发光器件的制作方法

专利名称：发光器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有源矩阵的发光器件。更加具体地，本发明涉及一种部件的结构， 从该结构可以出射荧光。
现有技术 使用场致出射荧光器件(一种发光器件)的发光器件作为一种宽视角和低能耗的 显示设备引起了注意。 作为用于主要用来显示的发光器件的驱动方法有有源矩阵驱动型和无源矩阵驱 动型。在有源矩阵驱动型驱动方法的发光器件中，能够在每个发光器件中控制发射状态、非 发射状态或类似状态。因此，能够采用比无源矩阵发光器件更小的能耗驱动，并且它不仅适 合于作为微小电器的显示部分安装例如移动电话，而且还作为大尺寸的电视机的显示部分
安装等等。 此外，在有源矩阵发光器件中，每一发光器件都具有一个控制各发光器件的驱动 的电路。该电路和发光器件布置在衬底上，使得电路可防止荧光外射。发光绝缘层叠置在 与发光器件重叠的部件中，通过该绝缘层向外部出射荧光。为了形成一个晶体管，设置这些 绝缘层，该晶体管是电路的组件、电路器件例如电容器件或配线。 有时由于每一绝缘层的折射率的不同，荧光彼此干涉多次。结果，导致这样一个问 题，即发射光谱随着相对于可出射荧光的侧面的视角而改变，并且在发光器件中显示的图 像的能见度会退化。 此外，在无源矩阵显示设备中也会由于每一层的折射率的不同产生图像能见度的 退化。例如，文献l :日本专利公开No.Hei7-211458提出了一个问题，即由于构成发光器件 的每一层的折射率不同，因此在界面处会反射外部光和荧光，从而能见度退化。专利文献1 还提出了一种具有能够解决上述问题的器件结构的发光器件。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种发光器件，其中减小了随着相对于可出射荧光的侧 面的视角在发射光谱中的变化。 根据本发明的一一个方面，发光器件具有一个晶体管，一个覆盖该晶体管的绝缘 层和在绝缘层的开口中设置的一个发光器件。 这里，晶体管和发光器件通过连接部分电连接。此外，该连接部分通过贯穿绝缘层 的接触孔与晶体管连接。 注意绝缘层可以是单层或其中叠置了包括不同物质的多个层的多层。 根据本发明的发光器件具有一个晶体管，一个发光器件，一个该覆盖晶体管的绝缘层和一个覆盖该绝缘层的堤层。此外，在堤层中设置第一开口，在第一开口的内部设置第 二开口 ，在第二开口中设置发光器件。 这里，晶体管和发光器件通过连接部分电连接。此外，该连接部分通过贯穿绝缘层 的接触孔与晶体管连接。 注意绝缘层可以是单层或其中叠置了包括不同物质的多个层的多层。
根据本发明的发光器件具有一个晶体管和一个覆盖该晶体管的绝缘层。该绝缘层 具有第一开口 ，设置第一 电极从而覆盖该第一开口 。进一步地，设置一个覆盖该绝缘层的堤 层。该堤层具有第二开口。在第二开口中，暴露一部分第一电极。在所述的第一电极的暴 露部分上设置一个发光层，并且在发光器件上设置一个第二电极。 这里，晶体管和发光器件通过连接部分电连接。此外，该连接部分通过贯穿绝缘层
的接触孔与晶体管连接。此外，第一电极由具有透光特性的导电物质组成。 注意绝缘层可以是单层或其中叠置了包括不同物质的多个层的多层。 根据本发明的发光器件具有一个发光器件和一个晶体管。该发光器件在第一绝缘
层上形成，使得发光层夹在第一电极和第二电极之间。此外，晶体管在第一绝缘层上提供的
第二绝缘层的上方形成，使得第三绝缘层夹在半导体层和第三电极之间。此外，该晶体管覆
盖有第四绝缘层。第三绝缘层具有一个开口，在该开口中设置发光器件。进一步地，在同一
层中设置第一电极和半导体层。 这里，半导体层和第一电极通过连接部分电连接。该连接部分通过贯穿绝缘层的
接触孔与晶体管连接。此外，第一电极由具有透光特性的导电物质组成。 注意第三绝缘层可以是单层或其中叠置了包括不同物质的多个层的多层。 根据本发明，能够获得一种发光器件，其中减小了随着相对于可出射荧光的侧面
的视角在发射光谱中的变化。 此外，通过减小随着相对于可出射荧光的侧面的视角在发射光谱中的变化，能够 获得一种可以提供具有高能见度的图像的显示设备或类似设备。 通过结合附图阅读下面详细的说明，本发明的这些和其它目的、特征以及优点将
变得更加明显。 附图简述

图1是显示了根据本发明的某一方面的发光器件的结构的视图
图2是显示了根据本发明的某一方面的发光器件的结构的视图
图3是显示了根据本发明的某一方面的发光器件的结构的视图
图4是显示了根据本发明的某一方面的发光器件的结构的视图
图5是显示了根据本发明的某一方面的发光器件的结构的视图
图6A至6E是显示了用于制造根据本发明的某一方面的发光器件的方法的视图；
图7A至7B是显示了用于制造根据本发明的某一方面的发光器件的方法的视图；
