CN100445812C - 显示器件 - Google Patents

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CN100445812C CNB031312888A CN03131288A CN100445812C CN 100445812 C CN100445812 C CN 100445812C CN B031312888 A CNB031312888 A CN B031312888A CN 03131288 A CN03131288 A CN 03131288A CN 100445812 C CN100445812 C CN 100445812C
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山崎舜平
村上智史
纳光明
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Abstract

根据本发明的显示器件包括：用来在在晶体管的栅电极等与数据线、漏电极等之间形成隔离的整平层；以及形成在整平层的上表面或下表面上且同时用来抑制来自整平层的潮气或放气组分的扩散的势垒层。此显示器件采用了一种器件结构，此器件结构借助于在整平层与势垒层之间创造一种位置关系而能够有效降低对整平层的等离子体损伤。而且，与新颖结构组合作为象素电极的结构，还能够提供诸如提高亮度之类的效果。

Description

显示器件
技术领域
本发明属于涉及显示器件的技术领域，其中半导体器件(典型为晶体管)被用作器件，特别是以电致发光显示器件为代表的发光器件，并属于涉及在图象显示部分中配备有显示器件的电器的技术领域。
背景技术
近年来，其中晶体管(特别是薄膜晶体管)被集成在衬底上的液晶显示器件和电致发光显示器件的开发已经取得了进展。这种显示器件的特征分别在于用成膜技术将晶体管制作在玻璃衬底上，且这样制作的晶体管被排列在各安置在矩阵中的象素中并使之用作图象显示的显示器件。
对显示器件中执行图象显示的区域(以下称为象素部分)所要求的各种指标都是可能的。但其例子如下：确保大量点和高分辨率；各个象素中的有效显示区大并能够显示明亮的图象；以及象素部分不包含可能在其整体中诱导点缺陷或线缺陷的缺陷。为了达到这些指标，不仅安置在各个象素中的晶体管的性能应该令人满意，而且需要一种在通过稳定的工艺来提高成品率的情况下制作晶体管的技术。
而且，在电致发光显示器件中的有机电致发光显示器件中，有机化合物被用作发光元件作为发光源。因此，在确保其可靠性方面极其需要一种抑制有机化合物退化的措施。换言之，为了得到高度可靠的显示器件，必须不仅注意器件制造过程中积累的损伤的影响，而且还要注意这些积累损伤引起的随时间推移的后续退化。
在上述的开发情况下，本发明的申请人在目前条件下最关心诸如由腐蚀工艺中等离子体对绝缘膜的积累损伤造成的晶体管阈值电压的变化和偏移之类的问题。
发明内容
考虑到上述问题而提出了本发明，本发明的目的是提供一种能够降低显示器件制造工艺中等离子体损伤的影响的器件结构。而且，本发明的另一目的是提供一种借助于降低等离子体损伤的影响来抑制晶体管阈值电压变化而得到的具有均匀显示特性(以下称为相邻象素之间亮度变化和退化程度小的显示特性)的显示器件。
本发明涉及到一种显示器件，其特征是包括下列结构作为能够解决上述问题的器件结构。注意，此处定义的发光元件指的是这样一种元件，其中发光部分(指的是借助于层叠发光层、载流子注入层、载流子输运层、载流子阻挡层、以及诸如有机或无机化合物之类的发光所需的其它部件而得到的叠层)被提供在一对电极(阳极和阴极)之间。例如，电致发光元件被包括在发光元件的分类中。
(1)根据本发明的显示器件包括：
制作在衬底表面上的晶体管；以及
与晶体管连接的发光元件，
此晶体管包括：
由半导体形成的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
通过栅绝缘膜面对有源层的栅电极；
形成在有源层上的势垒层；
形成在势垒层上的整平层；以及
形成在整平层上的漏电极，
发光元件包括：
与整平层上的漏电极的上表面接触连接的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，且
通过形成在栅绝缘膜和势垒层中的第一窗口以及形成在整平层中的第二窗口，漏电极与有源层连接。
注意，本发明的整平层可以由用溅射、等离子体CVD、低压热CVD、或甩涂方法形成的无机绝缘膜或有机树脂膜形成。而且，当整平层用溅射，等离子体CVD、或低压热CVD方法形成时，在使用之前，其表面可以被抛光(包括机械或化学作用或其组合作用的抛光)。利用整平层，能够匀平形成在整平层上的第一电极的表面，并能够防止发光元件(EL元件)短路。而且，借助于在其上提供势垒层，能够阻挡来自EL元件的杂质扩散以保护TFT，还能够避免从有机绝缘膜放气。而且，借助于在靠近TFT有源层的部分中形成势垒层，阻挡了来自EL元件的杂质扩散，从而有效地保护了TFT。
(2)根据本发明的显示器件包括：
制作在衬底表面上的晶体管；以及
与晶体管连接的发光元件，
此晶体管包括：
由半导体形成的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
通过栅绝缘膜面对有源层的栅电极；
形成在有源层上的整平层；
形成在整平层上的势垒层；以及
形成在势垒层上的漏电极，
发光元件包括：
与整平层上的漏电极的上表面接触连接的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，
通过形成在栅绝缘膜和势垒层中的第一窗口以及形成在整平层中的第二窗口，漏电极与有源层连接，且
势垒层覆盖整平层的上表面和形成在整平层中的第二窗口的侧表面。
而且，根据(2)所述的结构，形成了势垒层，从而在腐蚀第一电极和漏电极的过程中防止了整平层被腐蚀。而且，借助于用势垒层覆盖整平层，避免了杂质从整平层扩散到发光元件。
(3)根据本发明的显示器件包括：
制作在衬底表面上的晶体管；以及
与晶体管连接的发光元件，
此晶体管包括：
由半导体形成的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
通过栅绝缘膜面对有源层的栅电极；
形成在有源层上的整平层；
形成在整平层上的势垒层；以及
形成在势垒层上的漏电极，
发光元件包括：
与整平层上的漏电极的上表面接触连接的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，
通过形成在栅绝缘膜、整平层、以及势垒层中的窗口，漏电极与有源层连接，且
势垒层覆盖整平层的上表面。
而且，根据(3)所述的结构，通过利用相同的掩模的腐蚀，来形成形成在栅绝缘膜、整平层、以及势垒层中的窗口，从而能够用比(1)或(2)中结构更少的掩模来形成。
(4)根据本发明的显示器件包括：
制作在衬底表面上的晶体管；以及
与晶体管连接的发光元件，
此晶体管包括：
由半导体形成的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
通过栅绝缘膜面对有源层的栅电极；
形成在有源层上的势垒层；
形成在势垒层上的整平层；以及
形成在整平层上的漏电极，
发光元件包括：
与整平层上的漏电极的下表面接触连接的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，且
通过形成在栅绝缘膜和势垒层中的第一窗口以及形成在整平层中的第二窗口，漏电极与有源层连接。
(5)根据本发明的显示器件包括：
制作在衬底表面上的晶体管；以及
与晶体管连接的发光元件，
此晶体管包括：
由半导体形成的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
通过栅绝缘膜面对有源层的栅电极；
形成在有源层上的整平层；
形成在整平层上的势垒层；以及
形成在势垒层上的漏电极，
发光元件包括：
与整平层上的漏电极的下表面接触连接的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，
通过形成在栅绝缘膜和势垒层中的第一窗口以及形成在整平层中的第二窗口，漏电极与有源层连接，且
势垒层覆盖整平层的上表面以及形成在整平层中的第二窗口的侧表面。
(6)根据本发明的显示器件包括：
制作在衬底表面上的晶体管；以及
与晶体管连接的发光元件，
此晶体管包括：
由半导体形成的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
通过栅绝缘膜面对有源层的栅电极；
形成在有源层上的整平层；
形成在整平层上的势垒层；以及
形成在势垒层上的漏电极，
发光元件包括：
与整平层上的漏电极的下表面接触连接的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，
通过形成在栅绝缘膜、整平层、以及势垒层中的窗口，漏电极与有源层连接，且
势垒层覆盖整平层的上表面。
