CN102157698B - 发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供光的色纯度高而且光输出效率高的发光器件，其中采用溅射法在电致发光层上形成电极而不会损坏包含有机材料的层。本发明提供的发光器件包含：发射红光的第一发光元件；发射绿光的第二发光元件；发射蓝光的第三发光元件；和滤色片，其中滤色片包含选择性透射红光的第一着色层，选择性透射绿光的第二着色层，和选择性透射蓝光的第三着色层，其中第一至第三发光元件中的每一个具有第一电极、在第一电极上形成的电致发光层和在电致发光层上形成的第二电极，其中第一着色层形成于所述第一发光元件的第二电极上，其中第二着色层形成于所述第二发光元件的第二电极上，其中第三着色层形成于所述第三发光元件的第二电极上，其中所述电致发光层包括与第二电极接触的层，而且金属氧化物包含在与第二电极接触的层中，其中所述红光、绿光和蓝光各自从所述第二电极侧输出。

Description

发光器件
本申请是以下申请的分案申请：申请日：2004年10月8日；申请号：200410083573.1；发明名称：“发光器件”。
技术领域
本发明涉及在每个象素中都具有发光元件的发光器件。
背景技术
发光元件自身可发出具有高可见度的光，无需液晶显示装置(LCD)所需的背光，因而适于降低厚度，而且也没有视角限制。因此，采用发光元件的发光器件作为CRT或LCD的替代显示装置而得到关注并被投入实际应用。发光元件之一的OLED(有机发光二极管)具有包括电致发光材料的层，通过施加电场可以从该层获得发光效应(电致发光)(以下称电致发光层)，阳极和阴极。通过在电致发光层中将从阳极注入的空穴和从阴极注入的电子相组合，可以获得发光效应。能够从电致发光层获得的发光包括从单重激发态返回到基态时的发光(荧光)和从三重激发态返回到基态时的发光(磷光)。
原理上讲，所得到的光可以从阳极和阴极的任意一侧输出。在有源矩阵发光器件的情况下，优选将光从阳极或阴极的电极在距离衬底较远的一侧输出，在所述衬底上形成布线或晶体管的门电极，因为可以不依赖于孔径比的降低而在高分辨率下保持高输出效率。可以通过采用形成薄得足以透射光的电极或采用透明导电薄膜形成电极的方法从电极输出光。然而，在上述两种方法的前者中，由于透射率的限制，难以充分地提高光输出效率。
另一方面，在采用后一种方法的情况下，与前者相比，较容易提高光输出效率。
然而，当采用溅射法在电致发光层上形成典型的是ITO(铟锡氧化物)的透明导电薄膜时，存在的问题是包含有机材料的层在电致发光层中易遭受损坏(溅射损坏)。在采用蒸镀法形成透明导电薄膜的情况下，可以降低对包含有机材料的层的损坏。然而，在该情况下，待形成的电极的透射率被降低而电阻率被升高，这是不理想的。因此，现在需要提供一种发光器件，其中采用溅射法在电致发光层上形成电极而不会损坏包含有机材料的层。
为了利用发光器件进行全色显示，通常使用的方法采用相应于R(红)、G(绿)和B(蓝)的三种发光元件或将发白光的发光元件与滤色片相组合。然而，在前一种方法的情况下，必须提高相应于R(红)、G(绿)和B(蓝)每一种的发光的色纯度，并将花费大量成本和时间以最优化电致发光材料和装置结构。在后一种方法的情况下，滤色片屏蔽掉的光被浪费了，那么，存在的问题是不能相应于所消耗的功率而获得高发光度。
发明内容
虑及上述问题，本发明的一个目的是提供光色纯度高且光输出效率高的发光器件，其中采用溅射法在电致发光层上形成电极而不会损坏包含有机材料的层。
在本发明中，采用耐蚀刻材料用作电致发光层的一层，其最靠近通过溅射法在电致发光层上形成的电极。具体而言，希望采用金属氧化物和苯并
Figure BSA00000443422600021
唑衍生物中的至少一种。
金属氧化物的具体实例包括氧化钼(MoOx)、氧化钒(VOx)、氧化钌(RuOx)和氧化钨(WOx)，并优选这些由蒸镀法形成。另外，苯并
Figure BSA00000443422600022
唑衍生物的结构表征为化学式1。
Figure BSA00000443422600023
(式1)
(其中Ar是芳基，R1-R4独立为氢、卤素、氰基、1-10个碳原子的烷基、1-10个碳原子的卤代烷基、1-10个碳原子的烷氧基，取代或未取代的芳基，或取代或未取代的杂环基。)
本发明的发光元件具有第一电极、在第一电极上形成的电致发光层、在电致发光层上形成的第二电极，其中电致发光层可以为单层或多层，并且有可实际获得发光的层(发光层)，适当地组合以诸如包含高度载流子(电子/空穴)传输材料的层或包含高度载流子注入材料的层的层。
例如，在第一电极用作阴极且第二电极用作阳极的情况下，将上述耐蚀刻材料用作电致发光层的空穴注入或空穴传输层，其最靠近阳极。具体而言，在采用苯并唑衍生物的情况下，将包含苯并
Figure BSA00000443422600032
唑衍生物和一或多种选自四氰基醌二甲烷(TCNQ)、FeCl3、C60和2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基醌二甲烷(F4-TCNQ)中的材料的层最靠近阳极形成。
或者，在将第一电极用作阳极、第二电极用作阴极的情况下，例如上述耐蚀刻材料用作电致发光层的电子注入或电子传输层，其最靠近阴极。具体而言，在采用氧化钼的情况下，包含氧化钼和一或多种选自碱金属、碱土金属和过渡金属的材料的层最靠近阴极形成。在采用苯并唑衍生物的情况下，包含苯并唑衍生物和一或多种选自碱金属、碱土金属和过渡金属的材料的层最靠近阴极形成。金属氧化物和苯并
Figure BSA00000443422600035
唑衍生物可以兼采用。
根据本发明的上述方面，即使当将通过溅射例如铟锡氧化物(ITO)、含硅的铟锡氧化物(ITSO)或氧化铟与氧化锌(ZnO)以2-20％比例混合的IZO(铟锌氧化物)形成的透明导电薄膜用作第二电极时，可以抑制对包含电致发光层有机材料的层的溅射损坏，那么，用于形成第二电极的材料可具有广泛选择性。而且，在本发明中，与从第一电极侧输出光相比，从第二电极侧输出光可以提高光输出效率。
经常的情况是由发光元件获得的光谱在相当宽的波长范围内有峰。因此，存在的问题是色纯度低。而且，就发光元件的特性而言，不仅对色纯度，而且还有对可靠性都要求高。然而，当前的情况是花费大量时间和成本来研制和获得能充分满足这两项特性的发光元件。因此，在本发明的发光器件中，采用发射光具有不同波长范围的多个发光元件和滤色片以仅输出由每个发光元件发射的在特定光波长范围内的光。根据本发明的上述方面，即使在采用具有相当宽波长范围的发光元件的时候，将从发光元件获得的不需要的波长的光用滤色片屏蔽掉以能够仅输出需要的波长范围，因而易于获得高色纯度。因此，容许用于发光元件的电致发光材料具有宽选择范围。另外，与组合发白光的发光元件与滤色片的情况相比，滤色片屏蔽掉的光的量可以通过根据待输出光的波长选择电致发光材料来进行抑制，并可以提高输出效率。
本发明的发光器件不限于有源矩阵发光器件，还可以是无源矩阵发光器件。
如上所述，根据本发明，可以采用溅射法在电致发光层上形成电极而不会损坏包含有机材料的层，因而可以提供发光器件，其中由于溅射损坏造成的缺陷被降低了。因此，容许在电致发光层上形成的电极的材料具有宽选择范围。另外，通过采用滤色片可以容易地提高光色纯度，而且与组合白光发射元件和滤色片的情况相比提高了光输出效率。而且，由于在一定程度上可能有益于色纯度以外的特性，如可靠性，而容许电致发光材料具有了宽选择范围。
附图说明
在附图中：
图1A和1B是示意性显示发光元件发出的光的色彩与经过着色层透射的光的色彩的关系的简图；
图2是本发明发光器件的横截面视图；
图3是显示本发明发光器件中发光元件结构的简图；
图4A和4B是本发明发光器件象素的俯视图；
图5A-5C是显示着色层的光波长和透射率之间关系的简图；
图6A-6C是显示本发明发光器件中发光元件结构的简图；