图8A和8B是显示了根据本发明的某一方面在一个实验中使用的检验有效性的示 例的结构的视图； 图9A和9B是显示了根据本发明的某一方面在一个实验中使用的检验有效性的示 例的发射光谱的图表； 图IOA和IOB是显示了根据本发明的某一方面在一个实验中使用的检验有效性的示例的发射光谱的图表； 图IIA和IIB是显示了根据本发明的某一方面在一个实验中使用的检验有效性的 示例的发射光谱的图表； 图12A和12B是显示了根据本发明的某一方面的发光器件的视图；
图13是显示了用于驱动根据本发明的某一方面的发光器件的电路图；
图14是显示了用于驱动根据本发明的某一方面的发光器件的电路图；
图15是显示了根据本发明的某一方面的发光器件在密封之后的视图；
图16是显示了根据本发明的某一方面的整个发光器件的示意图；
图17A和17B是显示了应用本发明的电子设备的视图。
具体实施例方式
下面参考附图描述本发明的一个实施例。然而，应该理解对于本领域技术人员来 说各种变化和修改将是明显的。因此，不能将本发明解释为限制到该实施方案中的描述。
[实施方案1] 参考图1描述根据本发明的发光器件。 在衬底上设置具有两层绝缘层12a和12b的绝缘层12。在绝缘层12b上，设置包 括半导体层14a、栅绝缘层15和栅电极16的交错晶体管17。此外，晶体管17覆盖有一层 绝缘层18。 这里，使用具有透光特性的物质如玻璃或石英用于衬底11。此外，能够使用任何物 质用于衬底ll，只要它具有透光特性，并用作支撑晶体管17和发光器件24的支撑介质。
在该实施方案中，为了防止从衬底11传播的杂质混入到晶体管17中，提供绝缘层 12a和12b。绝缘层12a和12b分别包括不同的物质。注意优选地绝缘层12a和12b包括 由二氧化硅、氮化硅、含氧的氮化硅或类似化合物组成的层。或者，这些绝缘层可以是包括 其它材料。尽管在该实施方案中绝缘层12是多层，但是它也可以是单层。另外，当充分抑 制了来自衬底11的杂质混合物时，不必特别地设置绝缘层12。 在绝缘层12上形成发光器件24，使得发光层22夹在第一电极20和第二电极23 之间。第一电极20与绝缘层12a接触。另外，更加优选的是绝缘层12a是一个具有防止杂 质如上所述地传播的功能的薄膜，并包括其折射率等于或小于第一电极20的物质。
注意第一电极20和第二电极23中的一个用作正极，另一个用作负极。另外，优选 的是第一电极20包括具有透光特性的导电物质，如氧化铟锡(ITO)。注意可以使用包含二 氧化硅，IZO(氧化铟锌)的ITO等类似化合物以及ITO，其中将2%至20%的氧化锌混入到 氧化铟锡中。 发光层22具有发光物质，并且其由单层或多层组成。此外，发光层22可以是一种 无机材料或一种有机材料；或者，它可以包括上面两种材料。 晶体管17和发光器件24通过包括导线的连接部分19a电连接。注意在绝缘层18 上设置该连接部分19a，并通过贯穿绝缘层18的接触孔进一步到达半导体层14a。此外，一 部分或者整个连接部分19a与第一电极20接触。 在绝缘层18中设置第一开口，使得暴露一部分绝缘层12a。然后，设置第一电极 20，从而覆盖第一开口 。注意并不总是需要使用第一 电极20覆盖整个开口 ，只要使第一 电极20覆盖从开口暴露的绝缘层12a。进一步地，设置具有第二开口的堤层21，从而暴露一 部分第一电极20。此外，另一部分(连接部分19a、配线19b、绝缘层18等类似部分)由堤 层21覆盖。 在第二开口中，在第一 电极20上设置发光层22，进一步地，在发光层22上设置第 二电极23。以这种方式叠置的第一电极20、发光层22和第二电极23构成发光器件24。
此外，在图1示出的发光器件中，在绝缘层18的侧壁上叠置连接部分19a和第一 电极20。通过采用这种结构，甚至当第一电极20或连接部分19a不能充分地覆盖绝缘层 18的侧壁时，仍然能够保持第一电极20和连接部件19a之间的连接。此外，像图1示出的 发光器件一样，可以设置形成在同一层中作为连接部分19a的薄膜19d，从而覆盖整个绝缘 层18的侧壁。注意可以彼此整体地形成连接部分19a和薄膜19d或者反之。
注意绝缘层18可以具有包括多个层的多层结构，或单层结构。此外，绝缘层18可 以包括无机材料如二氧化硅、硅氧烷或氮化硅，或者有机材料如丙稀或聚酰亚胺。绝缘层18 可以既包括无机材料又可以包括有机材料。在任何一种情况中，只要材料是绝缘体就都是 可接受的。 在根据本发明的发光器件中，在绝缘体例如绝缘层12a或12b上设置晶体管17和 发光器件24。此外，特别地在图1中，在绝缘层12b上设置半导体层14a和14b，在绝缘层 12a上设置第一电极20。因此，可以在不同的层或同一层上设置半导体层14a和14b以及 第一电极20。例如，可以在绝缘层12a上设置半导体层14a和14b，或者在绝缘层12b上设 置第一电极20(图3)。这里，如图3所示当绝缘层12a和12b在衬底11和第一电极20之 间形成时，优选地将衬底ll和绝缘层12a和12b选择成具有几乎相同的折射率。或者，优 选的是，叠置绝缘层12a和12b，使得每一层的折射率减小，从而使衬底11的折射率最小。 在任何一种情况中，只要它是这样一种结构其中在绝缘体上设置了晶体管17和发光器件 24，并且能够防止杂质从衬底11向晶体管传播，就都是可接受的。 此外，并不总是需要设置薄膜19d。例如，其中没有设置像图4示出的发光器件一
