CN101958401B - 有机电激发光元件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机电激发光元件及其制造方法，该元件包括一第一图案化导电层、一栅绝缘层、一图案化半导体层、一第二图案化导电层、一有机功能层、一阴极层。第一图案化导电层配置于基板上。栅绝缘层配置于基板上以覆盖第一图案化导电层。图案化半导体层配置于栅绝缘层上。一第二图案化导电层配置于栅绝缘层上且第二图案化导电层包括一粘着层、一中间层及一阳极层。粘着层与栅绝缘层接触。中间层位于粘着层与阳极层之间。粘着层、中间层与阳极层实质上具有相同的图案。有机功能层配置于第二图案化导电层。阴极层配置于有机功能层。本发明可降低材料的成本以及制作成本。

Description

有机电激发光元件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种发光元件及其制造方法，尤其涉及一种有机电激发光元件及其制造方法。

背景技术

有机电激发光元件(organic electroluminescent device)是一种可将电能转换成光能且具有高转换效率的半导体元件，其常见的用途为指示灯、显示面板以及光学读写头的发光元件等。由于有机电激发光元件具备如无视角问题、工艺简易、低成本、高应答速度、使用温度范围广泛与全彩化等特性，因此符合多媒体时代显示器特性的要求，可望成为下一代的平面显示器的主流。

图1A为一种公知有机电激发光元件的剖面示意图。请参照图1A，有机电激发光元件100配置于基板50上，有机电激发光元件100包括栅极101、103、栅绝缘层105、沟道层107、109、蚀刻终止层111、113、源极115、117、漏极119、121、保护层BP1、BP2、像素电极123、连接线125、发光层127及阴极层129。栅极101、103配置于基板50上。栅绝缘层105配置于基板50与栅极101及103上。沟道层107及109配置于栅绝缘层105上并分别位于栅极101及103上。

蚀刻终止层111及113分别配置于沟道层107及109上。源极115及漏极119配置于栅绝缘层105、沟道层107及蚀刻终止层111上。源极117及漏极121配置于栅绝缘层105、沟道层109及蚀刻终止层113上。保护层BP1配置于栅绝缘层105、蚀刻终止层111、113、源极115、117、漏极119、121上，并具有接触窗CT1、CT2及CT3。像素电极123配置于保护层BP1，并通过接触窗CT1电性连接漏极119。连接线125配置于保护层BP1上，并通过接触窗CT2及CT3电性连接栅极101及漏极121。

保护层BP2配置于保护层BP1、像素电极123及连接线125上，并具有开口O1。发光层127配置于保护层BP2及像素电极123上。阴极层129配置于发光层127上。一般而言，有机电激发光元件100为使用七道光刻蚀刻工艺(Photolithography and Etching Process，PEP)来制作，第一道光刻蚀刻工艺用以形成栅极101与103；第二道光刻蚀刻工艺形成沟道层107与109；第三道光刻蚀刻工艺形成蚀刻终止层111与113；第四道光刻蚀刻工艺形成源极115、117与漏极119、121；第五道光刻蚀刻工艺形成接触窗CT1～CT3；第六道光刻蚀刻工艺形成像素电极123及连接线125；而第七道光刻蚀刻工艺形成开口O1。

图1B为一种公知有机电激发光元件的剖面示意图。请参照图1A及图1B，有机电激发光元件150的结构相似于有机电激发光元件100，其不同之处在于有机电激发光元件150不具有蚀刻终止层111与113，因此有机电激发光元件150所使用的光刻蚀刻工艺数为六道。并且，有机电激发光元件150中沟道层107、109、源极115、117、漏极119、121的配置位置相反于有机电激发光元件100。