图7是本发明发光器件的横截面视图；
图8是本发明发光器件的横截面视图；
图9是本发明发光器件的横截面视图；
图10A和10B是本发明发光器件的横截面视图；
图11A和11B是本发明发光器件的横截面视图；
图12是本发明发光器件的横截面视图；
图13A和13B是本发明发光器件的俯视图和横截面视图；和
图14A-14C是显示采用了本发明发光器件的电子设备的简图。
具体实施方式
将描述本发明发光器件的结构。本发明的发光器件具有多个相应于三原色，例如红(R)、绿(G)、蓝(B)的象素和滤色片。每个象素具有发光元件，且从发光元件发出的光至少包括与该象素对应的色彩的波长。然而，发光元件发出的光不总是具有与其它相同的光谱。
在本发明中，与其它范围相比，对特定波长范围的光具有特别高的透射率的层(着色层)被包含在滤色片中，用来屏蔽从每个发光元件发出的光中特定波长范围的光。例如，在由对应于红色的象素的发光元件发出的光的情况下，通过着色层将对应于红色波长范围的光经控制被选择性地透射。在对应于其它色彩的象素中也是如此，在对应于对应色彩的波长范围内的光以相同方式选择性地透射。
图1A简要显示了发光元件发出的光的色彩与经着色层透射的光的色彩之间的关系。在图1A中，参照号码101指的是对应于红色的象素的发光元件，假定从发光元件101发射的光在红光以外还包括非红色(R)的色彩(α)的光。类似地，参照号码102指的是对应于绿色的象素的发光元件，假定从发光元件102发射的光在绿色光以外还包括非绿色(G)的色彩(β)的光。参照号码103指的是对应于蓝色的象素的发光元件，假定从发光元件103发射出的光在蓝色光以外还包括非蓝色(B)的色彩(γ)的光。
而且，对应于每个象素的着色层显示在图1A中。具体而言，图中显示着色层104对应于发光元件101，着色层105对应于发光元件102，着色层106对应于发光元件103。
着色层104能够选择性地透射对应于红色的波长范围的光。换句话说，由于从发光元件101发射出的光中非红色的色彩(α)的光被屏蔽了，则只有红色的光被选择性地输出。类似的，着色层105能够选择性地透射对应于绿色的波长范围的光。换言之，由于从发光元件102发射出的光中非绿色的色彩(β)的光被屏蔽了，则只有绿色的光被选择性地输出。另外着色层106能够选择性地透射对应于蓝色的波长范围的光。换言之，由于从发光元件103发射出的光中非蓝色的色彩(γ)的光被屏蔽了，则只有蓝色的光被选择性地输出。
因此，即使在每个发光元件101-103发射的光色纯度在一定程度上低的时候，可以利用上述结构提高从象素输出的光的色纯度。至于对应于每种色彩的象素的发光元件，优选发光元件发出的光的光谱在对应于所述色彩的波长范围内与其它波长范围相比，具有较高强度的峰。例如，在对应于红色的象素的情况中，优选使发光元件发射的光的光谱经控制在对应于红色的波长范围内具有较高强度的峰。利用上述结构，有待被屏蔽的光的量可以相对于对应于每种色彩的象素进行抑制，并与采用发射白光的发光元件的情况相比可以高效率地将光输出。
图1A显示的实例中从发光元件获得的光根据对应于每种色彩的象素而具有不同的光谱。然而，本发明不只限于该结构。例如，在分别对应于三种色彩的象素中，对应于两种色彩的象素可以具有能够由其分别获得相同光谱的发光元件。
参考图1B描述了本发明的结构，其中对应于红色的象素的发光元件和对应于绿色的象素的发光元件具有相同的光谱。在图1B中，参照数字111指的是对应于红色的象素的发光元件，参照数字112指的是对应于绿色的象素的发光元件，假定从发光元件111和112中的每一个发出的光包括红色(R)光和绿色(G)光。另外，参照数字113指的是对应于蓝色的象素的发光元件，假定从发光元件113发出的光在蓝色光以外包括非蓝色(B)的色彩(δ)的光。
而且，对应于每个象素的着色层示于图1B中。具体而言，图中显示着色层114对应于发光元件111，着色层115对应于发光元件112，着色层116对应于发光元件113。
着色层114能够选择性地透射对应于红色的波长范围内的光。因此，由于发光元件111发射出的光中的绿色(G)光被屏蔽，则只有红色(R)光可以被选择性地输出。类似地，着色层115能够选择性地透射对应于绿色的波长范围内的光。换言之，由于发光元件112发射出的光中的红色(R)光被屏蔽，则只有绿色(G)光被选择性地输出。另外，着色层116能够选择性地透射对应于蓝色的波长范围内的光。换言之，由于发光元件113发射出的光中非蓝色的色彩(δ)的光被屏蔽，则只有蓝色光可以被选择性地输出。
如上所述，在本发明中使电致发光材料具有显著宽范的选择范围。
接下来，参考图2描述了本发明发光器件的更具体的结构。图2显示了本发明发光器件中象素的横截面视图的一种形式。在图2中，在衬底200上形成了TFT201-203和发光元件204-206。TFT201和发光元件204提供在对应于红色(R)的象素中，通过TFT201控制对发光元件204的电流供应。TFT202和发光元件205提供在对应于绿色(G)的象素中，通过TFT202控制对发光元件205的电流供应。TFT203和发光元件206提供在对应于蓝色(B)的象素中，通过TFT203控制对发光元件206的电流供应。
而且，参照数字207指的是用于密封发光元件204-206的覆盖材料，其具有光透射性能。与覆盖材料207相邻，形成了具有用于屏蔽可见光的屏蔽膜208和与对应于各自色彩的象素对应的着色层209-211的滤色片212。在图2的情况中，在发光元件204发射出的光中对应于红色的波长范围内的光被经由着色层209选择性地透射，在发光元件205发射出的光中对应于绿色的波长范围内的光被经由着色层210选择性地透射，在发光元件206发射出的光中对应于蓝色的波长范围内的光被经由着色层211选择性地透射。
经排列使屏蔽膜208在发光元件之间重叠一部分，如发光元件204和205之间一部分和发光元件205和206之间一部分，并能够防止发光元件发出的光被经由对应于相邻象素的着色层透射出去。
可以采用常用材料用于着色层。例如，将颜料分散于光透射性有机材料如树脂中来形成着色层。另外，可以采用常用材料作为屏蔽膜。典型地为Cr的金属可以用来形成屏蔽膜，或者将黑色颜料分散在光透射性有机材料如树脂中来形成屏蔽膜。而且，可以采用喷墨法来形成与覆盖层相邻的着色层。
发光元件204具有与TFT201电连接的第一电极213，形成在第一电极213上的电致发光层214，形成在电致发光层214上的第二电极215，且第一电极213、电致发光层214和第二电极215相互重叠的部分与发光元件204对应。
发光元件205具有与TFT202电连接的第一电极216，形成在第一电极216上的电致发光层217，形成在电致发光层217上的第二电极215，且第一电极216、电致发光层217和第二电极215相互重叠的部分与发光元件205对应。
发光元件206具有与TFT203电连接的第一电极218，形成在第一电极218上的电致发光层219，形成在电致发光层219上的第二电极215，且第一电极218、电致发光层219和第二电极215相互重叠的部分与发光元件206对应。
在图2中，根据对应于每种色彩的象素采用包含不同电致发光材料或具有不同元件结构的电致发光层214、217或219。然而，本发明不总是限于该结构。在至少分别对应于两种色彩的象素中，分别采用了包含彼此不同的电致发光材料或者具有相互不同的元件结构的电致发光层。
在本发明中，如上所述采用了透明导电薄膜如ITO、ITSO或IZO作为在电致发光层214、217和219上形成的第二电极215，其通过溅射法形成。在电致发光层214、217和219的每一个中，与第二电极215接触的顶层包括金属氧化物和苯并
Figure BSA00000443422600081
唑衍生物中的至少一种。
