有机电致发光器件和其制造方法

专利名称：有机电致发光器件和其制造方法
技术领域：
本发明涉及有机EL (Electroluminescent:电致发光)器件和其制造方 法，特别涉及有机EL显示器。
背景技术：
有机EL显示器的构成要素的有机EL器件一般包括有机EL元件和 用于驱动该元件的薄膜晶体管(TFT: thin film transistor)。 一般的有机EL 器件为了驱动有机EL元件，使用驱动用晶体管(驱动TFT)和开关用晶体 管(开关TFT)，所述开关用晶体管将驱动用晶体管导通或截止。
作为有机EL器件的代表性的结构的例子，已知在晶体管上层叠有机 EL元件的顶部发光结构(例如，参照专利文献l)。这样的有机EL器件称 为顶部发光型有机EL器件，来自发光层的光通过与基板相反侧的密封膜进 行释放。
图1表示专利文献1记载的现有的顶部发光型有机EL器件的结构。在 图1所示的顶部发光型有机EL器件中，驱动用的薄膜晶体管123(驱动TFT) 的源极区域141a经由接触孔145与像素电极111连接。另外，薄膜晶体管 123的漏极区域141b经由设置在接触孔146的电源线103与开关用的薄膜 晶体管(开关TFT) 142连接。
在图1中，省略了与驱动用的薄膜晶体管123连接的开关用的薄膜晶 体管142的图示。
专利文献l-.(日本)特开2003-249375号公报
但是，如上述现有的有机EL器件的结构的、经由接触孔连接(连结) 开关TFT与驱动TFT有时是困难的，特别是在高分辨率的有源型的有机EL 显示器中成为降低成品率的主要原因之一。

发明内容
本发明的目的在于解决上述现有的课题，更加可靠地进行驱动用晶体管与开关用晶体管之间的连结的同时，提高成品率。
另外，本发明的目的在于提供具有高响应性的有机EL显示器和其制 造方法。
本发明的第一方面，涉及以下所述的有机EL器件。、本发明的有机EL器件包括半导体元件A，其具有源电极和漏电 极、以及栅电极；半导体元件B,其具有源电极和漏电极、以及与所述半导 体元件A的源电极或漏电极连接的栅电极；以及有机EL元件，其具有与所 述半导体元件B的漏电极连接的像素电极，所述半导体元件A的源电极和 漏电极、以及所述半导体元件B的栅电极被配置在同一平面上。、 [l]中记载的有机EL器件，其中，所述半导体元件A是顶栅型TFT， 所述半导体元件B是底栅型TFT。、 [l]中记载的有机EL器件，其中，所述半导体元件A是底栅型TFT， 所述半导体元件B是顶栅型TFT。、 [1]至[3]的任一个中记载的有机EL器件，其中，所述半导体元件 A或所述半导体元件B的半导体层包含硅。、 [1]至[3]的任一个中记载的有机EL器件，其中，所述半导体元件 A或所述半导体元件B的半导体层包含有机半导体。、 [1]至[3]的任一个中记载的有机EL器件，其中，所述半导体元件 A以及所述半导体元件B的半导体层包含有机半导体，而所述半导体元件
的有机半导体不同。
本发明的第二方面，涉及以下所述的有机EL显示器。 [7]、本发明的有机EL显示器是在一个基板上矩阵状地配置[1]至[6]的 任一个中的有机EL器件的有机EL显示器，与所述各个的半导体元件A的 栅电极连接的扫描电极线和与所述各个的半导体元件B的源电极连接的公 共电极线与X轴平行，而与所述各个的半导体元件A的源电极连接的数据 电极线与Y轴平行，并且所述X轴与所述Y轴正交。
本发明的第三方面，涉及以下所述的有机EL器件的制造方法。 [8]、本发明的有机EL器件的制造方法包括以下的步骤准备基板；在 所述基板的同一平面上形成半导体元件A的源电极和漏电极、半导体元件 B的栅电极、以及将半导体元件A的源电极或漏电极与半导体元件B的栅
6电极连接的接触部；形成将所述半导体元件A的源电极与漏电极连接的所 述半导体元件A的半导体层；在所述半导体元件A的源电极、漏电极和半 导体层、以及所述半导体元件B的栅电极上形成栅极绝缘膜；在所述栅极 绝缘膜上形成所述半导体元件A的栅电极、以及半导体元件B的源电极和 漏电极；形成将所述半导体元件B的源电极和漏电极连接的所述半导体元 件B的半导体层；以及形成与所述半导体元件B的漏电极连接的有机EL 元件的像素电极。
这样，根据本发明，不经由接触孔而连接元件A(开关TFT)和元件B (驱动TFT),从而能够更可靠地进行连结，并且提高成品率。
另外，由于在本发明中不需要接触孔，所以能够使各个元件的电极的 配线变并且。
另外，元件A的栅电极的相对于源电极和漏电极的位置关系与元件B 的栅电极的相对于源电极和漏电极的位置关系不同(使一方为顶栅极，使 另一方为底栅极)，因此能够将绝缘膜的基板侧的电极的配线的数目(元件 A的源电极、元件A的漏电极以及元件B的栅电极)和绝缘膜上的电极的 配线的数目(元件A的栅电极、元件B的源电极以及元件B的漏电极)的 数目进行平均，能够使元件A以及元件B的源电极和漏电极的配线进一步 变粗。因此，能够提高有机EL器件的响应性。


图1是现有的有机EL器件的剖面图。
图2是凹版印刷装置的示意图。
图3是现有的有机EL器件的示意图。
图4是本发明的有机EL显示器的电路图。
图5是本发明实施方式1的有机EL器件的剖面图。
图6A 6G是表示本发明实施方式1的有机EL器件的制造工序的图。
图7是本发明实施方式2的有机EL器件的剖面图。
