DE60100816T2 - Lichtausstrahlende Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine lichtausstrahlende Vorrichtung (auch als eine EL-Vorrichtung bezeichnet). Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine solche lichtausstrahlende Vorrichtung, in welcher ein EL-Element, welches aus einer Anode und einem lichtemittierenden organischen Material (nachfolgend als organisches EL-Material bezeichnet) besteht, mit dem EL (Elektrolumineszenz) erreicht wird, wobei das EL-Material zwischen Anode und Kathode eingebettet ist, und ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrogeräts mit der lichtausstrahlenden Vorrichtung als Wiedergabeelement (Display oder Displaymonitor). Beachten Sie, dass in dieser Beschreibung (stellvertretend) für die oben genannte lichtausstrahlende Vorrichtung eine EL-Wiedergabevorrichtung näher erläutert wird.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • In den vergangenen Jahren wurde die Entwicklung von Wiedergabevorrichtung unter Verwendung eines EL-Elements (EL-Wiedergabevorrichtung) als ein lichtausstrahlendes Element, das das EL-Phänomen eines lichtemittierenden organischen Materiales nützt, vorangetrieben. Die EL-Wiedergabevorrichtung ist eine Vorrichtung, die eigenes Licht ausstrahlt, und daher kein Hintergrundlicht benötigt, wie dies z. B. bei einer Flüssigkristallwiedergabevorrichtung der Fall ist. Zusätzlich weist die EL-Wiedergabevorrichtung ein großes Gesichtsfeld auf. Somit wird die EL-Wiedergabevorrichtung als vielversprechender Kandidat als Wiedergabeabschnitt eines Elektrogeräts betrachtet.
  • EL-Wiedergabevorrichtungen werden in zwei Klassen eingeteilt: ein passiver Typ (einfacher Matrixtyp); und ein aktiver Typ (aktiver Matrixtyp), deren beider Entwicklung aktiv vorangetrieben wurde. Insbesondere wird zur Zeit der aktiven Matrix EL-Wiedergabevorrichtung Aufmerksamkeit gewidmet. Bezüglich organischer Materialien als EL-Schicht, die als das Herzstück eines EL-Elements bezeichnet werden kann, wurden organische EL-Materialien mit niedrigem Molekulargewicht und hochmolekulare (polymere) organische EL-Materialien untersucht. Die organischen EL-Materialien mit niedrigem Molekulargewicht werden durch Dampfabscheidung oder ähnlichem gebildet, während die hochmolekularen organischen EL-Materialien unter Verwendung eines Spinners durch eine Beschichtung gebildet werden.
  • Für organisches EL-Material mit niedrigem Molekulargewicht und die hochmolekularen (polymeren) organischen EL-Materialien gilt gleichermaßen, dass ein Problem besteht, das darin liegt, dass die Dicke des gebildeten EL-Materials nicht gleichmäßig sein kann, wenn die Oberfläche, auf der das EL-Material gebildet wird, nicht planar gemacht wurde.
  • Weiterhin werden in dem Fall, dass die Dicke der EL-Schicht nicht gleichmäßig ist und die EL-Schicht teilweise nicht an einem Stufenabschnitt gebildet wird, die Kathode und die Anode kurzgeschlossen, wenn ein EL-Element, das aus einer Kathode, der EL-Schicht und einer Anode gebildet wird.
  • Wenn die Kathode und die Anode kurzgeschlossen werden, fließt elektrischer Strom intensiv zwischen der Kathode und der Anode, und nahezu kein Strom fließt durch die EL-Schicht, so dass die EL-Schicht kein Licht emittiert.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung des oben Genannten gemacht, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Struktur eines EL-Elements zu verbessern, und ein Verfahren zur Herstellung einer EL-Wiedergabevorrichtung bereitzustellen. Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektrogerät bereitzustellen, das eine solche EL-Wiedergabevorrichtung als einen Wiedergabeabschnitt aufweist.
  • Diese Aufgaben werden durch die Bereitstellung einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1, eines Verfahrens gemäß Anspruch 11 und eines Geräts gemäß Anspruch 9 gelöst.
  • Vorzugsweise wird eine Struktur verwendet, so dass, wenn eine EL-Schicht durch ein organisches EL-Material gebildet wird, um die EL-Schicht zu bilden, ein Isolator einge bettet wird, um einen unebenen Bereich auf der Oberfläche planar zu machen, auf dem das organische EL-Material gebildet wird, wodurch ein Kurzschluss zwischen einer Kathode und einer Anode in einem EL-Element vermieden wird. Die 1A bis 1C veranschaulichen die Querschnitte eines Pixelabschnitts einer EL Wiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 1A veranschaulicht einen TFT, der elektrisch mit einer Pixelelektrode 40 verbunden ist, um elektrischen Strom zu steuern. Nachdem ein Basisfilm 12 auf einem Substrat 11 gebildet wird, wird der TFT zum Steuern des elektrischen Stroms so ausgebildet, dass er eine aktive Schicht aufweist, welche einen Sourcebereich 31, einen Drainbereich 32, einen kanalbildenden Bereich 34, einen Gateisolationsfilm 18, eine Gateelektrode 35, einen ersten Zwischenschichtisolationsfilm 20, eine Sourceverschaltung 36, und eine Drainverschaltung 37 aufweist. Es ist zu beachten, dass die Gateelektrode 35 eine Multigatestruktur aufweisen kann, obwohl die in der Figur dargestellte Elektrode 35 eine Einzelgatestruktur aufweist.
  • Daraufhin wird ein erster Passivierungsfilm 38 mit einer Dicke zwischen 10 nm und 1 μm (vorzugsweise zwischen 200 und 500 nm) gebildet. Als Material kann ein isolierender Film verwendet werden, der Silizium enthält (insbesondere wird ein Siliziumoxynitridfilm oder ein Siliziumnitridfilm bevorzugt).
  • Ein zweiter Zwischenschichtisolationsfilm (der auch als Planarisierungsfilm bezeichnet werden kann) 39 wird auf dem ersten Passivierungsfilm 38 gebildet, um die entsprechenden TFTs zu bedecken, um eine Stufe einzuebnen, die durch die TFTs gebildet wird. Als zweiter Zwischenschichtisolationsfilm 39 wird ein Film aus organischem Harz, wie z. B. Polyimidharz, Polyamidharz, einem Acrylharz, oder einem Harz mit einer hochmolekularen Komponente von Siloxan bevorzugt. Natürlich kann auch ein anorganischer Film verwendet werden, wenn er für eine ausreichende Planarisierung sorgt.
  • Es ist besonders wichtig, eine Stufe, die durch die TFTs gebildet wurde, durch den zweiten Zwischenschichtisolationsfilm 39 zu planarisieren. Da eine zu bildende EL-Schicht sehr dünn ist, kann die Existenz einer Stufe eine fehlerhafte Lichtemission verursachen. Daher ist es vorzuziehen, die Planarisierung vor der Bildung der Pixelelektrode durchzu führen, um die Oberfläche, auf der die EL-Schicht gebildet wird, so eben wie möglich zu machen.
  • Weiterhin bezeichnet Bezugszeichen 40 eine Pixelelektrode (entsprechend einer Anode des EL-Elements), die aus einem transparenten leitfähigen Film gebildet wird, und so ausgebildet wird, dass sie mit der Drainverschaltung 37 des TFTs verbunden ist, um elektrischen Strom durch ein Kontaktloch (Öffnung) zu steuern, welches im zweiten Zwischenschichtisolationsfilm 39 und dem ersten Passivierungsfilm 38 gebildet ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird als Pixelelektrode ein leitfähiger Film verwendet, der aus einer Verbindung aus Indiumoxid und Zinnoxid gebildet wird. Eine geringe Menge an Gallium kann in die Verbindung dotiert werden. Daneben können eine Verbindung aus Indiumoxid und Zinkoxid oder eine Verbindung aus Zinkoxid und Galliumoxid verwendet werden.
  • Ein konkaver Bereich 46, der gebildet wird, nachdem die Pixelelektrode im Kontaktloch gebildet wird, wird hier als ein Elektrodenloch bezeichnet. Nachdem die Pixelelektrode gebildet wird, wird ein EL-Material gebildet, um eine EL-Schicht zu bilden. In diesem Fall wird jedoch, wie in 1B gezeigt ist, die Dicke der EL-Schicht im Elektrodenloch 46 im Dünnfilmbereich 47 dünner.
  • Obwohl das Ausmaß des Dünnerwerdens der Filmdicke vom konischen Winkel des Elektrodenlochs abhängt, tendieren Abschnitte unter den filmbildenden Oberflächen, die bezüglich der Filmbildungsrichtung nicht vertikale Abschnitte aufweisen, zu Schwierigkeiten bei der Filmbildung und zu dünneren Filmdicken.
  • Falls die gebildete EL-Schicht hier dünner wird, wo zusätzlich ein nicht zusammenhängender Bereich gebildet wird, werden jedoch die Kathode und die Anode im EL-Element kurzgeschlossen, und elektrischer Strom fließt intensiv durch diesen kurzgeschlossenen Abschnitt. Dies verhindert, dass elektrischer Strom durch die EL-Schicht fließt, was bewirkt, dass die EL-Schicht kein Licht emittiert.
  • Demzufolge wird, um den Kurzschluss zwischen der Kathode und der Anode im EL-Element zu vermeiden, ein Film aus organischem Harz auf der Pixelelektrode gebildet, um das Elektrodenloch 46 ausreichend aufzufüllen. Durch Musterbildung im gebildeten Film aus organischem Harz wird ein schützender Abschnitt 41b gebildet. Mit anderen Worten: der schützende Abschnitt 41b wird gebildet, um das Elektrodenloch aufzufüllen. Beachten Sie, dass ein vergleichbarer schützender Abschnitt (nicht gezeigt) aus einem Film aus organischem Harz auch in einem Raum zwischen Pixelelektroden gebildet werden kann, um den Raum aufzufüllen.
  • Der Film aus organischem Harz wird durch Rotationsbeschichtung (spin coating) gebildet. Nach dem Belichten des Films aus organischem Harz unter Verwendung einer Resistmaske, wird ein Ätzvorgang durchgeführt, um den schützenden Abschnitt 41b zu bilden, wie in 1C dargestellt ist.
  • Es ist zu beachten, dass die Dicke eines ansteigenden Abschnitts im Querschnitt des schützenden Bereichs 41b von der Pixelelektrode (ein Abschnitt, der in 1C als Da dargestellt ist) zwischen 0,1 und 1 μm beträgt, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,5 μm, und noch bevorzugter zwischen 0,1 und 0,3 μm.
  • Auch hier besteht das Material des schützenden Bereichs 41b vorzugsweise aus einem organischen Harz wie z. B. einem Polyimidharz, einem Polyamidharz, einem Acrylharz, oder einem Harz mit einer hochmolekularen Komponente von Siloxan. Ferner liegt die Viskosität einer solchen verwendeten organischen Harzes vorzugsweise zwischen 10–3 Pa·s und 10–1 Pa·s.
  • Nachdem der schützende Bereich 41b gebildet wurde, wie in 1C dargestellt ist, wird eine EL-Schicht 42 gebildet, und weiter eine Kathode 43 gebildet. Es ist zu beachten, dass das EL-Material, das die EL-Schicht 42 bildet, ein organisches EL-Material mit niedrigen Molekulargewicht oder ein hochmolekulares organisches EL-Material sein kann.
  • Durch Bilden der in 1C dargestellten Struktur, wie oben beschrieben, kann das Problem des Kurzschlusses zwischen der Pixelelektrode 40 und der Kathode 43, das verursacht wird, wenn die EL-Schicht 42 in einem Stufenbereich im Elektrodenloch 46 ohne Verbindung ist, gelöst werden.
  • In den nachfolgenden Figuren sind:
  • 1A bis 1C Ansichten, die Querschnitte eines Pixelabschnitts zeigen;
  • 2 eine Ansicht, die einen Querschnitt des Pixelabschnitts zeigt;
  • 3A und 3B Ansichten, die eine obere Oberfläche bzw. eine Struktur des Pixelabschnitts zeigen;
  • 4A bis 4C Ansichten, die Querschnitte eines Pixelabschnitts zeigen;
  • 5A bis 5C Ansichten, die Querschnitte eines Pixelabschnitts zeigen;
  • 6A bis 6E Ansichten, die einen Herstellungsprozess für eine EL-Wiedergabevorrichtung zeigen;
  • 7A bis 7D Ansichten, die einen Herstellungsprozess für die EL-Wiedergabevorrichtung zeigen;
  • 8A bis 8C Ansichten, die einen Herstellungsprozess für die EL-Wiedergabevorrichtung zeigen;
  • 9 eine Ansicht, die eine Elementstruktur eines Probeschaltkreises zeigt;
  • 10 ist eine Ansicht, die das Aussehen der EL-Wiedergabevorrichtung zeigt;
  • 11 ist ein Diagramm, das eine Schaltkreisblockstruktur der EL-Wiedergabevorrichtung zeigt;
  • 12A und 12B Ansichten, die Querschnitte einer EL-Wiedergabevorrichtung vom aktiven Matrixtyp zeigen;
  • 13A bis 13D Ansichten, die Querschnitte eines Pixelabschnitts zeigen;
  • 14 eine Ansicht, die einen Querschnitt einer EL-Wiedergabevorrichtung vom passiven Typ zeigt;
  • 15A bis 15F Ansichten, die spezielle Beispiele von Elektrogeräten zeigen; und
  • 16A und 16B Ansichten, die spezifische Ansichten von Elektrogeräten zeigen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ausführungsmodus
  • Ein Ausführungsmodus der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 2 und 3A und 3B erklärt. In 2 ist eine Querschnittsansicht eines Pixelabschnitts einer erfindungsgemäßen EL-Wiedergabevorrichtung gezeigt. 3A zeigt eine Aufsicht auf den Pixelabschnitt und 3B zeigt eine Verschaltungsstruktur des Pixelabschnitts. In der Praxis wird ein Pixelabschnitt (Bildwiedergabeabschnitt) gebildet, bei dem eine Mehrzahl von Pixeln in einer Matrix angeordnet sind. Beachten Sie, dass das Querschnittsdiagramm entlang der Linie A-A' von 3A der 2 entspricht. In der 2 und den 3A und 3B werden gemeinsame Bezugszeichen verwendet, so dass beide Figuren mit geeigneten Bezugszeichen versehen werden können. Weiterhin sind zwei Pixel in den Aufsichten der 3A gezeigt, obwohl jedes der beiden die gleiche Struktur aufweist.
  • In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 11 ein Substrat, und das Bezugszeichen 12 bezeichnet einen isolierenden Film, der zur Basis wird (nachfolgend als Basisfilm bezeichnet). Ein Substrat aus Glas, Glaskeramik, Quarz, Silizium, Keramik, einem Metall, oder aus einem Kunststoff kann als Substrat 11 verwendet werden.
