CN100557847C - 发光器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种发光器件，该发光器件在提高获取来自发光元件的发光效率的同时，实现了低功耗和高稳定性。为了实现稳定性高的发光器件，至少层间绝缘膜(包含平整膜)、阳极、以及覆盖该阳极边缘的堤坝(bank)包含在化学性和物理性上稳定的氧化硅，或者，层间绝缘膜和堤坝由以氧化硅为主要成分的材料。根据本发明的结构，不但可以提高发光面板的效率(亮度/电流)，而且可以抑制发光面板的发热，在发光器件的可靠性上获取乘数效应。

Description

发光器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及到具有薄膜晶体管(以下称为TFT)组成的电路的半导体器件以及这种半导体器件的制造方法。确切地说，本发明涉及到一种电子器件，其上搭载作为组成部分的包括TFT以及有机发光元件的发光显示器件。
本说明书中的半导体器件包括能够利用半导体特性发挥功能的诸如电光器件、半导体电路、以及电子器件之类的各种各样的半导体器件。
背景技术
近几年，对于具有以EL元件作为自发光型发光元件的发光器件的研究非常活跃。该发光器件又被称为有机EL显示器或有机发光二极管。由于这些发光器件有适用于动感画面显示的诸如快速响应速度，低电压、低功耗驱动等特征，它们作为用于新一代手提电话和便携式信息终端(PDA)的下一代显示器备受关注。
注意，以含有有机化合物的层作为发光层的EL元件的结构是：含有有机化合物的层(以下称为EL层)夹在阳极和阴极之间，借助给阳极和阴极施加电场，从EL层场致发光(Electro Luminescence)。EL层的发光包括从单重激发态返回到基态时产生的荧光以及从三重激发态返回到基态时产生的磷光。
但是，常规的以含有有机化合物的层为发光层的发光元件不能获取充分的亮度。
在EL层产生的光从作为显示面的阳极侧或阴极侧取出。这时，在穿过各种材料层或衬底期间，在不同材料层的界面一部分光被反射。结果导致一个问题是向元件外透射的光被减少至原发光的百分之几十，亮度被抑制地很低。
针对于此，本发明的申请人在专利文件1和专利文件2中提出了提高光的取出效率的元件结构的方案。
另外，常规的以含有有机化合物的层为发光层的发光元件由于发光效率低，通过增加电流量以获取所希望的亮度，这样，功耗就变高。而功耗变高又会给元件寿命带来很大影响，典型的是亮度的减半寿命变短，在元件的稳定性上有需要改善的问题。
专利文件1
日本专利公开2002-352950
专利文件2
日本专利公开2002-229482
发明内容
本发明的目的是提供一种发光效率高、亮度高、功耗低、并且稳定性高的发光器件。
为了实现稳定性高的发光器件，至少层间绝缘膜(包含平整膜)、阳极、以及覆盖该阳极边缘的堤坝(bank)包含在化学性和物理性上稳定的氧化硅，或者是以氧化硅为主要成分的材料。
具体来说，层间绝缘膜以及堤坝优选使用通过涂敷法获取的高耐热性平整膜。层间绝缘膜以及堤坝的材料由硅(Si)和氧(O)结合的骨骼结构构成，并使用具有氢、氟、烷基、芳香族碳化氢中的至少一种的材料作为取代基的涂敷膜。烘烤后的膜可以称作为含有烷基的SiOx膜。该含有烷基的SiOx膜比丙烯酸树脂有更高的透光性，并且能承受300℃以上的加热处理。
在本发明中，根据涂敷法的层间绝缘膜，以及堤坝的形成方法为：首先，在用纯净水清洁后，执行稀释预湿处理以提高湿润性。将具有硅(S i)和氧(O)结合的低分子成分(前体)溶解于被称为清漆的溶剂，并将该液体原料用旋涂法涂敷在衬底上。之后，将清漆和衬底一起加热从而挥发(蒸发)溶剂，并通过执行低分子成分的交联反应，可以获取薄膜。然后，清除形成有涂敷膜的衬底边缘周围的涂敷膜。另外，当形成堤坝时，可以将其形成为所希望的图案。另外，根据旋涂的旋转次数、旋转时间、清漆的浓度和粘度来控制膜的厚度。
层间绝缘膜和堤坝使用相同的材料，这样可以减少制造成本。另外，通用涂敷淀积装置或蚀刻装置等装置，可以实现成本的降低。
通常，以含有有机化合物的层为发光层的EL元件使用ITO(氧化铟锡)作为阳极。但是，ITO的折射率很高，大约为2。因此，本发明使用包含氧化硅的氧化铟锡(以下简称为ITSO)作为阳极。ITSO即使执行烘烤也不会如ITO那样晶化，而是非晶状态。所以，ITSO比ITO的平整性更高，即使含有有机化合物的层很薄，也很难和阴极产生短路，适合用作发光元件的阳极。另外，通过包含折射率为1.46左右的氧化硅，可以改变作为阳极的ITSO的折射率。
而且，如图6所示，以ITSO作为阳极的发光面板(panel)比使用ITO作为阳极的发光面板的效率(亮度/电流)高1.5倍。在图6中，比较的是使用TFT的有源矩阵型发光面板，而在计算效率时使用的电流使用输入到面板的总电流值。
并且，如图12所示，使用ITSO作为阳极，并使用通过涂敷法获取的高耐热性平整膜作为层间绝缘膜的发光面板(在图12中相当于样品B)可以抑制面板的发热，从而提高发光器件的可靠性。
换言之，根据本发明的结构，不但可以提高发光面板的效率(亮度/电流)，而且可以抑制发光面板的发热，在发光器件的可靠性上获取乘数效应。
根据本发明的场致发光元件，发光层的发光透向衬底的外部时穿过的叠层由透光率高的材料构成，而且，通过抑制折射率不同的层间反射，可以提高发光效率。尤其是，在使用TFT的有源矩阵型发光器件的情形中，由于使用多个材料层的叠层作为层间绝缘膜，所以设定透过光的层间绝缘膜的折射率或膜的厚度是有效的。本发明遵照斯涅尔折射定律，在能够调整的范围内，决定各个层的折射率和膜的厚度，从而抑制光在层的界面的反射。斯涅尔折射定律是指：当从折射率为nj的膜以角度θi入射，并以角度θj透过折射率为ni的膜时，ni·sinθi＝nj·sinθj。在全反射条件(在斯涅尔折射定律中θj＝90°)下如超过θj的值(临界角)，则所有光线以和标准线对称的途径被反射。
另外，来自发光元件的发光反射或扩散向各个方向并被各个部分(材料层)所吸收。本发明将当发光透过到衬底外部时发光不穿过的部分用光透过率高的材料构成，例如堤坝，以抑制该部分的光的吸收，从而提高发光效率。
公开在本说明书中的本发明的结构是：一种包括多个发光元件的发光器件，所述发光元件包括阴极；含有有机化合物的层；以及阳极，其中，
在具有绝缘表面的衬底上形成包含SiOx的高耐热性平整膜；
在所述高耐热性平整膜上形成包含SiOx的阳极和覆盖该阳极的边缘的包含SiOx的堤坝；
在所述阳极上形成含有有机化合物的层；以及
在所述含有有机化合物的层上形成阴极。
根据上述结构，其中，所述高耐热性平整膜和所述堤坝由相同材料的包含烷基的SiOx膜构成。另外，根据上述结构，其中，所述阳极是包含SiOx的氧化铟锡。此外，根据上述结构，其中，以包含SiOx的所述高耐热性平整膜作为层间绝缘膜的TFT和所述阳极电连接。
另外，本发明的其他结构是：一种包括多个发光元件的发光器件，所述发光元件包括阴极；含有有机化合物的层；以及阳极，其中，
在发光区域中，发光元件的发光透过包含SiOx的阳极；包含SiOx的高耐热性平整膜；以及具有绝缘表面的衬底。
根据上述结构，其中，所述发光元件发出红色、绿色、蓝色、或白色光。
另外，为了实现上述结构的本发明的结构是：一种在具有绝缘表面的衬底上包含薄膜晶体管和发光元件的发光器件的制作方法，包括以下步骤：
在有绝缘表面的第一衬底上形成具有半导体层、栅绝缘膜、栅电极的薄膜晶体管，其中所述半导体层包括源区、漏区、以及源区和漏区之间的沟道形成区；
在由所述薄膜晶体管形成的凸凹形状上形成高耐热性平整膜；
