TW201820605A - 有機發光顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種有機發光顯示裝置及其製造方法，該有機發光顯示裝置具有能夠防止由於上基板與下基板之間的對準誤差所導致的孔徑比的劣化和漏光的發生的改進結構。該有機發光顯示裝置包括：一基板，包括複數個子像素；一絕緣薄膜，設置在該基板上，並且該絕緣薄膜包括：複數個凹部，每一個凹部具有選定面積的底部表面；以及複數個電性絕緣區域，位於與其相對應的一個凹部相鄰，使得含有一凹部和一電性絕緣區域的一對對應於該等子像素的每一個。一第一電極設置在該等子像素的每一個中的每一個凹部的該底部表面上。

Description

有機發光顯示裝置及其製造方法
本發明係關於一種有機發光顯示裝置，且特別是有關於一種具有改進結構的有機發光顯示裝置及其製造方法，該結構能夠防止由於上、下基板之間的對準誤差所導致的孔徑比的劣化和漏光的發生。
近年來，隨著資訊時代來臨，已經迅速發展出提供視頻影像和動態網頁的顯示器領域。相對應地，已經開發出具有優異性能(例如纖薄設計、重量輕、功耗低)的各種平面顯示裝置，並且該平面顯示裝置已經迅速地取代習知的陰極射線管(CRT)。
當前的平面顯示裝置可以包括液晶顯示器(LCD)、電漿顯示面板(PDP)、場發射顯示器(FED)和有機發光顯示器(OLED)。
在上述顯示裝置中，OLED被認為是具有競爭性的方案，因為OLED不需要單獨光源，並且可以是具有精確色彩再現的小型裝置設計。
OLED包括在子像素中作為自發光元件的有機發光二極體，並且藉由每一個子像素的有機發光二極體的操作來顯示影像。由於有機發光二極體是可用於照明裝置以及顯示裝置的自發光元件，所以有機發光二極體的發展在照明工業中近來引起關注。此外，由於有機發光二極體不需要分開的光源單元，因此，具有易於使用在可撓性顯示裝置或透明顯示裝置的優勢。
有機發光二極體包括設置在陽極與陰極之間的有機發光層。從陽極和陰極分別將電洞和電子注入到有機發光層中，並且在有機發光層藉由電子和電洞的結合而形成激子。當激子從激發態轉移到基態時，從有機發光二極體發射光。
以下將對習知的有機發光顯示裝置的結構及所伴隨的問題進行說明。
圖1是顯示習知的有機發光顯示裝置的有機發光二極體的剖視圖，以及圖2是應用圖1的結構的剖視圖，顯示在習知的有機發光顯示裝置中以未對準方式形成堤岸的有機發光二極體的結構。
如圖1所示，習知的有機發光顯示裝置被構造成使得第一基板10被分割成複數個子像素區域，並且有機發光二極體包括在每一個子像素中。有機發光二極體包括：第一電極11；設置成與第一電極11的邊緣區域部分重疊的堤岸12；設置在第一電極11和堤岸12上的有機發光層13；以及設置在有機發光層13上的第二電極14。
通常，藉由使用光罩進行曝光和顯影製程來形成第一電極11和堤岸12。
然而，當用於形成堤岸12的光罩未對準發生時，如圖2所示，堤岸12可以形成在不與第一電極11的邊緣區域重疊的一些位置。在這種情況下，由於未對準，在形成堤岸12之後，經由無需曝光光罩的沉積製程形成的有機發光層13原應僅沉積在第一電極11的平坦頂部表面上的氣化有機材料與暴露的側向區域(亦即第一電極11的側壁)接觸。在這個位置上，有機發光層13可能具有相對較小的厚度、或者由於有機發光層13可能太薄，使得很少或是沒有材料位在第一電極11的側壁上。一部分的有機發光層亦可能形成在第一基板10上。該未對準區域的一個例子顯示在圖2中以字母“A”所標記的虛線圓圈中。因此，在形成有機發光層13之後，進行第二電極14的沉積時，由於在第一電極11的側壁或側向區域的有機發光層13形成薄或不存在，因此第二電極14可與第一電極11的側壁或側向區域接觸，這可能導致電路短路。
此外，即使有機發光層13在第一電極11的側向區域上形成較薄，但該區域中的電流濃度相對增強，因此，操作時，會導致有機發光層13劣化。
同時，儘管在圖式中未顯出，為了實現彩色顯示，上述有機發光顯示裝置被構造成使得有機發光層是白色有機發光層，並且在有機發光層的對面設置第二基板。在第二基板上設置對應於每一個子像素的紅色濾光層、綠色濾光層以及藍色濾光層，且在紅色濾光層、綠色濾光層以及藍色濾光層之間分 別設置黑色矩陣層。具有上述彩色濾光片陣列的第二基板和具有上述有機發光二極體的基板藉由在其間插入黏合層而彼此接合。
然而，由於形成在相對基板(counter substrate)上的黑色矩陣層、紅色濾光層、綠色濾光層、和藍色濾光層是使用曝光光罩形成的組件，因此，該相對基板需要至少四個分開的曝光光罩。
此外，當第一基板10和第二基板彼此未對準時，設置在彩色濾光層之間作為遮光元件的黑色矩陣層可以屏蔽發光區域，這可能導致孔徑比減少。此外，當由於未對準而導致從某個子像素洩光，並通過相鄰子像素的彩色濾光片時，會發生色光相混合的漏光現象。
因此，本發明係有關一種有機發光顯示裝置及其製造方法，可實質上消除習知技術的一個或複數個問題。
本發明目的是提供一種有機發光顯示裝置及其製造方法，其中該有機發光顯示裝置具有能夠防止由於上基板與下基板之間的對準誤差或允許誤差所導致的孔徑比的劣化和漏光發生的結構。
本發明的其他優點、目的及特徵將在下文的說明中得到闡明，且部分將會對熟悉此技藝者於檢視下面的說明時變得明顯，或是從本發明的實踐中習得。此外，本發明的目的及其他優點亦可以透過說明書及申請專利範圍以及圖式特別指出的結構來進一步了解獲悉。
根據本發明的有機發光顯示裝置，有機發光二極體的形成和用於彩色顯示器的彩色濾光片的形成不需要曝光和顯影製程，從而減少光罩的數量需要。此外，由於彩色濾光片設置在絕緣薄膜的凹部中，因此，可以防止由於上基板與下基板之間的對準誤差導致的孔徑比的劣化和漏光發生。
為了達成這些目的與其他優點並且依據本發明的目的，如同本文所實施且廣泛地描述，提供一種有機發光顯示裝置，包括：一基板，包含複數個子像素；以及一絕緣薄膜，設置在該基板上。該絕緣薄膜包括：複數個凹部，每一個凹部具有一底部表面，該底部表面具有選定尺寸的已知面積；以及複數個絕緣區域，每一個絕緣區域位於與其相對應的一個凹部相鄰。含有一凹部和一平坦表面的一對對應於該等子像素的每一個。一第一電極設置在該等子像素 的每一個中的每一個凹部的該底部表面上，並且一有機薄膜設置在包括配置在每一個凹部中的該第一電極的該絕緣薄膜上。該有機薄膜包括一有機發光層。一第二電極設置在該有機薄膜上，且複數個彩色濾光片設置在第二電極上的選定位置，並填充在對應於該等子像素的每一個之相對應的一個凹部中。較佳地，每一個彩色濾光片通常具有一平坦頂部表面。
在該等子像素的相鄰子像素中，該等彩色濾光片可以在其側壁及側向部分彼此接觸。
該有機發光顯示裝置可以進一步包括設置在該等彩色濾光片上的一保護層。
該有機發光顯示裝置可以進一步包括設置在該第二電極與該等彩色濾光片之間的一保護層。
每一個凹部可以具有圍繞該底部表面的正錐形形狀的一側壁，並且該有機薄膜、該第二電極和該保護層可以沿著該絕緣薄膜的平坦表面以及每一個凹部的側面部分和底部表面形成，而該有機薄膜、該第二電極和該保護層中的每一者皆具有一定的厚度。
該有機薄膜可以被配置為發射白光。
該有機發光顯示裝置可以進一步包括一薄膜電晶體，設置成對應於該基板的該等子像素的每一個，並且該絕緣薄膜可以進一步包括在每一個凹部的底部表面下方形成的一接觸孔，以暴露該薄膜電晶體的一部分。
每一個凹部的底部表面可以設置成使得從該絕緣薄膜的表面到凹部的底部表面的厚度是該絕緣薄膜的總厚度的一部分。
