JP6059773B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機ＥＬ素子に代表される発光素子及び該発光素子を有する表示装置に関する
。

近年、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子に代表される発光素
子を有する表示装置の開発が進められ、自発光型ゆえの高画質、広視野角、薄型、軽量等
の利点を活かして、幅広い利用が期待されている。ＥＬ素子とは、陰極と陽極との間に流
れる電流によって、両電極間に挟持された電界発光層が発光するという原理を用いた発光
素子である。発光素子としては、例えば、対向基板側の電極を透明にし、発光層からの光
を対向基板側へ放射させる、所謂トップエミッション型発光素子が知られている。その断
面構造を図１７に示す。図１７中、１は基板、２は電極、３は正孔輸送層、４は発光層、
５は電子注入層、６は透明電極、７は防湿層、８は反射防止層をそれぞれ表している。こ
の発光素子は、透明電極６から電子注入層５を通して発光層４に注入された電子と、電極
２から正孔輸送層３を通して発光層４へ注入された正孔との再結合によって生成された励
起子が、基底状態にもどる際に放射される光を利用する素子である。

このトップエミッション型発光素子のような上面側（対向基板側）から光を取り出す発光
素子では、対向電極として透明電極６を用いる必要があり、例えば、酸化インジウムスズ
（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等が用いられている。この場合において
、透明電極６とその周囲に存在する空気の屈折率の差が大きいため、光の取り出し効率が
低下するという問題があった（特許文献１、２参照）。

また、特に有機化合物を主体とする発光素子は、主に水分や酸素が原因で劣化しやすく、
この原因に起因する不良状態として、部分的な輝度の低下が生じたり、非発光領域が生じ
たりすることがある。これを防止するために、透明電極６の上に耐湿用のＳｉＮ膜等のパ
ッシベーション膜（防湿層７）を形成する技術が知られている（特許文献２参照）。しか
し、透明電極６の上に耐湿用のＳｉＮ膜等のパッシベーション膜（防湿層７）を形成した
場合においても、ＳｉＮ膜の屈折率と空気との屈折率差が大きい為、光の取り出し効率が
低下するという問題があった（特許文献２参照）。

これらの問題点に対し、透明電極６上又は防湿層７上に、反射防止層８として、透明電極
６よりも屈折率が低い材料を単層又は多層により形成する技術が知られている（特許文献
１、２参照）。

特開２００３−３０３６７９号公報 特開２００３−３０３６８５号公報

しかしながら、透明電極６の屈折率が、例えばＩＴＯの場合、１．９〜２．０程度である
のに対し、その上に設けられる防湿層７の屈折率は、例えばＳｉＮ膜の場合、２．１〜２
．３程度と、透明電極６の屈折率よりも高い。そのため、透明電極６上にＳｉＮ膜等の防
湿層７を設けた場合には、さらに透明電極６よりも屈折率が低い反射防止層８を防湿層７
上に設けたとしても、防湿層７と反射防止層８との間の屈折率の差は依然として大きい状
態のままであった。したがって、防湿層７と反射防止層８との界面における反射率は、防
湿層７を設けない場合に比べてさらに高くなる、すなわち、該界面における光の反射損失
がより大きくなることにより、発光層からの光の外部取り出し効率が低くなってしまうと
いう問題があった。

また、防湿層７を設けた場合には、応力に起因する膜剥がれ（ピーリング）やひび割れ（
クラック）等が起きやすく、発光素子作製の歩留まりの低下や、作製された発光素子の信
頼性や寿命の低下をもたらしてしまうという問題があった。

本発明は、上記問題点の少なくとも一を解決することを目的とする。すなわち、透明電極
上に、パッシベーション膜を設けた場合であっても、ピーリングやクラック等が起きにく
く、信頼性が高い発光素子及びそれを用いた表示装置を提供することを目的とする。ある
いは、発光層からの光の外部取り出し効率が高い発光素子及びそれを用いた表示装置を提
供することを目的とする。あるいは、上記問題点のすべてを同時に解決することが可能な
発光素子及びそれを用いた表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る発光素子は、画素電極、電界発光層、透明電極、パッシベーション膜、応力
緩和層及び低屈折率層が順次積層されてなることを特徴とする。ここで、応力緩和層は、
パッシベーション膜の膜剥がれを防止する機能を有する。低屈折率層は、電界発光層から
出射される光が、空気中に入射する際の反射率を低減し、光の取り出し効率を向上させる
機能を有する。画素電極及び透明電極は、電界発光層に電子又は正孔（ホール）を供給す
るための陽極又は陰極として機能する。パッシベーション膜は、透明電極や電界発光層に
、水分等の不純物の混入を防止する機能を有する。パッシベーション膜、応力緩和層又は
前記低屈折率層は、積層構造を有していてもよい。なお、上記応力緩和層は、透明電極と
パッシベーション膜の間にも設けられていても良い。また、電界発光層は、単層構造又は
積層構造であっても良い。

また、本発明に係る発光素子は、画素電極、電界発光層、透明電極、パッシベーション膜
、応力緩和層及び低屈折率層が順次積層されてなり、前記低屈折率層の屈折率は、前記応
力緩和層の屈折率よりも小さいことを特徴とする。低屈折率層は、応力緩和層と空間（空
気又は窒素等の充填ガスによって満たされた空間。以下同じ。）との屈折率の差を低減さ
せる機能を有する。

また、本発明に係る発光素子は、画素電極、電界発光層、透明電極、応力緩和層、パッシ
ベーション膜及び低屈折率層が順次積層されてなることを特徴とする。

また、本発明に係る発光素子は、画素電極、電界発光層、透明電極、第１の応力緩和層、
パッシベーション膜、第２の応力緩和層及び低屈折率層が順次積層されてなることを特徴
とする。ここで、前記低屈折率層の屈折率は、前記第２の応力緩和層の屈折率よりも小さ
いものであってもよい。

また、本発明に係る表示装置は、基板上に設けられたトランジスタと、層間絶縁膜を介し
て前記トランジスタと接続された発光素子とを有し、前記発光素子は、画素電極、電界発
光層、透明電極、パッシベーション膜、応力緩和層及び低屈折率層が積層されてなること
を特徴とする。ここで、トランジスタは、発光素子の点灯と非点灯を制御する機能を有す
るが、他の機能を有するトランジスタが含まれていても良い。このトランジスタは、通常
、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いるが、これに限定されるものではない。また、層間
絶縁膜は、トランジスタと発光素子とを隔てる絶縁膜であり、単層でも積層でも良い。応
力緩和層は、パッシベーション膜の膜剥がれを防止する機能を有する。低屈折率層は、電
界発光層から出射される光が、空気中に入射する際の反射率を低減し、光の取り出し効率
を向上させる機能を有するものであるが、前記応力緩和層の屈折率よりも小さいことが望
ましい。画素電極及び透明電極は、電界発光層に電子又は正孔（ホール）を供給するため
の陽極又は陰極として機能する。パッシベーション膜は、透明電極や電界発光層に、水分
等の不純物の混入を防止する機能を有する。パッシベーション膜、応力緩和層又は前記低
屈折率層は、積層構造を有していてもよい。

また、本発明に係る表示装置は、基板上に設けられたトランジスタと、層間絶縁膜を介し
て前記トランジスタと接続された発光素子とを有し、前記発光素子は、画素電極、電界発
光層、透明電極、応力緩和層、パッシベーション膜及び低屈折率層が順次積層されてなる
ことを特徴とする。

また、本発明に係る表示装置は、基板上に設けられたトランジスタと、層間絶縁膜を介し
て前記トランジスタと接続された発光素子とを有し、前記発光素子は、画素電極、電界発
光層、透明電極、第１の応力緩和層、パッシベーション膜、第２の応力緩和層及び低屈折
率層が順次積層されてなることを特徴とする。ここで、前記低屈折率層の屈折率は、前記
第２の応力緩和層の屈折率よりも小さいものであってもよい。

また、本発明に係る上記表示装置において、前記発光素子は、充填層を介して対向基板に
よって封止されていてもよい。ここで、充填層の屈折率は、低屈折率層若しくは対向基板
の屈折率とほぼ同等の値、又は低屈折率層及び対向基板の中間の値を有していることが望
ましいが、少なくとも空気（又は窒素等の充填ガス）の屈折率よりも大きい液層又は固層
であればよい。

本発明に係る発光素子は、パッシベーション膜の上面又は下面に接して応力緩和層が形成
されていることにより、パッシベーション膜のピーリングやクラック等の悪影響を受ける
ことなくパッシベーション膜の膜厚を厚くすることができ、結果的に、極めて高いブロッ
キング効果を得ることができる。したがって、信頼性が高く高寿命の発光素子を、高歩留
まりで提供することができる。

また、パッシベーション膜の上面に応力緩和層を設けた場合（両面に設けた場合を含む。
）には、低屈折率層の屈折率を応力緩和層の屈折率よりも小さくすることにより、応力緩
和層と空間の間の屈折率の差を低減させることができ、外部の空間への光の取り出し効率
を向上させることができる。

本発明に係る表示装置は、その発光素子におけるパッシベーション膜上に応力緩和層を有
していることにより、パッシベーション膜のピーリングやクラック等の悪影響を受けるこ
となくパッシベーション膜の膜厚を厚くすることができ、結果的に、極めて高いブロッキ
ング効果を得ることができる。したがって、信頼性が高い表示装置を、高歩留まりで提供
することができる。

また、低屈折率層の屈折率を応力緩和層の屈折率よりも小さくする場合には、応力緩和層
と空間の間の屈折率の差を低減させることができ、外部の空間への光の取り出し効率を向
上させることができる。さらに、低屈折率層と対向基板の間に、充填層を設けた場合には
、外部の空間への光の取り出し効率をさらに向上させることができる。

本発明に係る発光素子の構成を説明する図 本発明に係る発光素子の構成を説明する図（充填層を設けた場合） 本発明に係る発光素子の構成を説明する図（パッシベーション膜の下部に応力緩和層を設けた場合） 本発明に係る表示装置の画素領域の等価回路図及び表示装置の表示パネル部分の上面図 本発明に係る表示装置の断面図 本発明に係る表示装置の断面図（カラーフィルタを設けた場合） 本発明に係る表示装置の断面図（対向基板に低屈折率層を設けた場合） 本発明に係る表示装置の画素領域の等価回路図 配線を積層構造とした場合を示す断面図 本発明に係る表示装置を用いた電子機器を示す図 本発明に係る表示装置を用いたテレビジョン装置の主要な構成を示すブロック図 本発明に係る表示装置を用いたＩＤカードを説明する図 本発明に係る発光装置の上面図 本発明に係る発光装置における一画素を動作するための回路を表した図 本発明に係る発光装置における画素領域の上面図 時間経過に伴ったフレームの動作について説明する図 従来の発光素子の構成を説明する図 １水平期間にゲート信号線を複数同時に選択する方法を説明する図

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
に変更することができる。従って、本発明は以下に示す実施の形態及び実施例の記載内容
に限定して解釈されるものではない。例えば、以下に述べる各実施の形態及び各実施例の
特徴的部分を組み合わせて実施することが可能である。なお、以下に説明する本発明の構
成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。

なお、本明細書において、発光素子と言う場合には、（１）陽極、陰極、その間に設けら
れる電界発光層（有機化合物を含む層、ＥＬ層とも呼ぶ。）からなる素子、という一般的
な定義に加え、（２）前記陽極又は陰極上に、本発明の特徴的部分であるパッシベーショ
ン膜、応力緩和層、低屈折率層等が形成されている素子、という定義も含むものとする。
換言すれば、光の透過部分における屈折率の差を低減する、又はパッシベーション膜の応
力を緩和するという本発明に特有の機能を発揮する箇所を含めて発光素子と言う場合があ
る。また、本明細書において、各種化合物材料を化学式を用いて説明する場合には、特に
示さない限り、任意の組成比の材料を適宜選択することができるものとする（例えば、「
ＳｉＮ」と表記した場合、ＳｉｘＮｙ（ｘ、ｙ＞０）を意味するものとする。）。また、
屈折率をｎで略記することがある。

（実施の形態１） 図１（Ａ）を参照して、本実施の形態に係る発光素子の構成について
説明する。図１（Ａ）は本実施の形態に係る発光素子の模式的断面図である。本発明に係
る発光素子は、図１（Ａ）に示すように、画素電極１１、電界発光層１２、透明電極１３
、パッシベーション膜１４、応力緩和層１５、低屈折率層１６からなり、通常、基板１０
上に設けられている。また、本発明に係る発光素子は、いわゆるトップエミッション（上
面発光）が可能な発光素子であり、発光取り出し電極となる透明電極１３上に設けられた
パッシベーション膜１４と、パッシベーション膜１４上に設けられた応力緩和層１５と、
応力緩和層１５上に設けられた低屈折率層１６を有することを特徴とする。本発明は、ト
ップエミッション型発光素子にも、発光層の上下両面から光を取り出すデュアルエミッシ
ョン（両面発光）型発光素子にも適用することができる。図１（Ａ）では、便宜的に、上
面発光のみの光を示した。以下、具体的に説明する。

基板１０は、ガラスや石英、プラスチック等からなる絶縁表面を有する基板であるが、こ
れらに限定されるものではない。なお、プラスチック基板を用いる場合、可撓性を有する
もの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（ＰＳ
Ｆ）、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種からなるプラスチック基板を用いるこ
とができる。

