CN1770937A - 半导体器件以及显示器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种以低成本、高成品率制造具有高可靠性和高清晰度的显示器件的方法。根据本发明，在像素区域的像素电极层上提供间隔物。此外，覆盖像素电极周边的作为分隔壁发挥作用的绝缘层的表面因反映绝缘层下的叠层体而形成为从像素电极表面的高度较高。利用该间隔物和用作间隔物的绝缘体支撑用于在像素电极层上选择性地形成发光材料时的掩模，以防止因该掩膜的扭歪或弯曲而使该掩模接触到像素电极层。因此，在像素电极层中不发生由掩模引起的伤痕等损伤，所以像素电极层不会成为不良形状，因此可以制造提供高分辨率的显示且具有高可靠性的显示器件。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示器件，以及其制造方法。
背景技术
具有场致发光(下文中也称作EL)元件的显示器件使用彩色发光的彩色发光元件以进行全色显示。当形成彩色发光元件时，在电极上以精密的图案形成每个颜色的发光材料是重要的因素之一。
为了实现上述目的，在利用蒸发淀积法等形成材料时，通常使用的是利用掩模形成精细图案的方法。
然而，由于伴随高分辨率化而来的像素区域的微细化以及伴随大尺寸化而来的衬底的大型化引起了以下的问题，即由在蒸发淀积时所使用的掩模的精密度和弯曲而导致的缺陷问题。因此有了以蒸发淀积掩模的高精密度化、高可靠性化为目标的研究(例如，参照专利文献1)。
专利文件1公开2000-129419
发明内容
本发明的目的是提供一种以高成品率且不经复杂的工序、设备制造具有高清晰度和高可靠性的显示器件的技术。
本发明在像素区域的像素电极层上提供间隔物。此外，作为覆盖像素电极层周边的分隔壁发挥作用的绝缘层的表面反映绝缘层下的叠层体而形成为从像素电极表面的高度很高。当在像素电极层上形成发光材料时，借助于该间隔物和用作间隔物的绝缘体支撑选择性地形成的掩模，以防止因掩模的扭歪或弯曲而使该掩模接触到像素电极层。因此，在像素电极层中不会发生由掩模引起的伤痕等损伤，并且像素电极层不会有形状缺陷，从而可以制造提供高分辨率的显示且具有高可靠性的显示器件。
可以利用本发明的显示器件包括将发光元件和薄膜晶体管(下文中也称为TFT)连接而形成的发光显示器件，其中的发光元件，在电极之间夹着包含产生被称为场致发光(Electro Luminescence)的发光的有机材料或者有机和无机材料的混合物的层。
本发明的一种显示器件，包括：栅电极层；在所述栅电极层上的绝缘层；在所述绝缘层上的源电极层或漏电极层；在所述绝缘层上且与所述源电极层或漏电极层连接的第一电极层；覆盖所述栅电极层、所述绝缘层、所述源电极层或漏电极层、以及所述第一电极层的一部分的绝缘体；在所述第一电极层上的场致发光层；以及，在所述场致发光层上的第二电极层，其中，所述绝缘体具有凸起部分，并且，该凸起部分提供在所述栅电极层和所述源电极层或漏电极层上。
本发明的一种显示器件，包括：栅电极层；在所述栅电极层上的绝缘层；在所述绝缘层上的源电极层或漏电极层；在所述绝缘层上且与所述源电极层或漏电极层连接的具有间隔物的第一电极层；覆盖所述栅电极层、所述绝缘层、所述源电极层或漏电极层、以及所述第一电极层的一部分的绝缘体；在所述第一电极层和所述间隔物上的场致发光层；以及，在所述场致发光层上的第二电极层，其中，所述绝缘体具有凸起部分，并且，该凸起部分提供在所述栅电极层和所述源电极层或漏电极层上。
本发明的一种显示器件，包括：半导体层；在所述半导体层上的栅绝缘层；在所述栅绝缘层上的栅电极层；在所述栅电极层上的层间绝缘层；在所述层间绝缘层上的源电极层或漏电极层；在所述层间绝缘层上且与所述源电极层或漏电极层连接的第一电极层；覆盖所述栅电极层、所述绝缘层、所述源电极层或漏电极层、以及所述第一电极层的一部分的绝缘体；在所述第一电极层上的场致发光层；以及，在所述场致发光层上的第二电极层，其中，所述绝缘体具有凸起部分，并且，该凸起部分提供在所述半导体层、所述栅电极层和所述源电极层或漏电极层上。
本发明的一种显示器件，包括：半导体层；在所述半导体层上的栅绝缘层；在所述栅绝缘层上的栅电极层；在所述栅电极层上的层间绝缘层；在所述层间绝缘层上的源电极层或漏电极层；在所述层间绝缘层上且与所述源电极层或漏电极层连接的具有间隔物的第一电极层；覆盖所述栅电极层、所述绝缘层、所述源电极层或漏电极层、以及所述第一电极层的一部分的绝缘体；在所述第一电极层和所述间隔物上的场致发光层；以及，在所述场致发光层上的第二电极层，其中，所述绝缘体具有凸起部分，并且，该凸起部分提供在所述半导体层、所述栅电极层和所述源电极层或漏电极层上。
本发明的一种显示器件，包括：栅电极层；在所述栅电极层上的绝缘层；在所述绝缘层上的源电极层或漏电极层；在所述绝缘层上且与所述源电极层或漏电极层连接的第一电极层；覆盖所述栅电极层、所述绝缘层、所述源电极层或漏电极层、以及所述第一电极层的一部分的绝缘体；在所述第一电极层上的场致发光层；以及，在所述场致发光层上的第二电极层，其中，所述绝缘体具有第一凸起部分和第二凸起部分，并且，所述第一凸起部分提供在所述栅电极层上，而且，所述第二凸起部分提供在所述栅电极层和所述源电极层或漏电极层上。
本发明的一种显示器件，包括：栅电极层；在所述栅电极层上的绝缘层；在所述绝缘层上的源电极层或漏电极层；在所述绝缘层上且与所述源电极层或漏电极层连接的具有间隔物的第一电极层；覆盖所述栅电极层、所述绝缘层、所述源电极层或漏电极层、以及所述第一电极层的一部分的绝缘体；在所述第一电极层和所述间隔物上的场致发光层；以及，在所述场致发光层上的第二电极层，其中，所述绝缘体具有第一凸起部分和第二凸起部分，并且，所述第一凸起部分提供在所述栅电极层上，而且，所述第二凸起部分提供在所述栅电极层和所述源电极层或漏电极层上。
本发明的一种显示器件，包括：半导体层；在所述半导体层上的栅绝缘层；在所述栅绝缘层上的栅电极层；在所述栅电极层上的层间绝缘层；在所述层间绝缘层上的源电极层或漏电极层；在所述层间绝缘层上且与所述源电极层或漏电极层连接的第一电极层；覆盖所述栅电极层、所述绝缘层、所述源电极层或漏电极层、以及所述第一电极层的一部分的绝缘体；在所述第一电极层上的场致发光层；以及，在所述场致发光层上的第二电极层，其中，所述绝缘体具有第一凸起部分、第二凸起部分和第三凸起部分，并且，所述第一凸起部分提供在所述栅电极层上，而且，所述第二凸起部分提供在所述栅电极层和所述源电极层或漏电极层上，而且，所述第三凸起部分提供在所述半导体层、所述栅电极层和所述源电极层或漏电极层上。
本发明的一种显示器件，包括：半导体层；在所述半导体层上的栅绝缘层；在所述栅绝缘层上的栅电极层；在所述栅电极层上的层间绝缘层；在所述层间绝缘层上的源电极层或漏电极层；在所述层间绝缘层上且与所述源电极层或漏电极层连接的具有间隔物的第一电极层；覆盖所述栅电极层、所述绝缘层、所述源电极层或漏电极层、以及所述第一电极层的一部分的绝缘体；在所述第一电极层和所述间隔物上的场致发光层；以及，在所述场致发光层上的第二电极层，其中，所述绝缘体具有第一凸起部分、第二凸起部分和第三凸起部分，并且，所述第一凸起部分提供在所述栅电极层上，而且，所述第二凸起部分提供在所述栅电极层和所述源电极层或漏电极层上，而且，所述第三凸起部分提供在所述半导体层、所述栅电极层和所述源电极层或漏电极层上。
在上述结构中，间隔物和绝缘体可以如图15或18B那样彼此分离。还可以如图24A至25D所示那样连续地连接在一起。该间隔物不仅当在用作像素电极层的第一电极层上形成场致发光层时，被用来当作这时所使用的掩模的间隔物，而且在形成场致发光层并用密封衬底执行密封而完成显示器件之后，被用来当作防止因受外部压力或冲击在显示器件中产生损坏或变形的间隔物。
根据本发明，通过简单的步骤可以制造高可靠性的显示器件。因此，可以以较低的成本、较高的成品率制造具有高精度和高质量的图像的显示器件。
附图说明
图1是说明本发明的显示器件的俯视图；
图2A和2B是说明本发明的显示器件的剖面图；
图3是说明本发明的显示器件的剖面图；
图4是说明本发明的显示器件的俯视图；
图5A和5B是说明本发明的显示器件的图；
图6A至6D是说明本发明的显示器件的制造方法的图；
图7A至7C是说明本发明的显示器件的制造方法的图；
图8A和8B是说明本发明的显示器件的制造方法的图；
图9A和9B是说明本发明的显示器件的制造方法的图；
图10是说明本发明的显示器件的图；
图11A至11C是说明本发明的显示器件的制造方法的图；
图12是说明本发明的显示器件的图；
图13是说明本发明的显示器件的图；
图14是图15中所示的EL显示器件的等效电路图；
图15是说明本发明的显示器件的俯视图；
图16A至16C是说明本发明的显示器件的俯视图；
图17A和17B是说明本发明的显示器件的俯视图；
图18A和18B是说明本发明的显示器件的制造方法的图；
图19是说明可应用于本发明的滴落注入方法的图；
图20A和20B是表示本发明可应用于其中的电子器件的图；
图21A和21B是表示本发明可应用于其中的电子器件的图；
图22是表示本发明可应用于其中的电子器件的图；
图23A至23C是表示本发明可应用于其中的电子器件的图；
图24A至24D是说明本发明的显示器件的图；
图25A至25D是说明本发明的显示器件的图；
图26A和26B是根据本发明的显示器件的SEM照片的剖面图；
图27A至27D是说明可应用于本发明的发光元件的结构的图；
图28A至28C是显示本发明可应用于其中的电子器件的图。
具体实施方式
在下文中将参照图详细地描述本发明的实施方式。本发明可以用许多不同的模式来实现。在不背离本发明的目的和范围的情况下，可用各种方法来修改在本文揭示的实施方式和细节，这对本领域技术人员是显而易见的。因此，不应把本发明解释为受将在下面给出的实施方式描述的限制。应该注意的是在全部附图中相同的部分或有相同功能的部分使用相同的参考标号，因此对它们不重复描述。
实施方式1
将用图1至图4说明本实施方式的显示器件的制造方法。
图1和图4表示利用本发明而制造的显示器件的像素区域的俯视图，图2和图3表示沿图1的线G-H、线I-J、线K-L切割的剖面图。
图4是像素区域的俯视图，其中形成有半导体层50a、50b、50c、50d、栅电极层51a、51b、51c、源电极层或漏电极层52a、52b、电源线53a、53b、像素电极层54a、54b。
在本实施方式的显示器件中，分别层叠并连接所述半导体层、栅电极层、源电极层或漏电极层以形成薄膜晶体管或电容，并且进行电连接，以便作为显示器件发挥作用。
由于在像素电极层上形成用来发光的场致发光层，所以通过用作分隔壁(也称为堤坝、分隔墙、势垒)的绝缘体覆盖像素电极层的周边部分以及其他的源电极层或漏电极层、栅电极层、半导体层等不直接用来发光的区域。
如图1所示，以像素电极层54a、54b的场致发光层形成区域作为开口部分，形成绝缘体55并使其覆盖该开口部分的周边。在本实施方式中，也在像素电极层上选择性地形成绝缘体55。形成在像素电极层周边的用作分隔壁的绝缘体55的表面具有反映形成在绝缘体55的形成区域中的构成物的高度的凸凹形状。另外，在绝缘体55的像素电极层上所提供的开口部分是具有曲率(该曲率半径优选为2μm或更大)的形状。通过使绝缘体的开口部分具有曲率半径，可以防止叠层结构的场致发光层中的应力集中到场致发光层。
图2A表示沿图1的线G-H切割的剖面图。在衬底60上形成有绝缘膜61a、61b、栅绝缘膜63、栅电极层51a、绝缘膜64、65，而且在绝缘膜65上形成有像素电极层54a和54b。绝缘体55形成在绝缘膜61a、61b、栅绝缘膜63、栅电极层51a、绝缘膜64、65之上，并且具有凸起部分96a。从像素电极层54a的表面到绝缘体55的凸起部分96a的高度为H1。
图2B表示沿图1的线J-I切割的剖面图。在衬底60上形成有绝缘膜61a、61b、栅绝缘膜63、栅电极层51a、绝缘膜64、65，而且在绝缘膜65上形成有像素电极层54b、源电极层或漏电极层52b。线J-I两次横切源电极层或漏电极层52b，所以在剖面图中示出了两个源电极层或漏电极层52b。绝缘体55形成在绝缘膜61a、61b、栅绝缘膜63、栅电极层51a、绝缘膜64、65、源电极层或漏电极层52b之上。在图2B中，绝缘体55包括凸起部分98a和97a，其中，凸起部分98a形成在与由栅电极层51b和源电极层或漏电极层52b层叠而成的区域重叠的区域中，而且，凸起部分97a形成在与栅电极层51a不层叠而只与源电极层或漏电极层52b层叠的区域重叠的区域中。从像素电极层54b的表面到绝缘体55的凸起部分97a的高度为H2，从像素电极层54b的表面到绝缘体55的凸起部分98a的高度为H3。H3为1.5μm或更大，优选为2μm至5μm。而且，H3优选具有比H1高0.4μm或更大的高度。
图3表示沿图1的线K-L切割的剖面图。在衬底60上形成有绝缘膜61a、61b、半导体层50d、栅绝缘膜63、栅电极层51c、绝缘膜64、65，而且在绝缘膜65上形成有像素电极层54b、源电极层或漏电极层52b、电源线53b。绝缘体55形成在绝缘膜61a、61b、栅绝缘膜63、栅电极层51c、绝缘膜64、65、源电极层或漏电极层52b、电源线53b之上。在图3中，绝缘体55包括凸起部分99a和97b，其中，凸起部分99a形成在由半导体层50d、栅电极层51c和电源线53b层叠而成的区域重叠的区域中，而且，凸起部分97b形成在与半导体层以及栅电极层不层叠而只与源电极层或漏电极层52b层叠的区域重叠的区域中。从像素电极层54b的表面到凸起部分99a的高度为H4。
从像素电极层的表面到绝缘体55的高度由低到高排列为H1、H2、H3，而且H4的高度最高。在本实施方式中，源电极层或漏电极层以比栅电极层更厚的膜厚来形成，所以高度H2比H1更高。但是，由于其高度依赖于所层叠的叠层物厚度，因此，在形成比栅电极层更薄的源电极层或漏电极层时，H1和H2的高度相反。
可以将形成在由每个绝缘层、半导体层、栅电极层、电源线层叠而成的区域中的绝缘体的凸起部分99a、99b、99c、99d、99e、99f与像素电极层表面之间的高度H4形成得很高。另外，形成在由栅电极层和源电极层或漏电极层层叠而成的区域中的绝缘体的凸起部分98a、98b、98c、98d与像素电极层表面之间的高度是H3，该高度H3次于H4。在本实施方式中，形成在由源电极层或漏电极层层叠而成的区域中的绝缘体的凸起部分97a、97b的高度H2具有次于H3的高度，而且，形成在由栅电极层层叠而成的区域中的绝缘体的凸起部分96a、96b的高度H1次于H2，换言之，H1的高度是在H1-H4中最低的。
为了实施金色显示，在像素电极层上形成场致发光层时，需要分别形成进行R、G、B发光的场致发光层。因此，当形成其他颜色的场致发光层时，用掩模覆盖该像素电极层。该掩模可以采用由金属材料等构成的膜形状。在此，有可能因掩模的弯曲或扭歪使该掩模与像素电极层连接，从而损伤像素电极层。由像素电极层的损伤而产生的形状不良导致发光不良或显示不良，所以引起图像劣质。因此，可靠性和性能也被降低。
如上所述，由于通过提供凸起部分可以将从像素电极层表面到绝缘体表面的高度提高，所以绝缘体的顶面可以具有作为间隔物的功能。提供在像素电极层上的间隔物以及作为分隔壁发挥作用的覆盖像素电极层边缘的绝缘体支撑当淀积场致发光层时所使用的掩模，该掩膜就不与像素电极层接触。因此，可以防止由掩模给像素电极层带来的形状不良，所以在第一电极层上不会引起发光不良和显示不良，从而可以制造具有高可靠性和高清晰度的显示器件。
实施方式2
在本实施方式中将参照图5A到图10、图16A至图17B详细描述形成显示器件的方法。
附图16A所示为根据本发明的显示面板的结构的俯视图。其中像素2702以矩阵排列的像素部分2701、扫描线输入端子2703和信号线输入端子2704都形成在具有绝缘表面的衬底2700上。像素的数量可以根据各种标准提供。XGA的像素数量可以是1024×768×3(RGB)，UXGA的像素数量可以是1600×1200×3(RGB)，以及对应于全规格高清晰画质的像素数量可以是1920×1080×3(RGB)。
像素2702通过交叉从扫描线输入端子2703延伸的扫描线和从信号线输入端子2704延伸的信号线而呈矩阵排列。每个像素2702具有开关元件和连接到开关元件的像素电极层。开关元件的典型实例是TFT。TFT的栅电极侧连接到扫描线，源极或漏极侧连接到信号线，据此，每个像素可以通过从外部输入的信号而被独立地控制。
