CN101017796A - 电光装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种EL显示装置，该显示装置具有高操作性能和高可靠性。第三钝化膜45设置在EL元件203的下面，该EL元件包括像素电极(阳极)46、EL层47和阴极48，以形成一种能够辐射由EL元件203产生的热量的结构。此外，第三钝化膜45可防止在EL元件中的碱金属扩散到TFT侧，并可防止湿气和氧气从TFT侧渗透到EL元件203中。更好的是，第四钝化膜50也具有热辐射作用，以使EL元件203能够被热辐射层包住。

Description

电光装置和电子设备
技术领域
本发明涉及一种电光装置，典型地涉及一种在基片上制造的半导体元件(应用半导体薄膜的元件)形成的EL(电致发光)显示装置，以及涉及一种以电光装置作为显示器(也称作显示部分)的电子装备(电子设备)。
背景技术
近年来在基片上形成TFT的技术进步非常快，并且早已将其应用到有源矩阵型显示装置中。具体地说，应用多晶硅膜的TFT比应用常规的多孔硅的TFT具有更高的电场效应迁移率(也称为移动性)，因此能够进行高速操作。因此，能够通过形成在相同的基片上作为像素的驱动器电路进行像素控制，这种像素控制通常是通过在基片外部的驱动器电路执行。
这种类型的有源矩阵显示装置已经引起了人们的注意，因为它具有许多优点，如通过将在相同基片上的各种电路和元件结合到这种类型的有源矩阵显示装置中，能够例如降低制造成本，尺寸小，增加产量和具有更高的生产率。
将由TFT形成的开关元件设置在每个像素中并通过该开关元件驱动执行电流控制的驱动器元件，使在有源矩阵EL显示装置中的EL层(光发射层)发光。例如，在美国专利US5,684,365(日本专利申请公开No.8-234683)和日本专利申请公开No.10-189252中都公开了EL显示装置。
在这些装置中都存在由于潮湿引起的EL材料老化的问题。特别是有机EL材料，不仅潮湿而且氧气都能够引起老化。因此通常通过如在日本特许公开No.8-78159中所公开的那样将EL元件密封起来以使EL元件不受潮湿等的影响。
然而，EL层的问题还不仅限于潮湿引起的问题。EL层本身包括碱金属(比如钠(Na))，当碱金属扩散到TFT中时对TFT的操作就会引起严重的问题。此外，由于EL层的抗热性能够很差，热量的积累引起的老化也很成问题。必须指出的是，在本说明书中碱金属指碱性金属，其包括碱土金属。
发明内容
考虑到上述常规技术，本发明的一个目的是提供一种具有较好的操作性能和较高的可靠性的电光装置，具体地说提供一种EL显示装置。本发明的另一个目的是通过提高电光装置的图象质量来提高以电光装置作为显示器的电子装备(电子设备)的质量。
为实现上述目的，本发明能够防止由于潮湿引起的EL元件的老化、由于碱金属的释放和发热引起的老化。具体地说，将能够达到上述目的的绝缘膜与EL元件相接触地设置，或者更可取的是，用这种绝缘膜包围该EL元件。
也就是说，将这样的一种绝缘膜设置在距离EL元件最近的位置：该绝缘膜能够阻挡潮湿和碱金属的影响，并且具有热辐射作用。因此能够通过该绝缘膜抑制EL元件的老化。
需指出的是，对于不能仅应用单层绝缘膜的地方可以应用如下分层结构：阻挡潮湿和碱金属影响的绝缘膜和具有热辐射作用的绝缘膜的分层结构。此外，还可以应用阻挡潮湿影响的绝缘膜、阻挡碱金属影响的绝缘膜和具有热辐射作用的绝缘膜的分层结构。
无论如何，都应该采取措施降低潮湿和发热的影响以抑制EL层的老化(也可以称为EL元件的老化)，并且还有必要采取措施防止发热、潮湿和碱金属对驱动EL元件TFT本身的影响。
附图说明
附图1所示为EL显示装置的像素部分的横截面结构；
附图2A和2B所示分别为EL显示装置的像素部分的顶视图和结构图；
附图3A至3E所示为有源矩阵型EL显示装置的制造过程；
附图4A至4D所示为有源矩阵型EL显示装置的制造过程；
附图5A至5C所示为有源矩阵型EL显示装置的制造过程；
附图6所示为EL模块的外部视图；
附图7所示为EL显示装置的电路方块结构图；
附图8所示为EL显示装置的像素部分的放大图；
附图9所示为EL显示装置的采样电路的元件结构图；
附图10所示为EL显示装置的像素部分的组成图；
附图11所示为EL显示装置的横截面结构图；
附图12A和12B所示分别为EL显示装置的像素部分的顶视图和结构图；
附图13所示为EL显示装置的横截面结构图；
附图14所示为EL显示装置的横截面结构图；
附图15A和15B所示分别为EL显示装置的像素部分的顶视图和组成图；
附图16A至16F所示为电子设备的具体实例；
附图17A和17B所示为EL模块的外部视图；
附图18A至18C所示为触点结构的制造过程；
附图19所示为EL层的分层结构；
附图20A至20B所示为电子设备的具体实例；
附图21A和21B所示为EL显示装置的像素部分的电路结构；
附图22A和22B所示为EL显示装置的像素部分的电路结构；和
附图23所示为EL显示装置的像素部分的横截面结构图；
具体实施方式
应用附图1至2B解释本发明的优选实施例。在附图1中所示为本发明的EL显示装置的像素的横截面结构图，在附图2A中所示为顶视图，而在附图2B中所示为电路组成。实际上，像素部分(图象显示部分)是通过许多这种类型的像素按照矩阵的形式设置形成的。
需指出的是，附图1所示的横截面图是沿着在附图2A所示的顶视图中的A-A′线截的。在附图1和附图2A和2B中使用相同的符号，因此可以合理地参考这三幅附图。此外，在附图2A的顶视图中示出了两个像素，这两个像素结构相同。
在附图1中参考标号11表示基片，而参考标号12表示基膜。下列基片都可以用作基片11：玻璃基片、玻璃陶瓷基片、石英基片、硅基片、陶瓷基片、金属基片或塑料基片(包括塑料膜)。
此外，在下述情况下基膜12特别有效：应用包含流动离子的基片或应用具有电导率的基片，但不需要形成石英基片。包含有硅的绝缘膜可以形成基膜12。需指出的是，术语“包含硅的绝缘膜”特别是指一种绝缘膜，这种绝缘膜包含有预定比例的硅、氧和氮，比如氧化硅膜、氮化硅膜或氮氧化硅膜(以SiOxNy表示)。
还需指出的是，通过使基膜12具有热辐射作用以辐射由TFT产生的热量能够有效地防止TFT或EL元件老化。所有能够产生热辐射作用的公知材料都可以应用。
这里在该像素中形成两个TFT。参考标号201表示用作开关元件的TFT(此后称为开关TFT)，参考标号202表示控制流到EL元件中的电流大小的电流控制元件的TFT(此后称为电流控制TFT)，这两种TFT都是由n-沟道TFT形成的。
n-沟道TFT的场效应迁移率比p-沟道TFT的场效应迁移率大，因此操作速度更快，并且电流能够更容易地流动。此外，即使电流大小相同，n-沟道TFT能够制作得更小。因此当应用n-沟道TFT作为电流控制TFT时，显示部分的有效表面面积更大，这是可取的。
p-沟道TFT具有优点是注入热载流子基本没有问题，并且开路电流很低，已经有应用p-沟道TFT作为开关TFT和作为电流控制TFT的实例。然而，本发明通过应用这样一种结构：在该结构中LDD区域的位置不同，解决了在n-沟道TFT中的开路电流值和热载流子注入的问题。本发明的特征在于在所有的像素中所有的TFT均采用n-沟道TFT。
需指出的是，在本发明中不需要将开关TFT和电流控制TFT限制在n-沟道TFT中，开关TFT或电流控制TFT或者两者都采用p-沟道TFT也是可能的。
开关TFT201具有：包括源极区13、漏极区14、LDD区15a至15d、高浓度杂质区16和沟道形成区17a和17b的有源层、栅极绝缘膜18、栅电极19a和19b、第一中间层绝缘膜20、源极引线21和漏极引线22。
如附图2A所示，栅电极19a和19b为双栅极结构，并且通过栅引线211电连接，该栅引线211是由不同的材料制成(一种具有比栅电极19a和19b更低的阻抗的材料)。当然，不仅可以应用双栅极结构，也可以应用所谓的多栅极结构(一种包含串联的两个或更多的沟道形成区的有源层的结构)，比如三栅极结构。在降低开路电流的幅值方面这种多栅极结构十分有效，并且通过将像素的开关TFT201制成本发明的多栅极结构，可以实现开路电流值很低的开关TFT。
由包含晶体结构的半导体薄膜形成有效层。换句话说，可以应用单晶体半导体薄膜，也可以应用多晶体半导体薄膜或微晶体半导体薄膜。此外，可以由包含硅的绝缘膜形成栅绝缘膜18。此外，一种导电膜可以用于所有的栅电极、源极引线和漏极引线。
除此以外，在开关TFT中形成LDD区15a至15d，并通过插入栅极绝缘膜18以使不与栅电极19a和19b重叠。这种结构在降低开路电流方面十分有效。
需指出的是，在沟道形成区和LDD区之间形成偏置区(一种包括半导体层的区域，该半导体层具有与沟道形成区相同的构成，并且对该区域没有施加栅压)对于降低开路电流值更为可取的。此外，当应用具有两个或更多个栅电极的多栅极结构时，在沟道形成区之间形成的高浓度杂质区在降低开路电流方面十分有效。
因此，如上所述，本发明通过应用多栅极结构TFT作为开关TFT201，实现了具有足够低关态电流值的开关元件。因此能够将电流控制TFT的栅压维持足够长的时间(从一个选择直到下一个选择之间的周期)而不形成电容器，如在日本特许公开No10-189252的附图2中所述。
这就是说，能够消除引起有效发光表面面积减少的电容器，并且能够增加有效的发光表面面积。这就意味着提高了EL显示装置的图象质量，即更明亮。
其次，电流控制TFT202具有：包括源极区31、漏极区32、LDD区33和沟道形成区34的有源层、栅极绝缘膜18、栅电极35、第一中间层绝缘膜20、源极引线36和漏极引线37。需指出的是，栅电极35具有单个栅结构，但也可以应用多栅结构。
如在附图2A和2B中所示，开关TFT201的漏极电连接到电流控制TFT202的栅极。具体地说，通过漏极引线22(也称为连接导线)将电流控制TFT202的栅电极35电连接到开关TFT201的漏极区14。此外，源极引线36连接到电流输送线212。
电流控制TFT202的特征在于它的沟道的宽度比开关TFT201的沟道的宽度大。即，如在附图8中所示，当开关TFT的沟道长度为L1，它的沟道宽度为W1时，电流控制TFT的沟道长度为L2，它的沟道宽度为W2，则有如下关系式：W2/L2≥5×W1/L1(可取的是，W2/L2≥10×W1/L1)。因此，在电流控制TFT中比在开关TFT中更大的电流容易流过。
