專利名稱：有源矩陣發(fā)射裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有源矩陣發(fā)光裝置，詳細(xì)地說，涉及進(jìn)行諸如EL(場致發(fā)光)器件和LED(發(fā)光二極管)器件等電子器件的驅(qū)動控制的有源矩陣顯示裝置，利用薄膜晶體管(下文稱為TFT)、借助流到諸如有機(jī)半導(dǎo)體薄膜的發(fā)射層的驅(qū)動電流，使所述EL器件和LED器件發(fā)光，本發(fā)明還涉及這種有源矩陣發(fā)光裝置的制造方法。
已經(jīng)提出一些有源矩陣發(fā)光裝置，詳細(xì)地說，一些用于利用諸如EL器件和LED器件等電流控制發(fā)光器件有源矩陣型顯示裝置的裝置。用于這類顯示裝置的發(fā)光器件本身發(fā)光，因此，它們在以下方面具有優(yōu)點(diǎn)它們不需要背光，并且它們較少依賴于視角。


圖1是利用電荷注入型有機(jī)薄膜EL器件作為電流控制發(fā)光器件的有源矩陣顯示裝置的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。在該圖中所示的有源矩陣顯示裝置1中，獨(dú)立地形成供象素7用的開關(guān)電路50和發(fā)光器件40，其中，由許多掃描線“gate”和許多數(shù)據(jù)線“sig”以矩陣的形式形成象素7，通過掃描線“gate”向開關(guān)電路50輸送掃描信號，而發(fā)光器件40響應(yīng)通過開關(guān)電路50從數(shù)據(jù)線“sig”輸送來的圖象信號而發(fā)光。在圖解說明的例子中，每一個開關(guān)電路50由以下元件構(gòu)成第一TFT 20，其中，通過掃描線“gate”把掃描信號輸送到其柵極；電容器“cap”，用來存儲從數(shù)據(jù)線“sig”通過第一TFT 20輸送到的圖象信號；以及第二TFT 30，其中，把存儲在電容器“cap”中的圖象信號輸送到其柵極。當(dāng)?shù)诙FT 30導(dǎo)通時(shí)，驅(qū)動電流從公共饋線“com”流入發(fā)光器件40，使得該器件發(fā)光，并且，依據(jù)電容器“cap”而維持發(fā)光狀態(tài)。
圖2和3是圖1中所示的象素的一部分的平面圖。圖2中，用向右上傾斜的線表示形成諸如掃描線“gate”和電容器線“cs”等元件的導(dǎo)電薄膜，而用向右下傾斜的線表示諸如形成數(shù)據(jù)線“sig”和公用饋線“com”的導(dǎo)電薄膜的元件。圖3中，用向右下傾斜的線表示在其中形成包括發(fā)光器件40的發(fā)光層43的區(qū)域。作為參考，在圖解說明的例子中，數(shù)據(jù)線“sig”和公用饋線“com”延伸在各個象素7之間的邊界區(qū)中，在邊界區(qū)中設(shè)置限定形成發(fā)光層43的區(qū)域的絕緣薄膜“in”；因此，用向右上傾斜的線表示在其中形成絕緣薄膜“in”的區(qū)域。此外，在圖2和3中，用粗線表示在其中構(gòu)成薄膜形成的第一TFT 20和第二TFT 30的區(qū)域；用粗虛線表示在其中形成象素電極41的區(qū)域。此外，圖12、13和14中示出沿圖2和3中A-A’、B-B’和C-C’線所取的各個截面。
在這些圖中，第一TFT 20具有這樣的結(jié)構(gòu)其中，以掃描線“gate”的一部分形式形成柵極，并且，分別通過層間絕緣薄膜51的接觸孔在源極區(qū)和漏極區(qū)中形成數(shù)據(jù)線“sig”和存儲電極22。存儲電極22向在其中形成第二TFT 30的區(qū)域延伸，并且通過所述延伸部分中層間絕緣薄膜51中的接觸孔與第二TFT 30的柵極31電連接。在掃描線“gate”的側(cè)面部分形成電容器線“cs”，并且該電容器線“cs”通常是借助第一層間絕緣薄膜51和柵極絕緣薄膜55、相對于第一TFT 20的漏極區(qū)和存儲電極22而定位的，以便形成電容器“cap”。結(jié)電極35通過第一層間絕緣薄膜51中的接觸孔電連接到第一TFT 20的漏極區(qū)和源極區(qū)中的任一個，而象素電極41通過第二層間絕緣薄膜52電連接到結(jié)電極35。公共饋線“com”通過第一層間絕緣薄膜51中的接觸孔電連接到所述漏極區(qū)和所述源極區(qū)中的另一個。
為每一個象素7單獨(dú)地形成象素電極41。構(gòu)成發(fā)光器件40的發(fā)光層43和相對電極“op”按照這種次序涂敷在該象素電極41的上側(cè)。
在圖解說明的例子中，在數(shù)據(jù)線“sig”和公共饋線“com”在其中延伸的區(qū)域中形成絕緣薄膜“in”，并且，絕緣薄膜“in”把設(shè)置在數(shù)據(jù)線“sig”和公共饋線“com”的兩側(cè)的兩個象素7的發(fā)光器件40的發(fā)光層40絕緣。但是，在沿著數(shù)據(jù)線“sig”和公共饋線“com”設(shè)置的象素7之間未形成絕緣薄膜“in”。在該方向上，形成發(fā)光器件40的條形的發(fā)光層40，以便覆蓋多個象素7。此外，在這種配置中，各個象素7的第一TFT 20響應(yīng)從掃描線“gate”饋送來的掃描信號、以預(yù)定的時(shí)序?qū)?截止；因此，預(yù)定的象素信號被從數(shù)據(jù)線“sig”寫入各個象素7，并且電流流到以象素之間的邊界線的形式形成的發(fā)光層。
