CN103474453B - 电致发光装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种电致发光装置及其制备方法，涉及显示领域，在保证薄膜晶体管与第二电极电连接可靠性的同时，还可使连接电极制备过程中的成膜时间缩短，刻蚀难度降低，从而提高生产效率。本发明提供的电致发光装置，包括：阵列基板；所述阵列基板包括：基板，依次设置于所述基板上的薄膜晶体管，覆盖于所述薄膜晶体管之上的保护层，以及设置在所述保护层之上的连接电极；所述连接电极下方的保护层向远离基板的一侧凸起，形成凸台；所述保护层在对应薄膜晶体管漏极的位置设置有保护层过孔，所述连接电极通过所述保护层过孔与所述薄膜晶体管的漏极连接。
Description
技术领域
本发明涉及显示领域，尤其涉及一种电致发光装置及其制备方法。
背景技术
有机发光二极管（Organic Light Emitting Diode，OLED），又称有机电激光显示（Organic Electroluminescence Display,OELD），由于同时具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、使用温度范围广、构造及制程简单等优异特性，近来已普遍应用于移动通信终端、个人数字助理（PDA）、掌上电脑等。
如图1所示，一种现有有源矩阵型OLED显示装置，包括：彩膜基板20和阵列基板10，其中，阵列基板10包括：基板11，依次设置在基板11上的薄膜晶体管12阵列、保护层13和连接电极14，连接电极14通过保护层过孔与薄膜晶体管12的漏极连接；彩膜基板20包括：第二基板21，依次设置在第二基板21上的彩色滤光层（包括黑矩阵221和由黑矩阵221分隔开的色阻块222R/G/B）、平坦层23、第一电极24、有机发光层（Organic Electro-Luminescence，有机EL）25和第二电极26，制备时，先分别形成阵列基板10和彩膜基板20，然后，在阵列基板10或彩膜基板20的边缘涂敷封框胶30，将阵列基板10与彩膜基板20对盒，使第二电极26与阵列基板10上的连接电极14一一对应接触，实现电连接。
为了使对盒后连接电极14和第二电极26充分接触，提升薄膜晶体管12和第二电极26电连接的可靠性，连接电极14通常制备得比较厚（一般为2-3微米），但这会导致一是制备时形成薄膜的过程耗时长，二是刻蚀薄膜以形成连接电极14时出现刻蚀困难。
发明内容
本发明的实施例提供一种电致发光装置及其制备方法，在保证薄膜晶体管与第二电极电连接可靠性的同时，还可使连接电极制备过程中的成膜时间缩短，刻蚀难度降低，从而提高生产效率。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
本发明的实施例提供一种电致发光装置，包括：阵列基板；所述阵列基板包括：基板，依次设置于所述基板上的薄膜晶体管，覆盖于所述薄膜晶体管之上的保护层，以及设置在所述保护层之上的连接电极；所述连接电极下方的保护层向远离基板的一侧凸起，形成凸台；所述保护层在对应薄膜晶体管漏极的位置设置有保护层过孔，所述连接电极通过所述保护层过孔与所述薄膜晶体管的漏极连接。
可选地，所述保护层过孔位于所述凸台上。
可选地，所述保护层过孔位于所述凸台的一侧，所述连接电极覆盖所述凸台及所述保护层过孔。
优选地，所述连接电极的厚度为0.3～1微米。
优选地，所述保护层的总厚度为2～4微米，所述凸台的台阶高度为1.5～2.5微米。
可选地，所述连接电极选用下述材料中一种或几种制成：
铜、钼、锡、铝、银。
可选地，所述保护层选用下述材料中一种或几种制成：
氮化硅，氧化硅，或者感光树脂。
