CN102456843B - 有机发光显示设备 - Google Patents
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Abstract
一种有机发光显示设备，包括：位于基板上的缓冲层，包括顺序堆叠的具有不同折射率的材料；位于缓冲层上的源电极和漏电极；薄膜晶体管的第一有源层位于源电极和漏电极之间；和第二有源层，在与第一有源层相同的层处与第一有源层间隔开，并且包括与第一有源层相同的材料；位于缓冲层、源电极和漏电极以及第一有源层和第二有源层上的第一绝缘层，包括顺序堆叠的具有不同折射率的材料；第一栅电极和像素电极，第一栅电极与第一有源层的中心区域相对应，其中第一绝缘层位于第一栅电极与第一有源层之间，像素电极在与第一栅电极相同的层处与第一栅电极间隔开，并且包括与第一栅电极相同的材料；以及位于第一栅电极上的第二栅电极。
Description
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2010年10月22日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2010-0103667的优先权和权益，该申请的公开内容通过引用整体合并于此。
技术领域
根据本发明的实施例涉及有机发光显示设备及其制造方法。
背景技术
平板显示设备，例如有机发光显示设备、液晶显示设备等，被制造在形成有包括薄膜晶体管、电容器以及用于连接薄膜晶体管和电容器的布线的图案的基板上。
一般来说，为了形成具有包括薄膜晶体管等的精细结构的图案，通过利用其上形成有这种图案的掩膜将这种图案传递到制造平板显示器的基板上。
有机发光显示设备的光效率被分成内部效率和外部效率。这里，内部效率取决于有机发光材料的光电转换效率，而外部效率取决于形成有机发光显示设备的每一层的折射率。这里，由于有机发光显示设备与诸如阴极射线管和等离子体显示面板(PDP)之类的其它显示设备相比，具有较低的光耦合效率，即外部效率，因此期望进一步提高有机发光显示设备的诸如亮度、寿命等的一些特性。
发明内容
根据本发明的实施例提供一种通过实现光学谐振效应而具有提高的光效率的有机发光显示设备及其制造方法。
根据本发明一个实施例的方面，提供一种有机发光显示设备，包括：缓冲层，位于基板上并且包括顺序堆叠的具有不同折射率的材料；源电极和漏电极，位于所述缓冲层上并且彼此间隔开；薄膜晶体管的第一有源层，位于所述源电极和漏电极之间；和第二有源层，在与所述第一有源层相同的层处与所述第一有源层间隔开，并且包括与所述第一有源层相同的材料；位于所述缓冲层、所述源电极和所述漏电极以及所述第一有源层和所述第二有源层上的第一绝缘层，所述第一绝缘层包括顺序堆叠的具有不同折射率的材料；第一栅电极和像素电极，所述第一栅电极与所述第一有源层的中心区域相对应，其中所述第一绝缘层位于所述第一栅电极与所述第一有源层之间，所述像素电极在与所述第一栅电极相同的层处与所述第一栅电极间隔开，并且包括与所述第一栅电极相同的材料；以及位于所述第一栅电极上的第二栅电极。
根据本发明另一实施例的方面，提供一种有机发光显示设备，包括：缓冲层，位于基板上并且包括顺序堆叠的具有不同折射率的材料；位于所述缓冲层上的栅电极；第一绝缘层，位于所述缓冲层和所述栅电极上，并且包括顺序堆叠的具有不同折射率的材料；第一有源层和第二有源层，所述第一有源层与所述栅电极相对应，其中所述第一绝缘层位于所述第一有源层与所述栅电极之间，所述第二有源层在与所述第一有源层相同的层处与所述第一有源层间隔开，并且包括与所述第一有源层相同的材料；接触所述第一有源层的第一源电极和第一漏电极，以及从所述第一漏电极的一端延伸的像素电极；以及分别位于所述第一源电极和所述第一漏电极上的第二源电极和第二漏电极。
所述缓冲层可以包括至少两层，每层包括氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、二氧化钛(TiO2)、二氧化铪(HfO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化铪硅(HfSiOx)、五氧化钽(Ta2O5)、五氧化铌(Nb2O5)、二氧化锆(ZrO2)、氧化钇(Y2O3)和氧化镧(La2O3)中的至少一种。
所述缓冲层可以包括上缓冲层和下缓冲层，所述上缓冲层包括SiOx，并且所述下缓冲层包括SiNx。
所述第一绝缘层可以包括至少两层，每层包括SiOx、SiNx、TiO2、HfO2、Al2O3、HfSiOx、Ta2O5、Nb2O5、ZrO2、Y2O3、La2O3和氧化铝锌(AZO)中的至少一种。
所述第一绝缘层可以包括第一上绝缘层和第一下绝缘层，所述第一上绝缘层包括SiNx，并且所述第一下绝缘层包括SiOx。
所述有机发光显示设备可以进一步包括：电容器的下电极，在与所述源电极和所述漏电极相同的层处与所述源电极和所述漏电极间隔开，并且包括与所述源电极和所述漏电极相同的材料；在所述电容器的下电极上的第一上电极，位于与所述第一栅电极相同的层处，并且包括与所述第一栅电极相同的材料；以及在所述电容器的第一上电极上的第二上电极，位于与所述第二栅电极相同的层处，并且包括与所述第二栅电极相同的材料。
所述有机发光显示设备可以进一步包括：电容器的下电极，在与所述栅电极相同的层处与所述栅电极间隔开，并且包括与所述栅电极相同的材料；在所述电容器的下电极上的第一上电极，位于与所述第一源电极和所述第一漏电极相同的层处，并且包括与所述第一源电极和所述第一漏电极相同的材料；以及在所述电容器的第一上电极上的第二上电极，位于与所述第二源电极和所述第二漏电极相同的层处，并且包括与所述第二源电极和所述第二漏电极相同的材料。