TFT的主要部件包括半导体层、栅绝缘层和栅电极层。连接到形成在半导体层中的源极和漏极区的布线与其形成在一起。其中从衬底侧顺序地排列半导体层、栅绝缘层和栅电极层的顶栅型和从衬底侧顺序地排列栅电极层、栅绝缘层和半导体层的底栅型等被周知为TFT的典型结构。然而，任一种结构都可应用于本发明。
附图16A所示为通过外部驱动电路控制输入到扫描线和信号线的信号的显示面板的结构。此外，驱动器IC 2751可以通过如附图17A所示的COG(芯片在玻璃上)法安装到衬底2700。作为另一安装模式，如附图17B所示的TAB(带自动粘接)法也可使用。驱动器IC可以形成在单晶半导体衬底上，或者可以在玻璃衬底上由TFT形成电路。在附图17A和17B中，驱动器IC 2751连接到FPC(柔性印刷电路)2750。
当提供在像素中的TFT由晶体半导体形成时，扫描线驱动器电路3702可以如附图16B所示那样与衬底3700形成为一体。在附图16B中，像素部分3701受类似于附图16A的与信号输入端子3704连接的外部驱动器电路的控制。当提供在像素中的TFT由具有高迁移性的多晶(微晶)半导体、单晶半导体等形成时，如附图16C，像素部分4701、扫描线驱动器电路4702和信号线驱动器电路4704可以被集成地形成在衬底4700上。
在具有绝缘表面的衬底100上层叠通过溅射法、物理汽相淀积(PVD)法、化学汽相淀积(CVD)法比如低压CVD(LPCVD)法或等离子体CVD法等并使用氮氧化硅(SiNO)膜而形成的膜厚为10至200nm(优选从50至100nm)的基膜101a以及使用氧氮化硅(SiON)膜而形成的膜厚为50至200nm(优选从100至150nm)的基膜101b作为基膜。在本实施例中，使用等离子体CVD法形成基膜101a和基膜101b。作为衬底100，玻璃衬底、石英衬底、硅衬底、金属衬底、或在其表面上形成了绝缘膜的不锈钢衬底都可以使用。此外，具有能够经受得住本实施方式的处理温度的耐热性的塑料衬底或柔性衬底比如薄膜也都可以使用。作为塑料衬底的实例，可以使用由PET(聚对苯二甲酸乙酯)或PEN(聚萘二甲酸乙酯)制成的衬底。由合成树脂比如聚丙烯制成的衬底可用作柔性衬底。
基膜可应用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧氮化硅等，并且可以采用单层或双层或三层的层叠结构。注意，在本说明书中，氧氮化硅是在成份比率上氧的成份比大于氨的成份比的物质，可以称之为含氮的氧化硅。类似地，氮氧化硅是在成份比率上氮的成份比大于氧的成份比的物质，可以称之为含氧的氮化硅。在本实施方式中，使用SiH4、NH3、N2O、N2和H2作为活性气体，在衬底上形成50nm厚的氮氧化硅，并使用SiH4和N2O作为活性气体，形成100nm厚的氧氮化硅膜。或者，也可以形成140nm厚的氮氧化硅膜并层叠100nm厚的氧氮化硅膜。
优选在和半导体层连接的基膜的最上层形成0.3nm至0.5nm厚的氮化硅膜或氮氧化硅膜。本实施方式中，在给半导体层中掺杂用于促进结晶化的金属元素(本实施方式采用镍)之后执行吸取(gettering)处理，以去除该金属元素。氧化硅膜和硅膜之间的界面状态是良好的，但是在界面中，硅膜的金属元素和氧化硅膜的氧容易反应而变为金属氧化物(在本实施方式中成为氧化镍(NiOX))，所以有可能难以吸取金属元素。此外，由于氮化硅膜的应力和陷阱的影响，氮化硅膜有给与半导体层的界面状态带来负面影响的担忧。因此，在与半导体层连接的绝缘层的最上层形成0.3nm至0.5nm厚的氮化硅膜或氮氧化硅膜。在本实施方式中，在衬底100上按顺序地形成氮氧化硅膜以及氧氮化硅膜，接着在氧氮化硅膜上形成0.3nm至0.5nm厚的氮氧化硅膜，以形成三层的叠层结构。通过采用这样的结构，可以提高吸取半导体层中的金属元素的功能，并且可以降低氮化硅膜给半导体层带来的负面影响。另外，被层叠的绝缘层可以通过在相同的腔室中在相同温度下改变活性气体同时保持真空连续地形成。通过保持真空连续地形成绝缘膜，可以防止在被层叠的膜之间的界面被污染。
随后，在基膜上形成半导体膜。半导体膜可以通过公知的方法(溅射、LPCVD或等离子体CVD等)被形成为25至200纳米的厚度(优选从30至150纳米)。在本实施方式中，优选使用通过激光晶化使非晶半导体膜结晶而形成的晶体半导体膜。
以汽相生长法或溅射法使用以硅烷或锗烷代表的半导体材料气体制造的非晶半导体(下文也称为AS)、通过利用光能或热能使该非晶半导体结晶而形成的多晶半导体或者半非晶(也称为微晶，下文称为SAS)半导体等可用作形成半导体膜的材料。
SAS具有介于非晶结构和晶体结构(包括单晶和多晶结构)之间的中间结构，它是具有自由能稳定的第三状态的半导体。又，SAS包括具有近程有序和晶格畸变的结晶区域。可至少在膜的一部分中观察到0.5至20nm的结晶区域，并且在硅是主要成份的情况下，拉曼光谱从520cm-1向低频侧偏移。通过X射线衍射测量到(111)和(220)的衍射峰值，这是由Si晶格引起的。又，SAS包含至少1原子％的氢或卤，以便终止悬空键。通过采用硅化物气体进行辉光放电分解(等离子体CVD)来形成SAS。作为硅化物气体，可以使用SiH4、Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4以及其它等等。此外，还可以在硅化物气体中混合F2或GeF4。硅化物气体也可以采用H2进行稀释，或者采用H2和选自He、Ar、Kr和Ne中的一种或多种稀有气体元素的化合物进行稀释。稀释率设置在1∶2至1∶1000的范围中。压力设置在大约0.1至133Pa的范围中。电源频率设置在1至120MHz，较佳的是，在13至60MHz的范围中。衬底加热温度可以设置在300℃或小于300℃。也可以是100至250℃的衬底加热温度。关于在形成膜时掺杂的杂质元素，诸如氧、氮和碳的大气成分中的各种杂质浓度较佳的是设置为1×1020cm-3或者小于1×1020cm-3。特别是，氧的浓度可设置为5×1019/cm-3或小于5×1019/cm-3，较佳的是，1×1019/cm-3或小于1×1019/cm-3。此外，通过包含稀有气体元素比如氦、氩、氪、氖以进一步促进晶格畸变从而增加稳定性就可以获得优良的SAS。此外，由氢类气体形成的SAS层可以层叠在由氟类气体形成的SAS层上作为半导体膜。
作为半导体层的材料，使用非晶半导体(典型的是，氢化非晶硅)和晶体半导体(典型的是，多晶硅)。多晶硅的实例包括：所谓的高温多晶硅，该多晶硅使用通过800℃或者高于800℃的处理温度所形成的多晶硅作为其主要材料；所谓的低温多晶硅，该多晶硅使用通过600℃或者低于600℃的处理温度所形成的多晶硅作为其主要材料；以及通过添加例如促进结晶的元素进行结晶化所形成的多晶硅。显然，如上文所述，也可使用在半非晶半导体或在半导体膜的一部分中包含晶相的半导体。
在使用结晶半导体膜作为半导体膜时，公知的方法(激光结晶法、热结晶法、或使用促进结晶的元素比如镍等的热结晶法)都可用作制造结晶半导体膜的方法。作为SAS的微晶半导体可以通过激光辐射以增强结晶度而结晶。在不使用促进结晶的元素的情况下，在对非晶半导体膜执行激光辐射之前在氮气中在500℃的温度下加热非晶半导体膜一小时，释放氢直到在非晶半导体膜中包含的氢浓度成为1×1020atoms/cm3。这是因为在对包含大量的氢的非晶半导体膜执行激光辐射时会损坏非晶半导体膜。作为结晶的热处理，加热炉、激光辐射、通过灯的光辐射(退火灯)等都可以使用。作为加热方法，可以使用RTA法比如GRTA(气体快速热退火)法或LRTA(灯快速热退火)法。
任何方法都可用于将金属元素引入非晶半导体膜而没有特别限制，只要这种方法能够使该金属元素存在于非晶半导体膜的表面或里面即可。例如，溅射法、CVD法、等离子体处理法(包括等离子体CVD法)、吸附法或涂敷金属盐溶液的方法都可使用。在这些方法中，使用溶液的方法简单并且方便，并且在金属元素的浓度调节容易性方面有优势。较佳的是，在氧气中进行UV光照射、热氧化、使用包含氢氧基根的臭氧水或过氧化氢的处理等，形成氧化膜，以便于改善非晶半导体膜表面的可浸润性从而能够将水性溶液散布在非晶半导体膜的整个表面上。
通过使用能够连续振荡的固态激光器所发射基波的二次至四次谐波的激光，有可能获得大晶粒尺寸的晶体。典型地，最好使用Nd:YVO4激光器(基波：1064nm)的二次谐波(532nm)或三次谐波(355nm)。具体说来，由连续振荡型YVO4激光器发射的激光通过非线性光学元件被转换为谐波以获得具有输出功率为10W或更大的激光。优选地，通过使用一种光学系统在照射表面形成矩形或椭圆形的激光以使用该激光照射半导体薄膜。在这种情况下，需要约0.001MW/cm2至100MW/cm2(优选0.1MW/cm2至10MW/cm2)的能量密度。设定扫描速度为约0.5至2000cm/sec左右(优选10至200cm/sec)以照射激光。
激光束的形状优选为线状。从而可以增加产量。此外，激光束可以以相对于半导体膜的θ(0°＜θ＜90°)的入射角度照射。这是因为可以防止激光束的干扰。
通过相对地扫描上述激光和半导体膜，由此可以进行激光辐射。在激光辐射中，可以形成标记以便以良好的精度重叠激光束或者控制激光辐射的开始位置和结束位置。标记可以与非晶半导体膜同时形成在衬底上。
注意，激光可以是公知的连续振荡或脉冲振荡的气体激光器、固态激光器、铜气相激光器或金气相激光器。作为气体激光器，有受激准分子激光器、Ar激光器、Kr激光器、He-Cd激光器等。作为固态激光器，有YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、Y2O3激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、翠绿宝石激光器、Ti：兰宝石激光器等。
此外，脉冲振荡激光器可以用于传导激光结晶。在这种情况下，脉冲频率被设定为0.5MHz或更多。这种频率带比通常使用的几十Hz至几百Hz的频带高得多。据说在以脉冲激光辐射半导体膜之后需要几十到几百nsec来完全固化半导体膜。在脉冲激光具有所述的频带时，在通过先前的脉冲激光熔化半导体膜之后并在固化半导体膜之前对其照射下一脉冲激光。因此，在固相和液相之间的界面可以在半导体膜中连续移动，因此可以形成具有晶粒朝扫描方向连续生长的半导体膜。具体来说，可以形成晶粒聚集，每个晶粒在扫描方向上具有10至30μm的宽度并且在垂直于扫描方向的方向上具有大约1至5μm的宽度。通过形成沿着扫描方向延伸较长的单晶颗粒，可以至少形成在薄膜晶体管的沟道方向上几乎没有晶粒边界的半导体膜。
激光可在例如稀有气体或氨之类的惰性气体气氛中被照射。因此，由激光照射造成的半导体表面的不均匀可被抑制，由界面状态密度的波动导致的阀值的波动可被抑制。
非晶半导体膜的结晶可以通过组合热处理和激光辐射来实现，或者可以分别多次执行热处理或激光辐射来实现。
在本实施方式中，在基膜101b上，非晶半导体膜可以被形成并结晶以形成结晶半导体膜。使用SiH4和H2作为活性气体形成的非晶硅可用作非晶半导体膜。在本实施方式中，基膜101a、基膜101b和非晶半导体膜通过在相同的腔室中在330℃的相同温度下改变活性气体同时保持真空(而不打破真空)连续地形成。
形成在非晶半导体膜上的氧化膜被清除。然后，在氧气氛下通过UV光辐射、热氧化法、使用含羟基根团的臭氧水或过氧化氢等的处理将氧化膜形成为1nm至5nm厚。在本实施方式中，Ni被用作促进结晶的元素。包含10ppm的Ni醋酸纤维的水溶液可以通过旋涂法而被涂敷。
在本实施方式中，在650℃下通过RTA法实施热处理6分钟。此后，形成在半导体膜上的氧化膜被清除并且以激光辐射半导体膜。非晶半导体膜通过上述的结晶化处理被形成为结晶半导体膜。
在实施使用金属元素的结晶时，实施消气处理以减小或消除金属元素。在本实施方式中，非晶半导体膜被用作消气接收器以俘获金属元素。首先在氧气氛中通过UV光辐射、热氧化法、使用含羟基根团的臭氧水或过氧化氢等的处理在结晶半导体膜上形成氧化膜。氧化膜优选通过热处理被形成为更厚。在本实施方式中，首先形成氧化膜，然后，通过RTA法在650℃下执行6分钟的加热处理以使其更厚。此后，30nm厚的非晶半导体膜通过等离子体CVD法(在本实施方式中的条件是350W和35Pa)形成。
此后，通过RTA法实施在650℃下6分钟的热处理以减少或清除金属元素。热处理可以在氮气氛中实施。用作消气接收器的非晶半导体膜和形成在非晶半导体膜上的氧化膜使用氢氟酸等被清除，由此获得了金属元素被减少或清除了的结晶半导体膜102(参照附图6A)。在本实施方式中，TMAH(氢氧化四甲基铵)被用作清除作为消气接收器的非晶半导体膜。
这样所获得的半导体膜可以掺杂微量的杂质元素(硼或磷)以控制薄膜晶体管的阈值电压。掺杂元素的这种掺杂可以对在结晶之前的非晶半导体膜实施。如果杂质元素添加到非晶半导体膜中，使其结晶的热处理则还可以被用来执行杂质元素的激活。此外，还可以改善在掺杂中产生的缺陷等。
接下来，使用掩模对结晶半导体膜102进行构图。在本实施方式中，形成在结晶半导体膜102上的氧化膜被清除，然后形成新的氧化膜。然后，形成光掩模，并且通过光刻法实施构图以形成半导体层103至106。
在构图中的蚀刻处理可以采用等离子体蚀刻(干蚀刻)或湿蚀刻，然而，等离子体蚀刻适合于处理大尺寸的衬底。包含氟的气体比如CF4或NF3或包含氯的气体比如Cl2或BCl3被用作蚀刻气体，也可以适当地添加情性气体比如He或Ar。当采用大气压力下的电场放电的蚀刻工艺时，可能形成局部电场放电，因此，就不需要在衬底的整个表面上形成掩模层。
在本发明中，形成布线层或电极层的导电层、形成预定构图的掩模层等可以通过有选择性地形成构图的方法比如微滴排放法形成。微滴排放(喷射)法(根据它的系统也被称为喷墨法)通过有选择性排放(喷射)为特定目的而调制的组合物的微滴可以形成预定构图(导电层、绝缘层等)。在此时，也可执行控制被形成区域的可浸润性或粘性的处理。此外，转印或绘制构图的方法例如印刷法(形成构图的方法，例如丝网印刷或胶印)等都可以使用。
在本实施方式中，树脂材料比如环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、酚醛环氧树脂、蜜胺树脂或聚氨酯树脂都可用作掩模。可替换地，掩模也可由如下材料制成：有机材料比如苯环丁烯、聚对二甲苯基、flare、具有高透过特性的聚酰亚胺；由硅氧烷系聚合体的聚合作用所形成的化合物材料；包含水溶性均聚(合)物和水溶性共聚物的组合物材料，等等。此外，也可以使用包括感光剂在内的商品化抗蚀剂材料。例如，可以使用作为典型正性抗蚀剂的酚醛环氧树脂、包含作为感光剂的萘酚醌亚胺二叠氮基化合物(naphthoquinonediazide)的抗蚀剂、作为负性抗蚀剂的基础树脂、包含二苯硅化物以及酸产生剂的抗蚀剂等等。任一材料的表面张力和粘性都可以通过调整溶剂的浓度以及添加界面活性剂等等进行适当地调整。
清除在半导体层上的氧化膜，然后形成覆盖半导体层103至106的栅绝缘层107。通过等离子体CVD法或溅射法形成10至150nm厚的包含硅的绝缘膜作为栅绝缘层107。栅绝缘层107可以通过公知的材料比如以氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或氧氮化硅为代表的硅的氮化物材料或氧化物材料而形成，并且栅绝缘层107可以具有叠层结构或单层结构。在本实施方式中，层叠氮化硅膜、氧化硅膜和氮化硅膜的三层叠层结构被用作栅绝缘层。除此之外，上述膜或氧氮化硅膜的单层结构或双层结构也都可以运用。优选地，使用具有细密的膜质量的氮化硅膜。具有1至100nm厚、优选1至10nm厚、更为优选2至5nm厚的薄厚度的氧化硅膜可以形成在半导体层和栅绝缘层之间。作为形成薄的氧化硅膜的方法，使用GRTA法、LRTA法等通过氧化半导体区的表面形成热氧化膜，因此可以形成具有厚度薄的氧化硅膜。注意，可以在要形成的绝缘膜中混合包含稀有气体元素比如氢气的活性气体以形成在低温下具有更小栅泄漏电流的细密的绝缘膜。
