CN1638567B - 有机电致发光显示器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种电致发光显示器件，包括：彼此相对的第一和第二基板，在第一基板上交叉从而限定出多个象素区域的数据线和栅线，与栅线和数据线相连的开关晶体管，与开关晶体管相连的驱动晶体管，位于第一基板上的虚拟图案，位于虚拟图案上并与驱动晶体管相连的连接电极，与驱动晶体管相连的电源线，以及位于第二基板上并与连接电极相连的发光二极管。

Description

有机电致发光显示器件及其制造方法
本申请要求2003年12月30日递交的韩国专利申请2003-100604号的权益，在此通过参考将其结合进来。
技术领域
本申请涉及一种显示器件及其制造方法，具体涉及一种有机电致发光显示(OELD)器件和OELD器件的制造方法。
背景技术
直到最近，许多显示器件都采用阴极射线管(CRT)显示图像。但是，各类平板显示器如液晶显示(LCD)器件、等离子体显示板(PDP)器件、场发射显示(FED)器件、以及电致发光显示(ELD)器件等目前正发展为CRT的替代品。在这些各类平板显示器中，PDP具有显示尺寸大的优势，但它也有亮度低和功耗高的缺点。与之类似，LCD器件具有外形薄和功耗低的优势，但也具有显示尺寸小的劣势。但是，OLED器件是具有响应时间快、亮度高和视角宽优势的发光显示器。
图1是按照现有技术的OELD器件的横截面视图。图1中，OELD10包括彼此相对且通过密封剂26粘结在一起的第一基板12和第二基板28。第一基板12包括晶体管T、位于象素区域P内的第一电极16、有机发光层18和第二电极20。每个有机发光层18都有红(R)、绿(G)或蓝(B)发光材料层。第一和第二电极16和20与有机发光层18一起构成有机发光二极管。第二基板28具有填充了干燥剂22的凹部，用于阻却外部湿气进入。干燥剂22用胶带25粘接在第二基板28上。
图1中，当第一电极16由透明材料制成时，有机发光层18发出的光朝第一12基板发射。于是，将OELD定义为底部发光型OELD。
图2是按照现有技术的OELD器件的等效电路图。图2中，数据线49和栅线36彼此交叉，限定出象素区域。另外，OELD 30器件包括电源线62、开关晶体管Ts、驱动晶体管TD、存储电容器Cst、以及有机发光二极管E。开关二极管Ts根据由栅线36提供的栅信号而导通或断开。当开关晶体管Ts导通时，通过数据线49将数据信号提供给驱动晶体管TD。与之类似，驱动晶体管TD根据所提供的数据信号而导通或断开。当驱动晶体管TD导通时，通过电源线62将电信号提供给发光二极管E，于是有机发光二极管E发光。
图2中，由于开关晶体管Ts、驱动晶体管TD以及有机发光二极管E都设置在第一(下)基板12上(图1)，因此OELD器件的生产效率降低。例如，如果制造完成后发现开关晶体管Ts、驱动晶体管TD以及有机发光二极管E中之一不可接受，那么就认为第一(下)基板12(图1)也是不可接受的，由此就降低了OELD器件的生产效率。此外，在有机发光二极管E的第一电极由透明材料制成时，OELD器件用作底部发光型OELD。于是，由于开关晶体管Ts、驱动晶体管TD和金属线阻挡了底部发射的光，OELD的孔径比降低，也就难以实现高分辨率。
发明内容
于是，本发明涉及一种OELD器件以及OELD器件的制造方法，其基本上避免了由于现有技术的限制和缺点所导致的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种具有提高孔径比和高分辨率的OELD器件。
本发明的另一目的是提供一种具有提高生产效率、提高孔径比和高分辨率的OELD器件制造方法。
在以下描述中将部分地说明本发明的其它特征和优点，对于本领域普通技术人员来说，一些能够从说明书中看出，或者可通过实践本发明来学到。通过说明书及其权利要求以及附图中具体指出的结构将实现和得到本发明的目的和其它优点。
按照此处的具体和广泛描述，为了实现这些目的和其它优点，并按照本发明的目的，一种电致发光显示器件包括：彼此相对的第一和第二基板，在第一基板上相互交叉从而限定出多个象素区域的数据线和栅线，与栅线和数据线相连的开关晶体管，与开关晶体管相连的驱动晶体管，第一基板上的虚拟图案(dummy pattern)，位于虚拟图案上并与驱动晶体管相连的连接电极，与驱动晶体管相连的电源线，以及位于第二基板上并与连接电极相连的发光二极管。
