TW201503360A - 有機發光顯示設備 - Google Patents

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Jong-Hyun Park
Sun Park
Chun-Gi You
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Samsung Display Co Ltd
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Abstract

一種有機發光顯示設備包含包括主動層、閘極電極、源極電極、汲極電極、在主動層與閘極電極之間之第一絕緣層、以及在閘極電極與源極和汲極電極之間之第二絕緣層的薄膜電晶體；包括與源極和汲極電極在同一層上之第一襯墊層、及第二襯墊層的襯墊電極；包括覆蓋源極和汲極電極及襯墊電極之末端部分之有機絕緣材料的第三絕緣層；在第三絕緣層之開口中包括半透射金屬層的像素電極；包括第一、第二及第三接觸層的陰極接觸單元；覆蓋像素電極之末端部分的第四絕緣層；在像素電極上的有機發光層；以及在有機發光層上的反向電極。

Description

有機發光顯示設備
相關申請案之交互參照
於2013年5月30日向韓國智慧財產局申請之韓國專利申請案第10-2013-0062116號，且名稱為：「有機發光顯示設備及其製造方法(Organic Light-Emitting Display Apparatus and Method of Manufacturing the Same)」之全部內容係併入於此作為參照。
實施例係關於一種有機發光顯示設備及其製造方法。
有機發光二極體(OLED)顯示設備一般包含電洞注入電極、電子注入電極以及形成於其中的有機發光層。OLED顯示設備為當從電洞注入電極注入之電洞與從電子注入電極注入之電子於有機發光層中重組為之後逐漸消失的激發態時發光的自發光顯示設備。
由於如低功耗、高亮度及快反應速度之高品質性質，OLED顯示設備作為下一代顯示器而受到重視。
實施例針對一種有機發光顯示設備，其包含包括主動層、閘極電極、源極電極、汲極電極、在主動層與閘極電極之間之第一絕緣層、以及在閘極電極與源極電極和汲極電極之間之第二絕緣層的薄膜電晶體；包括與源極電極和汲極電極在同一層上之第一襯墊層、及設置於第一襯墊層上之第二襯墊層的襯墊電極；覆蓋源極電極和汲極電極及襯墊電極之末端部分的第三絕緣層，第三絕緣層包含有機絕緣材料；包括半透射金屬層的像素電極，像素電極在形成於第三絕緣層中之開口中；包括第二絕緣層上之第一接觸層、第一接觸層上之第二接觸層、以及第二接觸層上之第三接觸層的陰極接觸單元；覆蓋像素電極之末端部分的第四絕緣層；在像素電極上的有機發光層；以及在有機發光層上的反向電極。
第一接觸層可與第一襯墊層包含相同之材料。第二接觸層可與第二襯墊層包含相同之材料。第三接觸層與像素電極包含相同之材料。
第三接觸層可通過第三絕緣層中的接觸孔連接到第二接觸層。反向電極可通過第四絕緣層中的接觸孔連接到第三接觸層。
陰極接觸單元之第二接觸層可具有含有複數個開口露出第一接觸層之上部分的網狀圖案。網狀圖案可為蜂窩狀圖案。
第三絕緣層和第四絕緣層可包含對應第二接觸層之網狀圖案的網狀圖案。
第三絕緣層之網狀圖案之寬度可小於第二接觸層之網狀圖案之寬度。
第一接觸層、第二接觸層、第三接觸層與反向電極可於露出第一接觸層之上部分的複數個開口中彼此連接。
源極電極和汲極電極可具有具相異電子遷移率之複數個非均質金屬層之堆疊結構。
源極電極和汲極電極可包含含有鉬之層和含有鋁之層。
有機發光顯示設備可更包含包括與主動層位於同一層上之第一電極、以及與閘極電極位於同一層上之第二電極的電容。
電容之第一電極可包含以離子摻質摻雜之半導體材料。
電容之第二電極可包含透明導電氧化物。
電容可更包含第三電極與源極電極和汲極電極位於同一層上。
第一襯墊層可與源極電極和汲極電極包含相同之材料。
第二襯墊層可包含透明導電氧化物。
半透射金屬層包含銀或銀合金。
在第二絕緣層中之開口、在第三絕緣層中之開口、以及在第四絕緣層中之開口可彼此重疊。在第三絕緣層中之開口可大於在第四絕緣層中之開口且小於在第二絕緣層中之開口。
有機發光顯示設備可更包含像素電極接觸單元，像素電極接觸單元通過第三絕緣層中之接觸孔而電性連接像素電極到源極電極和汲極電極的其中之一。像素電極接觸單元可包含與源極電極和汲極電極包括相同材料的第一接觸層、與第二襯墊層包括相同材料的第二接觸層、以及在第一絕緣層和第二絕緣層中並與電容之第二電極包含相同之材料的第三接觸層。像素電極接觸單元之第一接觸層可通過形成於第二絕緣層中之接觸孔電性連接到像素電極接觸單元之第三接觸層。
像素電極接觸單元之第三接觸層之末端部分可自第二絕緣層中開口之蝕刻表面突出並直接接觸像素電極。
像素電極接觸單元之第三接觸層之末端部分可自第三絕緣層中開口之蝕刻表面突出並直接接觸像素電極。
像素電極接觸單元可更包含第四接觸層於第一絕緣層與第三絕緣層之間，第四接觸層與閘極電極包含相同材料。
反向電極可包含反射金屬層。
現在將於下文中參照附圖圖式而更充分地說明例示性實施例；然而，可以不同形式實現且不應解釋為限於在此所闡述之實施例。相反地，提供這些實施例將使本揭露趨於透徹及完整，且將充分地傳達例示性實施方式予所屬領域之通常知識者。
在圖式中，層和區域的尺寸可為清楚說明而被放大。當層或元件被稱為位於另一層或基板「上」時，將同時被理解為可直接位於其他層或基板上，或也可存在中間層。另外，當層被稱為位於另一層「下」時，將被理解為可直接位於下方，且也可存在一或多個中間層。此外，當層被稱為位於二個層「之間」時，將同時被理解為可在二個層之間僅有一層，或也可存在一或多個中間層。在全文中相似的參考符號表示相似的元件。
