电光装置和电子装置的制作方法

专利名称：电光装置和电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到电光装置的技术，尤其是一种在基片上制成的半导体元件(使用半导体薄膜的一种元件)形成的EL(电致发光)显示装置，以及涉及到具有以电光装置作为显示器(也指显示部分)的电子设备(电子装置)。
在基片上形成薄膜晶体管(TFT)的技术进年来已取得广泛的发展，且正进一步开发应用到有源矩阵型显示装置中。尤其地，使用多晶硅膜的TFT具有比传统的多态硅膜的TFT更好的电场效应迁移性(也指迁移性)，因此使其高速工作成为可能。因此，通过同样在基片上形成的驱动电路，完成传统上是通过在基片外部的驱动电路完成的像素控制成为可能。
这种型式的有源矩阵显示装置，由于在这种动态的矩阵显示装置中同一基片上不同电路及元件的协调工作而取得的优点，例如减少制造成本，减少尺寸，增加生产，及更高的产量，现已用在聚光灯中。
开关元件由在有源矩阵显示中的每一个像素的TFT形成，电流的控制是由使用开关元件中的驱动元件所完成的，且EL层被形成以发射光线。这种典型的像素结构将被揭示在，例如，美国专利第5,684,365号(日本专利申请公开号平8-234683)的

图1中。
如美国专利的图1中所示的，开关(T1)元件的漏极连接到电流控制元件(T2)的栅极上，且也并行连接到一电容(Cs)上。电流控制元件T2的栅极电压由CS电容中储存的电荷维持。
相反，当开关元件(T1)未被选中时，如果电容Cs没有连接到其上(此点上的电流被称为关断电流)，电荷将从开关元件(T1)泄漏出去，而且施加到电流控制元件(T2)的栅极上的电压将不能维持住。这是晶体管制成的开关元件(T1)所不能避免的问题。然而，在像素中形成电容Cs的话，在减少像素的有效的发光表面区域(有效图象显示区域)中这将成为一重要因素。
而且，为了照亮EL层，在电流控制元件(T2)中必须有大电流流动。换句话说，在开关元件和电流控制元件中的TFT的性能是完全不同的。在这种情况下，保证所有的仅具有一种TFT结构的电路和元件所需要的性能是很困难的。
考虑到以上传统技术的问题，本发明的目的是提供具有优越工作性能和高可靠性的电光装置，尤其是提供一EL显示装置。本发明的另一目的是，通过增加电光装置的图像质量，增加具有以电光装置作为显示装置的电子设备(电子装置)的质量。
为了达到以上的目的，根据EL显示装置的每一个像素含有的各个元件所需要的性能，本发明使各个TFT具有最佳的结构。换句话说，各个TFT在同一像素中有不同的结构。
具体说，最重要的是要有足够低的关断电流(例如开关元件)的元件，因此最重要的是TFT的结构应能减少关断电流值而不是高速工作。最重要的是元件的电流流动(如电流控制元件)，因此最重要的是TFT结构应有更大的电流，并且能更好地控制由于热载波信号注入引起的恶化，与减少关断电流值相比恶化问题更突出。
通过正确使用如上所说的在同一基片上的各个TFT，使提升发明的EL显示装置的工作性能和增加它的可靠性成为可能。应注意，本发明的观念不限于像素部分，本发明的特性表现在能够优化TFT的结构，这种TFT存在于像素部分和驱动像素部分的驱动电路部分中。
图1是EL显示装置的像素部分的剖面结构图；图2A和2B是EL显示装置的像素部分的相应顶视图及组合视图；图3A到3E是一种有源矩阵型EL显示装置的制造过程图；图4A到4D是一种有源矩阵型EL显示装置的制造过程图；图5A到5C是一种有源矩阵型EL显示装置的制造过程图；图6是一种EL模块的外部视图；图7是一种EL显示装置的电路结构框图；图8是一种EL显示装置的像素部分的放大图；图9是一种EL显示装置的采样电路元件结构图；图10是一种EL显示装置的像素部分的组合图；图11是一种EL显示装置的剖面视图；图12A和12B是一种EL显示装置的像素部分的相应的顶视图和合成视图；图13是一种EL显示装置的像素部分的剖面视图；图14是一种EL显示装置的像素部分的剖面视图15A和15B是一种EL显示装置的像素部分的相应顶视及合成视图；图16A到16F是展示电子设备特例图示；图17A和17B是一种EL模块的外部视图；图18A到18C是一种接触结构的制造过程图；图19是一种EL层的压制结构图；图20A和20B是展示电子设备特例图示；图21A和21B是一种EL显示装置像素部分的电路合成图；图22A和22B是一种EL显示装置像素部分的电路合成图；以及图23是一种EL显示装置的像素部分的剖面视图；实施例方式图1到2B用于阐述本发明的最佳实施例。在图1中展示了一采用本发明的EL显示装置的像素部分的剖面图。图2A是其顶视图，且图2B是电路合成图。在实际中，像素部分(图像显示部分)由众多的以矩阵方式排列的同样的像素形成。
注意，图1的剖面视图是图2A顶视图中以A-A’向剖切的视图。在图1和图2A，图2B中采用有同样的符号，因此这三幅图能被适当的参考。而且，在图2A的顶视图展示的两个像素具有同样的结构。
在图1中，标号11是指基片，且标号12是指基膜。基片11可采用玻璃基片，玻璃陶瓷基片，石英基片，硅基片，陶瓷基片，金属基片或塑料基片(包含有塑料膜)。
而且，在使用包含有移动离子的基片或有导电性的基片的例子中，基膜12特别有效，但其不能用于石英基片上。包含有硅的绝缘膜能被用作形成基膜12。注意，“包含有硅的绝缘膜”的术语表明，尤其，绝缘膜由硅，氧，和氮以预定的比例形成，诸如氧化硅膜，氮化硅膜或氮氧化硅膜(指SiOxNy)。
这里，有2个TFT形成在该像素中。标号201指一种具有TFT功能的开关元件(此后即指开关TFT)，以及标号202指起控制EL元件中的电流大小功能的TFT(此后即指电流控制TFT)，而且两者都由n沟道TFT形成。
n沟道TFT比p沟道TFT有更大的场效应迁移性，而因此工作速度很快且电子流能更方便的通过。而且，即使有同样的电流大小，n沟道的TFT能做得更小些。因此，当采用n沟道的TFT作为电流控制TFT时，显示部分的有效表面区域能变得更大些，且这是最佳的。
p沟道的TFT具有抗热载波信号的注入，关端电流低的优点，而且已有使用p沟道TFT作为开关TFT和电流控制TFT的例子报道。然而，通过在LDD区域使用不一样的结构，在n沟道TFT中的热载波信号的注入和关断电流的问题，能通过采用本发明解决。本发明的特征在于在所有像素的各个TFT中采用n沟道TFT。
注意，在本发明中，对开关TFT和电流控制TFT限制使用n沟道TFT不是必要的，以及在开关TFT，电流控制TFT或两者上都使用p沟道TFT是可能的。
开关TFT201被形成后，其具有一种包含有源极区域13，漏极14，LDD区域15a到15d，一高浓杂质区域16，沟道形成区域17a到17b的动态层；栅极绝缘膜18；栅极19a和19b；第一层间绝缘膜20，源极线21和漏极线22。
如图2A中所示，本发明的特征在于栅极19a和19b成为通过不同材料(一种不同于栅极19a和19b的低阻抗的材料)形成的栅极线211电气连接的双栅极结构。当然，不仅双栅极结构，而且所说的多栅极结构(包含有2个或更多的顺序连接的沟道形成区域的动态层的结构)，例如三栅极结构，也可被使用。多栅极结构在降低关断电流中特别有效。而且通过把采用本发明的像素的开关TFT201制成多栅极结构，能在开关TFT中实现低关断电流。
动态层由包含有晶体结构的半导体膜形成。换句话说，一种单晶体半导体膜可被采用，而且多晶半导体膜或微晶半导体膜也能被采用。而且栅极绝缘膜18能被包含有硅的绝缘膜形成。另外，导电膜能被用作所有的栅极，源极线和漏极线。
另外，在开关TFT201中形成有LDD区域15a到15d，并通过插入栅极绝缘膜18以防止与栅极19a和19b重叠。这种结构在减少关断电流中特别有效。
注意，偏置区域的形成(一包含与沟道形成区域具有相同组合的半导体层的区域，且未把栅极电压施加到其上)在沟道形成区域和LDD区域间在减少关断电流上更有优势。而且，当具有2个或多个栅极的多栅极结构被采用时，在沟道形成区域间形成的高浓杂质区域在降低关断电流中更有效。
通过如上所述，这样采用多栅极结构TFT作为开关TFT201，具有足够低关断电流的开关元件通过采用本发明成为现实的。电流控制元件的栅极电压能因此，在没有传统方式例子中的电容Cs时，维持充足的时间(从一种选择切换到更一选择的过渡期)。
即，可去掉导致有效的发光表面区域减少的电容，且可增加有效的发光表面区域。这意味着，EL显示装置的图像质量能更亮一些。
接下来，形成了电流控制TFT202，其具有一种包含源极区域31，漏极区域32，LDD区域33，沟道形成区域34的动态层；栅极绝缘膜18；栅极35；第一层间绝缘膜20；源极线36；以及漏极线37。注意，栅极35具有单栅极结构，但多栅极结构也可采用。
如图2A和2B所示，开关TFT201的漏极电气上连接到电流控制TFT202的栅极上。尤其地，电流控制TFT202的栅极35电气上，通过漏极线(也是指连接线)22，连接到开关TFT201的漏极区域14上。而且，源极线36连接到电流源线212上。
电流控制TFT202的特征是它的沟道宽度比开关TFT201的沟道宽度要宽。即，如图8中所示，当把开关TFT的信道长度当作L1和沟道宽度当作W1，及电流控制TFT沟道长度当作L2和沟道宽度当作W2时，可以有一关系表达式W2/L2≥5×W1/L1(W2/L2≤10×W1/L1是最佳的)。随后，在电流控制TFT中能比开关TFT中更方便的流过更多的电流。
注意，多栅极结构的开关TFT的沟道长度L1是2个或更多的通道形成区域的每一沟道长度形成的总和。在图8的例子中形成有一双栅极结构，因此沟道长度L1a和L1b(相应于两个沟道形成区域)的总和成为开关TFT沟道长度L1了。
沟道长度L1和L2及沟道宽度W1和W2的范围值在采用本发明中没有特别限定，但W1在0.1到5μm(尤其在1和3μm间)，且W2在0.5到30μm(尤其在2到10μm间)是最佳的。在这时，L1在0.2到18μm(尤其在2到15μm间)，且L2在0.1到50μm(尤其在1到20μm间)是最佳的。
