專利名稱：半導體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用發(fā)光元件的發(fā)光器件以及其制造方法，其中發(fā)光元件在一對電極之間具有含有機化合物的薄膜(以下稱之為“有機化合物層”)，對該元件施加電場可以得到熒光或磷光。此外，本發(fā)明涉及一種形成有機化合物層等的蒸發(fā)淀積裝置。
背景技術(shù)：
使用有機化合物作為發(fā)光體的，具有厚度薄、重量輕、響應(yīng)快、低電壓直流驅(qū)動等特點的發(fā)光元件被期待應(yīng)用于下一代平板顯示器中。尤其是，由于寬視角和優(yōu)良的能見度，其內(nèi)發(fā)光元件排列成矩陣形狀的顯示器件被認為比常規(guī)的液晶顯示器件更有優(yōu)勢。
發(fā)光元件的發(fā)光機理一般如下。也就是，當電壓施加到夾在一對電極之間的有機化合物層時，由陰極注入的電子和由陽極注入的空穴在有機化合物層的發(fā)光中心相互復合形成分子激發(fā)子。隨后，當分子激發(fā)返回基態(tài)時，通過釋放能量發(fā)生發(fā)光。作為激發(fā)態(tài)已知兩種類型，受激單重態(tài)和受激三重態(tài)?？梢栽谌魏我环N狀態(tài)中發(fā)光。
將這種發(fā)光元件按矩陣方式排列而形成的發(fā)光器件可以利用無源矩陣驅(qū)動(簡單矩陣型)和有源矩陣驅(qū)動(有源矩陣型)之類的驅(qū)動方法。但是，在增加像素密度的情況下，針對每個像素(或1個點)逐個設(shè)置開關(guān)的有源矩陣型可以以低電壓驅(qū)動，因此被認為是優(yōu)越的。
此外，現(xiàn)已研究了低分子量材料和高分子量(聚合物)材料用于作為有機化合物層(即，嚴格意義上的發(fā)光層)的有機化合物，該有機化合物層可以說是發(fā)光元件的中心。其中，更關(guān)注高分子量材料，這是由于與低分子量材料相比，高分子量材料具有高耐熱性且易于處理。
而且，至今為止的有源矩陣型發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)是，該發(fā)光器件包括發(fā)光元件，其中形成電連接到襯底上的TFT的電極作為陽極，在陽極上形成有機化合物層，在有機化合物層上形成陰極，并且從透明電極的陽極朝向TFT取出在有機化合物層中產(chǎn)生的光。
因此，本申請人在專利文件1、專利文件2和專利文件3中提出一種包括發(fā)光元件的有源矩陣型發(fā)光器件，該發(fā)光元件具有這樣結(jié)構(gòu)(以下稱為頂面發(fā)射型結(jié)構(gòu))，其中形成與在襯底上的TFT電連接的TFT一側(cè)的電極作為陽極，在陽極上形成含有機化合物的層，在含有機化合物的層上形成透明電極的陰極。
專利文件1專利公開2004-6327號公報專利文件2專利公開2004-63461號公報專利文件3專利公開2004-31201號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種在制造有源矩陣型發(fā)光器件時，能夠在比常規(guī)更短的時間內(nèi)實現(xiàn)以低成本和高成品率制造的結(jié)構(gòu)和方法。另外，提供一種在制作發(fā)光器件時能夠高效地淀積的蒸發(fā)淀積裝置。
在本發(fā)明中，作為和在有源矩陣型發(fā)光器件的像素部分上排列的TFT的半導體層連接或電連接而形成的金屬電極采用疊層結(jié)構(gòu)，而且，對該金屬電極進行部分地蝕刻。然后，該被蝕刻的金屬電極用作發(fā)光元件的第一電極，并在其上形成緩沖層、含有機化合物的層和第二電極。
通過將連接到TFT的半導體層的金屬電極加工為發(fā)光元件的第一電極，可以減少第一電極的膜淀積步驟的數(shù)量。
在本發(fā)明中，經(jīng)部分地蝕刻而得到的第一電極只要和緩沖層連接的區(qū)域(亦即，發(fā)光區(qū)域)為兩層或單層金屬膜就可以，而且，到達TFT的半導體層的接觸孔區(qū)域為三層或四層金屬膜就可以。本發(fā)明的第一電極不局限于以三層或四層金屬膜的區(qū)域圍繞發(fā)光區(qū)域的結(jié)構(gòu)。
應(yīng)該注意，本發(fā)明的第一電極部分地具有不同的層疊數(shù)量，因此在層疊數(shù)量不同的邊界線上形成有臺階。該臺階被絕緣體(也稱為堤壩、隔離物、障礙物、勢壘等)覆蓋。另外，至少使絕緣體的上邊緣部分為具有曲率半徑的曲面，優(yōu)選地，使上述曲率半徑為0.2μm到3μm。通過使邊緣部分具有曲率半徑，很好地覆蓋了臺階，而使在后面形成的含有機化合物的層等可以制造得非常薄。
而且，通過提供連接到金屬電極上的緩沖層，可以擴大發(fā)光元件的第一電極和第二電極之間的間隔，并且可以抑制因金屬電極的表面凹凸導致的發(fā)光元件的短路。
此外，緩沖層是有機化合物和能夠?qū)λ鲇袡C化合物給予并接受電子的無機化合物的復合層，具體地，是包含金屬氧化物和有機化合物的復合層。
此外，借助于緩沖層不僅可以得到通過摻雜無機化合物而得到的效果(例如是耐熱性的提高)，而且還可以獲得卓越的導電性。
從而，緩沖層可以在不引起驅(qū)動電壓的上升的同時增加緩沖層的厚度。因此，可以抑制在形成發(fā)光元件的過程中由灰塵等引起的元件短路，從而可以提高成品率。
另外，在包含三種發(fā)光元件(R、G、B)的全色發(fā)光器件中，每個發(fā)光顏色具有不同的發(fā)光效率。此時，為了實現(xiàn)發(fā)光器件的整個發(fā)光表面的亮度平衡，發(fā)光效率差的發(fā)光元件不得不流過過大電流，從而，存在著加速發(fā)光元件退化的問題。
本發(fā)明通過調(diào)整緩沖層的膜厚度，利用設(shè)在第一電極和每個發(fā)光層之間的層厚度分別控制該兩層之間的間距，可以提高發(fā)光效率。通過調(diào)整緩沖層的膜厚度，可以顯示將從每個發(fā)光元件發(fā)出的發(fā)光顏色清晰顯示出來的高質(zhì)量圖像，從而，可以獲得低功耗的發(fā)光器件。
上述由提供緩沖層而獲得的效果是只通過摻雜兩者之間沒有電子相互作用的有機化合物和無機化合物，如常規(guī)的空穴傳輸層，而得不到的。
此外，上述緩沖層具有空穴注入(或空穴傳輸)特性和電子注入(或電子傳輸)特性的兩種特性，因此，可以在含有機化合物的層和第二電極之間也提供緩沖層，亦即，按第一電極、第一緩沖層、含有機化合物的層、第二緩沖層、第二電極的順序?qū)盈B一起。
在本說明書中公開的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是一種發(fā)光器件，包括在具有絕緣表面的襯底上的與薄膜晶體管的半導體層連接的第一電極；覆蓋所述第一電極的邊緣部分的絕緣體；在所述第一電極上的緩沖層；在所述緩沖層上的含有機化合物的層；以及在該層上的第二電極，其中，所述第一電極包括第一區(qū)域、具有與該第一區(qū)域不同的層疊數(shù)量的第二區(qū)域、在所述第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的邊界線上的臺階部分，并且，所述臺階部分被所述絕緣體覆蓋。
另外，本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)是一種發(fā)光器件，包括在具有絕緣表面的襯底上的與薄膜晶體管的半導體層電連接的第一電極；覆蓋所述第一電極的邊緣部分的絕緣體；在所述第一電極上的緩沖層；在所述緩沖層上的含有機化合物的層；以及在該層上的第二電極，其中，所述第一電極包括第一區(qū)域、具有與該第一區(qū)域不同的層疊數(shù)量的第二區(qū)域、在所述第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的邊界線上的臺階部分，并且，所述臺階部分被所述絕緣體覆蓋。
在上述結(jié)構(gòu)中，所述發(fā)光器件包括形成有多個所述發(fā)光元件的像素部分以及具有多個薄膜晶體管的驅(qū)動電路，并且，所述驅(qū)動電路具有與所述第二區(qū)域相同疊層的布線。
此外，在上述每個結(jié)構(gòu)中，提供有與所述第一電極的第一區(qū)域連接的緩沖層。另外，所述緩沖層是含有機化合物和無機化合物的復合材料，并且該無機化合物對于所述有機化合物具有電子受體性。所述緩沖層是含有機化合物和無機化合物的復合材料，并且該無機化合物是選自氧化鈦、氧化鋯、氧化鉿、氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳和氧化錸中的一種或多種。所述緩沖層是包含具有空穴傳輸性的有機化合物和無機化合物的復合材料。
此外，在上述每個結(jié)構(gòu)中，所述第一電極包括層疊兩層金屬膜的第一區(qū)域以及層疊四層金屬膜的第二區(qū)域?；蛘撸龅谝浑姌O包括層疊兩層金屬膜的第一區(qū)域以及層疊三層金屬膜的第二區(qū)域。或者，所述第一電極包括單層金屬膜的第一區(qū)域以及層疊兩層或更多層金屬膜的第二區(qū)域。疊層數(shù)量越少越可以減少步驟數(shù)量，從而可以縮短半導體器件的整個制造時間。
此外，在上述每個結(jié)構(gòu)中，所述第一電極包含以選自Ti、TiN、TiSiXNY、Al、Ag、Ni、W、WSiX、WNX、WSiXNY、Ta、TaNX、TaSiXNY、NbN、MoN、Cr、Pt、Zn、Sn、In和Mo中的一種元素或以所述元素作為其主要成分的合金材料或化合物材料作為主要成分的薄膜或這些膜的疊層膜。
例如，在作為第一電極采用包含Ti單層的第一區(qū)域和層疊兩層金屬膜(Ti層和Al層)的第二區(qū)域的結(jié)構(gòu)時，可以減少膜淀積步驟的數(shù)量。在第一電極和漏區(qū)連接的情況下，由于和半導體(硅)的接觸電阻很低，所以用Ti膜是優(yōu)選的。另外，通過采用Al膜作為在第二區(qū)域中層疊的金屬膜，可以將低電阻電極用作第一電極。
另外，在作為第一電極采用包含W單層的第一區(qū)域和層疊兩層金屬膜(W層和Al層)的第二區(qū)域的結(jié)構(gòu)時，由于W膜和Al膜的蝕刻速率不同，所以可容易地進行蝕刻處理。
此外，在上述每個結(jié)構(gòu)中，在所述發(fā)光器件中，一個發(fā)光元件的發(fā)光區(qū)域的面積小于所述第一區(qū)域的面積。