而且，根据(4)、(5)、(6)所述的结构，在形成象素电极之后来形成漏电极，致使此结构能够被用于漏电极具有大的膜厚的情况。当在形成漏电极之后形成时，象素电极需要部分地重叠漏电极。当漏电极具有大的膜厚时，恐怕会在象素电极中出现诸如台阶状断裂之类的覆盖失误。
(7)根据本发明的显示器件包括：
制作在衬底表面上的晶体管；以及
与晶体管连接的发光元件，
此晶体管包括：
由半导体形成的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
通过栅绝缘膜面对有源层的栅电极；
形成在有源层上的势垒层；
形成在势垒层上的绝缘层；
形成在绝缘层上的漏电极，以及
形成在源电极或漏电极上的整平层，
发光元件包括：
形成在整平层上并通过形成在整平层中的窗口而连接漏电极的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，且
通过形成在栅绝缘膜和势垒层中的第一窗口以及形成在绝缘层中的第二窗口，漏电极与有源层连接。
(8)根据本发明的显示器件包括：
制作在衬底表面上的晶体管；以及
与晶体管连接的发光元件，
此晶体管包括：
由半导体形成的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
通过栅绝缘膜面对有源层的栅电极；
形成在有源层上的绝缘层；
形成在绝缘层上的势垒层；
形成在势垒层上的漏电极，以及
形成在漏电极上的整平层，
发光元件包括：
形成在整平层上并通过形成在整平层中的窗口而连接漏电极的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，
通过形成在栅绝缘膜和势垒层中的第一窗口以及形成在绝缘层中的第二窗口，漏电极与有源层连接，且
势垒层覆盖绝缘层的上表面以及形成在绝缘层中的第二窗口的侧表面。
(9)根据本发明的显示器件包括：
制作在衬底表面上的晶体管；以及
与晶体管连接的发光元件，
此晶体管包括：
由半导体形成的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
通过栅绝缘膜面对有源层的栅电极；
形成在有源层上的绝缘层；
形成在绝缘层上的势垒层；
形成在势垒层上的漏电极，以及
形成在漏电极上的整平层，
发光元件包括：
形成在整平层上并通过形成在整平层中的窗口而连接漏电极的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，
通过形成在栅绝缘膜、绝缘层、以及势垒层中的窗口，漏电极与有源层连接，且
势垒层覆盖绝缘层的上表面。
而且，根据(7)、(8)、(9)所述的结构，象素电极通过接触孔与漏电极连接，并通过整平层隔离于其它布线，致使能够增大象素电极的面积。
注意，根据(7)-(9)所述的结构，可以用氮化硅膜覆盖整平层的上表面。这是因为当有机树脂膜被用作整平层时，特别是其上表面(当形成任何窗口时，包括其内壁表面)被氮化硅膜覆盖时，致使能够有效地防止从有机树脂膜产生的气体(包括组分气体或潮气)扩散到发光元件侧。
而且，最好用树脂膜覆盖象素电极的端部(至少角落部分)。这是因为电场容易集中在象素电极的端部且其上形成的膜的覆盖性差，致使在形成发光元件时最好不使用端部。注意，此树脂膜可以是非光光敏树脂膜或光敏树脂膜。若采用光敏树脂膜，则可以采用正型膜或负型膜。
(10)根据本发明的显示器件包括：
制作在衬底表面上的晶体管；以及
与晶体管连接的发光元件，
此晶体管包括：
由半导体形成的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
通过栅绝缘膜面对有源层的栅电极；
形成在有源层上的势垒层；
形成在势垒层上的整平层；以及
形成在整平层上的漏电极，
漏电极构造成具有第一金属膜和第二金属膜的叠层结构且包括部分第二金属膜被清除以暴露第一金属膜的部分的叠层电极，
发光元件包括：
第一金属膜被暴露的部分；
与第一金属膜被暴露的部分接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对第一金属膜被暴露部分的反电极，且
通过形成在栅绝缘膜和势垒层中的第一窗口以及形成在整平层中的第二窗口，漏电极与有源层连接。
(11)根据本发明的显示器件包括：
制作在衬底表面上的晶体管；以及
与晶体管连接的发光元件，
此晶体管包括：
由半导体形成的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
通过栅绝缘膜面对有源层的栅电极；
形成在有源层上的整平层；
形成在整平层上的势垒层；以及
形成在势垒层上的漏电极，
漏电极构造成具有第一金属膜和第二金属膜的叠层结构且包括部分第二金属膜被清除以暴露第一金属膜的部分的叠层电极，
发光元件包括：
第一金属膜被暴露的部分；
与第一金属膜被暴露部分接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对第一金属膜被暴露部分的反电极，且
势垒层覆盖整平层的上表面以及形成在绝缘层中的窗口的侧表面。
(12)根据本发明的显示器件包括：
制作在衬底表面上的晶体管；以及
与晶体管连接的发光元件，
此晶体管包括：
由半导体形成的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
通过栅绝缘膜面对有源层的栅电极；
形成在有源层上的整平层；
形成在整平层上的势垒层；以及
形成在势垒层上的漏电极，
漏电极构造成具有第一金属膜和第二金属膜的叠层结构且包括部分第二金属膜被清除以暴露第一金属膜的部分的叠层电极，
发光元件包括：
第一金属膜被暴露的部分；
与第一金属膜被暴露部分接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对第一金属膜被暴露部分的反电极，
通过形成在栅绝缘膜、绝缘层、以及势垒层中的窗口，源电极和漏电极与有源层连接，且
势垒层覆盖整平层的上表面。
注意，根据(10)-(12)所述的结构，部分第二金属膜被清除以暴露第一金属部分处的第二金属膜区域与第二金属膜的上表面之间的角度最好是钝角。换言之，上述意味着借助于通过腐蚀清除第二金属膜而形成有关部分，且腐蚀最好被执行成使被腐蚀的区域取锥形形状。这是因为，只要第二金属膜区域具有锥形形状，则即使当发光部分内部产生的光在发光部分内横向传播时，也能够被此区域反射并有效地取出。根据(10)-(12)所述的结构，沿横向发射的光被形成在叠层电极台阶部分中的第二金属膜的斜坡反射，或聚集在那里，从而增加了沿一定方向(光通过反电极的方向)取出的发射光的数量。而且，为此目的，发光部分的膜厚度最好小于第二金属膜的厚度。
而且，除了部分第二金属膜被清除以暴露第一金属膜处的部分之外，象素部分被树脂膜覆盖。这是因为利用树脂膜来对第二金属膜进行腐蚀，致使部分第二金属膜(被清除的部分)之外的各个部分都被树脂膜覆盖。但树脂膜仅仅需要覆盖象素部分，并不总是要求树脂膜保留在象素部分之外的部分(例如驱动电路部分)。而且，不言自明，用来向/从外部电路发射/接受信号的端子部分应该不被树脂膜覆盖。
注意，第一金属膜最好由诸如钛膜或氮化钛膜之类的能够用作发光元件阳极的金属膜制成。第二金属膜最好由诸如铝膜(包括被用于下列描述的铝合金膜或加入有其它元素的铝膜)之类的显示高反射率的金属膜制成。在此例子中，仅仅示出了由第一金属膜和第二金属膜组成的双层结构，但也可以采用包括二层或更多层的多层结构。
在本发明的上述各种结构中，用作势垒层的氮化硅膜最好被制作成尽可能精细。越精细则势垒性质越高。从而增强对放气组分的扩散阻挡效应。例如，当有机树脂膜被用作整平层时，能够有效地抑制组分气体或潮气从其中到晶体管侧或发光元件侧的扩散。
而且，当用甩涂方法形成的无机绝缘膜(典型为玻璃上甩涂膜)也被用作整平层时，在控制组分气体或潮气的扩散方面是更为非常有效的。而且，SOG(玻璃上甩涂)膜包括有机SOG膜和无机SOG膜。当考虑对本发明的应用时，无机SOG膜由于放气较少而是优选的。无机SOG膜的优选例子包括用甩涂方法形成的SiOx膜、PSG(磷硅酸盐玻璃)膜、BSG(硼硅酸盐玻璃)膜以及BPSG(硼磷硅酸盐玻璃)膜。具体地说，用Tokyo Ohka Kogyo公司制造的OCD系列来代表SOG膜，且不言自明，也可以采用其它已知的SOG膜。
附图说明
在附图中：
