CN1409581A - 发光设备及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

在制造一种向上发射型发光元件中提供一种能够提高发光元件的发光效率而不会降低现有技术中使用的阳极材料特性的措施。本发明的特征在于属于元素周期表中第4，5和6簇中其中一簇的金属元素的氮化物或碳化物(此下文称之为金属化合物)用作形成发光元件阳极的材料。该金属化合物的功函数等于或大于常用阳极材料的功函数。因此，能够将阳极的空穴注射提高更多。而且，对于导电性能来说，该金属化合物的电阻率小于ITO的电阻率。因此，它能够实现用作电线的功能，与现有技术相比还能降低发光元件中的驱动电压。

Description

发光设备及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种使用发光元件的发光设备，该发光元件具有一在一对电极之间包含有机化合物的层，并能够通过接收一电场发出荧光或冷光。本说明书中涉及到的发光设备是一种图像显示设备，发光设备或光源。此外，下面所述的也包含在发光设备的实例中：一模块，其中一连接器，例如，一柔性印刷电路(FPC)，或一磁带自动粘合(TAP)磁带，或一磁带托架组件(TCP)装配在发光元件上；一模块，其中一印刷接线板设置在TAP磁带或TCP顶端上；和一模块，其中集成电路(IC)以玻璃芯片(COP)的形式直接安装在发光元件上。
背景技术
发光元件是一种通过接收电场发出光的元件。据说其发光机构是基于以下方面：通过将一电压作用于一至少包括一个夹在电极之间的有机化合物的层上，从阴极注射的电子和从阳极注射的空穴在至少包括一个有机化合物的层中重新结合以形成激发状态的分子(此下文称之为“分子激活子”)；当分子激活子退回其基态时就发射出能量。
由有机化合物形成的这种分子激活子可以是单峰激活子状态或三重峰激活子状态。在本说明书中，发光(即，光发射)正是基于这两种状态中的任一种作用而形成的。
在这样的发光元件中，其至少包括一个有机化合物的层通常是由厚度小于1μm的薄膜形成的。该发光元件是一种自发光型元件，其中至少包括一有机化合物的层自身能够发光。因此，就无需在常用液晶显示器中使用的背光。结果是，该发光元件具有一个非常好的优点是它能被制造为一个薄的发光结构形式。
根据在至少包括一个有机化合物的层中载流子的迁移率，从载流子的注射到其在至少包括一个有机化合物厚度大约为100至200nm的层中重新结合的时间大约是几十微秒。直到发光的时间，它包括从载流子的重新结合到发光的步骤，是一个按微秒或更小排列的时间。因此，该发光元件还具有一个优点，即其响应是非常迅速的。
该发光元件作为下一代平板显示元件是由于具有结构较薄，重量轻，高响应性和直接低压驱动的特性而备受瞩目。该发光元件的可见度比较好，因为该发光元件是一种自发光型的和较宽的视角。因此，该发光元件可被认为是一种使用便携式装置显示屏的有效元件。
在通过将这样的发光元件排列成矩阵形式而形成的发光设备中，可以使用称之为无源驱动(简单矩阵型)和有源矩阵驱动(有源矩阵型)的驱动方法。但是，在像素密度增加的情况下，由于能够获得低压驱动，因此可以认为其中开关适于每个像素(或每个圆点)的有源矩阵型更有益。
而且，作为如图17所示的一种有源矩阵型发光设备，它具有发光元件1707，其中衬底1701上的TFT1705和阳极1702电连接，一至少包括有机化合物1703的层形成在阳极1702上，和一阴极1704形成在至少包括有机化合物1703的层上。此外，作为发光元件1707中的阳极材料，为了使空穴注射平滑，就使用较大功函数(work function)的导电材料，可透光的导电材料，如ITO(铟锡氧化物)和IZO(铟锌氧化物)可用作能够实现实际性能的材料。在发光元件1707的有机发光层1703中产生的光通过阳极1702射向TFT1705是一种发光的最佳结构(此下文称之为底端发射)。
但是，在底端发射结构中，即使试图提高分辨率，TFT和布线也会由于其排列结构而受到干扰。因此，就会产生孔径比受到限制的问题。
在近些年，已设计出一种光从阴极侧向上发射(此下文称之为顶端发射)的结构。在未经审查的专利出版物No.2001-43980中揭示了一种有关顶端发射的发光元件。在顶端发射型的情况下，孔径比能比底端发射型的孔径比扩大，这样就能形成可获得较高分辨率的发光元件。
但是，在顶端发射型的发光设备的情况下，如果透光的阳极材料与通常使用的一样，那么光不仅可从阴极侧发射而且还可以从阳极侧发射，因此就降低了发光效率。
如果要形成对从阳极发射出的光具有光抑制效应的膜，就必须增加不少于一个的制造步骤。
而且，如果阳极是通过使用具有光抑制效应的金属材料形成的，就无需其它的制造步骤。但是，这些材料比常用的ITO具有较小的功函数和花费更多的材料成本。在使用阳极金属材料的情况下，与ITO相比较阳极和有机化合物的粘附力就会受到破坏。
发明内容
在顶端发射型的发光元件的制造步骤中，本发明提供一种提高发光元件的发光效率而不会损坏常用阳极材料特性的方法。
本发明的特征在于具有较大功函数和光屏蔽能力的导电膜用作发光元件的阳极材料。
在本说明书中，具有光屏蔽能力的膜是指该膜允许可见光以小于10％的透射率传输。通过使用光屏蔽导电膜作为阳极材料，在制造有源矩阵发光设备中发光元件的阳极能够在将阳极与驱动发光元件的薄膜晶体管(此下文称之为TFT)相电连接的电线形成时而同时形成。因此，本发明的特征在于省略了形成光屏蔽薄膜等的过程，而此过程在现有技术中是使用透明导电膜时所必须的。本说明书中导电膜是涉及一种电阻率为1×10-2Ωcm或更小的薄膜。
本发明中所使用的阳极材料的功函数等于或大于现有技术中用作阳极材料的ITO或IZO的功函数。通过使用这种阳极材料，更能够提高阳极的空穴的注射。而且，对于传导性来说，该阳极材料的电阻率比ITO的小。因此它能够实现如上述电线所述的功能，与现有技术相比能够降低发光元件中的驱动电压。
此外，本发明中所使用的阳极材料在叠压成一个至少包括有机化合物的层时在粘附性上优越于由光屏蔽导电金属膜形成的阳极。照此推测，这是因为本发明的阳极材料是一种如包含金属的氮化物或碳化物(此下文称之为金属化合物)的化合物，包含在金属化合物中的氮或碳是用包含在有机化合物中的碳，氧，氢或氮局部形成共价键。由此可得出这样的结论，在发光设备的制造过程中，就薄膜形成方面来说，在由金属化合物组成的阳极上形成至少包括一有机化合物的层优越于在由金属薄膜形成的阳极上形成至少包括一有机化合物的层。
此处揭示本发明的一种结构是一具有阳极，阴极和至少包括有机化合物的层的发光设备，其特征在于至少包括有机化合物的层插入在阳极和阴极之间，阳极是由金属化合物形成。
本发明的另一种结构是一具有阳极，阴极和至少包括有机化合物的层的发光设备，其特征在于至少包括有机化合物的层插入在阳极和阴极之间，作为金属化合物的阳极包含属于周期表中第4，5或6簇的元素。
本发明的另一种结构是一具有阳极，阴极和至少包括有机化合物的层的发光设备，其特征在于至少包括有机化合物的层插入在阳极和阴极之间，作为金属化合物的阳极包含属于周期表中第4，5或6簇元素的氮化物或碳化物。
本发明的另一种结构是一具有设置在绝缘表面上的TFT和发光元件的发光设备，其特征在于该发光元件具有阳极，阴极和至少包括有机化合物的层，TFT与阳极相电连接，阳极由金属化合物形成。
本发明的另一种结构是一具有设置在绝缘表面上的TFT和发光元件的发光设备，其特征在于该发光元件具有阳极，阴极和至少包括有机化合物的层，TFT与阳极相电连接，作为金属化合物的阳极包含属于周期表中第4，5或6簇的元素。
本发明的另一种结构是一具有设置在绝缘表面上的TFT和发光元件的发光设备，其特征在于该发光元件具有阳极，阴极和至少包括有机化合物的层，TFT与阳极相电连接，作为金属化合物的阳极包含属于周期表中第4，5或6簇元素的氮化物或碳化物。
在上述结构中，本发明的特征在于阳极是由电阻率为1×10-2Ωcm或更小的材料形成。
在上述结构中，本发明的特征在于阳极是由功函数为4.7eV或更大的材料形成。
在上述结构中，本发明的特征在于阳极是由从氮化钛，氮化锆，碳化钛，碳化锆，氮化钽，碳化钽，氮化钼，碳化钼构成的组中选取一种而形成。
除了上述结构之外，本发明的特征在于由金属化合物形成的阳极具有光屏蔽能力时，阳极的可见透光率小于10％，阴极是由透光导电膜形成，在此情况下，阴极的可见透光率为40％或更大。为了保证阴极40％或更大的透光率，就使用高透光率的导电膜，形成阴极的导电膜制成薄到能使该膜获得较高传导性而可驱动发光元件的程度。本发明的特征还在于形成阴极的导电膜是由电阻率为1×10-2Ωcm或更小的材料形成。
在本发明中，发光元件的阳极是由属于元素周期表中第4，5或6簇中元素的氮化物或碳化物形成。这些金属化合物的功函数为4.7eV或更大。这些金属化合物的功函数通过臭氧层中紫外线辐射处理(从下文称之为UV臭氧处理)能够提高更多。例如，氮化钛(TiN)的功函数为4.7eV，它通过UV臭氧处理能够提高到5.0eV或更大。氮化钽(TaN)同样能够通过UV处理提高其功函数。常用的光屏蔽阳极材料是属于元素周期表中第5或6簇的金属，这些金属各具有一个小于4.7eV的功函数。本发明的阳极材料是由金属化合物形成，从空穴注射方面来说优越于常用的阳极材料。因此本发明的阳极能够提高发光元件的元件特性。
