專利名稱：發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有源基質(zhì)發(fā)光裝置，更具體地說，涉及引出光的一部分結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
一種利用來自電致發(fā)光元件(發(fā)光元件)的光的作為具有寬視角的低功耗顯示裝置的發(fā)光裝置，已經(jīng)引起了人們的注意。
作為一種用于主要用作顯示裝置的發(fā)光裝置的驅(qū)動方法，可采用有源基質(zhì)驅(qū)動方法和無源基質(zhì)驅(qū)動方法。有源基質(zhì)發(fā)光裝置可控制每個發(fā)光元件的發(fā)射與非發(fā)射。所以，有源基質(zhì)發(fā)光裝置可用比無源基質(zhì)發(fā)光裝置低的功耗來工作。有源基質(zhì)發(fā)光裝置不僅適于安裝到諸如手機電話的小型電氣用具的顯示部分，而且還適于安裝到大的電視機的顯示部分上。
在有源基質(zhì)發(fā)光裝置中，把用于控制各發(fā)光元件驅(qū)動的電路設(shè)置到各個發(fā)光元件。把該電路和發(fā)光元件設(shè)置在基底上，使得把光引出到外面時不受該電路的阻擋。用具有光透射性質(zhì)的層壓絕緣層來設(shè)置。與發(fā)光元件重疊的部分光經(jīng)過該絕緣層被發(fā)射到外面。設(shè)置該絕緣層以形成諸如晶體管或電容器元件的電路元件，它們中的每一個都是電路的部件；或一根導(dǎo)線。
當光經(jīng)過層壓的絕緣層時，由于各層的折射率不同引起彼此相互作用而使光發(fā)射增殖。結(jié)果，發(fā)射光譜根據(jù)觀看光引出表面的角度而改變，這就引出顯示在發(fā)光裝置上圖像可視度變壞的問題。
由于各薄層不同的折射率而引起的圖像可視度的變壞可能發(fā)生于無源基質(zhì)發(fā)光裝置中。例如，第7-211458號未審核專利公告揭示了一種具有改良的結(jié)構(gòu)來解決由于構(gòu)成發(fā)光元件的各薄層在界面處由外部光的反射和發(fā)射光造成的圖像可視度變壞的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠減少根據(jù)觀看光引出表面的角度發(fā)射光譜的變化的發(fā)光裝置。本發(fā)明更為明確的目標是提供一種發(fā)光裝置，不僅能減少根據(jù)光引出表面的視角發(fā)射光譜的變化，而且還能防止雜質(zhì)以免從發(fā)光元件散布到薄膜晶體管中。
本發(fā)明提供一種發(fā)光裝置，包括基底；設(shè)置在基底上的第一絕緣層；設(shè)置在第一絕緣層上的晶體管；以及設(shè)置有第一開口部分的第二絕緣層，使得晶體管被覆蓋而基底被暴露；其中在第一開口部分內(nèi)部設(shè)置發(fā)光元件。
晶體管和發(fā)光元件通過連接部分彼此電連接。連接部分由經(jīng)過貫穿到第二絕緣層中的接觸孔與晶體管連接。
第二絕緣層可以是單層薄層或由不同材料制成幾層薄層的多層薄層，較佳的是由含氧的氧化硅制成的薄層。
本發(fā)明提供一種發(fā)光裝置，包括基底；設(shè)置在基底上的第一絕緣層；設(shè)置在第一絕緣層上的晶體管；以及設(shè)置有第一開口部分的第二絕緣層，使得晶體管被覆蓋而基底被暴露；其中在第一開口部分內(nèi)部的基底上順序地堆疊第一電極，發(fā)光層，和第二電極。
晶體管和發(fā)光元件通過連接部分彼此電連接。連接部分由經(jīng)過貫穿到第二絕緣層中的接觸孔與晶體管連接。
第二絕緣層可以是單層薄層或由不同材料制成的多層薄層，較佳的是，由含氧的氧化硅制成的薄膜。
本發(fā)明提供一種發(fā)光裝置，包括基底；設(shè)置在基底上的第一絕緣層；在第一絕緣層上設(shè)置的晶體管；設(shè)置有第一開口部分的第二絕緣層，使得晶體管被覆蓋而基底被暴露；以及用于覆蓋第一開口部分和第二絕緣層的第三絕緣層；其中在第一開口部分內(nèi)部的基底上順序地堆疊第一電極，發(fā)光層，和第二電極。
晶體管和發(fā)光元件通過連接部分彼此電連接。連接部分由經(jīng)過貫穿到第二絕緣層中的接觸孔與晶體管連接。
第二絕緣層可以是單層薄層或由不同材料制成的多層薄層，較佳的是，由含氧的氧化硅制成的薄層。較佳的是，第三層由含氧的氮化硅制成。
本發(fā)明提供一種發(fā)光裝置，包括基底，設(shè)置在基底上的第一絕緣層；設(shè)置在第一絕緣層上的晶體管；設(shè)置有第一開口部分的第二絕緣層，使得晶體管被覆蓋而基底被暴露；用于覆蓋第一開口部分的第一電極；設(shè)置有第二開口部分的斜坡層；使得第一電極被暴露；設(shè)置在第二開口部分中的第一電極上的光發(fā)射層；以及設(shè)置在光發(fā)射層上的第二電極。
晶體管和發(fā)光元件通過連接部分彼此電連接。連接部分經(jīng)過由貫穿到第二絕緣層中的接觸孔與晶體管連接。
第二絕緣層可以是單層薄層或由不同材料制成的多層薄層較佳的是，由含氧的氧化硅制成的一薄層。較佳的是，第三薄層由含氧的氮化硅制成。
根據(jù)本發(fā)明，可獲得具有減少的根據(jù)觀看光引出表面的角度的發(fā)射光譜變化的發(fā)光裝置。
通過減少根據(jù)觀看光引出表面的角度的發(fā)射光譜變化，可提供能獲得具有良好可視度圖像的諸如此類的顯示裝置。
在閱讀與附圖連在一起的下面的詳細描述后，對本發(fā)明的這些和其它目的，特點和優(yōu)點就將變得更為明白。


