TWI440172B - 有機發光顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

有機發光顯示裝置及其製造方法

本發明是有關於一種顯示裝置及其製造方法，且特別是有關於一種有機發光顯示裝置及其製造方法。

有機發光顯示裝置是採用有機發光二極體發光來產生影像的。其中，有機發光二極體係以陣列方式排列於有機發光顯示裝置內，而為了驅動這些有機發光二極體以產生影像，目前所使用的方法主要可區分為被動矩陣式(Passive Matrix)與主動矩陣式(Active Matrix)兩種。其中，又以主動矩陣式較能符合大尺寸或是高解析度顯示之需求。

主動式有機發光顯示裝置是利用薄膜電晶體來驅動發光二極體，其每一畫素結構包括至少二薄膜電晶體與一儲存電容來構成。

習知技術中，構成畫素的薄膜電晶體一般包括基底以及依次形成於基底上的透明導電層、金屬閘極層、閘極絕緣層、非晶矽(a-Si)層、源極/汲極層、保護層以及畫素電極。

然而，採用上述薄膜電晶體來製造有機發光顯示裝置，在形成薄膜電晶體後，為定義出畫素且可填入有機材料，還需在薄膜電晶體製程完成後再增加一道製程來形成畫素定義層。這使得有機發光顯示裝置的製程變得較為複雜，從而會降低有機發光顯示裝置的生產速度。

因此，如何簡化有機發光顯示裝置的製程，以提升有機發光顯示裝置的生產速度實為相關領域之人員所重視的議題之一。

有鑑於此，本發明提供一種有機發光顯示裝置，其製程較為簡化。

本發明還提供一種有機發光顯示裝置的製造方法，其可簡化製程，提高生產速度。

本發明提出一種有機發光顯示裝置，其包括基底、透明電極層、源極/汲極層、銦鎵鋅半導體層、第一絕緣層、閘極層、第二絕緣層與有機發光結構。基底具有第一薄膜電晶體區、第二薄膜電晶體區及有機發光結構區，第二薄膜電晶體區位於第一薄膜電晶體區與有機發光結構區之間。透明電極層設置於基底上，具有第一電極、第二電極及第三電極，第一電極位於第一薄膜電晶體區上，第二電極位於第二薄膜電晶體區上，第三電極位於有機發光結構區上且與第二電極電性連接。源極/汲極層設置於透明電極層上，具有第一汲極與第二汲極，第一汲極位於第一薄膜電晶體區上，第二汲極位於第二薄膜電晶體區上。銦鎵鋅半導體層設置於源極/汲極層與基底上，具有第一半導體與第二半導體，第一半導體位於第一薄膜電晶體區上，第二半導體位於第二薄膜電晶體區上。第一絕緣層設置於源極/汲極層、銦鎵鋅半導體層及基底上，並暴露出第三電極。閘極層設置於第一絕緣層上，具有第一閘極與第二閘極，第一閘極位於第一薄膜電晶體區上，第二閘極位於第二薄膜電晶體區上且延伸至第一薄膜電晶體區上並與第一汲極電性連接。第二絕緣層設置於第一絕緣層與閘極層上，並暴露出第三電極。有機發光結構設置於第三電極上。

本發明還提出一種有機發光顯示裝置的製造方法，其包括以下步驟：首先是形成基底，基底具有第一薄膜電晶體區、第二薄膜電晶體區及有機發光結構區，第二薄膜電晶體區位於第一薄膜電晶體區與有機發光結構區之間。接著，形成透明電極層於基底上，透明電極層具有第一電極、第二電極及第三電極，第一電極位於第一薄膜電晶體區上，第二電極位於第二薄膜電晶體區上，第三電極位於有機發光結構區上且與第二電極電性連接。接著，於透明電極層上形成源極/汲極層，源極/汲極層具有第一汲極與第二汲極，第一汲極位於第一薄膜電晶體區上，第二汲極位於第二薄膜電晶體區上。接著，於源極/汲極層與基底上形成銦鎵鋅半導體層，銦鎵鋅半導體層具有第一半導體與第二半導體，第一半導體位於第一薄膜電晶體區上，第二半導體位於第二薄膜電晶體區上。接著，於源極/汲極層、銦鎵鋅半導體層及基底上形成第一絕緣層。接著，於第一絕緣層上形成閘極層，閘極層具有第一閘極與第二閘極，第一閘極位於第一薄膜電晶體區上，第二閘極位於第二薄膜電晶體區上且延伸至第一薄膜電晶體區上並與第一汲極電性連接。接著，於第一絕緣層與閘極層上形成第二絕緣層。接著，於第一絕緣層及第二絕緣層中形成開口，開口暴露出第三電極。最後，於第三電極上形成有機發光結構。

