TWI539591B - 有機電致發光裝置及其製造方法 - Google Patents

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Description

有機電致發光裝置及其製造方法
本發明係關於一種有機電致發光裝置。
一有機電致發光裝置為一種平板顯示裝置之一且具有高亮度及低驅動電壓的優點。另外，由於有機電致發光裝置是自發光類型，因此它具有高對比度、薄外形、沒有限制的視角、低溫的穩定性、由於大約幾微秒的響應速度而容易顯示影像、以及由於直流5V至15V的低驅動電壓因此驅動電路的製造及設計簡單。
因此，有機電致發光裝置使用於的各種IT設備：例如電視機、監視器以及手機。
第1圖為根據習知技術的一有機電致發光裝置的具有發射紅色(R)、綠色(G)以及藍色(B)的三個子畫素區域的一畫素區域的示意性橫截面圖。在第1圖中，主要表示出一有機發光二極體E。
請參閱第1圖，有機電致發光裝置1包含其上具有一有機發光二極體E的一基板10，以及用於封裝的一相對的基板30。
在基板10上，形成彼此相交叉以定義子畫素區域SP1至SP3的閘極線及資料線12、與閘極線及資料線12的一個相平行的一電源線、在 子畫素區域SP1至SP3中的陣列元件、以及連接至這些陣列元件的一部分的有機發光二極體E。相對的基板30功能上用以防止濕氣及氧氣滲透到有機發光二極體E中。
雖然附圖中未示，但這些陣列元件包含連接至閘極線及資 料線12的一開關薄膜電晶體(TFT)，以及連接至有機發光二極體E的一驅動薄膜電晶體(TFT)。有機發光二極體E包含連接至驅動薄膜電晶體(TFT)的一第一電極15、一有機發光層20、以及一第二電極25。
一畫素區域P由三個子畫素區域SP1至SP3組成，並且這 三個子畫素區域SP1至SP3包含發射紅色、綠色以及藍色的相應有機發光層20。
有機電致發光裝置1透過對第一電極15或第二電極25發射 光線而顯示影像。最近，考慮到孔徑比，一頂發射型有機電致發光裝置製造為對第二電極25，即，相對的基板30發射光線。
第2圖為根據習知技術使用一金屬遮罩的一熱沉積法的示 意圖。
有機發光層(第1圖的20)的粉末形式的一有機發光材料 71輸入於一熱沉積裝置70中，熱沉積裝置70具有位於底表面及側表面且完全對熱沉積裝置70加熱的一加熱裝置。
在維持一真空狀態的一腔室中，當熱沉積裝置70的加熱裝置作業且對熱沉積裝置70加熱時，熱量傳送至有機發光材料71。
因此，使得有機發光材料71昇華。有機發光材料的氣體72通過熱沉積裝置70的一出口發出。
有機發光材料的氣體72通過熱沉積裝置70的出口上方的具 有開口部OA1及OA2的一金屬遮罩60，選擇性地沉積於基板50上的子畫素區域SP1至SP3中以在基板50上形成一有機發光層。
關於金屬遮罩60，一金屬板在一光罩過程中在一頂表面及 一底表面形成圖案，例如此光罩過程包含沉積光致抗蝕劑，曝光，顯影及蝕刻以形成開口部OA1及OA2以及位於相鄰的開口部OA1與OA2之間的一遮光部SA。頂表面的開口部OA1具有的面積與底表面的開口部OA2的面積不相同。
用以形成金屬遮罩60的圖案化過程與金屬遮罩60的金屬材料的一蝕刻速率及金屬遮罩30的一厚度t有關。在一個方向上蝕刻金屬遮罩60的情況下，大量發生每一開口部OA1及OA2的大小差異，並且大量發生由於在每一位置的開口部OA1與OA2之間的大小差異而出現的誤差。為了防止這種情況，對頂表面及底表面同時執行蝕刻。
因此，開口部OA1及OA2的面積，並且更詳細而言，寬度(即開口部在面對基板50的表面的一寬度)要求為至少32um以便此寬度處於製造過程中可允許的誤差範圍內。
在面對基板50的開口部的此寬度A小於32um的情況下，如果金屬遮罩60的厚度t恆定，則金屬遮罩60的底表面的開口部OA2應具有一更大的面積。
這種情況下，相鄰的開口部OA2之間的一部分，即一肋部的寬度非常小，這將導致金屬遮罩60的硬度減少，並且因此當金屬遮罩60下垂時，則發生開口部的形狀變形。
金屬遮罩60的厚度t的減少可解決這個問題。然而，由金 屬材料製成的遮蔽罩的厚度通常限制為40um，並且小於40um的一金屬板不能夠製造且因此製造具有如此厚度的金屬遮罩是不可能的。