在傳統(tǒng)的有源矩陣顯示裝置中，雖然能夠把來自數(shù)據(jù)線“sig”的預(yù)先確定的圖象信號寫入各個象素7，但是，由于發(fā)光器件40(發(fā)光層43)具有導(dǎo)電性，所以，電流還流到沿著數(shù)據(jù)線“sig”和公共饋線“com”設(shè)置的象素之間(象素之間的邊界區(qū))，增加了出現(xiàn)所謂串?dāng)_的概率。此外，假設(shè)除了發(fā)光層之外還在發(fā)光器件40中形成空穴注入層、電子注入層等等，以便改善發(fā)光性能。在這種情況下，由于電荷注入層的電阻小于發(fā)光層的電阻，所以，這種電阻差值有可能進(jìn)一步增加沿著數(shù)據(jù)線“sig”和公共饋線“com”設(shè)置的象素之間出現(xiàn)串?dāng)_的概率。
鑒于以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種有源矩陣發(fā)光裝置及其制造方法，該有源矩陣顯示裝置具有許多象素，并且是這樣布置的，以便避免象素之間鄰近區(qū)域中的串?dāng)_，并且提供改善了質(zhì)量的顯示器。
為了解決以上問題，本發(fā)明提供一種有源矩陣顯示裝置，它具有在由許多掃描線和許多數(shù)據(jù)線排列成矩陣的各象素中形成的象素電極、涂敷在象素電極上的發(fā)光層、以及在發(fā)光層上形成的相對電極，所述包括發(fā)光層的發(fā)光器件響應(yīng)借助開關(guān)裝置從數(shù)據(jù)線輸送過來的圖象信號而發(fā)射光線，其特征在于包含所述象素電極和發(fā)光器件之間的絕緣薄膜，在所述邊界區(qū)中，每一個絕緣薄膜中側(cè)面部分的上部離開下部而突出。
在本發(fā)明中，在象素電極和發(fā)光層的層間部分中，即，在發(fā)光器件的下側(cè)，各階梯形切割的絕緣薄膜、具體地說、各自具有像上述那樣構(gòu)成的上部分的各個絕緣薄膜設(shè)置在邊界區(qū)中，其中，發(fā)光層一個一個單獨(dú)地設(shè)置在上部分，以便覆蓋各象素的邊界區(qū)。因此，借助伸向在上述絕緣薄膜上形成的發(fā)光層中的絕緣薄膜的側(cè)面的上部分，產(chǎn)生階梯形切口。由于這種原因，甚至單獨(dú)地形成以便覆蓋象素間部分的發(fā)光層也可以在所述象素間部分被絕緣。即使當(dāng)發(fā)光層中未出現(xiàn)完整的階梯形切口時(shí)，但當(dāng)在其中形成非常薄的部分時(shí)，這些部分中的電阻也非常高。因此，甚至在其中所述發(fā)光層是單獨(dú)地形成以便覆蓋多個象素的有源矩陣顯示裝置中，也不出現(xiàn)象素間的串?dāng)_，改善了顯示質(zhì)量。
在所述發(fā)光層的下側(cè)最好設(shè)置用來向該發(fā)光層注入空穴或電子的電荷注入層，借此使本發(fā)明具有更多的優(yōu)點(diǎn)。在這種情況下，所述絕緣薄膜的厚度最好大于電荷注入層的厚度。由于發(fā)光器件中電荷注入層的電阻小于該發(fā)光器件中發(fā)光層的電阻，所以，往往會在象素間部分(在其中形成發(fā)光器件以便覆蓋象素)中出現(xiàn)串?dāng)_。但是，關(guān)于電荷注入層和絕緣薄膜的厚度之間關(guān)系的上述配置在電荷注入層中產(chǎn)生階梯形切口43c，使得象素間部分基本上被絕緣，從而避免了串?dāng)_。這樣，在本發(fā)明中，當(dāng)把絕緣薄膜的薄膜厚度安排成大于發(fā)光層的厚度時(shí)，可以確保避免串?dāng)_。
在本發(fā)明中，象素間邊界區(qū)，例如是沿著數(shù)據(jù)線或掃描線排列的象素之間的邊界區(qū)；最好至少在該邊界區(qū)中形成像上述那樣構(gòu)成的絕緣薄膜。
象素間邊界區(qū)還可以是沿著數(shù)據(jù)線排列的象素之間的邊界區(qū)，以及沿著掃描線排列的象素之間的邊界區(qū)。在這種情況下，要在所述各邊界區(qū)中的任何一個邊界區(qū)形成上述絕緣薄膜。在這樣的配置中，即使當(dāng)用諸如噴墨法的方法形成發(fā)光器件時(shí)，墨水(液化狀態(tài)的發(fā)光器件)沿著任何方向從象素溢出，發(fā)光器件也能夠在象素之間的邊界區(qū)中的絕緣薄膜的上部分產(chǎn)生階梯形切口，將象素間部分絕緣。
在本發(fā)明中，例如，最好把所述絕緣薄膜的側(cè)面部分斜削，使得所述側(cè)面部分的上部分離開下部分而突出。另一種方法是，可以將絕緣薄膜這樣成形，使得它具有雙階梯結(jié)構(gòu)，后者包含側(cè)面部分的做成比下部分寬的上部分。
在本發(fā)明中，例如，可能存在這樣的情況開關(guān)裝置包括其中把掃描信號輸送到其柵極的第一薄膜晶體管和其中通過第一薄膜晶體管把其柵極連接到數(shù)據(jù)線的第二薄膜晶體管。在這種情況下，第二薄膜晶體管和發(fā)光器件串聯(lián)連接在每一個公共饋線和每一個相對電極之間，所述公共饋線與所述數(shù)據(jù)線及所述掃描線分開配置。
