JP4942867B2

JP4942867B2 - Ｅｌ表示装置及び電子装置

Info

Publication number: JP4942867B2
Application number: JP2000281054A
Authority: JP
Inventors: 舜平山崎; 真由美水上; 利光小沼
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 2000-09-18
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2020-09-18
Also published as: JP2001217072A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は半導体素子（半導体薄膜を用いた素子、代表的には薄膜トランジスタ）を基板上に作り込んで形成されたＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置及びそのＥＬ表示装置を表示部として有する電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、基板上に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）を形成する技術が大幅に進歩し、アクティブマトリクス型表示装置への応用開発が進められている。特に、ポリシリコン膜を用いたＴＦＴは、従来のアモルファスシリコン膜を用いたＴＦＴよりも電界効果移動度が高いので、高速動作が可能である。そのため、従来、基板外の駆動回路で行っていた画素の制御を、画素と同一の基板上に形成した駆動回路で行うことが可能となっている。
【０００３】
このようなアクティブマトリクス型表示装置は、同一基板上に様々な回路や素子を作り込むことで製造コストの低減、表示装置の小型化、歩留まりの上昇、スループットの低減など、様々な利点が得られるとして注目されている。
【０００４】
アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置は、各画素のそれぞれにＴＦＴでなるスイッチング素子を設け、そのスイッチング素子によって電流制御を行う駆動素子を動作させてＥＬ層（厳密には発光層）を発光させる。例えば特開平１０−１８９２５２号に記載されたＥＬ表示装置がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は、安価で高精細な画像表示の可能なＥＬ表示装置を提供することを課題とする。そして、そのようなＥＬ表示装置を表示部として用いることにより表示部の視認性が高い電子装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明について図１を用いて説明する。図１において、１０１は絶縁表面を有する基板であり、石英基板などの絶縁基板または表面に絶縁膜を設けたガラス基板、セラミックス基板、結晶化ガラス基板、金属基板もしくはプラスチック基板を用いることができる。
【０００７】
基板１０１上には画素１０２が形成される。なお、図１では三つの画素を図示しているが、実際にはさらに複数の画素がマトリクス状に形成される。また、ここでは三つの画素の一つについて説明するが、他の画素も同じ構造である。
【０００８】
画素１０２には各々スイッチング用ＴＦＴ１０３と電流制御用ＴＦＴ１０４の二つのＴＦＴが形成される。このとき、スイッチング用ＴＦＴ１０３のドレインは電流制御用ＴＦＴ１０４のゲートに電気的に接続されている。さらに、電流制御用ＴＦＴ１０４のドレインには画素電極（この場合、ＥＬ素子の陰極を兼ねる）１０５が電気的に接続される。こうして画素１０２が形成される。
【０００９】
ＴＦＴの各配線及び画素電極は低抵抗な金属膜を用いて形成すれば良い。ここではアルミニウム合金膜を用いると良い。
【００１０】
画素電極１０５まで形成されたら、全ての画素電極の上にアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属を含む絶縁性化合物（以下、アルカリ化合物という）１０６が形成される。なお、アルカリ化合物１０６の輪郭を点線で示しているのは数ｎｍ程度と膜厚が薄いため層状に形成されているのか、島状に点在しているのか不明だからである。
【００１１】
また、アルカリ化合物としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチウム（Ｌｉ₂Ｏ）、フッ化バリウム（ＢａＦ₂）、酸化バリウム（ＢａＯ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ₂）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）または酸化セシウム（Ｃｓ₂Ｏ）を用いることができる。これらは絶縁性であるため、層状に形成されたとしても画素電極間のショート（短絡）を招くようなことはない。
【００１２】
勿論、ＭｇＡｇ電極のような公知の導電性を有する材料を陰極として用いることも可能であるが、画素電極同士が短絡しないように、陰極自体を選択的に設けるか、パターニングを行う必要がある。
【００１３】
アルカリ化合物１０６が形成されたら、その上にＥＬ層（エレクトロルミネッセンス層）１０７が形成される。ＥＬ層１０７は公知の材料や構造を用いることができるが本願発明では白色発光の可能な材料を用いる。構造としては、再結合の場を提供する発光層だけでＥＬ層としても良いし、必要に応じて電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、電子阻止層、正孔素子層もしくは正孔注入層を積層しても良い。本明細書中では、キャリアの注入、輸送または再結合が行われる層をすべて含めてＥＬ層と呼ぶ。
【００１４】
また、ＥＬ層１０７として用いる有機物質は低分子系有機物質であってもポリマー系（高分子系）有機物質であっても良い。しかし、スピンコート法や印刷法など容易な成膜方法で形成できるポリマー系有機物質を用いることが望ましい。なお、図１の構造は白色発光のＥＬ層とカラーフィルターとを組み合わせたカラー表示方式である。
【００１５】
また、青色又は青緑発光のＥＬ層と蛍光体（蛍光性の色変換層：ＣＣＭ）とを組み合わせたカラー表示方式、ＲＧＢに対応したＥＬ層を重ねることでカラー表示を行う方式も採用できる。
【００１６】
ＥＬ層１０７の上には、陽極１０８として透明導電膜が形成される。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物（ＩＴＯと呼ばれる）、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化スズまたは酸化亜鉛などを用いることが可能である。
【００１７】
また、陽極１０８の上にはパッシベーション膜１０９として絶縁膜が設けられる。パッシベーション膜１０９としては、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙで表される）を用いることが好ましい。酸化珪素膜を用いることも可能であるが、なるべく酸素の含有量が少ない絶縁膜が好ましい。
【００１８】
ここまで完成した基板を本明細書ではアクティブマトリクス基板と呼ぶ。即ち、ＴＦＴ、そのＴＦＴに電気的に接続された画素電極及びその画素電極を陰極とするＥＬ素子（陰極、ＥＬ層及び陽極からなるコンデンサ）の形成された基板をアクティブマトリクス基板と呼ぶ。
【００１９】
さらに、アクティブマトリクス基板には、ＥＬ素子を封入するようにして対向基板１１０が貼り付けられ、その対向基板１１０には遮光膜１１２及びカラーフィルター１１３a〜１１３cが設けられる。
【００２０】
このとき観測者の視線方向（対向基板の法線方向）から見て画素電極１０５のなす隙間１１１が隠されるように遮光膜１１２を設ける、即ち、対向基板の法線方向から見て遮光膜１１２と画素の縁とが重なる（一致する）ように設ける。これは、その部分が非発光部であることと、画素電極の端部では電界が複雑になり所望の輝度もしくは色度で発光させることができないからである。
【００２１】
即ち、遮光膜１１２を画素電極１０５の縁（端部）及び隙間１１１に対応した位置に設けることで画素間の輪郭を明瞭なものとすることができる。なお、本発明では画素電極の輪郭が画素の輪郭に一致するため、遮光膜１１２は画素の縁に対応した位置に設けられているとも言える。また、画素の縁に対応した位置とは、前述の対向基板の法線方向から見て画素の縁と重なる位置を指す。
【００２２】
また、カラーフィルター１１３a〜１１３cは、１１３aが赤色、１１３bが緑色、１１３cが青色の光を抽出するカラーフィルターである。これらのカラーフィルターは、画素１０２に対応する位置に形成され、これにより画素ごとに取り出す光の色を変えることができる。原理的にはカラーフィルターを用いた液晶表示装置のカラー化方式と同様である。なお、画素に対応した位置とは、前述の対向基板の法線方向から見て画素と重なる（一致する）位置を指す。即ち、対向基板の法線方向から見てカラーフィルター１１３a〜１１３cとそれに対応する各画素とが重なるように設ける。
【００２３】
但し、カラーフィルターは特定の波長の光を抽出することで透過した光の色純度を向上させるフィルターである。従って、取り出すべき波長の光成分が少ない場合には、その波長の光の輝度が極端に小さかったり、色純度が悪かったりという不具合を生じうる。従って、本願発明で用いることのできる白色発光のＥＬ層に限定はないが、白色発光のスペクトル成分の中に、可能な限り純度の高い赤色、緑色及び青色の発光スペクトルを含むことが望ましい。
【００２４】
ここで本願発明で用いるＥＬ層の代表的なｘｙ色度図を図１５に示す。図１５（Ａ）は公知の白色発光のポリマー系有機物質が発する光の色度座標を示している。公知の材料では色純度の高い赤色が実現されておらず、赤色の代用に黄色や橙色が用いられている。従って、加法混色により得られた白色は、やや緑みのある白色や黄色みのある白色となる。また、赤色、緑色及び青色の各々の発光スペクトルはブロードなものであるため、それらを混ぜるとやはり純度の高い単色光を取り出すのが難しくなってしまう。