圖1是根據(jù)本發(fā)明發(fā)光裝置結(jié)構(gòu)的說明性橫截面視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明發(fā)光裝置結(jié)構(gòu)的說明性頂視圖；圖3A到3E是根據(jù)本發(fā)明用于制作發(fā)光裝置的方法的說明性視圖；圖4A到4C是根據(jù)本發(fā)明用于制作發(fā)光裝置的方法的說明性視圖；圖5是用于操作根據(jù)本發(fā)明發(fā)光裝置的電路的說明性視圖；圖6是用于操作根據(jù)本發(fā)明發(fā)光裝置的電路的說明性視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明發(fā)光裝置被密封后的說明性頂視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明發(fā)光裝置被密封后的說明性橫截面視圖；以及圖9A到9C是實踐本發(fā)明的電氣用具的說明性視圖。
具體實施例方式
實施例1參考圖1，來說明根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置。
在基底11上設(shè)置由絕緣層12a和絕緣層12b這兩層形成的絕緣層12。在絕緣層12b上設(shè)置包括半導(dǎo)體層13，柵絕緣層14和柵電極15的參差晶體管16。
晶體管16被具有第一開口部分的絕緣層17覆蓋。絕緣層17由絕緣層17a(下層)和絕緣層17b(上層)形成，但不僅僅是這樣。絕緣層17可由單獨一層或者三層或更多層薄層形成。而且，第一開口部分貫穿到柵絕緣層14和絕緣層12中到達基底11。所以基底11中的一部分從第一開口部分暴露出來。
絕緣層17和第一開口部分被絕緣層18覆蓋。在第一開口部分內(nèi)部，絕緣層18和基底11被重疊在一起而彼此接觸。
發(fā)光元件24由第一電極20，第二電極23，和在這些電極之間插入的發(fā)光層22組成；并設(shè)置在絕緣層18上。第一電極20和絕緣層18被重疊在一起而彼此接觸。
通過由導(dǎo)體制成的連接部分19a把晶體管16電連接到發(fā)光元件24。在絕緣層18上設(shè)置連接部分19a，經(jīng)過貫穿到絕緣層17和18的接觸孔到達半導(dǎo)體層13。通過與第一電極20接觸的、作為連接部分19a的一部分把連接部分19a電連接到第一電極20。
連接部分19a，導(dǎo)線19b，絕緣層18及諸如此類的薄層由具有被設(shè)置來暴露第一電極20中的一部分的第二開口部分的斜坡層21所覆蓋。在第二開口部分中，把發(fā)光層22設(shè)置在第一電極20上，并把第二電極23設(shè)置在發(fā)光層22上。第一電極20的層壓部分，發(fā)光層22，和第二電極23用作發(fā)光元件24。而且，發(fā)光層22由含有發(fā)光材料的單一薄層或多層薄層形成。
在這實施例中，基底11由諸如玻璃的對可見光透明的材料形成。另外，可采用諸如塑料的具有柔性的樹脂作為基底11?；蛘?，可用任何材料作為基底11，只要它具有透射光的性質(zhì)并起到用于支承晶體管16或發(fā)光元件24的支承介質(zhì)的作用。
絕緣層12a和絕緣層12b由能防止雜質(zhì)從基底11散布出來的材料制成。特別是，較佳的是，絕緣層12a是具有防止雜質(zhì)以免散布出來的功能的薄層。而且，較佳的是，絕緣層12b是不僅具有防止雜質(zhì)以免散布出來的功能，而且還要與半導(dǎo)體層13的應(yīng)力有小的應(yīng)力差的薄層。象這樣的薄層，可采用由氧化硅制成的薄層。由氧化硅制成的這薄層可含有幾個％或更少的氮。絕緣層12并不是總是需要由兩層薄層形成。在能夠防止雜質(zhì)以免從基底11散布出來的情況下，僅設(shè)置絕緣層12a，并不總是需要把絕緣層12b設(shè)置在半導(dǎo)體層13和絕緣層12a之間。
較佳的是，絕緣層17由氮化硅制成，能用盧瑟福背散射光譜測定法/氫前散射光譜測定法(RBS/HFS)檢測到含有5到6％的氧元素。在這種薄層中包括氫。因此，通過使用氫來進行氫處理。而且，該層用于防止雜質(zhì)以免散布到晶體管中。
較佳的是，絕緣層18由具有低潮濕穿透率，其折射率大于基底11的折射率且小于第一電極20的折射率的材料制成。特別是，較佳的是，絕緣層18由氮化硅制成，能用盧瑟福背散射光譜測定法/氫前散射光譜測定法(RBS/HFS)檢測到含有5到6％的氧元素。這樣一種薄層具有高的阻擋雜質(zhì)能力并對潮濕幾乎不滲透的。因此，可防止雜質(zhì)以免從發(fā)光元件24散布到晶體管16中。在絕緣層17是由具有高的潮濕穿透率的材料制成的情況下，該薄層可用于防止潮濕以免通過絕緣層17滲透進發(fā)光元件24中。當沒有潮濕滲透進發(fā)光元件中的問題時，并不總是需要設(shè)置絕緣層18的。
而且，第一電極20可由對可見光透明的諸如氧化銦錫(ITO)的導(dǎo)體制成，含有氧化硅，氧體銦鋅(IZO)的ITO是氧化銦和2到20％氧化鋅(ZnO)或諸如此類的氧化物的混合物。
絕緣層17b可以是多薄層或單薄層的。絕緣層17b可由或者是由諸如氧化硅，硅氧烷，或氮化硅的無機材料制成，或者是由諸如丙烯酸或聚酰胺的有機材料制成?；蛘?，絕緣層17b可由無機和有機材料這兩者制成。在任何情況下，絕緣層17b應(yīng)是絕緣體。較佳的是，絕緣層17b包括由諸如硅氧烷或丙烯酸的具有自平滑性質(zhì)的材料制成的薄層來平滑絕緣層18的表面。絕緣層17b的表面不僅利用具有自平滑性質(zhì)的材料，而且還要拋光平滑。
發(fā)光層22可由或者是有機材料，或者是無機材料來制作?；蛘?，發(fā)光層22可由有機材料和無機材料這兩者來制作。
