專利名稱：制造顯示器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造顯示器的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了液晶顯示器和電致發(fā)光顯示器，其中薄膜晶體管(在下文中也被稱為T(mén)FT)被集成到玻璃基板之上。在每一個(gè)這樣的顯示器中，薄膜晶體管都是通過(guò)使用形成薄膜的技術(shù)而形成于玻璃基板之上的，并且液晶元件或發(fā)光元件(電致發(fā)光元件，在下文中也被稱為EL元件)作為顯示元件形成于由薄膜晶體管組成的各種電路之上，所以該器件充當(dāng)顯示器。
通過(guò)疊加顯示元件的像素電極和連接到TFT的源極區(qū)域或漏極區(qū)域，TFT和顯示元件彼此電連接。此外，為了透射從顯示器中發(fā)出的光，透光電極被用作像素電極(例如，參看專利文獻(xiàn)1)。
〔專利文獻(xiàn)1〕特許公開(kāi)號(hào)為2002-57162的日本專利申請(qǐng)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種技術(shù)，用于制造具有高可靠性和卓越電特性的顯示器，其產(chǎn)量高而無(wú)需復(fù)雜的步驟和裝置。
在本發(fā)明中，通過(guò)使用含水汽或氫的氣體來(lái)形成含氧化鎢的氧化銦鋅膜，由此可以獲得一種膜，它具有可見(jiàn)光區(qū)域中的高透射率、低反射率和有利的加工性。另外，在本發(fā)明中，氧化硅可能被含在氧化銦鋅膜中，該膜包含氧化鎢。通過(guò)將這種膜用于顯示器的像素電極，可以制造出高可靠性的顯示器，其中發(fā)光元件的光線提取效率是有利的，并且抑制了因電極等的刻蝕缺陷所導(dǎo)致的缺陷。
作為可以應(yīng)用本發(fā)明的顯示器，給出了一種發(fā)光顯示器，其中發(fā)光元件和TFT相連，發(fā)光元件包括含有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料(呈現(xiàn)出被稱為電致發(fā)光的發(fā)光(在下文中被稱為EL))的一層，或者該層包括插放在電極之間的有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料的混合。另外，本發(fā)明所示的透光電極層也可以被應(yīng)用于將液晶材料用作顯示元件的液晶顯示器。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，制造顯示器的方法包括如下步驟通過(guò)使用含氫的氣體用濺射方法形成第一電極層；在第一電極層之上形成電致發(fā)光層；并且在電致發(fā)光層之上形成第二電極層。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明，制造顯示器的方法包括如下步驟通過(guò)使用含水的氣體用濺射方法形成第一電極層；在第一電極層之上形成電致發(fā)光層；并且在電致發(fā)光層之上形成第二電極層。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，制造顯示器的方法包括如下步驟通過(guò)使用含氫的氣體用濺射方法形成含氧化鎢的氧化銦鋅膜；通過(guò)處理含氧化鎢的氧化銦鋅膜來(lái)形成第一電極層；在第一電極層之上形成電致發(fā)光層；并且在電致發(fā)光層之上形成第二電極層。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，制造顯示器的方法包括如下步驟通過(guò)使用含水的氣體用濺射方法形成含氧化鎢的氧化銦鋅膜；通過(guò)處理含氧化鎢的氧化銦鋅膜來(lái)形成第一電極層；在第一電極層之上形成電致發(fā)光層；并且在電致發(fā)光層之上形成第二電極層。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，制造顯示器的方法包括如下步驟通過(guò)使用含氫的氣體用濺射方法形成含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜；通過(guò)處理含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜來(lái)形成第一電極層；在第一電極層之上形成電致發(fā)光層；并且在電致發(fā)光層之上形成第二電極層。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，制造顯示器的方法包括如下步驟通過(guò)使用含水的氣體用濺射方法形成含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜；通過(guò)處理含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜來(lái)形成第一電極層；在第一電極層之上形成電致發(fā)光層；并且在電致發(fā)光層之上形成第二電極層。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，制造顯示器的方法包括如下步驟形成第一電極層；在第一電極層之上形成電致發(fā)光層；并且通過(guò)使用含氫的氣體用濺射方法在電致發(fā)光層上形成第二電極層。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，制造顯示器的方法包括如下步驟形成第一電極層；在第一電極層之上形成電致發(fā)光層；并且通過(guò)使用含水的氣體用濺射方法在電致發(fā)光層上形成第二電極層。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，制造顯示器的方法包括如下步驟形成第一電極層；在第一電極層之上形成電致發(fā)光層；通過(guò)使用含氫的氣體用濺射方法在電致發(fā)光層上形成含氧化鎢的氧化銦鋅膜；并且通過(guò)處理含氧化鎢的氧化銦鋅膜形成第二電極層。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，制造顯示器的方法包括如下步驟形成第一電極層；在第一電極層之上形成電致發(fā)光層；通過(guò)使用含水的氣體用濺射方法在電致發(fā)光層上形成含氧化鎢的氧化銦鋅膜；并且通過(guò)處理含氧化鎢的氧化銦鋅膜形成第二電極層。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，制造顯示器的方法包括如下步驟形成第一電極層；在第一電極層之上形成電致發(fā)光層；通過(guò)使用含氫的氣體用濺射方法在電致發(fā)光層上形成含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜；并且通過(guò)處理含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜形成第二電極層。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，制造顯示器的方法包括如下步驟形成第一電極層；在第一電極層之上形成電致發(fā)光層；通過(guò)使用含水的氣體用濺射方法在電致發(fā)光層上形成含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜；并且通過(guò)處理含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜形成第二電極層。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，顯示器包括第一電極層，該第一電極層包括含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅；電致發(fā)光層，它位于第一電極層之上；以及在電致發(fā)光層之上的第二電極層，其中電致發(fā)光層包括含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的一層，該層要與第一電極層接觸。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，顯示器包括第一電極層；在第一電極層之上的電致發(fā)光層；以及在電致發(fā)光層之上的第二電極層，第二電極層包括含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅，其中電致發(fā)光層包括含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的一層，該層要與第一電極層接觸。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，顯示器包括具有反射性的導(dǎo)電膜；在導(dǎo)電膜之上的第一電極層，第一電極層包括含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅；在第一電極層之上的電致發(fā)光層，第一電極層包括含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅；以及在電致發(fā)光層之上、具有透光特性的第二電極，其中電致發(fā)光層包括含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的一層，該層要與第一電極層接觸。
通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明，可以制造高度可靠的顯示器。因此，可以在產(chǎn)量很高的同時(shí)制造出高清晰度和高圖像質(zhì)量的顯示器。
當(dāng)讀到下面詳細(xì)的描述以及附圖時(shí)，這些及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更清楚。


在附圖中圖1A和1B各自示出了根據(jù)本發(fā)明的顯示器；圖2A到2D各自示出了根據(jù)本發(fā)明的顯示器的制造方法；圖3A到3C各自示出了根據(jù)本發(fā)明的顯示器的制造方法；圖4A和4B各自示出了根據(jù)本發(fā)明的顯示器的制造方法；圖5A到5C各自示出了根據(jù)本發(fā)明的顯示器的制造方法；圖6A和6B各自示出了根據(jù)本發(fā)明的顯示器的制造方法；圖7A和7B各自示出了根據(jù)本發(fā)明的顯示器的制造方法；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的顯示器；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的顯示器；圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的顯示器；圖11A和11B各自示出了根據(jù)本發(fā)明的顯示器的制造方法；圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的顯示器；圖13A到13C各自示出了根據(jù)本發(fā)明的顯示器的制造方法；圖14是將要在圖15中描述的顯示器的等效電路圖；圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明的顯示器的頂視圖；圖16A到16C是根據(jù)本發(fā)明的顯示器的頂視圖；圖17A和17B是根據(jù)本發(fā)明的顯示器的頂視圖；圖18A到18D各自示出了可以應(yīng)用于本發(fā)明的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)；圖19A到19D示出了應(yīng)用了本發(fā)明的電子設(shè)備；
圖20A和20B示出了應(yīng)用了本發(fā)明的電子設(shè)備；圖21A和21B各自示出了應(yīng)用了本發(fā)明的電子設(shè)備；圖22示出了應(yīng)用了本發(fā)明的電子設(shè)備；圖23是示出了應(yīng)用本發(fā)明的電子設(shè)備的主結(jié)構(gòu)的方框圖；圖24示出了可以應(yīng)用本發(fā)明的微滴排放方法；圖25是實(shí)施例1所示樣品的SEM照片；圖26是實(shí)施例1所示樣品的SEM照片；圖27示出了與實(shí)施例1所示樣品的水汽流動(dòng)率有關(guān)的電阻系數(shù)數(shù)據(jù)；圖28示出了實(shí)施例1所示樣品的透射率數(shù)據(jù)；圖29A到29C各自示出了可以應(yīng)用于本發(fā)明的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)；以及圖30A到30C各自示出了可以應(yīng)用于本發(fā)明的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
參照附圖將詳細(xì)描述本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。要注意，本發(fā)明并不限于下面的描述，并且本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)該很容易理解在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以以各種方式來(lái)修改這些實(shí)施例和細(xì)節(jié)。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為限于下文要給出的實(shí)施例描述。此外，在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在不同的圖中，相同的標(biāo)號(hào)被用于相同的部分或具有相同功能的部分，并且重復(fù)的解釋將省略。
〔實(shí)施例1〕參照?qǐng)D1A和1B、2A到2D、3A到3C、4A和4B、5A到5C、6A和6B、10、16A到16C、17A和17B、18A到18D以及24，將詳細(xì)描述本實(shí)施例中的顯示器制造方法。
圖16A是示出了根據(jù)本發(fā)明的顯示屏的結(jié)構(gòu)的頂視圖，它包括像素部分2701，其中像素2702排列成矩陣；掃描線輸入端2703；以及在具有絕緣表面的基板2700之上的信號(hào)線輸入端2704。像素的數(shù)目可以根據(jù)各種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)置，例如，在XGA的情況下是1024×768×3(RGB)，在UXGA的情況下是1600×1200×3(RGB)，在使用完全高清顯示的情況下是1920×1080×3(RGB)。
通過(guò)使從掃描線輸入端2703中延伸的掃描線與從信號(hào)線輸入端2704中延伸的信號(hào)線相交，像素2702排列成矩陣。像素2702中的每一個(gè)都具有開(kāi)關(guān)元件和與之相連的像素電極。開(kāi)關(guān)元件的典型示例是TFT。TFT的柵電極層一側(cè)與掃描線相連，并且TFT的源極或漏極一側(cè)與信號(hào)線相連，由此各像素可以由外部輸入的信號(hào)獨(dú)立地控制。
TFT包括作為其主要組件的半導(dǎo)體層、柵絕緣層和柵電極。還提供了與半導(dǎo)體層中所形成的源極區(qū)域和漏極區(qū)域相連的布線層。通常已知的是頂部柵極結(jié)構(gòu)，其中半導(dǎo)體層、柵絕緣層和柵電極層按該順序放置在基板一側(cè)；底部柵極結(jié)構(gòu)，其中柵電極層、柵絕緣層和半導(dǎo)體層按該順序放置在基板一側(cè)；等等。本發(fā)明可以使用這些結(jié)構(gòu)中的任何。
圖16A示出了一種顯示屏結(jié)構(gòu)，其中要被輸入到掃描線和信號(hào)線中的信號(hào)是由外部驅(qū)動(dòng)電路來(lái)控制的；不過(guò)，如圖17所示，驅(qū)動(dòng)集成電路2751也可以通過(guò)COG(玻璃上芯片)方法安裝在基板2700之上。此外，作為另一個(gè)方式，也可以使用如圖17B所示的TAB(帶子自動(dòng)接合)方法。通過(guò)使用TFT，可以在單晶半導(dǎo)體基板或玻璃基板上形成驅(qū)動(dòng)集成電路。在圖17A和17B中，驅(qū)動(dòng)集成電路2751連接到FPC(撓性印刷電路)2750上。
此外，在通過(guò)使用晶體半導(dǎo)體在像素中形成TFT的情況下，可以像圖16B所示的那樣在基板3700上形成掃描線驅(qū)動(dòng)電路3702。在圖16B中，像素部分3701是受外部驅(qū)動(dòng)電路控制的，信號(hào)線輸入端3704與外部驅(qū)動(dòng)電路相連，這與圖16A相似。在通過(guò)使用多晶(微晶)半導(dǎo)體在像素中形成TFT的情況下，可以形成具有高遷移率的單晶半導(dǎo)體等，像素部分4701、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4702以及信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4704，可以將它們集成到基板4700之上，就像圖16C所示的那樣。
如圖2A所示，在具有絕緣表面的基板100之上，作為基膜，用濺射方法、PVD方法(物理汽相沉積)、像低壓CVD方法(LPCVD)或等離子CVD方法這樣的CVD(化學(xué)汽相沉積)等等，通過(guò)使用氮氧化硅(SiNO)膜形成厚度為10到200納米(較佳地，50到100納米厚)的基膜101a，并且通過(guò)使用氧氮化硅(SiON)膜在其上疊加厚度為50到200納米(較佳地，100到150納米厚)的基膜101b?；蛘撸梢允褂帽┧?、甲基丙烯酸或其衍生物、阻熱高分子材料(比如，聚酰亞胺、芬芳聚酰胺或聚苯并咪唑)或硅氧烷樹(shù)脂。此外，下面的樹(shù)脂材料也可以使用乙烯基樹(shù)脂(比如聚(乙烯醇)或聚(乙烯丁縮醛))，環(huán)氧樹(shù)脂，酚醛清漆樹(shù)脂，丙烯酸樹(shù)脂，三聚氰胺甲醛樹(shù)脂，聚氨酯樹(shù)脂等等。另外，可以使用有機(jī)材料，比如苯并環(huán)丁烯、聚對(duì)二甲苯基、氟化丙烯酸酯、或聚酰亞胺；含水溶性均聚物和水溶性共聚物的化合物材料；等等。作為一種方法，也可以使用微滴排放方法、印刷方法(一種用于形成圖案的方法，比如絲網(wǎng)印刷或膠版印刷)、涂敷方法(比如，旋轉(zhuǎn)涂敷方法)、浸漬方法等等。在本實(shí)施例中，基膜101a和101b是用等離子CVD方法形成的?；?00可以是表面覆蓋一層絕緣薄膜的玻璃基板、石英基板、硅基板、金屬基板或不銹鋼基板。此外，也可以使用具有阻熱特性的塑料基板或撓性基板(比如，可以抵抗本實(shí)施例的加工處理溫度的膜)。可以使用由PET(聚乙烯對(duì)苯二甲酸脂)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇脂)或PES(聚醚砜)作為塑料基板，可以使用合成樹(shù)脂(比如丙烯酸)作為撓性基板。既然本實(shí)施例中制造的顯示器具有一種結(jié)構(gòu)，其中發(fā)光元件中的光是通過(guò)基板100提取出來(lái)的，那么要求基板100具有透光特性。
作為基膜，氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等都可以用在單層結(jié)構(gòu)中或兩三層的疊加結(jié)構(gòu)中。注意到，在本說(shuō)明書(shū)中，氧氮化硅是這樣一種物質(zhì)，其中氧的組分比例高于氮，并且也可以被稱為含氮的氧化硅。相似的是，氮氧化硅是這樣一種物質(zhì)，其中氮的組分比例高于氧，并且也可以被稱為含氧的氮化硅。在本實(shí)施例中，在基板上，通過(guò)使用SiH4、NH3、N2O、N2和H2作為反應(yīng)氣體形成50納米厚的氮氧化硅，并且通過(guò)使用SiH4和N2O作為反應(yīng)氣體形成100納米厚的氧氮化硅膜。此外，氮氧化硅膜可以形成140納米厚，并且要被疊加的氧氮化硅膜可以形成100納米厚。
接下來(lái)，在基膜上形成半導(dǎo)體膜。通過(guò)濺射方法、LPCVD方法、等離子CVD方法等可以形成25到200納米(較佳地，30到150納米)厚的半導(dǎo)體膜。在本實(shí)施例中，較佳的是使用一種結(jié)晶半導(dǎo)體膜，它是激光照射使無(wú)定形半導(dǎo)體結(jié)晶成膜而形成的。
用于形成半導(dǎo)體膜的材料可以是無(wú)定形半導(dǎo)體(在下文中也被稱為“AS”)，該無(wú)定形半導(dǎo)體是通過(guò)使用以硅烷或鍺烷為典型的半導(dǎo)體材料氣體用汽相沉積方法或?yàn)R射方法而形成的；多晶半導(dǎo)體，它是通過(guò)使用光能或熱能使無(wú)定形半導(dǎo)體結(jié)晶而形成的；半無(wú)定形半導(dǎo)體(也被稱為微晶，并且在下文中也被稱為“SAS”)；等等。
SAS是這樣一種半導(dǎo)體，它具有介于無(wú)定形和結(jié)晶結(jié)構(gòu)之間的一種中間結(jié)構(gòu)以及在自由能量中是穩(wěn)定的第三態(tài)。此外，SAS包括具有短程有序和晶格扭曲的結(jié)晶區(qū)域。至少在一部分膜中可以觀察到直徑為0.5到20納米的晶粒。當(dāng)包含硅作為主成分時(shí)，拉曼光譜向低于520cm-1的波數(shù)一側(cè)移動(dòng)。通過(guò)X射線衍射，觀察到認(rèn)為是從硅晶格中得到的衍射峰(111)和(220)。SAS包含原子數(shù)百分比至少為1或者更大的氫或鹵素，以便終止懸擺的鍵。通過(guò)含硅的氣體的輝光放電分解(等離子CVD)，形成SAS。作為含硅的氣體，可以使用SiH4，另外，也可以使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。此外，F(xiàn)2和GeF4可以混合?？梢杂肏2或H2與一種或多種選自He、Ar、Kr和Ne的稀有氣體來(lái)稀釋含硅的氣體。稀釋比為1∶2到1∶1000，壓力約為0.1到133Pa，并且電源頻率為1到120MHz，較佳地，13到60MHz。用于加熱基板的溫度較佳地為300攝氏度或更低，也可以在100到200攝氏度左右形成SAS。較佳地，在膜中，作為雜質(zhì)元素的氣體組分(比如，氧、氮和碳)的雜質(zhì)濃度應(yīng)該為1×1020cm-3或更低。特別是，氧的濃度較佳地是5×1019/cm-3或更低，更佳地，1×1019/cm-3或更低。此外，當(dāng)包含稀有氣體元素(比如，氦、氬、氪或氖)以便進(jìn)一步增大晶格扭曲時(shí)，穩(wěn)定性可以得到增強(qiáng)，并且可以獲得滿意的SAS。此外，作為半導(dǎo)體膜，通過(guò)使用基于氫的氣體而形成的SAS層可以疊加在通過(guò)使用基于氟的氣體而形成的SAS層。
