專利名稱：發(fā)光裝置、制造發(fā)光裝置的方法和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體裝置的制備方法，具體地涉及包括在塑料襯底上形成的OLED(有機發(fā)光裝置)面板的發(fā)光裝置。本發(fā)明還涉及通過把包括控制器的IC安裝到OLED面板上得到的OLED模塊。本技術(shù)說明中，發(fā)光裝置用作OLED面板和OLED模塊的通稱。還包括在本發(fā)明中的是使用所述發(fā)光裝置的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
近幾年，在襯底上形成TFT(薄膜晶體管)的技術(shù)已經(jīng)取得了巨大的進步以促進TFT在有源矩陣顯示器的應(yīng)用。特別是，使用多晶硅的TFT比使用非晶硅的傳統(tǒng)TFT具有更高的場效應(yīng)遷移率(也稱作遷移率)，因而能以更高的速度運轉(zhuǎn)。這使通過在上面形成了像素的同樣襯底上形成的驅(qū)動電路控制像素成為可能，所述像素傳統(tǒng)上用在襯底之外的驅(qū)動電路控制。
由于有在同樣襯底上形成的各種電路和元件，有源矩陣顯示器能具有許多優(yōu)點，包括制造成本的降低、顯示器尺寸的減小、產(chǎn)量的增加、和生產(chǎn)能力的改善。
有OLED作為自發(fā)光元件的有源矩陣發(fā)光裝置(下文中簡單地稱作發(fā)光裝置)正被活躍地研究著。發(fā)光裝置也稱作有機EL顯示器(OELD)或有機發(fā)光二極管(OLED)。
由于是自發(fā)光的，OLED不需要在液晶顯示器(LCD)中所必須的背光源，因而容易做成較薄的裝置。此外，自發(fā)光OLED具有高度可見性，并在視角方面沒有限制。這些就是為什么使用OLED的發(fā)光裝置作為顯示器以代替CRT和LCD正吸引著注意力的原因。
OLED除了陽極層和陰極層外，具有包含加電場時提供發(fā)光(電致發(fā)光)的有機化合物(有機發(fā)光材料)層(所述層在下文中稱作有機發(fā)光層)。從有機化合物得到的發(fā)光分成依靠從單重激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的發(fā)光(熒光)和依靠從三重激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的發(fā)光(磷光)。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置能使用其中一種或兩種發(fā)光。
本技術(shù)說明中，在陽極和陰極之間提供的所有層制成有機發(fā)光層。具體地，有機發(fā)光層包括發(fā)光層、空穴注入層和電子注入層、空穴輸運層、電子輸運層等。OLED的基本結(jié)構(gòu)是陽極、發(fā)光層和陰極按順序分層的疊層?；窘Y(jié)構(gòu)可以改進成陽極、空穴注入層、發(fā)光層和陰極按順序分層的疊層，陽極、空穴注入層、發(fā)光層、電子輸運層和陰極按順序分層的疊層等。
期望這類發(fā)光裝置的各種應(yīng)用。特別是，在便攜式設(shè)備中的應(yīng)用正吸引著注意力，這是因為發(fā)光裝置很薄并因而在減輕重量上是有用的。這已經(jīng)促進了在柔性塑料膜上形成OLED的嘗試。
其中在諸如塑料膜的柔性襯底上形成OLED的發(fā)光裝置很薄并且重量輕，而且，適用于彎曲的顯示器或櫥窗等。因而，其用途不限于便攜式設(shè)備，其應(yīng)用范圍非常廣泛。
然而，塑料襯底通常對濕氣和氧有很好的透過性，這加速有機發(fā)光層的退化。因而塑料襯底經(jīng)?？s短發(fā)光裝置的壽命。這在現(xiàn)有的技術(shù)中通過把諸如氮化硅膜或氮氧化硅膜的絕緣膜放在塑料襯底和OLED之間以防止?jié)駳夂脱踹M入有機發(fā)光層來解決。
塑料膜襯底通常也不耐熱，如果諸如氮化硅膜或氮氧化硅膜的絕緣膜在太高的溫度形成，則襯底很容易變形。另一方面，如果絕緣膜形成的溫度太低，膜的質(zhì)量降低且膜不能令人滿意地防止?jié)駳夂脱醯耐高^。
當諸如氮化硅膜或氮氧化硅膜的絕緣膜在厚度上增加以防止?jié)駳夂脱醯耐高^時，內(nèi)應(yīng)力增加，從而容易引起裂紋(裂縫)。襯底彎曲時厚絕緣膜使襯底不耐裂化。
發(fā)明簡述根據(jù)上述得到了本發(fā)明，且本發(fā)明的目的因而是提供具有在塑料襯底上形成的OLED的發(fā)光裝置，其能夠避免由濕氣和氧的透過引起的退化。
本發(fā)明涉及密封在具有絕緣表面的襯底上形成的OLED的技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明，OLED利用沿著內(nèi)部絕緣膜的層排列的塑料膜通過真空密封來密封。絕緣膜的層包括至少由無機材料制成的絕緣膜，其能夠防止氧和濕氣的透過(下文中稱作無機絕緣膜)，和有機材料制成并且在內(nèi)應(yīng)力上比無機絕緣膜小的絕緣膜。
具體地，形成兩層或多層無機絕緣膜，且包含樹脂的有機絕緣膜放在無機絕緣膜之間。沿著內(nèi)部三層或多層絕緣膜排列的袋狀(bag-like)塑料膜用于安放上面形成了OLED的襯底，以便于密封OLED并完成發(fā)光裝置。
為了增加具有無機絕緣膜的塑料膜的柔軟度，通過將稀有氣體元素加入到用于形成無機絕緣膜的反應(yīng)氣體中，無機絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力可以被釋放。
本發(fā)明采用多層無機絕緣膜。因而，如果一層無機絕緣膜破裂，另一層無機絕緣膜有效地防止?jié)駳夂脱踹M入有機發(fā)光層。用多層無機絕緣膜，即使在無機絕緣膜的形成過程中多層無機絕緣膜由于低溫退化時，本發(fā)明也能有效地防止?jié)駳夂脱踹M入有機發(fā)光層。
當在內(nèi)應(yīng)力上比無機絕緣膜小的有機絕緣膜插入無機絕緣膜之間時，絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力能被釋放。同具有與夾有有機絕緣膜的無機絕緣膜的總厚度一樣厚度的單層無機絕緣膜相比，由內(nèi)應(yīng)力引起的破裂在夾有有機絕緣膜的無機絕緣膜中發(fā)生的頻率更少。
通過疊加無機絕緣膜和有機絕緣膜，彈性增加，且避免了由彎曲造成的破裂。
無機絕緣膜和有機絕緣膜的疊層(下文中稱作密封膜)用真空壓配(press-fitting)形成，從而緊密地裝配到上面形成了OLED的襯底上。因此，密封膜是具有一定柔韌度并對可見光透明或半透明的膜。
本技術(shù)說明中，對可見光透明表示具有80-100％的可見光透射率，對可見光半透明表示50-80％的可見光透射率。
在以上結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的是將干燥劑放在上面形成了OLED的襯底和真空密封塑料膜之間以防止OLED的退化。適當?shù)母稍飫┦茄趸^、硅膠等。干燥劑能在柔性印刷襯底接合之前或之后放在一個位置上。另外，干燥劑可以在接合柔性印刷襯底之前放在柔性印刷襯底的柔性膜中。干燥劑的位置優(yōu)選的是塑料膜的真空壓配點的附近。
本技術(shù)說明中，直到OLED面板的OLED用塑料膜密封后，才完成OLED面板。然而，術(shù)語OLED面板可以指塑料膜密封之前的面板。
附圖的簡要說明在隨附的圖中

圖1A-1C是本發(fā)明的發(fā)光裝置的視圖，圖1A和1B給出其截面圖，圖1C給出其俯視圖；圖2是給出用于形成密封膜的設(shè)備的視圖。
圖3A-3C是說明密封本發(fā)明的發(fā)光裝置的方法的視圖；圖4A-4C是給出根據(jù)本發(fā)明制造發(fā)光裝置的方法的視圖；圖5A-5C是給出根據(jù)本發(fā)明制造發(fā)光裝置的方法的視圖；圖6A-6D是給出根據(jù)本發(fā)明制造發(fā)光裝置的方法的視圖；圖7A-7C是給出根據(jù)本發(fā)明制造發(fā)光裝置的方法的視圖；圖8A-8C是密封前本發(fā)明的發(fā)光裝置的視圖，其中圖8A給出其外部，圖8B和8C給出裝置連接到FPC的連接部分的放大的視圖和截面圖；圖9A和9B是當本發(fā)明的發(fā)光裝置彎曲時給出本發(fā)明的發(fā)光裝置的視圖和其截面圖；圖10是密封前本發(fā)明的發(fā)光裝置的截面圖，并給出裝置連接到FPC的連接部分。
圖11A-11D是給出根據(jù)本發(fā)明制造發(fā)光裝置的方法的視圖；圖12A-12C是給出根據(jù)本發(fā)明制造發(fā)光裝置的方法的視圖；圖13A-13C是給出根據(jù)本發(fā)明制造發(fā)光裝置的TFT和OLED的方法的視圖；圖14A-14C是給出根據(jù)本發(fā)明制造發(fā)光裝置的TFT和OLED的方法的視圖；圖15A-15B是給出根據(jù)本發(fā)明制造發(fā)光裝置的TFT和OLED的方法的視圖；圖16是本發(fā)明的發(fā)光裝置的截面圖；圖17是說明怎樣用水噴濺法除去粘合層的視圖；圖18是說明怎樣用噴射法形成有機發(fā)光層的視圖；圖19A和19B是像素和像素的電路視圖的俯視圖；圖20是給出發(fā)光裝置的電路結(jié)構(gòu)的視圖；以及圖21A-21D是使用本發(fā)明的發(fā)光裝置的電子設(shè)備的視圖。
優(yōu)選實施方案的詳細說明實施方案樣式首先，用于提供電源的電壓和各種信號的FPC103安裝到具有塑料襯底的OLED面板101上。提供干燥劑104用于防止OLED被氧、濕氣等退化。干燥劑104是吸濕物質(zhì)(優(yōu)選的是氧化鋇)或能吸附氧的物質(zhì)。這里干燥劑104放在讓干燥劑與FPC103和襯底的101的端面接觸的位置。這防止了在以后的真空壓配步驟中密封膜和塑料膜被局部拉伸和弄破。
其次，OLED面板101和干燥劑104一起放在袋狀塑料膜105中。袋狀塑料膜的內(nèi)部排列著密封膜109且密封膜109作為氣體阻擋物。在這一點，OLED面板101連接到FPC103的部分放在袋狀塑料膜105的內(nèi)部(圖1A)。
密封膜109由兩層或多層無機絕緣膜和插在無機絕緣膜之間的有機絕緣膜組成。無機絕緣膜是能防止?jié)駳夂脱跬高^的無機材料的絕緣膜。有機絕緣膜是在內(nèi)應(yīng)力上比無機絕緣膜的材料小的有機材料的絕緣膜。
例如，本實施方案樣式中的密封膜109是與塑料膜105接觸的無機絕緣膜106、與無機絕緣膜106接觸的有機絕緣膜107、和與有機絕緣膜107接觸的無機絕緣膜108。
提供至少兩層無機絕緣膜就足夠了?？捎玫臒o機絕緣膜的實例包括氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜、氮氧化鋁膜、和氮氧化鋁硅膜(AlSiON)。氮氧化鋁硅膜有比較高的熱導率，因而能有效地釋放當用于無機絕緣膜時元件中產(chǎn)生的熱量。
無機絕緣膜在厚度上理想地是50nm-3μm。形成無機絕緣膜的方法不僅僅局限于等離子體CVD，而是能選擇以便適合個別的情形。例如，可以采用LPCVD、濺射等以形成無機絕緣膜。
用于有機絕緣膜的材料必須是透光的材料，其能使有機絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力小于無機絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力，并且其給有機絕緣膜足夠高的耐熱性以承受以后步驟中的熱處理。有機絕緣膜材料的典型實例包括聚酰亞胺、丙烯酸(acrylic)、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、苯并環(huán)丁烯(benzocyclobutene)、和環(huán)氧樹脂。也可以用除了上面給出的樹脂之外的其它樹脂。
有機絕緣膜在厚度上理想地是200nm-2μm。
袋狀塑料膜105排氣直到它達到真空，然后塑料膜的口用粘合劑102密封。OLED面板101這樣被密封在袋狀塑料膜105中，同時被密封膜109包圍。FPC103部分地粘貼在袋狀塑料膜105的外邊以便于提供電源的電壓和各種信號。
圖1B是真空壓配之后發(fā)光裝置的截面圖，圖1C是其俯視圖。圖1B對應(yīng)沿著圖1C的線A-A’得到的截面圖。塑料膜105和密封膜109必須對可見光是透明的或半透明的。塑料膜105能用任何材料，只要它適于真空壓配。
本實施方案用粘合劑密封塑料膜。另外，塑料膜的內(nèi)部可以有部分的區(qū)域，其不沿著密封膜排列以便于塑料膜在這個區(qū)域用熱壓配密封。熱壓配之后，粘合劑可以用在壓配部分以增強密封性。膜材料優(yōu)選地是在熱壓配過程中能接合到FPC的柔性帶上的材料。
塑料膜的材料是熱塑樹脂材料(聚酯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚對苯二甲酸乙二醇酯、和尼龍等)。典型地，用PVF(聚氟乙烯)膜、聚酯薄膜或丙烯酸樹脂膜。
這里用的塑料膜的形狀像袋子或盒子。另外，塑料膜可以是互相重疊并通過粘合劑或熱壓配在四邊密封的兩片。
理想地，上述步驟在OLED形成于襯底上之后同時盡可能避免OLED暴露在外面空氣中時實施。
本發(fā)明用這種方法提供具有在襯底上形成的OLED的發(fā)光裝置，其中濕氣、氧等引起的退化減少以改善可靠性。
本發(fā)明的實施方案將在下面說明。在袋狀塑料膜中形成密封膜的方法將在本實施方案中說明。
圖2給出用等離子體CVD形成密封膜的設(shè)備的結(jié)構(gòu)。在室201中提供連接到RF電源203的電極204和接地的電極204。
放置電極203從而覆蓋袋狀塑料膜205的外邊。電極204放在袋狀塑料膜205的內(nèi)部?；镜氖窃O(shè)置電極203和塑料膜205之間的距離和電極204與塑料膜205之間的距離以便于密封膜恰好形成在塑料膜205的內(nèi)部而不是在外部。具體地，電極203和塑料膜205之間的距離設(shè)定得比電極204和塑料膜205之間的距離更長。理想地，電極203和塑料膜205之間的距離等于或大于3mm，或更理想地，等于或大于10mm。
