專利名稱：發(fā)光器件,電子設(shè)備,和其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種OLED(有機(jī)發(fā)光器件)板，該板可由在襯底形成一個(gè)OLED及在襯底和蓋元件之間密封該OLED而獲得。本發(fā)明還涉及一種OLED模塊，其中在OLED板上安裝一個(gè)包括控制器等的IC。在本說(shuō)明中，對(duì)于OLED板和OLED模塊，‘發(fā)光器件’是通用述語(yǔ)。使用本發(fā)光器件的電子設(shè)備也包括在本發(fā)明中。
相關(guān)技術(shù)借助自發(fā)光，OLED消除了在液晶顯示裝置(LCDs)中必要的背光的需要，并且這樣使其易于制作成更薄的裝置。另外，自發(fā)光OLEDs具有高清晰度且在視角上沒有限制。這些是近些年用OLEDs的發(fā)光器件作為顯示裝置以代替CRTs和LCDs正受到關(guān)注的原因。
一個(gè)OLED有一包含有機(jī)化合物(有機(jī)發(fā)光材料)的層，除陽(yáng)極層和陰極層之外，當(dāng)施加一個(gè)電場(chǎng)(該層在下面指有機(jī)發(fā)光層)時(shí)該層發(fā)光(電致發(fā)光)。從有機(jī)化合物發(fā)出的冷光被分成從單態(tài)激發(fā)(熒光)回到基態(tài)的發(fā)光和從三態(tài)激發(fā)(磷光)回到基態(tài)的發(fā)光。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件能夠使用一或兩種類型的發(fā)光。
在本說(shuō)明中，設(shè)在陽(yáng)極和陰極之間的所有層一起作為有機(jī)發(fā)光層。尤其是，該有機(jī)發(fā)光層包括一個(gè)發(fā)光層，一個(gè)空穴注入層，一個(gè)電子注入層，一個(gè)空穴傳輸層等。OLED的基本結(jié)構(gòu)是以陽(yáng)極層，發(fā)光層，和陰極層順序排列的片層。這種基本結(jié)構(gòu)能夠改變成以陽(yáng)極，空穴注入層，發(fā)光層，和陰極層順序排列的片層，或者以陽(yáng)極，空穴注入層，發(fā)光層，電子傳輸層和陰極層順序排列的片層。
將利用OLED的發(fā)光器件投入實(shí)際使用的問(wèn)題是由于熱、光、潮濕、氧化、和其它原因引起的器件老化。
通常，生產(chǎn)具有OLED的發(fā)光器件時(shí)，OLED在導(dǎo)線線路和半導(dǎo)體元件在像素部分中形成之后而制成。一旦形成OLED，為了密封(包裝)該OLED以使OLED不暴露在外界的空氣中，就將其上設(shè)有OLED的第一襯底與第二襯底(由金屬或者玻璃制成)粘合。用樹脂等粘合兩襯底，并且氮或者惰性氣體填充到兩個(gè)襯底之間的間隔中。但是，通過(guò)在包裝袋中的最細(xì)微的裂縫，氧氣容易到達(dá)如上述由兩襯底和樹脂密封的OLED。此外，不難發(fā)現(xiàn)濕氣通過(guò)在粘合和密封中所用的樹脂快速進(jìn)入到OLED中。這是引起叫做暗斑的無(wú)光發(fā)射部分的原因，暗斑隨著時(shí)間增加而加重且不發(fā)射光，這將成為問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已解決了上述問(wèn)題，并且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種利用高可靠OLED的發(fā)光器件，本發(fā)明的另一目的是提供一種具有高可靠顯示單元的電子設(shè)備，對(duì)于其顯示單元使用了這種具有OLED的發(fā)光器件。
本發(fā)明涉及一種用于密封OLED的技術(shù)，該OLED設(shè)置在具有絕緣表面的襯底上。為了密封該OLED，本發(fā)明用膜真空密封，該膜至少在一側(cè)上(內(nèi)側(cè))設(shè)置一層低氣體透過(guò)率的薄膜(典型地，主要包含碳的薄膜，氧氮化硅膜，氮化硅膜，表示為ALNxOy的化合物膜，AlN膜或者這些膜組成的膜層)。
在本發(fā)明中，一個(gè)低氣體透過(guò)率的膜用于提供一個(gè)膜，為了膜增加柔韌性而在反應(yīng)氣體中加入稀有氣體元素。本發(fā)明的特征是一個(gè)低氣體透過(guò)率的薄膜(典型地，主要包含碳的薄膜，氧氮化硅膜，氮化硅膜，表示為ALNxOy的化合物膜，ALN膜或者這些膜組成的膜層)包含稀有氣體元素，以緩和膜中的內(nèi)應(yīng)力和使膜具有柔韌性，并且提供一個(gè)至少在一側(cè)上(內(nèi)側(cè))設(shè)置一薄膜的膜用于真空密封具有OLED的發(fā)光器件。
膜由于含有稀有氣體而獲得柔韌性。因此，用于提供包裝膜的薄膜能防止在真空中熱壓合時(shí)產(chǎn)生裂紋和剝落。另外，該膜用作襯料能夠改善包裝膜的耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度。
在本說(shuō)明中公開的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是一個(gè)發(fā)光器件，其特征在于該器件包括一個(gè)TFT，一個(gè)其上形成有一個(gè)具有TFT的發(fā)光元件的有效矩陣襯底，一種干燥劑，和一個(gè)包裝有效矩陣襯底的保護(hù)單元；和該保護(hù)單元是一個(gè)至少部分設(shè)有薄膜的膜，該薄膜包含稀有氣體元素和主要包含碳。在本說(shuō)明中，其上設(shè)有OLED的襯底叫做有效矩陣襯底。
在上述的結(jié)構(gòu)中，發(fā)光元件有一個(gè)陽(yáng)極，一個(gè)陰極，和一個(gè)夾在該陽(yáng)極和陰極之間的EL材料。
在上述結(jié)構(gòu)中，保護(hù)單元通過(guò)真空壓合實(shí)現(xiàn)與有效矩陣襯底的接觸。因此，保護(hù)單元具有一定程度的柔韌性。對(duì)于該保護(hù)單元可以使用任何膜，只要它有極好的氣體隔離性和對(duì)可見光分別是透明或者半透明的。例如，保護(hù)單元可以是一個(gè)被一個(gè)薄膜完全覆蓋的膜，該薄膜包含碳作為其主要成分，或者該膜在其一側(cè)(內(nèi)側(cè)或者外側(cè))設(shè)置包含碳作為其主要成分的薄膜。
本發(fā)明的特征在于包含碳作為其主要成分的薄膜是一個(gè)厚度為3到50nm的DLC(如像碳的金剛石)膜。就短距離排列而言，DLC膜具有SP3鍵作為碳原子之間的鍵。宏觀地，DLC膜具有非結(jié)晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。DLC膜由70到95％的碳原子和5到30％的氫原子組成，它們使DLC膜非常硬并且具有極好的絕緣性。象這樣的DLC膜還對(duì)蒸汽，氧氣和其它氣體具有低透過(guò)性的特征。如果用微硬度測(cè)試儀測(cè)量時(shí)DLC膜公知的硬度為15到25GPa。
DLC膜由等離子CVD，微波CVD，電子回旋共振(ECR)CVD，濺射等形成。這些方法的任一個(gè)可以產(chǎn)生的DLC膜是具有適當(dāng)粘附力的DLC膜。DLC膜由作為陰極設(shè)置的襯底形成。如果施加一個(gè)負(fù)偏壓并利用部分離子碰撞，可獲得密而硬的DLC膜。
在由等離子CVD形成DLC膜中所用的反應(yīng)氣體是基于碳?xì)浠衔锏臍怏w，例如CH4，C2H2或者C6H6。反應(yīng)氣體由輝光放電電離，并且離子被加速以碰撞施加一個(gè)負(fù)的自偏壓的陰極。結(jié)果，可獲得密而平的DLC膜。
本DLC膜的特征是對(duì)于可見光是透明或者半透明的絕緣膜。
在本說(shuō)明中，對(duì)可見光透明意味著對(duì)可見光具有80到100％的透光度，而對(duì)可見光半透明意味著對(duì)可見光具有50到80％的透光度。
一氧氮化硅膜可用來(lái)代替上述的DLC膜。在這種情況下，保護(hù)單元是一個(gè)至少部分設(shè)有一氧氮化硅膜的膜。