基板１０上には、画素電極１１が設けられる。トップエミッション型の場合には、画素電
極１１が陽極として機能するか陰極として機能するかにかかわらず、画素電極１１として
反射性のある金属材料を用いる。例えば、陰極の場合には、Ａｌ、ＡｌＬｉ、ＭｇＡｇ、
ＭｇＩｎ、Ｃａ、又は周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着
法により形成した透光性導電膜を用いることができる。これらの材料は仕事関数が小さく
、電子を取り出しやすいため、陰極材料として好適である。この場合、発光素子の構造は
、基板側から陰極の上に電界発光層、陽極の順に積層される。この積層構造を逆積み構造
という。

一方、画素電極１１を陽極として機能させる場合には、Ｃｒ、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＳｉｘ
Ｎｙ、Ｎｉ、Ｗ、ＷＳｉｘ、ＷＮｘ、ＷＳｉｘＮｙ、ＮｂＮ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ又
はＭｏから選ばれた元素、又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を主
成分とする膜またはそれらの積層膜を用いればよい。この場合、発光素子の構造は、基板
側から陽極の上に電界発光層、陰極の順に積層される。この積層構造を順積み構造という
。

一方、デュアルエミッション型の場合には、下面発光も行う必要があるため、画素電極１
１として、光透過性のある金属材料を用いる。代表的にはＩＴＯを用いる。ＩＴＯは一般
的には、陽極として用いられる。この場合、発光素子の構造は、順積み構造となる。なお
、画素電極１１を陰極として機能させる場合には、ＩＴＯを用い透明性を確保しつつ、Ｉ
ＴＯと電界発光層１２の間に陰極用材料であるＬｉ等の薄膜を形成すればよい。なお、Ｉ
ＴＯに代えて、ＩＴＯに酸化珪素を含有させたＩＴＳＯ、酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｚｉｎｃ
Ｏｘｉｄｅ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）、酸化インジウムに１〜２０％程
度の酸化亜鉛を混合した酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉ
ｄｅ）等の透明導電膜を用いることもできる。

なお、ＩＴＯ等の透明導電膜と電界発光層１２との間に、珪素、酸化珪素、窒化珪素等を
含むバリア層を挟持させてもよい。これにより、発光効率が上昇することが実験的に判っ
ている。また、画素電極１１は、ＩＴＯ等の上下面又はその一方をＣｒ膜等で覆った反射
防止機能を有する電極としてもよい。これにより、外光又は発光光が画素電極１１で反射
し、外部に取り出される光と干渉することを防止することができる。

画素電極１１上には、電界発光層１２が設けられる。なお、電界発光層１２は、順積みの
場合、従来例に示すように、正孔輸送層３、発光層４、電子注入層５の積層構造としても
よいし（図１７参照）、発光層のみの単層構造としても良い。複数の層で構成する場合、
基板１側から見て、（１）陽極の上にホール（正孔）注入層、ホール輸送層、発光層、電
子輸送層、陰極、（２）陽極の上にホール注入層、発光層、電子輸送層、陰極、（３）陽
極の上にホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極、（４）
陽極の上にホール注入層、ホール輸送層、発光層、ホールブロッキング層、電子輸送層、
陰極、（５）陽極の上にホール注入層、ホール輸送層、発光層、ホールブロッキング層、
電子輸送層、電子注入層、陰極、等の順に積層される素子構造とすることもできる。以上
は、順積みの場合であるから、逆積みの場合には、積層順を逆にすればよい。

発光素子の中心とも言える電界発光層１２は、一般に有機化合物層からなり、上述したホ
ール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等は、全て電界発光層１２
に含まれる。電界発光層１２を構成する層としては、低分子の有機化合物材料、中分子の
有機化合物材料、高分子（ポリマー）の有機化合物材料若しくは無機材料、又はこれらを
適宣組み合わせた材料を用いることが可能であるが、一般に、低分子の材料よりも高分子
の材料の方が、取り扱いが容易で高耐熱性を有している。また、電子輸送性材料と正孔輸
送性材料を適宜混合させた混合層、又はそれぞれの接合界面に混合領域を形成した混合接
合を形成しても良い。また、発光層に対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。これ
らの有機化合物の成膜方法には、蒸着法、スピンコーティング法、インクジェット法とい
った方法が知られている。特に、高分子の材料を用いてフルカラー化を実現させるには、
スピンコーティング法やインクジェット法が好適である。

なお、信頼性を向上させるため、電界発光層１２の形成直前に真空加熱（１００℃〜２５
０℃）を行って脱気を行うことが好ましい。例えば、蒸着法を用いる場合、真空度が０．
６６５Ｐａ（５×１０^−３Ｔｏｒｒ）以下、好ましくは１．３３×１０^−２Ｐａ〜１．３
３×１０^−４Ｐａ（１０^−４〜１０^−６Ｔｏｒｒ）まで真空排気された成膜室で蒸着を行
う。蒸着工程の際、予め、抵抗加熱により有機化合物は気化されており、シャッターが開
くことにより基板の方向へ飛散し、蒸着が行われる。気化された有機化合物は、上方に飛
散し、メタルマスクに設けられた開口部を通って基板に蒸着される。例えば、Ａｌｑ_３（
以下、Ａｌｑと表記する場合がある。）、赤色発光色素であるナイルレッドを部分的にド
ープしたＡｌｑ_３、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＴＰＤ（芳香族ジアミン）を蒸着法により順次積層
することで白色を得ることができる。

また、スピンコートを用いた塗布法により電界発光層１２を形成する場合、塗布した後、
真空加熱で焼成することが好ましい。例えば、正孔注入層として作用するポリ（エチレン
ジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を全
面に塗布、焼成し、その後、発光層として作用する発光中心色素（１，１，４，４−テト
ラフェニル−１，３−ブタジエン（ＴＰＢ）、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（ＤＣＭ１）、ナイルレッド、クマリ
ン６など）ドープしたポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）溶液を全面に塗布、焼成すれば
よい。なお、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳは溶媒に水を用いており、有機溶剤には溶けない。従っ
て、ＰＶＫをその上から塗布する場合にも、再溶解する心配はない。また、ＰＥＤＯＴ／
ＰＳＳとＰＶＫは溶媒が異なるため、成膜室は同一のものを使用しないことが好ましい。
また、電界発光層１２を単層とすることもでき、ホール輸送性のポリビニルカルバゾール
（ＰＶＫ）に電子輸送性の１，３，４−オキサジアゾール誘導体（ＰＢＤ）を分散させて
もよい。また、３０ｗｔ％のＰＢＤを電子輸送剤として分散し、４種類の色素（ＴＰＢ、
クマリン６、ＤＣＭ１、ナイルレッド）を適当量分散することで白色発光が得られる。

ここでは白色発光を得る発光素子の例を示したが、電界発光層１２の材料を適宜選択する
ことによって、赤色発光、緑色発光、または青色発光を得ることのできる発光素子を作製
することができることは言うまでもない。この場合には、図６に示すようなカラーフィル
タを省略することができる。また、発光素子の発光機構は、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ものと一般的に考えられている。そして
、励起状態には一重項励起と三重項励起が知られるが、本発明に係る発光素子にはいずれ
も適用することができる。

例えば、三重項励起状態からの発光（燐光）を用いる場合、燐光を得ることができる有機
化合物（トリプレット化合物とも呼ぶ）として、カルバゾールからなるＣＢＰ＋Ｉｒ（ｐ
ｐｙ）_３を用いることができる。燐光は、一重項励起状態からの発光（蛍光）よりも発光
効率が高く、同じ発光輝度を得るにも動作電圧（有機発光素子を発光させるに要する電圧
）を低くすることが可能であるという利点を有する。

次いで、電界発光層１２上には、透明電極１３が設けられる。透明電極１３を陽極として
機能させる場合には、ＩＴＯ等の透明導電膜を用いればよい。一方、透明電極１３を陰極
として機能させる場合には、透明電極１３と電界発光層１２の間に陰極用材料であるＬｉ
等の薄膜を形成すればよい。

透明電極１３上には、パッシベーション膜１４が設けられる。パッシベーション膜１４は
、窒化珪素（代表的には、Ｓｉ_３Ｎ_４）、酸化珪素（代表的には、ＳｉＯ_２）、窒化酸化
珪素（ＳｉＮＯ（組成比Ｎ＞Ｏ））、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ（組成比Ｎ＜Ｏ）、又は炭
素を主成分とする薄膜（ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）膜、ＣＮ膜
等）等を用い、単層又は積層により形成するのがよい。特に窒化物からなるパッシベーシ
ョン膜１４は膜質が緻密であるため、透明電極１３を保護するとともに、電界発光層１２
に悪影響を及ぼす水分、酸素、その他不純物に対して極めて高いブロッキング効果を有す
る。

このようにパッシベーション膜１４は、高いブロッキング効果を有しているが、膜厚が厚
くなると膜応力が増大してピーリングやクラック（ひび割れ）が生じやすくなる。しかし
、パッシベーション膜１４上に、応力緩和層１５を設けることにより、パッシベーション
膜１４のピーリング等を防止することができる。応力緩和層１５としては、応力の小さい
有機材料や無機材料を適宜選択して用いることができるが、さらに、透明電極１３又はパ
ッシベーション膜１４よりも、低屈折率の材料を用いるのが望ましい。例えば、ポリイミ
ド樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂を用いることができる。他にも、ポリアミド、ポリ
イミドアミド、レジスト若しくはベンゾシクロブテン、塗布法により得られるＳＯＧ膜（
例えば、シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素と（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され
る。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）
が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なく
とも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。塗布膜を用いたアルキル基を含
むＳｉＯｘ膜、ポリシラザン塗布膜を用いたＳｉＯｘ膜）、又は電界発光層に用いられる
有機材料と同一又は類似の材料を用いることができる。

このように、応力緩和層１５を設けることにより、パッシベーション膜１４のピーリング
やクラック等の悪影響を受けることなくパッシベーション膜１４の膜厚を厚くすることが
でき、結果的に、極めて高いブロッキング効果を得ることができる。なお、応力緩和層と
して用いられる材料には、パッシベーション膜としての機能を有するものも含まれる。こ
のような場合にも、応力緩和層としての機能（すなわち、膜応力が比較的大きい材料に接
して形成されることにより、結果的に膜のピーリング又はクラック等を防止しうる機能、
又は現実に膜のピーリング又はクラックを防止している状態を実現している機能）を有し
ている限り、応力緩和層に含まれるものとする。例えば、パッシベーション膜としてＳｉ
Ｎ（屈折率ｎ＝２．１〜２．３）を形成した場合に、さらにＳｉＯ_２（ｎ＝１．５程度）
又はＳｉＮＯ（ｎ＝１．８程度）等を応力緩和層として（かつパッシベーション膜として
）形成する場合等が挙げられる。

次いで、応力緩和層１５上には、低屈折率層１６が設けられる。ここで低屈折率層１６と
は、応力緩和層１５よりも低い屈折率を有し、発光素子の外部の雰囲気（通常、ｎ＝１）
よりも高い屈折率を有する層をいう。外部の雰囲気は空気でもよいし、窒素ガス等を充填
させたものであってもよい。

ここで、パッシベーション膜１４上に応力緩和層１５を設けた場合においては、透明電極
１３、パッシベーション膜１４、応力緩和層１５、低屈折率層１６の屈折率をそれぞれ、
ｎ_Ｔ、ｎ_Ｐ、ｎ_Ｂ、ｎ_Ｌとすると、これらの関係は以下のようになっていることが望まし
い。

（１）ｎ_Ｔ＜ｎ_Ｐの場合、ｎ_Ｐ＞ｎ_Ｂ＞ｎ_Ｌの関係を満たす。
（２）ｎ_Ｔ＞ｎ_Ｐの場合、ｎ_Ｔ＞ｎ_Ｂ＞ｎ_Ｌの関係を満たす。より好ましくは、ｎ_Ｐ＞ｎ
_Ｂ＞ｎ_Ｌ又はｎ_Ｐ≒ｎ_Ｂ＞ｎ_Ｌの関係を満たす（すなわち、透明電極１３から低屈折率層
１６にかけて、屈折率が徐々に低下していく関係を満たす。）。

例えば、透明電極１３としてＩＴＯを用いた場合、その屈折率は１．９〜２．０である。
また、例えば、パッシベーション膜１４として、ＳｉＮを用いた場合には、その屈折率は
２．１〜２．３、ＳｉＮＯを用いた場合には、その屈折率は、１，８程度、ＳｉＯ_２を用
いた場合には、その屈折率は１．５程度である。したがって、応力緩和層１５として用い
られる材料の屈折率は、上述したように、ポリイミド樹脂（ｎ＝１．５０〜１．５５）、
アクリル樹脂（ｎ＝１．４５〜１．５０）、スチレン樹脂（ｎ＝１．５５〜１．６０）、
フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２、ｎ＝１．３８〜１．４０）、フッ化バリウム（ＢａＦ_２
、ｎ＝１．４７）、電界発光層に用いられる有機材料（ｎ＝１．６程度）等を用いるとよ
い。また、ＭｇＯ（ｎ＝１．６４〜１．７４）、ＳｒＯ_２、ＳｒＯは吸湿性及び透光性を
有し、蒸着法で薄膜を得ることができるため、応力緩和層１５として好適である。

また、応力緩和層１５として有機材料を用いる場合には、α―ＮＰＤ（４，４’−ビス−
［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル）、ＢＣＰ（バソキュプロイン
）、ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニル−
アミノ）トリフェニルアミン）、Ａｌｑ_３（トリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体
）などを用いることができる。これらの有機材料は、吸湿性を有し、膜厚が薄ければほぼ
透明である。

また、低屈折率層１６としては、応力緩和層１５よりも屈折率の低いフッ化リチウム（Ｌ
ｉＦ、ｎ＝１．３０〜１．３９）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２、ｎ＝１．３８〜１．
４０）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２、ｎ＝１．２３〜１．４５）、フッ化バリウム（Ｂ
ａＦ_２、ｎ＝１．４７）等を用いるとよい。