接下来，参考图3描述了本发明发光元件的结构。图3简要显示了本发明发光元件的结构。本发明的发光元件301具有在衬底300上形成的第一电极302、第二电极303和在第一电极302与第二电极303之间提供的电致发光层304。实际上，在衬底300和发光元件301之间提供了诸如各种层或半导体元件的组件。
第一电极302和第二电极303中的一个对应于阳极，另一个对应于阴极。在图3中，第一电极302用作阴极，第二电极303用作阳极。而且，在本发明中，通过溅射法，在电致发光层304的层305中包含进耐蚀刻材料如金属氧化物或苯并唑衍生物，其最靠近形成在电致发光层304上的第二电极303。具体而言，图3显示的实例中的第二电极303用作阳极。因此，为了赋予最靠近第二电极303的层305以空穴注入性能，在采用苯并唑衍生物的情况下，将苯并唑衍生物和一或多种选自TCNQ、FeCl3、C60和F4-TCNQ的材料包含在层305中。
作为金属氧化物，可以采用例如氧化钼(MoOx)、氧化钒(VOx)、氧化钌(RuOx)和氧化钨(WOx)。通过以该方式应用金属氧化物或苯并唑衍生物，当通过溅射法形成第二电极303时，可以降低对电致发光层304中包含有机材料的层的溅射损坏。在包含金属氧化物的情况和包含苯并唑衍生物的情况二者中，可以采用蒸镀法形成最靠近第二电极303的层305。另外，可以通过将层305的膜厚控制在10nm或更多来提高对溅射造成的损坏的抑制效果。
相反，在将第一电极302用作阳极、第二电极303用作阴极的情况中，为赋予最靠近第二电极303的层305以电子注入性能，在采用金属氧化物和苯并唑衍生物中任何一种的情况下，层305包括一或多种选自碱金属、碱土金属和过渡金属的材料。
在本发明的发光器件中，滤色片的屏蔽膜能够防止第一电极反射外界光线而将物体反射到象素部分中，象镜面那样。因此，不必采用与滤色片相比透射率显著低的偏振片，并可以惊人地提高光输出效率。另外，采用诸如微腔的结构来提高色纯度不会造成由于光衰减引起的输出效率下降。
[实施方案1]
在本实施方案中，将描述发光元件和滤色片的着色层和屏蔽膜的布局形式。
图4A显示了本发明发光器件的象素的俯视图。然而，图4A显示的是用覆盖材料密封以前的状态，其中参照数字401-403指的是发光元件，参照数字404指的是用于对象素的信号供应或电力供应电压进行控制的线路。而且，图中省略了各种中间膜层和隔板。在本实施方案中，假定发光元件401形成在对应于红色(R)的象素中，假定发光元件402形成在对应于绿色(G)的象素中，并假定发光元件403形成在对应于蓝色(B)的象素中。
图4B接下来显示了图4A中所示象素用覆盖材料包封的状态。参照数字405指的是屏蔽膜，经设置使其填充了发光元件之间的部分，如发光元件401和402之间一部分和发光元件402和403之间一部分。另外，参照数字406-408指的是着色层，它们分别形成在屏蔽膜405的开放部分中。在发光元件401发射的光中，对应于红色的波长范围内的光可以被着色层406选择性地输出。在发光元件402发射的光中，对应于绿色的波长范围内的光可以被着色层407选择性地输出。在发光元件403发射的光中，对应于蓝色的波长范围内的光可以被着色层408选择性地输出。
[实施方案2]
在本实施方案中，将描述通过滤色片改进色纯度的机理。
图5A显示了作为实例的着色层的光波长与透射率之间的关系。在图5A中，波长短于600nm的波长范围比波长长于600nm的波长范围的透射率要低得多。
而且，图5B显示了在对应于红色的波长范围内的光的光谱，其与对应于绿色的波长范围内的光混合。图5B中所示的光谱在对应于包括700nm的红色的波长范围内有峰以外，在550nm-600nm有小的肩部。该光谱的光红色纯度低，看起来是发绿的红色。
然后，通过经由具有图5A所示特性的着色层来透射图5B所示光谱的光可以获得图5C所示光谱的光。具体而言，由于包括600nm或更短波长的光(其接近对应于包括546nm的绿色的波长区域)被屏蔽，图5B中光谱的肩部被几乎完全削减掉了。因此，通过着色层输出的光在红色的色纯度上得到了改进。
对应于红、绿和蓝色中的每一种的波长范围可以根据设计者需要的色纯度来适当确定。在需要较高色纯度的情况下，可以使对应于该色彩的波长范围宽度变窄。
[实施方案3]
在本实施方案中，将描述本发明发光器件的发光元件的具体实例。
参考图6A描述了发光元件的结构，可以由该发光元件获得对应于蓝色的波长范围内的光。图6A所示的发光元件在衬底600上具有第一电极601，在第一电极601上形成的电致发光层602和在电致发光层602上形成的第二电极603。在图6A中，第一电极601用作阴极，第二电极603用作阳极。
在本发明中，金属、合金、电子导电性化合物和它们的混合物，具有小功函并通常用作发光元件的阴极，它们可以用来形成第一电极601。具体而言，除碱金属如Li或Cs，碱土金属如Mg、Ca或Sr，以及包括金属(如Mg:Ag或Al:Li)的合金以外，还可以采用稀土金属如Yb或Er来形成第一电极601。而且，由于形成了要与第一电极601接触的包含高度电子注入材料的层，还可以采用普通导电薄膜如铝。
优选采用具有大功函的导电材料来形成第二电极603。在经由第二电极603透射光的情况下，采用了高度光透射性材料。在该情况下，可以采用透明导电薄膜如铟-锡氧化物(ITO)、铟-锌氧化物(IZO)或包含氧化硅的铟-锡氧化物(ITSO)。
而且，在图6A中，电致发光层602具有第一至第五层604-608。优选采用高度电子注入材料用于形成以与用作阴极的第一电极601接触的第一层604。具体而言，经常采用包含绝缘体如碱金属卤化物如LiF或CsF、碱土金属卤化物如CaF2或碱金属氧化物如Li2O的超薄薄膜。另外，碱金属配合物如乙酰丙酮酸锂(缩写作：Li(acac))和8-羟基喹啉合锂(缩写作：Liq)也是有效的。而且，所述第一层604可以包含金属氧化物如氧化钼(MoOx)、氧化钒(VOx)、氧化钌(RuOx)或氧化钨(WOx)以及苯并
Figure BSA00000443422600111
唑衍生物中的一种，以及一或多种选自碱金属、碱土金属和过渡金属的材料。
优选采用高度电子传输材料用于在第一层604上形成的第二层605。具体而言，可以采用具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架，典型的是Alq3的金属配合物和混合配体配合物。更具体而言，高度电子传输材料包括金属配合物如Alq3、Almq3、BeBq2、BAlq、Zn(BOX)2和Zn(BTZ)2。而且，除金属配合物以外，可以采用
Figure BSA00000443422600112
二唑衍生物如2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-
Figure BSA00000443422600113
二唑(PBD)和1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-
Figure BSA00000443422600114
二唑-2-基]苯(OXD-7)，三唑衍生物如3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(TAZ)和3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(p-EtTAZ)，咪唑衍生物如TPBI和菲咯啉衍生物如红菲绕啉(BPhen)和浴铜灵(BCP)。
优选采用具有大电离电位和大带隙的材料用于形成在第二层605上的第三层606。具体而言，可以采用稠合芳环化合物如苝衍生物(例如苝、烷基苝和芳基苝)，蒽衍生物(例如烷基蒽和二芳基蒽)和芘衍生物(例如烷基芘和芳基芘)。另外，还可以采用金属配合物如联苯乙烯基亚芳基、silole衍生物、香豆素衍生物和双(2-甲基-8-羟基喹啉合)-(4-羟基联苯基)铝(BAlq)。上述材料可以以掺杂剂和单层薄膜中的任何形式使用。