在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置中，并不特別地限制晶體管16的結(jié)構(gòu)。晶體管16可以或者是單柵極晶體管，或者是多柵極晶體管?；蛘?，晶體管16可具有單漏極結(jié)構(gòu)，LDD(輕摻雜漏極)結(jié)構(gòu)，或由重疊一個LDD區(qū)和一個柵電極形成的結(jié)構(gòu)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明發(fā)光裝置的頂視圖。圖1的橫截面視圖示出取自沿直線A-A’的圖2的橫截面中的一部分。所以，在圖2中的相同部件用如圖1相同的數(shù)字來表示。就是說，參考數(shù)字13表示半導(dǎo)體薄層；15，柵電極；19b，導(dǎo)線；19a，連接部分；20，第一電極；以及21，斜坡層。雖然不在圖1中示出，但參考數(shù)字19c，29a，和29b表示導(dǎo)線；以及27和28表示晶體管。
在前面的發(fā)光裝置中，來自發(fā)光元件24的光順序地經(jīng)過第一電極20，絕緣層18和基底11發(fā)射到外面。
在前面的發(fā)光裝置中，可減少在引出光到發(fā)光裝置的外面，時的光反射，并能充分地防止雜質(zhì)以免從基底散布到晶體管中。而且，在前面的發(fā)光裝置中，可通過減少在引出光到外面時的光反射來限制由于反射光引起的多次相互作用。作為限制這多次相互作用的結(jié)果，可降低根據(jù)觀看光引出表面的角度的發(fā)射光譜變化。因此，可改善顯示在發(fā)光裝置上圖像的可視度。
實施例2在這實施例中，參考圖3A到4C來說明用于制作在圖1和2中示出的發(fā)光裝置的方法。
在基底11上堆疊絕緣層12a和12b，并在絕緣層12b上堆疊半導(dǎo)體層13。
把半導(dǎo)體層13加工到合乎需要的形式?？捎霉庵驴刮g掩膜通過腐蝕來加工半導(dǎo)體層13。
形成用于覆蓋半導(dǎo)體層13絕緣層12b，以及諸如此類的薄層的柵絕緣層14，并在柵絕緣層14上堆疊導(dǎo)電層。
把該導(dǎo)電層加工成合乎需要的形式，以形成柵電極15。此處，不僅形成柵電極15，而且還形成導(dǎo)線29a和29b(圖2)。可用光致抗蝕掩膜通過腐蝕來加工這導(dǎo)電層。
使用柵電極15作為掩膜把高濃度雜質(zhì)摻入到半導(dǎo)體層13。因此，可以制作包括半導(dǎo)體層13，柵絕緣層14，和柵電極15的晶體管16。
并不要特別限制晶體管16的制作工藝，并可作適當?shù)男薷囊灾谱骶哂泻虾跣枰木w管。
形成覆蓋柵電極15，導(dǎo)線29a，29b，柵絕緣層14，和諸如此類的絕緣層17a。在這實施例中，較佳的是，絕緣層17a由氮化硅制成，能用盧瑟福背散射光譜測定法/氫前散射光譜測定法(RBS/HFS)檢測到含有5到6％的氧元素。采用甲硅烷(SiH4)，氨(NH3)，氧化二氮(N2O)，和氫(H2)，其流率分別為1∶10∶2∶40的混合氣體作為原材料，通過等離子體CVD可形成由含有5到6％氧元素的氮化硅制成的該薄膜。
形成覆蓋絕緣層17a的絕緣層17b。在這實施中，絕緣層17b由諸如硅氧烷具有平滑性質(zhì)的無機材料制成，但并不僅僅是這樣。絕緣層17b可由具有自平滑性質(zhì)的有機材料制成。而且，絕緣層17b并不總是需要由具有自平滑性質(zhì)的材料制成，絕緣層17b可以僅由沒有自平滑性質(zhì)的材料制成(圖3A)。
通過腐蝕由絕緣層17a和17b及諸如此類的薄層形成的絕緣層17來形成貫穿絕緣層17直達基底11的第一開口部分。因此，使基底11從第一開口部分暴露出來(圖3B)。
形成覆蓋第一開口部分絕緣層17的絕緣層18。在該實施例中，絕緣層17a由氮化硅制成，能用盧瑟福背散射光譜測定法/氫前散射光譜測定法(RBS/HFS)檢測到含有5到6％的氧元素(圖3C)。
在溫度從350到500℃下，進行熱處理。因此，把包含在絕緣層17及諸如此類薄層中的氫散布開來，它導(dǎo)致晶體管16的氫化作用。這過程可在絕緣層17a形成之后、在絕緣層17b的形成之前進行(圖3D)。
形成覆蓋絕緣層18及諸如此類薄層的導(dǎo)電層19(圖3E)。然后，把導(dǎo)電層19加工成合乎需要的形式，以形成連接部分19a，導(dǎo)線19b，19c，薄膜19d，及諸如此類的部件，使得基底11從第一開口部分暴露出來(圖4A)。
用下面的方法，即用該導(dǎo)電層覆蓋連接部分19a及諸如此類的部件來形成具有光透射性質(zhì)的導(dǎo)電層。然后，加工該導(dǎo)電層以形成第一電極20。在這實施例中，把第一電極20加工到部分地與連接部分19a接觸，并覆蓋設(shè)置到絕緣層18的開口部分。此處，第一電極20通過絕緣層18與基底11接觸(圖4B)。
形成具有暴露出第一電極20中的一部分的開口部分并覆蓋連接部分19a，絕緣層18，及諸如此類的薄層的斜坡層21。通過曝光和顯影把對光靈敏的樹脂材料加工成合乎需要的形式來形成斜坡層21?；蛘撸赏ㄟ^由非光靈敏無機材料或有機材料制成的薄層，并腐蝕以便加工成合乎需要的形式形成斜坡層21。
形成覆蓋從斜坡層21暴露出來的第一電極20的發(fā)光層22。可通過氣相沉積，噴墨，旋轉(zhuǎn)涂膜，或諸如此類的方法中的任何一種來形成發(fā)光層22。在基底11的表面具有不平整的情況下，可通過設(shè)置一層由聚(苯乙烯砜)(PSS)和聚(乙烯二氧化噻吩)(PEDOT)的混合物的高分子材料制成的薄層到發(fā)光層22中的一部分來緩解不平整。形成覆蓋發(fā)光層22的第二電極23。因此，形成了由第一電極20，發(fā)光層22，和第二電極23組成的發(fā)光元件24。
例1在這個例子中描述根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置。而且，根據(jù)本發(fā)明發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明用于構(gòu)筑發(fā)光裝置的材料等，并不限于那些在本例中所解釋的。
根據(jù)本例的發(fā)光裝置是具有如圖1所示的橫截面結(jié)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置。
