专利名称：发光装置、制造发光装置的方法、及其制造设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体装置，特别地，本发明涉及具有发光元件的有机发光装置(OLED)，所述发光元件形成于具有绝缘表面的衬底上。另外，本发明涉及有机发光模块，包括控制器的IC等在所述模块上面安装到有机发光面板上。注意，在本技术说明中术语有机发光面板和有机发光模块都称作发光装置。本发明另外还涉及制造发光装置的设备。
在本技术说明中，半导体装置对应通过半导体性能的使用来实现其功能的普通装置。因此，发光装置、电光装置、半导体电路和电子装置都包括在半导体装置的类别中。
背景技术：
近年来在衬底上形成TFT(薄膜晶体管)的技术已经取得了巨大进展，并且它们在有源矩阵显示装置上的应用也正在发展。特别是，使用多晶硅膜的TFT比使用传统非晶硅膜的TFT具有更高的电场效应迁移率(也称作迁移率)，因此高速运转是可能的。因而对象素进行控制的发展正活跃着，所述控制是通过在上面形成了象素的衬底上形成由使用多晶硅膜的TFT构成的驱动器电路实现。可以预期，通过使用其中象素和驱动器电路安装在同一衬底上的有源矩阵显示装置能得到诸如制造成本的降低、显示装置的小型化、产值的增加、和产量的增加这些多种优越性。
另外，对于使用有机发光元件作为自发光元件的有源矩阵发光装置(下文中简单地称作发光装置)的研究已经变得更加活跃。发光装置还称作有机EL显示(OELD)和有机发光二极管(OLED)。
有源矩阵发光装置中为每个象素形成TFT开关元件(下文中称作开关元件)，利用开关TFT(下文中称作电流控制TFT)用于实施电流控制的驱动器元件被运行，这样使EL层(严格的说，发光层)发光。例如，JP 10-189252A中公开的发光装置是公知的。
有机发光元件是自发光，因而具有高的可见度。液晶显示装置(LCD)所必需的背光源对于有机发光元件是不需要的，这对于使显示装置更薄并没有视角的限制是最佳的。使用有机发光元件的发光装置因此集中在作为CRT和LCD的替代品。
注意，EL元件具有包含其中通过电场的施加而产生发光的(电致发光)有机化合物的层(下文中称作EL层)、阳极和阴极。当有机化合物层中从三重激发态回到基态时就有发光(磷光)，当从单重激发态回到基态时就有发光(荧光)，将这两种类型的发光应用于通过本发明的制造设备和膜形成方法制造的发光装置是可能的。
EL元件具有其中EL层夹在一对电极之间的结构，EL层通常具有叠层结构。由Eastman Kodak公司的Tang等提出的“空穴输运层/发光层/电子输运层”的叠层结构可作为典型的例子给出。这种结构具有非常高的发光效率，目前正在进行研究和发展的几乎所有发光装置都采用这种结构。
另外，还可以使用一种结构，其中空穴注入层、空穴输运层、发光层、电子输运层按顺序叠加在阳极上；或可利用空穴注入层、空穴输运层、发光层、电子输运层、和电子注入层按顺序叠加在阳极上。荧光颜料等也可掺杂到发光层中。另外，所有的层可以用低分子量材料形成，所有的层可以用高分子量材料形成。这些层还可以包括诸如硅的无机材料。
注意，本技术说明中形成于阳极和阴极之间的所有层通常称作EL层。前面提到的空穴注入层、空穴输运层、发光层、电子输运层、电子注入层因而都包括在EL层的类别中。
低分子量有机化合物材料和高分子量(聚合物)有机化合物材料作为用于被认为是主要EL元件的EL层(严格地说发光层)的有机化合物材料正在进行研究着。
喷墨法、蒸发、和旋涂法作为形成这些有机材料膜的方法是已知的。
然而，用这些方法膜形成精度不是很高。当考虑用红、绿、和蓝色的发光制造全色、平板显示器时，在不同象素之间设计宽的间隙，并且在象素之间形成称作围堤(bank)的绝缘体。
另外，对于使用红、绿、蓝色发光的全色平板显示器来说，对高清晰度、高孔径比、和高可靠性的需求提高了。然而，这些需求在使发光装置清晰度更高(增加象素数量)并减小发光装置尺寸时象素间距变得更精细时变成了大问题。另外，成品率提高和成本减少的需求也提高了。
发明简述本发明的目因而是通过有意地使相邻发光元件的不同有机化合物的部分互相重叠，在使用红、绿和蓝色发光的全色平板显示器中实现高清晰度和高孔径比，而不依赖于有机化合物层膜形成方法或膜形成精度。
注意，尽管在其中不同有机化合物层的部分互相重叠的部分中发光的亮度落到其正常值的大约0.1％，流经这里的电流量也降到其正常值的0.1％，假若施加高压(等于或高于大约9V)，有可能具有能够充分被识别的状态的发光。
根据本技术说明中公开的本发明的结构1，提供了包括多个发光元件的发光装置，每个具有阴极、接触阴极的有机化合物层、和接触有机化合物层的阳极，其中一个发光元件具有由阴极、接触阴极的有机化合物层、和接触有机化合物层的阳极构造的第一发光区；由阴极、接触阴极的层叠有机化合物层、和接触层叠的有机化合物层的阳极构造的第二发光区。
在上述结构1中，叠层有机化合物层是以下各层的叠层第一发光区中的有机化合物层；与所述一个发光元件相邻并具有与其不同发光颜色的发光元件的有机化合物层。
另外，对于全色RGB三类发光元件适当的排列，根据本技术说明中公开的本发明的结构2，提供有包括多个发光元件的发光装置，每个具有阴极、接触阴极的有机化合物层、和接触有机化合物层的阳极，其中，安排了具有第一有机化合物层的第一发光元件、具有第二有机化合物层的第二发光元件、和具有第三有机化合物层的第三发光元件，并且第一有机化合物层的一部分和第二有机化合物层的一部分在第一发光元件中互相重叠。
并且，根据本技术说明中公开的本发明的结构3，提供有包括多个发光元件的发光装置，每个具有阴极、接触阴极的有机化合物层、和接触有机化合物层的阳极，其中安排了具有第一发光层的第一发光元件、具有第二发光层的第二发光元件、和具有第三发光层的第三发光元件；第一有机化合物层的一部分和第二有机化合物层的一部分在第一发光元件中互相重叠，并且第二有机化合物层的一部分和第三有机化合物层的一部分在第二发光元件中互相重叠。
并且，在上述结构2或3中，第一发光元件发出选自包括红、绿、蓝的组中的一种颜色。并且，第一发光元件、第二发光元件和第三发光元件的每个发出具有互不相同颜色的光。
另外，优选的是在结构1、2和3密封时用密封衬底紧紧地密封整个发光元件，例如，玻璃衬底或塑料衬底。
发光装置有一个问题在于入射到不发光的象素上的外部光(来自发光装置外部的光)被阴极的背面(接触发光层的表面)反射，阴极的背面起到反射镜的作用，在观察表面中(向着观察者的表面)反射外部景物。另外，虽然将圆偏振膜粘结到发光装置的观察表面上以避免这个问题，但是圆偏振膜具有非常高的成本，由于引入制造成本增加，这又是一个问题。
本发明的目的因而是防止将发光装置变成反射镜面，而不使用圆偏振膜，提供低成本发光装置，其中发光装置的制造成本因此就降低了。本发明使用了低成本滤色器作为圆偏振膜的替代物。优选的是在对应于每个象素的每个结构1、2和3的发光装置中提供滤色器以提高色纯度。另外，还可以形成黑色滤色器部分(黑色有机树脂)，与位于发光区之间的部分重叠。此外，黑色滤色器部分还可以与其中部分不同有机化合物层互相重叠的部分重叠。
注意，滤色器在所发出光的发射方向形成，它在发光元件和观察者之间。例如，对于光不穿过其上形成了发光元件的衬底的情形，滤色器可以粘结到密封衬底上。此外，如果光穿过发光元件衬底，滤色器可以形成在发光元件衬底上。这样，圆偏振膜变得不必要了。
另外，让EL元件实用化的最大问题是元件的寿命不够。由于EL层的退化在随着长时间光发射而扩展的黑点出现时发生，元件的退化也变成了大问题。