在另一方面中，一种电致发光显示器的制造方法包括：在第一基板上形成虚拟图案；在虚拟图案上形成栅线、第一和第二栅极、以及第一连接电极；在第一基板的第一和第二栅极上分别形成第一和第二绝缘图案；在第一和第二绝缘图案上分别形成第一和第二半导体图案；在第一半导体图案上形成与栅线交叉从而限定出象素区域的数据线、电源线、第一源极、以及第一漏极，在第二半导体图案上形成第二源极和第二漏极并使第一漏极与第二栅极接触、第二漏极与连接电极接触；形成钝化层，其具有可露出第一连接电极的开口；在第二基板上形成发光二极管；以及将第一和第二基板粘结在一起。
要理解的是，本发明的前述概括说明和以下详细说明都是示例性和列举性的，试图认为它们提供了对所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
所包括的用来便于理解本发明并且作为本申请一部分的附图示出了本发明的实施例，其连同说明书一起用于解释本发明的原理。附图中：
图1是按照现有技术的OELD器件的截面图；
图2是按照现有技术的OELD器件的等效电路图；
图3是按照本发明的示例性OELD器件的截面图；
图4是按照本发明的OELD器件的示例性阵列基板的平面图；
图5A到5D是沿图4中线V-V的截面图，表示按照本发明的OELD器件的阵列基板的示例性制造方法；
图6A到6D是沿图4中线VI-VI的截面图，表示按照本发明的OELD器件的阵列基板的示例性制造方法；
图7是按照本发明的OELD器件的示例性发光基板的截面图；
图8A到8D是按照本发明的OELD器件阵列基板的示例性制造方法的截面图；以及
图9A到9D是按照本发明的OELD器件阵列基板的示例性制造方法的截面图。
具体实施方式
现在具体描述本发明的优选实施例，它们的例子示于附图中。
图3是按照本发明的示例性OELD器件的截面图。图3中，OELD器件99包括彼此相对且通过密封剂300粘结在一起的阵列基板AS(即下基板)和发光基板ES(即上基板)。OELD器件99包括显示区域和位于显示区域的外缘部分的非显示区域。显示区域是用于显示图像的区域，非显示区域是不显示图像的区域。相应地，在显示区域中设置有多个象素区域P。
图3中，阵列基板AS包括：位于第一基板100的内表面上的具有开关晶体管Ts和驱动晶体管TD的晶体管T、以及具有导电图案如栅线和数据线的阵列层AL。于是，晶体管T设置在每一象素区域P内。发光基板ES包括按顺序设置在第二基板200的内表面上的第一电极202、有机发光层208和第二电极210。有机发光层208包括发光材料层(EML)208a、设置在第一电极202和发光材料层208a之间的空穴注入层(HIL)208b和设置在第二电极210和发光层208a之间的电子注入层(EIL)208c。另外，发光材料层208a设置在每一象素区域P内。
发光材料层208a根据相对应的象素区域P可以包括红(R)、绿(G)或蓝(B)发光材料层208a中的一个。尽管未示出，但在空穴注入层208b和发光材料层208a之间设置有空穴传输层(HTL)，在电子注入层208c和发光材料层208a之间设置有电子传输层(ETL)。
第一和第二电极202和210分别用作阳极和阴极，从而第一电极202的功函比第二电极210的功函大。第一电极202由透明导电材料如氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)制成，第二电极210由不透明导电材料如钙(Ca)、铝(Al)和镁(Mg)中之一构成。因此，第一电极202设置在整个显示区域内，而第二电极210设置在每一象素区域P中。另外，在晶体管T和第二电极210之间设置有用于电连接晶体管T和第二电极210的连接电极110。
图4是按照本发明的OELD器件的示例性阵列基板的平面图。图4中，在基板100上形成有彼此交叉从而限定出象素区域的栅线104和数据线130。另外，在栅线104与数据线130的交叉处设置有与栅线104和数据线130电连接的开关晶体管Ts。此外，驱动晶体管TD与开关晶体管Ts相连，以及电源线与数据线130平行设置，以便与驱动晶体管TD相连。
图4中，开关晶体管Ts包括与栅线104相连的第一栅极106、与数据线130相连的第一源极122、与第一源极122隔开的第一漏极124、以及第一半导体图案114。与之类似，驱动晶体管TD包括与第一漏极124相连的第二栅极108、与电源线132相连的第二源极126、与第二源极126隔开的第二漏极128、以及第二半导体图案116。另外，连接电极110与第二漏极128相连，在连接电极110下方设置有虚拟图案102。于是，由于虚拟图案102具有突起形状，覆盖虚拟图案102的连接电极110也有突起形状。
