CN1937240A - 制造和/或者修复发光设备的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了修复发光设备的方法，它使得高质量图象显示成为可能即使在EL层得形成期间形成了小孔。修复发光设备的方法特征为在给定时间间隔中将反偏压电压施加到EL元件上因此减少当反偏压电压施加到EL元件上的时候流入EL元件的电流。

Description

制造和/或者修复发光设备的方法
技术领域
本发明涉及制造和/或者修复在其中在衬底上形成的电致发光(EL)元件被密封在衬底和覆盖元件之间的电致发光(EL)面板的方法。本发明还涉及修复通过将IC安装到EL面板上获得的EL模件的方法。在本说明书中，EL面板和EL模件通称为发光设备。
背景技术
因为是自发光的，EL元件不需要在液晶显示设备(LCDs)中所必需的背后照明并且因而使得容易制造更薄的显示器。同样的，自发光的EL元件具有高的能见度并且没有按照视角的限制。这些就是关注使用EL元件的发光设备近几年以电光设备的形式而替代CRTs和LCDs的原因。
除了阴极层和阳极层之外，EL元件具有包含当施加电场的时候发光(电致发光)的有机化合物的层(在下文，这个层成为EL层)。从有机化合物获得的发光分成依据从单峰激发回到基本态的光发射(荧光)和依据从三峰激发回到基本态的光发射(磷光)。本发明的修复方法适用于使用任何一种光发射的发光设备。
在本说明书中，在阳极和阴极之间提供的所有层都是EL层。明确的，EL层包括发光层、空穴注入层、电子注入层、空穴传输层、电子传输层等。EL元件的基本结构是以阳极、发光层、阴极的顺序分层的叠层板。基本结构能够修改成以阳极、空穴注入层、发光层和阴极的顺序分层的叠层板，或者以阳极、空穴注入层、发光层、电子传输层和阴极的顺序分层的叠层板。
在本说明书中，EL元件发光表示成被驱动的EL元件。这里定义的EL元件是包括阳极、EL层和阴极的发光元件。
通常，通过形成一个电极，也就是阳极或者阴极，然后形成EL层以便于接触电极，最后形成另一个阴极或者阳极的电极以便于接触EL层的方式来制造EL元件。
EL层主要通过蒸发或者旋涂来形成。利用任何一个方法，制造商在形成EL层和电极之前都不怕麻烦地清洗衬底，彻底地监控在其中进行薄膜形成的绝对无尘室中的清洁度等。
尽管有那些努力，但有时候灰尘落到电极或者其他部分上以至于在形成的EL层中开了个孔(小孔)。图12A显示在其中两个电极201和202短路的EL元件200的简化的剖面图。如果在EL层203中形成一个小孔，则两个电极201和202能够在小孔中彼此连接以至于当在EL层203上形成电极202的时候短路。在下文，具有在其中夹着发光层的两个层彼此连接的小孔的部分被称作缺陷部分204。
图13A显示不具有缺陷部分的EL元件的电压-电流特性而图13B显示在缺陷部分处遭受短路的EL元件的电压-电流特性。
比较图13A和13B，当反偏压电压施加在EL元件200上的时候，在EL200中流动的电流量大于在图13B的情况中的电流量。
这是因为不像图13A的情况，在图13B中两个电极在缺陷部分204中短路并且电流流过缺陷部分204。
在缺陷部分204中发生的两个电极201和202的短路降低了从EL层发射的光的亮度。当正偏压电压施加在具有缺陷部分的EL元件上的时候，在图12B中示意性的显示电流。
当两个电极201和202在缺陷部分204中短路的时候，按照推测缺陷部分204具有电阻RSC并且彼此连接EL元件200的两个电极。然后，当在缺陷部分204中流动的电流给定为ISC并且在EL层203中流动的电流给定为Idio的时候，引起从EL元件的一个电极流动的正向电流Iori满足下列方程：
Iori＝ISC+Idio
因此，当Iori在上述方程Iori＝ISC+Idio中是常量的时候，在EL层203中实际流动的电流Idio在具有缺陷部分的EL元件中被减少。当在缺陷部分204中的电阻小的时候增强了这种趋势，并且由此ISC增大，从而增加了在EL元件200中整流的需要。
当在EL层203中流动的电流Idin小的时候，从EL元件200发射的光的亮度也小。换句话说，在缺陷部分中的短路导致了EL元件在使用正偏压电压时发出比在没有发生短路的情况中更低亮度的光。
即使当EL层是多层的叠层板并且在发光层中形成的小孔将空穴注入层或者空穴传输层连接到电子注入层或者电子传输层的时候，结果是相同的。类似于电极短路的缺陷部分，在空穴注入层或者空穴传输层被连接到电子注入层或者电子传输层的部分接收反偏压电流。因此，这部分也是EL元件发射低亮度光的原因。在下文，夹着发光层的两个层在形成在发光层中的小孔中彼此连接的每个部分通称为缺陷部分。
除降低从EL元件发射的光的亮度以外，在缺陷部分中的短路加速了围绕缺陷部分的一部分EL层的退化，因为在缺陷部分中总是有电流。
发明内容
本发明已经考虑到上述问题，本发明的目的是提出修复缺陷部分的方法。
本发明已经认为，即使EL元件具有缺陷部分，当施加正偏压电压的时候在EL层中流动的电流的减少能够通过增加在缺陷部分中的电阻来避免。
这样的设计是通过将反偏压电压施加在EL元件上引起反偏压电流Irev流动来增加缺陷部分中的电阻RSC的方法。
当在EL元件中引起反偏压电流Irev流动的时候，电流的大部分流入发生短路的缺陷部分而不是流入EL层。如果大电流流过缺陷部分，在缺陷部分中的温度升高以至于在缺陷部分中引起一些变化，包括缺陷部分的燃尽，缺陷部分的蒸发，和缺陷部分由于氧化或者碳化转变成绝缘体。作为变化的结果，增加了电阻RSC。在本说明书中，通过反偏压电流流入其中来增加其电阻RSC的缺陷部分被称作变形部分。
随着电阻RSC增加，当正偏压电压施加在EL元件上的时候流入变形部分的电流减少而流入EL层的电流增加，因而增加了发光的亮度。
因为具有高的电阻RSC，所以和在其中允许电流流动以至于加速了围绕缺陷部分的一部分EL层的退化的缺陷部分相反，变形部分几乎不允许电流在其中流动。因此，没有加速围绕变形部分的一部分EL层的退化。
本发明的制造和/或者修复方法不仅适用于有源矩阵发光设备而且适用于无源矩阵发光设备。下面将显示本发明的结构。
依据本发明，提供了通过对EL元件依次施加第一电压和第二电压来制造和/或者修复发光设备的方法，特征为第一电压和第二电压是不同电平的反偏压电压。
依据本发明，提供了通过逐步地将施加在EL元件上的电压从第一电压改变到第二电压来制造和/修复发光设备的方法，特征为第一电压和第二电压是不同电平的反偏压电压。
依据本发明，提供了制造和/或者修复具有包括阳极、EL层和阴极并且EL层与阳极接触、阴极与EL层接触的EL元件的发光设备的方法，特征为在阳极和阴极之间依次施加第一电压和第二电压，第一电压和第二电压是不同电平的反偏压电压。
依据本发明，提供了制造和/或者修复具有包括阳极、EL层和阴极并且EL层与阳极接触、阴极与EL层接触的EL元件的发光设备的方法，特征为施加在阳极和阴极之间的电压逐步地从第一电压改变到第二电压，并且第一电压和第二电压是不同电平的反偏压电压。
依据本发明，提供了制造和/或者修复具有包括阳极、EL层和阴极并且EL层与阳极接触、阴极与EL层接触的EL元件的发光设备的方法，特征为在阳极和阴极之间依次施加第一电压和第二电压，因此使得反偏压电流在阳极和阴极之间流动的部分变得绝缘或者高阻抗，并且第一电压和第二电压是不同电平的反偏压电压。
依据本发明，提供了制造和/或者修复具有包括阳极、EL层和阴极并且EL层与阳极接触、阴极与EL层接触的EL元件的发光设备的方法，特征为施加在阳极和阴极之间的电压逐步地从第一电压改变到第二电压，因此使得反偏压电流在阳极和阴极之间流动的部分变得绝缘或者高阻抗，并且第一电压和第二电压是不同电平的反偏压电压。
依据本发明，制造和/或者修复发光设备的方法其特征在于第一电压和第二电压是在EL元件的雪崩电压的±15％以内。
依据本发明，提供了通过对EL元件依次施加第一电压和第二电压来制造和/或者修复发光设备的方法，特征为第一电压是地电压而第二电压是反偏压电压。
依据本发明，提供了通过逐步地将施加在EL元件上的电压从第一电压改变到第二电压来制造和/修复发光设备的方法，特征为第一电压和第二电压中的一个是地电压而另一个是反偏压电压。
依据本发明，提供了制造和/或者修复具有包括阳极、EL层和阴极并且EL层与阳极接触、阴极与EL层接触的EL元件的发光设备的方法，特征为在阳极和阴极之间依次施加第一电压和第二电压，第一电压是地电压而第二电压是反偏压电压。
