电致发光器件及其制造方法技术

为了在保持和改进ＥＬ元件性能的同时减少层数，从而降低成本。在像素电极（１０４，１０５）上形成阴极（１０６，１０７）、发光层（１０８）、阳极（１０９）和钝化膜（１１０）。此后，透过钝化膜（１１０）和阳极（１０９）在发光层（１０８）和阳极（１０９）之间的界面附近掺入卤族元素。这导致用作空穴传输层的空穴传输区（１１１）的形成，从而提高了光发射效率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种由EL(电致发光)显示器件代表的电光器件，该EL显示器件包含形成于基片上的半导体元件(使用半导体薄膜的元件，典型地，薄膜晶体管)，以及涉及一种用该电光器件做显示器的电子器件。特别地，本专利技术涉及制造这些器件的方法。近年来，在基片上形成薄膜晶体管(下文称为TFT)的工艺已取得了显著的进步，并正在进行将TFT应用于有源矩阵型显示器件中。特别地，使用多晶硅薄膜的TFT比使用非晶硅薄膜的传统TFT具有更高的电场迁移率，因此能够进行更快的操作。因此，过去由基片外的激励电路对像素进行控制，现在由形成在相同基片上的激励电路对像素进行控制，像素形成在该基片上。对这种有源矩阵型显示器件的关注是盼望着不同的优点，例如生产成本的降低，显示器件尺寸的缩小以及生产量和生产能力的增加，就是将所有不同类型的电路和元件安装到同一个基片上的结果。在有源矩阵型EL显示器件中，为每一个像素提供由TFT形成的开关元件，当控制电流的激励元件由该开关元件操作时，EL层发光。目前的主流EL层结构为三层或四层的层状结构，是由Eastman Kodak公司的Tang等提出的。然而，最近，许多人认为多层的元件结构将引起制造工艺的复杂化和生产成本的增加。在这方面，人们尝试通过将特殊杂质元素掺入光发射层且利用其作为电传输层或电注入层来减少层数。例如，Idmitsu Kosan有限公司提出将作用很小的铯(Cs)在发光层表面附近掺入发光层(distylarylene衍生物)，将掺杂区作为电子传输层(电子杂志主办的第六次FPD会议，83-88页)考虑到在上述多层EL元件中存在的问题来设计本专利技术。因此，本专利技术的目的是提供在保持或改善EL元件性能的同时减少层数的工艺。更准确地说，本专利技术的目的在于提供一种EL显示器件的新的制造方法，这种类型的EL显示器件是一种从形成元件的基片的一侧发射光的类型。本专利技术的另一个目的是降低生产成本，以提供一种便宜的EL显示器件。本专利技术的再一个目的是降低将便宜的EL显示器件作为其显示器的电子器件(电子装置)的生产成本。根据本专利技术，将特殊杂质元素掺入光发射层以使掺杂区起到载流子传输层(或载流子注入层)的作用，由此减少EL元件的光发射层的层数。特别地，在阳极附近的光发射层掺入卤族元素以促进空穴的传输。另一方面，在阴极附近的光发射层掺入碱金属元素或碱土金属元素来促进电子的传输。可以在杂质元素的掺杂步骤中使用包括质量分离的离子掺杂或不包括质量分离的离子注入。本专利技术的特征在于上述特殊杂质元素的掺入是在没有发现可能引起光发射层退化因素的状态下完成的。详细地说，将特殊杂质元素掺入光发射层，同时避免暴露到外界空气(特别是氧气)中。因此在不造成光发射层退化的情况下改善空穴或电子的传输。作为典型例子，EL元件从底部依次由阴极、光发射层和阳极层叠组成，透过形成在阳极上的钝化膜掺入特殊杂质元素。在这种情况下，理想的情况是在一次也不将元件暴露到外界空气的情况下完成从形成阳极到形成钝化膜的工艺。用来完成这种过程的适当设备是多室系统(也称为族工具系统)薄膜形成设备，该多室系统结合了不同类型的处理室或嵌入系统的薄膜形成设备。附图中附图说明图1A至1D是显示制造EL显示器件工艺的图；图2A至2D是显示制造EL显示器件工艺的图；图3A和3B是显示制造EL显示器件工艺的图；图4是显示制造EL显示器件工艺的图；图5是显示制造EL显示器件工艺的图；图6A至6D是显示制造EL显示器件工艺的图；图7是显示制造EL显示器件工艺的图；图8A和8B是在发射光之前和之后显示EL显示器件状态的图；图9是显示薄膜形成设备的结构的图；图10是显示EL显示器件结构的图；图11是显示EL显示器件结构的剖面图；及图12A至12F是显示电子器件示例的图。