專利名稱：電光器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及由通過(guò)在基板的表面上制造半導(dǎo)體元件(使用半導(dǎo)體的元件，通常為晶體管)形成的EL(電致發(fā)光)顯示器件代表的電光器件，以及包括電光器件作為顯示的電子裝置(電子設(shè)備)。本發(fā)明特別涉及這種電光器件的制造方法。
背景技術(shù)：
近些年來(lái)，在基板上形成薄膜晶體管(下文稱做“TFT”)的技術(shù)已有了顯著的進(jìn)展，并且對(duì)有源矩陣型顯示器件進(jìn)行了應(yīng)用和開(kāi)發(fā)。特別是，由于使用多晶硅膜的TFT的場(chǎng)效應(yīng)遷移率高于使用非晶硅膜的常規(guī)TFT，因此可以進(jìn)行高速操作。由此，可以通過(guò)在與像素相同的基板上形成的驅(qū)動(dòng)電路控制像素，通常通過(guò)基板外部的驅(qū)動(dòng)電路控制像素。
由于通過(guò)在相同的基板上形成各種電路和元件可以得到如降低制造成本、顯示器件小型化、增加成品率以及減少生產(chǎn)量等的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在已開(kāi)始關(guān)注這種有源矩陣型顯示器件。
在有源矩陣型EL顯示器件中，每個(gè)像素提供有由TFT制成的開(kāi)關(guān)元件，通過(guò)開(kāi)關(guān)元件操作控制電流的驅(qū)動(dòng)元件，由此使EL層(發(fā)光層)發(fā)光。例如，在U.S.專利No.5,684,365(參見(jiàn)日本專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開(kāi)No.平8-234683)或日本專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開(kāi)No.平10-189252中公開(kāi)了一種EL顯示器件。
對(duì)于EL層的形成方法，現(xiàn)已提出了各種方法。例如，真空蒸發(fā)法、濺射法、旋涂法、輥涂法、澆鑄法、LB法、離子鍍敷法、浸漬法、噴墨法等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是降低EL層的制造成本，提供一種便宜的EL顯示器件。本發(fā)明的另一目的是降低包括作為顯示的EL顯示器件的電子器件(電子設(shè)備)的制造成本。
為了獲得以上目的，本發(fā)明的特征在于通過(guò)使用分送器的涂敷步驟(涂敷方法)形成EL層(特別是發(fā)光層)。


圖1A到1C示出了介紹使用本發(fā)明的分送器的涂敷步驟；圖2示出了本發(fā)明的EL顯示器件的像素部分的剖面結(jié)構(gòu)圖；圖3A和3B示出了本發(fā)明的EL顯示器件的像素部分的上部結(jié)構(gòu)及電路結(jié)構(gòu)；圖4A-4E示出了實(shí)施例1的有源矩陣型EL顯示器件的制造方法；圖5A-5D示出了實(shí)施例1的有源矩陣型EL顯示器件的制造方法；圖6A-6C示出了實(shí)施例1的有源矩陣型EL顯示器件的制造方法；圖7示出了實(shí)施例1的EL組件的外觀；圖8示出了實(shí)施例1的EL顯示器件的電路框結(jié)構(gòu)；圖9為本發(fā)明的EL顯示器件的像素部分的放大圖；圖10示出了實(shí)施例1的EL顯示器件的采樣電路的元件結(jié)構(gòu)圖；圖11A和11B示出了實(shí)施例1的EL組件的俯視圖和剖面圖；圖12A-12C示出了實(shí)施例1的接觸結(jié)構(gòu)的制造步驟；圖13示出了實(shí)施例2的EL顯示器件的像素部分的結(jié)構(gòu)圖；圖14示出了實(shí)施例3的EL顯示器件的像素部分的剖面結(jié)構(gòu)；圖15示出了實(shí)施例7的EL顯示器件的電路框結(jié)構(gòu)；圖16A到16F示出了實(shí)施例10的電子器件的各實(shí)例。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考圖1A到1C介紹本發(fā)明。
圖1A示出了在本發(fā)明中使用的分送器的一部分。在圖1A到1C中，參考數(shù)字110表示基板，像素部分111、數(shù)據(jù)側(cè)(源極側(cè))驅(qū)動(dòng)電路112以及柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路113形成在基板110的表面上，它們分別由薄膜晶體管(下文稱做TFT)制成。順便提及，本發(fā)明也適用于晶體管形成在硅基板表面上的情況。
參考數(shù)字114表示EL材料和溶劑的混合物(下文稱做EL形成材料)；115為EL形成材料114的涂敷表面。順便提及，這里的EL材料為熒光有機(jī)化合物，是指通常稱做空穴注入層、空穴輸運(yùn)層、發(fā)光層、電子輸運(yùn)層或電子注入層的有機(jī)化合物。
如圖1A所示，將分送器的出料口加工成線形，可以得到由115表示的涂敷表面。通過(guò)在箭頭的方向移動(dòng)像素部分111上的分送器，涂敷表面115在箭頭方向移動(dòng)。此時(shí)，希望涂敷表面的縱向長(zhǎng)度為通過(guò)一次運(yùn)動(dòng)可以覆蓋像素部分的整個(gè)區(qū)域的長(zhǎng)度。
這里，雖然對(duì)出料口為線形的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但它也可以為點(diǎn)形(點(diǎn)形)。當(dāng)然不必說(shuō)當(dāng)涂敷整個(gè)表面時(shí)，線形地涂敷EL材料更快，當(dāng)涂敷每個(gè)像素(當(dāng)涂敷一個(gè)點(diǎn)時(shí))，出料口必須為點(diǎn)形。雖然與線形涂敷相比點(diǎn)涂敷有生產(chǎn)量低的缺點(diǎn)，但當(dāng)形成各像素的不同EL層時(shí)它很有效(例如，當(dāng)單獨(dú)地形成分別對(duì)應(yīng)于RGB的各EL層時(shí))。
圖1B示出了從側(cè)面看到的圖1A的涂敷步驟的狀態(tài)。固定到分送器116的注射器117的端部部分(噴嘴)118變?yōu)镋L形成材料114的排料部分。噴嘴在箭頭方向移動(dòng)。
圖1C為圖1B的119代表區(qū)域(涂敷表面)的放大圖。提供在基板110上的像素部分111包括多個(gè)TFT120和像素電極121。如氮?dú)獾鹊牟换顫姎怏w由內(nèi)部吹入注射器117內(nèi)，EL形成材料114通過(guò)壓力從噴嘴118排出。此時(shí)，利用反射光的傳感器固定到注射器117的端部附近，進(jìn)行調(diào)節(jié)使施加表面和噴嘴的端部之間的距離總是保持不變。
線形地涂敷由噴嘴118排出的EL形成材料114以覆蓋像素電極121。涂敷EL形成材料114之后，在真空中進(jìn)行熱處理，以便蒸發(fā)含在EL形成材料114中的溶劑，保留EL材料。以此方式形成EL材料。由此需要使用在低于EL材料的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)換溫度(Tg)的溫度下蒸發(fā)的溶劑。此外，通過(guò)EL形成材料的粘度確定最后形成的EL層的厚度。此時(shí)，通過(guò)選擇溶劑調(diào)節(jié)粘度，優(yōu)選粘度為10到50cp(優(yōu)選20到30cp)。
如果在EL形成材料114中存在可以為晶體核的許多雜質(zhì)，那么蒸發(fā)溶劑時(shí)EL材料晶化的可能性變高。由于EL材料晶化時(shí)發(fā)光效率降低，因此不可取。希望盡可能地防止EL形成材料含有雜質(zhì)。
為了降低雜質(zhì)，雖然凈化溶劑時(shí)、凈化EL材料時(shí)或溶劑與EL材料混合時(shí)的最大程度凈化環(huán)境很重要，但也需要注意如圖1B所示用分送器涂敷EL形成材料時(shí)的氣氛。具體地，希望用安裝在由如氮?dú)獾鹊牟换顫姎怏w填充的清潔室中的分送器進(jìn)行EL形成材料的涂敷步驟。
順便提及，雖然以有源矩陣型EL顯示器件為例進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明同樣適用于無(wú)源矩陣型(簡(jiǎn)單矩陣型)EL顯示器件。
下面參考圖2及圖3A和3B說(shuō)明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方式。圖2示出了本發(fā)明的EL顯示器件的像素部分的剖面圖，圖3A為它的俯視圖，圖3B示出了它的電路結(jié)構(gòu)圖。實(shí)際上，多個(gè)像素以矩陣形排列，由此形成像素部分(圖像顯示部分)，順便提及，圖2為沿圖3A的線A-A’截取的剖面圖。由此，由于在圖2和圖3A中使用了共同的標(biāo)記，因此可以適當(dāng)?shù)貐⒖純蓚€(gè)圖。此外，雖然圖3的俯視圖示出了兩個(gè)像素，但兩者具有相同的結(jié)構(gòu)。
在圖2中，參考數(shù)字11表示基板；12為變?yōu)榈淄繉拥慕^緣膜(下文稱做底膜)?？梢允褂貌ＡЩ濉⒉Ａ沾苫?、石英基板、硅基板、陶瓷基板、金屬基板、或塑料基板(也包括塑料膜)作為基板11。
雖然使用含有可移動(dòng)離子的基板或具有導(dǎo)電性的基板時(shí)底膜12特別有效，但在石英基板上不需要提供該膜。作為底膜12，可以使用含硅的絕緣膜。順便提及，在本說(shuō)明書中，“含硅的絕緣膜”是指含有預(yù)定比例的硅、氧和氮的絕緣膜，例如氧化硅膜、氮化硅膜、或氮氧化硅膜(表示為SiOxNy)。
為了防止TFT退化或EL元件退化，通過(guò)使底膜12具有散熱的作用可以有效地散發(fā)TFT產(chǎn)生的熱。為了使底膜有散熱作用，可以使用任何公知的材料。
這里，在像素中形成兩個(gè)TFT。參考數(shù)字201表示TFT(下文稱做開(kāi)關(guān)TFT)作為開(kāi)關(guān)元件，202表示TFT(下文稱做電流控制TFT)作為電流控制元件，控制流到EL元件的電流量。每個(gè)TFT都由n溝道TFT形成。
由于n溝道TFT的場(chǎng)效應(yīng)遷移率大于p溝道TFT的場(chǎng)效應(yīng)遷移率，因此它的操作速度很高，并且容易流動(dòng)大電流。當(dāng)流動(dòng)相同量的電流時(shí)，n溝道TFT的TFT尺寸可以制得較小。由此由于顯示部分的有效面積變寬，因此優(yōu)選使用n溝道TFT作為電流控制TFT。
