专利名称：显示装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及在基板上制作电致发光(以下简称为EL)元件而形成的显示装置。特别涉及有机EL元件的制造方法。
背景技术：
近年来，作为自发光型的发光元件，具有EL元件的显示装置的研究日益活跃，特别是采用有机材料作为EL材料的显示装置正受到注目。此显示装置也称为EL显示器，其特征在于由于与液晶显示装置不同是自发光型，所以不存在视野角度问题。
EL元件是在一对电极之间夹着包含有机物的层(EL层)的结构，EL层通常为层叠结构。现在一般采用的是在阳极上以空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层，或空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层的顺序层叠的结构。另外，对发光层也可以利用荧光性色素进行掺杂。这些层，既可以使用低分子类的材料，也可以使用高分子类的材料。
另外，在本说明书中，在阳极和阴极之间设置的全部各层总称为包含有机物的层(EL层)。所以，上述的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层以及电子注入层全部都包含在EL层中。在这些有机化合物的成膜方法中公知的有蒸镀法、旋转涂敷法、喷墨法。
另外，在EL元件中，有在相互正交设置的两种带状电极之间形成EL层的方式(单纯矩阵方式)或在与薄膜晶体管(以下简称为TFT)相连接的以矩阵形式排列的像素电极和对置电极之间形成EL层的方式(有源矩阵方式)两种。一般认为，在像素密度增加时，因为对每个像素(或1点)设置开关的有源矩阵型的方式可以使用低电压驱动，所以有利。
有机EL元件，主要由于水分和氧气的原因劣化，有时会出现部分亮度降低和不发光区。在劣化的模式之一中，存在在不驱动的保存时和在驱动中随着时间的经过不发光区扩大，最终全部作为不发光区的缺陷。由于不发光区容易从发光区的边缘部分发生，在扩大时看起来就好像发光区收缩一样，所以将这种缺陷模式称为皱缩(shrink)。另外，在图4(A)中，示出在EL元件制造后立即显示的发光状态，而在图4(B)中示出从EL元件制造后立即算起到出现皱缩的时间的情况。
特别是像有源矩阵型的EL元件，发光区的最小显示单位(像素)的面积很小时，在像素内发生皱缩时会立刻使整个像素变暗。所以，在采用有机EL元件的显示装置时，在发生皱缩时，就很难获得高精细(像素间距很小)且可靠性高的显示。
发明内容
(发明要解决的问题)一般认为，皱缩发生的过程包括由于绝缘膜的表面粗糙而不能充分覆盖阴极，外部的水分从其中的空洞浸入到达EL层的过程，受到绝缘膜等有机物吸收的水分在高温保存时蒸发到达EL层的过程，以及整个基板表面吸附的水分缓慢到达EL层引起劣化的过程。
上述绝缘膜，称为土堤和隔墙，是在以矩阵方式制作显示装置时，为保持相邻像素间和布线的绝缘对阳极的端部进行覆盖而形成的(图1(B)的30、图2(A)的111)。
在皱缩出现的过程之中，对于从外部浸入的水分，可以通过作成绝缘膜的表面粗糙处少，并且作成平缓锥形形状，优选地，上端部或下端部为具有曲率半径的曲面的形状(图6(A)或图6(B)示出其示例)，而使阴极得到良好的覆盖而解决。
另外，对于绝缘膜等吸收的水分和基板表面上附着的水分，可以通过进行真空加热的前处理予以除去。然而，为使皱缩不发生，在进行充分的真空加热时，除了基板加热、冷却之外，一直到装置的真空排气、设定温度为止的加热需要很长时间，会成为大量生产时的瓶颈。另外，在本说明书中所谓的前处理，指的是紧接着包含有机物的层的蒸镀之前进行且一直到蒸镀为止的一贯在真空下进行的处理。