第1圖為根據實施例繪示有機發光顯示設備1的平面示意圖。第2圖為根據實施例繪示有機發光顯示設備1之複數個像素P和複數個襯墊PAD之部分的剖面示意圖。
請參照第1圖，根據實施例包含複數個像素P並顯示影像的顯示區DA可被提供於有機發光顯示設備1之基板10上。顯示區DA形成於封合線SL中且包含沿著封合線SL封合顯示區DA的封合構件(未顯示)。供應電源到共同形成於顯示區DA中之陰極的陰極接觸單元CECNT可形成於顯示區DA與襯墊PAD間。
請參照第2圖，包含至少一有機發光層121的像素區PXL1、包含至少一薄膜電晶體的電晶體區TR1、包含至少一電容的電容區CAP1以及襯墊區PAD1可被提供於基板10上。
在基板10和緩衝層11上的薄膜電晶體之主動層212可被包含於電晶體區TR1中。
基板10可為透明基板，如包含聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate, PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate, PEN)或聚亞醯胺(polyimide)的塑膠基板，或玻璃基板。
形成平坦表面並避免雜質元素摻入基板10的緩衝層11可進一步提供於基板10上。緩衝層11可具有包含氮化矽及/或氧化矽之單層結構或多層結構。
緩衝層11上的主動層212可被包含於電晶體區TR1中。主動層212可以由包含非晶矽或結晶矽之半導體形成。在其他實施方式中，主動層212可包含氧化半導體。主動層212可包含通道區212c、提供於通道區212c之外側並以離子摻質摻雜的源極區212a和汲極區212b。
閘極電極215可提供於主動層212上對應主動層212之通道區212c的位置，具為絕緣薄膜之第一絕緣層13設置於閘極電極215與主動層212之間。閘極電極215可具有包含一或多個金屬材料的單層結構或多層結構，一或多個金屬材料係選自由鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)及銅(Cu)之群組。
分別連接到主動層212之源極區212a和汲極區212b的源極電極217a和汲極電極217b可被提供於閘極電極215上，具為層間絕緣薄膜的第二絕緣層16在源極及汲極電極217a及217b與閘極電極215之間。源極電極217a和汲極電極217b可具有具相異電子遷移率之二個或二個以上的非均質金屬層之堆疊結構。舉例而言，源極電極217a和汲極電極217b可以二或多層形成，該二或多層係以選自Al、Pt、Pd、Ag、Mg、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca、Mo、Ti、W、Cu及這些金屬材料之合金之群組的金屬材料所形成。
第三絕緣層19可被提供於第二絕緣層16上，以覆蓋源極電極217a和汲極電極217b。
各第一絕緣層13和第二絕緣層16可形成為單層無機絕緣薄膜或多層無機絕緣薄膜。形成第一絕緣層13和第二絕緣層16的無機絕緣薄膜可包含SiO2 、SiNx 、SiON、Al2 O3 、TiO2 、Ta2 O5 、HfO2 、ZrO2 、鈦酸鋇鍶(Barium Strontium Titanate, BST)或鋯鈦酸鉛(Lead Zirconate Titanate, PZT)等。
第三絕緣層19可形成為有機絕緣薄膜。第三絕緣層19可包含有機材料，該有機材料係選自通用聚合物(聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS))、具有苯酚基之聚合衍生物、丙烯酸聚合物、亞醯胺類聚合物、芳基醚類聚合物、醯胺類聚合物、氟化聚合物、對二甲苯類聚合物、乙烯醇類聚合物、其混合物等。
第四絕緣層20可被提供於第三絕緣層19上。第四絕緣層20可形成為有機絕緣薄膜。第四絕緣層20可包含有機材料，該有機材料係選自通用聚合物(PMMA, PS)、具有苯酚基之聚合衍生物、丙烯酸聚合物、亞醯胺類聚合物、芳基醚類聚合物、醯胺類聚合物、氟化聚合物、對二甲苯類聚合物、乙烯醇類聚合物、其混合物等。
提供於緩衝層11和第一絕緣層13上的像素電極120可被包含於像素區PXL1中。
像素電極120可被設置於在第三絕緣層19中形成的開口C5中。
在第三絕緣層19中形成的開口C5可大於或寬於在第四絕緣層20中形成的開口C8，且可小於在第二絕緣層16中形成的開口C1。在第二絕緣層16中形成的開口C1、在第三絕緣層19中形成的開口C5以及在第四絕緣層20中形成的開口C8可彼此重疊。
像素電極120之末端部分可被設置於在第三絕緣層19中形成的開口C5之頂端且可被第四絕緣層20覆蓋。設置於在第三絕緣層19中形成的開口C5中的像素電極120之頂端表面可於第四絕緣層20中形成的開口C8中暴露。
像素電極120可通過在第三絕緣層19中形成的接觸孔C6連接到像素電極接觸單元PECNT1。像素電極接觸單元PECNT1可電性連接到驅動電晶體之源極電極和汲極電極的其中之一且可驅動像素電極120。
像素電極接觸單元PECNT1可包含與源極電極217a和汲極電極217b之上述材料包括相同之材料的第一接觸層117、包括透明導電氧化物的第二接觸層118、包括透明導電氧化物的第三接觸層114以及與閘極電極215包括相同之材料的第四接觸層115a。