p溝道TFT的優(yōu)點(diǎn)為熱載流子注入不成問(wèn)題然而截止電流很低，現(xiàn)在已有它用做開(kāi)關(guān)TFT的例子和做電流控制TFT的報(bào)道。然而，本發(fā)明的特征還在于通過(guò)制造將LDD區(qū)的位置制得不同的結(jié)構(gòu)，即使在n溝道TFT中也可以解決熱載流子注入和截止電流的問(wèn)題，像素中的所有TFT都制成n溝道TFT。
然而，在本發(fā)明中，不需要將開(kāi)關(guān)TFT和電流控制的TFT限制為n溝道TFT，這兩種或其中一種TFT可以使用p溝道TFT。
開(kāi)關(guān)TFT201包括源區(qū)13、漏區(qū)14、LDD區(qū)15a到15d、包括高濃度雜質(zhì)區(qū)16和溝道形成區(qū)17a和17b的有源區(qū)、柵絕緣膜18、柵電極19a和19b、第一層間絕緣膜20、源極布線21以及漏極布線22。
此外，如圖3A所示，柵電極19a和19為雙柵極結(jié)構(gòu)，其中它們通過(guò)另一材料(阻值低于柵電極19a和19b的材料)形成的柵極布線211電連接。當(dāng)然，除了雙柵極結(jié)構(gòu)之外，也可以采用如三柵極結(jié)構(gòu)等所謂的多柵極結(jié)構(gòu)(包括具有兩個(gè)或多個(gè)相互串聯(lián)連接的溝道形成區(qū)的有源層的結(jié)構(gòu))。在減小截止電流方面多柵極結(jié)構(gòu)非常有效，在本發(fā)明中，像素的開(kāi)關(guān)TFT201制成多柵極結(jié)構(gòu)，由此實(shí)現(xiàn)具有低截止電流的開(kāi)關(guān)元件。
有源層由含有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜形成。即，可以使用單晶半導(dǎo)體膜，或使用多晶半導(dǎo)體膜或微晶半導(dǎo)體膜。柵絕緣膜18可以由含有硅的絕緣膜形成。此外，可以使用任何導(dǎo)電膜作為柵電極、源極布線或漏極布線。
此外，在開(kāi)關(guān)TFT201中，形成LDD區(qū)15a到15d不與柵電極19a和19b重疊，柵絕緣膜18置于LDD區(qū)和柵電極之間。對(duì)于減小截止電流值，這種結(jié)構(gòu)很有效。
順便提及，非常重要的是在溝道形成區(qū)和LDD區(qū)之間提供偏置區(qū)(由具有與溝道形成區(qū)相同成分的半導(dǎo)體層形成，并且沒(méi)有施加?xùn)艠O電壓)，以減小截止電流值。當(dāng)為具有兩個(gè)或多個(gè)柵電極的多柵極結(jié)構(gòu)時(shí)，在溝道形成區(qū)之間形成高濃度的雜質(zhì)區(qū)可以有效地減小截止電流值。
如上所述，通過(guò)使用多柵極結(jié)構(gòu)的TFT作為像素的開(kāi)關(guān)元件201，可以實(shí)現(xiàn)具有相當(dāng)?shù)徒刂闺娏髦档拈_(kāi)關(guān)元件。由此，即使沒(méi)有提供日本專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開(kāi)No.平10-189252的圖2所示的電容器，電流控制的TFT的柵極電壓也能保持足夠的時(shí)間(選擇的點(diǎn)和下一選擇點(diǎn)之間的間隔)。
即，可以除去通常為使有效的發(fā)光區(qū)變窄的一個(gè)因素的電容器，并且可以使有效的發(fā)光區(qū)變寬。這意味著EL顯示器件的圖像質(zhì)量更明亮。
接下來(lái)，電流控制的TFT202包括源區(qū)31、漏區(qū)32、包括LDD區(qū)33和溝道形成區(qū)34的有源層、柵絕緣膜18、柵電極35、第一層間絕緣膜20、源極布線36以及漏極布線37。雖然柵電極35為單柵極結(jié)構(gòu)，但也可以采用多柵極結(jié)構(gòu)。
如圖3A和3B所示，開(kāi)關(guān)TFT的漏連接到電流控制TFT的柵極。具體地，電流控制TFT的柵電極35通過(guò)漏極布線(稱做連接布線)22電連接到開(kāi)關(guān)TFT201的漏區(qū)14。源極布線36連接到電流源線212。
雖然電流控制TFT202為控制注入到EL元件203的電流量的元件，但是就EL元件的退化而言，不希望提供大量的電流。由此，為了防止過(guò)量的電流流到電流控制TFT202，優(yōu)選將溝道長(zhǎng)度(L)設(shè)計(jì)得相當(dāng)長(zhǎng)。優(yōu)選設(shè)計(jì)為電流為每像素0.5到2μA(優(yōu)選1到1.5μA)。
鑒于以上所述，如圖9所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)TFT的溝道長(zhǎng)度為L(zhǎng)1(L1＝L1a+L1b)，溝道寬度為W1，電流控制TFT202的溝道長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，溝道寬度為W2，優(yōu)選W1為0.1到5μm(通常為0.5到2μm)，W2為0.5到10μm(通常為2到5μm)。此外，優(yōu)選L1制成0.2到18μm(通常為2到15μm)，L2制成1到50μm(通常為10到30μm)。然而，本發(fā)明不限于以上的數(shù)值。
通過(guò)選擇這些數(shù)值的范圍，從具有VGA級(jí)的像素?cái)?shù)(640×480)的EL顯示器件到高清晰度的像素?cái)?shù)(1920×1080或1280×1024)的EL顯示器件，可以覆蓋所有的標(biāo)準(zhǔn)。
此外，適當(dāng)?shù)氖窃陂_(kāi)關(guān)TFT201中形成的LDD區(qū)的長(zhǎng)度(寬度)制成0.5到3.5μm，通常為2.0到2.5μm。
此外，顯示在圖2中的EL顯示器件的特征還在于在電流控制TFT202中，LDD區(qū)33提供在漏極區(qū)32和溝道形成區(qū)34之間，LDD區(qū)33包括與柵電極35和插在其間的柵絕緣膜18的重疊的區(qū)域和未重疊的區(qū)域。
電流控制TFT202提供使EL元件204發(fā)光的電流，并控制提供量以分級(jí)顯示。由此，需要采取措施對(duì)付由熱載流子注入造成的退化，以便即使提供電流也不會(huì)發(fā)生退化。當(dāng)顯示黑色時(shí)，雖然電流控制TFT202截止，此時(shí)如果截止電流很高，那么不可能顯示清晰的黑色，使對(duì)比度降低等。由此，也需要抑制截止電流值。
對(duì)于由熱載流子注入造成的退化，現(xiàn)已知LDD區(qū)與柵電極重疊的結(jié)構(gòu)很有效。然而，如果整個(gè)LDD區(qū)制成與柵電極重疊，那么截止電流值增加。由此，本申請(qǐng)人發(fā)明了一種將不與柵電極重疊的LDD區(qū)串聯(lián)的新結(jié)構(gòu)，由此同時(shí)解決了熱載流子措施的問(wèn)題和截止電流值措施的問(wèn)題。
此時(shí)，適當(dāng)?shù)氖菍⑴c柵電極重疊的LDD區(qū)的長(zhǎng)度制成0.1到3μm(優(yōu)選0.3到1.5μm)。如果長(zhǎng)度太長(zhǎng)，那么寄生電容變大，如果太短，那么防止熱載流子的效果減弱。此外，適當(dāng)?shù)氖遣慌c柵電極重疊的LDD區(qū)的長(zhǎng)度制成1.0到3.5μm(優(yōu)選1.5到2.0μm)。如果長(zhǎng)度太長(zhǎng)，那么不可能使足夠的電流流動(dòng)，如果太短，那么會(huì)使降低截止電流值的效果變?nèi)酢?br> 在以上結(jié)構(gòu)中，在柵電極與LDD區(qū)相互重疊的區(qū)域中形成寄生電容。由此，優(yōu)選在源極區(qū)31和溝道形成區(qū)34之間不提供所述區(qū)域。在電流控制TFT中，由于載流子(這里為電子)的流動(dòng)方向總是相同，如果LDD區(qū)僅提供在漏區(qū)一側(cè)那么已足夠。
然而，當(dāng)電流控制TFT202的驅(qū)動(dòng)電壓(施加在源區(qū)和漏區(qū)之間的電壓)變?yōu)?0V以下時(shí)，熱載流子注入基本不成問(wèn)題，因此也可以省略LDD區(qū)33。那樣的話，有源層由源區(qū)31、漏區(qū)32以及溝道形成區(qū)34形成。
從增加流動(dòng)的電流量的觀點(diǎn)來(lái)看，增加電流控制TFT202的有源層(特別是溝道形成區(qū))的膜厚度(優(yōu)選50到100nm，最好60到80nm)也很有效。相反，對(duì)于開(kāi)關(guān)TFT210，從降低截止電流值的觀點(diǎn)來(lái)看，減少有源層(特別是溝道形成區(qū))的膜厚度(優(yōu)選20到50nm，最好25到40nm)也很有效。
接下來(lái)，參考數(shù)字41代表第一鈍化膜，適當(dāng)?shù)氖悄ず裰瞥?0nm到1μm(優(yōu)選200到500nm)。對(duì)于該材料，可以使用含有硅的絕緣膜(特別優(yōu)選氮氧化硅膜或氮化硅膜)。所述鈍化膜41具有保護(hù)形成的TFT不受堿金屬或濕氣影響的作用。在最后提供在TFT上的EL層中，含有如鈉等的堿金屬。即，第一鈍化膜41也作為防止堿金屬(可移動(dòng)離子)進(jìn)入TFT一側(cè)的保護(hù)膜。
使第一鈍化膜41具有熱輻射作用也可以有效地防止引起EL層的熱退化。然而，在圖2結(jié)構(gòu)的EL顯示器件中，由于光輻射到基板11一側(cè)，因此需要第一鈍化膜41透明。當(dāng)使用有機(jī)材料作為EL層時(shí)，由于與氧結(jié)合導(dǎo)致退化，因此需要不使用容易發(fā)出氧的的絕緣膜。
對(duì)于防止堿金屬滲透并具有熱輻射效果的透明材料，可列舉的絕緣膜含有選自B(硼)、C(碳)和N(氮)中的至少一種元素，以及選自Al(鋁)、Si(硅)和P(磷)中的至少一種元素。例如，可以使用由氮化鋁(AlxNy)代表的鋁的氮化物、由碳化硅(SixCy)代表的硅的碳化物、由氮化硅(SixNy)代表的硅的氮化物、由氮化硼(BxNy)代表的硼的氮化物、或由磷化硼(BxPy)代表的硼的磷化物。由氧化鋁(AlxOy)代表的鋁的氧化物透明度很優(yōu)異，它的熱導(dǎo)率為20Wm-1K-1，所以它可以是所述優(yōu)選材料中的一種。這些材料不僅具有以上的效果，也具有防止?jié)駳鉂B透的效果。順便提及，在以上的透明材料中，x和y分別為任意的整數(shù)。