选择性地去除所述高耐热性平整膜，从而形成侧面具有锥形形状且位于所述源区或所述漏区上方的开口部分，以及形成具有锥形形状的周边部分；
选择性地去除所述栅绝缘膜从而形成到达所述源区或漏区的接触孔；
形成到达所述源区或漏区的电极；
形成和所述电极连接的包含SiOx的阳极；
形成覆盖所述阳极边缘的堤坝；
在所述阳极上形成含有有机化合物的层；
在所述含有有机化合物的层上形成阴极；以及
用包围所述发光元件外周的密封材料将第二衬底键合到所述第一衬底上以密封所述发光元件。
根据上述结构，其中，所述高耐热性平整膜或所述堤坝使用根据涂敷法而形成的包含烷基的SiOx膜。另外，根据上述结构，其中，使用包含SiOx的氧化铟锡构成的靶，通过溅射法形成所述阳极。
另外在上述结构中，所述发光器件适用于有源矩阵型和无源矩阵型双方。
可以在发光器件的每个层(层间绝缘膜、基底绝缘膜、栅绝缘膜、第一电极、以及透明保护膜)中包含硅，从而提高每个层的粘接力。本发明的另一个结构是：一种包括多个发光元件的发光器件，所述发光元件包括阴极；含有有机化合物的层；以及阳极，其中，
在具有绝缘表面的衬底上形成包含硅的高耐热性平整膜；
在所述高耐热性平整膜上形成包含硅的阳极以及覆盖该阳极的边缘部分的堤坝；
在所述阳极上形成含有有机化合物的层；
在所述含有有机化合物的层上形成阴极；以及
在所述阴极上形成包含硅的保护膜。
在上述结构中，使用包含硅的高耐热性平整膜作为层间绝缘膜的TFT和阳极电连接在一起。
可以在发光器件的每个层(层间绝缘膜、基底绝缘膜、栅绝缘膜、第一电极、第二电极以及透明保护膜)中包含硅或氧化硅，从而提高每个层的粘接力和可靠性。本发明的另一个结构是：一种包括多个发光元件的发光器件，所述发光元件包括阴极；含有有机化合物的层；以及阳极，其中，
在具有绝缘表面的衬底上形成包含硅或氧化硅的高耐热性平整膜；
在所述高耐热性平整膜上形成包含硅或氧化硅的阳极以及覆盖该阳极的边缘部分的堤坝；
在所述阳极上形成含有有机化合物的层；
在所述含有有机化合物的层上形成包含硅或氧化硅的阴极；以及
在所述阴极上形成包含硅或氧化硅的保护膜。
在上述结构中，使用包含硅或氧化硅的高耐热性平整膜作为层间绝缘膜的TFT和阳极电连接在一起。
注意，EL元件包括借助于施加电场而场致发光(ElectroLuminescence)的含有有机化合物的层(以下称为EL层)、阳极、以及阴极。有机化合物产生的发光是当电子从单重激发态返回到基态时产生的荧光以及当电子从三重激发态返回到基态时产生的磷光。根据本发明制作的发光器件适用于这两种发光。
具有EL层的发光元件(EL元件)是EL层被夹在成对的电极之间的结构，且EL层通常具有叠层结构。由空穴输运层、发光层、以及电子输运层组成的叠层结构可以作为典型的例子。此结构具有极高的发光效率，目前正在研究开发的几乎所有发光器件都采用这种结构。
而且，也可以采用空穴注入层、空穴输运层、发光层、以及电子输运层依次层叠在阳极上的结构。还可以采用空穴注入层、空穴输运层、发光层、电子输运层、以及电子注入层依次层叠在阳极上的结构。还可以将荧光颜料等掺入到发光层中。而且，可以利用低分子量材料来形成所有这些层，也可以利用聚合物材料来形成所有这些层。而且，也可以采用包含无机材料的层。注意，在本说明书中，形成在阴极与阳极之间的所有的层都被通称为EL层。因此，空穴注入层、空穴输运层、发光层、电子输运层、以及电子注入层都被包括在EL层分类中。
而且，对在本发明的发光器件中驱动屏幕显示的方法没有特别的限制。例如，可以采用逐点驱动方法、逐行驱动方法、逐面驱动方法等。典型采用逐行驱动方法，也可以适当地采用时分灰度驱动方法或表面积灰度驱动方法。而且，输入到发光器件源线的图像信号可以是模拟信号和数字信号。可以根据所用的图像信号来适当地设计驱动电路等。
而且，在视频信号为数字式的发光器件中，输入到像素的视频信号包括恒压(CV)视频信号和恒流(CC)视频信号。视频信号为恒压(CV)视频信号时，其包括施加到发光元件的电压为一定的信号(CVCV)和施加到发光元件的电流为一定的信号(CVCC)。另外，视频信号为恒流(CC)视频信号时，其包括施加到发光元件的电压为一定的信号(CCCV)和施加到发光元件的电流为一定的信号(CCCC)。
在本说明书中，光的取出效率表示从元件的透明性衬底正面放出到大气的发光相对于元件的发光的比例。
另外，可以在与TFT结构无关的情况下，应用本发明。例如，可以应用本发明于顶栅型TFT、底栅型(反交错型)TFT、或交错型TFT。
另外，作为TFT的激活层，可以适当使用非晶质半导体膜、包含结晶结构的半导体膜、包含非晶质结构的化合物半导体膜等。而且作为TFT的激活层，可以使用半晶半导体膜(又称为微晶半导体膜、微晶体半导体膜)，该半晶半导体膜具有介于非晶和结晶结构(含有单晶和多晶结构)的中间结构，且自由能源稳定的第三状态的半导体，并且包含近程有序的晶格歪斜的晶质区域。半晶半导体膜至少在膜中的一部分区域中包含0.5nm-20nm的结晶颗粒，拉曼光谱移动到比520cm-1更低的频带。另外，半晶半导体膜在X线衍射可以观察到由来于Si晶格的(111)、(220)的衍射峰。此外，半晶半导体膜的悬空键(danglingbond)的中和剂至少含有1原子％或更多的氢或卤素。辉光放电分解硅化物气体可以形成半晶半导体膜。典型的硅化物气体为SiH4，其他还可以使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。另外，还可以将该硅化物气体用H2、或H2和选自He、Ar、Kr、Ne中的一种或多种稀有气体元素来稀释。稀释硅化物气体的稀释率在2-1000倍的范围内。压力大约设定为0.1Pa-133Pa的范围，功率频率为1MHz-120MHz，优选13MHz-60MHz。衬底的加热温度优选为300℃或更低，推荐100-250℃的衬底加热温度。作为膜中的杂质元素，理想的是氧、氮、碳等大气成分的杂质在1×1020cm-1或更低的范围。尤其是氧浓度在5×1019/cm3或更低的范围，优选在1×1019/cm3或更低的范围。注意，以半晶半导体膜为激活层的TFT的场效应迁移率μ为1cm2/Vsec至10cm2/Vsec。
本发明的发光元件可以提高发光效率、降低功耗、并延长亮度的减半寿命。而且，本发明的发光元件还可以抑制面板的发热，从而提高元件的稳定性和发光器件的可靠性。
本发明的各个目的、特征以及优势通过下文的参考附图的详细说明将会更加明确。
附图说明
在附图中：
图1A和1B示出了本发明的剖面图和俯视图；
图2是表示亮度-电流特性的图；
图3是表示老化试验结果的图；
图4A-4D表示发光元件的剖面图；
图5A-5C是表示涂敷装置和边缘去除器的图；
图6是表示效率的曲线图；
图7是表示透射率的曲线图；
图8是表示折射率的曲线图；
图9表示根据实施例5的发光器件的剖面图；
图10A和10B表示根据实施例6的发光器件的剖面图；
图11A-11G表示根据实施例7的电子器件的例图；
图12A和12B是显示面板温度和亮度关系，以及面板温度和阴极电流关系的图。
本发明的选择图为图1
具体实施方案模式
下面解释本发明的实施方案模式。
实施方案模式1
首先，在衬底10上形成基底绝缘膜11。当以衬底10侧为显示面取出发光时，衬底10采用有透光性的玻璃衬底或石英衬底。另外，也可以使用能够承受处理温度的有耐热性的透光性塑料衬底。如果是以和衬底10侧相反的面作为显示面来取出发光时，除了所述衬底以外，还可以使用其表面形成有绝缘膜的硅衬底、金属衬底或不锈钢衬底。在此具体使用玻璃衬底作为衬底10。注意，玻璃衬底的折射率在1.55前后。
