專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)光裝置和制造該發(fā)光裝置的方法及操作制造設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置，以及，更具體的，涉及具有在帶有絕緣表面的襯底上形成的發(fā)光元件的發(fā)光裝置以及制造該發(fā)光裝置的方法。本發(fā)明還涉及具有包括安裝在有機(jī)發(fā)光面板上的控制器的IC等的有機(jī)發(fā)光模塊。本技術(shù)說(shuō)明中，有機(jī)發(fā)光面板和有機(jī)發(fā)光模塊都稱(chēng)作發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，對(duì)于具有發(fā)光元件作為自發(fā)光元件的發(fā)光裝置的研究已經(jīng)加速，具體地，采用有機(jī)材料作為EL材料的發(fā)光裝置吸引了人們的注意。這種發(fā)光裝置還稱(chēng)作EL顯示器或發(fā)光二極管。
發(fā)光元件包括包含有機(jī)化合物的層(下文中稱(chēng)作EL層)，其提供通過(guò)施加電場(chǎng)所產(chǎn)生的電致發(fā)光，陽(yáng)極和陰極。有機(jī)化合物的發(fā)光包括從單重激發(fā)態(tài)恢復(fù)到正常態(tài)時(shí)產(chǎn)生的光發(fā)射(熒光輻射)和從三重激發(fā)態(tài)恢復(fù)到正常態(tài)時(shí)的光發(fā)射(磷光)。根據(jù)本發(fā)明形成膜的方法和用膜形成裝置制造的發(fā)光裝置可應(yīng)用于采用這些光發(fā)射的兩種情形。
發(fā)光裝置的特征在于，因?yàn)槭亲园l(fā)光型，在可見(jiàn)度的角度上沒(méi)有限制，這不同于液晶顯示單元。換言之，它作為要用在露天使用的顯示器比液晶顯示器優(yōu)越，且已經(jīng)建議了各種方式的使用。
該發(fā)光元件具有這種結(jié)構(gòu)，使得EL層插入一對(duì)電極之間，且EL層通常具有疊層結(jié)構(gòu)。典型地，采用諸如“空穴輸運(yùn)層/發(fā)光層/電子輸運(yùn)層”的疊層結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有非常高的發(fā)光效率，且當(dāng)前正研究和開(kāi)發(fā)的大多數(shù)發(fā)光裝置采用這種結(jié)構(gòu)。
還可以在陽(yáng)極上采用以“空穴注入層/空穴輸運(yùn)層/發(fā)光層/電子輸運(yùn)層，或空穴注入層/空穴輸運(yùn)層/發(fā)光層/電子輸運(yùn)層/電子注入層”的順序?qū)盈B的結(jié)構(gòu)。還有可能將熒光著色物質(zhì)摻雜到發(fā)光層中。這些層可以只由低分子量材料或只由高分子量材料形成。
本技術(shù)說(shuō)明中，提供在陰極和陽(yáng)極之間的所有層作為總的名稱(chēng)被稱(chēng)作EL層。因而，空穴注入層、空穴輸運(yùn)層、發(fā)光層、電子輸運(yùn)層、和電子注入層都包括在EL層中。
本技術(shù)說(shuō)明中，由陰極、EL層、和陽(yáng)極構(gòu)造的發(fā)光二極管稱(chēng)作發(fā)光元件，其包括其中EL層形成于被安排得彼此正交的兩類(lèi)條形電極之間的系統(tǒng)(簡(jiǎn)單矩陣系統(tǒng))，以及其中EL層形成于像素電極和與TFT(薄膜晶體管)連接并安排在矩陣中的相反電極之間的系統(tǒng)(有源矩陣系統(tǒng)。)形成EL層的EL材料通常分為低分子量(單體)材料和高分子量(聚合物)材料。低分子量材料的情形中，膜主要通過(guò)蒸汽淀積形成。
眾所周知有代表性的蒸汽淀積包括電阻加熱，其中電阻加熱器布置在其中包含淀積材料的容器周?chē)灾苯油ㄟ^(guò)給電阻加熱器通電(energizing)來(lái)加熱，使得淀積材料被加熱并蒸發(fā)，以及電子槍淀積(還稱(chēng)作EB蒸汽淀積)，其中一束電子照射在淀積材料上以允許其蒸發(fā)。有一種方法，其中金屬形成的容器(其中含淀積材料)直接通電并加熱以允許包含在其中的淀積材料蒸發(fā)，以及一種方法，其中諸如石英的透光材料形成的容器(其中包含淀積材料)用紅外線燈照射并加熱以允許其中包含的材料的蒸發(fā)。
由于一束電子的能量過(guò)高，當(dāng)用一束電子照射時(shí)，有機(jī)化合物形成的淀積材料被分解，所以在許多情形中采用其它類(lèi)型的蒸汽淀積。與此相對(duì)，因?yàn)榭梢匀菀椎胤€(wěn)定膜形成速率，通常采用電子槍淀積來(lái)淀積金屬薄膜，其是無(wú)機(jī)材料，其融化點(diǎn)作為發(fā)光二極管的陰極或陽(yáng)極相對(duì)較高。
發(fā)明簡(jiǎn)述因此，本發(fā)明的目的是完成具有TFT性能的發(fā)光裝置，其中EL層形成于布置在矩陣中并與形成于絕緣表面上TFT連接的第一電極(陰極、或陽(yáng)極)和第二電極(陽(yáng)極、或陰極)之間，更具體的，是在形成TFT之后的過(guò)程中(尤其在EL層形成過(guò)程、相反電極形成過(guò)程、像素電極形成過(guò)程等)完成發(fā)光裝置而不降低TFT的性能。
為實(shí)現(xiàn)有源矩陣發(fā)光裝置，TFT是關(guān)鍵的元件。此外，由于在使用發(fā)光元件的發(fā)光裝置中要供給發(fā)光元件的電流由TFT控制，對(duì)于由具有低場(chǎng)效應(yīng)遷移率的非晶硅形成的TFT很難實(shí)現(xiàn)有源矩陣發(fā)光裝置，這樣，理想地是采用使用了具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜，典型地，多晶硅作為要連接到發(fā)光元件上的TFT。
在制造具有發(fā)光元件的發(fā)光裝置的過(guò)程中，即使能夠形成優(yōu)越的TFT，如果混入雜質(zhì)，或如果TFT本身在TFT形成之后的過(guò)程中遭到破壞，發(fā)光裝置的性能也可能降低，其可能導(dǎo)致可靠性或產(chǎn)量的降低。尤其是，具有在帶有絕緣表面諸如玻璃片、石英片、和塑料片的襯底上形成的晶體結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體膜(典型地，多晶硅膜)作為有源層的TFT具有高驅(qū)動(dòng)能力(開(kāi)電流，Ion)，但非常靈敏。因而，TFT受到各種因素的影響，隨后性能受到改變。
因而，在有源矩陣發(fā)光裝置中，在其中形成TFT的階段中測(cè)量的TFT性能與在TFT之上形成發(fā)光元件之后測(cè)量的TFT性能之間可能有差別。
有源矩陣發(fā)光裝置包括至少作為開(kāi)關(guān)元件起作用的TFT和提供電流給在每個(gè)像素中的發(fā)光元件的TFT。作為開(kāi)關(guān)元件起作用的TFT需要低關(guān)電流(Ioff)，而提供電流給發(fā)光元件的TFT需要高驅(qū)動(dòng)能力(開(kāi)電流，Ion)，以及防止由熱載流子效應(yīng)引起的退化和改善可靠性。數(shù)據(jù)線側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路的TFT需要高的驅(qū)動(dòng)能力(開(kāi)電流，Ion)，以及防止由于熱載流子效應(yīng)產(chǎn)生的退化和改善可靠性。
此外，提供電流給發(fā)光元件的TFT除了高驅(qū)動(dòng)能力(開(kāi)電流，Ion)外優(yōu)選的在TFT性能上優(yōu)越。例如，TFT的閾值(Vth)越接近零，所需要的驅(qū)動(dòng)電壓變得越低，這樣，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了功耗的降低以及減少了施加在TFT上的應(yīng)力，可靠性可以得到改善。TFT的S值(次閾值的系數(shù))越接近理想值(60mV/dacade)，可能的動(dòng)作速度就越高，這樣，動(dòng)畫(huà)圖象的響應(yīng)速度提高。
因而，本發(fā)明的另一個(gè)目的是給有源矩陣發(fā)光裝置提供優(yōu)越的TFT性能(開(kāi)電流、關(guān)電流、Vth、S值等)。
EL材料往往很容易退化，并容易由于氧或水的存在退化或氧化。因而，在膜形成之后不能實(shí)施光刻工藝，這樣就需要通過(guò)具有開(kāi)口掩模(下文中稱(chēng)作淀積掩模)的使用在膜形成的同時(shí)分離EL材料以便于圖形化EL材料。因而，幾乎所有升華的有機(jī)EL材料附著在膜形成室的內(nèi)壁上或在附加防護(hù)(attachment proof shield)上(用來(lái)防止淀積材料附著在膜形成室的內(nèi)壁上的保護(hù)板)。
相關(guān)技術(shù)中的蒸汽淀積裝置中，襯底和淀積源之間的間距較大以便于提高膜厚度的均勻性，結(jié)果是，裝置本身尺寸增大。因?yàn)橐r底和淀積源之間的間距大，膜形成速度降低，這樣抽盡膜形成室中空氣所需要的時(shí)間周期增加，這導(dǎo)致產(chǎn)量的下降。
另外，在相關(guān)技術(shù)中的蒸汽淀積裝置中，由于昂貴的EL材料的使用效率低至大約1％或更少，發(fā)光裝置的生產(chǎn)成本就非常昂貴。
因而，本發(fā)明還有另一個(gè)目的是提供蒸汽淀積裝置，其中EL材料的使用效率增加，并得到滿意的均勻度和產(chǎn)量。
在制造簡(jiǎn)單矩陣發(fā)光裝置的方法中，不形成TFT。因而，用作發(fā)光二極管陰極或陽(yáng)極的金屬層在許多情形中用電子槍淀積形成。然而，當(dāng)金屬層用電子槍淀積形成于EL層上時(shí)，有一個(gè)問(wèn)題在于EL層被二次電子、反射電子、或入射X射線破壞。為了解決二次電子和反射電子的問(wèn)題，建議了通過(guò)在淀積源和襯底之間布置擋板隔離電子槍和襯底的方法、通過(guò)在襯底周?chē)峁┐艌?chǎng)限制入射電子的方法、通過(guò)向襯底施加負(fù)的電勢(shì)限制電子的入射的方法、通過(guò)在淀積源附近布置提供正電勢(shì)電壓的導(dǎo)電板吸取電子的方法。這些方法使得解決上述問(wèn)題成為可能，這樣可以減少對(duì)EL層的破壞，且金屬層可以用電子槍淀積形成于EL層上。
因?yàn)樵谟性淳仃嚢l(fā)光裝置中TFT布置在EL層下面，發(fā)明人已經(jīng)預(yù)計(jì)到采用電子槍淀積作為在EL層上形成金屬層的方法是沒(méi)有問(wèn)題的。
然而，由于TFT對(duì)采用電子槍淀積時(shí)電子槍產(chǎn)生的X射線、反射電子、二次電子、離化蒸發(fā)的顆粒很敏感，即使在EL層上幾乎觀察不到破壞，但是在TFT上發(fā)現(xiàn)了嚴(yán)重的破壞。


圖13A和13B示出用電子槍淀積形成陰極之后測(cè)量的TFT性能的測(cè)量結(jié)果。圖13A示出像素部分中p溝道型TFT的電性能，圖13B示出驅(qū)動(dòng)器電路中p溝道型TFT的電性能。圖13A中，TFT通過(guò)EL層連接到陰極，圖13B中，陰極布置在TFT之上并因此疊加在上面，但是陰極和TFT不連接。圖14A示出驅(qū)動(dòng)器電路中的p溝道型TFT在TFT不與陰極疊加的部分的電性能。圖14B示出形成EL層之前測(cè)量的像素部分中p溝道型TFT的電性能。
圖13A所示的TFT的性能中，與圖14B相反，可以觀察到變化，且Vth移到負(fù)值。S值也降低了。同樣在圖13B中，Vth移到負(fù)值，且S值也降低了。另一方面，在示出其中TFT上沒(méi)有形成陰極的TFT性能的圖14A中，幾乎觀察不到變化。
當(dāng)在部分地被茶鉛(tea lead)覆蓋的襯底(配備有TFT的襯底)之上用電子槍淀積形成膜時(shí)，在由茶鉛覆蓋的TFT性能中沒(méi)有觀察到變化。因而，估計(jì)TFT性能的變化由X射線引起。
如此，電子槍淀積具有優(yōu)點(diǎn)，其中其融化點(diǎn)高的無(wú)機(jī)材料也可以被淀積，而它還有一個(gè)缺點(diǎn)，其中TFT的性能，尤其是p溝道型TFT的S值降低了。