なお、上記（１）、（２）のいずれかの関係を満たすものであれば、透明電極１３、パッ
シベーション膜１４、応力緩和層１５、低屈折率層１６の材質は、上述したものに限定さ
れない。透明電極１３、パッシベーション膜１４、応力緩和層１５、低屈折率層１６の屈
折率に関し、上記（１）、（２）のいずれかの関係を有せしめることにより、各層の界面
における屈折率の差を低減させることができ、外部の空間への光の取り出し効率を向上さ
せることができる。

なお、透明電極１３、パッシベーション膜１４、応力緩和層１５、低屈折率層１６は、ス
パッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法等を用いて形成することができる。例えば、透明電極１３を
スパッタ法で形成し、パッシベーション膜１４をＣＶＤ法で形成し、応力緩和層１５及び
低屈折率層１６を蒸着法で形成するとよい。この場合、スパッタ成膜室、ＣＶＤ成膜室、
蒸着室及び乾燥処理を行うベーク室等を一体化させたマルチチャンバー方式を採用するこ
とにより、各チャンバーに基板を搬送して効率的に成膜を行うことができる。

上述したように、本発明に係る発光素子は、パッシベーション膜１４上に応力緩和層１５
を有していることにより、パッシベーション膜１４のピーリングやクラック等の悪影響を
受けることなくパッシベーション膜１４の膜厚を厚くすることができ、結果的に、極めて
高いブロッキング効果を得ることができる。

また、応力緩和層１５は、パッシベーション膜１４又は透明電極１３と、低屈折率層１６
の中間の屈折率を有することにより、透明電極１３、パッシベーション膜１４、応力緩和
層１５、低屈折率層１６各層の界面における屈折率の差を低減させることができ、外部の
空間への光の取り出し効率を向上させることができる。

なお、本発明に係る発光素子はＥＬディスプレイに代表される発光装置に採用することが
できる。該発光装置は、互いに直交するように設けられた２種類のストライプ状電極の間
に電界発光層を形成する方式（単純マトリクス方式）、又はＴＦＴに接続されマトリクス
状に配列された画素電極と対向電極との間に電界発光層を形成する方式（アクティブマト
リクス方式）の２種類に大別されるが、本発明に係る発光素子は、単純マトリクス方式と
アクティブマトリクス方式のいずれにも適用することができる。

（実施の形態２） 図１（Ｂ）を参照して、本実施の形態に係る発光素子の構成について
説明する。図１（Ｂ）は本実施の形態に係る発光素子の模式的断面図である。本実施の形
態に係る発明は、パッシベーション膜１４が積層構造を有していることを特徴としている
。図示した構成においては、窒化珪素膜１４ａの上に酸化珪素膜１４ｂ、窒化珪素膜１４
ｃの順に積層される三層構造としている。ここで、２層目のＳｉＯ_２膜は、パッシベーシ
ョン膜としての機能と、ＳｉＮ膜のピーリング又はクラックを防止するための機能（応力
緩和層としての機能）を兼ね備えている。そして、三層構造とすることにより、パッシベ
ーション膜が有するバリア機能が向上し、透明電極１３や電界発光層１２への水分、酸素
、その他不純物の侵入を効果的に阻止することができる。

なお、パッシベーション膜１４の構成は、図１（Ｂ）に示したものに限定されないが、パ
ッシベーション膜を構成する各層の界面における屈折率の差ができるだけ小さいものを用
いるのが望ましい。さらに、パッシベーション膜１４上には、応力緩和層１５、低屈折率
層１６が設けられる。本実施の形態における応力緩和層１５は、パッシベーション膜１４
の最上部の層に対して、実施の形態１の（１）、（２）の関係を満たしていればよい。ま
た、応力緩和層１５自体を実施の形態１に示した材料を用いた積層構造とする場合、低屈
折率層１６は、応力緩和層１５の最上部の層に対して、実施の形態１の（１）、（２）の
関係を満たしていればよい。なお、本実施の形態に係る発光素子のその余の構成について
は、実施の形態１に準ずる。

本発明に係る発光素子は、パッシベーション膜１４を積層構造としていることにより、バ
リア機能が向上し、透明電極１３や電界発光層１２への水分、酸素、その他不純物の侵入
をより効果的に阻止することができる。また、パッシベーション膜１４上に応力緩和層１
５を有していることにより、パッシベーション膜１４のピーリングやクラック等の悪影響
を受けることなくパッシベーション膜１４の膜厚を厚くすることができ、結果的に、極め
て高いブロッキング効果を得ることができる。

また、応力緩和層１５は、実施の形態１の（１）、（２）の関係に従い、パッシベーショ
ン膜１４又は透明電極１３と、低屈折率層１６の中間の屈折率を有することにより、透明
電極１３、パッシベーション膜１４、応力緩和層１５、低屈折率層１６各層の界面におけ
る屈折率の差を低減させることができ、外部の空間への光の取り出し効率を向上させるこ
とができる。

なお、本発明に係る発光素子はＥＬディスプレイに代表される発光装置に採用することが
できる。該発光装置は、互いに直交するように設けられた２種類のストライプ状電極の間
に電界発光層を形成する方式（単純マトリクス方式）、又はＴＦＴに接続されマトリクス
状に配列された画素電極と対向電極との間に電界発光層を形成する方式（アクティブマト
リクス方式）の２種類に大別されるが、本発明に係る発光素子は、単純マトリクス方式と
アクティブマトリクス方式のいずれにも適用することができる。

（実施の形態３） 図２を参照して、本実施の形態に係る発光素子の構成について説明す
る。図２は本実施の形態に係る発光素子の模式的断面図である。本実施の形態に係る発明
は、低屈折率層１６と対向基板１８の間の空間が、充填層１７によって充填されているこ
とを特徴としている。ここで、充填層１７の屈折率は、低屈折率層１６若しくは対向基板
１８の屈折率とほぼ同等の値、又は低屈折率層１６及び対向基板１８の中間の値を有して
いることが望ましい。例えば、低屈折率層１６がＬｉＦ（ｎ＝１．３０〜１．３９）、対
向基板１８がガラス基板（ｎ＝１．５）である場合には、充填層１７として、１．２〜１
．６程度の屈折率を有する素材を用いるのがよい。例えば、フッ素を含む不活性液体のフ
ロリナート（ｎ＝１．２３〜１．３１）を用いるのがよい。あるいは、ポリテトラフロオ
ロエチレン（ｎ＝１．３６）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ、ｎ＝１．４９）、フ
ッ素を含むポリマー（ｎ＝１．３５〜１．４３）の膜を用いてもよい。

ただし、低屈折率層１６若しくは対向基板１８の屈折率とほぼ同等の値、又は両者の中間
の値を有するものであれば、上記材料に限定されるものではない。また、屈折率の下限に
ついては、空気（ｎ＝１）よりも大きいものであれば、充填層１７を設ける効果が発揮さ
れるので、１．２程度以下でも構わない。

充填層１７は、対向基板１８によって発光素子を封止した後、液体を真空下で注入するこ
とによって形成することができる。あるいは、インクジェット法に代表される液滴吐出法
、滴下法、印刷法、塗布法等を用いて作製することができる。

また、対向基板１８はガラス基板に限定されるものではなく、石英基板、実施の形態１で
示した各種プラスチック基板等を用いることができる。基板１０と同様の材質であっても
良い。なお、本実施の形態に係る発光素子のその余の構成については、実施の形態１に準
ずる。

本発明に係る発光素子は、低屈折率層１６と対向基板１８の間の空間が、充填層１７によ
って充填されていることにより、低屈折率層１６と充填層１７の界面、充填層１７と対向
基板１８の界面におけるそれぞれの屈折率の差を低減させることができ、光の取り出し効
率をより向上させることができる。

なお、本発明に係る発光素子はＥＬディスプレイに代表される発光装置に採用することが
できる。該発光装置は、互いに直交するように設けられた２種類のストライプ状電極の間
に電界発光層を形成する方式（単純マトリクス方式）、又はＴＦＴに接続されマトリクス
状に配列された画素電極と対向電極との間に電界発光層を形成する方式（アクティブマト
リクス方式）の２種類に大別されるが、本発明に係る発光素子は、単純マトリクス方式と
アクティブマトリクス方式のいずれにも適用することができる。

（実施の形態４） 本実施の形態では、図３を参照して、応力緩和層をパッシベーション
膜の下部（画素電極側）に設けた場合について説明する。上記実施の形態においては、応
力緩和層は、パッシベーション膜上のみに設けたが、パッシベーション膜１４の下部に応
力緩和層１５ａを形成することによっても（図３（Ａ））、パッシベーション膜１４のピ
ーリング又はクラックを有効に防止することができる。そして、応力緩和層１５ａを設け
ることにより、パッシベーション膜１４のピーリングやクラック等の悪影響を受けること
なくパッシベーション膜１４の膜厚を厚くすることができ、結果的に、極めて高いブロッ
キング効果を得ることができる。なお、応力緩和層１５ａは、積層構造を有するものであ
っても良い。

ここで、応力緩和層１５ａとしては、応力の小さい有機材料や無機材料を適宜選択して用
いることができる。例えば、ＳｉＮＯは応力緩和層として好適である。また、ＳｉＯ_２、
ＳｉＯＮを用いてもよい。他にも、α−ＮＰＤ（単にＮＰＤということもある。）やＮＰ
Ｂ（４，４’−ビス−［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル）、ＴＰ
Ｄ等のＥＬ素子において所謂正孔輸送、注入材料に分類されるような芳香族アミン類を用
いることもできる。本実施の形態においては、応力緩和層１５ａの屈折率については、特
に制限はなく材料を選択することができる。

また、図３（Ｂ）のように、パッシベーション膜１４の上下に応力緩和層１５ａ（第１の
応力緩和層）、応力緩和層１５ｂ（第２の応力緩和層）を設けても良い。ここで、応力緩
和層１５ｂは、実施の形態１に示した条件のものを用いればよい。一方、応力緩和層１５
ａについては、特に制限はないが、上述した材料を選択して用いればよい。なお、応力緩
和層１５ａ、１５ｂの材質は、同じでも異なっていても良い。

このように、パッシベーション膜１４の上下に応力緩和層を設けた場合には、パッシベー
ション膜１４のピーリングやクラックを防止しつつ、光の取り出し効率を向上させること
ができる。

本実施例では、実施の形態１乃至３に係る発光素子を用いたアクティブマトリクス型表示
装置（アクティブマトリクス型発光装置ともいう。以下同じ。）の構成について、図４、
５を参照して説明する。本実施例に係る表示装置は、ソース線Ｓｘ（ｘは自然数、１≦ｘ
≦ｍ）と、ゲート線Ｇｙ（ｙは自然数、１≦ｙ≦ｎ）が絶縁体を介して交差する領域に複
数の素子を含む画素３１０を複数有する（図４（Ａ））。画素３１０は、発光素子３１３
と、容量素子３１６と、２つのトランジスタとを有する。２つのトランジスタのうち、１
つは画素３１０に対するビデオ信号の入力を制御するスイッチング用のトランジスタ３１
１であり、もう１つは発光素子３１３の点灯と非点灯を制御する駆動用のトランジスタ３
１２である。容量素子３１６は、トランジスタ３１２のゲート・ソース間電圧を保持する
機能を有する。

トランジスタ３１１のゲート電極はゲート線Ｇｙに接続し、ソース電極及びドレイン電極
の一方はソース線Ｓｘに接続し、他方はトランジスタ３１２のゲート電極に接続する。ト
ランジスタ３１２のソース電極及びドレイン電極の一方は電源線Ｖｘ（ｘは自然数、１≦
ｘ≦ｌ）を介して第１の電源３１７に接続し、他方は発光素子３１３の画素電極に接続す
る。発光素子３１３の対向電極（透明電極１３）は第２の電源３１８に接続する。容量素
子３１６はトランジスタ３１２のゲート電極とソース電極の間に設けられる。トランジス
タ３１１、３１２の導電型は、Ｎ型とＰ型のどちらでもよいが、図示する構成では、トラ
ンジスタ３１１はＮ型、トランジスタ３１２はＰ型の場合を示す。第１の電源３１７の電
位と第２の電源３１８の電位は特に制約されないが、発光素子３１３に順方向バイアス又
は逆方向バイアスの電圧が印加されるように、互いに異なる電位に設定する。

トランジスタ３１１、３１２を構成する半導体は、非晶質半導体（アモルファスシリコン
）、微結晶半導体、結晶質半導体、有機半導体等のいずれでもよい。微結晶半導体は、シ
ランガス（ＳｉＨ_４）とフッ素ガス（Ｆ_２）を用いて形成するか、シランガスと水素ガス
を用いて形成するか、上記に挙げたガスを用いて薄膜を形成後にレーザ光の照射を行って
形成してもよい。トランジスタ３１１、３１２のゲート電極は、導電性材料により単層又
は積層で形成する。例えば、窒化タングステン（ＷＮ）の上にタングステン（Ｗ）を積む
積層構造や、モリブデン（Ｍｏ）の上にアルミニウム（Ａｌ）、Ｍｏを積む積層構造、窒
化モリブデン（ＭｏＮ）の上にＭｏを順に積む積層構造を採用するとよい。

また図４（Ｂ）は、本実施例に係る表示装置の表示パネル部分の上面図である。図４（Ｂ
）において、基板４０５上には、発光素子を含む画素（図４（Ａ）で示した画素３１０）
を複数有する表示領域４００、ゲートドライバ４０１、ゲートドライバ４０２、ソースド
ライバ４０３及びＦＰＣ等の接続フィルム４０７が設けられる（図４（Ｂ））。接続フィ
ルム４０７はＩＣチップなどに接続する。