順便提及，也可以將以上的化合物與其它的元素組合。例如，也可以使用通過(guò)將氮添加到氧化鋁得到的AlNxOy表示的氮氧化鋁。所述材料除散熱效果之外還具有防止?jié)駳饣驂A金屬滲透的效果。順便提及，在以上的鋁氮氧化物中，x和y分別為任意的整數(shù)。
此外，可以使用在日本專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開(kāi)No.昭62-90260中公開(kāi)的材料。即，也可以使用含有以下元素的絕緣膜Al、N、O或M(M為至少一種地球稀有元素，優(yōu)選選自Ce(鈰)、Yb(鐿)、Sm(釤)、Er(鉺)、Y(釔)、La(鑭)、Gd(釓)、Dy(鏑)以及Nd(釹)中的一種至少一種元素)。這些材料除熱輻射效果以外也具有防止?jié)駳饣驂A金屬滲透的效果。
此外，也可以使用含有至少一種金剛石薄膜或非晶碳膜(特別是特性接近于金剛石稱做類金剛石碳等的膜)。它們有很高的導(dǎo)熱性，作為熱輻射層很有效。然而，由于當(dāng)厚度變大時(shí)膜變?yōu)樽厣⑶宜耐该鞫冉档?，因此?yōu)選使用最小可能的厚度(優(yōu)選5到100nm)的膜。
順便提及，由于第一鈍化膜41的主要目的是保護(hù)TFT不受堿金屬或濕氣影響，因此膜必須不會(huì)破壞所述效果。由此，雖然可以單獨(dú)使用由具有以上散熱效果的材料制成的薄膜，但是疊置可以防止堿金屬或濕氣滲透的薄膜和絕緣膜(通常為氮化硅膜(SixNy)或氮氧化硅(SiNxOy))。順便提及，在氮化硅膜或氮氧化硅中，x和y分別為任意的整數(shù)。
第二層間絕緣膜(可以稱做平整膜)44形成在第一鈍化膜41上，由此覆蓋各TFT，從而平坦了由TFT形成的臺(tái)階部分。對(duì)于第二層間絕緣膜44，優(yōu)選有機(jī)樹(shù)脂膜，合適的是可以使用聚酰亞胺、聚酰胺、丙烯酸、BCB(苯并環(huán)丁烯)等。當(dāng)然，只要可以制得足夠平坦，就可以使用無(wú)機(jī)膜。
重要的是通過(guò)第二層間絕緣膜44可以平坦由TFT造成的臺(tái)階部分。由于之后形成的EL層很薄，當(dāng)存在臺(tái)階部分時(shí)發(fā)生發(fā)光較差的情況。由此希望在形成像素電極之前進(jìn)行平坦以便在盡可能平坦的表面上形成EL層。
參考數(shù)字45表示第二鈍化膜，具有阻止由EL元件擴(kuò)散出堿金屬的重要功能。適當(dāng)?shù)氖悄ず穸戎瞥?nm到1μm(通常20到300nm)。使用能夠阻止堿金屬滲透的絕緣膜作為第二鈍化膜45。對(duì)于該材料，可以使用第一鈍化膜形成的材料。
第二鈍化膜45也可以作為熱輻射層，散發(fā)EL元件中產(chǎn)生的熱，并用于防止熱存儲(chǔ)在EL元件中。當(dāng)?shù)诙^緣膜44為有機(jī)樹(shù)脂膜時(shí)，由于它對(duì)熱不敏感，因此第二鈍化膜可以防止EL元件中產(chǎn)生的熱對(duì)第二層間絕緣膜44有壞的影響。
如上所述，雖然當(dāng)制造EL顯示器件時(shí)用有機(jī)樹(shù)脂膜平坦TFT很有效，但常規(guī)的結(jié)構(gòu)都沒(méi)有考慮由于EL元件中產(chǎn)生的熱引起的有機(jī)樹(shù)脂膜的退化的問(wèn)題。在本發(fā)明中，通過(guò)提供可以為所述結(jié)構(gòu)中的一種的第二鈍化膜45可以解決以上問(wèn)題。
第二鈍化膜45可以防止由于熱造成的退化，也可以作為保護(hù)膜防止EL層中的堿金屬擴(kuò)散到TFT一側(cè)，此外，也可以作為保護(hù)層防止?jié)駳饣蜓鯊腡FT一側(cè)滲透到EL層一側(cè)。
參考數(shù)字46代表由透明導(dǎo)電膜制成的像素電極(EL元件的陽(yáng)極)。穿過(guò)第二鈍化膜45、第二層間絕緣膜44以及第一鈍化膜41形成接觸孔(開(kāi)口)之后，在開(kāi)口部分形成電極與電流控制TFT202的漏極布線37相連。
接下來(lái)，使用分送器通過(guò)涂敷步驟形成EL層(嚴(yán)格地說(shuō)，EL層與像素電極接觸)47。雖然EL層47用做單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)，但在許多情況中它用做疊層結(jié)構(gòu)。然而，當(dāng)疊置時(shí)，希望結(jié)合涂敷法和汽相生長(zhǎng)(特別優(yōu)選蒸發(fā)法)。在涂敷法中，由于溶劑和EL材料混合并涂敷，如果底涂層包括有機(jī)材料，恐怕會(huì)發(fā)生再次溶解。
由此，優(yōu)選在EL層47中，使用分送器通過(guò)涂敷步驟形成與像素電極直接接觸的層，此后，通過(guò)汽相生長(zhǎng)形成該層。當(dāng)然，如果使用下層的EL材料不會(huì)溶解的溶劑進(jìn)行涂敷，那么通過(guò)分送器可以形成所有的層。對(duì)于與像素電極直接接觸的層，雖然可以為空穴注入層、空穴輸運(yùn)層或發(fā)光層，但可使用本發(fā)明形成任何層。
在本發(fā)明中，由于使用分送器的涂敷法用做形成EL層的方法，因此優(yōu)選使用聚合材料作為EL材料。對(duì)于典型的聚合材料，可以列舉出如聚對(duì)苯撐亞乙烯(PPV)、聚乙烯咔唑(PVK)或聚螢烷等的高分子材料。
為了使用分送器通過(guò)涂敷步驟形成由聚合材料制成的空穴注入層、空穴傳送層或發(fā)光層，在聚合物的前體狀態(tài)進(jìn)行涂敷，然后在真空中加熱并轉(zhuǎn)換為由聚合材料制成的EL材料。通過(guò)蒸發(fā)等方法在其上疊置需要的EL材料，由此形成疊置型EL層。
具體地，對(duì)于空穴傳送層，優(yōu)選使用聚四氫化苯硫基亞苯基(ploytetrahydrothiophenylphenylene)作為前體，并通過(guò)加熱轉(zhuǎn)換為聚亞苯基1，2亞乙烯基(polyphenylene vinylene)。適當(dāng)?shù)氖菍⒛ず穸戎瞥?0到100nm(優(yōu)選40到80nm)。對(duì)于發(fā)光層，優(yōu)選使用氰基聚亞苯基1，2亞乙烯基(cyanopolyphenylene vinylene)作為紅光發(fā)射層，使用聚亞苯基1，2亞乙烯基作為綠光發(fā)射層，聚亞苯基1，2亞乙烯基或聚烷基苯撐(polyalkylphenylene)作為藍(lán)光發(fā)射層。適當(dāng)?shù)氖菍⒛ず穸戎瞥?0到150nm(優(yōu)選40到100nm)。
在像素電極和其上形成的EL材料之間形成銅酞菁作為緩沖層。
然而，以上的例子僅為用做本發(fā)明的EL材料的有機(jī)EL材料的例子，本發(fā)明并不限于這些。在本發(fā)明中，通過(guò)分送器施加溶劑，蒸發(fā)和除去溶劑，從而形成EL層。由此，只要在不超過(guò)EL層的玻璃轉(zhuǎn)變溫度的溫度下進(jìn)行溶劑的蒸發(fā)進(jìn)行的組合，那么可以使用任何EL材料。
通常，對(duì)于溶劑，可以使用如三氯甲烷、二氯甲烷、γ丁基內(nèi)酯、乙二醇二丁醚或NMP(N甲基2吡咯烷酮)，或可以使用水。添加添加物以增加EL形成材料的粘度也有效。
此外，當(dāng)形成EL層47時(shí)，優(yōu)選將處理氣氛制成干燥氣氛，具有盡可能少的濕氣并在惰性氣體中進(jìn)行。由于存在濕氣或氧EL層容易退化，當(dāng)形成層時(shí)，需要盡可能地除消這些因素。例如，優(yōu)選干燥的氮?dú)鈿夥栈蚋稍锏臍鍤鈿夥?。為此，需要將分送器放置在由不活潑氣體填充的清潔室內(nèi)，在所述氣氛中進(jìn)行涂敷步驟。
當(dāng)以如上所述的方式形成EL層47時(shí)，接下來(lái)，形成陰極48和保護(hù)電極49?？梢酝ㄟ^(guò)真空蒸發(fā)法形成陰極48和保護(hù)電極49。如果沒(méi)有暴露于空氣連續(xù)地形成陰極48和保護(hù)電極49，那么可以進(jìn)一步抑制EL層47的退化。在本說(shuō)明書中，發(fā)光元件由像素電極(陽(yáng)極)形成，EL層和陰極稱做EL元件。
對(duì)于陰極48，使用具有低功函數(shù)并含有鎂(Mg)、鋰(Li)、或鈣(Ca)的材料。優(yōu)選使用由MgAg(以Mg∶Ag＝10∶1的比例混合的Mg和Ag的材料)。此外，可以列舉出MgAgAl電極、LiAl電極、以及LiFAl電極。保護(hù)電極49為電極，用于保護(hù)陰極48不受濕氣等影響，使用含有鋁(Al)或銀(Ag)的材料。所述保護(hù)陰極48還有熱輻射的作用。
順便提及，希望在沒(méi)有暴露于空氣的干燥的不活潑氣體氣氛中連續(xù)地形成EL層47和陰極48。當(dāng)使用有機(jī)材料作為EL層時(shí)，由于濕氣很稀薄，因此這種方式可用于暴露到空氣時(shí)避免吸附濕氣。此外，非常希望不僅連續(xù)地形成EL層47和陰極48，也連續(xù)地形成其上的保護(hù)電極49。
圖2的結(jié)構(gòu)為使用形成對(duì)應(yīng)于任何一個(gè)RGB的一種EL元件的單色光發(fā)光系統(tǒng)時(shí)的一個(gè)例子。雖然圖2僅示出了一個(gè)像素，但具有相同結(jié)構(gòu)的多個(gè)像素以矩陣形排列在像素部分中。順便提及，可采用公知的材料作為對(duì)應(yīng)于任何一個(gè)RGB的EL層。
除了以上的系統(tǒng)，可以使用發(fā)白光的EL元件和濾色片結(jié)合的系統(tǒng)、發(fā)藍(lán)-綠光的EL元件和熒光材料(熒光色轉(zhuǎn)換層CCM)結(jié)合的系統(tǒng)、透明電極用做陰極(反電極)并且疊置對(duì)應(yīng)于RGB的EL元件的系統(tǒng)等進(jìn)行顏色顯示。當(dāng)然，也可以在單層中形成發(fā)白光的EL層進(jìn)行黑和白顯示。
參考數(shù)字50表示第三鈍化膜，適當(dāng)?shù)氖撬哪ず裰瞥?0nm到1μm(優(yōu)選200到500nm)。雖然提供第三鈍化膜50的主要目的是保護(hù)EL層47不受濕氣影響，與第二鈍化膜45類似，也可以提供熱輻射作用。由此，對(duì)于形成材料，可以使用與第一鈍化膜41類似的材料。然而，當(dāng)使用有機(jī)材料作為EL層47時(shí)，由于該層有可能與氧結(jié)合退化，因此不希望使用易于排出氧的絕緣膜。