优选采用低结晶度的已知高度空穴传输材料用于形成在第三层606上的第四层607。具体而言，芳香胺化合物(即具有苯环-氮键的化合物)是适宜的，包括4，4’-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]-联苯(TPD)及其衍生物如，例如4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯(α-NPD)。另外，还可以采用星爆式芳香胺化合物如4，4′，4”-三(N，N-二苯基氨基)-三苯基胺(TDATA)和MTDATA。而且，可以采用4，4’，4”-三(N-咔唑基)-三苯基胺(缩写作：TCTA)。在聚合物材料中，可以采用显示出有利的空穴传输性能的材料如聚(乙烯基咔唑)。
而且，在本发明中，采用耐蚀刻的高度空穴注入型苯并
Figure BSA00000443422600115
唑衍生物或金属氧化物用于形成在第四层607上的第五层608。金属氧化物和苯开唑衍生物可同时采用。通过采用上述材料，当随后采用溅射法在第五层608上形成第二电极603时能够防止第一至第四层中包含的有机材料受到溅射损坏。可以通过蒸镀来形成第五层608。而且，优选第五层608的膜厚为10nm或更多。为降低溅射损坏，形成该膜厚是有效的。
金属氧化物可以与高度空穴传输有机材料组合起来用于第五层608。高度空穴传输材料包括例如芳香胺化合物(即具有苯环-氮键的化合物)如4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]-联苯(缩写作α-NPD)、4，4’-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-联苯(缩写作：TPD)、4，4′，4”-三(N，N-二苯基氨基)-三苯基胺(缩写作TDATA)和4，4′，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯基胺(缩写作：MTDATA)，不限于这里提到的材料。可以采用其它材料。藉上述结构可以抑制第五层608的结晶作用，由此可以提高发光元件的可靠性。
而且，在形成膜厚为100nm或更大的第五层608的情况下，可以降低第一电极601和第二电极603之间的短路，所述短路是由于诸如在第一电极601或第二电极603的薄膜表面形成的突起或在这些电极间混入的外来物质等因素造成的。
作为金属氧化物，具体可以采用例如氧化钼(MoOx)、氧化钒(VOx)、氧化钌(RuOx)和氧化钨(WOx)。
在采用苯并唑衍生物用于第五层608的情况下，优选采用一或多种选自TCNQ、FeCl3、C60和F4-TCNQ的材料与苯并
Figure BSA00000443422600122
唑衍生物组合起来以提高空穴注入性能。
在具有上述结构的发光元件中，当向第一电极601和第二电极603之间施加电压以以正向偏压的形式向电致发光层602供应电流时，从第三层606可以获得蓝或浅蓝色发光。由于蓝光与绿光相混合，第三层606发出的光看起来呈浅蓝色。举一个具体实例，虽然从用作第三层606的苝衍生物获得的光本质上是蓝色的，由于随提高掺杂浓度观测到激基发光，因而混入了绿光使其更接近浅蓝。在本发明中，通过经由滤色片的着色层透射从发光元件获得的光，可以屏蔽对应于绿色的波长范围内的光以获得高纯度蓝色光。
接下来，将描述本发明发光器件的发光元件的另一个具体实例。
参考图6B描述了发光元件结构，可以从该发光元件获得对应于蓝色的波长范围内的光。示于图6B中的发光元件在衬底610上具有第一电极611，在第一电极611上形成的电致发光层612和在电致发光层612上形成的第二电极613。在图6B中，第一电极611用作阴极，第二电极613用作阳极。电致发光层612具有第一至第四层614-617。
优选采用金属、合金、电子导电化合物或它们的混合物(具有低功函并常用作发光元件的阴极)来形成第一电极611，就象图6A中的第一电极601。另外，优选采用具有高功函的导电材料来形成第二电极613，如同图6A中的第二电极603。
优选采用高度电子注入材料用于形成以与用作阴极的第一电极611接触的第一层614，如同图6A中的第一层604。优选采用高度电子传输材料用于在第一层614上形成的第二层615，如同图6A中的第二层605。优选采用结晶度低的已知高度空穴传输材料用于在第二层615上形成的第三层616，如同图6A中的第四层607。另外，采用耐蚀刻的高度空穴注入型苯并
Figure BSA00000443422600131
唑衍生物或金属氧化物用于在第三层616上形成的第四层617，如同图6A中的第五层608。
根据向第二层615或第三层616中加入的掺杂剂的种类，获得绿色发光或者获得红色发光。为获得绿色发光，可以向第二层615中加入作为掺杂剂的材料如香豆素衍生物、喹吖啶酮衍生物、Alq3或三(4-甲基-8-羟基喹啉合)铝(Almq3)。除上述材料之外，在采用三重态材料如三(苯基吡啶)铱配合物的情况下也获得绿色发光。在采用三(苯基吡啶)铱配合物作为掺杂剂的情况下，优选采用双极性材料作为基质，而且，在该情况下，优选在第一层614和第二层615之间形成具有低电离电位和大带隙的高度空穴阻挡层。为形成该高度空穴阻挡层，具体可以采用菲咯啉衍生物如BCP或吡啶低聚物。
通过以正向偏压向上述结构的发光元件施加电流，从第二层615获得了绿色发光。
在具有图6B所示结构的发光元件中，可以向第二层615和第三层616之一中以掺杂剂的形式加入稠合芳香化合物以获得红色发光，例如诸如红荧烯、苝二酰亚胺衍生物，噻吩低聚物、以4，4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(4-二芳基氨基)苯乙烯基-2，5-吡喃为典型的DCM衍生物、2，5-二氰基-1，4-双(4-二芳基氨基苯乙烯基)苯衍生物、苯并香豆素衍生物、卟啉基物质如八乙基卟啉铂配合物或稀土金属配合物如三(1-苯甲酰基丙酮酸根合)(1，10-菲咯啉)铕配合物。
通过以正向偏压向上述结构的发光元件施加电流，从加入掺杂剂的第二层615或第三层616获得了红色发光。
或者，在第二层615和第三层616之间提供包含具有高电离电位和大带隙的材料的层，向其中加入上述掺杂剂，以从该添加的层获得发光。在该情况下，优选作为添加层的基质的材料诸如Alq3或2，5-二氰基-1，4-双(4-二芳基氨基苯乙烯基)苯衍生物。
上述红色发光实际上混有绿光，可能看起来呈橙色或黄色。在本发明中，通过经由滤色片的着色层透射从发光元件获得的光，可以屏蔽对应于绿色的波长范围内的光以获得高纯度红色光。
而且，在本发明中，通过采用滤色片，具有彼此不同光谱的两种色彩也可以从一种光谱的光得到。例如，可以从蓝色和绿色的混合色光中选择性地输出蓝光和绿光。
在发光元件具有图6A所示结构的情况下，向第三层606中加入可由其获得绿光的掺杂剂和可由其获得蓝光的掺杂剂以获得蓝色和绿色的混合色光。在发光元件具有图6B中所示结构的情况下，向第二层615中同时加入可由其获得绿光的掺杂剂和可由其获得蓝光的掺杂剂以获得蓝色和绿色的混合色光。或者，在发光元件具有图6A所示结构的情况下，可以向第二层605中加入可由其获得绿光的掺杂剂。另外，在发光元件具有图6A所示结构的情况下，通过采用高浓度的具有小空间位阻的稠合芳环化合物(例如，苝、苝衍生物，芘衍生物和蒽衍生物)作为第三层606的掺杂剂可获得由于激基发光而形成的蓝色和绿色的混合色光。
在发光元件具有图6B所示结构的情况下，为获得红色和绿色的混合色光，电子传输基质如以Alq3为典型的金属喹啉醇配合物可以用作第二层615，并可以进一步向第二层615中加入可由其获得红光的掺杂剂。在发光元件具有图6A所示结构的情况下，双极性基质可以用作第三层606，并可以进一步向第三层606中加入可由其获得绿光的掺杂剂。而且，可以将电子传输基质用作第二层605，并可以进一步向第二层605中加入可由其获得红光的掺杂剂。