即使允許實現這樣的厚度，各開口部OA1及OA2之間的一 承載能力變得更小且因此下垂變得更多。
此外，當形成具有10英寸或更大的有機電致發光裝置時， 需要金屬遮罩60的面積的增加，並且在這種情況下，金屬遮罩60，特別是其中心部分由於重量的增加下垂的更多，並且大量出現機發光層的製造誤差。因此，製造具有至少10英寸的大尺寸，並且使用金屬遮罩60製造具有至少250PPI(每英寸的畫素數)的高分辨率的有機電致發光裝置是困難的。
因此，需要可應用使用一金屬遮罩的熱沉積法的有機電致 發光裝置及其製造方法，並且此有機電致發光裝置可具有至少10英寸的大尺寸且具有進一步的高分辨率。
一種有機電致發光裝置包含：一第一基板，具有複數個畫素區域，每一畫素區域具有三個子畫素區域；一第一電極，位於第一基板上的每一子畫素區域中；一有機發光層，位於第一基板上的每一畫素區域中；一第二電極，位於有機發光層上；一第二基板，與第一基板相面對；以及量子點層，位於第二基板的一內表面上且分別對應於這三個子畫素區域的兩個。
在另一方面中，一種有機電致發光裝置的製造方法包含：形成一第一電極於一第一基板上的每一子畫素區域中，其中第一基板包含 複數個畫素區域，每一畫素區域具有三個子畫素區域；形成一有機發光層於第一基板上的每一畫素區域中；形成一第二電極於有機發光層上；形成量子點層於面對第一基板的一第二基板的一內表面上且分別對應於這三個子畫素區域的兩個；以及將第一基板與第二基板相結合。
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。
1‧‧‧有機電致發光裝置
10‧‧‧基板
12‧‧‧資料線
15‧‧‧第一電極
20‧‧‧有機發光層
25‧‧‧第二電極
30‧‧‧相對的基板
50‧‧‧基板
60‧‧‧金屬遮罩
70‧‧‧熱沉積裝置
71‧‧‧有機發光材料
72‧‧‧氣體
101‧‧‧有機電致發光裝置
110‧‧‧第一基板
113‧‧‧半導體層
113a‧‧‧主動區域
113b‧‧‧歐姆接觸區域
116‧‧‧閘極絕緣層
120‧‧‧閘極
123‧‧‧夾層絕緣膜
125‧‧‧半導體接觸孔
130‧‧‧資料線
133‧‧‧源極
136‧‧‧汲極
140‧‧‧鈍化層
143‧‧‧汲極接觸孔
150‧‧‧第一電極
150a‧‧‧底層
150b‧‧‧頂層
152‧‧‧緩衝圖案
160‧‧‧有機發光層
165‧‧‧第二電極
170‧‧‧第二基板
172‧‧‧黑色矩陣
175‧‧‧量子點層
175a‧‧‧第一量子點層
175b‧‧‧第二量子點層
177‧‧‧量子點
177a‧‧‧芯
177b‧‧‧外殼
190‧‧‧金屬遮罩
R‧‧‧紅色
G‧‧‧綠色
B‧‧‧藍色
A‧‧‧寬度
d1‧‧‧直徑
d2‧‧‧直徑
t‧‧‧厚度
E‧‧‧有機發光二極體
PL‧‧‧電源線
DL‧‧‧資料線
GL‧‧‧閘極線
P‧‧‧畫素區域
SP1‧‧‧子畫素區域
SP2‧‧‧子畫素區域
SP3‧‧‧子畫素區域
EIL‧‧‧電子注入層
ETL‧‧‧電子傳輸層
HBL‧‧‧電洞阻擋層
EML‧‧‧有機發光材料層
EBL‧‧‧電子阻擋層
HTL‧‧‧電洞傳輸層
HIL‧‧‧電洞注入層
OA‧‧‧開口部
OA1‧‧‧開口部
OA2‧‧‧開口部
SA‧‧‧遮光部
SP‧‧‧子畫素區域
STr‧‧‧開關薄膜電晶體
DTr‧‧‧驅動薄膜電晶體
StgC‧‧‧存儲電容器
第1圖為根據習知技術的一有機電致發光裝置的具有發射紅色(R)、綠色(B)以及藍色(B)的三個子畫素區域的一畫素區域的示意性橫截面圖。
第2圖為根據習知技術使用一金屬遮罩的一熱沉積法的示意圖。
第3圖為根據本發明一實施例的一有機電致發光裝置的電路圖。
第4圖為根據本發明之實施例的有機電致發光裝置的橫截面圖。
第5A圖至第5D圖為根據本發明之實施例的有機電致發光裝置的不同層疊結構之實例的示意橫截面圖。
第6圖為根據本發明之實施例的電致發光裝置的量子點層的量子點的橫截面圖。以及第7A圖至第7I圖為本發明之實施例的有機電致發光裝置的製造方法之橫截面圖。
