專利名稱：電光裝置和電子裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到電光裝置的技術，尤其是一種在基片上制成的半導體元件(使用半導體薄膜的一種元件)形成的EL(電致發(fā)光)顯示裝置，以及涉及到具有以電光裝置作為顯示器(也指顯示部分)的電子設備(電子裝置)。
在基片上形成薄膜晶體管(TFT)的技術進年來已取得廣泛的發(fā)展，且正進一步開發(fā)應用到有源矩陣型顯示裝置中。尤其地，使用多晶硅膜的TFT具有比傳統(tǒng)的多態(tài)硅膜的TFT更好的電場效應遷移性(也指遷移性)，因此使其高速工作成為可能。因此，通過同樣在基片上形成的驅動電路，完成傳統(tǒng)上是通過在基片外部的驅動電路完成的像素控制成為可能。
這種型式的有源矩陣顯示裝置，由于在這種動態(tài)的矩陣顯示裝置中同一基片上不同電路及元件的協(xié)調工作而取得的優(yōu)點，例如減少制造成本，減少尺寸，增加生產(chǎn)，及更高的產(chǎn)量，現(xiàn)已用在聚光燈中。
開關元件由在有源矩陣顯示中的每一個像素的TFT形成，電流的控制是由使用開關元件中的驅動元件所完成的，且EL層被形成以發(fā)射光線。這種典型的像素結構將被揭示在，例如，美國專利第5,684,365號(日本專利申請公開號平8--234683)的

圖1中。
如美國專利的圖1中所示的，開關(T1)元件的漏極連接到電流控制元件(T2)的柵極上，且也并行連接到一電容(Cs)上。電流控制元件T2的柵極電壓由CS電容中儲存的電荷維持。
相反，當開關元件(T1)未被選中時，如果電容Cs沒有連接到其上(此點上的電流被稱為關斷電流)，電荷將從開關元件(T1)泄漏出去，而且施加到電流控制元件(T2)的柵極上的電壓將不能維持住。這是晶體管制成的開關元件(T1)所不能避免的問題。然而，在像素中形成電容Cs的話，在減少像素的有效的發(fā)光表面區(qū)域(有效圖象顯示區(qū)域)中這將成為一重要因素。
而且，為了照亮EL層，在電流控制元件(T2)中必須有大電流流動。換句話說，在開關元件和電流控制元件中的TFT的性能是完全不同的。在這種情況下，保證所有的僅具有一種TFT結構的電路和元件所需要的性能是很困難的。
考慮到以上傳統(tǒng)技術的問題，本發(fā)明的目的是提供具有優(yōu)越工作性能和高可靠性的電光裝置，尤其是提供一EL顯示裝置。本發(fā)明的另一目的是，通過增加電光裝置的圖像質量，增加具有以電光裝置作為顯示裝置的電子設備(電子裝置)的質量。
為了達到以上的目的，根據(jù)EL顯示裝置的每一個像素含有的各個元件所需要的性能，本發(fā)明使各個TFT具有最佳的結構。換句話說，各個TFT在同一像素中有不同的結構。
具體說，最重要的是要有足夠低的關斷電流(例如開關元件)的元件，因此最重要的是TFT的結構應能減少關斷電流值而不是高速工作。最重要的是元件的電流流動(如電流控制元件)，因此最重要的是TFT結構應有更大的電流，并且能更好地控制由于熱載波信號注入引起的惡化，與減少關斷電流值相比惡化問題更突出。
通過正確使用如上所說的在同一基片上的各個TFT，使提升發(fā)明的EL顯示裝置的工作性能和增加它的可靠性成為可能。應注意，本發(fā)明的觀念不限于像素部分，本發(fā)明的特性表現(xiàn)在能夠優(yōu)化TFT的結構，這種TFT存在于像素部分和驅動像素部分的驅動電路部分中。
圖1是EL顯示裝置的像素部分的剖面結構圖；圖2A和2B是EL顯示裝置的像素部分的相應頂視圖及組合視圖；圖3A到3E是一種有源矩陣型EL顯示裝置的制造過程圖；圖4A到4D是一種有源矩陣型EL顯示裝置的制造過程圖；圖5A到5C是一種有源矩陣型EL顯示裝置的制造過程圖；圖6是一種EL模塊的外部視圖；圖7是一種EL顯示裝置的電路結構框圖；圖8是一種EL顯示裝置的像素部分的放大圖；圖9是一種EL顯示裝置的采樣電路元件結構圖；圖10是一種EL顯示裝置的像素部分的組合圖；圖11是一種EL顯示裝置的剖面視圖；圖12A和12B是一種EL顯示裝置的像素部分的相應的頂視圖和合成視圖；圖13是一種EL顯示裝置的像素部分的剖面視圖；圖14是一種EL顯示裝置的像素部分的剖面視圖15A和15B是一種EL顯示裝置的像素部分的相應頂視及合成視圖；圖16A到16F是展示電子設備特例圖示；圖17A和17B是一種EL模塊的外部視圖；圖18A到18C是一種接觸結構的制造過程圖；圖19是一種EL層的壓制結構圖；圖20A和20B是展示電子設備特例圖示；圖21A和21B是一種EL顯示裝置像素部分的電路合成圖；圖22A和22B是一種EL顯示裝置像素部分的電路合成圖；以及圖23是一種EL顯示裝置的像素部分的剖面視圖；實施例方式圖1到2B用于闡述本發(fā)明的最佳實施例。在圖1中展示了一采用本發(fā)明的EL顯示裝置的像素部分的剖面圖。圖2A是其頂視圖，且圖2B是電路合成圖。在實際中，像素部分(圖像顯示部分)由眾多的以矩陣方式排列的同樣的像素形成。
注意，圖1的剖面視圖是圖2A頂視圖中以A-A’向剖切的視圖。在圖1和圖2A，圖2B中采用有同樣的符號，因此這三幅圖能被適當?shù)膮⒖?。而且，在圖2A的頂視圖展示的兩個像素具有同樣的結構。
在圖1中，標號11是指基片，且標號12是指基膜?；?1可采用玻璃基片，玻璃陶瓷基片，石英基片，硅基片，陶瓷基片，金屬基片或塑料基片(包含有塑料膜)。
而且，在使用包含有移動離子的基片或有導電性的基片的例子中，基膜12特別有效，但其不能用于石英基片上。包含有硅的絕緣膜能被用作形成基膜12。注意，“包含有硅的絕緣膜”的術語表明，尤其，絕緣膜由硅，氧，和氮以預定的比例形成，諸如氧化硅膜，氮化硅膜或氮氧化硅膜(指SiOxNy)。
這里，有2個TFT形成在該像素中。標號201指一種具有TFT功能的開關元件(此后即指開關TFT)，以及標號202指起控制EL元件中的電流大小功能的TFT(此后即指電流控制TFT)，而且兩者都由n溝道TFT形成。
n溝道TFT比p溝道TFT有更大的場效應遷移性，而因此工作速度很快且電子流能更方便的通過。而且，即使有同樣的電流大小，n溝道的TFT能做得更小些。因此，當采用n溝道的TFT作為電流控制TFT時，顯示部分的有效表面區(qū)域能變得更大些，且這是最佳的。
p溝道的TFT具有抗熱載波信號的注入，關端電流低的優(yōu)點，而且已有使用p溝道TFT作為開關TFT和電流控制TFT的例子報道。然而，通過在LDD區(qū)域使用不一樣的結構，在n溝道TFT中的熱載波信號的注入和關斷電流的問題，能通過采用本發(fā)明解決。本發(fā)明的特征在于在所有像素的各個TFT中采用n溝道TFT。
注意，在本發(fā)明中，對開關TFT和電流控制TFT限制使用n溝道TFT不是必要的，以及在開關TFT，電流控制TFT或兩者上都使用p溝道TFT是可能的。
開關TFT201被形成后，其具有一種包含有源極區(qū)域13，漏極14，LDD區(qū)域15a到15d，一高濃雜質區(qū)域16，溝道形成區(qū)域17a到17b的動態(tài)層；柵極絕緣膜18；柵極19a和19b；第一層間絕緣膜20，源極線21和漏極線22。
如圖2A中所示，本發(fā)明的特征在于柵極19a和19b成為通過不同材料(一種不同于柵極19a和19b的低阻抗的材料)形成的柵極線211電氣連接的雙柵極結構。當然，不僅雙柵極結構，而且所說的多柵極結構(包含有2個或更多的順序連接的溝道形成區(qū)域的動態(tài)層的結構)，例如三柵極結構，也可被使用。多柵極結構在降低關斷電流中特別有效。而且通過把采用本發(fā)明的像素的開關TFT201制成多柵極結構，能在開關TFT中實現(xiàn)低關斷電流。
動態(tài)層由包含有晶體結構的半導體膜形成。換句話說，一種單晶體半導體膜可被采用，而且多晶半導體膜或微晶半導體膜也能被采用。而且柵極絕緣膜18能被包含有硅的絕緣膜形成。另外，導電膜能被用作所有的柵極，源極線和漏極線。
另外，在開關TFT201中形成有LDD區(qū)域15a到15d，并通過插入柵極絕緣膜18以防止與柵極19a和19b重疊。這種結構在減少關斷電流中特別有效。
注意，偏置區(qū)域的形成(一包含與溝道形成區(qū)域具有相同組合的半導體層的區(qū)域，且未把柵極電壓施加到其上)在溝道形成區(qū)域和LDD區(qū)域間在減少關斷電流上更有優(yōu)勢。而且，當具有2個或多個柵極的多柵極結構被采用時，在溝道形成區(qū)域間形成的高濃雜質區(qū)域在降低關斷電流中更有效。
通過如上所述，這樣采用多柵極結構TFT作為開關TFT201，具有足夠低關斷電流的開關元件通過采用本發(fā)明成為現(xiàn)實的。電流控制元件的柵極電壓能因此，在沒有傳統(tǒng)方式例子中的電容Cs時，維持充足的時間(從一種選擇切換到更一選擇的過渡期)。
即，可去掉導致有效的發(fā)光表面區(qū)域減少的電容，且可增加有效的發(fā)光表面區(qū)域。這意味著，EL顯示裝置的圖像質量能更亮一些。
接下來，形成了電流控制TFT202，其具有一種包含源極區(qū)域31，漏極區(qū)域32，LDD區(qū)域33，溝道形成區(qū)域34的動態(tài)層；柵極絕緣膜18；柵極35；第一層間絕緣膜20；源極線36；以及漏極線37。注意，柵極35具有單柵極結構，但多柵極結構也可采用。
如圖2A和2B所示，開關TFT201的漏極電氣上連接到電流控制TFT202的柵極上。尤其地，電流控制TFT202的柵極35電氣上，通過漏極線(也是指連接線)22，連接到開關TFT201的漏極區(qū)域14上。而且，源極線36連接到電流源線212上。
電流控制TFT202的特征是它的溝道寬度比開關TFT201的溝道寬度要寬。即，如圖8中所示，當把開關TFT的信道長度當作L1和溝道寬度當作W1，及電流控制TFT溝道長度當作L2和溝道寬度當作W2時，可以有一關系表達式W2/L2≥5×W1/L1(W2/L2≤10×W1/L1是最佳的)。隨后，在電流控制TFT中能比開關TFT中更方便的流過更多的電流。
注意，多柵極結構的開關TFT的溝道長度L1是2個或更多的通道形成區(qū)域的每一溝道長度形成的總和。在圖8的例子中形成有一雙柵極結構，因此溝道長度L1a和L1b(相應于兩個溝道形成區(qū)域)的總和成為開關TFT溝道長度L1了。
溝道長度L1和L2及溝道寬度W1和W2的范圍值在采用本發(fā)明中沒有特別限定，但W1在0.1到5μm(尤其在1和3μm間)，且W2在0.5到30μm(尤其在2到10μm間)是最佳的。在這時，L1在0.2到18μm(尤其在2到15μm間)，且L2在0.1到50μm(尤其在1到20μm間)是最佳的。
