專利名稱：薄膜形成裝置,薄膜形成方法和自發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自發(fā)光裝置，其中在絕緣體上形成一個(gè)具有陽極、陰極結(jié)構(gòu)和夾在其中并產(chǎn)生EL(電致發(fā)光)的發(fā)光有機(jī)物質(zhì)(在下文中稱之為有機(jī)EL物質(zhì))的EL元件；涉及包含所述自發(fā)光裝置作為顯示部分(顯示或顯示監(jiān)視器)的電子儀器；涉及所述有機(jī)EL物質(zhì)的薄膜形成方法；以及涉及薄膜形成裝置。注所述自發(fā)光裝置也稱OLED(有機(jī)發(fā)光二極管)。
近年來，已經(jīng)開發(fā)了使用EL元件的自發(fā)光裝置(EL顯示裝置)作為使用自發(fā)光有機(jī)物質(zhì)的EL現(xiàn)象的自發(fā)光元件。因?yàn)镋L顯示裝置是自發(fā)光類型，就不再需要用于液晶顯示裝置的背景光了，而且，因?yàn)榭梢娊菍挘哉J(rèn)為有希望作為電子儀器的顯示部分。
EL顯示裝置有兩種，即，無源型(簡單矩陣型)和有源型(有源矩陣型)并且兩者已經(jīng)很大程度的發(fā)展了。特別地，目前將注意力放在了有源矩陣型EL顯示裝置上。因?yàn)閷⒆兂蒃L層的有機(jī)EL物質(zhì)認(rèn)作EL元件的中心，盡管研究了低分子量有機(jī)EL物質(zhì)和高分子量(聚合物)有機(jī)EL物質(zhì)，注意力仍被放在聚合物有機(jī)EL物質(zhì)，其比低分子量有機(jī)EL物質(zhì)更容易處理并且具有高熱阻。
作為聚合物有機(jī)EL物質(zhì)的薄膜生長方法，認(rèn)為由Seiko Epson公司提出的噴墨法是很有前途的。關(guān)于這個(gè)技術(shù)，參考日本專利申請?zhí)亻_平10-12377，特開平10-153967，特開平11-54270，等等。
但是，在噴墨法中，因?yàn)榫酆衔镉袡C(jī)EL物質(zhì)是被噴出，因此能發(fā)生所謂的飛行偏移問題，除非所涂表面和用于噴墨的頭的噴嘴之間距離合適，否則小滴就被涂敷在除必要部分之外的部分上。在日本專利申請?zhí)亻_平11-54270中詳細(xì)公開了飛行偏移，并且明確地公開了偏離待噴涂的目標(biāo)位置50μm或更多。
鑒于上述問題得到了本發(fā)明，并且一個(gè)目的是提供形成薄膜的方法，就是通過選擇性地涂布由聚合物制成的有機(jī)EL物質(zhì)于每一線或區(qū)域，而不是通過旋涂法。此外，本發(fā)明提供了一個(gè)薄膜形成裝置。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用這種裝置的自發(fā)光裝置及其制備方法。本發(fā)明還有另一個(gè)目的是提供包含這樣自發(fā)光裝置作為顯示部分的電子儀器。
關(guān)于用于達(dá)到上述目的的涂敷液，通過選擇對有機(jī)EL物質(zhì)有高溶解性的溶劑來制備溶液。注在本發(fā)明說明書中，用于EL層的涂敷液被稱作所述涂敷液，其中EL層中有機(jī)EL物質(zhì)溶解在溶劑中。
在本發(fā)明中，將涂敷液裝在涂敷液室中，并且通過電場提取時(shí)，在其到達(dá)基質(zhì)之前，通過施加在掩模上的電壓產(chǎn)生的電場控制其飛行方向，并且能控制涂敷位置。


圖1A至1C示出了本發(fā)明的有機(jī)EL物質(zhì)的涂敷方法(實(shí)施方案1)；圖2A至2B示出了本發(fā)明的有機(jī)EL物質(zhì)的涂敷方法(實(shí)施方案3)；圖3A至3C示出了本發(fā)明的有機(jī)EL物質(zhì)的涂敷方法(實(shí)施方案10)；圖4示出了本發(fā)明的有機(jī)EL物質(zhì)的涂敷方法(實(shí)施方案2)；圖5A和5B示出了本發(fā)明的有機(jī)EL物質(zhì)的涂敷方法；圖6示出了象素部分的剖面結(jié)構(gòu)；圖7A和7B示出了象素部分的上部結(jié)構(gòu)和其構(gòu)成；圖8A至8E示出了EL顯示裝置的制造步驟；圖9A至9D示出了EL顯示裝置的制造步驟；圖10A至10C示出了EL顯示裝置的制造步驟；圖11示出了抽樣電路的基本結(jié)構(gòu)；圖12示出了EL顯示裝置的外觀；圖13示出了EL顯示裝置的電路塊結(jié)構(gòu)；圖14A和14B示出了有源矩陣型EL顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)；圖15A至15C示出了EL顯示裝置的象素部分的剖面結(jié)構(gòu)；圖16示出了象素部分的上部結(jié)構(gòu)；圖17A和17B示出了本發(fā)明的有機(jī)EL物質(zhì)的涂敷方法；圖18A和18B示出了本發(fā)明的有機(jī)EL物質(zhì)的涂敷方法；圖19A和19B示出了用于涂敷有機(jī)EL物質(zhì)的掩模圖案；圖20A和20B示出了有機(jī)EL物質(zhì)的涂敷圖案；圖21示出了無源型EL顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)；圖22A至22F示出了電子儀器的具體實(shí)施例；和圖23A和23B示出了電子儀器的具體實(shí)施例。
(實(shí)施方式1)首先，用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式1將參照圖1A到1C來描述。
圖1A圖示了一種狀態(tài)，其中通過實(shí)施本發(fā)明來由π-共軛聚合物制成的有機(jī)EL物質(zhì)形成薄膜。在圖1A中，參數(shù)110指基質(zhì)；111指涂敷液室。涂敷液室111含有涂敷液。
當(dāng)形成紅色EL層時(shí)，涂敷液室111含有混合物(下文稱之為紅EL層涂敷液)，所述混合物為發(fā)出紅光的有機(jī)EL物質(zhì)和溶劑，當(dāng)形成綠色EL層時(shí)，涂敷液室111含有混合物(下文中稱之為綠EL層涂敷液)，所述混合物為發(fā)出綠光的有機(jī)EL物質(zhì)和溶劑，當(dāng)形成藍(lán)色EL層時(shí)，涂敷液室111含有混合物(下文中稱之為藍(lán)EL層涂敷液)，所述混合物為發(fā)出藍(lán)光的有機(jī)EL物質(zhì)和溶劑。
典型的溶劑有乙醇、二甲苯、氯苯、二氯苯、甲氧基苯、氯仿、二氯甲烷、ā-丁基內(nèi)酯、丁基溶纖劑、環(huán)己烷、NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)、環(huán)己酮、二噁烷或THF(四氫呋喃)。
關(guān)于有機(jī)EL物質(zhì)，有一種直接將聚合物溶于溶劑中并涂敷它的方法，和一種形成溶解在溶劑中的單體的薄膜然后加熱并且將之聚合成聚合物的方法，在本發(fā)明中兩者都可以使用。此處，將描述聚合物的有機(jī)EL物質(zhì)溶于溶劑中并且被涂敷的例子。
在本發(fā)明的情況下，通過超聲振動器112來霧化在涂敷液室111中的涂敷液并且將其排出。在被排出的涂敷液經(jīng)過由導(dǎo)體制成的掩模113的縫隙后，其被涂敷在基質(zhì)110上的象素電極上。
當(dāng)涂敷液經(jīng)過掩模113時(shí)，它的飛行方向由掩?？刂?，如圖1B中117部分的放大圖所示。如圖1C所示，掩模113是條紋形或網(wǎng)形并且阻擋部分118由導(dǎo)體制成，如鉑(Pt)、金(Au)、銅、鐵、鋁、鉭、鈦或鎢。涂敷液受施加在阻擋部分118上的電壓控制，通過阻擋部分118的縫隙并涂敷在基質(zhì)上。
注施加于掩模113的阻擋部分118上的電壓產(chǎn)生一個(gè)電勢，使霧化涂敷液和掩模113的阻擋部分118之間相互排斥。因此，涂敷液能通過掩模113的阻擋部分118之間的縫隙。
當(dāng)在圖1C中示出的掩模113從箭頭m的方向看去時(shí)，獲得了圖1B中的條形掩模113。
在阻擋部分118之間的縫隙可以產(chǎn)生形成在基質(zhì)上的象素電極的象素間距。
首先，在與片平面垂直的方向移動涂敷液室111的同時(shí)，涂敷了用于紅EL層的涂敷液，在象素上形成條形紅EL層。
接下來，通過一個(gè)象素陣列在箭頭k的方向上移動掩模之后，從涂敷液室111涂敷用于綠EL層的涂敷液。也是在這時(shí)，以與片平面垂直的方向移動涂敷液室111的同時(shí)進(jìn)行涂敷，以便形成綠EL層。進(jìn)一步，通過一個(gè)象素陣列在箭頭k的方向上移動掩模，并且以與片平面垂直的方向移動涂敷液室111的同時(shí)進(jìn)行涂敷，從而形成藍(lán)EL層。
那就是說，當(dāng)在箭頭k的方向上移動掩模的同時(shí)發(fā)出紅、綠和藍(lán)光的象素陣列被涂有三次，分別對應(yīng)于各種顏色，以便形成三色條形EL層(嚴(yán)格地說，EL層的前體)。此處形成的每個(gè)EL層的理想厚度是10nm到1μm。此處注意盡管描述了以與片平面垂直的方向移動涂敷液室111同時(shí)的涂敷方法，仍可使用以與片平面垂直的方向移動基質(zhì)110同時(shí)涂敷的方法。此外，可以同時(shí)形成三色EL層。
此處的象素陣列指被堤(bank)(沒有示出)分開的象素陣列，并且象在象素陣列的源布線上的堤防一樣形成堤使得填充象素之間的縫隙。那就是說，在沿著源布線序列安排大量象素的列指象素陣列。但是，此處盡管解釋了堤在源布線上形成的事實(shí)，其仍可由柵布線上提供。在這種情況下，沿著柵布線序列安排大量象素的列稱作象素陣列。
因此，能把在象素電極上的象素部分(沒有示出)認(rèn)作所有大量象素陣列，其由在大量源布線或柵布線上提供的條形堤分開。當(dāng)象素部分被如此認(rèn)為時(shí)，可以說由形成發(fā)出紅光的條形EL層的象素陣列、形成發(fā)出綠光的條形EL層的象素陣列以及形成發(fā)出藍(lán)光的條形EL層的象素陣列構(gòu)成象素電極上的象素部分。
因?yàn)樵诖罅吭床季€或柵布線上提供了條形堤，也可以基本認(rèn)為所述象素部分為由大量源布線或柵布線分開的所有大量條形堤。
同時(shí)，在圖1中的參數(shù)114指提取電極，其用導(dǎo)電的區(qū)域或來提取霧化的涂敷液到下一個(gè)電極上。參數(shù)115指加速電極，其施加于涂敷液一個(gè)電場用來加速被提取的涂敷液的飛行速度。另外，參數(shù)116指控制電極，其為施加一個(gè)電壓以控制電場的電極，以便能將涂敷液涂敷在基質(zhì)110上的所需位置。電極數(shù)目不必總是3個(gè)。
(實(shí)施方式2)下一步，將參照圖2A和2B描述實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式2。
為了比實(shí)施方式1進(jìn)一步提高可控制性，在掩模和基質(zhì)之間提供了電場控制的另一種方法。圖2A是圖示出一個(gè)使用大量掩模進(jìn)行電場控制的實(shí)例。
在圖2A中，參數(shù)1010指基質(zhì)；1011指涂敷液室。涂敷液室1011含有涂敷液。此處，將描述其中將有機(jī)EL物質(zhì)作為聚合物溶于溶劑中并進(jìn)行涂敷的實(shí)例。
通過超聲振動器1012將涂敷液室1011的涂敷液霧化并將其排出。電極1020與涂敷液室1011相連，并且當(dāng)其排出時(shí)預(yù)先在涂敷液上施加一電勢。接下來，排出的涂敷液經(jīng)過由導(dǎo)體材料制成的第一個(gè)掩模1013的縫隙，并且在通過第二個(gè)掩模1019a的縫隙后，涂敷液被涂敷在位于基質(zhì)1010上的象素電極上。
當(dāng)涂敷液經(jīng)過第一個(gè)掩模1013時(shí)，其飛行方向由第一個(gè)掩模控制，由1017部分的放大圖-圖2B示出。構(gòu)成第一個(gè)掩模1013以使第一個(gè)阻擋部分1018是由導(dǎo)體制成的許多導(dǎo)線，導(dǎo)體如鉑(Pt)、金(Au)、銅、鐵、鋁、鉭、鈦或鎢，并且安排成彼此平行(線形)或網(wǎng)形結(jié)構(gòu)(網(wǎng)形)。當(dāng)經(jīng)過了第一個(gè)掩模1013的涂敷液經(jīng)過第二個(gè)阻擋部分1019b時(shí)，控制飛行方向，由1017部分的放大圖-圖2B示出。因此，涂敷液由施加于第一個(gè)阻擋部分1018的第一個(gè)電壓(通過第一個(gè)電源1020來設(shè)置)和施加于第二個(gè)阻擋部分1019b的第二個(gè)電壓(通過第二個(gè)電源1021來設(shè)置)控制，分別經(jīng)過第一個(gè)阻擋部分1018間的縫隙和第二個(gè)阻擋部分1019b間的縫隙，并且被涂敷在基質(zhì)上。第二個(gè)掩模1019a具有的第二個(gè)阻擋部分1019b是各自由導(dǎo)體制成的導(dǎo)線，導(dǎo)體如鉑(Pt)、金(Au)、銅、鐵、鋁、鉭、鈦或鎢，具有由導(dǎo)線制成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有由導(dǎo)體制成的盤狀結(jié)構(gòu)，或具有大多數(shù)導(dǎo)線相互平行地排列的結(jié)構(gòu)。