現在將詳細參考本發明的示例性實施例中，這些實施例的一些實例表示於附圖中。
第3圖為根據本發明一實施例的一有機電致發光裝置的電路圖。
請參考第3圖，有機電致發光裝置的子畫素區域SP包含一開關薄膜電晶體(TFT)STr、一驅動薄膜電晶體(TFT)DTr、一存儲電容器StgC、以及一有機發光二極體E。
一閘極線GL沿一第一方向形成，並且一資料線DL沿與第一方向相交叉的一第二方向形成以定義子畫素區域SP。供給一電壓的一電源線PL與資料線DL相間隔。
開關薄膜電晶體(TFT)STr形成在閘極線GL與資料線DL的交叉部分，並且一驅動薄膜電晶體(TFT)DTr連接至開關薄膜電晶體(TFT)STr。
有機發光二極體E的第一電極連接至驅動薄膜電晶體(TFT)DTr的一汲極，以及有機發光二極體E的一第二電極接地。驅動薄膜電晶體(TFT)DTr的一源極連接至電源線PL。
存儲電容器StgC連接於驅動薄膜電晶體(TFT)DTr的一閘極與源汲之間。
當一閘極信號提供到閘極線GL時，接通開關薄膜電晶體(TFT)STr，以及一資料信號從資料線DL提供到驅動薄膜電晶體(TFT)DTr的閘極。因此，驅動薄膜電晶體(TFT)DTr導通，並且有機發光二極體E發射出光線。
流經至有機發光二極體E的電流量根據供給至驅動薄膜電晶體(TFT)DTr的資料電壓確定，並且由此實現灰度。由於即使開關薄膜電晶體(TFT)STr關閉，存儲電容器StgC也保持驅動薄膜電晶體(TFT)DTr的閘極的電壓，因此流經至有機發光二極體E中的電流量得以保持。
第4圖為根據本發明之實施例的有機電致發光裝置的橫截面圖。在第4圖中，表示出具有三個子畫素區域SP1至SP3的一個畫素區域P。為了說明，形成開關薄膜電晶體(TFT)或驅動薄膜電晶體(TFT)DTr的一區域稱為一元件區域，並且表示出三個子畫素區域SP1至SP3的一個子畫素區域SP1的驅動薄膜電晶體(TFT)DTr。
請參考第4圖，有機電致發光裝置101包含一第一基板110以及一第二基板170，第一基板110上具有開關薄膜電晶體(TFT)、驅動薄膜電晶體(TFT)DTr、有機發光二極體E，第二基板170上具有用於封裝的量子點層175。
一半導體層113形成於第一基板110上的元件區域中。半導體層113可包含在一中心部分作為一通道由本質多晶矽製成的一主動區域113a、以及在主動區域113a兩側由高摻雜的多晶矽製成的歐姆接觸區域113b。
一緩衝層可形成於第一基板110與半導體層113之間，並且可由無機絕緣材料，例如二氧化矽(SiO2)或氮化矽(SiNx)形成。
緩衝層的用以防止由於半導體層113的結晶而從第一基板110發射出的鹼離子劣降半導體層113的性能。
一閘極絕緣層116可完全形成於覆蓋半導體層113的第一基 板110上。一閘極120與主動區域113a相對應形成於閘極絕緣層116上的元件區域中。
連接至開關薄膜電晶體(TFT)之閘極的閘極線形成於閘極絕緣層116上。
一夾層絕緣膜123形成於閘極120及閘極線上，並且可由無機絕緣材料，例如二氧化矽(SiO2)或氮化矽(SiNx)形成。
半導體接觸孔125形成於夾層絕緣膜123及閘極絕緣層116中且暴露各個歐姆接觸區域113b。
資料線與電源線形成於夾層絕緣膜123上。
源及汲極133及136形成於夾層絕緣膜123上的元件區域中且通過各半導體接觸孔125與相應的歐姆接觸區域113b相接觸。
半導體層113、閘極絕緣層116、閘極120、夾層絕緣膜123以及源及汲極133及136形成每一開關薄膜電晶體(TFT)和驅動薄膜電晶體(TFT)DTr。開關薄膜電晶體(TFT)連接至相應的閘極線及資料線，並且連接至驅動薄膜電晶體(TFT)DTr。
在圖式中，表示出一頂閘型薄膜電晶體(TFT)。可替代地，可使用具有非晶矽或氧化物半導體材料製成的一半導體層的一底閘型薄膜電晶體(TFT)。此底閘型薄膜電晶體(TFT)的可包含一閘極、一閘極絕緣層、一本質非晶矽的主動層、摻雜非晶矽的歐姆接觸層、以及順次形成於一基板上的源及汲極，或一閘極、一閘極絕緣層、一氧化物半導體層、一蝕刻停止層、以及順次形成於一基板上的源及汲極。
