CN104505397A - 电激发光显示面板的像素结构及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电激发光显示面板的像素结构，包括一基板、一显示驱动结构、一平坦结构以及一电激发光元件。显示驱动结构设置于基板上，其中显示驱动结构包括一驱动元件。平坦结构设置于基板上，其中平坦结构包覆驱动元件的一上表面与一侧壁，且平坦结构具有一接触洞，部分暴露出驱动元件。电激发光元件设置于平坦结构上，其中电激发光元件包括一阳极、一发光层以及一阴极。阳极覆盖平坦结构的一上表面并环绕平坦结构的一侧壁，其中阳极填入接触洞内而与驱动元件电性连接。发光层设置于阳极上。阴极设置于发光层上。
Description
技术领域
本发明关于一种电激发光显示面板的像素结构及其制作方法，尤指一种利用阳极作为保护盖可增加显示驱动结构的水氧阻隔能力的电激发光显示面板的像素结构及其制作方法。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)显示面板由于具有广视角、反应时间快、高发光效率、高对比与低耗电以及适合制作大尺寸显示面板与可挠式显示面板等优点，因此有机会成为下一世代的显示面板的主流产品。
有机发光二极管显示面板主要包括多个以阵列型式排列的有机发光二极管元件，且各有机发光二极管元件分别利用至少一个驱动元件例如薄膜晶体管元件加以驱动以发光。除了有机发光二极管元件的有机发光材料对于水气与氧气具有高度敏感性而必须提供适当的保护与隔绝之外，经实证发现，作为驱动元件的薄膜晶体管元件在高湿度与高温的环境下也会造成漏电流(off current)增加，使得薄膜晶体管元件的元件特性劣化而无法正常驱动有机发光二极管元件。因此提供薄膜晶体管元件有效的阻隔效果，是目前有机发光二极管显示面板发展上的一大课题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种电激发光显示面板的像素结构及其制作方法，以增加水氧阻隔能力。
本发明的一实施例提供一种电激发光显示面板的像素结构，其包括一基板、一显示驱动结构、一平坦结构以及一电激发光元件。显示驱动结构设置于基板上，其中显示驱动结构包括一驱动元件。平坦结构设置于基板上，其中平坦结构包覆驱动元件的一上表面与一侧壁，且平坦结构具有一接触洞，部分暴露出驱动元件。电激发光元件设置于平坦结构上，其中电激发光元件包括一阳极、一发光层以及一阴极。阳极覆盖平坦结构的一上表面并环绕平坦结构的一侧壁，其中阳极填入接触洞内而与驱动元件电性连接。发光层设置于阳极上。阴极设置于发光层上。
本发明的另一实施例提供一种制作电激发光显示面板的像素结构的方法，包括下列步骤。提供一基板。于基板上形成一显示驱动结构，其中显示驱动结构包括一驱动元件。于基板上形成一图案化平坦层，其中图案化平坦层包括一平坦结构、一环状沟渠以及一接触洞，环状沟渠环绕平坦结构，平坦结构包覆驱动元件的一上表面与一侧壁，且接触洞部分暴露出该驱动元件。于平坦结构上形成一阳极，其中阳极覆盖平坦结构的一上表面并环绕平坦结构的一侧壁，且阳极填入接触洞内而与驱动元件电性连接。于阳极上形成一发光层以及一阴极。
本发明的电激发光显示面板的像素结构的阳极覆盖平坦结构的上表面并环绕平坦结构的侧壁。也就是说，阳极除了作为电激发光元件的电极之外，由于阳极包覆了驱动元件与开关元件，因此亦可作为保护盖之用，可以提供驱动元件与开关元件良好的水氧阻隔能力，避免水氧由显示驱动结构的上方与侧向侵入，因此可大幅地增加了电激发光显示面板的使用寿命。
附图说明
图1绘示了本发明的电激发光显示面板的像素结构的等效电路图；
图2至图18绘示了本发明的一实施例的制作电激发光显示面板的像素结构的方法的示意图。
其中，附图标记：
1 电激发光显示面板的像素结构 30 显示驱动结构
40 电激发光元件 SW 开关元件
DR 驱动元件 Cst 储存电容元件
G1 第一栅极 S1 第一源极
D1 第一漏极 G2 第二栅极
S2 第二源极 D2 第二漏极
GL 栅极线 DL 数据线
PL 电源线 OVDD 信号
