CN101673756A

CN101673756A - 发光装置和制造这种发光装置的方法

Info

Publication number: CN101673756A
Application number: CN200910150562A
Authority: CN
Inventors: 山崎舜平; 村上雅一; 濑尾哲史
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: US7629018B2; CN1449229A; TW200404329A; KR100941129B1; KR20030077430A; CN100525560C; US7190335B2; CN101673756B; US20030184217A1; TW200803008A; US20070160746A1; TWI289870B; TWI362128B

Abstract

本发明公开了一种发光装置和制造这种发光装置的方法，含有机化合物的层通过涂敷形成于连接到薄膜晶体管的下电极的整个表面上。在下电极上形成上电极之后，含有机化合物的层用上电极作为掩模通过等离子体刻蚀以自对准方式被刻蚀，以便于允许含有机化合物的层的选择形成。另外，为与上电极的连接，电连接通过用含导电颗粒或浆的粘结剂实现。另外，发白光的材料或发单色光的材料被用作含有机化合物的层。通过将含有机化合物的层与颜色转换层或色彩层组合实现全色显示。

Description

发光装置和制造这种发光装置的方法

本申请是2003年3月26日提交的、发明名称为“发光装置和制造这种发光装置的方法”、申请号为03108546.6的分案申请。

技术领域

本发明涉及带有发光元件的发光装置，该元件依靠向夹住含有机化合物的层的元件的一对电极上施加电场发出荧光或磷光。本技术说明中，术语发光装置包括图像显示装置、发光装置和光源(包括照明装置)。并且，下面的模块包括在发光装置的定义中：通过附连到发光元件，诸如FPC(柔性印刷电路；终端部分)、TAB(带自动的接合(tape automatedbonding))带、或TCP(带运载包(tape carrier package))的连接器得到的模块；和IC(集成电路)通过COG(玻璃上芯片)系统直接安装到发光元件上的模块。

背景技术

发光元件被预计要发展成为下一代平板显示器，其采用有机化合物作为发光组件，特征在于其薄和质轻、快速响应和直流低电压驱动。显示装置中，由于宽的视角和极好的可视性，具有被安排以形成矩阵形状的发光元件的显示装置被认为是特别优于传统液晶显示装置。

据称发光元件通过下面的机理发光：电压施加在夹住含有机化合物的层的一对电极之间，从阴极注入的电子和从阳极注入的空穴在含有机化合物的层的发光中心上复合以形成分子激子，分子激子回到基态，同时释放能量以使发光元件发光。被称为激发态的是单重激发和三重激发，人们认为发光可以通过这些激发态中的任何一个进行。

具有被安排以形成矩阵的发光元件的这类发光装置可以采用无源矩阵驱动(简单矩阵发光装置)、有源矩阵驱动(有源矩阵发光装置)、或其它驱动方法。然而，如果像素密度增加，因为可以用低压驱动，每个像素(或每个点)有一个开关的有源矩阵发光装置被认为是有优势的。

形成含有机化合物的层(严格地说，发光层)的有机化合物被分类为低分子量材料和聚合(聚合物)材料，其是发光元件的中心。两类材料都正在研究，但是聚合材料是吸引注意力的一种，因为它们更容易处理并有比低分子量材料高的耐热性。

将这些有机化合物形成为膜的已知的方法是，例如，蒸发法、旋涂法、和喷墨法。旋涂和喷墨作为允许发光装置用聚合材料显示全色图像的方法是特别众所周知的。

然而，当旋涂法被使用时，有机化合物形成于整个膜形成表面的整个膜之上，因而，很难有选择地形成膜，其中有机化合物只形成在想要形成膜的部分，且膜不形成在不必要形成膜的部分。

另外，有源矩阵发光元件装置被形成有用于从外部电源输入电信号到形成于衬底上的驱动器电路中的布线，和用于电连接外电源和包括阴极、阳极和含有由形成于像素部分的有机化合物形成的有机化合物的层的发光元件的布线，因而，当有机化合物形成在连接到外电源的布线部分(终端部分)时，就有了一个问题，即不能与外电源实现欧姆接触。尤其是，当含有机化合物的层通过旋涂法形成时，很难引出形成于含有机化合物的层上的电极(阴极或阳极)到终端部分。

因而，本发明提供一种方法，用于选择地形成含有机化合物的聚合层；和连接结构，用于将提供在含有机化合物的层上的电极(阴极或阳极)电连接到从终端部分延伸的布线。

喷墨方法，作为选择地形成聚合有机化合物膜的已知方法，其优势在于分别发三色(R、G、B)光的不同有机化合物可以每次分开地应用。然而，该方法的缺点在于其较差的膜形成准确度，因而，很难控制膜的形成以便于得到膜的均匀性。这样，所得到的膜就很可能不均匀。喷墨法中这种不均匀的原因是，例如，喷嘴间距的不均匀、由于以弯曲方式喷出的墨引起的不均匀、低的台匹配准确度、墨流出和台运动之间的时间延迟等。例如，该喷墨法在这些执行条件中有问题，诸如由于将有机化合物溶解在溶剂中制造的墨水内部粘性阻力引起阻塞用于喷墨的喷嘴、从喷嘴喷出没有到达所需位置的墨水；以及实际使用的问题，诸如由于具有高精度台或自动对准机构的专用设备、墨头等的必要性引起的成本增加。并且，因为墨水在到达之后散开，余量被需要到一定的程度作为相邻像素之间的空间。结果是，提供更高的清晰度变得困难。

因而，在使用聚合有机化合物的有源矩阵发光装置中，本发明目的之一在于提供用于选择地形成聚合材料层的方法，其比使用喷墨法的情形更简单；本发明的另一个目的在于容易形成一种结构，其中含有机化合物的层并不形成在与外电源连接的布线的连接处。

发光装置传统上有一个问题，在于入射到非发光像素上的外部光(发光装置外部的光)被阴极的底面(与发光层接触侧上的面)反射，导致阴极底面作为镜面。结果是，外部的景色不利地被反射到观察面(面对观察者一侧的表面)上。为了避免这个问题，发明了圆形偏振膜附连到发光装置的观察面上，使得外部风景不被反射到观察面上。然而，由于圆形偏振膜非常贵，这就大大增加了制造成本。

发明内容

本发明中，聚合材料制成的膜通过涂敷形成于下电极(第一电极)的整个表面上，上电极(第二电极)用蒸汽淀积掩模通过蒸汽淀积形成。然后，用上电极作为掩模通过等离子体刻蚀以自对准方式刻蚀由聚合材料制成的膜，使得聚合材料的选择性形成被允许。

另外，辅助电极(第三电极)被形成使得上电极连接到延伸到终端电极的布线上。而且，只要上电极对等离子体刻蚀过程有抵抗力，上电极的厚度就可以减少。该情形中，形成于其上的辅助电极可以减小电阻。作为辅助电极，可以使用金属制成的金属布线，或者可以使用含导电浆(纳米浆、混合浆、纳米金属墨水等)或导电细颗粒的粘结剂。

本说明书中公开的本发明的结构涉及，如图1A和1B，或图22A和22B的实例所示，发光装置，包括：

在有绝缘表面的第一衬底和有半透明性的第二衬底之间包括多个发光元件、驱动电路和端子部分的像素部分，

每个发光元件包括：第一电极；包含提供在第一电极上以便与之接触的有机化合物的层；和提供在含有机化合物的层上以便与之接触的第二电极，

其中端子部分置于第一衬底上以便被定位在第二衬底外面；和

第一衬底和第二衬底通过其中有不同直径的多种导电细颗粒混合的粘结剂彼此接合，而第二电极和来自终端部分的布线彼此电连接。

另外，本发明的另一种结构涉及，如图1A和1B的实例所示，发光装置，包括：

在有绝缘表面的第一衬底和有半透明性的第二衬底之间包括多个发光元件、驱动电路和终端部分的像素部分，

其中终端部分置于第一衬底上以便被定位在第二衬底外面；以及

第一衬底和第二衬底通过其中无机材料制成的细颗粒和有着比上述细颗粒更大直径的导电细颗粒混合的粘结剂彼此接合，而第二电极和来自终端部分的布线彼此电连接。

另外，本发明的另一种结构涉及，如图2A和2B，或图3A和3B的实例所示，发光装置，包括：

包括多个发光元件的像素部分，每个发光元件包括：第一电极；含提供在第一电极上以便与之接触的有机化合物的层；和提供于含有机化合物的层上以便与之接触的第二电极；以及

终端部分，

其中含有机化合物的层的末端面与第二电极的末端面是紧接的(flush)；并且

在终端部分和像素部分之间有一个部分，其中从终端部分延伸的布线和第二电极通过含导电细颗粒的粘结剂电连接。

另外，本发明的另一种结构涉及，如图5A和5B的实例所示，发光装置，包括：

终端部分，

在终端部分和像素部分之间有一个部分，其中从终端部分延伸的布线和第二电极通过覆盖第二电极的第三电极连接。

根据本发明的上述结构，发光装置的特征在于第三电极由金属制成。另外，根据上述结构，第二电极和第三电极是发光元件的阴极和阳极中的一个。

另外，在本发明的上述结构的每一个中，第二电极有与含有机化合物的层一样的图形形式。

另外，在本发明的上述结构的每一个中，发光装置的特征在于含有机化合物的层由聚合材料制成。另外，在上述结构的每一个中，含有机化合物的层是由聚合材料制成的层和由单体材料制成的层组成的叠加层。