在底閘型的情況下，一閘極線形成在薄膜電晶體(TFT)的 閘極的同一層，以及一資料線形成在薄膜電晶體(TFT)的源極。
一鈍化層140形成於開關薄膜電晶體(TFT)的及驅動薄膜電晶體(TFT)DTr上且包含暴露驅動薄膜電晶體(TFT)DTr的汲極136的一汲極接觸孔143。
鈍化層140可由有機絕緣材料，例如光丙烯形成以具有一大致的平坦平面。
第一電極150形成於鈍化層140上且通過汲極接觸孔143與汲極136相接觸。
第一電極150可具有一單層結構，此單層結構具有例如由氧化銦錫(ITO)製成的一高功函數的透明導電材料層，或第一電極150可具有一雙層結構，此雙層結構具有由高反射性材料例如，鋁(Al)或鋁合金(如AlNd)製成以增加發射到頂部的光線效率的一底層150a，以及由透明導電材料製成的一頂層150b。
當第一電極150具有此雙層結構時，從第一電極150上的一有機發光層160發射出的光線透過底層150b反射回頂部，並且因此發光效率提高且亮度最終增加。
一緩衝圖案152在子畫素區域SP1至SP3的邊界部分形成於鈍化層140上且與第一電極150的一邊緣部分相重疊。
緩衝圖案152功能上防止中間具有有機發光層160的第一電極150與第二電極165之間的短路。
發射預定顏色的有機發光層160形成於緩衝圖案152及第一電極150上。有機發光層160與每一畫素區域P作為一圖案單元分別形成圖 案。
有機發光層160由發射紅色(R)、綠色(G)以及藍色(B)的一個，並且較佳為藍色(B)的一材料製成。
藍色相比較於紅色以及綠色具有更短的波長，並且量子點層175具有對於短波長的光線具有更高的熒光效率。另外，在壽命等方面，量子點層175短波長的藍色熒光相比較於長波長的紅色及綠色熒光更好。
然而，有機發光層160可配置為發出紅色或綠色。
儘管有機發光層160在各個畫素區域P中形成圖案，但是可以顯示全彩色，因為這些子畫素區域在第二基板170上具有各自的量子點層175。
當有機發光層160分別形成在每一畫素區域P而非每一子畫素區域中時，用於熱沉積的一金屬遮罩(第7D圖的190)的開口部(第7D圖的OA)相比較於習知技術的用於形成每一子畫素區域中的有機發光層的開口部的尺寸大三倍。
因此，即使子畫素區域SP1至SP3的一面積減小以實現250 PPI或更高的分辨率，但是因為本實施例的開口部OA的尺寸相比較於習知技術大三倍，因此開口部OA大於金屬遮罩的一容許極限(即，開口部的一最小區域)，使用金屬遮罩的熱沉積能夠不產生習知技術的問題而進行。
有機發光層160可具有不同的層疊結構，這些層疊結構的一些實例如第5A圖至第5D圖所示。
請參考第5A圖，有機發光層160可具有順次位於第一電極150上的一電洞注入層HIL、一電洞傳輸層HTL、一有機發光材料層EML、 一電子傳輸層ETL、以及一電子注入層EIL的一五層結構。
可選地，請參考第5B圖，有機發光層160可具有順次位於第一電極150上的一電洞傳輸層HTL、一有機發光材料層EML、一電子傳輸層ETL、以及一電子注入層EIL的一四層結構。可替換地，請參考第5C圖，有機發光層160可具有順次位於第一電極150上的一電洞傳輸層HTL、一有機發光材料層EML、以及一電子傳輸層ETL的一三層結構。
或者，請參考第5D圖，為了增加光線發射效率，有機發光材料層EML與電洞傳輸層HTL之間的一電子阻擋層EBL、以及有機發光材料層EML與電子傳輸層ETL之間的一電洞阻擋層HBL可進一步包含於有機發光層160中。此外，電洞阻擋層HBL及電子阻擋層EBL可進一步包含於第5B圖或第5C圖的有機發光層160中。
第二電極165可完全形成於有機發光層160上的顯示區域中。
第二電極165可由具有一低功函數的一金屬材料，例如鋁(Al)、鋁合金(例如AlNd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、或鎂鋁合金(AIMg)形成且可用作一陰極。
第一電極150、有機發光層160以及第二電極165形成有機發光二極體E。