形成氧化硅膜、氮化硅膜或氧化氮化硅膜等绝缘膜作为基底绝缘膜11。在此虽然示出了基底膜是2层结构的例子，但是基底膜也可以采用所述绝缘膜的单层膜或2层以上的叠层的结构。注意，也可以不形成基底绝缘膜。
然后，在所述基底绝缘膜上形成半导体层。用熟知的方法(溅射法、LPCVD法、或等离子体CVD法等)形成非晶结构的半导体膜作为半导体层，之后，借助第一光遮膜对执行众所周知的晶化处理(激光晶化法、热结晶法、或使用镍等催化剂的热结晶法等)而获得的晶质半导体膜执行图案化从而形成所希望的形状。以25nm-80nm(最好为30nm-70nm)的厚度形成该半导体层。虽然不限制晶质半导体膜的材料，但优选材料是硅或硅锗(SiGe)合金等。
另外，可以采用连续振荡激光器来执行具有非晶结构的半导体膜的晶化处理。当进行非晶半导体膜的晶化时，为了得到大晶粒尺寸的晶体，最好用能够连续振荡的固体激光器，并应用基波的二次谐波到四次谐波。典型地说，最好采用Nd:YVO4激光器(基波为1064nm)的二次谐波(厚度为532nm)或三次谐波(厚度为355nm)。当采用连续振荡的激光时，从10W输出的连续振荡型YVO4激光器发射的激光束，被非线性光学元件转换成谐波。而且，可以提供将YVO4晶体和非线性光学元件放进谐振腔而发射谐波的方法。优选用光学系统将激光束形成为矩形形状或椭圆形形状来辐照待要处理的物质。此时，要求约为0.01-100MW/cm2(优选为0.1-10MW/cm2)的能量密度。半导体膜以大约10-2000cm/s的速率相对于激光束移动，以便辐照半导体膜。
接着，在除去抗蚀掩膜后，形成覆盖半导体层的绝缘膜12。用等离子体CVD法或溅射法形成厚1nm-200nm的绝缘膜12。优选用包含硅的绝缘膜的单层或叠层形成薄至10nm-50nm的绝缘膜12后，执行使用根据微波的等离子体的表面氮化处理。
当对膜的厚度薄的绝缘膜使用等离子体CVD法时，有必要将淀积速度延迟以更好地控制薄膜的厚度。例如，如在以下条件形成膜，即RF功率为100W、10kHz；压力为0.3乇；N2O气体流量为400sccm；SiH4气体流量为1sccm，可以以6nm/分的淀积速度形成氧化硅膜。另外，使用微波源(2.45GHz)以及反应气体的氮气来执行使用根据微波的等离子体的氮化处理。
注意，离绝缘膜12的表面越远，则氮的浓度就越少。据此，不仅可以将氧化硅膜的表面高浓度地氮化，而且可以减少氧化硅膜和激活层的界面的氮，从而防止器件特性的退化。注意，具有被氮化处理的表面的绝缘膜12成为TFT的栅绝缘膜。
然后，在绝缘膜12上形成厚100nm-600nm的导电膜。在此，使用溅射法，形成由TaN膜和W膜的叠层构成的导电膜。注意，虽然这里使用了TaN膜和W膜的叠层，但是导电膜并不局限于此，选自Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu的元素或包含上述元素作为其主要组分的合金材料或化合物材料的单层或叠层都可以被用作导电膜的材料。而且，以掺有诸如磷的杂质元素的多晶硅膜为典型的半导体膜也可以作为导电膜。
然后，用第二光遮膜形成抗蚀膜掩膜，并用干式或湿式蚀刻法执行蚀刻。根据该蚀刻工艺，蚀刻导电膜，从而获取导电层14a、14b、15a、15b。注意，导电层14a、14b成为TFT的栅电极，而导电层15a、15b成为终端电极(terminal electrode)。
然后，除去抗蚀掩膜后，用第三光遮膜形成新的抗蚀剂掩膜，在此，为了形成没有图示出的n沟道型TFT，执行以低浓度掺杂赋予半导体n型的杂质(典型为磷(P)或砷(As))的第一掺杂工艺。抗蚀剂掩膜覆盖p沟道型TFT的区域和导电层附近。根据该第一掺杂工艺，在中间夹绝缘膜的情况下执行穿透掺杂(through-dope)，从而形成低浓度杂质区。一个发光元件使用多个TFT来驱动，但是仅仅用p沟道型TFT来驱动时，就对上述掺杂工艺没有特别需要。
接着，在除去抗蚀掩膜后，用第四光遮膜形成新的抗蚀剂掩膜，执行以高浓度掺杂赋予半导体p型的杂质(典型为硼)的第二掺杂工艺。根据该第二掺杂工艺，在中间夹绝缘膜12的情况下执行穿透掺杂工艺，从而形成p型高浓度杂质区17、18。
之后，用第五光遮膜形成新的抗蚀剂掩膜，在此，为了形成没有图示出的n沟道型TFT，执行以高浓度掺杂赋予半导体n型的杂质(典型为磷或砷)的第三掺杂工艺。执行第三掺杂工艺中的离子掺杂法的条件是：剂量，1×1013/cm2-5×1015/cm2；加速电压，60-100keV。抗蚀剂掩膜覆盖p沟道型TFT的区域和导电层附近。根据该第三掺杂工艺，在中间夹绝缘膜12的情况下执行穿透掺杂，从而形成n型高浓度杂质区。
接着，在除去抗蚀掩膜后，形成包含氢的绝缘膜13。执行掺杂到半导体层的杂质元素的激活化和氢化。包含氢的绝缘膜13采用根据PCVD法而形成的氮化氧化硅膜(SiNO膜)。当使用作为典型的镍作为促进晶化的金属元素来晶化半导体膜时，可以在执行激活化的同时，执行以减少沟道形成区中的镍为目的的吸杂处理。注意，包含氢的绝缘膜13是层间绝缘膜的第一层，并包含氧化硅。
然后，形成作为层间绝缘膜的第二层的高耐热性平整膜16。作为高耐热性平整膜16，使用根据涂敷法而获取的由硅(Si)和氧(O)结合的骨骼结构构成的绝缘膜。所以，层间绝缘膜的第二层也包含氧化硅。
在此，用图5详细说明高耐热性平整膜16的形成步骤。
首先，用纯净水清洗待处理的衬底。也可以执行兆声波(megasonic)清洗。在执行140℃、110秒的脱水烘烤(dehydrobaking)后，用水冷板进行120秒的冷却以使衬底温度保持一定。然后，将衬底搬运到图5A所示的旋涂式的涂敷装置并安装好衬底。
图5A表示旋涂式涂敷装置的剖面模式。在图5A中，1001表示喷嘴，1002表示衬底，1003表示涂敷杯，1004表示涂敷材料液。该涂敷装置的结构是：从喷嘴1001滴出涂敷材料液，在涂敷杯1003中以水平面收容衬底1002，旋转涂敷杯整体。另外，涂敷杯1003中的气氛是可以进行压力控制的结构。
然后，采用稀释剂(混合了芳香族炭化氢(甲苯等)、酒精、醋酸酯等的挥发性混合溶剂)等有机溶剂进行预湿涂敷，以提高湿润性。一边滴注70ml的稀释剂一边旋转衬底(旋转数为100rpm)，稀释剂因远心力被全方向地扩散后，高速旋转(旋转数为450rpm)以甩开稀释剂。
接着，从喷嘴滴注将硅氧烷聚合物溶解到溶剂(propyleneglycolmonomethyl ether，分子式为：CH3OCH2CH(OH)CH3)的液状原料的涂敷材料液，循序渐进地旋转涂敷(旋转数0rpm→1000rpm)，涂敷材料液因远心力而被全方向地扩散。根据硅氧烷的结构，可以分类为：例如，石英玻璃、烷基硅氧烷聚合物、烷基倍半硅氧烷聚合物、氢化倍半硅氧烷聚合物、氢化烷基倍半硅氧烷聚合物等。作为硅氧烷聚合物的一个例子，可以举出日本Toray公司制造的涂敷绝缘膜材料的PSB-K1、PSB-K31或触媒化成工业株式会社(Catalysts&Chemicals Industries.Co.，LTD)生产的涂敷绝缘膜材料的ZRS-5PH。然后，保持30秒后，重新循序渐进地旋转涂敷(旋转数0rpm→1400rpm)，以平整涂敷膜。
接着，排气并减低涂敷杯1003中的气压，在1分钟内执行减压干燥。
然后，用配备在图5A所示的旋涂式涂敷装置中的边缘去除器(edgeremover)执行边缘去除处理。在图5B中示出了具备沿着衬底1002的周边平行移动的驱动装置的边缘去除器1006。边缘去除器1006中同时设置如图5C所示的夹住衬底一边的稀释剂喷吐喷嘴1007，用稀释剂溶化涂敷膜1008的外周边部分，将液体以及气体以图中箭头方向排出，除去衬底边缘周围部分的涂敷膜。