发明内容

本发明提供一种有机电激发光元件及其制造方法，可减少制造有机电激发光元件所使用的光刻蚀刻工艺数，进而降低有机电激发光元件的制造成本。

本发明提出一种有机电激发光元件，适于配置在一基板上。有机电激发光元件包括一第一图案化导电层、一栅绝缘层、一图案化半导体层、一第二图案化导电层、一有机功能层、一阴极层。第一图案化导电层配置于基板上。第一图案化导电层包括一第一栅极与一第二栅极。栅绝缘层配置于基板上以覆盖第一栅极与第二栅极，其中栅绝缘层具有一接触窗以将第二栅极暴露。图案化半导体层配置于栅绝缘层上。图案化半导体层包括一位于第一栅极上方的第一沟道层以及一位于第二栅极上方的第二沟道层。一第二图案化导电层配置于栅绝缘层上，第二图案化导电层包括一第一源极、一第一漏极、一第二源极、一第二漏极以及一像素电极，其中第一源极、第一漏极与第一沟道层接触，第二源极、第二漏极与第二沟道层接触，而第一漏极通过接触窗与第二栅极电性连接，且第二漏极与像素电极连接。第二图案化导电层包括一粘着层、一中间层(middle layer)及一阳极层。粘着层与栅绝缘层接触。中间层位于粘着层与阳极层之间，而粘着层、中间层与阳极层实质上具有相同的图案。有机功能层配置于像素电极上。阴极层配置于有机功能层。

在本发明的一实施例中，上述的图案化半导体层覆盖第二图案化导电层的部分区域。

在本发明的一实施例中，上述的第二图案化导电层覆盖图案化半导体层的部分区域。

在本发明的一实施例中，有机电激发光元件还包括一蚀刻终止层，配置于图案化半导体层上，其中蚀刻终止层的部分区域被第二图案化导电层覆盖。

在本发明的一实施例中，有机电激发光元件还包括一像素定义层，覆盖图案化半导体层、第二图案化导电层与栅绝缘层，其中像素定义层具有一开口以暴露像素电极。

本发明也提出一种有机电激发光元件的制造方法，其包括下列步骤。于一基板上形成一第一图案化导电层，第一图案化导电层包括一第一栅极与一第二栅极。于基板上形成一栅绝缘层，以覆盖第一栅极与第二栅极，其中栅绝缘层具有一接触窗以将第二栅极暴露。于栅绝缘层上形成一图案化半导体层，其中图案化半导体层包括一位于第一栅极上方的第一沟道层以及一位于第二栅极上方的第二沟道层。于栅绝缘层上依序形成一粘着材料层、一中间材料层与一阳极材料层。图案化粘着材料层、中间材料层与阳极材料层，以形成一粘着层、一中间层与一阳极层，其中粘着层、中间层与阳极层构成一第二图案化导电层并且具有实质上相同的图案，第二图案化导电层包括一第一源极、一第一漏极、一第二源极、一第二漏极以及一像素电极，其中第一源极、第一漏极与第一沟道层接触，第二源极、第二漏极与第二沟道层接触，而第一漏极通过接触窗与第二栅极电性连接，且第二漏极与像素电极连接。于像素电极上形成一有机功能层。于有机功能层上形成一阴极层。

在本发明的一实施例中，上述的图案化半导体层的制作早于第二图案化导电层的制作。

在本发明的一实施例中，在形成第二图案化导电层之前，有机电激发光元件的制造方法还包括于图案化半导体层上形成一蚀刻终止层，其中蚀刻终止层的部分区域被第二图案化导电层覆盖。

在本发明的一实施例中，上述的图案化半导体层的制作晚于第二图案化导电层的制作。

在本发明的一实施例中，有机电激发光元件的制造方法还包括形成一覆盖图案化半导体层、第二图案化导电层与栅绝缘层的像素定义层，其中像素定义层具有一开口以暴露像素电极。

在本发明的一实施例中，上述的粘着层的材质包括钛、钼、铟锡氧化物或铟锌氧化物。

在本发明的一实施例中，上述的中间层的材质包括银、铝、铜或所述材质的合金。

在本发明的一实施例中，上述的阳极层的材质包括铟锡氧化物、铟锌氧化物或氧化钼(MoO₃)。

基于上述，本发明的有机电激发光元件及其制造方法，其制作方法的光刻蚀刻工艺数较少于公知的光刻蚀刻工艺数，以此可降低制作成本。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1A为一种公知有机电激发光元件的剖面示意图。