注意，把在電流控制TFT中的溝道長度L設成較大值以便防止過多的電流是最佳的。建議W2/L2≥3(W2/L2≥5則更好)。把每一個像素的電流控制在0.5到2μA間(最好在1到1.5μA間)也是最佳的。
通過把數(shù)值設定在此范圍內，從具有像素數(shù)為(640×480)的VGA類的EL顯示裝置到具有高視覺類像素數(shù)為(1920×1080)的EL顯示裝置的所有的標準都能被包括。
而且，在開關TFT201內形成的LDD區(qū)域的長度(寬度)能被設定成0.5到3.5μm，尤其在2.0到2.5μm間。
如圖1中的EL顯示裝置，其特征在于在電流控制TFT202上的漏極區(qū)域32和信道形成區(qū)域34之間形成有LDD區(qū)域33。另外，LDD區(qū)域33具有一相互重疊的區(qū)域，和通過插入一柵極絕緣膜18與柵極定極35不重疊的區(qū)域。
電流控制TFT202施加電流以使EL元件203發(fā)光，且同時控制供應量和使灰度顯示成為可能。因此當電流流過時，無惡化是必須的，且采取抗取決于熱載波信號的注入引起的惡化的方法也是必須的。從而，當黑色顯示時，電流控制TFT202被設成關斷狀態(tài)，但如果關斷電流值是很高，則清除黑色顯示成為不可能，且這引起對比度減少的問題。因此抑制關斷電流是必須的。
考慮到取決于熱載波信號的注入引起的惡化，在LDD區(qū)域重疊柵極的結構很有效，這是人所共知的。然而，如果整個LDD區(qū)域重疊柵極，關斷電流值則將上升，因此通過順序形成的不重疊柵極的LDD區(qū)域這一新穎的結構，本發(fā)明的應用同時解決了熱載波和關斷電流相對應的問題，。
在這點上，LDD區(qū)域重疊柵極的長度可以做成0.1到3μm(在0.3到1.5μm間最佳)。如果太長了，寄生電容將更大，以及如果太短，則防止熱載波的效果將更弱。而且，LDD區(qū)域未重疊柵極的長度能設成1.0到3.5μm(在1.5和2.0μm間最佳)。如果太長，則足夠的電流將不能流過，且如果太短則減少關斷電流值的效果將變得更弱。
寄生電容形成在以上結構的柵極和LDD區(qū)域重疊的區(qū)域中，因此不要把此區(qū)域形成在源極31和溝道形成區(qū)域34間是最佳的。載體(這時為電子)流動的方向總是同電流控制TFT一樣，因此僅在漏極區(qū)域形成LDD區(qū)域是足夠的。
而且，從增加能流通的電流的大小觀點來看，使電流控制TFT202的動態(tài)層(尤其是溝道形成區(qū)域1)的膜的厚度厚一些(在50到100nm是最佳的，尤其在60到80nm間)更有效。反過來，從使開關TFT201關斷電流值更小些的觀點看，使動態(tài)層(尤其溝道形成區(qū)域)的膜的厚度更薄一些(建議在20到50nm間，尤其在25到40nm間)更有效。
接下來，標號41表示第一層鈍化膜，且它的厚度設在10nm到1μm間(在200到500nm間最佳)。一包含有硅的絕緣膜(特別地，氮氧化硅膜或氮化硅膜最佳)可作為鈍化膜的材料。鈍化膜41起著保護制成的TFT免于潮濕和感染物質。堿金屬，如鈉，包含在最終的TFT上形成的EL層中。換句話說，第一鈍化膜41起著保護層的作用以便這些堿金屬(移動的離子)不會滲入TFT中。注意，在整個說明書中，堿金屬和堿-土金屬也包含在“堿金屬”此專業(yè)用語中。
而且，通過使鈍化膜41具有熱輻射效應，防止EL層的熱敏退化也是很有效的。注意，光線由圖1中EL顯示裝置的基片11的那邊發(fā)射過來，因此鈍化膜41具有光線傳輸特性是必須的。
至少包含有從B(硼)，C(碳)和N(氮)中選出的一種元素成分的，以及至少包含有從AL(鋁)，SI(硅)和P(磷)中選出的一種元素成分的化合物能用作具有熱輻射特性的的透光材料。例如可以使用氮化鋁，典型的是AlxNy；碳化硅，典型的是SixCy；氮化硅，典型的是SixNy；氮化硼，典型的是BxNy；或磷化硼，典型的是BxPy。而且，氧化鋁化合物，典型的是AlxOy，就具有特別突出的透光特性和約20wm-1K-1的導熱率，可以說是最佳的材料。這些材料不僅具有熱輻射特性也在防止諸如潮濕和堿性金屬的滲透上很有效。注意，以上透明物質的X和Y是任意整數(shù)。
以上化合物也能與其他的元素化合。例如，可以使用氮化的氧化鋁，指的是AlNxOy，其中氮加到氧化鋁中。這種材料不僅具有熱輻射特性，也在諸如防止潮濕和堿金屬物質滲透上很有效。注意，以上氮化的氧化鋁中的X和Y是任意整數(shù)。
而且，在日本專利申請公開號昭62-90260中所說的材料，也能被采用。即，包含有Si，Al，N，O和M的化合物也能被采用(注意M是稀土元素，從Ce(銫)，Yb(鐿)，Sm(釤)，Er(鉺)，Y(釔)，La(鑭)，Gd(釓)，Dy(鏑)和Nd(釹)中選取的一種元素是最佳的)。這些材料不僅具有熱輻射特性，也在防止諸如潮濕和堿金屬物質的滲透上很有效。
而且，諸如鉆石薄膜或不定形碳(特別是具有接近鉆石類物質的特性，指的是鉆石形碳)類碳膜也能被采用。這些材料具有很高的熱導性，及用作輻射層特別有效。注意，如果膜的厚度變大將有棕帶(Brown banding)及傳送量減少的問題，以及由此使用盡可能薄的膜(膜厚度在5到100nm間)是最佳的。
注意，第一鈍化膜41的目的旨在保護TFT免于感染物質和潮濕，因此它必須這樣形成才能不失去這種效果。一種由具有以上輻射效應的材料制成的膜也能被它自身采用。但壓制這種薄膜和具有抗堿性金屬和潮濕(尤其是氮化硅膜SixNy或氮氧化硅膜SiOxNy)隔離特性的薄膜也是很有效的。注意，以上氮化硅膜和氮氧化硅膜的X和Y是任意整數(shù)。
標號42指色彩過濾器，及標號43指熒光物質(也指熒光色素層)。兩者是同一色彩的合成物，且其包含有紅(R)，綠(G)或藍(B)。形成色彩過濾器42以增加色彩純度，且形成熒光物質43以進行色彩轉換。
注意，EL顯示裝置嚴格的區(qū)分成4種色彩顯示類型一種形成代表R，G，B的三類元素的方法；一種白色發(fā)光EL元件與色彩濾波器合成的方法；一種藍色或藍-綠發(fā)光EL元件與熒光物質(熒光色彩變換層，CCM)合成的方法；以及一種采用透明電極作為陰極(相反電極)和重疊EL元件代表R，G，B的方法。
圖1的結構是一采用藍色發(fā)光EL元件與熒光物質合成的例子。這里，藍色發(fā)光層被用作EL元件203，形成了具有藍色光區(qū)域波長的光，包含紫外光，且熒光物質43被光激活，且使其發(fā)出紅，綠或藍光。光線的色彩純化通過色彩濾波器42增加，同時這也被輸出。
注意，在實施本發(fā)明中可以不涉及發(fā)光的方式，以及可以將以上四種方式同本發(fā)明一起使用。
而且，在形成色彩濾波器42和熒光物質43后，整平工作由第二內部絕緣層44完成。樹脂膜用作第二內部絕緣層44是最佳的，以及諸如聚酰亞胺，聚酰胺，丙烯酸或BCB(苯環(huán)丁烷)的某一種材料也可被采用。當然，無機膜也可被采用，如果提供足夠整平的話。
通過第二內部絕緣膜44，TFT層間的平整是很重要的。EL層形成后是很薄的，因此有由層間存在階度而導致缺乏發(fā)光的例子。因此在形成像素電極前，完成整平以便能夠在盡可能平整的表面形成EL層是最佳的。
而且，在第二層間絕緣膜44上形成具有高熱輻射效應(此后指熱輻射層)的絕緣膜是有效的。5nm到1μm的厚度的膜(典型地在20到300nm)是最佳的。這種類型熱輻射層所起作用在于把由EL元件產(chǎn)生的熱被釋放出來，以便熱量不能保存在EL元件中。而且，當樹脂膜形成時，第二層間絕緣膜44相應熱量而減弱，且熱輻射層起作用以便由EL元件產(chǎn)生的熱量不會造成壞的影響。
在制作以上所說的EL顯示裝置中，通過樹脂膜，完成TFT的整平是很有效的。但沒有一種傳統(tǒng)的結構，其考慮EL元件產(chǎn)生的熱量引起的樹脂膜的惡化。因此也能說熱敏輻射層的形成在解決這點上很有效。
而且，所提供的一種材料，它能防止潮濕，氧氣或堿金屬(與第一鈍化膜41相似的材料)的滲透，其能被用作熱輻射層，則也能起保護層作用，以便在EL層中的堿金屬不會向TFT擴散，同時，用做防止如上所說的熱量引起的EL元件和樹脂膜的惡化。另外，熱輻射層也起作為保護層的作用，以便潮濕和氧氣不會從TFT中滲透入EL層中。
特別地，材料具有熱輻射效應也是必須的，一種諸如鉆石膜或鉆石形碳膜的碳膜是最佳的，且為防止如潮濕類物質的滲透，使用碳膜和氮化硅膜(或氮氧化硅膜)的壓制結構是最佳的。
TFT端與EL元件端采用通過絕緣膜隔離開的結構，這樣是很有效的，該絕緣膜具有高輻射效應和能隔離潮濕和堿金屬的優(yōu)點。
標號45指由透明的導電膜形成的像素電極(EL元件電極)。在第二層間絕緣膜44及第一鈍化膜41間開一聯(lián)系孔后，形成像素電極45以便能連接到電流控制TFT202的漏極線37上。
EL層(有機材料最佳)46，陽極47，及保護電極48順序在像素電極45上形成。一單層結構或一壓制結構能被用作EL層46，但也有許多采用壓制結構的例子。不同的壓制結構早就被提出來了，如發(fā)光的合成層，電子傳送層，電子注入層，孔注入層及孔傳送層，但任何一種結構都可用在本發(fā)明上。當然，把熒光色素涂進EL層也可被完成。注意，由像素電極(陽極)，EL層，及陰極形成的發(fā)光元件指的是具有這種特征的EL元件。
所有已知的EL材料都能采用到本發(fā)明上。有機材料即被廣泛當作這種材料，且考慮到驅動電壓，采用有機材料是最佳的。例如在以下美國專利和日本專利申請中介紹的材料即能用作有機EL材料。美國專利第4,356,429號；美國專利第4,539,507號；美國專利第4,720,432號；美國專利第4,769,292；美國專利第4,885,211號；美國專利第4,950,950號；美國專利第5,059,861號；美國專利第5,047,687號；美國專利第5,073,446號；美國專利第5,059,862號；美國專利第5,061,617號；美國專利第5,151,629號；美國專利第5,294,869號；美國專利第5,294,870號；日本專利申請公開號平10-189525；日本專利申請公開號平8-241048及日本專利申請公開號平8-78159中。
特別地，如以下顯示的通用分子式的有機材料能用作孔注入層。 這里，Q是N或C-R(碳鏈)；M是金屬，金屬氧化物或金屬鹵化物；R是氫，烷基，芳烷基或芳基；且T1和T2是未飽和的6元環(huán)，其包含有如氫，烷基或鹵素替代物。
而且，芳香三胺可被用作孔轉移層的有機材料，其中包含有以下通用分子式展示的四烷基胺是最佳的。 在公式2中Are是芳香族物質，n是由1到4的整數(shù)，且Ar，R7，R8和R9是每一不同的選好的芳香族物質。
