JP2012190042A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光装置外部へ発光を取り出す課程で生じる発光の反射を低減すると共に、基板からトランジスタへの不純物拡散も十分に阻止できるようなアクティブマトリクス型の発光装置を提供すること。
【解決手段】本発明の発光装置は、基板と、前記基板上に設けられた第１の絶縁層と、第１の絶縁層上に設けられたトランジスタと、前記トランジスタを覆うと共に前記基板が露出するように設けられた第１の開口部を有する第２の絶縁層とを有し、前記第１の開口部の内側に発光素子が設けられていることを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、アクティブマトリクス型の発光装置に関し、特に発光を取り出す部分の構造
に関する。

エレクトロルミネッセンス素子（発光素子）からの発光を利用した発光装置は、高視野
角、低消費電力の表示用装置として注目されている装置である。

主に表示用として利用されている発光装置の駆動方法には、アクティブマトリクス型と
、パッシブマトリクス型とがある。アクティブマトリクス型の駆動方式の発光装置は、発
光素子ごとに発光・非発光等を制御できる。そのため、パッシブマトリクス型の発光装置
よりも低消費電力で駆動でき、携帯電話等の小型電化製品の表示部としてのみならず、大
型のテレビ受像機等の表示部として実装するのにも適している。

アクティブマトリクス型の発光装置においては、発光素子ごとに、それぞれの発光素子
の駆動を制御するためのトランジスタが設けられている。トランジスタと発光素子とは、
発光の外部への取り出しが当該トランジスタによって妨げられないように、それぞれ基板
上に配置されている（例えば、特許文献１，２参照。）。また、発光素子は、一対の電極
間に発光層が挟まれた構成となっており、当該発光層において発光する。ここで、発光・
非発光は、トランジスタからの信号によって制御される。

発光は、特許文献１、２の発光装置のように、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉ
ｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）から成る透明電極や石英から成る基板とを介して外部に取り
出される。この時、発光層を構成している物質やＩＴＯ、石英の屈折率がそれぞれ異なる
ため、発光層と透明電極との界面、及び透明電極と基板との界面において一部の発光が反
射する。このような発光の反射は、発光装置外部への発光の取り出し効率を下げる要因と
なる。

さらに、近年、発光装置の軽量化等を目指して、石英ではなくガラスやプラスチックか
ら成る基板を用いたアクティブマトリクス型の発光装置が開発されている。しかし、ガラ
スから成る基板にはアルカリ金属等の不純物が含まれている。またプラスチックから成る
基板においては、当該プラスチックから成る基板にアルカリ金属等から成る不純物が付着
したとき、当該不純物を容易に拡散してしまう。この不純物がトランジスタに混入すると
、トランジスタが正常に動作しなくなることが懸念されている。その為、基板とトランジ
スタとの間に、不純物の拡散を阻止するための絶縁層が設けられている。ところが、この
ように不純物の拡散を防止するための絶縁層を設けた場合、当該絶縁層と透明電極、或い
は当該絶縁層と基板との界面において発光が反射し、前述のような発光取り出し効率の低
下が生じることが懸念される。

特願平８−３３０６００号公報 特願平１０−２５４３８３号公報

本発明は、アクティブマトリクス型の発光装置において、発光装置外部へ発光を取り出
す過程で生じる発光の反射を低減すると共に、基板からトランジスタへの不純物拡散も十
分に阻止できるような発光装置を提供することを課題とする。

本発明の発光装置は、基板と、基板上に設けられた第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層
上に設けられたトランジスタと、前記トランジスタを覆う第２の絶縁層の開口部において
、前記第１の絶縁層上に設けられた発光素子とを有し、前記第１の絶縁層は、不純物拡散
を阻止でき、前記第１の電極よりも屈折率が小さく前記基板よりも屈折率が高い層である
ことを特徴としている。

本発明の発光装置は、基板と、前記基板上に設けられた第１の絶縁層と、前記第１の絶
縁層上に設けられたトランジスタと、前記トランジスタを覆と共に、前記第１の絶縁層が
露出するように設けられた第１の開口部を有する第２の絶縁層と、前記第１の開口部にお
いて、前記第１の絶縁層と重畳するように設けられた第１の電極と、前記第２の絶縁層を
覆うと共に、前記第１の電極が露出するように設けられた第２の開口部を有する隔壁層と
、前記第２の開口部において、前記第１の電極と重畳するように設けられた発光層と、前
記第２の開口部において、前記発光層と重畳するように設けられた第２の電極とを有し、
前記第１の絶縁層は、不純物拡散を阻止でき、前記第１の電極よりも屈折率が小さく前記
基板よりも屈折率が高い層であることを特徴としている。

ここで、前記第１の絶縁層は、酸素を含む窒化珪素から成ることが好ましく、特に、ラ
ザフォード後方散乱法／水素前方散乱法（ＲＢＳ／ＨＦＳ）分析したときに５〜６％の酸
素元素を含む窒化珪素から成ることが好ましい。

前記第１の電極と前記第２の電極と、これらの電極に挟まれた発光層とは、発光素子を
構成する。また、トランジスタは、発光素子を駆動するために設けられているものであり
、前記第１の電極と接続部を介して電気的に接続している。

なお、前記第１の絶縁層と前記トランジスタとの間には、前記トランジスタの構成要素
である半導体層と応力差の少ない絶縁層が設けられていても良い。このような絶縁層とし
ては、例えば酸化珪素から成るものが好ましい。

また、本発明の発光装置において、前記第１の絶縁層と前記第１の電極との間に、前記
第１の電極よりも屈折率が低く、前記第１の絶縁層と同一若しくは前記第１の絶縁層より
も屈折率の小さい絶縁層が設けられていてもよい。当該絶縁層としては、酸素を含む窒化
珪素から成るものが好ましい。さらに、前記第２の絶縁層が、透湿性の高い物質で形成さ
れている場合には、前記第２の開口部において、前記第２の絶縁層の側壁が、酸素を含む
窒化珪素から成る絶縁層で覆われていることが好ましい。

本発明によって、発光装置外部へ発光を取り出す過程で生じる発光の反射を低減すると
共に、基板からトランジスタへの不純物拡散も十分に阻止できる発光装置が得られる。

また、本発明によって、発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が
低減され、視認性が良好な画像を得られる発光装置が得られる。

本発明の発光装置の構成について説明する断面図。 本発明の発光装置の構成について説明するための上面図。 本発明の発光装置の作製方法について説明する図。 本発明の発光装置の作製方法について説明する図。 本発明の発光装置の作製方法について説明する図。 本発明の発光装置の作製方法について説明する図。 本発明の発光装置の構成について説明する断面図。 本発明の発光装置の構成について説明する断面図。 本発明の発光装置の構成について説明する断面図。 本発明の発光装置の構成について説明するための上面図。 本発明の発光装置の作製方法について説明する図。 本発明の発光装置の作製方法について説明する図。 本発明の発光装置を動作するための回路について説明する図。 本発明の発光装置を動作するための回路について説明する図。 封止後の本発明の発光装置について説明する図。 封止後の本発明の発光装置について説明する図。 本発明を適用した電子機器について説明する図。

以下、本発明の一態様について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異
なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から 逸脱することな
くその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って
、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の発光装置について、図１を用いて説明する。

基板１１上には、絶縁層１２ａおよび絶縁層１２ｂの二層から成る絶縁層１２が設けら
れている。絶縁層１２ｂ上には、半導体層１４とゲート絶縁層１５とゲート電極１６とを
含んで成るスタガ型のトランジスタ１７が設けられている。

トランジスタ１７は、第１の開口部を有する絶縁層１８に覆われている。また、当該第
１の開口部は、ゲート絶縁層１５及び絶縁層１２ｂも貫通して、絶縁層１２ａに至る。従
って、第１の開口部からは、絶縁層１２ａの一部が露出している。