图5A到5D是沿着图4的V-V剖开的横截面视图，它表示按照本发明的OELD器件的阵列基板的示例性制造方法，图6A到6D是沿图4的VI-VI剖开的截面图，它表示按照本发明的OELD器件的阵列基板的示例性制造方法。图5A和6A中，在具有象素区域P、开关区域S和驱动区域D的基板100上沉积有机材料。然后，利用第一掩模工序对有机材料进行构图，从而在象素区域P内形成虚拟图案102。例如，有机材料可由丙烯酸材料构成。
接着，在具有虚拟图案102的基板100上沉积第一金属。然后，利用第二掩模工序为第一金属进行构图，从而形成栅线104(图4)、第一和第二栅极106和108、以及连接电极110。于是，第一和第二栅极106和108分别形成在开关区域S和驱动区域D内，连接电极110覆盖虚拟图案102。例如，第一金属由铝(Al)、包括铝钕(AlNd)在内的铝合金(Al)、钨(W)、铜(Cu)、钼(Mo)和钛(Ti)中之一构成。
在图5B和6B中，在具有栅极106和108的基板100的整个表面按顺序沉积绝缘材料、未掺杂非晶硅以及掺杂非晶硅。然后，利用第三掩模工序为绝缘材料、未掺杂非晶硅和掺杂非晶硅进行构图，从而形成第一和第二半导体图案114和116。于是，第一半导体图案114设置在开关区域S内，第二半导体图案116设置在驱动区域D内。另外，第一半导体图案114包括由未掺杂(或本征)非晶硅构成的第一有源层114a和由掺杂非晶硅构成的第一欧姆接触层114b。与之类似，第二半导体图案116包括由未掺杂(或本征)非晶硅构成的第二有源层116a和由掺杂非晶硅构成的第二欧姆接触层116b。
在第三掩模工序中，与半导体图案114和116一起，同时对绝缘材料进行构图，从而形成第一和第二栅绝缘图案112和113，它们分别位于第一和第二半导体图案114和116下方。因此，栅绝缘图案112和113循着半导体图案114和116的平面具有相似图案形状。栅绝缘图案112和113由无机绝缘材料如氮化硅(SiNx)和二氧化硅(SiO2)等构成。另外，还要去除位于第二栅极108的一部分(即第二栅极108的一端)和连接电极110上的绝缘材料、未掺杂(或本征)非晶硅和掺杂非晶硅。从而，就暴露出部分第二栅极108和连接电极110。
图5C和6C中，在具有半导体图案114和116的基板100上沉积第二金属。然后，利用第四掩模工序对第二金属进行构图，从而形成数据线130、第一和第二源极122和126、第一和第二漏极124和128、以及电源线132。于是，第一漏极124与第二栅极108的暴露部分接触。另外，第二漏极128与一部分连接电极110、即连接电极110的一侧重叠并接触，第二源极126从电源线132中伸出。
例如，第二金属由铝(Al)、包括铝钕(AlNd)在内的铝合金、钨(W)、铜(Cu)、钼(Mo)、钼钨(MoW)、钽(Ta)、铬(Cr)和钛(Ti)中之一构成。在第四掩模工序中，第一源极122和第一漏极124、第二源极126和第二漏极128分别用作第一和第二蚀刻掩模。因此，去掉与第一源极122和第一漏极124之间的第一区域相对应的那部分第一欧姆接触层114b，并去掉与第二源极126和第二漏极128之间的第二区域相对应的那部分第二欧姆接触层116b。
图5D和6D中，在具有数据线130的基板100上设置钝化层134。然后，利用第五掩模工序对钝化层134进行构图，从而形成暴露出连接电极110的开口135。钝化层134由无机绝缘材料如氮化硅(SiNx)和二氧化硅(SiO2)等构成，或者由有机绝缘材料如苯并环丁烯(BCB)和丙烯酸材料等构成。
图7是按照本发明的OELD器件的示例性发光基板的截面图。图7中，沿基板200的整个表面设置透明导电材料构成的第一电极202。接着，在第一电极202上形成有机发光层208。例如，有机发光层208按顺序包括空穴注入层208b、发光材料层208a以及电子注入层208c。设置发光材料层208a包括在每一对应象素区域P内形成红(R)、绿(G)和蓝(B)发光材料层208a。红(R)、绿(G)和蓝(B)发光材料层208a可利用红、绿和蓝有机发光材料的构图工序形成。接着，在有机发光层208上形成由不透明导电材料构成的第二电极210，其中第二电极210设置在每一象素区域P内。
图8A到8D是按照本发明的OELD器件阵列基板的示例性制造方法的截面图，图9A到9D是按照本发明的OELD器件阵列基板的示例性制造方法的截面图。在图8A到8D和9A到9D中，除了连接电极的叠置结构外，OELD器件与图5A到5D和6A到6D的示例性OELD器件类似。于是，为了简明起见，省略了与图5A到5D和6A到6D中元件类似的元件的详细说明。