一氮化硅膜可用來(lái)代替上述的DLC膜。在這種情況下，保護(hù)單元是一個(gè)至少部分設(shè)有一氮化硅膜的膜。
ALN膜可用來(lái)代替上述的DLC膜。在這種情況下，保護(hù)單元是一個(gè)至少部分設(shè)有一ALN膜的膜。
ALNxOy膜可用來(lái)代替上述的DLC膜。在這種情況下，保護(hù)單元是一個(gè)至少部分設(shè)有一ALNxOy膜的膜。
也可使用由DLC膜、氧氮化硅膜、氮化硅膜、ALN膜、ALNxOy膜結(jié)合形成的膜層。在這種情況下，保護(hù)單元是一個(gè)至少部分設(shè)有該膜層的膜。
優(yōu)選地，氮化硅膜，ALN膜，或者ALNxOy膜由濺射形成并且在腔中注入稀有氣體，以使所形成的膜包含稀有氣體元素(典型地如Ar)其濃度為0.1原子％或者更高，更理想的是1到30原子％或者更高。
在上述結(jié)構(gòu)中，干燥劑優(yōu)選置于在真空中密封的有效矩陣襯底和保護(hù)單元之間，以防止發(fā)光器件的老化。適合的干燥劑為氧化鋇，氧化鈣，硅膠等。干燥劑在柔性印刷基片被粘合之前或者之后放置。另外，干燥劑可以置于柔性印刷基片的柔性膜中、且而后粘合柔性印刷基片。優(yōu)選地，干燥劑置于保護(hù)單元真空壓合的位置附近。
為獲得上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的內(nèi)容是一個(gè)制造發(fā)光器件的方法，其特征在于包括如下步驟在具有絕緣表面的襯底上形成發(fā)光元件；將柔性印刷基片粘合到襯底的邊緣；和用一主要含有碳的薄膜覆蓋的膜在真空中密封發(fā)光元件、和部分柔性印刷基片。
在上述結(jié)構(gòu)中，形成發(fā)光元件的步驟可以在使襯底的厚度減薄的步驟之后進(jìn)行。如果襯底是薄的，減薄步驟優(yōu)選設(shè)在粘合柔性印刷基片到成型襯底邊緣的步驟之后。
在上述結(jié)構(gòu)中，本方法的特征是包括放置干燥劑的步驟，在真空密封步驟之前該干燥劑與柔性印刷基片接觸。真空密封步驟是熱壓合。
在上述結(jié)構(gòu)中，主要含有碳的薄膜是一個(gè)DLC膜，該DLC膜包含濃度為0.1原子％或更高稀有的氣體元素，優(yōu)選是1到30原子％的稀有氣體元素。
在上述結(jié)構(gòu)中，稀有氣體元素是從由He、Ne、Ar、Kr和Xe構(gòu)成的組中選擇的一種或者多種元素。


在附圖中圖1A到1C是制造發(fā)光器件過(guò)程的示意圖；
圖2是制造發(fā)光器件過(guò)程的示意圖；圖3是用于形成DLC膜的裝置(等離子CVD裝置)的示意圖；圖4A到4B分別是OLED模塊的頂視圖和側(cè)視圖；圖5A到5D是制造有效矩陣襯底過(guò)程的示意圖；圖6A到6C是制造有效矩陣襯底過(guò)程的示意圖；圖7A到7B是制造有效矩陣襯底過(guò)程的示意圖；圖8A到8H是電子設(shè)備實(shí)例的示意圖；圖9是使用濺射的膜形成裝置的示意圖；圖10是ALNxOy(X＜Y)膜透過(guò)率的圖表；圖11是ALN膜透過(guò)率的圖表；圖12是各種膜濕氣滲透率的圖表。
具體實(shí)施例方式
下面參照?qǐng)D1A到3說(shuō)明具體實(shí)施方式
1和2。
首先，制備具有絕緣表面的襯底。在襯底上，設(shè)置一個(gè)發(fā)光元件，這里是OLED，和一個(gè)引出電極102。引出電極102使OLED與外部電源連接。如果來(lái)自發(fā)光元件的光通過(guò)襯底傳導(dǎo)，所用具有絕緣表面的襯底是光透射襯底如玻璃，已結(jié)晶玻璃，或者塑料。如果來(lái)自發(fā)光元件的光不通過(guò)襯底傳播，可用陶瓷襯底，半導(dǎo)體襯底，金屬襯底等。
為了降低器件的重量，在襯底上采用刻蝕處理并使襯底減薄。一個(gè)其上形成有OLED的襯底101是這樣獲得的?？涛g處理不是總是必須的。接著，柔性印刷基片(FPC)103與襯底101粘合，與引出電極102電連接(圖1A)。
為防止由于氧化、潮濕等使OLED老化，在其上形成有OLED的襯底101上設(shè)置干燥劑104。干燥劑104是一個(gè)吸濕材料(優(yōu)選是氧化鈣或者氧化鋇)，或者是一個(gè)能夠吸附氧的材料。這里，干燥劑104只要位于與FPC103和襯底101的端面接觸即可。這可防止在后面的真空壓合步驟中保護(hù)單元在此處擴(kuò)張和損壞。
可作為氣體隔離的保護(hù)單元在真空中壓合以密封OLED，并且另外防止由于氧化，潮濕等使OLED的老化。保護(hù)單元可以是任意膜，該膜對(duì)可見光是透明的或者半透明的，并且可以在真空中壓合。圖1B示出在真空壓合前的保護(hù)單元。
這里所用的保護(hù)單元是一個(gè)包裝膜105，該膜由一個(gè)含有稀有氣體(Ar)的DLC膜106覆蓋。由一個(gè)含有稀有氣體Ar的DLC膜106覆蓋的包裝膜105真空包裝其上形成有OLED的襯底101、干燥劑104和柔性印刷基片103的一部分。這里所示是一個(gè)除壓合部分外覆蓋有DLC膜的包裝膜的一個(gè)例子。但是，包裝膜可僅僅在一側(cè)(內(nèi)側(cè)或者外側(cè))設(shè)置DLC膜。用于設(shè)置或者覆蓋包裝膜的膜不限于單層膜，也可以是多層膜。
含有稀有氣體(Ar)的DLC膜106在膜形成裝置中形成，如圖3所示是用等離子CVD。腔301中被抽成真空，并且將作為氣體原料的CH4氣和Ar氣的混合氣、或者C2H6氣和Ar氣的混合氣注入到腔中。然后，在包裝膜105的表面形成DLC膜(含有Ar)306。包裝膜由支撐件307固定在與RF電源304連接的電極302和電極303之間。注意在部分包裝膜305上不形成DLC膜306，就是接觸支撐件307的部分。本發(fā)明利用不形成DLC膜的這部分進(jìn)行真空壓合。圖1C所示是真空壓合后的保護(hù)單元。這里所用的包裝膜象一個(gè)袋子或者一個(gè)空盒子。另外，包裝膜可以是彼此放置在頂面上的兩片組成并在其四邊壓合。包裝膜的優(yōu)選材料是能夠被粘合的材料也可以是熱壓合的柔性膠帶。作為包裝膜的所用材料是樹脂材料(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚風(fēng)(PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、尼龍、聚醚醚酮(PEEK)、聚風(fēng)(PSF)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚芳酯(PAR)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等)。典型地，可使用熱塑性的，PVF(聚氟乙烯)膜、聚酯膜、或者丙烯酸樹脂膜。在熱壓合后，壓合部分可用粘合劑進(jìn)一步密封，并且FPC可用粘合劑與保護(hù)單元粘合。
一旦OLED在襯底形成，上述步驟即被實(shí)施，希望盡可能避免OLED暴露到外界空氣中。
這樣，本發(fā)明能夠提供用OLED的發(fā)光器件，通過(guò)控制由于潮濕，氧化等引起的老化增加了器件的可靠性。
參照?qǐng)D2描述發(fā)光器件的一個(gè)實(shí)例，該器件中用密封基板200密封OLED且而后進(jìn)一步由保護(hù)單元密封。
在圖2中，200是指密封基板，201、一個(gè)其上形成有OLED的襯底，202、引出電極，203、一FPC，204、一個(gè)干燥劑，205、包裝膜，和206、一含有Ar的DLC膜。盡管這里的膜206是一個(gè)含有Ar的DLC膜，該DLC膜可以由含有Ar的氧氮化硅膜、含有Ar的氮化硅膜、含有Ar的表示為ALNxOy、或者ALN的化合物膜所替代。
由于含有Ar，當(dāng)用于包裝膜和在真空中壓合時(shí)，該膜可以是柔性的并且其可以防止產(chǎn)生裂紋或者脫落。