OVSS 信号 10 基板
M1 第一图案化导电层 GI 栅极绝缘层
SE 图案化半导体层 121 第一半导体层
122 第二半导体层 14 介电层
141 第一接触洞 142 第二接触洞
143 第三接触洞 144 第四接触洞
145 第五接触洞 146 第六接触洞
161 第七接触洞 162 第八接触洞
163 第九接触洞 M2 第二图案化导电层
18 保护层 181 第十接触洞
20 图案化平坦层 20T 环状沟渠
20A 平坦结构 201 第十一接触洞
42 阳极 T 上表面
S 侧壁 50 图案化堤坝
50A 开口 43 电洞传输层
44 发光层 45 电子传输层
46 阴极 48 盖板
具体实施方式
为使熟悉本发明所属技术领域的一般技艺者能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。
请参考图1。图1绘示了本发明的电激发光显示面板的像素结构的等效电路图。如图1所示，本发明的电激发光显示面板的像素结构1包括一显示驱动结构30以及一电激发光元件40。显示驱动结构30与电激发光元件40电性连接，用以驱动电激发光元件40。显示驱动结构30包括一开关元件SW、一驱动元件DR以及至少一储存电容元件Cst。开关元件SW与驱动元件DR分别为一主动元件，例如一薄膜晶体管元件。开关元件SW包括一第一栅极G1、一第一源极S1与一第一漏极D1，而驱动元件DR包括一第二栅极G2、一第二源极S2与一第二漏极D2。第一栅极G1与一栅极线(或称为扫描线)GL电性连接，并可被栅极线GL提供的栅极信号所控制而开启，第一源极S1与一数据线DL电性连接，并可接收数据线DL提供的数据信号，而第一漏极D1与第二栅极G2电性连接。第二漏极D2与一电源线(power line)PL电性连接，并可接收电源线PL提供的信号OVDD，第二源极S2与电激发光元件40的一端电性连接，且电激发光元件40的另一端可接收信号OVSS。此外，第二源极S2与第二栅极G之间会形成储存电容元件Cst。电激发光元件40可为一有机发光二极管元件、一无机发光二极管元件或其它各种类型的电激发光元件。
请参考图2至图18，并一并参考图1。图2至图18绘示了本发明的一实施例的制作电激发光显示面板的像素结构的方法的示意图，其中图2、图4、图6、图8、图10、图12、图14与图16为上视图，而图3、图5、图7、图9、图11、图13、图15与图17分别为沿图2、图4、图6、图8、图10、图12、图14与图16的剖线A-A’与剖线B-B’绘示的剖面示意图，图18为电激发光显示面板的像素结构的示意图。如图2与图3所示，首先提供一基板10。基板10可为硬式基板或可挠式基板，例如玻璃基板或塑胶基板，但不以此为限。接着，于基板10上形成一第一图案化导电层M1，其中第一图案化导电层M1包括数据线DL、第一栅极G1与第二栅极G2。第一图案化导电层M1的材料可为不透明导电材料例如金属或合金及/或透明导电材料例如氧化铟锡，但不以此为限。此外，第一图案化导电层M1可为单层结构或复合层结构。随后，于第一图案化导电层M1上形成一栅极绝缘层GI(第2图未示)。栅极绝缘层GI的材料可包括无机绝缘材料例如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，但不以此为限。
如图4与图5所示，接着于栅极绝缘层GI上形成一图案化半导体层SE。图案化半导体层SE包一第一半导体层121与一第二半导体层122，其中第一半导体层121至少与第一栅极G1部分重叠，作为开关元件SW的通道层之用，且第二半导体层122至少与第二栅极G2部分重叠，作为驱动元件DR的通道层之用。图案化半导体层SE的材料可为各式半导体材料。举例而言，图案化半导体层SE的材料可为硅基材料例如非晶硅、多晶硅、微晶硅、纳米晶硅或氧化物半导体材料例如氧化铟镓锌，但不以此为限。
