CN109994451B - 有机发光二极管装置以及其形成方法 - Google Patents

有机发光二极管装置以及其形成方法 Download PDF

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Abstract

一种有机发光二极管装置，其包含驱动晶体管、平坦层、像素定义层、有机发光二极管和压力感应组件。所述平坦层设置于所述驱动晶体管上。所述有机发光二极管包含阳极层、发光层和阴极层。所述阳极层设置于所述平坦层之上，并通过贯穿所述平坦层的第一通孔以连接所述驱动晶体管。压力感应组件通过贯穿所述像素定义层的第二通孔连接于所述阴极层，用来依据掩膜按压于所述压力感应组件时，产生压力侦测信号。该压力侦测信号会传递至侦测器以判断该掩膜贴合于该基板的紧密度，如此一来不仅可以有效地监测该掩膜与基板的贴合状况，还可以判断有机发光二极管面板上出现异常缺陷的位置，以达到快速检查有机发光二极管面板上的缺陷位置的有益效果。

Description

有机发光二极管装置以及其形成方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤指一种柔性有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)装置及其形成方法。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)由于其重量轻、自发光、广视角、低驱动电压、高发光效率、低功耗、响应速度快等优点，应用范围越来越广泛。尤其是柔性OLED显示装置具有可弯折易携带的特点，成为显示技术领域开发的主要领域。
在OLED面板制造过程中会经常使用到各种掩膜(Mask)以将各种材料蒸镀在基板上以形成所需要的薄膜。然而有时会因掩膜变形或是微粒(Particle)的影响，导致掩膜与基板贴合不紧密。因此通过蒸镀所形成的薄膜会发生偏移或扩散的异常，引起蒸镀效果不理想。这会导致制作的面板相邻像素之间产生混色的问题。因此，如果能实时地分析掩膜与基板贴合的紧密度，将对解决此类异常有极大的帮助。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种有机发光二极管装置以及其形成方法，以解决现有技术的问题。
本发明的技术方案提供一种有机发光二极管装置，其包含驱动晶体管、平坦层、像素定义层、有机发光二极管和压力感应组件。所述驱动晶体管用来传送驱动电压。所述平坦层设置于所述驱动晶体管上。所述像素定义层设置于所述平坦层上。所述有机发光二极管包含阳极层、发光层和阴极层。所述阳极层设置于所述平坦层之上，并通过贯穿所述平坦层的第一通孔以连接所述驱动晶体管。所述发光层设置于所述阳极层之上。所述阴极层设置于所述发光层之上，所述发光层所述阳极层和所述阴极层之间的电压差产生光线。压力感应组件通过贯穿所述像素定义层的第二通孔连接于所述阴极层，用来依据一物件按压于所述压力感应组件时，产生一压力侦测信号。
依据本发明的实施例，所述压力感应组件为压电材料。
依据本发明的实施例，所述压力感应组件的材料为聚偏氟乙烯。
依据本发明的实施例，所述有机发光二极管装置另包含基板、栅极绝缘层以及介电层，所述栅极绝缘层位于所述基板上，所述介电层位于所述栅极绝缘层之上，所述驱动晶体管另包含有源层，位于所述基板上，并被所述栅极绝缘层覆盖；控制极，位于所述栅极绝缘层之上；输出极，位于所述介电层上，并通过贯穿所述介电层和所述栅极绝缘层的第三通孔，连接到所述有源层。
本发明的技术方案还提供一种形成有机发光二极管装置的方法，其包含：形成基板；形成驱动晶体管于所述基板上；形成平坦层于所述驱动晶体管上；蚀刻所述平坦层以形成第一通孔；形成有机发光二极管的阳极层于所述驱动晶体管上，其中所述阳极层通过所述第一通孔连接于所述驱动晶体管；形成平坦层于所述像素定义层上；蚀刻所述像素定义层以形成第二通孔；形成压力感应组件于所述阳极层上，其中所述压力感应组件通过所述第二通孔连接于所述阳极层。
