JP2005340802A - 半導体装置及び表示装置の作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明では、絶縁層の膜厚を均一にすることで、膜表面の平坦性を向上させることを目的とする。よって、その絶縁層を用い、高精細、高画質な半導体装置などに代表される電子機器を低いコストで歩留まり良く製造することができる技術を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明の半導体装置の作製方法の一は、半導体層を形成し、半導体層上に絶縁層を形成し、絶縁層に設けられた開口部に、半導体層と接続する配線層を形成し、配線層と接続する第１の電極層を形成し、絶縁層は、粘度１０ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性材料を含む組成物をスピン塗布して形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体装置及び表示装置の作製方法に関する。

配線回路、薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」という。）それを用いた表示装置、及び電子回路等は、半導体層、絶縁層及び導電層などの各種パターンを基板上に積層して製造されている。層間膜、平坦化膜などに用いられる膜パターンの形成方法としては、絶縁性材料を被形成面に塗布し膜を形成する、スピンコート法などの塗布法がある。平坦化膜として形成される膜においては、その膜厚の均一性や表面の平坦性が良好であることは重要であり、良好な膜厚分布を得るための技術も研究されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１においては、膜の膜厚分布、表面粗さの悪化を防ぐために、スピンコート法によって基板上に形成された塗膜を、真空中で加熱し、溶媒（溶剤）を乾燥させた後に、真空中で膜を冷却させている。
特開２００３−２６４１３７号公報

本発明では、工程、装置を複雑化することなく、膜（層）の膜厚を均一にし、膜表面の平坦性を向上させることを目的とする。よって、その膜（層）を用い、高精細、高画質な表示装置などに代表される電子機器を低いコストで歩留まり良く製造することができる技術を提供することを目的とする。

本発明を用いて形成する絶縁層は、塗布法を用いて形成する。よって、絶縁性材料を溶媒（溶剤）で希釈し、液状の絶縁性材料を含む組成物を塗布材料液として作製する。この塗布材料液を塗布装置より吐出（噴出、滴下なども含む）によって被形成領域に、付着させ、塗布することによって絶縁層を形成する。また、最終的に形成される膜（層）が絶縁性を有する絶縁層なのであり、形成過程の液状の塗布材料液は、絶縁性を示さないこともあり得る。絶縁層の形状は、絶縁性材料を含む組成物の作製条件によって大きく影響を受ける。本出願人は、絶縁層の膜厚分布を均一に表面を平坦性よく形成できる、絶縁性材料を含む組成物の作製方法を導き出した。本発明の絶縁層は、粘度１０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以上５０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以下、好ましくは２０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以上３５ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以下である絶縁性材料を含む組成物を塗布法によってスピン塗布することにより、絶縁層を形成する。本発明によって得られる絶縁層（膜）は、膜厚分布が均一であり、その表面は高い平坦性を有する。

なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置を指す。本発明を用いて多層配線層や、ＩＤチップなどの半導体装置の層間絶縁層を形成し、用いることができる。

また、本発明を用いて表示装置の平坦化膜を形成し、用いることができる。本発明の表示装置には、エレクトロルミネセンス（以下「ＥＬ」ともいう。）と呼ばれる発光を発現する有機物、若しくは有機物と無機物の混合物を含む媒体を、電極間に介在させた発光素子とＴＦＴとが接続された発光表示装置や、液晶材料を有する液晶素子を表示素子として用いる液晶表示装置などがある。

本発明の半導体装置の作製方法の一は、半導体層を形成し、半導体層上に絶縁層を形成し、絶縁層に設けられた開口部に、半導体層と接続する配線層を形成し、配線層と接続する電極層を形成し、絶縁層は、粘度１０ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性材料を含む組成物をスピン塗布して形成する。

本発明の半導体装置の作製方法の一は、半導体層を形成し、半導体層上に第１の絶縁層を形成し、第１の絶縁層に設けられた第１の開口部に、半導体層と接続する配線層を形成し、第１の絶縁層及び配線層上に第２の絶縁層を形成し、第２の絶縁層に設けられた第２の開口部に、配線層と接続する電極層を形成し、第１の絶縁層及び第２の絶縁層は、粘度１０ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性材料を含む組成物をスピン塗布して形成する。

本発明の表示装置の作製方法の一は、半導体層を形成し、半導体層上に絶縁層を形成し、絶縁層に設けられた開口部に、半導体層と接続する配線層を形成し、配線層と接続する電極層を形成し、絶縁層は、粘度１０ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性材料を含む組成物をスピン塗布して形成する。

本発明の表示装置の作製方法の一は、半導体層を形成し、半導体層上に第１の絶縁層を形成し、第１の絶縁層に設けられた第１の開口部に、半導体層と接続する配線層を形成し、第１の絶縁層及び配線層上に第２の絶縁層を形成し、第２の絶縁層に設けられた第２の開口部に、配線層と接続する電極層を形成し、第１の絶縁層及び第２の絶縁層は、粘度１０ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性材料を含む組成物をスピン塗布して形成する。

上記構成において、絶縁層上に形成する電極層を画素電極層として用いることができる。その画素電極層上に電界発光層を形成すると、発光表示装置となり、液晶層を有する液晶素子を形成すると液晶表示装置を作製することができる。

本発明の半導体装置の一は、膜厚が０．１μｍ以上１０μｍ以下であり、粘度１０ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性材料を含む組成物で形成されたシロキサンポリマーを含む絶縁層を有する。

本発明の半導体装置の一は、膜厚が０．１μｍ以上１０μｍ以下であり、膜厚差の平均値が１．３ｎｍ以下であり、粘度１０ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性材料を含む組成物で形成されたシロキサンポリマーを含む絶縁層を有する。

本発明の表示装置の一は、膜厚が０．１μｍ以上１０μｍ以下であり、粘度１０ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性材料を含む組成物で形成されたシロキサンポリマーを含む絶縁層を有する。

本発明の表示装置の一は、膜厚が０．１μｍ以上１０μｍ以下であり、膜厚差の平均値が１．３ｎｍ以下であり、粘度１０ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性材料を含む組成物で形成されたシロキサンポリマーを含む絶縁層を有する。

本発明を用いて作製された表示機能を有する表示装置を用いて表示画面を構成するテレビジョン装置を作製することができる。

本発明により、絶縁層（膜）の膜厚を均一にでき、絶縁層表面の平坦性が向上する。よって、その絶縁層を用い、高精細、高画質な表示装置などに代表される電子機器を低いコストで歩留まり良く製造することができる。

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

（実施の形態１）
本実施の形態において、絶縁層（膜）の形成方法として、絶縁性材料を溶媒に希釈し、絶縁性材料を含む組成物とする。そしてその組成物を被形成領域に塗布（吐出、噴出、滴下等によって）し、絶縁層を形成する。

本実施の形態では、塗布法としてスピンコート法を用いる。このような塗布法により形成される絶縁層において、膜厚分布の不均一が生じたり、表面に微細な凹凸が形成され、平坦性が損なわれる場合がある。このような絶縁層表面の凹凸形状に光が反射、干渉すると、絶縁層表面にその凹凸形状によって生じる放射状や縞状のムラが発生する。この平坦性不良によるムラは、照射する光の波長分布幅が狭いほど、微細な凹凸でも確認することができる。例えば、単一波長に近いナトリウムランプなどの光を照射すると、目視では確認できない微細な絶縁層表面の凹凸によるムラを確認することができる。

図２に、絶縁層表面の凹凸による放射状のムラの模式図を示す。図２（Ａ）は斜面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）における線Ｅ−Ｆの断面図である。被形成物である基板６０上に、絶縁層６１が形成されており、絶縁層６１は表面に凹凸部６５を有している。このような凹凸部６５によって、絶縁層６１表面には、光の反射や干渉などによる放射状のムラ６２が生じている。図２のような、絶縁層表面に凹凸形状を有すると、このような絶縁層を層間膜や平坦化膜として用いた場合、接して形成される他の構成膜の被覆性が悪化し、形成不良を引き起こす恐れがある。また、表示装置において、平坦化膜としてこの絶縁層を適用した場合、この凹凸形状がその上に積層される画素電極層にも反映され、画素電極層表面も凹凸化する。光を放射して表示する際、その凹凸形状によって、光が散乱、干渉し、表示ムラとなってしまう。

前述したように、本発明において、絶縁層は、その膜厚や形成領域を制御するために、絶縁性材料を溶媒に希釈した絶縁性材料を含む組成物として、液状のまま、被形成領域に塗布される。そして、乾燥や加熱などによって、組成物中の溶媒を除去し、絶縁層として形成される。このような絶縁層の膜厚分布の不均一に深く関係する一因として、被形成領域上への吐出、噴出、滴下等によって付着した液状の絶縁性材料中における表面張力の不均一によって生じる対流、いわゆるマランゴニ対流が考えられる。表面張力は、絶縁性材料を含む組成物という流体中の温度や、化学組成（不純物濃度など）によって変化する。絶縁性材料を含む組成物中の溶媒が気化することによって、組成物中に温度差が生じ、それに伴い表面張力差も生じる。表面張力差が粘性力を上まわれば、流体中に流れ（対流）が生じ、絶縁性材料を含む組成物はその表面上（平面と平行方向）、膜厚方向において、対流に反映される形状に変形される。よって、形成される絶縁層も膜厚分布が不均一となり、絶縁層表面においても凹凸形状を有する平坦性の悪い形状となる。

流体におけるマランゴニ対流は、マランゴニ数によって表され、式１において定義される。式１において、Ｍａはマランゴニ数、σは表面張力、Ｔは温度、μは粘度、αは熱伝導度、ｈは膜厚、ΔＴは流体中の温度分布である。

マランゴニ数の値が小さいほど、マランゴニ対流は抑えられるため、膜厚分布を均一化するためには、マランゴニ数が小さくなるようにすることが重要である。マランゴニ数は、式１に示されるように、液状の絶縁性材料を含む組成物である流体中の温度勾配によって生じる表面張力差、流体の粘度、熱伝導度、流体の長さ（本発明においては絶縁層の膜厚）によって決定される。マランゴニ数は、マランゴニ数を増加させる因子である表面張力差と流体の長さ（膜厚）とをそれぞれ、温度差を小さくしそれに伴う表面張力差を小さくする、流体の長さ（膜厚）を薄くすることによって減少する。また、マランゴニ数を減少させ、マランゴニ対流を抑える因子である粘度と熱伝導度とを高く、大きくすることで、マランゴニ数を小さくすることができる。

本出願人は、所望の絶縁層を平坦性よく形成するための、絶縁性材料を含む組成物の最適な粘度を導き出した。塗布液として塗布される絶縁性材料を含む組成物は、絶縁性材料と希釈する溶剤（溶媒）とが含まれる。粘度は、この絶縁性材料を含む組成物の不揮発分濃度を高くすることで大きく、低くすることで小さく制御することができる。また、粘度は、絶縁性材料を希釈する溶剤の材料を変化させる（溶剤の沸点などを変化させる）ことでも大きく、又は小さく制御することができる。

本発明では、絶縁性材料を含む組成物の粘度を、１０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以上５０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以下、より好ましくは２０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以上３５ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以下とする。また、膜厚は、１μｍ以上１０μｍ以下、好ましくは０．２μｍ以上５μｍ以下とすることができる。塗布液として、前述の粘度で絶縁性材料を含む組成物を作製し、絶縁層を形成すると、膜厚分布の均一な、表面の微細な凹凸まで軽減された非常に平坦な表面を有する絶縁層を形成することができる。本発明の粘度範囲内で形成される絶縁層表面は、微細な凹凸形状による表面荒れまでムラとして確認できる、単色光を照射してもムラが確認できないほど平坦性の良い絶縁層を形成することができる。

また、絶縁性材料を含む組成物中の金属濃度（ナトリウム、鉄、カリウム、銅、カルシウム、クロムなど）の濃度はそれぞれ１ｐｐｍ以下、好ましくは０．２ｐｐｍ以下が望ましい。銅、カルシウム、クロムの絶縁性材料を含む組成物中の濃度はそれぞれ０．１ｐｐｍ以下がより好ましい。よって、絶縁性材料を含む組成物より形成される絶縁層中の金属濃度（ナトリウム、鉄、カリウム、銅、カルシウム、クロムなど）の濃度もそれぞれ１ｐｐｍ以下、好ましくは０．２ｐｐｍ以下が望ましい。銅、カルシウム、クロムの絶縁層中の濃度もそれぞれ０．１ｐｐｍ以下がより好ましい。

基板５０上に、塗布材料液である絶縁性材料を含む組成物５５を吐出装置５４から吐出する（図１（Ａ）参照。）。絶縁性材料を含む組成物５５の粘度は、１０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以上５０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以下、より好ましくは２０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以上３５ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以下とする。

基板５０上に、吐出された絶縁性材料を含む組成物５１を有する基板５０は、モーター５６を有する回転支持台に、固定され、回転（スピン）する（図１（Ｂ）参照。）。回転によって、基板５０上で絶縁性材料を含む組成物５２は塗り広がる。その後焼成や乾燥によって、絶縁層５３が形成される。

本実施の形態で作製する絶縁層は均一な膜厚分布であり、表面の平坦性が極めて高い。

本発明は、塗布液として、液状の絶縁性材料を含む組成物を作製する際、不揮発分濃度と溶剤の沸点などを選択し、粘度を制御できる。よって、大型な真空装置や加熱装置などは不要であり、時間もコストも削減できる。本発明により、膜厚分布の均一な平坦性のよい絶縁層を、簡略な工程で歩留まりよく形成することができる。

（実施の形態２）
表示装置の作製方法を、図３乃至図５、図１４及び図１５を用いて詳細に説明する。

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

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

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

図１４（Ａ）は、走査線及び信号線へ入力する信号を、外付けの駆動回路により制御する表示パネルの構成を示しているが、図１５（Ａ）に示すように、ＣＯＧ(Chip on Glass)方式によりドライバＩＣ２７５１を基板２７００上に実装しても良い。また他の実装形態として、図１５（Ｂ）に示すようなＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式を用いてもよい。ドライバＩＣは単結晶半導体基板に形成されたものでも良いし、ガラス基板上にＴＦＴで回路を形成したものであっても良い。図１５において、ドライバＩＣ２７５１は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）２７５０と接続している。