在制造根据本发明的发光设备中，阳极是由金属化合物膜形成的，然后阳极表面可经过UV臭氧处理以在阳极上形成一个至少包括有机化合物的层。
本发明的另一种结构是一种制造发光设备的方法，它包括：在绝缘表面上形成一阳极；将阳极表面经过UV臭氧处理；在阳极上形成一至少包括一有机化合物的层；在至少包括一有机化合物的层上形成阴极，该方法的特征在于阳极是使用光屏蔽金属化合物。该光屏蔽金属化合物特别是涉及属于元素周期表中第4，5或6簇元素的氮化物或碳化物。
本发明中使用的金属化合物的电阻率为1×10-4Ωcm或更大，与电阻率小于1×10-4Ωcm的单组分标准金属膜相比小了1×10-2Ωcm。但是，金属化合物的导电率足以形成发光元件的阳极，因为常用阳极材料的ITO的电阻率为1×10-2Ωcm或更大。
本发明的发光设备可以是一种具有与TFT相电连接的发光元件的有源矩阵发光设备，和一种无源矩阵发光设备。
从本发明发光设备中获得的光发射或者是单峰激活光发射，或者是三重峰激活光发射，或者是二者的结合。
附图说明
在附图中：
图1A和1B是说明本发明发光设备的元件结构的视图；
图2A至2D是说明制造根据本发明发光设备过程的视图；
图3A至3C是说明制造根据本发明发光设备过程的视图；
图4是说明本发明低分子型发光设备的元件结构的视图；
图5是说明本发明高分子型发光设备的元件结构的视图；
图6A至6C是说明制造根据本发明发光设备过程的视图；
图7A至7C是说明制造根据本发明发光设备过程的视图；
图8A和8B是说明制造根据本发明发光设备过程的视图；
图9A和9B是说明制造根据本发明发光设备过程的视图；
图10A至10D是说明本发明发光设备中元件结构的视图；
图11A和11B是发光设备的像素部分的顶视图；
图12A和12B3是说明本发明发光设备中元件结构的视图；
图13A和13B是说明反向交错排列的TFT结构的视图；
图14是说明无源矩阵发光设备的视图；
图15是表示通过UV臭氧处理测量功函数值结果的视图；
图16A至16H是表示电器实例的视图；
图17是表示现有技术实例的视图；
图18A和18B是表示测量本发明发光元件的元件特性结果的视图；和
图19A和19B3是表示测量本发明发光元件的元件特性结果的视图。
具体实施例[实施例方式]
将参考图1A和1B描述本发明的实施例方式。本发明的发光设备具有图1A所示元件结构的发光元件。
如图1A所示，阳极102形成在衬底101上。至少包括一有机化合物103的层与阳极102形成接触，阴极104与至少包括一有机化合物103的层形成接触。空穴从阳极102注射到至少包括一有机化合物103的层中，电子从阴极104注射到至少包括一有机化合物103的层中。空穴和电子在至少包括一有机化合物103的层中重新结合，以便层103能够发出光。
除了发光层外，至少包括一有机化合物103的层还设有从具有不同载流子功能的层，如空穴注射层，空穴传输层，阻挡层，电子传输层和电子注射层中选择的一层或多层。这些层相互紧挨叠加以形成至少包括一有机化合物103的层。
在包括有机化合物103的层中，在空穴注射层，空穴传输层，电子传输层和电子注射层中可使用无机材料。例如，无机材料可以是像碳的金刚石(DLC)，Si，Ge，或这些元素结合形成的氧化物或氮化物。元素如P，B，N等可与无机材料适当地掺杂。而且，该无机材料可以是与碱金属或碱土金属相结合的氧化物，氮化物，或者是由这些金属至少与Zn，Sn，V，Ru，Sm，和In结合组成的化合物或合金。
上述材料是一个例子，发光体可以通过适当叠压下面的作用层而形成；空穴注射传输层，空穴注射层，电子注射传输层，电子传输层，发光层，电子阻挡层和空穴阻挡层，它们是通过无机材料而形成的。此外，也可以形成这些层相结合的混合层或混合接合处。
阳极102是由光屏蔽金属化合物而形成。阴极104是由透光导电膜而形成，透光率为40％或更大。因此，从至少包括一有机化合物103层中发出的光经过阴极104传输，传向外部。
在本实施例的方式中，金属化合物涉及属于元素周期表中第4，5或6簇金属元素的氮化物或碳化物。最好是，该金属化合物是从由氮化钛，氮化锆，碳化钛，碳化锆，氮化钽，碳化钽，氮化钼，碳化钼构成的组中进行选择。
该金属化合物的功函数为4.7eV或更大。例如，氮化钛(TiN)的功函数为4.7eV。该金属化合物的功函数可以通过臭氧层中紫外线的辐射处理(UV臭氧处理)或通过等离子处理而提高更多。图15表示测量功函数相对于UV臭氧处理时间变化的结果视图。此处的功函数是在空气中通过使用“光电子分光镜AC-2”的光电子分光镜，一种RIKENKEIKICO，LTD的产品进行测量的。图15表示氮化钛的功函数通过6分钟的UV臭氧处理从4.7eV增加到5.05eV。在氮化钽中也能观测到相同功函数的增加。
与此对比的是，单组份的金属钨(W)即使通过UV臭氧处理也显示出功函数几乎没有变化。该结果表明UV臭氧处理对增加单组份金属的功函数没有影响，但是能够单独增加本发明金属化合物的功函数。
图1B表示有源矩阵发光设备，其中形成在衬底101上的TFT105和发光元件106相互形成电连接。
在制造图1A所示的具有发光元件的有源矩阵发光设备时，电线107的形成能够将电信号输入给TFT105源极和漏极中的一个，和将信号从源极和漏极中的另一个中输出。
在本实施例的模式中，阳极102可兼用作电线。与图1A中所示的相同，至少包括一有机化合物103的层和阴极104层叠在阳极上以完成发光元件106。
现在，参考附图2A至3C将对根据本发明的有源矩阵发光设备的制造方法作出描述。
在图2A中，TFT202形成在衬底201上。衬底201具有透光率，衬底201使用玻璃衬底。也可以使用石英衬底代替。TFT202用公知的方法形成，TFT202至少具有一栅电极203，一源极区205，一漏极区206和一沟道形成区207。一栅极绝缘膜204插入栅电极203和区域205，206和207之间。沟道形成区207在源极区205和漏极区206之间形成。
如图2B所示，厚度为1至2μm的夹层绝缘膜208覆盖TFT202。在夹层绝缘膜208上形成开口，然后光屏蔽金属化合物的薄膜(此下文称之为金属化合物膜209)通过溅射形成在夹层绝缘膜208上(图2C)。夹层绝缘膜的材料是一包含硅的绝缘膜，如二氧化硅膜，氮化硅膜或氧氮化硅膜。夹层绝缘膜可以是有机树脂膜如聚酰亚胺膜，聚酰胺膜，丙烯酸膜(包括光敏聚烯酸膜)，或BCB(三氯甲苯)膜。
为了形成金属化合物膜209，可以使用属于元素周期表中第4，5或6簇金属元素的氮化物或碳化物。最好是，该金属化合物膜通过使用氮化钛，氮化锆，碳化钛，碳化锆，氮化钽，碳化钽，氮化钼或碳化钼而形成。
下面，如图2D所示，金属化合物膜209经过图案处理以形成与TFT202相电连接的电线211。同时，在本发明中形成作为兼作电线的阳极210。因此该电线和阳极能够同时形成，省略了形成阳极的制造步骤。
图案的形成或者可以使用干蚀刻，或者使用湿浸。
接着，形成绝缘层212以覆盖如图3A所示的阳极之间的孔隙。用于形成夹层绝缘膜208的材料可用于形成该绝缘层。最好是，这些绝缘层的厚度每个都为1至2μm。
其次，至少包括一有机化合物213的层形成在阳极210上(图3B)。至少包括一有机化合物213层的材料可以是公知的基于低分子，高分子，或中间分子的有机化合物。基于中间分子的有机材料限定为没有升华特性或溶解特性的有机化合物的聚合体(最好是，反应分子数为10或更小的聚合体)，或者为一种分子链长度是5μm或更小(最好是50nm或更小)的有机化合物。
阴极214形成在至少包括一有机化合物213的层上以能完成发光元件215。在本实施例方式中，在至少包括一有机化合物213层中产生的光从阴极侧214发出，因此阴极214的可见透光率最好40％或更大(图3C)。
阴极214的最佳材料是一种能够提高来自阴极214电子注射的具有较小功函数的材料。例如，可单独使用一种碱金属或碱土金属，或者与其它材料相结合以形成一叠片或形成一合金。
这里一顶端栅极TFT用作描述中的举例。但是，没有特别的限制，本发明还可适用一底端栅极TFT，一前交错排列的TFT，或其它TFT结构。
由于具有这种结构，通过在至少包括一有机化合物213层中的载流子重新结合发出的光能够有效地从阴极214侧发出而不必让光从阳极210侧发出。
通过使用下面的实施例对本发明上述结构作出更详细的描述。
下面将描述本发明的实施例。
[实施例1]
本实施例参考图4对本发明发光设备中的发光元件的元件结构作出详细的描述。更具体的说，将描述基于低分子化合物用于至少包括一有机化合物213层的元素结构。
正如实施例方式所述，阳极401由一光屏蔽金属化合物膜形成。本实施例中的阳极401是一种与图3C中的TFT202相电连接的电极，它通过溅射成110nm的厚度由TiN而形成。这里使用的溅射可以是二极管溅射，离子束溅射，相对目标溅射等。
至少包括一有机化合物402的层形成在阳极401上。首先，形成一具有提高阳极空穴注射功能的空穴注射层403。本实施例中的空穴注射层403是厚度为30nm的铜钛菁(Cu-Pc)膜。这里使用气化形成薄膜。
其次，空穴传输层404由一具有优越空穴传输能力的材料形成。这里，层404通过气化为厚度40nm由4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联二苯(此下文称之为α-NPD)而形成。
