專利名稱：半導(dǎo)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(duì)電極之間具有含有機(jī)化合物的薄膜(以下稱之為"有機(jī)化 合物層")，對(duì)該元件施加電場(chǎng)可以得到熒光或磷光。此外，本發(fā)明涉 及一種形成有機(jī)化合物層等的蒸發(fā)淀積裝置。
背景技術(shù)：
使用有機(jī)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(dòng)等特點(diǎn)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(jiàn)度，其內(nèi)發(fā)光元件排列成矩陣形狀的顯 示器件被認(rèn)為比常規(guī)的液晶顯示器件更有優(yōu)勢(shì)。
發(fā)光元件的發(fā)光機(jī)理一般如下。也就是，當(dāng)電壓施加到夾在一對(duì)電 極之間的有機(jī)化合物層時(shí)，由陰極注入的電子和由陽(yáng)極注入的空穴在有 機(jī)化合物層的發(fā)光中心相互復(fù)合形成分子激發(fā)子。隨后，當(dāng)分子激發(fā)返 回基態(tài)時(shí)，通過(guò)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(wú)源 矩陣驅(qū)動(dòng)(簡(jiǎn)單矩陣型)和有源矩陣驅(qū)動(dòng)(有源矩陣型)之類的驅(qū)動(dòng)方 法。但是，在增加像素密度的情況下，針對(duì)每個(gè)像素(或l個(gè)點(diǎn))逐個(gè) 設(shè)置開(kāi)關(guān)的有源矩陣型可以以低電壓驅(qū)動(dòng)，因此被認(rèn)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(jī)化合物層(即，嚴(yán)格意義上的發(fā)光層)的有機(jī)化合物，該有機(jī)化 合物層可以說(shuō)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(yáng)極，在陽(yáng)極上
5形成有機(jī)化合物層，在有機(jī)化合物層上形成陰極，并且從透明電極的陽(yáng)
極朝向TFT取出在有機(jī)化合物層中產(chǎn)生的光。
因此，本申請(qǐng)人在專利文件l、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—側(cè) 的電極作為陽(yáng)極，在陽(yáng)極上形成含有機(jī)化合物的層，在含有機(jī)化合物的 層上形成透明電極的陰極。
專利文件l專利公開(kāi)2004-6327號(hào)公報(bào)
專利文件2專利公開(kāi)2004-63461號(hào)公報(bào)
專利文件3專利公開(kāi)2004-31201號(hào)公報(bào)

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(shí)，能夠在比常規(guī)更短 的時(shí)間內(nèi)實(shí)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(shí)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(dǎo)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(duì)該金屬電極進(jìn)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(jī)化合物的層和第二電極。
通過(guò)將連接到TFT的半導(dǎo)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(dá)TFT 的半導(dǎo)體層的接觸孔區(qū)域?yàn)槿龑踊蛩膶咏饘倌ぞ涂梢?。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(tái)階。該臺(tái)階被絕緣體(也稱為堤壩、 隔離物、障礙物、勢(shì)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0.2ium到3iLim。通過(guò) 使邊緣部分具有曲率半徑，很好地覆蓋了臺(tái)階，而使在后面形成的含有 機(jī)化合物的層等可以制造得非常薄。
而且，通過(guò)提供連接到金屬電極上的緩沖層，可以擴(kuò)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(dǎo)致的發(fā)光元件的短路。
此外，緩沖層是有機(jī)化合物和能夠?qū)λ鲇袡C(jī)化合物給予并接受電 子的無(wú)機(jī)化合物的復(fù)合層，具體地，是包含金屬氧化物和有機(jī)化合物的 復(fù)合層。
此外，借助于緩沖層不僅可以得到通過(guò)摻雜無(wú)機(jī)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(dǎo)電性。
從而，緩沖層可以在不引起驅(qū)動(dòng)電壓的上升的同時(shí)增加緩沖層的厚 度。因此，可以抑制在形成發(fā)光元件的過(guò)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(gè) 發(fā)光顏色具有不同的發(fā)光效率。此時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)發(fā)光器件的整個(gè)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(guò)過(guò)大電流，從而，存 在著加速發(fā)光元件退化的問(wèn)題。
本發(fā)明通過(guò)調(diào)整緩沖層的膜厚度，利用設(shè)在第 一 電極和每個(gè)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(guò)調(diào) 整緩沖層的膜厚度，可以顯示將從每個(gè)發(fā)光元件發(fā)出的發(fā)光顏色清晰顯 示出來(lái)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(guò)摻雜兩者之間沒(méi)有電子 相互作用的有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)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(jī)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(jī)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(shuō)明書(shū)中公開(kāi)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(dǎo)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(jī)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(tái)階部分，并且，所 述臺(tái)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
7的襯底上的與薄膜晶體管的半導(dǎo)體層電連接的第 一電極；覆蓋所述笫一 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(jī)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(tái)階部分，并且，所述臺(tái)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(gè)所述發(fā)光元件的像素 部分以及具有多個(gè)薄膜晶體管的驅(qū)動(dòng)電路，并且，所述驅(qū)動(dòng)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(gè)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(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的復(fù)合材料， 并且該無(wú)機(jī)化合物對(duì)于所述有機(jī)化合物具有電子受體性。所述緩沖層是 含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的復(fù)合材料，并且該無(wú)機(jī)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 化鴒、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(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的復(fù)合材料。
此外，在上述每個(gè)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。或者，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(dǎo)體器件 的整個(gè)制造時(shí)間。
此外，在上述每個(gè)結(jié)構(gòu)中，所述第一電極包含以選自Ti、 TiN、 TiSixN丫、 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(shí)，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(dǎo)體(硅)的接觸電阻很低， 所以用Ti膜是優(yōu)選的。另外，通過(guò)采用A1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A1層)的第二區(qū)域的結(jié)構(gòu)時(shí)，由于W膜和A1膜的蝕刻速率不
同，所以可容易地進(jìn)行蝕刻處理。
