TWM535405U

TWM535405U - 有機發光二極體元件

Info

Publication number: TWM535405U
Application number: TW105215349U
Authority: TW
Inventors: 王莉霞; 蔡軒名
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2016-10-07
Publication date: 2017-01-11
Also published as: CN206532781U

Description

有機發光二極體元件

本創作係有關於一種有機發光二極體元件，特別是有關於有機發光二極體元件的主動元件單元與電極。

常見的有機發光二極體元件的發光層需透過與電極電性連接，接收來自電極所提供的電能與傳輸的訊號，以達到有機發光二極體元件發光的驅動與控制。更詳盡地來說，用以驅動及提供電能給有機發光二極體元件的主動元件可分別透過主動元件與對應的電極相連接，進而控制與驅動有機發光二極體元件的作動。然而，在製作電極、保護層或有機發光二極體元件的其他元件的過程中，易使主動元件在高溫下暴露在含有氧氣的環境中，讓主動元件配置以與電極相連接的活性表面被氧化或損傷。如此一來，會讓電極與主動元件間的接觸介面具有較高的電阻，而讓傳遞在電極與主動元件間的電訊號或電能產生較高的耗損。進一步地，由於電極與主動元件被包覆在有機發光二極體元件中，讓在電極與主動元件間的接觸介面耗損的能量無法簡單地自有機發光二極體元件被排除。是故，現有的有機發光二極體元件除損耗較多的電能與需求較大的驅動電壓外，其電能的耗損所產生的熱由於無法逸散，反堆積在有機發光二極體元件內，進而限制了有機發光二極體元件效能的發揮。同時，讓有機發光二極體元件需要配置更多設置散熱元件的空間，以減少或避免熱能的累積。由此可見，上述現有的架構，顯然仍存在不便與缺陷，而有待加以進一步改進。為了解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道。因此，如何能有效解決上述問題，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。

因此本新型的目的就是在提供一種有機發光二極體元件。

根據本新型之上述目的，提出一種有機發光二極體元件包含基板、複數個主動元件、圖案化透明導電層、第一保護層、複數個第一電極、第二保護層、複數個發光層以及第二電極。主動元件設置於基板上。每一主動元件可包含第一金屬層、第一半導體層、第二半導體層及第二金屬層。圖案化透明導電層設置在主動元件上。圖案化透明導電層於一垂直投影於基板的方向上與主動元件的第二金屬層重疊設置。第一保護層設置於圖案化透明導電層及主動元件上。第一保護層具有複數個接觸孔。複數個第一電極設置於第一保護層上，且第一電極分別透過接觸孔與圖案化透明導電層電性連接。第二保護層設置於第一電極以及第一保護層上。第二保護層具有複數個開口對應第一電極設置。發光層對應開口設置於第一電極上。第二電極設置於發光層與第二保護層上。

依據本新型多個實施例，上述之每一第一電極可包含第一透明導電層、金屬導電層以及第二透明導電層，且金屬導電層設置於第一透明導電層及第二透明導電層之間。

依據本新型多個實施例，上述之第一金屬層可包含第一閘極、電容電極及第二閘極。第二金屬層可包含第一源極、第一汲極、第二源極及第二汲極。

依據本新型多個實施例，上述之部分的圖案化透明導電層設置於第二汲極與第一電極之間，且第二汲極透過圖案化透明導電層與第一電極電性連接。

依據本新型多個實施例，上述之第一閘極、第一源極、第一汲極及第一半導體層形成第一主動元件。

依據本新型多個實施例，上述之電容電極與部分的第二通道層形成電容。

依據本新型多個實施例，上述之第二閘極、第二源極、第二汲極及第二半導體層形成第二主動元件。

由上述本新型實施方式可知，本新型之有機發光二極體元件透過設置圖案化透明導電層在主動元件(金屬層)上，提供具有較低電阻金屬層的導電介面與電極電性連接，以取代傳統易氧化而造成高電阻的主動元件(金屬層)導電介面。同時，藉由主動元件接收電訊號的電極，甚或，發光層與有機發光二極體元件等，可在較低的電能耗損下正常運作。是故，有機發光二極體元件可較節省正常運作所使用的電能。此外，降低有機發光二極體元件的能量耗損也可避免高電阻產生的熱積聚在有機發光二極體元件中，讓有機發光二極體元件能更佳的保持在工作溫度，並減少設置散熱元件的配置空間，讓本新型之有機發光二極體元件在空間配置上更具有彈性。因此，本新型可解決習知技術中的有機發光二極體元件在主動元件與電極間高電阻所造成的耗損，使得有機發光二極體元件內的電能利用效率能更佳地發揮。