另外，金屬oxynoid化合物能用作EL層，電傳送層或電子注入層的有機材料。一種下圖所示的通用分子式能被用作金屬oxinoid化合物的材料。
可替換R2至R7，且如以下結構的金屬oxinoid也可用。 在分子式4中，R2至R7如以上所說的限定。L1至L5是包含有從1到12個碳元素的碳氫族物質；且L1和L2兩者，或L2和L3兩者都由苯環(huán)形成。而且，以下結構的金屬oxinoid也能被采用。 這里R2至R6是可替換的。具有有機配位基的同等的合成物是這樣作為有機的EL材料被包含的。注意，以上例子，僅是可被用作本發(fā)明的EL材料的有機EL材料的一部分例子，且完全沒有限制EL材料為這些的必要。
而且，當使用噴墨方式以形成EL層時，使用多分子材料作為EL材料是最佳的。多分子材料，如隨后將給出的，可作為典型的多分子材料多苯亞乙烯(PPVS)，及多色熒光物質。為使色彩化，例如，把深藍色多苯亞乙烯用在紅色發(fā)光材料中；和把多苯亞乙烯用在綠色發(fā)光材料中；以及把多苯亞乙烯和多烷苯用在藍色發(fā)光材料中是最佳的?？紤]到能在噴墨方式中使用有機EL材料，所有這些記錄在日本專利申請公開號平10-012377號中的材料都能引證。
而且，包含有諸如鎂(Mg)，鋰(Li)，銫(Cs)，鋇(Ba)，鉀(K)，鈹(Be)或鈣(Ca)的低工作率的材料能用作陰極47。使用由MgAg制成的電極(由鎂和Ag以10比1混合制成的材料)是最佳的。另外，MgAgAl電極，LiAl電極和LiFAl電極也可在別的例子中使用。而且，保護電極48是一電極，形成它的目的是使其作為從外部到陰極47抗潮濕的保護膜，以及一含有鋁(Al)或銀(Ag)的材料被使用。保護電極48也有熱輻射效應。
注意，順序形成EL層46和陽極47而不暴露在大氣中是很理想的。換句話說，無論包含有什么形式的壓制結構，把任何物質順序形成在多室(也指一簇工具)形沉積裝置中是最佳的。這是為了，在因為EL層采用有機材料而暴露在大氣中時，避免吸收潮濕，則它相應于潮濕是極脆弱的。另外，不僅EL層46和陰極47，順序形成通過保護電極48的所有的通路是更好的。
EL層對于熱是極脆弱的，因此使用真空揮發(fā)(特別地，有機分子束揮發(fā)方式在分子水平上形成一極薄的膜方面是有效的)，噴濺(sputtering)，等離子CVD，旋涂(spin coating)，屏幕打印或離子噴涂作為膜沉積方式是最佳的。也可通過噴墨方式形成EL層。對噴墨方式來說，有一種使用氣穴現(xiàn)象(參考日本專利申請公開平5-116297號)的冒泡方式，及有一種使用壓電元件(參考日本專利申請公開號平8-290647號)的壓電方式，以及考慮到有機EL材料相對熱量變脆弱的因素，壓電方式是最佳的。
標號49是指第二鈍化膜，且其膜厚設在10nm到1μm間(最佳在200到500nm間)。形成第二鈍化膜49的目的主要是保護EL層46免于潮濕，但如果第二鈍化膜49同第一鈍化膜41一樣被制成具有熱輻射效應也是很好的。用于第一鈍化膜41的相同材料因此也能用作第二鈍化膜49的形成材料。注意，當有機材料用作EL層46時，它的惡化取決于其與氧氣的結合，因此使用不容易放射氧的絕緣膜是最佳的。
而且，如上所說的EL層對于熱是很脆弱的，因此讓膜在盡可能低的溫度下(最佳范圍為室溫到120℃間)沉積是最佳的。因此可以說噴濺，等離子CVD，真空揮發(fā)，離子噴涂及溶解應用(旋涂)被認為是理想的膜沉積方式。
本發(fā)明的EL顯示裝置具有以上所說的結構的像素部分，且各個與其功能相應的不同結構的TFT排布在像素中。開關TFT具有足夠低的關斷電流值，以及對熱載波注入反應強烈的電流控制TFT能在同一像素中形成，以及具有高可靠性和具有優(yōu)越圖像顯示的EL顯示裝置能被這樣形成。
注意，在圖1中像素結構最重要的一點是多柵極結構的TFT被用作開關TFT，及在圖1結構中根據(jù)LDD區(qū)域的排布設定限制是不必要的。
關于具有以上構造的本發(fā)明更詳細的闡述，現(xiàn)在通過以下實施例中闡述。
實施例1本發(fā)明的實施例通過在圖3A到5C中闡述。一種制造像素部分和在像素部分外圍形成驅動電路部分的TFT的方式在這里闡述。注意，為簡化闡述，CMOS電路被用作驅動電路的基本電路。
首先，如圖3A中所示，基膜301以300nm厚度形成在玻璃基片300上。在實施例1中，氮氧化硅膜被壓制成基膜301。在接觸玻璃基片300的膜中把氮氣的濃度設在10到25wt％間是很好的。
而且，把熱輻射層，其由與圖1中所示第一鈍化膜41同樣材料制成，形成作基膜301的一部分是有效的。在電流控制TFT中，流有大電流，熱量是很容易產(chǎn)生的，因此把熱輻射層盡可能緊密的形成到電流控制TFT上是有效的。
接下來，一種50nm厚的不定形硅膜(未在圖中展示)通過一眾所周知的沉積方式，形成在基膜301上。注意，把這限制到不定型硅膜不是必須的，以及另一種由包含有不定型結構(包含有微晶半導體膜)的半導體膜提供的膜也可被形成。另外，一包含有不定型結構的合成半導體膜，如不定型硅鍺膜，也可被使用。而且，膜厚能設在20到100nm間。
不定型硅膜由一常見的方式結晶生成，以形成一晶體硅膜(也指多晶硅膜或多硅膜)302。通過使用一電子爐熱結晶，使用激光鍛造結晶，以及用紅外燈鍛造結晶是常見的結晶方式。實施例1采用來自用XeCl氣體的準分子激光進行結晶。
注意，脈沖發(fā)射型準分子激光在實施例1中形成一線性形狀，但矩形也可采用，以及持續(xù)激發(fā)氬激光的燈和持續(xù)激發(fā)準分子激光的燈也能被采用。
晶體硅膜在實施例1中用作各個TFT的動態(tài)層，但也能把不定形硅膜用作動態(tài)層。然而，大電流流過電流控制TFT是必須的，因此使用電流流過方便的晶體硅膜是更有效的。
注意，形成開關TFT的動態(tài)層是有效的，在其中，通過不定型硅膜減少關斷電流是必須的，以及通過晶體硅膜形成電流控制TFT的動態(tài)層也是有效的。電子流因載波移動性很低，所以在不定型硅膜中電子流動是很困難的，且關斷電流不容易流過。換句話說，電流不易流過的不定型硅膜與電流容易流過的晶體硅膜兩者都有的優(yōu)點最有可能制成。
接下來，如圖3B中所示，一種厚度為130nm的氧化硅膜制成的保護膜303被形成在晶體硅膜302上。這一厚度可在100到200nm的范圍內選擇(最佳的是130到170nm間)。而且，也可使用包含有硅的其他的絕緣膜。形成了保護膜303以便在雜質加入時晶體硅膜不會直接暴露在等離子體下，且以便摻雜過程有精細的濃度控制的可能。
然后，防護罩304a和304b形成在保護膜303上，以及一種具有n型導電性的(此后指n型雜質成分)雜質成分加入到其上。注意，在元素周期表中的15組的元素常用來作為n型雜質成分，且尤其采用磷或砷。注意，在采用參雜等離子體的方式中，三氫化磷(PH3)在無大分子分離的情況下被等離子激活，且在實施例1中磷以1×1018原子/cm3濃度加入到其中。當然，也可采用離子灌輸方式，以完成大分子分離。
包含在n型雜質區(qū)域305和306中的n型雜質成分的使用量被嚴格規(guī)定了，這樣這種處理過程就形成以2×1016到5×1019原子/cm3濃度間(典型地在5×1017到5×1018原子/cm3間)的n型雜質成分。
接下來，在圖3C中所示的保護膜303被去除了，且加入的元素周期表中第15族元素的激活也完成了。一種常見的激活技術可用作激活方式，且在實施例1中通過準分子激光燈的輻射，實現(xiàn)了激活。脈沖激發(fā)型激光和持續(xù)激發(fā)型激光都可采用，且也無限定使用準分子激光燈的必要。加入的雜質成分的目的是激活，且輻射以晶體硅膜不會熔化的能量水平是最佳的。注意，激光輻射也可在此同保護膜303共同完成。
熱處理激活也可通過激光與雜質元件的激活一起完成。當熱處理裝置引起激活時，考慮到基片的熱阻抗，在450到550℃的等級完成熱處理是很好的。
一個邊緣部分(連接部分)，其具有沿著n型雜質區(qū)域305和306的邊緣的區(qū)域，即沿著不包含n型雜質區(qū)域305和306中的n型雜質成分所在的區(qū)域的周長，通過這種過程線性被勾畫出來的區(qū)域。這意味著，在這里TFT隨后被形成時，在LDD區(qū)域和溝道形成區(qū)域能形成很好的連接。
晶體硅膜的不必要的部分接下來被去除，如圖3D中所示，且形成了島形半導體膜(此后指動態(tài)層)307到310。
然后，如圖3E中所示，形成了柵極絕緣膜311，其覆蓋在動態(tài)層307到310上。一種含有硅且厚度介于10到200nm(其厚度最佳為50到150nm之間)的絕緣膜，也可用作柵極絕緣膜311。單層結構或壓制結構也可被采用。一種110nm厚的氧化氮硅膜被用在實施例1中。
接下來，形成了一種具有200到400nm厚度的導電膜，且以這種樣式，形成了柵極312到316。注意，在實施例1中，柵極和電氣連接到柵極(此后指柵極線)上的引線由不同材料制成。尤其，具有比柵極更低的阻抗的材料被用作柵極線。這是因為能被微處理的材料被用作柵極，且甚至柵極線不能被微處理，用作線的材料也具有很低的阻抗。當然，柵極和柵極線也可用同種材料制成。
而且，柵極線可通過單層導電膜制成，以及當必須時，使用2層或3層壓制膜是最佳的。所有常見的導電膜都能用作柵極的材料。然而，如以上所說的，使用能被微處理的材料是最佳的，尤其，具有是以線寬為2μm或更小這種樣式的材料。
典型地，從包含有鉭(Ta)，鈦(Ti)，鉬(Mo)，鎢(W)，及鉻(Cr)族中選出的材料的膜，或一種上述元素的氮化物(典型地是氮化鉭膜，氮化鎢膜，或氮化鈦膜)，或上述元素結合的合金(典型地是Mo-W(鉬-鎢)合金或Mo-Ta(鉬-鉭)合金)；或上述元素的硅化物膜(典型地是硅化鎢膜或硅化鈦膜)；或具有導電性的硅膜能被采用。當然。單層膜或疊層膜也能被采用。
一種由50nm厚氮化鉭(TaN)膜和350nm厚的鉭膜制成的疊層膜被采用在實施例1中。通過噴濺形成這種膜是很好的。而且，如果諸如Xe或Ne的惰性氣體被加入作噴濺氣體，則導致膜剝除的壓力能被防止。
此時，相應地形成了柵極313和316，以便通過夾住柵極電絕緣膜311以重疊n型雜質區(qū)域305和306的一部分。該重疊部分隨后成為一重疊柵極的LDD區(qū)域。
接下來，n型雜質成分(磷用在實施例1中)如圖4A中所示，以自適應方式象面罩一樣加入到柵極312到316上。這種加入方法被規(guī)定下來，以便在雜質區(qū)域317到323加入磷，這樣就形成了1/10到1/2濃度雜質區(qū)域305到306(典型地介于1/4到1/3之間)。尤其，1×1016到5×1018原子/cm3(典型地是3×1017到3×1018原子/cm3)的濃度是最佳的。