此外，在上述每個(gè)結(jié)構(gòu)中，在所述發(fā)光器件中， 一個(gè)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(gè)結(jié)構(gòu)中，所述第二電極是具有透光性的導(dǎo)電膜。 此外，為了實(shí)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(gè)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
光器件的制造方法包括以:下步驟形成薄膜晶體管的半:體層；形成覆 蓋所述薄膜晶體管的半導(dǎo)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(dǎo)體層連接的由金屬層的疊層構(gòu)成的電極；通過(guò)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(tái)階部分；形 成覆蓋所述第 一電極的臺(tái)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(jī)化合物的層；以及在該 含有機(jī)化合物的層上形成具有透光性的笫二電極。
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(dòng)襯底的同時(shí)移動(dòng)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(gè)實(shí)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(hù)板，并且在該防淀積遮護(hù)板上提供多個(gè)開(kāi)口部 分，經(jīng)過(guò)該開(kāi)口部分升華蒸發(fā)材料。在防淀積遮護(hù)板的下方設(shè)置有能夠 沿垂直于襯底的移動(dòng)方向(也稱為載運(yùn)方向)移動(dòng)的蒸發(fā)源。另外，通 過(guò)將防淀積遮護(hù)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(dòng)襯底
9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(hù)板；在 該防淀積遮護(hù)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(dòng)的移動(dòng)裝置，
其中，所述防淀積遮護(hù)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(gè)開(kāi)口部分，從蒸發(fā)源蒸發(fā)的蒸發(fā)材料通過(guò)設(shè)在防淀積 遮護(hù)板上的多個(gè)開(kāi)口部分來(lái)淀積到襯底上。
另外，可以提供通過(guò)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(gè)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(gè)或更多個(gè)坩堝，也可以提 供一個(gè)蚶堝。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(gè) 坩堝的蒸發(fā)中心重疊，然后進(jìn)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(gè)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(jī)化合物 的層、以及在該含有機(jī)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(dòng)襯底，并且，沿垂直于襯底的移動(dòng)方 向移動(dòng)蒸發(fā)源，以在所述第 一 電極上形成含有機(jī)化合物的層。
圖7 A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(jìn)行減壓的載運(yùn)室連接在一起。當(dāng)在每個(gè)淀積室內(nèi)使 用一個(gè)防淀積遮護(hù)板和一個(gè)蒸發(fā)源時(shí)，為了得到所希望的膜厚度，優(yōu)選 使襯底多次經(jīng)過(guò)防淀積遮護(hù)板的開(kāi)口部分的上方。
此外，如圖7B所示，也可以在一個(gè)淀積室內(nèi)沿垂直于襯底的載輸方 向提供兩個(gè)防淀積遮護(hù)板，并且分別提供蒸發(fā)源來(lái)連續(xù)地淀積相同的蒸 發(fā)材料。通過(guò)采用這種蒸發(fā)淀積裝置，可以提高淀積速度。另外，通過(guò) 移動(dòng)蒸發(fā)源，可以減少蒸發(fā)材料的厚度不均勻。注意，兩個(gè)防淀積遮護(hù) 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(hù)板上方反復(fù)重復(fù)地移動(dòng)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(guò)沿一個(gè)方向移動(dòng)襯底來(lái)實(shí)現(xiàn)串 聯(lián)連接多個(gè)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(yùn)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(jìn)行減壓的兩個(gè)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(gè)蒸發(fā)源中，以連續(xù)地形 成疊層。例如，將第一有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物分別設(shè)置在第一蒸發(fā)源 的兩個(gè)坩堝中，然后使襯底經(jīng)過(guò)第一蒸發(fā)源的上方，以在襯底上淀積緩 沖層。接著，通過(guò)在移動(dòng)襯底后，將第二有機(jī)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(guò)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(gè)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(jī)化 合物的層、以及在該含有機(jī)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(dǎo)體層；
形成覆蓋所述薄膜晶體管的半導(dǎo)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(dǎo)體層連接的由金屬 層的疊層構(gòu)成的電極；
通過(guò)去除電極的疊層的一部分，以形成笫一區(qū)域、比所述第一區(qū)域 層疊更多層的第二區(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(tái)階部分；
形成覆蓋所述第 一 電極的臺(tái)階部分和第二區(qū)域的絕緣體；
在淀積室內(nèi)移動(dòng)襯底的同時(shí)，沿垂直于襯底的移動(dòng)方向移動(dòng)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(dòng)襯底的同時(shí)，沿垂直于襯底的移動(dòng)方向移動(dòng)第
二蒸發(fā)源，以在所述緩沖層上形成含有機(jī)化合物的層；以及 在該含有機(jī)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(guò)在一個(gè)淀積室內(nèi)連續(xù)地形成緩沖層和含有 機(jī)化合物層，可以縮短制造工藝。
注意，在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)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(dòng)連接)帶、或者 TCP(帶狀載體封裝)連接到發(fā)光器件上來(lái)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(guò)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(chǎng)時(shí)能夠獲取發(fā)光(電致發(fā)光)的含有機(jī)化 合物的層(下文中稱為EL層)、以及陽(yáng)極和陰極。從有機(jī)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(shí)的光發(fā)射(焚光)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(duì)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(shí)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(dāng)前正在開(kāi)發(fā)的大多數(shù)發(fā)光器件中。
疊層結(jié)構(gòu)的其他實(shí)例還有，在陽(yáng)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(yáng)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(shuō)明書(shū)中，將位于陰極和陽(yáng)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(dòng)方法不受特別 的限制，例如，可以采用逐點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方法、逐行驅(qū)動(dòng)方法、或逐面驅(qū)動(dòng)方 法等。典型地采用逐行驅(qū)動(dòng)方法，并可以適當(dāng)?shù)夭捎脮r(shí)分灰度驅(qū)動(dòng)方法 或區(qū)域灰度驅(qū)動(dòng)方法。輸入到發(fā)光器件源線的視頻信號(hào)可以是模擬信號(hào) 或數(shù)字信號(hào)?？梢愿鶕?jù)視頻信號(hào)來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路等。