図５は、図４（Ｂ）の表示パネルのＡ−Ｂにおける断面図を示している。図５（Ａ）はト
ップエミッション型、図５（Ｂ）はデュアルエミッション型の表示パネルを示している。

図５（Ａ）、（Ｂ）ともに、表示領域４００に設けられたトランジスタ３１２（図４（Ａ
）におけるトランジスタ３１１は省略する。）と、発光素子３１３、ソースドライバ４０
３に設けられた素子群４１０を示している。また、３１６は、容量素子である。表示領域
４００、ゲートドライバ４０１、４０２及びソースドライバ４０３の周囲にはシール材４
０８が設けられ、発光素子３１３は、シール材４０８と対向基板４０６により封止される
。この封止処理は、発光素子３１３を水分から保護するための処理であり、ここではカバ
ー材（ガラス、セラミックス、プラスチック、金属等）により封止する方法を用いるが、
熱硬化性樹脂や紫外光硬化性樹脂を用いて封止する方法、金属酸化物や窒化物等のバリア
能力が高い薄膜により封止する方法を用いてもよい。ただし、光の取り出し効率を向上さ
せるために、空気又は実施の形態３における充填層１７に対して屈折率が小さい材料を用
いるのが望ましい。

ここで、シール材４０８としては、代表的には紫外線硬化又は熱硬化のエポキシ樹脂を用
いればよい。ここでは屈折率１．５０、粘度５００ｃｐｓ、ショアＤ硬度９０、テンシル
強度３０００ｐｓｉ、Ｔｇ点１５０℃、体積抵抗１×１０^１５Ω・ｃｍ、耐電圧４５０Ｖ
／ｍｉｌである高耐熱のＵＶエポキシ樹脂（エレクトロライト社製：２５００Ｃｌｅａｒ
）を用いる。

また、発光素子３１３のうち、透明電極１３は、図４（Ａ）における第２の電源３１８に
接続される。基板４０５上に形成される素子は、非晶質半導体に比べて移動度等の特性が
良好な結晶質半導体（ポリシリコン）により形成することが好適であり、そうすると、同
一表面上におけるモノリシック化が実現される。上記構成を有するパネルは、接続する外
部ＩＣの個数が減少するため、小型・軽量・薄型が実現される。

なお、表示領域４００は絶縁表面上に形成された非晶質半導体（アモルファスシリコン）
をチャネル部としたトランジスタにより構成し、ゲートドライバ４０１、４０２及びソー
スドライバ４０３はＩＣチップにより構成してもよい。ＩＣチップは、ＣＯＧ方式により
基板４０５上に貼り合わせたり、基板４０５に接続する接続フィルム４０７に貼り合わせ
たりしてもよい。非晶質半導体は、ＣＶＤ法を用いることで、大面積の基板に簡単に形成
することができ、かつ結晶化の工程が不要であることから、安価なパネルの提供を可能と
する。また、この際、インクジェット法に代表される液滴吐出法により導電層を形成する
と、より安価なパネルの提供を可能とする。

ここで、図５（Ａ）についてさらに詳説する。図５（Ａ）に示す構成では、トランジスタ
３１２及び素子群４１０上に、第１の層間絶縁膜４１１、第２の層間絶縁膜４１２、第３
の層間絶縁膜４１３が設けられている。そして、第１の層間絶縁膜４１１、第２の層間絶
縁膜４１２に設けられた開孔部を介して配線４１４が形成されている。配線４１４はトラ
ンジスタ３１２及び素子群４１０のソース配線若しくはドレイン配線、又は容量素子３１
６の容量配線等として機能する。配線４１４としては、アルミニウム及びニッケルを含む
合金を用いるのが望ましい。また、この合金に、さらに炭素、コバルト、鉄、珪素等を含
有させても良い。これらの含有率は、例えば、炭素を０．１〜３．０原子％、ニッケル、
コバルト、鉄のうち少なくとも一種以上の元素を０．５〜７．０原子％、珪素を０．５〜
２．０原子％とするのがよい。この材料は、抵抗値が３．０〜５．０Ωｃｍと低いのが、
特徴の一つである。

ここで、配線４１４としてＡｌを用いた場合、画素電極１１、例えばＩＴＯとの腐食が発
生してしまうという問題がある。ただし、このような場合であっても、Ａｌ（又はＡｌ−
Ｓｉ合金）をＴｉ又はＴｉＮで挟んだ積層構造をすることにより、ＩＴＯとの良好なコン
タクトを獲得することができる。例えば、基板側からＴｉの上にＡｌ、Ｔｉの順に積層さ
れる積層構造とすればよい。これに対し、上記Ａｌ−Ｃ合金又はＡｌ−Ｃ−Ｎｉ合金等は
、その酸化還元電位がＩＴＯ等の透明導電膜のそれと非常に近似しているため、積層構造
としなくとも（Ｔｉ又はＴｉＮ等で挟持しなくとも）ＩＴＯ等と直接接するコンタクトが
可能である。配線４１４は、上記合金からなるターゲット材を用い、スパッタリング法を
用いて形成することができる。また、上記合金に対し、レジストをマスクとしてエッチン
グを行う際には、ウエットエッチングによって行うのがよい。この場合、エッチャントと
しては、リン酸等を用いることができる。なお、第２の電源３１８に接続される配線も、
配線４１４と同様に形成することができる。

さらに、第３の層間絶縁膜４１３に設けられた開孔部を介して画素電極１１が形成されて
いる。図５（Ａ）はトップエミッション型であるので、画素電極１１は、反射性導電膜を
用いる。

なお、第１乃至第３の層間絶縁膜の材質については特に制限はないが、例えば、第１の層
間絶縁膜は無機材料、第２の及び第３の層間絶縁膜は有機材料とすればよい。この際、無
機材料としては、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、ＤＬＣ或いは窒化炭素（ＣＮ）等の
炭素を有する膜、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、アルミナ膜等
を用いることができる。形成方法としては、プラズマＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ
）法、大気圧プラズマ等を用いることができる。あるいは、塗布法により得られるＳＯＧ
膜（例えば、アルキル基を含むＳｉＯｘ膜）を用いることもできる。

一方、有機材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、レジスト又はベンゾシク
ロブテン等の感光性又は非感光性の有機材料や、シロキサン等の耐熱性有機樹脂、を用い
ることができる。形成方法としては、その材料に応じて、スピンコート、ディップ、スプ
レー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン印刷、オフセット印刷等）、ドク
ターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター等を採用することがで
きる。なお、上記材料を積層させて、第１乃至第３の層間絶縁膜を形成しても良い。

画素電極１１の周囲には、隔壁層４０９（土手、バンク、障壁などとも呼ばれる。）が形
成されている。隔壁層４０９としては、感光性又は非感光性のポリイミド、アクリル、ポ
リアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）等の有機樹脂材料や
、シロキサン等の耐熱性有機樹脂、その他無機絶縁材料（ＳｉＮ、ＳｉＯ、ＳｉＯＮ、Ｓ
ｉＮＯ等）、又はこれらの積層を用いることができる。ここでは窒化シリコン膜で覆われ
た感光性の有機樹脂を用いる。また、上記絶縁物として、感光性の光によってエッチャン
トに不溶解性となるネガ型、又は光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれ
も使用することができる。

なお、隔壁層４０９の側面形状については特に制限はないが、図５等に示すように、Ｓ字
状を有しているのがよい。換言すれば隔壁層４０９の側面において、変曲点を有するよう
な構造とするのが望ましい。これにより、画素電極１１上に形成される電界発光層１２、
透明電極１３等のカバレッジを良好にすることができる。ただし、これに限定されるもの
ではなく、絶縁物の上端部のみに曲率半径を有する曲面を持たせる構造としても良い。

さらに、画素電極１１上には、実施の形態１乃至３の要領で、電界発光層１２、透明電極
１３、パッシベーション膜１４、応力緩和層１５、低屈折率層１６等が形成される。図示
する構成では、実施の形態１を採用したが、これに限定されるものではない。例えば、空
間４１５に、実施の形態３で説明した充填層１７を設けても良い。また、パッシベーショ
ン膜１４以上の層は基板全面に形成したが、勿論これに限定されるものではない。

図５（Ａ）に示す構造では、第２の層間絶縁膜４１２上にさらに、第３の層間絶縁膜４１
３を設け、その上に画素電極１１を形成しているため、発光素子３１３が形成される領域
がトランジスタ３１２や配線４１４の形成領域によって制限されることなく、設計の自由
度が増す。また、それによって、所望の開口率を有する表示装置を得ることができる。

次に、図５（Ｂ）についてさらに詳説する。図５（Ｂ）に示す構成では、トランジスタ３
１２及び素子群４１０上に、第１の層間絶縁膜４１１、第２の層間絶縁膜４１２が設けら
れている。そして、第１の層間絶縁膜４１１、第２の層間絶縁膜４１２に設けられた開孔
部を介して配線４１４が形成されている。配線４１４はトランジスタ３１２及び素子群４
１０のソース配線若しくはドレイン配線、又は容量素子３１６の容量配線等として機能す
る。さらに、少なくとも一の配線４１４を介して、トランジスタ３１２と画素電極１１と
が接続されている。図５（Ｂ）はデュアルエミッション型であるので、画素電極１１は透
光性導電膜を用いる。また、図示する構成では、配線４１４を形成した後に、画素電極１
１を形成しているが、その逆の構成としても良い。また、配線４１４と画素電極１１を同
一のレイヤー（層）で形成しても良い。

なお、本実施例において、トランジスタ３１２上に設けられる第１の層間絶縁膜４１１は
、主にＮａ、Ｏ_２、水分等の不純物のトランジスタ３１２への侵入を阻止するバリア機能
を有するため（該機能を有することから「キャップ絶縁膜」等と呼ばれることもある。）
、できるだけ形成するのが望ましいが、省略することも可能である。

画素電極１１の周囲には、隔壁層４０９（土手、バンクなどとも呼ばれる。）が形成され
ている。さらに、画素電極１１上には、実施の形態１乃至３の要領で、電界発光層１２、
透明電極１３、パッシベーション膜１４、応力緩和層１５、低屈折率層１６等が形成され
る。図示する構成では、実施の形態１を採用したが、これに限定されるものではない。例
えば、空間４１５に、実施の形態３で説明した充填層１７を設けても良い。

また、本発明に係る発光素子は、透明電極１３を通過させて発光させる上面出射型（又は
両面出射型）である。例えば、透明電極１３が陰極として機能する場合には、１ｎｍ〜１
０ｎｍのアルミニウム膜、もしくはＬｉを微量に含むアルミニウム膜を用いるとよい。透
明電極１３としてＡｌ膜を用いる構成とすると、電界発光層１２と接する材料を酸化物以
外の材料で形成することが可能となり、発光装置の信頼性を向上させることができる。ま
た、１ｎｍ〜１０ｎｍのアルミニウム膜を形成する前に陰極バッファ層としてＣａＦ_２、
ＭｇＦ_２、またはＢａＦ_２からなる透光性を有する層（膜厚１ｎｍ〜５ｎｍ）を形成して
もよい。また、陰極の低抵抗化を図るため、透明電極１３として、１ｎｍ〜１０ｎｍの金
属薄膜と透明導電膜（ＩＴＯ、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ_２Ｏ_３―ＺｎＯ）、酸
化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層構造としてもよい。或いは、陰極の低抵抗化を図るため、
発光領域とならない領域の透明電極１３上に補助電極を設けてもよい。また、陰極形成の
際には蒸着による抵抗加熱法を用い、蒸着マスクを用いて選択的に形成すればよい。

なお、第１及び第２の層間絶縁膜、配線４１４、隔壁層４０９等の材質、構成は、図５（
Ａ）に係る発明に準ずる。

また、図５（Ｂ）では、画素電極１１が容量素子４０４が形成される領域まで延在してお
り、画素電極１１が容量素子４０４の容量電極の役割をも担っている。また、接続フィル
ム４０７を設ける位置が、図５（Ａ）とは異なっており、第２の層間絶縁膜４１２上に形
成されている。この際、接続フィルム４０７と素子群４１０とは、配線４１４を介して接
続されている。かくして、デュアルエミッション型表示装置が得られる。

なお、図５（Ａ）、（Ｂ）に係る発明におけるそれぞれの特徴的部分は、相互に置換又は
組み合わせて実施することができる。また、本実施例は、上記実施の形態及び他の実施例
と自由に組み合わせることができる。

本実施例では、実施例１に係るアクティブマトリクス型表示装置の他の構成について、図
６を参照して説明する。本実施例に係る表示装置は、各画素部にカラーフィルタが設けら
れ、実施例１における第２若しくは第３の層間絶縁膜、若しくは隔壁層４０９のうち少な
くとも一の層に又はその層の一部に、カーボンや、遮光性を有する金属の粒子が添加され
ていることを特徴としている。以下、詳説する。

まず、図６（Ａ）に示すトップエミッション型表示装置は、対向基板４０６上にＲ、Ｇ、
Ｂのカラーフィルタ９０〜９２を有する。カラーフィルタ９０〜９２は、公知の材料、公
知の方法によって作成することができる。電界発光層の材料は、基本的には、白色発光が
可能なものとする。また、第２の層間絶縁膜及び隔壁層として、アクリル、ポリイミド、
シロキサン等の有機材料に、カーボン（炭素）又は金属の粒子を添加した遮光性を有する
層間絶縁膜４１７及び遮光性を有する隔壁層４１６を用いた構成を有する。一方、第３の
層間絶縁膜４１３は、アクリル、ポリイミド、シロキサン等の透明な有機樹脂を用いて形
成されている。

