CN101609838B - 有机发光二极管显示装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机发光二极管显示装置及其制造方法，该有机发光二极管显示装置包括多个有机薄膜晶体管，每一有机薄膜晶体管包括一栅极、一位于该栅极上的介电绝缘层、一位于该介电绝缘层上的沟道层。该沟道层包括一掺杂层，该掺杂层包括有机材料和掺杂物质，该有机材料包括并五苯或者聚三己基一硫二烯五环其中之一，该掺杂物质包括三氧化钨或者2，3，5，6-四氟-7，7′，8，8′-四氰二甲基对苯醌其中之一，该有机材料和掺杂物质作用产生正电荷以中和残存于沟道层内的负电荷。该有机发光二极管显示装置亮度较稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机发光二极管显示装置及其制造方法。
背景技术
有机发光二极管显示装置(Organic Light Emitting Diode，OLED)，由于其拥有高亮度、反应速度快、轻薄短小、全彩、视角范围广、不需要液晶显示装置式背光源以及耗电量的优点，因此有逐渐取代扭曲向列(Twist Nematic，TN)与超扭曲向列(SuperTwist Nematic，STN)液晶显示装置的趋势，而成为新一代便携式信息产品、手机、个人数字助理(Personal Digital Assistant)以及笔记本电脑普遍使用的显示装置。
有机发光二极管显示装置中的薄膜晶体管对显示品质具有关键影响，也一直是研究的重点。一般地，有机薄膜晶体管与晶硅薄膜晶体管(Si-TFT)具有相似的结构，但有机薄膜晶体管在半导体区域采用的是有机材料而不是硅。而且，利用有机导电材料作为沟道层(Channel)的薄膜晶体管可以在较低温度的状态下形成沟道层，且其延展性也较佳，所以，这种有机薄膜晶体管非常适合制造在可扰性的塑胶基板上。如此，使用这种有机薄膜晶体管的有机发光二极管利于制作出可扰性的有机显示面板。
请一并参阅图1，图1是一种现有技术有机发光二极管显示装置100的剖面示意图。该有机发光二极管显示装置100包括一基板101、一位于该基板101上的第一栅极112和第二栅极122、一覆盖于该第一栅极112和第二栅极122上的介电绝缘层102、一位于该介电绝缘层102上的第一源极115和第一漏极116及第二源极125和第二漏极126、一位于该第一源极115和第一漏极116上的第一主动层113、一位于该第二源极125和第二漏极126上的第二主动层123、一位于该介电绝缘层102、该第一源极115、该第一漏极116、该第二源极125、该第二漏极126、该第一主动层113和该第二主动层123上的钝化层103、一位于该钝化层103上的阳极104和绝缘层105、一位于该阳极104和该绝缘层105上的有机发光层106和位于该有机发光层106上的阴极107。
该第一栅极112、该介电绝缘层102、该第一源极115、该第一漏极116和该第一主动层113构成第一有机薄膜晶体管12。该第二栅极122、该介电绝缘层102、该第二源极125、该第二漏极126和该第二主动层123构成第二有机薄膜晶体管13。该阳极104、该有机发光层106和该阴极107构成一有机发光二极管15。该第一漏极116通过一第一接触孔117电接触该第二栅极122。该阳极104通过一第二接触孔118电接触该第二漏极126。