また、画素に設けるＴＦＴをＳＡＳで形成する場合には、図１４（Ｂ）に示すように走査線側駆動回路３７０２を基板３７００上に形成し一体化することもできる。図１４（Ｂ）において、画素部３７０１は、信号線側入力端子３７０４と接続した図１４（Ａ）と同様に外付けの駆動回路により制御する。画素に設けるＴＦＴを移動度の高い、多結晶（微結晶）半導体、単結晶半導体などで形成する場合は、図１４（Ｃ）は、画素部４７０１、走査線駆動回路４７０２と、信号線駆動回路４７０４を基板４７００上に一体形成することもできる。

絶縁表面を有する基板１００の上に下地膜として、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等により窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ）を用いて下地膜１０１ａを１０〜２００ｎｍ（好ましくは５０〜１００ｎｍ）を形成し、酸化窒化珪素膜（ＳｉＯＮ）を用いて下地膜１０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０ｎｍ）積層する。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ方を用いて下地膜１０１ａ、下地膜１０１ｂを形成する。基板１００としてはガラス基板、石英基板やシリコン基板、金属基板またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いて良い。また、本実施の形態の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよいし、フィルムのような可撓性基板を用いても良い。また、下地膜として２層構造を用いてもよいし、下地（絶縁）膜の単層膜又は２層以上積層させた構造を用いてもよい。また、下地膜１０１ａ、下地膜１０１ｂとして材料としてシロキサンポリマーを用い、実施の形態１で示した本発明の絶縁層を用いてもよい。

次いで、下地膜上に半導体層を形成する。半導体層は２５〜２００ｎｍ（好ましくは３０〜１５０ｎｍ）の厚さで公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜すればよい。

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

ＳＡＳは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいる。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶領域を観測することが出来、珪素を主成分とする場合にはラマンスペクトルが５２０ｃｍ^-1よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折では珪素結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）の終端化す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。ＳＡＳは、珪化物気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪化物気体としては、ＳｉＨ₄、その他にもＳｉ₂Ｈ₆、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂、ＳｉＨＣｌ₃、ＳｉＣｌ₄、ＳｉＦ₄などを用いることが可能である。またＦ₂、ＧｅＦ₄を混合させても良い。この珪化物気体をＨ₂、又は、Ｈ₂とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は２〜１０００倍の範囲、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚである。基板加熱温度は３００℃以下が好ましく、１００〜２００℃の基板加熱温度でも形成可能である。ここで、主に成膜時に取り込まれる不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分に由来する不純物は１×１０²⁰ｃｍ^-3以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０¹⁹ｃｍ^-3以下、好ましくは１×１０¹⁹ｃｍ^-3以下となるようにすることが好ましい。また、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なＳＡＳが得られる。また半導体層としてフッ素を含むガスより形成されるＳＡＳ層に水素を含むガスより形成されるＳＡＳ層を積層してもよい。

アモルファス半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを添加し結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、セミアモルファス半導体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。

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

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

非晶質半導体層の結晶化は、熱処理とレーザ光照射による結晶化を組み合わせてもよく、熱処理やレーザ光照射を単独で、複数回行っても良い。

また、プラズマ法を用いて、結晶性半導体層を選択的に基板に形成してもよい。

半導体として、有機半導体材料を用い、印刷法、スプレー法、スピン塗布法、液滴吐出法などで形成することができる。この場合、上記エッチング工程が必要ないため、工程数を削減することが可能である。有機半導体としては、低分子材料、高分子材料などが用いられ、有機色素、導電性高分子材料などの材料も用いることができる。本発明に用いる有機半導体材料としては、その骨格が共役二重結合から構成されるπ電子共役系の高分子材料が望ましい。代表的には、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリチオフェン誘導体、ペンタセン等の可溶性の高分子材料を用いることができる。

その他にも本発明に用いることができる有機半導体材料としては、可溶性の前駆体を成膜した後で処理することにより半導体領域を形成することができる材料がある。なお、このような有機半導体材料としては、ポリチエニレンビニレン、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）、ポリアセチレン、ポリアセチレン誘導体、ポリアリレンビニレンなどがある。

前駆体を有機半導体に変換する際には、加熱処理だけではなく塩化水素ガスなどの反応触媒を添加することがなされる。また、これらの可溶性有機半導体材料を溶解させる代表的な溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、アニソール、クロロフォルム、ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソルブ、シクロヘキサン、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、シクロヘキサノン、２−ブタノン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）または、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などを適用することができる。

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

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

半導体層１０２を覆うゲート絶縁膜１０５を形成する。ゲート絶縁膜１０５はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。ゲート絶縁膜１０５としては、珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の公知の材料で形成すればよく、積層でも単層でもよい。本実施の形態では、窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化珪素膜３層の積層を用いる。またそれらや、酸化窒化珪素膜の単層、２層からなる積層でも良い。好適には、緻密な膜質を有する窒化珪素膜を用いるとよい。なお、低い成膜温度でゲートリーク電流が少ない緻密な絶縁膜を形成するには、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませ、形成される絶縁膜中に混入させると良い。

次いで、ゲート絶縁膜１０５上にゲート電極層として用いる膜厚２０〜１００nmの第１の導電膜と、膜厚１００〜４００nmの第２の導電膜とを積層して形成する。第１の導電膜及び第２の導電膜はＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、又は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ればよい。また、第１の導電膜及び第２の導電膜としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、２層構造に限定されず、例えば、膜厚５０nmのタングステン膜、膜厚５００nmのアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、膜厚３０nmの窒化チタン膜を順次積層した３層構造としてもよい。また、３層構造とする場合、第１の導電膜のタングステンに代えて窒化タングステンを用いてもよいし、第２の導電膜のアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜に代えてアルミニウムとチタンの合金膜（Ａｌ−Ｔｉ）を用いてもよいし、第３の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。また、単層構造であってもよい。

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

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

次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング処理を行う。ここでは、Ｗ膜を選択的にエッチングする。この時、第２のエッチング処理により第２の導電層を形成する。一方、第１の導電層は、ほとんどエッチングされず、第２の形状の導電層を形成する。よって導電層１０６及び１０７が形成される。また、外部との電気的な接続を行う、端子部において、端子電極層として機能する導電層１８０、１８１も同工程で形成する（図５参照。）。本実施の形態では、導電層の形成をドライエッチングで行うがウェットエッチングでもよい。

次いで、半導体層に不純物領域を形成する。本実施の形態では、画素部のＴＦＴとしてｐ型不純物領域を有するｐチャネル型ＴＦＴを用いる例を示すが、ｎ型不純物領域を有するｎ型チャネルＴＦＴを用いることもできる。図３及び図４は画素部のみを示しているので、ｎ型不純物領域は図示していないが、本実施の形態では表示装置のより詳細な図である図５に示すように、周辺回路部のＴＦＴにはｎ型不純物領域を有している物も含む。レジストマスクを除去した後、第３のフォトマスクを用いてレジストマスクを新たに形成し、ｎチャネル型ＴＦＴを形成するため、半導体にｎ型を付与する不純物元素（代表的にはリン（P）、または砒素（Ａｓ））を低濃度にドープするための第１のドーピング工程を行う。レジストマスクは、ｐチャネル型ＴＦＴとなる領域と、導電層の近傍とを覆う。この第１のドーピング工程によって絶縁層を介してスルードープを行い、低濃度不純物領域を形成する。一つの発光素子は、複数のＴＦＴを用いて駆動させるが、ｐチャネル型ＴＦＴのみで駆動させる場合には、上記ドーピング工程は特に必要ない。

次いで、レジストマスクを除去した後、第４のフォトマスクを用いてレジストマスクを新たに形成し、半導体にｐ型を付与する不純物元素（代表的にはボロン（B））を高濃度にドープするための第２のドーピング工程を行う。この第２のドーピング工程によってゲート絶縁膜１０５を介してスルードープを行い、ｐ型の不純物領域１０３、１０４を形成する。

次いで、第５のフォトマスクを用いてレジストマスクを新たに形成し、ここではｎチャネル型ＴＦＴを形成するため、半導体にｎ型を付与する不純物元素（代表的にはリン、またはＡｓ）を高濃度にドープするための第３のドーピング工程を行う。第３のドーピング工程におけるイオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０¹³〜５×１０¹⁵/cm²とし、加速電圧を６０〜１００ｋＶとして行う。レジストマスクは、ｐチャネル型ＴＦＴとなる領域を覆う。この第３のドーピング工程によってゲート絶縁膜１０５を介してスルードープを行い、ｎ型の低濃度不純物領域、高濃度不純物領域を形成する。

以上までの工程で、それぞれの半導体層に不純物領域が形成される。

次いで、レジストからなるマスクを除去してパッシベーション膜として水素を含む絶縁膜１０８を形成する（図３（Ａ）参照。）。この絶縁膜１０８としては、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。絶縁膜１０８は窒化珪素膜に限定されるものでなく、プラズマＣＶＤを用いた窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）膜でもよく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。

さらに、窒素雰囲気中で、３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、半導体層を水素化する工程を行う。好ましくは、４００〜５００℃で行う。この工程は絶縁膜１０８に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。

絶縁膜１０８は窒化珪素、酸化珪素、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）または酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜（ＣＮ）を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、シロキサン樹脂を用いてもよい。

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

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

本実施の形態では、絶縁層１０９の材料としては、シロキサン樹脂を用いる。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。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。本実施の形態では、焼成した後の膜は、アルキル基を含む酸化珪素膜（ＳｉＯｘ）とも呼べる。このアルキル基を含む酸化珪素（ＳｉＯｘ）膜は、高い光透過性を有しており、３００℃以上の加熱処理にも耐えうるものである。

本実施の形態において、塗布法による絶縁層１０９の形成方法は、まず、純水での洗浄を行った後、濡れ性を向上させるためにシンナープリウェット処理を行い、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合を有する低分子成分（前駆体）を溶媒に溶解させた絶縁性材料を含む組成物を基板上に塗布装置から塗布する。その後、組成物を基板とともに加熱して溶媒の揮発（蒸発）と、低分子成分の架橋反応とを進行させることによって、薄膜を得ることができる。そして、塗布膜が形成された基板端面周辺部の塗布膜を除去する。また、絶縁層（隔壁）を形成する場合には、所望の形状にするパターニングを行えばよい。また、膜厚は、スピン回転数、回転時間、塗布材料液である絶縁性材料を含む組成物の濃度および粘度によって制御する。

ここで、絶縁層１０９の形成手順を図１６及び図１７を用いて詳細に説明する。

まず、絶縁層を形成する被処理基板の純水洗浄を行う。メガソニック洗浄を行ってもよい。次いで１４０℃のデハイドロベークを１１０秒行った後、水冷プレートによって１２０秒クーリングして基板温度の一定化を行う。次いで、図１６（Ａ）に示すスピン式の塗布装置に搬送して基板をセットする。

図１６（Ａ）はスピン式の塗布装置の断面模式図を示している。図１６（Ａ）において、１００１はノズル、１００２は基板、１００３は塗布カップ、１００４は塗布材料液を示している。本実施の形態においては、塗布材料液として絶縁性材料を含む組成物を用いる。ノズル１００１からは塗布材料液が滴下される機構となっており、塗布カップ１００３内に基板１００２が水平に収納され、塗布カップごと全体が回転する機構となっている。また、塗布カップ１００３内の雰囲気は圧力制御することができる機構となっている。

スピン式の塗布装置は、ノズル及び塗布カップを有している。塗布材料液が基板に滴下される機構となっており、塗布カップ内に基板が水平に収納され、塗布カップごと全体が回転する機構となっている。また、塗布カップ内の雰囲気は圧力制御することができる機構となっている。

次いで、濡れ性を向上させるためにシンナー（芳香族炭化水素（トルエンなど）、アルコール類、酢酸エステル類などを配合した揮発性の混合溶剤）などの有機溶剤によるプリウェット塗布を行う。シンナーを70ｍｌ滴下しながら基板をスピン（回転数１００ｒｐｍ）させてシンナーを遠心力で万遍なく広げた後、高速度でスピン（回転数４５０ｒｐｍ）させてシンナーを振り切る。

次いで、シロキサンポリマーを溶媒に溶解させた液状原料に用いた塗布材料液をノズルから滴下しながら徐々にスピン（回転数０ｒｐｍ→１０００ｒｐｍ）させて５秒保持し、塗布材料液を遠心力で万遍なく広げる。シロキサンポリマーに対する溶媒として、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡともいう）、３−メトシキ−３メチル−１−ブタノール（ＭＭＢともいう）などを用いることができ、本実施の形態ではＭＭＢを用いる。本発明を適用し、絶縁性材料を含む組成物である塗布材料液の粘度を、１０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以上５０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以下、より好ましくは２０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以上３５ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以下とする。塗布材料液として、前述の粘度で絶縁性材料を含む組成物を作製し、絶縁層を形成すると、膜厚分布の均一な、表面の微細な凹凸まで軽減された非常に平坦な表面を有する絶縁層を形成することができる。本実施の形態では、絶縁性材料を含む組成物の粘度を２８ｍＰａ・ｓ、不揮発分濃度３０％とする。また、不揮発分濃度とは、本実施の形態では絶縁性材料とその希釈溶媒とを含む塗布材料液である、絶縁性材料を含む組成物の質量に対する揮発後の残分の質量の比である。また、絶縁性材料を含む組成物（絶縁性材料とその希釈溶媒とを含む塗布材料液）中の金属濃度（ナトリウム、鉄、カリウム、銅、カルシウム、クロムなど）の濃度はそれぞれ１ｐｐｍ以下、好ましくは０．２ｐｐｍ以下が望ましい。銅、カルシウム、クロムの絶縁性材料を含む組成物中の濃度はそれぞれ０．１ｐｐｍ以下がより好ましい。よって、絶縁性材料を含む組成物より形成される絶縁層中の金属濃度（ナトリウム、鉄、カリウム、銅、カルシウム、クロムなど）の濃度もそれぞれ１ｐｐｍ以下、好ましくは０．２ｐｐｍ以下が望ましい。銅、カルシウム、クロムの絶縁層中の濃度もそれぞれ０．１ｐｐｍ以下がより好ましい。

