显示装置的制作方法

专利名称：显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括元件(发光元件)的显示装置，所述元件为形成于电极之间的发光材料，并且当电极之间有电流流过，所述元件发出光。本发明尤其涉及一种发光装置的密封结构。
背景技术：
近年来，采用发光元件的平板显示装置取得了长足的发展。构成所述发光元件的材料在一对电极之间流过电流时发出光。与液晶不同，所述发光元件的自身发出光，而不需要背光，该元件其本身非常薄。因此，所述发光元件在形成平板显示装置方面具有显著的优势。
尽管所述发光元件具有上述优势，但是可靠性问题是所述发光元件仍未投入实际应用的一个因素。由于湿气(水)的影响，采用有机材料的所述发光元件易于损坏，其缺点是很难确保长久的可靠性。水对所述发光元件的损坏导致亮度降低或不发光。以前认为，这些缺陷有可能导致暗斑(黑斑)或者发光装置出现减缩(导致发光装置一端的亮度降低)。因此，提出了各种措施以防止上述损坏(例如参见专利文献1和2)[专利文献1]日本专利申请公开No.Hei9-148066[专利文献2]日本专利申请公开No.Hei7-169567然而，上述措施不能克服上述提及的问题，仍然不能得到足够的可靠性。因此，期望对可靠性进行改进。

发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种发光装置(有源矩阵显示器)的密封结构，所述发光装置采用有机或无机发光元件，其中可以避免来自外界的湿气的影响，从而得到足够的可靠性。
以下将描述本发明的发光装置的一方面。本发明的发光装置具有发光元件，所述元件包括形成于第一电极和第二电极之间的发光层。所述发光装置进一步包括形成于像素部分内的发光元件，第二电极覆盖所述像素部分。具有低透水性的绝缘膜(相对于水具有低渗透性的绝缘膜)与第一电极接触，分隔壁形成于第一电极的边缘和绝缘膜上方。分隔壁上具有一开口，所述开口环绕所述像素部分的外周。所述开口在厚度方向上贯穿分隔壁。开口的侧面和底面由第二电极覆盖。具有该结构的发光装置可以克服上述问题。
以下将描述本发明的发光装置的另一方面。本发明的发光装置具有发光元件，所述元件包括位于第一电极和第二电极之间的发光层。所述发光装置进一步包括由发光元件形成的像素部分和薄膜晶体管。第二电极覆盖所述像素部分。第一层间绝缘膜覆盖薄膜晶体管，具有低透水性的绝缘膜覆盖第一层间绝缘膜。在所述绝缘膜上形成第二层间绝缘膜。第一电极位于第二层间绝缘膜上。在第二层间绝缘膜上形成第一开口以环绕所述像素部分的外周。所述第一开口在厚度方向上贯穿第二层间绝缘膜。在第一电极的边缘和第二开口上方具有分隔壁，所述第二开口位于分隔壁上，其位置与第一开口相一致(对应于第一开口)。换言之，第一开口与第二开口相重叠。第二开口在厚度方向上贯穿分隔壁。第二开口的底面位于第一开口底面内。第二开口的侧面和底面由第二电极覆盖。具有上述结构的本发明的发光装置可以克服上述问题。
以下将描述本发明的发光装置的另一方面。本发明的发光装置具有发光元件，所述元件包括位于第一和第二电极之间并位于像素部分内的发光层。所述发光装置进一步包括由发光元件构成的像素部分以及薄膜晶体管。第二电极覆盖所述像素部分。由具有低透水性的材料构成的第一层间绝缘膜位于所述薄膜晶体管上，其上又形成有第二层间绝缘膜。由具有低透水性的材料构成的第一层间绝缘膜用于覆盖薄膜晶体管。第二层间绝缘膜位于所述绝缘膜上。在第二层间绝缘膜上形成第一开口以环绕所述像素部分的外周。所述第一开口在厚度方向上贯穿第二层间绝缘膜。第一电极边缘上方形成有分隔壁f。分隔壁上形成有第二开口，其位置与第一开口相一致(对应于第一开口)。换言之，第一开口与第二开口重叠。第二开口在厚度方向上贯穿分隔壁，第二开口的底面位于第一开口的底面内。第二开口的侧面和底面由第二电极覆盖。具有所述结构的本发明的发光装置可以克服上述问题。
以下将描述本发明的发光装置的另一方面。本发明的发光装置具有发光元件，所述元件包括位于第一和第二电极之间并位于像素部分内的发光层。所述发光装置进一步包括由发光元件构成的像素部分以及薄膜晶体管。第二电极覆盖所述像素部分。在所述层间绝缘膜上形成开口，环绕像素部分的至少一部分外周。所述开口在厚度方向上贯穿所述层间绝缘膜。开口的侧面和底面由具有低透水性的绝缘膜覆盖。第一电极覆盖在所述层间绝缘膜上，分隔壁位于第一电极上方。分隔壁与绝缘膜接触并覆盖第二电极。开口的侧面和底面由具有低透水性的绝缘膜覆盖。具有上述结构的本发明的发光装置可以克服上述问题。
以下将描述本发明的发光装置的另一方面。本发明的发光装置具有发光元件，所述元件包括位于第一和第二电极之间并位于像素部分内的发光层。所述发光装置进一步包括由发光元件构成的像素部分以及薄膜晶体管。第二电极覆盖所述像素部分。第一层间绝缘膜覆盖所述薄膜晶体管。在第一层间绝缘膜上形成开口，环绕像素部分的至少一部分外周。所述开口在厚度方向上贯穿第一层间绝缘膜。开口的底面和侧面被具有低透水性的绝缘膜覆盖。第二层间绝缘膜位于第一层间绝缘膜上方，第二层间绝缘膜与所述绝缘膜接触并覆盖第一电极。第一电极位于第二层间绝缘膜上，分隔壁覆盖第一电极的边缘。分隔壁的边缘与具有低透水性的、用于覆盖所述开口的侧面和底面的膜接触，分隔壁与绝缘膜接触并覆盖第二电极。具有上述结构的本发明的发光装置可以克服上述问题。
根据前述结构，可以减少进入发光层的湿气。而且，可以防止发光装置的发光元件的损坏。进一步地，可以改进所述发光装置的可靠性。


在以下附图中图1A至1C为根据本发明的发光装置的横截面图；图2A为常规发光装置的横截面图，图2B为根据本发明的发光装置的横截面图；图3为根据本发明的发光装置的横截面图；图4A为常规发光装置的横截面图，图4B为根据本发明的发光装置的横截面图；图5A和5B为根据本发明的发光装置的横截面图；图6为常规发光装置的横截面图；
图7A和7B为发光装置的横截面图；图8A至8D的横截面图用于解释本发明的发光装置的生产工艺；图9A至9C的横截面图用于解释本发明的发光装置的生产工艺；图10A至10C为发光装置的横截面图；图11A和11B显示了发光元件结构的例子；图12A至12F为发光元件中像素电路的等效电路示意图；图13为发光元件中保护电路的等效电路示意图；图14为本发明的发光装置的顶视图；图15为本发明的发光装置的顶视图；图16A至16E为本发明的电子设备的例子；图17A至17C为像素结构的例子；图18A和18B的横截面图分别用于显示实施例6的发光装置和比较例的发光装置；以及图19A和19B的照片显示了经损坏测试后实施例6和比较例的像素的发光状态。
具体实施例方式
以下将参考附图对本发明的实施模式进行描述。可以以多种方式实施本发明，本领域技术人员很容易想到在不偏离本发明的目的和范围的情况下，可以以各种方式对本文公开的实施例和细节进行修改。不能局限于以下所描述的实施模式对本发明进行解释。
本发明的主要目的是切断外界湿气进入像素部分的发光层的路径，从而避免湿气的不良影响。
用于形成发光装置的材料包括湿气易于通过的材料或者包括湿气不易通过的材料。例如，用于形成分隔壁的诸如丙烯酸和聚酰亚胺的有机材料通常允许湿气轻易地通过，所述分隔壁用于分隔发光元件。其中骨架结构由下述形成的材料也用作分隔壁，即结合Si-O-Si，并合有至少一个氢原子作为取代基，或者含有氟原子、烷基和芳香烃类中的至少一个作为取代基，即所谓的硅氧烷。湿气同样易于通过硅氧烷。由于分隔壁与发光层直接接触，因此认为湿气通过分隔壁进入发光层。注意，上述材料可以用作层间绝缘膜以及分隔壁。当每一个均允许湿气容易通过的层即由上述材料构成的分隔壁和层间绝缘膜相互接触时，则认为湿气通过分隔壁和层间绝缘膜。
因此，本发明提供了一个结构，其中其内由发光元件形成的部分通过膜与外界密封隔离，所述膜几乎不使湿气通过。其可以防止外界的湿气对发光元件产生不良影响。通常，公知的是，无机膜具有低透水性，例如金属膜、氮化硅、氧化硅、含有氮的氧化硅和含有氧的氮化硅。当然，如果其它材料具有低的透水性，则也可以使用其它的材料。
作为具体结构，其中形成有发光元件的像素部分完全由第二电极覆盖。通过用第二电极覆盖所述像素部分，进入或滞留在发光装置的内部环境中的湿气被阻止以免到达发光层。
同样，位于形成发光元件的层下方的层(例如，层间绝缘膜或第一层间绝缘膜)的上部形成有具有低透水性的绝缘层。另一选择，所述层间绝缘膜(第一层间绝缘膜)由具有低透水性的绝缘膜构成。其可以防止湿气从层间绝缘膜(第一层间绝缘膜)迁移至发光元件侧的绝缘膜(即分隔壁或第二层间绝缘膜)。