依据本发明，提供了制造和/或者修复具有包括阳极、EL层和阴极并且EL层与阳极接触、阴极与EL层接触的EL元件的发光设备的方法，特征为施加在阳极和阴极之间的电压逐步地从第一电压改变到第二电压，并且第一电压和第二电压中的一个是地电压而另一个是反偏压电压。
依据本发明，提供了制造和/或者修复具有包括阳极、EL层和阴极并且EL层与阳极接触、阴极与EL层接触的EL元件的发光设备的方法，特征为在阳极和阴极之间依次施加第一电压和第二电压，因此使得反偏压电流在阳极和阴极之间流动的部分变得绝缘或者高阻抗，并且第一电压是地电压而第二电压是反偏压电压。
依据本发明，制造和/或者修复具有包括阳极、EL层和阴极并且EL层与阳极接触、阴极与EL层接触的EL元件的发光设备的方法，特征为施加在阳极和阴极之间的电压逐步地从第一电压改变到第二电压，因此使得反偏压电流在阳极和阴极之间流动的部分变得绝缘或者高阻抗，并且第一电压和第二电压中的一个是地电压而另一个是反偏压电压。
依据本发明，制造和/或者修复发光设备的方法其特征在于反偏压电压是在EL元件的雪崩电压的±15％以内。
附图说明
在附图中：
图1A和1B是示意性显示当反偏压电压施加在EL元件上的时候在EL元件中的电流的图；
图2A和2B是示意性显示在修复过程中间EL元件的电压-电流特性的改变和当正偏压电压施加在修复之后的EL元件上的时候在EL元件中的电流的图；
图3是像素的电路图；
图4A和4B分别是像素部分的电路图和显示在修复期间像素部分的操作的图；
图5是像素的电路图；
图6A和6B分别是像素部分的电路图和显示在修复期间像素部分的操作的图；
图7A和7B是显示驱动电路的结构的图；
图8A和8B是显示驱动电路的结构的图；
图9A和9B是显示EL元件的结构的图；
图10A和10B是显示EL元件的结构的图；
图11A和11H是显示具有适用于本发明修复方法的发光设备的电气设备的图；
图12A和12B分别是具有缺陷部分的EL元件的剖面图和示意性显示当正偏压电流在EL元件中流动的时候电流图；
图13A和13B是显示EL元件的电压-电流特性的图；
图14是显示当反偏压电流在其中流动的时候EL元件的电压-电流特性的曲线图；
图15是显示EL元件的电压-电流特性的图；
图16是发光设备的剖面图；
图17是发光设备的剖面图；
图18是发光设备的剖面图；和
图19A和19B是适用于本发明的修复方法的无源矩阵发光设备的图。
具体实施方式
[实施例]
将结合图1A和1B描述本发明的制造和/或者修复方法。图1A是示意性显示当反偏压电压施加在EL元件上的时候在具有缺陷部分的EL元件中的电流图。
地电压GND和反偏压电压Vrev分别施加在EL元件上。图1B是当分别施加地电压GND和反偏压电压Vrev的时候的时间图。注意到本发明不局限于这种实施例模式的结构，也就是，地电压GND和反偏压电压Vrev的交替施加。本发明只需要将反偏压电压施加到EL元件上。因此，交替施加到EL元件上的电压的组合可以是正偏压电压和反偏压电压Vrev的组合或者是反偏压电压Vrev和不等于Vrev的反偏压电压的组合。
在这样的实施例模式中，在给定的时间间隔中将反偏压电压施加到EL元件上。然而，本发明不局限于此并且可以将直接的反偏压电压施加到EL元件上。
在这样的实施例模式中，反偏压电压逐步增加直到雪崩发生以至于导致雪崩电流流入EL元件。雪崩电流开始流入EL元件时的电压这里称为雪崩电压。然而，本发明不局限于此，并且施加到EL元件上的电压的电平能够由设计者适当地设定。施加到EL元件上的电压的适当电平足够高以便于变成缺陷部分但是没有高到损坏EL元件或者退化它的EL层。
当电压是直接的反偏压电压的时候，电压电平也逐步增加。
可替代的，可以在给定的时间间隔中将恒定电平的反偏压电压施加到EL元件上或者可以施加直接的反偏压电压。
通过在给定的时间间隔中将反偏压电压施加到EL元件上，有可能防止围绕缺陷部分的一部分EL层由于从施加反偏压电压所产生的热而被退化。
反偏压电压的电平的逐步增加使得很容易找到用于修复那部分EL元件的最佳的反偏压电压的电平。
当将反偏压电压Vrev施加到EL元件上的时候，反偏压电流Irev流入EL元件。反偏压电流Irev满足Irev=Idio+Isc，其中Idio表示在EL层103中流动的电流而ISC表示在缺陷部分104中流动的电流。然而，反偏压电流几乎不能流入EL层并且假定Irev≈ISC。
当电流Irev流入缺陷部分104的时候，在缺陷部分104中的温度增加以至于导致缺陷部分的燃尽、缺陷部分的蒸发、或者缺陷部分由于氧化或者碳化转化成绝缘体，因此将缺陷部分改变成变形部分。因而增加了电阻RSC。
图12A显示当使用本发明的修复方法的时候在具有缺陷部分104的EL元件的电压-电流特性中随时间的变化。电压-电流特征曲线随时间朝着箭头指示的方向移动。Vav表示雪崩电压。依据施加反偏压电压，缺陷部分的电阻RSC在伴随着流过缺陷部分的电流ISC减少的时间流逝中增加了。因此减少了流入EL元件的电流量。
图2B示意性显示了当正偏压电压施加在EL元件上的时候在EL元件中的电流。当正偏压电压施加在EL元件上的时候，流过缺陷部分的电流ISC的减少导致实际上流入EL层的电流Idio的增加，因此增加了放光的亮度。
本发明的方法能够依据将正偏压电压施加到EL元件上来增加实际流过EL层的电流的量，即使在层形成期间由于灰尘等在EL层中形成小孔并且夹着发光层的两个层短路，因为本方法能够通过将缺陷部分改变成变形部分来增加发生短路的缺陷部分的电阻。因此本发明的修复方法能够通过施加相同的电压电平来增加发光的亮度而不管缺陷部分的存在。
因为具有高的电阻RSC，所以和在其中总是有电流流动以至于加速了围绕缺陷部分的一部分EL层的退化的缺陷部分相反，变形部分几乎不允许电流在其中流动。因此，没有加速围绕变形部分的一部分EL层的退化。
下面将介绍本发明的实施例。
[实施例1]
本实施例给出了在将本发明的修复方法应用到在每个像素中具有两个薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵发光设备的情况中的描述。
图3是在应用本发明的修复方法的发光设备中的像素的电路图。每个像素具有源信号线Si(i表示从1到x的一个整数)，电源线Vi(i表示从1到x的一个整数)，和门信号线Gj(j表示从1到y的一个整数)。
每个像素还具有开关TFT301，EL驱动TFT302，EL元件303和电容器304。
开关TFT301具有连接到门信号线Gj的栅电极。开关TFT301具有其中一个连接到源信号线Si而另一个连接到EL驱动TFT302的栅电极的源极区和漏极区。
EL驱动TFT302具有连接到电源线Vi的源极区，和连接到EL元件303的两个电极中的一个的漏极区。EL元件303的两个电极中的另一个，也就是没有连接到EL驱动TFT302的漏极区的电极，连接到负电源307。
对于EL元件303的两个电极，连接到EL驱动TFT302的漏极区的一个被称为像素电极而连接到负电源307的另一个被称为负电极。
在EL驱动TFT302的栅电极和电源线Vi之间形成电容器304。
图4A显示具有如图3中所示的多个像素的发光设备的像素部分。像素部分306具有源信号线S1到Sx，电源线V1到Vx，门信号线G1到Gy。多个像素305在像素部分306中形成矩阵。
图4B显示在修复EL元件303的缺陷部分期间TFT的操作和输入到电源线Vi和每个像素中的负电极的电压电平。当修复EL元件303的缺陷部分的时候，每个像素中的开关TFT301和EL驱动TFT302都转到ON。而电源线Vi的电压保持恒定。在给定的时间间隔中改变负电极的电压以至于给定的反偏压电流在给定的时间间隔中流入EL元件。
EL元件的缺陷部分可以在像素部分306的所有像素305中立刻被修复。可替代的，可以一次在一行像素或者一次在一个像素上执行修复。
本发明的方法能够依据将正偏压电压施加到EL元件上来增加实际流过EL层的电流的量，即使在层形成期间由于灰尘等在EL层中形成小孔并且夹着发光层的两个层短路，因为本方法能够通过将缺陷部分改变成变形部分来增加发生短路的缺陷部分的电阻。因此本发明的修复方法能够通过施加相同的电压电平来增加发光的亮度而不管缺陷部分的存在。
