專利名稱：場(chǎng)致發(fā)光裝置和用于制造場(chǎng)致發(fā)光裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電光裝置，一般作為EL(場(chǎng)致發(fā)光)顯示裝置，并涉及具有作為顯示器的電光裝置的電子裝置(電子設(shè)備)。
近些年來(lái)，電光裝置，一般作為具有能夠場(chǎng)致發(fā)光的有機(jī)材料的EL(場(chǎng)致發(fā)光)顯示裝置得到了快速發(fā)展。具有兩類EL顯示裝置，即無(wú)源陣列型EL顯示裝置和有源陣列型EL顯示裝置。
不論是無(wú)源陣列型或是有源陣列型，EL顯示裝置具有電容器結(jié)構(gòu)，其中具有被陰極和陽(yáng)極夾在中間的EL層(在本說(shuō)明中具有這種結(jié)構(gòu)的元件被稱為EL元件)，并且這種EL顯示裝置的操作原理是借助于電流的流動(dòng)使EL層發(fā)光。金屬電極一般被用作陰極，它是一個(gè)電子源，并且，一般使用透明的導(dǎo)電膜作為陽(yáng)極，陽(yáng)極是一種空穴源。之所以這樣作是因?yàn)槿绻粚?duì)電極中的都不透明，則從發(fā)光層發(fā)出的光則不能被提取。
在這種情況下，由EL層發(fā)出的光直接地向陽(yáng)極側(cè)輸出，指向陰極側(cè)的光在被陰極反射之后，也向陽(yáng)極側(cè)輸出。換句話說(shuō)，觀看者需要從陽(yáng)極側(cè)觀看顯示裝置。
然而，具有相應(yīng)于發(fā)光層的材料的波長(zhǎng)的光可以從發(fā)光的一部分EL層看到，但是在不發(fā)光的一部分EL層中，通過(guò)陽(yáng)極和EL層可以看到電極(發(fā)光層一側(cè))的背面?zhèn)鹊谋砻?。這意味著，因此電極的背面作為一個(gè)反射鏡，因而觀察者的面部被反射。
為了克服這個(gè)問題，采用一種在EL顯示裝置上附加一種圓形偏振膜的方法，使得觀察者的面部不被反射，但是這樣作的問題在于，圓形偏振膜的成本極高，因而導(dǎo)致制造成本的增加。
本發(fā)明便是為了解決上述問題而作出的，因而本發(fā)明的目的在于提供一種避免反射的EL顯示裝置，并提供一種成本低的EL顯示裝置，其中EL顯示裝置的制造成本被減少。此外，本發(fā)明的目的在于降低具有利用EL顯示裝置的顯示器的電子設(shè)備的成本。
本發(fā)明的特征在于，在陰極的反射表面(接觸發(fā)光層側(cè)的表面)上形成凸起部分，因而由陰極的反射表面反射的光被散射。即，本發(fā)明的特征在于，陰極的反射表面通過(guò)漫射地(無(wú)規(guī)則地)反射通過(guò)使用陰極的反射表面從陽(yáng)極側(cè)入射的可見光(外部光)被制成對(duì)觀察者是不可見的表面。
在陰極的反射表面上形成的組織粗糙的部分可以通過(guò)凹形的凹陷而被形成，或者通過(guò)凸形的凸起而被形成、此外，也可以使用其中具有重復(fù)的不平整度的波浪形的表面。凸起部分可以使用例如光刻技術(shù)或全息照相術(shù)制成(例如在Sharp TechnologyReports,No.74,pp.16-9,Aug.1999中記載的用于形成粗糙的反射結(jié)構(gòu)的技術(shù))，并且也可以通過(guò)表面處理例如等離子體處理或刻蝕技術(shù)制成。此外，凸起部分也可以通過(guò)使用陰極(或基本電極)的膜淀積條件被自然地形成。
換句話說(shuō)，凸起部分的結(jié)構(gòu)可以是規(guī)則的或非規(guī)則的，但是其必須被這樣形成，使得能夠平均擴(kuò)散的反射(不規(guī)則的反射)。在本說(shuō)明中，其中按照上述形成有凸起部分的結(jié)構(gòu)被稱為紋理結(jié)構(gòu)。
此外，通過(guò)在和陰極接觸的其它薄膜中形成凸起，然后在其頂部形成陰極，可以在陰極的反射表面上形成凸起部分。具體地說(shuō)，日本專利申請(qǐng)公開No.Hei 9-69642和日本專利申請(qǐng)公開No.Hei 10-144927可被引用作為在鋁膜中形成凸起部分的方法。即，通過(guò)根據(jù)上述專利申請(qǐng)形成鋁膜，并通過(guò)在所述鋁膜的頂部疊置上陰極，便可以獲得具有凸起部分的陰極。
在附圖中

圖1表示EL顯示裝置的像素部分的截面結(jié)構(gòu)；圖2表示放大的EL元件；圖3A和圖3B表示EL顯示裝置的像素部分的頂面結(jié)構(gòu)和電路結(jié)構(gòu)；圖4A-4E表示用于制造有源陣列型EL顯示裝置的處理；圖5A-5D表示用于制造有源陣列型EL顯示裝置的處理；圖6A-6C表示用于制造有源陣列型EL顯示裝置的處理；圖7表示EL組件的外觀；圖8表示EL顯示裝置的電路方塊結(jié)構(gòu)；圖9是EL顯示裝置的像素部分的放大圖；圖10表示EL顯示裝置的試樣電路的元件結(jié)構(gòu)；圖11A、11B表示EL組件的外觀；
圖12A-12C表示用于制造接觸結(jié)構(gòu)的處理；圖13表示EL顯示裝置的像素部分的組成；圖14表示EL顯示裝置的像素部分的組成；圖15表示薄膜形成設(shè)備的外觀；圖16表示簡(jiǎn)單陣列型的EL顯示裝置的外觀；圖17A-17F表示電子設(shè)備的特定例子；圖18A-18E表示用于制造有源陣列型EL顯示裝置的處理；以及圖19A-19D表示用于制造有源陣列型EL顯示裝置的處理。
使用圖1-圖3B說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1。圖1所示是本發(fā)明的EL顯示裝置的像素部分的截面圖，而圖2是圖1的一部分的放大圖。圖3A是EL顯示裝置的頂視圖，圖3B是EL顯示裝置的電路圖。實(shí)際上，被設(shè)置成陣列形狀的多個(gè)像素構(gòu)成像素部分(圖像顯示部分)。注意在圖1和圖3中使用相同的標(biāo)號(hào)，因此每個(gè)圖都可以被方便地參考。此外，在圖3A的頂視圖中示出了兩個(gè)像素，但是兩個(gè)像素具有相同的結(jié)構(gòu)，因而只說(shuō)明其中的一個(gè)。
在圖1中，，標(biāo)號(hào)11表示底板；標(biāo)號(hào)12表示作為底涂層的絕緣膜(以后被稱為底膜)?？梢允褂貌ＡУ装濉⒉Ａ沾傻装?、石英底板、硅底板、陶瓷底板、金屬底板或者塑料底板(包括塑料膜)作為底板11。
作為底膜12，可以使用含硅的絕緣膜。注意在本說(shuō)明書中，“含硅的絕緣膜”指的是按照預(yù)定比例含有硅、氧和氮的絕緣膜，例如氧化硅膜、氮化硅膜或者是氮化氧化硅膜(用SiOxNy表示)。
其中，在一個(gè)像素中形成兩個(gè)TFT。標(biāo)號(hào)201表示作為開關(guān)元件的TFT(以后稱為開關(guān)TFT)；標(biāo)號(hào)202表示作為電流控制元件的TFT(以后稱為電流控制TFT)，用于控制流過(guò)EL元件的電流值。兩個(gè)TFT都是n溝道型的，但是也可以使用p溝道型的TFT。
開關(guān)TFT具有含有源區(qū)13、漏區(qū)14、LDD區(qū)15a-15d、高濃度雜質(zhì)區(qū)16和溝道形成區(qū)17a和17b的有源層；控制極絕緣膜18；控制極電極19a和19b；由氮化氧化硅膜構(gòu)成的保護(hù)膜20；第一中間層絕緣膜21；源極引線22；和漏極引線23。注意漏區(qū)14通過(guò)漏極引線23和電流控制TFT202的控制極電極35電氣相連。
此外，控制極電極19a和19b是雙控制極結(jié)構(gòu)的，并且除去雙控制極結(jié)構(gòu)之外，還有所謂的多控制極結(jié)構(gòu)，(一種包括具有相互串聯(lián)的兩個(gè)或多個(gè)溝道形成區(qū)的有源層的結(jié)構(gòu))，例如三控制極結(jié)構(gòu)可被采用。多控制極結(jié)構(gòu)對(duì)于減少關(guān)斷電流極為有效，因而作為像素的開關(guān)元件的一種極為有效的結(jié)構(gòu)。
有源層由含有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜構(gòu)成。即，可以使用一種晶體半導(dǎo)體膜，或者使用多晶半導(dǎo)體膜，或者使用微晶半導(dǎo)體膜。控制極絕緣膜18、保護(hù)膜20和第一中間層絕緣膜21可以由含硅的絕緣膜制成。此外，可以使用任何導(dǎo)電膜制造控制極電極19a，和19b、源極引線21或漏極引線22。
此外，在開關(guān)TFT201中，LDD區(qū)15a-15d被提供有不和控制極電極17a和17b重疊的被設(shè)置在LDD區(qū)和控制極電極之間的控制極絕緣膜18。這種結(jié)構(gòu)對(duì)于減少關(guān)斷電流值是非常有效的。
更希望在溝道形成區(qū)和LDD區(qū)之間提供一個(gè)偏置區(qū)(由具有和溝道形成區(qū)相同成分的半導(dǎo)體層構(gòu)成的區(qū)，對(duì)其不施加控制極電壓)，以便減少關(guān)斷電流。在具有兩個(gè)或多個(gè)控制極電極的多控制極結(jié)構(gòu)的情況下，在溝道形成區(qū)之間提供的高濃度雜質(zhì)區(qū)對(duì)于減少關(guān)斷電流值是有效的。
如上所述，通過(guò)使用多控制極結(jié)構(gòu)的TFT作為像素的開關(guān)元件201，可以實(shí)現(xiàn)具有足夠低的關(guān)斷電流值的開關(guān)元件。因而，即使不提供日本專利申請(qǐng)公開No.Hei 10-189252的圖2所示的電容器，電流控制TFT的控制極電壓也可以保持足夠的時(shí)間(在一個(gè)選擇點(diǎn)和下一個(gè)選擇點(diǎn)之間的時(shí)間間隔)。
這樣，便可以除去一般作為使有效發(fā)光區(qū)變窄的一個(gè)因素的電容器，因而可以擴(kuò)大有效發(fā)光區(qū)。這意味著可以提高EL顯示裝置的圖像質(zhì)量。
電流控制TFT202包括源區(qū)31、漏區(qū)32、包括LDD區(qū)33和溝道形成區(qū)34的有源層、控制極絕緣膜18、控制極電極35，保護(hù)膜20、第一中間層絕緣膜21、源極引線36和漏極引線37。雖然控制極電極35是單控制極結(jié)構(gòu)，但是也可以使用多控制極結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，開關(guān)TFT的漏極和電流控制TFT的控制極相連。具體地說(shuō)，電流控制TFT202的控制極電極35通過(guò)漏極引線(可以叫作連接引線)23和開關(guān)TFT201的漏極14電氣相連。源極引線36和電流源引線211相連。