根據(jù)本發(fā)明，在采用具有三種或更多種的多個(gè)發(fā)光元件的全色發(fā)光 器件時(shí)，可以顯示將從每個(gè)發(fā)光元件發(fā)出的發(fā)光顏色清晰顯示出來(lái)的高 質(zhì)量圖像，從而，可以實(shí)現(xiàn)低功耗的發(fā)光器件。


圖l是示出有源矩陣型發(fā)光器件的截面(一個(gè)像素的一部分)的圖 (實(shí)施方式l );
圖2 A和2 B分別是示出發(fā)光器件的像素結(jié)構(gòu)的 一 個(gè)實(shí)例的俯視圖以 及截面圖(實(shí)施方式l );
圖3是示出有源矩陣型發(fā)光器件的截面(一個(gè)像素的一部分)的圖 (實(shí)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(shí)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
12(實(shí)施方式3 );
圖6是制造裝置的俯視圖(實(shí)施方式4); 圖7A和7B是蒸發(fā)淀積裝置的透視圖(實(shí)施方式4); 圖8是示出當(dāng)施加6V時(shí)的相對(duì)亮度Iext的計(jì)算結(jié)果的圖； 圖9是示出用于計(jì)算的元件結(jié)構(gòu)的圖； 圖10A至10D是示出電子器具的一個(gè)實(shí)例的圖； 圖ll是示出電子器具的一個(gè)實(shí)例的圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)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(gè)事實(shí)，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(duì)本發(fā)明的解釋并不局限于本實(shí)施方式中所記載的內(nèi)容。 而且，各個(gè)圖表中的相同的部分將使用相同的符號(hào)標(biāo)注，并省略相關(guān)的 ^洋細(xì)i兌明。
實(shí)施方式l
圖l表示有源矩陣型發(fā)光器件的截面圖(一個(gè)像素的一部分)。 圖l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(lán)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(dǎo)體襯底或金屬襯底。在襯底10上形成
有基底絕緣膜ll (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(dǎo)體層之間。16表示由無(wú)機(jī)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(méi)有示出， 一個(gè)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(gè)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(gè)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(yáng)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(tái)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(yáng)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(jì)4層)形成。由于 上述層疊結(jié)構(gòu)(共計(jì)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(shí)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(shí)，形成抗蝕劑掩模來(lái)進(jìn)行蝕刻。在下列條件下進(jìn)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)功率施加到線圏電才及， IOOW的RF ( 13.56MHz)功率施加到襯底側(cè)(測(cè)試樣品平臺(tái))。在蝕刻 Al-Ti(第一電極18c)后，進(jìn)行15秒的過(guò)蝕刻以露出TiN(第一電極18b)。
在由蝕刻形成具有臺(tái)階的第 一 電極后，形成覆蓋該臺(tái)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(shí)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(dǎo)電膜構(gòu)成的第二電極，即有機(jī)發(fā)光 元件的陰極(或陽(yáng)極)。作為具有透光性的導(dǎo)電膜(也稱為透光性導(dǎo)電 膜)可以使用ITO(氧化銦氧化錫合金)、氧化銦氧化鋅合金(In203-ZnO )、 氧化鋅(ZnO)、含有氧化硅的銦錫氧化物(ITSO)、和氧化錫(Sn02) 等。另外，若對(duì)可見(jiàn)光具有透明性，則對(duì)第二電極21沒(méi)有特別的限制， 例如可以采用由薄金屬層(典型的是MgAg、 Mgln、 AlLi等的合金或Ag、 Al)和透光性導(dǎo)電膜的疊層作為第二電極。
本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)于可見(jiàn)光透明的意思是可見(jiàn)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(jī)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(fù)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(jī)化合物 (具有空穴傳輸性的材料(如4,4，-雙[1^- (3-甲基苯基)-N-苯基氨基]聯(lián)
苯(簡(jiǎn)稱TPD)、 4,4，-雙[N-(l-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱a-NPD)、或4，4'一雙(N-[4— (N, N-二-m-曱苯基氨基)苯基]-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱 DNTPD)等))。另外，第二EL層20b可以使用例如三(8-喹啉醇合) 鋁(簡(jiǎn)稱Alq3)、三(4-曱基-8-喹啉醇合)鋁(簡(jiǎn)稱Almq3)或ot-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'-二曱基喹吖啶酮 (簡(jiǎn)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(jī)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(guò)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(lái)提高發(fā)光效率。通過(guò)調(diào)節(jié)緩沖層的厚度，可以顯示將從每個(gè)發(fā)光元 件發(fā)出的發(fā)光顏色清晰顯示出來(lái)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(shí)現(xiàn)第二電極21的低 電阻化。
盡管圖中沒(méi)有示出，優(yōu)選將保護(hù)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(hù)膜是通過(guò)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(shí)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(cuò)型)TFT或順交錯(cuò)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(gè)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(shuō)明書(shū)中，半導(dǎo)體層被用作TFT的有源層，可以使用主 要包含硅的半導(dǎo)體膜、主要包含有機(jī)材料的半導(dǎo)體膜、或主要包含金屬 氧化物的半導(dǎo)體膜。作為主要包含硅的半導(dǎo)體膜可以使用非晶半導(dǎo)體 膜、含結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜、含非晶結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體膜等，具體來(lái) 說(shuō)，可以使用非晶硅、微晶硅、多晶硅等。作為主要包含有機(jī)材料的半 導(dǎo)體膜可以使用以通過(guò)和其他元素組合在一起來(lái)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(dǎo)體膜。具體地，可舉 出并五苯、并四苯、p塞吩低聚物衍生物、笨撐衍生物、酞菁化合物、聚 乙炔衍生物、聚瘞吩衍生物、花青染料等。另外，作為主要包含金屬氧 化物的半導(dǎo)體膜可以使用氧化鋅(ZnO)或鋅、鎵和銦的氧化物 (In畫(huà)Ga-Zn-0)等。
此外，圖2A表示發(fā)光器件的像素結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例。另外，圖2B是沿 圖2A中點(diǎn)劃線A-A，切割構(gòu)成的截面圖。以下將參照視圖說(shuō)明發(fā)光器件的
