CN100388527C - 有机发光装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种有机发光装置。此装置包括：一开关薄膜晶体管、一有机发光二极管、及一电容。开关薄膜晶体管设置于一基板的非发光区上。一绝缘层设置于基板上方并覆盖开关薄膜晶体管。有机发光二极管设置于基板的发光区的绝缘层上方，而电容设置于切换非发光区上方的绝缘层上，且与开关薄膜晶体管电连接。有机发光二极管的一上电极与电容的一上电极由相同的导电层所定义而成。

Description

有机发光装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种有机发光装置(organic light emitting device)，特别是涉及一种将电容结构形成于晶体管上方的有机发光装置。

背景技术

现今的电子显示产品包括有阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)、及有机发光显示器(OLED)等。在这些显示器中，有机发光显示器具有自发光、高发光效率、广视角、高反应速度、全彩、低驱动电压、低耗电、及容易制造等优点。对于传统被动式(passive)有机发光装置而言，其分辨率并不高，只能应用于小尺寸及低分辨率的显示器中。然而，使用薄膜晶体管(TFT)的有源式(active)有机发光装置则具有高分辨率极低耗电量等特性。

请参照图1，其绘示出传统有源式有机发光装置的一像素的电路示意图。此像素包括一开关薄膜晶体管(switch TFT)107、一驱动薄膜晶体管(driveTFT)109、一电容111、及一有机发光二极管(OLED)113。开关薄膜晶体管107的栅极、源极、及漏极分别电连接于扫描线101、数据线103、及电容111。驱动薄膜晶体管109的栅极、源极、及漏极分别电连接于开关薄膜晶体管107的漏极、电源供应线105、及有机发光二极管113。当驱动扫描线101时，开关薄膜晶体管107被开启，而信号自数据线103输入至电容111。在电容111充电后，电源供应线105依据驱动薄膜晶体管109的电特性及电容111的电位来驱动有机发光二极管113。

请参照图2，其绘示出传统有机发光装置的一像素的剖面示意图。在此结构中，开关薄膜晶体管107设置于一基板100上，其包括：具有源极区102a及漏极区102b的有源层102、栅极介电层104、栅极电极106、源极电极110a、及漏极电极110b。层间介电层(ILD)108设置于栅极介电层104上并覆盖栅极电极106。电容111设置于开关薄膜晶体管107外侧的基板100上方，其包括：下电极(开关薄膜晶体管107的漏极电极)110b、作为电容介电层的保护层(passivation layer)112、及电连接于电源供应线105的上电极114。绝缘层(保护层)116设置于电容介电层112上并覆盖上电极114。有机发光二极管113设置于薄膜晶体管107与电容111外侧的基板100上方，其包括：下电极(未绘示)、有机发光层118、及上电极120。上述电容111的配置占据了一部分有机发光二极管113的使用面积，使得开口率无法增加。然而，为了增加分辨率，像素尺寸必须缩小，因而使电容的占用面积增加。亦即，开口率更为降低而使有机发光装置的使用寿命缩短。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种有机发光装置及其制造方法，其中用于该有机发光装置的储存电容可设置于薄膜晶体管上方，以减少电容占用面积而增加开口率(aperture ratio)并延长有机发光装置的使用寿命。

根据上述的目的，本发明提供一种有机发光装置，其包括：一基板、一开关薄膜晶体管、一绝缘层、一有机发光二极管、及一电容。基板具有一非发光区及一发光区。开关薄膜晶体管设置于基板的非发光区上。绝缘层设置于基板上方并覆盖开关薄膜晶体管。有机发光二极管及电容分别设置于发光区与非发光区(或开关薄膜晶体管)的绝缘层上方，且电容与开关薄膜晶体管电连接。有机发光二极管的一上电极与电容的一上电极由相同的导电层所定义而成。