需指出的是，多栅极结构的开关TFT的沟道长度L1是所形成的两个或更多个沟道形成区的每个沟道长度的总和。在附图8所示的情况中形成有双栅极结构，因此开关TFT的沟道长度L1为两个沟道形成区的分别沟道长度L1a和L1b之和。
沟道长度L1和L2和沟道宽度W1和W2并不特别限制在本发明的范围的值中，但可取的是，W1从0.1至5μm(典型地在1和3μm之间)，W2从0.5至30μm(典型地在2和10μm之间)。而同时可取的是，L1从0.2至18μm(典型地在2和15μm之间)，L2从0.1至50μm(典型地在1和20μm之间)。
注意比较可取的是，在电流控制TFT的长边上设置沟道长度L以防止过电流。可取的是，W2/L2≥3(更可取的是，W2/L2≥5)。此外可取的是每像素的电流为从0.5至2μA(更好为1至1.5μA)。
通过在这个范围中设定数值，能够包括所有的标准，即从具有VGA级像素(640×480)的EL显示装置到更高等级像素(1920×1080)的EL显示装置。
此外，形成在开关TFT201中的LDD区的长度(宽度)设定为从0.5至3.5μm，典型地为2.0至2.5μm。
如附图1所示的EL显示装置的特征在于电流控制TFT202中的漏极区32和沟道形成区34之间形成LDD区33。此外，LDD区33具有与栅电极35重叠区和通过插入栅极绝缘膜10使其不与栅电极35不重叠的区域。
电流控制TFT202输送电流以使EL元件203发光，同时控制输送的电流大小，使得能够进行灰度显示。因此当电流流动时必须没有老化，并且必须采取步骤抑制由于热载流子注入引起的老化。此外，当显示黑色时，将电流控制TFT202设定在关态，但当关态电流值很高时，则不能进行清晰的黑色显示，这就会引起比如对比度降低的问题。因此需要抑制开路电流值。
关于克服由热载流子引起的老化，人们已经知道采用这样的一种结构是十分有效的：在该结构中LDD区与栅电极重叠。然而，如果整个LDD区与栅电极重叠，则关态电流值上升，因此应用本发明通过一种新颖的结构能够同时解决热载流子和开路电流值引起的问题，在该结构中串联地形成一种并不与栅电极重叠的LDD区。
这里与栅电极重叠的LDD区长度从0.1到3μm(可取的是在0.3和1.5μm之间)。如果太长，则寄生电容更大，如果太小，则阻止热载流子的效果变差。此外，不与栅电极重叠的LDD区的长度设定为从1.0到3.5μm(可取的是在1.5和2.0μm之间)。如果太长，则不能流过足够的电流，如果太短，降低开路电流值的效果不明显。
在上述结构的如下区域中形成寄生电容：栅电极和LDD区相重叠的区域，因此可取的是在源极区31和沟道形成区34之间不形成这种区域。载流子(在这种情况下为电子)的流动方向总是与电流控制TFT的相同，因此仅在漏极区侧形成LDD区就足够。
此外，从增加能够流动的电流量方面考虑，使电流控制TFT202的有源层(特别是沟道形成区)的膜的厚度较厚是有效的(可取的是从50至100nm，更可取的是从60至80nm)。相反地，从使开关TFT201的开路电流值更小的方面考虑，使有源层(特别是沟道形成区)的膜的厚度较薄是有效的(可取的是从20至50nm，更可取的是从25至40nm)。
接着，参考标号41表示第一钝化膜，其膜厚度可以设定为10nm到1μm(可取的是从200到500nm之间)。可以应用包含硅的绝缘膜(具体地说，可取的有氮氧化硅膜或氮化硅膜)作为钝化膜材料。钝化膜41在保护所制造的TFT不受碱金属和潮湿的影响方面起很重要的作用。形成在最后的TFT上的EL层中包含有碱金属比如钠。换句话说，第一钝化膜起保护层的作用，以便这些碱金属(流动离子)不渗透到TFT中。需指出的是，在本说明书中术语“碱金属”包含碱性金属和碱土金属。
此外，通过使钝化膜具有热辐射作用，对于防止EL层的热老化也是很有效的。需注意的是，光是从在附图1的EL显示装置结构的基底11侧面中发射出，因此钝化膜41需要具有光透射特性。此外，在应用有机材料作为EL层的情况下可取的是不应用易于释放氧的绝缘膜，因为通过与氧结合就老化了。
绝缘膜包括从B(硼)、C(碳)和N(氮)中选择的至少一种元素和从Al(铝)、Si(硅)和P(磷)组中选择的至少一种元素，其能够使光透明材料具有热辐射性能(具有较高的热传导率)。例如，可以应用：氮铝化合物，一般地有氮化铝(AlxNy)；碳硅化合物，一般地有碳化硅(SixCy)；氮硅化合物，一般地有氮化硅(SixNy)；氮硼化合物，一般地为氮化硼(BxNy)；或磷硼化合物，一般地为磷化硼(BxNy)。此外，氧铝化合物(一般地有氧化铝(AlxOy))具有优良的光透射特性，并且热传导率为20Wm-1K-1，可以说是一种较好的材料。这些材料不仅具有热辐射的品质，而且在防止物质渗透比如湿气和碱金属渗透方面也是很有效的。需指出的是在上述透明材料中的x和y为任意整数。
上述化合物也可以与其它元素结合。例如，可以应用氮化的氧化铝(以AlNxOy表示)，在这种化合物中是将氮加入到氧化铝中。这种材料不仅具有热辐射品质，而且还能够有效地防止物质渗透比如湿气和碱金属的渗透。需指出的是在上述的氮化氧化铝中的x和y为任意整数。
此外，也可以应用在日本特许公开No.62-90260中所记载的材料。即，也可以应用包含Si、Al、N、O和M的化合物(需指出的是，M是稀土元素，可取的是从下述元素组中选择的一种元素：Ce(铈)、Yb(镱)、Sm(钐)、Er(铒)、Y(钇)、La(镧)、Gd(钆)、Dy(镝)和Nd(钕))。这种材料不仅具有热辐射品质，而且在防止物质渗透比如湿气和碱金属的渗透方面也很有效。
此外，还可以应用包含有至少一种金刚石薄膜或非晶体碳的碳膜(特别是那些具有与金刚石的特性相近的特性的碳膜，称为类金刚石碳)。这些物质都具有很高的热传导率，作为辐射层非常有效。需指出的是，如果膜厚度变厚，则存在棕色带，降低了传导率，因此可取的是应用尽可能薄的薄膜(可取的是在5至100nm之间)。
需指出的是，第一钝化膜41的目的是保护TFT不受碱金属和潮湿的影响，因此必须使所制造的钝化膜41具有这种作用。可以单独应用由具有上述辐射作用的材料制造薄膜，但是应用这种薄膜和具有对碱金属和潮湿有屏蔽作用的薄膜的分层结构(典型地，有氮化硅膜(SixNy)或氮氧化硅膜(SiOxNy))效果更好。需指出的是，在上述氮化硅膜或氮氧化硅膜中的x和y为任意整数。
参考标号42表示滤色器，参考标号43表示荧光物质(也称为荧光颜料层)。这种两者都是相同的颜色的结合，并且包含红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)。形成滤色器42以增加彩色的纯度，而形成荧光物质43以进行色彩转换。
需指出的是，EL显示装置大致可以划分为四种类型的彩色显示：一种方法为形成对应于R、G和B的三种EL元件；一种方法为白色发光EL元件与滤色器相结合；一种方法为将蓝色或蓝绿色发光EL元件和荧光物质(荧光彩色改变层，CCM)相结合；一种方法为应用透明电极作为阴极(相对的电极)和与R、G和B相对应的重叠EL元件。
附图1的结构是一种应用蓝色发光EL元件和荧光物质相结合的实例。这里将蓝色发光层用作EL元件203，形成了具有蓝色光波长的光，包括紫外光，并且通过该光激发荧光物质，使其发红光、绿光或蓝光。通过滤色器42增加光的彩色纯度，并输出。
需指出的是，在不涉及上述发光的方法的情况下也可以实施本发明，并且本发明可以应用上述所有的四种方法。
此外，在形成滤色器42和荧光物质43之后，通过第二中间绝缘膜44使其平整。树脂薄膜作为中间绝缘膜44比较可取，比如可以应用聚酰亚胺、聚酰胺、丙烯涂料或苯环丁烷(BCB即benzocyclobutane)。当然也可以应用无机薄膜，只要使其足够平整就可以。
通过第二中间绝缘膜44对TFT进行平整是十分重要的。此后形成的EL层很薄，因此存在这样的情况：由已有的步骤引起的发光很微弱。因此在形成像素电极之前进行平整是比较可取的，以便能够在尽可能地平整的表面上形成EL层。
此外，参考标号45表示第二钝化膜(它还表示热辐射层)，该膜的可取的厚度为5nm到1μm(典型地在20和300nm之间)。这种第二钝化膜设置得与EL元件相接触，并且具有释放由EL元件产生的热量的功能，以使热量不积累在EL元件中。此外，当由树脂膜形成时，第二中间层绝缘膜44抗热性很差，并且热辐射层起作用以便不受由于EL元件产生的热量引起的不利影响。
如上所述，在制造EL显示装置过程中通过树脂膜进行TFT平整是很有效的，但已经没有考虑由于EL元件产生的热量引起的树脂膜老化的常规结构。因此可以说通过设置第二钝化膜45来解决这一问题是本发明的一个特征。
此外，第二钝化膜45具有如下的功能：保护在EL层中的碱金属不扩散到TFT侧的保护层的作用，以及防止如上所述的由热引起老化的作用，此外还具有防止潮湿或氧从TFT侧渗透到EL层的保护层的作用。
与应用在第一钝化膜41中的材料相同的材料也可以用作第二钝化膜45。具体地说，具有较高热辐射作用的材料、碳膜比如金刚石膜或类金刚石膜都比较可取，为防止物质比如潮气的渗透，更为可取的是应用碳膜和氮化硅膜(或氮氧化硅膜)的分层复合结构。
在通过绝缘膜(该绝缘膜具有较高的辐射作用并且能够屏蔽潮气和碱金属)将TFT侧和EL元件侧分离开的结构中，这种结构是本发明的一个很重要的特征，可以说在常规的EL显示装置中尚没有这种结构。
参考标号46表示由透明导电膜制成的像素电极(EL元件阳极)。在第二钝化膜45中开一个接触孔后，在第二中间层绝缘膜44中和在第一钝化膜41中形成像素电极45，以便电连接到电流控制TFT202的漏极引线37。
在像素电极46上顺序地形成EL层(可取的是有机材料)47、电极48和保护电极49。EL层47可以是单层结构或多层结构(复合层)，但在许多情况下是应用多层结构。已经提出了各种复合层结构，比如将发光层、电子传输层、电子注入层、空穴注入层和空穴传输层的复合层，但是本发明可以使用各种结构。当然也可以将荧光颜料掺杂到EL层中。需指出的是，在本说明书中将由像素电极(阳极)、EL层和阴极形成的发光元件称为EL元件。
本发明可以应用所有的已经公知的EL材料。如这些有机材料广为人知，考虑到驱动器电压，可取的是应用有机材料。例如，公开在如下美国专利和日本专利申请中的材料都可以用作有机EL材料：
