有機電激發光顯示裝置的製造方法
2024-03-08 09:53:15 1
專利名稱：有機電激發光顯示裝置的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種有機電激發光顯示裝置的製造方法，特別是涉及一種使用較少製造工藝光掩模的有源矩陣式有機電激發光顯示裝置的製造方法，以降低製造時間、節省生產成本。
背景技術：
在新世代的平面顯示技術中，有機電激發光顯示器(organicelectroluminescence display)是一種利用有機化合物作為發光材料的薄膜積層型顯示器，具有自發光、廣視角、薄型、重量輕、低驅動電壓以及製造工藝簡單等等優點，其主要的發光原理是利用在陰極(cathode)和陽極(anode)之間設置由染料或高分子所構成的有機發光層來發光。
依據有機電激發光顯示器的驅動方式，一般可以區分為無源矩陣式(passive matrix)以及有源矩陣式(active matrix)兩種。無源矩陣式有機電激發光顯示器的優點在於結構簡單有利於製造工藝簡化和生產成本降低，但在大畫面及高解析度上則有不良的影響。而有源矩陣式有機電激發光顯示器的優點則在於可增加顯示器的掃描線數進而達到大畫面和高解析度的需求，其採用獨立的薄膜電晶體電路進行驅動功能，在薄膜電晶體的製作上則以多晶矽薄膜電晶體為主以使電荷移動快速並得到一致性的驅動。
在美國的第6538390號專利中，揭露了一種有源矩陣式有機發光二極體顯示裝置結構及其製造方法。其所揭露的顯示裝置結構中，有機發光二極體組件堆棧形成於薄膜電晶體組件上方膜層內，而其製造流程冗長，不利於生產成本的降低。
發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的就是提供一種有源矩陣式有機電激發光顯示裝置的製造方法，所需製造工藝光掩模的數量可大幅減少，可節省生產時間並進而降低製造成本，所製備出的顯示裝置將更具產品競爭力。
本發明的有機電激發光顯示裝置的製造方法，適用於製備有源矩陣式有機電激發光顯示裝置的顯示單元，其步驟包括提供一透明基板，其上形成有一薄膜電晶體；形成一對金屬導線，分別覆蓋於薄膜電晶體的部份表面及側壁並分別連結於薄膜電晶體的一源極區與一漏極區，其中連接漏極區的金屬導線還延伸至透明基板上；形成一透明電極於透明基板上，且與連接漏極區的金屬導線形成電性連結；以及依次形成一有機發光層以及一金屬電極於透明電極的部份表面上，以構成一有機發光二極體。
由於本發明的透明電極距薄膜電晶體表面一較遠距離，可有效避免現有的採用屏蔽(shadow mask)製備有機發光層時屏蔽對於透明電極的刮傷，可大幅提升有機發光二極體的良率表現。此外，本發明的透明電極直接連接於連接薄膜電晶體的漏極的金屬導線，可降低其間的接觸電阻。
為了讓本發明的上述和其它目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉一優選實施例，並配合附圖作詳細說明。
圖1～7為一系列剖面圖，用以圖示說明本發明一實施例中製作有源矩陣式有機電激發光顯示裝置的製造方法。
附圖標號說明10～透明基板；12～有源層；12a～通道區； 12b～源極區；12c～漏極區； 14～絕緣層；16～柵電極； 18、18』～薄膜電晶體；20～接觸孔； 22～層間介電層；24a、24b～金屬導線； 26～透明電極；28～保護層； 30～有機發光層；32～金屬電極；34～有機發光二極體；36～有機電激發光顯示單元；d～透明電極距保護層頂面的距離。
具體實施例方式
本發明的實施例將配合圖1至圖7的剖面流程圖作一詳細敘述如下。如圖1所示，首先提供一透明基板10，此透明基板10可為一透明玻璃基板或一透明塑料基板，若為塑料基板，其材質可為聚乙烯對苯二甲酯(polyethyleneterephthalate)、聚酯(polyester)、聚碳酸酯(polycarbonates)、聚丙烯酸酯(polyacrylates)或是聚苯乙烯(polystyrene)。於透明基板上還可形成有一緩衝層(buffer layer)，例如由氮化矽層以及氧化矽層所構成的一複合緩衝層，以增進後續膜層與透明基板10間的附著能力並可改善透明基板10表面的粗糙度。接著，於透明基板10上形成一有源層，例如為厚度約為400～600埃的一多晶矽層或一非晶矽層，並藉由後續光刻/腐蝕製造工藝(未圖示)，配合設計有預定圖案的第一光掩模(未圖示)的使用使的圖案化，以於透明基板10上留下經圖案化的有源層12。