設置在每一個凹部上的該保護層可以形成為低於該絕緣薄膜。
在另一實施態樣中，本發明提供一種有機發光顯示裝置，該裝置包括：一基板，包含複數個子像素；以及一絕緣薄膜，設置在該基板上。該絕緣薄膜包括複數個凹部，每一個凹部具有已知面積及深度的底部表面。複數個平坦表面設置在與相對應的凹部相鄰，使得含有一凹部和一平坦表面的一對對應於該等子像素的每一個。一第一電極設置在該等子像素的每一個中的每一個凹部的底部表面上。一有機薄膜設置在該絕緣薄膜上。該第一電極設置在每一個凹部中。該有機薄膜包括一有機發光層。一第二電極設置在該有機薄膜上。一彩色濾光片設置成覆蓋在該第二電極上，並填充在該凹部中。在一個實施例 中，每一個凹部具有相同的深度。在另一個實施例中，每一個凹部具有不同的深度，其係根據該凹部中的彩色濾光片和該彩色濾光片的光學特性需求而訂製選擇。
在本發明的又一實施態樣中，本發明提供一種製造有機發光顯示裝置的方法，該方法包括：製備包含複數個子像素的一基板，然後在該基板上形成一絕緣薄膜，以在該絕緣薄膜中形成複數個凹部。在該絕緣層中的選定位置上形成複數個凹槽或複數個凹部。每一個凹部的深度可能相同或可能不同，此乃取決於該特定的子像素對光學性質的需求。每一個凹部具有一個已知面積的底部表面，且每一個平坦表面位於與其相對應的一個凹部相鄰，使得含有一凹部和一平坦表面的一對對應於該等子像素的每一個。然後，在該等子像素的每一個中的每一個凹部的底部表面上形成一第一電極。在該絕緣薄膜上和每一個凹部中的該第一電極上形成一有機薄膜，以包括一有機發光層。然後在該有機薄膜上形成一第二電極。
該形成第一電極可包括：在包括該等凹部的該絕緣薄膜上形成一第一電極材料至一定厚度；在該第一電極材料上塗覆一感光性光阻，使得該第一電極的頂部表面從該絕緣薄膜的每一個平坦表面具有一定的高度；以及藉由進行該感光性光阻的灰化而在該絕緣薄膜的每一個平坦表面上暴露出該第一電極材料。這將允許藉由使用該感光性光阻作為一光罩，對該第一電極材料進行蝕刻步驟，以選擇性地去除每一個凹部的底部表面上的該第一電極。
該方法可以進一步包括：在該第二電極上塗覆液體式彩色濾光片材料，以便在對應於該等子像素的凹部中填充任何剩餘深度，然後硬化該液體式彩色濾光片材料。該形成具有平坦表面的彩色濾光片可以包括去除該彩色濾光片材料。
應該了解的是，本發明的上述一般說明和以下詳細說明僅作為示例用，意圖為提供本發明的進一步說明，使熟悉此技藝者能充分瞭解及實施，而非用以限定本發明的申請專利範圍。
10‧‧‧第一基板
11‧‧‧第一電極
12‧‧‧堤岸
13‧‧‧有機發光層
14‧‧‧第二電極
20‧‧‧覆蓋層
21‧‧‧第一電極
22‧‧‧有機發光層
23‧‧‧第二電極
92‧‧‧支撐層
100‧‧‧基板
101‧‧‧半導體層
102‧‧‧閘極絕緣薄膜
103‧‧‧閘極電極
104‧‧‧層間絕緣薄膜
106a‧‧‧源極電極
106b‧‧‧汲極電極
109‧‧‧接觸孔
110‧‧‧絕緣薄膜
110a‧‧‧凹部
110a1‧‧‧第一凹部
110a2‧‧‧第二凹部
110a3‧‧‧第三凹部
110b‧‧‧側壁
110c‧‧‧分隔壁
111‧‧‧第一電極
111a‧‧‧第一電極材料
112‧‧‧有機薄膜
113‧‧‧第二電極
114‧‧‧第一保護層
115‧‧‧第二保護層
117‧‧‧非發光區域
119‧‧‧發光區域
121‧‧‧感光性光阻
121a‧‧‧感光性光阻圖案
131‧‧‧彩色濾光片
131a‧‧‧紅色濾光片
131b‧‧‧綠色濾光片
131c‧‧‧藍色濾光片
B‧‧‧藍色濾光片
G‧‧‧綠色濾光片
R‧‧‧紅色濾光片
SP‧‧‧子像素
SP1‧‧‧第一子像素
SP2‧‧‧第二子像素
SP3‧‧‧第三子像素
TFT‧‧‧薄膜電晶體
包含在本說明書中以提供對本發明進一步了解以及併入且構成本說明書的一部分的附圖係用以說明本發明的實施例，以及配合發明說明作為 解釋本發明的原理。在圖式中：圖1是顯示習知的有機發光顯示裝置的剖視圖；圖2是應用圖1的結構的剖視圖，顯示在習知的有機發光顯示裝置中以未對準方式形成堤岸的有機發光二極體的結構；圖3是顯示本發明的有機發光顯示裝置的有機發光二極體的剖視圖；圖4是顯示一比較例的無堤岸結構的問題的剖視圖；圖5A至圖5H是顯示根據各種實施例之製造本發明的有機發光二極體的方法的剖視圖；圖6A是顯示根據一個實施例之本發明的有機發光顯示裝置的剖視圖；圖6B是顯示根據第二實施例之本發明有機發光顯示裝置的剖視圖；圖7A至圖7H是顯示製造本發明的有機發光顯示裝置的方法的剖視圖；圖8是顯示本發明的有機發光顯示裝置的平面圖；以及圖9是顯示在本發明的有機發光顯示裝置中之有機發光二極體與薄膜電晶體之間的電性連接的剖視圖。
在下文中將配合參考圖式對本發明的實施例做更詳細的說明。
在下文中介紹的例示性實施例提供作為例子，以使本發明的構思可充分地傳遞給本技術領域的技術人員。因此，本發明可以不同方式實施並且不限於以下實施例。又，在圖式中，為方便及清晰起見，可放大元件的寬度、長度和厚度等。在所有可能的情況下，相同的元件符號將使用於本說明書以及圖式中以代表相同或相似的元件。
本發明的優點和特徵以及其達成之方法可從以下結合圖式的實施例的說明更為明顯。以下列舉幾個實施例來詳細說明本發明之應用，但本發明可用多種不同形式來實踐，且不應將其解釋為限於本文所述之實施例。相反地，提供這些實施例將使得本發明變得透徹且完整，且會完全地傳達本發明的範圍給熟悉本技術領域的技術人員。本發明的範圍係由申請專利範圍所定義。
應理解的是，當一個元件(例如層、薄膜、區域、或基板)被描述為在另一個元件之「上(on)或覆蓋(overlying)」時，可以是直接地位於另一個元件之上、或者也可以存在有中間元件。在另一方面，當一元件(例如層、薄 膜、區域、或基板)被稱為「直接地位於另一元件上」時，這意味著其間沒有中間元件。
空間相對術語，例如“之下(below)”、“之下(beneath)”、“下(lower)”、“之下(under)”、“之上(above)”、“上(upper)”“覆蓋(overlying)”、“之上(over)”等類似術語可用來便於描述圖式中之一元件或組件與另一元件或組件的關係。可理解的是這些空間相對術語係意指除了描述於圖式中的方向外，亦包括該裝置在使用或操作上的不同方向。例如，假如圖式中的裝置被翻轉，在其它裝置“之下(beneath)”或“之下(under)”的裝置可以是被放置在其它裝置“之上(above)”。因此，這些說明性術語“之下(below)”可以包含下、上位置。
本文中使用的術語僅作為描述特定實施例之用途，而並非用以限制本發明。除非本文中清楚表明，否則文中使用的單數形式同樣意指包括複數形式。可更進一步理解的是術語“包含(comprises)”及/或“包含(comprising)”，當使用在本說明書時，係具體說明所述的特徵、整數、步驟、操作、元件、及/或組件的存在，但並不排除一或多種額外的其它特徵、整數、步驟、操作、元件、組件、及/或其群組的存在。
本發明的有機發光顯示裝置可以有僅在像素陣列區域中顯示的橫截面，其中包括構成組件的基板以平面方式進行顯示，還有圍繞在像素陣列區域的電氣結構和接線的周圍區域。像素陣列區域被構造成使得在每一個子像素設置有機發光二極體和與該有機發光二極體電性連接的薄膜電晶體。基板的周圍區域可以包括電性連接到有機發光二極體和薄膜電晶體的墊片區域、電性連接到墊片區域的像素位址緩衝器和電路單元，以便從外部接收訊號，並將像素選擇訊號發送到陣列中的各個像素。