100、200‧‧‧有機發光二極體元件

110‧‧‧基板

120‧‧‧主動元件

1202‧‧‧第一主動元件

1204‧‧‧第二主動元件

130‧‧‧圖案化透明導電層

132‧‧‧局部的圖案化透明導電層

140‧‧‧第一保護層

142‧‧‧接觸孔

144‧‧‧無機保護層

146‧‧‧有機保護層

150‧‧‧第一電極

160‧‧‧第二保護層

162‧‧‧開口

170‧‧‧發光層

180‧‧‧第二電極

230‧‧‧圖案化透明導電層

240‧‧‧保護層

242‧‧‧接觸孔

250‧‧‧電極

252‧‧‧第一透明導電層

254‧‧‧金屬導電層

256‧‧‧第二透明導電層

300‧‧‧透明導電材料

400‧‧‧光阻

CH1‧‧‧第一通道區

CH2‧‧‧第二通道區

Cst‧‧‧電容電極

D1‧‧‧第一汲極

D2‧‧‧第二汲極

DA‧‧‧局部區域

DR‧‧‧摻雜區

G1‧‧‧第一閘極

G2‧‧‧第二閘極

GI‧‧‧閘極絕緣層

HD‧‧‧重摻雜區

IL‧‧‧絕緣層

LD‧‧‧輕摻雜區

M1‧‧‧第一金屬層

M2‧‧‧第二金屬層

PS‧‧‧間隔物

S1‧‧‧第一源極

S2‧‧‧第二源極

SE1‧‧‧第一半導體層

SE2‧‧‧第二半導體層

TH‧‧‧接觸窗

第1圖為依據本新型實施方式繪示之有機發光二極體元件的側視剖面圖。

第2圖為依據本新型實施方式繪示之有機發光二極體元件的示意圖。

第3圖至第8圖為依據本新型實施方式繪示之有機發光二極體元件中局部區域DA元件製造方法的示意圖。

以下將以圖式及詳細說明清楚說明本新型之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本新型之較佳實施例後，當可由本新型所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本新型之精神與範圍。

第1圖繪示依據本新型多個實施方式之有機發光二極體元件100的側視剖面圖。參照第1圖，有機發光二極體元件100包含基板110、主動元件120、圖案化透明導電層 130、第一保護層140、複數個第一電極150、第二保護層160、複數個發光層170以及第二電極180。主動元件120設置於基板110上。在本新型實施方式中，主動元件120可包含第一金屬層M1、第一半導體層SE1、第二半導體層SE2及第二金屬層M2。在本新型實施方式中，第一金屬層M1包含第一閘極G1、電容電極Cst及第二閘極G2。第二金屬層M2包含第一源極S1、第一汲極D1、第二源極S2及第二汲極D2。在本新型實施方式中，主動元件120更包含閘極絕緣層GI及絕緣層IL。