又根据上述的目的，本发明提供一种有机发光装置的制造方法。提供一基板，其具有一非发光区及一发光区。于基板的非发光区上方形成一开关薄膜晶体管，接着于基板上方形成一第一绝缘层，并覆盖开关薄膜晶体管。分别于非发光区(或开关薄膜晶体管)及发光区的第一绝缘层上形成一下电极，其中位于晶体管区的下电极与开关薄膜晶体管电连接。之后，在第一绝缘层上方形成一第二绝缘层，以覆盖位非发光区(或开关薄膜晶体管)的下电极且露出位于发光区的该下电极。于发光区的第二绝缘层上形成一有机发光层以覆盖露出的下电极。最后，分别于非发光区(或开关薄膜晶体管)的第二绝缘层上及发光区的有机发光层上形成一上电极，以在非发光区(或开关薄膜晶体管)上方形成一电容且在发光区上形成一有机发光二极管。

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图作详细说明。

附图说明

图1绘示出传统有源式有机发光装置的一像素的电路示意图。

图2绘示出传统有机发光装置的一像素的剖面示意图。

图3A至3F绘示出根据本发明实施例的有机发光装置的制造方法剖面示意图。

图3F-1绘示出根据本发明另一实施例的有机发光显示装置的剖面示意图。

图4绘示出根据本发明实施例的有源式有机发光装置的一像素的电路示意图。

简单符号说明

现有

100～基板；101～扫描线；102～有源层；102a～源极掺杂区；102b～漏极掺杂区；103～数据线；104～栅极介电层；105～电源供应线；106～栅极电极；107～开关薄膜晶体管；108～层间介电层；109～驱动薄膜晶体管；110a～源极电极；110b～漏极电极；111～电容；112～电容介电层；113～有机发光二极管；114～电容上电极；116～绝缘层；118～有机发光层；120～有机发光二极管的上电极。

本发明

10～非发光区；20～发光区；200～基板；201～扫描线；202～有源层；202a～源极掺杂区；202b～漏极掺杂区；203数据线；204～栅极介电层；205～电源供应线；206～栅极电极；207～开关薄膜晶体管；208～离子注入；209～驱动薄膜晶体管；210～层间介电层；212a～源极电极；212b～漏极电极；211～电容；213～有机发光二极管；214～中间绝缘层；214a～开口；216a～电容下电极；216b～有机发光二极管的下电极；218～电容介电层；220～有机发光层；222～电容及有机发光二极管的上电极。

具体实施方式

图3F绘示出根据本发明实施例的有机发光显示装置的剖面示意图。有机发光显示装置包括：一基板200、一开关薄膜晶体管207、一绝缘层214、一有机发光二极管213、及一电容211。此处，基板200具有一非发光区10及一发光区20。此处，非发光区10指用以形成数据线(data line)、扫描线(scan line)、电源线(V_dd line)、薄膜晶体管(TFT)、及电容的区域；发光区20指在像素区中除去保护层(passivation layer)且欲形成有机发光层的区域。开关薄膜晶体管207设置于基板200的非发光区10上，其由具有源极及漏极掺杂区202a及202b的有源层202、栅极介电层204、栅极电极206、及源极及漏极电极212a及212b所构成。一层间介电(ILD)层210设置于栅极介电层204上并覆盖栅极电极206。绝缘层214设置于基板200的发光区20上方的层间介电层210上并覆盖非发光区10上方的开关薄膜晶体管207。此处，绝缘层214具有一开口而露出漏极电极212b。有机发光二极管213及电容211分别设置于发光区20与非发光区10的绝缘层214上方，且电容211与开关薄膜晶体管207电连接，用以作为一储存电容。优选地，电容211设置于开关薄膜晶体管207上方的绝缘层214上，其包括：下电极216a、作为电容介电层的绝缘层(保护层)218、及上电极222。有机发光二极管213包括：下电极216b、上电极222、及设置于上下电极之间的有机发光层220。

在本实施例中，有机发光二极管213的上电极与电容211的上电极由相同的导电层222所定义而成。优选地，有机发光二极管213的上电极与电容211的上电极由连续的导电层222所构成，且其材料为非透明导电层，例如金属层。再者，有机发光二极管213的下电极216b与电容211的下电极216a同样由相同的导电层所定义而成，且其材料为透明导电层，例如铟锡氧化层(ITO)。再者，有机发光二极管213的有机发光层220可延伸至于电容211的上电极222下方，使电容211的上电极222与下方的有机发光层220局部重叠。另外，电容211的上电极222亦可与下方的有机发光层220完全重叠，如图3F-1所示。