【００２５】
そのため、現状では図１６（Ａ）の色度座標で示されるような有機物質をＥＬ層として用いることでも十分にカラー表示を行うことができるが、さらに純度が高く明るいカラー表示を得るためには、図１６（Ｂ）の色度座標で示されるような有機物質をＥＬ層として用いることが望ましい。
【００２６】
図１６（Ｂ）の色度座標で示される有機物質は、半値幅が狭く（発光ピークが鋭く）、純度の高い単色光が得られる有機物質を混ぜて白色発光のＥＬ層を形成した場合の例である。カラーフィルターから色純度の高い赤色、緑色及び青色を得るためには、色純度の高い赤色、緑色及び青色の発光スペクトルを持つ材料を混ぜて白色発光のＥＬ層を形成する必要がある。また、純度だけでなく半値幅の狭いスペクトルが得られる材料を用いることでスペクトルの鋭い白を再現することができる。そして、このような白色発光のＥＬ層を本願発明のＥＬ層として用いると、さらに明るいカラー画像を表示することが可能となる。
【００２７】
なお、上述のカラーフィルター１１３a〜１１３cに酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化リチウムなどの周期表の１族もしくは２族に属する元素の酸化物を乾燥剤として含有させることもできる。この場合、赤色、緑色または青色の顔料と乾燥剤とを含有させた樹脂膜をカラーフィルターとすれば良い。
【００２８】
ところで、ここでは図示されないが、対向基板１１０はシール材によってアクティブマトリクス基板に貼り付けられており、１１４で示される空間は密閉空間となっている。
【００２９】
対向基板１１０としては、光の進行を妨げないように透光性の基板を用いる必要がある。例えば、ガラス基板、石英基板またはプラスチック基板が好ましい。また、遮光膜１１２としては、黒色顔料やカーボンを含む樹脂やチタン膜などの遮光性の高い薄膜を用いれば良い。なお、上述のカラーフィルター１１３a〜１１３c同様に遮光膜１１２に酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化リチウムなどの周期表の１族もしくは２族に属する元素の酸化物を乾燥剤として含有させることも有効である。
【００３０】
また、密閉空間１１４は不活性ガス（希ガスや窒素ガス）を充填しても良いし、不活性液体を充填しても良い。また、透光性の接着剤を充填して、基板全体を接着させても構わない。さらに、この密閉空間１１４には酸化バリウム等の乾燥剤を設けておくことが好ましい。ＥＬ層１０７は水分に極めて弱いため、密閉空間１１４には極力水分が侵入しないようにすることが望ましい。
【００３１】
以上のような構成でなる本願発明のＥＬ表示装置はＥＬ素子から発した光が対向基板を透過して放射されて観測者の目に入る。そのため観測者は対向基板側から画像を認識することができる。このとき、本願発明のＥＬ表示装置の特徴は、まず、ＥＬ素子と観測者との間に、画素電極１０５の隙間１１１を隠すように遮光膜１１２を設ける点である。これにより画素間の輪郭が明瞭なものとなり、高精細な画像表示が可能となる。なお、この効果は対向基板１１０に遮光膜１１２が設けられていることにより生じる効果であり、少なくとも遮光膜１１２が設けられていれば得られる効果である。
【００３２】
また、遮光膜１１２及びカラーフィルター１１３は対向基板１１０に設けられ、且つ、対向基板１１０はＥＬ素子をＥＬ素子の劣化を抑制するシーリング材としての機能をも兼ねる。遮光膜１１２やカラーフィルター１１３をアクティブマトリクス基板側に設けると、成膜工程とパターニング工程が増えるが、対向基板に設けることによりアクティブマトリクス基板の作製工程数の増加を抑えることができる。
【００３３】
また、本願発明のように、対向基板１１０に遮光膜１１２やカラーフィルター１１３を設けて、さらに対向基板とアクティブマトリクス基板とをシール材で接着するという構造は、液晶表示装置の構造に共通する点がある。即ち、現存する液晶表示装置の殆どの製造ラインを転用して本願発明のＥＬ表示装置を作製することが可能であり、設備投資を大幅に削減することで総合的な製造コストの低減が可能である。
【００３４】
以上のように、本願発明を実施することにより安価で高精細な画像表示を可能とするＥＬ表示装置が得られる。そして、そのようなＥＬ表示装置を表示部として用いることにより表示部の視認性が高い電子装置が得られる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図２、図３を用いて説明する。図２に示したのは本願発明であるＥＬ表示装置の画素部の断面図であり、図３（Ａ）はその上面図、図３（Ｂ）はその回路構成である。実際には画素がマトリクス状に複数配列されて画素部（画像表示部）が形成される。なお、図３（Ａ）をＡ−Ａ'で切断した断面図が図２に相当する。従って図２及び図３で共通の符号を用いているので、適宜両図面を参照すると良い。また、図３の上面図では二つの画素を図示しているが、どちらも同じ構造である。
【００３６】
図２において、１１は基板、１２は下地となる絶縁膜（以下、下地膜という）である。基板１１としてはガラス基板、ガラスセラミックス基板、石英基板、シリコン基板、セラミックス基板、金属基板若しくはプラスチック基板（プラスチックフィルムも含む）を用いることができる。
【００３７】
また、下地膜１２は特に可動イオンを含む基板や導電性を有する基板を用いる場合に有効であるが、石英基板には設けなくても構わない。下地膜１２としては、珪素（シリコン）を含む絶縁膜を用いれば良い。なお、本明細書において「珪素を含む絶縁膜」とは、具体的には酸化珪素膜、窒化珪素膜若しくは窒化酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙで示される）など珪素、酸素若しくは窒素を所定の割合で含む絶縁膜を指す。
【００３８】
また、下地膜１２に放熱効果を持たせることによりＴＦＴの発熱を発散させることはＴＦＴの劣化又はＥＬ素子の劣化を防ぐためにも有効である。放熱効果を持たせるには公知のあらゆる材料を用いることができる。
【００３９】
ここでは画素内に二つのＴＦＴを形成している。２０１はスイッチング用素子として機能するＴＦＴ（以下、スイッチング用ＴＦＴという）、２０２はＥＬ素子へ流す電流量を制御する電流制御用素子として機能するＴＦＴ（以下、電流制御用ＴＦＴという）であり、どちらもｎチャネル型ＴＦＴで形成されている。
【００４０】
ｎチャネル型ＴＦＴの電界効果移動度はｐチャネル型ＴＦＴの電界効果移動度よりも大きいため、動作速度が早く大電流を流しやすい。また、同じ電流量を流すにもＴＦＴサイズはｎチャネル型ＴＦＴの方が小さくできる。そのため、ｎチャネル型ＴＦＴを電流制御用ＴＦＴとして用いた方が表示部の有効面積が広くなるので好ましい。
【００４１】
ｐチャネル型ＴＦＴはホットキャリア注入が殆ど問題にならず、オフ電流値が低いといった利点があって、スイッチング用ＴＦＴとして用いる例や電流制御用ＴＦＴとして用いる例が既に報告されている。しかしながら本願発明では、ＬＤＤ領域の位置を異ならせた構造とすることでｎチャネル型ＴＦＴにおいてもホットキャリア注入の問題とオフ電流値の問題を解決し、全ての画素内のＴＦＴ全てをｎチャネル型ＴＦＴとしている点にも特徴がある。
【００４２】
ただし、本願発明において、スイッチング用ＴＦＴと電流制御用ＴＦＴをｎチャネル型ＴＦＴに限定する必要はなく、両方又はどちらか片方にｐチャネル型ＴＦＴを用いることも可能である。
【００４３】
スイッチング用ＴＦＴ２０１は、ソース領域１３、ドレイン領域１４、ＬＤＤ領域１５a〜１５d、高濃度不純物領域１６及びチャネル形成領域１７a、１７bを含む活性層、ゲート絶縁膜１８、ゲート電極１９a、１９b、第１層間絶縁膜２０、ソース配線２１並びにドレイン配線２２を有して形成される。
【００４４】
また、図３に示すように、ゲート電極１９a、１９bは別の材料（ゲート電極１９a、１９bよりも低抵抗な材料）で形成されたゲート配線２１１によって電気的に接続されたダブルゲート構造となっている。勿論、ダブルゲート構造だけでなく、トリプルゲート構造などいわゆるマルチゲート構造（直列に接続された二つ以上のチャネル形成領域を有する活性層を含む構造）であっても良い。マルチゲート構造はオフ電流値を低減する上で極めて有効であり、本願発明では画素のスイッチング素子２０１をマルチゲート構造とすることによりオフ電流値の低いスイッチング素子を実現している。
【００４５】
また、活性層は結晶構造を含む半導体膜で形成される。即ち、単結晶半導体膜でも良いし、多結晶半導体膜や微結晶半導体膜でも良い。また、ゲート絶縁膜１８は珪素を含む絶縁膜で形成すれば良い。また、ゲート電極、ソース配線若しくはドレイン配線としてはあらゆる導電膜を用いることができる。
【００４６】
さらに、スイッチング用ＴＦＴ２０１においては、ＬＤＤ領域１５a〜１５dは、ゲート絶縁膜１８を介してゲート電極１９a、１９bと重ならないように設ける。このような構造はオフ電流値を低減する上で非常に効果的である。
【００４７】
なお、チャネル形成領域とＬＤＤ領域との間にオフセット領域（チャネル形成領域と同一組成の半導体層でなり、ゲート電圧が印加されない領域）を設けることはオフ電流値を下げる上でさらに好ましい。また、二つ以上のゲート電極を有するマルチゲート構造の場合、チャネル形成領域の間に設けられた高濃度不純物領域がオフ電流値の低減に効果的である。
【００４８】
以上のように、マルチゲート構造のＴＦＴを画素のスイッチング素子２０１として用いることにより、十分にオフ電流値の低いスイッチング素子を実現することができる。そのため、特開平１０−１８９２５２号公報の図２のようなコンデンサーを設けなくても十分な時間（選択されてから次に選択されるまでの間）電流制御用ＴＦＴのゲート電圧を維持しうる。
【００４９】
次に、電流制御用ＴＦＴ２０２は、ソース領域３１、ドレイン領域３２、ＬＤＤ領域３３及びチャネル形成領域３４を含む活性層、ゲート絶縁膜１８、ゲート電極３５、第１層間絶縁膜２０、ソース配線３６並びにドレイン配線３７を有して形成される。なお、ゲート電極３５はシングルゲート構造となっているが、マルチゲート構造であっても良い。
【００５０】