根據本實施例，當像素電極120和驅動裝置藉由使用在第三絕緣層19中形成的接觸孔C6，即，第一接觸層117和第二接觸層118，而彼此電性連接時，使用作為半透射金屬層的像素電極120之厚度可以很小。在這種情況下，階覆蓋性(step coverage)可能為有缺陷的，且因此，可能很難通過第三絕緣層19之蝕刻表面或接觸孔C6進行穩定連接。然而，根據本實施例，若通過第三絕緣層19中形成的接觸孔C6之連接失敗時，像素電極120亦可直接接觸在開口C5之底端部分的第三接觸層114。因此，可有利於從驅動裝置正常地接收訊號。
第一接觸層117可被連接到可與驅動電晶體之源極電極和汲極電極的其中之一電性連接的資料線(未顯示)。若第2圖之電晶體為驅動電晶體，則第一接觸層117可直接連接到源極電極217a或汲極電極217b。
像素電極120可包含半透射金屬層120b。像素電極120可更包含分別形成於半透射金屬層120b之下部分和上部分且包含保護半透射金屬層120b的透明導電氧化物的層120a和120c。
半透射金屬層120b可以銀(Ag)或銀合金形成。如將在下文說明的，半透射金屬層120b可連同(along with)為以反射金屬層形成的反射電極之反向電極122形成微腔結構，因而提升有機發光顯示設備1的發光效率。
包括透明導電氧化物的層120a和120c可包含選自由氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2 O3 )、氧化銦鎵(IGO)和氧化鋁鋅(AZO)所組成之群組的至少其中之一。形成於半透射金屬層120b之下部分並包含透明導電氧化物的層120a可加強為無機絕緣薄膜之第一絕緣層13與像素電極120之間的接合性。形成於半透射金屬層120b之上部分並包含透明導電氧化物的層120c可作用為保護半透射金屬層120b的屏障層。
若在用於將像素電極120進行圖案化之蝕刻製程期間將電子提供到形成半透射金屬層120b之如銀(Ag)之具有強還原傾向的金屬，則存在於蝕刻劑中之離子狀態的銀(Ag)離子可能有問題地被還原成銀(Ag)。這樣經還原的銀(Ag)可能在形成像素電極120之後續製程期間成為造成暗點之粒子相關缺陷因素。
當以相同材料形成之源極電極217a、汲極電極217b、像素電極接觸單元PECNT1之第一接觸層117、襯墊電極之第一襯墊層417、或資料配線(未顯示)在蝕刻包含銀(Ag)之像素電極120之製程期間暴露於蝕刻劑時，具有強還原性之銀(Ag)離子可藉由從這些金屬材料接收電子而被還原成銀(Ag)。舉例而言，當這些金屬材料包含鉬或鋁時，銀(Ag)離子可藉由從鉬或鋁所接收之電子而被還原為銀(Ag)。被還原之銀(Ag)可能在後續製程期間成為造成暗點之粒子相關缺陷因素之粒子。
根據本實施例之有機發光顯示設備1之源極電極217a或汲極電極217b可被為有機薄膜之第三絕緣層19所覆蓋。在蝕刻包含銀(Ag)之像素電極120之製程期間，源極電極217a或汲極電極217b可不暴露於包含銀(Ag)離子之蝕刻劑，從而避免了由於銀(Ag)之還原所造成之粒子相關缺陷。
包含有機發光層121之中間層(未顯示)可被提供於具有由第四絕緣層20中形成的開口C8所顯露的頂端表面之像素電極120上。有機發光層121可以低分子量有機材料或高分子量有機材料形成。當有機發光層121是以低分子量有機材料形成時，電洞傳輸層(HTL)、電洞注入層(HIL)、電子傳輸層(ETL)以及電子注入層(EIL)可相對於有機發光層121堆疊。若需要可堆疊各種其他層。例如，可使用包含銅酞菁(CuPc)、N,N'-二苯基聯苯胺(NPB)或三-8-羥基喹啉鋁(Alq3 )之各種低分子量有機材料。當有機發光層121是以高分子量有機材料形成時，除了有機發光層121以外可使用HTL。HTL可以聚-(3,4)-二氧乙基噻吩(PEDOT)或聚苯胺(PANI)形成。在此情況中，高分子量有機材料可包含聚對苯乙烯(PPV)類高分子量有機材料或聚芴類高分子量有機材料。無機材料可進一步被提供於像素電極120與反向電極122之間。
為了便於說明，在第2圖中繪示有機發光層121被設置於開口C8之底面上。在其他實施方式中，有機發光層121可沿著在第三絕緣層19中形成的開口C5之蝕刻表面形成於第四絕緣層20之頂端表面上以及開口C8之底面上。
反向電極122可被提供於有機發光層121上作為共同電極。根據本實施例之有機發光顯示設備1係以像素電極120為陽極且反向電極122為陰極作為參考。在其他實施方式中，可互換電極之極性。
反向電極122可配置為包含反射材料之反射電極。在此情況中，反向電極122可包含選自鋁(Al)、鎂(Mg)、鋰(Li)、鈣(Ca)、氟化鋰/鈣(LiF/Ca)及氟化鋰/鋁(LiF/Al)之群組的一或多個材料。反向電極122可配置為反射電極，使得從有機發光層121發出的光自反向電極122反射，傳遞通過以半透射金屬形成的像素電極120，並通過基板10發射出。
有機發光顯示設備1可為底部發射之發光顯示設備，其中光從有機發光層121發射到基板10以形成影像。因此，反向電極122可配置作為反射電極。
反向電極122可配置作為覆蓋第1圖之整體顯示區DA之共同電極，而非對各像素P個別形成。反向電極122與顯示區DA外部的陰極接觸單元CECNT接觸，該陰極接觸單元CECNT將訊號傳到共同電極。
雖然在第1圖中陰極接觸單元CECNT被顯示為設置於顯示區DA與襯墊PAD之間，在其他實施方式中，陰極接觸單元CECNT可被設置於顯示區DA與封合線SL之間的任何合適位置。
在第2圖中，陰極接觸單元CECNT1可包含第一接觸層517、第二接觸層518以及第三接觸層520。
