TW200529695A - Organic electroluminescence display device and its fabrication method - Google Patents
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Description
200529695
發明所屬之技術領域 本發明係有關於一種有機電激發光(〇rganic eleCtr^luminescence,〇EL)顯示器面板的結構及其製造 方法’且特別有關於一種具有遮光層之有機電激發光顯示 器面板的結構及其製造方法。 先前技術 近年來各界對有機電激發光元件(〇rganic electroluminescence device)的研究,使其有足以取代 液晶顯示器,而成為次世代顯示器的潛力。由於其本身為 主動發光元件,因此有機電激發光顯示器不似液晶顯示器 般扁要者光模組’有利於顯示器的輕量化。此外,有機電 激發光顯示器提供高對比、快反應,以及比液晶顯示器更 寬廣的視角。 ° 有機電激發光顯示技術依其元件所使用的載子傳遞層 與發光層等有機薄膜材料之不同可概分成兩系統,一是以 &料或顏料為材料之小分子元件(molecule-based device),另一則以共軛性高分子為材料之高分子元件 (polymer-based device),前者一般以真空蒸鍍鍍膜方式 製作元件,而後者則一般採用溶液旋轉塗佈(sp i η coat ing)方式。小分子〇EL元件被稱為OLED,而高分子0EL 元件則被稱為PLED。由於有機薄膜層皆為具傳導載子之材 料’因此在非發光區域會有漏光之現象。 第1圖為一習知高分子有機電激發光顯示器(PLed ) 1
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剖面圖。如圖i戶斤示,此高分子有機電激發光顯示 益1匕3 —透明基板〇、-透明氧化銦錫(ΐη(Η· un 0X1 e,ITO )層2作為陽極、一氧化矽層4用以定義 ^ 有機絕緣層5、一聚乙烯二氧?吩 —” 區 層6作為緩衝 金屬或合金作為 (polyethylenedioxy thiophene, PEDOT 層之用、一高分子發光材料層8,以及 陰極 10 (如Ca、A1、Mg/Ag 或Al/Li )。 藉由對%極2與陰極10施予一適當電位差,可使書素 區之高分子發光材料層8發出特定顏色的光3,並經由一陽'極 2與透明基板〇射出。
緩衝層6之作用乃在調郎ΙΤ0陽極2與高分子發光材料 層8間的能階,以提升電洞注入效率並降低操作電壓。一 般緩衝層6材質之電阻不高,如一般常用之PED〇T係為一種 導電高分子,因此當電流流經圖中箭頭方向,亦會導通該 區之高分子發光材料層8,而發出特定顏色的光3,。由於 氧化矽層4可透光,因此特定顏色的光3,便通過氧化石夕層4 與透明基板0而射出’形成漏光現象,使得最後發出光的 區域比原定畫素區大,因而造成顯示上的缺點。 發明内容 有鑑於此’本發明的目的在於提供一有機電激發光顯 示器及其製作方法,以改善非畫素區的漏光現象,進而提 升顯示器之性能。 本發明之另一目的在不增加製程困難度與光罩數的前
五、發明說明(3) 提下,提供-可改善非畫素區漏光現象之有機電激發光顯 示器及其製作方法 為達上述目的’本發明在有機電激發光顯示器之畫素 區夕圍设置-遮光層’以定義上述晝素區,並可同時遮蔽 非畫素區域内可能發出的光。 本發明提供一種有機電激發光顯示器的製作方法,其 步驟包括:、首先提供-基板,並於基板上製作—驅動陣 f ’ ♦形成一遮光層於基板上,且在驅動陣列間定義出複 數個旦素區。《後於畫素區上方形成一第一電極,接著於 第一電極上形成一有機電激發光層,以及形成一第二電極 於有機電激發光層上。 本發明尚提供一種有機電激發光顯示器,其至少包 含:一基板;一驅動陣列形成於該基板上,一一遮光層形 成於該基板上,且在驅動陣列間定義出複數個畫素區;一 =電極形成於畫素區上方;—有機電激發光層形成於第 一電極上,以及一第二電極形成於有機電激發光層上。 根據本發明,上述遮光層可由任何不透光之金屬、絕 緣體或有機材!所構成。根據本發明,上述有機電激發光 層可為OLED或高分子(polymer)有機發光二極體(pLE㈧, 其中更可包括-電子注入層、一電子傳輸層、—發光層、 -電洞傳輸層以及一電洞注入層。上述第一電極可為一氧 化麵錫層(ITG);上述第二電極之組成材質可為^、ai、