絶縁層１８および第１の開口部は絶縁層１９に覆われており、当該第１の開口部の内側
において、絶縁層１９と絶縁層１２ａとは重畳している。

発光素子２５は、第１の電極２１と第２の電極２４との間に発光層２３を挟んで成り、
絶縁層１９上に設けられている。第１の電極２１と、絶縁層１９とは重畳している。

トランジスタ１７と発光素子２５とは、導電体から成る接続部２０ａを介して電気的に
接続している。なお、接続部２０ａは、絶縁層１９上に設けられ、絶縁層１８，１９を貫
通するコンタクトホールを通って半導体層１４に至る。また、接続部２０ａの一部が第１
の電極２１と接することによって、接続部２０ａと第１の電極２１とは電気的に接続して
いる。

接続部２０ａや、配線２０ｂ、絶縁層１９等は、第１の電極２１の一部が露出するよう
に設けられた第２の開口部を有する隔壁層２２によって覆われている。第２の開口部にお
いて、第１の電極２１上には、発光層２３が設けられており、さらに発光層２３上には第
２の電極２４が設けられている。このように第１の電極２１と発光層２３と第２の電極２
４とが積層した部分は発光素子２５として機能する。なお、発光層２３は発光物質を含み
、単層または多層で構成される層である。

本形態において、基板１１はガラス等の可視光を透過できるものから成る。また、プラ
スチック等の可撓性を有する樹脂を基板１１として用いてもよい。この他、透光性を有し
、トランジスタ１７や発光素子２５を支えるための支持体として機能するものであれば基
板１１として用いることができる。

絶縁層１２ａ、絶縁層１２ｂは、基板１１からの不純物の拡散を阻止できるような物質
から成る層である。特に絶縁層１２ａは、不純物の拡散を阻止する機能を有すると共に、
基板１１よりも屈折率が高く第１の電極２１よりも屈折率が小さい物質で形成されている
ことが好ましい。このような物質として、酸素を含有する窒化珪素が挙げられる。また、
絶縁層１２ｂは、不純物の拡散を阻止する機能を有すると共に、半導体層１４との応力差
が少ない層であることが好ましい。このような層としては、例えば酸化珪素から成る層が
挙げられる。なお、当該酸化珪素から成る層には、数％またはそれ以下の窒素が含まれて
いてもよい。なお、絶縁層１２ａのみでも基板１１からの不純物拡散を阻止できる場合は
、半導体層１４と絶縁層１２ａとの間に絶縁層１２ｂを必ずしも設けなくてもよい。

さらに、絶縁層１９は、透湿性が低く、基板１１よりも屈折率が高く第１の電極２１よ
りも屈折率が小さい物質で形成されていることが好ましい。また、絶縁層１２ａは絶縁層
１９よりも屈折率が小さいか、若しくは屈折率が同じであることが好ましい。なお、絶縁
層１２ａと絶縁層１９とは、同じ物質で形成されていてもよい。

また、第１の電極２１は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘ
ｉｄｅ）や、酸化珪素を含有するＩＴＯ、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）を混合したＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等の可視光を透過できる
導電物を用いて形成すればよい。

なお、第１の電極２１が上記導電物によって形成されているとき、絶縁層１２ａは、ラ
ザフォード後方散乱法／水素前方散乱法（ＲＢＳ／ＨＦＳ）分析したときに５〜６％の酸
素元素を含む窒化珪素を用いて形成されることが好ましい。また、絶縁層１９についても
絶縁層１２ａと同様に、ラザフォード後方散乱法／水素前方散乱法（ＲＢＳ／ＨＦＳ）分
析したときに５〜６％の酸素元素を含む窒化珪素を用いて形成されることが好ましい。

絶縁層１８は、多層でもよいし単層でもよい。また、絶縁層１８は、酸化珪素やシロキ
サン若しくは窒化珪素等の無機物、又はアクリルやポリイミド等の有機物のいずれから成
るものであってもよいし、または無機物および有機物の両方を含むものであってもよい。
いずれにしても絶縁体であればよい。なお、絶縁層１８の表面が平坦となるように、絶縁
層１８にはシロキサンやアクリル等の自己平坦性を有する物質から成る層が含まれている
ことが好ましい。また、絶縁層１８にシロキサンやアクリル等の透湿性の高い物質を含む
場合、本形態の発光装置のように絶縁層１８を絶縁層１９で被覆することによって、絶縁
層１８を介した発光素子２５への水分拡散を阻止することができる。但し、絶縁層１８の
表面の平坦化は、自己平坦性を有する物質を利用したものに限らず、研磨法によって行っ
ても構わない。

また、発光層２３は、有機物若しくは無機物のいずれから成るものであってもよいし、
又は無機物と有機物の両方を含むものであってもよい。

なお、本発明の発光装置において、トランジスタ１７の構造については、特に限定され
ない。シングルゲート型でもよいし、マルチゲート型でもよい。また、シングルドレイン
構造でもよいし、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）構造、若しくはＬ
ＤＤ領域とゲート電極とがオーバーラップしたような構造でもよい。

また、図２は、本発明の発光装置の上面図である。なお、図２において、破線Ａ−Ａ’
で表される部分の一部の断面が図１の断面図で表されている。従って、図１で表したもの
に対応するものについては、図１と同様の符号を付している。つまり、１４は半導体層で
あり、１６はゲート電極であり、２０ｂは配線であり、２０ａは接続部である。また、２
１は第１の電極であり、２２は隔壁層である。さらに、図１には示されていないが、２０
ｃ、２９ａ、２９ｂは配線であり、２７，２８はトランジスタである。

上記の発光装置において、発光素子２５からの発光は、第１の電極２１、絶縁層１９、
絶縁層１２ａおよび基板１１を順に通って外部に射出する。

以上に示した本発明の発光装置では、発光装置外部へ発光を取り出す過程で生じる発光
の反射を低減すると共に、基板からトランジスタへの不純物拡散も十分に阻止できる。さ
らに、本発明の発光装置では、発光装置外部へ発光を取り出す課程で生じる発光の反射が
軽減されることによって、反射光に起因した多重干渉が抑制される。そして、多重干渉が
抑制された結果、発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が低減され
、発光装置に映し出される画像の視認性が良好なものとなる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、図１、２に示す本発明の発光装置の作製方法について図３、４を用
いて説明する。

基板１１上に絶縁層１２ａ、１２ｂを順に積層した後、さらに半導体層１４を絶縁層１
２ｂ上に積層する。なお、絶縁層１２ａは、酸素を含む窒化珪素を用いて形成することが
好ましい。また、絶縁層１２ａは、ラザフォード後方散乱法／水素前方散乱法（ＲＢＳ／
ＨＦＳ）分析したときに５〜６％の酸素元素を含む窒化珪素から成る層であることが、よ
り好ましい。５〜６％の酸素元素を含む窒化珪素から成る層は、例えば、モノシラン（Ｓ
ｉＨ₄）、アンモニア（ＮＨ₃）、亜酸化窒素（Ｎ₂Ｏ）と水素（Ｈ₂）とをそれぞれ１：１
０：２：４０の流量比となるように混合した気体を原料とし、プラズマＣＶＤ法用いて形
成することができる。また、絶縁層１２ｂは酸化珪素を用いて形成することが好ましい。

次に、半導体層１４を所望の形状に加工する。なお、加工は、レジストマスクを用いて
半導体層１４をエッチングして行えばよい。半導体層１４は、珪素またはシリコンゲルマ
ニウム等を用いて形成すればよい。但し、その他のものを用いて形成しても構わない。

