发明概述
[1]本发明为一种有源驱动的有机EL发光装置，包括一有机EL
元件和一用于驱动该有机EL元件的薄膜晶体管，所述有机EL元件包括
在上电极和下电极之间的有机发光介质，其中从该有机EL元件发出的光
(EL光)从上电极的一侧输出，且该上电极包括由透明导电材料(包括
透明半导体材料)形成的主电极，以及由低电阻材料形成的辅助电极。
这种结构使得它即使在设置TFT时也可以使其数值孔径是大的，并
且即使在发光是从上电极的一侧输出时也能使上电极的片电阻率降低。
也可以提高亮度，并明显延长有机发光介质的使用寿命，因为通过有
机发光介质的电流的密度降低。
[2]本发明的有源驱动的有机EL发光装置，优选包括电开关和用
于驱动该电开关的信号电极行和扫描电极行，所述电开关包括薄膜晶体
管和用于选择象素的晶体管。
即它优选包括以例如XY矩阵的形式设置的扫描电极行和信号电极
行，以及由电连接至这些电极行上的TFT和用于选择象素的晶体管构成
的电开关。
这种结构使它可以通过选择任一象素、通过扫描电极行和信号电极行
而施加扫描信号脉冲和信号脉冲、并因此进行包括TFT的电开关的开关
操作，从而有效地驱动该有机EL元件。
[3]在本发明的有源驱动的有机EL发光装置的结构中，优选该透
明导电材料是选自以下组中的至少一种材料，包括导电氧化物、可透光
金属薄膜、非简并的半导体、有机导体和半导的碳化合物。
即上电极的片电阻率能被降低。因此在主电极中不仅可以使用常规
使用的透明导电材料，也可以使用这些之外的透明导电材料。因此，也
可以使用上述透明导电材料。
可以使用非简并的半导体等，例如那些可以在低温、优选200℃以下
的温度并更优选在100℃以下的温度制成薄膜的材料。因此可以使得任一
有机层在形成薄膜的时候的热损坏小。通过使用有机导体、半导的碳化
合物等，可以在低温真空沉积和湿涂布。
[4]在本发明的有源驱动的有机EL发光装置的结构中，优选多个
辅助电极被有规则地设置在一平面内。
例如通过将辅助电极设置成矩阵、条状等形式，可以使上电极的电阻
率为均匀有效的低值。
[5]在本发明的有源驱动的有机EL发光装置的结构中，优选辅助
电极的截面形状是悬臂形。
这种结构使得即使在绝缘有机层被沉积在辅助电极上时，利用位于
悬挂上部(包括倒锥形部分等)下方的位置，它一定能将辅助电极电连
接至上电极。
[6]在本发明的有源驱动的有机EL发光装置的结构中，优选该辅助
电极包括下辅助电极和上辅助电极。
这种辅助电极结构，使得它能够利用下辅助电极或上辅助电极将辅助
电极轻易地电连接至主元件上。因为该辅助物被如上所述分成下辅助电
极和上辅助电极，所以悬臂形式可以容易地形成。
[7]在本发明的有源驱动的有机EL发光装置的结构中，优选该辅助
电极中的下辅助电极和上辅助电极包括具有不同蚀刻速率的构成材料。
这种结构使得它可以通过蚀刻而容易地形成该悬臂形状。
[8]在本发明的有源驱动的有机EL发光装置的结构中，优选该辅助
电极中的下辅助电极和上辅助电极或它们中的一个被电连接至主电极。
这种结构使得它能够将辅助电极容易并确定地电连接至主电极，从而
可以使上电极的电阻小。
[9]在本发明的有源驱动的有机EL发光装置的结构中，优选该辅助
电极在用于形成有机EL元件的中间层绝缘膜上、在用于电绝缘下电极的
电绝缘膜上、或在用于电绝缘TFT的电绝缘膜上形成。
这种结构使得它可以按象素宽度构成数值孔径。
[10]在本发明的有源驱动的有机EL发光装置的结构中，优选TFT
的有源层是由多晶硅制成的。
这种结构使得它可以制造其TFT具有高耐用性的有源驱动的有机EL
发光装置，因为由多晶硅制成的有源层具有抵抗电量的优选电阻。
[11]在本发明的有源驱动的有机EL发光装置的结构中，优选在TFT
上形成中间层绝缘膜，在中间层绝缘膜上沉积有机EL元件的下电极，而
且TFT和下电极彼此通过在中间层绝缘膜中形成的孔而电连接。
这种结构使得它可以在TFT和有机EL元件之间获得更好的电绝缘
性。
[12]在本发明的有源驱动的有机EL发光装置的结构中，优选电荷被
从辅助电极注入主电极并与基片的主表面平行传送，随后该电荷被注入
有机发光介质中。
这种结构使得它可以对主电极采用非金属化合物，从而可以改善主电
极的透明性。此处的非金属化合物意指。例如非简并半导体、有机导体、
或半导的碳化合物，这些将在后面进行描述。
[13]在本发明的有源驱动的有机EL发光装置的结构中，优选主电极
的片电阻率被设定在1K-10MΩ/□之间的值。在本发明的有源驱动的有
机EL发光装置的结构中，优选辅助电极的片电阻率被设定在0.01-10Ω/□
之间的值。
对于各电极采用这种结构，使得它可以送出提供高发光亮度的电流，
并导致上电极片电阻率的一定降低。
[14]在本发明的有源驱动的有机EL发光装置的结构中，优选用于输
出光的色彩转换的彩色滤色片和荧光薄膜或其中之一被设置在上电极的
一侧。
这种结构使得它可以在彩色滤色片或荧光薄膜中使从上电极输出的光
进行彩色转换，从而可以进行全色显示。
[15]在本发明的有源驱动的有机EL发光装置的结构中，优选在彩色
滤色片或荧光薄膜的一部分上形成有黑色基质(a black matrix)，该黑色
基质和辅助电极在竖直方向上彼此重叠。
这种结构使得它可以通过该黑色基质而有效地抑制室外日光在辅助电
极上的反射，并使数值孔径宽。