然后形成一发光层405。在本实施例中，空穴和电子在发光层405中重新结合而发出光。该发光层405是通过作为空穴传输主要材料的双咔唑-联二苯(此下文称之为CBP)和是发光有机化合物的三羧甲基氨基甲烷(2-苯基吡啶)铱(此下文称之为Ir(ppy)3)共同气化而形成。层405的厚度为30nm。
接着形成阻挡层406。阻挡层406也称之为空穴阻挡层，它能够防止未参与重新结合的无效电流在注射到发光层405中的空穴偶然流过电子传输层和到达阴极时而流入。在本实施例中，浴铜灵(此下文称之为BCP)通过气化为10nm的厚度沉淀到薄膜中作为阻挡层406。
最后，形成电子传输层407以完成至少包括一具有叠层结构的有机化合物402的层。电子传输层407是由能够接收电子和传输电子的材料形成。在本实施例中，电子传输层407通过气化为40nm的厚度由三羧甲基氨基甲烷(8-quinolinolate)铝(此下文称之为Alq3)而形成。
其次，形成阴极408。在本发明中，阴极408是一种允许从至少包括一有机化合物402层发射出的光进行传输的电极，因此它是由透光材料形成。阴极408还可以是一种将电子注射入至少包括一有机化合物402的层中的电极，因此，它必须由较小功函数的材料形成。为了使阴极功函数较小，本实施例使用2nm厚的碱土金属氟化物的氟化钙(CaF)膜。在此薄膜上，为了提高阴极408的导电性能层叠一20nm厚具有高导电性能的铝膜(Al)。因此该阴极408具有一层叠结构。
在本实施例中，具有较小功函数的材料和高导电性能的材料相层叠以提高阴极的功能，同时该层叠结构做成薄度为10至30nm以保证阴极40％或更大的透光率。但是，该阴极不必做成较薄，只要所使用的材料能够提供作为阴极的足够功能，和能够保证40％或更大的透光率。
图18A和18B表示测量对于至少包括一有机化合物层使用基于低分子有机化合物的发光元件的元件特性的结果。该发光元件具有一阳极，其中钛(Ti)膜和是光屏蔽金属化合物的TiN膜相互层叠，和一至少包括一有机化合物的层，该层中Cu-Pc膜，α-NPD膜，和Alq3膜相互层叠，和一阴极，其中氟化钡(BaF2)膜和铝膜相互层叠。这里光屏蔽金属化合物膜是经过UV臭氧处理的TiN膜。图18A表示一种该发光元件相对于电压的亮度特性。图18B表示一种该发光元件相对于电压的电流特性。
图18A和18B中的结果显示充分用作载流子注射型元件的发光元件是一种在光发射开始(1cd/m2)时驱动电压为5v或更低，电压作用时能流过足够大的电流，阳极使用TiN的元件。
准备一种与图18A和18B中的一个具有相同元件结构的发光元件。该发光元件使用经过等离子处理过的TiN光屏蔽金属化合物膜。图19A和19B表示测量这种发光元件元素特性的结果。图19A表示该发光元件相对于电压的亮度特性。图19B表示该发光元件相对于电压的电流特性。
这里等离子处理使用ICP(感应耦合等离子体)。更具体的说，在处理室中，位于该处理室顶端部分的石英板上的天线线圈通过匹配箱与ICP RF电源相连接，与天线相对的电极(较低的电极)也通过另一个匹配箱与Bias RF电源相连接。光屏蔽金属化合物膜的TiN膜形成在衬底的表面上，该衬底位于等离子处理的处理室中的较低电极上。
该等离子处理可使用如N2，O2，Ar，BCl，和Cl2中的一种气体或多种气体的结合。对于图19A和19B所示的元件来说，BCl的流动速率设定为60sccm，Cl2的流动速率设定为20sccm。将100W的RF功率从Bias RF电源输出给较低的电极，450W的RF功率在1.9Pa大气压的情况下输出给天线线圈以能产生等离子和对TiN膜表面执行等离子处理。表面等离子处理的时间长度最好5至60秒。在图19A和19B所示的发光元件的情况下，该处理持续10秒。
图19A表示该发光元件相对于电压的亮度特性。图19B表示该发光元件相对于电压的电流特性。
在此情况下，与经过UV臭氧处理的元件相同，光发射开始(1cd/m2)时驱动电压为5v或更低，电压作用时能流过足够大的电流，此外，在驱动电压为15v时，发光亮度达到3000cd/m2或更大。因此，可以断定该元件特性通过等离子处理可提高更多。[实施例2]
在本实施例中，将参考附图5详细描述本发明的其中一个发光设备的元件结构。特别是，描述通过使用高分子化合物形成至少包括一有机物层的元件结构。
正如实施例方式中所述，阳极501是由具有光阻效应的金属化合物膜形成。
在本实施例中，如图3所示，阳极501与TFT202形成电连接，它通过使用溅射方法由110nm厚度的TaN形成。作为本实施例中使用的溅射方法，可以是两极溅射方法，离子束溅射方法，相对目标溅射方法等。
在本实施例中，形成在阳极501上至少包括一有机化合物502的层具有一组成空穴传输层503和发光层504的叠层结构。而且，至少包括一有机化合物502的层是通过使用高分子有机化合物而形成的。
空穴传输层503通过使用聚乙烯(3，4-ethylene dioxythiopene)，此下文称之为PEDOT和受体材料的聚苯乙烯磺酸，(此下文称之为PSS)或聚苯胺，此下文称之为PANI，和樟脑磺酸，此下文称之为CSA而形成。这种材料可做成一种水溶液，因为这种材料是水溶性的，然后该水溶液通过任何涂层方法作用以形成薄膜。在本实施例中，由PEDOT和PSS制成的薄膜形成30nm的厚度作为空穴传输层503。
发光层504可以是聚乙烯p-次苯基次亚乙烯基，聚乙稀p-次苯基，聚噻吩或聚芴类型的一种材料而形成。
作为聚p-次苯基次亚乙烯基材料，可使用下面的材料：聚乙烯(p-次苯基次亚乙烯基)，此下文称之为PPV，或聚乙烯[2-(2’-亚乙二氧基)-5-甲氧基-1，4-次苯基次亚乙烯]，此下文称之为MEH-PPV，上述每种材料可发出橙色光；聚乙烯[2-(dialkoxyphenyl)-1，4-次苯基次亚乙烯]，此下文称之为ROPh-PPV，它可发出绿光，等等。
作为polyparaphenylene型材料，可使用下面的材料：聚乙烯(2，5-dialkoxy-1，4-phenylene)，此下文称之为RO-PPP，聚乙烯(2，5-dihexoxy-1，4-phenylene)，每种材料可发出蓝光，等。
作为polythiophene型材料，可使用下面的材料：聚乙烯(3-alkythiophene)，此下文称之为PAT，聚乙烯(3-hexythiophene)，此下文称之为PHT，聚乙烯(3-cyclohexylthiophene)，此下文称之为PCHT，聚乙烯(3-cyclohexyl-4-methythiophene)，此下文称之为PCHMT，聚乙烯(3，4-dicyclohexylthiophene)，此下文称之为PDCHT，聚乙烯[3-(4-octylphenyl)-thiophene]，此下文称之为POPT，或聚乙烯[3-(4-octylphenyl)-2，2-bithiophene]，此下文称之为PTOPT，每种材料能发出红光，等。
作为polyfluorene型材料，可使用下面的材料：聚乙烯(9，9-diakyfluorence)，此下文称之为PDAF，或聚乙烯(9，9-dioctylfluorence)，此下文称之为PDOF，每种材料能够发出蓝光，等。
能够形成发光层的上述材料在有机溶剂中是可以溶解的，该溶液通过任何涂层方法作用。这里使用的有机溶剂的试例包括甲苯，苯，绿苯，二氯苯，氯仿，萘满，二甲苯，二氯甲烷，环己胺，NMP(N-二甲基-2-吡硌烷酮)，二甲亚砜，环己酮，二恶烷和THF(四氢呋喃)。
在本实施例中，作为发光层504由PPV制成的膜形成的厚度为80nm。因此，能够获得至少包括一有机化合物502的层，该有机化合物具有一个由电子空穴传输层503和发光层504组成的叠层结构。
接着，形成阴极505。在本发明中，由于在至少包括有机化合物502的层中产生的光辐射过阴极505，因此就使用透光的材料形成阴极505。而且，由于阴极505将电子注射到至少包括有机化合物502的层中，因此就需要较小功函数的材料以形成阴极505。然后，在本实施例中，阴极505形成为一种叠层结构，其中为了降低功函数，碱土金属的铯(Cs)被沉淀成2nm的厚度，为了提高阴极505的导电性能，具有高导电性能的铝(aluminum)被沉淀在其中以具有20nm的厚度。
在本实施例中，为了增强阴极的功能，较小功函数的材料和高导电材料被层叠以形成一个厚度为10至30nm的超薄膜，从而保证获得40％或更大的透光率。但是，如果形成阴极的材料具有一个作为阴极的合适功能，和40％或更大的透光率，就不必减小薄膜的厚度。[实施例3]
在形成元件衬底时，在本实施例中，参考图6至9详细描述，在相同衬底上的一种同时形成下列各部分的方法，像素部分和在该像素部分周缘中形成的驱动电路的TFTs(n-沟道TFT和p-沟道TFT)及与像素部分中TFT形成电连接的发光元件。注意，在本实施例中，将形成具有实施例方式中所描述结构的发光元件。
首先，在本实施例中，使用衬底600，它是由玻璃，如用制成粒的#7059玻璃和#1737表示的硼硅酸钡或硼硅酸铝制成。注意，作为衬底600，没有特别的限制衬底是否透光，甚至可使用石英衬底。还可以使用对本实施例的处理温度具有耐热的塑料衬底。