此外，在上述每個結(jié)構(gòu)中，所述第二電極是具有透光性的導電膜。
此外，為了實現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是一種具有多個發(fā)光元件的發(fā)光器件的制造方法，其中該發(fā)光元件包括第一電極、在該第一電極上的含有機化合物的層以及在該含有機化合物的層上的第二電極，該發(fā)光器件的制造方法包括以下步驟形成薄膜晶體管的半導體層；形成覆蓋所述薄膜晶體管的半導體層的絕緣膜；在所述絕緣膜上形成與所述薄膜晶體管的半導體層連接的由金屬層的疊層構(gòu)成的電極；通過去除電極的疊層的一部分，以形成第一區(qū)域、比所述第一區(qū)域?qū)盈B更多層的第二區(qū)域、以及在所述第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的邊界線上的臺階部分；形成覆蓋所述第一電極的臺階部分和第二區(qū)域的絕緣體；與所述第一區(qū)域連接地形成緩沖層；在所述緩沖層上形成含有機化合物的層；以及在該含有機化合物的層上形成具有透光性的第二電極。
此外，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不局限于排列三種(R、G、B)發(fā)光元件作為其像素部分的全色發(fā)光器件。例如，可以采用白色發(fā)光的發(fā)光元件，并將其與顏色濾光片組合而形成全色發(fā)光器件。另外，也可以使用單色發(fā)光的發(fā)光元件，并將其與顏色轉(zhuǎn)換層組合而形成全色發(fā)光器件。另外，可以采用四種或更多種發(fā)光元件，例如排列四種(R、G、B、W)發(fā)光元件作為其像素部分以形成全色發(fā)光器件。
另外，本發(fā)明也提供一種移動襯底的同時移動蒸發(fā)源的新穎蒸發(fā)淀積裝置。在圖7A和7B中表示本發(fā)明的蒸發(fā)淀積裝置的一個實例。
圖7中所示的蒸發(fā)淀積裝置在淀積室內(nèi)提供有用于固定蒸發(fā)材料的升華方向的防淀積遮護板，并且在該防淀積遮護板上提供多個開口部分，經(jīng)過該開口部分升華蒸發(fā)材料。在防淀積遮護板的下方設(shè)置有能夠沿垂直于襯底的移動方向(也稱為載運方向)移動的蒸發(fā)源。另外，通過將防淀積遮護板的寬度Wb形成為大于襯底的寬度Wa，以提高蒸發(fā)淀積膜的厚度均勻性。
本發(fā)明的蒸發(fā)淀積裝置在淀積室內(nèi)包括用于沿第一方向移動襯底的裝置；固定在淀積室內(nèi)壁上的能夠調(diào)節(jié)加熱溫度的防淀積遮護板；在該防淀積遮護板下的蒸發(fā)源；以及，用于使該蒸發(fā)源沿垂直于所述第一方向的第二方向移動的移動裝置，其中，所述防淀積遮護板是大于襯底寬度Wa的矩形形狀，在襯底的下方提供有多個開口部分，從蒸發(fā)源蒸發(fā)的蒸發(fā)材料通過設(shè)在防淀積遮護板上的多個開口部分來淀積到襯底上。
另外，可以提供通過門連接到淀積室的安裝室，以便將蒸發(fā)材料供給于蒸發(fā)源的坩堝。此外，在圖7A中示出了將兩個坩堝提供在蒸發(fā)源的例子，但不局限于這種結(jié)構(gòu)，也可以排列三個或更多個坩堝，也可以提供一個坩堝。另外，可以分別使坩堝互相傾斜以便使設(shè)在蒸發(fā)源的多個坩堝的蒸發(fā)中心重疊，然后進行共同蒸發(fā)淀積。
此外，本發(fā)明的利用上述蒸發(fā)淀積裝置制造發(fā)光器件的方法的結(jié)構(gòu)是，一種具有多個發(fā)光元件的發(fā)光器件的制造方法，其中該發(fā)光元件在具有絕緣表面的襯底上包括第一電極、在該第一電極上的含有機化合物的層、以及在該含有機化合物的層上的第二電極，該發(fā)光器件的制造方法包括以下步驟在淀積室內(nèi)移動襯底，并且，沿垂直于襯底的移動方向移動蒸發(fā)源，以在所述第一電極上形成含有機化合物的層。
圖7A中所示的蒸發(fā)淀積裝置可以作為多室型的制造設(shè)備之一而提供。在將圖7A所示的蒸發(fā)淀積裝置連接到串列型制造設(shè)備的情況下，使其室內(nèi)部分與能夠進行減壓的載運室連接在一起。當在每個淀積室內(nèi)使用一個防淀積遮護板和一個蒸發(fā)源時，為了得到所希望的膜厚度，優(yōu)選使襯底多次經(jīng)過防淀積遮護板的開口部分的上方。
此外，如圖7B所示，也可以在一個淀積室內(nèi)沿垂直于襯底的載輸方向提供兩個防淀積遮護板，并且分別提供蒸發(fā)源來連續(xù)地淀積相同的蒸發(fā)材料。通過采用這種蒸發(fā)淀積裝置，可以提高淀積速度。另外，通過移動蒸發(fā)源，可以減少蒸發(fā)材料的厚度不均勻。注意，兩個防淀積遮護板彼此平行地提供，并保持足夠的距離。另外，圖7B中所示的蒸發(fā)淀積裝置，由于即使不在防淀積遮護板上方反復重復地移動襯底，也能夠獲得所希望的膜厚度，所以優(yōu)選應(yīng)用于通過沿一個方向移動襯底來實現(xiàn)串聯(lián)連接多個小室的串列型制造設(shè)備。由于圖7B所示的蒸發(fā)淀積裝置可以搬運襯底，因此，在將圖7B所示的蒸發(fā)淀積裝置連接到串列式制造設(shè)備的情形中，使其室內(nèi)部分連接到能夠進行減壓的兩個處理室之間。
此外，也可以將不同的蒸發(fā)材料設(shè)置在兩個蒸發(fā)源中，以連續(xù)地形成疊層。例如，將第一有機化合物和無機化合物分別設(shè)置在第一蒸發(fā)源的兩個坩堝中，然后使襯底經(jīng)過第一蒸發(fā)源的上方，以在襯底上淀積緩沖層。接著，通過在移動襯底后，將第二有機化合物設(shè)置在第二蒸發(fā)源的坩堝中，而且使襯底經(jīng)過第二蒸發(fā)源的上方，可以在緩沖層上淀積發(fā)光層。
此外，本發(fā)明的利用上述蒸發(fā)淀積裝置制造發(fā)光器件的方法的其它結(jié)構(gòu)是，一種具有多個發(fā)光元件的發(fā)光器件的制造方法，其中該發(fā)光元件在具有絕緣表面的襯底上包括第一電極、在該第一電極上的含有機化合物的層、以及在該含有機化合物的層上的第二電極，該發(fā)光器件的制造方法包括以下步驟形成薄膜晶體管的半導體層；形成覆蓋所述薄膜晶體管的半導體層的絕緣膜；在所述絕緣膜上形成與所述薄膜晶體管的半導體層連接的由金屬層的疊層構(gòu)成的電極；通過去除電極的疊層的一部分，以形成第一區(qū)域、比所述第一區(qū)域?qū)盈B更多層的第二區(qū)域、以及在所述第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的邊界線上的臺階部分；形成覆蓋所述第一電極的臺階部分和第二區(qū)域的絕緣體；在淀積室內(nèi)移動襯底的同時，沿垂直于襯底的移動方向移動第一蒸發(fā)源，以在所述第一區(qū)域上連接地形成緩沖層；在所述淀積室內(nèi)移動襯底的同時，沿垂直于襯底的移動方向移動第二蒸發(fā)源，以在所述緩沖層上形成含有機化合物的層；以及在該含有機化合物的層上形成具有透光性的第二電極。
根據(jù)上述制造步驟，通過在一個淀積室內(nèi)連續(xù)地形成緩沖層和含有機化合物層，可以縮短制造工藝。
注意，在本說明書中，術(shù)語發(fā)光器件包括圖像顯示器件、發(fā)光器件或光源(包括照明器件)。而且，在發(fā)光器件的定義中還包括下列模塊將連接器如FPC(柔性印刷電路)、TAB(柔性帶自動連接)帶、或者TCP(帶狀載體封裝)連接到發(fā)光器件上來形成的模塊，在TAB帶或TCP的末端提供印刷電路板的模塊和通過COG(玻璃上載芯片)方式直接將IC(集成電路)裝配到發(fā)光元件的模塊。
EL元件包括在施加電場時能夠獲取發(fā)光(電致發(fā)光)的含有機化合物的層(下文中稱為EL層)、以及陽極和陰極。從有機化合物獲得的發(fā)光分為從單重激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時的光發(fā)射(熒光)和從三重激發(fā)態(tài)返回基態(tài)的光發(fā)射(磷光)。在根據(jù)本發(fā)明的制造裝置和制造方法而制造的發(fā)光器件可以采用兩種類型的光發(fā)射。
含有EL層的發(fā)光元件(EL元件)的結(jié)構(gòu)是一對電極中夾有EL層。通常，EL層是疊層結(jié)構(gòu)。該疊層結(jié)構(gòu)的典型實例是按空穴傳輸層、發(fā)光層和電子傳輸層的順序疊層的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)有非常高的發(fā)光效率，被應(yīng)用于當前正在開發(fā)的大多數(shù)發(fā)光器件中。
疊層結(jié)構(gòu)的其他實例還有，在陽極上依此順序?qū)盈B空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、和電子傳輸層的結(jié)構(gòu)，在陽極上依此順序?qū)盈B空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和電子注入層的結(jié)構(gòu)。發(fā)光層可以被摻雜熒光色素等。這些層可以都由低分子量材料形成或者都由高分子量材料形成。在本說明書中，將位于陰極和陽極之間的所有的層統(tǒng)稱為EL層。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件中，屏幕顯示的驅(qū)動方法不受特別的限制，例如，可以采用逐點驅(qū)動方法、逐行驅(qū)動方法、或逐面驅(qū)動方法等。典型地采用逐行驅(qū)動方法，并可以適當?shù)夭捎脮r分灰度驅(qū)動方法或區(qū)域灰度驅(qū)動方法。輸入到發(fā)光器件源線的視頻信號可以是模擬信號或數(shù)字信號?？梢愿鶕?jù)視頻信號來適當?shù)卦O(shè)計驅(qū)動電路等。
根據(jù)本發(fā)明，在采用具有三種或更多種的多個發(fā)光元件的全色發(fā)光器件時，可以顯示將從每個發(fā)光元件發(fā)出的發(fā)光顏色清晰顯示出來的高質(zhì)量圖像，從而，可以實現(xiàn)低功耗的發(fā)光器件。