Mg、Mg/Ag合金、A1/Li合金或其組合。上 玻璃基板或塑膠基板。 土攸』马
0773-A30167TWF(Nl);P92146;renee.ptd 第7頁 200529695
^根據本發明,上述驅動陣列係包含一非晶矽(a-Si ) 薄膜電晶體或低溫多晶矽(LTps )薄膜電晶體。且電晶體 包3 —閘極、源極與汲極,而上述遮光層係在製作閘極之 同時,以與閘極相同之材質所製作而成;或在製作源極與 汲極之同時,以與源極與汲極相同之材質所製作而成。 “根據本發明,上述第一電極、有機電激發光層與第二 電極係構成一全彩有機電激發光顯示元件。且本發明之有 機電激發光顯示器的製作方法,較佳進一步包含設置一第 二基板於該第二電極上。 為了讓本發明之上述目的、特徵和優點更明顯易懂, 下文特舉出較佳實施例,並配合所附圖示,作詳細說明如 下: 實施方式 實施例 以下參考第2A-2E圖,說明本實施例有機電激發光顯 示器及其製作方法。 本發明中之驅動陣列基板例如是包含非晶石夕薄膜電晶 體陣列(a-Si TFTs array)的基板(例如,玻璃基板),或 包含低溫多晶矽薄膜電晶體(LTPS-TFT)陣列之基板。本實 施例以低溫多晶矽薄膜電晶體陣列所構成之主動元件基^ 為例,並以頂閘極(top gate )的模式為例說明其製作流 程,然而本發明亦可應用於底閘極.(bott〇m gate )之主& 動陣列基板。
0773»A30167TWF(N1);P92146;renee.ptd 第 8 頁 — ^^丨 一 200529695 五、發明說明(5) 首先,請參考第2A圖,提供一透明基板2 0 0,在此透 明基板200上形成一緩衝層(buffer layer)202,並在緩衝 層2 0 2上形成複數個低溫多晶矽薄膜電晶體2 2 〇。其中低溫 多晶石夕薄膜電晶體2 2 0包括:一閘極2 5 0、一源極2 5 1、一 汲極221、一閘極絕緣層204、一通道255以及一源極/汲極 區(S/D) 256,且汲極221並經由一介電層206之接觸洞 2 5 7而與源極/汲極區25 6耦接。低溫多晶矽薄膜電晶體22〇 的製作過程如下:首先在緩衝層20 2上形成複數個由源極/ 汲極區(S/D ) 256、通道255所構成之多晶矽區。之後, 在此等多晶矽區上方覆蓋一閘極絕緣層2〇4。接著,於閘 極絕緣層204上方形成閘極250。其次,再形成一介電層 20 6於基板200上方,此介電層20 6於源極/汲極區(S/D) 256上方分別蝕刻有接觸洞。接著,再於基板2〇〇上方形成 一源極/ ✓及極金屬層(未圖示)’並經微影钱刻後形成源 極251、汲極221。 此外’在形成源極2 5 1、沒極2 2 1的同時,於介電層 206上方畫素區預定區之外圍,形成一金屬遮光層go?。 此金屬遮光層207的作用在定義晝素區(有機電激發 光層預定區222) ’並同時遮蔽非畫素區内可能透過透明 基板2 0 0而發出的光。在本較佳實施例中,遮光層2 〇 7係在 利用沈積姓刻方式形成源極2 5 1、沒極2 2 1的同時姓刻完 成,然而依據本發明精神,此遮光層2〇7亦可在沈積蝕刻 閘極250的同時蝕刻完成,如第2E圖所示。如此可再不需 增加製程步驟與成本的前提下,輕易實施本發明。此外,
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第9頁 200529695