注意，把在电流控制TFT中的沟道长度L设成较大值以便防止过多的电流是最佳的。建议W2/L2≥3(W2/L2≥5则更好)。把每一个像素的电流控制在0.5到2μA间(最好在1到1.5μA间)也是最佳的。
通过把数值设定在此范围内，从具有像素数为(640×480)的VGA类的EL显示装置到具有高视觉类像素数为(1920×1080)的EL显示装置的所有的标准都能被包括。
而且，在开关TFT201内形成的LDD区域的长度(宽度)能被设定成0.5到3.5μm，尤其在2.0到2.5μm间。
如图1中的EL显示装置，其特征在于在电流控制TFT202上的漏极区域32和信道形成区域34之间形成有LDD区域33。另外，LDD区域33具有一相互重叠的区域，和通过插入一栅极绝缘膜18与栅极定极35不重叠的区域。
电流控制TFT202施加电流以使EL元件203发光，且同时控制供应量和使灰度显示成为可能。因此当电流流过时，无恶化是必须的，且采取抗取决于热载波信号的注入引起的恶化的方法也是必须的。从而，当黑色显示时，电流控制TFT202被设成关断状态，但如果关断电流值是很高，则清除黑色显示成为不可能，且这引起对比度减少的问题。因此抑制关断电流是必须的。
考虑到取决于热载波信号的注入引起的恶化，在LDD区域重叠栅极的结构很有效，这是人所共知的。然而，如果整个LDD区域重叠栅极，关断电流值则将上升，因此通过顺序形成的不重叠栅极的LDD区域这一新颖的结构，本发明的应用同时解决了热载波和关断电流相对应的问题，。
在这点上，LDD区域重叠栅极的长度可以做成0.1到3μm(在0.3到1.5μm间最佳)。如果太长了，寄生电容将更大，以及如果太短，则防止热载波的效果将更弱。而且，LDD区域未重叠栅极的长度能设成1.0到3.5μm(在1.5和2.0μm间最佳)。如果太长，则足够的电流将不能流过，且如果太短则减少关断电流值的效果将变得更弱。
寄生电容形成在以上结构的栅极和LDD区域重叠的区域中，因此不要把此区域形成在源极31和沟道形成区域34间是最佳的。载体(这时为电子)流动的方向总是同电流控制TFT一样，因此仅在漏极区域形成LDD区域是足够的。
而且，从增加能流通的电流的大小观点来看，使电流控制TFT202的动态层(尤其是沟道形成区域1)的膜的厚度厚一些(在50到100nm是最佳的，尤其在60到80nm间)更有效。反过来，从使开关TFT201关断电流值更小些的观点看，使动态层(尤其沟道形成区域)的膜的厚度更薄一些(建议在20到50nm间，尤其在25到40nm间)更有效。
接下来，标号41表示第一层钝化膜，且它的厚度设在10nm到1μm间(在200到500nm间最佳)。一包含有硅的绝缘膜(特别地，氮氧化硅膜或氮化硅膜最佳)可作为钝化膜的材料。钝化膜41起着保护制成的TFT免于潮湿和感染物质。碱金属，如钠，包含在最终的TFT上形成的EL层中。换句话说，第一钝化膜41起着保护层的作用以便这些碱金属(移动的离子)不会渗入TFT中。注意，在整个说明书中，碱金属和碱-土金属也包含在“碱金属”此专业用语中。
而且，通过使钝化膜41具有热辐射效应，防止EL层的热敏退化也是很有效的。注意，光线由图1中EL显示装置的基片11的那边发射过来，因此钝化膜41具有光线传输特性是必须的。
至少包含有从B(硼)，C(碳)和N(氮)中选出的一种元素成分的，以及至少包含有从AL(铝)，SI(硅)和P(磷)中选出的一种元素成分的化合物能用作具有热辐射特性的的透光材料。例如可以使用氮化铝，典型的是AlxNy；碳化硅，典型的是SixCy；氮化硅，典型的是SixNy；氮化硼，典型的是BxNy；或磷化硼，典型的是BxPy。而且，氧化铝化合物，典型的是AlxOy，就具有特别突出的透光特性和约20wm-1K-1的导热率，可以说是最佳的材料。这些材料不仅具有热辐射特性也在防止诸如潮湿和碱性金属的渗透上很有效。注意，以上透明物质的X和Y是任意整数。
以上化合物也能与其他的元素化合。例如，可以使用氮化的氧化铝，指的是AlNxOy，其中氮加到氧化铝中。这种材料不仅具有热辐射特性，也在诸如防止潮湿和碱金属物质渗透上很有效。注意，以上氮化的氧化铝中的X和Y是任意整数。
而且，在日本专利申请公开号昭62-90260中所说的材料，也能被采用。即，包含有Si，Al，N，O和M的化合物也能被采用(注意M是稀土元素，从Ce(铯)，Yb(镱)，Sm(钐)，Er(铒)，Y(钇)，La(镧)，Gd(钆)，Dy(镝)和Nd(钕)中选取的一种元素是最佳的)。这些材料不仅具有热辐射特性，也在防止诸如潮湿和碱金属物质的渗透上很有效。
而且，诸如钻石薄膜或不定形碳(特别是具有接近钻石类物质的特性，指的是钻石形碳)类碳膜也能被采用。这些材料具有很高的热导性，及用作辐射层特别有效。注意，如果膜的厚度变大将有棕带(Brown banding)及传送量减少的问题，以及由此使用尽可能薄的膜(膜厚度在5到100nm间)是最佳的。
注意，第一钝化膜41的目的旨在保护TFT免于感染物质和潮湿，因此它必须这样形成才能不失去这种效果。一种由具有以上辐射效应的材料制成的膜也能被它自身采用。但压制这种薄膜和具有抗碱性金属和潮湿(尤其是氮化硅膜SixNy或氮氧化硅膜SiOxNy)隔离特性的薄膜也是很有效的。注意，以上氮化硅膜和氮氧化硅膜的X和Y是任意整数。
标号42指色彩过滤器，及标号43指荧光物质(也指荧光色素层)。两者是同一色彩的合成物，且其包含有红(R)，绿(G)或蓝(B)。形成色彩过滤器42以增加色彩纯度，且形成荧光物质43以进行色彩转换。
注意，EL显示装置严格的区分成4种色彩显示类型一种形成代表R，G，B的三类元素的方法；一种白色发光EL元件与色彩滤波器合成的方法；一种蓝色或蓝-绿发光EL元件与荧光物质(荧光色彩变换层，CCM)合成的方法；以及一种采用透明电极作为阴极(相反电极)和重叠EL元件代表R，G，B的方法。
图1的结构是一采用蓝色发光EL元件与荧光物质合成的例子。这里，蓝色发光层被用作EL元件203，形成了具有蓝色光区域波长的光，包含紫外光，且荧光物质43被光激活，且使其发出红，绿或蓝光。光线的色彩纯化通过色彩滤波器42增加，同时这也被输出。
注意，在实施本发明中可以不涉及发光的方式，以及可以将以上四种方式同本发明一起使用。
而且，在形成色彩滤波器42和荧光物质43后，整平工作由第二内部绝缘层44完成。树脂膜用作第二内部绝缘层44是最佳的，以及诸如聚酰亚胺，聚酰胺，丙烯酸或BCB(苯环丁烷)的某一种材料也可被采用。当然，无机膜也可被采用，如果提供足够整平的话。
通过第二内部绝缘膜44，TFT层间的平整是很重要的。EL层形成后是很薄的，因此有由层间存在阶度而导致缺乏发光的例子。因此在形成像素电极前，完成整平以便能够在尽可能平整的表面形成EL层是最佳的。
而且，在第二层间绝缘膜44上形成具有高热辐射效应(此后指热辐射层)的绝缘膜是有效的。5nm到1μm的厚度的膜(典型地在20到300nm)是最佳的。这种类型热辐射层所起作用在于把由EL元件产生的热被释放出来，以便热量不能保存在EL元件中。而且，当树脂膜形成时，第二层间绝缘膜44相应热量而减弱，且热辐射层起作用以便由EL元件产生的热量不会造成坏的影响。
在制作以上所说的EL显示装置中，通过树脂膜，完成TFT的整平是很有效的。但没有一种传统的结构，其考虑EL元件产生的热量引起的树脂膜的恶化。因此也能说热敏辐射层的形成在解决这点上很有效。
而且，所提供的一种材料，它能防止潮湿，氧气或碱金属(与第一钝化膜41相似的材料)的渗透，其能被用作热辐射层，则也能起保护层作用，以便在EL层中的碱金属不会向TFT扩散，同时，用做防止如上所说的热量引起的EL元件和树脂膜的恶化。另外，热辐射层也起作为保护层的作用，以便潮湿和氧气不会从TFT中渗透入EL层中。
特别地，材料具有热辐射效应也是必须的，一种诸如钻石膜或钻石形碳膜的碳膜是最佳的，且为防止如潮湿类物质的渗透，使用碳膜和氮化硅膜(或氮氧化硅膜)的压制结构是最佳的。
TFT端与EL元件端采用通过绝缘膜隔离开的结构，这样是很有效的，该绝缘膜具有高辐射效应和能隔离潮湿和碱金属的优点。
标号45指由透明的导电膜形成的像素电极(EL元件电极)。在第二层间绝缘膜44及第一钝化膜41间开一联系孔后，形成像素电极45以便能连接到电流控制TFT202的漏极线37上。
EL层(有机材料最佳)46，阳极47，及保护电极48顺序在像素电极45上形成。一单层结构或一压制结构能被用作EL层46，但也有许多采用压制结构的例子。不同的压制结构早就被提出来了，如发光的合成层，电子传送层，电子注入层，孔注入层及孔传送层，但任何一种结构都可用在本发明上。当然，把荧光色素涂进EL层也可被完成。注意，由像素电极(阳极)，EL层，及阴极形成的发光元件指的是具有这种特征的EL元件。
所有已知的EL材料都能采用到本发明上。有机材料即被广泛当作这种材料，且考虑到驱动电压，采用有机材料是最佳的。例如在以下美国专利和日本专利申请中介绍的材料即能用作有机EL材料。美国专利第4,356,429号；美国专利第4,539,507号；美国专利第4,720,432号；美国专利第4,769,292；美国专利第4,885,211号；美国专利第4,950,950号；美国专利第5,059,861号；美国专利第5,047,687号；美国专利第5,073,446号；美国专利第5,059,862号；美国专利第5,061,617号；美国专利第5,151,629号；美国专利第5,294,869号；美国专利第5,294,870号；日本专利申请公开号平10-189525；日本专利申请公开号平8-241048及日本专利申请公开号平8-78159中。
特别地，如以下显示的通用分子式的有机材料能用作孔注入层。 这里，Q是N或C-R(碳链)；M是金属，金属氧化物或金属卤化物；R是氢，烷基，芳烷基或芳基；且T1和T2是未饱和的6元环，其包含有如氢，烷基或卤素替代物。
而且，芳香三胺可被用作孔转移层的有机材料，其中包含有以下通用分子式展示的四烷基胺是最佳的。 在公式2中Are是芳香族物质，n是由1到4的整数，且Ar，R7，R8和R9是每一不同的选好的芳香族物质。
另外，金属oxynoid化合物能用作EL层，电传送层或电子注入层的有机材料。一种下图所示的通用分子式能被用作金属oxinoid化合物的材料。