另外，在本发明上述结构的每一个中，第一电极的末端用绝缘体覆盖，绝缘体的上端包括有第一曲率半径的弯曲表面，而绝缘体的下端包括有第二曲率半径的弯曲表面，第一和第二曲率半径是0.2-3μm。

另外，在本发明的上述结构的每一个中，第一电极由有半透明性的材料制成，并且是发光元件的阴极和阳极之一。

另外，在本发明的上述结构的每一个中，含有机化合物的层由发白光的材料制成，并与滤色器组合。另外，含有机化合物的层由发单色光的材料制成，并与颜色转变层和色彩层之一组合。

用于实现本发明上述结构的本发明的结构涉及，如图4A-4C的实例所示，制造包括发光元件的发光装置的方法，该发光元件有：阳极；与阳极接触的含有机化合物的层；和与含有机化合物的层接触的阴极，该方法包括：

通过在有半透明性的第一电极上涂敷，形成由聚合材料制成的含有机化合物的层；

通过加热蒸汽淀积材料的蒸汽淀积在含有机化合物的膜上选择地形成由金属制成的第二电极；

用第二电极作掩模通过等离子体刻蚀以自对准方式刻蚀含有机化合物的层；以及

选择地形成由金属制成的第三电极以便覆盖第二电极。

另外，在关于制造方法的本发明的结构中，第二电极和第三电极是阳极和阴极之一的每一个。而且，根据关于制造方法的上述结构，第三电极用蒸汽淀积和溅射中任何一个形成。

另外，关于制造方法的本发明的另一种结构涉及制造包括发光元件的发光装置的方法，该发光元件包括：阳极；与阳极接触的含有机化合物的层；和与含有机化合物的层接触的阴极，该方法包括：

通过含导电颗粒的粘结剂彼此连接从终端部分延伸的布线和第二电极。

另外，关于制造方法的本发明的另一种结构涉及制造包括发光元件的发光装置的方法，该方法元件有：阳极；与阳极接触的含有机化合物的层；和与含有机化合物的层接触的阴极，该方法包括：

在第一衬底上形成薄膜晶体管；

形成要连接到薄膜晶体管的第一电极；

通过在第一电极上涂敷，形成聚合材料制成的含有机化合物层；

通过含导电颗粒的粘结剂彼此连接从终端部分延伸的布线和第二电极，同时彼此接合第一衬底和第二衬底。

另外，在关于制造方法的上述结构的每一个中，制造方法的特征在于等离子体通过激发选自包括Ar、H、F和O的组中的一种或多种气体产生。

另外，在关于制造方法的上述结构的每一个中，第一电极是电连接到TFT的发光元件的阳极和阴极之一。

注意，发光元件(EL元件)有一层，其包含当电场被施加时提供发光(电致发光)的有机化合物(下文中称作EL层)，和阳极及阴极。尽管得自有机化合物的发光被分类为从单重激发回到基态的光发射(荧光)，以及从三重激发回到基态的光发射(磷光)，在使用任一类型的光发射时应用根据本发明制造的发光装置是可行的。

另外，在本发明的发光装置中，屏幕显示的驱动方法不受具体地限制，还可以用诸如点序驱动法、线序驱动法、面序驱动法等的其它方法。典型地，采用线序驱动法。那么，典型的线序驱动法、分时等级驱动法或面积等级驱动法可以适当使用。另外，输入到发光装置源线的图像信号可以是模拟信号或数字信号。与图像信号组合，驱动电路等可以作适当设计。

另外，导电浆可以用作各种涂层方法(刷屏法、旋涂法、浸涂法等)。它们之中，纳米金属墨水可以用喷墨法形成。

附图说明

在附图中：

图1A和1B分别是示出实施方案样式1的俯视图和横截面视图；

图2A和2B分别是示出实施方案样式2的俯视图和横截面视图；

图3A和3B分别是示出实施方案样式3的俯视图和横截面视图；

图4A-4C是示出实施方案样式4的刻蚀步骤的横截面视图；

图5A和5B分别是示出实施方案样式4的俯视图和横截面视图；

图6A和6B分别是示出实施方案1的像素的俯视图和横截面视图；

图7A-7C是示出实施方案1的制造步骤的视图；

图8A和8B是实施方案1的有源显示装置的俯视图和横截面视图；

图9A-9C是视图，每个示出实施方案1中发光元件的叠层结构；

图10A-10C是用实施方案1的白光发射实现全色显示的情形中的示意图；

图11A-11D是用实施方案1中的单体材料和聚合材料组成的叠加层实现全色显示的情形中的示意图；

图12是示出制造实施方案2中制造设备的制图；

图13A-13F，每个示出实施方案3中电子应用的实例；

图14A-14C，每个示出实施方案3中电子应用的实例；

图15是示出实施方案1中每个色彩层的透射率的曲线图；

图16是示出实施方案1的色度坐标的曲线图；

图17是示出实施方案样式4的绝缘体外围的横截面的照片视图；

图18是示出比较实例的绝缘体外围的横截面的照片视图；

图19A-19C是实施方案4的横截面视图；

图20是示出绝缘体外围的横截面的照片视图；

图21A-21C是示出实施方案样式4的俯视图和横截面视图；和

图22A和22B是示出实施方案样式1的俯视图和横截面视图。

具体实施方式

下文中，本发明的实施方案将参考附图说明。

(实施方案样式1)

图1A是示出有源矩阵发光装置的俯视图，图1B是沿图1A中点画线X-X’切割出的横截面图。实施方案样式1中，具有由发白光的聚合材料制成的叠层结构的发光元件23作为实例说明。

图1A和1B中，像素部分12和驱动电路(栅侧驱动电路14和15及源侧驱动电路13)形成于有绝缘表面的衬底上。像素部分12和驱动电路13-15的每一个包括多个TFT(没有示出)。形成于像素部分中的每个TFT是用于控制流到含发光的有机化合物的层10中的电流的元件。第一电极19或电源线16连接像素部分12中的TFT。

像素部分12中，放置多个发光元件23；发光元件23的每一个包括第一电极19、第二电极11和插在其中的含有机化合物的层10。而且，连接到每个发光元件23的第一电极19规则地置于像素部分12中。第一电极19是有机发光元件的阳极(或阴极)，而第二电极11是有机发光元件的阴极(或阳极)。当有半透明性的导电材料用作第二电极11且金属用作第一电极19时，发自发光元件23的光可以通过密封材料透射以便得到。另一方面，当有半透明性的导电材料用作第一电极19且金属用作第二电极11时，光可以在相反的方向得到。在图1A和1B所示的结构中，光可以在任何一个方向得到。在发自发光元件23的光通过密封材料透射以便被得到的情形中，密封材料20和有导电性的粘结剂22有着不可缺少的半透明性。

含有机化合物的层10有叠层结构。典型地，叠层结构包括：空穴输运层/发光层/电子输运层，其形成于阳极上，可以作为实例被引用。由于这种结构有非常高的发光效率，目前正研究和发展的大多数发光装置应用这种结构。另外，包括：空穴注入层/空穴输运层/发光层/电子输运层的叠层结构，或包括：空穴注入层/空穴输运层/发光层/电子输运层/电子注入层的叠层结构也可以被使用。而且，发光层可以掺杂荧光染料等。所有这些层可以用单体材料或用聚合材料形成。贯穿该技术说明，提供在阴极和阳极之间的所有层集中起来称作含有机化合物的层(电致发光(EL)层)。因而，上述空穴注入层、空穴输运层、发光层、电子输运层、和电子注入层都落在EL层的类别中。含有机化合物的层(EL层)可以含诸如硅的无机材料。