雖然電流控制TFT202是用于控制被注入EL元件203的電流值的元件，但是從EL元件的劣化的觀點(diǎn)看來(lái)，不希望供給大量的電流。因而，為了阻止過(guò)量的電流流過(guò)電流控制TFT202，最好是把溝道長(zhǎng)度(L)設(shè)計(jì)得較長(zhǎng)。需要這樣進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得每個(gè)像素的電流為0.5-2微安(最好是1-1.5微安)。
由上述可見，如圖9所示，當(dāng)開關(guān)TFT的溝道長(zhǎng)度是L1(L1=Lla+Llb)，溝道寬度是W1，電流控制TFT的溝道長(zhǎng)度是L2，并且溝道寬度是W2時(shí)，最好是W1為0.1-5微米(一般為0.5-2微米)，W2是0.5-10微米(一般為2-5微米)。此外，最好L1為0.2-18微米(一般2-5微米)，并且L2為1-50微米(一般10-30微米)。不過(guò)，本發(fā)明不限于上述的數(shù)據(jù)。
此外，在開關(guān)TFT201中形成的LDD區(qū)的長(zhǎng)度(寬度)最好是0.5-3.5微米，一般為2.0-2.5微米。
此外，圖1所示的EL顯示裝置的特征還在于，在電流控制TFT202中，在漏區(qū)32和溝道形成區(qū)34之間提供有LDD區(qū)33，并且LDD區(qū)33包括一個(gè)和控制極電極35重疊的區(qū)域和一個(gè)不和控制極電極35重疊的區(qū)域，控制極絕緣膜18被設(shè)置在所述區(qū)域之間。
電流控制TFT202供給電流從而使EL元件203發(fā)光，并控制提供的電流量，以便能夠進(jìn)行層次顯示。因而，需要采取措施克服由于熱載流子的注入而引起的劣化，使得即使被供給電流，也不會(huì)發(fā)生劣化。當(dāng)顯示黑色時(shí)，雖然電流控制TFT202被關(guān)斷，但是如果此時(shí)關(guān)斷電流太高，則不可能進(jìn)行純黑的顯示，因而使對(duì)比度或其類似物降低。因而，需要抑制關(guān)斷電流值。
關(guān)于由于熱載流子的注入而引起的劣化，已知采用LDD區(qū)域和控制極電極重疊的結(jié)構(gòu)是非常有效的。不過(guò)，如果整個(gè)LDD區(qū)都和控制極電極重疊則關(guān)斷電流增加。因而，本申請(qǐng)人提出了一種新的結(jié)構(gòu)，提供一個(gè)不連續(xù)地和控制極電極重疊的LDD區(qū)，使得同時(shí)解決了熱載流子注入和關(guān)斷電流值的問題。
此時(shí)，最好是，和控制極電極重疊的LDD區(qū)域的長(zhǎng)度是0.1-3微米(一般為0.3-1.5微米)。如果該長(zhǎng)度太長(zhǎng)，則寄生電容太大，如果該長(zhǎng)度太短，則阻止熱載流子注入的效果不佳。此外，最好是，不和控制極電極重疊的LDD區(qū)的長(zhǎng)度是1.0-3.5微米(最好1.5-2.0微米)。如果該長(zhǎng)度太長(zhǎng)，則使得電流不足，如果該長(zhǎng)度太短，則降低關(guān)斷電流的效果不佳。
在上述結(jié)構(gòu)中，在控制極電極和LDD區(qū)域相互重疊的區(qū)域形成寄生電容。因而，最好在源極區(qū)域31和溝道形成區(qū)域34之間不提供這種區(qū)域。在電流控制TFT中，因?yàn)檩d流子(此處是電子)的流動(dòng)方向總是相同的，所以只要在漏極區(qū)域的一側(cè)提供LDD區(qū)域便足夠了。
此外，從控制電流量的觀點(diǎn)看來(lái)，使電流控制TFT202的有源層(特別是溝道形成區(qū)域)的膜的厚度較薄也是有效的(最好20-50nm，30-35nm更好)。減少電流值也使得重要的開關(guān)TFT201具有所需的效果。
標(biāo)號(hào)41表示第一鈍化膜，其膜厚可以是200-500nm(最好在300-400nm之間)?？梢允褂煤泄璧慕^緣膜(最好是氮化氧化硅膜或氮化硅膜)作為第一鈍化膜41的材料，其還具有保護(hù)被形成的TFT的作用。在最后在TFT上形成的EL層中通常含有移動(dòng)的離子例如堿金屬，并且第一鈍化膜41作為保護(hù)膜，使得移動(dòng)的離子不會(huì)進(jìn)入TFT側(cè)。
此外，通過(guò)使第一鈍化膜41具有熱輻射效應(yīng)，對(duì)于阻止EL層和TFT的劣化是有效的。下面給出的材料可以作為具有熱輻射效應(yīng)的材料含有由B(硼)，C(碳)，和N(氮)構(gòu)成的組中選出的至少一種元素以及由Al(鋁)，Si(硅)，和P(磷)構(gòu)成的組中選出的至少一種元素的絕緣膜。
例如，可以使用以氮化鋁(AlxNy)為代表的鋁的氮化物，以碳化硅(SixCy)為代表的硅的碳化物，以氮化硅(SixNy)為代表的硅的氮化物，以氮化硼(BxNy)為代表的硼的氮化物，或者以磷化硼(BxPy)為代表的硼的磷化物。以氧化鋁(AlxOy)為代表的鋁的氧化物具有20Wm-1k的導(dǎo)熱率，因而其被認(rèn)為是較好的材料之一。這些材料不僅具有上述的效果，而且可以防止?jié)駳鉂B入。注意在上述的材料中，x和y是任意的整數(shù)。
注意也可以使上述的化合物和另一個(gè)元素組合。例如，也可以使用通過(guò)在氧化鋁中加入氮而獲得的以AlNxOy表示的氮化氧化鋁。除去熱輻射效果之外，這種材料也具有防止?jié)駳饣驂A金屬滲入的效果。注意，在上述的氮化氧化鋁中，x和y是任意整數(shù)。
此外，可以使用日本專利申請(qǐng)公開Sho 62-90206中披露的材料。即，也可以使用含有Si,Al,N,O，或M的絕緣膜(M是至少一種稀土元素，最好是從鈰Ce，鐿Yb，釤Sm，鉺Er，釔Y，鑭La，釓Gd，鏑Dy，釹Nd中選擇的至少一種元素)。這些材料除去熱輻射效應(yīng)之外，也具有防止?jié)駳饣驂A金屬滲入的效果。
此外，還可以使用至少含有鉆石薄膜或者無(wú)定形碳膜的碳膜(特別是具有接近鉆石的所謂鉆石狀的碳或其類似物的特性的膜)。這些材料具有非常高的導(dǎo)熱率因而作為熱輻射層是非常有效的。
注意因?yàn)榈谝烩g化膜41的主要目的是要保護(hù)TFT不受堿金屬或其類似物的浸入，所以所述的膜必須不妨礙所述效果。因而，雖然可以單獨(dú)使用由具有上述的熱輻射效果的材料制成的薄膜，所以把所述薄膜疊放在絕緣膜(一般為氮化硅膜(SixNy)或氮化氧化硅膜(SiOxNy))上是有效的。注意在氮化硅膜或氮化氧化硅膜中，x和y是任意整數(shù)。
第二中間層絕緣膜(也叫做拉平膜)被形成在第一鈍化膜41上，并拉平由于TFT而形成的臺(tái)階。最好使用有機(jī)樹脂膜作為第二中間層絕緣膜42，并且可以使用例如聚酰亞胺、聚酰胺、丙烯酸和BCB(苯環(huán)丁烯)。當(dāng)然也可以使用無(wú)機(jī)膜，只要能夠充分拉平即可。
此外，標(biāo)號(hào)43表示由以鋁為主要成分的材料(鋁的比例在50-99.9％之間)制成的像素電極，并在其表面上形成凸起部分。標(biāo)號(hào)44表示由含有堿金屬或堿土金屬的金屬模制成的陰極。陰極44被這樣形成，使得在這一點(diǎn)上跟蹤像素電極43的凸起部分，因而在陰極44的表面內(nèi)也形成有凸起部分45。
一種含有0.1-6.0重量％(最好為0.5-2.0重量％)的硅(Si)，鎳(Ni)，或銅(Cu)的鋁膜可被用作像素電極43。
作為陰極44，使用一種含有Mg，Li，或Ca的低逸出功的材料。最好是，使用由MgAg制成的電極(Mg∶Ag=10∶1)。此外，可以使用MgAg/Al電極，Li/Al電極，和LiF/Al電極。
下面詳細(xì)說(shuō)明凸起部分45。在圖1中由標(biāo)號(hào)204表示的區(qū)域的放大的視圖示于圖2的放大的圖中。如圖2所示，取凸起部分45之間的間距為x，最好設(shè)置x=0.05到1微米(0.3-0.8微米更好)。換句話說(shuō)，通過(guò)設(shè)置凸起部分45的間距接近等于可見光的波長(zhǎng)，可以使得有效地發(fā)生反射光的漫反射(不規(guī)則的反射)。
此外，當(dāng)凸起部分45被制成圖2所示的山形時(shí)，最好設(shè)置由平行于底板表面(在其上形成有薄膜的底板的表面)的直線和凸起部分45形成的角θ為30-70度(最好50-60度)。
此外，在具有凸起部分45的陰極44上形成EL層46。EL層46通過(guò)使用已知的材料和結(jié)構(gòu)制成。即，EL層可以只由一層發(fā)光層構(gòu)成，也可以使用包括空穴輸送層和發(fā)光層的結(jié)構(gòu)制成，或者使用包括空穴輸送層、發(fā)光層和電子輸送層的結(jié)構(gòu)制成。
此外，EL層46的材料可以是低分子量材料或高分子量材料(聚合物)。不過(guò)，使用可以由容易的膜淀積方法例如旋轉(zhuǎn)涂敷方法制成的高分子量材料效果較好。
圖1的結(jié)構(gòu)是使用單色光發(fā)射系統(tǒng)的情況的一個(gè)例子，其中形成相應(yīng)于RGB中任何一個(gè)的一種EL元件。雖然圖2只示出了一個(gè)像素，但是可以以陣列的形式在像素部分排列具有相同結(jié)構(gòu)的多個(gè)像素。注意可以采用已知的材料作為相應(yīng)于RGB中任何一個(gè)的EL層。
除去上述系統(tǒng)之外，通過(guò)使用以下幾種系統(tǒng)可以制成彩色顯示器發(fā)射白光的EL元件和彩色濾光器組合的系統(tǒng)，發(fā)射藍(lán)光的或藍(lán)綠光的EL元件和熒光材料組合使用的系統(tǒng)，相應(yīng)于RGB的EL元件被疊置的系統(tǒng)等。當(dāng)然，通過(guò)利用一層發(fā)白光的EL層也可以制成黑白顯示器。
在EL層46上形成有由透明的導(dǎo)電膜和第二鈍化膜48構(gòu)成的陽(yáng)極47。可以使用氧化銦和氧化錫的化合物膜(被稱為ITO膜)或者氧化銦和氧化鋅的化合物膜作為透明的導(dǎo)電膜。氧化錫或氧化鋅在相對(duì)于氧化銦的重量比為5-20％的條件下被混合。此外，也可以使用和第一鈍化層41相同的材料作為第二鈍化層48。