因此，本發(fā)明以有源矩陣發(fā)光裝置為特征，其中有機(jī)化合物層和金屬層(陰極和陽(yáng)極)通過(guò)電阻加熱形成，對(duì)TFT有最小的影響。
涉及制造本技術(shù)說(shuō)明中公開(kāi)的發(fā)光裝置的方法的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是制造包括具有陰極、與陰極接觸的有機(jī)化合物層、和與有機(jī)化合物層接觸的陽(yáng)極的發(fā)光二極管以及與發(fā)光二極管連接的TFT的發(fā)光裝置的方法，其中有機(jī)化合物層和金屬材料形成的陰極通過(guò)蒸汽淀積形成，其中淀積材料通過(guò)電阻加熱被加熱。
通過(guò)電阻加熱形成陰極之后測(cè)量TFT性能得到的結(jié)果示于圖1A和1B。圖1A示出像素部分中p溝道型TFT的電性能，圖1B示出驅(qū)動(dòng)器電路中p溝道型的電性能。圖1A中，TFT通過(guò)EL層連接到陰極，而圖1B中，即使陰極疊加地布置在TFT上面，陰極和TFT也不互相連接。圖2A示出TFT沒(méi)有疊加在陰極上的部分的驅(qū)動(dòng)器電路中p溝道TFT的電性能。圖2B示出形成EL層之前測(cè)量的像素部分中p溝道型TFT的電性能。
如圖1A和1B所示，當(dāng)通過(guò)電阻加熱形成陰極時(shí)，與圖2B相比在TFT的性能中幾乎沒(méi)有發(fā)現(xiàn)變化。
陰極可以以包括多個(gè)層的疊層結(jié)構(gòu)形成。例如，當(dāng)陰極形成為兩層結(jié)構(gòu)時(shí)，要與EL層接觸的陰極的第一層通過(guò)電阻加熱形成，然后通過(guò)電子槍淀積形成第二層，從而與陰極的第一層接觸。該情形中，通過(guò)電阻加熱形成的第一層作為阻擋層，并防止TFT被破壞。通過(guò)電阻加熱形成的第一層的提供可以在通過(guò)電子槍淀積第二層的蒸汽淀積中防止電荷局部地集中并散布電破壞。
涉及制造本技術(shù)說(shuō)明公開(kāi)的發(fā)光裝置的方法的本發(fā)明的另一個(gè)結(jié)構(gòu)是制造包括具有陰極、與陰極接觸的有機(jī)化合物層、與有機(jī)化合物層接觸的陽(yáng)極的發(fā)光二極管和與發(fā)光二極管連接的TFT的發(fā)光裝置的方法，其中有機(jī)化合物層和與有機(jī)化合物層接觸的陰極的下層通過(guò)蒸汽淀積形成，其中淀積材料通過(guò)電阻加熱被加熱，陰極的上層通過(guò)蒸汽淀積形成，其中金屬材料形成的淀積材料用電子槍加熱。
用上述制造方法得到的結(jié)構(gòu)包括在本發(fā)明中，它是包括具有陰極、與陰極接觸的有機(jī)化合物層、和與有機(jī)化合物層接觸的陽(yáng)極的發(fā)光二極管和與發(fā)光二極管接觸的TFT的發(fā)光裝置，其中陰極是層疊的層，包括通過(guò)其中金屬材料形成的淀積材料用電阻加熱被加熱的蒸汽淀積形成的層，和通過(guò)其中金屬材料形成的淀積材料用電子槍加熱的蒸汽淀積形成的層。
上述結(jié)構(gòu)特征在于金屬材料形成的淀積材料由包含低功函數(shù)的材料，典型地，屬于周期表中所示第一族或第二族的金屬元素的合金形成。
本發(fā)明中，還可以應(yīng)用的是在陰極上形成有機(jī)化合物層，然后在有機(jī)化合物層上形成陽(yáng)極。該情形中，本發(fā)明提供包括具有陰極、與陰極接觸的有機(jī)化合物層、和與有機(jī)化合物層接觸的陽(yáng)極的發(fā)光二極管和與發(fā)光二極管連接的TFT的發(fā)光裝置，其中陽(yáng)極是層疊的層，包括通過(guò)其中金屬材料形成的淀積材料用電阻加熱被加熱的蒸汽淀積形成的層，和通過(guò)其中金屬材料形成的淀積材料用電子槍加熱的蒸汽淀積形成的層。
在上述結(jié)構(gòu)中，金屬材料形成的淀積材料是導(dǎo)電材料，包括選自高功函數(shù)的材料，典型地，選自Pt、Cr、W、Ni、Zn、Sn、和In的一種或多種元素。
其中諸如氧或水的雜質(zhì)可能混入到要淀積的EL材料或金屬材料中的可以想象的過(guò)程包括蒸汽淀積之前將EL材料或金屬材料放進(jìn)蒸汽淀積裝置的過(guò)程以及淀積過(guò)程。
正常地，保存EL材料的容器是呈褐色的玻璃瓶子，其由塑料蓋(帽)封閉?？梢韵氲降氖潜４鍱L材料的容器的密封性不夠。
在相關(guān)的技術(shù)中，當(dāng)通過(guò)蒸汽淀積形成膜時(shí)，取出包含在容器(玻璃瓶)中預(yù)定量的淀積材料并轉(zhuǎn)移到布置在蒸汽淀積裝置(典型地熔化坩鍋或蒸汽淀積船形器皿)中與膜形成物體相對(duì)的位置的容器中，在該步驟中，雜質(zhì)可能在該轉(zhuǎn)移步驟中混入。換言之，可能引起發(fā)光元件退化的氧、水或一些其它雜質(zhì)可能在該步驟中混入。
當(dāng)從玻璃瓶轉(zhuǎn)移到容器中時(shí)，例如，操作者可以用手在蒸汽淀積裝置中配備有手套的預(yù)處理室中實(shí)施這種轉(zhuǎn)移操作。然而，當(dāng)在預(yù)處理室中提供手套時(shí)，轉(zhuǎn)移操作不能在真空環(huán)境中實(shí)施，這樣，操作要在大氣壓下進(jìn)行。即使當(dāng)操作可以在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行時(shí)，也很難將預(yù)處理室中的水和氧減少到可允許的程度。使用機(jī)器人也是可能的，但是因?yàn)榈矸e材料是粉末形式，很難制造能轉(zhuǎn)移這種粉末材料的機(jī)器人。因而，很難建立堅(jiān)固(consistent)密閉(closed)的系統(tǒng)，其中從在下電極上形成EL層的步驟到形成上電極的步驟是全自動(dòng)的，而避免雜質(zhì)混入。
因此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種制造系統(tǒng)，其中EL材料或金屬材料直接保存在要安裝于蒸汽淀積裝置中的容器中而不使用傳統(tǒng)的容器，典型地，呈棕色的玻璃瓶子，作為保存EL材料的容器，且蒸汽淀積在其輸運(yùn)之后進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)防止雜質(zhì)混入到高純淀積材料中去。當(dāng)直接保存EL淀積材料時(shí)，還有可能不保存所得到的淀積材料的部分，而將材料直接升華和純化到要安裝于蒸汽淀積裝置中的容器中。根據(jù)本發(fā)明，可以提供淀積材料的進(jìn)一步純化。還可能將金屬材料直接保存在要安裝于蒸汽淀積裝置中的容器中，并通過(guò)電阻加熱進(jìn)行蒸汽淀積。
直接將淀積材料保存在要安裝于蒸汽淀積裝置中的容器中的操作優(yōu)選地由使用蒸汽淀積裝置的發(fā)光裝置的制造廠(manufacture)向淀積材料的制造商或銷(xiāo)售者預(yù)定。
即使高純EL材料由材料制造商提供，只要象相關(guān)技術(shù)中那樣轉(zhuǎn)移EL材料的操作存在于發(fā)光裝置的制造(manufacturer)中，就可能使雜質(zhì)混入其中，這樣EL材料的純化不能保持，或者EL材料的純化受到限制。然而，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)發(fā)光裝置的制造商和考慮到減少在EL材料中混入雜質(zhì)的可能性的材料的制造商相互協(xié)作，可以從材料制造商那得到的非常高純度的EL材料可以被保持下來(lái)，且發(fā)光裝置的制造商可以進(jìn)行蒸汽淀積而不降低其純度。
本技術(shù)說(shuō)明中公開(kāi)的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是操作制造設(shè)備的方法，包括這些步驟在第二容器中密封含有機(jī)材料或金屬材料的第一容器、在具有真空泵浦單元的制造設(shè)備中布置襯底、引入第二容器、將第一容器從第二容器中拿出并布置到位、用電阻加熱來(lái)加熱第一容器以允許在襯底上蒸汽淀積。
上述結(jié)構(gòu)特征在于有機(jī)材料在第一容器的內(nèi)壁上升華并純化。上述結(jié)構(gòu)還有特征在于金屬材料是可以作為發(fā)光二極管的陰極或陽(yáng)極的導(dǎo)電材料。
在相關(guān)技術(shù)中采用電阻加熱的蒸汽淀積裝置中，不利地是，膜形成速率(rate)有可能比起電子槍淀積來(lái)不穩(wěn)定。
因此，為了提高淀積材料的利用效率并提供均勻性和產(chǎn)量?jī)?yōu)越的蒸汽淀積裝置，根據(jù)本發(fā)明，在蒸汽淀積中，襯底和淀積源之間的距離d減少到典型地20cm或更少，從而淀積材料的利用效率和產(chǎn)量顯著的提高。減少襯底和淀積源之間的距離d可以減小膜形成室的尺寸。減小膜形成室的尺寸可以減少其容積，這樣形成真空所需的時(shí)間周期和存在于膜形成室中的雜質(zhì)的總量可以減少，這可以實(shí)現(xiàn)防止諸如水和氧的雜質(zhì)混入到高純EL材料中。
上述操作制造設(shè)備的方法特征在于襯底和容器之間的距離不超過(guò)20cm，使得蒸汽淀積在襯底之上進(jìn)行。
此外，本發(fā)明特征在于提供在膜形成室中旋轉(zhuǎn)襯底的機(jī)構(gòu)和移動(dòng)淀積源的機(jī)構(gòu)，且在真空淀積中襯底的旋轉(zhuǎn)和淀積源的移動(dòng)同時(shí)進(jìn)行，從而可以得到厚度的均勻性優(yōu)越的膜形成。
操作制造設(shè)備的方法特征在于蒸汽淀積中襯底旋轉(zhuǎn)且第一容器移動(dòng)。
本發(fā)明還提供制造發(fā)光裝置的方法，包括在容器中保存有機(jī)材料或金屬材料的淀積材料的第一步驟，在蒸汽淀積裝置中布置襯底并安裝容器以便與襯底相對(duì)的第二步驟，通過(guò)電阻加熱來(lái)加熱安裝在蒸汽淀積裝置中的容器并以襯底與容器之間的距離設(shè)定為20cm或更少來(lái)進(jìn)行蒸汽淀積到襯底上的第三步驟。
上述結(jié)構(gòu)特征在于在容器中保存有機(jī)材料或金屬材料的淀積材料的第一步驟由材料制造商實(shí)施。
上述結(jié)構(gòu)特征在于蒸汽淀積中襯底旋轉(zhuǎn)且容器移動(dòng)。在上述結(jié)構(gòu)中，有機(jī)材料在保存時(shí)可以直接升華并純化到容器中。
上述結(jié)構(gòu)特征在于形成帶有TFT的襯底和連接到TFT的第一電極，在于第三步驟包括通過(guò)電阻加熱形成與第一電極接觸的有機(jī)材料的有機(jī)化合物層和通過(guò)電阻加熱形成與有機(jī)化合物層接觸的金屬材料第二電極的步驟，從而制造具有第一電極、有機(jī)化合物層和第二電極的發(fā)光二極管。
在本發(fā)明的發(fā)光裝置中，驅(qū)動(dòng)顯示器的方法不具體地限制，可以采用點(diǎn)序驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、線序驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或面板序驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。典型地，采用線序驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，且時(shí)分等級(jí)序列(time division gradationsequence)驅(qū)動(dòng)或脈沖表面區(qū)域調(diào)制(pulse-surface-areamodulation)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以按需要使用。要供給發(fā)光裝置的源線中的視頻信號(hào)可以是模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的任何一個(gè)，驅(qū)動(dòng)器電路可以對(duì)應(yīng)視頻信號(hào)按需要設(shè)計(jì)。