15制造步驟的實(shí)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(lái)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%, 0=27%, N=24%, H=17%)。隨后，采用等離子體CVD法形成用SiH4和N20作為 反應(yīng)氣體來(lái)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%, 0=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(dǎo)體層。通過(guò)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(dǎo)體膜，此后將 通過(guò)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(dǎo)體膜圖形化為所需的形狀來(lái)形成 構(gòu)成TFT的有源層的半導(dǎo)體層。該半導(dǎo)體層形成具有25-80nm (優(yōu)選為 30-60nm)的厚度。晶體半導(dǎo)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(dǎo)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(zhǔn)分子激光、YAG激光和YV04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(guò)光學(xué)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(dǎo)體膜上。雖然晶化條件由 操作者適當(dāng)?shù)剡x擇，當(dāng)采用準(zhǔn)分子激光時(shí)，可以采用30Hz的脈沖振蕩頻 率和100-400mJ/cm2 (典型地，200-300 mJ/cm2)的激光能量密度。當(dāng)采 用YAG激光時(shí)，優(yōu)選采用其的二次諧波的l-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?？梢詫⒕€ 性地收集的具有100-1000)am例如400iLim寬度的激光束輻照在整個(gè)襯底 上，此時(shí)的線性激光束的重疊率為80-98%。
此外，也可以不通過(guò)非線性光學(xué)元件而是將激光以基波形式，高強(qiáng) 度地反復(fù)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(dǎo)體膜上， 進(jìn)行激光退火而形成晶體半導(dǎo)體膜。注意，這里的"高強(qiáng)度"指的是每個(gè) 單位時(shí)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/cm、lTW/cm2的范圍內(nèi)。半導(dǎo)體膜不太吸收波長(zhǎng)為lpm左右的基波，即吸收效率很低。但是，通過(guò)利用從脈寬設(shè)定為微微秒級(jí)或毫微微 秒(10"5秒)級(jí)的脈沖激光器發(fā)出來(lái)的基波可以獲得高強(qiáng)度的激光束， 而且產(chǎn)生非線性光學(xué)效果(多光子吸收)，所以能夠使半導(dǎo)體膜吸收激 光束。由于不使用非線性光學(xué)元件，并且不轉(zhuǎn)換為高次諧波，所以，可 以將具有1 5W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(kuò)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(dǎo)體層的表面用包含氫氟酸的蝕刻劑清洗以形成覆蓋半導(dǎo)
體層的柵絕緣膜33。用等離子體CVD法或?yàn)R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(shí)施方式中，用等離子CVD法 形成115nm厚的氧氮化珪膜(成分比例Si=32%，0=59%,N=7%，H=2%)。 當(dāng)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(lái)，將給與半導(dǎo)體p型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素(例如，B),此處 是硼(B),適當(dāng)摻雜到半導(dǎo)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(jìn)行加熱處理、強(qiáng)光照射或激光照射。在激活的同時(shí)， 可以修復(fù)柵絕緣膜的等離子損傷、以及柵絕緣膜和半導(dǎo)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。C下 通過(guò)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?yàn)樗枰苌俚木S護(hù)。
后續(xù)的步驟包括用有機(jī)或無(wú)機(jī)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(jìn)行氫化處 理，形成到達(dá)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)。
另夕卜，盡管在本實(shí)施方式中使用p溝道型TFT進(jìn)行說(shuō)明，但是通過(guò)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(shí)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也作為防止笫三層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)選使用能夠防止笫三層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(duì)第一電極進(jìn)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(tái)階的絕緣體37。 另外，在圖2A中表示絕緣體37的輪廓。
接下來(lái)，通過(guò)蒸發(fā)淀積法形成含有機(jī)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(dǎo)電膜39)之后，在襯底30上形 成的發(fā)光元件通過(guò)使用密封材料或薄膜狀的粘合劑粘結(jié)密封襯底(透明 村底)而被密封。也可以提供由樹(shù)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?dú)饣蚱渌?性氣體。作為密封劑優(yōu)選使用環(huán)氧樹(shù)脂。該密封劑優(yōu)選采用盡可能少地 透過(guò)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(guò)將發(fā)光元件封裝進(jìn)上述的空間中，發(fā)光元件能夠與外部完全隔 開(kāi)，從而可以防止加速有機(jī)化合物層退化的物質(zhì)，如濕氣和氧氣，從外 界進(jìn)入發(fā)光元件。因此，可以獲得高可靠性的發(fā)光器件。
實(shí)施方式2
本實(shí)施方式中參照?qǐng)D3表示與實(shí)施方式1不同的結(jié)構(gòu)的實(shí)例。在圖3 的結(jié)構(gòu)中，第一電極不是和TFT的半導(dǎo)體層連接，而是通過(guò)電極與TFT 的半導(dǎo)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(tái)階。另外， 為了提高開(kāi)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
18區(qū)域?yàn)榈诙^(qū)域。
本實(shí)施方式中，表示在同一襯底上形成像素部分和驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)例。
首先，與實(shí)施方式l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(dǎo)體膜構(gòu)成的半導(dǎo)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(dòng)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(dǎo)體p 型導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素(如B),此處是硼，選擇性地?fù)诫s到半導(dǎo)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(dǎo)體n型導(dǎo) 電類型的雜質(zhì)元素(如P、 As),此處是磷，選擇性地?fù)诫s到半導(dǎo)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(dǎo)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L(zhǎng)DD區(qū)域335、 336。
不用說(shuō)，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(jìn)行加熱處理、強(qiáng)光照射 或激光照射。
然后，形成由有機(jī)或無(wú)機(jī)材料構(gòu)成的第一層間絕緣膜316,并進(jìn)行 氬化處理。接著，在第一層間絕緣膜316和柵絕緣膜中形成到達(dá)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(dòng) 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(dòng)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(dòng)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(jī)或無(wú)機(jī)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(dá)電極318、 342、 343的接觸孔。
接下來(lái)，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
19100nm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^t后進(jìn)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(shí)，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(dòng)電i 各部分的占據(jù)面積。