在本例子中，作為發(fā)光裝置24部件的發(fā)光層22是由多薄層組成。這多薄層是通過組合多層薄層而形成的，其中的每層薄層由選自由具有高載流子輸運性質(zhì)材料或具有高載流子注入性質(zhì)的材料構(gòu)成的群體的材料制成。這多薄層部分地包含一種具有高發(fā)光性質(zhì)的材料。用于形成發(fā)光層22的材料或者是無機材料，或者是有機材料。在采用有機材料的場合下，可采用或者是低分子有機材料，或者是高分子有機材料。
作為發(fā)光材料可采用4-二環(huán)亞甲基-2-甲基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃(縮寫為DCJT)，4-二環(huán)亞甲基-2-叔丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃(縮寫為DPA)，periflanthene，2，5-二環(huán)-1，4-二[2-(10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]苯，N，N’-二甲基喹吖啶酮(縮寫為DMQd)，香豆素6，香豆素545T，三(8-喹啉根合)鋁(縮寫為Alq3)，9，9’-biantolyl，9，10-二苯基蒽(縮寫為DPA)，9，10-二(2-萘基)蒽(縮寫為DNA)，或諸如此類之化合物。也可使用另外的材料。
除了上面的單態(tài)激發(fā)的發(fā)光材料外，還可使用含用金屬絡(luò)合物或諸此類的三重態(tài)激發(fā)的材料。例如，在紅色發(fā)射象素，綠色發(fā)射象素，和藍色發(fā)射象素之間，具有比較短的半亮度壽命的紅色發(fā)射象素是由三重態(tài)激發(fā)發(fā)光材料形成的，而其余的則是由單態(tài)激發(fā)光材料形成的。這三重態(tài)激發(fā)發(fā)光材料具有一個特征，就是由于三重態(tài)激發(fā)發(fā)光材料具有高的發(fā)光效率，所以為了獲得某個程度的亮度，它需要比單態(tài)激發(fā)發(fā)光材料的功耗低的功耗。在采用三重態(tài)激發(fā)發(fā)光材料用于形成紅色發(fā)光象素的情況中，由于發(fā)光元件需要小量的電流，所以可改善可靠性。為降低功耗，可用三重態(tài)激發(fā)發(fā)光材料來形成紅色發(fā)射象素和綠色發(fā)射象素，而藍色發(fā)射象素則由單態(tài)激發(fā)發(fā)光材料來形成。具有對人類眼睛高可視度的綠色發(fā)光元件的功耗可采用三重態(tài)激發(fā)發(fā)光材料用于形成綠色發(fā)光元件來降低。
作為用于三重態(tài)激發(fā)發(fā)光材料的例子，熟知的是采用一種金屬絡(luò)合物的材料作為摻雜劑，諸如包括第三過渡元素鉑作為主要金屬的金屬絡(luò)合物或包括銥作為主要金屬的金屬絡(luò)合物。三重態(tài)激發(fā)發(fā)光材料并不限于這些化合物。可采用具有前面的結(jié)構(gòu)并具有在周期表中屬于8到10族的元素作為主要金屬的化合物。
作為具有高的載流子輸運性質(zhì)的材料，特別是具有高的電子輸運性質(zhì)的材料，可推薦，例如，具有氮萘架構(gòu)成苯氮萘架構(gòu)的金屬絡(luò)合物，例如，可以給出具有諸如三(8-喹啉根合)鋁(簡稱Alq3)，三(5-甲基-8-喹啉根合)鋁(簡稱Almq3)，二(10-羥基苯并[h]喹啉根合)鈹(簡稱BeBq2)，或二(2-甲基-8-喹啉根合)-4-苯基苯酚-鋁(簡稱Balq)的喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬復(fù)合物。另外，作為具有高空穴傳輸性能的物質(zhì)，例如，可以用諸如4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(簡稱α-NPD)，4，4’-二[N-3-甲基苯基]-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(簡稱TPD)，4，4’，4”-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯胺(簡稱TDATA)，或4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯胺(簡稱MTDATA)的芳香胺系化合物(即具有萘環(huán)氮鍵)。作為一種高的載流子注入性質(zhì)的材料，特別是，具有高的電子注入性質(zhì)的材料可推薦堿金屬或堿土金屬的化合物，諸如，氟化鋰(LiF)，氟化銫(CsF)，氟化鈣(CaF2)，或諸如此類的化合物。另外，一種具有諸如Alq3的高的電子輸運性質(zhì)的材料和諸如鎂(Mg)的堿土金屬的混合物。作為具有高的空穴注入性質(zhì)的材料，例如，金屬氧化物，諸，氧化鉬(MoOx)，氧化釩(VOx)，氧化銣(RuOx)，氧化鎢(WOx)，氧化錳(MuOx)，或諸如此類的金屬氧化物。另外，可推薦一種諸如酞花菁(縮寫為H2Pc)或酞菁銅(CuPc)的酞菁化合物?？刹捎镁哂懈叩目昭ㄗ⑷胄再|(zhì)和高的空穴輸運性質(zhì)的聚(乙烯二氧化噻吩)(PEDOT)和聚(苯乙烯砜)的混合物的高分子材料，或諸如此類的混合物。
高分子有機發(fā)光材料具有的物理強度比低分子有機發(fā)光材料的物理強度高，所以，可把發(fā)光元件制作成具有高的耐用性。由于可用涂膜來形成發(fā)光層，所以可相當容易地制作發(fā)光元件。
晶體管16是參差的TFT?；蛘?，晶體管16可以是逆參差的TFT。而且，在采用逆參差TFT的場合下，晶體管16可以是在半導(dǎo)體薄層上，裝備有保護層的稱為溝保護的TFT，或裝備有部分地腐蝕的半導(dǎo)體薄層的稱為溝道腐蝕的TFT。
