TWI412294B - 有機發光裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

有機發光裝置及其製造方法

本發明係關於一種有機發光裝置及其製造方法。

由於平面顯示裝置可解決例如陰極射線管等習知技術顯示裝置之缺陷，因此近年來，例如液晶顯示器、有機發光裝置以及電漿顯示面板等平面顯示裝置日益受到關注。

尤其地，因為有機發光裝置具有自發光(self-emitting)結構，無須如背光單元等光源可發射光線，因此有機發光裝置可透過簡單製程被製造為發光且薄型。由於具有例如驅動電壓低、發光效率高以及視角廣等特徵，有機發光裝置已經被考慮作為下世代顯示裝置。

有機發光裝置透過以下步驟被製造，接合具有複數個有機發光元件之有機發光元件陣列基板至用於封閉此有機發光元件陣列基板之封裝基板(encapsulation substrate)，沿每一有機發光元件切割此結合結構，以及完成模組製程。

有機發光元件陣列基板透過以下步驟被製造。因為此製造製程在習知領域眾所周知，所以簡單地描述此製造製程。

薄膜電晶體形成於基板的每一子域(subfield)上。薄膜電晶體包含半導體層、閘極絕緣層、閘電極、層間介電層、源電極以及汲電極。

保護層形成於薄膜電晶體上，然後第一電極形成於保護層上，透過通過此保護層以電連接薄膜電晶體之汲電極。因此，形成包含第一電極之薄膜電晶體陣列基板。

接下來，薄膜電晶體陣列基板被切割，以便於在製造製程中被分離為複數個基板。包含有機發光層和第二電極之有機發光二極體被製造於第一電極上，有機發光元件陣列基板被接合至封裝基板。接下來，接合結構被切割，然後模組製程被完成以製造單獨的有機發光裝置。

如上所述，在有機發光層被形成之前，具有第一電極之母板(mother substrate)被切割，以便於在製造製程中被分離為複數個基板，其中每一基板包含期望的尺寸。接下來，複數個基板經過研磨製程(grinding process)。然而，在切割製程或研磨製程期間，玻璃晶片或微粒形式之雜質被產生以被接合至第一電極之表面和電源線之表面。接合的雜質(foreign material)可以降低第一電極之電特性，或者在有機發光層之後續形成製程中形成壞的有機發光層。換言之，在有機發光裝置中產生黑點，污染電源線之表面，並且改變電阻特性。

因此，具有代表性實施例提供一種有機發光裝置及其製造方法，避免切割和研磨製程期間所產生的雜質污染第一電極和電源線，能夠改善製造產量、發光效率以及可靠性。

本發明其他特徵和優點將在如下的說明書中部分地加以闡述，並且本發明其他特徵和優點對於本領域的普通技術人員來說，可以透過本發明如下的說明得以部分地理解或者可以從本發明的實踐中得出。本發明的目的和其它優點可以透過本發明所記載的說明書和申請專利範圍中特別指明的結構並結合圖式部份，得以實現和獲得。

一方面，一種有機發光裝置包含：基板；位於基板上的薄膜電晶體，薄膜電晶體包含半導體層、閘極絕緣層、閘電極、源電極以及汲電極；有機發光二極體，包含連接薄膜電晶體之第一電極、有機發光層以及第二電極；以及電源線，包含與源電極和汲電極具有相同形成材料之第一導電層以及位於第一導電層上的第二導電層，電源線係電連接第二電極。

另一方面，一種有機發光裝置之製造方法包含：形成半導體層、閘極絕緣層以及閘電極於母板上；形成電連接半導體層之源電極和汲電極以及和負電壓線路之第一導電層；形成保護層於源電極、汲電極以及第一導電層上，用於暴露汲電極之一部分以及第一導電層之一部分；形成電連接汲電極之第一電極；形成用於暴露第一電極之一部分之觸排層於第一電極上；形成電連接第一導電層之第二導電層於第一導電層上；形成虛擬層(dummy layer)於觸排層所暴露之第一電極上；切割母板為複數個基板；清除虛擬層；形成有機發光層於第一電極上；以及形成第二電極於有機 發光層以及第二導電層上。