图1A-1D是俯视图、电路图、以及剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图2A和2B是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图3A和3B是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图4A和4B是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图5A-5C是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图6A-6C是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图7A-7C是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图8A-8C是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图9A-9D是俯视图、电路图、以及剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图10A和10B是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图11A和11B是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图12A和12B是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图13A-13C是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图14A-14D是俯视图、电路图、以及剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图15A和15B是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图16A和16B是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图17A和17B是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图18A-18C是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图19A和19B分别是俯视图和电路图，示出了显示器件的器件结构；
图20A-20C是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图21A和21B是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图22A和22B是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图23A-23C是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图24A和24B示出了象素电极结构的透射电子显微镜照片；
图25A和25B是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图26A和26B是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图27A和27B是剖面图，示出了显示器件的器件结构；
图28A-28D是俯视图和剖面图，示出了显示器件的外观；而
图29A-29H各示出了一种电器的例子。
具体实施方式
[实施方案1]
在本实施方案中，将描述本发明的电致发光显示器件的例子。图1A是电致发光显示器件的象素的俯视图(注意示出了直至形成象素电极的状态)，图1B是其电路图，而图1C和1D各为沿A-A’线或B-B’线的剖面图。
如图1A和1B所示，电致发光显示器件的象素部分包括被栅线151、数据线152、以及电源线(用来供应恒定电压或恒定电流的布线)153环绕的排列成矩阵的多个象素。在各个象素中，提供了用作开关元件的TFT 154(以下称为开关TFT)、用作供应电流或电压以便产生发光元件的光发射的装置的TFT 155(以下称为驱动TFT)、电容器部分156、以及发光元件157。虽然此处未示出，但能够借助于在象素电极158上提供发光层而形成发光元件157。
注意，在本实施方案中，具有多栅结构的n沟道TFT被用作开关TFT 154，而p沟道TFT被用作驱动TFT 155。但发光器件的象素结构不局限于此。于是，本发明能够被应用于任何已知的结构。
在图1C的剖面图中，示出了n沟道TFT 154和电容器部分156。参考号101表示衬底，且能够采用玻璃衬底、陶瓷衬底、石英衬底、硅衬底、或塑料衬底(包括塑料膜)。此外，参考号102表示氮氧化硅膜，103表示氮氧化硅膜，二者被层叠用作基底膜。当然，本发明不局限于这些材料。而且，n沟道TFT 154的有源层被提供在氮氧化硅膜103上。此有源层具有源区104、漏区105、LDD区106a-106d、以及沟道形成区107a和107b。换言之，在源区104与漏区105之间具有2个沟道形成区和4个LDD区。
而且，n沟道TFT 154的有源层被栅绝缘膜108覆盖，并在其上提供栅电极(栅电极层109a和109b)和另一个栅电极(栅电极层110a和110b)。在本实施方案中，氮氧化硅膜被用作栅绝缘膜108。当采用诸如相对介电常数大的氮化铝膜之类的上述氮化物绝缘膜时，能够减小元件占据的面积。于是能够改善集成度。
而且，氮化钽膜被用于栅电极层109a和110a，而钨膜被用于栅电极层109b和110b。相对于这些金属膜，选择比是高的。于是，借助于选择腐蚀条件，能够得到这种结构。腐蚀条件最好参见根据本申请人的US 2001/0030322。
而且，氮化硅膜或氮氧化硅膜被提供作为覆盖栅电极的绝缘层111，并在其上提供氮化硅膜作为势垒层112。利用RF溅射方法，用氮化物和氩作为溅射气体，并用硅作为靶，来形成此氮化硅膜，致使能够形成极为精确的膜，从而能够被用作势垒层。而且，在势垒层112上提供被整平的无机绝缘膜作为整平层113。在本实施方案中，SOG(甩涂玻璃)膜或具有抛光表面的无机绝缘膜被用作被整平的绝缘膜。
在此情况下，第一窗口被提供在由栅绝缘膜108、绝缘层111、以及势垒层112组成的叠层中的源区104和漏区105上，并在整平层113上提供第二窗口，以配合其中的第一窗口。利用下列二种方法之一，能够得到这种结构，此二种方法之一包含：开始时形成第一窗口，立即用整平层填充第一窗口，最后形成第二窗口；另一种方法包含：首先提供整平层，形成第二窗口，然后用一个新的掩模在第二窗口中形成第一窗口。但由于干法腐蚀方法被优选用来形成第一窗口，故尽可能避免整平层113暴露于等离子体是可取的。由此观点，可以说前一种方法是优选的。
作为变通，栅线151和连接布线(相当于漏电极)经由第一和第二窗口被连接到源区104或漏区105。连接布线114是连接到驱动TFT155的栅电极的布线。主要包含诸如铝或铜之类的低阻金属的布线，被夹在其它金属膜或这些金属的合金膜之间的结构被优选用于数据线152和连接布线114。
而且，参考号115表示驱动TFT 155的与电源线153连接的源区。此外，电源线153通过绝缘层111和势垒层112面对驱动TFT 155的栅线116，致使形成储存电容器156a。而且，栅线116通过栅绝缘膜108面对半导体膜117，致使形成储存电容器156b。由于电源线153与半导体层118连接，故从中供应电荷，致使半导体膜117用作电极。于是，电容器部分156成为这样一种结构，其中储存电容器156a和156b被并联连接，从而以非常小的面积得到大的电容。而且，特别是对于储存电容器156a，具有大的相对介电常数的氮化硅膜被用作介质，致使能够确保大电容。由于储存电容器156a的介质由绝缘层111与势垒层112的叠层结构组成，故出现针孔的几率极低。于是，能够形成高可靠性的电容器。
当形成第一和第二窗口时，与常规情况相比，增加了用于光刻工艺中的掩模的数目。但当有利地利用掩模数目的增加时，能够如本实施方案所述形成新的储存电容器。这一点也是本发明的一个重要特征。本发明的特征不止补偿了掩模数目增加引起的缺点，致使非常有利于产业进步。例如，当获得高分辨率图象显示时，为了改善孔径比，要求在显示部分中相对于各个象素的面积降低储存电容器占据的面积。因此，对于增大储存电容非常有用。
而且，在图1D中，参考号119表示与漏电极120连接的驱动TFT155的漏区。电极120与象素电极158连接以组成象素。在本实施方案中，对可见光透明的氧化物导电膜(典型为ITO膜)被用作象素电极158。但本发明不局限于这种膜。此外，在形成漏电极120之后来形成象素电极158，致使象素电极158与漏电极120的顶部表面接触，从而成为一种与漏电极连接的结构。
图2示出了发光元件157被实际制作在具有上述象素结构的电致发光显示器件中之后的一个例子。图2A是对应于图2C所示剖面的剖面图，示出了发光元件157被制作在象素电极158上的情况。注意，当使用图2A所示的结构时，象素电极158用作发光元件157的阳极。
如图2B所示，象素电极158的端部被光敏有机树脂膜121覆盖。光敏有机树脂膜121被提供成网格形状，以便将各个象素框起来，或按行单元或列单元被提供成条形。无论在哪种情况下，当被形成在第一和第二窗口中时，都能够有效地埋置一个凹陷部分，整个表面也可以齐平。注意，光敏有机树脂膜可以是正型或负型。而且，也可以采用已知的树脂材料(包含色基的聚合物材料)。
