CN109671856A - 有机发光二极管结构及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机发光二极管结构及其制造方法。有机发光二极管结构包含基板、底电极、第一介电层、第二介电层、有机发光层以及顶电极。底电极设置于基板上。第一介电层设置于底电极上，且具有第一开口。第二介电层设置于第一介电层上，且具有第二开口。第二开口对准第一开口并暴露底电极上表面的一部分。有机发光层设置于第一开口及第二开口内，且此有机发光层与底电极上表面的所述部分接触。顶电极覆盖有机发光层。此有机发光二极管结构可提高产品的合格率。
Description
技术领域
本发明是有关一种有机发光二极管结构及其制造方法，且特别是关于一种在微影工艺中可以增加光阻附着性的有机发光二极管结构及其制造方法。
背景技术
有机发光二极管的特性除了兼具LCD的轻薄、省电、高解析显示，与LED的主动发光、高应答速率、省电、冷光源等优点外，其本身另具工艺简单、光色调变容易，且可应用于挠曲性面板等多项特点，因此在应用上可说是全面性的。然而，在微影工艺中利用光阻进行曝光的过程中，光阻容易因与介电层之间的附着力不足而剥落，使得有机发光二极管的生产品质不佳且产品合格率降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高产品的合格率的机发光二极管结构及其制造方法。
本发明的一方面是提供一种在微影工艺中可以增加光阻附着性的有机发光二极管结构，包含基板、底电极、第一介电层、第二介电层、有机发光层以及顶电极。底电极设置于基板上。第一介电层设置于底电极上，且具有第一开口。第二介电层设置于第一介电层上，且具有第二开口。第二开口对准第一开口并暴露底电极上表面的一部分。有机发光层设置于第一开口及第二开口内，且此有机发光层与底电极上表面的所述部分接触。顶电极覆盖有机发光层。
根据本发明某些实施方式，第一介电层的材料为氮化硅(silicon nitride)。
根据本发明某些实施方式，第二介电层的材料为氧化硅(silicon oxide)。
根据本发明某些实施方式，第一开口的底部宽度小于第二开口的顶部宽度。
根据本发明某些实施方式，有机发光层的边缘处具有侧壁及上表面，且此边缘处的侧壁与此边缘处的上表面夹角为直角。
本发明的一方面是提供一种有机发光二极管结构的制造方法，此方法的步骤包括：先提供基板，并在基板上形成底电极。接着，在底电极上形成第一介电层。继续形成第二介电层覆盖第一介电层。在第二介电层上形成图案化遮罩层。此图案化遮罩层具有孔隙并暴露第二介电层上表面的一部分。在开口内沉积有机发光层。此开口会暴露出底电极的顶表面的一部分。接着，在开口内沉积有机发光层。有机发光层覆盖底电极的顶表面的所述部分。在移除图案化遮罩层后，在有机发光层上形成顶电极。
根据本发明某些实施方式，第一介电层的材料为氮化硅(silicon nitride)。
根据本发明某些实施方式，第二介电层的材料为氧化硅(silicon oxide)。
根据本发明某些实施方式，开口的顶部宽度大于开口的底部宽度。
根据本发明某些实施方式，有机发光层的边缘处具有侧壁及上表面，且此边缘处的侧壁与此边缘处的上表面夹角为直角。
根据本发明某些实施方式，图案化遮罩层的材料不包含水。
根据本发明某些实施方式，在移除图案化遮罩层的步骤中，还包含使用不含水的有机溶剂溶解图案化遮罩层。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，现结合附图详细说明如下：
图1绘示根据本发明的某些实施方式的其中一阶段制造有机发光二极管结构的剖面示意图。
图2绘示根据本发明的某些实施方式的其中一阶段制造有机发光二极管结构的剖面示意图。
图3绘示根据本发明的某些实施方式的其中一阶段制造有机发光二极管结构的剖面示意图。
图4绘示根据本发明的某些实施方式的其中一阶段制造有机发光二极管结构的剖面示意图。
图5A绘示根据本发明的某些实施方式的形成光阻层后的上视图像。
图5B绘示根据本发明的比较例的形成光阻层后的俯视图像。
