專利名稱：發(fā)光元件、發(fā)光器件和半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在一對(duì)電極之間具有發(fā)光層的發(fā)光元件、包括所述發(fā)光元件的發(fā)光器件、通常還涉及其他半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
目前，用于顯示器等的大多數(shù)發(fā)光元件都具有其中發(fā)光層被插在一對(duì)電極之間的這樣一種結(jié)構(gòu)。在這樣的發(fā)光元件中，當(dāng)通過(guò)重組從一個(gè)電極中注入的電子和從另一個(gè)電極中注入的空穴所形成的激子返回到基態(tài)時(shí)，光線被發(fā)出。
作為用于形成發(fā)光層的方法存在噴墨法或涂覆法。這些都是這樣的方法，即，使用噴墨設(shè)備、旋涂設(shè)備等通過(guò)所述方法施加其中溶解有用于形成發(fā)光層的材料的溶液，之后進(jìn)行干燥。
在使用如上所述的噴墨法或涂覆法的情況中，如果所要處理的目標(biāo)具有低潤(rùn)濕性的話，不能適宜地執(zhí)行涂覆，這易于導(dǎo)致不良元件。
因此，例如，在專利文獻(xiàn)1(專利文獻(xiàn)1日本專利未審定公開號(hào)No.2003-59655)中披露了一種用于制造電致發(fā)光元件的方法，通過(guò)所述方法通過(guò)借助于具有使用潤(rùn)濕性改變層所形成的預(yù)定親水性圖案的打印矩陣形成了良好的有機(jī)EL層。
然而，專利文獻(xiàn)1中的方法在用于形成潤(rùn)濕性改變層的材料的調(diào)節(jié)等方面具有麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種易于通過(guò)濕法制造的發(fā)光元件。
本發(fā)明的一個(gè)特征是這樣一種發(fā)光元件，其中有機(jī)層、發(fā)光層和第二電極被順序地形成在第一電極上。這里，所述有機(jī)層是通過(guò)濕法形成的。與所述有機(jī)層相接觸的第一電極包含二氧化鈦并且可傳輸可見(jiàn)光。
本發(fā)明的另一個(gè)特征是這樣一種發(fā)光元件，其中有機(jī)層、發(fā)光層和第二電極被順序地形成在第一電極上。這里，所述有機(jī)層是通過(guò)濕法形成的。與所述有機(jī)層相接觸的第一電極由包含二氧化鈦的氧化錫銦組成。
本發(fā)明的另一個(gè)特征是包括晶體管和發(fā)光元件的發(fā)光器件。所述發(fā)光元件是通過(guò)在第一電極上順序地形成有機(jī)層、發(fā)光層和第二電極而形成的，并且晶體管和發(fā)光元件通過(guò)布線相互電連接。這里，所述布線包含鋁、碳和鈦。所述有機(jī)層是通過(guò)濕法形成的。與所述有機(jī)層相接觸的第一電極由包含二氧化鈦的氧化錫銦制成。
依照本發(fā)明，可獲得幾乎沒(méi)有由于濕法形成的層的故障所導(dǎo)致的不良元件的發(fā)光元件。另外，可獲得這樣一種發(fā)光器件，所述發(fā)光器件可容易地形成布線與發(fā)光元件的電極之間的歐姆接觸，并且所述器件幾乎沒(méi)有由于濕法形成的層的故障所導(dǎo)致的不良發(fā)光元件。
在結(jié)合附圖閱讀了以下詳細(xì)描述的基礎(chǔ)上將更加明白本發(fā)明的這些和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明所涉及的發(fā)光元件和發(fā)光器件的解釋性圖；圖2A和2B是本發(fā)明所涉及的發(fā)光元件和發(fā)光器件的解釋性圖；圖3A和3B是本發(fā)明所涉及的發(fā)光元件和發(fā)光器件的解釋性圖；圖4是本發(fā)明所涉及的發(fā)光器件的解釋性圖；圖5是本發(fā)明所涉及的包含在發(fā)光器件中的電路的解釋性視圖；圖6是本發(fā)明所涉及的發(fā)光器件的頂視圖；圖7是本發(fā)明所適用的發(fā)光器件的幀操作的解釋性圖；以及圖8A到8C是本發(fā)明所適用的電子器件。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將描述本發(fā)明所涉及的實(shí)施例模式。然而，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可容易地理解的是，在不脫離本發(fā)明的目的和保護(hù)范圍的前提下，可以各種方式對(duì)文中所披露的實(shí)施例和細(xì)節(jié)進(jìn)行修正。因此，應(yīng)該注意的是，不應(yīng)認(rèn)為下面將給出的實(shí)施例模式的描述限制了本發(fā)明。
下面將參照?qǐng)D1描述本發(fā)明所涉及的發(fā)光器件的一個(gè)模式。
晶體管101等被制造在襯底100上。這里，對(duì)于襯底100沒(méi)有具體限定，諸如塑料襯底的具有撓性的襯底以及玻璃襯底、石英襯底等都可使用。此外，圖1中所示的晶體管101是其中柵極絕緣層122和柵電極123被順序地形成在半導(dǎo)體層121上的頂部柵極晶體管；然而，對(duì)于晶體管的結(jié)構(gòu)沒(méi)有具體限定，并且底部柵極晶體管也可與頂部柵極晶體管同樣使用。而且，諸如電容器元件的元件也可如同晶體管一樣被制造。包含在晶體管101中的半導(dǎo)體層可為半非晶形層等以及包含晶體成分的層或包含非晶體成分的層。