図２に示すように、スイッチング用ＴＦＴのドレインは電流制御用ＴＦＴのゲートに接続されている。具体的には電流制御用ＴＦＴ２０２のゲート電極３５はスイッチング用ＴＦＴ２０１のドレイン領域１４とドレイン配線（接続配線とも言える）２２を介して電気的に接続されている。また、ソース配線３６は電源供給線２１２に接続される。
【００５１】
電流制御用ＴＦＴ２０２はＥＬ素子２０３に注入される電流量を制御するための素子であるが、ＥＬ素子の劣化を考慮するとあまり多くの電流を流すことは好ましくない。そのため、電流制御用ＴＦＴ２０２に過剰な電流が流れないように、チャネル長（Ｌ）は長めに設計することが好ましい。望ましくは一画素あたり０．５〜２μm（好ましくは１〜１．５μm）となるようにする。
【００５２】
以上のことを踏まえると、図９に示すように、スイッチング用ＴＦＴのチャネル長をＬ１（但しＬ１＝Ｌ１a＋Ｌ１b）、チャネル幅をＷ１とし、電流制御用ＴＦＴのチャネル長をＬ２、チャネル幅をＷ２とした時、Ｗ１は０．１〜５μm（代表的には０．５〜２μm）、Ｗ２は０．５〜１０μm（代表的には２〜５μm）とするのが好ましい。また、Ｌ１は０．２〜１８μm（代表的には２〜１５μm）、Ｌ２は１〜５０μm（代表的には１０〜３０μm）とするのが好ましい。但し、本願発明は以上の数値に限定されるものではない。
【００５３】
また、スイッチング用ＴＦＴ２０１に形成されるＬＤＤ領域の長さ（幅）は０．５〜３．５μm、代表的には２．０〜２．５μmとすれば良い。
【００５４】
また、図２に示したＥＬ表示装置は、電流制御用ＴＦＴ２０２において、ドレイン領域３２とチャネル形成領域３４との間にＬＤＤ領域３３が設けられ、且つ、ＬＤＤ領域３３がゲート絶縁膜１８を介してゲート電極３５に重なっている領域と重なっていない領域とを有する点にも特徴がある。
【００５５】
電流制御用ＴＦＴ２０２は、ＥＬ素子２０３を発光させるための電流を供給すると同時に、その供給量を制御して階調表示を可能とする。そのため、電流を流しても劣化しないようにホットキャリア注入による劣化対策を講じておく必要がある。また、黒色を表示する際は、電流制御用ＴＦＴ２０２をオフ状態にしておくが、その際、オフ電流値が高いときれいな黒色表示ができなくなり、コントラストの低下等を招く。従って、オフ電流値も抑える必要がある。
【００５６】
ホットキャリア注入による劣化に関しては、ゲート電極に対してＬＤＤ領域が重なった構造が非常に効果的であることが知られている。しかしながら、ＬＤＤ領域全体をゲート電極に重ねてしまうとオフ電流値が増加してしまうため、本出願人はゲート電極に重ならないＬＤＤ領域を直列に設けるという新規な構造によって、ホットキャリア対策とオフ電流値対策とを同時に解決している。
【００５７】
この時、ゲート電極に重なったＬＤＤ領域の長さは０．１〜３μm（好ましくは０．３〜１．５μm）にすれば良い。長すぎては寄生容量を大きくしてしまい、短すぎてはホットキャリアを防止する効果が弱くなってしまう。また、ゲート電極に重ならないＬＤＤ領域の長さは１．０〜３．５μｍ（好ましくは１．５〜２．０μｍ）にすれば良い。長すぎると十分な電流を流せなくなり、短すぎるとオフ電流値を低減する効果が弱くなる。
【００５８】
また、上記構造においてゲート電極とＬＤＤ領域とが重なった領域では寄生容量が形成されてしまうため、ソース領域３１とチャネル形成領域３４との間には設けない方が好ましい。電流制御用ＴＦＴはキャリア（ここでは電子）の流れる方向が常に同一であるので、ドレイン領域側のみにＬＤＤ領域を設けておけば十分である。
【００５９】
また、流しうる電流量を多くするという観点から見れば、電流制御用ＴＦＴ２０２の活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を厚くする（好ましくは５０〜１００ｎｍ、さらに好ましくは６０〜８０ｎｍ）ことも有効である。逆に、スイッチング用ＴＦＴ２０１の場合はオフ電流値を小さくするという観点から見れば、活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を薄くする（好ましくは２０〜５０ｎｍ、さらに好ましくは２５〜４０ｎｍ）ことも有効である。
【００６０】
次に、４１は第１パッシベーション膜であり、膜厚は１０ｎｍ〜１μm（好ましくは２００〜５００ｎｍ）とすれば良い。材料としては、珪素を含む絶縁膜（特に窒化酸化珪素膜又は窒化珪素膜が好ましい）を用いることができる。このパッシベーション膜４１に放熱効果を持たせることは、ＥＬ層の熱劣化を防ぐ意味でも有効である。
【００６１】
放熱効果をもつ薄膜としては、Ｂ（ホウ素）、Ｃ（炭素）、Ｎ（窒素）から選ばれた少なくとも一つの元素と、Ａｌ（アルミニウム）、Ｓｉ（珪素）、Ｐ（リン）から選ばれた少なくとも一つの元素とを含む絶縁膜が挙げられる。例えば、窒化アルミニウム（ＡｌｘＮｙ）に代表されるアルミニウムの窒化物、炭化珪素（ＳｉｘＣｙ）に代表される珪素の炭化物、窒化珪素（ＳｉｘＮｙ）に代表される珪素の窒化物、窒化ホウ素（ＢｘＮｙ）に代表されるホウ素の窒化物、リン化ホウ素（ＢｘＰｙ）に代表されるホウ素のリン化物を用いることが可能である。また、酸化アルミニウム（ＡｌｘＯｙ）に代表されるアルミニウムの酸化物は熱伝導率が２０Ｗｍ^-1Ｋ^-1であり、好ましい材料の一つと言える。なお、上記透光性材料において、ｘ、ｙは任意の整数である。
【００６２】
なお、上記化合物に他の元素を組み合わせることもできる。例えば、酸化アルミニウムに窒素を添加して、ＡｌＮｘＯｙで示される窒化酸化アルミニウムを用いることも可能である。なお、上記窒化酸化アルミニウムにおいて、ｘ、ｙは任意の整数である。
【００６３】
また、特開昭６２−９０２６０号公報に記載された材料を用いることができる。即ち、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎ、Ｏ、Ｍを含む絶縁膜（但し、Ｍは希土類元素の少なくとも一種、好ましくはＣｅ（セリウム），Ｙｂ（イッテルビウム），Ｓｍ（サマリウム），Ｅｒ（エルビウム），Ｙ（イットリウム）、Ｌａ（ランタン）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｄｙ（ジスプロシウム）、Ｎｄ（ネオジウム）から選ばれた少なくとも一つの元素）を用いることもできる。
【００６４】
また、ダイヤモンド薄膜またはアモルファスカーボン膜（特にダイヤモンドに特性の近いもの、ダイヤモンドライクカーボン等と呼ばれる。）などの炭素膜を用いることもできる。これらは非常に熱伝導率が高く、放熱層として極めて有効である。
【００６５】
また、上記放熱効果をもつ材料からなる薄膜を単体で用いることもできるが、これらの薄膜と、窒化珪素膜（ＳｉｘＮｙ）や窒化酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙ））とを積層することは有効である。なお、上記窒化珪素膜又は窒化酸化珪素膜において、ｘ、ｙは任意の整数である。
【００６６】
第１パッシベーション膜４１の上には、各ＴＦＴを覆うような形で第２層間絶縁膜（平坦化膜と言っても良い）４２を形成し、ＴＦＴによってできる段差の平坦化を行う。第２層間絶縁膜４２としては、有機樹脂膜が好ましく、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を用いると良い。勿論、十分な平坦化が可能であれば、無機膜を用いても良い。
【００６７】
第２層間絶縁膜４２によってＴＦＴによる段差を平坦化することは非常に重要である。後に形成されるＥＬ層は非常に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起こす場合がある。従って、ＥＬ層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化しておくことが望ましい。
【００６８】
また、４３は遮光性を有する導電膜でなる画素電極（ＥＬ素子の陰極に相当する）であり、第２層間絶縁膜４２及び第１パッシベーション膜４１にコンタクトホール（開孔）を開けた後、形成された開孔部において電流制御用ＴＦＴ２０２のドレイン配線３７に接続されるように形成される。
【００６９】
画素電極４３の上にはアルカリ化合物４４として、５〜１０ｎｍ厚のフッ化リチウム膜が蒸着法により形成される。フッ化リチウム膜は絶縁膜なので膜厚が厚すぎるとＥＬ層に電流を流すことができなくなってしまう。また、層状に形成されずに島状に点在するように形成されても問題はない。
【００７０】
次にＥＬ層４５が形成される。本実施形態では、ポリマー系有機物質をスピンコート法にて形成する。ポリマー系有機物質としては公知のあらゆる材料を用いることが可能である。また、本実施形態ではＥＬ層４５として発光層を単層で用いるが正孔輸送層や電子輸送層と組み合わせた積層構造の方が発光効率は高いものが得られる。但し、ポリマー系有機物質を積層する場合は蒸着法で形成する低分子有機物質と組み合わせることが望ましい。スピンコート法では有機溶媒にＥＬ層となる有機物質を混合して塗布するので、下地に有機物質があると再び溶解してしまう恐れがある。
【００７１】
本実施形態で用いることのできる代表的なポリマー系有機物質としては、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）系、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）系、ポリフルオレン系などの高分子材料が挙げられる。これらのポリマー系有機物質で電子輸送層、発光層、正孔輸送層または正孔注入層を形成するには、ポリマー前駆体の状態で塗布し、それを真空中で加熱（焼成）することによりポリマー系有機物質に転化すれば良い。
【００７２】