美国专利US4,356,429、US4,539,507、US4,720,432、US4,769,292、US4,885,211、US4,950,950、US5,059,861、US5,047,687、US5,073,446、US5,059,862、US5,061,617、US5,151,629、US5,294,869、U85,294,870、日本特许公开No.10-189525、No.8-241048和No.8-78159。
具体地说，如由下述通式表示的一种有机材料可以用作空穴注入层。
[化学式1]
Figure A20061010167900171
这里，Q是N或C-R(碳链)；M是金属、金属氧化物或金属卤化物；R是氢、烷基、芳烷基、芳基或烷芳基(alkalyl)；T1和T2是一种包括取代基(氢、烷基或卤素)的未饱和的六元环。
此外，芳香烃三胺(aromatic tertiary amine)也可以用作空穴传输层的有机材料，可取的是包括如下列通式所示的四芳基二胺(tetraaryldiamine)。
[化学式2]
Figure A20061010167900172
在化学式2中Are是一种亚芳基团，n是从1到4的整数，Ar、R7、R8和R9是各种所选择的芳基团。
此外，金属oxynoid化合物也可以用作有机材料EL层、电子传输层或电子注入层。由下述通式所表示的材料都可以用作金属oxinoid化合物。
[化学式3]
Figure A20061010167900181
也可以替代R2至R7，可以应用下面的金属oxinoid。
[化学式4]
在化学式4中，R2-R7如上所述定义；L1至L5是包含1到12个碳原子的碳水化合物；L1和L2这两者或L2和L3都由苯环形成。此外，可以应用如下面通式所表示的金属oxinoid。
[化学式5]
Figure A20061010167900183
这里可以替换R2至R6。由此作为有机EL材料包括具有配合基的配合化合物。需指出的是，上述举例仅是可以用作本发明的EL材料的有机EL材料的实例，并不是绝对必需将EL材料限制在这些材料中。
此外，当应用喷墨法形成EL层时，可取的是应用聚合物材料作为EL材料。如下的聚合物材料可以用作典型的聚合材料：聚对亚苯基1，2-亚乙烯(polyparaphenylene vinylenes(PPVs))；和聚氟烯烃(polyfluorene)。例如，为彩色化，可取的是在红色发光材料中应用氰基-聚亚苯基1，2-亚乙烯(cyano-polyphenylene vinylene)，在绿色发光材料中使用聚亚苯基1，2-亚乙烯，而在蓝色发光材料中使用聚亚苯基1，2-亚乙烯和聚烷基亚苯(polyalkylphenylene)。关于可以应用在喷墨法中的有机EL材料，记录在日本特许公开No.10-012377中的所有材料都可以应用。
此外，下述包含较低的加工系数的材料都可以用作阴极48：镁(Mg)、锂(Li)、铯(Cs)、钡(Ba)、钾(K)、铍(Be)或钙(Ca)。可取的是，应用MgAg(将Mg和Ag以Mg∶Ag＝10∶1的比例混合而生成的材料)制造的电极。此外，其它电极实例有MgAgAl电极、LiAl电极和LiFAl电极。此外，形成一种保护电极49以便形成一种保护膜，该保护膜能够阻止来自外部的湿气对阴极48的影响，可以应用包含铝(Al)或银(Ag)的材料。包含电极49也具有热辐射作用。
需指出的是，连续地形成EL层47和阴极48而不暴露在大气中比较理想。换句话说，不论EL层和阴极包含什么类型的复合结构，可取的是在多腔室(也可以称为群集器具(cluster tool))型淀积装置中形成所有的层。这是为了避免吸收潮气，因为当EL层暴露在大气中时，如果是应用有机材料作为EL层，它对湿气非常脆弱。此外，不仅EL层47和阴极48，连续地形成通过保护电极49形成所有的层比较可取。
EL层对热十分脆弱，因此，可取的是采用真空蒸发(特别是有机分子束蒸发法比较有效，在该方法中形成在分子级水平的非常薄的膜)溅射、等离子化学汽相淀积(CVD)、旋涂、丝网印刷或离子电镀法作为膜淀积法。还可以通过喷墨法形成EL层。对于喷墨法有应用气穴现象的泡沫喷射法(参见日本特许公开No.5-116297)和应用压力元件的压力法(piezo method)(参见日本特许公开No.8-290647)，考虑到有机EL材料对热比较脆弱，因此应用压力法比较可取。
参考标号50表示第三钝化膜，该膜厚度可以设定为10nm到1μm(可取的是，在200到500nm之间)。形成第三钝化膜50的主要目的为保护EL层47不受湿气的影响，但是如果使第三钝化膜50具有与第一钝化膜41类似的热辐射作用则更好。与用于形成第一钝化膜41相同的材料可以用于形成第三钝化膜50。需指出的是，当应用有机材料形成EL层47时，由于与氧的结合可能会引起EL层老化，因此可取的是应用不容易释放氧气的绝缘膜。
此外，如上所述EL层对热很脆弱，因此可取的是在尽可能低的温度进行膜淀积(可取的是在室温至120℃的温度范围内)。因此所以说等离子化学汽相淀积、溅射、真空蒸发、离子电镀法和溶液应用法(旋涂)都是比较理想的膜淀积法。
如上所述虽然可以仅通过淀积第二钝化膜45就能足够抑制EL元件的老化，更为可取的是通过2层绝缘膜将EL元件包围，该2层绝缘膜将EL元件夹在中间，类似于第二钝化膜45和第三钝化膜50，并且可以防止湿气和氧渗透到EL层中、碱金属从EL扩散和热量在EL层中积累。因此，进一步抑制了EL层的老化，并且能够使EL装置具有较高的可靠性。
本发明的EL显示装置具有包含附图1所示的结构的像素的像素部分，并且将具有与其功能相对应的不同结构的TFT设置在像素中。在相同的像素内形成具有足够低的开路电流值的开关TFT和具有很强的热载流子注入的电流控制TFT，因此能够实现具有较高可靠性并具有高质量的图象显示(高速操作性能)的EL显示装置。
需指出的是，在附图1所示的像素结构中最重要的一点是应用多栅极结构TFT作为开关TFT，并且不需要对在附图1中的LDD区的放置进行限制。
下面通过如下的实施例对具有上述结构的本发明作更详细的解释。
实施例1
应用附图3A到5C解释本发明的实施例。这里解释制造像素部分的方法和形成在像素部分周边的驱动器电路部分的TFT。需指出的是，为简化解释，CMOS电路为示出的驱动器电路的基本电路。
首先，如在附图3A中所示，在玻璃基片300上形成厚度为300nm的基膜301。在实施例1中将氮氧化硅膜的分层膜作为基膜301。比较好的是在与玻璃基片300相接触的膜中设定氮的浓度在10到25wt％之间。
此外，有效的是，应用与如在附图1中所示的第一钝化膜41相同的材料形成一种绝缘膜作为基膜300的一部分。在电流控制TFT中有较大的电流流动，容易产生热量，因此在尽可能地靠近电流控制TFT处形成热辐射层很有效。
接着，通过公知的淀积方法在基膜301上形成厚度为50nm的非晶硅膜。需指出的是并不限于非晶硅膜，也可以应用其它薄膜，只要它是一种包含非晶体结构的半导体薄膜(包括微晶半导体膜)。此外，也可以应用包含非晶体结构的化合物半导体膜，比如非晶硅锗膜。此外，膜厚度可以从20到100nm。
然后通过公知的方法使非晶硅膜结晶，形成晶体硅膜302(也称为多晶硅膜)。已有的公知结晶方法有应用电炉进行热结晶、应用激光进行激光退火和应用紫外灯进行灯照退火结晶。在实施例1中采用来自应用氯化氙(XeCl)的准分子激光器的光进行结晶作用。
需指出的是，在实施例1中使用线状的脉冲发射型的准分子激光器激光，但是也可以应用矩形的脉冲发射型的准分子激光器激光，也还可以采用连续发射的氩激光和连续发射的准分子激光。
应用晶体硅膜作为在实施例1中的TFT的活性层，但是也可以应用非晶体硅膜作为活性层。然而，对于流经电流控制TFT的大电流这些是必要的，因此应用晶体硅膜更为有效，因为电流更容易地流过。
需指出的是，由非晶硅膜形成开关TFT的活性层是有效的，在该开关TFT中必须降低开路电流，并且由晶体硅膜形成电流控制TFT的活性层。电流在非晶硅膜中流动存在困难，因为载流子的迁移率很低，并且开路电流并不容易流动。换句话说，最大地利用非晶硅膜和晶体硅膜的优点：即电流不容易流过非晶硅膜，而电流容易流过晶体硅膜。
接着，如附图3B所示，在晶体硅膜302上应用氧化硅膜形成厚度为130nm的保护膜303。该厚度可以在100到200nm的范围内选择(可取的是在130到170之间)。此外，也可以应用其它的膜，只要它们是一种包含了硅的绝缘膜就可以。形成保护膜303以便在加入杂质的过程中晶体硅膜不直接暴露在等离子体中，并且还能够精确地控制杂质的浓度。
然后在保护膜303上形成抗蚀剂掩膜304，并加入具有n-型导电率的杂质元素(此后称为n-型杂质元素)。需指出的是，在元素周期表中的第15组中的元素一般都可以用于n-型杂质元素，典型地应用磷或砷。注意应用等离子体掺杂方法，在该方法中三氢化磷(PH3)是一种活化但没有发生质量分离的等离子体，在实施例1中加入磷的浓度为1×1018原子/cm3。当然也可以应用离子注入法，但在该方法中产生了质量分离。
调整杂质剂量以使n-型杂质元素包含在由此形成的n-型杂质区305和306中的浓度为2×1016至5×1019原子/cm3(一般在5×1017至5×1018原子/cm3之间)。
接着，如附图3C所示，取出保护膜303，然后激括所加入的周期表第15组中元素。激括装置可以应用公知的活化技术，在实施例1中应用准分子激光的辐射进行活化。脉冲发射型激光器和连续发射型激光器都可以使用，但并不限制使用准分子激光。目的是激活所加入的杂质元素，可取的是在并不能融化晶体硅膜的能量级进行辐射。需指出的是在适当的位置也可以对保护膜303进行辐射。
也可以通过热处理沿着由激光激活杂质元素进行激活。当进行热处理激活时，考虑到基片的热阻抗，以450℃至550℃的温度范围进行热处理较好。
在本步骤中确定沿着n-型杂质区305和306的边沿与区域相接触的边界部分(连接部分)，即沿着没有加入n-型杂质元素的周边的区域，但该n-型杂质元素已经存在n-型杂质区域305和306中。这就意味着当在后面完成TFT时，在LDD区和沟道形成区之间形成极好的连接部分。
如附图3D所示，接着除去不需要的部分，形成岛形半导体膜(此后称为活化层)307至310。