本實(shí)施例的EL顯示裝置包括具有圖1所示的結(jié)構(gòu)的像素，并且在像素中設(shè)置有具有和功能相應(yīng)的不同結(jié)構(gòu)的TFT。這樣，可以形成具有足夠低的關(guān)斷電流值的開關(guān)TFT和能夠有效地克服在同一像素中的熱載流子注入的電流控制TFT，因而可以獲得具有高可靠性和高的圖像顯示質(zhì)量(具有高的操作性能)的EL顯示裝置。
實(shí)施方式2
在實(shí)施方式2中的一個(gè)陣列型的EL顯示裝置中使用本發(fā)明的例子如圖16所示。在圖16中，標(biāo)號(hào)1601表示底板，標(biāo)號(hào)1602a表示添加有硅的鋁膜，1602b表示在鋁膜1602a上相繼形成的由鋰的氟化物膜制成的陰極。由這些膜層疊對(duì)準(zhǔn)而形成的電極1602呈條紋形。此處把電極1602稱為第一電極。
在實(shí)施方式2中，鋁膜1602a被如此設(shè)置，使得在其表面上由于在膜淀積時(shí)的步驟而形成有凸起部分，并且沿著在基本膜鋁膜1602a中形成的凸起部分在鋰的氟化物膜制成的陰極1602b的表面內(nèi)形成有凸起部分1603。
在電極1602上利用低分子量的有機(jī)材料或高分子量的有機(jī)材料制成EL層1604。并在1604層上形成由透明的導(dǎo)電膜制成的多個(gè)陽(yáng)極1605。陽(yáng)極1605相對(duì)于第一電極1602被垂直地形成，并被對(duì)準(zhǔn)而形成條紋圖形。此處電極1605被稱為第二電極。
這樣，由第一電極1602和第二電極1605形成一個(gè)陣列，并且在第一電極(陰極)、EL層、和第二電極(陽(yáng)極)交叉的部分形成EL元件。然后在第一電極1602和第二電極1605上施加一個(gè)預(yù)定電壓，因而使EL層1604發(fā)光。
在不發(fā)光的部分中，陰極1602b的表面在這一點(diǎn)上是可見的，但是外部光被凸起部分1603漫反射，因此觀察者的面部和場(chǎng)景不會(huì)被反射。換句話說(shuō)，不需要使用橢圓膜之類，因而可以降低EL顯示裝置的制造成本。
實(shí)施例1下面使用圖4A-6C說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。此處說(shuō)明像素部分、在多個(gè)像素部分中形成的驅(qū)動(dòng)電路部分的TFT的同時(shí)制造方法。注意，為了簡(jiǎn)明，示出了CMOS電路作為驅(qū)動(dòng)電路的基本電路。
首先，如圖4A所示，在玻璃底板300上形成厚度為300nm的底膜301。在實(shí)施例1中氧化硅的氮化物膜被層疊而形成底膜301。最好在接觸玻璃底板300的膜中設(shè)置氮的濃度為10-25重量％。
此外，作為底膜301的一部分，提供由和圖2所示的第一鈍化膜41相同的材料制成的絕緣膜是有效的。電流控制TFT易于產(chǎn)生熱量，因?yàn)槠淞鬟^(guò)大的電流，因而在盡可能接近的位置提供具有熱輻射效果的絕緣膜是有效的。
接著，利用已知的淀積方法在底膜301上形成厚度為50nm的無(wú)定形硅膜(圖中未示出)。注意不必把其限制于無(wú)定形硅膜，也可以形成其它的膜，只要它是含有無(wú)定形結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜即可(包括微晶半導(dǎo)體膜)。此外，含有無(wú)定形結(jié)構(gòu)的合成半導(dǎo)體膜例如無(wú)定形硅鍺膜也可以使用。此外，膜的厚度可以處于20-100nm之間。
然后，借助于已知的方法使無(wú)定形硅膜結(jié)晶，從而形成晶體硅膜(也叫做多晶硅膜或多硅膜)302?，F(xiàn)有的結(jié)晶方法有使用電爐的熱結(jié)晶、使用激光的激光退火結(jié)晶、使用紅外燈的紅外燈退火結(jié)晶。在實(shí)施例1中使用來(lái)自受激準(zhǔn)分子激光器的光實(shí)現(xiàn)結(jié)晶，其中利用XeCl氣體。
注意，在實(shí)施例1中使用被形成直線形的脈沖發(fā)射型受激準(zhǔn)分子激光，但是也可以使用矩形的，并且也可以使用連續(xù)發(fā)射的氬激光和連續(xù)發(fā)射的受激準(zhǔn)分子激光。
在本實(shí)施例中，雖然使用晶體硅膜作為TFT的有源層，但是也可以使用無(wú)定形硅膜。不過(guò)，為了通過(guò)借助于使電流控制TFT的面積盡可能小而增加像素的打開速度，使用容易流通電流的晶體硅膜是有利的。
注意由無(wú)定形硅膜形成其中需要減少關(guān)斷電流的開關(guān)TFT的有源層，并且由晶體硅膜形成電流控制TFT的有源層是有效的。電流在無(wú)定形硅膜中流動(dòng)是困難的，這是因?yàn)檩d流子的可動(dòng)性是低的，因而關(guān)斷電流不容易流動(dòng)。換句話說(shuō)，可以充分利用不易流通電流的無(wú)定形硅膜和容易流通電流的晶體硅膜的優(yōu)點(diǎn)。
接著，如圖4B所示，利用具有厚度為130nm的氧化硅膜在晶體硅膜302上形成保護(hù)膜303。所述膜厚可以在100-200nm的范圍內(nèi)選擇(最好在130-170nm之間)。此外，也可以使用其它的膜，只要是含有硅的絕緣膜即可。保護(hù)膜303被這樣形成，使得晶體硅膜在添加雜質(zhì)期間不被直接地暴露在等離子體下，并且使得能夠控制雜質(zhì)的濃度。
然后，在保護(hù)膜303上形成光刻膠掩模304a，304b，并添加給予n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素(以后稱為n型雜質(zhì)元素)。注意一般使用周期表15族中的元素作為n型雜質(zhì)元素，并且通常使用磷或砷。注意可以使用等離子體摻雜方法，其中磷(PH3)是受激的等離子體，不用物質(zhì)分離(without separation of mass)，并且在實(shí)施例1中添加的磷的濃度為1×1018原子/cm3。當(dāng)然也可以使用離子植入方法，其中進(jìn)行物質(zhì)分離。
如此調(diào)整劑量，使得由所述處理形成n型雜質(zhì)元素以2×1016-5×1019原子/cm3(一般為5×1017-5×1018原子/cm3)被包含在n型雜質(zhì)區(qū)305和306中。
接著，如圖4C所示，除去保護(hù)膜303，并對(duì)添加的周期表中第15族的元素進(jìn)行活化?？梢允褂靡阎幕罨夹g(shù)作為活化方法，在實(shí)施例1中利用照射受激準(zhǔn)分子激光進(jìn)行活化。當(dāng)然，脈沖發(fā)射型受激準(zhǔn)分子激光和連續(xù)發(fā)射型受激準(zhǔn)分子激光都可以使用，并且不需要附加任何限制。其目的是使添加的雜質(zhì)元素活化，并且最好在不會(huì)使晶體硅膜熔化的能量下進(jìn)行活化。注意也可以在適當(dāng)位置在具有保護(hù)膜303的情況下進(jìn)行活化。
也可以和用激光進(jìn)行雜質(zhì)元素的同時(shí)利用熱處理進(jìn)行活化。當(dāng)由熱處理進(jìn)行活化時(shí)，考慮到底板的熱阻，最好在450-550℃的量級(jí)下進(jìn)行。
n型雜質(zhì)區(qū)305和306的邊界部分，即其和在n型雜質(zhì)區(qū)305、306的周邊中存在的并且沒有添加n型雜質(zhì)的區(qū)域的邊界部分(連接部分)通過(guò)這種處理被劃出。這意味著，在以后完成TFT時(shí)，可以在LDD區(qū)域和溝道形成區(qū)域之間形成極好的連接。
接著除去不需要的晶體硅膜部分，如圖4D所示，因而形成島形半導(dǎo)體膜307-310(以后被稱為有源層)。
接著，如圖4E所示，形成蓋住有源層307-310的控制極絕緣膜311?？梢允褂煤泄璧暮穸葹?0-200nm最好為50-150nm的絕緣膜作為控制極絕緣膜311?？梢允褂脝螌咏Y(jié)構(gòu)和多層結(jié)構(gòu)。在實(shí)施例1中使用110nm厚的氧化的氮化硅膜。
接著形成厚度為200-400nm的導(dǎo)電膜，并被形成圖形，從而形成控制極電極312-316。當(dāng)需要時(shí)，可以形成單層導(dǎo)電膜作為控制極電極312-316，最好形成兩層或三層的絕緣膜。所有已知的導(dǎo)電膜都可以用作控制極電極材料。
一般地，可以使用從Ta,Ti,Mo,W,Cr,和Si中選擇的元素制成的膜、由上述元素的氮化物制成的膜(一般為氮化鉭膜，氮化鎢膜，或氮化鈦膜)、上述元素組合的合金膜(一般為Mo-W合金，Mo-To合金)或者上述元素的硅化物膜(一般為硅化鎢膜，硅化鈦膜)。當(dāng)然，這些膜可被單層或多層地使用。
在本實(shí)施例中，使用厚度為50nm的氮化鎢(WN)的多層膜和厚度為350nm的鎢(W)膜。這些膜可以通過(guò)濺射方法形成。當(dāng)惰性氣體Xe,Ne或其類似物作為濺射氣體被加入時(shí)，可以阻止由于應(yīng)力而引起的膜的剝離。
此時(shí)，如此形成控制極電極313和316，使得其分別和n型雜質(zhì)區(qū)域305和306的一部分重疊，從而把控制極絕緣膜311夾在中間。這個(gè)重疊的部分以后成為和控制極電極重疊的LDD區(qū)域。
接著，利用控制極電極312-316作為掩模以自調(diào)整的方式加入n型雜質(zhì)元素(在實(shí)施例1中使用磷)，如圖5A所示。所加入的添加劑被這樣調(diào)整，使得被這樣形成的雜質(zhì)區(qū)域317-323中磷的濃度是雜質(zhì)區(qū)域305和306的磷的濃度的1/10到1/2(一般為1/4到1/3之間)。特別是，最好在1×1016到5×1018原子/cm3(一般為3×1017到3×1018原子/cm3)。
接著形成光刻膠掩模324a-324d，其形狀使得蓋住控制極電極等，如圖5B所示，并添加n型雜質(zhì)元素(在實(shí)施例1中是磷)，從而形成含有高濃度的磷的雜質(zhì)區(qū)域325-331。此處也使用磷(PH3)進(jìn)行離子摻雜，并被如此調(diào)節(jié)，使得在這些區(qū)域的磷的濃度為1×2020到1×1021原子/cm3通過(guò)這種處理形成n溝道TFT的源極區(qū)域或漏極區(qū)域，并在開關(guān)TFT中，保留由圖5A的處理形成的n型雜質(zhì)區(qū)域320-322的部分。這些保留的區(qū)域相應(yīng)于圖1中的開關(guān)TFT的LDD區(qū)域15a-15d。