圖1是示出有源矩陣型發(fā)光器件的截面(一個像素的一部分)的圖(實施方式1)；圖2A和2B分別是示出發(fā)光器件的像素結(jié)構(gòu)的一個實例的俯視圖以及截面圖(實施方式1)；圖3是示出有源矩陣型發(fā)光器件的截面(一個像素的一部分)的圖(實施方式2)；圖4A和4B分別是示出EL模塊的俯視圖以及截面圖(實施方式2)；
圖5A至5C是示出組合白色發(fā)光元件和顏色濾光片的方法的模式圖(實施方式3)；圖6是制造裝置的俯視圖(實施方式4)；圖7A和7B是蒸發(fā)淀積裝置的透視圖(實施方式4)；圖8是示出當施加6V時的相對亮度Iext的計算結(jié)果的圖；圖9是示出用于計算的元件結(jié)構(gòu)的圖；圖10A至10D是示出電子器具的一個實例的圖；圖11是示出電子器具的一個實例的圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖來詳細描述本發(fā)明的實施方式。注意，本發(fā)明可以以多種不同形式被執(zhí)行，并且只要是同一領(lǐng)域工作人員，就很容易了解一個事實，就是可以將本發(fā)明的形式和內(nèi)容更改而不脫離本發(fā)明的宗旨和范圍。所以，對本發(fā)明的解釋并不局限于本實施方式中所記載的內(nèi)容。而且，各個圖表中的相同的部分將使用相同的符號標注，并省略相關(guān)的詳細說明。
實施方式1圖1表示有源矩陣型發(fā)光器件的截面圖(一個像素的一部分)。
圖1中，提供在具有絕緣表面的襯底10上的TFT(p溝道型TFT)是控制流入發(fā)射藍色、紅色或綠色光的第二EL層20b的電流的元件。13和14所指的是源區(qū)或漏區(qū)。襯底10可以使用玻璃襯底或塑料襯底，也可以使用在其表面上具有絕緣膜的半導體襯底或金屬襯底。在襯底10上形成有基底絕緣膜11(此處氮化絕緣膜作為下層，氧化絕緣膜作為上層)。柵絕緣膜12提供在柵電極15和半導體層之間。16表示由無機材料如選自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氮化鋁或氮氧化鋁的單層或疊層構(gòu)成的層間絕緣膜。盡管圖中沒有示出，一個像素除了該TFT外還有另一或更多的TFT(n溝道型TFT或p溝道型TFT)。此處的TFT有一個溝道形成區(qū)域，然而，溝道形成區(qū)域的數(shù)目并不受具體限制，該TFT可以有一個以上的溝道。
此外，18a至18d指的是第一電極即發(fā)光元件的陽極(或陰極)。第一電極包括由兩層區(qū)域構(gòu)成的第一區(qū)域和由四層區(qū)域構(gòu)成的第二區(qū)域，并在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的邊界線上具有臺階。
在此，鈦膜作為18a，氮化鈦膜作為18b，以鋁為主要成分的薄膜作為18c，氮化鈦膜作為18d并這些膜按次序?qū)盈B，以將和緩沖層20a連接的氮化鈦膜(18b所示的第一電極的一層)用作陽極。由于可獲取和緩沖層20a之間良好的接觸電阻，優(yōu)選使用氮化鈦。
另外，電源線17a至17d由同樣的疊層結(jié)構(gòu)(共計4層)形成。由于上述層疊結(jié)構(gòu)(共計4層)包括主要包含鋁的薄膜，所以可以獲得低電阻布線，同時形成源極布線等。
例如，在使用60nm的Ti膜作為第一電極18a，100nm的TiN膜作為第一電極18b，350nm的Al-Ti膜作為第一電極18c，100nm的Ti膜作為第一電極18d時，形成抗蝕劑掩模來進行蝕刻。在下列條件下進行干式蝕刻采用ICP蝕刻設(shè)備，60sccm的BCl3和20sccm的Cl2被用作反應(yīng)氣體，借助于在1.9Pa的壓力下將450W的RF(13.56MHz)功率施加到線圈電極，100W的RF(13.56MHz)功率施加到襯底側(cè)(測試樣品平臺)。在蝕刻Al-Ti(第一電極18c)后，進行15秒的過蝕刻以露出TiN(第一電極18b)。
在由蝕刻形成具有臺階的第一電極后，形成覆蓋該臺階的絕緣體19。絕緣體19排列在和相鄰的像素邊界上，并圍繞覆蓋第一電極的邊緣。由于在后面的蒸發(fā)淀積步驟中用于確保蒸發(fā)淀積掩模和第一電極的間距，所以絕緣體19的厚度優(yōu)選為厚。在本實施方式中，可以在絕緣體19的下方提供4層結(jié)構(gòu)的布線，從而能夠充分確保絕緣體19的最外面的表面和第一電極的間距。
此外，21表示由具有透光性的導電膜構(gòu)成的第二電極，即有機發(fā)光元件的陰極(或陽極)。作為具有透光性的導電膜(也稱為透光性導電膜)可以使用ITO(氧化銦氧化錫合金)、氧化銦氧化鋅合金(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)、含有氧化硅的銦錫氧化物(ITSO)、和氧化錫(SnO2)等。另外，若對可見光具有透明性，則對第二電極21沒有特別的限制，例如可以采用由薄金屬層(典型的是MgAg、MgIn、AlLi等的合金或Ag、Al)和透光性導電膜的疊層作為第二電極。
本說明書中，對于可見光透明的意思是可見光的透射率為80％至100％。
在第一電極和第二電極之間提供有EL層，亦即含有機化合物的疊層(第一EL層(緩沖層)20a和第二EL層20b的疊層)。緩沖層20a是復合層，其中包含金屬氧化物(氧化鉬、氧化鎢或氧化錸等)和有機化合物(具有空穴傳輸性的材料(如4，4’-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡稱TPD)、4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡稱α-NPD)、或4，4’-雙{N-[4-(N，N-二m-甲苯基氨基)苯基]-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡稱DNTPD)等))。另外，第二EL層20b可以使用例如三(8-喹啉醇合)鋁(簡稱Alq3)、三(4-甲基-8-喹啉醇合)鋁(簡稱Almq3)或α-NPD等。此外，第二EL層20b還可以含有摻雜物，例如可以使用N，N-二甲基喹吖啶酮(簡稱DMQd)、香豆素6或紅熒烯等。在第一電極和第二電極之間形成的含有機化合物的疊層可以由電阻加熱法等的蒸發(fā)淀積法形成。
通過調(diào)節(jié)緩沖層20a的厚度，可以控制第一電極和第二EL層20b的間距來提高發(fā)光效率。通過調(diào)節(jié)緩沖層的厚度，可以顯示將從每個發(fā)光元件發(fā)出的發(fā)光顏色清晰顯示出來的高質(zhì)量圖像，從而，可以獲得低功耗的發(fā)光器件。
另外，可以在第二電極21上提供輔助電極以便實現(xiàn)第二電極21的低電阻化。
盡管圖中沒有示出，優(yōu)選將保護膜形成在第二電極21上以便提高發(fā)光器件的可靠性。該保護膜是通過濺射法(DC方法或RF方法)形成的以氮化硅或氮氧化硅為主要成分的絕緣膜，或以碳為主要成分的薄膜。
另外，此處給出的描述以頂柵型TFT作為實例。然而，本發(fā)明可應(yīng)用于任何TFT結(jié)構(gòu)，例如，底柵型(反交錯型)TFT或順交錯型TFT。此外，TFT不僅可以是單柵極結(jié)構(gòu)也可以是具有多個溝道形成區(qū)的多柵極結(jié)構(gòu)，例如，雙柵極型TFT結(jié)構(gòu)。
此外，在本說明書中，半導體層被用作TFT的有源層，可以使用主要包含硅的半導體膜、主要包含有機材料的半導體膜、或主要包含金屬氧化物的半導體膜。作為主要包含硅的半導體膜可以使用非晶半導體膜、含結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導體膜、含非晶結(jié)構(gòu)的化合物半導體膜等，具體來說，可以使用非晶硅、微晶硅、多晶硅等。作為主要包含有機材料的半導體膜可以使用以通過和其他元素組合在一起來包含定量碳或其同素異形體(除了金剛石)的材料作為主要成分的半導體膜。具體地，可舉出并五苯、并四苯、噻吩低聚物衍生物、苯撐衍生物、酞菁化合物、聚乙炔衍生物、聚噻吩衍生物、花青染料等。另外，作為主要包含金屬氧化物的半導體膜可以使用氧化鋅(ZnO)或鋅、鎵和銦的氧化物(In-Ga-Zn-O)等。
此外，圖2A表示發(fā)光器件的像素結(jié)構(gòu)的一個實例。另外，圖2B是沿圖2A中點劃線A-A’切割構(gòu)成的截面圖。以下將參照視圖說明發(fā)光器件的制造步驟的實例。
首先，在具有絕緣表面的襯底30上形成基底絕緣膜31。
作為基底絕緣膜31的第一層，采用等離子體CVD法形成用SiH4、NH3和N2O作為反應(yīng)氣體來淀積的10-200nm(優(yōu)選為50-100nm)的氧氮化硅膜。這里，形成50nm膜厚的氧氮化硅膜(成分比為Si＝32％，O＝27％，N＝24％，H＝17％)。隨后，采用等離子體CVD法形成用SiH4和N2O作為反應(yīng)氣體來淀積的50-200nm(優(yōu)選為100-150nm)的氧氮化硅膜作為基底絕緣膜31的第二層。這里，形成100nm膜厚的氧氮化硅膜(成分比為Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。雖然在此采用兩層結(jié)構(gòu)作為基底絕緣膜31，但也可以采用單層或?qū)盈B三層或更多層絕緣膜的結(jié)構(gòu)。
接著，在基底膜上形成半導體層。通過利用公知的方法(濺射法、LPCVD法、等離子體CVD法等)淀積具有非晶結(jié)構(gòu)的半導體膜，此后將通過公知的晶化工藝(激光晶化方法、熱晶化方法、利用催化劑例如鎳等的熱晶化方法等)而獲取的晶體半導體膜圖形化為所需的形狀來形成構(gòu)成TFT的有源層的半導體層。該半導體層形成具有25-80nm(優(yōu)選為30-60nm)的厚度。晶體半導體膜并不限制所用的材料但優(yōu)選由硅或硅-鍺合金等形成。
而且，在利用激光晶化方法形成晶體半導體膜的情況下，能夠采用脈沖振蕩型或連續(xù)發(fā)射型的準分子激光、YAG激光和YVO4激光。在采用這些激光的情況下，優(yōu)選采用一種方法，其中通過光學系統(tǒng)線性地收集從激光振蕩器發(fā)射的激光束以便輻照到半導體膜上。雖然晶化條件由操作者適當?shù)剡x擇，當采用準分子激光時，可以采用30Hz的脈沖振蕩頻率和100-400mJ/cm2(典型地，200-300mJ/cm2)的激光能量密度。當采用YAG激光時，優(yōu)選采用其的二次諧波的1-10kHz的脈沖振蕩頻率和300-600mJ/cm2(典型地，350-500mJ/cm2)的激光能量密度。可以將線性地收集的具有100-1000μm例如400μm寬度的激光束輻照在整個襯底上，此時的線性激光束的重疊率為80-98％。