因为具有高的电阻RSC，所以和在其中总是有电流流动以至于加速了围绕缺陷部分的一部分EL层的退化的缺陷部分相反，变形部分几乎不允许电流在其中流动。因此，没有加速围绕在变形部分的一部分EL层的退化。
注意到本发明的修复方法不局限于上述结构的发光设备。本发明能够适用于任何结构的发光设备。
[实施例2]
本实施例给出了在将本发明的修复方法应用到在每个像素中具有三个薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵发光设备的情况中的描述。
图5是在应用本发明的修复方法的发光设备中的像素的电路图。每个像素具有源信号线Si(i表示从1到x的一个整数)，电源线Vi(i表示从1到x的一个整数)，写入门信号线Gaj(j表示从1到y的一个整数)和擦除门信号线Gej(j表示从1到y的一个整数)。每个像素还包括开关TFT501a，擦除TFT501b，EL驱动TFT502，EL元件503，和电容器504。
开关TFT501a具有连接到写入门信号线Gaj的栅电极。开关TFT501a具有其中一个连接到源信号线Si而另一个连接到EL驱动TFT502的栅电极的源极区和漏极区。
擦除TFT501b具有连接到擦除门信号线Gej的栅电极。擦除TFT501b具有其中一个连接到电源线Vi而另一个连接到EL驱动TFT502的栅电极的源极区和漏极区。
EL驱动TFT502具有连接到电源线Vi的源极区，和连接到EL元件503的两个电极中的一个的漏极区。EL元件503的两个电极中的另一个，也就是没有连接到EL驱动TFT502的漏极区的电极，连接到负电源507。
对于EL元件503的两个电极，连接到EL驱动TFT502的漏极区的一个被称为像素电极而连接到负电源507的一个被称为负电极。
在EL驱动TFT502的栅电极和电源线Vi之间形成电容器504。
图6A显示具有图5所示的多个电极的发光设备的像素部分。像素部分506具有源信号线S1到Sx，电源线V1到Vx，写入门信号线Ga1到Gay，和擦除门信号线Ge1到Gey。多个像素505形成在像素部分506中的矩阵。
图6B显示在修复EL元件503的缺陷部分期间TFT的操作和输入到电源线Vi和每个像素中的负电极的电压的电平。当修复EL元件503的缺陷部分的时候，每个像素的开关TFT501a和EL驱动TFT502都转到ON。每个像素的擦除TFT501b转到OFF。当电源线Vi的电压保持恒定的时候，在给定时间间隔中改变负电极的电压以便于给定的反偏压电流在给定时间间隔中流入EL元件503。
EL元件503的缺陷部分可以在像素部分506的所有像素505中立刻被修复。可替代的，可以每次在一行像素上或者每次在一个像素上执行修复。
本发明的方法能够依据将正偏压电压施加到EL元件上来增加实际流过EL层的电流的量，即使在层形成期间由于灰尘等在EL层中形成小孔并且夹着发光层的两个层短路，因为本方法能够通过将缺陷部分改变成变形部分来增加发生短路的缺陷部分的电阻。因此本发明的修复方法能够通过施加相同的电压电平来增加发光的亮度而不管缺陷部分的存在。
因为具有高的电阻RSC，所以和在其中总是有电流流动以至于加速了围绕在缺陷部分的一部分EL层的退化的缺陷部分相反，变形部分几乎不允许电流在其中流动。因此，没有加速围绕变形部分的一部分EL层的退化。
[实施例3]
在这个实施例中，在实施例1中驱动像素部分的驱动电路的结构已经在实施例1中说明了。在实施例1中驱动像素部分的源信号驱动电路和门信号驱动电路不局限于这个实施例中所示的结构。
图7用方框图显示了发光设备的驱动电路。在图7A中，参考数字601是具有移位寄存器602、锁存器(A)603和锁存器(B)604的源信号线驱动电路。
时钟信号(CLK)和启动脉冲(SP)被输入到源信号线驱动线路601中的移位寄存器602。移位寄存器602根据时钟信号(CLK)和启动信号(SP)依次生成定时信号，并且通过缓冲器(图中没有显示)将定时信号连续地提供给下游电路。
注意到来自移位寄存器602的定时信号可以被像缓冲器这样的电流缓冲放大。定时信号提供到的电线的负载电容(寄生电容)很大因为许多电路和元件连接到电线上。形成缓冲器以便于防止由于大负载电容产生的在定时信号的上升和下落中的迟钝。另外，不必经常形成缓冲器。
将缓冲放大的定时信号提供给锁存器(A)603。锁存器(A)603具有用于处理n位数字信号(数字信号具有图象信息)的多个锁存级。锁存器(A)603与上述定时信号同时地依次写入并且保存由源信号线驱动电路601的外部提供的N位数字信号。
注意到当锁存器(A)603接收数字信号的时候可以将数字信号连续地输入锁存器(A)603的多个锁存级。然而，本发明不局限于这个结构。可以执行所谓的分部驱动，说得更精确些，将锁存器(A)603的多个锁存级分成许多组，然后将数字信号同时并行输入各自的组。注意到在这一点的组数被称为分部数。例如，如果每个锁存电路被组成4级，则它被称为4分支分部驱动。
完成将数字信号写入锁存器(A)603的所有锁存级中所需的时间被称为行扫描周期。实际上，增加了行回扫时间的上述行扫描周期也被称为行扫描周期。
在一个行扫描周期完成以后，锁存信号被提供给锁存器(B)604。在这个实施例中，由锁存器(A)603写入和保存的数字信号立即被发送到锁存器(B)604以便由其所有的锁存级写入和保存。
在已经完成将数字信号发送到锁存器(B)604以后，根据来自移位寄存器602的定时信号重新执行将数字信号连续写入锁存器(A)603。
在这个第二次一行扫描周期期间，由锁存器(B)603写入和保存的数字视频信号被输入到源信号线。
图7B是显示门信号线驱动电路的结构的方框图。
门信号驱动电路605分别具有移位寄存器606和缓冲器607。依据情况，能够提供电平移动器。
在门信号线驱动电路605中，定时信号从移位寄存器606提供到缓冲器607，这样被提供到相应的门信号线。一行像素部分的开关TFT的栅电极连接到每个门信号线。一行像素部分的所有开关TFT必须同时置于ON状态，因此能够使用在其中能够流过大电流的缓冲器。
在使用本发明的修复方法的情况下，通过控制由门信号线驱动电路输入到门信号的信号来使开关TFT在ON的状态，并且通过控制从源信号线驱动电路输入到源信号线的数字信号来使EL驱动TFT在ON的状态。
此外，在这个实施例中，已经说明了在实施例1中所示的像素部分的驱动电路的结构，但在实施例2中所示的像素部分的驱动电路的结构也具有相同的结构。在实施例2中所示的像素部分具有两个门信号线驱动电路，并且每个门信号线驱动电路分别具有在图7B中所示的结构。在实施例2中，每个门信号线驱动电路分别控制到写入门信号线和到擦除门信号线的输入信号。
[实施例4]
在这个实施例中所给的描述是用于驱动在实施例1中所示的发光设备的像素部分的驱动电路的结构。这个实施例的结构不同于在实施例3中所描述的。用于驱动实施例1的像素部分的源信号线驱动电路和门信号线驱动电路可以不必具有在这个实施例中所示的结构。
图8A是依据本实施例的源信号线驱动电路611的电路图。参考数字612表示移位寄存器；613表示电平移动器；614表示采样电路。
时钟信号(CLK)和启动脉冲信号(SP)输入到移位寄存器612中。包括图象信息的模拟信号(模拟视频信号)输入到采样电路614。
依据在移位寄存器612中时钟信号(CLK)和启动脉冲信号(SP)的输入，生成定时信号并且输入到电平移动器613。输入到电平移动器613的定时信号被输入具有放大的振幅的采样电路614。
利用输入到采样电路614的定时信号，对也输入到采样电路614的模拟视频信号采样然后输出到相关的源信号线。
图8B是显示门信号线驱动电路结构的方框图。
门信号线驱动电路615具有移位寄存器616和缓冲器617。电路也可以具有电平移动器。
在门信号线驱动电路615中，定时信号从移位寄存器616输入到缓冲器617，然后输入到相关的门信号线。门信号线连接到在一行象素中的开关TFT的栅电极。因为在一行像素中的开关TFT毫无疑问是立即转到ON，所以所用的缓冲器毫无疑问能够流过大电流。
当使用本发明的修复方法的时候，门信号线驱动电路控制输入到门信号线以便使开关TFT转到ON的信号而EL驱动TFT通过从源信号线驱动电路输入到源信号线的模拟视频信号来转到ON。
[实施例5]
本实施例描述将本发明的修复方法应用到其EL层包括多个层的EL元件上的情况。