接著，如圖5C所示，除去光刻膠掩模324a-324d，并形成新的光刻膠掩模332。然后加入p型雜質(zhì)元素(實(shí)施例1中使用硼)，從而形成含有高濃度的硼的雜質(zhì)區(qū)域333和334。此處通過(guò)使用乙硼烷進(jìn)行離子摻雜而形成的雜質(zhì)區(qū)域333和334中的硼的濃度為3×1020到3×1021原子/cm3(一般為3×1020到1×1021原子/cm3)。
注意已經(jīng)被添加到雜質(zhì)區(qū)域333和334的磷的濃度為1×1020到1×1021原子/cm3，但是此處加入的硼的濃度至少是磷的3倍。因此，已經(jīng)形成的n型雜質(zhì)區(qū)域完全轉(zhuǎn)換為p型的，因而作為p型雜質(zhì)區(qū)域。
接著，在除去光刻膠掩模332之后，形成絕緣膜(保護(hù)膜)335，用于保護(hù)控制極。形成絕緣膜335是為了阻止控制極電極由于在以后進(jìn)行的熱處理期間的氧化而引起電阻值的增加?？梢孕纬珊穸葹?0-300nm(一般為100-200nm)的含有硅的絕緣膜作為絕緣膜335。(見圖5D)。
接著激活添加到有源層的各種濃度的n型和p型雜質(zhì)元素?？梢允褂脿t子退火、激光退火、燈退火或者這些處理的組合作為活化方法。在實(shí)施例1中，在電爐中在550℃的氮?dú)庵羞M(jìn)行4小時(shí)的熱處理(電爐退火)。
接著形成第一中間層絕緣膜336，如圖6A所示。使用含有硅的單層絕緣膜作為第一中間層絕緣膜336，同時(shí)一種多層膜可以被組合用于其間。此外可以使用的膜的厚度為400nm-1.5μm。在實(shí)施例1中使用在200nm厚的氧化的氮化硅膜上的厚度為800nm的氧化硅膜的多層結(jié)構(gòu)。
此外，在含有3-100％的氫氣的300-450℃的環(huán)境中進(jìn)行1-12小時(shí)的熱處理，從而進(jìn)行氫化處理。這是一種通過(guò)利用熱激活的氫使半導(dǎo)體膜中的懸掛鍵進(jìn)行氫氣終止的處理。也可以進(jìn)行等離子體氫化(使用由等離子體激活的氫氣)作為另外一種氫化方法。
注意氫化步驟也可以在形成第一中間層絕緣膜336期間被插入。即可以在形成200nm厚的氧化的氮化硅膜之后進(jìn)行上述的氫化處理，然后，可以形成剩余的800nm厚的氧化硅膜。
接著，在第一中間層絕緣膜336中形成連接孔，并形成源極引線337-340和漏極引線341-343。在本實(shí)施例中，該電極由3層結(jié)構(gòu)的多層膜構(gòu)成，其中利用濺射方法連續(xù)形成100nm厚的鈦膜、300nm厚的含有鈦的鋁膜、和150nm厚的鈦膜。當(dāng)然，也可以使用其它的導(dǎo)電膜。
接著形成厚度為50-500nm(一般200-300nm)的第一鈍化膜344。在實(shí)施例1中使用300nm厚的氧化的氮化硅膜作為第一鈍化膜344。這也可以利用氮化硅膜代替。當(dāng)然可以使用和圖1的第一鈍化膜41相同的材料。
注意在形成氧化的氮化硅膜之前使用含有氫的例如H2或NH3等氣體進(jìn)行等離子體處理是有效的。用這種處理激活的氫被供給第一中間層絕緣膜336，并通過(guò)進(jìn)行熱處理可以改善第一鈍化膜344的膜的質(zhì)量。與此同時(shí)，對(duì)第一中間層絕緣膜336加入的氫擴(kuò)散到下側(cè)，因而有源層可以被有效地氫化。
接著，如圖6B所示，形成由有機(jī)樹脂制成的第二中間層絕緣膜346。作為有機(jī)樹脂，可以使用聚酰亞胺、聚酰胺、丙烯酸和BCB(苯環(huán)丁烯)或其類似物。特別是，因?yàn)榈诙虚g層絕緣膜345主要用于矯平，所以最好使用矯平性能良好的丙烯酸。在本例中，形成其厚度足以矯平由TFT形成的臺(tái)階部分的丙烯酸膜。合適的厚度為1-5微米(更好為2-4微米)。
接著，對(duì)第二中間層絕緣膜345和第一中間層絕緣膜344進(jìn)行刻蝕，從而形成通過(guò)漏極引線343的接觸孔，并形成像素電極346。在實(shí)施例1中，使用含有1重量％的硅的鋁膜作為像素電極346。通過(guò)在50-200℃(最好70-150℃)的底板溫度下進(jìn)行濺射對(duì)所述鋁膜進(jìn)行淀積而形成在其表面上具有凸起部分的鋁膜。注意也可以對(duì)濺射氣體附加0.1-5％的濕氣。
這樣可以形成在其表面上具有凸起部分的像素電極346。在這種情況下，凸起部分的圖形是不規(guī)則的，但是其目的是為了對(duì)光進(jìn)行漫反射(不規(guī)則的反射)，因而不規(guī)則性尤其不是問題。
如果需要形成規(guī)則的凸起部分，則像素電極的表面被形成圖形，然后再形成凸起部分，或者使用在第二中間層絕緣膜345的表表面上形成圖形的方法，形成凸起部分，然后在凸起部分上形成像素電極。此外，當(dāng)使用通過(guò)利用定向特性能夠選擇性地進(jìn)行刻蝕的材料作為像素電極346的材料時(shí)，通過(guò)利用刻蝕劑進(jìn)行表面處理，從而暴露特定定向的表面，可以容易地獲得凸起部分。例如在硅表面上形成坑的技術(shù)一般被稱為選擇刻蝕技術(shù)。
接著形成厚度為120nm的MgAg電極。膜厚可以從80到200nm(一般為100-150nm)。此外，如實(shí)施方式1所述，也可以使用LiF/Al電極(一種氟化鋰膜和鋁膜的多層膜)。在這種情況下，最好使用逸出功小的材料。
此時(shí)，沿著在像素電極346的表面內(nèi)形成的凸起部分形成陰極347，因此，陰極347在其表面上也具有凸起部分。觀察者的面部在顯示部分被反射的問題是由于在陰極表面上的反射所致，通過(guò)在陰極表面上形成凸起部分并產(chǎn)生漫反射(不規(guī)則的反射)，可以解決這類問題。
接著利用汽化形成EL層348。在實(shí)施例1中，利用空穴輸送層和發(fā)射層的兩層結(jié)構(gòu)作為EL層(在附圖中所示為一層)，但是有時(shí)也形成空穴注入層、電子注入層或電子輸送層。這種類型的組合的許多例子已有報(bào)道，這些方法也可以使用。
此外，必須完全避免附著在EL層348和陰極347的界面上的濕氣，尤其是氧氣。這是因?yàn)镋L層348容易被氧化而變劣。因而，通過(guò)利用汽化而不間斷真空連續(xù)地形成陰極47和EL層348。特別是，首先形成厚度為50nm的3-(8-羥基喹啉脂)鋁(被稱為Alq)作為發(fā)射層，在發(fā)射層上形成厚度為70nm的TPD(三苯胺的衍生物)作為空穴輸送層。這樣形成兩層結(jié)構(gòu)的EL層。
注意在實(shí)施例1中示出了使用低分子量的有機(jī)材料形成EL層的例子，但是也可以使用高分子量的有機(jī)材料。此外，任何已知的結(jié)構(gòu)(多層結(jié)構(gòu)或單層結(jié)構(gòu))也可以用作EL層結(jié)構(gòu)。
這樣便獲得圖6B所示的結(jié)構(gòu)。在這種狀態(tài)下，EL層148被露出，因此重要的是把底板置于充有惰性氣體的環(huán)境中，例如氮?dú)饣蛸F重的氣體中。然后在不被暴露于大氣的情況下把底板輸送到濺射設(shè)備中，并且由透明的導(dǎo)電膜制成陽(yáng)極349。膜厚可以被設(shè)置為100-200nm。
公知的材料例如ITO(氧化銦和氧化錫的化合物)或者氧化銦和氧化鋅的化合物可被用作透明的導(dǎo)電膜。也可以在氧化銦和氧化鋅化合物中添加鉀。
此外，在實(shí)施例1中在陽(yáng)極349上形成由含有硅的絕緣膜制成的第二鈍化膜350。第二鈍化膜350最好也在不間斷真空的條件下被連續(xù)地形成。在實(shí)施例1中形成300nm厚的氮化硅膜作為第二鈍化膜350。
用這種方式，便制成了圖6C所示的結(jié)構(gòu)的有源陣列型EL顯示裝置。在本實(shí)施例的有源陣列型EL顯示裝置中，具有最佳結(jié)構(gòu)的TFT不僅被設(shè)置在像素部分，而且被設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電路部分，因而獲得了非常高的可靠性，同時(shí)也改善了操作特性。
首先，使用具有這樣的結(jié)構(gòu)的TFT作為構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路的CMOS電路的n溝道TFT205，所述結(jié)構(gòu)能夠減少熱裁流子注入，使得盡可能不降低其操作速度。注意此處的驅(qū)動(dòng)電路包括移位寄存器、緩沖器、電平變換器、采樣電路(采樣和保持電路)及其類似電路。在利用數(shù)字驅(qū)動(dòng)的情況下，還可以包括信號(hào)轉(zhuǎn)換電路例如D/A轉(zhuǎn)換器。
在本實(shí)施例的情況下，如圖6C所示，n溝道205的有源層包括源極區(qū)域355，漏極區(qū)域356，LDD區(qū)域357和溝道形成區(qū)域358，并且LDD區(qū)域357和控制極電極313重疊，使得控制極絕緣膜311置于其間。
考慮不降低操作速度是只在漏極區(qū)域側(cè)形成LDD區(qū)域的原因。在這種n溝道TFT205中，不需要擔(dān)心關(guān)斷電流值太大，應(yīng)當(dāng)關(guān)注的是操作速度。因而，需要使LDD區(qū)域和控制極電極完全重疊，以便把電阻分量減到最小。即，最好是消除所謂的偏移。
此外，CMOS電路的p型TFT206的有源層包括源極區(qū)域359，漏極區(qū)域360，和溝道形成區(qū)域361，特別是，不形成LDD區(qū)域?？紤]到即使利用這種結(jié)構(gòu)對(duì)于p溝道TFT由于熱載流子的注入而引起的劣化不會(huì)成為大的問題，不過(guò)也可以通過(guò)形成和n溝道TFT205類似的LDD區(qū)域來(lái)阻止熱載流子的注入。
注意，在驅(qū)動(dòng)電路當(dāng)中，采樣電路和其它的采樣電路相比有些特殊，這在于在溝道形成區(qū)域中沿著兩個(gè)方向流過(guò)大的電流。即，源極區(qū)域和漏極區(qū)域的作用被互換了。此外，需要控制關(guān)斷電流值使其盡可能小，因此，最好在采樣電路中使用在開關(guān)TFT和電流控制TFT中間等級(jí)功能的TFT。在實(shí)施例1中，使用n溝道型TFT207和p溝道型TFT208的組合，如圖10所示。