此外，也可以不通過非線性光學元件而是將激光以基波形式，高強度地反復地將高頻率的脈沖激光束照射到具有非晶結(jié)構(gòu)的半導體膜上，進行激光退火而形成晶體半導體膜。注意，這里的“高強度”指的是每個單位時間、面積具有高峰值功率輸出，例如，激光束的峰值功率輸出為1GW/cm2-1TW/cm2的范圍內(nèi)。半導體膜不太吸收波長為1μm左右的基波，即吸收效率很低。但是，通過利用從脈寬設(shè)定為微微秒級或毫微微秒(10-15秒)級的脈沖激光器發(fā)出來的基波可以獲得高強度的激光束，而且產(chǎn)生非線性光學效果(多光子吸收)，所以能夠使半導體膜吸收激光束。由于不使用非線性光學元件，并且不轉(zhuǎn)換為高次諧波，所以，可以將具有15W或更大功率，例如具有40W的激光振蕩器應(yīng)用于激光退火法。因此，由于可以擴大經(jīng)一次掃描所形成的大晶粒區(qū)域的寬度，可以飛躍性地提高生產(chǎn)率。
接著，半導體層的表面用包含氫氟酸的蝕刻劑清洗以形成覆蓋半導體層的柵絕緣膜33。用等離子體CVD法或濺射法形成厚度為40-150nm的包含硅的絕緣膜作為柵絕緣膜33，。在本實施方式中，用等離子CVD法形成115nm厚的氧氮化硅膜(成分比例Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。當然，柵絕緣膜不限于氧氮化硅膜，而可以使用包含硅的其他的絕緣膜的單層或疊層膜。
接著，清洗柵絕緣膜33的表面，然后形成柵電極。
接下來，將給與半導體p型導電類型的雜質(zhì)元素(例如，B)，此處是硼(B)，適當摻雜到半導體層，以形成源區(qū)和漏區(qū)32。在摻雜后，為了激活雜質(zhì)元素進行加熱處理、強光照射或激光照射。在激活的同時，可以修復柵絕緣膜的等離子損傷、以及柵絕緣膜和半導體層之間的界面的等離子損傷。特別有效的激活雜質(zhì)元素的方法是在從室溫到300□下通過用YAG激光器的二次諧波從表面或反面照射襯底。YAG激光器是優(yōu)選的激活方法因為它需要很少的維護。
后續(xù)的步驟包括用有機或無機材料(包括涂敷氧化硅膜、PSG(摻磷玻璃)、BPSG(摻硼磷玻璃)等)形成層間絕緣膜35，進行氫化處理，形成到達源區(qū)或漏區(qū)的接觸孔。然后，形成源極電極(布線34)和第一電極(漏極電極)36a到36d以完成TFT(p溝道型TFT)。
另外，盡管在本實施方式中使用p溝道型TFT進行說明，但是通過利用n型雜質(zhì)元素(如P或As)代替p型雜質(zhì)元素，可以形成n溝道型TFT。
另外，第一電極36a到36d以及布線34包含以選自Ti、TiN、TiSiXNY、Al、Ag、Ni、W、WSiX、WNX、WSiXNY、Ta、TaNX、TaSiXNY、NbN、MoN、Cr、Pt、Zn、Sn、In和Mo中的一種元素或以所述元素作為其主要成分的合金材料或化合物材料作為主要成分的薄膜或這些膜的疊層膜。第一電極的總厚度被設(shè)為100nm到800nm之間。
具體地，與漏區(qū)32接觸的第一層36a優(yōu)選由可與硅形成歐姆接觸的材料形成，典型的是鈦，并設(shè)定為10nm到100nm的厚度。第一電極的第二層36b優(yōu)選使用在用作薄膜時顯示較大功函數(shù)的材料(TiN、TaN、MoN、Pt、Cr、W、Ni、Zn、Sn)，并且該層的厚度被設(shè)為10nm到100nm。注意，第二層36b也作為防止第三層36c和第一層36a的合金化的阻擋層發(fā)揮作用。第四層36d優(yōu)選使用能夠防止第三層36c被氧化和侵蝕以及避免凸起的材料，典型的是金屬氮化物(如TiN或WN)，并且該層的厚度被設(shè)為20nm到100nm。
然后，在形成抗蝕劑掩模后對第一電極進行蝕刻處理，以獲取圖2B所示的結(jié)構(gòu)。另外，圖2A表示第一區(qū)域和第二區(qū)域的邊界線，亦即第三層36c的輪廓。
然后，在去除抗蝕劑掩模后，形成覆蓋第一電極的臺階的絕緣體37。另外，在圖2A中表示絕緣體37的輪廓。
接下來，通過蒸發(fā)淀積法形成含有機化合物的疊層38a、38b。接著，形成第二電極39。
這樣獲得的發(fā)光元件沿圖2B的箭頭方向發(fā)射光。
根據(jù)上述步驟直到形成第二電極(導電膜39)之后，在襯底30上形成的發(fā)光元件通過使用密封材料或薄膜狀的粘合劑粘結(jié)密封襯底(透明襯底)而被密封。也可以提供由樹脂膜形成的隔離物，以便保持密封襯底和發(fā)光元件之間的間隔。而且，密封劑環(huán)繞的空間充滿氮氣或其它惰性氣體。作為密封劑優(yōu)選使用環(huán)氧樹脂。該密封劑優(yōu)選采用盡可能少地透過濕氣和氧氣的材料。此外，可以將有吸收氧氣和濕氣作用的物質(zhì)(如干燥劑)放置在該空間中。
通過將發(fā)光元件封裝進上述的空間中，發(fā)光元件能夠與外部完全隔開，從而可以防止加速有機化合物層退化的物質(zhì)，如濕氣和氧氣，從外界進入發(fā)光元件。因此，可以獲得高可靠性的發(fā)光器件。
實施方式2本實施方式中參照圖3表示與實施方式1不同的結(jié)構(gòu)的實例。在圖3的結(jié)構(gòu)中，第一電極不是和TFT的半導體層連接，而是通過電極與TFT的半導體層電連接。此外，第一電極包括金屬膜單層構(gòu)成的第一區(qū)域、三層構(gòu)成的第二區(qū)域、以及在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的臺階。另外，為了提高開口率，只使接觸孔的周邊為三層結(jié)構(gòu)的第一區(qū)域，并另外的區(qū)域為第二區(qū)域。
本實施方式中，表示在同一襯底上形成像素部分和驅(qū)動電路的實例。
首先，與實施方式1相同，在具有絕緣表面的襯底310上形成基底絕緣膜311、由結(jié)晶半導體膜構(gòu)成的半導體層、和柵絕緣膜312。
然后，形成用作像素部分的TFT的柵電極的電極315和用作驅(qū)動電路的TFT的柵電極的電極338、337。接著，用抗蝕劑掩模將給與半導體p型導電類型的雜質(zhì)元素(如B)，此處是硼，選擇性地摻雜到半導體層，以形成p型高濃度雜質(zhì)區(qū)域313、314、331和332。然后，為了形成LDD區(qū)域，在去除抗蝕劑掩模后形成新的抗蝕劑掩模，將給與半導體n型導電類型的雜質(zhì)元素(如P、As)，此處是磷，選擇性地摻雜到半導體層，以形成低濃度雜質(zhì)區(qū)域。然后，在去除抗蝕劑掩模后形成新的抗蝕劑掩模，選擇性地給半導體層摻雜磷以形成高濃度雜質(zhì)區(qū)域333、334。注意，僅一次摻雜磷的低濃度雜質(zhì)區(qū)域成為LDD區(qū)域335、336。
不用說，摻雜步驟并不限制于上述順序。
在去除抗蝕劑掩模后，為了激活雜質(zhì)元素進行加熱處理、強光照射或激光照射。
然后，形成由有機或無機材料構(gòu)成的第一層間絕緣膜316，并進行氫化處理。接著，在第一層間絕緣膜316和柵絕緣膜中形成到達高濃度雜質(zhì)區(qū)的接觸孔。然后，形成用作源極電極或漏極電極的電極317、318、341至344以完成多種TFT(p溝道型TFT和n溝道型TFT)。
在像素部分中形成有以電極315作為柵電極的p溝道型TFT，在驅(qū)動電路部分中形成有以電極338作為柵電極的n溝道型TFT和以電極337作為柵電極的p溝道型TFT。注意，驅(qū)動電路部分的n溝道型TFT具有溝道形成區(qū)域340，而且驅(qū)動電路部分的p溝道型TFT具有溝道形成區(qū)域339。
然后，形成由有機或無機材料構(gòu)成的第二層間絕緣膜309。接著，在第二層間絕緣膜309中形成到達電極318、342、343的接觸孔。
接下來，在第二層間絕緣膜309上層疊三層金屬膜。該三層金屬膜優(yōu)選采用以選自Ti、TiN、TiSiXNY、Al、Ag、Ni、W、WSiX、WNX、WSiXNY、Ta、TaNX、TaSiXNY、NbN、MoN、Cr、Pt、Zn、Sn、In和Mo中的一種元素或以所述元素作為其主要成分的合金材料或化合物材料作為主要成分的薄膜或這些膜的疊層膜。該金屬膜的總厚度被設(shè)為100nm到800nm之間。
在此使用按Ti膜、Al膜、Ti膜的順序?qū)盈B的三層結(jié)構(gòu)。
然后，形成抗蝕劑掩模后進行蝕刻，以形成連接電極345a至345c和第一電極。由于在形成連接電極的同時，用相同的疊層結(jié)構(gòu)形成環(huán)繞布線，因而可以減少驅(qū)動電路部分的占據(jù)面積。
然后，在去除抗蝕劑掩模后形成新的抗蝕劑掩模來選擇性地蝕刻第一電極，以形成只由第一層308a構(gòu)成的第一區(qū)域；由第一層308a、第二層308b和第三層308c的共計三層構(gòu)成的第二區(qū)域；和，在第一區(qū)域和第二區(qū)域的邊界線上具有臺階的第一電極。
接下來，在去除抗蝕劑掩模后，形成覆蓋第一電極的臺階的絕緣體319。
然后，通過蒸發(fā)淀積法形成含有機化合物的疊層320a、320b。320a是緩沖層，亦即，包含金屬氧化物(氧化鉬、氧化鎢或氧化錸等)和有機化合物(具有空穴傳輸性的材料(如4，4’-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡稱TPD)、4，4，-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡稱α-NPD)、或4，4’-雙{N-[4-(N，N-二-m-甲苯基氨基)苯基]-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡稱DNTPD)等))的復合層。另外，320b是包括發(fā)光層的單層或疊層。通過調(diào)節(jié)緩沖層320a的厚度，可以控制第一電極和發(fā)光層的間距，從而提高發(fā)光效率。