请参阅图2，图2是图1所示有机发光二极管显示装置100单个像素驱动电路10等效示意图。该驱动电路10包括一第一有机薄膜晶体管12、一第二有机薄膜晶体管13、一存储电容14、一有机发光二极管15、一扫描线110和一数据线111。该第一有机薄膜晶体管12相当于一开关元件，其源极连接在该数据线111，其栅极连接在该扫描线110，其漏极同时连接在该第二有机薄膜晶体管13的栅极和该存储电容14的一端。另一方面，该第二有机薄膜晶体管13的源极连接到一功率线(图未示)，该第二有机薄膜晶体管13的漏极和该存储电容14的另一端共同连接于该有机发光二极管15的正极。该有机发光二极管15的负极连接到该功率线。当该第一有机薄膜晶体管12打开，数据信号被传输到该第二有机薄膜晶体管13的栅极并存储于该存储电容14。该数据信号同时将该第二有机薄膜晶体管14打开使得该功率线的电压信号传输到该有机发光二极管15的正极使其发光。当该扫描线110的正电压的扫描信号将该第一晶体管12关闭时，存储于该存储电容14的电压被用来保持该第二有机薄膜晶体管13的开启使得该有机发光二极管15保持一定亮度。
然而，由于该第一有机薄膜晶体管12和第二有机薄膜晶体管13在正电压关闭时，其导电沟道内残存少量负电荷，使得该第一有机薄膜晶体管12和第二有机薄膜晶体管13在关闭时，关闭不完全，引起漏电，使得该有机发光二极管15易产生亮度不稳定的问题。
发明内容
为了解决现有技术有机发光二极管显示装置亮度不稳定的问题，有必要提供一种亮度稳定的有机发光二极管显示装置。
一种有机发光二极管显示装置，其包括多个有机薄膜晶体管，每一有机薄膜晶体管包括一栅极、一位于该栅极上的介电绝缘层、一位于该介电绝缘层上的沟道层。该沟道层包括一掺杂层，该掺杂层包括有机材料和掺杂物质，该有机材料包括并五苯或者聚三己基一硫二烯五环其中之一，该掺杂物质包括三氧化钨或者2，3，5，6-四氟-7，7′，8，8′-四氰二甲基对苯醌其中之一，该有机材料和掺杂物质作用产生正电荷以中和残存于沟道层内的负电荷。
一种有机发光二极管显示装置的制造方法，其包括以下步骤：提供一基板，在该基板上形成栅极；在包括栅极的基板上形成一介电绝缘层；在该介电绝缘层上形成至少一源极和至少一漏极；在该至少一源极和该至少一漏极上形成一掺杂层，该掺杂层包括有机材料和掺杂物质，该有机材料包括并五苯或者聚三己基一硫二烯五环其中之一，该掺杂物质包括三氧化钨或者2，3，5，6-四氟-7，7′，8，8′-四氰二甲基对苯醌其中之一，该有机材料和掺杂物质作用产生正电荷以中和残存于沟道层内的负电荷。
一种有机发光二极管显示装置的制造方法，其包括以下步骤：提供一基板，在该基板上形成栅极；在包括该栅极的基板上形成一介电绝缘层；在该介电绝缘层上形成一主动层；在该主动层上形成一掺杂层，该掺杂层包括有机材料和掺杂物质，该有机材料包括并五苯或者聚三己基一硫二烯五环其中之一，该掺杂物质包括三氧化钨或者2，3，5，6-四氟-7，7′，8，8′-四氰二甲基对苯醌其中之一，该有机材料和掺杂物质作用产生正电荷以中和残存于沟道层内的负电荷；在该掺杂层上形成至少一源极和至少一漏极。
与现有技术相比较，由于本有机发光二极管显示装置在该该源极、漏极与该主动层之间设置一掺杂层，该掺杂层可以减小该薄膜晶体管的漏电流，使得该有机发光二极管显示装置的亮度稳定。
附图说明
图1是一种现有技术有机发光二极管显示装置的剖面示意图。
图2是图1所示有机发光二极管显示装置单个像素驱动电路等效示意图。
图3是本发明有机发光二极管显示装置剖面示意图。
图4是形成第一金属层及第一光致抗蚀刻层的示意图。
图5是形成第一栅极及第二栅极的示意图。
图6是形成介电绝缘层及第二光致抗蚀刻层的示意图。
图7是形成第一接触孔的示意图。
图8是形成第二金属层及第三光致抗蚀刻层的示意图。
图9是形成第一源极、第一漏极、第二源极及第二漏极的示意图。
图10是形成第一沟道层及第二沟道层的示意图。