[16]在本发明的有源驱动的有机EL发光装置的结构中，优选辅助电
极在主电极上形成，且辅助电极的面积小于主电极的面积。
这种结构使得它可以在形成主电极之后形成辅助电极。因此，可以更
容易地形成辅助电极。
[17]在本发明的有源驱动的有机EL发光装置的结构中，优选辅助电
极被嵌入围绕其周边的密封件中。
这种结构不会导致有机EL发光装置的厚度在辅助电极厚度的基础之
上过大。因为可以预先在该密封件中形成辅助电极，故可以同时进行基
于密封件的密封以及辅助电极和主电极之间的电连接。
[18]在本发明的有源驱动的有机EL发光装置的结构中，优选在密封
件和主电极之间紧密地设置辅助电极。
这种结构使得它可以同时进行基于密封件的密封以及辅助电极和主电
极之间的电连接。
[19]根据本发明的另一个实施例，当制造有源驱动的有机EL发光装
置时，使用一种方法来制造有源驱动的有机EL发光装置，该装置包括具
有上电极和下电极之间的有机发光介质的有机EL元件，以及用于驱动该
有机EL元件的薄膜晶体管，所述方法包括形成该有机EL元件的步骤和
形成该薄膜晶体管的步骤，其中在形成有机EL元件的步骤中，形成下电
极和有机发光介质，然后由透明导电材料(包括透明半导体材料)形成
主电极，并通过形成由低电阻材料制成的电辅助电极而形成上电极。
根据该实施例，可以提供有源驱动的有机EL发光装置，其中即使在
设置TFT的时候数值孔径也是大的，并且即使在发光从上电极的一侧输
出时上电极的片电阻率也是低的。
优选实施例的详细说明
以下参考附图对本发明的实施例作详细的描述。在所参考的附图中，
各组成部分的尺寸和形状以及它们之间的相互关系只是为了理解本发明
而示意性举出的。因此本发明不限于所示的实施例。在附图中，阴影部
分表示可以省略的部分。
[第一实施例]
如图1所示，第一实施例的有源驱动的有机EL发光装置是这样一种
有源驱动的有机EL发光装置61，它在基片10上具有嵌入电绝缘膜12
的TFT14，以及沉积在TFT14上的中间层绝缘膜(平滑膜)13，有机EL
元件26，其中每个EL元件包括上电极20和下电极22之间的有机发光
介质24，以及用于连接TFT和有机EL元件26的电连接部分28。
为了输出有机EL元件26所发出的光(EL光)，并使得第一实施例
中的上电极20的电阻低，上电极20包括由透明导电材料制成的主电极16
和由低电阻材料制成的辅助电极18。
以下基本参考图2说明第一实施例的各组成部分。
图2表示这样一种有源驱动的有机EL发光装置62，它具有的结构
中除去了图1所示的中间层绝缘膜(平滑膜)13。在图2中，其中嵌入
了TFT14的电绝缘膜12起着中间层绝缘膜作用。
1. 基片
有机EL显示装置中的基片(支撑基片)是用于支撑有机EL元件、
TFT等的部件。因此优选其机械强度和尺寸稳定性是优异的。
这种基片的特定实例包括玻璃基片、金属基片、陶瓷基片和塑料基片
(聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、氯乙烯树脂、聚苯二甲酸乙二醇酯树脂、
聚亚酰胺树脂、聚酯树脂、环氧树脂、苯酚树脂、有机硅树脂、氟树脂
等)。
为了避免水进入有机EL显示装置，基于无机膜的形成或氟树脂的应
用，优选将由这种材料制成的基片进行防湿处理或疏水处理。
为了避免水进入有机发光介质，特别优选的是使基片的水含量和透气
系数小。具体地说，使支撑基片的水含量和透气系数分别设定为0.0001％
重量比以下和1×10-13cc.cm/cm2sec.cmHg以下。
为了从与基片相对的一侧输出EL光，即从本发明的上电极的一侧，
基片不需要是透明的。
2. 有机EL元件
(1) 有机发光介质
有机发光介质可以被限定为包括有机发光层的介质，该有机发光层中
电子和空穴彼此重新结合，从而发出EL光。这种有机发光介质可以通过
例如在阳极上层压以下各层而制成。
① 有机发光层
② 空穴注入层/有机发光层
③ 有机发光层/电子注入层
④ 空穴注入层/有机发光层/电子注入层
⑤ 有机半导体层/有机发光层
⑥ 有机半导体层/电子阻挡层/有机发光层
⑦ 空穴注入层/有机发光层/粘合促进层。
在这些结构之中，在通常的情况下优选使用④的结构，因为这种结构
使得它可以提供更高的发光亮度，并且耐久性优异。
① 构成材料
在有机发光介质中的发光材料可以是选自以下材料中的一种或其两或
多种的结合，包括p-四苯基衍生物，p-五联苯衍生物，苯并噻唑化合物，
苯并咪唑化合物，苯并恶唑化合物，金属螯合的8-羟基喹啉类(oxinoid)
化合物，恶二唑化合物，苯乙烯苯化合物，二苯乙烯吡嗪衍生物，丁二
烯化合物，萘亚胺化合物，二萘嵌苯衍生物醛连氮衍生物，吡唑啉
(pyrazyline)衍生物，环戊二烯衍生物，吡咯并吡咯(pyrrolopyrrole)
衍生物，苯乙烯胺衍生物，邻吡喃酮化合物，芳香族二亚甲基化合物，
具有8-喹啉醇衍生物作为配位基的金属络合物，以及聚苯化合物。
在这些有机发光材料中，更优选的是4，4’-二(2，2-二叔丁基苯乙
烯)二苯(缩写为DTBPBBi)，4，4’-二(2，2-二苯乙烯)二苯(缩写
为DPVBi)，以及它们的衍生物，作为芳香族二亚苯基化合物。
也优选使用的材料是其中有机发光材料具有二苯乙烯基亚芳基骨架的
材料等，作为主体材料，它被掺有作为掺杂剂的颜色为从蓝至红的强荧