塑料膜205用固定器206固定到固定的位置。構(gòu)造固定器206以便于防止袋狀塑料膜205的口關(guān)閉。
如果在密封膜的形成過程中，塑料膜205的內(nèi)部與固定器206部分地緊密接觸，則能在塑料膜205的內(nèi)部形成不形成密封膜且塑料膜被暴露的區(qū)域。在塑料膜被暴露的區(qū)域，當OLED面板用熱壓配密封時，熱壓配塑料膜。
本實施方案說明在塑料膜205的內(nèi)部形成由兩層或多層無機絕緣膜和插入無機絕緣膜之間的有機絕緣膜組成的密封膜的情形。
所使用的無機絕緣膜是包含無機材料的絕緣膜，其能夠防止氧和濕氣的透過。所使用的有機絕緣膜是包含具有小于無機絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力的有機材料的絕緣膜。具體地，本實施方案用氮氧化硅膜做無機絕緣膜209、聚乙烯膜做有機絕緣膜210、用氮氧化硅膜做無機絕緣膜211。無機絕緣膜209與PET形成的塑料膜205接觸。有機絕緣膜210與無機絕緣膜209接觸。無機絕緣膜211與有機絕緣膜210接觸。
塑料膜和無機絕緣膜的材料不限于上面給出的那些材料。塑料膜和無機絕緣膜的材料能夠自由地從實施方案樣式列出的材料中選擇。然而，本實施方案采用等離子體CVD形成密封膜，因而能用等離子體CVD形成為膜的材料應(yīng)該用于無機絕緣膜。
有機絕緣膜的材料不限于聚乙烯。能用于有機絕緣膜的材料必須能夠形成透光、內(nèi)應(yīng)力小于無機絕緣膜、并能在以后的步驟中承受熱處理的有機絕緣膜。然而，本實施方案采用等離子體CVD形成密封膜，因而基本的是有機絕緣膜的材料必須是能用等離子體CVD形成膜的材料?？捎玫挠袡C絕緣膜材料的實例包括聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、苯并環(huán)丁烯(benzocyclobutene)、聚(p-亞苯基亞乙烯基)(poly(p-phenylene vinylene))、聚氯乙烯、以及基于聚對苯二甲撐(polyparaxylene-based)的樹脂。
首先，室201排氣直到它達到真空。然后，SiH4、NH3、和N2O作為反應(yīng)氣體引入到室201中，氮氧化硅膜作為無機絕緣膜用等離子體CVD形成。
其次，室201再次排氣直到它達到真空，乙烯作為反應(yīng)氣體引入到室201中，用等離子體CVD形成作為有機絕緣膜210的聚乙烯膜。
室201再次排氣直到它達到真空之后，SiH4、NH3、和N2O作為反應(yīng)氣體引入到室201中，氮氧化硅膜作為無機絕緣膜用等離子體CVD形成。
如果預先在室201的內(nèi)壁上形成保護絕緣膜207，則能避免密封膜材料在內(nèi)壁上的淀積，大多數(shù)材料可在塑料膜205上形成為密封膜208。
本實施方案采用等離子體CVD形成密封膜208，但是形成密封膜的方法不限于此。例如，能用熱CVD、蒸發(fā)、濺射、或低壓熱CVD以形成密封膜。在本實施方案中說明用塑料膜密封OLED面板的方法。
圖3A-3C給出用于密封袋狀塑料膜中的OLED的設(shè)備(密封設(shè)備)的結(jié)構(gòu)。密封設(shè)備有兩個室，即室A302和室B303，其用隔斷膜301互相分開。隔斷膜301有彈性，并包括即使當受到外力畸變時產(chǎn)生用于校正形變的力的性能。
室A 302和室B 303都有排氣系統(tǒng)。室B 303有加熱器304和冷卻器305。
首先，如圖3A所示，OLED面板放在袋狀塑料膜306中，塑料膜放在室B 303中。在這一點，OLED面板307有安裝于此的FPC 310，粘合劑308放在靠近袋狀塑料膜306的口附近。
其次，室A 302和室B 303排氣直到它們達到真空，然后惰性氣體(本實施方案中是Ar)引入到室B 303中。室再次排氣直到它達到真空以除去室B 303中的氧和濕氣。
加熱器304用來融化粘合劑308。本實施方案中用的粘合劑308是當加熱和融化時獲得粘性的熱融性粘合劑。典型地，采用乙烯-乙酸乙烯酯(ethylene-vinyl acetate)共聚物、或聚酰胺、或聚酯作為基礎(chǔ)的熱融性粘合劑被使用。
當粘合劑308受熱融化時，通過暴露于空氣或其它手段增加室A320中的壓力。如圖3B所示，這使室A 302壓低室B303。融化的粘合劑308也受壓以密封袋狀塑料膜306中處于真空的OLED面板307。
這種狀態(tài)中，粘合劑308用冷卻器305冷卻。這樣粘合劑308固化，同時OLED面板307在袋狀塑料膜306中在真空中密封。
其次，如圖3C所示，室B303中的壓力增加以在隔斷膜301和密封的OLED面板307之間給出一段距離。
用上面說明的方法，OLED面板307能在袋狀塑料膜中在真空中密封。
密封OLED面板的方法不限于本實施方案中所示的方法。
本實施方案可以與實施方案1自由地組合。本實施方案中，說明包括在塑料襯底上形成的OLED的OLED面板的制備方法。圖4和圖5是像素部分和驅(qū)動電路的制造步驟的橫截面視圖。
圖4A中，在第一襯底1101上形成由非晶硅膜構(gòu)成的第一接合層1102以具有100-500nm(本實施方案中是300nm)的厚度。盡管本實施方案中玻璃襯底用作第一襯底1101，另外也可以用石英襯底、硅襯底、金屬襯底或陶瓷襯底。任何材料能用于第一襯底1101，只要它對以后的制造步驟中的處理溫度有抵抗力。
作為形成第一接合層1102的方法，可以用低壓熱CVD法、等離子體CVD法、濺射法或蒸發(fā)法。在第一接合層1102上，形成由氧化硅膜構(gòu)成的絕緣膜1103以具有200nm的厚度。作為形成絕緣膜1103的方法，可以用低壓熱CVD法、等離子體CVD法、濺射法或蒸發(fā)法。當除去第一接合層1102以剝落第一襯底1101時，絕緣膜1103用來保護在第一襯底1101上形成的元件。
其次，在絕緣膜1103上形成一元件(圖4B)。這里的元件指半導體元件(典型地，TFT)或MIM元件，其在有源矩陣發(fā)光裝置的情形中用作像素的開關(guān)元件、OLED等。在無源發(fā)光裝置的情形中，元件指OLED。圖4B中，驅(qū)動電路1106中的TFT 1104a、TFT 1104b和1104c和像素部分1107中的OLED 1105作為代表元件給出。
然后，形成絕緣膜1108以便于覆蓋上述元件。優(yōu)選的是絕緣膜在形成后有更平的表面。沒有必要需要提供絕緣膜1108。
其次，如圖4C所示，第二襯底1110通過第二接合層1109接合。本實施方案中，塑料襯底用作第二襯底1110。更具體地，能使用具有10μm或更大厚度的樹脂襯底，例如，能使用由PES(聚醚砜，polyethersulfone)、PC(聚碳酸酯)、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯，polyethyleneterephthalate)或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯，polyethylenenaphthalate)構(gòu)成的襯底。
作為第二接合層1109的材料，有必要使用能在以后的步驟中第一接合層1102被除去時提供高的選擇比的材料。典型地，樹脂構(gòu)成的絕緣膜能用作第二接合層1109。盡管本實施方案樣式中聚酰亞胺用作第二接合層1109的材料，另外也能用丙烯醛基、聚酰胺或環(huán)氧樹脂。當從OLED觀察時第二接合層1109放在觀察者一側(cè)(發(fā)光裝置使用者的一側(cè))的情形中，材料需要有透光性。
其次，如圖5A所示，第一襯底1101、第二襯底1110和形成于其間的整個膜和所有的元件暴露在含氟化鹵素的氣體中以便于除去第一接合層1102。本實施方案中，三氟化氯(ClF3)用作氟化鹵素，氮用作稀釋氣體。另外，氬、氦或氖可以用作稀釋氣體。對于這兩種氣體，流速可以設(shè)為500sccm(8.35×10-6m3/s)，反應(yīng)壓力可以設(shè)為1-10Torr(1.3×102-1.3×103Pa)。處理溫度可以是室溫(典型地，20-27℃)。
本情形中，刻蝕硅膜，而不刻蝕玻璃襯底、聚酰亞胺、和氧化硅膜。更具體地，通過暴露于三氟化氯中，第一接合層1102被選擇性的刻蝕以導致其完全的除去。由于同樣由硅層構(gòu)成的TFT的有源層不暴露在外面，有源層不暴露于三氟化氯中，并因而不被刻蝕。
本實施方案樣式中，第一接合層1102從其暴露的邊緣部分逐漸地刻蝕。當?shù)谝唤雍蠈?102完全除去時，第一襯底1101和絕緣膜1103互相分開。TFT和OLED，其每一個包括薄膜的疊層，保留在第二襯底1110上。
大尺寸的襯底不優(yōu)選地作為第一襯底1101，這是因為刻蝕從第一接合層1102的邊緣逐漸地進行，因而完全除去第一接合層1102所需的時間隨著尺寸的增加而變長。因而，理想的是本實施方案樣式對于具有3英寸或更短(優(yōu)選的，1英寸或更少)對角線的第一襯底1101實施。
第一襯底1101以這種方式的剝落之后，如圖5B所示形成第三接合層1113。然后，通過第三接合層1113接合第三襯底1112。本實施方案中，塑料襯底用作第三襯底1110。更具體地，具有10μm或更大厚度的樹脂襯底，例如，由PES(聚醚砜)、PC(聚碳酸酯)、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯，polyethylene terephthalate)或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯，polyethylene naphthalate)構(gòu)成的襯底能用作第三襯底。
作為第三接合層1113，能使用由樹脂(典型地，聚酰亞胺、丙烯基、聚酰胺或環(huán)氧樹脂)構(gòu)成的絕緣膜。當從OLED觀察時第三接合層1113放在觀察者一側(cè)(發(fā)光裝置使用者的一側(cè))的情形中，材料需要有透光性。
用這種方式，能得到插入在具有柔韌性的兩個柔性襯底1110和1112之間的柔性O(shè)LED面板(發(fā)光裝置)。對于第二襯底1110和第三襯底1112使用同樣的材料，襯底1110和1112有同樣的熱擴散系數(shù)。結(jié)果是，襯底1110和1112能幾乎不受由溫度改變引起的壓應(yīng)力的影響。
其次，如圖5C所示，OLED面板用上面形成了密封膜1119的塑料膜1118密封。這時，密封膜1119放在塑料膜1118和OLED 1105之間。
本實施方案中，作為密封膜1119，無機絕緣膜1119a、有機絕緣膜1119b、無機絕緣膜1119c按順序在塑料膜1118附近形成。
根據(jù)本實施方案制造的發(fā)光裝置允許使用半導體的元件(例如TFT)的制造，不受塑料襯底耐熱性的限制。這樣，能得到具有非常高性能的發(fā)光裝置。
本實施方案中，盡管第一接合層1102由非晶硅構(gòu)成，并用含氟化鹵素的氣體除去，本發(fā)明不局限于這種結(jié)構(gòu)。第一接合層1102的材料和除去方法能夠由實施本發(fā)明的人適當?shù)卮_定。重要的是確定第一接合層的材料和除去方法，從而不希望除去的第一接合層以外的襯底、元件和膜不隨著第一接合層的除去被除去，以便于不影響發(fā)光裝置的運轉(zhuǎn)。還有重要的是第一接合層的材料不允許它在第一接合層的除去步驟之外的工藝中的除去。
例如，通過激光束的照射全部或部分蒸發(fā)的有機材料能用作第一接合層。此外，理想的是，使用具有激光束吸光率的材料，例如彩色或黑色材料(例如，含黑色素的樹脂材料)，從而在使用來自YAG激光器的二次諧波的情形中激光束只被第一接合層充分地吸收。元件形成步驟中在熱處理中不蒸發(fā)的材料用于第一接合層。
第一、第二和第三接合層的每一層可以是單層或多層。非晶硅膜或DLC膜可以提供在接合層和襯底之間。
第一接合層可以由非晶硅膜形成，第一襯底可以在以后的步驟中用激光束在第一接合層上的照射剝落。該情形中，為了便于第一襯底的剝落，優(yōu)選的是用含大量氫的非晶硅膜。非晶硅膜中所含的氫通過激光束的照射蒸發(fā)，從而第一襯底能容易地剝落。
作為激光束，可以用脈沖振蕩或連續(xù)波準分子激光、YAG激光或YVO4激光。激光束通過第一襯底照射到第一接合層上，以便于只蒸發(fā)第一接合層來剝落第一襯底。因而，作為第一襯底，優(yōu)選的是用至少允許照射的激光束穿過的襯底，典型的是具有透光性的襯底，例如，玻璃襯底、石英襯底等，其具有大于第二和第三襯底的厚度。
本發(fā)明中，為了允許激光束穿過第一襯底，有必要適當?shù)剡x擇激光束和第一襯底的類型。例如，當石英襯底用作第一襯底時，使用YAG激光(基波(1064nm)、二次諧波(532nm)、三次諧波(355nm)和四次諧波(266nm))或準分子激光(波長308nm)以形成線形光束，其依次被允許穿過石英襯底。要注意的是準分子激光束不穿過玻璃襯底。因而，當玻璃襯底用作第一襯底時，YAG激光的基波、二次諧波或三次諧波，優(yōu)選地，二次諧波(波長532nm)用于形成線形光束，其依次被允許穿過玻璃襯底。
另外，例如，可以用通過在第一接合層上噴射流體(加壓液體或氣體)分離第一襯底的方法(典型地，水噴射法)。
在第一接合層由非晶硅膜構(gòu)成的情形中，第一接合層可以用聯(lián)氨除去。
另外，可以采用美國專利5,821,138中說明的通過刻蝕分離第一襯底的方法。具體地，涂敷的氧化硅膜(SOG)可以用作第一接合層，其然后用氟化氫除去。這種情形中，重要的是通過濺射或CVD法形成不希望被除去的氧化硅膜，以具有精細結(jié)構(gòu)，從而當?shù)谝唤雍蠈右梅瘹涑r氧化硅膜提供高的選擇比。
用這種結(jié)構(gòu)，即使具有非常薄厚度，具體地，50-300μm，優(yōu)選地150-200μm的襯底用作第二和第三襯底，也能得到具有高度可靠性的發(fā)光裝置。用傳統(tǒng)已知的制造設(shè)備很難在如此薄的襯底上形成元件。然而，由于元件是利用接合到第一襯底上形成的，能無須任何設(shè)備的改變而使用利用了厚襯底的制造設(shè)備。