圖3是顯示本發明的有機發光顯示裝置的有機發光二極體的剖視圖。
如圖3所示，本發明的有機發光顯示裝置包括基板100，包含複數個子像素SP。有一絕緣薄膜110設置在基板100上。絕緣薄膜110包括複數個凹部110a，每一個凹部110a具有已知面積的底部表面和側壁表面。有一分隔壁110c與一對應的凹部110a相鄰，使得含有凹部110a和分隔壁110c的一對對應於該等子像素SP的每一個。較佳地，該分隔壁110c具有頂部平坦表面，但這不是必需的。一第一電極111設置在該等子像素SP的每一個中的凹部110a 的底部表面上。包括一有機發光層的一有機薄膜112設置在絕緣薄膜110和第一電極111上。一第二電極113設置在有機薄膜112上。
在此，絕緣薄膜110在其頂部表面設置有具有側壁110b的凹部110a。在每一個凹部110a之間有一分隔壁110c。該分隔壁110c可以具有頂部平坦區域，或者在另一實施例中，該分隔壁可以具有其它輪廓或形狀。由於凹部110a和分隔壁110c由相同的製程步驟製成，所以它們將相對於彼此自我對準(self-aligned)，並且每一個凹部110a將被確保由具有已知寬度的分隔壁110c彼此分隔開。使用一單一光罩同時定義凹部110a和分隔壁110c。凹部110a具有一定的深度，使得有機薄膜112和第二電極113沿著由每一個凹部110a形成的台階部分來設置。為此，絕緣薄膜110可以具有1至10μm的厚度，並且可以由具有優異電性絕緣性的材料製成，例如有機材料如感光性丙烯酸樹脂或苯并環丁烯(BCB)。絕緣薄膜110可以由透明材料或彩色或黑色遮光材料製成。在頂部發光型陣列中，使用絕緣薄膜110用的遮光材料可能是更有利的。
可以理解，像素陣列可以是通過第二電極113而從頂部表面發光的類型。或者，像素陣列可以通過基板100而發光，因而是底部發光陣列。在像素陣列是頂部發光陣列的設計中，基板100及其絕緣薄膜110與第一電極111一起可以是不透明材料。在一個實施例中，第一電極111與絕緣薄膜110的其它部分一起可以包括光反射層，以便將通過第二電極113而從頂部表面輸出的光量最大化。或者，若像素陣列是底部發光陣列，則絕緣薄膜110以及基板100係由透明材料製成，就如同第一電極111一樣。形成透明電極的材料是習知的材料，就如同形成透明電性絕緣層和基板的材料一樣，並且這些材料中的任何一者皆可以用於本發明的實施例中。
絕緣薄膜110亦稱為保護膜，因其覆蓋和平坦化設置在其下方的薄膜電晶體陣列的功能而命名。
每一個凹部110a的底部表面具有一選定面積且形成為平坦。第一電極111設置於該底部表面上。將設置有第一電極111的區域定義為一發光區域119。其原因在於，藉由將有機薄膜112和第二電極113垂直地形成在設置在每一個凹部110a中的第一電極111上而形成對應於該等子像素SP的每一個的有機發光二極體。在此，凹部110a係彼此分開地設置以對應於子像素SP，且第一電極111必須位於每一個凹部110a的底部表面上。因此，能夠使每一個子像素 SP獨立操作。每一個子像素SP的非發光區域117對應於它們之間的分隔壁。在圖3所示的實施例中，每一個凹部110a顯示具有相同的寬度和相同的深度。每一個凹部110a將對應於一特定的子像素SP，例如紅色、綠色、藍色、白色或其他顏色。在一些實施例中，期望每一個子像素SP具有相同的面積。在這種情況下，每一個凹部110a的底部表面積將相同，使得每一個子像素SP的每一個第一電極111的面積相同。在其他實施例中，期望具有不同的底部表面積(亦即每一個子像素的凹部的底部面積)。例如，可期望藍色子像素的面積比綠色子像素的面積稍大一些，並且藍色子像素的面積與綠色子像素的面積皆比紅色子像素的面積稍大。
像素可以由各種不同的子像素組成，在一個實施例中，子像素是紅色、綠色和藍色，而在其他實施例中，子像素可以是紅色、綠色、藍色和白色，並且在其他實施例中，不同顏色子像素的組合可以構成一單一像素。由於使用一單一光罩來形成凹部，並且光罩的圖案將決定凹部的底部面積，因而決定了每一個子像素發光的面積，並且依特定顯示器的操作特性需求，可容易地選擇每一個子像素所需求的尺寸。
第一電極111可以形成為一單層結構和一多層結構中之任一者，且兩者結構皆可以包括一透明電極。在第一電極111形成為多層結構的情況下，第一電極111可以包括一透明電極和一個或複數個反射電極。當設置兩個或兩個以上的反射電極時，可以將反射電極分別地設置在透明電極的上面和下面。
由於有機薄膜112的形成並不需要對應於每一個子像素SP的沉積光罩，因此，有機薄膜112可以均勻地形成在第一電極111的頂部表面上、圍繞第一電極111的每一個凹部110a的側壁110b上、以及絕緣薄膜110的分隔壁110c上。亦即，有機薄膜112可以藉由僅部分地與下層共形的製程來形成。
在一完全共形沉積(conformal deposition)製程中，正如在半導體製造領域中已知的術語，欲沉積的層準確地與欲沉積在其上的層共形，且欲沉積的層的整個長度具有均一厚度。另一方面，一些層在沉積過程中僅部分地共形，且可以在大部分平坦表面上形成均一厚度的層，但是在傾斜的側壁、角落處或不連續的邊緣處僅可以部分地共形。在一些實施例中，僅可以部分地共形，因此，可以在傾斜處或在下層表面的不連續邊緣處稍微更厚或更薄。用於設置 在有機薄膜112中的發光層的材料和形成技術僅僅是部分地共形沉積，亦即發光層的材料通常會與層110的最上面暴露出表面的平坦區域共形沉積。然而，在一些下層表面的鄰接邊緣處無法完全共形沉積，因此，在某些區域具有不同的厚度。
在這種情況下，由於將有機材料轉化為蒸氣狀態並沉積在基板100上，且通常僅與下層共形，所以較佳的是與凹部110a的底部表面相鄰的側壁110b具有正錐形形狀。此目的是使凹部110a能夠更好地發揮作為發光區域119的功能。若凹部110a的側壁110b以大約為垂直形狀形成，則當供應具有僅部分共形性質的有機材料時，有機材料在凹部110a的垂直側壁110b上不能均勻地沉積成均一厚度，這可能造成在後續形成的第一電極111與第二電極113之間的短路。因此，為了避免這個問題產生，較佳地，每一個凹部110a的側壁110b均具有正錐形形狀，以確保在絕緣薄膜110的平坦表面上、第一電極111和正錐形的側部(亦即凹部110a的側壁110b)以均一厚度均勻地沉積有機材料，從而完成有機薄膜112的形成。因此，該設計提供使用僅部分地共形的有機薄膜112，亦提供完全地共形的層。這種結構允許使用寬範圍之不同類型的有機薄膜以及用於塗佈有機薄膜112的不同沉積技術。可以使用各種CVD或TCVD製程來進行該沉積步驟。
當然，根據有機薄膜112的形成製程，凹部110a的側壁110b的形狀並不限於正錐形形狀，亦可以是垂直形狀或稍微倒錐形形狀。若沉積製程為高度地共形，則可以使用更垂直的側壁110b，但若沉積製程為較不共形，則應使用更平緩傾斜的側壁110b，以確保適當均一厚度的足夠有機材料被提供以覆蓋第一電極111。此外，第一電極111可以從凹部110a的底部表面填充直至側壁110b部分的端部。亦即，若將高度地共形的材料和製程用於有機薄膜112，則側壁110b可以是垂直甚至具有略微的倒錐形形狀，且具有足夠的有機薄膜112厚度，以確保當施加第二電極113時，第二電極113將與第一電極111均勻地間隔開。
選擇絕緣薄膜110的側壁110b斜面與凹部110a和分隔壁110c的上表面以提供有機薄膜112的形成，該有機薄膜112在貫穿整個像素陣列的整個長度上具有均一厚度，這提供了在電極111與113之間的均勻電流流動，以及避免任何熱點產生的優勢，而熱點係因在有機薄膜112可能更薄或具有空洞的 位置處需增加電流流動而產生的。
