JP5504221B2 - 発光装置及びその作製方法 - Google Patents

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Description

発光装置、特に、プラスチック基板上に形成された有機発光素子（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Device）を有する発光装置に関する。また、該ＯＬＥＤパネルにコントローラを含むＩＣ等を実装した、ＯＬＥＤモジュールに関する。なお本明細書において、ＯＬＥＤパネル及びＯＬＥＤモジュールを共に発光装置と総称する。本発明はさらに、該発光装置を用いた電子機器に関する。
近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜（厚さ数〜数百ｎｍ程度）を用いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタはＩＣや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッチング素子として開発が急がれている。
このような画像表示装置を利用したアプリケーションは様々なものが期待されているが、特に携帯機器への利用が注目されている。現在、ガラス基板や石英基板が多く使用されているが、割れやすく、重いという欠点がある。また、大量生産を行う上で、ガラス基板や石英基板は大型化が困難であり、不向きである。そのため、可撓性を有する基板、代表的にはフレキシブルなプラスチックフィルムの上にＴＦＴ素子を形成することが試みられている。
しかしながら、プラスチックフィルムの耐熱性が低いためプロセスの最高温度を低くせざるを得ず、結果的にガラス基板上に形成する時ほど良好な電気特性のＴＦＴを形成できないのが現状である。そのため、プラスチックフィルムを用いた高性能な発光素子は実現されていない。
近年、自発光型素子としてＯＬＥＤを有したアクティブマトリクス型発光装置（以下、単に発光装置と呼ぶ）の研究が活発化している。発光装置は有機発光装置（ＯＥＬＤ：Organic EL Display）又は有機ライトエミッティングダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）とも呼ばれている。
ＯＬＥＤは自ら発光するため視認性が高く、液晶表示装置（ＬＣＤ）で必要なバックライトが要らず薄型化に最適であると共に、視野角にも制限が無い。そのため、ＯＬＥＤを用いた発光装置は、ＣＲＴやＬＣＤに代わる表示装置として注目されている。
もし、プラスチックフィルム等の可撓性を有する基板の上に有機発光素子（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Device）が形成された発光装置を作製することができれば、厚みが薄く軽量であるということに加えて、曲面を有するディスプレイや、ショーウィンドウ等などにも用いることができる。よって、その用途は携帯機器のみに限られず、応用範囲は非常に広い。
しかし、プラスチックからなる基板は、一般的に水分や酸素を透過しやすく、有機発光層はこれらのものによって劣化が促進されるので、特に発光装置の寿命が短くなりやすい。そこで従来では、プラスチック基板とＯＬＥＤの間に窒化珪素や窒化酸化珪素などからなる絶縁膜を設け、水分や酸素の有機発光層への混入を防いでいた。しかしながら、窒化珪素や窒化酸化珪素などからなる絶縁膜では水分や酸素の有機発光層への混入を十分防止することは困難であった。
加えて、プラスチックフィルム等の基板は一般的に熱に弱く、窒化珪素や窒化酸化珪素などの絶縁膜の成膜温度を高くしすぎると、基板が変形しやすくなる。
また、成膜温度が低すぎると膜質の低下につながり、水分や酸素の透過を十分防ぐことが難しくなる。
また、プラスチックフィルム等の基板上に設けた素子を駆動する際、局所的に発熱が生じて基板の一部が変形、変質してしまうことも問題になっている。
さらに、水分や酸素の透過を防ぐために、窒化珪素や窒化酸化珪素などの絶縁膜の膜厚を厚くすると、応力が大きくなり、クラック（亀裂）が入りやすくなる。また、膜厚を厚くすると、基板が曲げられたときに膜にクラックが入りやすくなる。また、基板を剥離する際、被剥離層が曲げられ、被剥離層にクラックが入ることもある。
また、ＴＦＴは、水分や酸素に加え、アルカリ金属（Ｌｉ、Ｃｓ、Ｎａ等）やアルカリ土類金属（Ｃａ、Ｍｇ等）や他の金属元素の不純物が活性層に拡散すると特性が変化しやすい。
また、最終製品とした後においても、他の不純物、例えば人の汗や接続部品からの不純物が拡散し、有機発光層やＴＦＴの活性層に混入すると、変質や劣化が促進される恐れがある。
本発明は上記問題に鑑み、水分や酸素やアルカリ金属やアルカリ土類金属などの不純物の拡散による劣化を抑えることが可能な発光装置、具体的には、プラスチック基板上に形成されたＯＬＥＤを有する発光装置の提供を課題とする。
本発明は、プラスチック基板上に、酸素や水分がＯＬＥＤの有機発光層に入り込むのを防ぎ、且つアルカリ金属およびアルカリ土類金属などの不純物がＴＦＴの活性層に入り込むのを防ぐことの可能なＡｌＮXＯYで示される層からなる膜（以下、バリア膜）を設ける。
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陰極と、該陰極に接する有機化合物層と、該有機化合物層に接する陽極とを有する発光素子を備えた発光装置であって、前記基板に接してＡｌＮXＯYで示される層が設けられていることを特徴とする発光装置である。
なお、上記アルミニウムを含む窒化酸化物層は、窒素を２．５atm％〜４７．５atm％含む膜であり、水分や酸素をブロッキングすることができる効果に加え、熱伝導性が高く放熱効果を有し、さらには透光性が非常に高いという特徴を有している。加えて、アルカリ金属やアルカリ土類金属などの不純物がＴＦＴの活性層に入り込むのを防ぐことができる。
また、２枚の基板で挟んで酸素や水分がＯＬＥＤの有機発光層に入り込むのを防ぐ構成としてもよく、本発明の他の構成は、陰極と、該陰極に接する有機化合物層と、該有機化合物層に接する陽極とを有する発光素子を第１の基板と第２の基板との間に挟んだ発光装置であって、前記第１の基板または前記第２の基板には、ＡｌＮXＯYで示される層が設けられ、且つ、前記発光素子は、ＡｌＮXＯYで示される層で覆われていることを特徴とする発光装置である。
さらに、２枚の基板で挟む際には接着層で基板同士を接着することになるが、両基板にバリア膜を設けても、接着層を通過して水分や酸素などの不純物が侵入してくる恐れがある。そこで、上記発光素子を覆うパッシベーション膜（保護膜とも呼ぶ）としてＡｌＮXＯYで示される層を用い、上記発光素子をバリア膜とパッシベーション膜とで包む構造とすることが好ましい。加えて、上記発光素子を覆って、ＡｌＮXＯYで示される層からなるパッシベーション膜を２層以上設けて、さらに該２層のパッシベーション膜の間に樹脂を含む応力緩和膜（以下、応力緩和膜と呼ぶ）を設けてもよい。パッシベーション膜に比べて応力が小さい応力緩和膜を、応力緩和膜の間に挟むことで、全体の応力を緩和することができる。
また、本発明は、プラスチック基板上に、酸素や水分がＯＬＥＤの有機発光層に入り込むのを防ぐバリア膜と、前記バリア膜よりも応力の小さい有機樹脂からなる層（応力緩和膜）との積層を設けてもよく、本発明の他の構成は、絶縁表面を有する基板上に陰極と、該陰極に接する有機化合物層と、該有機化合物層に接する陽極とを有する発光素子を備えた発光装置であって、前記基板に接してＡｌＮXＯYで示される層と有機樹脂からなる層との積層が設けられていることを特徴とする発光装置である。
また、２枚の基板で挟んで酸素や水分がＯＬＥＤの有機発光層に入り込むのを防ぐ構成としてもよく、本発明の他の構成は、陰極と、該陰極に接する有機化合物層と、該有機化合物層に接する陽極とを有する発光素子を第１の基板と第２の基板との間に挟んだ発光装置であって、前記第１の基板または前記第２の基板には、ＡｌＮXＯYで示される層と有機樹脂からなる層との積層が設けられ、且つ、前記発光素子は、ＡｌＮXＯYで示される層で覆われていることを特徴とする発光装置である。
具体的には、ＡｌＮXＯYで示される層からなるバリア膜を２層以上設けて、さらに該２層のバリア膜の間に樹脂を含む応力緩和膜（以下、応力緩和膜と呼ぶ）を設ける。そして、該３層以上の絶縁膜上にＯＬＥＤを形成して密封することにより、発光装置を形成する。