シロキサンの構造により、例えば、シリカガラス、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー、水素化シルセスキオキサンポリマー、水素化アルキルシルセスキオキサンポリマーなどに分類することができる。次いで、回転を停止した状態で約３０秒保持した後、再び徐々にスピン（回転数０ｒｐｍ→１４００ｒｐｍ）させて、２５秒間保持し塗布膜をレベリングする。

次いで、排気して塗布カップ内を減圧にし、減圧乾燥を１分以内で行ってもよい。

次いで、図１６（Ａ）に示すスピン式の塗布装置に備えられたエッジリムーバーによって、エッジ除去処理を行う。図１６（Ｂ）には、基板１００２の周辺に沿って平行移動する駆動手段を備えたエッジリムーバー１００６が示されている。エッジリムーバー１００６には、図１６（Ｃ）に示したようなシンナー吐出ノズル１００７が基板の一辺を挟むように併設されており、シンナーによって塗布膜１００８の外周部を溶かし、液体およびガスを図中矢印方向に排出して基板端面周辺部の塗布膜を除去する。

その後、１１０℃のベークを１７０秒行ってプリベークを行う。

次いで、スピン式の塗布装置から基板を搬出して冷却した後、さらに２７０℃、１時間の焼成を行う。

以上の手順を示したフロー図が図１７である。こうして絶縁層１０９を形成する（図３（Ｂ）参照。）。また、膜厚は、絶縁層が形成される領域の凹凸によって異なるが０．１μｍ以上１０μｍ以下、好ましくは０．２μｍ以上５μｍ以下とするとよい。

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

絶縁層１０９は、無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド(polyimide)、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole)などの耐熱性高分子、又は珪素、酸素、水素からなる化合物のうちＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む無機シロキサン、珪素に結合されている水素がメチルやフェニルのような有機基に置換された有機シロキサンの絶縁性材料で形成することができる。アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料、低誘電率であるＬｏｗ ｋ材料を用いて形成してもよい。また上記絶縁層１０９のように形成する絶縁層を、下地膜１０１ａ、下地膜１０１ｂとして用いることもできる。

次いで、レジストからなるマスクを用いて絶縁層１０９にコンタクトホール（開口部）を形成すると同時に周縁部の絶縁層を除去する。絶縁膜と選択比が取れる条件でエッチング（ウェットエッチングまたはドライエッチング）を行う。用いるエッチング用ガスに不活性気体を添加してもよい。添加する不活性元素としては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅから選ばれた一種または複数種の元素を用いることができる。中でも比較的原子半径が大きく、且つ、安価なアルゴンを用いることが好ましい。本実施の形態では、ＣＦ₄、Ｏ₂、Ｈｅ、Ａｒとを用いる。ドライエッチングを行う際のエッチング条件は、ＣＦ₄の流量を３８０ｓｃｃｍ、Ｏ₂の流量を２９０ｓｃｃｍ、Ｈｅの流量を５００ｓｃｃｍ、Ａｒの流量を５００ｓｃｃｍ、ＲＦパワーを３０００Ｗ、圧力を２５Ｐａとする。上記条件によりエッチング残渣を低減することができる。

なお、ゲート絶縁膜１０５上に残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させ、オーバーエッチングすると良い。１回のエッチングでテーパー形状としてもよいし、複数のエッチングによってテーパー形状にしてもよい。さらにＣＦ₄、Ｏ₂、Ｈｅを用いて、ＣＦ₄の流量を５５０ｓｃｃｍ、Ｏ₂の流量を４５０ｓｃｃｍ、Ｈｅの流量を３５０ｓｃｃｍ、ＲＦパワーを３０００Ｗ、圧力を２５Ｐａとし、２回目のドライエッチングを行ってテーパー形状としてもよい。

ゲート絶縁膜１０５をエッチングし、ソース領域、ドレイン領域に達する開口部を形成する。開口部は、絶縁層１０９をエッチングした後、再度マスクを形成するか、エッチングされた絶縁層１０９をマスクとして、絶縁膜１０８及びゲート絶縁膜１０５をエッチングし、開口部を形成すればよい。エッチング用ガスにＣＨＦ₃とＡｒを用いてゲート絶縁膜１０５のエッチング処理を行う。上記条件のエッチングにより、エッチング残渣を低減し、凹凸の少ない平坦性の高いコンタクトホールを形成することができる。なお、より半導体層上に残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。

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

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

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

以上のような工程により、ＴＦＴ１５０、ＴＦＴ１６５、ＴＦＴ１７５を備えた（アクティブマトリクス）素子基板が完成する。本実施の形態では画素領域にはｐチャネル型TFTしか図示していないが、ｎチャネル型ＴＦＴを有していてもよく、またＴＦＴはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、駆動回路部のＴＦＴも、シングルゲート構造、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。

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

次に、電極層１１２と接するように、第１の電極層１１７（画素電極層ともいう。）を形成する。第１の電極層は陽極、または陰極として機能し、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｎｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、またはＭｏ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（ＴｉＳｉ_XＮ_Y、ＷＳｉ_X、ＷＮ_X、ＷＳｉ_XＮ_Y、ＮｂＮなど）を主成分とする膜またはそれらの積層膜を総膜厚１００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で用いればよい。

本実施の形態では、表示素子として発光素子を用い、発光素子からの光を第１の電極層側から取り出す構造のため、第１の電極層が透光性を有する。第１の電極層として、透明導電膜を形成し、所望の形状にエッチングすることで第１の電極層１１７を形成する（図３（Ｄ）参照。）。本発明で用いる第１の電極層１１７として、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（酸化珪素を含むインジウム錫酸化物ともいう、以下、「ＩＴＳＯ」という。）、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウムなどを用いてもよい。この他、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した酸化インジウム酸化亜鉛合金などの透明導電膜を用いることができる。第１の電極層１１７として上記透明導電膜の他に、窒化チタン膜またはチタン膜を用いても良い。この場合、透明導電膜を成膜した後に、窒化チタン膜またはチタン膜を、光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）で成膜する。本実施の形態では、第１の電極層１１７として、酸化インジウムスズと酸化珪素を用いたＩＴSＯを用いる。本実施の形態では、ＩＴＳＯ膜を、インジウム錫酸化物に１〜１０[％]の酸化珪素（ＳｉＯ₂）を混合したターゲットを用い、Ａｒガス流量を１２０ｓｃｃｍ、Ｏ₂ガス流量を５ｓｃｃｍ、圧力を０．２５Ｐａ、電力３．２ｋＷとしてスパッタ法により膜厚１１０ｎｍで成膜する。第１の電極層１１７は、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコールなどの多孔質体で拭浄し、研磨しても良い。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、第１の電極層１１７の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。

第１の電極層１１７を形成後、加熱処理を行ってもよい。この加熱処理により、第１の電極層１１７中に含まれる水分は放出される。よって、第１の電極層は脱ガスなどを生じないため、第１の電極層上に水分によって劣化しやすい発光材料を形成しても、発光材料は劣化せず、信頼性の高い表示装置を作製することができる。本実施の形態では、第１の電極層にＩＴＳＯを用いているので、ベークを行ってもＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）のように結晶化せず、アモルファス状態のままである。従って、ＩＴＳＯは、ＩＴＯよりも平坦性が高く、有機化合物を含む層が薄くとも陰極とのショートが生じにくい。

次に、第１の電極層１１７の端部、電極層１１２を覆う絶縁層（絶縁物）１１４（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる）を形成する。この絶縁層１１４の形成にも本発明を適用することができる。本実施の形態では、絶縁層１１４も絶縁層１０９と同材料、同工程で、同様に形成する。よって、塗布材料液である絶縁性材料を含む組成物は、粘度を、１０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以上５０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以下、より好ましくは２０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以上３５ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以下とする。塗布材料液として、前述の粘度で絶縁性材料を含む組成物を作製し、塗布装置により絶縁層を形成すると、膜厚分布の均一な、表面の微細な凹凸まで軽減された非常に平坦な表面を有する絶縁層を形成することができる。また、膜厚は、絶縁層が形成される領域の凹凸によって異なるが０．５μｍ以上１．５μｍ以下とするとよい。エッチングには、ドライエッチングとウェットエッチングのどちらかを用いることができるが、ここではＣＦ₄とＯ₂とＨｅの混合ガスを用いたドライエッチングにより絶縁層１１４を形成する（図４（Ｅ）参照。）。圧力は５Ｐａ、１５００Ｗで、ＣＦ₄２５ｓｃｃｍ、Ｏ₂２５ｓｃｃｍ、Ｈｅ５０ｓｃｃｍでドライエッチングを行う。このドライエッチングにおいて、アルキル基を含むＳｉＯｘ膜のエッチングレートは５００〜６００ｎｍ／ｍｉｎ、一方、ＩＴＳＯ膜のエッチングレートは１０ｎｍ／ｍｉｎ以下であり十分選択比が取れる。また、電極層１１２は、絶縁層１１４に覆われるため、絶縁層１１４と密着性のよいＴｉＮ膜が最表面となっている。

絶縁層１１４は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド(polyimide)、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole)などの耐熱性高分子、又は珪素、酸素、水素からなる化合物のうちＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む無機シロキサン、珪素に結合されている水素がメチルやフェニルのような有機基に置換された有機シロキサンの絶縁性材料で形成することができる。アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形成してもよい。絶縁層１１４は曲率半径が連続的に変化する形状が好ましく、上に形成される電界発光層１１９、第２の電極層１２０の被覆性が向上する。層間絶縁膜である絶縁層１０９と隔壁である絶縁層１１４を同じ材料を用いると、製造コストを削減することができる。また、塗布成膜装置やエッチング装置などの装置の共通化によるコストダウンが図れる。

また、さらに信頼性を向上させるため、電界発光層（有機化合物を含む層）１１９の形成前に真空加熱を行って脱気を行うことが好ましい。例えば、有機化合物材料の蒸着を行う前に、基板に含まれるガスを除去するために減圧雰囲気や不活性雰囲気で２００〜４００℃、好ましくは２５０〜３５０℃の加熱処理を行うことが望ましい。またそのまま大気に晒さずに電界発光層１１９を真空蒸着法や、減圧下の液滴吐出法で形成することが好ましい。この熱処理で、第１の電極層となる導電膜や絶縁層（隔壁）に含有、付着している水分を放出することができる。この加熱処理は、真空を破らず、真空のチャンパー内を基板が輸送できるのであれば、先の加熱工程と兼ねることもでき、先の加熱工程を絶縁層（隔壁）形成後に、一度行えばよい。ここでは、層間絶縁膜と絶縁層（隔壁）とを高耐熱性を有するＳｉＯｘ膜で形成しているため、高い加熱処理を加えても問題ない。従って、加熱処理による信頼性向上のための工程を十分行うことができる。

第１の電極層１１７の上には電界発光層１１９が形成される。なお、図４では一画素しか図示していないが、本実施の形態ではＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した電界電極層を作り分けている。本実施の形態では電界発光層１１９として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光を示す材料を、それぞれ蒸着マスクを用いた蒸着法等によって選択的に形成する。赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光を示す材料は、液滴吐出法により形成することもでき（低分子または高分子材料など）、この場合マスクを用いずとも、ＲＧＢの塗り分けを行うことができるため好ましい。

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

図４（Ｆ）、図５に示した本実施の形態の表示装置は、発光素子から発した光は、第１の電極層１１７側から、透過して出射される。

第２の電極層１２０を覆うようにしてパッシベーション膜１２１を設けることは有効である。パッシベーション膜１２１としては、窒化珪素、酸化珪素、酸化窒化珪素（ＳｉＯＮ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮＯ）、酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜（ＣＮ）を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層を用いることができる。また、シロキサン樹脂を用いてもよい。

この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にＤＬＣ膜を用いることは有効である。ＤＬＣ膜は室温から１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性の低い電界発光層１１９の上方にも容易に成膜することができる。ＤＬＣ膜は、プラズマＣＶＤ法（代表的には、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法など）、燃焼炎法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、レーザ蒸着法などで形成することができる。成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素のガス（例えばＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₆Ｈ₆など）とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜する。また、ＣＮ膜は反応ガスとしてＣ₂Ｈ₄ガスとＮ₂ガスとを用いて形成すればよい。ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、電界発光層１１９の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工程を行う間に電界発光層１１９が酸化するといった問題を防止できる。

このように発光素子が形成された基板１００と、封止基板１２３とをシール材１２５によって固着し、発光素子を封止する（図４（Ｆ）参照。）。断面からの水分の侵入がシール材によって遮断されるので、発光素子の劣化が防止でき、表示装置の信頼性が向上する。シール材としては、代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。例えば、ビスフェノールＡ型液状樹脂、ビスフェノールＡ型固形樹脂、含ブロムエポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型樹脂、ビスフェノールＡＤ型樹脂、フェノール型樹脂、クレゾール型樹脂、ノボラック型樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、エピビス型エポキシ樹脂、グリシジルエステル樹脂、グリジシルアミン樹脂、複素環式エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂を用いることができる。なお、シール材で囲まれた領域には充填材１２２を充填してもよく、窒素雰囲気下で封止することによって、窒素等を封入してもよい。本実施の形態は、下面出射型のため、充填材１２２は透光性を有する必要はないが、充填材１２２を透過して光を取り出す構造の場合は、透光性を有する必要がある。代表的には可視光硬化、紫外線硬化または熱硬化のエポキシ樹脂を用いればよい。以上の工程において、本実施の形態における、発光素子を用いた表示機能を有する表示装置が完成する。

