绝缘膜形成墨水、绝缘膜制造方法和半导体制造方法_4

文档序号:9378236阅读:来源:国知局
第二保护层212。
[0219]像素驱动电路280具有包括两个晶体管和一个电容器的结构,并且第一漏极电极206连接到第二栅极电极203。在图16中,为了方便起见,在第二源极电极207和第二栅极电极203之间形成电容器;但是,形成电容器的位置实际上不限于此。可以在要求的位置适当地设计/形成具有要求的电容的电容器。根据本发明的实施例的复合金属氧化物绝缘膜可以用作电容器电介质膜。从工艺设计的观点看,期望同时利用相同的材料形成电容器电介质膜和两个晶体管的栅极绝缘膜。
[0220]接下来,给出形成根据本实施例的有机EL显示元件的方法的描述。
[0221]可以通过与根据第一实施例的场效应晶体管相同的材料和工艺来形成第一场效应晶体管260和第二场效应晶体管270。
[0222]在本实施例中,栅极绝缘层204是由从由Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra构成的组中选取的一种或两种或更多种碱土金属元素以及从由Ga、Sc、Y和除了 Ce之外的镧系元素构成的另一组中选取的一种或两种或更多种元素制成的复合金属氧化物绝缘膜。
[0223]不特别限制在该复合金属氧化物绝缘膜中包括的元素量。可以确定组成以便满足要制造的有机EL显示器要求的各种特性,比如介电常数、介电损失、热膨胀系数、工艺兼容性和成本。根据本发明的实施例的栅极绝缘膜可以具有从广阔范围中选择的组成,因此可以满足广阔范围的所要求的规范。
[0224]不特别限制工艺。例如,通过诸如CVD方法、ALD方法和溅射方法的真空膜形成工艺形成膜,然后进行照相平版印刷方法以形成要求的图案。可以通过准备用于形成以上复合金属氧化物膜的墨水、将墨水涂敷于基板上、然后在适当的条件下燃烧基板来形成该膜。涂敷墨水的方法可以是诸如旋涂、喷墨印刷、窄缝涂敷、喷嘴印刷、照相凹版印刷和微接触印刷的传统方法。通过使用适当的印刷方法和条件,墨水可以仅印刷在指定的区域中,以便不需要随后进行图案化过程。可以通过这些膜形成方法的任意一种来形成非晶膜。
[0225]可以使用各种材料和工艺来形成第一保护层211和第二保护层212。材料的例子是诸如Si02、S1N和SiNj^无机氧化物和氮化物以及诸如氟化聚合物的绝缘材料。工艺的例子包括通过溅射、CVD和旋涂形成膜,然后通过照相平版印刷或者通过进行诸如喷墨印刷、纳米印刷和照相凹版印刷的印刷处理来进行图案化,以便直接形成具有要求的形状的膜。
[0226]可以使用各种材料和工艺来形成分隔壁213。材料的例子是诸如Si02、Si0N和SiNx的无机氧化物和氮化物以及诸如丙烯酸树脂和聚酰亚胺的绝缘材料。工艺的例子包括通过溅射、CVD和旋涂形成膜,然后通过照相平版印刷或者通过进行诸如喷墨印刷、纳米印刷和照相凹版印刷的印刷处理来进行图案化,以便直接形成具有要求的形状的膜。
[0227]接下来,给出有机EL元件250的描述。根据本实施例的有机EL元件250包括有机EL层214、上部电极215和第二漏极电极208 (下部电极)。
[0228]例如,第二漏极电极208由ITO制成。第二漏极电极208可以由诸如ln203、Sn02、ZnO的透明导电氧化物或者银(Ag)-钕(Nd)合金制成。
[0229]有机EL层214包括电子传输层、发光层和空穴传输层。上部电极215连接到电子传输层并且第二漏极电极208连接到空穴传输层。当在第二漏极电极208和上部电极215之间施加预定电压时,从第二漏极电极208和上部电极215注入的空穴和电子在发光层中重新组合,以便发光中心在该层中发光。
[0230]例如,上部电极215由铝(Al)制成。上部电极215可以由镁(Mg)-银(Ag)合金、铝(Al)-锂(Li)合金和ITO(氧化铟锡)制成。
[0231]不特别限制形成有机EL元件的方法,并且其可以是传统方法。例如,通过诸如真空气相沉积方法和溅射方法的真空膜形成工艺以及通过诸如喷墨印刷和喷嘴印刷的溶液处理来形成膜。
[0232]在形成像素驱动电路280和有机EL元件250之后,形成密封层216。可以使用各种材料和工艺来形成密封层216。材料的例子是诸如Si02、Si0N和SiNx的无机氧化物和氮化物。工艺的例子包括诸如CVD和溅射的真空膜形成方法。