具体的には、発光層となる白色発光を示すポリマー系有機物質として、特開平８−９６９５９号公報または特開平９−６３７７０号公報に記載された材料を用いれば良い。例えば、１，２−ジクロロメタンに、ＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）、Ｂｕ−ＰＢＤ（２−（４'−tert−ブチルフェニル）−５−（４''−ビフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール）、クマリン６、ＤＣＭ１（４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−ｐ−ジメチルアミノスチリル−４Ｈ−ピラン）、ＴＰＢ（テトラフェニルブタジエン）、ナイルレッドを溶解したものを用いれば良い。このとき膜厚は３０〜１５０ｎｍ（好ましくは４０〜１００ｎｍ）とすれば良い。また、正孔輸送層としては、ポリマー前駆体であるポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンを用い、加熱によりポリフェニレンビニレンとする。膜厚は３０〜１００ｎｍ（好ましくは４０〜８０ｎｍ）とすれば良い。
【００７３】
このように、ポリマー系有機物質は、ホスト材料を溶解させた溶液中に蛍光色素を添加することで容易に色調整が可能であるため、白色発光を行う場合には特に有効である。また、ここではポリマー系有機物質を用いてＥＬ素子を形成する例を示しているが、低分子系有機物質を用いても構わない。さらには、ＥＬ層として無機物質を用いても良い。
【００７４】
以上の例は本願発明のＥＬ層として用いることのできる有機物質の一例であって、本願発明を限定するものではない。
【００７５】
また、ＥＬ層４５を形成する際、処理雰囲気は極力水分の少ない乾燥雰囲気とし、不活性ガス中で行うことが望ましい。ＥＬ層は水分や酸素の存在によって容易に劣化してしまうため、形成する際は極力このような要因を排除しておく必要がある。例えば、ドライ窒素雰囲気、ドライアルゴン雰囲気等が好ましい。そのためには、塗布用処理室や焼成用処理室を、不活性ガスを充填したクリーンブースに設置し、その雰囲気中で処理することが望ましい。
【００７６】
以上のようにしてＥＬ層４５を形成したら、次に透明導電膜でなる陽極４６及び第２パッシベーション膜４７が形成される。本実施形態では陽極４６として、酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物でなる導電膜を用いる。これに少量のガリウムを添加しても良い。また、第２パッシベーション膜４７としては、１０ｎｍ〜１μm（好ましくは２００〜５００ｎｍ）の厚さの窒化珪素膜を用いる。
【００７７】
なお、上述のようにＥＬ層は熱に弱いので、陽極４６及び第２パッシベーション膜４７はなるべく低温（好ましくは室温から１２０℃までの温度範囲）で成膜するのが望ましい。従って、プラズマＣＶＤ法、真空蒸着法又は溶液塗布法（スピンコート法）が望ましい成膜方法と言える。
【００７８】
こうして完成したアクティブマトリクス基板に対向して、対向基板４８が設けられる。本実施形態では対向基板４８としてガラス基板を用いる。そして、対向基板４８には黒色顔料を分散させた樹脂でなる遮光膜４９a、４９bと、赤色、緑色または青色の顔料を分散させた樹脂でなるカラーフィルター５０が形成される。この遮光膜４９a、４９bは画素電極４３と隣接する画素電極との隙間を隠すように配置される。このとき、遮光膜４９a、４９bに酸化バリウム等の乾燥剤を含有させておくことは有効である。乾燥剤としては他にも特開平９−１４８０６６号公報に記載されたような材料を用いることができる。また、カラーフィルター５０は画素１０２に対応した位置に形成される。
【００７９】
また、アクティブマトリクス基板と対向基板４８はシール材（図示せず）によって接着され、密閉空間５１が形成される。本実施形態では、密閉空間５１をアルゴンガスで充填している。勿論、この密閉空間５１内に上記乾燥剤を配置することも可能である。
【００８０】
本実施形態のＥＬ表示装置は図２のような構造の画素からなる画素部を有し、画素内において機能に応じて構造の異なるＴＦＴが配置されている。即ち、オフ電流値の十分に低いスイッチング用ＴＦＴと、ホットキャリア注入に強い電流制御用ＴＦＴとを同じ画素内に形成することにより、高い信頼性を有し、且つ、高精細な画像表示が可能なＥＬ表示装置が得られる。
【００８１】
【実施例】
〔実施例１〕
本発明の実施例について図４〜図６を用いて説明する。ここでは、画素部とその周辺に設けられる駆動回路部のＴＦＴを同時に作製する方法について説明する。但し、説明を簡単にするために、駆動回路に関しては基本回路であるＣＭＯＳ回路を図示することとする。
【００８２】
まず、図４（Ａ）に示すように、ガラス基板３００上に下地膜３０１を３００ｎｍの厚さに形成する。本実施例では下地膜３０１として窒化酸化珪素膜を積層して用いる。この時、ガラス基板３００に接する方の窒素濃度を１０〜２５ｗｔ％としておくと良い。
【００８３】
また、下地膜３０１の一部として、図２に示した第１パッシベーション膜４１と同様の材料からなる絶縁膜を設けることは有効である。電流制御用ＴＦＴは大電流を流すことになるので発熱しやすく、なるべく近いところに放熱効果のある絶縁膜を設けておくことは有効である。
【００８４】
次に下地膜３０１の上に５０ｎｍの厚さの非晶質珪素膜（図示せず））を公知の成膜法で形成する。なお、非晶質珪素膜に限定する必要はなく、非晶質構造を含む半導体膜（微結晶半導体膜を含む）であれば良い。さらに非晶質シリコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を含む化合物半導体膜でも良い。また、膜厚は２０〜１００ｎｍの厚さであれば良い。
【００８５】
そして、公知の技術により非晶質珪素膜を結晶化し、結晶質珪素膜（多結晶シリコン膜若しくはポリシリコン膜ともいう）３０２を形成する。公知の結晶化方法としては、電熱炉を使用した熱結晶化方法、レーザー光を用いたレーザーアニール結晶化法、赤外光を用いたランプアニール結晶化法がある。本実施例では、ＸｅＣｌガスを用いたエキシマレーザー光を用いて結晶化する。
【００８６】
なお、本実施例では線状に加工したパルス発振型のエキシマレーザー光を用いるが、矩形であっても良いし、連続発振型のアルゴンレーザー光や連続発振型のエキシマレーザー光を用いることもできる。
【００８７】
本実施例では結晶質珪素膜をＴＦＴの活性層として用いるが、非晶質珪素膜を用いることも可能である。また、オフ電流を低減する必要のあるスイッチング用ＴＦＴの活性層を非晶質珪素膜で形成し、電流制御用ＴＦＴの活性層を結晶質珪素膜で形成することも可能である。非晶質珪素膜はキャリア移動度が低いため電流を流しにくくオフ電流が流れにくい。即ち、電流を流しにくい非晶質珪素膜と電流を流しやすい結晶質珪素膜の両者の利点を生かすことができる。
【００８８】
次に、図４（Ｂ）に示すように、結晶質珪素膜３０２上に酸化珪素膜でなる保護膜３０３を１３０ｎｍの厚さに形成する。この厚さは１００〜２００ｎｍ（好ましくは１３０〜１７０ｎｍ）の範囲で選べば良い。また、珪素を含む絶縁膜であれば他の膜でも良い。この保護膜３０３は不純物を添加する際に結晶質珪素膜が直接プラズマに曝されないようにするためと、微妙な濃度制御を可能にするために設ける。
【００８９】
そして、その上にレジストマスク３０４a、３０４bを形成し、保護膜３０３を介してｎ型を付与する不純物元素（以下、ｎ型不純物元素という）を添加する。なお、ｎ型不純物元素としては、代表的には１５族に属する元素、典型的にはリン又は砒素を用いることができる。なお、本実施例ではフォスフィン（ＰＨ₃）を質量分離しないでプラズマ励起したプラズマドーピング法を用い、リンを１×１０¹⁸atoms/cm³の濃度で添加する。勿論、質量分離を行うイオンインプランテーション法を用いても良い。
【００９０】
この工程により形成されるｎ型不純物領域３０５、３０６には、ｎ型不純物元素が２×１０¹⁶〜５×１０¹⁹atoms/cm³（代表的には５×１０¹⁷〜５×１０¹⁸atoms/cm³）の濃度で含まれるようにドーズ量を調節する。
【００９１】
次に、図４（Ｃ）に示すように、保護膜３０３を除去し、添加した１５族に属する元素の活性化を行う。活性化手段は公知の技術を用いれば良いが、本実施例ではエキシマレーザー光の照射により活性化する。勿論、パルス発振型でも連続発振型でも良いし、エキシマレーザー光に限定する必要はない。但し、添加された不純物元素の活性化が目的であるので、結晶質珪素膜が溶融しない程度のエネルギーで照射することが好ましい。なお、保護膜３０３をつけたままレーザー光を照射しても良い。
【００９２】
なお、このレーザー光による不純物元素の活性化に際して、熱処理による活性化を併用しても構わない。熱処理による活性化を行う場合は、基板の耐熱性を考慮して４５０〜５５０℃程度の熱処理を行えば良い。
【００９３】
この工程によりｎ型不純物領域３０５、３０６の端部、即ち、ｎ型不純物領域３０５、３０６の周囲に存在するｎ型不純物元素を添加していない領域との境界部（接合部）が明確になる。このことは、後にＴＦＴが完成した時点において、ＬＤＤ領域とチャネル形成領域とが非常に良好な接合部を形成しうることを意味する。
【００９４】
次に、図４（Ｄ）に示すように、結晶質珪素膜の不要な部分を除去して、島状の半導体膜（以下、活性層という）３０７〜３１０を形成する。
【００９５】
次に、図４（Ｅ）に示すように、活性層３０７〜３１０を覆ってゲート絶縁膜３１１を形成する。ゲート絶縁膜３１１としては、１０〜２００ｎｍ、好ましくは５０〜１５０ｎｍの厚さの珪素を含む絶縁膜を用いれば良い。これは単層構造でも積層構造でも良い。本実施例では１１０ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。
【００９６】
次に、２００〜４００ｎｍ厚の導電膜を形成し、パターニングしてゲート電極３１２〜３１６を形成する。このゲート電極３１２〜３１６の端部をテーパー状にすることもできる。なお、本実施例ではゲート電極と、ゲート電極に電気的に接続された引き回しのための配線（以下、ゲート配線という）とを別の材料で形成する。具体的にはゲート電極よりも低抵抗な材料をゲート配線として用いる。これは、ゲート電極としては微細加工が可能な材料を用い、ゲート配線には微細加工はできなくとも配線抵抗が小さい材料を用いるためである。勿論、ゲート電極とゲート配線とを同一材料で形成してしまっても構わない。
【００９７】