图11是形成钝化层及第四光致抗蚀刻层的示意图。
图12是形成第二接触孔的示意图。
图13是形成第三金属层及第五光致抗蚀刻层的示意图。
图14是形成绝缘层及阳极的示意图。
图15是形成有机发光层及阴极的示意图。
具体实施方式
请参阅图3，图3是本发明有机发光二极管显示装置200剖面示意图。该有机发光二极管显示装置200包括一基板201、一位于该基板201上的第一栅极212和第二栅极222、一覆盖该第一栅极212和第二栅极222上的介电绝缘层202、一位于该介电绝缘层202上的第一源极215和第一漏极216及第二源极225和第二漏极226、一位于该第一源极215和第一漏极216上的第一掺杂层217、一位于该第二源极225和第二漏极226上的第二掺杂层227、一位于该第一掺杂层217上的第一主动层213、一位于该第二掺杂层227上的第二主动层223、一位于该介电绝缘层202、该第一源极215和第一漏极216、该第二源极225和该第二漏极226及该第一掺杂层217和该第二掺杂层227上的钝化层203、一位于该钝化层203上的阳极204和绝缘层205、一位于该阳极204和该绝缘层205上的有机发光层206和位于该有机发光层206上的阴极207。
该第一掺杂层217及该第一主动层213构成第一沟道层22。该第二掺杂层227及该第二主动层223构成第二沟道层23。该第一栅极212、该介电绝缘层202、该第一源极215、该第一漏极216及该第一沟道层22构成一有机薄膜晶体管。该第二栅极222、该介电绝缘层202、该第二源极225、该第二漏极226及该第二沟道层23构成另一有机薄膜晶体管。该第一漏极216通过形成于该介电绝缘层202的第一接触孔218电接触该第二栅极222。该阳极204通过形成于该钝化层203的第二接触孔219电接触该第二漏极226。
该第一栅极212、该第一源极215及该第一漏极216的材料为金(Au)，该第二栅极222、该第二源极225及该第二漏极226的材料也为金(Au)。
请一并参阅图4至图15，图4至图15是本发明有机发光二极管显示装置200制造过程剖面示意图。该有机发光二极管显示装置200的制造过程利用微影刻蚀(Photolithography)和热蒸镀(Thermal Evaporater)方法完成，其具体包括以下步骤：
(1)形成栅极层；
请一并参阅图4，提供一基板201，该基板201可以是一可扰性的塑胶基板，或可以是一透明玻璃基板。在该基板201上沉积一第一金属层208，该第一金属层208的材料为金；在该第一金属层208上利用旋转涂布机(Spinner)形成一第一光致抗蚀刻层301。以紫外光线配合掩膜(Photomask)对该第一光致抗蚀刻层301平行照射，用显影剂(Developer)再对该第一光致抗蚀刻层301进行显影，从而可以在该第一光致抗蚀刻层301上形成一预定图案，对该第一金属层208进行刻蚀(Etching)，并剥离(Lift-Off)剩余的第一光致抗蚀刻层301，而形成预定的第一栅极212和第二栅极222图案，如图5所示。
(2)形成介电绝缘层和第一接触孔；
请一并参阅图6，利用化学气相沉积(Chemical PhaseDeposition，CVD)法将氮化硅(SiNx)或(SiOx)沉积在具有该第一栅极212和第二栅极222的基板201的整个表面，并在其上形成一第二光致抗蚀刻层302，接着依次进行曝光、显影、刻蚀、剥离而形成该介电绝缘层202和该第一接触孔218，如图7所示。
(3)形成有机薄膜晶体管的源极和漏极；