盡管在圖中未示出，密封基板200用粘合劑與襯底201粘合，在密封基板200和襯底201之間的間隔中填充樹脂、氮?dú)?、或者惰性氣體。如果來(lái)自發(fā)光器件的光通過(guò)密封基板200傳輸，則所用密封基板是一個(gè)光透射基板如玻璃基板、已結(jié)晶的玻璃基板、或者塑料基板。如果來(lái)自發(fā)光器件的光不通過(guò)密封基板200傳輸，則可使用陶瓷基板、半導(dǎo)體基板、金屬基板等。該密封基板200可以不總是板狀，也可以類似一個(gè)蓋。
這里干燥劑204置于襯底201上在FPC203和密封基板201之間，以防止在后面的真空壓合步驟中保護(hù)單元在此處擴(kuò)張和損壞。
通過(guò)下面的實(shí)施例將進(jìn)一步描述如上所述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。
圖4A是制造OLED模塊的頂部示意圖，圖4B是圖4A模塊的一個(gè)像素部分的示意圖。
像素部分404布置在襯底401上，這樣源線驅(qū)動(dòng)電路402和柵線驅(qū)動(dòng)電路403分別與像素部分的兩側(cè)平行運(yùn)行。每個(gè)像素部分404、源線驅(qū)動(dòng)電路402、和柵線驅(qū)動(dòng)電路403具有多個(gè)TFT。圖4B所示，作為這些TFT，驅(qū)動(dòng)電路TFT(在圖4B中由n通道TFT和p通道TFT組成)411包括在源線電路402中、而驅(qū)動(dòng)TFT(TFT用于控制在OLED中流過(guò)的電流)包括在像素部分404中。該TFTs411和412在基膜410上形成。
在本實(shí)施例中，構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路TFT的n通道TFT和p通道TFT由公知方法制成，由公知方法制成的p通道TFT用于驅(qū)動(dòng)TFT412。像素部分404設(shè)有一個(gè)與驅(qū)動(dòng)TFT412的柵電極連接的電容存儲(chǔ)器(未示出)。
在驅(qū)動(dòng)電路TFT411和驅(qū)動(dòng)TFT412上形成的是層間絕緣膜(平面化膜)421，在其上形成的像素電極(陽(yáng)極)413與驅(qū)動(dòng)TFT412的漏極電連接。像素電極413由具有大逸出功的透明導(dǎo)電膜形成。例如，所使用的透明導(dǎo)電膜的材料包括氧化銦和氧化錫的組合物、氧化銦和氧化鋅的組合物、單獨(dú)的氧化鋅、單獨(dú)的氧化錫和單獨(dú)的氧化銦。透明導(dǎo)電膜由這些材料中的一種形成，并且摻入鎵也可以用作像素電極。
在像素電極413上形成絕緣膜422。在像素電極413上的絕緣膜422中形成一開口。在開口處的像素電極413上形成一有機(jī)發(fā)光層414。該有機(jī)發(fā)光層414由公知的有機(jī)發(fā)光材料或者無(wú)機(jī)發(fā)光材料形成。不管是低分子量(單體)有機(jī)發(fā)光材料或者高分子量(聚合物)有機(jī)發(fā)光材料都可用于有機(jī)發(fā)光層。
有機(jī)發(fā)光層414由公知的蒸發(fā)技術(shù)或者應(yīng)用技術(shù)形成。有機(jī)發(fā)光層可只包括一層發(fā)光層。另外，除發(fā)光層以外，有機(jī)發(fā)光層可以是另外具有一個(gè)空穴注入層、一個(gè)空穴傳輸層、一個(gè)電子傳輸層、和一個(gè)電子注入層任意結(jié)合的層狀結(jié)構(gòu)。
陰極415由光屏蔽導(dǎo)電膜(典型地，導(dǎo)電膜主要包含鋁、銅、或者銀，或者包含上述導(dǎo)電膜和其它導(dǎo)電膜的膜層)在有機(jī)發(fā)光層414上形成。理想地，在陰極415和有機(jī)發(fā)光層414之間盡可能排除濕氣和氧氣。排除濕氣和氧氣需要一定的方案。例如，在氮或者稀有氣體氣壓下形成有機(jī)發(fā)光層414，然后在保持襯底未潮濕和氧化下相繼形成陰極415。本實(shí)施例采用一個(gè)多腔系統(tǒng)(群聚工具系統(tǒng))膜形成裝置，以實(shí)現(xiàn)上述的膜形成。陰極415接受給定的電壓。
形成包括像素電極(陽(yáng)極)413、有機(jī)發(fā)光層414、和陰極415的OLED423。在絕緣膜422上形成保護(hù)膜424，以覆蓋OLED423。該保護(hù)膜424有效地防止整個(gè)OLED423氧化和潮濕。
由參考標(biāo)號(hào)409指示的是一個(gè)與電源線連接的引出導(dǎo)線，并且與驅(qū)動(dòng)TFT412的源區(qū)域電連接。引出導(dǎo)線409通過(guò)各向異性的導(dǎo)電膜與FPC405的FPC導(dǎo)線電連接。各向異性的導(dǎo)電膜有一導(dǎo)電填料。形成像素電極413的同時(shí)，形成導(dǎo)電膜，使其與引出導(dǎo)線的頂表面進(jìn)行接觸。在熱壓合襯底401和FPC405時(shí)，導(dǎo)電填料使在襯底401上的導(dǎo)電膜與在FPC405上的FPC導(dǎo)線電連接。
由參考標(biāo)號(hào)406指示的是一個(gè)用于包裝其上形成有OLED的襯底的包裝膜。通過(guò)真空壓合包裝膜406與襯底401和形成在襯底上的OLED423接觸，以防止整個(gè)OLED423潮濕、氧化等。包裝膜406用含有Ar的DLC用膜400覆蓋。
由于含有稀有氣體，膜是柔性的并且其DLC膜400能夠在用于設(shè)置在包裝膜上和在真空中進(jìn)行熱壓合時(shí)防止產(chǎn)生裂紋或者脫落。
由參考標(biāo)號(hào)407指示的是一個(gè)干燥劑，它是一個(gè)吸濕性的物質(zhì)(優(yōu)選是氧化鈣或氧化鋇)，或者是一個(gè)能夠吸氧的物質(zhì)。這里，干燥劑407位于與FPC405和襯底401的一端面接觸的位置上。以防止在真空壓合步驟中保護(hù)單元在此處擴(kuò)張和損壞。
因此所制造的OLED模塊是一個(gè)有機(jī)發(fā)光顯示器件，該器件能夠在各種電子設(shè)備中用作顯示單元。
下面，參照?qǐng)D5到7描述用本發(fā)明的發(fā)光器件制造襯底(有效矩陣襯底)的方法。這里，根據(jù)步驟詳細(xì)描述在相同襯底上、同時(shí)形成像素部分的開關(guān)TFT和驅(qū)動(dòng)TFT，及繞像素部分設(shè)置的驅(qū)動(dòng)部分的TFT的方法。
本實(shí)施例使用玻璃襯底500如硼硅酸鋇玻璃或者硼硅酸鋁玻璃表示成鈷粒的7059#玻璃或者1737#玻璃。對(duì)于所設(shè)置的襯底500沒有限制，使其具有適當(dāng)?shù)耐腹舛燃纯?，可以用石英襯底。另外，可以使用具有耐熱性、能夠承受本實(shí)施例的處理溫度的塑料襯底。
下面參照?qǐng)D5A，在襯底500上形成包括絕緣膜如氧化硅膜，氮化硅膜或者氧氮化硅膜的基膜501。在本實(shí)施例中，基膜501具有兩層結(jié)構(gòu)。但是，可在絕緣膜上采用單層或者兩層或者多層的膜層?；?01的第一層是一層氧氮化硅膜501a，該層依賴等離子CVD方法由SiH4、NH3、N2O作為反應(yīng)氣體而形成，其厚度保持在從10到200nm(優(yōu)選是從50到100nm)。在本實(shí)施例中，形成氧氮化硅膜501a(具有Si＝32％，O＝27％，N＝24％，H＝17％的組分比)的厚度是50nm?；?01的第二層是一層氧氮化硅膜501b，該層依賴等離子CVD方法由SiH4和N2O作為反應(yīng)氣體形成，其厚度保持在從50到200nm(優(yōu)選是從100到150nm)。在本實(shí)施例中，形成氧氮化硅膜501b(具有Si＝32％、O＝59％、N＝7％、H＝2％的組分比)的厚度是100nm。