盡管圖2示出的樣例其剖面形狀為環(huán)狀，但是其形狀不局限于此，可以是矩形、橢圓形或多邊形。
注在第一個(gè)掩模1013和第二個(gè)掩模1019a之間的距離，第二個(gè)掩模1019a和基質(zhì)之間的距離，第一個(gè)阻擋部分1018相互間的距離，第二個(gè)阻擋部分1019b相互間的距離等等，可以適宜地由操作者調(diào)整。例如，適當(dāng)?shù)?，第一個(gè)阻擋部分1018相互間的距離或第二個(gè)阻擋部分1019b相互間的距離由在基質(zhì)之上形成的象素電極的象素間距構(gòu)成。
為了準(zhǔn)確地將第一個(gè)掩模1013和第二個(gè)掩模1019a排成直線，可以用如下方式形成第一個(gè)掩模1013和第二個(gè)掩模1019a將兩個(gè)導(dǎo)體盤堆起，并且同時(shí)通過放電操作將裂縫形或環(huán)形的洞切開。
盡管圖2B示出了樣例，其主要通過第二個(gè)阻擋部分1019b控制涂敷液向基質(zhì)的飛行方向，但是發(fā)明不局限于此，在涂敷液經(jīng)過第二個(gè)阻擋部分后，向著基質(zhì)的飛行方向可以通過第一個(gè)阻擋部分控制，通過改變第二個(gè)阻擋部分提供的位置控制。此外，盡管這里描述的是使用兩個(gè)掩模的例子，但是可以通過向兩個(gè)或兩個(gè)以上的掩模施加電壓來控制涂敷液的飛行方向。此外，可以通過對在同一平面上兩個(gè)或更多掩模施加電壓來控制涂敷液的飛行方向。
注向第一個(gè)掩模1013的第一個(gè)阻擋部分1018施加電壓(由第一個(gè)電源1020設(shè)置)以產(chǎn)生使霧化了的涂敷液和第一個(gè)掩模1013的第一個(gè)阻擋部分1018相互排斥的電勢。此外，向第二個(gè)掩模1019a的第二個(gè)阻擋部分1019b施加電壓(由第二個(gè)電源1021設(shè)置)以產(chǎn)生使霧化了的涂敷液和第二個(gè)阻擋部分1019b相互排斥的電勢。因此，涂敷液能通過第一個(gè)掩模1013的第一個(gè)阻擋部分1018相互間的縫隙和第二個(gè)掩模1019a的第二個(gè)阻擋部分1019b相互間的縫隙。
通過制造如圖2A的結(jié)構(gòu)和適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)施加于第一個(gè)阻擋部分1018的第一電壓和施加于第二個(gè)阻擋部分1019b的第二電壓在幾十伏到10kV，可以非常準(zhǔn)確地控制涂敷位置。
(實(shí)施方式3)接下來，將參照圖3A到3B來描述實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式3。
圖3A圖示了一樣例，其中通過使用部分地施加不同電壓的掩模來控制涂敷位置。涂敷位置可以由如下方式控制將第一電壓(由第一個(gè)電源1220控制)施加于掩模的阻擋部分1218a，并且將第二電壓(由第二個(gè)電源1221控制)施加于掩模的阻擋部分1218b，從而控制涂敷液的飛行方向。
應(yīng)注意的是，當(dāng)涂敷液通過掩模1213時(shí)，如1217部分的放大圖-圖3B所示，飛行方向由阻擋部分1218a和1218b控制。伴隨地，圖3B所示的例子為第二電壓低于第一電壓的情形。
當(dāng)圖3C所示的掩模1213從箭頭m的方向看時(shí)，獲得圖3B的條形掩模1213。
實(shí)施方式3可以和實(shí)施方式2聯(lián)合使用。
進(jìn)一步，在上述實(shí)施方式1到3中，可以施加電場，以便預(yù)先向基質(zhì)上形成的象素電極(陽極)施加一電壓，并且進(jìn)一步地控制已經(jīng)穿過掩模的涂敷液，從而選擇性地涂敷在所需位置上。
此外，在上述實(shí)施方式1到3中，通過對涂敷液充電、以帶電粒子提取涂敷液、并通過電場控制各自的帶電粒子，來進(jìn)一步提高涂敷位置的可控制性。
接下來，下面將描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。
(實(shí)施方案1)在這個(gè)實(shí)施方案中，將描述通過電場控制涂敷液室中霧化的涂敷液并在基質(zhì)上形成薄膜的方法。注意在這個(gè)實(shí)施方案中的涂敷方法使用圖1A到1C。
在圖1A中，參數(shù)110指基質(zhì)；并且111指涂敷液室。涂敷液室111含有涂敷液。
當(dāng)形成紅色EL層時(shí)，涂敷液室111含有混合物(下文中稱之為紅EL層涂敷液)，所述混合物是發(fā)出紅光的有機(jī)EL物質(zhì)和溶劑，當(dāng)形成綠色EL層時(shí)，涂敷液室111含有混合物(下文中稱之為綠EL層涂敷液)，所述混合物是發(fā)出綠光的有機(jī)EL物質(zhì)和溶劑，當(dāng)形成藍(lán)色EL層時(shí)，涂敷液室111含有混合物(下文中稱之為藍(lán)EL層涂敷液)，所述混合物是發(fā)出藍(lán)光的有機(jī)EL物質(zhì)和溶劑。
注意，在這個(gè)實(shí)施方案中，作為有機(jī)EL物質(zhì)，將氰基聚亞苯基亞乙烯基用于紅EL層，將聚亞苯基亞乙烯基用于發(fā)出綠光的EL層，并將聚烷基亞苯基用于發(fā)出藍(lán)光的EL層。將乙醇用作溶劑。
在這個(gè)實(shí)施方案中，首先將用于紅EL層的涂敷液裝入涂敷液室中，并且紅EL層形成在基質(zhì)上之后，使用含有用于綠EL的涂敷液的涂敷液室在基質(zhì)上形成綠EL層。最后，使用含有用于藍(lán)EL層的涂敷液的涂敷液室在基質(zhì)上形成藍(lán)EL層。
如上所述，通過涂敷三次可以形成紅、綠和藍(lán)的EL層。此外，三色EL層可以同時(shí)形成。
每一色的涂敷液通過超聲振動器112來在涂敷液室中霧化并通過得自提取電極114的電場來提取。由提取電極114提取的涂敷液通過得自加速電極115的電場來加速，并且然后其由得自控制電極116的電場控制，到達(dá)掩模113。
因?yàn)橐浑妷菏┘釉谘谀?13上，因此在掩模113的附近產(chǎn)生了電場。通過掩模113產(chǎn)生的電場控制已經(jīng)到達(dá)掩模113的涂敷液，并且然后涂敷液經(jīng)過掩模113被涂敷在基質(zhì)110上。
當(dāng)以與片平面垂直的方向移動涂敷液室111的同時(shí)涂敷用于紅EL層的涂敷液時(shí)，條形紅EL層形成在象素上。此處，由一個(gè)象素陣列以箭頭k的方向移動掩模，并從涂敷液室111類似地涂敷用于綠EL層的涂敷液，同時(shí)以與片平面垂直的方向移動涂敷液室111。因此，綠EL層形成在紅EL層的邊上。進(jìn)一步，由一個(gè)象素陣列以箭頭k的方向移動掩模，并且從涂敷液室111涂敷用于藍(lán)EL層的涂敷液。藍(lán)EL層形成在綠EL層的邊上。那就是說，如上所述，當(dāng)移動掩模時(shí)，發(fā)出紅、綠和藍(lán)的象素陣列對于各個(gè)顏色涂敷三次，所以形成了三色條形EL層(嚴(yán)格地說，是EL層的前體)。注意此處形成的各EL層的厚度為100nm到1μm是理想的。而且，可以同時(shí)形成三色EL層。
注此處的象素陣列指被堤(沒有示出)分開的象素的陣列，并且堤形成在源布線上。那就是說，在沿著源布線序列排列大量象素的陣列被稱之為象素陣列。但是，此處盡管解釋了堤在源布線上形成的事實(shí)，其仍可在柵布線上提供。在這種情況下，沿著柵布線序列安排大量象素的陣列也稱作象素陣列。
因此，能把象素部分(沒有示出)認(rèn)作大量象素陣列，其被在大量源布線或柵布線上提供的條形堤分開。當(dāng)象素部分被如此認(rèn)為時(shí)，可以說由象素陣列構(gòu)成象素部分，在這些象素陣列中形成了發(fā)出紅光的條形EL層，形成了發(fā)出綠光的條形EL層和形成了發(fā)出藍(lán)光的條形EL層。
而且，因?yàn)樵诖罅吭床季€或柵布線上提供了條形堤，也可以基本上將這些象素部分認(rèn)為由大量源布線或柵布線上提供的條形堤分開的大量象素陣列。
同時(shí)，在圖1A中的參數(shù)114指提取電極，其施加電場以將霧化涂敷液提取到下一個(gè)電極上。參數(shù)115指加速電極，其向涂敷液施加用來加速被提取涂敷液的飛行速度的電場。另外，參數(shù)116指控制電極，其為控制電場的電極，將涂敷液涂敷在基質(zhì)110上的所需位置。電極數(shù)目不必總是3個(gè)，但如果至少提供一個(gè)電極是足夠的。
另外，在這個(gè)實(shí)施方案中，可以施加電場，使得預(yù)先向在基質(zhì)110上形成的象素電極(陽極)施加一電壓，并且進(jìn)一步控制已經(jīng)經(jīng)過了掩模的涂敷液以選擇性地涂敷在所需的位置上。
(實(shí)施方案2)下一步，將給出一個(gè)例子，其中因?yàn)槟蔚膬?yōu)良可控制性和油墨選擇的高自由度而用于噴墨打印機(jī)上的壓電系統(tǒng)(也稱作Seiko Epson公司的MJ系統(tǒng))用于本發(fā)明。
所述壓電系統(tǒng)包括MLP(多層壓電)型和MLChip(多層陶瓷超整合壓電片)型。
然后，在這個(gè)實(shí)施方案中，MLChip的涂敷裝置在圖4中示出。MLChip是個(gè)致動裝置，其中由陶瓷制成的振動盤401、傳遞盤402和涂敷液室盤403構(gòu)成涂敷液室404，并在與每個(gè)涂敷液室對應(yīng)的振動盤401上形成壓電元件405。
將三個(gè)不銹鋼盤(SUS盤)堆在MLChip上，并且如圖4形成供應(yīng)孔406、貯藏室407和噴嘴408，如此形成了涂敷裝置。
由MLChip制成的涂敷裝置的操作原理是壓電效應(yīng)，以及當(dāng)一電壓施加到上電極409和下電極410時(shí)因壓電元件402振動引起振動盤401和壓電元件402的偏振作用。那就是說，通過偏轉(zhuǎn)向涂敷液室404加壓，將涂敷液室中所含的涂敷液推出，從而實(shí)現(xiàn)涂敷。
從圖4所示的涂敷裝置中排出的涂敷液按實(shí)施方案1中解釋的方法經(jīng)過控制的電場，這樣能選擇性地實(shí)現(xiàn)涂敷到基質(zhì)上理想的地方。而且，這個(gè)實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)可以自由地與實(shí)施方式1到3的結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用。(實(shí)施方案3)在實(shí)施方案1中，盡管已經(jīng)給出了例子，其中通過一個(gè)電場控制裝置控制涂敷位置，但這個(gè)實(shí)施方案給出了個(gè)例子，其中在掩模和基質(zhì)間提供另一個(gè)電場控制裝置，以便比實(shí)施方案1的圖2A中示出的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提高涂敷位置的可控制性，該例子圖示出了使用大量掩模的例子。
在圖2A中，參數(shù)1010指基質(zhì)；1011指涂敷液室。涂敷液室1011含有涂敷液。此處，示出了作為聚合物的有機(jī)EL物質(zhì)溶于溶劑中并且被涂敷的例子。
在涂敷液室1011中的涂敷液通過超聲振動器1012來霧化并且被排出。在被排出的涂敷液經(jīng)過由導(dǎo)體制成的第一個(gè)掩模1013的縫隙，并經(jīng)過第二個(gè)掩模1019a的縫隙后，其被涂敷在基質(zhì)1010上的象素電極上。
當(dāng)涂敷液經(jīng)過第一個(gè)掩模1013時(shí)，如圖2B中1017部分的放大圖所示，它的飛行方向由第一個(gè)掩?？刂啤５谝粋€(gè)掩模1013構(gòu)成為第一個(gè)阻擋部分1018的部分是由導(dǎo)體制成的大量導(dǎo)線，導(dǎo)體如鉑(Pt)、金(Au)、銅、鐵、鋁、鉭、鈦或鎢，導(dǎo)線相互平行排列(條形)，或是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(網(wǎng)形)。而且，如圖2B中1017部分的放大視圖所示，當(dāng)已經(jīng)經(jīng)過了第一個(gè)掩模1013的涂敷液經(jīng)過第二個(gè)阻擋部分1019b時(shí)，控制其飛行方向。因此，通過施加于第一個(gè)阻擋部分1018的第一電壓(通過第一個(gè)電源1020來設(shè)置)和施加于第二個(gè)阻擋部分1019b的第二電壓(通過第一個(gè)電源1021來設(shè)置)控制涂敷液，涂敷液經(jīng)過第一個(gè)阻擋部分1018間的縫隙和第二個(gè)阻擋部分1019b間的縫隙，并且被涂敷在基質(zhì)上。第二個(gè)掩模1019a具有的第二個(gè)阻擋部分1019b，是如下導(dǎo)體制成的導(dǎo)線鉑(Pt)、金(Au)、銅、鐵、鋁、鉭、鈦或鎢，并具有由導(dǎo)線制成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有由導(dǎo)體制成的盤狀結(jié)構(gòu)，或許多導(dǎo)線相互平行排列的結(jié)構(gòu)。