此外，如上所述，由于EL層怕熱，因此希望在盡可能最低的溫度下形成膜(優(yōu)選從室溫到120℃的溫度范圍)。由此可以說(shuō)等離子體CVD法、濺射法、真空蒸發(fā)法、離子電鍍法、或溶液涂敷法(旋涂法)為需要的膜形成方法。
與此類似，雖然僅提供第二鈍化膜45就可以充分抑制EL元件的退化，但優(yōu)選EL元件由設(shè)置在EL元件兩側(cè)的兩層絕緣膜環(huán)繞，例如第二鈍化膜45和第三鈍化膜50，由此可以防止?jié)駳夂脱跚秩氲紼L層內(nèi)，可以防止堿金屬擴(kuò)散到EL層，以及防止熱量?jī)?chǔ)存EL層內(nèi)。由此，進(jìn)一步抑制了EL層的退化，可以得到高可靠性的EL顯示器件。
本發(fā)明的EL顯示器件包括由具有圖1所示結(jié)構(gòu)的像素制成，根據(jù)功能具有不同結(jié)構(gòu)的TFT設(shè)置在像素中。由此，可以形成具有足夠低截止電流值的開(kāi)關(guān)TFT以及有利防止熱載流子注入相同像素中的電流控制TFT，可以得到具有高可靠性并能顯示優(yōu)質(zhì)畫面(具有高操作性能)的EL顯示器件。
順便提及，在圖1的像素結(jié)構(gòu)中，雖然使用具有多柵極結(jié)構(gòu)的TFT作為開(kāi)關(guān)TFT，但不需要將LDD區(qū)的布局結(jié)構(gòu)等限制為圖1的結(jié)構(gòu)。
下面參考介紹的實(shí)施例更詳細(xì)地介紹以上結(jié)構(gòu)制成的本發(fā)明。
下面參考圖4A到6C介紹本發(fā)明的各實(shí)施例。這里介紹同時(shí)制造像素部分和像素部分周邊中形成的驅(qū)動(dòng)電路部分的TFT的方法。注意為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，顯示的CMOS電路為驅(qū)動(dòng)電路的基本電路。
首先，如圖4A所示，在玻璃基板300上形成厚度為300nm的底膜301。在實(shí)施例1中層疊氮氧化硅膜作為底膜301。將接觸玻璃基板300的膜中將氮?dú)鉂舛仍O(shè)置在10和25wt％比較好。
此外，作為底膜301的一部分，提供與圖2中所示的第一鈍化膜41類似的材料制成的絕緣膜比較有效。由于流過(guò)大電流，電流控制TFT易于產(chǎn)生熱量，因此在盡可能接近的地方提供具有熱輻射作用的絕緣膜比較有效。
接下來(lái)，通過(guò)已知的淀積法在底膜301上形成厚50nm的非晶硅膜(圖中未示出)。注意不需要局限為非晶硅，假如是含有非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜(包括微晶半導(dǎo)體膜)，可以形成另一膜。此外，也可以使用含有非晶結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體膜，例如非晶鍺硅膜。此外，膜厚度可以為20到100nm。
然后通過(guò)已知的方法晶化非晶硅膜，形成晶體硅膜(也稱做多晶體硅膜或多晶硅膜)302。使用電爐的熱晶化、使用激光的激光退火晶化、以及使用紅外線燈的燈退火晶化為已知的晶化方法。在實(shí)施例1中使用來(lái)自使用XeCl氣體的準(zhǔn)分子激光器的光進(jìn)行晶化。
注意在實(shí)施例1中使用形成為線形的脈沖發(fā)射型準(zhǔn)分子激光，但也可以使用矩形，也可以使用連續(xù)發(fā)射的氬激光和連續(xù)發(fā)射的準(zhǔn)分子激光。
在該實(shí)施例中，雖然使用晶化硅膜作為TFT的有源層，但也可以使用非晶硅膜。然而，為了使電流控制TFT的面積盡可能的小，增加像素的關(guān)閉速度，有利的是使用電流容易流動(dòng)的晶體硅膜。
注意通過(guò)非晶硅膜形成需要減小截止電流的開(kāi)關(guān)TFT的有源層比較有效，其中，通過(guò)晶體硅膜形成電流控制TFT的有源層。由于載流子的遷移率很低，因此電流在非晶硅膜中流動(dòng)很困難，并且截止電流不容易流動(dòng)。換句話說(shuō)，利用了多數(shù)情況下由電流不容易流動(dòng)的非晶硅膜和電流容易流動(dòng)的晶體硅膜的優(yōu)點(diǎn)。
接下來(lái)，如圖4B所示，在晶體硅膜302上形成厚度為130nm的保護(hù)膜303。所述厚度可以在100到200nm的范圍內(nèi)選擇(優(yōu)選在130到170nm之間)。此外，也可以使用其它的膜只要其它的膜為含硅的絕緣膜。形成保護(hù)膜303以便在添加雜質(zhì)期間晶體硅膜不直接暴露到等離子體，由此可以精確地控制雜質(zhì)濃度。
然后抗蝕劑掩模304a和304b形成在保護(hù)膜303上，添加賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素(下文稱為n型雜質(zhì)元素)。注意位于周期表族15中的元素通常用做n型雜質(zhì)元素，通常使用磷或砷。注意使用等離子體摻雜法，其中磷化氫(PH3)為不需要質(zhì)量分離激活的等離子體，在實(shí)施例1中在1×1018原子/cm3的濃度下添加磷。當(dāng)然也可以使用進(jìn)行質(zhì)量分離的離子注入法。
調(diào)節(jié)劑量以便使n型雜質(zhì)元素含在n型雜質(zhì)區(qū)305和306，由此通過(guò)所述工藝形成，濃度為2×1016到5×1019原子/cm3(通常在5×1017到5×1018原子/cm3之間)。
接下來(lái)，如圖所示，除去保護(hù)膜303，進(jìn)行附加的周期表族15元素的激活?？梢允褂眉せ畹墓夹g(shù)作為激活的方式，在實(shí)施例1中通過(guò)準(zhǔn)分子激光的照射進(jìn)行激活。當(dāng)可以也使用脈沖脈沖發(fā)射型準(zhǔn)分子激光和連續(xù)發(fā)射的準(zhǔn)分子激光，對(duì)準(zhǔn)分子激光的使用沒(méi)有任何限制。目的是激活添加的雜質(zhì)元素，優(yōu)選在晶體硅膜不融化的能量級(jí)別進(jìn)行照射。注意也可以用激光對(duì)保護(hù)膜303的適當(dāng)位置進(jìn)行照射。
通過(guò)熱處理的激活也可以和通過(guò)激光的雜質(zhì)元素的激活一起進(jìn)行。當(dāng)通過(guò)熱處理進(jìn)行激活時(shí)，考慮到基板的熱阻，在450到550℃的級(jí)別上進(jìn)行熱處理比較好。
通過(guò)該工藝可以劃定出沿n型雜質(zhì)區(qū)域305和306的邊界部分(連接部分)，即沿周邊沒(méi)有添加存在于n型雜質(zhì)區(qū)域305和306中的n型雜質(zhì)元素的區(qū)域。這意味著，在以后完成TFT時(shí)，在LDD區(qū)和溝道形成區(qū)之間可以形成極好的連接。
接下來(lái)除去晶體硅膜的不需要部分，如圖4D所示，形成島形半導(dǎo)體膜(下文稱做有源層)307到310。
然后，如圖4E所示，形成柵絕緣膜311，覆蓋有源層307到310。含有硅并且厚度為10到200nm優(yōu)選在50到150nm之間的絕緣膜作為柵絕緣膜311?？梢允褂脝螌咏Y(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。在實(shí)施例1中使用110nm厚的氮氧化硅膜。
接下來(lái)形成厚度為200到400nm的導(dǎo)電膜，并構(gòu)圖形成柵電極312到316。注意在實(shí)施例1中，電連接到柵電極的柵電極和布線(下文稱做柵布線)由不同的材料形成。具體地，具有低于柵電極阻值的材料用做柵布線。這是由于能夠微加工的材料用做柵電極，即使柵布線不微加工，用做布線的材料也有低阻。當(dāng)然，柵電極和柵布線也可以由相同的材料形成。
此外，柵布線可以由單層導(dǎo)電膜形成，當(dāng)需要時(shí)，優(yōu)選使用兩層或三層的疊層膜?？梢允褂霉膶?dǎo)電膜作為柵電極材料。然而，如上所述，優(yōu)選使用能夠微加工的材料，具體地，能夠構(gòu)圖為2μm以下的線寬的材料。
通常，可以使用由選自鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)、鉻(Cr)以及硅(Si)中一種元素制成的膜、以上元素的氮化物膜(通常為氮化鉭膜、氮化物膜、或氮化鈦膜)、以上元素的組合的合金膜(通常為Mo-W合金、Mo-Ta合金)、或以上元素的氮化物膜(通常為氮化鎢膜、氮化鈦膜)。當(dāng)然，膜也可以做成單層或疊層。
在所述實(shí)施例中，可以使用厚度為50nm的氮化鎢(WN)膜和厚度為350nm的鎢(W)膜的疊層膜。這些膜可以通過(guò)濺射法形成。當(dāng)添加X(jué)e、Ne等的惰性氣體作為濺射氣體時(shí)，可以防止由于應(yīng)力造成的膜剝離。
此時(shí)形成柵電極313和316，由此分別重疊n型雜質(zhì)區(qū)305和306的一部分，柵絕緣膜311夾于其間。所述重疊部分以后變?yōu)橹丿B柵電極的LDD區(qū)。
接下來(lái)，以自對(duì)準(zhǔn)方式用柵電極312和316作為掩模添加n型雜質(zhì)元素(在實(shí)施例1中使用磷)，如圖5A所示。調(diào)節(jié)添加，以便將磷添加到雜質(zhì)區(qū)317到323，形成的濃度為雜質(zhì)區(qū)305和306的濃度的1/10到1/2(通常在1/4和1/3之間)。具體地，優(yōu)選濃度為1×1016到5×1018原子/cm3(通常在3×1017到3×1018原子/cm3之間)。
接下來(lái)形成抗蝕劑掩模，形狀覆蓋柵電極等，如圖5B所示，添加n型雜質(zhì)元素(在實(shí)施例1中使用磷)，形成含有高濃度磷的雜質(zhì)區(qū)325到331。這里也進(jìn)行使用磷化氫(PH3)的離子摻雜，并進(jìn)行調(diào)節(jié)以便這些區(qū)域的磷濃度為1×1020到1×1021原子/cm3(通常在2×1020到5×1020原子/cm3之間)。
通過(guò)該工藝形成n溝道TFT的源區(qū)或漏區(qū)，在開(kāi)關(guān)TFT中，通過(guò)圖5A的工藝形成的部分n型雜質(zhì)區(qū)320到322保留。這些保留的區(qū)域?qū)?yīng)于圖2中開(kāi)關(guān)TFT的LDD區(qū)15a到15d。