接下來形成了防護罩324a到324b以覆蓋各個柵極，如圖4B中所示，以及加入n型雜質成分(磷用在實施例1中)到其中，以形成包含有高濃度磷的雜質區(qū)域325到331。使用三磷化氫(PH3)的摻雜等離子也在這里完成，且規(guī)定下來以便這些區(qū)域的磷的濃度介于1×1020到1×1021原子/cm3(典型地在2×1020到5×1020原子/cm3間)。
通過這種處理形成了n溝道TFT的源極區(qū)域或漏極區(qū)域，且在開關TFT中，通過圖4A剩余部分形成了n型雜質區(qū)域320到322的部分。這些剩余部分區(qū)域相對應于圖1中開關TFT的LDD區(qū)域15a到15d。
接下來，如圖4C中縮示，防護罩324a到324d被去除，且形成了新的防護罩332。一p型雜質元件(在實施例1中采用硼)然后加入到其中以形成包含高濃度硼的雜質區(qū)域333到334。通過使用乙硼烷(B2H6)的等離子摻雜方式，硼以3×1020到3×1021原子/cm3的濃度(典型地是5×1020到1×1021原子/cm3)加入到其中。
注意磷已經(jīng)以1×1016到5×1018原子/cm3濃度加入到雜質區(qū)域333到334上，但硼至少以磷3倍的濃度加入到這里。因此，已經(jīng)完全形成的n型雜質區(qū)域反轉為p型，并起p型雜質區(qū)域的作用。
接下來，在去除防護罩332后，以不同濃度加入的n型和p型雜質元件被激活了。爐煉，激光鍛造，或燈煉制可作為激活的方式。在實施例1中的熱處理是在充滿氮氣的550℃的電子爐中經(jīng)4小時完成的。
這時，盡可能多的去除大氣中的氧氣是很重要的。這是因為如果氧氣存在，電極的暴露表面將被氧化，引起電阻值升高，以及同時使接下來的最后的連接更困難。因此，在以上激活過程中，大氣中氧氣的濃度為1ppm或更低是最佳的，理想的是0.1ppm或更低。
在激活過程完成后，接下來形成了300nm厚的柵極線335。一種以鋁(Al)或銅(Cu)作為其主要成分(包含有50％到100％成份)的金屬膜可用作柵極線335的材料。同圖2中柵極線211一樣，形成了柵極線335以便開關TFT柵極(相應于圖2中柵極19a到19b)314和315可電氣上連接在一起(參照圖4D)。
通過采用這種結構，柵極線的線電阻能制成極小，以及因此像素顯示區(qū)域(像素部分)可以形成大的表面區(qū)域。即，實現(xiàn)使EL顯示裝置具有10英寸的對角線或更大(另外，30英寸或更大的對角線)的屏幕尺寸實，施例1的像素結構是極有效的。
接下來形成了第一層間絕緣膜336，如圖5A中所示。包含有硅的單層絕緣膜，被用作第一層間絕緣膜336。但壓制膜可在兩者間結合。而且，介于400nm到1.5μm間厚度的膜也可采用。一800nm厚度的氧化硅膜壓制在200nm厚氮氧化硅膜之上的壓制結構的被采用在實施例1中。
另外，熱處理過程在一種含有3％到100％氫的大氣中以300到450℃經(jīng)1到12小時而完成。這種過程是在半導體膜中通過熱激活的氫終結懸浮物的過程。等離子體氫化(使用被等離子激活的氫)也可作為另一種氫化手段。
注意，氫化步驟也可插入在第一層間絕緣膜336形成期間。即，氫處理可在形成200nm厚氮氧化硅膜后按以上方式完成，以及然后形成剩余的800nm厚的氧化硅膜。
接下來，在第一層間絕緣膜336中形成一個連系孔，且形成源極線337到340，以及漏極線341到343。在實施例1中，由一種100nm鈦膜，一種包含有鈦的300nm鋁膜，以及一種150nm的鈦膜通過順序噴涂成功地形成了具有三層結構的疊層膜，其可用作這些線。當然，也可使用別的導電膜，且包含有銀，鈀和銅的合金膜也可被使用。
接下來形成了厚度在50到500nm(典型地介于200到300nm間)間的第一鈍化膜344。在實施例1中，一種300nm厚的氮氧化硅膜可用作第一鈍化膜344。這也可用氮化硅膜替代。當然，也可使用圖1中的第一鈍化膜相同的材料。
注意，在氮氧化硅膜的形成之前，使用包含氫的諸如H2或NH3的氣體以完成等離子處理是有效的。由這種預處理過程激活的氫施加到第一層間絕緣膜336上，且第一鈍化膜344的膜質通過完成熱處理而得到提高。同時，加入到第一層間絕緣膜336上的氫擴散到低端，且動態(tài)層能被有效的氫化。
接下來形成了，如圖5B中所示的色彩過濾器345和熒光體346。常見的材料可用于這些元件。而且，它們可以通過分別形成圖樣的方式形成，或可順序形成后再一起形成圖樣。一種諸如屏幕打印，噴墨或防護罩揮發(fā)(一種使用防護罩材料的可選形成方式)的方式可用作形成方式。
相應的膜厚可在0.5到5μm(典型地在1到2μm間)范圍內選擇。特別地，熒光體346的最佳膜厚與所用材料不同而不同。換句話說，如果它太薄了，則色彩轉移效率就變差了，且如果它太厚了，則階度變大且發(fā)射光量下降。合適的膜厚因此可通過保持兩種特性的平衡設定。
注意，在實施例1中，有一種色彩轉換方式的例子，在其中從EL層激發(fā)的光在色彩上轉換，但如果采用了一種相應于R，G，B的各個EL層的制造方式，則色彩濾波器和熒光體能被省略掉。
接下來由有機樹脂形成了第二層間絕緣膜347。諸如聚酰亞胺，聚酰胺，丙烯酸及BCB(苯環(huán)丁烯)能用作該有機樹脂。特別地，在第二層間絕緣膜347中強烈要求具有平整的膜，因此具有卓越的整平特性的丙烯酸是最佳的。在實施例1中，由丙烯酸形成的膜的厚度足以消除介于色彩濾波器和熒光體346之間的階度，這一厚度最佳在1到5μm間(在2到4μm間更佳)。
接下來在第二層間絕緣膜347及在第一鈍化膜344中形成了能達到漏極線343的連接孔，且形成了像素電極348。在實施例1中，氧化銦和氧化錫的混合物以110nm厚形成且制造像素電極的圖樣的目的也達到了。像素電極348成了EL元件的正電極。注意，使用其他材料也是可能的，如氧化銦和氧化鋅的化合物膜，或含有氧化鎵的氧化膜。
注意，實施例1成為一種具有像素電極，通過漏極線343，電氣上連接到電流控制TFT的漏極區(qū)域331上的結構。這種結構具有以下優(yōu)點。
像素電極348直接連接到諸如EL層(發(fā)射層)或電荷轉移層的有機材料上，因此包含在EL層中的運動離子通過整個像素電極就可能擴散出去。換句話說，如像素電極348未直接連接到漏極區(qū)域331上(動態(tài)層的一部分)，在實施例1的結構中，能防止由于漏極線343阻斷引起的移動離子被引入到動態(tài)層。
接下來，如圖5C中所示，EL層349，陰極(MgAg電極)350以及保護電極在未暴露到大氣中的情況下被順序形成。在這點上，在形成EL層349和陰極350前，為完全去除潮濕而進行像素電極348的熱處理是最佳的。注意一種常見的材料能用作EL層349。
在該說明書“實施例樣式”部分闡述的材料能用作EL層349。在實施例1中，EL層具有一孔注入層，一孔傳輸層，一激發(fā)層和一電子轉移層的4層結構，如圖19，但也有未形成電子轉移層的情況，也有形成電子注入層的情況。而且也有孔注入層被省略的情況。已有這些組合形式的多個例子的報道，且任何這些的構造都可被采用。
諸如TPD(三苯胺電介質)的胺可用作孔注入層或用作孔傳輸層，且另外，腙(典型地是DEH)，二苯乙烯(典型地是STB)或星芒(starburst)(典型地是m-MTDATA)也可被使用。尤其，具有高玻璃特性傳輸溫度和難以結晶的星芒材料是最佳的。而且多苯胺(PAni)，多噻吩(PEDOT)，以及銅酞菁染料(CuPc)也可被使用。
BPPC，二萘嵌苯，以及DCM可用作激發(fā)層中的紅色激發(fā)層，且特別地由Eu(DBM)3(phen)展示的Eu復合物是高單色的(詳情參考kido J.，et，al，Appl.Phys，第35卷pp.L394-6，1996)，其具有突出的620nm波長的激發(fā)光。
而且，尤其是-Alq3(8-羥基喹啉鋁)材料，在其中二羥基喹啉并吖啶或香豆素以百分之幾摩爾的數(shù)量級加入，它能被用作綠色激發(fā)層。
化學分子式如下。 另外，尤其是一種蒸餾芳香胺介質，在其中氨基替代DSA被加入到能用作藍色激發(fā)層的DSA上(蒸餾芳香胺介質)。特別地，使用高性能的材料蒸餾聯(lián)苯(DPVBi)是最佳的。它的化學分子式如下。
而且，一種300nm厚氮化硅膜形成為第二鈍化膜352，并且這也可在未暴露到大氣中的情況下在保護電極351形成后，順序形成。當然，同圖1中的第二鈍化膜149一樣的材料也能被采用作第二鈍化膜352。
一種由孔注入層，孔傳輸層，激發(fā)層以及電子注入層制成的4層結構，用在實施例1中，但已有許多別的組合的例子被報道了，且任何這些構造也可被采用。而且，MgAg電極被用作為實施例1中的EL元件的陰極，但也可使用別的常見的材料。
為防止MgAg電極350的惡化，保護電極351被形成，且具有以鋁為其主要成分的金屬膜是典型的。當然，也可采用別的材料。而且，EL層349和MgAg電極350對于潮濕是極度脆弱的，因此它最好是通過在未暴露到大氣中的情況下順序形成，直到保護電極351，以使EL層與外界空氣隔離。
注意，EL層349的膜厚約在10到400nm(典型地是60到160nm間)，且MgAg電極350的厚度在180到300nm間(典型地在200到250nm間)。
有源矩陣型EL顯示裝置，其具有圖5C中所示的結構，這樣就最終完成了。通過排列使TFT不僅在像素部分中，也在驅動電路部分中，具有最佳的結構，實施例1中的有源矩陣型EL顯示裝置，展現(xiàn)出高可靠性，以及能提升工作特性的優(yōu)點。
首先，一種具有盡可能減少熱載波信號注入而不降低工作速度結構的TFT被用作形成驅動電路的CMOS電路中的n形溝道TFT205。注意，驅動電路這里是指包含有移位寄存器，緩沖器，電平偏移器及采樣電路(也指轉移柵極)的電路。當完成數(shù)字驅動時，信號反轉電路如D/A反轉電路也包含在其中。
在實施例1的情況中，如圖5C中所示，n溝道TFT205的動態(tài)層包含有源極區(qū)域355，漏極區(qū)域356，LDD區(qū)域357及溝道形成區(qū)域358，且LDD區(qū)域357夾著柵極絕緣膜311重疊在柵極313上。
把LDD區(qū)域形成在漏極一端，僅僅是考慮不降低工作速度。而且，關注在n溝道TFT202中關斷電流值與一味追求工作速度是不必要的。因此，LDD區(qū)域357完全重疊在柵極313上以盡可能多的減少阻抗部分是最佳的。換句話說，能消除所有偏置是很好的。