然后，在去除抗蝕劑掩模后形成新的抗蝕劑掩模來(lái)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(jì)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(tái)階的第 一電極。
接下來(lái)，在去除抗蝕劑掩模后，形成覆蓋第一電極的臺(tái)階的絕緣體
319。
然后，通過(guò)蒸發(fā)淀積法形成含有機(jī)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(jī)化合物(具有空穴傳輸性的材料(如4,4，-雙[N. (3-曱基苯基)-N-苯 基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱TPD)、 4,4，-雙[N-(l-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱 a-NPD)、或4, 4，-雙{1^-[4- (N, N-二-m-曱苯基氨基)苯基]-N-苯基氨 基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱DNTPD)等))的復(fù)合層。另外，320b是包括發(fā)光層的 單層或疊層。通過(guò)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、 Mgln、 AlLi之類的合金，或通過(guò)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(guò)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lnm-20nm的薄金屬膜。第二電極321為能夠通過(guò)發(fā)光的厚度即可。 進(jìn)一步，也可以在第二電極321上層疊透明導(dǎo)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(guò)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(lái)，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(guò)貼合預(yù)先切割的相對(duì)襯底可省去上述分割步驟。在這個(gè)階段，完成EL模塊。
此處，將參照?qǐng)D4說(shuō)明整個(gè)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(gè)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(dòng)像素部分的各像素的驅(qū)動(dòng)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(diǎn)劃線A-A，切開(kāi) 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(méi)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(duì)襯底之間的間 距保持為約2^im至30pm,并且通過(guò)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(dāng)通過(guò)薄膜狀的粘合劑44能夠充分地密封 發(fā)光元件時(shí)，就不需要特別地提供密封材料49。此外，當(dāng)通過(guò)薄膜狀的 粘合劑44能夠充分地保持一對(duì)襯底的間隔時(shí)，就不需要特別地提供間隔 保持材料50。
另外，可以通過(guò)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(shí)施方式中，由于能夠和連接電極345a至345c的同時(shí)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(dòng)電路部分的占據(jù)面積以實(shí)現(xiàn)窄 邊框化。此外，也可以在形成連接電極345a至345c的同時(shí)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(shí)施方式可以與實(shí)施方式l自由組合。
實(shí)施方式3
此處，表示制造全色顯示器件的幾個(gè)方法。具體地，可以舉出利用 三個(gè)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(lán) 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(dāng)利用三個(gè)發(fā)光元件以實(shí)現(xiàn)全色顯示時(shí)，將由紅色發(fā)光元件、藍(lán)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(gè)像素提供在像素 部分上。例如，可以使用對(duì)應(yīng)于每個(gè)R、 G、 B發(fā)光顏色的開(kāi)口位置不同
的三種蒸發(fā)淀積掩模，通過(guò)蒸發(fā)淀積法進(jìn)行RGB分色涂布。
通過(guò)分別調(diào)節(jié)在形成發(fā)光層之前所淀積的每個(gè)緩沖層的厚度，可以
顯示將從每個(gè)發(fā)光元件發(fā)出的發(fā)光顏色清晰顯示出來(lái)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(jiǎn)單的
條形圖案以及偏斜鑲嵌對(duì)準(zhǔn)、三角鑲嵌對(duì)準(zhǔn)、RGBG四像素對(duì)準(zhǔn)或RGBW
四像素對(duì)準(zhǔn)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(lán)色發(fā)光元件重疊的位置上形成藍(lán)色著色層。
此外，將參照?qǐng)D5A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(jī)化合物膜的發(fā) 光元件，使其發(fā)出的白色發(fā)光穿過(guò)顏色濾光片從而獲得紅、綠和藍(lán)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(guò)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(guò)調(diào)配溶 液的方法將色素?fù)降接米靼l(fā)光層的高分子材料中，該方法與實(shí)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(shí)現(xiàn)。
具體來(lái)說(shuō)，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(yáng)極上涂覆用作空穴注入層的聚(亞乙基二氧基噻吩)/聚(對(duì) 苯乙烯磺酸)水溶液(PEDOT/PSS)并焙燒。然后，在整個(gè)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)、 4-二氰基亞曱基-2-甲醇基-6-(對(duì)二曱氨基-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM 1 )、 尼羅紅、香豆素6等)的聚乙烯基?？ㄟ?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(dǎo) 電薄膜(ITO (氧化銦氧化錫合金)、氧化銦氧化鋅合金(In203-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(jī)溶劑。因此，即使在其上涂敷PVK時(shí)，沒(méi)有再次溶解的問(wèn) 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(jī)化合物層的實(shí)例，但是也可以使用單層的有機(jī)化合物層。例如，可以將具有電子傳輸性的l,3,4-囉二唑衍生
物(PBD)分散到具有空穴傳輸性的聚乙烯基?？ㄟ?PVK)中。此外，通過(guò)分散30wtQ/o的作為電子傳輸劑的PBD并以適當(dāng)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(jī)化合物膜形成在陽(yáng)極和陰極之間，并且通過(guò)在有機(jī)化合物膜上重新結(jié)合從陽(yáng)極注入的空穴和從陰極注入的電子，在有機(jī)化合物膜中產(chǎn)生白色發(fā)光。
另外，通過(guò)適當(dāng)選擇實(shí)現(xiàn)紅色發(fā)光的有機(jī)化合物膜、實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)光的有機(jī)化合物膜、實(shí)現(xiàn)藍(lán)色發(fā)光的有機(jī)化合物膜，并將這些薄膜層疊混合顏色，也可以實(shí)現(xiàn)作為整體的白色發(fā)光。
根據(jù)上述步驟形成的有機(jī)化合物膜能夠作為一個(gè)整體獲得白色發(fā)光。
通過(guò)形成顏色濾光片，該顏色濾光片在沿著上述有機(jī)化合物膜發(fā)出
吸收除了綠L光以外的其P它光的色彩層:G)和i收除了藍(lán)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(lán)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(jiǎn)單的條形圖案以及偏斜鑲嵌對(duì)準(zhǔn)、三角鑲嵌對(duì)準(zhǔn)、RGBG四像素對(duì)準(zhǔn)或RGBW四像素對(duì)準(zhǔn)等。
構(gòu)成顏色濾光片的色彩層是通過(guò)使用由分散有顏料的有機(jī)光敏材料構(gòu)成的阻色材料(color resist)形成的。通過(guò)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(jī)化合物膜形成所有結(jié)構(gòu)，所以不必分色涂敷來(lái)形成有機(jī)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?qǐng)D5B說(shuō)明通過(guò)組合具有藍(lán)色發(fā)光性的有機(jī)化合物膜的藍(lán)色發(fā)光元件和熒光性的顏色轉(zhuǎn)換層來(lái)實(shí)現(xiàn)CCM (color changingmediums )的方法。在CCM方法中，利用藍(lán)色發(fā)光元件發(fā)射的藍(lán)色光激勵(lì)熒光性顏色轉(zhuǎn)換層，而且在每個(gè)顏色轉(zhuǎn)換層中轉(zhuǎn)換顏色。具體地，通過(guò)顏色轉(zhuǎn)換層將