  • Obwohl der Basisfilm 12 besonders geeignet für Fälle ist, bei denen ein Substrat mobile Ionen aufweist, oder ein Substrat mit Leitfähigkeit verwendet wird, muss er im Fall eines Quarzsubstrats nicht gebildet werden. Ein isolierender Film, der Silizium enthält, kann als Basisfilm 12 verwendet werden. Beachten Sie, dass in dieser Beschreibung der Ausdruck "isolierender Film, der Silizium enthält" speziell einen isolierenden Film wie Siliziumoxidfilm, Siliziumnitridfilm oder Siliziumoxynitridfilm (bezeichnet mit SiOxNy), der Silizium, Sauerstoff und Stickstoff in vorbestimmten Verhältnissen enthält, bezeichnet.
  • Die Dispersion der Wärme, die durch den TFT erzeugt wird, durch einen hitzeabstrahlenden Effekt des Basisfilms 12 ist effektiv, um die Alterung des TFTs oder EL-Elements zu verhindern. Alle bekannten Materialien können zur Verleihung des Wärmeabstrahlungseffekts verwendet werden.
  • In diesem Fall werden zwei TFTs innerhalb der Pixel gebildet. Bezugszeichen 201 bezeichnet einen Schaltungs-TFT, das durch einen n-Kanal-TFT gebildet wird, und Bezugszeichen 202 bezeichnet einen TFT zur Steuerung des elektrischen Stroms, welches durch einen p-Kanal-TFT gebildet wird.
  • Beachten Sie, dass es nicht notwendig ist, die vorliegende Erfindung Einschränkungen zu unterwerfen, wie z. B. dass der Schalt-TFT ein n-Kanal-TFT und der Steuer-TFT für den elektrischen Storm ein p-Kanal-TFT ist, und dass es möglich ist, den Schalt-TFT unter Verwendung eines p-Kanal-TFT zu bilden, und den Steuer-TFT für den elektrischen Strom unter Verwendung eines n-Kanal-TFT zu bilden. Es ist ferner möglich, für beide n-Kanal-TFTs zu verwenden, und für beide p-Kanal-TFTs zu verwenden.
  • Der Schalt TFT 201 ist gebildet mit: einer aktiven Schicht, die einen Sourcebereich 13 enthält, einem Drainbereich 14, LDD-Bereichen 15a bis 15d, einem Bereich 16 mit hoher Verunreinigungskonzentration, und kanalbildenden Bereichen 17a und 17; einem Gateisolationsfilm 18; Gateelektroden 19a, 19b, einem ersten Zwischenschichtisolationsfilm 20, einer Sourceverschaltung 21, und einer Drainverschaltung 22.
  • Wie die 3A und 3B weiter zeigen, ist dies eine Doppelgatestruktur, bei welcher die Gateelektroden 19a und 19b elektrisch über eine Gateverschaltung 211 verbunden sind, die durch ein anderes Material gebildet wird (ein Material mit einem niedrigeren Widerstand als die Gateelektroden 19a und 19b). Natürlich kann zusätzlich zur Doppelgatestruktur auch eine Einzelgatestruktur oder eine Multigatestruktur (eine Struktur, die eine aktive Schicht mit zwei oder mehr kanalbildenden Bereichen enthält, die in Reihe geschaltet sind) verwendet werden. Die Multigatestruktur ist extrem wirksam beim Herab setzen des Wertes des Aus-Stroms. Somit wird ein Schaltelement mit einem niedrigen Wert des Aus-Stroms in der vorliegenden Erfindung durch Verwendung einer Multigatestruktur für das Schaltelement 201 verwirklicht.
  • Weiterhin wird die aktive Schicht aus einem Halbleiterfilm gebildet, der eine Kristallstruktur aufweist. Die aktive Schicht kann nämlich unter Verwendung eines einkristallinen Halbleiterfilms, eines polykristallinen Halbleiterfilms, oder eines mikrokristallinen Halbleiterfilms gebildet werden. Weiterhin kann der Gateisolationsfilm 18 aus einem isolierenden Film gebildet werden, der Silizium enthält. Zusätzlich können alle leitfähigen Filme für die Gateelektroden, die Sourceverschaltung und die Drainverschaltung verwendet werden.
  • Weiterhin werden die LDD-Gebiete 15a bis 15d im Schalt-TFT 201 durch Einbetten des Gateisolationsfilms 18 gebildet, und dadurch so, dass sie die Gateelektroden 19a und 19b nicht überlappen. Eine solche Struktur ist extrem wirksam beim Herabsetzen des Werts des Aus-Stroms.
  • Beachten Sie, dass die Bildung eines abgesetzten Bereichs (eines Gebiets, in welchem die Halbleiterschicht dieselbe Zusammensetzung wie bei den kanalbildenden Bereichen aufweist, und an welche keine Gatespannung angelegt wird) zwischen den kanalbildenden Bereichen und den LDD-Bereichen zusätzlich bevorzugt wird, um den Aus-Stromwert herabzusetzen. Wenn eine Multigatestruktur mit zwei oder mehr Gateelektroden verwendet wird, ist ein Bereich mit einer hohen Verunreinigungskonzentration, das zwischen den kanalbildenden Bereichen gebildet wird, weiter beim Herabsetzen des Wertes des Aus-Stroms wirksam.
  • Danach wird der TFT 202 zum Steuern des Stroms gebildet mit: einer aktiven Schicht, die einen Sourcebereich 31, einen Drainbereich 32 und einen kanalbildenden Bereich 34 aufweist; dem gateisolierenden Film 18; einer Gateelektrode 35; dem ersten Zwischenschichtisolationsfilm 20; einer Sourceverschaltung 36; und einer Drainverschaltung 37. Beachten Sie, dass die Gateelektrode 35 eine Einzelgatestruktur aufweist, dass aber auch eine Multigatestruktur verwendet werden kann.
  • Wie in 2 dargestellt ist, ist die Drain des Schalt-TFT 201 elektrisch mit dem Gate des TFT 202 zum Steuern des Stroms verbunden. Im Detail ist die Gateelektrode 35 des TFT 202 zum Steuern des Stroms elektrisch mit dem Drainbereich 14 des Schalt-TFTs 201 über die Drainverschaltung 22 (auch als Verbindungsverschaltung bezeichnet) verbunden. Weiter ist die Sourceverschaltung 36 mit einer elektrischen Versorgungsleitung 201 verbunden.
  • Der TFT 202 zum Steuern des Stroms ist ein Element zum Steuern der Strommenge, die in ein EL-Element injiziert wird. Wenn jedoch die Verschlechterung des EL-Elements betrachtet wird, so wird nicht bevorzugt, dass ein zu hoher Stromfluss erlaubt wird. Es ist daher vorzuziehen, die Kanallänge (L) so lang auszubilden, dass kein Überschussstrom im TFT 202 zum Steuern des Stroms fließt. Die Stromstärke beträgt bevorzugt zwischen 0,5 und 2 μA (noch stärker bevorzugt zwischen 1 und 1,5 μA) pro Pixel.
  • Auch die Länge (Breite) der LDD-Bereiche, die im Schalt-TFT 201 gebildet sind, können auf einem Bereich zwischen 0,5 bis 3,5 μm, typischerweise zwischen 2,0 und 2,5 μm, eingestellt werden.
  • Wie weiter in 3 dargestellt ist, überlappt in einem Bereich, der mit 50 bezeichnet ist, die Verschaltung 36, die die Gateelektrode 35 für den TFT 202 zum Steuern des elektrischen Stroms wird, durch den gateisolierenden Film einen Halbleiterfilm 51, der gleichzeitig mit der aktiven Schicht gebildet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird in dem Bereich 50 ein Kondensator gebildet, der als ein Speicherkondensator 50 fungiert, um Spannung zu speichern, die an die Gateelektrode 35 des TFTs 202 zum Steuern des elektrischen Stroms angelegt wird. Zusätzlich bilden ein Kondensator, der aus der Verschaltung 36 gebildet wird, die die Gateelektrode wird, ein nicht gezeigter erster Zwischenschichtisolationsfilm, und eine Energieversorgungsleitung 212 ebenfalls den Speicherkondensator 50. Beachten Sie, dass eine Drain des TFTs zum Steuern des elektrischen Stroms mit der Energieversorgungsleitung 212 verbunden ist, und dass an die Drain immer eine konstante Spannung angelegt wird.
  • Vom Standpunkt des Erhöhens der Stromstärke, die fließen darf, ist es wirksam, die Filmdicke der aktiven Schicht (insbesondere des kanalbildenden Bereichs) des TFTs 202 zum Steuern des Stroms dick zu machen (vorzugsweise zwischen 50 und 100 nm, besonders bevorzugt zwischen 60 und 80 nm). Umgekehrt ist es vom Standpunkt, den Wert des Aus-Stroms für den TFT 201 geringer zu machen, auch effektiv, die Filmdicke der aktiven Schicht (insbesondere des kanalbildenden Bereichs) dünn zu machen (vorzugsweise zwischen 20 und 50 nm, besonders bevorzugt zwischen 25 und 40 nm).
  • Das Bezugszeichen 38 bezeichnet einen ersten Passivierungsfilm, dessen Filmdicke auf einen Wert zwischen 10 nm und 1 μm (vorzugsweise zwischen 200 und 500 nm) eingestellt werden kann. Ein isolierender Film, der Silizium enthält (insbesondere wird bevorzugt ein Siliziumoxynitridfilm oder ein Siliziumnitridfilm verwendet), kann als das Material für den Passivierungsfilm verwendet werden.
  • Ein zweiter Zwischenschichtisolationsfilm (der auch als ein Planarisierungsfilm bezeichnet werden kann) 39 wird auf dem ersten Passivierungsfilm 38 gebildet, um so jeden TFT zu bedecken, und sorgt für das Planarisieren von Stufen der TFTs. Ein Film aus organischem Harz wird für den zweiten Zwischenschichtisolationsfilm 39 bevorzugt, und Harzmaterialien wie z. B. Acrylharz, und Harze mit hochmolekularen Verbindungen von Polyimid, Polyamid und Siloxan können verwendet werden. Natürlich kann auch ein anorganischer Film verwendet werden, vorausgesetzt, dass er für ausreichendes Planarisieren sorgt.
  • Es ist extrem wichtig, die Stufen des TFTs durch den zweiten Zwischenschichtisolationsfilm 39 zu planarisieren. EL-Schichten, die nachfolgend gebildet werden, sind extrem dünn, und daher gibt es Fälle, bei denen durch das Vorhandensein von Stufen Nichtemissionsdefekte verursacht werden. Daher wird bevorzugt, die Planarisierung durchzuführen, bevor Pixelelektroden gebildet werden, um die EL-Schichten so planar wie möglich zu machen.
  • Bezugszeichen 40 bezeichnet eine Pixelelektrode (entsprechend einer Anode des EL-Elements), das aus einem transparenten leitfähigen Film gemacht wird. Nach dem Öffnen eines Kontaktlochs im zweiten Zwischenschichtisolationsfilm 39 und im ersten Passivierungsfilm 38 wird die Pixelelektrode 40 gebildet, um mit der Drainverschaltung 37 des TFTs 202 zur Steuerung des Stroms in dem gebildeten Öffnungsabschnitt verbunden zu werden.
  • Ein leitfähiger dünner Film aus einer chemischen Verbindung aus Indiumoxid und Zinnoxid wird als die Pixelelektrode bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet. Ferner kann eine geringe Menge von Gallium hinzugefügt werden. Zusätzlich kann eine chemische Verbindung aus Indiumoxid und Zinkoxid ebenfalls verwendet werden.
  • Daraufhin wird ein Film aus einem organischen Harz durch Rotationsbeschichtung (spin coating) auf der Pixelelektrode gebildet, um das Elektrodenloch 46 auf der Pixelelektrode aufzufüllen. Beachten Sie, dass in diesem Fall Acrylharz als Material für den Film aus organischem Harz verwendet wird.
  • Obwohl der Film aus einem organischen Harz auf der Pixelelektrode gebildet wird, kann auch ein Isolator, der ein isolierender Film sein kann, ebenfalls verwendet werden. Beachten Sie, dass als Isolator ein anorganisches Material verwendet werden kann, das Silizium enthält, wie z. B. in Form von Siliziumoxid, oxidiertem Siliziumnitrid, oder Siliziumnitrid.
  • Nachdem das Acrylharz auf der ganzen Oberfläche gebildet wurde, wird unter Verwendung einer Resistmaske eine Belichtung durchgeführt und ein Ätzvorgang durchgeführt, um die schützenden Bereiche 41a und 41b, die in 2 dargestellt sind, zu bilden.
  • Der schützende Bereich 41b ist der Bereich der Pixelelektrode, an dem das Elektrodenloch mit Acrylharz aufgefüllt wird. Der schützende Bereich 41a ist in einem Bereich zwischen den Pixelelektroden vorgesehen. Ein Bereich zwischen den Pixelelektroden ist ein Abschnitt, in dem keine Pixelelektrode in einem Pixelbereich mit einer Mehrzahl von darin gebildeten Pixelelektroden gebildet ist, z. B. ein Bereich zwischen Pixelelektroden, etc. Wenn Ätzen durchgeführt wird, um einen schützenden Bereich zu bilden, besteht eine Möglichkeit, dass der zweite Zwischenschichtisolationsfilm auch gleiehzeitig geätzt wird, falls das Material, das den zweiten Zwischenschichtisolationsfilm zwischen den Pixelelektroden das Material ist, das den schützenden Bereich bildet.
  • Beachten Sie, dass die Dicke eines ansteigenden Abschnitts im Querschnitt der schützenden Bereiche 41a und 41b von der Pixelelektrode etwa 0,1 bis 1 μm beträgt, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 μm, besonders bevorzugt 0,1 bis 0,3 μm.
  • Obwohl ein Fall beschrieben wird, in dem als das organische Harz ein Acrylharz verwendet wird, um die schützenden Bereiche 41a und 41b zu bilden, kann das Material auch ein Polyimidharz, ein Polyamidharz oder ein Harz sein, das hochmolekulare Verbindungen aus Siloxan enthält, wie z. B. CYCLOTEN. Weiterhin beträgt die Viskosität eines solchen verwendeten organischen Harzes vorzugsweise 10–3 Pa·s bis 10–1 Pa·s.
  • Durch Bereitstellen des schützenden Bereiches 41b und Auffüllen des Elektrodenlochs mit dem organischen Harz, wie oben beschrieben wurde, kann das Problem des Kurzschlusses zwischen der Pixelelektrode 40 (Anode) und der Kathode 43 vermieden werden, welches auftritt, wenn die EL-Schicht 42 nicht angeschlossen ist.