图8A 8H是表示本发明实施方式2的有机EL器件的制造工序的图。
图9是本发明实施方式3的有机EL器件的剖面图。
图10A 10H是表示本发明实施方式3的有机EL器件的制造工序的图。
图11A 11B是本发明的有机EL器件的TFT的剖面图。
具体实施例方式
1、关于本发明的有机EL器件
本发明的有机EL器件包括半导体元件A (以下也称为"元件A")、 半导体元件B (以下也称为"元件B")以及有机EL元件，所述有机EL元 件具有与元件B的漏电极连接的像素电极，元件A的源电极或漏电极与元 件B的栅电极连接。本发明的有机EL器件既可以是顶部发光型也可以是底 部发光型，但是优选是顶部发光型。 (1 )关于元件A
本发明的半导体器件中的元件A包括源电极和漏电极、半导体层、 以及栅极绝缘膜。元件A在本发明的有机EL器件中发挥开关TFT的作用。 开关TFT是指用于选择像素的TFT，若开关TFT导通，其电位被保持为保 留容量，根据保留容量的容量控制后述的驱动TFT (元件B )的导通或截止 的状态。元件A既可以是顶栅型TFT,也可以是底栅型TFT，优选是顶栅 型TFT。
基板是由绝缘材质构成的基板。作为绝缘材质的例子，包括玻璃或树 脂等。作为树脂的例子包括聚对苯二曱酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate: PET)、聚萘乙烯(polyethylene naphthalate: PEN)、聚醚石风 (polyether sulfone : PES)、 聚醚酰亚胺(polyetherimide)、 聚苯石克醚 (polyphenylene sulfide: PPS)、聚芳酯(polyary late)、聚酰亚胺(polyimide)、 聚碳酸酯(polycarbonate: PC)、聚丙烯酸酯(polyacrylate: PAR)、三醋酸纤维 素(cellulose triacetate)、 醋酸丙酸纤维素(Cellulose Acetatepro Pionate: CAP) 等。
元件A是顶栅型TFT时，后述的源电极和漏电极被配置在比栅电极更 靠近基板侧(参照图5)。另一方面，元件A是底栅型TFT时，栅电极被配 置在比源电极和漏电极更靠近基板侧(参照图7)。
源电极和漏电极的材质可为导电聚合物或低阻抗的金属的其中一种。 作为导电聚合物的例子包括聚噻吩衍生物或聚亚乙基二氧噻吩 (polyehylenedioxythiophene; PEDOT)、聚苯胺(polyaniline: PANI)等。作 为金属的例子包括钻(A1)、铬(Cr)、钼(Mo)、金(Au)、银(Ag)、 铜(Cu)以及铂(Pt)等。在为本发明的顶部发光型有机EL器件时，优选的是，源电极和漏电极的材质是光的反射率较高的银。另外，源电极和漏 电极可以被薄膜化成低应力，或者被层叠。源电极和漏电极也可以通过例 如溅射法或蒸镀法等气相法、或者涂敷液状的电极材料的液相法而形成。
另外，源电极和漏电极也可以是与Cr膜(5nm以下)的层叠膜或与Ti (钛)膜(5nm以下)的层叠膜。通过在Cr膜或Ti膜上层叠源电极和漏电 极，提高源电极和漏电极与基板或绝缘膜的粘接性。进而，由于Ti膜难以 被氧化，所以优选的是，源电极和漏电极被层叠在Ti膜上。
元件A的源电极或漏电极经由接触部与后述的元件B的栅电极连接。 本发明的特征在于元件A的源电极和漏电极与元件B的栅电极被配置在 同一平面上，并且接触部被配置在该同一平面上。也就是说，在同一平面 上，将元件A的源电极或漏电极与元件B的栅电极连接。
接触部是，将元件A的源电极或漏电极与元件B的栅电极连接的导电 层。接触部的材质例如是钼铬(MoCr)或APC (银、铂以及铜的合金)、 镍铬(NiCr)等。另外，优选的是，接触部与元件A的源电极和漏电极以 及元件B的栅电极同时形成。
半导体层配置在源电极和漏电极之间，电连接源电才及和漏电极。半导 体层既可以配置在源电极和漏电极之上(图11A),也可以配置在源电极和 漏电极之下(图UB)。另夕卜，在半导体层配置在源电极和漏电极之下时(参 照图11B ),为了降低4妄触阻抗或控制漏电流(off-leak current),也可以在 源电极和漏电极与半导体层的接触面中掺入掺杂材料。
半导体层也可以是硅类半导体层、有机半导体层或化合物半导体层。
硅类的半导体层也可以是，多晶硅(polysilicon)、非晶硅(amorphous silicon)、孩i晶石圭(microcrystalline silicon)、 纳米石圭(nano-crystalline silicon)以 及多晶硅(polymorphous siicon)等。例如通过直接成膜法(并行平板RF法 (parallel flat-plate RF method )、《鼓波等离子法(micro-wave plasma method ) 或电感耦合等离子法(inductively coupled plasma )等)或固相成长法 (solid-phase growth method)(制膜后4吏用石兹场退火(magnetic annealing )、 催化退火(catalyst annealing)或激光退火(laser annealing)等的方法)等 的CVD法(化学气相沉积法)形成硅类的半导体层。