有機薄膜112可以被配置為一單一有機發光層；然而，實施例不限於此。有機薄膜112可以包括一有機發光層以及設置在該有機發光層上方和下方的一個或複數個有機公用層。例如，設置在有機發光層下方的有機公用層可以包括一電洞注入層和一電洞傳輸層，而設置在有機發光層上方的有機公用層可以包括一電子傳輸層和一電子注入層。
此外，有機薄膜112可以形成為多個堆疊結構，其中可以在每一個堆疊結構提供一發光層和一有機公用層，並且一電荷產生層可以設置在堆疊結構之間，以向鄰近的堆疊結構提供電洞和電子。
例如，在單一堆疊結構中形成有機薄膜112的情況下，有機發光層可以是白色發光層。在多個堆疊結構中形成有機薄膜112的情況下，被設計成經由來自各個堆疊結構的光的組合來發出白光。各個堆疊結構的發光層可以是被配置為發射彼此不同顏色的光的發光層、或者可以是被配置為相同地發出白光的發光層。
因為利用濺鍍法將第二電極113沉積在有機薄膜112上，而不使用與每一個子像素SP相對應的光罩，所以第二電極113沿著整個有機薄膜112的暴露表面以毯狀沉積法(blanket deposition)而形成。
在這種情況下，當凹部110a的底部表面具有第一深度時，有機薄膜112和第二電極113中之每一者具有一定的厚度，使得有機薄膜112的厚度和第二電極113的厚度之總和小於第一深度，結果是有機薄膜112和第二電極113沿著絕緣薄膜110的平坦表面和凹部110a的外形而形成，並且即使在形成第二電極113之後，凹部110a是可見的，如圖3所示。
參考圖3如上所示，本發明的有機發光顯示裝置可以無堤岸(bank-less)結構的形式實現，其中，省略對應於每一個發光區域119形成的現存堤岸，並且在凹部110a中的第一電極111和凹部110a的平緩正錐形側壁110b上，以一定的厚度形成有機薄膜112。因此，可以防止第一電極111與第二電極113之間的短路發生，並且可以藉由在凹部110a的側壁110b上沉積一定厚度的有機薄膜112來防止來自發光區域119的角落的漏電流發生。
在下文中，將與本發明的上述有機發光二極體相比較來描述根據一比較例的無堤岸結構。
圖4是顯示根據該比較例的無堤岸結構的問題的剖視圖。
如圖4所示，根據比較例的無堤岸結構被實施為使得在基板10上形成用於覆蓋和平坦化薄膜電晶體陣列(未示出)的覆蓋層20，在每一個子像素上形成第一電極21，隨後形成有機發光層22和第二電極23。在此，第一電極21藉由利用沉積在第一電極形成材料上的光阻圖案來形成。金屬層在覆蓋層20上形成為毯覆層(blanket layer)，而後以光阻塗層覆蓋在毯覆層上，然後利用用於形成第一電極21的光罩進行曝光和顯影。利用光阻圖案對第一電極形成材料進行蝕刻。然而，第一電極21形成得較薄，並且第一電極21的一側形成為大約垂直，這可能引起以下問題：隨後形成的有機發光層22不能有效地以均一厚度形成在第一電極21的該側上。若有機發光層22在第一電極21的該側上形成較薄，則將導致在第一電極21的該側附近的電流過分集中，如箭頭“B”所標示的位置。
另一方面，根據本發明的有機發光二極體，如圖3所示，由於第一電極111沿著凹部110a的底部表面形成，所以第一電極111的頂部表面變為平坦，隨後有機薄膜112全均一的厚度平坦地沉積在第一電極111上。此外，由於凹部110a的側壁110b具有正錐形形狀，有機材料的沉積沿著凹部110a的側壁110b具有均一的厚度。因此，可以防止發光區域119的角落處的電流集中，因而可能提高產品的壽命。
此外，根據本發明的有機發光二極體，由於形成絕緣薄膜110的凹部110a的同時在絕緣薄膜110中形成接觸孔，以便達成薄膜電晶體的一部分與第一電極111之間的電性連接，並不需要額外的光罩製程，且可以省略進一步使用用於形成第一電極111的光罩。除了能夠排除一個或一個以上的光罩之外，還可以解決與現有技術的無堤岸結構相關聯的發光區域119的角落處的電流集中的問題。
在下文中，將參照圖式說明製造本發明的有機發光二極體的方法。
圖5A至圖5G是顯示製造本發明的有機發光二極體的方法的剖視圖。
首先，製備包括用於複數個子像素SP的電路和電晶體的基板100。
隨後，在基板100上塗覆用於覆蓋薄膜電晶體陣列的覆蓋層(圖5A中未顯示，但圖9有顯示)與絕緣薄膜110至一定的厚度。然後在選定的位置上選擇性地去除至所需的深度，如圖5A所示，從而形成一絕緣薄膜110，該絕緣薄膜110包括：複數個凹部110a，每一個凹部具有已知的選擇面積的底部表面；以及複數個分隔壁110c，每一個分隔壁設置於與其相對應的凹部110a相鄰，使得包括一凹部110a和一分隔壁110c的一對對應於該等子像素SP的每一個。
圖5A所示的凹部圖案可以藉由在積體電路和半導體製程技術中已知的任何習知方法來形成。可以使用標準的濕式蝕刻技術或電漿蝕刻技術對絕緣薄膜110進行圖案化，並蝕刻到期望的深度。利用已知的邊緣潤濕法(wet edge)可產生側壁110b逐漸斜率的凹部110a。
在該蝕刻製程中，一接觸孔109(參見圖9)可以形成在底部表面下方，以暴露出薄膜電晶體的一部分。
隨後，如圖5B所示，在包括凹部110a的絕緣薄膜110上形成具有一定厚度的第一電極材料111a。電極沉積可以利用任何可接受的導體的標準CVD沉積法來形成。較佳地，使用製程材料，其中第一電極材料111a將與絕緣薄膜110的上表面共形，且具有均一厚度。
隨後，如圖5C所示，感光性光阻121塗覆在第一電極材料111a上，使得感光性光阻121的頂部表面距絕緣薄膜110的平坦表面有一定的高度。
隨後，如圖5D所示，對感光性光阻121進行灰化直到暴露出位於絕緣薄膜110的頂部表面上的第一電極材料111a而形成感光性光阻圖案121a。在此，關鍵點在於，藉由感光性光阻121的毯式去除製程而將感光性光阻121圖案化至一定的厚度，而不需要額外的曝光製程。光阻的毯式去除製程可以利用任何可接受的技術，包括灰化、毯式蝕刻技術，無論是濕式蝕刻還是反應離子蝕刻、CMP或用於均勻去除覆蓋基板的毯覆層的其它已知方法。光阻121的去除製程繼續進行，直到第一電極材料111a暴露在絕緣薄膜110的頂部表面上。隨後，對第一電極材料111a進行毯式蝕刻去除步驟。這可以利用任何可接受的技術進行，較佳為濕式蝕刻法。這種毯式去除步驟亦不需要額外的曝光步驟或另外的光罩就可以完成，因此，可以節省光罩層，且可確保電極在凹部中自動對準，因為毯式濕式蝕刻可以作為定時蝕刻來進行，其去除不在凹部110a 底部中的所有電極材料。可以使用任何毯式蝕刻或其它去除技術，無論是反應離子蝕刻法、電漿蝕刻法還是其它等效方法。選擇的蝕刻類型可以取決於側壁110b的斜度以及其它因素，以獲得圖5F所示的結果，其中，第一電極111位於每一個凹部110a的底部中。
因此，如圖5E所示，使用保留在凹部110a中的感光性光阻圖案121a作為光罩來蝕刻第一電極材料111a，使得第一電極材料111a僅保留在每一個凹部110a的底部表面上，從而完成形成第一電極111。亦即，由於凹部110a的結構，第一電極111以自動對準的方式形成，而不需進行包括曝光和顯影的微影製程。
在將該層111蝕刻到期望的形狀之後，對感光性光阻圖案121a進行選擇性蝕刻或灰化，得到圖5F所示的結構。