作为现有技术，有报告(专利文献1)称作为基板的前处理，在氩气气氛下施加高频电压，进行等离子处理时，不仅可以除去基板上的有机物，消除发光不均匀，而且具有抑制皱缩发生的效果。然而，也有报告(非专利文献1)称在氩气气氛下施加高频电压，进行等离子处理时，ITO的功函数下降。另外，在氩气气氛下进行等离子处理时，设置于阳极端部的丙烯等有机物的绝缘膜会被削去。绝缘膜削去过多时，阴极和阳极相接而变成短路。
(专利文献1)日本专利特开平7-142168号公报(非专利文献1)Kiyoshi Sugiyama，Hisao Ishii and Yukio OuchiAppl.Phys.87.1.295-298(2000)于是，本发明的目的在于在为了以抑制有机EL元件的上述皱缩等缺陷模式的发生为目的进行等离子处理解决上述的问题，缩短前处理必需的时间。
(用来解决问题的手段)本发明人发现，通过在形成包含有机化合物的层之前，在包含氩气和氧气的气氛中施加高频电压产生等离子体，使发生的等离子冲击第1电极和绝缘膜将水和灰尘驱除等而进行清洗，可以使基板的前处理所需要的时间变短，并且不会对绝缘膜削去过多。此外，还发现在第1电极是ITO时，作为阳极的ITO膜的功函数不减小。
本发明是一种显示装置的制造方法，该显示装置具有薄膜晶体管和发光元件，上述发光元件具有与上述薄膜晶体管的源区或漏区电连接的第1电极、在上述第1电极上形成的包含有机化合物的层、在包含上述有机化合物的层上形成的第2电极，其特征在于通过形成与上述源区或漏区电连接的上述第1电极，形成上述绝缘膜覆盖上述第1电极的端部，对上述第1电极和上述绝缘膜，在包含氩气和氧气的气氛中进行等离子处理之后，在上述第1电极和上述绝缘膜上形成包含有机化合物的层，在包含有机化合物的层上形成第2电极形成上述发光元件。其中，包含有机化合物的层，包含空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层。
在包含氩气和氧气的气氛中进行等离子处理的氩气和氧气的流量比的范围为从1∶9到9∶1。另外，在利用丙烯(acryl)等有机材料形成上述绝缘膜时，为了将其中吸附的水分完全除去，也可以在包含氩气和氧气的气氛中马上进行等离子处理之前，进行真空加热。
其特征在于上述真空加热的温度为100℃～250℃，真空度为小于等于1×10-3Pa，优选地，小于等于1×10-4pa。另外，为了可以将在包含氩气和氧气的气氛中进行等离子处理之前的洁净度保持一定，除了上述真空加热之外，优选地，将湿式清洗法和UV/臭氧清洗等其他清洗进行组合。
在上述构成中，优选地，上述进行真空加热的工序、上述在包含上述氩气和氧气的气氛中进行等离子处理的工序、形成上述包含有机化合物的层的工序、上述第2电极的形成工序不与大气接触，而是在真空状态或包含氩气和氧气的气氛中连续地顺序进行，更优选地，通过一直到封接工序为止都不与大气接触连续进行来抑制水分和氧气的侵入并使可靠性提高。另外，在上述构成中，形成上述第2电极的工序的特征在于电阻加热法或溅射法，对TFT的损伤小。
利用本发明，作为用来在对基板没有恶劣影响的情况下抑制皱缩和发光不均匀的前处理，可以使用在包含氩气和氧气的气氛中的等离子处理。结果可以在很短时间内进行前处理。
图1为示出实施方式的上视图和剖视图。
图2为示出实施例1的工序图。
图3为示出实施例1的示图。
图4为示出随时间而扩大的皱缩的情况的示图。
图5为示出拍摄的用于比较本发明和现有皱缩的情况的照片。
图6为示出实施方式的TEM照片。
具体实施例方式
下面参照附图1对本发明的实施方式进行说明。
(实施方式)图1(A)为示出有源矩阵型显示装置的上视图，图1(B)为沿着点划线A-A’剖开的剖视图。
在图1(A)中，1是源信号线驱动电路，2是像素部，3是栅信号线驱动电路。另外，4是封接基板，5是密封剂，以密封剂5包围的内侧，是利用经过干燥剂(未图示)进行了干燥的惰性气体填充的空间。7是连接各发光元件共用的上部电极和基板上的布线的连接区。