然后，半導(dǎo)體層502到505在基膜501上形成。通過(guò)公知方式(濺射方法，LPCVD方法或者等離子CVD方法)，該半導(dǎo)體層502到505由形成具有非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜形成。接著經(jīng)公知的結(jié)晶處理(激光結(jié)晶方法，熱結(jié)晶方法，或者用如鎳的催化劑的熱結(jié)晶方法)，在結(jié)晶的半導(dǎo)體膜上制作圖案以獲得理想的形狀。所形成的半導(dǎo)體層502到505的厚度從25到80nm(優(yōu)選是從30到60nm)。盡管對(duì)結(jié)晶的半導(dǎo)體膜的材料沒有限制，優(yōu)選采用硅或者鍺化硅(SixGe1-x(X＝0.0001到0.02))合金。在本實(shí)施例中，非晶硅膜依賴等離子CVD方法形成，其厚度保持在55nm，然后，將非晶硅膜保持在含有鎳的溶液中。非晶硅膜脫氫(500℃，1小時(shí))，熱結(jié)晶(550℃，4小時(shí))并且另外進(jìn)行激光退火以改善結(jié)晶體，因此，形成結(jié)晶的硅膜。結(jié)晶的硅膜被制作圖案經(jīng)光刻方法形成半導(dǎo)體層502到505。
已形成的半導(dǎo)體層502到505可另外摻入少量的雜質(zhì)元素(硼或者磷)以控制TFT的閾值。
在由激光結(jié)晶方法形成結(jié)晶的半導(dǎo)體膜中，另外，可采用脈沖振蕩型的準(zhǔn)分子激光器或者連續(xù)發(fā)光型的準(zhǔn)分子激光器、YAG激光器或者YOV4激光器。當(dāng)使用這些激光器時(shí)，理想的是從激光器諧振器發(fā)射的激光光束聚焦成一線，然后經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)落在半導(dǎo)體膜上。
跟著，形成柵絕緣膜506以覆蓋半導(dǎo)體層502到505。柵絕緣膜506由等離子CVD方法或者濺射方法形成含有硅厚度保持在從40到150nm的絕緣膜。在本實(shí)施例中，柵絕緣膜506由等離子CVD方法形成氧氮化硅膜(組分比為Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％的)其厚度是100nm。柵絕緣膜不限于氧氮化硅膜，也可以是單膜或者含有硅絕緣膜的雙膜的膜層。
當(dāng)形成氧化硅膜時(shí)，由等離子CVD方法將TEOS(四乙基正硅酸鹽)和O2混合在一起，并且在40Pa的反應(yīng)壓力下一起反應(yīng)，在襯底處溫度為300到400℃，13.56MHz的頻率及放電電力密度從0.5到0.8W/cm2。由此所形成的氧化硅膜再在400到500℃進(jìn)行熱退火，獲得具有良好性能的柵絕緣膜。
然后，在柵絕緣膜506上形成耐熱導(dǎo)電層507，其厚度保持在200到400nm(優(yōu)選是從250到350nm)以形成柵電極。耐熱導(dǎo)電層507可以由單層形成或者可以根據(jù)需要形成如兩層或者三層的多層的膜層。耐熱導(dǎo)電層包含從Ta，Ti和W，或者含有上述元素的合金，或者上述元素結(jié)合的合金中選擇的元素。由濺射方法或者CVD方法形成耐熱導(dǎo)電層，并且應(yīng)該在已降低的濃度下包含雜質(zhì)以降低阻抗，并且尤其是應(yīng)該包含濃度不高于30ppm的氧。在本實(shí)施例中，形成厚度為300nm的W膜?？捎蔀R射方法用W作為靶形成W膜，或者由熱CVD方法用六氯化鎢(WF6)形成。
接著，依賴光刻技術(shù)形成抗蝕的掩膜508。然后，進(jìn)行第一蝕刻。作為蝕刻氣體，氯族氣體如Cl2、BCL3、SiCl4和CCl4或者氟族氣體如CF4、SF6、NF3、或者O2可以適當(dāng)?shù)厥褂谩１緦?shí)施例使用ICP蝕刻設(shè)備，用Cl2和CF4作為蝕刻氣體，并且在1Pa壓力下形成具有3.2W/cm2的RF(13.56MHz)電功率的等離子。224mW/cm2的RF(13.56MHz)電功率也加在襯底(試樣臺(tái))的一側(cè)，因此，施加一個(gè)基本上負(fù)性的自偏壓。在這種條件下，以約100nm/分的速率蝕刻W膜。估計(jì)第一蝕刻處理的時(shí)間，依照該蝕刻速率W膜剛被蝕刻掉，并且第一蝕刻處理進(jìn)行一段時(shí)間，該時(shí)間比估計(jì)的蝕刻時(shí)間長(zhǎng)20％。
由第一蝕刻處理形成有一個(gè)第一錐形的導(dǎo)電層509到512。導(dǎo)電層509到512的錐形角是15到30°。為了實(shí)現(xiàn)不留殘?jiān)奈g刻，通過(guò)增加約10到20％的蝕刻時(shí)間而實(shí)現(xiàn)過(guò)渡蝕刻。氧氮化硅膜(柵絕緣膜506到W膜)的選擇速率是2到4(典型是3)。因此，由于過(guò)渡蝕刻，氧氮化硅膜暴露的表面被蝕刻掉約20到50nm(圖5B)。
然后，進(jìn)行第一摻雜處理，在半導(dǎo)體層中加入導(dǎo)電的第一型雜質(zhì)元素。這里，所進(jìn)行的加入的雜質(zhì)元素是n型。留下形成第一形狀的導(dǎo)電層的掩膜508，并且用具有第一錐形的導(dǎo)電層509到512作為掩膜，用離子摻雜方法以自對(duì)準(zhǔn)方式加入n型雜質(zhì)元素。摻雜量設(shè)置為從1×1013到1×1014原子/cm2，以使對(duì)于賦予n型的雜質(zhì)元素通過(guò)錐形部分和在柵電極端部的柵絕緣膜506達(dá)到滲入半導(dǎo)體層下，加速電壓在從80到160keV選擇。作為賦予n型的雜質(zhì)元素，采用屬于15族的元素，典型地是磷(P)或砷(As)。這里用磷(P)。由于離子摻雜方法，故對(duì)于被添加到第一雜質(zhì)區(qū)514到517的賦予n型的雜質(zhì)元素濃度范圍在從1×1020到1×1021原子/cm3(圖5C)以上。
在這一步驟中，根據(jù)摻雜條件雜質(zhì)不到第一形狀的導(dǎo)電層509到512的下側(cè)，并且經(jīng)常發(fā)生第一雜質(zhì)區(qū)514到517重疊在第一形狀的導(dǎo)電層509到512上。
接著，如圖5D所示，進(jìn)行第二蝕刻處理。還用ICP蝕刻設(shè)備進(jìn)行第二蝕刻處理，用CF4和Cl2作為蝕刻氣體，在1.0Pa壓力下使用3.2W/cm2(13.56MHz)的RF電功率，45mW/cm2(13.56MHz)的偏壓。在這些條件下，形成第二形狀的導(dǎo)電層518到521.它們的端部是錐形，并且厚度從端部向內(nèi)逐漸增加。與第一蝕刻處理比較，在襯底側(cè)施加偏壓減少時(shí)，各向同性蝕刻的速率按比例增加，錐形部分的角度變成30到60°。掩膜508被鋪設(shè)在邊緣處由蝕刻而形成掩膜522。在圖5D所示步驟中，柵絕緣膜506的表面被刻去約40nm。
接著，在通過(guò)減少摻雜量，該摻雜量比第一摻雜處理?yè)诫s量小，增加加速電壓的條件下，進(jìn)行摻雜賦予n型的雜質(zhì)元素。例如，加速電壓設(shè)置為從70到120keV，摻雜量是1×1013/cm2，由此形成具有雜質(zhì)濃度增加的第一雜質(zhì)區(qū)524到527，和與第一雜質(zhì)區(qū)接觸的第二雜質(zhì)區(qū)528到531。在該步驟中，雜質(zhì)可以不滲入到第二形狀的導(dǎo)電層518到521的下側(cè)，并且第二雜質(zhì)區(qū)528到531可以重疊在第二形狀的導(dǎo)電層518到521上。在第二區(qū)的雜質(zhì)濃度是1×1016到1×1018原子/cm3(圖6A)。
參照?qǐng)D6B，與一導(dǎo)電型相反的導(dǎo)電型的雜質(zhì)區(qū)533(533a，533b)和534(534a，534b)在半導(dǎo)體層502，505中形成，它形成p通道TFT。在這種情況下，用第二形狀的導(dǎo)電層518，521作為掩膜以自對(duì)準(zhǔn)方式添加p型的雜質(zhì)元素以形成雜質(zhì)區(qū)。此時(shí)，形成了n通道TFT的半導(dǎo)體層503和504的表面由阻擋的掩膜532全部覆蓋。這里，雜質(zhì)區(qū)533和534由離子摻雜方法用乙硼烷(B2H6)形成。P型雜質(zhì)元素以從1×1020到1×1021原子/cm3的濃度添加到雜質(zhì)區(qū)533和534中。