图9A显示EL元件的结构。首先，通过在由氧化铟和氧化锡(ITO)的化合物形成的阳极上旋涂到30nm厚度用是聚噻吩衍生物的PEDOT形成空穴注入层。接着，通过蒸发形成具有20nm厚度的MTDATA层和具有10nm厚度的α-NPD层作为空穴传输层。在空穴传输层上，通过蒸发到50nm的厚度由是单纯化合物的自发光材料Alq3形成发光层。然后通过蒸发到400nm厚度来沉淀Yb来形成阴极以便完成EL元件。
如果在上述结构的EL元件的发光层中开了小孔并且形成了缺陷部分，作为阴极的Yb层不需要接触在缺陷部分中作为空穴传输层的α-NPD层。
当在给定时间间隔中引起反偏压电流流入具有缺陷部分的EL元件的时候，在缺陷部分中的温度升高以至于缺陷部分被燃尽、蒸发、或者氧化或者碳化以至于转化成绝缘体。结果，缺陷部分变成变形部分以便于增加其中的电阻。因此没有加速围绕变形部分的一部分EL层的退化。
从这样的EL元件发出的光利用了来自单纯化合物的单峰激发能。
图9B显示了另一个EL元件的结构。首先，通过在由氧化铟和氧化锡的化合物形成的阳极上蒸发到20nm厚度用铜酞菁形成空穴注入层。接着，通过蒸发到10nm的厚度用α-NPD形成空穴传输层。在空穴传输层上，通过蒸发到20nm的厚度由是三环化合物的自发光材料Ir(PPy)3和CBP形成发光层。通过蒸发形成具有10nm厚度的BCP层和具有40nm厚度的Alq3来在发光层上形成电子传输层。然后通过蒸发到400nm厚度来沉淀Yb来形成阴极以便完成EL元件。
如果在上述结构的EL元件的发光层中开了小孔并且形成了缺陷部分，作为电子传输层的BCP层不需要接触在缺陷部分中作为空穴传输层的α-NPD层。
当在给定时间间隔中引起反偏压电流流入具有缺陷部分的EL元件的时候，在缺陷部分中的温度升高以至于缺陷部分被燃尽、蒸发、或者氧化或者碳化以至于转化成绝缘体。结果，缺陷部分变成变形部分以便于增加其中的电阻。因此没有加速围绕变形部分的一部分EL层的退化。
从这样的EL元件发出的光利用了来自三环化合物的三峰激发能。
图10A还显示了另一个EL元件的结构。首先通过在由氧化铟和氧化锡(ITO)的化合物形成的阳极上旋涂到30nm厚度用是聚噻吩衍生物的PEDOT形成空穴注入层。在空穴注入层，通过蒸发到50nm厚度由是单环化合物的自发光材料Alq3形成发光层。然后，通过蒸发到400nm厚度来沉淀Pb来形成阴极以便完成EL元件。
如果在上述结构的EL元件的发光层中开了小孔并且形成了缺陷部分，作为阴极的Pb层不需要接触在缺陷部分中作为空穴注入层的PEDOT层。
当在给定时间间隔中引起反偏压电流流入具有缺陷部分的EL元件的时候，在缺陷部分中的温度升高以至于缺陷部分被燃尽、蒸发、或者氧化或者碳化以至于转化成绝缘体。结果，缺陷部分变成变形部分以便于增加其中的电阻。因此没有加速围绕变形部分的一部分EL层的退化。
从这样的EL元件发出的光利用了来自单环化合物的单环激发能。
图10B仍然显示了另一个EL元件的结构。首先，通过蒸发到400nm厚度用Pb形成阴极。在阴极上，通过蒸发到50nm厚度由是单环化合物自发光材料Alq3形成发光层。接着，通过旋涂到30nm厚度用是聚噻吩衍生物的PEDOT形成空穴注入层。在其上形成具有5nm厚度的Au薄膜。提供Au薄膜防止在后来的步骤中EL层的表面的退化。然后在Au薄膜上用氧化铟和氧化锡(ITO)的化合物形成阳极。
如果在上述结构的EL元件的发光层中开了小孔并且形成了缺陷部分，作为阴极的Pb层不需要接触在缺陷部分中作为空穴注入层的PEDOT层。
当在给定时间间隔中引起反偏压电流流入具有缺陷部分的EL元件的时候，在缺陷部分中的温度升高以至于缺陷部分被燃尽、蒸发、或者氧化或者碳化以至于转化成绝缘体。结果，缺陷部分变成变形部分以便于增加其中的电阻。因此没有加速围绕变形部分的一部分EL层的退化。
从这样的EL元件发出的光利用了来自单环化合物的单环激发能。
具有上述结构，本发明的方法能够依据将正偏压电压施加到EL元件上来增加实际流过EL层的电流的量，即使在层的形成期间由于灰尘等在EL层中形成小孔并且夹着发光层的两个层短路，因为本方法能够通过将缺陷部分改变成变形部分来增加发生短路的缺陷部分的电阻。因此本发明的修复方法能够通过施加相同的电压电平来增加发光的亮度而不管缺陷部分的存在。
此外，本发明能够通过将缺陷部分改变成变形部分以便增加其中的电阻来防止围绕缺陷部分的一部分EL层中的加速退化。
由EL材料的碳化生成的碳化物具有高的绝缘性质并且作为衬底是稳定的。由于那个缘故，当缺陷部分充满有机EL材料的时候本发明的修复方法特别有效，例如当在接触EL材料薄膜的EL层中形成缺陷部分的时候。
本发明可以自由地结合实施例1到4。
[实施例6]
在这个实施例中，通过利用EL材料能够显著改善外部发光量子效率，借助EL材料来自三环激发的磷光能够用于发光。结果，能够降低EL元件的功耗，延长EL元件的使用寿命并且减轻EL元件的重量。
下面是利用三环激发改善外部发光量子效率的报告(T。Tsutsui，C。Adachi，S。Satio，有机分子系统中的光化学过程，ed。K。Honda，(Elsevier Sci。Pub。，Tkoyo，1991)p。437)。
由上述文章报告的EL材料(香豆素颜料)的分子式表示如下。
(化学分子式1)
(M。A。Baldo，D。F。O’Brien，Y。You，A。Shoustikov，S。Sibley，M。E。Thompson，S。R。Forrest，Nature 395(1998)p。151)
由上述文章报告的EL材料(Pt络合物)的分子式表示如下。
(化学分子式2)
(M。A。Baldo，S。Lamansky，P。P。Burrows，M。E。Thompson，S。R。Forrest，Appl。Phys。Lett。，75(1999)p。4)(T。Tsutsui，M。J。Yang，M。Yahiro，K。Nakamura，T。Watanabe，T。Tsuji，Y。Fukuda，T。Wakimoto，S。Mayaguchi，Jpn，Appl。Phy。，38(12B)(1999)L1502)
由上述文章报告的EL材料(Ir络合物)的分子式表示如下。
(化学分子式3)
如上所述，如果来自三环激发的磷光能够被实际利用，原则上能够实现外部发光量子效率是在使用来自单环激发的磷光的情况下的3到4倍高。
依据这个实施例的结构能够结合实施例1到5的任意结构来自由实现。
[实施例7]
这个实施例描述当反偏压电压施加到EL元件上的时候具有缺陷部分的EL元件的实际的电压-电流特性。
如下构造在这个实施例中所用的EL元件。首先，通过在由氧化铟和氧化锡(ITO)的化合物形成的阳极上蒸发到20nm厚度用铜酞菁形成空穴注入层。接着，通过蒸发形成具有20nm厚度的MTDATA层和具有10nm厚度的α-NPD层作为空穴传输层。接着用锂乙酰丙酮(Liacac)形成电子注入层到2nm的厚度。然后用铝合金形成阴极到50nm的厚度以便完成EL元件。
图14显示当反偏压电压施加到EL元件上的时候如上述构成的EL元件的电压-电流特性。反偏压电流朝着反偏压电压是5V的点A变大并且过了那个点后减小。
尽管EL元件被损坏，但按照推测由于施加了反偏压电压所以反偏压电流增加了但过了点A有减小了。因此能够推断出缺陷部分中的一些变化发生在点A以至于提高了缺陷部分的电阻。
在本发明的修复方法中，施加到EL元件上的反偏压电压的电平和电压施加时间依赖EL元件的阳极、阴极和EL层的材料和EL元件的结构而改变。如果反偏压电压显著的低，不能获得本发明的效果，但是在显著高的情况下反偏压电压加速EL元件的退化或者EL元件自身的损坏。
依据图14A中所示的电压-电流特性，随着-6.5V或者更低的反偏压电压，反偏压电流急剧地增加。因此，在本实施例中所用的EL元件的情况下，当施加-6.5V或者更低的反偏压电压的时候EL元件很可能将被损坏或者接近退化。
施加到EL元件上的反偏压电压的电平和电压施加时间不得不由打算执行本发明的人来设定以便于适合EL元件的阳极、阴极和EL层的材料和EL元件的结构。
[实施例8]
本实施例描述在增加直接反偏压电压直到雪崩电压(Vav)然后减少的情况下EL元件的电压-电流特性。
图15是当增加直接反偏压电压直到雪崩电压(Vav)然后减少的时候电压-电流的图表。随着反偏压电压增加，反偏压电流Irev在点B、点C和点D处临时波动，在其中一些变化发生在缺陷部分中以至于从缺陷部分转化为变形部分。