本發(fā)明還提供有源矩陣顯示裝置的制造方法，所述有源矩陣顯示裝置具有在由許多掃描線和許多數(shù)據(jù)線排列成矩陣的各象素中形成的象素電極、涂敷在象素電極上的發(fā)光層、以及在發(fā)光層上形成的相對電極，其中，發(fā)光層響應(yīng)借助開關(guān)裝置從數(shù)據(jù)線輸送來的圖象信號而發(fā)射光線，其特征在于包括形成所述象素電極的步驟；在對應(yīng)于許多象素之間的邊界部分的區(qū)域中形成絕緣薄膜的步驟，各個絕緣薄膜的側(cè)面的上部離開下部而突出；以及以離開所述絕緣薄膜的上部的方式配置所述發(fā)光層的材料、以便所述發(fā)光層覆蓋與許多象素之間的邊界區(qū)對應(yīng)的區(qū)域的步驟。
本發(fā)明的有源矩陣發(fā)光裝置可以是對利用有源矩陣電路、通過發(fā)光器件發(fā)射的光進(jìn)行控制的裝置，它可以用作顯示裝置和其它光控制裝置。
圖1是用圖解法說明有源矩陣顯示裝置的總體配置的示意圖；圖2是顯示圖1中所示的有源矩陣顯示裝置中包括掃描線、電容器線等等的導(dǎo)電薄膜的形成區(qū)以及包括數(shù)據(jù)線、公共饋線等等的導(dǎo)電薄膜的形成區(qū)的平面圖；圖3是顯示圖1中所示的有源矩陣顯示裝置中在發(fā)光器件之間以及在象素之間的邊界區(qū)中形成的絕緣薄膜的形成區(qū)的平面圖4是沿著圖2和3中的A-A’線所取的剖面圖，顯示本發(fā)明的第一實(shí)施例的有源矩陣顯示裝置的配置實(shí)例；圖5是沿著圖2和3中的B-B’線所取的剖面圖，顯示本發(fā)明的第一實(shí)施例的有源矩陣顯示裝置的配置實(shí)例；圖6是沿著圖2和3中的C-C’線所取的剖面圖，顯示本發(fā)明的第一實(shí)施例的有源矩陣顯示裝置的配置實(shí)例；圖7(A)和(B)是發(fā)光器件的配置的截面圖；圖8(A)至(C)是循著其形成步驟舉例說明階梯形切割的絕緣薄膜的形成實(shí)例的截面圖；圖9是沿著圖2和3中的B-B’線所取的剖面圖，顯示本發(fā)明的另一個實(shí)施例的的配置；圖10(A)至(C)是循著其形成步驟舉例說明階梯形切割的絕緣薄膜的另一個形成實(shí)例的截面圖；圖11(A)至(C)是循著其形成步驟舉例說明階梯形切割的絕緣薄膜的再一個形成實(shí)例的截面圖；圖12是沿著圖2和3中的A-A’線所取的剖面圖，顯示傳統(tǒng)的有源矩陣顯示裝置；圖13是沿著圖2和3中的B-B’線所取的剖面圖，顯示傳統(tǒng)的有源矩陣顯示裝置；以及圖14是沿著圖2和3中的C-C’線所取的剖面圖，顯示傳統(tǒng)的有源矩陣顯示裝置。
以下列出將用于描述各附圖的主要參考符號。
1有源矩陣顯示裝置2顯示部分3數(shù)據(jù)側(cè)驅(qū)動電路4掃描側(cè)驅(qū)動電路7象素10透明基片
20第一TFT30第二TFT41象素電極43發(fā)光器件80階梯形切割絕緣薄膜81階梯形切割絕緣薄膜的突出部分(上部)431發(fā)光器件432空穴注入層436電子注入層bank絕緣膜cap存儲電容器com公共饋線gate掃描線op相對電極sig數(shù)據(jù)線實(shí)施本發(fā)明的最佳方式下面將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例的有源矩陣顯示裝置。作為參考，本實(shí)施例的有源矩陣顯示裝置包含與已經(jīng)參考圖12至14描述過的傳統(tǒng)的有源矩陣顯示裝置通用的一些構(gòu)件。因此，對于通用的對應(yīng)的構(gòu)件，下面的描述將采用相同的符號。
(總體配置)作為本發(fā)明的有源矩陣顯示裝置的實(shí)施例，圖1示出使用電荷注入型的有機(jī)薄膜EL器件的有源矩陣顯示裝置的電路等等的平面配置的示意圖。正如在背景技術(shù)中關(guān)于本圖中的配置所作的簡單描述那樣，本發(fā)明的這個實(shí)施例的有源矩陣顯示裝置1的基本電路配置的輪廓圖與本圖中所示的一樣。
在本圖中所示的有源矩陣顯示裝置1中，透明基片10的中心部分是顯示部分2，它是該裝置的基礎(chǔ)。類似于有源矩陣顯示裝置的有源矩陣基片，通過許多掃描線“gate”和在垂直于掃描線“gate”延伸方向的方向上延伸布置的許多數(shù)據(jù)線“sig”，許多象素7以矩陣的形式排列。在透明基片10的周邊區(qū)域，在數(shù)據(jù)線“sig”終止的部分設(shè)置用來輸出圖象信號的數(shù)據(jù)側(cè)驅(qū)動電路3；在掃描線“gate”終止的部分設(shè)置用來輸出掃描信號的掃描側(cè)驅(qū)動電路4。在這些驅(qū)動電路3和4中，互補(bǔ)的TFT由n型TFT和p型TFT組成，并且，所述互補(bǔ)的TFT構(gòu)成諸如移位寄存器電路、電平移動電路和模擬開關(guān)電路等元件。
象素7中的每一個包括開關(guān)電路50，掃描信號通過掃描線“gate”輸送到該電路；以及發(fā)光器件40，它響應(yīng)從數(shù)據(jù)線“sig”經(jīng)過開關(guān)電路50輸送的圖象而發(fā)光。在舉例說明的例子中，開關(guān)電路50由以下元件構(gòu)成第一TFT 20，其中，掃描信號通過掃描線“gate”輸送到其柵極；存儲電容器“cap”，用來存儲從數(shù)據(jù)線“sig”經(jīng)過第一TFT 20輸送來的圖象信號；以及第二TFT 30，其中，由存儲電容器“cap”存儲的圖象信號被輸送到其柵極。第二TFT 30和發(fā)射器件43串聯(lián)連接在相對電極“op”和公共饋線“com”之間。