熱載波信號注入引起的CMOS電路的P溝道TFT206的惡化是無關緊要的，且特別地，因此在此未形成有LDD區(qū)域。當然，通過形成與n溝道TFT205相似的LDD區(qū)域以阻擋熱載波信號也是可能的。
注意，在驅動電路中，與其它電路比較起來，采樣電路是有一些特殊的地方，且有一大電流在通道形成區(qū)域內雙向的流過。即，源極區(qū)域與漏極區(qū)域的功用互換了。另外，盡可能多的關斷電流值是必須的，且在這種考慮下，把具有此功能的TFT安放在介于開關TFT和電流控制TFT間的中間位置上是最佳的。
因此，把TFT排列成圖9中所示的結構作為n型TFT以形成采樣電路是最佳的。如圖9中所示，LDD區(qū)域901a和901b的一部分覆蓋了柵極903，其中夾著一層柵極絕緣膜902。這種效果被闡述在電流控制TFT202的解述中，且采樣電路不同之處在于形成LDD區(qū)域901a和901b，它其像夾三明治一樣夾有一個溝道形成區(qū)域904。
而且，形成了一種具有圖1中所示結構的像素，以形成像素部分。開關TFT和形成在像素中的電流控制TFT的結構已在圖1中闡述，且因此那些闡述在此省略。
注意，在實際中，在完成圖5C的過程后，通過使用封裝材料如高度真空保護膜(如薄膜或紫外硬化樹脂膜)或陶瓷密封罐進行額外的包裝(密封)是最佳的，以使其不會暴露在大氣中。通過在封裝材料內形成惰性環(huán)境，且通過在封裝材料中安置一個吸收體(例如氧化鋇)，EL層的可靠性(使用壽命)被增加了。
而且，在氣密性被密封處理增強后，在基片上形成的元件或電路的輸出終端和外部信號終端間的連接器(靈活性的印刷電路，F(xiàn)PC)被附在其上，以完成產(chǎn)品制造。處于可以發(fā)貨狀態(tài)下的EL顯示裝置在整個說明書中被稱作為EL模塊。
實施例1中的有源矩陣型EL顯示裝置的構造，在此通過圖6的透視圖闡述。實施例1的有源矩陣型EL顯示裝置形成在玻璃基片601上，且其包含有像素部分602，柵極端驅動電路603，以及源極端驅動電路604。像素部分的開關TFT605是一種n溝道TFT，且被放置在連接到柵極端驅動電路603的柵極線606與柵極端驅動電路604的源極線607的交叉點上。而且，開關TFT605的漏極也電氣連接到電流控制TFT608的柵極上。
另外，電流控制TFT608的源極被連接到電流源線609，且EL元件610電氣上連接到電流控制TFT608的漏極。所提供的電流控制TFT608是n溝道TFT，連接EL元件610的陰極最好連接到電流控制TFT608的漏極。而且，如果電流控制TFT608是一種P溝道TFT，則連接EL元件610的陽極到電流控制TFT608的漏極是最佳的。
輸入線(連接線)612和613，以及連接到電源線609上的輸入線614，然后被形成在外部輸入終端FPC611上以便傳送信號到驅動電路。
如圖7中所示的是一種圖6中展示的EL顯示裝置的組合電路的例子。實施例1中的EL顯示裝置具有源極端驅動電路701，柵極端驅動電路(A)707，柵極端驅動電路(B)711，以及像素部分706。注意，在整個說明書中，驅動電路是一個普通的專業(yè)用語，其包含有源極端處理電路和柵極端處理電路。
源極端驅動電路701具有移位寄存器702，水平移位器703，緩沖器704，以及采樣電路(轉移柵極)705。另外，柵極端驅動電路(A)707具有移位寄存器708，水平移位器709，緩沖器710。柵極端驅動電路(B)711具有相似的組合。
施加到移位寄存器702和708上的驅動電壓在5到16V(尤其為10V)間，且在圖5C中標號205所展示的結構適合于用在構成電路的CMOS電路中的n溝道TFT。
而且，驅動電壓升高為介于14到16V間，以便施加到水平移位器703和709，和緩沖器704和710上，類似于寄存器，包含有圖5C中的n溝道TFT205的CMOS電路是適合的。注意，多柵極結構的使用，如把雙柵極或三柵極結構用于柵極線，在增加每一電路的可靠性上是有效的。
雖然，施加到采樣電路705上的驅動電壓在14到16V間，但減少因源極區(qū)域和漏極區(qū)域反轉引起的關斷電流值是必須的，因此圖9中包含n溝道TFT208的CMOS電路是符合要求的。
另外，像素部分706的驅動電壓在14到16V間，且每一像素以圖1中所示結構排列。
注意，通過采用圖3A到3C的制造過程來制造TFT，以上的構造能輕易實現(xiàn)。而且，僅有像素部分和驅動電路的構造在實施例1中展示，但除了驅動電路外，在同一基片上且采用實施例1的制造過程形成其它的邏輯電路也是可能的，例如信號分配電路，D/A轉換電路，運算放大電路以及γ補償電路。另外，也考慮到了形成諸如內存部分和微處理器部分的電路。
實施例1的EL模塊的闡述，包括封裝材料，通過圖17A和17B完成。注意，當必要時，用于圖6和圖7的符號也被引用。
像素部分1701，源極端驅動電路1702，以及柵極端驅動電路1703形成在基片(包括在TFT下的基膜)1700上。來自相應驅動電路的各個線，經(jīng)FPC611通過輸入線612到614再連接到外部設備上。
在這里，形成了封裝材料1704以至少包圍像素部分，且最好是包圍驅動電路和像素部分。注意，封裝材料1704具有內部尺寸比EL元件的外部尺寸大的不規(guī)則外形，或具有薄片形狀，并通過粘合劑1705形成在基片1700上以便同基片1700一起形成真空空間。在這里，EL元件是在以上的密封空間中完全密封的狀態(tài)，且與外界大氣完全隔離。注意，可形成多個的封裝材料1704。
使用諸如玻璃或聚合體的絕緣物質作為封裝材料1704是最佳的。以下將給出幾個例子不定型玻璃(如石英或硅化硼)，結晶玻璃，陶瓷玻璃，有機樹脂(如丙烯酸樹脂，苯乙烯樹脂，多碳樹脂，和環(huán)氧樹脂)，以及硅樹脂。另外，也可使用陶瓷。而且，在粘合劑1705中使用的是絕緣材料，但使用諸如不銹合金的金屬材料也是可以的。
把諸如環(huán)氧樹脂或芳香族樹脂用作粘合劑1705的材料是可行的。另外熱硬處理樹脂或光硬處理樹脂也能用作粘合劑。注意，通過盡可能多的使用不會傳送氧氣和潮濕的材料是必須的。
另外，在介于封裝材料和基片1700上的開口處1706充以惰性氣體(如氬，氦或氮)。對氣體沒有設限制，且使用惰性液體也是可能的(如液化氟化碳，典型的是全氟化烯)。這些在日本專利申請公開號平8-78519號中使用的材料，也可用作惰性液體。這些空間也可填充以樹脂。
在開口1706上形成干燥體也是有效的。諸如在日本專利申請公開號平9-148066中記錄的材料能用作干燥體。尤其氧化鋇能被使用。而且不僅是干燥體，在形成抗氧化體上也是有效的。
如圖17B中所示，眾多的具有EL元件的隔離像素形成在像素部分里，且所有的像素都以保護電極1707作為共用電極。在實施例1中，在不暴露到大氣的情況下，順序形成EL層，陰極(MgAg電極)，以及保護電極是最佳的。EL層和陰極使用相同的防護罩材料形成。且所提供的保護電極由隔離防護罩材料制成，然后圖17B中的結構才能得以實現(xiàn)。
此處，EL層和陰極僅可在像素部分的這一點上形成，且把他們形成在驅動電路中是不必要的。當然，把他們形成在驅動電路上是不成問題的。但考慮到EL層中含有堿金屬，最好不要將它形成在驅動電路上。
注意，輸入線1709被連接到在標號1728所指的區(qū)域的保護電極1707上。輸入線1709是施加預置電壓到保護電極1707的線，且通過導電性的粘貼材料(尤其是各向異性的導電膜)1710連接到FPC611上。
為在區(qū)域1708中實現(xiàn)接觸結構的制造過程，在此通過圖18A到18C來闡述。
首先，圖5A的狀態(tài)可通過實施例1的過程獲得。在這時，第一層間絕緣膜336和柵極絕緣膜311從基片的邊緣處(在圖17B中展示的標號1708所指的區(qū)域)去除，并且輸入線1709形成在該區(qū)域。當然，同時也形成了圖5A的源極線和漏極線(參見圖18A)。
接下來，當蝕刻在圖5B中的第二層間絕緣膜347和第一鈍化膜344時，標號1801所指的區(qū)域被去除，且形成一個開放部分1802(參見圖18B)。
在這種狀況下完成在像素部分形成EL元件的過程(像素電極，EL層和陰極的形成過程)。這時一種防護罩材料被用在圖18A到18C所示的區(qū)域中，以便EL元件不會形成在該區(qū)域。在形成陰極349后，采用隔離罩材料形成了保護電極350。保護電極350和輸入線1709這樣電氣連接在一起。而且，形成了第二鈍化膜352，這樣一來圖18C的狀態(tài)就實現(xiàn)了。
在圖17B中標號1708所示的區(qū)域的接觸結構通過以上的步驟實現(xiàn)了。然后，輸入線1709通過介于封裝材料1704和基片1700間的開口處連接到FPC611上(注意它由粘合劑1705填充；換句話說，粘合劑1705必須保持這樣的厚度以便充分消除其與輸入線的階梯)。注意，在這里闡述了輸入線1709，但輸入線612到614也同樣通過封裝材料1704連接到FPC611上。
實施例2在實施例2中，一種像素構造的例子展示在圖10中，其與圖2B中展示的構造不一樣。
在實施例2中，圖2B中展示的2個像素，圍著電流源線對稱地排列。即，如圖10所示，通過使電流源線213在鄰近電流源線的兩個像素間共享，于是所需的線數(shù)能被減少。注意，放置在像素內的TFT的結構可被保留。
如果這種構造被采用，則將使制造具有高精確度的像素部分將成為可能，以增強圖像的質量。
注意，實施例2的構造可采用實施例1的制造過程輕易的實現(xiàn)，且對于TFT的結構可參考實施例1的闡述和圖1的闡述。
實施例3形成具有不同于圖1的結構的像素部分情況，將利用圖11在實施例3中闡述。注意，第二層間絕緣膜44形成的過程可通過采用與實施例1一樣的過程完成。而且，被第二層間絕緣膜44覆蓋的開關TFT201與電流控制TFT202的結構，是與圖1中的結構相同的且他們的闡述因此被省略。
在實施例3的情況中，在形成位于第二層間絕緣膜44和第一鈍化膜41間的聯(lián)系孔后，形成像素電極51，陰極52和EL層53。在未暴露到大氣中的條件下，通過真空揮發(fā)在實施例3中也順序形成陰極52和EL層53，且此時一種紅色激發(fā)EL層，一種綠色激發(fā)EL層，以及一種藍色激層在通過使用防護罩材料的像素中被選擇性形成。注意，僅當與圖11中所示的像素(其具有相應于紅色，綠色，藍色)一樣結構的像素被形成后，彩色顯示才能通過這些像素完成。一種已知的材料可用作為每個EL層的色彩。
一種150nm厚的鋁合金膜(包含有1WT％鈦的鋁膜)在實施例3中被形成作為像素電極51。雖然用作這種用途的是金屬材料，但任何材料都可用作像素電極的材料，但最好是使用具有高反射性的材料。而且，230nm厚的MgAg電極被用作陰極52，且EL層53的膜厚是90nm(其包括從底部開始的一種20nm電子傳輸層，一種40nm激發(fā)層，以及一種30nm孔傳輸層)。