隨著包括多層絕緣膜的密封膜的使用，有可能有效地抑制由濕氣或氧的滲入引起的退化。而且，防止了裂紋由于襯底彎曲而出現(xiàn)。結(jié)果是，能實現(xiàn)具有增強的柔韌性的發(fā)光裝置。
注意，有可能與實施方案1-2組合來實現(xiàn)實施方案3。本實施方案中，說明不同于實施方案3的包括在塑料襯底上形成的OLED的OLED面板的制造方法。圖6和7是像素部分和驅(qū)動電路的制造步驟的橫截面圖。
圖6A中，在第一襯底1201上形成由非晶硅膜構(gòu)成的第一接合層1202，以具有100-500nm(本實施方案樣式中是300nm)的厚度。盡管本實施方案樣式中玻璃襯底用作第一襯底1201，另外還可以用石英襯底、硅襯底、金屬襯底或陶瓷襯底。任何材料能用于第一襯底1201，只要它對以后的制造步驟中的處理溫度具有抵抗力。
作為形成第一接合層1202的方法，可以用低壓熱CVD法、等離子體CVD法、濺射法或蒸發(fā)法。在第一接合層1202上，形成氧化硅膜構(gòu)成的絕緣膜1203，具有200nm的厚度。作為形成絕緣膜1203的方法，可以采用低壓熱CVD法、等離子體CVD法、濺射法或蒸發(fā)法。當除去第一接合層1202以剝落第一襯底1201時，絕緣膜1203用來保護在第一襯底1201上形成的元件。
其次，在絕緣膜1203上形成元件(圖6B)。這里的元件指半導體元件(典型地，TFT)或MIM元件，其在有源矩陣發(fā)光裝置的情形中用作像素的開關(guān)元件和OLED等。在無源發(fā)光裝置的情形中，元件指OLED。圖6B中，驅(qū)動電路1206中的TFT 1204a、TFT 1204b和1204c和像素部分中的OLED 1205作為代表元件給出。
然后，形成絕緣膜1208以便于覆蓋上述元件。優(yōu)選的是絕緣膜在形成后有更平的表面。不是必須要提供絕緣膜1208。
其次，如圖6C所示，第二襯底1210通過第二接合層1209接合到第一襯底1201上。盡管本實施方案樣式中玻璃襯底用作第二襯底1210，還可以用石英襯底、硅襯底、金屬襯底或陶瓷襯底。任何材料都能用于第二襯底1210，只要該材料對以后制造步驟中的處理溫度具有抵抗力。
作為第二接合層1209的材料，有必要使用能在以后的步驟中第一接合層1202被除去時提供高的選擇比的材料。而且，對于第二接合層1209，需要用這樣的材料，以便于用來接合第三襯底的第三接合層不隨著第二接合層的除去而被除去，并且不引起第三襯底的剝落。本實施方案中，使用聚酰胺酸溶液，其是聚酰亞胺樹脂的前驅(qū)物，在日本專利申請公開號5-315630中說明。具體地，用聚酰胺酸溶液形成具有10-15μm的厚度的作為未凝固的樹脂的第二接合層1209以后，第二襯底1210和夾層絕緣膜1208通過熱壓縮接合互相接合在一起。然后，進行加熱以便于暫時凝固樹脂。
本實施方案中，第二接合層的材料不限于聚酰胺酸溶液。任何材料都能使用，只要當?shù)谝唤雍蠈?202在以后的步驟中被除去時提供高的選擇比，并且用于接合第三襯底的第三接合層不隨著第二接合層的除去而除去，且不引起第三襯底的剝落。重要的是第二接合層由這種材料構(gòu)成，除了除去第二接合層的步驟，它在此以外的步驟中不被除去。
其次，如圖6D所示，第一襯底1201、第二襯底1210和形成于其間的整個膜和所有的元件暴露在含氟化鹵素的氣體中以便于除去第一接合層1202。本實施方案中，三氟化氯(ClF3)用作氟化鹵素，氮用作稀釋氣體。另外，氬、氦或氖可以用作稀釋氣體。對于這兩種氣體，流速可以設(shè)為500sccm(8.35×10-6m3/s)，反應(yīng)壓力可以設(shè)為1-10Torr(1.3×102-1.3×103Pa)。處理溫度可以是室溫(典型地，20-27℃)。
本情形中，刻蝕硅膜，而不刻蝕塑料膜、玻璃襯底、聚酰亞胺膜、和氧化硅膜。更具體地，通過暴露于三氟化氯氣體中，第一接合層1202被選擇性的刻蝕以導致其完全的除去。由于同樣由硅膜構(gòu)成的TFT的有源層不暴露在外面，有源層不暴露于三氟化氯氣體中，并因而不被刻蝕。
本實施方案中，第一接合層1202從其暴露的邊緣部分逐漸地刻蝕。當?shù)谝唤雍蠈?202完全除去時，第一襯底1201和絕緣膜1203互相分開。第一接合層1202除去后，TFT和OLED，其每一個包括薄膜的疊層，保留在第二襯底1210上。
大襯底不優(yōu)選地作為第一襯底1201，這是因為第一接合層1202從其邊緣逐漸地刻蝕，完全除去第一接合層1202所需的時間隨著尺寸的增加而變長。因而，理想的是本實施方案對于具有3英寸或更短(優(yōu)選的，1英寸或更短)對角線的第一襯底1201實施。
第一襯底1201以這種方式除去之后，如圖7A所示形成第三接合層1213。然后，第三襯底1212通過第三接合層1213接合到第二襯底1210上。本實施方案中，塑料襯底用作第三襯底1210。更具體地，具有10μm或更大厚度的樹脂襯底，例如，由PES(聚醚砜)、PC(聚碳酸酯)、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯，polyethylene terephthalate)或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯，polyethylene naphthalate)構(gòu)成的襯底能用作第三襯底。
由樹脂(典型地，聚酰亞胺、丙烯基、聚酰胺或環(huán)氧樹脂)構(gòu)成的絕緣膜能用作第三接合層1213。當從OLED觀察時第三接合層1213放在觀察者一側(cè)(發(fā)光裝置使用者的一側(cè))的情形中，材料需要有透光性。
其次，如圖7B所示，除去第二接合層1209以剝落第二襯底1210。更具體地，第二接合層1209通過浸入水中大約1小時除去，由此允許第二襯底1210被剝落。
重要的是根據(jù)第二接合層的材料、元件或膜的材料、襯底的材料等選擇剝落第二接合層1209的方法。
用這種方式，能得到使用單個塑料襯底1212的柔性O(shè)LED面板(發(fā)光裝置)。
其次，如圖7C所示，OLED面板用其上形成了密封膜1219的塑料膜1218密封。這時，密封膜1219放在塑料膜1218和OLED1205之間。
本實施方案中，作為密封膜1219，無機絕緣膜1219a、有機絕緣膜1219b、無機絕緣膜1219c按順序形成在塑料膜1218附近。
由于使用半導體的元件(例如TFT)能不受塑料襯底耐熱性的限制而形成，所以根據(jù)本實施方案能制造具有非常高性能的發(fā)光裝置。
本實施方案中，盡管第一接合層1202由非晶硅構(gòu)成，并用含氟化鹵素的氣體除去，本發(fā)明不局限于這種結(jié)構(gòu)。第一接合層的材料和除去方法能夠由實施本發(fā)明的人適當?shù)卮_定。重要的是確定第一接合層的材料和除去方法從而使不希望除去的第一接合層以外的襯底、其它接合層、元件和膜不隨著第一接合層的除去而除去，以便于不影響發(fā)光裝置的運轉(zhuǎn)。還有重要的是第一接合層的材料不允許它在第一接合層的除去步驟之外的工藝中的除去。
盡管作為聚酰亞胺樹脂前驅(qū)物的聚酰胺酸溶液用于第二接合層1209，其然后用水除去，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不局限于此。第二接合層的材料和除去方法能夠由實施本發(fā)明的人適當?shù)卮_定。重要的是確定第二接合層的材料和除去方法，從而使不希望除去的第二接合層以外的襯底、其它接合層、元件和膜不隨著第二接合層的除去而除去，以便于不影響發(fā)光裝置的運轉(zhuǎn)。還有重要的是第二接合層的材料不允許它在第二接合層的除去步驟之外的工藝中的除去。
例如，通過激光束的照射全部或部分蒸發(fā)的有機材料能用作第一和第二接合層。此外，理想的是，使用具有激光束吸光率的材料，例如彩色或黑色材料(例如，含黑色素的樹脂材料)，從而在使用來自YAG激光器的二次諧波的情形中激光束只被第一和第二接合層充分地吸收。采用在元件形成步驟中的熱處理中不蒸發(fā)的第一和第二接合層。
第一、第二和第三接合層的每一層可以是單層或多層。非晶硅膜或DLC膜可以提供在接合層和襯底之間。
第一接合層或第二接合層可以由非晶硅膜形成，襯底可以在以后的步驟中用激光束在第一接合層或第二接合層上的照射剝落。該情形中，為了便于第一襯底的剝落，優(yōu)選的是用含大量氫的非晶硅膜。非晶硅膜中所含的氫通過激光束的照射蒸發(fā)，從而襯底能容易地剝落。
作為激光束，可以用脈沖振蕩或連續(xù)波準分子激光、YAG激光或YVO4激光。在第一襯底要被剝落的情形中，激光束通過第一襯底照射到第一接合層上，以便于只蒸發(fā)第一接合層來剝落第一襯底。在第二襯底要被剝落的情形中，激光束通過第二襯底照射到第二接合層上，以便于只蒸發(fā)第二接合層來剝落第二襯底。因而，作為第一或第二襯底，優(yōu)選的是用具有大于第三襯底的厚度的襯底，其至少允許照射的激光束穿過，典型的是具有透光性的襯底，例如，玻璃襯底、石英襯底等。
本發(fā)明中，為了允許激光束穿過第一或第二襯底，有必要適當?shù)剡x擇激光束的類型和第一襯底的類型。例如，當石英襯底用作第一襯底時，使用YAG激光(基波(1064nm)、二次諧波(532nm)、三次諧波(355nm)和四次諧波(266nm))或準分子激光(波長308nm)以形成線形光束，其依次(in turn)被允許穿過石英襯底。要注意的是準分子激光束不穿過玻璃襯底。因而，當使用玻璃襯底時，YAG激光的基波、二次諧波或三次諧波，優(yōu)選地，二次諧波(波長532nm)用于形成線形光束，其依次被允許穿過玻璃襯底。
另外，例如，可以用通過在第一接合層上噴射流體(加壓液體或氣體)分離第一襯底的方法(典型地，水噴射法)。
在第一接合層由非晶硅膜構(gòu)成的情形中，第一接合層可以用聯(lián)氨除去。
另外，可以采用美國專利5,821,138中說明的通過刻蝕分離第一襯底的方法。具體地，涂敷的氧化硅膜(SOG)可以用作第一或第二接合層，其然后用氟化氫除去。這種情形中，重要的是通過濺射或CVD法形成不希望被除去的氧化硅膜，以具有精細結(jié)構(gòu)，從而當?shù)谝换虻诙雍蠈右梅瘹涑r氧化硅膜提供高的選擇比。
用這種結(jié)構(gòu)，即使具有非常薄厚度，具體地，50-300μm，優(yōu)選地150-200μm的襯底用作第三襯底，也能得到具有高度可靠性的發(fā)光裝置。用傳統(tǒng)已知的制造設(shè)備很難在如此薄的襯底上形成元件。然而，由于是利用接合到第一和第二襯底上形成的，能無須任何設(shè)備的變化而使用利用厚襯底的制造設(shè)備。
隨著包括多層絕緣膜的密封膜的使用，有可能有效地抑制由濕氣或氧的滲入引起的退化。而且，防止了裂紋由于襯底彎曲而出現(xiàn)。結(jié)果是，能實現(xiàn)具有增強的柔韌性的發(fā)光裝置。
在第一和第二實施方案中，OLED的陽極或者陰極能用作像素電極。
注意，有可能與實施方案1-2組合來實現(xiàn)實施方案4。
實施方案5中，將說明根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置的外觀和它到FPC的連接。
圖8A給出根據(jù)本發(fā)明、在實施方案3中說明的發(fā)光裝置的俯視圖的實例。第二襯底1301和第三襯底1302都是具有柔韌性的塑料襯底。像素部分1303和驅(qū)動電路(源側(cè)驅(qū)動電路1304和柵側(cè)驅(qū)動電路1305)提供在第二襯底1301和第三襯底1302之間。
圖8A中，給出了一個實例，其中在襯底上形成源側(cè)驅(qū)動電路1304和柵側(cè)驅(qū)動電路1305，所述襯底上還形成像素部分1303。然而，源側(cè)驅(qū)動電路1304和柵側(cè)驅(qū)動電路1305所代表的驅(qū)動電路可以在不同于上面形成了像素部分1303的襯底的襯底上形成。這種情形中，驅(qū)動電路可以通過FPC等連接到像素部分1303上。
源側(cè)驅(qū)動電路1304和柵側(cè)驅(qū)動電路1305的數(shù)目和排列不限于圖8A所示的結(jié)構(gòu)。
參考符號1306指FPC，來自包括控制器的IC的信號或源電壓通過它提供給像素部分1303、源側(cè)驅(qū)動電路1304和柵側(cè)驅(qū)動電路1305。
圖8B是圖8A中點劃線包圍的部分的放大圖，其中FPC1306和第二襯底1301互相連接。圖8C是沿著圖8B中線A-A’得到的橫截面圖。
在第二襯底1301和第三襯底1302之間提供導線1310、其延伸以便于向像素部分1303提供信號或源電壓、源側(cè)驅(qū)動電路1304和柵側(cè)驅(qū)動電路1305。為FPC1306提供終端1311。
注意，1314指干燥材料，有防止有助于退化的諸如氧或水的材料進入OLED(沒有圖示)的作用。
第二襯底1301和在第二襯底1301與延伸的導線1310之間提供的諸如絕緣膜的各種膜用激光束等部分地除去，以提供接觸孔1313。因而，多個延伸的導線1310通過接觸孔1313暴露，并通過具有各向異性的導電樹脂1312分別連接到終端1311上。
雖然給出了一個實例，其中延伸的導線從圖8A-8C中的第二襯底的側(cè)面部分地暴露，但是本發(fā)明不限于此。另外，延伸的導線可以從第三襯底1302的側(cè)面部分地暴露。
圖9A給出圖8A所示處于彎曲狀態(tài)的發(fā)光裝置。由于實施方案3中說明的發(fā)光裝置的第二襯底和第三襯底都有柔韌性，發(fā)光裝置可以彎曲到圖9A所示的一定程度。這樣，這種發(fā)光裝置有廣泛的應(yīng)用范圍，這是因為它能用于具有彎曲表面的顯示器、櫥窗等。而且，不僅實施方案3中說明的發(fā)光裝置，而且實施方案4中說明的發(fā)光裝置能同樣地彎曲。
圖9B是圖9A所示發(fā)光裝置的橫截面圖。在第二襯底1301和第三襯底1302之間形成多個元件。這里，TFT 1320a、1320b和1320c和OLED 1322分別給出。虛線1323代表第二襯底1301和第三襯底1302之間的中心線。