また、ゲート電極は単層の導電膜で形成しても良いが、必要に応じて二層、三層といった積層膜とすることが好ましい。ゲート電極の材料としては公知のあらゆる導電膜を用いることができる。ただし、上述のように微細加工が可能、具体的には２μm以下の線幅にパターニング可能な材料が好ましい。
【００９８】
代表的には、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）から選ばれた元素でなる膜、または前記元素の窒化物膜（代表的には窒化タンタル膜、窒化タングステン膜、窒化チタン膜）、または前記元素を組み合わせた合金膜（代表的にはＭｏ−Ｗ合金、Ｍｏ−Ｔａ合金）、または前記元素のシリサイド膜（代表的にはタングステンシリサイド膜、チタンシリサイド膜）を用いることができる。勿論、単層で用いても積層して用いても良い。
【００９９】
本実施例では、５０ｎｍ厚の窒化タングステン（ＷＮ）膜と、３５０ｎｍ厚のタングステン（Ｗ）膜とでなる積層膜を用いる。これはスパッタ法で形成すれば良い。また、スパッタガスとしてＸｅ、Ｎｅ等の不活性ガスを添加すると応力による膜はがれを防止することができる。
【０１００】
またこの時、ゲート電極３１３、３１６はそれぞれｎ型不純物領域３０５、３０６の一部とゲート絶縁膜３１１を介して重なるように形成する。この重なった部分が後にゲート電極と重なったＬＤＤ領域となる。
【０１０１】
次に、図５（Ａ）に示すように、ゲート電極３１２〜３１６をマスクとして自己整合的にｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加する。こうして形成される不純物領域３１７〜３２３にはｎ型不純物領域３０５、３０６の１／２〜１／１０（代表的には１／３〜１／４）の濃度でリンが添加されるように調節する。具体的には、１×１０¹⁶〜５×１０¹⁸atoms/cm³（典型的には３×１０¹⁷〜３×１０¹⁸atoms/cm³）の濃度が好ましい。
【０１０２】
次に、図５（Ｂ）に示すように、ゲート電極等を覆う形でレジストマスク３２４a〜３２４cを形成し、ｎ型不純物元素（本実施例ではリン）を添加して高濃度にリンを含む不純物領域３２５〜３３１を形成する。ここでもフォスフィン（ＰＨ₃）を用いたイオンドープ法で行い、この領域のリンの濃度は１×１０²⁰〜１×１０²¹atoms/cm³（代表的には２×１０²⁰〜５×１０²¹atoms/cm³）となるように調節する。
【０１０３】
この工程によってｎチャネル型ＴＦＴのソース領域若しくはドレイン領域が形成されるが、スイッチング用ＴＦＴでは、図５（Ａ）の工程で形成したｎ型不純物領域３２０〜３２２の一部を残す。この残された領域が、図２におけるスイッチング用ＴＦＴのＬＤＤ領域１５a〜１５dに対応する。
【０１０４】
次に、図５（Ｃ）に示すように、レジストマスク３２４a〜３２４cを除去し、新たにレジストマスク３３２を形成する。そして、ｐ型不純物元素（本実施例ではボロン）を添加し、高濃度にボロンを含む不純物領域３３３、３３４を形成する。ここではジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）を用いたイオンドープ法により３×１０²⁰〜３×１０²¹atoms/cm³（代表的には５×１０²⁰〜１×１０²¹atoms/cm³ノ）濃度となるようにボロンを添加する。
【０１０５】
なお、不純物領域３３３、３３４には既に１×１０²⁰〜１×１０²¹atoms/cm³の濃度でリンが添加されているが、ここで添加されるボロンはその少なくとも３倍以上の濃度で添加される。そのため、予め形成されていたｎ型の不純物領域は完全にＰ型に反転し、Ｐ型の不純物領域として機能する。
【０１０６】
次に、レジストマスク３３２を除去した後、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型不純物元素を活性化する。活性化手段としては、ファーネスアニール法、レーザーアニール法、またはランプアニール法で行うことができる。本実施例では電熱炉において窒素雰囲気中、５５０℃、４時間の熱処理を行う。
【０１０７】
このとき雰囲気中の酸素を極力排除することが重要である。なぜならば酸素が少しでも存在していると露呈したゲート電極の表面が酸化され、抵抗の増加を招くと共に後にオーミックコンタクトを取りにくくなるからである。従って、上記活性化工程における処理雰囲気中の酸素濃度は１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下とすることが望ましい。
【０１０８】
次に、活性化工程が終了したら３００ｎｍ厚のゲート配線３３５を形成する。ゲート配線３３５の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）を主成分（組成として５０〜１００％を占める。）とする金属膜を用いれば良い。配置としては図３のゲート配線２１１のように、スイッチング用ＴＦＴのゲート電極３１４、３１５（図３のゲート電極１９a、１９bに相当する）を電気的に接続するように形成する。（図５（Ｄ））
【０１０９】
このような構造とすることでゲート配線の配線抵抗を非常に小さくすることができるため、面積の大きい画像表示領域（画素部）を形成することができる。即ち、画面の大きさが対角１０インチ以上（さらには３０インチ以上）のＥＬ表示装置を実現する上で、本実施例の画素構造は極めて有効である。
【０１１０】
次に、図６（Ａ）に示すように、第１層間絶縁膜３３６を形成する。第１層間絶縁膜３３６としては、珪素を含む絶縁膜を単層で用いるか、その中で組み合わせた積層膜を用いれば良い。また、膜厚は４００ｎｍ〜１．５μmとすれば良い。本実施例では、２００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜の上に８００ｎｍ厚の酸化珪素膜を積層した構造とする。
【０１１１】
さらに、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水素化処理を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体膜の不対結合手を水素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。
【０１１２】
なお、水素化処理は第１層間絶縁膜３３６を形成する間に入れても良い。即ち、２００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を形成した後で上記のように水素化処理を行い、その後で残り８００ｎｍ厚の酸化珪素膜を形成しても構わない。
【０１１３】
次に、第１層間絶縁膜３３６に対してコンタクトホールを形成し、ソース配線３３７〜３４０と、ドレイン配線３４１〜３４３を形成する。なお、本実施例ではこの電極を、Ｔｉ膜を１００ｎｍ、Ｔｉを含むアルミニウム膜を３００ｎｍ、Ｔｉ膜１５０ｎｍをスパッタ法で連続形成した３層構造の積層膜とする。勿論、他の導電膜でも良い。
【０１１４】
次に、５０〜５００ｎｍ（代表的には２００〜３００ｎｍ）の厚さで第１パッシベーション膜３４４を形成する。本実施例では第１パッシベーション膜３４４として３００ｎｍ厚の窒化酸化珪素膜を用いる。これは窒化珪素膜で代用しても良い。勿論、図２の第１パッシベーション膜４１と同様の材料を用いることが可能である。
【０１１５】
なお、窒化酸化珪素膜の形成に先立ってＨ₂、ＮＨ₃等水素を含むガスを用いてプラズマ処理を行うことは有効である。この前処理により励起された水素が第１層間絶縁膜３３６に供給され、熱処理を行うことで、第１パッシベーション膜３４４の膜質が改善される。それと同時に、第１層間絶縁膜３３６に添加された水素が下層側に拡散するため、効果的に活性層を水素化することができる。
【０１１６】
次に、図６（Ｂ）に示すように有機樹脂からなる第２層間絶縁膜３４５を形成する。有機樹脂としてはポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を使用することができる。特に、第２層間絶縁膜３４５は平坦化の意味合いが強いので、平坦性に優れたアクリルが好ましい。本実施例ではＴＦＴによって形成される段差を十分に平坦化しうる膜厚でアクリル膜を形成する。好ましくは１〜５μm（さらに好ましくは２〜４μm）とすれば良い。
【０１１７】
次に、第２層間絶縁膜３４５及び第１パッシベーション膜３４４にドレイン配線３４３に達するコンタクトホールを形成し、画素電極３４６を形成する。本実施例では画素電極３４６として３００ｎｍ厚のアルミニウム合金膜（１wt%のチタンを含有したアルミニウム膜）を形成する。なお、３４７は隣接する画素電極の端部である。
【０１１８】
次に、図６（Ｃ）に示すように、アルカリ化合物３４８を形成する。本実施例ではフッ化リチウム膜を５ｎｍの厚さを狙って蒸着法により形成する。そして、その上に１００ｎｍ厚のＥＬ層３４９をスピンコート法により形成する。
【０１１９】
本実施例では、白色発光を示すポリマー系有機物質として、特開平８−９６９５９号公報または特開平９−６３７７０号公報に記載された材料を用いる。例えば、１，２−ジクロロメタンに、ＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）、Ｂｕ−ＰＢＤ（２−（４'−tert−ブチルフェニル）−５−（４''−ビフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール）、クマリン６、ＤＣＭ１（４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−ｐ−ジメチルアミノスチリル−４Ｈ−ピラン）、ＴＰＢ（テトラフェニルブタジエン）、ナイルレッドを溶解したものを用いれば良い。
【０１２０】
なお、本実施例ではＥＬ層３４９を上記発光層のみの単層構造とするが、必要に応じて電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層、電子阻止層もしくは正孔素子層を設けても良い。
【０１２１】
次に、ＥＬ層３４９を覆って２００ｎｍ厚の透明導電膜でなる陽極３５０を形成する。本実施例では酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物からなる膜を蒸着法により形成し、パターニングを行って陽極とする。