元件A为顶栅型TFT时，优选的是，通过使用激光退火法的固相成长 法形成硅类半导体层。在通过激光退火法形成硅类的半导体层时，有时会
9促进半导体层的上层的结晶。在为顶栅型TFT时，由于半导体层的上层容 易受到栅电极的影响，所以上层进行了结晶的硅类的半导体层适合于顶栅 型TFT。
另 一方面，通过在由设置在电极上的隔堤所规定的区域内涂敷有机半 导体材料而形成有机半导体层(参照图9)。具体而言，优选的是，涂敷含 有有机半导体材料的苯曱酸乙酯等非水性溶液，使其干燥而形成半导体层。 作为涂敷的方法的例子，包括喷注法或分配(dispense)法等。优选的是，含 有有机半导体的半导体层为多晶且电气特性优良。
规定有机半导体层的区域的隔堤具有以下的作用，即，在通过喷注法 等印刷法涂敷有机半导体材料时，防止有机半导体材料泄漏到相邻的元件。 也可以通过使用例如图2所示的凹版印刷装置的凹版印刷法形成隔堤。
图2表示凹版印刷装置40。凹版印刷装置40包括印刷滚筒41、压 印滚筒42、墨水供给滚筒43以及刮墨刀44。
印刷滚筒41具有在其表面形成有印刷图案的滚筒面41a。压印滚筒42 具有使基板110与印刷滚筒41接触的功能。墨水供给滚筒43是用于将墨 水提供给印刷滚筒41的滚筒。刮墨刀44具有将通过墨水供给滚筒43提 供给印刷滚筒41的墨水控制为一定量的功能。
在凹版印刷装置40中，进行设定，以使基板IIO仅以图中的箭头方向通 过印刷滚筒41和压印滚筒42之间。
以下，对通过凹版印刷法形成隔堤的方法进行说明。 首先，使印刷滚筒41、压印滚筒42以及供给滚筒43分别旋转，将树脂 材料提供给印刷滚筒41的滚筒面41a的凹部，所述供给滚筒43配置在贮存 有树脂材料(隔堤的材料)的储罐(无附图标记)内。此时，优选的是， 通过刮墨刀44而使树脂材料为一定供给量。而且，将填充到滚筒面41a的 凹部的树脂材料转印到通过压印滚筒42而与印刷滚筒41接触的基板110 的表面的所期望的位置，从而形成隔堤。
也可以通过对所形成的隔堤进一步进行使用了氧等离子及CF4(四氟化 碳)等离子的等离子处理，控制隔堤的亲水性及疏水性。使用氧等离子的 等离子处理使涂敷有机半导体材料的区域具有亲水性，因此有助于均匀地 涂敷有机半导体材料。另一方面，使用CF4等离子的等离子处理使隔堤表 面具有疏水性，因此防止所涂敷的有机半导体材料溢出通过隔堤规定的区
10域。
作为有机半导体材料的例子包括芴噻吩聚合物(fluorene-thiophene copolymer:F8T2)、 四苯并卟啉(tetrabenzoporphyrin)、寸氐p塞p分(Oligothiophene) 并五苯(pentacene)、 红萸烯(mbrene)、 碳纳米管(carbon nanotube)等。
在有机半导体层的情况下，需要根据栅电极的相对于源电极和漏电极 的位置关系而适当地选择有机半导体材料。理由是，根据栅电极的位置， 可以控制的沟道.(channel)的有机半导体材料的种类不同。例如，在元件A 为顶栅型TFT时，有机半导体材料为芴p羞吩聚合物(fluorene-thiophene copolymer:F8T2)、 4氐p塞吟(01igothiophene)、 并五苯(pentacene)、 红焚烯 (mbrene)等，但特别优选的是红焚烯。另一方面，在元件A是背栅型TFT 时，优选的是，有机半导体材料为四苯并卟啉。
栅极绝缘膜是用于将栅电极与源电极和漏电极绝缘的部件。在元件A 为顶栅型TFT时，栅极绝缘膜设置在源电极和漏电极、以及半导体层上(参 照图5)。另一方面，元件A是底栅型TFT时，栅极绝缘膜配置在后述的栅 电极上(参照图7)。
栅极绝缘膜的材质优选的是，氮化硅、氧化硅或氮氧化硅等，但是并 不限于此，也可以是提供与半导体层的洁净的界面且漏电流较少的金属氧 化物或绝缘性的有机物质等。作为绝缘性的有机物质的例子包含聚酰亚胺 类、丙烯酯类、苯丙环丁烯((cyclotene)类、聚苯乙烯类的材料等。
栅电极是用于调节在源电极和漏电极之间流过的电流的导电层。
栅电极的材质并不特别限定，但可以是例如金(Au)膜(100nm左右) 与铬(Cr)膜(5nm以下)或钛(Ti)膜(5nm以下)的层叠膜。通过在 Cr膜或Ti膜上层叠栅电极，提高栅电极与基板或绝缘膜的粘接性。进而， 由于Ti膜难以被氧化，所以优选的是，栅电极被层叠在Ti膜上。 (2)关于元件B
元件B与元件A同样，包括栅电极、栅极绝缘膜、源电极和漏电极、 以及半导体层。各个的功能或材质也可以与元件A的相同。在本发明的有 机EL器件中，元件B发挥驱动TFT的功能。驱动TFT是指用于驱动有机 EL元件的TFT。
在本发明中，优选的是，元件B和元件A共享基板和栅极绝缘膜。另 外，元件B的漏电极与有机EL元件的像素电极连接。连接元件B的漏电
ii极与有机EL元件的像素电极的方法并不特别限定。例如，在有机EL元件 为顶部发光型时，也可以经由接触孔将元件B的漏电极与有机EL元件的像 素电极连接。
(3) 各个元件的制造方法
根据各个元件是顶栅型TFT还是底栅型TFT,制造方法不同。以下， 分为元件是顶栅型TFT的情况和是底^^型TFT的情况，对元件的制造方法 进行说明。
