专利名称：有源矩阵发射装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及有源矩阵发光装置，详细地说，涉及进行诸如EL(场致发光)器件和LED(发光二极管)器件等电子器件的驱动控制的有源矩阵显示装置，利用薄膜晶体管(下文称为TFT)、借助流到诸如有机半导体薄膜的发射层的驱动电流，使所述EL器件和LED器件发光，本发明还涉及这种有源矩阵发光装置的制造方法。
已经提出一些有源矩阵发光装置，详细地说，一些用于利用诸如EL器件和LED器件等电流控制发光器件有源矩阵型显示装置的装置。用于这类显示装置的发光器件本身发光，因此，它们在以下方面具有优点它们不需要背光，并且它们较少依赖于视角。
图1是利用电荷注入型有机薄膜EL器件作为电流控制发光器件的有源矩阵显示装置的电路结构的示意图。在该图中所示的有源矩阵显示装置1中，独立地形成供象素7用的开关电路50和发光器件40，其中，由许多扫描线“gate”和许多数据线“sig”以矩阵的形式形成象素7，通过扫描线“gate”向开关电路50输送扫描信号，而发光器件40响应通过开关电路50从数据线“sig”输送来的图象信号而发光。在图解说明的例子中，每一个开关电路50由以下元件构成第一TFT 20，其中，通过扫描线“gate”把扫描信号输送到其栅极；电容器“cap”，用来存储从数据线“sig”通过第一TFT 20输送到的图象信号；以及第二TFT 30，其中，把存储在电容器“cap”中的图象信号输送到其栅极。当第二TFT 30导通时，驱动电流从公共馈线“com”流入发光器件40，使得该器件发光，并且，依据电容器“cap”而维持发光状态。
图2和3是图1中所示的象素的一部分的平面图。图2中，用向右上倾斜的线表示形成诸如扫描线“gate”和电容器线“cs”等元件的导电薄膜，而用向右下倾斜的线表示诸如形成数据线“sig”和公用馈线“com”的导电薄膜的元件。图3中，用向右下倾斜的线表示在其中形成包括发光器件40的发光层43的区域。作为参考，在图解说明的例子中，数据线“sig”和公用馈线“com”延伸在各个象素7之间的边界区中，在边界区中设置限定形成发光层43的区域的绝缘薄膜“in”；因此，用向右上倾斜的线表示在其中形成绝缘薄膜“in”的区域。此外，在图2和3中，用粗线表示在其中构成薄膜形成的第一TFT 20和第二TFT 30的区域；用粗虚线表示在其中形成象素电极41的区域。此外，图12、13和14中示出沿图2和3中A-A’、B-B’和C-C’线所取的各个截面。
在这些图中，第一TFT 20具有这样的结构其中，以扫描线“gate”的一部分形式形成栅极，并且，分别通过层间绝缘薄膜51的接触孔在源极区和漏极区中形成数据线“sig”和存储电极22。存储电极22向在其中形成第二TFT 30的区域延伸，并且通过所述延伸部分中层间绝缘薄膜51中的接触孔与第二TFT 30的栅极31电连接。在扫描线“gate”的侧面部分形成电容器线“cs”，并且该电容器线“cs”通常是借助第一层间绝缘薄膜51和栅极绝缘薄膜55、相对于第一TFT 20的漏极区和存储电极22而定位的，以便形成电容器“cap”。结电极35通过第一层间绝缘薄膜51中的接触孔电连接到第一TFT 20的漏极区和源极区中的任一个，而象素电极41通过第二层间绝缘薄膜52电连接到结电极35。公共馈线“com”通过第一层间绝缘薄膜51中的接触孔电连接到所述漏极区和所述源极区中的另一个。
为每一个象素7单独地形成象素电极41。构成发光器件40的发光层43和相对电极“op”按照这种次序涂敷在该象素电极41的上侧。
在图解说明的例子中，在数据线“sig”和公共馈线“com”在其中延伸的区域中形成绝缘薄膜“in”，并且，绝缘薄膜“in”把设置在数据线“sig”和公共馈线“com”的两侧的两个象素7的发光器件40的发光层40绝缘。但是，在沿着数据线“sig”和公共馈线“com”设置的象素7之间未形成绝缘薄膜“in”。在该方向上，形成发光器件40的条形的发光层40，以便覆盖多个象素7。此外，在这种配置中，各个象素7的第一TFT 20响应从扫描线“gate”馈送来的扫描信号、以预定的时序导通/截止；因此，预定的象素信号被从数据线“sig”写入各个象素7，并且电流流到以象素之间的边界线的形式形成的发光层。