在本新型實施方式中，主動元件120設置順序如下所述。首先，先將第一半導體層SE1及第二半導體層SE2分別設置在基板110上。其中，第一半導體層SE1包含重摻雜區HD、輕摻雜區LD及第一通道區CH1。第二半導體層SE2包含摻雜區DR及第二通道區CH2，在其他實施例中，摻雜區DR及第二通道區CH2間可選擇性包含輕摻雜區(圖未示)。閘極絕緣層GI覆蓋第一半導體層SE1、第二半導體層SE2及基板110。第一閘極G1、電容電極Cst及第二閘極G2分別設置於閘極絕緣層GI上。其中，第一閘極G1對應第一通道區CH1於垂直基板110的方向上重疊設置。亦即，第一閘極G1以及第一通道區CH1在基板110的垂直投影彼此重疊。電容電極Cst對應摻雜區DR於垂直基板110的方向上重疊設置，在其他實施例中，可為部分重疊設置(圖未示)，且第二閘極G2對應第二通道層CH2於垂直基板110的方向上重疊設置。絕緣層IL覆蓋第一金屬層M1及閘極絕緣層GI，其中絕緣層IL及閘極絕緣層GI還包含多個接觸窗TH分別貫穿絕緣層IL及閘極絕緣層GI設置。第一源極S1、第一汲極D1、第二源極S2及第二汲極D2分別設置於絕緣層IL上。其中第一源極S1、第一汲極D1分別透過接觸窗TH與重摻雜區HD電性連接。第二源極S2及第二汲極D2分別透過接觸窗TH與摻雜區DR電性連接。在本新型實施方式中，主動元件120包含第一主動元件1202及第二主動元件1204，其中第一閘極G1、第一源極S1、第一汲極D1及第一半導體層SE1構成第一主動元件1202。第二閘極G2、第二源極S2、第二汲極D2及第二半導體層SE2構成第二主動元件1204。在本新型實施方式中，第一主動元件1202為開關主動元件，且第二主動元件1204則為驅動主動元件，但不限於此。在本新型實施方式中，電容電極Cst與對應其於垂直投影基板110方向重疊設置的第二半導體層SE2的摻雜區DR形成一電容。

繼續參照第1圖，接續地，可將圖案化透明導電層130設置在主動元件120上，其中圖案化透明導電層130於垂直投影基板110的方向上與主動元件120的第二金屬層124重疊設置。第一保護層140覆蓋主動元件120及圖案化透明導電層130。第一保護層140具有多個接觸孔142，以暴露出局部的圖案化透明導電層132，例如是暴露出對應第二汲極D2設置的圖案化透明導電層130的一部分。在本新型實施方式中，第一保護層140可包含無機保護層144及有機保護層146，但不以此為限。第一電極150設置於第一保護層140上，且第一電極150可分別透過接觸孔142與圖案化透明導電層130電性連接。第二保護層160設置於第一電極150以及第一保護層140上。第二保護層160具有開口162對應第一電極150設置。發光層170對應開口162設置於第一電極150上。在本新型實施方式中，第二保護層160上還可設置複數個間隔物PS。其中，第二電極180設置於間隔物PS、發光層170與第二保護層160上。

在本新型實施方式中，藉由設置圖案化透明導電層130在第二金屬層M2表面，有效地保護第二金屬層M2的表面金屬材質，可避免第二金屬層M2的表面金屬材質在製造第一電極150的過程中被氧化成金屬氧化物，進而降低第二金屬層M2與第一電極150之間的接觸電阻。因此，有機發光二極體元件100可降低發光過程所需消耗的電能。同時，也可避免高電阻所產生的熱積聚在有機發光二極體元件100中，讓有機發光二極體元件100在運作時更佳地保持工作溫度，並減少設置散熱元件的配置空間。為解決習知有機發光二極體元件因製造過程的環境條件而造成主動元件的金屬層與第一電極的交界處產生較高的接觸電阻，本新型提出一種在主動元件120的第二金屬層M2與第一電極150間設置圖案化透明導電層130的有機發光二極體元件100，藉此形成較低接觸電阻的介面，以降低主動元件120在傳輸電訊號時的能量損失。

第2圖為依據本新型實施方式繪示之有機發光二極體元件200的示意圖，其中有機發光二極體元件200可為第1圖中的有機發光二極體元件100在局部區域DA的部分的放大，且第1圖中的第一電極150以複層結構的第一電極250舉例說明。參照第2圖，第一電極250包含第一透明導電層252、金屬導電層254以及第二透明導電層256，且金屬導電層254設置於第一透明導電層252及第二透明導電層256之間。在本新型實施方式中，第一透明導電層252以及第二透明導電層256的材料可為透明金屬氧化物材料例如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋁銦(AIO)、氧化銦(InO)與氧化鎵(Gallium Oxide，GaO)其中至少一者、或者其它合適的透明導電材料。在本新型實施方式中，圖案化透明導電層230的材料可為透明金屬氧化物材料例如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋁銦(AIO)、氧化銦(InO)與氧化鎵(Gallium Oxide，GaO)其中至少一者、或者其它合適的透明導電材料。在本新型實施方式中，圖案化透明導電層230的材料可與前述的第一透明導電層252的材料相同或不同。在本新型實施方式中，第二金屬層M2及金屬導電層254的材料可包含鈦、鉬、鋁等金屬材料或上述材料之組合，例如是鈦/鋁/鈦複合材料、或者其它合適的導電材料，且第二金屬層M2及金屬導電層254的材料可為相同或不同。