雖然圖未示，一覆蓋層可形成於第二電極165上，並且可具有使用無機絕緣材料(例如，二氧化矽(SiO2)或氧化矽)、用於絕緣的金屬矽酸鹽(例如，鉿(Hf)矽酸鹽或鋯(Zr)矽酸鹽)、以及用於絕緣的金屬氮化物(例如，矽(Si)鋁酸鹽、鉿(Hf)鋁酸鹽或鋯(Zr)鋁酸鹽) 的至少一個的單或者多層結構。
第二基板170可由一透明絕緣材料，例如玻璃或塑料製成。在第二基板170的一內表面上，量子點層175形成為與三個子畫素區域SP1至SP3中的兩個子畫素區域SP1及SP2相對應形成。
量子點層175可包含複數個量子點。第6圖為根據本發明之本實施例的電致發光裝置的量子點層的量子點的剖視圖。
請參考第6圖，量子點177具有由II-VI族半導體材料、III-V族半導體材料、以及IV-IV族半導體材料的至少一個製成的一球形芯177a，以及包圍芯177a的一外殼177b。量子點隨著受激電子從傳導電帶移動至價電帶而發射光線。芯177a可由硒化鋅(ZnSe)、磷化銦鎵(InGaP)、硫化鉛(PbS)、硫化鋅(ZnS)、硒化鎘(CdSe)以及硒化鉛(PbSe)中的至少一種製成。
外殼177b可由硫化鋅(ZnS)或硫化鎘(CdS)製成。
量子點177可進一步包含圍繞外殼177b的配合體。
量子點具有與通常的熒光染料不相同的屬性。當芯177a由相同的材料製成時，熒光的波長根據芯177a的尺寸而變化。
熒光的波長隨著芯177a的一直徑d1的減少而減少，並且因此透過調節芯177a的直徑d1能夠發射期望波長的光線。
此外，從量子點177發射出的光線具有一相對小的半寬度，因此顏色純度高且可獲得高的色彩再現。
芯177a的直徑d1可為大約1奈米(nm)至大約10奈米(nm)，並且外殼177b的一厚度可為大約0.5奈米(nm)至大約2奈米(nm)。 因此，量子點177的一直徑可為大約1.5奈米(nm)至大約12奈米(nm)。
這樣的量子點177還具有較高的量子產率，並且因此可實現非常強的熒光。
請參考第4圖，量子點層175分別形成於兩個子畫素區域SP1及SP2中，並且在另外的子畫素區域SP3中省去。
第一及第二子畫素區域SP1及SP2的第一及第二量子點層175a及175b具有不同直徑d2的量子點177a且因此發射不同顏色的螢光。
換句話而言，具有第一直徑的一量子點，以從有機發光二極體E接收一藍色光且產生一紅色螢光的第一量子點層175a形成於第一個子畫素區域SP1中，並且具有第二直徑的一量子點，以從有機發光二極體E接收一藍色光且產生一綠色螢光的第二量子點層175b形成於第二個子畫素區域SP2中。第一直徑相比較於第二直徑更大。
一黑色矩陣172可進一步在第二基板170的內表面上形成於第一至第三個子畫素區域SP1至SP3之中的邊界部分中。
黑色矩陣172功能上用以防止藍色光通過第一及第二量子點層175a及175b之間的一分離區域而洩漏。
雖然圖中未示，一保護層可形成於第二基板170的內表面上覆蓋量子點層175，用以保護量子點層175，並且可由無機絕緣材料，例如二氧化矽(SiO2)或氮化矽(SiNx)形成。
第一及第二基板110及170可使用一密封劑在真空或惰性氣體環境下彼此相結合，其中在有機光發光二極體E與量子點層175彼此面對的條件下，此密封劑位於第一及第二基板110及170之間且沿第一及第二 基板110及170的外圍部分設置，或者可使用位於第一及第二基板110及170之間的透明且具有一黏合性的面密封件使得第一及第二基板110及170彼此相結合。
第一個子畫素區域SP1的第一量子點層175a從有機發光層160接收藍色(B)光且產生紅色(R)螢光，第二個子畫素區域SP2的第二量子點層175b從有機發光層160接收藍色(B)光且產生綠色(G)螢光。來自有機發光層160的藍色(B)光按照原樣通過第三子畫素區域SP3。因此，第一至第三個子畫素區域SP1至SP3分別發射紅色、綠色以及藍色，並且因此有機電致發光裝置101能夠通過每一畫素區域P顯示全色。
如上所述，由於有機發光層160分別形成於每一畫素區域P中，因此用以熱沉積此有機材料的金屬遮罩的開口部能夠增加尺寸。因此，在不限制使用金屬遮罩的情況下，能夠有效獲得高分辨率及較大尺寸的有機電致發光裝置。