进一步地，所述电致发光装置还包括：彩膜基板；所述彩膜基板包括：第二基板，依次设置于所述第二基板上的彩色滤光层，平坦层，第一电极、有机发光层和第二电极；所述第二电极与所述连接电极接触且电连接。
本发明实施例还提供一种电致发光装置的制备方法，包括：彩膜基板制程，阵列基板制程，彩膜基板和阵列基板对盒制程，其中，所述阵列基板制程包括：
步骤1、在基板上形成薄膜晶体管；
步骤2、在形成有薄膜晶体管的基板上形成保护层，并通过构图工艺在后续形成连接电极的预设位置形成凸台，在对应薄膜晶体管漏极的位置形成保护层过孔；
步骤3、在所述保护层之上形成连接电极，所述连接电极通过所述保护层过孔与所述薄膜晶体管的漏极相连。
优选地，步骤2中采用多阶曝光工艺在后续形成连接电极的预设位置形成凸台，在对应薄膜晶体管漏极的位置形成保护层过孔。
具体地，所述采用多阶曝光工艺在后续形成连接电极的预设位置形成凸台，在对应薄膜晶体管漏极的位置形成保护层过孔，包括：
形成保护层，并在所述保护层上涂覆光刻胶；
进行多阶曝光，经过显影后，在所述保护层上形成光刻胶图案，使得所述光刻胶图案中，
在后续形成连接电极的预设位置保留第一厚度的光刻胶，在薄膜晶体管漏极上方后续形成保护层过孔的预设位置不保留光刻胶，除所述连接电极的预设位置、所述保护层过孔的预设位置之外区域保留第二厚度的光刻胶，且所述第一厚度大于所述第二厚度；
进行刻蚀，去除露出的保护层，形成所述保护层过孔；
进行灰化处理，去除第二厚度对应区域的光刻胶；
进行刻蚀，去除第二厚度对应区域露出的所述保护层，形成凸台；
剥离第一厚度对应区域剩余的光刻胶。
可选地，步骤2具体可包括：
在形成有薄膜晶体管的基板上形成保护层；
在所述保护层上涂覆光刻胶，采用构图工艺在所述保护层上后续形成连接电极的预设位置形成凸台；
再次涂覆光刻胶，第二次采用构图工艺在薄膜晶体管漏极上方后续形成保护层过孔的预设位置形成保护层过孔。
优选地，所述保护层选用感光树脂制成时，步骤2具体包括：
在形成有薄膜晶体管的基板上，涂敷感光树脂形成保护层；
通过多阶曝光显影或者两次曝光显影，在所述保护层上后续形成连接电极的预设位置形成凸台，并在薄膜晶体管漏极上方后续形成保护层过孔的预设位置形成保护层过孔。
本发明实施例提供的电致发光装置及其制备方法，通过将连接电极下方的保护层设计成凸台形状，垫高连接电极，可使得连接电极的厚度进一步减薄（本发明连接电极的厚度可减至0.3～1微米），从而使连接电极制备过程中的成膜时间缩短，刻蚀难度降低，进而提高生产效率；同时将连接电极垫高，还可保证薄膜晶体管与第二电极电连接的可靠性，同时避免对盒过程中及对盒后彩膜基板与阵列基板相互挤压或摩擦对薄膜晶体管阵列造成损伤，提高良品率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为现有有源矩阵型OLED显示装置的结构示意图；
图2(a)为本发明实施例一提供的电致发光显示装置的结构示意图一；
图2(b)为本发明实施例一提供的电致发光显示装置的结构示意图二；
图3为本发明实施例二电致发光显示装置的制备方法中阵列基板制程流程图；
图4为本发明实施例二提供的多阶曝光工艺形成保护层的流程图；
图5(a)为本发明实施例二中多阶曝光的示意图；
图5(b)为本发明实施例二中保护层上形成的光刻胶图案示意图；
图5(c)为本发明实施例二中第一次刻蚀后阵列基板的结构示意图；
图5(d)为本发明实施例二中灰化处理后阵列基板的结构示意图；
图5(e)为本发明实施例二中第二次刻蚀后阵列基板的结构示意图；
图5(f)为本发明实施例二中去除剩余光刻胶后阵列基板的结构示意图；
图6(a)为本发明实施例二中采用常规的掩模板曝光的示意图；
图6(b)为本发明实施例二中第一次构图工艺后阵列基板的结构示意图；
