CN1779744A

CN1779744A - 全彩化主动式有机电激发光组件、其制造方法及电子装置

Info

Publication number: CN1779744A
Application number: CN 200410091605
Authority: CN
Inventors: 蔡耀铭; 薛玮杰
Original assignee: Toppoly Optoelectronics Corp
Current assignee: TPO Displays Corp
Priority date: 2004-11-23
Filing date: 2004-11-23
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2024-11-23
Also published as: CN100492452C

Abstract

一种全彩化主动式有机电激发光显示器及其制造方法。该全彩化主动式有机电激发光显示器包含一基板；多个多晶硅薄膜晶体管，形成于该基板之上；一缓冲层，形成于薄膜晶体管外的基板之上；一彩色滤光片形成于缓冲层之上；一平坦层，形成于彩色滤光层上；一第一电极形成于平坦层之上；一有机发光二极管材料层形成于第一电极上；以及一第二电极，形成于有机发光二极管材料层之上。其中，平坦层是以一低温制程技术所形成。

Description

全彩化主动式有机电激发光组件、其制造方法及电子装置

技术领域

本发明是有关于一种主动式有机电激发光组件及其制造方法，特别是有关于一种全彩化主动式有机电激发光组件及其制造方法。

背景技术

目前有机电激发光组件的全彩化方式有许多种，一般而言，由以三色发光层(RGB emitting layers)法及色彩转换(color changing)法为主要的趋势。其中，所谓的色彩转换层法，是利用一白色有机电激发光二极管数组搭配红色、蓝色及绿色的彩色滤光片，再以一电压驱动该有机电激发光二极管数组后，即产生全彩的效果。

请参照图1，是显示一种现有全彩化主动式有机电激发光组件的剖面结构示意图，该全彩化主动式有机电激发光组件10包含一基板(active matrixsubstrate)12、多个薄膜晶体管20、红蓝绿三色滤光片32、34、36及多个白色有机发光二极管40。其中，该白色有机发光二极管40具有一ITO电极42形成于该彩色滤光片32、34、36上，并与该薄膜晶体管20的一漏极22电性连结。该彩色滤光片32、34、36是将经过的光分别转换成红、蓝、绿三色光，以使显示器全彩化。

然而，请参照图2，为图1的区域A的剖面示意图，由于该主动式有机电激发光组件其像素结构的彩色滤光层32、34、36的表面37有一定粗糙度(Ra大约在20nm左右)，若直接于此等彩色滤光层32、34、36的表面上形成一ITO电极层42作为有机发光二极管40的阳极，则此ITO电极层42的表面平坦度将受彩色滤光层的影响，亦会形成Ra大约在20nm左右的粗糙表面43，不仅无法达到有机电激发光组件对电极表面平坦度的要求(Ra一般需小于10nm)，且容易导致尖端放电效应，造成有机组件的短路及漏电流的产生，进而影响有机激发光组件的效率及寿命。

此外，由于一般彩色滤光层的材质为有机染料或是树脂，其耐热温度的上限约为350℃。因此若利用一具有较高操作温度(400℃)的镀膜方式，例如化学气相沉积法(CVD)，形成一ITO导电层于该彩色滤光层上时，过高的温度将使得该彩色滤光层的材质受热分解或扩胀，导致该彩色滤光层的损伤。

为了符合目前市场上的需求，全彩化的主动式有机电激发光组件仍有一些问题需要克服。因此发展出高效能且稳定的全彩化有机发光显示器的整合制程与结构是有机发光显示器技术的一项重要课题。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明的主要目的在于，在不损害彩色滤光层的前提下，提供一平坦层作为该透明电极层的载层，以解决因透明导电层其表面平均粗糙度过高所导致的发光效率下降及漏电流等问题，进而达到全彩化有机电激发光显示器效能的提升。

此外，本发明的另一目的为提供一种全彩化主动式有机电激发光组件的制造方法，其是以低温制程方式形成一平坦层于该彩色滤光层之上，以形成本发明所述的高效能全彩化主动式有机电激发光组件。

再者，本发明的又一目的是提供一种电子装置，其包含上述的全彩化主动式有机电激发光组件。

为达成本发明的上述目的，本发明所述的全彩化主动式有机电激发光组件，其包含有多个数组的像素区域形成于一基板上，其中每一像素区域是包含有一缓冲层、一薄膜晶体管、一有机发光二极管、一平坦层及一彩色滤光层，其中有机发光二极管是包含有一第一电极与薄膜晶体管电性连结、一有机电激发光层与一第二电极。薄膜晶体管及缓冲层是形成于基板上，且彩色滤光层形成于缓冲层上。平坦层是形成于缓冲层上用来作为第一电极的载层。而第一电极、有机电激发光层与第二电极是依序形成于平坦层上。此外，平坦层可以一低温制程技术所形成。