次に、半導体層１４および絶縁層１２ｂ等を覆うゲート絶縁層１５を形成し、さらにゲ
ート絶縁層１５上に導電層を積層する。ゲート絶縁層１５は、酸化珪素等を用いて形成す
ればよい。但し、その他のものを用いて形成しても構わない。また、ゲート絶縁層１５は
、単層でもよいし、異なる絶縁物を複数積層した多層のものであっても構わない。

次に、当該導電層を所望の形状に加工し、ゲート電極１６を形成する。ここで、ゲート
電極１６と共に配線２９ａ、２９ｂ（図２）も形成する。なお、加工は、レジストマスク
を用いて当該導電層をエッチングして行えばよい。なお、ゲート電極は、タングステン（
Ｗ）、アルミニウム等を用いて形成すればよい。また、ゲート電極１６は、単層でもよい
し、異なる導電物から成る層を複数積層した多層のものであっても構わない。例えば、窒
化チタンとタングステンとが積層したような層であってもよい。

次に、ゲート電極１６をマスクとして、半導体層１４に高濃度の不純物を添加する。こ
れによって、半導体層１４、ゲート絶縁層１５およびゲート電極１６を含むトランジスタ
１７が作製される。

なお、トランジスタ１７の作製工程については、特に限定されず、所望の構造のトラン
ジスタを作製できるように適宜変更すればよい。

次に、ゲート電極１６、配線２９ａ、２９ｂ、ゲート絶縁層１５等を覆う絶縁層１８を
形成する。本形態では、絶縁層１８は、シロキサン等の自己平坦性を有する無機物を用い
て形成する。但し、これに限らず、自己平坦性を有する有機物を用いて形成してもよい。
また、絶縁層１８は、必ずしも自己平坦性を有する物質で形成しなくてもよく、自己平坦
性を有しない物質のみから成るものであってもよい。さらに、絶縁層１８は、自己平坦性
を有する物質から成る層と自己平坦性を有しない物質から成る層とを組み合わせて形成し
た多層構造の層であってもよい。

次に、絶縁層１８の一部を開口し、第１の開口部を有する絶縁層１８とする。なお、第
１の開口部は、ゲート絶縁層１５、絶縁層１２ｂも貫通し、絶縁層１２ａに至るように形
成されている。従って、第１の開口部からは、絶縁層１２ａが露出する。また、絶縁層１
８の側壁が３０°乃至６０°の傾斜角をもつように第１の開口部を形成することが好まし
い。絶縁層１８の側壁に傾斜を持たせることによって、絶縁層１８の側壁上に導電物また
は絶縁物から成る層を形成したときに、当該層が絶縁層１８の側壁を被覆し易くなる。

次に、絶縁層１８及び第１の開口部を覆うように、絶縁層１９を形成する。これによっ
て、絶縁層１８の側壁および第１の開口部にて露出した絶縁層１２ａは、絶縁層１９によ
って覆われた状態となる。なお、絶縁層１９は、酸素を含む窒化珪素を用いて形成するこ
とが好ましい。

次に、絶縁層１８、１９を貫通し、半導体層１４に至るコンタクトホールを形成する。
なお当該コンタクトホールはゲート絶縁層１５も貫通している。

次に、絶縁層１９等を覆う導電層２０を形成した後、当該導電層２０を所望の形状に加
工し、接続部２０ａ、配線２０ｂ、２０ｃ等を形成する。この時、第１の開口部において
は、絶縁層１９が露出されるようにする。導電層２０は、アルミニウム等の抵抗の低い導
電物を用いて形成すればよい。なお、導電層２０は、単層でもよいし、異なる導電物から
成る層を複数積層した多層のものであっても構わない。例えば、窒化チタン、アルミニウ
ム、窒化チタンが順に積層したものでもよい。

次に、接続部２０ａ等を覆い、実施の形態１においても述べたようにＩＴＯ等から成る
導電層を形成した後、当該導電層を加工して第１の電極２１を形成する。ここで、第１の
電極２１は、第１の開口部の内側において絶縁層１２ａと重畳した絶縁層１９の上に形成
する。また、第１の電極２１の一部は、接続部２０ａと接するように設けられる。本形態
では、第１の電極２１は、絶縁層１９上において接続部２０ａと接している。これによっ
て、トランジスタ１７と第１の電極２１とは接続部２０ａを介して電気的に接続する。

なお、トランジスタ１７を作製後、上記工程迄の間に、必要に応じて、水素化工程や熱
を利用した不純物の活性化工程等の工程を設ければよい。

次に、第１の電極２１の一部が露出されるように第２の開口部を有し、接続部２０ａや
絶縁層１９等を覆う隔壁層２２を形成する。ここで、隔壁層２２は、感光性の樹脂材料を
露光・現像によって所望の形状に加工して形成してもよいし、または、感光性を有しない
無機物または有機物からなる層を形成した後これをエッチングして所望の形状に加工して
形成してもよい。なお、隔壁層２２は、エッジ部が曲率を有するような形状となるように
形成することが好ましい。

次に、隔壁層２２から露出した第１の電極２１を覆う発光層２３を形成する。発光層２
３は、蒸着法やインクジェット法、スピンコート法等、いずれの方法を用いて形成しても
構わない。なお、絶縁層１２ａ上に凹凸が形成されている場合は、ポリスチレンスルフォ
ン酸（ＰＳＳ）とポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とを混合した高分子材
料から成る層を発光層２３の一部に設けることによって、当該凹凸を緩和することができ
る。

次に、発光層２３を覆う第２の電極２４を形成する。これによって、第１の電極２１と
発光層２３と第２の電極２４とから成る発光素子２５を作製できる。なお、第２の電極２
４は、第１の電極２１のように可視光を透過するものであってもよいし、又はアルミニウ
ム等を用いて形成された可視光を透過しない電極であってもよい。

以上のようにして、図１に示すような本発明の発光装置を作製することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１、２の発光装置と構造及び作製方法が異なる本発明の
発光装置について図５、６を用いて説明する。

基板５１上に絶縁層５２ａ、５２ｂを順に積層した後、さらに半導体層５３を絶縁層５
２ｂ上に積層する。なお、絶縁層５２ａは、酸素を含む窒化珪素によって形成することが
好ましい。また、絶縁層５２ａは、ラザフォード後方散乱法／水素前方散乱法（ＲＢＳ／
ＨＦＳ）分析したときに５〜６％の酸素元素を含む窒化珪素から成る層であることが、よ
り好ましい。５〜６％の酸素元素を含む窒化珪素から成る層は、例えば、モノシラン（Ｓ
ｉＨ₄）、アンモニア（ＮＨ₃）、亜酸化窒素（Ｎ₂Ｏ）と水素（Ｈ₂）とをそれぞれ１：１
０：２：４０の流量比となるように混合した気体を原料とし、プラズマＣＶＤ法用いて形
成することができる。また、絶縁層５２ｂは酸化珪素を用いて形成することが好ましい。

次に、半導体層５３を所望の形状に加工する。なお、加工は、レジストマスクを用いて
半導体層５３をエッチングして行えばよい。半導体層５３は、珪素またはシリコンゲルマ
ニウム等を用いて形成すればよい。但し、その他のものを用いて形成しても構わない。

半導体層５３の加工に続いて絶縁層５２ｂもエッチングし加工する。このとき、レジス
トマスクは、半導体層５３の加工に用いたものをそのまま用いればよい。

次に、半導体層５３および絶縁層５２ａ等を覆うゲート絶縁層５４を形成し、さらにゲ
ート絶縁層５４上に導電層を積層する。ゲート絶縁層５４は、酸化珪素等を用いて形成す
ればよい。但し、その他のものを用いて形成しても構わない。また、ゲート絶縁層５４は
、単層でもよいし、異なる絶縁物を複数積層した多層のものであっても構わない。