在图6A和6B的每一种情况下，第一电极用作阴极，第二电极用作阳极。然而，第一电极和第二电极可分别用作阳极和阴极。
图6C显示了作为实例的发光元件的结构，其中第一电极用作阳极，第二电极用作阴极。图6C中所示的发光元件在衬底620上具有第一电极621、在第一电极621上形成的电致发光层622和在电致发光层622上形成的第二电极623。在图6C中，第一电极621用作阳极，第二电极623用作阴极。
在图6C的情况中，除包含一或多种选自诸如TiN、ZrN、Ti、W、Ni、Pt、Cr和Ag的材料的单层薄膜以外，包含氮化钛薄膜和含有铝作为其主要组分的薄膜的层合层，和包含氮化钛薄膜、含有铝作为其主要成分的薄膜和氮化钛薄膜的三层结构可以用作第一电极621。而且，可以将透明导电薄膜如ITO、ITSO或IZO层合在可以反射光的上述材料上以用作第一电极621。在图6C中，在玻璃衬底620上以Al-Si膜630、Ti膜631和ITO膜632的顺序层合以形成第一电极621。
而且，透明导电膜如ITO、IZO、ITSO用作第二电极623。
电致发光层622具有如图6A或6B的多个层。然而，在图6C中各层的层合顺序是相反的。图6C显示了电致发光层622具有第一至第五层624-628的情况。
优选采用具有较低电离电位的材料用于形成将与用作阳极的第一电极621接触的第一层624。所述材料粗略分类为金属氧化物、低分子量有机化合物或高分子量有机化合物。在金属氧化物的情况下，可以采用例如氧化钒、氧化钼、氧化钌和氧化铝。在低分子量有机化合物的情况下，例如可以采用以m-MTDATA为典型的星爆式胺化合物、以酞菁铜(缩写作：CuPc)为典型的金属酞菁化合物、酞菁(缩写作：H2Pc)和2，3-二氧亚乙基噻吩衍生物。可以共蒸镀上述的低分子量有机化合物和金属氧化物来形成第一层624。在高分子量有机化合物的情况下，可以采用聚合物如聚苯胺(缩写作：PAni)、聚乙烯基咔唑(缩写作：PVA)和聚噻吩衍生物。可以采用聚亚乙基二氧噻吩(缩写作：PEDOT)，其是一种聚噻吩衍生物，用聚苯乙烯磺酸盐(缩写作：PSS)进行掺杂。可以组合使用苯并
Figure BSA00000443422600151
唑衍生物和一或多种选自TCNQ、FeCl3、C60和F4-TCNQ的材料。
优选采用低结晶度的已知高度空穴传输材料用于在第一层624上形成的第二层625。具体而言，可以以相同的方式使用在图6A中可用作第四层607的材料。
优选采用具有高电离电位和宽带隙的材料用于在第二层625上形成的第三层626。具体而言，可以以相同的方式使用在图6A中可以用作第三层606的材料。
优选采用高度电子传输材料用于在第三层626上形成的第四层627。具体而言，可以以相同的方式使用在图6A中可以用作第二层605的材料。
另外，在本发明中，采用耐蚀刻的苯并唑衍生物或金属氧化物在第四层627上来形成第五层628。另外，为提高电子注入性能，可以将碱金属、碱土金属和过滤金属材料中的一或多种与上述材料组合使用。金属氧化物和苯并
Figure BSA00000443422600162
唑衍生物可以同时采用。通过采用上述材料，在随后采用溅射法在第五层628上形成第二电极623的时候，可以防止包含于第一至第四层中的有机材料受到溅射损坏。可以通过蒸镀来形成第五层628。而且，优选第五层628的膜厚为10nm或更多。为降低由溅射造成的损坏，形成该膜厚是有效的。
而且，在形成具有100nm或更大的膜厚的第五层628的情况下，可以抑制第一电极621和第二电极623之间的短路，所述短路是由于诸如在第一电极621或第二电极623的膜表面形成的突起或混入这些电极之间的外来物质的因素造成的。
作为金属氧化物，具体可以采用例如氧化钼(MoOx)、氧化钒(VOx)、氧化钌(RuOx)和氧化钨(WOx)。
在图6C所示的发光元件中，如图6B中的那样，可以通过加入掺杂剂从第二层625或第四层627获得发光而无需提供第三层626。
[实施方案4]
在本实施方案中，将描述本发明发光器件的象素结构的一种形式。
图7显示了本实施方案中发光器件的横截面视图。在图7中，在衬底7000上形成了晶体管7001-7003。晶体管7001-7003用第一中间层绝缘膜7004覆盖，在该第一中间层绝缘膜7004上形成布线7005-7007，它们与晶体管7001-7003的漏极分别经由接触孔电连接。
而且，将第二中间层绝缘膜7008和第三中间层绝缘膜7009层合在第一中间层绝缘膜7004上以覆盖布线7005-7007。对于第一中间层绝缘膜7004和第二中间层绝缘膜7008而言，可以采用例如有机树脂膜、无机绝缘膜，和包含Si-O键和Si-CHx键的绝缘膜，其采用包含硅氧烷材料作为原料的材料来形成。在本实施方案中，采用了非光敏性丙烯酸类材料。作为第三中间层绝缘膜7009，与其它绝缘膜相比，采用的膜几乎不容许诸如水分或氧的物质渗透，该渗透是促使发光元件性能劣化的原因。一般地，优选采用例如DLC膜、氮化碳膜或氮化硅膜，其由RF溅射法形成。
在第三中间层绝缘膜7009上形成了布线7010-7012，它们分别与接线7005-7007经由接触孔电连接。每个接线7010-1012的一部分起到发光元件第一电极的功能。在图7中，不象图2中所示的象素那样，与TFT电连接的第一电极和线路形成在不同的层中。因此，可以使第一电极经排列具有更大的面积，因而可以使发光元件具有更大的可获得光的区域。
而且，采用了膜在第三中间层绝缘膜7009上形成隔板7013，如通过采用包含硅氧烷材料作为原料的材料形成的包含Si-O键和Si-CHx键的绝缘膜、有机树脂膜或无机绝缘膜。隔板7013具有开口，用作第一电极的线路7010-7012、电致发光层7014-7016和第二电极7017在该开口中重叠分别形成了发光元件7018-7020。每一个电致发光层7014-7016具有包括多个层的层合结构。在隔板7013和第二电极7017上可以形成保护膜。在该情况下，与其它绝缘膜相比，用作保护膜的膜几乎不容许诸如水分或氧的物质渗透，该渗透是促使发光元件性能劣化的原因。一般地，优选采用例如DLC膜、氮化碳膜或氮化硅膜，其由RF溅射法形成。另外，作为保护膜，还可以采用层合膜，其包含上述的几乎不容许诸如水分或氧的物质渗透的膜，和与上述膜相比，易于使诸如水分或氧的物质渗透的膜。
在沉积电致发光层7014-7016之前，在真空的氛围中加热隔板7013以除去吸附的水分或氧。具体而言，加热处理在真空氛围中，在100℃-200℃下进行约0.5-1小时。优选地，所述真空为3x10-7Torr或更低，最优选3x10-8Torr或更低，如果可能的话。在电致发光层7014-7016是在对隔板7013经真空氛围下进行热处理后进行沉积的情况下，可以通过将真空氛围一直保持到沉积即将进行之前来进一步提高可靠性。
隔板7013在开口中的边缘优选制成圆边，以防止在隔板7013上形成的部分重叠的电致发光层7014-7016中造成孔洞。具体而言，优选隔板7013在开口中的横截面所描绘的曲线具有0.2-2μm的曲率半径。
利用上述结构，之后形成的电致发光层7014-7016和第二电极7017可以具有有利的覆盖度，且可以防止线路7010-7012和第二电极7017在电致发光层7014-7016中造成的孔洞处短路。而且，通过针对电致发光层7014-7016应力松弛，称作收缩的发光区域缩减的缺陷可以被降低，因而可以使可靠性得到提高。
图7显示了采用正性光敏丙烯酸树脂作为隔板7013的实例。光敏有机树脂分类为正性光敏有机树脂或负性光敏有机树脂，在前者中除去了被能量线如光、电子或离子曝光的部分，在后者中保留了被曝光部分。在本发明中，可以采用负性有机树脂膜。可以采用光敏聚酰亚胺来形成隔板7013。在采用负性丙烯酸树脂形成隔板7013的情况下，开口中的边缘具有S形横截面。在该情况下，优选开口中的顶部分和底部分具有0.2-2μm的曲率半径。