图6(c)为本发明实施例二中第二次构图工艺后阵列基板的结构示意图。
附图标记
10-阵列基板，11-基板，12-薄膜晶体管，13-保护层，131-凸台，
132-保护层过孔，14-连接电极；
20-彩膜基板，21-第二基板，221-黑矩阵，222-色阻块，23-平坦层，
24-第一电极，25-有机发光层，26-第二电极；
30-封框胶，40-光刻胶，50-多阶调掩模板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明实施例提供一种电致发光装置，如图2(a)和图2(b)所示，该装置包括：阵列基板10；阵列基板10包括：基板11，依次设置于基板11上的薄膜晶体管12，覆盖于薄膜晶体管12之上的保护层13，以及设置在保护层13之上的连接电极14；连接电极14下方的保护层13向远离基板11的一侧凸起，形成凸台131；保护层13在对应薄膜晶体管12漏极的位置设置有保护层过孔132，连接电极14通过保护层过孔132与薄膜晶体管12的漏极连接。
阵列基板10上设置有TFT电路（驱动电路），用以对OELD实现驱动和补偿作用。所述驱动电路的实现方式存在多种，但驱动电路至少包括一用以驱动的薄膜晶体管，本实施例中的薄膜晶体管12即指驱动电路中用以驱动的薄膜晶体管。薄膜晶体管12的漏极通过连接电极14引出，对盒时连接电极14和OELD的第二电极26接触，从而实现驱动电路和发光器件的电连接。
需要说明的是，驱动电路的具体实现方式与本发明并无直接关系，也不影响本发明的实施效果，因此，本发明实施例对驱动电路的具体实现方式不做限定，可以是本领域技术人员所熟知的任意实现方式。
本实施例将连接电极14下方的保护层13设计成凸台，将连接电极14垫高，使连接电极14的厚度可进一步减薄，从而使连接电极14制备过程中的成膜时间缩短，刻蚀难度降低，生产效率提高；同时将连接电极14垫高，可保证薄膜晶体管22与第二电极26电连接可靠性，还可避免对盒过程中及对盒后彩膜基板20与阵列基板10相互挤压或摩擦对薄膜晶体管阵列造成损伤，提高良品率。
本实施例中第一种优选的实施方式如图2（a）所示，保护层过孔132位于凸台131上，连接电极14通过其下的保护层过孔132与薄膜晶体管12的漏极连接。此时，凸台131与薄膜晶体管12的漏极在位置上有交叠。
本实施例中第二种优选的实施方式如图2（b）所示，保护层过孔132位于凸台131的一侧，连接电极14覆盖凸台131及保护层过孔132，连接电极14通过保护层过孔132与薄膜晶体管12的漏极连接。此时，凸台131与薄膜晶体管12的漏极在位置上没有交叠。
其中，本实施例所述连接电极14可选用铜、钼、锡、铝、银中一种或几种材料制成，连接电极14的厚度优选为0.3～1微米。与现有技术中的2～3微米相比，本实施例连接电极14的厚度大大减小，从而节省了沉积连接电极14的时间，在后续刻蚀中简化工艺，降低刻蚀难度，提高生产效率。
其中，本实施例中所述保护层13可选用下述材料中一种或几种制成：氮化硅，氧化硅，或者感光树脂，可以是由其中一种材料形成的单一膜层，也可以是由其中两种或两种以上材料形成的复合膜层。例如，可先形成氮化硅膜层，再在氮化硅膜层上形成氧化硅膜层，氮化硅膜层和氧化硅膜层共同构成保护层13。但优选地，所述保护层13采用感光树脂材料，只需经过曝光、显影既可形成本实施例所述带有凸台131的保护层13。其中，所述感光树脂可为：聚丙烯酸类树脂，或者聚酰亚胺类树脂，或者聚酰胺类树脂。进一步地，形成的保护层13的总厚度d2优选为2～4微米，保护层13经刻蚀形成凸台131后，所述凸台131的台阶高度d1为1.5～2.5微米。