为了解决这个问题，本发明采用由氮化硅膜(silicon nitridefilm)和氮氧化硅膜(silicon oxynitride film)构成的保护膜覆盖的结构，其中氧化硅膜或氮氧化硅膜作为缓冲层被形成以释放保护膜中的应力。
根据本发明的结构4，提供有包括多个发光元件的发光装置，每个有阴极、接触阴极的有机化合物层、和接触有机化合物层的阳极，其中阳极由透明导电膜构成；阳极被保护膜和缓冲层的叠层覆盖。
在上述结构4中，缓冲层可以是以通过溅射(RF溅射或DC溅射)或通过远距(remote)等离子体法形成的氧化硅或氮氧化硅作为其主要成分的绝缘膜，保护膜可以是以通过溅射形成的氮化硅或氮氧化硅作为其主要成分的绝缘膜。
此外，上述结构4在透明导电膜(典型地ITO)用作阴极或阳极并且保护膜形成于其上面的情形中非常有用。注意，如果氮化硅膜通过溅射形成，虽然有包含在透明导电膜中的杂质(诸如In、Sn和Zn)会混入到接触透明导电膜的氮化硅膜中的危险，可以通过在两层膜之间形成本发明的缓冲层来阻止杂质混入氮化硅膜。杂质(诸如In和Sn)自透明导电膜中的混入可以根据结构4通过形成缓冲层来阻止，并可以形成没有杂质的上好的保护膜。
另外，在实现结构4的制造方法中，优选的是对缓冲层和保护膜使用不同的室。涉及本发明制造方法的结构是制造具有多个发光元件的发光装置的方法，每个发光元件具有阴极、接触阴极的有机化合物层、和接触有机化合物层的阳极。在用同样的室由透明导电膜形成阳极和覆盖阳极的缓冲层之后，保护膜用不同的室形成于缓冲层上。
另外，具有两个不同发光方向的结构可以考虑作为有源矩阵发光装置。一种是其中发自EL元件的光穿过对面衬底并出来进入观察者眼睛的结构。这个情形中观察者可以从对面衬底侧来识别图像。另一种结构是其中发自EL元件的光穿过元件衬底并出来进入观察者的眼睛。该情形中，观察者可识别来自元件衬底侧的图像。
本发明提供能够制造这两种结构的制造设备。
根据本发明的本发明的结构5涉及制造设备，包括装载室；与装载室耦合的第一输送器室；与第一输送器室耦合的有机化合物层形成室；与第一输送器室连接的第二输送器室；与第二输送器室耦合的金属层膜形成室；透明导电膜形成室；保护膜形成室；与第二输送器室耦合的第三输送器室；与第三输送器室耦合的配料(dispenser)室；密封衬底装载室；和密封室。
在上述结构5中，透明导电膜形成室配备了多个靶，包括至少一个由透明导电材料制成的靶和由硅制成的靶。并且，在上述结构5中，透明导电膜形成室配备了通过远距等离子体方法形成膜的设备。
另外，在结构5中上面粘结了干燥剂的衬底放在密封衬底装载室中。此外，在密封衬底装载室中有抽真空系统。
另外，在第一输送器室、第二输送器室、第三输送器室和密封室中也有抽真空系统。
另外，其中形成缓冲层和保护膜的结构4可以用结构5中所示的制造设备以高生产量制造出来。
附图简述在所附的图中
图1A-1C分别是象素(3×3)的俯视图和截面图；图2A-2D是示出亮度和电压之间关系的图；图3A-3C分别是象素(3×3)的俯视图和截面图；图4是示出本发明(实施方案样式2)的制造设备的图；图5A和5B是示出本发明(实施方案样式2)的叠层结构的图；图6是示出有源矩阵EL显示装置结构的图；图7A和7B是示出有源矩阵EL显示装置结构的图；图8是示出有源矩阵EL显示装置结构的图；图9A-9F是示出电子设备实例的图；以及图10A-10C是示出电子设备实例的图。
优选实施方案样式详述本发明的实施方案样式在下面说明。
实施方案样式1本发明通过从象素部分中许多有规律排列的象素中选出的3×3象素部分的实例在下面给予说明。
图1A是俯视图。图1A中，发光区10R是红色发光区，发光区10G是绿色发光区，发光区10B是蓝色发光区。全色发光装置通过这三种颜色的发光区来实现。
另外，图1B是图1A沿着虚线段A-A’剖开的截面图。本发明中，红色发光EL层17的部分(例如，其中红色发光颜料Nile红加入到Alq3中的EL层)与绿色发光元件18的部分(例如，其中DMQd(二甲基喹吖(二)酮，dimethyl quinacridone)加入到Alq3中的EL层)重叠，形成叠层部分21，如图1B所示。另外，绿色发光EL层18的部分与蓝色发光EL层19(例如，其中二萘嵌苯(perylene)加入到BAlq中的EL层)的部分相重叠，形成叠层部分22。注意，虽然图1A-1C中示出了其中只有发光区的一侧(右侧边缘部分)重叠的实例，但是倘若四周部分的一部分重叠，对于哪一部分要重叠并没有限制。两个边缘，上侧边缘或下侧边缘都可以重叠。
EL层部分可以互相重叠的结构被使用，因此可以由使用红、绿和蓝色发光的全色平板显示器实现高清晰度和高孔径比，而不依赖于形成有机化合物层所采用的方法(诸如喷墨印刷，或旋涂)或者膜形成的精度。
另外，图1B中TFT1是控制红色发光EL层17中流过的电流量的元件(p沟道TFT或n沟道TFT)，参考编号4指源电极和漏电极中的一个，参考编号7指它们中的另一个。另外，TFT12是控制绿色发光EL层18中流过的电流量的元件，参考编号5指源电极和漏电极中的一个，参考编号8指它们中的另一个。TFT3是控制蓝色发光EL层19中流过的电流量的元件，参考编号6指源电极和漏电极中的一个，参考编号9指它们中的另一个。参考编号15和16指由有机绝缘材料或无机绝缘材料制成的夹层绝缘膜。
另外，参考编号11-13指有机发光元件阴极(或阳极)，参考编号20指有机发光元件阳极(或阴极)。优选的是如果电极11-13是阳极，则使用p沟道TFT，优选的是如果电极11-13是阴极，则使用n沟道TFT。如果电极11-13是阴极，可以用具有较小功函数的材料(Al、Ag、Li、Ca、或它们的合金MgAg、Mg In、AlLi、CaF2、或CaN)。另外，如果电极11-13是阳极，可以使用选自包含Ti、TiN、TiSixNy、Ni、W、WSix、WNx、WSixNy、NbN、Mo、Cr、Pt、Zn、Sn、和In的组中的材料，以上述材料之一作为其主要成分的合金材料，具有以这些材料作为其主要成分的化合物的膜，或者这类膜的叠层膜。电极11-13的两边缘部分和边缘部分之间的部分用无机绝缘体14覆盖。这里，电极11-13用Cr形成作为阴极。电极20用具有高功函数的透明导电膜(ITO(氧化铟锡合金)、氧化铟和氧化锌的合金(In2O3-ZnO)、氧化锌(ZnO)等)形成作为阳极。发自每个发光元件的光穿过阳极20。另外，如果电极11-13是阳极，电极20是阴极，还可以用光透过的金属膜(诸如MgAg、MgIn、或AlLi)和透明导电膜的叠层膜。
然后用密封材料(图中没有示出)粘结密封衬底以便保留大约10μm的间隙，这样就密封了所有发光元件。此外，滤色器形成于密封衬底30上，对应于每个象素，以提高色纯度。红色发光区10R对面形成红色化层31b，绿色发光区10G对面形成绿色化层31c，蓝色发光区10B对面形成蓝色化层31d。另外，发光区之外的区域用滤色器的黑色部分遮挡，即遮挡部分31a。注意，遮挡部分31a由金属膜(铬等)或包含黑色染料的有机材料构成。
因为形成滤色器，所以本发明中圆偏振片是不必要的。
图1C是图1A沿着虚线段B-B’切割的情形中的横截面示图。以参考编号11a-11c表示的边缘部分和边缘部分之间的部分也用图1C中的无机绝缘体14覆盖。这里示出一个实例，其中红色发光EL层17是共同的，但是本发明不限于此，EL层还可以为发射同样颜色光的每个象素来形成。