如图6与图7所示，随后于图案化半导体层SE上形成一介电层14。介电层14的材料可包括无机绝缘材料例如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，但不以此为限。接着，于介电层14中形成一第一接触洞141、一第二接触洞142、一第三接触洞143、一第四接触洞144、一第五接触洞145以及一第六接触洞146，其中第一接触洞141对应一部分的第一栅极G1、第二接触洞142暴露出一部分的第一半导体层121、第三接触洞143暴露出一部分的第一半导体层121并对应于一部分的第二栅极G2、第四接触洞144暴露出一部分的第一半导体层121并对应于一部分的数据线DL、第五接触洞145暴露出一部分的第二半导体层122，且第六接触洞146暴露出一部分的第二半导体层122。
如图8与图9所示，随后于栅极绝缘层GI中形成一第七接触洞161、一第八接触洞162与一第九接触洞163，其中第七接触洞161与介电层14的第一接触洞141在垂直投影向方上重叠，且第七接触洞161暴露出一部分的第一栅极G1，第八接触洞162与介电层14的第三接触洞143在垂直投影向方上部分重叠，且第八接触洞162暴露出一部分的第一半导体层121与一部分的第二栅极G2，第九接触洞163与介电层14的第四接触洞144在垂直投影向方上重叠，且第九接触洞163暴露出一部分的第一半导体层121与一部分的数据线DL。
如图10与图11所示，接着于介电层14上形成一第二图案化导电层M2，其中第二图案化导电层M2包括一栅极线GL、一电源线PL、一第一源极S1、一第一漏极D1、一第二源极S2与一第二漏极D2。栅极线GL经由介电层14的第一接触洞141与栅极绝缘层GI的第七接触洞161与第一栅极G1接触并电性连接，电源线PL与第二漏极D2彼此连接，第一源极S1经由介电层14的第四接触洞144以及经由栅极绝缘层GI的第九接触洞163与数据线DL以及第一半导体层121接触并电性连接，第一漏极D1经由介电层14的第三接触洞143以及经由栅极绝缘层GI的第八接触洞162与第二栅极G2以及第一半导体层121接触并电性连接，第二源极S经由介电层14的第五接触洞145与第二半导体层122接触并电性连接，且第二漏极D2经由介电层14的第六接触洞146与第二半导体层122接触并电性连接。第二图案化导电层M2的材料可为不透明导电材料例如金属或合金及/或透明导电材料例如氧化铟锡，但不以此为限。此外，第二图案化导电层M2可为单层结构或复合层结构。在本实施例中，第一栅极G1、第一半导体层121、第一源极S1与第一漏极D1构成显示驱动结构30的开关元件SW，第二栅极G2、第二半导体层122、第二源极S2与第二漏极D2构成显示驱动结构30的驱动元件DR，且第二栅极G2、第二源极S2以及位于第二源极S2与第二栅极G2之间的栅极绝缘层GI形成显示驱动结构30的储存电容元件Cst。
如图12与图13所示，接着于第二图案化导电层M2上形成一保护层18。保护层18具有一第十接触洞181(如图12所示)，暴露出一部分的第二源极S2。保护层18的材料可包括无机绝缘材料例如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，但不以此为限。
如图14与图15所示，接着于保护层18上形成一图案化平坦层20。图案化平坦层20具有一环状沟渠20T与一平坦结构20A，其中环状沟渠20T环绕驱动元件DR、开关元件SW与储存电容元件Cst，环状沟渠20T环绕平坦结构20A的侧壁S而使得平坦结构20A与图案化平坦层20的其它部分在结构上分离，且平坦结构20A可包覆驱动元件DR、开关元件SW与储存电容元件Cst的其中至少一者的上表面与侧壁。在本实施例中，平坦结构20A包覆了显示驱动结构30，精确地说，平坦结构20A同时包覆了驱动元件DR、开关元件SW与储存电容元件Cst的上表面与侧壁。另外，图案化平坦层20更具有一第十一接触洞201(如图14所示)，其中图案化平坦层20的第十一接触洞201与保护层18的第十接触洞181在垂直投影方向上重叠，并暴露出一部分的第二源极S2(如图14所示)。图案化平坦层20的材料可为有机绝缘材料，且较佳可具有感光性，藉此可利用曝光暨显影制程定义出其图案，但不以此为限。此外，由于图案化平坦层20的环状沟渠20T与第十一接触洞201为同一道制程形成，因此不会增加额外制程。