上述有機發光顯示裝置及其製造方法中，有機發光結構設置在薄膜電晶體的側邊，因此可減少有機發光顯示裝置的光罩製程數，從而有利於簡化有機發光顯示裝置的製程。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1繪示為本發明實施例之一的有機發光顯示裝置的剖面圖。請參閱圖1，有機發光顯示裝置10包括基底11、透明電極層12、源極/汲極層13、銦鎵鋅半導體層14、第一絕緣層15、閘極層16、第二絕緣層17與有機發光結構18。

承上述，基底11具有第一薄膜電晶體區112、第二薄膜電晶體區114及有機發光結構區116，第二薄膜電晶體區114位於第一薄膜電晶體區112與有機發光結構區116之間。

透明電極層12設置於基底11上。透明電極層12具有第一電極122、第二電極124及第三電極126。第一電極122位於第一薄膜電晶體區112上，第二電極124位於第二薄膜電晶體區114上，第三電極126位於有機發光結構區116上且與第二電極124電性連接。

源極/汲極層13設置於透明電極層12。源極/汲極層13具有第一汲極132與第二汲極134，第一汲極132位於第一薄膜電晶體區112上，第二汲極134位於第二薄膜電晶體區114上。

銦鎵鋅半導體層14設置於源極/汲極層13與基底11上。銦鎵鋅半導體層14具有第一半導體142與第二半導體144，第一半導體142位於第一薄膜電晶體區112上，第二半導體144位於第二薄膜電晶體區114上。

第一絕緣層15設置於源極/汲極層13、銦鎵鋅半導體層14及基底11上，並暴露第三電極126。具體在本實施例中，第一絕緣層15完全暴露出第三電極126的遠離第二電極124一端。需要指出的是，本發明並不以此為限，在其他實施例中，第一絕緣層15還可部分暴露出第三電極126的遠離第二電極124一端，亦即可有部分第一絕緣層15位於第三電極126的遠離第二電極124一端的正上方。

閘極層16設置於第一絕緣層15上。閘極層16具有第一閘極162與第二閘極164，第一閘極162位於第一薄膜電晶體區112上，第二閘極164位於第二薄膜電晶體區114上且延伸至第一薄膜電晶體區112上並與第一汲極132電性連接。

第二絕緣層17設置於第一絕緣層15與閘極層16上，並暴露第三電極126。其中，第一絕緣層15及第二絕緣層17可作為有機發光結構的畫素定義層。

有機發光結構18設置於第三電極126上。其中，有機發光結構18可包括依次形成於第三電極126上的電洞注入層181、電洞傳輸層182、有機發光層183、電子注入層184及陰極反射層185。

此外，於本實施例中，有機發光顯示裝置10還可包括跳線部101及焊墊部102，跳線部101連接於焊墊部102與第一薄膜電晶體區112之間，而焊墊部102用於與其他元件電性連接，例如與外部電路板或控制電路電性連接。

上述有機發光顯示裝置10將有機發光結構18設置在薄膜電晶體的側邊，因此可減少有機發光顯示裝置10的光罩製程數，且不需額外製作畫素定義層，從而有利於簡化有機發光顯示裝置10的製程。此外，有機發光顯示裝置10採用銦鎵鋅半導體層14來替代習知技術的非晶矽層，因此還可省去一層額外的遮光層，從而可進一步簡化有機發光顯示裝置10製程，提高生產效率。