在本發(fā)明的發(fā)光裝置中，像素結(jié)構(gòu)不具體地限制，存儲(chǔ)電容器或內(nèi)存(SRAM、DRAM等)可以形成于一個(gè)像素中。也可以應(yīng)用多個(gè)TFT或各種電路(諸如電流鏡面(current mirror)電路)集成在一個(gè)像素中的結(jié)構(gòu)。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1A和1B是示出陰極通過(guò)電阻加熱形成的情形中TFT性能的圖；圖2A和2B是示出TFT性能的圖；圖3A和3B是本發(fā)明(第一實(shí)施方案)的橫截面視圖；圖4A-4C是本發(fā)明(第一實(shí)施方案)的橫截面視圖；圖5A和5B是示出制造設(shè)備(第二實(shí)施方案)的圖；圖6是示出第三實(shí)施方案的圖；圖7A-7C是示出第四實(shí)施方案的圖；圖8是示出制造設(shè)備(實(shí)例1)的圖；圖9是發(fā)光裝置(實(shí)例2)的俯視圖；圖10是示出第三實(shí)例的圖；圖11A-11F是示出電子設(shè)備實(shí)例的圖；圖12A-12C是示出電子設(shè)備實(shí)例的圖；圖13A和13B是示出當(dāng)陰極通過(guò)電子槍形成時(shí)(對(duì)比實(shí)例)TFT性能的圖；以及圖14A和14B是示出TFT性能的圖(對(duì)比實(shí)例)。
優(yōu)選實(shí)施方案的說(shuō)明本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案將在下面說(shuō)明。
(第一實(shí)施方案)現(xiàn)在參考圖3A、3B、4A和4B，制造包括像素部分和在同一襯底上的驅(qū)動(dòng)器電路的有源矩陣型發(fā)光裝置和發(fā)光元件的過(guò)程將作為實(shí)例說(shuō)明。
如圖3A所示，根據(jù)已知的制造方法，薄膜晶體管(下文中稱(chēng)作TFT)12形成于具有絕緣表面的襯底上。像素部分10a配備有n溝道型TFT和p溝道型TFT。圖中，只示出提供電流給發(fā)光元件的p溝道型TFT。提供電流給發(fā)光元件的TFT可以是n溝道型TFT和p溝道型TFT中的任何一種。要配備在像素部分周?chē)尿?qū)動(dòng)器電路10b以n溝道型TFT、p溝道型TFT、或CMOS電路形成，其是它們的互補(bǔ)組合。這里示出一個(gè)實(shí)例，其中由透明氧化物導(dǎo)電涂層(ITO(氧化銦-氧化錫合金)、氧化銦-氧化鋅合金(In2O3-ZnO)，氧化鋅(ZnO)等)形成的陽(yáng)極13形成于矩陣中，并形成要與TFT有源層連接的線路。接下來(lái)，形成用于涂覆陽(yáng)極13末端的無(wú)機(jī)絕緣材料或有機(jī)絕緣材料的絕緣膜14。
然后，如圖3B所示，形成用于形成發(fā)光元件的有機(jī)化合物層(EL層)。
首先，進(jìn)行陽(yáng)極13的清潔作為預(yù)處理。陽(yáng)極的表面通過(guò)在真空中照射紫外光或通過(guò)氧等離子體處理來(lái)清潔。作為氧化處理，紫外光必須只在包括氧的氣氛中加熱到100-120℃時(shí)照射，其在陽(yáng)極是諸如ITO的氧化物的情形中有效。作為熱處理，必須只進(jìn)行在不小于50℃的溫度下的加熱，這是襯底可以在真空中耐得住的溫度，優(yōu)選的在65℃和150℃之間，該熱處理除去附著在襯底上諸如氧和水的雜質(zhì)、或形成于襯底之上的膜中諸如氧和水的雜質(zhì)。尤其是，因?yàn)镋L材料由于諸如氧和水的雜質(zhì)受到退化，所以蒸汽淀積之前在真空中加熱是有效的。
接下來(lái)，淀積源輸運(yùn)到配備有淀積源的膜形成室中而避免暴露于空氣中，空穴輸運(yùn)層、空穴注入層、或發(fā)光層作為有機(jī)化合物層疊的第一層適當(dāng)?shù)匦纬捎陉?yáng)極13上。這里，淀積源通過(guò)電阻加熱被加熱以淀積形成空穴注入層15、發(fā)光層(R)16、發(fā)光層(G)17、和發(fā)光層(B)18。發(fā)光層(R)發(fā)紅光、發(fā)光層(G)發(fā)綠光、發(fā)光層(B)發(fā)藍(lán)光。
接下來(lái)，陰極19通過(guò)電阻加熱來(lái)加熱并淀積淀積源而形成。用電阻加熱形成陰極19允許發(fā)光元件的完成而不改變TFT的性能。在像素部分，當(dāng)比較示出用電阻加熱形成陰極之后TFT性能的圖1A和示出形成EL層之前TFT性能的圖2B時(shí)幾乎沒(méi)有看見(jiàn)什么變化。通過(guò)測(cè)量三個(gè)任意的TFT得到的閾值是-0.44(V)、-0.51(V)和-0.59(V)，S值是0.214(V/dec)、0.287(V/dec)和0.26(V/dec)，如圖1A所示，是極好的。
形成陰極19的材料優(yōu)選的是小功函數(shù)金屬(典型地，屬于周期表中第一族或第二族的金屬元素)或包含這些金屬元素的合金。功函數(shù)變得越小，發(fā)光效率提高的越多，這樣含是堿金屬之一的Li(鋰)的合金材料優(yōu)選的作為要用于陰極的材料。陰極還作為所有像素共同的線路，并通過(guò)連接線路在輸入端子具有端子電極。因而，如圖3B所示，可以有一些TFT在驅(qū)動(dòng)器電路中重疊在陰極19上的情形。重疊在陰極19上的TFT性能的測(cè)量結(jié)果示于圖1B中。
當(dāng)陰極用電子槍淀積而不是電阻加熱形成時(shí)，電性能不僅在像素部分中的TFT中變化，而且在驅(qū)動(dòng)器電路中與陰極重疊的TFT中變化。陰極由電子槍淀積形成的情形中TFT的電性能示于圖13A、13B、14A和14B。測(cè)量像素部分中任意三個(gè)TFT時(shí)得到的Vth分別是-7.69(V)、-7.07(V)和-7.15(V)，S值是0.541(V/dec)、0.559(V/dec)和0.566(V/dec)，如圖13A所示。
接下來(lái)，優(yōu)選的是用保護(hù)膜、密封片、或密封罐(tin)封裝來(lái)將發(fā)光元件完全從外界隔離，以便于防止可能促進(jìn)由氧化引起的EL層退化的諸如水或氧的物質(zhì)從外界進(jìn)入。使用干燥劑也是可用的。
然后，F(xiàn)PC(柔性印刷電路)通過(guò)各向異性導(dǎo)電材料附連到I/O終端的相應(yīng)電極上。各向異性導(dǎo)電材料包括樹(shù)脂和導(dǎo)電顆粒，其直徑幾十到幾百μm，表面上鍍金等，并且電連接I/O終端的相應(yīng)電極，且通過(guò)導(dǎo)電顆粒線路形成于FPC中。
如有必要，可以提供諸如由偏轉(zhuǎn)片和波片構(gòu)造的圓光偏轉(zhuǎn)片的光學(xué)膜，或可以裝配IC芯片。
帶有連接的FPC的模塊型有源矩陣發(fā)光裝置在到此說(shuō)明的過(guò)程中完成。
陰極可以形成為包括兩層或更多層的疊層結(jié)構(gòu)。一個(gè)實(shí)例示于圖4A-4C中，其中陰極形成為兩層結(jié)構(gòu)，將要與EL層接觸的陰極的第一層用電阻加熱形成，要與陰極的第一層接觸的第二層用電子槍淀積形成。為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，該過(guò)程中與圖3A和3B相同的部分將在此不再詳細(xì)說(shuō)明。
TFT22、陽(yáng)極23和絕緣膜24形成于帶有絕緣表面的襯底21上，如圖3A的情形(見(jiàn)圖4A)。
接下來(lái)，通過(guò)電阻加熱，如與圖3B協(xié)同說(shuō)明的那樣形成空穴注入層25、發(fā)光層(R)26、發(fā)光層(G)27、發(fā)光層(B)28。然后，用電阻加熱形成陰極(下層)29a(見(jiàn)圖4B)。陰極(下層)29a的厚度可以適當(dāng)?shù)卮_定在不會(huì)在通過(guò)以后將要進(jìn)行的電子槍淀積的蒸汽淀積中引起TFT的任何破壞的范圍。
作為下一步，陰極(上層)29b用電子槍淀積形成，如圖4C所示。盡管本實(shí)例中陰極29a、29b通過(guò)淀積相同的材料形成，但它們可以是不同的材料。
當(dāng)陰極如上所述具有疊層結(jié)構(gòu)時(shí)，通過(guò)電阻加熱形成的第一層作為阻擋層，并防止TFT被破壞。通過(guò)由電阻加熱形成的第一層的提供，可以防止由電子槍淀積的第二層的蒸汽淀積中電荷的局部集中，并可以散布電破壞。
接下來(lái)的過(guò)程與制造上述模塊型、有源矩陣發(fā)光裝置的方法一樣，這里將不再說(shuō)明。
在上述實(shí)例中，陽(yáng)極是透明導(dǎo)電膜，且陽(yáng)極、有機(jī)化合物層和陰極按順序依次層疊。然而，本發(fā)明不限于這種疊層結(jié)構(gòu)，這樣疊層可以按陰極、有機(jī)化合物層和陽(yáng)極的順序依次形成，或另外，陽(yáng)極由金屬層形成，且疊層可以按陽(yáng)極、有機(jī)化合物層和具有透光性的陰極的順序依次形成。畢竟，本發(fā)明特征在于金屬層形成的陽(yáng)極或陰極在形成發(fā)光元件于TFT之上時(shí)通過(guò)電阻加熱淀積。
另外，盡管頂部柵型TFT作為T(mén)FT結(jié)構(gòu)的一種示于本實(shí)例中，但是不管何種TFT結(jié)構(gòu)都有可能應(yīng)用本發(fā)明。例如，還可應(yīng)用于底部柵型(反轉(zhuǎn)交錯(cuò)(inverse stagger)型)TFT或正常交錯(cuò)型TFT。
(第二實(shí)施方案)
現(xiàn)在說(shuō)明圖5A和5B所示的蒸汽淀積裝置。圖5A是橫截面視圖，圖5B是俯視圖。
圖5A和5B中，參考編號(hào)51是膜形成室，參考編號(hào)52表示襯底支架，參考編號(hào)53表示襯底，參考編號(hào)54表示淀積掩模、參考編號(hào)55表示淀積屏蔽物(淀積擋板)，參考編號(hào)57表示淀積源支架，參考編號(hào)58表示淀積材料、以及參考編號(hào)59表示蒸發(fā)的淀積材料。
在抽真空到5×10-3Torr(0.665Pa)或更低，更優(yōu)選的到10-4-10- 6Pa的膜形成室51中進(jìn)行真空淀積。淀積時(shí)，淀積材料已經(jīng)用電阻加熱蒸發(fā)，并在蒸汽淀積中擋板(沒(méi)有示出)打開(kāi)時(shí)飛濺向襯底53。蒸發(fā)材料59向上飛濺，并通過(guò)形成于淀積掩模54上的開(kāi)口選擇地淀積在襯底53之上。
在上述蒸汽淀積裝置中，淀積源支架包括融化罐(melting pot)、通過(guò)燃燒組件(burning member)布置在融化罐之外的加熱器、配備在加熱器之外的絕熱層、容納這些組件的外部燃燒室(outercylinder)、置于外部燃燒室周?chē)睦鋮s管、和用來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉包括融化罐開(kāi)口的外部燃燒室開(kāi)口的擋板單元。本技術(shù)說(shuō)明中，融化罐是圓筒容器，其具有由燒結(jié)BN、復(fù)合燒結(jié)的BN/A1N、石英、或石墨形成的相對(duì)大的開(kāi)口，其耐高溫、高壓和減壓。
優(yōu)選的是以這樣的方式適配蒸汽淀積裝置，使得膜形成速度可以用微機(jī)通過(guò)控制配備在淀積源支架52上的加熱器來(lái)調(diào)節(jié)。
圖5A和5B所示的蒸汽淀積裝置中，襯底53和淀積源支架57之間的距離d減少到典型地不超過(guò)20cm，更優(yōu)選的在5cm和15cm之間，以明顯地提高淀積材料的利用效率和產(chǎn)量。
此外，襯底支架52配備有旋轉(zhuǎn)襯底53的機(jī)構(gòu)。淀積源支架57配備有能在X或Y方向移動(dòng)膜形成室51而保持水平狀態(tài)的機(jī)構(gòu)。
圖5A和5B所示蒸汽淀積裝置特征在于厚度均勻性優(yōu)越的膜的形成可以通過(guò)蒸汽淀積中同時(shí)實(shí)施襯底53的旋轉(zhuǎn)和淀積源支架57的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在采用相關(guān)技術(shù)的電阻加熱的蒸汽淀積裝置中，與電子槍淀積相比，膜形成率(rate)容易不穩(wěn)定。然而，圖5A和5B所示的蒸汽淀積裝置在均勻性和產(chǎn)量上是優(yōu)越的。