进行了比较加在发光区10R、10G和10B上的电压和这些发光区发射光的亮度之间关系、以及加在叠层部分21-23上的电压和这些部分发射光的亮度之间关系的实验。实验结果示于图2D中。
图2D是示出横轴上电压(V)和纵轴上亮度(cd/m2)之间关系的图。图2D中圆圈记号所示的数据表示由三层，阴极、有机发光层、和阳极构造的发光元件的亮度和电压之间的关系。另外，三角记号所示的数据表示由四层，阳极、第一有机发光层、第二有机发光层、和阴极构造的发光元件的亮度和电压之间的关系。有机发光层由发光层、空穴输运层(HTL)和空穴注入层(HIL)的叠层构成。换言之，图2D中三角记号所示的数据是具有图2A所示叠层结构的发光元件的亮度和电压之间关系的图。这就是，阳极、第一有机发光层(第一发光层、第一空穴输运层、和第一空穴注入层)、第二有机发光层(第二发光层、第二空穴输运层、和第二空穴注入层)、以及阴极的叠层。
如图2D所示，发自具有阳极、两层有机发光层、和阴极的四层结构的发光元件的光的亮度与发自具有阳极、有机发光层、和阴极的三层结构的发光元件的光的亮度相比降低了大约4个数量级。可以预期这是因为当两个有机发光层互相叠加时形成的反向二极管，在其中电流流动变得更困难了。另外，膜厚度变得更厚，因而可以预期电阻变大，电流流动变得更困难。
考虑一下这些结果怎样对应于图1A-1C，发自发光区10R、10G、和10B的光的亮度可以被认为是图2C所示叠层结构的亮度，发自叠层部分21-23的光的亮度可以被认为是图2A所示叠层结构的亮度。发自叠层部分21-23的光的亮度因而大约是发自发光区10R、10G和10B的光的亮度的千分之一。
另外，在有机发光层中，至少一层是公用的，例如，空穴注入层，第一有机发光层的部分和第二有机发光层的部分可以在空穴注入层上彼此重叠。类似于图2A所示叠层结构的结果还可以从图2B所示的叠层结构中得到，其中空穴注入层是公用的，那就是具有阳极、第一有机发光层(第一发光层和第一空穴输运层)、第二有机发光层(第二发光层、第二空穴输运层、和第一空穴注入层)、和阴极的叠层结构的发光元件的亮度和电压的关系。
另外，具有部分不同于图1A-1C的结构的实例示于图3A-3C中。注意，为简单起见，图3A-3C中与图1A-1C中相同的部分用相同的参考编号。
如图3A所示，这是一个实例，其中有机树脂制成的围堤25形成于发光区10R和发光区10G之间、以及发光区10G和发光区10B之间。虽然依赖于图形化精度，但是如果形成了围堤25，使发光区10G和发光区10B之间的距离更窄就不可避免地变得困难了。许多情形中，围堤形成于每个象素周围，但是图3A-3C采用了一种结构，其中围堤形成于每个象素列。
图1A-1C中没有形成围堤，因而每个发光区之间的间隙可以做得很窄，可以实现高清晰度发光装置。
另外，形成保护膜33以提高图1A-1C和图3A-3C中的可靠性。保护膜33是以氮化硅或氮氧化硅作为其主要成分的绝缘膜。缓冲层32在形成保护膜之前形成以释放保护膜33之中的应力。缓冲层32可以通过使用DC溅射设备、RF溅射设备、或使用远距等离子体方法的设备由以氧化硅或氮氧化硅作为其主要成分的绝缘膜形成。另外，发出的光穿过图1A-1C和图3A-3C中的保护膜，因而优选的是保护膜的厚度尽可能的薄。
如果透明导电膜(典型地ITO)用作图1A-1C和图3A-3C中的阳极或阴极，并且形成保护膜33使其接触透明导电膜，就有包含在透明导电膜中的杂质(In、Sn、Zn等)会混入保护膜33中的危险。在透明导电膜和保护膜之间形成缓冲层32还可以防止杂质混入保护膜。
另外，虽然图1A-1C和3A-3C中示出一种结构，其中光在向着密封衬底的方向从EL层中发射，穿过保护膜，当然本发明不限于这种结构。例如，光还可以在穿过夹层绝缘膜这样的方向上从EL层中发射。该情形中，滤色器可以适当地形成于上面形成了TFT的衬底上。
实施方案样式2这里用图5A和5B说明缓冲层和保护膜。
图5A是示出光在图中箭头方向发射的情形中叠层结构实例的示意图。图5A中，参考编号200指阴极(阳极)，参考编号201指EL层，参考编号202指阳极(阴极)，参考编号203指应力释放层(缓冲层)，参考编号204指保护膜。当光在图5A箭头方向发射时，具有透光性质的材料、非常薄的金属膜、或其叠层因而被用作电极202。
保护膜204使用由溅射得到的并以氮化硅或氮氧化硅作为其主要成分的绝缘膜。倘若用硅靶在含氮和氩的气氛中形成，就可以得到氮化硅膜。另外，还可以用氮化硅靶。形成保护膜之前形成缓冲层203以释放保护膜204中的内部膜应力。缓冲层203可以由以氧化硅和氮氧化硅为其主要成分的绝缘膜并用DC溅射设备、RF溅射设备或使用远距等离子体方法的设备来形成。当使用溅射设备时，缓冲层可以用硅靶在含氧和氩的气氛中，或在含氮、氧和氩的气氛中形成。另外，光穿过保护膜，因而优选的是保护膜的厚度尽可能的薄。
发光元件可以用这类结构保护，因而可以得到高的可靠性。
图5B是示出光在图中箭头方向发射的情形中叠层结构实例的示意图。图4，参考编号300指阴极(或阳极)，参考编号301指EL层，参考编号302指阳极(或阴极)，参考编号303指应力释放层(缓冲层)，参考编号304指保护膜。
发光元件可以用这种结构保护，类似于图5A的结构，因而能得到高的可靠性。
另外，能够单独的制造图5A的叠层结构和图5B的叠层结构的制造设备(多室法)的实例示于图4。
图4中，参考编号100a-100k和100m-100u指门(gate)，参考编号101和119指转移室，参考编号102、104a、107、108、111、和114指输送器室，参考编号105、106R、106B、106G、109、110、112和113指膜形成室，参考编号103指预处理室，参考编号117a和117b指密封衬底装载室，参考编号115指配料室，参考编号116指密封室，参考编号118指紫外光照射室。
将上面事先已经形成了TFT和阴极的衬底输送到制造设备中并形成图5A所示叠层结构的过程示于图4中。
上面形成了TFT和阴极200的衬底首先置于转移室101。衬底然后输送到输送器室102，其与转移室101耦合。抽真空后优选的是惰性气体引入输送器室到大气压从而尽可能少的湿气和氧气存在于输送器室中。
另外，用于抽取输送器室内真空的抽真空处理室与输送器室102连接。在抽真空处理室中提供磁悬浮涡轮分子泵、低温泵或干法泵(drypump)。这样就可能将输送器室中达到的真空度设为10-5-10-6Pa，另外，可以控制杂质从泵一侧和抽气系统中的背扩散。诸如氮气或稀有气体的惰性气体用作引入气体以防止杂质引入到设备中。引入到设备中的气体在被引入到设备中以前用气体纯化设备提纯到很高的纯度。因而有必要提供气体纯化设备以便气体提纯以后再引入到膜形成设备中。这样，气体所含的氧、水和其它杂质可以事先被除去，随后可以防止这些杂质引入到设备中。
另外，优选的是进行用于脱气的退火以除去衬底中所含的湿气和其它气体。衬底输送到与输送器室102连接的预处理室103中，可以在此进行退火。另外，如果有必要清洁阴极表面，衬底可以输送到与输送器室102连接的预处理室103中，可以在此进行清洁。
衬底104c接下来从输送器室102中输送到输送器室104中而不暴露于大气中，然后用输送器机构104b输送到膜形成室106R。然后红色发光EL层适当地形成于阴极200上。这里示出红色发光EL层通过蒸发形成的实例。上面要形成膜的衬底表面朝下放置于膜形成室106R中。注意，优选的是膜形成室在输送衬底到此之前被抽成真空。