(a )元件是顶栅型TFT的情况
顶栅型TFT的制造方法例如包括以下的步骤(i)准备基板；(ii)在 基板上形成源电极和漏电极；(iii)在基板上形成半导体层；(iv)在半导体 层、源电极和漏电极上形成栅极绝缘膜；以及(v)在4册极绝缘膜上形成栅-电极。
步骤(ii)可以在步骤(iii)之前，也可以在步骤(iii)之后。 (b )元件是底栅型TFT的情况
底栅型TFT的制造方法例如包括以下的步骤(i)准备基板；(ii)在 基板上形成栅电极；(iii)在栅电极上形成栅极绝缘膜；(iv)在栅极绝缘膜 上形成源电极和漏电极；以及(v)在栅极绝缘膜上形成半导体层。 步骤(iv)可以在步骤(v)之前，也可以在步骤(v)之后。
(4) 关于元件A和元件B的关系
如上所述，元件B的栅电极与元件A的源电极和漏电极形成在同一平 面上，并与元件A的源电极或漏电极电连接。
这样，在本发明的有机EL器件中，通过将元件A的源电极和漏电极与 元件B的栅电极配置在同 一平面上，能够不经由接触孔将元件A(开关TFT ) 与元件B (驱动TFT)连结，能够提高成品率。
为了将元件A的源电极和漏电极与元件B的栅电极形成在同 一平面上， 可以使用以下的方法，例如(1 )使元件A为顶栅型TFT而使元件B为底 栅型TFT，将元件A的源电极和漏电极、以及元件B的栅电极配置在绝缘 膜的基板侧的同一平面上的方法(参照图5); (2)使元件A为底栅型TFT 而使元件B为顶栅型TFT，将元件A的源电极和漏电极、以及元件B的栅 电极配置在绝缘膜上的同一平面的方法(参照图9)等。
这样，在本发明中，优选的是，元件A的栅电极的相对于源电极和漏
12电极的位置关系与元件B的栅电极的相对于源电极和漏电极的位置关系不 同(使一方为顶栅极而使另一方为漏栅极)。
在元件B的漏电极经由接触孔而与有机EL元件的像素电极连接时，优 选的是，使元件A为顶栅型，而使元件B为底栅型。理由是，若使元件A 为顶栅型，而使元件B为底栅型，则能够以更短的接触孔连接元件B的漏 电极与有机EL元件的像素电极。
这样，通过使一方的元件为顶栅型，而使另一方的元件为底栅型，从 而能够将绝缘膜的基板侧的电极数目和绝缘膜上的电极数目平均。
例如，如图3所示的现有的有机EL器件那样，使元件A为顶栅型TFT, 并使元件B也为顶^t型TFT时，配置在绝缘膜的基板侧的电极的数目为四 个，即，(l)元件A的源电极、(2)元件A的漏电41、 (3)元件B的源电 极以及(4)元件B的漏电极，配置在绝缘膜上的电极的数目为两个，即， (1 )元件A的栅电极和(2)元件B的栅电极(参照图3)。另一方面，如 本发明，若使元件A和元件B的栅电极的位置关系不同(使一方为顶栅极， 另 一方为底栅极)，则配置在绝缘膜的基板侧的电极和配置在绝缘膜上的电 极的数目分别为三个。
由此，能够使元件B的源电极和漏电极的配线的宽度变宽。
通常，驱动TFT为了使大驱动电流流入像素电极，需要具有高电流容 量的源电极和漏电极。为了提高电极的电流容量，使电极增厚或使电极的 配线的宽度变宽即可。但是，若使电极增厚(至数pm左右)，有可能出现 以下的情况，即，在电极内部产生残余应力，在电极或基层产生裂缝。
如上所述，根据本发明，能够使元件B (驱动TFT)的源电极和漏电极 的配线的宽度变宽，因此，能够在不使电极增厚的情况下而提高元件B的 源电极和漏电极的电流容量。
另外，与元件B的源电极和漏电极配置在同一平面上的元件A的栅电 极不需要高电流容量。因此，使元件A的栅电极的配线的宽度变细，从而 可以进一步相应地使元件B的源电极和漏电极的配线的宽度变宽。
这样，根据本发明的有机EL器件，在制造工序中，能够省略用于形成 接触孔的步骤(蚀刻或洗净等)，提高成品率。另外，根据本发明的有机EL 器件，能够提供高响应性的有机EL显示器。 (5)有关有机EL元件
13如上所述，在本发明的有机EL器件中，元件B的漏电极与有机EL元 件连接。本发明的有机EL器件所包含的有机EL元件可以是顶部发光型也 可以是底部发光型，但优选是顶部发光型。
有机EL元件具有由阳极和阴极构成的一对像素电极以及像素电极所 夹持的有机发光层，还可以具有空穴输送层或电子输送层等。
2、关于本发明的有机EL显示器
也可以通过将多个本发明的有机EL器件以矩阵状地配置在一个基板 上，制造有机EL显示器。
在本发明的有才几EL显示器中，元件A和元件B的各个电极也可以形 成为矩阵状，也可以形成为线状。另外，本发明的有机EL显示器也可以具 有扫描电极线、公共电极线以及数据电极线。扫描电极线与进行了排列的 多个元件A (开关TFT)的栅电极连接，向元件A的栅电极提供电流。公 共电极线与进行了排列的多个元件B (驱动TFT)的源电极连接，向元件B 的源电极提供电流。而且，数据电极线与进行了排列的多个元件A的源电 极连接，向元件A的源电极提供电流(参照图4 )。
在本发明的有机EL显示器中，并不特别限定对元件A和元件B的各 个的电极施加的电位的大小，但是，例如对元件A的栅电极施加的电位为 -5 ~ + 20V,对元件A的源电极施加的电位为0 ~ 10V,对元件A的漏电 极施加的电位为0~ 10V;对元件B的栅电极施加的电位为0~ IOV，对元 件B的源电才及施加的电位为-5~ +2V，对元件B的漏电才及施加的电位为 12V。