可替换R2至R7，且如以下结构的金属oxinoid也可用。 在分子式4中，R2至R7如以上所说的限定。L1至L5是包含有从1到12个碳元素的碳氢族物质；且L1和L2两者，或L2和L3两者都由苯环形成。而且，以下结构的金属oxinoid也能被采用。 这里R2至R6是可替换的。具有有机配位基的同等的合成物是这样作为有机的EL材料被包含的。注意，以上例子，仅是可被用作本发明的EL材料的有机EL材料的一部分例子，且完全没有限制EL材料为这些的必要。
而且，当使用噴墨方式以形成EL层时，使用多分子材料作为EL材料是最佳的。多分子材料，如随后将给出的，可作为典型的多分子材料多苯亚乙烯(PPVS)，及多色荧光物质。为使色彩化，例如，把深蓝色多苯亚乙烯用在红色发光材料中；和把多苯亚乙烯用在绿色发光材料中；以及把多苯亚乙烯和多烷苯用在蓝色发光材料中是最佳的。考虑到能在噴墨方式中使用有机EL材料，所有这些记录在日本专利申请公开号平10-012377号中的材料都能引证。
而且，包含有诸如镁(Mg)，锂(Li)，铯(Cs)，钡(Ba)，钾(K)，铍(Be)或钙(Ca)的低工作率的材料能用作阴极47。使用由MgAg制成的电极(由镁和Ag以10比1混合制成的材料)是最佳的。另外，MgAgAl电极，LiAl电极和LiFAl电极也可在别的例子中使用。而且，保护电极48是一电极，形成它的目的是使其作为从外部到阴极47抗潮湿的保护膜，以及一含有铝(Al)或银(Ag)的材料被使用。保护电极48也有热辐射效应。
注意，顺序形成EL层46和阳极47而不暴露在大气中是很理想的。换句话说，无论包含有什么形式的压制结构，把任何物质顺序形成在多室(也指一簇工具)形沉积装置中是最佳的。这是为了，在因为EL层采用有机材料而暴露在大气中时，避免吸收潮湿，则它相应于潮湿是极脆弱的。另外，不仅EL层46和阴极47，顺序形成通过保护电极48的所有的通路是更好的。
EL层对于热是极脆弱的，因此使用真空挥发(特别地，有机分子束挥发方式在分子水平上形成一极薄的膜方面是有效的)，噴溅(sputtering)，等离子CVD，旋涂(spin coating)，屏幕打印或离子噴涂作为膜沉积方式是最佳的。也可通过噴墨方式形成EL层。对噴墨方式来说，有一种使用气穴现象(参考日本专利申请公开平5-116297号)的冒泡方式，及有一种使用压电元件(参考日本专利申请公开号平8-290647号)的压电方式，以及考虑到有机EL材料相对热量变脆弱的因素，压电方式是最佳的。
标号49是指第二钝化膜，且其膜厚设在10nm到1μm间(最佳在200到500nm间)。形成第二钝化膜49的目的主要是保护EL层46免于潮湿，但如果第二钝化膜49同第一钝化膜41一样被制成具有热辐射效应也是很好的。用于第一钝化膜41的相同材料因此也能用作第二钝化膜49的形成材料。注意，当有机材料用作EL层46时，它的恶化取决于其与氧气的结合，因此使用不容易放射氧的绝缘膜是最佳的。
而且，如上所说的EL层对于热是很脆弱的，因此让膜在尽可能低的温度下(最佳范围为室温到120℃间)沉积是最佳的。因此可以说噴溅，等离子CVD，真空挥发，离子噴涂及溶解应用(旋涂)被认为是理想的膜沉积方式。
本发明的EL显示装置具有以上所说的结构的像素部分，且各个与其功能相应的不同结构的TFT排布在像素中。开关TFT具有足够低的关断电流值，以及对热载波注入反应强烈的电流控制TFT能在同一像素中形成，以及具有高可靠性和具有优越图像显示的EL显示装置能被这样形成。
注意，在图1中像素结构最重要的一点是多栅极结构的TFT被用作开关TFT，及在图1结构中根据LDD区域的排布设定限制是不必要的。
关于具有以上构造的本发明更详细的阐述，现在通过以下实施例中阐述。
实施例1本发明的实施例通过在图3A到5C中阐述。一种制造像素部分和在像素部分外围形成驱动电路部分的TFT的方式在这里阐述。注意，为简化阐述，CMOS电路被用作驱动电路的基本电路。
首先，如图3A中所示，基膜301以300nm厚度形成在玻璃基片300上。在实施例1中，氮氧化硅膜被压制成基膜301。在接触玻璃基片300的膜中把氮气的浓度设在10到25wt％间是很好的。
而且，把热辐射层，其由与图1中所示第一钝化膜41同样材料制成，形成作基膜301的一部分是有效的。在电流控制TFT中，流有大电流，热量是很容易产生的，因此把热辐射层尽可能紧密的形成到电流控制TFT上是有效的。
接下来，一种50nm厚的不定形硅膜(未在图中展示)通过一众所周知的沉积方式，形成在基膜301上。注意，把这限制到不定型硅膜不是必须的，以及另一种由包含有不定型结构(包含有微晶半导体膜)的半导体膜提供的膜也可被形成。另外，一包含有不定型结构的合成半导体膜，如不定型硅鍺膜，也可被使用。而且，膜厚能设在20到100nm间。
不定型硅膜由一常见的方式结晶生成，以形成一晶体硅膜(也指多晶硅膜或多硅膜)302。通过使用一电子炉热结晶，使用激光锻造结晶，以及用红外灯锻造结晶是常见的结晶方式。实施例1采用来自用XeCl气体的准分子激光进行结晶。
注意，脉冲发射型准分子激光在实施例1中形成一线性形状，但矩形也可采用，以及持续激发氩激光的灯和持续激发准分子激光的灯也能被采用。
晶体硅膜在实施例1中用作各个TFT的动态层，但也能把不定形硅膜用作动态层。然而，大电流流过电流控制TFT是必须的，因此使用电流流过方便的晶体硅膜是更有效的。
注意，形成开关TFT的动态层是有效的，在其中，通过不定型硅膜减少关断电流是必须的，以及通过晶体硅膜形成电流控制TFT的动态层也是有效的。电子流因载波移动性很低，所以在不定型硅膜中电子流动是很困难的，且关断电流不容易流过。换句话说，电流不易流过的不定型硅膜与电流容易流过的晶体硅膜两者都有的优点最有可能制成。
接下来，如图3B中所示，一种厚度为130nm的氧化硅膜制成的保护膜303被形成在晶体硅膜302上。这一厚度可在100到200nm的范围内选择(最佳的是130到170nm间)。而且，也可使用包含有硅的其他的绝缘膜。形成了保护膜303以便在杂质加入时晶体硅膜不会直接暴露在等离子体下，且以便掺杂过程有精细的浓度控制的可能。
然后，防护罩304a和304b形成在保护膜303上，以及一种具有n型导电性的(此后指n型杂质成分)杂质成分加入到其上。注意，在元素周期表中的15组的元素常用来作为n型杂质成分，且尤其采用磷或砷。注意，在采用参杂等离子体的方式中，三氢化磷(PH3)在无大分子分离的情况下被等离子激活，且在实施例1中磷以1×1018原子/cm3浓度加入到其中。当然，也可采用离子灌输方式，以完成大分子分离。
包含在n型杂质区域305和306中的n型杂质成分的使用量被严格规定了，这样这种处理过程就形成以2×1016到5×1019原子/cm3浓度间(典型地在5×1017到5×1018原子/cm3间)的n型杂质成分。
接下来，在图3C中所示的保护膜303被去除了，且加入的元素周期表中第15族元素的激活也完成了。一种常见的激活技术可用作激活方式，且在实施例1中通过准分子激光灯的辐射，实现了激活。脉冲激发型激光和持续激发型激光都可采用，且也无限定使用准分子激光灯的必要。加入的杂质成分的目的是激活，且辐射以晶体硅膜不会熔化的能量水平是最佳的。注意，激光辐射也可在此同保护膜303共同完成。
热处理激活也可通过激光与杂质元件的激活一起完成。当热处理装置引起激活时，考虑到基片的热阻抗，在450到550℃的等级完成热处理是很好的。
一个边缘部分(连接部分)，其具有沿着n型杂质区域305和306的边缘的区域，即沿着不包含n型杂质区域305和306中的n型杂质成分所在的区域的周长，通过这种过程线性被勾画出来的区域。这意味着，在这里TFT随后被形成时，在LDD区域和沟道形成区域能形成很好的连接。
晶体硅膜的不必要的部分接下来被去除，如图3D中所示，且形成了岛形半导体膜(此后指动态层)307到310。
然后，如图3E中所示，形成了栅极绝缘膜311，其覆盖在动态层307到310上。一种含有硅且厚度介于10到200nm(其厚度最佳为50到150nm之间)的绝缘膜，也可用作栅极绝缘膜311。单层结构或压制结构也可被采用。一种110nm厚的氧化氮硅膜被用在实施例1中。
接下来，形成了一种具有200到400nm厚度的导电膜，且以这种样式，形成了栅极312到316。注意，在实施例1中，栅极和电气连接到栅极(此后指栅极线)上的引线由不同材料制成。尤其，具有比栅极更低的阻抗的材料被用作栅极线。这是因为能被微处理的材料被用作栅极，且甚至栅极线不能被微处理，用作线的材料也具有很低的阻抗。当然，栅极和栅极线也可用同种材料制成。
而且，栅极线可通过单层导电膜制成，以及当必须时，使用2层或3层压制膜是最佳的。所有常见的导电膜都能用作栅极的材料。然而，如以上所说的，使用能被微处理的材料是最佳的，尤其，具有是以线宽为2μm或更小这种样式的材料。
典型地，从包含有钽(Ta)，钛(Ti)，钼(Mo)，钨(W)，及铬(Cr)族中选出的材料的膜，或一种上述元素的氮化物(典型地是氮化钽膜，氮化钨膜，或氮化钛膜)，或上述元素结合的合金(典型地是Mo-W(钼-钨)合金或Mo-Ta(钼-钽)合金)；或上述元素的硅化物膜(典型地是硅化钨膜或硅化钛膜)；或具有导电性的硅膜能被采用。当然。单层膜或叠层膜也能被采用。
一种由50nm厚氮化钽(TaN)膜和350nm厚的钽膜制成的叠层膜被采用在实施例1中。通过噴溅形成这种膜是很好的。而且，如果诸如Xe或Ne的惰性气体被加入作噴溅气体，则导致膜剥除的压力能被防止。
此时，相应地形成了栅极313和316，以便通过夹住栅极电绝缘膜311以重叠n型杂质区域305和306的一部分。该重叠部分随后成为一重叠栅极的LDD区域。
接下来，n型杂质成分(磷用在实施例1中)如图4A中所示，以自适应方式象面罩一样加入到栅极312到316上。这种加入方法被规定下来，以便在杂质区域317到323加入磷，这样就形成了1/10到1/2浓度杂质区域305到306(典型地介于1/4到1/3之间)。尤其，1×1016到5×1018原子/cm3(典型地是3×1017到3×1018原子/cm3)的浓度是最佳的。