而且，虽然图中未示出，但若光敏有机树脂膜121的表面被氮化硅膜覆盖，则能够抑制从光敏有机树脂膜放气。此外，在象素电极158上，窗口被提供在光敏有机树脂膜121上，在窗口部分中，发光部分122与象素电极958接触。发光部分122通常借助于层叠诸如发光层、载流子注入层、或载流子输运层之类的薄膜而组成。但就已经观察到的光发射而言，也可以采用任何结构和材料。例如，也可以采用作为包含硅的有机系统材料的SAlq(其中3个Alq3配合基代替了一个三苯硅烷醇)作为电荷输运层或空穴阻挡层。
当然，发光层不一定要仅仅由有机薄膜组成，也可以采用有机薄膜与无机薄膜被层叠的结构。可以采用聚合物薄膜或单体薄膜。此外，根据采用聚合物薄膜或低分子薄膜来改变形成方法。但最好用已知的方法来形成薄膜。
而且，在发光部分122上，形成经由发光部分122面对象素电极158的反电极123(此处为阴极)，并最后在其上提供氮化硅膜作为钝化膜124。钝化膜124的材料可以与势垒层112相同。最好采用包含周期表1族或2族元素的金属薄膜作为阴极124。考虑到电荷注入性质等，其中0.2％-1.5％重量比(最好是0.5％-1.0％重量比)的锂被加入到铝的金属膜是合适的。注意，若锂被扩散，则涉及到TFT的工作会受到影响。但根据本实施方案，TFT被势垒层112完全地保护，致使不必担心锂的扩散。
当采用图2A和2B所示的结构时，从发光元件发射的光，从衬底101通过象素电极158发射。在此情况下，由于整平层113是透明的，故从发光元件发射的光能够通过而不成问题。
利用具有这种器件结构的电致发光显示器件，降低了等离子体损伤的影响，使得有可能抑制晶体管阈值电压的变化，从而得到均匀的显示特性。
[实施方案2]
在本实施方案中，将描述整平层和势垒层位置与实施方案1相反的器件结构的例子。此实施方案的其它结构与实施方案1的相同，因而可以参考实施方案1的描述而得到。因此，此实施方案的描述将集中于与实施方案1不同之处。
图3A和3B分别对应于实施方案1中的图2A和2B。在这些图中，某些元件用与实施方案1中相同的参考号来表示。在本实施方案中，整平层301被形成在绝缘层111上，而第二窗口被形成在整平层301上，然后形成势垒层302，以便覆盖整平层301的顶部表面以及第二窗口的侧表面(内壁表面)。而且，在第二窗口内部，对栅绝缘膜108、绝缘层111、以及势垒层112进行腐蚀，以便形成第一窗口。
利用本实施方案的结构，整平层301能够被绝缘层111和势垒层302完全覆盖，从而能够通过密封而完全防止从整平层301的放气。亦即，放气组分既不扩散到发光元件侧，也不扩散到晶体管侧，致使能够得到随时间的退化受到控制的高度可靠的显示器件。不言自明，与实施方案1相似，降低了等离子体损伤的影响，使得有可能抑制晶体管阈值电压的变化，从而得到均匀的显示特性。
[实施方案3]
在本实施方案中，将描述整平层和势垒层位置与实施方案1相反的器件结构的例子。此实施方案的其它结构与实施方案1的相同，因而可以参考实施方案1的描述而得到。因此，此实施方案的描述将集中于与实施方案1不同之处。
图4A和4B分别对应于实施方案1中的图2A和2B。在这些图中，某些元件用与实施方案1中相同的参考号来表示。在本实施方案中，整平层401被形成在绝缘层111上，并在其上形成势垒层402，然后对势垒层302、整平层401、绝缘层111、以及栅绝缘膜108进行腐蚀，以便形成窗口。
利用本实施方案的结构，能够抑制从整平层401的放气。亦即抑制放气组分扩散到发光元件侧和晶体管侧，致使能够得到随时间的退化受到控制的高度可靠的显示器件。不言自明，与实施方案1相似，降低了等离子体损伤的影响，使得有可能抑制晶体管阈值电压的变化，从而得到均匀的显示特性。
[实施方案4]
除了举例来说非光敏有机树脂膜501-503被用作覆盖象素电极158端部的树脂膜之外，图5A-5C所示这一实施方案采用了各对应于实施方案1-3的器件结构。此实施方案的其它结构与实施方案1-3的相同，因而可以参考实施方案1-3的描述而得到。因此，此实施方案的描述将集中于与实施方案1-3不同之处。
如图2B、3B、4B所示，当采用光敏有机树脂膜时，上端部是弯曲的(具有曲率)，此结构在形成发光部分和反电极时有助于提高覆盖性。但本发明可以不局限于此。如在本实施方案中所述，可以毫无问题地采用非光敏有机树脂膜。而且，当覆盖象素电极端部的树脂膜的上端部是弯曲的(具有曲率)时，若清洗象素电极158的表面，则能够防止任何外来材料(例如尘埃)残留在其根部中。
注意，借助于对实施方案1-3的结构进行不损害其效果而能够得到相似效果的局部修正，得到了本实施方案。
[实施方案5]
除了举例来说改变了薄膜晶体管有源层的结构之外，图6A-6C所示这一实施方案采用了各对应于实施方案1-3的器件结构。此实施方案的其它结构与实施方案1-3的相同，因而可以参考实施方案1-3的描述而得到。因此，此实施方案的描述将集中于与实施方案1-3不同之处。
在图6A中，薄膜晶体管的有源层包括源区601和漏区602，并在其间具有4个LDD(轻掺杂漏)区和2个沟道形成区603和604。借助于组合2个LDD区：LDD区605a和605b；LDD区606a和606b；LDD区607a和607b；以及LDD区608a和608b，各得到4个LDD区。这些成对的2个区被组合用作LDD区。
例如，形成LDD区605a以便重叠栅电极，而形成LDD区605b以便不重叠栅电极。在此情况下，LDD区605a有助于抑制热载流子退化，而LDD区605b有助于降低关断电流(也称为泄漏电流)。这些特性在本技术领域中是众所周知的，可以参见本发明申请人公开的US2001/0055841。
注意，借助于对实施方案1-3的结构进行不损害其效果而能够得到相似效果的局部修正，得到了本实施方案。而且，本实施方案能够与实施方案4组合。
[实施方案6]
除了举例来说改变了薄膜晶体管有源层及其栅电极的结构之外，图7A-7C所示这一实施方案采用了各对应于实施方案1-3的器件结构。此实施方案的其它结构与实施方案1-3的相同，因而可以参考实施方案1-3的描述而得到。因此，此实施方案的描述将集中于与实施方案1-3不同之处。注意，图7A-7C的有源层和栅电极的结构是相同的，致使仅仅对图7A的结构进行描述。
在图7A中，薄膜晶体管的有源层具有源区701和漏区702，并在其间具有4个LDD(轻掺杂漏)区703a-703d以及2个沟道形成区704a和704b。而且，LDD区703a-703d的特征在于这些区域被形成于栅电极705和706形成之前。若以所述顺序形成，则各个LDD区和栅电极能够被设计成根据晶体管特性的指标而彼此重叠。因此，能够使各个电路的有源层结构不同。这些特性在本技术领域中是众所周知的，可以参见本发明申请人公开的USP 6306694。
注意，借助于对实施方案1-3的结构进行不损害其效果而能够得到相似效果的局部修正，得到了本实施方案。而且，本实施方案能够与实施方案4和5组合。
[实施方案7]
除了举例来说改变了发光元件的结构之外，图8A-8C所示这一实施方案采用了各对应于实施方案1-3的器件结构。此实施方案的其它结构与实施方案1-3的相同，因而可以参考实施方案1-3的描述而得到。因此，此实施方案的描述将集中于与实施方案1-3不同之处。注意，图8A-8C的器件结构(除了发光元件的结构之外)是相同的，致使仅仅对图8A的结构进行描述。
在图8A中，象素电极801由用作阳极的由金、铂、钛、氮化钛、或钨组成的金属膜制成。如实施方案1所述，在象素电极801上，形成发光部分122、用作阴极的反电极123、以及钝化膜124。
注意，在本实施方案中，示出了金属膜被用于阳极的例子，但可以形成用作阴极的金属膜来代替形成阳极801。用作阴极的金属膜可以由铝(包括加入有周期表1族或2族元素的铝，典型为铝和锂的合金)或镁和银的合金来形成。在此情况下，虽然必须改变发光部分122的结构并在发光部分122上形成透明电极作为阳极，但二者都能够利用已知的结构来得到。
而且，在本实施方案中，考虑到象素电极用作阳极的事实，驱动TFT的极性被设定为p沟道TFT，但当使象素电极用作阴极时，最好将驱动TFT的极性设定为n沟道TFT。
注意，借助于对实施方案1-3的结构进行不损害其效果而能够得到相似效果的局部修正，得到了本实施方案。而且，本实施方案能够与实施方案4-6组合。
[实施方案8]
除了举例来说改变了象素电极和漏电极的连接结构之外，图9A-9D所示这一实施方案采用了各对应于实施方案1的器件结构。此实施方案的其它结构与实施方案1的相同，因而可以参考实施方案1的描述而得到。因此，此实施方案的描述将集中于与实施方案1不同之处。
图9A所示的象素电极901被与图9D所示漏电极902的下表面接触连接。亦即，在形成整平层113之后，可以形成象素电极901，随之以形成漏电极902，以便与象素电极901局部重叠。此处，形成象素电极901和漏电极902的顺序可以遵循各种方法，如下列二种方法代表的那样。
第一种方法是，在形成整平层113之后，形成象素电极901，随之以在整平层113中形成第一和第二窗口，然后形成漏电极902。第二种方法是，在整平层113中形成第一和第二窗口之后，顺序形成象素电极901和漏电极902。此顺序可以由设计者适当地设定。