然后，如附图3E所示，形成覆盖活化层307至310的栅绝缘膜311。可以应用包含硅并且厚度为10到200nm(可取的是50到150mm之间)的绝缘膜作为栅绝缘膜311。可以应用单层结构或多层结构。在实施例1中应用厚度为110nm的氮氧化硅膜。
接着形成厚度为200至400nm的导电膜，并且构造图案，形成栅电极312至316。需指出的是，在实施例1中，以不同的材料形成栅电极和电连接到栅电极的引线(以后称为栅引线)。具体地说，应用具有比形成栅电极的材料更低的阻抗的材料形成栅引线。这是因为应用能够进行微处理的材料形成栅电极，即使栅引线不能进行微处理，引线的材料也具有很低的阻抗。当然，栅电极和栅引线也可以由相同的材料形成。
此外，应用单层导电膜形成栅引线，当需要的时候，比较好的是应用两层或三层复合膜。所有的公知的导电膜都可以用作栅电极材料。然而，如上所述，可取的是应用能够进行微处理的材料，具体地说是能够构造成线宽为2μm或更小的材料。
一般地说，可以应用从包含下述元素组中选择的材料膜：钽(Ta)、钛(Ti)、钼(Mo)、钨(W)和铬(Cr)；或上述元素的硝酸盐(典型地有氮化钽膜、氮化钨膜或氮化钛膜)；或上述元素相结合的合金膜(典型地有Mo-W合金或Mo-Ta合金)；或上述元素的硅化物膜(典型地有硅化钨膜或硅化钛膜)；或具有导电性的硅膜。当然可以应用单层膜或多层膜。
在实施例1中应用厚度为50nm的氮化钽(TaN)膜和厚度为350nm的钽膜的复合膜。比较好的是通过溅射形成这种膜。此外，如果加入惰性气体比如Xe或Ne作为溅射气体，则能够防止压力引起的膜脱落。
这时形成栅电极313和316以便分别与n-型杂质区域305和306部分重合，并将栅绝缘膜膜311夹在中间。这种交叠部分后来成为与栅电极重叠的LDD区。
接着，如，附图4A所示，应用栅电极312到316作为掩膜以自调整的方式加入n-型杂质元素(在实施例1中为磷)。调整加入量以便使所加入到杂质区317到323中的磷的浓度为杂质区305和306的杂质浓度的1/10到1/2(一般为1/4到1/3之间)。具体地说，浓度为1×1016到5×1018原子/cm3(典型地为3×1017到3×1018原子/cm3)比较可取。
如附图4B所示，形成抗蚀剂掩膜324a到324d以覆盖栅电极，并且加入n-型杂质元素(在实施例1中为磷)，形成包含高浓度的磷的杂质区325到331。这里也可以使用应用三氢化磷(PH3)的离子掺杂，并且控制在这些区域中的磷浓度为1×1020到1×1021原子/cm3(一般在2×1020到5×1020原子/cm3之间)。
在本步骤中形成n-沟道TFT的源极区或漏极区，并且在开关TFT中保留由附图4A所示的工序所形成的一部分n-型杂质区320到322。这些保留区与在附图1中的LDD区15a到15d相对应。
接着，如附图4C所示，除去抗蚀剂掩膜324a到324d，并形成新的抗蚀剂掩膜332。然后加入P-型杂质元素(在实施例1中应用硼)，形成包含较高浓度的硼的杂质区333和334。这里使用应用乙硼烷(B2H6)的离子注入法加入的硼的浓度为3×1020到3×1021原子/cm3(一般在5×1020到1×1020原子/cm3之间)。
需指出的是，在杂质区333和334中已经加入浓度为1×1016到5×1018原子/cm3的磷，这里加入的硼的浓度至少为磷的浓度的3倍。因此，已经形成的n-型杂质区完全转化为p-型，并起p-型杂质区的作用。
接着，在除去抗蚀剂332后，激活所加入的不同浓度的n-型杂质元素和p-型杂质元素。可以应用炉内退火、激光退火或灯照退火进行激活。在实施例1中在电炉中在550℃下的氮气环境中热处理4小时。
这时尽可能地除去在环境中的氧气是很重要的。这时因为如果存在氧气，则会氧化电极的暴露表面，使其电阻增高，同时使后面的欧姆接触变得更困难。因此，可取的是在上述活化工序的环境中的氧气的浓度为1ppm或更小，比较理想的是0.1ppm或更小。
在完成激活步骤后，接着形成厚度为300nm的栅引线335。以铝(Al)或铜(Cu)作为主要组成成分(包括该成分50到100％)的金属膜可以作为栅引线335的材料。如在附图2所示的栅引线211，将栅引线335形成在一个位置以便开关TFT的栅电极314和315(对应于附图2中所示的栅电极19a和19b)电连接。(参见附图4D)
通过应用这种类型的结构能够使栅引线的导线电阻非常小，因此能够形成较大面积的像素显示区(像素部分)。即，实施例1的像素结构是非常有效的，因为实现了对角线为10英寸或更大(此外，对角线为30英寸或更大)的屏幕的EL显示装置。
如附图5A所示，接着形成第一中间层绝缘膜336。用含硅的单层绝缘膜作为第一中间层绝缘膜336，但是在它们之间也可以形成复合膜。此外，可以应用厚度为400nm到1.5μm的膜。在实施例1中在厚度为200nm氮氧化硅膜上形成厚度为800nm的氧化硅膜的复合结构。
此外，在包含3至100％的氢的环境中在300到450℃下进行热处理1到12小时，以进行氢化作用。这个工序是一种通过热激活的氢在半导体膜中使不饱和键的氢终止的过程。还可以使用的其它加氢手段有等离子加氢(应用等离子体激活的氢)。
需指出的是，在形成第一中间层绝缘膜336的过程中也可以插入加氢步骤。即，如上所述在形成200nm厚的氮氧化硅膜后进行氢处理，然后形成剩余的800nm厚的氧化硅膜。
接着在第一中间层绝缘膜336中形成接触孔，并且形成源极引线337到340和漏极引线341到343。在实施例1中，应用复合膜作为这些引线，该复合膜是通过溅射连续地形成的100nm的钛膜、包含钛的300nm的铝膜和150nm的钛膜的三层结构。当然也可以应用其它导电膜，并且还可以应用包含银、钯和铜的合金膜。
接着形成厚度为50到500nm(典型地为200到300之间)的第一钝化膜344。在实施例1中以300nm厚的氮氧化硅膜作为第一钝化膜344。并且这种膜也可以替换为氮化硅膜。当然也可以应用与附图1中所示的第一钝化膜41相同的材料。
需注意的是，在形成氮氧化硅膜之前应用一种包含氢(比如H2或NH3)的气体进行等离子处理是有效的。将应用这种预处理的激活的氢输送到第一中间层绝缘膜336中，可以通过热处理提高第一钝化膜344的膜质量。同时，加入到第一中间层绝缘膜336中的氢扩散到底面，能够有效地使活化层氢化。
接着，如附图5B所示，形成滤色器345和荧光体346。形成这些可以应用公知的材料。此外，可以分离地构图形成这些或连续地形成这些，然后再一起构图。例如可以应用的形成方法有丝网印刷、喷墨或掩膜蒸发(应用掩膜材料的一种有选择性的形成方法)。
每层膜的厚度可以在0.5到5μm(一般在1到2μm之间)之间选择。具体地说，荧光体346的最佳膜厚度随着所应用的材料而变化。换句话说，如果太薄，则色彩转换效率会很低，而如果太厚，则该步骤变得很大并且所发射的光量下降。综合考虑这两者的特性设定最佳的膜厚度。
需指出的是，在实施例1中色彩改变方法的实例是转换色彩，在该实施例中光从EL层中发射出，但是如果应用与R、G和B相对应的每个EL层的制造方法，则可以省去滤色器和荧光体。
接着以树脂形成第二中间层绝缘膜347。这些材料有聚酰亚胺、聚酰胺、丙烯涂料和苯环丁烷(BCB即benzocyclobutene)。具体地说，在第二中间层绝缘膜347中使膜平整是很重要的，因此可取的应用具有较好平整性的丙烯涂料比铰可取。在实施例1中形成丙烯膜，使其膜厚度能够足以使在滤色器345和荧光体346之间的台阶变平。这个厚度可取的是从1到5μm(更为可取的是在2到4μm之间)。
然后在第二中间层绝缘膜347上形成厚度为100nm的第二钝化膜348。在本实施例中使用包含Si、Al、N、O和La的绝缘膜。然后在第二钝化膜348、第二中间层绝缘膜347和第一钝化膜344中形成达到漏极引线343的接触孔，并形成像素电极349。在实施例1中形成厚度为110nm的氧化铟和氧化锡的化合物，并进行构图，制成像素电极。像素电极349成为该EL元件的阳极。需指出的是，也可以应用其它材料：氧化铟和氧化锌的复合膜或包含氧化镓的氧化锌膜。
需指出的是，实施例1具有这样的一种结构：通过漏极引线343将像素电极349电连接到电流控制TFT的漏极区331。这种结构具有如下的优点：
像素电极直接连接到有机材料比如EL层(发射层)或电荷传输层，因此包含在EL层中流动离子可能扩散到整个像素电极。换句话说，没有将像素电极348直接连接到漏极区331，即活性层的一部分，因此在实施例1中能够防止由漏极引线343(被中断开)将流动的离子导入到活性层。
接着，如附图5C所示，连续地而且没有暴露在大气中形成EL层350、阴极(MgAg电极)351和保护电极352。关于这一点，可取的是，为对像素电极349进行热处理，在形成EL层350和阴极351之前完全除去湿气。需指出的是，公知的材料可以用作EL层350。
在本说明书的“实施例模式”节中所解释的材料都可以用于EL层350。在实施例1中，如附图19所示，可以应用具有空穴注入层、空穴传输层、发射层和电子传输层的4层结构组成的EL层，但是有这样的情况，即没有形成电子传输层的情况和形成了电子注入层的情况。此外，还存在没有空穴注入层的情况。已经给出了这几些类型的结合的几个实施例，任何这些结构都可以应用。
应用胺比如TPD(三苯胺电介质)作为空穴注入层或作为空穴传输层，此外，也可以应用腙(典型地有DEH)、二苯乙烯(典型地有STB)或星爆材料(starburst，典型地有m-MTDATA)。尤其是，星爆(starburst)材料具有较高的玻璃态转化温度，并且难以结晶，这种材料比较可取。此外，也可以应用聚苯胺(PAni)、聚噻吩(PEDOT)和铜酞花青染料(CuPc)。
可以应用BPPC、二萘嵌苯和DCM作为在发射层中的红色发射层，并且尤其是如以Eu(DBM)3(Phen)表示的Eu的化合物(细节参见Kido，J.等人的Appl.Phys.，vol.35，pp.L394-6，1996)具有非常好的单色性，并且具有波长为620nm的强烈发射。
此外，一般地可以将Alq3(8-羟基喹啉铝)材料用作绿色发射层，在该材料中加入几摩尔％的喹吖酮或氧杂萘邻酮。化学通式表示如下：
[化学式6]
Figure A20061010167900271