第一接觸層517可被設置於第二絕緣層16上並可與源極電極217a、汲極電極217b及第一襯墊層417以相同之材料形成。第一接觸層517可具有具相異電子遷移率之二個或二個以上的非均質金屬層之結構。舉例而言，第一接觸層517可具有包含選自鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)、銅(Cu)及此些金屬材料的合金之群組的金屬材料之二或多層結構。
第二接觸層518可被設置於第一接觸層517上並可與像素電極接觸單元PECNT1之第二接觸層118以相同之材料形成。第二接觸層518可以包含選自氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2 O3 )、氧化銦鎵(IGO)和氧化鋁鋅(AZO)之群組的至少一個透明導電氧化物所形成。
第三接觸層520可被提供於在第三絕緣層19中形成的接觸孔C9中，並可與像素電極120以相同之材料形成。第三接觸層520可包含以銀(Ag)或銀(Ag)合金所形成之半透射金屬層。
反向電極122可通過在第四絕緣層20中形成的接觸孔C10而與陰極接觸單元CECNT1之第三接觸層520連接。反向電極122可廣泛地形成於整體顯示區DA上，且因此，由電阻所造成的電壓降為一考量因素。根據本實施例，陰極接觸單元CECNT1使用包含以具有低電阻的銀(Ag)所形成的半透射金屬層之第三接觸層520，因而避免或減少因為電阻造成電壓降的可能性。第三接觸層520可與像素電極120同時形成，且因此可不需要額外的製程。
若包含具相異電子遷移率的非均質金屬配線之第一接觸層517與包含有機絕緣薄膜之第三絕緣層19彼此接觸，則具有弱接合性的第一接觸層517和第三絕緣層19可能彼此脫離。根據本實施例，包含透明導電氧化物之第二接觸層518可形成於第一接觸層517與第三絕緣層19之間，因此避免第三絕緣層19從第一接觸層517脫落。
包含與主動層212設置於同一層上之第一電極312、與閘極電極215設置於同一層上之第二電極314、以及與源極電極217a及汲極電極217b設置於同一層上之第三電極317的電容可被提供於電容區CAP1中，且在基板10及緩衝層11上。
電容之第一電極312可形成為以離子摻質摻雜的半導體，相似於主動層212之源極區212a和汲極區212b。
電容之第二電極314可與閘極電極215以相同之方式設置於第一絕緣層13上。第二電極314和閘極電極215之材料可彼此不同。第二電極314之材料可包含透明導電氧化物。以離子摻質摻雜的半導體可穿過第二電極314形成於第一電極312上，因而形成具有金屬-絕緣體-金屬(MIM)結構的電容。
電容之第三電極317可與源極電極217a和汲極電極217b以相同之材料形成。如上所述，第三電極317可被為有機薄膜之第三絕緣層19覆蓋。第三電極317在蝕刻包含銀(Ag)之像素電極120之過程期間可不暴露於包含銀(Ag)離子之蝕刻劑。因此，由於銀(Ag)離子還原成銀(Ag)之粒子相關缺陷之生成可減少或避免。電容可構成包含第一電極312、第二電極314及第三電極317之並聯電路，從而增加有機發光顯示設備1之電容值而毋需增加電容之面積。電容之面積可藉著電容值增加而降低，從而增加開口率。
於顯示區DA外側設置襯墊區PAD1，襯墊區PAD1為其中設置有外部驅動器之連接終端的襯墊電極(即，第一和第二襯墊層417和418)之區域。
第一襯墊層417可與上述源極電極217a和汲極電極217b包含相似之具有相異電子遷移率的複數個金屬層。舉例而言，第一襯墊層417可為選自鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)、及銅(Cu)之群組的一或多個金屬材料所形成的多層。
第二襯墊層418可以透明導電氧化物形成，其包含選自氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2 O3 )、氧化銦鎵(IGO)和氧化鋁鋅(AZO)之群組的至少一個。第二襯墊層418可避免襯墊電極暴露於水氣和氧氣，因此防止襯墊電極之可靠性劣化。
如上所述，雖然第一襯墊層417被設置於在第三絕緣層19中形成的接觸孔C7所露出的區域中，形成於第一襯墊層417之上部分上的第二襯墊層418可作為保護層。因此，在蝕刻像素電極120的過程期間，第一襯墊層417可不暴露於蝕刻劑。
另外，對如水氣或氧氣之外部環境很敏感的第一襯墊層417之終端部分可被第三絕緣層19覆蓋。在蝕刻像素電極120的過程期間，第一襯墊層417之終端部分也不會暴露於蝕刻劑。
因此，可避免由於銀(Ag)離子之還原所造成的粒子相關缺陷，且還可防止襯墊電極之可靠性劣化。
同時，雖然未顯示於第2圖中，根據本實施例之有機發光顯示設備1可更包含封合包含像素區PXL1、電容區CAP1以及電晶體區TR1之顯示區DA的封合構件(未顯示)。封合構件可形成為封合薄膜，藉由交替包含玻璃構件、金屬薄膜或有機絕緣薄膜以及無機絕緣薄膜之基板而設置。
下文將參照第3A圖到第3I圖而描述根據本實施例之製造有機發光顯示設備1的方法。
請參照第3A圖，可形成緩衝層11於基板10上，並可形成半導體層(未顯示)於緩衝層11上並圖案化，且因此可形成薄膜電晶體之主動層212和電容之第一電極312。
雖然未顯示於第3A圖中，可塗佈光阻(未顯示)於半導體層上，可藉由使用利用第一遮罩(未顯示)之光刻法來圖案化半導體層，並可形成主動層212和第一電極312。使用光刻法之第一遮罩製程可包含在第一遮罩上使用曝光裝置(未顯示)進行曝光，並進行一系列製程，如顯影、蝕刻、剝除和灰化。