藍(lán)色轉(zhuǎn)換為紅色(從B轉(zhuǎn)換成R ),通過(guò)顏色轉(zhuǎn)換層將藍(lán)色轉(zhuǎn)換為綠色(從B轉(zhuǎn)換成G)，通過(guò)顏色轉(zhuǎn)換層將藍(lán)色轉(zhuǎn)換為更鮮明的藍(lán)色(從B轉(zhuǎn)換成B)(注意，從藍(lán)色轉(zhuǎn)換成藍(lán)色可以不進(jìn)行)，以獲得紅色、綠色和藍(lán)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(guò)分色涂敷來(lái)形成有機(jī)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(dāng)利用CCM方法時(shí)，由于顏色轉(zhuǎn)換層是焚光性的，有顏色轉(zhuǎn)換層受外部光激勵(lì)而導(dǎo)致對(duì)比度降低的問(wèn)題，所以如圖5C所示，優(yōu)選通過(guò)比如安裝顏色濾光片提高對(duì)比度。
另外，本實(shí)施方式可以與實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?組合。
實(shí)施方式4
圖6中所示的制造設(shè)備是將淀積含有機(jī)化合物的層的多室系統(tǒng)和進(jìn)行密封處理的小室連接構(gòu)成一個(gè)單元的實(shí)例。通過(guò)使其為一個(gè)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(yùn)室102、 104a、 108、 114、 118、交接室IOI、 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、掩才莫貯存室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(yùn)室104a中提供有用于載運(yùn)襯底的載運(yùn)系統(tǒng)，而且，在其它的載運(yùn)室中也分別提供有載運(yùn)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(yùn)預(yù)先提供有陽(yáng)極(第一電極)和用于覆蓋該陽(yáng)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(gè)與陽(yáng)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(kāi)關(guān)用TFT等)。首先，上述襯底(600mmx720mm)安裝在襯底投入室120中。如320mmx400mm、 370mmx470mm、 550mmx650mm、 600mmx720mm、680mmx880mm、 1000mmx 1200mm、 1100mmxl250mm 或1150mmxl300mm這樣的大尺寸襯底也可以適用。
載運(yùn)安裝在襯底投入室120的襯底(提供有陽(yáng)極和用于覆蓋該陽(yáng)極末端部分的絕緣體的襯底)到保持在大氣壓下的載運(yùn)室118。此時(shí)，在載運(yùn)室118中提供有用于將襯底載運(yùn)或反轉(zhuǎn)的載運(yùn)系統(tǒng)(如載運(yùn)自動(dòng)裝置)。
另外，在每個(gè)載運(yùn)室108、 114、 102提供有載運(yùn)系統(tǒng)和真空抽氣裝置。安裝在載運(yùn)室118的自動(dòng)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(yùn)到交接室IOI。交接室101連接到真空抽氣處理室，可以通過(guò)真空抽氣實(shí)現(xiàn)真空狀態(tài)，也可以在真空抽氣之后通過(guò)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(yùn)室的最終真空度為10 —s至10-spa,而且，可以控制雜質(zhì)從泵側(cè)和抽氣系統(tǒng)的反向擴(kuò)散。
接下來(lái)，從載運(yùn)室118載運(yùn)襯底到交接室101,然后，從交接室IOI載運(yùn)襯底到載運(yùn)室102而不暴露于大氣。
此外，優(yōu)選在蒸發(fā)淀積含有機(jī)化合物的膜之前進(jìn)行真空加熱，以便消除皺縮。從載運(yùn)室102載運(yùn)襯底到多階段真空加熱室103,并在真空(等于或低于5xlO」乇(0.665Pa)的壓力，優(yōu)選從10"到l(T6Pa)中進(jìn)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(hù)套加熱器)對(duì)多個(gè)襯底均勻地加熱。安裝多個(gè)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(duì)襯底加熱，當(dāng)然，也可以只從單面對(duì)襯底加熱。特別是，如果有機(jī)樹(shù)脂膜用作層間絕緣膜的材料或隔離物的材料，有機(jī)樹(shù)脂材料趨于容易吸收濕氣，此外，還有產(chǎn)生除氣的危險(xiǎn)。因此在形成含有有機(jī)化合物的層之前，進(jìn)行真空加熱很有效，具體是在100至250。C、優(yōu)選為150。C至200。C的溫度下在例如30分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間的周期內(nèi)加熱之后，進(jìn)行30分鐘的自然冷卻，以^更除去吸收的濕氣。
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^F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(jìn)行大氣壓加熱或真空加熱
(在100。C至200。C)。
此外，如果通過(guò)旋涂法用PEDOT/PSS形成膜時(shí)，可以在整個(gè)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(yùn)室102的預(yù)處理室，并通過(guò)在預(yù)處理室中進(jìn)行使用掩;溪的02灰化 等有選擇地進(jìn)行除去步驟。
在本實(shí)施方式中，從載運(yùn)室102載運(yùn)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(gè)實(shí)例。首先，4,4，-雙[N-( l-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯 (簡(jiǎn)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(shí)，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l: 1。包含金屬氧化物和有機(jī)化合物的第一復(fù)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(shí)例的斜視 圖。下文中簡(jiǎn)單地描述蒸發(fā)淀積裝置的機(jī)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(yùn)方向706a (圖 7A中的箭頭方向)被載運(yùn)。襯底被襯底載運(yùn)裝置(載運(yùn)自動(dòng)裝置或載運(yùn) 輥)載運(yùn)而經(jīng)過(guò)防淀積遮護(hù)板703a的上方。防淀積遮護(hù)板703a具有開(kāi)口 部分703b,從蒸發(fā)源704來(lái)的蒸發(fā)材料通過(guò)該開(kāi)口部分703b升華。為了 保持從開(kāi)口部分703b的蒸發(fā)材料的升華方向706b，防淀積遮護(hù)板703a被 加熱以便不附著蒸發(fā)材料。另外，與防淀積遮護(hù)板連接而提供加熱器。 可以利用與加熱器連接的計(jì)算機(jī)來(lái)控制防淀積遮護(hù)板的加熱溫度。
蒸發(fā)源704能夠安裝多個(gè)坩堝，并且可以沿箭頭705的方向移動(dòng)。此 外，代替移動(dòng)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(dòng)范圍設(shè)定為比襯底的寬度Wa更大。此外， 通過(guò)將防淀積遮護(hù)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(jìn)行蒸發(fā)淀積時(shí)，因?yàn)檎舭l(fā)材料對(duì)于
26襯底表面以同心圓狀擴(kuò)大，所以有一個(gè)擔(dān)憂是以同心圓狀擴(kuò)大的中心部 分的厚度變厚。本發(fā)明采用防淀積遮護(hù)板抑制以同心圓狀擴(kuò)大，而且通 過(guò)移動(dòng)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(hù)板的開(kāi)口部分的 形狀為細(xì)長(zhǎng)橢圓，但開(kāi)口部分703b的形狀和數(shù)量沒(méi)有特殊限制。通過(guò)使 開(kāi)口部分的形狀為細(xì)長(zhǎng)橢圓，防止蒸發(fā)材料堵住開(kāi)口。