请一并参阅图8，在该介电绝缘层202上依次形成一第二金属层209和一第三光致抗蚀刻层303，利用掩膜对准该第三光致抗蚀刻层303上方，以紫外线平行照射该第三光致抗蚀刻层303，再对该第三光致抗蚀刻层303进行显影，以及对该第二金属层209进行刻蚀，并剥离剩余的第三光致抗蚀刻层303形成如图9所示的第一源极215、第一漏极216、第二源极225和第二漏极226。
(4)形成掺杂层和主动层；
请一并参阅图10，在该第一源极215、第一漏极216、第二源极225和第二漏极226上配合一掩膜304利用热蒸镀(ThermalEvaporater)法依次形成该第一掺杂层217、该第二掺杂层227、该第一主动层213和该第二主动层223。该第一掺杂层217和该第二掺杂层227包括一低分子有机材料，例如：并五苯(pentacene)，或者是一有机材料，例如：聚三己基一硫二烯五环(Poly-3-hexylthiophene，P3HT)。另外，该第一掺杂层217和该第二掺杂层227还包括一微量掺杂物质，例如：三氧化钨(TungstenTrioxide)或者2，3，5，6-四氟-7，7′，8，8′-四氰二甲基对苯醌(2，3，5，6-Tetrafluoro-7，7，8，8-tetracyanoquinodimethane)。该第一主动层213和该第二主动层223包括一低分子有机材料，例如：并五苯，或者是一有机材料，例如：聚三己基一硫二烯五环。
(5)形成钝化层和第二接触孔；
请一并参阅图11，接着沉积一层钝化层203和第四光致抗蚀刻层305，该钝化层203的材料可以是二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)其中一种。利用掩膜对准该第四光致抗蚀刻层305上方，以紫外线平行照射该第四光致抗蚀刻层305，再对该第四光致抗蚀刻层305进行显影，以及对该钝化层203进行刻蚀，并剥离剩余的第四光致抗蚀刻层305形成如图12所示的第二接触孔219。
(6)形成有机发光二极管；
请一并参阅图13，在该钝化层203上沉积一第三金属层210和一第五光致抗蚀刻层306，该第三金属层210的材料是氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)或者氧化锌锡(Indium Zinc Oxide，IZO)其中一种。利用掩膜对准该第五光致抗蚀刻层306上方，以紫外线平行照射该第五光致抗蚀刻层306，再对该第五光致抗蚀刻层306进行显影，以及对该第三金属层210进行刻蚀，并剥离剩余的第五光致抗蚀刻层306形成如图14所示的阳极204。
接着，在该阳极204及该钝化层203上形成一绝缘层205，该绝缘层205的材料是亚克力树脂(Aryclic Resin)或聚酰亚氨(Polyimide)其中一种。配合掩膜直接照射该绝缘层205，利用剥离的方法去除该阳极204上的部分绝缘层205如图14所示。
然后，在该阳极204及该绝缘层205上依次沉积一有机发光层206和阴极207如图15所示。
与现有技术相比较，本发明有机发光二极管显示装置200的第一有机薄膜晶体管22和第二有机薄膜晶体管23分别包括该第一掺杂层217和第二掺杂层227。该第一主动层213和该第二主动层223的材料包括并五苯或聚三己基一硫二烯五环等有机极材料，该第一掺杂层217和第二掺杂层227的材料包括三氧化钨或者2，3，5，6-四氟-7，7′，8，8′-四氰二甲基对苯醌。该第一有机薄膜晶体管22和第二有机薄膜晶体管23在正电压关闭时，该第一掺杂层217和第二掺杂层227可以提供微量的正电荷中和残存于导电沟道内的负电荷，使得该第一有机薄膜晶体管22和第二有机薄膜晶体管23关闭完全，减少漏电流的发生，从而该有机发光二极管显示装置200亮度较稳定。