依据本发明的实施例，所述形成驱动晶体管于所述基板上的步骤包含：形成所述驱动晶体管的有源层于所述基板上；形成栅极绝缘层于所述基板上；形成所述驱动晶体管的控制极于所述栅极绝缘层上；形成介电层于所述栅极绝缘层上；蚀刻所述介电层以及所述栅极绝缘层以形成第三通孔；以及形成所述驱动晶体管的输出极，其中所述输出极通过所述第三通孔连接所述有源层。
依据本发明的实施例，所述蚀刻所述像素定义层以形成第二通孔的步骤包含：蚀刻所述像素定义层以形成所述第二通孔以及第四通孔。
依据本发明的实施例，所述方法另包含：依序形成所述有机发光二极管的发光层和阴极层于所述阳极层之上，其中所述发光层通过所述第四通孔接触所述阳极层。
依据本发明的实施例，所述压力感应组件为压电材料。
依据本发明的实施例，所述压力感应组件的材料为聚偏氟乙烯。
相较于现有技术，本发明有机发光二极管装置的压力感应组件连接于 OLED。当掩膜贴合在基板时，压力感应组件会因为该掩膜施力大小而产生压力侦测信号。该压力侦测信号会传递至侦测器以判断该掩膜贴合于该基板的紧密度，如此一来不仅可以有效地监测该掩膜与基板的贴合状况，还可以判断有机发光二极管面板上出现异常缺陷的位置，以达到快速检查有机发光二极管面板上的缺陷位置的有益效果。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1绘示本发明有机发光二极管装置的示意图。
图2绘示图1的像素电路的电路图。
图3绘示本实施例提供的OLED装置的结构示意图。
图4是本发明实施例的侦测装置的示意图。
图5-图14绘示形成图3有机发光二极管装置的方法。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施之特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」、「水平」、「垂直」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
请参阅图1和图2，图1绘示本发明有机发光二极管(Organic Light-EmittingDiode，OLED)装置10的示意图，图2绘示图1的像素电路110的电路图。OLED 装置10包含显示区(Active area)101和非显示区102。信号垫区1022则分布有多条数据电压引线300、多条驱动电压引线302、304、多个数据传输垫310和多个驱动传输垫312、314。多个数据电压引线300一对一连接到多个数据传输垫310，多条驱动电压引线302、304一对一连接到连接到多个驱动传输垫312、 314。显示区101设置多个像素电路110，每一像素电路110连接对应的驱动电压引线302、304以及数据电压引线300。数据传输垫310用来接收图像处理器 (未图标)传送的数据电压Vdata，并将数据电压Vdata经由数据电压引线300传送至对应的像素电路110。驱动传输垫312、314分别用来传送高/低电平的驱动电压Vdd/Vss，并将驱动电压Vdd/Vss经由驱动电压引线302、304传送至对应的像素电路110。
像素电路110包括开关晶体管T1、驱动晶体管T2、存储电容Cst以及OLED 12。当扫描信号电压经由扫描端SCAN传入而打开开关晶体管T1时，数据电压Vdata则会经由数据端DATA发出，经由开关晶体管T1传送至驱动晶体管 T2的栅极。当驱动晶体管T2操作在饱和区(saturation regain)时，则驱动晶体管 T2上导通电流Id即由跨于驱动晶体管T2的栅极和源极电压(Vsg＝Vdd-Vdata) 所决定，也就是说Id＝K(Vsg-Vt)2＝K(Vdd-Vdata-Vt)2。由于有机发光二极管12 的发光亮度正比于导通电流Id，因此有机发光二极管12即依据数据电压Vdata 来调整发光亮度使得对应之像素产生不同的灰阶。此外，由于数据电压Vdata 会存储于存储电容Cst，因此有机发光二极管12像素上的亮度可以在画面变化期间保留。