样的薄膜19d的发光器件也是可接受的。在图1示出的发光器件中，设置半导体层14b，从
而在与半导体层14a相同的层中包围第一电极20。然而，像图5示出的发光器件一样，例
如，具有半导体层14b不包围第一电极20的结构的发光器件也是可接受的。 注意，晶体管17的结构不是特别限定的。晶体管17可以是单栅极型或多栅极型。
此外，晶体管17可以具有单漏结构、LDD(稍微掺杂质的漏)结构或者其中LDD区域和栅电
极彼此重叠的结构。 此外，图2是根据本发明的发光器件的顶视图。注意在图2中，沿虚线A-A'的部 分横截面在图1的横截面视图中示出了。因此，对于对应于在图1中示出的那些部分，与图 l使用相同的附图标记。即，标记14表示半导体层；16表示栅电极；19b表示配线；以及19a 表示连接部分。另外，标记20表示第一电极，21表示堤层。进一步地，尽管在图l没有示 出，标记19c、29a和29b表示配线；27和28表示晶体管。 在上述的发光器件中，发光器件24发出的荧光通过第一电极20、绝缘层12和衬底 11向外射出。 在根据上述本发明的发光器件中，当发光器件发出的荧光向外部射出时，可减小 荧光穿过的层的数量。因此，在层与层之间的界面中，减少了来自发光器件的荧光反射的次
8数和反射量。结果，反射引起的多重干涉得到了控制。 如上所述，根据本发明的发光器件具有这种能够控制多重干涉的结构，发光器件具有更高的能见度，并且减小了随着相对于可出射荧光的侧面的视角在发射光谱中的变化。[实施方案2] 参考图6和7描述了一种用于制造根据图1和2示出的本发明的发光器件的方法。
在衬底11上顺序叠置绝缘层12a和12b之后，在绝缘层12b上进一步叠置一个半导体层。 接着，以预定的形状处理半导体层，以便形成半导体层14a和14b。为实施该处理，通过使用抗蚀剂掩模蚀刻该半导体层14。 接着，形成覆盖半导体层14a和14b以及绝缘层12b等类似部分的栅绝缘层15，然后在该栅绝缘层15上进一步叠置一个导电层。 接着，以预定的形状处理该导电层，并形成栅电极16。这里，配线29a和29b (图2)和栅电极16也一起形成。注意可以通过使用抗蚀剂掩模蚀刻导电层进行处理。
接着，通过使用栅电极16作为掩模，将高浓度的杂质引入到半导体层14a中。由此，形成包括半导体层14a、栅绝缘层15和栅电极16的晶体管17。 此外，可以适当的改变晶体管17的制造步骤，使得能够制造预定结构的晶体管而不必受到特殊限制。 接着，形成覆盖栅电极16、配线29a和29b、栅绝缘层15等类似部分的绝缘层18。在该实施方案中，通过使用具有自平面化的无机材料如硅氧烷形成绝缘层18。注意绝缘层18还可以不必限制于上述材料，而通过使用具有自平面化的有机材料形成。此外，绝缘层18不必包括具有自平面化的物质，它可以仅仅包括不具有自平面化的物质。进一步地，绝缘层18可以是多层结构的层，其中将包括叠置的具有自平面化的物质的层和包括不具有自平面化的物质的层。 接着，形成贯穿绝缘层18到达半导体层14a的接触孔和到达半导体层14b的第一开口 (图6B)。 接着，在形成覆盖绝缘层18等类似部分的导电层19之后(图6C)，以预定的形状处理导电层19，以便形成连接部分19a、配线19b和19c、薄膜19的等类似部分(图6D)。这时，在第一开口中，通过蚀刻，部分地去除半导体层14b和绝缘层12b，使得绝缘层12a暴露。在该实施方案中，半导体层14b用作调节蚀刻率。因此，可以不必特别地设置像图5中示出的发光器件一样的半导体层14b，只要能够在没有半导体层14的条件下调节蚀刻率。
接着，在形成覆盖导电层从而覆盖连接部分19a等类似部分之后，处理该导电层以便形成第一电极20 (图6E)。这时，第一电极20被处理成与连接部分19a部分接触，并覆盖在绝缘层18中设置的开口的形状。 接着，形成具有一个开口从而暴露一部分第一电极20的堤层21，它覆盖了连接部分19a、绝缘层18等类似部分(图7A)。这里，可以通过利用曝光和显影以预定的形状处理光敏树脂材料形成堤层21 。或者，在形成包括无机材料或有机材料的非感光层之后，通过利用蚀刻以预定的形状处理该层形成堤层。 接着，形成覆盖从堤层21暴露的第一电极20的发光层22。可以使用汽相淀积、喷墨、旋转涂敷或类似方法中的任何一种来形成发光层22。此外，当在绝缘层12a上有凹入或 凸出时，通过在部分发光层22中设置包含高分子量材料如PEDOT的层，能够减少凹入或凸出。 然后，形成覆盖发光层22的第二电极23 (图7B)。由此，能够制造包括第一 电极 20、发光层22和第二电极23的发光器件24。 如上所述，能够制造如图1所示的根据本发明的发光器件。