另外，从作为外部输入端子的FPC(柔性印刷电路)9接受视频信号和时钟信号。另外，此处图示的只有FPC，但在FPC中也可以安装印制布线板(PWB)。在本说明书的显示装置中，不仅是显示装置主体，也可以包含在其上安装了FPC或PWB的状态。
源信号线驱动电路1为组合n沟道型TFT和p沟道型TFT而成的CMOS电路。n沟道型TFT具有与栅极的上下层夹着栅绝缘膜15重合的沟道形成区、与栅极的下层夹着栅绝缘膜15重合的低浓度杂质区、与栅极的下层不重合的低浓度杂质区、以及作为源区或漏区的高浓度杂质区。
另外，p沟道型TFT具有与栅极的上层夹着栅绝缘膜15重合的沟道形成区、与栅极的下层夹着栅绝缘膜15重合的低浓度杂质区62d、与栅极的下层不重合的低浓度杂质区、以和作为源区或漏区的高浓度杂质区。另外，形成驱动电路的TFT，也可由公知的CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。另外，在本说明书中，示出在基板上形成驱动电路的驱动电路一体型，但并非必须如此，也可以不是在基板上，而是在外部形成。
在图1(B)中示出电流控制用TFT50，开关用TFT40，电容41的剖面图。在图1(B)中，作为开关用TFT40，示出使用具有中间夹着栅绝缘膜15与栅极64重合的多个沟道形成区60a的n沟道型TFT的一例。另外，47、48是源布线或漏布线，60b是源区或漏区，60c是与栅极64不重合的低浓度杂质区。电容41，以层间绝缘膜22、20作为介电体，由电极46和电极63形成保持电容，并且以栅绝缘膜15作为介电体，也由电极63和半导体膜42形成保持电容。
另外，像素部2，由包含开关用TFT40、与第1电极(阳极)28相连接的电流控制用TFT50、与该漏区或源区(高浓度杂质区)62b电连接的作为下部电极的第1电极(阳极)28、和电容41的多个像素形成。在一个像素中形成多个TFT。电流控制用TFT50，具有与栅极的上层66b和栅极的下层66a夹着栅绝缘膜15重合的沟道形成区62a，与栅极的下层66a夹着栅绝缘膜15重合的低浓度杂质区62d，以及与栅极的下层66a不重合的低浓度杂质区62c。另外，23、24是源极或漏极，24是第1电极(阳极)28和高浓度杂质区62b相连接的连接电极。
另外，作为层间绝缘膜20、21、22，可以使用感光或非感光性的有机材料(聚酰亚胺、丙烯、聚酰胺、聚酰胺亚胺、光刻胶或苯并环丁烯)，溅射法、CVD法或涂敷法使用的无机材料(氧化硅、氮化硅、氧化氮化硅等)，或这些材料的叠层等。在图1(B)中，设置有覆盖栅极和栅绝缘膜15由氮化硅膜构成的无机绝缘膜20，此无机绝缘膜20，是为了通过在使膜中包含氢的条件下进行成膜、进行加热处理使半导体层的悬挂键终止的氢化而设置的无机绝缘膜。与由氧化硅膜构成的栅绝缘膜15的存在无关，可以使存在于下方的半导体层氢化。另外，层间绝缘膜21，在利用涂敷法使感光性有机材料成膜之后，利用湿法刻蚀或干法刻蚀进行选择刻蚀以使上端部成为具有曲率半径的曲面。另外，在使用有机材料作为层间绝缘膜21时，从层间绝缘膜21中有水分、气体及杂质扩散，为了使以后形成的发光元件不会发生劣化而对其进行阻挡，优选地，使用氮化硅膜、氧化氮化硅膜、氧化氮化铝膜或由这些层叠构成的层间绝缘膜22覆盖。另外，层间绝缘膜22可以阻挡杂质从基板10向发光元件扩散和从发光元件向TFT扩散。另外，在采用具有吸湿性的有机材料作为层间绝缘膜21时，由于在以后的工序中在其他构图中使用的剥离液等的溶液在曝光时会膨胀，必须在此进行烘烤，通过以层间绝缘膜22进行覆盖可以使层间绝缘膜21不膨胀。
另外，在使用无机绝缘膜作为层间绝缘膜20～22时，可以使用PCVD法或溅射法成膜，特别是在利用RF溅射法将硅作为靶，在基板温度为室温～350℃，成膜压力为0.1Pa～1.5Pa，施加13.56MHz的高频电力(5～20W/cm2)，只使用氮气或氮气和氩气的混合气体形成的氮化硅膜，对于Na、Li和其他属于周期表的I族或II族的元素的阻挡效果极强，可以有效地抑制这些可动离子等的扩散。
