CN112542485A - 显示设备与其制作方法 - Google Patents

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TSMC China Co Ltd
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
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Abstract

本公开涉及显示设备与其制作方法。一种有机发光二极管显示设备包括集成电路、第一电极、隔离层、有机材料迭层以及第二电极。第一电极电性连接集成电路，第一电极具有上表面、下表面，以及连接上表面与下表面的斜面，其中斜面与下表面之间的夹角为约45度至约80度。隔离层覆盖第一电极的斜面。有机材料迭层设置于第一电极上。第二电极设置于有机材料迭层与隔离层上。

Description

显示设备与其制作方法
技术领域
本公开涉及一种显示设备与其制作方法。
背景技术
随着虚拟现实(Virtual Reality，VR)以及扩增实境(Augmented Reality，AR)应用技术的发展，对于头戴式设备的需求亦越来越高。然而，现有的制程在应用于头戴式设备的微型化技术的良率仍有待加强。
发明内容
根据本公开的一些实施方式，一种有机发光二极管显示设备包括集成电路、第一电极、隔离层、有机材料迭层以及第二电极。第一电极电性连接集成电路，第一电极具有上表面、下表面，以及连接上表面与下表面的斜面，其中斜面与下表面之间的夹角为约45度至约80度。隔离层覆盖第一电极的斜面。有机材料迭层设置于第一电极上。第二电极设置于有机材料迭层与隔离层上。
根据本公开的一些实施方式，一种有机发光二极管显示设备的制作方法包括在绝缘层上形成电极层，其中电极层通过绝缘层中的介层窗插塞电性连接至集成电路。接着蚀刻电极层，其中蚀刻电极层为干式蚀刻，干式蚀刻的反应气体包括氯化硼(BCl3)，使得第一电极具有上表面、下表面以及连接上表面与下表面的斜面。隔离层被形成覆盖第一电极的斜面。有机材料迭层形成于第一电极上。第二电极形成于有机材料迭层与隔离层上。
根据本公开的一些实施方式，一种硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)显示面板的制作方法，包括在绝缘层上形成电极层，其中电极层通过绝缘层中的介层窗插塞电性连接至集成电路，且其中形成电极层的沉积速率为每秒约
Figure BDA0002211350910000011
的厚度至每秒约
Figure BDA0002211350910000012
的厚度，使电极层的厚度介于约
Figure BDA0002211350910000021
至约
Figure BDA0002211350910000022
之间。接着蚀刻电极层，以得到第一电极。形成覆盖第一电极的侧壁的隔离层。在第一电极与隔离层上形成液晶层与第二电极。
附图说明
为让本公开的上述和其他目的、特征、优点与实施方式能更明显易懂，附图的详细说明如下：
图1为本公开的一些实施方式的有机发光二极管显示设备的剖面示意图。
图2与图3分别示出了本公开的一些实施方式的有机发光二极管显示设备的剖面示意图。
图4A至图第4C分别示出了本公开的一些实施方式的有机发光二极管单元中的第一电极的上视示意图。
图5A至图5J分别为本公开的一些实施方式的有机发光二极管显示设备的制作方法于不同制作阶段的剖面示意图。
图6示出了图5I中的区域R的放大图。
图7与图8分别示出了本公开的另一些实施方式的有机发光二极管显示设备的剖面示意图。
图9为本公开的一些实施方式的头戴式设备的外观示意图。
图10与图11分别示出了本公开的一些实施方式的硅基液晶(Liquid Crystal onSilicon，LCOS)显示面板于不同制作阶段的剖面示意图。
图12为本公开的一些实施方式的头戴式设备中的投影装置的方块图。
具体实施方式
以下将以附图及详细说明清楚说明本公开的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本公开的实施方式后，当可由本公开所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本公开的精神与范围。
参照图1，其为本公开的一些实施方式的有机发光二极管显示设备的剖面示意图。有机发光二极管显示设备100包括有集成电路110、设置于集成电路110上的绝缘层120，以及设置于绝缘层120上的多个有机发光二极管单元140(图中仅示出一个以便于说明)。每个有机发光二极管单元140分别通过设置在绝缘层120中的介层窗插塞122电性连接至下方的集成电路110。在本公开的一些实施方式中，集成电路110与其上的绝缘层120作为有机发光二极管单元140所设置的基材。
在本公开的一些实施方式中，有机发光二极管单元140以及集成电路110皆是利用半导体制程制作，以实现微型化的目的。在其他的实施方式中，配合不同的组装要求，有机发光二极管显示设备100可以进一步固定于其他的载体基板上。在本公开的一些实施方式中，有机发光二极管单元140为微型有机发光二极管(micro organic light emittingdiode)。
有机发光二极管单元140包括有第一电极142、阻挡层144及146、隔离层148、有机材料迭层150、以及第二电极152。第一电极142设置于绝缘层120上，第二电极152则是相对于第一电极142。有机材料迭层150设置在第一电极142与第二电极152之间。第一电极142可以作为有机发光二极管单元140的阳极，第二电极152可以作为有机发光二极管单元140的阴极。有机发光二极管单元140所发出的光线将通过阴极发光，因此，第二电极152可以视为有机发光二极管单元140的发光侧。