接下來(lái)，如圖5C所示，除去抗蝕劑掩模324a到324d，形成新的抗蝕劑掩模332。然后添加p型雜質(zhì)元素(在實(shí)施例1中使用硼)，形成含有高濃度硼的雜質(zhì)區(qū)333到334。這里使用乙硼烷通過(guò)離子摻雜添加硼形成濃度為3×1020到3×1021原子/cm3(通常在5×1020到1×1020原子/cm3之間)的雜質(zhì)區(qū)333和334。
注意磷以濃度1×1016到5×1018原子/cm3添加到雜質(zhì)區(qū)333和334，但這里添加的硼濃度為磷濃度的至少三倍。因此，已形成的n型雜質(zhì)區(qū)完全地反型為p型，作為p型雜質(zhì)區(qū)。
接下來(lái)，除去抗蝕劑掩模332之后，激活在各種濃度添加n型和p型雜質(zhì)元素。進(jìn)行爐退火、激光退火或燈退火作為激活的方法。在實(shí)施例1中在電爐中氮?dú)鈿夥障?50℃進(jìn)行4小時(shí)的熱處理。
重要的是此時(shí)在氣氛中盡可能多地除去氧氣。這是由于如果存在任何氧氣，電極的露出表面將氧化，增加了阻值，同時(shí)以后很難制成歐姆接觸。因此優(yōu)選在以上的激活工藝處理環(huán)境中的氧氣濃度為1ppm以下，優(yōu)選0.1ppm以下。
完成激活工藝之后，接下來(lái)形成厚度為300nm的柵極布線335?？梢允褂煤袖X(Al)或銅(Cu)作為它的主要成分(包括50到100％的組成成分)的金屬膜用做柵極布線335的材料。對(duì)于圖3A的柵極布線211，形成柵極布線335使開(kāi)關(guān)TFT的柵電極314和315(對(duì)應(yīng)于圖3的柵電極19a和19b)電連接(見(jiàn)圖5D)。
通過(guò)使用這種類型的結(jié)構(gòu)，柵極布線的布線電阻可以做得極小，因此可以形成具有大表面積的像素顯示區(qū)域(像素部分)。即，由于所述結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)屏幕對(duì)角線尺寸為10英寸以上(此外，30英寸以上)的EL顯示器件，因此實(shí)施例1的像素結(jié)構(gòu)非常有效。
接下來(lái)形成第一層間絕緣膜336，如圖6A所示。含有硅的單層絕緣膜用做第一層間絕緣膜336，同時(shí)疊層膜可以結(jié)合在其間。此外，可以使用400nm到1.5μm的膜厚度。在實(shí)施例1中使用200nm厚的氮氧化硅膜上800nm厚的氧化硅膜的疊層結(jié)構(gòu)。
此外，在含3到100％之間氫氣的氣氛中300到450℃進(jìn)行1到12小時(shí)熱處理，進(jìn)行氫化。所述工藝為通過(guò)熱激活的氫端接半導(dǎo)體膜中的懸掛鍵中的一個(gè)。也可以進(jìn)行等離子體氫化(使用通過(guò)等離子體激活的氫)作為另一種氫化的方法。
注意在第一層間絕緣膜336的形成期間也可以增加氫化步驟。即，在形成200nm厚的氮氧化硅膜之后可以進(jìn)行以上的氫化處理，然后形成其余的800nm厚的氧化硅膜。
接下來(lái)，在第一層間絕緣膜336中形成接觸孔，形成源極布線337到340和漏極布線341到343。在本實(shí)施例中，所述電極由通過(guò)淀積法連續(xù)地形成的厚100nm的鈦膜、含有鈦厚度為300nm的鋁膜以及厚度為150nm的鈦膜的三層結(jié)構(gòu)的疊層膜制成。當(dāng)然，可以使用其它的導(dǎo)電膜。
之后，形成厚度為50到500nm的第一鈍化膜344(通常在200和300nm之間)。在實(shí)施例1中使用300nm厚的氮氧化硅膜作為第一鈍化膜344。也可以用氮化硅膜代替。當(dāng)然可以使用與圖2的第一鈍化膜41相同的材料。
注意在形成氮氧化硅膜之前，使用如H2或NH3等含有氫的氣體進(jìn)行等離子體處理也很有效。通過(guò)該工藝激活的氫提供到第一層間絕緣膜336，通過(guò)進(jìn)行熱處理提高了第一鈍化膜344的膜質(zhì)量。同時(shí)，添加到第一層間絕緣膜336的氫擴(kuò)散到下面，可以有效地氫化有源層。
接下來(lái)，如圖6B所示，形成由有機(jī)樹(shù)脂制成的第二層間絕緣膜347。對(duì)于有機(jī)樹(shù)脂，可以使用聚酰亞胺、聚酰胺、丙烯酸、BCB(苯并環(huán)丁烯)等。具體地，由于第二層間絕緣膜347主要用于平坦，優(yōu)選平坦特性優(yōu)異的丙烯酸。在本實(shí)施例中，形成的丙烯酸的厚度足以平坦由TFT形成的臺(tái)階部分。適當(dāng)?shù)氖呛穸葍?yōu)選制成1到5μm(最好2到4μm)。
此后，在第二層間絕緣膜347上形成厚度100nm的第二鈍化膜348。在本實(shí)施例中，由于使用含有Si、Al、N、O以及La的絕緣膜，因此可以防止堿金屬由提供其上的EL層擴(kuò)散出。同時(shí)，可以阻止?jié)駳馇秩氲紼L層內(nèi)，并且擴(kuò)散EL層中產(chǎn)生的熱，由此可以抑制由于熱和平坦的膜(第二層間絕緣膜)的退化造成的EL層的退化。
穿過(guò)第二鈍化膜348、第二層間絕緣膜347以及第一鈍化膜344形成到達(dá)漏極布線343的接觸孔，形成像素電極349。在本實(shí)施例中，形成厚110nm的氧化銦錫(ITO)膜，進(jìn)行構(gòu)圖形成像素電極。所述像素電極349變?yōu)镋L元件的陽(yáng)極。順便提及，對(duì)于其它材料，也可以使用氧化銦錫膜或與氧化鋅混合的ITO膜。
順便提及，本實(shí)施例具有像素電極349通過(guò)漏極布線343電連接到電流控制TFT的漏區(qū)331的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點(diǎn)由于像素電極349直接接觸EL層的有機(jī)材料(發(fā)光層)或電荷輸運(yùn)層，因此含在EL層等中的可移動(dòng)的離子有可能會(huì)在像素電極中擴(kuò)散。即，在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，像素電極349不直接接觸為有源層一部分的漏極區(qū)331，而是插入布線343，由此可以防止可移動(dòng)的離子侵入到有源層內(nèi)。
之后，如圖6C所示，使用參考圖1介紹的分送器通過(guò)涂敷步驟形成EL層350，此后，通過(guò)蒸發(fā)法不暴露到空氣形成陰極(MgAg電極)351和保護(hù)電極352。此時(shí)，需要在形成EL層350和陰極351之前對(duì)像素電極349進(jìn)行熱處理完全地除去濕氣。在本實(shí)施例中，雖然使用MgAg電極作為EL元件的陰極，但也可以使用其它公知的材料。
對(duì)于EL層350，可以使用在本說(shuō)明書中介紹的材料。在本實(shí)施例中，雖然用空穴輸運(yùn)層和發(fā)光層的兩層結(jié)構(gòu)制成EL層，但也存在提供空穴注入層、電子注入層或電子輸運(yùn)層之一的情況。類似地，現(xiàn)已公開(kāi)了組合的各種例子，可以使用其中的任何結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例中，對(duì)于空穴輸運(yùn)層，通過(guò)印刷法形成聚四氫化苯硫基亞苯基的聚合前體，并通過(guò)加熱轉(zhuǎn)變?yōu)榫蹃啽交?。?duì)于發(fā)光層，通過(guò)蒸發(fā)法形成將30到40％的1，3，4-惡二唑的PBD的分子分散體衍變?yōu)榫垡蚁┻沁虻玫降牟牧咸砑蛹s1％的香豆素作為綠光的發(fā)光中心。
雖然保護(hù)電極352可以保護(hù)EL層350不受濕氣或氧的影響，但優(yōu)選提供第三鈍化膜353。在本實(shí)施例中，對(duì)于第三鈍化膜353，提供厚度為300nm的氮化硅膜。也可以在保護(hù)電極352之后不暴露到空氣連續(xù)地形成所述第三鈍化膜。當(dāng)然，對(duì)于第三鈍化膜353，可以使用與圖2的第三鈍化膜50相同的材料。
此外，提供保護(hù)電極352以防止MgAg電極351氧化，通常用含有鋁的金屬膜作為它的主要成分。當(dāng)然，可以使用其它的材料。由于EL層350和MgAg電極351不耐濕氣，因此需要沒(méi)有暴露于空氣地連續(xù)形成保護(hù)電極352以保護(hù)EL層不受外部空氣影響。
順便提及，適當(dāng)?shù)氖荅L層350的厚度制成10到400nm(通常為60到160nm，優(yōu)選100到120nm)，MgAg電極351制成80到200nm(通常100到150nm)。
以此方式，完成了具有圖6C所示結(jié)構(gòu)的有源矩陣型EL顯示器件。在本實(shí)施例的有源矩陣型EL顯示器件中，具有最佳結(jié)構(gòu)的TFT不僅設(shè)置在像素部分，而且也設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電路部分，由此可以得到很高的可靠性并提高了操作特性。
首先，使用具有減少熱載流子注入從而盡可能不降低它的操作速度的結(jié)構(gòu)的TFT作為形成驅(qū)動(dòng)電路的CMOS電路的n溝道TFT205。順便提及，這里的驅(qū)動(dòng)電路包括移位寄存器、緩沖器、電平轉(zhuǎn)移電路、采樣電路(采樣和保持電路)等。當(dāng)進(jìn)行數(shù)字驅(qū)動(dòng)時(shí)，還可以包括如D/A轉(zhuǎn)換器等的信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。
對(duì)于本實(shí)施例，如圖6C所示，n溝道205的有源層包括源區(qū)355、漏區(qū)356、LDD區(qū)357以及溝道形成區(qū)358，LDD區(qū)357與柵電極313重疊，柵絕緣膜311介于其間。
不降低操作速度的考慮的原因是LDD區(qū)僅在漏極側(cè)形成。在所述n溝道TFT205中，不需要過(guò)多注重截止電流值，而是更注重操作速度。由此，需要使LDD區(qū)357與柵電極完全重疊，以將電阻分量減到最小。即，優(yōu)選消除所謂的偏移。
在CMOS電路的p溝道TFT206中，由于由熱載流子注入引起的退化幾乎可以忽略，因此不必專門形成LDD區(qū)。當(dāng)然，與n溝道TFT205類似，也可以提供LDD區(qū)作為對(duì)付熱載流子的措施。
順便提及，與其它的電路相比驅(qū)動(dòng)電路中的采樣電路相當(dāng)特別，大電流在兩個(gè)方向中流過(guò)溝道形成區(qū)。即，源區(qū)和漏區(qū)的作用可以互換。此外，需要將截止電流值抑制到盡可能低的值，這意味著，需要在開(kāi)關(guān)TFT和電流控制TFT之間設(shè)置具有近似中間功能的TFT。