第一电极19的末端和第一电极19末端之间的部分覆盖有有机绝缘体18(也称作阻挡物或围堤)。另外，有机绝缘体18可以覆盖有有机绝缘膜。

终端电极形成于终端部分，其有从终端电极延伸的连接布线17。连接布线17通过有导电性的粘结剂22电连接到第二电极11。由于含有机化合物的层用第二电极11作为掩模以自对准方式被刻蚀，第二电极11的末端面和含有机化合物的层10的末端面彼此紧接。有电导性的粘结剂22被提供以便与末端面接触。导电粘结剂22含诸如银颗粒或铜颗粒的导电细颗粒以及隔离物22a。另外，密封材料粘附于其上以便于密封发光元件23。热硬化的树脂或者紫外线老化树脂可以用作有导电性的粘结剂22。在热硬化的树脂用作有导电性的粘结剂22的情形中，有必要适当地选择有不使含有机化合物的层10退化的焙烧温度的材料。在紫外线老化树脂被使用的情形中，有必要使用有半透明性的材料作为密封材料。

隔离物22a可以用有不同颗粒直径的无机绝缘材料、有机绝缘材料或其组合制成。如果覆盖有诸如金膜的低阻金属膜的有机绝缘膜(例如，通过对有均匀颗粒直径的塑料细颗粒表面均匀地镀金得到的导电细颗粒)被用作隔离物22a，可以说隔离物22a作为导电细颗粒起作用。

图1B示出导电细颗粒22b的直径大于隔离物22a的实例。另外，涂覆有金属膜的有弹性的有机材料被用于有较大颗粒直径的颗粒，而无机材料被用于有较小直径的颗粒。一旦密封材料20的接触接合，有较大直径的颗粒变形以便于实现面接触。图22A和22B示出导电细颗粒1022b的直径小于隔离物1022a的直径的实例。图22A和22B中，导电细颗粒1022b存在于第二电极11和用于电连接的连接布线17之间的交叉处就足够了。因而，没有必要在有导电性的粘结剂1022中均匀地分布导电颗粒1022b；导电颗粒1022b由于重力以高密度存在于第二电极11或连接布线17附近就足够了。

有导电性的粘结剂22的使用通过粘附密封材料20和连接布线17与第二电极11之间的电连接同时允许对发光元件23的密封，从而提高产量。

尽管图1A和1B示出有导电性的粘结剂22整个形成于像素部分之上的实例，粘结剂22的形成不限于此。粘结剂22还可以以部分的方式形成。并且，粘结剂22可以是含诸如银浆、铜浆、金浆或钯(Pd)浆的导电细颗粒的材料层和含隔离物或填充物的粘结剂的叠层。在粘结剂22有这种叠层结构的情形中，连接布线17和第二电极11通过形成含导电细颗粒的材料层首先彼此电连接。之后，密封材料20用含隔离物或填充物的粘结剂粘附以密封发光元件23。

密封材料20用隔离物或填充物接合以便于保持大约2-30μm的距离。用这种方式，所有的发光元件被紧密地密封。虽然图中没有示出，通过喷砂等在密封材料20中形成凹面部分。干燥剂放置在凹面部分。优选的是在密封材料20的粘结之前立即通过真空退火实施脱气。而且，优选的是在含惰性气体(稀有气体或氮气)的气氛下接合密封材料20。

有导电性的粘结剂22的电阻率相对高的情形中，电极事先形成于密封材料20上。然后，一旦接合，电极就电连接到有导电性的粘结剂22上以便于降低电阻。该情形中，优选的是使用涂覆有诸如金的低阻金属膜的无机绝缘材料作为隔离物22a。这样，有可能保持密封材料20和第二电极11之间有隔离物22a的颗粒直径的距离，并且允许第二电极11和密封材料20上的电极之间的电连接以及连接布线17和密封材料20上的电极之间的电连接。在使用有不同直径的多种颗粒的情形中，有弹性的有机材料被用于有较大直径的颗粒，而无机材料被用于有较小直径的颗粒。一旦密封材料20接触接合，有较大直径的颗粒变形以便于与密封材料20上的电极实现面接触。

(实施方案样式2)

图2A和2B示出不同于图1A和1B所示的结构的实例，其中有导电性的粘结剂形成于大面积上。为了简化的目的，与图1A和1B中一样的组件在图2A和2B中用一样的参考编号表示。由于直到图2A和2B中的第二电极11的组件与图1A和1B中的一样，其详细的说明在此省略。

实施方案样式2中，示出一个实例，其中导电材料32部分地形成，密封物31分开形成。连接布线17和第二电极11通过导电材料32彼此电连接。由于含有机化合物的层10用第二电极11作为掩模以自对准方式被刻蚀，第二电极11的末端面与含有机化合物的层10的末端面紧接。导电材料32被提供以便与末端面接触。

在图2A和2B中，作为导电材料32，使用以银浆或铜浆为代表的导电浆、导电墨水、或纳米金属墨水(独立分散的超细颗粒分散溶液，其中5-10nm颗粒直径的Ag、Au或Pd以高密度分散而不团聚)。例如，含镀银铜粉、苯酚树脂、二亚甲基乙二醇一甲基醚(dimethylene glycolmonomethyl ether)等作为主要成分并有5×10^-4Ωcm或更小的电阻率以及0.8kg/mm²或更高的粘结强度的导电材料可以用作导电材料32。另外，快干银型导电剂(含0.5-1μm颗粒直径平面形状银粉的修饰的聚烯烃树脂)也可以用作导电材料32。

在溶剂用作导电材料32的情形中，需要考虑是由于加热可能产生蒸汽，从而污染含有机化合物的层。为了处理该问题，本发明中，密封物31提供在导电材料32和像素部分12之间以便于防止含有机化合物的层10被污染。因而，优选的是密封物31形成之后形成导电材料32以便被粘附到密封材料20上。密封物31和导电材料32形成的顺序不特殊地限制。代替上述顺序，在导电材料32的形成之后，密封物31可以被形成以被粘附到密封材料20。

密封物31含混合于其中的填充物。填充物起到接合密封材料20同时保持均匀距离的作用。而且，除了填充物，隔离物也可以混入其中。密封物31还可以被形成以部分地覆盖栅侧驱动电路14和15，如图2A所示。

发自发光元件23的光可以在图2A和2B所示结构中的任一方向上得到。而且，在发自发光元件23的光透过发光材料以便于被得到的情形中，密封材料20必须有半透明性。

实施方案样式2可以与实施方案样式1自由组合。

(实施方案样式3)

图3A和3B示出不同于图1A和1B及图2A和2B的结构的实例，其中密封材料被接合。为了简化的目的，与图1A和1B中一样的组件在图3A和3B中用一样的参考编号表示。由于直到图3A和3B中第二电极11的组件与图1A和1B中的一样，其详细的说明在此省略。

实施方案样式3中，示出一个实例，其中导电材料42被部分地形成，密封用保护膜41实施。连接布线17和第二电极11通过导电材料42彼此电连接。由于含有机化合物的层10用第二电极11作为掩模以自对准方式被刻蚀，第二电极11的末端面与含有机化合物的层10的末端面紧接。导电材料42被提供以便于与末端面接触。

类似于上述实施方案样式2中所述的导电材料32，以银浆或铜浆为代表的导电浆、或导电墨水被用作图3A和3B所示的导电材料42。另外，纳米金属墨水(独立分散的超细颗粒分散溶液，其中有5-10nm颗粒直径的Ag、Au或Pd以高密度分散而不团聚)也可以被用作导电材料42。纳米金属墨水在220-250℃焙烧。

导电材料42的形成之后，保护膜41被形成。作为保护膜41，使用通过溅射(DC法或RF法)得到的含氮化硅或氧氮化硅作为主要成分的绝缘膜或通过PCVD法得到的含碳作为主要成分的薄膜。当膜形成在含氮和氩的气氛中用硅靶实施时，氮化硅膜可以被得到。另外，可以用氮化硅靶代替。保护膜41还可以通过由使用遥控等离子体的膜形成设备形成。在所发的光要透过保护膜的情形中，优选的是保护膜的厚度尽可能的薄。

本发明中，含碳作为主要成分的薄膜的特征在于是有3-50nm厚度的DLC(类金刚石碳)膜。根据短程有序以及宏观尺度上的非晶结构，DLC膜有SP³键作为碳原子之间的键。作为DLC膜的组成，DLC膜含70-95原子％的碳和5-30原子％的氢。DLC膜非常硬，在绝缘性质上极好。而且，这类DLC膜的特征在于其对蒸汽、氧等的低透气率。而且，根据微硬度测试仪的测量已知这种膜有15-25GPa的硬度。

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(ESR)CVD法等)、溅射等形成。用任何一种膜形成方法，DLC都可以被形成有良好的粘附性。当衬底被置于阴极上时，DLC膜形成。另外，施加负偏压，使得细和硬的膜可以利用离子碰撞到一定程度来形成。

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自偏压的阴极以便形成DLC膜。结果是，可以得到细和光滑的DLC膜。所得到的DLC膜是绝缘膜，其对可见光是透明或半透明。贯穿本技术说明，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％。