可以理解的是，如上所述的本發明之概括說明和隨後所述的本發明之詳細說明均是具有代表性和解釋性的說明，並且是為了進一步揭示本發明之申請專利範圍。

現在將結合圖式部份對本發明的較佳實施方式作詳細說明。

「第1A圖」和「第1B圖」所示係為具有代表性實施例之有機發光裝置之平面圖。

如「第1A圖」所示，複數個有機發光元件形成於母板100上，以形成有機發光元件陣列基板。參考標號100b表示一個有機發光裝置之製造單元，此有機發光裝置包含複數個子畫素，每一子畫素包含一薄膜電晶體和一有機發光二極體。

母板100接合於封裝基板(圖中未表示)。此接合結構順序地經過切割製程和模組製程，從而製造出如「第1B圖」所示之個體有機發光裝置100b。

如「第1B圖」所示，有機發光裝置100b包含顯示單元P、掃描驅動器SD、資料驅動器DD以及電源線182。

顯示單元P包含複數個子畫素，子畫素係由掃描線S1至Sn和資料線D1至Dm之交叉而定義。每一子畫素透過掃描線S1至Sn以及資料線D1至Dm接收來自掃描驅動器SD和資料驅動器DD之電訊號。

雖然顯示單元P之每一子畫素未被表示，但是每一子畫素包含薄膜電晶體和有機發光二極體。有機發光二極體包含第一電極、有機發光層以及對應共同電極之第二電極195。子畫素透過有機發光二極體之第二電極195連接電源線182。電源線182供應負電壓例如接地電壓至第二電極195，有機發光二極體中產生的電流透過電源線182流出。因此，電源線182被形成於廣闊的區域中以圍繞顯示單元P。雖然具有代表性實施例中描述且表示的係為電源線182接觸第二電極195之例子，但是具有代表性實施例並非限制於此。下文中，為了便於解釋，電源線182之一部分接觸第二電極195之部位被稱為第二電極接觸部C。

以下參考「第2圖」描述具有代表性實施例之有機發光裝置之結構。

如「第2圖」所示，緩衝器層105係位於基板101上，薄膜電晶體TFT係位於緩衝器層105上。薄膜電晶體TFT包含半導體層110、對應閘極絕緣層之第一絕緣層120、閘電極130、對應層間介電層之第二絕緣層140、源電極150a以及汲電極150b。

保護層160係位於薄膜電晶體TFT上，並且第一電極170係位於保護層160上，以透過接觸孔165連接汲電極150b。包含開口185之觸排層(bank layer)180係位於第一電極170上，開口185用於暴露第一電極170之一部分。

有機發光層190係位於開口185所暴露的第一電極170上，第二電極195係位於有機發光層190上。第一電極170、有機發光層190以及第二電極195組成有機發光二極體OLED。

第一絕緣層120和第二絕緣層140位於第二電極接觸部C之緩衝器層105上。第一導電層150c包含與源電極150a和汲電極150b相同的形成材料。

保護層160係位於第一導電層150c上，第二導電層181係位於保護層160上以電連接第一導電層150c。第二導電層181包含與第一電極170相同之形成材料。第一導電層150c和第二導電層181組成電源線182。

第二電極195係位於電源線182上。電源線182係電連接第二電極195，從而可供應電源至第二電極195。

「第3圖」、「第4圖」、「第5圖」、「第6圖」、「第7圖」以及「第8圖」所示係為有機發光裝置之製造方法之各階段之剖視圖和平面圖。

在「第3圖」、「第4圖」、「第5圖」、「第6圖」以及「第7圖」中，參考標號100表示母板。複數個有機發光元件形成於母板100上。下文中，為了便於解釋，一個有機發光元件被視為具有代表性實施例中製造一個有機發光裝置100b之基本單元。下面將描述「第2圖」所示之第二電極接觸部C之結構。

如「第3圖」所示，緩衝器層105係形成於基板101上。基板101包含玻璃、塑膠或金屬，並且為撓性基板。在後續製程之薄膜電晶體之形成期間，緩衝器層105用以避免引入基板101所釋放的雜質。緩衝器層105選擇性地被形成。