下面將描述半非晶形半導(dǎo)體。半非晶形半導(dǎo)體具有非晶形結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)(包括單晶和多晶結(jié)構(gòu))之間的中間結(jié)構(gòu)、在自由能方面穩(wěn)定的第三態(tài)、以及具有短程有序和晶格畸變的結(jié)晶區(qū)。另外，至少一部分膜包括具有0.5nm到20nm粒徑的晶粒。Roman光譜改變?yōu)榈陀?20cm-1的較低波數(shù)側(cè)。通過(guò)X射線衍射觀察被認(rèn)為是來(lái)自于Si晶格的(111)和(220)的衍射峰值。為了終止不飽和鍵，在半非晶形半導(dǎo)體中包含至少1原子％或更多的氫或鹵素。半非晶形半導(dǎo)體還被稱作所謂的微晶半導(dǎo)體。它是通過(guò)硅化物氣體的輝光放電分解(等離子體CVD)形成的。SiH4、以及Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等可用作硅化物氣體?？捎肏2、或H2與從He、Ar、Kr、和Ne中選擇的一種或多種稀有氣體元素稀釋硅化物氣體。稀釋比例在2倍到1000倍的范圍內(nèi)。壓力在大約0.1Pa到133Pa的范圍內(nèi)，并且電源頻率為1MHz到120MHz，最好為13MHz到60MHz。用于加熱襯底溫度可為300℃或更低，最好，在100℃到250℃的范圍內(nèi)。至于膜中的雜質(zhì)元素，最好將諸如氧、氮或碳等大氣成分的雜質(zhì)設(shè)定為1×1020/cm3或更低，具體地，將氧濃度設(shè)定為5×1019/cm3或更低，最好為1×1019/cm3或更低。此外，使用半非晶形半導(dǎo)體的TFT(薄膜晶體管)的遷移率近似為1cm2/Vsec到10cm2/Vsec。
在形成了用于覆蓋晶體管101的間層絕緣層102之后，形成了通過(guò)間層絕緣層102到達(dá)晶體管101高濃度雜質(zhì)區(qū)121a和121b(用作漏極和源極)的接觸孔。這里，對(duì)于間層絕緣層102沒(méi)有具體限定，而且間層絕緣層102可為由諸如二氧化硅或氮化硅的無(wú)機(jī)物質(zhì)制成的層、由其中由硅(Si)和氧(O)的鍵合組成基干并且至少包含氫作為取代基的硅氧烷制成的層、或者由諸如丙烯酸或聚酰亞胺的有機(jī)物質(zhì)制成的層。此外，還可使用包含無(wú)機(jī)物質(zhì)制成的層和有機(jī)物質(zhì)制成的層兩者的層。
之后，在間層絕緣層102上形成通過(guò)為間層絕緣層102提供的接觸孔與晶體管101連接的布線103。這里，對(duì)于布線103沒(méi)有具體限定；然而，布線103最好由諸如鋁或銅等低電阻物質(zhì)制成。尤其是，包含碳和鈦(Ti)中的一種或兩種的鋁是優(yōu)選的。因此，通過(guò)使用具有高標(biāo)準(zhǔn)電極電位的材料制成布線103可容易地進(jìn)行布線103與隨后步驟中形成的電極105之間的歐姆接觸。這里，鈦(Ti)最好以0.1wt％到5wt％的比率包含在鋁中。另外，碳最好以1wt％到5wt％的比率包含在鋁中。
之后，形成了具有到達(dá)布線103的接觸孔的間層絕緣層104。對(duì)于間層絕緣層104沒(méi)有具體限定，而且間層絕緣層104可為由諸如二氧化硅或氮化硅的無(wú)機(jī)物質(zhì)制成的層、由諸如丙烯酸或聚酰亞胺的有機(jī)物質(zhì)制成的層或者由硅氧烷制成的層。此外，還可使用包含由無(wú)機(jī)物質(zhì)制成的層、由有機(jī)物質(zhì)制成的層和由硅氧烷制成的層中選擇出的兩層或多層的層。
在間層絕緣層104上形成通過(guò)為間層絕緣層104提供的接觸孔而與布線103連接的電極105。這里，對(duì)于電極105沒(méi)有具體限定；然而，電極105最好使用包含二氧化鈦的氧化銦等以及包含二氧化鈦的氧化錫銦(ITO)制成。二氧化鈦的含量最好為1wt％到20wt％，更好的是，2wt％到10wt％。除二氧化鈦以外，最好還使用還包含二氧化硅的氧化錫銦或氧化銦。這里，二氧化硅的含量最好為3wt％到6wt％，更好的是，5wt％。2％到20％的氧化鋅最好可包含在氧化銦中。在使用包含二氧化鈦的氧化錫銦或包含二氧化鈦的氧化銦如此制成的電極105上執(zhí)行紫外光照射以增強(qiáng)電極105表面的親水性。
形成了具有用以露出電極105的部分的開口部分的堤層110。對(duì)于堤層110沒(méi)有具體限定；然而，堤層110的邊緣部分的曲率半徑最好是連續(xù)變化的。堤層110可使用諸如二氧化硅以及硅氧烷的無(wú)機(jī)物質(zhì)或諸如丙烯酸或抗蝕劑的有機(jī)物質(zhì)制成。堤層110可為使用無(wú)機(jī)膜、硅氧烷和有機(jī)膜中的一種形成的層、或可為包括從由無(wú)機(jī)膜、硅氧烷和有機(jī)膜中選擇出的兩層或多層的層。
在電極105上執(zhí)行紫外光照射以增強(qiáng)電極105表面的親水性之后，通過(guò)旋涂法將包含具有空穴傳輸特性的高分子量材料的溶液(諸如聚(乙烯基二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸酯)水溶液(PEDOT/PSS水溶液))涂覆到電極105上。這里，電極105的上表面具有親水性；因此，所述溶液可被順利地涂覆到電極的整個(gè)表面上而不會(huì)被排斥。涂覆之后，執(zhí)行干燥以形成有機(jī)層106。對(duì)于高分子量材料沒(méi)有具體限定，并且可使用不同于PEDOT/PSS水溶液的材料制成有機(jī)層106。然而，最好使用具有空穴傳輸特性的材料，更具體地說(shuō)，使用其空穴遷移率為10-6cm2/Vs的材料?？墒褂冒头肿恿坎牧系娜芤号c高分子量材料一樣制成有機(jī)層106。通過(guò)如此提供有機(jī)層106可防止由于電極105導(dǎo)致的消穩(wěn)(quenching)。用于形成有機(jī)層106的方法沒(méi)有具體限定，并且可使用繪圖裝置通過(guò)濕法形成有機(jī)層，所述濕法諸如可通過(guò)控制供應(yīng)液體的時(shí)序、位置等形成圖案的噴墨法以及旋涂法。
之后，發(fā)光層107被形成在有機(jī)層106上。對(duì)于發(fā)光層107沒(méi)有具體限定，并且可包括發(fā)光物質(zhì)。可使用低分子量材料或高分子量材料制成發(fā)光層107。例如，諸如Znpp2(bis[2-(2-hydroxyphenyl)pyridinato]zinc)或ZnBOX(bis[2-(2-hydroxyphenyl)benzoxazolate]zinc)的金屬絡(luò)合物等、以及諸如t-BuDNA(簡(jiǎn)寫為2-三元胺-丁基-9，10-di(2-萘基)-蒽2-tert-butyl-9，10-di(2-naphtyl)-anthracene)的蒽衍生物或諸如CBP(4，4’-bi(N-咔唑基)聯(lián)苯4，4’-bi(N-carbazolyl)biphenyl)的咔唑衍生物可用作低分子量材料。