在形成采樣電路的n溝道TFT207中，LDD區(qū)域801a和801b的一部分通過(guò)控制極絕緣膜802和控制極電極803重疊，如圖10所示。其效果和所述的電流控制TFT202的效果相同，并且對(duì)于采樣電路的情況，其不同之點(diǎn)在于LDD區(qū)域801a，801b被制成把溝道形成區(qū)域804夾在中間的形狀。
實(shí)際上，當(dāng)完成圖6C所示的狀態(tài)時(shí)，最好利用封裝構(gòu)件例如具有高的氣密性和低的透氣性的保護(hù)膜(多層膜、紫外線處理的樹脂膜等)或者密封材料進(jìn)行封裝(密封)，從而阻止暴露在外部空氣中。此時(shí)，當(dāng)密封部件的內(nèi)部具有惰性氣體時(shí)，或者在所述內(nèi)部設(shè)置有濕氣吸附劑時(shí)，EL層的可靠性(壽命)便被改善了。
在例如通過(guò)封裝處理使氣密性提高之后，一個(gè)用于連接從在底板上形成的元件或電路伸出的端子和外部信號(hào)端子的連接器(柔性印刷電路FPC)被連接，從而制成了產(chǎn)品。在本說(shuō)明中，被制成的具有可以交貨的狀態(tài)的EL顯示裝置被稱為EL組件。
下面參照?qǐng)D7的透視圖說(shuō)明本實(shí)施例的有源陣列型EL顯示裝置的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的有源陣列型EL顯示裝置由像素部分602、控制極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路603、和被形成在玻璃底板601上的源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路604構(gòu)成。像素部分的開關(guān)TFT605是n溝道TFT，并被設(shè)置在和控制極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路603相連的控制極引線606和與源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路604相連的源極引線607的交點(diǎn)。開關(guān)TFT605的漏極和電流控制TFT608的控制極相連。
此外，電流控制TFT608的源極側(cè)和電源引線609相連。利用本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，電源引線609和電流控制TFT608相連，并且電流控制TFT608的漏極和EL元件610相連。
如果電流控制TFT608是n溝道TFT，則EL元件610的陰極和漏極電氣相連。此外，對(duì)于使用p溝道TFT的電流控制TFT608的情況，EL元件610的陽(yáng)極和漏極電氣相連。
用于向驅(qū)動(dòng)電路輸送信號(hào)的輸入引線(連接引線)612和613以及和電流源引線609相連的輸入引線614被提供在FPC611中作為外部輸入、輸出端子。
圖7所示的EL顯示裝置的電路結(jié)構(gòu)的例子如圖8所示。本實(shí)施例的EL顯示裝置包括源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路701，控制極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路(A)707，控制極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路(B)711和像素部分706。注意在本說(shuō)明中，術(shù)語(yǔ)驅(qū)動(dòng)電路包括源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路和控制極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路。
源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路701具有移位寄存器702，電平變換器703，緩沖器704，和采樣電路(采樣和保持電路)705?？刂茦O側(cè)驅(qū)動(dòng)電路(A)707具有移位寄存器708，電平變換器709，和緩沖器710。控制極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路(B)711也具有相同的結(jié)構(gòu)。
其中，移位寄存器702和708分別具有5-16V(一般為10V)的驅(qū)動(dòng)電壓，在圖6C中由205表示的結(jié)構(gòu)適用于在構(gòu)成所述電路的CMOS電路中使用的n溝道TFT。
此外，對(duì)于每個(gè)電平變換器703和709以及緩沖器704和710，和移位寄存器類似，包括圖6C的n溝道TFT205的CMOS電路是合適的。注意使控制極引線具有多控制板結(jié)構(gòu)例如雙控制極結(jié)構(gòu)或3控制極結(jié)構(gòu)對(duì)于改善每個(gè)電路的可靠性是合適的。
此外，因?yàn)樵礃O區(qū)域和漏極區(qū)域被換位，所以需要減少關(guān)斷電流值，包括圖10所示的n溝道TFT207的CMOS電路用于采樣電路705是合適的。
在像素部分706中，設(shè)置具有圖1所示的結(jié)構(gòu)的像素。
上述結(jié)構(gòu)可以容易地通過(guò)按照?qǐng)D4-6所示的制造步驟制造TFT來(lái)實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)施例中，雖然只示出了像素部分和驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)，但是如果使用本實(shí)施例的制造步驟，可以在同一底板上形成除驅(qū)動(dòng)電路之外的邏輯電路，例如信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、運(yùn)算放大器電路、γ校正電路或其類似電路，此外，據(jù)信可以形成存儲(chǔ)器部分、微處理器或其類似電路。
下面參照?qǐng)D11A和圖11B說(shuō)明包括封裝構(gòu)件的本實(shí)施例的EL組件。注意在需要時(shí)，將引用圖7和圖8使用的標(biāo)號(hào)。
像素部分1101、源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路1102、和控制極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路1103被形成在底板(包括在TFT下方的底膜)1100上。來(lái)自各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的通過(guò)輸入輸出引線612-614引向FPC611的各個(gè)引線和外部設(shè)備相連。
此時(shí)，用這樣的方式形成密封材料，使得至少包圍像素部分，最好包圍驅(qū)動(dòng)器電路和像素部分。注意具有一個(gè)凹陷部分使得可以包圍住元件部分的板形材料可以用作密封材料1104，并且也可以使用板形的紫外線硬化的樹脂。當(dāng)使用具有凹陷部分從而能夠包圍住元件部分的金屬板作為密封材料1104時(shí)，則通過(guò)黏合劑1105把密封材料1104固定在底板1100上，從而在密封材料1104和底板1100之間形成一個(gè)氣密的空間。在這一點(diǎn)上，EL元件處于被完全封閉在氣密空間中的狀態(tài)，因而完全和大氣隔離。
一種板形材料例如無(wú)定形玻璃(例如硼硅酸鹽玻璃或石英玻璃)、結(jié)晶玻璃和陶瓷玻璃可以用作密封材料1104，也可以使用有機(jī)樹脂(例如丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、聚碳酸酯樹脂或環(huán)氧樹脂)和硅酮樹脂。不論使用哪一種樹脂，當(dāng)制造如實(shí)施例1所述的具有在反射側(cè)輸出光的底板的EL顯示裝置時(shí)，密封材料1104必須是透明的。
作為黏合劑1105的材料，可以使用環(huán)氧樹脂黏合劑，丙烯酸樹脂黏合劑或類似的黏合劑。此外，也可以使用熱塑樹脂或光塑樹脂作為黏合劑。不過(guò)，需要使用能夠最大限度地阻止氧和濕氣透過(guò)的材料。
此外，在密封材料和底板1100之間的間隙1106最好填充惰性氣體(例如氬、氦或氮)。此外，這并不限于氣體，也可以使用透明的惰性液體。在間隙1106中填充干燥劑也是有效的?？梢允褂迷谌毡緦＠暾?qǐng)公開9-148066中披露的干燥劑。一般可以使用鋇的氧化物。
此外，在具有各個(gè)絕緣的EL元件的像素區(qū)域中形成多個(gè)像素，如圖11B所示，并且所有這些像素以陽(yáng)極1107作為公共電極。這里，可以只在像素部分形成陰極和EL層；在驅(qū)動(dòng)器電路上不需要形成陰極和EL層。當(dāng)然，在驅(qū)動(dòng)器電路上形成它們是沒有問題的，但是考慮到在EL層中包括堿金屬，所以最好不在驅(qū)動(dòng)器電路上形成它們。注意EL層相對(duì)于濕氣的抵抗力較弱，并且不能形成圖形，因此可以使其通過(guò)使用蔭罩利用汽化被選擇地形成。
還注意陽(yáng)極1107和標(biāo)號(hào)1108表示的區(qū)域中的輸入輸出引線1109相連。輸入輸出引線1109是用于向陽(yáng)極1107提供固定電壓(地電壓，在實(shí)施例1中為0V)的電源引線，其通過(guò)導(dǎo)電膏材料1110和FPC電氣相連。
下面參照?qǐng)D12A-12C說(shuō)明用于實(shí)現(xiàn)區(qū)域108中的接觸結(jié)構(gòu)的制造方法。
首先，按照本實(shí)施例的步驟獲得圖6A所示的狀態(tài)。此時(shí)，在底板的端部(在圖11B中由1108表示的區(qū)域)，第一中間層絕緣膜336和控制極絕緣膜311被除去，并在其上形成輸入輸出引線1109。當(dāng)然，同時(shí)形成圖6A的源極引線和連接引線(圖12A)。