隨後，如圖5G所示，在包括設置在每一個凹部110a中的第一電極111的絕緣薄膜110上，形成包括有機發光層的一有機薄膜112。該有機薄膜112可以利用任何可接受的沉積製程來形成，較佳的是一種與絕緣薄膜110和第一電極111的上表面共形的共形沉積製程。
隨後，亦利用毯式共形沉積製程在有機薄膜112上形成第二電極113。
亦即，本發明的有機發光二極體的區域係由具有凹部110a的覆蓋層所定義，且該覆蓋層設置在基板100上而沒有形成堤岸，而第一電極111不被堤岸屏蔽。因此，形成第一電極111的區域可以完全地用作發光區域119，並且可以提高孔徑比。
此外，可以省略使用用於形成堤岸所需的一個或一個以上光罩，並且因為第一電極111以自動對準的方式形成，所以用於形成第一電極111的光罩的數量亦可以減少。
圖5H顯示根據用於製造將形成單一個像素的子像素的一個較佳製程和結構的另一實施例。如圖5H所示，顯示三個不同的凹部110a：一第一凹部110a1、一第二凹部110a2和一第三凹部110a3。這些凹部中之每一者具有不同的深度。凹部的深度將確定每一個子像素的彩色濾光片的最終高度，如下文所示。特別地，在具有發光層的有機薄膜112處產生光，並且通過凹部上方的材料。因此，凹部的深度決定了發光之前必須通過的材料的高度。藉由將凹部 蝕刻到選定的深度，可以為每一個子像素訂製光通過的材料的精確量。
藉由簡單地改變凹部的深度來訂製彩色濾光片的高度的能力在製程上獲得了顯著的益處。根據習知的蝕刻化學和蝕刻製程技術，並根據定時或其他技術，可容易地確定所選擇的凹部110a的深度。雖然可以使用單一個基板光罩來為每一個凹部產生初始形狀，但是在蝕刻製程期間可以在不同的階段施加簡單的覆蓋層，使得凹部110a1和凹部110a2的蝕刻將在凹部110a3的蝕刻被阻擋時繼續。然後，在相同的蝕刻製程中的後續步驟中，一旦凹部110a2達到所選擇的深度，則可以阻擋對凹部110a2接近，同時凹部110a1的蝕刻繼續進行，直到110a1達到所選擇的深度。因此，藉由使用定義子像素面積的一單一個定義用光罩以及每一個凹部110a相對於其它凹部的相對位置，可以根據對每一個凹部的蝕刻製程和定時來訂製特定凹部的深度。由於凹部的位置已經由該單一個定義用光罩預先定義，所以無論是藉由使用另一寬光罩或其他技術，皆可以提供一種簡單的阻擋機制。額外的阻擋機制僅需要足夠對準，以阻擋對該凹部接近而停止蝕刻，並且因此可以具有寬範圍的誤差。亦即，由於在一單一個凹部定義用光罩中，每一個凹部相對於每一個其他凹部的確切位置已被定義，因此，稍後可以在不非常嚴格的誤差下使用阻擋用的任何光罩，這在確保圖5H的結構的正確形成之同時，提供了低製造成本的產品的優勢。
還可利用許多其它技術，將特定凹部製成至所選擇的深度。例如，對於每一個淺凹部110a3可以使用不同的光罩和蝕刻製程，同時在稍後的製程步驟中，對於凹部110a2可以施用不同的光罩和蝕刻製程，相似地，對於凹部110a1可以施用不同的光罩和蝕刻製程。亦即，不需要對每一個凹部使用一單一個凹部定義用光罩，而是可以對顯示器上具有不同深度的每一個凹部使用一單獨的凹部光罩和蝕刻製程。因此，這是可以產生不同深度凹部的第二種方式。
產生如圖5H所示之不同深度的凹部的任何製程皆是可以接受的，而不僅僅是本文所描述的兩種方法。選擇絕緣薄膜110的高度以確保最深的凹部110a1的底部表面定位在基板100上方的一些最小距離處，並且在凹部110a的底部與基板100的頂部之間將存在足夠的絕緣材料層的厚度以確保在兩個區域之間電性絕緣。
在下文中，將說明包括本發明的有機發光二極體的有機發光顯示裝置。
圖6A是顯示本發明的有機發光顯示裝置的剖視圖。
如圖6A所示，本發明的有機發光顯示裝置包括：包含複數個子像素的基板100；設置在基板100上對應於每一個子像素的上述有機發光二極體；以及彩色濾光片131a、131b和131c，每一個彩色濾光片設置在第二電極113上，並填充對應於每一個子像素之相對應的一個凹部110a，且每一個彩色濾光片具有一平坦頂部表面。將彩色濾光片131a、131b、131c的足夠材料沉積到每一個凹部110a中，以完全地填充每一個各自的凹部110a。
各個子像素的位置如圖6A中之線SP1、SP2和SP3所示，各線SP1的每一端的箭頭係表示每一個子像素的邊緣。如先前關於圖3所述，每一個子像素包括兩個區域：對應於電極111的一發光區域119、以及對應於分隔壁110c的一非發光區域117。
彩色濾光片131a、131b和131c在各個子像素中彼此的側向部分接觸，並且本發明的有機發光顯示裝置不使用黑色矩陣，這是因為彩色濾光片131a、131b和131c位於基板100上對應的凹部110a中。亦即，由於來自每一個凹部110a中的有機薄膜112的光從平坦的發光區域119以直射光的形式輸出，所以可以防止光通過相鄰的子像素。因此，可以不需要提供用於防止相鄰像素之間的色光混合的現有黑色矩陣。這避免了進一步的處理和施加層的步驟。本發明還提供更大的發光和更明亮的各種色光的顯示。
此外，彩色濾光片設置在相對基板上的習知結構具有由一基板、一相對基板和一黏合劑層所引起的光學間隙而發生子像素之間的色光混合的問題。然而，在本發明的彩色濾光片設置在基板100上的凹部110a中，本發明的有機發光顯示裝置可以防止子像素之間的色光混合，並且可以防止由於基板與相對基板之間未對準問題而導致的孔徑比的劣化。
在此，有機發光二極體包括一絕緣薄膜110，該絕緣薄膜110包括：複數個凹部110a，每一個凹部110a具有選定尺寸之已知面積的底部表面；以及複數個的平坦表面，每一個平坦表面位於與其相對應的一個凹部區域相鄰；一第一電極111，設置在每一個子像素中的凹部110a的底部表面上；一有機薄膜112，設置在包括配置在每一個凹部110a中的第一電極111的絕緣薄膜110上，並且包括一有機發光層；以及一第二電極113，設置在有機薄膜112上。
進一步可以提供一第一保護層114，在形成彩色濾光片131a、 131b和131c之前形成在第二電極113上，以防止引入雜質和水分。
第一保護層114可以以有機薄膜和無機薄膜交替配置的多層結構形式形成。此時，第一保護層114的厚度、第二電極113的厚度和包括有機發光層的有機薄膜112的厚度的總和小於每一個凹部110a的深度。因此，第一保護層114亦沿著絕緣薄膜110的平坦表面和凹部110a的表面外形來形成。
進一步可以提供一第二保護層115，形成在平坦彩色濾光片131a、131b和131c上，以便保護彩色濾光層免受外部衝擊或損壞。
根據本發明的有機發光顯示裝置，有機發光二極體的形成和用於顯示彩色的彩色濾光片的形成皆不需要曝光和顯影製程，因此，減少了所需要的光罩數量。此外，由於彩色濾光片設置在絕緣薄膜110的凹部110a中，因此，可以防止由於上基板與下基板之間的對準誤差所導致的孔徑比的劣化和漏光問題的發生。
本發明的有機發光顯示裝置藉由以下製程來形成，以便實現彩色濾光片131a、131b和131c具有平坦頂部表面的結構。
圖6B是說明圖5H的實施例的子像素形成的完成，其中各凹部具有不同的深度。如圖6B所示，具有紅色濾光片131a的第一子像素SP1具有淺的深度。對應於綠色濾光片131b的第二子像素SP2可以具有較深的深度，因此，光在離開顯示器之前，必須通過較多的綠色濾光片材料。作為一個示例，具有藍色濾光片131c的第三子像素SP3將具有更深的深度，因此，由具有發光層的有機薄膜112發出的光在離開顯示器之前，必須通過甚至更多的藍色濾光片材料。如圖6B所示，不同的色光的深度不同僅僅是示例，當然，深度可以根據任何特定顯示器中的不同色光、每一個濾光片的特性、期望的光平衡、和其它特徵而變化。例如，在其他情況下，藍色濾光片131c和紅色濾光片131a彼此交換。亦即，藍色濾光片131c可以位於具有最淺深度的第一子像素SP1中，並且紅色濾光片131a可以位於具有最深深度的第三子像素SP3中。