然后，20至100nm厚的第一导电膜108被形成以用作在栅绝缘层107上的栅电极层，并在其上形成100至400nm厚的第二导电膜109(参照附图6B)。第一和第二导电膜108和109可以通过公知的方法比如溅射、蒸发淀积或CVD形成。由钽(Ta)、钨(W)、钛(Ti)、钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、铬(Cr)和钕(Nd)或主要包含这些元素的合金材料或化合物材料可用于形成第一和第二导电膜108和109。而且，即使是掺杂了磷等杂质元素的以多结晶硅膜为代表的半导体膜或AgPdCu合金亦可作为形成第一导电膜及第二导电膜的材料。并且，第一导电膜及第二导电膜不限定于两层结构，例如亦可做成依序层叠厚50nm的钨膜、厚500nm的铝与硅的合金膜(Al-Si)、厚30nm的氮化钛膜的三层结构。当是三层结构时，第一导电膜亦可使用氮化钨来取代钨；第二导电膜亦可使用铝与钛的合金膜(Al-Ti)来取代于铝与硅的合金膜(Al-Si)；第三导电膜亦可使用钛膜来取代氮化钛膜。此外，第一导电膜及第二导电膜亦可为单层结构。另外，本实施方式中，依序层叠膜厚30纳米的氮化钽膜(TaN)、膜厚370nm的钨膜(W)作为第一导电膜108及第二导电膜109。
然后，使用光刻法形成由抗蚀剂构成的掩模110a、110b、110c、110d、110e和110f，并对第一和第二导电膜108和109进行构图以形成第一栅电极层121、122、导电层123、第一栅电极层124至126和导电层111至116(参照附图6C)。使用ICP(感应耦合等离子体)蚀刻法并通过适当调节蚀刻条件(施加给线图形状的电极层的电功率、施加给在衬底侧的电极层的电功率、在衬底侧的电极温度等)，第一栅电极层121和122、导电层123、第一栅电极层124至126和导电层111至116可以被蚀刻成具有理想的锥形形状。作为锥形形状，根据掩模110a至110f的形状可以控制其角度等。作为蚀刻气体，包含以Cl2、BCl3、SiCl4、CCl4等为代表的含氯的气体、以CF4、SF6、NF3等为代表的含氟的气体或者O2都可适当地被使用。在本实施方式中，第二导电膜109可使用包括CF4、Cl2和O2的蚀刻气体被蚀刻，而第一导电膜108可使用包含CF4和Cl2的蚀刻气体连续地被蚀刻。
导电层111至116使用掩模110a、110b、110c、110d、110e和110f进行构图。这时，以形成导电层的第二导电膜109和形成第一栅电极层的第一导电膜108的高选择比的蚀刻条件来蚀刻导电层。通过这种蚀刻，导电层111至116被蚀刻以形成第二栅电极层131和132、导电层133和第二栅电极层134至136。在本实施方式中，第三导电层也具有锥形形状，它的锥形角度大于第一栅电极层121和122、导电层123、第一栅电极层124至126的锥形角度。注意，锥形角度是相对于第一栅电极层、第二栅电极层和导电层之表面的侧面的角度。因此，如果使锥形角度更大直至90度，则导电层具有垂直侧面，并且将会失去锥形。在本实施方式中，使用Cl2、SF6和O2作为形成第二栅电极层的蚀刻气体。
在本实施方式中，第一栅电极层、导电层和第二栅电极层被形成为锥形，因此，这两层的栅电极层都是锥形。然而，本发明并不限于这些，也可以是栅电极层的仅一个层具有锥形，而它的另一层具有通过各向异性蚀刻形成的垂直侧面。作为本实施方式，锥形角度在要层叠的栅电极层之间可以不同或者相同。由于是锥形形状，所以提高了在其上层叠的膜的覆盖性，并且减少了缺陷，从而提高了可靠性。
通过上述的步骤，包括第一栅电极层121和第二栅电极层131的栅电极层117和包括第一栅电极层122和第二栅电极层132的栅电极层118都被形成在周边驱动电路区域204中；包括第一栅电极层124和第二栅电极层134的栅电极层127、包括第一栅电极层125和第二栅电极层135的栅电极层128和包括第一栅电极层126和第二栅电极层136的栅电极层129都被形成在像素区206中；包括导电层123和导电层133的导电层130都被形成在连接区205中(参照附图6D)。在本实施方式中，栅电极层通过干蚀刻形成，然而，也可以应用湿蚀刻。
由于在形成栅电极层时的蚀刻处理，栅绝缘层107在一定程度上被蚀刻，其厚度有可能变薄。
在形成栅电极层过程中，通过使栅电极层的宽度变窄可以形成能够高速操作的薄膜晶体管。使栅电极层在沟道方向的宽度更薄的两种方法将在下文中说明。
第一种方法如下：形成用于栅电极层的掩模之后，通过蚀刻、灰化等在宽度方向上使掩模变细以形成具有更细宽度的掩模。通过使用预先被形成为细宽度形状的掩模，栅电极层也可以被形成为细宽度形状。
第二种方法如下：形成通常的掩模，并使用该掩模形成栅电极层。接着，对所获得的栅电极层在宽度方向上进行侧面蚀刻以使其变得更细。因此，最终可以获得具有细宽度的栅电极层。通过上述的步骤，可以在后面形成具有更短的沟道长度的薄膜晶体管，因而可以制造高速操作的薄膜晶体管。
接下来，使用栅电极层117、118、127、128和129以及导电层130作为掩模添加赋予n型导电性的杂质元素151，以形成第一n型杂质区140a、140b、141a、141b、142a、142b、142c、143a和143b(参照附图7A)。在本实施方式中，磷化氢(PH3)(掺杂气体是将PH3用氢(H2)稀释，气体中的PH3的成分比率是5％)被用作含杂质元素的掺杂气体，在80sccm的气体流率、54μA/cm的束电流、50kV的加速电压和7.0×1013ions/cm2的剂量的条件下实施掺杂。在此，第一n型杂质区140a、140b、141a、141b、142a、142b、142c、143a和143b被掺杂赋予n型导电性的杂质元素，并使其包含的杂质元素的浓度为1×1017至5×1018/cm3。在本实施方式中，磷(P)被用作赋予n型导电性的杂质元素。
在本实施方式中，杂质区与栅电极层重叠并且其间夹着栅绝缘层的区域被称为Lov区域，而杂质区其间夹着栅绝缘层不与栅电极层重叠的区域被称为Loff区域。在附图7A中，杂质区通过没有阴影的部分和具有阴影的部分示出。但这不意味着没有阴影的部分没有掺杂杂质元素，而是为了可以直观地理解在该区域中的杂质元素的浓度分布反映掩模或掺杂的条件。注意，本说明书中的其它附图中也是这样的。
然后，形成覆盖半导体层103、半导体层105的一部分和半导体层106的掩模153a，153b，153c和153d。使用掩模153a，153b，153c和153d和第二栅电极层133作为掩模添加赋予n型导电性的杂质元素152，以形成第二n型杂质区144a、144b、第三n型杂质区145a、145b、第二n型杂质区147a、147b、147c和第三n型杂质区148a、148b、148c、148d(参照附图7B)。在本实施方式中，磷化氢(PH3)(掺杂气体是将PH3用氢(H2)稀释，气体中的PH3的成分比率是5％)被用作含杂质元素的掺杂气体，在80sccm的气体流率、540μA/cm的束电流、70kV的加速电压和5.0×1015ions/cm2的剂量的条件下实施掺杂。在此，第二n型杂质区144a、144b被掺杂赋予n型导电性的杂质元素，并使其包含的杂质元素的浓度为5×1019至5×1020/cm3。第三n型杂质区145a、145b被形成为其包含的赋予n型导电性的杂质元素的浓度几乎等于或稍微高于第三n型杂质区148a，148b，148c，148d。此外，沟道形成区域146被形成在半导体层104中，而沟道形成区域149a、149b被形成在半导体层105中。
第二n型杂质区144a、144b、147a、147b、147c每个都是高浓度n型掺杂区，被用作源极或漏极。另一方面，第三n型杂质区145a、145b、148a、148b、148c、148d每个都是低浓度掺杂区，即LDD(轻掺杂漏极)区。n型杂质区145a、145b被第一栅电极层122覆盖，其间夹栅绝缘层107，因此它是Lov区，其缓和漏极附近的电场并可以抑制由热载流子导致的导通电流的劣化。结果，可以形成能够高速操作的薄膜晶体管。另一方面，第三n型杂质区148a、148b、148c、148d形成在不被栅电极层127和128覆盖的Loff区域中，由此其可缓和漏极附近的电场，并且能够抑制由热载流子注入引起的劣化，同时有降低关断电流的效果。结果，可以制造消耗更少电功率的高可靠性半导体器件。
接着，掩模153a、153b、153c和153d被清除，并且形成覆盖半导体层104、105的掩模155a、155b。使用掩模155a、155b、栅电极层117和129作为掩模添加赋予p型导电性的杂质元素154，以形成第一p型杂质区160a、160b、163a、163b和第二p型杂质区161a、161b、164a、164b(参照附图7C)。在本实施方式中，因为硼(B)被用作掺杂元素。所以乙硼烷(B2H6)(掺杂气体是将B2H6用氢(H2)稀释，气体中的B2H6的成分比率是15％)被用作含杂质元素的掺杂气体，在70sccm的气体流率、180μA/cm的束电流、80kV的加速电压和2.0×1015ions/cm2的剂量的条件下实施掺杂。在此，第一p型杂质区160a、160b、163a、163b和第二p型杂质区161a、161b、164a、164b被掺杂赋予p型导电性的杂质元素，并使其包含的杂质元素的浓度为1×1020至5×1021/cm3。在本实施方式中，根据栅电极层117和129的形状以自对准方式，将第二p型杂质区161a、161b、164a、164b形成为具有低于第一p型杂质区160a、160b、163a、163b的浓度的浓度。沟道形成区域162被形成在半导体层103中，而沟道形成区域165被形成在半导体层106中。
第二n型杂质区144a、144b、147a、147b、147c每个都是高浓度n型掺杂区，被用作源极或漏极。另一方面，第二p型杂质区161a、161b、164a、164b每个都是低浓度掺杂区，即LDD(轻掺杂漏极)区。第二p型杂质区161a、161b、164a、164b与第一栅电极层121和126重叠，其间央栅绝缘层107，因此它是Lov区，其缓和漏极附近的电场并抑制由热载流子导致的导通电流的劣化。
通过O2灰化或使用抗蚀剂脱落液清除掩模155a和155b并也清除氧化膜。此后，绝缘膜(所谓的侧壁)可以被形成以覆盖栅电极层的侧面。通过等离子体CVD法或低压CVD法(LPCVD)可以由含硅的绝缘膜形成侧壁。
可以实施热处理、强光辐射或激光辐射以激活杂质元素。在激活的同时可以恢复等离子体对栅绝缘层或在栅绝缘层和半导体层之间的界面的损害。
此后，形成层间绝缘层以覆盖栅电极层和栅绝缘层。在本实施方式中，应用绝缘膜167和绝缘膜168的层叠结构(参照附图8A)。形成200nm厚的氮氧化硅作为绝缘膜167，形成800nm厚的硅氧氮化膜作为要层叠的绝缘膜168。此外，还可以使用三层结构，例如层叠30nm厚的氧氮化硅膜、140nm厚的氮氧化硅膜和800nm厚的氧氮化硅膜以覆盖栅电极层和栅绝缘层。在本实施方式中，绝缘膜167和168通过等离子体CVD以与基膜相同的方式连续地形成。对绝缘膜167和168没有特别的限制，可以由通过溅射或等离子体CVD形成的氮氧化硅膜、氧氮化硅膜或氧化硅膜形成，并且可以使用其他的包含硅的绝缘膜的单层或三层或更多层的层叠结构。
此外，在氮气氛下在300至550℃的温度下通过热处理执行半导体层的氢化步骤1至12小时。这个步骤优选在400至500℃的温度下执行。这个步骤是根据作为层间绝缘层的绝缘膜167中包含的氢来终结半导体层的悬空键的步骤。在本实施方式中，执行在410℃下的热处理。
绝缘膜167和168可以使用从氮化铝(AlN)、氧氮化铝(AlON)、含氮量比含氧量多的氮氧化铝(AlNO)或氧化铝、金刚石状碳(DLC)和含氮的碳膜(CN)膜以及其他包含无机绝缘材料的物质中选择的材料形成。此外，可以使用硅氧烷材料。硅氧烷材料是一种包含Si-O-Si键的树脂。硅氧烷包括通过硅(Si)和氧(O)的键形成的基干，至少包含氢的有机基团(比如烷基或芳香烃)可以作为其取代基。此外，可以使用氟代基团作为其取代基。此外，氟代基团和至少包含氢的有机基团都可以用作取代基。也可以使用有机绝缘材料，例如聚酰亚胺、聚丙烯、聚酰胺、聚酰胺、抗蚀剂、苯环丁烯或聚硅氨烷都可以使用。可以使用通过涂敷法形成的平整度好的涂敷膜。
此后，使用由抗蚀剂构成的掩模在绝缘膜167和168和绝缘层107中形成到达半导体层的接触孔(开口)。根据要使用的材料的选择比实施蚀刻一次或多次。在本实施方式中，在可以取得包含氧氮化硅的绝缘膜168和包含氮氧化硅的绝缘膜167和栅绝缘层107的选择比的条件下，实施第一次蚀刻以清除绝缘膜168。接着，绝缘膜167和栅绝缘层107通过第二次蚀刻被清除以形成到达第一p型杂质区160a、160b、163a、163b和第二n型杂质区144a、144b、147a、147b(每个都是源极区或漏极区)的开口部分。在本实施方式中，第一次蚀刻是湿蚀刻，而第二次蚀刻是干蚀刻。作为湿蚀刻的蚀刻剂，基于氢氟酸的溶液比如铵氢氟和铵氟的混合溶液都可以使用。作为蚀刻气体，以Cl2，BCl3，SiCl4，CCl4等为代表的含氯的气体、以CF4，SF6，NF3等为代表的含氟的气体或O2都可适当地被使用。惰性气体可以添加到要使用的蚀刻气体中。作为要添加的惰性元素，可以使用从He、Ne、Ar、Kr和Xe中选择的一种或多种元素。
形成覆盖开口部分的导电膜，然后蚀刻导电膜以形成分别电连接到每个源极区或漏极区的一部分的源极电极层或漏极电极层169a、169b、170a、170b、171a、171b、172a、172b和布线层156。这些源极电极层或漏极电极层都可以通过PVD法、CVD法、蒸发淀积法等形成导电膜并将导电膜蚀刻成所需的形状而形成。此外，导电层可以通过微滴排放法、印刷法、电镀法等在预定的位置上有选择性地形成。此外，可以使用回流法或镶嵌法。作为源极电极层或漏极层的材料，可以使用如下材料：金属比如Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Si、Ge、Zr或Ba；这些金属的合金；或者这些金属的氮化物。此外，可以采用从这些材料中选出的材料的层叠结构。在本实施方式中，层叠形成100nm厚的钛(Ti)、700nm厚的铝和100nm厚的钛(Ti)并构图成所需的形状。夹在钛膜之间而形成的铝膜优选为500nm到2000nm厚。也可以采用钛膜(100nm厚)、铝膜(1500至2000nm厚)和钛膜(100nm厚)的叠层结构。
通过上述的步骤，可以制造有源矩阵衬底，其中在周边驱动电路区204中的Lov区中形成具有p型杂质区的p沟道薄膜晶体管173和具有n沟道型杂质区的n沟道薄膜晶体管174；在连接区中形成导电层177；在像素区206的Loff区中形成具有n型杂质区的多沟道型n沟道薄膜晶体管175，并且在Lov区中形成具有p型杂质区的p沟道薄膜晶体管176(参照附图8B)。
有源矩阵衬底可用于具有自发光元件的发光器件、具有液晶元件的液晶显示器件以及其它显示器件中。此外，有源矩阵衬底也可用于以CPU(中央处理单元)为代表的各种处理器和半导体器件比如搭载ID芯片的卡。
薄膜晶体管不受本实施方式的制约，可以是形成有一个沟道形成区的单栅结构，也可以是形成有两个沟道形成区的双栅结构，或者形成有三个沟道形成区的三栅结构。另外周边驱动电路部分的薄膜晶体管可以采用单栅结构、双栅结构或三栅结构的TFT。
本发明的薄膜晶体管并不限于在本实施方式中所示的制作方法。本发明可以应用于顶栅型(平面型)、底栅型(反向交错型)、具有排列在其间插有栅绝缘膜的沟道区的上面和下面的双栅电极层的双栅型或其它结构。图9示出了显示器件的制作步骤，其中提供了用划线分割的要切割掉的区域201、作为FPC的贴附部分的外部端子连接区202、作为周围的环绕布线区的布线区203、周边驱动电路区204、连接区205、像素部分206。在布线区203中提供有布线179a、179b，外部端子连接区202中提供有和外部端子连接的端子电极层178。
然后，第一电极层395(也称为像素电极层)被形成为与源极电极层或漏极电极层172b接触。第一电极层用作阳极或阴极，并且可以以主要包含下列材料中选择的材料制成的膜形成：选自Ti、TiN、TiSiXNY、Ni、W、WSiX、WNX、WSiXNY、NbN、Cr、Pt、Zn、Sn、In和Mo中的元素；或以所述元素作为其主要成分的合金材料或化合物材料；或具有100至800nm总厚度的这些膜的层叠结构。