所述有机发光显示设备可以进一步包括在所述像素电极的边缘处以便暴露所述像素电极的像素限定层。
所述第一有源层和所述第二有源层可以包括氧化物半导体。
根据本发明另一实施例的方面，提供一种制造有机发光显示设备的方法，该方法包括：通过顺序堆叠具有不同折射率的材料在基板上形成缓冲层；通过在所述缓冲层上形成第一导电层，并且将所述第一导电层图案化成薄膜晶体管的源电极和漏电极，来执行第一掩膜工艺；通过在执行所述第一掩膜工艺所获得的结构上形成半导体层，并且将所述半导体层图案化为第一有源层和第二有源层，来执行第二掩膜工艺；通过在执行所述第二掩膜工艺所获得的结构上形成第一绝缘层，并且去除所述第一绝缘层的一部分使得所述源电极和漏电极的一部分被暴露，来执行第三掩膜工艺；通过在执行所述第三掩膜工艺所获得的结构上顺序形成第二导电层和第三导电层，并且并发地将所述第二导电层和第三导电层图案化成所述薄膜晶体管的第一栅电极和第二栅电极以及像素电极，来执行第四掩膜工艺；以及通过在执行所述第四掩膜工艺所获得的结构上形成第二绝缘层，并且去除所述第二绝缘层使得所述像素电极被暴露，来执行第五掩膜工艺。
根据本发明另一实施例的方面，提供一种制造有机发光显示设备的方法，该方法包括：通过顺序堆叠具有不同折射率的材料在基板上形成缓冲层；通过在所述缓冲层上形成第一导电层，并且将所述第一导电层图案化成薄膜晶体管的栅电极来执行第一掩膜工艺；通过顺序堆叠具有不同折射率的材料在形成并图案化所述第一导电层所获得的结构上形成第一绝缘层、在所述第一绝缘层上形成半导体层，并将所述半导体层图案化层为第一有源层和第二有源层，来执行第二掩膜工艺；通过在执行所述第二掩膜工艺所获得的结构上形成第二绝缘层，并且将所述第二绝缘层图案化为刻蚀停止层，来执行第三掩膜工艺；通过在执行所述第三掩膜工艺所获得的结构上顺序形成第二导电层和第三导电层，并且将所述第二导电层和第三导电层并发地图案化成所述薄膜晶体管的源电极和漏电极以及像素电极，来执行第四掩膜工艺；以及通过在执行所述第四掩膜工艺所获得的结构上形成第三绝缘层，并且去除所述第三绝缘层使得所述像素电极被暴露，来执行第五掩膜工艺。
所述执行第四掩膜工艺可以通过利用包括形成在与所述像素电极相对应的位置上的半渗透部分的半色调掩膜来执行。
所述形成缓冲层可以包括形成至少两层，每层包括SiOx、SiNx、TiO2、HfO2、Al2O3、HfSiOx、Ta2O5、Nb2O5、ZrO2、Y2O3和La2O3中的至少一种。
所述缓冲层可以包括上缓冲层和下缓冲层，所述上缓冲层包括SiOx，并且所述下缓冲层包括SiNx。
所述形成第一绝缘层可以包括形成至少两层，每层包括SiOx、SiNx、TiO2、HfO2、Al2O3、HfSiOx、Ta2O5、Nb2O5、ZrO2、Y2O3、La2O3和AZO中的至少一种。
所述第一绝缘层可以包括第一上绝缘层和第一下绝缘层，所述第一上绝缘层包括SiNx，并且所述第一下绝缘层包括SiOx。
所述第二导电层可以包括ITO、IZO、ZnO和In2O3中的至少一种。
所述第三导电层可以包括从Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca、Mo、Ti、W、MoW、Al/Cu及其组合物所组成中的组中选择的至少一种材料。
所述第一有源层和所述第二有源层可以包括氧化物半导体。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的以上及其它特征和方面将变得更加明显，附图中：
图1至图13为示出根据本发明实施例的制造有机发光显示设备的方法的截面图；
图14为示意性示出根据图1至图13的方法制造的有机发光显示设备的截面图；
图15为示意性示出图14的有机发光显示设备的谐振结构的图；
图16至图29为示出根据本发明另一实施例的制造有机发光显示设备的方法的截面图；
图30为示意性示出根据图16至图29的方法制造的有机发光显示设备的截面图；以及
图31为示意性示出图30的有机发光显示设备的谐振结构的图。
具体实施方式
下文中，将参照附图更充分地描述本发明，附图中示出本发明的示例性实施例。
图1至图13为示出根据本发明实施例的制造有机发光显示设备的方法的截面图，并且图14为示意性示出根据图1至图13的方法制造的有机发光显示设备的截面图。
参见图1至图14，根据一个实施例的有机发光显示设备包括基板10、缓冲层11、薄膜晶体管2、电容器3和有机发光器件4。
参见图1，缓冲层11和第一导电层12顺序形成在基板10上。
基板10可以由包含氧化硅(SiO2)作为主要成分的透明玻璃材料形成。可替代地，基板10可以由不透明材料或诸如塑料之类的其它材料形成。然而，在有机发光显示设备为其中图像通过基板10显示的底发射型时，基板10由透明材料形成。
缓冲层11可以形成在基板10的顶表面上，以便使基板10变平(平坦化)并且防止杂质元素渗透到基板10中。缓冲层11可以通过利用任意沉积方法，例如等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法、常压CVD(APCVD)方法或低压CVD(LPCVD)方法，沉积SiO2和/或氮化硅(SiNx)而形成。可替代地，缓冲层11可以包括二氧化钛(TiO2)、二氧化铪(HfO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化铪硅(HfSiOx)、五氧化钽(Ta2O5)、五氧化铌(Nb2O5)、二氧化锆(ZrO2)、氧化钇(Y2O3)和氧化镧(La2O3)中的至少一种。这里，在根据本发明一个实施例的有机发光显示设备中，由于缓冲层11具有折射率不同的材料彼此顺序堆叠的多层结构，因此缓冲层11形成光学谐振结构。后面将详细描述缓冲层11的光学谐振结构。