【０１２２】
最後に、プラズマＣＶＤ法により窒化珪素膜でなる第２パッシベーション膜３５１を１００ｎｍの厚さに形成する。この第２パッシベーション膜３５１はＥＬ層３４９を水分等から保護する。また、ＥＬ層３４９で発生した熱を逃がす役割も果たす。放熱効果をさらに高めるために、窒化珪素膜と炭素膜（好ましくはダイヤモンドライクカーボン膜）を積層して第２パッシベーション膜とすることも有効である。
【０１２３】
こうして図６（Ｃ）に示すような構造のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置が完成する。ところで、本実施例のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置は、画素部だけでなく駆動回路部にも最適な構造のＴＦＴを配置することにより、非常に高い信頼性を示し、動作特性も向上しうる。
【０１２４】
まず、極力動作速度を落とさないようにホットキャリア注入を低減させる構造を有するＴＦＴを、駆動回路を形成するＣＭＯＳ回路のｎチャネル型ＴＦＴ２０５として用いる。なお、ここでいう駆動回路としては、シフトレジスタ、バッファ、レベルシフタ、サンプリング回路（サンプル及びホールド回路）などが含まれる。デジタル駆動を行う場合には、Ｄ／Ａコンバータなどの信号変換回路も含まれうる。
【０１２５】
本実施例の場合、図６（Ｃ）に示すように、ｎチャネル型２０５の活性層は、ソース領域３５５、ドレイン領域３５６、ＬＤＤ領域３５７及びチャネル形成領域３５８を含み、ＬＤＤ領域３５７はゲート絶縁膜３１１を介してゲート電極３１３と重なっている。
【０１２６】
ドレイン領域側のみにＬＤＤ領域を形成しているのは、動作速度を落とさないための配慮である。また、このｎチャネル型ＴＦＴ２０５はオフ電流値をあまり気にする必要はなく、それよりも動作速度を重視した方が良い。従って、ＬＤＤ領域３５７は完全にゲート電極に重ねてしまい、極力抵抗成分を少なくすることが望ましい。即ち、いわゆるオフセットはなくした方がよい。
【０１２７】
また、ＣＭＯＳ回路のｐチャネル型ＴＦＴ２０６は、ホットキャリア注入による劣化が殆ど気にならないので、特にＬＤＤ領域を設けなくても良い。勿論、ｎチャネル型ＴＦＴ２０５と同様にＬＤＤ領域を設け、ホットキャリア対策を講じることも可能である。
【０１２８】
なお、駆動回路の中でもサンプリング回路は他の回路と比べて少し特殊であり、チャネル形成領域を双方向に大電流が流れる。即ち、ソース領域とドレイン領域の役割が入れ替わるのである。さらに、オフ電流値を極力低く抑える必要があり、そういった意味でスイッチング用ＴＦＴと電流制御用ＴＦＴの中間程度の機能を有するＴＦＴを配置することが望ましい。
【０１２９】
従って、サンプリング回路を形成するｎチャネル型ＴＦＴは、図１０に示すような構造のＴＦＴを配置することが望ましい。図１０に示すように、ＬＤＤ領域９０１a、９０１bの一部がゲート絶縁膜９０２を介してゲート電極９０３と重なる。この効果は電流制御用ＴＦＴ２０２の説明で述べた通りであり、サンプリング回路の場合はチャネル形成領域９０４を挟む形で設ける点が異なる。
【０１３０】
なお、実際には図６（Ｃ）まで完成したら、図１、図２で説明したように遮光膜を有する対向基板を用いてＥＬ層を密閉空間に封入する。その際、密閉空間の内部を不活性雰囲気にしたり、内部に吸湿性材料（例えば酸化バリウム）を配置することでＥＬ層の信頼性（寿命）が向上する。このＥＬ層の封入処理は、液晶表示装置のセル組み工程に用いられる技術を転用しても良い。
【０１３１】
また、ＥＬ層の封入処理が完了したら、基板上に形成された素子又は回路から引き回された端子と外部信号端子とを接続するためのコネクター（フレキシブルプリントサーキット：ＦＰＣ）を取り付けて製品として完成する。
【０１３２】
ここで本実施例のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構成を図７の斜視図を用いて説明する。本実施例のアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置は、ガラス基板６０１上に形成された、画素部６０２と、ゲート側駆動回路６０３と、ソース側駆動回路６０４で構成される。画素部のスイッチング用ＴＦＴ６０５はｎチャネル型ＴＦＴであり、ゲート側駆動回路６０３に接続されたゲート配線６０６、ソース側駆動回路６０４に接続されたソース配線６０７の交点に配置されている。また、スイッチング用ＴＦＴ６０５のドレインは電流制御用ＴＦＴ６０８のゲートに接続されている。
【０１３３】
さらに、電流制御用ＴＦＴ６０６のソース側は電源供給線６０９に接続される。本実施例のような構造では、電源供給線６０９は、ＥＬ素子６１０のソースに接続され、また、電流制御用ＴＦＴ６０８のドレインにはＥＬ素子６１０が接続されている。
【０１３４】
電流制御用ＴＦＴ６０８がｎチャネル型ＴＦＴである場合、ドレインにＥＬ素子６１０の陰極が電気的に接続される。また、電流制御用ＴＦＴ６０８がｐチャネル型ＴＦＴである場合、ドレインにＥＬ素子６１０の陽極が電気的に接続される。
【０１３５】
そして、外部入出力端子となるＦＰＣ６１１には駆動回路まで信号を伝達するための接続配線（接続配線）６１２、６１３、及び電源供給線６０９に接続された接続配線６１４が設けられている。
【０１３６】
また、図７に示したＥＬ表示装置の回路構成の一例を図８に示す。本実施例のＥＬ表示装置は、ソース側駆動回路７０１、ゲート側駆動回路（Ａ）７０７、ゲート側駆動回路（Ｂ）７１１、画素部７０６を有している。なお、本明細書中において、駆動回路とはソース側処理回路およびゲート側駆動回路を含めた総称である。
【０１３７】
ソース側駆動回路７０１は、シフトレジスタ７０２、レベルシフタ７０３、バッファ７０４、サンプリング回路（サンプル及びホールド回路）７０５を備えている。また、ゲート側駆動回路（Ａ）７０７は、シフトレジスタ７０８、レベルシフタ７０９、バッファ７１０を備えている。ゲート側駆動回路（Ｂ）７１１も同様な構成である。
【０１３８】
ここでシフトレジスタ７０２、７０８は駆動電圧が５〜１６Ｖ（代表的には１０Ｖ）であり、回路を形成するＣＭＯＳ回路に使われるｎチャネル型ＴＦＴは図６（Ｃ）の２０５で示される構造が適している。
【０１３９】
また、レベルシフタ７０３、７０９、バッファ７０４、７１０はシフトレジスタと同様に、図６（Ｃ）のｎチャネル型ＴＦＴ２０５を含むＣＭＯＳ回路が適している。なお、ゲート配線をダブルゲート構造、トリプルゲート構造といったマルチゲート構造とすることは、各回路の信頼性を向上させる上で有効である。
【０１４０】
また、サンプリング回路７０５はソース領域とドレイン領域が反転する上、オフ電流値を低減する必要があるので、図１０のｎチャネル型ＴＦＴ２０８を含むＣＭＯＳ回路が適している。
【０１４１】
また、画素部７０６は図２に示した構造の画素を配置する。
【０１４２】
なお、上記構成は、図４〜６に示した作製工程に従ってＴＦＴを作製することによって容易に実現することができる。また、本実施例では画素部と駆動回路の構成のみ示しているが、本実施例の作製工程に従えば、その他にも信号分割回路、Ｄ／Ａコンバータ回路、オペアンプ回路、γ補正回路など駆動回路以外の論理回路を同一基板上に形成することが可能であり、さらにはメモリ部やマイクロプロセッサ等を形成しうると考えている。
【０１４３】
さらに、本実施例のＥＬ表示装置について図１１（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。なお、必要に応じて図７、図８で用いた符号を引用することにする。
【０１４４】
基板（ＴＦＴの下の下地膜を含む）１０００はアクティブマトリクス基板であり、基板上に画素部１００１、ソース側駆動回路１００２、ゲート側駆動回路１００３が形成されている。それぞれの駆動回路からの各種配線は、接続配線６１２〜６１４を経てＦＰＣ６１１に至り外部機器へと接続される。
【０１４５】
このとき少なくとも画素部、好ましくは駆動回路及び画素部を囲むようにして対向基板１００４を設ける。なお、対向基板１００４は接着剤（シール材）１００５によって、アクティブマトリクス基板１０００と共同して密閉空間１００６を形成するように接着される。このとき、ＥＬ素子は完全に前記密閉空間１００６に封入された状態となり、外気から遮断される。
【０１４６】
また、本実施例では接着剤１００５として光硬化性のエポキシ系樹脂を用いるが、アクリレート系樹脂等の接着剤を用いることも可能である。また、ＥＬ層の耐熱性が許せば熱硬化性樹脂を用いることもできる。但し、可能な限り酸素、水分を透過しない材質であることが必要である。接着剤１００５はディスペンサー等の塗布装置を用いて形成すれば良い。
【０１４７】
さらに、本実施例では対向基板１００４とアクティブマトリクス基板１０００との間の密閉空間１００６には窒素ガスを充填しておく。さらに、対向基板１００４の内側（密閉空間側）には図１、図２で説明したように遮光膜１００７及びカラーフィルター１００８が設けられており、本実施例では遮光膜１００７として酸化バリウムと黒色の顔料を含有させた樹脂膜を、カラーフィルター１００８として赤色、緑色または青色の顔料を含有させた樹脂膜を用いている。
【０１４８】
また、図１１（Ｂ）に示すように、画素部には個々に孤立したＥＬ素子を有する複数の画素が設けられ、それらは全て陽極１００９を共通電極としている。このとき、ＥＬ層は画素部のみ設ければよく、駆動回路の上に設ける必要はない。ＥＬ層を選択的に設けるには、シャドーマスクを用いた蒸着法、リフトオフ法、ドライエッチング法もしくはレーザースクライブ法を用いれば良い。
【０１４９】
陽極１００９は、接続配線１０１０に電気的に接続される。接続配線１０１０は陽極１００９に所定の電圧を与えるための電源供給線であり、導電性ペースト材料１０１１を介してＦＰＣ６１１に電気的に接続される。なお、ここでは接続配線１０１０について説明したが、他の接続配線６１２〜６１４も同様にしてＦＰＣ６１１に電気的に接続される。
【０１５０】