在传统的有源矩阵显示装置中，虽然能够把来自数据线“sig”的预先确定的图象信号写入各个象素7，但是，由于发光器件40(发光层43)具有导电性，所以，电流还流到沿着数据线“sig”和公共馈线“com”设置的象素之间(象素之间的边界区)，增加了出现所谓串扰的概率。此外，假设除了发光层之外还在发光器件40中形成空穴注入层、电子注入层等等，以便改善发光性能。在这种情况下，由于电荷注入层的电阻小于发光层的电阻，所以，这种电阻差值有可能进一步增加沿着数据线“sig”和公共馈线“com”设置的象素之间出现串扰的概率。
鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种有源矩阵发光装置及其制造方法，该有源矩阵显示装置具有许多象素，并且是这样布置的，以便避免象素之间邻近区域中的串扰，并且提供改善了质量的显示器。
为了解决以上问题，本发明提供一种有源矩阵显示装置，它具有在由许多扫描线和许多数据线排列成矩阵的各象素中形成的象素电极、涂敷在象素电极上的发光层、以及在发光层上形成的相对电极，所述包括发光层的发光器件响应借助开关装置从数据线输送过来的图象信号而发射光线，其特征在于包含所述象素电极和发光器件之间的绝缘薄膜，在所述边界区中，每一个绝缘薄膜中侧面部分的上部离开下部而突出。
在本发明中，在象素电极和发光层的层间部分中，即，在发光器件的下侧，各阶梯形切割的绝缘薄膜、具体地说、各自具有像上述那样构成的上部分的各个绝缘薄膜设置在边界区中，其中，发光层一个一个单独地设置在上部分，以便覆盖各象素的边界区。因此，借助伸向在上述绝缘薄膜上形成的发光层中的绝缘薄膜的侧面的上部分，产生阶梯形切口。由于这种原因，甚至单独地形成以便覆盖象素间部分的发光层也可以在所述象素间部分被绝缘。即使当发光层中未出现完整的阶梯形切口时，但当在其中形成非常薄的部分时，这些部分中的电阻也非常高。因此，甚至在其中所述发光层是单独地形成以便覆盖多个象素的有源矩阵显示装置中，也不出现象素间的串扰，改善了显示质量。
在所述发光层的下侧最好设置用来向该发光层注入空穴或电子的电荷注入层，借此使本发明具有更多的优点。在这种情况下，所述绝缘薄膜的厚度最好大于电荷注入层的厚度。由于发光器件中电荷注入层的电阻小于该发光器件中发光层的电阻，所以，往往会在象素间部分(在其中形成发光器件以便覆盖象素)中出现串扰。但是，关于电荷注入层和绝缘薄膜的厚度之间关系的上述配置在电荷注入层中产生阶梯形切口43c，使得象素间部分基本上被绝缘，从而避免了串扰。这样，在本发明中，当把绝缘薄膜的薄膜厚度安排成大于发光层的厚度时，可以确保避免串扰。
在本发明中，象素间边界区，例如是沿着数据线或扫描线排列的象素之间的边界区；最好至少在该边界区中形成像上述那样构成的绝缘薄膜。
象素间边界区还可以是沿着数据线排列的象素之间的边界区，以及沿着扫描线排列的象素之间的边界区。在这种情况下，要在所述各边界区中的任何一个边界区形成上述绝缘薄膜。在这样的配置中，即使当用诸如喷墨法的方法形成发光器件时，墨水(液化状态的发光器件)沿着任何方向从象素溢出，发光器件也能够在象素之间的边界区中的绝缘薄膜的上部分产生阶梯形切口，将象素间部分绝缘。
在本发明中，例如，最好把所述绝缘薄膜的侧面部分斜削，使得所述侧面部分的上部分离开下部分而突出。另一种方法是，可以将绝缘薄膜这样成形，使得它具有双阶梯结构，后者包含侧面部分的做成比下部分宽的上部分。
在本发明中，例如，可能存在这样的情况开关装置包括其中把扫描信号输送到其栅极的第一薄膜晶体管和其中通过第一薄膜晶体管把其栅极连接到数据线的第二薄膜晶体管。在这种情况下，第二薄膜晶体管和发光器件串联连接在每一个公共馈线和每一个相对电极之间，所述公共馈线与所述数据线及所述扫描线分开配置。
本发明还提供有源矩阵显示装置的制造方法，所述有源矩阵显示装置具有在由许多扫描线和许多数据线排列成矩阵的各象素中形成的象素电极、涂敷在象素电极上的发光层、以及在发光层上形成的相对电极，其中，发光层响应借助开关装置从数据线输送来的图象信号而发射光线，其特征在于包括形成所述象素电极的步骤；在对应于许多象素之间的边界部分的区域中形成绝缘薄膜的步骤，各个绝缘薄膜的侧面的上部离开下部而突出；以及以离开所述绝缘薄膜的上部的方式配置所述发光层的材料、以便所述发光层覆盖与许多象素之间的边界区对应的区域的步骤。