接下来形成了防护罩324a到324b以覆盖各个栅极，如图4B中所示，以及加入n型杂质成分(磷用在实施例1中)到其中，以形成包含有高浓度磷的杂质区域325到331。使用三磷化氢(PH3)的掺杂等离子也在这里完成，且规定下来以便这些区域的磷的浓度介于1×1020到1×1021原子/cm3(典型地在2×1020到5×1020原子/cm3间)。
通过这种处理形成了n沟道TFT的源极区域或漏极区域，且在开关TFT中，通过图4A剩余部分形成了n型杂质区域320到322的部分。这些剩余部分区域相对应于图1中开关TFT的LDD区域15a到15d。
接下来，如图4C中缩示，防护罩324a到324d被去除，且形成了新的防护罩332。一p型杂质元件(在实施例1中采用硼)然后加入到其中以形成包含高浓度硼的杂质区域333到334。通过使用乙硼烷(B2H6)的等离子掺杂方式，硼以3×1020到3×1021原子/cm3的浓度(典型地是5×1020到1×1021原子/cm3)加入到其中。
注意磷已经以1×1016到5×1018原子/cm3浓度加入到杂质区域333到334上，但硼至少以磷3倍的浓度加入到这里。因此，已经完全形成的n型杂质区域反转为p型，并起p型杂质区域的作用。
接下来，在去除防护罩332后，以不同浓度加入的n型和p型杂质元件被激活了。炉炼，激光锻造，或灯炼制可作为激活的方式。在实施例1中的热处理是在充满氮气的550℃的电子炉中经4小时完成的。
这时，尽可能多的去除大气中的氧气是很重要的。这是因为如果氧气存在，电极的暴露表面将被氧化，引起电阻值升高，以及同时使接下来的最后的连接更困难。因此，在以上激活过程中，大气中氧气的浓度为1ppm或更低是最佳的，理想的是0.1ppm或更低。
在激活过程完成后，接下来形成了300nm厚的栅极线335。一种以铝(Al)或铜(Cu)作为其主要成分(包含有50％到100％成份)的金属膜可用作栅极线335的材料。同图2中栅极线211一样，形成了栅极线335以便开关TFT栅极(相应于图2中栅极19a到19b)314和315可电气上连接在一起(参照图4D)。
通过采用这种结构，栅极线的线电阻能制成极小，以及因此像素显示区域(像素部分)可以形成大的表面区域。即，实现使EL显示装置具有10英寸的对角线或更大(另外，30英寸或更大的对角线)的屏幕尺寸实，施例1的像素结构是极有效的。
接下来形成了第一层间绝缘膜336，如图5A中所示。包含有硅的单层绝缘膜，被用作第一层间绝缘膜336。但压制膜可在两者间结合。而且，介于400nm到1.5μm间厚度的膜也可采用。一800nm厚度的氧化硅膜压制在200nm厚氮氧化硅膜之上的压制结构的被采用在实施例1中。
另外，热处理过程在一种含有3％到100％氢的大气中以300到450℃经1到12小时而完成。这种过程是在半导体膜中通过热激活的氢终结悬浮物的过程。等离子体氢化(使用被等离子激活的氢)也可作为另一种氢化手段。
注意，氢化步骤也可插入在第一层间绝缘膜336形成期间。即，氢处理可在形成200nm厚氮氧化硅膜后按以上方式完成，以及然后形成剩余的800nm厚的氧化硅膜。
接下来，在第一层间绝缘膜336中形成一个连系孔，且形成源极线337到340，以及漏极线341到343。在实施例1中，由一种100nm钛膜，一种包含有钛的300nm铝膜，以及一种150nm的钛膜通过顺序噴涂成功地形成了具有三层结构的叠层膜，其可用作这些线。当然，也可使用别的导电膜，且包含有银，钯和铜的合金膜也可被使用。
接下来形成了厚度在50到500nm(典型地介于200到300nm间)间的第一钝化膜344。在实施例1中，一种300nm厚的氮氧化硅膜可用作第一钝化膜344。这也可用氮化硅膜替代。当然，也可使用图1中的第一钝化膜相同的材料。
注意，在氮氧化硅膜的形成之前，使用包含氢的诸如H2或NH3的气体以完成等离子处理是有效的。由这种预处理过程激活的氢施加到第一层间绝缘膜336上，且第一钝化膜344的膜质通过完成热处理而得到提高。同时，加入到第一层间绝缘膜336上的氢扩散到低端，且动态层能被有效的氢化。
接下来形成了，如图5B中所示的色彩过滤器345和荧光体346。常见的材料可用于这些元件。而且，它们可以通过分别形成图样的方式形成，或可顺序形成后再一起形成图样。一种诸如屏幕打印，噴墨或防护罩挥发(一种使用防护罩材料的可选形成方式)的方式可用作形成方式。
相应的膜厚可在0.5到5μm(典型地在1到2μm间)范围内选择。特别地，荧光体346的最佳膜厚与所用材料不同而不同。换句话说，如果它太薄了，则色彩转移效率就变差了，且如果它太厚了，则阶度变大且发射光量下降。合适的膜厚因此可通过保持两种特性的平衡设定。
注意，在实施例1中，有一种色彩转换方式的例子，在其中从EL层激发的光在色彩上转换，但如果采用了一种相应于R，G，B的各个EL层的制造方式，则色彩滤波器和荧光体能被省略掉。
接下来由有机树脂形成了第二层间绝缘膜347。诸如聚酰亚胺，聚酰胺，丙烯酸及BCB(苯环丁烯)能用作该有机树脂。特别地，在第二层间绝缘膜347中强烈要求具有平整的膜，因此具有卓越的整平特性的丙烯酸是最佳的。在实施例1中，由丙烯酸形成的膜的厚度足以消除介于色彩滤波器和荧光体346之间的阶度，这一厚度最佳在1到5μm间(在2到4μm间更佳)。
接下来在第二层间绝缘膜347及在第一钝化膜344中形成了能达到漏极线343的连接孔，且形成了像素电极348。在实施例1中，氧化铟和氧化锡的混合物以110nm厚形成且制造像素电极的图样的目的也达到了。像素电极348成了EL元件的正电极。注意，使用其他材料也是可能的，如氧化铟和氧化锌的化合物膜，或含有氧化镓的氧化膜。
注意，实施例1成为一种具有像素电极，通过漏极线343，电气上连接到电流控制TFT的漏极区域331上的结构。这种结构具有以下优点。
像素电极348直接连接到诸如EL层(发射层)或电荷转移层的有机材料上，因此包含在EL层中的运动离子通过整个像素电极就可能扩散出去。换句话说，如像素电极348未直接连接到漏极区域331上(动态层的一部分)，在实施例1的结构中，能防止由于漏极线343阻断引起的移动离子被引入到动态层。
接下来，如图5C中所示，EL层349，阴极(MgAg电极)350以及保护电极在未暴露到大气中的情况下被顺序形成。在这点上，在形成EL层349和阴极350前，为完全去除潮湿而进行像素电极348的热处理是最佳的。注意一种常见的材料能用作EL层349。
在该说明书“实施例样式”部分阐述的材料能用作EL层349。在实施例1中，EL层具有一孔注入层，一孔传输层，一激发层和一电子转移层的4层结构，如图19，但也有未形成电子转移层的情况，也有形成电子注入层的情况。而且也有孔注入层被省略的情况。已有这些组合形式的多个例子的报道，且任何这些的构造都可被采用。
诸如TPD(三苯胺电介质)的胺可用作孔注入层或用作孔传输层，且另外，腙(典型地是DEH)，二苯乙烯(典型地是STB)或星芒(starburst)(典型地是m-MTDATA)也可被使用。尤其，具有高玻璃特性传输温度和难以结晶的星芒材料是最佳的。而且多苯胺(PAni)，多噻吩(PEDOT)，以及铜酞菁染料(CuPc)也可被使用。
BPPC，二萘嵌苯，以及DCM可用作激发层中的红色激发层，且特别地由Eu(DBM)3(phen)展示的Eu复合物是高单色的(详情参考kido J.，et，al，Appl.Phys，第35卷pp.L394-6，1996)，其具有突出的620nm波长的激发光。
而且，尤其是-Alq3(8-羟基喹啉铝)材料，在其中二羟基喹啉并吖啶或香豆素以百分之几摩尔的数量级加入，它能被用作绿色激发层。
化学分子式如下。 另外，尤其是一种蒸馏芳香胺介质，在其中氨基替代DSA被加入到能用作蓝色激发层的DSA上(蒸馏芳香胺介质)。特别地，使用高性能的材料蒸馏联苯(DPVBi)是最佳的。它的化学分子式如下。
而且，一种300nm厚氮化硅膜形成为第二钝化膜352，并且这也可在未暴露到大气中的情况下在保护电极351形成后，顺序形成。当然，同图1中的第二钝化膜149一样的材料也能被采用作第二钝化膜352。
一种由孔注入层，孔传输层，激发层以及电子注入层制成的4层结构，用在实施例1中，但已有许多别的组合的例子被报道了，且任何这些构造也可被采用。而且，MgAg电极被用作为实施例1中的EL元件的阴极，但也可使用别的常见的材料。
为防止MgAg电极350的恶化，保护电极351被形成，且具有以铝为其主要成分的金属膜是典型的。当然，也可采用别的材料。而且，EL层349和MgAg电极350对于潮湿是极度脆弱的，因此它最好是通过在未暴露到大气中的情况下顺序形成，直到保护电极351，以使EL层与外界空气隔离。
注意，EL层349的膜厚约在10到400nm(典型地是60到160nm间)，且MgAg电极350的厚度在180到300nm间(典型地在200到250nm间)。
有源矩阵型EL显示装置，其具有图5C中所示的结构，这样就最终完成了。通过排列使TFT不仅在像素部分中，也在驱动电路部分中，具有最佳的结构，实施例1中的有源矩阵型EL显示装置，展现出高可靠性，以及能提升工作特性的优点。
首先，一种具有尽可能减少热载波信号注入而不降低工作速度结构的TFT被用作形成驱动电路的CMOS电路中的n形沟道TFT205。注意，驱动电路这里是指包含有移位寄存器，缓冲器，电平偏移器及采样电路(也指转移栅极)的电路。当完成数字驱动时，信号反转电路如D/A反转电路也包含在其中。
在实施例1的情况中，如图5C中所示，n沟道TFT205的动态层包含有源极区域355，漏极区域356，LDD区域357及沟道形成区域358，且LDD区域357夹着栅极绝缘膜311重叠在栅极313上。
把LDD区域形成在漏极一端，仅仅是考虑不降低工作速度。而且，关注在n沟道TFT202中关断电流值与一味追求工作速度是不必要的。因此，LDD区域357完全重叠在栅极313上以尽可能多的减少阻抗部分是最佳的。换句话说，能消除所有偏置是很好的。
热载波信号注入引起的CMOS电路的P沟道TFT206的恶化是无关紧要的，且特别地，因此在此未形成有LDD区域。当然，通过形成与n沟道TFT205相似的LDD区域以阻挡热载波信号也是可能的。