例如，真空抽到等于或小于5×10-3乇(Torr)(0.665Pa)，优选的介于10-4-10-6Pa的真空度之后在膜形成室106R中进行蒸发。蒸发过程中有机化合物事先通过电阻加热气化，在蒸发过程中挡板(图中没有示出)打开时向着衬底散射。气化的有机化合物向上散射，穿过金属掩模(图中面有示出)中形成的开口部分，淀积到衬底上。注意，衬底的温度(T1)在蒸发过程中通过加热装置设为50-200℃，优选的在65-150℃之间。
对于其中形成三类EL层以提供全色的情形中，可以在膜形成室106R中完成膜形成以后在膜形成室106G和106B中连续地按顺序进行膜形成。
接下来，在预定的EL层201形成于阴极200上以后，衬底从输送器室104输送到输送器室107而不暴露于大气中。另外，衬底然后从输送器室107中输送到输送器室108中而不暴露于大气中。
接下来，衬底用放置于输送器室108中的输送器机构输送到膜形成室109中，由透明导电膜制成的阳极202适当地形成于EL层201上。这里多个靶置于膜形成室109中，使用至少具有由透明导电材料制成的靶和硅制成的靶的溅射设备。阳极202和应力释放层203因而可以在同一室中形成。注意，用来形成应力释放层203的专用膜形成室也可以单独地提供。该情形中也可以采用溅射设备(RF溅射或DC溅射)或者采用使用了远距等离子体方法的设备。
接下来，衬底从输送器室108输送到膜形成室113而不暴露于大气中，保护膜204形成于应力释放层203上。这里，配备了硅制成的靶或者氮化硅制成的靶的溅射设备提供在膜形成室113之中。氮化硅膜可以通过使膜形成室中的气氛变成氮气氛或含氮和氩的气氛来形成。
这样，被保护膜和应力释放层覆盖的发光元件通过上述工艺形成于衬底上。
接下来，衬底从输送器室108输送到输送器室111中而不暴露于大气中，又从输送器室111输送到输送器室114中。
接下来，上面形成了发光元件的衬底从输送器室114输送到密封室116。注意，优选的是在密封室116中提供上面形成了密封材料的密封衬底。
密封衬底从外面放入密封衬底装载室117a和117b中。注意，优选的是事先在真空中进行退火以除去诸如湿气的杂质。例如，退火可以在密封衬底装载室117a和117b中进行。对于密封材料形成于密封衬底上的情形，在输送器室108达到大气压之后，密封衬底从密封衬底装载室输送到配料室115中。然后形成密封材料用来粘结到上面形成发光元件的衬底上，具有所形成的密封材料的密封衬底输送到密封室116中。
然后具有所形成的密封材料的密封衬底和上面形成发光元件的衬底在真空中或在惰性气体气氛中互相粘结在一起。注意，虽然这里示出了密封材料形成于密封衬底上的实例，本发明不特别地局限于这个实例，密封材料还可以形成于具有已形成的发光元件的衬底上。
接下来，粘结的一对衬底从输送器室114输送到紫外光照射室118中。UV光在紫外光照射室118中照射，这样硬化密封材料。注意，虽然紫外凝固树脂在这里用作密封材料，但倘若是粘性材料，在密封材料上没有设置特别的限制。
然后衬底对从输送器室114输送到转移室119中，并取出来。
这样就通过使用图4所示的制造设备完成了直到将发光元件完全密封到密闭空间中的工艺过程，而不暴露于大气中，因而制造具有高可靠性的发光装置变成可能。
注意，还可以使用串联(inline)膜形成设备。
下面示出形成图5B所示叠层结构的过程。上面事先形成了TFT和阳极的衬底输送到图4所示的制造设备中。
首先，上面形成了TFT和阳极300的衬底放置在转移室101中。然后衬底输送到与转移室101连接的输送器室102中。优选的是进行真空蒸发之后在大气压下向输送器室中引入惰性气体使得尽可能少的湿气和氧气存在于输送器室内。透明导电材料用作形成阳极300的材料，可以用铟锡化合物、氧化锌等。然后衬底输送到与输送器室102连接的预处理室103中。清洁、氧化工艺、热处理工艺等可以在预处理室中的阳极表面上进行。作为清洁阳极表面的方法，进行真空紫外光照射或氧等离子体处理。另外，作为氧化工艺，也可以在加热到100-120℃的温度下在含氧的气氛中进行紫外光的照射，这对于阳极是诸如ITO的氧化物的情形中是有效的。另外，作为热处理工艺，热处理可以在衬底能够承受的大于或等于50℃，优选的是65℃和150℃之间这样的热处理温度下在真空中进行。这样吸附在衬底上诸如氧和湿气这样的杂质和形成于衬底上的膜内诸如氧和湿气这样的杂质可以被除去。特别是，EL材料容易由于诸如氧和水这样的杂质退化，因而在蒸发前进行真空中热处理是有效的。
然后衬底104c从输送器室102中输送到输送器室104中而不暴露于大气中，然后用输送器机构104b输送到膜形成室105中。然后EL层的一层，诸如空穴注入层或空穴输运层，适当地形成于阳极300上。这里示出通过蒸发形成EL层的实例。上面要形成膜的衬底表面朝下放在膜形成室105中。注意，优选的是在衬底输送进来之前在膜形成室中进行抽真空。
然后衬底用输送器机构104b输送到膜形成室106R中而不暴露于大气中，红色发光EL层适当地形成于空穴注入层或空穴输运层上。
对于其中形成三类EL层以提供全色的情形，可以在膜形成室106R中完成了膜形成之后在膜形成室106G和106B中按顺序进行膜形成。
然后在预定的EL层301形成于阳极300上之后，衬底从输送器室104中输送到输送器室107中而不暴露于大气中。此外，衬底然后从输送器室107中输送到输送器室108中而不暴露于大气中。
然后衬底用配备在输送器室108中的输送器机构输送到膜形成室110或112中，由金属材料制成的阴极302适当地形成于EL层301上。这里膜形成室111是蒸发设备或溅射设备。
然后衬底从输送器室108输送到膜形成设备113中而不暴露于大气中，形成应力释放层303和保护膜304。这里，膜形成室113中提供了配备有硅制成的靶、氮化硅制成的靶、或氧化硅制成的靶的溅射设备。氧化硅膜、氮氧化硅膜、或氮化硅膜可以通过使膜形成室中的气氛变成氮气气氛、含氮和氩的气氛、或含氧、氮和氩的气氛来形成。
这样通过上述工艺，被保护膜和应力释放层覆盖的发光层就形成于衬底上。
接下来的工艺步骤与形成图5A所示叠层结构的过程相同，因而其说明在这里就省略了。
这样图5A所示的叠层结构和图5B所示的叠层结构通过图4所示的制造设备都可以形成了。
另外，实施方案样式2可以与实施方案样式1自由地组合。
具有上述结构的本发明通过下面所示实施方案更详细地说明。
实施方案1本实施方案中，将说明在绝缘膜上制造的有源矩阵型发光装置。图6是有源矩阵型发光装置的截面图。作为有源元件，这里使用薄膜晶体管(下文中称作TFT)，也可以使用MOS晶体管。
顶部栅TFT(特别是平面TFT)作为实例示出，也可以使用底部栅TFT(典型地是反向交错的TFT，inversely staggered TFT)。
本实施方案中使用由硼硅酸钡玻璃或硼硅酸铝玻璃制成的衬底800，可以使用表面上形成了绝缘膜的不锈钢衬底、金属衬底、硅衬底、石英衬底。还可以使用具有能承受本实施方法中热处理温度的热阻性的塑料衬底，另外可以使用柔性衬底。