本发明的有源矩阵发光装置可以是对利用有源矩阵电路、通过发光器件发射的光进行控制的装置，它可以用作显示装置和其它光控制装置。
图1是用图解法说明有源矩阵显示装置的总体配置的示意图；图2是显示图1中所示的有源矩阵显示装置中包括扫描线、电容器线等等的导电薄膜的形成区以及包括数据线、公共馈线等等的导电薄膜的形成区的平面图；图3是显示图1中所示的有源矩阵显示装置中在发光器件之间以及在象素之间的边界区中形成的绝缘薄膜的形成区的平面图4是沿着图2和3中的A-A’线所取的剖面图，显示本发明的第一实施例的有源矩阵显示装置的配置实例；图5是沿着图2和3中的B-B’线所取的剖面图，显示本发明的第一实施例的有源矩阵显示装置的配置实例；图6是沿着图2和3中的C-C’线所取的剖面图，显示本发明的第一实施例的有源矩阵显示装置的配置实例；图7(A)和(B)是发光器件的配置的截面图；图8(A)至(C)是循着其形成步骤举例说明阶梯形切割的绝缘薄膜的形成实例的截面图；图9是沿着图2和3中的B-B’线所取的剖面图，显示本发明的另一个实施例的的配置；图10(A)至(C)是循着其形成步骤举例说明阶梯形切割的绝缘薄膜的另一个形成实例的截面图；图11(A)至(C)是循着其形成步骤举例说明阶梯形切割的绝缘薄膜的再一个形成实例的截面图；图12是沿着图2和3中的A-A’线所取的剖面图，显示传统的有源矩阵显示装置；图13是沿着图2和3中的B-B’线所取的剖面图，显示传统的有源矩阵显示装置；以及图14是沿着图2和3中的C-C’线所取的剖面图，显示传统的有源矩阵显示装置。
以下列出将用于描述各附图的主要参考符号。
1有源矩阵显示装置2显示部分3数据侧驱动电路4扫描侧驱动电路7象素10透明基片
20第一TFT30第二TFT41象素电极43发光器件80阶梯形切割绝缘薄膜81阶梯形切割绝缘薄膜的突出部分(上部)431发光器件432空穴注入层436电子注入层bank绝缘膜cap存储电容器com公共馈线gate扫描线op相对电极sig数据线实施本发明的最佳方式下面将参考附图描述本发明的实施例的有源矩阵显示装置。作为参考，本实施例的有源矩阵显示装置包含与已经参考图12至14描述过的传统的有源矩阵显示装置通用的一些构件。因此，对于通用的对应的构件，下面的描述将采用相同的符号。
(总体配置)作为本发明的有源矩阵显示装置的实施例，图1示出使用电荷注入型的有机薄膜EL器件的有源矩阵显示装置的电路等等的平面配置的示意图。正如在背景技术中关于本图中的配置所作的简单描述那样，本发明的这个实施例的有源矩阵显示装置1的基本电路配置的轮廓图与本图中所示的一样。
在本图中所示的有源矩阵显示装置1中，透明基片10的中心部分是显示部分2，它是该装置的基础。类似于有源矩阵显示装置的有源矩阵基片，通过许多扫描线“gate”和在垂直于扫描线“gate”延伸方向的方向上延伸布置的许多数据线“sig”，许多象素7以矩阵的形式排列。在透明基片10的周边区域，在数据线“sig”终止的部分设置用来输出图象信号的数据侧驱动电路3；在扫描线“gate”终止的部分设置用来输出扫描信号的扫描侧驱动电路4。在这些驱动电路3和4中，互补的TFT由n型TFT和p型TFT组成，并且，所述互补的TFT构成诸如移位寄存器电路、电平移动电路和模拟开关电路等元件。
象素7中的每一个包括开关电路50，扫描信号通过扫描线“gate”输送到该电路；以及发光器件40，它响应从数据线“sig”经过开关电路50输送的图象而发光。在举例说明的例子中，开关电路50由以下元件构成第一TFT 20，其中，扫描信号通过扫描线“gate”输送到其栅极；存储电容器“cap”，用来存储从数据线“sig”经过第一TFT 20输送来的图象信号；以及第二TFT 30，其中，由存储电容器“cap”存储的图象信号被输送到其栅极。第二TFT 30和发射器件43串联连接在相对电极“op”和公共馈线“com”之间。