在本实施方式中，发光元件被用作显示元件，从发光元件中发射的光从第一电极层395侧抽取。因此，第一电极层395是透光的。透明导电膜被形成作为第一电极层395并被蚀刻成所需的形状，由此获得了第一电极层395。含氧化硅的氧化锡铟(也称作包含氧化硅的铟锡氧化物，下文中称为ITSO)、氧化锌、氧化锡、氧化铟等都可用于在本发明中使用的第一电极层395。此外，也可以使用透明导电膜比如其中与2至20％的氧化锌(ZnO)混合的氧化铟锌合金。除了上述的透明导电膜之外，氮化钛膜或钛膜也都可用于第一电极层395。在这种情况下，在形成了透明导电膜之后，形成氮化钛膜或钛膜并使其具有可透光的厚度(优选大约5至30nm厚)。在本实施方式中，使用含氧化铟锡和氧化硅的ITSO作为第一电极层395。在本实施方式中，通过使用与1至10％的氧化硅(SiO2)混合的氧化锡铟作为靶进行溅射并设定Ar气流量为120sccm、O2气流量为5sccm、压力为0.25Pa和电功率为3.2kW，将ITSO膜形成为185nm厚。第一电极层395可以通过CMP或通过使用多孔材料比如聚乙烯醇进行清洁和抛光以使它的表面平整。此外，在以CMP方法抛光之后，可对第一电极层395的表面实施紫外射线辐射、氧等离子体处理等。
在形成了第一电极层395之后可以执行热处理。应用这种热处理，包含在第一电极层395中的水分被释放。因此，第一电极层395中不产生脱气等。即使在第一电极层上形成容易被水分劣化的发光材料，也不会使发光材料劣化，因此，可以制造高可靠性的显示器件。在本实施方式中，ITSO被用于第一电极层395，ITSO即使执行烘烤也不会如ITO那样被晶化，而是维持非晶状态。所以，ITSO比ITO的平整性更高，即使含有有机化合物的层很薄，也很难产生和阴极的短路。
接着，形成覆盖第一电极层395的边缘部分和源极电极层或漏极电极层的绝缘体(绝缘层)186(也被称为触排、分隔壁、壁、堤坝)(附参照图9B)。以相同的步骤在外部端子连接区202形成绝缘体187a、187b。
为了实施全色显示，在第一电极层上形成场致发光层时，需要分别形成进行R、G、B发光的场致发光层。因此，当形成其他颜色的场致发光层时，用掩模覆盖以外的像素电极层(第一电极层)。该掩模可以采用由金属材料等构成的膜形状。在此，该掩模被形成在将成为分隔壁的绝缘体186上并被该绝缘体支撑，但是因掩模的弯曲或扭歪有可能与像素电极层连接，从而损伤像素电极层。由像素电极层的损伤而产生的形状不良导致发光不良或显示不良，所以引起图像劣质。因此，可靠性和性能也被降低。
在本发明中，在像素电极层的第一电极层395上以与绝缘体186相同的厚度形成间隔物199。此外，形成在像素电极层周边的用作分隔壁的绝缘体186的表面具有反映形成在绝缘体186的形成区域中的构成物的高度的凸凹形状。因此，可以将从作为像素电极层的第一电极层395表面到绝缘体186表面的高度形成为很高，所以绝缘体186的顶面可以具有作为间隔物的功能。有间隔物767和作为分隔壁发挥作用的覆盖像素电极层边缘的绝缘体支撑当淀积场致发光层时所使用的掩模763，该掩膜就不与第一电极层接触。因此，可以防止由掩模给第一电极层带来的形状不良，所以在第一电极层上不会引起发光不良和显示不良，从而可以制造具有高可靠性和高清晰度的显示器件。
本实施方式中，间隔物199使用与分隔壁的绝缘体186相同的材料和步骤而形成，但是也可以使用不同的步骤。间隔物的形状和大小不限，可以根据像素区的尺寸以及开口率等来决定。本实施方式的间隔物形成为如图9B所示的柱状并在其上部具有类似于半球的圆形状。其高度为1μm至2μm(优选为1μm至1.5μm)。
将参考图24A至25D说明间隔物的形状的实例。如图24A至25D所示，该间隔物可以与用作分隔壁的绝缘体(绝缘层)连接而形成。图25A、25C、图24A、24C是像素区的俯视图，图25B、25D、图24B、24D是沿图25A、25C、图24A、24C中的X1-Y1、X2-Y2、X3-Y3、X4-Y4线切割的截面图。在图25A和25B中，像素电极层的第一电极层607形成在衬底600、基膜601a、601b、栅绝缘层602、绝缘膜603、绝缘膜604之上。分隔壁的绝缘体608被形成以覆盖第一电极层607的边缘部分。使用与绝缘体608相同的材料和步骤形成间隔物609。
在图25A和25B中，间隔物609与绝缘体608连接而形成，并且该间隔物609在第一电极层上连续地向横穿第一电极层607的对角线方向形成。像这样，通过连续地形成间隔物609得以在移动掩模时不断用间隔物609支撑掩模，从而可以防止因掩模与第一电极层607的连接而引起的第一电极层607的形状不良。
在图25C和25D中，像素电极层的第一电极层617形成在衬底610、基膜611a、611b、栅绝缘层612、绝缘膜613和绝缘膜614之上。分隔壁的绝缘体618被形成以覆盖第一电极层617的边缘部分。使用与绝缘体618相同的材料和步骤形成间隔物619。
在图25C和25D中，间隔物619与绝缘体618连接形成，并且该间隔物619在第一电极层的两个位置上以横穿的形式连续地向第一电极层617的短边方向形成。像这样，通过连续地形成多个间隔物619得以在移动掩模时不断用间隔物619支撑掩模，从而可以防止将掩模与第一电极层617连接而引起的第一电极层617的形状不良。
在图24A和24B中，作为像素电极层的第一电极层627形成在衬底620、基膜621a、621b、栅绝缘层622、绝缘膜623、624之上。分隔壁的绝缘体628被形成以覆盖第一电极层627的边缘部分。间隔物629使用与绝缘体628相同的材料和步骤形成。
在图24A和24B中，间隔物629与绝缘体628连接形成，并且该间隔物629在第一电极层627上以横穿形式连续地向第一电极层的短边方向和长边方向形成栅格形状。像这样，通过以栅格形状连续地形成间隔物629得以在移动掩模时不断用间隔物629支撑掩模，从而可以防止将掩模与第一电极层627连接而引起的第一电极层627的形状不良。
在图24C和24D中，作为像素电极层的第一电极层637形成在衬底630、基膜631a、631b、栅绝缘层632、绝缘膜633、634之上。作为分隔壁的绝缘体638被形成以覆盖第一电极层637的边缘部分。间隔物639使用与绝缘体638相同的材料和步骤形成。
在图24C和24D中，间隔物639与绝缘体638连接形成，并且该间隔物639在第一电极层637上相对于绝缘体638的界面倾斜地以多次横穿形式形成。本实施方式中，第一电极层637和绝缘体的界面短轴与间隔物639的角度为45度。像这样，通过连续地形成间隔物639得以在移动掩模时不断用间隔物639支撑掩模，从而可以防止因掩模与第一电极层637的连接而引起的第一电极层637的形状不良。
如图24B所示，间隔物629具有锥形形状。如图25B和图24D所示，间隔物可以为大致长方体。另外，圆柱体、角柱体、圆锥体、角锥体、和锥形形状等也都可以被采用。
图24A至图25D的间隔物和分隔壁的绝缘体连接形成，但也可以彼此分离而形成。
间隔物可以由下列材料所制成：元机绝缘材料比如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧氮化铝、其它无机绝缘材料、或丙烯酸、甲基丙烯酸、以及丙烯酸和甲基丙烯酸的衍生物、诸如聚酰亚胺、芳族聚酰亚胺以及聚苯并咪唑之类的热阻型聚合物、或硅氧烷树脂。本实施方式采用丙烯酸作为间隔物199。
本实施方式中，使用丙烯酸作为绝缘体186。另外，如使用与绝缘膜168相同的材料和步骤形成绝缘体186，则可以减少制造成本。另外，通用涂敷淀积设备或蚀刻设备等设备，可以实现成本的降低。
绝缘体186以如下材料形成：无机绝缘材料比如氧化硅、氟化硅、氧氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧氮化铝或其它无机绝缘材料、或丙烯酸、甲基丙烯酸、以及丙烯酸和甲基丙烯酸的衍生物、如聚酰亚胺、芳族聚酰胺或聚苯并咪唑之类的热阻型聚合物、或形成硅氧烷材料。也可以使用光敏或非光敏材料比如丙烯酸或聚酰亚胺。绝缘体186优选具有曲率半径连续改变的形状以提高在绝缘体186上形成的场致发光层188和第二电极层189的覆盖性。
在连接区205中，以与第二电极层相同的处理、相同的材料而形成的布线层与布线层156电连接。在本实施方式中，第二电极层189与布线层156直接接触而电连接，然而，也可以中介其他布线而电连接。
浸涂、喷涂、刮刀、辊涂机、幕涂机、刮刀涂布机、CVD法、蒸发淀积法等都可用于形成绝缘体186和间隔物199。此外，绝缘体186和间隔物199都可以通过微滴排放法形成。在采用微滴排放法时可以节省材料溶液。此外，如微滴排放法那样能够转印或绘制构图的方法例如印刷法(形成构图的方法，比如丝网印刷或胶印)等也都可以被使用。
在形成绝缘体186和间隔物199之后，其表面可以采用压力压紧表面的方法来进行平整，以增强其平整度。作为压紧方法，可以通过在表面上扫过滚筒物体来平整凹陷和凸起，也可以采用扁平物体垂直压紧表面。加热处理可以在压紧的同时进行。或者，也可以使用溶剂等软化或熔融表面并利用空气刀来去除在表面上的凹陷和凸起。此外，也可以采用CMP方法来抛光表面。
在通过使用与绝缘体186不同的材料和步骤来形成间隔物199的情况下，可以以与绝缘体186不同的形状和厚度任意形成间隔物。本实施方式中，可以使用多个间隔物199，此时，由于掩模的被间隔物支撑的区域增加，因此掩模可以被进一步稳定地设置。
优选在形成场致发光层(包括有机化合物的层)188之前实施真空加热进行排气处理以进一步改善可靠性。例如，理想的是，在执行有机化合物材料的蒸发淀积之前，在低压气氛下或者情性气氛下执行200至400℃，优选250至350℃的热处理以消除衬底包含的气体。优选在低压下通过蒸发淀积法或微滴排放法且仍在不暴露在大气中形成场致发光层188。根据该热处理，在导电膜(它是第一电极层)或绝缘层(分隔壁)中包含或者附着到其中的水分可以被释放。该热处理如可在保持真空并且可在真空室内转移衬底，则可以兼作上述的热处理，在形成绝缘层(分隔壁)之后执行一次上述的热处理就可以。在此，层间绝缘膜和绝缘体(分隔壁)如由具有高耐热性的物质形成，则可以充分地执行提高可靠性的热处理步骤。
场致发光层188形成在第一电极层395上。注意，虽然在附图1A中仅仅示出一个像素，但是在本实施方式中分别形成对应于R(红)、G(绿)和B(蓝)中的每种颜色的场致发光层。图18中示出了在本实施方式中通过使用分别的蒸发淀积掩模的蒸发淀积法选择性地形成作为场致发光层188的显示R(红)、G(绿)和B(蓝)的发光材料的情况。图18表示形成显示红色发光的材料的步骤。在本实施方式中，利用另外的蒸发淀积装置和蒸发淀积掩模分别形成每个颜色，但是也可以在同一处理室内移动一个掩模来形成三色发光材料。
图18A表示蒸发淀积步骤的模式图，图18B是从蒸发源761一侧所看到的元件衬底以及蒸发淀积掩模的图。如图18A所示，在蒸发淀积装置的蒸发淀积室760内提供有控制掩模的位置以装卸该掩模到元件衬底764的磁性体765、元件衬底764、掩模763、闸门762、蒸发源761。磁性体765依据控制装置772向箭头所示的方向770移动，而且为了对元件衬底764和掩模763的位置实施定位，用照相机771a、771b进行观察。此外，蒸发淀积装置安装有用于加热蒸发源的加热器、控制膜厚度的晶体振荡器、控制每个部分的温度或位置的控制装置。元件衬底764被安置成相对于蒸发源761元件一侧朝下的状态，并且在朝向蒸发源761一侧提供有与元件衬底764相邻的掩模763、位于掩模763和蒸发源761之间的用来控制蒸发淀积的开始和结束的闸门762。因为掩模763由金属材料构成并具有磁性，所以通过利用由磁性材料构成的磁性体765执行掩模763的箭头方向770所示的向上或向下的位置控制。
图18B表示从蒸发源761一侧所看到的掩模763以及元件衬底764，其中的掩模763通过磁性体765的磁力与元件衬底764的元件一侧紧密接触而形成。各个像素的布置方法可以利用将对应于红色、绿色和蓝色的像素排列成条形状的条形排列、在每个行中偏移半个节距的三角形排列、或者倾斜地排列对应于红色、绿色和蓝色的子像素的嵌合型排列。由于条形排列适合于显示线条、图形、文字等，因此优选用于显示器。由于嵌合型排列能够获取比线条排列更自然的图像，因此嵌合型排列优选用于电视机等。另外，三角形排列也能够获取自然的图像显示，所以优选使用于电视机等。
在本实施方式中，作为像素的排列方法采用线条排列，而且如图18B所示，具有如开口部分769a和开口部分769b那样的(slit)形状的开口部分的式掩模用作掩模763。由于可以同时形成产生各个颜色发光的全部像素，因此该式掩模的生产率很高。除了式之外，可以使用隙(slot)式掩模，该掩模具有对应于每个像素的开口部分，并没有如式的连续开口部分。在用隙式掩模形成线条排列的像素时，每种颜色有可能需要执行多次(两次或更多次)的蒸发淀积，然而，该隙式掩模适合于有非直线性的排列如三角形排列，并且由于每个开口部分的尺寸很小，所以隙式掩模的强度很高。
元件衬底764提供有用作红色显示像素的像素电极层766a、用作绿色显示像素的像素电极层766b和用作蓝色显示像素的像素电极层766c。图18描述在形成红色发光材料的情况，从而提供了掩模763以便将开口部分769a以及769b对应于红色显示的像素电极层。
在本发明中，在像素电极层上形成间隔物。因此，在图18B所示的像素电极层上也提供有间隔物767。另外，形成在像素电极层的周边的作为分隔壁的绝缘体因为形成在绝缘体下面的电极层、布线层、半导体层而被形成为从像素电极层表面的高度较高，其结果，可以作为间隔物发挥作用。由于该间隔物767和用作分隔壁的覆盖像素电极层周边的绝缘体支撑掩模763，所以即使在掩模763的强度低并因磁力或引力产生掩模的扭歪或弯曲的情况下，也可以防止掩模763接触到像素电极层766a、像素电极层766b、像素电极层766c。因此，在像素电极层中不发生损伤，所以可以获取优良的发光和图像显示。即使在伴随衬底的大型化、高分辨率化、掩模开口部分的大型化、掩蔽部分的减薄化而来的掩模本身的强度变弱，因而难于准确地控制掩模位置的情况下，也可以通过使用间隔物支撑掩模，从而在所希望的位置上安置该掩模。另外，通过使用与像素电极层上的间隔物相同的材料和步骤来形成该掩模，可以缩短步骤数且实现材料的高效率化。
当在第一电极层395上形成场致发光层188时，因为提供在第一电极层395上的间隔物199不被蒸发淀积掩模覆盖，所以有可能在间隔物199的表面和其周边部分上形成场致发光层188。另一方面，绝缘体186大部分被蒸发淀积掩模掩盖，从而场致发光层188可以形成在蒸发淀积掩模的靠近开口部分周边的侧端部分。
接着，由导电膜形成的第二电极层189提供在场致发光层188上。作为第二电极层189，可以使用具有较低的功函数的材料(Al、Ag、Li、Ca或者这些合金，比如MgAg、MgIn、AlLi、或化合物，比如CaF2等的氟化钙、Ca3N2等的氮化钙)。这样，形成了包括第一电极层395、场致发光层188和第二电极层189的发光元件190。
在附图5A和5B中所示的根据本实施方式的显示器件中，从发光元件190发射的光从第一电极层395的一侧透过在附图5B中所示的箭头的方向上发出。
提供一种钝化膜191以覆盖第二电极层189是有效的。钝化膜191由包含氮化硅、氧化硅、氧氮化硅(SiON)、氮氧化硅(SiNO)、氮化铝(AlN)、氧氮化铝(AlON)、其氮的含量大于氧的含量的氮氧化铝(AlNO)、氧化铝、金刚石状碳(DLC)或含氮的碳膜(CN)的单层或膜的叠层的绝缘膜。此外，可以使用硅氧烷材料。
在这种情况下，优选使用具有良好覆盖性的膜(具体的是碳膜、DLC膜)作为钝化膜。由于DLC膜可以在从室温到100℃或更小的温度范围下形成，因此能够在低耐热性的场致发光层188上容易形成。DLC膜通过等离子体CVD法(典型的是，RF等离子体CVD法、微波CVD法、电子回旋加速器谐振(ECR)CVD法、热丝CVD法等)、燃烧火焰法、溅射法、离子束蒸发淀积法、激光蒸发淀积法等形成。氢气和烃基气体(例如CH4、C2H2、C6H6等)可以被用作用于形成膜的反应气体。通过辉光放电电离反应气体。离子被加速以和施加以负自偏压的阴极相撞。通过采用C2H2气体和N2气体作为反应气体可以形成CN膜。DLC膜具有对于氧的高阻挡效果，并且能够抑制场致发光层188的氧化。因此，在随后的密封步骤可以避免场致发光层188发生氧化。