第一电极142的相对两表面分别设置有阻挡层144、146，即阻挡层144设置在第一电极142与绝缘层120之间，阻挡层146则是设置在第一电极142相对于阻挡层144的表面上。阻挡层144的目的在于隔离第一电极142的材料与绝缘层120，例如防止第一电极142的材料扩散进入绝缘层120造成污染。阻挡层146的目的在于隔离第一电极142的材料与其上的有机材料迭层150，以避免第一电极142的材料与其上的有机材料迭层150直接接触而发生不预期的反应。在本公开的一些实施方式中，阻挡层144、146的材料为金属氮化物，如氮化钛(TiN)或其他类似的材料。
在本公开的一些实施方式中，隔离层148为设置在第一电极142的外缘，如覆盖第一电极142的侧壁，以及绝缘层120的上表面。隔离层148的作用之一在于分隔相邻的有机发光二极管单元140的第一电极142，并且防止第一电极142的侧壁，如第一电极142裸露于阻挡层144、146的侧壁直接接触有机材料迭层150。
有机材料迭层150为设置在第一电极142上。在本公开的一些实施方式中，隔离层148具有开口区O1，有机材料迭层150填充于开口区O1中。在本公开的一些实施方式中，相邻的有机发光二极管单元140的有机材料迭层150可配置有不同的有机发光层，以发出不同颜色的色光，而相邻的有机发光二极管单元140的有机材料迭层150之间通过隔离层148隔离，以避免不同的有机发光二极管单元140的有机材料迭层150彼此直接接触。第二电极152则是共享电极，其为连续地设置在有机材料迭层150以及隔离层148上表面。
在本公开的一些实施方式中，第二电极152是共形地设置在有机材料迭层150以及隔离层148上，亦即，第二电极152的厚度大致维持均匀。由于隔离层148从绝缘层120的上表面沿第一电极142的侧壁延伸到阻挡层146的上表面，因此隔离层148的上表面的最高处与最低处之间会出现段差G1。为了维持第二电极152的透光性，第二电极152的厚度往往非常地薄，因此容易因段差G1过大而断线。本公开的一些实施方式所欲解决的问题便在于如何减少隔离层148的上表面的最高处与最低处之间的段差G1，进而避免第二电极152因段差G1过大而断线的问题。
在本公开的一些实施方式中，第一电极142的横截面形状不为矩形，而是为上窄下宽的形状，如为上窄下宽的梯形。换言之，第一电极142的上表面142t大致平行于第一电极142的下表面142b，且第一电极142的上表面142t的面积会小于第一电极142的下表面142b的面积，而第一电极142的上表面142t与第一电极142的下表面142b之间通过斜面142s连接，其中第一电极142的斜面142s未覆盖有阻挡层。第一电极142的下表面142b与第一电极142的斜面142s之间夹有夹角θ。
参照图2与图3，其分别示出了本公开的一些实施方式的有机发光二极管显示设备的剖面示意图。在本公开的一些实施方式中，第一电极142的斜面142s不一定为平面，其也可能是略为内凹的曲面，如第2图所示，或是略为外凸的曲面，如第3图所示。
参照图4A至图4C，其分别示出了本公开的一些实施方式的有机发光二极管单元中的第一电极的上视示意图。在本公开的一些实施方式中，第一电极142的俯视形状可以为如第4A图所示的矩形，如第4B图所示的圆形，如第4C图所示的六边形，或是其他适合的形状。
接着再回到第1图，在本公开的一些实施方式中，在每个有机发光二极管单元140中，第一电极142具有斜面142s，且第一电极142的上表面142t的面积会小于第一电极142的下表面142b的面积，使得第一电极142的斜面142s与第一电极142的下表面142b之间存在有夹角θ。
在本公开的一些实施方式中，第一电极142的斜面142s与第一电极142的下表面142b之间的夹角θ的范围为约45度至约80度，若是夹角θ大于约80度，则无法有效降低段差G1，且使得隔离层148具有大角度的转角。举例而言，隔离层148包括有依序相连的第一段1482、第二段1484以及第三段1486，其中隔离层148的第一段1482设置于绝缘层120上，且大致沿着绝缘层120的上表面延伸。隔离层148的第三段1486覆盖部分的阻挡层146，且大致沿着阻挡层146的上表面延伸。隔离层148的第二段1484则是大致沿着第一电极142的斜面142s延伸，并连接隔离层148的第一段1482与隔离层148的第三段1486。隔离层148的上表面的最高处与最低处之间的段差G1即为隔离层148的第一段1482的上表面与隔离层148的第三段1486的上表面之间的距离。
若是第一电极142的斜面142s与第一电极142的下表面142b之间的夹角θ大于约80度，则会导致隔离层148的第一段1482与隔离层148的第二段1484之间的转角，或是隔离层148的第二段1484与隔离层148的第三段1486之间的转角变得过大，而出现接近于垂直的大角度转角。由于第二电极152是共形地制作在隔离层148上，且第二电极152的厚度极薄，因此使得第二电极152容易在此大角度转角处出现断线的问题。相对地，若是第一电极142的斜面142s与第一电极142的下表面142b之间的夹角θ小于约45度，则会导致隔离层148的第二段1484的长度相应增加而使得有机发光二极管单元140之间的间隔过大而降低分辨率，或是减少有机发光二极管单元140的发光面积。
此外，若是第一电极142的斜面142s与第一电极142的下表面142b之间的夹角θ大于约80度，则第一电极142的剖面形状将近似于矩形，若是隔离层148的厚度不足，将使得隔离层148对第一电极142的阶梯覆盖能力(step coverage)不佳，因而让隔离层148在转角处，如在隔离层148的第二段1484与第三段1486相连处断裂而产生裂缝，使得后续制作的有机材料迭层150容易渗入此裂缝而接触第一电极142，造成不预期的反应。