在分隔壁(或分隔壁和第二层间绝缘膜)上形成开口，从而环绕像素部分的外周。最重要的是，所述开口至少贯穿其上形成开口的层，并到达具有低透水性的下层膜(当形成第二层间绝缘膜时，分隔壁上的开口的底面位于第二层间绝缘膜上的开口的底面内，这些底面直至位于第二层间绝缘膜下面的具有低透水性的膜)。它们的侧面和底面(内壁)由发光元件的电极覆盖，所述电极用于完全覆盖前述的像素部分。根据该结构，可以阻断湿气经分隔壁达到发光层。
以下将详细描述本发明的结构。
实施模式1图1A至1C为根据本发明的发光装置的横截面图。基底绝缘膜101位于基片100上。其上形成有半导体层102至104。基底绝缘膜101和半导体层102至104由栅绝缘膜133覆盖。栅电极105至107位于栅绝缘膜133上，同时部分地与半导体层102至104重叠。所述栅绝缘膜133和栅电极105至107由层间绝缘膜108覆盖。绝缘膜109位于所述层间绝缘膜108上。
基片100用于支撑薄膜晶体管和发光元件。形成基底绝缘膜101以防止对所述薄膜晶体管产生不良影响的物质扩散通过基片100。如果由所述物质引起的不良影响不是很重要，则不需要提供基底绝缘膜。薄膜晶体管包括半导体层102至104，栅绝缘膜133和栅电极105至107。所述薄膜晶体管包括形成于驱动电路部分127内的薄膜晶体管，用作驱动电路等，以及形成于像素部分128内的薄膜晶体管，用于驱动发光元件122。所述驱动电路可以以与本实施模式相同的方式与像素部分整体地形成在基片上，或者单独形成。
在该实施模式中，假设层间绝缘膜108由具有相对较高透水性的绝缘材料构成，例如有机绝缘膜(例如丙烯酸或聚酰亚胺)和硅氧烷。所述绝缘膜109由具有低透水性的膜形成，例如氮化硅、含有氧的氮化硅、含有氮的氧化硅和氧化硅。注意，在层间绝缘膜108和栅绝缘膜133或栅电极105至107之间可以形成由其他材料构成的绝缘膜。
通过绝缘膜109和层间绝缘膜108上形成的接触孔与半导体层102至104电连接的电极(线路)110至114形成于绝缘膜109上。薄膜晶体管115包括半导体层102，栅绝缘膜133，栅电极105，电极(线路)110和111。薄膜晶体管116包括半导体层103，栅绝缘膜133，栅电极106，电极(线路)112和113。半导体层104、栅绝缘膜133、栅电极107和电极(线路)114为薄膜晶体管117的一部分。在所述发光装置中，薄膜晶体管115和116指示了驱动电路部分127的薄膜晶体管的一部分，薄膜晶体管117是像素部分128内的薄膜晶体管中的一个。
形成第一电极118与薄膜晶体管117的电极114接触，形成分隔壁119以覆盖第一电极的边缘。分隔壁119通常由有机绝缘膜构成，例如丙烯酸和聚酰亚胺，或由具有相对高透水性的绝缘膜构成，例如硅氧烷。分隔壁119直接与包括发光层(发光膜)120的膜接触，经分隔壁到达发光膜120的湿气被认为会导致发光元件122的可靠性下降。
形成发光膜120与第一电极118接触。形成第二电极121以部分覆盖所述发光膜120和分隔壁119。发光元件122包括第一电极118、第二电极121、以及位于第一电极和第二电极之间的发光膜120。以矩阵形式在像素部分128内排列所述多个发光元件122。
分隔壁119上的第一开口129环绕象素部分128的外周。第一开口129的侧壁和底面覆盖有第二电极121。当与本实施模式相同，在与像素部分128相同的基片上形成驱动电路部分127时，第一开口129位于驱动电路部分127和像素部分128之间，如图1A所示。另外，本发明当然可以应用于驱动电路没有与像素部分整合在一起的发光装置中。
第一开口129贯穿分隔壁119。在该实施模式中，采用与电极(线路)110至114相同的材料在第一开口129的下方形成接触部分130，从而绝缘膜109较好地附着于第二电极121上。当具有低透水性的绝缘膜109与第二电极121接触时，不一定需要连接部分130。
如果在绝缘膜109上形成将信号传输至像素部分128的线路，该线路位于由第一开口129环绕的区域内，则所述线路与第二电极121之间构成短路。为了防止短路，将信号传导至像素部分128的线路经栅电极层105至107与像素部分128的线路连接。
具有上述结构的基片100紧密地附着于具有密封材料123的相对基片124上。可以在所述相对基片124内形成凹陷部分125，其内具有干燥剂。
根据该结构，发光膜120可以免于外界的湿气进入。防止湿气进入可以延长发光元件122的寿命，其增加了发光装置的可靠性。
通常，具有相对较低透水性的有机材料例如紫外固化树脂用作密封材料123。然而，在该环境下，所述材料很难完全防止湿气的进入。人们认为，由于密封材料的长期使用，外界的湿气经密封膜进入发光元件。如果密封材料没有很好地粘附于基片、相对基片等，则湿气可能通过粘接较差的地方进入。因此采用密封材料很难完全阻止外界的湿气进入。从外界经密封材料进入发光膜120的湿气被认为是进行性缺陷的原因之一。湿气从外界经过几个途径进入发光膜120。内部环境131、分隔壁119和层间绝缘膜108被认为是湿气从密封材料123进入发光膜120的主要途径。图1A和1C中的箭头示意性地显示了湿气渗透的路径。
当干燥剂126位于相对基片上时，分散在内部环境131中的湿气在某种程度上被干燥剂吸收，没有被干燥剂吸收的湿气残留在内部环境中或者渗透(或再次渗透)进入分隔壁119。由于第二电极121具有低的透水性，残留在内部环境131中的湿气不能到达发光膜120。优选地，第二电极121上没有小孔。关于从密封材料123和内部环境131进入分隔壁119的湿气，覆盖第一开口129的侧壁和底面的第二电极121明确存在于湿气达到发光膜120的路径上。由于第二电极121不允许湿气通过，湿气不能到达发光膜120。而且由于绝缘膜109的存在，进入层间绝缘膜108的湿气不能达到发光膜120。因此，在该实施模式中，湿气从外界环境到达发光膜120的渗透路径被切断了，因此可以避免外界湿气的不良影响。注意，在图1A至1C中，由十字表示的箭头表示了湿气被低透水性材料阻断以免进一步进入发光膜一侧的情况。
如图1A至1C所示，优选其中层间绝缘膜108的边缘被具有低透水性的膜134覆盖的结构，以减少湿气经层间绝缘膜108的边缘渗透的量。当具有低透水性的膜134由与电极(线路)110至114、接触部分130等相同的材料构成时，膜134可以用作导线。
图1B描述了一种结构，其中在图1A的结构上另外形成有直至下一层的第二开口132。形成第二开口132从而在厚度方向上贯穿分隔壁119。第二开口132环绕第一开口129的外周，并阻止从密封材料进入分隔壁119的湿气直接经分隔壁119进入第一开口129。其减少了到达第一开口129的湿气量，这使发光元件122的可靠性得到改善。可以省略分隔壁119的一部分，如图1C所示。
然而，图6显示了作为比较例的常规发光装置的横截面图。注意，在该情况下，图6中用于各个组件部分的材料与图1A中的相应部分相同。在图6中，外界的湿气首先经层间绝缘膜200和密封材料201渗透。经层间绝缘膜200渗透的湿气进一步进入分隔壁202，然后到达发光膜203。经密封材料201渗透的湿气分散在内部环境204中。内部环境204中的湿气有一部分被干燥剂205吸收，一部分留在内部环境204中，一部分渗透进入分隔壁202。进入分隔壁202的湿气到达发光膜203。到达发光膜203的湿气损坏发光膜203，其导致发光元件206的可靠性下降。
实施模式2在本实施模式中将参考图2A和2B描述本发明的另一实施模式。注意，对与图1A至1C中相同的部分有可能不作进一步的解释。
图2B显示的例子中层间绝缘膜300由例如氧化硅、氮化硅、含氮的氧化硅和含氧的氮化硅的材料构成。层间绝缘膜300可以包括单层或层压层。由于这些材料具有低的透水性，当它们暴露于外界空气时，湿气很难渗透，因此湿气很难渗透层间绝缘膜300，该绝缘膜的边缘没有用如图1A所示的具有低透水性的膜134覆盖。另外，也可以不提供对应于如图1A所示的绝缘膜109的结构。注意，其它结构同实施模式1中，不再进一步地解释。
图2A显示了作为比较例的常规结构。尽管可以忽略透过层间绝缘膜300的湿气，但是渗透通过密封材料301的湿气进入内部环境302和分隔壁303中。进入分隔壁303的湿气到达发光膜304，从而损坏发光元件307。
图2B为应用本发明的发光装置的横截面图。在图2B中，分隔壁303上形成直至下一层的开口305，开口305的内表面和底面由第二电极306覆盖。由于第二电极306具有低的透水性，渗透通过分隔壁303的湿气不能到达发光膜304。另外，第二电极121上没有小孔。根据本发明，可以阻断损坏发光膜304的湿气，从而防止发光膜304的损坏。
注意，层间绝缘膜300和栅电极或栅绝缘膜之间可以形成由另一材料构成的绝缘膜。然而，在此情况下，所述具有低透水性的绝缘膜必须类似于层间绝缘膜300。
注意，接触部分308具有与图1A中的接触部分130相同的功能，也可以象接触部分130一样，不提供接触部分308。