作为本发明使用的第2电极(阴极)32使用在铝中添加0.2～1.5wt％(优选地，0.5～1.0wt％)的锂的金属膜时，在电荷注入性以及其他点上都合适，但是在使用包含锂的材料作为第2电极(阴极)32时，令人担心锂的扩散会害及晶体管的工作，在层间绝缘膜22是由RF溅射法产生的氮化硅膜时，可以防止锂向TFT的扩散。
在采用感光性有机树脂材料作为层间绝缘膜21时，如图1(B)所示，容易在上端部形成具有曲率半径的曲面的接触孔，而在采用非感光性的有机树脂材料或无机材料作为层间绝缘膜22时，成为图2(A)、(B)所示的接触孔的剖面图。
另外，在第1电极(阳极)28的两端形成绝缘膜(也称为挡板、隔墙、障壁、土堤等)30，在第1电极(阳极)28上形成包含有机化合物的层(也称为EL层)31。作为第1电极(阳极)28，可以使用透明导电膜(ITO(氧化铟氧化锡合金)、氧化铟氧化锌合金(In2O3-ZnO)、氧化锌(ZnO)等)。
由于包含有机化合物的层31极薄，第1电极(阳极)28的表面平坦是优选，例如，在第1电极(阳极)28的构图前，或在构图后，可以利用化学和机械的研磨处理(代表性技术为CMP技术)进行平坦化。在进行CMP时，使电极24或绝缘膜30的膜厚变薄。或者，在使电极24的端部成为锥形形状时，还可以使第1电极(阳极)28的平坦性提高。另外，为了使第1电极(阳极)28的平坦性提高，在采用有机树脂膜作为层间绝缘膜21时，优选地，通过设置无机绝缘膜作为层间绝缘膜22，防止裂纹发生并抑制刚刚制作后发生的不发光区和点缺陷。
另外，作为绝缘膜30，可以使用感光或非感光性的有机材料(聚酰亚胺、丙烯、聚酰胺、聚酰胺亚胺、光刻胶或苯并环丁烯)，CVD法、溅射法或涂敷法使用的无机材料(氧化硅、氮化硅、氧化氮化硅等)，或这些材料的叠层等。另外，在使用感光性有机材料作为绝缘膜30时，感光性有机材料大致可分为两种，由于感光性的光使刻蚀剂产生不溶解性的负型或由于光使刻蚀剂产生溶解性的正型，任何一种都可以使用。另外，在是由有机材料构成的绝缘膜30时，绝缘膜30也可以以无机绝缘膜(溅射法的氮化硅膜等)进行覆盖。
另外，为了提高第1电极(阳极)28的表面的洁净度，在绝缘膜30形成前或形成后进行清除异物(灰尘等)的清洗(刷子清洗和海绵清洗)，可使黑点和点缺陷的发生减少。在海绵清洗等湿式清洗进行之后，在大气压力下在100～250℃的烘箱中加热30分～2小时，除去基板中的水分。冷却后，进行UV/臭氧处理。
接着，将基板转移到成膜装置内，通过在该包含氩气和氧气的气氛中施加高频电压，产生等离子，使产生的等离子冲击第1电极(阳极)28和绝缘膜30等。通过在包含氩气和氧气的气氛中进行的等离子处理，将在第1电极(阳极)28和绝缘膜30中的水和灰尘等驱除，具有抑制皱缩、发光不均匀的效果。此外，与现有相比较可缩短前处理工序的时间。另外，为了将进入TFT和绝缘膜中的水分完全除去，也可以在包含氩气和氧气的气氛中进行的等离子处理之前进行真空加热。在此场合，在清洗后在烘箱中加热之后立即真空排气到小于等于5×10-3Torr(0.665Pa)，优选地，小于等于10-4Pa的压力，并在100℃～250℃，优选是150℃～200℃，加热大于等于例如20分钟之后，自然冷却20分钟除去吸附的水分。另外，由于其中存在不能耐受250℃的热处理的材料，真空加热的条件必须根据层间绝缘膜材料和布线材料适当进行设定。
接着，在真空排气到小于等于5×10-3Torr(0.665Pa)，优选是小于等于10-4Pa的压力的蒸镀室中进行蒸镀，形成包含有机化合物的层(EL层)31，在包含有机化合物的层31上利用蒸镀法(电阻加热法)或溅射法形成第2电极(阴极)32。结果，形成具有第1电极(阳极)28、包含有机化合物的层(EL层)31和第2电极(阴极)32的发光元件。