对于线路7010-7012，采用了不透射光的材料，对于其表面的平面化处理，可以通过CMP进行抛光或可以用聚乙烯醇基多孔材料进行清洁。在通过CMP抛光之后，可以使线路7010-7012的表面经受诸如紫外辐射和氧等离子处理的处理。
而且，参照数字7021指的是用来密封发光元件7018-7020的覆盖材料，其具有光透射性能。与覆盖材料7021相邻形成了用来屏蔽可见光的屏蔽膜7022和具有与对应于各自色彩的象素对应的着色层7023-7025的滤色片7026。在图7的情况中，发光元件7018发出的光中对应于红色的波长范围内的光被选择性地经由着色层7023透射，发光元件7019发出的光中对应于绿色的波长范围内的光被选择性地经由着色层7024透射，发光元件7020发出的光中对应于蓝色的波长范围内的光被选择性地经由着色层7025透射。
在图7中，将黑色颜料和干燥剂分散在树脂中以形成屏蔽膜7022。利用该结构可以防止发光元件的性能劣化。
使屏蔽膜7022经设置以重叠发光元件之间的一部分，如发光元件7018和7019之间的一部分和发光元件7019和7020之间的一部分，而且屏蔽膜7022能够防止发光元件发出的光被经由对应于相邻象素的着色层透射。
在图7中，根据对应于每种色彩的象素采用了包含不同电致发光材料或具有不同元件结构的电致发光层7014、7015或7016。然而，本发明不总限于该结构。至少在分别对应于两种色彩的象素中，分别采用了包含彼此不同的电致发光材料或具有彼此不同的元件结构的电致发光层。
在本发明中，如上所述采用透明导电薄膜如ITO、ITSO或IZO在电致发光层7014-7016上形成第二电极7017，其通过溅射法形成。在每一个电致发光层7014-7016中，与第二电极7017接触的顶层包含金属氧化物和苯并
Figure BSA00000443422600191
唑衍生物中的至少一种。
由覆盖材料7021和衬底7000形成的封闭空间可以用惰性气体或树脂来填充，或可以将吸湿材料(例如氧化钡)设置在内部。图8显示了图2所示的发光器件的一种状态，其中由衬底和覆盖材料形成的封闭空间用其中分散了干燥剂8002的树脂8001填充。如图8所示，通过在内部分散干燥剂改进了发光元件的可靠性。
在图2和8的每个当中，与覆盖材料相邻提供滤色片。然而，本发明不限于该结构。例如，如图9所示，可以通过诸如喷墨的方法形成着色层904-906以与发光元件901-903重叠。在该情况下，为了密封发光元件901-903，可以采用树脂来替代覆盖材料。因此，与提供覆盖材料的情况相比，可以提高光输出效率。
本发明不限于上述的制造方法。可以采用已知的方法来制造本发明的发光器件。
[实施方案5]
用于本发明发光器件的晶体管可以是采用多晶半导体的TFT或采用无定形或半无定形半导体的TFT。在本实施方案中，将描述采用无定形半导体或半无定形半导体形成的TFT结构。
图10A显示了用于驱动电路的TFT的横截面视图和用于象素部分的TFT的横截面视图。参照数字1001指的是用于驱动电路中的TFT的横截面视图，参照数字1002指的是用于象素部分中的TFT的横截面视图，参照数字1003指的是通过TFT1002向其供应电流的发光元件的横截面视图。TFT1001和1002是反向交错的TFT(底门TFT)。
驱动电路的TFT1001具有形成在衬底1000上的门电极1010，覆盖门电极1010的门绝缘膜1011，为包含半无定形半导体或无定形半导体而形成的第一半导体膜1012，其与门电极1010重叠，而门绝缘膜1011插入二者之间。而且，TFT1001具有一对用作源极区和漏极区的第二半导体膜1013和在第一半导体膜1012和每一个第二半导体膜1013之间提供的第三半导体膜1014。
在图10A中，门绝缘膜1011具有两层绝缘膜。然而，本发明不限于该结构。门绝缘膜1011可以具有单层绝缘膜或三或更多层绝缘膜。
形成第二半导体膜1013以包含无定形半导体或半无定形半导体，并用赋予一种导电类型的杂质来掺杂。该对第二半导体膜1013彼此面对，而其间插入了第一半导体膜1012的沟道形成区。
形成第三半导体膜1014以包含无定形半导体或半无定形半导体，其具有与第二半导体膜1013相同的导电类型并具有比第二半导体膜1013的导电性低的性能。由于第三半导体膜1014用作LDD区，在用作漏极区的第二半导体膜1013的边缘处集中的电场被减弱以能够防止热载流子效应。不总是必须提供第三半导体膜1014。然而，通过提供第三半导体膜1014，可以提高TFT的耐电压并改善可靠性。在TFT1001是n-型TFT的情况下，在形成第三半导体膜1014时无需特别掺杂赋予n-型导电性的杂质即可获得n-型导电性。因此，在TFT1001是n-型TFT的情况下，不总是必须用n-型杂质掺杂第三半导体膜1014。然而，在该情况下，采用可赋予p-型导电性的杂质掺杂其中形成了沟道的第一半导体膜1012以控制导电类型，使之尽可能地更接近于i-型半导体。
而且，形成与第二半导体膜1013对接触的两组线路1015。一组线路1015经由各向异性导电树脂1050与IC芯片1051连接。为形成IC芯片1051可以采用单晶半导体或者可以采用在玻璃衬底上形成的多晶半导体。通过设置使IC芯片1051与用于密封发光元件的密封材料1052重叠，可以降低象素部分周缘区域的尺寸。
象素部分的TFT1002具有在衬底1000上形成的门电极1020，覆盖门电极1020的门绝缘膜1011，为包含半无定形半导体或无定形半导体而形成的第一半导体膜1022，其与门电极1020重叠，而门绝缘膜1011插入其间。而且，TFT1002具有用作源极区和漏极区的一对第二半导体膜1023和在第一半导体膜1022和每一个第二半导体膜1023之间提供的第三半导体膜1024。
为包含无定形半导体或半无定形半导体形成了第二半导体膜1023，并用可赋予一种导电类型的杂质进行掺杂。该对第二半导体膜1023相互面对，而第一半导体膜1022的沟道形成区插入其间。
形成第三半导体膜1024以包含无定形半导体或半无定形半导体，其具有与第二半导体膜1023相同的导电类型并具有比第二半导体膜1023的导电性低的性能。由于第三半导体膜1024用作LDD区，在用作漏极区的第二半导体膜1023的边缘处集中的电场被减弱以能够防止热载流子效应。不总是需要提供第三半导体膜1024。然而，通过提供第三半导体膜1024，可以提高TFT的耐电压并改善可靠性。在TFT1002是n-型TFT的情况下，在形成第三半导体膜1024时不用特别掺杂赋予n-型导电性的杂质即可获得n-型导电性。因此，在TFT1002是n-型TFT的情况下，不总需要用n-型杂质掺杂第三半导体膜1024。然而，在该情况下，采用可赋予p-型导电性的杂质掺杂其中形成了沟道的第一半导体膜1022以控制导电类型，使之尽可能地更接近于i-型半导体。
而且，形成了与该对第二半导体膜1023接触的线路1025。
另外，形成了作为绝缘膜的第一钝化膜1040和第二钝化膜1041来覆盖TFT1001和1002以及线路1015和1025。除该两层结构外，覆盖TFT1001和1002的钝化膜可以是单层或可以具有三层或更多。例如，可以形成第一钝化膜1040以包含氮化硅，可以形成第二钝化膜1041以包含氧化硅。通过形成包含氮化硅或氧氮化硅的钝化膜，可以防止TFT1001和1002因为水分或氧而变劣。
线路1025中的一组与发光元件1003的第一电极1030相连。而且，形成了与第一电极1030接触的电致发光层1031，还形成了与电致发光层1032接触的第二电极1032。
接下来，将描述不同于图10A的本发明发光器件的TFT的结构。图10B显示了用于驱动电路中的TFT的横截面视图和用于象素部分的TFT的横截面视图。参照数字1101指的是用于驱动电路中的TFT的横截面视图，参照数字1102指的是用于象素部分的TFT的横截面视图，参照数字1103指的是通过TFT1102向其供应电流的发光元件的横截面视图。