但是，如果近似地認(rèn)為，雜質(zhì)區(qū)533，534能夠被分成兩個(gè)包含賦予n型的雜質(zhì)元素區(qū)域。那么，第三雜質(zhì)區(qū)533a和534a包含賦予n型的雜質(zhì)元素，其濃度為1×1017到1×1020原子/cm3。但是，在雜質(zhì)區(qū)533b和534b中，對(duì)于賦予p型雜質(zhì)元素所包含的濃度不小于1×1019原子/cm3，并且在第三雜質(zhì)區(qū)533a和534a中，賦予p型雜質(zhì)元素所包含的濃度是賦予n型雜質(zhì)元素濃度的1.5到3倍。因此，第三雜質(zhì)區(qū)作為源區(qū)工作及p通道TFT的漏極區(qū)沒有引起任何問(wèn)題。
下面參照?qǐng)D6C，在第二形狀的導(dǎo)電層518到521和柵絕緣膜506上形成第一層間絕緣膜537，第一層間絕緣膜537可由氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮化硅膜或者其組合的層狀膜形成。無(wú)論如何，第一層間絕緣膜537由無(wú)機(jī)絕緣材料形成，第一層間絕緣膜537具有100到200nm的厚度。如果使用氧化硅作為第一層間絕緣膜537，那么通過(guò)等離子CVD方法將TEOS和O2混合在一起，并且共同在40Pa壓力襯底溫度為300到400℃下反應(yīng)，同時(shí)電功率在高頻(13.56MHz)和0.5到0.8W/cm2的功率密度下放電。如果使用氧氮化硅膜作為第一層間絕緣膜537，那么通過(guò)等離子CVD方法氧氮化硅膜可以從SiH4，N2O和NH3，或從SiH4和N2O中形成。在本例中反應(yīng)條件是反應(yīng)壓力從20到200Pa、襯底溫度從300到400℃和0.1到1.0W/cm2的高頻(60MHz)功率密度。另外，作為第一層間絕緣膜537可用氫化的氧氮化硅膜，該膜由SiH4、N2O和H2形成。氮化硅膜也類似通過(guò)等離子CVD方法由SiH4和NH3形成。
然后，對(duì)所加入的不同濃度的n型和p型的雜質(zhì)元素進(jìn)行活化，該步驟用一個(gè)退火爐由熱退火方法實(shí)現(xiàn)?？闪硗獠捎眉す馔嘶鸱椒ɑ蛘呖焖贌嵬嘶鸱椒?RTA方法)。熱退火方法在含有氧的氮?dú)庵羞M(jìn)行，且濃度不高于1ppm，優(yōu)選的是，不高于0.1ppm在從400到700℃下，典型地，從500到600℃。在本實(shí)施例中，熱處理在550℃下進(jìn)行4小時(shí)。如果使用具有低耐熱溫度的塑料襯底作為襯底501時(shí)，利用激光退火方法是理想的。
接著是活化的步驟，常壓氣體在變化，并且在含有3到100％的氫中在300到450℃的溫度下進(jìn)行熱處理1到12小時(shí)以氫化半導(dǎo)體層。該步驟是熱激勵(lì)直到具有氫的半導(dǎo)體層中有1016到1018/cm3的不飽和鍵為止。作為另一氫化方式，可進(jìn)行等離子氫化(用氫激勵(lì)等離子)。無(wú)論如何，半導(dǎo)體層502到505中的密度缺陷被抑制在不大于1×1016/cm3是理想的。為了這一目的，氫加入的量可以從0.01到0.1原子％。
然后，有機(jī)絕緣材料的第二層間絕緣膜538的平均厚度是1.0到2.0μm。作為有機(jī)樹脂材料，可用聚酰亞胺、腈綸樹脂、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺和BCB(苯并環(huán)丁烯)。例如當(dāng)使用典型的聚酰亞胺時(shí)，將聚酰亞胺設(shè)置在襯底上后再進(jìn)行熱聚合。第二層間絕緣膜在潔凈的爐子中在300℃時(shí)通過(guò)放電形成。當(dāng)使用腈綸樹脂時(shí)，使用兩罐型中的一個(gè)，即，主要材料和固化劑一起混合，用旋轉(zhuǎn)器加到襯底的整個(gè)表面上，用熱板在80℃預(yù)熱60秒，并且在潔凈的爐子中在250℃下放電60分鐘，形成第二層間絕緣膜。
接著，形成鈍化膜539。在本實(shí)施例中，氮化硅膜作為鈍化膜539。在這種情形下，第二層間絕緣膜538包括一有機(jī)樹脂材料，由于有機(jī)樹脂材料含有大量的濕氣，設(shè)置鈍化膜尤其有效。
這里，導(dǎo)電金屬膜由濺射和真空蒸發(fā)形成，并且用掩膜制作圖案，然后蝕刻形成電源導(dǎo)線540到543，漏導(dǎo)線544到546。另外，盡管在本實(shí)施例中沒有圖示，導(dǎo)線可由50nm厚的Ti膜和500nm厚的合金膜(Al和Ti的合金)層疊而成。
然后，其上形成保持厚度為80到120nm的透明導(dǎo)電膜，并且被制作圖案以形成像素電極547(圖7A)。因此，像素電極547用作為透明電極的銦錫氧化物(ITO)膜形成，或者用含有由2到20％的氧化鋅(ZnO)與氧化銦混合物的透明導(dǎo)電膜形成。該像素電極547起發(fā)光器件的陽(yáng)極作用。另外，像素電極547與漏導(dǎo)線546形成接觸和重疊，該漏導(dǎo)線546與驅(qū)動(dòng)TFT的漏區(qū)電連接。
接著，如圖7B所示，在像素電極547的相應(yīng)位置形成帶有開口部分的第三層間絕緣膜548。在本實(shí)施例中，用濕蝕刻方法形成具有錐形的側(cè)壁以形成開口部分。與本實(shí)施例所示情況不同，形成在第三層間絕緣膜548上的有機(jī)發(fā)光層不被分開。這樣，需要注意，如果開口部分的側(cè)壁不夠平緩，從該步驟開始的有機(jī)發(fā)光層的老化會(huì)成為顯著問(wèn)題。
盡管對(duì)于第三層間絕緣膜548在本實(shí)施例中用氧化硅膜，在相同情況下也可以使用有機(jī)樹脂膜如聚酰亞胺、聚酰胺、丙烯酸、BCB(苯并環(huán)丁烯)、或者氧化硅膜。
然后，優(yōu)選是，在第三層間絕緣膜548上形成有機(jī)發(fā)光層550之前，在第三層間絕緣膜548的表面上用氫氣進(jìn)行等離子處理，以制成密實(shí)的第三層間絕緣膜548的表面。使用上述結(jié)構(gòu)，能夠防止?jié)駳鈴挠袡C(jī)發(fā)光層550滲透到第三層間絕緣膜548中。
由蒸發(fā)形成有機(jī)發(fā)光層550。陰極(MgAg電極)551和保護(hù)電極552也由蒸發(fā)形成。理想地，在像素電極547上進(jìn)行熱處理，以在形成有機(jī)發(fā)光層550和陰極551之前從電極中完全除去濕氣。盡管在本實(shí)施例中OLED的陰極是MgAg電極，但也可以用其它公知材料代替。
對(duì)于有機(jī)發(fā)光層550可以使用其它公知材料。例如，可以使用低分子量有機(jī)EL或者高分子量的有機(jī)EL材料。有機(jī)發(fā)光層可以是一個(gè)由有機(jī)發(fā)光材料形成的薄膜，它由單態(tài)激發(fā)發(fā)光(熒光)(材料叫做單一混合物)或者發(fā)光材料由三態(tài)激發(fā)(磷光)(該材料叫做三態(tài)混合物)發(fā)光。本實(shí)施例中，有機(jī)發(fā)光層可包括空穴傳輸層和發(fā)光層的兩層結(jié)構(gòu)。有機(jī)發(fā)光層可附加一層或者缺少空穴注入層、電子注入層、和電子傳輸層的多層。各種結(jié)合方式已經(jīng)報(bào)道并且本實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光層可由它們中的任意一個(gè)代替。
本實(shí)施例的空穴傳輸層由蒸發(fā)聚亞苯亞乙烯形成。本實(shí)施例的發(fā)光層由蒸發(fā)含有30到40％PBD的聚乙烯咔唑形成，聚乙烯咔唑是1，3，4*二唑的衍生物，并進(jìn)行分子擴(kuò)散。發(fā)光層摻雜約1％的氧雜萘鄰?fù)?如發(fā)綠光中心。
保護(hù)電極552能夠單獨(dú)保護(hù)有機(jī)發(fā)光層55不受潮濕和氧化，但是更理想的是增加保護(hù)膜553。本實(shí)施例用厚度為300nm的氮化硅膜作為保護(hù)膜553。保護(hù)膜和保護(hù)電極552可以在器件不暴露在空氣中時(shí)依次形成。