在图8A和9A中，利用第一掩模工序在基板300上形成虚拟图案302。然后，利用第二掩模工序形成栅线104(图4)、第一和第二栅极306和308、以及第一连接电极310。例如，图9A到9D的第一连接电极310对应于连接电极110(图5A到5D)。
在图8B和9B中，利用第三掩模工序形成第一和第二半导体图案314和316、第一和第二栅绝缘图案312和313，其中第一半导体图案314包括第一有源层314a和第一欧姆接触层114b。与之类似，第二半导体图案316包括第二有源层116a和第二欧姆接触层116b。
在图8C和9C中，利用第四掩模工序形成数据线330、第一和第二源极322和326、第一和第二漏极324和328、电源线332、以及第二连接电极334。第二连接电极334从第二漏极328中延伸出，并覆盖和接触第一连接电极310。
在图8D和9D中，利用第五掩模工序形成具有开口335的钝化层334。开口335暴露出连接电极310和334。
按照本发明，晶体管和有机发光二极管分别设置在不同基板上。由此提高了OELD器件的生产效率。另外，按照本发明，由于第一电极由透明材料构成，从有机发光层发出的光透过发光基板即上基板，于是OELD器件可用作顶部发光型OELD器件。由此，提高了孔径比，获得了高分辨率。
按照本发明，可以利用第五掩模工序制造具有虚拟图案和连接电极的阵列基板。因此，不再需要额外的制造序，缩短了制造时间，降低了成本。
对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，可在不脱离本发明的精神或范围的情况下对OELD器件以及OELD器件的制造方法做出各种变形或改进。因此，本发明的意图是，只要本发明的变形和改进落在所附权利要求及其等效范围之内，本发明就涵盖了这些改进和变形。

Claims (35)

1.一种电致发光显示器件，包括：
彼此相对的第一和第二基板；
在所述第一基板上彼此交叉从而限定出多个象素区域的数据线和栅线；
与所述栅线和数据线相连的开关晶体管；
与所述开关晶体管相连的驱动晶体管；
位于所述第一基板上的虚拟图案；
在所述虚拟图案上并与所述驱动晶体管相连的连接电极；
与所述驱动晶体管相连的电源线；以及
位于所述第二基板上并与所述连接电极相连的发光二极管。
2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述开关晶体管包括第一栅极、第一源极和第一漏极，所述驱动晶体管包括第二栅极、第二源极和第二漏极。
3.根据权利要求2所述的器件，其特征在于，所述第二漏极与所述连接电极重叠并接触。
4.根据权利要求3所述的器件，其特征在于，所述第二漏极覆盖所述连接电极。
5.根据权利要求2所述的器件，其特征在于，所述连接电极包括第一连接电极和从该漏极中伸出的第二连接电极。
6.根据权利要求2所述的器件，其特征在于，所述第一漏极与所述第二栅极的一部分接触。
7.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述器件还包括具有能露出所述连接电极的开口的钝化层。
8.根据权利要求2所述的器件，其特征在于，所述器件还包括分别与所述第一和第二栅极相对应的第一和第二半导体图案、位于所述第一栅极与第一半导体图案之间的第一栅绝缘图案、以及位于所述第二栅极和第二半导体图案之间的第二栅绝缘图案。
9.根据权利要求8所述的器件，其特征在于，所述第一和第二栅绝缘图案分别循着与所述第一和第二半导体图案相同的平面具有相同的形状。
10.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述虚拟图案包括丙烯酸材料。
11.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述发光二极管包括按顺序设置在所述第二基板上的第一电极、有机发光层和第二电极。
12.根据权利要求11所述的器件，其特征在于，所述第一电极包括氧化铟锡(ITO)和氧化锌铟(IZO)之一。
13.根据权利要求11所述的器件，其特征在于，所述第二电极由包括钙(Ca)、铝(Al)和镁(Mg)其中之一的不透明导电材料构成。
14.根据权利要求11所述的器件，其特征在于，所述第一电极的功函比所述第二电极的功函大。
15.根据权利要求11所述的器件，其特征在于，所述有机发光层包括发光材料层、位于所述第一电极和发光材料层之间的空穴注入层、以及位于所述第二电极和发光材料层之间的电子注入层。