在氮化硅膜通过溅射形成以便与透明导电膜形成的膜接触的情形中，有可能使含在透明导电膜中的杂质(In、Sn、Zn等)可以进入氮化硅膜从而混入其中。该情形中，通过在透明导电膜和氮化硅膜之间形成作为缓冲层起作用的氧化硅膜来防止杂质进入氮化硅膜是可能的。有以上结构的缓冲层的形成防止了杂质进入透明导电膜使得不含杂质的极好的保护膜可以被形成。

而且，保护膜的形成之后，可以形成密封物以便被接合到增强的密封性的密封材料上。

实施方案样式3可以与实施方案样式1和2的任一个自由组合。

(实施方案样式4)

这里，发光元件的形成过程参考图4A、4B、和4C在下面简单地说明。为了简化的目的，与图1A和1B中一样的组件在图4A、4B和4C中用一样的参考编号表示。

首先，在衬底上形成TFT(这里没有示出)、第一电极19、连接布线17和绝缘体18之后，通过利用旋涂的涂敷形成含有机化合物的层10。之后，含有机膜的层10通过在真空下加热焙烧(图4A)。在含有机化合物的层10被形成以具有叠层结构的情形中，可以重复膜的形成和焙烧。

其次，金属制成的第二电极11用蒸汽淀积掩模50通过蒸汽淀积被选择地形成(图4B)。尽管图4B示出一个实例，其中蒸汽淀积以金属掩模和含有机化合物的层10之间的一定距离被实施，当金属掩模和含有机化合物层的层彼此接触时蒸汽淀积也可以被实施。

其次，含有机化合物的层10用第二电极11作为掩模以自对准方式被刻蚀。该情形中，选择刻蚀通过使用激发一种或多种选自包括Ar、H、F和O的组中的气体产生的等离子体实施(图4C)。这里，重要的是适当地选择第二电极11的材料或厚度，使得第二电极11耐等离子体。本发明允许聚合材料层的选择性形成以便容易形成结构，其中含有机化合物的层不形成在要连接到外电源的布线的交叉处。

图4C所示的状态通过到目前为止的步骤得到。然而，该状态中，第二电极没有连接到任何点，因而处于浮动的状态。这样，在以后的步骤中，第二电极11被电连接到连接布线17。作为将第二电极11电连接到连接布线17的方法，可以使用上面实施方案样式中所示的有导电性的粘结剂22。另外，可以使用上面实施方案样式2和3中分别说明的导电材料32和42。

实施方案样式4中，低阻金属制成的第三电极51被形成，作为将第二电极11电连接到连接布线17的方法(图5B)。通过到目前为止的步骤制造的结构的俯视图示于图5A。

第三电极51可以用溅射、蒸汽淀积或PCVD适当地形成。而且，优选的是用有着比第二电极11的材料更低电阻率的金属，用于第三电极51。作为第三电极51，例如，可以使用含选自包括多晶硅、W、WSi_x、Al、Ti、Mo、Cu、Ta、Cr和Mo的组中的元素作为主要成分的膜，其中用杂质元素掺杂以给出导电类型；含上述元素作为主要成分的化合物材料或合金材料制成的膜；或其叠层膜。该情形中，包括氮化物层或氟化物层作为最上面层的叠加层(具体地，TiN、Al和TiN的叠层)制成的电极用作第三电极51。因而，发自发光元件的光可以透过第一电极19从而被得到。

而且，与第二电极11一样的材料可以被用于第三电极51。在这类情形中，优选的是第三电极51的厚度被设定得要大于第二电极11的厚度，以便于减少电阻。另外，在与第二电极11一样的材料用于第三电极51时，第二电极11的厚度可以进一步减少。

作为第三电极51的形成之后的步骤，发光元件可为通过形成保护膜或粘附密封材料到上面来密封。

在下文中，图5B所示有机材料制成的绝缘体18的横截面形状将被说明，因为它很重要。在有机化合物膜要通过涂敷形成于绝缘体18上或作为阴极起作用的金属膜要通过蒸汽淀积形成的情形中，如果绝缘体18的下端或上端没有弯曲表面，劣质的膜形成会发生，如图18所示，其中凸面部分形成于绝缘体18的上端。因而，在本发明中，绝缘体18的上端有具有第一曲率半径的弯曲表面，而绝缘体18的下端有具有第二曲率半径的弯曲表面，如图17和5B所示。优选的是第一和第二曲率半径是0.2-3μm。用本发明，可以得到有机化合物膜或金属膜良好的覆盖。而且，称作收缩的缺陷，即发光面积的减少，可以减少。另外，收缩可以通过在绝缘体18上形成氮化硅膜或氧氮化硅膜减少。绝缘体18侧面上的锥形角度可以被设为45°±10°。

作为绝缘体18，可以用无机材料(氧化硅、氮化硅、氧氮化硅等)、光敏或非光敏有机材料(聚酰亚胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、抗蚀剂或苯并环丁烯)、或其叠层。在一个情形中，其中如图17和5B所示，绝缘体18理想地包括在其上端有第一曲率半径的弯曲表面和在其下端有第二曲率半径的弯曲表面，通过光敏有机材料的使用而使形成更容易。而且，光敏负型材料，其用光对刻蚀剂是不可溶；或者光敏正型材料，其用光对刻蚀剂是可溶的，可以用作绝缘体18。

图21A和21C示出一个实例，其中氮化硅膜制成的保护膜70形成于绝缘体68上，绝缘体的图形不同于氮化硅膜的图形。为简单起见，图21A示出一个阶段的俯视图，其中直到含有机组分的层60的组件被形成；图21B示出沿着图21A中线A-A’切割的横截面视图；图21C示出沿着图21A中线B-B’切割的横截面视图。在图21B所示的横截面视图中，绝缘体68不存在于相邻第一电极69之间。在图21A中，绝缘体68有条形图形。作为保护膜70起作用的氮化硅膜有网格图形，如点画线所示，其只覆盖每一个第一电极69的的末端。用有条形图形的绝缘体68，有可能在第一电极69表面的湿法清洗中比用有网格图形的绝缘体更容易除去颗粒或杂质。在图21A-21C中，像素部分62的一部分，其不用保护膜70覆盖，起发光区的作用。

代替使用氮化硅膜，氧氮化硅膜或以AlNxOy表示的膜可以用作保护膜70。以AlNxOy表示的膜可以在从气体引入系统中引入氧、氮或稀有气体时通过使用AlN或Al制成的靶溅射形成。对于以AlNxOy表示的层包含几个原子％或更高、优选的，2.5原子％-47.5原子％氮和47.5原子％或更低、优选的，0.01-少于20原子％氧就足够了。

通过在绝缘体68上形成保护膜70，有可能提高含有机化合物的层60的膜厚度中的均匀度。因而，可以限制由发光造成的电场集中引起的热生成。结果是，以收缩为代表的发光元件的退化，即，发光面积的减少，可以被防止。

实施方案样式4可以与实施方案样式1-3的任何一个自由组合。

有上述结构的本发明将用下面说明的实施方案更详细地说明。

(实施方案)

【实施方案1】

本实施方案中，一种结构将在下面说明，其中发自EL元件的光透过元件衬底以便于被反射到观察者的眼中。该情形中，观察者可以从元件衬底侧识别图像。

首先，将说明像素结构，其中对每个像素放置三个TFT。图6A示出俯视图的实例，其详细地示出像素。

在SES驱动实施的情形中，图6A所示的结构包括用于擦除的TFT606。TFT 606的栅电极和用于输入擦除信号的第二栅信号线603彼此连接。源电极和电源线604彼此连接。漏电极连接到用于开关的TFT 605的漏电极和用于驱动的TFT 607的栅电极。

在三晶体管的情形中，两个TFT，即用于开关的TFT 605和用于擦除的TFT 606以线性方式水平放置在第一栅信号线602和第二栅信号线603之间。用于开关的TFT 605的漏区和用于擦除的TFT 606的漏区可以彼此重叠。这时，用于开关的TFT 605的源区存在的点、其漏区存在的点、用于擦除的TFT 606的源区存在的点、和其漏区存在的点被放置以便于被安排在单条直线上。