還可以應(yīng)用的是在可移動(dòng)的淀積源支架57上配備淀積擋板。置于單個(gè)淀積支架上的有機(jī)化合物需要不是僅一個(gè)，而可以是多個(gè)。
由于襯底53和淀積源支架57之間的距離d減少到典型地不超過(guò)20cm、更優(yōu)選的在5cm和15cm之間的值，淀積掩模54也可以被加熱。因而，淀積掩模54優(yōu)選的由具有低熱膨脹系數(shù)的金屬材料形成，這樣阻止了熱形變(例如，具有高熔點(diǎn)的金屬，諸如鎢、鉭、鉻、鎳、和鉬，或包括這些元素的合金，或諸如不銹鋼、鉻鎳鐵合金(Inconel)和哈斯特合金(Hastelloy)的材料)。為了冷卻被加熱的淀積掩模，淀積掩?？梢耘鋫溆性试S冷卻介質(zhì)(冷卻水、冷卻氣體)循環(huán)的機(jī)構(gòu)。
當(dāng)選擇地形成淀積膜時(shí)使用淀積掩模54，這樣當(dāng)在整個(gè)表面上形成淀積膜時(shí)不是特別地必要。
襯底支架52配備有永久磁鐵以便于用磁力固定金屬(meal)形成的淀積掩模，且要插入其間的襯底53也被牢固的支撐。盡管這里示出一個(gè)實(shí)例，其中淀積掩模與襯底53緊密接觸，還有可能提供并固定襯底支架和淀積掩模支架于一定的距離。
膜形成室與可抽真空處理室連接以在膜形成室中形成真空?？沙檎婵盏奶幚硎遗鋫溆写艖腋u輪分子泵、低溫泵或驅(qū)動(dòng)泵(drivepump)。因此，達(dá)到輸運(yùn)室中10-5-10-6Pa的最終真空度，并可以控制雜質(zhì)從泵和抽氣系統(tǒng)中反向飛濺。引入諸如氮?dú)夂拖∮袣怏w的惰性氣體以防止雜質(zhì)引入到裝置中。要引入到裝置中的這類(lèi)氣體在引入到裝置之前用氣體純化裝置高度純化。因而，需要提供氣體純化裝置以允許氣體在高度純化之后引入到膜形成裝置中。因此，諸如氧或水或其它包含在氣體中的雜質(zhì)可以預(yù)先除去，這樣可以防止這類(lèi)雜質(zhì)被引入到裝置中。
還可能通過(guò)在其中提供等離子體產(chǎn)生單元、在沒(méi)有布置于其中的襯底時(shí)在膜形成室中產(chǎn)生等離子體、并蒸發(fā)附著在膜形成室內(nèi)壁、附加保護(hù)(attachment proof shield)、或淀積掩模上所淀積的物質(zhì)以抽空膜形成室來(lái)清潔膜形成室51。以這種方式，膜形成室的內(nèi)部可以在維護(hù)服務(wù)的時(shí)間清潔而不暴露于大氣中。清潔過(guò)程中蒸發(fā)的有機(jī)化合物可以用抽氣系統(tǒng)(真空泵)收集并再利用。
本實(shí)施方案可以按需要與第一實(shí)施方案組合。用圖5A和5B所示的蒸汽淀積裝置，可以改善襯底表面上膜的均勻性，且可以用電阻加熱形成金屬層或有機(jī)化合物層的陽(yáng)極或陰極。
(第三實(shí)施方案)圖6A和6B是說(shuō)明本發(fā)明制造系統(tǒng)的解釋性圖。
圖6A和6B中，參考編號(hào)61a表示第一容器(融化罐)、參考編號(hào)61b表示從大氣中隔離第一容器以保護(hù)第一容器不被污染的第二容器。參考編號(hào)62表示高度純化粉末狀態(tài)的EL材料。參考編號(hào)63表示可抽真空的處理室，編號(hào)64表示加熱單元、編號(hào)65表示淀積物體、編號(hào)66表示淀積的膜。參考編號(hào)68表示制造和純化作為淀積材料的有機(jī)化合物材料的制造商(典型地，原材料零售商)，參考編號(hào)69表示發(fā)光裝置制造商，其具有蒸汽淀積裝置，它是發(fā)光裝置制造商(典型地制造工廠)。
本發(fā)明的制造系統(tǒng)的流程將在下面說(shuō)明。
首先，發(fā)光裝置制造商69向材料制造商68開(kāi)出訂單60。材料制造商68根據(jù)訂單60制備第一容器和第二容器。材料制造在潔凈室中將超高純EL材料62純化或保存于第一容器61a中，同時(shí)充分注意使得雜質(zhì)(氧、水等)不混入。接下來(lái)，材料制造商68優(yōu)選的在潔凈室中以第二容器61b將第一容器61a密封使得沒(méi)有多余的雜質(zhì)附著在第一容器的內(nèi)部或外部。當(dāng)密封時(shí)，第二容器61b的內(nèi)部?jī)?yōu)選的抽真空或用惰性氣體填充。第一容器61a和第二容器62b優(yōu)選的在純化或保存超高純EL材料62之前被清潔。
本發(fā)明中，當(dāng)以后進(jìn)行蒸汽淀積時(shí)第一容器61a還是原樣放置在室中。盡管第二容器61b可以是具有用來(lái)阻止氧或水混入的阻擋層的性能的密封膜，優(yōu)選的是采用圓柱型或盒子形狀的固體容器，并具有擋光的效應(yīng)，以便于能夠自動(dòng)的取出。
接下來(lái)，第一容器61a在密封于第二容器61b的狀態(tài)下從材料制造商68那里輸運(yùn)到發(fā)光裝置制造商69那里。
然后，第一容器61a在密封于第二容器61b的狀態(tài)下被引入到可抽真空的處理室63中。處理室63是具有加熱單元64和布置于其中的襯底支架(沒(méi)有示出)的蒸汽淀積室。處理室63抽真空且達(dá)到氧和水最少化的清潔狀態(tài)之后，第一容器61a從第二容器61b中取出并安裝在加熱單元64上而不釋放(release)真空態(tài)，從而制備淀積源。安裝淀積物體(該情形中是襯底)65使其與第一容器61a相對(duì)。
接下來(lái)，淀積材料通過(guò)電阻加熱用加熱單元64加熱以在所提供的淀積物體65的表面上形成淀積膜66以便于與淀積源相對(duì)。這樣得到的淀積膜66不含雜質(zhì)，因而用該淀積膜66完成的發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)了高可靠性和高強(qiáng)度。
如上所述，第一容器61a只一次引入到可抽真空的處理室63中而不暴露于大氣中，并允許保持淀積材料62如材料制造商保存時(shí)那樣的純度時(shí)蒸汽淀積。通過(guò)由材料制造商將EL材料62直接保存到第一容器61a中，只提供給發(fā)光裝置制造商所需數(shù)量的材料，從而相對(duì)昂貴的EL材料可以有效地利用。
盡管相關(guān)技術(shù)中用電阻加熱的淀積方法在材料的效率上較低，但是有如下所示提高利用效率的方法。第一蒸汽淀積在其中新的EL材料在蒸汽淀積裝置的維護(hù)服務(wù)中放入融化罐的狀態(tài)下進(jìn)行之后，還留著沒(méi)有被淀積的殘余材料。因而，當(dāng)進(jìn)行下一次蒸汽淀積時(shí)，EL材料加入到殘余材料中，這種補(bǔ)充重復(fù)到下一次維護(hù)服務(wù)，從而在從這里起的蒸汽淀積中利用的效率可以得到改善。然而，在該方法中，殘余的材料可能引起污染。此外，由于補(bǔ)充是由操作者執(zhí)行的，氧或水可能混入到淀積材料中，由此淀積材料的純度可能降低。為蒸汽淀積用了幾次的融化罐在維護(hù)服務(wù)的時(shí)候要被廢棄。為了防止由于雜質(zhì)引起的污染，可能的是將新EL材料放進(jìn)融化罐用于蒸汽淀積，并在每次蒸汽淀積之后廢棄融化罐，但結(jié)果是提高了制造成本。
在相關(guān)技術(shù)中用于保存淀積材料的玻璃瓶可以去除，且將淀積材料從玻璃瓶中傳送到融化罐中的過(guò)程，其可以通過(guò)采用前面所說(shuō)的制造系統(tǒng)防止雜質(zhì)混入。此外，產(chǎn)量也增加了。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了其中產(chǎn)量增加的完全自動(dòng)化制造系統(tǒng)和堅(jiān)固密閉的系統(tǒng)，其可以防止雜質(zhì)混入到由材料制造商68純化的淀積材料62中。
盡管EL材料在上面作為實(shí)例舉出，被采用作為陰極或陽(yáng)極的金屬層可以通過(guò)本發(fā)明中的電阻加熱用蒸汽淀積來(lái)淀積。用電阻加熱形成陰極可以形成發(fā)光元件而不改變TFT12的電性質(zhì)(開(kāi)電流、關(guān)電流、Vth、S值等)。
帶有金屬材料的淀積膜還可以用與預(yù)先在第一容器中保存金屬材料、將第一容器原樣引入到蒸汽淀積裝置中、并用電阻加熱蒸發(fā)材料同樣的方式形成。
本實(shí)施方案可以按需要與第一實(shí)施方案或第二實(shí)施方案組合。當(dāng)使用第二實(shí)施方案中所示的蒸汽淀積裝置時(shí)，作為陰極或陽(yáng)極的金屬層即使通過(guò)電阻加熱也可以均勻的形成。
(第四實(shí)施方案)雖然第一實(shí)施方案中示出一個(gè)實(shí)例，其中頂部柵型TFT(更具體地，平面型TFT)用作TFT 12、22，本實(shí)施方案中使用TFT72代替TFT 12、22。本實(shí)施方案中所用的TFT72是底部柵型TFT(更具體地，反轉(zhuǎn)交錯(cuò)型TFT)，其可以根據(jù)已知的制造過(guò)程制造。
如圖7A所示，底部柵型TFT 72根據(jù)已知的制造過(guò)程形成于具有絕緣表面的襯底71上。這里所示的實(shí)例中，金屬層(包含一個(gè)或多個(gè)選自Pt、Cr、W、Ni、Zn、Sn、和In的元素)形成的陽(yáng)極73在TFT形成之后形成于矩陣中。
接下來(lái)，形成無(wú)機(jī)絕緣材料或有機(jī)絕緣材料的絕緣膜74以便于覆蓋陽(yáng)極73的末端。
然后，如圖7B所示，形成組成發(fā)光元件的有機(jī)組分層(organiccomponent layer)(EL層)的膜。它輸運(yùn)到配備有淀積源的膜形成室中，其中適當(dāng)形成包括空穴輸運(yùn)層、空穴注入層、或發(fā)光層的層疊的層作為陽(yáng)極73上有機(jī)化合物的第一層。本情形中，淀積源通過(guò)電阻加熱來(lái)加熱以進(jìn)行蒸汽淀積，然后形成空穴注入層75、發(fā)光層(R)76、發(fā)光層(G)77、發(fā)光層(B)78。
接下來(lái)，作為下層的陰極79a由電阻加熱通過(guò)加熱淀積源來(lái)淀積。用電阻加熱形成陰極79a可以完成發(fā)光元件而不改變TFT的電學(xué)性質(zhì)。陰極79a作為下層優(yōu)選的由非常薄的金屬膜(通過(guò)共淀積(co-deposition)諸如MgAg、MgIn、AlLi、CaN的合金或?qū)儆谥芷诒碇械谝换虻诙宓脑睾弯X形成的膜)或它們層疊的層形成。
然后，陰極79b作為上層形成(見(jiàn)圖7C)。陰極79b作為上層可以由透明氧化物導(dǎo)電涂層(ITO(氧化銦-氧化錫合金)、氧化銦-氧化鋅合金(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)形成。由于圖7C中層疊結(jié)構(gòu)示出一種情形，其中光在圖中箭頭所示的方向發(fā)射(在發(fā)射的光穿過(guò)陰極的情形中)，優(yōu)選的是采用半透明導(dǎo)電材料做陰極。
由于從現(xiàn)在起的過(guò)程同與第一實(shí)施方案協(xié)作說(shuō)明的制造模塊型有源矩陣發(fā)光裝置的方法一樣，這里將不再說(shuō)明。
本實(shí)施方案可以按需要與第一實(shí)施方案、第二實(shí)施方案和第三實(shí)施方案組合。
如迄今所述所構(gòu)造的本發(fā)明將通過(guò)下述實(shí)例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
(實(shí)例1)本實(shí)例中，將說(shuō)明多室系統(tǒng)制造設(shè)備，其中圖8所示的制造直到上電極的過(guò)程完全自動(dòng)化。
圖8中，參考編號(hào)100a-100k、100m-100p、和100r-100u表示門(mén)，編號(hào)101表示放電室、編號(hào)119表示取出室、編號(hào)102、104a、108、114和118表示輸運(yùn)室、編號(hào)105、107和111表示傳遞(pass)室、編號(hào)106R、106B、106G、109、110、112、113表示膜形成室、編號(hào)103表示預(yù)處理室、編號(hào)117表示密封襯底裝載室、編號(hào)115表示分配室、編號(hào)116表示密封室、編號(hào)120a和120b表示盒子(cassette)室、編號(hào)121表示托盤(pán)安裝臺(tái)(tray mounting stage)。