作为包含有机化合物的层(EL层)31，可以是高分子材料、低分子材料、无机材料或这些材料的混合层、或分散有这些材料的层、或这些材料的层适当组合的叠层。另外，在形成包含有机化合物的层(EL层)31之后，优选是进行真空加热来进行脱氢。
也可以是从包含有机化合物的层(EL层)31发出的光是白光，并通过另外设置彩色滤波器和色变换层等显示彩色的发光显示装置。另外，在作为只进行简单显示的显示装置、照明装置使用时，可以进行单色发光(代表性地为发白光)。例如，也可以在空穴传输性的聚乙烯咔唑(PVK)中分散了电子传输性的1，3，4-oxadiazole衍生物(PBD)。另外，可以将30wt％的PBD在作为电子传输剂进行分散，通过将4种色素(四苯基丁二烯(TPB)、邻吡喃酮6，4-二氰基甲叉-2-甲-6-p-二甲基氨基苯乙烯-4H-吡喃(DCM1)、尼罗红)以适当量分散可以得到发白光。另外，适当选择发红光的有机化合物膜、发绿光的有机化合物膜和发蓝色的有机化合物膜，通过重叠混色整体上可以得到发白光。
另外，第2电极(阴极)32，由于在借助使用电子束的蒸镀法进行蒸镀时射出的X射线可能对TFT造成损伤，所以优选是利用电阻加热法进行蒸镀。作为第2电极(阴极)32的材料，可以将MgAg、MgIn、AlLi、CaF2、CaN等的合金或属于周期表的I族或II族的元素和铝利用共蒸镀法形成的膜作成膜厚在100nm～500nm范围的薄膜使用。第2电极(阴极)32的膜厚厚时可以阻挡水分和氧气扩散到包含有机化合物的层中。
在使发光元件发白光时，在基板上设置由着色层和黑矩阵构成的彩色滤波器(为简化起见此处未图示)。
第2电极(阴极)32，也用作全部像素的共用布线，经过布线与EPC9电连接。另外，在图1(A)、(B)中，示出使第2电极(阴极)32与布线45相连接的连接区7，引导此布线45与FPC9电连接。另外，端子部，通过由与栅极用同一工序形成的电极、与源极或漏极用同一工序形成的电极、与第1电极(阳极)28用同一工序形成的电极层叠构成的端子电极，与EPC9利用导电粘接剂等粘接剂粘贴而成。另外，端子部的构成没有特别的限制，适当形成即可。
另外，为了对在基板10上形成的发光元件进行密封，利用包含填料的密封剂5粘接密封基板4。另外，为确保密封基板4和发光元件之间的间隔也可以设置由树脂膜构成的隔离物。于是，在密封剂5的内侧的空间中填充氮气等惰性气体。另外，作为密封剂5可以使用环氧树脂。另外，密封剂5，优选是尽可能不透水和氧气的材料。此外，也可以在空间的内部设置具有吸收氧气和水分的效果的物质(干燥剂等)。
另外，在本发明中，作为构成密封基板4的材料，除了玻璃基板和石英基板之外，可以使用FRP(玻璃纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯膜、聚酯或丙烯等构成的塑料基板。另外，在使用密封剂5粘接密封基板4之后，还可以利用密封剂进行密封将侧面(暴露面)覆盖。
通过以上述方式将发光元件封入密闭空间，可以将发光元件与外部完全隔断，可以防止水分和氧气这一类促使有机化合物层劣化的物质从外部侵入。因此，可以得到不会发生皱缩的可靠性高的显示装置。
另外，在本发明中图1(B)的像素部的开关用TFT40的结构并不限定于上述结构，例如，除了经栅绝缘膜与栅极不重合的低浓度杂质区60c之外，也可以将与栅极重合的低浓度杂质区60b设置于沟道形成区60a和漏区(源区)之间。另外，对栅极的形状没有限制，也可以是单层的栅极。
另外，此处是以顶栅型TFT为例进行说明的，但本发明的应用与TFT的结构无关，例如，可以应用于底栅型(逆交错型)TFT。
另外，在图1(B)中，示出的是在形成与源区或漏区相接的连接电极24之后，形成第1电极(阳极)28的结构，但并没有特别的限定，例如，也可以在第1电极(阳极)28形成之后形成与源区或漏区相接的连接电极。