接着，图10A和10B是进行到完成发光元件157的制作时的对应于图9C和9D的剖面图。光敏有机树脂膜121、发光部分122、反电极123、以及钝化膜124的材料等，如实施方案1所述那样。
注意，借助于对实施方案1的结构进行不损害其效果而能够得到相似效果的局部修正，得到了本实施方案。而且，本实施方案能够与实施方案4-7组合。
[实施方案9]
除了举例来说改变了象素电极和漏电极的连接结构之外，图11A和11B所示这一实施方案采用了对应于实施方案2的器件结构。此实施方案的其它结构与实施方案2的相同，因而可以参考实施方案2的描述而得到。而且，与实施方案8相同的描述可以应用于象素电极与漏电极之间的连接关系及其形成顺序。从实施方案8的描述中，上述关系和顺序是显而易见的。
注意，借助于对实施方案2的结构进行不损害其效果而能够得到相似效果的局部修正，得到了本实施方案。而且，本实施方案能够与实施方案4-7组合。
[实施方案10]
除了举例来说改变了象素电极和漏电极的连接结构之外，图12A和12B所示这一实施方案采用了对应于实施方案3的器件结构。此实施方案的其它结构与实施方案3的相同，因而可以参考实施方案3的描述而得到。而且，与实施方案8相同的描述可以应用于象素电极与漏电极之间的连接关系及其形成顺序。从实施方案8的描述中，上述关系和顺序是显而易见的。
注意，借助于对实施方案3的结构进行不损害其效果而能够得到相似效果的局部修正，得到了本实施方案。而且，本实施方案能够与实施方案4-7组合。
[实施方案11]
除了举例来说改变了发光元件的结构之外，图13A-13C所示这一实施方案采用了对应于实施方案8-10的器件结构。此实施方案的其它结构与实施方案8-10的相同，因而可以参考实施方案8-10的描述而得到。因此，本实施方案将集中描述与实施方案8-10的不同之处。注意，图13A-13C的器件结构(除了发光元件的结构之外)是相同的，致使仅仅对图13A的结构进行描述。
在图13A中，象素电极1301由用作阳极的由金、铂、钛、氮化钛、或钨组成的金属膜制成。如实施方案1所述，在象素电极1301上，形成发光部分122、用作阴极的反电极123、以及钝化膜124。
注意，在本实施方案中，示出了金属膜被用于阳极的例子，但可以形成用作阴极的金属膜来代替形成阳极1301。用作阴极的金属膜可以由铝(包括加入有周期表1族或2族元素的铝，典型为铝和锂的合金)或镁和银的合金来形成。在此情况下，虽然必须改变发光部分122的结构并在发光部分122上形成透明电极作为阳极，但二者都能够利用已知的结构来得到。
而且，在本实施方案中，考虑到象素电极用作阳极的事实，驱动TFT的极性被设定为p沟道TFT，但当使象素电极用作阴极时，最好将驱动TFT的极性设定为n沟道TFT。
注意，借助于对实施方案8-10的结构进行不损害其效果而能够得到相似效果的局部修正，得到了本实施方案。而且，本实施方案能够与实施方案4-6以及8-10组合。
[实施方案12]
除了举例来说改变了象素电极和漏电极的连接结构之外，图14A-14D所示这一实施方案采用了对应于实施方案1的器件结构。此实施方案的其它结构与实施方案1的相同，因而可以参考实施方案1的描述而得到。因此，此实施方案的描述将集中于与实施方案1不同之处。
如图14A所示，在漏电极120和电源线153上形成整平层1401，并在整平层1401上形成象素电极1402。亦即，象素电极1402经由漏电极120与漏区119电连接，而不是直接与漏电极119连接。此时，绝缘层1403可以由无机绝缘膜或有机绝缘膜制成。不言自明，SOG膜等的整平层被用作绝缘层1403，这在改善平整度方面更为有效。
接着，图15A和15B是进行到完成发光元件157的制作时的对应于图14C和14D的剖面图。光敏有机树脂膜121、发光部分122、反电极123、以及钝化膜124的材料等，如实施方案1所述那样。
注意，借助于对实施方案1的结构进行不损害其效果而能够得到相似效果的局部修正，得到了本实施方案。而且，本实施方案能够与实施方案4-7组合。
[实施方案13]
除了举例来说改变了象素电极和漏电极的连接结构之外，图16A和16B所示这一实施方案采用了对应于实施方案2的器件结构。此实施方案的其它结构与实施方案2的相同，因而可以参考实施方案2的描述而得到。而且，与实施方案12相同的描述可以应用于象素电极与漏电极之间的连接关系及其形成顺序。从实施方案12的描述中，上述关系和顺序是显而易见的。
注意，借助于对实施方案2的结构进行不损害其效果而能够得到相似效果的局部修正，得到了本实施方案。而且，本实施方案能够与实施方案4-7组合。
[实施方案14]
除了举例来说改变了象素电极和漏电极的连接结构之外，图17A和17B所示这一实施方案采用了对应于实施方案3的器件结构。此实施方案的其它结构与实施方案3的相同，因而可以参考实施方案3的描述而得到。而且，与实施方案12相同的描述可以应用于象素电极与漏电极之间的连接关系及其形成顺序。从实施方案12的描述中，上述关系和顺序是显而易见的。
注意，借助于对实施方案3的结构进行不损害其效果而能够得到相似效果的局部修正，得到了本实施方案。而且，本实施方案能够与实施方案4-7组合。
[实施方案15]
除了举例来说改变了发光元件的结构之外，图18A-18C所示这一实施方案采用了各对应于实施方案12-14的器件结构。此实施方案的其它结构与实施方案12-14的相同，因而可以参考实施方案12-14的描述而得到。因此，本实施方案将集中描述与实施方案12-14的不同之处。注意，图18A-18C的器件结构(除了发光元件的结构之外)是相同的，致使仅仅对图18A的结构进行描述。
在图18A中，象素电极1801由用作阳极的由金、铂、钛、氮化钛、或钨组成的金属膜制成。如实施方案1所述，在象素电极1801上，形成发光部分122、用作阴极的反电极123、以及钝化膜124。
注意，在本实施方案中，示出了金属膜被用于阳极的例子，但可以形成用作阴极的金属膜来代替形成阳极1801。用作阴极的金属膜可以由铝(包括加入有周期表1族或2族元素的铝，典型为铝和锂的合金)或镁和银的合金来形成。在此情况下，虽然必须改变发光部分122的结构并在发光部分122上形成透明电极作为阳极，但二者都能够利用已知的结构来得到。
而且，在本实施方案中，考虑到象素电极用作阳极的事实，驱动TFT的极性被设定为p沟道TFT，但当使象素电极用作阴极时，最好将驱动TFT的极性设定为n沟道TFT。
注意，借助于对实施方案12-14的结构进行不损害其效果而能够得到相似效果的局部修正，得到了本实施方案。而且，本实施方案能够与实施方案4-6以及12-14组合。
[实施方案16]
除了举例来说改变了象素电极的结构之外，图19A和19B所示这一实施方案采用了对应于实施方案1的器件结构。此实施方案的其它结构与实施方案1的相同，因而可以参考实施方案1的描述而得到。因此，本实施方案将集中描述与实施方案1的不同之处。
首先，图19A是CAD图，示出了当采用本实施方案的电极结构时可用的象素结构的例子。图19B是图19A的CAD图的电路图(图中，51为信号线，52为选择栅线，53为电流线，54为电源线，55为擦除栅线，56为电流栅线，57为选择晶体管，58为驱动晶体管，59为视频信号的Cs，60为擦除晶体管，61为电流源晶体管，62为输入晶体管，63为保持晶体管，64为电流源的Cs，65为发光元件)。不言自明，本实施方案不局限于图19A和19B所示的象素结构。在本实施方案中，金属膜被用于象素电极，且光沿与衬底相对的方向取出。因此，能够在象素电极下方形成任何电路而不降低窗口比(有效显示区对象素区的比率)，象素因而能够单独获得各种功能。注意，图19A和19B所示的象素结构是由本发明申请人在美国专利申请No.10/245711的说明书中公开的，并由本发明的申请人提出作为根据本发明的一种新颖结构。
此处，参照图20A-20C来更具体地描述器件的结构。注意，薄膜晶体管的结构与实施方案1中的相同，因而可以参考实施方案1的描述而得到。本实施方案就形成在整平层113上的数据线、漏电极等的结构而言不同于实施方案1。
如图20A和20B所示，在整平层113上，形成钛膜11、氮化钛膜12、以及铝膜13。通过腐蚀，部分地清除铝膜13，以便暴露氮化钛膜12。用树脂膜14作为掩模来腐蚀铝膜13，且树脂膜14还起相似于实施方案1中光敏有机树脂膜121原先的作用。亦即，形成树脂膜14，以便覆盖除了氮化钛膜12被暴露部分之外的上述元件。发光部分15被形成与氮化钛膜12被暴露部分接触，并在其上形成反电极16和钝化膜17。
图20C是图20B中虚线环绕的区域10的放大图。如图20C所示，铝膜13的腐蚀剖面取锥形形状，其角度为30-60度(最好是45度)。亦即，铝膜剖面与其上表面之间的角为钝角。利用这一结构，从发光部分15发射的光被分成3束光：直接出射的光(直接光)；被氮化钛膜反射之后出射的光(反射光)；以及沿发光部分15横向传播，然后被铝膜13的剖面反射之后出射的光(反射光)。结果，与常规结构相比，可望提高出射光的效率。