第二襯底用塑料膜1324通過密封膜1321覆蓋。第三襯底也用塑料膜1324通過密封膜1321覆蓋。
密封膜1321包括與塑料膜1324接觸的無機絕緣膜1321a、與無機絕緣膜1321a接觸的有機絕緣膜1321b和與有機絕緣膜1321b接觸的無機絕緣膜1321c。
其次，將說明實施方案4所說明的發(fā)光裝置到FPC的連接。圖10是橫截面圖，其給出實施方案4所說明的發(fā)光裝置與FPC互相連接的部分。
用于延伸的導線1403在第三襯底1401上提供。
在第三襯底1401與延伸的導線1410之間提供的諸如絕緣膜的各種膜用激光束等部分地除去，以提供接觸孔。因而，延伸的導線1403通過接觸孔暴露，并通過具有各向異性的導電樹脂1406電連接到包括在FPC 1404中的終端1405上。
雖然給出了一個實例，其中延伸的導線1403通過除去在圖10中的延伸導線1403上提供的部分絕緣膜部分地暴露，但是本發(fā)明不限于此。另外，延伸的導線1403可以從第三襯底1401的側(cè)面部分地暴露。
注意，有可能與實施方案1-2組合來實現(xiàn)實施方案5。實施方案6中，說明本發(fā)明的發(fā)光裝置的制造方法的實例。
圖11A中，由涂敷的氧化硅膜(SOG)構(gòu)成的第一接合層502在第一襯底501上形成，具有100-500nm(本實施方案中是300nm)。雖然本實施方案中玻璃襯底用作第一襯底501，另外可以用石英襯底、硅襯底、金屬襯底或陶瓷襯底。任何材料能用于第一襯底501，只要它對以后的制造步驟中的處理溫度有抵抗力。
作為形成SOG膜的方法，碘溶液通過旋涂加到SOG溶液中，然后干燥以從中釋放出碘。然后，在大約400℃進行熱處理以形成SOG膜。本實施方案中，形成具有100nm厚度的SOG膜。形成SOG膜作為第一接合層502的方法不限于上述方法。有機SOG和無機SOG都可以用作SOG；能用任何SOG，只要它能在以后的步驟中用氟化氫除去。重要的是通過濺射或CVD法形成不希望被除去的氧化硅膜，以具有精細結(jié)構(gòu)，以便于當?shù)谝唤雍蠈右梅瘹涑r提供高的選擇比。
其次，用低壓熱CVD法、等離子體CVD法、濺射法或蒸發(fā)法在第一接合層502上形成由鋁構(gòu)成的保護膜。本實施方案中，用濺射法在第一接合層502上形成由鋁構(gòu)成的保護膜503，具有200nm的厚度。
雖然本實施方案中鋁用作保護膜503的材料，本發(fā)明不限于此。重要的是選擇這樣的材料，其不隨著第一接合層502的除去而除去，且在除了除去保護膜503的步驟之外的工藝中不被除去。而且，重要的是這種材料在除去保護膜503的步驟中不允許其它膜和襯底的除去。當除去第一接合層502以剝落第一襯底501時，保護膜503用來保護在第一襯底501上形成的元件。
其次，在保護膜503上形成元件(圖11B)。圖11B中，驅(qū)動電路中的TFT 504a和504b作為代表元件給出。
本實施方案中，TFT 504a是n溝道TFT，而TFT 504b是p溝道TFT。TFT 504a和TFT 504b形成CMOS。
TFT 504a包括在保護膜503上形成的第一電極550、所形成的以便于覆蓋第一電極550的絕緣膜551、所形成的以便于與絕緣膜551接觸的半導體膜552、所形成的以便于與半導體膜552接觸的絕緣膜553、和與絕緣膜553接觸的第二電極554。
TFT 504b包括第一電極560、所形成的以便于覆蓋第一電極560的絕緣膜551、所形成的以便于與絕緣膜551接觸的半導體膜562、所形成的以便于與半導體膜562接觸的絕緣膜553、和與絕緣膜553接觸的第二電極564。
在保護膜503上提供終端507，其與第一電極550和560同時形成。
然后，形成絕緣膜565以便于覆蓋TFT 504a和504b。通過穿過絕緣膜565、551和553形成的接觸孔形成與半導體膜552和終端570接觸的導線571、與半導體膜552和562接觸的導線572、和與半導體膜562接觸的導線573。
盡管沒有圖示，OLED在絕緣膜565上形成。形成絕緣膜574以便于覆蓋導線571，572和573，絕緣膜574和OLED。優(yōu)選的是絕緣膜574在其形成后具有更平的表面。絕緣膜574不是必須形成。
其次，如圖11C所示，第二襯底510通過第二接合層509接合到第一襯底上。本實施方案中，塑料襯底用作第二襯底510。更具體地，具有10μm或更厚的厚度的樹脂襯底，例如，由PES(聚醚砜，polyethersulfone)、PC(聚碳酸酯)、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯，polyethyleneterephthalate)或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯polyethylenenaphthalate)構(gòu)成的襯底能用作第二襯底510。
作為第二接合層509的材料，必須使用當?shù)谝唤雍蠈釉谝院蟮牟襟E中要被除去時能提供高的選擇比的材料。典型地，能用由樹脂構(gòu)成的絕緣膜。盡管本實施方案中用聚酰亞胺，還能用丙烯基、聚酰胺或環(huán)氧樹脂。當從OLED觀察時第二接合層509放在觀察者一側(cè)(發(fā)光裝置使用者的一側(cè))的情形中，材料需要有透光性。
其次，如圖11D所示，第一接合層502用氫氟酸除去。本實施方案中，第一和第二襯底501和510，形成于其間的所有元件和整個襯底浸入緩沖的氫氟酸(HF/NH4F＝0.01-0.2，例如，0.1)中以便于除去第一接合層502。
由于不希望被除去的氧化硅膜由通過濺射或CVD法形成的薄(fine)膜構(gòu)成，只有第一接合層用氫氟酸除去。
本實施方案的情形中，第一接合層502從其暴露的邊緣部分逐漸地刻蝕。當?shù)谝唤雍蠈?02完全除去時，第一襯底501和保護膜503彼此分開。第一接合層502除去之后，TFT和OLED，其每一個都包括薄膜的疊層，保留在第二襯底510上。
大襯底不優(yōu)選地作為第一襯底501，這是因為從邊緣完全除去第一接合層502所需的時間隨著第一襯底尺寸的增加而變長。因而，理想的是本實施方案對于具有3英寸或更短(優(yōu)選的，1英寸或更短)對角線的第一襯底501實施。
其次，如圖12A所示，除去保護膜503。本實施方案中，用磷酸類的刻蝕劑通過濕刻除去鋁構(gòu)成的保護膜503以便于暴露終端507和第一電極550和560。
然后，如圖12B所示，形成由具有各向異性的導電樹脂構(gòu)成的第三接合層513。通過第三接合層513，第三襯底512附連到終端570和第一電極550和560暴露的一側(cè)。
本實施方案中，塑料襯底用作第三襯底512。更具體地，具有10μm或更厚的厚度的樹脂襯底，例如，由PES(聚醚砜，polyethersulfone)、PC(聚碳酸酯)、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯，polyethyleneterephthalate)或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯，polyethylenenaphthalate)構(gòu)成的襯底能用作第三襯底512。
作為第三接合層513，可使用由樹脂(典型地，聚酰亞胺、丙烯基、聚酰胺或環(huán)氧樹脂)構(gòu)成的絕緣膜。當從OLED觀察時第三接合層513放在觀察者一側(cè)的情形中，材料需要有透光性。
然后，通過第三襯底512用激光束等形成接觸孔。鋁蒸發(fā)到第三襯底512上形成接觸孔的部分和其附近，由此在第三襯底512的各個表面上形成終端580和581，其彼此之間電連接。形成終端580和581的方法不限于上述結(jié)構(gòu)。
在第三襯底512上形成的終端580通過第三接合層513電連接到與第一電極550和560同時形成的終端570上。
用這種方式，能得到插在塑料襯底510和512之間的柔性發(fā)光裝置。對于第二襯底510和第三襯底512使用同樣的材料，襯底510和512具有同樣的熱擴散系數(shù)。結(jié)果是，襯底510和512幾乎不受由溫度的變化引起的壓應(yīng)力的影響。
如圖12C所示，所形成的以便于與第三接合層513接觸但不與包括在FPC 590中的終端591和第三襯底512接觸的終端581通過由具有各向異性的導電樹脂構(gòu)成的第四接合層592彼此連接。
其次，如圖12C所示，OLED面板用其中淀積了密封膜520的塑料膜521密封。當執(zhí)行密封時，密封膜520安排在塑料膜521和OLED(圖中沒有給出)之間。
本實施方案中，作為密封膜520，從塑料膜521的側(cè)面形成無機絕緣膜520a、有機絕緣膜520b和無機絕緣膜520c。
根據(jù)本實施方案制造的發(fā)光裝置允許不受塑料襯底耐熱性的限制的條件下采用半導體的元件(例如TFT)的制造。這樣，能得到具有非常高性能的發(fā)光裝置。
雖然本實施方案中，用氫氟酸除去由SOG構(gòu)成的第一接合層502，本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu)。第一接合層502和材料和除去方法能夠由實施本發(fā)明的人適當?shù)卮_定。重要的是確定第一接合層的材料和除去方法從而不希望除去的第一接合層502以外的襯底、元件和膜不隨著第一接合層502的除去而除去，且不影響發(fā)光裝置的運轉(zhuǎn)。而且，還有重要的是第一接合層502的材料不允許它在第一接合層502的除去步驟之外的工藝中的除去。
例如，通過激光束的照射全部或部分蒸發(fā)的有機材料能用作第一接合層502。此外，理想的是，使用具有激光束吸光率的材料，例如彩色或黑色材料(例如，含黑色素的樹脂材料)，從而在使用來自YAG激光器的二次諧波的情形中激光束只被第一接合層502充分地吸收。使用在元件形成步驟中的熱處理中不蒸發(fā)的第一接合層502。
第一、第二和第三接合層的每一層可以是單層或多層。非晶硅膜或DLC膜可以提供在接合層和襯底之間。
第一接合層502可以由非晶硅膜形成，在以后的步驟中，第一襯底可以用激光束在第一接合層502上的照射剝落。該情形中，為了便于第一襯底的剝落，優(yōu)選的是用含大量氫的非晶硅膜。非晶硅膜中所含的氫通過激光束的照射蒸發(fā)，從而第一襯底能容易地剝落。
作為激光束，可以用脈沖振蕩或連續(xù)波準分子激光、YAG激光或YVO4激光。激光束通過第一襯底照射到第一接合層上，以便于只蒸發(fā)第一接合層來剝落第一襯底。因而，作為第一襯底，優(yōu)選的是用具有大于第二和第三襯底的厚度的襯底，其至少允許照射的激光束穿過，典型的是具有透光性的襯底，例如，玻璃襯底、石英襯底等。
本發(fā)明中，為了允許激光束穿過第一襯底，有必要適當?shù)剡x擇激光束和第一襯底的類型。例如，當石英襯底用作第一襯底時，使用YAG激光(基波(1064nm)、二次諧波(532nm)、三次諧波(355nm)和四次諧波(266nm))或準分子激光(波長308nm)以形成線形光束，其依次被允許穿過石英襯底。要注意的是準分子激光束不穿過玻璃襯底。因而，當玻璃襯底用作第一襯底時，YAG激光的基波、二次諧波或三次諧波，優(yōu)選地，二次諧波(波長532nm)用于形成線形光束，其依次被允許穿過玻璃襯底。
另外，可以用通過在第一接合層上噴射流體(加壓液體或氣體)分離第一襯底的方法(典型地，水噴射法)或該方法的組合。
在第一接合層由非晶硅膜構(gòu)成的情形中，第一接合層可以用聯(lián)氨除去。
另外，可以用美國專利5,821,138中說明的通過刻蝕分離第一襯底的方法。具體地，涂敷的氧化硅膜(SOG)可以用作第一接合層，其用氟化氫除去。這種情形中，重要的是通過濺射或CVD法形成不希望被除去的氧化硅膜，以具有精細結(jié)構(gòu)，從而當?shù)谝唤雍蠈右梅瘹涑r氧化硅膜提供高的選擇比。
用這種結(jié)構(gòu)，即使具有非常薄厚度，具體地，50-300μm，優(yōu)選地150-200μm的襯底用作第二和第三襯底，也能得到具有高度可靠性的發(fā)光裝置。用傳統(tǒng)已知的制造設(shè)備很難在如此薄的襯底上形成元件。然而，由于元件是隨著接合到第一襯底上形成的，能無須任何設(shè)備的改變而使用利用了厚襯底的制造設(shè)備。
隨著包括多層絕緣膜的密封膜的使用，有可能有效地抑制由濕氣或氧的滲入引起的退化。而且，防止了裂紋由于襯底彎曲而出現(xiàn)。結(jié)果是，能實現(xiàn)具有增強的柔韌性的發(fā)光裝置。
本實施方案能通過與實施方案1或2自由地組合來實現(xiàn)。本實施方案中，將詳細說明形成排列在像素部分周圍的驅(qū)動電路(源信號線驅(qū)動電路和柵信號線驅(qū)動電路)的TFT和像素部分的方法。本實施方案中，關(guān)于驅(qū)動電路，為了簡要說明只給出作為基本單元的CMOS電路。
首先，如圖13A所示，在由諸如以CORNING公司的#7059玻璃和#1737玻璃代表的硼硅酸鋇玻璃或硼硅酸鋁玻璃等的玻璃形成的第一襯底5000上形成由非晶硅膜形成并具有100-500nm(優(yōu)選地300nm)厚度的第一接合層5001。第一接合層5001用低壓熱CVD法、等離子體CVD法、濺射法或蒸發(fā)法形成。本實施方案中，第一接合層5001用濺射法形成。
其次，在第一接合層5001上形成由諸如氧化硅膜、氮氧化硅膜或氧化氮硅(silicon nitride oxide)膜的絕緣膜形成的基礎(chǔ)膜5002。當除去第一接合層5001以剝落襯底5000時，基礎(chǔ)膜5002有保護在襯底5000上形成的元件的作用。例如，形成通過等離子體CVD法用SiH4、NH3和N2O形成的并具有10-200nm(優(yōu)選的50-100nm)厚度的氧化氮硅膜。類似地，由SiH4和N2O形成的并具有50-200nm(優(yōu)選的100-150nm)厚度的氫化的氧化氮硅膜疊放在其上。本實施方案中，基礎(chǔ)膜5002有雙層結(jié)構(gòu)，但是也可以作為上述絕緣膜之一的單層膜、或具有多于兩層的上述絕緣膜的疊層膜形成。