然后，执行110℃、170秒的预烘烤。
接着，从旋涂式的涂敷装置搬出衬底，并冷却后，进一步执行270℃、1小时的烘烤。这样就形成了厚0.8μm的高耐热性平整膜16。用AFM(原子力显微镜)测量获取的高耐热性平整膜16的平整性的结果是：在10μm×10μm的范围中P-V值(峰谷值，高度的最大值和最小值的差值)大约为5nm左右，Ra(表面平均粗糙程度)的值为0.3nm左右。
另外，可以通过改变高耐热性平整膜16的烘烤温度来改变透过率。图7示出了在两个烘烤温度条件(270℃、410℃)下的厚0.8μm的高耐热性平整膜(包含烷基的SiOx膜)的透过率，图8表示其折射率。跟270℃的温度相比，410℃的温度更能够提高透过率。另外，烘烤温度如果是410℃，则折射率降低。
另外，也可以用喷墨法来形成高耐热性平整膜16。使用喷墨法可以节约材料液。
然后，形成第三层的层间绝缘膜21。在形成第三层的层间绝缘膜之前执行250℃、1小时的加热处理以脱水。作为第三层的层间绝缘膜21，可以使用用PCVD法获取的氮化氧化硅膜(SiNO膜：膜厚100nm)。该层间绝缘膜21是在执行后面的23R、23G的图案化时，作为保护第二层间绝缘膜的高耐热性平整膜16的蚀刻阻挡膜而被形成的。注意，第三层的层间绝缘膜21包含氧化硅。
图12A表示面板温度和亮度的关系。图12B表示被CVCC驱动的发光面板的面板温度和阴极电流的关系。在图12A、图12B中，比较例是有源矩阵型发光面板，该发光面板用ITO当作阳极，并用丙烯酸树脂和根据溅射法形成的氮化硅膜的叠层当作层间绝缘膜。样品A是用ITSO作为阳极，并用丙烯酸树脂和根据溅射法形成的氮化硅膜的叠层当作层间绝缘膜的有源矩阵型发光面板。样品B是用ITSO作为阳极，并以使用硅氧烷基聚合物(PSB-K31)的涂敷膜和根据PCVD法形成的SiNO膜的叠层作为层间绝缘膜的有源矩阵型发光面板。
从图12A中可以得知样品B的随亮度增加的面板温度的增加被抑制。另外，从图12B中可以得知样品B的随阴极电流增加的面板温度的增加被抑制。从以上结果可以说本发明的结构之一例的样品B在面板产生的焦耳热被抑制。而抑制面板的发热可以提高发光器件的可靠性。
接着，用第六掩膜在层间绝缘膜21形成接触孔，同时清除周边部分的层间绝缘膜21。使用CHF3和Ar作为蚀刻气体对层间绝缘膜21执行蚀刻处理。
接着，在仍将第六掩膜作为掩膜的情况下进行蚀刻，在高耐热性平整膜16中形成接触孔的同时，除去周边部分的高耐热性平整膜。在此，在和绝缘膜13能够取得选择比的条件下执行蚀刻(湿式蚀刻或干式蚀刻)。用于蚀刻的气体虽然没有限制，但在此适合使用CF4、O2、He、Ar。干式蚀刻在CF4的流量为380sccm、O2的流量为290sccm、He的流量为500sccm、Ar的流量为500sccm、RF(射频)功率为3000W、压力为25Pa的条件下被执行。为了在不残留残渣于绝缘膜13上的情况下执行蚀刻，可以以10％-20％左右的比例增加蚀刻时间。可以执行一次蚀刻来实现锥形，也可以执行多次蚀刻来形成锥形形状。在此进一步使用CF4、O2、He，在CF4的流量为550sccm、O2的流量为450sccm、He的流量为350sccm、RF(射频)功率为3000W、压力为25Pa的条件下执行第二次干式蚀刻从而形成锥形形状。高耐热性平整膜的边缘的锥形角度θ优选大于30度小于75度。
另外，也可以在高耐热平整膜的边缘执行惰性元素的掺杂处理，以在高耐热性平整膜的锥形部分形成高密度化部分。该掺杂处理可以用离子掺杂法或离子注入法进行。作为惰性元素，典型的是使用氩(Ar)。通过添加原子半径相对大的惰性元素，可以带来歪扭，改变表面(包括侧壁)的性质，或实现高密度化从而防止水分或氧的入侵。另外，包含在高密度化的部分的惰性元素的浓度范围是1×1019/cm3-5×1021/cm3，典型的浓度范围是2×1019/cm3-2×1021/cm3。注意，由于末端是锥形形状，所以容易在高耐热性平整膜的侧面执行掺杂。
接着，在仍将第六掩膜作为掩膜的情况下进行蚀刻，从而除去暴露出来的绝缘膜12、13。使用CHF3和Ar作为用于蚀刻的气体，以执行绝缘膜12、13的蚀刻。为了在不残留残渣于半导体层上的情况下执行蚀刻，可以以10％-20％左右的比例增加蚀刻时间。
然后，在清除第六掩膜，形成导电膜(TiN/Al/TiN)后，使用第八掩膜执行蚀刻(使用BCl3和Cl2混合气体的干式蚀刻)，以形成布线22。注意，TiN是和高耐热性平整膜有良好密接性的材料之一。而且，为了取得和TFT的源区或漏区的接触，TiN中的N的含量优选少于44％。
之后，用第七掩膜形成第一电极23R、23G，也就是有机发光元件的阳极(或阴极)。选自Ti、TiN、TiSixNY、Ni、W、WSix、WNx、WSixNY、NbN、Cr、Pt、Zn、Sn、In或Mo的元素的薄膜，或以这些元素之一作为其主要成分的合金材料或化合物材料的膜，或这些薄膜的叠层，可以被用作第一电极23R、23G，其总厚度在100nm-800nm的范围。
注意，当以衬底10侧为显示面来获取发光时，第一电极的材料使用ITSO(通过使用包含2-10重量％的氧化硅的ITO的靶的溅射法而形成的包含氧化硅的氧化铟锡)。除了ITSO，也可以使用在包含氧化硅的氧化铟中混合了2-20％的氧化锌(ZnO)的透光性氧化物导电膜等透明导电膜。另外，还可以使用包含氧化硅的ATO(氧化锑锡)的透明导电膜。
接着，用第八掩膜形成覆盖第一电极23R、23G边缘的绝缘体(称为堤坝、侧壁、障碍墙、势垒等)29。绝缘体29使用通过涂敷法获取的膜厚在0.8μm-1μm范围的SOG膜(例如包含烷基的SiOx膜)。蚀刻可以使用干式蚀刻或湿式蚀刻，但在此采用使用CHF3和O2和He的混合气体的干式蚀刻来形成绝缘体29。在该干式蚀刻中，包含烷基的SiOx膜的蚀刻速度为500-600nm/分钟，另一方面，ITSO膜的蚀刻速度为10nm/分钟以下，则可以获取足够的选择比。另外，布线22因为被由包含烷基的SiOx膜构成的绝缘体29覆盖，所以密接性高的TiN膜成为最上面的面。
然后，用蒸发淀积法或涂敷法形成含有有机化合物的层24H、24R、24E、24G。注意，为了提高可靠性，优选在形成含有有机化合物的层24之前真空加热以执行脱气。例如，在蒸发淀积有机化合物材料之前，优选执行在加压气氛或惰性气氛下的200℃-300℃的加热处理从而除掉包含在衬底中的气体。在此，因为层间绝缘膜和堤坝用有高耐热性的SiOx膜形成，所以，即使执行高温加热处理，也没有问题。
另外，当采用使用旋涂的涂敷法来形成含有有机化合物的层时，优选在涂敷后执行真空加热的焙烧。例如，在整个表面上涂敷作为空穴注入层24H起作用的聚(乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)的水溶液，并焙烧。另外，空穴注入层也可以用蒸发淀积法来形成。
采用蒸发淀积方法，在已经被抽空到压力等于或小于5×10-3乇(0.665Pa)，最好为10-6-10-4Torr的淀积工作室中执行蒸发淀积以形成含有有机化合物的层24R、24E、24G。当进行蒸发淀积时，用电阻加热方法预先使有机化合物气化，并借助于在蒸发淀积时打开闸门而使有机化合物向着衬底方向弥散。被气化了的有机化合物向上弥散，并在穿过提供在金属掩模中的窗口部分之后，被淀积在衬底上。
以发光色(R、G、B)为单位执行掩膜的定位从而实现全色化。