以下將結合附圖對本發明實施例的有機發光顯示裝置的製造方法作進一步說明。

請參閱圖2A，本發明實施例的有機發光顯示裝置的製造方法是先形成基底21，然後於基底21形成透明電極層22。其中，基底21具有第一薄膜電晶體區212、第二薄膜電晶體區214及有機發光結構區216，第二薄膜電晶體區214位於第一薄膜電晶體區212與有機發光結構區216之間。透明電極層22具有第一電極222、第二電極224及第三電極226。第一電極222位於第一薄膜電晶體區212上，第二電極224位於第二薄膜電晶體區214上，第三電極226位於有機發光結構區216上且與第二電極224電性連接。詳細來說，基底21可由透明絕緣材料形成，此透明絕緣材料可為石英或玻璃。透明電極層22的材質可包含銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鉬、鉻及鉬鉻合金之一或其組合物。

請參閱圖2B，形成透明電極層22後，接著於透明電極層22形成源極/汲極層23。源極/汲極層23具有第一汲極232與第二汲極234，第一汲極232位於第一薄膜電晶體區212上，第二汲極234位於第二薄膜電晶體區214上。其中，源極/汲極層23的形成方法可先沈積一層金屬材料，再藉由一圖案化製程來形成。此金屬材料例如包含鋁、鋁釹合金、鉬、鉻、鉬鉻合金及銅之一或其組合物。

請參閱圖2C，形成源極/汲極層23後，接著於源極/汲極層23與基底21上形成銦鎵鋅半導體層24。銦鎵鋅半導體層24具有第一半導體242與第二半導體244，第一半導體242位於第一薄膜電晶體區212上，第二半導體244位於第二薄膜電晶體區214上。其中，銦鎵鋅半導體層24的形成方法可先沈積一層銦鎵鋅半導體材料，再藉由一圖案化製程來形成。此銦鎵鋅半導體材料例如包含非晶相銦鎵鋅氧化物(a-IGZO)。

請參閱圖2D，形成銦鎵鋅半導體層24後，接著於基底21、源極/汲極層23及銦鎵鋅半導體層24上形成第一絕緣層25。其中，第一絕緣層25的形成方法可光化學氣相沈積一層絕緣材料，再藉由一圖案化製程來形成。此絕緣材料可包含氮化矽、氧化矽、氧化鋁及氧化釔之一或其組合物。

請參閱圖2E，形成第一絕緣層25後，接著於第一絕緣層25上形成閘極層26。閘極層26具有第一閘極262與第二閘極264，第一閘極262位於第一薄膜電晶體區212上，第二閘極264位於第二薄膜電晶體區214上且延伸至第一薄膜電晶體區212上並與第一汲極232電性連接。其中，閘極層26的形成方法可先沈積一層金屬材料，再藉由一圖案化製程來形成。此金屬材料例如包含鋁、鋁釹合金、鉬、鉻、鉬鉻合金及銅之一或其組合物。

請參閱圖2F，形成閘極層26後，接著於第一絕緣層25與閘極層26上形成第二絕緣層27。其中，第二絕緣層27的形成方法可先化學氣相沈積一層絕緣材料，再藉由一圖案化製程來形成。第二絕緣層27可包含氮化矽、氧化矽、酚醛樹脂及聚醯亞胺之一或其組合物，或者第二絕緣層27可為有機材料與無機材料之複合絕緣層。

請同時參閱圖2F與圖2G，形成第二絕緣層27後，接著於第二絕緣層27與第一絕緣層25中形成開口270。開口270暴露出第三電極226。具體在本實施例中，形成開口270的方法為先蝕刻部分第二絕緣層27與第一絕緣層25，以暴露出第三電極226上的部份源極/汲極層23，如圖2F所示；接著再蝕刻第三電極226上的部份源極/汲極層23，以形成開口270而暴露第三電極226，如圖2G所示。其中，第一絕緣層25及第二絕緣層27可作為有機發光結構的畫素定義層。

最後，請參閱圖2H，於第三電極226形成有機發光結構28，從而形成有機發光顯示裝置20。有機發光結構28可包括依次形成於第三電極226上的電洞注入層281、電洞傳輸層282、有機發光層283、電子注入層284及陰極反射層285。