用上述安排，孔径比可以提高以便于提供简单形状的开口。

图6B示出沿着图6A中线a-a’切割的横截面。半导体层614可以象用于驱动的TFT 607那样纵向弯曲。用这种形状的半导体层614，有可能提高用于驱动的TFT 607的沟道长度L而不降低孔径比。为了降低关电流值，用于驱动的TFT 607可以是有多个沟道的TFT。优选的是用于驱动的TFT 607的沟道长度L是100μm或更多。在沟道长度L增加的情形中，氧化物膜电容Cox相应地增加。因而，有可能用电容的一部分作为有机发光元件的存储电容器。传统上，为了为每个像素形成存储电容器，另外需要用于形成存储电容器的空间。另外，提供电容器线、电容器电极等。然而，用本发明的像素结构，电容器线或电容器电极的形成可以省略。而且，在存储电容器用氧化物膜电容Cox形成的情形中，存储电容器由用栅绝缘膜作为电介质的栅电极和通过栅绝缘膜与栅电极重叠的半导体(沟道形成区)形成。因而，即使TFT的沟道长度增加，只要将连接到像素电极608的用于驱动的TFT 607的半导体层放置在电源线604或作为栅电极上的上层放置的源信号线601下面，就可以设计像素而不降低孔径比。更具体地，用图6A和6B所示的像素结构，即使用于形成电容器电极或电容器线路的空间省略了，也可以提供足够的存储电容器，从而进一步提高孔径比。另外，在沟道长度L增加的情形中，即使变化发生在诸如激光照射条件中的TFT制造过程中，TFT间电学性能的变化也可以减少。

图8A和8B示出有源矩阵发光装置的外观。图8A是示出有源矩阵发光装置的俯视图，图8B是沿着图8A中线A-A’切割的横截面视图。有源矩阵发光装置包括源侧驱动电路901、像素部分902、栅侧驱动电路903，每个以点画线表示。参考编号904表示密封衬底，参考编号905表示密封剂。由密封剂905包围的内部形成空间907。

布线908用来传输要输入到源侧驱动电路901和栅侧驱动电路903的信号，并接收来自用作外部输入终端的柔性印刷电路(FPC；终端部分)909的视频信号或时钟信号。尽管只示出了FPC(终端部分)，印刷线路板(PWB)可以附连到FPC(终端部分)上。本技术说明中发光装置不仅包括发光装置的主体，而且包括FPC(终端部分)或附连到上面的PWB。

其次，将参考图8B说明横截面结构。尽管驱动电路和像素部分形成于衬底910上，作为驱动电路的源侧驱动电路901和像素部分902被示出。

作为源侧驱动电路901，形成CMOS电路，其中n沟道TFT 923和p沟道TFT 924彼此组合。形成驱动电路的每个TFT可以用已知的CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。尽管驱动器集成型的发光装置示于本实施方案中，其中驱动电路形成于衬底上，但该结构不是必需的。另外，驱动电路可以形成在外部，不是在衬底上。

像素部分902由多个像素形成，每个包括用于开关的TFT 911、用于电流控制的TFT 912、和电连接到用于电流控制的TFT 912的漏上的第一电极(阳极)913。

绝缘体914形成于第一电极(阳极)913的两端上。在第一电极(阳极)913上，形成含有机化合物的层915。在含有机化合物的层915上，形成第二电极(阴极)916，具有与含有机化合物的层915一样的图形形状，并具有与层915的末端紧接的末端。结果是，由第一电极(阳极)913、含有机化合物的层915、和第二电极(阴极)916组成的发光元件918被形成。由于本实例中发光元件918发白光，由色彩层和BM组成的滤色器(为简单起见没有示出)提供在衬底910上。

为了第二电极916和布线908之间的电连接，实施方案样式4中所示的第三电极917在本实施实例中形成。第三电极917作为所有像素的共同布线起作用，其与第二电极916和布线908接触。第三电极917通过布线908电连接到FPC(终端部分)909上。

为了密封形成于衬底910上的发光元件918，密封衬底904附连到密封剂905上。为了保持密封衬底904和发光元件918之间的距离，还可以提供树脂膜制成的隔离物。密封剂905内部的空间907用诸如氮的惰性气体填充。优选的使用环氧型树脂作为密封剂905。而且，理想的是密封剂905尽可能不允许湿气或氧气透过。另外，空间907的内部可以含有吸氧或水的作用的物质。

本实施方案中，除了玻璃衬底或石英衬底，FRP(玻璃纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、迈拉、聚酯、丙烯酸等制成的塑料衬底也可以用作构成密封衬底904的材料。而且，用密封剂905接合密封衬底904之后，有可能用密封剂密封以便于覆盖其侧面(暴露的面)。

通过以上述方式密封发光元件在空间907中，发光元件可以完全地与外界阻塞(block)。因而，可以防止诸如湿气或氧气这样加速含有机组分的层的退化的物质从外面进入。因此，可以得到高度可靠的发光装置。

上述结构的制造过程的实例示于图7A-7C。

图7A是在一个阶段的横截面视图，其中有机化合物膜(含PEDOT的叠加层)通过涂敷形成之后，用蒸汽淀积掩模选择地形成第二电极(Li-Al制成的阴极)。为简单起见，制造透明导电膜制成的阳极或TFT的方法在这里省略。

其次，图7B是在一个阶段的横截面视图，其中有机化合物膜(含PEDOT的叠加层)用第二电极作为掩模用等离子体以自对准的方式被刻蚀。

其次，图7C是在一个阶段的横截面视图，其中要连接到连接布线的第三电极被选择地形成。第二电极和第三电极可以由同样的材料形成，或第三电极的材料可以比第二电极有更低的电阻率。

该实施方案示出一种方法的实例，其有白光发光元件和滤色器(下文中，该方法称作滤色器方法)的组合。下文中，形成白光发光元件以便得到全色显示的方法将参考图10A说明。

根据滤色器方法，包括发白光的有机化合物膜的发光元件被形成，使得所发的白光透过滤色器以便得到红、绿和蓝光的发射。

尽管有各种得到白光发射的方法，可以通过涂敷形成的使用聚合材料制成的发光层的情形将在此说明。该情形中，向作为发光层的聚合材料中的染料掺杂可以通过调节溶液来进行。与实施共淀积用于掺杂多种染料的蒸汽淀积法相比，白光的发射可以非常容易地得到。

具体地，通过涂敷含聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)的膜的形成和在有着大功函数的金属(Pt、Cr、W、Ni、Zn、Sn、In)制成的阳极的整个表面上作为空穴注入层的聚乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)溶液的焙烧之后，作为掺杂有聚乙烯咔唑(PVK)的发光层的发光中心染料(1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)、4-二氰基亚甲基-2-甲基-6(p-二甲胺-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM1)、Nile红、香豆素6等)涂敷在整个表面上，然后焙烧。之后，形成由含具有小功函数金属(Li、Mg或Cs)的薄膜组成的叠层制成的阴极；和淀积于其上的透明导电膜(ITO(氧化铟和氧化锡的合金)、氧化铟和氧化锌的合金(In₂O₃-ZnO)、氧化锌(ZnO)等)。PEDOT/PSS用水作溶剂，不溶于有机溶剂。因而，即使PVK涂敷在上面，没有可能使PEDOT/PSS可能再次溶解于其中。而且，由于PEDOT/PSS和PVK分别用不同的溶剂，优选的是不使用同样的形成室。

尽管含有机化合物的层作为叠加层构成的实例如图9B所示给予说明，但含有机化合物的层也可以作为图9A所示的单层构成。例如，由电子输运能力的1，3，4-恶二唑衍生物(PBD)可以分散在有空穴输运能力的聚乙烯咔唑(PVK)中。而且，PBD作为电子输运剂以30wt％分散，适量的四种染料(TPB、香豆素6、DCM1、和Nile红)被分散，从而得到白光的发射。

有机化合物膜形成于阳极和阴极之间。该结构中，从阳极注入的空穴和从阴极注入的电子在有机化合物膜中彼此再接合，由此可以在有机化合物膜中得到白光发射。

另外，有可能适当地选择发红光的有机化合物膜、发绿光的有机化合物膜或发蓝光的有机化合物膜，以便组合它们用于混合颜色；以该方式，当作为整体观察时，可以得到白光的发射。

以上述方式形成的有机化合物膜当作为整体被观察时允许白光发射以被得到。

通过在有机化合物膜发白光的方向中形成包括吸收除红光以外的光的色彩层(R)、吸收除绿光以外的光的色彩层(G)和吸收除蓝光以外的光的色彩层(B)的滤色器，发自发光元件的白光可以被分成红光、绿光和蓝光。在有源矩阵发光装置的情形中，TFT形成于衬底和滤色器之间。

对于色彩层(R、G、B)，除了最简单的条状图形，可以用斜小方格安排、三角小方格安排、RGBG四像素安排、或RGBW四像素安排。

图15示出通过用白光源(D65)，每个色彩层的透射率和波长之间关系的实例。构成滤色器的每个色彩层由其中分散了颜料的有机光敏材料制成的颜色阻止剂(color resist)形成。图16示出了在白光发射和滤色器组合的情形中颜色可再现性范围作为色坐标。白光发射的色坐标以(x，y)＝(0.34，0.35)表示。从图16可知作为全色显示颜色再现性可以充分保证。