次に、当該導電層を所望の形状に加工し、ゲート電極５５を形成する。ここで、ゲート
電極５５と共に配線等も形成する。なお、加工は、レジストマスクを用いて当該導電層を
エッチングして行えばよい。なお、ゲート電極は、タングステン（Ｗ）、アルミニウム等
を用いて形成すればよい。また、ゲート電極５５は、単層でもよいし、異なる導電物から
成る層を複数積層した多層のものであっても構わない。例えば、窒化チタンとタングステ
ンとが積層したような層であってもよい。

次に、ゲート電極５５をマスクとして、半導体層５３に高濃度の不純物を添加する。こ
れによって、半導体層５３、ゲート絶縁層５４およびゲート電極５５を含むトランジスタ
５６が作製される。

なお、トランジスタ５６の作製工程については、特に限定されず、所望の構造のトラン
ジスタを作製できるように適宜変更すればよい。

次に、ゲート電極５５、配線、ゲート絶縁層５４等を覆う絶縁層５７を形成する。本形
態では、絶縁層５７は、シロキサン等の自己平坦性を有する無機物を用いて形成する。但
し、これに限らず、自己平坦性を有する有機物を用いて形成してもよい。また、絶縁層５
７は、必ずしも自己平坦性を有する物質で形成しなくてもよく、自己平坦性を有しない物
質のみから成るものであってもよい。さらに、絶縁層５７は、自己平坦性を有する物質か
ら成る層と自己平坦性を有しない物質から成る層とを組み合わせて形成した多層構造の層
であってもよい。

次に、絶縁層５７の一部を開口し、第１の開口部を有する絶縁層５７を形成する。なお
、第１の開口部は、ゲート絶縁層５４も貫通し、絶縁層５２ａに至るように形成されてい
る。従って、第１の開口部からは、絶縁層５２ａが露出する。また、絶縁層５７の側壁が
３０°乃至６０°の傾斜角をもつように第１の開口部を形成することが好ましい。絶縁層
５７の側壁に傾斜を持たせることによって、絶縁層５７の側壁上に導電物または絶縁物か
ら成る層を形成したときに、当該層が絶縁層５７の側壁を被覆し易くなる。

また、第１の開口部を形成すると共に、絶縁層５７、ゲート絶縁層５４を貫通し、半導
体層５３に至るコンタクトホールを形成する。

次に、絶縁層５７等を覆う導電層５８を形成した後、当該導電層５８を所望の形状に加
工し、接続部５８ａ、配線５８ｂ等を形成する。この時、第１の開口部においては、絶縁
層５２ａが露出されるようにする。導電層５８は、アルミニウム等の抵抗の低い導電物を
用いてすればよい。なお、導電層５８は、単層でもよいし、異なる導電物から成る層を複
数積層した多層のものであっても構わない。例えば、窒化チタン、アルミニウム、窒化チ
タンが順に積層したものでもよい。

次に、接続部５８ａ等を覆い、可視光を透過する導電物から成る導電層を形成した後、
当該導電層を加工して第１の電極５９を形成する。ここで、第１の電極５９は、第１の開
口部の内側において絶縁層５２ａと積層するように形成される。また、第１の電極５９の
一部は、接続部５８ａと接するように設けられる。本形態では、第１の電極５９は、絶縁
層５７上において接続部５８ａと接している。これによって、トランジスタ５６と第１の
電極５９とは接続部５８ａを介して電気的に接続する。可視光を透過する導電物としては
、実施の形態１においても述べたようにＩＴＯ等を用いればよい。

なお、トランジスタ５６を作製後、上記工程迄の間に、必要に応じて、水素化工程や熱
を利用した不純物の活性化工程等の工程を設ければよい。

次に、第１の電極５９の一部が露出されるように開口部を有し、接続部５８ａや絶縁層
５７等を覆う隔壁層６０を形成する。ここで、隔壁層６０は、感光性の樹脂材料を露光・
現像によって所望の形状に加工して形成してもよいし、または、感光性を有しない無機物
または有機物からなる層を形成した後これらをエッチングして所望の形状に加工して形成
してもよい。

次に、隔壁層６０から露出した第１の電極５９を覆う発光層６１を形成する。発光層６
１は、蒸着法やインクジェット法、スピンコート法等、いずれの方法を用いて形成しても
構わない。なお、絶縁層５２ａ上に凹凸が形成されている場合は、ＰＥＤＯＴ等の高分子
材料から成る層を発光層６１の一部に設けることによって、当該凹凸を緩和することがで
きる。

次に、発光層６１を覆う第２の電極６２を形成する。これによって、第１の電極５９と
発光層６１と第２の電極６２とから成る発光素子６３を作製できる。

以上のように、半導体層５３の加工と連続して絶縁層５２ａを加工する作製方法によっ
ても本発明の発光装置を作製することができる。

なお、図６（Ｂ）の発光装置では、図１の発光装置と異なり、第１の開口部を有する絶
縁層の側壁を覆う絶縁層（図１において絶縁層１９に該当する）が、形成されていない。
トランジスタを覆う絶縁層を介した発光素子への水分混入が十分に抑制されている場合は
、図６（Ｂ）の発光装置のように、第１の開口部を有する絶縁層の側壁を覆う絶縁層を設
けなくてもよい。

また、第１の電極は、第１の開口部内全体を覆う必要はなく、例えば図６（Ｂ）の発光
装置のように第１の開口部内の一部のみを覆った構造であっても構わない。

（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１乃至実施の形態３に示したものと異なる構造を有する
本発明の発光装置について図７を用いて説明する。

図７に示す発光装置において、トランジスタ１７と第１の電極２１とを接続するための
接続部２０ａは、絶縁層１８の側壁の一部を覆い、当該部において第１の電極２１と重畳
している。また、その他の構成については、図１に示したものと同様である。

このように、トランジスタ１７と第１の電極２１との接続手段は、図１に示されたもの
に限定されるものでなく、図７に示したようなものでもよい。

（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１乃至実施の形態４に示したものと異なる構造を有する
本発明の発光装置について図８を用いて説明する。

図８に示す発光装置において、トランジスタ５６と第１の電極５９とを接続するための
接続部５８ａは、第１の電極５９が接続部５８ａよりも下層になるように重畳している。
また、その他の構成については、図６（Ｂ）に示したものと同様である。

なお、図８に示すような発光装置は、実施の形態３において説明した発光装置の作製方
法において、第１の電極５９と接続部５８ａ、配線５８ｂ等との工程順を逆にすることに
よって作製することができる。

このように、トランジスタ５６と第１の電極５９との接続手段は、図６（Ｂ）に示され
たものに限定されるものでなく、図８に示したようなものでもよい。また、図８に示した
ような接続手段を図８等に適用しても構わない。

（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態１乃至実施の形態５に示したものと異なる本発明の発光
装置について図９を用いて説明する。

図９に示す発光装置において、トランジスタ５６と、発光素子６３の構成要素である第
１の電極５９とを接続するための接続部５８ａは、絶縁層５７の側壁全体を覆い、一部に
おいて第１の電極５９と重畳している。また、その他の構成については、図６（Ｂ）に示
したものと同様である。

また、本形態の発光装置において、第１の電極５９および第２の電極６２は、いずれも
可視光を透過する。

さらに、図１０は、図９に示す本発明の発光装置の上面図である。なお、図１０におい
て、破線Ａ−Ａ’で表される部分の一部の断面が図９の断面図で表されている。従って、
図９で表したものに対応するものについては、図９と同様の符号を付している。つまり、
５３は半導体層であり、５５はゲート電極であり、５８ｂは配線であり、５８ａは接続部
である。また、５９は第１の電極であり、６０は隔壁層である。さらに、図９には示され
ていないが、５８ｃ、６５ａ、６５ｂは配線であり、６６，６７はトランジスタである。