另外，还可以设置覆盖与源区或漏区相接的电极的层间绝缘膜，并在接触孔形成之后，在该层间绝缘膜上形成与电极相连接的第1电极。
(实施例)下面示出的是与TFT连接的第1电极是阳极，在第1电极(阳极)以矩阵形状配置的有源矩阵基板上形成包含有机化合物的层和第2电极(阴极)的示例(图2)。
首先，在具有绝缘表面的基板100上形成TFT。TFT包括栅极105；栅绝缘膜106a；沟道形成区102；漏区或源区103、104；源极或漏极107、108；以及绝缘膜106b、106c。作为第1电极110，使用功函数大的金属(Pt、Cr、W、Ni、Zn、Sn、In)，在本实施例中使用借助溅射法形成的ITO构成的导电膜。在本实施例中，作为TFT使用沟道形成区具有结晶结构的半导体膜(代表性的是多晶硅膜)的p沟道型TFT。
另外，TFT的层间绝缘膜的最上层，即第1电极(阳极)110和在下面相接的绝缘层106c是无机绝缘膜(代表性的是利用RF溅射法形成的氮化硅膜)。通过设置覆盖性良好的无机绝缘膜，可使在上面形成的第1电极(阳极)110没有裂纹。另外，由于采用无机绝缘膜时可使表面的吸附水分减少，以后即使是进行包含有机化合物的层的成膜，也可以抑制皱缩的发生。
利用此RF溅射法形成的氮化硅膜，是将硅作为靶使用的致密膜，使用LAL500的刻蚀速度慢到0.77nm/min～8.6nm/min，膜中的氢浓度利用SIMS测定为1×1021原子/cm3。另外，所谓的LAL500是桥本化成株式会社制的“LAL500SA缓冲氟酸”，包含NH4HF2(7.13％)和NH4F(15.4％)的水溶液。另外，此RF溅射法的氮化硅膜，在BT应力试验后的C-V特性的偏移无差异，可以阻挡碱金属和杂质。
另外，通过使用有机树脂膜作为层间绝缘膜106b，可以提高平坦性。另外，在使用利用PCVD法和溅射法产生的氧化硅膜、氧化氮化硅膜、氮化硅膜代替有机树脂膜时，在发光元件制作后不会立即出现不发光区的产生和不发光区的扩大，可以消除第1电极(阳极)110上的裂纹。
接着，形成覆盖第1电极(阳极)110端部的绝缘膜111(图2(A))。绝缘膜111，是为了覆盖TFT的接触孔和布线109，保持相邻的像素间和布线的绝缘。作为绝缘膜111，可以使用无机材料(氧化硅、氮化硅、氧化氮化硅等)，感光或非感光性的有机材料(聚酰亚胺、丙烯、聚酰胺、聚酰胺亚胺、光刻胶或苯并环丁烯)，或这些材料的叠层等。使用由于光使刻蚀剂产生不溶解性的负型感光性丙烯，使绝缘膜111的上端部具有第1曲率半径的曲面以及使下端部具有第2曲率半径的曲面。优选地，使上述第1曲率半径和上述第2曲率半径为0.2μm～3μm。
另外，本实施例，是使用由于光的作用变得溶解于刻蚀剂的正型有机树脂。此时，可以只有绝缘膜111的上端部为具有曲率半径的曲面。通过使绝缘膜111的上端部或下端部成为具有曲率半径的曲面，可使发光元件在制作后不会立即出现不发光区，绝缘膜111的形状可以任意。
另外，绝缘膜111也可由铝膜、氮化氧化铝膜或氮化硅膜组成的保护膜覆盖。由于利用无机绝缘膜组成的保护膜覆盖可以减小表面吸附的水分，即使是以后进行包含有机化合物的层的成膜，也可以抑制皱缩的发生。
下面利用图3对于使绝缘膜的上端部或下端部具有曲率半径的曲面的效果予以说明。在图3中，200是基板，201是底层绝缘膜，202是栅绝缘膜，203是层间绝缘膜，204是氮化硅膜，205是第1电极(阳极)，206是绝缘膜，207是包含有机化合物的层，208是第2电极(阴极)。于是，绝缘膜206，在上端部206a(图3中以圆包围的区域)处具有曲面，在下端部206b(图3中以圆包围的区域)处也具有曲面，由于基板面与绝缘膜206的侧面形成的角(锥形角)θt(θt＝35°～70°)，很平缓，具有在其上形成的包含有机化合物的层207、第2电极(阴极)208的覆盖良好的效果。