將參考第7A圖至第7I圖解釋有機電致發光裝置101的製造方法。為了便於說明，省去形成陣列元件例如開關薄膜電晶體(TFT)、驅動薄膜電晶體(TFT)、閘極線、資料線、電源線等的詳細過程。
請參考第7A圖，彼此相交叉以定義第一至第三個子畫素區域SP1至SP3的閘極線及資料線130、電源線、連接至閘極線及資料線130的開關薄膜電晶體(TFT)、以及連接至電源線及開關薄膜電晶體(TFT)的驅動薄膜電晶體(TFT)DTr形成於第一基板110上。
然後，具有暴露汲極136的汲極接觸孔143的鈍化層140形成於開關薄膜電晶體(TFT)及驅動薄膜電晶體(TFT)DTr上。
接下來，請參照第7B圖，具有一相對高功函數的透明導電材料，例如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)沉積於鈍化層140上，並且在一光罩製程中形成圖案以形成通過汲極接觸孔143與汲極136相接觸的一第一電極150。此光罩製程可包含形成一光致抗蝕劑層、使用一光罩曝光、顯影曝光的光致抗蝕劑層、使用顯影的光致抗蝕劑層蝕刻、以及剝離此光致抗蝕劑層。
可替換地，為了提高發光效率，首先沉積一高反射性材料例如，鋁(Al)或鋁合金(如AlNd)，然後沉積此透明導電材料。然後，沉積的材料層在一光罩製程中形成圖案以形成具有一雙層結構的第一電極150，其中此雙層結構包含高反射性材料的一底層150a，以及透明導電材料的一頂層150b。
然後，請參照第7C圖，一絕緣層形成於第一電極150上，並且可由一無機絕緣材料，例如二氧化矽(SiO2)或氮化矽(SiNx)，或一有機絕緣材料，例如聚酰亞胺、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、或聚四氟乙烯製成。絕緣層在一光罩製程中形成圖案以在子畫素區域SP1至SP3中的邊界部分形成緩衝圖案152且與緩衝圖案152與第一電極150的一邊緣部分相重疊。
緩衝圖案152功能上防止第一電極150與第二電極165之間的短路
然後，請參照第7D圖，放置具有一開口部OA的一金屬遮罩190，其中此開口部OA具有與畫素區域P相對應的一面積，並且使用一熱沉積裝置執行一熱沉積，其中此熱沉積裝置包含其中具有固態的一有機 發光材料。因此，一有機發光層160分別形成於每一畫素區域P中。有機發光層160發射相同的顏色，例如藍色。
金屬遮罩190具有與每一畫素區域P相對應的開口部OA，而不同於習知技術的與每一子畫素區域相對應的開口部。因此，即使子畫素區域的面積減小以實現高分辨率，與畫素區域P相對應的開口部OA也大於習知技術的開口部。
因此，能夠防止由於開口部減少所帶來的缺陷。
有機發光層160可具有一單層或多層結構。此多層結構在以上參考第5A圖至第5D圖進行了解釋。
接下來，請參照第7E圖，一第二電極165形成於有機發光層160上的全部顯示區域中，並且第二電極165可由具有一低功函數的一金屬材料，例如鋁(Al)、鋁合金(例如AlNd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、或鎂鋁合金(AIMg)的至少一個形成。
通過以上的製程，製造成陣列基板(110)。
雖然圖未示，一覆蓋層可形成於第二電極165上，並且覆蓋層可具有使用無機絕緣材料(例如，二氧化矽(SiO2)或氧化矽)、用於絕緣的金屬矽酸鹽(例如，鉿(Hf)矽酸鹽或鋯(Zr)矽酸鹽)、以及用於絕緣的金屬氮化物(例如，矽(Si)鋁酸鹽、鉿(Hf)鋁酸鹽或鋯(Zr)鋁酸鹽)的至少一個的單或者多層結構。
然後，請參照第7F圖，準備一第二基板170，並且具有光吸收性能的一材料，例如一黑色樹脂形成在第二基板170上且在一光罩製程中形成圖案，以在子畫素區域SP1至SP3中形成黑色矩陣172。
可替代地，可不形成黑色矩陣172。
然後，請參照第7G圖，量子點，具有第一直徑且將入射於其上的一第一顏色光線，例如一藍色光改變為一紅色熒光的一量子點完全塗覆於第二基板170上，並且在一光罩製程中圖案化以在每一畫素區域P中的三個子畫素區域SP1至SP3中的第一個子畫素區域SP1中形成第一量子點層175a。