然后，由如二氧化硅膜，氮化硅膜或氧氮化硅膜等绝缘膜形成的基底膜601形成在衬底600上。在本实施例中，使用双层结构作为基底膜601。但是，可使用单层膜或由两层或更多层绝缘膜组成的叠层结构。作为基底膜601的第一层，氧氮化硅膜601a通过使用SiH4，NH3，和N2O作为反应气体经过等离子CVD处理形成10至200nm的厚度。在本实施例中，形成厚度为50nm的氧氮化硅膜601a(成分比为Si＝32％，O＝27％，N＝24％和H＝17％)。
然后，作为基底膜601的第二层，通过使用SiH4，和N2O作为反应气体经过等离子CVD处理形成氧氮化硅膜601b以相互层叠而具有50至200nm的厚度(最好100至150nm)。在本实施例中，形成厚度为100nm的氧氮化硅膜601b(成份比为Si＝32％，O＝59％，N＝7％和H＝2％)。
基底膜601的材料，可使用单层或AlON，AlN，AlO等的叠层。
其后，半导体层602至605形成在基底膜601上。半导体层602至605是通过公知的方法(溅射方法，LPVCD方法，或等离子CVD方法)由具有非晶态结构的半导体膜形成，它们经过公知的结晶法(激光结晶法，热结晶法，或使用如镍的催化剂的热结晶法)处理。由此获得的结晶半导体膜经过图案处理成所需的形状以获得这些半导体层。半导体层602至605形成的厚度为25至80nm(最好为30至60nm)。结晶半导体膜的材料不会受到特别的限制，但是它最好通过使用硅，锗化硅(Si1-xGex(x＝0.0001至0.02))合金等形成薄膜。
在本实施例中，55nm厚的非晶硅膜是通过等离子CVD而形成的，然后，含有镍的溶液放置在非晶硅膜中。对非晶硅膜进行脱氢处理(500℃一个小时)，此后再进行热结晶处理(500℃四个小时)。而且，为了提高其结晶度，进行激光退火处理以形成结晶硅膜。然后，该结晶硅膜通过使用光刻法经过图案处理而获得半导体层602至605。
此外，在形成半导体层602至605前或后，可掺杂少量的杂质元素(硼或磷)以控制TFT的阈值。
此外，在结晶半导体膜是通过激光结晶方法，受激准分子激光器，YAG激光器和脉冲振荡型的YVO4激光器或连续波形气态激光器进行制造的情况下。在使用这些激光器的情况下，它适于使用一种从激光振荡器发射出的激光通过光学系统聚光为线性光束，并照射到半导体膜上的方法。虽然操作者应该正确地选择结晶条件，但是在使用激发激光器的情况下，脉冲振荡频率可设定为300Hz，激光能量密度可设定为100至400mJ/cm2(通常为200至300mJ/cm2)。在使用YAG激光器的情况下，它适于使用二次谐波设定一个30至300kHz的脉冲振荡频率，激光能量密度设定为300至600mJ/cm2(通常为350至500mJ/cm2)。然后，被汇聚为线型、宽度为100至1000μm，例如为400μm的激光照射到衬底的全部表面上，此时线性激光的重叠率(叠加率)可设定为50至90％。
然后形成一栅极绝缘膜607以覆盖半导体层602至605。该栅极绝缘膜607是通过等离子CVD处理而包含硅的绝缘膜或将其溅射为膜的厚度为40至150nm而形成。在本实施例中，栅极绝缘膜607是通过等离子CVD处理将氧氮化硅膜变为110nm的厚度而形成(成份比为Si＝32％，O＝59％，N＝7％和H＝2％)。当然，该栅极绝缘膜607并不局限于氧氮化硅膜，包含其它硅的绝缘膜也可形成为叠层结构的单层。
除此之外，使用氧化硅膜时，它可等离子CVD而形成，其中TEOS(源硅酸四乙酯)和O2在40Pa的反应气压下相混合，衬底温度为300至400℃，在0.5至0.8W/cm2的高频(13.56MHz)功率密度下放电。因此通过在400至500℃连续热退火处理制造的氧化硅膜中可获得与栅极绝缘膜一样的良好特性。
然后，如图6A所示，在栅极绝缘膜607上，第一导电膜608和第二导电膜609形成为叠层，厚度分别20至100nm和100至400nm。在本实施例中，由TaN膜制成的厚度为30nm的第一导电膜608和由W膜制成的厚度为370nm的第二导电膜609形成为叠层结构。TaN膜是在包含氮的空气条件下通过对Ta目标进行溅射而形成的。此外，W膜是通过对W目标实现溅射方法而形成。W膜还可通过使用六氟化钨(WF6)的热CVD处理而形成。
无论使用何种方法，对于用作栅电极就必须使该材料具有低电阻，最好是W膜的电阻率设定成小于或等于20μΩcm。通过使晶粒变大，它就能够使W膜具有较低的电阻率。但是，在许多杂质元素如氧包含在W膜中的情况下，结晶就会受到抑制和电阻变得较高。因此，在本实例中，通过使用纯度为99.9999％的目标的溅射形成具有高纯度的W膜，此外，通过充分考虑在膜形成过程中防止气相中的杂质混合在其中，就能够获得9至20μΩcm的电阻率。
注意，在本实施例中，第一导电膜608是由TaN形成的，第二导电膜609是由W形成的，但是该材料并不特别局限于此，膜或者可以是从Ta，W，Ti，Mo，Al，Cu，Cr和Nd中选择的一种元素，或者是由包含上述元素作为其主要成分的合金材料或化合物材料而形成的。此外可使用以掺杂杂质元素如磷的多晶硅膜为代表的半导体膜。还可使用包含Ag，Pd，Cu的合金。
此外，还可使用任一种组合物，如第一导电膜608是由钽(Ta)形成和第二导电膜609是由W形成的组合物，第一导电膜608是由氮化钛(TiN)形成和第二导电膜609是由W形成的组合物，第一导电膜608是由氮化钽(TaN)形成和第二导电膜609是由Al形成的组合物，或者是第一导电膜608是由氮化钽(TaN)形成和第二导电膜609是由Cu形成的组合物，或者是第一导电膜608是由W，Mo，或W和Mo组合形成和第二导电膜609是由Al和Si，或Al和Ti，或Al和Sc，或Al和Nd形成，而且，第三导电膜(未图示)是由Ti，TiN或Ti和TiN组合形成的组合物。
其次，通过使用光刻法形成由抗蚀剂制成的掩模610至613，为了形成如图6B所示的电极和电线就要执行第一蚀刻过程。第一蚀刻过程是用第一和第二蚀刻条件执行的。在本实施例中，作为第一蚀刻条件，使用ICP(感应耦合等离子体)蚀刻方法，CF4，Cl2和O2的气体混合物用作蚀刻气体，气流速率设定为25/25/10sccm，等离子是通过在1Pa下将500W RF(13.56MHz)功率作用于线圈状的电极上而产生的。这里使用三菱电气工业有限公司制造的ICP(型号E654-□ICP)干燥蚀刻装置。150W RF(13.56MHz)功率也可作用于衬底侧(试样阶段)上以能有效地使用一负极自偏压。
W膜用第一蚀刻条件进行蚀刻，第一导电层的端部形成为一锥体状。在第一蚀刻条件下，W的蚀刻速率是200.39nm/min，TaN的蚀刻速率是80.32nm/min，W至TaN的选择率大约为2.5。而且，在第一蚀刻条件下W的锥角大约为26°。
此后，如图6B所示，第一蚀刻条件改变为第二蚀刻条件而不必去除由抗蚀剂制成的掩模610至613，CF4和Cl2的混合气体用作蚀刻气体，气流速率设定为30/30sccm，等离子通过在1Pa下将500W RF(13.56MHz)功率作用于线圈状的电极上而产生以此执行大约15秒的蚀刻过程。一20W RF(13.56MHz)功率也可作用于衬底侧(试样阶段)上以能有效地使用一负极自偏压。W膜和TaN膜用CF4和Cl2相混合的第二蚀刻条件以相同的顺序进行蚀刻。
在第二蚀刻条件下，W的蚀刻速率是58.97nm/min，TaN的蚀刻速率是66.43nm/min。注意，为了进行蚀刻而在栅极绝缘膜上没有任何剩渣，蚀刻时间可大致延长10至20％。
在第一蚀刻过程中，第一和第二导电层的端部形成具有一个锥体状，这时由于通过采用具有适当形状的抗蚀剂掩模作用于衬底侧的偏电压的效应而形成的。锥部的角度可设定为15°至45°。因此，由第一导电层和第二导电层组成的第一形状导电层615至618(第一导电层615a至618a和第二导电层615b至618b)是通过第一蚀刻过程形成的。参考标号620表示栅极绝缘膜，没有被第一形状导电层615至618覆盖的栅极绝缘膜区域经过蚀刻制成较薄的厚度，大致为20至50nm。
然后，执行第一掺杂过程以将给于n型导电率的杂质元素附加给半导体层而无需去除由抗蚀剂制成的掩模(图6B)。掺杂可通过离子掺杂方法或离子注射方法实现。离子掺杂方法的条件是剂量为1×1013至5×1015原子微粒/cm2，加速电压为60至100keV。在本实施例中，剂量为1.5×1015原子微粒/cm2，加速电压为80keV。
作为给于n型导电率的杂质元素，使用属于元素周期表中第15簇的元素，通常为磷(P)或砷(As)。这里使用磷。在此情况下，导电层615至618使掩模变为给于n型导电率的杂质元素，以自校准方式形成高浓度杂质区域621至624。给于n型导电率的杂质元素加到浓度范围为1×1020至1×1021原子微粒/cm2的高浓度杂质区域621至624中。
此后，如图6C所示执行第二蚀刻过程而无需去除由抗蚀剂制成的掩模。第二蚀刻过程是通过第三或第四蚀刻条件执行的。这里，CF4和Cl2的混合气体用作蚀刻气体，气流速率设定为30/30sccm，等离子通过在1Pa下将500W RF(13.56MHz)功率作用于线圈状的电极上以此执行大约60秒的蚀刻过程而产生。一20W RF(13.56MHz)功率也可作用于衬底侧(试样阶段)上以能有效地使用一负极自偏压。W膜和TaN膜用CF4和Cl2相混合的第三蚀刻条件以相同的顺序进行蚀刻。