由於傳統製程上將透明導電層(如透明導電層252等)，直接設置於僅有第二金屬層M2表面時，在製造過程中，會造成第二金屬層M2表面的部分金屬層氧化成金屬氧化物，進而使得第二金屬層M2與透明導電層的接觸電阻增加(約10K歐姆)。在本新型實施方式中，藉由先設置圖案化透明導電層230於第二金屬層M2的表面，形成一保護層，避免在後續製造第一電極250的過程中，第二金屬層M2表面的金屬層被氧化成金屬氧化物。因此，圖案化透明導電層230的設置可扮演緩衝的角色，以避免後面接續製作第一電極250的製程造成第二金屬層M2的電阻值增加。再者，圖案化透明導電層230經過後續第一電極250的製程後，圖案化透明導電層230可能會轉變成結晶化的圖案化透明導電層230，進而使得接觸電阻降低至低於10歐姆(Ohm)以下。因此，有機發光二極體元件200可藉由較低接觸電阻的介面傳送電能，進而降低包含第二金屬層M2的主動元件，如第1圖的主動元件120，傳送電能時的能量耗損。

在本案新型實施方式中，第3圖至第8圖為依據本新型一實施方式繪示之第2圖中的有機發光二極體元件200的製造方法的示意圖。如第3圖所示，第二金屬層M2形成在絕緣層IL上。本實施例中，第二金屬層M2可進一步透過接觸窗TH與摻雜區DR電性連接(參照第1圖)。第二金屬層M2的材料可包含鈦、鉬、鋁等金屬材料或上述材料之組合，例如是鈦/鋁/鈦複合材料、或者其它合適的導電材料。接著，參照第4圖，透明導電材料300覆蓋在第二金屬層M2上。再參照第5圖，將光阻400設置在局部的透明導電材料300上，例如光阻400的圖案係對應第二金屬層M2的圖案大小設置。接著，參照第6圖，例如是利用蝕刻製程移除光阻400及未被光阻400覆蓋的透明導電材料300，以形成圖案化透明導電層230。再參照第7圖，形成保護層240覆蓋圖案化透明導電層230及絕緣層IL，且在保護層240中形成接觸孔242以暴露出圖案化透明導電層230的至少部分。最後，參照第8圖，在保護層240上接續形成第一透明導電層252、金屬導電層254以及第二透明導電層256，其中第一透明導電層252透過接觸孔242與圖案化透明導電層 230電性連接。在本新型一實施方式中，圖案化透明導電層230可為未結晶化的透明導電層。在本新型另一實施方式中，圖案化透明導電層230經過後續第一透明導電層252、金屬導電層254以及第二透明導電層256的製程後，圖案化透明導電層230可能會轉變成結晶化的圖案化透明導電層230，進而使得接觸電阻降低至低於10歐姆(Ohm)以下。因此，有機發光二極體元件200可藉由較低接觸電阻的介面，進而降低主動元件的能量損失。

由上述本新型實施方式可知，本新型之有機發光二極體元件透過設置圖案化透明導電層在主動元件的第二金屬層與第一電極之間，可避免第二金屬層表面在製造第一電極的過程中被氧化成金屬氧化物，進而降低第二金屬層與第一電極之間的接觸電阻。因此，有機發光二極體元件可降低所需的電能。同時，也可避免高電阻所產生的熱積聚在有機發光二極體元件中，讓有機發光二極體元件在運作時保持更佳地工作溫度，並減少設置散熱元件的配置空間。本新型可解決習知技術中的有機發光二極體元件在主動元件與電極間高電阻所造成的耗損，使得有機發光二極體元件內的電能利用效率能更佳地發揮。

100‧‧‧有機發光二極體元件