  • Ein Verfahren zum Herstellen des schützenden Bereiches 41b wird nun unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
  • 4 veranschaulicht den schützenden Bereich 41b, der durch Musterbildung gebildet wurde, nachdem der Film aus organischem Harz auf der Pixelelektrode 40 gebildet wurde. Da bezeichnet die Dicke des Films aus organischem Harz. Wenn die Dicke gering ist, entwickelt sich ein Hohlraum in einem oberen Bereich, wie in dem schützenden Bereich 41b von 4A.
  • Das Ausmaß des Hohlraums hängt vom Konuswinkel des Elektrodenlochs und von der Dicke des Films aus organischem Harz ab. Wenn die Dicke des Films aus organischem Harz sehr gering ist, besteht eine Gefahr, dass das Elektrodenloch nicht vollständig aufgefüllt werden kann und der Film aus organischen Harz nicht als schützender Bereich wirken kann.
  • Auf der anderen Seite wird eine neue Stufe gebildet; wenn die Dicke des Films aus organischem Harz groß ist.
  • Als ein Verfahren zum Lösen dieses Problems wird der schützende Bereich 41b durch Musterbildung gebildet, wie in 4B dargestellt ist, nachdem der Film aus organischem Harz mit einer Dicke Db gebildet wurde, und weiter die gesamte Oberfläche auf eine Dicke von Da geätzt wurde. Dies ermöglicht es, den schützenden Bereich 41b mit einem planarisierten oberen Bereich und einer geeigneten Dicke zu bilden, wie in 4C dargestellt ist.
  • Wenn jedoch das in 4B dargestellte Verfahren verwendet wird, wird die an der Oberfläche freiliegende Pixelelektrode ebenfalls dem Ätzvorgang unterzogen, wenn der schützende Bereich 41b nach der Musterbildung geätzt wird. 5 veranschaulicht ein Herstellungsverfahren, welches diesen Punkt berücksichtigt.
  • Zuerst wird, wie 5A veranschaulicht, der Film aus organischem Harz mit einer Dicke Db auf der Pixelelektrode 40 gebildet. Danach wird die gesamte Oberfläche auf eine Dicke Da geätzt. Weiterhin wird Musterbildung durchgeführt, um den schützenden Bereich 41b zu bilden.
  • Was den schützenden Bereich 41b anbelangt, so kann dieser durch Musterbildung nach dem Bilden des organischen Harzes gebildet werden, wie 4A veranschaulicht, oder er kann durch Ätzen der gesamten Oberfläche nach dem Musterbilden gebildet werden, wie 4B veranschaulicht. Wie weiter 5A veranschaulicht, kann er durch Musterbildung gebildet werden, nachdem die gesamte Oberfläche geätzt wurde.
  • Wie in 5 dargestellt ist, weisen der äußere Durchmesser Rb des schützenden Bereichs 41b und der innere Durchmesser Ra des Elektrodenlochs 46 die Beziehung Rb > Ra auf. Beachten Sie, dass der schützende Bereich 41b, der unter Bezugnahme auf die 4 oder 5 beschrieben wurde, die in 5C dargestellte Struktur aufweist. Speziell stellt eine durchgezogene Linie 41a in 5C den äußeren Durchmesser des schützenden Bereiches 41b dar, während eine unterbrochene Linie 41b in 5C den inneren Durchmesser des Elektrodenlochs 46 darstellt.
  • Danach wird die EL-Schicht 42 gebildet. Hier wird ein Verfahren zum Bilden der EL-Schicht durch Rotationsbeschichtung (spin coating) eines hochmolekularen organischen EL-Materials, das in einem Lösungsmittel gelöst ist, beschrieben. Beachten Sie, dass, obwohl eine Beschreibung eines solchen Falls erfolgt, als ein Beispiel, bei dem ein hochmolekulares organisches EL-Material als das EL-Material zum Bilden der EL-Schicht verwendet wird, auch ein organisches EL-Material mit niedrigem Molekulargewicht verwendet werden kann.
  • Polyparaphenylenvinyl (PPV), Polyvinylcarbazol (PVK) und Polyfluoran seien als typische hochmolekulare organische Materialien genannt.
  • Beachten Sie, dass es verschiedene Arten von organischen EL-Materialien auf PPV-Basis gibt, und so wurden z. B. chemische Formeln wie die nachfolgenden berichtet. (Vergleiche H. Shenk, H. Becker, O. Gelsen, E. Kluge, W. Kreuder und H. Spreitzer, "Polymers for Light Emitting Diodes", Euro Display, Proceedings, 1999, Seiten 33–7.)
  • [Chem 1]
    Figure 00150001
  • [Chem 2]
    Figure 00150002
  • Weiterhin kann Polyvinylvinyl mit der chemischen Formel, die in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 10-92576 offenbart wird, ebenfalls verwendet werden. Die chemische Formel ist wie nachfolgend angegeben.
  • [Chem 3]
    Figure 00160001
  • [Chem 4]
    Figure 00160002
  • Zusätzlich wird die folgende chemische Formel für ein organisches EL-Material auf PVK-Basis mit aufgenommen.
  • [Chem 5]
    Figure 00160003
  • Das polymere organische EL-Material kann aufgetragen werden, während das Material in einem Lösungsmittel als ein Polymer gelöst wird. Das Material kann auch nach dem Auflösen in einem Lösungsmittel als Monomer polymerisiert werden und aufgetragen werden. Wenn es in einem monomeren Zustand aufgetragen wird, wird zuerst ein Polymervorläufermaterial (Precursor) gebildet. Durch Erhitzen in Vakuum wird die Polymerisierung durchgeführt, um einen Polymer zu bilden.
  • Als spezielle EL-Schichten können Cyano-paraphenylenvinylen in einer EL-Schicht, die rotes Licht emittiert, verwendet werden; Polyphenylenvinylen in einer EL-Schicht, die grünes Licht emittiert; und Polyphenylenvinylen oder Polyalkylphenylen in einer EL-Schicht verwendet werden, die blaues Licht emittiert. Die Filmdicke kann zwischen 30 und 150 nm (vorzugsweise zwischen 40 und 100 nm) eingestellt werden.
  • Beachten Sie, dass die obigen Materialien nur beispielhaft für ein Beispiel von organischen EL-Materialien aufgeführt werden, die als EL-Schichten bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wobei die Materialien aber nicht notwendigerweise auf diese eingeschränkt sind.
  • Weitere typische Lösungsmittel sind Toluol, Xylol, Chlorobenzol, Dichlorobenzol, Anisol, Chloroform, Dichlormethan, ã-Butylracton, Butyl-cell-solve, Cyclohexan, NMP (N-methyl-2-piloridon), Cyclohexanol, Dioxan und THF (Tetrahydrofluoran).
  • Weiterhin altert die EL-Schicht 42 leicht in Anwesenheit von Wasserstoff oder Sauerstoff, wenn die EL-Schicht 42 gebildet wird, so dass es bevorzugt wird, die Filmbildung innerhalb eines inerten Gases durchzuführen, wie z. B. Stickstoff oder Argon, als eine Atmosphäre, in der wenig Wasserstoff oder Sauerstoff für die Prozessumgebung vorhanden ist. Ferner kann eine Umgebung des Lösungsmittels, welches beim Beschichtungsprozess verwendet wird, auch als die Prozessatmosphäre verwendet werden, da die Verdampfungsgeschwindigkeit des Lösungsmittels, in welchem ein EL-Material aufgelöst wird, gesteuert werden kann. Beachten Sie, dass bevorzugt wird, dass der Dünnfilmherstellungsapparat von 1 in einer sauberen Zelle untergebracht werden kann, die mit Inertgas gefüllt ist, um die Filmbildung der lichtemittierenden Schichten innerhalb dieser Atmosphäre durchzuführen.
  • Auch kann bezüglich des Herstellungsverfahrens der EL-Schicht ein anderes Verfahren als das hierin beschriebene Rotationsbeschichten verwendet werden, wie z. B. ein Tintenstrahlverfahren o. ä. verwendet werden. Weiterhin kann im Fall, dass die EL-Schicht aus einem organischen EL-Material mit niedrigen Molekulargewicht gebildet werden, Dampfabscheidung o. ä. verwendet werden. Beachten Sie, dass bekannte Materialien für das organische EL-Material mit niedrigen Molekulargewicht verwendet werden können.
  • Nach dem wie oben beschriebenen Bilden der EL-Schicht 42, werden eine Kathode 43 aus einem leitfähigen Film, eine schützende Elektrode 44 und ein zweiter Passivierungsfilm 45 gebildet. Ein leitfähiger Film, der aus MgAg hergestellt wird, wird bei dieser Ausführungsform als Kathode 43 verwendet, und ein leitfähiger Film, der aus Aluminium hergestellt wird, wird als die schützende Elektrode 44 verwendet. Weiterhin wird ein Siliziumnitridfilm mit einer Dicke von 10 nm bis 1 μm (vorzugsweise zwischen 200 und 500 nm) als ein zweiter Passivierungsfilm 45 verwendet.
  • Beachten Sie, dass die EL-Schichten empfindlich gegenüber Wärme sind, wie oben beschrieben wurde, und es daher bevorzugt wird, die Filmbildung der Kathode 43 und des zweiten Passivierungsfilms 45 bei einer so niedrig wie möglichen Temperatur durchzuführen (vorzugsweise im Bereich zwischen Raumtemperatur und 120°C). Es kann daher festgestellt werden, dass Plasma CVD, Vakuumverdampfung und Lösungsbeschichtung (spin coating) als die Filmabscheideverfahren wünschenswert sind.
  • Das was bisher fertiggestellt wurde, wird als ein aktives Matrixsubstrat bezeichnet, und ein (nicht gezeigtes) gegenüberliegendes Substrat wird gegenüberliegend des aktiven Matrixsubstrat gebildet. Ein Glassubstrat wird als das gegenüberliegende Substrat bei dieser Ausführungsform verwendet. Beachten Sie, dass ein Substrat aus Plastik oder Keramik ebenfalls als das gegenüberliegende Substrat verwendet werden kann.
  • Weiterhin werden das aktive Matrixsubstrat und das gegenüberliegende Substrat über eine Dichtmasse (nicht gezeigt) verbunden, mit dem Ergebnis, dass ein luftdichter Raum (nicht gezeigt) gebildet wird. Der luftdichte Raum wird bei dieser Ausführungsform mit Argon geführt. Es ist natürlich ebenfalls möglich, ein Trockenmittel, wie z. B. Bariumoxid anzubringen und ein oxidationsverhinderndes Mittel innerhalb des luftdichten Raums vorzusehen.
  • Weiterhin kann durch Bilden eines Films aus einem Metall mit einer niedrigen Austrittsarbeit, das leicht oxidiert werden kann, oder aus einem hygroskopischen Metall auf der Oberfläche eines gegenüberliegenden Substrats auf der Seite des aktiven Matrixsubstrats eine Funktion zum Einfangen von Sauerstoff oder eine hygroskopische Funktion implementiert werden. Beachten Sie, dass die Oberfläche größer und damit effektiver gemacht werden kann, wenn ein solcher Metallfilm gebildet wird, nachdem Unebenheit auf dem gegenüberliegenden Substrat mit einem organischen Harz, wie z. B. fotoempfindlichen Acrylharz, erzeugt wird.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • (Ausführungsform 1)
  • Ein Verfahren zum gleichzeitigen Bilden eines TFTs in einem Pixelabschnitt und eines TFTs in einem Treiberschaltungsabschnitt, der auf dessen Peripherie vorgesehen ist, wird nun gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 beschrieben. Beachten Sie, dass zum Zwecke der Vereinfachung der Beschreibung bezüglich der Treiberschaltung nur ein CMOS-Schaltkreis als Basisschaltkreis dargestellt ist.
  • Zuerst wird, wie in 6A dargestellt ist, ein Basisfilm 301 mit einer Dicke von 300 nm auf einem Glassubstrat 300 gebildet. In dieser Ausführung werden als Basisfilm 301 ein Oxynitridfilm mit einer Dicke von 100 nm und ein Siliziumoxynitridfilm mit einer Dicke von 200 nm, der darauf laminiert ist, verwendet. In diesem Fall beträgt die Konzentration von Stickstoff des Films in Kontakt mit dem Glassubstrat vorzugsweise 10 bis 25 Gew.%. Selbstverständlich kann ein Element direkt auf einem Quarzsubstrat gebildet werden, ohne dass ein solcher Basisfilm bereitgestellt wird.
  • Daraufhin wird ein (nicht gezeigter) amorpher Siliziumfilm mit einer Dicke von 50 nm auf dem Basisfilm 301 über ein bekanntes Filmbildungsverfahren gebildet. Beachten Sie, dass der hier gebildete Film nicht auf den amorphen Siliziumfilm eingeschränkt ist, und auch ein Halbleiterfilm mit einer amorphen Struktur (einschließlich eines mikrokristallinen Halbleiterfilms) sein kann. Ferner kann der Film ein Film aus einer Halbleiterverbindung sein, mit einer amorphen Struktur, z. B. ein amorpher Siliziumgermaniumfilm. Die Filmdicke beträgt vorzugsweise 20 bis 100 nm.
  • Daraufhin wird der amorphe Siliziumfilm durch ein bekanntes Verfahren kristallisiert, um einen kristallinen Siliziumfilm (auch als ein polykristalliner Siliziumfilm oder ein Polysilikonfilm bezeichnet) 302 zu bilden. Die bekannte Kristallisationstechnologie beinhaltet thermische Kristallisation unter Verwendung eines Elektroofens, Laserbestrahlungskristallisation unter Verwendung von Laserlicht, und Lampenbestrahlungskristallisation unter Verwendung von infrarotem Licht. In dieser Ausführungsform wird ein Excimerlaserlicht unter Verwendung eines Xenonchloridgases verwendet, um die Kristallisation durchzuführen.
  • Beachten Sie, dass, obwohl ein Laserlicht eines gepulsten Oszillationstypexcimerlasers verwendet wird, das bei dieser Ausführungsform linear ist, dieses auch rechteckig sein kann. Auch ein Dauerschwingungstypargonlaserlicht oder ein Dauerschwingungstypexcimerlaserlicht können verwendet werden.
  • Obwohl ein kristalliner Siliziumfilm als die aktive Schicht der TFTs in dieser Ausführungsform verwendet wird, kann auch ein amorpher Siliziumfilm verwendet werden. Ferner kann es sein, dass der Aktivschichtschalt-TFT, der benötigt wird, um den Aus-Strom herabzusenken, aus einem amorphen Siliziumfilm gebildet wird, und die aktive Schicht des TFTs zur Stromsteuerung aus einem kristallinen Siliziumfilm gebildet wird. Da die Ladungsträgermobilität des amorphen Siliziumfilms gering ist, leitet er wenig elektrischen Strom, und daher ist es weniger wahrscheinlich, dass ein Aus-Strom fließt. Daher können sowohl der Vorteil eines amorphen Siliziumfilms, der weniger elektrischen Strom leitet, und der Vorteil eines kristallinen Siliziumfilms, der mehr elektrischen Strom leitet, genutzt werden.