在第二蚀刻条件下，W的蚀刻速率是58.97nm/min，TaN的蚀刻速率是66.43。注意，为了进行蚀刻而在栅极绝缘膜上没有任何剩渣，蚀刻时间可大致延长10至20％。
此后，如图6C所示，第三蚀刻条件改变为第四蚀刻条件，不必去除由抗蚀剂制成的掩模610至613，CF4，Cl2和O2的混合气体用作蚀刻气体，气流速率设定为20/20/20sccm，等离子通过在1Pa下将500W RF(13.56MHz)功率作用于线圈状的电极上以此执行大约20秒的蚀刻过程而产生。一20W RF(13.56MHz)功率也可作用于衬底侧(试样阶段)上以能有效地使用一负极自偏压。
在第四蚀刻条件下，TaN的蚀刻速率为14.83nm/min。因此，可选择蚀刻的W膜。根据第四蚀刻过程，形成第二导电层626至629(第一导电层626a至629a和第二导电层626b至629b)。
其次，如图7A所示执行第二掺杂过程。第一导电层626a至629a和第二导电层626b至629b用作杂质元素的掩模，执行掺杂以便使杂质元素加到第一导电层锥部下面的半导体层中。在本实施例中，磷用作杂质元素，等离子掺杂是用剂量为1.5×1014原子微粒/cm2，电流密度为0.5μA和加速电压为90keV执行的。
因此，与第一导电层重叠的低浓度杂质区域631a至634a和没有与第一导电层重叠的低浓度杂质区域631b至634b是以自校准的方式形成的。低浓度杂质区域631至634中磷(P)的浓度为1×1017至5×1018原子微粒/cm2。而且，该杂质元素加到高浓度杂质区域621至624中，形成高浓度杂质区域635至638。
新掩模是由抗蚀剂(639和640)形成的，执行第三掺杂过程。其中附加了从单个导电性类型(n型)中产生给于相反导电性类型(p型)的杂质元素的杂质区域641a，641b，642a和642b形成为半导体层，这些半导体层通过第三掺杂过程变为p沟道TFTs的活性层。(见图7B)第一导电层627a和第二导电层627b用作阻挡杂质元素的掩模，添加产生p型导电性的杂质元素，该杂质区域是以自校准的方式形成的。
在本实施例中杂质区域641a，641b，642a和642b是通过使用乙硼烷(B2H6)的离子掺杂而形成的。磷通过第一掺杂过程和第二掺杂过程分别以不同的浓度添加到杂质区域641a，642a和杂质区域641b，642b中。但是，执行掺杂以便使对每个区域产生p型导电性的杂质元素的浓度变为2×1020至2×1021原子微粒/cm2，因此对用作p沟道TFTs的源极区和漏极区的区域不会产生问题。
下面去除抗蚀剂掩模639和640，如图7C所示形成第一夹层绝缘膜643。在本实施例中，作为第一夹层绝缘膜643，叠层膜是由包含硅和氮化物的第一绝缘膜643a和包含硅和氧的第二绝缘膜643b形成的。
包含硅的绝缘膜通过等离子CVD或溅射形成具有100至200nm的厚度，作为第一夹层绝缘膜643a。氧氮化硅膜是通过实施例3中的等离子CVD形成100nm的厚度。当然第一夹层绝缘膜643a并不局限于氧氮化硅膜，包含硅的其它绝缘膜可用在单层或叠层结构中。
其次，执行激活添加到每个半导体层中的杂质元素的过程。对于激活过程执行使用退火炉的热退火。热退火可在具有1ppm或更小，最好为0.1ppm或更小的氧气浓度的氮气中，温度为400至700℃，通常在500和550℃之间执行。该激活过程在实施例3中通过550℃的热处理执行四个小时。注意，除了热退火外，还可以使用激光退火和快速热退火(RTA)。
还要注意，在实施例3中，在结晶过程中用作催化剂的镍与执行上述激活过程的同时被气化到包含磷的高浓度杂质区域635，637和638中。因此可降低主要变为沟道形成区域的半导体层中的镍的浓度。对于具有由此形成的沟道形成区域的TFTs可减小关断电流的值，由于良好的结晶性可获得高电场效应。因此，可实现良好的性能。
而且，激活过程还可在形成第一夹层绝缘膜前执行。但是，在使用不耐热的电线材料时，最好是在形成夹层绝缘膜(包含硅作为其主要成分，例如氮化硅膜)后执行激活过程以能保护电线等，如实施例3中所述。
可执行掺杂过程，第一夹层绝缘膜可在执行激活过程后形成。
此外，热处理可在包含3至100％氢气，执行半导体层氢化作用的空气中、在300至500℃温度的条件下进行1至12个小时。在实施例3中热处理在大致包含3％氢气的空气中、在410℃温度的条件下进行一个小时。该过程是一个通过包含着夹层绝缘层中的氢气终止半导体层的不饱和键的过程。等离子氢化作用(使用等离子激活的氢气)可作为另一种氢化作用的方式来执行。
而且，在使用激光退火方法作为激活过程时，最好能够在执行上述氢化作用过程后辐射如来自受激准分子激光器或YAG激光器的激光。
其次，在第一夹层绝缘膜643a上通过等离子CVD或溅射包含硅的厚度为1至2μm绝缘膜形成第二夹层绝缘膜643b。在实施例3中形成一膜厚度为1.2μm的氮氧化物膜。当然，第二绝缘膜643b并不局限于上述膜，包含其它硅的绝缘膜可形成为一单层或叠层结构。
然后形成由第一绝缘膜643a和第二绝缘膜643b制成的第一夹层绝缘膜643。
下面，执行图案处理以便形成到达杂质区域635，636，637和638的接触孔。
此外，第一绝缘膜643a和第二绝缘膜643b是包含形成等离子CVD硅的绝缘膜，以便使用干蚀刻方法或温浸方法来形成接触孔。但是，在本实施例中，温浸方法用于蚀刻第一绝缘膜，干蚀刻方法用于蚀刻第二绝缘膜。
首先，蚀刻第二绝缘膜643b。这里，包含7.13％氟氢化铵(NH4HF2)和15.4％氟化铵(NH4F)的混合溶液(Stella chemifa Inc.，商标LAL 500)用作蚀刻剂以便在20℃的条件下进行温浸。
其次，蚀刻第一绝缘膜643a。CHF4用作蚀刻气体，气流速率设定为35sccm。在7.3Pa大气压下作用一800W RF电功率，执行干蚀刻过程。
形成电线645至651和阳极652，它们分别与高浓度杂质区域635，636，637和638形成电连接。在本实施例中，作为形成电线645至651和阳极652的材料，可使用具有光阻效应的导电材料。更具体的说，可使用由元素周期表中第四，第五或第六簇元素组成的导电氮化物，氧化物，碳化物，硼化物和硅化物。但是，通过使用氮化钛(TiN)对电线645至651和阳极652进行图案处理以便形成500nm的厚度(图8A)。
作为本实施例的蚀刻条件，CF4和Cl2可用作蚀刻气体气流速率设定为40/40sccm，通过在1.2Pa下将500W RF(13.56MHz)功率作用于线圈状的电极上以此执行大约30秒的蚀刻过程而产生等离子。一100W RF(13.56MHz)功率也可作用于衬底侧(试样阶段)上以能有效地使用一负极自偏压。
在本实施例中，阳极652同时与电线一起形成，以满足用作高浓度区域638的电线功能。
该绝缘膜形成1μm的厚度。作为形成绝缘膜的材料，在本实施例中可使用包含氧化硅的膜。还可使用其它的膜，如包含氮化硅，或氮氧化硅的绝缘膜，有机树脂膜，聚酰亚胺，聚酰胺，丙烯酸(包括感光的丙烯酸)，BCB(环丁烯苯)等。
形成一对应于该绝缘膜的阴极652的开口部，形成绝缘层653(图8B)
更具体的说，绝缘膜653在使用光刻法进行图案处理，和执行蚀刻处理后，它是通过该绝缘膜使用感光的丙烯酸形成1μm的厚度而形成的。
在绝缘层653开口部中外露的阳极652上，至少包括一有机化合物654的层通过蒸发法而形成(图9A)。在本实施例中，解释了形成一种包括有机化合物层的状态，有机化合物是发出红、绿和蓝三种光的有机化合物。参考图10A至10D描述形成三种有机化合物层的有机化合物的组合。
图10A中所示的发光元件由一阳极1001，一至少包括一有机化合物1002的层和一阴极1003组成。该至少包括一有机化合物1002的层具有一由空穴传输层1004，一发光层1005和一电子传输层1006组成的叠层结构。图10B说明了构成红光发光元件的材料和厚度，图10C说明了构成绿光发光元件的材料和厚度，图10D说明了构成蓝光发光元件的材料和厚度。
首先，形成至少包括一发出红光的有机化合物的层，更具体的说，一作为空穴传输有机化合物的4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联二苯(此下文称之为α-NPD)形成为一膜厚度为40nm的空穴传输层1004。一作为发光有机化合物的2，3，7，8，12，，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉-铂(此下文称之为PtOEP)被共同沉淀以形成厚度为30nm的具有有机化合物(此下文称之为基质材料)4，4’-双咔唑-联苯(此下文称之为CBP)的发光层1005以用作基质。一作为阻挡有机化合物的basocuproin(此下文称之为BCP)形成为厚度为10nm的阻挡层1006。一作为电子传输有机化合物的tris(8-quinolinolatoA)铝(此下文称之为Alq3)形成厚度为40nm的电子传输层1007。因此，能够形成至少包括一有机化合物的红光层。
虽然在这里对形成至少包括一有机化合物的红光层作了解释，该有机化合物使用五种不同功能的有机化合物，但是本发明并不局限于此，公知的材料可用作发出红光的有机化合物。