请参阅图3，图3绘示本实施例提供的OLED装置10的结构示意图。OLED 装置10包括基板120、栅极绝缘层130、介电层(inter layer dielectric，ILD)140、平坦层(Passivation layer)150、像素定义层(Pixel definition layer)160、驱动晶体管T2以及压力感应组件170。基板120可为可弯折的绝缘材料形成，例如聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、多芳基化合物(PAR)或玻璃纤维增强塑料(FRP)等聚合物材料形成。在基板120的表面覆盖有无机层，用于阻挡湿气或杂质，防止湿气或杂质通过基板120扩散，并且为基板120提供平坦的表面。在本实施例中，无机层可以为氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氧化铝(AlOx) 或氮化铝(AlNx)等无机材料形成的膜层。驱动晶体管T2可以为薄膜晶体管，其位于基板120上。图3中以顶栅型的薄膜晶体管为例进行的结构说明。驱动晶体管T2包括位于基板120上的半导体有源层200、控制极、输入极和输出极。半导体有源层200包括通过掺杂N型杂质离子或P型杂质离子而形成的源极区域200S和漏极区域200D。在源极区域200S和漏极区域200D之间的区域为不掺杂杂质的沟道区域200C。半导体有源层200可以通过非晶硅的结晶使非晶硅改变为多晶硅而形成。具体的，为了使非晶硅结晶，可以利用快速热退火(RTA) 制程、准分子激光退火(ELA)制程、固相结晶(SPC)制程、金属诱导结晶(MIC) 制程、金属诱导横向结晶(MILC)制程或连续横向固化(SLS)制程实现。栅极绝缘层130设置在半导体有源层200上，可以由氧化硅、氮化硅或金属氧化物等无机材料形成，并且可以包括单层或多个膜层。栅极201(亦即驱动晶体管T2 的控制极)位于栅极绝缘层130上的特定区域中。栅极201可以包括金(Au)、银 (Ag)、铜(Cu)、钼(Mo)、镍(Ni)、铂(Pt)、铝(Al)或铬(Cr)的单层或多层，或者诸如铝(Al):钕(Nd)合金、钼(Mo):钨(W)合金等合金。介电层140位于栅极201上，且可以由氧化硅或氮化硅等的绝缘无机材料形成。源极202和漏极204(驱动晶体管T2的输出极和输入极)位于介电层140上，分别通过第三通孔403电连接到源极区域200S和漏极区域200D。
平坦层150位于源极202和漏极204上，平坦层150可以通过压克力、聚酰亚胺(PI)或苯并环丁烯(BCB)等的有机材料形成。有机发光二极管12形成在晶体管T2上。有机发光二极管12包括阳极层121、发光层122和阴极层124。阳极层121通过第一通孔401连接到漏极204(亦即驱动晶体管T2的输出极)。阳极层121可以根据它的用途形成为透明电极或反射电极。当阳极层121为透明电极时，第一电极可以包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)或氧化铟(In2O3)等，当阳极层121为反射电极时，反射层可以由Ag、镁(Mg)、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、铱(Ir)、Cr或其混合物形成，并且ITO、IZO、ZnO 或In2O3等可以形成在该反射层上。像素定义层(Pixel definition layer，PDL)160 位于平坦层150上，覆盖阳极层121的边缘。PDL 160可以由诸如聚酰亚胺(PI)、聚酰胺、苯并环丁烯(BCB)、压克力树脂或酚醛树脂等有机材料形成。发光层 122位于阳极层121上，且发光层122位于阳极层121上方的部分未被PDL 160 覆盖，即被暴露出来。发光层122的尺寸就是像素的显示面积。发光层122可以通过气相沉积工艺形成并可以由低分子量有机材料或高分子量有机材料形成，发光层122包括有机发射层，并且还可以包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)中的至少一个。阴极层124位于发光层122上。与阳极层121相似，阴极层124可以形成为透明电极或反射电极。阳极层121和阴极层124通过发光层122彼此绝缘。发光层122依据阳极层121和阴极层124之间的电压差发射可见光，从而实现能被使用者识别的图像。具体的，阴极层124可以形成为透明电极或反射电极。当阴极层124为透明电极时，可以为锂(Li)、钙(Ca)、氟化锂/钙(LiF/Ca)、氟化锂/铝(LiF/Al)、铝 (Al)、镁(Mg)或其组合的化合物等材料形成，并可以通过蒸发初始沉积在发光层上。当阴极层124为反射电极时，可以为Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Mg 或其混合物。