此外，在第一电极142的斜面142s与第一电极142的下表面142b之间的夹角θ大于约80度的情况下，若是要让隔离层148良好地覆盖第一电极142的斜面142s，则势必要增加隔离层148的厚度。加厚的隔离层148会让隔离层148的上表面的最高处与有机材料迭层150的上表面之间的段差G2增加，使得后续制作第二电极152时，第二电极152容易因为过大的段差G2而断线，导致良率下降。
因此，本公开的多个实施方式中将第一电极142设计为具有斜面142s，且第一电极142的斜面142s与第一电极142的下表面142b之间的夹角θ的范围为约45度至约80度，如此一来，可以让隔离层148具有较为平缓的表面形状(topography)以及对第一电极142有良好的阶梯覆盖能力。
如此一来，本公开的一些实施方式提供了一种有机发光二极管显示设备，通过将第一电极的侧壁改为斜面，可以：让隔离层148的第一段1482与隔离层148的第二段1484之间的转角，或是隔离层148的第二段1484与隔离层148的第三段1486之间的转角变得较为平缓，进而减少第二电极152在转角处断线的机率；让隔离层148可以以较薄的厚度便可有效覆盖第一电极142，包括覆盖斜面142s以及部份阻挡层146的上表面，有助于降低有机发光二极管单元140的整体高度；减少隔离层148的上表面的最高处与最低处之间段差G1，以及减少隔离层148的上表面的最高处与有机材料迭层150的上表面之间的段差G2，进而减少第二电极152因段差G1、G2过大而断线的机率。
接着请参照图5A至图5J，其示出了本公开的一些实施方式的有机发光二极管显示设备的制作方法在不同制作阶段的剖面示意图。
如图5A所示，步骤S10为制作集成电路110，其中集成电路110为利用半导体制程制作。集成电路110中包括有控制线路，电源线路、开关组件等相关集成电路。
接着，如图5B所示，步骤S20为在集成电路110上形成绝缘层120以及介层窗插塞122。在本公开的一些实施方式中，形成绝缘层120以及介层窗插塞122的步骤可包括沉积绝缘层120、绝缘层120举例而言可以是具有低介电常数值(k值)的金属间介电质(inter-metal dielectric，IMD)，此值例如低于约3.5。绝缘层120可包括介电材料，如氧化硅或其他适合材料。
接着，在绝缘层120中形成有至少一个开口。开口可藉由例如以下步骤而形成：在绝缘层120上方形成图案化光阻层(未图示)，及使用蚀刻步骤以移除部分的绝缘层120，以藉由使用图案化光阻层作为屏蔽来界定开口。蚀刻步骤可包括使用一种或多种适合的蚀刻制程。在蚀刻步骤之后，移除图案化光阻层。
而后，沉积导电材料以填充开口，并使得导电材料覆盖绝缘层120，然后执行平坦化制程，如化学机械研磨制程，以移除超出于绝缘层120表面上方的导电材料的多余部分，使得介层窗插塞122存在于绝缘层120中。介层窗插塞122的材料可包括铜或铜合金，或其他适合的导电材料，如银、金、钨、铝或其他类似的材料。在本公开的一些实施方式中，介层窗插塞122可以还包括有设置在导电材料与绝缘层120之间的阻障层124。
接着，如第5C图所示，步骤S30为在绝缘层120上依序沉积阻挡层144’、电极层142’以及阻挡层146’。在本公开的一些实施方式中，阻挡层144’的材料为金属氮化物，如氮化钛或其他类似的材料。阻挡层144’的作用在于隔离电极层142’的材料与绝缘层120，以避免电极层142’的材料扩散进入绝缘层120。在本公开的一些实施方式中，阻挡层144’的厚度约为
Figure BDA0002211350910000071
至约
Figure BDA0002211350910000072
若是阻挡层144’的厚度大于约
Figure BDA0002211350910000073
则会因为太厚而使得隔离层148(见图1)的上表面的最高处与最低处之间段差G1(见图1)增加，进而增加第二电极152(见图1)断线的机率。若是阻挡层144’的厚度小于约
Figure BDA0002211350910000074
则可能会使得电极层142’的材料扩散进入绝缘层120造成污染。
在本公开的一些实施方式中，电极层142’的材料为金属或是金属合金，使得有机发光二极管单元所发出的光线可以被电极层142’反射向发光侧发光。因应电极层142’薄型化的需求，电极层142’的材料可为低阻值的导电材料，如为铝铜合金(AlCu)或其他类似的材料，以在减少厚度的同时不会导致阻值过于增高。在另一些实施方式中，电极层142’的材料也可以包括氧化铟锡、金、钨、钛或其他类似的材料。
在本公开的一些实施方式中，藉由调整沉积制程的设定，可以在缩减电极层142’的厚度的同时维持电极层142’的表面平滑度以及其反射率，进而提升有机发光二极管显示设备的亮度以及对比度。举例而言，电极层142’可以通过物理气相沉积(Physical vapordeposition，PVD)制程形成，并且进一步调降物理气相沉积反应的功率以及反应温度，进而降低电极层142’的沉积速率，以使得所沉积的电极层142’可以具有良好的表面平滑度，进而维持电极层142’的反射率。在本公开的一些实施方式中，功率为约1500W至约3150W。若是反应功率为大于约3150W，则会导致沉积速率过快而使得电极层142’表面不平整。在一些实施方式中，反应功率可小于约2500W，以达到良好的表面平滑度。若是反应功率为小于约1500W，则沉积反应无法顺利进行。
在本公开的一些实施方式中，沉积速率为每秒约
Figure BDA0002211350910000081
的厚度至每秒约
Figure BDA0002211350910000082
的厚度。若是沉积速率大于每秒约