其次，通过等离子体CVD在400℃的温度下用SiH4、NH3、和N2O作为原料气体在耐热玻璃衬底(衬底800)上形成0.7mm厚度的氮氧化硅膜作为基绝缘膜的下层801(氮氧化硅膜的组分比Si＝32％，O＝27％，N＝24％，H＝17％)。氮氧化硅膜具有50nm(优选的10-200nm)的厚度。膜表面用臭氧水清洗，然后表面上的氧化物膜用稀氟酸(稀释至1/100)除去。其次，通过等离子体CVD在400℃的温度下用SiH4和N2O作为原料气体形成氮氧化硅膜作为基绝缘膜的上层802(氮氧化硅膜的组分比Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。氮氧化硅膜具有100nm(优选的50-200nm)的厚度，放在下层上面以形成叠层。不要将叠层暴露于空气中，通过等离子体CVD在300℃的温度下用SiH4作为原料气体在叠层上形成具有非晶结构的半导体膜(这里是非晶硅膜)。半导体膜(这里使用非晶硅膜)在厚度上是54nm(优选的是25-200nm)。
本实施方案中基绝缘膜具有两层结构。然而，基绝缘膜可以是主要含硅的两层以上绝缘膜或是单层绝缘膜。半导体膜的材料不受限制，但是优选的是用硅或锗硅合金(SixGe1-x(X＝0.0001-0.02))通过已知的方法(溅射、LPCVD、等离子体CVD等)形成半导体膜。所用的等离子体CVD设备可以是一个晶片一个晶片处理的设备，或者是整批处理的设备。基绝缘膜和半导体膜可以在同一个室中连续形成以避免与空气接触。
清洗具有非晶结构的半导体膜表面，然后大约2nm厚度的非常薄的氧化物膜用臭氧水形成于表面上。其次，半导体膜用微量杂质元素(硼或磷)掺杂以控制TFT的阈值。这里，非晶硅膜通过离子掺杂用硼掺杂，其中硼烷(B2H6)用等离子体激发而不发生质量分离。掺杂条件包括将加速电压设定到15kV，用氢稀释硼烷到1％所得到气体的流速设定到30sccm，剂量设定到2×1012原子/cm2。
其次，含10ppm重量的镍的醋酸镍溶液用旋转器涂覆。镍元素可以通过溅射喷射到整个表面上来代替涂覆。
半导体膜受到热处理以使它晶化，得到具有晶体结构的半导体膜。热处理在电炉中实现或通过强光照射实现。当采用在电炉中热处理时，温度设为500-650℃，处理持续4-24小时。这里，在用于脱氢的热处理(500℃，1小时)之后通过用于晶化的热处理(在550℃，4小时)得到具有晶体结构的硅膜。虽然这里通过使用电炉的热处理来晶化半导体膜，但是还可以通过能够在短时间内实现氢化的灯退火设备来晶化。
在具有晶体结构的硅膜表面上的氧化物膜用稀释的氟酸等除去之后，晶化非晶半导体膜时，采用连续振荡固体激光和基波的二到四次谐波以得到大晶粒尺寸。由于激光照射在空气或在氧气气氛中进行，结果是在表面上形成氧化物膜。典型地，采用NdYVO4激光(基波1064nm)的二次谐波(532nm)或三次谐波(355nm)。当使用连续波激光器时，发射10W功率连续波YVO4激光器的激光用非线性光学元件转变成谐波。另外，谐波还可以通过将YVO4晶体和非线性元件放在谐振室中得到。谐波优选的用光学系统在照射面上成形为长形或椭圆形激光，然后照射目标。这点所需要的能量密度大约是0.01-100MW/cm2(优选的是0.1-10MW/cm2)。照射的时候，半导体膜以10-2000cm/s的速度相对于激光移动。
当然，尽管在连续振荡YVO4激光的二次谐波照射在其上面之前，TFT可以用具有晶体结构的硅膜形成，因为上面照射了激光的硅膜具有改善了的结晶性并且TFT的电性能提高了，所以优选的是使用激光照射在上面之后具有结晶结构的硅膜以形成TFT。例如，尽管，当使用激光照射在其上面之前就具有结晶结构的硅膜形成TFT时，迁移率几乎是300cm2/Vs，当TFT通过使用激光照射在其上面之后具有结晶结构的硅膜形成时，迁移率极端地提高到大约500-600cm2/Vs。
在用镍作为提高硅结晶性的金属元素进行晶化之后，连续振荡YVO4激光照射在其上面，虽然不限于此，在形成具有非晶结构的硅膜并进行用于脱氢的热处理之后，具有结晶结构的硅膜可以通过照射连续振荡YVO4激光的二次谐波得到。
脉冲振荡激光可以用作连续振荡激光的替代物。在使用脉冲振荡的准分子激光的情形中，优选的是频率设为300Hz，激光能量密度设为100-1000mJ/cm2(典型地是200-800mJ/cm2)。这里，激光可以重叠(overlap)50-98％。
激光照射形成的氧化物膜用稀氟酸除去，然后表面用臭氧水处理120秒以形成由1-5nm总厚度的氧化物膜构成的阻挡层。这里阻挡层用臭氧水形成，但是还可以通过在氧气氛中紫外光照射氧化具有晶体结构的半导体膜表面形成，或者通过氧等离子体处理氧化具有晶体结构的半导体膜表面或使用等离子体CVD、溅射或蒸发形成大约1-10nm厚氧化物膜。通过激光照射形成的氧化物膜可以在阻挡层形成之前被除去。
其次，通过等离子体CVD或溅射在阻挡层上形成包含氩的非晶硅膜以作为吸取位。非晶硅膜的厚度是50-400nm，这里是150nm。通过使用硅靶的溅射以达到0.3Pa的形成压力在氩气氛中形成非晶硅膜。
之后，热处理在650℃于电炉中进行3分钟，用于吸取以减少具有晶体结构的半导体膜中的镍含量。可以使用灯退火设备代替电炉。
用阻挡层作为刻蚀阻挡物，吸取位，也就是含氩的非晶硅膜被选择性的除去。然后，阻挡层用稀氟酸被选择性的除去。在吸取过程中镍趋向于向具有高氧浓度的区域运动，因而在吸取之后除去为氧化物膜的阻挡层是理想的。
其次，利用臭氧水薄的氧化物膜在所得到的包含晶体结构的硅膜(还称作多晶硅膜)表面上形成。然后形成抗蚀剂掩模，刻蚀硅膜以形成彼此之间互相分离并具有所需形状的岛状半导体层。半导体膜形成之后，除去抗蚀剂掩模。
氧化物膜用含氟酸的腐蚀剂除去，同时，清洗硅膜表面。然后，形成主要含硅的绝缘膜来作为栅绝缘膜803。这里栅绝缘膜是通过等离子体CVD形成的氮氧硅膜(组成比Si＝32％、O＝59％、N＝7％、H＝2％)，具有115nm的厚度。
其次，具有20-100nm厚度的第一导电膜和具有100-400nm厚度的第二导电膜的叠层形成于栅绝缘膜上。本实施方案中，具有50nm厚度的氮化钽膜形成于栅绝缘膜803上，然后具有370nm的钨膜放置在上面。导电膜通过下面所示的过程图形化以形成栅电极和线路。
第一导电膜和第二导电膜的导电材料是选自包含Ta、W、Ti、Mo、Al、和Cu的组中的元素，或合金或者主要包含上面这些元素的化合物。第一导电膜和第二导电膜可以是半导体膜，典型地是多晶硅膜，以磷或其它杂质元素掺杂，或可以是Ag-Pd-Cu合金膜。本发明不限于两层结构的导电膜。例如，可以采用包含50nm厚钨膜、500nm厚铝-硅合金(Al-Si)膜、和30nm厚氮化钛膜依次分层的三层结构。当采用三层结构时，第一导电膜的钨可以用氮化钨代替，第二导电膜的铝-硅合金(Al-Si)膜可以用铝-钛合金(Al-Ti)膜代替，第三导电膜的氮化钛膜可以用钛膜代替。另外，可以使用单层导电膜。
ICP(诱导耦合等离子体)刻蚀优选的用于第一导电膜和第二导电膜的刻蚀(第一刻蚀处理和第二刻蚀处理)。通过使用ICP刻蚀和调整刻蚀条件(加到线圈状电极上的电功率量的多少，加到衬底侧电极上的电功率量的多少，衬底侧电极的温度等)，膜可以被刻蚀并如所需要的那样形成锥形。第一刻蚀处理在抗蚀剂制成的掩模形成之后进行。第一刻蚀条件包括在1Pa压力下向线圈型电极上施加700W的RF(13.56MHz)功率，采用CF4、Cl2、和O2作为刻蚀气体，并设定气流速率比为25∶25∶10(sccm)。衬底侧(样品台)还接受150W的RF(13.56MHz)功率以施加基本上负的自偏压。衬底侧电极的面积(尺寸)是12.5cm×12.5cm，线圈型电极是直径25cm的圆盘(这里是上面配备有线圈的石英盘)。W膜在这些第一刻蚀条件下刻蚀以在边缘周围成为锥形。之后，不除去抗蚀剂构成的掩模将第一刻蚀条件转变成第二刻蚀条件。第二刻蚀条件包括使用CF4和Cl2作为刻蚀气体，设定其气流速率比为30∶30(sccm)，并在1Pa的压力下给予线圈型电极500W的RF(13.56MHz)功率以产生等离子体用来刻蚀大约30秒。衬底侧(样品台)还接受20W的RF功率(13.56MHz)以施加基本上负的自偏压。在其中使用CF4和Cl2的混合物的第二刻蚀条件下，W膜和TaN膜被刻蚀到几乎同样的程度。第一刻蚀条件和第二刻蚀条件组成第一刻蚀处理。