图4表示本发明的有机EL显示器的电路图。
在图4中，Vg表示扫描电极线，Vdd表示公共电极线，以及Vs表示 数据电极线。另夕卜，A表示元件A(开关TFT)， B表示元件B(驱动TFT)， C表示电容器，D表示有机EL元件。电容器具有使驱动TFT的栅电极的电
位稳定的功能。
如图4所示，扫描电极线和公共电极线与图中的X轴平行。另一方面， 数据电极线与图中的Y轴平行。另外，X轴与Y轴正交。另外，扫描电极
线和公共电极线形成在同一平面上，是数据电极线被配置在比扫描电极线 和公共电极线更靠近基板侧。
这样，根据本发明，能够使扫描电极线和公共电极线并行在同一平面
14上，从而能够提供新的路径配线的图案。
另外，如图4所示，电容器优选与公共电极线连接。
通过将电容器与公共电极线连接，并使公共电极线为控制线，能够构 成削减了配线的数目的像素补偿电路。
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是，以下所说明的 实施方式并不限定本发明的范围。
(实施方式1)
在实施方式l中，对开关TFT(元件A)为顶栅型TFT而驱动TFT(元 件B)为底栅型TFT的有机EL器件进行说明。另外，实施方式l中的半导 体层为硅类半导体层或化合物半导体层。
图5表示实施方式1的有才几EL器件的剖面图。
1、关于实施方式1的有机EL器件
在图5中，有机EL器件10包括开关TFT100、驱动TFT200以及有 机F丄元件300。
开关TFT100为顶栅型TFT。开关TFT100包括基板110、源电极120 和漏电极121、半导体层130、栅极绝缘膜140以及栅电极122。
在顶栅型的开关TFTIOO中，源电极120和漏电极121配置在基板110 上，斥册极绝缘膜140配置在源电极120和漏电极121以及半导体层130上， 另外栅电极122配置在栅极绝缘膜。另外，本实施方式中的半导体层130
为硅类半导体层或化合物半导体层。
开关TFT 100的漏电极121在基板110上经由接触部150与驱动TFT200 的栅电极222连接。
驱动TFT200为底栅型TFT。驱动TFT200与开关TFT100共享基板110 和栅极绝缘膜140,该驱动TFT200包括源电极220和漏电极221、半导 体层230以及栅电极222。
在底栅型的驱动TFT200中，栅电极222配置在基板110，栅极绝缘膜 140配置在栅电极222上，另外源电极220和漏电极221配置在栅极绝缘膜 140。
如上所述，驱动TFT200的4册电极222在基板110的同一平面上与开关 TFT100的漏电才及121连接。
这样，在本实施方式中，开关TFT的漏电极和驱动TFT的栅电极被配
15置在同 一基板面上并被连接。
在开关TFT100和驱动TFT200上设有保护(overcoat)层141。保护层 Ml具有以下的功能，即，促进半导体层的电子移动以及防止半导体层遭遇 空气中的氧或水蒸气。
作为保护层141的材质的例子包括聚酰亚胺、聚酰亚胺硅氧烷 (polyimidesiloxane )、 曱基硅氧烷(methylsiloxane )、 苯基硅氧烷 (phenylsiloxane )、聚乙烯树脂等。
有机EL元件3G0包括阳极320、有机发光层330、阴极321、密封膜 340、平坦层350、接触孔360、平坦膜351以及隔堤380。本实施方式中的 有机EL元件300为顶部发光型发光元件。
平坦层350是配置在保护层141上的绝缘层。平坦膜层350提供用于 配置后述的阳极320的平坦的平面。通过将阳极320配置在平坦的平面， 能够获得平坦的阳极320。也就是说，通过平坦层350，例如在阳极310为 反射阳极时，能够获得向一定方向反射而不使光乱反射的平坦的反射阳极。
作为平坦层350的材质的例子包括丙烯酯树脂、苯并环丁烯 (Benzocyclobutene: BCB)树月旨、酚醛树脂(novolac resin)等。例如，通过 旋压覆盖法(spin coat method)形成平坦层350。
平坦层350具有用于将驱动TFT200的漏电极221和有机EL元件300 的阳极320连接的接触孔360。接触孔360在平坦层350和保护层141的材 质是光敏性树脂时，可以通过光刻法形成，在平坦层350的材质是非光敏 性树脂时，可以通过干蚀刻法形成。通过将金属等导电部件溅射到接触孔 360，形成将漏电极221和阳极320连接的导电层。
阳极320为配置在平坦层350上的导电层。如上所述，阳极320经由 接触孔360与驱动TFT200的漏电极221连接。有机EL元件300为顶部发 光型，因此阳极320优选是由银等构成的反射阳极。
有机发光层330包含有机发光材料。作为有机发光层330所包含的有 机发光材料的例子，包括聚苯亚乙烯(polyphenylenevinylene)及其衍生物、 聚乙炔(polyacetylene)及其衍生物、聚苯(polyphenylene)及其衍生物、聚对苯 乙烯(poly(para-phenylene ethylene))及其衍生物、聚3-己基p塞吩 (poly(3-hexylthi叩hene))及其衍生物、以及聚芴(polyfluorene)及其衍生物等。 有机发光层还可进一步包含空穴注入层、中间层或电子输送层等。