Figure BDA0002211350910000083
的厚度，则会因沉积速率过快而使得电极层142’表面不平整。若是沉积速率小于每秒约
Figure BDA0002211350910000084
的厚度，则会导致产出过低。
在本公开的一些实施方式中，电极层142’具有良好的表面平滑度是指电极层142’的均方根粗糙度(Rms)可小于约
Figure BDA0002211350910000085
电极层142’的最大波谷深度(Rv)与最大波峰高度(Rp)的差值可小于约
Figure BDA0002211350910000086
在本公开的一些实施方式中，电极层142’的厚度为约
Figure BDA0002211350910000087
至约
Figure BDA0002211350910000088
若是电极层142’的厚度大于约
Figure BDA0002211350910000089
则会因为太厚而使得隔离层148(见图1)的上表面的最高处与最低处之间段差G1(见图1)增加，进而增加第二电极152(见图1)断线的机率；若是电极层142’的厚度小于约
Figure BDA00022113509100000810
则会让电极层142’过薄而具有透光性，影响电极层142’的反射能力使得光线无法向发光侧反射。
在本公开的一些实施方式中，阻挡层146’的材料同样为金属氮化物，如氮化钛或其他类似的材料。阻挡层146’的厚度为约
Figure BDA0002211350910000091
至约
Figure BDA0002211350910000092
若是阻挡层146’的厚度大于约
Figure BDA0002211350910000093
则会导致阻挡层146’的表面变得较为粗糙，使得阻挡层146’失去了平滑表面的特性，进而影响其反射能力；若是阻挡层146’的厚度小于约
Figure BDA0002211350910000094
则可能会因为阻挡层146’过薄而使得阻挡层146’在后续的制程中被破坏，而让有机材料迭层与电极层142’接触。
接着，如图5D所示，步骤S40为定义出第一电极的位置。步骤S40包括形成图案化光阻层160，以藉由使用图案化光阻层160作为屏蔽来定义第一电极的位置。图案化光阻层160的位置至少需覆盖介层窗插塞122。
接着，同时参照图5D与图5E，步骤S50为利用图案化光阻层160作为屏蔽，蚀刻电极层142’以及阻挡层144’、146’，以得到第一电极142，以及位于第一电极142上、下表面的阻挡层144、146，图案化光阻层160则在蚀刻完成后被移除。如前所述，本公开的一些实施方式中的第一电极142具有斜面142s，因此，步骤S50的蚀刻参数亦被控制以得到具有斜面142s的第一电极142，且第一电极142的斜面142s与第一电极142的下表面142b之间的夹角θ的范围为约45度至约80度。
举例而言，在本公开的一些实施方式中，所选用的蚀刻制程为干式蚀刻，反应压力为约4毫托(mTorr)至约10mTorr，源射频(Source RF)为约600瓦(W)至约1600W，偏压射频(Bias RF)为约40W至约200W，反应气体可包括有氯化硼(BCl3)，反应气体的流量为约50每分钟标准立方厘米(standard cubic centimeters per minute，sccm)至约500sccm。若是反应参数超出此范围，则会使得夹角θ的范围超出约80度或是小于约45度，若是夹角θ大于约80度，则无法解决第二电极152(图1)断线的问题，若是夹角θ小于约45度，则会导致有机发光二极管单元之间的间隔过大而降低分辨率或是缩减有机发光二极管单元的发光面积。
经过蚀刻步骤之后，阻挡层144与阻挡层146仅分布在第一电极142的上下表面，而未覆盖于第一电极142的斜面142s上。由于第一电极142的剖面形状为上窄下宽的形状，因此阻挡层144的下表面的面积将小于阻挡层146的上表面的面积。在本公开的一些实施方式中，第一电极142、阻挡层144与阻挡层146的总厚度可以小于约
Figure BDA0002211350910000101
例如可以被控制在约
Figure BDA0002211350910000102
至约
Figure BDA0002211350910000103
的范围内。
接着，如图5F所示，步骤S60为覆盖介电材料层148’在第一电极142、阻挡层144、146以及绝缘层120上。介电材料层148’的材料可以与绝缘层120的材料相同或不同，举例而言，介电材料层148’的材料可以为氧化物、氮化物、氮氧化物或其他适合的材料，如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅，或其他类似的材料。
由于第一电极142的侧壁为斜面142s，因此介电材料层148’可以以较薄的厚度完整覆盖第一电极142与阻挡层144、146，并且具有良好的阶梯覆盖能力，而不会在转角处断裂。此外，由于第一电极142、阻挡层144与阻挡层146的总厚度可以小于约
Figure BDA0002211350910000104
因此介电材料层148’可以较为平顺地覆盖于第一电极142、阻挡层144、146与绝缘层120上，而不会具有大角度(如超过约80度)的转角。
举例而言，在本公开的一些实施方式中，介电材料层148’的厚度为约
Figure BDA0002211350910000105
至约
Figure BDA0002211350910000106
若介电材料层148’的厚度低于约
Figure BDA0002211350910000107
则可能无法完整覆盖于第一电极142、阻挡层144、146与绝缘层120上。若介电材料层148’的厚度大于约
Figure BDA0002211350910000108