注意在第一個(gè)掩模1013和第二個(gè)掩模1019a之間的距離，第二個(gè)掩模1019a和基質(zhì)之間的距離，第一個(gè)阻擋部分1018彼此間的距離，第二個(gè)阻擋部分1019b彼此間的距離等等，可以由操作者適宜地設(shè)定。例如，第一個(gè)阻擋部分1018彼此間的距離或第二個(gè)阻擋部分1019b彼此間的距離可以由基質(zhì)之上形成的象素電極的象素間距構(gòu)成。
注意將電壓(由第一個(gè)電源1020設(shè)置)施加在第一個(gè)掩模1013的第一個(gè)阻擋部分1018，從而產(chǎn)生使得霧化了的涂敷液和第一個(gè)掩模1013的第一個(gè)阻擋部分1018相互排斥的電勢。同樣，將電壓(由第二個(gè)電源1021設(shè)置)施加在第二個(gè)掩模1019a的第二個(gè)阻擋部分1019b上，從而產(chǎn)生使得霧化了的涂敷液和第二個(gè)阻擋部分1019b相互排斥的電勢。因此，涂敷液能通過第一個(gè)掩模1013的第一個(gè)阻擋部分1018之間的縫隙和第二個(gè)阻擋部分1019b之間的縫隙。
通過制造如圖2A中的結(jié)構(gòu)和適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)施加在第一個(gè)阻擋部分1018的電壓以及施加在第二個(gè)阻擋部分1019b的電壓，涂敷位置能以高準(zhǔn)確度來控制。
另外，在這個(gè)實(shí)施方案中，可以施加電場，使得預(yù)先將一電壓施加到在基質(zhì)1010上形成的象素電極(陽極)上，并且進(jìn)一步控制已經(jīng)經(jīng)過了掩模的涂敷液，從而選擇性地涂敷在所需位置上。
此外，這個(gè)實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)能自由地與實(shí)施方案1或?qū)嵤┓桨?的結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用。(實(shí)施方案4)實(shí)施方案1使用下述類型的涂敷方法通過涂敷液室中的超聲振動器霧化的涂敷液由外部電極提取出。但是，因?yàn)殪F化了的涂敷液在涂敷時(shí)粒徑大，因此具有涂敷位置的可控制性差的缺陷。
然后，在這個(gè)實(shí)施方案中，涂敷液被充電并且以帶電顆粒提取，并且各個(gè)帶電的顆粒由電場控制，所以能提高涂敷位置的可控制性。
在這個(gè)實(shí)施方案中的涂敷方法的例子示于圖5A和5B中。圖5A是剖面圖，圖5B是透視圖。
涂敷液室1801中含有用于EL層的涂敷液。注意在這個(gè)實(shí)施方案中，作為有機(jī)EL物質(zhì)，將氰基聚亞苯基亞乙烯基用于紅EL層，將聚亞苯基亞乙烯基用于發(fā)出綠光的EL層，并且將聚烷基亞苯基用于發(fā)出藍(lán)光的EL層。將乙醇或N-甲基吡咯烷酮用作溶劑。
涂敷液室1801上裝有導(dǎo)電噴嘴1807，并且通過施加在噴嘴1807上的電壓，在涂敷液中的有機(jī)EL物質(zhì)被充電形成帶電顆粒。與此同時(shí)，當(dāng)將一電壓施加到提取電極1804上時(shí)，涂敷液被從噴嘴1807以帶電顆粒提取。
注意為了使涂敷液易于以帶電顆粒提取，通過使用高電導(dǎo)率的溶劑形成涂敷液是合適的。作為具有高電導(dǎo)率的溶劑，使用具有1×10-6到1×10-12Ω-1cm-1的比電導(dǎo)率的溶劑是合適的。
而且，通過加速電極1805以提取方向(從噴嘴1807到基質(zhì)1800的方向)加速由提取電極1804提取的涂敷液，由控制電極1806控制涂敷液的流動，并且當(dāng)涂敷液到達(dá)掩模1803時(shí)，由加在掩模1803上的電壓進(jìn)一步加速，并且最終能涂敷在基質(zhì)1800上的象素部分上。
在這個(gè)實(shí)施方案中，在由提取電極1804從噴嘴1807提取涂敷液后，盡管涂敷液通過加速電極1805和控制電極1806被適當(dāng)?shù)赝糠笤诨|(zhì)之上的象素上，但電極數(shù)目不必總是3個(gè)，如果提供至少一個(gè)電極是足夠的。
此外，這個(gè)實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)可以自由地與實(shí)施方案1到3的任意結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用。(實(shí)施方案5)圖6是本發(fā)明EL顯示裝置的象素部分的剖面圖，圖7A是其頂視圖，圖7B是示出了其電路結(jié)構(gòu)的視圖。實(shí)際上，將象素布置成矩陣形式以形成象素部分(圖形顯示部分)。伴隨地，沿圖7A的A-A’的剖面圖與圖6相對應(yīng)。這樣，由于公共的指代數(shù)字用于圖6和圖7A和7B，參數(shù)對于兩個(gè)視圖都適合。盡管圖7的頂視圖示出了兩個(gè)象素，但是二者具有相同的結(jié)構(gòu)。
在圖6中，參數(shù)11指基質(zhì)；12為變成下層的絕緣薄膜(下文稱之為下面薄膜)。就基質(zhì)11而言，可以用玻璃、玻璃陶瓷、石英、硅、陶瓷、金屬或塑料制成基質(zhì)。盡管下面薄膜12是有效的，特別是在使用了包含活動離子的基質(zhì)或?qū)щ娀|(zhì)的情況下，但是在石英基質(zhì)上不必提供下面薄膜。就下面薄膜12而言，可以使用含有硅的絕緣薄膜。在本說明書中，“含有硅的絕緣薄膜”指以預(yù)定比含有硅、氧或氮的絕緣薄膜，如二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜或氮氧化硅薄膜(由SiOxNy表示)。
為了驅(qū)散TFT的熱量，通過使下面薄膜12具有熱輻射效果是有效的，同時(shí)防止TFT老化或EL元件老化?？梢杂萌魏我阎奈镔|(zhì)提供熱輻射效果。
此處，兩個(gè)TFT形成在象素上。參數(shù)201指由n-溝道TFF形成的開關(guān)TFT；202指電流控制TFT，其由p-溝道TFT形成。
但是，在本發(fā)明中，開關(guān)TET不必限于n-溝道TFT并且電流控制TFT不必限制于p-溝道TFT，但是可以這樣改變，即p-溝道TFT制成開關(guān)TFT并且n-溝道TFT制成電流控制TFT，或二者都用n-溝道TFT或p-溝道TFT。
開關(guān)TFT 201包括源區(qū)13，漏區(qū)14,LDD區(qū)15a到15d，含有高濃度雜質(zhì)區(qū)16和溝道形成區(qū)17a和17b的有效層(activelayer)，柵絕緣薄膜18，柵電極19a和19b，第一夾層絕緣薄膜20，源布線21和漏布線22。
而且，如圖7A和7B所示，柵電極19a和19b具有雙柵結(jié)構(gòu)，其中它們與由另一材料(具有低于柵電極19a和19b的電阻材料的)形成的柵布線211電相連。當(dāng)然，不但可以采納雙柵結(jié)構(gòu)，而且可以采納單柵或所謂的多柵結(jié)構(gòu)(包括具有至少兩個(gè)串聯(lián)的溝道形成區(qū)的有效層的結(jié)構(gòu))如三柵結(jié)構(gòu)。多柵結(jié)構(gòu)對降低關(guān)態(tài)電流值是非常有效的，并且在本發(fā)明中，將象素的開關(guān)元件201制成多柵結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)具有低關(guān)態(tài)電流值的開關(guān)元件。
由含有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體薄膜形成有效層。那就是說，可以使用單晶半導(dǎo)體薄膜，也可以使用多晶半導(dǎo)體薄膜或微晶半導(dǎo)體薄膜。可以由含硅絕緣薄膜形成棚絕緣薄膜18。任何導(dǎo)電薄膜可以用于柵電極、源布線或漏布線。
此外，在開關(guān)TFT 201中，提供LDD區(qū)15a到15d，不與通過棚絕緣薄膜18的柵電極19a和19b重疊。這種結(jié)構(gòu)對降低關(guān)態(tài)電流值是非常有效的。
應(yīng)注意的是，由于要降低關(guān)態(tài)電流值，更優(yōu)選在溝道形成區(qū)和LDD區(qū)間提供偏移區(qū)域(區(qū)域由與溝道形成區(qū)組成相同的半導(dǎo)體層制成并且不加?xùn)烹妷?。在多柵結(jié)構(gòu)至少具有兩個(gè)柵電極的情況下，在溝道形成區(qū)之間提供的高濃度雜質(zhì)區(qū)域在降低關(guān)態(tài)電流值方面是有效的。
接下來，電流控制TFT202包括含源區(qū)31、漏區(qū)32和溝道形成區(qū)34的有效層，柵絕緣薄膜18，柵電極35，第一夾層絕緣薄膜20，源布線36和漏布線37。盡管柵電極35具有單柵結(jié)構(gòu)，但是可以使用多柵結(jié)構(gòu)。
如圖7所示，開關(guān)TFT的漏區(qū)連接在電流控制TFT202的柵上。尤其是，電流控制TFT 202的柵電極35通過排放布線22(也可以稱連接布線)電連接在開關(guān)TFT201的漏區(qū)14上。將源布線36連接到電源線212上。
電流控制TFT202是用于控制注入EL元件203的電流量的元件，并且考慮到EL元件的老化不優(yōu)選大量電流流動。這樣，優(yōu)選設(shè)計(jì)一個(gè)足夠長的溝道長度(L)以使額外的電流不流過電流控制TFT 202。合理的設(shè)計(jì)是使電流為0.5到2μA/象素(優(yōu)選1到1.5μA)。
在開關(guān)TFT201中形成的LDD區(qū)的長度(寬度)制成0.5到3.5μm，典型的是2.0到2.5μm。
而且，如圖16所示，在指定為3504的區(qū)域通過絕緣薄膜將包括電流控制TFT 3503的柵電極35的布線與電流控制TFT3503的電源線211相重疊。與此同時(shí)，在由3504指定的區(qū)域中形成保持電容(電容器)。至于電容3504，由半導(dǎo)體薄膜3520、與柵絕緣薄膜相同層的絕緣薄膜(沒有示出)，和電源線211形成的電容，也可以被用作保持電容。
這種保持電容3504起容納施加到電流控制TFT3503的柵電極35上的電壓的電容器的作用。
從增加能流過的電流量的觀點(diǎn)來看，增加電流控制TFT202的有效層(特別是溝道形成區(qū))的厚度(優(yōu)選50到100nm，更優(yōu)選60到80nm)也是有效的。相反，在開關(guān)TFT201的情況下，從降低關(guān)態(tài)電流值的觀點(diǎn)來看，降低有效層(特別是溝道形成區(qū))的厚度(優(yōu)選20到50nm，更優(yōu)選25到40nm)也是有效的。
接下來，參數(shù)38指第一個(gè)鈍化薄膜，并且適宜將薄膜厚度制成10nm到10μm(優(yōu)選200到500nm)。作為其材料，可以使用含有硅的絕緣薄膜(特別是優(yōu)選氮氧硅化物薄膜或氮化硅薄膜)。
將第二個(gè)夾層絕緣薄膜39(也稱平化薄膜)形成在第一個(gè)鈍化薄膜38上以蓋住各自的TFT，所以弄平由TFT形成的間隙(step)。作為第二個(gè)夾層絕緣薄膜39，優(yōu)選有機(jī)樹脂薄膜，和優(yōu)選使用聚酰亞胺、聚酰胺、丙烯酸樹脂，BCB(苯并環(huán)丁烯)等等。當(dāng)然，如果能弄的足夠平的話，可以使用無機(jī)薄膜。
通過第二個(gè)夾層絕緣薄膜39弄平該間隙非常重要，該間隙由TFT產(chǎn)生。因?yàn)楹髞硇纬傻腅L層非常薄，由于間隙的存在，發(fā)出差的熒光，所以在象素電極形成前進(jìn)行平整，使得盡可能地將EL層形成在最平的表面上。
參數(shù)40指由透明導(dǎo)電薄膜制成的象素電極(相對于EL元件的陽極)，并且在接觸孔(開口)在第二個(gè)夾層絕緣薄膜39和第一個(gè)鈍化薄膜38里形成之后，形成象素電極以在形成的開口部分連接到電流控制TFT202的排放布線37。
在這個(gè)實(shí)施方案中，將氧化銦和氧化錫的組合物制成的導(dǎo)電薄膜用作象素電極。而且，可以加入少量的鎵。進(jìn)一步地，也可以使用氧化銦和氧化鋅的組合物或氧化鋅和氧化鎵的組合物。注意在象素電極在接觸孔上形成后制成的凹口在本說明書中稱為電極孔。
在象素電極形成后，形成樹脂物質(zhì)制成的堤41a和41b。通過弄平具有1到2μm厚的丙烯酸樹脂薄膜或聚酰亞胺薄膜形成堤41a和41b。堤41a和41b象線一樣各自形成在象素和象素之間。在這個(gè)實(shí)施方案中，盡管其沿源布線21形成，但是可以沿柵布線35形成。