在具有如上布置的电路配置的有源矩阵显示装置1中，当第一TFT 20被扫描信号选中并且导通时，从数据线“sig”输送来的图象信号通过第一TFT 20加到第二TFT 30的栅极31，同时，图象信号通过第一TFT 20写入存储电容器“cap”。结果，当第二TFT 30导通时，电压加到分别作为负极和正极的相对电极“op”和象素电极41上，并且，在所施加的电压超过阈电压的区域，加到发光器件40的电流(驱动电流)一瞬间增长。相应地，这使作为场致发光器件或LED器件的发光层40发光。如上所述的用以发光的驱动电流通过由发光器件40、第二TFT 30和公共馈线“com”组成的电流通路流通。因此，当第二TFT 30截止时，驱动电流停止流通。但是，当第一TFT 20截止时，存储电容器“cap”将第二TFT 30的栅极电位维持在等效于图象信号电位的电位，使得第二TFT 30保持导通状态。因此，驱动电流连续地输送到发光层43，使象素7保持在被照亮的状态。这种状态被保持下来，直至新的图象数据被写入存储电容器“cap”，并且第二TFT 30截止为止。
(象素的配置)图2和3是更详细地描述图1中所示的象素的一部分的平面图。也正如在背景技术中关于这些图中的平面配置所作的简单描述那样，本发明的这个实施例的有源矩阵显示装置1的电路配置的轮廓图与这些图中所示的一样。
此外，沿着图2和3中的A-A’线、B-B’线和C-C’线所取的各个截面图，作为本发明的有源矩阵显示装置1的特有的配置示于图4、5和6中。
在图2和3中，在有源矩阵显示装置1的任何一个象素中形成组成小岛形半导体薄膜的第一TFT 20和第二TFT 30。
如从图2、3和4可以看到的，在第一TFT 20中形成作为扫描线“gate”的一部分的栅极21。在第一TFT 20中，数据线“sig”通过第一层间绝缘薄膜51中的接触孔电连接到源极区，而存储电极22电连接到漏极区。安排存储电极22向在其中形成第二TFT 30的区域延伸，并且，第二TFT 30的栅极31通过第一层间绝缘薄膜51中的接触孔电连接到上述延伸部分。在扫描线“gate”的侧面位置形成电容器线“cs”。通常，这种电容器线“cs”通过第一层间绝缘薄膜51和栅极绝缘薄膜55相对于第一TFT 20的漏极区和存储电极22定位，构成存储电容器“cap”。
如从图2、3和5可以看到的，结电极35通过第一层间绝缘薄膜51中的接触孔电连接到第二TFT 30的源极区和漏极区中的任一个，并且象素电极41通过第二层间绝缘薄膜52中的接触孔电连接到结电极35。公共馈线“com”通过第一层间绝缘薄膜51中的接触孔电连接到第二TFT 30的源极区和漏极区中的另一个。
单独地形成用于各个象素7的象素电极41。象素电极41的上部由有机材料按照以下次序分层由聚对苯撑亚乙烯(PPV)等组成的发光层43和由诸如包含例如锂的碱金属的铝或钙的金属薄膜组成的相对电极“op”，相对电极“op”是这样形成的，以便覆盖显示部分2的整个表面。
在举例说明的例子中，在以下的区域中形成厚绝缘膜“bank”数据线“sig”和公共馈线“com”这样延伸到该区域中，使得位于数据线“sig”和公共馈线“com”两侧的象素7的发光器件40(发光层43)彼此绝缘。
但是，正如从图2、3和6可以看到的，沿着公共馈线“com”排列的象素7之间未形成绝缘膜“bank”。在该方向上，形成条形的发光层43，以便覆盖多个象素7。因此，如果以这种方式实现这样的配置，那么，由于沿着公共馈线“com”排列的象素7之间的发光器件40(发光层43)的导电性，有可能出现串扰。
详细地说，在本实施例中，如图7(A)中所示，虽然对于各个象素7来说，象素电极41是彼此独立的，但是，在布置成覆盖多个象素7的发光层43中薄膜厚度在0.05至0.3微米范围内的发光层431下面形成作为电荷注入层的空穴注入层432。薄膜厚度在0.01至0.1微米范围内的该空穴注入层起电荷注入层的作用，其厚度比发光层431的厚度薄，但是，它具有比较小的电阻。因此，虽然通过形成空穴注入层432而改善了发光效率(空穴注入与发光层431的比值)，但是，往往在以这样的方式在其上形成发光层43以便将它们覆盖的这些象素之间出现串扰。
(防止串扰的措施)在本实施例中，如图6中所示，在其中这样设置发光层43、以便覆盖各个象素7之间的边界区的每一个边界区71(在沿着数据线“sig”和公共馈线“com”排列的象素之间)中，在象素电极41和发光层43之间形成阶梯形切割的绝缘薄膜80，所述绝缘薄膜的侧面部分的上部离开下部突出而形成突出部分81。在这种情况下，阶梯形切割的绝缘薄膜80的厚度最好至少大于发光层43的厚度，并且当形成空穴注入层432时大于空穴注入层432的厚度。在本实施例中，阶梯形切割的绝缘薄膜80的薄膜厚度是这样预定的，使得它大于发光层43的厚度。