下面是輸送預(yù)先配備有TFT12和陽(yáng)極13的襯底到圖8所示的制造設(shè)備和形成圖3B所示的疊層結(jié)構(gòu)的程序。
首先，配備有TFT12和陽(yáng)極13的襯底放置在盒子室120a或在盒子室120b中。當(dāng)襯底是大襯底(例如，300mm×360mm)時(shí)，它放置在盒子室120b中。另一方面，當(dāng)是正常襯底(例如，127mm×127mm)時(shí)，輸運(yùn)到托盤(pán)安裝臺(tái)121上，且在托盤(pán)上(例如，300mm×360mm)安裝幾個(gè)襯底。
接下來(lái)，襯底從配備有襯底輸運(yùn)機(jī)構(gòu)的輸運(yùn)室118中輸運(yùn)到放電室101中。
放電室101連接到可抽真空的處理室，這樣優(yōu)選的是在形成真空之后通過(guò)引入惰性氣體恢復(fù)大氣壓力。然后襯底輸運(yùn)到連接到放電室101的輸運(yùn)室102中。輸運(yùn)室真空化并保持在真空化的狀態(tài)，使得在輸運(yùn)室中水或氧的存在最小化。
輸運(yùn)室102連接到可抽真空的處理室以在輸運(yùn)室中形成真空?？沙檎婵盏奶幚硎遗鋫溆写艖腋u輪分子泵、低溫泵或干燥泵。因此，輸運(yùn)室中達(dá)到10-5-10-6Pa的最終真空度，并可以控制雜質(zhì)從泵和抽氣系統(tǒng)中反向飛濺。引入諸如氮?dú)夂拖∮袣怏w的惰性氣體以防止雜質(zhì)引入到裝置中。這種要引入到裝置中的氣體在進(jìn)入到裝置中之前用氣體純化裝置高度純化。因而，需要提供氣體純化裝置以允許氣體在高度純化之后引入到膜形成室中。因此，包含在氣體中諸如氧或水的雜質(zhì)或其它雜質(zhì)可以預(yù)先除去，這樣可以防止這類(lèi)雜質(zhì)引入到裝置中。
優(yōu)選的，在真空中進(jìn)行脫氣的退火以除去包含在襯底中的水或其它氣體，這樣襯底輸運(yùn)到連接到輸運(yùn)室102的預(yù)處理室103中以在這里退火。如果有必要清潔陽(yáng)極的表面，襯底輸運(yùn)到連接到輸運(yùn)室102的預(yù)處理室103中以在這里清潔。
還可能在整個(gè)陽(yáng)極之上形成高聚物有機(jī)化合物層。膜形成室112用于形成高聚物有機(jī)化合物層。本實(shí)例中，作為空穴注入層15起作用的聚(亞乙基二氧基噻吩/聚(苯乙烯璜酸鈉)(poly(ethylenedioxythiophen/poly(styrene sodiumsulfonate))(PEDOT/PSS)溶液形成于整個(gè)表面上。當(dāng)用旋涂法、噴墨法、或?yàn)R射法在膜形成室112中形成有機(jī)化合物層時(shí)，在大氣壓下放置襯底，使膜形成表面向上。本實(shí)例中，傳遞室105配備有翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，這樣襯底按需要翻轉(zhuǎn)。膜用溶液形成以后，優(yōu)選的，襯底輸運(yùn)到預(yù)處理室103中，在真空中進(jìn)行加熱處理以蒸發(fā)水分。盡管本實(shí)例中形成高聚物空穴注入層15，可以通過(guò)電阻加熱由蒸汽淀積形成低聚物有機(jī)材料的空穴注入層。沒(méi)有必要必須形成空穴注入層15。
然后，襯底104c從輸運(yùn)室102中輸運(yùn)到傳遞室105中而不將襯底暴露于大氣中，襯底104c輸運(yùn)到輸運(yùn)室104中，然后用輸運(yùn)機(jī)構(gòu)104b輸運(yùn)到膜形成室106R中，其中發(fā)紅光的EL層按需要形成于陽(yáng)極13上。本情形中，EL層16通過(guò)電阻加熱用蒸汽淀積形成。襯底的膜形成表面在放置于膜形成室106R中之前在傳遞室105中轉(zhuǎn)向下。膜形成室優(yōu)選的在襯底輸運(yùn)到其中之前真空化。
例如，蒸汽淀積在真空化到不超過(guò)5×10-3Torr(0.665Pa)，更優(yōu)選的，10-4-10-5Pa的膜形成室106R中進(jìn)行。當(dāng)發(fā)生蒸汽淀積時(shí)，有機(jī)化合物已經(jīng)預(yù)先用電阻加熱蒸發(fā)，且當(dāng)擋板(沒(méi)有示出)打開(kāi)來(lái)淀積時(shí)飛濺向襯底。蒸發(fā)的有機(jī)化合物向上飛濺，并通過(guò)形成于金屬掩模(沒(méi)有示出)上的開(kāi)口(沒(méi)有示出)淀積于襯底上。當(dāng)進(jìn)行蒸汽淀積時(shí)，襯底的溫度(T1)通過(guò)加熱襯底保持在50-200℃，更優(yōu)選的，65-150℃的范圍。
本實(shí)例中，淀積材料已經(jīng)由材料制造商保存于其中的融化罐放置在膜形成室106R、106B、106G、110中。融化罐優(yōu)選的放置而不暴露于大氣中，并優(yōu)選的在由材料制造商輸運(yùn)時(shí)以密封在第二容器中的狀態(tài)引入到膜形成室中。優(yōu)選的，提供具有真空泵浦單元的室，與膜形成室106R相連，從而融化罐在真空或惰性氣體氣氛中從第二容器中拿出并放置到膜形成室中。因此，可以防止融化罐和保存在融化罐中的EL材料被污染。
本情形中，為了使膜全色，在膜形成室106R中形成膜之后依次在膜形成室106G和106B中實(shí)施膜形成，從而發(fā)紅、綠和藍(lán)光的有機(jī)化合物層16-18適當(dāng)形成。
當(dāng)空穴注入層15和所需的EL層在陽(yáng)極13上得到時(shí)，襯底從輸運(yùn)室104a輸運(yùn)到傳遞室107中而不暴露于大氣中，然后，襯底又從傳遞室107中輸運(yùn)到輸運(yùn)室108中而不將襯底暴露于大氣中。
接下來(lái)，當(dāng)襯底用配備在輸運(yùn)室108中的輸運(yùn)機(jī)構(gòu)輸運(yùn)到膜形成室110中時(shí)，其中金屬層陰極19適當(dāng)通過(guò)電阻加熱由蒸汽淀積形成。這里膜形成室110是蒸汽淀積裝置，其使用Li和Al作為淀積源以通過(guò)電阻加熱蒸汽淀積。
如圖3A所示的疊層結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管根據(jù)迄今所說(shuō)明的過(guò)程形成。
接下來(lái)，襯底從輸運(yùn)室108中輸運(yùn)到膜形成室113中而不暴露于大氣中，其中形成氮化硅膜或氮氧化硅膜形成的保護(hù)膜。該情形中，設(shè)備是膜形成室113中配備有硅靶、氧化硅靶、或氮化硅靶的噴鍍?cè)O(shè)備(spatter device)。例如，氮化硅膜可以通過(guò)用硅靶并將膜形成室中的氣氛變成氮化物氣氛或含氮化物和氬的氣氛形成。
然后，所形成帶有發(fā)光二極管的襯底從輸運(yùn)室108輸運(yùn)到傳遞室111中并從傳遞室111到輸運(yùn)室114中而不暴露于大氣中。
所形成帶有發(fā)光二極管的襯底從輸運(yùn)室114中輸運(yùn)到密封室116中。優(yōu)選的制備密封室116，帶有配備有密封材料的密封襯底。
密封襯底從外面放置到密封襯底裝載室117a中。為了除去諸如水的雜質(zhì)，優(yōu)選的預(yù)先在真空中進(jìn)行退火，例如，在密封襯底裝載室117中進(jìn)行退火。當(dāng)在密封襯底上形成密封材料時(shí)，輸運(yùn)室108設(shè)置為大氣壓，然后密封襯底從密封襯底裝載室輸運(yùn)到分配室115中，其中形成用于粘結(jié)到所形成帶有發(fā)光二極管的襯底的密封材料，且所形成的帶有密封材料的密封襯底輸運(yùn)到密封室116中。
為了對(duì)所形成帶有發(fā)光二極管的襯底脫氣，在真空或在惰性氣體氣氛中退火，然后，所形成帶有密封材料的密封襯底和所形成帶有發(fā)光二極管的襯底互相粘結(jié)。密封的密閉空間用氫或惰性氣體填充。該實(shí)例中，密封材料形成于密封襯底上。然而，不限于此，密封材料還可以形成于配備有發(fā)光二極管的襯底上。
接下來(lái)，UV光通過(guò)配備在密封室116中的UV光照射機(jī)構(gòu)照射到一對(duì)粘結(jié)的襯底上以固化密封材料。該情形中，紫外固化樹(shù)脂被用作密封材料，但不限于此，只要是粘結(jié)劑就行。
然后，一對(duì)粘結(jié)的襯底從密封室116輸運(yùn)到輸運(yùn)室114中，并從輸運(yùn)室114中到取出室119中以將其取出。
通過(guò)使用圖8所示的制造設(shè)備，發(fā)光二極管完全的被保護(hù)不暴露于外界空氣中，直到被密封進(jìn)密封的密閉空間中，可以得到高可靠性的發(fā)光裝置。由于預(yù)先容納淀積材料的融化罐必須唯一被設(shè)置，淀積材料的放置可以是自動(dòng)化的。傳遞室114在真空化狀態(tài)和大氣壓的氮?dú)夥罩g重復(fù)轉(zhuǎn)換，而傳遞室102、104a、108優(yōu)選的固定的保持在真空狀態(tài)。
還有可能采用在線系統(tǒng)(in-line system)的膜形成裝置。
下面是將具有TFT和上面的陽(yáng)極的襯底預(yù)先輸運(yùn)到圖8所示的制造設(shè)備中，并形成圖7C所示的疊層結(jié)構(gòu)的程序。
與形成圖3A所示疊層結(jié)構(gòu)的情形一樣的方式，配備有TFT和陽(yáng)極73的襯底預(yù)先放置在盒子室120a和盒子室120b中。
接下來(lái)，襯底從配備有襯底輸運(yùn)機(jī)構(gòu)的輸運(yùn)室118中輸運(yùn)到放電室101中。然后襯底輸運(yùn)到連接到放電室101的輸運(yùn)室102中。
優(yōu)選的，用來(lái)脫氣的退火在真空中進(jìn)行以除去包含在襯底中的水或其它氣體，這樣襯底輸運(yùn)到連接到輸運(yùn)室102的預(yù)處理室103中以在此退火。如有必要清潔陽(yáng)極的表面，襯底輸運(yùn)到連接到輸運(yùn)室102的預(yù)處理室103中以在此清潔。
還有可能在整個(gè)陽(yáng)極之上形成高聚物有機(jī)化合物層。膜形成室112用來(lái)形成高聚物有機(jī)化合物層。例如，作為空穴注入層75起作用的聚亞乙基二氧基噻吩/聚苯乙烯璜酸鈉溶液(PEDOT/PSS)可以形成在整個(gè)表面上。當(dāng)用旋涂法、噴墨法或?yàn)R射法在膜形成室112中形成有機(jī)化合物層時(shí)，在大氣壓下放置襯底，使膜形成面朝上。傳遞室105配備有襯底翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，這樣襯底可以按需要翻轉(zhuǎn)。膜用溶液形成之后，優(yōu)選的，襯底輸運(yùn)到預(yù)處理室103中，在真空中進(jìn)行加熱處理以蒸發(fā)介質(zhì)組分。
然后，襯底104c從輸運(yùn)室102輸運(yùn)到傳遞室105中而不將襯底暴露于大氣中之后，襯底104c輸運(yùn)到輸運(yùn)室104中，然后用輸運(yùn)機(jī)構(gòu)104b輸運(yùn)到膜形成室106R中，其中發(fā)紅光的EL層根據(jù)需要形成于陽(yáng)極73上。本情形中，EL層16通過(guò)電阻加熱用蒸汽淀積形成。
本情形中，為了使膜全色，在膜形成室106R中形成膜之后，依次在膜形成室106G和106B中進(jìn)行膜形成，從而適當(dāng)?shù)男纬砂l(fā)紅、綠和藍(lán)光的有機(jī)化合物層76-78。
當(dāng)在陽(yáng)極73上得到空穴注入層75和所需的EL層76-78時(shí)，襯底從輸運(yùn)室104a輸運(yùn)到傳遞室107中而不將襯底暴露于大氣中，然后，襯底又從傳遞室107輸運(yùn)到輸運(yùn)室108中而不將襯底暴露于大氣中。