半導體層可包含非晶矽或結晶矽。可藉由將非晶矽結晶而形成結晶矽。可藉由使用各種方法使非晶矽結晶，如快速熱退火(rapid thermal annealing, RTA)、固相結晶(solid phase crystallization, SPC)、準分子雷射退火(excimer laser annealing, ELA)、金屬誘導結晶(metal-induced crystallization, MIC)、金屬誘導橫向結晶(metal-induced lateral crystallization, MILC)或連續橫向結晶(sequential lateral solidification, SLS)等。在其他實施方式中，半導體層可包含氧化半導體。
第3B圖為繪示用於說明根據本實施例之有機發光顯示設備1之第二遮罩製程的剖面示意圖。
第一絕緣層13係形成於第3A圖之第一遮罩製程之生成結構上。在第一絕緣層13上形成透明導電氧化層(未顯示)並接著被圖案化。
作為圖案化之結果，在第一絕緣層13上形成像素電極接觸單元PECNT1之第三接觸層114和電容之第二電極314。
第3C圖為繪示用於說明根據本實施例之有機發光顯示設備1之第三遮罩製程的剖面示意圖。
在第3B圖之第二遮罩製程之生成結構上沉積第一金屬層(未顯示)並接著圖案化。在此方面，如上所述，第一金屬層可為以選自鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)及銅(Cu)之群組的一或多個金屬材料所形成的單層或多層。
作為圖案化之結果，閘極電極215和覆蓋第三接觸層114之閘極金屬層115可形成於第一絕緣層13上。
上述結構可以離子摻質進行摻雜。薄膜電晶體之主動層212和電容之第一電極312可以B或P之離子摻質依1×1015 原子/平方公分或更多之濃度進行摻雜。
可藉由使用閘極電極215作為自對準遮罩以離子摻質摻雜主動層212。主動層212可包含以離子摻質摻雜的源極區212a和汲極區212b、以及設置於源極區212a與汲極區212b之間的通道區212c。在此方面，電容之第一電極312可為以離子摻質摻雜的電極並形成MIM電容。
電容之第一電極312和主動層212可藉由使用一次摻雜製程而同時摻雜，因而藉由減少摻雜製程之數量來減少製造成本。
第3D圖為繪示用於說明根據本實施例之有機發光顯示設備1之第四遮罩製程的剖面示意圖。
請參照第3D圖，第3C圖之第三遮罩製程之生成結構上可形成第二絕緣層16並接著被圖案化。因此，可形成露出主動層212之源極區212a和汲極區212b的開口C3和C4、以及開口C1和接觸孔C2。開口C1可形成於與主動層212之一側相隔的區域中，作為其中像素電極120將設置之區域，此之後將予於說明。在下文中，第一接觸層117通過在第二絕緣層16中形成的接觸孔C2而電性連接到第三接觸層114。
第3E圖為繪示用於說明根據本實施例之有機發光顯示設備1之第五遮罩過程之剖面示意圖。
請參照第3E圖，在第3D圖之第四遮罩製程之生成結構上形成第二金屬層(未顯示)並接著被圖案化。因此，可同時形成源極電極217a和汲極電極217b、像素電極接觸單元PECNT1之第一接觸層117、陰極接觸單元CECNT1之第一接觸層517以及襯墊電極之第一襯墊層417。
第二金屬層可具有具相異電子遷移率之二個或二個以上的非均質金屬層之結構。舉例而言，第二金屬層可具有二或多層結構，其包含選自鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)、銅(Cu)以及此些金屬材料的合金之群組的金屬材料。
第一襯墊層417之結構係詳細說明以作為第二金屬層配置之例示性圖式。舉例來說，本實施例之第二金屬層可包含含有鉬(Mo)的第一層417a、含有鋁(Al)的第二層417b以及含有鉬(Mo)的第三層417c。
含有鋁(Al)的第二層417b可為具有低電阻和優異電性性質的金屬層。設置於第二層417b之下部分中且含有鉬(Mo)的第一層417a可加強第二絕緣層16與第二層417b之間的接合性。設置於第二層417b之上部分中且含有鉬(Mo)的第三層417c可作用為屏障層而避免或減少包含於第二層417b中的鋁根底鎖止(heel lock)之氧化和擴散的可能性。
同時，雖然未顯示於第3E圖中，在第五遮罩製程期間也可藉由將第二金屬層圖案化而形成資料配線。
第3F圖為繪示用於說明根據本實施例之有機發光顯示設備1之第六遮罩製程的剖面示意圖。
請參照第3F圖，在第3E圖之第五遮罩製程之生成結構上可形成透明導電氧化層(未顯示)並接著被圖案化，且因此像素電極接觸單元PECNT1之第二接觸層118、陰極接觸單元CECNT1之第二接觸層518、及襯墊電極之第二襯墊層418可同時形成。
透明導電氧化層包含選自氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2 O3 )、氧化銦鎵(IGO)和氧化鋁鋅(AZO)之群組的至少一個。
第3G圖為繪示用於說明根據本實施例之有機發光顯示設備1之第七遮罩製程的剖面示意圖。
請參照第3G圖，在第3F圖之第六遮罩製程之生成結構上可形成第三絕緣層19並接著圖案化。因此，可形成露出第二接觸層118之上部分的接觸孔C6、露出陰極接觸單元CECNT1之第二接觸層518之上部分的接觸孔C9、露出第二襯墊層418之上部分的接觸孔C7、以及開口C5。開口C5可形成於其中要設置像素電極120的像素區PXL1中，將於下文中說明。
第三絕緣層19可形成以完全包圍源極電極217a和汲極電極217b，以避免具有相異電位特性的非均質配線在蝕刻包含銀(Ag)的像素電極120的過程期間接觸到溶解有銀(Ag)離子的蝕刻劑，將於以下說明。