接著，當(dāng)刻蝕在圖6B中的第二中間層絕緣膜345和第一鈍化膜344時(shí)，除去由標(biāo)號(hào)1201表示的區(qū)域，并形成敞開的部分1202。(圖12B)。
在此狀態(tài)下，在像素部分中進(jìn)行形成EL元件的處理(用于形成像素電極、EL層和陰極的處理)。用這樣的方式使用掩模材料，使得在圖12A-12C所示的區(qū)域中不形成陰極347和EL層348。在形成EL層348之后，形成陽(yáng)極349。這樣，陽(yáng)極349和輸入輸出引線1201電氣相連。此外，借助于形成第二鈍化膜350獲得圖12C所示的狀態(tài)。
通過(guò)上述步驟，便實(shí)現(xiàn)了由圖11B的1108表示的區(qū)域的接觸結(jié)構(gòu)，輸入輸出引線1109通過(guò)封裝構(gòu)件1104和底板1100之間的間隙和FPC611電氣相連(不過(guò)，間隙中填充有黏合劑1105)。注意，雖然此處的說(shuō)明是根據(jù)輸入引線1109作出的，但是其它的輸出引線612-614也以同樣方式通過(guò)封裝構(gòu)件1104下方的部分和FPC611相連。
實(shí)施例2在本實(shí)施例中，將參照?qǐng)D13說(shuō)明和圖3B所示的結(jié)構(gòu)不同的一種像素結(jié)構(gòu)的例子。
圖3B中所示的兩個(gè)像素相對(duì)于提供地電位的電源引線211對(duì)稱地排列。換句話說(shuō)，通過(guò)在兩個(gè)像素之間共用電源引線212，如圖13所示，可以減少所需的引線的數(shù)量。注意，例如被置于像素內(nèi)的TFT結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)保持原樣。
如果采用這種結(jié)構(gòu)，則可以制成更小的像素部分，因而可以改善圖像的質(zhì)量。
注意，本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)可以按照實(shí)施例1的制造步驟被容易地實(shí)現(xiàn)，因而，關(guān)于TFT的結(jié)構(gòu)等，可以參看實(shí)施例1或圖2的說(shuō)明。
實(shí)施例3利用實(shí)施例1和實(shí)施例2說(shuō)明了使用頂基極型TFT的情況，但是本發(fā)明不限于一種TFT的結(jié)構(gòu)，其也可以利用底基極型TFT(一般稱為反向鍺列型TFT)來(lái)實(shí)施。此外，反向觸發(fā)型TFT可以利用任何方法被制成。
反向鍺列型TFT是一種較好的結(jié)構(gòu)，其需要的處理步驟比頂基極型TFT需要的處理步驟較少，因此對(duì)于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，即降低成本而言是極為有利的。
實(shí)施例4在由實(shí)施方式1和實(shí)施例1說(shuō)明的EL顯示裝置中，通過(guò)使像素中的開關(guān)TFT具有多控制極結(jié)構(gòu)，降低了開關(guān)TFT的關(guān)斷電流值，并且取消了存儲(chǔ)電容器。這種設(shè)計(jì)有效地利用由存儲(chǔ)電容器占據(jù)的表面積作為發(fā)光區(qū)域。
不過(guò)，即使不完全取消存儲(chǔ)電容器，通過(guò)使其獨(dú)占的表面積較小，也可以獲得增加發(fā)光的表面積的效果。即，通過(guò)把開關(guān)TFT制成多控制極結(jié)構(gòu)的，便足以減少關(guān)斷電流值，并縮小存儲(chǔ)電容器的獨(dú)占的表面積。
在這種情況下，存儲(chǔ)電容器1401也可以相對(duì)于開關(guān)TFT201被形成，其和電流控制TFT202的控制極并聯(lián)，如圖14所示。
注意，實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)可以和實(shí)施例1-3中任何一個(gè)的結(jié)構(gòu)自由組合。即，在像素中提供存儲(chǔ)電容器，并且對(duì)TFT的結(jié)構(gòu)或者EL層的材料等沒有限制。
實(shí)施例5在實(shí)施例1中使用激光晶體化作為形成結(jié)晶硅膜302的方法，在實(shí)施例5中將說(shuō)明使用其它晶體化方法的情況。
在實(shí)施例5中使用在日本專利申請(qǐng)公開7-130652中記載的技術(shù)在形成無(wú)定形硅膜之后進(jìn)行晶體化。在上述專利申請(qǐng)中記載的技術(shù)是用于獲得具有好的晶體性的晶體硅膜的一種技術(shù)，其中使用例如元素鎳作為加速晶體化的催化劑。
此外，在完成晶體化處理之后，也可以進(jìn)行除去在晶體化中使用的催化劑的處理。在這種情況下，可以利用在日本專利申請(qǐng)公開10-270363或8-330602中記載的技術(shù)使催化劑被除去。
此外，利用本發(fā)明的申請(qǐng)人在日本專利申請(qǐng)公開11-076976中記載的技術(shù)也可以制造TFT。
因而，實(shí)施例1中所示的制造方法是一個(gè)例子，因而只要可以實(shí)現(xiàn)實(shí)施例1的圖1、圖2或圖6C所示的結(jié)構(gòu)，也可以使用其它的制造方法。
注意，實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)可以和實(shí)施例1-4的任何一個(gè)的結(jié)構(gòu)自由組合。
實(shí)施例6當(dāng)驅(qū)動(dòng)本發(fā)明的EL顯示裝置時(shí)，可以進(jìn)行使用模擬信號(hào)的模擬驅(qū)動(dòng)，也可以進(jìn)行使用數(shù)字信號(hào)的數(shù)字驅(qū)動(dòng)。
當(dāng)進(jìn)行模擬驅(qū)動(dòng)時(shí)，模擬信號(hào)被送到開關(guān)TFT的源極引線，并且含有灰度信息的模擬信號(hào)成為電流控制TFT的控制極電壓。在EL元件中流動(dòng)的電流此時(shí)便被電流控制TFT控制，并且通過(guò)控制由EL元件發(fā)出的光的強(qiáng)度進(jìn)行灰度顯示。
在另一方面，當(dāng)進(jìn)行數(shù)字驅(qū)動(dòng)時(shí)，便進(jìn)行和模擬灰度顯示不同的被成為時(shí)間劃分的驅(qū)動(dòng)的灰度顯示。即，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)光的時(shí)間長(zhǎng)度，便產(chǎn)生在視覺上改變的彩色灰度顯示。
EL元件的響應(yīng)速度和液晶元件的響應(yīng)速度相比是非?？斓模蚨梢赃M(jìn)行高速驅(qū)動(dòng)。因此，可以說(shuō)EL元件適用于時(shí)間劃分的驅(qū)動(dòng)，其中一幀被分為許多子幀，然后進(jìn)行灰度顯示。
因而本發(fā)明是關(guān)于元件結(jié)構(gòu)的技術(shù)，因而可以使用任何驅(qū)動(dòng)方法。
實(shí)施例7實(shí)施例1中示出了使用有機(jī)的EL材料作為EL層的例子，但是本發(fā)明也可以使用無(wú)機(jī)的EL材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。不過(guò)，這種無(wú)機(jī)的EL材料具有極高的驅(qū)動(dòng)電壓，因此，當(dāng)進(jìn)行模擬驅(qū)動(dòng)時(shí)，必須使用具有能夠承受高的驅(qū)動(dòng)電壓的耐壓特性的TFT。
或者，如果在將來(lái)研制出具有低的驅(qū)動(dòng)電壓的無(wú)機(jī)的EL材料，則可以把這種材料應(yīng)用于本發(fā)明。
此外，實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)可以和實(shí)施例1-6的任何一個(gè)的結(jié)構(gòu)自由組合。
實(shí)施例8在實(shí)施例8中說(shuō)明了使用圖15所示的薄的膜形成設(shè)備制造EL元件的例子。在圖15中，標(biāo)號(hào)901表示用于進(jìn)行底板的插入或取出的輸送機(jī)室，也叫做負(fù)載鎖定室。在實(shí)施例8中，首先把底板設(shè)置在載流子902上，在所述底板上進(jìn)行按照實(shí)施例1的步驟的處理，直到形成圖6B所示的像素電極。注意，輸送機(jī)室901還被分為底板插入室和底板取出室。
標(biāo)號(hào)903表示含有用于輸送底板的機(jī)構(gòu)(以后稱為輸送機(jī)構(gòu))的公共室。多個(gè)處理室(由標(biāo)號(hào)906-910表示)通過(guò)通道905a-905f和公共室903相連。
為了借助于通道905a-905f使各個(gè)處理室與公共室完全隔離，采用氣密封。因此可以通過(guò)在每個(gè)處理室內(nèi)安裝真空泵在真空下進(jìn)行處理?？梢允褂眯D(zhuǎn)的油泵、機(jī)械增壓泵、渦輪分子泵或低溫泵作為真空泵，但是最好使用能夠有效地去除濕氣的低溫泵。
然后底板被輸送機(jī)構(gòu)904輸送到公共室903，接著被輸送到第一氣相膜淀積處理室906。在其中通過(guò)汽化或?yàn)R射進(jìn)行陰極形成。MgAg在實(shí)施例8中被用作陰極材料，其中鎂和銀按照10∶1的比例一起被汽化。
接著，底板被從第一氣相膜淀積處理室906被輸送到溶液施加處理室907。在其中通過(guò)旋轉(zhuǎn)噴涂施加含有EL材料的溶液，從而形成含有高分子量(聚合物)EL材料的聚合物前體。在實(shí)施例8中使用溶解在氯仿中的聚乙烯咔唑作為含有EL材料的溶液。當(dāng)然，也可以組合其它高分子量EL材料(一般的材料為例如聚苯1，2亞乙烯基或聚碳酸脂)或其它的有機(jī)溶劑(例如二氯甲或四氫呋喃)。
然后把底板從溶液施加處理室907輸送到烘烤室908。在烘烤室908中通過(guò)烘烤(熱處理)使EL材料聚合。在實(shí)施例8中在50-150℃的溫度下(最好在110-120℃)通過(guò)利用加熱器加熱載物臺(tái)對(duì)整個(gè)底板進(jìn)行熱處理。這樣，使得過(guò)量的氯仿被蒸發(fā)，從而形成由聚乙烯咔唑制成的高分子量發(fā)光層。在實(shí)施例8中這個(gè)一層的發(fā)光層被用作EL層。