在本实施例中，压力感应组件170通过贯穿像素定义层160的第二通孔402 连接于阴极层121。压力感应组件170可以由压电聚合物组成，例如聚偏氟乙烯(PVDF)。聚偏氟乙烯有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐射线辐射性能以及压电性、介电性、热电性。在其它实施例中，压力感应组件170 也可以将聚偏氟乙烯混合于有机光阻中。
请一并参阅图3和图4。图4是本发明实施例的侦测装置500的示意图。侦测装置500可以整合于或独立于薄膜沉积机台。当掩膜400与OLED装置 10贴合时，压力感应组件170会依据按压于掩膜400上的施力大小产生压力侦测信号Sd。该压力侦测信号Sd会通过有机发光二极管12的阳极层121传送到侦测器501。侦测器501会依据压力侦测信号Sd来分析判断掩膜400与 OLED装置10贴合的紧密度。由于OLED装置10有多个OLED12，每一 OLED12对应到其中一个压力感应组件170，所以多个压力感应组件170会产生多个压力侦测信号Sd。如果其中一个压力侦测信号Sd的分析结果是判断掩膜400与OLED装置10不够紧密，可以快速地判断OLED装置10的哪一个 OLED12出现异常缺陷，此时可以针对该出现异常缺陷的区域进行进一步检查以排除问题，所以可以达到快速检查有机发光二极管面板上的缺陷位置的有益效果。
请参阅图5-图14，图5-图14绘示形成图3有机发光二极管装置10的方法。如图5所示，形成基板120。基板120可为可弯折的绝缘材料形成，例如聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、多芳基化合物(PAR)或玻璃纤维增强塑料(FRP)等聚合物材料形成。在基板120的表面可以覆盖有无机层，用于阻挡湿气或杂质，防止湿气或杂质通过基板120扩散，并且为基板120提供平坦的表面。在本实施例中，无机层可以为氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氧化铝(AlOx)或氮化铝(AlNx)等无机材料形成的膜层。如图6所示，形成驱动晶体管T2的有源层200于缓冲层140上，其中有源层200包含源极区域200S、漏极区域200D以及位于两者之间的沟道区域200C。如图7所示，形成栅极绝缘层130于基板140上。之后形成驱动晶体管T2的栅极201(控制极)于栅极绝缘层130上。如图8A-8C所示，形成介电层(inter layerdielectric)140于栅极绝缘层 130上。蚀刻栅极绝缘层130和介电层140以形成第三通孔403。如图9所示，沉积金属层M1，并通过蚀刻金属层M1以形成驱动晶体管T2的源极202和漏极204(输出极)，其中漏极204通过第三通孔403连接有源层200。如图10 所示，形成平坦层150于介电层140上，并蚀刻平坦层140以形成第一通孔 401。如图11所示，蚀刻形成于平坦层150的金属层M2以形成阳极层121，其中阳极层121通过第一通孔401连接于漏极204。如图12所示，形成像素定义层160于平坦层150上，接下来蚀刻像素定义层160以形成第二通孔402 以及第四通孔404。如图13所示，形成压力感应组件170于阳极层121上，其中压力感应组件170通过第二通孔402连接于阳极层121。压力感应组件170 可以由压电聚合物组成，例如聚偏氟乙烯(PVDF)。聚偏氟乙烯有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐射线辐射性能以及压电性、介电性、热电性。在其它实施例中，压力感应组件170也可以将聚偏氟乙烯混合于有机光阻中。如图14所示，接着依序形成有机发光二极管12的发光层122和阴极层144于阳极层121之上。本发明的OLED装置10至此完成。