以上説明したような図１１に示す状態は、ＦＰＣ６１１を外部機器の端子に接続することで画素部に画像を表示することができる。本明細書中では、ＦＰＣを取り付けることで画像表示が可能な状態となる物品、即ち、アクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わせた物品（ＦＰＣが取り付けられている状態を含む）をＥＬ表示装置と定義している。
【０１５１】
〔実施例２〕
本実施例では、画素の構成を図３（Ｂ）に示した構成と異なるものとした例を図１２に示す。本実施例では、図３（Ｂ）に示した二つの画素を、接地電位を与えるための電源供給線２１２について対称となるように配置する。即ち、図１２に示すように、電源供給線２１３を隣接する二つの画素間で共通化することで、必要とする配線の本数を低減することができる。なお、画素内に配置されるＴＦＴ構造等はそのままで良い。
【０１５２】
このような構成とすれば、より高精細な画素部を作製することが可能となり、画像の品質が向上する。
【０１５３】
なお、本実施例の構成は実施例１の作製工程に従って容易に実現可能であり、ＴＦＴ構造等に関しては実施例１や図２の説明を参照すれば良い。
【０１５４】
〔実施例３〕
実施例１、２ではトップゲート型ＴＦＴの場合について説明したが、本願発明はＴＦＴ構造に限定されるものではないので、ボトムゲート型ＴＦＴ（代表的には逆スタガ型ＴＦＴ）を用いて実施しても構わない。また、逆スタガ型ＴＦＴは如何なる手段で形成されたものでも良い。
【０１５５】
逆スタガ型ＴＦＴは工程数がトップゲート型ＴＦＴよりも少なくし易い構造であるため、本願発明の課題である製造コストの低減には非常に有利である。なお、本実施例の構成は、実施例２、３のいずれの構成とも自由に組み合わせることが可能である。
【０１５６】
〔実施例４〕
図３（Ｂ）ではＥＬ表示装置の画素においてスイッチング用ＴＦＴをマルチゲート構造とすることによりスイッチング用ＴＦＴのオフ電流値を低減し、保持容量の必要性を排除している。しかしながら、従来通りに保持容量を設ける構造としても構わない。その場合、図１４に示すように、スイッチング用ＴＦＴ２０１のドレインに対して電流制御用ＴＦＴ２０２のゲートと並列に保持容量１３０１を形成することになる。
【０１５７】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜３のいずれの構成とも自由に組み合わせることができる。即ち、画素内に保持容量が設けられるだけであって、ＴＦＴ構造やＥＬ層の材料等に限定を加えるものではない。
【０１５８】
〔実施例５〕
実施例１では、結晶質珪素膜３０２の形成手段としてレーザー結晶化を用いているが、本実施例では異なる結晶化手段を用いる場合について説明する。
【０１５９】
本実施例では、非晶質珪素膜を形成した後、特開平７−１３０６５２号公報に記載された技術を用いて結晶化を行う。同公報に記載された技術は、結晶化を促進（助長）する触媒として、ニッケル等の元素を用い、結晶性の高い結晶質珪素膜を得る技術である。
【０１６０】
また、結晶化工程が終了した後で、結晶化に用いた触媒を除去する工程を行っても良い。その場合、特開平１０−２７０３６３号若しくは特開平８−３３０６０２号に記載された技術により触媒をゲッタリングすれば良い。
【０１６１】
また、本出願人による特願平１１−０７６９６７の出願明細書に記載された技術を用いてＴＦＴを形成しても良い。
【０１６２】
以上のように、実施例１に示した作製工程は一実施例であって、図２又は実施例１の図６（Ｃ）の構造が実現できるのであれば、他の作製工程を用いても問題はない。
【０１６３】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜４のいずれの構成とも自由に組み合わせることが可能である。
【０１６４】
〔実施例６〕
本願発明のＥＬ表示装置を駆動するにあたって、画像信号としてアナログ信号を用いたアナログ駆動を行うこともできるし、デジタル信号を用いたデジタル駆動を行うこともできる。
【０１６５】
アナログ駆動を行う場合、スイッチング用ＴＦＴのソース配線にはアナログ信号が送られ、その階調情報を含んだアナログ信号が電流制御用ＴＦＴのゲート電圧となる。そして、電流制御用ＴＦＴでＥＬ素子に流れる電流を制御し、ＥＬ素子の発光強度を制御して階調表示を行う。
【０１６６】
一方、デジタル駆動を行う場合、アナログ的な階調表示とは異なり、時分割駆動と呼ばれる階調表示を行う。即ち、発光時間の長さを調節することで、視覚的に色階調が変化しているように見せる。
【０１６７】
ＥＬ素子は液晶素子に比べて非常に応答速度が速いため、高速で駆動することが可能である。そのため、１フレームを複数のサブフレームに分割して階調表示を行う時分割駆動に適した素子であると言える。
【０１６８】
このように、本願発明は素子構造に関する技術であるので、駆動方法は如何なるものであっても構わない。
【０１６９】
〔実施例７〕
ＥＬ表示装置は自発光により画像表示を行うため、バックライトを必要としない。また、反射型液晶表示装置は屋外の光を用いて画像表示を行える点に特徴があるが、暗い所では明るさが足りずに結局バックライトが必要となる。その点、ＥＬ表示装置は暗い所であっても自発光型であるから何ら問題はない。
【０１７０】
しかしながら、実際にＥＬ表示装置を表示部とする電子装置を屋外で使う場合、当然暗い所で見る場合も明るい所で見る場合もある。このとき、暗い所ではさほど輝度が高くなくても十分に認識できるが、明るい所では輝度が高くないと認識できない場合がありうる。
【０１７１】
ＥＬ層の発光は流す電流量によって変化するため、輝度を高くするには流す電流も増え、それに応じて消費電力も増してしまう。しかし、発光輝度をそのような高いレベルに合わせてしまうと、暗い所では消費電力ばかり大きくで必要以上に明るい表示となってしまうことになる。
【０１７２】
そのような場合に備えて、本願発明のＥＬ表示装置には、外部の明るさをセンサーで感知して、明るさの程度に応じてＥＬ層の発光輝度を変える機能を持たせることが望ましい。即ち、明るい所では発光輝度を高くし、暗い所では発光輝度を低くして消費電力の増加を防ぐ。その結果、本願発明のＥＬ表示装置の消費電力を低減することが可能となる。
【０１７３】
なお、外部の明るさを感知するセンサーとしては、ＣＭＯＳセンサーやＣＣＤ等を用いることができる。ＣＭＯＳセンサーは公知の技術を用いてＥＬ表示装置の駆動回路や画素部と同一の基板上に形成すれば良い。また、ＣＣＤを形成した半導体チップをＥＬ表示装置に貼り付けても良いし、ＥＬ表示装置を表示部として用いた電子装置の一部にＣＣＤやＣＭＯＳセンサーを設ける構成としても構わない。
【０１７４】
こうして外部の明るさを感知するセンサーによって得られた信号に応じて、ＥＬ層に流す電流を変えるための回路を設け、それにより外部の明るさに応じてＥＬ層の発光輝度を調節しうる。
【０１７５】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜６のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０１７６】
〔実施例８〕
本願発明を実施して形成されたＥＬ表示装置は、自発光型であるため液晶表示装置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、様々な電子装置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ＥＬディスプレイ（ＥＬ表示装置を筐体に組み込んだディスプレイ）の表示部として本願発明のＥＬ表示装置を用いるとよい。
【０１７７】
なお、ＥＬディスプレイには、パソコン用ディスプレイ、ＴＶ放送受信用ディスプレイ、広告表示用ディスプレイ等の全ての情報表示用ディスプレイが含まれる。また、その他にも様々な電子装置の表示部として本願発明のＥＬ表示装置を用いることができる。
【０１７８】
その様な電子装置としては、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）、カーナビゲーションシステム、カーオーディオ、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（具体的にはコンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（ＬＤ）又はデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から見ることの多い携帯情報端末は視野角の広さが重要視されるため、ＥＬ表示装置を用いることが望ましい。それら電子装置の具体例を図１４に示す。
【０１７９】
図１４（Ａ）はＥＬディスプレイであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３等を含む。本願発明は表示部２００３に用いることができる。ＥＬディスプレイ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。
【０１８０】
図１４（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。本願発明のＥＬ表示装置は表示部２１０２に用いることができる。
【０１８１】
図１４（Ｃ）は頭部取り付け型のＥＬディスプレイの一部（右片側）であり、本体２２０１、信号ケーブル２２０２、頭部固定バンド２２０３、表示部２２０４、光学系２２０５、ＥＬ表示装置２２０６等を含む。本願発明はＥＬ表示装置２２０６に用いることができる。
【０１８２】
図１４（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２３０１、記録媒体（ＣＤ、ＬＤまたはＤＶＤ等）２３０２、操作スイッチ２３０３、表示部（ａ）２３０４、表示部（ｂ）２３０５等を含む。表示部（ａ）は主として画像情報を表示し、表示部（ｂ）は主として文字情報を表示するが、本願発明のＥＬ表示装置はこれら表示部（ａ）、（ｂ）に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、ＣＤ再生装置、ゲーム機器なども含まれうる。
【０１８３】