図９および図１０からも分かるように、接続部５８ａは絶縁層５７の側壁全体を覆うよ
うに設けられている。このように、絶縁層５７の側壁全体は、接続部５８ａによって覆わ
れていても構わないし、又は接続部５８ａと同層で設けられた導電層等によって覆われて
いても構わない。

発光素子を構成する両電極が可視光を透過できる発光装置では、一方の電極から射出し
た発光の一部は、発光装置外部に取り出す過程で反射して、他方の電極側に戻る場合があ
る。そして、この戻った発光は、発光層からの発光等と干渉し、当該他方の電極側から取
り出される発光のスペクトル変化等を引き起こす場合がある。しかし、本発明の発光装置
は当該反射を抑制できるものであるため、第１の電極５９及び第２の電極６２の両電極が
可視光を透過できるものである場合にも有効である。

（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態１、２および３の発光装置と構造及び作製方法が異なる
本発明の発光装置について図１１、１２を用いて説明する。

基板１０１上に絶縁層１０２ａ、１０２ｂを順に積層した後、さらに半導体層１０３を
絶縁層１０２ｂ上に積層する。なお、絶縁層１０２ａは、酸素を含む窒化珪素によって形
成することが好ましい。また、絶縁層１０２ａは、ラザフォード後方散乱法／水素前方散
乱法（ＲＢＳ／ＨＦＳ）分析したときに５〜６％の酸素元素を含む窒化珪素から成る層で
あることがより好ましい。５〜６％の酸素元素を含む窒化珪素から成る層は、例えば、モ
ノシラン（ＳｉＨ₄）、アンモニア（ＮＨ₃）、亜酸化窒素（Ｎ₂Ｏ）と水素（Ｈ₂）とをそ
れぞれ１：１０：２：４０の流量比となるように混合した気体を原料とし、プラズマＣＶ
Ｄ法用いて形成することができる。また、絶縁層１０２ｂは酸化珪素を用いて形成するこ
とが好ましい。

次に、半導体層１０３を所望の形状に加工する。なお、加工は、レジストマスクを用い
て半導体層１０３をエッチングして行えばよい。半導体層１０３は、珪素またはシリコン
ゲルマニウム等を用いて形成すればよい。但し、その他のものを用いて形成しても構わな
い。

次に、半導体層１０３および絶縁層１０２ｂ等を覆うゲート絶縁層１０４を形成し、さ
らにゲート絶縁層１０４上に導電層を積層する。ゲート絶縁層１０４は、酸化珪素等を用
いて形成すればよい。但し、その他のものを用いて形成しても構わない。また、ゲート絶
縁層１０４は、単層でもよいし、異なる絶縁物を複数積層した多層のものであっても構わ
ない。

次に、当該導電層を所望の形状に加工し、ゲート電極１０５を形成する。ここで、ゲー
ト電極１０５と共に配線等も形成する。なお、加工は、レジストマスクを用いて当該導電
層をエッチングして行えばよい。なお、ゲート電極１０５は、タングステン（Ｗ）、アル
ミニウム等を用いて形成すればよい。また、ゲート電極１０５は、単層でもよいし、異な
る導電物から成る層を複数積層した多層のものであっても構わない。例えば、窒化チタン
とタングステンとが積層したような層であってもよい。

次に、ゲート電極１０５をマスクとして、半導体層１０３に高濃度の不純物を添加する
。これによって、半導体層１０３、ゲート絶縁層１０４およびゲート電極１０５を含むト
ランジスタ１０６が作製される。

なお、トランジスタ１０６の作製工程については、特に限定されず、所望の構造のトラ
ンジスタを作製できるように適宜変更すればよい。

次に、ゲート絶縁層１０４及び絶縁層１０２ｂの一部をエッチングして、絶縁層１０２
ａの一部が露出する開口部を形成する。なお、当該開口部は、後の工程によって、発光素
子が形成される部分に設けられる。

次に、前記開口部、ゲート電極１０５、配線及びゲート絶縁層１０４等を覆う絶縁層１
０７を形成する。本形態では、絶縁層１０７は、下層に絶縁層１０７ａを有し、上層に絶
縁層１０７ｂを有し、二層から成るものとした。また、本形態では、なお、絶縁層１０２
ａは、酸素を含む窒化珪素によって形成することが好ましい。また、絶縁層１０２ａは、
ラザフォード後方散乱法／水素前方散乱法（ＲＢＳ／ＨＦＳ）分析したときに５〜６％の
酸素元素を含む窒化珪素から成る層であることがより好ましい。５〜６％の酸素元素を含
む窒化珪素から成る層は、例えば、モノシラン（ＳｉＨ₄）、アンモニア（ＮＨ₃）、亜酸
化窒素（Ｎ₂Ｏ）と水素（Ｈ₂）とをそれぞれ１：１０：２：４０の流量比となるように混
合した気体を原料とし、プラズマＣＶＤ法用いて形成することができる。このようにして
形成された層には、水素が含有されている。そして、当該水素は半導体層１０３とゲート
絶縁層１０４との界面状態を良くするための水素化に利用することができる。また、本形
態では、絶縁層１０７ｂは、シロキサン等の自己平坦性を有する無機物を用いて形成する
。但し、これに限らず、自己平坦性を有する有機物を用いて形成してもよい。また、絶縁
層１０７ｂは、必ずしも自己平坦性を有する物質で形成しなくてもよく、自己平坦性を有
しない物質のみから成るものであってもよい。さらに、絶縁層１０７ｂは、自己平坦性を
有する物質から成る層と自己平坦性を有しない物質から成る層とを組み合わせて形成した
多層構造の層であってもよい。

次に、絶縁層１０７ｂの一部を開口し、第１の開口部を有する絶縁層１０７ｂを形成す
る。なお、第１の開口部は、ゲート絶縁層１０４及び絶縁層１０２ｂを貫通する開口部の
内側に設けられる。従って、第１の開口部からは、絶縁層１０７ａが露出する。また、絶
縁層１０７ｂの側壁が３０°乃至６０°の傾斜角をもつように第１の開口部を形成するこ
とが好ましい。絶縁層１０７ｂの側壁に傾斜を持たせることによって、絶縁層１０７ｂの
側壁上に導電物または絶縁物から成る層を形成したときに、当該層が絶縁層１０７ｂの側
壁を被覆し易くなる。

また、第１の開口部を形成した後、絶縁層１０７、ゲート絶縁層１０４を貫通し、半導
体層１０３に至るコンタクトホールを形成する。

次に、絶縁層１０７等を覆う導電層１０８を形成した後、当該導電層１０８を所望の形
状に加工し、接続部１０８ａ、配線１０８ｂ等を形成する。この時、第１の開口部におい
ては、絶縁層１０７ｂが露出されるようにする。導電層１０８は、アルミニウム等の抵抗
の低い導電物を用いてすればよい。なお、導電層１０８は、単層でもよいし、異なる導電
物から成る層を複数積層した多層のものであっても構わない。例えば、窒化チタン、アル
ミニウム、窒化チタンが順に積層したものでもよい。

次に、接続部１０８ａ等を覆い、可視光を透過する導電物から成る導電層を形成した後
、当該導電層を加工して第１の電極１０９を形成する。ここで、第１の電極１０９は、第
１の開口部の内側において絶縁層１０７ｂと積層するように形成される。また、第１の電
極１０９の一部は、接続部１０８ａと接するように設けられる。本形態では、第１の電極
１０９は、絶縁層１０７ｂ上において接続部１０８ａと接している。これによって、トラ
ンジスタ１０６と第１の電極１０９とは接続部１０８ａを介して電気的に接続する。可視
光を透過する導電物としては、実施の形態１においても述べたようにＩＴＯ等を用いれば
よい。