在本实施例中，环状沟渠20T由上视方向观察大体上为一中空矩形，但不以此为限。依据像素结构的配置与布局不同，环状沟渠20T的形状可加以调整以环绕显示驱动结构30的一部分元件或所有元件。举例而言，图案化平坦层20可具有一个环状沟渠20T，其仅环绕驱动元件DR、开关元件SW与储存电容元件Cst的其中一者，或环绕驱动元件DR、开关元件SW与储存电容元件Cst的其中两者，或环绕驱动元件DR、开关元件SW与储存电容元件Cst三者。或者，图案化平坦层20可具有多个环状沟渠20T，分别环绕驱动元件DR、开关元件SW与储存电容元件Cst的其中两者或三者。
如图16与图17所示，随后于图案化平坦层20上形成一阳极42，其中阳极42覆盖平坦结构20A的上表面T并填入图案化平坦层20的环状沟渠20T内进而环绕平坦结构20A的侧壁S。此外，阳极42进一步填入图案化平坦层20的第十一接触洞201与保护层18的第十接触洞181内而与暴露出的第二源极S2接触并电性连接(如图16所示)。在本实施例中，阳极42具有良好的阻水氧能力以及导电性，举例而言，阳极42可使用具良好的阻水氧能力及导电性的材料，包括金属电极例如铬、银、铜、金、银、铂、钼等或合金电极例如铝/镍/铜(Al/Ni/Cu)、氮化钼/铝化钕(MoN/AlNd)等，但不以此为限。阳极42的材料亦可选用其它具有良好的阻水氧能力以及导电性的材料。在本实施例中，藉由图案化平坦层20的环状沟渠20T的设置，阳极42覆盖了平坦结构20A的上表面T并环绕平坦结构20A的侧壁S，也就是说，阳极42形成一保护盖(cap)，覆盖了平坦结构20A的上表面T并环绕平坦结构20A的侧壁S，并一并包覆了驱动元件DR与开关元件SW的上表面与侧壁。在此状况下，阳极42可提供驱动元件DR与开关元件SW良好的水氧阻隔能力，避免水氧由驱动元件DR与开关元件SW的上方与侧向侵入驱动元件DR与开关元件SW内而影响元件特性。
如图18所示，随后于阳极42上形成一图案化堤坝50。图案化堤坝50具有一开口50A，部分暴露出阳极42。图案化堤坝50的材料可为有机绝缘材料，且较佳可具有感光性，藉此可利用曝光暨显影制程定义出其图案。接着，于图案化堤坝50的开口50A内的阳极42上形成一发光层44。在本实施例中，发光层44可为一有机发光层或一无机发光层。另外，于形成发光层44之前，可选择性地先于阳极42上形成一电洞传输层43，且于形成发光层44之后，可选择性地于发光层44上形成一电子传输层45，其中发光层44大体上与图案化堤坝50形成一平坦表面(若电子传输层45存在，则电子传输层45大体上与图案化堤坝50形成一平坦表面)。随后，于发光层44与图案化堤坝50上形成一阴极46。阴极46可为一透明电极，藉此发光层44所发出的光线可穿透阴极46以提供显示效果。阳极42、电洞传输层43、发光层44、电子传输层45与阴极46可构成本实施例的电激发光元件40。接着，于阴极46上形成一盖板48，以制作出本实施例的电激发光显示面板的像素结构1。盖板48为一透明盖板，其可包括例如玻璃盖板或塑胶盖板，但不以此为限。
本发明的电激发光显示面板的像素结构及其制作方法并不以上述实施例为限而可具有其它变化实施例。举例而言，驱动元件DR与开关元件SW并不限定为底栅极型薄膜晶体管元件，而可为顶栅极型薄膜晶体管元件或其它型式的晶体管元件。另外，数据线DL可为第二图案化导电层M2所构成，且栅极线GL可为第一图案化导电层M1所构成。再者，显示驱动结构30并不限定为2T1C架构，亦即其包括两个薄膜晶体管元件与一个储存电容元件。举例而言，显示驱动结构30亦可为4T2C架构、2T2C架构、5T1C架构、6T1C架构或其它架构。
综上所述，本发明的电激发光显示面板的像素结构的图案化平坦层具有环状沟渠，而阳极覆盖平坦结构的上表面并填入图案化平坦层的环状沟渠内进而环绕平坦结构的侧壁。也就是说，阳极除了作为电激发光元件的电极之外，由于阳极包覆了驱动元件与开关元件，因此亦可作为保护盖之用，可以提供驱动元件与开关元件良好的水氧阻隔能力，避免水氧由驱动元件与开关元件的上方与侧向侵入驱动元件与开关元件内，故可有效确保驱动元件与开关元件具有稳定的元件特性而可正常驱动电激发光元件，大幅地增加了电激发光显示面板的使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (13)