作為一種無(wú)定形半導(dǎo)體，通?？梢允褂脷浠^(guò)的無(wú)定形硅，同時(shí)多晶硅等通?？梢杂米鹘Y(jié)晶半導(dǎo)體。多晶硅包括通過(guò)使用多晶硅作為主材料而形成的所謂的高溫多晶硅，它是在800攝氏度或更高的加工處理溫度處形成的；通過(guò)使用多晶硅作為主材料而形成的所謂的低溫多晶硅，它是在600攝氏度或更低的加工處理溫度下形成的；通過(guò)添加促進(jìn)結(jié)晶化的元素而進(jìn)行結(jié)晶化的多晶硅；等等。不必說(shuō)，如上所述也可以使用半無(wú)定形半導(dǎo)體或者在半導(dǎo)體膜的一部分中含晶相的半導(dǎo)體。
當(dāng)使用結(jié)晶半導(dǎo)體膜作為半導(dǎo)體膜時(shí)，可以通過(guò)各種方法形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜，比如激光結(jié)晶化方法、熱結(jié)晶化方法以及使用像鎳這樣的元素促進(jìn)結(jié)晶化的熱結(jié)晶化方法。此外，可以用激光照射使作為SAS的微晶半導(dǎo)體結(jié)晶，從而提高結(jié)晶度。當(dāng)不使用促進(jìn)結(jié)晶化的元素時(shí)，在用激光照射無(wú)定形半導(dǎo)體膜之前，在500攝氏度的氮?dú)猸h(huán)境中加熱無(wú)定形半導(dǎo)體膜一個(gè)小時(shí)以釋放氫，以使無(wú)定形半導(dǎo)體膜中氫的濃度變?yōu)?×1020個(gè)原子/cm3或更低。這是因?yàn)椋绻麩o(wú)定形半導(dǎo)體膜包含太多的氫，在用激光照射時(shí)，該無(wú)定形半導(dǎo)體膜可能會(huì)破裂。通過(guò)使用加熱爐子、激光照射、從燈中發(fā)光來(lái)照射(也被稱為燈加熱退火)等，可以進(jìn)行熱處理以便結(jié)晶化。作為加熱方法，可以使用RTA方法，比如GRTA(氣體迅速熱退火)方法或LRTA(燈迅速熱退火)方法。
將金屬元素引入無(wú)定形半導(dǎo)體膜中的方法并不特別受限，只要該方法能將金屬元素引入到無(wú)定形半導(dǎo)體膜的表面或內(nèi)部就可以。例如，可以使用濺射方法、CVD方法、等離子處理方法(包括等離子CVD方法)、吸收方法、或涂覆金屬鹽溶液的方法。在這些方法之中，使用溶液的方法是簡(jiǎn)單的且優(yōu)勢(shì)在于可以很容易控制金屬元素的濃度。此時(shí)，所期望的是，在氧氣環(huán)境中用UV光照射、熱氧化方法、用含羥自由基或過(guò)氧化氫的臭氧水進(jìn)行的處理等來(lái)形成氧化膜，以增加無(wú)定形半導(dǎo)體膜的表面的可濕性，從而使水溶液擴(kuò)散到無(wú)定形半導(dǎo)體膜的整個(gè)表面上。
為了獲得具有大晶粒尺寸的晶體，使用了連續(xù)波固態(tài)激光器，并且進(jìn)行基波的二次到四次諧波的激光照射。通常，期望使用Nd:YVO4激光器(基波是1064納米)的二次諧波(532納米)或三次諧波(355納米)。具體來(lái)講，通過(guò)使用非線性的光學(xué)元件將連續(xù)波YVO4激光器的激光轉(zhuǎn)變?yōu)橹C波，由此獲得具有幾瓦或更大的輸出激光。較佳地，用照射半導(dǎo)體膜的光學(xué)系統(tǒng)使激光在被照射的表面上形成矩形或橢圓形。此時(shí)能量密度被要求約為0.001到100MW/cm2(較佳地，0.1到10MW/cm2)。用激光以約0.5到2000cm/秒(較佳地，10到200cm/秒)的掃描速率照射半導(dǎo)體膜。
較佳地，激光束的形狀是線性的。因此，可以提高生產(chǎn)量。此外，可以用相對(duì)于半導(dǎo)體膜的入射角為θ(0＜θ＜90°)的激光來(lái)照射半導(dǎo)體膜，由此防止激光的干涉。
通過(guò)相對(duì)地掃描這種激光和半導(dǎo)體膜，可以執(zhí)行激光照射。此外，在激光照射中，可以形成標(biāo)記來(lái)高精度地控制將光束與開(kāi)始并結(jié)束激光照射的位置重疊起來(lái)。當(dāng)形成無(wú)定形半導(dǎo)體膜時(shí)，可以同時(shí)在基板上形成標(biāo)記。
要注意，該激光器可以是連續(xù)波或脈沖氣體激光器、固態(tài)激光器、銅蒸氣激光器、金蒸氣激光器等等。氣體激光器包括受激準(zhǔn)分子激光器、Ar激光器、Kr激光器、He-Cd激光器等，而固態(tài)激光器包括YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、Y2O3激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、金綠寶石激光器、Ti藍(lán)寶石激光器等等。
可以用脈沖激光以0.5MHz或更高的重復(fù)率來(lái)執(zhí)行激光結(jié)晶化，該重復(fù)率比一般使用的幾十到幾百Hz的重復(fù)率范圍要高出許多。據(jù)說(shuō)，在脈沖激光中激光照射到半導(dǎo)體材料和完成半導(dǎo)體膜的凝固之間的時(shí)間是幾十到幾百個(gè)納秒。因此，通過(guò)使用前述范圍的重復(fù)率，從激光使半導(dǎo)體膜熔化到半導(dǎo)體膜的凝固期間，可以用隨后的脈沖激光照射半導(dǎo)體膜。因此，既然在半導(dǎo)體膜中固液界面可以連續(xù)移動(dòng)，那么便形成了已經(jīng)在掃描方向上連續(xù)生長(zhǎng)的具有晶粒的半導(dǎo)體膜。具體來(lái)講，可以形成晶粒的集合，這些晶粒在掃描方向上寬度為10到30微米而在與掃描方向相垂直的方向上寬度約為1到5微米。通過(guò)沿掃描方向形成延伸很長(zhǎng)的單晶晶粒，可以形成至少在薄膜晶體管的溝道方向上幾乎沒(méi)有晶界的半導(dǎo)體膜。
可以在惰性氣體(比如，稀有氣體或氮?dú)?中用激光照射半導(dǎo)體膜。因此，通過(guò)激光照射可以防止半導(dǎo)體膜的表面粗糙，并且可以防止因界面態(tài)密度的變化而導(dǎo)致的閾值電壓變化。
可以用熱處理和激光照射的組合來(lái)使無(wú)定形半導(dǎo)體膜結(jié)晶化，或者熱處理和激光照射之一可以執(zhí)行多次。
在本實(shí)施例中，通過(guò)在基膜101b上形成無(wú)定形半導(dǎo)體膜并使該無(wú)定形半導(dǎo)體膜結(jié)晶化，便形成了結(jié)晶半導(dǎo)體膜。作為無(wú)定形半導(dǎo)體膜，使用了用SiH4和H2的反應(yīng)氣體形成的無(wú)定形硅。在本實(shí)施例中，基膜101a和101b以及無(wú)定形半導(dǎo)體膜是通過(guò)在相同溫度330攝氏度下相同的腔室中不破壞真空的情況下改變反應(yīng)氣體而連續(xù)形成的。
在除去形成于無(wú)定形半導(dǎo)體膜之上的氧化膜之后，通過(guò)在氧氣中用UV光照射、熱氧化方法、用含羥自由基或過(guò)氧化氫溶液的臭氧水進(jìn)行處理等等，便可以形成1到5納米厚的氧化膜。在本實(shí)施例中，Ni被用作促進(jìn)結(jié)晶化的元素。通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂覆方法涂覆了含醋酸鎳為10ppm的水溶液。
在本實(shí)施例中，在750攝氏度處用RTA方法進(jìn)行熱處理三分鐘之后，除去在半導(dǎo)體膜上形成的氧化膜，并執(zhí)行激光照射。通過(guò)前述的結(jié)晶化處理來(lái)使無(wú)定形半導(dǎo)體膜結(jié)晶化，以形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜。
當(dāng)通過(guò)使用金屬元素執(zhí)行結(jié)晶化時(shí)，執(zhí)行除氣步驟以減少或除去金屬元素。在本實(shí)施例中，通過(guò)使用無(wú)定形半導(dǎo)體膜作為除氣槽來(lái)捕獲金屬元素。首先，通過(guò)在氧氣中用UV光照射、熱氧化方法、用含羥自由基和過(guò)氧化氫的臭氧水進(jìn)行處理等等，從而在結(jié)晶半導(dǎo)體膜上形成氧化膜。較佳地，用熱處理使氧化膜變厚。然后，通過(guò)等離子CVD方法(本實(shí)施例的條件為350W和35Pa)形成50納米厚的無(wú)定形半導(dǎo)體膜。
之后，用RTA方法在744攝氏度下進(jìn)行熱處理三分鐘，以減少或去除金屬元素。熱處理也可以在氮?dú)庵羞M(jìn)行。然后，用氫氟酸等去除作為除氣槽的無(wú)定形半導(dǎo)體膜和形成于無(wú)定形半導(dǎo)體膜之上的氧化膜，由此獲得了其中金屬元素已減少或去除的結(jié)晶半導(dǎo)體膜102(參看圖2A)。在本實(shí)施例中，通過(guò)使用TMAH(四甲基氫氧化銨)，可去除作為除氣槽的無(wú)定形半導(dǎo)體膜。
可以用微量雜質(zhì)元素(硼或磷)來(lái)對(duì)上面獲得的半導(dǎo)體膜進(jìn)行摻雜，以便控制薄膜晶體管的閾值電壓。雜質(zhì)元素的摻雜可以是在結(jié)晶化步驟之前對(duì)無(wú)定形半導(dǎo)體膜執(zhí)行的。當(dāng)無(wú)定形半導(dǎo)體膜摻雜有雜質(zhì)元素時(shí)，接下來(lái)用于結(jié)晶化的熱處理也可以激活雜質(zhì)。此外，摻雜過(guò)程中導(dǎo)致的缺陷等也可以得到改善。
接下來(lái)，用掩模將結(jié)晶半導(dǎo)體膜102處理成期望的形狀。在本實(shí)施例中，在除去形成于結(jié)晶半導(dǎo)體膜102之上的氧化膜之后，形成了另一層氧化膜。然后，形成光掩模，并且通過(guò)用光刻方法進(jìn)行處理形成了半導(dǎo)體層103、104、105和106。
刻蝕處理可以使用等離子刻蝕(干蝕)或濕法刻蝕。當(dāng)處理大面積基板時(shí)，等離子刻蝕更為合適。作為刻蝕氣體，使用氟基氣體或氯基氣體(比如，CF4、NF3、Cl2或BCl3)，可以適當(dāng)?shù)叵蚱渲刑砑佣栊詺怏w(比如，He或Ar)。當(dāng)使用氣壓放電的刻蝕處理時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)局部電子放電，這不要求在基板的整個(gè)表面上形成掩模層。
在本發(fā)明中，通過(guò)能夠選擇性地形成圖案的一種方法，比如微滴排放方法，便可以形成用于形成布線層或電極層的導(dǎo)電層和用于形成預(yù)定圖案的掩模層等。在微滴排放(噴射)方法(根據(jù)其系統(tǒng)也被稱為噴墨方法)中，選擇性地排放(噴射)為特定目的而準(zhǔn)備的混合液體，以形成預(yù)定的圖案(導(dǎo)電層、絕緣層等等)。那時(shí)，在形成區(qū)域中，可以執(zhí)行用于控制可濕性或粘性的處理。另外，也可以使用用于轉(zhuǎn)移或描繪圖案的方法，如印刷方法等(用于形成圖案的方法，如絲網(wǎng)印刷或膠版印刷)。
在本實(shí)施例中，樹(shù)脂材料(比如，環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、酚樹(shù)脂、酚醛清漆樹(shù)脂、或聚氨酯樹(shù)脂)被用作將要使用的掩模?；蛘?，也可以使用具有透光性的有機(jī)材料，比如苯并環(huán)丁烯、聚對(duì)二甲苯基、氟化亞芳香基醚、或聚酰亞胺；通過(guò)硅氧烷基聚合物等的聚合而形成的化合物材料；含水溶性均聚物和水溶性共聚物；等等。另外，也可以使用包括感光性試劑的商用抗蝕材料。例如，有可能使用典型的正性抗蝕即酚醛清漆樹(shù)脂和萘醌二疊氮基化合物，它是感光試劑；或者負(fù)性抗蝕即基礎(chǔ)樹(shù)脂、聯(lián)苯硅烷二醇以及產(chǎn)生酸的試劑。當(dāng)使用微滴排放方法時(shí)，通過(guò)控制溶解濃度、添加表面活性劑等，可適當(dāng)調(diào)節(jié)表面張力和材料粘性。
除去了半導(dǎo)體層上的氧化膜，形成用于覆蓋半導(dǎo)體層103、104、105和106的柵絕緣層107。通過(guò)等離子CVD方法、濺射方法等，用厚度為10到150納米的含硅絕緣膜形成柵極絕緣層107。通過(guò)使用材料(比如，硅的氧化物材料或氮化物材料，以氮化硅、氧化硅、氧氮化硅和氮氧化硅為代表)，可以形成柵極絕緣層107，并且可以具有疊加層結(jié)構(gòu)或單層結(jié)構(gòu)。此外，絕緣層可以是由包括氮化硅膜、氧化硅膜和氮化硅膜三層疊加的層。也可以使用單層或兩層氧氮化硅膜疊加的層。較佳地，可以使用具有密集膜質(zhì)量的氮化硅。薄的氧化硅膜可以形成于半導(dǎo)體層和柵極絕緣層之間，厚度為1到100納米，較佳地是1到10納米，更佳地是2到5納米。作為一種形成薄氧化硅膜的方法，半導(dǎo)體區(qū)域的表面是用GRTA方法、LRTA方法等來(lái)氧化的，以形成熱氧化膜，由此形成厚度很薄的氧化硅膜。要注意，為了在低膜形成溫度下形成具有很少的柵極漏電流的密集絕緣膜，可以將稀有氣體元素(比如氬)包含在反應(yīng)氣體中，并可以將其混入絕緣膜中。在本實(shí)施例中，形成115納米厚的氧氮化硅膜，作為柵極絕緣層107。
接下來(lái)，厚度為20到100納米的第一導(dǎo)電膜108和厚度為100到400納米的第二導(dǎo)電膜109(各自充當(dāng)柵極電極層)疊加在柵極絕緣層107上(參看圖2B)。通過(guò)濺射方法、蒸發(fā)方法、CVD方法等，可以形成第一導(dǎo)電膜108和第二導(dǎo)電膜109。第一導(dǎo)電膜108和第二導(dǎo)電膜109可以是由選自下列的元素構(gòu)成的鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)和釹(Nd)，或以該元素作為主成分的合金材料或化合物材料。以多晶硅膜為代表的半導(dǎo)體膜(摻有雜質(zhì)元素，比如磷)或者AgPdCu合金也可以用作第一導(dǎo)電膜108和第二導(dǎo)電膜109。導(dǎo)電膜并不限于兩層結(jié)構(gòu)，例如，可以具有三層結(jié)構(gòu)，其中50納米厚的鎢膜作為第一導(dǎo)電膜，500納米厚的鋁-硅(Al-Si)膜作為第二導(dǎo)電膜，30納米厚的氮化鈦膜作為第三導(dǎo)電膜，三個(gè)膜按順序疊加。對(duì)于三層結(jié)構(gòu)而言，可以使用氮化鎢替代鎢作為第一導(dǎo)電膜；可以使用鋁-鈦(Al-Ti)膜替代鋁-硅(Al-Si)膜作為第二導(dǎo)電膜；或者可以使用鈦膜替代氮化鈦膜作為第三導(dǎo)電層。此外，也可以使用單層結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，形成30納米厚的氮化鉭(TaN)作為第一導(dǎo)電膜108，并且形成370nm的鎢(W)作為第二導(dǎo)電膜109。
然后，用光刻方法由抗蝕劑形成掩模110a、110b、110d、110e和110f，并且第一導(dǎo)電膜108和第二導(dǎo)電膜109被處理成期望的形狀，以形成第一柵電極層121、122、124、125和126以及導(dǎo)電層111、112、114、115和116(參看圖2C)。通過(guò)用ICP(電感耦合等離子)刻蝕方法適當(dāng)調(diào)節(jié)刻蝕條件(應(yīng)用于線圈形電極的電功率的量，應(yīng)用于基板一側(cè)上電極的電功率的量，基板一側(cè)的電極溫度等)，便可以對(duì)第一柵電極層121、122、124、125和126以及導(dǎo)電層111、112、114、115和116進(jìn)行刻蝕使其具有期望的錐形。此外，錐形的角度等也可以由掩模110a、110b、110d、110e和110f的形狀來(lái)控制。作為刻蝕氣體，可以適當(dāng)?shù)厥褂寐然鶜怏w(典型的為Cl2、BCl3、SiCl4、CCl4等)、氟基氣體(典型的為CF4、SF6、NF3等)或O2。在本實(shí)施例中，使用含CF4、Cl2和O2的刻蝕氣體來(lái)刻蝕第二導(dǎo)電膜109，然后，使用含CF4和Cl2的刻蝕氣體來(lái)連續(xù)刻蝕第一導(dǎo)電膜108。
接下來(lái)，使用掩模110a、110b、110d、110e和110f將導(dǎo)電層111、112、114、115和116處理成想要的形狀。此時(shí)，用第二導(dǎo)電膜109(它形成導(dǎo)電層)相對(duì)于第一導(dǎo)電膜108(它形成第一柵電極層)的高選擇比的刻蝕條件來(lái)刻蝕導(dǎo)電層。通過(guò)這種刻蝕，導(dǎo)電層111、112、114、115和116被刻蝕，以形成第二柵電極層131、132、134、135和136。在本示例中，第二柵電極層也具有錐形，其中錐角大于第一柵電極層121、122、124、125和126的錐角。要注意到，該錐角是側(cè)表面相對(duì)于第一柵電極層、第二柵電極層和導(dǎo)電層的表面的角度。因此，當(dāng)錐角增大到90度，導(dǎo)電層具有垂直的側(cè)表面。在本實(shí)施例中，第二柵電極是通過(guò)使用刻蝕氣體Cl2、SF6和O2而形成的。
在本實(shí)施例中，第一柵電極層、導(dǎo)電層和第二柵電極層中的每一個(gè)都形成有錐形，由此，兩個(gè)柵電極層都具有錐形。不過(guò)，本發(fā)明并不限于此，柵電極層之一可以具有錐形，而另一個(gè)通過(guò)各向異性的刻蝕具有垂直的側(cè)表面。如本實(shí)施例所描述的，在疊加的柵電極層之間，錐角可以是不同的或相同的。使用錐形時(shí)，疊加在其上的膜的覆蓋得以改善，缺陷減少了，由此可靠性增強(qiáng)了。
在上述步驟中，由第一柵電極層121和第二柵電極層131形成的柵電極層117以及由第一柵電極層122和第二柵電極層132形成的柵電極層118可以形成于外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域204中；并且由第一柵電極層124和第二柵電極層134形成的柵電極層127、由第一柵電極層125和第二柵電極層135形成的柵電極層128、以及由第一柵電極層125和第二柵電極層136形成的柵電極層129可以形成于像素區(qū)域206中(參看圖2D)。在本實(shí)施例中，柵電極層是通過(guò)干蝕形成的；不過(guò)，也可以使用濕法刻蝕。
通過(guò)用于形成柵電極層的刻蝕步驟，柵絕緣層107可以被刻蝕到某種程度，并且厚度有所減小(所謂的膜減小)。
通過(guò)使柵電極層的寬度形成得較窄，便可以形成能夠高速運(yùn)行的薄膜晶體管。下面將描述兩種方法，它們用于在溝道方向使柵電極層的寬度形成得較窄。
第一種方法是形成用于柵電極層的掩模，然后，通過(guò)刻蝕、灰化等在寬度方向上使掩模變細(xì)，以形成寬度變窄的掩模。通過(guò)使用其寬度預(yù)先變窄的掩模，便可以在寬度變窄的形狀中形成柵電極層。
第二種方法是形成正常掩模，然后使用該掩模形成柵電極層。然后，通過(guò)進(jìn)行側(cè)刻蝕而在寬度方向上使獲得的柵電極層變窄。由此，可以最終形成具有更窄寬度的柵電極層。通過(guò)前述步驟，可以形成具有短溝道長(zhǎng)度的薄膜晶體管，這可以實(shí)現(xiàn)能夠高速運(yùn)行的薄膜晶體管。
接下來(lái)，通過(guò)使用柵電極層117、118、127、128和129作為掩模來(lái)添加可賦予第一n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素151，以形成n型雜質(zhì)區(qū)域140a、140b、141a、141b、142a、142b、142c、143a和143b(參看圖3A)。在本實(shí)施例中，通過(guò)使用三氫化磷(PH3)作為含雜質(zhì)元素的摻雜氣體(在該摻雜氣體中，用氫氣(H2)來(lái)稀釋PH3，并且PH3在氣體中的比例為5％)來(lái)進(jìn)行摻雜，其中氣流速度為80sccm，射束電流為54μA/cm，加速電壓為50kV，并且劑量為7.0×1013個(gè)離子/cm2。此處，進(jìn)行摻雜，所以在第一n型雜質(zhì)區(qū)域140a、140b、141a、141b、142a、142b、142c、143a和143b中，包含賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，其濃度約為1×1017到5×1018/cm3。在本實(shí)施例中，磷(P)被用作賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素。
在本實(shí)施例中，與柵電極層重疊的部分雜質(zhì)區(qū)域(柵絕緣層插放在兩者之間)被標(biāo)記為L(zhǎng)ov區(qū)域。此外，與柵電極層不重疊的部分雜質(zhì)區(qū)域(柵絕緣層插放在兩者之間)被標(biāo)記為L(zhǎng)off區(qū)域。在圖3A到3C中，這些區(qū)域是由雜質(zhì)區(qū)域中的陰影和空白間隔來(lái)表示。這并不意味著空白間隔沒(méi)有用雜質(zhì)元素?fù)诫s，而是使得容易理解在這些區(qū)域中的雜質(zhì)元素的濃度分布反應(yīng)了掩模和摻雜條件。注意到，這在本說(shuō)明書(shū)中其它圖中也是一樣的。
接下來(lái)，如圖3B所示，形成了掩模153a、153b、153c和153d，用于覆蓋半導(dǎo)體層103、部分的半導(dǎo)體層105以及半導(dǎo)體層106。通過(guò)使用掩模153a、153b、153c和153d以及第二柵電極層132作為掩模，添加了賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素152，以形成第二n型雜質(zhì)區(qū)域144a和144b、第三n型雜質(zhì)區(qū)域145a和145b、第二n型雜質(zhì)區(qū)域147a、147b和147c、第三n型雜質(zhì)區(qū)域148a、148b、148c和148d。在本實(shí)施例中，通過(guò)使用PH3作為含雜質(zhì)元素的摻雜氣體(在該摻雜氣體中，用氫氣(H2)來(lái)稀釋PH3，并且PH3在氣體中的比例為5％)進(jìn)行摻雜，其中氣流速度為80sccm，射束電流為540μA/cm，加速電壓為70kV，并且劑量為5.0×1015個(gè)離子/cm2。此處，進(jìn)行摻雜，使得第二n型雜質(zhì)區(qū)域144a和144b中的每一個(gè)都包含賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，其濃度為5×1019到5×1020/cm3。形成第三n型雜質(zhì)區(qū)域145a和145b，以包含賦予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，其濃度幾乎與第三n型雜質(zhì)區(qū)域148a、148b、148c和148d相同，或者濃度高一點(diǎn)。此外，在半導(dǎo)體層104中形成溝道形成區(qū)域146，并且在半導(dǎo)體層105中形成溝道形成區(qū)域149a和149b。