此外，一般地可以应用二芪亚芳基(distile-arylene)氨电介质作为蓝色发射层，在该电介质中加入了DSA(二芪亚芳基(distile-arylene)电介质)。尤其是可取的是应用高性能的二芪联苯(distilyl-biphenyl(DPVBi))。它的化学式如下：
[化学式7]
Figure A20061010167900272
虽然应用保护电极352能够保护EL层350免受湿气和氧气的影响，更为可取的是形成第三钝化膜353。在本实施例中，设置300nm厚的氮硅氧化膜作为第三钝化膜353。可以在形成保护电极352后没有暴露在大气环境中的情况下连续地形成第三钝化膜是可以接受的。当然也可以应用与附图1所示的第三钝化膜50相同的材料形成第三钝化膜353。
在实施例1中应用由空穴注入层、空穴传输层、发射层和电子注入层制成的一种4层结构，但是已经有许多这种组合的实施例，可以应用任何这种构造。此外，在实施例中应用MgAg电极作为EL元件的阴极，但也可以应用其它的公知材料。
形成保护电极352以防止MgAg电极351的老化，比较典型的有主要组成为铝的金属膜。当然也可以应用其它材料。此外，由于EL层350和MgAg电极351对潮湿非常敏感，因此可取的是连续形成直到保护电极352的层而不暴露在大气中，以避免EL层受到外部空气的影响。
需指出的是EL层350的膜厚度可以在10到400nm之间(典型地在60到160之间)，并且MgAg电极的厚度可以在180到300nm之间(典型地在200到250之间)。
因此完成了如在附图5C所示的具有这种结构的有源矩阵型EL显示装置。通过不仅在像素部分中，而且在驱动器电路部分中也设置具有最佳结构的TFT，实施例1所给出的有源矩阵型EL显示装置具有极好的可靠性，并且能够改善操作特性。
首先，应用具有尽可能地降低热载流子注入而不降低操作速度的结构的TFT作为形成驱动器电路的CMOS电路的n-沟道TFT。需指出的是，这里所称的驱动器电路包括比如移位寄存器、缓冲器和电平移动器和采样电路(也称为传输门)。当进行数字驱动时，也包括信号转换电路比如D/A转换器。
在实施例1中，如附图5C所示，n-沟道TFT的活性层包括源极区355、漏极区356、LDD区357和沟道形成区358。LDD区357与栅电极313重叠，将栅绝缘膜311夹在中间。
在漏极侧的形成LDD区仅仅是考虑到不降低操作速度。此外，不涉及到在n-沟道TFT205中的开路电流值，重点是在于操作速度。因此可取的是LDD区357完全与栅电极313重叠，尽可能地减少电阻性分量。换句话说，较好地消除了所有的偏移。
几乎不涉及到由于热载流子注入引起的CMOS电路的p-沟道TFT206的老化，具体地说不形成LDD区。当然不可能通过形成与n-沟道TFT205相同的LDD区来防止热载流子。
需指出的是，在驱动器电路中，与其它电路相比采样电路有点特殊，在沟道形成区中两个方向上流动有较大的电流。即，源极区和漏极区的作用改变了。此外，必须尽可能地抑制开路电流值，并且需记住，可取的是在开关TFT和电流控制TFT之间的设置具有中间级功能的TFT。
可取的是，设置具有如附图9所示的结构的TFT作为形成采样电路的n-型TFT。如附图9所示，LDD区901a和901b的一部分与栅电极903重叠，并将栅绝缘膜902夹在中间。这种作用如在解释电流控制TFT202中所述，并且采样电路在形成LDD901a和901b上与将沟道形成区904夹在中间的形状不同。
此外，形成如在附图1所示的结构的像素，并形成像素部分。形成在该像素中的开关TFT和电流控制TFT的结构已经在附图1中解释，因此这里省去对它们的解释。
需注意的是，实际上，可取的是通过应用壳体材料在完成直到附图5C就进行包装(密封)，包装材料比如高度密封保护膜(比如层流膜或紫外线硬化树脂膜)或陶瓷密封，以使其不暴露在空气中。通过使在壳体包装材料里面为惰性气体环境，并在壳体材料中放入吸收剂(例如，氧化钡)，提高EL层的可靠性(寿命)。
此外，在通过包装处理提高气密性后，连上用于形成在基片上的元件或电路的输出终端和外部信号终端之间连接的连接器(一种柔性印刷电路，FPC)，完成所制造的产品。在本说明书中称这种能够发货的EL显示装置为EL模块。
这里通过附图6的透视图解释实施例1的有源矩阵型EL显示装置的构成。实施例1所示的有源矩阵型EL显示装置形成在玻璃基片601上，包括像素部分602、栅侧驱动电路603和源极侧驱动电路604。像素部分的开关TFT605是一种n-沟道TFT，并放置在连接到栅极侧驱动电路603的栅极引线606和源极侧驱动电路604的源极引线607的交叉处。此外，开关TFT605的漏极电连接到电路控制TFT608的栅极。
此外，电路控制TFT608的源极连接到电流输送线609，并且EL元件电连接到电流控制TFT608的漏极。如果电流控制TFT608是n-型沟道TFT，可取的是这里将EL元件610的阴极连接到电流控制TFT608的漏极。此外，如果电流控制TFT608是p-型沟道TFT，则可取的是将EL元件610的阳极连接到电流控制TFT608的漏极。
在外部输入终端FPC611上形成输入引线(连接引线)612和613和连接到电流输送线609的输入引线614，以传输信号到驱动器电路。
附图7所示为在附图6中所示的EL显示装置的电路组成。实施例1的EL显示装置具有源极侧驱动电路701、栅极侧驱动电路(A)707、栅极侧驱动电路(B)711和像素部分706。需指出的是，在本说明书中，驱动器电路是一统称，其包括源极侧驱动器电路和栅极侧驱动器电路。
源极侧驱动电路701具有移位寄存器702、电平移动器703、缓冲器704和采样电路(传输门)705。此外，栅极侧驱动电路(A)707具有移位寄存器708、电平移动器709和缓冲器710。栅极侧驱动电路(B)711具有类似的结构。
这里移位寄存器702和708的驱动电压为5到16V(典型地10V)，附图5C的参考标号205所示的结构适合于应用在形成该电路的CMOS电路中的n沟道TFT。
此外，对于电平移动器703和709和缓冲器704和710驱动电压在14到16V之间变高，与移动器类似，包含图5C的n-沟道TFT205的CMOS电路比较适合。需指出的是，对于提高每个电路的可靠性应用多栅极结构比如双栅极结构或三栅极结构引线比较有效。
对于采样电路705其驱动电压在14到16V之间，但需要降低关态电流值，因为源极区和漏极区倒置，因比包含附图9的n-沟道TFT208的CMOS电路比较适合。
此外，像素部分706的驱动电压在14到16V之间，并设置具有如附图1所示的结构的像素。
需指出的是，依据在图3A到5C中所示的制造方法制造的TFT容易实现上述结构。此外，在实施例1中示出的仅是像素部分和驱动器电路的组成，但是依据实施例1的制造工序在相同基片上也能够形成除了驱动器电路外的其它逻辑电路，比如信号驱动器电路、D/A转换器电路、运算放大器电路和补偿电路。此外，也可以形成存储器部分和微处理器电路。
通过图17A和17B解释包含壳体材料的实施例的EL模块。需指出的是，当需要的时候引用在附图6和附图7中的符号。
在基片(包括在TFT下面的基膜)1700上形成像素部分1701、源极侧驱动电路1702和栅极侧驱动电路1703。将来自不同的驱动电路的各种引线经FPC611通过输入引线612到614连接到外部设备。
这里使壳体材料1704至少包围像素部分，并且可取的是包围驱动电路和像素部分。需指出的是壳体材料1704具有不规则的形状，但其内部尺寸比EL元件的外部尺寸大，或者壳体材料1704具有片形，并且通过粘胶剂1705固定到基片1700上以便与基片一起形成一不透气空间。这里，EL元件是处于上述密封空间的完全密封状态，完全与外部大气隔断。需指出的是，可以形成多个壳体材料1704。
可取的是应用绝缘材料比如玻璃或聚合物作为壳体材料1704。下面给出实例：非晶体玻璃(比如硼硅酸盐玻璃或石英)；晶体玻璃；陶瓷玻璃；有机树脂(比如丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂和环氧树脂)；硅树脂。此外，也可以应用陶瓷。此外，如果粘胶剂1705是一种绝缘材料，则也可以应用金属材料比如不锈钢合金。
可以应用比如环氧树脂或丙烯酸树脂的粘胶剂作为粘胶剂1705的材料。此外，也可以应用热硬化树脂或光硬化树脂作为粘胶剂。需指出的是，需要应用一种使氧和湿气尽可能地不能穿透过的材料。
此外，可取的是以惰性气体(比如氩气、氦气或氮气)填充在壳体材料和基片1700之间的开孔1706。但并不限于气体，也可以应用惰性液体(比如氟化碳，典型地为全氟烷(perfluoroalkane))。关于惰性液体可以参考在日本特许公开No8-78519所应用的材料。该空间也可以填充树脂。
有效的是在该开口1706中形成干燥剂。记录在日本特许公开No.9-148066中材料可以用作干燥剂。一般地应用氧化钡。此外，有效的是还形成一种抗氧化剂，而不仅仅是干燥剂。
如附图17B所示，在像素部分形成许多隔离的且具有EL元件的像素，所有的这些像素具有保护电极作为公共电极。在实施例1中可取的是连续地形成EL层、阴极(MgAg电极)和保护电极，并且不暴露在大气中。使用相同的掩膜材料形成EL层和阴极，并通过分开的掩膜材料仅仅形成保护电极，然后实现附图17B的结构。
这里仅在像素部分形成EL层和阴极，在驱动电路中并不需要形成它们。当然在驱动电路上形成它们没有问题，但考虑到在EL层中包含有碱金属，可取的是在驱动电路上不形成它们。
需指出的是，输入引线1709连接到标号1708所示的区域中的保护电极1707。输入引线1709给保护电极1707提供预置电压，并通过导电膏材料连接到FPC611(典型的导电膏材料有各向异性的导电膜)1710。
这里通过附图18A至18C解释在区域1708中的实现触点结构的制造步骤。
首先，依据在实施例1中得到附图5A所示的状态。这里从基片的边沿(在附图17B中的参考标号1708所示的区域)除去第一中间层绝缘膜336和栅绝缘膜311，然后在该区域形成输入引线1709。当然在同时还形成附图5A所示的源极引线和漏极引线。(参见附图18A)
接着，当蚀刻在附图5B中的第二钝化膜348、第二中间层绝缘膜347和第一钝化膜344时，除去标号1801所示的区域，并形成开口部分1802。(参见附图18B)