接著，把底板從烘烤室908輸送到第二氣相膜淀積處理室909。在其中在高分子量發(fā)光層(EL層)上形成由透明的導(dǎo)電膜制成的陽(yáng)極。在實(shí)施例8中，使用10-15％的被混合在氧化銦中的氧化鋅的混合物。
接著，把底板從第二氣相膜淀積處理室909輸送到第三氣相膜淀積處理室910。在其中形成由絕緣膜制成的鈍化膜，最好是含有硅的絕緣膜。形成鈍化層是為了保護(hù)EL層避免濕氣和氧氣的侵入。
然后把底板從第三氣相膜淀積處理室910輸送到被置于輸送器室901中的載流子902上。這樣，使用圖15所示的薄膜形成設(shè)備完成了一系列處理。
使用圖15所示的薄膜形成設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于，可以從陰極形成到鈍化層形成進(jìn)行連續(xù)的處理，而不使底板暴露在大氣中(特別是在濕氣中)。換句話說(shuō)，所有處理都在真空中或者在干燥的惰性氣體中進(jìn)行，因此，可以避免發(fā)光層的劣化。
此外，用于進(jìn)行旋轉(zhuǎn)噴涂的處理室也被安裝在同一個(gè)薄膜形成設(shè)備中，因此可以使用高分子量材料制成EL元件。當(dāng)通過(guò)汽化或?yàn)R射形成EL層時(shí)，氣相膜淀積處理室當(dāng)然可以代替溶液施加處理室和烘烤室被安裝。
注意，當(dāng)在實(shí)施例的制造方法中形成EL元件時(shí)，可以使用在實(shí)施例8中所示的薄膜形成設(shè)備。因此，也可以通過(guò)使用實(shí)施例1的制造方法，使用實(shí)施例8中的薄膜形成設(shè)備獲得實(shí)施例2到7中所示的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例9通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而制成的有源陣列型EL顯示裝置(EL組件)和液晶顯示裝置相比，在亮的位置具有良好的視覺性能，這是因?yàn)?，EL顯示裝置是自發(fā)光型的。其可以作為直視的EL顯示裝置(表示包括EL組件的顯示裝置)，因此其用途是廣泛的。
注意和液晶顯示相比，EL顯示的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其具有寬的視角。因此，在合適的廣播系統(tǒng)例如大屏幕的TV廣播系統(tǒng)中，本發(fā)明的EL顯示可以用作具有對(duì)角線尺寸等于或大于30英寸的(一般等于或大于40英寸)的顯示器(顯示監(jiān)視器)。
此外，本發(fā)明不僅可以用作EL顯示器(例如個(gè)人計(jì)算機(jī)監(jiān)視器中，TV廣播接收監(jiān)視器中，或者廣告顯示監(jiān)視器中)，而且也可以用作各種電子裝置的顯示器。
下面可以給出這種電子裝置的例子視頻攝像機(jī)；數(shù)字照相機(jī)；護(hù)目鏡型顯示器(頭上安裝的顯示器)；游戲機(jī)；汽車導(dǎo)航系統(tǒng)；個(gè)人計(jì)算機(jī)；便攜信息終端(例如移動(dòng)計(jì)算機(jī)，便攜電話或電子書)；以及裝有記錄介質(zhì)的圖像播放裝置(尤其是裝有顯示器的裝置，其可以回放并顯示記錄介質(zhì)，例如壓縮盤(CD)，激光盤(LD)或者數(shù)字視頻盤(DVD))。這些電子裝置的例子示于圖17A-17F中。
圖17A是一種個(gè)人計(jì)算機(jī)，其具有多個(gè)部件，例如主體2001，殼體2002，顯示裝置2003和鍵盤2004。本發(fā)明可以用于顯示裝置2003中。
圖17B是一種視頻攝像機(jī)，其具有例如主體2101，顯示裝置2102，聲音輸入部分2103，操作開關(guān)2104，電池2105，和圖像接收部分2106。本發(fā)明可以用于顯示裝置2102中。
圖17C是連接在人的頭部的EL顯示裝置的一部分(右側(cè))其具有例如主體2201，信號(hào)電纜2202，頭固定帶2203，顯示監(jiān)視器2204，光學(xué)系統(tǒng)2205，和顯示裝置2206。本發(fā)明可以用于顯示裝置2206中。
圖17D是裝有記錄介質(zhì)的圖像播放裝置(特別是DVD播放裝置)，其具有例如主體2301，記錄介質(zhì)(例如CD，LD，DVD)2302，操作開關(guān)2303，顯示裝置(a)2304和顯示裝置(b)2305。顯示裝置(a)主要顯示圖像信息，顯示裝置(b)主要顯示字符信息，本發(fā)明可用于顯示裝置(a)和顯示裝置(b)中。注意本發(fā)明可以用于裝有記錄介質(zhì)的圖像播放裝置中，例如CD播放裝置和游戲機(jī)。
圖17E是一種移動(dòng)計(jì)算機(jī)，其具有例如主體2401，照相機(jī)部分2402，圖像接收部分2403，操作開關(guān)2404和顯示裝置2405。
圖17F是一種EL顯示裝置，其具有例如殼體2501，支撐臺(tái)2502，和顯示裝置2503。本發(fā)明可以用于顯示裝置2503中。在用于大屏幕的情況下，EL顯示裝置是有利的，因?yàn)楹鸵壕э@示相比，其具有較寬的視角，在具有等于或大于10英寸(尤其是等于或大于30英寸)的對(duì)角線的顯示器中使用是有利的。
此外，如果在將來(lái)從EL材料發(fā)出的光的亮度增加，通過(guò)投射被透鏡擴(kuò)大的含有輸出圖像信息的光，在前型或后型投影器中使用本發(fā)明是可能的。
因而，本發(fā)明的應(yīng)用范圍極為廣泛，可以用于所有領(lǐng)域的電子裝置。此外實(shí)施例1到8的結(jié)構(gòu)可以自由組合，并被在獲得實(shí)施例9的電子裝置中使用。
實(shí)施例10通過(guò)進(jìn)行和實(shí)施例1的處理不同的處理制造有源陣列型EL顯示裝置的一個(gè)例子在實(shí)施例10中示出了。圖18A-18E用于說(shuō)明實(shí)施例10。
首先，按照實(shí)施例1的處理在玻璃底板1800上形成厚度為300nm的底膜1801。在實(shí)施例10中，在不間斷真空的條件下進(jìn)行連續(xù)處理而形成的多層氮化氧化硅膜被用作底膜1801。此時(shí)，接觸玻璃底板1800的氮的濃度可被設(shè)置在10-25重量％。
此外，利用已知的膜淀積方法在底膜1801上形成厚度為50nm的無(wú)定形硅膜(圖中沒有示出)。在不間斷真空的條件下，在形成底膜之后連續(xù)地形成無(wú)定形硅膜。注意，不必把所述的膜限制為硅膜，只要是含有溫度下結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜(包括微晶半導(dǎo)體膜)，其它的膜也可以使用。此外，也可以使用含有無(wú)定形結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體膜例如無(wú)定形硅鍺膜。此外，膜厚可以設(shè)置為20-l00nm。
在圖中沒有示出的無(wú)定形硅膜接著通過(guò)使用利用XeCl氣體的受激準(zhǔn)分子激光進(jìn)行晶體化。激光晶體化處理也在形成無(wú)定形硅膜之后在不間斷真空的條件下被連續(xù)地進(jìn)行。這樣，形成晶體化硅膜1802。
此外，在晶體化硅膜1802上形成具有厚度為5-100nm(一般為10-30nm)的第一控制極絕緣膜1803。在實(shí)施例10中使用氧化硅膜作為第一控制極絕緣膜1803。第一控制極絕緣膜1803也在形成晶體硅膜1802形成之后不間斷真空連續(xù)地被形成。這樣，便獲得圖18A所示的狀態(tài)。
因而，底膜形成處理、無(wú)定形硅膜形成處理(晶體硅膜形成處理)和第一控制極絕緣膜形成處理的特征在于，所有這些處理都在不間斷真空的條件下(不暴露于大氣中)被連續(xù)地進(jìn)行。這種類型的連續(xù)處理可以使用具有多個(gè)膜淀積室和激光晶體化室的多室方法來(lái)實(shí)現(xiàn)(也稱為群集工具法)。
接著，晶體化硅膜1802通過(guò)光刻形成圖形，并形成島形的半導(dǎo)體膜1804-1807。(見圖18B)。
接著如此形成第二控制極絕緣膜1808，使得蓋住島形的半導(dǎo)體膜1804-1807。在主要作為控制極絕緣膜的區(qū)域內(nèi)，第一控制極絕緣膜1803和第二控制極絕緣膜1808具有多層的結(jié)構(gòu)。不過(guò)，最好形成薄膜厚的為10-30nm的第一控制極絕緣膜1803，因此第二控制極絕緣膜1808的膜厚可以在10-120nm的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
接著形成光刻膠掩模1809a，1809b，并進(jìn)行添加n型半導(dǎo)體元素的處理。這個(gè)處理可以在和實(shí)施例1中圖4B所示的處理的條件相同的條件下進(jìn)行。這樣，形成n型雜質(zhì)區(qū)域1810和1811，其含有n型雜質(zhì)元素的濃度為2×1016-5×1019原子/cm3(一般5×1017-5×1018原子/cm3)。(見圖18D)。
接著除去光刻膠掩模1809a和1809b，并進(jìn)行活化n型雜質(zhì)元素的處理。對(duì)于這一處理可以參照實(shí)施例1的圖4C所示的方法進(jìn)行。(見圖18E)。
接著按照實(shí)施例1的從圖4E開始的步驟進(jìn)行隨后的處理。這樣便制成如同實(shí)施例1說(shuō)明的有源陣列型EL顯示裝置。
注意實(shí)施例10的結(jié)構(gòu)可以和實(shí)施例2-4，6和7的任何構(gòu)成相組合，并且在制造EL元件時(shí)可以使用實(shí)施例8的設(shè)備。此外，在實(shí)施例9中所示的電子設(shè)備可以使用由實(shí)施例10制造的EL顯示裝置。
實(shí)施例11通過(guò)進(jìn)行和實(shí)施例1的處理不同的處理制造有源陣列型EL顯示裝置的一個(gè)例子在實(shí)施例11中示出了。圖19A-19E用于說(shuō)明實(shí)施例11。