  • Dann wird, wie in 6B veranschaulicht, ein schützender Film 303 aus einem Siliziumoxidfilm mit einer Dicke von 130 nm auf dem kristallinen Siliziumfilm 302 gebildet. Die Dicke des schützenden Films 303 kann im Bereich von 100 bis 200 nm (vorzugsweise 130 bis 170 nm) gewählt werden. Der schützende Film 303 kann irgendein isolierender Film sein, der Silizium enthält. Der schützende Film 303 wird vorgesehen, so dass, wenn Verunreinigungen dotiert werden, der kristalline Siliziumfilm nicht direkt dem Plasma ausgesetzt ist, und dass präzise Steuerung der Konzentration möglich wird.
  • Dann werden Resistmasken 304a und 304b auf dem schützenden Film 303 gebildet, und ein n-Typ-Leitfähigkeit verleihendes Verunreinigungselement (nachfolgend als ein n-Typ-Verunreinigungselement) wird durch den schützenden Film 303 dotiert. Als n-Typ-Verunreinigungselement kann repräsentativ ein Element verwendet werden, das zu einer Gruppe 15 gehört, typischerweise Phosphor oder Arsen. Beachten Sie, dass in dieser Ausführungsform Phosphor mit einer Konzentration von 1 × 1018 Atomen/cm3 durch Plasma(Ionen)dotieren unter Verwendung von mittels Plasma angeregten Posphin (PH3) ohne Massenseparation dotiert wird. Selbstverständlich kann auch Ionenimplantation mit Massenseparation verwendet werden.
  • Die Dosis wird gesteuert, so dass das n-Typ-Verunreinigungselement, das in einem bei diesem Prozess gebildeten Verunreinigungsgebiet 305 enthalten ist, eine Konzentration von 2 × 1016 bis 5 × 1019 Atomen/cm3 (repräsentativ 5 × 1017 bis 5 × 1018 Atome/cm3) enthält.
  • Dann werden, wie in 6C dargestellt ist, der schützende Film 303 und die Resistmasken 304a und 304b entfernt, und das zur Gruppe 15 gehörende zugefügte Element aktiviert. Die Aktivierung kann unter Verwendung einer bekannten Technologie durchgeführt werden. In dieser Ausführungsform wird die Aktivierung durch Einstrahlung von Excimerlaserlicht durchgeführt. Selbstverständlich kann es sich bei dem Excimerlaserlicht um gepulstes Licht oder Dauerlicht handeln, und das Verfahren für die Aktivierung ist nicht auf das Excimerlaserlicht eingeschränkt. Da es jedoch die Aufgabe ist, die dotierten Verunreinigungselemente zu aktivieren, wird Energieeinstrahlung in einem Ausmaß bevorzugt, in dem der kristalline Siliziumfilm nicht schmilzt. Beachten Sie, dass das Laserlicht eingestrahlt werden kann, ohne dass der schützende Film 303 entfernt wird.
  • Beachten Sie, dass die Aktivierung des Verunreinigungselements mit dem Laserlicht zusammen mit der Aktivierung mit Wärmebehandlung durchgeführt werden kann. In dem Fall, dass solche Aktivierung mit Wärmebehandlung durchgeführt wird, wird die Wärmebehandlung vorzugsweise zwischen etwa 450 und 550°C durchgeführt, unter Berücksichtigung der Wärmebeständigkeit des Substrats.
  • Dieses Verfahren stellt einen Endbereich des n-Typ-Verunreinigungsgebiet 305 klar, d. h., ein Grenzbereich (Verbindungsbereich) zwischen dem n-Typ-Verunreinigungsgebiet 305 und dem Gebiet um das n-Typ-Verunreinigungsgebiet 305, in welchem kein n-Typ-Verunreinigungselement dotiert ist. Dies bedeutet, dass zu einem Zeitpunkt, wenn der TFT später vervollständigt wird, ein LDD-Gebiet und ein kanalbildendes Gebiet einen sehr zufriedenstellenden Verbindungsbereich bilden können.
  • Dann werden, wie in 6D veranschaulicht ist, nicht notwendige Abschnitte des kristallinen Siliziumfilms entfernt, um inselartige Halbleiterfilme (nachfolgend als aktive Schichten bezeichnet) 306 bis 309 zu bilden.
  • Dann wird, wie in 6E dargestellt ist, ein Gateisolationsfilm 310 gebildet, um die aktiven Schichten 306 bis 309 zu bedecken. Als der Gateisolationsfilm 310 wird ein isolierender Film verwendet, der Silizium enthält, mit einer Dicke von 10 bis 200 nm, vorzugsweise 50 bis 150 nm. Der Film 310 kann eine Einzelschichtstruktur oder eine laminierte Struktur aufweisen. In dieser Ausführungsform wird ein Siliziumoxynitridfilm mit einer Dicke von 110 nm verwendet.
  • Daraufhin wird ein leitfähiger Film mit der Dicke von 200 bis 400 nm gebildet und durch Musterbildung zu Gateelektroden 311 bis 315 geformt. Die Endabschnitte der Gateelektroden 311 bis 315 können schräg zulaufend sein. Beachten Sie, dass in dieser Ausführung das Material der Gateelektroden verschieden vom Material der Verschaltung für die Zuleitungen ist, die elektrisch mit den Gateelektroden verbunden sind (nachfolgend bezeichnet als Gateverschaltung). Insbesondere weist das Material für die Gateverschaltung einen niedrigeren Widerstand auf, als das Material der Gateelektroden. Dies dient dem Zweck, ein Material zu verwenden, das präzise für die Gateelektroden verarbeitet werden kann, und ein Material verwenden, das nicht präzise verarbeitet werden kann, aber das einen niedrigen Widerstand für die Gateverschaltung aufweist. Selbstverständlich können die Gateelektroden und die Gateverschaltungen auch aus demselben Material gebildet sein.
  • Obwohl die Gateelektroden aus einem einlagigen leitfähigen Film gebildet werden können, werden sie bevorzugt aus einem laminierten Film gebildet, der z. B. je nach Notwendigkeit zwei oder drei Lagen aufweist. Das Material der Gateelektrode kann jeder bekannte leitfähige Film sein. Jedoch kann das Material bevorzugt, wie oben beschrieben wurde, präzise verarbeitet werden. Insbesondere wird bevorzugt, dass das Material einer Musterbildung unterzogen werden kann, so dass es eine Linienbreite von 2 μm oder weniger aufweist.
  • Repräsentativ können Filme verwendet werden, die aus einem Element der aus Tantal (Ta), Titan (Ti), Molybdän (Mo), Wolfram (W), Chrom (Cr) und Silizium (Si) besteht, Filmen, die aus einem Nitrid der oben genannten Elemente bestehen (beispielsweise ein Tantalnitridfilm, ein Wolframnitridfilm, oder ein Titannitridfilm), Filme, die aus einer Legierung der oben genannten Elemente gebildet werden (beispielsweise eine Molybdänwolframlegierung oder eine Molybdäntantallegierung), oder Filme, die aus einem Silizid der oben genannten Elemente gebildet werden (beispielsweise ein Wolframsilizidfilm oder ein Titansilizidfilm). Selbstverständlich können diese Filme als Einzellagen verwendet werden oder laminiert werden.
  • In dieser Ausführungsform wird ein laminierter Film verwendet, der aus einem Tantalnitrid(TaN)film mit einer Dicke von 50 nm und einem Tantal(Ta)film mit einer Dicke von 350 nm besteht. Dieser Film kann durch Sputtern gebildet werden. Durch Hinzufügen eines Inertgas wie Xenon oder Neon als ein Sputtergas kann das Abschälen des Films aufgrund von Spannungen vermieden werden.
  • Weiterhin wird in diesem Fall die Gateelektrode 312 so gebildet, dass sie einen Teil des n-Typ-Verunreinigungsbereichs 305 überlappt, während sie den Gateisolationsfilm 310 einbettet. Aus diesem-Überlappbereich wird später ein LDD-Gebiet, das die Gateelektrode überlappt. Beachten Sie, dass die Gateelektroden 313 und 314 tatsächlich elektrisch miteinander verbunden sind, obwohl sie in der Schnittansicht getrennt erscheinen.
  • Dann wird, wie in 7A dargestellt ist, ein n-Typ-Verunreinigungselement (in dieser Ausführungsform Phosphor) in einer selbstausrichtenden Art und Weise dotiert, wobei als Masken die Gateelektroden 311 bis 315 verwendet werden. Eine Steuerung wird durchgeführt, so dass die Konzentration des auf diese Weise in die Verunreinigungsge biete 316 bis 323 dotierten Phosphors 1/2 bis 1/10 (als Repräsentativwert: 1/3 bis 1/4) des Werts im n-Typ-Verunreinigungstyp 305 beträgt. Speziell wird bevorzugt, dass die Konzentration zwischen 1 × 1016 und 5 × 1018 Atomen/cm3 liegt (typischerweise, 3 × 1017 bis 3 × 1018 Atome/cm3).
  • Dann werden, wie in 7B veranschaulicht, Resistmasken 324a bis 324d gebildet, um die Gateelektroden und ähnliches zu überdecken, und ein n-Typ-Verunreinigungselement (in dieser Ausführungsform Phosphor) wird dotiert, um Verunreinigungsgebiete 325 bis 329 mit einer Phosphorkonzentration zu bilden. Auch in diesem Fall wird lonendotierung unter Verwendung von Phosphin (PH3) durchgeführt. Eine Steuerung wird durchgeführt, so dass die Phosphorkonzentration in diesem Gebiet zwischen 1 × 1020 und 1 × 1021 Atomen/cm3 beträgt (als Repräsentativwerte: 2 × 1020 bis 5 × 1021 Atome/cm3).
  • Dieser Prozess bildet ein Sourcegebiet und ein Draingebiet eines n-Kanal-TFTs. Jedoch sind unter Bezugnahme auf den Schalt-TFT ein Teil der n-Typ-Verunreingungsgebiete 319 bis 321, die beim Prozess gemäß 7A gebildet werden, weggelassen. Die weggelassenen Gebiet entsprechen den LDD-Gebieten 15a bis 15d des Schalt-TFTs 301 von 2.
  • Dann werden, wie in 7C dargestellt ist, die Resistmasken 324a bis 324d entfernt und eine neue Resistmaske 332 gebildet. Dann wird ein p-Typ-Verunreinigungselement (bei dieser Ausführungsform Bor) dotiert, um Verunreinigungsgebiete 333 bis 336 mit einer hohen Borkonzentration zu bilden. In diesem Fall wird Bor durch lonendotieren unter Verwendung von Diboran (B2H6) dotiert, so dass die Konzentration zwischen 3 × 1020 und 3 × 1021 Atomen/cm3 liegt (Repräsentativwert: 5 × 1020 bis 1 × 1021 Atome/cm3). Beachten Sie, dass die Konzentration des bei diesem Verfahren dotierten Bors wenigstens dreimal so groß ist als die von Phosphor, das bereits in die Verunreinigungsgebiete 333 bis 336 mit einer Konzentration von 1 × 1020 bis 1 × 1021 Atomen/cm3 dotiert wurde. Daher werden die zuvor gebildeten n-Typ-Verunreinigungsgebiete vollständig in einen p-Typ umgekehrt und fungieren als p-Typ-Verunreinigungsgebiete.
  • Daraufhin werden nach dem Entfernen der Resistmaske 332 die mit ihren entsprechenden Konzentrationen dotierten n-Typ- und p-Typ-Verunreinigungselemente aktiviert. Die Aktivierung kann durch Ofentempern, Lasertempern oder Lampentempern durchgeführt werden. In dieser Ausführungsform wird ein Wärmebehandlung bei 550°C in einem Elektroofen in einer Stickstoffatmosphäre über vier Stunden durchgeführt.
  • In diesem Fall ist es wichtig, Sauerstoff so weit wie möglich aus der Atmosphäre zu entfernen. Dies liegt daran, dass bei einem Vorliegen von Sauerstoff die Oberflächen der freigelegten Gateelektroden oxidiert werden, was zu erhöhten Widerstand und zu Schwierigkeiten führt, später einen Ohmschen Kontakt auszubilden. Demzufolge ist es wünschenswert, dass die Sauerstoffkonzentration in der Prozessatmosphäre beim oben beschriebenen Aktivierungsprozess 1 ppm oder weniger beträgt, vorzugsweise 0,1 ppm oder weniger.
  • Nach dem Beenden des Aktivierungsprozesses liegt eine Gateverschaltung 337 mit einer Dicke von 300 nm, wie in 7D dargestellt, vor. Das Material der Gateverschaltung kann ein Metall sein, das als Hauptkomponente Aluminium (Al) oder Kupfer (Cu) aufweist (der prozentuale Anteil beträgt 50 bis 100%). Hinsichtlich der Anordnung, wie in 3 dargestellt ist, ist die Gateverschaltung so ausgebildet, dass die Gateverschaltung 211 elektrisch mit den Gateelektroden 19a und 19b (313 und 314 bei 6E) des Schalt-TFTs verbunden ist.
  • Durch Verwendung einer solchen Struktur kann der Verschaltungswiderstand der Gateverschaltung extrem klein gemacht werden, und somit kann ein Bildwiedergabegebiet (Pixelabschnitt) mit einer größeren Fläche gebildet werden. Insbesondere ist die Pixelstruktur gemäß dem vorliegenden Beispiel äußerst effektiv beim Verwirklichen eines EL-Wiedergabegeräts mit einer-Bildschirmdiagonalen von 10 Inch oder größer (und weiter, 30 Inch oder größer).
  • Dann wird, wie in 8A dargestellt, der erste Zwischenschichtisolationsfilm 338 gebildet. Als erster Zwischenschichtisolationsfilm 338 kann ein Einzellagenisolationsfilm verwendet werden, der Silizium enthält, oder ein laminierter Film, der aus einer Kombination von zwei oder mehr Arten von isolierenden Filmen, die Silizium enthalten. Die Filmdicke kann auch zwischen 400 nm und 1,5 μm liegen. In dieser Ausführungsform kann eine Struktur verwendet werden, bei der ein Siliziumoxidfilm mit einer Dicke von 800 nm auf einen Siliziumoxynitridfilm mit einer Dicke von 200 nm laminiert wird.
  • Weiter wird eine Wärmebehandlung bei 300 bis 450°C über eine bis zwölf Stunden in einer Atmosphäre durchgeführt, die 3 bis 100% Wasserstoff aufweist, um ein Hydrieren durchzuführen. Dieser Prozess ist ein Prozess, bei dem ungesättigte Verbindungen, die sogenannten "dangling bonds", im Halbleiterfilm unter Verwendung von thermisch angeregtem Wasserstoff durch Wasserstoff gesättigt werden. Die Hydrierung kann auch durch Plasmahydrierung (unter Verwendung von Wasserstoffplasma) durchgeführt werden.