由于所有有机化合物膜被构成以发白光，即使这样得到的光的颜色在该情形中是不同的，没有必要对光的相应颜色单独地给有机化合物膜染颜色。而且，防止镜面反射的圆偏振片不是特别地需要。

其次，CCM(变色介质)法将参考图10B说明，其通过将用于发蓝光的具有有机化合物膜的蓝光发射元件与荧光颜色转换层组合。

根据CCM方法，荧光颜色转换层由发自蓝光发射元件的蓝光激发以便用每个颜色转换层转换颜色。具体地，红光、绿光和蓝光的发射分别通过在一个颜色转换层中将蓝光转换成红光(B→R)、在一个颜色转换层中将蓝光转换成绿光(B→G)、在一个颜色转换层中将蓝光转换成蓝光(B→B)得到(蓝光到蓝光的转换可以省略)。还是在CCM方法的情形中，在有源矩阵发光装置中TFT形成于衬底和颜色转换层之间。

还是在该情形中，没有必要单独地形成有色的有机化合物膜。而且，防止镜面反射的圆偏振片不是特别需要。

在采用CCM法的情形中，由于颜色转换层是发荧光的，所以颜色转换层被外部光激发以不利地降低对比度。这样，如图10C所示，适当的是通过在上面附连滤色器等增强对比度。注意，图10C示出一个实例，其中使用白光发射装置，然而，可以使用单色光发射装置。

另外，如图9C所示，白光的发射可以通过叠加由聚合材料制成的层和由单体材料制成的层作为含有机化合物的层得到。在白光发射要用叠加层得到的情形中，通过涂敷形成作为空穴注入层的聚合材料制成的层之后，共淀积可以通过蒸汽淀积被实施以便于掺杂染料，其从发光区发出不同颜色的光进入空穴输运层，从而将染料的颜色与发自发光区的光的颜色混合。通过适当地调节发光层或空穴输运层的材料，当作为整体观察时，可以得到白光的发射。

而且，根据本发明，含聚合材料制成的有机化合物的层用电极作为掩模通过等离子体以自对准方式被刻蚀。本发明不仅对白光发射元件，而且对包括至少一个由聚合材料制成的层作为含有机化合物的层的彩色光发射元件都是可应用的。

图11A-11D示出发光元件叠层结构的实例。

图11A所示的叠层结构包括，在阳极701上，含聚合材料制成的第一有机层702a、单体材料制成的第二有机层702b和阴极缓冲层703组成的有机化合物的层702。通过适当地设定插在阴极和阳极之间的这些层的厚度和材料，可以得到红、绿或蓝光发射元件。

在红光发射元件要被得到的情形中，如图11B所示，聚合材料PEDOT/PSS通过旋涂涂敷在ITO制成的阳极上，然后在真空中焙烧以便于得到含30nm厚度PEDOT的膜。其次，4，4’-双[N-(1-萘)-N-苯基-胺基]-联苯(下文中，称作á-NPD)膜通过蒸汽淀积形成以具有60nm的厚度。其次，含DCM的三(8羟基喹啉)铝(下文中，称作Alq₃)通过蒸汽淀积作为杂质形成以具有40nm厚度。其次Alq₃膜被形成以具有40nm厚度。然后，CaF₂膜通过蒸汽淀积形成以具有1nm厚度。作为最终的步骤，Al膜通过溅射或蒸汽淀积形成以具有200nm厚度以完成红光发射元件。

在绿光发射元件要被得到的情形中，如图11C所示，聚合材料PEDOT/PSS通过旋涂涂敷在ITO制成的阳极上，然后在真空中焙烧以便于得到含30nm厚度PEDOT的膜。其次，a-NPD膜通过蒸汽淀积形成以具有60nm的厚度。其次，含DMQD的Alq₃膜通过蒸汽淀积作为杂质形成以具有40nm厚度。其次Alq₃膜被形成以具有40nm厚度。然后，CaF₂膜通过蒸汽淀积形成以具有1nm厚度。作为最终的步骤，Al膜通过溅射或蒸汽淀积形成以具有200nm厚度以完成绿光发射元件。

在蓝光发射元件要被得到的情形中，如图11D所示，聚合材料PEDOT/PSS通过旋涂涂敷在ITO制成的阳极上，然后在真空中焙烧以便于得到含30nm厚度。其次，a-NPD膜通过蒸汽淀积形成以具有60nm的厚度。其次，basocuproine(下文中称作BCP)膜作为杂质形成以具有10nm厚度。其次Alq₃膜被形成以具有40nm厚度。然后，CaF₂膜通过蒸汽淀积形成以具有1nm厚度。作为最终的步骤，Al膜通过溅射或蒸汽淀积形成以具有200nm厚度以完成蓝光发射元件。

在上述彩色发光元件(R、G、B)被形成的情形中，提供滤色器不是必需的。然而，滤色器可以附加地提供以提高色纯度。

而且，实施方案1可以与实施方案样式1-4的任何一个组合。

【实施方案2】

实施方案2中，多室系统制造设备示于图12中，其中从发光元件的形成到密封的制造工艺是自动化的。

图12中，制造设备包括：门100a-100k和100m和100w；充气室101；取出室119；运送室102、104a、108、114和118；分送室105、107和111；膜形成室106R、106B、106G、106H、106E、106X、109、110、112、和113；预处理室103；密封衬底装载室117；分配室115；密封室116；盒子室120a和120b；托盘附连台121；和等离子体刻蚀室122。

首先，多个TFT、淀积于其上的透明导电膜(ITO(氧化铟和氧化锡的合金)、氧化铟和氧化锌的合金(In₂O₃-ZnO)、氧化锌(ZnO)等)制成的阳极、和覆盖阳极末端的绝缘体预先提供在衬底上。然后，作为空穴注入层的聚乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)溶液形成于衬底的整个表面上。然后，加热过程在真空中进行以便于蒸发水。如果有必要清洗或抛光阳极的表面，该清洗或抛光过程可以在含PEDOT的膜的形成之前实施。

下文中，将在下面说明一种用于将上面预先提供了阳极、覆盖阳极末端的绝缘体、和空穴注入层(含PEDOT的膜)的衬底运送到图12所示制造设备中以便于形成图9B所示叠层结构的方法。

首先，衬底置于盒子室120a和120b的任何一个中。在衬底是大尺寸(例如，300mm×360mm)的情形中，衬底放在盒子室120b中。另一方面，在衬底是正常衬底(例如，127mm×127mm)的情形中，衬底被运送到托盘附连台121上，其中多个衬底放置在一个托盘上(例如300mm×360mm尺寸)。

其次，衬底从盒子室120b运送到装配有衬底运送机构的运送室118。其次，衬底运送到膜形成室112，其中作为发光层的含聚合物制成的有机化合物的层形成于提供在衬底整个表面上的空穴注入层(含PEDOT的膜)的整个表面上。膜形成室112是用于形成含聚合物制成的有机化合物的层。该实施方案中，将示出一个实例，其中掺杂有作为发光层的染料(1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)、4-二氰基亚甲基-2-甲基-6(p-二甲胺-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM1)、Nile红、香豆素6等)的聚乙烯咔唑(PVK)溶液形成于整个表面上。在膜形成室112中含有机化合物的层通过旋涂形成的情形中，上面形成膜的衬底的表面设定为在大气压下朝上取向。而且，用水或有机溶液作为溶剂的膜形成之后，优选的是通过在真空中实施热处理蒸发水。为此，可以提供连接到膜形成室112的退火室，其中可以进行真空下的加热。

其次，衬底从装配有衬底运送机构的运送室118运送到充气室101。

充气室101连接到抽真空处理室。抽真空之后，优选的是引入惰性气体，使得充气室101在大气压下。其次，衬底运送到连接到充气室101的运送室102中。实施抽真空使得水或氧气尽可能不存在于运送室中以保持真空。

运送室102连接到用于抽空运送室的抽真空处理室。作为抽真空处理室，磁悬浮型涡轮分子泵、低温泵、或干泵被提供。用该抽真空处理室，有可能设定运送室最终的真空度在10^-5-10^-6Pa。另外，有可能控制杂质从泵侧或抽气系统的反向扩散。为了防止杂质被引入到设备的内部，诸如氮或稀有气体的惰性气体被用作要引入的气体。作为要引入设备的气体，使用在引入到设备之前通过气体纯化机械提供的高纯度的气体。因而，有必要提供气体纯化机械使得气体在气体纯度提高之后被引入到膜形成设备中。结果是，由于含在气体中的氧气、水或其它杂质可以预先被除去，可以防止这些杂质引入到设备中。