光着色剂，例如与主体等当量的邻吡喃酮型物质或荧光着色剂。更具体
的说，优选使用上述DPVBi等作为主体材料，1，4-二[{4-N，N’-二苯
基氨基}苯乙烯基]苯(缩写为DPAVB)作为掺杂剂。
对于有机发光介质中的空穴注入层，优选使用的化合物所具有的空穴
移动性为1×10-6cm2/V秒以上，电离能为5.5eV以下。该空穴移动性是
在向其施加电压1×104-1×106V/cm的情况下测得的。这种空穴注入层
的沉积使得空穴令人满意的注入有机发光层，从而可以获得高发光亮度
或低电压驱动。
这种空穴注入层的构成材料的特殊实施例包括有机化合物，例如卟啉
化合物，芳香族季胺化合物，苯乙烯胺化合物，芳香族二亚甲基化合物，
稠合的芳环化合物，例如4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯胺]二苯(缩写为
NPD)和4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺]三苯基胺(缩写
为MTDATA)。
作为空穴注入层的构成材料，优选使用无机化合物，例如p-型Si
或p-型SiC。
具有的导电率为1×10-10S/cm以上的有机半导体层被优选设置在空穴
注入层和阳极层之间，或设置在空穴注入层和有机发光层之间。这种有
机半导体层的布局使得空穴更令人满意的注入有机发光层。
对于有机发光介质中的电子注入层，也优选使用的化合物所具有的电
子移动性为1×10-6cm2/V秒以上，电离能为5.5eV以上。该电子移动性
是在向其施加电压1×104-1×106V/cm的情况下测得的。这种电子注入
层的沉积使得电子令人满意的注入有机发光层，从而可以获得高发光亮
度或低电压驱动。
这种电子注入层的构成材料的特殊实施例包括8-羟基喹啉的金属络
合物(Al螯合物：Alq)，其衍生物或恶唑衍生物等。
有机发光介质中的粘合改善层可以被认为是电子注入层的一种形式，
即是一个电子注入层并由对阴极粘合性特别好的材料制成。该层优选由8
-羟基喹啉的金属络合物、其衍生物等制成。
也优选与电子注入层相接触沉积导电率为1×10-10S/cm的有机半导体
层。这种有机半导体层的沉积使得电子更令人满意的注入有机发光层中。
② 厚度
有机发光介质的厚度没有特别的限定。优选将该厚度设定为例如
5nm-5μm的范围内的值。
这样作的原因如下。如果该有机发光介质的厚度低于5nm，其发光
亮度或耐久性会下降。另一方面，如果该有机发光介质的厚度大于5μm，
那么所施加的电压值会升高。
因此，该有机发光介质的厚度优选设定在10nm-3μm的范围内，更
优选的是设定在20nm-1μm的范围内。
(2) 上电极
① 结构1
如图1所示，在第一实施例中，上电极20的特征在于由包括透明导
电材料的主电极16、以及包括低电阻材料的辅助电极18构成。
因为不仅设置了主电极16，同时也按上述方式设置了包括低电阻材
料的辅助电极18，因此上电极20的片电阻率明显降低。所以，有机EL
元件26可以被在低电压驱动，并且能量消耗也被降低。
图1所示的主电极16是由透明导电材料制成的，例如由透光率10％
以上的材料并优选由透光率60％以上的材料制成的。因此EL光可以通
过该主电极16而有效地输出至外部。所以，即使设置有TFT14等，仍
能够使象素的孔径比是大的。
② 结构2
如图13-15所示，关于上电极20中的辅助电极18的结构，该辅助
电极18优选由上辅助电极17和下辅助电极19构成。
这种结构使得它可以在即使上辅助电极17被电绝缘时，也能够将下
辅助电极19和主电极16电连接。反之，即使在下辅助电极19被电绝缘
时，也能够将上辅助电极17和主电极16电连接。
这种结构也能够使得它可以使用不同的构成材料来制造各个电极。因
此辅助电极18和主电极16之间的电连接就更加确定。在主电极16通过
下辅助电极19被电连接至包括金属材料的上辅助电极17的情况下，其
中下辅助电极19包括具有较好的连接任何透明氧化导电材料以及任何金
属的能力的半导体材料，例如铟锌氧化物(IZO)作为无定形的无机氧化
物，这种情况与例如包括透明氧化导电材料的主电极16被直接连接至包
括金属材料的辅助电极18的情况相比，在辅助电极18和主电极16之间
的电连接更加确定。
另外，这种结构使得它可以使用具有不同蚀刻性能的材料来制造各个
辅助电极。因此，辅助电极18的截面形状可以很容易的制成悬臂形状，
如下所述。
③ 结构3
如图13-16所示，关于上电极20中的辅助电极18的结构，辅助电
极18的截面形状被优选制成为悬臂形状。
这样作的原因是，即使在绝缘膜被沉积在辅助电极18上，辅助电极
也能够通过悬挂的下部分被电连接至主电极16。
具体的说，如果在辅助电极18形成之后通过真空沉积等形成绝缘膜
或有机发光介质，然后形成主电极16，那么绝缘膜就覆盖了辅助电极18，
从而可能变得难以将辅助电极18电连接至主电极16。
另一方面，在辅助电极18的截面形状是悬臂形状时，即使当通过真
空沉积等沉积时，绝缘膜也不容易粘附在辅助电极18的侧面。采用这种
无遮盖侧面的辅助电极18，可以更加确保电连接至主电极16。
例如，在图14中，上电极17被有机覆盖介质等电绝缘，而下电极19
被电连接至主电极16。从这种结构说明了辅助电极18连接的容易性。