根據本發明,遮光層207的材質並不限於金屬,任何且有 遮光性的材質皆可適用,如絕緣體、有機等材質。上述透 明基板2 0 0可為玻璃或透光之塑膠材質。若為塑膠基板, 其材質可為聚乙烯對笨二曱醋 (polyethyleneterephthalate)、聚醋(p〇lyester)、聚碳 酸酯(polycarbonates)、聚丙烯酸醋(1)〇17&^13^3)或 是聚苯乙烯(polystyrene);而多晶矽薄膜電晶體係作為 有機電激發光顯不器的控制單元,可為以低溫製造技術完 成者。 接著,清參照第2 B圖,在基板上形成一介電層2 〇 8, 其在對應沒極221上方具有一接觸洞258。接著在介電層 208上形成一第一電極212,其覆蓋上述金屬遮光層go?所 疋義之旦素區,且麵接於沒極221。其中第一電極212可為 銦錫氧化物(I T 0 )、銦辞氧化物(I z 〇)、鋅銘氧化物(a z 〇) 或是氧化辞(ZnO)。而此第一電極2 12可由濺鍍法、電子束 ?备鍍法、熱蒸鍍法、化學氣相鍍膜法及喷霧熱裂解法所形 成0 接著’分別形成一第一絕緣層(insulat〇r layer)2H 與第二絕緣層215於該第一電極212上,第一絕緣層214之 材質如為氧化矽;第二絕緣層215之材質如為聚亞醯胺 (poly imide )。之後以第一電極2 1 2作為蝕刻停止層,對 此絕緣層2 1 4、2 1 5進行蝕刻,以暴露出該第一電極2丨2上 之有機電激發光層預定區222。 之後’形成一有機電激發光層217於第一電極2 12上。
0773-A30167TW(Nl);P92146;renee.ptd 第10頁 200529695 五、發明說明(7) 此有機電激發光層2 1 7為高分子有機發光二極體材料,其 可利用旋轉塗佈、喷墨或網版印刷等方式形成。在本實施 例中,此有機電激發光層2 1 7更包括:一電子注入層 70KEIL; electron injection layer)、一電子傳輸層 7 0 2 ( ETL ; electron transport layer)、一 發光層 70 3 (EL; emitting layer)、一電洞傳輸層 704(HTL; hole transport layer)以及一電洞注入層 705 (HIL; hole in ject ion layer)。其中有機電激發光層217亦可為小分 子有機發光二極體(0LED)材料,其可利用真空鑛膜方式形 成。
接著,如第2D圖所示,在有機電激發光層217上形成 一第二電極層240,其中第二電極層240係作為該有機發光 一極體之陰極。形成第二電極層240之方式可為真空熱蒸 鍍或濺鍍方式。為配合作為有機發光二極體之陰極電極之 需求,應選用適合將電子注入有機半導體材料者,如Ca、 Al Mg、Mg/Ag合金、Al/Li合金等低功函數材料,較佳者 為Mg或Mg-Ag合金,或為“或“-^合金與氧化銦錫(IT〇) 之疊層。 最後,設置一基板2〇〇,於陰極電極mo之上,至此完 成本實施例有機電激發光顯示器的製作。 一本實施例有機電激發光顯示器的結構,如第2D圖所 不,包含一第一基板2〇〇 ; 一由薄膜電晶體22〇所構成之驅 動陣列’且此驅動陣列包含一遮光層2〇7,藉由遮光層, 在驅動陣列間定義出複數個畫素區222卜第—電極212形
200529695 五、發明說明(8) 成於晝素區222上方;一有機電激發光層217形成於第一電 極21 2(陽極)上;一第二電極240形成於有機電激發光層 217上;以及一第二基板2 00,設置於第二電極240(陰極) 上。其中有機發光層可為OLED或PLED,上述第一電極 212、有機電激發光層217與第二電極240係構成一全彩有 機電激發光顯示元件。