进一步地，所述电致发光装置还包括：彩膜基板20；彩膜基板20包括：第二基板21，依次设置于第二基板21上的彩色滤光层，平坦层23，第一电极24、有机发光层15和第二电极26；第二电极26与连接电极14接触且电连接。
本实施例所述电致发光装置，连接电极的厚度可进一步减薄，从而使连接电极制备过程中的成膜时间缩短，刻蚀难度降低，生产效率提高；同时将连接电极垫高，可保证薄膜晶体管与第二电极电连接可靠性，还可避免对盒过程中及对盒后彩膜基板与阵列基板相互挤压或摩擦对薄膜晶体管阵列造成损伤，提高良品率。
本实施例所述电致显示装置可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
实施例二
本发明实施例还提供一种电致发光装置的制备方法，该制备方法包括：彩膜基板制程，阵列基板制程，彩膜基板和阵列基板对盒制程，其中，如图3所示，所述阵列基板制程包括：
步骤101、在基板11上形成薄膜晶体管12；
步骤102、在形成有薄膜晶体管12的基板上形成保护层13，并通过构图工艺在后续形成连接电极的预设位置形成凸台131，在对应薄膜晶体管12漏极的位置形成保护层过孔132；
步骤103、在保护层13之上形成连接电极14，连接电极14通过保护层过孔132与薄膜晶体管12的漏极相连。
上述步骤可参照图2（a）所示，本实施例步骤101中，在基板11上形成用以对OELD实现驱动和补偿作用的TFT电路（驱动电路），但驱动电路的具体实现方式与本发明并无直接关系，因此本实施例对此不再赘述。薄膜晶体管22为驱动电路中的驱动薄膜晶体管，薄膜晶体管22的漏极通过连接电极14引出，对盒时连接电极14和OELD的第二电极26接触，从而实现驱动电路和发光器件的电连接。步骤102中将对应第二电极26下面的保护层13做成凸台的形状，使第二电极26下面的保护层13高于其他位置的保护层，以此起到支撑连接电极14的作用。步骤103中在凸台131上制备一薄层的连接电极14（参考厚度：0.3～1微米），通过保护层过孔132连接薄膜晶体管22，对盒后连接电极14的顶面与第二电极26接触。
本实施例所述电致发光装置的制备方法，将对应第二电极26下面的保护层13做成凸台的形状，再在凸台131上制备一薄层的连接电极14（连接电极厚度参考值为0.3～1微米），从而使连接电极制备过程中的成膜时间缩短，刻蚀难度降低，生产效率提高；同时将连接电极14垫高，可保证薄膜晶体管22与第二电极26电连接可靠性，还可避免对盒过程中及对盒后彩膜基板20与阵列基板10相互挤压或摩擦对薄膜晶体管阵列造成损伤，提高良品率。
在本实施例的第一种优选的实施方式中，步骤102中在制备具有凸台131的保护层13时，可采用多阶曝光工艺在后续形成连接电极14的预设位置形成凸台131及保护层过孔132，使第二电极26下面的保护层13高于其他位置的保护层，以此起到支撑连接电极14的作用。
所述多阶曝光工艺，即多阶调掩模工艺，指在保护层上涂覆光刻胶后，利用多阶调掩模板（MTM，Multi Tone Mask）进行曝光，由于多阶掩模板各个部分透过的光强不同，会导致光刻胶相应的各个部分曝光强度也不多，再经过显影，可以得到光刻胶厚度不同的光刻胶图样。
具体地，如图4所示，步骤102采用多阶曝光工艺形成凸台131及保护层过孔132，具体包括如下子步骤：
1021、形成保护层13，并在保护层13上涂覆光刻胶40；
1022、如图5（a）所示，使用多阶调掩模板50进行多阶曝光，经过显影后，在保护层13上形成光刻胶图案，使得所述光刻胶图案中，
在后续形成连接电极的预设位置保留第一厚度h1的光刻胶，在薄膜晶体管12漏极上方后续形成保护层过孔的预设位置不保留光刻胶，除连接电极的预设位置、保护层过孔的预设位置之外区域保留第二厚度h2的光刻胶，且第一厚度h1大于第二厚度h2，如图5（b）所示；