实施模式3参考图3描述本发明的另一实施模式。有可能对与图1A至1C中相同的部分不作进一步的解释。
在该实施模式中，描述的例子中线路401至405和像素电极(第一电极)406位于不同层。在该实施模式中，绝缘膜408位于第一层间绝缘膜407上。第一层间绝缘膜407假设由例如丙烯酸和聚酰亚胺的有机绝缘膜构成，或由具有相对较高透水性的绝缘膜构成，例如硅氧烷。另外，绝缘膜408由具有低透水性的材料构成，例如氮化硅、含氧的氮化硅、含氮的氧化硅和氧化硅。
注意，可以在第一层间绝缘膜407和栅电极或栅绝缘膜之间进一步提供一个或多个绝缘膜。
电极(线路)401至405位于绝缘膜408上，通过位于绝缘膜408和第一层间绝缘膜407上的接触孔与半导体层409至411电接触。
绝缘膜408和电极(线路)401至405由第二层间绝缘膜412覆盖。在第二层间绝缘膜412上形成有接触孔和第一开口414，接触孔直至像素部分413的薄膜晶体管的电极405，第一开口414环绕像素部分的外周。第一开口414贯穿第二层间绝缘膜。当如本实施模式所示，驱动电路部分425和像素部分413位于同一基片上方时，第一开口414位于驱动电路部分425和像素部分413之间。本发明当然适合于驱动电路没有与像素部分整体地位于同一基片上的发光装置。
发光元件416的第一电极406位于第二层间绝缘膜412上，从而第一电极经第二层间绝缘膜412上形成的接触孔与薄膜晶体管的电极405电连接。
分隔壁417位于第二层间绝缘膜412上，从而覆盖接触孔和第一电极406的边缘。第二开口418形成于分隔壁417上，其位置对应于位于第二层间绝缘膜412上的第一开口414。换言之，第一开口414与第二开口418重叠。第二开口418的底面位于第一开口414内，并直至绝缘膜408。与第一开口相同，第二开口418环绕像素部分413的外周。
优选地，面对第一电极406的分隔壁417的边缘具有一曲率，并具有锥形形状，所述曲率不断变化。形成发光膜423以覆盖分隔壁417的一部分和第一电极406。形成第二电极419从而覆盖分隔壁417的一部分和发光膜423。第二电极419覆盖位于分隔壁417上的第二开口418的内表面和底面。
采用有机绝缘材料例如丙烯酸和聚酰亚胺、硅氧烷等，作为构成第二层间绝缘膜和分隔壁的材料。公知的是，这些材料具有相对较高的透水性。因此，渗透通过密封膜的外界湿气被认为经第二层间绝缘膜和分隔壁到达发光膜423。然而，在具有本发明结构的发光装置中，湿气从外界到达发光膜423的路径被第二电极419切断了，第二电极419覆盖形成于第一层间绝缘膜407的第一开口414和形成于分隔壁417上的第二开口418的侧面和底面。
其上形成有元件的基片420牢固地附着于具有密封材料421的相对基片422上，从而构成了一发光装置。
根据上述结构，当发光元件的第一电极406和线路401至405位于不同层的情况下，由来自外界的湿气而导致的发光膜423的损坏将会减少。也就是说，具有上述结构的发光装置包括两个层间绝缘膜。因此发光元件416的寿命可以延长，从而提高了发光装置的可靠性。也就是说，本发明的发光装置包括的结构切断了湿气从外界环境经密封材料421渗透的路径。
对湿气的渗透路径进行简单描述。首先，由于绝缘膜408的存在，渗透通过第一层间绝缘膜407的湿气不能进入发光膜423侧。同样，当第一层间绝缘膜407的外周边缘部分由具有低透水性的膜424覆盖时，如图3所示，可以有效减少进入第一层间绝缘膜407的绝对湿气量。
接下来，由于第一开口414、第二开口418和覆盖第二开口侧面和底面的第二电极419，渗透通过密封材料421进入第二层间绝缘膜412和分隔壁417的湿气很难再进入发光膜423侧。
形成于第二开口418底面上的第二电极419与绝缘膜408接触，并阻止湿气的渗透。
尽管位于第二开口418底面上的第二电极419与绝缘膜408接触，但是接触部分可以由与线路401至405相同的材料构成，其结构类似于实施模式1中所述的结构(图1A中的接触部分130)。
实施模式4参照图4A和4B描述本发明的另一实施模式。注意，对与图1A至1C和图3中相同的部分不作进一步解释。
在该实施模式中，解释的例子中线路501至505和像素电极(第一电极)506形成在不同层中。该实施模式显示的例子中第一层间绝缘膜507由氧化硅、氮化硅、含氮的氧化硅和含氧的氮化硅等中的任意一个构成。第一层间绝缘膜507可以包括单层或层压层。由于这些材料具有低的透水性，如果第一层间绝缘膜507的外周部分暴露于外周空气，湿气很难渗透进入。因此，没有用例如图3所示的具有低透水性的膜覆盖第一层间绝缘膜的边缘，第一层间绝缘膜507也很难被湿气渗透。同样，可以不提供对应于图3所示的绝缘膜408的结构。其它结构同实施模式3。
图4A为常规发光装置的横截面图。在常规结构中，从外界渗透通过密封材料508的湿气通过迁移通过内部环境509、分隔壁510和第二层间绝缘膜511而经分隔壁510到达发光膜512。其导致发光膜512的损坏。而在本实施模式中，作为前提，第一层间绝缘膜507由具有低透水性的材料构成，因此，可以忽略渗透通过第一层间绝缘膜507的湿气。
另一方面，图4B为根据本发明的发光装置的横截面图。在图4B中，第一开口513和第二开口514分别形成于第二层间绝缘膜511和由具有高透水性的材料构成的分隔壁510中。第二开口514的侧面和底面由发光元件516的第二电极515覆盖。第一开口513和第二开口514均环绕像素部分，从而切断了外界湿气经第二层间绝缘膜511和分隔壁510渗透到达发光膜512的路径。
根据该结构，可以阻止外界湿气的进入。由于可以降低发光膜512的损坏，发光元件516的寿命可以延长，从而提高了发光装置的可靠性。
实施模式5参照图5A和5B描述本发明的另一实施模式。注意，对与图1A至1C和图3中相同的部分不作进一步解释。
该实施模式具有类似于图1A至1C和图3的结构。参照图5A和5B以及图7A和7B对层间绝缘膜600上没有形成具有低透水性的绝缘膜的结构进行描述。
在图5A的结构中，发光膜607形成于层间绝缘膜600上方。开口602位于分隔壁601中并环绕像素部分603，开口602的侧面和底面覆盖有第二电极605。因此可以防止湿气的进入。
在图5B的结构中，开口610形成于导线608和驱动电路部分609之间的层间绝缘膜600、栅绝缘膜、基底绝缘膜等上，开口610的侧面和底面覆盖有具有低透水性的膜611。进一步地，发光元件604的第二电极605的边缘与具有低透水性的膜611接触，从而防止从外界渗透通过密封材料606的湿气进入层间绝缘膜600和分隔壁601。注意，当构成具有低透水性的膜611的材料与像素部分603或驱动电路部分609内形成的薄膜晶体管的线路或电极612至616的材料相同并一次加工而成时，可以减少步骤。
注意，在该实施模式中，由于层间绝缘膜600上形成的开口610位于接收外界信号的驱动电路部分之外，因此，在如图15所示的接收外界信号的导线部分(图15中的(a)区域)内可以不提供开口610。然而，该结构仍能改善抗湿气的可靠性。
在图7A的结构中，发光膜704形成于层间绝缘膜701上方。开口位于分隔壁703中并环绕像素部分，所述开口的侧面和底面覆盖有第二电极。因此可以防止湿气的进入。
在所述结构中，开口707形成于驱动电路部分705的外周部分内的第一层间绝缘膜702、栅绝缘膜、基底绝缘膜等上，开口707的侧面和底面覆盖有具有低透水性的膜708，其方式如图7B所示的实施模式。进一步地，发光元件709的第二电极710的边缘与具有低透水性的膜708接触，从而防止从外界渗透通过密封材料700的湿气进入第一层间绝缘膜702、第二层间绝缘膜701和分隔壁703。优选地，构成具有低透水性的膜708的材料与像素部分711或驱动电路部分705内形成的薄膜晶体管的线路或电极712至716的材料相同并同时形成，从而不增加步骤。
注意，尽管本文中开口707形成于第一层间绝缘膜702上以抑制湿气进入第一层间绝缘膜，但是在导线部分内，在第一层间绝缘膜702的上方和下方具有密集的线路，由于不能移去第一层间绝缘膜702以防止上部和下部线路之间发生短路，因而所述开口不能形成于导线部分(图15所示的(a)区域)。因此，开口707不能完全环绕像素部分711。然而，由于可以在至少其它部分上形成开口，因此可以预期到本发明的效果。
实施模式6本实施模式将参照图14描述对应于本发明一个模式的发光装置面板的外视图的例子。图14为面板的顶视图，其中形成于基片上方的晶体管和发光元件由密封材料密封在相对基片4006和基片之间。图14包括了实施模式1至5的任一结构。