例如，用掺杂了DCM的Alq3形成40nm厚的发光层24R。另外，用掺杂了DMQD的Alq3形成40nm厚的发光层24G。此外，虽然在此没有图示出，用掺杂了CBP(4，4′-双(N-咔唑基)-联苯基)的PPD(4，4′-双(N-(9-菲基)-N-苯胺基)联苯基)形成30nm的蓝色的发光层，并用SAlq(双(2-metyl-8-喹啉醇合)(triphenylsilanolate)铝)形成10nm的阻挡层。
接着，用Alq3形成40nm厚的电子输运层24E。
然后，形成第二电极25，也就是有机发光元件的阴极或阳极。第二电极25的材料可以采用由MgAg、MgIn、AlLi、CaF2、CaN之类的合金膜，或归属周期表1族或2族的元素和铝用共同蒸发淀积法而形成的膜。若要使第二电极25具有透光性，则可以使用1nm-10nm的铝膜或含有微量Li的铝膜，并在该膜上形成透明导电膜。
另外，可以在形成第二电极25之前，将具有透光性的由CaF2、MgF2、或BaF2组成的层(膜厚度为1-5nm)形成为阴极缓冲层。
此外，可以形成保护第二电极25的保护层。例如，使用由硅制成的圆盘状的靶，在由氮气氛或包括氮和氩的气氛构成的淀积室的气氛中，形成由氮化硅膜构成的保护膜。另外，也可以形成氮化氧化硅膜当作保护膜。此外，也可以形成以碳为主要成分的薄膜(DLC(类金刚石碳)膜，CN膜，或非晶质碳膜)作为保护膜。或者，另外提供使用CVD法的淀积室。类金刚石碳膜(也被称为DLC膜)可以用等离子体CVD法(典型地，RF等离子体CVD法，微波CVD法，电子回旋共振(ECR)CVD法)，热灯丝CVD法等)，燃烧炎法，溅射法，离子束蒸发淀积法，激光蒸发淀积法等形成。作为用于膜形成的反应气体，使用氢气和碳氢型气体(例如，CH4，C2H2，C6H6等)。反应气体然后通过辉光放电被离子化。所得到的离子被加速以碰撞负子偏压的阴极以便形成DLC膜。CN膜可以用C2H4，N2作为反应气体而形成。所得到的DLC膜和CN膜是对可见光透明或半透明的绝缘膜。贯穿本说明书中，句子“对可见光透明”意思是可见光的透射率是80-100％，句子“对可见光半透明”意思是可见光的透射率是50-80％。注意，该保护膜，如果没有必要，也可以不提供。
然后，用密封材料28键合密封衬底33，从而密封发光元件。粘接密封材料28并使密封材料覆盖高耐热性平整膜16的边缘(锥形部分)。在密封材料28围成的空间中填充透明的填充材料27。填充材料27只要是有透光性的材料，就没有特别的限制，典型采用紫外线固化的环氧树脂和热固化的环氧树脂。此处采用抗热性高的紫外线环氧树脂(Electrolite公司制造的，产品名为2500Clear)，其折射率等于1.50，粘度等于500cps，肖氏D硬度等于90，抗张强度等于3000psi，Tg点为150℃，体电阻率等于1×1015Ωcm，而耐压为450V/mil。而且，借助于在一对衬底之间填充填充材料27，能够提高整体的透射率。
最后，用各向异性导电膜31通过熟知的方法将FPC 32粘贴到终端电极15a、15b上。终端电极15a、15b和栅布线同时形成。(图1A)
图1B表示一个俯视图。如图1B所示，高耐热性平整膜的边缘34被密封材料28覆盖。注意，沿图1B中的链接线A-B切割的剖面图相当于图1A。
根据上述步骤制作的有源矩阵型发光器件以高耐热性平整膜16当作TFT的层间绝缘膜，其典型的材料是由硅(Si)和氧(O)结合的骨骼结构的材料，堤坝的材料也使用相同的材料。而且，第一电极中包含氧化硅。有源矩阵型发光器件的构成材料使用相对稳定的包含氧化硅的材料，从而提高发光器件的可靠性。
使用透明材料作为第一电极，并使用金属材料作为第二电极，就成为透过衬底10获取光的结构，也就是底面发射型结构。另一方面，使用金属材料作为第一电极，并使用透明材料作为第二电极，就成为透过密封衬底33获取光的结构，也就是顶面发射型结构。此外，使用透明材料作为第一电极和第二电极，可以形成透过衬底10和密封衬底33双方获取光的结构。本发明适用于其中任何一种结构。
当透过衬底10获取光时，由于从发光层发射出来的光穿过的层，即第一电极、第一层的层间绝缘膜13、第二层的层间绝缘膜16、第三层的层间绝缘膜21、栅绝缘膜12、基底绝缘膜11都含有氧化硅(大约1.46)，各个层的折射率的差别变小，这样就提高了光的取出效率。换言之，可以抑制折射率不同的材料层之间的漫射光。
图2表示发光器件的电流-亮度特性。如图2所示，样品1、样品2的发光亮度跟比较例相比，最大提高了1.5倍。样品1、样品2的第二层的层间绝缘膜采用使用硅氧烷聚合物通过涂敷法获取的高耐热性平整膜，第一电极使用ITSO。但是，样品1、样品2的堤坝使用丙烯酸。注意，在比较例中使用ITO作为第一电极，通过涂敷法获取的丙烯酸作为第二层的层间绝缘膜，而且，丙烯酸还被用作堤坝。
另外，图3表示在室温下的样品1、样品2、比较例的各自的老化试验结果。如图3所示，本发明在长期可靠性上也是有效的。
此外，如图12所示，本发明可以抑制亮度上升以及伴随阴极电流增加的面板温度的上升。
具有上述结构的本发明的更为详细的解释将由下面所示的各个实施例给出。
实施例1
在本实施例中，将用图4C说明底面发射型发光器件的例子。
首先，在透光性衬底(玻璃衬底：折射率1.55左右)上制作和发光元件连接的TFT。因为是底面发射型，所以层间绝缘膜和栅绝缘膜以及基底绝缘膜使用透光性高的材料。在此，第一以及第三层间绝缘膜使用根据PCVD法制作的SiNO膜。第二层间绝缘膜使用根据涂敷法制作的SiOx膜。
接着，形成和TFT电连接的第一电极323。第一电极323使用包含SiOx的透明导电膜的ITSO(厚100nm)。ITSO是使用在氧化铟锡中混合了1-10％的氧化硅(SiO2)的靶，并执行在Ar气体流量为120sccm；O2气体流量为5sccm；压力为0.25Pa；功率3.2kW的条件下的溅射法而形成的膜。在形成ITSO的膜后，执行200℃、1小时的加热处理。
然后，形成覆盖第一电极323周围边缘部分的堤坝329。无机材料(例如氧化硅、氮化硅、以及氮氧化硅)、光敏有机材料和非光敏有机材料(例如聚酰亚胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、抗蚀剂、以及苯并环丁烯)、或通过涂敷法获取的SOG膜(例如包含烷基的SiOx)、以及这些膜的叠层可以用作堤坝329的材料。
本实施例通过湿式蚀刻从而图案化堤坝329，并仅仅在堤坝的上边沿部分提供具有曲率半径的弯曲表面。例如，堤坝329优选使用正性光敏性丙烯酸，并仅仅在堤坝的上边沿部分提供具有曲率半径的弯曲表面。另外，在光敏性的光照下变成不溶于腐蚀剂的负性光敏材料以及在光敏性的光照下变成溶于腐蚀剂的正性光敏材料，都能够被用作堤坝。
接着，用蒸发淀积方法或涂敷方法，形成含有有机化合物的层324。在本实施例中形成发射绿色光的发光元件。用蒸发淀积法，层叠CuPc(20nm)、NPD(40nm)，并用共同蒸发淀积法按顺序层叠掺杂了DMQd的Alq3(37.5nm)、Alq3(37.5nm)、CaF2(1nm)。
然后，第二电极325可以采用由MgAg、MgIn、AlLi、CaF2、CaN之类的合金膜，或归属周期表1族或2族的元素和铝通过共同蒸发淀积法而形成的膜。在本实施例中，蒸发淀积200nm厚的铝膜作为第二电极。另外，如果有必要，还可以层叠形成保护膜。
然后，用密封材料(没有图示出)键合密封衬底333。密封衬底和第二电极之间的空间327中填充惰性气体或透明树脂构成的填充材料。
根据以上步骤完成了底面发射型发光器件。本实施例在可以调整的范围内决定每个层(层间绝缘膜、基底绝缘膜、栅绝缘膜、以及第一电极)的折射率和膜的厚度，从而抑制在层的界面中的光的反射，进而提高获取光的效率。