保護(hù)電極也防止陰極551的老化。保護(hù)電極的典型的材料是主要含鋁的金屬膜。當(dāng)然可以使用其它材料。因?yàn)橛袡C(jī)發(fā)光層550和陰極551具有極其弱的抗潮濕能力，有機(jī)發(fā)光層、陰極和保護(hù)電極552理想是在不將它們暴露到外界空氣中時(shí)依次形成。有機(jī)發(fā)光層和陰極這樣被保護(hù)不與外界空氣接觸。
有機(jī)發(fā)光層550的厚度是10到400nm(典型是60到150nm)，陰極551的厚度是80到200nm(典型是100到150nm)。
在鈍化膜形成之后，所形成的鈍化膜539有效地防止在第二層間絕緣膜538中含有的濕氣通過(guò)像素電極547和第三層間絕緣膜548滲漏到有機(jī)發(fā)光層550中。
如圖7B所示是一個(gè)完整的有效矩陣基體結(jié)構(gòu)。區(qū)域554處的像素電極547、有機(jī)發(fā)光層550、和陰極551重疊而成OLED。
在本實(shí)施例中，陽(yáng)極作為像素電極，而陰極設(shè)在有機(jī)發(fā)光層上。因此從OLED發(fā)射的光通過(guò)襯底向外發(fā)射。另外，陰極可以作為像素電極，而陽(yáng)極設(shè)在有機(jī)發(fā)光層上，使光以與本實(shí)施例的光發(fā)射方向相反的方向發(fā)射。
如圖7B所示的有效矩陣基體可加到實(shí)施例1的襯底401上形成OLED模塊。當(dāng)然，本發(fā)明的有效矩陣基體的制造方法不限于本實(shí)施例所述的一種。本發(fā)明的有效矩陣基體可以由公知方法制造。
p通道TFT560和n通道TFT561是驅(qū)動(dòng)電路的TFT并構(gòu)成CMOS電路。開關(guān)TFT562和驅(qū)動(dòng)TFT563是像素部分的TFTs。驅(qū)動(dòng)電路的TFTs和像素部分的TFTs可在同一襯底上形成。
在使用本實(shí)施例的OLED的發(fā)光器件的情況下，它的驅(qū)動(dòng)電路由5到6V，10V或更高V電源電壓的驅(qū)動(dòng)。因此由于熱電子使TFT的老化不是嚴(yán)重問(wèn)題。另外，較小的柵電容對(duì)于TFT是優(yōu)選的，因?yàn)轵?qū)動(dòng)電路需要高速運(yùn)行。因此，在用本實(shí)施例的OLED的發(fā)光器件的驅(qū)動(dòng)電路中，TFT的半導(dǎo)體層的第二雜質(zhì)區(qū)529和第四雜質(zhì)區(qū)533b優(yōu)選是分別不與柵電極518和柵電極519重疊。
自發(fā)光型的發(fā)光器件與液晶顯示器件相比對(duì)所顯示的圖象在光配置上顯示出非常好的可識(shí)別性。另外，發(fā)光器件具有較寬視角。因此，發(fā)光器件能夠應(yīng)用在各種電子設(shè)備的顯示部分中。
使用本發(fā)明發(fā)光器件的這種電子設(shè)備包括攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、眼鏡型顯示器(頭戴顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、聲音重放設(shè)備(汽車音頻設(shè)備和一套音響)、筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、便攜式信息終端(移動(dòng)式計(jì)算機(jī)，便攜式電話，便攜式游戲機(jī)，電子書等)、包括記錄介質(zhì)的圖象重放裝置(尤其是可重放記錄介質(zhì)如數(shù)字視頻盤(DYD)等等、和包括用于顯示重放圖象的顯示器)等。特別是，在便攜式信息終端的情況中，用發(fā)光器件是優(yōu)選的，因?yàn)楸銛y式信息終端很可能從斜的方向觀看經(jīng)常需要有寬的視角。圖8分別是顯示這些電子設(shè)備的特例。
圖8A示出一有機(jī)發(fā)光顯示設(shè)備，它包括一個(gè)殼體2001、一個(gè)支撐臺(tái)2002、一個(gè)顯示部分2003、一個(gè)音箱部分2004、一個(gè)視頻信號(hào)輸入端2003。發(fā)光器件是自發(fā)光型且其不需要背光。這樣，其顯示部分能夠比液晶顯示設(shè)備具有更薄的厚度。有機(jī)發(fā)光顯示設(shè)備正包括所有的顯示信息的顯示設(shè)備，如個(gè)人計(jì)算機(jī)、廣播電視接收器和廣告顯示器。
圖8B示出一個(gè)數(shù)字靜止照相機(jī)，它包括一主體2101、一顯示部分2102、一圖象接收部分2103、一操作鍵2104、一外部連接口2105、一快門2106等。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件可以作為顯示部分2102使用。
圖8C示出一膝上型的計(jì)算機(jī)，它包括一主體2201、一殼體2202、一顯示部分2203、一鍵盤2204、一外部連接口2205、一點(diǎn)擊鼠標(biāo)2206等。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件可以作為顯示部分2203使用。
圖8D示出一移動(dòng)式計(jì)算機(jī)，它包括一主體2301、一顯示部分2302、一開關(guān)2303、一操作鍵2304、一紅外線接口2305等。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件可以作為顯示部分2302使用。
圖8E示出一圖象重放裝置，包括一記錄介質(zhì)(尤其是DVD重放裝置)，它包括一個(gè)主體2401、一個(gè)殼體2402、一個(gè)顯示部分A2403、另一顯示部分B2404、一個(gè)記錄介質(zhì)(DVD等)讀取部分2405、一個(gè)操作健2406、一個(gè)音箱2407等。顯示部分A2403主要用于顯示圖象信息，而顯示部分B2404主要用于顯示特征信息。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件可以作為這些顯示部分A和B使用。包括記錄介質(zhì)的圖象重放裝置另外還包括游戲機(jī)等。
圖8F示出一眼鏡型顯示器(頭戴顯示器)，它包括一主體2501、一顯示部分2502、一支架2503。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件可以用作顯示部分2502。
圖8G示出一攝像機(jī)，它包括一主體2601、一顯示部分2602、一殼體2603、一外部連接口2604、一遙控部分2605、一圖象接收部分2606、一電池2607、一聲音輸入口2608、一操作健2406等。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件可以作為顯示部分2602使用。
圖8H示出一移動(dòng)電話，它包括一主體2701、一殼體2702、一顯示部分2703、一聲音輸入部分2704、一聲音輸出部分2705、一操作健2706、一外部連接口2707、天線2708等。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件可以作為顯示部分2703使用。注意顯示部分2703通過(guò)在黑色背景顯示白色特征、能夠降便攜式電話的能源消耗。
將來(lái)當(dāng)從有機(jī)發(fā)光材料發(fā)射的光的明亮亮度成為可利用時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件將被應(yīng)用到前置或者后置投影儀上，其中包含輸出圖象信息的光束被透鏡放大后進(jìn)行投影。
上述電子設(shè)備大多用于通過(guò)遠(yuǎn)程通信通道如網(wǎng)絡(luò)、CATV(光纜電視系統(tǒng))顯示信息分布，并且特別可能顯示電影信息，因?yàn)橛袡C(jī)發(fā)光材料能夠以高響應(yīng)速度顯示。