密封材料4005环绕位于基片4001上方的像素部分4002、信号线驱动电路4003和扫描线驱动电路4004。相对基片4006位于像素部分4002、信号线驱动电路4003和扫描线驱动电路4004的上方。因此，像素部分4002、信号线驱动电路4003和扫描线驱动电路4004以及装填物由基片4001、密封材料4005和相对基片4006密封。信号线驱动电路4003、扫描线驱动电路4004和像素部分4002之间形成有开口4000，其中开口的侧面和底面由第二电极覆盖。
位于基片4001上方的像素部分4002、信号线驱动电路4003和扫描线驱动电路4004包括多个薄膜晶体管。
一个导线对应于将信号或电压提供至像素部分4002、信号线驱动电路4003和扫描线驱动电路4004的线路。所述导线联接于连接终端，所述连接终端经各向异性导电膜与软性印刷电路(FPC)4018的终端连接。
作为装填物，可以采用例如氮气和氩气的惰性气体、紫外固化粘接剂和热固化粘接剂。另外，可以采用聚氯乙稀、丙烯酸、聚酰亚胺、环氧树脂、硅树脂、聚乙烯醇缩丁醛或乙烯乙酸乙烯酯。
图15显示的情况中开口4000位于信号线驱动电路4003和扫描线驱动电路4004之外，如实施模式5所示。如实施模式5中所示，如果开口4000位于接收外界信号的导线部分(图15的(a)区域)中，则在所述结构中线路短路。尽管开口4000不能完全环绕像素部分4002，但本发明在像素部分之外的部分仍然是有效的。
注意，本发明的显示装置包括其上形成有发光元件的像素部分的面板，以及有IC安装在此类型面板上的模块。
实施模式7安装有类似于实施模式6所示的模块的本发明的各种电子设备包括例如摄像机和数码相机的照相机、目镜式显示器(戴在头上的显示器)、导航系统、声音复制装置(例如汽车声频组件系统)、个人计算机、游戏机、便携式信息终端(例如掌上电脑、手机、便携式游戏机和电子书籍)、具有记录介质的图像复制装置(典型地，可以复制例如数字化通用光盘(DVD)的记录介质并显示其图像的装置)，等等。这些电子设备的具体例子参见图16A至16E。
图16A为例如电视的发光装置，包括外壳2001，显示器部分2003，扬声器部分2004等。在本发明的发光装置中，控制了显示器部分2003的发光元件的损坏，从而提高了可靠性。为了增加对比度，像素部分可以包括起偏振片或圆起偏振片。例如，优选通过顺序层压1/4λ片、1/2λ片和起偏振片，而在密封基片上形成膜。另外，可以在起偏振片上层压抗反射膜。
图16B显示了一手机，其包括主体2101、外壳2102、显示器部分2103、音频输入部分2104、音频输出部分2105、操作键2106、天线2108等。根据本发明，该手机的显示器部分2103的发光元件的损坏被抑制，从而提高了可靠性。
图16C显示了笔记本电脑，包括主体2201、外壳2202、显示器部分2203、键盘2204、外部连接端口2205、鼠标2206等。根据本发明，该笔记本电脑的显示器部分2203的发光元件的损坏被抑制，从而提高了可靠性。
图16D显示了掌上电脑，包括主体2301、显示器部分2302、开关2303、操作键2304、红外端口2305等。根据本发明，该掌上电脑的显示器部分2302的发光元件的损坏被抑制，从而提高了可靠性。
图16E显示了便携式游戏机，包括包括主体2401、显示器部分2402、扬声器部分2403、操作键2404、记录介质插入部分2405等。根据本发明，该导向器的显示器部分2402的发光元件的损坏被抑制，从而提高了可靠性。
如上所述，本发明的应用范围非常广泛，本发明可以应用于各个领域的电子设备。
实施例1参照图8A至8D和图9A至9C描述生产本发明的发光装置的方法。
在基片800上形成绝缘层801之后，在绝缘层801上形成半导体层(图8A)。
作为基片800的材料，可以选用透光玻璃、石英、塑料(聚酰亚胺、丙烯酸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚醚砜)等。如果需要，可以对这些基片用CMP等进行抛光。本实施例采用了玻璃基片。
提供绝缘层801以防止元素，例如基片800中所含有的碱金属和碱土金属进入半导体层从而对半导体膜的特性产生不良影响。作为绝缘层801的材料，可以采用氧化硅、氮化硅、含有氮的氧化硅和含有氧的氮化硅等。绝缘层可以为单层或层压层。如果碱金属和碱土金属的扩散不重要，则不需要形成绝缘膜801。
在该实施例中，通过激光束使无定形硅膜晶体化，从而形成半导体层。无定形硅膜在绝缘层801上的厚度为25至100nm(优选，30至60nm)。就制作方法而言，可以采用公知的方法，例如喷溅、减压CVD和等离子CVD。之后，将无定形硅膜在500℃下热处理一小时，以脱氢。
接下来，采用激光照射设备对无定形硅膜进行晶体化从而形成晶体硅膜。在该实施例中采用准分子激光器进行激光晶体化。采用光学系统将所述准分子激光器振荡产生的激光处理成线性束光，从而照射无定形硅膜，由此，得到晶体硅膜并用作半导体层。
作为对无定形硅膜进行晶体化的其它方法，其中一种是仅仅进行热处理以晶体化，另一种是采用促进晶体化的催化元素进行热处理从而晶体化。就促进晶体化的元素而言，可以引用镍、钢、钯、锡、铅、钴、铂、铜、金等。与仅仅通过热处理进行晶体化的情况相比，采用促进晶体化的元素而进行晶体化的温度更低、时间更短，从而很难损坏玻璃基片等。当仅仅通过热处理进行晶体化时，必须采用耐热石英作为基片800。
如果需要的话，在半导体层中加入少量的杂质(即所谓的沟道掺杂)以控制阈值。为了得到预定的阈值，通过离子掺杂等在半导体层中加入赋予n型或p型导电性的杂质(例如磷和硼)。
之后，如图8A所示将半导体层加工成预定形状，从而得到岛状半导体层802至804。具体而言，所述半导体层按照以下方式形成图案。在半导体层上施加光刻胶，在预定图案下暴露并焙烧所述半导体层，在半导体层上形成一抗蚀剂掩膜，采用所述掩膜蚀刻所述半导体层。
形成栅绝缘膜805以覆盖岛状半导体层802至804。就栅绝缘膜805而言，通过等离子CVD或喷溅形成含有硅的绝缘膜从而使厚度为40至150nm。
在栅绝缘膜805上形成栅电极806至808。栅电极806至808可以由选自Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu、Cr、Nd的元素、以及含有上述元素作为其主成分的合金材料或复合材料构成。另一选择，可以使用以掺有杂质元素例如磷的多晶硅为代表的半导体膜。或者，可以使AgPdCu合金。
尽管形成的栅电极806至808具有单层，它们也可以包括具有两层或多层的层压层，例如钨为下层，而钼为上层。在形成具有层压结构的栅电极时，可以使用前述的材料。可以任意选择这些材料的组合。
采用由光刻胶构成的掩膜蚀刻栅电极806至808。
接下来，在岛状半导体层802至804中加入高浓度杂质，与此同时利用栅电极806至808作为掩膜。因此，形成了包括半导体层802至804，栅绝缘膜805和栅电极806至808的薄膜晶体管。
对生产薄膜晶体管的步骤并没有特别的限制，可以任意改变从而得到具有预定结构的晶体管。
尽管本实施例采用的顶浇式薄膜晶体管使用了经激光晶体化的晶体硅膜，但是也可以采用底浇式薄膜晶体管作为像素部分，其中底浇式薄膜晶体管采用无定形半导体膜。除了硅之外，锗化硅可以用作无定形半导体膜。当采用锗化硅时，锗的浓度优选为0.01至4.5原子％。
另一选择，可以采用微晶体半导体膜(即半无定形半导体)，其中无定形半导体膜上可以观察到0.5至20nm的晶粒。其中可以观察到0.5至20nm的晶粒的细小晶体也称为所谓的微晶体(μc)。
作为半无定形半导体的所述半无定形硅(也可以用SAS表示)可以通过硅化物气体的辉光放电分解形成。SiH4为代表性的硅化物气体，除了SiH4之外，也可以使用Si2H6，SiH2Cl2，SiHCl3，SiCl4，SiF4等。用氢气或氢气和一种或多种稀少气体元素的混合物稀释所述硅化物气体可以很容易地形成SAS，所述稀少气体元素选自氦、氩、氪和氖。稀释比可以为1∶10至1∶1000。可以在0.1Pa至133Pa的压力下反应生成辉光放电分解的基膜。可以将辉光放电的高频电源设置为1至120MHz，优选为13至60MHz。可以将基片的加热温度设置为300℃或更低，优选100至250℃。
由此形成的SAS的拉曼光谱偏移至比520cm-1更低的波长数。通过X线衍射可以在SAS中观察到衍射峰(111)至(220)，这些衍射峰被认为来源于硅晶格。进一步地，在SAS中加入至少1原子％的氢或卤素，作为侧链键(dangling bonds)的中和剂。至于膜中含有的杂质元素，作为大气组成物的杂质例如氧、氮或碳的每种的浓度设为1×1020cm-1或更低。尤其是，氧浓度设为5×1019cm-3或更低；更优选地，1×1019cm-3或更低。采用SAS的TFT的电场效应迁移率μ为1至10cm2/Vsec。可以通过激光束对SAS进一步地晶体化。