本発明を用いて作製したＥＬ表示パネルの完成図を図２２に示す。図２２（Ａ）はＥＬ表示パネルの上面図であり、図２２（Ｂ）は、図２２（Ａ）における線Ｅ−Ｆによる断面図である。図２２において、素子基板３３００上に形成された画素部３３０１は、画素３３０２、ゲート配線層３３０６ａ、ゲート配線層３３０６ｂ、ソース配線層３３０８を有しており、封止基板３３１０とシール材３３０３によって貼り合わされ固着されている。本実施の形態では、ＦＰＣ３３５０上にドライバＩＣ３３５１を設置し、ＴＡＢ方式で実装している。

図２２（Ａ）、（Ｂ）で示すとおり、表示パネル内には素子の水分による劣化を防ぐため、乾燥剤３３０５、乾燥剤３３０４ａ、乾燥剤３３０４ｂが設置されている。乾燥剤３３０５は画素部周囲を取り囲むように形成され、乾燥剤３３０４ａ、乾燥剤３３０４ｂは、ゲート配線層３３０６ａ、３３０６ｂに対応する領域に形成されている。本実施の形態では、乾燥剤は、図２２（Ｂ）に示されるように封止基板に形成された凹部に設置され、薄型化を妨げない構成となっている。ゲート配線層に対応する領域にも乾燥剤を形成しているので、吸水面積を広く取ることができ、吸水効果も向上する。また、直接発光しないゲート配線層上に乾燥剤を形成しているので、光取り出し効率を低下させることもない。本実施の形態では、表示パネル内に充填材３３０７を充填している。この充填材として、乾燥剤などの吸湿性を含む物質を用いると、さらなる吸水効果が得られ、素子の劣化を防ぐことができる。

なお、本実施の形態では、ガラス基板で発光素子を封止した場合を示すが、封止の処理とは、発光素子を水分から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する方法、熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂で封入する方法、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のいずれかを用いる。カバー材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることができるが、カバー材側に光を放射させる場合は透光性でなければならない。また、カバー材と上記発光素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール材を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効である。この吸湿材は、シール材の上に接して設けても良いし、発光素子よりの光を妨げないような、隔壁の上や周辺部に設けても良い。さらに、カバー材と発光素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。

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

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

また、本発明の表示装置において、画面表示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよい。代表的には、線順次駆動方法とし、時分割階調駆動方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、表示装置のソース線に入力する映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよく、適宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよい。

さらに、ビデオ信号がデジタルの表示装置において、画素に入力されるビデオ信号が定電圧（ＣＶ）のものと、定電流（ＣＣ）のものとがある。ビデオ信号が定電圧のもの（ＣＶ）には、発光素子に印加される電圧が一定のもの（ＣＶＣＶ）と、発光素子に印加される電流が一定のもの（ＣＶＣＣ）とがある。また、ビデオ信号が定電流のもの（ＣＣ）には、発光素子に印加される電圧が一定のもの（ＣＣＣＶ）と、発光素子に印加される電流が一定のもの（ＣＣＣＣ）とがある。

本発明を用いると、表示装置を構成する絶縁層の膜厚分布が均一になり、平坦性が向上する。よってこのような絶縁層を用いることで、高精細、高画質な表示装置を低いコストで歩留まり良く製造することができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態を、図３及び図１８を用いて説明する。本実施の形態は、実施の形態２で作製した表示装置において、薄膜トランジスタの有する電極層１１２と、第１の電極層との接続する構造が異なる例を示す。よって、同一部分又は同様な機能を有する部分の繰り返しの説明は省略する。

実施の形態２で説明したように、基板１００上に下地膜１０１ａ、１０１ｂを形成し、不純物領域１０３及び１０４を有する半導体層１０２を形成する。半導体層１０２上にゲート絶縁膜１０５を介してゲート電極層である導電層１０６及び１０７を形成し、パッシベーション膜として絶縁膜１０８を形成する。そして、層間膜として、絶縁層１０９を形成し、絶縁層１０９に設けられた開口部に、半導体層１０２と接続するようにソース電極層及びドレイン電極層を形成する（図３（Ｃ）参照。）。本実施の形態においては、絶縁層１０９にシリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される絶縁層を用いる。

本実施の形態では、ソース電極層及びドレイン電極層、絶縁層１０９上に、さらに層間膜として、絶縁層１１３を形成する（図１８（Ｅ）参照。）。絶縁層１１３も絶縁層１０９と同様に、本発明を用いて形成する。本実施の形態では、絶縁層１１３は、実施の形態２で示したスピンコート法を用いて形成する。実施の形態２で示したように塗布材料液である絶縁性材料を含む組成物を塗布装置により塗布する。この際、絶縁性材料を含む組成物の粘度を、１０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以上５０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以下、より好ましくは２０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以上３５ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以下とする。塗布液として、前述の粘度で絶縁性材料を含む組成物を作製し、絶縁層を形成すると、膜厚分布の均一な、表面の微細な凹凸まで軽減された非常に平坦な表面を有する絶縁層１１３を形成することができる。また、膜厚は、絶縁層が形成される領域の凹凸によって異なるが、０．１μｍ以上１０μｍ以下、好ましくは０．２μｍ以上５μｍ以下とするとよい。本発明の粘度範囲内で形成される絶縁層表面は、微細な凹凸形状による表面あれまでムラとして確認できる、単色光を照射してもムラが確認できないほど平坦性の良い絶縁層を形成することができる。

絶縁層１１３にソース電極層又はドレイン電極層に達するコンタクトホールとして開口部を形成する。そのコンタクトホールを介して、ソース電極層又はドレイン電極層と、電気的接続するように、第１の電極層１１７を形成する。

選択的に設けられた第１の電極層１１７、絶縁層１１３上に、第２の実施の形態で形成したように、１画素毎を区切る隔壁として機能する絶縁層１１４を本発明を用いて形成し、電界発光層１１９、第２の電極層１２０を積層する。第２の電極層１２０を覆うようにパッシベーション膜１２１を形成し、基板１００と封止基板１２３とをシール材で貼り合わせて固着する（図１８（Ｇ）参照。）。本実施の形態では、充填材１２２を充填する。

本実施の形態における表示装置では、絶縁層１０９によって、平坦化されるだけでなく、さらに、絶縁層１１３を形成することで、ソース電極層及びドレイン電極層によって形成される凹凸形状も平坦化できる。よって、第１の電極層１１７を形成する被形成領域表面は非常に良好な平坦性を有するので、積層される薄膜の発光素子の被覆性もよく形成できる。また、微細な凹凸形状によって観察される発光表示ムラも軽減することができ、高繊細、高信頼性の表示装置を作製することができる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態を、図１９を用いて説明する。本実施の形態は、実施の形態２及び実施の形態３で作製した表示装置において、表示素子として発光素子でなく、液晶材料を用いる液晶表示装置の例を示す。図１９（Ａ）が実施の形態２で作製した表示装置と対応しており、図１９（Ｂ）が実施の形態３に対応している。よって、同一部分又は同様な機能を有する部分の繰り返しの説明は省略する。

実施の形態２で形成したようにＴＦＴ１５０を形成し、絶縁層１０９を形成する（図１９（Ａ）参照。）。画素電極層３１１を電極層１１２と接して形成し、電気的に接続する。図１９（Ｂ）で示す実施の形態３で形成した表示装置の構成では、絶縁層１１３を形成し、開口部を設けることによって、ソース電極層又はドレイン電極層と画素電極層３１１とを電気的に接続させ、形成する。画素電極層３１１は、前述した第１の電極層１１７と同様な材料を用いることができ、透過型の液晶表示パネルを作製する場合には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ₂）などを含む組成物により所定のパターンを形成し、焼成によって形成しても良い。

次に、画素電極層３１１を覆うように、印刷法やスピンコート法により、配向膜と呼ばれる絶縁層３１２を形成する。なお、絶縁層３１２は、スクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いれば、選択的に形成することができる。その後、ラビングを行う。続いて、シール材を液滴吐出法により画素を形成した周辺の領域に形成する（図示せず。）。

その後、配向膜として機能する絶縁層３２１、カラーフィルタとして機能する着色層３２２、対向電極層として機能する導電体層３２３、偏光板３２５が設けられた対向基板３２４とＴＦＴ基板３００とをスペーサを介して貼り合わせ、その空隙に液晶層３２０を設けることにより液晶表示パネルを作製することができる（図１９（Ａ）（Ｂ）参照。）。シール材にはフィラーが混入されていても良く、さらに対向基板３２４には、遮蔽膜（ブラックマトリクス）などが形成されていても良い。なお、液晶層を形成する方法として、ディスペンサ式（滴下式）や、対向基板３２４を貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入するディップ式（汲み上げ式）を用いることができる。

ディスペンサ方式を採用した液晶滴下注入法を図２３を用いて説明する。図２３の液晶滴下注入法は、制御装置４０、撮像手段４２、ヘッド４３、液晶３３、マーカー３５、マーカー４５は、バリア層３４、シール材３２、ＴＦＴ基板３０、対向基板２０からなる。シール材３２で閉ループを形成し、その中にヘッド４３より液晶３３を１回若しくは複数回滴下する。液晶材料の粘性が高い場合は、連続的に吐出され、繋がったまま被形成領域に付着する。一方、液晶材料の粘性が低い場合には、図２３のように間欠的に吐出され液滴が滴下される。そのとき、シール材３２と液晶３３とが反応することを防ぐため、バリア層３４を設ける。続いて、真空中で基板を貼り合わせ、その後紫外線硬化を行って、液晶が充填された状態とする。

以上の工程で形成された画素部と外部の配線基板を接続するために接続部を形成する。大気圧又は大気圧近傍下で、酸素ガスを用いたアッシング処理により、接続部の絶縁体層を除去する。この処理は、酸素ガスと、水素、ＣＦ₄、ＮＦ₃、Ｈ₂Ｏ、ＣＨＦ₃から選択された一つ又は複数のガスとの混合ガスを用いて行う。本工程では、静電気による損傷や破壊を防止するために、対向基板を用いて封止した後に、アッシング処理を行っているが、静電気による影響が少ない場合には、どのタイミングで行っても構わない。

続いて、異方性導電体層を介して、配線層が電気的に接続するように、接続用の配線基板を設ける。配線基板は、外部からの信号や電位を伝達する役目を担う。上記工程を経て、表示機能を有する液晶表示パネルを作製することができる。

本実施の形態では、スイッチングＴＦＴはシングルゲート構造を示したが、ダブルゲート構造などのマルチゲート構造でもよい。また半導体をＡＳやＳＡＳなどで形成する場合、一導電型を付与された一導電型半導体層を形成し、電極層との接続を行ってもよい。また、半導体層は濃度の異なる不純物領域を有していてもよい。例えば、半導体層のチャネル領域近傍、ゲート電極層と積層する領域は、低濃度不純物領域とし、その外側の領域を高濃度不純物領域としてもよい。

本発明を用いると、表示装置を構成する絶縁層の膜厚分布が均一になり、平坦性が向上する。よって液晶表示素子を形成する領域のギャップ制御を均一にすることができ、表示時の画像の表示ムラを軽減することができる。よって本発明を用いることで、高精細、高画質な表示装置を低いコストで歩留まり良く製造することができる。

（実施の形態５）
本発明を適用して発光素子を有する表示装置を形成することができるが、該発光素子から発せられる光は、下面放射、上面放射、両面放射のいずれかを行う。本実施の形態では、両面出射型、上面出射型の例を、図６及び図７を用いて説明する。

図６に示す表示装置は、素子基板１３００、薄膜トランジスタ１３５５、薄膜トランジスタ１３６５、薄膜トランジスタ１３７５は、第１の電極層１３１７、電界発光層１３１９、第２の電極層１３２０、透明導電膜１３２１、充填材１３２２、シール材１３２５、はゲート絶縁層１３０５、絶縁層１３０９、隔壁１３１４、封止基板１３２３、配線層１３８４、端子電極層１３８０、端子電極層１３８１、異方性導電層１３８２、ＦＰＣ１３８３によって構成されている。絶縁層１３０９及び隔壁１３１４に本発明を適用しており、絶縁層１３０９の均一な膜厚分布、良好な平坦性により、発光素子による表示は、高繊細で表示ムラがない。充填材１３２２は、図２３の液晶滴下法のように、液状の組成物にして、滴下法によって形成することができる。滴下法によって充填材が形成された素子基板１３００と封止基板１３２３を張り合わして発光表示装置を封止する。

図６の表示装置は、両面出射型であり、矢印の方向に素子基板１３００側からも、封止基板１３２３側からも光を出射する構造である。なお本実施の形態では、透明導電膜を成膜し、所望の形状にエッチングすることで第１の電極層１３１７を形成する。第１の電極層１３１７として透明導電膜を用いることができる。第１の電極層１３１７として上記透明導電膜の他に、窒化チタン膜またはチタン膜を用いても良い。この場合、透明導電膜を成膜した後に、窒化チタン膜またはチタン膜を、光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）で成膜する。本実施の形態では、第１の電極層１３１７としてＩＴSＯを用いている。

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

また図６における表示装置は、第１の電極層１３１７を、薄膜トランジスタ１３５５と接続するソース電極層又はドレイン電極層の形成前に、絶縁層１３０９上に選択的に形成することもできる。この場合、本実施の形態とはソース電極層又はドレイン電極層１３１２と、第１の電極層１３１７の接続構造が、第１の電極層の上にソース電極層又はドレイン電極層１３１２が積層する構造となる。第１の電極層１３１７をソース電極層又はドレイン電極層１３１２より先に形成すると、平坦な形成領域に形成できるので、被覆性、成膜性がよく、ＣＭＰなどの研磨処理も十分に行えるので平坦性よく形成できる利点がある。