1.一种电激发光显示面板的像素结构，其特征在于，包括：
一基板；
一显示驱动结构，设置于该基板上，其中该显示驱动结构包括一驱动元件；
一平坦结构，设置于该基板上，其中该平坦结构包覆该驱动元件的一上表面与一侧壁，且该平坦结构具有一接触洞，部分暴露出该驱动元件；以及
一电激发光元件，设置于该平坦结构上，其中该电激发光元件包括：
一阳极，覆盖该平坦结构的一上表面并环绕该平坦结构的一侧壁，其
中该阳极填入该接触洞内而与该驱动元件电性连接；
一发光层，设置于该阳极上；以及
一阴极，设置于该发光层上。
2.根据权利要求1所述的电激发光显示面板的像素结构，其特征在于，另包括一图案化平坦层，其中该图案化平坦层具有一环状沟渠以及该平坦结构，该环状沟渠环绕该平坦结构的该侧壁，且该阳极填入该环状沟渠内。
3.根据权利要求1所述的电激发光显示面板的像素结构，其特征在于，该显示驱动结构另包括一开关元件，且该平坦结构更包覆该开关元件的一上表面与一侧壁。
4.根据权利要求3所述的电激发光显示面板的像素结构，其特征在于，该阳极形成一保护盖，包覆该驱动元件的该上表面与该侧壁以及该开关元件的该上表面与该侧壁。
5.根据权利要求1所述的电激发光显示面板的像素结构，其特征在于，该显示驱动结构另包括一储存电容元件，且该平坦结构更包覆该储存电容元件的一上表面与一侧壁。
6.根据权利要求1所述的电激发光显示面板的像素结构，其特征在于，另包括一图案化堤坝，设置于该基板上，其中该图案化堤坝具有一开口，部分暴露出该阳极，该发光层设置于该图案化堤坝的该开口内并与该阳极电性连接，且该阴极设置于该图案化堤坝上并与该发光层电性连接。
7.根据权利要求1所述的电激发光显示面板的像素结构，其特征在于，该驱动元件包括一薄膜晶体管元件，其包括一栅极、一源极与一漏极，该平坦结构的该接触洞暴露出该驱动元件的该源极，且该阳极填入该接触洞内而与该驱动元件的该源极电性连接。
8.一种制作电激发光显示面板的像素结构的方法，其特征在于，包括：
提供一基板；
于该基板上形成一显示驱动结构，其中该显示驱动结构包括一驱动元件；
于该基板上形成一图案化平坦层，其中该图案化平坦层包括一平坦结构、一环状沟渠以及一接触洞，该环状沟渠环绕该平坦结构的一侧壁，该平坦结构包覆该驱动元件的一上表面与一侧壁，且该接触洞部分暴露出该驱动元件；
于该平坦结构上形成一阳极，其中该阳极覆盖该平坦结构的一上表面并环绕该平坦结构的该侧壁，且该阳极填入该接触洞内而与该驱动元件电性连接；以及
于该阳极上形成一发光层以及一阴极。
9.根据权利要求8所述的制作电激发光显示面板的像素结构的方法，其特征在于，该显示驱动结构另包括一开关元件，且该平坦结构更包覆该开关元件的一上表面与一侧壁。
10.根据权利要求9所述的制作电激发光显示面板的像素结构的方法，其特征在于，该阳极形成一保护盖，包覆该驱动元件的该上表面与该侧壁以及该开关元件的该上表面与该侧壁。
11.根据权利要求8所述的制作电激发光显示面板的像素结构的方法，其特征在于，该显示驱动结构另包括一储存电容元件，且该平坦结构更包覆该储存电容元件的一上表面与一侧壁。
12.根据权利要求8所述的制作电激发光显示面板的像素结构的方法，其特征在于，另包括于形成该发光层与该阴极之前于该阳极上形成一图案化堤坝，其中该图案化堤坝具有一开口，部分暴露出该阳极，该发光层形成于该图案化堤坝的该开口内并与该阳极电性连接，且该阴极形成于该图案化堤坝上并与该发光层电性连接。
13.根据权利要求8所述的制作电激发光显示面板的像素结构的方法，其特征在于，该驱动元件包括一薄膜晶体管元件，其包括一栅极、一源极与一漏极，该平坦结构的该接触洞暴露出该驱动元件的该源极，且该阳极填入该接触洞内而与该驱动元件的该源极电性连接。
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