因此，在本实施例的有源矩阵显示装置1中，在形成在侧面部分具有突出部分81(上部)的阶梯形切割的绝缘薄膜80之后，在其上侧形成发光层43；因此，发光层43在突出部分81处产生阶梯形切口43c，从而使彼此相邻的象素之间的发光层43彼此绝缘。由于这种原因，甚至在形成发光层40以便覆盖象素7之间的边界区71的情况下，也把由此得到的发光器件40大体上布置成被阶梯形切口43c绝缘。即使在发光层43中未完整地形成阶梯形切口43c，但是，当形成非常薄的部分时，这种非常薄的部分也急剧地增加电阻。因此，甚至在其中单独地形成发光器件40的各个发光层43以便覆盖多个象素的有源矩阵显示装置1中，象素间部分之间也基本上不出现串扰，从而提供较高的显示质量。
作为参考，如图4和5中所示，在各个象素7之间的边界区70中数据线“sig”和公共馈线“com”延伸到其中的边界区72中，由厚绝缘膜“bank”把各发光层43绝缘。但是，在厚绝缘膜“bank”的下侧(在象素电极41和发光层43之间的层间部分)还形成阶梯形切割的绝缘薄膜80，其中，侧面部分的上部离开下部突出而形成突出部分81。因此，在这部分中，在形成于阶梯形切割的绝缘薄膜80的上侧的发光层43中，在突出部分81处也出现阶梯形切口43c，使它们朝着栅极线“gate”分离。
(有源矩阵显示装置1的制造方法)下面描述像以上那样配置的有源矩阵显示装置1的制造方法。
在关于有源矩阵显示装置1的制造方法中，直至在透明基片10上制造第一TFT 20和第二TFT 30的制造步骤可以根据关于液晶有源矩阵显示装置1的有源矩阵基片的制造方法来实现，因此，以下仅仅给出关于图4、5和6的概要。作为参考，在本实施例中，在数据线“sig”和公共馈线“com”延伸到其中的边界区72中形成厚绝缘膜“bank”。在以上方法中，从喷墨头射出的液体材料(射出液体)被厚绝缘膜“bank”阻挡。同时，在其中象素7沿着数据线“sig”和公共馈线“com”布置的象素间区域中，发光层43自动地被阶梯形切割的绝缘薄膜80绝缘。由于这个原因，为了提高生产率，本实施例采用喷墨方法，以便由从喷墨头喷射的液体材料(射出液体)形成条形的发光层43。
首先，如下进行关于透明基片10的处理。根据要求，首先通过利用诸如TEOS(四乙氧基硅烷)或氧气的源气体的等离子体化学气相淀积(CVD)法形成由氧化硅薄膜组成的、具有大约2000至5000埃厚度的基底保护薄膜(未示出)。然后，利用等离子体CVD法，在所述基底保护薄膜的表面上形成由非晶硅薄膜组成的、具有大约300至700埃厚度的半导体薄膜。接着，由非晶硅薄膜组成的半导体薄膜经历晶化步骤，例如激光退火或固相外延法，以便使所述半导体薄膜结晶成为多晶硅薄膜。
然后，通过构成图案的方法把所述半导体薄膜加工成小岛形的半导体薄膜。然后，通过利用诸如TEOS(四乙氧基硅烷)或氧气的源气体的等离子体化学气相淀积(CVD)法在所述半导体薄膜的表面上形成由氧化硅薄膜或氮化物薄膜组成的、具有大约600至1500埃厚度的栅极绝缘薄膜55。
接着，通过溅镀形成由诸如铝、钽、钼、钛或钨的金属薄膜组成的导电薄膜，然后通过构成图案的方法把该导电薄膜加工成扫描线“gate”、电容器线“cs”和栅极电极31。
在上述状态下，通过注入高度地集中的磷离子、以相对于扫描线“gate”、栅极31等等的自定位方式形成源极区和漏极区。未引入杂质的部分用作沟道区。
接着，在形成第一层间绝缘薄膜51之后形成各个接触孔。然后，形成数据线“sig”、漏电极22、公共馈线“com”和结电极35。这导致形成第一TFT 20、第二TFT 30等等。
接着，形成第二层间绝缘薄膜52，并且在该层间绝缘层中对应于结电极35的部分上形成接触孔。然后，在第二层间绝缘薄膜52的整个表面上形成氧化铟锡(ITO)薄膜之后，以诸如光刻等方式构成图案，以便做成其中的象素的形状，从而提高生产率。然后，形成每一个象素7的象素电极41，后者要通过接触孔电连接到第二TFT 30的源极区/漏极区。
在形成以上的TFT之后，在象素电极41的上侧形成在侧面部分具有突出部分81(向侧面突出的上部)的阶梯形切割的绝缘薄膜80。