図７の表示装置は、片面出射型であり、矢印の方向に上面出射する構造である。図７の表示装置は、素子基板１６００、薄膜トランジスタ１６５５、薄膜トランジスタ１６６５、薄膜トランジスタ１６７５、反射性を有する金属層１６２４、絶縁層１６１１、第１の電極層１６１７、電界発光層１６１９、第２の電極層１６２０、透明導電層１６２１、充填材１６２２、シール材１６２５、ゲート絶縁層１６０５、絶縁層１６０９、隔壁１６１４、封止基板１６２３、配線層１６８４、端子電極層１６８０、端子電極層１６８１、異方性導電層１６８２、及びＦＰＣ１６８３を含んで構成されている。この場合、前述の図６で示した両面出射型の表示装置において、第１の電極層１３１７の下に、反射性を有する金属層１６２４を形成する。反射性を有する金属層１６２４の上に陽極として機能する透明導電膜である第１の電極層１６１７を形成する。金属層１６２４としては、反射性を有すればよいので、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕなどを用いればよい。好ましくは、可視光の領域で反射性が高い物質を用いることがよく、本実施の形態では、ＴｉＮ膜を用いる。また、絶縁層１６０９及び隔壁１６１４に本発明を適用しており、絶縁層１６０９の均一な膜厚分布、良好な平坦性により、発光素子による表示は、高繊細で表示ムラがない。

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

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

本実施の形態において適用できる発光素子の形態を図２４に示す。発光素子は、電界発光層８６０を第１の電極層８７０と第２の電極層８５０で挟んだ構成になっている。第１の電極層及び第２の電極層は仕事関数を考慮して材料を選択する必要があり、そして第１の電極層及び第２の電極層は、画素構成によりいずれも陽極、又は陰極となりうる。本実施の形態では、駆動用ＴＦＴの極性がｐチャネル型である場合、第１の電極層を陽極、第２の電極層を陰極とするとよい。また、駆動用ＴＦＴの極性がＮチャネル型であるため、第１の電極層を陰極、第２の電極層を陽極とすると好ましい。

図２４（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の電極層８７０が陽極であり、第２の電極層８５０が陰極である場合であり、電界発光層８６０は、第１の電極層８７０側から、ＨＩＬ（ホール注入層）／ＨＴＬ（ホール輸送層）８０４、ＥＭＬ（発光層）８０３、ＥＴＬ（電子輸送層）／ＥＩＬ（電子注入層）８０２、第２の電極層８５０の順に積層するのが好ましい。図２４（Ａ）は第１の電極層８７０から光を放射する構成であり、第１の電極層８７０は透光性を有する酸化物導電性材料からなる電極層８０５で構成し、第２の電極層は電界発光層８６０側から、ＬｉＦやＭｇＡｇなどアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む電極層８０１とアルミニウムなどの金属材料で形成する電極層８００より構成されている。図２４（Ｂ）は第２の電極層８５０から光を放射する構成であり、第１の電極層は、アルミニウム、チタンなどの金属、又は該金属と化学量論的組成比以下の濃度で窒素を含む金属材料で形成する電極層８０７と、酸化珪素を１〜１５原子％の濃度で含む酸化物導電性材料で形成する第２の電極層８０６より構成されている。第２の電極層は、第２の電極層は電界発光層８６０側から、ＬｉＦやＭｇＡｇなどアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む電極層８０１とアルミニウムなどの金属材料で形成する電極層８００より構成されているがいずれの層も１００ｎｍ以下の厚さとして光を透過可能な状態としておくことで、第２の電極層８５０から光を放射することが可能となる。

図２４（Ｃ）及び（Ｄ）は、第１の電極層８７０が陰極であり、第２の電極層８５０が陽極である場合であり、電界発光層８６０は、陰極側からＥＩＬ（電子注入層）／ＥＴＬ（電子輸送層）８０２、ＥＭＬ（発光層）８０３、ＨＴＬ（ホール輸送層）／ＨＩＬ（ホール注入層）８０４、陽極である第２の電極層８５０の順に積層するのが好ましい。図２４（Ｃ）は第１の電極層８７０から光を放射する構成であり、第１の電極層８７０は電界発光層８６０側から、ＬｉＦやＭｇＡｇなどアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む電極層８０１とアルミニウムなどの金属材料で形成する電極層８００より構成されているがいずれの層も１００ｎｍ以下の厚さとして光を透過可能な状態としておくことで、第１の電極層８７０から光を放射することが可能となる。第２の電極層は、電界発光層８６０側から、酸化珪素を１〜１５原子％の濃度で含む酸化物導電性材料で形成する第２の電極層８０６、アルミニウム、チタンなどの金属、又は該金属と化学量論的組成比以下の濃度で窒素を含む金属材料で形成する電極層８０７より構成されている。図２４（Ｄ）は第２の電極層８５０から光を放射する構成であり、第１の電極層８７０は電界発光層８６０側から、ＬｉＦやＭｇＡｇなどアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む電極層８０１とアルミニウムなどの金属材料で形成する電極層８００より構成されており、膜厚は電界発光層８６０で発光した光を反射可能な程度に厚く形成している。第２の電極層８５０は、透光性を有する酸化物導電性材料からなる電極層８０５で構成されている。なお電界発光層は、積層構造以外に単層構造、又は混合構造をとることがでる。

また、電界発光層として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光を示す材料を、それぞれ蒸着マスクを用いた蒸着法等によって選択的に形成する。赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光を示す材料はカラーフィルタ同様、液滴吐出法により形成することもでき（低分子または高分子材料など）、この場合マスクを用いずとも、ＲＧＢの塗り分けを行うことができるため好ましい。

また上面放射型の場合で、第２の電極層に透光性を有するＩＴＯやＩＴＳＯを用いる場合、ベンゾオキサゾール誘導体（ＢｚＯｓ）にＬｉを添加したＢｚＯｓ−Ｌｉなどを用いることができる。また例えばＥＭＬは、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの発光色に対応したドーパント（Ｒの場合ＤＣＭ等、Ｇの場合ＤＭＱＤ等）をドープしたＡｌｑ₃を用いればよい。

なお、電界発光層は上記材料に限定されない。例えば、ＣｕＰｃやＰＥＤＯＴの代わりに酸化モリブデン（ＭｏＯｘ：ｘ＝２〜３）等の酸化物とα−ＮＰＤやルブレンを共蒸着して形成し、ホール注入性を向上させることもできる。また電界発光層の材料は、有機材料（低分子又は高分子を含む）、又は有機材料と無機材料の複合材料として用いることができる。以下発光素子を形成する材料について詳細に述べる。

電荷注入輸送物質のうち、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、電荷注入輸送物質のうち、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（ＣａＦ₂）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。

電荷注入輸送物質のうち、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（ＲｕＯｘ）、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（ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物が挙げられる。

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。フィルターを設けることで、従来必要であるとされていた円偏光版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低減することができる。

発光材料には様々な材料がある。低分子有機発光材料では、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−(１,１,７,７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル) −４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ）、４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−(１,１,７,７−テトラメチルジュロリジル−９-エニル) −４Ｈ−ピラン（略称：ＤＰＡ）、ペリフランテン、２,５−ジシアノ−１,４−ビス(１０−メトキシ−１,１,７,７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル)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、９,１０−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。

一方、高分子有機発光材料は低分子に比べて物理的強度が高く、素子の耐久性が高い。また塗布により成膜することが可能であるので、素子の作製が比較的容易である。高分子有機発光材料を用いた発光素子の構造は、低分子有機発光材料を用いたときと基本的には同じであり、順に陰極、有機発光層、陽極となる。しかし、高分子有機発光材料を用いた発光層を形成する際には、低分子有機発光材料を用いたときのような積層構造を形成させることは難しく、多くの場合２層構造となる。具体的には、順に陰極、発光層、正孔輸送層、陽極という構造である。

発光色は、発光層を形成する材料で決まるため、これらを選択することで所望の発光を示す発光素子を形成することができる。発光層の形成に用いることができる高分子の電界発光材料は、ポリパラフェニレンビニレン系、ポリパラフェニレン系、ポリチオフェン系、ポリフルオレン系が挙げられる。

ポリパラフェニレンビニレン系には、ポリ（パラフェニレンビニレン） [ＰＰＶ] の誘導体、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン） [ＲＯ−ＰＰＶ]、ポリ（２−（２'−エチル−ヘキソキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン）[ＭＥＨ−ＰＰＶ]、ポリ（２−（ジアルコキシフェニル）−１,４−フェニレンビニレン）[ＲＯＰｈ−ＰＰＶ]等が挙げられる。ポリパラフェニレン系には、ポリパラフェニレン［ＰＰＰ］の誘導体、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレン）[ＲＯ−ＰＰＰ]、ポリ（２，５−ジヘキソキシ−１，４−フェニレン）等が挙げられる。ポリチオフェン系には、ポリチオフェン［ＰＴ］の誘導体、ポリ（３−アルキルチオフェン）［ＰＡＴ］、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）［ＰＨＴ］、ポリ（３−シクロヘキシルチオフェン）［ＰＣＨＴ］、ポリ（３−シクロヘキシル−４−メチルチオフェン）［ＰＣＨＭＴ］、ポリ（３，４−ジシクロヘキシルチオフェン）［ＰＤＣＨＴ］、ポリ［３−（４−オクチルフェニル）−チオフェン］［ＰＯＰＴ］、ポリ［３−（４−オクチルフェニル）−２，２ビチオフェン］［ＰＴＯＰＴ］等が挙げられる。ポリフルオレン系には、ポリフルオレン［ＰＦ］の誘導体、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）［ＰＤＡＦ］、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）［ＰＤＯＦ］等が挙げられる。

なお、正孔輸送性の高分子有機発光材料を、陽極と発光性の高分子有機発光材料の間に挟んで形成すると、陽極からの正孔注入性を向上させることができる。一般にアクセプター材料と共に水に溶解させたものをスピンコート法などで塗布する。また、有機溶媒には不溶であるため、上述した発光性の有機発光材料との積層が可能である。正孔輸送性の高分子有機発光材料としては、ＰＥＤＯＴとアクセプター材料としてのショウノウスルホン酸（ＣＳＡ）の混合物、ポリアニリン［ＰＡＮＩ］とアクセプター材料としてのポリスチレンスルホン酸［ＰＳＳ］の混合物等が挙げられる。

また、発光層は単色又は白色の発光を呈する構成とすることができる。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。

白色に発光する発光層を形成するには、例えば、Ａｌｑ₃、部分的に赤色発光色素であるナイルレッドをドープしたＡｌｑ₃、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ＥＬ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、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。

発光層は単層で形成することもでき、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。ここで示した白色発光が得られる発光素子の他にも、発光層の材料を適宜選択することによって、赤色発光、緑色発光、または青色発光が得られる発光素子を作製することができる。

さらに、発光層は、一重項励起発光材料の他、金属錯体などを含む三重項励起材料を用いても良い。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材料で形成し、他を一重項励起発光材料で形成する。三重項励起発光材料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材料で形成し、青色の発光性の画素を一重項励起発光材料で形成しても良い。人間の視感度が高い緑色の発光素子も三重項励起発光材料で形成することで、より低消費電力化を図ることができる。

三重項励起発光材料の一例としては、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。三重項励起発光材料としては、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。

以上に掲げる発光層を形成する物質は一例であり、正孔注入輸送層、正孔輸送層、電子注入輸送層、電子輸送層、発光層、電子ブロック層、正孔ブロック層などの機能性の各層を適宜積層することで発光素子を形成することができる。また、これらの各層を合わせた混合層又は混合接合を形成しても良い。発光層の層構造は変化しうるものであり、特定の電子注入領域や発光領域を備えていない代わりに、もっぱらこの目的用の電極層を備えたり、発光性の材料を分散させて備えたりする変形は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において許容されうるものである。

上記のような材料で形成した発光素子は、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、単純マトリクス方式、若しく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。また、デジタル駆動、アナログ駆動どちらでも適用可能である。

よって、封止基板にカラーフィルタ（着色層）を形成してもよい。カラーフィルタ（着色層）は、蒸着法や液滴吐出法によって形成することができ、カラーフィルタ（着色層）を用いると、高精細な表示を行うこともできる。カラーフィルタ（着色層）により、各ＲＧＢの発光スペクトルにおいてブロードなピークを鋭くなるように補正できるからである。

以上、各ＲＧＢの発光を示す材料を形成する場合を説明したが、単色の発光を示す材料を形成し、カラーフィルタや色変換層を組み合わせることによりフルカラー表示を行うことができる。カラーフィルタ（着色層）や色変換層は、例えば第２の基板（封止基板）に形成し、基板へ張り合わせればよい。

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

上記構成において、陰極としては、仕事関数が小さい材料を用いることが可能で、例えば、Ｃａ、Ａｌ、ＣａＦ、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等が望ましい。電界発光層は、単層型、積層型、また層の界面がない混合型のいずれでもよい。またシングレット材料、トリプレット材料、又はそれらを組み合わせた材料や、有機化合物又は無機化合物を含む電荷注入輸送物質及び発光材料で形成し、その分子数から低分子有機化合物、中分子有機化合物（昇華性を有さず、且つ分子数が２０以下、又は連鎖する分子の長さが１０μm以下の有機化合物を指していう）、高分子有機化合物から選ばれた一種又は複数種の層を含み、電子注入輸送性又は正孔注入輸送性の無機化合物と組み合わせてもよい。第１の電極層は光を透過する透明導電膜を用いて形成し、例えばＩＴＯ、ＩＴＳＯの他、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透明導電膜を用いる。なお、第１の電極層を形成する前に、酸素雰囲気中でのプラズマ処理や真空雰囲気下での加熱処理を行うとよい。隔壁（土手ともいう）は、珪素を含む材料、有機材料及び化合物材料を用いて形成する。また、多孔質膜を用いても良い。但し、アクリル、ポリイミド等の感光性、非感光性の材料を用いて形成すると、その側面は曲率半径が連続的に変化する形状となり、上層の薄膜が段切れせずに形成されるため好ましい。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることが可能である。