在實(shí)施例11中，在制造實(shí)施例1圖4A所示的晶體硅膜302時(shí)使用日本專利申請(qǐng)公開7-130652中記載的技術(shù)。即，使用鎳作為加快實(shí)施例11中的無(wú)定形硅膜的晶體化的催化劑元素。然后向前進(jìn)行圖4B的處理，并獲得圖5A所示的狀態(tài)。
接著形成光刻膠掩模1901a，1901b，并且，在這一狀態(tài)下，進(jìn)行添加n型雜質(zhì)元素(在實(shí)施例11中是磷)的處理。此時(shí)可以參考實(shí)施例1的圖5B所示的添加條件。這樣，便形成n型雜質(zhì)區(qū)域1902-1909。(見圖19A)接著除去光刻膠掩模1901a，1901b，并形成保護(hù)膜1910。然后使用電爐退火進(jìn)行激活被添加到n型雜質(zhì)區(qū)域1902-1909的n型雜質(zhì)元素的處理。激活在500-600℃的溫度下進(jìn)行，并且在晶體化晶體硅膜302時(shí)使用的鎳此時(shí)通過(guò)磷的吸氣作用進(jìn)入n型雜質(zhì)區(qū)域1902-1909中。因此在圖19B的處理中結(jié)合使用鎳的吸氣處理和磷的活化處理。
接著形成光刻膠掩模1911，并進(jìn)行添加p型雜質(zhì)元素(在實(shí)施例1中為硼)的處理。關(guān)于添加條件，此時(shí)可以參考實(shí)施例1的圖5C。這樣，形成p型雜質(zhì)區(qū)域1912和1913。(見圖19C)。
接著形成由氮化氧化硅膜制成的中間層絕緣膜1914，在此狀態(tài)下進(jìn)行氫化處理。在氫化處理中通過(guò)在300-450℃的溫度下進(jìn)行熱處理使得在中間層絕緣膜1914內(nèi)的氫擴(kuò)散而進(jìn)入活化層中。此外，與此同時(shí)，被添加到p型雜質(zhì)區(qū)域中的硼被活化。因此在圖19D中氫化處理和硼活化處理結(jié)合進(jìn)行。在氫化的同時(shí)，p型雜質(zhì)區(qū)域被活化，因此可以控制在高的控制極電壓的區(qū)域中p溝道TFT的關(guān)斷電流值較高的現(xiàn)象。
注意，氫化處理和硼活化處理也可以單獨(dú)進(jìn)行。換句話說(shuō)，在圖19C的步驟之后，可以在500-600℃的溫度下進(jìn)行硼活化處理，并且接著在300-400℃的溫度下進(jìn)行氫化處理。最好在硼活化不足的情況下進(jìn)行這樣的處理，因?yàn)闅浠幚淼臏囟鹊汀?br> 在這樣獲得圖19D的狀態(tài)之后，可以按照實(shí)施例1的圖6A向前進(jìn)行隨后的處理。注意，中間層絕緣膜1914可以是圖6A所示的中間層絕緣膜336的一部分。這樣可以制成如同實(shí)施例1說(shuō)明的有源陣列型EL顯示裝置。
注意，實(shí)施例11的結(jié)構(gòu)可以和實(shí)施例2-7與10中的任何構(gòu)成自由組合，并且，在制造EL元件時(shí)可以使用實(shí)施例8的設(shè)備。此外，實(shí)施例9中所示的電子裝置可以使用實(shí)施例11制造的EL顯示裝置。
通過(guò)實(shí)施本發(fā)明，由陰極表面從EL層發(fā)出的光的反射成為漫反射，因而可以解決在EL顯示裝置的圖像顯示部分內(nèi)觀察者的面部或周圍環(huán)境被反射的問題。
此外，不需要使用成本高的膜例如圓形偏振膜，因此，可以減少EL顯示裝置和使用EL顯示裝置的電子裝置的成本。
權(quán)利要求
1一種EL顯示裝置，包括含有陰極、EL層和陽(yáng)極的EL元件，其中在比較接近EL層的一側(cè)上的陰極表面具有紋理結(jié)構(gòu)。
2如權(quán)利要求1所述的裝置，其中陰極被形成在在其表面上具有紋理結(jié)構(gòu)的電極上。
3如權(quán)利要求1所述的裝置，其中EL顯示裝置被包括在從下面的組中選擇的裝置中，所述的組包括視頻攝像機(jī)，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，護(hù)目鏡型顯示器，游戲機(jī)，汽車導(dǎo)航系統(tǒng)，個(gè)人計(jì)算機(jī)，便攜信息終端，移動(dòng)計(jì)算機(jī)，便攜電話，電子書和圖像播放裝置。
4一種EL顯示裝置，包括被制成帶狀的多個(gè)陰極；在多個(gè)陰極上形成的EL層；以及在EL層上被制成帶狀的多個(gè)陽(yáng)極；其中多個(gè)陰極和多個(gè)陽(yáng)極被這樣設(shè)置，使得它們相互垂直；以及在接近EL層的一側(cè)上的多個(gè)陰極的表面具有有紋理的結(jié)構(gòu)。
5如權(quán)利要求4所述的裝置，其中陰極被形成在在其表面上具有紋理結(jié)構(gòu)的電極上。
6如權(quán)利要求4所述的裝置，其中EL顯示裝置被包括在從下面的組中選擇的裝置中，所述的組包括視頻攝像機(jī)，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，護(hù)目鏡型顯示器，游戲機(jī)，汽車導(dǎo)航系統(tǒng)，個(gè)人計(jì)算機(jī)，便攜信息終端，移動(dòng)計(jì)算機(jī)，便攜電話，電子書和圖像播放裝置。
7一種EL顯示裝置，包括含有陰極、EL層和陽(yáng)極的EL元件，其中所述EL元件和TFT電氣相連，以及在接近EL層的一側(cè)上的陰極的表面具有有紋理的結(jié)構(gòu)。
8如權(quán)利要求7所述的裝置，其中陰極被形成在在其表面上具有紋理結(jié)構(gòu)的電極上。
9如權(quán)利要求7所述的裝置，其中EL顯示裝置被包括在從下面的組中選擇的裝置中，所述的組包括視頻攝像機(jī)，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，護(hù)目鏡型顯示器，游戲機(jī)，汽車導(dǎo)航系統(tǒng)，個(gè)人計(jì)算機(jī)，便攜信息終端，移動(dòng)計(jì)算機(jī)，便攜電話，電子書和圖像播放裝置。
10一種用于制造EL顯示裝置的方法，包括用于在電極的表面上形成有紋理的結(jié)構(gòu)的步驟；用于在具有有紋理的結(jié)構(gòu)的電極上形成陰極的步驟；用于在陰極上形成EL層的步驟；用于在EL層上形成陽(yáng)極的步驟。
11如權(quán)利要求10所述的方法，其中用于形成有紋理的結(jié)構(gòu)的步驟利用光刻進(jìn)行。
12如權(quán)利要求10所述的方法，其中用于形成有紋理的結(jié)構(gòu)的步驟通過(guò)全息攝影進(jìn)行。
13如權(quán)利要求10所述的裝置，其中EL顯示裝置被包括在從下面的組中選擇的裝置中，所述的組包括視頻攝像機(jī)，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，護(hù)目鏡型顯示器，游戲機(jī)，汽車導(dǎo)航系統(tǒng)，個(gè)人計(jì)算機(jī)，便攜信息終端，移動(dòng)計(jì)算機(jī)，便攜電話，電子書和圖像播放裝置。
14一種用于制造EL顯示裝置的方法，包括用于形成帶狀設(shè)置的多個(gè)電極的步驟用于在多個(gè)電極上形成有紋理的結(jié)構(gòu)的步驟；用于在形成有有紋理的結(jié)構(gòu)的多個(gè)電極上形成陰極的步驟；用于在陰極上形成EL層的步驟；以及用于在EL層上如此形成帶狀排列的多個(gè)陽(yáng)極，使其和所述帶狀排列的多個(gè)電極正交的步驟。
15如權(quán)利要求14所述的方法，其中用于形成有紋理的結(jié)構(gòu)的步驟利用光刻進(jìn)行。
16如權(quán)利要求14所述的方法，其中用于形成有紋理的結(jié)構(gòu)的步驟通過(guò)全息攝影進(jìn)行。
17如權(quán)利要求14所述的裝置，其中EL顯示裝置被包括在從下面的組中選擇的裝置中，所述的組包括視頻攝像機(jī)，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，擴(kuò)目鏡型顯示器，游戲機(jī)，汽車導(dǎo)航系統(tǒng)，個(gè)人計(jì)算機(jī)，便攜信息終端，移動(dòng)計(jì)算機(jī)，便攜電話，電子書和圖像播放裝置。
18一種用于制造EL顯示裝置的方法，包括用于形成TFT的步驟；用于形成和TFT電氣相連的像素電極的步驟；用于在像素電極的表面上形成有紋理的結(jié)構(gòu)的步驟；用于在形成有有紋理的結(jié)構(gòu)的像素電極上形成陰極的步驟；用于在陰極上形成EL層的步驟；用于在EL層上形成陽(yáng)極的步驟。
19如權(quán)利要求18所述的方法，其中用于形成有紋理的結(jié)構(gòu)的步驟利用光刻進(jìn)行。
20如權(quán)利要求14所述的方法，其中用于形成有紋理的結(jié)構(gòu)的步驟通過(guò)全息攝影進(jìn)行。
21如權(quán)利要求14所述的裝置，其中EL顯示裝置被包括在從下面的組中選擇的裝置中，所述的組包括視頻攝像機(jī)，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，護(hù)目鏡型顯示器，游戲機(jī)，汽車導(dǎo)航系統(tǒng)，個(gè)人計(jì)算機(jī)，便攜信息終端，移動(dòng)計(jì)算機(jī)，便攜電話，電子書和圖像播放裝置。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于減少EL顯示裝置的制造成本和配備有EL顯示裝置的電子裝置的成本。其中使用一種有紋理的結(jié)構(gòu),即在陰極的表面上形成凸起部分。外部的雜散光在被陰極反射時(shí)通過(guò)凸起部分的作用被廣泛地(不規(guī)則地)反射。因此可以避免觀察者的面部和周圍景象被在陰極的表面內(nèi)反射的缺點(diǎn)。這可以不用一般采用的成本高的圓形偏振膜來(lái)實(shí)現(xiàn),因此可以減少制造EL顯示裝置的成本。
文檔編號(hào)H01L27/32GK1287343SQ0012687
公開日2001年3月14日 申請(qǐng)日期2000年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月3日
發(fā)明者山崎舜平 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所