接下来，形成层间绝缘膜809以覆盖栅电极806至808和栅绝缘膜805。作为构成层间绝缘膜809的材料，可以采用以下材料，所述材料的骨架结构由氧键合到氧化硅、丙烯酸、聚酰亚胺、硅、硅氧烷、低k材料等上而形成。在该实施例，所述层间绝缘膜809由硅氧烷形成(图8B)。
接下来，在层间绝缘膜809上形成由具有低透水性的材料构成的绝缘膜810。氮化硅、含氧的氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅等可以用作绝缘膜810。
形成接触孔以贯穿绝缘膜810、层间绝缘膜809和栅绝缘膜805，并直至半导体层802至804，同时，在基片的边缘至少除去绝缘膜810、层间绝缘膜809和栅绝缘膜805(图8C)。
可以通过采用抗蚀剂进行蚀刻，从而形成接触孔以及除去基片边缘的绝缘膜。然而，根据层间绝缘膜809、绝缘膜810和栅电极802至804的材料，通过改变蚀刻的条件，可以通过多种类型蚀刻得到接触孔。
形成覆盖接触孔和层间绝缘膜809的导电层。然后将导电层加工成预定形状以形成线路(电极)811至815，导线816和接触部分817。尽管线路、导线和接触部分可以由单层铝、铜等形成，但是在本实施例中，以钼、铝和钼的顺序进行层压从而形成具有层压层结构的线路、导线和接触部分。线路可以具有依次为钛、铝和钛的层压层结构，或依次具有钛、氮化钛、铝和钛的层压层结构。导线816还可以用作覆盖层间绝缘膜809等的边缘的覆盖膜。接触部分817位于像素部分822和驱动电路部分823之间，从而环绕像素部分822。
由此分别完成了驱动电路部分内的薄膜晶体管和像素部分内的薄膜晶体管。附图标记818代表了驱动电路部分中的薄膜晶体管的一部分，附图标记819代表了像素部分中的薄膜晶体管的一部分。
形成透明导电层以覆盖像素部分内的薄膜晶体管819的电极815，然后将所述透明导电膜加工成第一电极820。此处，第一电极820与薄膜晶体管819的电极815电连接。作为第一电极820的材料，可以采用铟锡氧化物(ITO)、含有氮化硅的ITO、在氧化铟中加入2至20％氧化锌的IZO(铟锌氧化物)、氧化锌、在氧化锌中加入镓的GZO(镓锌氧化物)等(图8D)。
接下来，形成由有机材料或无机材料构成的绝缘膜，以覆盖绝缘膜810和第一电极820。之后，加工所述绝缘膜，从而暴露部分第一电极以形成分隔壁821。尽管优选采用光敏有机材料(例如丙烯酸和聚酰亚胺)作为分隔壁821的材料，但是其也可以由非光敏有机材料或无机材料构成。优选地，朝向第一电极的分隔壁的边缘包括一曲率，并具有曲率不断变化的锥形形状。注意，分隔壁821可以与黑色物质例如颜料和碳混合，从而作为黑色基质(图9A)。
在像素部分822和驱动电路部分823之间形成开口824以环绕像素部分822。在对应于接触部分817的部分形成开口824，从而由开口的底面暴露接触部分817。
接下来形成发光膜85从而覆盖暴露于分隔壁821的第一电极820。发光膜825可以采用任意方法形成，例如气相沉积、喷墨和旋涂(图9B)。
形成第二电极826以覆盖发光膜825。因此，可以形成包括第一电极820、发光膜825和第二电极826的发光元件827。形成第二电极826以覆盖开口824，即开口824的侧面和底面。
可以通过等离子CVD形成含有氮的氧化硅膜，作为钝化膜。当采用含有氮的氧化硅膜时，可以通过等离子CVD形成由SiH4，N2O和NH3构成的氧氮化硅膜，由SiH4和N2O形成的氧氮化硅膜，或由其中SiH4和N2O经Ar稀释的气体构成的氧氮化硅膜。
另一选择，可以采用由SiH4，N2O和H2构成的硅加氢氧氮化物膜作为钝化膜。当然，所述钝化膜不仅仅局限于单层结构。所述钝化膜可以包括层压层结构或包括含有硅的另一层的单层结构。另外，代替包括氮的氧化硅膜，可以采用氮化碳膜和氮化硅膜的多层膜，苯乙烯聚合物的多层膜，氮化硅膜或钻石状碳膜。
接下来，密封显示器部分。当采用相对基片829来密封显示器部分时，用绝缘密封材料828将相对基片附着于基片800上，从而暴露外部连接部分。在相对基片829上可以提供一凹陷部分，其中可以形成干燥剂830。相对基片829和基片800之间形成各个元件的空间可以填充惰性气体例如干燥的氮气，或者在像素部分的整个表面上施加密封材料828以形成相对基片。作为密封材料，优选使用紫外固化树脂等。干燥剂或保持恒定间隙的颗粒可以混合入所述密封材料中。接下来，将柔性的线路基片连接至外部连接部分，从而完成了所述发光装置。
根据本发明的具有显示功能的发光装置可以采用模拟视频信号或数字视频信号。当采用数字视频信号时，发光装置被分为视频信号使用电压的类型和视频信号使用电流的类型。当发光元件发出光时，输入像素的视频信号被分为控制施加至发光元件的恒定电压的恒定电压激励和控制流过发光元件的恒定电流的恒定电流激励。所述恒定电流激励可以控制恒定电流流过发光元件，而不管发光元件的损坏以及由于温度等的变化而导致电阻的变化。不论恒定电压激励或是恒定电流激励均适用于驱动本发明的发光装置的方法。
注意，通过任意改变本实施例所述的生产工艺，本领域技术人员可以很容易地得到如图1B、图2B、图3B、图4B、图5B和图7B所示的本发明的其它结构。
实施例2在本实施例中将参考图17A和17B描述像素结构的一个例子。本实施例显示了发光元件的第一电极和薄膜晶体管的电极位于不同层的像素结构，如图3，图4A和4B，图7A和7B所示。图17B为本实施例的顶视图，图17A为沿着图17B的线A-B所取的横截面图。在图17B中，附图标记1012代表发光膜；1009为辅助线路；1010为分隔壁。
在此情况下，第一电极1000位于第二层间绝缘膜1001上，而薄膜晶体管的电极1002和1003位于第一层间绝缘膜1004上，因此它们位于不同层中。当第二电极1005由透明导电膜构成，并且发出的光朝向与基片1006相反的方向(即顶部发射)时，则在与发光元件1007重叠的位置可以形成一薄膜晶体管1008。相对于孔径比，这是有效的。
反过来，尽管在该实施例中第二电极1005由透明导电膜构成，但是透明导电膜通常具有高的电阻率。当形成第二电极1005以覆盖像素部分的整个表面时，由于透明导电膜具有高的电阻率，那么由于电压的下降，像素部分的外周部分和中心部分的显示可能受到不良影响。
因此，在该实施例中在与第一电极1000相同的层中形成由低电阻材料构成的辅助线路1009，所述辅助线路与由导电膜构成的第二电极1005连接。所述辅助线路在像素之间为条纹状，如图17B所示，其通过分隔壁1010上形成的开口1011连接发光元件1007的第二电极1005。在整个像素部分中，所述辅助线路以上述方式连接。
通过提供辅助线路1009，可以避免第二电极的表观电阻率的减少以及电压的下降，从而在整个像素部分上具有良好显示。
如果在像素部分的广大区域不形成所述辅助线路1009，则不能阻止电压的下降。另外，如果辅助线路1009不具备足够的宽度，同样辅助线路本身的电压也会下降。因此，很难形成具有适当宽度的可以有效作用于下层的第一层间绝缘膜的辅助线路1009。然而，可以在第二层间绝缘膜1001上提供辅助线路1009，从而形成有效工作的辅助线路1009。
注意，分隔壁1010可以与黑色物质例如颜料和碳混合，从而作为黑色基质。
图17C显示了本发明的另一方式，其中辅助线路还作为薄膜晶体管的一个电极。
实施例3本实施例将详细描述发光膜825的结构。
发光膜包括由有机化合物或无机化合物形成的发光层。根据分子数目，所述有机化合物包括一种或多种低分子量有机化合物、中间分子量有机化合物(其表示了不会升华的，有20或更少分子的有机化合物，或长度为10μm或更低的链状分子)和高分子量的有机化合物。此外，除了发光层之外，所述发光膜可以包括包括电子注入/传输材料或空穴注入/传输材料。所述电子注入/传输材料和空穴注入/传输材料包括有机化合物或无机化合物。
关于在电荷注入/传输物质中具有良好电子传输性能的物质，例如可以提及具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属络合物，例如三(8-喹啉醇)铝(缩写Alq3)；三(5-甲基-8喹啉醇)铝(缩写Almq3)；二(10-羟基苯并[h]喹啉酸合)铍(缩写BeBq2)；以及二(2-甲基-8-喹啉醇)-4-苯基酚酸铝(缩写BAlq)。作为具有突出空穴传输性能的物质，可以引用例如以下物质基于芳香胺(即具有苯环-氮键)的化合物，例如；4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯(缩写α-NPD)；4，4’-二[N-(3-甲苯基)-N-苯基-氨基]-联苯(缩写TPD)；4，4’，4”-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯胺(缩写TDATA)；以及4，4’，4”-三[N-(3-甲苯基)-N-苯基-氨基]-三苯胺(缩写MTDATA)。