包含在發(fā)光層107中的發(fā)光物質(zhì)以及低分子量材料沒(méi)有具體限定，例如，在實(shí)現(xiàn)紅光發(fā)射的情況中，可使用顯示出具有600nm到680nm的發(fā)射光譜峰值的發(fā)光層的物質(zhì)，諸如DCJTI(4-dicyanomethylene-2-isopropyl-6-[2-(1，1，7，7-tetramethyljulolidine-9-yl)ethenyl]-4H-pyran)、DCJT(4-dicyanomethylene-2-methyl-6-[2-(1，1，7，7-tetramethyljulolidine-9-yl)ethenyl]-4H-pyran)、DCJTB(4-dicyanomethylene-2-tert-6-[2-(1，1，7，7-tetramethyljulolidine-9-yl)ethenyl]-4H-pyran)、periflanthene、2，5-dicyano-1，4-bis[2-(10-甲氧基-1，1，7，7-tetramethyljulolidine-9-yl)乙烯基]苯。在實(shí)現(xiàn)綠光發(fā)射的情況中，可使用顯示出具有500nm到550nm的發(fā)射光譜峰值的發(fā)光層的襯底，諸如DMQd(N，N’-dimethylquinacridone)、香豆素6、香豆素545T、三(8-羥基喹啉)鋁(簡(jiǎn)寫為Alq3)。在實(shí)現(xiàn)藍(lán)光發(fā)射的情況中，可使用顯示出具有420nm到550nm的發(fā)射光譜峰值的發(fā)光層的物質(zhì)，諸如BuDNA(2-tert-9，10-di(2-naphthyl)-anthracene)、DPA(9，9’-bianthlyl、9，10-diphenylanthracene)、DNA(9，10-bis(2-naphthyl)anthracene9，10-bis(2-萘基)-蒽)、BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolato)-4-phenylphenolate-gallium)。聚烷基噻吩(polyalkylthiophene)衍生物、聚二辛基芴(Polydialkyfluorene)衍生物、聚對(duì)苯撐(polyparaphenylene)衍生物等以及聚對(duì)苯基苯酚(polyparaphenylvinylene)衍生物可被用作高分子量材料。
電極108被形成在發(fā)光層107上。對(duì)于電極108沒(méi)有具體限定，可使用氧化錫銦等以及鋁、銀、金等?？墒褂梅謩e包含二氧化鈦的上述氧化錫銦或氧化銦。
如果需要的話，電子傳輸層、電子注入層等可被設(shè)在發(fā)光層107和電極108之間。通過(guò)提供電子傳輸層可防止由于電極108導(dǎo)致的消穩(wěn)(quenching)。通過(guò)提供電子注入層可容易地將電子從電極108中注入到發(fā)光層107中。這里，對(duì)于形成電子傳輸層的材料沒(méi)有具體限定，可使用喹啉基干或苯并喹啉基干，諸如三(8-羥基喹啉)鋁(簡(jiǎn)寫為Alq3)、甲基(Almq3)(tris(5-methyl-8-quinolinolato)鋁)(簡(jiǎn)寫為Almq3)、鉍錯(cuò)化合物(bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinolato)Beryllium)(簡(jiǎn)寫為BeBq2)。或者BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolato)-4-phenylphenolate-aluminum)。除此之外，還可使用具有惡唑基或噻唑基配合基的金屬絡(luò)合物，諸如Zn(BOX)2(bis[2-(2-hydroxyphenyl)-]benzoxazolato]鋅)或bis[2-(2-hydroxyphenyl)-]benzothiazolato]zinc(簡(jiǎn)寫為Zn(BTZ)2)。另外，也可使用1，3，4惡二唑衍生物(2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-三元醇)-1，3，4-惡二唑)(簡(jiǎn)寫為PBD)、1，3-bis[5-(p-三元醇)-1，3，4-惡二唑-2-yl]苯(簡(jiǎn)寫為OXD-7)、3-(4-三元醇)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)1，2，4-三唑(簡(jiǎn)寫為TAZ)、3-(4-三元醇)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯(lián)苯基)1，2，4-三唑(簡(jiǎn)寫為p-EtTAZ)、紅菲繞啉(簡(jiǎn)寫為BPhen)、BCP(bathocuproin)等。另外，對(duì)于電子注入層沒(méi)有具體限定，并且可使用由堿金屬或堿土金屬成分形成的材料，諸如氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)、或氟化鈣(CaF2)。除此之外，也可使用其中混有高電子傳輸特性的物質(zhì)的物體，該物質(zhì)諸如Alq3或BzOs(4，4-bis(5-methylbenzoxazolyl-2-yl)二苯乙烯)和諸如鋰的堿金屬或諸如鎂的堿土金屬。
可如上所述制造包括在電極105和電極108之間具有發(fā)光層107的發(fā)光元件109的發(fā)光器件。電極105和電極108中的一個(gè)或兩個(gè)最好由可傳輸可見(jiàn)光的材料制成。例如，當(dāng)僅有電極105由可傳輸可見(jiàn)光的材料制成時(shí)，如圖1中輪廓箭頭所示的，來(lái)自于發(fā)光層107中的光線通過(guò)電極105被發(fā)出?；蛘撸?dāng)僅有電極108由可傳輸可見(jiàn)光的材料制成時(shí)，如圖2A中輪廓箭頭所示的，來(lái)自于發(fā)光層107中的光線通過(guò)電極108被發(fā)出。當(dāng)電極105和電極108兩者都由可傳輸可見(jiàn)光的材料制成時(shí)，如圖2B中輪廓箭頭所示的，來(lái)自于發(fā)光層107中的光線通過(guò)每個(gè)電極105和108被發(fā)出。