半導(dǎo)體層13可以或者是結(jié)晶體半導(dǎo)體層，或者是無定形半導(dǎo)體層?；蛘撸雽?dǎo)體層13是半導(dǎo)體無定形層。
在無定形結(jié)構(gòu)和結(jié)晶結(jié)構(gòu)(包括單晶和多晶)之間，半無定形半導(dǎo)體具有一層中間結(jié)構(gòu)。無定形半導(dǎo)體相對于自由能具有穩(wěn)定的第三態(tài)，和具有短程有序和晶格畸變的結(jié)晶區(qū)。至少半導(dǎo)體中的一部分包括具有晶直徑從0.5到20nm的晶體晶粒。喇曼光譜被移到低于520cm-1的波數(shù)。通過X射線衍射，觀察到可從Si單晶晶格獲得的衍射峰(111)，(220)。在半無定形半導(dǎo)體中包含1原子％或更多的氫或鹵素，作為用于懸掛鍵的中和劑。這種半無定形半導(dǎo)體叫做所謂微觀晶體半導(dǎo)體。采用硅化物氣體進行輝光放電分解(等離子體CVD)。作為硅化物氣體，除SiH4之外可采用，Si2H6，SiH2Cl2，SiHCl3，SiCl4，SiF4，或諸如此類的氣體。硅化物氣體可用H2，或H2和選自由He，Ar，Kr和Ne構(gòu)成的群體中的一種或多種稀有氣體元素來稀釋。稀釋率是在2到1000倍的范圍中。所加電壓在從0.1到133Pa的范圍內(nèi)。電源頻率是從1到120MHz范圍內(nèi)，較佳的是，13到60MHz。對基底的加熱溫度最高為300℃，較佳的是100到250℃。作為在薄膜中的雜質(zhì)，諸如氧，氮，碳及諸如此類的元素的大氣組分，較佳的是，具有濃度為1×1020/cm-1或較小，特別是，氧濃度是5×1019/cm3或較小，較佳的是，1×1019/cm3或更小。包括半無定形半導(dǎo)體的TFT(薄膜晶體管)具有遷移率約從1到10m2/Vsec。
作為結(jié)晶半導(dǎo)體層的具體示例，可推薦由晶體硅，多晶硅，硅鍺，或諸如此類的晶體形成的半導(dǎo)體薄層。這些半導(dǎo)體薄層可用激光結(jié)晶，或通過采用鎳或諸如此類的元素的固相生長法結(jié)晶來形成。
在半導(dǎo)體薄層由，例如，無定形硅的無定形材料形成的情況下；較佳的是，發(fā)光裝置具有由晶體管16和其它晶體管(用于組成用于驅(qū)動發(fā)光元件的電路)組成的電路，其中每個晶體管是N溝型晶體管。在半導(dǎo)體薄層由不同于無定形材料的材料形成的情況下，發(fā)光裝置可具有或者由N溝型晶體管，或者由P溝型晶體管組成的電路；或發(fā)光裝置可具有由N溝型晶體管和P溝型晶體管這兩種晶體管組成的電路。
較佳的是，斜坡層21的邊緣部分具有如圖1所示的連續(xù)變化的曲率半徑形式。斜坡層21由丙烯酸，硅氧烷(一種具有由硅(Si)鍵和氧(O)形成的架構(gòu)，且它至少包括氫作為取代基)，樹脂，氧化硅，或諸如此類的化合物制成。斜坡層21可由至少一層無機薄膜或有機薄膜中的一層，或者這兩種薄膜形成。
發(fā)光元件24可具有這d結(jié)構(gòu)，在這結(jié)構(gòu)中，第一電極20作為陽極而第二電極23作為陰極，或者，在這結(jié)構(gòu)中，第一電極20作為陰極而第二電極23作為陽極。而且，在形成前面結(jié)構(gòu)的情況下，晶體管16是P溝晶體管，而在形成后面結(jié)構(gòu)的情況下，晶體管16是N溝晶體管。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置由多個在基質(zhì)結(jié)構(gòu)中的象素組成，在基質(zhì)結(jié)構(gòu)中，象素的每一個包括前面的發(fā)光元件24和晶體管16。發(fā)光層可具有這種結(jié)構(gòu)，在這結(jié)構(gòu)中，具有不同發(fā)射波長帶的各發(fā)光層被分別設(shè)置到用于彩色顯示的各個象素。一般，形成對應(yīng)于紅色(R)，綠色(G)，和藍色(B)的發(fā)光層。在這場合下，可改善彩色純度以及可防止象素部分以免通過設(shè)置在每個發(fā)射波長區(qū)中，在象素的發(fā)射光之外對光的透明的濾色器(著色的薄層)是一鏡面(反射)。通過設(shè)置這濾色器(著色的薄層)，按常規(guī)是需要的圓偏振片或諸如此類之物變得不需要了，而且，光可在沒有光的損失下從發(fā)光層發(fā)射出來。此外，在斜看象素部分(顯示屏)的情況下發(fā)生的彩角變化可被進一步減少。
發(fā)光層可能具有顯示單色發(fā)射或在彩色顯示中要用到的白光的結(jié)構(gòu)，以代替提供對應(yīng)于如上面提及的各彩色的發(fā)射層的結(jié)構(gòu)。在采用白色發(fā)光材料的場合下，可在象素的發(fā)光側(cè)設(shè)置對特定波長的光透明的濾色片(著色的薄層)來實現(xiàn)彩色顯示。
為形成顯示白光的發(fā)光層，例如，用氣相沉積順序地沉積Alq3，用Nile紅部分地摻雜的Alq3，P-EtTAZ，TPD(芳香族雙胺)。在用旋轉(zhuǎn)涂膜形成發(fā)光層的場合下，較佳的是，在被涂膜之后，通過真空加熱淶熔烘材料。例如，聚(乙烯基二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸酯)水溶液(PEDOT/PSS)被完全施加和烘烤，然后，摻以顏料(1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)，4-二環(huán)亞甲基-2-甲基-6-(p-二甲基氨基-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM1)，尼羅紅，香豆素6等)的聚乙烯基咔唑(PVK)溶液可以在其上全部施加和烘烤。
