の平坦性は損なうことがないことが確認できた。よって、本発明を適用された導電膜を用いた表示装置は、発光素子の劣化を防止できるので、信頼性の高い表示装置である。また本発明は、他の加熱工程を兼ねることができるため、本発明を用いると、工程数を増加することなく、歩留まりよく高品質の表示装置を作製することができる。

本発明の表示装置の作製方法を説明する図。本発明の表示装置の作製方法を説明する図。本発明の表示装置の作製方法を説明する図。本発明の表示装置の作製方法を説明する図。本発明の表示装置を説明する図。本発明の表示装置を説明する図。本発明の表示装置を説明する図。本発明の表示装置を説明する図。本発明の表示装置を説明する図。本発明が適用される電子機器を示す図。本発明が適用される電子機器を示す図。本発明が適用される電子機器を示す図。本発明のＥＬ表示モジュールの構成例を説明する断面図。本発明の表示装置の上面図。本発明の表示装置の上面図。図１７で説明するＥＬ表示パネルの等価回路図。本発明のＥＬ表示パネルを説明する上面図。ＩＴＳＯ膜のＴＤＳ測定結果を示す図。ＩＴＯ膜のＸＲＤ分析結果を示す図。ＩＴＳＯ膜のＸＲＤ分析結果を示す図。ＡＦＭによる表面粗さ解析結果を示す図。ＩＴＳＯ膜のＴＤＳ測定による水分強度と加熱処理温度との関係を示す図。

Claims

第１の電極のみからなる画素電極を形成し、
インジウム錫酸化物と酸化珪素が混合されてなる前記第１の電極を減圧下、３７５度以上４１０度以下で加熱処理し、
前記第１の電極上に有機化合物を含む層を形成し、
前記有機化合物を含む層上に第２の電極を形成し、
前記３７５度以上４１０度以下で行う前記加熱処理の際に、前記第１の電極が結晶化しないことを特徴とする表示装置の作製方法。
配線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水素を含む絶縁膜を形成し、
前記配線に接するように、第１の電極のみからなる画素電極を形成し、
前記薄膜トランジスタ、前記絶縁膜及びインジウム錫酸化物と酸化珪素とが混合されてなる前記第１の電極を減圧下、３７５度以上４１０度以下で加熱処理することで、前記薄膜トランジスタの水素化と前記第１の電極の脱水処理とを同時に行い、
前記第１の電極上に有機化合物を含む層を形成し、
前記有機化合物を含む層上に第２の電極を形成し、
前記３７５度以上４１０度以下で行う前記加熱処理の際に、前記第１の電極が結晶化しないことを特徴とする表示装置の作製方法。
第１の電極のみからなる画素電極を形成し、
インジウム錫酸化物と酸化珪素が混合されてなる前記第１の電極を減圧下、３７５度以上４１０度以下で加熱処理し、
前記第１の電極の端部を覆って絶縁膜を形成し、
前記第１の電極および前記絶縁膜を、２００度〜３００度で加熱処理し、
前記第１の電極上に有機化合物を含む層を形成し、
前記有機化合物を含む層上に第２の電極を形成し、
前記３７５度以上４１０度以下で行う前記加熱処理の際に、前記第１の電極が結晶化しないことを特徴とする表示装置の作製方法。
配線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水素を含む第１の絶縁膜を形成し、
前記配線に接するように、第１の電極のみからなる画素電極を形成し、
前記薄膜トランジスタ、前記第１の絶縁膜及びインジウム錫酸化物と酸化珪素が混合されてなる前記第１の電極を減圧下、３７５度以上４１０度以下で加熱処理することで、前記薄膜トランジスタの水素化と、前記第１の電極の脱水処理とを同時に行い、
前記第１の電極の端部を覆って第２の絶縁膜を形成し、
前記薄膜トランジスタ、前記第１の絶縁膜、前記第１の電極及び前記第２の絶縁膜を、２００度〜３００度で加熱処理をし、
前記第１の電極上に有機化合物を含む層を形成し、
前記有機化合物を含む層上に第２の電極を形成し、
前記３７５度以上４１０度以下で行う前記加熱処理の際に、前記第１の電極が結晶化しないことを特徴とする表示装置の作製方法。
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記３７５度以上４１０度以下で行う前記加熱処理を、１×１０^−６Ｐａ以上１×１０^−２Ｐａ以下の減圧下で行うことを特徴とする表示装置の作製方法。
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記３７５度以上４１０度以下で行う前記加熱処理を、１２時間以上行うことを特徴とする表示装置の作製方法。