第二n型雜質(zhì)區(qū)域144a、144b、147a、147b和147c都是高濃度n型雜質(zhì)區(qū)域，它們充當(dāng)源極和漏極。另一方面，第三n型雜質(zhì)區(qū)域145a、145b、148a、148b、148c和148d都是低濃度雜質(zhì)區(qū)域，它們充當(dāng)LDD(輕摻雜漏極)區(qū)域。與第一柵電極層122重疊的n型雜質(zhì)區(qū)域145a和145b(柵絕緣層107插放在兩者之間)是Lov區(qū)域，它們可以減輕漏極附近的電場(chǎng)并抑制因熱載流子而導(dǎo)致的導(dǎo)通電流的惡化。結(jié)果，可以形成能夠高速運(yùn)行的薄膜晶體管。另一方面，第三n型雜質(zhì)區(qū)域148a、148b、148c和148d形成于不與柵電極層127和128重疊的Loff區(qū)域中，并且除了可以減小截止電流以外，還可以減輕漏極附近的電場(chǎng)并抑制因熱載流子注入而導(dǎo)致的惡化。結(jié)果，可以制造出具有高可靠性和低功耗的半導(dǎo)體器件。
接下來(lái)，如圖3C所示，去除了掩模153a、153b、153c和153d，并且形成了用于覆蓋半導(dǎo)體層104和105的掩模155a和155b。通過(guò)使用掩模155a和155b、作為掩模用來(lái)形成p型雜質(zhì)區(qū)域160a、160b、163a和163b的柵電極層117和129、以及第二p型雜質(zhì)區(qū)域161a、161b、164a和164b，添加了賦予p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素154。在本實(shí)施例中，硼(B)被用作雜質(zhì)元素，通過(guò)使用乙硼烷(B2H6)作為含雜質(zhì)元素的摻雜氣體(在該摻雜氣體中，用氫氣(H2)來(lái)稀釋B2H6，并且B2H6在氣體中的比例為15％)來(lái)進(jìn)行摻雜，其中氣流速度為70sccm，射束電流為180μA/cm，加速電壓為80kV，并且劑量為2.0×1015個(gè)離子/cm2。此處，進(jìn)行摻雜，使得第一p型雜質(zhì)區(qū)域160a、160b、163a和163b和第二p型雜質(zhì)區(qū)域161a、161b、164a和164b都包含賦予p型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，其濃度約為1×1020到5×1021/cm3。在本實(shí)施例中，第二p型雜質(zhì)區(qū)域161a、161b、164a和164b通過(guò)反射柵電極層117和129的形狀而以自對(duì)準(zhǔn)方式形成，以使所包含的雜質(zhì)元素的濃度低于第一p型雜質(zhì)區(qū)域160a、160b、163a和163b。此外，溝道形成區(qū)域162形成于半導(dǎo)體層103中，溝道形成區(qū)域165形成于半導(dǎo)體層106。
第一p型雜質(zhì)區(qū)域160a、160b、163a和163b是高濃度p型雜質(zhì)區(qū)域并充當(dāng)源極和漏極。另一方面，第二p型雜質(zhì)區(qū)域161a、161b、164a和164b是低濃度雜質(zhì)區(qū)域，并充當(dāng)LLD(輕摻雜漏極)區(qū)域。與第一柵電極層121和126重疊的第二p型雜質(zhì)區(qū)域161a、161b、164a和164b(柵絕緣層107插放在兩者之間)是Lov區(qū)域，它們可以減輕漏極附近的電場(chǎng)并抑制因熱載流子而導(dǎo)致的導(dǎo)通電流惡化。
通過(guò)氧氣灰化或通過(guò)使用剝離溶解抗蝕劑，來(lái)去除掩模155a和155b，并且也除去氧化膜。之后，可以形成絕緣膜即所謂的側(cè)壁，以便覆蓋柵電極層的側(cè)表面。用等離子CVD方法或低壓CVD(LPCVD)方法，可以由含硅的絕緣膜來(lái)形成側(cè)壁。
為了激活雜質(zhì)元素，可以進(jìn)行熱處理、強(qiáng)光照射、或激光照射。激活的同時(shí)，可以修復(fù)對(duì)柵絕緣層造成的等離子破壞以及對(duì)柵絕緣層和半導(dǎo)體層之間的界面造成的破壞。
接下來(lái)，形成覆蓋柵電極層和柵絕緣層的中間柵絕緣層。在本實(shí)施例中，使用絕緣膜167和168的疊加層結(jié)構(gòu)(參看圖4A)。形成100納米厚的氮氧化硅膜作為絕緣膜167并且形成900納米厚的氧氮化硅膜作為絕緣膜168，以形成疊加層結(jié)構(gòu)。此外，通過(guò)形成30納米厚的氧氮化硅膜、140納米厚的氮氧化硅膜、以及800納米厚的氧氮化硅膜來(lái)覆蓋柵電極層和柵絕緣層，便可以使用三層的疊加層結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，絕緣膜167和168是用與基膜相似的等離子CVD方法連續(xù)形成的。絕緣膜167和168并不限于上述材料，并且可以通過(guò)使用氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧氮化硅膜、或氧化硅膜用濺射方法或等離子CVD方法來(lái)形成?；蛘撸部梢允褂煤璧钠渌^緣膜構(gòu)成單層結(jié)構(gòu)或三層或多層的疊層結(jié)構(gòu)。
此外，在300到500攝氏度氮?dú)庵羞M(jìn)行熱處理1到12個(gè)小時(shí)，并且使半導(dǎo)體層氫化。較佳地，該步驟是在400到500攝氏度下執(zhí)行的。通過(guò)該步驟，半導(dǎo)體層中懸擺的鍵被作為中間絕緣層的絕緣膜167中所包含的氫終結(jié)。在本實(shí)施例中，在410攝氏度的情況下執(zhí)行熱處理1個(gè)小時(shí)。
另外，絕緣膜167和168也可以由選自下列的材料構(gòu)成氮化鋁(AlN)，氧氮化鋁(AlON)，含氮比氧要多的氮氧化鋁(AlNO)，氧化鋁，類金剛石的碳(DLC)，含氮的碳膜(CN)，以及其它含無(wú)機(jī)絕緣材料的物質(zhì)。也可以使用硅氧烷樹(shù)脂。硅氧烷樹(shù)脂是一種包括Si-O-Si鍵的樹(shù)脂。硅氧烷具有硅和氧的鍵構(gòu)成的骨架結(jié)構(gòu)。作為一種取代，可以使用至少含氫(例如，烷基族或芳香烴)或氟代族的有機(jī)族。另外，作為替代，也可以使用至少含氫和氟族的有機(jī)族。此外，也可以使用有機(jī)絕緣材料，比如聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亞胺氨基化合物、抗蝕劑、苯并環(huán)丁烯、或聚硅氨烷。可以使用由涂覆方法形成的具有滿意的平面性的涂覆膜。
接下來(lái)，通過(guò)使用由抗蝕劑制成的掩模，在絕緣膜167和168以及柵絕緣層107中形成到達(dá)半導(dǎo)體層的接觸孔(小孔)。根據(jù)要使用的材料的選擇比例，可以進(jìn)行一次或多次刻蝕。在本實(shí)施例中，在絕緣膜168(它是氧氮化硅膜)與絕緣膜167(它是氮氧化硅膜)和柵絕緣層107的選擇比例很高的條件下，執(zhí)行第一刻蝕以除去絕緣膜168。然后，通過(guò)第二刻蝕除去絕緣膜167和柵絕緣層107，以形成小孔，這些小孔可以到達(dá)作為源極區(qū)域或漏極區(qū)域的第一p型雜質(zhì)區(qū)域160a、160b、163a和163b和第二n型雜質(zhì)區(qū)域144a、144b、147a和147b。在本實(shí)施例中，通過(guò)濕刻執(zhí)行第一刻蝕，而通過(guò)干刻執(zhí)行第二刻蝕。氫氟酸基溶液(比如，氫氟銨和氟化銨的混合溶液)可以被用作濕刻的蝕刻劑。作為刻蝕氣體，除了氯基氣體(典型的為Cl2、BCl3、SiCl4、CCl4等)、氟基氣體(典型的為CF4、SF6、NF3等)或O2以外，還可以適當(dāng)使用CHF3、C2F6、C2F4、C4F8、C5F8等。此外，惰性氣體可以被添加到要被使用的刻蝕氣體。作為一種要被添加的惰性元素，可以使用氦、氖、氬、氪、氙中的一種或多種元素。
形成導(dǎo)電膜以便覆蓋這些小孔，并且刻蝕導(dǎo)電膜以形成源電極層或漏電極層169a、169b、170a、170b、171a、171b、172a和172b，它們中的每一個(gè)都電連接到各源極區(qū)域或漏極區(qū)域的一部分。通過(guò)用PVD方法、CVD方法、蒸發(fā)方法等形成導(dǎo)電膜，然后將導(dǎo)電膜刻蝕成期望的形狀，便可以形成源電極層或漏電極層。此外，可以用微滴排放方法、印刷方法、電鍍方法等在預(yù)定的位置中選擇性地形成導(dǎo)電膜。此外，也可以使用回流方法或波紋方法。作為一種用于源電極層或漏電極層的材料，可以使用如下金屬Ag、Au、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Zr或Ba、或者Si或Ge，以及合金或氮化物。也可以使用這些材料的疊加結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，鈦(Ti)形成了60納米厚，氮化鈦膜形成40納米厚，鋁形成700納米厚，鈦(Ti)形成了200納米厚，然后，疊加膜被處理成期望的形狀。
通過(guò)上述步驟，可以制造出有源矩陣基板，其中在Lov區(qū)域中具有p型雜質(zhì)區(qū)域的p型溝道薄膜晶體管173以及在Lov區(qū)域中具有n型雜質(zhì)區(qū)域的n型溝道薄膜晶體管174都位于外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域204中；并且在Loff區(qū)域中具有n型雜質(zhì)區(qū)域的多溝道型n型溝道薄膜晶體管1 75以及在Lov區(qū)域中具有p型雜質(zhì)區(qū)域的p型溝道薄膜晶體管176位于像素區(qū)域206(參看圖4B)。
有源矩陣基板可以用于具有發(fā)光元件的發(fā)光器件、具有液晶的液晶顯示器、以及其它顯示器。
在像素部分中薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)并不限于該實(shí)施例，并且可以使用單柵極結(jié)構(gòu)(其中形成一個(gè)溝道形成區(qū)域)、雙柵極結(jié)構(gòu)(其中形成兩個(gè)溝道形成區(qū)域)、或三個(gè)柵極結(jié)構(gòu)(其中形成三個(gè)溝道形成區(qū)域)。此外，外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域中的薄膜晶體管也可以使用單柵極結(jié)構(gòu)、雙柵極結(jié)構(gòu)、或三個(gè)柵極結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明并不限于被應(yīng)用于本實(shí)施例中所示的薄膜晶體管制造方法，它也可以被應(yīng)用于頂部柵極型(平面類型)、底部柵極型(反向交錯(cuò)類型)、或具有兩個(gè)柵電極層(它們排列在溝道區(qū)域的上面和下面，并且柵絕緣膜插放在兩者之間)的雙柵極類型、或其它結(jié)構(gòu)。
接下來(lái)，形成絕緣層181作為第二中間絕緣層(參看圖5A)。圖5A到5C各自示出了顯示器的制造步驟，其中提供了用于隔離劃線的隔離區(qū)域201、外部端連接區(qū)域202(該區(qū)域連接FPC)、布線區(qū)域203(它是用于外圍區(qū)域的導(dǎo)線區(qū)域)、外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域204、以及像素區(qū)域206。布線179a和179b位于布線區(qū)域203中，并且與外部端相連的端電極層178位于外部端連接區(qū)域202中。
絕緣層181可以通過(guò)使用選自下列的材料來(lái)構(gòu)成氧化硅，氮化硅，氧氮化硅，氮氧化硅，氮化鋁(AlN)，氧氮化鋁(AlON)，含氮比氧要多的氮氧化鋁(AlNO)，氧化鋁，類金剛石的碳(DLC)，含氮的碳膜(CN)，PSG(磷玻璃)，BPSG(硼磷玻璃)，氧化鋁膜，以及其它含無(wú)機(jī)絕緣材料的物質(zhì)。另外，也可以使用硅氧烷樹(shù)脂。此外，也可以使用感光或不感光的有機(jī)絕緣材料，比如聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亞胺氨基化合物、抗蝕劑、苯并環(huán)丁烯、聚硅氮烷、或具有低電介質(zhì)常數(shù)的低k材料。
在本實(shí)施例中，用于平整化的中間絕緣層被要求具有高阻熱特性、高絕緣特性和高平整性。由此，較佳地，通過(guò)使用以旋轉(zhuǎn)涂覆方法為典型的涂覆方法，來(lái)形成絕緣層181。
在本實(shí)施例中，作為用于絕緣層181的材料，使用用硅氮烷樹(shù)脂的涂覆膜。硅氮烷樹(shù)脂在烘烤之后可以抵抗300攝氏度或更高的熱處理。
通過(guò)使用浸漬、噴涂、刮片、覆料機(jī)、幕涂機(jī)、刀涂機(jī)、CVD方法、蒸發(fā)方法等，可以形成絕緣層181。也可以通過(guò)微滴排放方法形成絕緣層181。當(dāng)使用微滴排放方法時(shí)，可以節(jié)省材料溶液。另外，也可以使用與微滴排放方法相似的一種能夠轉(zhuǎn)移或描繪圖案的方法，例如，印刷方法(一種用于形成圖案的方法，比如絲網(wǎng)印刷或膠版印刷)。
然后，如圖5B和5C所示，在作為第二中間絕緣層的絕緣層181中形成小孔。在連接區(qū)域(未示出)、布線區(qū)域203、外部端連接區(qū)域202、隔離區(qū)域201等中，要求絕緣層181被廣泛地刻蝕。不過(guò)，在像素區(qū)域206中，小孔區(qū)域比連接區(qū)域等中的小孔區(qū)域小許多，并且是最小的。因此，通過(guò)執(zhí)行在像素區(qū)域中形成小孔的光刻步驟以及在連接區(qū)域等中形成小孔的光刻步驟，刻蝕條件的邊界可以很寬。結(jié)果，可以提高產(chǎn)量。此外，通過(guò)增寬刻蝕條件的邊界，可以以高精度形成在像素區(qū)域中形成的接觸孔。
具體來(lái)講，在連接區(qū)域、布線區(qū)域203、外部端連接區(qū)域202、隔離區(qū)域201中的絕緣層181中，形成了大面積的開(kāi)孔。因此，形成掩模，至少可覆蓋像素區(qū)域206中的絕緣層181。通過(guò)使用平行板RIE裝置或ICP刻蝕裝置，便可以進(jìn)行刻蝕。要注意，刻蝕時(shí)間可以被確定為使得布線層和第一中間絕緣層被過(guò)度刻蝕。在布線層和第一中間絕緣層被過(guò)度刻蝕的條件下，基板厚度變化和刻蝕速率變化都可以被減小。在該方式中，在外部端連接區(qū)域202中形成了開(kāi)孔183。
之后，微小的開(kāi)孔即接觸孔形成于像素區(qū)域206的絕緣層181中(參看圖5C)。此時(shí)，形成了用于在像素區(qū)域206中形成小孔的掩模，該掩模在預(yù)定的位置上具有最小的小孔?？梢允褂萌缈刮g劑掩模來(lái)作為這樣的掩模。
然后，通過(guò)使用平行板RIE裝置，來(lái)刻蝕絕緣層181。注意到，刻蝕時(shí)間可以被確定為使得布線層和第一中間絕緣層被過(guò)度刻蝕。在布線層和第一中間絕緣層被過(guò)度刻蝕的條件下，基板厚度變化和刻蝕速率變化都可以被減小。
此外，ICP裝置也可以被用作刻蝕裝置。通過(guò)上述步驟，在像素區(qū)域206上形成了達(dá)到源電極層或漏電極層172a的小孔184。另外，與第一疊加層相連的源電極層或漏電極層也可以形成于許多薄膜疊加并且總厚度很厚的一個(gè)區(qū)域中。在本實(shí)施例的薄膜晶體管中，源電極層或漏電極層可以形成于柵電極層上。在這種情況下，并不要求小孔184被打通很深，由此可以縮短開(kāi)孔步驟以提高可控制性。此外，既然并不要求在開(kāi)孔中形成的疊加層廣泛地覆蓋具有大角度的小孔，那么便可以形成具有優(yōu)異的覆蓋范圍的電極，并且可以提高可靠性。
在本實(shí)施例中，通過(guò)執(zhí)行一個(gè)刻蝕步驟，分別處理了布線區(qū)域203中的絕緣層181、外部端連接區(qū)域202、隔離區(qū)域201以及外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域204中的絕緣層181和像素區(qū)域206中的絕緣層181；然而，本發(fā)明并不限于此。例如，既然連接區(qū)域的開(kāi)孔具有較大的面積，那么刻蝕的量便較大。通過(guò)多次執(zhí)行刻蝕，便可以形成具有大面積的這樣一個(gè)開(kāi)孔。此外，當(dāng)形成一個(gè)比其它小孔都深的開(kāi)孔時(shí)，可以簡(jiǎn)單地進(jìn)行多次刻蝕。
此外，在本實(shí)施例中，如圖5B和5C所示，盡管通過(guò)單獨(dú)進(jìn)行多次刻蝕在絕緣層181中形成小孔，但是也可以通過(guò)執(zhí)行一個(gè)刻蝕步驟形成開(kāi)孔。在這種情況下，通過(guò)使用ICP裝置(其ICP功率為7000W，偏置功率為1000W，壓力為0.8Pa，240sccm的CF4和O2作為刻蝕氣體)來(lái)進(jìn)行刻蝕。偏置功率較佳地為1000到4000W。既然可以通過(guò)一個(gè)刻蝕步驟來(lái)形成小孔，那么優(yōu)點(diǎn)在于步驟可以被簡(jiǎn)化。
接下來(lái)，形成第一電極層396(也被稱為像素電極層)，以便與源電極層或漏電極層172a相接觸。
在本實(shí)施例中，發(fā)光元件被用作顯示元件，并且第一電極層396具有透光特性，因?yàn)閬?lái)自發(fā)光元件的光是從第一電極層396一側(cè)提取出來(lái)的。第一電極層396是通過(guò)使用透光的導(dǎo)電材料形成的。
在本發(fā)明中，通過(guò)使用由透光導(dǎo)電材料構(gòu)成的透明的導(dǎo)電膜，便可以特別地形成作為透光電極的第一電極層396，并且可以使用含氧化鎢的氧化銦、含氧化鎢的氧化銦鋅(后文所指IWZO膜)、含氧化鈦的氧化銦、含氧化鈦的氧化銦錫等等。(圖6A)此外，氧化硅可以被添加到含氧化鎢的氧化銦、含氧化鎢的氧化銦鋅、含氧化鈦的氧化銦、以及含氧化鈦的氧化銦錫。在通過(guò)濺射一個(gè)靶而形成薄膜的濺射方法中，被稱為凝團(tuán)的不平整產(chǎn)生于靶表面之上，濺射便是針對(duì)該靶表面進(jìn)行的。當(dāng)使用具有不平形狀的靶時(shí)，無(wú)法形成具有均勻組分的膜，產(chǎn)生了像膜上的灰塵那樣的大材料塊，并且無(wú)法獲得高密度的膜。當(dāng)通過(guò)使用靶進(jìn)行濺射時(shí)(其中氧化硅像上述那樣被添加到透明的導(dǎo)電材料中)，可以減小靶表面上的不平整性，并且可以獲得均勻且緊密的膜。添加氧化硅的重量比例約為5到10％。
描述了各透光導(dǎo)電材料的組分比例示例。在含氧化鎢的氧化銦中，氧化鎢的組分比例可以是1.0wt％，氧化銦可以是99.0wt％。在含氧化鎢的氧化銦鋅中，氧化鎢可以是1.0wt％，氧化鋅可以是0.5wt％，氧化銦可以是98.5wt％。在含氧化鈦的氧化銦中，氧化鈦可以是1.0到5.0wt％，氧化銦可以是99.0到95.0wt％。在氧化銦錫(ITO)中，氧化錫可以是10.0wt％，氧化銦可以是90.0wt％。在氧化銦鋅(IZO)中，氧化鋅可以是10.7wt％，氧化銦可以是89.3wt％。此外，在含氧化鈦的氧化銦錫中，氧化鈦可以是5.0wt％，氧化錫可以是10.0wt％，氧化銦可以是85.0wt％。上述組成比例僅是示例，組分比例可以適當(dāng)設(shè)置。
用蒸發(fā)方法、濺射方法等可以形成第一電極層396。當(dāng)使用濺射方法時(shí)，含水(水蒸氣)或氫的氣體可以被用作氣體。在本實(shí)施例中，作為第一電極層396，通過(guò)使用含氧化鎢的氧化銦鋅(其中添加了氧化硅)作為靶用濺射方法和含水或氫的氣體，便可形成含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜。在本實(shí)施例中，氧化硅被添加到含氧化鎢的氧化銦鋅中，重量比為10％。第一電極396可形成100到800納米的總厚度，在本實(shí)施例中是185納米。在本實(shí)施例中，含氬50sccm、氧1.0sccm、氫0.2sccm的氣體被使用。用在本發(fā)明中的含水(水蒸氣)的氣體并不意味著一種其含水程度依賴于制造方法或存儲(chǔ)方法的氣體，而是一種其所含的水是主要組分之一的氣體。當(dāng)使用水氣體時(shí)，流速較佳地為0.5sccm或更少。形成于本實(shí)施例中的含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜具有滿意的可處理性，并且可以用弱酸通過(guò)濕刻在不留殘余的情況下來(lái)進(jìn)行刻蝕。當(dāng)這種膜被用于顯示器的像素電極時(shí)，便可制造出高度可靠的顯示器，其中發(fā)光元件的光提取效率是滿意的，并且因電極等的刻蝕缺陷而導(dǎo)致的缺陷可以被抑制。另外，第一電極層396充當(dāng)刻蝕過(guò)程中的刻蝕塞子，以形成充當(dāng)隔離壁的絕緣層186。
用CMP方法拋光或通過(guò)用滌綸(乙烯醇)基的多孔物體來(lái)清洗，便可以拋光第一電極層396的表面使其平整化。在用CMP方法拋光之后，可以對(duì)第一電極層396的表面進(jìn)行紫外光照射、氧氣等離子處理等，使得該表面被整形。
在形成第一電極層396之后，可以進(jìn)行熱處理。通過(guò)熱處理，第一電極層396中的濕氣可以排放掉。因此，在第一電極層396中不引起除氣等。由此，即便當(dāng)易受濕氣影響的發(fā)光材料形成于第一電極層之上，發(fā)光材料也不被影響；因此，可以制造高度可靠的顯示器。在本實(shí)施例中，通過(guò)使電流流過(guò)含有機(jī)化合物(該有機(jī)化合物被用作電致發(fā)光層)的層，便發(fā)出了光線，由此，要求該層要薄到一定程度。在本實(shí)施例中，含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜被用于第一電極層396，所以即便進(jìn)行烘烤，也很難使其結(jié)晶化，并且保持無(wú)定形狀態(tài)。因此，第一電極層396具有高平整性，即便當(dāng)含有機(jī)化合物的層很薄時(shí)，也很難引起與第二電極層的短路。
在本實(shí)施例中，感光的聚酰亞胺被用于絕緣層186。當(dāng)通過(guò)使用與絕緣層181相同的材料和相同的步驟時(shí)，制造成本可以減小。另外，當(dāng)涂覆膜形成裝置和刻蝕裝置等可以共用時(shí)，成本也可以有所下降。(圖6B)絕緣層186可以通過(guò)使用下列材料而形成氧化硅，氮化硅，氧氮化硅，氧化鋁，氮化鋁，氧氮化鋁，或其它無(wú)機(jī)絕緣材料；丙烯酸，甲基丙烯酸，以及它們的衍生物；阻熱高分子材料，比如聚酰亞胺、芳香聚酰胺，或聚苯并咪唑；或者絕緣材料，比如硅氧烷樹(shù)脂?；蛘?，通過(guò)使用感光或不感光材料(比如，丙烯酸或聚酰亞胺)，便可以形成絕緣層186。絕緣層186較佳地具有曲率半徑連續(xù)變化的形狀。因此，形成于其上的電致發(fā)光層188和第二電極層189的覆蓋范圍提高了。