则可能会太厚而导致后续形成的隔离层148(见图1)的上表面的最高处与有机材料迭层150(见图1)的上表面之间的段差G2(见图1)增加，使得后续制作第二电极152(见图1)时，第二电极152(见图1)容易因为过大的段差G2(见图1)而断线，导致良率下降。
接着，参照图5G，步骤S70为在介电材料层148’上形成另一图案化光阻层162，以定义出有机发光二极管单元的开口区。
而后，同时参照图5G与图5H，步骤S80为以图案化光阻层162作为屏蔽蚀刻介电材料层148’，以得到覆盖于第一电极142侧壁的隔离层148，图案化光阻层162则在蚀刻完成后被移除。
举例而言，介电材料层148’未被图案化光阻层162所覆盖的部分会被移除以定义出开口区O1，而介电材料层148’被图案化光阻层162所覆盖的部分会保留在第一电极142以及绝缘层120上而形成隔离层148，开口区O1位于隔离层148中。
在本公开的一些实施方式中，隔离层148的厚度为约
Figure BDA0002211350910000111
至约
Figure BDA0002211350910000112
第一电极142的开口率，即阻挡层146的上表面暴露于开口区O1的面积占阻挡层146的上表面之总面积的比例，大于等于约98％。
由于在蚀刻移除部分的介电材料层148’的制程中，时以阻挡层146作为终点，因此，阻挡层146未被图案化光阻层162所覆盖的部分亦会在蚀刻过程中难以避免的被移除一部分，而导致阻挡层146在隔离层148与第一电极142之间的部分的厚度t4大于阻挡层146暴露于开口区O1的部分的厚度t3。如前所述，阻挡层146的原始厚度，即厚度t4，或是图5D中所沉积的阻挡层146’的厚度大于约
Figure BDA0002211350910000113
以避免在步骤S80的蚀刻制程中，阻挡层146未被图案化光阻层162所覆盖的部分被过度蚀刻而导致其下层的第一电极142暴露于开口区O1。
接着，参照图5I与图6，图5I的步骤S90为形成有机材料迭层150于第一电极142上方的开口区O1中。图6示出了图5I中的区域R的放大图。在本公开的一些实施方式中，有机材料迭层150为复合材料的迭层。举例而言，有机材料迭层150可包括电洞注入层(hole-injecting layer)HIL、有机电洞传输层(organic hole-transporting layer)HTL、有机发光层(organic light-emitting layer)LEL、有机电子传输层(electron-transportinglayer)ETL以及电子注入层(electron-injecting layer)EIL。在其他的实施方式中，有机材料迭层150可更选择性地包括电子阻挡层(electron-blocking layer)与电洞阻挡层(hole-blocking layer)等。
在本公开的一些实施方式中，有机材料迭层150为形成于阻挡层146上，并填充于由隔离层148所定义出的开口区O1之中。
配合选用不同的有机发光层LEL材料，有机发光二极管单元便可发出不同颜色的色光。在本公开的一些实施方式中，由多个有机发光二极管单元所组成的显示设备可包括有发出红光、发光蓝光、发出绿光的有机发光二极管单元等。
在本公开的一些实施方式中，有机材料迭层150可以通过蒸镀(evaporation)的方式制作在开口区O1中。在本公开的一些实施方式中，不同色光的有机材料迭层可分次蒸镀制作在不同颜色的有机发光二极管单元的开口区中。例如，可以先制作发出红光的有机材料迭层于红色有机发光二极管单元的开口区中、再制作发出绿光的有机材料迭层于绿色有机发光二极管单元的开口区中、最后再制作发出蓝光的有机材料迭层于蓝色有机发光二极管单元的开口区中。不同有机发光二极管单元中的有机材料迭层可通过隔离层148隔离。
有机材料迭层150与第一电极142之间藉由阻挡层146隔离，以防止有机材料迭层150与第一电极142直接接触而发生不预期的反应。
回到图5I，在本公开的一些实施方式中，有机材料迭层150的厚度t5可小于隔离层的厚度t6，使得有机材料迭层150不会完全填满开口区O1。换言之，有机材料迭层150的上表面的高度会小于隔离层148的上表面最高处的高度。
接着，参照图5J，步骤S100为在有机材料迭层150上形成第二电极152。在本公开的一些实施方式中，第二电极152为有机发光二极管单元140的共享电极，第二电极152可以通过蒸镀的方式制作在有机材料迭层150与隔离层148上。在本公开的一些实施方式中，第二电极152的材料为金属，如银。在本公开的其他实施方式中，第二电极152的材料亦可以为透明导电材料，如氧化铟锡或其他类似的材料。
根据图5J所示，阻挡层146在隔离层148与第一电极142之间的第一部分1462的厚度t4大于阻挡层146在有机材料迭层150与第一电极142之间的第二部分1464的厚度t3。第二电极152为均匀地形成在有机材料迭层150的上表面以及隔离层148的上表面上，因此具有起伏的上表面。本公开的一些实施方式通过减少隔离层148的上表面的最高处与最低处之间段差G1，降低第二电极152制作的难度，有效避免第二电极152不预期的断线的问题。
此外，又因为第一电极142的形状为具有斜角的梯形，且第一电极142的斜面142s与第一电极142的下表面142b之间的夹角θ的范围为约45度至约80度，隔离层148可具有较为平缓的表面形状，因此，分布于隔离层148上的第二电极152亦可免于大角度的爬升，进而降低断线的风险。