注意，在驱动电路中，与其它电路比较起来，采样电路是有一些特殊的地方，且有一大电流在通道形成区域内双向的流过。即，源极区域与漏极区域的功用互换了。另外，尽可能多的关断电流值是必须的，且在这种考虑下，把具有此功能的TFT安放在介于开关TFT和电流控制TFT间的中间位置上是最佳的。
因此，把TFT排列成图9中所示的结构作为n型TFT以形成采样电路是最佳的。如图9中所示，LDD区域901a和901b的一部分覆盖了栅极903，其中夹着一层栅极绝缘膜902。这种效果被阐述在电流控制TFT202的解述中，且采样电路不同之处在于形成LDD区域901a和901b，它其像夹三明治一样夹有一个沟道形成区域904。
而且，形成了一种具有图1中所示结构的像素，以形成像素部分。开关TFT和形成在像素中的电流控制TFT的结构已在图1中阐述，且因此那些阐述在此省略。
注意，在实际中，在完成图5C的过程后，通过使用封装材料如高度真空保护膜(如薄膜或紫外硬化树脂膜)或陶瓷密封罐进行额外的包装(密封)是最佳的，以使其不会暴露在大气中。通过在封装材料内形成惰性环境，且通过在封装材料中安置一个吸收体(例如氧化钡)，EL层的可靠性(使用寿命)被增加了。
而且，在气密性被密封处理增强后，在基片上形成的元件或电路的输出终端和外部信号终端间的连接器(灵活性的印刷电路，FPC)被附在其上，以完成产品制造。处于可以发货状态下的EL显示装置在整个说明书中被称作为EL模块。
实施例1中的有源矩阵型EL显示装置的构造，在此通过图6的透视图阐述。实施例1的有源矩阵型EL显示装置形成在玻璃基片601上，且其包含有像素部分602，栅极端驱动电路603，以及源极端驱动电路604。像素部分的开关TFT605是一种n沟道TFT，且被放置在连接到栅极端驱动电路603的栅极线606与栅极端驱动电路604的源极线607的交叉点上。而且，开关TFT605的漏极也电气连接到电流控制TFT608的栅极上。
另外，电流控制TFT608的源极被连接到电流源线609，且EL元件610电气上连接到电流控制TFT608的漏极。所提供的电流控制TFT608是n沟道TFT，连接EL元件610的阴极最好连接到电流控制TFT608的漏极。而且，如果电流控制TFT608是一种P沟道TFT，则连接EL元件610的阳极到电流控制TFT608的漏极是最佳的。
输入线(连接线)612和613，以及连接到电源线609上的输入线614，然后被形成在外部输入终端FPC611上以便传送信号到驱动电路。
如图7中所示的是一种图6中展示的EL显示装置的组合电路的例子。实施例1中的EL显示装置具有源极端驱动电路701，栅极端驱动电路(A)707，栅极端驱动电路(B)711，以及像素部分706。注意，在整个说明书中，驱动电路是一个普通的专业用语，其包含有源极端处理电路和栅极端处理电路。
源极端驱动电路701具有移位寄存器702，水平移位器703，缓冲器704，以及采样电路(转移栅极)705。另外，栅极端驱动电路(A)707具有移位寄存器708，水平移位器709，缓冲器710。栅极端驱动电路(B)711具有相似的组合。
施加到移位寄存器702和708上的驱动电压在5到16V(尤其为10V)间，且在图5C中标号205所展示的结构适合于用在构成电路的CMOS电路中的n沟道TFT。
而且，驱动电压升高为介于14到16V间，以便施加到水平移位器703和709，和缓冲器704和710上，类似于寄存器，包含有图5C中的n沟道TFT205的CMOS电路是适合的。注意，多栅极结构的使用，如把双栅极或三栅极结构用于栅极线，在增加每一电路的可靠性上是有效的。
虽然，施加到采样电路705上的驱动电压在14到16V间，但减少因源极区域和漏极区域反转引起的关断电流值是必须的，因此图9中包含n沟道TFT208的CMOS电路是符合要求的。
另外，像素部分706的驱动电压在14到16V间，且每一像素以图1中所示结构排列。
注意，通过采用图3A到3C的制造过程来制造TFT，以上的构造能轻易实现。而且，仅有像素部分和驱动电路的构造在实施例1中展示，但除了驱动电路外，在同一基片上且采用实施例1的制造过程形成其它的逻辑电路也是可能的，例如信号分配电路，D/A转换电路，运算放大电路以及γ补偿电路。另外，也考虑到了形成诸如内存部分和微处理器部分的电路。
实施例1的EL模块的阐述，包括封装材料，通过图17A和17B完成。注意，当必要时，用于图6和图7的符号也被引用。
像素部分1701，源极端驱动电路1702，以及栅极端驱动电路1703形成在基片(包括在TFT下的基膜)1700上。来自相应驱动电路的各个线，经FPC611通过输入线612到614再连接到外部设备上。
在这里，形成了封装材料1704以至少包围像素部分，且最好是包围驱动电路和像素部分。注意，封装材料1704具有内部尺寸比EL元件的外部尺寸大的不规则外形，或具有薄片形状，并通过粘合剂1705形成在基片1700上以便同基片1700一起形成真空空间。在这里，EL元件是在以上的密封空间中完全密封的状态，且与外界大气完全隔离。注意，可形成多个的封装材料1704。
使用诸如玻璃或聚合体的绝缘物质作为封装材料1704是最佳的。以下将给出几个例子不定型玻璃(如石英或硅化硼)，结晶玻璃，陶瓷玻璃，有机树脂(如丙烯酸树脂，苯乙烯树脂，多碳树脂，和环氧树脂)，以及硅树脂。另外，也可使用陶瓷。而且，在粘合剂1705中使用的是绝缘材料，但使用诸如不锈合金的金属材料也是可以的。
把诸如环氧树脂或芳香族树脂用作粘合剂1705的材料是可行的。另外热硬处理树脂或光硬处理树脂也能用作粘合剂。注意，通过尽可能多的使用不会传送氧气和潮湿的材料是必须的。
另外，在介于封装材料和基片1700上的开口处1706充以惰性气体(如氩，氦或氮)。对气体没有设限制，且使用惰性液体也是可能的(如液化氟化碳，典型的是全氟化烯)。这些在日本专利申请公开号平8-78519号中使用的材料，也可用作惰性液体。这些空间也可填充以树脂。
在开口1706上形成干燥体也是有效的。诸如在日本专利申请公开号平9-148066中记录的材料能用作干燥体。尤其氧化钡能被使用。而且不仅是干燥体，在形成抗氧化体上也是有效的。
如图17B中所示，众多的具有EL元件的隔离像素形成在像素部分里，且所有的像素都以保护电极1707作为共用电极。在实施例1中，在不暴露到大气的情况下，顺序形成EL层，阴极(MgAg电极)，以及保护电极是最佳的。EL层和阴极使用相同的防护罩材料形成。且所提供的保护电极由隔离防护罩材料制成，然后图17B中的结构才能得以实现。
此处，EL层和阴极仅可在像素部分的这一点上形成，且把他们形成在驱动电路中是不必要的。当然，把他们形成在驱动电路上是不成问题的。但考虑到EL层中含有碱金属，最好不要将它形成在驱动电路上。
注意，输入线1709被连接到在标号1728所指的区域的保护电极1707上。输入线1709是施加预置电压到保护电极1707的线，且通过导电性的粘贴材料(尤其是各向异性的导电膜)1710连接到FPC611上。
为在区域1708中实现接触结构的制造过程，在此通过图18A到18C来阐述。
首先，图5A的状态可通过实施例1的过程获得。在这时，第一层间绝缘膜336和栅极绝缘膜311从基片的边缘处(在图17B中展示的标号1708所指的区域)去除，并且输入线1709形成在该区域。当然，同时也形成了图5A的源极线和漏极线(参见图18A)。
接下来，当蚀刻在图5B中的第二层间绝缘膜347和第一钝化膜344时，标号1801所指的区域被去除，且形成一个开放部分1802(参见图18B)。
在这种状况下完成在像素部分形成EL元件的过程(像素电极，EL层和阴极的形成过程)。这时一种防护罩材料被用在图18A到18C所示的区域中，以便EL元件不会形成在该区域。在形成阴极349后，采用隔离罩材料形成了保护电极350。保护电极350和输入线1709这样电气连接在一起。而且，形成了第二钝化膜352，这样一来图18C的状态就实现了。
在图17B中标号1708所示的区域的接触结构通过以上的步骤实现了。然后，输入线1709通过介于封装材料1704和基片1700间的开口处连接到FPC611上(注意它由粘合剂1705填充；换句话说，粘合剂1705必须保持这样的厚度以便充分消除其与输入线的阶梯)。注意，在这里阐述了输入线1709，但输入线612到614也同样通过封装材料1704连接到FPC611上。
实施例2在实施例2中，一种像素构造的例子展示在图10中，其与图2B中展示的构造不一样。
在实施例2中，图2B中展示的2个像素，围着电流源线对称地排列。即，如图10所示，通过使电流源线213在邻近电流源线的两个像素间共享，于是所需的线数能被减少。注意，放置在像素内的TFT的结构可被保留。
如果这种构造被采用，则将使制造具有高精确度的像素部分将成为可能，以增强图像的质量。
注意，实施例2的构造可采用实施例1的制造过程轻易的实现，且对于TFT的结构可参考实施例1的阐述和图1的阐述。
实施例3形成具有不同于图1的结构的像素部分情况，将利用图11在实施例3中阐述。注意，第二层间绝缘膜44形成的过程可通过采用与实施例1一样的过程完成。而且，被第二层间绝缘膜44覆盖的开关TFT201与电流控制TFT202的结构，是与图1中的结构相同的且他们的阐述因此被省略。
在实施例3的情况中，在形成位于第二层间绝缘膜44和第一钝化膜41间的联系孔后，形成像素电极51，阴极52和EL层53。在未暴露到大气中的条件下，通过真空挥发在实施例3中也顺序形成阴极52和EL层53，且此时一种红色激发EL层，一种绿色激发EL层，以及一种蓝色激层在通过使用防护罩材料的像素中被选择性形成。注意，仅当与图11中所示的像素(其具有相应于红色，绿色，蓝色)一样结构的像素被形成后，彩色显示才能通过这些像素完成。一种已知的材料可用作为每个EL层的色彩。
一种150nm厚的铝合金膜(包含有1WT％钛的铝膜)在实施例3中被形成作为像素电极51。虽然用作这种用途的是金属材料，但任何材料都可用作像素电极的材料，但最好是使用具有高反射性的材料。而且，230nm厚的MgAg电极被用作阴极52，且EL层53的膜厚是90nm(其包括从底部开始的一种20nm电子传输层，一种40nm激发层，以及一种30nm孔传输层)。