关于以上方法，如图8(A)中所示，在通过CVD法形成氧化硅薄膜90之后，形成抗蚀剂掩模91，如图8(B)中所示。这时，把通常要设置在130至150℃的光致抗蚀剂的后烘烤温度设置在160至180℃的比较高的温度，以便增强氧化硅薄膜90和抗蚀剂掩模91之间的粘结。在以上过程之后，借助抗蚀剂掩模91对氧化硅薄膜90实行利用氢氯酸腐蚀剂的湿式蚀刻。作为参考，氧化硅薄膜90和抗蚀剂掩模91之间的粘结力是强的，而氧化硅薄膜90和由ITO薄膜组成的象素电极41之间的粘结力是弱的。因此，在氧化硅薄膜90和象素电极41之间的边界面上进行由腐蚀剂渗透引起的侧面蚀刻。结果，氧化硅薄膜90被加工成具有倒锥形结构的阶梯形切割的绝缘薄膜81，其中，侧面部分的上部离开下部而突出，成为突出部分81。就是说，通过在抗蚀剂掩模和作为绝缘薄膜的氧化硅之间的粘结力高于氧化硅和作为基底的象素电极之间的粘结力这样的配置中进行氧化硅的侧面蚀刻，获得具有所需要的形状的绝缘薄膜81。
接着，在阶梯形切割的绝缘薄膜81的表面上形成抗蚀剂之后，对抗蚀剂进行构成图案的处理，以便保留沿着扫描线“gate”和数据线“sig”的部分，从而形成宽的和厚绝缘膜“bank”。
接着，在由绝缘膜“bank”限定的条形区域中利用喷墨法累积发光层43，以便形成发光器件。为此，从喷墨头向绝缘膜“bank”的内部区域射出作为用以构成发光器件40的发光材料的液体材料(产物母体)，后者被固定在绝缘膜“bank”的内部区域，从而产生发光层43。作为参考，绝缘膜“bank”是防水的，因为它由抗蚀剂组成。相反，发光层43的产物母体是采用亲水溶剂；涂敷发光层43的区域必定由绝缘膜“bank”限定。在其中把象素安排成沿着数据线“sig”和公共馈线“com”的边界区71中，阶梯形切割的绝缘薄膜80自动地把发光层43绝缘。作为参考，以上内容与利用涂敷方法而不是喷墨法来形成发光层43时的相同。
然后，大体上在透明基片10的整个表面上形成相对电极“op”，由此完成发光器件40。
还在图1中所示的数据侧驱动电路3和扫描侧驱动电路4中形成TFT；但是，这些TFT是通过完全或者部分地重复上述用以形成象素7的TFT的步骤而形成的。因此，可以在与象素7的TFT的各层相同的各层之间形成构成驱动电路的TFT。关于第一TFT 20和第二TFT30，两者可以都是n型的或p型的，或者其中一个可以是n型的，而另一个可以是p型的。在任何组合中，都可以用已知的方式形成TFT。
根据用上述制造方法生产的有源矩阵显示装置，沿着数据线“sig”形成厚绝缘膜“bank”；因此，厚绝缘膜“bank”和第二层间绝缘薄膜52被插入在数据线“sig”和相对电极“op”之间。因此，数据线“sig”的寄生电容非常小，因此可以减小加在驱动电路上的负载，使得可以实现低的功率消耗或者高的显示操作速度。此外，当由黑色的抗蚀剂形成绝缘膜“bank”时，它们起黑底的作用，在对比度等方面改善了显示质量。就是说，在根据本实施例的有源矩阵显示装置1中，由于在透明基片10表面上象素7的上面完整地形成相对电极“op”，所以，由相对电极“op”反射的光线降低了对比度。由于这种原因，当用还起黑底作用的黑色抗蚀剂形成将要起避免寄生电容作用的绝缘膜“bank”时，从相对电极“op”反射的光线被阻挡了。这改善了对比度。作为参考，当厚绝缘膜“bank”由诸如抗蚀剂膜或聚酰亚胺膜的有机材料组成时，可以容易地形成这种绝缘膜。当绝缘膜“bank”由诸如通过CVD法或者旋涂玻璃(SOG)法淀积的氧化硅膜或氮化硅膜的有机材料组成时，即使在绝缘膜“bank”与发光层43接触的状态下，也可以避免发光层43的变质。还有这样的情况在其中这样布置各个发光器件(发光层)、以便覆盖多个象素7的边界区是这样的边界区，其中象素7是沿着扫描线“gate”排列的。在那种情况下，将要形成供在其中象素7沿着扫描线“gate”排列的边界区用的如上所述的阶梯形切割的绝缘薄膜80。
在上述实施例中，在其中数据线“sig”和公共馈线“com”延伸到每一个象素7的边界区70的边界区72中，在厚绝缘膜“bank”的下侧也形成阶梯形切割的绝缘薄膜80。但是，厚绝缘膜“bank”基本上把发光器件绝缘。因此，在那里可以省去阶梯形切割的绝缘薄膜80。