在绝缘膜111形成之后，为了除去第1电极(阳极)110表面上散在的微小颗粒，可使多孔质的海绵(代表性的是PVA(聚乙烯醇)制、尼龙制)含有表面活性剂(弱碱性)，擦拭第1电极(阳极)110的表面进行清洗。之后，在200℃的烘箱中在大气压力下加热1小时。自然冷却后，进行UV/臭氧处理370秒，将基板装到成膜装置上，在包含氩气和氧气的气氛中进行等离子处理。在本实施例中，在将成膜装置的室内减压到小于等于1×10-5Torr的真空度之后，一直到8.3×10-2Torr(11Pa)以流量比Ar∶O2＝67sccm∶133sccm(3∶7)导入气体，以75W、Gap50mm施加高频电压90秒，在包含氩气和氧气的气氛中进行等离子处理。
作为包含有机化合物的层112，在彩色显示时，具体言之，可利用分别使用蒸镀掩模蒸镀显示红色、绿色、蓝色的发光的材料层的蒸镀法或喷射法等进行适当地有选择地成膜。
在本实施例中，形成显示绿色发光的包含有机化合物的层112。作为空穴注入层，采用CuPc形成20nm厚的膜，作为空穴注入层，采用芳香族胺系材料的4，4-双-[N-(萘)-N-苯基-胺]联二苯(以下简称为α-NPD)形成40nm厚的膜之后，使用同一蒸镀掩模，作为绿色发光层，利用添加二甲基喹吖啶酮(DMQD)的3-6-喹啉铝络合物(以下称其为Alq3)形成40nm厚的膜，作为电子传输层，以Alq3形成40nm厚的膜，而作为电子注入层，利用CaF2形成1nm厚的膜。
另外，形成显示蓝色发光的包含有机化合物的层112。作为空穴注入层，采用CuPc形成20nm厚的膜，作为空穴注入层，在采用α-NPD形成40nm厚的膜之后，使用同一蒸镀掩模，作为阻挡层，利用バソキュプロィン(BCP)形成10nm厚的膜，作为电子传输层，以Alq3形成40nm厚的膜，而作为电子注入层，利用CaF2形成1nm厚的膜。
另外，形成显示红色发光的包含有机化合物的层112。作为空穴注入层，采用CuPc形成20nm厚的膜，作为空穴注入层，在采用α-NPD形成40nm厚的膜之后，使用同一蒸镀掩模，利用添加DCM1的Alq3形成40nm厚的膜，作为电子传输层，以Alq3形成40nm厚的膜，而作为电子注入层，利用CaF2形成1nm厚的膜。
另外，第2电极(阴极)113，由于在借助使用电子束的蒸镀法进行蒸镀时射出的X射线可能对TFT造成损伤，所以优选是利用电阻加热法进行蒸镀。作为第2电极(阴极)113的材料，可以将MgAg、MgIn、AlLi、CaF2、CaN等的合金或属于周期表的I族或II族的元素和铝利用共蒸镀法形成的膜作成膜厚在100nm～500nm范围的薄膜使用。第2电极(阴极)的膜厚厚时可以阻挡水分和氧气扩散到包含有机化合物的层中。在本实施例中，只使用铝利用电阻加热法形成厚度为200nm的膜。
通过从在包含氩气和氧气的气氛中进行等离子处理工序起一直到密封工序在真空下进行的以上的工序，可以在短时间内，形成无皱缩并且无发光不均匀的发光元件，利用此工序可以制作有机EL元件。
下面对在形成包含有机化合物的层之前的前处理工序的条件进行改变时，对皱缩和发光不均匀进行比较。
(比较例1)作为前处理工序，在对成膜装置内的室减压到小于等于1×10-3Pa之后，在170℃加热30分钟，自然冷却30分钟。从真空加热一直到密封工序不破坏真空，可以制作出与实施例一样的有机EL元件。
(比较例2)在利用UV/臭氧进行清洁后，作为前处理工序，真空加热和在包含氩气和氧气的气氛中的等离子处理等一切都不进行，从真空加热一直到密封工序不破坏真空，可以制作出与实施例一样的有机EL元件。
对在上述前处理工序中形成的实施例1和比较例1、2的有机EL元件，进行了初始状态的发光状态和在65℃、湿度95％的气氛中保存190小时之后的皱缩产生情况的观察。
评价的结果如图5、表1所示。表中○是良好，×是差。