由通過在具有非晶結(jié)構(gòu)的半導體膜上進行激光晶化或已知的熱晶化得到的結(jié)晶半導體膜形成島狀半導體層5003-5006。這些島狀半導體層5003-5006每個都有25-80nm(優(yōu)選地30-60nm)的厚度。結(jié)晶半導體膜的材料上沒有限制，但是結(jié)晶半導體膜優(yōu)選地由硅、鍺硅(SiGe)合金等形成。
當結(jié)晶半導體膜要用激光晶化法制造時，使用脈沖振蕩型或連續(xù)發(fā)光型準分子激光器、YAG激光器和YVO4激光器。當使用這些激光器時，優(yōu)選的是使用一種方法，其中從激光發(fā)射裝置照射的激光束通過光學系統(tǒng)會聚成線形，然后照射到半導體膜上。由操作者適當?shù)剡x擇晶化條件。當使用準分子激光器時，脈沖振蕩頻率設(shè)為300Hz，激光能量密度設(shè)為100-400mJ/cm2(典型地200-300mJ/cm2)。當使用YAG激光器時，通過用其二次諧波，脈沖振蕩頻率優(yōu)選地設(shè)為30-300kHz，激光能量密度優(yōu)選地設(shè)為300-600mJ/cm2(典型地350-500mJ/cm2)。會聚成線形并具有100-1000μm、例如400μm寬度的激光束照射到整個襯底面上。這時，線形光束的重疊百分比設(shè)為50-90％。
其次，形成覆蓋島狀半導體層5003-5006的柵絕緣膜5007。柵絕緣膜5007通過等離子體CVD法或濺射法由含硅的絕緣膜形成，并具有40-150nm的厚度。本實施方案中，柵絕緣膜5007由120nm厚度的氧化氮硅膜形成。然而，柵絕緣膜不限于這種氧化氮硅，而可以是包含其它并具有單層或疊層結(jié)構(gòu)的絕緣膜。例如，當用氧化硅膜時，TEOS(四乙基正硅烷)和O2用等離子體CVD法混合，反應(yīng)壓力設(shè)定為40Pa，襯底溫度設(shè)定為300-400℃，用于放電的高頻(13.56MHz)功率密度設(shè)定為0.5-0.8W/cm2。這樣，氧化硅膜能通過放電形成。用這種方法制造的氧化硅膜然后通過在400-500℃熱退火作為柵絕緣膜能得到優(yōu)選的性能。
在柵絕緣膜5007上形成用于形成柵電極的第一導電膜5008和第二導電膜5009。本實施方案中，由Ta形成具有50-100nm厚度的第一導電膜5008，由W形成具有100-300nm厚度的第二導電膜5009。
Ta膜通過濺射法形成，Ta靶用Ar濺射。這個情形中，當適量的Xe和Kr添加到Ar中時，Ta膜的內(nèi)應(yīng)力被釋放，能防止剝落這層膜。α相Ta膜的電阻率大約是20μΩcm，這個Ta膜能用于柵電極。然而，β相Ta膜的電阻率大約是180μΩcm，不適于柵電極。當作為Ta膜的基礎(chǔ)預先形成具有接近Ta的α相的晶體結(jié)構(gòu)并具有大約10-50nm的厚度的氮化鉭以形成α相的Ta膜時，能容易地得到α相的Ta膜。
用濺射法以W作為靶形成W膜。另外，W膜還能通過熱CVD法用六氟化鎢(WF6)形成。任何情形中，有必要減少電阻率以用這種膜作為柵電極。理想的是設(shè)定W膜的電阻率等于或小于20μΩcm。當W膜的晶粒在尺寸上增加時，W膜的電阻率能減小。然而，當W膜中有許多諸如氧等的雜質(zhì)元素時，結(jié)晶受到妨礙，電阻率得到提高。因此，在濺射法的情形中，使用純度99.9999％或99.99％的W靶，通過當膜要被形成時充分地小心不把雜質(zhì)從氣相混入W膜中來形成W膜。這樣，能實現(xiàn)9-20μΩcm的電阻率。
本實施方案中，由Ta形成第一導電膜5008，由W形成第二導電膜5009。然而，本發(fā)明不限于這種情形。這些導電膜中的每一個還可以由選自Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu的元素或有這些元素作為主要成分的化合物材料或合金材料形成。另外，還可以使用以摻雜了諸如磷的雜質(zhì)元素的多晶硅膜為代表的半導體膜。本實施方案所示的之外的其它方案的組合的實例包括第一導電膜5008由氮化鉭(TaN)形成、第二導電膜5009由W形成的組合；第一導電膜5008由氮化鉭(TaN)形成、第二導電膜5009由Al形成的組合；第一導電膜5008由氮化鉭(TaN)形成、第二導電膜5009由Cu形成的組合。
其次，由抗蝕劑形成掩膜5010，并實施用于形成電極和導線的第一刻蝕工藝。本實施方案中，使用ICP(誘導耦合等離子)刻蝕法，CF4和Cl2與用于刻蝕的氣體混合。500W的RF(13.56MHz)功率在1Pa的壓力下加載到線圈型電極上，從而產(chǎn)生等離子體。100W的RF(13.56MHz)功率也加載到襯底側(cè)(樣品臺)，并提供基本上負的自偏壓。當CF4和Cl2混合時，W膜和Ta膜刻蝕到同樣的程度。
在上述刻蝕條件下，通過使抗蝕劑形成的掩膜的形狀成為合適的形狀、用加到襯底側(cè)的偏壓的作用，第一和第二導電層的末端部分形成為錐型。錐型部分的角度設(shè)為15-45°。優(yōu)選的是增加刻蝕時間10-20％，以便于在柵絕緣膜上不留下殘余物的情況下實施刻蝕。由于氧化氮硅膜與W膜的選擇比范圍是2-4(典型地是3)，氧化氮硅膜的暴露面可以用過刻蝕(over-etching)工藝刻蝕大約20-50nm。這樣，由第一和第二導電層形成的第一形狀的導電層5011-5016(第一導電層5011a-5016a和第二導電層5011b-5016b)用第一刻蝕工藝形成。柵絕緣膜5007中不用第一形狀的導電層5011-5016覆蓋的區(qū)域刻蝕大約20-50nm，從而形成減薄的區(qū)域。(見圖13A)。
然后，通過實施第一摻雜工藝加入給予n型導電性的雜質(zhì)元素。摻雜方法可以是離子摻雜法或離子注入法。離子摻雜法在劑量設(shè)為1×1013-5×1014原子/cm2、和加速電壓設(shè)為60-100keV的的條件下實施。屬于15族的元素，典型地磷(P)或砷(As)用作給予n型導電性的雜質(zhì)元素。然而，這里用磷(P)。該情形中，導電層5011-5015作為對于給予n型導電性的雜質(zhì)元素的掩膜，第一雜質(zhì)區(qū)域5017-5025以自對準的方式形成。給予n型導電性的雜質(zhì)元素在1×1020-1×1021原子/cm2的濃度范圍內(nèi)的加入到第一雜質(zhì)區(qū)5017-5025中。(見圖13B)。
其次，如圖13C所示不除去抗蝕劑掩膜進行第二刻蝕工藝。W膜用CF4、Cl2和O2選擇性地刻蝕。用第二刻蝕工藝形成第二形狀的導電層5026-5031(第一導電層5026a-5031a和第二導電層5026b-5031b)。柵絕緣膜5007中不用第二形狀的導電層5026-5031覆蓋的區(qū)域另外刻蝕大約20-50nm，從而形成減薄的區(qū)域。
使用CF4和Cl2的混合氣體的W膜和Ta膜的刻蝕中的刻蝕反應(yīng)能從產(chǎn)生的自由基或離子類型的蒸氣壓和反應(yīng)產(chǎn)物選定。當比較W和Ta的氯化物和氟化物的蒸氣壓時，作為W的氟化物的WF6的蒸氣壓非常高，其它WCl5、TaF5和TaCl5的蒸氣壓彼此近似地相等。因此，W膜和Ta膜都用CF4和Cl2的混合氣體刻蝕。然而，當適量的O2加入到該混合氣體中時，CF4和O2反應(yīng)，變成CO和F，從而產(chǎn)生大量的F自由基或F離子。結(jié)果是，氟化物具有高蒸氣壓的W膜的刻蝕速度增加。與此相反，當F增加時對于Ta膜刻蝕速度的增加相對較小。由于Ta與W相比容易氧化，Ta膜的表面通過加入O2氧化。由于沒有Ta的氧化物與氟或氯化物反應(yīng)，Ta膜的刻蝕速度進一步減小。因此，有可能在W膜和Ta膜之間的刻蝕速度上造成差別，從而W膜的刻蝕速度能設(shè)定得比Ta膜的更高。
如圖14A所示，然后實施第二摻雜工藝。這種情形中，給予n型導電性的雜質(zhì)元素通過將劑量減少到低于第一摻雜工藝、以小于第一摻雜工藝的劑量和高加速電壓摻雜。例如，加速電壓設(shè)為70-120keV，劑量設(shè)為1×1013原子/cm2。這樣，在圖13B中的島狀半導體層形成的第一雜質(zhì)區(qū)內(nèi)部形成新的雜質(zhì)區(qū)。在摻雜時，第二形狀的導電層5026-5030用作對于雜質(zhì)元素的掩膜，實施摻雜從而雜質(zhì)元素還加入到第一導電層5026a-5030a下側(cè)的區(qū)域。這樣，形成第三雜質(zhì)區(qū)5032-5041。第三雜質(zhì)區(qū)5032-5036包含具有平緩的濃度梯度的磷(P)，其符合第一導電層5026a-5030a的錐形部分中的厚度梯度。在與第一導電層5026a-5030a的錐形部分重疊的半導體層中，第一導電層5026a-5030a的錐形部分的中心周圍的雜質(zhì)濃度略低于邊緣的雜質(zhì)濃度。然而，這個差別非常細微，貫穿半導體層保持了幾乎同樣的雜質(zhì)濃度。
然后如圖14B所示進行第三刻蝕處理。CHF6用作刻蝕氣體，采用反應(yīng)性離子刻蝕(RIE)。通過第三刻蝕處理，部分地刻蝕第一導電層5026a-5030a的錐形部分，以減少第一導電層與半導體層重疊的區(qū)域。這樣形成的是第三形狀導電層5037-5042(第一導電層5037a-5042a和第二導電層5037b-5042b)。在此點，柵絕緣膜5007沒有被第三形狀導電層5037-5042覆蓋的區(qū)域進一步刻蝕并減薄大約20-50nm。
通過第三刻蝕處理形成雜質(zhì)區(qū)5032-5036。分別與第一導電層5037a-5042a重疊的第三雜質(zhì)區(qū)5032a-5036a，和每個都在第一雜質(zhì)區(qū)和第三雜質(zhì)區(qū)之間形成的第二雜質(zhì)區(qū)5032b-5036b。
如圖14C所示，具有與第一導電類型相反導電類型的第四雜質(zhì)區(qū)5043-5054在用于形成p溝道TFT的島狀半導體層5004-5006中形成。第三形狀導電層5038b和5041b用作阻擋雜質(zhì)元素的掩膜，雜質(zhì)區(qū)以自對準的方式形成。在此點，用于形成n溝道TFT的島狀半導體層5003和5005以及導線部分5042用抗蝕劑掩膜5200完全覆蓋。雜質(zhì)區(qū)5043-5054已經(jīng)以不同的濃度摻雜了磷。雜質(zhì)區(qū)5043-5054通過離子摻雜用硼烷(B2H6)摻雜，從而在每個區(qū)域中硼烷對磷占優(yōu)，且每個區(qū)域包含2×1020-2×1021原子/cm2濃度的雜質(zhì)元素。
通過上述步驟，雜質(zhì)區(qū)在各自的島狀半導體層中形成。與島狀半導體層重疊的第三形狀導電層5037-5041作為柵電極起作用。參考編號5042作為島狀源信號線起作用。
除去抗蝕劑掩膜5200后，實施激活加入到島狀半導體層中雜質(zhì)元素的步驟以控制導電類型。這個工藝通過使用用于爐退火的爐子的熱退火方法實施。另外，可以應(yīng)用激光退火法或迅速熱退火法(RTA法)。在熱退火法中，這個工藝在其中氧濃度等于或小于1ppm且優(yōu)選地等于或小于0.1ppm的氮氣氛中400-700℃、典型地500-600℃的溫度下實施。本實施方案中，熱處理在500℃的溫度進行4小時。當用在第三形狀導電層5037-5042中的導線材料不耐熱時，優(yōu)選的是在形成夾層絕緣膜(有硅作為主要成分)等之后進行激活以保護導線。
另外，熱處理在包含3-100％的氫的氣氛中300-450℃的溫度下實施1-12小時，從而島狀半導體層被氫化。這個步驟要用熱激活的氫終止半導體層中的懸掛鍵。也可以實施等離子體氫化(使用等離子體激活的氫)作為氫化的另一種方法。
其次，如圖15A所示，由氧化氮硅膜形成第一夾層絕緣膜5055到100-200nm厚。在第一夾層絕緣膜上由有機絕緣材料形成第二夾層絕緣膜5056。之后，通過第一夾層絕緣膜5055、第二夾層絕緣膜5056和柵絕緣膜5007形成接觸孔。對每條導線(包括連接導線和信號線)5057-5062、和5064形成圖形并且被形成，對將與連接導線5062接觸的像素電極5063形成圖形并且被形成。
具有有機樹脂為材料的膜用作第二夾層絕緣膜5056。聚酰亞胺、聚酰胺、丙烯酸、BCB(苯并環(huán)丁烯，benzocyclobutene)等能用作這種有機樹脂。特別是，由于第二夾層絕緣膜5056主要用于平面化而提供，在平整膜上極好的丙烯酸是優(yōu)選的。本實施方案中，形成具有能充分平整由TFT引起的水平差的厚度的丙烯酸膜。其膜厚優(yōu)選地設(shè)為1-5μm(進一步優(yōu)選地設(shè)為2-4μm)。
在接觸孔的形成中，形成到達n型雜質(zhì)區(qū)5017、5018、5021和5023或p型雜質(zhì)區(qū)5043-5054的接觸孔、到達電流提供線(沒有說明)的接觸孔、和到達柵電極(沒有說明)的接觸孔。
另外，對三層結(jié)構(gòu)的疊層膜以所需的形狀形成圖形，并用作導線(包括連接導線和信號線)5057-5062和5064。在這種三層結(jié)構(gòu)中，厚度100[nm]的Ti膜、厚度300[nm]的含Ti的鋁膜、和厚度150[nm]的Ti膜用濺射法連續(xù)形成。然而，也可以用另外的導電膜。
本實施方案中，厚度110nm的ITO膜形成為像素電極5063，并被形成圖形。通過這樣排列像素電極以致于這個像素電極與連接電極5062接觸并與該連接導線5062重疊來造成接觸。另外，還可以用通過把2-20％氧化鋅(ZnO)與氧化銦混合提供的透明導電膜。該像素電極5063變成OLED的陽極。(見圖15A)如圖15B所示，其次形成含硅并具有500nm厚度的絕緣膜(本實施方案中是氧化硅膜)。形成第三夾層絕緣膜5056，其中在對應(yīng)于像素電極5063的位置形成開口。當形成開口時，開口的側(cè)壁能用濕刻法容易地錐形化。當開口的側(cè)壁不夠平緩時，由水平差引起的有機發(fā)光層的退化變成值得注意的問題。