在用水或有机溶液作为溶剂形成膜之后，优选的是衬底运送到预处理室103，其中热处理在高真空中实施以便于进一步蒸发水。

本实施方案中，说明含每个都由聚合材料制成的有机化合物的层叠加的实例。在聚合材料制成的层和单体材料制成的层组成的叠层结构如图9C或11A-11D所示形成的情形中，膜通过蒸汽淀积在膜形成室106R、106G和106B中适当地形成，使得含发白光或红、绿或蓝光的有机化合物的层作为发光元件整体适当地形成。分送室105装配有用于适当翻转衬底的衬底翻转机构。

而且，如果需要，电子输运层或电子注入层可以适当地形成于膜形成室106E，而空穴注入层或空穴输运层可以适当地形成于膜形成室106H中。在采用蒸汽淀积的情形中，蒸汽淀积在膜形成室中实施，其被抽成5×10^-3Torr(0.665Pa)或更低，优选的，10^-4-10^-6Pa的真空度。在蒸汽淀积中，有机化合物预先通过电阻加热蒸发。蒸汽淀积中挡板(没有示出)打开，使得有机化合物在衬底的方向发散。蒸发的有机化合物向上发散以经过通过金属掩模(没有示出)提供的开口(没有示出)以便于被蒸汽淀积在衬底上。蒸汽淀积中，衬底温度(T₁)通过加热衬底的方式设定在50-200℃，优选的，65-150℃。而且，在采用蒸汽淀积的情形中，优选的是在膜形成室中设置坩锅，蒸汽淀积材料预先由材料制造商纳入其中。一旦设置了坩锅，优选的是设置坩锅不接触大气。而且在从材料制造商分送中，优选的是将坩锅引入到膜形成室中时是被密封在第二容器中。理想的，有抽真空装置的室被提供以便于与膜形成室106R连接。坩锅在该室中在真空或惰性气体气氛中从第二容器中取出之后，坩锅被安装在膜形成室中。结果是，可以防止坩锅和纳入其中的EL材料被污染。

其次，衬底从运送室102运送到分送室105，然后到运送室104a，再到分送室107，以便于不接触大气。之后，衬底从分送室107运送到运送室108以便于不接触大气。

其次，通过提供在运送室108中的运送机构，衬底运送到膜形成室110，其中采用电阻加热通过蒸汽淀积形成金属膜(诸如MgAg、MgIn、AlLi、CaF₂或CaN的合金制成的膜，或通过共淀积属于周期表I族或II族的元素和铝形成的膜)形成的阴极(第二电极)。蒸汽淀积时，蒸汽淀积掩模用来选择地形成阴极。

其次，衬底通过设置在运送室108内的运送机构运送到等离子体处理室122中以便于用第二电极作为掩模以自对准方式除去含聚合材料制成的有机化合物的层。等离子体处理室122有等离子体发生器装置，用于激发选自包括Ar、H、F、O的组中的一种或多种气体以产生用于实施干法刻蚀的等离子体。如果刻蚀通过使用氧等离子体处理实施，还有可能在预处理室103中实施氧等离子体处理。

其次，衬底再运送到膜形成室110，其中用电阻加热通过蒸汽淀积形成第三电极(对应于阴极的上层)，其由金属膜(由诸如MgAg、MgIn、AlLi、或CaN的合金制成的膜；或通过共淀积属于周期表I族或II族的元素和铝形成的膜)制成。该情形中，第三电极用不同于用于前面蒸汽淀积的金属膜制成的蒸汽淀积掩模的掩模形成，用于第二电极和连接布线的电连接。尽管这里说明了第二电极和第三电极在同样的膜形成室110中形成的实例，由于必须用另一个掩模替换掩模，效率降低。因而，为了改善任务，优选的是为相应的电极单独地提供膜形成室。尽管本实施方案中说明一个实例，其中第三电极用蒸汽淀积掩模选择地形成，第三电极还可以在金属膜通过溅射的形成之后通过用光刻胶的刻蚀图形化。

作为上面步骤的结果，形成了有图9B所示叠层结构的发光元件。

其次，发光元件从运送室108运送到膜形成室113而不接触大气，其中形成氮化硅膜或氧氮化硅膜制成的保护膜。这里，包括硅、氧化硅或氮化硅制成的靶的溅射装置提供在膜形成室113中。例如，膜形成室中的环境可以通过用硅制成的靶做成氮气环境或含氮和氩的环境以便于形成氮化硅膜。

其次，上面形成了发光元件的衬底从运送室108运送到分送室111，然后到运送室114，以便于不接触大气。

其次，上面形成了发光元件的衬底从运送室114运送到密封室116中。注意，优选的是在密封室116中制备上面提供密封材料的密封衬底。

密封衬底从外面放置在密封衬底装载室117中。优选的是预先在真空中实施退火，例如在密封衬底装载室117中实施退火，以便于除去诸如水的杂质。然后，在密封材料要形成于密封衬底上的情形中，运送室114设定在大气压。之后，密封衬底从密封衬底装载室117运送到分配室115，其中形成用于与包括提供在上面的发光元件的衬底附连的密封材料。然后，上面形成密封材料的密封衬底运送到密封室116中。

其次，为了对上面提供了发光元件的衬底脱气，在真空或惰性气体环境中实施退火。之后，上面提供了密封材料的密封衬底和上面形成了发光元件的衬底彼此接合。密封的空间用氢或惰性气体填充。尽管这里说明密封材料形成于密封衬底上的实例，但密封材料被提供的区域不限于此。密封材料可以形成于上面形成了发光元件的衬底上。

其次，一对接合的衬底通过提供在密封室116中的紫外线照射机构用UV光照射，以便于固化密封材料。尽管这里紫外可凝固树脂被用作密封材料，但密封材料的类型不特别地受到限制，只要密封材料是粘结剂就行。

其次，一对接合的衬底从密封室116运送到运送室114，然后到取出室119，其中接合的衬底被取出。

如上所述，由于图12所示的制造装置，发光元件不暴露在外面，直到发光元件被完全密封在密封的空间中。因而，有可能制造高度可靠的发光装置。真空中的氮环境和大气压下的氮环境在运送室114中交换，而理想的是在运送室102、104a和108中总是保持真空。

另外，膜形成设备还可以作为串列式系统设备被构成。

下面将说明一个过程，用于将衬底运送到图12所示的制造设备中以便于形成发光元件，其通过用金属膜(大功函数的金属(Pt、Cr、W、Ni、Zn、Sn、In等))作为阳极有着与上述叠层结构相反的光发射方向。

首先，作为空穴注入层的聚乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸溶液(PEDOT/PSS)形成于上面预先提供了多个TFT、阳极和用于覆盖阳极末端的绝缘体的衬底的整个表面上。然后，在真空中实施加热处理以蒸发水。

其次，上面提供了TFT和阳极的衬底设置在盒子室120a或120b的任何一个中。

然后，衬底从盒子室120a或120b运送到装配有衬底运送机构的运送室118中。

其次，衬底运送到膜形成室112，其中作为发光层的含聚合物制成的有机化合物的层形成于形成在衬底整个表面上的空穴注入层(含PEDOT的膜)的整个表面上。膜形成室112是用于形成含聚合物制成的有机化合物的层。该实施方案中，将示出一个实例，其中掺杂有作为发光层的染料(1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯(TPB)、4-二氰基亚甲基-2-甲基-6(p-二甲胺-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM1)、Nile红、香豆素6等)的聚乙烯咔唑(PVK)溶液形成于空穴注入层的整个表面上。在膜形成室112中含有机化合物的层通过旋涂形成的情形中，衬底在大气压下设置，使得上面要形成膜的面朝上取向。

其次，衬底从装配有衬底运送机构的运送室118运送到充气室101。然后，衬底运送到连接到充气室101的运送室102中。在用水或有机溶液作为溶剂形成膜之后，优选的是衬底运送到预处理室103，其中热处理在真空中实施以便于蒸发水。

其次，通过提供在运送室108中的运送机构，衬底运送到膜形成室110，其中采用电阻加热通过蒸汽淀积形成非常薄的金属膜(诸如MgAg、MgIn、AlLi、或CaN的合金制成的膜，或通过共淀积属于周期表I族或II族的元素和铝形成的膜)形成的阴极(下层)。薄的金属层制成的阴极(下层)形成之后，衬底运送到膜形成室109，其中通过溅射形成透明导电膜(ITO(氧化铟和氧化锡的合金)、氧化铟和氧化锌的合金(In₂O₃-ZnO)、氧化锌(ZnO)等)制成的阴极(上层)。然后，薄的金属层和透明导电膜制成的阴极(第二电极)用金属掩模等适当地形成。

其次，衬底通过设置在运送室108内的运送机构运送到等离子体处理室122中以便于用第二电极作为掩模以自对准方式除去聚合材料制成的有机化合物膜的叠加层。等离子体处理室122有等离子体发生器装置，用于激发选自包括Ar、H、F、O的组中的一种或多种气体以产生用于实施干法刻蚀的等离子体。如果刻蚀通过使用氧等离子体处理实施，还有可能在预处理室103中实施氧等离子体处理。

