TWI231616B - Organic electroluminescent display device and method of fabricating the same - Google Patents

Description

1231616 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領域 本發明係論及一種扁平顯示裝置，以及更明確地說， 其係論及一種有機電致發光顯示（ELD)裝置及其製造方 法0 先前技術

一般而言’ 一有機電致發光顯示（ELD)裝置，係具有 一電子輸入電極（陰極）和一電洞輸入電極（陽極）。此 等電子和電洞，係分別自該等陰極和陽極，輸入進彼等光 發射層，藉以形成一激子。當此激子自一激勵狀態位準還 原至一基態位準時，此有機電致發光顯示（ELD)裝置便會 發出光波。由於此種有機電致發光顯示（ELD)裝置，並不 需要額外之光源，相較於薄膜液晶顯示（LCD)裝置，此種 有機電致發光顯示（E L D)裝置之體積和重量，將可使減 少。此外，此種有機電致發光顯示（ELD)裝置，就彼等較 低之電力消耗，高亮度，快速之反應時間，和低重量而 言，將會是有利的。因此，此種有機電致發光顯示（ELd ) 裝置，可使具現在一行動通訊終端機，車輛導航系統 (CNG)，個人數位助理（PDA)，手提攝影機，和掌上電腦 中。此外，由於此種有機電致發光顯示（ELD)裝置有關之 製造程序係很簡單，彼等製造成本將可使降低。此種有機 電致發光顯示（E L D)裝置，可被分類成一被動式矩陣類型 和主動式矩陣類型之裝置。雖然該等被動式矩陣類型之有 機電致發光顯示（ELD)裝置，係具有簡單之結構，以及彼

第7頁 1231616 五、發明說明（3) 第2圖係一依據其習知技術之有機電致發光顯示（ELD) 裝置的薄膜電晶體陣列像素部分之平面圖。在第2圖中， 此有機電致發光顯示（E L D)裝置之薄膜電晶體陣列部分， ，每一被界定在一基板12上面之像素區域，，p”，係具有一 广換το件Ts、一驅動元件TD、和一儲存電容器csT。此等交 換，件Ts和驅動元件TD，在形成上可使結合超過兩個薄膜 電晶體。其基板1 2係由一類似玻璃和塑料等透明性材料所 形成。其一閘極線3 2在形成上，係使沿著一第一方向，以 及其一資料線34在形成上，係使沿一與上述第一方向相垂 直之第二方向。此資料線34係與其閘極線垂直交叉，而在 j等閘極線與資料線32和34之間，係有一絕緣層，以及其 電力線35在形成上，係使與其資料線34相隔而沿著上述 ^第二方向。該等交換元件^和驅動元件h，係使用一些 ^膜電晶冑，其中之交換元件Ts有關的薄膜電晶體係具 有·一閘極電極36、一活性層40、一源極電極46、和一汲 =電極5 0，以及上述驅動元件Td有關之薄膜電晶體係具 :厂閘極電極38、一活性層42、-源極電極48、和一汲 H =。上述交換元件Ts之閘極電極36，係以電氣方式 接^、閘極線32，以及上述交換元件Ts之源極電極46， 氣=連接至其資料線34 °上述交換元件Ts之沒極 =〇，糸透過一接觸孔54，以電氣方式連接至上述驅動 4^ :之/極電極38，以及上述驅動元件L之源極電極 8，係透過一接觸孔56，以電氣方式連接至1 上述驅動元件TD之汲極電極52，係以電氣方式、連接至 1231616