通过使辅助电极18由下和上电极19和17构成，并使得两个电极19
和17由具有不同蚀刻速度的材料形成，可以很容易的使辅助电极18的
截面形状形成为悬臂形状。具体地说，优选使下辅助电极19由金属材料
例如Al或Al合金形成，使上辅助电极17由非金属材料例如二氧化硅、
氧化铝、氮化硅、氮化铬、氮化钽和氮化钨形成。
下辅助电极19和上辅助电极17分别由例如Al和Cr形成，Cr用硝
酸铵铈溶液以光刻方式进行蚀刻。然后用磷酸、硝酸和乙酸的混合溶液
对Al进行蚀刻，从而只有下辅助电极19的Al被过度蚀刻。因此容易获
得悬臂。
这种悬臂的实例如图13-16所示。该悬臂可以具有各种形状。可以
使用具有由下辅助电极19和上辅助电极17构成的双层结构的悬臂的辅
助电极18，如图16(e)所示，且辅助电极18为具有三层结构的悬臂形
式。
图13-16中的箭头表示该悬臂的投影方向。
④ 结构4
如图4所示，关于上电极20中的辅助电极18的结构，优选在从上面
看时，该辅助电极18被规则地设置在一平面内。
这使得它可以使上电极的欧姆值是非常地而且是均匀地低。辅助电极
18的这种规则设置使得其制造也简便。
⑤ 结构5
如图1和2所示，关于上电极20中的辅助电极18的结构，优选当从
上面看时，该辅助电极18被设置在彼此相邻的下辅助电极22之间。这
一点可以由例如图2中虚线所示的相邻象素31之间的辅助电极18的布
局来说明。
简要地说，这种辅助电极18的布局使得它可以获得更高的发光亮度，
而不需使象素31的数值孔径变窄。
辅助电极18的另一优选布局是，在设置有图5所示的彩色滤色片或
荧光薄膜60并且在对应于下电极22之间的缝隙的垂直位置设置有黑色
基质(光遮挡部分)的情况下，辅助电极18被以如下的方式设置，即使
黑色基质的光遮挡部分和辅助电极在垂直方向彼此叠加。
⑥ 结构6
如图1和2所示，关于上电极20中的辅助电极18的结构，优选该辅
助电极18被沉积在用于绝缘TFT14的电绝缘膜12以及中间层绝缘膜13
(平滑膜)上，或者沉积在绝缘膜12或13其中之一上。
这种结构使得它可以降低在辅助电极和关于TFT的线路之间形成的
电容。因此，有机EL元件的开关操作可以更快。
另外，如图3所示，作为辅助电极18的另一种布局，优选将与中间
层绝缘膜13不同的电绝缘膜25设置在邻近的下电极22之间，并且在绝
缘膜25上形成辅助电极18。
这种结构使得它可以减少下电极22和上电极20之间在下电极22的
步骤中导致的短路，或漏电。因此可以减少影像缺陷。
如图6所示，作为辅助电极18的布局，优选辅助电极18在主电极16
上形成，并且使得辅助电极18的面积比主电极16的面积小。
这种结构不会使象素的孔径比窄，并使得它容易形成辅助电极以及调
整辅助电极的片电阻率。
无需说明，有关中间层绝缘膜等的布局的结构6符合了结构5的布局，
因为辅助电极18被设置在邻近的下电极22之间。
⑦ 构成材料1
图1中的上电极20(主电极16和辅助电极18)等对应于阳极层或阴
极层，这取决于有机EL元件的结构。在对应于阳极层的情况下，构成材
料具有大的逸出功，例如优选使用4.0eV以上的逸出功，因为容易在其
中注入空穴。在对应于阴极层的情况下，构成材料具有小的逸出功，例
如优选使用4.0eV以下的逸出功，因为容易在其中注入电子。
另一方面，在第一实施例中为了向外部输出光，主要的是上电极20
中的主电极16具有给定的透光率。
因此，在上电极20对应于阴极层的情况下，主电极16的构成材料可
以是选自以下化合物中的一种或两种以上的结合，包括铟锡氧化物
(ITO)，铟锌氧化物(IZO)，碘化铜(CuI)，氧化锡(SnO2)，氧
化锌(ZnO)，氧化锑(Sb2O3，Sb2O4和Sb2O5)，氧化铝(Al2O3)等。
为了在不损坏其透光率的同时使得主电极16的电阻低，优选以薄膜
的形式加入以下金属中的一种或两种以上的组合，包括Pt，Au，
Ni，Mo，W，Cr，Ta，Al等。
在第一实施例中，上电极20的片电阻率不仅因为透明材料而降低，
也因为辅助电极而降低。因此对于主电极16，至少可以从透光金属薄膜、
非简并半导体、有机导体、半导体碳化合物等中选择一种构成材料。
例如，对于有机导体，优选的是导电共轭聚合物，添加有氧化剂的聚
合物，添加有还原剂的聚合物，添加有氧化剂的低分子，或添加有还原
剂的低分子。
添加至有机导体的氧化剂可以是路易斯酸，例如氯化铁，氯化锑或氯
化铝。添加至有机导体的还原剂可以是碱金属，碱土金属，稀土金属，
碱化合物，碱土化合物，稀土金属化合物等。导电共轭聚合物可以是聚
苯胺或其衍生物，聚噻吩或衍生物，加有路易斯酸的胺化合物层等。
非简并半导体的优选的特定实例包括氧化物，氮化物和硫属化合物。
碳化合物的优选特定实例包括无定形碳、石墨和类似金刚石的C。
无机半导体的优选特定实例包括ZnS，ZnSe，ZnSSe，MgS，MgSSe，CdS，
CdSe，CdTe，CdSSe等。
⑧ 构成材料2
图1等中的辅助电极18必须由低电阻材料制成。优选使用的低电阻
材料具有例如1×10-5-1×10-3Ω·cm的电阻率。
这样作的原因如下。具有小于1×10-5Ω·cm的电阻率的材料不容易获
得。另一方面，如果该电阻率大于1×10-3Ω·cm，将难以使得上电极的电
阻值低。
因此，更优选的，构成辅助电极的低电阻材料的电阻率被设定在2×