  • Beachten Sie, dass die Hydrierung während des Bildens des ersten Zwischenschichtisolationsfilms durchgeführt werden kann. Speziell kann die oben genannte Hydrierung durchgeführt werden, nachdem der Siliziumoxynitridfilm mit einer Dicke von 200 nm gebildet wurde und bevor der Siliziumoxidfilm mit einer Dicke von 800 nm gebildet wird.
  • Dann werden im ersten Zwischenschichtisolationsfilm 338 Kontaktlöcher gebildet und der Gateisolationsfilm 310, sowie Sourceverschaltungen 339 bis 342 und Drainverschaltungen 343 bis 345 gebildet. Beachten Sie, dass in dieser Ausführungsform die Elektroden laminierte Filme sind, die eine dreilagige Struktur aufweisen, die gebildet wird, indem ein Titanfilm mit einer Dicke von 100 nm, ein Titan enthaltender Aluminiumfilm mit einer Dicke von 300 nm, und ein Titanfilm mit einer Dicke von 150 nm kontinuierlich gebildet werden. Selbstverständlich können auch andere leitfähige Filme verwendet werden.
  • Nachfolgend wird ein erster Passivierungsfilm 346 mit einer Dicke zwischen 50 und 500 nm gebildet (Repräsentativwert: 200 bis 300 nm). Bei dieser Ausführungsform wird ein Slliziumoxynitridfilm mit einer Dicke von 300 nm als erster Passivierungsfilm 346 verwendet. Anstelle des Siliziumoxynitridfilms kann auch ein Siliziumnitridfilm verwendet werden.
  • Beachten Sie, dass Plasmabehandlung unter Verwendung eines Gases, das Wasserstoff enthält, wie z. B. H2 oder NH3, vor der Bildung des Siliziumoxynitridfilms effektiv ist. Durch Bereitstellung von Wasserstoff, der durch diese Vorbehandlung des ersten Zwi schenschichtisolationsfilms 338 angeregt wird, und durch Durchführung der Wärmebehandlung, wird die Qualität des ersten Passivierungsfilms 346 verbessert. Gleichzeitig diffundiert Wasserstoff, der in den ersten Zwischenschichtisolationsfilm 338 dotiert wurde, zur unteren Seite der Schicht. Daher können die aktiven Schichten effektiv hydriert werden.
  • Dann wird, wie in 8B dargestellt ist, ein zweiter Zwischenschichtisolationsfilm 347 aus einem organischen Harz gebildet. Als organisches Harz kann ein Polyimidharz, ein Polyamidharz, ein Acrylharz oder ein Harz mit einer hochmolekularen Verbindung von Siloxan verwendet werden. Da insbesondere erwartet wird, dass der zweite Zwischenschichtisolationsfilm stärker zur Planarisierung beiträgt, wird ein Acrylharz bevorzugt, der exzellente planate Eigenschaften aufweist. In dieser Ausführungsform wird ein Acrylharzfilm mit einer Dicke gebildet, mit der eine durch die TFTs gebildete Stufe ausreichend planarisiert wird. Vorzugsweise liegt die Dicke des Acrylharzes zwischen 1 und 5 μm (besonders bevorzugt zwischen 2 und 4 μm).
  • Dann wird ein Kontaktloch im zweiten Zwischenschichtisolationsfilm 347 und dem ersten Passivierungsfilm 346 gebildet, und eine Pixelelektrode 348, die mit der Drainverschaltung 345 elektrisch verbunden ist, gebildet. In dieser Ausführungsform wird ein Indiumzinnoxid(ITO)film mit einer Dicke von 110 nm gebildet und durch Musterbildung zur Pixelelektrode geformt. Ein transparenter leitfähiger Film aus Indiumoxid mit zwei bis 20% Zinkoxid (ZnO) kann ebenfalls verwendet werden. Diese Pixelelektrode wird die Anode des EL-Elements.
  • Dann werden, wie in 8C dargestellt ist, schützende Bereiche 349a und 349b aus einem organischen Harz gebildet. Die schützenden Bereiche 349a und 349b können durch Musterbildung an einem Harzfilm gebildet werden, wie z. B. einem Acrylharzfilm oder einem Polyimidfilm mit einer Dicke von 1 bis 2 μm. Wie in 3 dargestellt ist, werden die schützenden Bereiche 349a und 349b in einem Raum zwischen Pixelelektroden bzw. in einem Elektrodenloch gebildet.
  • Dann wird eine EL-Schicht 350 gebildet. Speziell wird ein organisches EL-Material, aus dem die EL-Schicht 350 hergestellt wird, in einem Lösungsmittel wie Chloroform, Dichloromethan, Xylol, Toluol, Tetrahydrofuran oder N-methylpyrrolidon aufgelöst und durch Rotationsbeschichtung aufgetragen. Daraufhin wird das Lösungsmittel durch Wärmebehandlung verflüchtigt. Auf diese Art und Weise wird der Film aus organischem EL-Material (EL-Schicht) gebildet.
  • Nachdem das EL-Material mit einer Dicke von 80 nm gebildet wurde, wird bei dieser Ausführungsform eine Wärmebehandlung für ein bis fünf Minuten unter Verwendung einer Heizplatte auf 80 bis 150°C durchgeführt, um das Lösungsmittel zu verflüchtigen.
  • Beachten Sie, dass ein bekanntes Material als EL-Material verwendet werden kann. Unter Berücksichtigung der Steuerspannung ist ein solches bekanntes Material bevorzugt ein organisches Material. Da die EL-Schicht 350 bei dieser Ausführungsform eine Einzellagenstruktur aufweist, ist zu beachten, dass sie auch eine laminierte Struktur sein kann, welche – je nach Notwendigkeit – eine Elektroneninjektionsschicht, eine Elektronentransmissionsschicht, eine Lochtransmissionsschicht, eine Elektronenblockadeschicht, oder eine Lochelementschicht aufweisen kann. Obwohl bei dieser Ausführungsform eine MgAg-Elektrode als eine Kathode 351 des EL-Elements beschrieben wird, können auch andere bekannte Materialien verwendet werden.
  • Nachdem die EL-Schicht 350 gebildet wurde, wird die Kathode (MgAg-Elektrode) 351 durch Vakuumverdampfen gebildet. Beachten Sie, dass die Dicke der EL-Schicht 350 bevorzugt zwischen 80 bis 200 nm (typischerweise 100 bis 120 nm) und die Dicke der Kathode 351 bevorzugt zwischen 180 und 300 nm (typischerweise 200 bis 250 nm) beträgt.
  • Weiterhin wird eine schützende Elektrode 352 auf der Kathode 351 bereitgestellt. Als die schützende Elektrode 352 kann ein leitfähiger Film, der als Hauptkomponente Aluminium aufweist, verwendet werden: Die schützende Elektrode 352 kann durch Vakuumverdampfen unter Verwendung einer Maske gebildet werden.
  • Schließlich wird ein zweiter Passivierungsfilm 353 eines Siliziumnitridfilms mit einer Dicke von 300 nm gebildet. Obwohl die schützende Elektrode 352 tatsächlich die EL-Schicht gegenüber Feuchtigkeit und ähnlichem schützt, kann durch das zusätzliche Ausbilden des zweiten Passivierungsfilms 353 die Zuverlässigkeit des EL-Elements weiter erhöht werden.
  • Im Falle der vorliegenden Erfindung beinhaltet die aktive Schicht des n-Kanal-Typ TFTs 205 ein Sourcegebiet 355, ein Draingebiet 356, ein LDD-Gebiet 357, und ein kanalbildendes Gebiet 358, wie in 8C dargestellt ist. Das LDD-Gebiet 357 überlappt die Gateelektrode 312, während es den Gateisolationsfilm 310 einbettet.
  • Das LDD-Gebiet wird nur auf einer Seite des Draingebiets gebildet, damit die Betriebsgeschwindigkeit nicht herabgesetzt wird. Weiterhin ist es im Hinblick auf den n-Kanal-Typ TFT 205 nicht notwendig, den Aus-Strom zu betrachten, und die Betriebsgeschwindigkeit ist wichtiger. Daher ist es wünschenswert, dass das LDD-Gebiet 357 vollständig durch die Gateelektrode bedeckt wird, um die Widerstandskomponente so klein wie möglich zu machen. Mit anderen Worten: Vorzugsweise gibt es keinen sogenannten Offset.
  • Auf diese Art wird das aktive Matrixsubstrat mit der in 8C dargestellten Struktur vervollständigt.
  • Durch Anordnen von höchst passend strukturierten TFTs nicht nur im Pixelgebiet, sondern auch im Treiberschaltungsabschnitt, ist im Übrigen ein aktives Matrixsubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung extrem zuverlässig und seine Betriebseigenschaften können verbessert werden.
  • Zuerst wird ein TFT als n-Kanal-Typ TFT 205 des CMOS-Schaltkreises zum Ausbilden des Antriebsschaltungsabschnitts verwendet, der so strukturiert ist, dass die Injektion heißer Ladungsträger herabgesetzt wird, um die Betriebsgeschwindigkeit so weit wie möglich nicht herabzusetzen. Beachten Sie, dass der hierin bezeichnete Antriebsschaltkreis ein Shiftregister, einen Puffer, einen Niveauverschieber, und eine Samplingschaltung (eine sogenannte sample-and-hold-Schaltung) beinhaltet. Für den Fall, dass digitale Steuerung durchgeführt wird, kann eine Signalkonversionsschaltung wie ein D/A-Wandler verwendet werden.
  • Beachten Sie, dass unter Treiberschaltungen eine Samplingschaltung ein wenig anders als die übrigen Schaltungen ist, und dass eine große Strommenge bidirektional durch den kanalbildenden Bereich fließt. Mit anderen Worten: Die Funktion des Sourcegebiets und die Funktion des Draingebiets sind vertauscht. Weiterhin ist es notwendig, den Wert des Aus-Stroms so stark wie möglich zu unterdrücken. In diesem Sinne ist es wünschenswert, dass ein TFT angeordnet wird, der eine Funktion aufweist, die zwischen der Funktion des Schalt-TFTs und der Funktion des TFTs zur Stromsteuerung liegt.
  • Demzufolge ist es wünschenswert, dass als n-Kanal-Typ TFT, welcher die Samplingschaltung bildet, ein wie in 9 dargestellter TFT angeordnet wird. Wie in 9 gezeigt ist, überlappen Teile der LDD-Gebiete 901a und 901b eine Gateelektrode 903 über einen Gateisolationsfilm 902. Der Zweck liegt darin, Maßnahmen gegen die Verschlechterung aufgrund der Injektion heißer Ladungsträger zu treffen, welche auftritt, wenn ein elektrischer Strom durchfließt. Der Fall des Samplingschaltkreises unterscheidet sich von anderen Fällen darin, dass solche LDD-Gebiete auf beiden Seiten vorgesehen werden, dass ein kanalbildendes Gebiet 904 eingebettet wird.
  • Beachten Sie, dass nachdem der in 8C dargestellte Prozess beendet ist, die Vorrichtung tatsächlich bevorzugt in einem bedeckenden Material wie luftdichten Glas, Quarz oder Kunststoff eingekapselt ist, so dass die Vorrichtung nicht der äußeren Luft exponiert ist. In diesem Fall wird bevorzugt ein hygroskopisches Agens wie Bariumoxid oder ein antioxidierend wirkendes Mittel innerhalb des bedeckenden Materials vorgesehen.
  • Nachdem die Luftdichtigkeit durch ein Verfahren wie dem Einkapseln erhöht wurde, wird eine Verbindungsvorrichtung (flexible print circuit: FPC) zum Verbinden der Anschlüsse, die von Elementen oder Schaltungen auf dem Substrat wegführen, mit externen Signalanschlüssen angebracht, um die Vorrichtung als ein Produkt fertig zu stellen. Die Vorrichtung ist in diesem Zustand in einem transportfähigen Zustand und wird als EL-Wiedergabevorrichtung (oder EL.-Modul) bezeichnet.
  • Hier wird die Struktur der aktiven Matrix EL-Wiedergabevorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine perspektivische Ansicht von 10 beschrieben. Die aktive Matrix EL-Wiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet einen Pixelabschnitt 602, eine Gateseitentreiberschaltung 603, und eine Sourceseitentreiberschaltung 604, die auf einem Glassubstrat 601 gebildet sind. Ein Schalt-TFT 605 im Pixelabschnitt ist ein n-Kanal-Typ TFT und ist an einer Schnittstelle einer Gateverschaltung 606, die mit der Gateseitentreiberschaltung 603 verbunden ist, und einer Sourceverschaltung 607, die mit der Sourceseitentreiberschaltung 604 verbunden ist, vorgesehen. Eine Drain des Schalt-TFTs 605 ist mit einem Gate eines TFTs 608 zur Steuerung des elektrischen Stroms verbunden.
  • Eine Sourceseite des TFTs 608 zur Steuerung des elektrischen Stroms ist mit einer Energieversorgungsleitung 609 verbunden. In einer Struktur gemäß dieser Ausführungsform ist die Energieversorgungsleitung 609 geerdet. Weiter ist eine Drain des TFTs 608 zur Steuerung des elektrischen Stroms mit einem EL-Element 610 verbunden. Eine gegebene Spannung (3 bis 12 V, vorzugsweise 3 bis 5 V) wird an eine Anode des EL-Elements 610 angelegt.
  • Weiter ist ein FPC 611 vorgesehen, der eine externe Eingabe/Ausgabeschnittstelle wird, und Verbindungsleitungen 612 und 613 zum Übertragen eines Signals an einen Treiberschaltungsabschnitt und Verbindungsleitungen 614, die mit der Energieversorgungsleitung 609 verbunden sind, aufweist.
  • Auch 11 veranschaulicht ein Beispiel einer Schaltungsstruktur der in 10 dargestellten EL-Wiedergabevorrichtung. Die EL-Wiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform besitzt eine Sourceseitentreiberschaltung 801, eine Gateseitentreiberschaltung (A) 807, eine Gateseitentreiberschaltung (B) 811 und einen Pixelabschnitt 806. Beachten Sie, dass der hierin verwendete Begriff "Treiberschaltungsabschnitt" ein generischer Begriff ist und die Sourceseitentreiberschaltung und die Gateseitentreiberschaltung beinhaltet.
  • Die Sourceseitentreiberschaltung 801 ist ausgestattet mit einem Schieberegister 802, einem Niveauverschieber 803, einem Puffer 804 und einer Abtastschaltung (sampleand-hold circuit) 805. Weiterhin ist die Gateseitentreiberschaltung (A) 807 ausgestattet mit einem Schieberegister 808, einem Niveauverschieber 809 und einem Puffer 810. Die Gateseitentreiberschaltung (B) 811 ist ähnlich strukturiert.