图1B为一种公知有机电激发光元件的剖面示意图。

图2A至图2I为本发明的第一实施例的有机电激发光元件的制造流程剖面示意图。

图3为本发明的第二实施例的有机电激发光元件的剖面示意图。

其中，附图标记说明如下：

50、60：基板

100、150、200、300：有机电激发光元件

101、103、211、213：栅极

105、220：栅绝缘层

107、109、231、233：沟道层

111、113、241、243：蚀刻终止层

115、117、261、265：源极

119、121、263、267：漏极

123、269：像素电极

125：连接线

127：发光层

129、290：阴极层

210：第一图案化导电层

260：第二图案化导电层

230：图案化半导体层

251：粘着材料层

251a：粘着层

253：中间材料层

253a：中间层

255：阳极材料层

255a：阳极层

270：像素定义层

280：有机功能层

BP1、BP2：保护层

CT1～CT4：接触窗

O1、O2：开口

具体实施方式

第一实施例

图2A至图2I为本发明的第一实施例的有机电激发光元件的制造流程剖面示意图。请参照图2A，本实施例的有机电激发光元件200的制造方法包括下列步骤。首先，于基板60上形成具有栅极211及213的第一图案化导电层210，并且栅极211及213可通过第一道光刻蚀刻工艺所形成。其中，基板60的材质可以是无机透明材质(例如玻璃、石英、其它适合材料及其组合)、有机透明材质(例如聚烯类、聚酼类、聚醇类、聚酯类、橡胶、热塑性聚合物、热固性聚合物、聚芳香烃类、聚甲基丙酰酸甲酯类、聚碳酸酯类、其它合适材料、上述的衍生物及其组合)、无机不透明材质(例如硅片、陶瓷、其它合适材料或上述的组合)或上述的组合。

请参照图2B，接着，于基板60上形成栅绝缘层220，以覆盖栅极211、213与基板60，其中栅绝缘层220具有接触窗CT4以暴露栅极213，而接触窗CT4可通过第二道光刻蚀刻工艺所形成。举例而言，栅绝缘层220的材质例如是氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)等无机材质。请参照图2C，接着，于栅绝缘层220上形成具有沟道层231及233的图案化半导体层230。其中，沟道层231位于栅极211的上方，沟道层233位于栅极213的上方，而沟道层231及233可通过第三道光刻蚀刻工艺所形成。

请参照图2D，接着，于沟道层231及233上分别形成蚀刻终止层241及243，而蚀刻终止层241及243可通过第四道光刻蚀刻工艺所形成。请参照图2E，于栅绝缘层220、沟道层231、233、蚀刻终止层241及243上依序形成粘着材料层251、中间材料层253与阳极材料层255。其中粘着材料层251的材质包括钛、钼、铟锡氧化物或铟锌氧化物，中间材料层253的材质包括银、铝、铜或所述材质的合金，阳极材料层255的材质包括铟锡氧化物、铟锌氧化物或氧化钼(MoO₃)。

请参照图2F，接着，图案化粘着材料层251、中间材料层253与阳极材料层255，以形成粘着层251a、中间层253a与阳极层255a，而粘着层251a、中间层253a与阳极层255a可通过第五道光刻蚀刻工艺所形成。粘着层251a、中间层253a与阳极层255a构成第二图案化导电层260并且具有实质上相同的图案。举例而言，粘着层251a、中间层253a与阳极层255a可以是具有垂直侧壁的叠层、具有倾斜(taper)的叠层或是具有底切(undercut)的叠层。第二图案化导电层260包括源极261、265、漏极263、267及像素电极269。

源极261、漏极263与沟道层231及蚀刻终止层241接触，并且源极261与漏极263分别覆盖部分的蚀刻终止层241及部分的沟道层231。源极265、漏极267与沟道层233及蚀刻终止层243接触，并且源极265与漏极267分别覆盖部分的蚀刻终止层243及部分的沟道层233。其中，漏极263通过接触窗CT4与栅极213电性连接，漏极267与像素电极269连接。