然后，形成第二電極321。作為第二電極321的材料，可以使用Ag和Al，或諸如MgAg、MgIn、AlLi之類的合金，或通過共同蒸發(fā)淀積鋁和屬于周期表第一族或第二族的元素而形成的具有透光性的薄膜。此處，采用光通過第二電極而發(fā)射的頂面發(fā)射型，因此，第二電極使用厚度為1nm-20nm的薄金屬膜。第二電極321為能夠通過發(fā)光的厚度即可。
進一步，也可以在第二電極321上層疊透明導電膜。
這樣獲得的發(fā)光元件(也稱為EL元件)沿圖3的箭頭方向發(fā)射光。
根據(jù)上述步驟直到第二電極321形成之后，在襯底310上形成的發(fā)光元件通過使用密封材料或薄膜狀的粘合劑粘結(jié)密封襯底(透明襯底)而被密封。另外，優(yōu)選在包含惰性氣體(稀有氣體或氮)的氣氛中粘貼密封襯底。
接下來，分割不需要的襯底。在從一塊襯底得到多塊面板的情況下，分割每塊面板。在從一塊襯底得到一塊面板的情況下，通過貼合預(yù)先切割的相對襯底可省去上述分割步驟。在這個階段，完成EL模塊。
此處，將參照圖4說明整個EL模塊。圖4A是EL模塊的俯視圖，圖4B是截面圖的一部分。
提供多個TFT的襯底(也稱為TFT襯底)提供有用于顯示的像素部分40；驅(qū)動像素部分的各像素的驅(qū)動電路41a和41b；將提供在EL層上的第二電極連接到環(huán)繞布線的連接部分43；為了連接到外部電路而粘合FPC的終端部分42。
此外，EL元件是由被用于密封EL元件的密封襯底48、薄膜狀的粘合劑44和密封材料49密封的。此外，圖4B是沿圖4A中點劃線A-A’切開的截面圖。
像素被大量地有規(guī)律地提供在像素部分40中，雖然在此沒有圖示出，但沿X方向條形排列，如按R、G、B的順序排列。另外，發(fā)光元件的布置方法不局限于此，可以利用三角形排列和嵌合型排列。
此外，如圖4B所示，提供間隔保持材料50以便將一對襯底之間的間距保持為約2μm至30μm，并且通過密封材料49粘合密封襯底48，從而所有的發(fā)光元件被密封。注意，當通過薄膜狀的粘合劑44能夠充分地密封發(fā)光元件時，就不需要特別地提供密封材料49。此外，當通過薄膜狀的粘合劑44能夠充分地保持一對襯底的間隔時，就不需要特別地提供間隔保持材料50。
另外，可以通過噴砂方法等在與密封襯底48的像素部分不重疊的部分形成凹陷部分，并在該凹陷部分中放置干燥劑。
本實施方式中，由于能夠和連接電極345a至345c的同時以相同的疊層結(jié)構(gòu)形成環(huán)繞布線，因而可以減少驅(qū)動電路部分的占據(jù)面積以實現(xiàn)窄邊框化。此外，也可以在形成連接電極345a至345c的同時以相同的疊層結(jié)構(gòu)形成終端部分42的終端電極。
此外，本實施方式可以與實施方式1自由組合。
實施方式3此處，表示制造全色顯示器件的幾個方法。具體地，可以舉出利用三個發(fā)光元件的方法、組合白色發(fā)光元件和顏色濾光片的方法、組合藍色發(fā)光元件和顏色轉(zhuǎn)換層的方法、以及組合白色發(fā)光元件、顏色轉(zhuǎn)換層和顏色濾光片的方法等。
當利用三個發(fā)光元件以實現(xiàn)全色顯示時，將由紅色發(fā)光元件、藍色發(fā)光元件和綠色發(fā)光元件規(guī)律性地排列而形成的一個像素提供在像素部分上。例如，可以使用對應(yīng)于每個R、G、B發(fā)光顏色的開口位置不同的三種蒸發(fā)淀積掩模，通過蒸發(fā)淀積法進行RGB分色涂布。
通過分別調(diào)節(jié)在形成發(fā)光層之前所淀積的每個緩沖層的厚度，可以顯示將從每個發(fā)光元件發(fā)出的發(fā)光顏色清晰顯示出來的高質(zhì)量圖像，從而，可以獲得低功耗的發(fā)光器件。
此外，作為發(fā)光元件(R、G、B)的排列方法，可以采用最簡單的條形圖案以及偏斜鑲嵌對準、三角鑲嵌對準、RGBG四像素對準或RGBW四像素對準等。
另外，也可以與顏色濾光片組合而提高顏色純度。在此，可以使用和發(fā)光元件的發(fā)光顏色相同顏色的著色層重疊于發(fā)光元件之上，例如，與藍色發(fā)光元件重疊的位置上形成藍色著色層。
此外，將參照圖5A描述一種組合白色發(fā)光元件和顏色濾光片的方法(此后，稱為顏色濾光片方法)。
顏色濾光片方法是指形成具有顯示白色發(fā)光的有機化合物膜的發(fā)光元件，使其發(fā)出的白色發(fā)光穿過顏色濾光片從而獲得紅、綠和藍光的系統(tǒng)。
盡管有多種獲得白色發(fā)光的方法，此處要描述的情況是使用由可通過涂敷形成的高分子材料構(gòu)成的發(fā)光層。在此情況下，可以通過調(diào)配溶液的方法將色素摻到用作發(fā)光層的高分子材料中，該方法與實施摻雜多種色素的共同蒸發(fā)淀積的蒸發(fā)淀積方法相比極容易實現(xiàn)。
具體來說，在由具有大的功函數(shù)的金屬(Pt、Cr、W、Ni、Zn、Sn、In)構(gòu)成的陽極上涂覆用作空穴注入層的聚(亞乙基二氧基噻吩)/聚(對苯乙烯磺酸)水溶液(PEDOT/PSS)并焙燒。然后，在整個表面上涂覆用作發(fā)光層的摻雜有發(fā)光中心色素(1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)、4-二氰基亞甲基-2-甲醇基-6-(對二甲氨基-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM1)、尼羅紅、香豆素6等)的聚乙烯基咔唑(PVK)溶液并焙燒。然后，形成由包括功函數(shù)小的金屬(Li、Mg、Cs)的薄膜和在其上疊層的透明導電薄膜(ITO(氧化銦氧化錫合金)、氧化銦氧化鋅合金(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)的疊層構(gòu)成的陰極。注意，PEDOT/PSS用水作溶劑，它不溶于有機溶劑。因此，即使在其上涂敷PVK時，沒有再次溶解的問題。此外，PEDOT/PSS和PVK的溶劑的種類各不相同，因此，優(yōu)選不使用相同的淀積室。
此外，盡管上面表示出層疊有機化合物層的實例，但是也可以使用單層的有機化合物層。例如，可以將具有電子傳輸性的1，3，4-噁二唑衍生物(PBD)分散到具有空穴傳輸性的聚乙烯基咔唑(PVK)中。此外，通過分散30wt％的作為電子傳輸劑的PBD并以適當量分散四種色素(TPB、香豆素6、DCM1、尼羅紅)可以獲取白色發(fā)光。
此外，有機化合物膜形成在陽極和陰極之間，并且通過在有機化合物膜上重新結(jié)合從陽極注入的空穴和從陰極注入的電子，在有機化合物膜中產(chǎn)生白色發(fā)光。
另外，通過適當選擇實現(xiàn)紅色發(fā)光的有機化合物膜、實現(xiàn)綠色發(fā)光的有機化合物膜、實現(xiàn)藍色發(fā)光的有機化合物膜，并將這些薄膜層疊混合顏色，也可以實現(xiàn)作為整體的白色發(fā)光。
根據(jù)上述步驟形成的有機化合物膜能夠作為一個整體獲得白色發(fā)光。
通過形成顏色濾光片，該顏色濾光片在沿著上述有機化合物膜發(fā)出白色光的方向分別配備有吸收除了紅色光以外的其它光的色彩層(R)、吸收除了綠色光以外的其它光的色彩層(G)和吸收除了藍色光以外的其它光的色彩層(B)，從發(fā)光元件發(fā)出的白色光能夠分別被分離以獲得紅色光、綠色光和藍色光。此外，在使用有源矩陣型的情況下，在襯底和顏色濾光片之間形成TFT。
此外，作為色彩層(R、G、B)的排列方法，可以采用最簡單的條形圖案以及偏斜鑲嵌對準、三角鑲嵌對準、RGBG四像素對準或RGBW四像素對準等。
構(gòu)成顏色濾光片的色彩層是通過使用由分散有顏料的有機光敏材料構(gòu)成的阻色材料(color resist)形成的。通過組合白色光和顏色濾光片可以有效地保證全色的色彩再現(xiàn)性能。
此外，在此情況下，即使獲得的光的顏色不同，由于用顯示白色光的有機化合物膜形成所有結(jié)構(gòu)，所以不必分色涂敷來形成有機化合物膜。此外，用于防止鏡面反射的圓偏振板并不特別需要。
下面，將參照圖5B說明通過組合具有藍色發(fā)光性的有機化合物膜的藍色發(fā)光元件和熒光性的顏色轉(zhuǎn)換層來實現(xiàn)CCM(color changingmediums)的方法。
在CCM方法中，利用藍色發(fā)光元件發(fā)射的藍色光激勵熒光性顏色轉(zhuǎn)換層，而且在每個顏色轉(zhuǎn)換層中轉(zhuǎn)換顏色。具體地，通過顏色轉(zhuǎn)換層將藍色轉(zhuǎn)換為紅色(從B轉(zhuǎn)換成R)，通過顏色轉(zhuǎn)換層將藍色轉(zhuǎn)換為綠色(從B轉(zhuǎn)換成G)，通過顏色轉(zhuǎn)換層將藍色轉(zhuǎn)換為更鮮明的藍色(從B轉(zhuǎn)換成B)(注意，從藍色轉(zhuǎn)換成藍色可以不進行)，以獲得紅色、綠色和藍色發(fā)光。也在采用CCM方法的情形中，在有源矩陣類型的情況下，在襯底和顏色轉(zhuǎn)換層之間形成TFT。
注意，在此情況下，也不必通過分色涂敷來形成有機化合物膜。此外，用于防止鏡面反射的圓偏振板并不特別需要。
此外，當利用CCM方法時，由于顏色轉(zhuǎn)換層是熒光性的，有顏色轉(zhuǎn)換層受外部光激勵而導致對比度降低的問題，所以如圖5C所示，優(yōu)選通過比如安裝顏色濾光片提高對比度。
另外，本實施方式可以與實施方式1或?qū)嵤┓绞?組合。
實施方式4圖6中所示的制造設(shè)備是將淀積含有機化合物的層的多室系統(tǒng)和進行密封處理的小室連接構(gòu)成一個單元的實例。通過使其為一個單元，謀求防止雜質(zhì)如濕氣混入并提高生產(chǎn)率。
圖6中所示的制造設(shè)備包括載運室102、104a、108、114、118、交接室101、105、107、111、第一淀積室106E、第二淀積室106B、第三淀積室106G、第四淀積室106R、第五淀積室106F、其它的淀積室109、110、112、113、132、烘焙室123、掩模貯存室124、襯底貯存室130a、130b、襯底投入室120和多階段真空加熱室103。其中在載運室104a中提供有用于載運襯底的載運系統(tǒng)，而且，在其它的載運室中也分別提供有載運系統(tǒng)。
另外，圖6中所示的制造設(shè)備包括取出室119、交接室141、硬化處理室143、粘貼室144、密封材料形成室145、預(yù)處理室146和密封襯底裝載室117。注意，在小室和處理室之間提供有門。