本発明では、ＡｌＮXＯYで示される層からなる複数のバリア膜を積層することで、バリア膜にクラックが生じても、他のバリア膜で水分や酸素などの不純物が有機発光層に入り込むのを効果的に防ぐことができ、アルカリ金属などの不純物がＴＦＴの活性層に入り込むのを効果的に防ぐことができる。
また、バリア膜に比べて応力が小さい応力緩和膜を、応力緩和膜の間に挟むことで、全体の応力を緩和することができる。よって、トータルのバリア膜の厚さは同じであっても、１層のみのバリア膜に比べて、応力緩和膜を間に挟んだバリア膜は、応力によるクラックが入りにくい。
したがって、１層のみのバリア膜に比べて、トータルのバリア膜の膜厚は同じであっても、水分や酸素などの不純物の有機発光層への混入を効果的に防ぐことができ、さらに、応力によるクラックが入りにくい。
また、バリア膜と応力緩和膜の積層により、よりフレキシブルになり、曲げたときのクラックを防ぐことができる。
また、上記各構成において、前記有機樹脂からなる層は、ＡｌＮXＯYで示される層よりも応力が小さい材料、例えば、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、またはエポキシ樹脂から選ばれた単層、またはそれらの積層からなることを特徴としている。また、上記各構成において、前記有機樹脂からなる層は、前記基板を接着する接着層を含むことを特徴としている。
また、上記各構成において、前記基板は、可撓性を有するプラスチック基板であれば特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミドから選ばれた１種または複数種からなるプラスチック基板である。
また、本発明の他の構成は、ＡｌＮXＯYで示される層上に有機樹脂からなる層と、該層上にＡｌＮXＯYで示される層とが積層形成されたポリイミド基板上に、陰極と、該陰極に接する有機化合物層と、該有機化合物層に接する陽極とを有する発光素子を備えた発光装置である。
また、本発明の他の構成は、ＡｌＮXＯYで示される層上に有機樹脂からなる層と、該層上にＡｌＮXＯYで示される層とが積層形成されたポリエチレンサルファイル基板上に、陰極と、該陰極に接する有機化合物層と、該有機化合物層に接する陽極とを有する発光素子を備えた発光装置である。
また、本発明の他の構成は、ＡｌＮXＯYで示される層上に有機樹脂からなる層と、該層上にＡｌＮXＯYで示される層とが積層形成されたポリカーボネート基板上に、陰極と、該陰極に接する有機化合物層と、該有機化合物層に接する陽極とを有する発光素子を備えた発光装置である。
また、本発明の他の構成は、ＡｌＮXＯYで示される層上に有機樹脂からなる層と、該層上にＡｌＮXＯYで示される層とが積層形成されたポリエチレンテレフタレート基板上に、陰極と、該陰極に接する有機化合物層と、該有機化合物層に接する陽極とを有する発光素子を備えた発光装置である。
また、本発明の他の構成は、ＡｌＮXＯYで示される層上に有機樹脂からなる層と、該層上にＡｌＮXＯYで示される層とが積層形成されたポリエチレンナフタレート基板上に、陰極と、該陰極に接する有機化合物層と、該有機化合物層に接する陽極とを有する発光素子を備えた発光装置である。
また、本発明の他の構成は、発光装置と外部との間にＡｌＮXＯYで示される層または有機樹脂からなる層を単層または多層有していることを特徴とする電子機器である。
また、上記各構成において、前記ＡｌＮXＯYで示される層は、周期律１３族元素または周期律１５族元素の不純物を０．１atm％〜５atm％含むことを特徴としている。
また、上記各構成において、リン元素またはボロン元素を０．１atm％〜５atm％含むことを特徴とする発光装置。
また、上記各構成における上記ＡｌＮXＯYで示される層により、素子の発熱を拡散させて素子の劣化を抑える効果とともに、プラスチック基板の変形や変質を保護する効果を有する。
なお、本明細書では、ＯＬＥＤの陽極と陰極の間に形成された全ての層を有機発光層と定義する。有機発光層には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的にＯＬＥＤは、陽極／発光層／陰極が順に積層された構造を有しており、この構造に加えて、陽極／正孔注入層／発光層／陰極や、陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極等の順に積層した構造を有していることもある。
また、ＯＬＥＤは、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Electroluminescence）が得られる有機化合物（有機発光材料）を含む層（以下、有機発光層と記す）と、陽極と、陰極とを有している。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、本発明の発光装置は、上述した発光のうちの、いずれか一方の発光を用いていても良いし、または両方の発光を用いていても良い。
本発明のバリア膜（ＡｌＮXＯY膜）を複数積層することで、バリア膜にクラックが生じても、他のバリア膜で水分や酸素などの不純物の有機発光層への混入を効果的に防ぐことができる。また、本発明のバリア膜（ＡｌＮXＯY膜）により、素子の発熱を拡散させて素子の劣化を抑える効果とともに、プラスチック基板の変形や変質を保護する効果を有する。
加えて、本発明のバリア膜（ＡｌＮXＯY膜）は、アルカリ金属やアルカリ土類金属などの不純物のＴＦＴの活性層及び有機発光層への混入を効果的に防ぐことができる。
また、本発明のバリア膜（ＡｌＮXＯY膜）に比べて応力が小さい応力緩和膜を、複数のバリア膜の間に挟むことで、絶縁膜全体の応力を緩和することができる。
よって、外力が与えられても破壊することなく、フレキシブルな発光装置とすることができる。
ＥＬモジュールの上面図および断面図。 外力が加わったときのＥＬモジュールの外観図。 ＴＦＴの作製工程を示す図。 ＴＦＴの作製工程を示す図。 ＯＬＥＤが設けられたアクティブマトリクス基板の断面図。 実施例３を説明する工程断面図。 実施例３を説明する工程断面図。 実施例４を説明するＥＬモジュールの断面図。 実施例５を説明するＥＬモジュールの断面図。 電子機器の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 本発明のＡｌＮXＯY膜の透過率を示すグラフである。 本発明のＡｌＮXＯY膜のＥＳＣＡ分析結果である。 ＢＴストレスでのＭＯＳ特性（ＡｌＮXＯY膜）である。 ＢＴストレスでのＭＯＳ特性（ＳｉＮ膜）である。（比較例）
本発明の実施形態について、以下に説明する。
図１（Ａ）は、ＥＬモジュールを示す上面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。図１（Ｂ）において、表面にバリア膜として機能するＡｌＮXＯYで示される層（ＡｌＮXＯY膜とも呼ぶ）１０ｂと、応力緩和膜（有機樹脂）１０ｃと、ＡｌＮXＯY膜１０ｄとの積層が設けられた可撓性を有するフィルム基板１０ａ（例えば、プラスチック基板等）が接着層３３で絶縁膜１１と接着されている。なお、接着層３３もバリア膜よりも応力の小さい材料を用いて応力緩和膜として機能させてもよい。このように、複数のバリア膜１０ｂ、１０ｄを積層することで、バリア膜にクラックが生じても、他のバリア膜で水分や酸素などの不純物が有機発光層に入り込むのを効果的に防ぐことができる。加えて、複数のバリア膜の間に応力緩和膜を設けることによって、よりフレキシブルな発光装置になり、曲げたときのクラックを防ぐことができる。
また、膜厚１００ｎｍにおけるＡｌＮXＯY膜の透過率を図１２に示す。図１２に示すように、ＡｌＮXＯY膜は透光性が非常に高く（可視光領域で透過率８０％〜９１．３％）、発光素子からの発光の妨げにならない。
本発明において、ＡｌＮXＯY膜は、スパッタ法を用い、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）ターゲットを用い、アルゴンガスと窒素ガスと酸素ガスを混合した雰囲気下にて成膜する。ＡｌＮXＯY膜は、窒素を数atm％以上、好ましくは２．５atm％〜４７．５atm％含む範囲であればよく、スパッタ条件（基板温度、原料ガスおよびその流量、成膜圧力など）を適宜調節することによって窒素濃度を調節することができる。なお、得られたＡｌＮXＯY膜のＥＳＣＡ（Electron Spectroscopy for Analysis）での分析による組成を図１３に示す。また、アルミニウム（Ａｌ）ターゲットを用い、窒素ガス及び酸素ガスを含む雰囲気下にて成膜してもよい。なお、スパッタ法に限定されず、蒸着法やその他の公知技術を用いてもよい。