其次是在抗蚀剂掩模保留不动时接着第二刻蚀处理。第三刻蚀条件包括使用CF4和Cl2作为刻蚀气体，设定其气流速率比为30∶30(sccm)，在1Pa的压力下给予线圈型电极500W的RF(13.56MHz)功率以产生等离子体用于刻蚀60秒。衬底侧(样品台)还接受20W的RF功率(13.56MHz)以施加基本上负的自偏压。然后，不除去抗蚀剂掩模将第三刻蚀条件转变为第四刻蚀条件。第四刻蚀条件包括使用CF4、Cl2、和O2作为刻蚀气体，设定其气流速率比为20∶20∶20(sccm)，在1Pa的压力下给予线圈型电极500W的RF(13.56MHz)功率以产生等离子体用于刻蚀大约20秒。衬底侧(样品台)还接受20W的RF功率(13.56MHz)以施加基本上负的自偏压。第三刻蚀条件和第四刻蚀条件组成了第二刻蚀处理。在这个阶段，形成具有第一导电层804a作为下层和第二导电层804b作为上层的栅电极804和线路805-807。
其次，为了第一掺杂处理除去抗蚀剂构成的掩模以便用栅电极804-807作为掩模来掺杂整个表面。第一掺杂处理采用离子掺杂或离子注入。这里，离子掺杂条件是剂量设定为1.5×1014原子/cm2，加速电压设定为60-100keV。作为给出n型导电性的杂质元素，典型地使用磷(P)或砷(As)。第一杂质区(n-区)822-825以自对准的方式形成。
重新形成由抗蚀剂构成的掩模。这时，由于开关TFT 903的关电流值降低了，所以形成掩模以便与半导体层的沟道形成区重叠，所述导体层形成象素部分901的开关TFT 903和其一部分。形成掩模以保护半导体层的沟道形成区，所述导体层形成驱动器电路的p沟道TFT906和其外围。另外，形成掩模以便与形成象素部分901的电流控制TFT 904和其外围的半导体层的沟道形成区重叠。
与栅电极的部分重叠的杂质区(n-区)通过用抗蚀剂构成的掩模选择性地进行第二掺杂处理来形成。第二掺杂处理采用离子掺杂或离子注入。这里使用离子掺杂，用氢稀释磷化氢(PH3)到5％得到的气体流速设为30sccm，剂量设为1.5×1014原子/cm2，加速电压设为90keV。该情形中由抗蚀剂构成的掩模和第二导电层作为阻止给出n型导电性的杂质元素的掩模，并形成杂质区311和312。第二杂质区用给出n型导电性的杂质元素在1×1016-1×1017原子/cm3的浓度范围内掺杂。这里，与第二杂质区相同浓度范围被称作n-区。
不除去抗蚀剂构成的掩模进行第三掺杂处理。第三掺杂处理采用离子掺杂或离子注入。作为给出n型导电性的杂质元素，典型地使用磷(P)和砷(As)。这里，使用离子掺杂，用氢稀释磷化氢(PH3)到5％得到的气体流速设为40sccm，剂量设为2×1015原子/cm2，加速电压设为80keV。该情形中，抗蚀剂构成的掩模、第一导电层和第二导电层作为阻止给出n型导电性的杂质元素的掩模，并形成第三杂质区813、814、826-828。第三杂质区用给出n型导电性的杂质元素在1×1020-1×1021原子/cm3的浓度范围内掺杂。这里，与第三杂质区同样浓度的范围被称作n+区。
除去抗蚀剂掩模并形成新的抗蚀剂掩模之后，进行第四掺杂处理。形成第四杂质区818、819、832、833和第五杂质区816、817、830、831，其中给出p型导电性的杂质元素通过第四掺杂处理添加到形成p沟道TFT的半导体层中。
给出p型导电性的杂质元素的浓度设为1×1020-1×1021原子/cm3以添加到第四杂质区818、819、832和833中。作为区(n-区)的第四杂质区818、819、832和833在前面的步骤中已经用磷(P)掺杂，但以浓度是磷浓度1.5-3倍的给出p型导电性的杂质元素掺杂以得到p型导电性。这里，具有与第四杂质区相同浓度范围的区也称作p+区。
第五杂质区816、817、830和831形成于与第二导电层锥形部分重叠的区域中。给出p型导电性的杂质元素在1×1018-1×1020原子/cm3的浓度范围添加于此。这里，具有与第五杂质同样浓度范围的区被称作p-区。
通过上述步骤，具有n型或p型导电性的杂质区形成于各半导体层中。导电层804-807变成TFT的栅电极。
形成绝缘以覆盖几乎整个表面(没有示出)。本实施方案中，具有50nm厚度的氧化硅膜用等离子体CVD法形成。当然，绝缘膜不限于氧化硅膜，可以用含硅的其它绝缘膜的叠层或单层。
下一个步骤是用于掺杂各个半导体层的杂质元素的激活处理。激活步骤采用使用灯光源的快速热退火(RTA)、激光照射、使用炉子的热处理、或这些方法的组合。
本实施方案示出绝缘膜在上述激活之前形成的实例。但是，绝缘膜可以在激活之前形成。
形成由氮化硅膜构成的第一夹层绝缘膜808。然后，半导体受到热处理(在300-550℃处理1-12小时)以氢化半导体层。这个步骤是用第一夹层绝缘膜808中所含的氢来终止半导体层中悬挂键。无论是否存在氧化硅膜构成的绝缘膜，半导体层都会被氢化。其它可采用的氢化方法包括等离子体氢化(使用等离子体激发的氢)。
其次，第二夹层绝缘膜809a由有机绝缘材料形成于第一夹层绝缘膜808上面。本实施方案中，形成丙烯酸树脂膜809a以具有1.6μm的厚度。
接下来形成的是到达作为栅电极或栅线路的导电层的接触孔和到达各个杂质区的接触孔。本实施方案中，刻蚀处理连续进行几次。并且，在本实施方案中，第一夹层绝缘膜用作刻蚀阻挡物以刻蚀第二夹层绝缘膜，然后再刻蚀第一夹层绝缘膜。
之后，电极835-841，具体地，源线路、电源供给线、引出电极、连接电极等用Al、Ti、Mo、W等形成。这里，电极和线路通过图形化Ti膜(100nm厚度)、含硅的Al膜(350nm厚度)和另一层Ti膜(50nm厚度)的叠层得到。这样源电极、源线路、连接电极、引出电极、电源供给线等如所需要的那样形成。用来与被夹层绝缘膜覆盖的栅线路接触的引出电极配备在栅线路的末端，其它线路在其末端也有输入/输出端子部分，具有多个电极用来连接到外部电路和外部电源上。
具有其中n沟道TFT 905和p沟道TFT 906互补组合的CMOS电路的驱动器电路902和具有其每个都有n沟道TFT 903或p沟道TFT 904的多个象素的象素部分901以上述方式形成。
其次，无机绝缘材料构成的第三夹层绝缘膜809b形成于第二夹层绝缘膜809a上面。这里用溅射形成200nm厚度的氮化硅膜809b。
其次，形成接触孔以便于到达与p沟道TFT构成的电流控制TFT904的漏区接触形成的连接电极841。形成象素电极834以便于与连接电极841重叠和接触。本实施方案中，象素电极834作为有机发光元件的阳极起作用，象素电极834作为透明导电膜以便于将发自有机发光元件的光发射传送到象素电极和衬底上。
无机绝缘体842形成于象素电极834的每个末端以便于覆盖象素电极834的每个末端。优选的是无机绝缘体842通过溅射用含硅的绝缘膜形成然后再图形化。另外，可以形成有机绝缘体形成的围堤用来作为无机绝缘体842的替代物。
其次，有机发光元件的阴极844和EL层843形成于其末端被无机绝缘体842覆盖的象素电极834上面。本实施方案中，EL层843可以用喷墨法、蒸发、旋涂法等形成。