在本發(fā)明的上述發(fā)光器件中，當(dāng)由在電極105和電極108之間流動(dòng)的電流激發(fā)的發(fā)光物質(zhì)返回到基態(tài)時(shí)，光線被發(fā)出。依照本發(fā)明的上述發(fā)光器件，可順利地形成由高分子量材料制成的層，容易地形成布線103與發(fā)光元件109的電極105之間的歐姆接觸，并且可從晶體管101順利地供應(yīng)電流。
在該實(shí)施例模式1中，將參照?qǐng)D3A和3B描述包括底部柵極晶體管201的本發(fā)明所涉及的發(fā)光器件。
在圖3A中，柵電極221被形成在襯底200上，并且還形成了覆蓋柵電極221的柵極絕緣層222。半導(dǎo)體層223也被形成在其中柵極絕緣層222覆蓋柵電極221的部分上。N型半導(dǎo)體層224被形成在半導(dǎo)體層223中除溝道形成區(qū)域以外的區(qū)域上。
這樣，由于N型半導(dǎo)體層224與布線202相接觸，因此包括柵電極221、柵極絕緣層222、半導(dǎo)體層223和N型半導(dǎo)體層224的底部柵極晶體管201被電連接于布線202。
此外，與實(shí)施例模式1中所述的半導(dǎo)體層121相似，對(duì)于半導(dǎo)體層224沒(méi)有具體限定，并且可為半非晶形層等以及包含晶體成分的層或包含非晶體成分的層。N型半導(dǎo)體層224是包含諸如磷或砷等N型雜質(zhì)的層。
對(duì)于布線202沒(méi)有具體限定；然而，布線202最好由諸如鋁或銅等低電阻物質(zhì)制成。尤其是，包含碳和鈦(Ti)中的一種或兩種的鋁是優(yōu)選的。通過(guò)這樣使用具有高標(biāo)準(zhǔn)電極電位的材料制成布線202可容易地進(jìn)行布線202與隨后步驟中形成的電極204之間的歐姆接觸。這里，鈦(Ti)最好以相對(duì)于鋁為0.1wt％到5wt％的比率包含在布線202中。另外，碳最好以相對(duì)于鋁為1wt％到5wt％的比率包含在布線202中。
布線202由具有到達(dá)布線202的接觸孔的間層絕緣層230覆蓋。電極204通過(guò)接觸孔與布線202電連接。
這里，對(duì)于電極204沒(méi)有具體限定；然而，電極204最好使用包含二氧化鈦的氧化銦等以及包含二氧化鈦的氧化錫銦(ITO)制成。二氧化鈦的含量最好為1wt％到20wt％，更好的是，2wt％到10wt％。除二氧化鈦以外，最好還使用還包含二氧化硅的氧化錫銦或氧化銦。這里，二氧化硅的含量最好為3wt％到6wt％，更好的是，5wt％。2％到20％的氧化鋅最好可包含在氧化銦中。對(duì)于如此使用包含二氧化鈦的氧化錫銦或包含二氧化鈦的氧化銦制成的電極204執(zhí)行紫外光照射以增強(qiáng)電極204表面的親水性。
有機(jī)層205被形成在電極204上。對(duì)于有機(jī)層205沒(méi)有具體限定；然而，有機(jī)層205最好是使用諸如聚(乙烯基二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸酯)水溶液(PEDOT/PSS水溶液)的高分子量材料制成的層。因此，甚至在電極204的表面具有不均勻性的情況下也可減輕不均勻性，并且難于產(chǎn)生由于電極之間的短路等造成的不良元件。用于形成有機(jī)層205的方法沒(méi)有具體限定，并且可使用繪圖裝置等通過(guò)濕法形成有機(jī)層205之后進(jìn)行干燥，所述濕法諸如可通過(guò)控制供應(yīng)液體的時(shí)序、位置等形成圖案的噴墨法以及旋涂法。這里，有機(jī)層205最好被形成在其中其表面親水性被增強(qiáng)的電極上，諸如該實(shí)施例模式下的電極204。因此，通過(guò)濕法可將PEDOT/PSS水溶液等順利地涂覆到電極204的表面上而不會(huì)被排斥。
在有機(jī)層205上形成發(fā)光層206。發(fā)光層206與上述實(shí)施例模式1中所述的發(fā)光層107相似。電極207被形成在發(fā)光層206上。電極207與上述實(shí)施例模式1中所述的電極108相似。
在包括在電極204和電極207之間具有發(fā)光層206的發(fā)光元件208的上述發(fā)光器件中，電極204和電極207中的一個(gè)或兩者最好由可傳輸可見(jiàn)光的材料制成。
在本發(fā)明的上述發(fā)光器件中，當(dāng)由在電極204和電極207之間流動(dòng)的電流激發(fā)的發(fā)光物質(zhì)返回到基態(tài)時(shí)，光線被發(fā)出。依照本發(fā)明的上述發(fā)光器件，可順利地形成由高分子量材料制成的層。容易地形成布線202與發(fā)光元件208的電極204之間的歐姆接觸，并且可從晶體管201中順利地供應(yīng)電流。
晶體管可為圖3B中所示的溝道保護(hù)晶體管301以及圖3A中所示的溝道蝕刻晶體管。在圖3B中，晶體管301被設(shè)在襯底300上并且具有被設(shè)置得與其中半導(dǎo)體層323覆蓋柵極絕緣層322并且柵極絕緣層322覆蓋柵電極321的部分上的半導(dǎo)體層323相接觸的保護(hù)層325。在這樣的晶體管中，溝道形成區(qū)域被形成在由保護(hù)層325覆蓋的半導(dǎo)體層323的一部分中。N型半導(dǎo)體層324被形成在與半導(dǎo)體層323中由保護(hù)層325覆蓋的區(qū)域不同的區(qū)域上。
布線302被堆疊在N型半導(dǎo)體層324上以便于相互電連接。布線302由具有接觸孔的間層絕緣層303覆蓋。電極304通過(guò)接觸孔到達(dá)布線302處以便于相互連接。有機(jī)層305、發(fā)光層306以及電極307被順序地堆疊在電極304上，并且形成了在電極304和電極307之間具有發(fā)光層306的發(fā)光元件309。
布線302、電極304、有機(jī)層305、發(fā)光層306以及電極307分別與上述布線202、電極204、有機(jī)層205、發(fā)光層206以及電極207相似。
在該實(shí)施例模式下，將參照?qǐng)D3A到6描述具有顯示功能的發(fā)光器件(即，實(shí)施例模式1中所述的發(fā)光器件)的電路結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方法。