另外，该第一掺杂层217和第二掺杂层227包括微量的掺杂物质，例如：三氧化钨或者2，3，5，6-四氟-7，7′，8，8′-四氰二甲基对苯醌，该第一掺杂层217和第二掺杂层227可以分别降低该第一主动层213和第二主动层223与该第一源极215、第一漏极216和第二源极225、第二漏极226之间的接触势垒(Contact Barrier)，减小了其之间的阻抗。
本发明的有机发光二极管显示装置不限于上述实施方式所述，例如可以在该介电绝缘层202上先形成该第一主动层213和该第二主动层223，然后在该第一主动层213和该第二主动层223上形成该一掺杂层217和该第二掺杂层227，然后在该一掺杂层217和该第二掺杂层227上分别形成第一源极215、第一漏极216、第二源极225和第二漏极226。
Claims (10)
1.一种有机发光二极管显示装置，其包括多个有机薄膜晶体管，每一有机薄膜晶体管包括一栅极、一位于该栅极上的介电绝缘层、一位于该介电绝缘层上的沟道层，其特征在于：该沟道层包括一掺杂层，该掺杂层包括有机材料和掺杂物质，该有机材料包括并五苯或者聚三己基一硫二烯五环其中之一，该掺杂物质包括三氧化钨或者2，3，5，6-四氟-7，7′，8，8′-四氰二甲基对苯醌其中之一，该有机材料和掺杂物质作用产生正电荷以中和残存于沟道层内的负电荷。
2.如权利要求1所述的有机发光二极管显示装置，其特征在于：每一有机薄膜晶体管还包括一源极、漏极，该源极、漏极夹于该介电绝缘层与该沟道层之间。
3.如权利要求1所述的有机发光二极管显示装置，其特征在于：每一有机薄膜晶体管还包括一源极、漏极，该沟道层还包括一主动层，该掺杂层夹于该源极、漏极与该主动层之间。
4.如权利要求3所述的有机发光二极管显示装置，其特征在于：该有机材料和该主动层的材料相同。
5.一种有机发光二极管显示装置的制造方法，其包括以下步骤：
提供一基板，在该基板上形成栅极；
在包括栅极的基板上形成一介电绝缘层；
在该介电绝缘层上形成一沟道层，其中，该沟道层包括一掺杂层，该掺杂层包括有机材料和掺杂物质，该有机材料包括并五苯或者聚三己基一硫二烯五环其中之一，该掺杂物质包括三氧化钨或者2，3，5，6-四氟-7，7′，8，8′-四氰二甲基对苯醌其中之一，该有机材料和掺杂物质作用产生正电荷以中和残存于沟道层内的负电荷。
6.如权利要求5所述的有机发光二极管显示装置的制造方法，其特征在于：在该介电绝缘层上形成一沟道层的步骤前包括步骤在该介电绝缘层上形成至少一源极和至少一漏极。
7.如权利要求6所述的有机发光二极管显示装置的制造方法，其特征在于：在该介电绝缘层上形成一沟道层包括步骤在该至少一源极和该至少一漏极上形成一掺杂层。
8.如权利要求7所述的有机发光二极管显示装置的制造方法，其特征在于：利用蒸镀配合掩膜在该至少一源极和该至少一漏极上形成一掺杂层。
9.如权利要求8所述的有机发光二极管显示装置的制造方法，其特征在于：利用蒸镀配合掩膜在该掺杂层上形成一主动层。
10.一种有机发光二极管显示装置的制造方法，其包括以下步骤：
提供一基板，在该基板上形成栅极；
在包括该栅极的基板上形成一介电绝缘层；
在该介电绝缘层上形成一主动层；
在该主动层上形成一掺杂层，该掺杂层包括有机材料和掺杂物质，该有机材料包括并五苯或者聚三己基一硫二烯五环其中之一，该掺杂物质包括三氧化钨或者2，3，5，6-四氟-7，7′，8，8′-四氰二甲基对苯醌其中之一，该有机材料和掺杂物质作用产生正电荷以中和残存于沟道层内的负电荷；
在该掺杂层上形成至少一源极和至少一漏极。
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