在电压在Vav达到最大以后随着反偏压电压Vrev的减少观察到在反偏压电流Irev中没有明显变化。
这个实施例可以自由地结合实施例1到7。
[实施例9]
本实施例给出了在应用本发明的修复方法的发光设备的剖面图上的描述。
在图16中，n通道TFT用于在衬底700上形成的开关TFT721。
在这个实施例中的开关TFT721具有在其中形成两个通道形成区域的双门结构。然而，TFT可以采用具有一个通道形成区域的单门结构或者具有三个通道形成区域的三门结构。
在衬底700上形成的驱动电路具有n通道TFT723和p通道TFT724。尽管在这个实施例中驱动电路的TFT是单门结构，但是TFT可以采用双门结构或者三门结构。
配线701和703起到CMOS电路的源极配线的作用而702起到其中的漏极配线的作用。配线704起到电力连接源极配线708和开关TFT的源极区的配线的作用。配线705起到电力连接漏极配线709和开关TFT的漏极区的配线的作用。
P通道TFT用于EL驱动TFT722。在本实施例中的EL驱动TFT722是单门结构但是可以具有双门结构或者三门结构。
配线706是EL驱动TFT的源极配线(相应于电流补给线)。配线707是安装在EL驱动TFT的像素电极710上以便于电力连接像素电极710的电极。
像素电极710由透明的导电薄膜形成并且用作EL元件的阳极。透明的导电薄膜可以从氧化铟和氧化锡的化合物或者氧化铟和氧化锌的化合物中获得，或者单独从氧化锌、氧化锡或者氧化铟中获得。透明的导电薄膜可以漆上镓。在形成上述配线以后在扁平的夹层绝缘薄膜711上形成像素电极710。在这个实施例中，薄膜711是由树脂形成的平面化薄膜并且重要的是拉平由具有平面化薄膜711的TFT导致的电平差。在后来形成的EL层很薄以至于电平差的存在能够导致光发射缺陷。因此在形成像素电极以前表面不得不变平以便于在尽可能扁平的表面上形成EL层。
在形成配线701到707以后，如图16所示形成组合(bank)712。通过铺砌100到400nm厚度的包含硅的绝缘薄膜或者有机树脂薄膜形成组合(bank)712。
因为组合(bank)712是绝缘薄膜，必须小心在薄膜形成期间不要导致元件的静态击穿。在这个实施例中，在作为组合(bank)712的材料的绝缘薄膜中添加碳微粒或者金属微粒，由此降低电阻系数从而避免静电的产生。调整碳微粒和金属微粒的量以至于电阻系数减少到1×106到1×1012Ωm(最好1×108到1×1010Ωm)。
在像素电极710上形成EL层713。尽管在图16中只显示了一个像素，但是在这个实施例中形成了用于红光(R)的EL层，用于绿光(G)的EL层和用于蓝光(B)的EL层。本实施例为EL层713使用了通过蒸发在薄膜中形成的低分子量的有机EL材料。明确的，EL层713具有叠层板结构，在其中在空穴注入层上形成具有20nm厚度的铜酞菁(CuPc)薄膜作为空穴注入层713a并且形成具有70nm厚度的三8喹啉铝络合物(Alq3)作为发光层713b。通过选择像喹酮、二萘嵌苯或者DCMl这样用于漆涂Alq3的荧光颜料来控制发光的颜色。
上述给出的材料主要是能够用于EL层的有机EL材料的示例并且不需要局限于此。EL层(也就是用于发光和用于载波运输以便于发光的层)除了发光层以外，可以具有载荷子运输层或者载荷子注入层或者两者都有。例如，大分子量的有机EL材料可以用于EL层尽管在这个实施例中所示的示例中所用的是小分子量的有机EL材料。像硅、碳这样的无机材料可以用于载荷子运输层和载荷子注入层。能够使用已知的有机EL材料和已知的无机材料。
在EL层713上，用导电薄膜形成阴极714。在这个实施例中，铝和锂的合金薄膜用作导电薄膜。当然可以使用已知的MgAg薄膜(镁和银的合金薄膜)。适合的阴极材料是由元素周期表中属于组1或者2的元素构成的导电薄膜，或者漆涂上组1或者2的元素的导电薄膜。
阴极714的形成完成了EL元件719。这里的EL元件719意味着由像素电极(阳极)710、EL层713和阴极714构成的电容器。
提供钝化薄膜716以至于完全地覆盖EL元件719是很有效的。钝化薄膜716是绝缘薄膜，其示例包括碳薄膜、氮化硅薄膜和氧化硅薄膜。这些绝缘薄膜的单层或者叠层板能用于钝化薄膜。
使用钝化薄膜作为能够覆盖广大区域的薄膜是更可取的。尤其是碳薄膜、DLC(金刚石)薄膜很有效。DLC薄膜能够在室温和100℃之间的温度范围中形成，因此容易形成具有低热阻的上述EL层713。此外，DLC薄膜能够非常有效地阻碍氧气并且能够防止EL层713的氧化。因此EL层713能够在随后执行的密封步骤之前免遭氧化。
在钝化薄膜716上提供铅封717并且粘结封盖部分718。UV可再生树脂用作铅封717。将具有吸湿作用的物质或者具有抗氧化作用的物质置于铅封中是很有效的。这个实施例中所用的封盖部分是在其正面或者背面上形成的具有碳薄膜(最好是金刚石薄膜)的玻璃衬底、石英衬底或者塑料衬底(包括塑料薄膜)。
这样完成了如图16所示构成的EL显示设备。使用复式类型(或者同轴类型)薄膜形成装置以便于连续地处理在组合(bank)712形成以后直到钝化薄膜716形成的步骤而不使设备暴露在空气中是很有效的。用于防止暴露在空气中的连续处理还可以扩展以便于包括粘结封盖部分718的步骤。
这个实施例中的每个TFT特征为：用具有两个层的导电薄膜形成栅电极；在通道形成区和漏极区之间形成的低浓度杂质区域之间几乎没有发现浓度差，因此形成平缓的浓度梯度；低浓度杂质区域被分成覆盖基本栅电极的区域(这一部分称为GOLD区域)和不覆盖栅电极的区域(这一部分称为LDD区域)。门绝缘薄膜，也就是，在不覆盖栅电极的区域上和高浓度杂质区域上的区域的边界逐渐减少。
在这个实施例的发光设备中，如果在发光层713b中有小孔，将导在其中空穴注入层713a和阴极714通过小孔接触的致缺陷部分。利用本发明的修复方法，缺陷部分能够变成变形部分715，结果增加了电阻。因此除了小孔以外的像素的其他部分能够具有增强的亮度并且没有加速围绕小孔的一部分EL层的退化。
这个实施例只显示像素部分和驱动电路的结构。然而，依据本实施例的制造过程也能够在同一个保留像素部分和驱动电路的绝缘体上形成像信号分频电路、D/A转换器、运算放大器和γ校正电路这样的逻辑电路。另外，可以形成存储器和微处理器。
这个实施例的结构能够结合任意的实施例1，2，3，4，6和8。
[实施例10]
这个实施例给出在应用本发明的修复方法的发光设备的剖面图上的描述。
在图17中，驱动电路的p通道TFT200和n通道TFT201在与在其上形成EL驱动TFT203、开关TFT204和电容存储器205的相同的衬底上形成来构成像素部分。
驱动电路的P通道TFT200组成如下：具有第二锥形并且起到栅电极作用的导电层220；通道形成区域206；起到源极区或者漏极区作用的第三杂质区域207a；作为不覆盖栅电极220的LDD区域的第四杂质区域(A)207b；和作为部分覆盖栅电极220的LDD区域的第四杂质区域(B)207c。
驱动电路的N通道TFT201组成如下：具有第二锥形并且起到栅电极作用的导电层221；通道形成区域208；起到源极区或者漏极区作用的第一杂质区域209a；作为不覆盖栅电极221的LDD区域的第二杂质区域(A)209b；和作为部分覆盖门电路221的LDD区域的第二杂质区域(B)209c。当通道长度是2到7μm的时候，第二杂质区域(B)209c覆盖栅电极221的部分的长度设定为0.1到0.3μm。通过调整栅电极221的厚度和锥形部分的角度来控制LOV区域的长度。具有在n通道TFT中形成的这样的LDD区域，能够减弱在漏极区附近产生的高的电场以便防止热载流子的生成由此防止TFT的退化。
类似的，EL驱动TFT203组成如下：具有第二锥形并且起到栅电极作用的导电层223；通道形成区域212；起到源极区或者漏极区作用的第三杂质区域213；作为不覆盖栅电极223的LDD区域的第四杂质区域(A)213b；和作为部分覆盖栅电极223的LDD区域的第四杂质区域(B)213c。
像移位寄存器电路和缓冲器电路这样的逻辑电路和具有模拟开关的采样电路组成驱动电路。在图17中，这些电路的TFT具有在形成一对的源极和漏极之间放置一个栅电极的单门结构。然而，TFT可以具有在形成一对的源极和漏极之间防止多个电极的多门结构。
EL驱动TFT203的漏极区通过配线231连接到像素电极。用已知的有机EL材料形成EL层272以便于接触像素电极271。形成阴极273以便于接触EL层272。