區域"P”中之第一電極16，以及其電力線35和一由一 f晶珍層形成之第一電容器電極丨5，係形成為一儲存電容

^ST 器Cc 。

、第3圖係一依據其習知技術而沿第2圖之線π - in所截 成的橫截面圖。在第3圖中，一緩衝區層丨4係使形成在一 基板1 2上面，以及一薄膜電晶體Td，係使形成在此緩衝區 層14上面。此薄膜電晶體^係具有：一閘極電極38、一活 性層42、一源極電極56、和一汲極電極52。其活性層42係 使形成在其緩衝區層1 4上面，以及其一第二絕緣層37，係 使形成其在活性層42上面。其一閘極電極38係使形成在此 第二絕緣層37上面，以及在其閘極電極38上面，係循序形 成有一第三和第四絕緣層3 9和4 1。該等源極電極和汲極電 極56和52，係使形成在此第四絕緣層41上面。在該等第三 和第四絕緣層39和41之間，係形成有一電力線35，而使與 其源極電極56相接觸。上述基板丨2上面形成有源極電極和 汲極電極56和52之整個表面上面，係形成有一第五絕緣層 5 7。其一第一電極1 6，係使形成在此第五絕緣層5 7上面， 以及此第一電極16，係與其驅動元件之汲極電極52相接 觸。其一可發射一特定波長之光波的有機光發射層丨8，係 使形成在其第一電極1 6上面，以及此光發射層丨8上面，係 形成有一第二電極20。在形成此光發射層Μ之前，其一第 六絕緣層58，係使形成在其第一電極16上面，以及係加以 形成圖案，而使曝露出一部份之第一電極16。上述之光發 射層1 8，係使形成在其第一電極1 6之曝露部分上面，以及

1231616 五、發明說明（7) 加以實現及完成 為完成此等 思說明之目的， 一第一基板；一 之交換薄膜電晶 薄膜電晶體，每 有··一活性層、 極’其驅動薄膜 域，而使具有一 動薄膜電晶體之 係形成有 光發射層 才系〇 在另 製作方法 一第 以及 特徵 係包括 之像素區域；形 第一基板上面之 電晶體 驅動薄膜 極電極、 係使延伸 觸電極’ 接觸；在 和一汲 至其像 使與其 其第二 極上面’形成一 形成一第二電極 和其他目 一有機電 與此第— 體；和多 一交換薄 一閘極電 電晶體之 伸出部分 汲極電極 電極，此 此有機光 中’一種 :在彼等 成多個之 驅動薄膜 各，係具 極電極， 素區域， 驅動薄膜 基板上面 有機光發 ;以及黏 的，以 致發光 基板分 個互連 膜電晶 才亟 、' 汲極電 ，其一 的伸出 第一電 發射層 及依據本發明所具現及廣 顯示（ELD)裝置係包括 隔相向之第二基板；多個 在其苐一基板上面之驅動 體和驅動薄膜電晶體係具 源極電極、和一汲極電 極，係使延伸至其像素區 接觸電極，係使接觸其驅 部分’其第二基板上面， 極上面，係形成有一有機 上面，係形成有一第二電 有機電致發光 第一和第二基 交換薄膜電晶 電晶體，該等 有一活性層、 顯示（ELD)裝置之 板上面，界定多個 體和多個互連在其 交換薄膜電晶體和 一閘極電極、 源 其驅動 而使具 電晶體之〉及極 ，形成 射層； 合該等第一和 薄膜電晶體之汲極電極， 有一伸出部分；形成一接 電極的伸出部分相 一第一電極；在此第一電 在此有機光發射層上面， 第二基板，以使其

第13頁 1231616 五、發明說明（8) 第m接觸電極，與其第二電極相接觸。 理應瞭解的是，本發明前述之一二= 說明，係屬範例性和解釋性，以咅^和下文之坪細 發明之進一步解釋。 ’、思提供其所主張本 此等被納入用以提供本發 構成此申請案之一部分的附’m:瞭解及被合併而 m遠[S1 1 Μ叫.圖’係例不本發明之實施例， 乂及連门/、之說明，係用以解釋本發明之原理。 實施方式 其係例示在所附 茲將詳細說明本發明之例示實施例 諸圖中。 ⑴η第^ ΐ係—依據本發明之範例性有機電致發光顯示 (ELD)裝置的橫截面圖。右坌j 士 苐圖中，一有機電致發光顯示 (ELD)裝置99，可能包括一些以一黏結劑300黏合在一起之 透明性第-和第二基板1〇〇和2〇〇。在其第一基板1〇〇上 面，可能界定有多個之像素區域，，P"，以及在每一像素區 域"P’’處，可能形成有一作用為交換元件和驅動元件之薄 膜電晶體T。雖未顯示出，其第一基板1〇〇，可能包括多 個之陣列線。一透明性第一電極2 0 2 (陽極），可使形成 在其第二基板20 0之整個表面上面。一有機光發射層2〇8和 一第二電極2 10 (陰極），可循序使形成在其第一電極2〇2 上方。其光發射層2 0 8之每一分開之部分R、G、和β，可對 應於其第一基板100之每一像素區域” ρ”，以及可發射紅 色、綠色、和藍色之光波。其光發射層2〇8，可使形成為