在具有如上布置的電路配置的有源矩陣顯示裝置1中，當(dāng)?shù)谝籘FT 20被掃描信號選中并且導(dǎo)通時(shí)，從數(shù)據(jù)線“sig”輸送來的圖象信號通過第一TFT 20加到第二TFT 30的柵極31，同時(shí)，圖象信號通過第一TFT 20寫入存儲電容器“cap”。結(jié)果，當(dāng)?shù)诙FT 30導(dǎo)通時(shí)，電壓加到分別作為負(fù)極和正極的相對電極“op”和象素電極41上，并且，在所施加的電壓超過閾電壓的區(qū)域，加到發(fā)光器件40的電流(驅(qū)動電流)一瞬間增長。相應(yīng)地，這使作為場致發(fā)光器件或LED器件的發(fā)光層40發(fā)光。如上所述的用以發(fā)光的驅(qū)動電流通過由發(fā)光器件40、第二TFT 30和公共饋線“com”組成的電流通路流通。因此，當(dāng)?shù)诙FT 30截止時(shí)，驅(qū)動電流停止流通。但是，當(dāng)?shù)谝籘FT 20截止時(shí)，存儲電容器“cap”將第二TFT 30的柵極電位維持在等效于圖象信號電位的電位，使得第二TFT 30保持導(dǎo)通狀態(tài)。因此，驅(qū)動電流連續(xù)地輸送到發(fā)光層43，使象素7保持在被照亮的狀態(tài)。這種狀態(tài)被保持下來，直至新的圖象數(shù)據(jù)被寫入存儲電容器“cap”，并且第二TFT 30截止為止。
(象素的配置)圖2和3是更詳細(xì)地描述圖1中所示的象素的一部分的平面圖。也正如在背景技術(shù)中關(guān)于這些圖中的平面配置所作的簡單描述那樣，本發(fā)明的這個實(shí)施例的有源矩陣顯示裝置1的電路配置的輪廓圖與這些圖中所示的一樣。
此外，沿著圖2和3中的A-A’線、B-B’線和C-C’線所取的各個截面圖，作為本發(fā)明的有源矩陣顯示裝置1的特有的配置示于圖4、5和6中。
在圖2和3中，在有源矩陣顯示裝置1的任何一個象素中形成組成小島形半導(dǎo)體薄膜的第一TFT 20和第二TFT 30。
如從圖2、3和4可以看到的，在第一TFT 20中形成作為掃描線“gate”的一部分的柵極21。在第一TFT 20中，數(shù)據(jù)線“sig”通過第一層間絕緣薄膜51中的接觸孔電連接到源極區(qū)，而存儲電極22電連接到漏極區(qū)。安排存儲電極22向在其中形成第二TFT 30的區(qū)域延伸，并且，第二TFT 30的柵極31通過第一層間絕緣薄膜51中的接觸孔電連接到上述延伸部分。在掃描線“gate”的側(cè)面位置形成電容器線“cs”。通常，這種電容器線“cs”通過第一層間絕緣薄膜51和柵極絕緣薄膜55相對于第一TFT 20的漏極區(qū)和存儲電極22定位，構(gòu)成存儲電容器“cap”。
如從圖2、3和5可以看到的，結(jié)電極35通過第一層間絕緣薄膜51中的接觸孔電連接到第二TFT 30的源極區(qū)和漏極區(qū)中的任一個，并且象素電極41通過第二層間絕緣薄膜52中的接觸孔電連接到結(jié)電極35。公共饋線“com”通過第一層間絕緣薄膜51中的接觸孔電連接到第二TFT 30的源極區(qū)和漏極區(qū)中的另一個。
單獨(dú)地形成用于各個象素7的象素電極41。象素電極41的上部由有機(jī)材料按照以下次序分層由聚對苯撐亞乙烯(PPV)等組成的發(fā)光層43和由諸如包含例如鋰的堿金屬的鋁或鈣的金屬薄膜組成的相對電極“op”，相對電極“op”是這樣形成的，以便覆蓋顯示部分2的整個表面。
在舉例說明的例子中，在以下的區(qū)域中形成厚絕緣膜“bank”數(shù)據(jù)線“sig”和公共饋線“com”這樣延伸到該區(qū)域中，使得位于數(shù)據(jù)線“sig”和公共饋線“com”兩側(cè)的象素7的發(fā)光器件40(發(fā)光層43)彼此絕緣。
但是，正如從圖2、3和6可以看到的，沿著公共饋線“com”排列的象素7之間未形成絕緣膜“bank”。在該方向上，形成條形的發(fā)光層43，以便覆蓋多個象素7。因此，如果以這種方式實(shí)現(xiàn)這樣的配置，那么，由于沿著公共饋線“com”排列的象素7之間的發(fā)光器件40(發(fā)光層43)的導(dǎo)電性，有可能出現(xiàn)串?dāng)_。
詳細(xì)地說，在本實(shí)施例中，如圖7(A)中所示，雖然對于各個象素7來說，象素電極41是彼此獨(dú)立的，但是，在布置成覆蓋多個象素7的發(fā)光層43中薄膜厚度在0.05至0.3微米范圍內(nèi)的發(fā)光層431下面形成作為電荷注入層的空穴注入層432。薄膜厚度在0.01至0.1微米范圍內(nèi)的該空穴注入層起電荷注入層的作用，其厚度比發(fā)光層431的厚度薄，但是，它具有比較小的電阻。因此，雖然通過形成空穴注入層432而改善了發(fā)光效率(空穴注入與發(fā)光層431的比值)，但是，往往在以這樣的方式在其上形成發(fā)光層43以便將它們覆蓋的這些象素之間出現(xiàn)串?dāng)_。