实施方案
[实施方案1] 该实施方案描述了检验的实验结果，其中研究了根据本发明的有利效果。 图8A示出了 一种应用了本发明的发光器件的结构。图8B示出了作为比较示例的
发光器件的结构。 该实施方案的目的是比较用于出射荧光的部分的具体结构。因此，可以评价发光 器件的简化的制造步骤，其中没有设置用于发光器件的晶体管。 在图8A中，如此设置绝缘层102a和102b使得它们顺序在玻璃衬底101上叠置。 注意绝缘层102a包括含有氧的氮化硅，绝缘层102b包括二氧化硅。 在绝缘层102b上设置包括硅的半导体层103。此外，设置包括二氧化硅的绝缘层 104，以便覆盖半导体层103。 进一步地，在绝缘层104上设置顺序叠置的绝缘层105a、105b和105c。而且，绝缘 层104与绝缘层105a接触。这里，绝缘层105a包括含有氧的氮化硅；绝缘层105包括硅氧 烷；以及绝缘层105c包括氮化硅。 此外，在绝缘层105a至105c上设置配线106。该配线106通过贯穿绝缘层105a 至105c到达半导体层103的接触孔与半导体层103连接。进一步地，配线106与第一电极 108接触，该第一电极108是发光器件111的一个组件。 此外，在绝缘层105a至105c中设置一个第一开口 ，使得绝缘层102a暴露。然后，
设置第一电极108以便覆盖该第一开口。换句话说，绝缘层102a与第一电极108接触。进
一步地，设置具有第二开口的堤层107，以便覆盖配线106和暴露一部分第一 电极108。注
意第一电极108包括含有二氧化硅的ITO，堤层107包括感光的聚酰亚胺。 在第二开口中，在第一电极108上设置发光层109，进一步地在发光层109上设置
第二电极110。因此如上所述，其中叠置了第一电极108、发光层109和第二电极110的部
件用作发光器件lll。 在图8A示出的发光器件中，通过第一电极108、绝缘层102a和衬底101向发光器 件的外部射出荧光。 此外，半导体层103对应于包括在晶体管中的半导体层，绝缘层104对应于包括在 晶体管中的栅绝缘薄膜。因此，其中设置了发光器件111的部件具有与根据本发明的发光 器件相似的叠层结构。 在图8B中，在绝缘层205中不设置图8A中示出的这种开口 ，在绝缘层205上设置 发光器件211。其它配置与图8A示出的相似。注意附图标记201表示衬底；202a和202b 表示绝缘层；203表示半导体层；204、205a、205b和205c表示绝缘层；206表示配线；207表 示堤层；208表示第一电极；209表示发光层；以及210表示第二电极。此外，上面的每一个
10器件都包括与图8A示出的发光器件相同的物质。 对于具有图8A中示出的这种结构的发光器件，分别制造显示发射红光、发射绿光 和发射蓝光的发光器件。此外，对于具有图8B中示出的这种结构的发光器件，也是分别制 造显示发射红光、发射绿光和发射蓝光的发光器件。 图9A、 IOA、 11A是显示了当使用发射光谱分析设备测量来自发光器件的荧光的发 射光谱获得的测量结果的图表，该发光器件具有图8A中示出的结构。此外，图9B、10B、11B 是显示了当使用发射光谱分析设备测量来自发光器件的荧光的发射光谱获得的测量结果 的图表，该发光器件具有图8B中示出的结构。在图9A、9B、 IOA、 IOB、 11A、 11B中，水平轴线代 表光谱(nm)，垂直轴线代表发射强度。此外，分别显示了三种情况，一种是从O度倾斜到衬 底(可出射荧光的侧面)的法线方向测量发射光谱的情况，一种是从20度倾斜到衬底(可 出射荧光的侧面)的法线方向测量发射光谱的情况，一种是从40度倾斜到衬底(可出射荧 光的侧面)的法线方向测量发射光谱的情况。 图9A和9B是这样的图表，其显示了来自在发光层中包含4_(氰基亚甲基)_2、 6_双[p-(二甲氨基)苯乙烯基]-4H-吡喃，并显示发射红光的发光器件的荧光的测量结 果。图IOA和IOB是这样的图表，其显示了来自在发光层中包含N， N' -二甲基喹吖叮酮， 并显示发射绿光的发光器件的荧光的测量结果。图IIA和IIB是这样的图表，其显示了来 自包含在发光层中的2-叔-丁基-9、10-二 (2-萘基)蒽，并显示发射蓝光的发光器件的 荧光的测量结果。 参考图9A，应用了本发明的发光器件在任何测量角度都可获得具有相似形状的发 射红光的发射光谱。另一方面，参考图9B，比较示例的发光器件随着角度具有不同的发射光 谱，在该角度可测量荧光。 参考图IOA，应用了本发明的发光器件在任何测量角度都可获得具有相似形状的 发射绿关的发射光谱。另一方面，参考图IOB，比较示例的发光器件随着测量荧光的角度不 同而具有不同的发射光谱。 参考图IIA，应用了本发明的发光器件在任何测量角度都可获得具有相似形状的 发射蓝光的发射光谱。另一方面，参考图IIB，比较示例的发光器件随着可测量荧光的角度 不同而具有不同的发射光谱。 如上所述，通过应用本发明，能够获得一种发光器件，其中减小了随着相对于可出 射荧光的侧面的视角在发射红光、发射绿光和发射蓝光中的任一发射光谱中的变化。