また、ＡｌＮXＯY膜による水分や酸素のブロッキング効果を確認するため、膜厚２００ｎｍのＡｌＮXＯY膜が設けられたフィルム基板でＯＬＥＤを封止したサンプルと、膜厚２００ｎｍのＳｉＮ膜が設けられたフィルム基板でＯＬＥＤを封止したサンプルとを用意して、８５度に加熱した水蒸気雰囲気中での経時変化を調べる実験を行ったところ、ＳｉＮ膜のサンプルに比べ、ＡｌＮXＯY膜のサンプルのほうがＯＬＥＤの寿命が長く、長時間の発光が可能であった。この実験結果から、ＡｌＮXＯY膜は、ＳｉＮ膜よりも装置外から水分や酸素などの不純物といった有機化合物層の劣化を促す物質が侵入することを防げる材料膜であることが読み取れる。
また、ＡｌＮXＯY膜によるアルカリ金属のブロッキング効果を確認するため、シリコン基板上に膜厚５０ｎｍの熱酸化膜を設け、その上に膜厚４０ｎｍのＡｌＮXＯY膜を設け、その上にＬｉを含むアルミニウム電極を設け、これらの膜が設けられた面とは反対側のシリコン基板面にＳｉを含むアルミニウム電極を設けて３００℃、１時間の熱処理を行った後、ＢＴストレス試験（±１．７ＭＶ／ｃｍ、１５０℃、１時間）を行いＭＯＳ特性（Ｃ−Ｖ特性）を測定した。実験結果を図１４に示す。図１４に示したＣ―Ｖ特性は、プラスの電圧を印加した時、即ち＋ＢＴの時、プラス側にシフトしていることから、シフトした原因はＬｉではなく、ＡｌＮXＯY膜によるアルカリ金属のブロッキング効果が有ることが確認できた。比較のため、ＭＯＳの上方に絶縁膜（膜厚１００ｎｍの窒化シリコン膜）を介してＡｌＬｉ合金を形成し、同様にそのＭＯＳの特性変動を調べた。結果を図１５に示す。プラスの電圧を印加した時、即ち＋ＢＴの時、図１５に示したＣ−Ｖ特性変動は大きくマイナス側にシフトしており、その原因は、主にＬｉが活性層へ混入したことであると考えられる。
また、ＡｌＮXＯY膜でプラスチック基板の両面のみを覆う構成としてもよい。
なお、ここでは耐熱性を有する基板上に絶縁膜１１、絶縁膜２０を設け、その上に画素部２２、ソース側駆動回路１４、及びゲート側駆動回路１３を設けた後、カバー材を接着して固定し、耐熱性を有する基板を剥離した後、上記フィルム基板を貼りつけているが、特に限定されず、画素部２２、ソース側駆動回路１４、及びゲート側駆動回路１３の形成温度に耐え得るフィルム基板であれば、フィルム基板上に画素部２２、ソース側駆動回路１４、及びゲート側駆動回路１３を形成すればよく、その場合、接着層を設ける必要はない。
耐熱性を有する基板（ガラス基板や石英基板）を剥離する技術は特に限定されず、ここでは、膜の内部応力を利用して剥離を行う剥離方法、具体的には、耐熱性を有する基板上に熱処理によって膜剥がれ（ピーリング）などのプロセス上の異常は生じない第１の材料層と第２の材料層との積層を設け、該積層上に素子（ＴＦＴや発光素子）を形成した後、物理的手段、代表的には機械的な力を加えること、例えば人間の手で引き剥がすことで容易に第２の材料層の層内または界面において、きれいに分離できる方法を用いる。第１の材料層と第２の材料層との結合力は、熱エネルギーには耐え得る強さを有している一方、剥離する直前において、引張応力を有する第１の材料層と圧縮応力を有する第２の材料層との間には応力歪みを有しているため、力学的エネルギーに弱く、剥離する。ここでは、第１の材料層としてタングステン膜を用い、第２の材料層としてスパッタ法による酸化珪素膜を用いて剥離させたため、絶縁膜１１が第２の材料層に相当している。
また、耐熱性を有する基板を剥離する他の技術として、分離層を介して存在する被剥離層を前記基板から剥離する剥離方法（特開平１０−１２５９２９号公報、特開平１０−１２５９３１号公報）を用いてもよい。上記公報に記載の技術は、非晶質シリコン（またはポリシリコン）からなる分離層を設け、基板を通過させてレーザー光を照射して非晶質シリコンに含まれる水素を放出させることにより、空隙を生じさせて基板を分離させるというものである。
図１（Ｂ）において、絶縁膜２０上には画素部１２、ゲート側駆動回路１３が形成されており、画素部１２は電流制御用ＴＦＴ２１とそのドレインに電気的に接続された画素電極（陰極）２２を含む複数の画素により形成される。電流制御用ＴＦＴ２１としてはｐチャネル型ＴＦＴを用いることも可能であるが、ｎチャネル型ＴＦＴを用いることが好ましい。また、ゲート側駆動回路１３はｎチャネル型ＴＦＴ２３とｐチャネル型ＴＦＴ２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。各ＴＦＴの活性層としては、結晶構造を有する半導体膜（ポリシリコン膜）や非晶質構造を有する半導体膜（アモルファスシリコン膜など）を用いる。
また、画素電極２２は発光素子（ＯＬＥＤ）の陰極として機能する。また、画素電極２２の両端にはバンク２５が形成され、画素電極２２上には有機化合物層２６および発光素子の陽極２７が形成される。
有機化合物層２６としては、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有機化合物層（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、低分子系有機化合物材料や高分子系有機化合物材料を用いればよい。また、有機化合物層２６として一重項励起により発光（蛍光）する発光材料（シングレット化合物）からなる薄膜、または三重項励起により発光（リン光）する発光材料（トリプレット化合物）からなる薄膜を用いることができる。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。これらの有機材料や無機材料は公知の材料を用いることができる。
陽極２７は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線１８を経由してＦＰＣ１９に電気的に接続されている。さらに、画素部１２及びゲート側駆動回路１３に含まれる素子は全て陽極２７、有機樹脂２８、及び保護膜２９で覆われている。
また、図１（Ａ）において、２８は有機樹脂、２９は保護膜であり、画素部１２および駆動回路１３、１４は有機樹脂２８で覆われ、その有機樹脂は保護膜（ＡｌＮXＯY膜）２９で覆われている。なお、有機樹脂２８としては、できるだけ可視光に対して透明もしくは半透明な材料を用いるのが好ましい。また、有機樹脂２８はできるだけ水分や酸素などの不純物を透過しない材料であることが望ましい。
さらに、画素部１２および駆動回路１３、１４は、接着剤を用いてカバー材３０ａで封止されている。カバー材３０ａは、支持体として剥離前に接着される。
なお、支持体となるカバー材３０ａを接着した後、剥離する際には配線引き出し端子の部分（接続部分）が絶縁膜２０、１１のみとなり機械強度が弱くなるため、剥離前にＦＰＣ１９を貼りつけ、さらに有機樹脂３２で固定している。
ここで、熱や外力などによる変形に耐えるためカバー材３０ａはフィルム基板１０ａと同じ材質のもの、例えばプラスチック基板を用いることが望ましい。なお、水分や酸素などの不純物の侵入を防ぐため、カバー材３０ａには予めＡｌＮXＯY膜３０ｂを形成する。ここではカバー材中を通して発光を通過させるため、単層のバリア層（ＡｌＮXＯY膜３０ｂ）としたが、フィルム基板１０ａと同様に、複数のバリア膜と、該バリア膜どうしの間に前記バリア膜よりも応力の小さい層（応力緩和膜）を設けてもよい。その場合、応力緩和膜としては透光性の高いものを用いる。
なお、１８はソース側駆動回路１４及びゲート側駆動回路１３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）１９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）
が取り付けられていても良い。本明細書におけるＥＬモジュールには、発光素子が設けられた基板本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
以上のような構造で発光素子をＡｌＮXＯYで示されるバリア膜１０ｂ、１０ｄ及びＡｌＮXＯYで示される保護膜２９で封入することにより、発光素子を外気から完全に遮断することができ、装置外から水分や酸素等による有機化合物層の酸化が主原因である劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。加えて、熱伝導性を有するＡｌＮXＯY膜により発熱を発散することができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
加えて、複数のバリア膜の間に応力緩和膜を設けることによって、外力が与えられても破壊することなく、フレキシブルな発光装置になる。