16例如，通过在由隔堤380规定的区域内涂敷有机发光材料而形成有机
发光层330。
阴极321为配置在有机发光层330上的导电层。优选的是，阴极321 由使光透过的材质构成。在阴极321上还配置平坦膜351。平坦层351的材 质和制造方法也可以与平坦层350相同。
密封膜340是用于保护阳极320、有机发光层330以及阴极321免受水 分、高温或冲击等影响的膜。密封膜340配置在平坦层351上。作为密封 膜340的材质的例子包括Si3N4、 SiON或Si02等，特别优选的是Si3N4。 也可以通过层叠由这些材质构成的膜而形成密封膜340。密封膜500的优选 的厚度是20~200nm。
隔堤380规定有机发光层330的区域。隔堤380的材质例如为聚酰亚 胺或聚丙烯等。
2、关于实施方式1的有机EL器件的制造方法
有机EL器件10的制造方法并不特別限定，例如包括以下的步骤 (1 )准备基板110;
(2)在基板的同一平面上，形成开关TFT100的源电极120和漏电极 121、驱动TFT200的栅电极220、以及接触部150;
(3 )形成将开关TFT100的源电极120与漏电极121连接的半导体层
130;
(4)在开关TFT100的源电极120、漏电极121和半导体层130、以及 驱动TFT的栅电极222上形成栅极绝缘膜140;
(5 )在绝缘膜140上形成开关TFT100的栅电极122、以及驱动TFT200 的源电极220和漏电才及221;
(6 )形成将驱动TFT200的源电极220和漏电极221连接的半导体层 230，并且形成保护层141;以及
(7)制造与漏电极221连接的有机EL元件300。 在步骤(1 )中，准备由上述那样的材质构成的基板110 (图6A)。 在步骤(2)中，在准备的基板110上，例如通过溅射法或加热蒸镀法 形成开关TFT100的源电极120和漏电极121、接触部150以及驱动TFT200 的片册电极222 (图6B)。
这样，在本发明中，通过在同一平面上配置开关TFT的源电极和漏电
17极以及驱动TFT的栅电极，能够在一个步骤中形成开关TFT的源电极和漏 极之间的蜂接。
在步骤(3)中，形成将开关TFT100的源电极120与漏电极121连接 的半导体.层130 (图6C)。在半导体层130是硅类半导体层时，例如通过 CVD法形.成半导体层130。半导体层130是化合物半导体层时，通过CVD 法或溅射举等气相法或者溶胶凝胶法或溶液法的液相法等形成半导体层 130。
在步骤(4)中，在开关TFTIOO的源电极120、漏电极121、半导体层 130、以及驱动TFT200的栅电极222上形成栅极绝缘膜140 (图6D )。在 栅极绝缘膜140的材质为氧化硅或氮化硅等无机物时，通过溅射法、CVD 法、ALD ( Atomic Layer Deposition:原子层沉积)法、热氧4匕法、干蚀刻 等形成栅极绝缘膜140。另一方面，在栅极绝缘膜140的材质是聚酰亚胺等 有机物时，通过涂敷法或光刻法等形成栅极绝缘膜140即可。
在步骤(5)中，例如通过溅射法或加热蒸镀法在栅极绝缘膜140上形 成开关TFT100的4册电才及122以及驱动TFT200的源电4及220和漏电4及221 (图6E )。
在步骤(6 )中，形成将驱动TFT200的源电极220和漏电极221连接 的半导体层230，并且通过例如旋压覆盖法等形成保护层"1 (图6F)。半 导体层230的形成方法也可以与半导体层130的形成方法相同。
在步骤(7)中，在完成了的开关TFT100和驱动TFT200上形成有机 EL元件300 (图6G )。
形成有机EL元件300的方法例如可以包括以下的步骤(a)例如通过 旋压覆盖法在保护层141上形成平坦膜350; (b)使用光刻法或干蚀刻法等 形成接触孔360; (c)经由接触孔360连接栅电极221和阳极320;以及(d) 在阳极320上形成有机发光层320、阴极321、平坦膜351以及密封膜340。
(实施方式2)
在实施方式1中，对半导体是硅类半导体层或化合物半导体层的有机 EL器件进行了说明。在实施方式2中，对半导体层是通过涂敷法形成的有 机半导体层的有机EL器件进行说明。
图7表示实施方式2的有机EL器件的剖面图。
181、 关于实施方式2的有机EL器件
在实施方式2的有机EL器件20中，除了开关TFT101的半导体层131、 驱动TFT201的半导体层231以及隔堤160和260之外的构成要素与实施方 式1的有机EL器件IO相同。对与有机EL器件10的构成要素相同的构成 要素标注相同附图标记，省略其说明。
开关TFT101在源电极120和漏电极121上具有隔堤160。半导体层131 被配置在由隔堤160规定的区域内。半导体层131的材质例如为药p塞吩聚 合4勿(fluorene-thiophene copolymer:F8T2)、 j氐p塞p分(01igothiophene)、 并五苯 (pentacene)、红荧烯(mbrene)等，但特别优选为红荧烯。
驱动TFT201在源电极220和漏电极221上具有隔堤260。半导体层231 被配置在由隔堤260规定的区域内。半导体层231的材质例如优选的是四 苯并卟淋。