其次，衬底再运送到膜形成室109，其中通过溅射形成透明导电膜制成的第三电极(对应于阴极的上层)。该情形中，第三电极通过改变带有不同于前面形成第二电极所使用的图形的金属掩模形成，用于第二电极和连接布线之间的电连接。尽管实施方案2中说明了第三电极用掩模选择地形成的实例，第三电极也可以通过用光刻胶被图形化。

通过上述步骤，形成发光元件，从中得到透过第二电极的光。

而且，由于接下来的步骤与上述具有图9B所示叠层结构的发光装置的制造过程一样，其说明在此省略。

尽管本实施方案中说明了实施方案4所述的用于通过形成第三电极使第二电极和连接布线彼此电连接的方法的实例，但用于使第二电极和连接布线彼此电连接的方法不特别的限制于此。第二电极和连接布线可以通过实施方案样式1-3中所述的任何一种方法彼此连接。

而且，本实施方案可以与实施方案1自由地组合。

【实施方案3】

通过执行本发明，完成所有电子设备，其中构造包括有机发光元件的模块(有源矩阵EL模块)。

下面可以给出这些电子设备：视频相机；数码相机；头戴式显示器(护目镜式显示器)；汽车导航系统；投影仪；汽车立体声；个人电脑；便携式信息终端(移动电脑、移动电话、或电子图书等)。它们的实例示于图13A-13F和14A-14C。

图13A是个人电脑，包括：主体2001；图像输入部分2002；显示部分2003；可键盘2004等。

图13B是视频相机，包括：主体2101；显示部分2102；声音输入部分2103；操作开关2104；电池2105和图像接收部分2106等。

图13C是移动电脑，包括：主体2201；相机部分2202；图像接收部分2203；操作开关2204和显示部分2205等。

图13D是护目镜式显示器，包括：主体2301；显示部分2302；和臂部分2303等。

图13E是使用其中记录了节目的记录介质(下文中称作记录介质)的播放机，包括主体2401；显示部分2402；扬声器部分2403；记录介质2404；操作开关2405等。该设备用DVD(数字通用盘)、CD等作记录介质，能进行音乐欣赏、电影欣赏、游戏和用于互联网。

图13F是数码相机，包括：主体2501；显示部分2502；取景器2503；操作开关2504；和图像接收部分(图中没有示出)等。

图14A是移动电话，包括主体2901；声音输出部分2902；声音输入部分2903；显示部分2904；操作开关2905；天线2906；和图像输入部分(CCD、图像传感器等)2907等。

图14B是便携式图书(电子图书)，包括：主体3001；显示部分3002和3003；记录介质3004；操作开关3005和天线3006等。

图14C是显示器，包括：主体3101；支撑部分3102；显示部分3103等。

此外，图14C所示的显示器有小尺寸和中等尺寸或大尺寸屏幕，例如5-20英寸的大小。另外，优选的是通过用1m×1m大小的衬底完成多个图形以形成这种大小的显示部分成批量生产。

如上所述，本发明的应用范围非常广，本发明可以应用于各种领域的电子设备。注意，本实施方案的电子设备可以通过利用实施方案样式1-4和实施方案1和2中组成的任何组合来实现。

【实施方案4】

尽管有第一和第二曲率半径的绝缘体的实例在实施方案样式4中说明，但只有绝缘体的上末端有曲率半径的实例在本实施方案中示于图19A-19C中。

尽管本实施方案中，除绝缘体之外的结构与实施方案样式4的一样，但是此结构不特别地限制于此。代替实施方案样式1-3中所示的绝缘体，可以应用本实施方案所示的绝缘体。

图19A-19C中，发光装置包括含有机化合物的层80、第二电极81、连接布线87、绝缘体88、第一电极89、第三电极91和发光装置93。作为绝缘体88，优选的是用负型有机材料，其对通过光的刻蚀剂是不溶的；或者用正型有机材料，其对通过光的刻蚀剂是可溶的。

本实施方案中，绝缘体88由正型光刻胶形成。图19A所示的绝缘体88通过调节曝光条件或刻蚀剂条件形成。绝缘体88只在其上端有0.2-3μm的曲率半径。绝缘体88可对含有机化合物的层80或由金属膜制成的第二电极81提供良好的覆盖。这时，可以减少称作收缩的缺陷，即发光面积的减小。与图19A所示绝缘体同样的形状通过用正型丙烯酸树脂形成于玻璃衬底上。通过观察丙烯酸树脂得到的横截面的照片示于图20中。绝缘体88的侧面上锥形的角度可以是45°±10°。

而且，图19B示出一个实例，其中作为光敏有机材料的光刻胶制成的上层98b和作为非光敏有机材料的丙烯酸制成的下层98a组成的叠加层用作绝缘体。绝缘体的上层98b只在其上端有0.2-3μm的曲率半径。代替使用非光敏材料，可以用无机材料(氧化硅、氮化硅、氧氮化硅等)作为绝缘体的下层98a。

图19C示出了一个实例，其中氮化硅膜94通过RF溅射形成于绝缘体88上。代替使用氮化硅膜94，氧氮化硅膜或以AlNxOy表示的膜可以被使用。以AlNxOy表示的膜可以用AlN或Al制成的靶在从气体引入系统中引入氧、氮或稀有气体时通过溅射形成。对于以AlNxOy表示的膜，含几个原子％或更多，优选的，2.5原子％-47.5原子％的氮和47.5原子％或更少，优选的，0.01-少于20原子％的氧就足够了。诸如氮化硅膜的保护膜形成于绝缘体88上，从而可以减少称作收缩的缺陷，即发光面积的减少。

而且，本实施方案可以与实施方案样式1-4和实施方案1-3中任何一个组合。

根据本发明，含有机化合物的层可以被选择地形成。结果是，可以容易地形成一种结构，其中含有机化合物的层不形成在连接到外电源的布线的交叉处。

而且，根据本发明，提供滤色器以消除圆偏振片的必要，从而减少成本。同时，由于有滤色器，没有必要单独分开地使发光元件有颜色，从而可以实现产量以及清晰度的提高。

Claims

1.一种发光装置，包括：

发光元件，该发光元件包括第一电极、第一电极上的包含有机化合物的层、以及包含有机化合物的层上的第二电极；

第二电极上的第三电极；以及

电连接到终端部分的布线，

其中第二电极和布线通过第三电极电连接。

2.一种发光装置，包括：

包含发光元件的像素部分，所述发光元件包括第一电极、第一电极上的包含有机化合物的层、以及包含有机化合物的层上的第二电极；

第二电极上的第三电极；以及

电连接到终端部分的布线，

其中包含有机化合物的层的末端面与第二电极的末端面齐平；以及

其中第二电极和布线通过第三电极电连接。

3.根据权利要求1或2的发光装置，其中第三电极由金属制成。

4.根据权利要求1或2的发光装置，其中第二电极是发光元件的阴极和阳极中的一个。

5.根据权利要求1或2的发光装置，其中有机化合物由聚合材料制成。

6.根据权利要求1或2的发光装置，其中包含有机化合物的层包括聚合材料制成的层和单体材料制成的层。

7.根据权利要求1或2的发光装置，其中第一电极的末端覆盖有绝缘体，绝缘体的上端包括有第一曲率半径的弯曲表面，绝缘体的下端包括有第二曲率半径的弯曲表面，并且第一曲率半径和第二曲率半径的每个为0.2-3μm。

8.根据权利要求1或2的发光装置，其中第一电极由具有半透明性的材料制成，并且是发光元件的阴极和阳极中的一个。

9.根据权利要求1或2的发光装置，还包括滤色器。

10.根据权利要求1或2的发光装置，还包括颜色转换层或色彩层。

11.根据权利要求1或2的发光装置，其中发光装置是视频相机、数码相机、护目镜式显示器、汽车导航系统、个人电脑和便携式信息终端的任何一个。

12.一种制造发光装置的方法，包括：

在衬底上形成第一电极；

在第一电极上形成包含有机化合物的层；

在包含有机化合物的层上形成第二电极；以及

选择地在第二电极上形成第三电极，以连接第二电极和电连接到终端部分的布线。

13.一种制造发光装置的方法，包括：

在衬底上形成具有半透明性的第一电极；

通过在第一电极上涂敷形成包含有机化合物的层；

在包含有机化合物的层上形成由金属制成的第二电极；以及

用第二电极作为掩模以自对准方式刻蚀包含有机化合物的层；以及

在第二电极上形成第三电极，以连接第二电极和电连接到终端部分的布线。

14.根据权利要求12或13的制造发光装置的方法，其中第三电极通过使用蒸汽淀积和溅射中的一个形成。