参照图7与图8，其分别示出了本公开的不同实施方式的有机发光二极管显示设备的剖面示意图。在一些实施方式中，如图7所示的有机发光二极管单元140a，有机材料迭层150a实质上填满开口区O1a。亦即，有机材料迭层150a的上表面的高度大致等于隔离层148a的上表面最高处的高度。在另一些实施方式中，如图8所示的有机发光二极管单元140b，有机材料迭层150b的厚度t5b可以大于隔离层148b的厚度t6b，故有机材料迭层150b除了填满开口区O1b外更突出于隔离层148b，而使得有机材料迭层150b的上表面的高度高于隔离层148b的上表面最高处的高度。
综上所述，本公开的一些实施方式所提供的方法藉由将第一电极的侧面设计为斜面，可以有效降低隔离层所需要的厚度，并使得隔离层具有较为平缓的表面形状，进而解决第二电极断线的问题。
接着请同时参照图9，其为本公开的一些实施方式的头戴式设备的外观示意图。头戴式设备200包括有框架210、设置于框架210两侧的投影装置220，以及设置在框架210前侧的成像屏幕230。举例而言，框架210具有两侧的耳挂部212以及前侧的面板部214，面板部214上具有至少一开口，成像屏幕230为嵌合于面板部214的开口。投影装置220的数量可以为一个或多个，若是投影装置220的数量为两个，则两投影装置220分别设置在耳挂部212上，以共同投影至成像屏幕230上。
在本公开的一些实施方式中，头戴式设备200的投影装置220包括前述的有机发光二极管显示设备(如第1图所示出的有机发光二极管显示设备100)，此有机发光二极管显示设备的结构及其制作方法已经详述于前述实施方式中，在此便不再赘述。
在本公开的一些实施方式中，投影装置220可由处理器控制并接收来自于处理器的讯号源以发出对应的影像光。在本公开的一些实施方式中，投影装置220与成像屏幕230之间亦可配置有一或多个反射镜或是光学透镜，用以调整投影装置220所输出的影像光的光路。在本公开的一些实施方式中，投影装置220还包括有散热组件，散热组件举例而言可以为散热座、散热膜层等。散热组件可以热耦接于有机发光二极管数组，以避免热量堆积在投影装置220而造成损害。
在本公开的一些实施方式中，头戴式设备200可以为穿透式头戴式设备，即用户所观看到的影像可以为投影装置220所提供的影像以及外界的环境影像的迭合。在本公开的一些实施方式中，头戴式设备200可以为反射式头戴式设备，即用户所观看到的影像来自于投影装置220所提供的影像。
参照图10与图11，其分别示出了本公开的一些实施方式的硅基液晶(LiquidCrystal on Silicon，LCOS)显示面板于不同制作阶段的剖面示意图。图10为制造一种结构，其包括有集成电路310、设置于集成电路310上的绝缘层320、设置于绝缘层320上的多个第一电极330(图中仅示出一个以便于说明)，设置于第一电极330两侧的阻挡层340、342，以及设置于第一电极330侧壁的隔离层350。每个第一电极330分别通过设置在绝缘层320中的介层窗插塞322电性连接至下方的集成电路310。
集成电路310、绝缘层320、介层窗插塞322、第一电极330、阻挡层340、342以及隔离层350的制作方式可以参考图5A至图5H所述的步骤S10至步骤S80，在此便不再重复。
接着参照图11，图11为提供对向基板360以及液晶层370以完成封装。对向基板360上设置有第二电极380，第二电极380为共享电极。在本公开的一些实施方式中，第二电极380为整面地覆盖于对向基板360面对第一电极330的表面。第二电极380可以为具有高透光性的导电材料，如氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)，或是其他类似的材料等。
在本公开的一些实施方式中，液晶层370可以先形成于隔离层350与第一电极330上，而后再与对向基板360对接完成封装，便可得到LCOS显示面板300。在本公开的一些实施方式中，对向基板360可以先与集成电路310封装，而后再将液晶层370注入于集成电路310与对向基板360之间。在本公开的一些实施方式中，液晶层370与第一电极330之间以及液晶层370与第二电极380之间可以配置有配向层。
通过将第一电极330的侧边改为斜面，可以有效降低隔离层350所需要的厚度，并且让隔离层350对第一电极330具有良好的阶梯覆盖能力并具有较为平缓的表面形状，进而解决隔离层350在转角处断裂的问题。
参照图12，其为本公开的一些实施方式的投影装置220的方块图，投影装置220可应用于如图9所示的头戴式设备200。在本公开的一些实施方式中，投影装置220为包括有光源222、光学组件224以及LCOS显示面板226。LCOS显示面板226用以接收来自光源222的色光以及来自控制器的影像讯号，以整合发出影像光投影。
在本公开的一些实施方式中，投影装置220中的光学组件224包括有设置在光源222出光侧的一或多个光学透镜，用以调整光源222所发出之光线的光路。在本公开的一些实施方式中，光源222所发出的光线为白光，光学组件224包括有设置在光源222与LCOS显示面板226之间的分光组件。光源222所发出的白光线可以在通过光学透镜后以直线进入分光组件中，使得光源222所发出的白光，在通过分光组件之后，再分为红光、蓝光、绿光等三原色的色光，并且红光、蓝光、绿光为依照时序依序发光。
在其他实施方式中，光源222可以被程控，如利用处理器控制，使得光源222可以在极短的切换时间内依照时序依序发出红光、蓝光、绿光等三原色的色光。此时分光组件便可以被省略。
在本公开的一些实施方式中，光学组件224可包括有偏振光束分光器(polarizingbeam splitter，PBS)。三原色的色光，无论是由光源222发出白光后由分光组件分光得到或是由光源222所直接发出，在通过偏振光束分光器变成偏振光之后进入LCOS显示面板226，而后由LCOS显示面板226输出全彩的影像光(image beam)再输出至成像屏幕230进行显示。