第14頁 五、發明說明（9) 一單層結構，或為一多層結構。若其光發射層2〇8包括多 層結構’其可能包括一主光發‘射層2 〇 8 a、一電洞傳輸層 208b、和電子傳輸層208c。其電洞傳輸層2〇8b，可使形成 在該等第一電極202與主光發射層2〇8a之間，以及其電子 傳輸層208c，可使形成在該等主光發射層2〇8a與第二電極 2_1 〇之間。其第二電極2丨〇和其驅動元件之汲極電極（未圖 示），可透過其接觸電極128,間接地使彼此相連接。其 接觸電極128，可使形成在其第二電極21〇上面，或者可使 形成在其驅動元件之汲極電極（未圖示）的伸出部分（未 圖示）上面。若其第一和第二基板丨〇〇和2〇〇，係在形成其 接，電極128之後方使彼此黏合在一起，其第二電極21〇， 可精由其接觸電極128，使間接連接至其汲極電極（未圖 不）。與其中之第二電極2 10係使形成在第一基板1〇〇上面 :有機電致發光顯示（ELD)裝置相較，要保護其薄膜電晶 一將不需要在此薄膜電晶體上面，形成一額外之鈍化 層。此外，依據本發明，其將不必在其鈍化層上面形成一 絕緣層。 第5圖係一依據本發明之有機電致發光顯示（eld)裝置 々的乾例性薄膜電晶體陣列像素部分之平面圖。在第5圖之 :例，膜電晶體陣列的像素部分中，一交換元件Ts和驅 兀1 TD，可使用一些多晶矽薄膜電晶體。在第5圖中， 閑極線1〇2，可使沿一水平方向，形成在一基板1〇〇上 以及其一資料線丨丨5和電力線丨丨4，可使沿一與上述水 w向相垂直之垂直方向’形成在該基板1〇〇上面。該等 1231616 五、發明說明（10) :料：115和電力線114，在形成i可使與其閘極線相 =界二屮之線和資料線102和115，可藉由使彼此相交 Μ ^ 1 ψ ^ =該等閘極線和資料線1 02和11 5之交叉點相 ^的置處。其交換MTS可能包括··-活性層1()6、一 閘極電極110、一源極電極121、和一汲極電極123，以及 其驅動兀件TD可能包括：—活性層104、_閘極電極⑴、 ίΓΐ:?1::广一沒極電極124。其一儲存電容器c-， 在形成上可使平行於其驅動元件TD，以及可由一作為一 一電容器電極之多晶矽活性圖案丨〇 7和上述作為一第二電 容器電極之電力線114來形成。其交換元件之源極電極 1 2 1，可以電氣方式使連接至其資料線丨丨5，以及其汲極電 極123可以電氣方式，使連接至其驅動元件&之閘極電極 110。其驅動元件TD之汲極電極124，可包括一形成在上述

像素區域” P”内之伸出部分125，其中之伸出部^125的形L 狀，可被修飾成種種不同之形狀。此外，第4圖之接觸^ 極128，可使形成在上述之伸出部分丨25上面，或可使與該 伸出部分1 2 5相接觸。 第6A至6C圖係一些沿第5圖之VI-VI所截成的橫截面 圖，以及可例示一依據本發明之有機電致發光顯示（ELD) 裝置的薄膜電晶體陣列像素部分之範例性製作程序。& $ 6A圖中，其一緩衝區層102，可藉由沉積一類似矽氮化物 (SiNx)和矽氧化物（Si〇2)等無機絕緣材料，使形成在—其 上界定有多個像素區域"P"之基板100上面。此基板1〇〇係'