また、図２には、外力が与えられたフレキシブルな発光装置４５の外観図を示した。図２中、４０は画素部、４１はＦＰＣ、４２ａ、４２ｂは集積回路、４３ａ、４３ｂはゲート側駆動回路、４４はソース側駆動回路、４５ａ、４５ｂはフィルム基板である。フィルム基板４５ａ及びフィルム基板４５ｂには、ＡｌＮXＯYで示される層と有機樹脂からなる層との積層が片面または両面に設けられており、外からの水分、酸素、アルカリ金属などの不純物が侵入してくるのを防ぎ、ＯＬＥＤ及びＴＦＴを保護している。
また、ＡｌＮXＯYで示される層と有機樹脂からなる層との積層を基板の外側表面に設けた場合、発光装置と外部との間にＡｌＮXＯYで示される層または有機樹脂からなる層を単層または多層有している構成となり、外部からの不純物拡散を防止することができる。本明細書中、外部とは、ＥＬモジュールに外部接続される素子やＩＣチップ、ＥＬモジュールに接触するパッケージやその他の部材を含めた総称を指すこととする。
なお、フィルム基板４５ａ上に画素部４０や駆動回路や発光素子が設けられており、フィルム基板４５ｂとでこれらの素子を挟みこんでいる。これらの画素部や駆動回路と同一基板上に複雑な集積回路（メモリ、ＣＰＵ、コントローラ、Ｄ／Ａコンバータ等）４２ａ、４２ｂを形成しても可能であるが、少ないマスク数での作製は困難である。従って、メモリ、ＣＰＵ、コントローラ、Ｄ／Ａコンバータ等を備えたＩＣチップを、ＣＯＧ（chip on glass）方式やＴＡＢ（tape automated bonding）方式やワイヤボンディング方法で実装することが好ましい。
フィルム基板４５ａとフィルム基板４５ｂとを接着した後、ＩＣチップを装着してもよいし、フィルム基板４５ａにＩＣチップを装着した後でフィルム基板４５ｂで封止してもよい。
なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。
また、画素電極を陽極とし、有機化合物層と陰極を積層して図１とは逆方向に発光する構成としてもよい。その場合には電流制御用ＴＦＴとしてｐチャネル型ＴＦＴを用いることが好ましい。
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。
本発明の実施例を図３及び図４を用いて説明する。ここでは、まず、同一基板上にｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴとを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路を同時に作製する方法について詳細に説明する。
まず、基板１００上に第１の材料層１０１、第２の材料層１０２、下地絶縁膜１０３を形成し、結晶構造を有する半導体膜を得た後、所望の形状にエッチング処理して島状に分離された半導体層１０４、１０５を形成する。
基板１００としては、ガラス基板（＃１７３７）を用いる。
また、第１の材料層１０１としては、成膜後或いは剥離直前において、１〜１×１０10（Dyne/cm2）の範囲で引張応力を有することを特徴としている。前記第１の材料層としては、上記範囲の引張応力を有する材料であれば、特に限定されず、金属材料（Ｔｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔなど）、半導体材料（例えばＳｉ、Ｇｅなど）、絶縁体材料、有機材料のいずれか一層、またはこれらの積層を用いることができる。なかでも、タングステン膜、窒化タングステン膜、窒化チタン膜が好ましい。なお、１〜１×１０10（Dyne/cm2）よりも大きな引張応力を有する膜は、熱処理を加えた場合、ピーリングを起しやすい。ここではスパッタ法で膜厚１００ｎｍの窒化チタン膜を用いる。なお、基板１００と密着性が悪い場合にはバッファ層を設ければよい。
また、第２の材料層１０２としては、−１〜−１×１０10（Dyne/cm2）の範囲で圧縮応力を有することを特徴としている。前記第２の材料層としては、上記範囲の圧縮応力を有する材料であれば、特に限定されず、金属材料（Ｔｉ、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔなど）、半導体材料（例えばＳｉ、Ｇｅなど）、絶縁体材料、有機材料のいずれか一層、またはこれらの積層を用いることができる。なお、−１×１０10（Dyne/cm2）よりも大きな圧縮応力を有する膜は、熱処理を加えた場合、ピーリングを起しやすい。中でも、酸化シリコン材料または酸化金属材料からなる単層、またはこれらの積層が好ましい。ここではスパッタ法で膜厚２００ｎｍの酸化シリコン膜を用いる。この第１の材料層１０１と第２の材料層１０２の結合力は熱処理には強く、膜剥がれ（ピーリングとも呼ばれる）などが生じないが、物理的手段で簡単に第２の材料層の層内、あるいは界面において剥離することができる。
また、下地絶縁膜１０３としては、プラズマＣＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガスＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を５０nm（好ましくは１０〜２００nm）形成する。次いで、表面をオゾン水で洗浄した後、表面の酸化膜を希フッ酸（１／１００希釈）で除去する。次いでプラズマＣＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガスＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を１００ｎｍ（好ましくは５０〜２００nm）の厚さに積層形成し、さらに大気解放せずにプラズマＣＶＤ法で成膜温度３００℃、成膜ガスＳｉＨ4で非晶質構造を有する半導体膜（ここではアモルファスシリコン膜）を５４ｎｍの厚さ（好ましくは２５〜８０ｎｍ）で形成する。
本実施例では下地膜１０３を２層構造として示したが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造として形成しても良い。また、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（ＳｉXＧｅ1-X（Ｘ＝０．０００１〜０．０２））合金などを用い、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により形成すればよい。また、プラズマＣＶＤ装置は、枚葉式の装置でもよいし、バッチ式の装置でもよい。また、同一の成膜室で大気に触れることなく下地絶縁膜と半導体膜とを連続成膜してもよい。
次いで、非晶質構造を有する半導体膜の表面を洗浄した後、オゾン水で表面に約２ｎｍの極薄い酸化膜を形成する。
次いで、重量換算で１０ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布する。塗布に代えてスパッタ法でニッケル元素を全面に散布する方法を用いてもよい。
次いで、加熱処理を行い結晶化させて結晶構造を有する半導体膜を形成する。
この加熱処理は、電気炉の熱処理または強光の照射を用いればよい。電気炉の熱処理で行う場合は、５００℃〜６５０℃で４〜２４時間で行えばよい。ここでは脱水素化のための熱処理（５００℃、１時間）の後、結晶化のための熱処理（５５０℃、４時間）を行って結晶構造を有するシリコン膜を得る。なお、ここでは炉を用いた熱処理を用いて結晶化を行ったが、ランプアニール装置で結晶化を行ってもよい。なお、ここではシリコンの結晶化を助長する金属元素としてニッケルを用いた結晶化技術を用いたが、他の公知の結晶化技術、例えば固相成長法やレーザー結晶化法を用いてもよい。
次いで、結晶構造を有するシリコン膜表面の酸化膜を希フッ酸等で除去した後、結晶化率を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修するための第１のレーザー光（ＸｅＣｌ：波長３０８ｎｍ）の照射を大気中、または酸素雰囲気中で行う。レーザー光には波長４００nm以下のエキシマレーザ光や、ＹＡＧレーザやＹＶＯ4レーザの第２高調波、第３高調波を用いる。第１のレーザー光は、パルス発振であってもよいし、連続発振でもよい。パルス発振の場合、繰り返し周波数１０〜１０００Hz程度のパルスレーザー光を用い、当該レーザー光を光学系にて１００〜５００mJ/cm2に集光し、９０〜９５％のオーバーラップ率をもって照射し、シリコン膜表面を走査させればよい。ここでは、繰り返し周波数３０Ｈｚ、エネルギー密度３９３mJ/cm2で第１のレーザー光の照射を大気中で行なう。なお、大気中、または酸素雰囲気中で行うため、第１のレーザー光の照射により表面に酸化膜が形成される。