综合以上，本发明有机发光二极管装置的压力感应组件连接于OLED。当掩膜贴合在基板时，压力感应组件会因为该掩膜施力大小而产生压力侦测信号。该压力侦测信号会传递至侦测器以判断该掩膜贴合于该基板的紧密度，如此一来不仅可以有效地监测该掩膜与基板的贴合状况，还可以判断有机发光二极管面板上出现异常缺陷的位置，以达到快速检查有机发光二极管面板上的缺陷位置的有益效果。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但该较佳实施例并非用以限制本发明，该领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种有机发光二极管装置，其特征在于，其包含：
驱动晶体管，用来传送驱动电压；
平坦层，设置于所述驱动晶体管上；
像素定义层，设置于所述平坦层上；
有机发光二极管，包含：
阳极层，设置于所述平坦层之上，所述阳极层通过贯穿所述平坦层的第一通孔以连接所述驱动晶体管；
发光层，设置于所述阳极层之上；
阴极层，设置于所述发光层之上，所述发光层所述阳极层和所述阴极层之间的电压差产生光线；
压力感应组件，通过贯穿所述像素定义层的第二通孔连接于所述阴极层，用来依据一物件按压于所述压力感应组件时，产生一压力侦测信号。
2.如权利要求1所述的有机发光二极管装置，其特征在于，所述压力感应组件为压电材料。
3.如权利要求2所述的有机发光二极管装置，其特征在于，所述压力感应组件的材料为聚偏氟乙烯(PVDF)。
4.如权利要求1所述的有机发光二极管装置，其特征在于，所述有机发光二极管装置另包含基板、栅极绝缘层以及介电层，所述栅极绝缘层位于所述基板上，所述介电层位于所述栅极绝缘层之上，所述驱动晶体管另包含：
有源层，位于所述基板上，并被所述栅极绝缘层覆盖；
控制极，位于所述栅极绝缘层之上；
输出极，位于所述介电层上，并通过贯穿所述介电层和所述栅极绝缘层的第三通孔，连接到所述有源层。
5.一种形成有机发光二极管装置的方法，其特征在于，其包含：
形成基板；
形成驱动晶体管于所述基板上；
形成平坦层于所述驱动晶体管上；
蚀刻所述平坦层以形成第一通孔；
形成有机发光二极管的阳极层于所述驱动晶体管上，其中所述阳极层通过所述第一通孔连接于所述驱动晶体管；
形成像素定义层于所述平坦层上；
蚀刻所述像素定义层以形成第二通孔；及
形成压力感应组件于所述阳极层上，其中所述压力感应组件通过所述第二通孔连接于所述阳极层。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述形成驱动晶体管于所述基板上的步骤包含：
形成所述驱动晶体管的有源层于所述基板上；
形成栅极绝缘层于所述基板上；
形成所述驱动晶体管的控制极于所述栅极绝缘层上；
形成介电层于所述栅极绝缘层上；
蚀刻所述介电层以及所述栅极绝缘层以形成第三通孔；以及
形成所述驱动晶体管的输出极，其中所述输出极通过所述第三通孔连接所述有源层。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述蚀刻所述像素定义层以形成第二通孔的步骤包含：
蚀刻所述像素定义层以形成所述第二通孔以及第四通孔。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其另包含：
依序形成所述有机发光二极管的发光层和阴极层于所述阳极层之上，其中所述发光层通过所述第四通孔接触所述阳极层。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述压力感应组件为压电材料。
10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述压力感应组件的材料为聚偏氟乙烯(PVDF)。
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