上述有機發光顯示裝置20的製造方法中，將有機發光結構28製作在薄膜電晶體的側邊，且不需額外製作畫素定義層，因此可減少有機發光顯示裝置20的光罩製程數，從而有利於簡化有機發光顯示裝置20的製程。此外，有機發光顯示裝置20採用銦鎵鋅半導體層24來替代習知技術的非晶矽層，因此還可省去一層額外的遮光層，從而可進一步簡化有機發光顯示裝置20製程，提高生產效率。

需要指出的是，在有機發光顯示裝置20的製程中，蝕刻第二絕緣層27與第一絕緣層25形成的開口270是完全暴露出第三電極226的遠離第二電極224一端，但本發明並不以此為限。例如，請閱圖3A與圖3B，在本發明的另一實施例中，在形成第二絕緣層37後，接著於第二絕緣層37與第一絕緣層35中形成開口370，以暴露出第三電極326。最後，請參閱圖3B，於第三電極326形成有機發光結構38，從而形成有機發光顯示裝置30。其中，電洞注入層281、電洞傳輸層282、有機發光層283與電子注入層284相對的兩端均位於第二絕緣層37與第一絕緣層35的下方，而陰極反射層285位於第二絕緣層37的上方。

綜上所述，在本發明之有機發光顯示裝置及其製造方法中，有機發光結構設置在薄膜電晶體的側邊，因此可減少有機發光顯示裝置的光罩製程數，且不需額外製作畫素定義層，從而有利於簡化有機發光顯示裝置的製程。此外，有機發光顯示裝置採用銦鎵鋅半導體層來替代習知技術的非晶矽層，因此還可省去一層額外的遮光層，從而可進一步簡化有機發光顯示裝 置製程，提高生產速度。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10、20、30‧‧‧有機發光顯示裝置

11、21‧‧‧基底

101‧‧‧跳線部

102‧‧‧焊墊部

112、212‧‧‧第一薄膜電晶體區

114、214‧‧‧第二薄膜電晶體區

116、216‧‧‧有機發光結構區

12、22‧‧‧透明電極層

122、222‧‧‧第一電極

124、224、324‧‧‧第二電極

126、226、326‧‧‧第三電極

13、23．．．源極/汲極層

132、232．．．第一汲極

134、234．．．第二汲極

14、24．．．銦鎵鋅半導體層

142、242．．．第一半導體

144、244．．．第二半導體

15、25、35．．．第一絕緣層

16、26．．．閘極層

162、262．．．第一閘極

164、264．．．第二閘極

17、27、37．．．第二絕緣層

170、370．．．開口

18、28、38．．．有機發光結構

181、281．．．電洞注入層

182、282．．．電洞傳輸層

183、283．．．有機發光層

184、284．．．電子注入層

185、285．．．陰極反射層

圖1繪示為本發明實施例之一的有機發光顯示裝置的剖面圖。

圖2A-2H為本發明實施例之一的有機發光顯示裝置的在製程中的剖面示意圖。

圖3A-3B為本發明另一實施例的有機發光顯示裝置的在部分製程中的剖面示意圖。

10．．．有機發光顯示裝置

11．．．基底

101．．．跳線部

102．．．焊墊部

112．．．第一薄膜電晶體區

114．．．第二薄膜電晶體區

116．．．有機發光結構區

12．．．透明電極層

122．．．第一電極

124．．．第二電極

126．．．第三電極

13．．．源極/汲極層

132．．．第一汲極

134．．．第二汲極

14．．．銦鎵鋅半導體層

142．．．第一半導體

144．．．第二半導體

15．．．第一絕緣層

16．．．閘極層

162．．．第一閘極

164．．．第二閘極

17．．．第二絕緣層

18．．．有機發光結構

181．．．電洞注入層

182．．．電洞傳輸層

183．．．有機發光層

184．．．電子注入層

185．．．陰極反射層

Claims (11)