根据本发明所述的全彩化主动式有机电激发光组件，其中薄膜晶体管是包含有一栅极绝缘层、一栅极、一源极及一漏极，且栅极绝缘层是形成于栅极上，并与缓冲层相连。

根据本发明所述的全彩化主动式有机电激发光组件，更包括一图形化的绝缘层形成于第一极电极上，以露出位于彩色滤光层上方的第一极电极。

根据本发明所述的全彩化主动式有机电激发光组件，其中平坦层的表面粗糙度是不大于10nm。

为达本发明所述的另一目的，本发明亦提供一种全彩化主动式有机电激发光组件的制造方式。首先，提供一基板，并形成多个薄膜晶体管及一缓冲层于基板之上，其中薄膜晶体管是包含有一栅极绝缘层、一栅极、一源极及一漏极。接着，形成一彩色滤光层于缓冲层上。接着，以一低温制程技术形成一平坦层于彩色滤光层上。最后，形成一第一极电极于平坦层上，并与薄膜晶体管电性连结。

根据本发明所述的全彩化主动式有机电激发光组件的制造方式，低温制程技术具有一操作温度，上述的操作温度是不大于350℃

根据本发明所述的全彩化主动式有机电激发光组件的制造方式，在形成第一电极于平坦层后，更包括形成一图形化的绝缘层于第一电极上以露出位于该彩色滤光层上方的第一极电极。

为达本发明所述的另一目的，本发明亦提供一种电子装置，其包括一本发明所述的全彩化主动式有机电激发光组件，以及一电源供应单元，其中有机电激发光组件耦接至上述显示系统，用以供电至上述全彩化主动式有机电激发光组件。

附图说明

图1是显示现有全彩化主动式有机电激发光组件的剖面示意图。

图2是显示图1的区域A的剖面放大示意图。

图3是显示根据本发明所述的全彩化主动式有机电激发光组件的一较佳实施例的平面概要示意图。

图4a至图4e是一系列对应于图3B-B’切线的剖面结构示意图，显示根据本发明所述全彩化主动式有机电激发光组件的一较佳实施例的制作流程。

图5是显示图4e的区域C的剖面放大示意图。

图6为具有本发明的全彩化主动式有机电激发光组件的电子装置的示意图。

符号说明：

10～有机电激发光组件；12～基板；20～薄膜晶体管；32～红色彩色滤光层；34～绿色彩色滤光层；36～蓝色彩色滤光层；37～彩色滤光层的上表面；40～白光有机发光二极管；42～ITO电极；43～ITO电极的上表面；A～区域A。

100～有机电激发光组件的像素区域；101、107～薄膜晶体管；102～资料线；103～电容；105～有机发光二极管；110～基板；112～缓冲层；113～彩色滤光层预定区；114～彩色滤光层；115～彩色滤光层的上表面；116～平坦层；117～平坦层的上表面；118～透明电极；119～透明电极的上表面；121～栅极；123～介电层；124～半导体层；125～源极；126～漏极；140～绝缘层；142～有机电激发光层；144～金属电极；200～电子装置；210～外壳；300～主动式有机电激发光组件；400～电源供应单元；B-B’～延B-B’的剖面线；C～区域C。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

一种全彩化主动式有机电激发光组件，是制作单色发光像素结构，透过彩色滤光片过滤而得到红、蓝、绿三种光色。此外，本发明可在不损害该彩色滤光片的前提下，提供一平坦层作为该透明电极层的载层，以解决因透明导电层其表面平均粗糙度过高所导致的发光效率下降及漏电流等问题。以下为本发明所述的全彩化主动式有机电激发光组件的制造方法的一较佳实施例，兹配合附图详细说明如下：实施例

请参照图3，是显示符合本发明所述的全彩化主动式有机电激发光组件的一较佳实施例的像素区域平面概要示意图，该像素区域100主要包含有一薄膜晶体管101耦接于一沿Y方向延伸的数据线102、一电容储存器103、一有机发光二极管105及另一薄膜晶体管107，其中该薄膜晶体管107耦接于该有机发光二极管105。图4a至图4e为一系列对应于图3B-B’切线的像素区域剖面结构示意图，是用来说明本发明所述的主动式有机电激发光组件的一较佳