由此，對(duì)于形成采樣電路的n溝道TFT2，需要設(shè)置具有圖10所示的TFT。如圖10所示，LDD區(qū)901a和901b的一部分與柵電極903重疊，柵絕緣膜902介于其間。其效果陳述在對(duì)電流控制TFT202的說(shuō)明中，不同之處在于采樣電路、LDD區(qū)901a和901b提供在溝道形成區(qū)904的兩側(cè)。
實(shí)際上，當(dāng)完成圖6C的狀態(tài)時(shí)，優(yōu)選用如具有高氣密性和低排氣性的保護(hù)膜(疊層膜、紫外線固化樹(shù)脂膜等)的外殼構(gòu)件或陶瓷密封罐進(jìn)行封裝(密封)以防止暴露到外部空氣。此時(shí)，當(dāng)外殼構(gòu)件的內(nèi)部制成惰性氣體氣氛，或濕氣吸收劑(例如，氧化鋇)設(shè)置在內(nèi)部時(shí)，可以提高EL層的可靠性(壽命)。
通過(guò)如封裝等的處理提高氣密性之后，固定將形成在基板上元件或電路延伸出的端子連接到外部信號(hào)端的連接器(柔性印刷電路板FPC)，由此完成了產(chǎn)品。在本說(shuō)明書中，具有可以運(yùn)輸狀態(tài)的EL顯示器件稱做EL組件。
這里，參考圖7的透視圖介紹本實(shí)施例的有源矩陣型EL顯示器件的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的有源矩陣型EL顯示器件由像素部分602、柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路603以及形成在玻璃基板601上的源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路604構(gòu)成。像素部分的開(kāi)關(guān)TFT605為n溝道TFT，設(shè)置在連接到柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路603的柵極布線606與連接到源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路604的源極布線607的交點(diǎn)處。開(kāi)關(guān)TFT605的漏極連接到電流控制TFT608的柵極。
此外，電流控制TFT608的源極連接到電流源線609，EL元件610連接到電流控制TFT608的漏極。
將信號(hào)傳送到驅(qū)動(dòng)電路的輸入布線(連接布線)612和613和連接到電流源線609的輸入布線614提供在FPC611中作為外部輸入端子。
圖7中所示的EL顯示器件的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子顯示在圖8中。本實(shí)施例的EL顯示器件包括源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路701、柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路(A)707、柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路(B)711、以及像素部分706。順便提及，在本說(shuō)明書中，術(shù)語(yǔ)“驅(qū)動(dòng)電路”泛指源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路和柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路。
源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路701提供有移位寄存器702、電平轉(zhuǎn)移電路703、緩沖器704、以及采樣電路(采樣和保持電路)705。柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路(A)707提供有移位寄存器708、電平轉(zhuǎn)移電路709、以及緩沖器710。柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路(B)711也具有相同的結(jié)構(gòu)。
這里，移位寄存器702和708分別有5到16V(通常為10V)的驅(qū)動(dòng)電壓，圖6C中由205指示的結(jié)構(gòu)適合于在形成該電路的CMOS電路中使用的n溝道TFT。
此外，對(duì)于電平轉(zhuǎn)移電路703和709以及緩沖器704和710的每一個(gè)，與移位寄存器類似，包括圖6C的n溝道TFT205的CMOS電路很合適。順便提及，將柵極布線制成如雙柵極結(jié)構(gòu)或三柵極結(jié)構(gòu)等的多柵極結(jié)構(gòu)可以有效地提高每個(gè)電路的可靠性。
此外，由于源區(qū)和漏區(qū)可互換并且需要降低截止電流值，因此包括圖10的n溝道TFT208的CMOS電路適合作為采樣電路705。
像素部分706設(shè)置具有圖2所示結(jié)構(gòu)的像素。
根據(jù)圖4A到6C中所示的制造步驟制造TFT可以容易地實(shí)現(xiàn)以上的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，雖然僅顯示了像素部分和驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)，如果使用了本實(shí)施例的制造步驟，那么除了信號(hào)除法電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、運(yùn)算放大器電路、γ校正電路等的驅(qū)動(dòng)電路以外，還可以在相同的基板上形成邏輯電路，此外，相信還可以形成存儲(chǔ)器部分、微處理器部分等。
此外，下面參考圖11A和11B介紹包括外殼構(gòu)件的本實(shí)施例的EL組件。順便提及，如果需要，將引用圖7和8中使用的參考數(shù)字。
在基板(包括TFT下面的底膜)1700上形成像素部分1701、源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路1702以及柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路1703。來(lái)自各驅(qū)動(dòng)電路的各種布線通過(guò)輸入布線612到614引入到FPC611，并連接到外部設(shè)備。
此時(shí)，提供外殼構(gòu)件1704包圍至少像素部分，優(yōu)選驅(qū)動(dòng)電路和像素部分。外殼構(gòu)件1704具有內(nèi)部尺寸(深度)大于像素部分1701的外部尺寸(高度)的凹槽部分的形狀或薄片形，并通過(guò)粘合劑1705固定到基板1700，由此形成與基板1700配合的氣密空間。此時(shí)，EL元件處于完全密封在所述氣密空間中并完全與外部空氣隔絕的狀態(tài)。順便提及，可以提供多個(gè)外殼構(gòu)件1704。
對(duì)于外殼構(gòu)件1704的材料，優(yōu)選如玻璃或聚合物等的絕緣材料。例如，非晶玻璃(硼硅酸鹽玻璃、石英等)、晶化的玻璃、陶瓷玻璃、有機(jī)樹(shù)脂(丙烯酸樹(shù)脂、苯乙烯樹(shù)脂、聚碳酸酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等)以及硅氧烷樹(shù)脂。此外，可以使用陶瓷。如果粘合劑1705為絕緣材料，那么還可以使用如不銹鋼合金等的金屬材料。
對(duì)于粘合劑1705的材料，可以使用環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸酯樹(shù)脂等的粘合劑。此外，還可以使用熱固性樹(shù)脂或光固化樹(shù)脂作為粘合劑。然而，需要使用所述材料以盡可能地阻止氧和濕氣的滲透。
此外，需要用不活潑氣體(氬氣、氦氣、氮?dú)獾?填充外殼構(gòu)件和基板1700之間的空間1706。除了氣體，還可以使用惰性液體(由全氟烷代表的液體氟化碳)。對(duì)于惰性液體，可以使用日本專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開(kāi)No.平8-78159中使用的材料。
在空間1706中提供干燥劑也很有效。對(duì)于干燥劑，可以使用日本專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開(kāi)No.平9-148066中公開(kāi)的材料。通常使用氧化鋇。
此外，如圖11B所示，每個(gè)包括隔離的EL元件的多個(gè)像素提供在像素部分中，它們?nèi)及ㄗ鳛楣搽姌O的保護(hù)電極1707。在本實(shí)施例中，雖然已說(shuō)明優(yōu)選不暴露到空氣地連續(xù)地形成EL層、陰極(MgAg電極)以及保護(hù)電極，如果使用相同的掩模構(gòu)件形成EL層和陰極，那么通過(guò)不同的掩模構(gòu)件僅形成保護(hù)電極，可以實(shí)現(xiàn)圖11B的結(jié)構(gòu)。
此時(shí)，EL層和陰極僅形成在像素部分上，不需要在驅(qū)動(dòng)電路上提供它們。當(dāng)然，盡管它們提供在驅(qū)動(dòng)電路上時(shí)不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，但當(dāng)考慮含在EL層中的堿金屬時(shí)，優(yōu)選不提供。
順便提及，保護(hù)電極1707連接到由1708指示的區(qū)域中的輸入布線1709。輸入布線1709為向保護(hù)電極1707施加預(yù)定電壓(在本實(shí)施例中，接地電位具體為0V)的布線，并通過(guò)導(dǎo)電膏材料1710連接到FPC611。
這里，參考圖12A-C介紹實(shí)現(xiàn)區(qū)域1708中接觸結(jié)構(gòu)的制造步驟。
首先，根據(jù)本實(shí)施例的步驟，得到圖6A的狀態(tài)。此時(shí)，在基板的端部(由圖11B中的1708指示的區(qū)域)，除去第一層間絕緣膜336和柵絕緣膜311，輸入布線1709形成其上。當(dāng)然，與圖6A的源極布線和漏極布線同時(shí)形成(圖12A)。