1023、进行第一次刻蚀，去除后续形成保护层过孔的预设位置露出的保护层13，形成保护层过孔132，如图5（c）所示；
1024、进行第一次灰化处理，去除第二厚度对应区域的光刻胶，如图5（d）所示；
1025、进行第二次刻蚀，去除第二厚度对应区域露出的保护层，形成凸台131，如图5（e）所示；
1026、剥离第一厚度对应区域剩余的光刻胶，如图5（f）所示，最终形成带有凸台131及保护层过孔132的保护层，且保护层过孔132位于薄膜晶体管22漏极的上方。
本实施方式中，采用了多阶调掩膜工艺，可减少阵列基板制备过程中构图工艺的次数，从而有效降低制作成本，提高良品率。
在本实施例的第二种优选的实施方式中，次选地，也可采用常规的掩模板，不过需要两次构图工艺，步骤2具体包括：
步骤一、在形成有薄膜晶体管12的基板上形成保护层13；
步骤二、在保护层13上涂覆光刻胶40，采用构图工艺在保护层13上后续形成连接电极的预设位置形成凸台131，如图6（a）、6（b）所示；
步骤三、再次涂覆光刻胶40，第二次采用构图工艺在薄膜晶体管漏极上方后续形成保护层过孔的预设位置形成保护层过孔132，如图6（c）所示。
上述的构图工艺，指半导体制备工艺中将预设图形转移到某一特定膜层上，使该膜层图案化，呈现与预设图形相同的图样，所述的构图工艺包括但不限于普通意义上的光刻过程。
其中，所述保护层13可选用下述材料中一种或几种制成：氮化硅，氧化硅，或者感光树脂。在本实施例的第三种优选的实施方式中，选用感光树脂制成保护层13时，无需涂敷光刻胶，可直接进行曝光、显影，显影后也无需刻蚀工艺，步骤2具体包括：
步骤一、在形成有薄膜晶体管的基板上，涂敷感光树脂形成保护层13；
步骤二、通过多阶曝光显影或者两次曝光显影，在保护层13上后续形成连接电极的预设位置形成凸台131，并在薄膜晶体管12漏极上方后续形成保护层过孔的预设位置形成保护层过孔132。
其中，步骤二中直接对保护层13进行多阶曝光、然后显影，形成图2(a)所示设置有凸台131和保护层过孔132的保护层13；所述的两次曝光显影，具体过程可参照第二种优选的实施方式，只不过省去所有涂敷光刻胶的步骤，直接进行曝光、显影，显影后也无需刻蚀工艺。
上述步骤可形成图2（a）和图2（b）所示的阵列基板，只是在形成保护层13过程中使用的掩模板有差别，如凸台的位置和形状等。
本发明实施例提供的电致发光装置的制备方法，通过将连接电极下方的保护层设计成凸台形状，将连接电极垫高，使连接电极的厚度可进一步减薄，从而使连接电极制备过程中的成膜时间缩短，刻蚀难度降低，提高了生产效率；同时将连接电极垫高，可保证薄膜晶体管与第二电极电连接可靠性，还可避免对盒过程中及对盒后，彩膜基板与阵列基板相互挤压或摩擦对薄膜晶体管阵列造成损伤，提高良品率。
需要注意的是，本实施例中的技术特征，在不冲突的情况下可以任意组合使用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种电致发光装置，包括：阵列基板和彩膜基板；所述阵列基板包括：基板，依次设置于所述基板上的薄膜晶体管，覆盖于所述薄膜晶体管之上的保护层，以及设置在所述保护层之上的连接电极；其特征在于，
所述连接电极下方的保护层向远离基板的一侧凸起，形成凸台；
所述保护层在对应薄膜晶体管漏极的位置设置有保护层过孔，所述连接电极通过所述保护层过孔与所述薄膜晶体管的漏极连接；