(防止串?dāng)_的措施)在本實(shí)施例中，如圖6中所示，在其中這樣設(shè)置發(fā)光層43、以便覆蓋各個象素7之間的邊界區(qū)的每一個邊界區(qū)71(在沿著數(shù)據(jù)線“sig”和公共饋線“com”排列的象素之間)中，在象素電極41和發(fā)光層43之間形成階梯形切割的絕緣薄膜80，所述絕緣薄膜的側(cè)面部分的上部離開下部突出而形成突出部分81。在這種情況下，階梯形切割的絕緣薄膜80的厚度最好至少大于發(fā)光層43的厚度，并且當(dāng)形成空穴注入層432時(shí)大于空穴注入層432的厚度。在本實(shí)施例中，階梯形切割的絕緣薄膜80的薄膜厚度是這樣預(yù)定的，使得它大于發(fā)光層43的厚度。
因此，在本實(shí)施例的有源矩陣顯示裝置1中，在形成在側(cè)面部分具有突出部分81(上部)的階梯形切割的絕緣薄膜80之后，在其上側(cè)形成發(fā)光層43；因此，發(fā)光層43在突出部分81處產(chǎn)生階梯形切口43c，從而使彼此相鄰的象素之間的發(fā)光層43彼此絕緣。由于這種原因，甚至在形成發(fā)光層40以便覆蓋象素7之間的邊界區(qū)71的情況下，也把由此得到的發(fā)光器件40大體上布置成被階梯形切口43c絕緣。即使在發(fā)光層43中未完整地形成階梯形切口43c，但是，當(dāng)形成非常薄的部分時(shí)，這種非常薄的部分也急劇地增加電阻。因此，甚至在其中單獨(dú)地形成發(fā)光器件40的各個發(fā)光層43以便覆蓋多個象素的有源矩陣顯示裝置1中，象素間部分之間也基本上不出現(xiàn)串?dāng)_，從而提供較高的顯示質(zhì)量。
作為參考，如圖4和5中所示，在各個象素7之間的邊界區(qū)70中數(shù)據(jù)線“sig”和公共饋線“com”延伸到其中的邊界區(qū)72中，由厚絕緣膜“bank”把各發(fā)光層43絕緣。但是，在厚絕緣膜“bank”的下側(cè)(在象素電極41和發(fā)光層43之間的層間部分)還形成階梯形切割的絕緣薄膜80，其中，側(cè)面部分的上部離開下部突出而形成突出部分81。因此，在這部分中，在形成于階梯形切割的絕緣薄膜80的上側(cè)的發(fā)光層43中，在突出部分81處也出現(xiàn)階梯形切口43c，使它們朝著柵極線“gate”分離。
(有源矩陣顯示裝置1的制造方法)下面描述像以上那樣配置的有源矩陣顯示裝置1的制造方法。
在關(guān)于有源矩陣顯示裝置1的制造方法中，直至在透明基片10上制造第一TFT 20和第二TFT 30的制造步驟可以根據(jù)關(guān)于液晶有源矩陣顯示裝置1的有源矩陣基片的制造方法來實(shí)現(xiàn)，因此，以下僅僅給出關(guān)于圖4、5和6的概要。作為參考，在本實(shí)施例中，在數(shù)據(jù)線“sig”和公共饋線“com”延伸到其中的邊界區(qū)72中形成厚絕緣膜“bank”。在以上方法中，從噴墨頭射出的液體材料(射出液體)被厚絕緣膜“bank”阻擋。同時(shí)，在其中象素7沿著數(shù)據(jù)線“sig”和公共饋線“com”布置的象素間區(qū)域中，發(fā)光層43自動地被階梯形切割的絕緣薄膜80絕緣。由于這個原因，為了提高生產(chǎn)率，本實(shí)施例采用噴墨方法，以便由從噴墨頭噴射的液體材料(射出液體)形成條形的發(fā)光層43。
首先，如下進(jìn)行關(guān)于透明基片10的處理。根據(jù)要求，首先通過利用諸如TEOS(四乙氧基硅烷)或氧氣的源氣體的等離子體化學(xué)氣相淀積(CVD)法形成由氧化硅薄膜組成的、具有大約2000至5000埃厚度的基底保護(hù)薄膜(未示出)。然后，利用等離子體CVD法，在所述基底保護(hù)薄膜的表面上形成由非晶硅薄膜組成的、具有大約300至700埃厚度的半導(dǎo)體薄膜。接著，由非晶硅薄膜組成的半導(dǎo)體薄膜經(jīng)歷晶化步驟，例如激光退火或固相外延法，以便使所述半導(dǎo)體薄膜結(jié)晶成為多晶硅薄膜。
然后，通過構(gòu)成圖案的方法把所述半導(dǎo)體薄膜加工成小島形的半導(dǎo)體薄膜。然后，通過利用諸如TEOS(四乙氧基硅烷)或氧氣的源氣體的等離子體化學(xué)氣相淀積(CVD)法在所述半導(dǎo)體薄膜的表面上形成由氧化硅薄膜或氮化物薄膜組成的、具有大約600至1500埃厚度的柵極絕緣薄膜55。
接著，通過濺鍍形成由諸如鋁、鉭、鉬、鈦或鎢的金屬薄膜組成的導(dǎo)電薄膜，然后通過構(gòu)成圖案的方法把該導(dǎo)電薄膜加工成掃描線“gate”、電容器線“cs”和柵極電極31。
在上述狀態(tài)下，通過注入高度地集中的磷離子、以相對于掃描線“gate”、柵極31等等的自定位方式形成源極區(qū)和漏極區(qū)。未引入雜質(zhì)的部分用作溝道區(qū)。
接著，在形成第一層間絕緣薄膜51之后形成各個接觸孔。然后，形成數(shù)據(jù)線“sig”、漏電極22、公共饋線“com”和結(jié)電極35。這導(dǎo)致形成第一TFT 20、第二TFT 30等等。
接著，形成第二層間絕緣薄膜52，并且在該層間絕緣層中對應(yīng)于結(jié)電極35的部分上形成接觸孔。然后，在第二層間絕緣薄膜52的整個表面上形成氧化銦錫(ITO)薄膜之后，以諸如光刻等方式構(gòu)成圖案，以便做成其中的象素的形狀，從而提高生產(chǎn)率。然后，形成每一個象素7的象素電極41，后者要通過接觸孔電連接到第二TFT 30的源極區(qū)/漏極區(qū)。
在形成以上的TFT之后，在象素電極41的上側(cè)形成在側(cè)面部分具有突出部分81(向側(cè)面突出的上部)的階梯形切割的絕緣薄膜80。