1231616 五、發明說明（13) 伸出部分125，而與第4圖之第二電極210相接觸，、。 由與其用以形成第4圖之第二電極210的材料相同'之材料 來：成：此外’一形成在其驅動元件上面用以保護此驅動 π件之第五絕緣層，和一形成在此第五絕緣層上面之第山 絕緣層，可能不再需要，因而可簡化其薄膜電晶體陣列ς 分之製作程序。然而，一額外之鈍化層13〇，可如第7圖中 所示，另外形成在其驅動元件上面，使部份: 極電極124之伸出部分125。 *路出其及 第8Α至8C圖係一依據本發明之有機電致發光顯示 的光發射部分之範例性製作程序的橫截面圖。 ΐΓϋ t而其—第-電極202，可使形成在-基板2〇。之 個表面上面，而作為一陽極，使電洞輸入進一 成之有機光發射層f去国向 甘士 、傻厅t 可包括一且右古1(未圖不）内，其中之第一電極202， /、百w功作函數之銦錫氧化物（ITO)。 在第8B圖中，计 些有關R (紅色）$7有機光發射層208,可被分割成- 及可使形成在其第、—(綠色）、㈣（藍色）之區段’以 每一區段R、G、弟一電極2 02上面。其有機光發射層208之 出紅I ^綠色:=，可對應於每一像素區域"p"，而發射 208，可使形成為―藍色波長之光波。其有機光發射層 發射層208係形^二單層結構，或為一多層結構。若其光 射層208a、一電”、、—多層結構，則其可能包括一主光發 在第8C圖中’同傳輸層208b、和電子傳輸層208c。 光發射層208上’其一第二電極210 ’可使形成在其有機 面’而使對應於每一像素區域，’ p ’，。其第二

第19頁 1231616 五、發明說明（14) 電極21 0，可能包括鋁（A1)、鈣（Ca)、鎂（Mg)、或者舉例 而言，可為一鋰氟（LiF) /鋁（A1)之雙金屬層。第4圖之有 機電致發光顯示（ELD)裝置，可如上文之詳細說明，藉由 黏合該等薄膜電晶體陣列部分和光發射部分，來加以製 作0 第9圖係一依據本發明之有機電致發光顯示（ELD)裝置 的另一範例性薄膜電晶體陣列像素部分之橫截面圖。在第 9圖之範例性薄膜電晶體陣列部分中，該等交換元件和驅 動元件，可使用一非晶矽薄膜電晶體。若其驅動元件之活 性層’係使用一非晶石夕（a _ S i : η )，如上文之詳細說明，其 一閘極電極形成所在之位置，可能會不同於該等交換元件 和驅動元件所使用之多晶矽。此外，如上文之詳細說明， 其他之結構可能係屬相同。 在第9圖中，其一閘極電極4〇2可使形成在一基板4〇() 上面’以及其一閘極絕緣層4〇6，可藉由沉積一類似矽氮 化物（S1 Νχ)和矽氧化物（S丨I)等無機絕緣材料，使形成在 其上形成有閘極電極402之基板400的整個表面上面，而使 形成在其閘極電極4〇2上方。其一活性層4〇8和歐姆接觸層 41 〇 ’可使循序形成在上述與其閘極電極4 〇 2相對應之閘極 、、邑緣層4 0 6上面。彼等源極電極和汲極電極41 4和41 2，可 使形成在其歐姆接觸層410上面。其汲極電極412可使延伸 進入上述之像素區域（未圖示）内，而具有一伸出部分 41 5，以及此汲極電極4丨2之伸出部分4丨5的形狀，可加以 修飾使採取多種形狀。其一接觸電極4丨6，可使形成在其