次いで、第１のレーザー光の照射により形成された酸化膜を希フッ酸で除去した後、第２のレーザー光の照射を窒素雰囲気、或いは真空中で行い、半導体膜表面を平坦化する。このレーザー光（第２のレーザー光）には波長４００nm以下のエキシマレーザー光や、ＹＡＧレーザーの第２高調波、第３高調波を用いる。第２のレーザー光のエネルギー密度は、第１のレーザー光のエネルギー密度より大きくし、好ましくは３０〜６０ｍＪ／ｃｍ2大きくする。ここでは、繰り返し周波数３０Ｈｚ、エネルギー密度４５３mJ/cm2で第２のレーザー光の照射を行ない、半導体膜表面における凹凸のＰ―Ｖ値（Peak to Valley、高さの最大値と最小値の差分）が５０ｎｍ以下となる。このＰ−Ｖ値は、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）
により得られる。
また、本実施例では第２のレーザー光の照射を全面に行ったが、オフ電流の低減は、画素部のＴＦＴに特に効果があるため、少なくとも画素部のみに選択的に照射する工程としてもよい。
次いで、オゾン水で表面を１２０秒処理して合計１〜５ｎｍの酸化膜からなるバリア層を形成する。
次いで、バリア層上にスパッタ法にてゲッタリングサイトとなるアルゴン元素を含む非晶質シリコン膜を膜厚１５０ｎｍで形成する。本実施例のスパッタ法による成膜条件は、成膜圧力を０．３Ｐａとし、ガス（Ａｒ）流量を５０（sccm）
とし、成膜パワーを３ｋＷとし、基板温度を１５０℃とする。なお、上記条件での非晶質シリコン膜に含まれるアルゴン元素の原子濃度は、３×１０20／ｃｍ3〜６×１０20／ｃｍ3、酸素の原子濃度は１×１０19／ｃｍ3〜３×１０19／ｃｍ3である。その後、ランプアニール装置を用いて６５０℃、３分の熱処理を行いゲッタリングする。
次いで、バリア層をエッチングストッパーとして、ゲッタリングサイトであるアルゴン元素を含む非晶質シリコン膜を選択的に除去した後、バリア層を希フッ酸で選択的に除去する。なお、ゲッタリングの際、ニッケルは酸素濃度の高い領域に移動しやすい傾向があるため、酸化膜からなるバリア層をゲッタリング後に除去することが望ましい。ここではゲッタリングを行った例を示したが、特に限定されず、他のゲッタリング方法でもよい。
次いで、得られた結晶構造を有するシリコン膜（ポリシリコン膜とも呼ばれる）の表面にオゾン水で薄い酸化膜を形成した後、レジストからなるマスクを形成し、所望の形状にエッチング処理して島状に分離された半導体層１０４、１０５を形成する。半導体層を形成した後、レジストからなるマスクを除去する。
次いで、フッ酸を含むエッチャントで酸化膜を除去すると同時にシリコン膜の表面を洗浄した後、ゲート絶縁膜１０６となる珪素を主成分とする絶縁膜を形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１５ｎｍの厚さで酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成する。
次いで、図３（Ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜１０６上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜１０７と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜１０８とを積層形成する。本実施例では、ゲート絶縁膜１０６上に膜厚５０ｎｍの窒化タンタル膜、膜厚３７０ｎｍのタングステン膜を順次積層する。
第１の導電膜及び第２の導電膜を形成する導電性材料としては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もしくは化合物材料で形成する。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、図３（Ｃ）に示すように光露光工程によりレジストからなるマスク１０９を形成し、ゲート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。エッチングにはＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）
エッチング法を用いると良い。ＩＣＰ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って所望のテーパー形状に膜を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、ＣＣｌ4などを代表とする塩素系ガスまたはＣＦ4、ＳＦ6、ＮＦ3などを代表とするフッ素系ガス、またはＯ2を適宜用いることができる。
第１のエッチング処理では、レジストによるマスクの形状と、基板側に印加するバイアス電圧の効果により端部をテーパー形状とすることができる。テーパー部の角度は１５〜４５°となるようにする。また、ゲート絶縁膜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。Ｗ膜に対する酸化窒化シリコン膜の選択比は２〜４（代表的には３）であるので、オーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされる。こうして、第１のエッチング処理により第１導電膜と第２導電膜から成る第１形状の導電層１１０、１１１（第１の導電層１１０ａ、１１１ａと第２導電層１１０ｂ、１１１ｂ）を形成する。
１１２はゲート絶縁膜であり、第１の形状の導電層で覆われない領域は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされ薄くなる。
そして、第１のドーピング処理を行いｎ型の不純物（ドナー）をドーピングする。（図３（Ｄ））その方法はイオンドープ法若しくはイオン注入法で行う。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０13〜５×１０14／ｃｍ2として行う。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。この場合、第１形状の導電層１１０、１１１はドーピングする元素に対してマスクとなり、加速電圧を適宣調節（例えば、２０〜６０ｋｅＶ）して、ゲート絶縁膜１１２を通過した不純物元素により不純物領域（ｎ＋領域）１１３、１１４を形成する。例えば、不純物領域（ｎ＋領域）におけるリン（Ｐ）濃度は１×１０20〜１×１０21／ｃｍ3の範囲となるようにする。
次いで、図４（Ａ）に示すように第２のドーピング処理を行う。第１のドーピング処理よりもドーズ量を下げ高加速電圧の条件でｎ型の不純物（ドナー）をドーピングする。例えば、加速電圧を７０〜１２０ｋｅＶとし、１×１０13／ｃｍ2のドーズ量で行い、図３（Ｄ）で半導体層に形成された第１の不純物領域の内側に不純物領域を形成する。ドーピングは、第２の導電膜１１０ｂ、１１１ｂを不純物元素に対するマスクとして用い、第１の導電膜１１０ａ、１１１ａの下側の領域に不純物元素が添加されるようにドーピングする。こうして、第１の導電膜１１０ａ、１１１ａと重なる不純物領域（ｎ−領域）１１５、１１６が形成される。この不純物領域は、第２の導電層１１０ａ、１１１ａがほぼ同じ膜厚で残存していることから、第２の導電層に沿った方向における濃度差は小さく、１×１０17〜１×１０19／ｃｍ3の濃度で形成する。
次いで、図４（Ｂ）に示すように第２のエッチング処理を行う。エッチングはＩＣＰエッチング法を用い、エッチングガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2を混合して、１Ｐａの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ電力(１３．５６ＭＨｚ)を供給してプラズマを生成する。基板側（試料ステージ）には５０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、第１のエッチング処理に比べ低い自己バイアス電圧を印加する。このような条件によりタングステン膜を異方性エッチングし、第１の導電層である窒化タンタル膜またはチタン膜を残存させるようにする。こうして、第２形状の導電層１１７、１１８（第１の導電膜１１７ａ、１１８ａと第２の導電膜１１７ｂ、１１８ｂ）を形成する。１１９はゲート絶縁膜であり、第２の形状の導電層１１７、１１８で覆われない領域はさらに２０〜５０ｎｍ程度エッチングされて膜厚が薄くなる。