驱动电路的TFT1101和象素部分的TFT1102分别具有门电极1110和1120，覆盖门电极1110和1120的门绝缘膜1111，为包含半无定形半导体或无定形半导体而形成的第一半导体膜1112和1122，它们分别与门电极1110和1120重叠，而门绝缘膜1111插入其间。另外，形成了作为绝缘膜的沟道保护膜1160和1161来分别覆盖第一半导体膜1112和1122的沟道形成区。提供沟道保护膜1160和1161是为了分别防止第一半导体膜1112和1122的沟道形成区在TFT1101和1102的制造过程中被刻蚀。而且，TFT1101具有一对用作源区和漏极区的第二半导体膜1113和提供在第一半导体膜1112与每一个第二半导体膜1113之间的第三半导体膜1114，TFT1102具有一对用作源区和漏极区的第二半导体膜1123和提供在第一半导体膜1122与每一个第二半导体膜1123之间的第三半导体膜1124。
在图10B中，门绝缘膜1111具有两层绝缘膜。然而，本发明不限于该结构。门绝缘膜1111可以具有单层绝缘膜或三或更多层绝缘膜。
为包含无定形半导体或半无定形半导体形成了第二半导体膜1113和1123并用赋予一种导电类型的杂质进行掺杂。该对第二半导体膜1113相互面对，而第一半导体膜1112的沟道形成区插入其间，该对第二半导体膜1123相互面对，而第一半导体膜1122的沟道形成区插入其间。
为包含无定形半导体或半无定形半导体而形成第三半导体膜1114和1124，其具有与第二半导体膜1113和1123相同的导电类型并分别具有比第二半导体膜1113和1123低的导电性的性能。由于第三半导体膜1114和1124分别用作LDD区，在分别用作漏极区的第二半导体膜1113和1123边缘处分别集中的电场被降低以能够防止热载流子效应。不总是需要提供第三半导体膜1114和1124。然而，通过提供第三半导体膜1114和1124，可以提高TFT的耐电压并改善可靠性。在TFT 1101和1102是n-型TFT的情况下，在形成第三半导体膜1114和1124时无需特别掺杂赋予n-型导电性的杂质就可以获得n-型导电性。因此，在TFT1101和1102是n-型TFT的情况下，不总是需要用n-型杂质掺杂第三半导体膜1114和1124。然而，在该情况下，形成了沟道的第一半导体膜1112和1122用赋予p-型导电性的杂质进行掺杂来控制导电类型，使其尽可能更加接近i-型半导体。
而且，形成了与该对第二半导体膜1113和该对第二半导体膜1123分别接触的两组线路1115和两组线路1125。一组线路1115经由各向异性导电树脂1150与IC芯片1151连接。为形成IC芯片1151，可以采用单晶半导体或可以采用在玻璃衬底上形成的多晶半导体。通过设置IC芯片1151使之与用于密封发光元件的密封材料1152重叠，可以降低象素部分周缘区域的尺寸。
另外，形成了作为绝缘膜的第一钝化膜1140和第二钝化膜1141来覆盖TFT1101和1102以及线路1115和1125。除该两层外，覆盖TFT1101和1102的钝化膜可以是单层或可以具有三层或更多。例如，可以形成第一钝化膜1140以包含氮化硅，可以形成第二钝化膜1141以包含氧化硅。通过形成包含氮化硅或氧氮化硅的钝化膜，可以防止TFT1101和1102因为水分或氧而变劣。
线路1125中的一组与发光元件1103的第一电极1130相连。而且，形成了与第一电极1130接触的电致发光层1131，还形成了与电致发光层1131接触的第二电极1132。
本实施方案描述的实例中发光器件的驱动电路和象素部分采用TFT形成于一个衬底上，所述TFT采用了半无定形半导体或无定形半导体。然而，本发明不限于该结构。当象素部分利用采用了半无定形半导体或无定形半导体的TFT来形成的时候，可以将单独形成的驱动电路连接在其上形成了象素部分的衬底上。
另外，可以通过喷墨法形成诸如门电极或线路的部件。图11A显示了作为实例通过喷墨法形成的象素的横截面视图。在图11A中，参照数字1201指的是底门TFT，其与发光元件1202电连接。TFT1201具有门电极1203，在门电极1203上形成的门绝缘膜1204，在门绝缘膜1204上形成的第一半导体膜1205和在第一半导体膜1205上形成的第二半导体膜1206。第一半导体膜1205用作沟道形成区。第二半导体膜1206用赋予一种导电类型的杂质进行掺杂以用作源极区或漏极区。
另外，形成了与第二半导体膜1206接触的线路1208，而且线路1208与发光元件1202的第一电极1209相连。发光元件1202具有第一电极1209，在第一电极1209上形成的电致发光层1210和在电致发光层1210上形成的第二电极1211。
在图11A所示的发光器件的情况中，可以通过喷墨法形成诸如门电极1203、线路1208、第一电极1209、电致发光层1210、用于图案形成的掩模的部件。
作为实例，图11B也显示了通过采用喷墨法形成的象素的横截面。在图11B中，在底门TFT1220的第一半导体膜1221上形成了能够防止第一半导体膜1221在第二半导体膜1222和线路1223形成图案时被刻蚀的绝缘膜(刻蚀阻止体)1224。
[实施方案6]
在本发明的发光器件中，将透明导电薄膜用作在电致发光层上形成的第二电极。通常，以ITO、ITSO和IZO为典型的透明导电薄膜易具有比金属如Al低的导电性。当第二电极具有较高的薄膜电阻时，由于电压下降使发光度降低了，这是不利的。结果，在本发明中，为了抑制电压下降，可以采用比第二电极导电性高的材料在第二电极上形成辅助电极。
图12显示了本发明发光器件的横截面视图，其中形成辅助电极。在图12中，参照数字1301指的是发光元件，参照数字1302指的是用来向发光元件1301供应电流的晶体管。另外，参照数字1303、1304和1305分别指的是第一电极、电致发光层和第二电极。在隔板1306的开口中，第一电极1303、电致发光层1304和第二电极1305相互重叠的部分对应于发光元件1301。
为包含以ITO、ITSO和IZO为典型的透明导电薄膜形成了第二电极1305，且其具有光透射性能。在第二电极1305上进一步形成了辅助电极1307。具体而言，辅助电极1307形成于与隔板1306重叠的区域内。
第二电极1305和辅助电极1307的合成电阻低于单独第二电极1305的电阻。因此，通过形成辅助电极1307可以防止由于电压下降造成的发光度降低。
[实施方案7]
在本实施方案中，将参考图13A和13B描述与本发明发光器件的一种形式对应的面板的外观。图13A是面板的俯视图，其中在衬底上形成的晶体管和发光元件用密封材料封装在覆盖材料和衬底之间，图13B对应于沿图14A中A-A’线截取的横截面视图。
围绕着在衬底4001上提供的象素部分4002、信号线驱动电路4003和扫描线驱动电路4004提供了密封材料4005。而且，在象素部分4002、信号线驱动电路4003和扫描线驱动电路4004上提供了覆盖材料4006。因此，象素部分4002、信号线驱动电路4003和扫描线驱动电路4004与填充材料4007一起被衬底4001、密封材料4005和覆盖材料4006封装起来。
在衬底4001上提供的象素部分4002、信号线驱动电路4003和扫描线驱动电路4004具有多个晶体管。在图13B中，显示了包含在信号线驱动电路4003中的晶体管4008和4009和包含在象素部分4002中的晶体管4010。
另外，参照数字4011指的是与晶体管4010电连接的发光元件。
引线线路4014对应于用来为象素部分4002、信号线驱动电路4003和扫描线驱动电路4004供应信号或电力供应电压的线路。引线线路4014经由引线线路4015与连接端子4016相连。连接端子4016经由各向异性导电膜4019与FPC4018端子电连接。