开关TFT204组成如下：具有第二锥形并且起到栅电极作用的导电层224；通道形成区域214a和214b；起到源极区或者漏极区作用的第一杂质区域215a和217；作为不覆盖栅电极224的LDD区域的第二杂质区域(A)215b；和作为部分覆盖栅电极224的LDD区域的第二杂质区域(B)215c。第二杂质区域(B)215c覆盖栅电极224的部分的长度设定为0.1到0.3μm。电容存储器组成如下：从第一杂质区域217延伸出的并且具有第二杂质区域(A)219b、第二杂质区域(B)219c和不漆涂用于设定区域的导电类型的任何杂质元素的区域218的半导体层；与具有第三形状的门绝缘薄膜相同的绝缘层；和用具有第二锥形的导电层形成的电容器配线225。
在这个实施例的发光设备中，如果在EL层272中有小孔，将导致在其中像素电极271和阴极273通过小孔接触的缺陷部分。利用本发明的修复方法，缺陷部分能够变成变形部分274，结果增加了电阻。因此除了小孔以外的像素的其他部分能够具有增强的亮度并且没有加速围绕小孔的一部分EL层的退化。
这个实施例的结构能够结合任意的实施例1、2、3、4、6和8。
[实施例11]
在这个实施例中说明使用本发明的修复方法的发光显示器的截面结构的轮廓。
在图118中参考数字811表示衬底，参考数字812表示成为基底(以下称为基薄膜)的绝缘薄膜。发光衬底，典型地像玻璃衬底、石英衬底、玻璃陶瓷衬底或者水晶玻璃衬底，能够用作衬底811。然而，所用的衬底必须是在制造加工期间能够经得起最高加工温度的一个。
此外，当使用包含流动离子的衬底或者具有电导率的衬底的时候基薄膜812显著有效，但是在石英衬底上不需要形成基薄膜812。包含硅的绝缘薄膜可以用作基薄膜812。注意到术语包含硅的绝缘薄膜明确地指示像氧化硅薄膜、氮化硅薄膜和根据关于硅的预定比例包含氧或者氮的氮氧化硅薄膜(表示为SiOxNy，x和y是任意整数)这样的绝缘薄膜。
参考数字8201表示开关TFT，参考数字8202表示EL驱动器TFT，两个分别通过n通道TFT和p通道TFT形成。当EL发光的方向朝着衬底下边(没有形成TFT和EL层的表面)的时候，上述结构是更可取的。然而，本发明不局限于这个结构。开关TFT和EL驱动器TFT可以是n通道TFT或者p通道TFT。
开关TFT8201具有包括源极区813、漏极区814、LDD区域815a到815d、分隔区域816的有源层，和包括形成区域863和864的通道、门绝缘薄膜818、栅电极819a和819b、第一夹层绝缘薄膜820、源信号线821和漏极线822的有源层。注意到门绝缘薄膜818和第一夹层绝缘薄膜820在衬底上的全部TFT中可以是通用的，或者可以依赖电路或者元件而不同。另外，参考数字817a和817b是掩模以便形成通道形成区域。
此外，图18中所示的开关TFT8201电力地连接到栅电极819a和819b，变成所谓的双门结构。不但可以使用双门结构，而且当然也可以使用像三门结构这样的多门结构(包括具有串连连接的两个或者多个通道形成区域的有源层的结构)。
多门结构在减少开路电路中非常有效，并且提供了开关TFT的开路电路被充分地降低，连接到第一EL驱动器TFT8202地栅电极地电容器能够具有减少到最小需要的电容。也就是，电容器的表面区域能够做的更小，因此使用多门结构在扩大EL元件的有效发光表面区域中也很有效。
另外，形成LDD区域815a到815d以至于不覆盖通过在开关TFT8201中的门绝缘薄膜818的栅电极819a和819b。这种类型的结构在减少开路电流中非常有效。此外，LDD区域815a到815d的长度(宽度)可以设定为从0.5到3.5μm，代表性的，在2.0和2.5μm之间。
注意到在降低开路电流中在通道形成区域和LDD区域之间形成偏移区域(区域是具有与通道形成区域相同组成并且没有施加门电压的半导体层)是更可取的。此外，当使用具有两个或者更多栅电极的多门结构的时候，分隔区域816(在其中添加相同浓度的相同杂质元素的区域，例如添加到源极区或者漏极区)将相同在减少开路电流中是很有效的。
接着，形成具有包括源极区826、漏极区827和通道形成区域805的有源层、门绝缘薄膜818、栅电极830、第一夹层绝缘薄膜820、源极线831和漏极线832的第一EL驱动器TFT8202。在实施例11中的第一EL驱动器TFT8202是p通道TFT。参考数字829是掩模以便于形成通道信息区域。
此外，开关TFT8201的漏极区连接到EL驱动器TFT8202的栅电极830。尽管在图中没有显示，很明确，EL驱动器TFT8202的栅电极830通过漏极线(也称为连接线)822电力地连接到整理TFT8201的漏极区814。第一EL驱动器TFT8202的源极线831连接到电源补给线(图中没有显示)。
第一EL驱动器TFT8202是用于控制注入EL元件的电流量和电流流动相对较大量的元件。因此更适合将通道宽度W设计的比开关TFT的通道宽度更大。此外，适合设计通道长度L以至于电流的过量部分不能在EL驱动器TFT8202中流动。适合具有每像素从0.5到2μA(更适合在1和1.5μm之间)
另外，通过使EL驱动器TFT8202的有源层(特别是通道形成区域)的薄膜厚度变厚(适合于从50到100nm，60和80nm之间更好)，可以抑止TFT的退化。相反的，在开关TFT8201的情况下，从使开路电流变小的立场出发，使有源层(特别是通道形成区域)的薄膜厚度变薄(适合于20到50nm，25和40之间更好)也是有效的。
上面说明了在像素中形成的TFT的结构，但是在这一点也能够同时形成驱动器电路。成为用于形成驱动器电路的基本单元的CMOS电路如图18中所示。
具有在其中减少热载流子注入而不用过分降低操作速度的结构的TFT用作在图18中的CMOS电路的n通道TFT8204。注意到术语驱动器电路在这里指示源信号线驱动器电路和门信号线驱动器电路。也有可能形成其他的逻辑电路(例如电平移动器，A/D转换器，和信号分频电路)。
CMOS电路的n通道TFT8204的有源层包括源极区835、漏极区836、LDD区域837和通道形成区域862。LDD区域837通过门绝缘薄膜818覆盖栅电极839。因此，使得LDD区域837完全地覆盖栅电极。这样适合于尽可能的减少电阻分量。参考数字838是掩模以便于形成通道信息区域。
只在漏极区836上形成LDD区域837以至于不用降低运算速度。此外，不必很担心n通道TFT8204的开路电流，并且很好地注意运算速度的重要。因此，希望使LDD区域837完全覆盖栅电极以便于将电阻分量减到最小。因此适合于消除所谓的偏移。
此外，几乎不需要担心由于热载流子注入导致的CMOS电路的p通道TFT8205的退化，因此不需要特别形成LDD区域。因此，有源层包括源极区840、漏极区841和通道形成区域861，并且在有源层上形成门绝缘薄膜818和栅电极843。当然，也有可能通过形成类似于n通道TFT8204的那一个的LDD区域来设法阻止热载流子注入。参考数字842是掩模以便于形成通道信息区域。
此外，n通道TFT8204和p通道TFT8205具有分别在它们的源极区上并且通过第一夹层绝缘薄膜820的源极线844和845。另外，n通道TFT8204和p通道TFT8205的漏极通过漏极线846相互电力连接。
接着，参考数字847指示第一钝化薄膜，它的薄膜厚度可以设定为从10nm到1μm(最好在200和500nm之间)。包含硅的绝缘薄膜(尤其是最好使用氮氧化硅薄膜或者氮化硅薄膜)能够用作钝化薄膜材料。钝化薄膜847具有保护TFT防止碱金属和潮湿的作用。在最终的TFT(尤其是EL驱动器TFT)上最后形成的EL层中包含像钠这样的碱金属。换句话说，第一钝化薄膜847用于保护层以便于这些碱金属(流动离子)不能渗透到TFT中。
此外，参考数字848指示具有用于执行TFT的拉平步骤的拉平薄膜功能的第二夹层绝缘薄膜。最好用有机树脂薄膜作为第二夹层绝缘层薄膜848，并且可以使用像聚酰亚胺、丙烯酸或者BCB(苯环丁烯)这样的薄膜。这些有机树脂薄膜具有容易形成好的平面、具有低比介质常数的优点。EL层对于不平及其敏感，因此最好利用第二夹层绝缘薄膜848主要吸收TFT步骤。另外，最好形成厚的低比介质常数材料以便于减少在EL元件的门信号线、数据信号线和阴极之间形成的寄生电容。因此厚度最好是从0.5到5μm(更优选在1.5和2.5μm之间)。