本発明を用いると、表示装置を構成する絶縁層の膜厚分布が均一になり、平坦性が向上する。よってこのような絶縁層を用いることで、高精細、高画質な表示装置を低いコストで歩留まり良く製造することができる。

（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明を用いた他の表示装置の例を図８及び図９を用いて説明する。本実施の形態で示す表示装置は、実施の形態２で作製した表示装置において、薄膜トランジスタを逆スタガ型の薄膜トランジスタを用いる。よって、同一部分又は同様な機能を有する部分の繰り返しの説明は省略する。

図９に示すＴＦＴはチャネル保護型である。素子基板１４００上に設けられる、薄膜トランジスタ１４６５、薄膜トランジスタ１４７５は駆動回路部の薄膜トランジスタであり、ゲート電極層１４０３上に、ゲート絶縁層１４０４、半導体層１４０５、一導電型を有する半導体層としてＮ型半導体層１４０７、金属層１４０８が積層形成されており、半導体層１４０５のチャネル形成領域となる部分上方にチャネル保護層１４０６、電極層１４１１が形成されている。第１の電極層１４１２上に、電界発光層１４１３、第２の電極層１４１４が積層し発光素子を形成し、発光素子上にパッシベーション層１４１６が形成されている。素子基板１４００は、封止基板１４２３とシール材１４２５によって接着（固着）されている。絶縁層１４０９、隔壁１４１０は、本発明を用いて、スピンコート法によって最適化された粘度で形成されているため、高い平坦性を有する。配線層１４８４は、端子電極層１４８０、端子電極層１４８１、異方性導電層１４８２、ＦＰＣ１４８３によって電気的に外部と接続する。本実施の形態の表示装置は、樹脂状の充填材１４２２を充填しているが、封止工程を窒素雰囲気下で行い、窒素を充填してもよい。

また、図８に示す薄膜トランジスタはチャネルエッチ型である。図８に示す表示装置は、素子基板７００上に設けられる、薄膜トランジスタ７６５、薄膜トランジスタ７７５は駆動回路部の薄膜トランジスタであり、ゲート電極層７０３上に、ゲート絶縁層７０８、半導体層７０５、一導電型を有する半導体層としてＮ型半導体層７０６、ソース電極層又はドレイン電極層である電極層７０７が積層形成されており、半導体層７０５のチャネル形成領域となる部分は薄くエッチングされている。第１の電極層７１２上に、電界発光層７１３、第２の電極層７１４が積層し発光素子を形成し、発光素子上にパッシベーション層７１６が形成されている。素子基板７００は、封止基板７２３とシール材７２５によって接着（固着）されている。絶縁層７１５は、本発明を用いて、スピンコート法によって最適化された粘度で形成されているため、高い平坦性を有する。配線層７８４は、端子電極層７８０、端子電極層７８１、異方性導電層７８２、ＦＰＣ７８３によって電気的に外部と接続する。また、図８における表示装置では絶縁層７１５は、実施の形態２における表示装置において層間絶縁層と、隔壁となる絶縁層を兼ねている構造になっている。

図８、図９の逆スタガ型ＴＦＴを有する表示装置ともに、素子基板側から光を放射する下面出射型の表示装置であり、第１の電極層に透光性を有する導電膜を用いている。

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

本発明を用いると、表示装置を構成する絶縁層の膜厚分布が均一になり、平坦性が向上する。よってこのような絶縁層を用いることで、高精細、高画質な表示装置を低いコストで歩留まり良く製造することができる。

（実施の形態７）
走査線側入力端子部と信号線側入力端子部とに保護ダイオードを設けた一態様について図２１を参照して説明する。図２１において画素２７０２にはＴＦＴ５０１、ＴＦＴ５０２、容量素子５０４、発光素子５０３が設けられている。このＴＦＴは実施の形態６と同様な構成を有している。

信号線側入力端子部には、保護ダイオード５６１と保護ダイオード５６２が設けられている。この保護ダイオードは、ＴＦＴ５０１若しくはＴＦＴ５０２と同様な工程で作製され、ゲートとドレイン若しくはソースの一方とを接続することによりダイオードとして動作させている。図２１で示す上面図の等価回路図を図２０に示している。

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

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

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

走査信号線側の入力端子部も同様な構成である。入力段に設けられる保護ダイオードを同時に形成することができる。なお、保護ダイオードを挿入する位置は、本実施の形態のみに限定されず、駆動回路と画素との間に設けることもできる。

以上のように、本発明を用いると、配線等のパターンを形成不良を生じることなく制御性よく安定して形成することが出来るので、保護回路を形成することで、配線等が複雑化し、密に形成される場合であっても、形成時の設置不良によるショートなどを生じることはない。よって、良好な電気的特性と高い信頼性とを有する表示装置を作製することができる。

（実施の形態８）
図１２は、本発明を適用して作製されるＴＦＴ基板２８００を用いてＥＬ表示モジュールを構成する一例を示している。図１２において、ＴＦＴ基板２８００上には、画素により構成された画素部が形成されている。

図１２では、画素部の外側であって、駆動回路と画素との間に、画素に形成されたものと同様なＴＦＴ又はそのＴＦＴのゲートとソース若しくはドレインの一方とを接続してダイオードと同様に動作させた保護回路部２８０１が備えられている。駆動回路２８０９は、単結晶半導体で形成されたドライバＩＣ、ガラス基板上に多結晶半導体膜で形成されたスティックドライバＩＣ、若しくはＳＡＳで形成された駆動回路などが適用されている。

ＴＦＴ基板２８００は、スペーサ２８０６ａ、スペーサ２８０６ｂを介して封止基板２８２０と固着されている。スペーサは、基板の厚さが薄く、また画素部の面積が大型化した場合にも、２枚の基板の間隔を一定に保つために設けておくことが好ましい。ＴＦＴ２８０２、ＴＦＴ２８０３とそれぞれ接続する発光素子２８０４、発光素子２８０５上であって、ＴＦＴ基板２８００と封止基板２８２０との間にある空隙には透光性の樹脂材料を充填して固体化しても良いし、水分を除去した窒素若しくは不活性気体を充填させても良い。

図１２では発光素子２８０４、発光素子２８０５を上面放射型（トップエミッション型）の構成とした場合を示し、図中に示す矢印の方向に光を放射する構成としている。各画素は、画素を赤色、緑色、青色として発光色を異ならせておくことで、多色表示を行うことができる。また、このとき封止基板２８２０側に各色に対応した着色層２８０７ａ、着色層２８０７ｂ、着色層２８０７ｃを形成しておくことで、外部に放射される発光の色純度を高めることができる。また、画素を白色発光素子として着色層２８０７ａ、着色層２８０７ｂ、着色層２８０７ｃと組み合わせても良い。

外部回路である駆動回路２８０９は、外部回路基板２８１１の一端に設けられた走査線若しくは信号線接続端子と、配線基板２８１０で接続される。また、ＴＦＴ基板２８００に接して若しくは近接させて、ヒートパイプ２８１３と放熱板２８１２を設け、放熱効果を高める構成としても良い。

なお、図１２では、トップエミッションのＥＬモジュールとしたが、発光素子の構成や外部回路基板の配置を変えてボトムエミッション構造、もちろん上面、下面両方から光が放射する両面放射構造としても良い。トップエミッション型の構成の場合、隔壁となる絶縁層を着色しブラックマトリクスとして用いてもよい。この隔壁は液滴吐出法などによっても形成することができ、ポリイミドなどの樹脂材料に、顔料の黒色樹脂やカーボンブラック等を混合させて形成すればよく、その積層でもよい。

また、ＴＦＴ基板２８００において、画素部が形成された側にシール材や接着性の樹脂を用いて樹脂フィルムを貼り付けて封止構造を形成してもよい。本実施の形態では、ガラス基板を用いるガラス封止を示したが、樹脂による樹脂封止、プラスチックによるプラスチック封止、フィルムによるフィルム封止、など様々な封止方法を用いることができる。樹脂フィルムの表面には水蒸気の透過を防止するガスバリア膜を設けておくと良い。フィルム封止構造とすることで、さらなる薄型化及び軽量化を図ることができる。

（実施の形態９）
本発明によって形成される表示装置によって、テレビジョン装置を完成させることができる。表示パネルには、図１４（Ａ）で示すような構成として画素部のみが形成されて走査線側駆動回路と信号線側駆動回路とが、図１５（Ｂ）のようなＴＡＢ方式により実装される場合と、図１５（Ａ）のようなＣＯＧ方式により実装される場合と、図１４（Ｂ）に示すようにＳＡＳでＴＦＴを形成し、画素部と走査線側駆動回路を基板上に一体形成し信号線側駆動回路を別途ドライバＩＣとして実装する場合、また図１４（Ｃ）のように画素部と信号線側駆動回路と走査線側駆動回路を基板上に一体形成する場合などがあるが、どのような形態としても良い。

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

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

図１３は液晶表示モジュールの一例であり、ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１がシール材２６０２により固着され、その間に画素部２６０３と液晶層２６０４が設けられ表示領域を形成している。着色層２６０５はカラー表示を行う場合に必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。ＴＦＴ基板２６００と対向基板２６０１の外側には偏光板２６０６、偏光板２６０７、レンズフィルム２６１３が配設されている。光源は冷陰極管２６１０と反射板２６１１により構成され、回路基板２６１２は、駆動回路２６０８とフレキシブル配線基板２６０９によりＴＦＴ基板２６００と接続され、コントロール回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。

表示モジュールを、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、筐体に組みこんで、テレビジョン装置を完成させることができる。図１２のようなＥＬ表示モジュールを用いると、ＥＬテレビジョン装置に、図１３のような液晶表示モジュールを用いると液晶テレビジョン装置を完成することができる。表示モジュールにより主画面２００３が形成され、その他付属設備としてスピーカー部２００９、操作スイッチなどが備えられている。このように、本発明によりテレビジョン装置を完成させることができる。

また、位相差板や偏光板を用いて、外部から入射する光の反射光を遮断するようにしてもよい。また上面放射型の表示装置ならば、隔壁となる絶縁層を着色しブラックマトリクスとして用いてもよい。この隔壁は液滴吐出法などによっても形成することができ、顔料などの黒色樹脂や、ポリイミドなどの樹脂材料に、カーボンブラック等を混合させてもよく、その積層でもよい。液滴吐出法によって、異なった材料を同領域に複数回吐出し、隔壁を形成してもよい。位相差板、位相差板としてはλ／４板、λ／２板を用い、光を制御できるように設計すればよい。構成としては、順にTFT素子基板、発光素子、封止基板（封止材）、位相差板、位相差板（λ／４板、λ／２板）、偏光板となり、発光素子から放射された光は、これらを通過し偏光板側より外部に放射される。この位相差板や偏光板は光が放射される側に設置すればよく、両面放射される両面放射型の表示装置であれば両方に設置することもできる。また、偏光板の外側に反射防止膜を有していても良い。これにより、より高繊細で精密な画像を表示することができる。

図１０（Ａ）に示すように、筐体２００１に表示素子を利用した表示用パネル２００２が組みこまれ、受信機２００５により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム２００４を介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、又は受信者間同士）の情報通信をすることもできる。テレビジョン装置の操作は、筐体に組みこまれたスイッチ又は別体のリモコン操作機２００６により行うことが可能であり、このリモコン装置にも出力する情報を表示する表示部２００７が設けられていても良い。

また、テレビジョン装置にも、主画面２００３の他にサブ画面２００８を第２の表示用パネルで形成し、チャネルや音量などを表示する構成が付加されていても良い。この構成において、主画面２００３を視野角の優れたＥＬ表示用パネルで形成し、サブ画面を低消費電力で表示可能な液晶表示用パネルで形成しても良い。また、低消費電力化を優先させるためには、主画面２００３を液晶表示用パネルで形成し、サブ画面をＥＬ表示用パネルで形成し、サブ画面は点滅可能とする構成としても良い。本発明を用いると、このような大型基板を用いて、多くのＴＦＴや電子部品を用いても、信頼性の高い表示装置とすることができる。

図１０（Ｂ）は例えば２０〜８０インチの大型の表示部を有するテレビジョン装置であり、筐体２０１０、操作部であるキーボード部２０１２、表示部２０１１、スピーカー部２０１３等を含む。本発明は、表示部２０１１の作製に適用される。図１０（Ｂ）の表示部は、わん曲可能な物質を用いているので、表示部がわん曲したテレビジョン装置となっている。このように表示部の形状を自由に設計することができるので、所望な形状のテレビジョン装置を作製することができる。

本発明により、絶縁層を平坦性よく形成できる。また、簡略な工程で形成できるため、コストダウンも達成できる。よって本発明を用いたテレビジョン装置では、大画面の表示部を有しても低いコストで形成できる。よって高性能、高信頼性のテレビジョン装置を歩留まりよく作製することができる。

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

（実施の形態１０）
本発明を適用して、様々な表示装置を作製することができる。即ち、それら表示装置を表示部に組み込んだ様々な電子機器に本発明を適用できる。

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

図１１（Ａ）は、コンピュータであり、本体２１０１、筐体２１０２、表示部２１０３、キーボード２１０４、外部接続ポート２１０５、ポインティングマウス２１０６等を含む。本発明を用いると、小型化し、画素が微細化しても、信頼性が高く、高画質な画像を表示するコンピュータを完成させることができる。

図１１（Ｂ）は記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部Ａ２２０３、表示部Ｂ２２０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２２０５、操作キー２２０６、スピーカー部２２０７等を含む。表示部Ａ２２０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２２０４は主として文字情報を表示する。本発明を用いると、小型化し、画素が微細化しても、信頼性が高く、高画質な画像を表示する画像再生装置を完成させることができる。

図１１（Ｃ）は携帯電話であり、本体２３０１、音声出力部２３０２、音声入力部２３０３、表示部２３０４、操作スイッチ２３０５、アンテナ２３０６等を含む。本発明を用いると、小型化し、画素が微細化しても、信頼性が高く、高画質な画像を表示する携帯電話を完成することができる。