作为衬底4001，除玻璃、金属(一般是不锈的)和陶瓷以外，可以采用以塑料为典型的柔性材料。作为塑料，可以采用FRP(玻璃纤维增强塑料)板、PVF(聚氟乙烯)膜和Mylar膜、聚酯膜或丙烯酸树脂膜。还可以采用具有铝箔夹在PVF膜或Mylar膜之间的结构的片材。作为覆盖材料4006，采用了光透射材料如玻璃片、塑料片、聚酯膜或丙烯酸类材料膜。
与覆盖材料4006相邻形成了具有着色层4012和屏蔽膜4013的滤色片4017。发光元件4011发出的光中特定波长范围内的光被选择性地经由着色层4012输出。
作为填充材料4007，除惰性气体如氮或氩以外，可以采用紫外可固化树脂或热固性树脂如PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸类、聚酰亚胺、环氧树脂、硅氧烷树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)或EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)。在本实施方案中，采用氮气作为填充材料。
而且，为了使填充材料4007向吸湿材料(优选氧化钡)或能吸收氧气的材料暴露，覆盖材料4006面对衬底4001的一侧可以具有凹形部分4007以设置吸湿材料或能够吸收氧气的材料。
[实施方案8]
本发明发光器件的色纯度高而且对于所消耗的功率其光输出效率高，并能够提高图象的对比度。因此，即使在发光器件被外界光如太阳光照射的时候，也能显示清晰的图象，同时降低功率消耗，其具有的巨大优点是该发光器件相对来说可以无需选择发光器件的使用场所来使用。因此，除电视以外，所述发光器件适合用于如便携式电子装置的装置。
具体而言，采用本发明发光器件的电子装置包括摄象机、数码相机、护目镜式显示器(头戴式显示器)、导航系统、还音装置(车内音响系统或成套音响)、膝上型个人电脑、游戏机、个人数字助理(如移动式电脑、手机、便携式游戏机或电子书籍)，装有记录介质的图象还原装置(具体而言，装有显示装置的设备，其能够还原记录介质如数字多能光盘(DVD)并显示图象)。图14A-14C显示了这些电子装置的具体实例。
图14A是显示装置，其包括框体2001、显示部分2003、扬声器部分2004和视频输入端子2005。本发明的显示装置通过采用本发明的发光器件用于显示部分2003来完成。该发光器件不需要背光，这样显示部分可以制造得比液晶显示器更薄。该显示装置包括用于显示信息的所有装置如个人电脑、电视广播接收装置和广告显示用装置。
图14B是膝上型个人电脑，其包括主体2201、框体2202、显示部分2203、键盘2204、外部接口2205和pointing鼠标2206。本发明的图象重现装置通过采用本发明发光器件用于显示部分2203来完成。
图14C是装有记录介质的便携式图象重现装置(具体而言是DVD重现装置)，其包含主体2401、框体2402、显示部分A2403、显示部分B2404、记录介质(如DVD)读取部分2405、操作键2406和扬声器部分2407。显示部分A2403主要用于显示图象信息，显示部分B2404主要用于显示字符信息。装有记录介质的图象重现装置还包括家用游戏机。本发明的膝上型个人电脑通过采用本发明发光器件用于显示部分A2403和显示部分B2404来完成。
如上所述，本发明应用相当广泛，并可以用于所有领域中的电子装置。另外，本发明中的电子装置可以采用具有实施方案1-7中描述的任何结构的发光器件。
本申请基于2003年10月3日在日本专利局提交的日本专利申请系列号NO.2003-346053，在此将其内容引入作为参考。
尽管已参考附图以实例的方式充分描述了本发明，应当认为各种变化和改变对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，除非这些变化和改变背离了后文定义的本发明的范围，应认为它们包含在本发明范围内。

Claims (20)

1.发光器件，包含：
发射红光的第一发光元件；
发射绿光的第二发光元件；
发射蓝光的第三发光元件；
滤色片，
其中滤色片包含选择性透射红光的第一着色层，选择性透射绿光的第二着色层，选择性透射蓝光的第三着色层，
其中第一至第三发光元件中的每一个具有阳极、在阳极上形成的电致发光层和在电致发光层上形成的阴极，
其中第一着色层形成于所述第一发光元件的阴极上，
其中第二着色层形成于所述第二发光元件的阴极上，
其中第三着色层形成于所述第三发光元件的阴极上，
其中所述电致发光层包括与阴极接触的层，而且金属氧化物包含在与阴极接触的层中，
其中所述红光、绿光和蓝光各自从所述阴极侧输出，并且
其中所述金属氧化物选自氧化钼、氧化钒、氧化钌和氧化钨。
2.权利要求1的发光器件，其中阴极包含铟锡氧化物、含硅的铟锡氧化物和铟锌氧化物中的一种。
3.权利要求1的发光器件，其中与阴极接触的层在金属氧化物以外还包含碱金属、碱土金属和过渡金属中的一或多种和苯并噁唑衍生物。
4.权利要求1的发光器件，所述发光器件还包含含有树脂和分散在所述树脂中的黑色颜料的屏蔽膜。
5.权利要求1的发光器件，所述发光器件还包含在所述阴极上的辅助电极。
6.权利要求5的发光器件，其中所述辅助电极形成于与配置有开口的隔板所重叠的区域中，其中在所述开口中形成有阳极、电致发光层和阴极。
7.权利要求1的发光器件，所述发光器件还包括形成于所述第一至第三发光元件和第一至第三着色层上的透明覆盖材料。
8.权利要求7的发光器件，其中至少部分第一至第三着色层与所述透明覆盖材料接触。
9.权利要求7的发光器件，其中所述透明覆盖材料选自玻璃板、塑料板、聚酯膜和丙烯酸酯类膜。
10.权利要求4的发光器件，所述发光器件还包括形成于所述第一至第三发光元件和第一至第三着色层上的透明覆盖材料，其中至少部分屏蔽膜与所述透明覆盖材料接触。
11.发光器件，包含：
第一至第三发光元件；和
滤色片，
其中滤色片包含分别对应于第一至第三发光元件的第一至第三着色层，
其中第一至第三发光元件中的每一个具有阳极、在阳极上形成的电致发光层和在电致发光层上形成的阴极，
其中第一着色层形成于所述第一发光元件的阴极上，
其中第二着色层形成于所述第二发光元件的阴极上，
其中第三着色层形成于所述第三发光元件的阴极上，
其中第一发光元件发出的红光具有第一光谱，
其中第二发光元件发出的绿光具有第二光谱，
其中第三发光元件发出的蓝光具有第三光谱，
其中第一光谱的第一波长范围内的光可以经第一着色层选择性地从阴极侧输出，
其中第二光谱的第二波长范围内的光可以经第二着色层选择性地从阴极侧输出，
其中第三光谱的第三波长范围内的光可以经第三着色层选择性地从阴极侧输出，
其中所述电致发光层包括与阴极接触的层，而且金属氧化物包含在与阴极接触的层中，并且
其中所述金属氧化物选自氧化钼、氧化钒、氧化钌和氧化钨。
12.权利要求11的发光器件，其中阴极包含铟锡氧化物、含硅的铟锡氧化物和铟锌氧化物中的一种。
13.权利要求11的发光器件，其中与阴极接触的层在金属氧化物以外还包含碱金属、碱土金属和过渡金属中的一或多种和苯并噁唑衍生物。
14.权利要求11的发光器件，所述发光器件还包含含有树脂和分散在所述树脂中的黑色颜料的屏蔽膜。
15.权利要求11的发光器件，所述发光器件还包含在所述阴极上的辅助电极。
16.权利要求15的发光器件，其中所述辅助电极形成于与配置有开口的隔板所重叠的区域中，其中在所述开口中形成有阳极、电致发光层和阴极。
17.权利要求11的发光器件，所述发光器件还包括形成于所述第一至第三发光元件和第一至第三着色层上的透明覆盖材料。
18.权利要求17的发光器件，其中至少部分第一至第三着色层与所述透明覆盖材料接触。
19.权利要求17的发光器件，其中所述透明覆盖材料选自玻璃板、塑料板、聚酯膜和丙烯酸酯类膜。
20.权利要求14的发光器件，所述发光器件还包括形成于所述第一至第三发光元件和第一至第三着色层上的透明覆盖材料，其中至少部分屏蔽膜与所述透明覆盖材料接触。
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