此外，可以提供通過(guò)門連接到淀積室的安裝室，以便將蒸發(fā)材料供 給于多個(gè)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(dòng)方向的延長(zhǎng)線上。在安裝室中 補(bǔ)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(jì)將蒸發(fā)材料加熱到穩(wěn)定的淀積速度。然后，打開(kāi)門，從 安裝室沿 一 個(gè)方向?qū)⒄舭l(fā)源移動(dòng)到淀積室中，通過(guò)在保持該方向的情況 下將蒸發(fā)源也在淀積室中移動(dòng)，以對(duì)襯底進(jìn)行淀積。通過(guò)以上述方式排 列安裝室，可以順利地移動(dòng)蒸發(fā)源。另外，可以在一個(gè)淀積室中提供多 個(gè)蒸發(fā)源和防淀積遮護(hù)板。圖7B表示出提供有多個(gè)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(dòng)方向705上提供安裝室 707,當(dāng)補(bǔ)給蒸發(fā)材料時(shí)將蒸發(fā)源移動(dòng)到安裝室來(lái)進(jìn)行補(bǔ)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(dāng)再一次執(zhí)行淀積時(shí)使淀積室成為真空要花費(fèi)較 長(zhǎng)時(shí)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(shí)間就可以補(bǔ)給蒸發(fā) 材料。
此外，可以平行于防淀積遮護(hù)板703a地提供第二防淀積遮護(hù)板709， 并且提供沿垂直于襯底的載運(yùn)方向移動(dòng)的笫二蒸發(fā)源708。通過(guò)將多個(gè) 蒸發(fā)源安裝在一個(gè)淀積室中，可以連續(xù)地淀積疊層。此處，在一個(gè)淀積 室中提供兩個(gè)蒸發(fā)源，但也可以在 一 個(gè)淀積室中提供更多個(gè)蒸發(fā)源。
接下來(lái)，從載運(yùn)室102載運(yùn)村底到交接室105，然后，在不暴露于大 氣的情況下，從交接室105載運(yùn)襯底到載運(yùn)室104a。
然后，將襯底適當(dāng)?shù)剌d運(yùn)到與載運(yùn)室104a相連接的淀積室106R、 106G、 106B、 106E,以適當(dāng)?shù)匦纬杉t色發(fā)光層、綠色發(fā)光層、藍(lán)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(jī)化合物的層。
27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(guò)使用蒸發(fā)淀積掩模，在要形成藍(lán)色的發(fā)光元 件的區(qū)域中，作為藍(lán)色的發(fā)光層，將摻雜有CBP(4,4，-雙(N-^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30mn。
此外，在淀積室106R中，通過(guò)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(guò)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 衡m。
通過(guò)使用掩模適當(dāng)?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(shí)施蒸發(fā)淀積時(shí)適當(dāng)?shù)剌d 運(yùn)其到淀積室。在利用大尺寸襯底時(shí)，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(gè)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(lái)貯存膜形成后或 處理后的襯底。
接下來(lái)，從載運(yùn)室104a載運(yùn)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(yùn)襯底到載運(yùn)室108。
接下來(lái)，借助于安裝在載運(yùn)室108內(nèi)部的載運(yùn)系統(tǒng)，襯底被載運(yùn)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、 Mgln、 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(guò)共同淀積方 法形成的膜；或這些膜層疊而成的膜)的薄膜(lnm-20nm),或者上述 金屬膜的薄膜(lnm-20nm)和透明導(dǎo)電膜層疊而成的疊層。在形成疊層 時(shí)，載運(yùn)襯底到淀積室109利用濺射法形成透明導(dǎo)電膜。
通過(guò)上述步驟，形成具有含有機(jī)化合物的層的層疊結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。
另外，載運(yùn)襯底到與載運(yùn)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(hù)膜用來(lái)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(yùn)室108經(jīng)過(guò)交接室1 1 1引入到載運(yùn)
室114,然后，貯存在襯底貯存室130a、 130b中，或載運(yùn)到交接室141。 優(yōu)選的是，使載運(yùn)室114、襯底貯存室130a、 130b、交接室141成為減壓 狀態(tài)。
然后，載運(yùn)到交接室141的第 一襯底通過(guò)安裝在載運(yùn)室147的載運(yùn)系 統(tǒng)148纟皮載運(yùn)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(dāng)從襯 底安裝室117將第二襯底導(dǎo)入后，首先，在減壓的情況下進(jìn)行加熱來(lái)進(jìn) 行脫氫。然后，通過(guò)安裝在載運(yùn)室147的載運(yùn)系統(tǒng)148將第二襯底載運(yùn)到 具備UV照射設(shè)備的預(yù)處理室146,對(duì)第二村底照射紫外線來(lái)進(jìn)行表面處 理。接著，將第二襯底載運(yùn)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(jī)。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U V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(guò)載運(yùn)系統(tǒng)148載運(yùn)第二襯底到粘貼室144 。 在粘貼室144中，在對(duì)處理室減壓后，將第一村底和第二襯底粘貼 在一起。通過(guò)上下移動(dòng)上平臺(tái)或下平臺(tái)，以粘貼一對(duì)襯底。在減壓的情 況下粘合兩片襯底時(shí)，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(kuò)散對(duì)襯底施加的壓力以防止襯底石皮損 的重要作用。
另外，也可以采用如下機(jī)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(duì)整個(gè)處理室減壓，而在通過(guò)上下移動(dòng)上平臺(tái)或 下平臺(tái)以密閉平臺(tái)間的空間后，用真空抽氣機(jī)經(jīng)設(shè)在下平臺(tái)上的孔抽 空，以減少平臺(tái)之間的空間的壓力。通過(guò)這樣的方式，由于與整個(gè)處理 室相比，要減壓的空間4艮小，所以可以在短時(shí)間實(shí)現(xiàn)減壓。
另外，也可以在上平臺(tái)和下平臺(tái)中的任何一方上提供具有透光性的封材料。
然后，用載運(yùn)系統(tǒng)148將暫時(shí)粘貼在一起的成對(duì)襯底載運(yùn)到硬化處
理室143。在硬化處理室143中，通過(guò)進(jìn)行光照射或加熱處理使密封材料
完全硬化。
然后，用載運(yùn)系統(tǒng)148將成對(duì)襯底載運(yùn)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(duì)襯底。通 過(guò)這種方式，完成均勻地保持襯底間隔的密封工藝。
另夕卜，本實(shí)施方式可以與實(shí)施方式l、實(shí)施方式2或?qū)嵤┓绞?自由 組合。
實(shí)施方式5
在此，將說(shuō)明關(guān)于緩沖層和陽(yáng)極的接觸電阻的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和光提取效 率的計(jì)算結(jié)果。
用TiN膜作為陽(yáng)極，并按順序形成緩沖層(混合a-NPD和鉬氧化物 的層)、發(fā)光層和陰極，接著，向具有2mmx2mm的發(fā)光面積的發(fā)光元 件施加6V的電壓，在此情況下測(cè)量電流值的測(cè)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(yáng)極，并按順序形成緩沖層(混合a-NPD和鉬氧 化物的層)、發(fā)光層和陰極，以上述方式測(cè)量電流值的測(cè)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A1膜(包含微量的Ti)作為陽(yáng)極，以上述方式 測(cè)量電流值的測(cè)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(dāng)使用如很薄的Ag等的半透明性電極作為陰極時(shí)，由于產(chǎn)生 強(qiáng)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(yáng)極并且施加6V時(shí)的相對(duì)亮度的計(jì)算結(jié)果。該結(jié) 果是，通過(guò)使每個(gè)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(duì) 亮度相同。注意，在該計(jì)算中采用圖9的元件結(jié)構(gòu)。
另夕卜，本實(shí)施方式可以與實(shí)施方式l、實(shí)施方式2或?qū)嵤┓绞?自由 組合。實(shí)施方式6
機(jī)等的照相機(jī)、護(hù)目鏡式顯示器(頭盔式顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、音頻播放 裝置(例如，汽車放音設(shè)備或放音組件)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、便攜式 信息終端(例如，移動(dòng)計(jì)算機(jī)、手提式電話、便攜式游戲機(jī)和電子圖書(shū)) 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(jī)，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(jī)。