除了如上所述的多層外，發(fā)光層可以由單層形成。在該情況下，1，3，4-噁二唑衍生物(PBD)可以分散進聚乙烯基咔唑(PVK)中。通過分散30％重量的PBD和分散適當數(shù)量的四種顏料(TPB，香豆素6，DCM1，尼羅紅)可以獲得白光。
作為根據(jù)本發(fā)明發(fā)光裝置部件的發(fā)光元件，在正向偏壓下發(fā)光?？捎糜性椿|(zhì)驅(qū)動技術(shù)來驅(qū)動通過采用發(fā)光元件形成的顯示裝置的象素。總之，在特定的時段通過施加正向偏壓來使各象素發(fā)射。而且，有關(guān)的象素在非發(fā)射狀態(tài)下持續(xù)某段時間。可通過在象素處于非發(fā)射狀態(tài)的時段中施加反向偏壓來改善發(fā)光元件的可靠性。發(fā)光元件可在正常驅(qū)動條件下處于降低發(fā)射強度的退化模式，或由于象素內(nèi)非發(fā)射區(qū)的擴大，處于明顯地降低亮度的退化模式中?？赏ㄟ^施加正向偏壓和反向偏壓的AC驅(qū)動來延遲退化的進展，這導(dǎo)致改善發(fā)光裝置的可靠性。
前面的結(jié)構(gòu)不僅可應(yīng)用到示于圖1的根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置，而且還可應(yīng)用到根據(jù)本發(fā)明的另一發(fā)光裝置。
例2在本例中，解釋在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置中，設(shè)置到象素部分用于驅(qū)動發(fā)光元件的電路。而且，用于驅(qū)動發(fā)光元件的電路并不限于在本例中所解釋的電路。
如圖5所示，把發(fā)光元件301連接到用于驅(qū)動各發(fā)光元件的電路。這電路具有用于用圖像信號來確定發(fā)光元件301的發(fā)射或非發(fā)射的驅(qū)動晶體管321，用于控制圖像信號輸入的開關(guān)晶體管322，以及用于與圖像信號無關(guān)的使發(fā)光元件301處于非發(fā)射態(tài)的刪除晶體管323。把開關(guān)晶體管322的源極(或漏極)連接到源信號線331，把驅(qū)動晶體管321的源極和刪除晶體管323的源極連接到與源信號線331平行延伸的電流供給線332，以及與第一掃描線333平行延伸的刪除晶體管323的柵極連接到第二掃描線334，而且，把驅(qū)動晶體管321與發(fā)光元件301串聯(lián)連接。
解釋一種當發(fā)光元件301發(fā)光時，用于驅(qū)動發(fā)光元件301的方法。在寫入時段中，第一掃描線333被選定后，其柵極連接到第一掃掃描線333的開關(guān)晶體管322馬上就開通。輸入到源信號線331的圖像信號經(jīng)過開關(guān)晶體管322輸入到驅(qū)動晶體管321的柵極。然后，電流從電流供給線332流到發(fā)光元件301，它導(dǎo)致，例如，綠色發(fā)射。發(fā)射亮度取決于在發(fā)光元件301中流過的電流量。
發(fā)光元件301相當于在圖1中的發(fā)光元件24，而驅(qū)動晶體管321相當于在圖1中的晶體管16。刪除晶體管323相當于在圖2中的晶體管28，而開關(guān)晶體管322相當于在圖2中的晶體管27。而且，源信號線331相當于在圖2中的導(dǎo)線19c，電流供應(yīng)線332相當于在圖2中的19b，第一掃描線333相當于在圖2中的導(dǎo)線29a，以及第二掃描線334相當于在圖2中的導(dǎo)線29b。
連接到各發(fā)光元件的電路結(jié)構(gòu)，并不限于在本例中解釋的結(jié)構(gòu)。電路可具有不同于如圖6中所示的前面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
于是，解釋示于圖6的電路。
如圖6所示，把發(fā)光元件801連接到用于驅(qū)動各發(fā)光元件的電路。這電路具有用于圖像信號確定發(fā)光元件801的發(fā)射或非發(fā)射的驅(qū)動晶體管821，用于控制圖像信號輸入的開關(guān)晶體管822，用于與圖像信號無關(guān)的使發(fā)光元件801處于非發(fā)射狀態(tài)的刪除晶體管823，以及用于控制供給到發(fā)光元件801電流量的電流控制晶體管824。開關(guān)晶體管822的源極(或漏極)連接到源信號線831，驅(qū)動晶體管821的源極和刪除晶體管823的源極連接到與源信號線831平行延伸的電流供給線832，開關(guān)晶體管822的柵極連接到第一掃描線833，以及與第一掃描線833平行延伸的刪除晶體管823的柵極連接到第二掃描線834。而且，驅(qū)動晶體管821通過電流控制晶體管824與發(fā)光元件801串聯(lián)連接。電流控制晶體管824連接到電源線835。另外，構(gòu)筑并控制電流控制晶體管824，使得電流在電壓-電流(Vd-Id)特性曲線中的飽和區(qū)流動。因此，可確定在電流控制晶體管824中流動的電流的量值。
解釋一種當發(fā)光元件801發(fā)光時，用于驅(qū)動發(fā)光元件801的方法。在寫入時段中，第一掃描線833被選定后，其柵極被連接到第一掃描線833的開關(guān)晶體管822馬上就開通。輸入到源信號線831的圖像信號通過開關(guān)晶體管822輸入到驅(qū)動晶體管821的柵極。而且，電流以電流供給線832通過驅(qū)動晶體管821和由于來自電源線835的信號變成開態(tài)的電流控制晶體管824流到發(fā)光元件801，它導(dǎo)致光發(fā)射。在發(fā)光元件中流動的電流量取決于電流控制晶體管824。