关于在电荷注入/传输物质中具有极优异的电子注入性能的物质，可以引用碱金属或碱土金属化合物，例如氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)和氟化钙(CaF2)。另外，可以使用具有良好电子传输性能的物质的混合物，例如Alq3和例如镁(Mg)的碱土金属。
关于在电荷注入/传输物质中具有极优异的空穴注入性能的物质，例如可以引用以下物质金属氧化物，例如钼氧化物(MoOx)、钒氧化物(VOx)、钌氧化物(RuOx)、钨氧化物(WOx)和锰氧化物(MnOx)。此外，可以采用基于酞菁的化合物例如酞箐(缩写H2Pc)和铜酞箐(CuPc)。
具有不同发光波段的发光层可以位于每个像素中，以进行彩色显示。典型地，形成对应于R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)各个颜色的发光层。在此情况下，当在像素的发光侧提供透过所述波段的光的滤光器(有色层)时，可以改善色彩的纯度，并防止像素部分的镜面反射(反射)。通过提供滤光器(有色层)，可以不需要用于防止像素部分的镜面反射(反射)的圆形起偏振片等。因此，可以消除像素部分发出的光的损失，其中光量近似被减少了一半。同样，可以减少色调的改变，所述色调的改变发生在以下情况下，即斜着看像素部分(显示屏)。
存在有各种发光材料。就低分子量的有机发光材料而言，可以使用以下物质4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(1，1，7，7-四甲基-久洛尼定基-9-烯基)-4H-吡喃(缩写DCJT)；4-二氰基亚甲基-2-叔丁基-6-(1，1，7，7-四甲基-久洛尼定基-9-烯基)-4H-吡喃(缩写DPA)；periflanthene；2，5-二氰基-1，4-双(10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基-久洛尼定基-9-烯基)苯；N，N’-二甲基喹吖啶酮(缩写DMQd)；香豆素6；香豆素545T；三(8-喹啉醇)铝(缩写Alq3)；9，9’-biantryl；9，10-二苯基蒽(缩写DPA)；9，10-双(2-萘基)蒽(缩写DNA)；等。此外，还可以使用其它物质。
另一方面，与低分子量有机发光材料相比，高分子量有机发光材料具有更高的物理强度，从而得到更加耐用的元件。另外，由于高分子量有机发光材料可以涂覆形成，因此可以相对较为容易地得到元件。由高分子量有机发光材料构成的发光元件的结构与采用低分子量有机发光材料的发光元件结构基本一致，其通过依次在TFT侧层压阴极、有机发光层和阳极而得到。然而，当发光层由高分子量有机发光材料构成时，很难如低分子量有机发光材料一样形成层压层结构。在很多情况下，由高分子量有机发光材料构成的发光元件具有两层结构。具体地，通过依次层压阴极、发光层、空穴传输层和阳极形成层压层结构。
由形成发光层的材料决定发出光的颜色，因此，可以通过选择材料构成发出预定光颜色的发光元件。作为可以用于形成发光层的高分子量电发光材料，可以采用，聚对亚苯基亚乙烯基，聚对亚苯基，聚噻吩，聚芴等。
特别地，以下物质可以引用作为聚对亚苯基亚乙烯基聚(对亚苯基亚乙烯基)(PPV)；聚(2，5-二烷氧基-1，4-亚苯基亚乙烯基)(RO-PPV)；聚[2-(2’-乙基己氧基)-5-甲氧基-1，4-亚苯基亚乙烯基](MEH-PPV)；聚[2-二烷氧基苯基-1，4-亚苯基亚乙烯基](ROPh-PPV)等的衍生物。关于聚对亚苯基，可以引用以下物质聚对亚苯基(PPP)；聚(2，5-二烷氧基-1，4-亚苯基)(RO-PPP)；聚(2，5-二己氧基-1，4-亚苯基)等的衍生物。关于聚噻吩，可以提及以下物质聚噻吩(PT)；聚(3-烷基噻吩)(PAT)；聚(3-己基噻吩)(PHT)；聚(3-环己基噻吩)(PCHT)；聚(3-环己基-4-甲基噻吩)(PCHMT)；聚(3，4-二环己基噻吩)(PDCHT)；聚[3-(4-辛基苯基)-噻吩](POPT)；聚[3-(4-辛基苯基)-2，2-双噻吩](PTOPT)等的衍生物。关于聚芴，可以引用以下物质聚芴(PF)；聚(9，9-二烷基芴)(PDAF)；聚(9，9-二辛基芴)(PDOF)等的衍生物。
当在阳极和具有发光性能的高分子量有机发光材料之间形成具有空穴传输功能的高分子量有机发光材料时，可以提高阳极的空穴注入性能。通常，通过旋涂等来涂覆具有空穴传输功能的高分子量有机发光材料与受体材料一起溶于水中形成的溶液。由于有机溶剂是不溶性的，其可以与上述提及的具有发光性能的有机发光材料一起层压。作为具有空穴传输功能的高分子量有机发光材料，可以引用PEDOT和樟脑磺酸(CSA)的混合物作为受体材料；以及聚苯胺(PANI)和聚苯乙烯磺酸(PSS)的混合物作为受体材料。
发光层可以发出单色光或白光。当采用发白光的材料时，可通过提供滤色器(有色层)，将具有一定波长的光传播至朝向像素的发光方向，从而得到彩色显示。
为了形成发出白光的发光层，例如可以通过气相沉积顺序层压Alq3，部分掺杂Alq3的尼罗红(一种发出红光的颜料)、Alq3、p-EtTAZ和TPD(芳香二胺)从而得到白光。另外，当采用旋涂涂覆形成EL时，优选在涂覆之后通过真空加热对EL进行焙烧。例如，作为空穴注入层的聚(乙烯二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)的水溶液可以涂覆于基片的整个表面，并焙烧。之后，作为发光层的掺杂有作为发光中心的颜料(例如1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)，4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(对二甲基氨基-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM1)，尼罗红和香豆素6)的聚乙烯卡唑(PVK)溶液可以涂覆在整个表面上并焙烧。
发光层可以具有单层。在此情况下，具有电子传输功能的1，3，4-噁二唑衍生物(PBD)可以分散在具有空穴传输性能的聚乙烯咔唑(PVK)中。另外，通过分散作为电子传输剂的30重量％PBD和适当量的四种颜料(TPB，香豆素6，DCM1和尼罗红)从而得到白光。除了上述发出白光的发光元件之外，可以适当选择发光层的材料从而得到能够发出红光、绿光或蓝光的发光元件。
当在阳极和具有发光性能的高分子量有机发光材料之间形成具有空穴传输功能的高分子量有机发光材料时，可以提高阳极的空穴注入性能。通常，通过旋涂等来涂覆具有空穴传输功能的高分子量有机发光材料与受体材料一起溶于水中形成的溶液。由于有机溶剂是不溶性的，其可以与上述提及的具有发光性能的有机发光材料一起层压。作为具有空穴传输功能的高分子量有机发光材料，可以引用PEDOT和樟脑磺酸(CSA)的混合物作为受体材料；引用聚苯胺(PANI)和聚苯乙烯磺酸(PSS)的混合物作为受体材料。
进一步地，除了单重态激发的发光材料之外，可以采用包括金属络合物等的三重态激发的发光材料作为发光层。例如，由三重态激发的发光材料构成亮度半衰期相对较短的发出红光的像素，由单重态激发的发光材料形成发出绿光和蓝光的像素。由于三重态激发的发光材料具有良好的发光效率，其具有这样的特征，即与单重态激发的发光材料相比，为了达到相同的亮度水平，其需要较低的能量消耗。也就是说，当发出红光的像素由三重态激发的发光材料构成时，需要少量电流流过发光元件，从而提高了可靠性。为了减少能量消耗，发出红光和绿光的像素可以由三重态激发的发光材料构成，而发出蓝光的像素可以由单重态激发的发光材料构成。当发出相对于人眼具有高的可视性的绿光的发光元件也由三重态激发的发光材料构成时，可以进一步减少能量消耗。
作为三重态激发的发光材料的例子，其中一个就是采用金属络合物作为掺杂剂。尤其是，公知的是将铂(第三过渡元素)用作中心金属的金属络合物、将铱作为中心金属的金属络合物等。三重态激发的发光材料并不局限于这些化合物，也可以采用具有上述结构并以元素周期表8至10族的元素作为其中心金属的化合物。
上述提及的形成发光层的物质仅作为示例，可以通过适当地层压具有不同性能的各层从而形成发光元件，例如空穴注入/传输层，空穴传输层，电子注入/传输层，电子传输层，发光层，电子阻断层和空穴阻断层。另外，可以使用这些层的混合层或混合结合。发光层的层结构可以改变，可以以不同的形式形成发光层。发光层的结构改变是允许的，只要其不偏离本发明的目的；例如，不提供特定的电子注入层或发光区域，而是提供电极或分散发光材料以作为发光层。