下文將示出載運預(yù)先提供有陽極(第一電板)和用于覆蓋該陽極末端部分的絕緣體(隔離物)的襯底到圖6所示的制造設(shè)備中，以形成發(fā)光器件的步驟。
襯底上預(yù)先提供有多個與陽極連接的薄膜晶體管(用于控制電流的TFT)和其他薄膜晶體管(開關(guān)用TFT等)。
首先，上述襯底(600mm×720mm)安裝在襯底投入室120中。如320mm×400mm、370mm×470mm、550mm×650mm、600mm×720mm、680mm×880mm、1000mm×1200mm、1100mm×1250mm或1150mm×1300mm這樣的大尺寸襯底也可以適用。
載運安裝在襯底投入室120的襯底(提供有陽極和用于覆蓋該陽極末端部分的絕緣體的襯底)到保持在大氣壓下的載運室118。此時，在載運室118中提供有用于將襯底載運或反轉(zhuǎn)的載運系統(tǒng)(如載運自動裝置)。
另外，在每個載運室108、114、102提供有載運系統(tǒng)和真空抽氣裝置。安裝在載運室118的自動裝置可以將襯底正面和反面反轉(zhuǎn)，并可以將襯底反轉(zhuǎn)而載運到交接室101。交接室101連接到真空抽氣處理室，可以通過真空抽氣實現(xiàn)真空狀態(tài)，也可以在真空抽氣之后通過引入惰性氣體使交接室101處于大氣壓下。
另外，上述真空抽氣室安裝有磁懸浮型渦輪分子泵、低溫泵或干燥泵。由此，可以使連接到每室的載運室的最終真空度為10-5至10-6Pa，而且，可以控制雜質(zhì)從泵側(cè)和抽氣系統(tǒng)的反向擴散。
接下來，從載運室118載運襯底到交接室101，然后，從交接室101載運襯底到載運室102而不暴露于大氣。
此外，優(yōu)選在蒸發(fā)淀積含有機化合物的膜之前進行真空加熱，以便消除皺縮。從載運室102載運襯底到多階段真空加熱室103，并在真空(等于或低于5×10-3乇(0.665Pa)的壓力，優(yōu)選從10-4到10-6Pa)中進行用于除氣的退火，以便完全除去含在上述襯底中的濕氣和其它氣體。在多階段真空加熱室103中用平板加熱器(典型的是護套加熱器)對多個襯底均勻地加熱。安裝多個這樣的平板加熱器，用平板加熱器將襯底夾在中間從兩面對襯底加熱，當然，也可以只從單面對襯底加熱。特別是，如果有機樹脂膜用作層間絕緣膜的材料或隔離物的材料，有機樹脂材料趨于容易吸收濕氣，此外，還有產(chǎn)生除氣的危險。因此在形成含有有機化合物的層之前，進行真空加熱很有效，具體是在100至250℃、優(yōu)選為150℃至200℃的溫度下在例如30分鐘或更長時間的周期內(nèi)加熱之后，進行30分鐘的自然冷卻，以便除去吸收的濕氣。
如果有必要，可以在淀積室112用噴墨法、旋涂法或噴霧法形成由聚合材料組成的空穴注入層。優(yōu)選在用涂覆法形成空穴注入層之后和用蒸發(fā)淀積法淀積形成膜之前在烘焙室123中進行大氣壓加熱或真空加熱(在100℃至200℃)。
此外，如果通過旋涂法用PEDOT/PSS形成膜時，可以在整個表面上形成膜，因此優(yōu)選選擇地除去形成在襯底的邊緣表面或周邊部分、接線頭部分、陰極和下部布線連接的區(qū)域的PEDOT/PSS膜。優(yōu)選提供連接到載運室102的預(yù)處理室，并通過在預(yù)處理室中進行使用掩模的O2灰化等有選擇地進行除去步驟。
在本實施方式中，從載運室102載運襯底到淀積室106F，然后，在第一電極上形成緩沖層。
以下將描述形成緩沖層的一個實例。首先，4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(簡稱NPB)和氧化鉬分別被裝在不同的電阻加熱式的蒸發(fā)源中，然后，淀積在具有第一電極的襯底上；該襯底設(shè)置在已經(jīng)真空排氣的蒸發(fā)淀積裝置內(nèi)。淀積時，NPB以0.4nm/s的成膜率被淀積，氧化鉬以NPB的四分之一的量(重量比)被蒸發(fā)。在此，NPB和氧化鉬的摩爾數(shù)比為1∶1。包含金屬氧化物和有機化合物的第一復合層的厚度為50nm。
此外，在圖7A中表示淀積室106F的蒸發(fā)淀積裝置的一實例的斜視圖。下文中簡單地描述蒸發(fā)淀積裝置的機構(gòu)。
預(yù)先和蒸發(fā)淀積掩模702定位的襯底701沿襯底的載運方向706a(圖7A中的箭頭方向)被載運。襯底被襯底載運裝置(載運自動裝置或載運輥)載運而經(jīng)過防淀積遮護板703a的上方。防淀積遮護板703a具有開口部分703b，從蒸發(fā)源704來的蒸發(fā)材料通過該開口部分703b升華。為了保持從開口部分703b的蒸發(fā)材料的升華方向706b，防淀積遮護板703a被加熱以便不附著蒸發(fā)材料。另外，與防淀積遮護板連接而提供加熱器?？梢岳门c加熱器連接的計算機來控制防淀積遮護板的加熱溫度。
蒸發(fā)源704能夠安裝多個坩堝，并且可以沿箭頭705的方向移動。此外，代替移動蒸發(fā)源，也可以改變蒸發(fā)源的方向以改變蒸發(fā)淀積的角度。作為蒸發(fā)淀積方法采用電阻加熱法。另外，為了提高蒸發(fā)淀積膜的厚度均勻性，優(yōu)選使蒸發(fā)源的移動范圍設(shè)定為比襯底的寬度Wa更大。此外，通過將防淀積遮護板的寬度Wb設(shè)定為比襯底的寬度Wa更大，能夠提高蒸發(fā)淀積膜的厚度均勻性。
注意，在固定蒸發(fā)源的情況下進行蒸發(fā)淀積時，因為蒸發(fā)材料對于襯底表面以同心圓狀擴大，所以有一個擔憂是以同心圓狀擴大的中心部分的厚度變厚。本發(fā)明采用防淀積遮護板抑制以同心圓狀擴大，而且通過移動蒸發(fā)源飛躍性地提高蒸發(fā)淀積膜的厚度均勻性。
注意，圖7A所示的蒸發(fā)淀積裝置中，使防淀積遮護板的開口部分的形狀為細長橢圓，但開口部分703b的形狀和數(shù)量沒有特殊限制。通過使開口部分的形狀為細長橢圓，防止蒸發(fā)材料堵住開口。
此外，可以提供通過門連接到淀積室的安裝室，以便將蒸發(fā)材料供給于多個蒸發(fā)源的坩堝。在蒸發(fā)源中提供有加熱坩堝的加熱器。該安裝室優(yōu)選被提供在淀積室內(nèi)的蒸發(fā)源的移動方向的延長線上。在安裝室中補給蒸發(fā)材料后，使安裝室成為和淀積室相同的真空度，利用設(shè)在安裝室中的膜厚度計將蒸發(fā)材料加熱到穩(wěn)定的淀積速度。然后，打開門，從安裝室沿一個方向?qū)⒄舭l(fā)源移動到淀積室中，通過在保持該方向的情況下將蒸發(fā)源也在淀積室中移動，以對襯底進行淀積。通過以上述方式排列安裝室，可以順利地移動蒸發(fā)源。另外，可以在一個淀積室中提供多個蒸發(fā)源和防淀積遮護板。圖7B表示出提供有多個蒸發(fā)源，且提供有安裝室的蒸發(fā)淀積裝置的俯視圖。在蒸發(fā)源的移動方向705上提供安裝室707，當補給蒸發(fā)材料時將蒸發(fā)源移動到安裝室來進行補給。在蒸發(fā)源固定在淀積室的情況下，為了將蒸發(fā)材料供給于蒸發(fā)源需要使淀積室成為大氣壓狀態(tài)，因此，當再一次執(zhí)行淀積時使淀積室成為真空要花費較長時間。如果提供安裝室707，可以在保持淀積室700的真空度的情況下，僅使安裝室轉(zhuǎn)換為大氣壓或真空狀態(tài)，所以在較短時間就可以補給蒸發(fā)材料。
此外，可以平行于防淀積遮護板703a地提供第二防淀積遮護板709，并且提供沿垂直于襯底的載運方向移動的第二蒸發(fā)源708。通過將多個蒸發(fā)源安裝在一個淀積室中，可以連續(xù)地淀積疊層。此處，在一個淀積室中提供兩個蒸發(fā)源，但也可以在一個淀積室中提供更多個蒸發(fā)源。
接下來，從載運室102載運襯底到交接室105，然后，在不暴露于大氣的情況下，從交接室105載運襯底到載運室104a。
然后，將襯底適當?shù)剌d運到與載運室104a相連接的淀積室106R、106G、106B、106E，以適當?shù)匦纬杉t色發(fā)光層、綠色發(fā)光層、藍色發(fā)光層、以及用作電子傳輸層(或電子注入層)的由低分子材料構(gòu)成的含有機化合物的層。
在淀積室106R、106G、106B、106E中的至少一室采用圖7所示的蒸發(fā)淀積裝置。
在淀積室106B中，通過使用蒸發(fā)淀積掩模，在要形成藍色的發(fā)光元件的區(qū)域中，作為藍色的發(fā)光層，將摻雜有CBP(4，4’-雙(N-咔唑基)-聯(lián)苯)的PPD(4，4’-雙(N-(9-菲基)-N-苯基氨基)聯(lián)苯)淀積為30nm。
此外，在淀積室106R中，通過使用蒸發(fā)淀積掩模，在要形成紅色的發(fā)光元件的區(qū)域中，作為紅色的發(fā)光層，將摻雜有DCM的Alq3淀積為40nm。
此外，在淀積室106G中，通過使用蒸發(fā)淀積掩模，在要形成綠色的發(fā)光元件的區(qū)域上，作為綠色的發(fā)光層，將摻雜有DMQd的Alq3淀積為40nm。
通過使用掩模適當?shù)剡x擇EL材料，可以形成作為整體的發(fā)射三種顏色(具體地，R、G、B)發(fā)光的發(fā)光元件。
在掩模貯存室124貯存蒸發(fā)淀積掩模，在實施蒸發(fā)淀積時適當?shù)剌d運其到淀積室。在利用大尺寸襯底時，掩模的尺寸也變大，用于固定掩模的框的尺寸也隨之增大，從而很難貯存大量掩模，所以在此提供了兩個掩模貯存室124。也可以在掩模貯存室124清潔蒸發(fā)淀積掩模。另外，在蒸發(fā)淀積中，因掩模貯存室處于空閑狀態(tài)，可以用來貯存膜形成后或處理后的襯底。
接下來，從載運室104a載運襯底到交接室107，然后，在不暴露于大氣的情況下，從交接室107載運襯底到載運室108。
接下來，借助于安裝在載運室108內(nèi)部的載運系統(tǒng)，襯底被載運到淀積室110中以形成陰極。該陰極優(yōu)選具有透明或半透明性，可以采用使用電阻加熱的蒸發(fā)淀積法而形成的金屬膜(由MgAg、MgIn、LiF等的合金形成的膜；或者屬于周期表中I族或II族的元素和鋁通過共同淀積方法形成的膜；或這些膜層疊而成的膜)的薄膜(1nm-20nm)，或者上述金屬膜的薄膜(1nm-20nm)和透明導電膜層疊而成的疊層。在形成疊層時，載運襯底到淀積室109利用濺射法形成透明導電膜。
通過上述步驟，形成具有含有機化合物的層的層疊結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。