形成一至少包括一有机化合物的绿光层。更具体的说，作为空穴传输有机化合物的α-NPD形成膜厚度为40nm的空穴传输层1004。发光层1005是通过用作空穴传输基质材料的CBP与tris(2-苯基吡啶)铱(Ir(ppy)3)共同沉淀形成其膜的厚度为30nm。作为阻挡有机化合物的BCP形成厚度为10nm的阻挡层1006。作为电子传输有机化合物的Alq3形成厚度为40nm的电子传输层1007。因此，能够形成至少包括一有机化合物的绿光层。
虽然在这里对形成至少包括一有机化合物的绿光层作了解释，该有机化合物使用四种不同功能的有机化合物，但是本发明并不局限于此，公知的材料可用作发出绿光的有机化合物。
形成一至少包括一有机化合物的蓝光层。更具体的说，作为发光有机化合物和空穴传输有机化合物的α-NPD形成膜厚度为40nm的发光层1005。作为阻挡有机化合物的BCP形成厚度为10nm的阻挡层1006。作为电子传输有机化合物的Alq3形成厚度为40nm的电子传输层1007。因此，能够形成至少包括一有机化合物的蓝光层。
虽然在这里对形成至少包括一有机化合物的蓝光层作了解释，该有机化合物使用三种不同功能的有机化合物，但是本发明并不局限于此，公知的材料可用作发出蓝光的有机化合物。
通过在阳极上形成上述有机化合物，能够在像素部形成至少包括能发出红光、绿光和蓝光的一有机化合物的层。
如图9B所示，形成阴极655以能覆盖至少包括有机化合物654的层和绝缘层653。在本实施例中，阴极655是由透光的导电膜形成的。更具体的说，最好是阴极655是由较小功函数材料形成的以能提高来自阴极655的电子注射。例如，材料可从碱金属或碱土金属，碱金属或碱土金属与其它材料组合物，或碱金属或碱土金属中其它材料的合金(例如，Al：Mg合金，Mg：In合金等)中进行选择。在本实施例中，阴极655形成具有一叠层结构，其中是碱土金属氮化物的氟化钙(CaF)和具有较高导电性能的铝或银沉淀在叠层中。
在本实施例中，由于在发光元件中产生的光经过阴极655照射，该阴极就必须能够透光。因此，CaF膜形成能够与至少包括一有机化合物654厚度为2nm的层相接触，具有厚度为20nm的铝膜或银膜形成在其上。
因此，阴极是由超薄膜形成的，以此能够形成透光性的电极。阴极655只有在材料是较小功函数材料和是透光的导电膜的情况下可用其它公知的材料形成。
如图9B所示，能够形成具有发光元件656元件衬底，其中发光元件由这些部分组成：与电流控制TFT704电连接的阳极652，在阳极652和与阳极652相邻的阴极(未图示)之间形成的绝缘层653，至少包括在阳极652上形成的一有机化合物654的层，形成在至少包括一有机化合物654层和绝缘层653上的阴极655。
注意，在制造本实施例的发光设备的过程中，尽管源极信号线是由形成栅电极的材料形成的，栅极信号线是由形成源极和漏极电极的电线材料形成的，对于电路结构和过程，还是可使用其它的材料。
而且，具有n沟道TFT701和p沟道TFT702的驱动电路705和具有开关TFT703和电流控制TFT704的像素部706可形成在相同的衬底上。
驱动电路705的n沟道TFT701具有沟道形成区域501，与形成栅电极一部分的第一导电层626a重叠的低浓度杂质区域631(GOLD区域)，和用作源极区域或漏极区域的高浓度杂质区域635。P沟道TFT702具有沟道形成区域502，用作源极区或漏极区的杂质区域641和642。
像素部706的开关TFT703具有沟道形成区域503，与形成栅电极的第一导电层628a重叠的低浓度杂质区域633a(LLD区域)，没有与第一导电层628a重叠的低浓度杂质区域633b(LID区域)和用作源极区域或漏极区域的高浓度杂质区域637。
像素部706的电流控制TFT704具有沟道形成区域504，与第一导电层629a重叠的低浓度杂质区域634a(LLD区域)，没有与第一导电层628a重叠的低浓度杂质区域634b(LLD区域)和用作源极区域或漏极区域的高浓度杂质区域638。
在本实施例中，TFT的驱动电压是1.2至10v，最好是2.5至5.5v。
像素部的显示器是激活(活动图像显示的情况)时，背景是通过发光元件发出光的像素来显示的，字符是通过发光元件不发光的像素来显示的。但是，在像素部的活动图像显示静止一段时间或更长的时间(在本说明书中称之为备用时间)的情况下，为了节约电能，恰当的是改变(转换)显示方法。更具体的说，字符是通过发光元件发光的像素来显示(也称之为字符显示)，背景是通过发光元件不发光的像素来显示(也称之为背景显示)。
图11A显示的是像素部详细的顶面结构，图11B是其电路图。图11A和11B用同一参考标号表示。
在图11A和11B中，设置在衬底上的开关TFT1100是通过使用图9B的开关TFT(n沟道型)703而形成的。因此，开关TFT(n沟道型)703的解释可参考该结构的解释。而且，用参考标号1102表示的电线是一种与开关TFT1100的栅电极1101(1101a和1101b)形成电连接的栅极电线。
注意，在本实施例中，采用了双栅极结构，在其中形成两个沟道形成区域，而单个栅极结构，在其中形成一个沟道形成区域，或者也可采用三重栅极结构，在其中形成三个沟道形成区域。
而且，开关TFT1100的源极与源极电线1103相连接，和其漏极与漏极电线1104相连接。该漏极电线1104与电流控制TFT1105的栅电极1106形成电连接。注意电流控制TFT1105是通过使用图9B的电流控制(n沟道型)TFT704而形成的。因此，电流控制TFT(n沟道型)704的解释可参考该结构的解释。注意，虽然在本实施例中采用了单个栅极结构，但是也可采用双栅极结构或三重栅极结构。
而且，电流控制TFT1105的源极与电源线1107形成电连接，其漏极与漏极电线1108形成电连接。此外，漏极电线1108还与用点划线表示的阴极1109形成电连接。
用参考标号1110表示的电线是一种与擦除TFT1111的栅电极1112相连接的栅极电线。而且，擦除TFT1111的源极与电源线1107形成电连接，其漏极与漏极电线1104形成电连接。
擦除TFT1111与图9B中的电流控制(n沟道型)TFT704一样形成。因此，该结构的解释参考电流控制(n沟道型)TFT704的解释。在本实施例中，虽然描述的是单个栅极结构，但是也可采用双栅极结构或三重栅极结构。
在此时，在用参考标号1113表示的区域中形成存储电容(电容器)。该电容1113是通过与电流源线1107相电连接的半导体膜，与栅极绝缘膜同层的绝缘膜(未图示)和栅电极1006而形成的。而且，通过栅电极1106，与第一夹层绝缘膜相同的层(未图示)和电流源线1107而形成的电容可用作存储电容。
图11B电路图中所示的发光元件1115是由阴极1109，一在阴极1109上形成的至少包括一有机化合物(未图示)的层，和在至少包括一有机化合物层上形成的阳极(未图示)组成。在本发明中，阴极1109与电流控制TFT1105的源极区和漏极区相连接。
一反电位作用于发光元件1115的阳极上。此外，电源电位作用于电源线V上。反电位和电源电位之间的电位差总是保持在一定的值以能使发光元件在电源电位作用于像素电极上时发光。电源电位和反电位通过用外部连接的IC芯片等提供的电源作用于本发明的发光设备上。在本说明书中，提供反电位的电源称之为反电源1116。[实施例4]
参考图12，在本实施例中将描述本发明有源矩阵型发光设备的外观图。图12A是该发光设备的顶视图，图12B是图12A中A-A’线的剖视图。参考标号1201表示源极侧驱动电路，它用虚线表示；1202表示像素部；1203表示栅极侧驱动电路；1204表示密封衬底和1205表示密封剂。一空间被密封剂1205包围。
参考标号1208表示将输入信号传输给源极信号线驱动电路1201和栅极信号线驱动电路1203的互联结。该互联结1208接收为外部输入端的柔性印刷电路(FPC)1209的视频信号或时钟信号。只有FPC是用于解释说明的，但是一印刷电线板(PWB)可连在该FPC上。在本说明书中涉及的发光设备可以是发光设备的本体，或者是一种FPC或PWB与该本体相连接的产品。
参考图12B，下面将描述剖面结构。驱动电路和像素部形成在衬底1210上，但是图12B中显示的是作为其中一个驱动电路的栅极侧驱动电路1203和像素部1202。
在栅极侧驱动电路1203中，形成一由n沟道型TFT1213和p沟道型TFT1214相结合而成的CMOS电路。组成该驱动电路的TFTs可以是由公知的CMOS电路，PMOS电路或NMOS电路构成。在本实施例中，举例说明的是驱动电路在衬底上形成的整体型驱动器，但是也可不必采用整体型的驱动器。该驱动器可不安装在衬底上而可安装在外部上。
像素部1202是由包括电流控制的TFT1211的许多像素和与TFT1211的漏极形成电连接的阳极1212组成。
在阳极1212的两侧，形成绝缘膜1213，至少包括一有机化合物1214的层形成在阳极1212上。而且，一阴极1216形成在至少包括一有机化合物1214的层上。这样，就能形成由阳极1212，至少包括一有机化合物1214的层和阴极1216组成的发光元件1218。
阴极1216还用作与所有像素共有的互联结，它通过互联结1208与FPC1219形成电连接。
为了密封形成在衬底1210上的发光元件1218，密封衬底1204用密封剂1205粘贴。可设置一由树脂模制成的垫片以在密封衬底1204和发光元件1218之间保持一设定的间隔，如氮气的惰性气体可充入密封剂1205内的空间1207中。作为密封剂1205，最好使用环氧树脂。该密封剂1205期望是由稍微透过一点水容量或氧气的材料制成。而且，它允许将具有吸湿效应的材料加入到空间1207中。