接下來，在這個(gè)實(shí)施方案中，用如圖1中解釋的薄膜形成方法形成EL層42。盡管此處僅出了一個(gè)象素，相對于R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))各自顏色的EL層如實(shí)施方案1中解釋的方法形成。
首先，通過超聲振動器112將包含在涂敷液室中的涂敷液霧化并排出，在經(jīng)過施加電壓的掩模后，排出的涂敷液被涂敷在基質(zhì)110上的象素部分上。
當(dāng)涂敷液經(jīng)過掩模113時(shí)，由掩模附近的電場控制飛行方向。加在掩模113上的電壓在幾十伏到10kV間是適合的，優(yōu)選10V到1kV。
在這個(gè)實(shí)施方案中，首先，排出在涂敷液室中的用于紅EL層的涂敷液，并且在垂直方向移動基質(zhì)110，使發(fā)出紅光的象素陣列形成在象素上。接下來，在水平方向上移動掩模后，排出在涂敷液室中的用于綠EL層的涂敷液，并且當(dāng)基質(zhì)110在垂直方向上移動時(shí)進(jìn)行涂敷，從而形成了發(fā)出綠光的緣素陣列。進(jìn)一步地，在水平方向上移動掩模，排出在涂敷液室中的用于藍(lán)EL層的涂敷液，并且基質(zhì)110在垂直方向上移動，從而形成了發(fā)出藍(lán)光的象素陣列。
注意當(dāng)更換某種涂敷液時(shí)可以一起更換含有涂敷液的涂敷液室111，或涂敷液室不更換而僅交換涂敷液。
而且，盡管可以分別提供此處說明的涂敷液室111和掩模113，但是其可以以整體的形式制成一個(gè)裝置。
如上所述，當(dāng)移動掩模時(shí)對于各自的顏色通過涂敷象素陣列發(fā)出紅、綠和藍(lán)光三次，形成了三色條形EL層(嚴(yán)格地說，是EL層的前體)。而且，可以同時(shí)形成三色EL層。
作為用于EL層的有機(jī)EL物質(zhì)，使用了聚合物材料。作為典型的聚合物材料，有聚對亞苯基乙烯基(PPV)、聚乙烯基咔唑(PVK)、聚芴等。
盡管有各種類型的PPV有機(jī)EL物質(zhì)，例如，列出了下列分子式(“H.Shenk,H.Becker.O.Gelsen.E.E.Kluge,W.Kreuder和H.Spreitzer“用于發(fā)光二極管的聚合物”，Euro Display、Proceedings 1999,33-37頁”)?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)式1化學(xué)結(jié)構(gòu)式2 而且，也可以使用在日本專利特開平10-92576中公開的聚苯基乙烯基的分子式。分子式如下化學(xué)結(jié)構(gòu)式3 化學(xué)結(jié)構(gòu)式4 而且，作為PVK有機(jī)EL物質(zhì)，分子式如下化學(xué)結(jié)構(gòu)式5 當(dāng)聚合物(高分子)有機(jī)EL物質(zhì)在聚合物狀態(tài)下時(shí)其能溶于溶劑中并且被涂敷，或者當(dāng)其為單體時(shí)能溶于溶劑并且在涂敷后聚合。在單體狀態(tài)涂敷時(shí)，首先形成聚合物前體然后在真空下加熱以聚合，這樣就形成了聚合物。
作為特定的EL層，將氰基聚亞苯基亞乙烯基用于發(fā)出紅光的EL層，將聚亞苯基亞乙烯基用于發(fā)出綠光的EL層，將聚亞苯基亞乙烯基或聚烷基亞苯基用于發(fā)出藍(lán)光的EL層。合適的厚度是30到150nm(優(yōu)選40到100nm)。
但是，上述例子僅是用于本發(fā)明EL層的有機(jī)EL物質(zhì)的例子，并且所用物質(zhì)不必局限于此。在這個(gè)實(shí)施方案中，用如圖1A到1C所示的系統(tǒng)來涂敷有機(jī)EL物質(zhì)和溶劑的混合物，并將溶劑揮發(fā)除去，以便形成EL層。因此，只要組合使得當(dāng)溶劑揮發(fā)時(shí)溫度不超過EL層的玻璃化溫度，可以使用任何有機(jī)EL物質(zhì)。
此外，可以使用蒸發(fā)法由低分子EL物質(zhì)如三(8-quinolinonato)鋁配合物(Alq)或雙(苯并喹啉醇根合)(benzoquinolinolato)鈹配合物(BeBq)形成EL層，或可以與高分子有機(jī)EL物質(zhì)一起使用低分子物質(zhì)形成。
作為典型的溶劑，有乙醇、二甲苯、氯苯、二氯苯、甲氧基苯、氯仿、二氯甲烷、ā-丁基內(nèi)酯、丁基溶纖劑、環(huán)己烷、NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)、環(huán)己酮、二噁烷或THE(四氫呋喃)。
進(jìn)一步地，當(dāng)形成EL層42時(shí)，因?yàn)闈穸然蜓鯕獾拇嬖诙菀灼茐腅L層，因此處理環(huán)境為一低濕度和低氧氣的環(huán)境是較理想的，并且在惰性氣體如氮?dú)饣驓鍤庀逻M(jìn)行處理也是理想的。進(jìn)一步地，因?yàn)榭梢钥刂仆糠笠旱恼舭l(fā)速度，因此還適宜在有制備涂敷液所用的溶劑的環(huán)境下進(jìn)行處理。注意為了實(shí)現(xiàn)此目的，較理想地作為如圖1A到1C中所示的EL層的薄膜的形成是在充滿惰性氣體的干凈艙中進(jìn)行的。
用如上所述的方法形成EL層42后，接下來形成由光屏蔽導(dǎo)電薄膜制成的陰極43，保護(hù)性電極44，和第二個(gè)鈍化薄膜45。在這個(gè)實(shí)施方案中，將由MgAg制成的導(dǎo)電薄膜用作陰極43，并且將鋁制成的導(dǎo)電薄膜用作保護(hù)性電極44。進(jìn)一步地，用作第二個(gè)純化薄膜45的氮化硅薄膜具有的厚度為10nm到10μm(優(yōu)選200到500nm)。
注意因?yàn)樯鲜龅腅L層耐熱性差，在盡可能低的溫度下(優(yōu)選的溫度范圍是從室溫到120℃)形成陰極43和第二個(gè)鈍化薄膜45是可取的。因此，可取的薄膜形成方法有等離子體CVD方法，真空蒸發(fā)方法或溶液涂敷方法(旋涂法)。
完全適合這種情形的物質(zhì)被稱為活性矩陣基質(zhì)，并且提供一與該活性矩陣基質(zhì)相對的相反基質(zhì)(沒有示出)。在這個(gè)實(shí)施方案中，將玻璃用作相對基質(zhì)。注意作為相對基質(zhì)，可以使用由塑料或陶瓷制成的基質(zhì)。
而且，活性矩陣基質(zhì)和相對基質(zhì)通過密封劑(沒有示出)相互粘住，并且形成密封的空間(沒有示出)。在這個(gè)實(shí)施方案中，用氬氣填充密封空間。當(dāng)然，也可以在密封空間中放一些如氧化鋇的干燥劑或抗氧化劑。
進(jìn)一步地，這個(gè)實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)可以和實(shí)施方案1到4中的任何一個(gè)自由組合。(實(shí)施方案6)將參照圖8A到10C描述上述各個(gè)實(shí)施方案中陳述的象素部分和在其周圍提供驅(qū)動電路部分的TFT的制造方法。但是，為了簡化說明，關(guān)于驅(qū)動電路，示出了CMOS電路作為基本電路。
首先，如圖8A所示，將厚度為300nm的下面薄膜301形成在玻璃基質(zhì)300上。在這個(gè)實(shí)施方案中，作為下面薄膜301，使用厚度為100nm的氮氧化硅薄膜和厚度為200nm的氮氧化硅薄膜的層壓物。與此同時(shí)，與玻璃基質(zhì)300接觸的薄膜中氮的濃度為10到25wt％是合適的。當(dāng)然，沒有下面薄膜時(shí)元件可以形成在石英基質(zhì)上。
接下來，用已知的薄膜形成方法將厚度為50nm的非晶形硅薄膜(沒有示出)形成在下面薄膜301上。注意不必將薄膜局限于非晶形硅薄膜，但是可以使用含有非晶形結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體薄膜(包括微晶型半導(dǎo)體薄膜)。另外，可以使用含有非晶型結(jié)構(gòu)的復(fù)合半導(dǎo)體薄膜如非晶型硅鍺薄膜。另外，薄膜厚度可以是20到100nm。
然后，用已知的技術(shù)將非晶型硅薄膜結(jié)晶，如此形成了晶型硅薄膜302(也稱多晶硅薄膜或多硅薄膜)。作為已知的結(jié)晶方法，有用電熱爐的熱結(jié)晶方法，使用激光的激光退火結(jié)晶方法，或用紅外線的燈退火結(jié)晶方法。在這個(gè)實(shí)施方案中，使用了用XeCl氣的準(zhǔn)分子激光進(jìn)行結(jié)晶。
注意在這個(gè)實(shí)施方案中，盡管使用了脈沖振動型準(zhǔn)分子激光形成線形，但可以使用矩形光，或者可以使用連續(xù)波氬激光或連續(xù)波準(zhǔn)分子激光。
在這個(gè)實(shí)施方案中，盡管將晶型硅薄膜用于TFT的有效層，但是也可以使用非晶型硅薄膜。而且，通過非晶型硅薄膜也可以形成開關(guān)TFT的有效層，這需要降低關(guān)態(tài)電流，并且通過晶型硅薄膜形成電流控制TFT的有效層。因?yàn)榉蔷凸璞∧さ妮d流子遷移率低，導(dǎo)致電流很難流動或關(guān)態(tài)電流不易流動。那就是說，可以利用非晶型硅薄膜電流不易流過和晶型硅薄膜電流容易流過的兩者的優(yōu)點(diǎn)。
接下來，如圖8B所示，將由氧化硅薄膜制成的厚度為130nm的保護(hù)性薄膜303形成在結(jié)晶硅薄膜302上?？蛇x的厚度范圍是100到200nm(優(yōu)選130到170nm)。只要絕緣薄膜含硅，也可以使用其它的薄膜。當(dāng)加入雜質(zhì)并且能微妙控制濃度時(shí)，保護(hù)性薄膜303用于阻止晶型硅薄膜直接暴露于等離子體。
然后，保護(hù)掩模304a和304b形成于其上，并且用于賦予n型的雜質(zhì)元素(在下文中稱之為n型雜質(zhì)元素)通過保護(hù)性薄膜303加入。注意n型雜質(zhì)元素，典型地該元素屬于族15的元素，并且典型地可以使用磷或砷。注意這個(gè)實(shí)施方案使用等離子體(離子)摻雜方法，其中磷化氫(PH3)是已激發(fā)的沒有質(zhì)量分離的等離子體，并且加入的磷濃度是1×1018原子/cm3。當(dāng)然，可以使用其中進(jìn)行質(zhì)量分離的離子注入方法。
調(diào)節(jié)劑量以使在此步驟中形成的n-型雜質(zhì)區(qū)305中n-型雜質(zhì)元素的濃度為2×1016到5×1019原子/cm3(典型地5×1017到5×1018原子/cm3)。
接下來，如圖8C所示，移走保護(hù)性薄膜303和保護(hù)掩模304a和304b，并且激活屬于族15的附加元素。盡管可以使用已知技術(shù)作為激活方法，但是，在這個(gè)實(shí)施方案中，通過準(zhǔn)分子激光的輻射來實(shí)現(xiàn)激活。當(dāng)然，脈沖振動型和連續(xù)波型都可以使用，并且不必限于準(zhǔn)分子激光。但是，因?yàn)槟康氖羌尤氲碾s質(zhì)元素的激活，優(yōu)選的輻射能量水平是晶型硅薄膜不熔融。注意當(dāng)提供了保護(hù)性薄膜303時(shí)可以照射激光。
注意當(dāng)激光將雜質(zhì)元素激活時(shí)，可以同時(shí)使用熱處理來激活。在通過熱處理來實(shí)現(xiàn)激活的情況下，考慮到基質(zhì)的熱阻而在約450到550℃下進(jìn)行熱處理是合適的。
這個(gè)步驟中確定了n型雜質(zhì)區(qū)305的末端部分，即在n型雜質(zhì)區(qū)305和存在于其周圍的并加入非n型雜質(zhì)元素的區(qū)域之間的邊緣部分(連接部分)。這就意味著當(dāng)后來TFT完成之后時(shí)，LDD區(qū)和溝道形成區(qū)能形成優(yōu)良的連接部分。
接下來，如圖8D所示，移走晶狀硅薄膜的不必須部分，并且形成島狀半導(dǎo)體薄膜306-309(文中稱之為有效層)。
接下來，如圖8E所示，形成覆蓋有效層306-309的棚絕緣薄膜310。作為柵絕緣薄膜310，使用厚度為10-200nm，優(yōu)選50-150nm且含有硅的絕緣薄膜是適宜的。這可以為單層結(jié)構(gòu)或?qū)訅航Y(jié)構(gòu)。在這個(gè)實(shí)施方案中，使用厚度為110nm的氮氧化硅薄膜。
接下來，形成厚度為200到400nm的導(dǎo)電薄膜，并且成型以形成柵電極311到315?？梢詫⒚總€(gè)柵電極311到315的末端作成錐形。注意在這個(gè)實(shí)施方案中，柵電極和電連接在該柵電極上并用于引導(dǎo)的布線(下文中稱之為柵布線)由不同物質(zhì)形成。特別地，將具有比柵電極電阻低的材料用于柵布線。此結(jié)構(gòu)適合使用能為柵電極很好工作的材料，并適合使用具有較低的布線電阻但對柵布線不能很好工作的材料。當(dāng)然，可以用同一種物質(zhì)制造柵電極和柵布線。
盡管單層導(dǎo)電薄膜可以形成柵電極，但是隨著需要的增加更可取的是制造層壓薄膜如兩層薄膜或三層薄膜。任何已知的導(dǎo)電薄膜都可以用作柵電極的材料。但是，如上所述優(yōu)選能實(shí)現(xiàn)很好工作的材料，特別地，可成型至線寬2μm或更小。