接下来，由透明的导电膜制成的具有110nm厚度的阳极54(一在实施例3中的ITO膜)被形成。EL元件209是就是这样形成的，且如果第二钝化膜55以实施例1中所示的同样的材料制成，则具有图11中所示结构的像素被完成了。
当使用实施例3的结构时，由每一像素生成的红、绿、蓝光在形成TFT的基片上相反的方向中辐射。因此原因，几乎在像素的整个区域内，既TFT形成的这个区域中，能被用作有效的激发区域。因此，像素的有效激发光表面区域被显著增加且图像的亮度与对比度(介于亮与黑的比率)被增加。
注意，用实施例1和2的任何构造与实施例3的构造自由组合是可能的。
实施例4形成一种具有不同于实施例1的图2的像素结构的情况，将利用图12A和12B在实施例4中阐述。
在图12A中，标号1201指开关TFT，其包含有动态层56，栅极57a，栅极线57b，源极线58，以及漏极线59。而且，标号1202指电流控制TFT，其包含有动态层60，栅极61，源极线62以及漏极线63。电流控制TFT1202的源极线62连接到电流源64上，且漏极线63连接到EL元件65上。图12B展示了该像素的电路组合。
图12A和图2A的不同点在于开关TFT的结构。在实施例4中，栅极57a以精选的介于0.1到0.5um间的线宽制成。且动态层56被形成以便横穿过那部分。栅极线57b被形成以便电气连接到每一像素的栅极57a。一种具有不会独占太多表面区域的三栅极结构就这样实现了。
剩余的部分同图2A中的相似，且有效激发表面区域变大，这是因为如果采用实施例4的结构，由开关TFT专享的表面区域将变小。换句话说，图像亮度被增强。而且，能实现栅极结构，在其中冗余部分被增加以便减少关断电流值，，以及因此图像质量能进一步增强。
注意，在实施例4的构造中，同在实施例2中一样电流源线64能被邻近的像素共享，以及类似于实施例3中的结构也可被使用。而且，其制造过程能采用实施例1的方式完成。
实施例5采用顶栅极型TFT的例子在实施例1到4中阐述，且本发明也可采用底部栅极型TFT来实施。一种采用反转触发型TFT的实施本发明的例子在实施例5中利用图13阐述。注意，除了TFT的结构，本结构与图1中的一样，因此和图1一样的符号当必要时将被使用。
在图13中，和图1中相似的材料能用在基片11和基膜12中。开关TFT1301和电流控制TFT1302则被形成在基膜12上。
开关TFT1301包含有栅极70a和70b；栅极线71；栅极绝缘膜72，源极区73；漏极区域74；LDD区域75a到75d；高浓度杂质区域76；沟道形成区域77a到77b；沟道保护膜78a和78b；第一层间绝缘膜79；源极线80；及漏极线81。
而且，电流控制TFT1302包含有栅极82；栅极绝缘膜72；源极区域83；漏极区域84；LDD区域85；沟道形成区域86；沟道保护膜87；第一层间绝缘膜79；源极线88；以及漏极线89。栅极82在这点上电气连接到开关TFT1301的漏极线81上。
注意，以上开关TFT1301和电流控制TFT1302可以常见的制造反转触发型TFT的方式形成。而且，与在实施例1中的顶栅极型TFT的相应部分使用的相似的材料能用作形成以上TFT中的每一部分(如线，绝缘膜，及动态层)的材料。注意，沟道保护膜78a，78b，和87其不具有顶栅极型TFT的构造，因此可由包含有硅的绝缘膜形成。而且，考虑到诸如源极区域，漏极区域，以及LDD区域的杂质区域的形成，他们可通过使用影印石版术技术和单独改变杂质浓度的方式被形成。
当TFT完成时，完成具有EL元件1303的像素，其中第一钝化膜41，绝缘膜(整平膜)44，第二钝化膜49，像素电极(阳极)46，EL层47，MgAg电极(阴极)45，铝电极(保护膜)48，以及第三钝化膜50按顺序形成。实施例1的相应的制造过程和所用的材料可被参照。
注意，具有实施例2到4任一构造与实施例5构造的自由组合是可能的。
实施例6使用具有高热辐射效应的材料，其与第一钝化膜41和第二钝化膜49的相似，作为形成在实施例1的图5C或图1的结构中介于动态层和基片间的基膜是有效的。尤其，大量电流在电流控制TFT中流过，因此容易产生热量，并由自身产生的热量引起的恶化将成为问题所在。在这种情况下，TFT热恶化能通过使用实施例6中具有热辐射效应基膜防止。
当然，保护移动离子扩散远离基片的效应也很重要，并因此使用含有Si，Al，N，O和M以及与第一钝化膜41相似的含硅的绝缘膜的化合物的压制结构是最佳的。
注意，用实施例1到5任一的构造自由地与实施例6的构造相结合是可能的。
实施例7当采用实施例3中的像素结构时，从EL层激发出来的光以与基片相反的方向辐射，因此注意绝缘膜(其存在于基片和像素电极间)等的材料的透射系数是不必要的。换句话说，具有低透射系数的材料也可被采用。
因此使用诸如钻石薄膜，钻石形碳膜或不定形碳膜的碳膜作为基膜12或第一钝化膜41是有利的。换句话说，因为不须担心降低透射系数，膜厚可设的较厚可在100与500nm间，且具有极高热辐射效应是可能的。
考虑到在第二钝化膜中使用以上所说的碳膜，注意，必须避免透射系数的减少，因此把膜厚设在5到100nm间是最佳的。
注意，在实施例7中，当碳膜被用作基膜12，第一钝化膜41和第二钝化膜49的任一个时，其同别的绝缘膜压制在一起是有效的。
另外，当采用实施例3中的像素结构时，其对实施例7是有效的，以及对别的构造也是有效的，具有实施例1到6的任一构造与实施例7的构造自由结合是可能的。
实施例8在EL显示装置的像素中的开关TFT3的关断电流值，通过开关TFT采用的多栅极结构被减少，且本发明的特征通过消除储存电容的需要而表现出来。这是一种为更好利用表面区域(为储存电容保留的区域)作为激发区域的装置。
然而，即使保存电容未被完全消除，通过专用的表面区域被制成更小的数量以增加有效的激发表面区域的效果也能达到。换句话说，通过开关TFT采用的多栅极结构以减少关断电流值，以及仅通过储存电容的专用的表面区域的收缩，本发明的目的能被完全充分达到。
因此使用如图14中的像素结构是可能的。注意，当必须时，在图14中能采用同图1中一样的符号。
图14和图1的不同点在于连接到开关TFT上的储存电容1401的存在。该储存电容1401，通过由开关TFT201的漏极区域14，栅极绝缘膜18和电容电极(上层电极)1403扩展而来的半导体区域(下层电极)形成。电容电极1403在与TFT的栅极19a，19b，及35相同的时间一起形成。
如图15A中所示的顶视图。在图15A中的顶视图是由相应于图14中沿线A-A’处取来的剖面视图。如图15A中所示的，通过电气上连接到电容电极1403的连接线1404，电容电极1403电气上连接到电流控制TFT的源极区域31上。注意，该连接线1404，同时与源极线21和36及漏极线22和27一起形成。而且，图15B展示了图15A中顶视图的电路构造。
注意，实施例8的构造能同实施例1到7的任一构造自由组合。换句话说，仅本储存电容形成在像素中，而无任何限制相加到相应的TFT结构或EL层材料中。
实施例9在实施例1中，激光晶化被用作形成晶体硅膜302的方式，而且在实施例9中阐述了使用不同结晶方式的情况。
在实施例9中，形成不定型硅膜后，结晶通过采用日本专利申请公开号平7-130652中记录的技术完成。在以上专利申请中记录的技术是通过使用诸如镍的元素作为催化剂以促进结晶而获取的一种具有好的晶体结构的晶体硅膜技术。
而且，在结晶过程完成后，去除用于结晶中的催化剂的过程可被完成。在这种情况下，催化剂通过使用日本专利申请公开号平10-270363或日本专利申请公开号平8-330602中记录的技术，可被获取。
另外，通过本发明的使用者使用日本专利申请公开号平11-076967号的规范中记录的技术可形成一种TFT。
实施例1中展示的制造过程，是本发明的一种实施例，且提供有实施例1的图1或图5C结构能被实现。然而别的制造过程，也可如同以上的方式无任何问题的使用。
注意，具有实施例1到8的任一种构造与实施例9的构造自由结合是可能的。
实施例10在驱动本发明的EL显示装置中，模拟驱动能通过使用模拟信号作为图像信号完成，且数字驱动能通过使用数字信号完成。
当模拟驱动完成时，模拟信号发送到开关TFT的源极线上，且其含有灰阶信息的模拟信号成为电流控制TFT栅极电压。EL元件中流动的电流则被电流控制TFT所控制，EL元件的激发光强度被控制，且灰阶显示完成。在这种情况下，使电流控制TFT工作在饱和区域是最佳的。换句话说，使TFT在|Vds|＞|Vgs-Vth|的条件下工作是最佳的。注意，Vds是介于源极区域和漏极区域的电压差，Vgs是介于电极间的电压差，以及Vth是TFT的极限电压。
在另一方面，当数字驱动完成时，它不同于模拟型灰度显示，且灰阶显示通过分时驱动完成(时间比率灰阶驱动)或表面区域率灰阶驱动。既，通过规定激发时间或激发表面比率，彩色灰阶当发生变化时灰阶能被视觉地看到。在这种情况下，使电流控制TFT的工作在一线性区域是最佳的。换句话说，使TFT工作在(|Vds|＜|Vgs-Vth|)的条件之内是最佳的。
与液晶元件相比，EL元件具有极快的响应速度，因此使其具有高速驱动是可能的优点。因此，EL元件适合于时间比率灰阶驱动，其中一帧图像被分成许多幅子帧后再完成灰阶显示。而且，它具有每帧周期短的优势，因此电流控制TFT的栅极电压维持的时间也可缩短，以及储存电容能被减小或去除。
本发明是涉及到元件结构的技术，因此任何驱动形式都可这样使用。
实施例11在实施例11中，采用本发明的EL显示装置的像素结构的例子展示在图21A和21B中。注意，在实施例11中，标号4701是指开关TFT4702的源极线，标号4703指开关TFT4702的栅极线，标号4704是指电流源TFT，标号4705是指电流源线，标号4706指电源控制TFT，标号4707指电源控制栅极线，以及4708指EL元件。日本专利申请公开号平11-341272可被用作相应的电源控制TFT4706工作方式的参考。