接下来，请参照图3A至3F，其绘示出根据本发明实施例的有机发光装置的制造方法剖面示意图。首先，请参照图3A，提供一基板200，例如玻璃、石英基板或塑料基板，其具有非发光区10及发光区20，用以在其上分别形成薄膜晶体管及有机发光二极管。接着，在基板200上方形成一半导体层(未绘示)，并利用现有光刻及蚀刻工艺定义该半导体层，以在基板200的非发光区10上方形成一图案化半导体层202，以作为开关薄膜晶体管(switchTFT)的有源层。接着，在基板200上方形成一绝缘层204，例如氮化硅层，并覆盖有源层202，以作为开关薄膜晶体管的栅极介电层。

接下来，请参照图3B，在绝缘层204上形成一导电层(未绘示)，例如一金属层，并利用现有光刻及蚀刻工艺定义该导电层，以在基板200的非发光区10上方形成一图案化导电层206，以作为开关薄膜晶体管的栅极电极。接着，利用栅极电极206作为掩模，对下方的有源层202实施离子注入工艺208，以在其中形成源极及漏极掺杂区202a及202b。

接下来，在图3B中所示的基板上方沉积一层间介电(ILD)层210，并藉由蚀刻工艺在栅极电极206两侧的层间介电层210及绝缘层206中形成接触窗而露出源极及漏极掺杂区202a及202b，如图3C所示。

接下来，请参照图3D，在层间介电层210上形成一金属层(未绘示)并填入接触窗而与源极/漏极掺杂区202a/202b电连接。之后，藉由现有光刻及蚀刻工艺定义该金属层，以形成源极及漏极电极212a及212b，而在基板200的非发光区10上方完成开关薄膜晶体管207的制作。接着，在基板200的非发光区10及发光区20上方的层间介电层210上沉积一中间绝缘层(interlayer insulator)214，并覆盖开关薄膜晶体管207，以作为一平坦层。接着，在中间绝缘层214中形成一开口214a以露出漏极电极212b。

接下来，请参照图3E，分别于非发光区10及发光区20的中间绝缘层214上形成下电极216a及216b，其中下电极216a与开关薄膜晶体管207电连接。优选地，于开关薄膜晶体管207上方的中间绝缘层214上形成下电极216a。举例而言，可在中间绝缘层214上形成一导电层(未绘示)并填入开口214a而与漏极电极212b电连接。在本实施例中，导电层可为一透明导电层，例如铟锡氧化层。之后，藉由现有光刻及蚀刻工艺定义该导电层，以于非发光区10的开关薄膜晶体管207上方形成下电极216a，同时于及发光区20的中间绝缘层214上形成下电极216b。此处，下电极216a作为电容的下电极，而下电极216b作为有机发光二极管的下电极。接着，在中间绝缘层214上形成一绝缘层(保护层)218，以作为电容介电层，其覆盖位于非发光区10的下电极216a且露出位于发光区20的下电极216b。

最后，请参照图3F，于发光区20的绝缘层218上形成一有机发光层220以覆盖该露出的下电极216b。有机发光层220包括：一电穴传输层、一电子传输层、及设置于电穴传输层与电子传输层之间的发光层。此处，为简化图式，以一单层结构表示之。接着，分别于非发光区10的绝缘层218上及发光区20的有机发光层220上形成上电极，以在开关薄膜晶体管207上方形成一电容211且在发光区20上形成一有机发光二极管213。在本实施例中，有机发光二极管213的上电极与电容211的上电极由相同的导电层222所定义而成。优选地，有机发光二极管213的上电极与电容211的上电极由连续的导电层所构成，且其材料可为非透明导电层，例如金属层。