なお、トランジスタ１０６を作製後、上記工程迄の間に、必要に応じて、水素化工程や
熱を利用した不純物の活性化工程等の工程を設ければよい。

次に、第１の電極１０９の一部が露出されるように開口部を有し、接続部１０８ａや絶
縁層１０７等を覆う隔壁層１１０を形成する。ここで、隔壁層１１０は、感光性の樹脂材
料を露光・現像によって所望の形状に加工して形成してもよいし、または、感光性を有し
ない無機物または有機物からなる層を形成した後これらをエッチングして所望の形状に加
工して形成してもよい。

次に、隔壁層１１０から露出した第１の電極１０９を覆う発光層１１１を形成する。発
光層１１１は、蒸着法やインクジェット法、スピンコート法等、いずれの方法を用いて形
成しても構わない。なお、絶縁層１０７ａ上に凹凸が形成されている場合は、ＰＥＤＯＴ
等の高分子材料から成る層を発光層１１１の一部に設けることによって、当該凹凸を緩和
することができる。

次に、発光層１１１を覆う第２の電極１１２を形成する。これによって、第１の電極１
０９と発光層１１１と第２の電極１１２とから成る発光素子１１３を作製できる。

以上のような作製方法によっても本発明の発光装置を作製することができる。また、第
１の電極とトランジスタとの接続に実施の形態４や実施の形態５で示したような手段を適
用しても構わない。

（実施の形態８）
実施の形態１乃至実施の形態７では、トランジスタと、発光素子の第１の電極とは接続
部を介して電気的に接続している構成の発光装置について説明している。しかし、このよ
うな構成の発光装置に限らず、発光素子の第１の電極と接続部とが絶縁層を介して異なる
層に設けられ、当該絶縁層を貫通するコンタクトホールを介して発光素子の第１の電極と
接続部とが接続したような構成を有する発光装置としても構わない。

本実施例では、本発明を適用した発光装置について説明する。但し、本発明の発光装置
の構造および発光装置を構成する物質等は、本実施例に示すものに限定されない。

図１で表される本発明の一実施例について説明する。

本実施例において、発光素子２５の構成要素である発光層２３は、複数の層から成る。
複数の層は、キャリア輸送性の高い物質とキャリア注入性の高い物質とから選ばれた物質
から成る層を組み合わせて構成されたものであり、一部に発光性の高い物質を含むもので
ある。発光層２３を構成する物質は無機物でも有機物でも構わない。有機物の場合、低分
子でも高分子でも構わない。

ここで発光物質としては、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−［２−（１，
１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：
ＤＣＪＴ）、４−（ジシアノメチレン）−２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，
７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣ
ＪＴＢ）、ペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−ビス［２−（１０−メトキシ−
１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］ベンゼン、Ｎ，Ｎ’
−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、トリス（
８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ₃）、９，９’−ビアントリル、９，１
０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）や９，１０−ビス（２−ナフチル）アント
ラセン（略称：ＤＮＡ）等を用いることができる。また、この他の物質でもよい。

なお、以上のような一重項励起発光物質の他、金属錯体などを含む三重項励起発光物質
を用いても良い。例えば、赤色の発光性の画素、緑色の発光性の画素及び青色の発光性の
画素のうち、輝度半減時間が比較的短い赤色の発光性の画素を三重項励起発光物質で形成
し、他を一重項励起発光物質で形成する。三重項励起発光物質は発光効率が良いので、同
じ輝度を得るのに消費電力が少なくて済むという特徴がある。すなわち、赤色画素に適用
した場合、発光素子に流す電流量が少なくて済むので、信頼性を向上させることができる
。低消費電力化として、赤色の発光性の画素と緑色の発光性の画素とを三重項励起発光物
質で形成し、青色の発光性の画素を一重項励起発光物質で形成しても良い。人間の視感度
が高い緑色の発光素子も三重項励起発光物質で形成することで、より低消費電力化を図る
ことができる。

三重項励起発光物質の一例としては、金属錯体をドーパントとして用いたものがあり、
第三遷移系列元素である白金を中心金属とする金属錯体、イリジウムを中心金属とする金
属錯体などが知られている。三重項励起発光物質としては、これらの化合物に限られるこ
とはなく、上記構造を有し、且つ中心金属に周期表の８〜１０属に属する元素を有する化
合物を用いることも可能である。

キャリア輸送性の高い物質のうち、特に電子輸送性の高い物質としては、例えばトリス
（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ₃）、トリス（５−メチル−８−キノ
リノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ₃）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−
キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ₂）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）
−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格または
ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また正孔輸送性の高い物質として
は、例えば４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニ
ル（略称：α−ＮＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル
−アミノ］−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）や４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェ
ニル−アミノ）−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、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（略称：
ＭＴＤＡＴＡ）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合
物が挙げられる。また、キャリア注入性の高い物質のうち、特に電子注入性の高い物質と
しては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（Ｃ
ａＦ₂）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物が挙げられる。また、こ
の他、Ａｌｑ₃のような電子輸送性の高い物質とマグネシウム（Ｍｇ）のようなアルカリ
土類金属との混合物であってもよい。また、正孔注入性の高い物質としては、例えば、モ
リブデン酸化物（ＭｏＯｘ）やバナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯ
ｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、マンガン酸化物（ＭｎＯｘ）等の金属酸化物が挙
げられる。また、この他、フタロシアニン（略称：Ｈ₂Ｐｃ）や銅フタロシアニン（Ｃｕ
ＰＣ）等のフタロシアニン系の化合物が挙げられる。

また、トランジスタ１７は、スタガ型のものであるが、この他、逆スタガ型のものでも
よい。さらに、逆スタガ型の場合、半導体層の上に保護層を有する所謂チャネル保護型の
ものでもよいし、または半導体層の一部がエッチングされている所謂チャネルエッチ型の
ものでもよい。

また、半導体層１４は、結晶性、非結晶性のいずれのものでもよい。また、セミアモル
ファス等でもよい。

なお、セミアモルファスな半導体とは、次のようなものである。非晶質と結晶構造（単
結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有
する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいるもの
である。また少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶粒を含んでいる
。ラマンスペクトルが５２０ｃｍ^-1よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折ではＳｉ
結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合
手（ダングリングボンド）を終端させるために水素またはハロゲンを少なくとも１原子％
またはそれ以上含ませている。所謂微結晶半導体（マイクロクリスタル半導体）とも言わ
れている。珪化物気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪化物気体と
しては、ＳｉＨ₄、その他にもＳｉ₂Ｈ₆、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂、ＳｉＨＣｌ₃、ＳｉＣｌ₄、Ｓｉ
Ｆ₄などを用いることができる。この珪化物気体をＨ₂、又は、Ｈ₂とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、
Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は２〜１００
０倍の範囲。圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０
ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ。基板加熱温度は３００℃以下でよく、好ま
しくは１００〜２５０℃。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の
不純物は１×１０²⁰／ｃｍ³以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０¹⁹／
ｃｍ³以下、好ましくは１×１０¹⁹／ｃｍ³以下とする。なお、セミアモルファス半導体を
用いたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の移動度はおよそ１〜１０ｍ²／Ｖｓｅｃとなる。

また、半導体層が結晶性のものの具体例としては、単結晶または多結晶性の珪素、或い
はシリコンゲルマニウム等から成るものが挙げられる。これらはレーザー結晶化によって
形成されたものでもよいし、例えばニッケル等を用いた固相成長法による結晶化によって
形成されたものでもよい。