接下來(lái)，襯底用配備在傳輸室(transmitting)108中的輸運(yùn)機(jī)構(gòu)輸運(yùn)到膜形成室110中，由非常薄的無(wú)機(jī)膜(通過(guò)共淀積由諸如MgAg、MgIn、AlLi、CaN的合金或?qū)儆谥芷诒碇械谝换虻诙宓脑鼗蜾X形成的膜)形成的陰極(下層)79a通過(guò)電阻加熱用蒸汽淀積形成。形成薄金屬層的陰極(下層)79a之后，襯底輸運(yùn)到膜形成室109中，透明氧化物導(dǎo)電涂層(ITO(氧化銦-氧化錫合金)、氧化銦-氧化鋅合金(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)的陰極(上層)用噴鍍法形成，從而包括薄金屬層和透明導(dǎo)電層的疊層的陰極79a和79b分別適當(dāng)?shù)男纬?。盡管作為發(fā)光二極管陰極起作用的層是薄金屬層，包括薄金屬層和透明導(dǎo)電涂層的疊層膜在本技術(shù)說(shuō)明中稱(chēng)作陰極。
圖7C所示疊層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管根據(jù)迄今所說(shuō)明的過(guò)程形成。圖7C所示疊層結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管在圖中箭頭所示的方向發(fā)光，這是與圖3B所示發(fā)光二極管相反的方向。
由于從現(xiàn)在起的過(guò)程與制造具有圖3A所示疊層結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置的過(guò)程一樣，這里將不再說(shuō)明。
如迄今所說(shuō)明的，帶有圖8所示的制造設(shè)備時(shí)，圖3B和圖7C所示的疊層結(jié)構(gòu)可以不同。
該實(shí)例可以按需要與第一到第四實(shí)施方案中的任何一個(gè)組合。
(實(shí)例2)圖9是EL模塊俯視圖的外部。圖中，在配備了數(shù)個(gè)TFT的襯底(還稱(chēng)作TFT襯底)405之上，形成用于顯示的像素部分400、用來(lái)驅(qū)動(dòng)像素部分的像素的驅(qū)動(dòng)器電路401a和401b、用來(lái)連接形成于EL層上的電極和引線的連接部分、和FPC附連到上面以連接外部電路到此的終端部分402。并且，使用密封有機(jī)發(fā)光裝置且密封組件404的襯底406以獲得密封的狀態(tài)。
圖3B的橫截面圖是所應(yīng)用諸如保護(hù)膜或密封襯底的密封步驟假定是圖9所示像素部分橫截面圖的一個(gè)實(shí)例，但是不特別地受到限制。
絕緣膜形成于襯底上，像素部分和驅(qū)動(dòng)電路形成于絕緣膜的上側(cè)，像素部分由電流控制TFT和包括與電流控制TFT的漏電連接的像素電極的一些像素形成。驅(qū)動(dòng)電路由與n溝道TFT和p溝道TFT組合的CMOS電路形成。
這些TFT可以用下面的步驟形成。
對(duì)于基礎(chǔ)絕緣膜的下層，由SiH4、NH3、和N2O作為原料氣體形成的氧氮化硅(silicon oxynitride)膜(組成比Si＝32％、O＝27％、N＝24％、H＝17％)在具有0.7mm厚度的耐熱玻璃襯底(第一襯底)上以50nm(優(yōu)選地10-200nm)的厚度和用等離子體CVD在400℃的膜淀積溫度下形成。然后，在表面用臭氧水清潔之后，表面上的氧化物膜通過(guò)稀氫氟酸(1/100稀釋)除去。其次，對(duì)于基礎(chǔ)絕緣膜的上層，由SiH4和N2O作為原料氣體形成的氧氮化氫硅(silicon hydrideoxynitride)膜(組成比Si＝32％、O＝59％、N＝7％、H＝2％)以100nm的厚度(優(yōu)選的50-200nm)和用等離子體CVD在400℃的膜淀積溫度下在上面形成以便由此形成疊層。另外，不暴露于大氣的條件下，用SiH4作為膜淀積氣體且在300℃的膜淀積條件下用等離子體CVD形成具有非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜(本情形中，非晶硅膜)以具有54nm(優(yōu)選25-80nm)的厚度。
本實(shí)施方案中，基礎(chǔ)絕緣膜以兩層結(jié)構(gòu)的形式示出，但是可以采用包含硅作為其主要成分的絕緣膜的單層或其中其兩層或多層層疊的結(jié)構(gòu)。另外，對(duì)半導(dǎo)體膜的材料沒(méi)有限制。然而，半導(dǎo)體膜優(yōu)選的用已知的方式(濺射、LPCVD、等離子體CVD等)由硅或鍺硅(Si1-XGeX(X＝0.0001-0.02))合金形成。另外，等離子體CVD設(shè)備可以是單晶片型或批量型。此外，基礎(chǔ)絕緣膜和半導(dǎo)體膜可以在同樣的膜形成室中連續(xù)地形成而不暴露于大氣中。
接下來(lái)，具有非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜的表面被清潔之后，具有大約2nm厚度非常薄的氧化物膜由臭氧水在表面上形成。然后，為了控制TFT的閾值，進(jìn)行微量雜質(zhì)元素(硼或磷)的摻雜。這里，使用離子摻雜方法，其中硼烷(B2H6)受等離子體激發(fā)而不發(fā)生質(zhì)量分離，且硼在以下?lián)诫s條件下被加入到非晶硅膜中15kV的加速電壓；30sccm的用氫稀釋到1％的乙硼烷的氣流速率；以及2×1012/cm2的劑量。
然后，含10ppm重量鎳的醋酸鎳鹽溶液用旋轉(zhuǎn)器涂敷。代替涂敷，還可以用通過(guò)濺射將鎳元素噴射到整個(gè)表面上的方法。
然后，進(jìn)行熱處理以實(shí)施晶化，從而形成具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜?？梢赃M(jìn)行使用電爐或強(qiáng)光照射的加熱過(guò)程用于該熱處理。在使用電爐的加熱過(guò)程的情形中，可以在500-650℃進(jìn)行4-24小時(shí)。這里，進(jìn)行用來(lái)脫氫的加熱處理之后(500℃1小時(shí))，進(jìn)行用于晶化的加熱過(guò)程(550℃4小時(shí))，從而得到具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的硅膜。注意，盡管晶化通過(guò)使用電爐的加熱過(guò)程進(jìn)行，晶化還可以通過(guò)燈退火設(shè)備實(shí)施。還要注意，盡管使用鎳作為促進(jìn)硅晶化的金屬元素的晶化技術(shù)在這里被使用，也可以使用其它已知的晶化技術(shù)，例如，固相生長(zhǎng)方法和激光晶化方法。
其次，具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的硅膜表面上的氧化物膜用稀氫氟酸等除去之后，在大氣或氧氣氛中進(jìn)行激光(XeCl308nm的波長(zhǎng))照射以提高晶化速率并修復(fù)保留在晶粒中的缺陷。帶有400nm或更短波長(zhǎng)的準(zhǔn)分子激光，或YAG激光器的二次諧波或三次諧波用于激光。任意情形中，使用帶有大約10-1000Hz重復(fù)頻率的脈沖激光，脈沖激光用光學(xué)系統(tǒng)會(huì)聚到100-500mJ/cm2，照射在90-95％的重疊比下進(jìn)行，由此可以掃描硅膜表面。這里，第一激光的照射在大氣中以30Hz的重復(fù)頻率和470mJ/cm2的能量密度進(jìn)行。注意，由于照射在大氣或在氧氣氛中進(jìn)行，氧化物膜通過(guò)第一激光照射形成于表面上。盡管這里示出使用脈沖激光器的實(shí)例，還可以使用連續(xù)振蕩激光器。當(dāng)進(jìn)行非晶半導(dǎo)體膜的晶化時(shí)，優(yōu)選的是用能夠連續(xù)振蕩的固體激光器提供基波的二次到四次諧波以得到大晶粒尺寸的晶體。典型地，優(yōu)選的是應(yīng)用NdYVO4激光器(1064nm的基波)的二次諧波(532nm的厚度)或三次諧波(355nm的厚度)。具體地，發(fā)自10W輸出的連續(xù)振蕩型YVO4激光器的激光束用非線性光學(xué)元件轉(zhuǎn)換成諧波。還有，通過(guò)將YVO4的晶體和非線性光學(xué)元件應(yīng)用到諧振器中的發(fā)射諧波的方法。然后，更優(yōu)選的，通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)形成激光束以具有矩形形狀或橢圓形狀，由此照射要處理的物質(zhì)。這時(shí)，需要大約0.01-100MW/cm2(優(yōu)選的0.1-10MW/cm2)的能量密度。半導(dǎo)體膜相對(duì)于激光束以大約10-2000cm/s的速率移動(dòng)以照射半導(dǎo)體膜。
盡管這里實(shí)施在使用鎳作為促進(jìn)晶化的金屬元素的熱處理之后進(jìn)行照射激光的技術(shù)，非晶硅膜的晶化還可以用連續(xù)振蕩層(YVO4激光器的二次諧波)實(shí)施而不摻雜鎳。
用該激光照射形成的氧化物膜和用臭氧水處理120秒形成的氧化物膜一起組成具有1-5nm總厚度的阻擋層。雖然阻擋層在這里用臭氧水形成，還可以用其它方法，諸如在氧氣氛中進(jìn)行紫外光照射或氧化物等離子體處理以氧化具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜表面。此外，作為形成阻擋層的另一個(gè)方法，具有大約1nm-10nm厚度的氧化物膜可以用等離子體CVD法、濺射法、蒸發(fā)法等淀積。本技術(shù)說(shuō)明中，術(shù)語(yǔ)阻擋層指具有在吸取步驟中允許金屬元素通過(guò)的膜質(zhì)量或膜厚度以及在除去作為吸取位起作用的層的步驟中作為刻蝕阻擋物起作用的層。
在阻擋層上，含氬元素的非晶硅膜用濺射形成到50-400nm的厚度，本實(shí)施方案中是150nm，作為吸取位。本實(shí)施方案中通過(guò)濺射的膜形成條件包括設(shè)定膜形成壓力為0.3Pa、氣體(Ar)流速為50sccm、膜形成功率為3kW、及襯底溫度為150℃。在上述條件下形成的非晶硅膜包含3×1020-6×1020/cm3原子濃度的氬元素，并包含1×1019-3×1019/cm3原子濃度的氧。之后，電爐在550℃用于熱處理4小時(shí)，以吸取來(lái)減少具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜中鎳的濃度。可以用燈退火設(shè)備代替電爐。
接下來(lái)，含氬元素的非晶硅膜，其是吸取位，用阻擋層作為刻蝕阻擋物被選擇的除去，然后，阻擋層用稀氫氟酸被選擇的除去。注意，有一種趨勢(shì)是在吸取中鎳容易移動(dòng)到高氧濃度的區(qū)域，這樣，理想的是氧化物膜組成的阻擋層在吸取之后被除去。
然后，在所得到具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的硅膜(也稱(chēng)作多晶硅膜)表面上用臭氧水形成薄的氧化物膜之后，形成抗蝕劑構(gòu)成的掩模，并在此進(jìn)行刻蝕過(guò)程以得到所需的形狀，從而形成彼此分開(kāi)的島狀半導(dǎo)體層。在半導(dǎo)體層的形成之后，除去抗蝕劑構(gòu)成的掩模。
然后，用含氫氟酸的腐蝕劑除去氧化物膜，同時(shí)，清潔硅膜的表面。之后，形成含硅作為其主要成分的絕緣膜，其變成柵絕緣膜。本實(shí)施方案中，氧氮化硅膜(組分比Si＝32％、O＝59％、N＝7％、H＝2％)用等離子體CVD形成115nm的厚度。
其次，在柵絕緣膜上，20-100nm厚度的第一導(dǎo)電膜和100-400nm厚度的第二導(dǎo)電膜疊層形成。本實(shí)施方案中，50nm厚氮化鉭膜和370nm厚鎢膜依次層疊在柵絕緣膜上并根據(jù)下面說(shuō)明的過(guò)程進(jìn)行圖形化，然后形成每個(gè)柵電極和每個(gè)線路。
作為形成第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜的導(dǎo)電材料，采用選自包含Ta、W、Ti、Mo、Al、和Cu的元素或包含上述元素作為其主要成分的化合物材料或合金材料。另外，以摻雜了諸如磷的雜質(zhì)元素的多晶硅膜為代表的半導(dǎo)體膜，或AgPdCu合金可以用作第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜。另外，本發(fā)明不限于兩層結(jié)構(gòu)。例如，可以采用三層結(jié)構(gòu)，其中50nm厚鎢膜、500nm厚度鋁和硅(Al-Si)的合金膜、和30nm厚氮化鈦膜依次層疊。此外，在三層結(jié)構(gòu)的情形中，氮化鎢可以用來(lái)代替第一導(dǎo)電膜的鎢，鋁和鈦(Al-Ti)的合金膜可以用來(lái)代替第二導(dǎo)電膜的鋁和硅(Al-Si)的合金膜，鈦膜可以用來(lái)代替第三導(dǎo)電膜的氮化鈦膜。此外，還可以采用單層結(jié)構(gòu)。
