CN100505297C - 发光装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发光装置及其制造方法。该发光装置包括：基板；位于基板上的栅极；位于包括栅极的基板上的第一绝缘层；位于第一绝缘层上的非晶硅层，该非晶硅层的预定区域对应于栅极；位于非晶硅层的预定区域上的欧姆层，欧姆层限定出源极区域和漏极区域；与欧姆层中的某一个电连接的源极或漏极，和与欧姆层中的另一个电连接的阴极；位于包括源极或漏极和阴极的基板上的第二绝缘层，第二绝缘层包括露出阴极的一部分的开口；位于开口之内的发射层；和位于包括发射层的基板上的阳极。

Description

发光装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及发光装置及其制造方法。
背景技术
平板显示装置中的有机发光装置是通过电激励有机化合物而发光的自发光显示器件。因为有机发光装置不需要LCD中使用的背光，所以能够减轻重量和减小厚度并且能够简化它的制造工艺。此外，有机发光装置可以在较低的温度下制得，具有高达1ms或更短的响应速度，并且具有诸如低功耗、宽视角和高对比度之类的特点。
有机发光装置包括介于阳极和阴极之间的有机发射层，有机发光装置通过在有机光发射层内将从阳极接收到的空穴和从阴极接收到的电子结合起来而形成激发子(电子-空穴对)并且借助激发子恢复到地电位时产生的能量而发光。
有机发光装置按照从有机发射层产生的光的发射方向分为顶部发射型和底部发射型。在包括像素驱动电路的有机发光装置是底部发射型的情况下，孔径比会受到严重限制，这是因为像素驱动电路占用了很宽的基板区域。由此，为了提高孔径比，提出了顶部发射型有机发光装置。
图1是现有技术发光装置的横截面图。参照图1，缓冲层105位于基板100上，栅极110位于缓冲层105上。第一绝缘层(栅绝缘层)115位于栅极110上，并且非晶硅层120位于第一绝缘层115上，使得非晶硅层120的预定区域可以对应于栅极110。
限定出源极区域和漏极区域的欧姆层125a和125b位于非晶硅层120的该预定区域上。欧姆层125a和125b可以包括注入了掺杂离子的非晶硅。
源极130a和漏极130b位于欧姆层125a和125b上，并且包括用于露出漏极130b的一部分的通孔145的第二绝缘层140位于包括源极130a和漏极130b的基板上。
经由通孔145与漏极130b电连接的第一电极150位于第二绝缘层140上。第一电极150可以是阳极或阴极。当第一电极150是阳极时，第一电极150可以包括诸如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟铈氧化物(ICO)或锌氧化物(ZnO)这样的透明导电层，而当第一电极150是阴极时，第一电极150可以包括镁(Mg)、银(Ag)、铝(Al)、钙(Ca)或者它们的合金。
包括用于露出第一电极150的一部分的开口165的第四绝缘层160位于包括第一电极150的基板上。有机发射层170位于开口165之内，并且第二电极180位于包括有机发射层170的基板上。
至少需要六次掩模工艺才能制造出具有上述结构的有机发光装置。就是说，通过叠置由预定材料制成的层，然后使用掩模对这些层进行蚀刻，来形成栅极、非晶硅层和欧姆层、源极和漏极、通孔、第一电极和开口。
然而，工艺所需的掩模数量越多，制造成本就越高，并且工艺时间就会越长，由此必须要减少工艺时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够减少工艺时间和制造成本的发光装置及其制造方法。
一方面，本发明提供了一种发光装置，该发光装置包括：基板；位于基板上的栅极；位于包括栅极的基板上的第一绝缘层；位于第一绝缘层上的非晶硅层，使得非晶硅层的预定区域对应于栅极；位于非晶硅层的预定区域上的欧姆层，所述欧姆层限定出源极区域和漏极区域；与欧姆层中的任何一个电连接的源极或漏极，和与欧姆层中的另一个电连接的阴极；位于包括源极或漏极和阴极的基板上的第二绝缘层，第二绝缘层包括露出阴极的一部分的开口；位于开口之内的发射层；和位于包括发射层的基板上的阳极。
源极或漏极和阴极可包括镁(Mg)、银(Ag)、铝(Al)、钙(Ca)和它们的合金。
另一方面，本发明提供了一种制造发光装置的方法，该方法包括：制备基板；使用第一掩模在基板上形成栅极；将第一绝缘层叠置在包括栅极的基板上；将非晶硅层和欧姆层叠置在第一绝缘层上；使用第二掩模对非晶硅层和欧姆层进行构图；将金属层叠置在包括经过构图的欧姆层的基板上；通过使用第三掩模对欧姆层和金属层的一部分进行蚀刻，限定出源极区域和漏极区域，并且形成与源极区域和漏极区域中的任意一个电连接的源极或漏极和与源极区域和漏极区域中的另一个电连接的阴极；将第二绝缘层叠置在包括源极或漏极和阴极的基板上；通过使用第四掩模对第二绝缘层进行蚀刻，形成用于露出阴极的一部分的开口；在开口内形成发射层；和在包括发射层的基板上形成阳极。