[实施方案2] 该实施方案描述了一种应用了本发明的发光器件。注意根据本发明的发光器件的 结构以及配置发光器件等等的物质不限于在该实施方案中描述的发光器件。
该实施方案的发光器件是根据图1示出的本发明的发光器件。
在该实施方案中，构成发光器件24的组件的发光层22由多个层组成。通过叠置 包括具有高载体传输特性的物质或具有高载体注射特性的物质的层形成该多个层。另外， 部分层包括具有高荧光特性的物质。注意可以使用4-(氰基亚甲基)-2_甲基-6-(1，1，7， 7-四甲基julolidyl-9-enyl)普吡喃(简写:DCJT) ， 4_ (氰基亚甲基)_2十丁基-6- (1 ， 1，7，7-四甲基julolidyl-9-enyl)-4H-吡喃(简写:DPA) ， perif lanthen， 2， 5-氰基1， 4-双(10-甲氧基1，1，7，7-四甲基julolidyl-9-enyl)苯，N， N' -二甲基喹吖叮酮(简写DMQd)，氧杂萘邻酮6，氧杂萘邻酮545T，三(8_喹啉醇化物)铝(简写:Alq3) ， 9， 9，-双蒽基，9，10-二苯蒽(简写DPA)和9，10-双(2-萘基)蒽(简写DNA)等类似化合物用于
发光物质。此外，也可以使用其它物质用于发光物质。在具有高电子传输特性的物质中，例如，列举具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属络合物作为具有特别的高载体传输特性的物
质三(8-喹啉醇化物)铝(简写Alq3)，三(5_甲基8_喹啉醇化物)铝(简写Almq3)，双(10-羟基苯[h]-喹啉醇化物)铍(简写BeBq2)，双(2-甲基_8_喹啉醇化物)_4_磷酸苯酯-铝(简写Balq)等类似化合物。此外，作为一个实例，列举芳族胺系的化合物(即具有苯环中的氮的键)作为具有高的空穴传输特性的物质4，4'-双[N-(l-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯(简写a-NPD)，4，4'-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-联苯(简写:TPD)，4，4，，4"-三[N， N-联苯-氨基]-三苯胺(简写:MTDATA)等类似化合物。在具有高载体注射特性的物质中，例如，列举碱金属或碱土金属的化合物作为具有特别的高电子注射特性的物质氟化锂(LiF)、氟化铯(SeF)、氟化f丐(CaF2)的化合物等类似化合物。此外，列举具有高载体传输特性的物质的混合物例如Alq3和诸如镁(Mg)的碱土金属作为具有特别的高电子传输特性的物质。例如，作为具有高空穴注射特性的物质，列举金属氧化物例如氧化钼(MoOx)，氧化钒(VOx)，氧化钌(RuOx)，氧化钨(WOx)，氧化锰(MnOx)。此外，列举酞花青染料系的化合物例如酞花青染料(简写为H2Pc)或铜酞菁作为具有特别的高空穴注射特性的物质。 晶体管17是交错的类型，但是也可以是反向交错的类型。当晶体管17是反向交错的类型时，它可以是所谓的通道保护型，其中在半导体层上形成保护层，或者所谓的通道蚀刻型，其中部分地蚀刻半导体层。 半导体层14a和14b可以是结晶层或非结晶层。此外，半导体层14a和14b也可以是半非晶形的层等类似层。 下面描述该半非晶形的半导体。该半非晶形的半导体具有在非结晶结构和结晶结构的中间结构(包括单晶和多晶结构)，并具有从自由能考虑较稳定的第三状态，包括具有短距离数量级的粒径和晶格畸变的结晶区。此外，薄膜的至少一些区域包括从0.5nm至20nm的晶粒。Raman光谱移动到小于520—1的波数侧。在X射线衍射中可以观察到从Si晶格衍生的(111)和(222)的衍射峰值。至少包括1%或更多原子的氢或卤素作为用于未结合键(不饱和键)的中和剂。该半非晶形半导体还表示所谓的微晶半导体。它是通过使硅化物气体产生放电分解(等离子体CVD)形成的。对于硅化物气体，可以使用SiHs，以及Si2H6、 SiH2Cl2、 SiHCl3、 SiCl4、 SiF4等类似物。