在本实施例中，作为制成密封衬底1204的材料，可使用玻璃衬底，石英衬底或由加强玻璃纤维塑料(FRP)，聚氟乙烯(PVF)聚酯薄膜，聚酯或聚丙烯酸树脂制成的塑料衬底。在密封衬底1204用密封剂1205粘附到衬底1210上后，可施加一密封剂以能覆盖侧面(外露的表面)。
如上所述，该发光元件被气密地放入空间1207中，以便发光元件能够完全与外部隔绝，和促使至少包括一有机化合物层变质的材料，如水容量或氧气能被防止从外部侵入该层。因此，发光设备能够具有较高的可靠性。
本实施例的结构可随意地与实施例1至3的结构相结合。[实施例5]
实施例1至4描述了一种具有顶端栅极TFT的有源矩阵型发光设备。但是，本发明的TFT结构并不局限于此结构，如图13所示在实现本发明时还可使用底端栅极TFTs(通常为反向交错排列的TFTs)。反向交错排列的TFTs可通过任何方法而形成。
图13A是使用底端栅极TFTs的发光设备的顶视图。注意，密封衬底还没有进行。一源极侧驱动电路1301，一栅极侧驱动电路1302和一像素部1303形成在其中。图13B表示剖面中像素部1303的区域1304。该剖视图是通过沿图13A中线X-X’切断发光设备而获得。
图13B解释的仅仅是一种在像素部1303中构成的TFTs之外的电流控制TFT。参考标号1311表示衬底，1312表示用作基底的绝缘膜(此下文称之为基膜)。衬底1311使用透明衬底，通常也可使用玻璃衬底，石英衬底，玻璃陶瓷衬底或晶化玻璃衬底。但是，必须选择能够经受制造过程中最高加工温度的衬底。
基膜1312在使用包含移动离子的衬底或导电衬底时特别有效。如果使用石英衬底，就可省略基膜。基膜1312使用包含硅的绝缘膜。这里术语包含硅的绝缘膜是指一种硅含量按给定比例的含氧或氮的绝缘膜，更具体的说，是氧化硅膜，氮化硅膜或氮氧化硅膜(SiOxNy：x和y是任意的整数)。
参考标号1313表示是p沟道型TFT的电流控制TFT。注意，在本实施例中，发光元件1329的阳极1323与电流控制1313相连接。因此阳极1323最好由p沟道型TFT制成，但是也可由n沟道型TFT制成。
电流控制的TFT1313是由包括源极区1314，漏极区1315和沟道形成区域1316的有源层，栅极绝缘膜1317，栅电极1318，夹层绝缘膜1319，源极电线1320和漏极电线1321组成。
开关TFT具有一个与电流控制的TFT1313的栅电极1318相连接的漏极区。精确的说，电流控制的TFT1313的栅电极1318通过漏极电线(未图示)与开关TFT的漏极区(未图示)形成电连接。栅电极1318具有一单个栅极结构，但是可采用多重栅极结构。电流控制TFT1313的源极电线1320与电源线(未图示)相连接。
电流控制TFT1313是一种控制提供给发光元件电流量的元件，相对较大的电流流过该TFT。因此，最好是将电流控制TFT设计成具有一个沟道宽度(W)大于开关TFT的沟道宽度。还最好是将电流控制TFT设计成具有相对较长的沟道长度(L)以能避免巨大的电流在电流控制TFT1313中流过。期望的是该长度设定为每个像素的电流是0.5至2μA(最好是1至1.5μA)。
如果电流控制TFT1313的有源层(特别是沟道形成区域)的厚度形成较厚(期望是50至100nm，更期望的是60至80nm)，就能减缓TFT的老化。
在形成电流控制TFT1313后，形成夹层绝缘层1319和形成与电流控制TFT1313形成电连接的阳极1323。在本实施例中，阳极1323和电线1320用相同的材料同时形成。作为阳极1323的材料，最好使用具有较小功函数的导电膜。在本实施例中，阳极1323是由Al形成的。
在形成阳极1323后，形成绝缘膜1324。绝缘膜1324用作所谓的堤岸。
其次形成一至少包括一有机化合物1325的层，阴极1326形成在层上。至少包括一有机化合物1325的层的材料如实施例1或2中所示。
阴极1326形成在至少包括一有机化合物1325的层上。阴极1326的材料，可使用具有较小功函数的透明导电膜。在本实施例中，阴极1326是通过将厚度为20nm的Al叠加在厚度为2nm的CaF上而形成的。
因此，能够形成具有反向交错排列型TFT的发光设备。此外，在根据本实施例的发光设备中，光能够在图13B中用箭头所示的方向(向上)发出。
由于反向交错排列TFT的结构比顶端栅极TFT更便于减少制造步骤，因此该结构具有降低制造成本的优点，降低制造成本正是本发明所要解决的问题。
而且，除了TFT结构外，本实施例的结构通过与实施例1至4中所示的结构可自由地组合地。[实施例6]
在本实施例中，参考图14描述制造具有本发明元件结构的无源型(简单矩阵型)发光设备的情况。在图14中，参考标号1401和1402分别表示玻璃衬底和由金属化合物膜制成的阳极。在本实施例中，作为金属化合物的TiN是通过溅射而形成的。在图14中未图示，许多阳极以平行于纸张的条纹状排列。在无源矩阵发光设备中，由于阳极材料需要比有源矩阵发光设备具有更高的导电性能，因此在降低发光元件的驱动电压时阳极使用的是比常用的ITO具有更高导电性能的金属化合物是非常有效的。
形成由绝缘材料制成的堤岸1403以能跨越条纹状排列的阳极1402。堤岸1403垂直于纸面形成以能接触阳极1402。
其次，形成至少包括一有机化合物1404的层。作为制成至少包括一有机化合物1404的层的材料，可使用能够发光的公知材料，以及实施例1和2中所述的材料。
例如，通过形成至少包括一有机化合物发出红光的层，至少包括一有机化合物发出绿光的层，至少包括一有机化合物发出蓝光的层，就能形成发出三种类型光射线的发光设备。由于至少包括一由这些层组成的有机化合物1404的层是沿堤岸1403中制成的凹槽形成的，层1404就垂直于纸面以条纹状排列。
接着，阴极1405形成在至少包括一有机化合物1404的层上。该阴极1405是通过使用金属掩摸的气相淀积而形成的。
由于在本实施例中较低的电极(阳极1402)是透明材料，在至少包括一有机化合物1404的层上产生的光就能够向上(与衬底1401相对)照射。
接着，一玻璃衬底准备用作密封衬底1407。由于在本实施例的结构中密封衬底1407具有透明性，也可使用塑料或石英制成的衬底以及玻璃衬底。
密封衬底1407用紫外线固化的树脂制成的密封剂1408粘附在衬底1401上。密封剂1408的内部1406是一气密空间，该内部空间充满如氮气或氩气的惰性气体。将一吸湿剂，典型的例子是氧化钡放入气密空间1406中是非常有效的。最后，一柔性印刷电路板(FPC)安装在阳极上以能完成一无源型发光设备。
本实施例可通过组合除了实施例1至5中所示元件结构(有源矩阵型)外的一些材料而实现。[实施例7]
因为能够自发光，使用发光元件的发光设备比液晶显示设备在明亮的地方具有更好的可见度和更宽视角。因此，通过使用本发明的发光设备能够实现各种电器。
给出使用根据本发明制造的发光设备的电器的实例是摄像机，数字相机，护目镜型显示器(安装显示器的磁头)，航海系统，音频重放设备(如汽车音响和音响部件)，笔记本电脑，游戏机，便携式信息终端(如移动电脑，蜂窝式电话，便携式游戏机和电子本)，和装备记录介质的图像重放设备(更具体的说，是一种具有能够重放记录介质如数字化视频光盘(DVD)中的数据以能显示该数据的图像的显示器的设备)。宽视角对于便携式信息终端来说特别重要，因为人们在观看屏幕时，屏幕经常是倾斜的。因此，对于便携式信息终端来说最好装备使用了发光元件的发光设备。图16A至16H显示的是这些电器的具体实例。
图16A表示一种由外壳2001，支撑基座2002，显示单元2003，扬声器单元2004，视频输入端2005等组成的显示设备。根据本发明制造的发光设备能够用于显示单元2003上。由于具有发光元件的发光设备是自发光，该设备就不必需要黑光，能够制成比液晶显示设备更薄的显示单元。该显示设备涉及所有能够显示信息，包括个人电脑，TV广播接收和广告的所有显示设备。
图16B表示一种由主体2101，显示单元2102，图像接收单元2103，操作键2104，外接端口2105，快门2106等组成的数字静态照相机。根据本发明制造的发光设备能够用于显示单元2003上。根据本发明制造的发光设备能够用于显示单元2102上。
图16C表示一种由主体2201，外壳2202，显示单元2203，键盘2204，外接端口2205，点击鼠标2206等组成的笔记本个人电脑。根据本发明制造的发光设备能够用于显示单元2203上。
图16D表示一种由主体2301，显示单元2302，开关2303，操作键2304，红外端口2305等组成的移动电脑。根据本发明制造的发光设备能够用于显示单元2302上。
图16E表示一种装备记录介质的便携式图像重放设备(更具体的说，DVD播放机)。该设备由主体2401，外壳2402，显示单元A2403，显示单元B2404，记录介质(DVD等)读取单元2405，操作键2406，扬声器单元2407等组成。显示单元A2403主要显示图像信息，而显示单元B2404主要显示文本信息。根据本发明制造的发光设备能够用于显示单元A2403和显示单元B2404上。该装备记录介质的图像重放设备还包括家用视频游戏机。