第一导电层12被沉积在缓冲层11上。第一导电层12可以包括从银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)、钕(Nd)、铱(Ir)、铬(Cr)、锂(Li)、钙(Ca)、钼(Mo)、钛(Ti)、钨(W)、MoW、Al/铜(Cu)及其组合物所组成的组中选择的至少一种材料。可替代地，第一导电层12可以包括从诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)和氧化铟(In2O3)之类的透明材料所组成的组中选择的至少一种材料。第一导电层12被图案化成薄膜晶体管2的源电极212a和漏电极212b以及电容器3的下电极312的部分，这将在后面进行描述。
接下来，参见图2，光刻胶层P1通过经由预烘焙或软烘焙利用溶剂将涂覆在图1的结构顶部上的光刻胶去除而形成，然后包括用于图案化光刻胶层P1的图案(例如，预定图案)的第一掩膜M1被制备并被布置在基板10上。这里，第一掩膜M1包括透光部分M11以及挡光部分M12a、M12b和M12c。透光部分M11透射光(例如，具有预定波长带的光)，而挡光部分M12a、M12b和M12c阻挡辐照的光。然后，在对光刻胶层P1进行曝光和显影工艺之后，通过利用剩余的光刻胶层图案作为掩膜对光刻胶层P1执行刻蚀工艺。
然后，参见图3，作为第一掩膜工艺的结果，源电极212a和漏电极212b形成在缓冲层11上。而且，电容器3的下电极312由与源电极212a和漏电极212b相同的材料形成，并且与源电极212a和漏电极212b形成在同一层上。这里，下电极312可以与源电极212a和漏电极212b并发形成。
然后，参见图4，半导体层13形成在缓冲层11、源电极212a和漏电极212b以及下电极312上。
半导体层13可以由氧化物半导体形成，并且例如可以包括氧和从Ga、In、Zn、Hf及其组合物所组成的组中选择的至少一种元素。例如，半导体层13可以包括ZnO、ZnGaO、ZnInO、GaInO、GaSnO、ZnSnO、InSnO、HfInZnO或ZnGaInO，并且进一步例如可以是G-I-Z-O层[a(In2O3)b(Ga2O3)c(ZnO)层]，其中a、b和c为分别满足条件a≥0、b≥0和c＞0的实数。这种由氧化物半导体形成的半导体层13被图案化成薄膜晶体管2的有源层213和有机发光器件4的有源层413。
然后，参见图5，光刻胶层P2通过经由预烘焙或软烘焙利用溶剂将涂覆在图4的结构顶部上的光刻胶去除而形成，然后包括用于图案化光刻胶层P2的图案(例如，预定图案)的第二掩膜M2被制备并被布置在基板10上。然后，在对光刻胶层P2进行曝光和显影工艺之后，通过利用剩余的光刻胶层图案作为掩膜对光刻胶层P2执行刻蚀工艺。
接下来，参见图6，作为第二掩膜工艺的结果，薄膜晶体管2的有源层213形成在缓冲层11以及源电极212a和漏电极212b的顶部上。而且，有机发光器件4的有源层413由与有源层213相同的材料形成，并且与有源层213形成在同一层上。例如，有源层413可以与有源层213并发形成。
接下来，参见图7，第一绝缘层14被沉积在图6中构成第二掩膜工艺的结果的结构上，光刻胶层P3形成在第一绝缘层14上，并且第三掩膜M3被布置在光刻层P3上。
例如，第一绝缘层14可以通过经由PECVD方法、APCVD方法或LPCVD方法沉积由SiNx或SiOx形成的无机绝缘层而形成。可替代地，第一绝缘层14可以包括TiO2、HfO2、Al2O3、HfSiOx、Ta2O5、Nb2O5、ZrO2、Y2O3、La2O3和氧化铝锌(AZO)中的至少一种。第一绝缘层14位于薄膜晶体管2的有源层213与图14的第一栅电极215a之间，以用作薄膜晶体管2的栅绝缘层，并且同时位于电容器3的下电极312与图14的第一上电极315之间，以用作电容器3的第一介电层，这将在后面进行描述。而且，第一绝缘层14位于有机发光器件4的有源层413与图14的像素电极415之间，以用作有机发光器件4的绝缘层，用于谐振，这将在后面进行描述。相应地，根据本发明一个实施例的有机发光显示设备的第一绝缘层14具有多层结构，其中具有不同折射率的材料彼此顺序堆叠，这将后面进行详细描述。
然后，包括图案(例如，预定图案)的第三掩膜M3被布置在基板10上，并且光刻胶层P3被曝光。
图8示意性示出在将光刻胶层P3的曝光部分去除并通过利用剩余光刻胶层图案作为掩膜刻蚀第一绝缘层14之后所获得的有机发光显示设备。参见图8，形成用于暴露与漏电极212b相对应的部分区域的开口H1。
接下来，参见图9，第二导电层15和第三导电层16顺序沉积在图8中构成图8的第三掩膜工艺的结果的结构上。
第二导电层15可以包括从诸如ITO、IZO、ZnO和In2O3之类的透明材料中选择的至少一种材料。第二导电层15成为有机发光显示设备的像素电极415的部分、薄膜晶体管2的第一栅电极215a的部分和第一接触电极215b的部分，以及电容器3的第一上电极315的部分，这将在后面进行描述。
第三导电层16可以包括从Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca、Mo、Ti、W、MoW、Al/Cu及其组合物所组成的组中选择的至少一种材料。第三导电层16成为薄膜晶体管2的第二栅电极216a的部分和第二接触电极216b的部分，以及电容器3的第二上电极316的部分，这将在后面进行描述。
接下来，参见图10，第四掩膜M4被布置在图9的结构上。这里，第四掩膜M4可以是包括透光部分M41、挡光部分M42a、M42b和M42c以及半渗透部分(例如，半透明部分)M43的半色调掩膜。透光部分M41透射光(例如具有预定波长带的光)，挡光部分M42a、M42b和M42c阻挡光，并且半渗透部分M43包括与像素电极415相对应的图案。在将具有上述图案的第四掩膜M4布置在基板10上之后，光(例如，具有预定波长带的光)被辐照到光刻胶层P4上。