而且，在实施例11中，电源控制TFT4706被形成在电流控制TFT4704和EL元件4708间，但具有形成在电源控制TFT4706和EL元件4708间的电流控制TFT4704的结构也可被采用。另外，让电源控制TFT4706与电流控制TFT4704具有相同结构或让两者通过动态层顺序形成是最佳的。
图21A是一种电流源被两像素共享的情况。既，这种特性表现在沿着电流源线4705线性对称的形成这两个像素上。在这种情况下，电流源线的数量能被减少，因此像素部分能做的更精密。
而且，图21B是形成有与栅极线4703并行的电流源线4710的例子，且在其中形成有与源极线4701并行的电源控制栅极线4711。注意，在图23B中，形成该结构以便电流源线4710和栅极线4703不会重叠，但供应给这两者的是夹着绝缘膜在不同层上形成的线，则它们能被重叠。在这种情况下，电流源线4710和栅极线4703的专用表面区域能被共享，且像素部分甚至能做的更精确些。
实施例12在实施例12中，采用本发明的EL显示装置的像素结构的例子展现在图22A和22B中。注意，在实施例12中标号4801指开关TFT4802的源极线，标号4803指开关TFT4802的栅极线，标号4804指电流控制TFT，4805指电流源线，4806指擦除TFT，4807指擦除栅极线以及4808指EL元件。日本专利申请公开号平11-338786可作为相应的擦除TFT4806工作方式的参考。
可擦除TFT4806的漏极被连接到电流控制TFT4804的栅极上，且这使强行改变电流控制TFT4804的栅极电压成为可能。注意，n沟道TFT或P沟道TFT可用作擦除TFT4804，但使其同开关TFT4802具有相同的结构以便使关断电流值能小些是最佳的。
图22A是一种电流源线4805被两个像素所共享的情况。既，这种特征表现为沿着电流源线4805线性对称的形成这两个像素。在这种情况下，电流源线数能被减少因此像素部分能做的更精密一些。
另外，图22B是一种形成有与栅极线4803并行的电流源线4810的例子，且在其中形成有与源极线4801并行的擦除栅极线4811。注意，在图22B中，形成本结构以便电流源线和栅极线4803不会重叠，但两者夹着一层绝缘膜在不同层上形成有线时，则它们能重叠形成。在这种情况下，电流源线4810和栅极线4803的专用表面区域能被共享，且像素部分能做的更精密。
实施例13采用本发明的EL显示装置，可具有多个TFT形成在一个像素中的结构。在实施例11和12中，展示的是形成有3个TFT的例子，但也可形成4到6个TFT结构。不对EL显示装置的像素结构设定任何限制，而实施本发明是可能的。
实施例14使用一种P沟道TFT作为图1中电流控制TFT202的例子，阐述在实施例14中。注意，剩余部分与图1中的部分相同，因此剩余部分的详细阐述被省略了。
一种实施例14的像素结构的剖面视图展现在图23中。实施例1可作为在实施例14中使用的P沟道TFT制造方式的参照。一种P沟道TFT的动态层包含有源极区2801，漏极区域2802以及沟道形成区域2803，且源极区域2801连接到源极线36上，以及漏极区域连接到漏极线37上。
在EL元件的阳极连接到电流控制TFT的例子中，使用P沟道TFT作为电流控制TFT是最佳的。
注意，通过把实施例1到13的任一种构造与实施例14的构造自由地相结合以贯彻实施例14的构造是可能的。
实施例15通过使用EL材料，其中从三态电子空穴中激发的磷光能被用在实施例15的光线发射中，外部发射量子效率能被极大增加。通过这样做，可使EL元件具有低功耗，长寿命以及降低EL元件重量。
应用三态电子空穴和增加外部发射量子效率的报道在以下文章中展示。Tsutsui，T.，Adachi，C.，and Saito，S.，在有机分子系统中的光化学过程，Ed.Honda，K.，(Elsevier Sci.Pub.Tokyo，1991)，P.437。
在以上文章中报道的EL材料(香豆素色素)的分子式，展现在以下中。 Baldo，M.A.，O′Brien，D.F.，You，Y.，Shoustikov，A.，Sibley，s.，Thompson，M.E.，andForrest，S.R.，Nature 395(1998)P.151.
在以上文章中报道的EL材料(Pt合成物)的分子式，展现在以下中。 Baldo，M.A.，Lamansky，s.，Burrows，P.E.，Thompson，M.E.，and Forrest，S.R.，Appl.Phys.Lett.，75(1999)P.4。
Tsutui，T.，Yang，M.J.，Yahiro，M.，NaKamura，K.，Watanabe，T.，Tsuji，T.，Fukuda，Y.，Wakimoto，T.，Mayaguch，S.，Jpn.Appl.Phys.，38(12B)(1999)L1502。
在以上文章中报道的EL材料(IR合成物)的分子式，展现在以下中。 由于所提供的来自三态电子空穴激发的磷光能被利用，则在原理上，实现一外部发射量子效率3到4倍高于使用单态电子空穴激发的磷光是可能的。注意，实施例1到13的任一种构造与实施例15的构造自由结合以贯彻实施例15的构造是可能的。
实施例16在实施例1中，把一种有机EL材料用作EL层是最佳的，但本发明也可通过使用无机EL材料得以实施。然而，现在的无机EL材料具有极高的驱动电压，因此具有电压阻抗特性的能保留驱动电压的TFT必须用在执行模拟驱动的例子中。
作为选择，如果具有比传统的EL无机材料更低驱动电压的无机EL材料被开发了，则把它们用于本发明是可能的。
而且，把实施例1到14的任一种构造与实施例1构造自由结合起来是可能的。
实施例17由实施本发明形成的有源矩阵型EL显示装置(EL模块)具有比液晶显示装置在明亮区域更优越的可见性，因为它是自发射型装置。因此用作直观型EL显示器(包括含有EL模块的显示器)装置其具有宽广的使用范围。
注意，宽视角能作为EL显示器比液晶显示器更好的优点。本发明中的EL显示器因此可用作具有30英寸或更大的(尤其等于40英寸或更大)的对角线显示器(显示监视器)，以适用于电视广播用的大屏幕。
而且，不仅可用作EL显示器(如个人计算机监视器，电视广播接收监视器，或广告显示监视器)，它也能用作不同电子装置的显示器。
以下可作为这种电子装置的例子视频相机，数字相机，眼镜型显示器(跨接在头上的显示器)，车载导航系统，个人计算机，便携式信息终端(如移动计算机，移动电话，或电子图书)，及图像重放装置，其使用记录介质(尤其是一种完成记录介质重放的装置且其具有一显示器其能显示这些图象，如压缩盘(CD)，激光盘(LD)或数字视频盘(DVD))。这些电子装置的例子展现在图16A到16F中。
图16A是一种个人计算机，包含有主机2001，外壳2002，显示部分2003，键盘2004。本发明可用于显示部分2003中。
图16B是一种视频相机，其包含有主机2101，显示部分2102，音频输入部分2103，操作开关2104，电池2105以及图像接收部分2106。本发明可用于显示部分2102中。
图16C是一种眼镜型显示器其包含有主机2201，显示部分2202，以及臂杆部分2203。本发明可用于显示部分2202中。
图16D是一种手提式计算机其包含有主机2301，相机部分2302，图像接收部分2303，操作开关2304，以及一个显示部分2305。本发明能用于显示部分2305中。
图16E是一种图像重放装置(特别地，DVD播放装置)，其具有记录介质，包含有主机2401，记录介质(如CD，LD或DVD)2402，操作开关2403，以及显示部分(a)2404，以及显示部分(b)2405。显示部分(a)主要用于显示图像信息，图像显示部分(b)主要用于显示字符信息。本发明可用于图像显示部分(a)和图像显示部分(b)中。注意，本发明可用于在具有记录介质的图像重放装置中，如CD播放装置和游戏装置中。
图16F是一种EL显示器，包含有外壳2501，支撑座2502以及显示部分2503。本发明能用于显示部分2503中。采用本发明EL显示器在大屏幕的例子中特别有优势，且在具有对角线大于或等于10英寸(尤其在大于或等于30英寸中)的显示器中有促进作用。
而且，如果EL材料的激发发光在将来得以提高，则有可能将本发明采用到前投影型或背投影型仪器中。
以上的电子装置，正变得越来越广泛地用于显示由电子发射电路，如Internet(因特网)或CATV(有线电视)，所提供的信息。且特别地，随着显示实时信息的机会正在增加，由于EL材料的响应速度是极高的，因此EL显示器适合于完成这种形式的显示工作。
EL显示器的发射部分消耗电能，因此显示信息以便使发射部分尽可能小一些是最佳的。因此，当把EL显示装置主要用于显示字符信息的显示部分时，如可移动的信息终端，尤其是汽车语音系统的移动电话，通过设置非发射部分作为背景及在发射部分形成字符信息，以驱动它这是最佳的。
图20A是便携式移动电话，包含主机2601，音频输出部分2602，音频输入部分2603，显示部分2604，操作开关2605以天线部分2606。本发明的EL显示装置能用在显示部分2604中。注意，通过在显示部分2604中在黑背景下显示白色字符，手提电话的能耗能减低。
图20B是一种车载音频系统(汽车音响系统)，其包含有主机2701，显示部分2702，及操作开关2703和2704。本发明的EL显示装置能用于显示部分2702中。而且，在实施例17中展示有车载音响系统，但桌面型音响系统也可采用。注意，通过在显示部分2702中的黑色背景下显示白色字符，能降低能耗。
本发明的应用范围是极广泛的，且把本发明应用到所有领域的电子装置中是可能的。而且，实施例17中的电子装置能通过采用实施例1到16的任一构造得以实现。
通过采用本发明，有可能形成这样的象素，其中在同一个基片上形成有的多个TFT，这些TFT具有与各种相应元件所需的要求相适应的最佳性能。且有源矩阵型EL显示装置的工作性能和可靠性能极大地增加。
而且，通过把这种形式的EL显示器作为显示器，使生产采用本发明的产品(电子设备)具有好的图像质量和持续性(高可靠性)成为可能。
权利要求