圖10B顯示了一種筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)，其包括主體2201、機(jī)殼2202、 顯示部分2203、鍵盤2204、外部接口2205、鼠標(biāo)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(gè)人計(jì)算機(jī)。
圖IOC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(shuō)是 DVD播放器)。此設(shè)備包含主體2401、機(jī)殼2402、顯示部分A2403、顯 示部分B 2404、記錄媒質(zhì)(例如DVD)讀出單元2405、操作鍵2406、揚(yáng) 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B 2404 主要顯示文本信息。注意，術(shù)語(yǔ)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(jī))。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(jī)殼1901、支撐臺(tái)1902、顯示 部分1903、揚(yáng)聲器單元1904、圖像輸入部分1905等。該顯示裝置是通過(guò) 將采用其它實(shí)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(dòng)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(gè)人計(jì) 算機(jī)、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ll所示的一種手機(jī)中，包括操作開(kāi)關(guān)904和擴(kuò)音器905等的主體 (A) 901與包括顯示盤(A) 908、顯示盤(B) 909、揚(yáng)聲器906等的主
31體(B ) 902在鉸鏈910處能夠開(kāi)關(guān)地連接。顯示盤(A ) 908和顯示盤(B ) 909和電路襯底907—起被收容在主體(B ) 902的機(jī)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(jī)殼903的窗口#皮 ;魄覺(jué)確認(rèn)。
顯示盤(A) 908與顯示盤(B) 909可以按照其手機(jī)900的功能適當(dāng) 地設(shè)定像素?cái)?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(shí)施例1至5中的任何一個(gè)所示的能夠交流驅(qū) 動(dòng)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(jī)。
根據(jù)本實(shí)施方式的手機(jī)可以對(duì)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4聶像元件組合在鉸鏈910部分而制造帶照相 機(jī)功能的手機(jī)。此外，即使通過(guò)將操作開(kāi)關(guān)904、顯示盤(A) 908以及 顯示盤(B) 909安裝在一個(gè)機(jī)殼中而使它們成一體的結(jié)構(gòu)時(shí)，也可以獲 得上述效果。另外，當(dāng)在具有多個(gè)顯示部分的信息顯示終端適用本實(shí)施 方式的結(jié)構(gòu)時(shí)，也可以獲得相同的效果。
如上所述，通過(guò)實(shí)施本發(fā)明，即，使用實(shí)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(shí)，能夠在比常規(guī)更短的 時(shí)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. 一種有源矩陣顯示器件，包括像素區(qū)，該像素區(qū)包括排列成矩陣的多個(gè)像素，每個(gè)像素包括形成在襯底上的第一薄膜晶體管；和電連接到第一薄膜晶體管的電極；驅(qū)動(dòng)電路，用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素，該驅(qū)動(dòng)電路包括形成在襯底上的第二薄膜晶體管，第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管中的每一個(gè)包括包括金屬氧化物的半導(dǎo)體膜，其中金屬包括In；形成在該半導(dǎo)體膜上的柵極絕緣膜；形成在該半導(dǎo)體膜上的柵電極，柵極絕緣膜位于該半導(dǎo)體膜和該柵電極之間。
2. —種有源矩陣顯示器件，包括像素區(qū)，該像素區(qū)包括排列成矩陣的多個(gè)像素，每個(gè)像素包括 形成在襯底上的第一底柵型薄膜晶體管；和 電連接到第一底柵型薄膜晶體管的電極； 驅(qū)動(dòng)電路，用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素，該驅(qū)動(dòng)電路包括形成在襯底上的 第二底柵型薄膜晶體管，第一底柵型薄膜晶體管和第二底柵型薄膜晶體管中的每一個(gè)包括包括金屬氧化物的半導(dǎo)體膜，其中金屬包括In; 與該半導(dǎo)體膜相鄰的柵極絕緣膜；與半導(dǎo)體膜相鄰的柵電極，柵極絕緣膜位于該半導(dǎo)體膜和該 樹(shù)電極之間。
3. —種有源矩陣發(fā)光器件，包括像素區(qū)，該像素區(qū)包括排列成矩陣的多個(gè)像素，每個(gè)像素包括形成在村底上的第一薄膜晶體管；和電連接到第 一薄膜晶體管的電極； 驅(qū)動(dòng)電路，用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素，該驅(qū)動(dòng)電路包括形成在襯底上的 第二薄膜晶體管，第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管中的每一個(gè)包括包括金屬氧化物的半導(dǎo)體膜，其中金屬包括In; 形成在該半導(dǎo)體膜上的柵極絕緣膜；和形成在該半導(dǎo)體膜上的柵電極，柵極絕緣膜位于該半導(dǎo)體膜 和該樹(shù)電極之間。
4. 一種有源矩陣發(fā)光器件，包括像素區(qū)，該像素區(qū)包括排列成矩陣的多個(gè)像素，每個(gè)像素包括 形成在襯底上的第一底柵型薄膜晶體管；和 電連接到第一底柵型薄膜晶體管的電極；驅(qū)動(dòng)電路，用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素，該驅(qū)動(dòng)電路包括形成在村底上的 第二底柵型薄膜晶體管，第一底柵型薄膜晶體管和笫二底柵型薄膜晶體管中的每一個(gè)包括包括金屬氧化物的半導(dǎo)體膜，其中金屬包括In; 與該半導(dǎo)體膜相鄰的柵極絕緣膜；與該半導(dǎo)體膜相鄰的柵電極，柵極絕緣膜位于該半導(dǎo)體膜和 該柵電極之間。
5. —種有源矩陣發(fā)光器件，包括排列成矩陣的多個(gè)像素，每個(gè)像 素包括形成在襯底上的薄膜晶體管，該薄膜晶體管包括包括金屬氧化物的半導(dǎo)體膜，其中金屬包括In; 形成在該半導(dǎo)體膜上的柵極絕緣膜；和 形成在該半導(dǎo)體膜上的柵電極，柵極絕緣膜位于該半導(dǎo)體膜和該柵電極之間；形成在薄膜晶體管上的層間絕緣膜；形成在層間絕緣膜上且電連接到薄膜晶體管的第 一 電極；形成在第一電極上的發(fā)光層；和形成在發(fā)光層上的第二電極。
6. —種有源矩陣發(fā)光器件，包括排列成矩陣的多個(gè)像素，每個(gè)像 素包括形成在襯底上的底柵型薄膜晶體管，該底柵型薄膜晶體管包括 包括金屬氧化物的半導(dǎo)體膜，其中金屬包括In; 與該半導(dǎo)體膜相鄰的柵極絕緣膜；3與該半導(dǎo)體膜相鄰的柵電極，柵極絕緣膜位于該半導(dǎo)體膜和該柵電極之間；形成在底柵型薄膜晶體管上的層間絕緣膜；形成在該層間絕緣膜上且電連接到底柵型薄膜晶體管的第 一 電極；形成在第一電極上的發(fā)光層；和 形成在發(fā)光層上的第二電極。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6的有源矩陣發(fā)光器件，其中第一電極具有 第一區(qū)和第二區(qū)，第二區(qū)具有與第一區(qū)不同數(shù)目的層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5或6的有源矩陣發(fā)光器件，其中發(fā)光層包括有 機(jī)化合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的有源矩陣顯示器件，其中金屬氧化物包 括In、 Ga、 Zn和氧。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3-6中任意一個(gè)的有源矩陣發(fā)光器件，其中金 屬氧化物包括In、 Ga、 Zn和氧。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法。本發(fā)明提供一種在制造有源矩陣型發(fā)光器件時(shí)，能夠在比常規(guī)更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)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(dǎo)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(duì)該金屬電極進(jìn)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(jī)化合物的層和第二電極。
文檔編號(hào)H05B33/10GK101499477SQ20081018558
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)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(cāng)真之, 山崎舜平, 桑原秀明, 野田剛司 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所