[0233]最后,经由诸如环氧树脂和丙烯酸(类)树脂的材料制成的粘附层217粘附相对绝缘基板218,以便完成有机EL显示元件。
[0234]在根据本实施例的有机EL显示元件中,当第一和第二场效应晶体管导通时,有机EL层214发光,以便从绝缘基板201侧显示图像,如箭头A所示。在此情况下,绝缘基板
201、第二漏极电极208和栅极绝缘层204需要由透明材料(ΙΤ0、5102等)制成。
[0235]在本实施例中,给出了“底部发射”型的描述,其中从绝缘基板201发光;但是本实施例不限于此。有机EL显示元件可以是“顶部发射”型,其中从在与箭头A相对的一侧的相对绝缘基板218发光。例如,在此情况下,使用诸如银(Ag)-钕(Nd)合金的高反射率电极作为第二漏极电极208,并且使用诸如镁(Mg)-银(Ag)合金薄膜的半透明电极作为上部电极215。
[0236]在本实施例中,有机EL元件定位为邻近像素驱动电路280 ;但是,本实施例不限于此。例如,如图17所示,有机EL元件250可以位于像素驱动电路280以上。
[0237]在图17所示的有机EL显示元件中,在绝缘基板221上,形成第一场效应晶体管260和第二场效应晶体管270。第一场效应晶体管260包括第一栅极电极222、栅极绝缘层224、第一源极电极225、第一漏极电极226、第一半导体层229和第一保护层231。第二场效应晶体管270包括第二栅极电极223、栅极绝缘层224、第二源极电极227、第二漏极电极228、第二半导体层230和第二保护层232。形成层间绝缘膜233以便覆盖第一场效应晶体管260和第二场效应晶体管270。在层间绝缘膜233上形成分隔壁234。同时,在包括第一场效应晶体管260和第二场效应晶体管270的像素驱动电路280上形成的有机EL元件包括下部电极235、有机EL层236和上部电极237。第二漏极电极228和下部电极235通过在层间绝缘膜233中形成的通孔而连接。密封层238、粘附层239和相对绝缘基板240与图16中所示的密封层216、粘附层217和相对绝缘基板218相同。
[0238]在本实施例中,有机EL层包括电子传输层、发光层和空穴传输层;但是,本实施例不限于此。例如,电子传输层和发光层可以合并为单个层。在另一例子中,可以在电子传输层和上部电极215之间提供电子注入层。此外,可以在空穴传输层和第二漏极电极之间提供空穴注入层。
[0239]在根据本实施例的有机EL显示元件中,形成栅极绝缘膜204的复合金属氧化物绝缘膜具有非晶结构,并且具有近似大于或等于6的相对电容率,这大于3102的相对电容率。因此,抑制了漏电流,并且可以低功耗操作有机EL显示元件。
[0240]在以上描述中,驱动显示元件的像素驱动电路具有包括两个晶体管和一个电容器的结构;但是,本实施例不限于此。像素驱动电路可以具有优化的结构,例如四个晶体管和一个电容器或者五个晶体管和两个电容器,等等。在这些情况的任意一个中,根据本发明的实施例的复合金属氧化物绝缘膜可以用在晶体管的栅极绝缘膜以及电容器的电介质膜两者中。
[0241]以上描述了其中有机EL元件被用作光学控制元件的有机电致发光显示设备。但是,通过使用液晶显示元件作为光学控制元件,该图像显示设备可以是液晶显示器设备。图18所示的液晶显示元件的例子包括偏光板302、玻璃基板303、透明电极304、对准膜305、对准膜307、透明电极308、滤色器(color filter) 309、玻璃基板310和偏光板311。此外,填充有液晶材料的液晶层306被提供在液晶元件中。此外,为液晶元件提供背光系统301。电源312在透明电极304和透明电极308之间施加电压以控制液晶材料的对准,并控制从背光系统301进入的光的透射率。液晶元件通过电压驱动,因此像素驱动电路包括一个晶体管和一个电容器。同样,在此情况下,根据本发明的实施例的复合金属氧化物绝缘膜可以用在晶体管的栅极绝缘膜和电容器的电介质膜两者中。
[0242]在本实施例中,通过使用电致变色元件、电泳元件和电湿润元件作为光学控制元件(显示元件),显示设备可以是反射显示设备。
[0243]图19所示的电致变色元件的例子包括玻璃基板321、底部电极322、白色反射层323、电解质溶液或者固态电解质324、电致变色层325、顶部透明电极326和玻璃基板327。当电源328在底部电极322和顶部透明电极326之间施加预定电压时,电致变色材料可逆地氧化或还原(reduce),以便产生或擦除颜色。因而,电致变色元件起着显示元件的作用。