另一方面，本发明提供了一种发光装置的制造方法，该方法包括：制备基板；使用第一掩模在基板上形成栅极；将第一绝缘层叠置在包括栅极的基板上；在第一绝缘层上相继叠置非晶硅层、欧姆层和金属层；通过使用第二掩模有选择地对非晶硅层、欧姆层和金属层进行构图，限定出源极区域和漏极区域并且形成与源极区域和漏极区域中的某一个电连接的源极或漏极和与源极区域和漏极区域中的另一个电连接的阴极；将第二绝缘层叠置在包括源极或漏极和阴极的基板上；通过使用第三掩模对第二绝缘层进行蚀刻，形成用于露出阴极的一部分的开口；在开口内形成发射层；和在包括发射层的基板上形成阳极。
附图说明
将参照附图详细介绍本发明的实现方式，在附图中，类似的附图标记指代类似的单元。
图1是现有技术中的发光装置的横截面图；
图2是发光装置的实现方式的横截面图；
图3A到3F是说明发光装置的实现方式的制造方法的对应于各工艺的横截面图；和
图4A和4B是说明发光装置的另一种实现方式的制造方法的对应于各工艺的横截面图。
具体实施方式
在下文中，将会参照附图详细介绍本发明的实现方式。不过，本发明并不局限于这些实现方式，而是可以采用各种不同的形式具体实现。在附图中，当说到一个层位于另一个层或基板“上”、位于另一个部分上的时候，意思是说该层直接形成在所述另一个层或基板上或者借助第三个层形成在所述另一个层上方。类似的附图标记通篇指代类似的单元。
图2是发光装置的一种实现方式的横截面图。参照图2，缓冲层205位于基板200上，并且栅极210位于缓冲层205上。第一绝缘层215位于包括栅极210的基板上，并且非晶硅层220位于第一绝缘层215上，使得非晶硅层220的预定区域对应于栅极210。
限定出源极区域和漏极区域的欧姆层225a和225b位于非晶硅层220的该预定区域上。与欧姆层225a和225b中的某一个电连接的源极230a和与欧姆层225a和225b中的另一个电连接的第一电极230b位于欧姆层225a和225b上。第一电极230b可以是阴极，并且第一电极230b还执行漏极的功能。
包括露出第一电极230b的一部分的开口265的第二绝缘层260位于包括源极230a和第一电极230b的基板上。发射层270位于开口265之内，并且第二电极280位于包括发射层270的基板上。第二电极280可以是阳极。
在下文中，将参照图3A到3F介绍具有上述结构的发光装置的实现方式的制造方法。
图3A到3F是说明发光装置的实现方式的制造方法的对应于各工艺的横截面图。
参照图3A，在由玻璃、塑料或金属制成的基板300上形成缓冲层305。形成缓冲层305是为了保护要在后续工艺中形成的薄层晶体管不致渗入诸如从基板300扩散出来的碱离子之类的杂质，并且缓冲层305是使用硅氧化物(SiO2)、硅氮化物(SiNX)等有选择地形成的。
接着，叠置第一金属层310a，以便在缓冲层305上形成栅极。第一金属层310a由从包括铝(Al)、铝合金(Al合金)、钼(Mo)、钼合金(Mo合金)的组中选择的一种制成，并且优选的是，第一金属层310a由钼-钨合金制成。为了对第一金属层310a进行构图，在第一金属层310a上涂敷光刻胶311a。
参照图3B，使用第一掩模312对光刻胶的预定区域进行曝光。之后，通过显影经过曝光的光刻胶，在第一金属层310a的预定区域内形成与第一金属层310a的预定区域对应的光掩模311。
参照图3C，通过使用光掩模311对第一金属层310a进行蚀刻，形成栅极310。之后，通过灰化或剥离除去蚀刻用的光掩模。下面，将省略掩模工艺的介绍。
参照图3D，将第一绝缘层315(栅绝缘层)叠置在包括栅极310的基板上。第一绝缘层315可以包括硅氧化物层、硅氮化物层或者它们的双层。
将非晶硅层320和欧姆层325相继叠置在第一绝缘层315上。欧姆层325可以是注入了p型杂质离子的非晶硅层。p型杂质可以是从包括硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)和铟(In)的组中选取的。
在本发明的一种实现方式中，使用的是注入了p型杂质离子的非晶硅层，但是也可以使用注入了n型杂质离子的非晶硅层。n型杂质离子可以是从包括磷(P)、砷(As)、锑(Sb)和铋(Bi)的组中选取的。之后，使用第二掩模(未示出)对非晶硅层320和欧姆层325进行构图。