  • In diesem Fall liegt die Steuerspannung der Schieberegister 802 und 808 zwischen 5 bis 16 V (typischerweise 10 V). Für einen n-Kanal-Typ TFT, der in einem CMOS-Schaltkreis verwendet wird, der die Schaltung bildet, ist die mit 205 bezeichnete Struktur in 8C geeignet.
  • Ähnlich wie beim Fall der Schieberegister, ist für die Niveauverschieber 803 und 809 und die Puffer 804 und 810 ein CMOS-Schaltkreis geeignet, der den in 8C dargestellten n-Kanal-Typ TFT 205 aufweist. Beachten Sie, dass es nützlich zur Verbesserung der Zuverlässigkeit der entsprechenden Schaltkreise ist, wenn die Gateverschaltungen eine Multigatestruktur wie z. B. eine Doppelgatestruktur oder eine Dreifachgatestruktur aufweisen.
  • Da das Sourcegebiet und das Draingebiet vertauscht sind und es zusätzlich notwendig ist, den Wert des Aus-Stroms herabzusenken, ist im Hinblick auf die Samplingschaltung 805 eine CMOS-Schaltung geeignet, die einen in 9 dargestellten n-Kanal-Typ TFT 208 aufweist.
  • Auch im Pixelabschnitt 806 sind Pixel angeordnet, die wie in 2 dargestellt strukturiert sind.
  • Beachten Sie, dass obige Struktur einfach verwirklicht werden kann, indem die TFTs gemäß dem in den 6 bis 8 dargestellten Herstellungsprozess hergestellt werden. Obwohl nur die Struktur des Pixelabschnitts und des Treiberschaltungsabschnitts in dieser Ausführungsform dargestellt sind, können mit dem Herstellungsprozess der vorliegenden Ausführungsform auf dem gleichen Substrat auch logische Schaltkreise gebildet werden, die sich vom Treiberschaltkreis unterscheiden, wie z. B. eine Signalaufteilungsschaltung, eine D/A-Wandlerschaltung, eine Operationsverstärkerschaltung und eine γ-Korrekturschaltung. Weiterhin wird erwartet, dass eine Speichereinheit, ein Mikroprozessor u. a. ebenfalls gebildet werden können.
  • Weiter wird das EL-Modul gemäß der vorliegenden Ausführungsform einschließlich eines Deckmaterials unter Bezugnahme auf die 12A und 12B beschrieben. Die in den 10 und 11 verwendeten Bezugszeichen werden hier ebenfalls verwendet, wie es die Notwendigkeit erfordert.
  • 12 ist eine Aufsicht, die einen in 10 dargestellten Zustand mit einer damit bereitgestellten Dichtungsstruktur darstellt. 602, 603 und 604, die mit unterbrochenen Linien dargestellt sind, bezeichnen einen Pixelabschnitt, eine Gateseitentreiberschaltung bzw. eine Sourceseitentreiberschaltung. Die Dichtungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Struktur, die mit einem Füllagens (nicht gezeigt), einem Deckmaterial 1101, einem Dichtmaterial (nicht gezeigt) und einem Rahmenmaterial 1102 für den in 10 dargestellten Zustand versehen ist.
  • Hier ist 12B eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' von 12A. Beachten Sie, dass in den 12A und 12B gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen.
  • Wie in 12B dargestellt, werden der Pixelabschnitt 602 und die Gateseitentreiberschaltung 603 auf dem Substrat 601 gebildet. Der Pixelabschnitt 602 wird aus einer Vielzahl von Pixel gebildet, einschließlich des TFTs 200 zur Steuerung des elektrischen Stroms und der damit verbundenen Pixelelektrode 348. Die Gateseitentreiberschaltung 603 wird unter Verwendung eines CMOS-Schaltkreises gebildet, wobei der n-Kanal-Typ TFT 205 und der p-Kanal-Typ TFT 206 komplementär miteinander kombiniert werden.
  • Die Pixelelektrode 348 fungiert als eine Anode des EL-Elements. Ferner wird auch der schützende Film 349a an beiden Enden der Pixelelektrode 348 gebildet. Die EL-Schicht 350 und die Kathode 351 werden auf dem schützenden Film 349a gebildet. Weiter werden die schützende Elektrode 352 und der zweite Passivierungsfilm 353 darauf gebildet. Wie beim oben beschriebenen Ausführungsmodus erläutert, kann die Struktur des EL-Elements umgedreht werden und die Pixelelektrode die Kathode sein.
  • In dieser Ausführungsform fungiert die schützende Elektrode 352 auch als eine Ver schaltung, die allen Pixeln gemeinsam ist, und ist über die Verbindungsleitung 612 mit dem FPC 611 elektrisch verbunden. Weiter werden alle Elemente, die im Pixelabschnitt 602 und im Gateseitentreiberabschnitt 603 enthalten sind, mit dem zweiten Passivierungsfilm 535 bedeckt. Obwohl der zweite Passivierungsfilm 353 weggelassen werden kann, ist es bevorzugt, ihn vorzusehen, um die entsprechenden Elemente gegenüber der Umgebung zu isolieren.
  • Dann wird ein Füllagens 1103 vorgesehen, um die EL-Elemente zu bedecken. Das Füllagens 1103 fungiert auch als Klebstoff zum Festkleben des Deckmaterials 1101. Als Füllagens können PVC (Polyvinylchlorid), ein Epoxydharz, ein Silikonharz, PVB (Polyvinylbutyral) oder EVA (Ethylenvinylacetat) verwendet werden. Vorzugsweise wird ein hygroskopisches Agens (nicht gezeigt) im Füllagens 1103 vorgesehen, da der hygroskopische Effekt aufrechterhalten werden kann. In diesem Fall kann es sich um ein hygroskopisches Agens handeln, das dem Füllagens zugefügt wird, oder das in dem Füllagens eingeschlossen wird.
  • Weiter kann bei dieser Ausführungsform als Deckmaterial 1101 Glas, Kunststoff oder Keramik verwendet werden. Beachten Sie, dass es effektiv ist, vorher ein hygroskopisches Agens wir Bariumoxid innerhalb des Füllagens 1103 hinzuzufügen.
  • Nachdem das Deckmaterial 1101 unter Verwendung des Füllagens 1103 festgeklebt wird, wird das Rahmenmaterial 1102 befestigt, um die Seitenoberflächen (exponierten Oberflächen) des Füllagens 1103 zu bedecken. Das Rahmenmaterial 1102 wird über ein Dichtmaterial (das als Kleber fungiert) 1104 festgemacht. In diesem Fall wird als Dichtmaterial 1101 auch ein thermohärtendes Harz verwendet, wenn dies die Wärmebeständigkeit der EL-Schicht zulässt, obwohl ein fotohärtendes Harz bevorzugt verwendet wird. Beachten Sie, dass das Dichtmaterial 1104 vorzugsweise ein Material ist, das Feuchtigkeit und Sauerstoff so wenig wie möglich durchlässt. Weiterhin kann ein hygroskopisches Agens innerhalb des Dichtmaterials 1104 hinzugefügt werden.
  • Durch Einkapseln des EL-Elements im Füllagens 1103 unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens kann das EL-Element vollständig gegenüber der Umgebung isoliert werden, mit dem Ergebnis, dass Substanzen wie Feuchtigkeit und Sauerstoff, welche die Degradierung der EL-Schicht aufgrund von Oxidation fördern, am Eindringen gehindert werden können. Somit kann eine EL-Wiedergabevorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit hergestellt werden.
  • (Ausführungsform 2)
  • In Ausführungsform 1 wird ein Herstellungsverfahren beschrieben, bei dem, nachdem das organische Harz auf die gesamte Oberfläche über der Pixelelektrode aufgetragen wird, Musterbildung unter Verwendung einer Exponiereinheit durchgeführt wird, die teilweise schützenden Abschnitte gebildet werden, wo das organische Harz das Elektrodenloch und den Raum zwischen den Pixelelektroden auffüllt, und daraufhin die EL-Schicht gebildet wird. Da es jedoch einen Exponierprozess gibt, ist der Durchsatz unzureichend. Bei dieser Ausführungsform wird ein Verfahren beschrieben, bei dem, nachdem ein organisches Harz auf die gesamte Oberfläche über die Pixelelektrode aufgetragen wird, eine Planarisierung unter Verwendung von Zurückätzen und ohne Durchführung einer Musterbildung durchgeführt wird, und daraufhin Bereiche, die ein Elektrodenloch und einen Raum zwischen den Pixelelektroden auffüllen, geätzt werden.
  • Hier stellt 13 die Struktur in einer Querschnittsansicht eines Pixelabschnitts einer EL-Wiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
  • 13A veranschaulicht eine Pixelelektrode 1040 und einen TFT zum Steuern eines elektrischen Stroms, der elektrisch mit der Pixelelektrode 1040 verbunden ist. Nachdem ein Basisfilm 1012 auf einem Substrat 1011 gebildet wurde, wird der TFT zur Steuerung des elektrischen Stroms so gebildet, dass er eine aktive Schicht einschließlich eines Sourcegebiets 1031, eines Draingebiets 1032 und eines kanalbildenden Gebiets 1034, einen Gateisolationsfilm 1018, eine Gateelektrode 1035, einen ersten Zwischenschichtisolationsfilm 1020, eine Sourceverschaltung 1036 und eine Drainverschaltung 1037 aufweist. Beachten Sie, dass die Elektrode eine Multigatestruktur aufweisen kann, obwohl die in der Figur dargestellte Gateelektrode 1035 eine Einzelgatestruktur besitzt.
  • Dann wird ein erster Passivierungsfilm 1038 mit der Dicke von 10 nm bis 1 μm gebildet (vorzugsweise 200 bis 500 nm). Als Material kann ein isolierender Film verwendet werden, der Silizium enthält (insbesondere wird ein Siliziumoxynitridfilm oder ein Siliziumnitridfilm bevorzugt).
  • Ein zweiter Zwischenschichtisolationsfilm (der auch als ein Planarisierungsfilm bezeichnet werden kann) 1039 wird auf dem ersten Passivierungsfilm 1038 gebildet, um die entsprechenden TFTs zu bedecken, um eine durch die TFTs gebildete Stufe zu planarisieren. Als zweiter Zwischenschichtisolationsfilm 1039 wird ein Film aus organischem Harz bevorzugt, wie z. B. einem Polyimidharz, einem Polyamidharz, einem Acrylharz oder einem Harz mit einer hochmolekularen Verbindung von Siloxan. Selbstverständlich kann auch ein anorganischer Film verwendet werden, wenn er für ausreichende Planarisierung sorgt.
  • Es ist ziemlich wichtig, eine durch die TFTs gebildete Stufe mit dem zweiten Zwischenschichtisolationsfilm 1039 zu planarisieren. Da eine später zu formende EL-Schicht sehr dünn ist, kann das Vorhandensein einer Stufe fehlerhafte Lichtemission verursachen. Daher wird bevorzugt, dass die Planarisierung vor der Ausbildung der Pixelelektrode durchgeführt wird, um die Oberfläche, auf der die EL-Schicht zu formen ist, so planar wie möglich zu machen.
  • Nachdem ein Kontaktloch (eine Öffnung) im zweiten Zwischenschichtisolationsfilm 1039 und im ersten Passivierungsfilm 1038 gebildet wurde, wird eine Pixelelektrode 1040 (entsprechend einer Anode des EL-Elements) aus einem leitfähigen transparenten Film gebildet, um an der gebildeten Öffnung mit der Drainverschaltung 1037 des TFTs zur Steuerung des elektrischen Stroms verbunden zu werden.
  • In dieser Ausführungsform wird als Pixelelektrode ein leitfähiger Film verwendet, der aus einer Verbindung aus Indiumoxid und Zinnoxid gebildet wird. Eine geringe Menge an Gallium kann in die Verbindung dotiert werden. Weiterhin kann eine Verbindung aus Indiumoxid und Zinkoxid verwendet werden.
  • Danach wird ein Film 1041 aus einem organischen Harz auf der Pixelelektrode gebildet. Obwohl als organisches Harz solche Materialien wie Polyamidharz, Polyimidharz, Acrylharz, und ein Harz mit einer hochmolekularen Verbindung von Siloxan verwendet werden können, wird hier ein Acrylharz wie Acrylesterharz, Methacrylsäureesterharz oder Methacrylsäureharz verwendet.
  • Beachten Sie, dass ein Resin, das eine hochmolekulare Verbindung von Siloxan beinhaltet, CYCLOTEN einschließt.
  • Weiterhin kann ein Isolator verwendet werden, der ein isolierender Film sein kann, obwohl in diesem Fall der Film aus organischem Harz auf der Pixelelektrode gebildet wird.
  • Als Isolator kann ein isolierender Film verwendet werden, der Silizium enthält, wie z. B. Siliziumoxid, Siliziumoxynitrid oder Siliziumnitrid.
  • Die Dicke (Dc) des Films 1041 aus organischem Harz beträgt vorzugsweise zwischen 0,1 und 2 μm, und besonders bevorzugt zwischen 0,2 und 0,6 μm.
  • Nachdem der Film 1041 aus organischem Harz gebildet wurde, wird die gesamte Oberfläche des Films 1041 aus organischem Harz geätzt, bis Dc = 0 erreicht wird. An diesem Punkt wird das Ätzen beendet. Auf diese Weise bleibt Acrylharz übrig, das das Elektrodenloch auffüllt, um einen schützenden Bereich 1041b zu bilden.
  • Beachten Sie, dass für das Ätzverfahren Trockenätzen bevorzugt wird. Zuerst wird ein Ätzgas, das für das zu ätzende Material aus organischem Harz geeignet ist, in eine Vakuumkammer eingelassen. Danach wird eine Hochfrequenzspannung an einer Elektrode angelegt, um Plasma des Ätzgases zu erzeugen.
  • Im Plasma des Ätzgases existieren verstreut geladene Teilchen wie positive Ionen, negative Ionen und Elektronen, sowie aktive neutrale Spezien. Wenn die Ätzspezien durch das geätzte Material adsorbiert werden, wird eine chemische Reaktion auf der Oberfläche bewirkt und ein Ätzprodukt erzeugt. Durch Entfernen des Ätzprodukts wird das Ätzen durchgeführt.
  • Weiterhin wird bevorzugt ein Ätzgas verwendet, das Sauerstoff als Hauptkomponente enthält, wenn ein Acrylharz als Material für den schützenden Film verwendet wird.
  • Beachten Sie, dass bei dieser Ausführungsform ein Ätzgas aus Sauerstoffhelium und Kohlenstofftetrafluorid (CF4) als Ätzgas verwendet wird, welches Sauerstoff als Hauptkomponente enthält. Als andere Materialien können Gase verwendet werden, die Fluorkohlenstoff enthalten, wie z. B. Kohlenstoffhexafluorid.
  • Beachten Sie, dass bei diesen Ätzgasen Sauerstoff vorzugsweise 60% oder mehr des gesamten Ätzgases ausmacht.