10-5-5×10-4Ω·cm之间，进一步优选的是将该值设定为2×10-5-1×10-4
Ω·cm之间的值。
辅助电极18的片电阻率优选被设定在0.01-10Ω/□范围内的值。这
样作的原因如下。如果该片电阻率低于0.01Ω/□，则必须使得上电极变
厚或者所用的材料将非常受限制。另一方面，如果该片电阻率大于10Ω/
□，则上电极的电阻将不容易变低，或者上电极将变得太薄而难以形成。
因此，辅助电极的片电阻率更优选的设定为0.01-10Ω/□范围内的值，
进一步优选的是设定在0.01-5Ω/□范围内的值。
作为构成辅助电极的优选低电阻材料，在线路电极中使用的各种材料
是优选采用的。具体地说，优选包括选自以下金属中的一种或两种以上
的组合，包括Al，Al的合金和过渡金属(Sc，Nb，Zr，Hf，Nd，Ta，
Cu，Si，Cr，Mo，Mn，Ni，Pd，Pt和W等)，Ti，氮化钛(TiN)等。
这些低电阻材料更优选的是Al，Al的合金和过渡金属。在采用Al合
金和过渡金属的情况下，过渡金属的百分含量优选为10％原子百分数以
下(称为at.％或atm％)，更优选的是5％原子百分数以下，进一步优
选的是2％原子百分数以下。这是因为随着过渡金属的含量降低，辅助电
极的片电阻率可以被做到更低。
在采用上述金属作为主要成分时，所使用的Al，Ti和TiN的量分别优
选为90-100％原子百分数，90-100％原子百分数和90-100％原子百
分数。
当采用两种以上的这些金属时，其共混比例是任意的。例如当使用Al
和Ti的混合物时，Ti含量在10％原子百分数以下是优选的。
另外，包括这些金属的多个层可以被层压，以制成辅助电极18。
⑨ 厚度
图1等中所示的主电极16和辅助电极18的厚度优选在考虑片电阻率
等而决定。具体地说，主电极16和辅助电极18中的每个的厚度优选为
50nm以上，更优选的是100nm以上，进一步优选的是100-5000nm范围
内的值。
这样作的原因如下。将主电极16和辅助电极18的厚度设定在这样的
范围内使得它可以获得均匀的厚度分布，以及发光方面(EL光)为60％
以上的透光率。另外，包括主电极16和辅助电极18的上电极20的片电
阻率可以做到15Ω/□以下，更优选的是10Ω/□以下。
(3) 下电极
① 构成材料
图1等中所示的下电极22也对应于阴极层或阳极层，这取决于有机
EL显示装置的结构。当该下电极22对应于例如阴极时，优选采用金属，
合金，或具有小逸出功(例如低于4.0eV)的导电化合物、其结合或含有
它的物质。
具体地说，选自以下电极材料的一种或两种以上的组合是优选使用
的，包括钠，钠钾合金，铯，镁，锂，镁银合金，铝，氧化铝，铝锂合
金，铟，稀土金属，这些金属中任一种和有机发光介质材料的组合，这
些金属中的任一种和电子注入层材料的混合物等。
另外，由于在本发明中发光从上电极20的一侧输出，所以下电极22
的构成材料就不必具有透光性。在优选的实施例中，下电极由吸光导电
材料形成。这种结构使得它可以更加改善有机EL显示装置的对比度。在
这种情况中的吸光导电材料的优选实例包括半导体碳材料，带有颜色的
有机化合物，上述氧化剂和还原剂的组合，带有颜色的导电氧化物(过
渡金属氧化物，例如VOx，MoOx和WOx)。
② 厚度
与上电极的方式相同，下电极22的厚度也没有特别的限制。具体地
说，该厚度优选是10-1000nm范围内的值，更优选是10-200nm范围
内的值。
(4) 中间层绝缘膜
在图1所示的有机EL显示装置61中的中间层绝缘膜13(电绝缘膜)
位于有机EL元件26附近或周围，用于使有机EL显示装置整体微型化，
并防止有机EL元件26中的下电极22和上电极20之间短路。当有机EL
元件26被TFT14驱动时，中间层绝缘膜13也被用作底涂层，用来保护
TFT14和用于平整地沉积有机EL元件26的下电极22。
因此如果需要的话，该中间层绝缘膜13可以被叫做不同的名字，例
如阻挡层、隔离层、或平滑膜。在本发明中，该中间层绝缘膜包括这些
内容。
①构成材料
在图1所示的中间层绝缘膜中使用的构成材料的实例一般包括丙烯酸
树脂，聚碳酸酯树脂，聚酰胺树脂，氟化聚酰亚胺树脂，苯并胍胺树脂，
蜜胺树脂，环化聚烯烃，酚醛树脂，聚乙烯肉桂酸酯，环化橡胶，聚氯
乙烯树脂，聚苯乙烯，苯酚树脂，醇酸树脂，环氧树脂，聚氨酯树脂，
聚酯树脂，马来酸树脂以及聚酰胺树脂等。
在中间层绝缘膜由无机氧化物制成的情况下，无机氧化物的优选实例
包括氧化硅(SiO2或SiOx)，氧化铝(Al2O3或AlOx)，氧化钛(TiO2
或TiOx)，氧化铱(Y2O3或YOx)，氧化锗(GeO2或GeOx)，氧化锌
(ZnO)，氧化镁(MgO)，氧化钙(CaO)，硼酸(B2O3)，氧化锶
(SrO)，氧化钡(BaO)，氧化铅(PbO)，氧化锆(ZrO2)，氧化
钠(Na2O)，氧化锂(Li2O)和氧化钾(K2O)。该无机化合物中的X
的取值范围是1≤X≤3。
在特别需要耐热性的情况下，优选使用丙烯酸树脂、聚酰胺树脂，氟
化聚酰亚胺树脂，环化聚烯烃，环氧树脂或无机氧化物。
当这些中间层绝缘膜是有机时，可以通过引入感光基团或采用光刻方
法而形成为理想的图案，或通过印刷而形成理想的图案。
② 中间层绝缘膜等的厚度
中间层绝缘膜的厚度取决于显示器的微小程度、与有机EL元件结合