参照图3E，将第二金属层叠置在包括经过构图的欧姆层325的基板上。在第二金属层中，可以使用具有低阻抗和功函(work function)的镁(Mg)、银(Ag)、铝(Al)、钙(Ca)或者它们的合金。接着，通过使用第三掩模(未示出)对第二金属层和欧姆层的一部分进行构图，限定出源极区域325a和漏极区域325b，并且与此同时，形成与源极区域325a和漏极区域325b电连接的源极330a和第一电极330b。此时，为了有选择地蚀刻掉欧姆层的一部分，可以使用半色调掩模工艺。
第一电极330b还执行漏极的功能。就是说，第一电极330b与漏极区域325b电连接并且形成在单位像素区域内。形成在单位像素区域内的第一电极330b是彼此分离开的。此外，第一电极330b包括具有低阻抗和功函的金属，并且第一电极330b可以是阴极。
参照图3F，将第二绝缘层360(像素限定层)形成在包括源极330a和第一电极330b的基板上。第二绝缘层360可以是由聚酰亚胺、聚丙稀(poly acryl)和苯环丁烯树脂等制成的有机层。此外，第二绝缘层360可以是由硅氮化物或硅氧化物制成的无机层。
之后，通过使用第四掩模(未示出)对第二绝缘层360进行蚀刻，形成露出第一电极330b的一部分的开口365。在开口365内形成有机发射层370。虽然在图3E中没有示出，但是可以在有机发射层370与第一电极330b(阴极)之间插入电子注入层和电子传递层，并且可以将空穴传递层和空穴注入层定位在有机发射层370上。
在包括有机发射层370的基板上形成第二电极380。第二电极380可以是阳极。因此，第二电极380可以包括诸如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟铈氧化物(ICO)或锌氧化物(ZnO)这样的透明导电层。
如上所述，本发明的实现方式中的发光装置的源极(或漏极)和第一电极是使用同样的材料同时形成的，并且第一电极也执行漏极(或源极)的功能。由此，能够省掉用于第一电极的金属层的叠置和第一电极的构图工艺。
此外，在该发光装置的这种实现方式中，不需要用来使第一电极与常规的源极和漏极绝缘的绝缘层叠置工艺和用于使第一电极与漏极(或源极)电连接的通孔形成工艺。
因此，在该发光装置的实现方式中，与现有技术相比，制造该发光装置时所需的工艺时间能够得到缩短，并且可以省掉两个掩模。
图4A和4B是说明发光装置的实现方式的制造方法的对应于各工艺的横截面图。利用如下方法来制造该发光装置的另一种实现方式，该方法除下面的说明中介绍的工艺之外，与本发明的实现方式中的发光装置的制造方法相同。
参照图4A，将非晶硅层420、欧姆层425和金属层430相继叠置在基板400上，基板400中叠置了缓冲层405、栅极410、第一绝缘层415。
参照图4B，通过借助半色调掩模工艺对非晶硅层、欧姆层和金属层进行有选择的蚀刻，限定出源极区域425a和漏极区域425b，并且与此同时，形成位于漏极区域425b上的第一电极430b和位于源极区域425a上的源极430a。
第一电极430b也执行漏极的功能，并且第一电极430b可以是阴极。
如上所述，在本发明的另一种实现方式中，通过同时蚀刻非晶硅层、欧姆层和金属层，限定出源极区域和漏极区域，并且同时，形成源极和第一电极。因此，使用三个掩模就能够制造出该发光装置的另一种实现方式。
虽然本发明是如此加以介绍的，但是显然，所介绍的发明可以以很多种方法加以改变。不应认为这些改变脱离了本发明的精神和范围，并且本发明旨在将所有这些对本领域技术人员应该显而易见的变型都包含在所附权利要求的范围之内。

Claims (22)

1.一种发光装置，该发光装置包括：
基板；
位于所述基板上的栅极；
位于包括所述栅极的所述基板上的第一绝缘层；
位于所述第一绝缘层上的非晶硅层，所述非晶硅层的预定区域对应于所述栅极；
位于所述非晶硅层的预定区域上的欧姆层，所述欧姆层限定出源极区域和漏极区域；
与所述欧姆层限定出的所述源极区域和所述漏极区域中的一个电连接的源极或漏极，和与所述欧姆层限定出的所述源极区域和所述漏极区域中的另一个电连接的阴极；
位于包括所述源极或漏极和所述阴极的所述基板上的第二绝缘层，所述第二绝缘层包括暴露出所述阴极的一部分的开口；
位于所述开口之内的发射层；和
位于包括所述发射层的所述基板上的阳极，
其中所述源极或漏极是使用与所述阴极的材料同样的材料同时形成的，所述阴极也执行所述源极或漏极的功能。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述源极或漏极和所述阴极包括从包括镁(Mg)、银(Ag)、铝(Al)、钙(Ca)和它们的合金的组中选取的至少一种。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述阳极包括从包括ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、ICO(铟铈氧化物)和ZnO(锌氧化物)的组中选取的至少一种。