1. 一種有機發光顯示裝置，其包括：一基底，具有一第一薄膜電晶體區、一第二薄膜電晶體區及一有機發光結構區，該第二薄膜電晶體區位於該第一薄膜電晶體區與該有機發光結構區之間；一透明電極層，設置於該基底上，具有一第一電極、一第二電極及一第三電極，該第一電極位於該第一薄膜電晶體區上，該第二電極位於該第二薄膜電晶體區上，該第三電極位於該有機發光結構區上且與該第二電極電性連接；一源極/汲極層，設置於該透明電極層上，具有一第一汲極與一第二汲極，該第一汲極位於該第一薄膜電晶體區上，該第二汲極位於該第二薄膜電晶體區上；一銦鎵鋅半導體層，設置於該源極/汲極層與該基底上，具有一第一半導體與一第二半導體，該第一半導體位於該第一薄膜電晶體區上，該第二半導體位於該第二薄膜電晶體區上；一第一絕緣層，設置於該源極/汲極層、該銦鎵鋅半導體層及該基底上，並暴露該第三電極；一閘極層，設置於該第一絕緣層上，具有一第一閘極與一第二閘極，該第一閘極位於該第一薄膜電晶體區上，該第二閘極位於該第二薄膜電晶體區上且延伸至該第一薄膜電晶體區上且與該第一汲極電性連接；一第二絕緣層，設置於該第一絕緣層與該閘極層上，並暴露該第三電極；以及一有機發光結構，設置於該第三電極上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該第一絕緣層的材質包含氮化矽、氧化矽、氧化鋁及氧化釔之一或其組合物。
3. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該閘極層的材質包含鋁、鋁釹合金、鉬、鉻、鉬鉻合金及銅之一或其組合物。
4. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該源極/汲極層的材質包含鋁、鋁釹合金、鉬、鉻、鉬鉻合金及銅之一或其組合物。
5. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該銦鎵鋅半導體層的材質包含非晶相銦鎵鋅氧化物(a-IGZO)。
6. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該第二絕緣層的材質包含氮化矽、氧化矽、酚醛樹脂及聚醯亞胺之一或其組合物，或者該第二絕緣層為有機材料與無機材料之複合絕緣層。
7. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該透明電極層的材質包含銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鉬、鉻及鉬鉻合金之一或其組合物。
8. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該有機發光結構包括依次設置於該第三電極上的一電洞注入層、一電洞傳輸層、一有機發光層、一電子注入層及一陰極反射層。
9. 如申請專利範圍第8項所述之有機發光顯示裝置，其中該電洞注入層、該電洞傳輸層、該有機發光層與該電子注入層相對的兩端均位於該第二絕緣層與該第一絕緣層的下方，而該陰極反射層位於該第二絕緣層的上方。
10. 一種有機發光顯示裝置的製造方法，其包括：形成一基底，該基底具有一第一薄膜電晶體區、一第二薄膜電晶體區及一有機發光結構區，該第二薄膜電晶體區位於該第一薄膜電晶體區與該有機發光結構區之間；形成一透明電極層於該基底上，該透明電極層具有一第一電極、一第二電極及一第三電極，該第一電極位於該第一薄膜電晶體區上，該第二電極位於該第二薄膜電晶體區上，該第三電極位於該有機發光結構區上且與該第二電極電性連接；於該透明電極層上形成一源極/汲極層，該源極/汲極層具有一第一汲極與一第二汲極，該第一汲極位於該第一薄膜電晶體區上，該第二汲極位於該第二薄膜電晶體區上；於該源極/汲極層與該基底上形成一銦鎵鋅半導體層，該銦鎵鋅半導體層具有一第一半導體與一第二半導體，該第一半導體位於該第一薄膜電晶體區上，該第二半導體位於該第二薄膜電晶體區上；於該源極/汲極層、該銦鎵鋅半導體層及該基底上形成一第一絕緣層；於該第一絕緣層上形成一閘極層，該閘極層具有一第一閘極與一第二閘極，該第一閘極位於該第一薄膜電晶體區上，該第二閘極位於該第二薄膜電晶體區上且延伸至該第一薄膜電晶體區上且與該第一汲極電性連接；於該第一絕緣層與該閘極層上形成一第二絕緣層；於該第一絕緣層及該第二絕緣層中形成一開口，該開口暴露出該第三電極；以及於該第三電極上形成一有機發光結構。
11. 如申請專利範圍第10項所述之有機發光顯示裝置的製造方法，其中該第一絕緣層的形成方法包括化學氣相沈積與圖案化。