其次，有機發(fā)光層5066和陰極(MgAg電極)5067在不暴露于大氣中時用真空蒸發(fā)法連續(xù)地形成。有機發(fā)光層5066有80-200nm的厚度(典型地，100-120nm)，陰極5067有180-300nm的厚度(典型地，200-250nm)。
這個工藝中，有機發(fā)光層根據(jù)對應(yīng)紅色的像素、對應(yīng)綠色的像素和對應(yīng)蘭色的像素順序地形成。這種情形下，由于有機發(fā)光層對溶液沒有充分地抵抗力，代替光刻技術(shù)，有機發(fā)光層必須對每種顏色個別地形成。因而，優(yōu)選的是用金屬掩膜覆蓋除了所需像素之外的部分，從而有機發(fā)光層只在所需的部分有選擇地形成。
就是說，首先放置用于覆蓋除了對應(yīng)于紅色的像素之外的所有部分的掩膜，用該掩膜選擇性地形成用于發(fā)紅光的有機發(fā)光層。其次，放置用于覆蓋除了對應(yīng)于綠色的像素之外的所有部分的掩膜，用該掩膜選擇性地形成用于發(fā)綠光的有機發(fā)光層。其次，類似地放置用于覆蓋除了對應(yīng)于蘭色的像素之外的所有部分的掩膜，用該掩膜選擇性地形成用于發(fā)蘭光的有機發(fā)光層。這里，用不同的掩膜，但是代替地可以重復地使用一個掩膜。
這里，使用用于形成對應(yīng)于RGB的三種OLED的系統(tǒng)。然而，可以使用其中發(fā)白光的OLED與濾色器組合的系統(tǒng)、其中發(fā)蘭光或蘭綠光的OLED與熒光物質(zhì)(熒光顏色轉(zhuǎn)換介質(zhì)CCM)組合的系統(tǒng)、利用透明電極使分別對應(yīng)于R、G和B的OLED與陰極(對面電極)重疊的系統(tǒng)等。
已知的材料可用作有機發(fā)光層5066?？紤]到驅(qū)動電壓，有機材料優(yōu)選地用作已知的材料。例如，包括空穴注入層、空穴輸運層、發(fā)光層和電子注入層的四層結(jié)構(gòu)優(yōu)選地用于有機發(fā)光層。
其次，使用金屬掩膜陰極5067形成包括開關(guān)TFT的象素(在同一條線上的像素)上，在象素TFT中，柵電極連接到同樣柵信號線上。本實施方案用MgAg作為陰極5067但不限于此。其它已知的材料可以用于陰極5067。
最后，形成由樹脂形成并具有300nm厚度的平面化膜5068。實際上，平面化膜5068起著保護有機發(fā)光層5066不受潮的作用等。然而，OLED的可靠性能夠通過形成平面化膜5068進一步提高。
這樣，完成了圖15B所示的狀態(tài)。盡管圖中沒有給出，根據(jù)實施方案3的制造方法，提供密封膜的第二襯底用第二接合層接合到平面化膜5068上。此外，下列的步驟能根據(jù)實施方案樣式1所示的方法來執(zhí)行。根據(jù)實施方案4中的制造方法，提供密封膜的第二襯底用第二接合層接合到平面化膜5068上。此外，下列的步驟能根據(jù)實施方案樣式2所示的方法來執(zhí)行。
在本實施方案中形成發(fā)光裝置的工藝中，為了電路構(gòu)造和工藝中的過程的方便，源信號線由作為柵電極的材料的Ta和W形成，柵信號線由作為源和漏電極的導線材料的鋁形成。然而，還可以用不同的材料。
本實施方案中的發(fā)光裝置通過在除了像素部分之外的驅(qū)動電路部分中排列最佳結(jié)構(gòu)的TFT具有非常高的可靠性和改善了的工作性能。另外，在晶化工藝中，通過添加諸如Ni的金屬催化劑還能改善結(jié)晶度。這樣，源信號線驅(qū)動電路的驅(qū)動頻率能設(shè)為10MHz或更高。
首先，具有用于減少熱載流子注入以便于盡可能地不減小運轉(zhuǎn)速度的結(jié)構(gòu)的TFT用作形成驅(qū)動電路部分的CMOS電路的n溝道型TFT。這里，驅(qū)動電路包括以線順序驅(qū)動的移位寄存器、緩沖器、電平轉(zhuǎn)移電路、鎖存器，以點順序驅(qū)動的傳輸門等。
本實施方案的情形中，n溝道型TFT的有源層包括源區(qū)、漏區(qū)、通過柵絕緣膜與柵電極重疊的重疊LDD區(qū)(Lov區(qū))、通過柵絕緣膜與柵電極不重疊的偏移(offset)LDD區(qū)(Loff區(qū))、和溝道形成區(qū)。
由CMOS電路的p溝道型TFT中的熱載流子注入造成的退化幾乎可忽略。因而，沒有必要在這個n溝道型TFT中特別地形成LDD區(qū)。然而，類似于n溝道型TFT，LDD區(qū)能作為熱載流子防范措施而形成。
另外，當CMOS用于通過溝道形成區(qū)雙向流過電流時、即其中源和漏區(qū)的作用互相交換的CMOS電路用在驅(qū)動電路中時，對于構(gòu)成CMOS電路的n溝道型TFT優(yōu)選的是形成LDD區(qū)從而溝道形成區(qū)夾在LDD區(qū)之間。作為其實例，給出用在點順序驅(qū)動中的傳輸門。當需要用來盡可能地減小關(guān)態(tài)電流值的CMOS電路用在驅(qū)動電路中時，形成CMOS電路的n溝道型TFT優(yōu)選地有Lov區(qū)。用在點順序驅(qū)動中的傳輸門也作為一個實例同樣地給出。
而且，根據(jù)本實施方案所示的工藝，光掩膜的數(shù)目能減少，其是制造發(fā)光裝置所需要的。結(jié)果是，工藝減少了，這有助于制造成本的減少和生產(chǎn)量的增加。
注意，有可能與實施方案1-5組合來實現(xiàn)實施方案7。實施方案8中，將說明根據(jù)本發(fā)明使用反轉(zhuǎn)型TFT的發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)。
圖16是給出根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置的截面視圖。在柔性第二襯底602和第三襯底672上形成密封膜601。密封膜601包括無機絕緣膜601a、有機絕緣膜601b和無機絕緣膜601c。
在柔性第二襯底602和第三襯底672之間，形成TFT、OLED和其它元件。本實施方案中，包括在驅(qū)動電路610中的TFT604a和包括在像素部分611中的TFT604b和604c作為代表實例給出。
OLED 605包括像素電極640、有機發(fā)光層641和陰極642。
TFT 604a包括柵電極613和614、所形成的以便于與柵電極613和614接觸的絕緣膜612、和所形成的以便于與絕緣膜612接觸的半導體膜615。TFT604b包括柵電極620和621、所形成的以便于與柵電極620和621接觸的絕緣膜612、和所形成的以便于與絕緣膜612接觸的半導體膜622。TFT604c包括柵電極630、所形成的以便于與柵電極630接觸的絕緣膜612、和所形成的以便于與絕緣膜612接觸的半導體膜631。
盡管給出了一個實例，其中反轉(zhuǎn)交錯型TFT用在根據(jù)實施方案3制造的發(fā)光裝置中，這個實施方案的結(jié)構(gòu)不限于此。反轉(zhuǎn)交錯型TFT可以用在根據(jù)實施方案4制造的發(fā)光裝置中。
實施方案8能與實施方案1-5自由組合來實施。實施方案9中，將說明其中接合層通過向其上噴射流體除去的實例。
作為噴射流體的方法，能用從物體上的噴嘴噴射高壓水流的方法(稱作水噴射法)或在物體上噴射高壓氣流的方法。在水噴射法的情形中，可以用有機溶劑、酸溶液或堿性溶液代替水。作為氣流，可以用空氣、氮氣、二氧化碳氣或稀有氣體。而且，還可以用從這些氣體得到的等離子體。重要的是根據(jù)接合層的材料和不希望除去的襯底和膜的材料選擇適當?shù)牧黧w，從而這類膜和襯底不隨著接合層的除去而除去。
作為接合層，用多孔硅層或加入了氫、氧、氮或稀有氣體的硅層。使用多孔硅層的情形中，非晶硅膜或多晶硅膜可以受到陽極氧化以向其提供所用的孔隙。
圖17給出接合層通過水噴射法的除去。在襯底1601和1602之間提供OLED 1604。OLED 1604用絕緣膜1603覆蓋。
在襯底1601和OLED 1604之間提供絕緣膜1605和接合層1606。接合層1606與襯底1601接觸。盡管在圖17中只有OLED代表性地給出，通常在絕緣膜1605和1603之間還提供TFT和其它元件。
接合層1606可以有0.1-900μm(優(yōu)選地，0.5-10μm)的厚度。實施方案9中，具有1μm的厚度的SOG膜用作接合層1606。
流體1607從噴嘴1608噴射到接合層1606上。為了將流體1607有效地噴射到接合層1606的整個暴露的部分，建議當圍繞垂直于襯底1601的中心線旋轉(zhuǎn)接合層1606時，如圖17箭頭所示，噴射流體。
被施加了1×107-1×109Pa(優(yōu)選地，3×107-5×108Pa)的壓力的流體1607從噴嘴1608噴射到接合層1606的暴露部分上。由于樣品旋轉(zhuǎn)，流體1607沿著接合層1606的暴露表面噴射。
當發(fā)自噴嘴1608的流體噴射到接合層1606時，接合層由于其脆性造成的沖擊而破裂，然后被除去或化學除去。結(jié)果是，接合層1606破裂或被除去以使襯底1601和絕緣膜1605互相分離。在通過破裂接合層1606實現(xiàn)分離的情形中，留下的接合層可以用刻蝕除去。
作為流體1607，可以用諸如水、有機溶劑、酸溶液或堿溶液。另外，還可以用空氣、氮氣、二氧化碳氣或稀有氣體。而且，還可以用從這些氣體得到的等離子體。
實施方案9能與實施方案1-8組合來實施。本實施方案中，外發(fā)光量子效率通過使用有機發(fā)光材料得到明顯的改善，能通過所述有機發(fā)光材料采用來自三重態(tài)激子的磷光來發(fā)光。結(jié)果是，OLED的功率消耗能減少，OLED的壽命能延長，且OLED的重量能減輕。
下面是一個用三重態(tài)激子改善外發(fā)光量子效率的報導(T.Tsutsui，C.Adachi，S.Saito，Photochemical processes inorganized Molecular Systems，ed.K.Honda，(Elesvier Sci.Pub.，Tokyo，1991，p.437.)上述文章中報導的有機發(fā)光材料(香豆素染料)的分子式如下表示。 (M.A.Baldo，D.F.O’Brien，Y.You，A.Shoustikov，S.Sibley，M.E.Thompson，S.R.Forrest，Nature 395(1998)p.151)上述文章中報導的有機發(fā)光材料(Pt配合物)的分子式如下表示。 (M.A.Baldo，S.Lamansky，P.E.Burrows，M.E.Thompson，S.R.Forrest，Appl.Phys.Lett.，75(1999)p.4.)(T.Tsutsui，M.-J.Yang，M.Yahiro，K.Nakamura，T.Watanabe，T.Tsuji，Y.Fukuda，T.Wakimoto，S.Mayaguchi，Jpn，Appl.Phys.，38(12B)(1999)L1502)上述文章中報導的有機發(fā)光材料(Ir配合物)的分子式如下表示。 如上所述，如果來自三重態(tài)激子的磷光能投入實際應(yīng)用，它原則上能實現(xiàn)使用來自單重態(tài)激子的熒光的情形的三到四倍的外發(fā)光量子效率。
根據(jù)本實施方案的結(jié)構(gòu)能與實施方案1-9的任何結(jié)構(gòu)的組合自由地實現(xiàn)。有機發(fā)光材料構(gòu)成的膜通常用噴墨法、旋涂法或蒸發(fā)法形成。實施方案11中，將說明除了上述方法之外的形成有機發(fā)光層的方法。
本實施方案中，用組成有機發(fā)光材料的分子組裝分散于其中的溶膠溶液(也稱作溶膠)，通過濺射在惰性氣體氣氛下在襯底上形成包含有機發(fā)光材料的分子組裝的膜。有機發(fā)光材料作為顆粒存在，每個都是幾個分子在液體中的組裝。
圖18給出有機發(fā)光層650在惰性氣體中(本實施方案是氮氣)通過從噴嘴噴射合成物的形成。合成物通過在甲苯中分散作為有機發(fā)光材料的銥配合物三(2-苯基吡啶)銥(tris(2-phenypyridine)iridium)(Ir(ppy)3)和作為基質(zhì)(host)的有機發(fā)光材料bathocupuroine(BCP)(下面稱作基質(zhì)材料)得到。
圖18中，用掩膜651選擇性地形成有機發(fā)光層650以具有25-40nm的厚度。銥配合物和BCP都溶于甲苯。
實際上，有些情形中有機發(fā)光層用在單層形式中而其它情形中其用在多層形式中。在有機發(fā)光層具有多層結(jié)構(gòu)的情形中有機發(fā)光層650的形成之后另一個(其它)有機發(fā)光層在以類似的方式形成。這種情形中，所有淀積的有機發(fā)光層合起來稱作有機發(fā)光層。
本實施方案的膜形成方法不管液體中的有機發(fā)光材料處于任何狀態(tài)都允許膜形成。特別地，該方法允許高質(zhì)量的有機發(fā)光層用很難溶解的有機發(fā)光材料形成。而且，由于通過使用載體氣體噴射含有機發(fā)光材料的液體形成膜，可以在很短的時間周期內(nèi)實現(xiàn)膜形成。更進一步，本實施方案中，掩膜用于形成具有所需圖形的膜，從而膜形成通過掩膜的開口進行。此外，為了充分地使用昂貴的有機發(fā)光材料，有可能收集粘在掩膜上的有機發(fā)光材料用于重復使用。
因為不能使用對溶劑具有高溶解度的有機發(fā)光材料，噴墨法和旋涂法有局限。因為不能使用在蒸發(fā)之前分解的有機材料，蒸發(fā)法有局限。然而，本實施方案的膜形成方法不受上述限制的影響。
作為適于本實施方案的膜形成方法的有機發(fā)光材料的實例，給出二羥基喹啉并吖啶(quinacridon)、三(2-苯基吡啶)銥(tris(2-phenylpyridine)iridium)、7二苯基-1，10菲羅啉(bathocuproine)、聚(1，4-亞苯基亞乙烯基(poly(1，4-phenylenevinylene))、聚(1，4-萘亞乙烯基(poly(1，4-naphthalenevinylene))、聚(2-苯基-1，4-亞苯基亞乙烯基)(poly(2-phenyl-1，4-phenylenevinylene)、聚噻吩(polythiophene)、聚(3-苯基噻吩)(poly(3-phenylthiophene))、聚(1，4-亞苯基)(poly(1，4-phenylene))、聚芴(poly(2，7-fluorene))。