薄膜電晶體TFT形成於緩衝器層105上。薄膜電晶體TFT包含半導體層110、對應閘極絕緣膜之第一絕緣層120、閘電極130、對應層間介電層之第二絕緣層140、源電極150a以及汲電極150b。

第一絕緣層120以及第二絕緣層140係位於第二電極接觸部C之緩衝器層105上，第一導電層150c係位於第二絕緣層140上。第一導電層150c係使用與源電極150a和汲電極150b相同的形成材料透過與源電極150a和汲電極150b相同的形成製程而形成。

源電極150a和汲電極150b包含鉬(Mo)、鋁(Al)、鈦(Ti)或者及其合金至少其一。源電極150a和汲電極150b包含單層結構或多層結構。例如，源電極150a和汲電極150b包含鉬/鋁/鉬之三層結構。

第三絕緣層160係形成於薄膜電晶體TFT和第一導電層150c上。第三絕緣層160係為平坦化絕緣層或保護層。第三絕緣層160係由氧化矽、氮化矽、聚丙烯酸樹脂(polyacrylate-based resin)或苯環丁烯樹脂(benzocyclobutene-based resin)形成。

如「第4圖」所示，第三絕緣層160之一部分被蝕刻以形成用於暴露汲電極150b之一部分之接觸孔165以及用於暴露第一導電層150c之一部分之通孔166。接下來，第一電極170係形成於第三絕緣層160上，以透過接觸孔165電連接汲電極150b。

第一電極170係為陽極。第一電極170包含透明導電氧化層，例如氧化銦錫(indium-tin-oxide；ITO)。第一電極170在透明導電氧化層下更包含反射金屬層。

觸排層180形成於第一電極170上。觸排層180用於在第一電極170之間提供絕緣。接下來，觸排層180之一部分被蝕刻以形成用於暴露第一電極170之開口185。

如「第5圖」所示，第二導電層181係形成於第一導電層150c上。第二導電層181係使用製造的分離遮罩而形成，從而僅僅暴露除了薄膜電晶體TFT和第一電極170之外的第二電極接觸部C。第二導電層181包含例如氧化銦錫、銅、銀、鉑以及金等導電材料，從而避免虛擬層之後續蝕刻製程期間的第一導電層150c之損壞。

在第一電極170和觸排層180被形成之後，雖然第二導電層181形成於本發明之具有代表性實施例中，但是第二導電層181係使用與第一電極170相同的形成材料透過與第一電極170相同的形成製程被形成。在這種情況下，可簡化有機發光裝置之製造方法。

第一導電層150c和第二導電層181在後續製程中可電連接有機發光二極體之第二電極。下文中，第一導電層150c和第二導電層181被稱為電源線182。

如「第6圖」所示，虛擬層183形成於母板100上，其中母板100上形成有第一電極170、觸排層180以及電源線182。虛擬層183包含例如鉬之金屬材料、例如氧化銦錫、氧化銦鋅(indium-zinc-oxide；IZO)或氧化銦錫鋅(ITZO)之透明導電材料，或者例如氮化矽之無機材料。

在後續切割和研磨製程期間，當母板100被切割以分離為各自具有期望面板尺寸之複數個基板時，虛擬層183用於避免雜質接合於第一電極170，雜質的例子為基板中產生的玻璃晶片或微粒形式之雜質。

因為虛擬層183之形成目的係用於保護第一電極170，所以虛擬層183僅僅形成於第一電極170上。換言之，虛擬層183未形成於觸排層180和電源線182上。

雖然圖中未表示，附加虛擬層形成於虛擬層183上。附加虛擬層用以防止在切割製程期間虛擬層183中二次產生的雜質處於附加虛擬層之下。

因此，附加虛擬層並非必須被形成。附加虛擬層根據虛擬層183之形成材料而選擇性地被形成。附加虛擬層係由光阻、聚丙烯酸樹脂或苯環丁烯樹脂而形成。

如「第7圖」所示，在母板100被切割以分離為複數個子基板100a之後，複數個子基板100a之邊緣被打磨。為了便於描述製造製程，子基板100a係為用於製造「第2圖」所示之複數個有機發光裝置100b之有機發光元件陣列基板。另外，子基板100a係為用於製造一個有機發光裝置100b之基本單元。