图6绘示根据本发明的某些实施方式的其中一阶段制造有机发光二极管结构的剖面示意图。
图7绘示根据本发明的某些实施方式的其中一阶段制造有机发光二极管结构的剖面示意图。
图8绘示根据本发明的某些实施方式的其中一阶段制造有机发光二极管结构的剖面示意图。
图9绘示根据本发明的某些实施方式的有机发光二极管结构的剖面示意图。
具体实施方式
为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照所附的附图及以下所述各种实施方式，附图中相同的号码代表相同或相似的元件。
图1至图9绘示本发明的某些实施方式的有机发光二极管结构在不同工艺阶段的剖面示意图。请先参照图1，提供基板110，并形成底电极120于基板110上。在某些实施方式中，基板110可以为软性基板或刚性基板。举例来说，软性基板的材料例如为聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate；PET)或聚亚酰胺(Polyimide)。刚性基板的材料例如为玻璃。在某些实施方式中，底电极120可以为透明电极或不透明电极。举例来说，透明电极的材料包含金属氧化物，例如是铟锡氧化物(Indium Tin Oxide；ITO)、铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide；IZO)、铝锡氧化物(Aluminum Tin Oxide；AlTO)、铝锌氧化物(Aluminum Zinc Oxide；AlZO)、铟镓锌氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide；IGZO)、或其它合适的氧化物。不透明电极的材料包含例如为金、铝、铜、铬、钼、钽或上述金属的合金。在某些实施方式中，在基板110上形成底电极120的方式可以使用溅镀(sputtering)、热蒸镀(thermal evaporation)、热沉积、离子束沉积或物理气相沉积等方法。
请参照图2，在完成如图1绘示的剖面示意图结构后，接着形成第一介电层130于底电极120上。在某些实施方式中，第一介电层130的材料为氮化硅(silicon nitride；SixNy)。在某些实施方式中，在底电极120上形成第一介电层130的方式可以使用化学气相沈积(chemical vapor deposition；CVD)或旋涂式介电材料(spin on dielectric，SOD)等方法制作。
请参照图3，在完成如图2绘示的剖面示意图结构后，继续形成第二介电层140覆盖第一介电层130。在某些实施方式中，第二介电层140的材料为氧化硅(silicon oxide；SixOy)。在某些实施方式中，在第一介电层130上形成第二介电层140的方式可以使用化学气相沈积(chemical vapor deposition；CVD)或旋涂式介电材料(spin on dielectric，SOD)等方法制作。具体的说，第二介电层140的厚度可介于1纳米(nm)至9000纳米(nm)之间。根据多个实施例，当第二介电层140的厚度大于某一数值，例如9000纳米，则会提高后续形成开口的工艺难度，并导致制造成本增加。反的，当第二介电层140的厚度小于某一数值，例如1纳米，则第二介电层140与后续形成的光阻层150之间的附着力不足。因此，第二介电层140的厚度可例如为500nm、1000nm、1500nm、2000nm、2500nm、3000nm、3500nm、4000nm、4500nm、5000nm、5500nm、6000nm、6500nm、7000nm、7500nm、8000nm或8500nm。
接着，请参照图4，根据本发明某些实施方式，全面形成光阻层150于第二介电层140上。在某些实施方式中，光阻层150可以为正型光阻或负型光阻。构成光阻层150的材料中至少包含具有含氧键结的高分子，但不包含水分子。详细的说，此具有含氧键结的高分子可以与第二介电层140(氧化硅层)表面的硅原子形成硅氧键结(Si-O)，使得每个硅原子周围结合4个氧原子以增加第二介电层140(氧化硅层)与光阻层之间的结合力。值得注意的是，在某些实施方式中，光阻层150经图案化工艺的后会形成图案化遮罩层152，此图案化遮罩层152会和后续形成的有机发光层170的一部分(标示于图8)接触，下文将更详细叙述。为了不伤害有机发光层170，构成光阻层150的材料不含水分子。