1.一种发光装置，包括基片；在所述基片上的源极线；在所述基片上的栅极线，所述栅极线与所述源极线交叉；开关元件，其中，所述开关元件的栅极电连接到所述栅极线上，以及所述开关元件的第一电极电连接到所述源极线上；电流控制元件，电连接到所述开关元件的第二电极上；以及电致发光元件，电连接到所述电流控制元件上，其中，所述电流控制元件包括至少两个串联的薄膜晶体管。
2.一种发光装置，包括基片；在所述基片上的源极线；在所述基片上的栅极线，所述栅极线与所述源极线交叉；开关元件，其中，所述开关元件的栅极电连接到所述栅极线上，以及所述开关元件的第一电极电连接到所述源极线上；电流控制元件，电连接到所述开关元件的第二电极上；以及电致发光元件，电连接到所述电流控制元件上，其中，所述开关元件包括至少两个串联的薄膜晶体管，和其中，所述电流控制元件包括至少两个串联的薄膜晶体管。
3.一种发光装置，包括基片；在所述基片上的源极线；在所述基片上的栅极线，所述栅极线与所述源极线交叉；开关元件，其中，所述开关元件的栅极电连接到所述栅极线上，以及所述开关元件的第一电极电连接到所述源极线上；电流控制元件，电连接到所述开关元件的第二电极上；以及电致发光元件，电连接到所述电流控制元件上，其中，所述电流控制元件包括至少两个串联的薄膜晶体管，和其中，所述电流控制元件的所述薄膜晶体管是p-沟道薄膜晶体管。
4.一种发光装置，包括基片；在所述基片上的源极线；在所述基片上的栅极线，所述栅极线与所述源极线交叉；开关元件，其中，所述开关元件的栅极电连接到所述栅极线上，以及所述开关元件的第一电极电连接到所述源极线上；电流控制元件，电连接到所述开关元件的第二电极上；以及电致发光元件，电连接到所述电流控制元件上，其中，所述开关元件包括至少两个串联的薄膜晶体管，其中，所述电流控制元件包括至少两个串联的薄膜晶体管，和其中，所述电流控制元件的所述薄膜晶体管是p-沟道薄膜晶体管。
5.根据权利要求1、2、3和4中任何一个的发光装置，其特征在于公式W2/L2＝5×W1/L1成立，其中所述开关元件的沟道长度是L1，所述开关元件的沟道宽度是W1，所述电流控制元件的沟道长度是L2，以及所述电流控制元件的沟道宽度是W2。
6.根据权利要求1、2、3和4中任何一个的发光装置，其特征在于所述电流控制元件包括LDD区域，并且至少所述LDD区域的一部分与所述电流控制元件的栅极重叠。
7.根据权利要求1、2、3和4中任何一个的发光装置，其特征在于所述开关元件包括LDD区域，并且所述LDD区域与所述开关元件的栅极不重叠。
8.根据权利要求1、2、3和4中任何一个的发光装置，其特征在于所述开关元件和所述电流控制元件的每个栅极具有一层、两层、或者三层的结构，并且包括从以下材料组成的组中选择的至少一种材料钽、钛、钼、钨、铬、氮化钽膜、氮化钨膜、和氮化钛膜。
9.根据权利要求1、2、3和4中任何一个的发光装置，其特征在于所述电流控制元件的沟道宽度比所述开关元件的沟道宽度更宽。
10.根据权利要求1、2、3和4中任何一个的发光装置，其特征在于所述发光装置还包括在基片上的电容，并且所述电容电连接到所述电流控制元件的栅极和所述开关元件的源极或者漏极区域。
11.根据权利要求1、2、3和4中任何一个的发光装置，其特征在于所述发光装置还包括在基片上的电容，并且所述电容包括所述开关元件和所述电流控制元件的栅极绝缘膜、搀杂有杂质成分的半导体层、以及包含在所述开关元件和所述电流控制元件的栅极中的相同材料。
12.一种发光装置，包括基片；在所述基片上的源极线；在所述基片上的栅极线，所述栅极线与所述源极线交叉；开关元件，其中，所述开关元件的栅极电连接到所述栅极线上，以及所述开关元件的第一电极电连接到所述源极线上；电流控制元件，电连接到所述开关元件的第二电极上；以及电致发光元件，电连接到所述电流控制元件上，其中，所述电流控制元件包括具有第一、第二、和第三杂质区的有源层，在所述第一和第二杂质区之间的第一沟道形成区，在所述第二和第三杂质区之间的第二沟道形成区，和分别与所述第一和第二沟道形成区重叠的第一和第二栅电极，在所述第一和第二栅电极之间设置栅极绝缘膜。
13.一种发光装置，包括基片；在所述基片上的源极线；在所述基片上的栅极线，所述栅极线与所述源极线交叉；开关元件，其中，所述开关元件的栅极电连接到所述栅极线上，以及所述开关元件的第一电极电连接到所述源极线上；电流控制元件，电连接到所述开关元件的第二电极上；以及电致发光元件，电连接到所述电流控制元件上，其中，所述电流控制元件包括具有第一、第二、和第三杂质区的有源层，在所述第一和第二杂质区之间的第一沟道形成区，在所述第二和第三杂质区之间的第二沟道形成区，和分别与所述第一和第二沟道形成区重叠的第一和第二栅电极，在所述第一和第二栅电极之间设置栅极绝缘膜，和其中，所述开关元件包括具有第四、第五、和第六杂质区的有源层，在所述第四和第五杂质区之间的第三沟道形成区，在所述第五和第六杂质区之间的第四沟道形成区，和分别与所述第三和第四沟道形成区重叠的第三和第四栅电极，在所述第三和第四栅电极之间设置所述栅极绝缘膜。
14.一种发光装置，包括基片；在所述基片上的源极线；在所述基片上的栅极线，所述栅极线与所述源极线交叉；开关元件，其中，所述开关元件的栅极电连接到所述栅极线上，以及所述开关元件的第一电极电连接到所述源极线上；电流控制元件，电连接到所述开关元件的第二电极上；以及电致发光元件，电连接到所述电流控制元件上，其中，所述电流控制元件包括具有第一、第二、和第三杂质区的有源层，在所述第一和第二杂质区之间的第一沟道形成区，在所述第二和第三杂质区之间的第二沟道形成区，和分别与所述第一和第二沟道形成区重叠的第一和第二栅电极，在所述第一和第二栅电极之间设置栅极绝缘膜，和其中，所述第一、第二、和第三杂质区搀杂有p型杂质成分。
15.一种发光装置，包括基片；在所述基片上的源极线；在所述基片上的栅极线，所述栅极线与所述源极线交叉；开关元件，其中，所述开关元件的栅极电连接到所述栅极线上，以及所述开关元件的第一电极电连接到所述源极线上；电流控制元件，电连接到所述开关元件的第二电极上；以及电致发光元件，电连接到所述电流控制元件上，其中，所述电流控制元件包括具有第一、第二、和第三杂质区的有源层，在所述第一和第二杂质区之间的第一沟道形成区，在所述第二和第三杂质区之间的第二沟道形成区，和分别与所述第一和第二沟道形成区重叠的第一和第二栅电极，在所述第一和第二栅电极之间设置栅极绝缘膜，其中，所述开关元件包括具有第四、第五、和第六杂质区的有源层，在所述第四和第五杂质区之间的第三沟道形成区，在所述第五和第六杂质区之间的第四沟道形成区，和分别与所述第三和第四沟道形成区重叠的第三和第四栅电极，在所述第三和第四栅电极之间设置所述栅极绝缘膜，和其中，所述第一、第二、和第三杂质区搀杂有p型杂质成分。
16.根据权利要求12、13、14和15中任何一个的发光装置，其特征在于所述电流控制元件包括LDD区域，并且至少所述LDD区域的一部分与所述电流控制元件的栅极重叠。
17.根据权利要求12、13、14和15中任何一个的发光装置，其特征在于所述开关元件包括LDD区域，并且所述LDD区域与所述开关元件的栅极不重叠。
18.根据权利要求12和14中任何一个的发光装置，其特征在于所述第一和第二栅电极中的每一个具有一层、两层、或者三层的结构，并且包括从以下材料组成的组中选择的至少一种材料钽、钛、钼、钨、铬、氮化钽膜、氮化钨膜、和氮化钛膜。
19.根据权利要求13和15中任何一个的发光装置，其特征在于所述第一、第二、第三、和第四栅电极中的每一个具有一层、两层、或者三层的结构，并且包括从以下材料组成的组中选择的至少一种材料钽、钛、钼、钨、铬、氮化钽膜、氮化钨膜、和氮化钛膜。
20.根据权利要求12、13、14和15中任何一个的发光装置，其特征在于所述第一和第二沟道形成区的宽度比所述第三和第四沟道形成区的宽度更宽。
21.根据权利要求13和15中任何一个的发光装置，其特征在于所述电流控制元件在所述第三和第四沟道形成区之间具有高浓度杂质区。
22.根据权利要求12和14中任何一个的发光装置，其特征在于所述发光装置还包括在基片上的电容，并且所述电容电连接到所述开关元件的源极或者漏极区域以及所述第一和第二栅电极上。
23.根据权利要求12和14中任何一个的发光装置，其特征在于所述发光装置还包括在基片上的电容，并且所述电容包括所述栅极绝缘膜、搀杂有杂质成分的半导体层、和与所述第一和第二栅电极的材料相同的电极。
24.根据权利要求13和15中任何一个的发光装置，其特征在于所述发光装置还包括在基片上的电容，并且所述电容电连接到所述第一或第三杂质区以及第三和第四栅电极上。
25.根据权利要求13和15中任何一个的发光装置，其特征在于所述发光装置还包括在基片上的电容，并且所述电容包括所述栅极绝缘膜、搀杂有杂质成分的半导体层、和与所述第一、第二、第三和第四栅电极材料相同的电极。
26.根据权利要求1、2、3、4、12、13、14和15中任何一个的发光装置，其特征在于所述发光装置结合在从以下装置组成的组中选取的一种电子装置中摄像机、数码相机、护目镜型显示器、汽车导航系统、个人计算机、便携式计算机、手提电话、电子书、和采用记录媒介的图象重放装置。
27.根据权利要求1、2、3、4、12、13、14和15中任何一个的发光装置，其特征在于所述基片包括从以下材料组成的组中选取的一种材料玻璃、玻璃陶瓷、石英、硅、陶瓷、金属、和塑料。
全文摘要
本发明的目的是提供一种具有高工作性能和可靠性的EL显示装置。开关TFT(201)形成在具有多栅极结构的像素中，多栅极结构是一种把重要性关注在减少关断电流值的结构。而且，电流控制TFT(202)具有比开关TFT更宽的沟道宽度，以制成适合于电流流动的结构。此外，形成有电流控制TFT(202)的LDD区域(33)以便重叠一栅极(35)的一部分，从而制成一种关注于防止热载波信号注入和降低关断电流值的结构。
文档编号H01L51/52GK1808723SQ20051011648
公开日2006年7月26日 申请日期2000年6月3日 优先权日1999年6月4日
发明者山崎舜平, 小山润, 山本一宇, 小沼利光 申请人:株式会社半导体能源研究所