實施方案11的結(jié)構(gòu)能與實施方案1-10的任何一個自由組合實施。本實施方案給出實施方案12中通過本發(fā)明得到的發(fā)光裝置的像素部分更詳細的說明。像素部分的頂部結(jié)構(gòu)示于圖19A，而其電路圖示于圖19B。共同的參考符號用在圖19A和圖19B中以便交叉引用。
開關(guān)TFT802有連接到源導線815的源、連接到漏導線805的漏和得自柵導線803的柵電極804a和804b。漏導線805電連接到電流控制TFT806的柵電極807。電流控制TFT806有電連接到電流供給線816的源并有電連接到漏導線817的漏。漏導線817電連接到用虛線表明的像素電極818。參考編號814指EL元件。
這里在819表示的區(qū)域中形成存儲電容器。存儲電容器819由電連接到電流供給線816的半導體膜820、與柵絕緣膜在同一層上的絕緣膜(沒有圖示)和柵電極807組成。由柵電極807、與第一夾層絕緣膜同樣的層(沒有圖示)和電流供給線816組成的電容器也可以用作存儲電容器。
本實施方案12能與實施方案1-11組合。本實施方案參考圖20給出發(fā)光裝置的電路結(jié)構(gòu)的實例。本實施方案所示的電路結(jié)構(gòu)用于數(shù)字驅(qū)動。根據(jù)本實施方案的結(jié)構(gòu)有源側(cè)驅(qū)動電路901、像素部分906和柵側(cè)驅(qū)動電路907。
源側(cè)驅(qū)動電路901配備有移位寄存器902、鎖存器(A)903、鎖存器(B)904和緩存器905。在模擬驅(qū)動的情形中，提供取樣電路(轉(zhuǎn)移門)代替鎖存器(A)和(B)。柵側(cè)驅(qū)動電路907配備有移位寄存器908和緩沖器909。然而，緩沖器909不總是必須提供。
本實施方案中，像素部分906包括多個像素，其每一個配備有OLED。優(yōu)選的是OLED的陰極電連接到電流控制TFT的漏上。
源側(cè)驅(qū)動電路901和柵側(cè)驅(qū)動電路907由根據(jù)實施方案2-4得到的n溝道TFT或p溝道TFT組成。
雖然沒有示出，可以穿過像素部分906在柵側(cè)驅(qū)動電路907對面加入另一個柵側(cè)驅(qū)動電路。這個情形中，兩個柵側(cè)驅(qū)動電路有同樣的結(jié)構(gòu)并共有一個柵導線，從而另一個能代替損壞的一個發(fā)送柵信號以使得像素部分正常工作。
本實施方案能與實施方案1-12組合。由于是自發(fā)光，使用發(fā)光元件的發(fā)光裝置比液晶顯示裝置在亮的部位有更高的可見度和更寬的視角。因而，發(fā)光裝置能用于各種電子設(shè)備的顯示單元。
作為采用根據(jù)本發(fā)明制造的發(fā)光裝置的電子設(shè)備的實例給出的是視頻相機、數(shù)碼相機、護目鏡式顯示器(頭戴式顯示器)、導航系統(tǒng)、音頻再現(xiàn)裝置(諸如汽車音響或音響部件)、膝上計算機、游戲機、便攜式信息終端(諸如移動式計算機、蜂窩電話、便攜式游戲機和電子圖書)、以及裝備有記錄媒介的圖象再現(xiàn)裝置(具體地，帶有能在諸如數(shù)字視頻盤(DVD)的記錄媒介上再現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示裝置的裝置)。寬視角對于便攜式信息終端特別重要，這是因為當看它們的屏幕時屏幕經(jīng)常傾斜。因而，對于便攜式信息終端優(yōu)選的是采用使用所述發(fā)光元件的發(fā)光裝置。這些電子設(shè)備具體的實例示于圖21A-21D。
圖21A給出數(shù)字靜止相機，其組成包括主體2101、顯示單元2102、圖象接收單元2103、操作鍵2104、外連接端口2105、快門2106等。根據(jù)本發(fā)明制造的發(fā)光裝置能用于顯示單元2102。
圖21B給出可移動計算機，其組成包括主體2301、顯示單元2302、開關(guān)2303、操作鍵2304、紅外端口2305等。根據(jù)本發(fā)明制造的發(fā)光裝置能用于顯示單元2302。
圖21C給出護目鏡式顯示器(頭戴式顯示器)，其組成包括主體2501、顯示單元2502、和臂單元2503。根據(jù)本發(fā)明制造的發(fā)光裝置能用于顯示單元2502。
圖21D給出便攜式電話，其組成包括主體2701、外殼2702、顯示單元2703、聲音輸入單元2704、聲音輸出單元2705、操作鍵2706、外連接端口2707、天線2708等。根據(jù)本發(fā)明制造的發(fā)光裝置能用于顯示單元2703。如果顯示單元2703在黑背景上顯示白字母，則蜂窩電話耗電更少。
如果將來發(fā)自有機材料的光亮度提高，則通過透鏡等放大含圖象信息的輸出光并投影該光，發(fā)光裝置能用在前投式或背投式投影儀中。
這些電子設(shè)備現(xiàn)在以提高的頻率顯示通過諸如Internet和CATV(電纜電視)的電子通訊線發(fā)送的信息，具體地，動畫信息。由于有機材料有非?？斓捻憫?yīng)速度，所述發(fā)光裝置適用于動畫顯示。
在發(fā)光裝置中，發(fā)光部分耗電，因而優(yōu)選的是以需要更少發(fā)光部分的方式顯示信息。當在便攜式信息終端、特別是主要顯示文字信息的聲音再現(xiàn)裝置和蜂窩電話的顯示單元中使用發(fā)光裝置時，優(yōu)選的是如此驅(qū)動裝置以便于不發(fā)光的部分形成背景，發(fā)光的部分形成文字信息。
如上所述，本發(fā)明的發(fā)光裝置的應(yīng)用范圍如此之廣以致于其適用于任何領(lǐng)域的電子設(shè)備。本實施方案的電子設(shè)備能采用實施方案1-13所示的任何發(fā)光裝置。用在OLED中的有機發(fā)光材料粗略地分為小分子量材料和高分子量材料。本發(fā)明的發(fā)光裝置能采用小分子量有機發(fā)光材料和高分子量有機發(fā)光材料。
小分子量有機發(fā)光材料通過蒸發(fā)形成為膜。這就使得很容易形成疊層結(jié)構(gòu)，并通過層疊諸如空穴輸運層和電子輸運層的不同功能的膜提高效率。
小分子量有機發(fā)光材料的實例包括喹啉作為配體的鋁配合物(Alq3)和三苯胺衍生物(TPD)。
另一方面，高分子量有機發(fā)光材料在物理上比小分子量材料更堅固，并增強了元件的耐久性。而且，高分子量材料能通過涂敷形成為膜，因而元件的制造相對容易。
使用高分子量有機發(fā)光材料的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)基本上與使用小分子量有機發(fā)光材料的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)一樣，有陰極、有機發(fā)光層和陽極。當有機發(fā)光層由高分子量有機發(fā)光材料形成時，兩層結(jié)構(gòu)在已知的結(jié)構(gòu)中是通用的。這是因為用高分子量材料形成疊層結(jié)構(gòu)不象用小分子量有機發(fā)光材料的情形那么困難。具體地，使用高分子量有機發(fā)光材料的元件有陰極(Al合金)、發(fā)光層、空穴輸運層和陽極(ITO)。在使用高分子量有機發(fā)光材料的發(fā)光元件中，Ca可以用作陰極材料。
發(fā)自元件的光的顏色由元件發(fā)光層的材料決定。因而，發(fā)所需顏色光的發(fā)光元件能通過選擇合適的材料形成。能用來形成發(fā)光層的高分子量有機發(fā)光是基于聚對亞苯基亞乙烯基(ployparaphenylenevinylene)的材料、基于聚對亞苯基的材料、基于聚噻吩的材料或基于聚芴的材料。
基于聚對亞苯基亞乙烯基(ployparaphenylene vinylene)的材料是聚(對亞苯基亞乙烯基)(ploy(paraphenylene vinylene))(以PPV表示)的衍生物，例如，聚(2，5-二烷氧基-1，4亞苯基亞乙烯基)(poly(2，5-dialkoxy-1，4phenylene vinylene))(以RO-PPV表示)、聚(2-(2’-乙基-六氧基-5-甲氧基-1，4-亞苯基亞乙烯基(poly(2-(2’-ethyl-hexoxy)-5-metoxy-1，4-phenylenevinylene))(以MEH-PPV表示)、和聚(2-(二烷氧基苯基-1，4亞苯基亞乙烯基)(以ROPh-PPV表示)。
基于聚對亞苯基的材料是聚對亞苯基(以PPP表示)的衍射物，例如，聚(2，5-二烷氧基-1，4亞苯基)(以RO-PPP表示)和聚(2，5-二六氧基-1，4-亞苯基)。
基于聚噻吩的材料是聚噻吩(以PT表示)的衍生物，例如，聚(3-烷基噻吩)(以PAT表示)、聚(3-已基噻吩)(以PHT表示)、聚(3-環(huán)已基噻吩)(以PCHT表示)、聚(3-環(huán)已基-4-甲基噻吩)(以PCHMT表示)、聚(3，4-二環(huán)已基噻吩)(以PDCHT表示)、聚[3-(4-辛基苯基)-噻吩](以POPT表示)、和聚[3-(4-辛基苯基)-2，2二噻吩)](以PTOPT)表示。
基于聚芴的材料是聚芴(以PF表示)的衍生物，例如，聚(9-9-二烷基芴)(以PDAF)和聚(9-9二辛基芴)(以PDOT表示)。
如果由能輸運空穴的高分子量有機發(fā)光材料形成的層夾在陽極和發(fā)光的高分子量有機發(fā)光材料之間，則空穴自陽極的注入得到改善。該空穴輸運材料通常與受體材料一起溶于水，溶液通過旋涂等涂敷。由于空穴輸運材料不溶于有機溶劑，其膜能與上述發(fā)光的有機發(fā)光材料形成疊層。
能輸運空穴的高分子量有機發(fā)光材料通過把PEDOT與作為受體材料的樟腦磺酸(camphor sulfonic acid)(以CSA表示)混合得到。也可以用作為受體材料的聚苯乙烯磺酸(以PSS表示)和聚苯胺(以PANI)的混合物。
本實施方案的結(jié)構(gòu)可以與實施方案1-14的任何結(jié)構(gòu)自由地組合。
根據(jù)本發(fā)明，上面形成了OLED的整個襯底在真空中用具有密封膜的塑料膜密封，由此增加防止由于濕氣和氧引起的OLED的退化并增加OLED穩(wěn)定性的作用。本發(fā)明因而能提供高度可靠的發(fā)光裝置。
本發(fā)明具有包括多個無機絕緣膜的疊層結(jié)構(gòu)，即使無機絕緣膜中的一個破裂了，余下的無機絕緣膜有效地防止?jié)駳夂脱踹M入有機發(fā)光層。因為有多個無機絕緣膜的疊層結(jié)構(gòu)，即使多個無機絕緣膜的質(zhì)量在無機絕緣膜的形成過程中由于低溫而退化，本發(fā)明也能有效地防止?jié)駳夂脱踹M入有機發(fā)光層。
如果在內(nèi)應(yīng)力上比無機絕緣膜小的有機絕緣膜插入在無機絕緣膜之間，整個絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力能得到釋放。比起具有與夾有有機絕緣膜的無機絕緣膜的總厚度一樣的厚度的單層無機絕緣膜，由內(nèi)應(yīng)力引起的破裂在夾有有機絕緣膜的無機絕緣膜中發(fā)生的次數(shù)更少。
因此，即使夾有有機絕緣膜的無機絕緣膜的總厚度等于單層無機絕緣膜的厚度，夾有有機絕緣膜的無機絕緣膜在防止?jié)駳夂脱踹M入有機發(fā)光層上比單層無機絕緣膜更有效。而且，夾有有機絕緣膜的無機絕緣膜對于防止由內(nèi)應(yīng)力引起的破裂是有力的。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，所述發(fā)光裝置包括第一塑料襯底；第二塑料襯底；在第一塑料襯底和第二塑料襯底之間形成的發(fā)光元件；覆蓋第一塑料襯底和第二塑料襯底的多個絕緣膜；覆蓋多個絕緣膜的塑料膜，其中多個絕緣膜中至少一個的內(nèi)應(yīng)力小于其它絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力。
2.一種發(fā)光裝置，所述發(fā)光裝置包括第一塑料襯底；第二塑料襯底；在第一塑料襯底和第二塑料襯底之間形成的發(fā)光元件；覆蓋第一塑料襯底和第二塑料襯底的第一絕緣膜；覆蓋第一絕緣膜的第二絕緣膜；覆蓋第二絕緣膜的第三絕緣膜；以及覆蓋第三絕緣膜的塑料膜，其中第二絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力小于第一絕緣膜和第三絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任何一個的發(fā)光裝置，其中第二塑料襯底是柔性的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任何一個的發(fā)光裝置，其中第二塑料襯底包括選自包括聚醚砜、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯的組中的一個。
5.一種發(fā)光裝置，所述發(fā)光裝置包括第一塑料襯底；在第一塑料襯底上形成的發(fā)光元件；覆蓋第一塑料襯底和發(fā)光元件的多個絕緣膜；以及覆蓋多個絕緣膜的塑料膜，其中多個絕緣膜中至少一個的內(nèi)應(yīng)力小于其它絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力。
6.一種發(fā)光裝置，所述發(fā)光裝置包括第一塑料襯底；在第一塑料襯底上形成的發(fā)光元件；覆蓋第一塑料襯底和發(fā)光元件的第一絕緣膜；覆蓋第一絕緣膜的第二絕緣膜；覆蓋第二絕緣膜的第三絕緣膜；以及覆蓋第三絕緣膜的塑料膜，其中第二絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力小于第一絕緣膜和第三絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1，2，5和6中任何一個的發(fā)光裝置，其中第一絕緣膜和第三絕緣膜中至少一個包括選自包括氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、氮化鋁、氮氧化鋁和氮氧化硅鋁的組中的一個。