可以理解，每一個彩色濾光片可以具有不同的光衰減特性。紅色濾光片材料可能具有比綠色濾光片材料更大的衰減，紅色濾光片材料和綠色濾光片材料皆可能比藍色濾光片材料具有更大的衰減。如果期望每一個子像素離開的光的亮度相同，則可能較佳地使紅色濾光片材料更薄，使得當光從紅色濾光片離開時將與光從綠色和藍色濾光片材料離開時一樣具有相同的亮度，亦即 相同的光度。當然，根據資料輸入和驅動訊號，如果需要，光輸出量亦可以由電晶體的驅動來控制。驅動電流的量以及光輸出位準亦可以根據驅動電晶體的尺寸及W/L比而變化。因此，為每一個子像素提供所選擇的不同厚度的彩色濾光片材料的能力提供不同且在許多情況下更有益和更快的方式來改變顯示器的每種顏色的光輸出。例如，對子像素的所有電晶體而言，可被允許子像素驅動電晶體在飽和模式下操作，而此在操作上具有一些益處。
每一個凹部110a的深度可以與欲放置在凹部110a中的彩色濾光片材料的透光性以及任何特定顯示器的每一個特定色光的期望亮度調諧。要使用的每一個彩色濾光片(紅色、綠色或藍色)的透光性對設計者而言是已知的，因此，選擇每一個凹部的深度以達到期望的光輸出。在一些實施例中，可能需要使紅色凹部最深，且藍色最淺，圖6B中所示的示例僅僅是做為說明。
亦應注意，圖3和圖5A至圖7H中各層的厚度並不是按比例繪製的。特別是，層111、112和113通常比所示的層薄得多。即使對最淺的像素，所有這些層皆不會填滿凹部110a。因此，在大多數實施例中，第一保護層114將接近凹部110a的底部或下半部分，而當添加彩色濾光片材料時，其將填充凹部110a的其餘部分直到頂部。因此，彩色濾光片將具有位於凹部110a內的底部區域，並且彩色濾光片將填充從凹部110a的中間區域到頂部區域的凹部110a其餘部分。
如圖6A和圖6B所示的彩色濾光片材料較佳利用噴墨印刷法來形成。特別是，高品質的精密噴墨印頭將紅色濾光片材料分配到第一子像素SP1的凹部110a中，將綠色濾光片材料分配到第二子像素SP2的凹部110a中，以及藍色濾光片材料分配到凹部110a以完全填滿第三子像素SP3中的任何剩餘部分，並且在一些情況下，將每一個凹部110a填滿溢出，然後再進行回蝕。濾光片材料將形成液型層，然後藉由適當的固化步驟將濾光片材料硬化。液型彩色濾光片的噴墨印刷提供了使每一個彩色濾光片材料可精確地分配在其位置和所沉積的數量上的許多優點。噴墨印刷步驟可以在每一個位置上非常精確地分配液體材料的數量以及非常精確地將液體材料分配在其位置。如本文別處所述，在塗佈彩色濾光片材料之後，利用已知技術將材料固化和硬化，然後塗佈第二保護層115。
在不同的實施例中，每一個子像素SP1、SP2、SP3可以具有不 同的寬度。它可以補償不同色光的透光性。
圖7A至圖7H是顯示製造本發明的有機發光顯示裝置的方法的剖視圖。
如圖7A至圖7E所示，製造本發明的有機發光顯示裝置的方法係沿著如圖5A至圖5G所述之上述製造有機發光二極體的方法相同的方式進行直到第二電極113的形成完成，在此，不再重複。
如圖7B所示，塗佈光阻層121。均勻蝕刻光阻以露出第一電極材料111a的頂部表面，如圖7C所示。之後，利用任何可接受的蝕刻法(例如濕式蝕刻法)使部分第一電極層111a從暴露出的表面蝕刻掉。這將導致第一電極111位於凹部110a的底部，如圖7D所示。
與上述製造有機發光二極體的方法的不同之處在於，分別定義由第一子像素SP1表示的紅色子像素、由二子像素SP2表示的綠色子像素、以及由第三子像素SP3表示的藍色子像素。子像素的顏色由在最終步驟中形成的彩色濾光片確定。顏色不限於紅色、綠色和藍色，但可能是任何其他顏色。在一實施例中，藉由色光的組合發出白光。在其他實施例中，白光本身以及紅光、綠光和藍光皆是發出的色光之一。此外，在一些實施例中，兩個相同顏色的子像素可被提供在單一個像素中，例如，在單一個像素中，在一設計中，子像素次序可以是紅色、藍色、綠色、藍色，而在另一設計中，子像素次序可以是紅色、藍色、白色、綠色、藍色。接著，如圖7E所示，在第二電極113上形成第一保護層114。
第一保護層114形成為具有比第二電極113的面積大的面積，以便保護有機發光二極體免受外部水氣或氧氣的影響。
隨後，如圖7F所示，液型彩色濾光片材料被塗覆在第二電極113上，以便將對應於各個子像素SP1、SP2和SP3的凹部110a進行填充。如圖7F所示，在一些實施例中，將沉積足夠的彩色濾光片材料溢出頂部，如果需要，則可對沉積的彩色濾光片材料進行回蝕到第一保護層114上方所需的高度。亦即，沉積足夠的彩色濾光片材料以完全填充凹部110a，並且在一些情況下，溢出各自的凹部110a。每一個像素溢出的量可能不一樣。這是可以接受的，因為在下一步驟中，如圖7G所示，可以進行平坦化步驟，為所有的彩色濾光片提供平滑、平坦的頂部表面，而每一個彩色濾光片的頂部皆在同一平面上。
液型彩色濾光片材料包括依次塗覆的紅色濾光片材料、綠色濾光片材料和藍色濾光片材料。在塗覆彩色濾光片材料之後，進行預烘烤製程，使得每一個彩色濾光片材料各自保留在對應的一個子像素。在這種情況下，稍後形成的彩色濾光片材料可以在與先前形成的彩色濾光片材料在相鄰子像素之間的邊界處保留重疊的狀態。未經預烘烤製程的彩色濾光片材料的頂部表面可能不平坦。然而，凹部110a分別被填充各自的彩色濾光片材料，就對應的子像素而言，每一個經塗覆(或點膠)之彩色濾光片材料具有唯一顏色。彩色濾光片可以藉由任何可接受的習知技術形成，而許多技術是本領域已知的。因此，彩色濾光片形成並定位在陣列上之所有特殊細節將不予詳細描述。
隨後，如圖7G所示，對應於各個子像素的彩色濾光片材料經由後烘烤製程進行硬化，並進行灰化製程，從而完成彩色濾光片131a、131b和131c的形成，該等彩色濾光片131a、131b和131c與第一保護層114相鄰，並具有平坦頂部表面。藉由該製程，去除了彩色濾光片材料彼此重疊的部分，而彩色濾光片131a、131b和131c在各個子像素中形成，並使得各彩色濾光片的側向部分彼此接觸，且具有平坦表面。
隨後，如圖7H所示，第二保護層115形成在彩色濾光片131a、131b和131c上。
根據製造本發明的有機發光顯示裝置的方法，在形成有機發光二極體之後，進行在凹部110a中形成彩色濾光片的製程，藉由省略使用光罩而具有減少所需要的光罩數量的效果，而這些省略使用的光罩是習知結構(其中彩色濾光片陣列基板係分開提供)中，形成彩色濾光片陣列所需要的光罩。
此外，根據本發明的有機發光顯示裝置，由於彩色濾光片設置在凹部110a中，因此，不需要用於形成彩色濾光片陣列的分開的相對基板或黑色矩陣，從而防止由於基板與相對基板之間未對準問題而導致的孔徑比的劣化及漏光問題的發生。
此外，彩色濾光片藉由溶液製程而設置在凹部110a中，並且經由硬化和灰化製程，凹部110a填充有彩色濾光片。因此，具有平坦頂部表面的彩色濾光片形成而不會偏離包括在各子像素中的發光區域的區域，且現有用以防止相鄰子像素之間的色光混合的黑色矩陣可能是不必要的。