的荧光介质、或彩色滤色片的不均匀性，优选为10nm-1mm范围内的值。
这是因为这种结构使它可以使得TFT等的不均匀度足够平滑。
因此，中间层绝缘膜的厚度更优选为100nm-100μm范围内的值，进
一步优选为100nm-10μm范围内的值。
③ 形成方法
用于形成中间层绝缘膜的方法没有特别的限制。该层优选通过旋涂方
法、浇铸方法、丝网印刷方法等进行沉积，或优选通过溅射方法、真空
沉积方法、化学真空沉积方法(CVD方法)、离子蒸镀方法等来沉积。
3. 薄膜晶体管(TFT)
(1) 结构
如图9所示，有机的有源EL发光装置68的实例包括基片10上的
TFT14和由该TFT14驱动的有机EL元件26。
其表面(上表面)被制成为平的中间层绝缘膜13被设置在TFT14和
有机EL元件26的下电极22之间。TFT14的漏极47和有机EL元件26
的下电极22彼此通过在该中间层绝缘膜13中形成的接触孔54而电连接。
如图10所示，以XY矩阵设置的扫描电极行(Yj-Yj+n)50和信号电极
行(Xi-Xi+n)51被电连接至TFT14。另外，公共电极行(Ci-Ci+n)52被并行电
连接至TFT14。
优选这些电极行50、51和52被电连接至TFT14，并且它们连同电
容57一同构成电开关，用于驱动有机EL元件26。具体地说，优选该电
开关被电连接至扫描电极行、信号电极行等，并包括例如至少一个第一
晶体管(以下被称为Tr1)55、第二晶体管(以下被称为Tr2)和电容57。
优选第一晶体管55具有用于选择发光象素的功能，第二晶体管56具
有用于驱动有机EL元件的功能。
如图9所示，在第一晶体管(Tr1)55和第二晶体管(Tr2)56中的
有源层44是所示的n+/i/n+部分。优选两侧n+由掺杂进n型的半导体区
45和47形成，其中的i由非掺杂的半导体区46形成。
掺杂有n型的半导体区分别是源极45和漏极47。它们连同通过栅氧
化物膜沉积在非掺杂的半导体区上的栅极46，一起构成了第一和第二晶
体管55和56。
在有源层44中，掺杂进n型的半导体区45和47可以被掺杂进p型
以代替n型，从而形成p+/i/p+结构。
在第一晶体管(Tr1)55和第二晶体管(Tr2)56中的有源层44优
选由无机半导体例如多晶硅或有机半导体例如噻吩齐聚物或聚(对亚乙
烯基亚苯基)制成。多晶硅是特别优选的材料，因为它与无定形Si(α-Si)
相比，对电非常稳定。
此外，在图1和9的实施例中，有机EL元件26被通过中间层绝缘
膜(平滑膜)13而沉积在基片10表面上形成的TFT14上。如图17所示，
也优选在基片的背面形成TFT，在基片的表面形成有机EL元件，将TFT14
和有机EL元件26的下电极通过在基片10和中间层绝缘膜(平滑膜)13
中形成的通路孔来连接。
这种结构使得它可以在TFT14和有机EL元件26之间保持更好的电
绝缘性。在这个实施例中，中间层绝缘膜(平滑膜)13沉积在基片10表
面上。但是，可以省略中间层绝缘膜13，因为基片10的两个表面具有更
好的平滑性。
(2) 驱动方法
以下描述通过TFT14驱动有机EL元件的方法。如图10所示，TFT14
包括第一晶体管(Tr1)55和第二晶体管(Tr2)，结合了电容57的TFT
构成电开关的一部分。
因此，扫描脉冲和信号脉冲通过该XY矩阵被输入该电开关中，以进
行开关操作，从而连接至该电开关的有机EL元件26可以被驱动。因此
由于包括TFT14和电容57的电开关可以引起有机EL元件26的发光或
停止发光，从而显示影像。
具体地说，通过由扫描电极行(以下称为栅行)(Yj-Yj+n)50传送的扫
描脉冲和由信号电极行(Xi-Xi+n)51传送的信息脉冲来选择所需的第一晶体
管55，从而向在公共电极行(Ci-Ci+n)52和第一晶体管(Tr1)55的源极45
之间形成的电容57提供给定的电荷。
以这种方式，第二晶体管(Tr2)56的栅电压变为恒定值，第二晶体
管(Tr2)56变成ON状态。因为在该ON状态，栅电压被保持在给定
值直至下一个门脉冲被传送，因此电流被连续提供给连接至第二晶体管
(Tr2)56的漏极47的下电极22。
有机EL元件26被通过下电极22提供的直流而有效驱动。因此，由
于直流驱动效应，有机EL元件26的驱动电压被极大的降低了，其发光
效率被改善。另外，能量消耗也被降低。
[第二实施例]
如图5所示，第二实施例的有源驱动的有机EL发光装置是有源驱动
的有机EL发光装置64，包括基片10上的嵌入电绝缘膜12内的TFT14，
有机EL元件26，和用于将TFT14和有机EL元件26彼此连接的电连
接部分(通路孔)28，其中有机EL元件包括上电极20和下电极22之间
的有机发光介质24。
第二实施例的特征在于，上电极20由主电极16和辅助电极18构成，
在该上电极20上设有滤色片或荧光薄膜60，用于将从上电极20一侧输
出的EL光进行颜色转换。(图5中的箭头表示光输出的方向)
以下参考图5描述第二实施例的特征部分等。
(1) 彩色滤色片
① 结构
彩色滤色片被设置来分解或切断光，以改善颜色调节或对比，它包
括只由着色剂构成的着色剂层，或者是着色剂被溶解或分散在粘合剂树
脂中的层结构。此处所称的着色剂包括颜料。
彩色滤色片的结构优选包括蓝、绿或红着色剂。这种彩色滤色片与发