参考图1A至1D对本专利技术的实施例进行描述。首先，利用已知方法使TFT102、103形成在基片101上。虽然任何基片都可以用作基片101，但最好选用玻璃基片、陶瓷基片、塑料基片以及不锈钢基片(图1A)。TFT102、103可以是任意结构。然而，由于其均为控制流入像素电极104、105的电流的TFT，期望其具有可通过产生热量及热载流子效应减少退化的结构。另一方面，过大电流会产生热量使EL层退化，因此，在某些情况下，可延伸沟道长度或放置电阻以抑制过度的电流。要注意的是，尽管图1A至1D图示了TFT好象在一个像素中仅有一个TFT形成，但实际上，可以有两个TFT，一个是开关TFT，另一个是电流控制TFT(图1A至1D所示为这个)。各TFT的排列可按照日本专利申请特开平8-241018所公开的图1的图示(其中用T1和T2表示TFT)。像素电极104、105是由具有高反射率的材料形成的。特别地，可选用包含铝为主要成份(包含50wt％或更多铝)的材料。从EL元件发射的光线中，朝基片101侧发射的一束几乎完全在像素电极104、105上反射并从那里退出。接着，利用图9所示薄膜形成设备形成EL元件。在图9中，参考符号901表示装片室，用于装卸基片，也称做负荷锁定室。图1A中所示基片设于其中的载体902布置在该室中。装片室901可分成基片装载室和基片卸载室。参考符号903表示共用室，该共用室包括传送基片的机构904(下文称为传送机构)。共用室903分别通过门905a至905f与多个处理室(由906至910表示)相通。各个处理室通过门905a至905f与共用室903完全隔离，提供气密空间。因此，如果在每个处理室中设置排气泵，就可以在真空中进行处理。可用的排气泵可以是液压旋转泵、机械增压泵、涡轮泵和低温泵，其中最好是低温泵，原因是它在排放水汽上是有效的。基片首先通过传送机构904传送到共用室903，然后传送到第一汽相薄膜形成处理室906。在第一汽相薄膜形成处理室906中，由包含碱金属元素或碱土金属元素的金属薄膜形成阴极106、107。可以采用蒸发或溅射形成薄膜。在该实施例中，使用比例为10∶1的镁银联合蒸发所获得的MgAg合金。由于阴极106、107是在与TFT相连接的像素电极104、105上形成的，所以能接收从TFT102、103输出的电流。总之，阴极106、107能与TFT102、103建立电连接。接着，基片从第一汽相薄膜形成处理室906传送到溶液施用处理室907。在溶液施用处理室907中，通过旋涂施用包含EL材料的溶液形成包含聚合物基的EL材料的聚合物前体(polymer precursor)。在该实施例中，用以氯仿溶解聚乙烯咔唑的溶液作为包含EL材料的溶液。当然，也可以用其他聚合物基的EL材料(典型地，聚苯次亚乙烯基，聚碳酸酯等)和其他有机溶剂(典型地，二氯乙烷，四氢呋喃等)组合。随后，将基片从溶液施用处理室907传送到煅烧处理室908。在煅烧处理室908中，通过煅烧处理(热处理)聚合EL材料。在该实施例中，通过加热器加热一个阶段，使得在50-150℃(最好110-120℃)的温度对整个基片进行热处理。这样，过量的氯仿被挥发掉，形成由聚乙烯咔唑制成的聚合物基的发光层108。(图1B)接着，基片从煅烧处理室908传送到第二汽相薄膜形成处理室909。在那里通过在聚合物基的发光层108上溅射或蒸发由透明导电薄膜形成阳极109。对于阳极109，可以使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＥＬ显示器件，包括： 夹在阴极和阳极之间的发光层；以及 在所述阳极上形成的钝化膜， 其中，在所述发光层和所述阳极之间的界面附近包含卤族元素。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]