另外，根據本發明的有機發光顯示裝置，作為用以將在基板100 上的薄膜電晶體平坦化的絕緣薄膜110的覆蓋層，設置有對應各個子像素的凹部110a，第一電極111形成在每一個凹部110a的底部表面上，並且在形成第一電極111之後，沿絕緣薄膜110的凹凸形表面形成有機薄膜112和第二電極113，從而定義形成第一電極111的區域作為發光區域119，從而實現無堤岸結構，因而作為用以定義發光區域119的額外元件的現有堤岸可以被省略。
此外，在這無堤岸結構中，由於每一個凹部110a的側部具有正錐形形狀，所以有機材料在每一個凹部110a的側部上可共形沉積到一定的厚度，從而防止角部中的電流集中以及由於有機材料的沉積厚度小而導致的劣化問題。
另外，根據本發明的有機發光顯示裝置，構成有機發光二極體的第一電極111由於凹部110a而可以自動對準的方式形成，而不需要使用光罩，並且進一步省略了堤岸的形成。因此，可以省略使用形成堤岸和形成有機發光二極體用的光罩。
圖8是本發明的有機發光顯示裝置的子像素SP的平面圖。
如圖8所示，本發明的有機發光顯示裝置被構造成使得每一個子像素SP具有形成在絕緣薄膜110中的每一個凹部110a的底部表面區域作為發光區域119，並且其餘區域為非發光區域117。第一電極111(參見圖3)設置在每一個凹部110a的底部表面上，而不與非發光區域117重疊，因此使用第一電極111的整個區域來發光。此外，使用凹部110a的結構，而不使用光罩來形成有機薄膜112，從而防止由於層之間的未對準而導致的孔徑比的劣化。此外，由於彩色濾光片131a、131b和131c(參見圖6A和圖6B)設置在對應的凹部110a中，光以大約直射光的形式輸出，從而可以省略相對基板。因此，與包括相對基板的習知結構相比，可以減少由於黏合劑層或黑色矩陣導致的孔徑比和透射率的劣化。
在下文中，將簡要描述在本發明的每一個子像素SP中有機發光二極體與薄膜電晶體之間的電性連接。
圖9是顯示在本發明的有機發光顯示裝置中有機發光二極體與薄膜電晶體之間的電性連接的剖視圖。
如圖9所示，根據本發明的有機發光顯示裝置，薄膜電晶體(TFT)設置為對應每一個子像素SP作為基板100的一部分。基板100包括複數個不同 的層，包括一支撐層92、一第一絕緣層102和一第二絕緣層104。基板100還包括：設置在支撐層92的預定區域上的一半導體層101；覆蓋半導體層101的一閘極絕緣薄膜102；設置在對應於半導體層101的閘極絕緣薄膜102的區域上的一閘極電極103；覆蓋閘極電極103的一層間絕緣薄膜104；以及一源極電極106a和一汲極電極106b，該源極電極106a和該汲極電極106b通過在層間絕緣薄膜104與閘極絕緣薄膜102中形成的通孔而與半導體層101的兩個相對的端部電性連接。較佳地，每一個子像素SP可以設置TFT，並且可以位於每一個凹部110a之間的隔離區域中，但是為了便於說明，未顯示這些TFT。
在所示的示例中，形成有發光像素的基板100在其內包含各種層。基板100可以被認為是從任何可接受的層開始，並且可以包括具有各種電路和電性連接的複數個層，或者基板100基本上完全為絕緣的基板，該基板的唯一功能是支撐發光層。因此，術語「基板」最廣泛的意義是用作為其上方有任何材料的支撐層或複數個支撐層。
應當注意，使用在本發明的有機發光顯示裝置中的薄膜電晶體的形式並不限於圖中所示的頂部閘極式，也可以是選自底部閘極式、頂部閘極式及其組合中之任何一者。
此外，半導體層101的實例可以為一非晶矽層、一多晶矽層、一氧化物半導體層等。
在這種情況下，薄膜電晶體還包括設置在整個區域上的無機保護層(圖未顯示)，以保護該薄膜電晶體。隨後，將上述絕緣薄膜110，即覆蓋層形成為足以使其平坦化的厚度。在一些情況下，絕緣薄膜110可以具有多層結構。
絕緣薄膜110的凹部110a和接觸孔109可以位於每一個子像素SP中的汲極電極106b上。在這種情況下，接觸孔109具有比凹部110a更小的直徑，並且位於凹部110a的底部表面的下方。在凹部110a的底部表面上設置的第一電極111通過接觸孔109而電性連接到汲極電極106b的暴露部分。
在此，接觸孔109和凹部110a可以經由相同的製程和相同的光罩來定義。亦即，接觸孔109和凹部110a可以一起藉由使用半色調(half-tone)或多階色調(multi-tone)光罩，或者使用具有對應於凹部110a的繞射圖案且具有遮光部分或對應於接觸孔109的開口的光罩的單一曝光製程來定義。
從絕緣薄膜110的平坦表面(分隔壁)110c到凹部110a的底部表面的厚度是絕緣薄膜110的總厚度的一部分。
在凹部110a上設置的第一保護層114形成為比絕緣薄膜110的平坦表面(分隔壁)110c低，使得在第一保護層114形成之後形成的彩色濾光片131，可以被引入凹部區域。彩色濾光片131完全填充凹部110a，且彩色濾光片131的頂部表面是平坦的。
第二保護層115設置在彩色濾光片131的平坦頂部表面上。
從上述說明可知，有機發光顯示裝置及其製造方法具有以下效果。
第一，在作為用於平坦化基板100上的薄膜電晶體的絕緣薄膜110的覆蓋層中，設置與各個子像素SP對應的凹部110a，而第一電極111形成在每一個凹部110a的底部表面上，且在第一電極111形成之後，沿著絕緣薄膜110的凹凸形表面形成有機薄膜112和第二電極113，從而定義形成第一電極111的區域作為發光區域119，從而實現無堤岸結構，因而作為用以定義發光區域119的額外元件的現有堤岸可以被省略。
用於在絕緣層中形成凹部110a的許多技術已是眾所周知的，並且多年來已歷經改良，如製造積體電路所使用的技術。因此，凹部110a可以製成具有任何期望的形狀或圖案。凹部110a可以是彼此隔離的個別凹部110a，且具有完全圍繞凹部110a的頂部的分隔壁110c。因此，在凹部的底層形成的第一電極111是自動對準的，並且還與所有其它電極自動地電性絕緣。由於平坦部分(分隔壁)110c圍繞每一個凹部110a，所以每一個凹部110a的底部的第一電極111與所有其它電極自動地電性絕緣，作為形成製程的一部分，因此，避免使用額外的光罩。凹部110a還提供有機薄膜112與第二電極113和彩色濾光片131將與該電極自動對準的優勢。
第二，在無堤岸結構中，由於每一個凹部110a的側壁110b具有正錐形形狀，因此，有機材料容易地在每一個凹部110a的側部上沉積到一定厚度，從而防止角落中的電流集中和由於有機材料沉積的厚度小而導致的劣化。
第三，由於彩色濾光片131設置在凹部110a中，因此，不需要用於形成彩色濾光片陣列的分開的相對基板，從而防止由於基板與相對基板之間未對準問題而導致的孔徑比的劣化及漏光問題的發生。此外，值得注意的是， 每一個彩色濾光片131可以具有不同的厚度以從每一個子像素SP獲得期望的顯色和光亮度。在一些情況下，每一個凹部110a的深度可被訂製以從每一個子像素SP獲得期望的亮度值。
第四，藉由溶液製程將彩色濾光片131置於凹部110a中，並且藉由硬化和灰化製程，凹部110a填充有彩色濾光片131。因此，具有平坦頂部表面的彩色濾光片131形成，而不會偏離包括在各子像素中的發光區域的區域，且現有用以防止相鄰子像素之間的色光混合的黑色矩陣可能是不必要的。
第五，根據本發明的有機發光顯示裝置，構成有機發光二極體的第一電極111由於凹部110a而可以自動對準的方式形成，而不需要使用光罩。因此，第一電極111可以位於完全對應於發光區域的位置，從而防止第一電極111的未對準問題。
第六，由於省略了堤岸的形成，亦可以省略使用用於形成堤岸和形成有機發光二極體的光罩。
最後，在形成有機發光二極體之後，進行在凹部110a中形成彩色濾光片131的製程，藉由在多個步驟中省略使用光罩而具有減少所需要的光罩數量的效果，而這些省略使用的光罩是習知結構(其中彩色濾光片陣列基板係分開提供)中形成彩色濾光片陣列所需要的光罩。