实施例的制造流程。

首先，请参考图4a，该像素区域的薄膜晶体管107是形成于一基板110上，且该基板110上亦具有一缓冲层112，其中缓冲层112的上表面是具有一彩色滤光层预定区113，而之后被形成的有机发光二极管发光单元是形成于该彩色滤光层预定区113的上方。该薄膜晶体管107是包含有一栅极121、一介电层123、一半导体层124、一源极125及一漏极126，其中该半导体层124可为非晶硅半导体层、有机半导体薄膜层、或是经由低温制程所得的多晶硅半导体层。此外，该薄膜晶体管107亦包含一源极接触区125’及一漏极接触区126’，而该源极接触区125’及该漏极接触区126’是分别与该源极125与漏极126电性连结。本发明对于所使用的薄膜晶体管种类并无限制，该薄膜晶体管107可例如为嵌入式薄膜晶体管或是堆垒式薄膜晶体管，且图标的薄膜晶体管结构仅是现有的栅极结构中的一例；而该缓冲层112可为一含氧的硅化物层，且可同时作为栅极绝缘层。根据本发明，基板110是可为一透光的基板，例如玻璃或是塑料基板。

接着，请参照图4b，形成一彩色滤光层114于该该缓冲层112上的该彩色滤光层预定区113。其中而该彩色滤光层114的使用可依像素数组的需要而更替，例如可于像素数组中依序形成红色滤光片、绿色滤光片及蓝色滤光片。而该彩色滤光层的使用也可为以两种颜色的滤光片来达到全彩的效果。该彩色滤光层114的形成方式可为颜料分散法、染色法、电着法或是印刷法。一般来说，彩色滤光层的表面平均粗糙度为20nm左右，因此若直接以该彩色滤光层114作为发光二极管的透明电极的载层势必导致该透明电极的表面平均粗糙度上升。

接着，如图4c所示，以一低温制程技术顺应性形成一平坦层116于该彩色滤光层114及缓冲层112上，以完全覆盖该彩色滤光层114。其中，该平坦层116可为一介电或绝缘的材质，例如为一低温介电层(low tempera tureielectric layer)或是一旋转涂布玻璃(spin-on glass，SOG)，且该平坦层16的平均表面粗糙度是不大于10nm。此外，该平坦层116的膜厚是大于200nm，也就是其膜厚必需维持在该彩色滤光层114的表面平均粗糙度的10倍以上，较佳为20倍以上，以有效降低该平坦层的表面平均粗糙度。此外，该低温制程技术是具有一操作温度T1，而该操作温度T1是小于该彩色滤光层材料的分解温度(decomposition temperature)T2，以避免损害(damage)该彩色滤光层114，而该低温制程技术可例为液相沉积制程(liquid phasedeposition，LPD)、旋转涂布制程(spin-on coating)或是溅镀(sputtering)制程。在本发明中，该平坦层116较佳可为一低温氧化层或是一低温氮化层。若以该低温氧化层为例，形成该低温氧化层较佳方式为以硅为靶材，并以氧气为反应气体，在操作温度T1为250℃下，利用一低温磁控溅镀(lowtemperature magnetron sputtering)设备进行溅镀。

此外，在形成该平坦层116于该彩色滤光层114后，可更对该平坦层116进行一平坦化处理，以进一步将该平坦层116的表面粗糙度降至5nm以下。该平坦化处理为一退火制程或是研磨处理。

仍请参照图4c，形成一透明导电层118于该平坦层116之上。该透明导电层118可为铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌铝氧化物(AZO)或是氧化锌(ZnO)。而此透明导电层118可由溅镀法、电子束蒸镀法、热蒸镀法、化学气相镀膜法及喷雾热裂解法所形成。该透明导电层118是作为后续形成的有机发光二极管的阳极电极。

接着，如图4d所示，顺应性形成一图形化绝缘层140于该薄膜晶体管107及部分的该透明导电层118之上，并露出位于该彩色滤光层114上方的第一极电极118。该绝缘层140可为介电材质或是有机材质，若为介电材质，则该绝缘层140可为绝缘的氧化物、碳化物、氮化物及其组合物所组成的族群中，像是氧化硅(SiOx)、氧化铝(AlOx)、氧化镁(MgO)、氮化硅(SiNx)、氮化铝(AlNx)或是氟化镁(MgFx)等；该绝缘层140亦可为有机材质，像是丙烯酸树脂(acrylic resin)、聚亚醯胺(polyimide)或是可利用感光或加热固化的透明光阻材质。