なお、半導体層が非晶質の物質、例えばアモルファスシリコンで形成される場合には、
トランジスタ１７およびその他のトランジスタ（発光素子を駆動するための回路を構成す
るトランジスタ）は全てＮチャネル型トランジスタで構成された回路を有する発光装置で
あることが好ましい。それ以外については、Ｎチャネル型またはＰチャネル型のいずれか
一のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよいし、両方のトランジスタで
構成された回路を有する発光装置でもよい。

隔壁層２２は、図１のようにエッジ部において、曲率半径が連続的に変化する形状であ
ることが好ましい。また隔壁層２２は、アクリルやシロキサン（シリコン（Ｓｉ）と酸素
（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む物質）、レジスト
、酸化珪素等を用いて形成される。なお隔壁層２２は、無機膜と有機膜のいずれか一で形
成されたものでもよいし、または両方を用いて形成されたものでもよい。

また、発光素子２５は、第１の電極２１が陽極として機能し、第２の電極２４が陰極と
して機能する構成であってもよいし、或いは第１の電極２１が陰極として機能し、第２の
電極２４が陽極として機能する構成であってもよい。但し、前者の場合、トランジスタ１
７はＰチャネル型トランジスタであり、後者の場合、トランジスタ１７はＮチャネル型ト
ランジスタである。

本発明の発光装置は、以上に述べたような発光素子２５とトランジスタ１７とが含まれ
る画素が複数、マトリクス状に配列して成る。なお、発光層は、発光波長帯の異なる発光
層を画素毎に形成して、カラー表示を行う構成としても良い。典型的には、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発光層を形成する。この場合にも、画素の光放射側に
その発光波長帯の光を透過するフィルター（着色層）を設けた構成とすることで、色純度
の向上や、画素部の鏡面化（映り込み）の防止を図ることができる。フィルター（着色層
）を設けることで、従来必要であるとされていた円偏光板などを省略することが可能とな
り、発光層から放射される光の損失を無くすことができる。さらに、斜方から画素部（表
示画面）を見た場合に起こる色調の変化を一層低減することができる。
また、上記のように各色に対応した発光層を設けて、カラー表示を行う以外に、発光層
は単色又は白色の発光を呈する構成とすることもできる。白色発光材料を用いる場合には
、画素の光放射側に特定の波長の光を透過するフィルター（着色層）を設けた構成として
カラー表示を可能にすることができる。
なお、 白色に発光する発光層を形成するには、例えば、Ａｌｑ₃、部分的にナイルレ
ッドをドープしたＡｌｑ₃、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
発光層を形成する場合には、塗布した後、真空加熱で焼成することが好ましい。例えば、
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、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。

発光層は上記のように多層から成るもの以外に単層で形成することもできる。この場合
、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に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。

本発明の発光装置の構成要素である発光素子は、順方向にバイアスすることで発光する
。発光素子を用いて形成する表示装置の画素は、アクティブマトリクス方式で駆動するこ
とができる。いずれにしても、個々の画素は、ある特定のタイミングで順方向バイアスを
印加して発光させることとなるが、ある一定期間は非発光状態となっている。この非発光
状態である時間に逆方向のバイアスを印加することで発光素子の信頼性を向上させること
ができる。発光素子では、一定駆動条件下で発光強度が低下する劣化や、画素内で非発光
領域が拡大して見かけ上輝度が低下する劣化モードがあるが、順方向及び逆方向にバイア
スを印加する交流的な駆動を行うことで、劣化の進行を遅くすることができ、発光装置の
信頼性を向上させることができる。

なお、以上に述べたような構成は、図１に示したような本発明の発光装置に限らず、図
６（Ｂ）、７等その他の本発明の発光装置に適用しても構わない。

本実施例では、本発明の発光装置において発光素子を駆動するために画素部に設けられ
ている回路について説明する。但し、発光素子を駆動するための回路は、本実施例で示す
ものには限定されない。

図１３に示すように、発光素子３０１には、各々の発光素子を駆動するための回路が接
続されている。当該回路は、それぞれ、映像信号によって発光素子３０１の発光・非発光
を決定する駆動用トランジスタ３２１と、前記映像信号の入力を制御するスイッチング用
トランジスタ３２２と、前記映像信号に関わらず発光素子３０１を非発光状態にする消去
用トランジスタ３２３とを有する。ここで、スイッチング用トランジスタ３２２のソース
（又はドレイン）はソース信号線３３１と接続し、駆動用トランジスタ３２１のソース及
び消去用トランジスタ３２３のソースはソース信号線３３１と並列するように延びた電流
供給線３３２と接続し、スイッチング用トランジスタ３２２のゲートは第１の走査線３３
３と接続し、消去用トランジスタ３２３のゲートは第１の走査線３３３と並列に延びた第
２の走査線３３４と接続している。また、駆動用トランジスタ３２１と発光素子３０１と
は直列に接続している。

発光素子３０１が発光するときの駆動方法について説明する。書き込み期間において第
１の走査線３３３が選択されると、第１の走査線３３３にゲートが接続されているスイッ
チング用トランジスタ３２２がオンになる。そして、ソース信号線３３１に入力された映
像信号が、スイッチング用トランジスタ３２２を介して駆動用トランジスタ３２１のゲー
トに入力さることによって電流供給線３３２から発光素子３０１へ電流が流れ、例えば緑
の発光をする。この時、発光素子３０１へ流れる電流の大きさによって発光の輝度が決ま
る。

なお、発光素子３０１は図１における発光素子２５に対応し、駆動用トランジスタ３２
１は図１におけるトランジスタ１７に対応する。また、消去用トランジスタ３２３は図２
におけるトランジスタ２８に対応し、スイッチング用トランジスタ３２２は図２における
トランジスタ２７に対応する。さらに、ソース信号線３３１は図２における配線２０ｃに
対応し、電流供給線３３２は図２における配線２０ｂに対応し、第１の走査線３３３は図
２における配線２９ａに対応し、第２の走査線３３４は図２における配線２９ｂに対応す
る。

また、各々の発光素子に接続する回路の構成は、ここで述べたものに限定されず、図１
４で表されるような、上記と異なる構成のものであってもよい。

次に、図１４で表される回路について説明する。

図１４に示すように、発光素子８０１には、各々の発光素子を駆動するための回路が接
続されている。当該回路は、映像信号によって発光素子８０１の発光・非発光を決定する
駆動用トランジスタ８２１と、前記映像信号の入力を制御するスイッチング用トランジス
タ８２２と、前記映像信号に関わらず発光素子８０１を非発光状態にする消去用トランジ
スタ８２３と、発光素子８０１に供給される電流の大きさを制御するための電流制御用ト
ランジスタ８２４とを有する。ここで、スイッチング用トランジスタ８２２のソース（又
はドレイン）はソース信号線８３１と接続し、駆動用トランジスタ８２１のソース及び消
去用トランジスタ８２３のソースはソース信号線８３１と並列するように延びた電流供給
線８３２と接続し、スイッチング用トランジスタ８２２のゲートは第１の走査線８３３と
接続し、消去用トランジスタ８２３のゲートは第１の走査線８３３と並列に延びた第２の
走査線８３４と接続している。また、駆動用トランジスタ８２１と発光素子８０１とは、
電流制御用トランジスタ８２４を間に挟み、直列に接続している。電流制御用トランジス
タ８２４のゲートは、電源線８３５に接続している。なお、電流制御用トランジスタ８２
４は、電圧−電流（Ｖｄ−Ｉｄ）特性における飽和領域において電流が流れるように構成
、制御されたものであり、これによって、電流制御用トランジスタ８２４に流れる電流値
の大きさを決定することができる。