關(guān)于以上方法，如圖8(A)中所示，在通過CVD法形成氧化硅薄膜90之后，形成抗蝕劑掩模91，如圖8(B)中所示。這時(shí)，把通常要設(shè)置在130至150℃的光致抗蝕劑的后烘烤溫度設(shè)置在160至180℃的比較高的溫度，以便增強(qiáng)氧化硅薄膜90和抗蝕劑掩模91之間的粘結(jié)。在以上過程之后，借助抗蝕劑掩模91對氧化硅薄膜90實(shí)行利用氫氯酸腐蝕劑的濕式蝕刻。作為參考，氧化硅薄膜90和抗蝕劑掩模91之間的粘結(jié)力是強(qiáng)的，而氧化硅薄膜90和由ITO薄膜組成的象素電極41之間的粘結(jié)力是弱的。因此，在氧化硅薄膜90和象素電極41之間的邊界面上進(jìn)行由腐蝕劑滲透引起的側(cè)面蝕刻。結(jié)果，氧化硅薄膜90被加工成具有倒錐形結(jié)構(gòu)的階梯形切割的絕緣薄膜81，其中，側(cè)面部分的上部離開下部而突出，成為突出部分81。就是說，通過在抗蝕劑掩模和作為絕緣薄膜的氧化硅之間的粘結(jié)力高于氧化硅和作為基底的象素電極之間的粘結(jié)力這樣的配置中進(jìn)行氧化硅的側(cè)面蝕刻，獲得具有所需要的形狀的絕緣薄膜81。
接著，在階梯形切割的絕緣薄膜81的表面上形成抗蝕劑之后，對抗蝕劑進(jìn)行構(gòu)成圖案的處理，以便保留沿著掃描線“gate”和數(shù)據(jù)線“sig”的部分，從而形成寬的和厚絕緣膜“bank”。
接著，在由絕緣膜“bank”限定的條形區(qū)域中利用噴墨法累積發(fā)光層43，以便形成發(fā)光器件。為此，從噴墨頭向絕緣膜“bank”的內(nèi)部區(qū)域射出作為用以構(gòu)成發(fā)光器件40的發(fā)光材料的液體材料(產(chǎn)物母體)，后者被固定在絕緣膜“bank”的內(nèi)部區(qū)域，從而產(chǎn)生發(fā)光層43。作為參考，絕緣膜“bank”是防水的，因?yàn)樗煽刮g劑組成。相反，發(fā)光層43的產(chǎn)物母體是采用親水溶劑；涂敷發(fā)光層43的區(qū)域必定由絕緣膜“bank”限定。在其中把象素安排成沿著數(shù)據(jù)線“sig”和公共饋線“com”的邊界區(qū)71中，階梯形切割的絕緣薄膜80自動地把發(fā)光層43絕緣。作為參考，以上內(nèi)容與利用涂敷方法而不是噴墨法來形成發(fā)光層43時(shí)的相同。
然后，大體上在透明基片10的整個表面上形成相對電極“op”，由此完成發(fā)光器件40。
還在圖1中所示的數(shù)據(jù)側(cè)驅(qū)動電路3和掃描側(cè)驅(qū)動電路4中形成TFT；但是，這些TFT是通過完全或者部分地重復(fù)上述用以形成象素7的TFT的步驟而形成的。因此，可以在與象素7的TFT的各層相同的各層之間形成構(gòu)成驅(qū)動電路的TFT。關(guān)于第一TFT 20和第二TFT30，兩者可以都是n型的或p型的，或者其中一個可以是n型的，而另一個可以是p型的。在任何組合中，都可以用已知的方式形成TFT。
根據(jù)用上述制造方法生產(chǎn)的有源矩陣顯示裝置，沿著數(shù)據(jù)線“sig”形成厚絕緣膜“bank”；因此，厚絕緣膜“bank”和第二層間絕緣薄膜52被插入在數(shù)據(jù)線“sig”和相對電極“op”之間。因此，數(shù)據(jù)線“sig”的寄生電容非常小，因此可以減小加在驅(qū)動電路上的負(fù)載，使得可以實(shí)現(xiàn)低的功率消耗或者高的顯示操作速度。此外，當(dāng)由黑色的抗蝕劑形成絕緣膜“bank”時(shí)，它們起黑底的作用，在對比度等方面改善了顯示質(zhì)量。就是說，在根據(jù)本實(shí)施例的有源矩陣顯示裝置1中，由于在透明基片10表面上象素7的上面完整地形成相對電極“op”，所以，由相對電極“op”反射的光線降低了對比度。由于這種原因，當(dāng)用還起黑底作用的黑色抗蝕劑形成將要起避免寄生電容作用的絕緣膜“bank”時(shí)，從相對電極“op”反射的光線被阻擋了。這改善了對比度。作為參考，當(dāng)厚絕緣膜“bank”由諸如抗蝕劑膜或聚酰亞胺膜的有機(jī)材料組成時(shí)，可以容易地形成這種絕緣膜。當(dāng)絕緣膜“bank”由諸如通過CVD法或者旋涂玻璃(SOG)法淀積的氧化硅膜或氮化硅膜的有機(jī)材料組成時(shí)，即使在絕緣膜“bank”與發(fā)光層43接觸的狀態(tài)下，也可以避免發(fā)光層43的變質(zhì)。還有這樣的情況在其中這樣布置各個發(fā)光器件(發(fā)光層)、以便覆蓋多個象素7的邊界區(qū)是這樣的邊界區(qū)，其中象素7是沿著掃描線“gate”排列的。在那種情況下，將要形成供在其中象素7沿著掃描線“gate”排列的邊界區(qū)用的如上所述的階梯形切割的絕緣薄膜80。
在上述實(shí)施例中，在其中數(shù)據(jù)線“sig”和公共饋線“com”延伸到每一個象素7的邊界區(qū)70的邊界區(qū)72中，在厚絕緣膜“bank”的下側(cè)也形成階梯形切割的絕緣薄膜80。但是，厚絕緣膜“bank”基本上把發(fā)光器件絕緣。因此，在那里可以省去階梯形切割的絕緣薄膜80。