实施例2
在本实施例中，将用图4A说明顶面发射型发光器件的例子。
首先，在有绝缘表面的衬底上制作和发光元件连接的TFT。因为是顶面发射型，所以层间绝缘膜和栅绝缘膜以及基底绝缘膜不一定必须使用透光性高的材料。在本实施例中，作为稳定性高的材料的膜，第一以及第三层间绝缘膜使用根据PCVD法制作的SiNO膜。并且，作为稳定性高的材料的膜，第二层间绝缘膜使用根据涂敷法制作的SiOx膜。
接着，提供第四层间绝缘膜211。第四层间绝缘膜211也使用根据涂敷法制作的SiOx膜。
然后，对第四层间绝缘膜211进行选择性的蚀刻以形成到达TFT的电极的接触孔，之后，连续形成有反射性的金属膜(Al-Si膜(膜厚30nm))、功函数大的材料膜(TiN膜(膜厚10nm))、以及透明导电膜(ITSO膜(膜厚10nm-100nm))。其次执行图案化以形成和TFT电连接的反射电极212和第一电极213。
然后，形成覆盖第一电极213边缘部分的堤坝219。无机材料(例如氧化硅、氮化硅、以及氮氧化硅)、光敏有机材料和非光敏有机材料(例如聚酰亚胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、抗蚀剂、以及苯并环丁烯)、或通过涂敷法获取的SOG膜(例如包含烷基的SiOx膜)、以及这些膜的叠层可以用作堤坝219的材料。
接着，用蒸发淀积方法或涂敷方法形成含有有机化合物的层214。
由于形成的是顶面发射型发光器件，所以第二电极215采用厚1nm-10nm的铝膜，或包含微量Li的铝膜。另外，如果有必要，还可以层叠包括ITSO或ITO的透明导电膜作为第二电极。
然后，用蒸发淀积方法、溅射法、或等离子体CVD法形成透明保护膜216。透明保护膜216由氮化氧化硅膜(SiNO膜)或氮化硅膜构成。形成透明保护膜216以保护第二电极215。
然后，用密封材料键合密封衬底203从而密封发光元件。在被密封材料包围的空间中填充透明填充材料217。填充材料217只要是有透光性的材料，就没有特别的限制，典型采用紫外线固化的环氧树脂和热固化的环氧树脂。另外，借助于在一对衬底之间填充填充材料217，能够提高整体的透射率。
根据以上步骤完成了顶面发射型发光器件。本实施例在每个层(层间绝缘膜、基底绝缘膜、栅绝缘膜、以及第一电极)中包含SiOx，从而提高发光器件的可靠性。
实施例3
在本实施例中，将用图4B说明和实施例2不同的顶面发射型发光器件的例子。
首先，在有绝缘表面的衬底上制作和发光元件连接的TFT。因为是顶面发射型，所以层间绝缘膜和栅绝缘膜以及基底绝缘膜不一定必须使用透光性高的材料。在本实施例中，作为稳定性高的材料的膜，第一以及第三层间绝缘膜使用根据PCVD法制作的SiNO膜。并且，作为稳定性高的材料的膜，第二层间绝缘膜使用根据涂敷法制作的SiOx膜。对层间绝缘膜和栅绝缘膜进行选择性的蚀刻以形成到达TFT的激活层的接触孔。并且在形成导电膜(TiN/Al-Si/TiN)之后，执行使用掩膜的蚀刻(使用BCl3和Cl2混合气体的干式蚀刻)，从而形成TFT的源电极和漏电极。
之后，形成和TFT的漏电极(或源电极)电连接得第一电极223。第一电极223采用功函数大的材料，例如选自TiN、TiSixNY、Ni、W、WSix、WNx、WSixNY、NbN、Cr、Pt、Zn、Sn、In或Mo的元素的薄膜，或以这些元素之一作为其主要成分的合金材料或化合物材料的膜，或这些薄膜的叠层，其总厚度在100nm-800nm的范围。
然后，形成覆盖第一电极223的周围边缘部分的堤坝229。通过涂敷法获取的SOG膜(例如包含烷基的SiOx)可以用作堤坝229的材料。用干式蚀刻将堤坝229形成为所希望的形状。
接着，用蒸发淀积方法或涂敷方法形成含有有机化合物的层224。
由于形成的是顶面发射型发光器件，所以第二电极225采用厚1nm-10nm的铝膜，或包含微量Li的铝膜。另外，如果有必要，还可以层叠透明导电膜(比如ITSO膜)作为第二电极。
然后，用蒸发淀积方法或溅射法形成透明保护膜226。透明保护膜226用来保护第二电极225。
然后，用密封材料键合密封衬底233从而密封发光元件。在被密封材料包围的空间中填充透明填充材料227。填充材料227只要是有透光性的材料，就没有特别的限制，典型采用紫外线固化的环氧树脂和热固化的环氧树脂。另外，借助于在一对衬底之间填充填充材料227，能够提高整体的透射率。
根据以上步骤完成了顶面发射型发光器件。本实施例在每个层(层间绝缘膜、基底绝缘膜、栅绝缘膜、以及堤坝)中包含SiOx，从而提高发光器件的可靠性。
实施例4
在本实施例中，将用图4D说明能够从双方的衬底获取发光的发光器件的例子。
首先，在透光性衬底(玻璃衬底：折射率1.55左右)上制作和发光元件连接的TFT。因为本实施例的发光器件的显示是透过透光型的衬底，所以层间绝缘膜和栅绝缘膜以及基底绝缘膜使用透光性高的材料。在此，第一以及第三层间绝缘膜使用根据PCVD法制作的SiNO膜。第二层间绝缘膜使用根据涂敷法制作的SiOx膜。
接着，形成和TFT电连接的第一电极423。第一电极423使用包含SiOx的透明导电膜的ITSO(厚100nm)。
然后，形成覆盖第一电极423周围边缘部分的堤坝429。无机材料(例如氧化硅、氮化硅、以及氮氧化硅)、光敏有机材料和非光敏有机材料(例如聚酰亚胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、抗蚀剂、以及苯并环丁烯)、或通过涂敷法获取的SOG膜(例如包含烷基的SiOx)、以及这些膜的叠层可以用作堤坝429的材料。
本实施例通过湿式蚀刻从而图案化堤坝429，并仅仅在堤坝的上边沿部分提供具有曲率半径的弯曲表面。
接着，用蒸发淀积方法或涂敷方法，形成含有有机化合物的层424。
因为也从密封衬底侧取出发光，所以第二电极425采用厚1nm-10nm的铝膜，或包含微量Li的铝膜。另外，如果有必要，还可以层叠透明导电膜作为第二电极。
然后，用蒸发淀积方法、溅射法、或等离子体CVD法形成透明保护膜426。透明保护膜426由氮化氧化硅膜(SiNO膜)或氮化硅膜构成。透明保护膜426用来保护第二电极425。
然后，用密封材料键合密封衬底433从而密封发光元件。密封衬底433也是透光性衬底(玻璃衬底：折射率1.55左右)。在被密封材料包围的空间中填充透明填充材料427。填充材料427只要是有透光性的材料，就没有特别的限制，典型采用紫外线固化的环氧树脂和热固化的环氧树脂。另外，借助于在一对衬底之间填充填充材料427，能够提高整体的透射率。
如图4D所示，在双面发光的发光器件中，如放置两张偏振光板并使该两张偏振光板夹持发光面板，且在光的偏振光方向正交，则当从一方的面看时，可以防止因看到透过的背景而很难识别显示。
实施例5
在本实施例中，说明为了防止水分从层间绝缘膜的外表面入侵进来，而给层间绝缘膜的周边部分选择性地掺杂惰性元素的例子。
在衬底610上形成基底绝缘膜后，形成各个半导体层。接着，形成覆盖半导体层的栅绝缘膜后，形成各个栅电极、终端电极。然后，掺杂赋予半导体n型的杂质元素(典型为磷(P)或砷(As))以形成n沟道型TFT 636；掺杂赋予半导体p型的杂质元素(典型为硼)以形成p沟道型TFT 637，从而适当地形成源区和漏区、如有必要还可以适当地形成LDD区。接着，形成根据PCVD法而形成的包含氢的氮化氧化硅膜(SiNO膜)后，执行掺杂到半导体层中的杂质元素的激活和氢化。