請繼續參照圖2，接著於透明基板10上形成絕緣層14並覆蓋於有源層12上，絕緣層14例如為二氧化矽層，其厚度約介於800～1000埃。接著於絕緣層14上形成一導電層，其材質例如為由鋁、鈦、鉭、鉻、鉬、鎢化鉬或其組成，其厚度約介於1800～2200埃，並藉由後續光刻/腐蝕製造工藝(未圖示)，配合設計有預定圖案的第二光掩模(未圖示)的使用使之圖案化，以於絕緣層14上成圖案化的柵電極16。接著，再進行一摻雜程序(未圖標)，藉由柵電極16作為掩模而進行摻雜程序(未圖標)，例如為一離子布植程序，以植入適當電性的摻質於有源層12內，進而於有源層12內自對準地形成源極區12b、漏極區12c以及其間的通道區12a。
如此，於透明基板10上便大體形成了一薄膜電晶體18，位於柵電極16與有源層12間的絕緣層14則可作為薄膜電晶體18的柵介電層。
請繼續參照圖3，接著還形成厚度約介於3000～3500埃的一層間介電層於薄膜電晶體18及絕緣層14之上。隨後藉由後續光刻/腐蝕製造工藝(未圖示)，配合設計有預定圖案的第三光掩模(未圖示)的使用以於相對於源極區12b以及漏極區12c上方處的層間介電層及絕緣層內分別定義出接觸孔20並同時圖案化鄰近絕緣層及層間介電層，以於透明基板10上形成覆蓋有圖案化的層間介電層22的薄膜電晶體18』並部份露出透明基底10，而於相對薄膜電晶體18』的源極區12b及漏極區12c處則形成有接觸孔20並露出其內的源極區12b及漏極區12c表面。
請繼續參照圖4，接著形成厚度約為2800～3500埃的金屬層於透明基板10及薄膜電晶體18』上並填入於接觸孔20內。隨後則藉由後續光刻/腐蝕製造工藝(未圖示)，配合設計有預定圖案的第四光掩模(未圖標)的使用以圖案化此金屬層，最後於透明基底10上留下一對金屬導線24a以及24b，此些導線分別覆蓋於薄膜電晶體18』的部份表面上並填入於先前接觸孔20內以連結源極區12b以及漏極區12c，其中連結於漏極區12c的金屬導線24b還覆蓋於薄膜電晶體18』的一側壁上且延伸至透明基板10的部份表面。
請繼續參照圖5，接著於透明基板10上形成厚度約為750～1000埃的第二導電層，其材質例如為銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋅鋁氧化物(AZO)或是氧化鋅(ZnO)等透明導電材料。隨後藉由後續光刻/腐蝕製造工藝(未圖示)，配合設計有預定圖案的第五光掩模(未圖標)的使用以圖案化此第二導電層，以於透明基板10上形成透明電極26，此透明電極26部份覆蓋於金屬導線24b以與薄膜電晶體18』直接形成電性連結，可減少其間的接觸電阻。
請繼續參照圖6，接著於透明基板10上形成一層保護層，其厚度約為2800～3300埃。隨後藉由後續光刻/腐蝕製造工藝(未圖示)，配合設計有預定圖案的第六光掩模(未圖標)的使用以圖案化之，以於透明基板10上形成一保護層28，此保護層28大體覆蓋於薄膜電晶體18』及部份的透明電極26上。
請繼續參照圖7，接著配合設計有預定圖案的第七光掩模(未圖示)的使用以於透明電極26上依次形成圖案化的一有機發光層30以及一金屬電極32，而構成有機發光二極體34，有機發光層30以及金屬電極32的厚度則分別約為2000～3000埃及500～1000埃。
在此，此有機發光層30的材質可為小分子或高分子有機發光二極體材料，其結構還可包括依次形成於透明電極26上的一空穴注入層、一有機發光材料層及一電子注入層所組成，在此為簡化圖示僅以有機發光層30表示。
若有機發光層30的材質為小分子有機發光二極體材料時，則可利用真空蒸鍍方式搭配屏蔽(shadow mask)的使用而形成之；若其材質為高分子有機發光二極體材料時，則可使用旋轉塗布、噴墨或網版印刷等方式以形成之。
而金屬電極32則可作為此有機發光二極體單元34的陰極。形成金屬電極32的方法例如為真空熱蒸鍍或濺鍍等方式，其材質則可選自鈣、銀、鎂、鋁、鋰及其它低工作函數的金屬材料或複合金屬材料。
如圖7所示，形成於透光基板10上的薄膜電晶體18以及有機發光二極體34經由適當的電性聯結而構成一有源矩陣式有機電激發光顯示單元36。藉由本發明的製造方法，僅需七道製造工藝光掩模的使用便可完成有源矩陣式電激發光顯示單元的製備，可較美國第6538390號專利中所揭露的製造方法，粗估需要近10道製造工藝光掩模的製造方法省去至少三道製造工藝光掩模。本發明的有源矩陣式有機電激發光顯示裝置的製造方法較為簡單，所需製造工藝光掩模較少，可縮短顯示裝置的製造時間，並可降低整體生產成本以大幅提升顯示裝置的產品競爭力。