如「第8圖」所示，第一電極170上的虛擬層183被清除以形成有機發光層於第一電極170上。

虛擬層183係使用濕蝕刻或亁蝕刻製程被清除。例如，在虛擬層183由例如氮化矽(SiNx)、氧化矽(SiOx)等無機絕緣材料形成的情況下，虛擬層183係使用亁蝕刻製程被移除。在虛擬層183由金屬材料或導電材料形成的情況下，虛擬層183使用濕蝕刻製程被移除。虛擬層183之移除可清潔第一電極170之表面。

例如，在虛擬層183由鉬形成的情況下，虛擬層183係使用濕蝕刻製程被移除，第一電極170之表面部分地被移除或清潔。因此，第一電極170之表面粗糙度被降低，所以可相當地改善第一電極170之表面特性。此外，第一電極170之作業功能增加，電洞注入效率(hole injection efficiency)增加，並且改善有機發光裝置之電性能。

當虛擬層183被清除時，電源線182之第二導電層181並非必須被損壞或移除。因為電源線182需要為有機發光二極體之第二電極195供應恆定的負電壓，所以線路電阻必須較低且恆定。因此，第二導電層181具有導電性，從而電連接第一導電層150c。第二導電層181係由與虛擬層183具有不同蝕刻選擇性之材料形成。例如，源電極150和第一導電層150c形成鉬/鋁/鉬的情況下，第一導電層150c之鉬層在鉬形成的虛擬層183之濕蝕刻製程期間 被損壞，第一導電層150c下方的鋁層被暴露。因此，由於包含第一導電層150c之電源線182之表面特性改變，所以難以在後續製程中供應恆定電壓至第二電極195。

因此，在第二導電層181使用氧化銦錫形成於第一導電層150c上之後，虛擬層183使用鉬被形成。因此，即使虛擬層183使用濕蝕刻製程被移除，由於第二導電層181具有蝕刻選擇性，所以電源線182不會被損壞。

如「第8圖」所示，有機發光層190形成於開口185所暴露的第一電極170上，第二電極195形成於有機發光層190上，以形成包含第一電極170、有機發光層190以及第二電極195之有機發光二極體OLED，第二電極195可以形成於電源線182上。

第二電極195可以為陰極，也可以為共同電極。第二電極195可以由例如鋁、鎂和銀等具有低作業功能和優良反射性之材料形成，也可以由透明電極形成。

有機發光層190接收來自第一電極170之電洞並且接收來自第二電極195之電子以產生激子。當激子返回接地位準時，發射的光線可顯示影像。雖然圖中未表示，電洞注入和傳送層以及電子注入和傳送層係位於有機發光層190和第一電極170之間以及有機發光層190和第二電極195之間。

如上所述，本發明之具有代表性實施例中，在母板100被切割之前，虛擬層183係形成於母板100上。這用於避免在切割製程期間基板中釋放的雜質接合第一電極170，雜質的例子為玻璃晶片或微粒形式之雜質。因此，切割製程期間產生的外部材料係位於虛擬層183上，當虛擬層183被移除時一同被移除。

本發明之具有代表性實施例中，虛擬層183下方之第一電極170之表面特性可透過用於移除虛擬層183之蝕刻製程被改善。換言之，由於作業功能增加，電洞注入效率增加，從而可改善有機發光裝置之電特性。

本發明之具有代表性實施例中，電源線182係使用兩種導電層被形成。更特別地，因為與電源線182之上層對應之第二導電層181係使用具有導電性和蝕刻選擇性之材料形成，所以當虛擬層183被移除時，電源線182可避免被損壞。此外，透過供應恆定電壓至有機發光二極體之第二電極，可改善影像品質。

本發明之具有代表性實施例中，雖然薄膜電晶體之例子被描述為上閘極型(top gate type)薄膜電晶體，但是下閘極型(bottom gate type)薄膜電晶體也可以被使用。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍之內。關於本發明所界定之保護範圍請參照所附之申請專利範圍。