然后，形成作为层间绝缘膜的高耐热性平整膜616。作为高耐热性平整膜616，使用根据涂敷法而获取的由硅(Si)和氧(O)结合的骨骼结构构成的绝缘膜。接着形成根据PCVD法而形成的SiNO膜。注意，到此为止的工艺和上述实施方案模式的工艺基本相同。
接着，使用掩膜在SiNO膜和高耐热性平整膜中形成接触孔，同时，除去周边部分的高耐热性平整膜。可以执行一次蚀刻来实现锥形，也可以执行多次蚀刻来形成锥形形状。
其次，用掩膜覆盖周边以外的部分，选择性地执行惰性元素的掺杂处理，从而在高耐热性平整膜616的表面部分形成高密度化部分620。该掺杂处理可以用离子掺杂法或离子注入法进行。作为惰性元素，典型的是使用氩(Ar)。通过添加原子半径相对较大的惰性元素，可以带来歪扭，改变表面(包括侧壁)的性质，或实现高密度化从而防止水分或氧的入侵。另外，包含在高密度化的部分20的惰性元素的浓度范围是1×1019/cm3-5×1021/cm3，典型的浓度范围是2×1019/cm3-2×1021/cm3。注意，由于高耐热性平整膜616的表面(包括侧面)是为了掺杂的锥形形状，所以高耐热性平整膜的边缘的锥形角度θ优选大于30度小于75度。
通过掺杂惰性元素来改变高耐热性平整膜的表面性质，可以防止在执行后面的使用液体的工艺(也称为湿润工艺)时，溶液成分入侵到高耐热性平整膜中而导致反应。而且，可以防止在执行后面的加热工艺时，从高耐热性平整膜释放出水分和气体。此外，可以防止随着时间推移的从高耐热性平整膜释放出水分和气体，从而提高发光器件的可靠性。
接着，将高耐热性平整膜616当作掩膜执行蚀刻，选择性地去除暴露出来的包含氢的SiNO膜或栅绝缘膜。
然后，在形成导电膜后执行使用掩膜的蚀刻，从而形成漏布线和源布线。
接着，形成由透明导电膜构成的第一电极623，也就是有机发光元件的阳极(或阴极)。包含SiOx的透明导电膜的ITSO被用于该第一电极623。
其次，对通过涂敷法获取的SOG膜(例如包含烷基的SiOx膜)执行图案化，从而形成覆盖第一电极623边缘部分的绝缘体629(也称为堤坝、侧壁、障碍墙、势垒等)。
接着，用蒸发淀积方法或涂敷方法，形成含有有机化合物的层624。之后，形成由导电膜构成的第二电极625，也就是有机发光元件的阴极(或阳极)。包含SiOx的透明导电膜的ITSO被用于该第二电极625。
然后，用蒸发淀积方法、溅射法、或等离子体CVD法形成透明保护膜626。透明保护膜626由氮化氧化硅膜(SiNO膜)或氮化硅膜构成。透明保护膜626用来保护第二电极625。
然后，用密封材料628键合密封衬底633从而密封发光元件。换言之，发光显示器件的显示区域外围被密封材料包围，被密封在一对衬底之间。TFT的层间绝缘膜提供在整个衬底上，当密封材料的图案被描画在层间绝缘膜外边缘的内侧时，位于密封材料的图案的外侧的层间绝缘膜的一部分有侵入水分和杂质的担忧。所以，用密封材料覆盖高耐热性平整膜的边缘并使作为TFT的层间绝缘膜的高耐热性平整膜的外周重叠密封材料的图案的内侧，优选重叠密封材料的图案。注意，在被密封材料628包围的区域填充透明的填充材料627。
最后，用各向异性导电膜631通过熟知的方法将FPC 632粘贴到终端电极上。终端电极优选使用透明导电膜并且形成在和栅布线同时形成的终端电极之上(图9)。
根据上述工艺，在同一个衬底上形成像素部分、驱动电路和终端部分。
根据上述步骤制作的有源矩阵型发光器件的高耐热性平整膜616，典型的是由硅(Si)和氧(O)结合的骨骼结构构成的TFT的层间绝缘膜(在后面成为发光元件的基底膜的膜)，其边源部分或开口部分是锥形形状，而且，通过添加原子半径相对较大的惰性元素，可以带来歪扭，改变表面(包括侧壁)的性质，或实现高密度化以防止水分或氧的入侵，结果是提高了发光器件的可靠性。
另外，可以仅仅在锥形部分覆盖金属膜或氮化硅膜来代替给高耐热性平整膜616的周边的锥形部分掺杂杂质的工艺。
在本实施例中，每个层(层间绝缘膜、基底绝缘膜、栅绝缘膜、第一电极、第二电极)中包含SiOx，从而提高可靠性。
在本实施例中，每个层(层间绝缘膜、基底绝缘膜、栅绝缘膜、第一电极、第二电极以及透明保护膜)中包含硅，从而提高每个层的粘接力。互相连接的两个层之间的粘接力可以通过在这些层中使用相同的元素(在此为硅)而得到提高。
实施例6
本实施例将用图10表示反交错型TFT的一个例子。除了TFT和端子电极以外的部分，和实施方案模式所示的图1A相同，所以在此将省略相关的详细说明。
图10A表示的TFT是沟道截止类型。在衬底710上形成基底绝缘膜711。栅电极719和端子电极715同时形成，由非晶半导体膜构成的半导体层714a、n+层718、金属层717层叠形成在栅绝缘膜12上，沟道截止环714b形成在半导体层714a的沟道形成区的上方。另外，形成源电极或漏电极721、722。
而且，第一电极723形成在高耐热性平整膜716之上。并且形成覆盖第一电极723的边缘部分的绝缘体729。在第一电极723上形成含有有机化合物的层724。第二电极725形成在含有有机化合物的层724之上。保护膜726形成在第二电极725之上。用密封材料728将密封衬底733粘贴在发光元件上从而密封该发光元件。在被密封材料728包围的区域中填充透明的填充物727。用各向异性导电膜731通过熟知的方法将FPC 732粘贴到终端电极715上。
图10B表示的TFT是沟道蚀刻类型。栅电极819和端子电极815同时形成，由非晶半导体膜构成的半导体层814、n+层818、金属层817层叠形成在栅绝缘膜812上，半导体层814的沟道形成区部分被蚀刻得很薄。另外，形成源电极或漏电极821、822。
而且，第一电极823形成在高耐热性平整膜816之上。并且形成覆盖第一电极823的边缘部分的绝缘体829。在第一电极823上形成含有有机化合物的层824。第二电极825形成在含有有机化合物的层824之上。保护膜826形成在第二电极825之上。用密封材料828将密封衬底833粘贴在发光元件上从而密封该发光元件。在被密封材料828包围的区域中填充透明的填充物827。用各向异性导电膜831通过熟知的方法将FPC 832粘贴到终端电极815上。
此外，可以用半晶半导体膜(微晶半导体膜)来代替非晶半导体膜。该半晶半导体膜是具有介于非晶和结晶结构(含有单晶和多晶结构)的中间结构、且自由能源稳定的第三状态的半导体，并包含近程有序的晶格歪斜的晶质区域。用辉光放电(等离子体CVD)分解硅化物气体可以形成半晶半导体膜。典型的硅化物气体为SiH4，其他还可以使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。另外，还可以将该硅化物气体用H2、或H2和选自He、Ar、Kr、Ne中的一种或多种稀有气体元素来稀释。稀释硅化物气体的稀释率在2-1000倍的范围内。压力大约设定为0.1Pa-133Pa的范围，功率频率为1MHz-120MHz，优选13MHz-60MHz。衬底的加热温度优选为300℃或更低，推荐100-250℃的衬底加热温度。作为膜中的杂质元素，理想的是氧、氮、碳等大气成分的杂质在1×1020cm-1或更低的范围。尤其是氧浓度在5×1019/cm3或更低的范围，优选在1×1019/cm3或更低的范围。注意，以半晶半导体膜为激活层的TFT的场效应迁移率μ为1cm2/Vsec至10cm2/Vsec。
实施例7
本实施例用图11A-11G说明具备显示部分的电子器件的例子。实施本发明可以完成具备发光器件的电子器件。
根据本发明，通过抑制面板的发热，可以实现发光器件的长寿命化，也就是可以提高电子器件的可靠性。