[0244]此外,图20所示的电泳元件的例子包括玻璃基板331、底部电极332、显示层333、顶部透明电极334和玻璃基板335。在显示层333中,已被充电的白色粒子和黑色粒子分散在溶剂中。当电源336在底部电极332和顶部透明电极334之间施加预定电压时,充电的粒子根据电场而移动。因而,电泳元件起着显示元件的作用。
[0245]此外,图21所示的电湿润元件的例子包括白色基板341、底部透明电极342、疏水(hydrophohic)绝缘层343、油层344、水溶液层345、顶部透明电极346和玻璃基板347。油层344被着色,并且水溶液层345是透明的。当电湿润元件被断开时,显示油层344的颜色,因为水溶液层345是透明(translucent)层。然后,如图22所示,当电源348在底部透明电极342和顶部透明电极346之间施加预定电压时,在疏水绝缘层343的表面上产生电荷,使得疏水绝缘层343的表面变为亲水表面。也就是说,疏水绝缘层343相对于油层344的亲和性降低,而相对于水溶液层345的亲和性增加。从而,降低了整体能量,使得油层344在使得油层344和疏水绝缘层343之间的接触面积最小化的方向上移动。因此,显示白色基板341的颜色。根据此原理,电湿润元件起着显示元件的作用。
[0246]上述电致变色元件、电泳元件和电湿润元件可以与滤色器组合以起着反射型彩色显示器的作用。
[0247]上述电致变色元件是电流驱动的元件,因此,类似于有机EL显示元件,像素驱动电路需要具有两个或多个晶体管以及一个或多个电容器。电泳元件和电湿润元件是电压驱动的元件,因此可以仅包括一个晶体管和一个电容器。同样,在这些情况下,根据本发明的实施例的复合金属氧化物绝缘膜可以用在晶体管的栅极绝缘膜和电容器的电介质膜两者中。
[0248][第八实施例]
[0249]接下来,参考图23到31给出根据本发明的第八实施例的图像显示设备和系统的描述。图23是作为根据第八实施例的系统的电视设备500的示意图。图23中的连接线指示主要信号和信息流,不表示块之间的所有连接关系。
[0250]根据第八实施例的电视设备被500包括主控制设备501、调谐器503、AD转换器(ADC) 504、解调电路505、TS (传输流)解码器506、音频解码器511、DA转换器(DAC) 512、音频输出电路513、扬声器514、视频解码器521、视频OSD合成电路522、视频输出电路523、图像显示设备524、OSD呈现电路525、存储器531、操作设备532、驱动接口(驱动器IF) 541、硬盘设备542、光盘设备543、IR光学接收器551以及通信控制设备552。
[0251]主控制设备501控制整个电视设备500,并且包括CPU、快闪ROM和RAM。快闪ROM包括由可以被CPU解码的代码描述的程序以及用于CPU进行的处理的各种数据。此外,RAM是工作存储器。
[0252]调谐器503从利用天线610接收的广播波中选择以广播预先设置的频道。
[0253]ADC 504将来自调谐器503的输出信号(模拟信息)转换为数字信息。
[0254]解调电路505对来自ADC504的数字信息解调。
[0255]TS解码器506对来自解调电路505的输出信号进行TS解码,并将音频信息与视频信息分离。
[0256]音频解码器511解码来自TS解码器506的音频信息。
[0257]DA转换器(DAC) 512将来自音频解码器511的输出信号转换为模拟信号。
[0258]音频输出电路513将来自DA转换器(DAC) 512的输出信号输出到扬声器514。
[0259]视频解码器521解码来自TS解码器506的视频信息。
[0260]视频OSD合成电路522将来自视频解码器521的输出信号与来自OSD呈现电路525的输出信号解码。
[0261]视频输出电路523将来自视频OSD合成电路522的输出信号输出到图像显示设备524。
[0262]OSD呈现电路525包括字符产生器,用于在图像显示设备524的显示屏幕上显示字符和数字,并且OSD呈现电路525根据来自操作设备532和IR光学接收器551的指令产生包括显示信息的信号。
[0263]存储器531用于临时存储AV(音频-视觉)数据。