另外，載運襯底到與載運室108相連接的淀積室113，以形成由氮化硅膜或氮氧化硅膜組成的保護膜用來密封。在此，淀積室113的內(nèi)部提供由硅制成的靶、或者氧化硅制成的靶，或者氮化硅制成的靶。
另外，淀積室132是備用的淀積室。
將至少形成到陰極的襯底從載運室108經(jīng)過交接室111引入到載運室114，然后，貯存在襯底貯存室130a、130b中，或載運到交接室141。優(yōu)選的是，使載運室114、襯底貯存室130a、130b、交接室141成為減壓狀態(tài)。
然后，載運到交接室141的第一襯底通過安裝在載運室147的載運系統(tǒng)148被載運到粘貼室144。
在用作密封襯底的第二襯底上預(yù)先提供柱狀或壁狀構(gòu)成物，當從襯底安裝室117將第二襯底導入后，首先，在減壓的情況下進行加熱來進行脫氫。然后，通過安裝在載運室147的載運系統(tǒng)148將第二襯底載運到具備UV照射設(shè)備的預(yù)處理室146，對第二襯底照射紫外線來進行表面處理。接著，將第二襯底載運到密封材料形成室145以形成密封材料。密封材料形成室145提供有散布器或噴墨機。另外，在密封材料形成室145中可以提供用于使密封材料初步硬化的烘烤或UV照射設(shè)備。在密封材料形成室145中使密封材料初步硬化后，滴注填充材料到由密封材料圍繞的區(qū)域中。
然后，通過載運系統(tǒng)148載運第二襯底到粘貼室144。
在粘貼室144中，在對處理室減壓后，將第一襯底和第二襯底粘貼在一起。通過上下移動上平臺或下平臺，以粘貼一對襯底。在減壓的情況下粘合兩片襯底時，提供在第二襯底上的柱狀或壁狀構(gòu)成物精確地保持襯底之間的間隔，并且，起到擴散對襯底施加的壓力以防止襯底破損的重要作用。
另外，也可以采用如下機構(gòu)，即，不在密封材料形成室145中滴注填充材料，而是在粘貼室144中滴注填充材料到由密封材料圍繞的區(qū)域中。
此外，也可以不是對整個處理室減壓，而在通過上下移動上平臺或下平臺以密閉平臺間的空間后，用真空抽氣機經(jīng)設(shè)在下平臺上的孔抽空，以減少平臺之間的空間的壓力。通過這樣的方式，由于與整個處理室相比，要減壓的空間很小，所以可以在短時間實現(xiàn)減壓。
另外，也可以在上平臺和下平臺中的任何一方上提供具有透光性的窗口，以在保持上平臺和下平臺的間距的粘貼狀態(tài)下通過照射光硬化密封材料。
然后，用載運系統(tǒng)148將暫時粘貼在一起的成對襯底載運到硬化處理室143。在硬化處理室143中，通過進行光照射或加熱處理使密封材料完全硬化。
然后，用載運系統(tǒng)148將成對襯底載運到取出室119。在取出室119中，將減壓狀態(tài)還原到大氣壓狀態(tài)后，取出粘貼在一起的成對襯底。通過這種方式，完成均勻地保持襯底間隔的密封工藝。
另外，本實施方式可以與實施方式1、實施方式2或?qū)嵤┓绞?自由組合。
實施方式5在此，將說明關(guān)于緩沖層和陽極的接觸電阻的實驗結(jié)果和光提取效率的計算結(jié)果。
用TiN膜作為陽極，并按順序形成緩沖層(混合α-NPD和鉬氧化物的層)、發(fā)光層和陰極，接著，向具有2mm×2mm的發(fā)光面積的發(fā)光元件施加6V的電壓，在此情況下測量電流值的測量結(jié)果是0.313mA。由此，TiN膜和緩沖層之間的接觸電阻是良好的。另外，該元件的亮度是501cd/m2。
此外，用Ti膜作為陽極，并按順序形成緩沖層(混合α-NPD和鉬氧化物的層)、發(fā)光層和陰極，以上述方式測量電流值的測量結(jié)果是0.249mA。由此，Ti膜和緩沖層之間的接觸電阻也是良好的。另外，該元件的亮度是577cd/m2。
此外，為了比較，用Al膜(包含微量的Ti)作為陽極，以上述方式測量電流值的測量結(jié)果是0.015mA。由此，Al膜和緩沖層之間的接觸電阻與Ti膜或TiN膜相比是不太良好的。另外，該元件的亮度是51cd/m2。
另外，當使用如很薄的Ag等的半透明性電極作為陰極時，由于產(chǎn)生強力干涉，所以能夠各種各樣地改變光提取效率。
圖8表示在以TiN為陽極并且施加6V時的相對亮度的計算結(jié)果。該結(jié)果是，通過使每個發(fā)光顏色的緩沖層的厚度最優(yōu)化可以使這些層的相對亮度相同。注意，在該計算中采用圖9的元件結(jié)構(gòu)。
另外，本實施方式可以與實施方式1、實施方式2或?qū)嵤┓绞?自由組合。
實施方式6作為本發(fā)明的半導體器件以及電子器具可舉出如攝像機、數(shù)碼照相機等的照相機、護目鏡式顯示器(頭盔式顯示器)、導航系統(tǒng)、音頻播放裝置(例如，汽豐放音設(shè)備或放音組件)、個人計算機、游戲機、便攜式信息終端(例如，移動計算機、手提式電話、便攜式游戲機和電子圖書)以及配備記錄介質(zhì)的放像設(shè)備(具體地，具有可再現(xiàn)記錄介質(zhì)中數(shù)據(jù)的顯示裝置的裝置，例如顯示數(shù)據(jù)圖像的數(shù)字通用盤(DVD))的例子。這些電子器具的具體例子示于圖10和圖11。
圖10A顯示了一種數(shù)碼照相機，其包括主體2101、顯示部分2102、成像部分、操作鍵2104、快門2106等。注意，圖10A是從顯示部分2102側(cè)所看到的視圖，因此不顯示成像部分。根據(jù)本發(fā)明，可以以降低制造成本的工藝獲得數(shù)碼照相機。
圖10B顯示了一種筆記本個人計算機，其包括主體2201、機殼2202、顯示部分2203、鍵盤2204、外部接口2205、鼠標2206等。根據(jù)本發(fā)明，可以以降低制造成本的工藝獲得筆記本個人計算機。
圖10C顯示了一種配備有記錄媒質(zhì)的便攜式放像設(shè)備(具體地說是DVD播放器)。此設(shè)備包含主體2401、機殼2402、顯示部分A 2403、顯示部分B 2404、記錄媒質(zhì)(例如DVD)讀出單元2405、操作鍵2406、揚聲器單元2407等。顯示部分A 2403主要顯示圖像信息，而顯示部分B2404主要顯示文本信息。注意，術(shù)語配備有記錄媒質(zhì)的放像設(shè)備包括電子游戲器具(典型地，家用游戲機)。根據(jù)本發(fā)明，可以以降低制造成本的工藝獲得放像設(shè)備。
圖10D顯示了一種顯示裝置，其包括機殼1901、支撐臺1902、顯示部分1903、揚聲器單元1904、圖像輸入部分1905等。該顯示裝置是通過將采用其它實施方式所示的制造方法形成的薄膜晶體管用于其顯示部分1903和驅(qū)動電路中而制造的。注意，該顯示裝置包括液晶顯示裝置和發(fā)光裝置等，具體地，用于顯示信息的所有顯示裝置，包括用于個人計算機、用于電視廣播接收和用于顯示廣告的顯示裝置。根據(jù)本發(fā)明，可以以降低制造成本的工藝獲得顯示裝置，特別是具有22英寸至50英寸大屏幕的大顯示裝置。
在圖11所示的一種手機中，包括操作開關(guān)904和擴音器905等的主體(A)901與包括顯示盤(A)908、顯示盤(B)909、揚聲器906等的主體(B)902在鉸鏈910處能夠開關(guān)地連接。顯示盤(A)908和顯示盤(B)909和電路襯底907一起被收容在主體(B)902的機殼903中。顯示盤(A)908和顯示盤(B)909的像素部分布置得可以從形成在機殼903的窗口被視覺確認。
顯示盤(A)908與顯示盤(B)909可以按照其手機900的功能適當?shù)卦O(shè)定像素數(shù)量等規(guī)格。例如，可以將顯示盤(A)908作為主屏、將顯示盤(B)909作為副屏而組合。
顯示盤(A)908具有在實施例1至5中的任何一個所示的能夠交流驅(qū)動的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，可以以降低制造成本的工藝獲得手機。
根據(jù)本實施方式的手機可以對應(yīng)于其功能或用途而被改變成各種各樣的樣式。例如，可以將攝像元件組合在鉸鏈910部分而制造帶照相機功能的手機。此外，即使通過將操作開關(guān)904、顯示盤(A)908以及顯示盤(B)909安裝在一個機殼中而使它們成一體的結(jié)構(gòu)時，也可以獲得上述效果。另外，當在具有多個顯示部分的信息顯示終端適用本實施方式的結(jié)構(gòu)時，也可以獲得相同的效果。
如上所述，通過實施本發(fā)明，即，使用實施方式1至5的任何一種制造方法或結(jié)構(gòu)能夠完成各種電子器具。
根據(jù)本發(fā)明，在制造有源矩陣型發(fā)光器件時，能夠在比常規(guī)更短的時間內(nèi)以低成本和高成品率制造發(fā)光器件。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件，包括具有絕緣表面的襯底；在所述襯底上的薄膜晶體管的半導體層；與所述半導體層直接連接的第一電極；覆蓋所述第一電極的邊緣部分的絕緣體；在所述第一電極上的緩沖層；在所述緩沖層上的含有機化合物的層；以及在所述含有機化合物的層上的第二電極，其中，所述第一電極包括第一區(qū)域、具有與該第一區(qū)域不同的層疊數(shù)量的第二區(qū)域，并且，在所述第一區(qū)域和第二區(qū)域之間形成有臺階部分，并且，所述臺階部分被所述絕緣體覆蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中所述緩沖層是與所述第一電極的第一區(qū)域接觸而提供的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中所述第一電極包括含有兩層金屬膜的第一區(qū)域以及含有四層金屬膜的第二區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中所述第一電極包括含有兩層金屬膜的第一區(qū)域以及含有三層金屬膜的第二區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中所述第一電極包括單層金屬膜的第一區(qū)域以及含有兩層或更多層金屬膜的第二區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中所述第一電極包含以選自Ti、TiN、TiSiXNY、Al、Ag、Ni、W、WSiX、WNX、WSiXNY、Ta、TaNX、TaSiXNY、NbN、MoN、Cr、Pt、Zn、Sn、In和Mo中的一種元素或以所述元素作為其主要成分的合金材料或化合物材料作為主要成分的薄膜或這些膜的疊層膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中在一個發(fā)光元件中的發(fā)光區(qū)域的面積小于所述第一區(qū)域的面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中所述緩沖層含有有機化合物和無機化合物的復合材料，并且，該無機化合物對于所述有機化合物具有電子受體性。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中所述緩沖層含有有機化合物和無機化合物的復合材料，并且該無機化合物是選自氧化鈦、氧化鋯、氧化鉿、氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳和氧化錸中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中所述緩沖層含有具有空穴傳輸性的有機化合物和無機化合物的復合材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中所述第二電極是具有透光性的導電膜。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中所述發(fā)光器件是攝影機、數(shù)碼照相機、汽車導航系統(tǒng)、個人計算機、電子游戲器件、或便攜式信息終端。