在如圖1A所示的連接區(qū)域205中，由與第二電極層相同的材料和相同的步驟形成的布線層電連接到由與柵電極層相同的材料和相同的步驟形成的布線層。針對(duì)該連接，形成一個(gè)小孔，以露出由與柵電極層相同的材料和相同的步驟形成的布線層。開(kāi)孔附近的臺(tái)階被絕緣層186覆蓋以成為一個(gè)緩坡，由此，要被疊加在其上的第二電極層189的覆蓋可以得到改善。
此外，為了進(jìn)一步提高可靠性，較佳地，在形成電致發(fā)光層188之前先通過(guò)真空加熱對(duì)基板進(jìn)行除氣。例如，在執(zhí)行有機(jī)化合物材料的蒸發(fā)之前，所期望的是在200到400攝氏度(較佳地，250到350攝氏度)的減壓環(huán)境中或惰性氣體中執(zhí)行熱處理以便除去基板中所包含的氣體。此外，較佳地，在減壓而并不將基板暴露在空氣中的情況下，用真空蒸發(fā)方法或微滴排放方法來(lái)形成電致發(fā)光層188。通過(guò)這種熱處理，含在導(dǎo)電膜(該導(dǎo)電膜要成為第一電極層或絕緣層(隔離壁))中或附著于其上的濕氣可以被排放。該熱處理可以與之前的加熱步驟組合起來(lái)，只要該基板能夠被轉(zhuǎn)移到真空腔室中而并不破壞該真空就可以，并且只有之前的熱處理可以被要求在形成絕緣層(隔離壁)之后執(zhí)行一次。此處，通過(guò)用高度阻熱物質(zhì)形成中間絕緣膜和絕緣層(隔離壁)，便可以充分地實(shí)現(xiàn)用于提高可靠性的熱處理步驟。
電致發(fā)光層188形成于第一電極層396之上。盡管圖1B中只示出了一個(gè)像素，但是在本實(shí)施例中與R(紅色)、G(綠色)和B(藍(lán)色)相對(duì)應(yīng)的電致發(fā)光層是單獨(dú)形成的。電致發(fā)光層188可以按下文的描述來(lái)制造。通過(guò)混合有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物，具有高載流子注入特性和高載流子輸運(yùn)特性的功能的層位于第一電極層396之上，這樣的層在只使用有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物之一的情況下是無(wú)法獲得的。
顯出紅綠藍(lán)發(fā)光的材料(小分子材料、高分子材料等)也可以用微滴排放方法來(lái)形成。
接下來(lái)，由導(dǎo)電膜形成的第二電極層189位于電致發(fā)光層188之上。作為第二電極層189，可以使用具有低功函數(shù)的材料(In、Al、Ag、Li、Ca或含這些金屬的合金，比如MgAg、MgIn、AlLi、或CaF2或氮化鈣)。在這種方式中，形成了由第一電極層396、電致發(fā)光層188和第二電極層189形成的發(fā)光元件190。
下面參照?qǐng)D18A到18D詳細(xì)描述了用在本實(shí)施例中的發(fā)光元件190的結(jié)構(gòu)。在圖18A到18D中，第一電極層870對(duì)應(yīng)于圖1B中的第一電極層396，電致發(fā)光層860對(duì)應(yīng)于電致發(fā)光層188，第二電極層850對(duì)應(yīng)于第二電極層189。
圖18A到18D示出了發(fā)光元件的元件結(jié)構(gòu)，其中由有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物混合而成的電致發(fā)光層860插放在第一電極層870和第二電極層850之間。如圖所示，電致發(fā)光層860是由第一層804、第二層803、第三層802構(gòu)成，特別是，第一層804和第三層802具有顯著地特征。
第一層804具有將空穴輸運(yùn)到第二層803的功能并至少包括第一有機(jī)化合物和第一無(wú)機(jī)化合物，第一無(wú)機(jī)化合物具有相對(duì)于第一有機(jī)化合物的電子接收特性。重要的是，第一有機(jī)化合物和第一無(wú)機(jī)化合物并不是簡(jiǎn)單地混合，而是第一無(wú)機(jī)化合物具有相對(duì)于第一有機(jī)化合物的電子接收特性。該結(jié)構(gòu)在第一有機(jī)化合物(它原來(lái)幾乎沒(méi)有固有的載流子)中產(chǎn)生許多空穴載流子，并且可以獲得很好的空穴注入特性和空穴輸運(yùn)特性。
因此，至于第一層804，不僅可以獲得被認(rèn)為通過(guò)混合無(wú)機(jī)化合物就可獲得的優(yōu)勢(shì)效應(yīng)(比如，阻熱特性的提高)，還可以獲得卓越的導(dǎo)電性(特別是，第一層804中的空穴注入特性和空穴輸運(yùn)特性)。這樣卓越的導(dǎo)電性是在常規(guī)空穴輸運(yùn)層(其中并不電連接的有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物只是簡(jiǎn)單地混合)中無(wú)法獲得的優(yōu)勢(shì)效應(yīng)。該優(yōu)勢(shì)效應(yīng)可以使驅(qū)動(dòng)電壓低于常規(guī)的情況。另外，既然在不使驅(qū)動(dòng)電壓變大的情況下可以使第一層804做得更厚，那么因灰塵等而導(dǎo)致的元件短路可以得到抑制。
較佳地，使用空穴輸運(yùn)有機(jī)化合物作為第一有機(jī)化合物，因?yàn)榭昭ㄝd流子產(chǎn)生于第一有機(jī)化合物中?？昭ㄝ斶\(yùn)有機(jī)化合物的示例包括但不限于酞菁染料(簡(jiǎn)寫(xiě)為H2Pc)，銅酞菁染料(CuPc)，氧釩基酞菁染料(VOPc)，4，4’4”-三(N，N-二苯胺)三苯胺(TDATA)，4，4’4”-三〔N-(3-甲基苯)-N-苯胺〕三苯胺(MTDATA)，1，3，5-三〔N，N-雙(m-甲苯基)氨基〕苯(m-MTDAB)，N，N’-聯(lián)苯-N，N’-雙(3-甲基苯)-1，1’-聯(lián)苯-4，4’-二元胺(TPD)，4，4’雙〔N-(1-萘基)-N-苯基氨基〕聯(lián)苯(NPB)，4，4’-雙{N-[4-二(m-甲苯基)氨基]苯-N-苯基氨基}聯(lián)苯(DNTPD)，4，4’，4”-三(N-咔唑基)三苯基氨(TCTA)，等等。另外，在上述化合物中，芳香氨基化合物(典型的有TDATA、MTDATA、m-MTDAB、TPD、NPB、DNTPD和TCATA)可以很容易產(chǎn)生空穴載流子，并適合用于第一有機(jī)化合物。
另一方面，第一無(wú)機(jī)化合物可以是任何材料，只要該材料可以很容易接收來(lái)自第一有機(jī)化合物的電子，并且可以使用各種金屬氧化物和金屬氮化物。具有過(guò)渡金屬(屬于周期表的4到12族中任意的族)的過(guò)渡金屬氧化物是較佳的，因?yàn)榭梢院苋菀滋峁╇娮咏邮仗匦?。具體來(lái)講，可以使用氧化鈦、氧化鋯、氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸、氧化釕、氧化鋅等等。另外，在上述金屬氧化物中，許多具有過(guò)渡金屬(屬于4到8族中任意的族)的過(guò)渡金屬氧化物具有更高的電子接收特性，它們是較佳的化合物組。特別是，氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸都是較佳的，因?yàn)樗鼈兡軌蛴谜婵照舭l(fā)而形成，并且可以很容易地使用。
要注意，第一層804可以通過(guò)疊加多個(gè)層來(lái)形成，各個(gè)層都包括上述有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的組合，或者可以進(jìn)一步包括另一種有機(jī)化合物或無(wú)機(jī)化合物。
接下來(lái)，將描述第三層802。第三層802具有將電子輸運(yùn)到第二層803的功能，并至少包括第三有機(jī)化合物以及相對(duì)于第三有機(jī)化合物而言具有電子施予特性的第三無(wú)機(jī)化合物。重要的是，第三無(wú)機(jī)化合物和第三有機(jī)化合物并非僅是簡(jiǎn)單地混合，而是第三無(wú)機(jī)化合物具有相對(duì)于第三有機(jī)化合物而言的電子施予特性。該結(jié)構(gòu)在原本幾乎沒(méi)有任何固有載流子的第三無(wú)機(jī)化合物中產(chǎn)生大量的電子載流子，并且可以獲得很好的電子注入和電子輸運(yùn)特性。
因此，至于第三層802，不僅可以獲得被認(rèn)為通過(guò)混合無(wú)機(jī)化合物就可獲得的優(yōu)勢(shì)效應(yīng)(比如，阻熱特性的提高)，還可以獲得卓越的導(dǎo)電性(特別是，第三層802中的電子注入特性和電子輸運(yùn)特性)。這樣卓越的導(dǎo)電性是在常規(guī)電子輸運(yùn)層(其中并不電連接的有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物只是簡(jiǎn)單地混合)中無(wú)法獲得的優(yōu)勢(shì)效應(yīng)。該優(yōu)勢(shì)效應(yīng)可以使驅(qū)動(dòng)電壓低于常規(guī)的情況。另外，既然在不使驅(qū)動(dòng)電壓變大的情況下可以使第三層802做得更厚，那么因灰塵等而導(dǎo)致的元件短路可以得到抑制。
較佳地，使用電子輸運(yùn)有機(jī)化合物作為第三有機(jī)化合物，因?yàn)槿缟纤觯娮虞d流子產(chǎn)生于第三有機(jī)化合物中。電子輸運(yùn)有機(jī)化合物的示例包括但不限于三(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)；三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(Almq3)；二(10-羥基苯[h]-羥基喹啉)鈹；二(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚)鋁(BAlq)；二[2-(2’羥基苯基)苯并噁唑]鋅(Zn(BOX)2)；二[2-(2’-羥基苯基)苯并噻唑]鋅(Zn(BTZ)2)；紅菲繞啉(BPhen)；浴銅靈(BCP)；2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(PBD)；1，3-二[5-(4-叔-丁基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(OXD-7)；2，2’，2”-(1，3，5-苯三基)-三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(TPBI)；3-(4-聯(lián)苯基)-4-苯基-5-(4-叔-丁基苯基)-1，2，4-三吡咯(TAZ)；3-(4-聯(lián)苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-叔-丁基苯基)-1，2，4-三吡咯(p-EtTAZ)；等等。另外，在上述化合物中，具有螯合配體(它包括芳香環(huán))的螯合金屬絡(luò)合物(典型的有Alq3、Almq3、BeBq2、BAlq、Zn(BOX)2和Zn(BTZ)2)、具有二氮雜菲骨架的有機(jī)化合物(典型的有BPhen和BCP)、以及具有噁二唑骨架的有機(jī)化合物(典型的有PBD和OXD-7)可以很容易地產(chǎn)生電子載流子，并且是適用于第三有機(jī)化合物的化合物組。
另一方面，第三無(wú)機(jī)化合物可以是任何材料，只要該材料能夠很容易地向第三有機(jī)化合物施與電子，并且可以使用各種金屬氧化物和金屬氮化物。堿金屬氧化物、堿土金屬氮化物以及稀土金屬氮化物都是較佳的，因?yàn)楹苋菀滋峁╇娮邮┯杼匦?。具體來(lái)講，可以使用氧化鋰、氧化鍶、氧化鋇、氧化鉺、氮化鋰、氮化鎂、氮化鈣、氮化釔、氮化鑭等等。特別是，氧化鋰、氧化鋇、氮化鋰、氮化鎂和氮化鈣都是較佳的，因?yàn)樗鼈兛梢酝ㄟ^(guò)真空蒸發(fā)而形成，并且可以很容易地使用。
要注意，第三層802可以通過(guò)疊加多層而形成，其中每一層都包括上述的有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的組合，或者可以進(jìn)一步包括另一種有機(jī)化合物或無(wú)機(jī)化合物。
接下來(lái)，將描述第二層803。第二層803具有發(fā)光的功能，并且包括具有發(fā)光特性的第二有機(jī)化合物。也可以包括第二無(wú)機(jī)化合物。可以通過(guò)使用各種發(fā)光的有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物形成第二層803。然而，因?yàn)槠毡檎J(rèn)為與第一層804或第三層802相比很難使電流流過(guò)第二層803，所以第二層803的厚度最好約為10到100納米。
第二有機(jī)化合物并不特別受限，只要它是發(fā)光的有機(jī)化合物就可以，第二有機(jī)化合物的示例包括，例如9，10-二(2-萘基)蒽(簡(jiǎn)寫(xiě)為DNA)；9，10-(二-萘基)-2-叔-丁基蒽(t-BuDNA)；4，4’-二(2，2-二苯基乙烯基)聯(lián)苯(DPVBi)；香豆素30；香豆素6；香豆素545；香豆素545T；二萘嵌苯；紅熒烯；periflanthene；2，5，8，11-四(叔-丁基)二萘嵌苯(TBP)；9，10-聯(lián)苯蒽(DPA)；5，12-聯(lián)苯丁?。?-(二氰基亞甲基)-2-甲基-[p-(二甲基氨基)苯乙烯基]-4H-吡喃(DCM1)；4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-[2-(久洛尼定-9-基)乙基-4H-吡喃(DCM2)；4-(二氰基亞甲基)-2，6-二[p-(二甲基氨基)苯乙烯基]-4H-吡喃(BisDCM2)；等等。另外，也有可能使用能夠發(fā)出磷光的化合物，比如二[2-(4’，6’-二氟苯基)嘧啶基-N，C2’]銥(甲基吡啶)(簡(jiǎn)寫(xiě)為FIrpic)；二{2-[3’，5’-二(s三氟甲基)苯基]嘧啶基-N，C2’}銥(甲基吡啶)(簡(jiǎn)寫(xiě)為Ir(CF3ppy)2(pic))；三(2-苯基嘧啶基-N，C2’)銥(簡(jiǎn)寫(xiě)為Ir(ppy)3)；二(2-苯基嘧啶基-N，C2’)銥(乙酰基丙酮)(簡(jiǎn)寫(xiě)為Ir(ppy)2(acac))；二[2-(2’-噻吩基)嘧啶基-N，C3’]銥(乙?；?(簡(jiǎn)寫(xiě)為Ir(thp)2(acac))；二(2-苯基喹啉-N，C2’)銥(乙?；?(簡(jiǎn)寫(xiě)為Ir(pq)2(acac))；或二[2-(2’-苯噻吩基)嘧啶基-N，C3’]銥(乙?；?(簡(jiǎn)寫(xiě)為Ir(btp)2(acac))。
此外，除單激發(fā)態(tài)發(fā)光材料以外，含金屬絡(luò)合物等的三激發(fā)態(tài)發(fā)光材料也可以用于第二層803。例如，在發(fā)出紅綠藍(lán)光的像素中，通過(guò)使用三激發(fā)態(tài)發(fā)光材料形成了發(fā)出紅光的像素(其亮度在相對(duì)很短的時(shí)間內(nèi)減小一半)，并且通過(guò)使用單激發(fā)態(tài)發(fā)光材料形成了其它像素。三激發(fā)態(tài)發(fā)光材料的特征在于發(fā)光效率令人滿意并且為獲得相同亮度需要更少的功耗。換句話說(shuō)，當(dāng)三激發(fā)態(tài)發(fā)光材料用于紅光像素時(shí)，可靠性可以得到提高。通過(guò)使用三激發(fā)態(tài)發(fā)光材料可以形成發(fā)出紅光的像素和發(fā)出綠光的像素，通過(guò)使用單激發(fā)態(tài)發(fā)光材料可以形成發(fā)出藍(lán)光的像素，從而實(shí)現(xiàn)了低功耗。通過(guò)使用三激發(fā)態(tài)發(fā)光材料形成發(fā)出綠光(對(duì)人眼而言，綠光具有高可視性)的發(fā)光元件，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)低功耗。
第二層803可以不僅包括上述可產(chǎn)生光發(fā)射的第二有機(jī)化合物，也可以向其添加另一種有機(jī)化合物。可以添加的有機(jī)化合物的示例包括但不限于TDATA，MTDATA，m-MTDAB，TPD，NPB，DNTPD，TCTA，Alq3，Almq3，BeBq2，BAlq，Zn(BOX)2，Zn(BTZ)2，BPhen，BCP，PBD，OXD-7，TPBI，TAZ，p-EtTAZ，DNA，t-BuDNA，以及DPVBi，這些在上文中都提到過(guò)，此外還有4，4’-二(N-咔唑基)聯(lián)苯(簡(jiǎn)寫(xiě)為CBP)，1，3，5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(簡(jiǎn)寫(xiě)為T(mén)CPB)等等。較佳地，另外添加到第二有機(jī)化合物的有機(jī)化合物具有比第二有機(jī)化合物更大的激發(fā)能，并且添加的量比第二有機(jī)化合物要多，以便使第二有機(jī)化合物有效地發(fā)光(這使得有可能防止第二有機(jī)化合物的濃縮猝滅)?；蛘撸鳛榱硪环N功能，所添加的有機(jī)化合物可以與第二有機(jī)化合物一起發(fā)光(這使得有可能發(fā)出白光等)。
通過(guò)為各個(gè)像素提供具有不同發(fā)射波長(zhǎng)范圍的發(fā)光層，第二層803可以具有一種結(jié)構(gòu)以進(jìn)行彩色顯示。通常，形成對(duì)應(yīng)于RGB各個(gè)顏色的發(fā)光層。在這種情況下，通過(guò)為像素的發(fā)光側(cè)提供使某一發(fā)射波長(zhǎng)范圍的光線透射的濾光片，色彩純度可以提高并且可以防止像素部分具有鏡面(反射)。通過(guò)提供濾光片，常規(guī)情況下要求的圓偏振片等都可以省略，并且進(jìn)一步，可以消除從發(fā)光層中發(fā)出的光線的損耗。此外，可以減少當(dāng)斜看像素部分時(shí)出現(xiàn)的色調(diào)的變化。
不管是高分子有機(jī)發(fā)光材料還是小分子有機(jī)發(fā)光材料都可以被用于第二層803。高分子有機(jī)發(fā)光材料在物理上比小分子材料要結(jié)實(shí)，并且在元件的壽命方面更優(yōu)越。另外，高分子有機(jī)發(fā)光元件可以通過(guò)涂覆而形成；因此，元件的制造相對(duì)容易些。
發(fā)光顏色是根據(jù)形成發(fā)光層的材料而確定的；因此，通過(guò)為發(fā)光層選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，便可以形成呈現(xiàn)出期望的光發(fā)射的發(fā)光元件。作為可用于形成發(fā)光層的高分子電致發(fā)光材料，可以使用聚對(duì)亞苯基-亞乙烯基-基材料、聚對(duì)亞苯基-基材料、聚噻吩材料、或聚芴-基材料。
作為聚對(duì)亞苯基-亞乙烯基-基材料，可以給出聚(對(duì)亞苯基亞乙烯基)[PPV]的衍生物，比如聚(2，5-二烷氧基-1，4-亞苯基亞乙烯基)[RO-PPV]；聚(2-(2’-乙基-六氧基)-5-甲氧基-1，4-亞苯基亞乙烯基)[MEH-PPV]；或聚(2-(二烷氧基苯基)-1，4-亞苯基亞乙烯基)[ROPh-PPV]。作為聚對(duì)亞苯基-基材料，可以給出聚對(duì)亞苯基[PPP]的衍生物，比如，聚(2，5-二烷氧基-1，4-亞苯基[RO-PPP]，或聚(2，5-二六氧基-1，4-亞苯基)。作為聚噻吩-基材料，可以給出聚噻吩[PT]的衍生物，比如，聚(3-烷基噻吩)[PAT]，聚(3-己基噻吩)[PHT]，聚(3-環(huán)己基噻吩)[PCHT]，聚(3-環(huán)己基-4-甲基噻吩)[PCHMT]，聚(3，4-二環(huán)已基噻吩)[PDCHT]，聚[3-(4-辛基苯基)-噻吩[POPT]，或聚[3-(4-辛基苯基)-2，2聯(lián)噻吩[PTOPT]。作為聚芴-基材料，可以給出聚芴[PF]的衍生物，比如，聚(9，9-二烷基芴)[PDAF]或聚(9，9-二辛基芴)[PDOF]。
第二無(wú)機(jī)化合物可以是任何無(wú)機(jī)化合物，只要該第二有機(jī)化合物的光發(fā)射不會(huì)輕易被該無(wú)機(jī)化合物猝滅就可以，并且可以使用各種金屬氧化物和金屬氮化物。特別是，具有屬于周期表13或14族的金屬的金屬氧化物是較佳的，因?yàn)榈诙袡C(jī)化合物的光發(fā)射不會(huì)被輕易地猝滅，具體來(lái)講，氧化鋁、氧化鎵、氧化硅和氧化鍺都是較佳的。然而，第二無(wú)機(jī)化合物并不限于此。
要注意，第二層803可以通過(guò)疊加多層而形成，各層都包括上述有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的組合，或者可以進(jìn)一步包括另一種有機(jī)化合物或無(wú)機(jī)化合物。發(fā)光層的層結(jié)構(gòu)可以改變，并且可以提供用于注入電子的電極層，可以使發(fā)光材料分散開(kāi)，而并不提供任何特定的電子注入?yún)^(qū)域或發(fā)光區(qū)域。這種改變可以是允許的，除非它背離了本發(fā)明的精神。
通過(guò)使用上述材料而形成的發(fā)光元件通過(guò)正向偏壓發(fā)光?？梢杂煤?jiǎn)單矩陣(無(wú)源矩陣)模式或有源矩陣模式來(lái)驅(qū)動(dòng)通過(guò)使用發(fā)光元件而形成的顯示器的像素。在任何情況下，通過(guò)按特定的定時(shí)施加正向偏壓，各個(gè)像素發(fā)出光線；然而，在某些周期內(nèi)像素是處于非發(fā)光狀態(tài)的。通過(guò)在非發(fā)光時(shí)間中施加反向偏壓，可以提高發(fā)光元件的可靠性。在發(fā)光元件中，有一種劣化模式，其中發(fā)光強(qiáng)度在不變的驅(qū)動(dòng)條件下會(huì)下降，或者有一種劣化模式，其中在像素中非發(fā)光區(qū)域被放大并且亮度明顯下降。不過(guò)，通過(guò)交替施加正向和反向偏壓，便可以減緩劣化的進(jìn)程，由此，可以提高發(fā)光顯示器的可靠性。另外，可以施加數(shù)字驅(qū)動(dòng)或模擬驅(qū)動(dòng)。
彩色濾光片(彩色層)可以形成于密封基板上。該彩色濾光片(彩色層)可以通過(guò)蒸發(fā)方法或微滴排放方法形成。當(dāng)使用彩色濾光片(彩色層)時(shí)，可以進(jìn)行高清晰度的顯示。這是因?yàn)?，在RGB的各個(gè)發(fā)射譜中，可以用彩色濾光片(彩色層)將較寬的峰值修改為尖銳的峰值。
通過(guò)形成發(fā)出單色彩的光的材料并與彩色濾光片或顏色轉(zhuǎn)變層組合起來(lái)，便可以進(jìn)行全色彩顯示。彩色濾光片(彩色層)或顏色轉(zhuǎn)變層可以形成于第二基板(密封基板)之上，并可以附在某一基板上。
很明顯，也可以進(jìn)行單色彩的顯示。例如，通過(guò)使用單色發(fā)光，便可以制造出區(qū)域顏色類型顯示器。區(qū)域顏色類型適用于無(wú)源矩陣顯示部分，并主要顯示字符和符號(hào)。