接下來(lái)，在圖6B中，當(dāng)腐蝕第二鈍化膜348、第二層間絕緣膜347以及第一鈍化膜344時(shí)，除去由1801指示的區(qū)域，形成開(kāi)口部分1802(圖12B)。
在此狀態(tài)，在像素部分中，進(jìn)行EL元件的形成步驟(像素電極、EL層以及陰極的形成步驟)。此時(shí)，在圖12B所示的區(qū)域中，使用掩模構(gòu)件以便不形成EL元件。形成陰極351之后，通過(guò)使用另一掩模構(gòu)件形成保護(hù)性電極352。由此，電連接保護(hù)性電極352和輸入布線1709。此外，提供第三鈍化膜353得到圖12C的狀態(tài)。
通過(guò)以上步驟，實(shí)現(xiàn)由圖11B的1708指示區(qū)域的接觸結(jié)構(gòu)。輸入布線1709通過(guò)外殼構(gòu)件1704和基板1700之間的間隙連接到FPC611(然而，間隙由粘合劑1705填充。即，粘合劑1705的厚度要足以平坦由輸入布線引起的不平坦)。順便提及，雖然這里對(duì)輸入布線1709進(jìn)行了說(shuō)明，但其它的輸出布線612到614也通過(guò)外殼構(gòu)件1704下面的部分以相同的方式連接到FPC611。
在本實(shí)施例中，將參考圖13介紹像素的結(jié)構(gòu)制得與圖3B所示結(jié)構(gòu)不同的一個(gè)例子。
在本實(shí)施例中，圖3B中所示的兩個(gè)像素相對(duì)于電流源線212對(duì)稱地排列。即，如圖13所示，電流源線212制成兩個(gè)相鄰的像素公用，由此可以減少需要的布線數(shù)量。順便提及，像素中排列的TFT結(jié)構(gòu)等可以相同。
如果采用所述結(jié)構(gòu)，那么可以制造更小的像素部分，并且可以提高圖象的質(zhì)量。
順便提及，根據(jù)實(shí)施例1的制造步驟可以容易實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，也可以參考實(shí)施例1或圖2對(duì)TFT結(jié)構(gòu)等的說(shuō)明。
在本實(shí)施例中，參考圖14介紹具有與圖2不同結(jié)構(gòu)的像素部分。順便提及，根據(jù)實(shí)施例1可以進(jìn)行直到形成第二層間絕緣膜44的步驟。由于由第二層間絕緣膜44覆蓋的開(kāi)關(guān)TFT201和電流控制的TFT202具有與圖1相同的結(jié)構(gòu)，因此這里省略了介紹。
在本實(shí)施例中，穿過(guò)第二鈍化膜45、第二層間絕緣膜44以及第一鈍化膜41形成接觸孔之后，形成象素電極51，然后形成陰極52和EL層53。在本實(shí)施例中，通過(guò)真空蒸發(fā)法形成陰極52之后，使用圖1所示的分送器通過(guò)涂敷步驟形成EL層53，同時(shí)保持干燥的惰性氣氛。
在本實(shí)施例中，提供厚度為150nm的鋁合金膜(含有1wt％鈦的鋁膜)作為像素電極51。對(duì)于像素電極的材料，雖然可以使用只要為金屬材料的任何材料，但需要材料有較高的反射率。使用厚度為120nm的MgAg電極作為陰極52，EL層53的厚度制成70nm。
在本實(shí)施例中，EL材料為將30到40％的1，3，4-惡二唑的PBD的分子分散體衍變?yōu)榫垡蚁┻沁虿⑻砑蛹s1％的香豆素6作為光發(fā)光中心得到的材料，以三氯甲烷形式混合EL材料形成EL形成材料。使用分送器通過(guò)涂敷步驟施加EL形成材料，進(jìn)行烘焙處理，由此得到厚度為50nm的綠光發(fā)光層。通過(guò)蒸發(fā)法得到厚度為70nm的TPD，并得到EL層53。
接下來(lái)，形成厚度110nm由透明導(dǎo)電膜(在本實(shí)施例中為ITO膜)制成的陽(yáng)極54。以此方式，形成EL元件209，當(dāng)通過(guò)實(shí)施例1中顯示的材料形成第三鈍化膜時(shí)，完成具有圖14所示結(jié)構(gòu)的像素。
當(dāng)采用本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)時(shí)，在每個(gè)像素中產(chǎn)生的綠光輻射到與其上形成有TFT的基板相對(duì)的一側(cè)。由此，像素中的幾乎所有區(qū)域，即，即使是形成TFT的區(qū)域也可以用做有效的發(fā)光區(qū)域。由此，極大地改善了像素的有效發(fā)光區(qū)，圖像的亮度和對(duì)比率(光與陰影的比例)也增加。
順便提及，本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)可以與實(shí)施例1和2中的任何一個(gè)自由組合。
雖然在實(shí)施例1到3中對(duì)頂柵型TFT進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于TFT結(jié)構(gòu)，也可以適用于底柵型TFT(通常為顛倒交錯(cuò)型TFT)。此外，可以使用任何方式形成顛倒交錯(cuò)型TFT。
由于顛倒交錯(cuò)型TFT有制造步驟的數(shù)量容易少于頂柵型TFT的結(jié)構(gòu)，因此非常有利于減少制造成本，而減少制造成本為本發(fā)明的目的。順便提及，本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)可以與實(shí)施例2和3中的任何一個(gè)自由組合。
可以有效地使用與第二鈍化膜45類似具有高熱輻射作用的材料作為形成在實(shí)施例1的圖6C或圖2的結(jié)構(gòu)中有源層和基板之間的底膜。特別是，大量的電流在電流控制的TFT中流動(dòng)，因此容易產(chǎn)生熱量，由產(chǎn)生的熱自身造成的退化成為問(wèn)題。此時(shí)，通過(guò)使用實(shí)施例5具有熱輻射作用的底膜可以防止TFT的熱退化。
當(dāng)然，防止可移動(dòng)的離子由基板擴(kuò)散出的作用也很重要，因此優(yōu)選使用含有Si、Al、N、O和M的化合物和與第一鈍化膜41類似含有硅的絕緣膜的疊層結(jié)構(gòu)。
注意可以將實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1到4的任何一個(gè)的結(jié)構(gòu)自由組合。
當(dāng)使用實(shí)施例3顯示的像素結(jié)構(gòu)時(shí)，由EL層發(fā)出的光在與基板相對(duì)的方向輻射，因此不需要注重在基板和像素電極之間存在的如絕緣膜等的材料的透射率。換句話說(shuō)，也可以使用具有某種程度上低透射率的材料。
因此有利的是使用例如稱做金剛石薄膜或非晶碳膜等的碳膜作為底膜12、第一鈍化膜41或第二鈍化膜45。換句話說(shuō)，由于不需要擔(dān)心會(huì)降低透射率，因此膜的厚度可以設(shè)置得較厚，在100和500nm之間，可以具有很高的熱輻射效果。
對(duì)于在第三鈍化膜50中使用以上的碳膜，注意必須要避免透射率降低，因此優(yōu)選將膜厚度設(shè)置為5和100nm之間。
注意，在實(shí)施例6中，當(dāng)碳膜用于底膜12、第一鈍化膜41、第二鈍化膜45以及第三鈍化膜50中的任何一個(gè)時(shí)，與另一個(gè)絕緣膜層疊很有效。
此外，當(dāng)使用實(shí)施例3中所示的像素結(jié)構(gòu)時(shí)，實(shí)施例6特別有效，但也可以將實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1、2、4和5的任何一個(gè)的結(jié)構(gòu)自由組合。
通過(guò)使用開(kāi)關(guān)TFT的多柵極結(jié)構(gòu)可以減小EL顯示器件的像素的開(kāi)關(guān)TFT中的截止電流值的量，本發(fā)明的特征為省卻了對(duì)存儲(chǔ)電容器的需要。這樣器件可以充分利用為存儲(chǔ)電容器準(zhǔn)備的表面區(qū)域作為發(fā)射區(qū)。
然而，即使不完全地省略存儲(chǔ)電容器，通過(guò)將專用的表面區(qū)域制得較小，也可以得到增加有效的發(fā)射表面區(qū)的效果。換句話說(shuō)，通過(guò)使用開(kāi)關(guān)TFT的多柵極結(jié)構(gòu)減小截止電流的值，并通過(guò)僅縮小存儲(chǔ)電容器專用的表面區(qū)域，可以充分達(dá)到本發(fā)明的目的。
此時(shí)相對(duì)于開(kāi)關(guān)TFT201與電流控制TFT202的柵極平行地形成存儲(chǔ)電容器1401是可以接受的。
注意可以將實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1到6的任何一個(gè)的結(jié)構(gòu)自由組合。即，存儲(chǔ)電容器僅形成在像素中，而對(duì)TFT結(jié)構(gòu)、EL層的材材料等沒(méi)有限制。
使用激光晶化作為實(shí)施例1中形成結(jié)晶硅膜302的方法，在實(shí)施例8中將介紹使用不同的晶化方法的情況例子。
在實(shí)施例8中形成非晶硅膜之后，使用日本專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開(kāi)No.平7-130652中記錄的技術(shù)進(jìn)行晶化。在以上專利申請(qǐng)中記錄的技術(shù)為通過(guò)使用如鎳等元素作為促進(jìn)晶化的催化劑得到具有良好結(jié)晶性的晶化硅膜的技術(shù)中的一種。
此外，完成晶化工藝之后，進(jìn)行除去晶化中使用的催化劑的工藝。此時(shí)，使用日本專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開(kāi)No.平10-270363或日本專利申請(qǐng)?zhí)卦S公開(kāi)No.平8-330602中記錄的技術(shù)吸收催化劑。
此外，使用本申請(qǐng)的申請(qǐng)人申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)系列號(hào)平11-076967的說(shuō)明書中記錄的技術(shù)形成TFT。
顯示在實(shí)施例1中的制造工藝為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，并且假設(shè)可以實(shí)現(xiàn)圖2的結(jié)構(gòu)或?qū)嵤├?的圖6C的結(jié)構(gòu)，也可以使用其它的制造工藝，沒(méi)有以上提到的任何問(wèn)題。
