專利名稱：有機(jī)電激發(fā)光裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)電激發(fā)光裝置的像素結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
有機(jī)電激發(fā)光裝置具有輕薄、可撓曲、易攜帶、全彩、高亮度、省電、 視角寬廣及高應(yīng)答速度等優(yōu)點(diǎn)，因此被期待成為下一代顯示裝置的主流。
請參照圖1所示，一種已知的有機(jī)電激發(fā)光裝置1的像素結(jié)構(gòu)在基板11
區(qū)分為第一區(qū)lla及第二區(qū)llb。第一區(qū)lla用以設(shè)置至少二驅(qū)動(dòng)元件12及 電容元件13。第二區(qū)llb用以設(shè)置有機(jī)電激發(fā)光元件14。這些驅(qū)動(dòng)元件12 及電容元件13驅(qū)動(dòng)有機(jī)電激發(fā)光元件14。
在工藝上，先將至少一緩沖層15a及15b形成于基板11上。接著，依 序形成并圖案化一硅層15c、第一金屬層15e及第二金屬層15h。硅層15c、 第一金屬層15e及第二金屬層15h之間分別形成至少一介電層15d、 15f及 15g。接著，形成并圖案化鈍化層(passivation layer) 15i覆蓋這些驅(qū)動(dòng)元件 12;鈍化層15i形成一開口，以曝露這些驅(qū)動(dòng)元件12其中之一。接著，形成 有機(jī)電激發(fā)光元件14的第一電極141于第二區(qū)llb，第一電極141并經(jīng)由開 口連接至這些驅(qū)動(dòng)元件12其中之一。接著，形成覆蓋層15j于第一區(qū)lla。 接著，形成有機(jī)電激發(fā)光元件14的有機(jī)發(fā)光層(organic electroluminescent layer) 142于第一電極141上，有才幾發(fā)光層142通過蒸鍍工藝進(jìn)行。最后， 形成有機(jī)電激發(fā)光元件14的第二電極143于有機(jī)發(fā)光層142上，即完成這 些驅(qū)動(dòng)元件12、電容元件13及有機(jī)電激發(fā)光元件14的制作。
然而，由于有機(jī)電激發(fā)光元件14與基板11之間具有緩沖層15a及15b、 介電層15d、 15f及15g與鈍化層15i等膜層，這些膜層不僅會(huì)降低有機(jī)電激 發(fā)光元件14發(fā)出光線的強(qiáng)度，更會(huì)因各膜層折射率不同而產(chǎn)生色偏的問題。
請參照圖2所示，當(dāng)通過噴墨印刷(inkjet printing )工藝形成另一種已 知的有機(jī)電激發(fā)光裝置l'的像素結(jié)構(gòu)的高分子材料的有機(jī)發(fā)光層142'時(shí)，由 于覆蓋層15j所形成第一區(qū)lla與第二區(qū)lib的高度差不足，為避免高分子
4材料溢出第二區(qū)lib,而使其他像素產(chǎn)生混色的問題。已知技術(shù)在有機(jī)發(fā)光
層142'工藝前，需額外增加一工藝步驟以設(shè)置擋墻16，用以防止高分子材料 溢出第二區(qū)lib而混色。
然而，已知技術(shù)不僅因增加擋墻16的工藝步驟而使成本提高，且有機(jī) 電激發(fā)光元件14'與基板11之間同樣具有多膜層，亦會(huì)降低有機(jī)電激發(fā)光元 件14'的發(fā)光強(qiáng)度，亦會(huì)造成有機(jī)電激發(fā)光裝置因不同的觀賞角度而產(chǎn)生色 偏的問題。
因此，如何提供一種能夠簡化工藝以降低成本、并改善色偏問題的有機(jī) 電激發(fā)光裝置及其制造方法，實(shí)屬重要的課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述課題，本發(fā)明的目的為提供一種能夠簡化工藝，以降低成本的 機(jī)電激發(fā)光裝置及其制造方法。
有鑒于上述課題，本發(fā)明的另一目的為提供一種能夠改善色偏及發(fā)光強(qiáng) 度問題的有機(jī)電激發(fā)光裝置及其制造方法。