另一方面，絕緣薄膜80的階梯形切割的效果肯定也可以用于數(shù)據(jù)線“sig”和公共饋線“com”延伸到其中的邊界區(qū)72。就是說，和示出等效于沿著圖2和3中B-B’線所取的視圖的截面圖的圖9中的情況一樣，雖然也在數(shù)據(jù)線“sig”和公共饋線“com”延伸到其中的邊界區(qū)72中形成具有突出部分81的階梯形切割的絕緣薄膜80，但是省去絕緣膜“bank”的形成。就是說，在形成階梯形切割的絕緣薄膜80以便包圍象素7之后，接著形成發(fā)光層43以便獲得發(fā)光器件40。結(jié)果，在象素7的整個周邊上發(fā)光層43中階梯形切割的絕緣薄膜80的突出部分81的位置出現(xiàn)階梯形切口43c，使得可以單獨(dú)形成供每一個象素7用的發(fā)光層43。
作為形成階梯形切割的絕緣薄膜80的方法，除了參考圖8所描述的方法之外，還可以使用下述方法。
首先，如圖10(A)中所示，順序地在象素電極41的表面?zhèn)雀采w氧化硅薄膜93和氮化硅薄膜94。此后，如圖10(B)中所示，利用光刻技術(shù)對氮化硅薄膜94進(jìn)行構(gòu)成圖案的處理，然后，利用氮化硅薄膜94作為掩模對氧化硅薄膜93進(jìn)行構(gòu)成圖案的處理。在這個階段，調(diào)整對氧化硅薄膜93和氮化硅薄膜94進(jìn)行單獨(dú)的蝕刻處理的條件等等。這樣，如圖10(C)中所示，可以由通過側(cè)面蝕刻而減小其寬度的氧化硅薄膜93(下部)和保持原來狀態(tài)因而比氧化硅薄膜93寬而成為突出部分81(離開下部向側(cè)面突出的上部)的氮化硅薄膜94，形成階梯形切割的絕緣薄膜80的雙階梯結(jié)構(gòu)。
另一種方法是，如圖11(A)中所示，在進(jìn)行旋涂以便形成SOG氧化硅薄膜95之后，接著采用CVD法形成CVD氧化硅薄膜96。在上述步驟之后，借助已經(jīng)形成的抗蝕劑掩模分批地對SOG氧化硅薄膜95和CVD氧化硅薄膜96進(jìn)行蝕刻，如圖11(B)中所示。結(jié)果，在SOG氧化硅薄膜95中進(jìn)行允許高速蝕刻的側(cè)面蝕刻，并且，如圖11(c)中所示，可以由通過側(cè)面蝕刻而減小其寬度的SOG氧化硅薄膜95(下部)和保持原來狀態(tài)因而比SOG氧化硅薄膜95寬而成為突出部分81(離開下部向側(cè)面突出的上部)的CVD氧化硅薄膜96，形成階梯形切割的絕緣薄膜80的雙階梯結(jié)構(gòu)。
在圖7(A)中所示的發(fā)光器件40中，在由氧化銦錫(ITO)薄膜組成的象素電極41的表面上覆蓋空穴注入層432和發(fā)光層431，并且，在發(fā)光層43的表面上形成由諸如含鋰的鋁或鈣的金屬薄膜組成的相對電極“op”。為了這樣安排驅(qū)動電流，以便它按照與圖7(A)中所示的發(fā)光器件中的相反、而與圖7(B)中所示的相同的方向，從下側(cè)流向上側(cè)，可以按照所列出的次序覆蓋以下各元件。這些元件是由ITO薄膜制成的象素電極41；薄到透明的程度的含鋰的鋁435；電子注入層436(電荷注入層)；有機(jī)半導(dǎo)體層431；ITO薄膜437；以及相對電極“op”。
如上所述，本發(fā)明的有源矩陣發(fā)光裝置，尤其是本發(fā)明的有源矩陣顯示裝置，詳細(xì)地說，利用各個制造步驟，在邊界區(qū)中發(fā)光器件的下側(cè)具有階梯形切割的絕緣薄膜，在每一個階梯形切割的絕緣薄膜中，上部離開下部向側(cè)面突出而成為突出部分，在所述邊界區(qū)中，在上側(cè)一個一個單獨(dú)地設(shè)置發(fā)光器件(發(fā)光層)以便覆蓋各象素的邊界區(qū)。因此，在形成于上述絕緣薄膜上方的發(fā)光層中產(chǎn)生階梯形切口，甚至可以基本上使一個一個單獨(dú)地形成來覆蓋象素間部分的發(fā)光層彼此絕緣。甚至當(dāng)在發(fā)光層中未出現(xiàn)完整的階梯切口、而在其中形成非常薄的部分時(shí)，這些部分的電阻急劇地增加。因此，即使在其中一個一個單獨(dú)地形成發(fā)光器件的發(fā)光層以便覆蓋多個象素的有源矩陣顯示裝置中，也可以避免這些象素之間的串?dāng)_，從而改善了顯示質(zhì)量。
本發(fā)明的有源矩陣顯示裝置可以用作顯示裝置，其中避免了串?dāng)_從而提供高質(zhì)量圖象。所述發(fā)光裝置可以以適當(dāng)?shù)姆绞接糜谛枰哔|(zhì)量圖象顯示的電子裝置中，后者包括膝上型個人計(jì)算機(jī)(PC)，電視機(jī)，取景器型或監(jiān)視器直觀型錄像機(jī)，移動導(dǎo)航系統(tǒng)，電子記事本，計(jì)算器，字處理器，工程設(shè)計(jì)工作站(EWS)，便攜式電話機(jī)，可視電話機(jī)，銷售點(diǎn)終端，尋呼機(jī)，以及具有觸摸面板的裝置。
權(quán)利要求
1.一種有源矩陣顯示裝置，它具有在由許多掃描線和許多數(shù)據(jù)線排列成矩陣的各象素中形成的象素電極；覆蓋在所述象素電極上的發(fā)光層；以及在所述發(fā)光層上形成的相對電極，其中，由所述發(fā)光層組成的所述發(fā)光器件響應(yīng)借助開關(guān)裝置從所述數(shù)據(jù)線輸送過來的圖象信號而發(fā)射光線，其特征在于包含所述象素電極和所述發(fā)光層之間的絕緣薄膜，在所述邊界區(qū)中，每一個絕緣薄膜中側(cè)面部分的上部離開下部而突出。
2.權(quán)利要求1的有源矩陣顯示裝置，其特征在于所述絕緣薄膜的薄膜厚度大于所述發(fā)光層的厚度。