在選擇第一電極層870和第二電極層850的材料時(shí)，要考慮功函數(shù)。根據(jù)像素結(jié)構(gòu)，第一電極層870和第二電極層850可以是陽(yáng)極或陰極。如圖18A所示，當(dāng)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的極性是p型溝道時(shí)，第一電極層870可以充當(dāng)陽(yáng)極，第二電極層850可以充當(dāng)陰極。如圖18B所示，當(dāng)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管的極性是n型溝道時(shí)，第一電極層870可以充當(dāng)陰極，第二電極層850可以充當(dāng)陽(yáng)極。下面將描述可以用于第一電極層870和第二電極層850的材料。較佳地，為第一電極層870和第二電極層850中用作陽(yáng)極的那一個(gè)選用功函數(shù)更高的材料(具體來(lái)講，功函數(shù)為4.5eV或更高的材料)，而為第一電極層870和第二電極層850中用作陰極的那一個(gè)選用功函數(shù)更低的材料(具體來(lái)講，功函數(shù)為3.5eV或更低的材料)。不過(guò)，既然第一層804的空穴注入特性和空穴輸運(yùn)特性更好并且第三層802的電子注入特性和電子輸運(yùn)特性更好，那么第一電極層870和第二電極層850就幾乎不受功函數(shù)的限制，所以可以使用各種材料。
圖18A和18B所示的發(fā)光元件具有一種結(jié)構(gòu)，其中光線是從第一電極層870中提取的，由此，并不總要求第二電極層850具有透光特性。第二電極層850可以由一種膜構(gòu)成，該膜主要包括選自下列的元素Ti，TiN，TiSixNy，Ni，W，WSix，WNx，WSixNy，NbN，Cr，Pt，Zn，Sn，In，Ta，Al，Cu，Au，Ag，Mg，Ca，Li和Mo，或包含該元素作為其主要組分的合金材料和化合物材料，或者其總厚度為100到800納米的疊加膜。
通過(guò)蒸發(fā)方法、濺射方法、CVD方法、印刷方法、微滴排放方法等，便可以形成第二電極層850。
另外，當(dāng)通過(guò)使用與第一電極層870所用材料相似的透光導(dǎo)電材料來(lái)形成第二電極層850時(shí)，光線也是從第二電極層850中提取出來(lái)的，并且可以獲得雙發(fā)射層，其中從發(fā)光元件中發(fā)出的光線是從第一電極層870和第二電極層850兩個(gè)側(cè)面同時(shí)發(fā)出的。
要注意，通過(guò)改變第一電極層870和第二電極層850的類型，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件便有了變化。
圖18B示出了在電致發(fā)光層860中從第一電極層870起依次是第三層802、第二層803和第一層804。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件中，插放在第一電極層870和第二電極層850之間的層是由電致發(fā)光層860形成的，電致發(fā)光層860包括由有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物組成的一層。發(fā)光元件是具有多層(即，第一層804和第三層802)的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合發(fā)光元件，該多層通過(guò)混合了有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物提供了所謂的高載流子注入特性和載流子輸運(yùn)特性，其中在僅有機(jī)化合物或無(wú)機(jī)化合物之一中是無(wú)法獲得這些功能的。此外，當(dāng)位于第一電極層870一側(cè)時(shí)，特別要求第一層804和第三層802是有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物組合起來(lái)的層，而當(dāng)位于第二電極層850一側(cè)時(shí)，它們可以只包含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物之一。
此外，各種方法都可以用作形成電致發(fā)光層860的方法，該電致發(fā)光層860是有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物混合的層。例如，這些方法包括通過(guò)電阻加熱蒸發(fā)有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的共蒸發(fā)方法。另外，對(duì)于共蒸發(fā)過(guò)程，可以用電子束(EB)來(lái)蒸發(fā)無(wú)機(jī)化合物，用電阻加熱來(lái)蒸發(fā)有機(jī)化合物。此外，這些方法也包括在用電阻加熱蒸發(fā)有機(jī)化合物的同時(shí)濺射無(wú)機(jī)化合物以便同時(shí)沉積兩者的這樣一種方法。另外，電致發(fā)光層也可以通過(guò)濕法處理來(lái)形成。
相似的是，對(duì)于第一電極層870和第二電極層850，可以使用電阻加熱蒸發(fā)、EB蒸發(fā)、濺射、濕法處理等。
在圖18C中，具有反射性的電極層被用于圖18A所示結(jié)構(gòu)中的第一電極層870，具有透光特性的電極層被用于第二電極層850。從發(fā)光元件中發(fā)出的光被第一電極層870反射，透過(guò)第二電極層850，并發(fā)射到外部。相似的是，在圖18D中，具有反射性的電極層被用于圖18B所示結(jié)構(gòu)中的第一電極層870，具有透光特性的電極層被用于第二電極層850。從發(fā)光元件中發(fā)出的光線被第一電極層870反射，透過(guò)第二電極層850，并發(fā)射到外部。
在圖1B所示的本實(shí)施例的顯示器中，從發(fā)光元件190中發(fā)出的光線在圖1B的箭頭所示方向上從第一電極層396一側(cè)透射并發(fā)射出去。
提供鈍化膜是有效的，以便覆蓋第二電極層189。通過(guò)使用絕緣膜，可以形成該鈍化膜，該絕緣膜包含氮化硅，氧化硅，氧氮化硅(SiON)，氮氧化硅(SiNO)，氮化鋁(AlN)，氧氮化鋁(AlON)，含氮比氧多的氮氧化鋁(AlNO)，氧化鋁，類金剛石的碳(DLC)，或含碳的氮膜(CN)，并且可以使用單層或疊加層的絕緣膜。此外，也可以使用硅氧烷樹(shù)脂。
此時(shí)，較佳的是通過(guò)使用具有滿意的覆蓋范圍的膜來(lái)形成鈍化膜，最好使用碳膜，特別是DLC膜。DLC膜可以形成于從室溫到100攝氏度或更低一點(diǎn)的溫度范圍中；因此，DLC膜可以很容易地形成于具有低阻熱特性的電致發(fā)光層188之上。DLC膜可以通過(guò)如下方法來(lái)形成等離子CVD方法(典型的有RF等離子CVD方法、微波CVD方法、電子回旋加速器諧振(ECR)CVD方法、熱燈絲CVD方法等)，燃燒方法，濺射方法，離子束蒸發(fā)方法，激光蒸發(fā)方法等。作為用于膜形成的反應(yīng)氣體，可使用氫和碳?xì)浠锘鶜怏w(例如，CH4，C2H2，C6H6等)以便通過(guò)輝光放電離子化，使這些離子加速以撞擊施加了負(fù)的自偏壓的陰極，從而形成膜。此外，通過(guò)使用C2H2氣體和氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)氣體，可以形成CN膜。DLC膜具有與氧有關(guān)的高阻隔效應(yīng)，由此可以抑制電致發(fā)光層188的氧化過(guò)程。因此，可以防止電致發(fā)光層188在接下來(lái)的密封步驟中被氧化的問(wèn)題。
通過(guò)牢牢固定在其上形成上述發(fā)光元件190的基板100以及具有密封材料192的密封基板195，將發(fā)光元件密封好(參看圖1B)。在本發(fā)明的顯示器中，密封材料192和絕緣層186是分開(kāi)形成的，以便彼此不接觸。通過(guò)彼此分開(kāi)地形成密封材料192和絕緣層186，即使當(dāng)使用具有高吸濕特性的有機(jī)材料的絕緣材料被用于絕緣層186時(shí)，濕氣也不會(huì)輕易進(jìn)入，防止了發(fā)光元件的劣化，由此提高了顯示器的可靠性。作為密封材料192，通常，最好使用可見(jiàn)光固化樹(shù)脂、紫外光固化樹(shù)脂、或熱固性樹(shù)脂。例如，可以使用環(huán)氧樹(shù)脂，比如聯(lián)苯-A液態(tài)樹(shù)脂，聯(lián)苯-A固態(tài)樹(shù)脂，含溴的環(huán)氧樹(shù)脂，聯(lián)苯-F樹(shù)脂，聯(lián)苯-AD樹(shù)脂，酚樹(shù)脂，甲酚樹(shù)脂，酚醛清漆樹(shù)脂，脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂，外雙型(Epi-Bis)環(huán)氧樹(shù)脂，縮水甘油酯樹(shù)脂，縮水甘油胺基樹(shù)脂，六環(huán)環(huán)氧樹(shù)脂，或改性的環(huán)氧樹(shù)脂。要注意，由密封材料圍繞的區(qū)域可以用填充物193來(lái)填充，通過(guò)在氮?dú)猸h(huán)境中密封，可以改變氮等。既然在本實(shí)施例中使用了底部發(fā)光類型，那么就不要求填充物193透射光線。不過(guò)，當(dāng)通過(guò)填充物193提取光線時(shí)，要求填充物透射光線。通常，可以使用可見(jiàn)光固化的、紫外光固化的、或熱固性環(huán)氧樹(shù)脂。通過(guò)上述步驟，完成了通過(guò)使用本實(shí)施例的發(fā)光元件具有顯示功能的顯示器。此外，填充物可以以液態(tài)形式滴落到被填充的顯示器中。
參照?qǐng)D24描述了使用分配器方法的微滴排放方法。圖24所示的微滴排放方法使用了控制器40、成像裝置42、水頭43、填充物33、標(biāo)記35、標(biāo)記45、阻擋層34、密封材料32、TFT基板30以及對(duì)置基板20。填充物33一次或多次從水頭43滴落在由密封材料32形成的閉環(huán)之中。當(dāng)填充物材料具有高粘性時(shí)，填充物被連續(xù)排放并附著于相連的形成區(qū)域。如圖24所示，當(dāng)填充物材料具有低粘性時(shí)，填充物間歇地被排放并滴落。此時(shí)，可以提供阻擋層34，以防止密封材料32與填充物33進(jìn)行反應(yīng)。接下來(lái)，基板在真空中彼此附著，然后用紫外線固化使填充物填滿。當(dāng)具有吸濕特性的物質(zhì)(比如，干燥劑)被用作填充物時(shí)，可以獲得更高的吸濕效果，由此防止元件的劣化。
干燥劑位于EL顯示屏中，以防止元件因濕氣而劣化。在本實(shí)施例中，干燥劑位于所形成的凹陷部分中以便環(huán)繞密封基板中的像素區(qū)域，從而不妨礙將其設(shè)計(jì)得很薄。此外，干燥劑也形成于柵極布線層所對(duì)應(yīng)的區(qū)域之中，使得濕氣吸收區(qū)域變得很寬，由此可以有效地吸收濕氣。另外，干燥劑形成于本身不發(fā)光的柵極布線層之上，因此，也并不減小光提取效率。
在本實(shí)施例中，發(fā)光元件是用玻璃基板密封的。要注意，密封處理是用于保護(hù)發(fā)光元件不受濕氣影響，并且可以使用下列方法中的任何一種方法用覆蓋材料機(jī)械地密封發(fā)光元件的方法，用熱固性樹(shù)脂或紫外線固化樹(shù)脂密封發(fā)光元件的方法，以及用具有高阻隔特性的薄膜(比如，金屬氧化物或金屬氮化物)來(lái)密封發(fā)光元件的方法。作為覆蓋材料，可以使用玻璃、陶瓷、塑料或金屬，但是當(dāng)光線是從覆蓋材料一側(cè)發(fā)出時(shí)就要求使用透光材料。覆蓋材料和其上形成有發(fā)光元件的基板彼此是用密封材料(比如，熱固性樹(shù)脂或紫外線固化樹(shù)脂)連接的，并且通過(guò)使用熱處理或紫外線照射處理來(lái)固化樹(shù)脂，從而形成密封的空間。在密封空間中提供吸濕材料(典型的有氧化鋇)也是有效的。該吸濕材料可以位于密封材料上并與其接觸，或者在隔離壁上，或者在發(fā)光元件的外圍，以便不遮擋發(fā)光元件的光線。此外，覆蓋材料和在其上形成有發(fā)光元件的基板之間的空間可以用熱固性樹(shù)脂或紫外線固化樹(shù)脂來(lái)填充。在這種情況下，在熱固性樹(shù)脂或紫外線固化樹(shù)脂中添加吸濕材料(典型的有氧化鋇)是有效的。
圖10示出了一個(gè)示例，其中在本實(shí)施例所制造的圖1A和1B所示的顯示器中，源電極層或漏電極層與第一電極層沒(méi)有直接接觸而產(chǎn)生電連接，而是用插放于其中的布線層相連。在圖10的顯示器中，用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件的薄膜晶體管的源電極層或漏電極層與第一電極層395是用插放于其間的布線層199彼此電連接的。在圖10中，第一電極層395的一部分疊加在布線層199之上以被連接，不過(guò)，可以首先形成第一電極層395，然后，可以在第一電極層395之上形成布線層199。
在本實(shí)施例中，端電極層178通過(guò)外部端連接區(qū)域202中的各向異性導(dǎo)電層196連接到FPC 194，并電連接到外部。另外，如圖1A(它是顯示器的頂視圖)所示，除了具有信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域204和外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域209以外，本實(shí)施例制造的顯示器還包括具有掃描線驅(qū)動(dòng)電路的外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域207和外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域208。
在本實(shí)施例中，形成了上述電路；然而，本發(fā)明并不限于此。通過(guò)上述COG方法或TAB方法可以安裝IC芯片作為外圍驅(qū)動(dòng)電路。此外，柵極線驅(qū)動(dòng)電路和源極線驅(qū)動(dòng)電路中的每一種都可以是單個(gè)或多個(gè)。
在本發(fā)明的顯示器中，用于圖像顯示的驅(qū)動(dòng)方法并不特別受限，例如，可以使用點(diǎn)序列驅(qū)動(dòng)方法、線序列驅(qū)動(dòng)方法、面序列驅(qū)動(dòng)方法等。通常，可以使用線序列驅(qū)動(dòng)方法，也可以適當(dāng)使用時(shí)分灰度級(jí)驅(qū)動(dòng)方法和面積灰度級(jí)驅(qū)動(dòng)方法。此外，輸入到顯示器的源極線路的視頻信號(hào)可以是模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路等可以適當(dāng)根據(jù)視頻信號(hào)來(lái)設(shè)計(jì)。
此外，在使用數(shù)字視頻信號(hào)的顯示器中，輸入到像素的視頻信號(hào)具有恒定的電壓(CV)或恒定的電流(CC)。關(guān)于具有恒定的電壓(CV)的視頻信號(hào)，施加到發(fā)光元件的電壓是恒定的(CVCV)，或者流過(guò)發(fā)光元件的電流是恒定的(CVCC)。另外，關(guān)于具有恒定的電流(CC)的視頻信號(hào)，施加到發(fā)光元件上的電壓是恒定的(CCCV)，或者流過(guò)發(fā)光元件的電流是恒定的(CCCC)。
通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明，可以制造出高度可靠的顯示器。因此，可以制造出高分辨率和高圖像質(zhì)量的顯示器，并且產(chǎn)量很高。
〔實(shí)施例2〕下面將參照?qǐng)D7A和7B、8和9描述本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例示出了一個(gè)示例，其中在實(shí)施例1所制造的顯示器中沒(méi)有形成中間絕緣層。因此，將省略關(guān)于相同部件或具有相同功能的部件的解釋。
如實(shí)施例1所描述的，在基板100上，形成了p型溝道薄膜晶體管173、n型溝道薄膜晶體管174、n型溝道薄膜晶體管175、p型溝道薄膜晶體管176、以及絕緣膜168。在各個(gè)薄膜晶體管中，形成了與半導(dǎo)體層的源極區(qū)域或漏極區(qū)域相連的源電極層或漏電極層。形成第一電極層185，使其與像素區(qū)域206中的p型溝道薄膜晶體管176中的源電極層或漏電極層172b相接觸(參看圖7A)。
第一電極層185充當(dāng)像素電極，并且可以用與實(shí)施例1中的第一電極層396相同的材料和相同的步驟來(lái)形成。作為透光電極層的第一電極層185可以通過(guò)使用透明導(dǎo)電膜而特別地形成，該透明導(dǎo)電膜是由透光導(dǎo)電材料形成的，比如含氧化鎢的氧化銦、含氧化鎢的氧化銦鋅、含氧化鈦的氧化銦、含氧化鈦的氧化銦錫等。
此外，氧化硅可以被添加到含氧化鎢的氧化銦、含氧化鎢的氧化銦鋅、含氧化鈦的氧化銦以及含氧化鈦的氧化銦錫中。在通過(guò)濺射靶形成薄膜的濺射方法中，在進(jìn)行濺射的靶表面上產(chǎn)生了被稱為球狀?yuàn)A雜物的不平整。當(dāng)使用具有這種不平形狀的靶時(shí)，無(wú)法形成具有均勻組分的膜，在膜中會(huì)產(chǎn)生像灰塵一樣的大塊材料，并且無(wú)法獲得密集的膜。當(dāng)通過(guò)使用將氧化硅添加到上述透明導(dǎo)電材料的靶進(jìn)行濺射時(shí)，可以減少靶表面上的不平整，并且可以獲得均勻且密集的膜。
描述了各透光導(dǎo)電材料的組分比例的示例。在含氧化鎢的氧化銦中，氧化鎢的組分比例可以是1.0wt％，氧化銦可以是99.0wt％。在含氧化鎢的氧化銦鋅中，氧化鎢可以是1.0wt％，氧化鋅可以是0.5wt％，氧化銦可以是98.5wt％。在含氧化鈦的氧化銦中，氧化鈦可以在1.0到5.0wt％之間，氧化銦可以在99.0到95.0wt％之間。在氧化銦錫(ITO)中，氧化錫可以是10.0wt％，氧化銦可以是90.0wt％。在氧化銦鋅(IZO)中，氧化鋅可以是10.7wt％，氧化銦可以是89.3wt％。此外，在含氧化鈦的氧化銦錫中，氧化鈦可以是5.0wt％，氧化錫可以是10.0wt％，氧化銦可以是85.0wt％。上述組分比例僅是示例，組分比例可以適當(dāng)設(shè)置。
第一電極層185可以是通過(guò)蒸發(fā)方法、濺射方法等形成的。當(dāng)使用濺射方法時(shí)，可以使用含水或氫的氣體。在本實(shí)施例中，通過(guò)使用含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅用含水或氫的氣體通過(guò)濺射方法形成第一電極層185。第一電極層185較佳地形成100到800納米的總厚度，在本實(shí)施例中是185納米。在本實(shí)施例中，使用了含50sccm的氬、1.0sccm的氧和0.2sccm的氫。當(dāng)使用水汽時(shí)，流速較佳地是0.5sccm或更少。在本實(shí)施例中形成的含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅具有滿意的可處理性，并且在用弱酸進(jìn)行濕刻時(shí)可以不留殘余地對(duì)其進(jìn)行刻蝕。當(dāng)這種膜被用于顯示器的像素電極時(shí)，可以制造出高度可靠的顯示器，其中發(fā)光元件的光線提取效率是滿意的，并且因電極等的刻蝕缺陷而導(dǎo)致的缺陷得到抑制。
形成絕緣層186以覆蓋第一電極層185的末端部分和薄膜晶體管(見(jiàn)圖7B)。本實(shí)施例中使用了丙烯酸樹(shù)脂用于絕緣層186。電致發(fā)光層188形成在第一電極層185之上，第二電極層189形成于其上，形成了光發(fā)射元件190。端電極層178在外端連接區(qū)域202通過(guò)各向異性導(dǎo)電層196附著在FPC194上。基板100用密封材料192附著在密封基板195上，并且顯示器內(nèi)側(cè)用填充物193填充(見(jiàn)圖8)。在本發(fā)明的顯示器中，密封材料192和絕緣層186分開(kāi)形成，以使其彼此不接觸。當(dāng)密封材料192與絕緣層186如上所述分開(kāi)形成時(shí)，濕氣不容易進(jìn)入，防止了光發(fā)射元件的變劣，可以提高顯示器的可靠性，即便絕緣材料使用了具有高吸濕特性的有機(jī)材料作為絕緣層186。
在圖9所示的顯示器中，在形成與p型溝道薄膜晶體管176相連的源電極層或漏電極層172b之前，在絕緣膜168之上選擇性地形成了第一電極層397。在這種情況下，源電極層或漏電極層172b與第一電極層397彼此相連，使得在本實(shí)施例中源電極層或漏電極層172b疊加在第一電極層397之上。當(dāng)在源電極層或漏電極層172b之前形成第一電極層397時(shí)，第一電極層397可以形成于平面形成區(qū)域之上，并且覆蓋范圍是有利的。此外，有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即所形成的第一電極層397是平整性很好的，因?yàn)榭梢猿浞值剡M(jìn)行拋光處理，比如CMP。
通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明，可以制造高度可靠的顯示器。因此，可以制造出高分辨率和高圖像質(zhì)量的顯示器，并且產(chǎn)量很高。
〔實(shí)施例3〕本實(shí)施例的顯示器將參照?qǐng)D11A和圖11B描述出來(lái)。
如圖11A和11B所示，本實(shí)施例所描述的顯示器是頂部發(fā)光顯示器，其中光線是通過(guò)密封基板提取出來(lái)的。在圖11A和11B所示的顯示器中，發(fā)光元件的電極結(jié)構(gòu)彼此不同。
在圖11A的顯示器中，在基板600之上提供了基膜601a和601b、薄膜晶體管605、柵絕緣層602、絕緣層603、606和607、充當(dāng)隔離壁的絕緣層609，第一電極層610、透明導(dǎo)電膜615，電致發(fā)光層611、第二電極層612以及保護(hù)膜613。薄膜晶體管605包括半導(dǎo)體層，它具有充當(dāng)源極區(qū)域和漏極區(qū)域的雜質(zhì)區(qū)域；柵絕緣層602；具有兩層疊加結(jié)構(gòu)的柵電極層；以及源電極層和漏電極層。源電極層或漏電極層與半導(dǎo)體層的雜質(zhì)區(qū)域以及第一電極層610相接觸并且電連接。