100．．．母板

100a．．．子基板

100b．．．有機發光裝置

101．．．基板

105．．．緩衝器層

110．．．半導體層

120．．．第一絕緣層

130．．．閘電極

140．．．第二絕緣層

150a．．．源電極

150b．．．汲電極

150c．．．第一導電層

160．．．保護層

165．．．接觸孔

166．．．通孔

170．．．第一電極

180‧‧‧觸排層

181‧‧‧第二導電層

182‧‧‧電源線

183‧‧‧虛擬層

185‧‧‧開口

190‧‧‧有機發光層

195‧‧‧第二電極

C‧‧‧第二電極接觸部

P‧‧‧顯示單元

DD‧‧‧資料驅動器

SD‧‧‧掃描驅動器

OLED‧‧‧有機發光二極體

S1…Sn‧‧‧掃描線

D1…Dm‧‧‧資料線

TFT‧‧‧薄膜電晶體

第1A圖和第1B圖所示係為具有代表性實施例之有機發光裝置之平面圖；

第2圖所示係為有機發光裝置之剖視圖；以及

第3圖至第8圖所示係為有機發光裝置之製造方法中各階段之剖視圖和平面圖。

101．．．基板

105．．．緩衝器層

110．．．半導體層

120．．．第一絕緣層

130．．．閘電極

140．．．第二絕緣層

150a．．．源電極

150b．．．汲電極

150c．．．第一導電層

160．．．保護層

165．．．接觸孔

170．．．第一電極

180．．．觸排層

181．．．第二導電層

182．．．電源線

185．．．開口

190．．．有機發光層

195．．．第二電極

C．．．第二電極接觸部

P．．．顯示單元

OLED．．．有機發光二極體

TFT．．．薄膜電晶體

Claims (8)

1. 一種有機發光裝置，包含有：一基板；一薄膜電晶體，位於該基板上，該薄膜電晶體包含一半導體層、一閘極絕緣層、一閘電極、一源電極以及一汲電極；一有機發光二極體，包含連接該薄膜電晶體之一第一電極、一有機發光層以及一第二電極，其中該有機發光層係位於一開口所暴露的該第一電極上；以及一電源線，包含與該源電極和該汲電極具有相同形成材料之一第一導電層以及位於該第一導電層上的一第二導電層，其中該第二電極覆蓋該電源線的一整體寬度，藉以與該電源線的全部上表面相接觸。
2. 如請求項1所述之有機發光裝置，其中該源電極、該汲電極以及該第一導電層包含具有鉬(Mo)、鋁(Al)、鈦(Ti)或者及其合金至少其一之一單層結構或者一多層結構。
3. 如請求項1所述之有機發光裝置，其中該第二導電層包含與該第一電極相同的形成材料。
4. 一種有機發光裝置之製造方法，包含：形成一半導體層、一閘極絕緣層以及一閘電極於一母板上；形成連接該半導體層之一源電極和一汲電極以及一負電 壓線路之一第一導電層；形成一保護層於該源電極、該汲電極以及該第一導電層上，用於暴露該汲電極之一部分以及該第一導電層之一部分；形成電連接該汲電極之一第一電極；形成用於暴露該第一電極之一部分之一觸排層於該第一電極上；形成電連接該第一導電層之一第二導電層於該第一導電層上；形成一虛擬層於該觸排層上，並透過該觸排層暴露該第一電極；切割該母板為複數個子基板；移除該虛擬層；形成一有機發光層於該第一電極上；以及形成一第二電極於該有機發光層以及該第二導電層上，其中一電源線，包含該第一導電層以及位於該第一導電層上的該第二導電層，其中該第二電極覆蓋該電源線的一整體寬度，藉以與該電源線的全部上表面相接觸。
5. 如請求項4所述之有機發光裝置之製造方法，其中該虛擬層包含一金屬材料、一導電材料以及一無機材料至少其一。
6. 如請求項4所述之有機發光裝置之製造方法，其中該第二導電 層以及該虛擬層具有不同的蝕刻率。
7. 如請求項4所述之有機發光裝置之製造方法，其中該第二導電層係使用與該第一電極相同的形成材料而形成。
8. 如請求項4所述之有機發光裝置之製造方法，其中該源電極、該汲電極以及該第一導電層包含具有鉬(Mo)、鋁(Al)、鈦(Ti)或者及其一合金至少其一之一單層結構或者一多層結構。