图16F表示一种由主体2501，显示单元2502，和曲臂单元2503组成的护目镜型显示器。根据本发明制造的发光设备能够用于显示单元2502上。
图16G表示一种由主体2601，显示单元2602，外壳2603，外接端口2604，遥控接收单元2605，图像接收单元2606，电池2607和音频输入单元2608，操作键2609，接目镜部2610等组成的摄像机。根据本发明制造的发光设备能够用于显示单元2602上。
图16H表示一种由主体2701，外壳2702，显示单元2703，音频输入单元2704，音频输出单元2705，操作键2706，外接端口2707，天线2708等组成的蜂窝电话。根据本发明制造的发光设备能够用于显示单元2703上。如果该显示单元2703在黑背景下显示白色字母，该蜂窝电话耗能就较低。
如果将来提高有机材料发出的光亮度，该发光设备通过用物镜等放大包含图像信息的输出光和投射该输出光可用于前或后投影仪中。
这些电器现在能够显示通过电子通信线路如互联网和CATV(有线电视)发送的递增频率信息，特别是，动画信息。由于有机材料具有非常快的响应速度，该发光设备适于动画显示。
在该发光设备中，发光部分消耗电能，因此它最好以不需要发光部分的方式显示信息。在使用便携式信息终端的显示单元中的发光设备时，特别是主要显示文本信息的蜂窝电话和音频重放设备，最好是驱动该设备时能使不发光部分形成背景和发光部分形成文本信息。
如上所述，通过使用本发明的沉淀设备制造的发光设备的应用范围是非常广的，它能够用于任何领域的电器中。本实施例的这些电器可通过使用由实现实施例5而形成的发光设备来完成。
在本发明中，通过使用光屏蔽金属化合物作为阳极材料，在制造有源矩阵发光设备中发光元件的阳极能够在将阳极与驱动该发光元件的薄膜晶体管(此下文称之为TFT)相电连接的电线形成时同时形成。因此，本发明的特征在于省略了形成光屏蔽膜等的过程，而该过程在透明导电膜在现有技术中使用时是必须的。
用于本发明的金属化合物的功函数等于或大于现有技术中用作阳极材料的ITO或IZO的功函数。通过使用阳极的金属化合物，就能够将阳极的空穴注射提高更多。而且，该金属化合物就导电性能来说比ITO的电阻率要小。因此它能够实现作为电线的功能，与现有技术相比还能降低发光元件中的驱动电压。

Claims (38)

1.一种具有阳极，阴极和至少包括有机化合物的层的发光设备，
其中至少包括有机化合物的层插入在阳极和阴极之间，
其中阳极具有光屏蔽能力，它包含属于周期表中第4，5或6簇的一种元素，
其中该阳极包括一透光导电膜。
2.如权利要求1所述的设备，其中：阳极是由电阻率为1×10-2Ωcm或更小的材料组成。
3.如权利要求1所述的设备，其中：阳极是由功函数为4.7eV或更大的材料组成。
4.如权利要求1所述的设备，其中该阳极是由从氮化钛，氮化锆，碳化钛，碳化锆，氮化钽，碳化钽，氮化钼，碳化钼构成的组中选取一种而形成。
5.如权利要求1所述的设备，其中该发光设备是一种从由显示设备，数字静态照相机，笔记本个人电脑，移动电脑，具有记录介质的便携式图像重放设备，护目镜型显示器，摄像机和蜂窝式电话构成的组中选择的一种设备。
6.一种具有阳极，阴极和至少包括有机化合物的层的发光设备，
其中至少包括有机化合物的层插入在阳极和阴极之间，
其中阳极具有光屏蔽能力，它由属于周期表中第4，5或6簇一种元素的其中一个氮化物或碳化物构成，
其中阴极包括一透光导电膜。
7.如权利要求6所述的设备，其中该阳极是由电阻率为1×10-2Ωcm或更小的材料组成。
8.如权利要求6所述的设备，其中该阳极是由功函数为4.7eV或更大的材料组成。
9.如权利要求6所述的设备，其中该阳极是由从氮化钛，氮化锆，碳化钛，碳化锆，氮化钽，碳化钽，氮化钼，碳化钼构成的组中选取一种而形成。
10.如权利要求6所述的设备，其中该发光设备是一种从由显示设备，数字静态照相机，笔记本个人电脑，移动电脑，具有记录介质的便携式图像重放设备，护目镜型显示器，摄像机和蜂窝式电话构成的组中选择的一种设备。
11.一种具有设置在绝缘表面上的TFT和发光元件的发光设备，
其中该发光元件具有阳极，阴极和至少包括有机化合物的层，
其中TFT与阳极形成电连接，
其中阳极包含一种属于周期表第4，5或6簇中其中一簇的元素。
12.如权利要求11所述的设备，其中该阳极包括一透光导电膜。
13.如权利要求11所述的设备，其中该阳极是由电阻率为1×10-2Ωcm或更小的材料组成。
14.如权利要求11所述的设备，其中该阳极是由功函数为4.7eV或更大的材料组成。
15.如权利要求11所述的设备，其中该阳极是由从氮化钛，氮化锆，碳化钛，碳化锆，氮化钽，碳化钽，氮化钼，碳化钼构成的组中选取一种而形成。
16.如权利要求11所述的设备，其中该发光设备是一种从由显示设备，数字静态照相机，笔记本个人电脑，移动电脑，具有记录介质的便携式图像重放设备，护目镜型显示器，摄像机和蜂窝式电话构成的组中选择的一种设备。
17.一种具有设置在绝缘表面上的TFT和发光元件的发光设备，
其中该发光元件具有阳极，阴极和至少包括有机化合物的层，
其中TFT与阳极形成电连接，
其中阳极包含其中一种属于周期表第4，5或6簇中其中一簇元素的氮化物或碳化物。
18.如权利要求17所述的设备，其中该阳极包括一透光导电膜。
19.如权利要求17所述的设备，其中该阳极是由电阻率为1×10-2Ωcm或更小的材料组成。
20.如权利要求17所述的设备，其中该阳极是由功函数为4.7eV或更大的材料组成。
21.如权利要求17所述的设备，其中该阳极是由从氮化钛，氮化锆，碳化钛，碳化锆，氮化钽，碳化钽，氮化钼，碳化钼构成的组中选取一种而形成。
22.如权利要求17所述的设备，其中该发光设备是一种从由显示设备，数字静态照相机，笔记本个人电脑，移动电脑，具有记录介质的便携式图像重放设备，护目镜型显示器，摄像机和蜂窝式电话构成的组中选择的一种设备。
23.一种制造发光设备的方法，它包括：
在绝缘表面上形成一阳极；
将阳极表面经过UV臭氧处理；
在阳极上形成一至少包括一有机化合物的层；
在至少包括一有机化合物的层上形成阴极，
其中阳极包含一种属于元素周期表中第4，5或6簇其中一簇的元素。
24.如权利要求23所述的方法，其中上述阳极与在衬底上形成的TFT形成电连接。
25.一种制造发光设备的方法，包括：
在绝缘表面上形成一阳极；
将阳极表面经过UV臭氧处理；
在阳极上形成一至少包括一有机化合物的层；
在至少包括一有机化合物的层上形成阴极，
其中阳极是由其中一种属于元素周期表中第4，5或6簇其中一簇元素的氮化物或碳化物形成。
26.如权利要求25所述的方法，其中上述阳极与在衬底上形成的TFT形成电连接。
27.一种制造发光设备的方法，包括：
在绝缘表面上形成一阳极；
将阳极表面经过UV臭氧处理；
在阳极上形成一至少包括一有机化合物的层；
在至少包括一有机化合物的层上形成阴极，
其中阳极具有光屏蔽能力，它包含一种属于元素周期表中第4，5或6簇其中一簇的元素，
其中阴极是由透光导电膜形成的。
28.如权利要求27所述的方法，其中上述阳极与在衬底上形成的TFT形成电连接。
29.一种制造发光设备的方法，包括：
在绝缘表面上形成一阳极；
将阳极表面经过UV臭氧处理；
在阳极上形成一至少包括一有机化合物的层；
在至少包括一有机化合物的层上形成阴极，
其中阳极具有光屏蔽能力，它由其中一种属于元素周期表中第4，5或6簇其中一簇元素的氮化物和碳化物组成，
其中阴极是由透光导电膜形成。
30.如权利要求29所述的方法，其中上述阳极与在衬底上形成的TFT形成电连接。
31.一种制造发光设备的方法，包括：
在绝缘表面上形成一阳极；
将阳极表面经过等离子处理；
在阳极上形成一至少包括一有机化合物的层；
在至少包括一有机化合物的层上形成阴极，
其中阳极包含一种属于元素周期表中第4，5或6簇其中一簇的元素。
32.如权利要求31所述的方法，其中上述阳极与在衬底上形成的TFT形成电连接。
33.一种制造发光设备的方法，包括：
在绝缘表面上形成一阳极；
将阳极表面经过等离子处理；
在阳极上形成一至少包括一有机化合物的层；
在至少包括一有机化合物的层上形成阴极，
其中阳极是由其中一种属于元素周期表中第4，5或6簇其中一簇元素的氮化物或碳化物组成。
34.如权利要求33所述的方法，其中上述阳极与在衬底上形成的TFT形成电连接。
35.一种制造发光设备的方法，包括：
在绝缘表面上形成一阳极；
将阳极表面经过等离子处理；
在阳极上形成一至少包括一有机化合物的层；
在至少包括一有机化合物的层上形成阴极，
其中阳极具有光屏蔽能力，它包含一种属于元素周期表中第4，5或6簇其中一簇的元素，
其中阴极包括一透光导电膜。
36.如权利要求35所述的方法，其中上述阳极与在衬底上形成的TFT形成电连接。
37.一种制造发光设备的方法，它包括：
在绝缘表面上形成一阳极；
将阳极表面经过等离子处理；
在阳极上形成一至少包括一有机化合物的层；
在至少包括一有机化合物的层上形成阴极，
其中阳极具有光屏蔽能力，它由其中一种属于元素周期表中第4，5或6簇其中一簇元素的氮化物和碳化物组成，
其中阴极包括一透光导电膜。
38.如权利要求37所述的方法，其中上述阳极与在衬底上形成的TFT形成电连接。
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