通过密封材料192将形成有发光元件190的衬底100粘接到密封衬底195以密封发光元件(参照附图5A和5B)。在本发明的显示器件中，将密封材料192与绝缘体186不连接而分离形成。像这样，通过将密封材料与绝缘体186分离形成，即使使用包含吸湿性高的有机材料的绝缘材料作为绝缘体186，也不容易透过湿气，因此，能够防止发光元件劣化，从而提高显示器件的可靠性。作为密封材料192，优选使用可见光固化、紫外线固化或热固化树脂。例如，可以使用环氧树脂比如双酚A液体树脂、双酚A固体树脂、含溴-环氧的树脂、双酚F树脂、双酚AD树脂、酚树脂、甲酚树脂、酚醛清漆树脂、环脂族环氧树脂、Epi-Bis型(表氯醇-双酚)环氧树脂、缩水甘油基环氧环树脂、缩水甘油基胺树脂、杂环环氧树脂，或者可以使用改性的环氧树脂。注意，以密封材料包围的区域可以填充填充剂193，也可以在氮气气氛中密封发光元件以在其中封装氮气等。因在本实施方式中为底部发射类型，所以填充剂193不必具有透光特性。在透过填充剂193抽取光的结构中，填充剂需要具有透光特性。通常，可见光固化、紫外线固化或热固化环氧树脂都可以被使用。通过上述的步骤，可以完成使用本实施方式的发光元件具有显示功能的显示器件。此外，液体状态的填充剂可以被滴落并且可以填充在显示器件的里面。
参考附图19描述使用分配器方法的滴落方法(通过滴落注入填充剂的方法)。在附图19中的滴落方法包括控制装置40、成像装置42、头部43、填充剂33、标记35、45、阻挡层34、密封材料32、TFT衬底30和相对的衬底20。用密封材料32形成闭环，并将填充剂33从头部43滴落到其中一次或多次。如果填充材料的粘度较高，则填充剂被连续排放并以连接的状态被附着到形成区中。另一方面，如果填充材料的粘度较低，则填充剂如附图19所示地被间断排放并滴落。此时，可以提供阻挡层34以便防止密封材料32与填充剂33发生反应。然后，在真空中连接衬底，然后通过紫外线固化以达被填充剂填充的状态。在吸湿材料比如干燥剂被用作填充剂时，可以获得进一步吸水的效果并防止元件劣化。
在EL显示面板中提供干燥剂以便防止由水分引起的元件劣化。在本实施方式中，干燥剂提供于形成在密封衬底上以包围像素区的凹陷部分中，以便不妨碍显示器面板的薄型化。此外，干燥剂也可提供在对应于栅极布线层的区域中，由于吸水面积较大，所以吸水效果好。此外，由于干燥剂提供在本身不发光的栅极布线层中，因此不会降低光抽取的效率。
在本实施方式中，示出了用玻璃衬底密封发光元件的情况。进行密封处理以保护发光元件不受潮，可以采用以下的任何一种方法：发光元件用覆盖材料机械密封的方法；发光元件用热固性树脂或者紫外线可固化树脂密封的方法；发光元件用诸如具有高阻挡能力的金属氧化物、氮化物等的薄膜密封的方法。作为覆盖材料，可以采用玻璃、陶瓷、塑料或者金属。然而，当光发到覆盖材料侧时，覆盖材料需要具有透光特性。通过用密封剂诸如热固性树脂或者紫外线可固化树脂，将覆盖材料贴附在其上形成了上述发光元件的衬底上，然后通过采用热处理或者紫外线照射固化树脂，形成封闭空间。在封闭空间内设置以氧化钡为代表的吸湿性吸收剂材料也是有效的。该吸收剂材料可以设置在密封剂之上或者在分隔壁或者外围部分，这样不会阻挡从发光元件发出的光。此外，也可用热固性树脂或者紫外光固化树脂填充覆盖材料和其上形成发光元件的衬底之间的空间。这种情况下，在热固性树脂或者紫外光固化树脂中添加以氧化钡为代表的吸湿性材料是有效的。
在本实施方式中，在外部端子连接区202中，用各向异性导电层196将FPC 194连接到端子电极层178，以便形成和外部电连接的结构。另外，如显示器件的俯视图的图5A所示，除了具有信号线驱动电路的周边驱动电路区域204之外，本实施方式所制造的显示器件还包括具有扫描线驱动电路的周边驱动电路区域207a以及周边驱动电路区域207b。注意，图5B是沿图5A的线A-B切割的剖面图。
在附图10中所示的显示器件中，在形成连接到p沟道薄膜晶体管176的源极电极层或漏极电极层172b之前，第一电极层395可以有选择性地形成在绝缘膜168上。在这种情况下，本实施方式的源极电极层或漏极电极层172b和第一电极层395的连接结构是，在第一电极层395上层叠源极电极层或漏极电极层172b。如在形成源极电极层或漏极电极层172b之前形成第一电极层395，第一电极层395可以形成在平整区中。因此，有如下的优点：良好的覆盖性、以及因为可以足够地实施抛光处理比如CMP还具有良好的平整性。
在图10中，形成和显示器件相向的密封衬底195，并使安装密封材料192和干燥剂299的区域成为凹陷形状。
通过在密封衬底195的与密封材料192连接的区域中形成凹陷部分，可以扩大密封材料192和密封衬底195的接触面积，从而可以提高粘贴强度。由于能够确保密封材料192和密封衬底195的粘贴强度，可以提供比常规更窄宽度的密封材料图案。
另外，通过在密封衬底195的安装干燥剂299的区域中形成凹陷部分，可以防止干燥剂299和发光元件190接触。从而可以抑制因损伤发光元件190而产生的像素的缺陷。
上述具有凹陷部分的密封衬底195，可以通过多种方法而形成。例如，可以应用通过喷沙方法或金刚石钻机等对密封衬底195进行研磨加工来成形的加工法。另外，也可以进行压紧加工而成形。
在使用玻璃材料以形成密封衬底195的情况下，也可以采用研磨加工或压紧加工。当进行压紧成形时，可以用液体玻璃形成预定形状。优选的是，在密封衬底195上形成液体玻璃层298，接着进行压紧在液体玻璃层298上形成凹陷部分。液体玻璃层298可以由热处理或加热压紧来硬化。
而且，可以在形成有凹陷部分的密封衬底195的内侧形成氮化硅、氮氧化硅、氮化铝或氮氧化铝等的氮化膜，以形成用于阻断污染物质的保护膜(也称为阻挡层)297。由于氮化铝和氮氧化铝等具有高导热性，所以可以谋求显示面板里面温度的均匀化。可以应用氮化膜的保护膜297优选形成在不到达密封材料192形成区域的密封衬底195内侧。
如上所述，通过在密封衬底195上形成凹陷部分，可以以极其狭窄的距离将显示器件(也称为显示面板)与密封衬底195粘贴在一起。因此，例如可以抑制湿气等从面板周边的边缘部分进入。
另外，当将显示器件搭载到手机等的进行无线电通信的电子器件上时，如果使用金属衬底作为衬底195，有影响到电磁波并使其指向性变差的问题。然而，通过使用玻璃材料等形成密封衬底195，可以解决上述问题。
在本实施方式中，显示器件由上述电路形成。然而，本发明并不限于此。也可以通过上述的COG法或TAB法安装IC芯片作为周边驱动电路。此外，单个或多个栅极线驱动电路和源极线驱动电路都可以使用。
在本发明的显示器件中，对于驱动显示屏的方法没有特别的限制，例如，点顺序驱动方法、行顺序驱动方法、平面顺序驱动方法等都可以运用。通常，运用行顺序驱动方法，并且根据需要可以使用时分灰度驱动方法或者面积灰度驱动方法。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，在使用数字视频信号的显示器件中，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。输入到像素的视频信号为恒压(CV)视频信号的显示器件包括施加到发光元件的电压为一定的信号(CVCV)的显示器件和施加到发光元件的电流为一定的信号(CVCC)的显示器件。另外，输入到像素的视频信号为恒流(CC)视频信号的显示器件包括施加到发光元件的电压为一定的信号(CCCV)的显示器件和施加到发光元件的电流为一定的信号(CCCC)的显示器件。
根据本发明，通过简单的步骤可以制造高度可靠的显示器件。因此，可以以低成本、高成品率制造具有高精度和高质量图像的显示器件。
实施方式3
参考附图11A至11C描述本发明的实施方式。本实施方式3将描述在实施方式1中制造的显示器件中，薄膜晶体管的栅电极层的结构不同的实例。因此，对相同部分以及具有相同功能的部分的描述将被省略。
附图11A至11C所示为在制造过程中显示器件，其对应于在实施方式1中描述的附图8B中所示的显示器件。
在附图11A中，薄膜晶体管273、274形成在周边驱动电路区214中，导电层277形成在连接区215中，以及薄膜晶体管275、276形成在像素区216中。在附图11A中的薄膜晶体管的栅电极层具有两个导电膜的层叠结构，其中上部栅电极层被构图成其宽度比下部栅电极层更窄。下部栅电极层具有锥形形状，但上部栅电极层不具有锥形形状。这样，栅电极层可以具有锥形形状或者在它的侧面的角度基本垂直，换句话说，栅电极层可以不是锥形形状。
在附图11B中，薄膜晶体管373、374被形成在周边驱动电路区214中，导电层377被形成在连接区215中，以及薄膜晶体管375、376被形成像素区216中。在附图11B中的薄膜晶体管的栅电极层也具有两个导电膜的层叠结构，上部和下部栅电极层具有连续的锥形形状。
在附图11C中，薄膜晶体管473、474被形成在周边驱动电路区214中，导电层477被形成在连接区215中，以及薄膜晶体管475、476被形成像素区216中。在附图11C中的薄膜晶体管的栅电极层具有单层结构并且具有锥形形状。像这样，栅电极层可以具有单层结构。
如上文所述，栅电极层可以根据它的结构和形状而具有各种各样的结构。因此，所获得的显示器件也具有各种各样的结构。在应用栅电极层作为掩模以自对准的方式形成半导体层中的杂质区时，杂质区的结构或者浓度分布根据栅电极层的结构变化。考虑上述情况设计薄膜晶体管，则可以获得具有所需功能的薄膜晶体管。
可以采用微滴排放法形成本实施方式所形成的薄膜晶体管的栅电极层、源电极层、以及漏电极层。微滴排放法是通过排放包含液状导电材料的组成物，并施加干燥或烘焙处理来固化，以形成导电层或电极层的方法。如果排放包含绝缘材料的组成物，并施加干燥或烘焙处理来固化，可以形成绝缘层。由于可以选择性地形成导电层或绝缘层等的显示器件的构成物，所以可以简化步骤并防止材料的浪费，从而可以以低成本、高成品率来形成显示器件。
用于微滴排放法的微滴排放装置概括为一种装置，其具有排放液滴的装置诸如具有组成物的排放开口的喷嘴，或者安装有一个或者多个喷嘴的喷头。包括在微滴排放装置内的喷嘴的直径设定在0.02μm到100μm的范围内(优选30μm或者更小)，从该喷嘴排放的组成物的量设定在0.001pl到100pl的范围内(优选0.1pl到40pl，尤其优选10pl或者更少)。组成物的排放量相对于喷嘴直径的尺寸成比例增加。此外，为了将组成物滴落在预定位置，优选被处理的目标和喷嘴的排放开口之间的距离尽可能地短。最好，将距离适当设定为在大约0.1mm到3mm的范围内(尤其优选1mm或者更短)。
作为从排放开口排放出的组成物，采用溶解或者分散在溶剂中的导电材料。导电材料是诸如Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W或Al等的金属、Cd或Zn的金属硫化物、Fe、Ti、Si、Ge、Zr或Ba等的氧化物、或者卤化银的微粒以及分散的纳米粒子。导电材料可以是用作透明导电膜的氧化铟锡(ITO)、由氧化铟锡和氧化硅形成的ITSO、有机铟、有机锡、氧化锌以及氮化钛等。另外，也可以混合多种上述导电材料来使用。然而，作为从排放开口被排放的组成物，考虑到电阻率的值，优选采用将金、银和铜材料的任一种溶解或者分散在溶剂中的组成物。更优选采用具有低电阻值的银或者铜。但当采用银或者铜时，作为对付杂质的对策，优选同时设置阻挡膜。氮化硅膜或者硼化镍(NiB)可以用作阻挡膜。
此外，可以采用由另一种导电材料涂覆在导电材料的周围而形成多层的粒子。例如，可以采用一种三层结构的粒子，其中铜的周围被硼化镍(NiB)涂覆，并再被银涂覆。作为溶剂，可以采用诸如醋酸丁酯和醋酸乙烷的酯、诸如异丙醇和酒精的醇、诸如甲乙酮和丙酮的有机溶剂或者水等等。组成物的粘度优选20mPa.s(cp)或者更低。这避免了组成物变干，并且使组成物平稳地从排放开口排放。此外，组成物的表面张力优选为40mN/m或者更低。然而，根据所采用的溶剂和用途适当控制组成物的粘度等。例如，在溶剂中溶解或者分散了ITO、有机铟或者有机锡的组成物的粘度、在溶剂中溶解或者分散了银的组成物的粘度以及在溶剂中溶解或者分散了金的组成物的粘度都可以设定为从5mPa.s到20mPa.s。
可以通过堆叠多种导电材料形成导电层。此外，可以首先采用银作为导电材料通过微滴排放法形成导电层；其后，可用铜等进行镀。镀可以通过电镀或者化学(无电界)镀法来实施。可以通过将衬底表面浸渍在充满包含镀材料的溶液的容器内来实施镀。也可以将衬底倾斜(或者垂直)放置，然后使包含要镀的材料的溶液流过衬底表面之上来涂敷。如果通过垂直放置衬底而涂敷溶液来实施镀，有处理装置可以小型化的优点。
导电体的粒子的直径优选为尽可能地小，为的是避免喷嘴塞住，以及为了制造出精细图案，尽管这也取决于每一喷嘴的直径和图案的预定形状等。优选的，导电体的粒子直径为0.1μm或者更小。通过已知方法诸如电解法、雾化法或者湿式还原法等来形成组成物，且其粒径一般为大约0.01μm到10μm。然而，当实施气体蒸发法时，由分散剂保护的纳米粒子很微小，大约7nm。当由涂药覆盖每一粒子的表面之后，粒子不在溶液中聚合，并在室温下均一地分散到溶剂中去，并且表现得和液体相近。因此，优选采用涂药。
此外，排放组成物的步骤可以在减压下实施，如在减压下执行该处理，在导电层的表面上不会形成氧化膜等，所以是优选的。在排放组成物之后，实施干燥和烘焙的其中之一或者这两个步骤。干燥和烘焙虽然都是加热处理，但是，正如干燥在100℃实施三分钟，烘焙在200℃到350℃的温度实施15分钟到60分钟那样，其目的、温度和时间是不同的。通过激光辐照、快热退火、热熔炉加热等在常压或者减压下实施干燥和烘焙步骤。注意的是进行热处理的定时和次数没有特别限定。可以加热衬底以顺利实施干燥和烘焙步骤。当时的温度取决于衬底等的材质，但是一般为100℃到800℃(优选的，200℃到350℃)。由于这些步骤，蒸发组成物中的溶剂或者化学排除分散剂的同时，硬化收缩外围树脂。因此，纳米粒子彼此接触，加速熔接或者焊接。
作为用于干燥和烘焙步骤的激光辐照，可以使用连续振荡或者脉冲振荡的气体激光或者固态激光。受激准分子激光、He-Cd激光和Ar激光等可以用作前者的气体激光。采用掺杂Cr、Nd等的YAG、YVO4、GdVO4等晶体的激光可以用作后者的固态激光。注意的是，考虑到激光的吸收率的关系，优选采用连续振荡的激光。此外，也可以采用组合脉冲振荡和连续振荡的激光辐照法。然而，根据衬底的抗热性，优选在几微秒到几十秒之内通过激光辐照即刻进行热处理，为的是不破坏衬底。通过在惰性气体环境中利用发出从紫外到红外的光的红外线灯或者卤素灯迅速升高温度并加热几微秒到几分钟，进行快热退火(RTA)。因为是即刻实施该处理，仅仅充分加热了位于顶部表面的薄膜，而下层的膜不受影响。因此，即使是具有低抗热性的衬底比如塑料衬底也不受影响。
此外，形成导电层之后，可用压力压紧来平整其表面，以提高平坦性。作为压紧的方法，可以用滚筒物体在其表面上移动来消除不平，或者可以用平板形物体垂直按压表面。当压紧的时候，同时可以进行热处理。另外，也可以利用溶剂等软化或者溶化表面，然后用气刀消除表面上的不平。也可以用CMP法来抛光表面。当微滴排放法引起不平整的时候，为了平整表面可以适用该步骤。
由有机半导体材料利用印刷法、喷涂法、自旋涂敷法、微滴排放法等形成半导体。在这种情况下，由于不需要上述蚀刻步骤，可以减少步骤数量。将低分子量材料、高分子量材料等用作有机半导体，此外，也可以采用诸如有机色素、导电高分子量材料等材料。优选具有通过共轭双键组成的构架的π-电子共轭高分子量材料作为用于本发明的有机半导体材料。代表性的，可以采用可溶的高分子量材料诸如聚噻吩、聚芴、聚(3-烷基噻吩)、聚噻吩的衍生物或者并五苯。
本实施方式可以自由与实施方式1和2分别组合。
实施方式4
应用本发明，可以制作具有发光元件的显示器件。从该发光元件发射的光可以采用从底部发射、顶部发射或双面发射中的任一方式。在本实施方式中，将参考附图12和13描述双面发射类型和单面发射型的顶部发射类型的实例。