请参照图5A，其绘示根据本发明的某些实施方式的形成光阻层后的俯视图像。图5A显示光阻层150形成在第二介电层140上具有良好的附着力。图5B绘示根据本发明的比较例的形成光阻层后的俯视图像，图5B绘示的比较例，其结构与图5A结构的差异在于光阻层150是直接形成在第一介电层130上。由图5B可以看出光阻层150在第一介电层130上容易产生剥离的问题。详细的说，由于第一介电层130(氮化硅层)的防水性优于第二介电层140(氧化硅层)，但是第一介电层130(氮化硅层)与光阻层150之间的附着力较第二介电层140(氧化硅层)与光阻层150之间的附着力差。因此，在本发明提供的制造有机发光二极管结构的方法中，第二介电层140(氧化硅层)不可取代第一介电层130(氮化硅层)，且第二介电层140(氧化硅层)必须设置于第一介电层130(氮化硅层)与光阻层150之间。
接着，请参照图6，将上述位于第二介电层140上的光阻层150进行图案化，以形成图案化遮罩层152。具体的说，此图案化遮罩层152具有孔隙154并暴露第二介电层140的上表面的一部分142。
请参照图7，在完成如图6绘示的剖面示意图结构后，移除图案化遮罩层152中孔隙154下方的第一介电层130和第二介电层140，以形成开口160并暴露出底电极120的顶表面的一部分122。在某些实施方式中，移除第一介电层130和第二介电层140的方式可以为干式蚀刻或湿式蚀刻。在本发明的一实施例中，开口160的顶部宽度160a大于其底部宽度160b。
请参照图8，在完成如图7绘示的剖面示意图结构后，沉积有机发光层170于开口160内。有机发光层170覆盖底电极120顶表面的所述部分122。更详细的说，有机发光层170是沉积于开口160内以及图案化遮罩层152上。在某些实施方式中，有机发光层170可以为红色发光层、绿色发光层或蓝色发光层。在某些实施方式中，有机发光层170的材料包含例如为聚乙烯(PA)、聚苯胺(PAn)、聚对位苯(PPP)或聚苯基乙烯(PPV)等。在某些实施方式中，在开口160内沉积有机发光层170的方式可以为化学气相沈积或其他合适的工艺。在本发明的一实施例中，有机发光层170的边缘处172具有侧壁172b及上表面172a。此边缘处172的侧壁172b与上表面172a的大致夹角为直角。接着，移除图案化遮罩层152以及图案化遮罩层152上的有机发光层170。在多个实施例中，移除图案化遮罩层152的步骤包含使用不含水的有机溶剂溶解该图案化遮罩层152。因为此不含水的有机溶剂较不易对有机发光层170造成伤害。
接着，请参照图9，形成顶电极180于有机发光层170上。在某些实施方式中，顶电极180可以为透明电极或不透明电极。举例来说，透明电极的材料包含金属氧化物，例如是铟锡氧化物(Indium Tin Oxide；ITO)、铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide；IZO)、铝锡氧化物(Aluminum Tin Oxide；AlTO)、铝锌氧化物(Aluminum Zinc Oxide；AlZO)、铟镓锌氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide；IGZO)、或其它合适的氧化物。不透明电极的材料包含例如为金、铝、铜、铬、钼、钽或上述金属的合金。在某些实施方式中，在有机发光层170上形成顶电极180的方式可以使用溅镀(sputtering)、热蒸镀(thermal evaporation)、热沉积、离子束沉积或物理气相沉积法等方法。