在本實(shí)施例的顯示器中，具有反射性的反射電極層被用于第一電極層610、透光電極層被用于第二電極層612，并且發(fā)光元件614發(fā)出的光線被反射。因此，光線在箭頭所指的方向上從第二電極層612一側(cè)發(fā)出。如上所述，用于發(fā)光元件的像素電極的反射式電極層被要求具有高反射率和有利的表面平整性。第一電極層610和透明的導(dǎo)電膜615形成疊加結(jié)構(gòu)。第一電極層610是通過(guò)使用反射膜而形成的，透明的導(dǎo)電膜615和第二電極層612是通過(guò)使用IWZO膜而形成的。如圖11A所示，通過(guò)疊加透明的導(dǎo)電膜615，可以保護(hù)第一電極層610，由此，有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，產(chǎn)量可以得到提高。
在本實(shí)施例中，基板600是玻璃基板，基膜601a是氮氧化硅膜，基膜601b是氧氮化硅膜，柵絕緣層602是氧氮化硅膜，絕緣層603是氮氧化硅膜，絕緣層606是氧化硅膜，絕緣層607是硅氧烷樹(shù)脂膜，充當(dāng)隔離壁的絕緣層609是聚酰亞胺，保護(hù)膜613是氮氧化硅膜。
在圖11B所示的顯示器中，在基板620上，提供了基膜621a和621b，薄膜晶體管625、柵絕緣層622、絕緣層623、626和627、中間膜628和636、充當(dāng)隔離壁的絕緣層629、第一電極層630、透明的導(dǎo)電膜635、電致發(fā)光層631、第二電極層632以及保護(hù)膜633。薄膜晶體管625包括半導(dǎo)體層，它具有充當(dāng)源極區(qū)域和漏極區(qū)域的雜質(zhì)區(qū)域；柵絕緣層622；具有兩層疊加結(jié)構(gòu)的柵電極層；以及源電極層和漏電極層。源電極層或漏電極層與半導(dǎo)體層的雜質(zhì)區(qū)域和第一電極層630相接觸并電連接。
圖11B所示的顯示器的發(fā)光元件634包括第一電極層630、透明的導(dǎo)電膜635、電致發(fā)光層631和第二電極層632。第一電極層630和透明的導(dǎo)電膜635形成疊加結(jié)構(gòu)。第一電極層630是通過(guò)使用反射膜形成的，并且透明的導(dǎo)電膜635是通過(guò)使用IWZO膜形成的。如圖11B所示，通過(guò)疊加透明的導(dǎo)電膜635，可以保護(hù)第一電極層630，由此有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于可以提高產(chǎn)量。另外，圖11B所示的第二電極層632是通過(guò)使用透光銀薄膜(薄化過(guò)的)而形成的。
在本實(shí)施例中，透明的導(dǎo)電膜615、第二電極層612、透明的導(dǎo)電膜635以及第二電極層632都可以通過(guò)與實(shí)施例1中的第一電極層396相同的材料和相同的步驟而形成。具體來(lái)講，可以使用由透光導(dǎo)電材料(比如，含氧化鎢的氧化銦，含氧化鎢的氧化銦鋅，含氧化鈦的氧化銦，或含氧化鈦的氧化銦錫)形成的透明導(dǎo)電膜。
此外，氧化硅可以被添加到含氧化鎢的氧化銦、含氧化鎢的氧化銦鋅、含氧化鈦的氧化銦、和含氧化鈦的氧化銦錫之中。在通過(guò)濺射靶而形成薄膜的濺射方法中，在進(jìn)行濺射的靶表面上產(chǎn)生了被稱為球狀?yuàn)A雜物的不平整。當(dāng)使用具有這種不平形狀的靶時(shí)，無(wú)法形成具有均勻組分的膜，在膜中會(huì)產(chǎn)生像灰塵一樣的大塊材料，并且無(wú)法獲得密集的膜。當(dāng)通過(guò)使用將氧化硅添加到上述透明導(dǎo)電材料的靶從而進(jìn)行濺射時(shí)，可以減少靶表面上的不平整，并且可以獲得均勻且密集的膜。
在本實(shí)施例中，通過(guò)使用濺射方法用含水或氫的氣體用含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅來(lái)形成透明的導(dǎo)電膜615、第二電極層612、透明的導(dǎo)電膜635以及第二電極層632。在本實(shí)施例中，含50sccm的氬、1.0sccm的氧和0.2sccm的氫。當(dāng)使用水汽時(shí)，流速較佳地是0.5sccm或更少。在本實(shí)施例中形成的含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅具有滿意的可處理性，并且在用弱酸進(jìn)行濕刻時(shí)可以不留殘余地對(duì)其進(jìn)行刻蝕。當(dāng)這種膜被用于顯示器的像素電極時(shí)，可以制造出高度可靠的顯示器，其中發(fā)光元件的光線提取效率是滿意的，并且因電極等的刻蝕缺陷而導(dǎo)致的缺陷得到抑制。
通過(guò)使用由鈦、鎢、鎳、金、鉑、銀、鋁、鎂、鈣、鋰、或它們的合金，便可以形成具有反射率的第一電極層610和630。
圖11B所示的其它組件可以是用與圖11A相同的材料和相同的步驟來(lái)形成。此外，在圖11B所示的顯示器中，中間膜628是氮氧化硅膜，中間膜636是氮化鈦膜。當(dāng)中間膜628和636形成于絕緣層627和第一電極層630之間時(shí)，絕緣層627和第一電極層630的粘結(jié)可以得到提高。此外，氮化鈦膜也可以具有防靜電的功能。用于絕緣層627的硅氧烷樹(shù)脂膜也可以形成于用作中間膜628的氮氧化硅膜和氮化鈦膜之間，厚度比絕緣層627要薄。
如上所述，通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明，可以制造出高度可靠的顯示器。因此，可以制造出高分辨率和高圖像品質(zhì)的顯示器，并且產(chǎn)量很高。
〔實(shí)施例4〕參照?qǐng)D13A到13C，將描述本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例示出了一個(gè)示例，其中薄膜晶體管的柵電極層結(jié)構(gòu)不同于實(shí)施例1所制造的顯示器。因此，關(guān)于相同部分或具有相同功能的部分的解釋將省略。
圖13A到13C示出了制造步驟中的顯示器，它對(duì)應(yīng)于實(shí)施例1所示的圖4B的顯示器。
在圖13A中，薄膜晶體管273和274位于外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域214中，薄膜晶體管275和276位于像素區(qū)域216中。圖13A中的薄膜晶體管的柵電極層是由兩層導(dǎo)電膜的疊加結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，并且上柵電極層被處理成具有比下柵電極層要窄的寬度。下柵電極層具有錐形，而上柵電極層具有這樣一種形狀，其中側(cè)面的角度幾乎是垂直的。如上所述，柵電極層可以具有錐形，或一種不具有錐形部分的形狀，其中側(cè)面的角度幾乎垂直。
在圖13B中，薄膜晶體管373和374位于外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域214中，薄膜晶體管375和376位于像素區(qū)域216中。圖13B的薄膜晶體管的柵電極層也是由兩層導(dǎo)電膜疊加結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，并且上柵電極層和下柵電極層具有連續(xù)錐形。
在圖13C中，薄膜晶體管473和474位于外圍驅(qū)動(dòng)電路214中，薄膜晶體管475和476位于像素區(qū)域216中。圖13C的薄膜晶體管的柵電極層具有單層結(jié)構(gòu)和錐形。柵電極層也可以具有像這樣的單層結(jié)構(gòu)。在圖13C所示的顯示器中，柵絕緣層是由柵絕緣層477和選擇性地位于柵絕緣層477之上的柵絕緣層478構(gòu)成的。在這種情況下，柵絕緣層478可以選擇性地位于柵電極層下面，并且其末端部分可以具有錐形。在圖13C中，柵絕緣層478的末端部分和形成于柵絕緣層478之上的柵電極層的末端部分都具有錐形，并且是連續(xù)形成的；然而，它們也可以是不連續(xù)地形成的。在本實(shí)施例中，柵絕緣層477是通過(guò)使用氧氮化硅膜而形成的，柵絕緣層478是通過(guò)使用氮化硅膜而形成的。
如上所述，根據(jù)結(jié)構(gòu)及其形狀，柵電極層具有各種結(jié)構(gòu)。因此，要被制造的顯示器也具有各種結(jié)構(gòu)。當(dāng)使用柵電極層作為掩模以自對(duì)準(zhǔn)的方式在半導(dǎo)體層中形成雜質(zhì)區(qū)域時(shí)，根據(jù)柵電極層的結(jié)構(gòu)來(lái)改變雜質(zhì)區(qū)域的結(jié)構(gòu)或濃度分布。在考慮到上述內(nèi)容時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，便可以制造出具有期望功能的薄膜晶體管。
本實(shí)施例可以在與實(shí)施例1到3中的每一個(gè)組合起來(lái)實(shí)現(xiàn)。
〔實(shí)施例5〕在本實(shí)施例中，參照?qǐng)D12將描述雙重發(fā)光顯示器的示例。
圖12示出了一種顯示器，它包括元件基板1300，薄膜晶體管1355、1365、1375和1385，源電極層或漏電極層1328，導(dǎo)電層1327a和1327b，第一電極層1317，電致發(fā)光層1319，第二電極層1320，保護(hù)層1321，填充物1322，密封材料1325，柵絕緣層1310，絕緣層1311、1312和1314，密封基板1323，布線層1345，端電極層1381，各向異性的導(dǎo)電層1382，以及FPC 1383。顯示器也包括隔離區(qū)域221、外部端連接區(qū)域222、布線區(qū)域223、外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域224以及像素區(qū)域226。通過(guò)微滴排放方法(使其成為圖24所示微滴排放方法中的液態(tài)組分)，可以形成填充物1322。在其中用微滴排放方法形成填充物的元件基板1300和密封基板1323彼此附著，以密封外圍驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域224、像素區(qū)域226等。
圖12中的顯示器是雙重發(fā)光類型，其中光線按箭頭所指的方向從元件基板1300一側(cè)和密封基板1323一側(cè)發(fā)出。因此，透光電極層被用于第一電極層1317和第二電極層1320。
在本發(fā)明中，第一電極層1317和第二電極層1320(它們都是透光電極層)都可以通過(guò)使用由透光導(dǎo)電材料形成的透明導(dǎo)電膜來(lái)特別地構(gòu)成，并且可以使用含氧化鎢的氧化銦、含氧化鎢的氧化銦鋅、含氧化鈦的氧化銦、含氧化鈦的氧化銦錫等等。
此外，氧化硅可以被添加到含氧化鎢的氧化銦、含氧化鎢的氧化銦鋅、含氧化鈦的氧化銦以及含氧化鈦的氧化銦錫。在通過(guò)濺射靶形成薄膜的濺射方法中，在進(jìn)行濺射的靶表面上產(chǎn)生了被稱為球狀?yuàn)A雜物的不平整。當(dāng)使用具有這種不平形狀的靶時(shí)，無(wú)法形成具有均勻組分的膜，在膜中會(huì)產(chǎn)生像灰塵一樣的大塊材料，并且無(wú)法獲得密集的膜。當(dāng)通過(guò)使用將氧化硅添加到上述透明導(dǎo)電材料的靶從而進(jìn)行濺射時(shí)，可以減少靶表面上的不平整，并且可以獲得均勻且密集的膜。
描述了各透光導(dǎo)電材料的組分比例的示例。在含氧化鎢的氧化銦中，氧化鎢的組分比例可以是1.0wt％，氧化銦可以是99.0wt％。在含氧化鎢的氧化銦鋅中，氧化鎢可以是1.0wt％，氧化鋅可以是0.5wt％，氧化銦可以是98.5wt％。在含氧化鈦的氧化銦中，氧化鈦可以在1.0到5.0wt％之間，氧化銦可以在99.0到95.0wt％之間。在氧化銦錫(ITO)中，氧化錫可以是10.0wt％，氧化銦可以是90.0wt％。在氧化銦鋅(IZO)中，氧化鋅可以是10.7wt％，氧化銦可以是89.3wt％。此外，在含氧化鈦的氧化銦錫中，氧化鈦可以是5.0wt％，氧化錫可以是10.0wt％，氧化銦可以是85.0wt％。上述組分比例僅是示例，組分比例可以適當(dāng)設(shè)置。
在本實(shí)施例中，通過(guò)使用含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅用含水或氫進(jìn)行濺射，可形成第一電極層1317和第二電極層1320。在本實(shí)施例中，使用含50sccm的氬、1.0sccm的氧和0.2sccm的氫的氣體。當(dāng)使用水汽時(shí)，流速較佳地為0.5sccm或更少。在本實(shí)施例中形成的含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜具有有利的可處理性，并且可以在用弱酸進(jìn)行濕刻時(shí)不留殘余地對(duì)其進(jìn)行刻蝕。
另外，即使對(duì)于像金屬膜這樣的非透光材料，當(dāng)厚度做得很薄(較佳地，約5到30納米)以便能夠透光時(shí)，光線可以從第一電極層1317和第二電極層1320中發(fā)出。作為可以用于第一電極層1317和第二電極層1320的金屬薄膜，可以使用由鈦、鎢、鎳、金、鉑、銀、鋁、鎂、鈣、鋰及其合金構(gòu)成的導(dǎo)電膜。
如上所述，在圖12的顯示器中，從發(fā)光元件1305中發(fā)出的光線穿過(guò)第一電極層1317和第二電極層1320以便具有光線從兩個(gè)側(cè)面發(fā)出的結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施例可以在與實(shí)施例1到4中的每一個(gè)組合的情況下得以實(shí)現(xiàn)。
在本實(shí)施例的顯示器中，薄膜晶體管1355的源電極層或漏電極層1328以及發(fā)光元件1305的第一電極層1317(它是像素電極層)并不直接疊加以被電連接，但是源電極層或漏電極層1328和第一電極層1317是用插放在兩者之間的導(dǎo)電層1327a和1327b將彼此電連接的。在這種結(jié)構(gòu)中，因?yàn)閷?dǎo)電材料插放在源電極層或漏電極層與第一電極層之間，所以也可以使用一種材料，當(dāng)兩個(gè)電極層直接接觸時(shí)兩個(gè)電極層用該材料并不很容易彼此電連接；以及另一種材料，當(dāng)兩個(gè)電極層彼此接觸時(shí)用該材料會(huì)引起像電腐蝕這樣的劣化情況。因此，可用于源電極層或漏電極層以及第一電極層的材料選擇范圍可以很廣。既然沒(méi)有必要考慮當(dāng)源電極層或漏電極層與第一電極層疊加時(shí)產(chǎn)生的問(wèn)題，那么具有源電極層或漏電極層與第一電極層所要求的特性的材料便可以自由選擇。因此，可以制造出功能更多且可靠的顯示器，并且產(chǎn)量很高。
〔實(shí)施例6〕下面參照?qǐng)D15將描述為掃描線輸入端部分和信號(hào)線輸入端部分提供保護(hù)性二極管的一個(gè)示例。在圖15中，像素2702具有TFT 501和502、電容器元件504以及發(fā)光元件503。這些TFT具有與實(shí)施例1相似的結(jié)構(gòu)。
保護(hù)性二極管561和562位于信號(hào)線輸入端部分中。這些保護(hù)性二極管是通過(guò)與TFT 501和502相似的步驟制造的，并且柵極與漏極和源極之一相連以充當(dāng)二極管。圖14示出了圖15的頂視圖的等效電路圖。
保護(hù)性二極管561包括柵電極層、半導(dǎo)體層和布線層。保護(hù)性二極管562具有相似的結(jié)構(gòu)。與這些保護(hù)性二極管相連的等勢(shì)線554和555是由作為柵電極層的相同的層構(gòu)成的。因此，要求在絕緣層中形成接觸孔，以使等勢(shì)線電連接到布線層。
絕緣層中的接觸孔可以是通過(guò)形成掩模層并進(jìn)行刻蝕而形成的。在這種情況下，通過(guò)執(zhí)行氣壓放電的刻蝕，可以進(jìn)行局部放電，并且并不要求掩模層形成于基板的整個(gè)表面上。
在TFT 501中，信號(hào)布線層是由與源極和漏極布線層505相同的層構(gòu)成的，并且與源極和漏極布線層505相連的信號(hào)布線層與源極或漏極一側(cè)彼此相連。
掃描信號(hào)線一側(cè)的輸入端部分也具有相似的結(jié)構(gòu)。保護(hù)性二極管563包括柵電極層、半導(dǎo)體層和布線層。保護(hù)性二極管564具有相似的結(jié)構(gòu)。與這些保護(hù)性二極管相連的等勢(shì)線556和557是由與源電極層和漏電極層相同的層構(gòu)成的。輸入級(jí)中的保護(hù)性二極管可以是同時(shí)形成的。要注意，保護(hù)性二極管并不限于本實(shí)施例所示的排布位置，而是也可以排列在驅(qū)動(dòng)電路和像素之間。
〔實(shí)施例7〕電視機(jī)也可以用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的顯示器來(lái)完成。圖23是示出了電視機(jī)(本實(shí)施例中的EL電視機(jī))主要結(jié)構(gòu)的方框圖。顯示屏可以按任意方式以來(lái)構(gòu)成，比如圖16A所示的結(jié)構(gòu)，只形成了一個(gè)像素部分701，并且用圖17B所示的TAB方法或圖17A所示的COG方法來(lái)安裝掃描線驅(qū)動(dòng)電路703和信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路702；形成TFT，并且形成像素部分701和掃描線驅(qū)動(dòng)電路703使其集成到基板之上，并且信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路702是像圖16B所示那樣作為驅(qū)動(dòng)IC單獨(dú)安裝的；形成像素部分701、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路702和掃描線驅(qū)動(dòng)電路703使其像圖16C所示的那樣集成到基板上；等等。
在視頻信號(hào)的輸入一側(cè)，外部電路的另一種結(jié)構(gòu)包括視頻信號(hào)放大電路，該電路放大由調(diào)諧器接收到的信號(hào)中的視頻信號(hào)；視頻信號(hào)處理電路706，該電路將信號(hào)輸出轉(zhuǎn)變?yōu)榕c紅綠藍(lán)各種顏色相對(duì)應(yīng)的色度信號(hào)；控制電路707，該電路將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動(dòng)電路的輸入規(guī)范；等等?？刂齐娐?07將信號(hào)分別輸出給掃描信一側(cè)和信號(hào)線一側(cè)。對(duì)于數(shù)字驅(qū)動(dòng)，信號(hào)分配電路708可以位于信號(hào)線一側(cè)，使得通過(guò)分配成m個(gè)部分而提供輸入數(shù)字信號(hào)。
在由調(diào)諧器704接收到的信號(hào)中，音頻信號(hào)被發(fā)送給音頻信號(hào)放大器電路709，并且其輸出通過(guò)音頻信號(hào)處理電路710被提供給揚(yáng)聲器713?？刂齐娐?11接收接收站處的控制信息(接收頻率)或來(lái)自輸入部分712的音量，并將信號(hào)發(fā)送給調(diào)諧器704或音頻信號(hào)處理電路710。
如圖20A和20B所示，通過(guò)將顯示模塊包括在機(jī)箱之中，可以完成顯示器。顯示屏(其中各組件一直到FPC都像圖1A和1B所示那樣連接)一般被稱為EL顯示模塊。當(dāng)像圖1A和1B那樣使用EL顯示模塊時(shí)，便可以完成EL電視機(jī)。通過(guò)使用顯示模塊來(lái)形成主屏2003，并且揚(yáng)聲器單元2009、操作開(kāi)關(guān)等都作為附件。這樣，根據(jù)本發(fā)明便完成了電視機(jī)。
另外，通過(guò)使用波片或偏振片，便可以遮擋從外部進(jìn)入的光線的反射光。對(duì)于頂部發(fā)光顯示器，要成為隔離壁的絕緣層可以是彩色的并被用作黑色矩陣。隔離壁可以用微滴排放方法等來(lái)形成，并且樹(shù)脂材料(比如，黑色素樹(shù)脂或聚酰亞胺)可以與碳黑等混合。也可以使用其電極層。此外，用微滴排放方法，不同的材料可以流注到相同的區(qū)域上多次，以形成隔離壁。四分之一波片和二分之一波片可以被用作波片，并且可以被設(shè)計(jì)成能夠控制光線。作為一種結(jié)構(gòu)，TFT元件基板、發(fā)光元件、密封基板(密封材料)、波片(四分之一波片和二分之一波片)、偏振片按該順序疊加，其中從發(fā)光元件中發(fā)出的光線通過(guò)上述各組件從偏振片中發(fā)射到外部。波片或偏振片可以位于光線向其發(fā)射的那一側(cè)，或者在光線從兩個(gè)側(cè)面發(fā)出的雙重發(fā)光類型顯示器的情況下位于兩個(gè)側(cè)面。另外，防反射膜可以位于偏振片的外側(cè)。結(jié)果，可以顯示更高清晰度和精確的圖像。
如圖20A所示，使用顯示元件的顯示屏2002被包括在機(jī)箱2001之中。通過(guò)使用接收機(jī)2005，除了一般的TV廣播的接收以外，通過(guò)調(diào)制解調(diào)器2004用固定線路或以無(wú)線的方式連接到通信網(wǎng)絡(luò)，便可以進(jìn)行單向(從發(fā)射機(jī)到接收機(jī))或雙向(在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間或接收機(jī)與接收機(jī)之間)的信息通信。用包括在機(jī)箱中的開(kāi)關(guān)，或用與主機(jī)分離的遠(yuǎn)程控制器，便可以進(jìn)行電視機(jī)的操作。顯示要輸出的信息的顯示部分2007也可以位于該遠(yuǎn)程控制器中。
另外，在電視機(jī)中，除了主屏幕2003以外，通過(guò)形成具有第二顯示屏的子屏幕2008，可以附加地提供用于顯示頻道、音量等的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，主屏幕2003可以用觀察角更好的EL顯示屏來(lái)形成，而子屏幕可以用功耗低的液晶顯示屏來(lái)構(gòu)成。為了優(yōu)先考慮低功耗，也可以使用這樣一種結(jié)構(gòu)，其中主屏幕2003是由液晶顯示屏構(gòu)成的，子屏幕是由EL顯示屏構(gòu)成的，并且主平面能夠閃爍。很明顯，根據(jù)本發(fā)明，主平面和子屏幕可以都是由EL顯示屏構(gòu)成的。通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明，即使使用了這種具有許多TFT和電子部件的大基板，也可以制造出高度可靠的顯示器。