在这种状态下执行形成在像素部分中的EL元件的工序(像素电极、EL层和阴极形成工序)。在这时在附图18A到18C所示的区域中应用掩膜材料以便在这些区域中不形成EL元件。在形成阴极351后，应用分离的掩膜材料形成保护电极352。由此将保护电极352和输入引线1709电连接。此外，形成第三钝化膜353，得到附图18C所示的状态。
通过上述步骤实现了在附图17B中标号1708所示的区域的触点结构。然后通过在壳体材料1704和基片1700之间的开口将输入引线1709连接到FPC611(需指出的是，通过粘合剂1705填充这个开口，换句话说，粘合剂1705的厚度必须足够能够使输入引线的台阶平齐)。需指出的是，虽然这里解释了输入引线1709，但是其它输入引线612到614也经过壳体材料1704类似地连接到FPC611。
实施例2
在实施例2中，在附图10中示出了像素结构实例，该结构与在附图2B中所示的结构不同。
在实施例2中在附图2B中所示的两个像素相对于电流输送线对称地设置。即，如在附图10中所示，使电流输送线213成为在邻近电流输送线的两个像素之间的公共线，可以减少所需要的引线数量。需指出的是放置在像素内部的TFT的结构不变。
如果应用这种结构类型，则能够制造非常精确的像素部分，提高图象质量。
需指出的是，依据实施例1的制造方法容易实现实施例2的结构，并且关于TFT的结构的解释可以参见实施例1和附图1的相关部分。
实施例3
在实施例3中应用附图11解释形成具有不同于附图1的结构的像素部分的实例。需指出的是，依据实施例1可以进行直到形成第二中间层绝缘膜44。此外，开关TFT201和电流控制TFT202的结构(由第二中间层绝缘膜44覆盖)与在附图1中的开关TFT和电流控制TFT的结构相同，因此省略对它们的解释。
在实施例3中的情况下，在形成了第二钝化膜45、第二中间层绝缘膜44和第一钝化膜41中的接触孔后形成像素电极51、阴极52和EL层53。在实施例3中通过真空蒸发连续地形成阴极52和EL层53，而不使其暴露在大气中，同时通过应用掩膜材料在分离的像素中有选择性地形成红色发射EL层、绿色发射EL层和蓝色发射EL层。需指出的是，在附图11中仅示出了一个像素，具有相同的结构的像素分别对应于红色、绿色和蓝色而形成，并且通过这些像素进行彩色显示。每个EL层彩色都可以应用公知的材料。
在实施例3中形成厚度为150nm的铝合金膜(包含1wt％的钛的铝膜)作为像素电极51。只要它是金属材料，则任何材料都可以用作像素电极材料。但是可取的是应用具有较高的反射率的材料。此外，230nm厚的MgAg电极用作阴极52，而EL层53的膜厚度为120nm。
接着通过透明导电膜(在实施例3中为一种ITO膜)形成厚度为110nm的阳极54。由此形成EL元件209，如果由与在实施例1中所示的相同的材料形成第三钝化膜55，则完成了在附图11中所示的结构的像素。
当应用实施例3的结构时，每个像素产生的红色、绿色和蓝色光以与该基片的方向相反的方向辐射，在该基片上形成有TFT。因此，几乎在像素内部的整个区域(即形成TFT的区域)都可以用作有效的发射区域。因此，显著地提高了像素的有效发射面积，增强了图象的亮度和对比度(亮和暗之比)。
需指出的是，可以自由地将实施例3的结构与实施例1和实施例2的结构结合。
实施例4
应用附图12A和12B解释在实施例4中的像素结构，该像素结构不同于实施例1的附图2中所示的结构。
在附图12A中，参考标号1201表示开关TFT，该开关TFT包括活性层56、栅电极57a、栅电极57b、源极引线58和漏极引线59。此外，参考标号1202表示电流控制TFT，，该电流控制TFT包括活性层60、栅电极61、源极引线(电流输送线)62和漏极引线63。电流控制TFT1202的源极引线62连接到电流输送线64，漏极引线63连接到EL元件65。在附图12B示出了这种像素的电路结构。
在附图12A和附图2A之间的不同点在于开关TFT的结构。在实施例4中以在0.1到5μm之间的微小线宽形成栅电极57a，形成活性层56以横断该部分。形成栅极引线57b以电连接每个像素的栅电极57a。由此实现了并不独占更多的表面的三栅极结构。
其它部分与附图2A的相应部分类似，并且有效发射表面更大，因为如果采用实施例4的结构，由开关TFT所专用的表面面积更小。换句话说，增强了图象的亮度。此外，还能够实现这样的栅极结构，在该结构中有更多的重复结构以降低关态电流值，因此进一步增强了图象的质量。
需指出的是，在实施例4的结构中，与实施例2类似能够使电流输送线64成为在相邻像素之间的公共线，并且也可以应用与实施例3类似的结构。此外，依据实施例1的制造过程能够进行制造。
实施例5
在实施例1到4中所解释的都是使用顶置栅极(top gate)型TFT的情况。在本发明中也可以应用底置栅极(bottom gate)型TFT。在实施例5中通过附图13解释本发明应用反向交错(reverse stagger)型TFT的实施情况。需指出的是，除了TFT的结构外，其它结构与附图1的结构相同，因此当需要时应用与附图1相同的符号。
在附图13中，与附图1类似的材料用于基片11和基底膜12。然后在基底膜12上形成开关TFT1301和电流控制TFT1302。
开关TFT1301包括：栅电极70a和70b、栅引线71、栅绝缘膜72、源极区73、漏极区74、LDD区75a到75d、高浓度杂质区76、沟道形成区77a和77b、沟道保护膜78a和78b、第一中间层绝缘膜79、源极引线80和漏极引线81。
此外，电流控制TFT1302包括：栅电极82、栅绝缘膜72、源极区83、漏极区84、LDD区85、沟道形成区86、沟道保护膜87、第一中间层绝缘膜79、源极引线88和漏极引线89。栅电极82与开关TFT1301的漏极引线81电连接。
需指出的是，依据公知的制造反向交错型TFT的方法能够形成上述开关TFT1301和电流控制TFT1302。此外，用于实施例1中的顶置栅极型TFT的相应部分中的类似材料也可以用作形成上述TFT中的每个部分(比如引线、绝缘膜和活性层)的材料。需指出的是，可以通过包含硅的绝缘膜形成不在顶置珊极型TFT的结构中的沟道保护膜78a、78b和87。此外，关于形成杂质区比如源极区、漏极区和LDD区，可以通过应用光刻蚀技术并分别改变杂质浓度来形成它们。
当完成TFT时，具有EL元件1303的像素完成了，在该EL元件中顺序地形成有第一钝化膜41、滤色器42、荧光物质43、第二中间绝缘膜(平整膜)44、第二钝化膜45、像素电极(阳极)46、EL层47、MgAg电极(阴极)48、铝电极(保护膜49)和第三钝化膜50。上述材料和制造过程参考实施例1。
需指出的是，可以将实施例5的结构与实施例2至4的结构自由组合。
实施例6
应用具有与第二钝化膜45类似的高热辐射作用的材料作为基底膜很有效，该基膜形成在实施例1或附图1的结构中的活性层和基片之间。具体地说，由于大电流在电流控制TFT中流动，因此容易产生热量，由于自身产生的热量引起的老化就会成为问题。对于这种情况通过应用实施例6中的基底膜能够防止TFT的热老化问题，该基底膜具有热辐射作用。
当然防止流动离子从基片进行扩散的保护作用也很重要，因此，可取的是应用包含Si、Al、N、O和M的化合物的复合结构和与第一钝化膜41类似的包含硅的绝缘膜。
需指出的是，可以将实施例6的结构与实施例1至5的结构自由组合。
实施例7
当应用在实施例3中所示的像素结构时，从EL层发射的光在与基片相反的方向辐射，因此它不要求在基片和像素电极之间的材料的透射率，比如绝缘膜的透射率。换句话说，也可以应用某些透射率很低的材料。
因此应用碳膜作为基膜12、第一钝化膜41或第二钝化膜45比较有利，比如一种称为金刚石薄膜、类金刚石碳膜或非晶体碳膜的碳膜。换句话说，由于不用担心降低了透射率，可以将膜厚度设置在100到500nm之间，并且还能够具有很强的热辐射作用。
关于在上述第三钝化膜50中使用碳膜。需指出的是必须避免透射率降低，因此可取的是设定该膜厚度在5到100nm之间。
需指出的是，在实施例7中，当在任何基膜12、第一钝化膜41、第二钝化膜45或第三钝化膜50中使用碳膜时，使该碳膜与其它绝缘膜分层比较有效。
此外，当应用在实施例3中所示的像素结构时很有效，对于其它结构，可以将实施例7的结构与实施例1至6的结构自由组合。
实施例8
通过应用多栅极结构的开关TFT降低在EL显示装置的像素部分中的开关TFT中的关态电流值，本发明的特征在于不需要存储电容器。这是一种能够充分利用留作存储电容器备用的表面面积作为发射区的装置。
然而，即使没有完全消除存储电容器，通过使该专用的表面面积更小也能够实现增加有效的发射表面面积。换句话说，本发明的目的是通过如下方式充分实现：通过应用多栅极结构的开关TFT降低开路电流值，通过仅使存储电容器的专用表面面积缩小。
因此，可取的是应用比如在附图14中所示的像素结构。需指出的是，当需要时在附图14中使用与在附图1中相同的符号。
在附图14和附图1之间的不同点在于已有的连接到开关TFT的存储电容器1401。通过从开关TFT201的漏极区14、栅极绝缘膜18和电容器电极(上部电极)1403延伸的半导体区(下部电极)形成存储电容器1401。与TFT的栅电极19a、19b和35同时形成电容器电极1403。
附图15A所示为顶视图。沿着在附图15A的顶视图中的A-A′线的横截面图对应于附图14。如附图15A所示，电容器电极1403通过连接引线1404电连接到源极区31，该连接引线1404是电连接到电容器电极1403。需指出的是，连接引线1404是在与源极引线21和36和漏极引线22和37同时形成。此外，附图15B所示为在附图15A中所示的顶视图中的电路结构。
需指出的是实施例8的结构能够自由地与实施例1到7的结构进行组合。换句话说，仅在像素内形成了存储电容器，对于TFT结构或EL层的材料没有任何限制。
实施例9
应用激光结晶作为在实施例1中的结晶硅膜302的形成方法，在实施例9中解释使用不同的结晶方法的实例。
在实施例9中在形成非晶硅膜后，应用记录在日本特许公开No.7-130652中的技术进行结晶。记录在上述专利申请中的技术通过应用镍作为催化剂以促进结晶作用能够得到较好的结晶性能的晶体硅。
此外，在完成结晶工序后，除去在结晶过程中使用的催化剂。在这种情况下，应用在日本特许公开No.10-270363或日本特许公开No.8-330602中记载的技术吸收催化剂。