然后，与第四掩膜M4的透光部分M41相对应的光刻胶部分被去除，而与挡光部分M42a、M42b和M42c相对应的光刻胶部分以及与半渗透部分M43相对应的光刻胶部分保留。这里，与半渗透部分M43相对应的光刻胶部分的厚度比与挡光部分M42a、M42b和M42c相对应的光刻胶部分的厚度要薄，并且可以利用形成半渗透部分M43的图案的材料的组分或厚度进行调节。
通过利用由透光部分M41、挡光部分M42a、M42b和M42c以及半渗透部分M43形成的图案作为掩膜，利用刻蚀设备刻蚀基板10上的第二导电层15和第三导电层16。这里，没有光刻胶层的部分的结构首先被刻蚀，并且光刻胶层的部分厚度被刻蚀。这里，刻蚀可以通过利用诸如干法刻蚀或湿法刻蚀之类的任意合适的方法来执行。
在执行如上所述的第一刻蚀工艺时，第二导电层15和第三导电层16的没有光刻胶层的部分被去除。而且，尽管与半渗透部分M43相对应的光刻胶部分被刻蚀，但半渗透部分M43下面的结构保留，并且这种下面的结构成为有机发光显示设备的像素电极415。光刻胶部分中与挡光部分M42a、M42b和M42c相对应的部分即使在第一刻蚀工艺之后也会保留，并且通过利用光刻胶部分中与挡光部分M42a、M42b和M42c相对应的剩余部分作为掩膜执行第二刻蚀工艺。
在第二刻蚀工艺之后，光刻胶层被部分去除的像素电极区域中的第三导电层16被去除，并且第二导电层15的一部分成为像素电极415。
参见图11，像素电极415、薄膜晶体管2的第一栅电极215a和第二栅电极216a以及第一接触电极215b和第二接触电极216b，以及电容器3的第一上电极315和第二上电极316，通过利用第四掩膜M4并发(例如，同时)图案化在同一结构上。因此，像素电极415、薄膜晶体管2的第一栅电极215a、薄膜晶体管2的第一接触电极215b以及电容器3的第一上电极315由相同的材料形成在同一层上。同时，薄膜晶体管2的第二栅电极216a、薄膜晶体管2的第二接触电极216b以及电容器3的第二上电极316由相同的材料形成在同一层上。
参见图12，第二绝缘层17形成在图11的构成第四掩膜工艺的结果的结构上，并且第五掩膜M5被布置。
第二绝缘层17可以通过利用从聚酰亚胺、聚酰胺、丙烯树脂、苯并环丁烯、酚醛树脂及其组合物所组成的组中选择的至少一种有机绝缘材料，并通过利用诸如旋涂之类的方法而形成。可替代地，第二绝缘层17不仅可以由有机绝缘材料形成，而且可以由与以上所述第一绝缘层14的材料相同的无机绝缘材料形成。在利用第五掩膜M5进行刻蚀工艺之后，第二绝缘层17用作有机发光显示设备的像素限定层(PDL)，这将在后面进行描述。
第五掩膜M5包括位于与像素电极415相对应的位置处的透光部分M51以及位于剩余部分处的挡光部分M52。在光辐照到第五掩膜M5上时，透射光所应用的第二绝缘层17以及第二绝缘层17的有机绝缘材料可以经由干法刻蚀直接被去除。在以上所述的第一至第四掩膜工艺中，对光刻胶层执行曝光和显影工艺，并且通过利用显影后的光刻胶层作为掩膜再次图案化下面的结构，但是在像当前实施例一样使用有机绝缘材料时，第二绝缘层17可以直接被干法刻蚀，而不必使用额外的光刻胶层。
参见图13，通过刻蚀第二绝缘层17的一部分形成开口H2以暴露像素电极415，从而形成限定像素的PDL417。PDL417具有一厚度(例如，预定厚度)，以便加宽像素电极415的边缘与图14的对电极419之间的间隔，从而防止电场聚集在像素电极415的边缘。相应地，可以防止像素电极415与对电极419之间的短路。
参见图14，对电极419和包括有机发光层的中间层418形成在像素电极415和PDL417上。
包括在中间层418中的有机发光层根据像素电极415和对电极419的电操作而发光。有机发光层可以由低分子有机材料或聚合物有机材料形成。
在使用低分子有机材料时，中间层418以如下方式形成：空穴传输层(HTL)和空穴注入层(HIL)被堆叠在从有机发光层上开始的像素电极415方向上，并且电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)被堆叠在相对于有机发光层的对电极419方向上。另外，中间层418可以根据需要包括各种层。用于形成中间层418的有机材料的示例可以包括铜酞菁(CuPc)、N,N'-二萘-1-基-N,N'-联苯-联苯胺(NPB)和三-8-羟基喹啉铝(Alq3)。
可替代地，在使用聚合物有机材料时，中间层418可以在基于有机发光层的像素电极415方向上仅仅包括HTL。这种HTL通过利用聚-(2,4)-乙撑-二羟基噻吩(PEDOT)或聚苯胺(PANI)经由喷墨印刷或旋涂方法形成在像素电极415上。聚合物有机发光层可以由PPV、可溶性PPV或聚芴形成，并且彩色图案可以经由喷墨印刷或旋涂方法或诸如利用激光的热传递型方法之类的传统方法而形成。
对电极419被沉积在包括有机发光层的中间层418上。在根据一个实施例的有机发光显示设备中，像素电极415用作阳极，而对电极419用作阴极，但像素电极415和对电极419的极性在其它实施例中可以相反。
当有机发光显示设备为图像在基板10的方向上显示的底发射型时，像素电极415可以为透明电极，而对电极419可以为反射电极。这里，反射电极可以通过薄沉积诸如Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca、LiF/Ca或LiF/Al之类的具有低功函数的至少一种材料而形成。
尽管图14中未示出，但用于保护中间层418免受外部湿气或氧影响的密封件和吸湿剂可以进一步形成在对电极419上。