接下來，由透明的導電膜制成的具有110nm厚度的陽極54(一在實施例3中的ITO膜)被形成。EL元件209是就是這樣形成的，且如果第二鈍化膜55以實施例1中所示的同樣的材料制成，則具有圖11中所示結構的像素被完成了。
當使用實施例3的結構時，由每一像素生成的紅、綠、藍光在形成TFT的基片上相反的方向中輻射。因此原因，幾乎在像素的整個區(qū)域內，既TFT形成的這個區(qū)域中，能被用作有效的激發(fā)區(qū)域。因此，像素的有效激發(fā)光表面區(qū)域被顯著增加且圖像的亮度與對比度(介于亮與黑的比率)被增加。
注意，用實施例1和2的任何構造與實施例3的構造自由組合是可能的。
實施例4形成一種具有不同于實施例1的圖2的像素結構的情況，將利用圖12A和12B在實施例4中闡述。
在圖12A中，標號1201指開關TFT，其包含有動態(tài)層56，柵極57a，柵極線57b，源極線58，以及漏極線59。而且，標號1202指電流控制TFT，其包含有動態(tài)層60，柵極61，源極線62以及漏極線63。電流控制TFT1202的源極線62連接到電流源64上，且漏極線63連接到EL元件65上。圖12B展示了該像素的電路組合。
圖12A和圖2A的不同點在于開關TFT的結構。在實施例4中，柵極57a以精選的介于0.1到0.5um間的線寬制成。且動態(tài)層56被形成以便橫穿過那部分。柵極線57b被形成以便電氣連接到每一像素的柵極57a。一種具有不會獨占太多表面區(qū)域的三柵極結構就這樣實現(xiàn)了。
剩余的部分同圖2A中的相似，且有效激發(fā)表面區(qū)域變大，這是因為如果采用實施例4的結構，由開關TFT專享的表面區(qū)域將變小。換句話說，圖像亮度被增強。而且，能實現(xiàn)柵極結構，在其中冗余部分被增加以便減少關斷電流值，，以及因此圖像質量能進一步增強。
注意，在實施例4的構造中，同在實施例2中一樣電流源線64能被鄰近的像素共享，以及類似于實施例3中的結構也可被使用。而且，其制造過程能采用實施例1的方式完成。
實施例5采用頂柵極型TFT的例子在實施例1到4中闡述，且本發(fā)明也可采用底部柵極型TFT來實施。一種采用反轉觸發(fā)型TFT的實施本發(fā)明的例子在實施例5中利用圖13闡述。注意，除了TFT的結構，本結構與圖1中的一樣，因此和圖1一樣的符號當必要時將被使用。
在圖13中，和圖1中相似的材料能用在基片11和基膜12中。開關TFT1301和電流控制TFT1302則被形成在基膜12上。
開關TFT1301包含有柵極70a和70b；柵極線71；柵極絕緣膜72，源極區(qū)73；漏極區(qū)域74；LDD區(qū)域75a到75d；高濃度雜質區(qū)域76；溝道形成區(qū)域77a到77b；溝道保護膜78a和78b；第一層間絕緣膜79；源極線80；及漏極線81。
而且，電流控制TFT1302包含有柵極82；柵極絕緣膜72；源極區(qū)域83；漏極區(qū)域84；LDD區(qū)域85；溝道形成區(qū)域86；溝道保護膜87；第一層間絕緣膜79；源極線88；以及漏極線89。柵極82在這點上電氣連接到開關TFT1301的漏極線81上。
注意，以上開關TFT1301和電流控制TFT1302可以常見的制造反轉觸發(fā)型TFT的方式形成。而且，與在實施例1中的頂柵極型TFT的相應部分使用的相似的材料能用作形成以上TFT中的每一部分(如線，絕緣膜，及動態(tài)層)的材料。注意，溝道保護膜78a，78b，和87其不具有頂柵極型TFT的構造，因此可由包含有硅的絕緣膜形成。而且，考慮到諸如源極區(qū)域，漏極區(qū)域，以及LDD區(qū)域的雜質區(qū)域的形成，他們可通過使用影印石版術技術和單獨改變雜質濃度的方式被形成。
當TFT完成時，完成具有EL元件1303的像素，其中第一鈍化膜41，絕緣膜(整平膜)44，第二鈍化膜49，像素電極(陽極)46，EL層47，MgAg電極(陰極)45，鋁電極(保護膜)48，以及第三鈍化膜50按順序形成。實施例1的相應的制造過程和所用的材料可被參照。
注意，具有實施例2到4任一構造與實施例5構造的自由組合是可能的。
實施例6使用具有高熱輻射效應的材料，其與第一鈍化膜41和第二鈍化膜49的相似，作為形成在實施例1的圖5C或圖1的結構中介于動態(tài)層和基片間的基膜是有效的。尤其，大量電流在電流控制TFT中流過，因此容易產(chǎn)生熱量，并由自身產(chǎn)生的熱量引起的惡化將成為問題所在。在這種情況下，TFT熱惡化能通過使用實施例6中具有熱輻射效應基膜防止。
當然，保護移動離子擴散遠離基片的效應也很重要，并因此使用含有Si，Al，N，O和M以及與第一鈍化膜41相似的含硅的絕緣膜的化合物的壓制結構是最佳的。
注意，用實施例1到5任一的構造自由地與實施例6的構造相結合是可能的。
實施例7當采用實施例3中的像素結構時，從EL層激發(fā)出來的光以與基片相反的方向輻射，因此注意絕緣膜(其存在于基片和像素電極間)等的材料的透射系數(shù)是不必要的。換句話說，具有低透射系數(shù)的材料也可被采用。
因此使用諸如鉆石薄膜，鉆石形碳膜或不定形碳膜的碳膜作為基膜12或第一鈍化膜41是有利的。換句話說，因為不須擔心降低透射系數(shù)，膜厚可設的較厚可在100與500nm間，且具有極高熱輻射效應是可能的。
考慮到在第二鈍化膜中使用以上所說的碳膜，注意，必須避免透射系數(shù)的減少，因此把膜厚設在5到100nm間是最佳的。
注意，在實施例7中，當碳膜被用作基膜12，第一鈍化膜41和第二鈍化膜49的任一個時，其同別的絕緣膜壓制在一起是有效的。
另外，當采用實施例3中的像素結構時，其對實施例7是有效的，以及對別的構造也是有效的，具有實施例1到6的任一構造與實施例7的構造自由結合是可能的。
實施例8在EL顯示裝置的像素中的開關TFT3的關斷電流值，通過開關TFT采用的多柵極結構被減少，且本發(fā)明的特征通過消除儲存電容的需要而表現(xiàn)出來。這是一種為更好利用表面區(qū)域(為儲存電容保留的區(qū)域)作為激發(fā)區(qū)域的裝置。
然而，即使保存電容未被完全消除，通過專用的表面區(qū)域被制成更小的數(shù)量以增加有效的激發(fā)表面區(qū)域的效果也能達到。換句話說，通過開關TFT采用的多柵極結構以減少關斷電流值，以及僅通過儲存電容的專用的表面區(qū)域的收縮，本發(fā)明的目的能被完全充分達到。
因此使用如圖14中的像素結構是可能的。注意，當必須時，在圖14中能采用同圖1中一樣的符號。
圖14和圖1的不同點在于連接到開關TFT上的儲存電容1401的存在。該儲存電容1401，通過由開關TFT201的漏極區(qū)域14，柵極絕緣膜18和電容電極(上層電極)1403擴展而來的半導體區(qū)域(下層電極)形成。電容電極1403在與TFT的柵極19a，19b，及35相同的時間一起形成。
如圖15A中所示的頂視圖。在圖15A中的頂視圖是由相應于圖14中沿線A-A’處取來的剖面視圖。如圖15A中所示的，通過電氣上連接到電容電極1403的連接線1404，電容電極1403電氣上連接到電流控制TFT的源極區(qū)域31上。注意，該連接線1404，同時與源極線21和36及漏極線22和27一起形成。而且，圖15B展示了圖15A中頂視圖的電路構造。
注意，實施例8的構造能同實施例1到7的任一構造自由組合。換句話說，僅本儲存電容形成在像素中，而無任何限制相加到相應的TFT結構或EL層材料中。
實施例9在實施例1中，激光晶化被用作形成晶體硅膜302的方式，而且在實施例9中闡述了使用不同結晶方式的情況。
在實施例9中，形成不定型硅膜后，結晶通過采用日本專利申請公開號平7-130652中記錄的技術完成。在以上專利申請中記錄的技術是通過使用諸如鎳的元素作為催化劑以促進結晶而獲取的一種具有好的晶體結構的晶體硅膜技術。
而且，在結晶過程完成后，去除用于結晶中的催化劑的過程可被完成。在這種情況下，催化劑通過使用日本專利申請公開號平10-270363或日本專利申請公開號平8-330602中記錄的技術，可被獲取。
另外，通過本發(fā)明的使用者使用日本專利申請公開號平11-076967號的規(guī)范中記錄的技術可形成一種TFT。
實施例1中展示的制造過程，是本發(fā)明的一種實施例，且提供有實施例1的圖1或圖5C結構能被實現(xiàn)。然而別的制造過程，也可如同以上的方式無任何問題的使用。
注意，具有實施例1到8的任一種構造與實施例9的構造自由結合是可能的。
實施例10在驅動本發(fā)明的EL顯示裝置中，模擬驅動能通過使用模擬信號作為圖像信號完成，且數(shù)字驅動能通過使用數(shù)字信號完成。
當模擬驅動完成時，模擬信號發(fā)送到開關TFT的源極線上，且其含有灰階信息的模擬信號成為電流控制TFT柵極電壓。EL元件中流動的電流則被電流控制TFT所控制，EL元件的激發(fā)光強度被控制，且灰階顯示完成。在這種情況下，使電流控制TFT工作在飽和區(qū)域是最佳的。換句話說，使TFT在|Vds|＞|Vgs-Vth|的條件下工作是最佳的。注意，Vds是介于源極區(qū)域和漏極區(qū)域的電壓差，Vgs是介于電極間的電壓差，以及Vth是TFT的極限電壓。
在另一方面，當數(shù)字驅動完成時，它不同于模擬型灰度顯示，且灰階顯示通過分時驅動完成(時間比率灰階驅動)或表面區(qū)域率灰階驅動。既，通過規(guī)定激發(fā)時間或激發(fā)表面比率，彩色灰階當發(fā)生變化時灰階能被視覺地看到。在這種情況下，使電流控制TFT的工作在一線性區(qū)域是最佳的。換句話說，使TFT工作在(|Vds|＜|Vgs-Vth|)的條件之內是最佳的。
與液晶元件相比，EL元件具有極快的響應速度，因此使其具有高速驅動是可能的優(yōu)點。因此，EL元件適合于時間比率灰階驅動，其中一幀圖像被分成許多幅子幀后再完成灰階顯示。而且，它具有每幀周期短的優(yōu)勢，因此電流控制TFT的柵極電壓維持的時間也可縮短，以及儲存電容能被減小或去除。
本發(fā)明是涉及到元件結構的技術，因此任何驅動形式都可這樣使用。
實施例11在實施例11中，采用本發(fā)明的EL顯示裝置的像素結構的例子展示在圖21A和21B中。注意，在實施例11中，標號4701是指開關TFT4702的源極線，標號4703指開關TFT4702的柵極線，標號4704是指電流源TFT，標號4705是指電流源線，標號4706指電源控制TFT，標號4707指電源控制柵極線，以及4708指EL元件。日本專利申請公開號平11-341272可被用作相應的電源控制TFT4706工作方式的參考。