圖4是本發(fā)明所適用的發(fā)光器件的示意性頂視圖。在圖4中，像素部分6511、源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路6512、記錄柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路6513、以及擦除柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路6514被設(shè)置在襯底6500上。每個(gè)源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路6512、記錄柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路6513、以及擦除柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路6514都通過(guò)一組布線與作為外部輸入端的FPC(軟性印刷電路)6503相連接。每個(gè)源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路6512、記錄柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路6513、以及擦除柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路6514可通過(guò)FPC6503接收視頻信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、起始信號(hào)、復(fù)位信號(hào)等。印刷線路板(PWB)6504與FPC6503相連接。驅(qū)動(dòng)器電路部分無(wú)需被設(shè)置在與上述像素部分6511同一個(gè)的襯底上，并且例如，可借助于其中IC芯片被安裝在其中形成有布線圖案的FPC上的驅(qū)動(dòng)器電路部分等被設(shè)在襯底的外部部分中。
在像素部分6511中，沿列方向延伸的多個(gè)源信號(hào)線沿排方向被布置并且電源線路沿排方向被布置。在像素部分6511中，延伸到排方向的多個(gè)柵極信號(hào)線沿列方向被布置。此外，在像素部分6511中，布置有多個(gè)像素電路，其中每個(gè)像素電路都包括發(fā)光元件。
圖5是示出了用于操作一個(gè)像素的電路。第一晶體管901、第二晶體管902以及發(fā)光元件903包含在圖5中所示的電路中。
第一晶體管901和第二晶體管902每個(gè)都是包括柵電極、漏極區(qū)和源極區(qū)的三端子元件，并且在漏極區(qū)和源極區(qū)之間具有溝道形成區(qū)域。這里，由于是根據(jù)晶體管的結(jié)構(gòu)、操作條件等確定漏極區(qū)和源極區(qū)的，因此難于限定哪個(gè)是源極區(qū)哪個(gè)是漏極區(qū)。因此，在該實(shí)施例模式下，用作源極或是漏極的區(qū)域分別是指晶體管的第一電極和晶體管的第二電極。
柵極信號(hào)線911和記錄柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路913被設(shè)置得通過(guò)開關(guān)918相互電連接或相互不電連接。柵極信號(hào)線911和擦除柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路914被設(shè)置得通過(guò)開關(guān)919相互電連接或相互不電連接。源極信號(hào)線912被設(shè)置得通過(guò)開關(guān)920而與源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路915和電源916中的一個(gè)電連接。第一晶體管901的柵極與柵極信號(hào)線911電連接。第一晶體管901的第一電極與源極信號(hào)線912電連接而其第二電極與第二晶體管902的柵電極電連接。第二晶體管902的第一電極與電源線路917電連接，而其第二電極與包含在發(fā)光元件903中的一個(gè)電極電連接。此外，開關(guān)918可被包含在記錄柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路913中。開關(guān)919也可被包含在擦除柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路914中。另外，開關(guān)920可被包含在源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路915中。
對(duì)于晶體管、發(fā)光元件等在像素部分中的布置沒(méi)有具體限定；然而，例如，可如圖6的頂視圖中所示的那樣布置晶體管、發(fā)光元件等。在圖6中，第一晶體管1001的第一電極被連接于源極信號(hào)線1004、其第二電極被連接于第二晶體管1002的柵電極。第二晶體管的第一電極被連接于電源線路1005、而第二電極被連接于發(fā)光元件的電極1006。柵極信號(hào)線1003的一部分用作第一晶體管1001的柵電極。
接下來(lái)，將描述驅(qū)動(dòng)方法。圖7是隨時(shí)間變化的幀操作的解釋性圖。在圖7中，橫坐標(biāo)軸方向是指時(shí)間推移、而縱坐標(biāo)軸方向是指柵極信號(hào)線的掃描階段。
當(dāng)通過(guò)本發(fā)明所涉及的發(fā)光器件顯示圖像時(shí)，在一個(gè)顯示周期中重復(fù)執(zhí)行重寫操作和顯示操作。對(duì)于重寫操作的數(shù)量沒(méi)有具體限定；然而，最好每秒執(zhí)行大約六十次重寫操作以使得觀看圖像的人不會(huì)發(fā)現(xiàn)閃爍。這里，一個(gè)圖像(一個(gè)幀)的重寫和顯示的操作的周期被稱作一個(gè)幀周期。
如圖7中所示的，一個(gè)幀周期在時(shí)間上被分為包括記錄周期501a、502a、503a、504a和保留期501b、502b、503b、504b的四個(gè)子幀周期501、502、503、504。接收發(fā)光信號(hào)的發(fā)光層在保留期中發(fā)出光線。每個(gè)子幀的保留期的長(zhǎng)度比率為第一子幀周期501∶第二子幀周期502∶第三子幀周期503∶第四子幀周期504＝23∶22∶21∶20＝8∶4∶2∶1。因此，可獲得4-比特灰度級(jí)。比特?cái)?shù)或灰度級(jí)不局限于此。例如，通過(guò)提供八個(gè)子幀周期可獲得8-比特灰度級(jí)。