EL层843(用来发光和用来移动载流子以引起发光的层)可以通过自由地组合发光层、电荷输运层和电荷注入层来形成。例如，用低分子量有机EL材料或高分子量有机EL材料形成EL层。EL层可以是通过单重态激发(荧光)(单重态化合物)发光的发光材料形成的薄膜或者是通过三重态激发(磷光)(三重态化合物)发光的发光材料形成的薄膜。诸如碳化硅的无机材料可以用作电荷输运层和电荷注入层。可以采用已知的有机EL材料和无机材料。
据称阴极844的优选材料是具有低功函数的金属(典型地，周期表中属于1族或2族的金属元素)或这类金属的合金。功函数变低时发光效率会提高。因而，含碱金属之一的Li(锂)的合金材料作为阴极材料是特别理想的。
其次，形成覆盖阴极844的保护膜846。作为保护膜846，可以形成以氮化硅或氮氧化硅为其主要成分的绝缘膜。优选的是形成缓冲层845以便于释放保护膜846中的膜压力。保护膜846防止诸如湿气和氧的物质的侵入，由于EL层从外面氧化，这些物质加速了退化。作为缓冲层845，可以形成以氧化硅或氮氧化硅作为其主要成分的绝缘膜。缓冲层845可以在膜淀积时防止来自阴极844的杂质元素的入侵。但是，没有必要在以后FPC需要与之连接的输入/输出端子部分提供保护膜等。
完成了到目前为止的这些步骤的阶段示于图6。尽管有机发光元件的电流供给TFT(电流控制TFT 904)和开关TFT 903示于图6，不用说不限制于此，多个TFT形成的各种电路可以配备在TFT栅电极的末端。
其次，至少具有阴极、有机化合物层、和阳极的有机发光元件优选的用密封衬底或密封罐密封以将有机发光元件完全与外部切断，防止诸如湿气和氧的物质的渗入，其由于EL层的氧化会加速退化。
FPC(柔性印刷电路)用各向异性导电材料附连到输入/输出端子部分的电极上。各向异性导电材料由树脂和直径几十到几百μm表面镀金等的导电颗粒组成。导电颗粒将输入/输出端子部分的各个电极与形成于FPC中的线路电连接在一起。
另外，对应于各个象素的滤色器形成于衬底上。形成了滤色器，就没有必要形成圆偏振片了。如必要，可以提供其它光学膜，可以安装IC芯片等。
通过上述步骤，完成了连接FPC的模块型发光装置。
本实施方案可以与实施方案样式1或2自由的组合。
实施方案2示出实施方案1得到的模块型发光装置(也称作EL模块)的横截面图和上表面示图。
图7A是EL模块的上表面示图，图7B是沿着图7A中A-A’线得到的横截面图。图7A示出基绝缘膜401形成于衬底400上(例如，诸如耐热玻璃)，象素部分402、源侧驱动器电路404、栅侧驱动器电路403形成于其上。这些象素部分和驱动器电路部分可以根据上述实施方案1得到。
参考编号419是保护膜。象素部分和驱动器电路部分用保护膜419覆盖。此外，保护膜可以通过使用粘结组件的覆盖材料420密封。密封衬底(诸如玻璃衬底和塑料衬底)可以用作覆盖材料420，EL层和覆盖材料420之间的间隙可以用惰性气体填充。另外，干燥剂可以用双面胶提供在覆盖材料420上。
此外，参考编号408表示用来传输要输入到源侧驱动器电路404和栅侧驱动器电路403中的信号的线路，从变成外部输入端子的FPC(柔性印刷电路)409接收视频信号和时钟信号。此外，这里，图中只示出了FPC，但是，印刷线路板(PWB)可以附连到这个FPC上。假设本技术说明中的发光装置不仅包含发光装置本身还包括FPC或PWB附连于其中的状态(state)。
说明图7B所示的横截面结构。基绝缘膜401形成于衬底400上。象素部分402和栅侧驱动器电路403形成于绝缘膜401上面。象素部分402由电流控制TFT 411和包括电连接到电流控制TFT 411的漏的象素电极412的多个象素组成。此外，栅侧驱动器电路403用与n沟道TFT 413和p沟道TFT 414结合的CMOS电路形成。
TFT(包括411、413和414)可以根据实施方案1的n沟道TFT和实施方案1的p沟道TFT制造。尽管只有有机发光元件的电流供给TFT(电流控制TFT 411)示于图7中，不用说，不限于此，多个TFT形成的各种电路可以提供在TFT栅电极的末端。
象素部分402、源侧驱动器电路404、和栅侧驱动器电路403形成于根据实施方案1的同一衬底上。
象素电极412作为发光元件(OLED)的阴极起作用。无机绝缘体415形成于象素电极412的两个末端部分。发光元件的阳极417和有机化合物层416形成于象素电极412上。
作为有机化合物层416，应当理解有机化合物层(用来进行发光和因而载流子运动的层)可以通过自由组合发光层、电荷输运层或电荷注入层形成。
阳极417作为到所有象素的共用线路，并通过连接线路408电连接到FPC 409上。另外，包含在象素部分402和栅侧驱动器电路403中的元件都用保护膜419覆盖。
保护膜可以形成于包括衬底400背面的整个表面上。这种情形中，有必要仔细地形成保护膜以便于没有保护膜形成于其中提供有外部输入端子(FPC)的部分。可以用掩模来防止保护膜在这个位置的膜形成。外部输入端子部分可以用诸如用作CVD设备中掩盖带的Teflon(注册商标)构成的带这样的带覆盖以防止保护膜的膜形成。氮化硅膜、DLC膜、或AlNxOy膜可以用作保护膜419。
如上构造的发光元件用保护膜419封起来以便将发光元件与外界完全隔离，这样防止诸如通过氧化来加速有机化合物层退化的氧和湿气这样的材料从外面进入。这样，得到具有改善了的可靠性的发光装置。从EL层的淀积到密封的步骤可以用图4所示的设备实施。
另一种安排是可能的，其中象素电极用作阳极，有机化合物层和阴极作为叠层以便在图7中所示方向相反的方向发光。图8示出这种安排的实例。其俯视图与图7所示的俯视图一样，因而在此省略了。
将说明图8的横截面图所示的结构。绝缘膜610形成于衬底600上，象素部分602和栅侧驱动电路603形成于绝缘膜610上面。象素部分602用包括电流控制TFT 611和电连接到电流控制TFT 611的漏极的象素电极612的多个象素形成。栅侧驱动器电路603用n沟道TFT613和p沟道TFT 614组合的CMOS电路形成。
这些TFT(包括611、613和614)可以用与实施方案1的n沟道TFT和实施方案1的p沟道TFT同样的方式制作。虽然只有有机发光元件的电流供给TFT(电流控制TFT 611)示于图8中，不用说，不限于此，多个TFT形成的各种电路可以提供在TFT栅电极的末端。
象素电极612作为有机发光元件(OLED)的阳极起作用。无机绝缘体615形成于象素电极612的相对末端，发光元件的有机化合物层616和阴极617形成于象素电极612的上面。
阴极617还作为连接到所有象素公用的线路元件，并通过连接线路608电连接到FPC 609上。包括在象素部分602和栅侧驱动器电路603中的所有元件用保护膜619覆盖。尽管这里图中没有示出，优选的是如实施方案样式2所述在保护膜619的形成之前提供缓冲层。本实施方案中，变成缓冲层的氧化硅膜和变成保护膜的氮化硅膜通过溅射连续地形成于透明导电膜构成的阴极617上。
覆盖组件620用粘结剂粘结到元件层。另外，对应于各个象素的滤色器621提供在覆盖组件620中以提高色纯度。提供了滤色器621，就没有必要提供圆偏振片。另外，可以在覆盖组件620中放置干燥剂。
图8中，象素电极用作阳极，而有机化合物层和阴极形成叠层，从而光发自图8箭头所示的方向。
顶部栅TFT已经通过实例的方式说明，本发明不管哪种TFT结构都可以应用。例如，本发明可应用于底部栅(反转交错结构)TFT和交错结构TFT。
本实施方案可以与实施方案样式1-2中任何一个和实施方案1自由组合。