ここで、遮光性を有する層間絶縁膜４１７及び遮光性を有する隔壁層４１６は、振とう機
や超音波振動器等を用いて、アクリル、ポリイミド、シロキサン等の有機材料に、カーボ
ンや、遮光性を有する金属の粒子を添加して撹拌した後、必要に応じて濾過を行い、その
後、スピンコート法を用いて形成される。有機材料にカーボン粒子や金属粒子を添加する
際は、均一に混合されるように、界面活性剤や分散剤などを添加してもよい。また、カー
ボン粒子を添加する際は、カーボン粒子の濃度が重量パーセントで５〜１５％となるよう
に、その添加量を調節するとよい。また、スピンコート法で形成した後の薄膜をそのまま
用いてもよいが、硬化を目的とした焼成を行ってもよい。成膜された薄膜の透過率は０％
、又はほぼ０％近い値となる。また、反射率も０％、又はほぼ０％に近い値となる。

なお、遮光性を有する層間絶縁膜４１７又は遮光性を有する隔壁層４１６は、その一部に
透明な絶縁層を含んでいても良い。逆に、第３の層間絶縁膜は、その一部に遮光性を有す
る絶縁層を含んでいても良い。なお、画素電極１１上には、実施の形態１乃至３の要領で
、電界発光層１２、透明電極１３、パッシベーション膜１４、応力緩和層１５、低屈折率
層１６等が形成される。図示する構成では、実施の形態１を採用したが、これに限定され
るものではない。例えば、空間４１５に、実施の形態３で説明した充填層１７を設けても
良い。また、第１の層間絶縁膜４１１、配線４１４の材質、構成は、実施例１に準ずる。

図６（Ａ）に示すトップエミッション型表示装置は、遮光性を有する層間絶縁膜４１７、
遮光性を有する隔壁層４１６が設けられていることにより、発光層からの不要光（下面出
射された光が反射することによって発生する光も含む。）により、画素間の輪郭がぼやけ
たりする影響を抑制することができる。つまり、遮光性を有する上記絶縁膜が不要光を吸
収するために、画素間の輪郭が明瞭なものとなり、高精細な画像を表示することができる
。また、遮光膜の配置により不要光による影響を抑制することができるために、偏光板が
不要となり、小型化、軽量化、薄型化が実現される。また、不要光が、特に画素のトラン
ジスタ形成領域にリークすることを防止することができ、信頼性の高いトランジスタによ
るアクティブマトリクス駆動が可能となる。

次に、図６（Ｂ）に示すデュアルエミッション型表示装置は、基板４０５上に、トランジ
スタ３１２、第１の層間絶縁膜４１１が設けられ、さらに、遮光性を有する層間絶縁膜４
１７が設けられた構成を有する。そして、遮光性を有する層間絶縁膜４１７には、発光層
からの光を通過させるための開口部が設けられた後、該開口部に、赤、緑、青色の顔料を
含み、かつ透光性を有する樹脂を充填することにより、カラーフィルタ９３〜９５が形成
される。この顔料を含んだ樹脂は、液滴吐出法を用いて選択的に形成するのが望ましい。
さらに、対向基板４０６には、図６（Ａ）と同様に、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ９０〜
９２が設けられている。カラーフィルタ９０〜９２は、公知の材料、公知の方法によって
作成することができる。

また、第２層間絶縁膜及び隔壁層の一部として、アクリル、ポリイミド、シロキサン等の
有機材料に、カーボン又は金属の粒子を添加した遮光性を有する層間絶縁膜４１７及び遮
光性を有する隔壁層４１６を用いた構成を有する。隔壁層の残りの一部は、アクリル、ポ
リイミド、シロキサン等の透明な有機樹脂を用いて形成されている。なお、遮光性を有す
る層間絶縁膜４１７は、その一部に透明な絶縁層を含んでいても良い。

ここで、遮光性を有する層間絶縁膜４１７及び遮光性を有する隔壁層４１６は、振とう機
や超音波振動器等を用いて、アクリル、ポリイミド、シロキサン等の有機材料に、カーボ
ンや、遮光性を有する金属の粒子を添加して撹拌した後、必要に応じて濾過を行い、その
後、スピンコート法を用いて形成される。有機材料にカーボン粒子や金属粒子を添加する
際は、均一に混合されるように、界面活性剤や分散剤などを添加してもよい。また、カー
ボン粒子を添加する際は、カーボン粒子の濃度が重量パーセントで５〜１５％となるよう
に、その添加量を調節するとよい。また、スピンコート法で形成した後の薄膜をそのまま
用いてもよいが、硬化を目的とした焼成を行ってもよい。成膜された薄膜の透過率と反射
率は、共に０％、又はほぼ０％に近い値となる。

なお、画素電極１１上には、実施の形態１乃至３の要領で、電界発光層１２、透明電極１
３、パッシベーション膜１４、応力緩和層１５、低屈折率層１６等が形成される。図示す
る構成では、実施の形態１を採用したが、これに限定されるものではない。例えば、空間
４１５に、実施の形態３で説明した充填層１７を設けても良い。また、第１の層間絶縁膜
４１１、配線４１４の材質、構成は、実施例１に準ずる。

図６（Ｂ）に示すデュアルエミッション型表示装置は、遮光性を有する層間絶縁膜４１７
、遮光性を有する隔壁層４１６が設けられていることにより、発光層からの不要光により
、画素間の輪郭がぼやけたりする影響を抑制することができる。つまり、遮光性を有する
上記絶縁膜が不要光を吸収するために、画素間の輪郭が明瞭なものとなり、高精細な画像
を表示することができる。また、遮光膜の配置により不要光による影響を抑制することが
できるために、偏光板が不要となり、小型化、軽量化、薄型化が実現される。また、不要
光が、特に画素のトランジスタ形成領域にリークすることを防止することができ、信頼性
の高いトランジスタによるアクティブマトリクス駆動が可能となる。

また、通常、カラーフィルタを形成する場合には、その周囲にブラックマトリクス（Ｒ、
Ｇ、Ｂの各画素を光学的に分離するための格子状又はストライプ状の遮光膜）を設ける。
しかし、上述した図６（Ａ）、（Ｂ）の構成に係る発明では、当該ブラックマトリクスを
設けるべき箇所に対応して、遮光性を有する隔壁層４１６又は遮光性を有する層間絶縁膜
４１７が形成されている。したがって、ブラックマトリクスを別途形成するのと比較して
、本発明は、アライメントが取りやすくなることによって歩留まりが向上し、また、余分
な工程を追加する必要がないためコスト削減につながる。

なお、本実施例において、遮光性を有する隔壁層４１６、遮光性を有する層間絶縁膜４１
７のうち、少なくとも一方が形成されていれば、発光層からの不要光による悪影響を抑制
する等の上記効果を発揮することができる。勿論、両方形成されていることが望ましいこ
とは言うまでもない。また、図６（Ａ）、（Ｂ）に係る発明におけるそれぞれの特徴的部
分は、相互に置換又は組み合わせて実施することができる。また、本実施例は、上記実施
の形態及び他の実施例と自由に組み合わせることができる。

本実施例では、上記実施の形態に係る発光素子の構成の一例を示す。リファレンスのサン
プルとして、基板側から陽極ＩＴＯ（１１０ｎｍ）の上にα−ＮＰＤ（４０ｎｍ）、Ａｌ
ｑ_３：ＤＭＱｄ（キナクリドン誘導体）（３７．５ｎｍ）、Ａｌｑ_３（２０ｎｍ）、Ｂｚ
ＯＳ：Ｌｉ（２０ｎｍ）、陰極ＩＴＯ（１１０ｎｍ）の順に積層される構造を有するリフ
ァレンス用ＥＬ素子を作製した。さらに、陰極ＩＴＯ上に、表１に示す層を形成したＥＬ
素子（本実施例では、パッシベーション膜の上下に応力緩和層が設けられた構造とした。
）を作製し、電流密度２．５ｍＡ／ｃｍ^２の電流を流し、上面出射される光の輝度を測定
した。そして、リファレンス用ＥＬ素子について、同じ電流を流して得られた輝度（１０
５．８ｃｄ／ｍ^２）と比較した結果、リファレンス用ＥＬ素子の輝度に対して、表１に示
す輝度の上昇が観察された。

上記測定結果から、応力緩和層としては、特にＳｉＮＯを用いるのが好適であることが判
った。また、リファレンス用ＥＬ素子においては、ダークスポットが発生し、信頼性とし
てはあまり良いものとは言えなかったが、陰極ＩＴＯ上に表２に示す積層構造を有するＥ
Ｌ素子においては、いずれもダークスポットは著しく減少し又はダークスポットは観察さ
れず、信頼性としては良好であった。勿論、応力緩和層の存在により、パッシベーション
膜であるＳｉＮ層のピーリング及びクラックは発生しなかった。

なお、他の実施の形態又は実施例においても、本実施例のように、透明電極１３とパッシ
ベーション膜の間に、新たに応力緩和層を形成しても良い。この応力緩和層の材質は、パ
ッシベーション膜上に設けられる応力緩和層と同じでも良いし、異なっていても良い。

本実施例では、本発明におけるパッシベーション膜１４及び応力緩和層１５の作製方法の
一例について説明する。まず、パッシベーション膜１４は、スパッタ法またはＣＶＤ法に
より得られる窒化珪素膜、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、ＤＬＣ膜、ＣＮ膜、またはこれ
らの積層とすることができる。特に、シリコンをターゲットとした高周波スパッタリング
法により成膜される窒化珪素膜とすることが望ましい。また、シリコンターゲットを用い
たＲＦスパッタ法により得られる緻密な窒化珪素膜は、ナトリウム、リチウム、マグネシ
ウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属がＴＦＴ（薄膜トランジスタ）のごとき能動
素子を汚染して、しきい値電圧の変動等を効果的に防ぎ、且つ、水分や酸素に対して極め
て高いブロッキング効果を有する。また、ブロッキング効果を高めるために、窒化珪素膜
中における酸素及び水素含有量は１０原子％以下、好ましくは１原子％以下とすることが
望ましい。

具体的なスパッタ条件は、窒素ガスまたは窒素と希ガスの混合ガスを用い、圧力を０．１
〜１．５Ｐａ、周波数を１３ＭＨｚ〜４０ＭＨｚ、電力を５〜２０Ｗ／ｃｍ^２、基板温度
を室温〜３５０℃、シリコンターゲット（１〜１０Ωｃｍ）と基板との距離を４０ｍｍ〜
２００ｍｍ、背圧を１×１０^−３Ｐａ以下とする。さらに基板裏面に加熱された希ガスを
吹き付けてもよい。例えば、流量比をＡｒ：Ｎ_２＝２０ｓｃｃｍ：２０ｓｃｃｍとし、圧
力を０．８Ｐａ、周波数を１３．５６ＭＨｚ、電力を１６．５Ｗ／ｃｍ^２、基板温度を２
００℃、シリコンターゲットと基板との距離を６０ｍｍ、背圧を３×１０^−５Ｐａとして
得られた緻密な窒化珪素膜は、エッチング速度（ＬＡＬ５００を用いて２０℃でエッチン
グした際のエッチング速度をいう。以下、同じ。）が９ｎｍ以下（好ましくは、０．５〜
３．５ｎｍ以下）と遅く、水素濃度が１×１０^２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下（好ましくは
、５×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下）と低いという特徴を有している。なお、「ＬＡ
Ｌ５００」とは、橋本化成株式会社製「ＬＡＬ５００ ＳＡバッファードフッ酸」であり
、ＮＨ_４ＨＦ_２（７．１３％）とＮＨ_４Ｆ（１５．４％）の水溶液である。

また、上記スパッタ法による窒化珪素膜の比誘電率は７．０２〜９．３、屈折率は１．９
１〜２．１３、内部応力は４．１７×１０^８ｄｙｎ／ｃｍ^２、エッチング速度は０．７７
〜１．３１ｎｍ／ｍｉｎである。また、内部応力は、圧縮応力か引っ張り応力かで数値の
正負の符号が変わるが、ここでは絶対値のみを取り扱う。また、上記スパッタ法による窒
化珪素膜のＲＢＳにより得られるＳｉ濃度は３７．３ａｔｏｍｉｃ％、Ｎ濃度は５５．９
ａｔｏｍｉｃ％である。また、上記スパッタ法による窒化珪素膜のＳＩＭＳによる水素濃
度は４×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３、酸素濃度は８×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３、炭
素濃度は、１×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３である。また、上記スパッタ法による窒化珪
素膜は可視光域において８０％以上の透過率を有している。

また、上記各構成において、前記炭素を主成分とする薄膜は、膜厚３〜５０ｍのＤＬＣ膜
、ＣＮ膜、またはアモルファスカーボン膜である。ＤＬＣ膜は短距離秩序的には炭素間の
結合として、ＳＰ^３結合をもっているが、マクロ的にはアモルファス状の構造となってい
る。ＤＬＣ膜の組成は炭素が７０〜９５原子％、水素が５〜３０原子％であり、非常に硬
く絶縁性に優れている。加えて、ＤＬＣ膜は、化学的に安定で変化しにくい薄膜である。
また、ＤＬＣ膜の熱伝導率は２００〜６００Ｗ／ｍ・Ｋ、屈折率は２．３〜２．４であり
、駆動時に発生する発熱を放熱させることができる。このようなＤＬＣ膜は、水蒸気や酸
素などのガス透過率が低いという特徴もある。また、微少硬度計による測定で、１５〜２
５ＧＰａの硬度を有することが知られている。