注意，示出了当根据上述结构实际形成象素电极时剖面的TEM(透射电子显微镜)照片(图24A)及其示意图(图24B)。如从图中证实的那样，铝膜取锥形形状，且氮化钛膜被暴露。
而且，在本实施方案中，钛膜构成了最下层，以便能够与半导体制成的漏区形成欧姆接触。能够用作阳极的氮化钛膜(若对表面进行紫外线辐照，则功函数增大，此工艺因而是有效的)被形成在其上。而且，在顶部形成铝膜作为反射电极，用来防止光泄漏，从而采用三层结构。但本发明不局限于上述结构，为此提供用作阳极的第一金属膜(对应于本实施方案中的氮化钛膜)以及用作反射电极的第二金属膜(对应于本实施方案中的铝膜)就足够了。
注意，借助于对实施方案1的结构进行不损害其效果而能够得到相似效果的局部修正，得到了本实施方案。而且，无须采用诸如ITO之类的氧化物导电膜，形成为数据线等的金属膜被原样用于阳极，从而减少了步骤数目。而且，本实施方案能够与实施方案4-6或实施方案15(作为象素电极1801的替换)组合。
[实施方案17]
除了举例来说改变了象素电极的结构之外，图21A和21B所示这一实施方案采用了对应于实施方案2的器件结构。此实施方案的其它结构与实施方案2的相同，因而可以参考实施方案2的描述而得到。而且，与实施方案16相同的描述可以应用于象素电极的结构。从实施方案16的描述中，上述结构是显而易见的。
注意，借助于对实施方案2的结构进行不损害其效果而能够得到相似效果的局部修正，得到了本实施方案。而且，本实施方案能够与实施方案4-7和15组合。
[实施方案18]
除了举例来说改变了象素电极的结构之外，图22A和22B所示这一实施方案采用了对应于实施方案3的器件结构。此实施方案的其它结构与实施方案3的相同，因而可以参考实施方案3的描述而得到。而且，与实施方案16相同的描述可以应用于象素电极的结构。从实施方案16的描述中，上述结构是显而易见的。
注意，借助于对实施方案3的结构进行不损害其效果而能够得到相似效果的局部修正，得到了本实施方案。而且，本实施方案能够与实施方案4-7和15组合。
[实施方案19]
在本实施方案中，图23A是实施方案16的修正结构，其中形成势垒层23，以便覆盖驱动TFT 21的绝缘层22，并在其上形成电源线24。而且，形成整平层25，以便覆盖电源线24。绝缘层22的膜厚度可以选择为0.3-1微米。通过形成在整平层25中的第二窗口和形成在势垒层23下方各个绝缘层中的第一窗口，象素电极被电连接到驱动TFT21。从实施方案16的描述中，可见象素电极和发光元件的结构。
图23B所示的结构被提出作为势垒层被形成在不同于图23A的位置处的例子，其特征在于，形成势垒层以便覆盖整平层25的上表面和第二窗口的侧表面。利用这一结构，整平层25能够被绝缘层22和势垒层26密封，致使能够进一步抑制放气的影响。
图23C所示的结构涉及到图23A的结构与图23B的结构的组合。在此结构中，势垒层23被形成与整平层25的下表面接触，而势垒层16被形成与其上表面接触。利用这一结构，整平层25能够被势垒层23和26密封，致使能够进一步抑制放气的影响。
注意，借助于对实施方案16的结构进行不损害其效果而能够得到相似效果的局部修正，得到了本实施方案。而且，本实施方案能够与实施方案4-7组合。
[实施方案20]
在本实施方案中，示出了在实施方案2的结构中使第一窗口的尺寸大于第二窗口的尺寸的例子。换言之，在形成绝缘层111之后，绝缘层111和栅绝缘膜108被腐蚀以形成第一窗口，并在其上形成整平层301。而且，整平层301被腐蚀，以便在第一窗口中形成第二窗口，从而暴露有源层(源区104)。在形成势垒层302以便覆盖第二窗口之后，在第二窗口底部处的部分势垒层302中，形成第三窗口。因此，数据线151通过第三窗口被连接到源区104。
当采用本实施方案的结构时，在腐蚀整平层301的过程中，绝缘层111和栅绝缘膜108不被暴露于腐蚀剂。特别是当诸如SOG膜之类的无机绝缘膜被用于整平层301时，由于绝缘层111和栅绝缘膜108不必被腐蚀，故上述结构是特别有效的。而且若采用SOG膜作为整平层301，则有可能避免出现来自整平层的潮气引起布线材料侵蚀的现象(称为中毒的通道)。
注意，本实施方案不仅能够与实施方案1的结构组合，而且能够与实施方案2-11以及16-18的结构组合。
[实施方案21]
在本实施方案中，示出了不同于实施方案9的形状的漏电极的腐蚀剖面形状的例子。亦即，如图26A和26B所示，作为本实施方案的特征，腐蚀剖面取反锥形的形状。在图26A中，参考号31和32分别表示漏电极和相邻象素的电源线。图26B是图26A中虚线环绕的区域33的放大图。
如图26B所示，发光部分122发射的光被分成直接光、被阴极123反射的反射光、以及被电源线32反射的反射光。这些光能够被观察者识别。以这种方式，作为本实施方案的效果，光的出射效率得到了提高。
注意，本实施方案不仅能够与实施方案9的结构组合，而且能够与实施方案4-6、8、以及10的结构组合。
[实施方案22]
在本实施方案中，示出了象素电极的结构不同于实施方案2的结构的例子。亦即，如图27A所示，由第一金属膜(最好是铝膜)41和第二金属膜(最好是氮化钛膜)42组成的层叠电极被形成作为象素电极。光敏有机树脂121被形成，以便覆盖其端部，其上形成氧化物导电膜(最好是ITO膜)43。于是，最后确定的发光区域对应于氧化物导电膜43与发光部分122之间的接触部分。
而且，图27B所示的结构被提出作为一个例子，其中在形成光敏有机树脂膜121之后，形成第二金属膜42，且如图27A所示，氧化物导电膜43与第二金属膜42被层叠。在此情况下，最后确定的发光区域对应于第二金属膜42与氧化物导电膜43之间的接触部分，且几乎象素中的整个区域能够被用作发光区域。
如上所述，根据本实施方案，象素区域能够被有效地利用，并能够提高窗口比率，从而得到高亮度显示。而且，用较少的功耗得到了与常规同样高的亮度实现，致使能够提供高度可靠的显示器件。
注意，本实施方案能够在与实施方案1-3所述的器件结构(象素电极形成之前的结构)以及实施方案4-6的结构的组合中被实现。
[实施方案23]
实施方案1-22所述的薄膜晶体管的结构都是顶栅结构(具体地说是平面结构)。但在各个实施方案(除了实施方案6之外)中，也可以采用底栅结构(典型为反交错结构)。而且，其应用不局限于薄膜晶体管，而可以由采用硅阱制作的MOS晶体管组成。
[实施方案24]
实施方案1-22所示的显示器件各举例说明了一种电致发光显示器件。但器件结构本身(形成象素电极之前)相似于用于液晶显示器件的器件结构的情况。此外，此器件结构可以被应用于诸如液晶显示器件和场发射显示器件之类的显示器件。
[实施方案25]
在本实施方案中，用图28A-28D来描述应用了本发明的整个电致发光显示器件的结构。图28A是借助于用密封材料对其中形成薄膜晶体管的元件衬底进行密封而形成的电致发光显示器件的俯视图。图28B是沿图28A中B-B’线的剖面图。图28C是沿图28A中A-A’线的剖面图。
象素部分(显示部分)202、提供成环绕象素部分202的数据线驱动电路203、栅线驱动电路204a和204b、以及保护电路205，都被置于一个衬底201上，并提供密封材料206来环绕所有这些。象素部分202的结构最好参见实施方案1-23及其描述。作为密封材料206，可以采用玻璃材料、金属材料(典型为不锈钢材料)、陶瓷材料、或塑料材料(包括塑料膜)。如实施方案1-24所示，也可以仅仅用绝缘膜来密封。此外，根据光从EL元件的辐射方向，必须采用透明材料。
密封材料206可以被提供成与数据线驱动电路203、栅线驱动电路204a和204b、以及保护电路205部分地重叠。用密封材料206来提供封层材料207，致使由衬底201、密封材料206、以及封层材料207形成一个封闭的空间208。干燥剂(氧化钡、氧化钙之类)209被预先提供在封层材料207的凹陷部分内，致使具有吸收潮气、氧等以保持上述封闭空间208内部气氛纯洁的功能，从而抑制EL层的退化。用精细网格形状的覆盖材料210覆盖凹陷部分。覆盖材料210使空气和潮气能够通过其中，但干燥剂209不能通过。注意，最好用诸如氮气或氩气之类的惰性气体充满封闭的空间208，也可以用树脂或惰性液体来充满。
而且，在衬底201上提供用来将信号传输到数据线驱动电路203以及栅线驱动电路204a和204b的输入端子部分211。视频信号之类的数据信号通过FPC(柔性印刷电路)212被传送到输入端子部分211。如图28B所示，对于输入端子部分211的剖面，具有其中氧化物导电膜214被层叠在与栅线或数据线制作在一起的布线213上的结构的输入布线，通过导体216被分散其中的树脂217，被电连接到提供在FPC212侧中的布线215。注意，对其进行镀金或镀银工艺的球形聚合物最好被用于导体216。
而且，图28D示出了由图28C中虚线环绕的区域218的放大图。保护电路205最好由薄膜晶体管219和电容器220的组合构成，并可以对其适用任何已知的结构。本发明具有这样一种特点，即有可能形成电容器而不增加光刻步骤的数目，同时能够改善接触孔。在本实施方案中，利用此特点形成了电容器220。注意，参见实施方案1及其描述能够理解薄膜晶体管219的结构和电容器220的结构，因此不再赘述。