発光素子８０１が発光するときの駆動方法について説明する。書き込み期間において第
１の走査線８３３が選択されると、第１の走査線８３３にゲートが接続されているスイッ
チング用トランジスタ８２２がオンになる。そして、ソース信号線８３１に入力された映
像信号が、スイッチング用トランジスタ８２２を介して駆動用トランジスタ８２１のゲー
トに入力される。さらに、駆動用トランジスタ８２１と、電源線８３５からの信号を受け
てオン状態になった電流制御用トランジスタ８２４とを介して電流供給線８３２から発光
素子８０１へ電流が流れ、発光に至る。このとき、発光素子へ流れる電流の大きさは、電
流制御用トランジスタ８２４によって決まる。

本発明の発光装置は、発光層から発光外部に効率よく発光を取り出すことができる。こ
のため、本発明の発光装置を実装した電子機器においては、表示機能に係る消費電力が低
くなる。また、発光取り出し面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が少ないため
、本発明の発光装置を実装した電子機器においては、視認性が良好な画像を得ることがで
きる。以下、本発明の発光装置を実装した電子機器等について説明する。

本発明の発光装置は、外部入力端子の装着および封止後、各種電子機器に実装される。

本実施例では、封止後の本発明の発光装置およびその発光装置を実装した電子機器につ
いて図１５、１６、１７を用いて説明する。但し、図１５、１６、１７に示したものは一
実施例であり、発光装置の構成はこれに限定されるものではない。

本実施例では、本発明の発光装置の作製方法について図１５、１６を用いて説明する。
なお、図１６は図１５における断面図である。

図１５において、ガラスから成る第１の基板５０１上には、画素部５０２と駆動回路部
５０３、５０４と、接続端子部５０５とが設けられている。駆動回路部５０３、５０４は
それぞれ、画素部５０２の一端に沿うように配置されている。また、接続端子部は、駆動
回路部５０３と隣接して設けられており、駆動回路部５０３、５０４と配線によって接続
している。なお、本実施例では、第１の基板５０１として、ガラス基板を用いているが、
この他に石英基板や、プラスチックなどの可撓性を有する基板等を用いても構わない。

画素部５０２では、発光素子とそれを駆動するための回路素子（回路を構成する各部分
単位であって、トランジスタ・抵抗等をいう。）とが設けられている。図１６は、第１の
基板５０１の断面構造を模式的に表したものである。画素部５０２においては、本発明が
適用されている。

第１の基板５０１と対向して設けられている第２の基板５１１には、吸水性を有する物
質が固定されている。図１５に表されるように、吸水性を有する物質が固定された領域５
１２は、画素部５０２の外側に、画素部５０２の端部に沿うように設けられている。また
、図１５では、領域５１２は、駆動回路部５０３、５０４と重畳している。なお、本実施
例では、吸水性を有する物質として粒状の酸化カルシウムが用いられている。また、第２
の基板５１１の一部に凹部を設け、エステルアクリレートを固定剤として用い、当該凹部
に酸化カルシウムを固定している。

なお、本実施例では、第２の基板５１１として、ガラス基板を用いている。しかし、こ
の他に石英基板や、プラスチックなどの可撓性を有する基板等を用いても構わない。また
、エステルアクリレート以外の透湿性の高い物質を固定剤として用いても構わない。また
、樹脂以外に、シロキサンなどの無機物を固定剤として用いても構わない。また、本実施
例では、加熱によって固定剤を固化させている。しかし、これに限らず、重合開始剤を含
み光硬化性を有する物質であって透湿性の高い物質を固定剤として用いても構わない。ま
た、本実施例では、吸水性を有する物質として、粒状の酸化カルシウムを用いているが、
この他の吸水性を有する物質を用いてもよい。また、化学吸着によって水を吸着すること
のできる分子を有機溶媒中に混合した組成物を凹部に注入した後、これを固化させたもの
を用いてもよい。

第１の基板５０１と第２の基板５１１とは、発光素子やトランジスタ５０６等が内部に
封じ込められるように、シール材５２２によって貼り合わせられている。また、接続端子
部５０５を介して駆動回路部５０３等とフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）５２３
が接続されている。

なお、第１の基板５０１と第２の基板５１１とシール材５２２とで囲まれた空間（発光
装置内部）には窒素などの不活性ガスが充填されている。

以上に示した本発明の発光装置では、画素部５０２からの外部への発光の取り出しを妨
げるようなものがないため、発光素子の第２の電極（発光層を中心として基板と反対側に
設けられた電極）から発光を取り出すような場合に有効である。また、領域５１２内に吸
水性を有する物質が固定されているため、第１の基板５０１と第２の基板５１１とを貼り
合わせるためにプレスしても、吸水性を有する物質が駆動回路部５０３、５０４と接触す
ることがなく、当該吸水性を有する物質によって駆動回路部５０３、５０４が損傷するこ
とを防止できる。

図１７に、本発明を適用した発光装置を実装した電子機器の一実施例を示す。

図１７（Ａ）は、本発明を適用して作製したパーソナルコンピュータであり、本体５５
２１、筐体５５２２、表示部５５２３、キーボード５５２４などによって構成されている
。当該パーソナルコンピューターは本発明の発光装置を表示部として組み込むことで完成
できる。

図１７（Ｂ）は、本発明を適用して作製した携帯電話であり、本体５５５２には表示部
５５５１と、音声出力部５５５４、音声入力部５５５５、操作スイッチ５５５６、５５５
７、アンテナ５５５３等が設けられている。当該携帯電話は、本発明の発光装置を表示部
として組み込むことで完成できる。

図１７（Ｃ）は、本発明を適用して作製したテレビ受像機であり、表示部５５３１、筐
体５５３２、スピーカー５５３３などによって構成されている。当該テレビ受像機は、本
発明の発光装置を表示部として組み込むことで完成できる。

以上のように本発明の発光装置は、各種電子機器の表示部として用いるのに非常に適し
ている。

なお、本実施例では、パーソナルコンピュータ等について述べているが、この他にカー
ナビゲイション、或いは照明機器等に本発明の発光素子を有する発光装置を実装しても構
わない。

１１ 基板
１２ 絶縁層
１２ａ 絶縁層
１２ｂ 絶縁層
１４ 半導体層
１５ ゲート絶縁層
１６ ゲート電極
１７ トランジスタ
１８ 絶縁層
１９ 絶縁層
１９ｃ 配線
１９ｂ 配線
２０ 導電層
２０ａ 接続部
２０ｂ 配線
２１ 第１の電極
２２ 隔壁層
２３ 発光層
２４ 第２の電極
２５ 発光素子
２８ トランジスタ
２７ トランジスタ
２９ａ 配線
２９ｂ 配線
５１ 基板
５２ａ 絶縁層
５２ｂ 絶縁層
５３ 半導体層
５４ ゲート絶縁層
５５ ゲート電極
５６ トランジスタ
５７ 絶縁層
５８ 導電層
５８ａ 接続部
５８ｂ 配線
５９ 第１の電極
６０ 隔壁層
６１ 発光層
６２ 第２の電極
６３ 発光素子

Claims (1)

1. 基板と、
   前記基板上に設けられた第１の絶縁層と、
   前記第１の絶縁層上に設けられたトランジスタと、
   前記トランジスタを覆と共に、前記第１の絶縁層が露出するように設けられた第１の開口部を有する第２の絶縁層と、
   前記第１の開口部において、前記第１の絶縁層と重畳するように設けられた第１の電極と、
   前記第２の絶縁層を覆うと共に、前記第１の電極が露出するように設けられた第２の開口部を有する隔壁層と、
   前記第２の開口部において、前記第１の電極と重畳するように設けられた発光層と、
   前記第２の開口部において、前記発光層と重畳するように設けられた第２の電極とを有し、
   前記第１の絶縁層は、不純物拡散を阻止でき、前記第１の電極よりも屈折率が小さく前記基板よりも屈折率が高い層であることを特徴とする発光装置。

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