当给由上述材料构成的发光元件施加一定的正向偏压，其发出光。由发光元件形成的显示装置的像素部分可以由简单矩阵方法或有源矩阵方法激励。在任一情况下，在特定时间，通过施加正向偏压，每个像素发出光，而在特定时期内，每个像素均不发出光。在不发光的时期内，向发光元件施加反向偏压，从而可以提高发光元件的可靠性。由于像素内非发光区域的扩张，发光元件的退化方式为在特定激励条件下光强度减少或者表观亮度减少。当用AC激励发光元件，从而在每个像素上交替施加正向偏压和反向偏压时，可以阻止发光元件的退化，从而提高了发光装置的可靠性。
实施例4在该实施例中将参照图10A至10C对本发明的发光装置的结构进行描述。
图10A显示了底部发射结构，其中第一电极900由透明导电膜构成，发光层902内生成的光朝向基片901侧发射。注意，附图标记903表示相对基片，在基片901上形成发光元件904之后，相对基片通过密封材料等牢固地附着于基片901上。在相对基片903上可以形成凹陷部分，从而在凹陷部分中形成干燥剂905。另一选择，具有光透射性能的树脂等充填于相对基片903和元件之间，以密封所述元件，从而防止由于湿气损坏发光元件904。较好地是，树脂具有吸湿性能。此外，当具有高透光性能的干燥剂分散在树脂中时，可以优选防止湿气的不良影响。
图10B显示了双发射类型的发光显示器，其结构是，第一电极900和第二电极906由透明导电膜构成，光可以朝向基片901和相对基片903发射。在此结构中，在基片901和相对基片903的外侧提供起偏振片，以防止通过屏幕看见背景，其增加了可视性。在各个起偏振片的外侧优选形成保护膜。
图10C显示了顶部发射类型的发光装置，其结构是，第二电极906由透明导电膜构成，发出的光朝向相对基片903。由于发光元件904和薄膜晶体管的线路在不同层中，可以在发光元件904的下方形成另一薄膜晶体管。该结构在孔径比方面较为优异。
同时，由于在双发射和顶部发射中用作透明电极的ITO和ITSO很难通过采用电阻加热进行气相沉积而形成，所以它们主要通过喷溅形成。当通过喷溅形成第二电极906时，喷溅有时候会损坏电子注入层的表面或位于电子注入层和电子传输层之间的界面。其可能对发光元件的特性产生不良影响。为了防止该问题，可以在离第二电极906最近的位置处形成很难被喷溅损坏的材料。作为在很难被喷溅损坏的材料中能够形成电发光层的材料，可以提到钼氧化物(MoOx)。然而，MoOx适合作为空穴注入层，因此第二电极906必须作为阳极，以形成与第二电极906接触的MoOx。在本说明书中，通过实验将第一电极作为阴极而第二电极作为阳极的元件被称为反向层压元件。
不同于在图11A所示的实施例中形成顺序层压元件的情况，在反向层压元件中，第一电极作为阴极，然后依次层压电子注入层，电子传输层，发光层，空穴传输层，空穴注入层(MoOx)和第二电极(阳极)，如图11B所示。用于激励像素的薄膜晶体管必须是n-沟道型。本实施例采用p-沟道薄膜晶体管作为激励发光元件的薄膜晶体管。然而，当采用反向层压元件时，基片内的所有晶体管可以是n-沟道晶体管。
通过气相沉积形成MoOx，优选地是，x等于或大于3。而且，通过与有机材料或有机金属络合物例如铜酞菁(CuPc)进行共同沉积，MoOx层可以是有机和无机材料的混合层。当采用反向层压元件时，像素部分的薄膜晶体管优选采用Si:H的晶体管作为其半导体层，所述晶体管初始为N型，从而简化了所述工艺。当驱动电路部分位于相同基片上时，通过激光辐射仅仅对驱动电路部分进行晶体化。
实施例5在本实施例中将描述像素电路、保护电路和它们的操作。
图12A描述了一个像素，信号线1410、电源线1411和1412排列成列，而扫描线1414排列成行。所述像素进一步包括开关TFT1401，驱动TFT1403，电流控制TFT1404，电容元件1402和发光元件1405。
图12C所示的像素与图12A所示的具有相似结构，但是在图12C中，驱动电路TFT1403的栅电极与排列成行的电源线1412连接。也就是说，图12A和12C中的像素显示等同的电路示意图。但是，各自的电源线由位于不同层中的导电膜形成，其中电源线1412排列成列(图12A)，电源线1412排列成行(图12C)。为了着重各自驱动TFT1403的栅电极所连接的线路和显示这些线路的不同设置，图12A和12C中单独显示了等效电路示意图。
在图12A和12C中所示的每个像素中，TFT1403和TFT1404在每个像素中串联连接。TFT1403的沟道长度L(1403)和沟道宽度W(1403)以及TFT1404的沟道长度L(1404)和沟道宽度W(1404)的设置优选应满足以下关系式L(1403)/W(1403)∶L(1404)/W(1404)＝5-6000∶1。
TFT1403在饱和区运行，用于控制流经发光元件1406的电流量，而TFT1404在线区域运行，用于控制供至发光元件1406的电流。就生产工艺而言，TFT1403和TFT1404优选具有相同的导电率。在本实施例中，n-沟道TFT用作TFT1403和TFT1404。作为TFT1403，除了增强型TFT之外，可以采用耗尽型TFT。根据具有上述结构的本发明，TFT1404的Vg的细小变化不会对流经发光元件1406的电流量产生不良影响，这是因为TFT1404在线区域内运行。也就是说，可以通过在饱和区运行的TFT1403确定流经发光元件406的电流量。因此，可以提供一种显示装置，其中通过改进由于TFT特性的变化而导致的发光元件亮度的变化，从而改善图像质量。
图12A至12D所示的各个像素的开关TFT1401控制每个像素的视频信号输入。当打开TFT1401并将视频信号输入像素时，视频信号的电压将存储在电容元件1402中。尽管图12A和12C显示了各个像素包括电容元件1402的结构，但是本发明并不局限于此。当栅电容等可以作为容纳视频信号的电容器时，不必要提供电容元件1402。
图12B所示的像素具有类似于图12A的结构，但是添加了TFT1406和扫描线1415。类似地，图12D所示的像素具有类似于图12C的结构，但是添加了TFT1406和扫描线1415。
通过新提供的扫描线1415控制TFT140的开关。当TFT1406为开时，电容元件1402所容纳的电荷被放出，从而使TFT1404关闭。也就是说，通过提供TFT1406可以强制性地中断向发光元件1405提供电流。由此TFT1406可以称为擦除式TFT。因此，在信号写入图12B和12D所示结构的像素之前，发光周期可以与写入周期同时开始，或在写入周期开始之后立即启动，由此改善了负荷比。
在图12E所示的像素中，信号线1410和电源线1411排列成列，扫描线1414排列成行。所述像素进一步包括开关TFT1401，驱动TFT1403，电容元件1402和发光元件1405。图12F所示的像素具有类似于图12E的结构，但是添加了TFT1406和扫描线1415。应注意的是，图12F所示的结构还可以通过提供TFT1406来改善负荷比。
如上所述，可以采用各种类型的像素电路。尤其是，当薄膜晶体管由无定形半导体膜构成时，驱动TFT的半导体膜优选被制得更大。因此，优选采用前述像素电路形成顶部发射型发光装置，其中在电发光层生成的光发射透过密封基片侧。
当在所述有源矩阵发光装置中增加像素密度时，可以在低电压下驱动所述装置，这是因为在每个像素中形成了TFT。因此，有源矩阵发光装置是有利的。
尽管在该实施例中描述了在每个像素中具有TFT的有源矩阵发光装置，但是还可以制作出在每一行中提供TFT的无源矩阵发光装置。由于在无源矩阵发光装置的每个像素中没有TFT，则可以达到较高的孔径比。在无源矩阵发光装置中，发出的光朝向电发光层的两侧，因此提高了透光率。
接下来，采用图12E所示的等效电路对在扫描线和信号线内形成作为保护电路的二极管的情况进行描述。
图13显示的像素部分1500包括TFT1401和1403、电容元件1402和发光元件1405。信号线1410中具有二极管1561和1562。根据上述实施例形成二极管1561和1562以及TFT1401和1403，所述二极管分别包括栅电极、半导体层、源极、漏极等。将栅电极与漏极或源极连接，从而分别运行二极管1561和1562。
在栅电极的同一层中形成共用等势线1554和1555，其每一个连接至二极管。因此，在栅绝缘膜上有必要形成接触孔，从而各个二极管的源极或漏极连接至共用等势线。
在扫描线1414中的二极管具有相同的结构。
根据本发明，可以同时在输入阶段形成保护二极管。注意，保护二极管的位置并不局限于上述结构中，所述保护二极管可以位于驱动电路和像素之间。