可以使用H2或H2和一种或多种稀有气体元素氦、氩、氪和氖稀释该硅化物气体。稀释率的范围是2倍至1000倍。压力范围是0. lPa至133Pa，工业频率是从1MHz至120MHz，优选地从13MHz至60MHz。衬底的加热温度可以是30(TC或更低，优选地从IO(TC至250°C。对于薄膜中的杂质元素，优选的是大气组分如氧气、氮气、碳杂质优选设定为IX 1(^atoms/cn^或更少，氧气浓度设定为5X 1019atomS/Cm3或更少，优选地是IX 1019atOmS/Cm3或更少。注意具有半非晶形的半导体层的TFT(薄膜晶体管)的迁移率是大约lm7Vsec至10m7Vsec。 作为结晶半导体层的一个具体实例，列举了一种包括单晶硅、多晶硅、锗化硅或类似化合物的层。该层可以通过激光结晶化形成，或者也可以通过使用固相生长方法形成，其中作为实例使用了镍或类似物。
当半导体层包括非晶形物质例如非晶硅时，优选的是所有的晶体管11和其它晶 体管(配置用于驱动发光器件的电路的晶体管)都是具有由n-通道晶体管配置的电路的 发光器件。对于其它情况，晶体管11和其它晶体管可以是具有或者由n-通道型晶体管或 者由P-通道型晶体管配置的电路的发光器件，或者可以是具有由两种晶体管配置的电路 的发光器件。 优选的是堤层21具有其中弯曲半径在如图1所示的边缘中连续变化的形状。另 外，堤层21可通过使用丙稀、硅氧烷(一种物质，其中由硅(SI)和氧(0)的结合形成一个 骨架结构)形成，并且其至少包括作为取代基的氢、抗蚀剂、二氧化硅或类似物。注意堤层 21可以由无机薄膜或者有机薄膜组成，或者可以使用这两者形成。 在发光器件24中，当第一电极20和第二电极23包括具有透光特性的物质例如氧 化铟锡(IT0)时，能够从第一电极20侧和第二电极23侧出射荧光，如图12A中轮廓箭头所 表示的。或者，当只有第一电极20包括具有透光特性的物质时，仅从第一电极20侧出射荧 光，如图12B中轮廓箭头所表示的。在这种情况下，优选的是第二电极23包括高反射性材 料，或者在第二电极23上提供包括高反射性材料(反射涂层)的薄膜。
此外，发光器件24可以具有一种配置，其中第一电极20用作正极，第二电极23用 作负极，或者具有一种配置，其中第一电极20用作负极，第二电极23用作正极。注意晶体 管17在前一种情况中是p-通道型晶体管，晶体管17在后一种情况中是n-通道型晶体管。
在根据如上所述的本发明的发光器件中，减小了随着相对于可出射荧光的侧面的 视角在发射光谱中的变化。
[实施方案3] 该实施方案描述了一种在象素中提供的电路，以便驱动根据本发明的发光器件中 的发光器件。注意用于驱动发光器件的电路不限于在该实施方案中描述的电路。
如图13所示，用于驱动每一发光器件的电路与发光器件301连接。该电路具有一 个根据视频信号确定发光器件301的发射状态/非发射状态的驱动晶体管321，一个控制视 频信号输入的开关晶体管322和一个不管视频信号设定发光器件301为非发射状态的清除 晶体管323。这里，开关晶体管322的源(或漏极)与源信号线331连接，驱动晶体管321 和清除晶体管323的源与平行于源信号线331延伸的供电线332连接，开关晶体管322的 栅极与第一扫描线333连接，清除晶体管323的栅极与平行于第一扫描线333延伸的第二 扫描线334连接。此外，驱动晶体管321与发光器件301连续连接。 描述了一种当发光器件301发出光时的驱动方法。当在写入周期中选择扫描线 333时，打开具有与第一扫描线333连接的栅极的开关晶体管322。然后，将输入到源信号 线331的视频信号通过开关晶体管322输入到驱动晶体管321的栅极。因此，电流从供电 线332向发光器件302流动，并发出绿光。这时，荧光的亮度取决于流向发光器件302的电流量。 注意发光器件301对应于图1中的发光器件24 ;驱动晶体管321对应于图1中的 晶体管17。此外，清除晶体管323对应于图2中的晶体管27 ;开关晶体管323对应于图2 中的晶体管28。进一步地，源信号线331对应于图2中的配线19c ;供电线322对应于图2 中的配线19b ;第一扫描线333对应于图2中的配线29a ;以及第二扫描线334对应于图2 中的配线29b。
13
与每一发光器件连接的电路的配置可以与如图14所示的上面的配置不同，而不