図１１（Ｄ）はビデオカメラであり、本体２４０１、表示部２４０２、筐体２４０３、外部接続ポート２４０４、リモコン受信部２４０５、受像部２４０６、バッテリー２４０７、音声入力部２４０８、接眼部２４０９、操作キー２４１０等を含む。本発明を用いると、小型化し、画素が微細化しても、信頼性が高く、高画質な画像を表示できるビデオカメラを完成することができる。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。

（実施の形態１１）
本実施の形態では、本発明を適用したＩＤチップについて説明する。本発明の作製方法を用いて形成することができる半導体装置の１つに、ＩＤチップがある。ＩＤチップは、無線で識別情報などのデータの送受信が可能な半導体装置であり、様々な分野において実用化が進められている。ＩＤチップは、無線タグ、ＲＦＩＤ（Radio frequency identification）タグ、ＩＣタグとも呼ばれている。また、ガラス基板を用いたＩＤチップをＩＤＧチップ（Identification Glass Chip）、可撓性を有する基板を用いたＩＤチップをＩＤＦチップ（Identification Flexible Chip）と呼ぶことができ、本発明はどちらでも適用できるが、本実施の形態では、ＩＤＦチップを用いて説明する。

図３１（Ａ）には絶縁基板６００に１２個のＩＤＦチップを形成する場合の上面図を、図３１（Ｂ）には図３１（Ａ）ｅ−ｆにおける断面図を、図３１（Ｃ）には接続領域６０６を横切るｇ−ｈにおける断面図を示す。なお本実施の形態では、剥離層にＳＡＳを用いる。

図３１（Ｂ）に示すように、絶縁基板６００上に剥離層６０２を介して、絶縁層、所望の形状にパターニングされた半導体層６２４、ゲート絶縁層６２５を介して設けられたゲート電極層６２６を有する薄膜トランジスタ６２８ｎ、６２８ｐが設けられている。また半導体膜が有する不純物領域と接続するように配線層６３０が設けられている。

絶縁層は、積層構造を有してもよく、第１の絶縁膜６２１、第２の絶縁膜６２２、第３の絶縁膜６２３を有する。

半導体層は、シリコンウェハから形成されるチップと異なり、水素を１×１０¹⁹〜１×１０²²／ｃｍ³、好ましくは１×１０¹⁹〜５×１０²⁰／ｃｍ³有するように形成することができる。水素により、半導体膜中の欠陥を緩和する、所謂欠陥のターミネート効果を奏することができる。加えて水素により、ＩＤＦチップの柔軟性を高めることができる。

さらに、パターニングされた半導体層がＩＤＦチップにおいて占める面積の割合を、１〜３０％とすることで、曲げ応力による薄膜トランジスタの破壊や剥がれを防止することができる。

また、第１の層間絶縁層６２７、第２の層間絶縁層６２９を有するとよい。本実施の形態では、第１の層間絶縁層６２７、第２の層間絶縁層６２９を本発明を用いて形成する。実施の形態２で示したように塗布材料液である絶縁性材料を含む組成物を塗布装置により塗布する。この際、絶縁性材料を含む組成物の粘度を、１０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以上５０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以下、より好ましくは２０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以上３５ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）以下とする。塗布液として、前述の粘度で絶縁性材料を含む組成物を作製し、絶縁層を形成すると、膜厚分布の均一な、表面の微細な凹凸まで軽減された非常に平坦な表面を有する第１の層間絶縁層６２７、第２の層間絶縁層６２９を形成することができる。また更に好ましくは、配線層６３０を覆うように第４の絶縁膜６３１を設けるとよい。

その後、本実施の形態では接続領域６０６を残すように、選択的に溝６０５を形成する。溝は、ダイシング、スクライビング又はマスクを利用したエッチング等によって行うことができる。図３１（Ｃ）に示すように接続領域６０６を残すように、選択的に溝６０５を形成する場合、露光、現像工程によりマスクパターンを形成し、ドライエッチング、ウェットエッチング等により溝を形成するとよい。なおドライエッチングにおいては、大気圧プラズマ法を用いてもよい。

その後、溝にエッチング剤を導入することにより剥離層を除去する。エッチング材としてはハロゲン化フッ素を含む気体又は液体を用いることができ、具体的には、ハロゲン化フッ素としてＣｌＦ₃（三フッ化塩素）を使用することができる。

このようなエッチング剤の導入により、剥離層であるＳＡＳを徐々に後退させて、絶縁基板を矢印に示すように除去することができる。

その後絶縁基板が除去されても、接続領域によって各ＩＤＦチップは一体化された状態となっているため、ＩＤＦチップがばらばらに分離してしまうことはない。

その後、各ＩＤＦチップをダイシング、スクライビング、又はレーザカット法により切断する。そして、ＩＤＦチップを物品に実装すればよい。

以上の工程によりＩＤＦチップを完成することができるが、図３２に示すように、フレキシブル基板を接着してもよい。図３２（Ａ）にはフレキシブル基板６５０を接着剤６５１により接着した状態の上面図を、図３２（Ｂ）には図３２（Ａ）ｅ−ｆにおける断面図を、図３２（Ｃ）には接続領域６０６を横切るｇ−ｈにおける断面図を示す。

フレキシブル基板には、上述のようなプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いることができるが、本実施の形態ではプラスチックを有する合成樹脂からなる基板を用いる。

接着剤としては、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂接着剤、樹脂添加剤等の接着剤又は両面テープ等を用いることができる。

フレキシブル基板へ移し替えることにより、ＩＤＦチップの破壊強度を高めることができる。

次に、アンテナ用基板６１１を張り合わせる。アンテナ用基板６１１には、ＩＤＦチップに対応する位置にアンテナ６１２が設けられている。

このとき、ＩＤＦチップ６０４と、アンテナ６１２とは、導電体６４１が分散している異方性導電体６４０により張り合わされている。異方性導電体の他に、超音波接着剤、紫外線硬化樹脂、又は両面テープ等を用いて張り合わせてもよい。

その、各ＩＤＦチップをダイシング、スクライビング、又はレーザカット法により切断し、フレキシブル基板上に形成されたＩＤＦチップが完成する。

このように形成されたＩＤＦチップを、物品に実装すればよい。このときに使用する接着剤は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂接着剤、樹脂添加剤等の接着剤又は両面テープ等を用いることができる。

また図示しないが、ＩＤＦチップを保護するために、樹脂や窒素を有する絶縁膜で覆ってもよく、特にＩＤＦチップの側面に充填するとよい。このときの樹脂や窒素を有する絶縁膜は、ＩＤＦチップを実装する物品の材料であってもよい。

本実施の形態では異方性導電体により、ＩＤＦチップの接続端子がアンテナ側を向いている、所謂フェイスダウンで実装する場合を説明したが、アンテナと反対側を向いている、所謂フェイスアップで実装してもよい。

以上、絶縁基板６００上に薄膜トランジスタを形成後、絶縁基板６００を剥離し、好ましくはさらにフレキシブル基板へ移し替える形態を説明したが、剥離するタイミング又は回数は、本実施の形態に限定されない。また移し替える先は、フレキシブル基板に限定されず、実装する物品（実装物品）であってもよい。また移し替える回数によりＩＤＦチップが、フェイスアップ状態となるか、又はフェイスダウン状態となるかを決めることができる。

本実施の形態では、ＩＤＦチップとアンテナとを張り合わせる場合について説明したが、ＩＤＦチップ上にアンテナを直接形成してもよく、例えば、配線層６３０と同一層にアンテナを形成することができる。

本実施の形態では、非接触型ＩＤＦチップについて説明したが、接触型ＩＤＦチップ、及びハイブリッド型ＩＤＦチップのいずれでもよい。

以上、本実施の形態ではわかりやすくするためＩＤＦチップやアンテナ用基板を厚く記載したが、実際は非常に薄い形状となっている。

本実施例では、本発明の効果を実験結果に基づき説明する。

基板上に、塗布法によって絶縁膜を形成し、その表面の平坦性の評価を行った。

５インチ角サイズのコーニング１７３７ガラス基板を用い、基板上に、スパッタ法によりクロム（Ｃｒ）膜を形成した後、塗布材料である絶縁性材料を含む組成物を３ｍｌ吐出し、２００ｒｐｍで３秒塗り広げた後、２０秒間各回転数で塗布した。スピンコート装置はエムセテック社製ＶＳＣ８０００を用いた。クロム膜は、絶縁層表面の形状を評価する際、光干渉ムラが観察しやすいようにするために形成した。塗布中に、基板の絶縁層形成領域側と反対側に回り込んだ絶縁性材料を含む組成物を、５００ｒｐｍで回転させながら、シンナー液を吐出（噴出）することによって除去した。その後８５度で１８０秒間加熱し（プリベーク）、３５０度で１時間焼成を行い、絶縁膜を形成した。工程は全て大気中で行った。各試料の膜厚は、膜厚測定器（ＮＡＮＯ Ｍｅｔｒｉｃｓ社製Ｎａｎｏ Ｓｐｅｃ ６１００）により行い、各試料内において２５点測定し、その平均を各試料の膜厚とした。作製した試料の膜厚は、全て膜厚１．０μｍ以上１．８μｍ以下であった。このような膜厚は、半導体装置の平坦化膜として用いるのに適する膜厚範囲である。

平坦性の評価は、得られた絶縁層に光を照射し、その表面の凹凸形状に反映して生じる光の反射や干渉によるムラを、目視によって観察し評価した。本明細書では、このような形状不良を判断するムラを、光干渉ムラと呼び、その強度を水準１、水準２水準３によって評価した。各試料の水準１、水準２、水準３の結果を表１乃至６に示す。光は、３波長ランプである光触媒付蛍光ランプ３波長形昼光色ＦＬ２０ＳＳ・ＥＸ―Ｄ／１８・Ｃ−Ａ（東芝株式会社製）と、ナトリウムランプ（Ｄ線５８９ｎｍ）で行った。水準１として、干渉ムラの強度を３ランクにわけ、それぞれ強度の強いもの（表面の凹凸形状が激しく平坦性不良なもの）から、強度の弱いもの（表面の凹凸形状が見られず平坦性良好なもの）になるに従って、１、２、３と任意の数値をつける。詳しくは、水準１として、ナトリウムランプでもムラが確認できないものは「３」、ナトリウムランプではかすかにムラが確認できるが、３波長ランプではムラが確認できないものを「２」、３波長ランプでもムラが十分に確認できるものを「１」とした。

各粘度（Ａ）〜（Ｅ）における総試料の水準１の平均を求め、水準２とした。また、各粘度（Ａ）〜（Ｅ）の膜厚１．７、膜厚１．３、膜厚１．１７あたりの３試料を選択し、その水準１の合計点を水準３とした。水準１、水準２、水準３のいずれにおいても値が高いものほど表面の平坦性が高く良好な形状を有することを示し、値の低いものほど、表面の平坦性が低く、激しい凹凸形状を有することを示す。

絶縁性材料を含む組成物の粘度が、（Ａ）３２ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）、（Ｂ）２８ｍＰａ・ｓ、（Ｃ）１６．７ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）、（Ｄ）１４ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）、（Ｅ）８．３ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）の各試料を作製した。また絶縁性材料を含む組成物の不揮発分濃度は、（Ａ）２７．５％、（Ｂ）３０．０％、（Ｃ）２２．０％、（Ｄ）２８．０％、（Ｅ）２２．０％である。

粘度は、液温度２５度で回転式の粘度計であるＥ型粘度計を用いて測定したものである。不揮発分濃度測定としては、試料の絶縁性材料を含む組成物をアルミ製の皿に１ｇたらし、２９０度で焼成する。残渣の重量測定し、焼成前の試料の重量で割り、１００倍した百分率表示で不揮発分濃度を示している。

試料（Ａ）の絶縁性材料を含む組成物は、シロキサンポリマーと、溶剤としてのＭＭＢ（沸点１７４度）を含む組成物を用いた。また、塗布装置の回転数は、（Ａ−１）１６５０ｒｐｍ、（Ａ−２）１８５０ｒｐｍ、（Ａ−３）２０５０ｒｐｍ、（Ａ−４）２２５０ｒｐｍ、（Ａ−５）２４５０ｒｐｍ、（Ａ−６）２６５０ｒｐｍ、（Ａ−７）２８５０ｒｐｍ、（Ａ−８）３０５０ｒｐｍである。表１に試料（Ａ）の（Ａ−１）から（Ａ−８）の実験結果を示す。また、表６に示すように、試料（Ａ）においては、Ａ−１、Ａ−４、Ａ−６の３点を選択し、その合計点を水準３とした。

試料（Ｂ）の絶縁性材料を含む組成物は、シロキサンポリマーと、溶剤としてのＭＭＢ（沸点１７４度）を含む組成物を用いた。また、塗布装置の回転数は、（Ｂ−１）１６５０ｒｐｍ、（Ｂ−２）１８５０ｒｐｍ、（Ｂ−３）２０５０ｒｐｍ、（Ｂ−４）２２５０ｒｐｍ、（Ｂ−５）２４５０ｒｐｍ、（Ｂ−６）２６５０ｒｐｍ、（Ｂ−７）２８５０ｒｐｍ、（Ｂ−８）３０５０ｒｐｍである。表２に試料（Ｂ）の（Ｂ−１）から（Ｂ−８）の実験結果を示す。また、表６に示すように、試料（Ｂ）においては、Ｂ−１、Ｂ−４、Ｂ−６の３点を選択し、その合計点を水準３とした。

試料（Ｃ）の絶縁性材料を含む組成物は、シロキサンポリマーと、溶剤としてのＭＭＢ（沸点１７４度）を含む組成物を用いた。また、塗布装置の回転数は、（Ｃ−１）６５０ｒｐｍ、（Ｃ−２）８５０ｒｐｍ、（Ｃ−３）１０５０ｒｐｍ、（Ｃ−４）１２５０ｒｐｍ、（Ｃ−５）１４５０ｒｐｍである。表３に試料（Ｃ）の（Ｃ−１）から（Ｃ−５）の実験結果を示す。また、表６に示すように、試料（Ｃ）においては、Ｃ−１、Ｃ−３、Ｃ−４の３点を選択し、その合計点を水準３とした。