ICP(誘導(dǎo)耦合等離子體)刻蝕方法可以優(yōu)選的用于上述第一和第二導(dǎo)電膜的刻蝕過(guò)程(第一和第二刻蝕過(guò)程)。使用ICP刻蝕方法，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)刻蝕條件(施加到線圈型電極上的電能、施加到襯底側(cè)上電極的電能、襯底側(cè)上電極的溫度等)，由此膜可以被刻蝕以具有所需的錐形形狀。本實(shí)施方案中，形成掩模之后，700W的RF(13.56MHz)功率在1Pa的壓力下施加到線圈型電極上作為第一刻蝕條件，CF4、Cl2、和O2適當(dāng)?shù)赜米骺涛g氣體。每種氣體流速設(shè)為25/25/10(sccm)，150W的RF(13.56MHz)功率還施加到襯底(樣品臺(tái))以基本上施加負(fù)的自偏壓。注意，襯底側(cè)上電極面積是12.5cm×12.5cm，線圈型電極(這里用包括線圈的石英盤(pán))具有25cm直徑。在第一刻蝕條件下，刻蝕W膜以將第一導(dǎo)電層的末端部分形成為錐形形狀。之后，除去抗蝕劑掩模，采用第二刻蝕條件。CF4和Cl2用作刻蝕氣體，氣體的流速設(shè)為30/30sccm，500W的RF(13.56MHz)功率在1Pa的壓力下施加到線圈型電極上以產(chǎn)生等離子體，由此實(shí)施刻蝕大約30秒。20W的RF(13.56MHz)功率還施加到襯底側(cè)(樣品臺(tái))以基本上施加負(fù)的自偏壓。在第二刻蝕條件下，其中CF4和Cl2混合，W膜和TaN膜都以同樣的水平刻蝕。這里，第一刻蝕條件和第二刻蝕條件稱(chēng)作第一刻蝕處理。
不除去抗蝕劑掩模進(jìn)行第二刻蝕處理。這里，CF4和Cl2用作刻蝕氣體，氣體的流速設(shè)為30/30sccm，500W的RF(13.56MHz)功率在1Pa的壓力下施加到線圈型電極上以產(chǎn)生等離子體，由此實(shí)施刻蝕大約60秒。20W的RF(13.56MHz)功率還施加到襯底側(cè)(樣品臺(tái))以基本上施加負(fù)的自偏壓。之后，不除去抗蝕劑掩模進(jìn)行第四刻蝕處理，CF4、Cl2、和O2用作刻蝕氣體，氣體流速設(shè)為20/20/20sccm，500W的RF(13.56MHz)功率在1Pa的壓力下施加到線圈型電極上以產(chǎn)生等離子體，由此實(shí)施刻蝕大約20秒。20W的RF(13.56MHz)功率還施加到襯底側(cè)(樣品臺(tái))以基本上施加負(fù)的自偏壓。這里，第三刻蝕條件和第四刻蝕條件稱(chēng)作第二刻蝕處理。這個(gè)階段，形成柵電極和由作為下層的第一導(dǎo)電層和作為上層的第二導(dǎo)電層組成的電極。
除去抗蝕劑掩模之后，進(jìn)行第一摻雜處理以用柵電極作為掩模摻雜到整個(gè)表面上。第一摻雜處理采用離子摻雜或離子注入。在離子摻雜中，劑量設(shè)為1.5×1014原子/cm2，加速電壓設(shè)為60-100keV。典型地，磷(P)或砷(As)用作給出n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素。第一雜質(zhì)區(qū)(n-區(qū))以自對(duì)準(zhǔn)的方式形成。
接下來(lái)，形成新的掩模。形成掩模以覆蓋溝道形成區(qū)或用來(lái)形成像素部分的開(kāi)關(guān)TFT的半導(dǎo)體層部分以減少開(kāi)關(guān)TFT的關(guān)態(tài)電流。形成掩模以保護(hù)溝道形成區(qū)或用來(lái)形成驅(qū)動(dòng)電路的p溝道TFT的半導(dǎo)體層或其周?chē)鷧^(qū)域。此外，形成掩模以覆蓋用來(lái)形成像素部分電流控制TFT 404的半導(dǎo)體層或其周?chē)糠帧?br> 其次，用上述抗蝕劑掩模通過(guò)選擇性的進(jìn)行第二摻雜處理形成與柵電極的部分重疊的雜質(zhì)區(qū)(n-區(qū))。第二摻雜處理可以用離子摻雜方法或離子注入方法進(jìn)行。本實(shí)施方案中，在以下條件實(shí)施離子摻雜方法，30sccm的用氫稀釋到5％的三氫化磷(PH3)的氣體流速，1.5×1014原子/cm2的劑量和90keV的加速電壓。抗蝕劑掩模和第二導(dǎo)電膜作為對(duì)n型摻雜雜質(zhì)元素的掩模起作用，并形成第二雜質(zhì)區(qū)。1×1016-1×1017原子/cm3密度范圍的n型摻雜雜質(zhì)元素加入到雜質(zhì)區(qū)。本實(shí)施方案中，與第二雜質(zhì)區(qū)同樣濃度范圍的區(qū)域稱(chēng)作n-區(qū)。
不除去抗蝕劑構(gòu)成的掩模進(jìn)行第三摻雜處理。第三摻雜處理可以用離子摻雜法或離子注入法進(jìn)行。作為n型摻雜雜質(zhì)元素，典型的可以用磷(P)或砷(As)。本實(shí)施方案中，離子摻雜法在以下條件下進(jìn)行40sccm的用氫稀釋到5％的三氫化磷(PH3)的氣體流速，2×1015原子/cm2的劑量，80keV的加速電壓。本情形中，抗蝕劑掩模，第一導(dǎo)電層，第二導(dǎo)電層起n型摻雜雜質(zhì)元素的掩模作用，并形成第三雜質(zhì)區(qū)。1×1020-1×1021原子/cm3密度范圍的n型摻雜雜質(zhì)元素加入到第三雜質(zhì)區(qū)。本實(shí)施方案中，與第三雜質(zhì)區(qū)同樣密度范圍的區(qū)域稱(chēng)作n+區(qū)。
除去抗蝕劑掩模之后，形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模以進(jìn)行第四摻雜處理。通過(guò)第四摻雜處理，形成第四雜質(zhì)區(qū)和第五雜質(zhì)區(qū)，這是形成用來(lái)形成其中加入p型摻雜雜質(zhì)元素的p溝道型TFT的半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體層。
1×1020-1×1021/cm3密度范圍的p型摻雜雜質(zhì)元素加入到第四雜質(zhì)區(qū)。注意，在第四雜質(zhì)區(qū)中，磷(P)在前面的步驟中(n-區(qū))已經(jīng)加入，但是p型摻雜雜質(zhì)元素以高出磷1.5-3倍的密度加入。這樣，第四雜質(zhì)區(qū)具有p型導(dǎo)電性。本實(shí)施方案中，與第四雜質(zhì)區(qū)同樣密度范圍的區(qū)域稱(chēng)作p+區(qū)。
形成第五雜質(zhì)區(qū)以與第二導(dǎo)電層的錐形部分重疊，并用p型雜質(zhì)元素以1×1018-1×1020/cm3的密度范圍加入。本實(shí)施方案中，與第五雜質(zhì)區(qū)同樣密度范圍的區(qū)域稱(chēng)作p-區(qū)。
通過(guò)上述步驟，在相應(yīng)的半導(dǎo)體層中形成具有n型或p型摻雜雜質(zhì)元素的雜質(zhì)區(qū)。導(dǎo)電層變成TFT的柵電極。
其次，形成基本上覆蓋整個(gè)表面的絕緣膜(沒(méi)有示出)。本實(shí)施方案中，50nm厚氧化硅膜用等離子體CVD形成。當(dāng)然，絕緣膜不限于氧化硅膜，其它含硅的絕緣膜可以用在單層或疊層結(jié)構(gòu)中。
然后，進(jìn)行激活加入到相應(yīng)半導(dǎo)體層中的雜質(zhì)元素的步驟。該激活步驟中，采用使用燈光源的快速熱退火(RTA)法、從背表面照射發(fā)自YAG激光器或準(zhǔn)分子激光器的光的方法、使用爐子的熱處理或它們的組合。
另外，盡管本實(shí)施方案中示出其中絕緣膜在激活之前形成的實(shí)例，形成絕緣膜的步驟也可以在進(jìn)行激活之后進(jìn)行。
其次，第一夾層絕緣膜由氮化硅膜形成，并實(shí)施熱處理(300-550℃，1-12小時(shí))，從而進(jìn)行氫化半導(dǎo)體層的步驟。該步驟是用包含在第一夾層絕緣膜中的氫終結(jié)半導(dǎo)體層懸掛鍵的步驟。無(wú)論氧化硅膜形成的絕緣膜(沒(méi)有示出)的存在與否，半導(dǎo)體層都能被氫化。作為氫化的另一種方式，可以進(jìn)行等離子體氫化(用等離子體激發(fā)的氫)。
其次，在第一夾層絕緣膜上形成由有機(jī)絕緣材料形成的第二夾層絕緣膜。本實(shí)施方案中，1.6μm厚度丙烯酸樹(shù)脂膜用涂覆法形成。另外，200nm厚度氮化硅膜用濺射法形成。本實(shí)施方案中，示出在1.6μm厚度丙烯酸樹(shù)脂膜上淀積氮化硅膜的實(shí)例。絕緣膜的材料或厚度不受限制。在電容形成于柵電極和柵電極上所形成的功率源電流線之間的情形中，有機(jī)絕緣膜和無(wú)機(jī)絕緣膜的厚度可以是0.5μm-2.0μm。
其次，形成像素電極，其接觸到包括p溝道TFT的電流控制TFT的漏區(qū)以接觸并與以后要形成的連接電極重疊。本實(shí)施方案中，像素電極作為有機(jī)發(fā)光裝置的陽(yáng)極起作用，且是透明導(dǎo)電膜以讓光從有機(jī)發(fā)光裝置穿過(guò)到像素電極。
形成到達(dá)要做柵電極或柵線路的導(dǎo)電層的接觸孔和到達(dá)每個(gè)雜質(zhì)區(qū)的接觸孔。本實(shí)施方案中，依次實(shí)施多個(gè)刻蝕處理。本實(shí)施方案中，第三夾層絕緣膜用第二夾層絕緣膜作為刻蝕阻擋物刻蝕，在第二夾層絕緣膜用第一夾層絕緣膜作為刻蝕阻擋物被刻蝕之后第一夾層絕緣膜被刻蝕。
之后，電極用Al、Ti、Mo、W等形成。具體的，形成源線路、功率源供給線、提取電極(extraction electrode)和連接電極。作為電極和線路的材料，使用具有包括Ti膜(110nm厚)和硅的Al膜(350nm厚)和Ti膜(50nm厚)的疊層。并實(shí)施圖形化。這樣，適當(dāng)?shù)男纬稍措姌O、源線路、連接電極、提取電極和功率源供給線。另外，用來(lái)與重疊在夾層絕緣膜上的柵線路接觸的提取電極配備在柵線路的邊緣部分。其中配備了用來(lái)與外部電路和外部功率源連接的多個(gè)電極的輸入-輸出終端部分形成于每個(gè)線路的另一邊緣部分。與先前形成的像素電極接觸并重疊的連接電極與電流控制TFT的漏區(qū)接觸。
如上所述，形成具有n溝道TFT、p溝道TFT、組合互補(bǔ)的n溝道TFT和p溝道TFT的CMOS電路的驅(qū)動(dòng)電路和在一個(gè)像素中配備有多個(gè)n溝道TFT或多個(gè)p溝道TFT的像素部分。
另外，像素電極作為有機(jī)發(fā)光元件的陽(yáng)極起作用。形成稱(chēng)作圍堤(bank)的絕緣體以便與像素電極邊緣部分重疊，而有機(jī)化合物層和發(fā)光元件的陰極在像素電極上形成。
陰極還作為在所有像素中共同連接的線路起作用。通過(guò)連接線路陰極電連接到FPC的終端上。像素部分和柵驅(qū)動(dòng)器電路中包含的所有裝置用陰極和保護(hù)膜覆蓋。覆蓋組件(要密封的襯底)和襯底可以用粘結(jié)劑接合在一起?？梢栽诟采w組件中形成凹陷(depression)以容納干燥劑。
(實(shí)例3)協(xié)同第三實(shí)施方案說(shuō)明的第二容器的實(shí)例在本實(shí)施方案中示于圖10中。
圖10是其中保存第一容器的第二容器的橫截面視圖。
圖10中，參考編號(hào)301表示第一容器，典型的，融化罐，其中保存EL材料302。融化罐301適于用融化罐蓋子303松松的密閉。第二容器包括兩部分，上部分304a和下部分304b，其用O環(huán)305密封地密閉。上部分304a配備有彈簧306，使得上蓋307能夠移動(dòng)。下部分304b也配備有彈簧308，使得下蓋309能夠移動(dòng)。融化罐301插在上蓋307和下蓋309之間。形成下蓋309帶有凸起(沒(méi)有示出)來(lái)固定融化罐301，且使融化罐蓋子303被上蓋307支撐。融化罐蓋子和上蓋可以整體形成。