另外，在图5(A)中示出实施例的结果，在左侧是初始状态的发光状态的照片，在右侧是在65℃、湿度95％的气氛中保存190小时之后的照片。同样，在图5(B)中示出比较例1的结果，在左侧是初始状态的发光状态的照片，在右侧是在65℃、湿度95％的气氛中保存190小时之后的照片。在图5(C)中示出比较例2的结果，在左侧是初始状态的发光状态的照片，在右侧是在65℃、湿度95％的气氛中保存190小时之后的照片。
表1
从这些结果可知，作为前处理短时间在包含氩气和氧气的气氛中进行等离子处理的元件，与长时间进行真空加热的元件可以在相同程度上抑制在高温高湿保存后的皱缩的发生。此外，因为通过等离子处理可以除去只利用真空加热不能除去的在第1电极(阳极)上残留的有机材料，所以可以得到没有发光不均匀的有机EL元件。
利用本发明，通过作为用来在对基板没有恶劣影响的情况下抑制皱缩和发光不均匀的前处理，可以使用在包含氩气和氧气的气氛中进行等离子处理，可以在短时间中进行前处理。结果，在大量生产显示装置时，可以提高生产率。
权利要求
1.一种显示装置的制造方法，该显示装置具有薄膜晶体管和发光元件，其特征在于包括形成与源区或漏区电连接的第1电极；形成绝缘膜以覆盖上述第1电极的端部；对上述第1电极和上述绝缘膜，在包含氩气和氧气的气氛中进行等离子处理之后，在上述第1电极和上述绝缘膜上形成包含有机化合物的层；在包含有机化合物的层上形成第2电极，从而形成上述发光元件。
2.一种显示装置的制造方法，该显示装置具有薄膜晶体管和发光元件，其特征在于包括形成与源区或漏区电连接的第1电极；在形成绝缘膜以覆盖上述第1电极的端部之后，对上述第1电极和上述绝缘膜进行清洗；对上述第1电极和上述绝缘膜，在包含氩气和氧气的气氛中进行等离子处理之后，在上述第1电极和上述绝缘膜上形成包含有机化合物的层；在包含有机化合物的层上形成第2电极，从而形成上述发光元件。
3.一种显示装置的制造方法，该显示装置具有薄膜晶体管和发光元件，其特征在于包括形成与源区或漏区电连接的第1电极；形成绝缘膜以覆盖上述第1电极的端部；对上述第1电极和上述绝缘膜进行真空加热；对上述第1电极和上述绝缘膜，在包含氩气和氧气的气氛中进行等离子处理之后，在上述第1电极和上述绝缘膜上形成包含有机化合物的层；在包含有机化合物的层上形成第2电极，从而形成上述发光元件。
4.如权利要求3所述的显示装置的制造方法，其特征在于上述真空加热的温度为100℃～250℃。
5.如权利要求3所述的显示装置的制造方法，其特征在于在上述真空加热时真空度为小于等于1×10-4Pa。
6.如权利要求3所述的显示装置的制造方法，其特征在于对上述第1电极和上述绝缘膜进行真空加热，对上述第1电极和上述绝缘膜在包含氩气和氧气的气氛中进行等离子处理之后在上述第1电极和上述绝缘膜上形成包含有机化合物的层，以及在包含有机化合物的层上形成第2电极，是在真空状态或在包含氩气和氧气的气氛中连续地顺序进行的。
7.如权利要求1至3任何一项所述的显示装置的制造方法，其特征在于上述第2电极是阴极，且上述阴极是利用电阻加热法或溅射法形成的。
8.如权利要求1至3任何一项所述的显示装置的制造方法，其特征在于上述绝缘膜是聚酰亚胺、丙烯、聚酰胺、聚酰胺亚胺、光刻胶或苯并环丁烯。
全文摘要
一种显示装置的制造方法，可以抑制发光元件中的皱缩和发光不均匀等的缺陷模式，且缩短包含有机化合物的层(EL层)的前处理必需的时间。本发明的特征在于，通过形成与上述源区或漏区电连接的上述第1电极，形成上述绝缘膜以覆盖上述第1电极的端部，对上述第1电极和上述绝缘膜在包含氩气和氧气的气氛中进行等离子处理之后，在上述第1电极和上述绝缘膜上形成包含有机化合物的层，在包含有机化合物的层上形成第2电极，从而形成发光元件。
文档编号H05B33/22GK1732719SQ200380107560
公开日2006年2月8日 申请日期2003年12月19日 优先权日2002年12月27日
发明者土屋薰, 石垣步, 斋藤惠子 申请人:株式会社半导体能源研究所