出白光的有机EL元件的结合使得它可以获得光的三基色，即蓝、绿和红，
并获得全色显示。
优选采用与荧光介质同样的印刷方法或光刻方法，使彩色滤色片形成
图案。
② 厚度
彩色滤色片的厚度没有特别的限制，只要该厚度能对从有机EL元件
发出的光具有足够的接收(吸收)并且不会损坏彩色转换功能即可。该
厚度优选是，例如10nm-1mm范围内的值，更优选为0.5μm-1mm范围
内的值，进一步优选为1μm-100μm范围内的值。
(2) 荧光介质
① 结构
在有机EL显示装置中的荧光介质具有吸收从有机EL元件发出的光
并发出长波长荧光的功能，它包括分散并设置在一平面内的层状物质。
各荧光介质优选对应于有机EL元件的发光区域而设置，例如位于下电极
和上电极相交的位置。当下电极和上电极相交位置的有机发光层发光时，
这种结构使得各个荧光介质可以接收光来向外界发出具有不同颜色(波
长)的光线。特别是当有机EL元件发出蓝光，并且该蓝光可以由荧光介
质转换成为绿或红光时，即使从一个有机EL元件也可以获得光的三基
色，即蓝、绿和红。因此可以获得全色显示，这是优选的。
为了切断从有机EL元件发出的光和从各个荧光介质发出的光，以来
改善对比度或降低视角的依赖性，也优选设置光遮挡层(黑色基质)。
该荧光介质可以和上述的彩色滤色片结合，来防止基于室外日光的对
比度降低。
② 形成方法
在荧光介质主要包括荧光着色剂的情况下，该介质优选利用掩模通
过真空沉积或溅射形成为薄膜，以获得所需的荧光介质图案。
另一方面，在荧光介质包括荧光着色剂和树脂的情况下，将荧光着
色剂、树脂和适当的溶剂混合、分散或溶解在液体中，然后通过旋涂、
辊涂、浇铸等方法将该液体制成膜。随后，荧光介质优选利用光刻方法
通过形成所需的荧光介质图案而形成，或利用丝网印刷等方法通过形成
所需的图案而形成。
③ 厚度
荧光介质的厚度没有特别的限制，只要该厚度能对从有机EL元件发
出的光具有足够的接收(吸收)并且不会损坏彩色转换功能即可。该厚
度优选为例如10nm-1mm范围内的值，更优选为0.5μm-1mm范围内的
值，进一步优选为1μm-100μm范围内的值。
[第三实施例]
如图7和8所示，第三实施例的有源驱动的有机EL发光装置66或
67，包括基片10上的嵌入电绝缘膜12内的TFT14，有机EL元件26，
和用于将TFT14和有机EL元件26彼此连接的电连接部分28，以及密
封部件58，其中有机EL元件包括上电极20和下电极22之间的有机发
光介质24。
第三实施例的特征在于，上电极20由主电极16和辅助电极18构成，
上电极20中的辅助元件18被设置成嵌入密封部件58中并贯穿通过密封
部件58的状态，如图7所示，或者辅助元件18被设置成紧密粘结至密
封部件58的状态，如图8所示。
以下参考图7和图8描述第三实施例中的密封部件等。
(1) 密封部件
优选图7和图8中每个密封部件都围绕着有机EL显示装置66和67
来设置，以防止水进入内部，或将密封介质21，例如干燥剂、干气体或
惰性液体例如氟化烃置入这样设置的密封部件58和有机EL显示装置66
和67内。
在上电极外部设置有荧光介质或彩色滤色片的情况下，这种密封部件
58可以被用作支撑基片。
作为这种密封部件，可以使用与用作支撑基片的相同的材料，例如玻
璃板或塑料板。如果防潮性更好，可以使用无机氧化物层或无机氮化物
层。其实例包括二氧化硅、氧化铝、AlON，SiAlON，SiNx(1≤x≤2)
等。密封部件的形式没有特别的限制，优选例如板形，或罩形。当密封
部件是例如罩形时，其厚度优选为0.01-5mm。
优选密封部件被推入和固定进在有机EL显示装置的一部分中形成的
沟槽内，或利用光固化粘合剂等被固定到有机EL显示装置的一部分上。
(2) 密封部件和辅助电极之间的关系
关于密封部件和辅助电极之间的关系，优选辅助电极18被设置成嵌
入密封部件58内或紧密粘附至密封部件58上，如图7和8所示。各种
改进都是允许的。
具体地说，可以设置一个在密封部件58和有机EL元件26之间形成
的内部空间之间设有辅助导线18的点(a site)，或将辅助电极完全包埋在
密封部件58中，并将辅助电极和主电极16彼此通过通路孔(以下称为
通孔)而电连接。
[第四实施例]
第四实施例是制造图1所示第一实施例的有源驱动的有机EL发光装
置61的方法，具体地说是制造有源驱动的有机EL发光装置61的方法，
其特征在于在基片10上形成嵌入电绝缘膜12内的TFT14，中间层绝缘
膜13，下电极22，有机发光介质24，由主电极16和辅助电极18构成的
上电极20，以及用于连接TFT14和有机EL元件26的电连接部分28。
即第四实施例包括如下步骤：形成有机EL元件26，形成嵌入电绝
缘膜12内的TFT14，形成中间层绝缘膜13，形成下电极22，形成有机
发光介质24，形成由主电极16和辅助电极18构成的上电极20，和形成
用于连接TFT14和有机EL元件26的电连接部分28。
以下参考图12描述第四实施例的特征部分等。
(1) 形成薄膜晶体管(TFT)的步骤
以下参考图12(a)-(i)描述形成TFT14的步骤(形成有源矩阵基
片的步骤)。
① 形成有源层
首先，图12(a)表示在基片10上通过例如低压化学汽相沉积
(LPCVD)方法沉积α硅(α-Si)层70的步骤。