例3根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置可有效地把光從發(fā)光層引出到外面。所以，用根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置安裝的電氣用具需要小量的功率用于顯示功能。由于根據(jù)觀看光引出表面的角度的發(fā)射光譜變化是小的，所以，用根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置安裝的電氣用具可獲得具有良好可視度的圖像。在下文，解釋用根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置安裝的電氣用具和諸如此類的設(shè)備。
在把外部輸入端安裝和密封之后，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置被安裝到各類電氣用具。
在本例中，參考圖7到9C來解釋在密封后的根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置，以及用該發(fā)光裝置安裝的電氣用具。圖7到9C只示出一個示例，而發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)并不僅限于此。
參考圖7和8來解釋根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置。圖8是圖7的橫截面視圖。
在由玻璃形成的第一基底501上設(shè)置形成在象素部分502中的象素部分502，驅(qū)動電路部分503，晶體管504，以及連接端部分505。沿著象素部分502的邊緣各自地設(shè)置驅(qū)動電路部分503。在接近驅(qū)動電路部分503之處設(shè)置連接端部分505以待用導(dǎo)線連接到驅(qū)動電路部分503。在本例中，玻璃基底被用作第一基底502。除此之外，可使用石英基底，諸如塑料基底的柔性基底，或諸如此類的基底。
象素部分502裝有發(fā)光元件和用于驅(qū)動發(fā)光元件的電路元件(就是說，用于組成電路的各部分單元，例如，晶體管，電阻，和諸如此類的元件)。圖8是第一基底501的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。在象素部分502中實施本發(fā)明。
把一種具有吸水性能的材料緊固到設(shè)置在第一基底501對面的第二基底511。在圖8中，把已緊固具有吸水性能的材料的區(qū)域512設(shè)置在象素部分502的外側(cè)，并與象素部分502的邊緣一道。在圖7中，區(qū)域512與驅(qū)動電路部分503和晶體管506重疊。在本例中，把晶狀結(jié)構(gòu)的氧化鈣用作具有吸水性能的材料。把凸出部分設(shè)置到第二基底511中的一部分，用丙烯酸酯(esler acrylale)作為固定劑把氧化鈣緊固到凸出部分。
在本例中，采用玻璃基底作為第二基底511。除此之外，可使用石英基底，諸如塑料基底的柔性基底，或諸如此類的基底?？刹捎闷溆懈叱睗駶B透性的材料作為固定劑來代替采用丙烯酸脂?？刹捎弥T如硅氧烷的無機材料作為與樹脂不同的固定劑。在本例中，固定劑是用加熱來固化的。而且，可采用一種包括聚合反應(yīng)引發(fā)劑，且由光硬化的具有高潮濕滲透性的材料作為固定劑。在本例中，采用顆粒狀氧化鈣作為具有吸水性能的材料，但并不僅僅如此，也可采用其它具有吸水性能的另外材料?；蛘撸墒褂猛ㄟ^具有吸水性能的分子用化學(xué)吸附在有機溶劑中混合形成的復(fù)合物，把它注入到凸出部分并固化。
用密封膠522把第一基底501和第二基底511膠合起來，使得發(fā)光元件，晶體管，和諸如此類的元件被密封于這些基底的內(nèi)部。通過連接端部分505把柔性印刷布線板(FPC)523連接到驅(qū)動電路部分503和諸如此類的部分。
由第一基底501，第二基底511，和密封膠522所包圍的空間(發(fā)光裝置內(nèi)部)充以諸如氮的惰性氣體。在本例中，由第一基底501，第二基底511，和密封膠522所包圍的空間也可充以樹脂材料來替代氣體。可把用于防止潮濕以免滲透到空間的一層或多層薄層設(shè)置在設(shè)置于具有第二基底511的吸水性能的材料側(cè)之上。
由于在上述根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置中沒有把光從象素部分502引出到外部的阻礙物，所以，在從發(fā)光元件的第二電極(就是設(shè)置于通過發(fā)光層基底的對面)引出光的場合下，可有效地使用發(fā)光裝置。而且，由于具有吸水性能的材料被緊固在區(qū)域512中，所以即使第一基底501和第二基底511被壓緊以便彼此膠合，具有吸水性能的材料將不與驅(qū)動電路部分503和晶體管506相接觸。因此，具有吸水性能的材料能防止驅(qū)動電路部分503和晶體管506以免被損壞。
圖9A到9C示出用根據(jù)本發(fā)明發(fā)光裝置安裝的電氣用具的一實施例。
圖9A示出由實踐本發(fā)明制作的個人計算機，它由主體5521，外殼5522，顯示部分5523，鍵盤5524，和諸如此類的部件組成。這個人計算機可結(jié)合具有根據(jù)本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光裝置作為顯示部分來完成。
圖9B示出由實踐本發(fā)明制作的手機電話，它由主體5552，顯示部分5551，聲音輸出部分5554，聲音輸入部分5555，操作開關(guān)5556，5557，天線5553，以及諸如此類的部件組成。該手機電話可結(jié)合具有根據(jù)本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光裝置作為顯示部分來完成。