  • Wie bei dieser Ausführungsform dargestellt wurde, wird die gesamte Oberfläche in der durch die Pfeile in 13B angegebenen Richtung geätzt, nachdem der Film aus organischem Harz auf der Pixelelektrode durch Rotationsabscheidung gebildet wurde, so dass ein schützender Bereich 1041b in einem Elektrodenloch 1043 gebildet wird. Beachten Sie, wie in 13B dargestellt ist, dass eine exponierte Oberfläche des schützenden Bereichs 1041b, der hier gebildet ist, mit einer exponierten Oberfläche der Pixelelektrode 1040 ausgerichtet ist.
  • Beachten Sie, dass die Ätzrate zuvor untersucht wird und die Ätzzeit so eingestellt wird, dass das Ätzen endet, wenn gerade der Film aus organischem Harz auf der Pixelelektrode 1040 mit Ausnahme des schützenden Bereichs 1041b entfernt wurde. Auf diese Weise ist die obere Oberfläche der Pixelelektrode 1040 mit der oberen Oberfläche des schützenden Bereichs 1041b ausgerichtet.
  • Weiterhin beträgt die Viskosität des organischen Harzes bevorzugt zwischen 10–3 Pa·s bis 10–1 Pa·s, wenn diese organischen Harze verwendet werden.
  • Nachdem der schützende Bereich 1041b gebildet wird, wie in 13C dargestellt ist, wird ein EL-Material in einem Lösungsmittel aufgelöst und mittels Rotationsabscheidung (spin coating) aufgetragen, um eine EL-Schicht 1042 zu bilden.
  • Nachdem die EL-Schicht 1042 gebildet wurde, werden weiterhin eine Kathode 1043 und eine schützende Elektrode 1044 gebildet.
  • Durch Ausbildung der in 13C dargestellten Struktur wie oben angegeben, kann das Problem des Kurzschlusses zwischen der Pixelelektrode 1040 und der Kathode 1043, das verursacht wird, wenn die EL-Schicht 1042 an einem Stufenabschnitt im Elektrodenloch ohne Verbindung ist, gelöst werden.
  • 13D ist eine Aufsicht auf einen Fall, bei dem der schützende Elektrodenabschnitt 1041b auf der Pixelelektrode 1040 die gleiche Form aufweist, wie das Elektrodenloch 1046, das in dieser Ausführungsform beschrieben wird.
  • Weiterhin kann die Struktur der vorliegenden Ausführungsform frei kombiniert werden mit der Struktur der Ausführungsform 1.
  • (Ausführungsform 3)
  • In Ausführungsform 2 wird ein Verfahren zum Bilden des schützenden Films durch Ätzen beschrieben, d. h. ein Rückätzverfahren. Da jedoch das Rückätzverfahren in Abhängigkeit von der Art des schützenden Films ungeeignet sein kann, und der Bereich, der durch das Rückätzverfahren planarisiert werden kann, auf einige μm bis einige Zehn μm eingeschränkt ist, wird die Bildung eines schützenden Films unter Verwendung eines chemisch mechanischen Polierverfahrens (CMP) ebenfalls in Betracht gezogen. Ein solches Verfahren wird nun unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.
  • Nachdem der Film 1041 aus organischem Harz mit der Dicke Dc (> 0) gebildet wird, wie in 13A von Ausführungsform 2 dargestellt ist, wird bei dieser Ausführungsform der Film 1041 aus organischem Harz gegen ein Polierkissen gepresst, das sich über eine Oberflächenplatte erstreckt, das auf einer Oberfläche einer Platte vorgesehen ist, welche dem Film 1041 aus organischem Harz gegenüberliegt, und Schleifschlamm wird zwischen dem Substrat und der rotierende Platte eingelassen, um den Film 1041 aus organischem Harz zu polieren, bis Dc = 0 erreicht wird. Unter Verwendung eines solchen sogenannten CMP-Verfahrens wird der schützende Bereich 1041b gebildet.
  • Der Schleifschlamm, der beim CMP verwendet wird, wird durch Dispergieren von Polierteilchen, sogenanntem Schleifmaterial, in einer wässrigen Lösung gebildet, nachdem eine pH-Regelung durchgeführt wurde. Es wird bevorzugt, dass der Schleifschlamm in Abhängigkeit vom zu polierenden Film geändert wird.
  • Da bei dieser Ausführungsform ein Acrylharz als zu polierender Film verwendet wird, wird bevorzugt ein Schleifschlamm wie ein solcher, der Silika (SiO2), Cerdioxid (CeO2) oder "geräuchertes" Silika (SiCl4) enthält. Jedoch können auch andere Arten von Schleifschlamm wie z. B. solche, die Tonerde (Al2O3) oder Zeolit enthalten, verwendet werden.
  • Da weiterhin das elektrische Potenzial (Zetapotenzial) zwischen der Flüssigkeit und dem Schleifmittel (Silicateilchen) im Schleifschlamm die Prozessgenauigkeit beeinflusst, ist es erforderlich, dass das Zetapotenzial überwacht wird, um den pH-Wert zu steuern.
  • Wenn Polieren unter Verwendung von CMP durchgeführt wird, ist es schwierig, zu bestimmen, wenn das Polieren beendet werden soll. Wenn zu starkes Polieren durchgeführt wird, wird sogar die Pixelelektrode poliert. Zu starkes/langes Polieren kann vermieden werden, indem ein Film als Stoppschicht für das CMP gebildet wird, dessen Abtragrate extrem gering ist, oder in dem ein Verfahren angewandt wird, bei dem das Verhältnis zwischen Verfahrensdauer und Verfahrensgeschwindigkeit zuvor experimentell geklärt wurde und das CMP beendet wird, wenn die vorbestimmte Verfahrensdauer abgelaufen ist.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann unter Verwendung des CMP-Verfahrens der schützende Bereich 1041b unabhängig von der Dicke und der Art des zu polierenden Films gebildet werden.
  • Beachten Sie, dass die Struktur der vorliegenden Ausführungsform 3 mit den Strukturen der Ausführungsformen 1 und 2 kombiniert werden kann.
  • (Ausführungsform 4)
  • Bei dieser Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 14 ein Fall beschrieben, bei dem die vorliegende Erfindung in einer EL-Wiedergabevorrichtung eines passiven Typs (einfacher Matrixtyp) verwendet wird.
  • In 14 wird ein Substrat 10301 aus einem Kunststoff gebildet und eine Anode 1306 wird aus einem transparenten leitfähigen Film gebildet. Beachten Sie, dass das Substrat 1301 aus Glas, Quarz o. ä. gebildet werden kann.
  • In dieser Ausführungsform wird als transparenter leitfähiger Film eine Verbindung aus Indiumoxid und Zinkoxid durch Dampfabscheidung gebildet. Beachten Sie, dass eine Vielzahl von Anoden streifenförmig in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Figur angeordnet sind, obwohl dies nicht in der 14 dargestellt ist.
  • Weiterhin werden schützende Bereiche 1303 gemäß der vorliegenden Erfindung so gebildet, dass sie den Raum zwischen den streifenförmig angeordneten Anoden 1302 auffüllen. Die schützenden Bereiche 1303 werden entlang der Anoden 1302 in Richtung senkrecht zur Ebene der Figur gebildet.
  • Beachten Sie, dass die schützenden Bereiche 1303 der vorliegenden Ausführungsform gemäß den Verfahren gebildet werden können, die bei den Ausführungsformen 1 bis 3 beschrieben wurden, wobei ein ähnliches Material verwendet werden kann.
  • Dann wird die EL-Schicht 1304 aus einem hochmolekularen organischen EL-Material gebildet. Das organische EL-Material, das verwendet wird, kann vergleichbar zu dem sein, das bei der Ausführungsform 1 beschrieben wird. Da die EL-Schicht entlang Rinnen gebildet wird, die durch die schützenden Bereiche 1303 gebildet werden, ist die EL-Schicht auch streifenförmig entlang der Richtung senkrecht zur Zeichenebene angeordnet.
  • Danach werden, obwohl dies in 14 nicht dargestellt ist, eine Vielzahl von Kathoden und schützenden Elektroden streifenförmig angeordnet, so dass ihre longitudinale Richtung parallel zur Figurenebene ist, so dass sie orthogonal bezüglich der Anoden 1302 sind. Beachten Sie, dass bei dieser Ausführungsform die Kathoden 1305 mittels Dampfabscheidung aus MgAg gebildet werden und die schützenden Elektroden 1306 mittels Dampfabscheidung aus einem Aluminiumlegierungsfilm gebildet werden. Weiterhin werden, obwohl dies in der Figur nicht gezeigt ist, Leitungen von den schützenden Elektroden 1306 zu Abschnitten verlegt, an denen später ein FPC anzubringen ist, so dass die vorbestimmte Spannung an die schützenden Elektroden 1306 anlegbar ist.
  • Weiterhin kann, obwohl dies in der Figur nicht gezeigt ist, ein Siliziumnitridfilm als Passivierungsfilm bereitgestellt werden, nachdem die schützenden Elektroden 1306 gebildet wurden.
  • Auf diese Art und Weise werden auf dem Substrat 1301 EL-Elemente gebildet. Beachten Sie, dass bei dieser Ausführungsform Licht, das von den EL-Schichten 1304a bis 1304c ausgestrahlt wird, auf die untere Oberfläche (Substrat 1301) abgestrahlt wird, da die unteren Elektroden Anoden sind, die lichtdurchlässig sind. Jedoch kann die Struktur der EL-Elemente auch vertauscht werden und die unteren Elektroden können Kathoden sein, die Licht blockieren. In diesem Fall wird Licht, das durch die EL-Schichten ausgestrahlt wird, auf die obere Oberfläche (die Seite, die dem Substrat 1301 gegenüberliegt) abgestrahlt.
  • Dann wird ein keramisches Substrat als ein Deckmaterial 1307 vorbereitet. Obwohl bei der Struktur der vorliegenden Ausführungsform ein keramisches Substrat verwendet wird, das Licht blockiert, ist es selbstverständlich vorzuziehen, dass das Deckmaterial Licht durchlässt, falls die Struktur der EL-Elemente, wie oben beschrieben, vertauscht wird, so dass in diesem Fall ein Substrat verwendet wird, das aus Kunststoff, Glas oder ähnlichem gebildet wird.
  • Nachdem das Deckmaterial 1307 so vorbereitet wurde, wird das Deckmaterial 1307 mittels eines Füllagens 1308 festgeklebt, wobei Bariumoxid als ein hygroskopisches Agens (nicht gezeigt) hinzugefügt wird. Danach wird ein Rahmenmaterial 1310 unter Verwendung eines Dichtmaterials 1309 angebracht, welches aus einem UV-härtendem Harz gebildet wird. Bei dieser Ausführungsform wird Edelstahl als Rahmenmaterial 1310 verwendet. Schließlich wird ein FPC 1312 über einen anisotopen leitfähigen Film 1311 angebracht, um die EL-Wiedergabevorrichtung vom passiven Typ fertig zu stellen.
  • Beachten Sie, dass die Struktur der vorliegenden Ausführungsform frei kombiniert werden kann mit irgendeiner der Strukturen der Ausführungsformen 1 bis 3.
  • (Ausführungsform 5)
  • Es ist effektiv, ein Siliziumsubstrat (Siliziumwafer) als Substrat zu verwenden, wenn eine EL-Wiedergabevorrichtung mit einer aktiven Matrix gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird. Wenn ein Siliziumsubstrat als Substrat verwendet wird, können Elemente zum Schalten und Elemente zum Steuern des elektrischen Stroms, die in einem Pixelabschnitt gebildet werden, und Elemente zum Steuern, die in einem Treiberschaltkreisabschnitt gebildet werden, unter Verwendung einer bekannten Technologie zur Herstellung von MOSFETs, welche bei ICs und LSIs verwendet wird, verwendet werden.
  • MOSFETs können einen Schaltkreis mit extrem geringer Fluktuation bilden, wie anhand eines IC oder LSI ersichtlich ist. Insbesondere sind MOSFETs effektiv, um eine analoggesteuerte EL-Wiedergabevorrichtung mit aktiver Matrix zu bilden, welche durch den Wert des elektrischen Stroms eine Grauskala darstellt.
  • Beachten Sie, da das Siliziumsubstrat Licht blockiert, dass es notwendig ist, dass die Vorrichtung so strukturiert wird, dass Licht von der EL-Schicht zur vom Substrat abgewandten Seite abgestrahlt wird. Die EL-Wiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ähnelt strukturell derjenigen, die in 12 dargestellt ist, aber unterscheidet sich darin, dass MOSFETs anstelle von TFTs verwendet werden, welche den Pixelabschnitt 602 und den Treiberschaltungsabschnitt 603 bilden.
  • Beachten Sie, dass die Struktur der vorliegenden Ausführungsform frei kombiniert werden kann mit irgendeiner Struktur der Ausführungsformen 1 bis 4.
  • (Ausführungsform 6)
  • Eine EL-Wiedergabevorrichtung, die durch Implementierung der vorliegenden Erfindung gebildet wird, ist vom Eigenlicht ausstrahlenden Typ und weist, verglichen mit einem Flüssigkristalldisplay, in einer hellen Umgebung eine überragende Sichtbarkeit auf, und hat ferner einen großen Gesichtswinkel. Daher kann sie als ein Displayabschnitt für verschiedene elektronische Geräte verwendet werden. Zum Beispiel kann die Licht emittierende Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Wiedergabeabschnitt eines 30 Inch großen oder größeren (typischerweise 40 Inch oder größer) Bildschirmdiagonale aufweisenden EL-Display (Display, welches die EL-Wiedergabevorrichtung im Gehäuse beinhaltet) verwendet werden, z. B. für eine TV-Übertragung o. ä. über einen großen Bildschirm.
  • Beachten Sie, dass der Begriff EL-Display alle Wiedergabevorrichtungen (Displays) zur Wiedergabe von Information umfassen soll, wie z. B. einen Bildschirm zum Empfangen von TV-Sendungen, und einen Bildschirm zur Wiedergabe von Werbung. Weiterhin kann die Eigenlicht emittierende Vorrichtung der vorliegenden Erfindung auch im Displayabschnitt von verschiedenen anderen Elektrogeräten verwendet werden.
  • Das Nachfolgende kann für diesen Typ von Elektrogerät gemäß der vorliegenden Erfindung angegeben werden: eine Videokamera; eine Digitalkamera; eine am Kopf getragene Wiedergabevorrichtung ("goggle"); ein Navigationssystem; eine Audiowiedergabevorrichtung (wie z. B. ein Audiosystem für ein Auto oder ein Audiokomponentensystem); einen Notebook-PC; ein Spielgerät; ein tragbares Informationsgerät (wie z. B. ein mobiler Computer, ein Mobiltelefon, ein tragbares Spielgerät oder ein elektronisches Buch); und ein Bildwiedergabegerät, das mit einem Wiedergabemedium ausgestattet ist (speziell einem Gerät mit einem Display, welches ein Aufzeichnungsmedium abspielt, wie z. B. eine DVD, und das Bild wiedergibt). Insbesondere ist der hohe Blickwinkel wichtig für einen tragbaren Informationsbildschirm, da dieser oft aus einem schrägen Winkel betrachtet wird, so dass es vorzuziehen ist, ein EL-Display zu verwenden. Spezifische Beispiele solcher elektronischen Geräte sind in den 15A bis 15F und 16A und 16ab dargestellt.