下面將描述一個(gè)幀中的操作。首先，在第一子幀周期501中從第一排到最后一排順序地執(zhí)行記錄操作。因此，記錄周期的起始時(shí)間隨排的數(shù)量而不同。保留期501b從記錄周期501a完成的排處順序地開始。在保留期中，接收發(fā)光信號(hào)的發(fā)光層發(fā)出光線。接下來(lái)的子幀周期502從保留期501b完成的排處順序地開始，并且與第一子幀周期501中的情況一樣，從第一排到最后一排順序地執(zhí)行記錄操作。重復(fù)地執(zhí)行上述操作以完成子幀周期504的保留期504b。當(dāng)子幀周期504中的操作完成時(shí)，開始接下來(lái)的幀周期中的操作。每個(gè)子幀周期中的發(fā)光總和是一個(gè)幀周期中每個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光時(shí)間。在一個(gè)像素中，通過(guò)改變每個(gè)發(fā)光元件的發(fā)射時(shí)間并不同地組合所述發(fā)射時(shí)間，可顯示出具有不同亮度和色度的各種顏色。
在打算強(qiáng)制終止某排的保留期時(shí)，在該排中完成最后一排記錄之前記錄已完成并且保留期已開始，在保留期504b被控制得使得發(fā)光強(qiáng)制停止之后提供擦除周期504c。其中發(fā)光強(qiáng)制停止的排在固定周期(該周期被稱作非發(fā)射周期)中不發(fā)射光線。在完成了最后一排的記錄周期的基礎(chǔ)上，從第一排開始接下來(lái)的記錄周期(或幀周期)。因此，可防止子幀周期504的記錄周期與接下來(lái)幀周期的記錄周期重疊。
在該實(shí)施例模式下，子幀周期501到504沿從最長(zhǎng)保留期開始的順序布置；然而，本發(fā)明不局限于此。例如，子幀周期501到504可沿從最短保留期開始的順序布置。子幀周期501到504可以隨機(jī)組合短子幀周期和長(zhǎng)子幀周期的方式布置。子幀周期可被進(jìn)一步分成為多個(gè)幀周期。也就是說(shuō)，在給出相同視頻信號(hào)的周期期間可多次執(zhí)行柵極信號(hào)線的掃描。
下面將描述在記錄周期和擦除周期中圖5中所示的電路的操作。
首先，將描述記錄周期中的操作。在記錄周期中，第n排(n為自然數(shù))的柵極信號(hào)線911通過(guò)開關(guān)918與記錄柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路913電連接。柵極信號(hào)線911不與擦除柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路914電連接。源極信號(hào)線912通過(guò)開關(guān)920與源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路電連接。信號(hào)被輸入到與第n排(n為自然數(shù))的柵極信號(hào)線911電連接的第一晶體管901的柵極，并且第一晶體管901被接通。此時(shí)，在第一列到最后一列，視頻信號(hào)被同時(shí)輸入到源極信號(hào)線中。在每列上從信號(hào)線912輸入的視頻信號(hào)相互無(wú)關(guān)。從信號(hào)線912輸入的視頻信號(hào)通過(guò)連接于每個(gè)源極信號(hào)線的第一晶體管901被輸入到第二晶體管902的柵電極。輸入到第二晶體管902的信號(hào)確定發(fā)光元件903的發(fā)光狀態(tài)或非發(fā)光狀態(tài)。例如，在第二晶體管902為P溝道類型的情況下，當(dāng)?shù)碗娖叫盘?hào)被輸入到第二晶體管902的柵電極時(shí)發(fā)光元件903發(fā)光。另一方面，在第二晶體管902為N溝道類型的情況下，當(dāng)高電平信號(hào)被輸入到第二晶體管902的柵電極時(shí)發(fā)光元件903發(fā)光。
接下來(lái)，將描述擦除周期中的操作。在擦除周期中，第n排(n為自然數(shù))的柵極信號(hào)線911通過(guò)開關(guān)919與擦除柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路914電連接。柵極信號(hào)線911不與記錄柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路913電連接。源極信號(hào)線912通過(guò)開關(guān)920與電源916電連接。信號(hào)被輸入到與第n排(n為自然數(shù))的柵極信號(hào)線911電連接的第一晶體管901的柵極，并且第一晶體管901被接通。此時(shí)，在第一列到最后一列，用于擦除的信號(hào)被同時(shí)輸入到源極信號(hào)線中。從信號(hào)線912輸入的用于擦除的信號(hào)通過(guò)連接于每個(gè)源極信號(hào)線的第一晶體管901被輸入到第二晶體管902的柵電極。通過(guò)輸入到第二晶體管902的信號(hào)，使得從電流供應(yīng)線路917到發(fā)光元件903的電流供應(yīng)被停止。發(fā)光元件903沒(méi)有強(qiáng)制發(fā)光。例如，在第二晶體管902為P溝道類型的情況下，當(dāng)高電平信號(hào)被輸入到第二晶體管902的柵電極時(shí)發(fā)光元件903不發(fā)光。另一方面，在第二晶體管902為N溝道類型的情況下，當(dāng)?shù)碗娖叫盘?hào)被輸入到第二晶體管902的柵電極時(shí)發(fā)光元件903發(fā)光。
在擦除周期中，通過(guò)上述操作將用于擦除的信號(hào)輸入到第n排(n為自然數(shù))中。然而，還存在第n排處于擦除周期中而另一排(在該示例中為第m排(m為自然數(shù)))處于記錄周期中的情況。在該示例中，需要利用同一列的源極信號(hào)線將用于擦除的信號(hào)輸入到第n排中而將用于記錄的信號(hào)輸入到第m排中。因此，最好執(zhí)行如下所述的操作。