圖9C示出由實踐本發(fā)明制作的電視機，它由顯示部分5531，外殼5532，揚聲器5533，以及諸如此類的部件組成。該電視機可結(jié)合具有根據(jù)本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光裝置作為顯示部分來完成。
如上所指出的，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置極適宜用作各類電氣用具的顯示部分。
在本例中解釋3個計算機。除此之外，具有根據(jù)本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光裝置還可安裝到汽車導(dǎo)航系統(tǒng)，照明系統(tǒng)，以及諸如此類的系統(tǒng)。
雖然本發(fā)明已通過附圖作例子全面描述，但是要知道，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，各種變化的修改是明顯的。所以，除非這種變化和修改違背在下文描述的本發(fā)明的范圍應(yīng)該把它們認為是包括在本文之中的。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，包括基底；第一絕緣層，設(shè)置在該基底上；晶體管，設(shè)置在該第一絕緣層上；以及第二絕緣層，具有暴露該基底中的一部分的第一開口部分；其中把第一電極，發(fā)光層，和第二電極順序地堆疊在第一開口部分內(nèi)部的該基底上；以及其中該晶體管用該第二絕緣層覆蓋。
2.一種發(fā)光裝置，包括基底；第一絕緣層，設(shè)置在該基底上；晶體管，設(shè)置在該第一薄層上；第二絕緣層，具有暴露該基底中的一部分的第一開口部分；以及第三絕緣層，用于覆蓋第一開口部分和第二絕緣層；其中把第一電極，發(fā)光層，和第二電極順序地堆疊在第一開口部分內(nèi)部的該基底上；以及其中該晶體管用該第二絕緣層覆蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述發(fā)光裝置，其特征在于，其中第三絕緣層包括含氧的氮化硅。
4.一種發(fā)光裝置，包括基底；第一絕緣層，設(shè)置在該基底上；晶體管，設(shè)置在該第一絕緣層上；第二絕緣層，具有暴露該基底中的一部分的第一開口部分；第一電極，用于覆蓋第一開口部分；斜坡層，具有第二開口部分，使得該第一電極被暴露；發(fā)光層，設(shè)置于在第二開口部分中的被暴露的第一電極上；以及第二電極，設(shè)置在該發(fā)光層上，其中該晶體管用該第二絕緣層覆蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)光裝置，其特征在于，其中第二絕緣層包括由含氧的氮化硅制成的薄層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)光裝置，其特征在于，其中第一絕緣層包括由含氧的氮化硅制成的薄層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)光裝置，其特征在于，其中該發(fā)光裝置被應(yīng)用到選自由個人計算機，手機電話，電視機，汽車導(dǎo)航系統(tǒng)，和照明系統(tǒng)構(gòu)成的群體中的電氣用具上。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述發(fā)光裝置，其特征在于，其中第二絕緣層包括由含氧的氮化硅制成的薄層。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述發(fā)光裝置，其特征在于，其中第一絕緣層包括由含氧的氮化硅制成的薄層。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述發(fā)光裝置，其特征在于，其中該發(fā)光裝置被應(yīng)用到選自由個人計算機，手提電話，電視機，汽車導(dǎo)航系統(tǒng)，和照明系統(tǒng)構(gòu)成的群體中的電氣用具上。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述發(fā)光裝置，其特征在于，其中第二絕緣層包括由含氧的氮化硅制成的薄層。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述發(fā)光裝置，其特征在于，其中第一絕緣層包括由含氧的氮化硅制成的薄層。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述發(fā)光裝置，其特征在于，其中該發(fā)生裝置被應(yīng)用到選自由個入計算機，手機電話，電視機，汽車導(dǎo)航系統(tǒng)，和照明系統(tǒng)構(gòu)成的群體中的電氣用具上。
全文摘要
揭示了一種能減少取決于觀看光引出表面角度的發(fā)射光譜變化的發(fā)光裝置。更具體地說，揭示了一種不僅能減少取決于觀看光引出表面角度的發(fā)射光譜變化，而且能防止雜質(zhì)以免從發(fā)光元件散布到薄膜晶體管中。被揭示的發(fā)光裝置包括基底；設(shè)置在該基底上的第一絕緣層；設(shè)置在該第一絕緣層上的晶體管；以及具有第一開口部分的第二絕緣層，使得該晶體管被覆蓋，而該基底被暴露；其中發(fā)光元件被設(shè)置在第一開口部分內(nèi)部。
文檔編號G09F9/30GK1649461SQ200510006890
公開日2005年8月3日 申請日期2005年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月26日
發(fā)明者川上貴洋, 土屋薰, 西毅, 平形吉晴, 貴田啟子, 佐藤步, 山嵜舜平 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所