發(fā)光器件發(fā)射光的部分消耗能量，所以理想的方式是以盡可能小的發(fā)光部分顯示信息。因此，當(dāng)發(fā)光器件應(yīng)用在顯示部分時(shí)，該顯示部分主要顯示特征信息，例如一個(gè)便攜式信息終端的顯示部分，特別是便攜式電話或者一個(gè)聲音重放裝置，理想的是驅(qū)動(dòng)發(fā)光器件以使特征信息由發(fā)光部分顯示，而不發(fā)光部分相應(yīng)作為背景。
如上所述，本發(fā)明可以在所有領(lǐng)域中在各種電子設(shè)備的廣泛范圍內(nèi)使用。通過(guò)利用具有實(shí)施例1或2結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件能夠獲得在本實(shí)施例中的電子器件。
在實(shí)施方式1所示的實(shí)例是由等離子CVD形成DLC膜。本實(shí)施例顯示通過(guò)濺射在包裝膜上形成含有Ar的氮化硅膜，含Ar的表示為ALNxOy的化合物膜，含Ar的ALN膜，或者它們的膜層。參照?qǐng)D9說(shuō)明。這里一個(gè)含Ar的表示為ALNxOy的化合物膜用于設(shè)在形如袋子或者一個(gè)空盒子的包裝膜內(nèi)。
接地的腔901被抽成真空并且氧氣和在腔中輸入注入氣體(Ar氣或者氮?dú)?。然后形成其中包含有稀有氣體元素的表示為ALNxOy的化合物膜906，并且用于設(shè)在包裝膜905的內(nèi)側(cè)。包裝膜905通過(guò)支撐件907固定在靶電極903和腔901之間。靶電極903與RF電源904連接并由ALN形成。注意包裝膜905的外面不設(shè)有ALNxOy膜。
設(shè)有包含稀有氣體的ALNxOy膜906的包裝膜905在真空中熱壓合以密封發(fā)光器件。由于含有稀有氣體，該膜具有柔性并因此在用于包裝膜和真空熱壓合時(shí)能夠防止產(chǎn)生裂紋。
如果用形成ALN膜來(lái)代替，可在腔中輸入注入氣體(Ar氣或者氮?dú)?和用由ALN形成的且與RF電源連接的靶電極。如果用形成氮化硅膜來(lái)代替，可在腔中注入氮?dú)夂虯r氣并用由Si形成的且與RF電源連接的靶電極。
盡管這里所示的包裝膜905象袋子或者空盒，包裝膜可以由分別設(shè)在端面的兩片組成，并且其四周都被壓合。作為包裝膜905的可用材料是樹脂材料(聚酯，聚碳酸酯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚丙烯腈，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，尼龍等)。典型地，可用熱性塑料、PVF(聚氟乙烯)膜、聚酯膜、或者丙烯酸樹脂膜。
如圖9所示靶電極是棒形(圓柱形或者棱柱形)，但是，當(dāng)然，靶電極的形狀沒有特殊限制，靶電極的限制可根據(jù)處理對(duì)象的形狀而定，因?yàn)榘须姌O和對(duì)象內(nèi)表面之間的距離最好保持恒定。
厚度為100nm的ALNxOy膜(X＜Y)的透過(guò)率如圖10所示。圖10顯示ALNxOy膜在可見光范圍具有80到90％的透過(guò)率且是高的光透過(guò)。ALNxOy(X＜Y)膜包含0.1原子％的稀有氣體元素或者更高，優(yōu)選是1到30原子％，包含幾原子％的氮或者更高，優(yōu)選是2.5到47.5原子％。膜優(yōu)選含有2.5到47.5原子％的氧。膜中氮的濃度和氧的濃度由適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)濺射條件進(jìn)行控制(襯底溫度，注入氣體類型和其流速，膜形成壓力等)。
如果濺射條件、例如氣體的流速變化，可獲得ALNxOy(X≥Y)膜。也可獲得在膜厚度方向具有氮或氧濃度梯度的ALNxOy(X＜Y)膜或者ALNxOy(X≥Y)膜。
圖11示出為厚度是100nm的ALN膜(也表示為AlxNy)的透過(guò)率。盡管該膜平均透過(guò)率低于圖10中所示的ALNxOy(X＜Y)膜，其在可見光范圍的透過(guò)率是80到91.3％且是足夠高的。在AlxNy膜中特別含有的雜質(zhì)，氧的濃度可接受所范圍是小于0到10原子％。氧的濃度能夠由適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)濺射條件(襯底溫度，注入氣體類型和其流速，膜形成壓力等)控制。AlxNy膜包含0.1原子％的稀有氣體元素或者更高，優(yōu)選是1到30原子％，包含幾原子％的氮或者更高，優(yōu)選是2.5到47.5原子％。膜優(yōu)選還含有2.5到47.5原子％的氧或者更低，優(yōu)選是等于或大于0原子％且小于10原子％。
如果濺射條件、例如氣體的流速變化，也可獲得在膜厚度方向具有氮或氧濃度梯度的AlxNy膜。
下面是已進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。
提供厚度為200nm在一側(cè)帶有含Ar的AlN膜的聚碳酸酯(PC)膜。提供另一聚碳酸酯(PC)膜其厚度為200nm在一側(cè)帶有含Ar的ALNxOy膜。每一膜粘合成密封罐，同時(shí)在膜和密封罐之間放入作為干燥劑的氧化鈣。如此準(zhǔn)備的試樣長(zhǎng)時(shí)間放置在室溫中，并且測(cè)量重量的變化。如果重量改變，那么，可以推斷濕氣等通過(guò)PC膜被氧化鈣吸收。作為控制的主題，試樣由粘合的聚碳酸酯(PC)膜單獨(dú)密封罐并且在膜和罐之間放置氧化鈣準(zhǔn)備。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果(透過(guò)率)如圖12所示。
如圖12所示，具有AlN膜試樣的重量和具有ALNxOy膜試樣的重量變化比控制目標(biāo)、即比單獨(dú)的聚碳酸酯(PC)膜要小。因此可以斷定，通過(guò)在PC膜上襯一層AlN膜或者ALNxOy膜可改善PC膜的抗潮濕性。
本實(shí)施例結(jié)合了實(shí)施方式2和實(shí)施例1到3。
本發(fā)明在真空中用一膜密封整個(gè)其上形成有OLED的襯底，該膜在其一側(cè)(內(nèi)側(cè)或者外側(cè))設(shè)有具有柔性的DLC膜、氮化硅膜、ALNxOy膜或者AlN膜。防止由于蒸汽或者氧化使OLED老化的效果能夠顯著增加，并且可提高OLED的穩(wěn)定性。因此，可獲得高可靠性的發(fā)光器件。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件包括一其上形成具有薄膜半導(dǎo)體管的發(fā)光元件的有效矩陣襯底；一干燥劑；和一包裝有效矩陣襯底的保護(hù)單元，其中保護(hù)單元是一個(gè)膜，該膜至少部分設(shè)有一個(gè)由稀有氣體元素和碳組成的薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中發(fā)光層有一個(gè)陽(yáng)極、一個(gè)陰極和一個(gè)設(shè)置在兩極之間的EL材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中保護(hù)單元通過(guò)真空壓合與有效矩陣襯底接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中膜由含有碳的薄膜覆蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中保護(hù)單元膜的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)設(shè)有一個(gè)主要含有碳的薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中含有碳的薄膜是一個(gè)DLC膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中稀有氣體元素是從由He、Ne、Ar、Kr和Xe構(gòu)成的組中選擇的一種或者多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中干燥劑至少是氧化鋇和氧化鈣中之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中發(fā)光器件至少是從由有機(jī)發(fā)光顯示設(shè)備、數(shù)字照相機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、圖象重放裝置、眼鏡型顯示器、攝像機(jī)和移動(dòng)電話構(gòu)成的組中選擇的一個(gè)。