在擦除周期中在通過(guò)上述操作剛剛將第n排的發(fā)光元件903帶入非發(fā)光狀態(tài)之后，將柵極信號(hào)線與擦除柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路914斷開，并且通過(guò)改變開關(guān)920而使得源極信號(hào)線912與源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路915相連接。與將源極信號(hào)線912與源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路915相連接一樣，使得柵極信號(hào)線與記錄柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路913相連接。信號(hào)從記錄柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路913中被選擇性地輸入到第m排的信號(hào)線中，并且當(dāng)?shù)谝痪w管被接通時(shí)，用于記錄的信號(hào)從源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路915中被輸入到第一列到最后一列的源極信號(hào)線中。第m排的發(fā)光元件根據(jù)所述信號(hào)發(fā)光或者不發(fā)光。
在如上所述剛剛完成了第m排的記錄之后，開始第(n+1)排的擦除周期。因此，使得柵極信號(hào)線與記錄柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路913斷開，并且通過(guò)改變開關(guān)920使得源極信號(hào)線912與電源916相連接。并且，柵極信號(hào)線與記錄柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路913斷開，而柵極信號(hào)線與擦除柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路914相連接。當(dāng)信號(hào)從擦除柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路914中被選擇性地輸入到第(n+1)排的柵極信號(hào)線中，并且第一晶體管被接通時(shí)，擦除信號(hào)從電源916中被輸入。在剛剛完成了第(n+1)排的記錄之后，開始第m排的記錄周期。之后，可重復(fù)地執(zhí)行擦除周期和記錄周期，從而進(jìn)行操作以完成最后一排的擦除周期。
在該實(shí)施例模式下，描述了其中第m排的記錄周期被設(shè)在第n排的擦除周期與第(n+1)排的擦除周期之間的模式。然而，不局限于此，第m排的記錄周期被設(shè)在第(n-1)排的擦除周期與第n排的擦除周期之間。
在該實(shí)施例模式中，當(dāng)在子幀周期504中提供非發(fā)光周期504d時(shí)，重復(fù)執(zhí)行將擦除柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路914與某一柵極信號(hào)線斷開并且將記錄柵極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路913連接于另一個(gè)柵極信號(hào)線的操作?？稍诓痪哂胁话l(fā)光周期的幀周期中執(zhí)行所述操作。
通過(guò)安裝本發(fā)明的發(fā)光器件可獲得可執(zhí)行良好顯示的電子器件或可長(zhǎng)時(shí)間良好發(fā)光的電子產(chǎn)品。
圖8A到8C示出了安裝有本發(fā)明所涉及的發(fā)光器件的電子器件的一個(gè)實(shí)施例。
圖8A是通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明所制造的個(gè)人電腦，所述個(gè)人電腦包括主體5521、殼體5522、顯示部分5523、鍵盤5524等。通過(guò)包含具有本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光器件作為顯示部分可制成該個(gè)人電腦。
圖8B是通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明所制造的蜂窩式電話，并且主體5552包括顯示部分5551、音頻輸出部分5554、音頻輸入部分5555、操作開關(guān)5556和5557、天線5553等。通過(guò)包含具有本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光器件作為顯示部分可制成該蜂窩式電話。
圖8C是通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明所制造的電視機(jī)，所述電視機(jī)包括顯示部分5531、殼體5532、揚(yáng)聲器5533等。通過(guò)包含具有本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光器件作為顯示部分可制成該電視機(jī)。
如上所述的，本發(fā)明的發(fā)光器件非常適合于用作各種電子器件的顯示部分。
在該實(shí)施例模式下，描述了個(gè)人電腦等；然而，除此之外，具有本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光器件可被安裝于導(dǎo)航系統(tǒng)、閃光設(shè)備等。除發(fā)光器件外本發(fā)明還可用于顯示器件，例如，液晶顯示器件的像素電極。此外，除顯示器件外本發(fā)明還可用于通用半導(dǎo)體器件。
本申請(qǐng)是以2004年6月11日在日本專利局中所申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)系列號(hào)No.2004-174852為基礎(chǔ)的，這里合并參考所述專利申請(qǐng)的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件，包括包含二氧化鈦的第一電極；第一電極上的有機(jī)層；有機(jī)層上的發(fā)光層；以及發(fā)光層上的第二電極其中，所述有機(jī)層與所述第一電極相接觸，并且所述第一電極傳輸可見(jiàn)光。