典型地，能使用選自鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)、鉻(Cr)、和硅(Si)的元素制成的薄膜、由這些元素制成的氮化物薄膜(典型地，氮化鉭薄膜、氮化鎢薄膜、氮化鈦薄膜)、由這些元素組合制成的合金薄膜(典型地，Mo-W合金、Mo-Ta合金)或由這些元素制成的硅化物薄膜(典型地，硅化鎢薄膜、硅化鈦薄膜)。當(dāng)然，單層和層壓層都可以使用。
在這個(gè)實(shí)施方案中，使用厚度為50nm的氮化鉭(TaN)制成的薄膜和厚度為350nm的鉭(Ta)薄膜。可以通過濺射方法形成。而且，當(dāng)加入如氙或氖的惰性氣體時(shí)，可以防止應(yīng)力引起的脫皮。
同時(shí)，形成柵電極312，從而通過棚絕緣薄膜310與n型雜質(zhì)區(qū)305部分重疊。此重疊部分隨后變成與柵電極重疊的LDD區(qū)。注意盡管將柵電極313和314看成兩部分，它們實(shí)際上相互電連接。
接下來，如圖9A所示，以自動對準(zhǔn)方式通過使用柵電極311到315加入n型雜質(zhì)元素(在這個(gè)實(shí)施方案中，為磷)。進(jìn)行調(diào)節(jié)以使用這種方式形成的雜質(zhì)區(qū)域316到323中加入了磷的濃度為n型雜質(zhì)區(qū)域305中的1/2到1/10(典型地，1/3到1/4)的磷。特別地，優(yōu)選濃度為1×1016到5×1018原子/cm3(典型地3×1017到3×1018原子/cm3)。
接下來，如圖9B所示，形成保護(hù)掩模324a到324d以覆蓋住柵電極等，并且將n型雜質(zhì)元素(在這個(gè)實(shí)施方案中，為磷)加入以形成含高濃度的磷的雜質(zhì)區(qū)325到329。同樣，此處使用了用磷化氫(PH3)的離子摻雜方法，并且進(jìn)行調(diào)節(jié)以使區(qū)域的磷的濃度變成1×1020到1×1021原子/cm3(典型地2×1020到5×1021原子/cm3)。
通過這步，盡管形成了n溝道TFT的源區(qū)或漏區(qū)，但是在開關(guān)TFT中，使在圖9A的步驟中形成的部分n型雜質(zhì)區(qū)319到321保留下來。剩余區(qū)域與圖6中的開關(guān)TFT201的LDD區(qū)15a到15d相對應(yīng)。
接下來，如圖9C所示，移走保護(hù)掩模324a到324d，并且重新形成保護(hù)掩模332。然后，加入p型雜質(zhì)元素(在這個(gè)實(shí)施方案中，是硼)以形成含有高濃度硼的雜質(zhì)區(qū)域333到336。此處，通過使用乙硼烷(B2H6)的離子摻雜方法加入硼至濃度為3×1020到3×1021原子/cm3(典型地5×1020到1×1021原子/cm3)。
盡管已經(jīng)向雜質(zhì)區(qū)333到336加入濃度為1×1020到1×1021原子/cm3的磷，但是此處添加的硼的濃度至少比之高三倍。這樣，預(yù)先形成的n型雜質(zhì)區(qū)完全轉(zhuǎn)化成了p型，并且起p型雜質(zhì)區(qū)的作用。
接下來，移走保護(hù)掩模332，并且將以各自濃度加入的n型和p型雜質(zhì)元素激活。作為激活的方法，可以使用電熱爐退火法，激光退火法，或燈退火法。在這個(gè)實(shí)施方案中，例如用電熱爐在氮環(huán)境中于550℃下熱處理4小時(shí)。
同時(shí)，在該環(huán)境中最大限度的去除氧氣是重要的。這是因?yàn)?，如果即使是少量的氧氣存在的話，暴露的柵電極的表面就會被氧化，所以電阻就增加了并且之后難以現(xiàn)實(shí)歐姆接觸。因此，在激活步驟中在處理環(huán)境下的氧氣濃度為1ppm或更低是合適的，優(yōu)選0.1ppm或更低。
接下來，如圖9D所示，完成激活步驟后，形成厚度為300nm的柵布線337。作為棚布線337的材料，使用含有鋁(Al)或銅(Cu)排為主要成份(占組合物的50％到100％)的金屬是適合的。作為排列方法，如圖7A所示，進(jìn)行成型使得柵布線211與開關(guān)TFT的柵電極19a到19b(圖8E中的313和314)電連接。
因?yàn)槟軐⑼ㄟ^具有這樣結(jié)構(gòu)的柵布線的布線電阻制得非常小，所以可以形成具有大區(qū)域的圖形顯示區(qū)域(象素部分)。那就是說，這個(gè)實(shí)施方案的象素結(jié)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)具有對角線的尺寸為10英寸或更大(進(jìn)一步說，30英寸或更大)的屏幕的EL顯示裝置是非常有效的。
接下來，如圖10A所示，形成第一個(gè)夾層絕緣薄膜338。作為第一個(gè)夾層絕緣薄膜338，含有硅的絕緣薄膜適于用作單層，或使用至少兩種含有硅的絕緣薄膜結(jié)合的層壓薄膜。而且，合適的薄膜厚度是400nm到1.5μm。此實(shí)施方案采用以下結(jié)構(gòu)厚度為800nm的二氧化硅薄膜層壓在厚度為200nm的氮氧化硅薄膜上。
進(jìn)一步地，在含有3到100％氫的環(huán)境里，在300到450℃下進(jìn)行熱處理1-12小時(shí)，進(jìn)行氫化處理。此步驟是通過熱激活的氫使半導(dǎo)體薄膜的未配對鍵氫封端的步驟。作為其它氫化的方法，可以進(jìn)行等離子體氫化(使用等離子體中產(chǎn)生的氫)。
注意可以在第一個(gè)夾層絕緣薄膜338的形成期間實(shí)施氫化處理。那就是說，形成厚度為200nm的氮氧化硅薄膜后，如上所述進(jìn)行氫化處理。之后，可以形成厚度為800nm的剩余二氧化硅薄膜。
接下來，在第一個(gè)夾層絕緣薄膜338和柵絕緣薄膜310中形成接觸孔，并且形成源布線339到342和排放布線343到345。在這個(gè)實(shí)施方案中，該電極為三層結(jié)構(gòu)的層壓薄膜，其中用濺射方法連續(xù)形成厚度為100nm的Ti薄膜，厚度為300nm的含Ti鋁薄膜，和厚度為150nm的Ti薄膜。當(dāng)然，可以使用其它導(dǎo)電薄膜。
接下來，形成厚度為50到500nm的第一個(gè)鈍化薄膜346(典型地200到300nm)。在這個(gè)實(shí)施方案中，作為第一個(gè)鈍化薄膜346，使用厚度為300nm的氮氧化硅薄膜。這個(gè)可以由氮化硅薄膜來替代。
注意在形成氮氧化硅薄膜之前，用含有氫如H2或NH3的氣體進(jìn)行等離子體處理是有效的。將通過該預(yù)處理激活的氫供給第一個(gè)夾層絕緣薄膜338，并且進(jìn)行熱處理，所以改良了第一個(gè)鈍化薄膜346的薄膜質(zhì)量。同時(shí)，因?yàn)榧尤氲谝粋€(gè)夾層絕緣薄膜338的氫被分散到較低層一邊，所以可以有效地氫化有效層。
接下來，如圖10B所示，形成了由有機(jī)樹脂制成的第二個(gè)夾層絕緣薄膜347。作為有機(jī)樹脂，能使用聚酰亞胺、聚酰胺、丙烯酸樹脂、BCB(苯并環(huán)丁烯)等。特別地，第二個(gè)夾層絕緣薄膜347有平整的用途，因此優(yōu)選平整度優(yōu)良的丙烯酸樹脂。在這個(gè)實(shí)施方案中，將丙烯酸樹脂薄膜的厚度形成至由TFT形成的分段部分能充分弄平。有效地，制成的厚度是1-5μm(更優(yōu)選2-4μm)。
接下來，在第二個(gè)夾層絕緣薄膜347和第一個(gè)鈍化薄膜346中形成接觸孔，并且形成與漏布線345電連接的象素電極348。在這個(gè)實(shí)施方案中，形成厚度為110nm的氧化銦-錫(ITO)薄膜，并且成型形成象素電極。而且，2到20％的氧化鋅(ZnO)與氧化銦混合的混合物，或由氧化鋅和氧化鎵組成的混合物可用作透明電極。這個(gè)象素電極變成了EL元件的陽極。
接下來，如圖10C所示，形成由樹脂物質(zhì)制成的堤349?？梢酝ㄟ^成型厚度為1到2μm的丙烯酸樹脂薄膜或聚酰亞胺薄膜來制成堤349。如圖6所示，將堤349形成在象素和象素之間的條紋形狀上。在這個(gè)實(shí)施方案中，盡管它是沿源布線341形成的，但也可以沿著柵布線337形成。
接下來，通過如圖1中說明的薄膜形成方法來形成EL層350。注意盡管此處只示出了一個(gè)象素，如圖1中所解釋的，但是形成了相對于R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))各自的顏色的EL層。
首先，通過超聲振動器112來霧化在涂敷液室中含的涂敷液并且排出它，并在通過施加有電壓的掩模之后，將排出的涂敷液涂敷在基質(zhì)110上的象素部分上。
當(dāng)涂敷液經(jīng)過掩模113時(shí)，通過掩模附近的電場來控制飛行方向。
在本發(fā)明中，首先，從涂敷液室中釋放出紅EL層涂敷液，并且在垂直方向移動基質(zhì)，所以發(fā)出紅光的象素陣列形成在象素上。接下來，在水平方向上移動掩模后，在垂直方向上移動基質(zhì)的同時(shí)從涂敷液室中涂敷綠EL層涂敷液，所以形成了發(fā)出綠光的象素陣列。進(jìn)一步地，在水平方向上移動掩模，在垂直方向上移動基質(zhì)的同時(shí)從涂敷液室中涂敷藍(lán)EL層涂敷液，所以形成了發(fā)出藍(lán)光的象素陣列。
如上所述，當(dāng)移動掩模的同時(shí)通過涂敷發(fā)出用于各自顏色的紅、綠和藍(lán)光的象素陣列三次，形成三色條形EL層(嚴(yán)格地說，是EL層的前體)。此外，可以同時(shí)形成三色EL層。
特別地，變成EL層350的有機(jī)EL材料溶于如氯仿、二氯甲烷、二甲苯、乙醇、四氫呋喃或N-甲基吡咯烷酮的溶劑中，之后，進(jìn)行熱處理以揮發(fā)溶劑。這樣，形成了由有機(jī)EL物質(zhì)制成的涂敷薄膜(EL層)。
注意盡管在這個(gè)實(shí)施方案中僅示出了一個(gè)象素，但是同時(shí)形成了發(fā)出相同顏色光的EL層。
注意將氰基聚亞苯基亞乙烯基用于發(fā)出紅光的EL層，將聚亞苯基亞乙烯基用于發(fā)出綠光的EL層，并且將聚烷基亞苯基用于發(fā)出藍(lán)光的EL層。形成的每一層的厚度為50nm。使用1,2-二氯甲烷作為溶劑，并用80到150℃的熱板進(jìn)行1到5分鐘的熱處理以蒸發(fā)溶劑。
使用已知的物質(zhì)作為EL層350?？紤]到驅(qū)動電壓，已知物質(zhì)優(yōu)選使用有機(jī)物。注意在這個(gè)實(shí)施方案中，盡管所述EL層350為僅由EL層制成的單層結(jié)構(gòu)，隨著需要的增加，可以提供電子注入層、電子傳輸層、孔傳輸層、孔穴注入層、電子阻擋層或孔穴阻擋層。而且，盡管這個(gè)實(shí)施方案示出了MgAg電極作為EL元件的陰極351的例子，但是可以使用其它已知的物質(zhì)。
在形成EL層350之后，用真空蒸發(fā)方法形成陰極(MgAg電極)。注意EL層的厚度制成80到200nm(典型地100到120nm)，以及陰極351的厚度制成180到300nm(典型地200到250nm)是合適的。
進(jìn)一步，在陰極351上提供保護(hù)性電極352?？梢允褂娩X作為其主要成分的導(dǎo)電薄膜作為保護(hù)性電極352?？梢酝ㄟ^使用掩模的真空蒸發(fā)方法形成保護(hù)性電極352。
最后，由氮化硅薄膜制成的第二個(gè)鈍化薄膜353形成的厚度為300nm。實(shí)際上，盡管保護(hù)性電極352的功能是防止EL層受潮等，但是可以通過形成第二個(gè)鈍化薄膜353來進(jìn)一步提高EL層的可靠性。
在這個(gè)實(shí)施方案的情況下，如圖10C所示，n-溝道TFT205的有效層包括源區(qū)355、漏區(qū)356、LDD區(qū)357和溝道形成區(qū)358，以及LDD區(qū)域357，并通過柵絕緣薄膜310與柵電極312重疊。
僅在漏區(qū)的旁邊形成LDD區(qū)的原因是考慮到不降低操作速度。而且，在這個(gè)n-溝道TFT 205中，不必考慮關(guān)態(tài)電流，但是達(dá)到操作速度是重要的。因此，使LDD區(qū)357與柵電極完全重疊并將元件的電阻降到最低是可取的。那就是說，優(yōu)選消除所謂的偏移量。
這樣，就完成了具有如圖10C所示結(jié)構(gòu)的有效矩陣基質(zhì)。注意在堤349形成之后，通過使用多室系統(tǒng)(或內(nèi)聯(lián)系統(tǒng))的薄膜形成裝置而沒有對空氣的開口，連續(xù)進(jìn)行步驟直至鈍化薄膜353的形成是有效的。
注意不僅在象素部分中，而且在驅(qū)動電路部分中放置最優(yōu)構(gòu)成的TFT，因此這個(gè)實(shí)施方案的有效矩陣基質(zhì)具有非常高的可靠性并且也能提高操作特性。
首先，具有降低熱載流子注入以便盡可能不降低操作速度的結(jié)構(gòu)的TFT用作構(gòu)成驅(qū)動電路部分的CMOS電路的n-溝道TFT 205。注意此處驅(qū)動電路包括移位寄存器、緩沖器、電平移動器、抽樣電路(樣品和持保電路)等。在數(shù)字驅(qū)動的情況下，也可以包括如D/A轉(zhuǎn)換器的信號轉(zhuǎn)換電路。