上述电子器件的例子包括摄像机、数码相机、风镜式显示器(头戴式显示器)、导航系统、放声器(汽车音响、音响部件等)、笔记本计算机、游戏机、便携式信息终端(移动计算机、手提电话、便携式游戏机、电子图书等)、以及包括记录媒质的放像设备(具体地说是能够处理诸如数字万能碟盘(DVD)之类的记录媒质中的数据并具有能够显示数据图像的显示器的装置)。
图11A是表示一种笔记本计算机的斜透视图，而图11B则表示在折叠状态下的该笔记本计算机的斜透视图。该笔记本计算机包含主体2201、机壳2202、显示部分2203a、2203b、键盘2204、外部接口2205、鼠标2206等。通过在显示部分2203a、2203b应用本发明，可以完成一种笔记本计算机，该笔记本计算机的显示部分抑制了面板的发热、提高了发光效率(获取光的效率)的高亮度、低功耗、且稳定性高。
图4C表示一种电视机，该电视机包括主体2001、底座2002、显示部分2003、视频输入端口2005等。术语电视包括用来显示信息的所有电视，例如个人计算机的电视、用来接收TV广播的电视、以及用于广告的电视。通过在显示部分2003应用本发明，可以完成一种电视机，该电视机的显示部分抑制了面板的发热、提高了发光效率(获取光的效率)的高亮度、低功耗、且稳定性高。
图11D示出了一种便携型游戏机，它包含主体2501、显示部分2505、以及操作开关2504等。通过在显示部分2505应用本发明，可以完成一种便携型游戏机，该便携型游戏机的显示部分抑制了面板的发热、提高了发光效率(获取光的效率)的高亮度、低功耗、且稳定性高。
图11E表示一种手提电话的斜透视图，而图11F则表示在折叠状态下的该手提电话的斜透视图。该手提电话包含主体2701、机壳2702、显示部分2703a、2703b、声音输入单元2704、声音输出单元2705、操作键2706、外部接口2707、天线2708等。
图11E和图11F表示的手提电话包括主要用来显示全色图像的高清晰度的显示部分2703a和主要用来显示文字或符号的利用单色显示或区域彩色(area color)方式的显示部分2703b。通过在显示部分2703a、2703b应用本发明，可以完成一种手提电话，该手提电话的显示部分抑制了面板的发热、提高了发光效率(获取光的效率)的高亮度、低功耗、且稳定性高。
图11G表示包括广告牌等的显示板，它包括显示部分2801、框架2802、包含LED(发光二极管)发光器等的照明部分2803。通过在显示部分2801应用本发明，可以完成一种显示板，该显示板的显示部分抑制了面板的发热、提高了发光效率(获取光的效率)的高亮度、低功耗、且稳定性高。
如上所述，通过实施本发明而获取的发光器件可以用于所有的电子器件的显示部分。注意，本实施例的电子器件可以使用根据实施方案模式、实施例1至实施例6中任一的结构而制作的发光器件。
层间绝缘膜和堤坝使用相同的材料，可以减少制造成本。另外，通用涂敷淀积装置或蚀刻装置等装置，可以实现成本的降低。
本说明书根据2003年9月12日在日本专利局受理的日本专利申请编号2003-322223而制作，所述申请内容包括在本说明书中。
虽然上述实施方案模式和实施例参考附图给出了本发明的全部说明。正如本领域技术人员很容易理解的，本发明包括各种形式，在不脱离本发明的目的和范围的条件下，可以对实施模式及其细节进行更改或修正。所以，对本发明的解释不应认为限制于上述实施方案模式和实施例中提到的说明。

Claims (14)

1.一种包括多个发光元件的发光器件，所述发光元件包括阴极，含有有机化合物的层，以及阳极，其中，
在具有绝缘表面的衬底上形成包含SiOx的高耐热性平整膜，其中所述高耐热性平整膜能承受300℃以上的热处理；
在所述高耐热性平整膜上形成包含SiOx的阳极和覆盖该阳极的边缘部分的包含SiOx的堤坝；
在所述阳极和所述高耐热性平整膜之间形成氮化氧化硅膜，所述氮化氧化硅膜与所述阳极和所述高耐热性平整膜都接触；
在所述阳极上形成含有有机化合物的层；以及
在所述含有有机化合物的层上形成阴极。
2.根据权利要求1的发光器件，其中，所述高耐热性平整膜和所述堤坝由相同材料的包含烷基的SiOx膜形成。
3.根据权利要求1的发光器件，其中，所述阳极是包含SiOx的氧化铟锡。
4.根据权利要求1的发光器件，其中，用包含SiOx的所述高耐热性平整膜作为层间绝缘膜的TFT和所述阳极电连接。
5.根据权利要求1的发光器件，其中所述发光元件发出红色、绿色、蓝色、或白色光。
6.根据权利要求1的发光器件，其中，所述发光器件是摄影机、数码相机、导航仪、个人计算机、或个人数字助理。
7.一种在具有绝缘表面的衬底上包含薄膜晶体管和发光元件的发光器件的制作方法，包括以下步骤：
在有绝缘表面的第一衬底上形成具有半导体层、栅绝缘膜、栅电极的薄膜晶体管，其中所述半导体层包括源区、漏区、以及源区和漏区之间的沟道形成区；
在由所述薄膜晶体管形成的凸凹形状上形成高耐热性平整膜，其中所述高耐热性平整膜能承受300℃以上的热处理；
在所述高耐热性平整膜上直接形成氮化氧化硅膜；
选择性地去除所述高耐热性平整膜以及所述氮化氧化硅膜，从而形成侧面具有锥形形状且位于所述源区或所述漏区上方的开口部分，以及形成具有锥形形状的周边部分；
选择性地去除所述栅绝缘膜从而形成到达所述源区或漏区的接触孔；
形成到达所述源区或漏区的电极；
在所述氮化氧化硅膜上直接形成包含SiOx的阳极，所述阳极和所述电极接触；
形成覆盖所述阳极的边缘部分的堤坝；
在所述阳极上形成含有有机化合物的层；
在所述含有有机化合物的层上形成阴极；以及
用包围所述发光元件外周的密封材料将第二衬底结合到所述第一衬底上以密封所述发光元件。
8.根据权利要求7的发光器件的制作方法，其中，所述高耐热性平整膜是用涂敷法而形成的包含烷基的SiOx膜。
9.根据权利要求7的发光器件的制作方法，其中，所述堤坝是用涂敷法而形成的包含烷基的SiOx膜。
10.根据权利要求7的发光器件的制作方法，其中，使用包含SiOx的氧化铟锡构成的靶，通过溅射法形成所述阳极。
11.一种包括多个发光元件的发光器件，所述发光元件包括阴极；含有有机化合物的层；以及阳极，其中，
在具有绝缘表面的衬底上形成包含硅的高耐热性平整膜，其中所述高耐热性平整膜能承受300℃以上的热处理；
在所述高耐热性平整膜上形成包含硅的阳极，以及覆盖该阳极的边缘部分的堤坝；
在所述阳极和所述高耐热性平整膜之间形成氮化氧化硅膜，所述氮化氧化硅膜与所述阳极和所述高耐热性平整膜都接触；
在所述阳极上形成含有有机化合物的层；
在所述含有有机化合物的层上形成阴极；以及
在所述阴极上形成包含硅的保护膜。
12.根据权利要求11的发光器件，其中，使用包含硅的高耐热性平整膜作为层间绝缘膜的TFT和阳极电连接。
13.一种包括多个发光元件的发光器件，所述发光元件包括阴极；含有有机化合物的层；以及阳极，其中，
在具有绝缘表面的衬底上形成包含硅和氧化硅其中之一的高耐热性平整膜，其中所述高耐热性平整膜能承受300℃以上的热处理；
在所述高耐热性平整膜上形成包含硅和氧化硅其中之一的阳极，以及形成覆盖该阳极的边缘部分的堤坝；
在所述阳极和所述高耐热性平整膜之间形成氮化氧化硅膜，所述氮化氧化硅膜与所述阳极和所述高耐热性平整膜都接触；
在所述阳极上形成含有有机化合物的层；
在所述含有有机化合物的层上形成包含硅和氧化硅其中之一的阴极；以及
在所述阴极上形成包含硅和氧化硅其中之一的保护膜。
14.根据权利要求13的发光器件，其中，使用包含硅和氧化硅其中之一的高耐热性平整膜作为层间绝缘膜的TFT和阳极电连接。
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