如上述,本發明之有機電激發光顯示器及其製作方 法,藉由設置一遮光層2〇7,不僅定義出畫素區222位置, 使有機電激發光層217發出的光300在通過其下方之第一 1 極212及第一基板200後發射出來;在此同時,並遮蔽^ 素區内由於漏電流而產生的光3〇〇,,因此避 ^ 漏光現象,達到提升顯示性能的效果。 —素£白 此外,遮光層2〇7可在製作閘極25〇、 221之同時製作而*,因此不需增加 極 即可輕易達到本發明的目的。 /诹。成本, 带- ί ΐ i發明已以較佳實施例揭露如上,缺政甘# 和範圍内’當可作些許上^在不脫離本發明之精* 範圍當視後附之中过^ 雇飾,因此本發明之保^ 甲吻專利範圍所界定者為準。〈保^
200529695 圖式簡單說明 第1圖為一習知高分子有機電激發光顯示器的部八 面圖。 °分剖 第2 A-2E圖係用以說明本發明高分子有機電激發光顯 示器之製作流程。 符號說明 本發明 200 ' 20 0’ 基 板 20 2 ^ 2 0 6〜緩衝層 204 〜閘 極 絕 緣 層 20 6 ^ 20 8〜介電層 207 〜金 屬 遮 光 層 212〜 第一 電極; 214 〜第 一 絕 緣 層 215〜 第二 絕緣層; 217 〜有 機 電 激 發 光 層; 220 ^多 晶 矽 薄 膜 電 晶體; 221 〜汲 極 , 222 〜有 機 電 激 發 光 層預定1 區, 240 〜第 二 電 極 250〜 閘極 , 251 〜源 極 j 2 55〜 通道 , 256 〜源 極/沒極區; 257 ^ 2 5 8〜接觸洞 300 、300, 光 ; 701〜 電子 注入層; 702 〜電 子 傳 輸 層 ’ 70 3〜 發光 層; 704 〜電 洞 傳 輸 層 , 70 5〜 電洞 注入層。 習知技藝 〇〜透明基板;
200529695 圖式簡單說明
1〜 高分子有機電 激發光顯示器; 2〜 陽極; 3 、3,〜光 , 4 氧化矽層; 5 〜有機絕 緣 層; 6〜 PED0T 層; 8 〜高分子 發 光材料層 10, 〜陰極。 0773-A30167TW(Nl);P92146;renee.ptd 第14頁
Claims (1)
- 200529695 六、申請專利範圍 1 · 一種有機電激發光顯示器的製作方法,包括: 提供一基板; 形成一驅動陣列於該基板之上; 形成一遮光層於基板之上,且在該驅動陣列間定義出 複數個畫素區; 於該晝素區上方形成一第一電極; 於該第一電極上形成一有機電激發光層;以及 形成一第二電極於該有機電激發光層之上。2·如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示器 的製作方法,其中該遮光層係由不透光之金屬、絕緣體或 有機材質所構成。 3·如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示器 的製作方法,其中該有機電激發光層包括0LED或PLED。 4·如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示器 的製作方法’其中該高分子有機電激發光層更包括一電子 注入層、一電子傳輸層、一發光層、一電洞傳輸層以及一 電洞注入層。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示器 的製作方法,其中該第一電極係為氧化銦錫層(丨τ〇)。6 ·如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示器 的製作方法,其中該第二電極之組成材質係Ca、Ai、Mg、 Mg/Ag合金、A1/Li合金或其組合。 7 ·如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示器 的製作方法’其中該驅動陣列係包含一非晶矽(a_s丨)薄0773-A30167TW(Nl);P92146;renee.ptd 第15頁 200529695 六、申請專利範圍 膜電晶體或低溫多晶矽(LTps)薄膜電晶體。 