[0264]操作设备532包括诸如控制面板的输入介质(未示出),并且接收由用户输入的各种信息项并向主控制设备501报告各种信息项。
[0265]驱动器IF是双向通信接口,并且符合例如ATAPI (AT附连分组接口 )。
[0266]硬盘驱动器542包括硬盘和用于驱动该硬盘的驱动设备。驱动设备在硬盘中记录数据并且再现该硬盘中记录的数据。
[0267]光盘设备543在光盘(例如DVD)中记录数据,并且再现光盘中记录的数据。
[0268]IR光学接收器551从远程控制发射器620接收光学信号,并向主控制设备501报告该光学信号。
[0269]通信控制设备552控制与因特网的通信。通信控制设备552可以经由因特网获取各种信息项。
[0270]图像显示设备524包括指示器(indicator) 700和显示控制设备780,如图24所不O
[0271]如图25所示,指示器700包括显示器710,其中以矩阵形式布置多个(nXm)个显示元件702。
[0272]如图26所示,显示器710包括沿着X轴方向等距离地布置的η条扫描线(Χ0、Χ1、Χ2、Χ3、……、乂11-2、乂11-1)、沿着¥轴方向等距离地布置的111条数据线(Υ0、Υ1、Υ2、Υ3、……、Ym-1)、以及沿着Y轴方向等距离地布置的m条电流供应线(YO1、Yl1、Y21、Y31、……、Ym-1i)。可以通过使用扫描线和数据线来标识显示元件702。
[0273]如图27所示,每个显示元件702包括有机EL (电致发光)元件750以及用于致使有机EL元件750发光的像素驱动电路720。也就是说,显示器710是所谓的有源矩阵型有机EL显示器。此外,显示器710是彩色32英寸显示器。但是,显示器710的尺寸不限于此。
[0274]如图28所示,有机EL元件750包括有机EL薄膜层740、阴极712和阳极714。
[0275]阴极712由铝(Al)制成。阴极712也可以由镁(Mg)-银(Ag)合金、铝(Al)-锂(Li)合金和ITO (氧化铟锡)制成。
[0276]阳极714由ITO制成。阳极714也可以由诸如In203、Sn0jP ZnO的透明导电氧化物和银(Ag)-钕(Nd)合金制成。
[0277]有机EL层740包括电子传输层742、发光层744和空穴传输层746。阴极712连接到电子传输层742,并且阳极714连接到空穴传输层746。当在阳极714和阴极712之间施加预定电压时,发光层744发光。
[0278]此外,如图27所示,像素驱动电路720包括两个场效应晶体管810和820以及电容器830。
[0279]场效应晶体管810操作为开关元件。栅极电极G连接到预定扫描线,源极电极S连接到预定数据线。此外,漏极电极D连接到电容器830的端子之一。
[0280]电容器830用于记录与场效应晶体管810的状态有关的数据。电容器830的另一端子连接到预定电流供应线。
[0281]场效应晶体管820用于向有机EL元件750供应大电流。场效应晶体管820的栅极电极G连接到场效应晶体管810的漏极电极D。场效应晶体管820的漏极电极D连接到有机EL元件750的阳极。场效应晶体管820的源极电极S连接到预定电流供应线。
[0282]当场效应晶体管810导通时,由场效应晶体管820驱动有机EL元件750。
[0283]如图29所示,显示控制设备780包括图像数据处理电路782、扫描线驱动电路784和数据线驱动电路786。
[0284]图像数据处理电路782基于来自视频输出电路523的输出信号确定显示器710中的多个显示元件702的亮度。
[0285]扫描线驱动电路784响应于来自图像数据处理电路782的指令分别向η条扫描线中的每条施加电压。
[0286]数据线驱动电路786响应于来自图像数据处理电路782的指令分别向m条数据线中的每条施加电压。
[0287]如从以上描述显而易见,根据本实施例的电视设备500具有包括视频解码器521、视频OSD合成电路522、视频输出电路523和OSD呈现电路525的图像数据创建设备。
[0288]在以上描述中,光学控制元件是有机EL元件;但是,本发明不限于此。光学控制元件可以是液晶元件、电致变色元件、电泳元件和电湿润元件。
[0289]例如,当光学控
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