此外，应用由本发明人申请的日本专利申请No.11-076967的说明书中记载的技术形成TFT。
在实施例1中所示的制造方法是本发明的一个实施，只要能够实现实施例1的附图1或附图5C的结构，则如上所述也能够应用其它制造方法而不存在任何问题。
需指出的是，还可以将实施例9所示的结构与实施例1到8的结构自由地进行组合。
实施例10
在驱动本发明的EL显示装置时，可以通过应用模拟信号作为图象信号进行模拟驱动，也可以应用数字信号进行数字驱动。
当进行模拟驱动时，将模拟信号发送到开关TFT的源极引线，包含灰度级信息的模拟信号成为电流控制TFT的栅压。然后通过电流控制TFT控制在EL元件中的电流流动，控制EL元件发射强度，并进行灰度级显示。在这种情况下，可取的是在饱和区中操作电流控制TFT。换句话说，可取的是，在|Vds|＞|Vgs-Vth|的条件下操作TFT。需指出的是，Vds是在源极区和漏极区之间的电压差，Vgs是在源极区和栅电极之间的电压差，Vth是TFT的栅压。
在另一方面，当执行数字驱动时，它与模拟型灰度显示不同，通过时分驱动(时间比例灰度驱动)或表面面积比例灰度驱动进行灰度显示。即，通过调整发射时间长度或发射表面面积的比例，能够形成如所视的视觉改变的色彩灰度。在这种情况下，可取的是在线性区内操作电流控制TFT。换句话说，可取的是，在满足|Vds＜|Vgs-Vth|的条件下操作TFT。
与液晶显示元件相比EL元件具有非常快的响应速度，因此能够具有很高速度的驱动。因此，EL元件是一种适合于时间比例灰度驱动的元件，在该元件中一帧分为几个子帧，然后进行灰度显示。此外，它具有帧周期短的优点，因此维持电流控制TFT的栅压的时间也短，并且能够将存储电容器做得更小或取消存储电容器。
本发明涉及元件结构的技术，因此可以应用任何驱动方法。
实施例11
在实施例11中，在附图21A和21B中示出了本发明的EL显示装置的像素结构实例。需指出的是，在实施例11中，参考标号4701表示开关TFT4702的源极引线，参考标号4703表示开关TFT4702的栅极引线，参考标号4704表示电流控制TFT，4705表示电流输送线，4706表示电源控制TFT，4707表示电源控制栅引线，4708表示EL元件。关于电源控制TFT4706的操作参考日本专利申请No.11-341272。
此外，在实施例11中，在电流控制TFT4704和EL元件4708之间形成电源控制TFT4706，但是也可以将电源控制TFT4704形成在电流控制TFT4706和EL元件4708之间。此外，可取的是电源控制TFT4706具有与电流控制TFT4704相同的结构，或者，形成这两者通过相同的活性层连续地形成。
在附图21A中电流输送线4705是两个像素之间的公共线。即，其特征在于相对于电流输送线4705对称地形成两个像素。在这种情况下可以减少电流输送线的数量，因此能够使像素部分更精确。
此外，在附图21B中电流输送线4710与栅极引线4703平行，并且电源控制栅极引线4711与源极引线4701平行。需指出的是在附图23B中，形成这样的结构：电流输送线4710和栅极引线4703不重叠，但是只要这两者都是形成在不同层上的引线，则它们可以重叠，并将绝缘膜夹在中间。在这种情况下，栅极引线4703和电流输送线4710的专用表面面积能够共享，因此能够进一步提高像素部分的精度。
实施例了12
在实施例12中，在附图22A和22B中所示为本发明的EL显示装置的像素结构实例。需指出的是，在实施例12中，参考标号4801表示开关TFT4802的源极引线，参考标号4803表示开关TFT4802的栅极引线，参考标号4804表示电流控制TFT，4805表示电流输送线，4806表示擦除TFT，4807表示擦除栅极引线，4808表示EL元件。关于擦除TFT4806的操作参考日本专利申请No.11-338786。
擦除TFF4806的漏极连接到电流控制TFT4804的栅极，并能够强制性地改变电流控制TFT4804的栅压。需指出的是，可以应用n-沟道TFT或p-沟道TFT作为擦除TFT4806，但是可取的是使其与开关TFT4802结构相同，以使关态电流值更小。
在附图22A中电流输送线4805是两个像素之间的公共线。即，其特征在于相对于电流输送线4805对称地形成两个像素。在这种情况下可以减少电流输送线的数量，因此能够使像素部分更精确。
此外，在附图22B中电流输送线4810与栅极引线4803平行，并且电源控制栅极引线4811与源极引线4801平行。需指出的是在附图22B中，形成这样的结构：电流输送线4810和栅极引线4803并不重叠，但是只要这两者都是形成在不同层上的引线，则它们可以重叠，将绝缘膜夹在中间。在这种情况下，栅极引线4803和电流输送线4810的专用表面面积能够共享，因此能够进一步提高像素部分的精度。
实施例了13
本发明的EL显示装置具有这样的结构：将几个TFT都形成在一个像素中。在实施例11和12中，说明了形成三个TFT的实例，但是也可以形成4到6个TFT。可以实施例本发明而不对EL显示装置的像素的结构作任何限制。
实施例14
在附图14中所示为应用p-沟道TFT作为附图1中的电流控制TFT202的实例。需指出的是，其他部分与附图1的相应部分都相同，因此省去对其他部分的详细描述。
在附图23中所示为实施例14的像素结构的横截面图。制造在实施例14中p-沟道TFT的方法参考实施例1。p-沟道TFT的活性层包括源极区2801、漏极区2802和沟道形成区2803，源极区2801连接到源极引线36，而漏极区2802连接到漏极引线37。
对于EL元件的阳极连接到电流控制TFT的情况，可取的是应用p-沟道TFT作为电流控制TFT。
需指出的是，可以将实施例14的结构与实施例1至13中的任何实施例的结构自由组合来实现实施例14的结构。
实施例15
在实施例15中通过应用EL材料，在该材料中能够在光发射中应用来自三态激子的磷光，可以极大地提高外部发射量程效率。由此能够使EL元件的功耗很低，寿命长并且EL元件的重量轻。
在下述文献中有关于应用三态激子和提高外部发射量程效率的记载。
Tsutsui，T.，Adachi，C.，and Saito，S.，Photochemical Processes in OrganizedMolecular Systems，Ed. Honda，K.，(Elsevier Sci.Pub.，Tokyo，1991)，p.437。
在上述文献中所记载的EL材料(香豆素颜料(coumarin pigment))的分子通式如下：
[化学式8]
Figure A20061010167900401
Baldo，M.A.，O’Brien，D.E.，You Y.，Shoustikov，A.，Sibley，S.，Thomspon，M.E.，and Forrest，S.R，Nature 395(1998)p.151。
在上述文献中所记载的EL材料(铂的络合物)的分子通式如下：
[化学式9]
Figure A20061010167900402
Baldo，M.A.，Lamansky，S.，Burrows，P.E.，Thompson，M.E.，and Fonrrest，S.R.，Appl.Phys.Lett.，75(1999)p.4。
Tsutui，T.，Yang，M.J.，Yahiro，M.，Nakamura，K.，Watanabe，T.，Tsuji，T.，Fukuda，Y.，Wakimoto，T.，Mayaguchi，S.，Jpn.，Appl.Phys.，38(12B)(1999)L1502。
在上述文献中所记载的EL材料(铱的络合物)的分子通式如下：
[化学式10]
Figure A20061010167900411
只要能够应用自三态激子的磷光发射，则基本能够实现比应用自单态激子的磷光发射的效率高3到4倍的外部发射量程的效率。需指出的是，可以将实施例15的结构与实施例1至14中的任何实施例的结构自由组合来实施例实施例15。
实施例16
在实施例1中，可取的是应用有机EL材料作为EL层，但是本发明还能够应用无机EL材料实施。然而，当前的无机EL材料具有非常高的驱动电压，因此在进行模拟驱动时，必须应用具有能够经受得住驱动电压的电压阻抗特性的TFT。
可替换地，如果开发了具有比常规的无机EL材料更低的驱动电压的无机EL材料，则可以将它们应用到本发明。
此外，实施例16的结构与实施例1至14中的任何实施例的结构自由地进行组合。
实施例17
通过本发明形成的有源矩阵型EL显示装置(EL模块)与液晶显示装置相比在亮处具有非常好的可视性，因为它是自发射型装置。因此作为直视型EL显示器(指并入在EL模块中的显示器)它具有广泛的应用领域。
需指出的是，EL显示器与液晶显示器相比一个优点是具有较大的视角。因此本发明的EL显示器可以用于对角线为30英尺或更大的(典型地等于40英尺或更大)的大屏幕欣赏的电视广播的显示器。
此外，不仅它可以用作EL显示器(比如个人计算机的监视器、电视广播接收监视器或广告显示监视器)，它还能够用作各种电子设备。
下面给出这种电子设备的实例：摄象机、数字照相机、护目镜型显示器(安装在头部的显示器)、汽车导航系统、个人计算机、便携式信息终端(比如移动计算机、移动电话或电子本)和应用记录媒体的图象重放装置(具体地说，能够对记录媒体进行重放并具有能够显示这些图象的显示器的装置，比如光盘(CD)、激光视盘(LD)或数字视盘(DVD))。这些电子设备的实例如附图16A到16F。
附图16A所示为个人计算机，包括主机体2001、壳体2002、显示部分2003和键盘2004。本发明可以用在显示部分2003中。
附图16B所示为摄影机，包括主机体2101、显示部分2102、声频输入部分2103、操作开关2104、电池2105和图象接收部分2106。本发明可以用在显示部分2102中。
附图16C所示为护目镜型显示器，包括主机体2201、显示部分2202和臂部2203。本发明可以用在显示部分2202中。
附图16D所示为移动电话，包括主机体2301、摄影部分2302、图象接收部分2303、操作开关2304和显示部分2305。本发明可以用在显示部分2305中。