此时，α-Si层70的厚度优选为40-200nm。所采用的基片10优
选是结晶材料例如晶体，更优选是低温玻璃。当采用低温玻璃基片时，
制造工艺优选在低温工艺温度下进行，例如1000℃或以下，更优选的是
600℃以下，以避免在整个制造过程中熔化或污染，或避免掺杂剂外扩散
进入有源极域。
接下去，图12(b)表示利用准分子激光器例如KrF(248nm)激光辐
照α-Si层70以进行退火结晶的步骤，从而将α-Si转变为多晶硅(见
SID96’，技术论文摘要17-28页)。
关于采用准分子激光器进行退火的条件，优选将基片温度设定为100
-300℃，准分子激光器的能量被设定为100-300mJ/cm2。
接下去，图12(c)表示采用光刻方法使因退火而结晶化的多晶硅形
成为岛状图案的步骤。优选采用CF4气体作为蚀刻气体，因为能够获得
优异的分辨率。
接下去图12(d)表示在所得到的岛状多晶硅71和基片10的表面上
利用化学汽相沉积方法(CVD)等沉积绝缘的栅材料(a insulating gate
meterial)72等，以制备栅氧化物绝缘层72。
该栅氧化物绝缘层72优选包括二氧化硅，对于它可以使用化学汽相
沉积(CVD)例如等离子增强的化学汽相沉积(PECVD：等离子增强的
化学汽相沉积)或低压CVD(LCVD)方法。
栅氧化物绝缘层72的厚度优选为100-200nm的范围内。
另外，基片温度优选为250-400℃，优选在300-600℃下退火1-3
小时，以获得高质量的绝缘的栅材料。
接下去，图12(e)表示通过汽相沉积或溅射而沉积和形成栅电极73
的步骤。栅电极73的构成材料的优选实施例包括Al，AlN和TaN等。其
厚度优选为200-500nm范围内的值。
接下去，图12(f)-(h)表示给栅电极73布线并进行阳极氧化的步
骤。当采用Al栅时，优选进行两次阳极氧化，以获得如图12(f)-(h)
所示的绝缘。阳极氧化的详细细节在日本专利公开15120/1996中披露。
接下去，图12(i)表示通过离子掺杂(离子植入)以形成n+或p+
掺杂区，来制成用于源极和漏极的有源层。为了能够有效的进行离子掺
杂，优选引入氮气，并在离子掺杂过程中在300℃下进行约3小时的热处
理。
另一方面，优选使用由α-Si制成的多晶硅作为栅电极73。具体地说，
在栅绝缘层上形成多晶硅栅电极73，随后对其进行n型掺杂剂例如砷的
离子植入。然后可以在多晶硅岛上通过光刻方法而形成源极和漏极，从
而它们可以在多晶硅区内形成。
由多晶硅制成的栅电极73能够被用作电容的底电极。
② 形成信号电极行和扫描电极行
接下去，电绝缘层，例如SiOx(1≤x≤2)被沉积在通过ECRCVD
(电子回旋加速器共振化学汽相沉积方法)方法所得到的有源层上，随
后形成信号电极行和扫描电极行(以下称为线路电极)，并获得电连接。
具体地说，通过光刻等方法形成信号电极行和扫描电极行，并形成电容
的上电极。所进行的是第二晶体管(Tr2)56的源极与扫描电极行连接，第
一晶体管(Tr1)55的源极与信号电极行连接等。
此时优选通过光刻法形成由Al合金、Al、Cr、W、Mo等制成的金
属行，并通过电绝缘层的开口进行第一晶体管(Tr1)55与第二晶体管
(Tr2)56的漏极和源极的接触，所述开口是由其整个表面的一侧形成的。
线路电极的厚度优选为50nm以上，更优选的是100nm以上，进一
步优选的是100-500nm。
③ 形成中间层绝缘膜
在下一个步骤中，由二氧化硅(SiO2)、氮化硅、聚酰亚胺等制成的
中间层绝缘膜被施加至整个有源层和其上的电绝缘层上。
由二氧化硅制成的绝缘膜可以按照PECVD在250-400℃的基片温
度条件下提供例如TEOS(四乙氧基硅烷)而获得。该膜也可以按照
ECRCVD在100-300℃的基片温度下获得。但是优选使用有机中间层绝
缘膜，因为这些无机绝缘膜不容易使得其平整。
(2) 形成有机EL元件的步骤
在如上形成了TFT结构和中间层绝缘膜之后，在其上分别形成阳极
(下电极)、有机发光层、空穴注入层、电子注入层等等。另外，形成
阴极(上电极)，从而可以产生出有机EL元件。
例如，下电极优选采用在干过程中使得膜沉积的方法而形成，例如真
空沉积或溅射。关于该有机发光介质，可以采用公知的方法例如真空沉
积方法、旋涂方法、Langumuir-Blodgett方法(LB方法)、喷墨方法、
胶束电解方法。
辅助电极和主电极优选采用真空沉积方法、溅射方法等来形成。具体
地说，优选形成由透明导电材料通过真空沉积等方法制成的主电极，然
后形成由低电阻材料制成的辅助电极，来制造上电极。
优选形成辅助电极的同时将它们与TFT的端部电连接。也优选在此
时将为无定形氧化物的铟锌氧化物(IZO)等作为连接材料插入辅助电极
和TFT的连接端部之间。
根据可逆的顺序，即朝向从阴极(下电极)至阳极的一侧，可以制造
有机EL元件。
另外，优选形成有机EL元件而无需通过汽相沉积的任何中断。
(3) 密封步骤等
优选在密封步骤中形成有机EL元件，并电连接至TFT，随后将这
些利用密封部件进行固定，以覆盖它们的周边。
在向有机EL元件施加直流电压的情况下，透明电极和电极被分别设
定为+和-的极性。在向有机EL元件施加5-40的电压的情况下，可以
观察到发光。因此，优选有机EL元件被在密封步骤之前驱动，以判断所
获得的有机EL元件是好是坏。