在驅(qū)動電路中，抽樣電路相比于其它電路是相當(dāng)特別的，并且大量的電流以兩個(gè)方向通過溝道形成區(qū)。那就是說，交換了源區(qū)和漏區(qū)的功用。進(jìn)一步地，將關(guān)態(tài)電流值降到最低是必要的，并且在這個(gè)方法中，放置具有在開關(guān)TFT和電流控制TFT之間的中間水平的功能的TFT是理想的。
因此，作為形成抽樣電路的n-溝道TFT，安裝具有如圖11所示結(jié)構(gòu)的TFT是可取的。如圖11中所示的，部分LDD區(qū)901a和901b通過柵絕緣薄膜902與柵電極903重疊。這個(gè)效果是阻止當(dāng)電流流動時(shí)熱載流子注入的發(fā)生，并且在抽樣電路的情況下，在溝道形成區(qū)域904的兩邊提供它們是有差異的。
實(shí)際上，當(dāng)該裝置完全制成圖10C時(shí)，優(yōu)選使用如玻璃、石英或具有高度氣密性的塑料的覆蓋元件來包裝(密封)以使其不暴露于外面空氣。在那時(shí)，將如氧化鋇的水分吸收劑或抗氧化劑放在覆蓋元件之內(nèi)是適宜的。
通過如包裝的處理提高氣密性之后，附加連接口(柔性印制線路FPC)(通過外部信號終端連接形成在絕緣體上的元件或電路延伸的終端)以便完成產(chǎn)品。在本說明書中，將就可以這樣船載(shipped)的此狀態(tài)的裝置稱作EL顯示裝置(或EL模塊)。
此處，將參照圖12的透視圖來描述此實(shí)施方案的有效矩陣型EL顯示裝置的結(jié)構(gòu)。此實(shí)施方案的有效矩陣型EL顯示裝置包括象素部分602、柵側(cè)驅(qū)動電路603和源側(cè)驅(qū)動電路604，其形成在玻璃基質(zhì)601上。在象素部分中的開關(guān)TFT605是n-溝道TFT并且被放置在連接在柵側(cè)驅(qū)動電路603上的柵布線606和連接在源側(cè)驅(qū)動電路604上的源布線607之間的交叉點(diǎn)。將開關(guān)TFT605的漏區(qū)連接在電流控制TFT 608的柵上。
進(jìn)一步，將電流控制TFT 608的源側(cè)連接在電源線609上。在如這個(gè)實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)中，接地電位(地電位)由電源供給線609給出。而且，將EL元件610連接在電流控制TFT608的漏區(qū)上。在此EL元件610的陽極上施加預(yù)定電壓(3到12V，優(yōu)選3到5V)。
用于向驅(qū)動電路部分傳送信號的連接布線612、613和614和連接電源線609的連接布線614由FPC611提供，其變成外部輸入/輸出端。
在圖12中示出的EL顯示裝置的電路結(jié)構(gòu)的例子如圖13所示。這個(gè)實(shí)施方案的EL顯示裝置包括源側(cè)驅(qū)動電路801、柵側(cè)驅(qū)動電路(A)807、柵側(cè)驅(qū)動電路(B)811和象素部分806。在本發(fā)明的說明書中，驅(qū)動電路部分是一個(gè)包括源側(cè)驅(qū)動電路和柵側(cè)驅(qū)動電路的一般術(shù)語。
源側(cè)驅(qū)動電路801包括移位寄存器802、水平移位器803、緩沖器804和抽樣電路(樣品和持保電路)805。柵側(cè)驅(qū)動電路(A)807包括移位寄存器808、水平移位器809和緩沖器810。柵側(cè)驅(qū)動電路(B)也具有相似的結(jié)構(gòu)。
此處，移位寄存器802、808的驅(qū)動電壓是5到16V(典型地10V)，并且由圖10C中205指示的結(jié)構(gòu)適合n-溝道TFT，其用于構(gòu)成所述電路的CMOS電路。
與移位寄存器相似，包含圖10C的n-溝道TFT 205的CMOS電路適合于水平移位器803、809和緩沖器804、810。注意在提高每一個(gè)電路可靠性方面，將棚布線制成多層結(jié)構(gòu)如雙層?xùn)沤Y(jié)構(gòu)或三層?xùn)沤Y(jié)構(gòu)是有效的。
在抽樣電路805中，將源區(qū)和漏區(qū)倒置，并且降低關(guān)態(tài)電流值是必要的，所以包含圖11的n-溝道TFT208的CMOS電路是合適的。
在象素部分806中，安排了具有如圖6中示出結(jié)構(gòu)的象素。
依照示出在圖8A到10C中的制造步驟，通過制造TFT能容易地實(shí)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)。而且，在這個(gè)實(shí)施方案中，盡管只示出了象素部分和驅(qū)動電路部分的結(jié)構(gòu)，依照這個(gè)實(shí)施方案的制造步驟，在同一絕緣體上形成不同于驅(qū)動電路的邏輯電路是可能的，如信號分度電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、運(yùn)算放大器電路或γ-校正電路，并且進(jìn)一步地，認(rèn)為能形成記憶部分、微處理器等等。
進(jìn)一步地，參照圖14A和14B描述包含覆蓋元件的此實(shí)施方案的EL模塊。如果必要的話，引用圖12和13的參數(shù)。
圖14A是示出了一個(gè)狀態(tài)的頂視圖，其在圖12示出的狀態(tài)中提供了密封結(jié)構(gòu)。由虛線指示的參數(shù)602指象素部分；603指柵側(cè)驅(qū)動電路；604指源側(cè)驅(qū)動電路。本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)如下將覆蓋元件1101和密封元件(沒有示出)提供到圖12的狀態(tài)。
此處，圖14B是圖14A沿A-A’的剖面圖。在圖14A和14B中，用相同的字符指代相同的部分。
如圖14B中所示，象素部分602和柵側(cè)驅(qū)動電路部分603形成在基質(zhì)601上，并且象素部分602形成許多象素，每一個(gè)包含電流控制TFT 202和與之電連接的象素電極346。通過使用CMOS電路構(gòu)成柵側(cè)驅(qū)動電路603，其中附加地結(jié)合n-溝道TFT 205和p-溝道TFT206。
象素電極348起EL元件陽極的作用。堤349形成在象素電極348的兩個(gè)末端，并且EL層350和陰極351形成在堤349的內(nèi)部。保護(hù)性電極352和第二個(gè)鈍化薄膜353形成于其上。當(dāng)然，在實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式的說明中，可以將EL元件的結(jié)構(gòu)反轉(zhuǎn)并且所述象素電極可以是陰極。
在這個(gè)實(shí)施方案，保護(hù)性電極352還起對所有象素公用的布線的作用，并且通過連接布線612電連接在FPC611上。進(jìn)一步地，用第二個(gè)鈍化薄膜353覆蓋包含在象素部分602的全部元件和柵側(cè)驅(qū)動電路603。盡管第二個(gè)鈍化薄膜353可以省略，但是優(yōu)選提供以將各個(gè)元件與外部隔開。
覆蓋元件1001通過密封元件1004粘接?？梢蕴峁渲∧ぶ瞥傻膲|片以保護(hù)覆蓋元件1004和發(fā)光元件之間的間隔。密封元件1004的內(nèi)部1103是密封空間并且用如氮?dú)饣驓鍤獾亩栊詺怏w填充。在密封空間1103中提供象氧化鋇的水分吸收劑也是有效的。
進(jìn)一步地，在這個(gè)空間1103中提供填料也是可能的。能使用PVC(聚氯乙烯)、環(huán)氧附脂、硅樹脂、PVB(聚乙烯醇縮丁醛)或EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)作為填料。
在這個(gè)實(shí)施方案中，能使用玻璃、塑料或陶瓷制成的材料作為覆蓋元件1101。
作為密封元件1104，盡管優(yōu)選使用光固化樹脂，但是如果EL層熱阻允許的話可以使用熱固化樹脂。而且，優(yōu)選密封元件1104是水分和氧滲透最小的物質(zhì)。在密封元件1104中可以加入干燥劑。
通過用上述的系統(tǒng)密封EL元件，使EL元件完全與外界隔開，并且可以阻止通過氧化而促進(jìn)EL層老化的物質(zhì)如水分或氧從外部侵入。因此，可以制造高可靠性的EL顯示裝置。注意在這個(gè)實(shí)施方案中，盡管樣例中三種發(fā)出紅、綠和藍(lán)光的條形EL層各自在垂直方向上形成，但是它們可以在水平方向形成。
這個(gè)實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)能自由地與實(shí)施方案1到5的任何結(jié)構(gòu)組合。
(實(shí)施方案7)接下來，將參照圖15A到15C的剖面圖來描述當(dāng)對圖6中說明的電極孔進(jìn)行改進(jìn)時(shí)的制造方法。
注意在圖15A到15C中的數(shù)字與圖6中的數(shù)字相對應(yīng)，并且參照實(shí)施方案5中的步驟形成構(gòu)成加圖15A中示出的EL元件的象素電極(陽極)40。
接下來，電極孔1900用丙烯酸樹脂填充，并且如圖15B中示出的提供保護(hù)性部分1901。
此處，通過旋涂法形成丙烯酸樹脂薄膜并且在使用保護(hù)掩模曝光后，進(jìn)行蝕刻，所以形成了如圖15B所示的保護(hù)性部分1901。
關(guān)于保護(hù)性部分1901，從象素電極漲起的部分(在圖15B中由Da指示的部分)的厚度從截面看為0.1到1μm是合適的，優(yōu)選0.1到0.5μm，更優(yōu)選0.1到0.3μm。在保護(hù)性部分1901形成后，形成如圖15C所示的EL層42，并且進(jìn)一步地形成陰極43?？梢允褂门c實(shí)施方案5相似的方法作為EL層42和陰極43的制造方法。
作為保護(hù)性部分1901，優(yōu)選有機(jī)樹脂，并且使用如聚酰亞胺、聚酰胺、丙烯酸樹脂或BCB(苯并環(huán)丁烯)的材料是合適的。當(dāng)使用這樣的有機(jī)樹脂時(shí)，其粘度制成10-3Pas·s到10-1Pas·s是合適的。
通過用上述的方式制成如圖15C中所示的結(jié)構(gòu)，可以解決象素電極40和陰極43之間短路的問題，其發(fā)生在當(dāng)EL層42在電極孔的間距部分被剪切時(shí)。圖16是在圖15A到15C中示出的象素部分的頂視圖。注意在圖16中的參數(shù)與圖15A到15C中示出的參數(shù)是一致的，并且當(dāng)在頂視圖中看時(shí)，在這個(gè)實(shí)施方案中示出的保護(hù)性部分1901與圖16的1901指示的位置相對應(yīng)。
而且，本實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)能自由地與實(shí)施方案1到6的任何結(jié)構(gòu)組合。
(實(shí)施方案8)當(dāng)從圖14A的方向看本發(fā)明的有效矩陣型EL顯示裝置時(shí)，象素陣列可以在垂直方向形成條形或可以形成三角排列。
此處，圖17A示出的狀態(tài)其紅、綠和藍(lán)的三色象素形成條形。注意象素的顏色不必總是三色，但可以是一種或兩種顏色。而且，顏色不局限于紅、綠和藍(lán)，可以使用其它顏色如黃、橙或灰色。
在基質(zhì)701中的位置關(guān)系，含有涂敷液的涂敷液室705和控制涂敷液的掩模706a在圖17A中示出。
首先，涂敷液室705中含有用于紅EL層的涂敷液，并且從涂敷液室705中排出霧化了的涂敷液。同時(shí)，因?yàn)榧釉谘谀?06a上的電壓，當(dāng)發(fā)出的霧化涂敷液到達(dá)掩模706a時(shí)，其由電場控制，經(jīng)過掩模706a，并到達(dá)理想的象素部分704。因此，象素部分704理想位置的涂敷控制是可能的。加在掩模706a上的電壓從幾十伏到10kV是足夠的。
注意在涂敷的時(shí)候，當(dāng)涂敷液室705在垂直的方向(箭頭k的方向)上移動或移動基質(zhì)701的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)涂敷。
對于紅EL層的涂敷液的涂敷如圖17A所示。因?yàn)殡妷杭釉谘谀?06a上，涂敷液能選擇性地涂敷在象素部分704的理想部分。
盡管圖17A示出的狀態(tài)只是涂敷用于紅EL層的涂敷液，但在將用于紅EL層的涂敷液涂敷后，掩模706a按由箭頭1指示的水平方向中一條線上移動，并且將用于綠EL層的涂敷液涂敷。其后，掩模706a進(jìn)一步按由箭頭1指示的水平方向中的一條線移動，將用于藍(lán)層的涂敷液涂敷，所以條形的紅、綠和藍(lán)EL層形成在象素部分704中。
接下來，當(dāng)紅、綠和藍(lán)的象素部分形成三角排列，圖17B示出基質(zhì)701，含有涂敷液的涂敷液室705和控制涂敷液的掩模706b的位置關(guān)系。