在附图12中的显示器件包括元件衬底1300；TFT 1355、1365和1375；第一电极层1317；场致发光层1319；第二电极层1320；透明导电膜1321；填充剂1322；密封材料1325；栅绝缘层1310；绝缘膜1311和1312；绝缘体1314；密封衬底1323；布线层1380；端子电极层1381；各向异性导电层1382；FPC 1383；和间隔物1330。在第一电极层1317上可以形成多个不同形状的间隔物。显示器件包括要切割掉的区域221、外部端子连接区222、布线区223、周边驱动电路区224和像素区226。填充剂1322可以如在附图19中的滴落方法那样将组合物以液体形式通过滴落方法形成。将形成有填充剂的元件衬底1300连接到密封衬底1323以密封发光显示器件，其中的填充剂通过滴落方法形成。本实施方式中，填充剂1322通过滴落方法注入液状干燥剂并固化而形成。因此，由于使用含有吸湿性的材料可以获得吸水的效果并防止元件劣化。
在附图12中所示的显示器件是双面发射型，是按箭头方向从元件衬底1300和密封衬底1323的两侧发射光的结构。注意，在本实施方式中，形成透明导电膜并按所希望的形状蚀刻以形成第一电极层1317。透明导电膜可以被用作第一电极层1317。除了透明导电膜之外，氮化钛膜或钛膜可用作第一电极层1317。在这种情况下，在形成了透明导电膜之后，氮化钛膜或钛膜被形成为能够透过光的厚度(优选大约从5至30nm)。在本实施方式中，ITSO被用作第一电极层1317。
然后，由导电膜形成的第二电极层1320形成在场致发光层1319上。作为第二电极层1320，可以使用低功函数的材料(Al、Ag、Li、Ca；它的合金比如MgAg、MgIn、AlLi；或者它的化合物比如CaF2等的氟化钙、Ca3N2等的氮化钙)。在附图12所示的显示器件中，层叠作为第二电极层1320的具有薄的膜的厚度(MgAg：10纳米的膜厚度)的金属薄膜和作为透明导电膜1321的具有100nm的膜厚的ITSO以便透射光。作为透明导电膜1321，可以使用类似于上述第一电极层1317的膜。
在附图13中所示的显示器件是单侧发射型，并且具有按箭头方向从顶面发射的结构。在附图13中所示的显示器件包括元件衬底1600；TFT 1655、1665和1675；反射金属层1624；第一电极层1617；场致发光层1619；第二电极层1620；透明导电膜1621；填充剂1622；密封材料1625；栅绝缘层1610；绝缘膜1611、和1612；和绝缘体1614；密封衬底1623；布线层1680；端子电极层1681；各向异性导电层1682；FPC 1683；间隔物1630；以及发光元件1605。在附图13所示的显示器件中，层叠在端子电极层1681上的绝缘层被蚀刻以被清除。这样，可以提高在端子电极层的外围不提供湿气可渗透的绝缘层的结构的可靠性。此外，显示器件包括要切割掉的区域231、外部端子连接区232、布线区233、外部驱动器电路区234和像素区236。在这种情况下，在附图12所示的双面发射型显示器件中，在第一电极层1617之下形成反射金属层1624。在反射金属层1624上形成用作阳极的透明导电膜的第一电极层1617。作为金属层1624，，只要具有反射性型就可以，因此，Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu等都可以使用。优选使用在可见光范围中具有高反射性的物质，本实施方式中，使用TiN膜。
由导电膜形成的第二电极层1620提供在场致发光层1619上。作为第二电极层1620，可以使用低功函数的材料(Al、Ag、Li、Ca；它的合金比如MgAg、MgIn、AlLi；或者它的化合物比如CaF2等的氟化钙、Ca3N2等的氮化钙)以便被用作阴极。在本实施方式中，层叠作为第二电极层1620的具有薄的膜的厚度(MgAg：10nm的膜厚度)的金属薄膜和作为透明导电膜1621的具有110nm的膜厚的ITSO以便透射光。
应用到本发明的发光元件的结构可以采用上述实施方式所示的结构。另外，下文中的本实施方式所描述的发光元件的结构也可以自由组合上述实施方式。发光元件包括夹在一对电极之间的多个层，其中至少一层由包含发光材料的层(也称为场致发光层)构成。
优选的是，发光元件包括含有发光材料的层以及其他的层，其中至少一层由无机材料和有机材料的混合层构成。通过选择无机材料和有机材料，该混合层可以成为具有空穴注入传输功能的层或具有电子注入传输功能的层。
空穴注入传输性的层的组合具体例子如下。作为无机材料可以举出氧化钼(MoOx)、氧化钒(VOx)、氧化钌(RuOx)、氧化钨(WOx)等。另外，也可以使用铟锡氧化物(ITO)、氧化锌(ZnO)以及氧化锡(SnO)。还可以使用除了前述物质以外的物质。作为有机材料可以举出具有高空穴输送性能的化合物，例如4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯(缩写α-NPD)、4，4’-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-联苯(缩写TPD)、4，4’，4”-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯胺(缩写TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯胺(缩写MTDATA)等的芳香族胺化合物(即带有苯环和氮原子之间的键的化合物)。也可以使用上述物质以外的其它物质。
空穴注入传输性的层的组合具体例子如下。作为无机材料可以采用具有电子给予性的选自锂、铯、镁、钙、钡、铒和镱中的一种或多种金属。作为有机材料可以举出具有高电子输送性能的物质，例如由具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属络合物等形成的层，如三(8-羟基喹啉根)铝(缩写Alq3)、三(4-甲基-8-羟基喹啉根)铝(缩写Almq3)、双(10-羟基苯并)[h]-喹啉酚根)铍(缩写BeBq2)以及双(2-甲基-8-羟基喹啉根)-4-苯基苯酚根(phenolato)-铝(缩写BAlq)等。进一步，具有二唑配基或者噻唑配基的金属络合物例如双[2-(2’-羟基苯基)-苯并唑]锌(缩写Zn(BOX)2)以及双[2-(2’-羟基苯基)-苯并噻唑]锌(缩写Zn(BTZ)2)。除了金属络合物，也可以使用2-(4-联苯基)-5-(4-叔-丁基苯基)-1，3，4-二唑(缩写PBD)、1，3-双[5-(p-叔-丁基苯基)-1，3，4-二唑-2-基]苯(缩写OXD-7)、3-(4-叔-丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(缩写TAZ)、3-(4-叔-丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(缩写p-EtTAZ)、红菲咯啉(缩写BPhen)、浴铜灵(缩写BCP)等。但是，不限于本实施方式所示的物质，也可以使用上述实施方式中所示的物质或其它物质。
发光元件是适当地将包含发光材料的层和上述被混合的层组合而形成的。例如，可以采用在包含发光材料的层的任一侧上配置有具有空穴注入传输性能的层或具有电子注入传输性能的层的结构。此外，也可以采用如下结构：在一侧上提供有空穴注入传输性能的层，且在另一侧上提供有电子注入传输性能的层，并其中间夹持含有发光材料的层。
一对电极的至少一个或两个电极由氧化铟、氧化锡、氧化锌或混合至少多种所述氧化物而形成的透明导电性材料构成。诸如，氧化铟和氧化锡的混合物(也表示为ITO)、氧化铟和氧化锌的混合物等。而且，为了抑制该氧化物的结晶化并保持表面的平坦性，也可以使用适当地包含氧化物诸如氧化硅、氧化钛或氧化钼等的透明导电性材料。另外，一对电极的至少一个电极可以由以铝、银、钛、钽、钼、钴或钨作为主要成分的金属材料构成。
可应用于本实施方式中的发光元件的模式在附图27A至27D中示出。发光元件具有这样的结构：其中场致发光层860置于第一电极层870和第二电极层850之间。选择第一电极层和第二电极层的材料时需要考虑功函数。第一电极层和第二电极层可以是阳极或阴极，根据像素的结构不同而不同。在本实施方式中，在驱动TFT具有p沟道导电性的情况下，第一电极层优选用作阳极，第二电极层用作阴极。当驱动TFT具有n沟道导电性时，第一电极层优选被用作阴极，第二电极层优选被用作阳极。
图27A和27B示出第一电极层870是阳极以及第二电极层850为阴极的情况。优选场致发光层860具有这样的结构，其中从第一电极层870侧按次序堆叠HIL(空穴注入层)/HTL(空穴传输层)804、EML(发光层)803、ETL(电子传输层)/EIL(电子注入层)802和第二电极层850。图27A示出一种结构，其中光从第一电极层870侧发出，所述第一电极层870由具有透光的导电氧化物材料的电极层805组成，以及第二电极层具有这样一种结构，其中从场致发光层860侧按次序堆叠含有碱金属或者碱土金属诸如LiF或者MgAg的电极层801以及由金属材料比如铝构成的电极层800。图27B示出一种从第二电极层850发光的结构，其中第一电极层是由电极层807和第二电极层806组成的，电极层807是由金属比如铝或者钛，或者含有这种金属和以化学计量比或者更少浓度的氮的金属材料构成的，以及第二电极层806是由含有1到15原子％的浓度的氧化硅的导电氧化物材料构成的。第二电极层从场致发光层860侧由电极层801和电极层800组成，电极层801含有碱金属或者碱土金属诸如LiF或者MgAg以及电极层800由金属材料比如铝构成；每层形成为100纳米厚或者更薄以便透射光；这样，可以从第二电极层850发光。
图27C和27D示出第一电极层870为阴极以及第二电极层850为阳极的情况。优选场致发光层860具有这样的结构，其中从阴极侧按次序堆叠EIL(电子注入层)/ETL(电子传输层)802、EML(发光层)803、HTL(空穴传输层)/HIL(空穴注入层)804以及作为阳极的第二电极层850。图27C示出一种结构，其中光从第一电极层870侧发出。所述第一电极层870从场致发光层860侧由含有碱金属或者碱土金属诸如LiF或者MgAg的电极层801以及由金属材料比如铝构成的电极层800组成；每层形成为100nm厚或者更薄以透光；这样，光可以透过第一电极层870发光。第二电极层从场致发光层860侧由第二电极层806和电极层807组成，第二电极层806是由含有1到15原子％的浓度氧化硅的导电氧化物材料构成，以及电极层807是由金属比如铝或者钛，或者含有这种金属和以化学计量比或者更少浓度的氮的金属材料构成的。图27D示出一种结构，其中光从第二电极层850侧发出。第一电极层870从场致发光层860侧由含有碱金属或者碱土金属诸如LiF或者MgAg的电极层801以及由金属材料比如铝构成的电极层800组成；第一电极层870形成足够厚以反射在场致发光层860中产生的光。第二电极层850由电极层805组成，所述电极层805由透明导电氧化物材料构成。除了层叠结构之外，场致发光层可以具有单层结构或者混合结构。
作为场致发光层，将产生红(R)、绿(G)和蓝(B)光的材料分别通过使用蒸发淀积掩模的蒸发淀积法有选择地形成。以相同的方式作为滤色镜通过液滴喷射法可以形成各自产生红(R)、绿(G)和蓝(B)光的材料(低分子量材料或者高分子量材料等)。由于不使用掩膜也可以进行RGB的独立涂敷所以优选该情形。
在顶部发射型的情况下，当采用具有透光特性的ITO或者ITSO作为第二电极层的时候，可以采用将Li添加苯并唑衍生物(BzOs)的BzOS-Li等。例如，可以将相应于R、G和B各自的掺杂剂(DCM等用于R，以及DMQD等用于G)掺杂的Alq3用于EML。
注意，场致发光层并不限定为上面提到的材料。例如，通过联合蒸发淀积氧化物比如氧化钼(MoOX∶X＝2到3)以及α-NPD或者红荧烯以代替采用CuPc或者PEDOT，可以增强空穴注入特性。可以采用有机材料(包括低分子量材料或者高分子量材料)或者有机材料和无机材料的复合材料，来作为场致发光层的材料。下面将详细描述形成发光元件的材料。
作为电荷注入传输材料之中的具有高电子传输特性物质，例如，可以给出具有喹啉构架或者苯醌构架的金属络合物，比如三(8-喹啉酸基)铝(Alq3)、三(5-甲基-8-喹啉酸基)铝(Almq3)、双(10-羟基苯并[h]-喹啉酸基)铍(BeBq2)、双(2-甲基-8-喹啉酸基)-4-苯基phenolato-铝(BAlq)等。作为具有高空穴传输特性物质，例如，可以采用胺化合物(换言之，具有苯氮环键的化合物)，比如4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯(α-NPD)、4，4’-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-联苯(TPD)、4，4’，4”-三(N，N-联苯-氨基)-三苯基胺(TDATA)或者4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯基胺(MTDATA)。
作为电荷注入传输材料之中的具有高电子注入特性的物质，可以给出碱金属或者碱土金属的化合物，比如氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)或者氟化钙(CaF2)。除了这些，也可以是如Alq3具有高电子传输特性的化合物，比如Alq3和碱土金属比如镁(Mg)物。
作为电荷注入传输材料之中的具有高空穴注入特性的物质，例如，可以给出金属氧化物，比如氧化钼(MoOx)、氧化钒(VOx)、氧化钌(RuOx)、氧化钨(WOx)、氧化锰(MnOx)。此外，可以给出酞菁化合物比如酞菁(H2Pc)或者酞菁铜(CuPc)。
通过给每个像素设置具有不同发光波长范围的发光层，发光层可以具有进行彩色显示的结构。代表性的，形成相应于红(R)、绿(G)和蓝(B)色的发光层。在这种情况下，通过在像素发光侧设置可透过其发光波长范围的光的滤光片，可以增加颜色纯度并避免了像素部分成为镜表面(反射)。通过设置滤光片，可以省略按照惯例需要的圆偏振片等，此外，可防止损失发光层发出的光。此外，可以减少当斜视像素部分(显示屏)时发生的色调变化。
可将多种材料用作发光材料。作为低分子量有机发光材料，可以采用4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定基(julolidyl)乙烯基)]-4H-吡喃(DCJT)；4-二氰基亚甲基-2-叔丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定)乙烯基]-4H-吡喃(DCJTB)；periflanthene；2，5-双氰基-1，4-双[2-(10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定)乙烯基]苯；N，N’-二甲基喹吖(二)酮(quinacridon)(DMQd)；香豆素6；香豆素545T；三(8-喹啉酸基)铝(Alq3)；9，9’-双蒽；9，10-联苯蒽(DPA)；9，10-双(2-萘基)蒽(DNA)等。也可以采用其他材料。
另一方面，高分子量有机发光材料要比低分子量材料物理强度高，在元件耐久性上表现优越。此外，高分子量有机发光材料可以通过涂敷形成，因此，可以相对简单地制造元件。采用高分子量有机发光材料的发光元件的结构基本上和采用低分子量有机发光材料的情况下的结构相同，也就是，按顺序堆叠阴极、有机发光层和阳极。然而，当使用高分子量有机发光材料形成发光层时，在许多情况中使用双层结构。这是因为难以形成采用低分子量有机发光材料的情况下的层叠结构。具体地，使用高分子量有机发光材料的发光元件具有这样的结构，即：按所述顺序堆叠的阴极、发光层、空穴传输层以及阳极。
根据形成发光层的材料确定发出的颜色，因此，通过选择用于发光层的合适材料可以形成显示出预定光的发光元件。作为可以用于形成发光层的高分子量场致发光材料，可以采用聚对苯-亚乙烯基材料、聚对苯基材料、聚噻吩基材料或者聚芴基材料。