此外，参考数字849指示由透明导电薄膜形成的像素电极(EL元件的阳极)。在第二夹层绝缘薄膜848和第一钝化薄膜847中形成接触孔(开口)以后，形成像素电极849以便于连接到第一EL驱动器TFT8202的漏极线832。注意到如果形成像素电极849和漏极区827以至于不直接连接，如图18所示，则能够防止EL层的碱金属通过像素电极进入有源层。
在像素电极849上用具有从0.3到1μm厚度的氧化硅薄膜、氮氧化硅薄膜或者有机树脂薄膜形成第三夹层绝缘薄膜850。在第三夹层绝缘薄膜850中通过蚀刻在像素电极849上形成开口部分，并且蚀刻开口部分的边缘以便于成为锥形。角可以设定为从10到60°(最好在30到50°之间)。
在第三夹层绝缘薄膜850上形成EL层851。单层结构或者叠层板结构能够用于EL层851，但是叠层板结构具有更好的发光效应。一般的，在像素电极上依次形成空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层，但是也可以使用具有空穴传输层、发光层和电子传输层的结构或者具有空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层的结构。本发明能够使用任何已知的结构。并且也可以执行将例如荧光颜料漆涂到EL层中。
图18的结构是在形成相应于R、G和B的三种类型EL元件的情况下的示例。注意到尽管在图18中只显示了一个像素，但是能够相应于红、绿和蓝分别形成具有相同结构的像素，因而能够执行那种颜色的显示。实现本发明而不用关注颜色显示的方法是可能的。
在EL层851上形成EL元件的阴极852作为反电极。包括像镁(Mg)、锂(Li)或者钙(Ca)这样的低加工系数材料的金属可以用作阴极852。更可取的，使用用MgAg(用Mg和Ag形成的Mg的Ag混合比等于10∶1的材料)形成的电极。另外，MgAgAl电极、LiAl电极和LiFAl电极可以作为其他例子。
包括EL层851的叠层板本体必须分成每个像素来形成，但是EL层851关于潮湿是及其弱的，因此不能使用普通的照相平板印刷技术。因此最好使用像金属屏蔽这样的物理屏蔽材料，并且最好通过像真空蒸发、溅射或者等离子体CVD这样的气相方法选择性得形成层。
通过像素电极(阳极)849、EL层851和阴极852形成EL元件8206。
注意到也有可能使用像喷墨印刷、丝网印刷或者旋涂这样的方法作为选择性地形成层的方法。然而，目前还不能用这些方法连续形成阴极，因此最好使用上述其他方法。
此外，参考数字853指示保护电极，它保护EL层和阴极852以防外部潮湿等并且同时是用于连接每个像素的阴极852的电极。最好使用包含铝(Al)、铜(Cu)或者银(Ag)的低电阻材料作为保护电极853。也能够期望保护电极853能够具有减少由EL层产生的热量的热辐射效应。
参考数字854指示第二钝化薄膜，它可以形成具有10nm到1μm(最好在200和500nm之间)的薄膜厚度。形成第二钝化薄膜854的目的主要是用于保护EL层851防潮。但是使第二钝化薄膜854具有热辐射效应也是有效的。注意到EL层关于热是很弱的，如上所述，因此最好在尽可能低的温度下(最好在从室温到120°的温度范围内)执行薄膜形成。因此能够认为等离子体CVD、溅射、真空蒸发、离子涂敷和浸液涂漆(旋涂)是优选的薄膜形成方法。
注意到在本发明中不用说如图18中所示的全部TFT可以具有多晶硅薄膜作为它们的有源层。
当在发光设备中的EL层860中形成小孔的时候，形成通过小孔连接像素电极849和阴极852的缺陷部分。利用本发明的修复方法，通过将缺陷部分变成变性部分860来提高电阻。因此，增加了除了小孔以外的像素部分中的亮度，并且能够防止促进围绕小孔的EL层的退化。
注意到结合实施例1到4、6和8来实现本实施例11是可能的。
[实施例12]
使用EL元件的发光设备是自发光的，因此与液晶显示设备比较，在明亮环境中具有较高的能见度并且具有更宽的视角。因此，能够用于各种电力设备的显示装置。
给出电力设备使用应用了本发明的修复方法的发光设备的例子：摄像机；数码相机；护目镜式显示器(头戴式显示器)；导航系统；音频复制设备(汽车音像，组合音响等)；笔记本计算机；博弈机；便携式信息终端(移动式计算机，便携式电话便携式博弈机，电子记事簿等)；和浮想复制设备(明确的，能够在像数字化视频光盘(DVD)这样的记录媒体中处理数据并且具有能够显示数据的图象的显示设备的设备)。具有EL元件的发光设备特别希望用于便携式信息终端因为经常要倾斜地看它的屏幕并且需要具有宽的视角。电气设备的具体示例如图11A到11H所示。
图11A显示EL显示设备，包括外壳2001，底基2002，显示装置2003，扬声器装置2004，视频输入终端2005等。应用本发明的修复方法的发光设备能够用作显示装置2003。具有EL元件的发光设备是自发光的而且不需要背后照明，所以能够制造比液晶显示设备更薄的显示设备。术语EL显示设备包括用于显示信息的每一个显示设备，像个人计算机的，用于接收TV广播的和用于广告宣传的。
图11B显示数字式照相机，包括机身2101，显示装置2102，图像接收装置2103，操作键2104，外部连接端口2105，快门2106等。应用本发明的修复方法的发光设备能够用于显示装置2102。
图11C显示笔记本计算机，包括主机2201，外壳2202，显示装置2203，键盘2204，外部连接端口2205，指示鼠标2206等。应用本发明的修复方法的发光设备能够用于显示装置2203。
图11D显示移动式计算机，包括主机2301，显示装置2302，开关2303，操作键2304，红外线端口2305等。应用本发明的修复方法的发光设备能够用于显示装置2302。
图11E显示安装有装备有记录媒体(特定的，DVD播放器)的便携式图像复制设备。设备包括主机2401，外壳2402，显示装置A2403，显示装置B2404，记录媒体(DVD)读取装置2405，操作键2406，扬声器装置2407等。显示装置A2403主要显示图象信息而显示装置B2404主要显示文本信息。应用本发明的修复方法的发光设备能够用于显示装置A2403和B2404。术语装备有记录媒体的图像复制设备包括视频博弈机。
图11F显示护目镜式显示器(头戴式显示器)，包括主机2501，显示装置2502，和支架装置2503。应用本发明的修复方法的发光设备能够用于显示装置2502。
图11G显示摄像机，包括主机2601，显示装置2602，外壳2603，外部连接端口2604，远程控制接收装置2605，图像接收装置2606，电池2607，音频输入装置2608，操作键2609等。应用本发明的修复方法的发光设备能够用于显示装置2602。
图11H显示移动式电话，包括主机2701，外壳2702，显示装置2703，音频输入装置2704，音频输出装置2705，操作键2706，外部连接端口2707，天线2708等。应用本发明的修复方法的发光设备能够用于显示装置2703。如果显示装置2703在黑色背景上显示白色字符，能够减少移动式电话的耗电量。
如果将来增加了从EL材料中发射的光的亮度，具有EL元件的发光设备也能够用于前部或者后部投影机，其中通过透镜等放大承载输出图象信息的光以便投影在屏幕上。
在上述给出的电力设备经常显示通过像因特网和CATV(有线电视)这样的电子通信线路分配的信息，尤其是具有增加频率的动画信息。具有EL元件的发光设备适用于显示动画信息因为EL材料具有快的响应速度。
在发光设备中，发光部分消耗功率。因此希望用尽可能小的发光部分来显示信息。因此，如果发光设备用于主要显示文本信息的显示装置，例如便携式信息终端，尤其是移动式电话和音频复制设备，希望指定发光部分来显示文本信息而不发光部分用作背景。
如上所述，应用本发明的修复方法的发光设备的使用范围很广泛并且每个领域的电力设备都能够使用这种设备。本实施例中电力设备可以使用如实施例1到11所示的任何结构。
[实施例13]
本实施例描述将本发明的修复方法应用到无源(简单)矩阵发光设备上的情况。
图19A显示无源矩阵发光设备的结构。参考数字805指示具有多个像素806的像素部分。每个像素具有多个数据线803中的一个和多个操描线804中的一个。在数据线803和扫描线804之间形成EL层。数据线803和扫描线804作为电极。EL层和电极组成EL元件807。
通过数据线驱动电路801控制输入到数据线803的信号，通过扫描线驱动电路802控制输入到扫描线804的信号。