第三絕緣層19可包含有機絕緣薄膜而作用為平坦化薄膜。有機絕緣薄膜可包含選自通用聚合物(PMMA、PS)、具有苯酚基之聚合衍生物、丙烯酸聚合物、亞醯胺類聚合物、芳基醚類聚合物、醯胺類聚合物、氟化聚合物、對二甲苯類聚合物、乙烯醇類聚合物或其混合物等之材料。
在第三絕緣層19中形成的開口C5和在第二絕緣層16中形成的開口C1可彼此重疊。在第三絕緣層19中形成的開口C5可小於在第二絕緣層16中形成的開口C1。
第3H圖為繪示用於說明根據本實施例之有機發光顯示設備1之第八遮罩製程的剖面示意圖。
請參照第3H圖，在第3G圖之第七遮罩製程之生成結構上可形成半透射金屬層(未顯示)並接著被圖案化。因此可形成像素電極120和陰極接觸單元CECNT1之第三接觸層520。
像素電極120可通過像素電極接觸單元PECNT1連接到驅動電晶體並可設置於在第三絕緣層19中形成的開口C5。
像素電極120可包含半透射金屬層120b。像素電極120可包含分別形成於半透射金屬層120b之下部分和上部分中且包含透明導電氧化物以保護半透射金屬層120b的層120a和120c。
半透射金屬層120b可以銀(Ag)或銀合金形成。包含透明導電氧化物的層120a和120c可包含選自氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2 O3 )、氧化銦鎵(IGO)和氧化鋁鋅(AZO)之群組的至少一個。如將於下方說明的，半透射金屬層120b可連同為反射電極的反向電極122形成微腔結構，因此提升了有機發光顯示設備1的發光效率。
若在用於圖案化像素電極120之蝕刻製程期間，將電子提供給具有強還原性的金屬如銀(Ag)，則存在於蝕刻劑中為離子狀態的銀(Ag)離子可能有問題地還原成銀(Ag)。若在蝕刻含有銀(Ag)之像素電極120的過程期間，以相同材料形成的源極電極217a或汲極電極217b、像素電極接觸單元PECNT1之第一接觸層117、陰極接觸單元CECNT1之第一接觸層517、襯墊電極之第一襯墊層417或資料配線(未顯示)暴露於蝕刻劑，則具有強還原性的銀(Ag)離子可藉由從這些金屬材料接收電子而被還原成銀(Ag)。
然而，根據本實施例之源極電極217a或汲極電極217b可在圖案化像素電極120之第八遮罩製程之前被圖案化，且可被為有機薄膜之第三絕緣層19所覆蓋。在蝕刻含有銀(Ag)之像素電極120的過程期間，源極電極217a或汲極電極217b可不暴露於含有銀(Ag)離子的蝕刻劑，因而避免由於銀(Ag)離子之還原所造成之粒子相關缺陷。
根據本實施例的像素電極接觸單元PECNT1之第一接觸層117、陰極接觸單元CECNT1之第一接觸層517以及第一襯墊層417可分別設置於藉由在第三絕緣層19中形成之接觸孔C6、C9和C7所露出的區域中。為保護層的像素電極接觸單元PECNT1之第二接觸層118、陰極接觸單元CECNT1之第二接觸層518以及第二襯墊層418可分別形成於像素電極接觸單元PECNT1之第一接觸層117、陰極接觸單元CECNT1之第一接觸層517以及第一襯墊層417上。因此，在蝕刻像素電極120的過程期間，像素電極接觸單元PECNT1之第一接觸層117、陰極接觸單元CECNT1之第一接觸層517以及第一襯墊層417可不暴露於蝕刻劑。由於銀(Ag)離子的還原所造成之粒子相關缺陷之發生率可得以減少或避免。
第3I圖為繪示用於說明根據本實施例之有機發光顯示設備1之第九遮罩製程的剖面示意圖。
請參照第3I圖，第3H圖之第八遮罩製程之生成結構上可形成第四絕緣層20，並接著可進行第九遮罩製程以形成顯露像素電極120的上部分之開口C8以及顯露陰極接觸單元CECNT1之第三接觸層520的上部分之接觸孔C10。
第四絕緣層20可作用為像素定義層並可包含含有選自通用聚合物(PMMA, PS)、具有苯酚基之聚合衍生物、丙烯酸聚合物、亞醯胺類聚合物、芳基醚類聚合物、醯胺類聚合物、氟化聚合物、對二甲苯類聚合物、乙烯醇類聚合物或此些混合物等的材料之有機絕緣薄膜。
第3I圖之第九遮罩製程之生成結構上可形成包含第2圖之有機發光層121的中間層(未顯示)，並可形成第2圖之反向電極122。反向電極122可共同形成於複數個像素中，並可通過接觸孔C10接觸陰極接觸單元CECNT1之第三接觸層520。
根據上述之有機發光顯示設備1和製造有機發光顯示設備1的方法，像素電極120可包含半透射金屬層(即半透射金屬層120b)，因此藉由形成微腔來提升有機發光顯示設備1的發光效率。
源極電極217a或汲極電極217b可被為有機薄膜之第三絕緣層19覆蓋。因此，源極電極217a或汲極電極217b可不暴露於含有銀(Ag)離子的蝕刻劑。可避免發生因為銀(Ag)離子的還原所造成之粒子相關缺陷。
像素電極接觸單元PECNT1之第二接觸層118、陰極接觸單元CECNT1之第二接觸層518以及第二襯墊層418可作用為在像素電極接觸單元PECNT1之第一接觸層117、陰極接觸單元CECNT1之第一接觸層517以及第一襯墊層417上的保護層。因此，在蝕刻像素電極120的過程期間，像素電極接觸單元PECNT1之第一接觸層117、陰極接觸單元CECNT1之第一接觸層517以及第一襯墊層417可不暴露於蝕刻劑。可減少或避免因為銀(Ag)離子的還原所造成之粒子相關缺陷之發生率。
陰極接觸單元CECNT1可包含第三接觸層520，其可與像素電極120以相同材料形成並具有低電阻值。因此，可減少或避免為共同電極之反向電極122的電壓降。