所述彩膜基板包括：第二基板，依次设置于所述第二基板上的彩色滤光层，平坦层，第一电极、有机发光层和第二电极；所述第二电极与所述连接电极接触且电连接；所述凸台由所述第二电极下面对应的保护层形成。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述保护层过孔位于所述凸台上。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述保护层过孔位于所述凸台的一侧，所述连接电极覆盖所述凸台及所述保护层过孔。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述连接电极的厚度为0.3～1微米。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护层的总厚度为2～4微米，所述凸台的台阶高度为1.5～2.5微米。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述连接电极选用下述材料中一种或几种制成：
铜、钼、锡、铝、银。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护层选用下述材料中一种或几种制成：
氮化硅，氧化硅，或者感光树脂。
8.一种电致发光装置的制备方法，包括：彩膜基板制程，阵列基板制程，彩膜基板和阵列基板对盒制程，其特征在于，所述阵列基板制程，包括：
步骤1、在基板上形成薄膜晶体管；
步骤2、在形成有薄膜晶体管的基板上形成保护层，并通过构图工艺在后续形成连接电极的预设位置形成凸台，在对应薄膜晶体管漏极的位置形成保护层过孔，其中所述凸台由对应第二电极下面对应的保护层形成，第二电极设置于所述彩膜基板上；
步骤3、在所述保护层之上形成连接电极，所述连接电极通过所述保护层过孔与所述薄膜晶体管的漏极相连。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤2中采用多阶曝光工艺在后续形成连接电极的预设位置形成凸台，在对应薄膜晶体管漏极的位置形成保护层过孔。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述采用多阶曝光工艺在后续形成连接电极的预设位置形成凸台，在对应薄膜晶体管漏极的位置形成保护层过孔，具体包括：
形成保护层，并在所述保护层上涂覆光刻胶；
进行多阶曝光，经过显影后，在所述保护层上形成光刻胶图案，使得所述光刻胶图案中，
在后续形成连接电极的预设位置保留第一厚度的光刻胶，在薄膜晶体管漏极上方后续形成保护层过孔的预设位置不保留光刻胶，除所述连接电极的预设位置、所述保护层过孔的预设位置之外区域保留第二厚度的光刻胶，且所述第一厚度大于所述第二厚度；
进行刻蚀，去除露出的保护层，形成所述保护层过孔；
进行灰化处理，去除第二厚度对应区域的光刻胶；
进行刻蚀，去除第二厚度对应区域露出的所述保护层，形成凸台；
剥离第一厚度对应区域剩余的光刻胶。
11.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤2具体包括：
在形成有薄膜晶体管的基板上形成保护层；
在所述保护层上涂覆光刻胶，采用构图工艺在所述保护层上后续形成连接电极的预设位置形成凸台；
再次涂覆光刻胶，第二次采用构图工艺在薄膜晶体管漏极上方后续形成保护层过孔的预设位置形成保护层过孔。
12.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述保护层选用感光树脂制成时，步骤2具体包括：
在形成有薄膜晶体管的基板上，涂敷感光树脂形成保护层；
通过多阶曝光显影或者两次曝光显影，在所述保护层上后续形成连接电极的预设位置形成凸台，并在薄膜晶体管漏极上方后续形成保护层过孔的预设位置形成保护层过孔。
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