  • 15A ist ein EL-Display und umfasst einen Rahmen 2001, einen Ständer 2002 und einen Wiedergabeabschnitt 2003, etc. Die vorliegende Erfindung kann im Wiedergabeabschnitt (Display) 2003 verwendet werden. Das EL-Display ist vom Eigenlicht emittierenden Typ, so dass kein Hintergrundlicht erforderlich ist, und der Wiedergabeabschnitt kann dünner gemacht werden, als der eines LCD-Displays.
  • 15B ist eine Videokamera, bestehend aus einem Hauptkörper 2101, einem Wiedergabeabschnitt 2102, einem Schalleingabeabschnitt 2103, Betriebsschalter 2104, eine Batterie 2105, einen Bildempfangsabschnitt 2106, etc. Die EL-Wiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann im Wiedergabeabschnitt 2102 verwendet werden.
  • 15C ist ein Abschnitt (rechte Seite) eines am Kopf montierten EL-Displays mit einem Hauptkörper 2201, einem Signalkabel 2202, einem Kopfbefestigungsband 2203, einem Wiedergabeabschnitt 2204, einem optischen System 2205, einer EL-Wiedergabevorrichtung 2206, etc. Die vorliegende Erfindung kann im EL-Wiedergabeabschnitt 2206 eingesetzt werden.
  • 15D ist ein Bildwiedergabegerät, das mit einem Aufzeichnungsmedium (speziell, einem DVD-Wiedergabegerät) ausgestattet ist, und umfasst einen Hauptkörper 2301, ein Aufzeichnungsmedium (wie z. B. eine DVD) 2302, Betriebsschalter 2303, einen Wiedergabeabschnitt (a) 2304 und einen Wiedergabeabschnitt (b) 2305, etc. Der Wiedergabeabschnitt (a) 3334 wird hauptsächlich zur Wiedergabe von Bildinformation verwendet, und der Wiedergabeabschnitt (b) wird hauptsächlich zur Wiedergabe von schriftlicher Information verwendet, und die EL-Wiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann im Wiedergabeabschnitt (a) und für den Wiedergabeabschnitt (b) verwendet werden. Beachten Sie, dass die Bildwiedergabevorrichtung, die mit dem Aufzeichnungsmedium ausgestattet ist, Geräte wie Spielgeräte für den Haushalt umfasst.
  • 15E ist ein tragbarer (mobiler) Computer, der einen Hauptkörper 2401, einen Kameraabschnitt 2402, einen Bildempfangsbereich 2403, Betriebsschalter 2404, und einem Wiedergabeabschnitt 2405 aufweist. Die EL-Wiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann im Wiedergabeabschnitt 2405 verwendet werden.
  • 15F ist ein PC, der einen Hauptkörper 2501, einen Rahmen 2502, einen Wiedergabeabschnitt 2503 und eine Tastatur 2504 aufweist. Die EL-Wiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann in dem Wiedergabeabschnitt 2503 verwendet werden.
  • Beachten Sie, dass, falls die Helligkeit des Lichts, das durch EL-Materialien emittiert wird, in der Zukunft zunimmt, es möglich werden wird, einen Projektor vom Vorderseiten- oder Rückseitentyp zu verwenden, um Licht, welches Ausgabebildinformation enthält, mit einer Linse o. ä. aufzuweiten und zu projizieren.
  • Weiterhin geben die oben erwähnten Elektrogeräte oft Information wieder, welche durch ein Netz für elektronische Kommunikation übertragen wird, wie z. B. dem Internet und dem Kabelfernsehen (CATV): Insbesondere gibt es mehr und mehr Gelegenheiten, dass die Elektrogeräte dynamische Bildinformation wiedergeben. Da die Responsgeschwindigkeit eines EL-Materials sehr hoch ist, ist eine EL-Wiedergabevorrichtung für dynamische Bildwiedergabe geeignet. Wenn jedoch die Konturen zwischen den Pixeln verschwommen sind, so wird das gesamte dynamische Bild verschwommen. Daher ist es effektiv, als einen Wiedergabeabschnitt für elektronische Geräte die erfindungsgemäße EL-Wiedergabevorrichtung zu verwenden, die klare Konturen zwischen den Pixeln aufweist.
  • Da zusätzlich die EL-Wiedergabevorrichtung im lichtemittierenden Abschnitt Energie verbraucht, wird bevorzugt, die EL-Wiedergabevorrichtung zur Wiedergabe von Information zu verwenden, damit so wenige wie mögliche lichtemittierende Abschnitte erforderlich sind. Wenn folglich die EL-Wiedergabevorrichtung in einem Wiedergabeabschnitt hauptsächlich für geschriebene Information verwendet wird, z. B. bei einem tragbaren Bildschirm zur Informationswiedergabe, und insbesondere bei einem Mobiltelefon und einem Audiowiedergabegerät, wird bevorzugt, so anzusteuern, dass die geschriebene Information durch lichtemittierende Abschnitte gebildet wird, während nichtemittierende Abschnitte als Hintergrund eingestellt werden.
  • 16A zeigt ein Mobiltelefon, welches einen Hauptkörper 2601, einen Schallausgabeabschnitt 2602, einen Schalleingabeabschnitt 2603, einen Wiedergabeabschnitt 2604, Betriebsschalter 2605 und eine Antenne 2606 aufweist. Die EL-Wiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann im Wiedergabeabschnitt 2604 verwendet werden. Beachten Sie, dass durch Wiedergabe von weißen Zeichen auf einem schwarzen Hintergrund der Wiedergabeabschnitt 2604 den Energieverbrauch des Mobiltelefons herabsenken kann.
  • 16B zeigt ein Audiowiedergabegerät, insbesondere ein Autoaudiosystem, das einen Hauptkörper 2701, einen Wiedergabeabschnitt 2702 und Betriebsschalter 2703 und 2704 aufweist. Die EL-Wiedergabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann im Wiedergabeabschnitt 2702 verwendet werden. Obwohl ein Autoaudiosystem bei dieser Ausführungsform gezeigt ist, kann die erfindungsgemäße EL-Wiedergabevorrichtung auch bei einem tragbaren Audiowiedergabesystem oder einem Audiowiedergabesystem für den Haushalt verwendet werden. Beachten Sie, dass durch Wiedergabe von weißer Schrift auf einem schwarzen Hintergrund der Wiedergabeabschnitt 2704 den Energieverbrauch herabsenken kann. Dies ist besonders nützlich bei einem tragbaren Audiowiedergabegerät.
  • Der Bereich, auf dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist, ist somit extrem breit, und es ist möglich, die vorliegende Erfindung auf allen Gebieten von Elektrogeräten anzuwenden. Das Elektrogerät gemäß dieser Ausführungsform kann auch unter Verwen dung irgendeiner EL-Wiedergabevorrichtung mit den Strukturen gemäß den Ausführungsformen 1 bis 5 realisiert werden.
  • (Ausführungsform 7)
  • Bei einem EL-Element, das unter Verwendung der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, ist es auch möglich, ein EL-Material zu verwenden, das zur Emission von Licht Phosphoreszenz aus einer Tripletanregung verwendet. Eine lichtemittierende Vorrichtung, die ein EL-Material verwendet, welches Phosphoreszenz zur Lichtemission nutzen kann, kann die Quanteneffizienz für die Emission von externen Licht drastisch erhöhen. Dies ermöglicht es, den Energieverbrauch des EL-Elements herabzusenken, die Lebensdauer zu verlängern und das Gewicht zu verringern.
  • Die folgenden Veröffentlichungen berichten, dass die Quanteneffizienz für Emission von externen Licht unter Verwendung eines Tripletexcitons verbessert wird.
  • Die Strukturformel eines EL-Materials (Coumarin-Pigment), über welches T. Tsutsui, C. Adachi und S. Saito in Photochemical Processes in Organized Molecular Systems, ed. K. Honda (Elsevier Sci. Pub., Tokio, 1991), S. 437 berichten, ist wie folgt:
  • Figure 00470001
  • Die Strukturformel eines EL-Materials (Pt-Komplex), über das M. A. Baldo, D. F. O'Brien, Y. You, A. Shoustikov, S. Sibley, M. E. Thompson und S. R. Forrest in Nature 395 (1998), Seiten 151 berichten, ist wie folgt:
  • Figure 00470002
  • Die Strukturformel eines EL-Materials (Ir-Komplex), über das M. A. Baldo, S. Lamansky, P. E. Burrows, M. E. Thompson und S. R. Forrest in Appl. Phys. Lett., 75 (1999), S. 4, und T. Tsutsui, M. J. Yang, M. Yahiro, K. Nakamura, T. Watanabe, T. Tsuji, Y. Fukuda, T. Wakimoto und S. Mayaguchi in Jpn. Appl. Phys, 38 (12B) (1999) L1502 berichten, ist wie folgt:
  • Figure 00480001
  • Falls die oben beschriebene Phosphoreszenz von einem Tripletexciton verwendet werden kann, kann im Prinzip die Quanteneffizienz für die Emission von externen Licht, die drei- bis viermal so groß ist, als wenn Fluoreszenz von einem Singletexciton verwendet wird, ausgenutzt werden.
  • Beachten Sie, dass die Struktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit jeder der Strukturen der Ausführungsformen 1 bis 6 frei kombiniert werden kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die fehlerhafte Filmbildung eines Elektrodenlochs, welche verursacht wird, wenn ein Film aus einem organischen EL-Material gebildet wird, verbessert werden. Weiterhin kann gemäß der vorliegenden Erfindung Filmbildung gemäß den Bedingungen und dem Zweck durchgeführt werden, und fehlerhafte Lichtemission einer EL-Schicht aufgrund eines Kurzschlusses zwischen einer Kathode und einer Anode vermieden werden, da das Elektrodenloch mit einem schützenden Abschnitt gemäß verschiedenen Verfahren und verschiedenen Formen aufgefüllt werden kann.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen beschrieben wurde, darf die vorliegende Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsformen eingeschränkt werden. Zum Beispiel kann die vorlie gende Erfindung bei einem EL-Gerät angewandt werden, das einen anderen Typ von Schaltelementen oder einen anderen Typ eines Schaltkreises zum Ansteuern der EL-Elemente aufweist.

Claims (17)

  1. Lichtausstrahlende Vorrichtung, umfassend: wenigstens ein Schaltelement (202); wenigstens einen Zwischenschichtisolationsfilm (39), der über dem Schaltelement gebildet wird; ein Kontaktloch, das sich in dem wenigstens einen Zwischenschichtisolationsfilm öffnet; eine Pixelelektrode (40), die auf dem Zwischenschichtisolationsfilm (39) gebildet wird und durch das Kontaktloch elektrisch mit dem Schaltelement (202) verbunden ist; einen isolierenden Schutzbereich (41b), der auf einem Bereich der Pixelelektrode im Kontaktloch gebildet wird; eine EL-Schicht (42), die auf der Pixelelektrode (40) und dem isolierenden Schutzbereich (41b) gebildet wird; und eine zweite Elektrode (43), die auf der EL-Schicht (42) gebildet wird.
  2. Lichtausstrahlende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Schaltelement einen Dünnfilmtransistor umfasst.
  3. Lichtausstrahlende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Schaltelement einen Transistor umfasst, der in einem Siliziumsubstrat gebildet wird.
  4. Lichtausstrahlende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Pixelelektrode (40) eine Anode ist, während die zweite Elektrode (43) eine Kathode ist.
  5. Lichtausstrahlende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Pixelelektrode (40) eine Kathode ist, während die zweite Elektrode (43) eine Anode ist.
  6. Lichtausstrahlende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die EL-Schicht (42) wenigstens eine organische EL-Schicht umfasst.
  7. Lichtausstrahlende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Oberfläche des isolierenden Schutzbereichs (41b) im Wesentlichen bündig mit einer Oberfläche der Pixelelektrode (40) ist.
  8. Lichtausstrahlende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die lichtausstrahlende Vorrichtung eine passive Wiedergabevorrichtung ist.
  9. Ein Elektrogerät, welches eine lichtausstrahlende Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 verwendet.
  10. Ein Elektrogerät gemäß Anspruch 9, wobei das Elektrogerät aus der Gruppe bestehend aus einer Videokamera, einem am Kopf getragenen EL-Display, einem Bildwiedergabegerät, einem tragbaren Computer, einem PC, einem Mobiltelefon und einem Audio-Wiedergabegerät ausgewählt wird.
  11. Ein Verfahren zum Herstellen einer lichtausstrahlenden Vorrichtung, mit den Schritten: Ausbilden wenigstens eines Schaltelements (202) auf einem Substrat; Ausbilden wenigstens eines Zwischenschichtisolationsfilms (39) über dem Schaltelement; Öffnen eines Kontaktlochs in dem wenigstens einem Zwischenschichtisolationsfilm; Ausbilden einer Pixelelektrode (40) auf dem Zwischenschichtisolationsfilm (39) und im Kontaktloch, wobei die Pixelelektrode (40) durch das Kontaktloch mit dem Schaltelement (202) elektrisch verbunden wird; Ausbilden eines isolierenden Schutzbereichs (41b) auf einem Bereich der Pixelelektrode im Kontaktloch; Ausbilden einer EL-Schicht (42) auf der Pixelelektrode (40) und dem isolierenden Schutzbereich (41b); und Ausbilden einer zweiten Elektrode (43) auf der EL-Schicht (42).
  12. Eine lichtausstrahlende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der isolierende Schutzbereich (41b) ein organisches Harz umfasst.
  13. Eine lichtausstrahlende Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei das organische Harz ein Material umfasst, das aus der Gruppe bestehend aus Acrylharz, Polyimidharz, einem Polyamidharz ausgewählt wird.
  14. Lichtausstrahlende Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei das organische Harz ein Harz umfasst, das eine hochmolekulare Komponente von Siloxan beinhaltet.
  15. Eine lichtausstrahlende Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei das organische Harz ein CYCLOTEN umfasst.
  16. Lichtausstrahlende Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die Viskosität des organischen Harzes zwischen 10–3 Pa·s und 10–1 Pa·s beträgt.
  17. Lichtausstrahlende Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der isolierende Schutzbereich (41b) ein Material umfasst, das aus der Gruppe bestehend aus Siliziumoxid, Siliziumoxynitrid, und Siliziumnitrid ausgewählt wird.
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