與第三絕緣層19具有優良接合性的第二接觸層518可形成於陰極接觸單元CECNT1之第一接觸層517上，因而避免陰極接觸單元CECNT1的有機薄膜脫落，或減少其可能性。
現在將參照第4圖到第8圖說明以下根據另一實施例之陰極接觸單元CECNT2。
第4圖為繪示根據實施例之陰極接觸單元CECNT2的平面示意圖，且第5圖到第8圖為繪示用於說明第4圖所示之部分H之製造過程之階段的示意圖。在第5圖到第8圖中，顯示部分H的上視圖和沿著上視圖之線A-B所截取的剖面圖。
請參照第4圖和第5圖，陰極接觸單元CECNT2可為包含複數個開口CNT的圖案HP之形式，複數個開口CNT露出第一接觸層517的上部分。陰極接觸單元CECNT2可具有如蜂窩狀圖案的網狀圖案。
請參照第5圖，第一接觸層517上形成蜂窩狀圖案之第二接觸層518-2。如同前述之實施例，第一接觸層517可與源極電極217a和汲極電極217b以相同材料形成並且可以具有相異電子遷移率之非均質金屬配線來形成。第二接觸層518-2包含透明導電氧化物。
前述實施例之陰極接觸單元CECNT1可與第二接觸層518整體形成而不需圖案化第二接觸層518。換言之，本實施例之第二接觸層518-2可形成為蜂窩狀圖案。第二接觸層518-2可被用以補強第一接觸層517與為有機薄膜的第三絕緣層19-2之間的弱接合性。然而，第二接觸層518-2可包含透明導電氧化物，使得增加的電阻值可能成為問題。因此，第二接觸層518-2可被圖案化成蜂窩狀圖案，從而抑制由於第二接觸層518-2所造成之電阻的增加並提升接合性。
請參照第6圖，第三絕緣層19-2可形成於第二接觸層518-2上。第三絕緣層19-2可形成於與在第一接觸層517中所形成的網狀圖案之對應區域上。第三絕緣層19-2可具有寬度小於第二接觸層518-2之圖案的寬度。若第三絕緣層19-2和第一接觸層517彼此接觸，由於之間的低接合性導致接觸部分可能發生分離現象。分離現象可能導致陰極接觸單元CECNT2的不良電阻分佈以及供應至陰極的不穩定電源。因此，第三絕緣層19-2的寬度可形成為小於第二接觸層518-2之圖案的寬度，使得第三絕緣層19-2和第一接觸層517彼此可不直接接觸。
請參考第7圖，在形成第三絕緣層19-2之圖案之後，第三接觸層520可共同形成於整體陰極接觸單元CECNT2之上而不需圖案化第三接觸層520。第三接觸層520可包含具有低電阻值的材料，如銀(Ag)，從而避免陰極接觸單元CECNT2的電壓降。
請參照第8圖，在第三接觸層520形成之後，第四絕緣層20可形成於對應網狀圖案的區域中。雖然在第8圖中，第四絕緣層20的寬度被顯示為小於第二接觸層518-2的寬度且大於第三絕緣層19-2的寬度，在其他實施方式中，第四絕緣層20的寬度可形成為小於第三絕緣層19-2的寬度或大於第二接觸層518-2的寬度。為了將其中第一接觸層517、第二接觸層518-2、第三接觸層520與反向電極122彼此接觸的各開口CNT之面積最大化，第四絕緣層20的寬度可不大於第二接觸層518-2的寬度。
根據如上所說明的實施例，為解決第三絕緣層19-2與第一接觸層517之間的低接合性的問題，可在第三絕緣層19-2與第一接觸層517之間形成具優良接合性的第二接觸層518-2。為解決其間電阻降低的問題，可形成第二接觸層518-2具有網狀圖案。可由於網狀圖案而增加第二接觸層518-2與第三絕緣層19-2之間的接觸面積，因此提升了其間的接觸力。
藉由總結和檢閱的方式，實施例提供一種具有優良顯示品質的有機發光顯示設備及其製造方法。
像素電極可形成為半透射金屬層。可藉由微腔的形成而增加顯示設備的發光效率。
源極電極和汲極電極(包含資料配線)可被為有機薄膜之第三絕緣層所覆蓋。在圖案化像素電極時可避免由於源極電極和汲極電極的影響而使銀(Ag)離子被還原，或可降低其可能性。
保護層可形成於像素電極接觸單元之第一接觸層、陰極接觸單元之第一接觸層以及襯墊電極之第一襯墊層的上部分上。在圖案化像素電極時可避免由於第一接觸層和第一襯墊層的影響而使銀(Ag)離子被還原，或可降低其可能性。
像素電極接觸單元的結構可使像素電極以二個位置接觸驅動裝置。可避免像素電極與驅動裝置之間的訊號短路的可能性，或可減少其可能性。
陰極接觸單元可包含半透射金屬層，其與像素電極相同且具有低電阻。可減少或避免為共同電極之反向電極的電壓降。
與第三絕緣層具有優良接合性的第二接觸層可形成於陰極接觸單元之第一接觸層上。可避免陰極接觸單元之有機薄膜脫落，或可降低其可能性。
陰極接觸單元之第二接觸層可形成以具有網狀圖案。可得以增加第三絕緣層與第一接觸層之間的接合性且可減少其中的電阻。
例示性實施例已於本文中揭露，且雖然使用了特定詞彙，其僅用於為一般性和描述性意義詮釋，且並非為限制性目的。在一些實例中，如同本說明書申請之技術領域的通常知識者將顯而易見的是，關於具體實施例所述之特徵、性質及/或元件可單獨地或與關於其他實施例所述之特徵、性質及/或元件組合來使用，除非另有明確說明。因此，那些所屬領域之通常知識者將會理解到，在不背離所附發明申請專利範圍所闡述之精神及範疇下，可進行形式及細節上的各種變更。
1‧‧‧有機發光顯示設備
10‧‧‧基板
11‧‧‧緩衝層
114、520‧‧‧第三接觸層
115‧‧‧閘極金屬層
115a‧‧‧第四接觸層
117、517‧‧‧第一接觸層
118、518、518-2‧‧‧第二接觸層
120‧‧‧像素電極
120a、120c‧‧‧層
120b‧‧‧半透射金屬層
121‧‧‧有機發光層
122‧‧‧反向電極
13‧‧‧第一絕緣層
16‧‧‧第二絕緣層
19、19-2‧‧‧第三絕緣層
20‧‧‧第四絕緣層
212‧‧‧主動層