16.根据权利要求11所述的器件，其特征在于，所述第二电极设置在每一象素区域中。
17.根据权利要求15所述的器件，其特征在于，所述发光材料层设置在每一象素区域中。
18.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，它还包括沿着所述第一和第二基板的边缘部分设置在所述第一和第二基板之间的密封剂。
19.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述连接电极覆盖所述虚拟图案。
20.一种电致发光显示器的制造方法，包括：
在第一基板上形成虚拟图案；
在所述虚拟图案上形成栅线、第一和第二栅极、以及第一连接电极；
在所述第一基板的第一和第二栅极上分别形成第一和第二绝缘图案；
在所述第一和第二绝缘图案上分别形成第一和第二半导体图案；
在所述第一半导体图案上形成与所述栅线交叉从而限定出象素区域的数据线、电源线、第一源极和第一漏极，在所述第二半导体图案上形成第二源极和第二漏极，所述第一漏极与所述第二栅极接触，所述第二漏极与所述连接电极接触；
形成具有能暴露出所述第一连接电极的开口的钝化层；
在所述第二基板上形成发光二极管；以及
将所述第一和第二基板粘结在一起。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第二漏极与第一连接电极重叠。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第二漏极覆盖第一连接电极。
23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述还包括形成从第二漏极中伸出并位于第一公共电极上的第二连接电极的步骤。
24.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，在同一工序中同时对所述第一和第二半导体图案、第一和第二绝缘图案进行构图。
25.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，在所述第一和第二半导体图案、第一和第二绝缘图案的形成工序中暴露出一部分第二栅极，所述第二栅极的露出部分与所述第一漏极接触。
26.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述虚拟图案包括丙烯酸材料。
27.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述形成发光二极管的步骤，包括：
在所述第二基板上形成第一电极；
在所述第一电极上形成有机发光层；以及
在所述有机发光层上形成第二电极。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述第一电极包括氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)之一。
29.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述第二电极由包括钙(Ca)、铝(Al)和镁(Mg)其中之一的不透明导电材料构成。
30.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述第一电极的功函大于所述第二电极的功函。
31.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述形成有机发光层的步骤，包括：
在所述第一电极上形成空穴注入层；
在所述空穴注入层上形成发光材料层；以及
在所述发光材料层上形成电子注入层。
32.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述第二电极设置在象素区域中。
33.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述发光材料层设置在象素区域中。
34.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述粘结第一和第二基板的步骤包括沿着所述第一和第二基板的外缘部分设置密封剂。
35.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第一电极覆盖虚拟图案。
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