1231616 五、發明說明（16) 程序之良率將可使增加。 本技術之專業人員，很顯然可在不偏離本發明之精神 或範圍下，在本發明之有機電致發光顯示裝置中，製成各 種修飾體和變更形式。因此，其係意在使本發明涵蓋本發 明在所附申請專利範圍和彼等之等價體的界定範圍内之修 飾體和變更形式。

第22頁 1231616 圖式簡單說明 第1圖係一依據其習知技術之有機電致發光顯示（ELD) 裝置的橫截面圖； 第2圖係一依據其習知技術之有機電致發光顯示（ELD) 裝置的薄膜電晶體陣列像素部分之平面圖； 第3圖係依據其習知技術而沿第2圖之線瓜—瓜所截 成的橫截面圖； m上4 Ϊ Ϊ據本發明之範例性有機電致發光顯示 (ELD)裝置的檢截面圖； 第5圖係一依據本發明之有^ ^ ^ ^ 的範例性薄膜電晶料料素部分之平=^(_裝置 苐6 A至6 C圖係一也沿第^ fsj + a lrr ° 圖，以及可例示-依據本ΓΛ/ΛΓ截成的橫截面 裝置的薄膜電晶體陣列像素％八、電致發光顯不（ELD) 第7圖係一依據本發製作程序； 的範例性薄膜電晶體陣列像素^八電致發光顯示（ELD)裝置 第8Α至8C圖係一依據本發明：面圖； (ELD)裝置的光發射部分之範例性有找電致發光顯示 第9圖係一依據本發明之有雷序的橫截面圖； 的另一範例性薄膜電晶體陣列像^光顯示（ELD)裝置 第1 0圖則係一依據本發明之有^刀之橫截面圖；而 裴置的另一範例性薄膜電晶體，，致發光顯示（ELD) 平歹i像素部分之橫截面圖。 元件編號對照表 10有機電致發光顯示（ELD)裝置 1231616 圖式簡單說明 1 2透明性第一基板 1 4 缓衝區層 1 4薄膜電晶體陣列部分 1 5第一電容器電極/多晶矽圖案 1 6第一電極 1 8有機光發射層 20 第二電極/第二電容器電極 22 吸濕性乾燥劑 25膠帶 26黏結劑 28第二基板 3 2 閘極線 34 資料線 35 電力線 3 6 閘極電極 3 7 第二絕緣層 3 8 閘極電極 3 9 第三絕緣層 40 活性層 41第四絕緣層 4 2 活性層 4 6 源極電極 4 8 源極電極 5 0 >及極電極

第24頁 1231616 圖式簡單說明 5 2 没極電極 5 4接觸孔 5 6接觸孔 5 6 源極電極 5 7 第五絕緣層 5 8 第六絕緣層 99有機電致發光顯示（ELD)裝置 1 0 0第一基板 102 閘極線/緩衝區層 1 0 4 活性層 10 4a 第一活性層 10 4b 第二活性層 1 0 6 活性層 1 0 7多晶矽活性圖案 I 0 8 閘極絕緣層 11 0 閘極電極 111 閘極電極 II 2中間層 11 4 電力線 11 5資料線 11 6第一鈍化層 11 8第一接觸孔 1 2 0 第二接觸孔 1 2 1 源極電極

第25頁 1231616 圖式簡單說明 1 2 2 第三接觸孔 1 2 3 沒極電極 1 2 4 汲極電極 1 2 5 伸出部分 1 2 6 源極電極 1 2 8接觸電極 1 3 0鈍化層 200第二基板 202第一電極（陽極 2 0 8有機光發射層 208a 主光發射層 2 0 8b 電洞傳輸層 208c電子傳輸層 2 1 0第二電極（陰極 3 0 0 黏結劑 4 0 0 基板 4 0 2 閘極電極 4 0 6 閘極絕緣層 4 0 8 活性層 41 0 歐姆接觸層 41 2 沒極電極 41 4 源極電極 41 5伸出部分 41 6 接觸電極

第26頁 1231616 圖式簡單說明 4 1 8鈍化層

IHIH 第27頁 _

Claims (1)