另一方面，绝缘薄膜80的阶梯形切割的效果肯定也可以用于数据线“sig”和公共馈线“com”延伸到其中的边界区72。就是说，和示出等效于沿着图2和3中B-B’线所取的视图的截面图的图9中的情况一样，虽然也在数据线“sig”和公共馈线“com”延伸到其中的边界区72中形成具有突出部分81的阶梯形切割的绝缘薄膜80，但是省去绝缘膜“bank”的形成。就是说，在形成阶梯形切割的绝缘薄膜80以便包围象素7之后，接着形成发光层43以便获得发光器件40。结果，在象素7的整个周边上发光层43中阶梯形切割的绝缘薄膜80的突出部分81的位置出现阶梯形切口43c，使得可以单独形成供每一个象素7用的发光层43。
作为形成阶梯形切割的绝缘薄膜80的方法，除了参考图8所描述的方法之外，还可以使用下述方法。
首先，如图10(A)中所示，顺序地在象素电极41的表面侧覆盖氧化硅薄膜93和氮化硅薄膜94。此后，如图10(B)中所示，利用光刻技术对氮化硅薄膜94进行构成图案的处理，然后，利用氮化硅薄膜94作为掩模对氧化硅薄膜93进行构成图案的处理。在这个阶段，调整对氧化硅薄膜93和氮化硅薄膜94进行单独的蚀刻处理的条件等等。这样，如图10(C)中所示，可以由通过侧面蚀刻而减小其宽度的氧化硅薄膜93(下部)和保持原来状态因而比氧化硅薄膜93宽而成为突出部分81(离开下部向侧面突出的上部)的氮化硅薄膜94，形成阶梯形切割的绝缘薄膜80的双阶梯结构。
另一种方法是，如图11(A)中所示，在进行旋涂以便形成SOG氧化硅薄膜95之后，接着采用CVD法形成CVD氧化硅薄膜96。在上述步骤之后，借助已经形成的抗蚀剂掩模分批地对SOG氧化硅薄膜95和CVD氧化硅薄膜96进行蚀刻，如图11(B)中所示。结果，在SOG氧化硅薄膜95中进行允许高速蚀刻的侧面蚀刻，并且，如图11(c)中所示，可以由通过侧面蚀刻而减小其宽度的SOG氧化硅薄膜95(下部)和保持原来状态因而比SOG氧化硅薄膜95宽而成为突出部分81(离开下部向侧面突出的上部)的CVD氧化硅薄膜96，形成阶梯形切割的绝缘薄膜80的双阶梯结构。
在图7(A)中所示的发光器件40中，在由氧化铟锡(ITO)薄膜组成的象素电极41的表面上覆盖空穴注入层432和发光层431，并且，在发光层43的表面上形成由诸如含锂的铝或钙的金属薄膜组成的相对电极“op”。为了这样安排驱动电流，以便它按照与图7(A)中所示的发光器件中的相反、而与图7(B)中所示的相同的方向，从下侧流向上侧，可以按照所列出的次序覆盖以下各元件。这些元件是由ITO薄膜制成的象素电极41；薄到透明的程度的含锂的铝435；电子注入层436(电荷注入层)；有机半导体层431；ITO薄膜437；以及相对电极“op”。
如上所述，本发明的有源矩阵发光装置，尤其是本发明的有源矩阵显示装置，详细地说，利用各个制造步骤，在边界区中发光器件的下侧具有阶梯形切割的绝缘薄膜，在每一个阶梯形切割的绝缘薄膜中，上部离开下部向侧面突出而成为突出部分，在所述边界区中，在上侧一个一个单独地设置发光器件(发光层)以便覆盖各象素的边界区。因此，在形成于上述绝缘薄膜上方的发光层中产生阶梯形切口，甚至可以基本上使一个一个单独地形成来覆盖象素间部分的发光层彼此绝缘。甚至当在发光层中未出现完整的阶梯切口、而在其中形成非常薄的部分时，这些部分的电阻急剧地增加。因此，即使在其中一个一个单独地形成发光器件的发光层以便覆盖多个象素的有源矩阵显示装置中，也可以避免这些象素之间的串扰，从而改善了显示质量。
本发明的有源矩阵显示装置可以用作显示装置，其中避免了串扰从而提供高质量图象。所述发光装置可以以适当的方式用于需要高质量图象显示的电子装置中，后者包括膝上型个人计算机(PC)，电视机，取景器型或监视器直观型录像机，移动导航系统，电子记事本，计算器，字处理器，工程设计工作站(EWS)，便携式电话机，可视电话机，销售点终端，寻呼机，以及具有触摸面板的装置。
权利要求
1.一种有源矩阵显示装置，它具有在由许多扫描线和许多数据线排列成矩阵的各象素中形成的象素电极；覆盖在所述象素电极上的发光层；以及在所述发光层上形成的相对电极，其中，由所述发光层组成的所述发光器件响应借助开关装置从所述数据线输送过来的图象信号而发射光线，其特征在于包含所述象素电极和所述发光层之间的绝缘薄膜，在所述边界区中，每一个绝缘薄膜中侧面部分的上部离开下部而突出。