最后，请参照图4e，依序形成一有机电激发光层142及一金属电极144于上述结构，以使该有机电激发光层142与该透明电极118的上表面接触，且该金属电极144是与该有机电激发光层142的上表面接触。至此完成本发明所述的全彩化主动式有机电激发光组件的制造方法。该透明电极118、该有机电激发光层142及该金属电极144所形成的堆垒结构是构成本发明所述的有机发光二极管105。其中，该有机电激发光层142可为小分子或高分子有机电激发光材料，且可为单层的有机发光二极管材料层或多层有机电激发光材料层迭合构成。若为小分子有机电激发光材料，可利用真空蒸镀方式形成；若为高分子有机电激发光材料，则可使用旋转涂布、喷墨或网版印刷等方式形成有机发光二极管材料层；该金属电极144的材料可选自Ca、Ag、Mg、Al、Li及其它低工作函数的金属材料或复合金属材料，形成方式可为真空热蒸镀或溅镀方式。

请参照图5，为图4e的区域C的剖面示意图，根据本发明所述的全彩化主动式有机电激发光组件，该粗糙的彩色滤光层114的表面115上是形成有一具有平坦表面117(表面粗糙度小于10nm)的平坦层116，而该平坦层116有助于降低后续形成的透明电极118表面119的粗糙度，以避免组件短路及漏电流。此外，在有机电激发光组件的制程中，为了增加有机发光二极管组件的效能，在形成有机电激发光层之前，会先对该透明导电层106进行氧电浆表面改质程序，而该平坦层可进一步避免氧电浆损伤该彩色滤光层114。

图6是概略地表示一电子装置200，其具有前述主动式有机电激发光组件。该电子装置200是可以为一可携式装置，例如PDA、笔记型计算机、平板计算机(tablet computer)、行动电话或显示器装置…等等。一般来说，电子装置200包括一外壳210、一主动式有机电激发光组件300以及电源供应单元400…等等。此外，电源供应单元400是用以供应电源至主动式有机电激发光组件300。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims

1.一种全彩化主动式有机电激发光组件的制造方法，其包含有下列步骤：

提供一基板；

形成多个薄膜晶体管及一缓冲层于该基板之上；

形成一彩色滤光层于该缓冲层上；

以一低温制程技术形成一平坦层于该彩色滤光层上；以及

形成一第一极电极于该平坦层上，并与该薄膜晶体管电性连结。

2.根据权利要求1所述的全彩化主动式有机电激发光组件的制造方法，其中更包括对该平坦层进行一平坦化处理。

3.根据权利要求1所述的全彩化主动式有机电激发光组件的制造方法，其中该低温制程技术具有一操作温度且该操作温度是不大于350℃。

4.根据权利要求1所述的全彩化主动式有机电激发光组件的制造方法，其中该平坦层的表面粗糙度是不大于10nm。

5.根据权利要求1所述的全彩化主动式有机电激发光组件的制造方法，其中该低温制程技术为液相沉积制程、旋转涂布制程、低温磁控溅镀或是溅镀。

6.根据权利要求1所述的全彩化主动式有机电激发光组件的制造方法，其中该平坦层为旋转涂布玻璃、低温介电层、低温氧化层或是低温氮化层。

7.根据权利要求1所述的全彩化主动式有机电激发光组件的制造方法，其中该平坦层的厚度为该彩色滤光层的表面粗糙度的10倍以上。

8.根据权利要求1所述的全彩化主动式有机电激发光组件的制造方法，更包括接连形成一有机电激发光层及一第二电极于该第一极电极上。

9.一种全彩化主动式有机电激发光组件，其包含有多个数组的像素区域形成于一基板上，其中每一像素区域是包含：

一薄膜晶体管，形成于该基板上；

一缓冲层，形成于该薄膜晶体管外的该基板上；

一彩色滤光层，形成于该缓冲层上；

一平坦层，形成于该彩色滤光层上；

一第一电极形成于该平坦层上，并与该薄膜晶体管电性连结；

一有机电激发光层，形成于该第一电极上；以及

一第二电极，形成于该有机电激发光层上。

10.根据权利要求9所述的全彩化主动式有机电激发光组件，其中该平坦层是以一低温制程技术所制成且该低温制程技术具有一操作温度，该操作温度是不大于350℃。

11.根据权利要求9所述的全彩化主动式有机电激发光组件，其中该平坦层的表面粗糙度是不大于10nm。

12.根据权利要求9所述的全彩化主动式有机电激发光组件，其中该平坦层的厚度为该彩色滤光层的表面粗糙度的10倍以上。

13.根据权利要求9所述的全彩化主动式有机电激发光组件，更包括一图形化的绝缘层，形成于该第一极电极上，以露出位于该彩色滤光层上方的该第一极电极。

14.一种电子装置，包括：

一根据权利要求9所述的全彩化主动式有机电激发光组件，以及

一电源供应单元，耦接至该全彩化主动式有机电激发光组件，用以供电至该全彩化主动式有机电激发光组件。