注意可以將實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1到7的任何一個(gè)的結(jié)構(gòu)自由組合。
在驅(qū)動(dòng)本發(fā)明的EL顯示器件時(shí)，可以使用模擬信號(hào)作為圖像信號(hào)進(jìn)行模擬驅(qū)動(dòng)，并且可以使用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字驅(qū)動(dòng)。
當(dāng)進(jìn)行模擬驅(qū)動(dòng)時(shí)，模擬信號(hào)被發(fā)送到開(kāi)關(guān)TFT的源極布線，含有灰度信息的模擬信號(hào)變成電流控制的TFT的柵極電壓。然后通過(guò)電流控制的TFT控制EL元件中流動(dòng)的電流，控制EL元件的發(fā)光強(qiáng)度，并進(jìn)行灰度顯示。注意進(jìn)行模擬驅(qū)動(dòng)時(shí)，電流控制TFT可以工作在飽和區(qū)中。
另一方面，當(dāng)進(jìn)行數(shù)字驅(qū)動(dòng)時(shí)，它與模擬型灰度顯示不同，通過(guò)時(shí)間比灰度法進(jìn)行灰度顯示。即，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)光時(shí)間的長(zhǎng)度，隨著變化可以直觀地看出彩色層次。進(jìn)行數(shù)字驅(qū)動(dòng)時(shí)，電流控制TFT優(yōu)選工作在線性區(qū)中。
與液晶元件相比，EL元件有極快的相應(yīng)速度，因此可以高速驅(qū)動(dòng)。因此，EL元件為適合時(shí)間比灰度法的元件，其中一幀被分為多個(gè)子幀，然后進(jìn)行灰度顯示。
本發(fā)明為與元件結(jié)構(gòu)有關(guān)的技術(shù)，因此可以使用驅(qū)動(dòng)它的任何方法。
在實(shí)施例1中，優(yōu)選使用有機(jī)EL材料作為EL層，但本發(fā)明也可以使用無(wú)機(jī)EL材料實(shí)現(xiàn)。然而，當(dāng)前的無(wú)機(jī)EL材料有極高的驅(qū)動(dòng)電壓，因此當(dāng)進(jìn)行模擬驅(qū)動(dòng)時(shí)必須使用具有的耐壓特性能承受驅(qū)動(dòng)電壓的TFT。
此外，如果開(kāi)發(fā)了比常規(guī)的無(wú)機(jī)EL材料的驅(qū)動(dòng)電壓低的無(wú)機(jī)EL材料，那么也可以將它們應(yīng)用到本發(fā)明。
此外，可以將實(shí)施例10的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1到9的任何一個(gè)的結(jié)構(gòu)自由組合。
執(zhí)行本發(fā)明形成的有源矩陣型EL顯示器件(EL組件)與液晶顯示器件相比在明亮的位置有優(yōu)異的清晰度，是由于它為自發(fā)射型器件。因此作為直觀型EL顯示器(是指引入EL組件的顯示器)，它有廣泛的用途。
注意寬視角是EL顯示器和液晶顯示器相比具有的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。因此本發(fā)明的EL顯示器可以用做對(duì)角線等于30英寸以上(通常等于40英寸以上)的顯示器(顯示監(jiān)視器)，適合于大屏幕的TV廣播。
此外，它不僅可以用做EL顯示器(例如個(gè)人計(jì)算機(jī)顯示器、TV廣播接收監(jiān)視器、或廣告顯示監(jiān)視器)，也可以用于各種電子裝置的顯示器。
以下為所述電子裝置的例子攝影機(jī)；數(shù)字?jǐn)z象機(jī)；護(hù)目鏡型顯示器(頭戴式顯示器)；汽車導(dǎo)航系統(tǒng)；個(gè)人計(jì)算機(jī)；便攜的信息終端(例如移動(dòng)式計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、或電子圖書)；以及使用記錄介質(zhì)的圖像重放裝置(具體地，進(jìn)行記錄介質(zhì)重放并提供有顯示這些圖像的顯示的裝置，例如光盤(CD)、激光視盤(LD)、或數(shù)字視頻光盤(DVD))。這些電子裝置的例子顯示在圖16A到16F中。
圖16A為個(gè)人計(jì)算機(jī)，包括主體2001、外殼2002、顯示部分2003、以及鍵盤2004。本發(fā)明可用在顯示部分2003中。
圖16B為攝影機(jī)，包括主體2101、顯示部分2102、聲音輸入部分2103、操作開(kāi)關(guān)2104、電池2105、以及圖像接收部分2106。本發(fā)明可用在顯示部分2102中。
圖16C為頭戴型EL顯示器的一部分(右手側(cè))，包括主體2201、信號(hào)電纜2202、固定帶2203、顯示監(jiān)視器2204、光學(xué)系統(tǒng)2205以及顯示器件2206。本發(fā)明可用在顯示器件2206中。
圖16D為提供有記錄介質(zhì)的圖像重放裝置(具體地為DVD重放裝置)，包括主體2301、記錄介質(zhì)(例如CD、LD或DVD)2302、操作開(kāi)關(guān)2303、顯示部分(a)2304、以及顯示部分(b)2305。顯示部分(a)主要用于顯示圖像信息，圖像部分(b)主要用于顯示字符信息，本發(fā)明可用于圖像部分(a)和圖像部分(b)中。注意本發(fā)明可用做在裝置中提供有記錄介質(zhì)的圖像重放裝置，例如CD重放裝置以及游戲設(shè)備。
圖16E為便攜計(jì)算機(jī)，包括主體2401、照相機(jī)部分2402、圖像接收部分2403、操作開(kāi)關(guān)2404、以及顯示部分2405。本發(fā)明可用在顯示部分2405中。
圖16F為EL顯示器，包括主體2501、支撐架2502、以及顯示部分2503。本發(fā)明可以用在顯示部分2503中。由于EL顯示器有較大的視角，因此當(dāng)屏幕制得較大時(shí)特別有利，并且適合于對(duì)角線大于或等于10英寸(特別是大于或等于30英寸)的顯示器。
此外，如果將來(lái)EL材料的發(fā)光亮度變高，那么可以在前置型或后置型投影儀中使用本發(fā)明。
因此本發(fā)明的應(yīng)用范圍非常廣泛，可以將本發(fā)明適用于所有領(lǐng)域中得電子裝置。此外，通過(guò)使用實(shí)施例1到10任意組合的任何結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)施例11的電子裝置。
如上所述，通過(guò)使用本發(fā)明，可以極低的成本形成EL層。由此，可以降低EL顯示器件的制造成本。
此外，通過(guò)在EL層和TFT之間提供能夠防止堿金屬滲透的絕緣膜，可以防止堿金屬?gòu)腅L層擴(kuò)散出并有害地影響TFT的特性。由此，可以極大地提高EL顯示器件的操作性能和可靠性。
此外，通過(guò)使用低成本制造的EL顯示器件作為顯示器，可以減少電子裝置的制造成本。此外，通過(guò)使用操作性能和可靠性提高的EL顯示器件，可以制造具有優(yōu)良畫面質(zhì)量和耐用性(高可靠性)的應(yīng)用產(chǎn)品(電子裝置)。
權(quán)利要求
1.一種制造發(fā)光顯示器器件的方法，包括在線性地改變分送器噴嘴相對(duì)于基板的位置的同時(shí)，從分送器噴嘴排出包括發(fā)光材料的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中分送器的噴嘴在第一方向伸長(zhǎng)并且分送器噴嘴相對(duì)于基板的位置沿與該第一方向正交的第二方向改變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中發(fā)光材料在惰性氣氛中從分送器排出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中發(fā)光材料包括有機(jī)材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在改變分送器噴嘴位置的同時(shí)移動(dòng)噴嘴。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括在排出包括發(fā)光材料的混合物的步驟之前在基板上形成多個(gè)半導(dǎo)體元件；以及在排出包括發(fā)光材料的混合物的步驟之前并在形成該多個(gè)半導(dǎo)體元件的步驟之后形成電連接到該多個(gè)半導(dǎo)體元件的多個(gè)象素電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中半導(dǎo)體元件包括薄膜晶體管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該混合物還包括液體，以及其中該方法還包括加熱該混合物汽化該液體以形成第一發(fā)光層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中該液體包括選自三氯甲烷、二氯甲烷、γ丁基內(nèi)酯、乙二醇二丁醚或NMP(N甲基2吡咯烷酮)組成的組的材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，還包括通過(guò)在該第一發(fā)光層上的汽相生長(zhǎng)形成第二發(fā)光層。
全文摘要
本發(fā)明的目的是減少EL顯示器件及與之裝配的電子裝置的制造成本。在有源矩陣型EL顯示器件中，通過(guò)使用分送裝置的涂敷步驟形成用于像素部分的EL材料。由于分送器的排料口制成線形，因此增加了生產(chǎn)量。使用所述分送裝置，可以簡(jiǎn)化EL層的形成步驟，從而降低了制造成本。
文檔編號(hào)H01L51/56GK1652648SQ20051000946
公開(kāi)日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2000年6月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月28日
發(fā)明者山崎舜平, 水上真由美, 小沼利光 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所