限于上面描述的配置。 下面，描述图14示出的电路。 如图14所示，用于驱动每一发光器件的电路与发光器件801连接。该电路具有一个根据视频信号确定发光器件801的发射状态/非发射状态的驱动晶体管821，一个控制视频信号输入的开关晶体管822和一个不管视频信号设定发光器件801为非发射状态的清除晶体管823，以及电流控制的晶体管824，用于控制供给发光器件801的电流量。这里，开关晶体管822的源(或漏极)与源信号线831连接，驱动晶体管821和清除晶体管823的源与平行于源信号线831延伸的供电线832连接，开关晶体管822的栅极与第一扫描线833连接，清除晶体管823的栅极与平行于第一扫描线833延伸的第二扫描线334连接。注意电流控制的晶体管824配置和控制成使得电流在饱和区中以电压-电流(Vd-Id)特性流动。因此能够确定流向晶体管824的电流量。 描述了一种当发光器件801发出光时的驱动方法。当在写入周期中选择第一扫描线833时，打开具有与第一扫描线833连接的栅极的开关晶体管822。然后，将输入到源信号线831的视频信号通过开关晶体管822输入到驱动晶体管821的栅极。此外，电流通过驱动晶体管821和电流控制的晶体管824从供电线834流向发光器件802，通过从电源线835接收信号打开晶体管834。注意流向发光器件的电流量取决于电流控制的晶体管824。
[实施方案4] 根据本发明，减小了随着相对于可出射荧光的侧面的视角在发射光谱和发射强度方面的变化。因此，能够获得可以提供高能见度的图像的显示设备等类似设备。该实施方案描述了电子设备的具体实例，通过本发明可提高其能见度。 在安装了外部输入终端并密封发光器件之后，将应用了本发明的发光器件安装在各种电子设备上。 参考图15、16、17A和17B，该实施方案描述了一种应用了本发明的发光器件和安装了发光器件的电子设备。注意在图15、16、17A和17B中示出的电子设备是一个实施方案，发光器件的配置不限于此。 图15是在密封之后的发光器件的横截面视图。使用密封剂6502密封衬底6500和密封衬底6501 ，从而限制晶体管6504和发光器件6505。此外，用作外部输入终端的FPC (软性印刷电路)6503与衬底6500的端部连接。注意由衬底6500和密封衬底6501限制的内部区域填充有惰性气体如氮气或树脂。 图16是从上表面显示的应用了本发明的发光器件的示意图。在图16中，以虚线指出的附图标记6510表示驱动器电路部分(源侧驱动电路)；6511表示象素部分；以及6512表示驱动器电路部分(栅极侧驱动电路)。在象素部分6511中提供根据本发明的发光器件。该驱动器电路部分6510通过用作外部输入终端的FPC和在衬底6500上形成的配线与驱动器电路部分6512连接。通过从FPC(软性印刷电路)6503接收视频信号、时钟信号、开始信号、重置信号等类似信号，将信号输入到源侧驱动电路6510和栅极侧驱动电路。此外，印刷线路板(PWB)6513与FPC6503连接。在驱动器电路部分6510中提供一个移位寄存器6515、一个开关6516、和存储器(寄存器)6517和6518。在驱动器电路部分6512中提供一个移位寄存器6519和一个缓冲器6520。注意驱动器电路部分不必在与象素部分6511相同的衬底上提供，它可以通过使用对象(TPC)或通过将IC芯片安装在其中具有布线图的FPC 上形成的类似部件在衬底的外部提供。 图17A和17B显示了一个安装有应用了本发明的发光器件的电子设备的实施方案。 图17A显示了通过应用本发明制造的膝上型个人计算机。该膝上型个人计算机包 括一个主机5521， 一个外壳5522， 一个显示部分5523， 一个键盘5524等类似部件。通过结
合具有根据本发明的发光器件的发光器件作为显示部分能够完成该个人计算机。 图17B显示了通过应用本发明制造的电视机。该电视机包括一个显示部分5531，
一个外壳5532，扬声器5533等类似部件。通过结合具有根据本发明的发光器件的发光器件
作为显示部分能够完成该电视机。 尽管该实施方案描述了膝上型个人计算机，但是还可以将具有根据本发明的发光 器件的发光器件安装到便携电话、汽车导航系统、照明装置或类似装置中。
权利要求
一种发光器件，包括衬底；形成在所述衬底上的第一绝缘层；包括所述第一绝缘层上的源区与漏区之间的通道区的半导体层；在所述半导体层上的栅绝缘膜；在所述栅绝缘膜上的栅电极；覆盖所述栅电极的第二绝缘层；形成在所述第二绝缘层中的第一开口；覆盖所述第一开口和所述第二绝缘层以与所述第一绝缘层接触的第一电极；覆盖所述第二绝缘层和所述第一电极的堤层，其中所述堤层具有第二开口以曝露所述第一电极；形成在所述第二开口中所曝露的所述第一电极上的发光层；以及形成在所述发光层上的第二电极。
2. 如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述半导体层通过通过连接部分被电 连接到所述第一电极，所述连接部分被设为贯穿所述第二绝缘层。
3. 如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述第一电极包括具有透光特性的导 电物质。