这里，根据依照本发明实施例的有机发光显示设备及其制造方法，光学谐振结构通过形成各自具有包括多个层的多层结构的缓冲层11和第一绝缘层14而实现。
现在将详细描述光学谐振结构。
当在如上所述的底发射型中，第一栅电极215a和第二栅电极216a以及像素电极415由相同的材料形成在同一层上(0073段)以便减少掩膜数目时，第一栅电极215a和第二栅电极216a形成为双层，而像素电极415以单层透明电极形成。这样，在利用单层透明电极作为像素电极415的底发射型有机发光显示设备中，像素电极415不具有反射特性，因此在对电极419与像素电极415之间不会产生光学谐振效应。此时，在中间层418发光时，光效率和色彩再现范围的提高受到限制。
为了在具有减少数目的掩膜的底发射型有机发光显示设备中实现光学谐振效应，根据一个实施例的有机发光显示设备包括位于像素电极415下方的有源层413以及具有多层结构的缓冲层11和第一绝缘层14，使得有源层413、缓冲层11和第一绝缘层14用作反射层。
图15为示意性示出图14的有机发光显示设备的谐振结构的图。参见图15，包括由具有不同折射率的材料形成的两层的缓冲层11形成在基板10上。这里，下缓冲层11a可以为由SiNx形成的无机绝缘层，而上缓冲层11b可以为由SiOx形成的无机绝缘层。这里，下缓冲层11a和上缓冲层11b可以由具有不同折射率的材料形成。有源层413形成在缓冲层11上，并且包括由具有不同折射率的材料形成的两层的第一绝缘层14形成在有源层413上。这里，第一下绝缘层14a可以为由SiOx形成的无机绝缘层，而第一上绝缘层14b可以为由SiNx形成的无机绝缘层。这里，缓冲层11和第一绝缘层14各自包括两层，但包括在缓冲层11和第一绝缘层14中的层的数目不限于此，并且可以为至少三层。
这里，为了形成光学谐振结构，缓冲层11与对电极419之间的距离d可以满足形成谐振的条件。在缓冲层11和对电极419的表面上的光波形成节点时，产生驻波，并且产生节点的条件在方程式1中限定。
方程式1
这里，n表示层的折射率，d表示用于形成节点的层的厚度，而m为自然数。
谐振条件位于一般像偶极子或其它条件的上述范围内。因此，具有谐振条件的层的厚度，即缓冲层11与对电极419之间的距离d，位于以下方程式2的范围内。
方程式2
这里，m表示自然数，并且λ表示对应光的波长。
设置缓冲层11和第一绝缘层14的厚度中的每一个以调节距离d，从而提高从中间层418发射的光的效率，以增强整个谐振效应。这样，在设置了每层的合适厚度时，有源层413、缓冲层11和第一绝缘层14用作介质布拉格反射镜(DBR)以反射从中间层418发射的光的部分，因此缓冲层11和对电极419形成光学谐振结构。
根据依照本发明一个实施例的有机发光显示设备及其制造方法，有机发光显示设备利用小数目的掩膜制造而成，同时实现光学谐振效应，因此光效率得以提高。而且，由于掩膜数目减少且由于制造工艺简化，因此制造成本得以降低。
图16至图29为示出根据本发明另一实施例的制造有机发光显示设备的方法的截面图，并且图30为示意性示出根据图16至图29的方法制造的有机发光显示设备的截面图。
参见图16至图30，根据一个实施例的有机发光显示设备包括基板110、缓冲层111、薄膜晶体管5、电容器6和有机发光器件7。
参见图16，缓冲层111和第一导电层112顺序形成在基板110上。
基板110可以由包括SiO2作为主要成分的透明玻璃材料形成。可替代地，基板110可以由不透明材料或诸如塑料之类的其它材料形成。然而，在有机发光显示设备为图像从(或通过)基板110显示的底发射型时，基板110由透明材料形成。
缓冲层111可以形成在基板110的顶表面上，以便使基板110变平(例如，平坦化)，并且防止杂质元素渗透到基板110中。缓冲层111可以通过利用诸如PECVD方法、APCVD方法或LPCVD方法之类的任意沉积方法沉积SiO2和/或SiNx而形成。可替代地，缓冲层111可以包括TiO2、HfO2、Al2O3、HfSiOx、Ta2O5、Nb2O5、ZrO2、Y2O3和La2O3中的至少一种。这里，在根据本发明一个实施例的有机发光显示设备中，由于缓冲层111具有折射率不同的材料彼此顺序堆叠的多层结构，因此缓冲层111形成光学谐振结构。后面将详细描述缓冲层111的光学谐振结构。
第一导电层112被沉积在缓冲层111上。第一导电层112可以包括从Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca、Mo、Ti、W、MoW、Al/Cu及其组合物所组成的组中选择的至少一种材料。可替代地，第一导电层112可以包括从诸如ITO、IZO、ZnO和In2O3之类的透明材料所组成的组中选择的至少一种材料。
第一导电层112成为薄膜晶体管5的栅电极512的一部分以及电容器6的下电极612的部分，这将在后面进行描述。
接下来，参见图17，光刻胶层P1通过经由预烘焙或软烘焙利用溶剂将涂覆在图16的结构顶部上的光刻胶去除而形成，然后包括用于图案化光刻胶层P1的图案(例如，预定图案)的第一掩膜M1被制备并被布置在基板110上。这里，第一掩膜M1包括透光部分M11以及挡光部分M12a和M12b。透光部分M11透射光(例如，具有预定波长带的光)，而挡光部分M12a和M12b阻挡辐照的光。然后，在对光刻胶层P1进行曝光和显影工艺之后，通过利用剩余的光刻胶层图案作为掩膜对光刻胶层P1执行刻蚀工艺。
然后，参见图18，作为第一掩膜工艺的结果，栅电极512形成在缓冲层111上。而且，电容器6的下电极612由与栅电极512相同的材料形成，并且与栅电极512形成在同一层上。例如，下电极612可以与栅电极512并发形成。