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、レーザ蒸着法などで形成することができる。いず
れの成膜方法を用いても、密着性良くＤＬＣ膜を形成することができる。ＤＬＣ膜は基板
をカソードに設置して成膜する。または、負のバイアスを印加して、イオン衝撃をある程
度利用して緻密で硬質な膜を形成できる。ＤＬＣ膜の成膜に用いる反応ガスは、水素ガス
と、炭化水素からなるガス（例えばＣＨ_４、Ｃ_２Ｈ_２、Ｃ_６Ｈ_６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。こうすることにより、緻密で平滑なＤＬＣ膜を得ることができる。なお、この
ＤＬＣ膜は、可視光に対して透明もしくは半透明な絶縁膜である。本明細書において、可
視光に対して透明とは可視光の透過率が８０〜１００％であることを指し、可視光に対し
て半透明とは可視光の透過率が５０〜８０％であることを指す。

また、ＣＮ膜の成膜に用いる反応ガスは、窒素ガスと、炭化水素からなるガス（例えばＣ
_２Ｈ_２、Ｃ_２Ｈ_４など）とを用いればよい。

次に、応力緩和層１５について説明する。応力緩和層は、ＭｇＯ、ＳｒＯ_２、ＳｒＯ、Ｃ
ａＮなどの合金膜、またはα―ＮＰＤ（４，４’−ビス−［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェ
ニル−アミノ］ビフェニル）、ＢＣＰ（バソキュプロイン）、ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，
４”−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニル−アミノ）トリフェニルアミン）
、Ａｌｑ_３（トリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体）などの有機化合物を含む材料
膜を用いればよい。このように応力緩和層は、陰極と陽極とで挟まれた有機化合物を含む
層（電界発光層）を構成する多層のうち、少なくとも一層と同一の材料を用いることがで
きる。また、応力緩和層は、塗布法（インクジェット法やスピンコート法）により得られ
る有機化合物を含む高分子材料膜としてもよい。例えば、ポリアニリンやポリチオフェン
誘導体（ＰＥＤＯＴ）等を用いればよい。なお、上記材料はいずれも、膜応力が少なく、
透明性を有する膜であることは勿論のことであるが、さらに吸湿性を有するという点で好
適である。

本実施例では、実施例１に係るアクティブマトリクス型表示装置の他の構成について、図
７を参照して説明する。図７（Ａ）に示すアクティブマトリクス型表示装置は、対向基板
４０６の上下面又は少なくともその一方の面に、低屈折率層４１８が設けられていること
を特徴とする。低屈折率層４１８としては、空気よりも屈折率が高く、対向基板４０６（
代表的には、ガラス基板）の屈折率（ｎ＝１．５）よりも低い、フッ化リチウム（ＬｉＦ
、ｎ＝１．３０〜１．３９）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２、ｎ＝１．３８〜１．４０
）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２、ｎ＝１．２３〜１．４５）、フッ化バリウム（ＢａＦ
_２、ｎ＝１．４７）等を用いるとよい。なお、対向基板４０６の上下両面に低屈折率層４
１８を設ける場合には、その材料は同じでも異なっていても良い。

低屈折率層４１８として、ＬｉＦをガラス基板の両面に３０ｎｍ成膜したものを対向基板
として、１×１のＥＬ素子を作製し、電流密度２．５ｍＡ／ｃｍ^２で輝度の測定を行った
ところ、陰極（透明電極１３）の膜厚に拘わらず、約３％の輝度の上昇を観測できた。

また、対向基板を（１）ガラスのみ、（２）低屈折率層の上にガラスを積層、（３）ガラ
スの上に低屈折率層を積層、（４）低屈折率層の上にガラス、低屈折率層を積層、の場合
に分けて透過率を測定したところ、番号の順に透過率が向上する、つまり輝度が上昇する
ことが判った。

図７（Ｂ）に示すアクティブマトリクス型表示装置は、対向基板４０６の上下面又は少な
くともその一方の面に、低屈折率層４１８が設けられ、さらに、発光素子３１３側の低屈
折率層１６と、対向基板４０６に設けられた低屈折率層４１８の間に、充填層１７が設け
られていることを特徴とする。低屈折率層４１８としては、図７（Ａ）と同様の材料を用
いることができる。また、充填層１７としては、その屈折率が、低屈折率層１６若しくは
低屈折率層４１８の屈折率とほぼ同等の値、又は両者の中間の値を有していることが望ま
しい。例えば、低屈折率層１６及び４１８がともにＬｉＦ（ｎ＝１．３０〜１．３９）で
ある場合には、充填層１７として、１．２〜１．５程度の屈折率を有する素材を用いるの
がよい。例えば、フッ素を含む不活性液体のフロリナート（ｎ＝１．２３〜１．３１）を
用いるのがよい。あるいは、ポリテトラフロオロエチレン（ｎ＝１．３６）、（ポリメタ
クリル酸メチル（ＰＭＭＡ、ｎ＝１．４９）、フッ素を含むポリマー（ｎ＝１．３５〜１
．４３）の膜を用いてもよい。

ただし、両方の低屈折率層の屈折率とほぼ同等の値、又は中間の値を有するものであれば
、上記材料に限定されるものではない。また、屈折率の下限については、空気（ｎ＝１）
よりも大きいものであれば、充填層１７を設ける効果が発揮されるので、１．２程度以下
でも構わない。充填層１７は、低屈折率層４１８が形成された対向基板４０６によって発
光素子を封止した後、液体を真空下で注入することによって形成することができる。ある
いは、インクジェット法に代表される液滴吐出法、滴下法、印刷法、塗布法等を用いて作
製することができる。

なお、本実施例においては、アクティブマトリクス型表示装置の場合について説明したが
、実施の形態１乃至３に係る発明の技術的特徴を有し、かつ、対向基板に低屈折率層を形
成した構成を有するものであれば、パッシブ型表示装置にも適用することができる。なお
、図７に示す発明の他の構成は、他の実施の形態又は実施例に準ずる。また、本実施例は
、上記実施の形態及び他の実施例と自由に組み合わせることができる。

本実施例では、図４（Ａ）に示した画素回路以外で、本発明に適用可能な画素回路の例に
ついて、図８を参照して説明する。図８（Ａ）は、図４（Ａ）に示した画素３１０に、消
去用のトランジスタ３４０と、消去用のゲート線Ｒｙを新たに設けた構成の画素回路であ
る。トランジスタ３４０の配置により、強制的に発光素子３１３に電流が流れない状態を
作ることができるため、全ての画素３１０に対する信号の書き込みを待つことなく、書き
込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開始することができる。従って、デューティ
比が向上して、動画の表示は特に良好に行うことができる。

図８（Ｂ）は、図４（Ａ）に示した画素３１０のトランジスタ３１２を削除して、新たに
、トランジスタ３４１、３４２と、電源線Ｖａｘ（ｘは自然数、１≦ｘ≦ｌ）を設けた画
素回路である。電源線Ｖａｘは電源３４３に接続する。本構成では、トランジスタ３４１
のゲート電極を一定の電位に保持した電源線Ｖａｘに接続することにより、トランジスタ
３４１のゲート電極の電位を固定にし、なおかつ飽和領域で動作させる。また、トランジ
スタ３４２は線形領域で動作させて、そのゲート電極には、画素の点灯又は非点灯の情報
を含むビデオ信号を入力する。線形領域で動作するトランジスタ３４２のソースドレイン
間電圧の値は小さいため、トランジスタ３４２のゲート・ソース間電圧の僅かな変動は、
発光素子３１３に流れる電流値には影響を及ぼさない。従って、発光素子３１３に流れる
電流値は、飽和領域で動作するトランジスタ３４１により決定される。上記構成を有する
本発明は、トランジスタ３４１の特性バラツキに起因した発光素子３１３の輝度ムラを改
善して画質を高めることができる。本実施例は、上記実施の形態及び他の実施例と自由に
組み合わせることができる。

本実施例では、図９を参照して、上記実施例における配線４１４（第２の電源３１８を含
む。本実施例において以下同じ。）及び画素電極１１の積層構造について説明する。図９
の各図は、画素領域の発光素子の一部分のみ抽出して示したものであり、パッシベーショ
ン膜、応力緩和層、低屈折率層等の図示は省略した。

図９（Ａ）は、配線としてＭｏ６００、アルミニウムを含む合金６０１の積層構造とし、
画素電極１１としてＩＴＯ６０２とした場合を示している。アルミニウムを含む合金６０
１としては、アルミニウムに、炭素、ニッケル、コバルト、鉄、珪素等を含有させたもの
が望ましい。これらの含有率は、例えば、炭素を０．１〜３．０原子％、ニッケル、コバ
ルト、鉄のうち少なくとも一種以上の元素を０．５〜７．０原子％、珪素を０．５〜２．
０原子％とするのがよい。この材料は、抵抗値が３．０〜５．０Ωｃｍと低いのが、特徴
の一つである。なお、ここでＭｏ６００は、バリアメタルとして機能する。

このように、アルミニウムを含む合金６０１にニッケル、コバルト、鉄のうち少なくとも
一種以上の元素を０．５％以上含有させた場合には、ＩＴＯ６０２の電極電位に近づける
ことができ、ＩＴＯ６０２と直接接してコンタクトが可能になる。また、アルミニウムを
含む合金６０１の耐熱性も向上する。また、炭素の含有量を０．１％以上とすることによ
り、ヒロックの発生を抑制することができる。また、珪素を含有させた場合にも、高温で
加熱処理した際でも、ヒロックが発生しにくくなるというメリットがある。

図９（Ｂ）は、配線としてアルミニウムを含む合金６０３を用い、画素電極１１としてＩ
ＴＯ６０２を用いる場合を示している。ここでは、アルミニウムを含む合金６０３は、少
なくともニッケルを含む構成とする。このアルミニウムを含む合金６０３を形成した後、
該合金に含まれるニッケルがしみ出してきて、画素領域を駆動させるための能動素子（例
えば、ＴＦＴ）のシリコン半導体層６０８のＳｉと化学反応することにより、ニッケルシ
リサイド６０７が形成され、接合性が向上するというメリットがある。

図９（Ｃ）は、配線としてアルミニウムを含む合金６０４を、画素電極１１としてＩＴＯ
６０５を積層させた場合を示している。特に、両者の組合せの積層構造を採用した場合、
平坦性が著しく向上することが実験的に判った。例えば、Ａｌ−Ｓｉ合金の上にＴｉＮを
形成した配線とＩＴＯの積層構造、Ａｌ−Ｓｉ合金の上にＴｉＮを形成した配線とＩＴＳ
Ｏの積層構造の場合と比較すると、その平坦性は約２倍の良好さを示した。

図９（Ｄ）は、配線として、また画素電極として、ともにアルミニウムを含む合金６０４
、６０６を用いた場合を示している。

上記アルミニウムを含む合金は、ウエットエッチングによって簡単にパターニング形成が
できることから、その用途は、配線、画素電極を問わず幅広く利用できる。ただし、上記
アルミニウムを含む合金は、反射性に優れているため、トップエミッション型とする場合
には好適である。また、デュアルエミッション型表示装置とする場合には、配線又は画素
電極を光が透過できるように、薄膜として形成する必要がある。なお、本実施例は、上記
実施の形態及び他の実施例と自由に組み合わせることができる。

本発明に係る発光素子を含む画素領域を備えた表示装置を用いた電子機器として、テレビ
ジョン装置（テレビ、テレビジョン受信機）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、
携帯電話装置（携帯電話機）、ＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、モニタ、コン
ピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像
再生装置等が挙げられる。その具体例について、図１０を参照して説明する。

図１０（Ａ）に示す本発明の表示装置を用いた携帯情報端末は、本体９２０１、表示部９
２０２等を含み、本発明により高精細な画像を表示することができる。図１０（Ｂ）に示
す本発明の表示装置を用いたデジタルビデオカメラは、表示部９７０１、９７０２等を含
み、本発明により高精細な画像を表示することができる。図１０（Ｃ）に示す本発明の表
示装置を用いた携帯端末は、本体９１０１、表示部９１０２等を含み、本発明により高精
細な画像を表示することができる。図１０（Ｄ）に示す本発明の表示装置を用いた携帯型
のテレビジョン装置は、本体９３０１、表示部９３０２等を含み、本発明により高精細な
画像を表示することができる。図１０（Ｅ）に示す本発明の表示装置を用いた携帯型のコ
ンピュータは、本体９４０１、表示部９４０２等を含み、本発明により高精細な画像を表
示することができる。図１０（Ｆ）に示す本発明の表示装置を用いたテレビジョン装置は
、本体９５０１、表示部９５０２等を含み、本発明により高精細な画像を表示することが
できる。また、上記実施例のように、遮光性を有する層間絶縁膜又は遮光性を有する隔壁
層を設けた場合には、不要光による影響を抑制することができるために、偏光板が不要と
なり、小型化、軽量化、薄型化が実現される。

ここで、上記テレビジョン装置の主要な構成について、図１１のブロック図を用いて簡単
に説明する。図中、ＥＬ表示パネル８０１は、本発明に係る表示装置を用いて作製されて
おり、さらにＥＬ表示パネル８０１と外部回路との接続方法として、（１）表示パネルの
画素部と走査線側駆動回路８０３を基板上に一体形成し、さらに信号線側駆動回路８０２
を別途ドライバＩＣとして実装する場合、（２）表示パネルの画素部のみが形成されて走
査線側駆動回路８０３と信号線側駆動回路８０２とがＴＡＢ方式により実装される場合、
（３）表示パネルの画素部とその周辺に走査線側駆動回路８０３と信号線側駆動回路８０
２とがＣＯＧ方式により実装される場合、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８０４で受信した信号
のうち、映像信号を増幅する映像波増幅回路８０５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８０６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８０７などからなっている。コン
トロール回路８０７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８０８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８０４で受信した信号のうち、音声信号は、音声波増幅回路８０９に送られ、そ
の出力は音声信号処理回路８１０を経てスピーカ８１３に供給される。制御回路８１１は
受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部８１２から受け、チューナ８０４や音声
信号処理回路８１０に信号を送出する。