4. 如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述衬底具有比所述第一绝缘层小的 折射系数，并且其中所述第一绝缘层具有比所述第一电极小的折射系数。
5. —种发光器件，包括 衬底；形成在所述衬底上的第一绝缘层；包括所述第一绝缘层上的源区与漏区之间的通道区的半导体层； 在所述半导体层上的栅绝缘膜； 在所述栅绝缘膜上的栅电极； 覆盖所述栅电极的第二绝缘层； 形成在所述第二绝缘层中的第一开口和第二开口； 通过所述第一开口连接到所述源区和所述漏区的配线；连接到所述配线的第一 电极，其中所述第一 电极在所述第二开口中与所述第一绝缘层 接触；覆盖所述第二绝缘层和所述第一电极的堤层，其中所述堤层具有第三开口以曝露所述 第一电极；形成在所述第三开口中所曝露的所述第一电极上的发光层；以及 形成在所述发光层上的第二电极。
6. 如权利要求5所述的发光器件，其特征在于，所述半导体层通过连接部分被电连接 到所述第一电极，所述连接部分被设为贯穿所述第二绝缘层。
7. 如权利要求5所述的发光器件，其特征在于，所述第一 电极包括具有透光特性的导 电物质。
8. 如权利要求5所述的发光器件，其特征在于，所述衬底具有比所述第一绝缘层小的折射系数，并且其中所述第一绝缘层具有比所述第一电极小的折射系数。
9. 一种发光器件，包括 衬底；形成在所述衬底上的第一绝缘层； 形成在所述第一绝缘层上的第二绝缘层；包括所述第二绝缘层上的源区与漏区之间的通道区的半导体层； 在所述半导体层上的栅绝缘膜； 在所述栅绝缘膜上的栅电极； 覆盖所述栅电极的第三绝缘层； 形成在所述第三绝缘层中的第一开口；形成在所述第一开口中以与所述第一绝缘层接触的第一电极； 覆盖所述第二绝缘层的堤层； 形成在所述堤层中的第二开口；与所述第二开口中所曝露的所述第一电极接触的发光层；以及 形成在所述发光层上的第二电极。
10. 如权利要求9所述的发光器件，其特征在于，所述第一电极通过连接部分被电连接 到所述半导体层，所述连接部分被设为贯穿所述第三绝缘层。
11. 如权利要求9所述的发光器件，其特征在于，所述第一电极包括具有透光特性的导 电物质。
12. 如权利要求9所述的发光器件，其特征在于，所述衬底具有比所述第一绝缘层小的 折射系数，并且其中所述第一绝缘层具有比所述第一电极小的折射系数。
13. —种发光元件器件，包括 衬底；形成在所述衬底上的第一绝缘膜； 形成在所述第一绝缘膜上的晶体管； 覆盖所述晶体管的第二绝缘层； 形成在所述第二绝缘层中的第一开口；覆盖所述第一开口和所述第二绝缘层以与所述第一绝缘层接触的第一电极； 覆盖所述第二绝缘层和所述第一电极的堤层，其中所述堤层具有第二开口以曝露所述 第一电极；形成在所述第二开口中所曝露的所述第一电极上的发光层；以及 形成在所述发光层上的第二电极。
14. 如权利要求13所述的发光器件，其特征在于，所述晶体管通过连接部分被电连接 到所述第一电极，所述连接部分被设为贯穿所述第二绝缘层。
15. 如权利要求13所述的发光器件，其特征在于，所述第一电极包括具有透光特性的 导电物质。
16. 如权利要求13所述的发光器件，其特征在于，所述衬底具有比所述第一绝缘层小 的折射系数，并且其中所述第一绝缘层具有比所述第一电极小的折射系数。
17. —种发光元件器件，包括衬底；形成在所述衬底上的第一绝缘膜； 形成在所述第一绝缘膜上的晶体管； 覆盖所述晶体管的第二绝缘层； 形成在所述第二绝缘层中的第一开口和第二开口； 通过所述第一开口连接到所述晶体管的配线；连接到所述配线的第一 电极，其中所述第一 电极在所述第二开口中与所述第一绝缘层 接触；覆盖所述第二绝缘层和所述第一电极的堤层，其中所述堤层具有第三开口以曝露所述 第一电极；形成在所述第三开口中所曝露的所述第一电极上的发光层；以及 形成在所述发光层上的第二电极。
18. 如权利要求17所述的发光器件，其特征在于，所述第一电极包括具有透光特性的 导电物质。
19. 如权利要求17所述的发光器件，其特征在于，所述衬底具有比所述第一绝缘层小 的折射系数，并且其中所述第一绝缘层具有比所述第一电极小的折射系数。
全文摘要
本发明的目的是提供一种发光器件，其中减小了随着相对于可出射荧光的侧面的视角在发射光谱中的变化。根据本发明的发光器件，具有一个晶体管，一个覆盖该晶体管的绝缘层和在该绝缘层的开口中提供的一个发光器件。晶体管和发光器件通过连接部分电连接。此外，该连接部分通过贯穿绝缘层的接触孔与晶体管连接。注意绝缘层可以是单层或其中叠置了包括不同物质的多个层的多层。
文档编号H05B33/02GK101714570SQ20091022457
公开日2010年5月26日 申请日期2004年12月24日 优先权日2003年12月26日
发明者土屋薰, 川上贵洋, 西毅 申请人:株式会社半导体能源研究所