本发明的另一方面是提供一种有机发光二极管结构900。图9绘示根据本发明的某些实施方式的有机发光二极管结构900的剖面示意图。有机发光二极管结构900包含基板110、底电极120、第一介电层130、第二介电层140、有机发光层170以及顶电极180。底电极120设置于基板110上。第一介电层130设置于底电极上120，且具有第一开口132。在某些实施方式中，第一介电层130为氮化硅(silicon nitride；SixNy)层。第二介电层140设置于第一介电层130上，且具有第二开口142。在某些实施方式中，第二介电层140为氧化硅(silicon oxide；SixOy)层。具体来说，第二开口142是对准第一开口132并暴露底电极120上表面的一部分122。在本发明的一实施例中，第一开口132的底部宽度132w小于第二开口142的顶部宽度142w。有机发光层170设置于第一开口132及该第二开口142内，且此有机发光层170至少与底电极120上表面的所述部分122接触。在本发明的一实施例中，有机发光层170的边缘处172具有侧壁172b及上表面172a。此边缘处172的侧壁172b与上表面172a大致夹角为直角。顶电极180覆盖有机发光层170。
本发明所提供的有机发光二极管结构及其制造方法，使有机发光二极管在微影工艺中，光阻层与第二介电层(氧化硅层)之间具有良好的附着力，同时提高有机发光二极管的解析度及产品合格率。
虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属领域的一般技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。
Claims (12)
1.一种有机发光二极管结构，其特征在于，包含：
基板；
底电极，设置于所述基板上；
第一介电层，设置于所述底电极上且具有第一开口；
第二介电层，设置于所述第一介电层上且具有第二开口，所述第二开口对准所述第一开口并暴露所述底电极的上表面的一部分；
有机发光层，设置于所述第一开口及所述第二开口内，所述有机发光层与所述底电极的所述上表面的所述部分接触；以及
顶电极，覆盖所述有机发光层。
2.如权利要求1所述的有机发光二极管结构，其特征在于，所述第一介电层的材料为氮化硅。
3.如权利要求1所述的有机发光二极管结构，其特征在于，所述第二介电层的材料为氧化硅。
4.如权利要求1所述的有机发光二极管结构，其特征在于，所述第一开口的底部宽度小于所述第二开口的顶部宽度。
5.如权利要求1所述的有机发光二极管结构，其特征在于，所述有机发光层的边缘处具有侧壁及上表面，且所述边缘处的所述侧壁与所述边缘处的所述上表面夹角为直角。
6.一种有机发光二极管结构的制造方法，其特征在于，包含：
提供基板；
在所述基板上形成底电极；
在所述底电极上形成第一介电层；
形成第二介电层覆盖所述第一介电层；
在所述第二介电层上形成图案化遮罩层，所述图案化遮罩层具有孔隙并暴露所述第二介电层的上表面的一部分；
移除所述孔隙下方的所述第一介电层和所述第二介电层，以形成开口并暴露出所述底电极的顶表面的一部分；
在所述开口内沉积有机发光层，所述有机发光层覆盖所述底电极的所述顶表面的所述部分；
移除所述图案化遮罩层；以及
在所述有机发光层上形成顶电极。
7.如权利要求6所述的有机发光二极管结构的制造方法，其特征在于，所述第一介电层的材料为氮化硅。
8.如权利要求6所述的有机发光二极管结构的制造方法，其特征在于，所述第二介电层的材料为氧化硅。
9.如权利要求6所述的有机发光二极管结构的制造方法，其特征在于，所述开口的顶部宽度大于所述开口的底部宽度。
10.如权利要求6所述的有机发光二极管结构的制造方法，其特征在于，所述有机发光层的边缘处具有侧壁及上表面，且所述边缘处的所述侧壁与所述边缘处的所述上表面夹角为直角。
11.如权利要求6所述的有机发光二极管结构的制造方法，其特征在于，所述图案化遮罩层的材料不包含水。
12.如权利要求6所述的有机发光二极管结构的制造方法，其特征在于，移除所述图案化遮罩层的步骤包含使用不含水的有机溶剂溶解所述图案化遮罩层。
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