このような外部回路と、ＥＬ表示パネルを筐体に組みこんで、図１０（Ｆ）に示すような
テレビ受像機を完成させることができる。勿論、本発明はテレビ受像機に限定されず、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特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができ
る。なお、本実施例は、上記実施の形態又は他の実施例と自由に組み合わせることができ
る。

本発明の表示装置は、メモリや処理回路などの機能回路やアンテナコイルを搭載すること
で、非接触でデータの送受信が可能なＩＤカードとして用いることができる。そのような
ＩＤカードの構成の一例について図面を参照して説明する。

図１２（Ａ）に、本発明に係る表示装置を内蔵したＩＤカードの一形態を示す。図１２（
Ａ）に示すＩＤカードは、非接触で端末装置のリーダ／ライタとデータの送受信を行う非
接触型である。１０１はカード本体であり、１０２はカード本体１０１に搭載されている
表示装置の画素部に相当する。

図１２（Ｂ）に、図１２（Ａ）に示したカード本体１０１に含まれるカード基板１０３の
構成を示す。カード基板１０３には、薄膜の半導体膜で形成されたＩＤチップ１０４と、
上記実施の形態又は実施例に係る表示装置１０５とが貼り合わされている。ＩＤチップ１
０４と表示装置１０５は共に別途用意された基板上において形成された後、カード基板１
０３上に転写されたものである。転写方法としては、多数のＴＦＴからなる薄膜集積回路
を作製した後、小型真空ピンセット等を用いて、貼り付ける方法や、ＵＶ光照射法を用い
て選択的に貼り付ける方法などがある。また、表示装置における画素部や駆動回路部につ
いても、同様に行うことができる。ＩＤチップ１０４と表示装置１０５とを含む、薄膜の
半導体膜を用いて形成され、なおかつ形成後にカード基板に転写される部分を、薄膜部１
０７と呼ぶ。

またカード基板１０３には、ＴＦＴを用いて作製された集積回路１０６が実装されている
。集積回路１０６の実装の仕方は、特に限定されるものではなく、公知のＣＯＧ方法やワ
イヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いることができる。集積回路１０６は
、薄膜部１０７と、カード基板１０３に形成された配線１０８を介して電気的に接続され
ている。

またカード基板１０３上には、集積回路１０６と電気的に接続されたアンテナコイル１０
９が形成されている。アンテナコイル１０９により、端末装置との間のデータの送受信を
、電磁誘導を用いて非接触で行うことができるので、非接触型のＩＤカードは接触型に比
べてＩＤカードが物理的な磨耗による損傷を受けにくい。さらに非接触型のＩＤカードは
、非接触にて情報の管理を行うタグ（無線タグ）としても用いることができる。非接触型
のＩＤカードは、同じく非接触で情報の読み取りができるバーコードに比べて、管理可能
な情報量が飛躍的に高い。また情報を読み取ることができる端末装置との間の距離を、バ
ーコードを用いた場合に比べて長くすることができる。

なお図１２（Ｂ）では、アンテナコイル１０９をカード基板１０３上に形成した例を示し
ているが、別途作製しておいたアンテナコイルをカード基板１０３に実装するようにして
も良い。例えば銅線などをコイル状に巻き、１００μｍ程度の厚さを有する２枚のプラス
チックフィルムの間に該銅線を挟んでプレスしたものを、アンテナコイルとして用いるこ
とができる。また、薄膜集積回路の中に、アンテナコイルを作りこんでおいても良い。ま
た、図１２（Ｂ）では、１つのＩＤカードにアンテナコイル１０９が１つだけ用いられて
いるが、アンテナコイル１０９が複数用いられていても良い。

なお、図１２では表示装置１０５を搭載したＩＤカードの形態を示しているが、この構成
に限定されるものではなく、必ずしも表示装置を設ける必要はない。ただし、表示装置を
設けることで、顔写真のデータを表示装置において表示させることができ、印刷法を用い
た場合に比べて顔写真のすり替えを困難にすることができる。また顔写真以外の情報を表
示することができ、ＩＤカードの高機能化を実現することができる。

なお、カード基板１０３には、可撓性を有するプラスチック基板を用いることができる。
プラスチック基板としては、極性基のついたノルボルネン樹脂からなるＡＲＴＯＮ：ＪＳ
Ｒ製を用いることができる。また、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）、ポリイミドなどのプラスチック基板を用いることができる。

なお、本実施例では、ＩＤチップと薄膜集積回路との間の電気的な接続は、図１２におい
て示した形態に限定されない。例えば、カード基板上に形成された配線を介すのではなく
、ＩＤチップの端子と薄膜集積回路の端子とを異方性の導電性樹脂やハンダなどで直接接
続するようにしても良い。

また図１２において、薄膜集積回路と、カード基板に形成された配線との間の接続は、ワ
イヤボンディング法、ソルダーボールを用いたフリップチップ法で接続しても良いし、異
方性の導電性樹脂やハンダなどで直接接続しても良いし、その他の方法を用いて接続して
も良い。なお、本実施例は、上記実施の形態及び他の実施例と自由に組み合わせることが
できる。また、本発明に係る表示装置は、ＩＤカードのみならず、ＩＤタグ、無線チップ
、無線タグ等の半導体装置に組み込んで使用することもできる。

上述した本発明の発光素子は、表示機能を有する発光装置の画素部や、照明機能を有する
発光装置の照明部に適用することができる。本実施例では、表示機能を有する発光装置の
回路構成および駆動方法について図１３〜１６を用いて説明する。

図１３は本発明を適用した発光装置を上面からみた模式図である。図１３において、基板
６５００上には、画素部６５１１と、ソース信号線駆動回路６５１２と、書込用ゲート信
号線駆動回路６５１３と、消去用ゲート信号線駆動回路６５１４とが設けられている。ソ
ース信号線駆動回路６５１２と、書込用ゲート信号線駆動回路６５１３と、消去用ゲート
信号線駆動回路６５１４とは、それぞれ、配線群を介して、外部入力端子であるＦＰＣ（
フレキシブルプリントサーキット）６５０３と接続している。そして、ソース信号線駆動
回路６５１２と、書込用ゲート信号線駆動回路６５１３と、消去用ゲート信号線駆動回路
６５１４とは、それぞれ、ＦＰＣ６５０３からビデオ信号、クロック信号、スタート信号
、リセット信号等を受け取る。またＦＰＣ６５０３にはプリント配線基盤（ＰＷＢ）６５
０４が取り付けられている。なお、駆動回路部は、上記のように必ずしも画素部６５１１
と同一基板上に設けられている必要はなく、例えば、配線パターンが形成されたＦＰＣ上
にＩＣチップを実装したもの（ＴＣＰ）等を利用し、基板外部に設けられていてもよい。

画素部６５１１には、列方向に延びた複数のソース信号線が行方向に並んで配列している
。また、電流供給線が行方向に並んで配列している。また、画素部６５１１には、行方向
に延びた複数のゲート信号線が列方向に並んで配列している。また画素部６５１１には、
発光素子を含む一組の回路が複数配列している。

図１４は、一画素を動作するための回路を表した図である。図１４に示す回路には、第１
のトランジスタ９０１と第２のトランジスタ９０２と発光素子９０３とが含まれている。
第１のトランジスタ９０１と、第２のトランジスタ９０２とは、それぞれ、ゲート電極と
、ドレイン領域と、ソース領域とを含む三端子の素子であり、ドレイン領域とソース領域
の間にチャネル領域を有する。ここで、ソース領域とドレイン領域とは、トランジスタの
構造や動作条件等によって変わるため、いずれがソース領域またはドレイン領域であるか
を限定することが困難である。そこで、本形態においては、ソースまたはドレインとして
機能する領域を、それぞれ第１電極、第２電極と表記する。

ゲート信号線９１１と、書込用ゲート信号線駆動回路９１３とはスイッチ９１８によって
電気的に接続または非接続の状態になるように設けられている。また、ゲート信号線９１
１と、消去用ゲート信号線駆動回路９１４とはスイッチ９１９によって電気的に接続また
は非接続の状態になるように設けられている。また、ソース信号線９１２は、スイッチ９
２０によってソース信号線駆動回路９１５または電源９１６のいずれかに電気的に接続す
るように設けられている。そして、第１のトランジスタ９０１のゲートはゲート信号線９
１１に電気的に接続している。また、第１のトランジスタ９０１の第１電極はソース信号
線９１２に電気的に接続し、第２電極は第２のトランジスタ９０２のゲート電極と電気的
に接続している。第２のトランジスタ９０２の第１電極は電流供給線９１７と電気的に接
続し、第２電極は発光素子９０３に含まれる一の電極と電気的に接続している。なお、ス
イッチ９１８は、書込用ゲート信号線駆動回路９１３に含まれていてもよい。またスイッ
チ９１９についても消去用ゲート信号線駆動回路９１４の中に含まれていてもよい。また
、スイッチ９２０についてもソース信号線駆動回路９１５の中に含まれていてもよい。

また画素部におけるトランジスタや発光素子等の配置について特に限定はないが、例えば
図１５の上面図に表すように配置することができる。図１５において、第１のトランジス
タ１００１の第１電極はソース信号線１００４に接続し、第２の電極は第２のトランジス
タ１００２のゲート電極に接続している。また第２のトランジスタ１００２の第１電極は
電流供給線１００５に接続し、第２電極は発光素子の電極１００６に接続している。ゲー
ト信号線１００３の一部は第１のトランジスタ１００１のゲート電極として機能する。

次に、駆動方法について説明する。図１６は時間経過に伴ったフレームの動作について説
明する図である。図１６において、横方向は時間経過を表し、縦方向はゲート信号線の走
査段数を表している。

本発明の発光装置を用いて画像表示を行うとき、表示期間においては、画面の書き換え動
作と表示動作とが繰り返し行われる。この書き換え回数について特に限定はないが、画像
をみる人がちらつき（フリッカ）を感じないように少なくとも１秒間に６０回程度とする
ことが好ましい。ここで、一画面（１フレーム）の書き換え動作と表示動作を行う期間を
１フレーム期間という。

１フレームは、図１６に示すように、書き込み期間５０１ａ、５０２ａ、５０３ａ、５０
４ａと保持期間５０１ｂ、５０２ｂ、５０３ｂ、５０４ｂとを含む４つのサブフレーム５
０１、５０２、５０３、５０４に時分割されている。発光するための信号を与えられた発
光素子は、保持期間において発光状態となっている。各々のサブフレームにおける保持期
間の長さの比は、第１のサブフレーム５０１：第２のサブフレーム５０２：第３のサブフ
レーム５０３：第４のサブフレーム５０４＝２^３：２^２：２^１：２^０＝８：４：２：１と
なっている。これによって４ビット階調を表現することができる。但し、ビット数及び階
調数はここに記すものに限定されず、例えば８つのサブフレームを設け８ビット階調を行
えるようにしてもよい。

１フレームにおける動作について説明する。まず、サブフレーム５０１において、１行目
から最終行まで順に書き込み動作が行われる。従って、行によって書き込み期間の開始時
間が異なる。書き込み期間５０１ａが終了した行から順に保持期間５０１ｂへと移る。当
該保持期間において、発光するための信号を与えられている発光素子は発光状態となって
いる。また、保持期間５０１ｂが終了した行から順に次のサブフレーム５０２へ移り、サ
ブフレーム５０１の場合と同様に１行目から最終行まで順に書き込み動作が行われる。以
上のような動作を繰り返し、サブフレーム５０４の保持期間５０４ｂ迄終了する。サブフ
レーム５０４における動作を終了したら次のフレームへ移る。このように、各サブフレー
ムにおいて発光した時間の積算時間が、１フレームにおける各々の発光素子の発光時間と
なる。この発光時間を発光素子ごとに変えて一画素内で様々に組み合わせることによって
、明度および色度の異なる様々な表示色を形成することができる。

サブフレーム５０４のように、最終行目までの書込が終了する前に、既に書込を終え、保
持期間に移行した行における保持期間を強制的に終了させたいときは、保持期間５０４ｂ
の後に消去期間５０４ｃを設け、強制的に非発光の状態となるように制御することが好ま
しい。そして、強制的に非発光状態にした行については、一定期間、非発光の状態を保つ
（この期間を非発光期間５０４ｄとする。）。そして、最終行目の書込期間が終了したら
直ちに、一行目から順に次の（またはフレーム）の書込期間に移行する。なお、このよう
にある行の画素では書き込みを行い、またある行の画素には画素を非発光の状態にする消
去信号を入力するには、図１８に示すように、１水平期間を２つに分割し、一方の期間を
書き込みにあて、他方の期間を消去にあてる。分割された水平期間内で、各々のゲート信
号線９１１を選択し、そのときに対応する信号をソース信号線９１２に入力する。例えば
、ある１水平期間において、前半はｉ行目を選択し、後半はｊ行目を選択する。すると、
１水平期間において、あたかも同時に２行分を選択したかのように動作させることが可能
となる。つまり、それぞれの１水平期間の書き込み期間を用いて、書き込み期間５０１ａ
〜５０４ａに画素へ映像信号を書き込む。そして、このときの１水平期間の消去期間には
画素を選択しない。また、別の１水平期間の消去期間を用いて消去期間５０４ｃに画素へ
書き込まれた信号を消去する。このときの１水平期間の書き込み期間には画素を選択しな
い。これによって、開口率の高い画素を有する表示装置を提供することができ、歩留まり
の向上を図ることができる。