u 8 ·如申請專利範圍第7項所述之有機電激發光顯示器 的製作方法其中该電晶體包含一閘極,而該遮光層係在 製作该問極之同時,以與該閘極相同之材質所製作而成。 4 9 ·如申請專利範圍第7項所述之有機電激發光顯示器 的製作方法,其中該電晶體包含一源極與汲極,而該遮光 層係在製作該源極與汲極之同時,以與該源極與汲極相同 之材質所製作而成。 I 0 ·如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示器 的製作方法’其中該透明基板係為玻璃基板或塑膠基板。 II ·如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示器 的製作方法’其中該第一電極、該高分子有機電激發光層 與邊第二電極係構成一全彩有機電激發光顯示元件。 1 2·如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示器 的製作方法,更包含設置一第二基板於該第二電極上。 1 3 · —種有機電激發光顯示器,包括: 一基板; 一驅動陣列形成於該基板上; 一遮光層形成於該基板上,且在該驅動陣列間定義出 複數個畫素區; 一第一電極形成於該晝素區上方; 一有機電激發光層形成於該第一電極上;以及 一第二電極形成於該有機電激發光層上。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項所述之有機電激發光顯示 1^· 0773-A30167TW(Nl);P92146;renee.ptd 第16頁 200529695 六、申請專利範圍 器’其中該遮光層係由不透光之金屬、絕緣體或有機材質 所構成。 ' 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項所述之有機電激發光顯示 器’其中該有機發光層包括〇LED或PLED。 1 6 ·如申請專利範圍第1 3項所述之有機電激發光顯示 器’其中該3有機電激發光層更包栝一電子注入層、一電 子傳輸層、一發光層、一電洞傳輸層以及一電洞注入層。 1 7 ·如申請專利範圍第1 3項所述之有機電激發光顯示 器’其中5亥第一電極係為氧化姻錫層(ΙΤ0)。 1 8 ·如申請專利範圍第1 3項所述之有機電激發光顯示 器,其中該第二電極之組成材質係Ca、Al、Mg、Mg/Ag合 攀 金、Al/Li合金或其組合。 - 1 9 ·如申請專利範圍第1 3項所述之有機電激發光顯示 _ 器,其中該驅動陣列係包含一祚晶矽(a-S i )薄膜電晶體 或低溫多晶矽(LTPS )薄膜電晶體。 2 0 ·如申睛專利範圍第1 g項所述之有機電激發光顯示 器’其中該電晶體包含一閘極,而該遮光層係在製作該閘 極之同時,以與該閘極相同之材質所製作而成。 2 1 ·如申請專利範圍第丨9項所述之有機電激發光顯示 器,其中該電晶體包含一源極與汲極,而該遮光層係在製 · 作該源極與沒極之同時,以與該源極與沒極相同之材質所 製作而成。 22·如申請專利範圍第丨3項所述之有機電激發光顯示 器,其中該基板係為玻璃基板或塑膠基板。0773-A30167TWF(Nl);P92146;renee.ptd 第17頁 200529695 ^—— · 六、申請#繼® ' ' '〜 2 3 ·如申请專利範圍第1 3項所述之有機電激發光顯示 器’其中ό亥第一電極、該高分子有機電激發光層與該第二 電極係構成一全彩有機電激發光顯示元件。 2 4 ·如申請專利範圍第1 3項所述之有機電激發光顯示 器,更包含一第二基板設置於該第二電極上。0773-A30167TW(Nl) ;P92146; renee. ptd 第18頁
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