注意，同樣當(dāng)象素部分形成三角排列時(shí)，與之相似的是象素部分704形成條形，在將用于紅EL層的涂敷液涂敷后，移動掩模706b，并且將用于綠層的涂敷液涂敷之后，進(jìn)一步移動掩模706b，并涂敷用于藍(lán)層的涂敷液。這樣，可以在象素部分704中形成發(fā)出紅、綠和藍(lán)光的EL層的三角形排列。
圖18A和18B顯示的例子中，進(jìn)一步提供第二個(gè)掩模707a于基質(zhì)和第一個(gè)掩模706a之間。因?yàn)槌颂峁┑诙€(gè)掩模以外此結(jié)構(gòu)與圖17A和17B的那個(gè)相同，所以使用相同的標(biāo)號。
首先，在如圖18A中示出了基質(zhì)701、含有涂敷液的涂敷液室705、控制涂敷液的第一個(gè)掩模706a和第二個(gè)掩模707a的位置關(guān)系。
首先，涂敷液室705中含有用于紅EL層的涂敷液，并且從涂敷液室705中排出霧化了的涂敷液。同時(shí)，因?yàn)閷⒁浑妷杭釉诘谝粋€(gè)掩模706a上，當(dāng)排出的霧化涂敷液到達(dá)第一個(gè)掩模706a時(shí)，其由電場控制并且經(jīng)過第一個(gè)掩模706a，并且進(jìn)一步地，經(jīng)過第二個(gè)掩模707a并到達(dá)理想的象素部分704。因?yàn)榕c第一個(gè)掩模相似，一電壓加在第二個(gè)掩模707a上，當(dāng)排出的霧化涂敷液到達(dá)第二個(gè)掩模707a時(shí)，由電場對其進(jìn)行控制。因此，象素部分704理想位置的涂敷控制是可能的。加在第一個(gè)掩模706a和第二個(gè)掩模707a上的電壓從幾十伏到10kV是適合的。
接下來，在如圖18B中示出了紅、綠和藍(lán)象素部分形成三角形排列時(shí)基質(zhì)701、含有涂敷液的涂敷液室705、控制涂敷液的第一個(gè)掩模706b和第二個(gè)掩模707b的位置關(guān)系。
作為用于在象素部分704中形成條形EL層的掩模，使用在圖19A中示出的條形掩模706a是合適的，并且作為用于形成三角形排列象素的掩模，使用在圖19B中示出的三角形排列掩模706b。
而且，在使用在圖18A和18B中示出的第一個(gè)掩模和第二個(gè)掩模的情況下，在使用條形掩模作為第一個(gè)掩模的情況下，將條形掩模或?qū)Ь€也用于第二個(gè)掩模是合適的。在使用三角形排列掩模作為第一個(gè)掩模的情況下，將三角形排列掩?；?qū)Ь€也用于第一個(gè)掩模是合適的。但是，在將導(dǎo)線用作第二個(gè)掩模的情況下，它們不與第一個(gè)掩模的開口部分重疊是合適的。
當(dāng)通過使用這些掩模在象素部分704上形成用于紅EL層、綠EL層和藍(lán)EL層的涂敷液時(shí)，可以在象素部分704中形成如圖20A所示的條形象素，或如圖20B示出的在象素部分704中形成三角形排列象素。
在圖20A中，參數(shù)704a指發(fā)出紅光的EL層；704b指發(fā)出綠光的EL層；704c指發(fā)出藍(lán)光的EL層。注意堤(沒有示出)形成于條形中，通過絕緣薄膜位于源布線上并在垂直方向沿著源布線。
此處的EL層指由發(fā)出光的有機(jī)EL層制成的層，如EL層，電荷注入層或電荷傳送層。盡管可以是EL層的單層，但例如，在將空穴注入層和EL層層壓的情況下，層壓薄膜叫EL層。
同時(shí)，在線形中相同顏色的相鄰象素的相互距離(D)制成不少于EL層厚度(t)的5倍(優(yōu)選不少于10倍)。這是因?yàn)楫?dāng)D＜5t時(shí)在象素之間能發(fā)生串道的問題。如果距離(D)太長，就不可能獲得高清晰度的影像。這樣，優(yōu)選制成5t＜D＜50t(優(yōu)選10t＜D＜35t)。
而且，堤可以在水平方向上形成條形，并且可以水平地形成發(fā)出紅光的EL層，發(fā)出綠光的EL層和發(fā)出藍(lán)光的EL層。同時(shí)，將堤沿柵布線通過絕緣薄膜形成在柵布線上。
也是在這種情況下，在線形中相同顏色的相鄰象素的相互距離(D)制成EL層厚度(t)的5倍以上(優(yōu)選10倍以上)，更優(yōu)選5t＜D＜50t(優(yōu)選10t＜D＜35t)。
在這個(gè)實(shí)施方案中，通過電控制用于形成EL層的涂敷液，可以控制涂敷位置。
同樣地，此實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)能自由地與實(shí)施方案1到7中任何結(jié)構(gòu)自由組合。
(實(shí)施方案9)在實(shí)施方案9說明了在無源型(單矩陣型)EL顯示裝置中使用本發(fā)明的一個(gè)例子。在說明中使用了圖21。在圖21中，參數(shù)1301指塑料制成的基質(zhì)，并且1306指透明導(dǎo)電薄膜制成的陽極。在實(shí)施方案9中，作為透明導(dǎo)電薄膜，通過蒸發(fā)方法形成氧化銦和氧化鋅混合物。注意盡管在圖21中沒有示出，許多陽極在確定空間的垂直方向上排列成條形。
進(jìn)一步地，形成堤1303以填充安排成條形的陽極1302之間的空間。沿陽極1302在確定的空間的垂直方向上形成堤1303。
隨后，用圖1中示出的薄膜沉積方法形成聚合物基有機(jī)EL物質(zhì)制成的EL層1304a到1304c。注意參數(shù)1304a是發(fā)出紅色的EL層，1304b是發(fā)出綠色的EL層和1304c是發(fā)出藍(lán)色的光發(fā)出層。使用的有機(jī)EL物質(zhì)可以與實(shí)施方案1中使用的相似。沿凹槽形成EL層，凹槽由堤1302形成，并且因此在確定的空間的垂直方向上被排列成條形。
注意，在實(shí)施方案9中，通過使用掩模來控制在陽極上涂敷涂敷液的位置，并且可以通過加在陽極上的電壓來控制。
接下來，盡管圖21沒有示出，但是大量陰極和大量保護(hù)性電極縱向與所定義的空間平行，并且被安排成條形與陽極1302正交。注意陰極1305是MgAg，并且在實(shí)施方案9中的保護(hù)性電極1306是鋁合金薄膜，并且都通過蒸發(fā)方法形成。進(jìn)一步地，盡管沒有在圖中示出，將布線延伸到一部分，其后FPC附于其中以向未示出的保護(hù)性電極1306施加預(yù)定電壓。
進(jìn)一步地，在形成保護(hù)性電極1306(在圖中未示出)后，在此處形成氮化硅薄膜作為鈍化薄膜。
這樣因此EL元件形成在基質(zhì)1301上。注意在實(shí)施方案9中下面電極是透明的陽極，并且因此通過EL層1304a到1304c發(fā)出的光被發(fā)射到下表面(基質(zhì)1301)上。但是，能顛倒EL元件結(jié)構(gòu)并將下面電極制成光屏蔽陰極。在那種情況下，將由EL層1304a到1304c發(fā)出的光輻射到上表面(該面與基質(zhì)1301相對)。
接下來，將陶瓷基質(zhì)制成覆蓋元件1307。因?yàn)楦采w元件可以用實(shí)施方案9的結(jié)構(gòu)光屏蔽，因此使用陶瓷基質(zhì)，當(dāng)然也可以將由塑料或玻璃制成的基質(zhì)用于如上所述顛倒EL元件結(jié)構(gòu)的情況，其中優(yōu)選覆蓋元件應(yīng)透明。
這樣制備覆蓋元件1307之后，加入填料1308，其為作為干燥劑添加的氧化鋇(在圖中沒有示出)。然后使用由紫外硬化樹脂制成的密封元件1309附著框架材料1310。在實(shí)施方案9中使用不銹鋼作為框架物質(zhì)1310。最后，通過各向異性導(dǎo)電薄膜1311附著FPC1312，并完成了無源型EL顯示裝置。
注意可以通過將其與實(shí)施方案1到8中的任一結(jié)構(gòu)自由組合實(shí)現(xiàn)實(shí)施方案9的結(jié)構(gòu)。
(實(shí)施方案10)在這個(gè)實(shí)施方案中，將參照圖3A來描述一個(gè)實(shí)例，其中通過使用部分地施加不同電壓的掩模來控制涂敷位置。
在圖3A中，參數(shù)1210指基質(zhì)；并且1211指涂敷液室。涂敷液室1211中含有涂敷液。此處，示出了一個(gè)實(shí)例，其中將有機(jī)EL聚合物溶于溶劑中并且進(jìn)行涂敷。
在這個(gè)實(shí)施方案中，通過超聲振動器1212來霧化在涂敷液室1211中的涂敷液并且排出它。將電極1222連接在涂敷液室1211上，并且當(dāng)將其排出時(shí)預(yù)先在涂敷液上施加一定電勢。被排出的涂敷液經(jīng)過由導(dǎo)體材料制成的掩模1213的縫隙后，其被涂敷在基質(zhì)1210上的象素電極上。
當(dāng)涂敷液經(jīng)過掩模1213時(shí)，如部分1217的放大視圖的圖3B所示，由掩模控制其飛行方向。如圖3C所示，掩模1213具有阻擋部分1218，其是安排成條形的導(dǎo)線并且由導(dǎo)體制成，如鉑(Pt)、金(Au)、銅、鐵、鋁、鉭、鈦或鎢。當(dāng)從箭頭m的方向看圖3C中所示的掩模1213時(shí)，獲得了圖3B的條形掩模1213。
如圖3C所示，在掩模的阻擋部分1218a上加第一個(gè)電壓(由第一個(gè)電源1220控制)，并且在掩模的阻擋部分1218b上加第二個(gè)電壓(由第二個(gè)電源1221控制)，這樣控制了涂敷液的飛行方向，并且控制了涂敷位置。此處，使得第二個(gè)電壓值與第一個(gè)電壓不同。
伴隨著向掩模1213的阻擋部分1218a和12181b施加電壓以產(chǎn)生這樣的電勢使霧化了的涂敷液和掩模1213的阻擋部分1218a和1218b相互斥。因此，涂敷液能經(jīng)過掩模1213的阻擋部分1218a和1218b之間的縫隙。
阻擋部分1218a和1218b的縫隙可以制成與形成在基質(zhì)上的象素電極的象素間距一致。
注意在圖3A中示出的參數(shù)1214指提取電極，其施加電場以提取霧化了的涂敷液到下一個(gè)電極上。參數(shù)1215指加速電極，其向涂敷液施加一加速提取出的涂敷液的飛行速度的電場。進(jìn)一步地，參數(shù)1216指控制電極，其為施加一電壓來控制電場的電極，這樣涂敷液可以涂敷到基質(zhì)1210的理想位置。電極數(shù)目不必總是3個(gè)。
制成圖3所示的結(jié)構(gòu)，并通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)施加于阻擋部分1218a的電壓和施加于阻擋部分1218b的電壓，能以高準(zhǔn)確度控制涂敷位置。
進(jìn)一步地，在這個(gè)實(shí)施方案中，可以施加一電場，以便將一電壓預(yù)先施加到在基質(zhì)1210上形成的象素電極(陽極)上，并且進(jìn)一步地控制已經(jīng)經(jīng)過掩模的涂敷液，從而選擇性地涂敷在理想位置。
而且，這個(gè)實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)能自由地與實(shí)施方案1到9中的任何結(jié)構(gòu)組合。(實(shí)施方案11)
當(dāng)實(shí)施本發(fā)明以制造有效矩陣EL顯示裝置時(shí)，用硅基質(zhì)(硅圓片)作為基質(zhì)是有效的。在使用硅基質(zhì)作為基質(zhì)的情況下，可以使用用在常規(guī)IC、LSI等的MOSFET的制造技術(shù)來制造待在象素部分中形成的開關(guān)元件和電流控制元件，或待在驅(qū)動電路部分中形成的驅(qū)動元件。
在IC和LSI中MOSFET能形成具有極小差異的電路。特別地，對具有通過電流值實(shí)現(xiàn)逐級顯示的模擬驅(qū)動器的有效矩陣EL顯示裝置是有效的。
值得注意的是，硅基質(zhì)不能傳送，并且因此需要構(gòu)建該結(jié)構(gòu)，以使來自EL層的光輻照到與基質(zhì)相對的面。實(shí)施方案11的EL顯示驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)與圖14中的相似。但是，區(qū)別在于將MOSFET用于形成象素部分602和驅(qū)動電路部分603代替TFT。
注意可以通過將其與實(shí)施方案1到10中任意結(jié)構(gòu)自由組合實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)。(實(shí)施方案12)與液晶顯示裝置相比，通過實(shí)施本發(fā)明形成的EL顯示裝置在明亮位置具有優(yōu)良的可見性，這是因?yàn)樗亲园l(fā)射型裝置，此外它的可見范圍寬。因此，它可用于各種電子裝置的顯示部分。例如，將本發(fā)明的EL顯示裝置用作具有對角線等于30英寸或更大(典型地等于40英寸或更大)的EL顯示器的顯示部分(在其外殼中裝入了EL顯示裝置的顯示器)來通過大屏幕增加電視傳播是合適的。
注意所有顯示(呈現(xiàn))信息的顯示器如個(gè)人計(jì)算機(jī)顯示器、電視傳播接受顯示器或廣告宣傳顯示器包括在該EL顯示器內(nèi)。進(jìn)一步地，能將本發(fā)明的EL顯示裝置用于其它各種電子裝置的顯示部分。