可選地，具有一液態溶劑的量子點使用一噴墨裝置選擇性地對應於第一子畫素區域SP1塗覆，並且執行一熱處理以去除溶劑，並且因此能夠形成第一量子點層175a。
然後，請參照第7H圖，按照類似於形成第一量子點層175a的方式，在第二個子畫素區域SP2中形成第二量子點層175b，其中第二量子點層175b包含具有一第二直徑且將入射於其上的藍色光改變為綠色熒光的一量子點。
雖然圖未示，一保護層可完全形成於具有量子點層175的第二基板170上，並且保護層可由無機絕緣材料，例如二氧化矽(SiO2)或氮化矽(SiNx)形成。
然後，請參照第7I圖，上述製造的第一及第二基板110及170在第二電極165與量子點層175彼此面對的條件下，可使用一密封劑在真空或惰性氣體環境下彼此相結合，其中，此密封劑位於第一及第二基板110及170之間且沿第一及第二基板110及170的外圍部分設置。或者透過在第一及第二基板110及170的一個上塗覆透明且具有一黏合性的面密封件使得第一及第二基板110及170彼此相結合。透過第一及第二基板110及 170的結合，完成有機電致發光裝置101的製造。
如上所述，由於發射一種顏色的有機發光層分別形成於每一畫素區域P中，因此用以熱沉積此有機材料的金屬遮罩的開口部能夠增加尺寸。因此，在不限制使用金屬遮罩的情況下，能夠有效獲得高分辨率及較大尺寸的有機電致發光裝置。
此外，發射紅色、綠色以及藍色之兩種的量子點層形成於第二基板上，並且從量子點層發射出的螢光的主波長段的一半寬度相比較於從有機發光層發射出的光線更狹窄。因此能夠提高顏色再現率。
另外，執行使用金屬遮罩的熱沉積且還獲得250 PPI或更高的高分辨率，並且因此能夠提高顯示質量。
明顯地，本領域技術人員在不脫離本發明的精神或範圍的情況下可對本發明的顯示裝置進行各種修改和變型。因此，本發明覆蓋所附的專利申請範圍及其等價範圍內的本發明的修改和變化。
101‧‧‧有機電致發光裝置
110‧‧‧第一基板
113‧‧‧半導體層
113a‧‧‧主動區域
113b‧‧‧歐姆接觸區域
116‧‧‧閘極絕緣層
120‧‧‧閘極
123‧‧‧夾層絕緣膜
125‧‧‧半導體接觸孔
130‧‧‧資料線
133‧‧‧源極
136‧‧‧汲極
140‧‧‧鈍化層
143‧‧‧汲極接觸孔
150‧‧‧第一電極
150a‧‧‧底層
150b‧‧‧頂層
152‧‧‧緩衝圖案
160‧‧‧有機發光層
165‧‧‧第二電極
170‧‧‧第二基板
172‧‧‧黑色矩陣
175‧‧‧量子點層
175a‧‧‧第一量子點層
175b‧‧‧第二量子點層
R‧‧‧紅色
G‧‧‧綠色
B‧‧‧藍色
P‧‧‧畫素區域
SP1‧‧‧子畫素區域
SP2‧‧‧子畫素區域
SP3‧‧‧子畫素區域
DTr‧‧‧驅動薄膜電晶體

Claims (18)

  1. 一種有機電致發光裝置，包含：一第一基板，包含複數個畫素區域，每一該些畫素區域具有三個子畫素區域；一第一電極，位於該第一基板上的每一子畫素區域中；一有機發光層，利用該第一電極上的每一個畫素區做為一圖案化單元，該有機發光層被分別進行圖案化處理；一第二電極，位於該有機發光層上；一第二基板，與該第一基板相面對；以及量子點層，位於該第二基板的一內表面上且分別對應於該三個子畫素區域的兩個。
  2. 如請求項1所述之有機電致發光裝置，其中該有機發光層配設為在每一畫素區域中發射一種顏色。
  3. 如請求項2所述之有機電致發光裝置，其中對應於該兩個子畫素區域的該些量子點層配設為發射不同的顏色。
  4. 如請求項3所述之有機電致發光裝置，其中該有機發光層配設為發射藍色，以及對應於該兩個子畫素區域的該些量子點層分別發射紅色及綠色。
  5. 如請求項1所述之有機電致發光裝置，更包含一黑色矩陣，該黑色矩陣位於該第二基板的內表面上與該三個子畫素區域中的邊界部分相對應。
  6. 如請求項1所述之有機電致發光裝置，更包含： 一覆蓋層，位於該第二基板上；以及一保護層，覆蓋該些量子點層。
  7. 如請求項1所述之有機電致發光裝置，其中每一該些量子點層包含複數個量子點，其中每一該些量子點包含一芯，以及包圍該芯的一外殼，以及其中該芯由II-VI族半導體材料、III-V族半導體材料、以及IV-IV族半導體材料的至少一個製成。