在本实施方案中，保护电路205被提供在输入端子部分211与数据线驱动电路203之间。当诸如意外的脉冲信号之类的静电信号被输入其间时，保护电路将此信号释放到外部。此时，瞬时输入的高压信号首先能够被电容器220减弱，而其它高压能够通过由薄膜晶体管和薄膜二极管组成的电路被释放到外部。当然，保护电路可以被提供在其它位置，例如象素部分202与数据线驱动电路203之间的位置或象素部分202与栅线驱动电路204a和204b之间的位置。
如上所述，根据本实施方案，当进行本发明时，示出了一个例子，其中，同时形成了提供在输入端子部分中的用于静电措施的保护电路的电容器等。借助于与实施方案1-23的任何一种结构进行组合，能够进行本实施方案。
[实施方案26]
在其显示部分中采用本发明的显示器件的电器的例子有：摄象机、数码相机、护目镜型显示器(头戴式显示器)、导航系统、声音再现装置(汽车音响、音响元件等)、膝上计算机、游戏机、便携式信息终端(移动计算机、蜂窝电话、便携式游戏机、电子笔记本等)、以及包括记录媒质的图像再现装置(具体地说是能够处理诸如数字万能碟盘(DVD)中的数据且具有能够显示数据图象的显示器的装置)。图29A-29H示出了其实际例子。
图29A示出了一种电视，它包含机箱2001、支座2002、显示部分2003、扬声器单元2004、视频输入端子2005等。本发明被应用于显示部分2003。术语电视包括用来显示诸如个人计算机的、接收电视广播的、以及广告的信息的各种电视。
图29B示出了一种数码相机，它包含主体2101、显示部分2102、图象接收单元2103、操作键2104、外部连接端口2105、快门2106等。本发明被应用于显示部分2102。
图29C示出了一种膝上计算机，它包含主体2201、机箱2202、显示部分2203、键盘2204、外部连接端口2205、鼠标2206等。本发明被应用于显示部分2203。
图29D示出了一种移动计算机，它包含主体2301、显示部分2302、开关2303、操作键2304、红外线端口2305等。本发明被应用于显示部分2302。
图29E示出了配备有记录媒质(具体地说是DVD碟盘)的图像再现装置。此装置包含主体2401、机箱2402、显示部分A 2403、显示部分B 2404、记录媒质(例如DVD)读出单元2405、操作键2406、扬声器单元2407等。显示部分A 2403主要显示图象信息，而显示部分B2404主要显示文本信息。本发明被应用于显示部分A 2403和B 2404。术语配备有记录媒质的图像再现装置包括家用游戏机。
图29F示出了一种护目镜型显示器(头戴式显示器)，它包含主体2501、显示部分2502、以及镜臂单元2503。本发明被应用于显示部分2502。
图29G示出了一种摄象机，它包含主体2601、显示部分2602、机箱2603、外部连接端口2604、遥控接收单元2605、图象接收单元2606、电池2607、声音输入单元2608、操作键2609等。本发明被应用于显示部分2602。
图29H示出了一种蜂窝电话，它包含主体2701、机箱2702、显示部分2703、声音输入单元2704、声音输出单元2705、操作键2706、外部连接端口2707、天线2708等。本发明被应用于显示部分2703。若显示部分2703在黑色背景上显示白色字符，则能够降低蜂窝电话的功耗。
如上所述，借助于实现本发明而得到的显示器件可以用作任何电器的显示部分。本实施方案的电器可以采用实施方案1-25所示显示器件的任何一种结构。
结果，基于根据本发明的器件结构制作了显示器件，从而在其制造步骤中能够降低等离子体损伤的影响，能够抑制晶体管阈值电压的变化，并能够得到具有均匀显示特性的显示器件。

Claims (37)

1.一种显示器件，它包含：
制作在衬底上的晶体管；以及
与晶体管电连接的发光元件，此晶体管包含：
包含半导体的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
邻近有源层的栅电极，以栅绝缘膜插入其间；
形成在有源层上的势垒层；
形成在势垒层上的整平层；以及
形成在整平层上的漏电极，
所述发光元件包含：
与整平层上的漏电极的上表面接触的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，且
其中，漏电极通过形成在栅绝缘膜和势垒层中的第一窗口以及形成在整平层中的第二窗口与有源层电连接。
2.一种显示器件，它包含：
制作在衬底上的晶体管；以及
与晶体管电连接的发光元件，此晶体管包含：
包含半导体的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
邻近有源层的栅电极，以栅绝缘膜插入其间；
形成在有源层上的整平层；
形成在整平层上的势垒层；以及
形成在势垒层上的漏电极，
所述发光元件包含：
与势垒层上的漏电极的上表面接触的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，
其中，漏电极通过形成在栅绝缘膜和势垒层中的第一窗口以及形成在整平层中的第二窗口与有源层电连接，且
其中，势垒层覆盖整平层的上表面和形成在整平层中的第二窗口的侧表面。
3.一种显示器件，它包含：
制作在衬底上的晶体管；以及
与晶体管电连接的发光元件，此晶体管包含：
包含半导体的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
邻近有源层的栅电极，以栅绝缘膜插入其间；
形成在有源层上的整平层；
形成在整平层上的势垒层；以及
形成在势垒层上的漏电极，
所述发光元件包含：
与势垒层上的漏电极的上表面接触的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，
其中，通过形成在栅绝缘膜、整平层、以及势垒层中的窗口，漏电极与有源层电连接，且
其中，势垒层覆盖整平层的上表面。
4.一种显示器件，它包含：
制作在衬底上的晶体管；以及
与晶体管电连接的发光元件，此晶体管包含：
包含半导体的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
邻近有源层的栅电极，以栅绝缘膜插入其间；
形成在有源层上的势垒层；
形成在势垒层上的整平层；以及
形成在整平层上的漏电极，
所述发光元件包含：
与整平层上的漏电极的下表面接触的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，且
其中，通过形成在栅绝缘膜和势垒层中的第一窗口以及形成在整平层中的第二窗口，漏电极与有源层电连接。
5.一种显示器件，它包含：
制作在衬底上的晶体管；以及
与晶体管电连接的发光元件，此晶体管包含：
包含半导体的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
邻近有源层的栅电极，以栅绝缘膜插入其间；
形成在有源层上的整平层；
形成在整平层上的势垒层；以及
形成在势垒层上的漏电极，
所述发光元件包含：
与势垒层上的漏电极的下表面接触的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，
其中，通过形成在栅绝缘膜和势垒层中的第一窗口以及形成在整平层中的第二窗口，漏电极与有源层电连接，且
其中，势垒层覆盖整平层的上表面以及形成在整平层中的第二窗口的侧表面。
6.一种显示器件，它包含：
制作在衬底上的晶体管；以及
与晶体管电连接的发光元件，
此晶体管包含：
包含半导体的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
邻近有源层的栅电极，以栅绝缘膜插入其间；
形成在有源层上的整平层；
形成在整平层上的势垒层；以及
形成在势垒层上的漏电极，
所述发光元件包含：
与势垒层上的漏电极的下表面接触的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，
其中，通过形成在栅绝缘膜、整平层、以及势垒层中的窗口，漏电极与有源层电连接，且
其中，势垒层覆盖整平层的上表面。
7.一种显示器件，它包含：
制作在衬底上的晶体管；以及
与晶体管电连接的发光元件，此晶体管包含：
包含半导体的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
以栅绝缘膜邻近有源层的栅电极；
形成在有源层上的势垒层；
形成在势垒层上的绝缘层；
形成在绝缘层上的漏电极，以及
形成在源电极或漏电极上的整平层，
所述发光元件包含：
形成在整平层上并通过形成在整平层中的窗口而与漏电极电连接的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，且
其中，通过形成在栅绝缘膜和势垒层中的第一窗口以及形成在绝缘层中的第二窗口，漏电极与有源层电连接。
8.一种显示器件，它包含：
制作在衬底上的晶体管；以及
与晶体管电连接的发光元件，此晶体管包含：