4.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述欧姆层包括注入了杂质离子的非晶硅层。
5.根据权利要求4所述的发光装置，其中，所述杂质离子是p型或n型杂质离子。
6.根据权利要求1所述的发光装置，其中，在所述阴极和所述发射层之间插入有电子注入层和电子传递层中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的发光装置，其中，在所述阳极和所述发射层之间插入有空穴注入层和空穴传递层中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述发射层包括有机材料。
9.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述非晶硅层和所述欧姆层是与所述阴极同时构图的。
10.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述第二绝缘层包括有机层。
11.根据权利要求10所述的发光装置，其中，所述有机层包括从包括聚酰亚胺、聚丙稀和苯环丁烯树脂的组中选取的任意一种。
12.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述第二绝缘层包括无机层。
13.根据权利要求12所述的发光装置，其中，所述第二绝缘层包括硅氮化物或硅氧化物。
14.一种制造发光装置的方法，该方法包括：
制备基板；
使用第一掩模在所述基板上形成栅极；
将第一绝缘层叠置在包括所述栅极的所述基板上；
将非晶硅层和欧姆层叠置在所述第一绝缘层上；
使用第二掩模对所述非晶硅层和所述欧姆层进行构图；
将金属层叠置在包括经构图的所述欧姆层的所述基板上；
通过使用第三掩模对所述欧姆层和所述金属层的一部分进行蚀刻，限定出源极区域和漏极区域，并且形成与所述源极区域和所述漏极区域中的某一个电连接的源极或漏极和与所述源极区域和所述漏极区域中的另一个电连接的阴极；
将第二绝缘层叠置在包括所述源极或漏极和所述阴极的所述基板上；
通过使用第四掩模对所述第二绝缘层进行蚀刻，形成用于露出所述阴极的一部分的开口；
在所述开口内形成发射层；和
在包括所述发射层的所述基板上形成阳极。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述阴极的形成是通过半色调掩模工艺来进行的。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述源极或漏极和所述阴极包括从包括镁(Mg)、银(Ag)、铝(Al)、钙(Ca)和它们的合金的组中选取的至少一种。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述阳极包括从包括ITO、IZO、ICO和ZnO的组中选取的至少一种。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，还在所述阴极和所述发射层之间形成电子注入层和电子传递层中的至少一种。
19.根据权利要求14所述的方法，其中，还在所述阳极和所述发射层之间形成空穴注入层和空穴传递层中的至少一种。
20.根据权利要求14所述的方法，其中，所述发射层是由有机物质制成的。
21.根据权利要求14所述的方法，其中，所述欧姆层包括注入了杂质离子的非晶硅。
22.一种发光装置的制造方法，该方法包括：
制备基板；
使用第一掩模在所述基板上形成栅极；
将第一绝缘层叠置在包括所述栅极的所述基板上；
在所述第一绝缘层上相继叠置非晶硅层、欧姆层和金属层；
通过使用第二掩模有选择地对所述非晶硅层、欧姆层和金属层进行构图，限定出源极区域和漏极区域并且形成与所述源极区域和所述漏极区域中的某一个电连接的源极或漏极和与所述源极区域和所述漏极区域中的另一个电连接的阴极；
将第二绝缘层叠置在包括所述源极或漏极和所述阴极的所述基板上；
通过使用第三掩模对所述第二绝缘层进行蚀刻，形成用于露出所述阴极的一部分的开口；
在所述开口内形成发射层；和
在包括所述发射层的所述基板上形成阳极。
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