  8. 如請求項7所述之有機電致發光裝置，其中該芯由硒化鋅(ZnSe)、磷化銦鎵(InGaP)、硫化鉛(PbS)、硫化鋅(ZnS)、硒化鎘(CdSe)以及硒化鉛(PbSe)中的至少一種製成，以及該外殼由硫化鋅(ZnS)或硫化鎘(CdS)製成。
  9. 如請求項1所述之有機電致發光裝置，更包含：位於該第一基板上，彼此相交叉以定義每一子畫素區域的閘極線以及資料線，與該些閘極線及該些資料線的一個相平行的一電源線；位於該第一基板上的每一子畫素區域中，連接至該些閘極線及該些資料線的一開關薄膜電晶體，以及連接至該開關薄膜電晶體及該電源線的一驅動薄膜電晶體；以及一緩衝圖案，位於該三個子畫素區域中的邊界部分。
  10. 如請求項1所述之有機電致發光裝置，其中該有機發光層 具有一多層結構，其中該有機發光層包含：一有機發光材料層；一電洞注入層、一電洞傳輸層、該第一電極與該有機發光材料層之間的一電子阻擋層中的至少一個；以及一電子注入層、一電子傳輸層、該第二電極與該有機發光材料層之間的一電洞阻擋層中的至少一個。
  11. 一種有機電致發光裝置的製造方法，包含以下步驟：形成一第一電極於一第一基板上的每一子畫素區域中，其中該第一基板包含複數個畫素區域，每一該些畫素區域具有三個子畫素區域；形成一有機發光層，利用該第一電極上的每一個畫素區做為一圖案化單元分別對該有機發光層進行圖案化處理；形成一第二電極於該有機發光層上；形成量子點層於面對該第一基板的一第二基板的一內表面上且分別對應於該三個子畫素區域的兩個；以及將該第一基板與該第二基板相結合。
  12. 如請求項11所述之有機電致發光裝置的製造方法，其中形成該有機發光層包含：放置一金屬遮罩於該第一基板上且該金屬遮罩包含對應於每一畫素區域的一開口部；以及 使用一熱沉積裝置熱沉積一有機發光材料以在該第一電極上的每一畫素區域中形成該有機發光層。
  13. 如請求項11所述之有機電致發光裝置的製造方法，其中形成該些量子點層包含：完全形成一第一量子點材料層於該第二基板上且形成該第一量子點材料層的圖案以在該三個子畫素區域的一第一子畫素區域中形成一第一量子點層；以及完全形成一第二量子點材料層於具有該第一量子點層的該第二基板上且形成該第二量子點材料層的圖案以在該三個子畫素區域的一第二子畫素區域中形成該第一量子點層。
  14. 如請求項11所述之有機電致發光裝置的製造方法，其中形成該些量子點層包含：使用一噴墨裝置選擇性地在該第二基板上的該三個子畫素區域的一第一子畫素區域中形成一第一量子點層；以及使用一噴墨裝置選擇性地在具有該第一量子點層的該第二基板上的該三個子畫素區域的一第二子畫素區域中形成一第二量子點層。
  15. 如請求項11所述之有機電致發光裝置的製造方法，更包含在形成該些量子點層之前，形成一黑色矩陣於該第二基板的內表面上與該三個子畫素區域中的邊界部分相對應。
  16. 如請求項11所述之有機電致發光裝置的製造方法，更包含：形成一覆蓋層於該第二電極上；以及形成一保護層以覆蓋該些量子點層。
  17. 如請求項11所述之有機電致發光裝置的製造方法，更包含：在形成該第一電極之前，在該第一基板上形成彼此相交叉以定義每一子畫素區域的閘極線以及資料線，以及與該些閘極線及該些資料線的一個相平行的一電源線；在形成該第一電極之前，在該第一基板上的每一子畫素區域中，形成連接至該些閘極線及該些資料線的一開關薄膜電晶體，以及連接至該開關薄膜電晶體及該電源線的一驅動薄膜電晶體；以及在形成該第一電極之前，在位於該三個子畫素區域中的邊界部分形成一緩衝圖案。
  18. 如請求項11所述之有機電致發光裝置的製造方法，其中該有機發光層具有一多層結構，其中該有機發光層包含：一有機發光材料層；一電洞注入層、一電洞傳輸層、以及該第一電極與該有機發光材料層之間的一電子阻擋層的至少一個；以及一電子注入層、一電子傳輸層、以及該第二電極與該 有機發光材料層之間的一電洞阻擋層的至少一個。
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