图19B显示当应用本发明的修复方法的时候输入到操描线804和数据线803的信号的电压电平。通过在给定时间间隔中改变数据线的电压而保持扫描线804的电压不变，能够引起反偏压电流在给定时间间隔中流入EL元件807。
EL元件807的缺陷部分能够在像素部分806的全部像素805中立刻被修复。可替代的，可以一次在一行象素或者一次在一个像素上执行修复。
本发明的方法能够依据将正偏压电压施加到EL元件上来增加实际流过EL层的电流的量，即使在层形成期间由于灰尘等在EL层中形成小孔并且夹着发光层的两个层短路，因为本方法能够通过将缺陷部分改变成变形部分来增加发生短路的缺陷部分的电阻。因此本发明的修复方法能够通过施加相同的电压电平来增加发光的亮度而不管缺陷部分的存在。
因为具有高的电阻RSC，所以和在其中允许电流流动以至于加速了围绕在缺陷部分的一部分EL层的退化的缺陷部分相反，变形部分几乎不允许电流在其中流动。因此，没有加速围绕在变形部分的一部分EL层的退化。
这个实施例可以自由结合实施例5到8和实施例12。
具有上述结构，本发明的方法能够依据将正偏压电压施加到EL元件上来增加实际流过EL层的电流的量，即使在层形成期间由于灰尘等在EL层中形成小孔并且夹着发光层的两个层短路，因为本方法能够通过将缺陷部分改变成变形部分来增加发生短路的缺陷部分的电阻。因此本发明的修复方法能够通过施加相同的电压电平来增加发光的亮度而不管缺陷部分的存在。
因为具有高的电阻RSC，所以和在其中允许电流流动以至于加速了围绕在缺陷部分的一部分EL层的退化的缺陷部分相反，变形部分几乎不允许电流在其中流动。因此，没有加速围绕在变形部分的一部分EL层的退化。

Claims (28)

1.一种无源矩阵电致发光器件，包括：
数据线；
与所述数据线交叉的扫描线；以及
间插在所述数据线和扫描线之间的电致发光层，
其中，所述电致发光层具有绝缘部分或高阻部分；
其中所述绝缘部分或高阻部分由所述数据线和扫描线之间施加的反偏电压形成。
2.如权利要求1所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述绝缘部分或所述高阻部分是经过氧化的部分。
3.如权利要求1所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述绝缘部分或所述高阻部分是经过碳化的部分。
4.如权利要求1所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述绝缘部分或所述高阻部分是由所述电致发光层中的缺陷部分形成的。
5.如权利要求1所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述数据线、扫描线和所述电致发光层构成电致发光元件。
6.如权利要求1所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述反偏电压在雪崩电压的±15％内。
7.一种无源矩阵电致发光器件，包括：
数据线；
与所述数据线交叉的扫描线；以及
间插在所述数据线和扫描线之间的电致发光层，
其中，所述电致发光层具有绝缘部分或高阻部分；
其中所述绝缘部分或高阻部分通过在所述数据线和扫描线之间依次施加第一电压和第二电压而形成；以及
其中所述第一电压和第二电压是不同电平的反偏电压。
8.如权利要求7所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述绝缘部分或所述高阻部分是经过氧化的部分。
9.如权利要求7所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述绝缘部分或所述高阻部分是经过碳化的部分。
10.如权利要求7所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述绝缘部分或所述高阻部分是由所述电致发光层中的缺陷部分形成的。
11.如权利要求7所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述数据线、扫描线和所述电致发光层构成电致发光元件。
12.如权利要求7所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述第一电压低于所述第二电压。
13.一种无源矩阵电致发光器件，包括：
数据线；
与所述数据线交叉的扫描线；以及
间插在所述数据线和扫描线之间的电致发光层，
其中，所述电致发光层具有绝缘部分或高阻部分；
其中所述绝缘部分或高阻部分通过逐渐改变所述数据线和扫描线之间施加的电压，使其从第一电压向第二电压变化而形成；以及
其中所述第一电压和第二电压是不同电平的反偏电压。
14.如权利要求13所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述绝缘部分或所述高阻部分是经过氧化的部分。
15.如权利要求13所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述绝缘部分或所述高阻部分是经过碳化的部分。
16.如权利要求13所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述绝缘部分或所述高阻部分是由所述电致发光层中的缺陷部分形成的。
17.如权利要求13所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述数据线、扫描线和所述电致发光层构成电致发光元件。
18.如权利要求13所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述第一电压低于所述第二电压。
19.一种无源矩阵电致发光器件，包括：
数据线；
与所述数据线交叉的扫描线；以及
间插在所述数据线和扫描线之间的电致发光层，
其中，所述电致发光层具有绝缘部分或高阻部分；
其中所述绝缘部分或高阻部分通过在所述数据线和扫描线之间依次施加第一电压和第二电压而形成；以及
其中所述第一电压和第二电压之一是地电压，而另一个是反偏电压。
20.如权利要求19所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述绝缘部分或所述高阻部分是经过氧化的部分。
21.如权利要求19所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述绝缘部分或所述高阻部分是经过碳化的部分。
22.如权利要求19所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述绝缘部分或所述高阻部分是由所述电致发光层中的缺陷部分形成的。
23.如权利要求19所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述数据线、扫描线和所述电致发光层构成电致发光元件。
24.一种无源矩阵电致发光器件，包括：
数据线；
与所述数据线交叉的扫描线；以及
间插在所述数据线和扫描线之间的电致发光层，
其中，所述电致发光层具有绝缘部分或高阻部分；
其中所述绝缘部分或高阻部分通过逐渐改变所述数据线和扫描线之间施加的电压，使其从第一电压向第二电压变化而形成；以及
其中所述第一电压和第二电压之一是地电压，而另一个是反偏电压。
25.如权利要求24所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述绝缘部分或所述高阻部分是经过氧化的部分。
26.如权利要求24所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述绝缘部分或所述高阻部分是经过碳化的部分。
27.如权利要求24所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述绝缘部分或所述高阻部分是由所述电致发光层中的缺陷部分形成的。
28.如权利要求24所述的无源矩阵电致发光器件，其中，所述数据线、扫描线和所述电致发光层构成电致发光元件。
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