请参照图2G，接着，于栅绝缘层220、源极261、265、漏极263、267及像素电极269上形成像素定义层270，并且像素定义层270具有开口O2以暴露像素电极269，而开口O2可通过第六道光刻蚀刻工艺所形成。请参照图2H，于像素定义层270及像素电极269上形成有机功能层280。请参照图2I，接着，于有机功能层280上形成阴极层290。

依据上述，在本实施例中，有机电激发光元件200包括第一图案化导电层210、第二图案化导电层260、栅绝缘层220、图案化半导体层230、蚀刻终止层241、243、像素定义层270、有机功能层280、阴极层290。第一图案化导电层210配置于基板60上，并且包括栅极211及213。栅绝缘层220配置于基板60上以覆盖栅极211及213，其中栅绝缘层220具有接触窗CT4以将栅极213暴露。图案化半导体层230配置于栅绝缘层220上。

图案化半导体层230包括位于栅极211上方的沟道层231以及位于栅极213上方的沟道层233。第二图案化导电层260配置于栅绝缘层220、蚀刻终止层241、243、沟道层231及233上。第二图案化导电层260包括源极261、265、漏极263、267以及像素电极269。第二图案化导电层260包括粘着层251a、中间层253a及阳极层255a。粘着层251a与栅绝缘层220接触。中间层253a位于粘着层251a与阳极层255a之间。像素定义层270配置于栅绝缘层220、源极261、265、漏极263、267及像素电极269上。有机功能层配置于像素定义层270及像素电极269上。阴极层290配置于有机功能层280。

请参照图1A与图2I，相较于有机电激发光元件100，本实施例的有机电激发光元件200可省略形成像素电极123、连接线125及保护层BP2的材料，以降低材料的成本。并且，本实施例为使用六道光刻蚀刻工艺，相较于有机电激发光元件100少一道光刻蚀刻工艺，借此可降低制作成本。

第二实施例

图3为本发明的第二实施例的有机电激发光元件的剖面示意图。请参照图2I及图3，其相似或相同功能的元件标示相似或相同的标记。依据图示，有机电激发光元件300的制造流程大致相同有机电激发光元件200，于其不同之处在于：有机电激发光元件300中第二图案化导电层260的制作早于第一图案化半导体层230，并且有机电激发光元件300并未形成蚀刻终止层241、243，以致于有机电激发光元件300可利用五道光刻蚀刻工艺来制作。此外，在有机电激发光元件300中，沟道层231覆盖源极261及漏极263的部分区域，沟道层233覆盖源极265及漏极267的部分区域。

再参照图1B与图3，相较于有机电激发光元件150，本实施例的有机电激发光元件300的制作可省略形成像素电极123、连接线125及保护层BP2的材料，以降低材料的成本。并且，本实施例为使用五道光刻蚀刻工艺，相较于有机电激发光元件150少一道光刻蚀刻工艺，借此可降低制作成本。

综上所述，本发明的有机电激发光元件及其制造方法，其制作方法的光刻蚀刻工艺数较少于公知的光刻蚀刻工艺数，以此可降低制作成本。并且，本发明的有机电激发光元件可使用较少层次的结构，以致于可节省所使用的材料，进而降低材料的成本。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (17)

1.一种有机电激发光元件，适于配置在一基板上，该有机电激发光元件包括：

一第一图案化导电层，配置于该基板上，该第一图案化导电层包括一第一栅极与一第二栅极；

一栅绝缘层，配置于该基板上以覆盖该第一栅极与该第二栅极，其中该栅绝缘层具有一接触窗以将该第二栅极暴露；

一图案化半导体层，配置于该栅绝缘层上，该图案化半导体层包括一位于该第一栅极上方的第一沟道层以及一位于该第二栅极上方的第二沟道层；

一第二图案化导电层，配置于该栅绝缘层上，该第二图案化导电层包括一第一源极、一第一漏极、一第二源极、一第二漏极以及一像素电极，其中该第一源极、该第一漏极与该第一沟道层接触，该第二源极、该第二漏极与该第二沟道层接触，而该第一漏极通过该接触窗与该第二栅极电性连接，且该第二漏极与该像素电极连接，该第二图案化导电层包括：