接下来，参见图19，第一绝缘层113被沉积在图18中构成第一掩膜工艺的结果的结构上，并且半导体层114形成在第一绝缘层113上。
例如，第一绝缘层113可以通过经由PECVD方法、APCVD方法或LPCVD方法沉积由SiNx或SiOx形成的无机绝缘层而形成。可替代地，第一绝缘层113可以包括TiO2、HfO2、Al2O3、HfSiOx、Ta2O5、Nb2O5、ZrO2、Y2O3、La2O3和AZO中的至少一种。第一绝缘层113位于薄膜晶体管5的栅电极512与有源层514之间，以用作薄膜晶体管5的栅绝缘层，并且同时位于电容器6的下电极612与第一上电极616之间，以用作电容器6的第一介电层，这将在后面进行描述。因此，根据本发明一个实施例的有机发光显示设备的第一绝缘层113具有折射率不同的材料彼此顺序堆叠的多层结构，这将在后面进行详细描述。
半导体层114可以由氧化物半导体形成，并且详细地说，可以包括氧和从Ga、In、Zn、Hf及其组合物所组成的组中选择的至少一种元素。例如，半导体层114可以包括ZnO、ZnGaO、ZnInO、GaInO、GaSnO、ZnSnO、InSnO、HfInZnO或ZnGaInO，并且进一步例如可以是G-I-Z-O层[a(In2O3)b(Ga2O3)c(ZnO)层]，其中a、b和c为分别满足条件a≥0、b≥0和c＞0的实数。由氧化物半导体形成的这种半导体层114被图案化成薄膜晶体管5的有源层514和有机发光器件7的有源层714。
然后，参见图20，光刻胶层P2通过经由预烘焙或软烘焙利用溶剂将涂覆在图19的结构顶部上的光刻胶去除而形成，然后包括用于图案化光刻胶层P2的图案(例如，预定图案)的第二掩膜M2被制备并被布置在基板110上。然后，在对光刻胶层P2进行曝光和显影工艺之后，通过利用剩余的光刻胶层图案作为掩膜对光刻胶层P2执行刻蚀工艺。
接下来，参见图21，作为第二掩膜工艺的结果，薄膜晶体管5的有源层514形成在第一绝缘层113的顶部上。而且，有机发光器件7的有源层714由与有源层514相同的材料形成，并且与有源层514形成在同一层上。例如，有源层714可以与有源层514并发形成。
接下来，参见图22，第二绝缘层115被沉积在图21中构成第二掩膜工艺的结果的结构上。
例如，第二绝缘层115可以通过经由PECVD方法、APCVD方法或LPCVD方法沉积由SiOx等形成的无机绝缘层而形成。第二绝缘层115位于薄膜晶体管5的有源层514上，以用作薄膜晶体管5的刻蚀停止层(ESL)。ESL为保护有源层514的沟道专门形成，并且如将参照图24所描述的那样，其可以仅仅形成在有源层514的沟道上，或者尽管未示出，可以形成为覆盖除接触第二源电极517a和第二漏电极517b的区域之外的整个有源层514。而且，第二绝缘层115可以位于有机发光器件7的有源层714与将在后面描述的像素电极716之间，以用作用于有机发光器件7的谐振的绝缘层。同时，第二绝缘层115可以位于电容器6的下电极612与电容器6的第一上电极616(将在后面进行描述)之间，以用作电容器6的第二介电层。
然后，参见图23，光刻胶层P3通过经由预烘焙或软烘焙利用溶剂将涂覆在图22的结构顶部上的光刻胶去除而形成，然后包括用于图案化光刻胶层P3的图案(例如，预定图案)的第三掩膜M3被制备并被布置在基板110上。然后，在对光刻胶层P3进行曝光和显影工艺之后，通过利用剩余的光刻胶层图案作为掩膜对光刻胶层P3执行刻蚀工艺。
接下来，参见图24，作为第三掩膜工艺的结果，薄膜晶体管5的ESL515形成在薄膜晶体管5的有源层514的顶部上。同时，绝缘层715通过利用与ESL515相同的材料形成在有机发光器件7的有源层714上，并且与ESL515位于同一层上。而且，绝缘层615通过利用与ESL515相同的材料形成在电容器6的下电极612上，并且与ESL515位于同一层上。例如，绝缘层715和绝缘层615都可以与ESL515并发形成。
接下来，参见图25，第二导电层116和第三导电层117顺序沉积在图24中构成第三掩膜工艺的结果的结构上。
第二导电层116可以包括从诸如ITO、IZO、ZnO和In2O3之类的透明材料中选择的至少一种材料。第二导电层116成为有机发光显示设备的像素电极716的部分、薄膜晶体管5的第一源电极516a的部分和第一漏电极516b的部分，以及电容器6的第一上电极616的部分，这将在后面进行描述。
第三导电层117可以包括从Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca、Mo、Ti、W、MoW、Al/Cu及其组合物所组成的组中选择的至少一种材料。第三导电层117成为薄膜晶体管5的第二源电极517a的部分和第二漏电极517b的部分，以及电容器6的第二上电极617的一部分，这将在后面进行描述。
接下来，参见图26，第四掩膜M4被布置在图25的结构上。这里，第四掩膜M4可以为包括透光部分M41、挡光部分M42a、M42b和M42c以及半渗透部分(例如，半透明部分)M43的半色调掩膜。透光部分M41透射光(例如具有预定波长带的光)，挡光部分M42a、M42b和M42c阻挡光，并且半渗透部分M43包括与像素电极415相对应的图案。在将具有上述图案的第四掩膜M4布置在基板110上之后，光(例如，具有预定波长带的光)被辐照到光刻胶层P4上。
然后，与第四掩膜M4的透光部分M41相对应的光刻胶部分被去除，而与挡光部分M42a、M42b和M42c相对应的光刻胶部分以及与半渗透部分M43相对应的光刻胶部分保留。这里，与半渗透部分M43相对应的光刻胶部分的厚度比与挡光部分M42a、M42b和M42c相对应的光刻胶部分的厚度要薄，并且可以利用形成半渗透部分M43的图案的材料的组分或厚度进行调节。