8.根據(jù)權(quán)利要求1，2，5和6中任何一個的發(fā)光裝置，其中第二絕緣膜包括選自包括聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、苯并環(huán)丁烯、環(huán)氧樹脂、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚(p-亞苯基亞乙烯基)、聚氯乙烯、和基于聚對苯二甲撐的樹脂的組中的一個。
9.根據(jù)權(quán)利要求1，2，5和6中任何一個的發(fā)光裝置，其中第一塑料襯底是柔性的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1，2，5和6中任何一個的發(fā)光裝置，其中塑料膜是柔性的。
11.根據(jù)權(quán)利要求5和6中任何一個的發(fā)光裝置，其中第一塑料襯底包括選自包括聚醚砜、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯組中的一個。
12.根據(jù)權(quán)利要求1，2，5和6中任何一個的發(fā)光裝置，其中塑料膜包括選自包括聚酯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚對苯二甲酸乙二醇酯、和尼龍的組中的一個。
13.根據(jù)權(quán)利要求1，2，5和6中任何一個的發(fā)光裝置，其中發(fā)光裝置至少被引入選自包括視頻相機、護目鏡式顯示器、個人計算機、和便攜式電話的組中的一個。
14.一種制造發(fā)光裝置的方法，所述方法包括將夾有發(fā)光元件的第一塑料襯底和第二塑料襯底放入袋狀塑料膜中，袋狀塑料膜的內(nèi)部用多個絕緣膜的層覆蓋；排除袋狀塑料膜的氣體；以及關(guān)閉袋狀塑料膜的口，其中多個絕緣膜中至少一個的內(nèi)應(yīng)力小于其它絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力。
15.一種制造發(fā)光裝置的方法，所述方法包括將具有在塑料襯底上形成有發(fā)光元件的塑料襯底放入袋狀塑料膜中，袋狀塑料膜的內(nèi)部用多個絕緣膜的層覆蓋；排除袋狀塑料膜的氣體；以及關(guān)閉袋狀塑料膜的口，其中多個絕緣膜中至少一個的內(nèi)應(yīng)力小于其它絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力。
16.根據(jù)權(quán)利要求14和15中任何一個制造發(fā)光裝置的方法，其中塑料膜包括選自包括聚醚砜、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯的組中的一個。
17.根據(jù)權(quán)利要求14和15中任何一個制造發(fā)光裝置的方法，其中塑料膜包括選自包括聚酯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚對苯二甲酸乙二醇酯、和尼龍的組中的一個。
18.一種制造發(fā)光裝置的方法，所述方法包括在第一襯底上形成第一粘合層；在第一粘合層上形成第一絕緣膜；在第一絕緣膜上形成發(fā)光元件；形成第二絕緣膜以便于覆蓋發(fā)光元件；用第二粘合層把第二襯底接合到第二絕緣膜上；除去第一粘合層以除去第一襯底并暴露第一絕緣膜；用第三粘合層把第三襯底接合到第一絕緣膜上；提供袋狀塑料膜，其中多個絕緣膜層疊在袋狀塑料膜的內(nèi)部從而層疊的多個絕緣膜覆蓋第二襯底和第三襯底；排除袋狀塑料膜的氣體；以及關(guān)閉袋狀塑料膜的口，其中第二襯底和第三襯底包括塑料，并且其中多個絕緣膜中至少一個的內(nèi)應(yīng)力小于其它絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力。
19.一種制造發(fā)光裝置的方法，所述方法包括在第一襯底上形成第一粘合層；在第一粘合層上形成第一絕緣膜；在第一絕緣膜上形成發(fā)光元件、薄膜晶體管、和導線線路；形成第二絕緣膜以便于覆蓋發(fā)光元件、薄膜晶體管、和導線線路；用第二粘合層把第二襯底接合到第二絕緣膜上；除去第一粘合層以除去第一襯底并暴露第一絕緣膜；用第三粘合層把第三襯底接合到第一絕緣膜上；除去第二襯底、第二絕緣膜和部分第二粘合層以暴露部分導線線路；用各向異性導電樹脂將導線線路的暴露部分與FPC的終端電連接；提供袋狀塑料膜，其中多個絕緣膜層疊在袋狀塑料膜的內(nèi)部從而層疊的多個絕緣膜覆蓋第二襯底和第三襯底；排除袋狀塑料膜的氣體；以及關(guān)閉袋狀塑料膜的口，其中第二襯底和第三襯底包括塑料，并且其中多個絕緣膜中至少一個的內(nèi)應(yīng)力小于其它絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力。
20.一種制造發(fā)光裝置的方法，所述方法包括在第一襯底上形成第一粘合層；在第一粘合層上形成第一絕緣膜；在第一絕緣膜上形成發(fā)光元件、薄膜晶體管、和導線線路；形成第二絕緣膜以便于覆蓋發(fā)光元件、薄膜晶體管、和導線線路；用第二粘合層把第二襯底接合到第二絕緣膜上；除去第一粘合層以除去第一襯底并暴露第一絕緣膜；用第三粘合層把第三襯底接合到第一絕緣膜上；除去第三襯底、第一絕緣膜和部分第三粘合層以暴露部分導線線路；用各向異性導電樹脂將導線線路的暴露部分與FPC的終端電連接；提供袋狀塑料膜，其中多個絕緣膜層疊在袋狀塑料膜的內(nèi)部從而層疊的多個絕緣膜覆蓋第二襯底和第三襯底；排除袋狀塑料膜的氣體；以及關(guān)閉袋狀塑料膜的口，其中第二襯底和第三襯底包括塑料，并且其中多個絕緣膜中至少一個的內(nèi)應(yīng)力小于其它絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力。
21.根據(jù)權(quán)利要求18-20中任何一個制造發(fā)光裝置的方法，其中通過在第一粘合層上噴射流體除去第一粘合層。
22.根據(jù)權(quán)利要求18-20中任何一個制造發(fā)光裝置的方法，其中第一粘合層包含硅。
23.根據(jù)權(quán)利要求22制造發(fā)光裝置的方法，其中氟化鹵素用于除去第一粘合層。
24.根據(jù)權(quán)利要求18-20中任何一個制造發(fā)光裝置的方法，其中第一粘合層包含SOG。
25.根據(jù)權(quán)利要求24制造發(fā)光裝置的方法，其中氟化氫用于除去第一粘合層。
26.根據(jù)權(quán)利要求18-20中任何一個制造發(fā)光裝置的方法，其中激光用于除去第一粘合層。
27.根據(jù)權(quán)利要求26制造發(fā)光裝置的方法，其中激光發(fā)自從包括脈沖振蕩型或連續(xù)波型準分子激光器、YAG激光器和YVO4激光器中的組中選出的一種激光器。
28.根據(jù)權(quán)利要求26制造發(fā)光裝置的方法，其中激光是選自包括YAG激光器的基波、二次諧波和三次諧波的組中的一種激光。
29.根據(jù)權(quán)利要求18-20中任何一個制造發(fā)光裝置的方法，其中第二襯底和第三襯底中至少一個包括選自包括聚醚砜、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯的組中的一個。
30.根據(jù)權(quán)利要求18-20中任何一個制造發(fā)光裝置的方法，其中塑料膜包括選自聚酯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚對苯二甲酸乙二醇酯、和尼龍的組中的一個。
31.一種制造發(fā)光裝置的方法，所述方法包括在第一襯底上形成第一粘合層；在第一粘合層上形成第一絕緣膜；在第一絕緣膜上形成發(fā)光元件；形成第二絕緣膜以便于覆蓋發(fā)光元件；用第二粘合層把第二襯底接合到第二絕緣膜上；除去第一粘合層以除去第一襯底并暴露第一絕緣膜；用第三粘合層把第三襯底接合到第一絕緣膜上；除去第二粘合層以除去第二襯底并暴露第二絕緣膜；提供袋狀塑料膜，其中多個絕緣膜層疊在袋狀塑料膜的內(nèi)部從而層疊的多個絕緣膜覆蓋第二襯底和第三襯底；排除袋狀塑料膜的氣體；以及關(guān)閉袋狀塑料膜的口，其中第三襯底包括塑料，并且其中多個絕緣膜中至少一個的內(nèi)應(yīng)力小于其它絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力。
32.一種制造發(fā)光裝置的方法，所述方法包括在第一襯底上形成第一粘合層；在第一粘合層上形成第一絕緣膜；在第一絕緣膜上形成發(fā)光元件、薄膜晶體管、和導線線路；形成第二絕緣膜以便于覆蓋發(fā)光元件、薄膜晶體管、和導線線路；用第二粘合層把第二襯底接合到第二絕緣膜上；除去第一粘合層以除去第一襯底并暴露第一絕緣膜；用第三粘合層把第三襯底接合到第一絕緣膜上；除去第二粘合層以除去第二襯底并暴露第二絕緣膜；除去部分第二絕緣膜以暴露部分導線線路；用各向異性導電樹脂將導線線路的暴露部分與FPC的終端電連接；提供袋狀柔性塑料膜，其中多個絕緣膜層疊在內(nèi)部從而層疊的多個絕緣膜覆蓋第二襯底和第三襯底；排除袋狀塑料膜的氣體；以及關(guān)閉袋狀塑料膜的口，其中第三襯底包括塑料，并且其中多個絕緣膜中至少一個的內(nèi)應(yīng)力小于其它絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力。
33.一種制造發(fā)光裝置的方法，所述方法包括在第一襯底上形成第一粘合層；在第一粘合層上形成第一絕緣膜；在第一絕緣膜上形成發(fā)光元件、薄膜晶體管、和導線線路；形成第二絕緣膜以便于覆蓋發(fā)光元件、薄膜晶體管、和導線線路；用第二粘合層把第二襯底接合到第二絕緣膜上；除去第一粘合層以除去第一襯底并暴露第一絕緣膜；用第三粘合層把第三襯底接合到第一絕緣膜上；除去第二粘合層以除去第二襯底并暴露第二絕緣膜；除去第三襯底、第一絕緣膜、和部分第三粘合層以暴露部分導線線路；用各向異性導電樹脂將導線線路的暴露部分與FPC的終端電連接；提供袋狀柔性塑料膜，其中多個絕緣膜層疊在袋狀塑料膜的內(nèi)部從而層疊的多個絕緣膜覆蓋第二襯底和第三襯底；排除袋狀塑料膜的氣體；以及關(guān)閉袋狀塑料膜的口，其中第三襯底包括塑料，并且其中多個絕緣膜中至少一個的內(nèi)應(yīng)力小于其它絕緣膜的內(nèi)應(yīng)力。
34.根據(jù)權(quán)利要求31-33中任何一個制造發(fā)光裝置的方法，其中第一粘合層和第二粘合層中至少一個通過向其上噴射流體除去。
35.根據(jù)權(quán)利要求31-33中任何一個制造發(fā)光裝置的方法，其中第一粘合層包含硅。
36.根據(jù)權(quán)利要求35制造發(fā)光裝置的方法，其中氟化鹵素用于除去第一粘合層。
37.根據(jù)權(quán)利要求31-33中任何一個制造發(fā)光裝置的方法，其中第一粘合層包含SOG。
38.根據(jù)權(quán)利要求37制造發(fā)光裝置的方法，其中氟化氫用于除去第一粘合層。
39.根據(jù)權(quán)利要求31-33中任何一個制造發(fā)光裝置的方法，其中通過照射激光束除去第一粘合層和第二粘合層中至少一個。
40.根據(jù)權(quán)利要求39制造發(fā)光裝置的方法，其中激光發(fā)自從包括脈沖振蕩型或連續(xù)波型準分子激光器、YAG激光器和YVO4激光器中的組中選出的一種激光器。
41.根據(jù)權(quán)利要求39制造發(fā)光裝置的方法，其中激光是選自包括YAG激光器的基波、二次諧波和三次諧波的組中的一種激光。
42.根據(jù)權(quán)利要求31-33中任何一個制造發(fā)光裝置的方法，其中第三襯底包括選自包括聚醚砜、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯的組中的一個。
43.根據(jù)權(quán)利要求31-33中任何一個制造發(fā)光裝置的方法，其中塑料膜包括選自聚酯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚對苯二甲酸乙二醇酯、和尼龍的組中的一個。
44.根據(jù)權(quán)利要求31-33中任何一個的發(fā)光裝置，其中多個絕緣膜中至少一個包括選自包括聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、環(huán)氧樹脂、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、苯并環(huán)丁烯、聚(p-亞苯基亞乙烯基)、聚氯乙烯、和基于聚對苯二甲撐的樹脂的組中的一個。
45.根據(jù)權(quán)利要求14，15，18-20，和31-33中任何一個的制造發(fā)光裝置的方法，其中發(fā)光裝置至少被引入選自包括視頻相機、數(shù)碼相機、護目鏡式顯示器、個人計算機、和便攜式電話的組中的一個。
全文摘要
本發(fā)明用塑料膜在真空中密封OLED。能防止氧或水滲入其中的無機絕緣膜和具有比無機絕緣膜小的內(nèi)應(yīng)力的有機絕緣膜層疊在塑料膜的內(nèi)部。通過將有機絕緣膜夾在無機絕緣膜之間，能釋放應(yīng)力。另外，通過層疊多個無機絕緣膜，即使無機絕緣膜的一個有裂紋，其它無機絕緣膜也能有效地防止氧或水進入有機發(fā)光層中。另外，整個密封膜的應(yīng)力能夠被釋放，且由應(yīng)力引起的破裂不經(jīng)常發(fā)生。
文檔編號H01L51/52GK1395323SQ0214122
公開日2003年2月5日 申請日期2002年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月3日
發(fā)明者山崎舜平 申請人:株式會社半導體能源研究所