这样，在本实施方式中，优选的是，开关TFT的半导体层所包含的有 机半导体材料与驱动TFT的半导体层所包含的有机半导体材料不同。
在有机EL器件20中，开关TFT101的漏电极121和驱动TFT201的栅 电极222被配置在绝缘膜140的基板110的同一平面上并被连接。
2、 关于实施方式2的有机EL器件的制造方法 有机EL器件20的制造方法，例如包括以下的步骤
(1 )准备基板110;
(2) 在基板110的同一平面上，形成开关TFT101的源电极120和漏电 极121、驱动TFT201的栅电极222、以及接触部150;
(3) 在开关TFT101的源电极120和漏电极121上配置隔堤160;
(4) 在由隔堤160规定的区域形成半导体层131;
(5 )在驱动TFT201的栅电极222上、以及开关TFT101的源电极120、 漏电极121和半导体层131上形成栅极绝缘膜140;
(6) 在栅极绝缘膜140的同一平面上形成开关TFT101的斥册电极122、 以及驱动TFT201的源电极220和漏电极221;
(7) 在驱动TFT201的源电极220和漏电极221上配置隔堤260;以及
(8) 在由隔堤260规定的区域，形成半导体层231，并且形成保护层141。 在步骤(1 )中，准备由上述那样的材质构成的基板101 (图8A)。 在步骤(2)中，在准备的基板上，例如通过溅射法或加热蒸镀法形成
19开关TFT101的源电极120和漏电极121、驱动TFT201的栅电极222、以 及接触部150 (图8B)。
这样，在本发明中，通过在同一平面上配置开关TFT的源电极和漏电 极以及驱动TFT的抓电极，在一个步骤中形成开关TFT的源电极和漏电极
间的连接。
在步骤(3)中，在开关TFT101的源电极120和漏电极121上形成隔 堤160;例如，也可通过凹版印刷形成隔堤160 (图8C)。
在本实施方式中隔堤被配置在电极上，但是隔堤也可以配置在电极的 外侧的基板上。
在步骤(4)中，在由开关TFT101的源电极120和漏电极121之间的 隔堤160规定的区域内形成半导体层131。例如，通过喷注法或分配法等涂 敷非水性溶液，使其干燥及结晶而形成半导体层131,所述非水性溶液为含 有有机半导体材料的非水性溶液(图8D)。
在隔堤规定的区域内刚涂敷的有机半导体材料为凸形状的液滴，但随 着进行干燥而渐渐地变得平坦。
在步骤(5)中，在开关TFTIOI的源电极120、漏电极1"、半导体层 131 、以及驱动TFT201的栅电极222上形成栅极绝缘膜140 (图8E )。在栅 极绝缘膜140的材质为氧化硅或氮化硅等无机物时，通过溅射法、CVD法、 ALD ( Atomic Layer Deposition:原子层沉积)法、热氧化法、千蚀刻等形 成栅极绝缘膜140。另一方面，在栅极绝缘膜140的材质是聚酰亚胺等有机 物时，通过涂敷法或光刻法等形成栅极绝缘膜140即可。
在步骤(6)中，例如通过溅射法或加热蒸镀法在绝缘膜140上形成开 关TFT101的栅电极122以及驱动TFT201的源电极220和漏电极221 (图 8F)。
这样，在本发明中，通过在同一平面上配置开关TFT的源电极和漏电 极以及驱动TFT的栅电极，能够在一个步骤中形成开关TFT的源电极和漏 电冲及以及驱动TFT的4册电才及。
在步骤(7)中，例如通过凹版印刷法在驱动TFT201的源电极"0和 漏电极221上形成隔堤260 (图8G)。
隔堤260的形成方法也可以与隔堤160的形成方法相同。
20在步骤(8)中，在由隔堤260规定的区域形成半导体层231 (图8H)。 半导体层231的形成方法也可以与半导体层131的形成方法相同。此后， 例如通过旋转覆盖法在开关TFT101和驱动TFT201上形成保护层141。
此后，例如也可以通过实施方式1记载的方法制造与漏电极221连接 的有才几EL元件300。
(实施方式3)
在实施方式I和实施方式2中，对开关TFT为顶栅型而驱动TFT为底 栅型的有机EL器件进行了说明。在实施方式3中，对开关TFT为底栅型 TFT而驱动TFT为顶栅型TFT的有机半导体器件进行说明。另外，在本实 施方式中，省略有机EL元件的图示，对有机半导体器件进行说明。进而， 本实施方式中的半导体层的材料是有机半导体。
1、 关于实施方式3的半导体器件
图9表示实施方式3的半导体器件的剖面图。
在实施方式3的有机半导体器件30的说明中，对与有机EL器件20的 构成要素相同的构成要素标注相同附图标记，省略其说明。
有机半导体器件30包括底栅型的开关TFT102和顶栅型的驱动 丁FT202。在绝缘膜140的同一平面上经由接触部150连接开关TFT102的 漏电极121和驱动TFT202的斥册电才及222。
2、 关于实施方式3的有机半导体器件的制造方法 有机半导体器件30的制造方法，例如包括以下的步骤
(1 )准备基板110 (图10A);
(2)在基板110的同一平面上形成开关TFT102的栅电极U2、以及驱 动TFT202的源电极220和漏电极221 (图10B ); (3)在驱动TFT202的源电极220和漏电极221上配置隔堤260(图10C);
(4)在由隔堤260规定的区域形成半导体层231 (图10D);