13.一種發(fā)光器件，包括具有絕緣表面的襯底；在所述襯底上的薄膜晶體管的半導體層；與所述半導體層電連接的第一電極；覆蓋所述第一電極的邊緣部分的絕緣體；在所述第一電極上的緩沖層；在所述緩沖層上的含有機化合物的層；以及在所述含有機化合物的層上的第二電極，其中，所述第一電極包括第一區(qū)域、具有與該第一區(qū)域不同的層疊數(shù)量的第二區(qū)域，并且，在所述第一區(qū)域和第二區(qū)域之間形成有臺階部分，并且，所述臺階部分被所述絕緣體覆蓋。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光器件，其中所述發(fā)光器件包括形成有多個發(fā)光元件的像素部分以及具有多個薄膜晶體管的驅(qū)動電路，并且，所述驅(qū)動電路具有與所述第二區(qū)域相同疊層的布線。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光器件，其中所述緩沖層是與所述第一電極的第一區(qū)域接觸而提供的。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光器件，其中所述第一電極包括含有兩層金屬膜的第一區(qū)域以及含有四層金屬膜的第二區(qū)域。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光器件，其中所述第一電極包括含有兩層金屬膜的第一區(qū)域以及含有三層金屬膜的第二區(qū)域。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光器件，其中所述第一電極包括單層金屬膜的第一區(qū)域以及含有兩層或更多層金屬膜的第二區(qū)域。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光器件，其中所述第一電極包含以選自Ti、TiN、TiSiXNY、Al、Ag、Ni、W、WSiX、WNX、WSiXNY、Ta、TaNX、TaSiXNY、NbN、MoN、Cr、Pt、Zn、Sn、In和Mo中的一種元素或以所述元素作為其主要成分的合金材料或化合物材料作為主要成分的薄膜或這些膜的疊層膜。
20.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光器件，其中在一個發(fā)光元件中的發(fā)光區(qū)域的面積小于所述第一區(qū)域的面積。
21.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光器件，其中所述緩沖層含有有機化合物和無機化合物的復合材料，并且，該無機化合物對于所述有機化合物具有電子受體性。
22.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光器件，其中所述緩沖層含有有機化合物和無機化合物的復合材料，并且該無機化合物是選自氧化鈦、氧化鋯、氧化鉿、氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳和氧化錸中的一種或多種。
23.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光器件，其中所述緩沖層含有具有空穴傳輸性的有機化合物和無機化合物的復合材料。
24.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光器件，其中所述第二電極是具有透光性的導電膜。
25.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光器件，其中所述發(fā)光器件是攝影機、數(shù)碼照相機、汽車導航系統(tǒng)、個人計算機、電子游戲器件、或便攜式信息終端。
26.一種具有多個發(fā)光元件的發(fā)光器件的制造方法，包括以下步驟形成薄膜晶體管的半導體層；形成覆蓋所述薄膜晶體管的半導體層的絕緣膜；在所述絕緣膜上形成與所述薄膜晶體管的半導體層接觸的由金屬層的疊層構(gòu)成的電極；通過去除電極的疊層的一部分，以形成第一電極，其包括第一區(qū)域、比所述第一區(qū)域?qū)盈B更多層的第二區(qū)域、以及在所述第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的臺階部分；形成覆蓋所述第一電極的臺階部分和第二區(qū)域的絕緣體；與所述第一區(qū)域接觸地形成緩沖層；在所述緩沖層上形成含有機化合物的層；以及在該含有機化合物的層上形成具有透光性的第二電極。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光器件的制造方法，其中所述緩沖層含有有機化合物和無機化合物的復合材料，并且該無機化合物對于所述有機化合物具有電子受體性。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光器件的制造方法，其中所述緩沖層含有有機化合物和無機化合物的復合材料，并且該無機化合物是選自氧化鈦、氧化鋯、氧化鉿、氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳和氧化錸中的一種或多種。
29.根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光器件的制造方法，其中所述緩沖層含有具有空穴傳輸性的有機化合物和無機化合物的復合材料。
30.一種具有多個發(fā)光元件的發(fā)光器件的制造方法，包括以下步驟形成薄膜晶體管的半導體層；形成覆蓋所述薄膜晶體管的半導體層的絕緣膜；在所述絕緣膜上形成與所述薄膜晶體管的半導體層接觸的由金屬層的疊層構(gòu)成的電極；通過去除電極的疊層的一部分，以形成第一電極，其包括第一區(qū)域、比所述第一區(qū)域?qū)盈B更多層的第二區(qū)域、以及在所述第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的臺階部分；形成覆蓋所述第一電極的臺階部分和第二區(qū)域的絕緣體；在淀積室內(nèi)移動襯底，同時，沿垂直于襯底的移動方向移動第一蒸發(fā)源，以與所述第一區(qū)域接觸地形成緩沖層；在所述淀積室內(nèi)移動襯底的同時，沿垂直于襯底的移動方向移動第二蒸發(fā)源，以在所述緩沖層上形成含有機化合物的層；以及在該含有機化合物的層上形成具有透光性的第二電極。
31.一種具有多個發(fā)光元件的發(fā)光器件的制造方法，包括以下步驟在具有絕緣表面的襯底上形成第一電極；在淀積室內(nèi)移動所述襯底，同時，沿垂直于襯底的移動方向移動蒸發(fā)源，以在所述第一電板上形成含有機化合物的層；以及在所述含有機化合物的層上形成第二電極。
32.一種蒸發(fā)淀積裝置，包括在淀積室中用于沿第一方向移動襯底的裝置；固定在所述淀積室內(nèi)壁上的能夠調(diào)節(jié)加熱溫度的防淀積遮護板；在該防淀積遮護板下的蒸發(fā)源；以及用于沿垂直于所述第一方向的第二方向移動所述蒸發(fā)源的裝置，其中，所述防淀積遮護板具有大于襯底寬度的矩形形狀，并且，在防淀積遮護板的表面上提供有多個開口部分，并且，從所述蒸發(fā)源蒸發(fā)的蒸發(fā)材料經(jīng)過設(shè)在所述防淀積遮護板上的多個開口部分來淀積到所述襯底上。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的蒸發(fā)淀積裝置，其中所述蒸發(fā)淀積裝置連接到串列型制造設(shè)備的兩個處理室之間。
34.根據(jù)權(quán)利要求32的蒸發(fā)淀積裝置，其中所述蒸發(fā)淀積裝置連接到多室型制造設(shè)備的載運室。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在制造有源矩陣型發(fā)光器件時，能夠在比常規(guī)更短的時間內(nèi)實現(xiàn)以低成本和高成品率制造的結(jié)構(gòu)和方法。在本發(fā)明中，作為和在有源矩陣型發(fā)光器件的像素部分上排列的TFT的半導體層連接或電連接而形成的金屬電極采用疊層結(jié)構(gòu)，而且對該金屬電極進行部分地蝕刻。然后，該部分地被蝕刻了的金屬電極用作發(fā)光元件的第一電極，并在其上形成緩沖層、含有機化合物的層和第二電極。
文檔編號H01L51/50GK1822384SQ20061000905
公開日2006年8月23日 申請日期2006年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月18日
發(fā)明者坂倉真之, 野田剛司, 桑原秀明, 山崎舜平 申請人:株式會社半導體能源研究所