そして、図４（Ｃ）に示すように、レジストによるマスク１２０を形成し、ｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層にｐ型の不純物（アクセプタ）をドーピングする。典型的にはボロン（Ｂ）を用いる。不純物領域（ｐ＋領域）１２１、１２２の不純物濃度は２×１０20〜２×１０21／ｃｍ3となるようにし、含有するリン濃度の１．５〜３倍のボロンを添加して導電型を反転させる。
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。第２形状の導電層１１７、１１８はゲート電極となる。その後、図４（Ｄ）に示すように、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜から成る保護絶縁膜１２３をプラズマＣＶＤ法で形成する。そして導電型の制御を目的としてそれぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化する工程を行う。
さらに、窒化シリコン膜１２４を形成し、水素化処理を行う。その結果、窒化シリコン膜１２４中の水素が半導体層中に拡散させることで水素化を達成することができる。
次いで、層間絶縁膜１２５を形成する。層間絶縁膜１２５は、ポリイミド、アクリルなどの有機絶縁物材料で形成する。勿論、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Ortho silicate）を用いて形成される酸化シリコン膜を適用しても良いが、平坦性を高める観点からは前記有機物材料を用いることが望ましい。
次いで、コンタクトホールを形成し、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）
、タンタル（Ｔａ）などを用いて、ソース配線またはドレイン配線１２６〜１２８を形成する。
以上の工程で、ｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴとを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路を得ることができる。
ｐチャネル型ＴＦＴにはチャネル形成領域１３０、ソース領域またはドレイン領域として機能する不純物領域１２１、１２２を有している。
ｎチャネル型ＴＦＴにはチャネル形成領域１３１、第２形状の導電層から成るゲート電極１１８と重なる不純物領域１１６ａ（Gate Overlapped Drain：ＧＯＬＤ領域）、ゲート電極の外側に形成される不純物領域１１６ｂ（ＬＤＤ領域）
とソース領域またはドレイン領域として機能する不純物領域１１９を有している。
このようなＣＭＯＳ回路は、アクティブマトリクス型の発光装置やアクティブマトリクス型の液晶表示装置における駆動回路の一部を形成することを可能とする。それ以外にも、このようなｎチャネル型ＴＦＴまたはｐチャネル型ＴＦＴは、画素部のトランジスタに応用することができる。
このようなＣＭＯＳ回路を組み合わせることで基本論理回路を構成したり、さらに複雑なロジック回路（信号分割回路、Ｄ／Ａコンバータ、オペアンプ、γ補正回路など）をも構成することができ、さらにはメモリやマイクロプロセッサをも形成することが可能である。
ここでは、上記実施例１で得られるＴＦＴを用いてＯＬＥＤを有する発光装置を作製した例について図５を用い、以下に説明する。
同一の絶縁体上に画素部とそれを駆動する駆動回路を有した発光装置の例（但し封止前の状態）を図５に示す。なお、駆動回路には基本単位となるＣＭＯＳ回路を示し、画素部には一つの画素を示す。このＣＭＯＳ回路は実施例１に従えば得ることができる。
図５において、２００は基板、２０１は第１の材料層、２０２は第２の材料層であり、その素子形成基板上に設けられた下地絶縁層２０３上にはｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴからなる駆動回路２０４、ｐチャネル型ＴＦＴからなるスイッチングＴＦＴおよびｎチャネル型ＴＦＴからなる電流制御ＴＦＴとが形成されている。また、本実施例では、ＴＦＴはすべてトップゲート型ＴＦＴで形成されている。
ｎチャネル型ＴＦＴおよびｐチャネル型ＴＦＴの説明は実施例１を参照すれば良いので省略する。また、スイッチングＴＦＴはソース領域およびドレイン領域の間に二つのチャネル形成領域を有した構造（ダブルゲート構造）となっているｐチャネル型ＴＦＴである。なお、本実施例はダブルゲート構造に限定されることなく、チャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
また、電流制御ＴＦＴのドレイン領域２０６の上には第２層間絶縁膜２０８が設けられる前に、第１層間絶縁膜２０７にコンタクトホールが設けられている。これは第２層間絶縁膜２０８にコンタクトホールを形成する際に、エッチング工程を簡単にするためである。第２層間絶縁膜２０８にはドレイン領域２０６に到達するようにコンタクトホールが形成され、ドレイン領域２０６に接続された画素電極２０９が設けられている。画素電極２０９はＯＬＥＤの陰極として機能する電極であり、周期表の１族もしくは２族に属する元素を含む導電膜を用いて形成されている。本実施例では、リチウムとアルミニウムとの化合物からなる導電膜を用いる。
次に、２１３は画素電極２０９の端部を覆うように設けられた絶縁膜であり、本明細書中ではバンクと呼ぶ。バンク２１３は珪素を含む絶縁膜もしくは樹脂膜で形成すれば良い。樹脂膜を用いる場合、樹脂膜の比抵抗が１×１０6〜１×１０12Ωｍ（好ましくは１×１０8〜１×１０10Ωｍ）となるようにカーボン粒子もしくは金属粒子を添加すると、成膜時の絶縁破壊を抑えることができる。
また、ＯＬＥＤ２１０は画素電極（陰極）２０９、有機化合物層２１１および陽極２１２からなる。陽極２１２は、仕事関数の大きい導電膜、代表的には酸化物導電膜が用いられる。酸化物導電膜としては、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛もしくはそれらの化合物を用いれば良い。
なお、本明細書中では発光層に対して正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層もしくは電子阻止層を組み合わせた積層した層の総称を有機化合物層と定義する。但し、有機化合物層には有機化合物膜を単層で用いた場合も含むものとする。
また、発光層としては、有機化合物材料であれば特に限定されないが、高分子材料や低分子材料を用いてもよく、例えばニ重項励起により発光する発光材料からなる薄膜、あるいは三重項励起により発光する発光材料からなる薄膜を用いることができる。
なお、ここでは図示しないが陽極２１２を形成した後、ＯＬＥＤ２１０を完全に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、熱伝導性を有する膜、例えば、ＡｌＮXＯYで示される層が適している。また、他のパッシベーション膜としては、さらにＤＬＣ膜、窒化珪素膜もしくは窒化酸化珪素膜を含む絶縁膜を積層してもよく、これらを組み合わせた積層を用いてもよい。
次いで、ＯＬＥＤ２１０を保護するため、実施の形態に示したように支持体となるカバー材を貼りつけて封止（または封入）工程まで行った後、第１の材料層２０１が設けられた基板２００を引き剥がす。そして第２の材料層にフィルム基板を接着層で貼り合わせる。貼り合わせるフィルム基板上には複数のバリア膜と、前記バリア膜どうしの間に前記バリア膜よりも応力の小さい層（応力緩和膜）
とが設けられており、貼り合わせた後の状態が、実施の形態１に示した図１（Ａ）、図１（Ｂ）である。第２の材料層２０２が絶縁膜１１に対応している。
ここでは、実施例２に示した工程とは異なる例を示し、具体的には剥離工程及び貼り合わせ工程についてさらに詳細な説明を図６、図７を用いて説明する。
図６（Ａ）中、３００は基板、３０１は窒化物層、３０２は酸化物層、３０３は下地絶縁層、３０４a〜３０４ｃは素子、３０５はＯＬＥＤ、３０６は層間絶縁膜である。
図６（Ａ）において、基板３００はガラス基板、石英基板、セラミック基板などを用いることができる。また、シリコン基板、金属基板またはステンレス基板を用いても良い。
まず、図６（Ａ）に示すように、実施の形態に従って、基板３００上に第１の材料層３０１と第２の材料層３０２とを形成する。この第１の材料層３０１の膜応力と、第２の材料層３０２の膜応力とを異ならせることが重要である。各々の膜厚は、１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲で適宜設定し、各々の膜応力を調節すればよい。