與上述實施例相關聯地描述的特徵、結構和效果等被併入本發明的至少一個實施例中，但不僅限於一個實施例。此外，可以藉由熟悉此技藝者的組合或修改在其他實施例中實現與各個實施例相關聯地顯示的特徵、結構和效果等。因此，與這些組合和修改相關的內容應被解釋為落入本發明的範圍內。
另外，雖然已經參考示例性實施例具體描述了本發明，但是本發明不限於此。熟悉此技藝者將領會可在不違背本發明之精神及範疇下對本案發作各種修飾及改變。例如，可以對實施例中所示的每一個組件進行修改和製作。
上述各種實施例可被組合以提供進一步的實施例。本說明書中提及和/或在申請資料表中列出的所有美國專利、美國專利申請公開、美國專利申請、外國專利、外國專利申請、和非專利公開的全部內容通過引用併入本文中。若有需要，可使用各種專利、申請和公開的概念以提供進一步的實施例來修改實施例的各種態樣。
根據上述詳細描述，可以對實施例進行這些和其它變化。通常， 前述實施例的所有態樣僅僅是說明性的，而不應被解釋為限制本發明。本發明的範圍由所附申請權利範圍而不是本發明的詳細描述來限定。在申請權利範圍的含義和範圍內作出的所有改變或修改或其均等物應被理解為落入本發明的範圍內。
本申請主張於2016年8月31日提交的韓國專利申請第10-2016-0112244號的優先權和權益，該專利申請的全部內容在此通過引用併入本文中。

Claims (19)

  1. 一種有機發光顯示裝置，包括：一基板，具有用於複數個子像素的電路；一絕緣薄膜，設置在該基板上，該絕緣薄膜包括：複數個凹部，每一個凹部具有一底部表面；以及複數個平坦表面，每一個平坦表面位於與其相對應的一個凹部相鄰，一對一凹部和一平坦表面的對應於該等子像素的每一個；一第一電極，設置在該等子像素的每一個中的每一個凹部的該底部表面上；一有機薄膜，設置在該絕緣薄膜上和在設置在每一個凹部中的該第一電極上，該有機薄膜包括一有機發光層；一第二電極，設置在該有機薄膜上；以及複數個彩色濾光片，設置在該第二電極上，每一個彩色濾光片填充於與該等子像素的每一個相對應之該等凹部中的一個。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中，該複數個彩色濾光片的側向部分在該等子像素的相鄰子像素中彼此接觸。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中，每一個凹部被相鄰的平坦表面包圍，並且每一個第一電極僅設置在每一個凹部的該底部表面上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，進一步包括：一第一保護層，設置在該第二電極與該等彩色濾光片之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之有機發光顯示裝置，其中，每一個凹部具有一側壁，該側壁具有朝向該底部表面的正錐形形狀。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之有機發光顯示裝置，其中，該有機薄膜、該第二電極和該第一保護層係沿著該絕緣薄膜的該等平坦表面和每一個凹部的該側壁和該底部表面形成，該有機薄膜、該第二電極和該第一保護層的每一個均具有均一厚度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中，該有機薄膜被配置以發出白光。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，還包括：一薄膜電晶體，設置為對應於該基板的該等子像素的每一個，其中該絕緣薄膜還包括一接觸孔，形成在每一個凹部的該底部表面的下方，以暴露出該薄膜電晶體的一部分。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中，每一個凹部的該底部表面被設置為使得從該絕緣薄膜的一頂部表面到該凹部的該底部表面的厚度為該絕緣薄膜的總厚度的一部分。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，更包括：該複數個凹部中的一第一凹部，該第一凹部具有一第一深度；以及該複數個凹部中的一第二凹部，該第二凹部具有大於該第一深度的一第二深度。
  11. 如申請專利範圍第4項所述之有機發光顯示裝置，其中，設置在每一個凹部上的該第一保護層的部分形成為比該絕緣薄膜的該頂部表面低。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，更包括：一第二保護層，設置在每一個彩色濾光片的一頂部表面上。
  13. 一種有機發光顯示裝置，包括：一基板，包括複數個子像素；一絕緣薄膜，設置在該基板上，該絕緣薄膜包括：複數個凹部，每一個凹部具有一底部表面；以及複數個平坦表面，每一個平坦表面位於與其相對應的一個凹部相鄰，使得含有一凹部和一平坦表面的一對對應於該等子像素的每一個；一第一電極，設置在該等子像素的每一個中的每一個凹部的該底部表面上；一有機薄膜，設置在該絕緣薄膜上和在設置在每一個凹部中的該第一電極上，該有機薄膜包括一有機發光層；以及一第二電極，設置在該有機薄膜上。
  14. 一種製造有機發光顯示裝置的方法，包括：製備一基板；在該基板上形成一絕緣薄膜； 在該絕緣薄膜中形成複數個凹部，每一個凹部具有一底部表面，該底部表面與每一個相鄰凹部的該底部表面由複數個側壁和一上表面隔開；在每一個凹部的該底部表面上形成一第一電極；在每一個凹部中形成覆蓋該第一電極的一有機薄膜；以及形成覆蓋該有機薄膜的一第二電極。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之製造有機發光顯示裝置的方法，其中，圍繞該等凹部的該絕緣薄膜的該上表面是平坦的。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之製造有機發光顯示裝置的方法，其中，形成該第一電極包括：在包括該等凹部的該絕緣薄膜上形成均一厚度的一第一電極材料；在該第一電極材料上形成一感光性光阻以具有一頂部表面；藉由執行去除該感光性光阻，使該絕緣薄膜的每一個上表面上暴露出該第一電極材料；以及使用該感光性光阻作為一光罩對該第一電極材料進行蝕刻，以去除在每一個凹部外側的所有該第一電極材料。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之製造有機發光顯示裝置的方法，進一步包括：在每一個凹部中形成覆蓋該第二電極的彩色濾光片材料，以完全填充每一個凹部的任何剩餘部分；以及硬化該彩色濾光片材料。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之製造有機發光顯示裝置的方法，還包括：去除該彩色濾光片材料的一上層，以在每一個彩色濾光片材料上形成一平坦上表面。
  19. 如申請專利範圍第14項所述之製造有機發光顯示裝置的方法，更包括：在形成該凹部之後，在每一個凹部的該底部表面中形成一接觸孔；以及 在該接觸孔和該凹部中沉積一導電層，以在單一沉積步驟中形成該第一電極和位於該絕緣薄膜下方的一電晶體的一接觸電極。
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