此外，如圖7所示，藉由本發明的製造方法所製備的透明電極26距覆蓋於薄膜電晶體18』上保護層頂面約8000～10000埃的一距離d，可避免於採用小分子有機發光二極體材料製備有機發光層30時所使用的屏蔽(shadowmask)對於透明電極的刮傷，可有效提升有機發光二極體34的良率。
雖然本發明以優選實施例揭露如上，然而其並非用以限定本發明，本領域的技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍應當以後附的權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種有機電激發光顯示裝置的製造方法，包括下列步驟提供一透明基板，其上形成有一薄膜電晶體；形成一對金屬導線，分別覆蓋於該薄膜電晶體的部份表面及側壁並分別連結於該薄膜電晶體的一源極區與一漏極區，其中連接該漏極的金屬導線還延伸至該透明基板上；形成一透明電極於該透明基板上，且與連接漏極的該金屬導線形成電性連結；以及依次形成一有機發光層以及一金屬電極於該透明電極的部份表面上，以構成一有機發光二極體。
2.如權利要求1所述的有機電激發光顯示裝置的製造方法，其中形成該些金屬導線的步驟包括定義該薄膜電晶體，在相對於該源極區與漏極區的位置分別形成一接觸孔並露出其內的該源極區與漏極區表面；沉積一金屬層覆蓋於該薄膜電晶體上並填入該些接觸孔中；以及定義該金屬層，以形成兩獨立的金屬導線，分別覆蓋於該薄膜電晶體的部份表面及側壁並分別連結於該薄膜電晶體的源極與漏極。
3.如權利要求2所述的有機電激發光顯示裝置的製造方法，其中於依次形成一有機發光層以及一金屬電極在該透明電極的部份表面上前，還包括形成一保護層以覆蓋於該些金屬導線、該薄膜電晶體以及部份該透明電極的步驟，以使該有機發光二極體電性隔離於該些金屬導線及該薄膜電晶體。
4.如權利要求1所述的有機電激發光顯示裝置的製造方法，其中形成該薄膜電晶體的方法，包括下列步驟形成一有源層於該透明基板的部份表面上；形成一絕緣層於該有源層層上；形成一柵電極於該絕緣層上，其中該柵電極的位置大體相對於該有源層的中央上方處；以及施行一摻雜程序，藉由該柵電極作為掩模以於未為該柵電極所遮蔽的該有源層自對準地形成一源極區、一漏極區以及位於該源極區與該漏極區間的通道區。
5.如權利要求1所述的有機電激發光顯示裝置的製造方法，其中該透明電極的材質為銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋅鋁氧化物或是氧化鋅。
6.如權利要求1所述的有機電激發光顯示裝置的製造方法，其中該有機發光層由依次形成於該透明電極上的一空穴注入層、一有機發光材料層以及一電子注入層所組成。
7.如權利要求1所述的有機電激發光顯示裝置的製造方法，其中該透明基板為透光玻璃或透光塑料基板。
8.如權利要求1所述的有機電激發光顯示裝置的製造方法，其中該有機發光層材質為小分子或高分子有機發光二極體材料。
9.如權利要求8所述的有機電激發光顯示裝置的製造方法，其中該小分子有機發光二極體材料利用真空蒸鍍方式所形成。
10.如權利要求9所述的有機電激發光顯示裝置的製造方法，其中該透明電極距該保護層頂面的距離可提升至8000～10000埃，以避免於形成該有機發光層時所使用屏蔽刮傷該透明電極。
11.如權利要求9所述的有機電激發光顯示裝置的製造方法，其中該高分子有機發光二極體材料利用旋轉塗布、噴墨或網版印刷方式所形成。
全文摘要
本發明涉及一種有機電激發光顯示裝置的製造方法，適用於製備有源矩陣式有機電激發光顯示裝置的顯示單元，其步驟包括提供一透明基板，其上形成有一薄膜電晶體；形成一對金屬導線，分別覆蓋於薄膜電晶體的部分表面及側壁並分別連結於薄膜電晶體的一源極區與一漏極區，其中連接漏極區的金屬導線還延伸至透明基板上；形成一透明電極於透明基板上，且與連接漏極區的金屬導線形成電性連結；以及依次形成一有機發光層以及一金屬電極於透明電極的部分表面上，以構成一有機發光二極體。
文檔編號H05B33/10GK1561150SQ20041000325
公開日2005年1月5日 申請日期2004年2月3日 優先權日2004年2月3日
發明者黃維邦 申請人:友達光電股份有限公司