2.权利要求1的有源矩阵显示装置，其特征在于所述绝缘薄膜的薄膜厚度大于所述发光层的厚度。
3.权利要求1的有源矩阵显示装置，其特征在于包括在所述发光层下侧的用来向所述发光层注入空穴或电子的电荷注入层。
4.权利要求3的有源矩阵显示装置，其特征在于所述绝缘薄膜的薄膜厚度大于所述电荷注入层的厚度。
5.权利要求1的有源矩阵发光装置，其特征在于包括在彼此相邻的所述象素之间的边界区中配置成基本上被绝缘的所述发光层。
6.权利要求1的有源矩阵发光装置，其特征在于包括在彼此相邻的所述象素之间的边界区中配置成彼此分离的所述发光层。
7.权利要求1的有源矩阵发光装置，其特征在于包括配置成小的厚度、使得彼此相邻的所述象素之间的边界区中的电阻小于所述象素电极的电阻的所述发光层。
8.权利要求1的有源矩阵显示装置，其特征在于所述象素之间的所述边界区是沿着所述数据线或所述扫描线排列的所述象素之间的边界区，所述绝缘薄膜是在所述边界区中形成的。
9.权利要求1的有源矩阵显示装置，其特征在于所述象素之间的所述边界区是沿着所述数据线和所述扫描线排列的所述象素之间的边界区，其中，在任何一个所述边界区中形成阶梯形切割的绝缘薄膜。
10.权利要求1的有源矩阵显示装置，其特征在于把所述绝缘薄膜的侧面部分斜削，使得所述侧面部分的上部分离开下部分而突出。
11.权利要求1的有源矩阵显示装置，其特征在于包括双阶梯结构，后者包括窄的下部和制作成比所述下部宽的上部，使得所述侧面部分的上部分离开下部而突出。
12.权利要求1的有源矩阵显示装置，其特征在于所述开关装置中的每一个包括其中把所述扫描信号输送到其栅极的第一薄膜晶体管和其中通过所述第一薄膜晶体管把其栅极连接到所述数据线的第二薄膜晶体管，其中，所述第二薄膜晶体管和所述发光器件串联连接在每一个所述公共馈线和每一个所述相对电极之间，所述公共馈线与所述数据线及所述扫描线分开配置。
13.权利要求1至12中任何一个的有源矩阵发光装置，它用作有源矩阵显示装置。
14.有源矩阵显示装置的制造方法，所述有源矩阵显示装置具有在由许多扫描线和许多数据线构成矩阵的各象素中形成的象素电极；覆盖在所述象素电极上的发光层；以及在所述发光层上形成的相对电极，其中，所述发光层响应借助开关装置从所述数据线输送来的图象信号而发射光线，其特征在于包括形成所述象素电极的步骤；在对应于许多象素之间的边界部分的区域中形成绝缘薄膜的步骤，各个绝缘薄膜的侧面的上部离开下部而突出；以及以离开所述绝缘薄膜的上部的方式配置所述发光层的材料、以便所述发光层覆盖与所述许多象素之间的所述边界区对应的区域的步骤。
15.权利要求14的有源矩阵发光装置的制造方法，其特征在于在所述形成所述绝缘薄膜的步骤中这样形成所述绝缘薄膜，以便它具有侧面部分被斜削的形状，并且所述侧面部分的上部离开下部而突出。
16.权利要求15的有源矩阵发光装置的制造方法，其特征在于在对应于所述许多象素之间的所述边界区的区域以及对应于所述象素电极的区域中形成所述绝缘薄膜之后，在对应于所述绝缘薄膜上所述多个象素之间的所述边界区的区域上形成抗蚀剂薄膜，使得所述抗蚀剂薄膜和所述绝缘薄膜之间的粘结力大于所述绝缘薄膜和下层之间的粘结力，并且，在形成所述绝缘薄膜的所述步骤中，利用所述抗蚀剂薄膜作为抗腐蚀掩模对所述绝缘薄膜进行蚀刻，以便产生所述绝缘薄膜。
17.权利要求14的有源矩阵发光装置的制造方法，其特征在于形成双阶梯结构的所述绝缘薄膜，它包括窄的下部和比所述下部宽的上部，在每一个所述绝缘薄膜中，侧面部分的上部离开下部而突出。
全文摘要
一种有源矩阵发光装置,它在象素间部分的边界区(71)中象素电极(41)和发光器件(43)的层间部分中具有阶梯形切割的绝缘薄膜(80),每一个阶梯形切割的绝缘薄膜(80)的上部以突出部分(81)的形式突出。因此,在每一个象素(7)中,甚至以覆盖多个象素的方式形成的发光层(43)也由于在突出部分(81)处产生阶梯形切口而被绝缘。因此,避免了这些象素间部分中的串扰,从而改善了显示质量。
文档编号H01L27/32GK1269042SQ99800716
公开日2000年10月4日 申请日期1999年2月19日 优先权日1998年3月12日
发明者汤田坂一夫 申请人:精工爱普生株式会社