なお、本実施例では、サブフレーム５０１乃至５０４は保持期間の長いものから順に並ん
でいるが、必ずしも本実施例のような並びにする必要はなく、例えば保持期間の短いもの
から順に並べられていてもよいし、または保持期間の長いものと短いものとがランダムに
並んでいてもよい。また、サブフレームは、さらに複数のフレームに分割されていてもよ
い。つまり、同じ映像信号を与えている期間、ゲート信号線の走査を複数回行ってもよい
。

ここで、書込期間および消去期間における、図１４で示す回路の動作について説明する。
まず書込期間における動作について説明する。書込期間において、ｉ行目（ｉは自然数）
のゲート信号線９１１は、スイッチ９１８を介して書込用ゲート信号線駆動回路９１３と
電気的に接続し、消去用ゲート信号線駆動回路９１４とは非接続である。また、ソース信
号線９１２はスイッチ９２０を介してソース信号線駆動回路９１５と電気的に接続してい
る。ここで、ｉ行目のゲート信号線９１１に接続した第１のトランジスタ９０１のゲート
に信号が入力され、第１のトランジスタ９０１はオンとなる。そして、この時、１列目か
ら最終列目迄のソース信号線に同時に映像信号が入力される。なお、各列のソース信号線
９１２から入力される映像信号は互いに独立したものである。ソース信号線９１２から入
力された映像信号は、各々のソース信号線に接続した第１のトランジスタ９０１を介して
第２のトランジスタ９０２のゲート電極に入力される。この時、第２のトランジスタ９０
２のゲート電極に入力された信号によって、第２のトランジスタ９０２のオンオフが制御
される。そして、第２のトランジスタ９０２がオンすると発光素子９０３に電圧が印加さ
れ、発光素子９０３に電流が流れる。つまり、第２のトランジスタ９０２のゲート電極に
入力する信号によって、発光素子９０３の発光又は非発光が決まる。例えば、第２のトラ
ンジスタ９０２がＰチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極に
Ｌｏｗ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３が発光する。一方、
第２のトランジスタ９０２がＮチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲ
ート電極にＨｉｇｈ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３が発光
する。

次に消去期間における動作について説明する。消去期間において、ｊ行目（ｊは自然数）
のゲート信号線９１１は、スイッチ９１９を介して消去用ゲート信号線駆動回路９１４と
電気的に接続し、書込用ゲート信号線駆動回路９１３とは非接続である。また、ソース信
号線９１２はスイッチ９２０を介して電源９１６と電気的に接続している。ここで、ｊ行
目のゲート信号線９１１に接続した第１のトランジスタ９０１のゲートに信号が入力され
、第１のトランジスタ９０１はオンとなる。そして、この時、１列目から最終列目迄のソ
ース信号線に同時に消去信号が入力される。ソース信号線９１２から入力された消去信号
は、各々のソース信号線に接続した第１のトランジスタ９０１を介して第２のトランジス
タ９０２のゲート電極に入力される。この時第２のトランジスタ９０２のゲート電極に入
力された消去信号によって、第２のトランジスタ９０２はオフし、電流供給線９１７から
発光素子９０３への電流の供給が阻止される。そして、発光素子９０３は強制的に非発光
となる。例えば、第２のトランジスタ９０２がＰチャネル型である場合は、第２のトラン
ジスタ９０２のゲート電極にＨｉｇｈ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光
素子９０３は非発光となる。一方、第２のトランジスタ９０２がＮチャネル型である場合
は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＬｏｗ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されるこ
とによって発光素子９０３は非発光となる。

なお、消去期間では、ｊ行目については、以上に説明したような動作によって消去する為
の信号を入力する。しかし、前述のように、ｊ行目が消去期間であると共に、他の行（ｉ
行目とする。）については書込期間となる場合がある。このような場合、同じ列のソース
信号線を利用してｊ行目には消去の為の信号を、ｉ行目には書込の為の信号を入力する必
要があるため、以下に説明するような動作をさせることが好ましい。

消去期間における動作によって、ｊ−１行目の発光素子９０３が非発光となった後、直ち
に、ゲート信号線９１１と消去用ゲート信号線駆動回路９１４とを非接続の状態とすると
共に、スイッチ９２０を切り替えてソース信号線９１２とソース信号線駆動回路９１５と
接続させる。そして、ソース信号線９１２とソース信号線駆動回路９１５とを接続させる
と共に、スイッチ９１８を切り替えてゲート信号線９１１と書込用ゲート信号線駆動回路
９１３とを接続させる。そして、書込用ゲート信号線駆動回路９１３からｉ行目のゲート
信号線９１１に選択的に信号が入力され、第１のトランジスタ９０１がオンすると共に、
ソース信号線駆動回路９１５からは、１列目から最終列目迄のソース信号線９１２に書込
の為の映像信号が入力される。この映像信号によって、ｉ行目の発光素子９０３は、発光
または非発光となる。

以上のようにしてｉ行目について書込期間を終えたら、直ちに、ｊ行目の消去期間に移行
する。その為にスイッチ９１８を切り替えて、ゲート信号線と書込用ゲート信号線駆動回
路９１３を非接続とすると共に、スイッチ９２０を切り替えてソース信号線を電源９１６
と接続する。また、ゲート信号線９１１と書込用ゲート信号線駆動回路９１３を非接続と
すると共に、ゲート信号線９１１については、スイッチ９１９を切り替えて消去用ゲート
信号線駆動回路９１４と接続状態にする。そして、消去用ゲート信号線駆動回路９１４か
らｊ行目のゲート信号線９１１に選択的に信号を入力して第１のトランジスタ９０１がオ
ンすると共に、電源９１６から消去信号が入力される。そして、消去信号により、発光素
子９０３は強制的に非発光となる。このようにして、ｊ行目の消去期間を終えたら、直ち
に、ｉ＋１行目の書込期間に移行する。以下、同様に、消去期間と書込期間とを繰り返し
、最終行目の消去期間まで動作させればよい。

なお、本形態では、ｊ―１行目の消去期間とｊ行目の消去期間との間にｉ行目の書込期間
を設ける態様について説明したが、これに限らず、ｊ行目の消去期間とｊ＋１行目の消去
期間との間にｉ行目の書込期間を設けてもよい。

また、本形態では、サブフレーム５０４のように非発光期間５０４ｄを設ける場合におい
て、消去用ゲート信号線駆動回路９１４と或る一のゲート信号線とを非接続状態にすると
共に、書込用ゲート信号線駆動回路９１３と他のゲート信号線とを接続状態にする動作を
繰り返している。このような動作は、特に非発光期間を設けないフレームにおいて行って
も構わない。なお、本実施例は、上記実施の形態又は他の実施例と自由に組み合わせるこ
とができる。

本発明に係る発光素子は、パッシベーション膜の上面又は下面に接して応力緩和層が形成
されていることにより、パッシベーション膜のピーリングやクラック等の悪影響を受ける
ことなくパッシベーション膜の膜厚を厚くすることができ、結果的に、極めて高いブロッ
キング効果を得ることができる。したがって、信頼性が高い発光素子を、高歩留まりで提
供することができる。また、パッシベーション膜の上面に応力緩和層を設けた場合（両面
に設けた場合を含む。）には、低屈折率層の屈折率を応力緩和層の屈折率よりも小さくす
ることにより、応力緩和層と空間の間の屈折率の差を低減させることができ、外部の空間
への光の取り出し効率を向上させることができる。

上記作用効果を有する発光素子はＥＬディスプレイに代表される表示装置に採用すること
ができる。該表示装置は、互いに直交するように設けられた２種類のストライプ状電極の
間に電界発光層を形成する方式（単純マトリクス方式）、又はＴＦＴに接続されマトリク
ス状に配列された画素電極と対向電極との間に電界発光層を形成する方式（アクティブマ
トリクス方式）の２種類に大別されるが、本発明に係る発光素子は、単純マトリクス方式
とアクティブマトリクス方式のいずれにも適用することができる。また、上記表示装置は
、あらゆる電子機器やＩＤカード等のユビキタス製品に搭載することができ、本発明の利
用可能性は極めて多岐に渡る。

１：基板
２：電極
３：正孔輸送層
４：発光層
５：電子注入層
６：透明電極
７：防湿層
８：反射防止層
１０：基板
１１：画素電極
１２：電界発光層
１３：透明電極
１４：パッシベーション膜
１４ａ：窒化珪素膜
１４ｂ：酸化珪素膜
１４ｃ：窒化珪素膜
１５：応力緩和層
１５ａ：応力緩和層
１５ｂ：応力緩和層
１６：低屈折率層
１７：充填層
１８：対向基板
９０：カラーフィルタ
９１：カラーフィルタ
９２：カラーフィルタ
９３：カラーフィルタ
９４：カラーフィルタ
９５：カラーフィルタ
１０１：カード本体
１０２：画素部
１０３：カード基板
１０４：ＩＤチップ
１０５：表示装置
１０６：集積回路
１０７：薄膜部
１０８：配線
１０９：アンテナコイル
３１０：画素
３１１：トランジスタ
３１２：トランジスタ
３１３：発光素子
３１６：容量素子
３１７：第１の電源
３１８：第２の電源
３４０：トランジスタ
３４１：トランジスタ
３４２：トランジスタ
３４３：電源
４００：表示領域
４０１：ゲートドライバ
４０２：ゲートドライバ
４０３：ソースドライバ
４０４：容量素子
４０５：基板
４０６：対向基板
４０７：接続フィルム
４０８：シール材
４０９：隔壁層
４１０：素子群
４１１：第１の層間絶縁膜
４１２：第２の層間絶縁膜
４１３：第３の層間絶縁膜
４１４：配線
４１５：空間
４１６：遮光性を有する隔壁層
４１７：遮光性を有する層間絶縁膜
４１８：低屈折率層
５０１：サブフレーム
５０１ａ：書き込み期間
５０１ｂ：保持期間
５０２：サブフレーム
５０２ａ：書き込み期間
５０２ｂ：保持期間
５０３：サブフレーム
５０３ａ：書き込み期間
５０３ｂ：保持期間
５０４：サブフレーム
５０４ａ：書き込み期間
５０４ｂ：保持期間
５０４ｃ：消去期間
５０４ｄ：非発光期間
６００：Ｍｏ
６０１：アルミニウムを含む合金
６０２：ＩＴＯ
６０３：アルミニウムを含む合金
６０４：アルミニウムを含む合金
６０５：ＩＴＯ
６０６：アルミニウムを含む合金
６０７：ニッケルシリサイド
６０８：シリコン半導体層
８０１：ＥＬ表示パネル
８０２：信号線側駆動回路
８０３：走査線側駆動回路
８０４：チューナ
８０５：映像波増幅回路
８０６：映像信号処理回路
８０７：コントロール回路
８０８：信号分割回路
８０９：音声波増幅回路
８１０：音声信号処理回路
８１１：制御回路
８１２：入力部
８１３：スピーカ
９０１：第１のトランジスタ
９０２：第２のトランジスタ
９０３：発光素子
９１１：ゲート信号線
９１２：ソース信号線
９１３：書込用ゲート信号線駆動回路
９１４：消去用ゲート信号線駆動回路
９１５：ソース信号線駆動回路
９１６：電源
９１７：電流供給線
９１８：スイッチ
９１９：スイッチ
９２０：スイッチ
１００１：第１のトランジスタ
１００２：第２のトランジスタ
１００３：ゲート信号線
１００４：ソース信号線
１００５：電流供給線
１００６：発光素子の電極
６５００：基板
６５０３：ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６５０４：プリント配線基板（ＰＷＢ）
６５１１：画素部
６５１２：ソース信号線駆動回路
６５１３：書込用ゲート信号線駆動回路
６５１４：消去用ゲート信号線駆動回路
９１０１：本体
９１０２：表示部
９２０１：本体
９２０２：表示部
９３０１：本体
９３０２：表示部
９４０１：本体
９４０２：表示部
９５０１：本体
９５０２：表示部
９７０１：表示部
９７０２：表示部

Claims (2)

1. 第１の基板と、
   前記第１の基板上方の第１の電極と、
   前記第１の電極上方の発光層と、
   前記発光層上方の第２の電極と、
   前記第２の電極上方の、有機材料を有する第１の層と、
   前記第１の層上方の、窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜、または酸化窒化珪素膜を有する第２の層と、
   前記第２の層上方の、Ｌｉ、Ｃａ、またはＢａを有する第３の層と、
   前記第３の層上方の第２の基板と、
   を有し、
   前記第１の層は、前記第２の電極と接し、
   前記第２の層は、前記第１の層と接し、
   前記第３の層は、前記第２の層と接することを特徴とする発光装置。
2. 第１の基板と、
   前記第１の基板上方のカラーフィルタと、
   前記第１の基板上方に、前記カラーフィルタを間に挟んで設けられた第１の電極と、
   前記第１の電極上方の発光層と、
   前記発光層上方の第２の電極と、
   前記第２の電極上方の、有機材料を有する第１の層と、
   前記第１の層上方の、窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜、または酸化窒化珪素膜を有する第２の層と、
   前記第２の層上方の、Ｌｉ、Ｃａ、またはＢａを有する第３の層と、
   前記第３の層上方の第２の基板と、
   を有し、
   前記第１の電極と前記発光層と前記第２の電極とを有する発光素子は、白色の発光を呈し、
   前記第１の層は、前記第２の電極と接し、
   前記第２の層は、前記第１の層と接し、
   前記第３の層は、前記第２の層と接することを特徴とする発光装置。

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