实施例6参照图18A和18B以及图19A和19B对具有图4B所示结构的本发明的一个实施例进行描述。图18A显示了根据本发明制作的发光装置的横截面图，而图18B显示了作为比较例的发光装置的横截面图。
在图18A所示的根据本实施例的发光装置中，基底绝缘膜3001位于基片3000上。第一层间绝缘膜3002位于基底绝缘膜上，其对应于图4B的第一层间绝缘膜507。导电膜3003位于第一层间绝缘膜3002的外周区域，其对应于线路。在所述外周区域内形成第二层间绝缘膜3005，其对应于图4B的第二层间绝缘膜511。第二层间绝缘膜3005的边缘位于密封材料3012的内缘内。发光元件3011的第一电极3006位于第二层间绝缘膜3005的上方。分隔壁3007用于覆盖第二层间绝缘膜3005和第一电极3006。在该实施例中，分隔壁3007的外缘位于第二层间绝缘膜3005的外缘之外。对应于第一电极3006的开口位于分隔壁3007上。另外，分隔壁3007上的开口3008位于第二层间绝缘膜3005的边缘之外，从而在厚度方向上贯穿分隔壁。发光膜3009位于第一电极3006上从而连续覆盖位于分隔壁上的对应于第一电极3006的开口的内缘。发光元件3011的第二电极3010覆盖发光膜3009和分隔壁3007。在厚度方向上贯穿第二电极3010的分隔壁的开口内，第二电极3010覆盖开口3008的侧面和暴露的下层。第二电极3010的边缘位于开口3008的外侧。具有上述结构的元件基片通过密封材料3012而附着于相对基片3013上，从而得到本实施例的发光装置。
注意，为了确定在厚度方向上贯穿分隔壁的开口及其侧壁由发光元件的第二电极覆盖(这是本发明的特征)的重要性，在本实施例中没有形成用于驱动电路部分和像素部分的晶体管。因此，没有形成对应于栅绝缘膜的层。
基片3000和相对基片3013分别由玻璃基片构成。基底绝缘膜3001和第一层间绝缘膜3002由氧化硅构成。在第一层间绝缘膜上依次层压钛、钛氮化物、铝和钛从而形成线路。第二层间绝缘膜3005由硅氧烷构成；发光元件3011的第一电极由ITSO构成；分隔壁由聚酰亚胺构成；发光元件3011的第二电极3010由铝构成。DMQd用作发光膜3009的发光材料。
图18B为作为对比例生产的具有常规结构的发光装置的横截面图。在图18B中，基片3000、基底绝缘膜3001、第一层间绝缘膜3002、线路3003、第二层间绝缘膜3005、发光元件3011的第一电极3006、发光膜3009、密封材料3012以及相对基片的形状和材料同图18A。其它部分具有不同的形状，但是它们由与图18A中对应部分相同的材料构成。尽管如图18A一样，分隔壁3501的边缘位于第二层间绝缘膜3005的边缘之外，但是在图18B中并没有形成在厚度方向上贯穿分隔壁的开口。进一步地，发光元件的第二电极3502的边缘位于分隔壁3501的边缘以内。
注意，图18A和18B的发光装置没有采用干燥剂。
前述的两个发光装置在95％湿度、65℃下制作并放置几小时。之后，当像素部分发出光时，拍摄各个像素部分外周的发光状态。图19A的照片显示了对应于图18A的实施例6的面板，图19B的照片显示了对应于图18B的比较例。在图19A和19B中，绿色部分代表发光部分，每个绿色部分对应于每个像素。进一步，在图中用像素部分表示的部分与每个像素部分一致，其中每个像素部分的左侧为基片的外周部分，其右侧为基片的内部。
图19A中没有观察到像素亮度的降低，图19A为实施例6的发光装置的照片，然而在图19B中可以观察到亮度的降低，图19B为比较例的照片，其中发生从像素部分的外周朝着像素部分的内部的损坏。
因此，与比较例的发光装置相比，本发明的发光装置可以阻止外界的湿气进入，从而有效防止亮度降低。其提高了发光装置的可靠性。
权利要求
1.一种显示装置，包括像素部分；膜；发光元件，包括位于第一电极和第二电极之间的发光膜，所述发光元件位于像素部分内，其中第一电极位于所述膜上；在第一电极的边缘上方和所述膜上方的分隔壁；位于分隔壁上的开口，其环绕像素部分的外周；其中第二电极覆盖所述像素部分；其中所述开口的侧面和底面被第二电极覆盖。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中所述膜为无机膜。
3.如权利要求1所述的显示装置，其中所述膜为金属膜。
4.如权利要求1所述的显示装置，进一步包括像素部分内的薄膜晶体管；以及覆盖所述薄膜晶体管的层间绝缘膜，其中所述层间绝缘膜被所述膜覆盖。
5.如权利要求4所述的显示装置，其中所述层间绝缘膜的边缘被无机膜覆盖。
6.如权利要求1所述的显示装置，进一步包括与发光元件连接的薄膜晶体管；以及用于覆盖所述薄膜晶体管的具有低透水性的绝缘膜。
7.如权利要求1所述的显示装置，包括位于像素部分以外的驱动电路部分；其中所述开口位于像素部分和驱动电路部分之间。
8.一种显示装置，包括像素部分；发光元件，包括位于第一电极和第二电极之间的发光膜，所述发光元件位于像素部分内；位于像素部分内的薄膜晶体管；用于覆盖薄膜晶体管的第一层间绝缘膜；用于覆盖第一层间绝缘膜的膜；用于覆盖所述膜的第二层间绝缘膜；位于第二层间绝缘膜上的第一开口，其环绕像素部分的外周；位于第一电极边缘上方的分隔壁；以及位于分隔壁上并与第一开口重叠的第二开口；其中，第二电极覆盖所述像素部分，其中，第二开口的侧面和底面被第二电极覆盖。
9.如权利要求8所述的显示装置，其中所述膜为无机膜。
10.如权利要求8所述的显示装置，其中第一层间绝缘膜的边缘被具有低透水性的膜覆盖。
11.一种显示装置，包括像素部分；发光元件，包括位于第一电极和第二电极之间的发光膜，所述发光元件位于像素部分内；位于像素部分内的薄膜晶体管；用于覆盖薄膜晶体管的第一层间绝缘膜；位于第一层间绝缘膜上方的第二层间绝缘膜；位于第二层间绝缘膜上的第一开口，其环绕像素部分的外周；位于第一电极的边缘上方的分隔壁；以及位于分隔壁上并与第一开口重叠的第二开口；其中第二电极覆盖像素部分，其中第二开口的侧面和底面被膜覆盖。
12.如权利要求11所述的显示装置，其中所述膜为金属膜。
13.如权利要求11所述的显示装置，其中所述膜为第二电极。
14.如权利要求11所述的显示装置，包括位于像素部分之外的驱动电路部分；其中所述开口位于像素部分和驱动电路部分之间。
15.一种显示装置，包括像素部分；发光元件，包括位于第一电极和第二电极之间的发光膜，所述发光元件位于像素部分内；位于像素部分内的薄膜晶体管；用于覆盖薄膜晶体管的层间绝缘膜；位于层间绝缘膜上的开口，其环绕像素部分的至少一部分外周；以及位于第一电极的边缘上方的分隔壁；其中所述开口的侧面和底面被膜覆盖，分隔壁与绝缘膜接触并覆盖第二电极。
16.如权利要求15所述的显示装置，其中所述膜为金属膜。
17.如权利要求15所述的显示装置，包括位于像素部分之外的驱动电路部分；其中所述开口位于像素部分和驱动电路部分之间。
18.如权利要求15所述的显示装置，其中所述像素部分位于基片的上方，所述开口的底面直至基片。
19.如权利要求15所述的显示装置，其中层间绝缘膜的边缘被具有低透水性的无机膜覆盖。
20.一种显示装置，包括像素部分；发光元件，包括位于第一电极和第二电极之间的发光膜，所述发光元件位于像素部分内；位于像素部分内的薄膜晶体管；用于覆盖薄膜晶体管的第一层间绝缘膜；位于第一层间绝缘膜上的开口，其环绕像素部分的至少一部分外周；位于第一层间绝缘膜上方的第二层间绝缘膜；以及位于第一电极的边缘上方的分隔壁；其中所述开口的侧面和底面被膜覆盖，第二层间绝缘膜与所述绝缘膜接触，并覆盖第一电极，所述分隔壁与所述绝缘膜接触，并覆盖第二电极。
21.如权利要求20所述的显示装置，其中所述膜为金属膜。
22.如权利要求20所述的显示装置，包括位于像素部分之外的驱动电路部分；其中所述开口位于像素部分和驱动电路部分之间。
23.如权利要求20所述的显示装置，其中所述像素部分位于基片的上方，所述开口的底面直至基片。
24.如权利要求20所述的显示装置，其中层间绝缘膜的边缘被具有低透水性的无机膜覆盖。
全文摘要
在采用发光元件的发光装置中，本发明提供了能够防止外界湿气进入并获得足够可靠性的密封结构。所述发光装置包括发光元件以及包括该发光无件的像素部分，所述发光元件包括位于第一电极和第二电极之间的发光层。像素部分的整个表面被第二电极覆盖。不透水的绝缘膜与发光元件的第一电极接触。第一电极的边缘和所述不透水的绝缘膜被分隔壁覆盖。在分隔壁上沿像素部分的外周形成开口。所述开口在厚度方向上贯穿分隔壁，其侧壁和底面被第二电极覆盖。
文档编号H01L27/32GK1671255SQ20051005581
公开日2005年9月21日 申请日期2005年3月16日 优先权日2004年3月16日
发明者土屋薰, 海老根秀之, 坂仓真之, 西毅, 平形吉晴 申请人:株式会社半导体能源研究所