一粘着层，与该栅绝缘层接触；

一中间层；以及

一阳极层，该中间层位于该粘着层与该阳极层之间，而该粘着层、该中间层与该阳极层实质上具有相同的图案；

一有机功能层，配置于该像素电极上；以及

一阴极层，配置于该有机功能层上。

2.如权利要求1所述的有机电激发光元件，其中该图案化半导体层覆盖该第二图案化导电层的部分区域。

3.如权利要求1所述的有机电激发光元件，其中该第二图案化导电层覆盖该图案化半导体层的部分区域。

4.如权利要求3所述的有机电激发光元件，还包括一蚀刻终止层，配置于该图案化半导体层上，其中该蚀刻终止层的部分区域被该第二图案化导电层覆盖。

5.如权利要求1所述的有机电激发光元件，其中该粘着层的材质包括钛、钼、铟锡氧化物或铟锌氧化物。

6.如权利要求1所述的有机电激发光元件，其中该中间层的材质包括银、铝、铜或所述材质的合金。

7.如权利要求1所述的有机电激发光元件，其中该阳极层的材质包括铟锡氧化物、铟锌氧化物或氧化钼。

8.如权利要求1所述的有机电激发光元件，还包括一像素定义层，覆盖该图案化半导体层、该第二图案化导电层与该栅绝缘层，其中该像素定义层具有一开口以暴露该像素电极。

9.如权利要求1所述的有机电激发光元件，其中该粘着层的材质包括钛、钼，该中间层的材质包括银、铝、铜或它们的合金，而该阳极层的材质包括铟锡氧化物、铟锌氧化物或氧化钼。

10.一种有机电激发光元件的制造方法，包括：

于一基板上形成一第一图案化导电层，该第一图案化导电层包括一第一栅极与一第二栅极；

于该基板上形成一栅绝缘层，以覆盖该第一栅极与该第二栅极，其中该栅绝缘层具有一接触窗以将该第二栅极暴露；

于该栅绝缘层上形成一图案化半导体层，该图案化半导体层包括一位于该第一栅极上方的第一沟道层以及一位于该第二栅极上方的第二沟道层；

于该栅绝缘层上依序形成一粘着材料层、一中间材料层与一阳极材料层；

图案化该粘着材料层、该中间材料层与该阳极材料层，以形成一粘着层、一中间层与一阳极层，其中该粘着层、该中间层与该阳极层构成一第二图案化导电层并且具有实质上相同的图案，该第二图案化导电层包括一第一源极、一第一漏极、一第二源极、一第二漏极以及一像素电极，其中该第一源极、该第一漏极与该第一沟道层接触，该第二源极、该第二漏极与该第二沟道层接触，而该第一漏极通过该接触窗与该第二栅极电性连接，且该第二漏极与该像素电极连接；

于该像素电极上形成一有机功能层；以及

于该有机功能层上形成一阴极层。

11.如权利要求10所述的有机电激发光元件的制造方法，其中该图案化半导体层的制作早于该第二图案化导电层的制作。

12.如权利要求11所述的有机电激发光元件的制造方法，在形成该第二图案化导电层之前，还包括于该图案化半导体层上形成一蚀刻终止层，其中该蚀刻终止层的部分区域被该第二图案化导电层覆盖。

13.如权利要求10所述的有机电激发光元件的制造方法，其中该图案化半导体层的制作晚于该第二图案化导电层的制作。

14.如权利要求10所述的有机电激发光元件的制造方法，还包括形成一覆盖该图案化半导体层、该第二图案化导电层与该栅绝缘层的像素定义层，其中该像素定义层具有一开口以暴露该像素电极。

15.如权利要求10所述的有机电激发光元件的制造方法，其中该粘着层的材质包括钛、钼、铟锡氧化物或铟锌氧化物。

16.如权利要求10所述的有机电激发光元件的制造方法，其中该中间层的材质包括银、铝、铜或所述材质的合金。

17.如权利要求10所述的有机电激发光元件的制造方法，其中该阳极层的材质包括铟锡氧化物、铟锌氧化物或氧化钼。

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