次いで、第２の材料層３０２上に被剥離層を形成する。被剥離層は、ＴＦＴを代表とする様々な素子（薄膜ダイオード、シリコンのＰＩＮ接合からなる光電変換素子やシリコン抵抗素子）を含む層とすればよい。また、基板３００の耐え得る範囲の熱処理を行うことができる。なお、本発明において、第２の材料層３０２の膜応力と、第１の材料層３０１の膜応力が異なっていても、被剥離層の作製工程における熱処理によって膜剥がれなどが生じない。ここでは、被剥離層として、下地絶縁層３０３上に、駆動回路２３の素子３０４ａ、３０４ｂ、および画素部３０４の素子３０４ｃを形成し、画素部３０４の素子３０４ｃと電気的に接続するＯＬＥＤ１５を形成し、ＯＬＥＤを覆うように膜厚１０ｎｍ〜１０００ｎｍである層間絶縁膜（透光性を有する有機樹脂）３０６を形成する。（図１（Ａ））
また、第１の材料層３０１や第２の材料層３０２によって表面に凹凸が形成された場合、下地絶縁層を形成する前後に表面を平坦化してもよい。平坦化を行った方が、被剥離層においてカバレッジが良好となり、素子を含む被剥離層を形成する場合、素子特性が安定しやすいため好ましい。なお、この平坦化処理として、塗布膜（レジスト膜等）を形成した後エッチングなどを行って平坦化するエッチバック法や機械的化学的研磨法（ＣＭＰ法）等を用いればよい。
次いで、層間絶縁膜３０６上に膜厚１０ｎｍ〜１０００ｎｍであるＡｌＮXＯY膜で示されるアルミニウムを含む窒化酸化物膜３０７を形成する。（図６（Ｂ）
）このＡｌＮXＯY膜３０７は保護膜として機能する。ここでは、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）ターゲットを用い、アルゴンガス（２０ｓｃｃｍ）と窒素ガス（１５ｓｃｃｍ）と酸素ガス（５ｓｃｃｍ）を混合した雰囲気下にて成膜する。また、アルミニウム（Ａｌ）ターゲットを用い、窒素ガス及び酸素ガスを含む雰囲気下にて成膜してもよい。また、ＡｌＮXＯY膜３０７は、装置外から水分や酸素などの不純物といったＯＬＥＤ１５の劣化を促す物質が侵入することを防ぐ効果も有している。
次いで、ＦＰＣ３１０やＩＣチップ（図示しない）をＣＯＧ（chip on glass）方式やＴＡＢ（tape automated bonding）方式やワイヤボンディング方法で貼り付ける。また、各ＴＦＴ素子の各配線と入出力端子３１１は、配線（接続配線）で繋がれており、入出力端子３１１にはＦＰＣ３１０を異方性導電材で接着する。異方性導電材は樹脂と表面にＡｕなどがメッキされた数十〜数百μm径の導電性粒子から成り、導電性粒子により入出力端子とＦＰＣに形成された配線とが電気的に接続される。メモリ、ＣＰＵ、コントローラ、Ｄ／Ａコンバータ等を備えたＩＣチップも同様に異方性導電材で基板に接着し、樹脂中に混入された導電性粒子により、ＩＣチップに設けられた入出力端子と引出線または接続配線及び入出力端子と電気的に接続する。
次いで、基板３００を物理的手段により引き剥がすために被剥離層を固定する支持体（プラスチック基板からなるカバー材）３０９をエポキシ樹脂などの接着層３０８で貼りつける。（図６（Ｃ））ここでは、被剥離層の機械的強度が不十分であると仮定した例を示しているが、被剥離層の機械的強度が十分である場合には、被剥離層を固定する支持体なしで剥離することもできる。ＦＰＣ３１０やＩＣチップを覆って支持体３０９を貼り付けるため、支持体３０９の接着により、入出力端子３１１とＦＰＣとの接続をさらに固定することができる。また、ここではＦＰＣやＩＣチップを接着した後に支持体を接着した例を示したが、支持体を接着した後、ＦＰＣやＩＣチップを装着してもよい。
次いで、第１の材料層３０１が設けられている基板３００を物理的手段により引き剥がす。第２の材料層３０２の膜応力と、第１の材料層３０１の膜応力が異なっているため、比較的小さな力で引き剥がすことができる。第１の材料層３０１と第２の材料層３０２との結合力は、熱エネルギーには耐え得る強さを有している一方、互いの膜応力は異なり、第１の材料層３０１と第２の材料層３０２との間には応力歪みを有しているため、力学的エネルギーに弱く、剥離するには最適である。こうして、第２の材料層３０２上に形成された被剥離層を基板３００から分離することができる。剥離後の状態を図７（Ａ）に示す。なお、この剥離方法は、小さな面積を有する被剥離層の剥離だけでなく、大きな面積を有する被剥離層を全面に渡って歩留まりよく剥離することが可能である。
次いで、第２の材料層３０２をエポキシ樹脂などの接着層３０８により転写体３０９ａに貼り付ける。実施の形態では、カバー材と保護膜との間に空隙を有する例を示したが、本実施例では保護膜３０７に接着層を接着した例を示す。
また、ここでは、転写体３０９ａをプラスチックフィルム基板とすることで、軽量化を図っている。また、転写体３０９ａ上にバリア膜として機能するＡｌＮXＯYで示される層（ＡｌＮXＯY膜とも呼ぶ）３０９ｂと、応力緩和膜（有機樹脂）３０９ｃと、ＡｌＮXＯY膜３０９ｄとの積層を設けて、バリア膜で水分や酸素などの不純物が有機発光層に入り込むのを効果的に防ぐとともに、複数のバリア膜の間に応力緩和膜を設けることによって、よりフレキシブルな発光装置になり、曲げたときのクラックを防ぐことができる。
このようにしてフレキシブルなプラスチック基板上に形成されたＯＬＥＤを有する発光装置が完成する。
なお、本明細書中において、転写体とは、剥離された後、被剥離層と接着させるものであり、特に限定されず、プラスチック、ガラス、金属、セラミックス等、いかなる組成の基材でもよい。また、本明細書中において、支持体とは、物理的手段により剥離する際に被剥離層と接着するためのものであり、特に限定されず、プラスチック、ガラス、金属、セラミックス等、いかなる組成の基材でもよい。また、転写体の形状および支持体の形状も特に限定されず、平面を有するもの、曲面を有するもの、可曲性を有するもの、フィルム状のものであってもよい。また、軽量化を最優先するのであれば、フィルム状のプラスチック基板、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）
、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのプラスチック基板が好ましい。
本実施例では、画素電極を陽極とし、有機化合物層と陰極を積層して実施の形態（図１）とは逆方向に発光する構成の一例を図８に示す。なお、上面図は図１と同一であるので省略する。
図８に示した断面構造について以下に説明する。ＡｌＮXＯY膜１０００ｂと応力緩和膜１０００ｃと、ＡｌＮXＯY膜１０００ｄとの積層が設けられたフィルム基板１０００ａが絶縁膜１００１と接着層１０２３で貼り合わせられている。絶縁膜１００１上には絶縁膜１０１０が設けられ、絶縁膜１０１０の上方には画素部１００２、ゲート側駆動回路１００３が形成されており、画素部１００２は電流制御用ＴＦＴ１０１１とそのドレインに電気的に接続された画素電極１０１２を含む複数の画素により形成される。電流制御用ＴＦＴ１０１１は、ｎチャネル型ＴＦＴを用いることも可能であるが、ｐチャネル型ＴＦＴを用いることが好ましい。また、ゲート側駆動回路１００３はｎチャネル型ＴＦＴ１０１３とｐチャネル型ＴＦＴ１０１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
これらのＴＦＴ（１０１１、１０１３、１０１４を含む）は、上記実施例１のｎチャネル型ＴＦＴ２０１、上記実施例１のｐチャネル型ＴＦＴ２０２に従って作製すればよい。
画素電極１０１２は発光素子（ＯＬＥＤ）の陽極として機能する。また、画素電極１０１２の両端にはバンク１０１５が形成され、画素電極１０１２上には有機化合物層１０１６および発光素子の陰極１０１７が形成される。
陰極１０１７は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線１００８を経由してＦＰＣ１００９に電気的に接続されている。さらに、画素部１００２及びゲート側駆動回路１００３に含まれる素子は全て陰極１０１７、有機樹脂１０１８、及び保護膜１０１９で覆われている。保護膜１０１９として、１０００ｂと同じＡｌＮXＯY膜を用いてもよい。また、カバー材１０２０と接着層で貼り合わせている。また、カバー材には凹部を設け、乾燥剤１０２１を設置する。
また、カバー材１０２０を図８に示す凹部形状とした場合、支持体となるカバー材１０２０を接着した後、剥離する際には配線引き出し端子の部分が絶縁膜１０１０のみとなり機械強度が弱くなるため、剥離前にＦＰＣ１００９を貼りつけ、さらに有機樹脂１０２２で固定することが望ましい。