第二容器304a、304b填充有惰性氣體(典型的，氮?dú)?。
當(dāng)?shù)诙萜髦糜诳沙檎婵盏奶幚硎仪以谔幚硎抑行纬烧婵諘r(shí)，第二容器的上部分304a由于內(nèi)壓和外壓的不同由彈簧的恢復(fù)力離開(kāi)(come off)。因此，融化罐301用彈簧的恢復(fù)力沖開(kāi)。以這種方式，圖10所示第二容器是能夠通過(guò)從大氣壓中形成真空而相對(duì)容易的被打開(kāi)的容器。因而，打開(kāi)后的操作，例如，除去上部分304a或融化罐蓋子303的操作或取出第一容器的操作可以由機(jī)器人等實(shí)施。圖10所示的第二容器可以是抗震并因而適于輸運(yùn)的容器。
本實(shí)例可以按需要與第一到第四實(shí)施方案、實(shí)例1和實(shí)例2中的任何一個(gè)組合。
(實(shí)例4)具有有機(jī)發(fā)光裝置的模塊(有源矩陣EL模塊)可以通過(guò)實(shí)施本發(fā)明完成。即，所有的電子設(shè)備通過(guò)實(shí)施本發(fā)明完成。
下面可以給出這些電子設(shè)備視頻相機(jī)；數(shù)碼相機(jī)；頭戴式顯示器(護(hù)目鏡式顯示器)；汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)；投影儀；汽車(chē)立體聲；個(gè)人計(jì)算機(jī)；便攜式信息終端(移動(dòng)電腦、蜂窩電話或電子圖書(shū)等)等。它們的實(shí)例示于圖11A-圖11F及圖12A-圖12C中。
圖11A是個(gè)人計(jì)算機(jī)，包括主體2001；圖象輸入部分2002；顯示部分2003；和鍵盤(pán)2004等。
圖11B是視頻相機(jī)，包括主體2101；顯示部分2102；聲音輸入部分2103；操作開(kāi)關(guān)2104；電池2105和圖象接收部分2106等。
圖11C是可移動(dòng)電腦，包括主體2201；相機(jī)部分2202；圖象接收部分2203；操作開(kāi)關(guān)2204和顯示部分2205等。
圖11D是護(hù)目鏡式顯示器，包括主體2301；顯示部分2302；臂部分2303等。
圖11E是使用其中記錄了節(jié)目的記錄介質(zhì)(下文中稱(chēng)作記錄介質(zhì))的播放機(jī)，包括主體2401；顯示部分2402；揚(yáng)聲器部分2403；記錄介質(zhì)2404；和操作開(kāi)關(guān)2405等。該設(shè)備使用DVD(數(shù)字萬(wàn)能盤(pán))、CD等記錄介質(zhì)，并能進(jìn)行音樂(lè)欣賞、電影欣賞、游戲和使用互聯(lián)網(wǎng)。
圖11F是數(shù)碼相機(jī)，包括主體2501；顯示部分2502；取景器2503；操作開(kāi)關(guān)2504；圖象接收部分(圖中沒(méi)有示出)等。
圖12A是蜂窩電話，包括主體2901；聲音輸出部分2902；聲音輸入部分2903；顯示部分2904；操作開(kāi)關(guān)2905；天線2906；圖象輸入部分(CCD、圖象傳感器等)2907等。
圖12B是便攜式圖書(shū)(電子圖書(shū))，包括主體3001；顯示部分3002和3003；記錄介質(zhì)3004；操作開(kāi)關(guān)3005和天線3006等。
圖12C是顯示器，包括主體3101；支持部分3102；和顯示部分3103等。
此外，圖12C所示的顯示器有小的和中等尺寸或大尺寸屏幕，例如，5-20英寸的尺寸。另外，為了制造帶有這種尺寸的顯示部分，優(yōu)選的是使用邊長(zhǎng)一米的襯底通過(guò)整批印刷大量生產(chǎn)。
如上所述，本發(fā)明可應(yīng)用的范圍非常大，本發(fā)明可應(yīng)用到各領(lǐng)域電子設(shè)備的制造方法中。注意，本實(shí)施方案的電子裝置可以通過(guò)利用實(shí)施方案樣式1-4的成分的任何組合、實(shí)施方案1或3來(lái)實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明，可以制造配備有具有優(yōu)越的TFT性能(開(kāi)電流、關(guān)電流、Vth、S值等)的發(fā)光元件的有源矩陣發(fā)光裝置。
權(quán)利要求
1.一種制造發(fā)光裝置的方法，包括在襯底之上形成薄膜晶體管；形成具有陰極、陽(yáng)極、及陰極和陽(yáng)極之間有機(jī)化合物層的發(fā)光元件，所述發(fā)光元件元件連接到薄膜晶體管，其中有機(jī)化合物層和金屬材料形成的陰極由蒸汽淀積形成，其中電極材料通過(guò)電阻加熱被加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1制造發(fā)光裝置的方法，其中發(fā)光裝置引入到選自包括視頻相機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、護(hù)目鏡式顯示器、汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)、個(gè)人計(jì)算機(jī)或個(gè)人數(shù)字助理的組中的電子設(shè)備中。
3.一種制造發(fā)光裝置的方法，包括在襯底之上形成薄膜晶體管；形成具有陰極、陽(yáng)極、及陰極和陽(yáng)極之間有機(jī)化合物層的發(fā)光元件，所述發(fā)光元件連接到薄膜晶體管，其中有機(jī)化合物層和陰極的下層由蒸汽淀積形成，其中電極材料通過(guò)電阻加熱被加熱，陰極的上層由蒸汽淀積形成，其中金屬材料形成的淀積材料用電子槍加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3制造發(fā)光裝置的方法，其中發(fā)光裝置結(jié)合到選自包括視頻相機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、護(hù)目鏡式顯示器、汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)、個(gè)人計(jì)算機(jī)或個(gè)人數(shù)字助理的組中的電子設(shè)備中。
5.一種發(fā)光裝置，包括具有陰極、陽(yáng)極、及陰極和陽(yáng)極之間有機(jī)化合物層的發(fā)光元件；連接到發(fā)光元件的薄膜晶體管，其中陰極是層疊的層，包括一個(gè)由蒸汽淀積形成的層，其中金屬材料形成的淀積材料通過(guò)電阻加熱被加熱；和一個(gè)由蒸汽淀積形成的層，其中金屬材料形成的淀積材料用電子槍加熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的發(fā)光裝置，金屬材料形成的淀積材料是包括屬于周期表中第一族或第二族的金屬元素的合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的發(fā)光裝置，其中發(fā)光裝置結(jié)合到選自包括視頻相機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、護(hù)目鏡式顯示器、汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)、個(gè)人計(jì)算機(jī)或個(gè)人數(shù)字助理的組中的電子設(shè)備中。
8.一種發(fā)光裝置，包括具有陰極、陽(yáng)極、及陰極和陽(yáng)極之間有機(jī)化合物層的發(fā)光元件；連接到發(fā)光元件的薄膜晶體管，其中陽(yáng)極是層疊的層，包括一個(gè)由蒸汽淀積形成的層，其中金屬材料形成的淀積材料通過(guò)電阻加熱被加熱；和一個(gè)由蒸汽淀積形成的層，其中金屬材料形成的淀積材料用電子槍加熱。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)光裝置，其中金屬材料形成的淀積材料是導(dǎo)電材料，包括選自Pt、Cr、W、Ni、Zn、Sn和In的一種或多種元素。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)光裝置，其中發(fā)光裝置結(jié)合到選自包括視頻相機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、護(hù)目鏡式顯示器、汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)、個(gè)人計(jì)算機(jī)或個(gè)人數(shù)字助理的組中的電子設(shè)備中。
11.一種操作制造設(shè)備的方法，包括將第一容器密封在第二容器中，有機(jī)材料或金屬材料保存在第一容器中；在具有真空泵浦單元的制造裝置中設(shè)置襯底；將第二容器引入到制造設(shè)備中；將第一容器從第二容器中取出并將第一容器布置到位；以及通過(guò)電阻加熱來(lái)加熱第一容器以允許蒸汽淀積在襯底上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11操作制造設(shè)備的方法，其中有機(jī)材料在第一容器的內(nèi)壁上被升華并純化。
13.根據(jù)權(quán)利要求11操作制造設(shè)備的方法，其中金屬材料是作為發(fā)光元件的陽(yáng)極或陰極的導(dǎo)電材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求11操作制造設(shè)備的方法，其中襯底和容器之間的距離不超過(guò)20cm，從而蒸汽淀積在襯底上實(shí)施。
15.根據(jù)權(quán)利要求11操作制造設(shè)備的方法，其中在蒸汽淀積中第一容器移動(dòng)且襯底旋轉(zhuǎn)。
16.一種制造發(fā)光裝置的方法，包括將有機(jī)材料或金屬材料的淀積材料保存在容器中；在蒸汽淀積裝置中布置襯底；安裝容器使其對(duì)著襯底；以及通過(guò)電阻加熱來(lái)加熱安裝在蒸汽淀積裝置中的容器以在襯底之上襯底和容器之間的距離設(shè)為20cm或更少時(shí)實(shí)施蒸汽淀積。
17.根據(jù)權(quán)利要求16制造發(fā)光裝置的方法，其中在蒸汽淀積中容器移動(dòng)且襯底旋轉(zhuǎn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16制造發(fā)光裝置的方法，其中薄膜晶體管和要連接到薄膜晶體管上的第一電極形成于襯底之上，且其中在加熱步驟中，與第一電極接觸的有機(jī)化合物層和與有機(jī)化合物層接觸的金屬材料的第二電極通過(guò)電阻加熱形成以形成具有第一電極、第二電極、第一和第二電極之間的有機(jī)化合物層的發(fā)光元件。
全文摘要
由于TFT布置在有源矩陣發(fā)光裝置中EL層的下面，發(fā)明人已經(jīng)預(yù)計(jì)到采用電子槍淀積作為形成EL層上的金屬層的方法是沒(méi)有問(wèn)題的。然而，由于TFT對(duì)電子槍產(chǎn)生的離化的蒸汽顆粒、二次電子、反射的電子等非常敏感，雖然在EL層中幾乎沒(méi)有觀察到破壞，但是當(dāng)采用電子槍淀積時(shí)在TFT上發(fā)現(xiàn)了嚴(yán)重的破壞。本發(fā)明提供了具有優(yōu)越TFT性能(開(kāi)電流、關(guān)電流、Vth、S值等)的有源矩陣發(fā)光裝置，其中有機(jī)化合物層和金屬層(陰極或陽(yáng)極)通過(guò)電阻加熱形成，對(duì)TFT有最小的影響。
文檔編號(hào)H01L27/32GK1440221SQ03106309
公開(kāi)日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2003年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月22日
發(fā)明者山崎舜平, 村上雅一, 川上奈緒美, 大谷久 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所