3.權(quán)利要求1的有源矩陣顯示裝置，其特征在于包括在所述發(fā)光層下側(cè)的用來向所述發(fā)光層注入空穴或電子的電荷注入層。
4.權(quán)利要求3的有源矩陣顯示裝置，其特征在于所述絕緣薄膜的薄膜厚度大于所述電荷注入層的厚度。
5.權(quán)利要求1的有源矩陣發(fā)光裝置，其特征在于包括在彼此相鄰的所述象素之間的邊界區(qū)中配置成基本上被絕緣的所述發(fā)光層。
6.權(quán)利要求1的有源矩陣發(fā)光裝置，其特征在于包括在彼此相鄰的所述象素之間的邊界區(qū)中配置成彼此分離的所述發(fā)光層。
7.權(quán)利要求1的有源矩陣發(fā)光裝置，其特征在于包括配置成小的厚度、使得彼此相鄰的所述象素之間的邊界區(qū)中的電阻小于所述象素電極的電阻的所述發(fā)光層。
8.權(quán)利要求1的有源矩陣顯示裝置，其特征在于所述象素之間的所述邊界區(qū)是沿著所述數(shù)據(jù)線或所述掃描線排列的所述象素之間的邊界區(qū)，所述絕緣薄膜是在所述邊界區(qū)中形成的。
9.權(quán)利要求1的有源矩陣顯示裝置，其特征在于所述象素之間的所述邊界區(qū)是沿著所述數(shù)據(jù)線和所述掃描線排列的所述象素之間的邊界區(qū)，其中，在任何一個所述邊界區(qū)中形成階梯形切割的絕緣薄膜。
10.權(quán)利要求1的有源矩陣顯示裝置，其特征在于把所述絕緣薄膜的側(cè)面部分斜削，使得所述側(cè)面部分的上部分離開下部分而突出。
11.權(quán)利要求1的有源矩陣顯示裝置，其特征在于包括雙階梯結(jié)構(gòu)，后者包括窄的下部和制作成比所述下部寬的上部，使得所述側(cè)面部分的上部分離開下部而突出。
12.權(quán)利要求1的有源矩陣顯示裝置，其特征在于所述開關(guān)裝置中的每一個包括其中把所述掃描信號輸送到其柵極的第一薄膜晶體管和其中通過所述第一薄膜晶體管把其柵極連接到所述數(shù)據(jù)線的第二薄膜晶體管，其中，所述第二薄膜晶體管和所述發(fā)光器件串聯(lián)連接在每一個所述公共饋線和每一個所述相對電極之間，所述公共饋線與所述數(shù)據(jù)線及所述掃描線分開配置。
13.權(quán)利要求1至12中任何一個的有源矩陣發(fā)光裝置，它用作有源矩陣顯示裝置。
14.有源矩陣顯示裝置的制造方法，所述有源矩陣顯示裝置具有在由許多掃描線和許多數(shù)據(jù)線構(gòu)成矩陣的各象素中形成的象素電極；覆蓋在所述象素電極上的發(fā)光層；以及在所述發(fā)光層上形成的相對電極，其中，所述發(fā)光層響應(yīng)借助開關(guān)裝置從所述數(shù)據(jù)線輸送來的圖象信號而發(fā)射光線，其特征在于包括形成所述象素電極的步驟；在對應(yīng)于許多象素之間的邊界部分的區(qū)域中形成絕緣薄膜的步驟，各個絕緣薄膜的側(cè)面的上部離開下部而突出；以及以離開所述絕緣薄膜的上部的方式配置所述發(fā)光層的材料、以便所述發(fā)光層覆蓋與所述許多象素之間的所述邊界區(qū)對應(yīng)的區(qū)域的步驟。
15.權(quán)利要求14的有源矩陣發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于在所述形成所述絕緣薄膜的步驟中這樣形成所述絕緣薄膜，以便它具有側(cè)面部分被斜削的形狀，并且所述側(cè)面部分的上部離開下部而突出。
16.權(quán)利要求15的有源矩陣發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于在對應(yīng)于所述許多象素之間的所述邊界區(qū)的區(qū)域以及對應(yīng)于所述象素電極的區(qū)域中形成所述絕緣薄膜之后，在對應(yīng)于所述絕緣薄膜上所述多個象素之間的所述邊界區(qū)的區(qū)域上形成抗蝕劑薄膜，使得所述抗蝕劑薄膜和所述絕緣薄膜之間的粘結(jié)力大于所述絕緣薄膜和下層之間的粘結(jié)力，并且，在形成所述絕緣薄膜的所述步驟中，利用所述抗蝕劑薄膜作為抗腐蝕掩模對所述絕緣薄膜進(jìn)行蝕刻，以便產(chǎn)生所述絕緣薄膜。
17.權(quán)利要求14的有源矩陣發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于形成雙階梯結(jié)構(gòu)的所述絕緣薄膜，它包括窄的下部和比所述下部寬的上部，在每一個所述絕緣薄膜中，側(cè)面部分的上部離開下部而突出。
全文摘要
一種有源矩陣發(fā)光裝置,它在象素間部分的邊界區(qū)(71)中象素電極(41)和發(fā)光器件(43)的層間部分中具有階梯形切割的絕緣薄膜(80),每一個階梯形切割的絕緣薄膜(80)的上部以突出部分(81)的形式突出。因此,在每一個象素(7)中,甚至以覆蓋多個象素的方式形成的發(fā)光層(43)也由于在突出部分(81)處產(chǎn)生階梯形切口而被絕緣。因此,避免了這些象素間部分中的串?dāng)_,從而改善了顯示質(zhì)量。
文檔編號H01L27/32GK1269042SQ99800716
公開日2000年10月4日 申請日期1999年2月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月12日
發(fā)明者湯田坂一夫 申請人:精工愛普生株式會社