212a‧‧‧源極區
212b‧‧‧汲極區
212c‧‧‧通道區
215‧‧‧閘極電極
217a‧‧‧源極電極
217b‧‧‧汲極電極
312‧‧‧第一電極
314‧‧‧第二電極
317‧‧‧第三電極
417‧‧‧第一襯墊層
417a‧‧‧第一層
417b‧‧‧第二層
417c‧‧‧第三層
418‧‧‧第二襯墊層
C1、C3、C4、C5、C8、CNT‧‧‧開口
C2、C6、C7、C9、C10‧‧‧接觸孔
CAP1‧‧‧電容區
CECNT、CECNT1、CECNT2‧‧‧陰極接觸單元
DA‧‧‧顯示區
H‧‧‧部分
HP‧‧‧圖案
P‧‧‧像素
PAD‧‧‧襯墊
PAD1‧‧‧襯墊區
PECNT1‧‧‧像素電極接觸單元
PXL1‧‧‧像素區
SL‧‧‧封合線
TR1‧‧‧電晶體區
本發明所屬領域之通常知識者將藉由參照附圖詳細說明例示性實施例而使特徵變得顯而易見，其中：
第1圖為繪示根據實施例之有機發光顯示設備的平面示意圖；
第2圖為繪示根據實施例之有機發光顯示設備的像素及襯墊之部分的剖面示意圖；
第3A圖到第3I圖為繪示根據實施例之第1圖之有機發光顯示設備的製造方法之階段的剖面示意圖；
第4圖為繪示根據實施例之陰極接觸單元的平面示意圖；以及
第5圖至第8圖為繪示第4圖之部分H之製造過程之階段的示意圖。
1‧‧‧有機發光顯示設備
10‧‧‧基板
11‧‧‧緩衝層
114、520‧‧‧第三接觸層
115a‧‧‧第四接觸層
117、517‧‧‧第一接觸層
118、518‧‧‧第二接觸層
120‧‧‧像素電極
120a、120c‧‧‧層
120b‧‧‧半透射金屬層
121‧‧‧有機發光層
122‧‧‧反向電極
13‧‧‧第一絕緣層
16‧‧‧第二絕緣層
19‧‧‧第三絕緣層
20‧‧‧第四絕緣層
212‧‧‧主動層
212a‧‧‧源極區
212b‧‧‧汲極區
212c‧‧‧通道區
215‧‧‧閘極電極
217a‧‧‧源極電極
217b‧‧‧汲極電極
312‧‧‧第一電極
314‧‧‧第二電極
317‧‧‧第三電極
417‧‧‧第一襯墊層
418‧‧‧第二襯墊層
C1、C5、C8‧‧‧開口
C6、C7、C9、C10‧‧‧接觸孔
CAP1‧‧‧電容區
CECNT1‧‧‧陰極接觸單元
PAD1‧‧‧襯墊區
PECNT1‧‧‧像素電極接觸單元
PXL1‧‧‧像素區
TR1‧‧‧電晶體區

Claims (10)

  1. 一種有機發光顯示設備，其包含： 一薄膜電晶體，包含一主動層、一閘極電極、一源極電極、一汲極電極、在該主動層與該閘極電極之間的一第一絕緣層、及在該閘極電極與該源極電極和該汲極電極之間的一第二絕緣層； 一襯墊電極，包含與該源極電極及該汲極電極在同一層上的一第一襯墊層、和設置於該第一襯墊層上的一第二襯墊層； 一第三絕緣層，覆蓋該源極電極和該汲極電極及該襯墊電極之末端部分，該第三絕緣層包含一有機絕緣材料； 一像素電極，包含一半透射金屬層，該像素電極在該第三絕緣層的開口中； 一陰極接觸單元，包含在該第二絕緣層上的一第一接觸層、在該第一接觸層上的一第二接觸層及在該第二接觸層上的一第三接觸層； 一第四絕緣層，覆蓋該像素電極之末端部分； 一有機發光層，在該像素電極上；以及 一反向電極，在該有機發光層上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示設備，其中： 該第一接觸層與該第一襯墊層包含相同材料， 該第二接觸層與該第二襯墊層包含相同材料，且 該第三接觸層與該像素電極包含相同材料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示設備，其中： 該第三接觸層通過在該第三絕緣層中的接觸孔與該第二接觸層連接，以及 該反向電極通過在該第四絕緣層中的接觸孔與該第三接觸層連接。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示設備，其中該陰極接觸單元之該第二接觸層具有一網狀圖案，該網狀圖案具有露出該第一接觸層之上部分的複數個開口。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之有機發光顯示設備，其中該網狀圖案為一蜂窩狀圖案。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之有機發光顯示設備，其中該第一接觸層、該第二接觸層、該第三接觸層與該反向電極在露出該第一接觸層之上部分的該複數個開口中彼此連接。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示設備，其中該源極電極和該汲極電極具有複數個非均質金屬層之堆疊結構，該複數個非均質金屬層具有相異電子遷移率。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示設備，其中該第一襯墊層與該源極電極和該汲極電極包含相同材料。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之有機發光顯示設備，其中該第二襯墊層包含透明導電氧化物。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示設備，其中： 在該第二絕緣層中的開口、在該第三絕緣層中的開口以及在該第四絕緣層中的開口係彼此重疊，且 在該第三絕緣層中的開口大於在該第四絕緣層中的開口且小於在該第二絕緣層中的開口。
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