通过利用由透光部分M41、挡光部分M42a、M42b和M42c以及半渗透部分M43形成的图案作为掩膜，利用刻蚀设备刻蚀基板110上的第二导电层116和第三导电层117。这里，没有光刻胶层的部分的结构首先被刻蚀，并且光刻胶层的部分厚度被刻蚀。这里，刻蚀可以通过利用诸如干法刻蚀或湿法刻蚀之类的任意合适的方法来执行。
在执行如上所述的第一刻蚀工艺时，第二导电层116和第三导电层117的没有光刻胶层的部分被去除。而且，尽管与半渗透部分M43相对应的光刻胶部分被刻蚀，但半渗透部分M43下面的结构保留，并且这种下面的结构成为有机发光显示设备的像素电极716。而且，光刻胶部分中与挡光部分M42a、M42b和M42c相对应的部分即使在第一刻蚀工艺之后也会保留，并且通过利用光刻胶部分中与挡光部分M42a、M42b和M42c相对应的剩余部分作为掩膜执行第二刻蚀工艺。
在第二刻蚀工艺之后，光刻胶层被部分去除的像素电极区域中的第三导电层117被去除，并且第二导电层116的一部分成为像素电极716。
参见图27，像素电极716、薄膜晶体管5的第一源电极516a和第二源电极517a以及第一漏电极516b和第二漏电极517b，以及电容器6的第一上电极616和第二上电极617，通过利用第四掩膜M4并发(例如，同时)图案化在同一结构上。因此，像素电极716、薄膜晶体管5的第一源电极516a、薄膜晶体管5的第一漏电极516b以及电容器6的第一上电极616由相同的材料形成，并且形成在同一层上。同时，薄膜晶体管5的第二源电极517a、薄膜晶体管5的第二漏电极517b以及电容器6的第二上电极617由相同的材料形成，并且形成在同一层上。
参见图28，第三绝缘层118形成在图27中构成第四掩膜工艺的结果的结构上，并且第五掩膜M5被布置。
第三绝缘层118可以通过利用从聚酰亚胺、聚酰胺、丙烯树脂、苯并环丁烯、酚醛树脂及其组合物所组成的组中选择的至少一种有机绝缘材料，并通过利用诸如旋涂之类的方法而形成。可替代地，第三绝缘层118不仅可以由有机绝缘材料形成，而且可以由与以上所述第一绝缘层113相同的无机绝缘材料形成。在利用第五掩膜M5执行刻蚀工艺之后，第三绝缘层118用作有机发光显示设备的PDL，这将在后面进行描述。
第五掩膜M5包括位于与像素电极716相对应的位置处的透光部分M51以及位于剩余部分处的挡光部分M52。在光辐照到第五掩膜M5上时，透射光所应用的第三绝缘层118以及第三绝缘层118的有机绝缘材料可以经由干法刻蚀直接被去除。在以上所述的第一至第四掩膜工艺中，对光刻胶层执行曝光和显影工艺，并且通过利用显影后的光刻胶层作为掩膜再次图案化下面的结构，但是在像当前实施例一样使用有机绝缘材料时，第三绝缘层118可以直接被干法刻蚀，而不必使用额外的光刻胶层。
参见图29，通过刻蚀第三绝缘层118的一部分形成开口H2以暴露像素电极716，从而形成限定像素的PDL718。PDL718具有一厚度(例如，预定厚度)，以便加宽像素电极716的边缘与图30的对电极720之间的间隔，从而防止电场聚集在像素电极716的边缘。相应地，可以防止像素电极716与对电极720之间的短路。
参见图30，对电极720和包括有机发光层的中间层719形成在像素电极716和PDL718上。中间层719和对电极720分别与中间层418和对电极419相同，因此其详细描述将不再重复。
根据依照本发明所述实施例的有机发光显示设备及其制造方法，为了利用减少数目的掩膜在底发射型有机发光显示设备中实现光学谐振效应，有机发光显示设备包括位于像素电极716下方的有源层714以及具有多层结构的缓冲层111和第一绝缘层113，使得有源层714、缓冲层111和第一绝缘层113用作反射层。
图31为示意性示出图30的有机发光显示设备的谐振结构的图。参见图31，包括由具有不同折射率的材料形成的两层的缓冲层111形成在基板110上。这里，下缓冲层111a可以为由SiNx形成的无机绝缘层，而上缓冲层111b可以为由SiOx形成的无机绝缘层。这里，下缓冲层111a和上缓冲层111b可以由具有不同折射率的材料形成。而且，包括由具有不同折射率的材料形成的两层的第一绝缘层113形成在缓冲层111上。这里，第一下绝缘层113a可以为由SiOx形成的无机绝缘层，而第一上绝缘层113b可以为由SiNx形成的无机绝缘层。这里，缓冲层111和第一绝缘层113各自包括两层，但包括在缓冲层111和第一绝缘层113中的层的数目不限于此，并且可以为至少三层。而且，绝缘层715形成在有源层714上，并且像素电极716形成在绝缘层715上。这里，为了形成光学谐振结构，缓冲层111与对电极720之间的距离d可以满足形成谐振的条件。在缓冲层111和对电极720的表面上的光波形成节点时产生驻波，并且产生节点的条件在方程式1中限定。
方程式1
这里，n表示层的折射率，d表示用于形成节点的层的厚度，而m为自然数。
谐振条件位于一般像偶极子或其它条件的上述范围内。因此，具有谐振条件的层的厚度，即缓冲层111与对电极720之间的距离d，位于以下方程式2的范围内。
方程式2
这里，m表示自然数，并且λ表示对应光的波长。
设置缓冲层111和第一绝缘层113的厚度中的每一个以调节距离d，从而提高从中间层719发射的光的效率，以增强整个谐振效应。这样，在设置了每层的合适厚度时，有源层714、缓冲层111和第一绝缘层113用作DBR以反射从中间层719发射的光的部分，因此缓冲层111和对电极720形成光学谐振结构。
根据依照本发明所描述实施例的有机发光显示设备及其制造方法，有机发光显示设备利用小数目的掩膜制造而成，并且实现光学谐振效应，因此光效率得以提高。而且，由于掩膜数目减少且由于制造工艺简化，因此制造成本得以降低。
另外，在本发明的实施例中，有机发光显示设备用作平板显示设备的示例，但包括液晶显示设备的各种显示设备中的任意一种可以用作平板显示设备。