(5 )在开关TFT102的栅电极122上、以及驱动TFT202的源电极220、 漏电极221和半导体层231上形成栅极绝缘膜140 (图10E);
(6)在栅极绝缘膜140的同一平面上，形成开关TFT102的源电极120 和漏电极121、驱动TFT201的栅电极222、以及接触部150 (图10F);
(7)在开关TFT102的源电极120和漏电极121上配置隔堤160(图10F); 以及
21(8)在由隔堤160规定的区域，形成半导体层131，并且形成保护层141。 各个的构成要素的制造方法可以与实施方式2记载的方法相同。 本申请主张基于2007年5月31日提交的特愿第2007-144807号的优先 权。该申请说明书中所记载的内容，全部引用于本申请说明书。 工业实用性
本发明的有机EL器件和其制造方法并不限于利用为例如有机EL显示 器，而且特别适合用作文字处理器、个人计算机等携带式信息处理装置、 手表式电子设备等各种电子设备中的显示部。
权利要求
1、一种有机电致发光器件，包括半导体元件A，其具有源电极和漏电极、以及栅电极；半导体元件B，其具有源电极和漏电极、以及与所述半导体元件A的源电极或漏电极连接的栅电极；以及有机电致发光元件，其具有与所述半导体元件B的漏电极连接的像素电极，所述半导体元件A的源电极和漏电极、以及所述半导体元件B的栅电极被配置在同一平面上。
2、 如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中， 所述半导体元件A是顶栅型TFT,所述半导体元件B是底栅型TFT。
3、 如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中， 所述半导体元件A是底栅型TFT,所述半导体元件B是顶栅型TFT。
4、 如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中， 所述半导体元件A或所述半导体元件B的半导体层包含硅。
5、 如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中， 所述半导体元件A或所述半导体元件B的半导体层包含有机半导体。
6、 如权利要求1所述的有机电致发光器件，其中，所述半导体元件A的半导体层所包含的有机半导体与所述半导体元件 B的半导体层所包含的有机半导体不同。
7、 一种有机电致发光显示器，其是在一个基板上以矩阵状地配置有多 个权利要求1的有机电致发光器件的有机电致发光显示器，与所述各个的半导体元件A的栅电极连接的扫描电极线和与所述各个 的半导体元件B的源电极连接的公共电极线与X轴平行，与所述各个的半导体元件A的源电极连接的数据电极线与Y轴平行， 所述X轴与所述Y轴正交。
8、 一种有机电致发光器件的制造方法，包括以下的步骤 准备基板；在所述基板的同一平面上形成半导体元件A的源电极和漏电极、半导体元件B的栅电极、以及将半导体元件A的源电极或漏电极与半导体元件 B的栅电极连接的接触部；形成将所述半导体元件A的源电极与漏电极连接的所述半导体元件A 的半导体层；在所述半导体元件A的源电极、漏电极和半导体层、以及所述半导体 元件B的栅电极上形成栅极绝缘膜；在所述栅极绝缘膜上形成半导体元件A的栅电极、以及半导体元件B 的源电纟及和漏电才及；形成将所述半导体元件B的源电极和漏电极连接的所述半导体元件B 的半导体层；以及形成与所述半导体元件B的漏电极连接的有机电致发光元件的像素电极。
9、 一种有机电致发光器件的制造方法，包括以下的步骤 准备基板；在所述基板上形成半导体元件A的栅电极、以及半导体元件B的源电 才及和漏电才及；形成将所述半导体元件B的源电极与漏电极连接的所述半导体元件B 的半导体层；在所述半导体元件A的栅电极上、以及所述半导体元件B的源电极、 漏电极和半导体层上形成栅极绝缘膜；在所述栅极绝缘膜的同一平面上形成所述半导体元件A的源电极和漏 电极、所述半导体元件B的槺电极、以及接触部，所述接触部将所述半导 体元件A的源电极或漏电极和所述半导体元件B的栅电极连接；形成将所述半导体元件A的源电极和漏电极连接的所述半导体元件A 的半导体层；以及形成与所述半导体元件B的漏电极连接的有机电致发光元件的像素电极。
10、 如权利要求8所述的方法，其中，所述半导体元件A的半导体层所包含的有机半导体与所述半导体元件 B的半导体层所包含的有机半导体不同。
11、如权利要求9所述的方法，其中，所述半导体元件A的半导体层所包含的有机半导体与所述半导体元件 B的半导体层所包含的有机半导体不同。
全文摘要
本发明公开一种有机电致发光器件，其包括半导体元件A，其具有源电极和漏电极、以及栅电极；半导体元件B，其具有源电极和漏电极、以及与所述半导体元件A的源电极或漏电极连接的栅电极；以及有机电致发光元件，其具有与所述半导体元件B的漏电极连接的像素电极，所述半导体元件A的源电极和漏电极、以及所述半导体元件B的栅电极被配置在同一平面上。
文档编号H01L27/32GK101542735SQ200880000488
公开日2009年9月23日 申请日期2008年5月30日 优先权日2007年5月31日
发明者吉田英博, 小野晋也, 山室景成, 森清隆 申请人:松下电器产业株式会社