また、図８では、画素電極を陽極とし、有機化合物層と陰極を積層したため、発光方向は図８に示す矢印の方向となっている。
また、ここではトップゲート型ＴＦＴを例として説明したが、ＴＦＴ構造に関係なく本発明を適用することが可能であり、例えばボトムゲート型（逆スタガ型）ＴＦＴや順スタガ型ＴＦＴに適用することが可能である。
また、実施の形態ではトップゲート型ＴＦＴを用いた例を示したが、ボトムゲート型ＴＦＴを用いることも可能である。ここではボトムゲート型ＴＦＴを用いた例を図９に示す。
図９中に示したようにｎチャネル型ＴＦＴ１１１３、ｐチャネル型ＴＦＴ１１１４、ｎチャネル型ＴＦＴ１１１１を全てボトムゲート構造とする。これらのボトムゲート構造は、公知の技術を用いて作製すればよい。なお、これらのＴＦＴの活性層は、結晶構造を有する半導体膜（ポリシリコン等）であってもよいし、非晶質構造を有する半導体膜（アモルファスシリコン等）であってもよい。
また、図９中、１１００ａは、可撓性を有するフィルム基板（例えば、プラスチック基板等）、１１００ｂ、１１００ｄはＡｌＮXＯY膜、１１００ｃは、応力緩和膜（有機樹脂）、１１０１は、第２の材料層（例えば、酸化シリコン膜）である絶縁膜、１１０２は画素部、１１０３はゲート側駆動回路、１１１０は絶縁膜、１１１２は画素電極（陰極）、１１１５はバンク、１１１６は有機化合物層、１１１７は陽極、１１１８は有機樹脂、１１１９は保護膜（ＡｌＮXＯY膜）、１１２０はカバー材、１１２１は乾燥剤、１１２２は有機樹脂、１１２３は接着層である。
また、ｎチャネル型ＴＦＴ１１１３、ｐチャネル型ＴＦＴ１１１４、ｎチャネル型ＴＦＴ１１１１以外の構成は、実施の形態と同一であるのでここでは説明を省略する。
本発明を実施して形成されたＥＬモジュールは様々な電子機器の表示部に用いることができる。即ち、ＥＬモジュールを表示部に組み込んだ電子機器全てに本発明を実施できる。
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、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、プロジェクタ、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、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）などが挙げられる。それらの一例を図１０、図１１に示す。
図１０（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体２００１、画像入力部２００２、表示部２００３、キーボード２００４等を含む。本発明を表示部２００３に適用することができる。
図１０（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。本発明を表示部２１０２に適用することができる。
図１０（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体２２０１、カメラ部２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表示部２２０５等を含む。本発明は表示部２２０５に適用できる。
図１０（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体２３０１、表示部２３０２、アーム部２３０３等を含む。本発明は表示部２３０２に適用することができる。
図１０（Ｅ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであり、本体２４０１、表示部２４０２、スピーカ部２４０３、記録媒体２４０４、操作スイッチ２４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇｔｉａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。本発明は表示部２４０２に適用することができる。
図１０（Ｆ）はデジタルカメラであり、本体２５０１、表示部２５０２、接眼部２５０３、操作スイッチ２５０４、受像部（図示しない）等を含む。本発明を表示部２５０２に適用することができる。
図１１（Ａ）は携帯電話であり、本体２９０１、音声出力部２９０２、音声入力部２９０３、表示部２９０４、操作スイッチ２９０５、アンテナ２９０６、画像入力部（ＣＣＤ、イメージセンサ等）２９０７等を含む。本発明を表示部２９０４に適用することができる。
図１１（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体３００１、表示部３００２、３００３、記憶媒体３００４、操作スイッチ３００５、アンテナ３００６等を含む。本発明は表示部３００２、３００３に適用することができる。
図１１（Ｃ）はディスプレイであり、本体３１０１、支持台３１０２、表示部３１０３等を含む。本発明は表示部３１０３に適用することができる。
ちなみに図１１（Ｃ）に示すディスプレイは中小型または大型のもの、例えば５〜２０インチの画面サイズのものである。また、このようなサイズの表示部を形成するためには、基板の一辺が１ｍのものを用い、多面取りを行って量産することが好ましい。
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器の作製方法に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例１〜５のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。

Claims (4)

  1. プラスチック基板上の第１のアルミニウムを含む窒化酸化物膜と、
    前記第１のアルミニウムを含む窒化酸化物膜上の第１の有機樹脂膜と、
    前記第１の有機樹脂膜上の第２のアルミニウムを含む窒化酸化物膜と、
    前記第２のアルミニウムを含む窒化酸化物膜上の接着層と、
    前記接着層上の絶縁膜と、
    前記絶縁膜上の薄膜トランジスタと、
    前記薄膜トランジスタ上の、前記薄膜トランジスタに電気的に接続される、陽極、陰極及び前記陽極と前記陰極の間の有機発光層を含む発光素子と、
    前記発光素子を覆う第２の有機樹脂膜と、
    前記第２の有機樹脂膜を覆う保護膜と、を有し、
    前記薄膜トランジスタ及び前記発光素子は、接着剤を用いて第３のアルミニウムを含む窒化酸化物膜が設けられたカバー材で封止されており、
    前記発光素子からの発光は、前記カバー材を介して射出することを特徴とする発光装置。
  2. 第１の基板上に第１の材料層、第２の材料層、下地絶縁膜を順に形成し、
    前記下地絶縁膜上に、画素部の第１のＴＦＴ素子及び駆動回路の第２のＴＦＴ素子を形成し、
    前記第１のＴＦＴ素子及び前記第２のＴＦＴ素子上に、前記第１のＴＦＴ素子に電気的に接続される、陽極、陰極及び前記陽極と前記陰極の間の有機発光層を含む発光素子を形成し、
    前記発光素子上に層間絶縁膜を形成し、
    前記発光素子及び前記層間絶縁膜を覆うようにアルミニウムを含む窒化酸化物膜でなる第１の膜を形成し、
    前記第２のＴＦＴ素子に電気的に接続される入出力端子にＦＰＣを異方性導電材で接着し、
    前記ＦＰＣ及び前記第１の膜上に支持体を第１の接着層を介して貼り付け、
    前記支持体の接着により前記入出力端子と前記ＦＰＣとの接続を固定した後、前記第１の材料層が設けられた前記第１の基板を前記第２の材料層から引きはがし、
    前記第２の材料層に第２の接着層を介してアルミニウムを含む窒化酸化物膜でなる第２の膜と、前記第２の膜上に形成された有機樹脂からなる第３の膜と、前記第３の膜上に形成されたアルミニウムを含む窒化酸化物膜でなる第４の膜との積層膜が設けられたプラスチック基板である第２の基板を貼り合わせることを特徴とする発光装置の作製方法。
  3. 請求項２において、
    前記第１の材料層は、タングステン膜または窒化タングステン膜であることを特徴とする発光装置の作製方法。
  4. 請求項２または３において、
    前記第２の材料層は、酸化シリコン材料層、酸化金属材料層、または前記酸化シリコン材料層と前記酸化金属材料層の積層であることを特徴とする発光装置の作製方法。
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