図１４（Ｅ）は携帯型（モバイル）コンピュータであり、本体２４０１、カメラ部２４０２、受像部２４０３、操作スイッチ２４０４、表示部２４０５等を含む。本願発明のＥＬ表示装置は表示部２４０５に用いることができる。
【０１８４】
図１４（Ｆ）はパーソナルコンピュータであり、本体２５０１、筐体２５０２、表示部２５０３、キーボード２５０４等を含む。本願発明のＥＬ表示装置は表示部２５０３に用いることができる。
【０１８５】
なお、将来的にＥＬ材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０１８６】
また、上記電子装置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。ＥＬ材料の応答速度は非常に高いため、ＥＬ表示装置は動画表示に好ましいが、画素間の輪郭がぼやけてしまっては動画全体もぼけてしまう。従って、画素間の輪郭を明瞭にするという本願発明のＥＬ表示装置を電子装置の表示部として用いることは極めて有効である。
【０１８７】
また、ＥＬ表示装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話やカーオーディオのような文字情報を主とする表示部にＥＬ表示装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
【０１８８】
ここで図１５（Ａ）は携帯電話であり、本体２６０１、音声出力部２６０２、音声入力部２６０３、表示部２６０４、操作スイッチ２６０５、アンテナ２６０６を含む。本願発明のＥＬ表示装置は表示部２６０４に用いることができる。なお、表示部２６０４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。
【０１８９】
また、図１５（Ｂ）はカーオーディオであり、本体２７０１、表示部２７０２、操作スイッチ２７０３、２７０４を含む。本願発明のＥＬ表示装置は表示部２７０２に用いることができる。また、本実施例では車載用カーオーディオを示すが、据え置き型のカーオーディオに用いても良い。なお、表示部２７０４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。これは据え置き型のカーオーディオにおいて特に有効である。
【０１９０】
以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子装置に用いることが可能である。また、本実施例の電子装置は実施例１〜７の構成を自由に組み合わせたＥＬ表示装置を用いることで得ることができる。
【０１９１】
【発明の効果】
本願発明を実施することでＥＬ表示装置の画素部において画素間の輪郭が明瞭なものとなり、高精細な画像表示の可能なＥＬ表示装置が得られる。また、本願発明では画素間の隙間を隠すために遮光膜を用いるが、その遮光膜を対向基板側に設けることで歩留まりの低下を防いでいる。さらに、本願発明のＥＬ表示装置は、液晶表示装置の製造ラインを転用して作製することが可能であるため、設備投資の負担が小さくて済む。従って、安価で、且つ、高精細な画像表示の可能なＥＬ表示装置が得られる。また、本願発明のＥＬ表示装置を表示部として用いることにより、安価で視認性の高い電子装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＥＬ表示装置の画素部を示す図。
【図２】ＥＬ表示装置の画素の断面構造を示す図。
【図３】ＥＬ表示装置の画素部の上面構造及び構成を示す図。
【図４】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図５】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図６】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の作製工程を示す図。
【図７】ＥＬ表示装置の外観を示す図。
【図８】ＥＬ表示装置の回路ブロック構成を示す図。
【図９】ＥＬ表示装置の画素を拡大した図。
【図１０】ＥＬ表示装置のサンプリング回路の構造を示す図。
【図１１】ＥＬ表示装置の外観を示す図。
【図１２】ＥＬ表示装置の画素の構成を示す図。
【図１３】ＥＬ表示装置の画素の断面構造を示す図。
【図１４】電子装置の具体例を示す図。
【図１５】電子装置の具体例を示す図。
【図１６】有機物質の色度座標を示す図。

Claims

スイッチング用のｎチャネル型の第１の薄膜トランジスタ、電流制御用のｎチャネル型の第２の薄膜トランジスタ、及びＥＬ素子を含む画素が複数配列されたアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板に貼り付けられた対向基板とを有し、
前記対向基板は、前記画素の縁と重なる位置に設けられた遮光膜と、前記画素と重なる位置に設けられたカラーフィルターとを有し、
前記第１の薄膜トランジスタは、第１の半導体層と、ゲート絶縁膜と、第１のゲート電極と、第２のゲート電極とを有し、
前記第２の薄膜トランジスタは、第２の半導体層と、前記ゲート絶縁膜と、第３のゲート電極とを有し、
前記第１の半導体層は、第１のチャネル形成領域、第２のチャネル形成領域、第１のＬＤＤ領域、第２のＬＤＤ領域、第３のＬＤＤ領域、第４のＬＤＤ領域、第１のソース領域、第１のドレイン領域、及び高濃度不純物領域を有し、
前記第２の半導体層は、第３のチャネル形成領域、第５のＬＤＤ領域、第２のソース領域、及び第２のドレイン領域を有し、
前記第１のソース領域及び前記高濃度不純物領域は、前記第１のチャネル形成領域を間に挟んで設けられ、
前記第１のＬＤＤ領域は、前記第１のチャネル形成領域と前記第１のソース領域との間に設けられ、
前記第２のＬＤＤ領域は、前記第１のチャネル形成領域と前記高濃度不純物領域との間に設けられ、
前記第１のドレイン領域及び前記高濃度不純物領域は、前記第２のチャネル形成領域を間に挟んで設けられ、
前記第３のＬＤＤ領域は、前記第２のチャネル形成領域と前記第１のドレイン領域との間に設けられ、
前記第４のＬＤＤ領域は、前記第２のチャネル形成領域と前記高濃度不純物領域との間に設けられ、
前記第２のソース領域及び前記第２のドレイン領域は、前記第３のチャネル形成領域を間に挟んで設けられ、
前記第５のＬＤＤ領域は、前記第３のチャネル形成領域と前記第２のドレイン領域との間に設けられ、
前記第１のＬＤＤ領域及び前記第２のＬＤＤ領域は、前記第１のゲート電極と重ならず、
前記第３のＬＤＤ領域及び前記第４のＬＤＤ領域は、前記第２のゲート電極と重ならず、
前記第５のＬＤＤ領域は、前記第３のゲート電極と重なる領域と、前記第３のゲート電極と重ならない領域とを有し、
前記ＥＬ素子からの光は、前記対向基板を透過して放射されることを特徴とするＥＬ表示装置。
スイッチング用のｎチャネル型の第１の薄膜トランジスタ、電流制御用のｎチャネル型の第２の薄膜トランジスタ、及びＥＬ素子を含む画素が複数配列されたアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板に貼り付けられた対向基板とを有し、
前記対向基板は、前記画素の縁と重なる位置に設けられた遮光膜と、前記遮光膜の一部を覆い、かつ前記画素と重なる位置に設けられたカラーフィルターとを有し、
前記遮光膜は、黒色顔料またはカーボンを含む樹脂であり、
前記ＥＬ素子と前記遮光膜及び前記カラーフィルターとの間に、前記ＥＬ素子に接する窒化珪素膜を有し、
前記第１の薄膜トランジスタは、第１の半導体層と、ゲート絶縁膜と、第１のゲート電極と、第２のゲート電極とを有し、
前記第２の薄膜トランジスタは、第２の半導体層と、前記ゲート絶縁膜と、第３のゲート電極とを有し、
前記第１の半導体層は、第１のチャネル形成領域、第２のチャネル形成領域、第１のＬＤＤ領域、第２のＬＤＤ領域、第３のＬＤＤ領域、第４のＬＤＤ領域、第１のソース領域、第１のドレイン領域、及び高濃度不純物領域を有し、
前記第２の半導体層は、第３のチャネル形成領域、第５のＬＤＤ領域、第２のソース領域、及び第２のドレイン領域を有し、
前記第１のソース領域及び前記高濃度不純物領域は、前記第１のチャネル形成領域を間に挟んで設けられ、
前記第１のＬＤＤ領域は、前記第１のチャネル形成領域と前記第１のソース領域との間に設けられ、
前記第２のＬＤＤ領域は、前記第１のチャネル形成領域と前記高濃度不純物領域との間に設けられ、
前記第１のドレイン領域及び前記高濃度不純物領域は、前記第２のチャネル形成領域を間に挟んで設けられ、
前記第３のＬＤＤ領域は、前記第２のチャネル形成領域と前記第１のドレイン領域との間に設けられ、
前記第４のＬＤＤ領域は、前記第２のチャネル形成領域と前記高濃度不純物領域との間に設けられ、
前記第２のソース領域及び前記第２のドレイン領域は、前記第３のチャネル形成領域を間に挟んで設けられ、
前記第５のＬＤＤ領域は、前記第３のチャネル形成領域と前記第２のドレイン領域との間に設けられ、
前記第１のＬＤＤ領域及び前記第２のＬＤＤ領域は、前記第１のゲート電極と重ならず、
前記第３のＬＤＤ領域及び前記第４のＬＤＤ領域は、前記第２のゲート電極と重ならず、
前記第５のＬＤＤ領域は、前記第３のゲート電極と重なる領域と、前記第３のゲート電極と重ならない領域とを有し、
前記ＥＬ素子からの光は、前記対向基板を透過して放射されることを特徴とするＥＬ表示装置。
請求項１において、
前記遮光膜は、酸化バリウム、酸化カルシウム、または酸化リチウムを含む樹脂であることを特徴とするＥＬ表示装置。
請求項２において、
前記遮光膜は、酸化バリウム、酸化カルシウム、または酸化リチウムをさらに含むことを特徴とするＥＬ表示装置。
請求項１乃至４のいずれか一において、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との間に設けられた密閉空間を有することを特徴とするＥＬ表示装置。
請求項５において、
前記密閉空間には不活性ガスが充填されていることを特徴とするＥＬ表示装置。
請求項１乃至６のいずれか一において、前記ＥＬ素子は白色発光のＥＬ層を有することを特徴とするＥＬ表示装置。
請求項１乃至７のいずれか一に記載のＥＬ表示装置を用いたことを特徴とする電子装置。