作为聚对苯-亚乙烯基材料，可以举出聚(对苯亚乙烯)[PPV]的衍生物、聚(2，5-二烷氧基-1，4-亚苯基亚乙烯)[RO-PPV]、聚(2-(2’-乙基-己羟基)-5-甲氧基-1，4-亚苯基亚乙烯)[MEH-PPV]、聚(2-(二烷氧基苯基)-1，4-亚苯基亚乙烯)[ROPh-PPV]等。作为聚对苯基材料，可以举出聚(对苯)[PPP]的衍生物例如聚(2，5-二烷氧基-1，4-亚苯基)[RO-PPP]、聚(2，5-二己羟基-1，4-亚苯基)等。作为聚噻吩基材料，可以举出聚噻吩[PT]的衍生物、聚(3-烷基噻吩)[PAT]、聚(3-己基噻吩)[PHT]、聚(3-环己基噻吩)[PCHT]、聚(3-环己基-4-甲基噻吩)[PCHMT]、聚(3，4-二环己基噻吩)[PDCHT]、聚[3-(4-辛基苯基)-噻吩][POPT]、聚[3-(4-辛基苯基)-2，2二噻吩][PTOPT]等。作为聚芴基材料，可以举出聚芴[PF]的衍生物例如聚(9，9-二烃基芴)[PDAF]、聚(9，9-二辛基芴)[PDOF]等。
将具有空穴传送特性的高分子量有机发光材料夹在阳极和具有发光特性的高分子量有机发光材料之间时，可以增强来自阳极的空穴注入特性。通常，通过自旋涂布等涂敷具有空穴传送特性的高分子量有机发光材料，该材料和受主材料一起溶解在水中。此外，具有空穴传送特性的高分子量有机发光材料不溶于有机溶剂，因此，具有空穴传送特性的高分子量有机发光材料可以和上述具有发光特性的高分子量有机发光材料层叠。作为具有空穴传送特性的高分子量有机发光材料，可以采用PEDOT和起到受主材料作用的樟脑-10-磺酸基酸(CSA)的混合物，以及聚苯胺[PANI]和起到受主材料作用的聚苯乙烯磺酸基酸[PSS]的混合物，等。
发光层可以发出单色或者白色的光。当采用白光发射材料的时候，通过在像素的发光侧提供透过具有特定波长的光的滤色镜(着色层)，彩色显示成为可能。
为了形成发出白光的发光层，例如，通过汽相淀积法相继层叠Alq3、局部掺杂有红色发光颜料尼罗红的Alq3、p-BtTAZ、TPD(芳香二胺)以得到白光。在通过采用自旋涂的应用方法形成EL的情况下，优选在涂敷后，用真空加热烘焙。例如，可以将聚(乙烯基二酚钠噻吩)/聚(苯乙烯磺酰)溶液(PEDOT/PSS)的含水溶液完全涂敷并烘焙以形成用作空穴注入层的膜。然后，可以将掺杂有发光中心颜料(1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二稀(TPB)；4-氰基亚甲基-2-甲基-6-(p-二甲氨基-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM1)；尼罗红；香豆素6等)的聚乙烯基咔唑(PVK)完全涂敷并烘焙以形成用作发光层的膜。
可以将发光层形成为单层。例如，将具有电子传输特性的1，3，4-二唑衍生物(PBD)分散到具有空穴传输特性的聚乙烯基咔唑(PVK)中。此外，通过分散30wt％的作为电子传输剂的PBD以及分散适量的四种颜料(TPB、香豆素6、DCM1、和尼罗红)可以得到白光发射。除了可以获得如这里所示的发出白光的发光元件之外，通过适当选择发光层的材料，可以制造提供红光发射、绿光发射或者蓝光发射的发光元件。
此外，除了单重态激发发光材料，可以将含有金属络合物等的三重态激发发光材料用作发光层。例如，在发出红、绿和蓝光的像素中，发射其亮度在短时间内减半的红光的像素由三重态激发发光材料形成，其它的由单重态激发发光材料形成。三重态激发发光材料具有良好的发光效率，其具有耗费较少的功率就能获得相同的亮度的特征。当将三重态激发发光材料用作红色像素时，只需向发光元件施加少量电流。这样提高了可靠性。为了取得低的功率消耗，发出红光的像素和发出绿光的像素可以由三重态激发发光材料形成，以及发出蓝光的像素可以由单重态激发发光材料形成。通过用三重态激发发光材料形成发出可见度高的绿光的发光元件，能够进一步取得低功率消耗。
用作掺杂剂的金属络合物是三重态激发发光材料的一个实例，已知以第三过渡序列元素的铂作为中心金属的金属络合物以及以铱作为中心金属的金属络合物等。三重态激发发光材料并不限定为上述的化合物。可以采用具有上述结构并且将属于周期表第8到10族的任一个的元素作为中心金属的化合物。
上面描述的用于形成发光层的材料只是例子。通过适当地堆叠诸如空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层、发光层、电子阻挡层、以及空穴阻挡层等的各个功能层，可以形成发光元件。此外，也可以形成组合这些层的混合层或者混合连接。可以改变发光层的层结构。代替没有提供特定的电子注入区或者发光区，只要不偏离本发明的宗旨的范围，诸如设置专用于特定目的的电极层或者提供分散有发光材料的层等这些改变是可以被接收的。
由上面所描述的材料形成的发光元件通过被施加正向偏压而发光。以简单的矩阵方式或者有源矩阵方式可以驱动由发光元件形成的显示器件的像素。无论如何，通过在特定定时向其施加正向偏压使得每个像素发光，然而，像素在某个期间处于不发光状态。通过在该不发光时间施加反向偏压可以提高发光元件的可靠性。在发光元件中，存在着在特定的驱动条件下发光强度减弱的劣化方式，以及在像素上不发光区被扩大使发光减少的劣化方式。然而，通过施加正向偏压和反向偏压的交替驱动，可减慢劣化的进度。因此，可提高显示器件的可靠性。此外，可以应用数字驱动和模拟驱动中任何一个。
因此，可以在密封衬底之上形成滤色片(着色层)。可以通过蒸发淀积方法或液滴喷射法形成滤色片(着色层)，利用滤色片(着色层)，还可以进行高清晰度显示。这是因为通过滤色片(着色层)可以将在每个RGB的发射光谱中宽峰值修改为较尖锐。
上文说明了形成显示R、G和B的发光材料的情况，然而，通过形成显示单色发光材料并组合颜色滤光器和颜色转换层可以执行全色显示。滤色片(着色层)或者颜色转换层例如可以形成在第二衬底(密封衬底)上并且可以连接到衬底。
当然，也可以执行单色发光。例如，可以采用单色发光制造面积彩色型显示器件。面积彩色型适合于无源矩阵型显示部分，并且主要显示字符和符号。
在上述结构中，有可能采用低功函材料作为阴极，例如，Ca、Al、CaF、MgAg、AlLi等是优选的。单层型、叠层型、层间没有界面的混合类型的任一种都可以被用作场致发光层。场致发光层可以由单重态激发材料、三重态激发材料或者这些材料的混合、以及包括有机化合物或者无机化合物的电荷注入传送材料和发光材料来形成，其包括含由分子的数量来定义的低分子量有机化合物材料、中间分子量有机化合物(这指没有升华特性的有机化合物，并且分子量为20或更小或者它的分子键的长度是10μm或更小)以及高分子量有机化合物的一种或多种的层，并且可以与电子注入传输无机化合物或空穴注入传输无机化合物组合。采用透光的透明导电膜形成第一电极层，例如，除了ITO或者ITSO之外还采用将2％到20％的氧化锌(ZnO)混合到氧化铟中的透明导电膜。在形成第一电极层之前优选执行在氧气氛中的等离子体处理或者在真空氛中的热处理。分隔壁(也称作堤)由含硅材料、有机材料或者化合物材料形成。此外，可以采用多孔膜。然而，当采用感光材料或者非感光材料诸如丙烯酸或者聚酰亚胺来形成的时候，其侧表面成为曲率半径连续变化的形状，并且上层薄膜不存在由台阶引起的不连续，所以是理想的。本实施方式可以和上面提到的实施方式自由组合。
另外，本实施方式的图13中的显示器件是从密封衬底1623一侧获取发光的顶面发射型显示器件。在此情况下，密封衬底1623可以具有偏振板和保护膜，该偏振板和保护膜可以提供在密封衬底1623的元件衬底一侧或者和元件衬底相反一侧。通过夹在保护膜和密封衬底中形成偏振板，可以保护偏振板不受到污染或损伤等的影响。除了偏振板之外，也可以形成相位差片(λ/4板、λ/2板)或抗反射膜。通过使用相位差片或抗偏振板，可以阻断因从外部射入光而产生的反射光，从而实现分辨率更高的精细图像显示。
另外，图12所示的双面发射型显示器件也可以包含偏振板和保护膜。由于图12的显示器件如图中的箭头所示那样从密封衬底1323一侧和元件衬底1300一侧发射光，所以优选在密封衬底1323以及元件衬底1300的具有元件的一侧和与此相反一侧提供偏振板和保护膜。保护膜被用于保护显示器件以及偏振板不受到污染或损伤等的影响，并提高显示器件的可靠性。除了偏振板之外，也可以形成相位差片(λ/4板、λ/2板)或抗反射膜。通过使用相位差片或抗反射膜，可以阻断因从外部射入光而产生的反射光，从而实现分辨率更高的精细图像显示。
保护膜可以使用从氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氟化铝(AlN)、氧氮化铝(AlON)、含氮量比含氧量多的氮氧化铝(AlNO)或氧化铝、金刚石状碳(DLC)和含氮的碳膜(CN)膜以及其他包含无机绝缘材料的物质中选择的材料形成。此外，可以使用硅氧烷材料。也可以使用有机绝缘材料，例如聚酰亚胺、聚丙烯、聚酰胺、聚酰胺、抗蚀剂、苯环丁烯或聚硅氨烷都可以使用。可以使用通过涂敷法形成的平整度好的涂敷膜。只要是不发生短路等的电特性缺陷的结构，也可以使用导电材料。另外，由于氮氧化铝(AlNXOY)膜具有将热扩散的热扩散功能，所以在使用氮氧化铝作为保护膜的情形中，可以扩散发光元件所产生的热度，从而可以抑制发光元件以及显示器件的退化，提高可靠性。优选的是，在AlNXOY的组成中0所占的比率为0.1至30a tomi c％。当在发光元件一侧提供保护膜时，该保护膜更加靠近发光元件，因此热扩散的功能可以进一步发挥作用。
根据本发明，通过简单的步骤可以制造高可靠性的显示器件。因此，可以以较低的成本、较高的成品率制造具有高精度和高质量的图像的显示器件。
本实施方式可以与实施方式1至3自由组合。
实施方式5
参考附图15解释其中给扫描线输入端子部分和信号线输入端子部分提供保护性二极管的一种模式。在附图15中，TFT 501和TFT 502、电容器504和像素电极层503提供在像素2702中。这个TFT具有与在实施方式1中的TFT相同的结构。在像素电极层503上提供有间隔物510a和510b。由于该间隔物支撑当形成场致发光层时所使用的蒸发淀积掩模，因此可以防止该掩膜与像素电极层503接触，并不给像素电极层带来损伤。
给信号线输入端子部分提供保护性二极管561和562。这些保护性二极管以与TFT 501或502相同的步骤制造，并且通过连接到栅极以及漏极或源极中的一个而作为二极管操作。附图14所示为在附图15中所示的俯视图的等效电路图。
保护性二极管561包括栅电极层、半导体层和布线层。保护性二极管562具有类似的结构。连接到该保护性二极管的共同电位线554和555与栅电极层形成在相同的层中。因此，需要在绝缘层中形成触孔以电连接到布线层。
形成掩模层并进行蚀刻处理以在绝缘层中形成触孔。在这种情况下，在应用大气压放电的蚀刻时，可以执行局部放电处理，并且不需要在衬底的整个表面上形成掩模层。
信号布线层与TFT 501中的源极和漏极布线层505形成在相同的层中，与其连接的信号布线层连接到源极或漏极侧。
扫描信号线侧的输入端子部分也具有相同的结构。保护性二极管563由栅电极层、半导体层、布线层构成。保护性二极管564也具有相同结构。与该保护性二极管连接的共同电位线556以及共同电位线557在与源极层和漏极层相同的层形成。可以同时形成提供在输入级中的保护性二极管。注意，插入保护性二极管的位置不限于本实施方式，也可以将其提供在驱动电路和像素之间。
实施方式6
借助根据本发明形成的显示器件可以完成电视装置。显示面板可以以如下的任何方式形成：如在附图16A中所示的结构，仅仅形成像素部分，之后通过如附图17B所示的TAB法安装扫描线驱动电路和信号线驱动电路；如附图16A所示的结构，仅仅形成像素部分，之后通过如附图17A所示的COG法安装扫描线驱动电路和信号线驱动电路；如附图16B所示那样，由SAS形成TFT，像素部分和扫描线驱动电路被集成形成在衬底上，以及单独安装驱动器IC作为信号线驱动电路；如附图16C所示那样，像素部分、信号线驱动电路和扫描线驱动电路被集成形成在衬底上，等。
作为其他的外部电路的结构，包括：在图像信号的输入侧的图像信号放大器电路，其放大由调频器接收的图像信号；图像信号处理电路，从其输出的图像信号被转换为对应于红、绿和蓝每种颜色的色度信号；控制电路，其将图像信号转换为驱动器IC的输入规格；等等。控制电路将信号分别输出到扫描线侧和信号线侧。在数字驱动的情况下，可以在信号线侧设置信号区分电路，从而具有这样的结构，其中设置输入数字信号并分割为m个。
在从调谐器接收的信号中，声音信号被传输到声音信号放大器电路，它的输出通过声音信号处理电路输送给扬声器。控制电路从输入部分接收接收站(接收频率)或音量的控制信息并将信号发送给调谐器或者声音信号处理电路。
如附图20A和20B所示，通过将显示模块并入框架而完成电视装置。其中连接了如附图5所示的FPC的显示面板一般称为EL显示模块。如使用如附图5所示的EL显示模块，可以完成了EL电视装置。主显示屏2003通过使用显示模块形成，扬声器单元2009、操作开关等作为其它附件提供。这样，根据本发明可以完成电视装置。
此外，从外部进入的光的反射光可以通过使用相位差片和偏振片遮蔽。在顶面发射型显示器件的情况下，将成为分隔壁的绝缘层被着色以用作黑色矩阵。该分隔壁通过微滴排放法等形成，以及可以将碳黑等混合到染料的黑色树脂或树脂材料诸如聚酰亚胺中，以及还可以采用它的叠层。通过微滴排放法，在相同的区域上可以排放不同的材料多次以形成分隔壁。相位差片λ/4板、λ/2板都可用作相位差片并且都可以被设计为能够控制光。作为该结构，按顺序层叠TFT元件衬底、发光元件、密封衬底(密封材料)、相位差片(λ/4板、λ/2板)、偏振片，从发光元件发射的光通过上述的部件从偏振片侧发射到外面。该相位差片或偏振片可以提供在发射光一侧，在光从两面发射的双面发射型显示器件的情况下可以在两侧都提供。此外，抗反射膜可以提供在偏振片的外侧。因此，可以显示更高的分辨率和更高的精度图像。
如附图20A所示，使用显示元件的显示面板2002并入到框架2001中。通过使用接收器2005，除了接收一般的TV广播之外，经由调制解调器2004通过固定的线或无线连接到通信网络在一个方向(从发射器到接收器)或两个方向(在发射器和接收器之间或者在接收器之间)也可以实施信息通信。电视装置的操作可以通过并入在框架中的开关或者通过与主机分离的遥控装置2006实施。在该遥控装置中也可以提供显示要输出的信息的显示部分2007。
此外，在电视装置中，除了主显示屏2003之外，显示频道、音量等的结构可以通过形成子显示屏2008作为第二显示屏附加地提供。在这种结构中，主显示屏2003由视角优良的EL显示面板形成，子显示屏可以由能够以低功耗显示的液晶显示面板形成。为了优先低功耗化，也可以应用如下的结构：其中主显示屏2003由液晶显示面板形成、子显示屏由EL显示面板形成以及子显示屏能够点亮和熄灭。根据本发明，即使使用较大尺寸的衬底，且使用大量的TFT和电子部件，也可以制造具有高可靠性的显示器件。
附图20B所示为具有例如20英寸至80英寸的较大尺寸的显示部分的电视装置，它包括框架2010、键盘2012(它是操作部分)、显示部分2011、扬声器单元2013等。本发明可用于制造显示部分2011。附图20B所示为具有弯曲的显示部分的电视装置，因为可弯曲的材料用于显示部分。像这样，可以自由设计显示部分的形状，所以可以制造具有所需的形状的电视装置。
根据本发明，通过简单的步骤可以制造显示器件，并且可以降低制造成本。因此，甚至具有较大尺寸的显示部分的电视装置也可以通过应用本发明以较低的成本制造。因此，可以以较高的成品率制造高性能且高度可靠的电视装置。
当然，本发明并不限于电视装置，还可用于各种用途，特别是用于具有较大面积的显示媒体比如在车站、机场等的信息显示板或者在街道上的广告显示板以及个人计算机的监视器。
实施方式7
将参考图21A和21B说明本实施方式。本实施方式描述模块的例子，其中包含在实施方式1至6中所制造的具有显示器件的面板。
图21A所示的信息终端的模块在印刷线路衬底946上安装有控制器901、中央处理器件(CPU)902、存储器911、电源电路903、声音处理电路929以及发送接收电路904，除此之外，还安装有电阻、缓存、电容元件等的元件。并且，面板900借助柔性布线衬底(FPC)908被连接到印刷线路衬底946上。
面板900提供有：发光元件被提供在各个像素中的像素部分905、选择上述像素部分905所具有的像素的第一扫描线驱动电路906a和第二扫描线驱动电路906b、以及向被选择像素提供视频信号的信号线驱动电路907。