附图16E所示为具有记录媒体的图象重放设备(特别是DVD重放设备)，包括主机体2401、记录媒体(比如CD、LD或DVD)2402、操作开关2403、显示部分(a)2404和显示部分(b)2405。显示部分(a)主要用于显示图象信息，而图象部分(b)主要用于显示字符信息，本发明可以用于图象部分(a)和图象部分(b)。需指出的是，本发明还可以用作具有记录媒体的图象重放设备，比如CD重放设备和游戏设备。
附图16F所示为EL显示器，包含壳体2501、支撑架2502和显示部分2503。本发明能够用于该显示部分2503。本发明的EL显示器特别是对于大屏幕显示有优点，对于对角线大于或等于10英尺(特别是大于或等于30英尺)的显示器比较有利。
此外，在将来如果EL材料的的发光亮度更高，则本发明就可以应用于前置型或后置型投影仪中。
上述电子设备越来越经常用于显示通过电子发射电路比如因特网或CATV(有线电视)提供的信息，尤其是，越来越多地用于显示动画信息。EL材料的响应速度非常快，因此EL显示器适合于进行这种类型的显示。
EL显示装置的发射部分消耗功率，因此可取的是显示信息以便使发射部分尽可能地小。因此，当在显示部分(主要显示字符信息)中应用EL显示装置时，比如便携式信息终端，特别是汽车声频系统的手提电话，可取的是通过设定非发射部分作为背景来驱动，并且在发射部分中形成字符。
附图20A所示为手提电话，包括主机体2601、声频输出部分2602、声频输入部分2603、显示部分2604、操作开关2605和天线2606。本发明的EL显示装置可以用于显示部分2604。需指出的是，在显示部分2604中在黑暗的背景中显示白色字符能够降低手提电话的功耗。
附图20B所示为车载声频系统(汽车声频系统)，包括主机体2701、显示部分2702和操作开关2703和2704。本发明的EL显示装置可以用于显示部分2702。此外，在实施例17中示出了一种车载声频系统，但是也可以用于桌式声频系统。需指出的是，在显示部分2702中在黑暗的背景中显示白色字符能够降低功耗。
因此本发明的应用范围非常广泛，能够将本发明应用在各个方面的电子设备中。此外，通过应用实施例1到16的任意组合结构能够实现实施例17的电子设备。
通过应用本发明的电子设备能够防止湿气和热引起的老化。此外，还能够防止来自EL层中的碱金属的扩散对TFT特性的不良影响。因此，能够极大地提高EL显示装置的操作性能和可靠性。
此外，通过应用这种EL显示装置作为显示器能够生产出具有铰好图象质量和耐用性(可靠性高)的应用产品(电子设备)。

Claims (27)

1.一种制造显示器件的方法，包括以下步骤：
在基片上形成半导体膜；
在半导体膜上形成第一绝缘膜；
在第一绝缘膜上形成栅极；
在栅极上形成第二绝缘膜，该第二绝缘膜具有一个接触孔；
在第二绝缘膜上形成源极线和漏极线之一，该源极线和漏极线之一穿过所述第二绝缘膜的接触孔与所述半导体膜电连接；
在源极线和漏极线之一上形成第三绝缘膜；
在第三绝缘膜上形成包含树脂的第四绝缘膜；
在第四绝缘膜上形成第五绝缘膜；以及
在第四绝缘膜上形成电致发光元件，该电致发光元件包括与第五绝缘膜接触而形成的第一电极、用喷墨法在第一电极上形成的电致发光层和在电致发光层上形成的第二电极；
其中电致发光层与第五绝缘膜的上表面接触。
2.如权利要求1所述的制造显示器件的方法，其特征在于，所述第三和第五绝缘膜的每一个都包括一种绝缘膜，该绝缘膜包括从B(硼)、C(碳)和N(氮)构成的组中选择的至少一种元素以及从Al(铝)、Si(硅)和P(磷)构成的组中选择的一种元素，或者，包括Si、Al、N、O和M的一种绝缘膜，其中M是稀土元素，最好是一种从下述元素组中选择的一种元素：Ce(铈)、Yb(镱)、Sm(钐)、Er(铒)、Y(钇)、La(镧)、Gd(钆)、Dy(镝)和Nd(钕)。
3.如权利要求1所述的制造显示器件的方法，其特征在于，所述第三和第五绝缘膜的每一个都包括选自由氮化硅和氮氧化硅构成的组中的一种材料。
4.如权利要求1所述的制造显示器件的方法，其特征在于，所述电致发光层包括有机发光层。
5.一种制造显示器件的方法，包括以下步骤：
在基片上形成半导体膜；
在半导体膜上形成第一绝缘膜；
在第一绝缘膜上形成栅极；
在栅极上形成第二绝缘膜，该第二绝缘膜具有一个接触孔；
在第二绝缘膜上形成源极线和漏极线之一，该源极线和漏极线之一穿过所述第二绝缘膜的接触孔与所述半导体膜电连接；
在源极线和漏极线之一上形成第三绝缘膜；
在第三绝缘膜上形成包含树脂的第四绝缘膜；
在第四绝缘膜上形成第五绝缘膜；以及
在第四绝缘膜上形成电致发光元件，该电致发光元件包括与第五绝缘膜接触而形成的第一电极、第二电极和夹在其间的电致发光层；
其中电致发光层与第五绝缘膜的上表面接触；以及
其中电致发光层和第二电极连续地形成而不暴露在大气中。
6.如权利要求5所述的制造显示器件的方法，其特征在于，所述第三和第五绝缘膜的每一个都包括从B(硼)、C(碳)和N(氮)构成的组中选择的至少一种元素以及从Al(铝)、Si(硅)和P(磷)构成的组中选择的一种元素。
7.如权利要求5所述的制造显示器件的方法，其特征在于，所述第三和第五绝缘膜的每一个都包括Si、Al、N、O和M，其中M是稀土元素，最好是一种从下述元素组中选择的一种元素：Ce(铈)、Yb(镱)、Sm(钐)、Er(铒)、Y(钇)、La(镧)、Gd(钆)、Dy(镝)和Nd(钕)。
8.如权利要求5所述的制造显示器件的方法，其特征在于，还包括以下步骤：在所述基片和所述半导体膜之间形成一种绝缘膜，该绝缘膜包括从B(硼)、C(碳)和N(氮)构成的组中选择的至少一种元素以及从Al(铝)、Si(硅)和P(磷)构成的组中选择的一种元素。
9.如权利要求5所述的制造显示器件的方法，其特征在于，还包括以下步骤：在所述基片和所述半导体膜之间形成一种绝缘膜，该绝缘膜包括Si、Al、N、O和M，其中M是稀土元素，最好是一种从下述元素组中选择的一种元素：Ce(铈)、Yb(镱)、Sm(钐)、Er(铒)、Y(钇)、La(镧)、Gd(钆)、Dy(镝)和Nd(钕)。
10.一种制造显示器件的方法，包括以下步骤：
在基片上形成半导体膜；
在半导体膜上形成第一绝缘膜；
在第一绝缘膜上形成栅极；
在栅极上形成第二绝缘膜，该第二绝缘膜具有一个接触孔；
在第二绝缘膜上形成源极线和漏极线之一，该源极线和漏极线之一穿过所述第二绝缘膜的接触孔与所述半导体膜电连接；
在源极线和漏极线之一上形成第三绝缘膜；
在第三绝缘膜上形成包含树脂的平整膜；
在平整膜上形成第四绝缘膜；以及
在平整膜上形成电致发光元件，该电致发光元件包括与第四绝缘膜接触而形成的第一电极、第二电极和夹在其间的电致发光层，
其中电致发光层是用喷墨法形成的，使之与第四绝缘膜的上表面接触。
11.如权利要求10所述的制造显示器件的方法，其特征在于，所述第三和第四绝缘膜的每一个都包括选自由氮化硅和氮氧化硅构成的组中的一种材料。
12.如权利要求10所述的制造显示器件的方法，其特征在于，所述电致发光层包括有机发光层。
13.一种制造显示器件的方法，包括以下步骤：
在基片上形成半导体膜；
在半导体膜上形成第一绝缘膜；
在第一绝缘膜上形成栅极；
在栅极上形成第二绝缘膜，该第二绝缘膜具有一个接触孔；
在第二绝缘膜上形成源极线和漏极线之一，该源极线和漏极线之一穿过所述第二绝缘膜的接触孔与所述半导体膜电连接；
在源极线和漏极线之一上形成包含硅和氮的第三绝缘膜；
在第三绝缘膜上形成包含树脂的平整膜；
在平整膜上形成第四绝缘膜；以及
在平整膜上形成电致发光元件，该电致发光元件包括与第四绝缘膜接触而形成的第一电极、第二电极和夹在其间的电致发光层，
其中电致发光层与第四绝缘膜的上表面接触，以及
其中电致发光层和第二电极连续地形成而不暴露在大气中。
14.一种显示器件，包括：
基片；
在基片上形成的半导体膜；
在半导体膜上形成的第一绝缘膜；
在第一绝缘膜上形成的栅极；
在栅极上形成的第二绝缘膜，该第二绝缘膜具有一个接触孔；
在第二绝缘膜上形成的源极线和漏极线之一，该源极线和漏极线之一穿过所述第二绝缘膜的接触孔与所述半导体膜电连接；
在源极线和漏极线之一上形成的第三绝缘膜；
在第三绝缘膜上形成的含树脂的平整膜；
在平整膜上形成的第四绝缘膜；以及
在平整膜上形成的电致发光元件，该电致发光元件包括与第四绝缘膜接触而形成的第一电极、在第一电极上形成的电致发光层和在电致发光层上形成的第二电极，
其中电致发光层与第四绝缘膜的上表面接触。
15.如权利要求14所述的显示器件，其特征在于，由所述半导体膜、第一绝缘膜和一个电容器电极形成一个存储电容器。
16.如权利要求14所述的显示器件，其特征在于，所述第三和第四绝缘膜中的每一个都包括硅、氮和氧。
17.如权利要求14所述的显示器件，其特征在于，所述第二绝缘膜包括氮化硅。
18.如权利要求14所述的显示器件，其特征在于，所述第二绝缘膜包括C(碳)。
19.如权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其特征在于，所述第五绝缘膜包括C(碳)。
20.如权利要求5所述的制造半导体器件的方法，其特征在于，所述第五绝缘膜包括C(碳)。
21.如权利要求10所述的制造半导体器件的方法，其特征在于，所述第四绝缘膜包括C(碳)。
22.如权利要求13所述的制造半导体器件的方法，其特征在于，所述第四绝缘膜包括C(碳)。
23.如权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其特征在于，所述第四绝缘膜包括选自由聚酰亚胺、聚酰胺、丙烯涂料、和BCB构成的组中的一种材料。
24.如权利要求5所述的制造半导体器件的方法，其特征在于，所述第四绝缘膜包括选自由聚酰亚胺、聚酰胺、丙烯涂料、和BCB构成的组中的一种材料。
25.如权利要求10所述的制造半导体器件的方法，其特征在于，所述平整膜包括选自由聚酰亚胺、聚酰胺、丙烯涂料、和BCB构成的组中的一种材料。
26.如权利要求13所述的制造半导体器件的方法，其特征在于，所述平整膜包括选自由聚酰亚胺、聚酰胺、丙烯涂料、和BCB构成的组中的一种材料。
27.如权利要求14所述的显示器件，其特征在于，所述平整膜包括选自由聚酰亚胺、聚酰胺、丙烯涂料、和BCB构成的组中的一种材料。
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