圖20B示出了具有大顯示部分的電視機(jī)，例如，20到80英寸，它包括機(jī)箱2010，作為操作部分的鍵盤(pán)2012，顯示部分2011，揚(yáng)聲器單元2013，等等。本發(fā)明可以用于制造顯示部分2011。圖20B示出了具有曲形顯示部分的電視機(jī)，因?yàn)榭蓮澢幕灞挥糜陲@示部分。顯示部分的形狀可以按這種方式自由設(shè)計(jì)，由此，可以制造具有期望的形狀的電視機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)簡(jiǎn)化的過(guò)程便可以制造出顯示器，由此，成本可以減小。因此，通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明，可以以低成本構(gòu)成具有大顯示部分的電視機(jī)。因此，可以制造出高性能和高度可靠的電視機(jī)。
本發(fā)明并不限于電視機(jī)，也可以應(yīng)用于各種用途，比如，具有大面積的顯示介質(zhì)，個(gè)人計(jì)算機(jī)的監(jiān)視器，火車站、飛機(jī)場(chǎng)等處的信息顯示，或街上的廣告顯示牌。
〔實(shí)施例8〕下面參照?qǐng)D21A和21B，將描述本實(shí)施例。
本實(shí)施例示出了應(yīng)用了具有實(shí)施例1到7所制造的顯示器的屏幕的模塊示例。
圖21A所示的信息端模塊包括印刷布線板946，在該板之上安裝有控制器901、中央處理器(CPU)902、存儲(chǔ)器911、電源電路903、音頻處理電路929、發(fā)送/接收電路904、以及元件(比如，電阻、緩沖器和電容器元件)。此外，屏幕900通過(guò)撓性印刷電路(FPC)908連接到印刷布線板946。
屏幕900包括像素部分905，其中各像素都具有發(fā)光元件；第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路906a和第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路906b，它們選擇像素部分905中的像素；以及信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路907，它向選擇像素提供視頻信號(hào)。
各種控制信號(hào)都是通過(guò)印刷布線板946上的接口(I/F)909來(lái)輸入輸出的。天線端910(用天線來(lái)發(fā)送接收信號(hào))位于印刷布線板946之上。
要注意，在本實(shí)施例中，印刷布線板946通過(guò)FPC 908連接到屏幕900；不過(guò)，本發(fā)明并不限于此結(jié)構(gòu)。控制器901、音頻處理電路929、存儲(chǔ)器911、CPU 902或電源電路903可以用COG(玻璃上芯片)方法直接安裝在屏幕900之上。此外，各種元件(比如，電容器元件和緩沖器)都位于印刷布線板946之上，由此防止電源電壓和信號(hào)中出現(xiàn)噪聲，并且防止信號(hào)上升時(shí)間變慢。
圖21B是圖21A所示模塊的方框圖。該模塊999包括VRAM 932、DRAM925、閃存926等作為存儲(chǔ)器911。VRAM 932存儲(chǔ)關(guān)于要被顯示在屏幕上的圖像的數(shù)據(jù)，DRAM 925存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)或音頻數(shù)據(jù)，并且閃存926存儲(chǔ)各種程序。
電源電路903產(chǎn)生應(yīng)用于屏幕900、控制器901、CPU 902、音頻處理電路929、存儲(chǔ)器911和發(fā)送/接收電路931上的電源電壓。有一種情況，其中根據(jù)屏幕的規(guī)格，電流源位于電源電路903中。
CPU 902包括控制信號(hào)產(chǎn)生電路920、解碼器921、寄存器922、算法電路923、RAM 924、用于CPU的接口935等等。通過(guò)接口935輸入到CPU 902的各種信號(hào)都保持在寄存器922中，然后被輸入到算法電路923、解碼器921等中。在算法電路923中，基于輸入信號(hào)執(zhí)行算法操作，并且確定各種指令的地址。同時(shí)，輸入到解碼器921的信號(hào)被解碼并被輸入給控制信號(hào)發(fā)生電路920。控制信號(hào)發(fā)生電路920基于輸入信號(hào)產(chǎn)生含各種指令的信號(hào)，然后將信號(hào)發(fā)送給由算法電路923確定的地址，具體來(lái)講，是存儲(chǔ)器911、發(fā)送/接收電路931、音頻處理電路929、控制器901等。
存儲(chǔ)器911、發(fā)送/接收電路931、音頻處理電路929和控制器901中的每一個(gè)都根據(jù)接收到的指令來(lái)運(yùn)行。其運(yùn)行簡(jiǎn)述如下。
從輸入裝置930中輸入的信號(hào)通過(guò)接口909被發(fā)送給CPU 902，CPU 902安裝在印刷布線板946上?；趶妮斎胙b置930(比如，指點(diǎn)桿或鍵盤(pán))中輸入的信號(hào)，控制信號(hào)發(fā)生電路920將VRAM 932中存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)轭A(yù)定格式，并且將該數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器901。
控制器901根據(jù)屏幕的規(guī)格來(lái)處理CPU 902發(fā)送過(guò)來(lái)的含圖像數(shù)據(jù)的信號(hào)，然后將信號(hào)發(fā)送給屏幕900。此外，基于電源電路903所輸入的電源電壓和CPU 902所輸入的各種信號(hào)，控制器901產(chǎn)生H同步信號(hào)、V同步信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)CLK、交流電壓(AC Cont)以及開(kāi)關(guān)信號(hào)L/R，并且將信號(hào)提供給屏幕900。
具體來(lái)講，發(fā)送/接收電路904包括各種高頻電路，比如隔離器、帶通濾波器、VCO(電壓控制的振蕩器)、LPF(低通濾波器)、耦合器以及平衡轉(zhuǎn)換器。在由發(fā)送/接收電路904所發(fā)送并接收的信號(hào)中，含音頻信息的信號(hào)根據(jù)CPU 902的指令被發(fā)送給音頻處理電路929。
根據(jù)CPU 902的指令而發(fā)送的含音頻信息的信號(hào)被音頻處理電路929解調(diào)成音頻信號(hào)，并被發(fā)送到揚(yáng)聲器928。根據(jù)CPU 902的指令，從麥克風(fēng)927中發(fā)送的音頻信號(hào)被音頻處理電路929調(diào)制，并被發(fā)送給發(fā)送/接收電路904。
控制器901、CPU 902、電源電路903、音頻處理電路929以及存儲(chǔ)器911可以作為本實(shí)施例的一個(gè)插件來(lái)安裝。本實(shí)施例可以應(yīng)用于除高頻電路(比如，隔離器、帶通濾波器、VCO(電壓控制的振蕩器)、LPF(低通濾波器)、耦合器以及平衡轉(zhuǎn)換器)以外的任何電路。
〔實(shí)施例9〕下面將參照?qǐng)D21A和21B以及22來(lái)描述本實(shí)施例。圖22示出了無(wú)線便攜式電話(移動(dòng)電話)的一個(gè)示例，該電話包括本實(shí)施例9所制造的模塊。屏幕900被包括在可拆卸的外殼1001中，以便很容易地與模塊999組合起來(lái)?？梢愿鶕?jù)所包含的電子器件，適當(dāng)改變外殼1001的形狀和大小。
固定屏幕900的外殼1001被安裝在印刷布線板946上并成為一個(gè)模塊。在印刷布線板946上，安裝有控制器、CPU、存儲(chǔ)器、電源電路、以及其它元件(比如，電阻、緩沖器和電容器元件)。此外，提供了包括麥克風(fēng)994和揚(yáng)聲器995的音頻處理電路和像發(fā)送/接收電路這樣的信號(hào)處理電路993。屏幕900通過(guò)FPC 908連接到印刷布線板946。
這種模塊999、輸入裝置998和電池997都存儲(chǔ)在機(jī)殼996之中。屏幕900的像素部分排布在機(jī)殼996中形成的開(kāi)口窗口中。
圖22所示的機(jī)殼996是電話的外部模樣的一個(gè)示例。然而，根據(jù)本實(shí)施例的電子器件可以根據(jù)功能和用途變化成各種模式。在下面的實(shí)施例中將描述各種模式的示例。
〔實(shí)施例10〕通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明，可以制造各種顯示器。換句話說(shuō)，本發(fā)明可以應(yīng)用于各種電子器件，各種顯示器作為顯示部分被包括在這些電子器件中。
這種電子器件包括照相機(jī)，比如，攝像機(jī)或數(shù)碼相機(jī)；投影儀；頭戴式顯示器(護(hù)目鏡類型顯示器)；汽車導(dǎo)航；汽車音響；個(gè)人計(jì)算機(jī)；游戲機(jī)；移動(dòng)信息終端(移動(dòng)計(jì)算機(jī)，移動(dòng)電話，電子書(shū)等)；裝備有記錄介質(zhì)的圖像再現(xiàn)器件(具體來(lái)講，用于再現(xiàn)記錄介質(zhì)(比如DVD)并包括顯示圖像的顯示器的這樣一種器件)；等等。圖19A到19D示出了其示例。
圖19A示出了計(jì)算機(jī)，它包括主體2101、外殼2102、顯示部分2103、鍵盤(pán)2104、外部連接端口2105、指點(diǎn)鼠標(biāo)2106等。根據(jù)本發(fā)明，即使當(dāng)計(jì)算機(jī)變得緊湊并且其像素變得微小，也可以制造出能顯示高品質(zhì)圖像的高度可靠的計(jì)算機(jī)。
圖19B示出了配備有記錄介質(zhì)的圖像再現(xiàn)設(shè)備(具體來(lái)講，是DVD再現(xiàn)設(shè)備)，它包括主體2201、外殼2202、顯示部分A 2203、顯示部分B 2204、記錄介質(zhì)(比如，DVD)讀取部分2205、操作鍵2206、揚(yáng)聲器部分2207等。顯示器部分A 2203主要顯示圖像信息，顯示器部分B 2204主要顯示字符信息。根據(jù)本發(fā)明，即使當(dāng)圖像再現(xiàn)設(shè)備變得緊湊并且其像素變得微小，也可以制造出能顯示高品質(zhì)圖像的高度可靠的圖像再現(xiàn)設(shè)備。
圖19C示出了移動(dòng)電話，它包括主體2301、音頻輸出部分2302、音頻輸入部分2303、顯示部分2304、操作開(kāi)關(guān)2305、天線2306等。根據(jù)本發(fā)明，即使當(dāng)移動(dòng)電話變得緊湊并且其像素變得微小，也可以制造出能顯示高品質(zhì)圖像的高度可靠的移動(dòng)電話。
圖19D示出了攝像機(jī)，它包括主體2401、顯示部分2402、外殼2403、外部連接端2404、遠(yuǎn)程控制接收部分2405、圖像接收部分2406、電池2407、音頻輸入部分2408、目鏡2409、操作鍵2410等。根據(jù)本發(fā)明，即使當(dāng)攝像機(jī)變得緊湊并且其像素變得微小，也可以制造出能顯示高品質(zhì)圖像的高度可靠的攝像機(jī)。本實(shí)施例可以任意地與上述實(shí)施例中的每一個(gè)組合起來(lái)。
〔實(shí)施例11〕在本實(shí)施例中，將參照?qǐng)D29A到29C以及30A到30C描述可以應(yīng)用于本發(fā)明的發(fā)光元件的其它結(jié)構(gòu)。
利用電致發(fā)光的發(fā)光元件可根據(jù)發(fā)光材料是有機(jī)化合物還是無(wú)機(jī)化合物來(lái)區(qū)分，通常，前者被稱為有機(jī)EL元件，后者被稱為無(wú)機(jī)EL元件。
根據(jù)元件結(jié)構(gòu)，無(wú)機(jī)EL元件被歸類為分散型無(wú)機(jī)EL元件和薄膜無(wú)機(jī)EL元件。兩種類型的元件的不同之處在于，分散型無(wú)機(jī)EL元件具有這樣一種電致發(fā)光層，在該層中發(fā)光材料的粒子分散在粘合劑中，而薄膜無(wú)機(jī)EL元件具有由發(fā)光材料的薄膜構(gòu)成的電致發(fā)光層。不過(guò)，共同點(diǎn)在于，兩種元件都要求用高電場(chǎng)來(lái)加速電子。作為一種獲得的發(fā)光機(jī)制，給出了利用施主能級(jí)和受主能級(jí)的施主-受主復(fù)合發(fā)光以及利用金屬離子的內(nèi)殼電子轉(zhuǎn)移的局部化發(fā)光。通常，分散型無(wú)機(jī)EL元件呈現(xiàn)出施主-受主復(fù)合發(fā)光，并且薄膜無(wú)機(jī)EL元件呈現(xiàn)出局部化的發(fā)光。
本發(fā)明中可以使用的發(fā)光材料是由主材料和用作發(fā)光中心的雜質(zhì)元素構(gòu)成的。通過(guò)改變所獲得的雜質(zhì)元素，可以獲得各種顏色的發(fā)光。作為一種制造發(fā)光材料的方法，可以使用各種方法，比如，固相方法和液相方法(共同沉淀法)。另外，也可以使用液相方法，比如噴射高溫分解方法、雙倍分解方法、前體高溫分解方法、反微團(tuán)方法、上述方法與高溫烘烤相組合的方法、或凍干方法。
固相方法是這樣一種方法，其中稱量主材料和雜質(zhì)元素或含雜質(zhì)元素的化合物，將它們?cè)诰手谢旌希ㄟ^(guò)在電爐中加熱并烘烤使它們彼此起反應(yīng)，使雜質(zhì)元素含在主材料之中。烘烤溫度較佳地是700到1500攝氏度。這是因?yàn)楣滔喾磻?yīng)在太低的溫度下是不進(jìn)行的，并且主材料在太高的溫度下會(huì)分解。烘烤可以是在粉末狀態(tài)中進(jìn)行的；不過(guò)，在顆粒狀態(tài)中進(jìn)行烘烤是較佳的。該方法要求在相對(duì)高但簡(jiǎn)單的溫度下要求烘烤，由此該方法具有高生產(chǎn)率并適合大量生產(chǎn)。
液相方法(共同沉淀法)是這樣一種方法，其中主材料或含主材料的化合物與雜質(zhì)元素或含雜質(zhì)元素的化合物在溶液中彼此反應(yīng)，干燥，然后烘烤。在本實(shí)施例中，發(fā)光材料的粒子是均勻分散的，該粒子具有小直徑，并且即使當(dāng)烘烤溫度較低時(shí)也可以進(jìn)行反應(yīng)。
作為用于發(fā)光材料的主材料，可以使用硫化物、氧化物或氮化物。作為硫化物，可以使用硫化鋅(ZnS)、硫化鎘(CdS)、硫化鈣(CaS)、硫化釔(Y2S3)、硫化鎵(Ga2S3)、硫化鍶(SrS)、硫化鋇(BaS)等等。作為氧化物，例如，可以使用氧化鋅(ZnO)、氧化釔(Y2O3)等。此外，作為氮化物，可以使用氮化鋁(AlN)、氮化鎵(GaN)、氮化銦(InN)等。另外，也可以使用硒化鋅(ZnSe)、碲化鋅(ZnTe)等。也可以使用三元混合晶體，比如硫化鈣鎵(CaGa2S4)、硫化鍶鎵(SrGa2S4)、或硫化鋇鎵(BaGa2S4)。
作為局部發(fā)光的光發(fā)射中心，可以使用錳(Mn)、銅(Cu)、釤(Sm)、鋱(Tb)、鉺(Er)、銩(Tm)、銪(Eu)、鈰(Ce)、鐠(Pr)等。作為電荷補(bǔ)償，可以添加鹵素，比如，氟(F)或氯(Cl)。
另一方面，作為施主-受主復(fù)合發(fā)光的光發(fā)射中心，可以使用含第一雜質(zhì)元素(用于形成施主能級(jí))和第二雜質(zhì)元素(用于形成受主能級(jí))的發(fā)光材料。作為第一雜質(zhì)元素，可以使用氟(F)、氯(Cl)、鋁(Al)等。作為第二雜質(zhì)元素，可以使用銅(Cu)、銀(Ag)等。
當(dāng)用固相方法合成用于施主、受主復(fù)合發(fā)光的發(fā)光材料時(shí)，分別秤量主材料、第一雜質(zhì)元素或含第一雜質(zhì)元素的化合物以及第二雜質(zhì)元素或含第二雜質(zhì)元素的化合物，在臼中將它們混合，在電爐中加熱并烘烤。作為主材料，可以使用上述主材料，并且作為第一雜質(zhì)元素或含第一雜質(zhì)元素的化合物，可以使用氟(F)、氯(Cl)、硫化鋁(Al2S3)等。作為第二雜質(zhì)元素或含第二雜質(zhì)元素的化合物，可以使用銅(Cu)、銀(Ag)、硫化銅(Cu2S)、硫化銀(Ag2S)等。烘烤溫度最好是700到1500攝氏度。這是因?yàn)楣滔喾磻?yīng)并不在太低的溫度下進(jìn)行，并且主材料在太高的溫度下會(huì)分解。烘烤可以是在粉末狀態(tài)中進(jìn)行；不過(guò)，在顆粒狀態(tài)中進(jìn)行烘烤是較佳的。
另外，作為利用固相反應(yīng)時(shí)的雜質(zhì)元素，也可以將第一雜質(zhì)元素和第二雜質(zhì)元素形成的化合物組合起來(lái)使用。在這種情況下，雜質(zhì)元素可以很容易分散，并且固相反應(yīng)也可以很容易地進(jìn)行，由此可以獲得均勻的發(fā)光材料。此外，既然并不包含額外的雜質(zhì)元素，那么便可以獲得具有高純度的發(fā)光材料。作為第一雜質(zhì)元素和第二雜質(zhì)元素構(gòu)成的化合物，可以使用氯化銅(CuCl)、氯化銀(AgCl)等。
要注意，這些雜質(zhì)元素相對(duì)于主材料的濃度比可以是0.01到10個(gè)原子百分比。較佳地是在0.05到5個(gè)原子百分比。
對(duì)于薄膜無(wú)機(jī)EL元件，電致發(fā)光層是含有上述發(fā)光材料的一層，并可以用真空蒸發(fā)方法來(lái)構(gòu)成(比如，電阻加熱蒸發(fā)方法或電子束蒸發(fā)(EB蒸發(fā))方法)，物理蒸發(fā)沉積(PVD)方法(比如濺射方法)，化學(xué)汽相沉積方法(CVD)(比如，有機(jī)金屬CVD方法或氫化物轉(zhuǎn)移低壓CVD方法)，原子層外延方法(ALE)等等。
圖29A到29C示出了可以用作發(fā)光元件的薄膜無(wú)機(jī)EL元件的示例。在圖29A到29C中，發(fā)光元件包括第一電極層50、電致發(fā)光層52和第二電極層53。
圖29B和29C所示的發(fā)光元件具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中絕緣層位于圖29A所示的發(fā)光元件中的電極層和電致發(fā)光層之間。圖29B所示的發(fā)光元件包括在第一電極層50和電致發(fā)光層52之間的絕緣層54。圖29C所示的發(fā)光元件包括在第一電極層50和電致發(fā)光層52之間的絕緣層54a以及在第二電極層53和電致發(fā)光層52之間的絕緣層54b。如上所述，絕緣層可以位于電致發(fā)光層和用于插放電致發(fā)光層的一對(duì)電極層中的一個(gè)電極層之間，或者在電致發(fā)光層與兩個(gè)電極層之間。絕緣層可以是單層或包括多層的疊加層。
另外，盡管絕緣層54與圖29B中的第一電極層50相接觸，但是絕緣層和電致發(fā)光層可以順序顛倒，并且絕緣層54可以與第二電極層53接觸。
對(duì)于分散型無(wú)機(jī)EL元件，發(fā)光材料的粒子分散在粘合劑中以形成具有膜形狀的電致發(fā)光層。發(fā)光材料被處理成顆粒。當(dāng)用發(fā)光材料的制造方法無(wú)法足夠地獲得具有期望大小的顆粒時(shí)，發(fā)光材料是在臼中被壓碎并被處理為顆粒。粘合劑是用于將發(fā)光材料粒子固定成分散狀態(tài)并用于保持電致發(fā)光層形狀的一種物質(zhì)。用粘合劑將發(fā)光材料均勻分散并固定到電致發(fā)光層中。
對(duì)于分散型無(wú)機(jī)EL元件，通過(guò)使用微滴排放方法(該方法可以選擇性地形成電致發(fā)光層)、印刷方法(絲網(wǎng)印刷、膠版印刷等)、涂覆方法(比如，旋轉(zhuǎn)涂覆方法)、浸漬方法、分配器方法，可以形成電致發(fā)光層。厚度并不特別受限，但是較佳地在10到1000納米的范圍中。此外，在含發(fā)光材料和粘合劑的電致發(fā)光層中，發(fā)光材料的比例較佳地是50wt％或更多以及80wt％或更少。
圖30A到30C示出了可以用作發(fā)光元件的分散型無(wú)機(jī)EL元件。圖30A所示的發(fā)光元件具有第一電極層60、電致發(fā)光層62和第二電極層63的疊加結(jié)構(gòu)，其中電致發(fā)光層62包括由粘合劑保持的發(fā)光材料。
作為可以用在本實(shí)施例中的粘合劑，可以使用絕緣材料。更具體地講，有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料、或有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料的混合材料都可以使用。作為有機(jī)絕緣材料，可以使用下面的樹(shù)脂材料具有相對(duì)高介電常數(shù)的聚合物，比如氰乙基纖維素基樹(shù)脂，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯基樹(shù)脂，有機(jī)硅樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂，亞乙烯基氟化物等。另外，也可以使用阻熱高分子材料，比如芳香聚酰胺或聚苯并咪唑，或者也可以使用硅氧烷樹(shù)脂。硅氧烷樹(shù)脂是包括Si-O-Si鍵的樹(shù)脂。硅氧烷具有由硅(Si)和氧(O)構(gòu)成的骨架結(jié)構(gòu)。作為一種替代，使用至少含氫的有機(jī)族(例如，烷基或芳(族)烴)。另外，作為替代，也可以使用至少含氫和氟族的有機(jī)族。此外，也可以使用下面的樹(shù)脂材料乙烯基樹(shù)脂，比如聚(乙烯醇)或聚(乙烯丁縮醛)；苯酚樹(shù)脂；酚醛清漆樹(shù)脂；丙烯酸樹(shù)脂；三聚氰胺甲醛樹(shù)脂；聚氨酯樹(shù)脂；噁唑樹(shù)脂(聚苯并惡唑)；等等。另外，可以使用光固化樹(shù)脂等。具有高介電常數(shù)的精細(xì)粒子(比如，鈦酸鋇BaTiO3或鈦酸鍶)也可以適度地混合到這些樹(shù)脂中以調(diào)節(jié)介電常數(shù)。
含在粘合劑中的無(wú)機(jī)絕緣材料可以是由選自下列的材料構(gòu)成的氧化硅(SiOx)，氮化硅(SiNx)，含氧和氮的硅，氮化鋁(AlN)，含氧和氮的鋁或氧化鋁(Al2O3)，氧化鈦(TiO2)，鈦酸鋇(BaTiO3)，SrTiO3，鈦酸鉛(PbTiO3)、鈮酸鉀(KNbO3)，氧化鉭(Y2O3)，氧化鋯(ZrO2)，ZnO，以及其它含無(wú)機(jī)絕緣材料的物質(zhì)。當(dāng)使具有高介電常數(shù)的無(wú)機(jī)材料被含在有機(jī)材料中時(shí)(通過(guò)添加等)，可以更有效地控制由發(fā)光材料和粘合劑構(gòu)成的電致發(fā)光層的介電常數(shù)，并使其更高。
在制造過(guò)程中，發(fā)光材料被分散在含粘合劑的溶液中。作為可用在本實(shí)施例中的含粘合劑的溶液的溶劑可以適當(dāng)選擇溶劑，它可以溶解粘合劑材料并可以形成其粘度適合于形成電致發(fā)光層的方法(各種濕法處理)的溶液，以及期望的厚度。當(dāng)硅氧烷樹(shù)脂被用作粘合劑時(shí)，可以使用有機(jī)溶解等，丙二醇一甲基醚、丙二醇一甲基醚醋酸鹽(也被稱為PGMEA)、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇(也被稱為MMB)等都是可以使用的。