通过安装在印刷线路板946上的接口(I/F)部分909进行各种控制信号的输入和输出。并且，印刷线路衬底946上设有用来进行与天线之间的信号的发送接收的天线用端口910。
注意，虽然本实施方式中印刷线路衬底946通过FPC908被安装在面板900上，但并非必须是此种结构。也可以使用COG(玻璃上芯片，ChipOn Glass)方式，将控制器901、声音处理电路929、存储器911、CPU902或电源电路903直接安装在面板900上。并且，在印刷线路衬底946上设置电容元件、缓存等各种元件，以便防止电源电压或信号产生噪音或使信号导入迟钝。
图21B表示图21A所示的模块的框图。该模块999含有作为存储器911的VRAM932、DRAM925，闪存926等。VRAM932保存有在面板显示的图像的数据，在DRAM925保存有图像数据或声音数据，在闪存926保存有各种程序。
在电源电路903生成提供给面板900、控制器901、CPU902、声音处理电路929、存储器911、发送接收电路931的电源电压。并且，根据面板900的规格，也有在电源电路903具备电流源的情况。
CPU902包括控制信号生成电路920、译码器921、寄存器922、计算电路923、RAM924、CPU用接口935等。经由接口935被输入到CPU902的各种信号，暂时被寄存器922保持后，就被输入到计算电路923、译码器921等。在计算电路923，基于被输入的信号进行计算，并指定各种命令的发送地点。另一方面，被输入到译码器921的信号被译码，并被输入到控制信号生成电路920。控制信号生成电路920基于被输入的信号，生成包含各种命令的信号，并送至计算电路923所指定的地点，具体送至存储器911、发送接收电路931、声音处理电路929、控制器901等。
存储器911、发送接收电路931、声音处理电路929、控制器901根据各自接收到的命令工作。下面简单地说明其工作。
由输入装置936输入的信号，经由接口909被送至安装在印刷线路衬底946上的CPU902。控制信号生成电路920，根据由瞄准机构或键盘等的输入装置936送来的信号，将保存在VRAM932的图像数据变换为规定格式，送至控制器901。
控制器901，按照面板的规格对由CPU902送来的含有图像数据的信号实施数据处理，并提供给面板900。并且，控制器901，以由电源电路903输入的电源电压或由CPU902输入的各种信号为基础，生成Hsync信号、Vsync信号、时钟信号CLK、交流电压(AC Cont)、切换信号L/R并提供给面板900。
发送接收电路904在天线933处处理作为电波被发送接收的信号，具体说来其包含有隔离器、带通滤波器、VCO(电压控制振荡器)、LPF(低通滤波器)、耦合器、平衡不平衡转换器等的高频电路。在发送接收电路904处被发送接收的信号中含有声音信息的信号，根据CPU902发出的命令，被送至声音处理电路929。
含有根据CPU902的命令被送来的声音信息的信号，在声音处理电路929被解调为声音信号，并被送至扬声器928。并且，由麦克风927送来的声音信号，在声音处理电路929被调制，并根据CPU902发出的命令，被送至发送接收电路904。
可以将控制器901、CPU902、电源电路903、声音处理电路929、存储器911作为本实施方式的组合件(package)安装。本实施方式可以适用于隔离器、带通滤波器、VCO(电压控制振荡器)、LPF(低通滤波器)、耦合器、平衡不平衡转换器(balun)等的高频电路以外的任何电路。
面板900在像素电极上或覆盖像素电极周边的绝缘体上设有间隔物。因此，由于该间隔物支撑当形成场致发光层时所使用的掩模以便使该掩膜不与像素电极接触，所以具有该面板900的器件可以防止像素电极受到损伤，从而可以实现高清晰度的显示以及高可靠性的功能。
实施方式8
将参考图21A至图22说明本实施方式。图22表示包含本实施方式中所制造的模块且利用无线电的便携式小型电话机(手机)的一个实例。面板900以可拆卸的方式安装在外壳1001上，以便容易与模块999形成为一体。根据安装的电子器件，外壳1001的形状和尺寸可以适当变化。
固定有面板900的外壳1001被嵌入印刷电路板946以作为模块被组装。印刷电路板946安装有控制器、CPU、存储器、电源电路，除此之外，还安装有电阻、缓存、电容元件等。而且，还提供有如包含传声器994以及扬声器995的声音处理电路或发送接收电路等的信号处理电路993。面板900通过FPC908被连接到印刷电路板946。
这样的模块999、输入装置998、电池组997被收容在外壳996中。通过调整配置面板900的像素部分，以便能够从外壳996的开口窗看到图像。
面板900在像素电极上或覆盖像素电极周边的绝缘体上设有间隔物。因此，由于该间隔物支撑当形成场致发光层时所使用的掩模，以便使该掩膜不与像素电极接触，所以具有该面板900的模块可以防止像素电极受到损伤，并且可以实现高清晰度的显示以及高可靠性的功能。
图22所示的外壳996表示电话机的外观形状的一个实例。但是，根据其功能和用途可以将本实施方式的电子器件更改为各种各样的形式。在下文的实施方式中，将说明该形式的一例子。
实施方式9
通过应用本发明可以制造各种显示器件。换句话说，本发明可应用于各种电子器件，其中这些显示器件被结合在显示部分中。
上述电子器件包括照相机比如摄像机或数字照相机、投影仪、头带显示器(护目镜型显示器)、汽车导航系统、汽车立体声、个人计算机、游戏机、便携式信息终端(移动计算机、手机、电子书等)、具有记录媒体的图像再现设备(特别是能够播放记录媒体比如数字通用盘(DVD)并且具有能够显示图像的显示器件的设备)等。附图23A至23C所示为它的实例。
附图23A所示为包括主体2101、框架2102、显示部分2103、键盘2104、外部连接端口2105、指点鼠标2106等的计算机。根据本发明，即使计算机微型化并且像素变得微小仍然能够实现能够显示高可靠性和高分辨率的图像的计算机。
附图23B所示为具有记录媒体的图像再现设备(具体为DVD播放器)，其包括主体2201、框架2202、显示部分A 2203、显示部分B 2204、记录媒体(比如DVD)记录部分2205、操作健2206、扬声器部分2207等。显示部分A 2203主要显示图像信息，而显示部分B 2204主要显示字符信息。根据本发明，甚至在图像再现设备微型化并且像素变为微小时仍然可以实现能够显示具有高可靠性和高分辨率的图像的图像再现设备。
附图23C所示为摄像机，其包括主体2401、显示部分2402、框架2403、外部连接部分2404、遥控接收部分2405、图像接收部分2406、电池组2407、声音输入部分2408、目镜2409、操作健2410等。根据本发明，甚至在摄像机微型化并且像素微小时仍然可以实现能够显示具有高可靠性和高分辨率的图像的摄像机。本实施方式可以与上述的实施方式自由组合。
图28A显示出一种手机，它包括机壳2301、声音输出部分2302、声音输入部分2303、显示信息的显示器2304、操作开关2305、以及天线2306等。图28B是包含具有显示信息的显示器2304的显示模块的剖面的剖面图。图28C是图28B所示的具有显示信息的显示器2304的显示器件的扩大图，并且由密封衬底2307、包含EL元件的层2308、包含元件的层2309、以及衬底2310构成。从包含EL元件的层2308向箭头方向发光，因而可以显示图像。密封衬底2307的顶面为曲面，而且将该曲面以符合机壳2301表面的曲面来嵌入。通过上述步骤，可以增加机壳2301和显示信息的显示器2304的一体感，同时使外形美观。根据本发明，甚至在手机微型化并且像素变为微小时仍然可以实现能够显示具有高可靠性和高分辨率的图像的蜂窝电话。
实施例1
在制造实施方式1和实施方式2所示的显示器件之后，用电子扫描显微镜(scanning electron Microscope：SEM)对该显示器件进行观测。
图26A和26B表示对应于沿图1的线J-I切割的剖面图的SEM照片。注意，图26A的SEM照片是由多个照片连接在一起而形成的。在图26A中，包括栅电极层71、绝缘膜72、源电极层或漏电极层73、源电极层或漏电极层74、用作分隔壁的绝缘体75、以及像素电极层形成区域76。在绝缘体75表面上形成有凸起部分77、78，该凸起部分反映在被形成区域中所层叠的叠层的高度。从像素电极层形成区域76的表面到凸起部分77的高度是1780nm。
在图26B中，包括栅电极层81、绝缘膜82、源电极层或漏电极层83、84、用作分隔壁的绝缘体85、以及像素电极层形成区域86。在绝缘体85表面上形成有凸起部分87、88，该凸起部分反映在被形成区域中所层叠的叠层的高度。从像素电极层形成区域86的表面到凸起部分87的高度是2370nm。
绝缘体75以及绝缘体85采用由硅(Si)和氧(O)结合其骨架结构而构成的绝缘材料(硅氧烷材料)。绝缘体75是通过旋涂方法而形成。涂敷条件是：旋转速度为1500rpm进行12.5sec；曝光时间为2500msec。绝缘体85是通过旋涂方法而形成。涂敷条件是：旋转速度为1000rpm进行10sec；曝光时间为5000msec。
如上所述，由于通过提供凸起部分可以将从像素电极层表面到绝缘体表面的高度提高，所以绝缘体的顶面可以具有作为间隔物的功能。有提供在像素电极层上的间隔物以及作为分隔壁发挥作用的覆盖像素电极层边缘的绝缘体支撑当淀积场致发光层时所使用的掩模，该掩膜就不与像素电极层接触。因此，可以防止由掩模给像素电极层带来的形状不良，所以在第一电极层上不会引起发光不良和显示不良，从而可以制造具有高可靠性和高清晰度的显示器件。
本申请以2004年10月14日在日本专利局提交的申请序列号为No.2004-300877的日本专利申请为基础，其全部内容引入在此以用作为参考。
Claims (20)
1.一种显示器件，包括：
栅电极层；
在所述栅电极层上的绝缘层；
在所述绝缘层上的源电极层或漏电极层；
在所述绝缘层上且与所述源电极层或漏电极层连接的第一电极层；
覆盖所述栅电极层、所述绝缘层、所述源电极层或漏电极层、以及所述第一电极层的一部分的绝缘体；
在所述第一电极层上的场致发光层；以及
在所述场致发光层上的第二电极层，
其中，所述绝缘体具有第一凸起部分和第二凸起部分，
并且，所述第一凸起部分的高度与所述第二凸起部分的高度不同。
2.一种显示器件，包括：
栅电极层；
在所述栅电极层上的绝缘层；
在所述绝缘层上的源电极层或漏电极层；
在所述绝缘层上且与所述源电极层或漏电极层连接的具有间隔物的第一电极层；
覆盖所述栅电极层、所述绝缘层、所述源电极层或漏电极层、以及所述第一电极层的一部分的绝缘体；
在所述第一电极层和所述间隔物上的场致发光层；以及
在所述场致发光层上的第二电极层，
其中，所述绝缘体具有第一凸起部分和第二凸起部分，
并且，所述第一凸起部分的高度与所述第二凸起部分的高度不同。
3.一种显示器件，包括：
半导体层；
在所述半导体层上的栅绝缘层；
在所述栅绝缘层上的栅电极层；
在所述栅电极层上的绝缘层；
在所述绝缘层上的源电极层或漏电极层；
在所述绝缘层上且与所述源电极层或漏电极层连接的第一电极层；
覆盖所述栅电极层、所述绝缘层、所述源电极层或漏电极层、以及所述第一电极层的一部分的绝缘体；
在所述第一电极层上的场致发光层；以及
在所述场致发光层上的第二电极层，
其中，所述绝缘体具有第一凸起部分和第二凸起部分，
并且，所述第一凸起部分的高度与所述第二凸起部分的高度不同。
4.一种显示器件，包括：
半导体层；
在所述半导体层上的栅绝缘层；
在所述栅绝缘层上的栅电极层；
在所述栅电极层上的绝缘层；
在所述绝缘层上的源电极层或漏电极层；
在所述绝缘层上且与所述源电极层或漏电极层连接的具有间隔物的第一电极层；
覆盖所述栅电极层、所述绝缘层、所述源电极层或漏电极层、以及所述第一电极层的一部分的绝缘体；
在所述第一电极层和所述间隔物上的场致发光层；以及
在所述场致发光层上的第二电极层，
其中，所述绝缘体具有第一凸起部分和第二凸起部分，
并且，所述第一凸起部分的高度与所述第二凸起部分的高度不同。
5.一种显示器件，包括：
栅电极层；
在所述栅电极层上的绝缘层；
在所述绝缘层上的源电极层或漏电极层；
在所述绝缘层上且与所述源电极层或漏电极层连接的第一电极层；
覆盖所述栅电极层、所述绝缘层、所述源电极层或漏电极层、以及所述第一电极层的一部分的绝缘体；
在所述第一电极层上的场致发光层；以及
在所述场致发光层上的第二电极层，
其中，所述绝缘体具有第一凸起部分和第二凸起部分，
并且，所述第一凸起部分提供在所述栅电极层上，
而且，所述第二凸起部分提供在所述栅电极层和所述源电极层或漏电极层上。
6.一种显示器件，包括：
栅电极层；
在所述栅电极层上的绝缘层；
在所述绝缘层上的源电极层或漏电极层；
在所述绝缘层上且与所述源电极层或漏电极层连接的具有间隔物的第一电极层；
覆盖所述栅电极层、所述绝缘层、所述源电极层或漏电极层、以及所述第一电极层的一部分的绝缘体；
在所述第一电极层和所述间隔物上的场致发光层；以及
在所述场致发光层上的第二电极层，
其中，所述绝缘体具有第一凸起部分和第二凸起部分，
并且，所述第一凸起部分提供在所述栅电极层上，
而且，所述第二凸起部分提供在所述栅电极层和所述源电极层或漏电极层上。
7.一种显示器件，包括：
半导体层；
在所述半导体层上的栅绝缘层；
在所述栅绝缘层上的栅电极层；
在所述栅电极层上的绝缘层；
在所述绝缘层上的源电极层或漏电极层；
在所述绝缘层上且与所述源电极层或漏电极层连接的第一电极层；
覆盖所述栅电极层、所述绝缘层、所述源电极层或漏电极层、以及所述第一电极层的一部分的绝缘体；
在所述第一电极层上的场致发光层；以及
在所述场致发光层上的第二电极层，
其中，所述绝缘体具有第一凸起部分、第二凸起部分和第三凸起部分，
并且，所述第一凸起部分提供在所述栅电极层上，
而且，所述第二凸起部分提供在所述栅电极层和所述源电极层或漏电极层上，
而且，所述第三凸起部分提供在所述半导体层、所述栅电极层和所述源电极层或漏电极层上。
8.一种显示器件，包括：
半导体层；
在所述半导体层上的栅绝缘层；
在所述栅绝缘层上的栅电极层；
在所述栅电极层上的绝缘层；
在所述绝缘层上的源电极层或漏电极层；
在所述绝缘层上且与所述源电极层或漏电极层连接的具有间隔物的第一电极层；
覆盖所述栅电极层、所述绝缘层、所述源电极层或漏电极层、以及所述第一电极层的一部分的绝缘体；
在所述第一电极层和所述间隔物上的场致发光层；以及
在所述场致发光层上的第二电极层，
其中，所述绝缘体具有第一凸起部分、第二凸起部分和第三凸起部分，
并且，所述第一凸起部分提供在所述栅电极层上，
而且，所述第二凸起部分提供在所述栅电极层和所述源电极层或漏电极层上，
而且，所述第三凸起部分提供在所述半导体层、所述栅电极层和所述源电极层或漏电极层上。
9.根据权利要求5的显示器件，其中所述第二凸起部分的从所述第一电极层表面的高度为1.5μm或更大，并且比所述第一凸起部分的从所述第一电极层表面的高度高0.4μm或更大。
10.根据权利要求6的显示器件，其中所述第二凸起部分的从所述第一电极层表面的高度为1.5μm或更大，并且比所述第一凸起部分的从所述第一电极层表面的高度高0.4μm或更大。
11.根据权利要求7的显示器件，其中所述第二凸起部分的从所述第一电极层表面的高度为1.5μm或更大，并且比所述第一凸起部分的从所述第一电极层表面的高度高0.4μm或更大。
12.根据权利要求8的显示器件，其中所述第二凸起部分的从所述第一电极层表面的高度为1.5μm或更大，并且比所述第一凸起部分的从所述第一电极层表面的高度高0.4μm或更大。
13.根据权利要求2的显示器件，其中所述间隔物和所述绝缘体彼此分离。
14.根据权利要求4的显示器件，其中所述间隔物和所述绝缘体彼此分离。
15.根据权利要求6的显示器件，其中所述间隔物和所述绝缘体彼此分离。
16.根据权利要求8的显示器件，其中所述间隔物和所述绝缘体彼此分离。
17.根据权利要求2的显示器件，其中所述间隔物和所述绝缘体彼此连接。
18.根据权利要求4的显示器件，其中所述间隔物和所述绝缘体彼此连接。
19.根据权利要求6的显示器件，其中所述间隔物和所述绝缘体彼此连接。
20.根据权利要求8的显示器件，其中所述间隔物和所述绝缘体彼此连接。
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