同样地，在LCOS显示面板226与成像屏幕230之间亦可配置有一或多个反射镜或是光学透镜，用以调整LCOS显示面板226所输出的影像光的光路。在本公开的一些实施方式中，投影装置220还包括有散热组件，散热组件举例而言可以为散热座、散热膜层等。散热组件可以热耦接于光源222，以避免热量堆积在光源222而造成损害。
综上所述，本公开的一些实施方式提供了一种显示设备与其制作方法，藉由将显示设备的显示单元的第一电极，如阳极的侧面设计为斜面，可以有效降低隔离层所需要的厚度，并使得隔离层具有较为平缓的表面形状，进而避免第二电极断线的问题。
根据本公开的一些实施方式，一种有机发光二极管显示设备包括集成电路、第一电极、隔离层、有机材料迭层以及第二电极。第一电极电性连接集成电路，第一电极具有上表面、下表面，以及连接上表面与下表面的斜面，其中斜面与下表面之间的夹角介于约45度至约80度之间。隔离层设置于第一电极的两端并覆盖第一电极的斜面。有机材料迭层设置于第一电极上。第二电极设置于有机材料迭层与隔离层上。
在本公开的一些实施方式中，第二电极具有起伏的上表面。
在本公开的一些实施方式中，有机发光二极管单元更包括阻挡层，设置于第一电极的上表面上。
在本公开的一些实施方式中，阻挡层的厚度为约
Figure BDA0002211350910000161
至约
Figure BDA0002211350910000162
在本公开的一些实施方式中，阻挡层在隔离层与第一电极之间的第一部分的厚度大于阻挡层在第一电极与有机材料迭层之间的第二部分的厚度。
在本公开的一些实施方式中，有机发光二极管单元更包括设置于集成电路上的绝缘层，以及设置于绝缘层中以电性连接集成电路与第一电极的介层窗插塞。
在本公开的一些实施方式中，第一电极的上表面的面积小于第一电极的下表面的面积。
在本公开的一些实施方式中，第一电极的厚度为约
Figure BDA0002211350910000163
至约
Figure BDA0002211350910000164
根据本公开的一些实施方式，一种有机发光二极管显示设备的制作方法包括在绝缘层上形成电极层，其中电极层通过绝缘层中的介层窗插塞电性连接至集成电路。接着蚀刻电极层，其中蚀刻电极层为干式蚀刻，干式蚀刻的反应气体包括氯化硼(BCl3)，使得第一电极具有上表面、下表面以及连接上表面与下表面的斜面。隔离层被形成覆盖第一电极的斜面。有机材料迭层形成于第一电极上。第二电极形成于有机材料迭层与隔离层上。
在本公开的一些实施方式中，形成隔离层包括在第一电极上沉积介电材料层，其中介电材料层与绝缘层之间的厚度为约
Figure BDA0002211350910000165
至约
Figure BDA0002211350910000166
以及移除部分的介电材料层以在第一电极上定义开口区。
在本公开的一些实施方式中，有机材料迭层填充开口区中。
在本公开的一些实施方式中，方法还包括在沉积介电材料层于第一电极上之前，在第一电极上形成阻挡层，阻挡层的厚度为约
Figure BDA0002211350910000175
至约
Figure BDA0002211350910000176
在本公开的一些实施方式中，移除部分的介电材料层以在第一电极上定义开口区包括移除部分的阻挡层，使阻挡层在隔离层与第一电极之间的第一部分的厚度大于阻挡层在第一电极与有机材料迭层之间的第二部分的厚度。
在本公开的一些实施方式中，斜面与下表面之间的夹角为约45度至约80度。在本公开的一些实施方式中，干式蚀刻的反应压力为约4mTorr至约10mTorr。在本公开的一些实施方式中，反应气体的流量为约50sccm至约500sccm。
在本公开的一些实施方式中，干式蚀刻的源射频(Source RF)为约600W至约1600W。
在本公开的一些实施方式中，干式蚀刻的偏压射频(Bias RF)为约40W至约200W。
根据本公开的一些实施方式，一种硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)显示面板的制作方法，包括在绝缘层上形成电极层，其中电极层通过绝缘层中的介层窗插塞电性连接至集成电路，且其中形成电极层的沉积速率为每秒约
Figure BDA0002211350910000171
的厚度至每秒约
Figure BDA0002211350910000172
的厚度，使电极层的厚度介于约
Figure BDA0002211350910000173
至约
Figure BDA0002211350910000174
之间。蚀刻电极层以得到第一电极。形成覆盖第一电极的侧壁的隔离层。在第一电极与隔离层上形成液晶层与第二电极。
在本公开的一些实施方式中，形成该电极层的反应功率为约1500W至约3150W。
虽然本公开已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本公开，任何本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，当可做出各种更动与润饰，因此本公开的保护范围应视后附的权利要求所界定者为准。
示例1.一种有机发光二极管显示设备，包括：集成电路；第一电极，电性连接所述集成电路，所述第一电极具有上表面、下表面，以及连接所述上表面与所述下表面的斜面，其中，所述斜面与所述下表面之间的夹角为45度至80度；隔离层，覆盖所述第一电极的所述斜面；有机材料迭层，设置于所述第一电极上；以及第二电极，设置于所述有机材料迭层与所述隔离层上。
示例2.如示例1所述的有机发光二极管显示设备，其中，所述第二电极具有起伏的上表面。
示例3.如示例1所述的有机发光二极管显示设备，还包括阻挡层，设置于所述第一电极的所述上表面上，其中，所述阻挡层在所述隔离层与所述第一电极之间的第一部分的厚度大于所述阻挡层在所述第一电极与所述有机材料迭层之间的第二部分的厚度。