包含半导体的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
以栅绝缘膜邻近有源层的栅电极；
形成在有源层上的绝缘层；
形成在绝缘层上的势垒层；
形成在势垒层上的漏电极，以及
形成在漏电极上的整平层，
所述发光元件包含：
形成在整平层上并通过形成在整平层中的窗口而与漏电极电连接的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，
其中，通过形成在栅绝缘膜和势垒层中的第一窗口以及形成在绝缘层中的第二窗口，漏电极与有源层电连接，且
其中，势垒层覆盖绝缘层的上表面以及形成在绝缘层中的第二窗口的侧表面。
9.一种显示器件，它包含：
制作在衬底上的晶体管；以及
与晶体管电连接的发光元件，此晶体管包含：
包含半导体的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
邻近有源层的栅电极，以栅绝缘膜插入其间；
形成在有源层上的绝缘层；
形成在绝缘层上的势垒层；
形成在势垒层上的漏电极，以及
形成在漏电极上的整平层，
所述发光元件包含：
形成在整平层上并通过形成在整平层中的窗口而与漏电极电连接的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，
其中，通过形成在栅绝缘膜、绝缘层、以及势垒层中的窗口，漏电极与有源层电连接，且
其中，势垒层覆盖绝缘层的上表面。
10.根据权利要求7-9中任何一个的显示器件，其中，整平层的上表面被氮化硅膜覆盖。
11.根据权利要求1-9中任何一个的显示器件，其中，象素电极的端部被树脂膜覆盖。
12.根据权利要求1-9中任何一个的显示器件，其中，象素电极包含氧化物导电膜。
13.根据权利要求1-9中任何一个的显示器件，其中，象素电极包含金属膜。
14.一种显示器件，它包含：
制作在衬底上的晶体管；以及
与晶体管电连接的发光元件，此晶体管包含：
包含半导体的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
邻近有源层的栅电极，以栅绝缘膜插入其间；
形成在有源层上的势垒层；
形成在势垒层上的整平层；以及
形成在整平层上的漏电极，
其中，漏电极包含第一金属膜和第二金属膜的叠层结构，且包括部分第二金属膜被清除以暴露第一金属膜的部分，
所述发光元件包含：
第一金属膜被暴露的部分；
与第一金属膜被暴露的部分接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对第一金属膜被暴露部分的反电极，且
其中，通过形成在栅绝缘膜和势垒层中的第一窗口以及形成在整平层中的第二窗口，漏电极与有源层电连接。
15.一种显示器件，它包含：
制作在衬底上的晶体管；以及
与晶体管电连接的发光元件，此晶体管包含：
包含半导体的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
邻近有源层的栅电极，以栅绝缘膜插入其间；
形成在有源层上的整平层；
形成在整平层上的势垒层；以及
形成在势垒层上的漏电极，
其中，漏电极包含第一金属膜和第二金属膜的叠层结构，且包括部分第二金属膜被清除以暴露第一金属膜的部分，
所述发光元件包含：
第一金属膜被暴露的部分；
与第一金属膜被暴露部分接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对第一金属膜被暴露部分的反电极，且
其中，势垒层覆盖整平层的上表面以及形成在整平层中的窗口的侧表面。
16.一种显示器件，它包含：
制作在衬底上的晶体管；以及
与晶体管电连接的发光元件，此晶体管包含：
包含半导体的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
邻近有源层的栅电极，以栅绝缘膜插入其间；
形成在有源层上的整平层；
形成在整平层上的势垒层；以及
形成在势垒层上的漏电极，
其中，漏电极包含第一金属膜和第二金属膜的叠层结构，且包括部分第二金属膜被清除以暴露第一金属膜的部分，
所述发光元件包含：
第一金属膜被暴露的部分；
与第一金属膜被暴露部分接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对第一金属膜被暴露部分的反电极，
其中，通过形成在栅绝缘膜、整平层、以及势垒层中的窗口，源电极和漏电极与有源层电连接，且
其中势垒层覆盖整平层的上表面。
17.根据权利要求14-16中任何一个的显示器件，其中，部分第二金属膜被清除以暴露第一金属膜的部分中的第二金属膜区域以及第二金属膜的上表面之间形成一个钝角。
18.根据权利要求14-16中任何一个的显示器件，其中，发光部分的膜厚度小于第二金属膜的膜厚度。
19.根据权利要求14-16中任何一个的显示器件，其中，除了部分第二金属膜被清除以暴露第一金属膜的部分之外，象素部分被树脂膜覆盖。
20.根据权利要求1-9和14-16中任何一个的显示器件，其中，势垒层包含氮化硅膜。
21.根据权利要求1-9和14-16中任何一个的显示器件，其中，整平层包含用甩涂方法形成的无机绝缘膜。
22.根据权利要求1-9和14-16中任何一个的显示器件，其中，整平层包含用抛光方法匀平的无机绝缘膜。
23.根据权利要求1-9和14-16中任何一个的显示器件，其中，此显示器件被组合在选自由电视、数码相机、个人计算机、移动计算机、图像再现装置、护目镜型显示器、摄象机、以及蜂窝电话组成的组中的至少一种中。
24.一种显示器件，它包含：
制作在衬底上的晶体管；以及
与晶体管电连接的发光元件，此晶体管包含：
包含半导体的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
邻近有源层的栅电极，以栅绝缘膜插入其间；
形成在有源层上的势垒层；
形成在势垒层上的绝缘层；
形成在绝缘层上的漏电极；以及
形成在源电极或漏电极上的整平层，
所述发光元件包含：
形成在整平层上并通过形成在整平层中的窗口与漏电极电连接的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，且
其中，漏电极通过形成在栅绝缘膜、势垒层和绝缘层中的窗口与有源层电连接。
25.一种显示器件，它包含：
制作在衬底上的晶体管；以及
与晶体管电连接的发光元件，此晶体管包含：
包含半导体的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
邻近有源层的栅电极，以栅绝缘膜插入其间；
形成在有源层上的势垒层；
形成在势垒层上的绝缘层；
形成在绝缘层上的漏电极；以及
形成在源电极或漏电极上的整平层，
所述发光元件包含：
形成在整平层上并通过形成在整平层中的窗口与漏电极的上表面电连接的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，
其中，漏电极通过形成在栅绝缘膜、势垒层和绝缘层中的窗口与有源层电连接。
26.一种显示器件，它包含：
制作在衬底上的晶体管；以及
与晶体管电连接的发光元件，此晶体管包含：
包含半导体的有源层；
与有源层接触形成的栅绝缘膜；
邻近有源层的栅电极，以栅绝缘膜插入其间；
形成在有源层上的势垒层；
形成在势垒层上的绝缘层；
形成在绝缘层上的漏电极；以及
形成在源电极或漏电极上的整平层，
所述发光元件包含：
形成在整平层上并通过形成在整平层中的窗口与漏电极的上表面电连接的象素电极；
与象素电极接触形成的发光部分；以及
通过发光部分面对象素电极的反电极，
其中，漏电极通过形成在栅绝缘膜和势垒层中的第一窗口以及形成在绝缘层中的第二窗口与有源层电连接。
27.根据权利要求1-2、4-5、7、8、14和26中任何一个的显示器件，其中只有第二窗口具有锥形侧表面。
28.根据权利要求1-9、14-16和24-26中任何一个的显示器件，其中发光部分包括有机化合物。
29.根据权利要求7-9和24-26中任何一个的显示器件，其中绝缘层包括无机绝缘膜和有机绝缘膜中至少之一。
30.根据权利要求24-26中任何一个的显示器件，其中整平层的上表面覆盖有氮化硅膜。
31.根据权利要求24-26中任何一个的显示器件，其中象素电极的端部覆盖有树脂膜。
32.根据权利要求24-26中任何一个的显示器件，其中，象素电极包括氧化物导电膜。
33.根据权利要求24-26中任何一个的显示器件，其中象素电极包括金属膜。
34.根据权利要求24-26中任何一个的显示器件，其中势垒层包括氮化硅膜。
35.根据权利要求24-26中任何一个的显示器件，其中整平层包括由甩涂法形成的无机绝缘膜。
36.根据权利要求24-26中任何一个的显示器件，其中整平层包括通过抛光整平的无机绝缘膜。
37.根据权利要求24-26中任何一个的显示器件，其中此显示器件被组合在选自由电视、数码相机、个人计算机、移动计算机、图像再现装置、护目镜型显示器、摄象机、以及蜂窝电话组成的组中的至少一种中。
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