圖30B和30C所示的發(fā)光元件具有一種結(jié)構(gòu)，其中絕緣層位于圖30A所示發(fā)光元件中的電極層和電致發(fā)光層之間。圖30B所示的發(fā)光元件包括在第一電極層60和電致發(fā)光層62之間的絕緣層64。圖30C所示的發(fā)光元件包括在第一電極層60和電致發(fā)光層62之間的絕緣層64a以及在第二電極層63和電致發(fā)光層62之間的絕緣層64b。如上所述，絕緣層可以位于電致發(fā)光層與用于插放電致發(fā)光層的一對(duì)電極層中的一個(gè)電極層之間，或者在電致發(fā)光層與兩個(gè)電極層之間。絕緣層可以是單層或包括多層的疊加層。
另外，盡管絕緣層64與圖30B中的第一電極層60接觸，但是絕緣層和電致發(fā)光層可以順序反轉(zhuǎn)，并且絕緣層64可以與第二電極層63接觸。
圖29B和29C中的絕緣層54或圖30B和30C中的絕緣層64不具有任何特定的限制，但是較佳地具有高絕緣電阻特性和緊密的膜質(zhì)量，此外，還具有高介電常數(shù)。例如，可以使用氧化硅(SiOx)、氧化釔(Y2O3)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鉿(HfO2)、氧化鉭(Ta2O5)、鈦酸鋇(BaTiO3)、鈦酸鍶(SrTiO3)、鈦酸鉛(PbTiO3)、氮化硅(Si3N4)、氧化鋯(ZrO2)等，或材料的混合膜或包括兩種或更多種材料的疊加膜。這些絕緣膜可以通過(guò)濺射、蒸發(fā)、CVD等形成。另外，通過(guò)將絕緣材料的顆粒分散到粘合劑中，便可以形成絕緣層。粘合劑材料可以是用與電致發(fā)光層中所含的粘合劑相同的材料和相同的方法構(gòu)成的。厚度是特別限定的，但是較佳地是在10到1000納米的范圍中。
通過(guò)將電壓施加到插放電致發(fā)光層的一對(duì)電極層上，本實(shí)施例所描述的發(fā)光元件便發(fā)光了，并且用DC驅(qū)動(dòng)或AC驅(qū)動(dòng)可以對(duì)其進(jìn)行操作。
在本發(fā)明中，由透光導(dǎo)電材料構(gòu)成的透明導(dǎo)電膜可以被用于發(fā)光元件的一對(duì)電極層之一或全部?jī)蓪?，并且可以使用含氧化鎢的氧化銦、含氧化鎢的氧化銦鋅、含氧化鈦的氧化銦、含氧化鈦的氧化銦錫等。
此外，氧化硅可以被添加到含氧化鎢的氧化銦、含氧化鎢的氧化鋅、含氧化鈦的氧化銦以及含氧化鈦的氧化銦錫之中。在通過(guò)濺射靶而形成薄膜的濺射方法中，在進(jìn)行濺射的靶表面上產(chǎn)生了被稱為球狀?yuàn)A雜物的不平整。當(dāng)使用具有這種不平形狀的靶時(shí)，無(wú)法形成具有均勻組分的膜，在膜中會(huì)產(chǎn)生像灰塵一樣的大塊材料，并且無(wú)法獲得密集的膜。當(dāng)通過(guò)使用將氧化硅添加到上述透明導(dǎo)電材料的靶從而進(jìn)行濺射時(shí)，可以減少靶表面上的不平整，并且可以獲得均勻且密集的膜。
描述了各透光導(dǎo)電材料的組分比例的示例。在含氧化鎢的氧化銦中，氧化鎢的組分比例可以是1.0wt％，氧化銦可以是99.0wt％。在含氧化鎢的氧化銦鋅中，氧化鎢可以是1.0wt％，氧化鋅可以是0.5wt％，氧化銦可以是98.5wt％。在含氧化鈦的氧化銦中，氧化鈦可以在1.0到5.0wt％之間，氧化銦可以在99.0到95.0wt％之間。在氧化銦錫(ITO)中，氧化錫可以是10.0wt％，氧化銦可以是90.0wt％。在氧化銦鋅(IZO)中，氧化鋅可以是10.7wt％，氧化銦可以是89.3wt％。此外，在含氧化鈦的氧化銦錫中，氧化鈦可以是5.0wt％，氧化錫可以是10.0wt％，氧化銦可以是85.0wt％。上述組分比例僅是示例，組分比例可以適當(dāng)設(shè)置。
在本實(shí)施例中，通過(guò)使用含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅用含水或氫進(jìn)行濺射，可形成電極層。在本實(shí)施例中，使用含50sccm的氬、1.0sccm的氧和0.2sccm的氫的氣體。當(dāng)使用水汽時(shí)，流速較佳地為0.5sccm或更少。在本實(shí)施例中形成的含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜具有有利的可處理性，并且可以在用弱酸進(jìn)行濕刻時(shí)不留殘余地對(duì)其進(jìn)行刻蝕。
另外，在本實(shí)施例的發(fā)光元件中，當(dāng)用濺射方法形成的絕緣層位于電致發(fā)光層和電極層(第一電極層和第二電極層)之間時(shí)，第一電極層可以用本發(fā)明中的濺射來(lái)形成，絕緣層也可以用濺射來(lái)連續(xù)形成。在這種情況下，因?yàn)榈谝浑姌O層和絕緣層可以在不破壞真空的情況下形成，所以界面可以保持得很干凈并且可以防止沾污。此外，因?yàn)榈谝浑姌O層是具有高平整性而很少有刻蝕缺陷的膜，所以疊加的電致發(fā)光層的覆蓋范圍是令人滿意的。因此，電致發(fā)光層可以更薄，此外，光線提取效率得以提高，因?yàn)橥腹馓匦缘玫皆鰪?qiáng)。
本實(shí)施例可以與上述實(shí)施例任意組合。
當(dāng)通過(guò)使用本發(fā)明制造發(fā)光元件的電極層時(shí)，即，當(dāng)通過(guò)使用含水汽或氫的氣體制造作為透光電極的含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅時(shí)，便可以獲得一個(gè)膜，該膜在可見(jiàn)光區(qū)域中具有高透射率、低電阻率和有利的可處理性。通過(guò)將這樣的膜用于顯示器的像素電極，可以制造出高度可靠的顯示器，其中發(fā)光元件的光線提取效率是有利的，并且因電極等的刻蝕缺陷而導(dǎo)致的缺陷被抑制。
〔實(shí)施例12〕在本實(shí)施例中，將示出在本發(fā)明中用作電極層的含氧化鎢的氧化銦鋅膜的特性的測(cè)量結(jié)果。
通過(guò)使用含氧化鎢的氧化銦鋅作為靶用濺射來(lái)形成含氧化鎢的氧化銦鋅膜(下文中被稱為IWZO膜)。膜形成條件如下氣壓是0.4Pa，關(guān)于所用的氣體，氬的流速是50sccm，氧的流速是1.0sccm，并且改變水汽的流速，比如0.5sccm、0.25sccm和0.1sccm。然后，檢查各樣品的特性。
樣品在形成之后在320攝氏度下加熱一個(gè)小時(shí)。這是因?yàn)?，通過(guò)考慮實(shí)際步驟，有這樣一種情況，在形成像素電極之后進(jìn)行加熱步驟。圖28示出了在水汽流速為0.5sccm、0.2sccm、0.25sccm或0.1sccm的條件下形成的各IWZO膜的波長(zhǎng)相關(guān)的透射率。在水汽流速為0.5sccm、0.2sccm、0.25sccm或0.1sccm的條件下形成的各IWZO膜在可見(jiàn)光波長(zhǎng)區(qū)域中顯示出了80到90％的高透射率。因此，已確認(rèn)，當(dāng)該膜被用于像素電極時(shí)，因?yàn)閺陌l(fā)光元件中發(fā)出的可見(jiàn)光可以很好地透射，所以在不遮擋或吸收可見(jiàn)光的情況下光線提取效率是很高的。
圖27示出了在水汽流速為0.5sccm、0.2sccm、0.25sccm或0.1sccm的條件下形成的各IWZO膜的電阻率。在IWZO膜中，隨著水汽流速的增大，電阻率變高。當(dāng)水汽流速為0.25sccm或更低時(shí)，電阻率較佳地適合于像素電極。
用弱酸通過(guò)濕刻來(lái)處理在不添加水汽的情況下形成的IWZO膜以及在水汽流速為0.5sccm的條件下形成的IWZO膜。圖25和26示出了在該處理之后用掃描電鏡觀察到的SEM照片。在圖26中，示出了在不添加水汽的情況下形成的IWZO膜，該膜沒(méi)有充分地刻蝕，仍然可以觀察到殘余。另一方面，在圖25中，示出了通過(guò)添加水汽而形成的IWZO膜，該膜經(jīng)充分刻蝕已不帶有殘余，由此，已確定該膜經(jīng)精細(xì)處理過(guò)。因此，通過(guò)添加水汽而形成的IWZO膜具有很好的可處理性。
根據(jù)上述結(jié)果，當(dāng)IWZO膜是用濺射方法形成的時(shí)候，通過(guò)添加水汽，所獲得的IWZO膜的可處理性是很好的。對(duì)于所用氣體中氬流速為50sccm、氧流速為1.0sccm的情況，當(dāng)所添加的水汽流速為0.25sccm或更低時(shí)可以降低電阻率。從試驗(yàn)結(jié)果看，已確定在用濺射方法形成IWZO膜的較佳的氣體中，氬流速是50sccm，氧流速是1.0sccm，并且水汽的流速是0.2sccm。
因此，當(dāng)用含水汽的氣體形成含氧化鎢的氧化銦鋅膜作為透光電極時(shí)，可以獲得一層膜，該膜在可見(jiàn)光區(qū)域中具有高透射率、低電阻率和很好的可處理性。通過(guò)將這種膜用于顯示器的像素電極，可以制造出高度可靠的顯示器，其中發(fā)光元件的光線提取效率是令人滿意的，并且因電極等的刻蝕缺陷而導(dǎo)致的缺陷得到抑制。
本發(fā)明基于2005年5月13日提交到日本專利局的序列號(hào)為2005-141899的日本專利申請(qǐng)，其整體內(nèi)容引用在此作為參考。
權(quán)利要求
1.一種制造顯示器的方法，它包括如下步驟用濺射方法通過(guò)使用含氫的氣體形成第一電極層，在所述第一電極層之上形成電致發(fā)光層，并且在所述電致發(fā)光層之上形成第二電極層。
2.一種制造顯示器的方法，它包括如下步驟用濺射方法通過(guò)使用含水的氣體形成第一電極層，在所述第一電極層之上形成電致發(fā)光層，并且在所述電致發(fā)光層之上形成第二電極層。
3.一種制造顯示器的方法，它包括如下步驟用濺射方法通過(guò)使用含氫的氣體形成含氧化鎢的氧化銦鋅膜，通過(guò)處理所述含氧化鎢的氧化銦鋅膜而形成第一電極層，在所述第一電極層之上形成電致發(fā)光層，并且在所述電致發(fā)光層之上形成第二電極層。
4.一種制造顯示器的方法，它包括如下步驟用濺射方法通過(guò)使用含水的氣體形成含氧化鎢的氧化銦鋅膜，通過(guò)處理所述含氧化鎢的氧化銦鋅膜而形成第一電極層，在所述第一電極層之上形成電致發(fā)光層，并且在所述電致發(fā)光層之上形成第二電極層。
5.一種制造顯示器的方法，它包括如下步驟用濺射方法通過(guò)使用含氫的氣體形成含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜，通過(guò)處理所述含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜而形成第一電極層，在所述第一電極層之上形成電致發(fā)光層，并且在所述電致發(fā)光層之上形成第二電極層。
6.一種制造顯示器的方法，它包括如下步驟用濺射方法通過(guò)使用含水的氣體形成含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜，通過(guò)處理所述含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜而形成第一電極層，在所述第一電極層之上形成電致發(fā)光層，并且在所述電致發(fā)光層之上形成第二電極層。
7.一種制造顯示器的方法，它包括如下步驟形成第一電極層，在所述第一電極層之上形成電致發(fā)光層，并且用濺射方法通過(guò)使用含氫的氣體在所述電致發(fā)光層之上形成第二電極層。
8.一種制造顯示器的方法，它包括如下步驟形成第一電極層，在所述第一電極層之上形成電致發(fā)光層，并且用濺射方法通過(guò)使用含水的氣體在所述電致發(fā)光層之上形成第二電極層。
9.一種制造顯示器的方法，它包括如下步驟形成第一電極層，在所述第一電極層之上形成電致發(fā)光層，用濺射方法通過(guò)使用含氫的氣體在所述電致發(fā)光層之上形成含氧化鎢的氧化銦鋅膜，并且通過(guò)處理所述含氧化鎢的氧化銦鋅膜而形成第二電極層。
10.一種制造顯示器的方法，它包括如下步驟形成第一電極層，在所述第一電極層之上形成電致發(fā)光層，用濺射方法通過(guò)使用含水的氣體在所述電致發(fā)光層之上形成含氧化鎢的氧化銦鋅膜，并且通過(guò)處理所述含氧化鎢的氧化銦鋅膜而形成第二電極層。
11.一種制造顯示器的方法，它包括如下步驟形成第一電極層，在所述第一電極層之上形成電致發(fā)光層，用濺射方法通過(guò)使用含氫的氣體在所述電致發(fā)光層之上形成含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜，并且通過(guò)處理所述含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜而形成第二電極層。
12.一種制造顯示器的方法，它包括如下步驟形成第一電極層，在所述第一電極層之上形成電致發(fā)光層，用濺射方法通過(guò)使用含水的氣體在所述電致發(fā)光層之上形成含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜，并且通過(guò)處理所述含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅膜而形成第二電極層。
13.如權(quán)利要求1所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述氣體也含有氬和氧。
14.如權(quán)利要求1所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述電致發(fā)光層是通過(guò)包括一個(gè)含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的層而形成的，所述的這一層要與所述第一電極層接觸。
15.如權(quán)利要求2所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述氣體也含有氬和氧。
16.如權(quán)利要求2所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述電致發(fā)光層是通過(guò)包括一個(gè)含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的層而形成的，所述的這一層要與所述第一電極層接觸。
17.如權(quán)利要求3所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述氣體也含有氬和氧。
18.如權(quán)利要求3所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述電致發(fā)光層是通過(guò)包括一個(gè)含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的層而形成的，所述的這一層要與所述第一電極層接觸。
19.如權(quán)利要求4所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述氣體也含有氬和氧。
20.如權(quán)利要求4所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述電致發(fā)光層是通過(guò)包括一個(gè)含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的層而形成的，所述的這一層要與所述第一電極層接觸。
21.如權(quán)利要求5所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述氣體也含有氬和氧。
22.如權(quán)利要求5所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述電致發(fā)光層是通過(guò)包括一個(gè)含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的層而形成的，所述的這一層要與所述第一電極層接觸。
23.如權(quán)利要求6所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述氣體也含有氬和氧。
24.如權(quán)利要求6所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述電致發(fā)光層是通過(guò)包括一個(gè)含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的層而形成的，所述的這一層要與所述第一電極層接觸。
25.如權(quán)利要求7所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述氣體也含有氬和氧。
26.如權(quán)利要求7所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述電致發(fā)光層是通過(guò)包括一個(gè)含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的層而形成的，所述的這一層要與所述第一電極層接觸。
27.如權(quán)利要求8所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述氣體也含有氬和氧。
28.如權(quán)利要求8所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述電致發(fā)光層是通過(guò)包括一個(gè)含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的層而形成的，所述的這一層要與所述第一電極層接觸。
29.如權(quán)利要求9所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述氣體也含有氬和氧。
30.如權(quán)利要求9所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述電致發(fā)光層是通過(guò)包括一個(gè)含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的層而形成的，所述的這一層要與所述第一電極層接觸。
31.如權(quán)利要求10所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述氣體也含有氬和氧。
32.如權(quán)利要求10所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述電致發(fā)光層是通過(guò)包括一個(gè)含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的層而形成的，所述的這一層要與所述第一電極層接觸。
33.如權(quán)利要求11所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述氣體也含有氬和氧。
34.如權(quán)利要求11所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述電致發(fā)光層是通過(guò)包括一個(gè)含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的層而形成的，所述的這一層要與所述第一電極層接觸。
35.如權(quán)利要求12所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述氣體也含有氬和氧。
36.如權(quán)利要求12所述的制造顯示器的方法，其特征在于，所述電致發(fā)光層是通過(guò)包括一個(gè)含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的層而形成的，所述的這一層要與所述第一電極層接觸。
37.一種顯示器，它包括第一電極層，所述第一電極層包括含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅，在所述第一電極層之上的電致發(fā)光層，以及在所述電致發(fā)光層之上的第二電極層，其中，所述電致發(fā)光層包括一個(gè)含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的層，所述的這一層要與所述第一電極層接觸。
38.一種顯示器，它包括第一電極層，在所述第一電極層之上的電致發(fā)光層，以及在所述電致發(fā)光層之上的第二電極層，所述第二電極層包括含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅，其中，所述電致發(fā)光層包括一個(gè)含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的層，所述的這一層要與所述第一電極層接觸。
39.一種顯示器，它包括具有反射性的導(dǎo)電膜，在所述導(dǎo)電膜之上的第一電極層，所述第一電極層包括含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅，在所述第一電極層之上的電致發(fā)光層，所述第一電極層包括含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅，以及在所述電致發(fā)光層之上的具有透光特性的第二電極層，其中，所述電致發(fā)光層包括一個(gè)含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的層，所述的這一層要與所述第一電極層接觸。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種在低成本高產(chǎn)量的前提下制造高度可靠的顯示器的技術(shù)。用濺射方法通過(guò)使用含氫或水的氣體來(lái)形成第一電極層，電致發(fā)光層形成于該第一電極層之上，并且第二電極層形成于該電致發(fā)光層之上。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，制造出的顯示器包括第一電極層，它包括含氧化硅和氧化鎢的氧化銦鋅；在該第一電極層之上的電致發(fā)光層；以及在該電致發(fā)光層之上的第二電極層，其中該電致發(fā)光層包括一個(gè)含有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物的層，該層要與第一電極層接觸。
文檔編號(hào)H01L51/50GK1862848SQ20061008196
公開(kāi)日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月13日
發(fā)明者及川欣聰, 秋元健吾 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所