10.一種發(fā)光器件包括一其上形成具有薄膜半導(dǎo)體管的發(fā)光元件的有效矩陣襯底；一干燥劑；和一包裝有效矩陣襯底的保護(hù)單元，其中保護(hù)單元是一個(gè)膜，該膜至少部分設(shè)有一個(gè)含有稀有氣體元素的氮氧化硅膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光器件，其中干燥劑至少是氧化鋇和氧化鈣中的一個(gè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光器件，其中發(fā)光器件至少是從由有機(jī)發(fā)光顯示設(shè)備、數(shù)字照相機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、圖象重放裝置、眼鏡型顯示器、攝像機(jī)和移動(dòng)電話構(gòu)成的組中選擇的一個(gè)。
13.一種發(fā)光器件包括一其上形成具有薄膜半導(dǎo)體管的發(fā)光元件的有效矩陣襯底；一干燥劑；和一包裝有效矩陣襯底的保護(hù)單元，其中保護(hù)單元是一個(gè)膜，該膜至少部分設(shè)有一個(gè)含有稀有氣體元素的氮化硅膜。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光器件，其中干燥劑至少是氧化鋇和氧化鈣中的一個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光器件，其中發(fā)光器件至少是從由有機(jī)發(fā)光顯示設(shè)備、數(shù)字照相機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、圖象重放裝置、眼鏡型顯示器、攝像機(jī)和移動(dòng)電話構(gòu)成的組中選擇的一個(gè)。
16.一種發(fā)光器件包括一其上形成具有薄膜半導(dǎo)體管的發(fā)光元件的有效矩陣襯底；一干燥劑；和一包裝有效矩陣襯底的保護(hù)單元，其中保護(hù)單元是一個(gè)膜，該膜至少部分設(shè)有一個(gè)含有稀有氣體元素的ALNxOy膜。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)光器件，其中干燥劑至少是氧化鋇和氧化鈣中的一個(gè)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)光器件，其中發(fā)光器件至少是從由有機(jī)發(fā)光顯示設(shè)備、數(shù)字照相機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、圖象重放裝置、眼鏡型顯示器、攝像機(jī)和移動(dòng)電話構(gòu)成的組中選擇的一個(gè)。
19.一種發(fā)光器件包括一其上形成具有薄膜半導(dǎo)體管的發(fā)光元件的有效矩陣襯底；一干燥劑；和一包裝有效矩陣襯底的保護(hù)單元，其中保護(hù)單元是一個(gè)膜，該膜至少部分設(shè)有一個(gè)含有稀有氣體元素的ALN膜。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)光器件，其中干燥劑至少是氧化鋇和氧化鈣中的一個(gè)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)光器件，其中發(fā)光器件至少是從由有機(jī)發(fā)光顯示設(shè)備、數(shù)字照相機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、圖象重放裝置、眼鏡型顯示器、攝像機(jī)和移動(dòng)電話構(gòu)成的組中選擇的一個(gè)。
22.一種發(fā)光器件包括一其上形成具有薄膜半導(dǎo)體管的發(fā)光元件的有效矩陣襯底；一干燥劑；和一包裝有效矩陣襯底的保護(hù)單元，其中保護(hù)單元是一個(gè)膜，該膜至少部分設(shè)有一個(gè)包含稀有氣體元素和無(wú)機(jī)材料的薄膜。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的發(fā)光器件，其中稀有氣體元素是從由He、Ne、Ar、Kr和Xe構(gòu)成的組中選擇的一種或者多種。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的發(fā)光器件，其中干燥劑至少是氧化鋇和氧化鈣中的一個(gè)。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的發(fā)光器件，其中發(fā)光器件至少是從由有機(jī)發(fā)光顯示設(shè)備、數(shù)字照相機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、圖象重放裝置、眼鏡型顯示器、攝像機(jī)和移動(dòng)電話構(gòu)成的組中選擇的一個(gè)。
26.一種制造發(fā)光器件的方法包括步驟如下在具有絕緣表面的襯底上形成發(fā)光元件；使襯底的厚度變??；在襯底的邊緣粘合柔性印刷基片；和在真空中用一主要含有碳的表面覆蓋的膜密封發(fā)光元件和柔性印刷基片的一部分。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的制造發(fā)光器件的方法，還包括在真空密封之前放置干燥劑的步驟，以與柔性印刷基片接觸。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的制造發(fā)光器件的方法，其中真空密封步驟采用熱壓合。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的制造發(fā)光器件的方法，其中含碳的薄膜是一個(gè)含有稀有氣體元素的DLC膜。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的制造發(fā)光器件的方法，其中稀有氣體元素是從由He、Ne、Ar、Kr和Xe構(gòu)成的組中選擇的一種或者多種。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的制造發(fā)光器件的方法，其中包含在薄膜中的稀有氣體濃度是0.1原子％或者更高。
32.根據(jù)權(quán)利要求26所述的制造發(fā)光器件的方法，其中發(fā)光器件至少是從由有機(jī)發(fā)光顯示設(shè)備、數(shù)字照相機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、圖象重放裝置、眼鏡型顯示器、攝像機(jī)和移動(dòng)電話構(gòu)成的組中選擇的一個(gè)。
全文摘要
提供一可靠性高的發(fā)光器件,其中有機(jī)發(fā)光器件不因氧化、潮濕等而退化。該有機(jī)發(fā)光器件在真空中用包裝膜(105)壓合,該包裝膜被一個(gè)含有Ar的DLC膜覆蓋(或者一個(gè)氮化硅膜、一個(gè)AlN膜、一個(gè)表示為ALN
文檔編號(hào)H01L51/52GK1372331SQ0210478
公開日2002年10月2日 申請(qǐng)日期2002年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月21日
發(fā)明者山崎舜平, 丸山純矢, 小倉(cāng)慶一, 高山徹 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所