下列給出了這樣的電子裝置的例子攝影機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、護(hù)眼罩型顯示器(安在頭上的顯示器)、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、聲音復(fù)現(xiàn)裝置(如汽車聲音系統(tǒng)、音響組合系統(tǒng))、個(gè)人筆記本計(jì)算機(jī)、游戲裝置、便攜信息終端(如移動計(jì)算機(jī)、移動電話、移動游戲裝置或電子書籍)、和提供有記錄介質(zhì)的圖像重現(xiàn)裝置(具體地，能實(shí)現(xiàn)記錄介質(zhì)的重放和提供能顯示那些圖像的顯示器的裝置如數(shù)字視盤(DVD))。特別地，因?yàn)槌３膶蔷€方向觀察便攜信息終端，所以可視區(qū)域的寬度是非常重要的。這樣，優(yōu)選使用EL顯示裝置。這些電子裝置的例子在圖22到23中示出。
圖22A是一個(gè)EL顯示器，含有外殼2001，支架2002和顯示部分2003。也能將本發(fā)明用于顯示部分2003。因?yàn)镋L顯示器是不需要背景光的自發(fā)型裝置，能將其顯示部分做的比液晶顯示裝置薄。
圖22B是攝像機(jī)，含有主體2101，顯示部分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。能將本發(fā)明的EL顯示裝置用在顯示部分2102中。
圖22C是頭固定型EL顯示器部分(右側(cè))，包含主體2201，信號線2202，頭固定帶2203，顯示部分2204，光學(xué)系統(tǒng)2205和EL顯示裝置2206。能將本發(fā)明的EL顯示裝置用在顯示裝置2102中。
圖22D是帶有記錄媒介的影像重放裝置(特別地，DVD重放裝置)，含有主體2301，記錄媒介(如DVD)2302，操作開關(guān)2303，顯示部分(a)2304和顯示部分(b)2305。顯示部分(a)主要用于顯示圖像信息，并且影像部分(b)主要用于顯示字符信息，并且能將本發(fā)明的EL顯示裝置用在影像部分(a)和影像部分(b)中。應(yīng)說明的是家用游戲裝置包括在帶有記錄媒介的圖像重放裝置中。
圖22E是移動計(jì)算機(jī)，包含主體2401，攝影部分2402，圖像接收部分2403，操作開關(guān)2303，和顯示部分2405。能將本發(fā)明的EL顯示裝置用在顯示部分2405中。
圖22F是個(gè)人計(jì)算機(jī)，包含主體2501，殼體2502，顯示部分2503和鍵盤2504。能將本發(fā)明的EL顯示裝置用在顯示部分2503中。
注意在將來如果EL物質(zhì)的發(fā)射亮度更高的話，通過鏡頭等能放大包括輸出影像在內(nèi)的光的投影。然后在前景型或后景型投影儀中使用本發(fā)明的EL顯示裝置將成為可能。
上面的電子裝置更常用于顯示通過如因特網(wǎng)或CATV(有線電視)的電子傳輸電路提供的信息，并且特別地，用于顯示動畫信息的機(jī)會正在增加。EL物質(zhì)的反應(yīng)速度特別高，并且因此EL顯示裝置用于進(jìn)行動畫播放的機(jī)會增加了。但是，象素間的輪廓變得模糊，由此整個(gè)動畫也變得模糊了。因此，因?yàn)槠渚哂谐吻逑笏亻g的輪廓的能力，所以將本發(fā)明的EL顯示裝置用于電子裝置的顯示部分是特別有效的。
EL顯示裝置的發(fā)射部分消耗能量，因此優(yōu)選顯示信息以使發(fā)射部分盡可能地小。因此，當(dāng)在主要顯示字符信息的顯示部分中使用EL顯示裝置時(shí)，如便攜信息終端，特別地，移動電話和聲音再現(xiàn)裝置，優(yōu)選由設(shè)置無發(fā)射部分作為背景驅(qū)動并且形成發(fā)射部分中的字符信息。
圖23A是移動電話，包含主體2601，聲音輸出部分2602，聲音輸入部分2603，顯示部分2604，操作開關(guān)2605和天線2606。能將本發(fā)明的EL顯示裝置用于顯示部分2604中。注意通過在顯示部分2604中顯示黑背景下的白字符，可以降低移動電話的能量消耗。
圖23B是聲音再現(xiàn)裝置，特別是汽車聲音系統(tǒng)，含有主體2701，顯示部分2702以及操作開關(guān)2703和2704。能將本發(fā)明的EL顯示裝置用在顯示部分2702中。而且，在實(shí)施方案12中示出了用于汽車的聲音再現(xiàn)裝置，但是其也可用于移動型和家用型聲音再現(xiàn)裝置。注意通過在顯示部分2607中顯示在黑背景下的白字符，可以降低功率消耗。這在移動型聲音再現(xiàn)裝置中是特別有效的。
因此本發(fā)明的應(yīng)用范圍特別廣泛，并且可以將本發(fā)明應(yīng)用于所有領(lǐng)域的電子裝置中。而且，可以將在實(shí)施方案1到11中示出的任何EL顯示裝置的結(jié)構(gòu)用于實(shí)施方案12的電子裝置中。
(實(shí)施方案13)在本發(fā)明中，也可以使用將從三態(tài)激子中得到的磷光用作光發(fā)射的EL物質(zhì)(也稱作三態(tài)化合物)。采用能使用磷光作為熒光的EL物質(zhì)的自發(fā)光裝置能顯著地提高外部光發(fā)射量的效率。因此，可以降低EL元件的電功率消耗、延長其使用壽命和減輕其重量。
在將EL物質(zhì)用于本發(fā)明的情況下，將其溶解在有機(jī)溶劑中并使用。作為典型的溶劑，有乙醇、二甲苯、氯苯、二氯苯、茴香醚、氯仿、二氯甲烷、ā-丁基內(nèi)酯、丁基溶纖劑、環(huán)己烷、NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)、環(huán)己酮、二噁烷或THF(四氫呋喃)。
此處，報(bào)道了使用三態(tài)激子并提高了外部光發(fā)射量的效率。(T.Tsutsui,C.Adachi,S.Saito，有序分子系統(tǒng)中的光化學(xué)過程，K.Honda編輯，(Elsevier Sci出版社，東京，1991)第437頁)在上述論文中報(bào)告的EL物質(zhì)(香豆素色素)的分子式如下(化學(xué)結(jié)構(gòu)式6) (M.A.Baldo,D.F.O＇Brien,Y.You,A Shoustikov,S.Sibley,M.E.Thompson,S.R.Forrest，自然395(1988)第151頁)在上述論文中報(bào)告的EL物質(zhì)(Pt配合物)的分子式如下(化學(xué)結(jié)構(gòu)式7) (M.A.Baldo,S.Lamansky,P.E.Burrrows,M E.Thompson,S.R.Forrest，應(yīng)用物理通訊(Appl.Phys.Lett.),75(1999)第4頁)(T.Tsutsui,M.-J.Yang,M.Yahiro,K.Nakamura,T.Watanabe,T.Tsuji,Y.Fukuda,T.Wakimoto,S.Mayaguchi，日本應(yīng)用物理(Jpn.Appl.Phys.),38(12B)(1999)L1502.)在上述論文中報(bào)告的EL物質(zhì)(Ir配合物)的分子式如下(化學(xué)結(jié)構(gòu)式8) 如上所述，如果可以使用來自三態(tài)激子的磷光發(fā)射，理論上可以實(shí)現(xiàn)在使用來自單激子的熒光發(fā)射情況下外部光發(fā)射量的效率的3到4倍。
應(yīng)說明的是這個(gè)實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)能自由地與實(shí)施方案1到12的任何結(jié)構(gòu)組合。
通過實(shí)施本發(fā)明，可以確定地形成有機(jī)EL物質(zhì)的薄膜，而沒有在噴墨系統(tǒng)中的如飛行偏移的問題。那就是說，由于能將聚合有機(jī)EL物質(zhì)精確地形成薄膜而不發(fā)生位置移動的問題，因此可以提高使用聚合有機(jī)EL物質(zhì)的EL顯示裝置的產(chǎn)量，并降低了成本。而且，在涂敷之前立刻控制涂敷液的涂敷位置，能使用普通的涂敷方法以及用于廣泛領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1．一種薄膜形成方法，其使用包括含涂敷液的涂敷液室，裝有電極的基質(zhì)，涂敷液室和基質(zhì)間的掩模的裝置，所述方法包括步驟在涂敷液室中形成霧化涂敷液；從涂敷液室中向基質(zhì)排出霧化了的涂敷液；使涂敷液經(jīng)過相對于電極的掩模的開口部分；使涂敷液到達(dá)基質(zhì)的電極上；和在電極上形成薄膜。
2．如權(quán)利要求1的薄膜形成方法，其中將一電壓施加到所述掩模上。
3．如權(quán)利要求1的薄膜形成方法，其中當(dāng)霧化了的涂敷液從涂敷液室排向基質(zhì)時(shí)所述涂敷液被充電。
4．如權(quán)利要求1的薄膜形成方法，其中所述掩模的開口部分為阻擋部分的縫隙。
5．如權(quán)利要求1的薄膜形成方法，其中所述電極為象素電極。
6．如權(quán)利要求1的薄膜形成方法，其中所述涂敷液包括有機(jī)物質(zhì)和溶劑。
7．如權(quán)利要求1的薄膜形成方法，其中所述涂敷液包括EL物質(zhì)和溶劑。
8．如權(quán)利要求1的薄膜形成方法，其中所述薄膜的厚度是10nm到1μm。
9．一種通過如權(quán)利要求1的薄膜形成方法制造的自發(fā)光裝置。
10．一種薄膜形成裝置，包括含有涂敷液的涂敷液室；霧化和排出此涂敷液的裝置；裝有電極的基質(zhì)；涂敷液室和基質(zhì)之間的掩模；和向掩模上施加電壓的裝置。
11．如權(quán)利要求10所述的薄膜形成裝置，其還包括用于產(chǎn)生電場以引導(dǎo)霧化了的涂敷液朝向涂敷液室和掩模間的基質(zhì)的裝置。
12．如權(quán)利要求11所述的薄膜形成裝置，其中所述電場控制霧化了的涂敷液的飛行方向或涂敷位置。
13．如權(quán)利要求11所述的薄膜形成裝置，其中所述用于產(chǎn)生電場的裝置包括提取電極、加速電極和控制電極之一。
14．如權(quán)利要求10所述的薄膜形成裝置，其中所述用于在掩模上施加電壓的裝置控制霧化了的涂敷液的飛行方向或涂敷位置。
15．如權(quán)利要求10所述的薄膜形成裝置，其還包括用于對霧化了的涂敷液充電的裝置。
16．如權(quán)利要求10所述的薄膜形成裝置，其還包括基質(zhì)和掩模間的另一個(gè)掩模，加在該另一個(gè)掩模上的電壓與加在所述掩模上的電壓不同。
17．如權(quán)利要求10所述的薄膜形成裝置，其中將第一個(gè)電壓和第二個(gè)電壓施加在所述掩模上。
18．一種薄膜形成方法，其使用包括裝有涂敷液的涂敷液室，裝有電極的基質(zhì)，和涂敷液室和基質(zhì)間的掩模的裝置，所述方法包括步驟在涂敷液室中形成霧化涂敷液；從涂敷液室朝基質(zhì)排出霧化了的涂敷液；使涂敷液經(jīng)過與電極對應(yīng)的掩模的開口部分；使涂敷液到達(dá)基質(zhì)上的電極；和在電極上形成薄膜，其中將一電壓施加在所述掩模上。
19．一種薄膜形成方法，其使用包括裝有涂敷液的涂敷液室，裝有電極的基質(zhì)，和涂敷液室和基質(zhì)間的掩模的裝置，所述方法包括步驟在涂敷液室中形成霧化涂敷液；從涂敷液室朝基質(zhì)排出霧化了的涂敷液；使涂敷液經(jīng)過與所述電極對應(yīng)的掩模的開口部分；使涂敷液到達(dá)基質(zhì)上的電極；和在電極上形成薄膜，其中當(dāng)霧化了的涂敷液從涂敷液室排向基質(zhì)時(shí)所述霧化了的涂敷液被充電。
20．一種薄膜形成裝置，包括含有涂敷液的涂敷液室；用于霧化和排出所述涂敷液的裝置；裝有電極的基質(zhì)；涂敷液室和基質(zhì)之間的掩模；將一電壓施加到掩模上的裝置；和用于產(chǎn)生電場以引導(dǎo)霧化了的涂敷液朝向涂敷液室和掩模間的基質(zhì)的裝置。
21．一種薄膜形成裝置，包括含有涂敷液的涂敷液室；霧化并排出此涂敷液的裝置；裝有電極的基質(zhì)；涂敷液室和基質(zhì)之間的掩模；將一電壓施加到掩模上的裝置；和用于對霧化了的涂敷液充電的裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種當(dāng)將用來形成EL層的涂敷液涂敷時(shí),用于選擇性地將涂敷液涂敷在所需涂敷位置的裝置。當(dāng)涂敷涂敷液時(shí),在涂敷液室和基質(zhì)間提供一掩模,并且將一電壓施加到所述掩模上,這樣涂敷液能選擇性電涂敷在所需涂敷位置上。
文檔編號H01L51/40GK1311523SQ0111237
公開日2001年9月5日 申請日期2001年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月28日
發(fā)明者廣木正明, 山崎舜平 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所