2.一種發(fā)光器件，包括包含氧化錫銦和二氧化鈦的第一電極；第一電極上的有機(jī)層；有機(jī)層上的發(fā)光層；以及發(fā)光層上的第二電極其中，所述有機(jī)層與所述第一電極相接觸。
3.依照權(quán)利要求1中所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述有機(jī)層是通過(guò)濕法形成的。
4.依照權(quán)利要求2中所述的發(fā)光器件，其特征在于，所述有機(jī)層是通過(guò)濕法形成的。
5.一種發(fā)光器件，包括包含氧化錫銦和二氧化鈦的第一電極；第一電極上的有機(jī)層，其中，所述第一電極與所述有機(jī)層相接觸；有機(jī)層上的發(fā)光層；以及發(fā)光層上的第二電極，其中，所述有機(jī)層是通過(guò)涂覆聚(乙烯基二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸酯)水溶液形成的。
6.依照權(quán)利要求1中所述的發(fā)光器件，其特征在于，在第一電極中包含的二氧化鈦的含量為1wt％到20wt％。
7.依照權(quán)利要求2中所述的發(fā)光器件，其特征在于，在第一電極中包含的二氧化鈦的含量為1wt％到20wt％。
8.依照權(quán)利要求5中所述的發(fā)光器件，其特征在于，在第一電極中包含的二氧化鈦的含量為1wt％到20wt％。
9.一種發(fā)光器件，包括晶體管；發(fā)光元件，所述發(fā)光元件包括包含二氧化鈦的第一電極、第一電極上的有機(jī)層，其中，所述有機(jī)層與所述第一電極相接觸、有機(jī)層上的發(fā)光層、以及發(fā)光層上的第二電極；以及將晶體管與發(fā)光元件電連接的布線，其中，所述布線包含鋁、碳和鈦，并且第一電極傳輸可見(jiàn)光，而第一電極與布線相接觸。
10.一種發(fā)光器件，包括晶體管；發(fā)光元件，所述發(fā)光元件包括由包含二氧化鈦的氧化錫銦制成的第一電極、第一電極上的有機(jī)層，其中，所述有機(jī)層與所述第一電極相接觸、有機(jī)層上的發(fā)光層、以及發(fā)光層上的第二電極；以及將晶體管與發(fā)光元件電連接的布線，其中，所述布線包含鋁、碳和鈦，并且第一電極與布線相接觸。
11.依照權(quán)利要求9中所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述有機(jī)層是通過(guò)濕法形成的。
12.依照權(quán)利要求10中所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述有機(jī)層是通過(guò)濕法形成的。
13.一種發(fā)光器件，包括晶體管；發(fā)光元件，所述發(fā)光元件包括由包含二氧化鈦的氧化錫銦制成的第一電極、第一電極上的有機(jī)層，其中，所述第一電極與所述有機(jī)層相接觸、有機(jī)層上的發(fā)光層、以及發(fā)光層上的第二電極；以及將晶體管與發(fā)光元件電連接的布線，其中，所述布線包含鋁、碳和鈦，并且所述有機(jī)層是通過(guò)涂覆聚(乙烯基二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸酯)水溶液形成的，其中第一電極與布線相接觸。
14.依照權(quán)利要求9中所述的發(fā)光器件，其特征在于，包含在所述布線中的鈦相對(duì)鋁的含量為0.1wt％到5wt％。
15.依照權(quán)利要求10中所述的發(fā)光器件，其特征在于，包含在所述布線中的鈦相對(duì)鋁的含量為0.1wt％到5wt％。
16.依照權(quán)利要求13中所述的發(fā)光器件，其特征在于，包含在所述布線中的鈦相對(duì)鋁的含量為0.1wt％到5wt％。
17.依照權(quán)利要求9中所述的發(fā)光器件，其特征在于，包含在所述布線中的碳相對(duì)鋁的含量為0.1wt％到5wt％。
18.依照權(quán)利要求10中所述的發(fā)光器件，其特征在于，包含在所述布線中的碳相對(duì)鋁的含量為0.1wt％到5wt％。
19.依照權(quán)利要求13中所述的發(fā)光器件，其特征在于，包含在所述布線中的碳相對(duì)鋁的含量為0.1wt％到5wt％。
20.包括權(quán)利要求9中所述的發(fā)光器件的電子器件，用作顯示部分。
21.包括權(quán)利要求10中所述的發(fā)光器件的電子器件，用作顯示部分。
22.包括權(quán)利要求13中所述的發(fā)光器件的電子器件，用作顯示部分。
23.用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括制成包含導(dǎo)電材料和二氧化鈦的導(dǎo)電薄膜；用光線照射所述導(dǎo)電薄膜的至少一部分；在照射光線之后將液體涂覆到所述導(dǎo)電薄膜的表面上；以及干燥涂覆到所述導(dǎo)電薄膜上的液體以形成膜。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體器件，具體地，提供一種可通過(guò)濕法容易地制造的發(fā)光元件。本發(fā)明的一個(gè)特征是包含晶體管和發(fā)光元件的發(fā)光器件。在所述發(fā)光元件中，有機(jī)層、發(fā)光層、以及第二電極被順序地形成在第一電極上，并且晶體管通過(guò)布線與發(fā)光元件電連接。這里，所述布線包含鋁、碳和鈦。所述有機(jī)層是通過(guò)濕法形成的。與所述有機(jī)層相接觸的第一電極是用包含二氧化鈦的氧化錫銦制成的。
文檔編號(hào)H01L51/52GK1708193SQ20051007802
公開日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2005年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月11日
發(fā)明者山崎舜平, 秋元健吾 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所