为了便于描述，附图中示出一个薄膜晶体管和一个电容器来描述本发明的实施例，但薄膜晶体管和电容器的数目不限于此，并且只要根据本发明实施例的掩膜工艺的数目不增加，就可以使用多个薄膜晶体管和多个电容器。
根据依照本发明实施例的有机发光显示设备及其制造方法，由于具有以上结构的有机发光显示设备利用小数目的掩膜制造而成，同时实现光学谐振效应，因此发光效率得以提高。进一步，由于掩膜数目减少且由于制造工艺被简化，因此制造成本得以降低。
尽管已参照本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明，但应当理解，本领域普通技术人员可以在不背离如所附权利要求及其等同物所限定的本发明的精神和范围的情况下，在形式和细节上对其做出各种改变。
Claims (16)
1.一种有机发光显示设备，包括：
缓冲层，位于基板上并且包括顺序堆叠的具有不同折射率的材料；
源电极和漏电极，位于所述缓冲层上并且彼此间隔开；
薄膜晶体管的第一有源层，位于所述源电极和所述漏电极之间；和第二有源层，在与所述第一有源层相同的层处与所述第一有源层间隔开，并且包括与所述第一有源层相同的材料；
位于所述缓冲层、所述源电极和所述漏电极以及所述第一有源层和所述第二有源层上的第一绝缘层，所述第一绝缘层包括顺序堆叠的具有不同折射率的材料；
第一栅电极和像素电极，所述第一栅电极与所述第一有源层的中心区域相对应，其中所述第一绝缘层位于所述第一栅电极与所述第一有源层之间，所述像素电极在与所述第一栅电极相同的层处与所述第一栅电极间隔开，并且包括与所述第一栅电极相同的材料；以及
位于所述第一栅电极上的第二栅电极。
2.根据权利要求1所述的有机发光显示设备，其中所述缓冲层包括至少两层，每层包括氧化硅、氮化硅、二氧化钛、二氧化铪、氧化铝、氧化铪硅、五氧化钽、五氧化铌、二氧化锆、氧化钇和氧化镧中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的有机发光显示设备，其中所述缓冲层包括上缓冲层和下缓冲层，所述上缓冲层包括氧化硅，并且所述下缓冲层包括氮化硅。
4.根据权利要求1所述的有机发光显示设备，其中所述第一绝缘层包括至少两层，每层包括氧化硅、氮化硅、二氧化钛、二氧化铪、氧化铝、氧化铪硅、五氧化钽、五氧化铌、二氧化锆、氧化钇、氧化镧和氧化铝锌中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的有机发光显示设备，其中所述第一绝缘层包括第一上绝缘层和第一下绝缘层，所述第一上绝缘层包括氮化硅，并且所述第一下绝缘层包括氧化硅。
6.根据权利要求1所述的有机发光显示设备，进一步包括：
电容器的下电极，在与所述源电极和所述漏电极相同的层处与所述源电极和所述漏电极间隔开，并且包括与所述源电极和所述漏电极相同的材料；
在所述电容器的下电极上的第一上电极，位于与所述第一栅电极相同的层处，并且包括与所述第一栅电极相同的材料；以及
在所述电容器的第一上电极上的第二上电极，位于与所述第二栅电极相同的层处，并且包括与所述第二栅电极相同的材料。
7.根据权利要求1所述的有机发光显示设备，进一步包括在所述像素电极的边缘处以便暴露所述像素电极的像素限定层。
8.根据权利要求1所述的有机发光显示设备，其中所述第一有源层和所述第二有源层包括氧化物半导体。
9.一种有机发光显示设备，包括：
缓冲层，位于基板上并且包括顺序堆叠的具有不同折射率的材料；
位于所述缓冲层上的栅电极；
第一绝缘层，位于所述缓冲层和所述栅电极上，并且包括顺序堆叠的具有不同折射率的材料；
第一有源层和第二有源层，所述第一有源层与所述栅电极相对应，其中所述第一绝缘层位于所述第一有源层与所述栅电极之间，所述第二有源层在与所述第一有源层相同的层处与所述第一有源层间隔开，并且包括与所述第一有源层相同的材料；
接触所述第一有源层的第一源电极和第一漏电极，以及从所述第一漏电极的一端延伸的像素电极；以及
分别位于所述第一源电极和所述第一漏电极上的第二源电极和第二漏电极。
10.根据权利要求9所述的有机发光显示设备，其中所述缓冲层包括至少两层，每层包括氧化硅、氮化硅、二氧化钛、二氧化铪、氧化铝、氧化铪硅、五氧化钽、五氧化铌、二氧化锆、氧化钇和氧化镧中的至少一种。
11.根据权利要求10所述的有机发光显示设备，其中所述缓冲层包括上缓冲层和下缓冲层，所述上缓冲层包括氧化硅，并且所述下缓冲层包括氮化硅。
12.根据权利要求9所述的有机发光显示设备，其中所述第一绝缘层包括至少两层，每层包括氧化硅、氮化硅、二氧化钛、二氧化铪、氧化铝、氧化铪硅、五氧化钽、五氧化铌、二氧化锆、氧化钇、氧化镧和氧化铝锌中的至少一种。
13.根据权利要求12所述的有机发光显示设备，其中所述第一绝缘层包括第一上绝缘层和第一下绝缘层，所述第一上绝缘层包括氮化硅，并且所述第一下绝缘层包括氧化硅。
14.根据权利要求9所述的有机发光显示设备，进一步包括：
电容器的下电极，在与所述栅电极相同的层处与所述栅电极间隔开，并且包括与所述栅电极相同的材料；
在所述电容器的下电极上的第一上电极，位于与所述第一源电极和所述第一漏电极相同的层处，并且包括与所述第一源电极和所述第一漏电极相同的材料；以及
在所述电容器的第一上电极上的第二上电极，位于与所述第二源电极和所述第二漏电极相同的层处，并且包括与所述第二源电极和所述第二漏电极相同的材料。
15.根据权利要求9所述的有机发光显示设备，进一步包括在所述像素电极的边缘处以便暴露所述像素电极的像素限定层。
16.根据权利要求9所述的有机发光显示设备，其中所述第一有源层和所述第二有源层包括氧化物半导体。
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