試料（Ｄ）の絶縁性材料を含む組成物は、シロキサンポリマーと、溶媒としてＭＭＢ及びＰＧＭＥＡを、重量比でＭＭＢ７０％、ＰＧＭＥＡ３０％の混合物を用いた。また、塗布装置の回転数は、（Ｄ−１）１２５０ｒｐｍ、（Ｄ−２）１４５０ｒｐｍ、（Ｄ−３）１６５０ｒｐｍ、（Ｄ−４）１８５０ｒｐｍ、（Ｄ−５）２０５０ｒｐｍ、（Ｄ−６）２２５０ｒｐｍ、（Ｄ−７）２４５０ｒｐｍ、（Ｄ−８）２６５０ｒｐｍ、（Ｄ−９）２８５０ｒｐｍ、（Ｄ−１０）３０５０ｒｐｍである。表４に試料（Ｄ）の（Ｄ−１）から（Ｄ−１０）の実験結果を示す。また、表６に示すように、試料（Ｄ）においては、Ｄ−１、Ｄ−４、Ｄ−７の３点を選択し、その合計点を水準３とした。

試料（Ｅ）の絶縁性材料を含む組成物は、シロキサンポリマーと、溶媒としてＭＭＢ及びＰＧＭＥＡ（沸点１４６度）を、重量比でＭＭＢ７０％、ＰＧＭＥＡ３０％との混合物を用いた。また、塗布装置の回転数は、（Ｅ−１）６５０ｒｐｍ、（Ｅ−２）８５０ｒｐｍ、（Ｅ−３）１０５０ｒｐｍ、（Ｅ−４）１２５０ｒｐｍである。表５に試料（Ｅ）の（Ｅ−１）から（Ｅ−４）の実験結果を示す。また、表６に示すように、試料（Ｅ）においては、Ｅ−１、Ｅ−２、Ｅ−３の３点を選択し、その合計点を水準３とした。

図２５に、各粘度（Ａ）から（Ｅ）における、膜厚と水準１目視による光干渉ムラの強度との関係を示す。図２５において試料（Ａ）（粘度３２ｍＰａ・ｓ）は白抜きの菱形のドット、試料（Ｂ）（粘度２８ｍＰａ・ｓ）は黒塗りの四角形のドット、試料（Ｃ）（粘度１６．７ｍＰａ・ｓ）は黒塗りの三角形のドット、試料（Ｄ）（粘度３２ｍＰａ・ｓ）はバツ印のドット、試料（Ｅ）（粘度８．３ｍＰａ・ｓ）は米印のドットで示している。

図２８に、総試料の粘度と膜厚の関係を示す。また、図２８において、各試料は、光干渉ムラの強度が水準１により「１」の場合はバツ印のドット、「２」の場合は白抜きの三角形のドット、「３」の場合は白抜きの丸形のドットで示されている。粘度が最低値からより高く、あるいは低くなると、膜厚が厚い方が光干渉ムラの強度が強くなる傾向がある。

粘度２８ｍＰａの試料（Ａ）はすべての試料において、ムラは観察されず、高い平坦性を示した。一方、粘度８．３ｍＰａ・ｓの試料（Ｅ）は、すべての試料において３波長ランプにおいてムラが観察された。

次に各粘度（Ａ）から（Ｅ）における水準２、水準３の結果を表６に示す。また粘度と水準２との関係を図２６に、粘度と水準３との関係を図２７に示す。

図２６、図２７で示しように水準２、水準３においても、粘度に対して同様の変化を示した。粘度８．３ｍＰａ・ｓの試料（Ｅ）においては、最低点を示し、粘度１４ｍＰａ・ｓの試料（Ｄ）、粘度１６．７ｍＰａ・ｓの試料（Ｃ）と粘度が高くなるに従って、水準２、水準３の値は高くなる。粘度２８ｍＰａ・ｓの試料（Ｂ）において水準２、水準３は最高点を示し、粘度３２ｍＰａ・ｓの試料（Ａ）では再び減少した。

また、本発明を用いて作成した試料（Ｂ−８）の詳細な膜厚分布を測定し、膜厚範囲を色分けして２次元のイメージ図にした。図２９（Ａ）にイメージ図を、図２９（Ａ）における線Ｖ−Ｘの膜厚分布を図２９（Ｂ）に、線Ｙ−Ｚの膜厚分布を図２９（Ｃ）に示す。試料は、本実施例で作成した他の試料と同様に作成した。５インチ角のガラス基板上に、クロム（Ｃｒ）をスパッタ法によって形成し、絶縁膜を形成した。試料を９９×９９（９８０１）測定点に分割し、各測定点で膜厚を測定した。図２９（Ｂ）、（Ｃ）は、隣り合う測定点における膜厚差の分布を示している。

図３３に膜厚差の測定方法を示す。試料７０の膜厚ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４を間隔Lごとｎ点測定し、隣接する測定膜厚ｄ１とｄ２との膜厚差が膜厚差Δｄ１となる。同様にｄ２とｄ３との膜厚差が膜厚差Δｄ２、ｄ３とｄ４との膜厚差が膜厚差Δｄ３となる。各測定点間における膜厚差の平均をΔｄとする。試料は５インチ角のサイズであるので、１インチを約２５、４ｍｍとすると一辺は１２７ｍｍとなり、測定点は９９個所であるのでLは約１ｍｍとなる。表７に線Ｖ−Ｘにおける測定点ＧＶ１〜ＧＶ９９、表８に線Ｖ−Ｘにおける測定点ＧＹ１〜ＧＹ９９の膜厚ｄ（１〜９９）、測定点間の膜厚差Δｄ（１〜９８）、膜厚差の平均Δｄを示す。

図２９（A）で示すように、膜厚分布を反映したイメージ図に、顕著な放射状のムラは見られない。また、図２９（Ｂ）（Ｃ）で示すように、測定間の膜厚差も約６ｎｍ以下であった。また、図２９における任意の線Ｖ−Ｘの隣接する測定点間の膜厚差の平均値は１．２ｎｍ、線Ｙ−Ｚの隣接する測定点間の膜厚差の平均値は、１．３ｎｍであり、その平均は約１．３ｎｍであった。

比較例として視認による光干渉ムラが観察された絶縁膜においても膜厚分布を反映したイメージ図（図３０（Ａ））、図３０（Ａ）にイメージ図を、図３０（Ａ）における線Ｖ−Ｘの膜厚分布を図３０（Ｂ）に、線Ｙ−Ｚの膜厚分布を図３０（Ｃ）に示す。試料は試料（Ｅ）と同様な材料で、回転数１９５０ｒｐｍで形成されたものである。比較例の試料も同様に、表９に線Ｖ−Ｘにおける測定点ＭＶ１〜ＭＶ９９、表１０に線Ｖ−Ｘにおける測定点ＭＹ１〜ＭＹ９９の膜厚ｄ（１〜９９）、測定点間の膜厚差Δｄ（１〜９８）、膜厚差の平均Δｄを示す。

比較例においては、図３０（A）で示すように、膜厚分布を反映したイメージ図に、顕著な放射状のムラが見られた。また、図３０（Ｂ）（Ｃ）で示すように、測定間の膜厚差も約８ｎｍ以上の場所があった。図３０における任意の線Ｖ−Ｘの隣接する測定点間の膜厚差の平均値は２．６ｎｍ、線Ｙ−Ｚの膜厚差の平均値も２．４ｎｍであり、その平均は２．５ｎｍであった。この値は本発明を用いた試料と比較して約２倍の値となった。比較例においては、表面の凹凸形状が激しく、平坦性が不良であることがわかる。

このように、本出願人によって、導きだされた粘度範囲に、塗布材料液である絶縁性材料を含む組成物を調整することによって、膜厚分布の均一な、平坦性も高い絶縁膜が形成できることが確認できた。

本発明は、塗布液として、液状の絶縁性材料を含む組成物を作製する際、不揮発分濃度や溶媒の種類を選択し、粘度を制御できる。よって、大型な真空装置や加熱装置などは不要であり、時間もコストも削減できる。本発明により、膜厚分布の均一な平坦性のよい膜を、簡略な工程で歩留まりよく形成することができる。

本発明を説明する図。 従来例を示す図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置の断面図。 本発明の表示装置の断面図。 本発明の表示装置の断面図。 本発明の半導体装置の断面図。 本発明が適用される電子機器を示す図。 本発明が適用される電子機器を示す図。 本発明のＥＬ表示モジュールの構成例を説明する断面図。 本発明の液晶表示モジュールの構成例を説明する断面図。 本発明の表示装置の上面図。 本発明の表示装置の上面図。 本発明の絶縁層の形成方法を説明する図。 本発明の絶縁層の形成方法を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 本発明の表示装置の作製方法を説明する図。 図２１で説明するＥＬ表示パネルの等価回路図。 本発明のＥＬ表示パネルを説明する上面図。 本発明のＥＬ表示モジュールの構成例を説明する断面図。 本発明に適用することのできる液晶滴下注入法を説明する図。 本発明に適用できる発光素子の構成を説明する図 実施例１で作製した試料の膜厚と水準１の関係を示すグラフ。 実施例１で作製した試料の粘度と水準２の関係を示すグラフ。 実施例１で作製した試料の粘度と水準３の関係を示すグラフ。 実施例１で作製した試料の膜厚と水準１の関係を示すグラフ。 本発明を適用した試料の膜厚分布を説明する図。 比較例の試料の膜厚分布を説明する図。 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。 本発明の半導体装置の作製方法を説明する図。 膜厚差の平均値の測定方法を説明する図。

Claims (22)

1. 半導体層を形成し、
   前記半導体層上に絶縁層を形成し、
   前記絶縁層に開口部を形成し、
   前記開口部に、前記半導体層と接続する配線層を形成し、
   前記配線層と接続する電極層を形成し、
   前記絶縁層は、粘度１０ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性材料を含む組成物をスピン塗布して形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
2. 請求項１において、前記絶縁層は、粘度２０ｍＰａ・ｓ以上３５ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性材料を含む組成物をスピン塗布して形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
3. 請求項１又は請求項２において、前記絶縁層はシロキサンポリマーを含んで形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項において、前記絶縁層を、前記絶縁層の膜厚を０．１μｍ以上１０μｍ以下で形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
5. 半導体層を形成し、
   前記半導体層上に第１の絶縁層を形成し、
   前記第１の絶縁層に第１の開口部を形成し、
   前記第１の開口部に、前記半導体層と接続する配線層を形成し、
   前記第１の絶縁層及び前記配線層上に第２の絶縁層を形成し、
   前記第２の絶縁層に第２の開口部を形成し、
   前記第２の開口部に、前記配線層と接続する電極層を形成し、
   前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層は、粘度１０ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性材料を含む組成物をスピン塗布して形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
6. 請求項５において、前記第１の絶縁層及び第２の絶縁層は、粘度２０ｍＰａ・ｓ以上３５ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性材料を含む組成物をスピン塗布して形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
7. 請求項５又は請求項６において、前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層はシロキサンポリマーを含んで形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
8. 請求項５乃至７のいずれか一項において、前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層を、前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層の膜厚を０．１μｍ以上１０μｍ以下で形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
   
9. 請求項１乃至８のいずれか一項において、前記半導体層は絶縁表面を有する基板上に形成され、前記半導体層はソース領域及びドレイン領域を有し、前記配線層は、前記ソース領域又は前記ドレイン領域と接続することを特徴とする半導体装置の作製方法。
10. 請求項９において、前記絶縁表面を有する基板として、可撓性基板を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
11. 半導体層を形成し、
    前記半導体層上に絶縁層を形成し、
    前記絶縁層に開口部を形成し、
    前記開口部に、前記半導体層と接続する配線層を形成し、
    前記配線層と接続し、画素電極として機能する電極層を形成し、
    前記絶縁層は、粘度１０ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性材料を含む組成物をスピン塗布して形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
12. 請求項１１において、前記絶縁層は、粘度２０ｍＰａ・ｓ以上３５ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性材料を含む組成物をスピン塗布して形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
13. 請求項１１又は請求項１２において、前記絶縁層はシロキサンポリマーを含んで形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
14. 請求項１１乃至１３のいずれか一項において、前記絶縁層を、前記絶縁層の膜厚を０．１μｍ以上１０μｍ以下で形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
15. 半導体層を形成し、
    前記半導体層上に第１の絶縁層を形成し、
    前記第１の絶縁層に第１の開口部を形成し、
    前記第１の開口部に、前記半導体層と接続する配線層を形成し、
    前記第１の絶縁層及び前記配線層上に第２の絶縁層を形成し、
    前記第２の絶縁層に第２の開口部を形成し、
    前記第２の開口部に、前記配線層と接続し、画素電極として機能する電極層を形成し、
    前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層は、粘度１０ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性材料を含む組成物をスピン塗布して形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
16. 請求項１５において、前記第１の絶縁層及び第２の絶縁層は、粘度２０ｍＰａ・ｓ以上３５ｍＰａ・ｓ以下である絶縁性材料を含む組成物をスピン塗布して形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
17. 請求項１５又は請求項１６において、前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層はシロキサンポリマーを含んで形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
18. 請求項１５乃至１７のいずれか一項において、前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層を、前記第１の絶縁層及び前記第２の絶縁層の膜厚を０．１μｍ以上１０μｍ以下で形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
19. 請求項１１乃至１８のいずれか一項において、前記半導体層は絶縁表面を有する基板上に形成され、前記半導体層はソース領域及びドレイン領域を有し、前記配線層は、前記ソース領域又は前記ドレイン領域と接続することを特徴とする表示装置の作製方法。
20. 請求項１９において、前記絶縁表面を有する基板として、可撓性基板を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。
21. 請求項１１乃至２０のいずれか一項において、前記電極層上に電界発光層を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
22. 請求項１１乃至２０のいずれか一項において、前記電極層上に液晶素子を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。