1231616 六 、申請專利範圍 一種 -第一 一與此 多個之 面之驅動薄 晶體係具有 汲極電極， 像素區域， 一與其 之接觸電極 一形成 一形成 一形成 2.如申 其中 弟一電極， 極，以及其 層内之陰極 3 ·如申 其中 第一電極包 4.如申 其中 括： 有機電致發光顯示（ELD)裝置，其特徵為包 基板； 第一基板分隔相向之第二基板； 父換薄膜電晶體，和多個互連在其第一基板上 膜電晶體，每一交換薄膜電晶體和驅動薄膜電 •一活性層、一閘極電極、一源極電極、和一 其驅動薄膜電晶體之汲極電極，係使延伸至其 而使具有一伸出部分； 驅動薄膜電晶體之汲極電極的伸出部分相接觸 在其第二基板上面之第一電極； 在其第一電極上面之有機光發射層；和 在其有機光發射層之第二基板。 請專利範圍第1項之有機電致發光顯示裝置， 係一可將電洞輸入進其有機光發射層内之陽 第二電極，係一可將電子輸入進其有機光發射 〇 請專利範圍第2項之有機電致發光顯示裝置， 括銦錫氧化物（ITO)。 請專利範圍第2項之有機電致發光顯示裝置，

第28頁 1231616 六、申請專利範圍 第二電極包括鈣（Ca)、鋁（A1)、和鎂（Mg)中之一。 5.如申請專利範圍第1項之有機電致發光顯示裝置， 其中 接觸電極包括_(Ca)、鋁（A1)、和鎂（Mg)中之一。 6 ·如申請專利範圍第丨項之有機電致發光顯示裝置， 其中 有機光發射層，更包括包括一毗鄰其第一電極之電洞傳輸 層，和一毗鄰其第二電極之電子傳輸層。 7 ·如申請專利範圍第1項之有機電致發光顯示裝置，

其中 薄膜電晶體，係包括一多晶矽薄膜電晶體。 8 ·如申請專利範圍第1項之有機電致發光顯示裝置， 其中 薄膜電晶體，係包括一非晶矽薄膜電晶體。 9· 一種有機電致發光顯示（ELD)裝置之製作方法，其 特徵為包括以下步驟：

在彼等第一和第二基板上面，界定多個之像素區域； 形成多個之交換薄膜電晶體和多個互連在其第一基板 上面之驅動薄膜電晶體，該等交換薄膜電晶體和驅動薄膜 電晶體各係具有：一活性層、一閘極電極、一源極電極、 和一沒極電極，其驅動薄膜電晶體之汲極電極，係使延伸 至其像素區域，而使具有一伸出部分； 形成一接觸電極，使與其驅動薄膜電晶體之沒極電極 的伸出部分相接觸；

第29頁 1231616 、申請專利範圍 在其第二基板上面， 一 一 在此第一電極上而/成第一電極； 在此有機光發射居上：成：：機光發射層； 極 黏合該等第一和‘亡：形成-第二電極·’以及 與其第二電極相板，以使其第-基板之接觸電 第 H 青專利範圍第9項之製作方法，其中 極，以及立：：電洞輸入進其有機光發射層内之陽 層内的陰極 係-可將電子輸入進其有機光發射 11. 如申請專利範圍第i 〇項之製作方法， 弟一電極，係包括銦锡氧化物（ITO)。 /、 12. 如申請專利範圍第1〇項之製作方法， 第二電極，係包括舞（Ca)、紹⑷）、和鎮（⑷中之一。 1 3.如申请專利範圍第9項之製作方法，呈中 接觸電極，係包括別Ca)、紹⑴）、和相^ — 14.如申請專利範圍第9項之製作方法，苴 。 有機光發射層，係進一步包括一晚鄰並第一電： 輸層’和-毗鄰其第二電極之電子傳輸^ 之電洞傳 其中 其中 1 5 ·如申请專利範圍第g項之製作方法 薄膜電晶體，係包括一多晶矽薄膜電晶體 1 6 ·如申請專利範圍第9項之製作方法 薄膜電晶體，係包括一非晶矽薄膜電晶體 第30頁