另外，在本发明的另一实施例中，有机发光层220可延伸至非发光区10，使其与后续形成的电容211的上电极222完全重叠。如图3F-1所示。

请参照图4，其绘示出根据本发明实施例的有源式有机发光装置的一像素的电路示意图。此像素包括一开关薄膜晶体管207、一驱动薄膜晶体管209、一电容211、及一有机发光二极管213。开关薄膜晶体管207的栅极、源极、及漏极分别电连接于扫描线201、数据线203、及电容211的一端。驱动薄膜晶体管209的栅极、源极、及漏极分别电连接于开关薄膜晶体管207的漏极、电源供应线205、及有机发光二极管213的一端。在本实施例中，电容211的另一端及有机发光二极管213的另一端可连接于相同的固定电位端，例如一接地端。

根据本发明实施例的有机发光装置，由于电容211可设置于开关薄膜晶体管207上方，故电容占用面积可减少而增加开口率并延长有机发光装置的使用寿命。再者，由于电容211的下电极216a与有机发光二极管213的下电极216b由相同的导电层所定义而成，且电容211的上电极有机发光二极管213的上电极亦由相同的导电层222所定义而成，因此可简化工艺。

虽然本发明以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以后附的权利要求所界定者为准。

Claims (16)

1.一种有机发光装置，包括：

一基板，其具有一非发光区及一发光区；

一开关薄膜晶体管，设置于该基板的该非发光区上；

一绝缘层，设置于该基板上方并覆盖该开关薄膜晶体管；

一有机发光二极管，设置于该发光区的该绝缘层上方；以及

一电容，设置于该非发光区上方的该绝缘层上且其下电极与该开关薄膜晶体管电连接；

其中该有机发光二极管的一上电极与该电容的一上电极的形成来自于相同的导电层。

2.如权利要求1所述的有机发光装置，其中该有机发光二极管的该上电极与该电容的该上电极由连续的导电层所构成。

3.如权利要求1所述的有机发光装置，其中该电容的该上电极为非透明导电层。

4.如权利要求1所述的有机发光装置，其中该有机发光二极管的一下电极与该电容的一下电极的形成来自于相同的导电层。

5.如权利要求4所述的有机发光装置，其中该电容的该下电极为透明导电层。

6.如权利要求1所述的有机发光装置，还包括一有机发光层，设置于该电容的该上电极下方。

7.如权利要求6所述的有机发光装置，其中该电容的该上电极与下方的该有机发光层完全或局部重叠。

8.如权利要求1所述的有机发光装置，其中该电容设置于该开关薄膜晶体管上方的该绝缘层上。

9.一种有机发光装置的制造方法，包括下列步骤：

提供一基板，其具有一非发光区及一发光区；

于该基板的该非发光区上方形成一开关薄膜晶体管；

于该基板上方形成一第一绝缘层，并覆盖该开关薄膜晶体管；

分别于该非发光区及该发光区的该第一绝缘层上形成一下电极，其中位于该非发光区的该下电极与该开关薄膜晶体管电连接；

在该第一绝缘层上方形成一第二绝缘层，以覆盖位于非发光区的该下电极且露出位于该发光区的该下电极；

于该发光区的该第二绝缘层上形成一有机发光层以覆盖该露出的下电极；以及

分别于该非发光区的该第二绝缘层上及该发光区的该有机发光层上形成一上电极，以在该非发光区上方形成一电容且在该发光区上形成一有机发光二极管。

10.如权利要求9所述的有机发光装置的制造方法，其中该有机发光二极管的该上电极与该电容的该上电极的形成来自于相同的导电层。

11.如权利要求10所述的有机发光装置的制造方法，其中该电容的该上电极为非透明导电层。

12.如权利要求9所述的有机发光装置的制造方法，其中该有机发光二极管的该上电极与该电容的该上电极由连续的导电层所构成。

13.如权利要求9所述的有机发光装置的制造方法，其中该有机发光二极管的该下电极与该电容的该下电极的形成来自于相同的导电层。

14.如权利要求13所述的有机发光装置的制造方法，其中该电容的该下电极为透明导电层。

15.如权利要求9所述的有机发光装置的制造方法，还包括延伸该有机发光层至该开关薄膜晶体管上，使其与该电容的该上电极完全或局部重叠。

16.如权利要求9所述的有机发光装置的制造方法，其中位于该非发光区的该下电极形成于该开关薄膜晶体管上方。

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