而且，在實施例11中，電源控制TFT4706被形成在電流控制TFT4704和EL元件4708間，但具有形成在電源控制TFT4706和EL元件4708間的電流控制TFT4704的結構也可被采用。另外，讓電源控制TFT4706與電流控制TFT4704具有相同結構或讓兩者通過動態(tài)層順序形成是最佳的。
圖21A是一種電流源被兩像素共享的情況。既，這種特性表現(xiàn)在沿著電流源線4705線性對稱的形成這兩個像素上。在這種情況下，電流源線的數(shù)量能被減少，因此像素部分能做的更精密。
而且，圖21B是形成有與柵極線4703并行的電流源線4710的例子，且在其中形成有與源極線4701并行的電源控制柵極線4711。注意，在圖23B中，形成該結構以便電流源線4710和柵極線4703不會重疊，但供應給這兩者的是夾著絕緣膜在不同層上形成的線，則它們能被重疊。在這種情況下，電流源線4710和柵極線4703的專用表面區(qū)域能被共享，且像素部分甚至能做的更精確些。
實施例12在實施例12中，采用本發(fā)明的EL顯示裝置的像素結構的例子展現(xiàn)在圖22A和22B中。注意，在實施例12中標號4801指開關TFT4802的源極線，標號4803指開關TFT4802的柵極線，標號4804指電流控制TFT，4805指電流源線，4806指擦除TFT，4807指擦除柵極線以及4808指EL元件。日本專利申請公開號平11-338786可作為相應的擦除TFT4806工作方式的參考。
可擦除TFT4806的漏極被連接到電流控制TFT4804的柵極上，且這使強行改變電流控制TFT4804的柵極電壓成為可能。注意，n溝道TFT或P溝道TFT可用作擦除TFT4804，但使其同開關TFT4802具有相同的結構以便使關斷電流值能小些是最佳的。
圖22A是一種電流源線4805被兩個像素所共享的情況。既，這種特征表現(xiàn)為沿著電流源線4805線性對稱的形成這兩個像素。在這種情況下，電流源線數(shù)能被減少因此像素部分能做的更精密一些。
另外，圖22B是一種形成有與柵極線4803并行的電流源線4810的例子，且在其中形成有與源極線4801并行的擦除柵極線4811。注意，在圖22B中，形成本結構以便電流源線和柵極線4803不會重疊，但兩者夾著一層絕緣膜在不同層上形成有線時，則它們能重疊形成。在這種情況下，電流源線4810和柵極線4803的專用表面區(qū)域能被共享，且像素部分能做的更精密。
實施例13采用本發(fā)明的EL顯示裝置，可具有多個TFT形成在一個像素中的結構。在實施例11和12中，展示的是形成有3個TFT的例子，但也可形成4到6個TFT結構。不對EL顯示裝置的像素結構設定任何限制，而實施本發(fā)明是可能的。
實施例14使用一種P溝道TFT作為圖1中電流控制TFT202的例子，闡述在實施例14中。注意，剩余部分與圖1中的部分相同，因此剩余部分的詳細闡述被省略了。
一種實施例14的像素結構的剖面視圖展現(xiàn)在圖23中。實施例1可作為在實施例14中使用的P溝道TFT制造方式的參照。一種P溝道TFT的動態(tài)層包含有源極區(qū)2801，漏極區(qū)域2802以及溝道形成區(qū)域2803，且源極區(qū)域2801連接到源極線36上，以及漏極區(qū)域連接到漏極線37上。
在EL元件的陽極連接到電流控制TFT的例子中，使用P溝道TFT作為電流控制TFT是最佳的。
注意，通過把實施例1到13的任一種構造與實施例14的構造自由地相結合以貫徹實施例14的構造是可能的。
實施例15通過使用EL材料，其中從三態(tài)電子空穴中激發(fā)的磷光能被用在實施例15的光線發(fā)射中，外部發(fā)射量子效率能被極大增加。通過這樣做，可使EL元件具有低功耗，長壽命以及降低EL元件重量。
應用三態(tài)電子空穴和增加外部發(fā)射量子效率的報道在以下文章中展示。Tsutsui，T.，Adachi，C.，and Saito，S.，在有機分子系統(tǒng)中的光化學過程，Ed.Honda，K.，(Elsevier Sci.Pub.Tokyo，1991)，P.437。
在以上文章中報道的EL材料(香豆素色素)的分子式，展現(xiàn)在以下中。 Baldo，M.A.，O′Brien，D.F.，You，Y.，Shoustikov，A.，Sibley，s.，Thompson，M.E.，andForrest，S.R.，Nature 395(1998)P.151.
在以上文章中報道的EL材料(Pt合成物)的分子式，展現(xiàn)在以下中。 Baldo，M.A.，Lamansky，s.，Burrows，P.E.，Thompson，M.E.，and Forrest，S.R.，Appl.Phys.Lett.，75(1999)P.4。
Tsutui，T.，Yang，M.J.，Yahiro，M.，NaKamura，K.，Watanabe，T.，Tsuji，T.，F(xiàn)ukuda，Y.，Wakimoto，T.，Mayaguch，S.，Jpn.Appl.Phys.，38(12B)(1999)L1502.
在以上文章中報道的EL材料(IR合成物)的分子式，展現(xiàn)在以下中。 由于所提供的來自三態(tài)電子空穴激發(fā)的磷光能被利用，則在原理上，實現(xiàn)一外部發(fā)射量子效率3到4倍高于使用單態(tài)電子空穴激發(fā)的磷光是可能的。注意，實施例1到13的任一種構造與實施例15的構造自由結合以貫徹實施例15的構造是可能的。
實施例16在實施例1中，把一種有機EL材料用作EL層是最佳的，但本發(fā)明也可通過使用無機EL材料得以實施。然而，現(xiàn)在的無機EL材料具有極高的驅動電壓，因此具有電壓阻抗特性的能保留驅動電壓的TFT必須用在執(zhí)行模擬驅動的例子中。
作為選擇，如果具有比傳統(tǒng)的EL無機材料更低驅動電壓的無機EL材料被開發(fā)了，則把它們用于本發(fā)明是可能的。
而且，把實施例1到14的任一種構造與實施例1構造自由結合起來是可能的。
實施例17由實施本發(fā)明形成的有源矩陣型EL顯示裝置(EL模塊)具有比液晶顯示裝置在明亮區(qū)域更優(yōu)越的可見性，因為它是自發(fā)射型裝置。因此用作直觀型EL顯示器(包括含有EL模塊的顯示器)裝置其具有寬廣的使用范圍。
注意，寬視角能作為EL顯示器比液晶顯示器更好的優(yōu)點。本發(fā)明中的EL顯示器因此可用作具有30英寸或更大的(尤其等于40英寸或更大)的對角線顯示器(顯示監(jiān)視器)，以適用于電視廣播用的大屏幕。
而且，不僅可用作EL顯示器(如個人計算機監(jiān)視器，電視廣播接收監(jiān)視器，或廣告顯示監(jiān)視器)，它也能用作不同電子裝置的顯示器。
以下可作為這種電子裝置的例子視頻相機，數(shù)字相機，眼鏡型顯示器(跨接在頭上的顯示器)，車載導航系統(tǒng)，個人計算機，便攜式信息終端(如移動計算機，移動電話，或電子圖書)，及圖像重放裝置，其使用記錄介質(尤其是一種完成記錄介質重放的裝置且其具有一顯示器其能顯示這些圖象，如壓縮盤(CD)，激光盤(LD)或數(shù)字視頻盤(DVD))。這些電子裝置的例子展現(xiàn)在圖16A到16F中。
圖16A是一種個人計算機，包含有主機2001，外殼2002，顯示部分2003，鍵盤2004。本發(fā)明可用于顯示部分2003中。
圖16B是一種視頻相機，其包含有主機2101，顯示部分2102，音頻輸入部分2103，操作開關2104，電池2105以及圖像接收部分2106。本發(fā)明可用于顯示部分2102中。
圖16C是一種眼鏡型顯示器其包含有主機2201，顯示部分2202，以及臂桿部分2203。本發(fā)明可用于顯示部分2202中。
圖16D是一種手提式計算機其包含有主機2301，相機部分2302，圖像接收部分2303，操作開關2304，以及一個顯示部分2305。本發(fā)明能用于顯示部分2305中。
圖16E是一種圖像重放裝置(特別地，DVD播放裝置)，其具有記錄介質，包含有主機2401，記錄介質(如CD，LD或DVD)2402，操作開關2403，以及顯示部分(a)2404，以及顯示部分(b)2405。顯示部分(a)主要用于顯示圖像信息，圖像顯示部分(b)主要用于顯示字符信息。本發(fā)明可用于圖像顯示部分(a)和圖像顯示部分(b)中。注意，本發(fā)明可用于在具有記錄介質的圖像重放裝置中，如CD播放裝置和游戲裝置中。
圖16F是一種EL顯示器，包含有外殼2501，支撐座2502以及顯示部分2503。本發(fā)明能用于顯示部分2503中。采用本發(fā)明EL顯示器在大屏幕的例子中特別有優(yōu)勢，且在具有對角線大于或等于10英寸(尤其在大于或等于30英寸中)的顯示器中有促進作用。
而且，如果EL材料的激發(fā)發(fā)光在將來得以提高，則有可能將本發(fā)明采用到前投影型或背投影型儀器中。
以上的電子裝置，正變得越來越廣泛地用于顯示由電子發(fā)射電路，如Internet(因特網(wǎng))或CATV(有線電視)，所提供的信息。且特別地，隨著顯示實時信息的機會正在增加，由于EL材料的響應速度是極高的，因此EL顯示器適合于完成這種形式的顯示工作。
EL顯示器的發(fā)射部分消耗電能，因此顯示信息以便使發(fā)射部分盡可能小一些是最佳的。因此，當把EL顯示裝置主要用于顯示字符信息的顯示部分時，如可移動的信息終端，尤其是汽車語音系統(tǒng)的移動電話，通過設置非發(fā)射部分作為背景及在發(fā)射部分形成字符信息，以驅動它這是最佳的。
圖20A是便攜式移動電話，包含主機2601，音頻輸出部分2602，音頻輸入部分2603，顯示部分2604，操作開關2605以天線部分2606。本發(fā)明的EL顯示裝置能用在顯示部分2604中。注意，通過在顯示部分2604中在黑背景下顯示白色字符，手提電話的能耗能減低。
圖20B是一種車載音頻系統(tǒng)(汽車音響系統(tǒng))，其包含有主機2701，顯示部分2702，及操作開關2703和2704。本發(fā)明的EL顯示裝置能用于顯示部分2702中。而且，在實施例17中展示有車載音響系統(tǒng)，但桌面型音響系統(tǒng)也可采用。注意，通過在顯示部分2702中的黑色背景下顯示白色字符，能降低能耗。