示例4.一种有机发光二极管显示设备的制作方法，包括：在绝缘层上形成电极层，其中，所述电极层通过所述绝缘层中的介层窗插塞电性连接至集成电路；蚀刻所述电极层，以得到第一电极，其中，蚀刻所述电极层为干式蚀刻，所述干式蚀刻的反应气体包括氯化硼(BCl3)，使得所述第一电极具有上表面、下表面以及连接所述上表面与所述下表面的斜面；形成隔离层，覆盖所述第一电极的所述斜面；在所述第一电极上形成有机材料迭层；以及在所述有机材料迭层与所述隔离层上形成第二电极。
示例5.如示例4所述的方法，其中，形成所述隔离层包括：在所述第一电极上沉积介电材料层，其中，所述介电材料层的厚度为
Figure BDA0002211350910000181
至
Figure BDA0002211350910000182
以及移除部分的所述介电材料层以在所述第一电极上定义开口区，其中，所述有机材料迭层填充所述开口区中。
示例6.如示例5所述的方法，还包括在所述第一电极上沉积所述介电材料层之前，在所述第一电极上形成阻挡层，所述阻挡层的厚度为
Figure BDA0002211350910000183
至
Figure BDA0002211350910000184
示例7.如示例6所述的方法，其中，移除部分的所述介电材料层以在所述第一电极上定义所述开口区包括：移除部分的所述阻挡层，使所述阻挡层在所述隔离层与所述第一电极之间的第一部分的厚度大于所述阻挡层在所述第一电极与所述有机材料迭层之间的第二部分的厚度。
示例8.如示例4所述的方法，其中，所述反应气体的流量为50sccm至500sccm。
示例9.一种硅基液晶显示面板的制作方法，包括：在绝缘层上形成电极层，其中，所述电极层通过所述绝缘层中的介层窗插塞电性连接至集成电路，并且其中形成所述电极层的沉积速率为每秒
Figure BDA0002211350910000191
的厚度至每秒
Figure BDA0002211350910000192
的厚度，使所述电极层的厚度介于
Figure BDA0002211350910000193
至
Figure BDA0002211350910000194
之间；蚀刻所述电极层，以得到第一电极；形成隔离层，覆盖所述第一电极的侧壁；以及在所述第一电极与所述隔离层上形成液晶层与第二电极。
示例10.如示例9所述的方法，其中，形成所述电极层的反应功率为1500W至3150W。

Claims (10)

1.一种有机发光二极管显示设备，包括：
集成电路；
第一电极，电性连接所述集成电路，所述第一电极具有上表面、下表面，以及连接所述上表面与所述下表面的斜面，其中，所述斜面与所述下表面之间的夹角为45度至80度；
隔离层，覆盖所述第一电极的所述斜面；
有机材料迭层，设置于所述第一电极上；以及
第二电极，设置于所述有机材料迭层与所述隔离层上。
2.如权利要求1所述的有机发光二极管显示设备，其中，所述第二电极具有起伏的上表面。
3.如权利要求1所述的有机发光二极管显示设备，还包括阻挡层，设置于所述第一电极的所述上表面上，其中，所述阻挡层在所述隔离层与所述第一电极之间的第一部分的厚度大于所述阻挡层在所述第一电极与所述有机材料迭层之间的第二部分的厚度。
4.一种有机发光二极管显示设备的制作方法，包括：
在绝缘层上形成电极层，其中，所述电极层通过所述绝缘层中的介层窗插塞电性连接至集成电路；
蚀刻所述电极层，以得到第一电极，其中，蚀刻所述电极层为干式蚀刻，所述干式蚀刻的反应气体包括氯化硼(BCl3)，
使得所述第一电极具有上表面、下表面以及连接所述上表面与所述下表面的斜面；
形成隔离层，覆盖所述第一电极的所述斜面；
在所述第一电极上形成有机材料迭层；以及
在所述有机材料迭层与所述隔离层上形成第二电极。
5.如权利要求4所述的方法，其中，形成所述隔离层包括：
在所述第一电极上沉积介电材料层，其中，所述介电材料层的厚度为
Figure FDA0002211350900000011
至
Figure FDA0002211350900000012
以及
移除部分的所述介电材料层以在所述第一电极上定义开口区，其中，所述有机材料迭层填充所述开口区中。
6.如权利要求5所述的方法，还包括在所述第一电极上沉积所述介电材料层之前，在所述第一电极上形成阻挡层，所述阻挡层的厚度为
Figure FDA0002211350900000021
至
Figure FDA0002211350900000022
7.如权利要求6所述的方法，其中，移除部分的所述介电材料层以在所述第一电极上定义所述开口区包括：
移除部分的所述阻挡层，使所述阻挡层在所述隔离层与所述第一电极之间的第一部分的厚度大于所述阻挡层在所述第一电极与所述有机材料迭层之间的第二部分的厚度。
8.如权利要求4所述的方法，其中，所述反应气体的流量为50sccm至500sccm。
9.一种硅基液晶显示面板的制作方法，包括：
在绝缘层上形成电极层，其中，所述电极层通过所述绝缘层中的介层窗插塞电性连接至集成电路，并且其中形成所述电极层的沉积速率为每秒
Figure FDA0002211350900000023
的厚度至每秒
Figure FDA0002211350900000024
的厚度，使所述电极层的厚度介于
Figure FDA0002211350900000025
至
Figure FDA0002211350900000026
之间；
蚀刻所述电极层，以得到第一电极；
形成隔离层，覆盖所述第一电极的侧壁；以及
在所述第一电极与所述隔离层上形成液晶层与第二电极。
10.如权利要求9所述的方法，其中，形成所述电极层的反应功率为1500W至3150W。
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