实施方案3实施本发明，就可完成EL模块(有源矩阵EL模块和无源EC模块)。即，通过实施本发明，可完成其中构造各种模块的所有电子设备。
下面可以给出这类设备视频相机；数码相机；头戴式显示器(护目镜型显示器)；汽车导航系统；汽车立体声；个人计算机；便携式信息终端(移动计算机，移动电话，电子图书等)等。它们的实例示于图9A-9F和10A-10C。
图9A是个人计算机，包括主体2001；图像输入部分2002；显示部分2003；键盘2004等。
图9B是视频相机，包括主体2101；显示部分2102；声音输入部分2103；操作开关2104；电池2105和图像接收部分2106等。
图9C是移动计算机，包括主体2201；相机部分2202；图像接收部分2203；操作开关2204和显示部分2205等。
图9D是护目镜式显示器，包括主体2301；显示部分2302；和臂部分2303等。
图9E是使用其中记录了节目的记录介质(下文中称作记录介质)的播放器，包括主体2401；显示部分2402；扬声器部分2403；记录介质2404；操作开关2405等。这个设备用DVD(数字通用盘)、CD等做记录介质，可进行音乐欣赏、电影欣赏、游戏和用来上Internet。
图9F是数码相机，包括主体2501；显示部分2502；取景器2503；操作开关2504；和图像接收部分(图中没有示出)等。
图10A是移动电话，包括主体2901；声音输出部分2902；声音输入部分2903；显示部分2904；操作开关2905；天线2906；和图像输入部分(CCD，图像传感器等)2907等。
图10B是便携式图书(电子图书)，包括主体3001；显示部分3002和3003；记录介质3004；操作开关3005和天线3006等。
图10C是显示器，包括主体3101；支撑部分3102；和显示部分3103等。
此外，图10C所示的显示器有小的和中等尺寸或大尺寸屏幕，例如5-20英寸的尺寸。另外，为了制造这种尺寸的显示部分，优选的是通过用1×1m尺寸的衬底完成多图形进行大批生产。
如上所述，本发明的应用范围非常大，本发明可应用于各种领域的电子设备。注意，本实施方案的电子装置可以通过利用实施方案样式1-2和实施方案1-2的构成的任何组合来实现。
根据本发明，极高成本的圆偏振片变得不必要了，因而制造成本可以减少。
另外，对于使用红、绿和蓝色发光的金色平板显示器可以实现高清晰度、高孔径比、和高可靠性。
权利要求
1.一种发光装置，包括至少一个发光元件，所述发光元件包括第一发光区，所述至少一个第一发光区包括阴极和阳极之间的第一有机化合物层；与第一发光区相邻的第二发光区，第二发光区包括阴极和阳极之间的第一发光层和与第一发光层重叠的第二发光层。
2.根据权利要求1的发光装置，其中与至少一个发光元件相邻的发光元件有第二发光层，并且其中第二发光层的发光颜色与第一发光层的发光颜色不同。
3.一种发光装置，所述发光装置包括至少一个第一发光元件，所述至少一个第一发光元件包括第一电极和第二电极之间的第一有机化合物层；至少一个第二发光元件，所述至少一个第二发光元件包括第一电极和第二电极之间的第二有机化合物层；以及至少一个第三发光元件，所述至少一个第三发光元件包括第一电极和第二电极之间的第三有机化合物层，其中第一发光元件中第一有机化合物层与第二有机化合物层的一部分重叠。
4.一种发光装置，所述发光装置包括至少一个第一发光元件，所述至少一个第一发光元件包括第一电极和第二电极之间的第一有机化合物层；至少一个第二发光元件，所述至少一个第二发光元件包括第一电极和第二电极之间的第二有机化合物层；以及至少一个第三发光元件，所述至少一个第三发光元件包括第一电极和第二电极之间的第三有机化合物层，其中第一发光元件中第一有机化合物层与第二有机化合物层的部分重叠，并且，其中第二发光元件中第二有机化合物层与的第三有机化合物层的部分重叠。
5.根据权利要求3的发光装置，其中第一发光元件发出选自包含红、绿、和蓝的组中的一种颜色的光。
6.根据权利要求4的发光装置，其中第一发光元件发出选自包含红、绿、和蓝的组中的一种颜色的光。
7.根据权利要求3的发光装置，其中第一发光元件、第二发光元件和第三发光元件的每一个发出互不相同颜色的光。
8.根据权利要求4的发光装置，其中第一发光元件、第二发光元件和第三发光元件的每一个发出互不相同颜色的光。
9.根据权利要求1的发光装置，另外还包括对应于每个象素的滤色器。
10.根据权利要求3的发光装置，另外还包括对应于每个象素的滤色器。
11.根据权利要求4的发光装置，另外还包括对应于每个象素的滤色器。
12.一种发光装置，所述发光装置包括多个发光元件，每个发光元件包括阴极；接触阴极的有机化合物层；以及接触有机化合物层的阳极，其中阳极由透明导电膜构成；并且阳极用缓冲层和保护膜的叠层覆盖。
13.根据权利要求12的发光装置，其中缓冲层是以氧化硅或氮氧化硅作为其主要成分的绝缘膜。
14.根据权利要求12的发光装置，其中保护膜是以氮化硅为其主要成分的绝缘膜。
15.根据权利要求1的发光装置，其中发光装置是选自包括视频相机、数码相机、护目镜式显示器、汽车导航系统、个人计算机和便携式信息终端的组中的一种。
16.根据权利要求3的发光装置，其中发光装置是选自包括视频相机、数码相机、护目镜式显示器、汽车导航系统、个人计算机和便携式信息终端的组中的一种。
17.根据权利要求4的发光装置，其中发光装置是选自包括视频相机、数码相机、护目镜式显示器、汽车导航系统、个人计算机和便携式信息终端的组中的一种。
18.根据权利要求12的发光装置，其中发光装置是选自包括视频相机、数码相机、护目镜式显示器、汽车导航系统、个人计算机和便携式信息终端的组中的一种。
19.一种制造发光装置的方法，所述发光装置包括多个发光元件，每个有阴极、接触阴极的有机化合物层、接触有机化合物层的阳极，所述方法包括用同一个室形成用透明导电膜构成的阳极和覆盖阳极的缓冲层；以及用不同的室在缓冲层上形成保护膜。
20.根据权利要求19制造发光装置的方法，其中缓冲层是以通过溅射形成的氮氧化硅或氧化硅为其主要成分的绝缘膜。
21.根据权利要求19制造发光装置的方法，其中保护膜是以通过溅射形成的氮化硅为其主要成分的绝缘膜。
22.一种制造设备，所述制造设备包括装载室；与装载室耦合的第一输送器室；与第一输送器室耦合的有机化合物层膜形成室；与第一输送器室耦合的第二输送器室；与第二输送器室耦合的金属膜形成室；透明导电膜形成室；保护膜形成室；与第二输送器室耦合的第三输送器室；与第三输送器室耦合的配料室；密封衬底装载室；以及密封室。
23.根据权利要求22的制造设备，其中透明导电膜形成室配备有包括至少一个由透明导电材料制成的靶和一个由硅制成的靶的多个靶。
24.根据权利要求22的制造设备，其中透明导电膜形成室配备有通过远距等离子体方法形成膜的设备。
25.根据权利要求22的制造设备，其中干燥剂应用于密封衬底装载室。
全文摘要
提供具有高清晰度、高孔径比、和高可靠性的发光装置。本发明通过内部形成叠层部分，用使用红、绿和蓝色发光的全色平板显示器实现高清晰度和高孔径比，其中相邻发光元件的不同有机化合物层的部分互相重叠，而不依赖于形成有机化合物层的方法或膜形成精度。
文档编号H01L27/32GK1428869SQ0216051
公开日2003年7月9日 申请日期2002年12月27日 优先权日2001年12月28日
发明者山崎舜平, 浜谷敏次, 高山彻 申请人:株式会社半导体能源研究所