本發(fā)明的應用范圍是極廣泛的，且把本發(fā)明應用到所有領域的電子裝置中是可能的。而且，實施例17中的電子裝置能通過采用實施例1到16的任一構造得以實現(xiàn)。
通過采用本發(fā)明，有可能形成這樣的象素，其中在同一個基片上形成有的多個TFT，這些TFT具有與各種相應元件所需的要求相適應的最佳性能。且有源矩陣型EL顯示裝置的工作性能和可靠性能極大地增加。
而且，通過把這種形式的EL顯示器作為顯示器，使生產(chǎn)采用本發(fā)明的產(chǎn)品(電子設備)具有好的圖像質量和持續(xù)性(高可靠性)成為可能。
權利要求
1.一種半導體裝置，包括第一基片；在所述第一基片上的EL元件；以及在所述EL元件上的第二基片，其中，所述第二基片通過粘合劑連接到所述第一基片，其中，與所述第一基片相對的所述第二基片包括在第一區(qū)域處的第一厚度和在第二區(qū)域處的第二厚度，所述第一區(qū)域利用粘合劑粘附，以及所述第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域內側，并且相對于所述第一區(qū)域被壓低。
2.如權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述第一基片是塑料基片。
3.如權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述第二基片包括有機樹脂。
4.如權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述EL元件包括含有機EL材料的EL層。
5.如權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述EL元件包括含無機EL材料的EL層。
6.如權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述裝置還包括電連接到所述EL元件的、在所述第一基片上的薄膜晶體管；電連接到所述薄膜晶體管的電極。
7.如權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述半導體裝置被結合到從包括攝像機、數(shù)字相機、眼鏡型顯示器、車載導航系統(tǒng)、個人計算機、移動計算機、移動電話、電子書和圖像重放裝置的組中選擇的一種電子設備中。
8.一種半導體裝置，包括第一玻璃基片；在所述第一基片上的EL元件；以及在所述EL元件上的第二玻璃基片，其中，所述第二玻璃基片通過粘合劑連接到所述第一基片，其中，與所述第一基片相對的所述第二玻璃基片包括在第一區(qū)域處的第一厚度和在第二區(qū)域處的第二厚度，所述第一區(qū)域利用粘合劑粘附，以及所述第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域內側，并且相對于所述第一區(qū)域被壓低。
9.如權利要求8所述的半導體裝置，其中，所述EL元件包括含有機EL材料的EL層。
10.如權利要求8所述的半導體裝置，其中，所述EL元件包括含無機EL材料的EL層。
11.如權利要求8所述的半導體裝置，其中，所述半導體裝置被結合到從包括攝像機、數(shù)字相機、眼鏡型顯示器、車載導航系統(tǒng)、個人計算機、移動計算機、移動電話、電子書和圖像重放裝置的組中選擇的一種電子設備中。
12.一種半導體裝置，包括第一玻璃基片；在所述第一基片上的EL元件；在所述EL元件上的第二玻璃基片，設在所述EL元件和所述第二基片之間的干燥劑，其中，所述第二玻璃基片通過粘合劑連接到所述第一玻璃基片，其中，與所述第一玻璃基片相對的所述第二玻璃基片包括在第一區(qū)域處的第一厚度和在第二區(qū)域處的第二厚度，所述第一區(qū)域利用粘合劑粘附，以及所述第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域內側，并且相對于所述第一區(qū)域被壓低。
13.如權利要求12所述的半導體裝置，其中，所述干燥劑包括鋇氧化物。
14.如權利要求12所述的半導體裝置，其中，含所述EL元件的像素部分被所述干燥劑包圍。
15.如權利要求12所述的半導體裝置，其中，所述EL元件包括含有機EL材料的EL層。
16.如權利要求12所述的半導體裝置，其中，所述EL元件包括含無機EL材料的EL層。
17.如權利要求12所述的半導體裝置，其中，所述半導體裝置被結合到從包括攝像機、數(shù)字相機、眼鏡型顯示器、車載導航系統(tǒng)、個人計算機、移動計算機、移動電話、電子書和圖像重放裝置的組中選擇的一種電子設備中。
18.一種半導體裝置，包括第一玻璃基片；在所述第一玻璃基片上的EL元件，所述EL元件包括第一電極、第二電極和在所述第一和第二電極之間的EL層；以及在所述EL元件上的第二玻璃基片，其中，所述第二玻璃基片通過粘合劑連接到所述第一基片，其中，與所述第一玻璃基片相對的所述第二玻璃基片包括在第一區(qū)域處的第一厚度和在第二區(qū)域處的第二厚度，所述第一區(qū)域利用粘合劑粘附，以及所述第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域內側，并且相對于所述第一區(qū)域被壓低，其中，所述第一電極包括一個透明導電膜。
19.如權利要求18所述的半導體裝置，其中，所述EL元件包括含有機EL材料的EL層。
20.如權利要求18所述的半導體裝置，其中，所述EL元件包括含無機EL材料的EL層。
21.如權利要求18所述的半導體裝置，其中，所述半導體裝置被結合到從包括攝像機、數(shù)字相機、眼鏡型顯示器、車載導航系統(tǒng)、個人計算機、移動計算機、移動電話、電子書和圖像重放裝置的組中選擇的一種電子設備中。
22.一種車載音頻系統(tǒng)，包括顯示裝置，所述顯示裝置包括下列部件第一基片；在所述第一基片上的EL元件；以及在所述EL元件上的第二基片，其中，所述第二基片通過粘合劑連接到所述第一基片，其中，與所述第一基片相對的所述第二基片包括在第一區(qū)域處的第一厚度和在第二區(qū)域處的第二厚度，所述第一區(qū)域利用粘合劑粘附，以及所述第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域內側，并且相對于所述第一區(qū)域被壓低。
23.如權利要求22所述的車載音頻系統(tǒng)，其中，所述第一基片是塑料基片。
24.如權利要求22所述的車載音頻系統(tǒng)，其中，所述第二基片包括有機樹脂。
25.如權利要求22所述的車載音頻系統(tǒng)，其中，所述EL元件包括含有機EL材料的EL層。
26.如權利要求22所述的車載音頻系統(tǒng)，其中，所述EL元件包括含無機EL材料的EL層。
27.一種車載音頻系統(tǒng)，包括顯示裝置，所述顯示裝置包括下列部件第一玻璃基片；在所述第一基片上的EL元件；以及在所述EL元件上的第二玻璃基片，其中，所述第二玻璃基片通過粘合劑連接到所述第一玻璃基片，其中，與所述第一玻璃基片相對的所述第二玻璃基片包括在第一區(qū)域處的第一厚度和在第二區(qū)域處的第二厚度，所述第一區(qū)域利用粘合劑粘附，以及所述第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域內側，并且相對于所述第一區(qū)域被壓低。
28.如權利要求27所述的車載音頻系統(tǒng)，其中，所述EL元件包括含有機EL材料的EL層。
29.如權利要求27所述的車載音頻系統(tǒng)，其中，所述EL元件包括含無機EL材料的EL層。
30.一種車載音頻系統(tǒng)，包括顯示裝置，所述顯示裝置包括下列部件第一玻璃基片；在所述第一基片上的EL元件；在所述EL元件上的第二玻璃基片；以及設在所述EL元件和所述第二玻璃基片之間的干燥劑，其中，所述第二玻璃基片通過粘合劑連接到所述第一玻璃基片，其中，與所述第一玻璃基片相對的所述第二玻璃基片包括在第一區(qū)域處的第一厚度和在第二區(qū)域處的第二厚度，所述第一區(qū)域利用粘合劑粘附，以及所述第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域內側，并且相對于所述第一區(qū)域被壓低。
31.如權利要求30所述的車載音頻系統(tǒng)，其中，所述干燥劑包括鋇氧化物。
32.如權利要求30所述的車載音頻系統(tǒng)，其中，含所述EL元件的像素部分被所述干燥劑包圍。
33.如權利要求30所述的車載音頻系統(tǒng)，其中，所述EL元件包括含有機EL材料的EL層。
34.如權利要求30所述的車載音頻系統(tǒng)，其中，所述EL元件包括含無機EL材料的EL層。
35.一種車載音頻系統(tǒng)，包括顯示裝置，所述顯示裝置包括下列部件第一玻璃基片；在所述第一玻璃基片上的EL元件，所述EL元件包括第一電極、第二電極和在所述第一和第二電極之間的EL層；以及在所述EL元件上的第二玻璃基片，其中，所述第二玻璃基片通過粘合劑連接到所述第一玻璃基片，其中，與所述第一玻璃基片相對的所述第二玻璃基片包括在第一區(qū)域處的第一厚度和在第二區(qū)域處的第二厚度，所述第一區(qū)域利用粘合劑粘附，以及所述第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域內側，并且相對于所述第一區(qū)域被壓低，其中，所述第一電極包括一個透明導電膜。
36.如權利要求35所述的車載音頻系統(tǒng)，其中，所述EL元件包括含有機EL材料的EL層。
37.如權利要求35所述的車載音頻系統(tǒng)，其中，所述EL元件包括含無機EL材料的EL層。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種具有高工作性能和可靠性的EL顯示裝置。開關TFT(201)形成在具有多柵極結構的像素中，多柵極結構是一種把重要性關注在減少關斷電流值的結構。而且，電流控制TFT(202)具有比開關TFT更寬的溝道寬度，以制成適合于電流流動的結構。此外，形成有電流控制TFT(202)的LDD區(qū)域(33)以便重疊一柵極(35)的一部分，從而制成一種關注于防止熱載波信號注入和降低關斷電流值的結構。
文檔編號H01L51/52GK1874026SQ20061009971
公開日2006年12月6日 申請日期2000年6月3日 優(yōu)先權日1999年6月4日
發(fā)明者山崎舜平, 小山潤, 山本一宇, 小沼利光 申請人:株式會社半導體能源研究所