緣是，為達(dá)上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一種有機(jī)電激發(fā)光裝置，具有一基 板，基板上具有多個(gè)像素結(jié)構(gòu)，各像素結(jié)構(gòu)具有第一區(qū)及第二區(qū)，且各像素 結(jié)構(gòu)包含至少二驅(qū)動(dòng)元件、 一有機(jī)電激發(fā)光元件及至少一絕緣層。驅(qū)動(dòng)元件 設(shè)置于基板上并位于第一區(qū)。有機(jī)電激發(fā)光元件具有第一電極并設(shè)置于基板 的第二區(qū)上，第一電極與至少一驅(qū)動(dòng)元件電性連接。絕緣層設(shè)置于第一電極 與基板之間并位于第一區(qū)與第二區(qū)，其中絕緣層在第一區(qū)中的厚度大于在第 二區(qū)中的厚度。
為達(dá)上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一種有機(jī)電激發(fā)光裝置的制造方法包含以 下步驟提供一基板。形成至少二驅(qū)動(dòng)元件于基板上。形成至少一絕緣層于 上。圖案化絕緣層，使絕緣層具有厚度較大的第一區(qū)與厚度較小的第二區(qū)。 形成一有機(jī)電激發(fā)光元件于第二區(qū)內(nèi)，其中有機(jī)電激發(fā)光元件具有第一電 極，第一電極電性連接至少一這些驅(qū)動(dòng)元件。
承上所述，依據(jù)本發(fā)明的一種有機(jī)電激發(fā)光裝置及其制造方法通過去除 第二區(qū)內(nèi)有機(jī)電激發(fā)光元件與基板之間不必要的膜層，使第 一 區(qū)與第二區(qū)產(chǎn) 生一高度差，并利用該高度差作為擋墻，避免有機(jī)電激發(fā)光元件于工藝中產(chǎn) 生混色的問題。與已知技術(shù)比較，本發(fā)明無需額外形成擋墻，故能夠簡化工藝以降低成本。此外，有機(jī)電激發(fā)光元件與基板之間并無不必要的膜層，使 有機(jī)電激發(fā)光元件發(fā)出的光線需要穿透的膜層減少，降低光強(qiáng)度的耗損，更 改善因各膜層折射率不同而產(chǎn)生的色偏問題。


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圖1為一種已知的有機(jī)電激發(fā)光裝置的像素結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖2為另 一種已知的有機(jī)電激發(fā)光裝置的像素結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖3為依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種有機(jī)電激發(fā)光裝置的制造方法的流 程圖4A至圖4F為依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的有機(jī)電激發(fā)光裝置的各工藝步 驟的示意圖5為依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的另 一種有機(jī)電激發(fā)光裝置的像素結(jié)構(gòu)的 示意圖；以及
圖6為依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的再一種有機(jī)電激發(fā)光裝置的像素結(jié)構(gòu)的
示意圖。
附圖標(biāo)記說明
I、 l'、 2、 3、 4:有機(jī)電激發(fā)光裝置
II、 21、 31、 41:基板 lla、 21a:第一區(qū)
llb、 21b、 31b:第二區(qū)
12、 22:驅(qū)動(dòng)元件
13、 23:電容元件
14、 14'、 24:有機(jī)電激發(fā)光元件
141、 241、 341、 441:第一電極
142、 142'、 242:有才幾發(fā)光層
143、 243:第二電極
15a、 15b、 25a、 25b、 35a、 45a:緩沖層 15c、 25c:硅層
15d、 15f、 15g、 25d、 25f、 25g、 35g、 45d、 45g:介電層 15e、 25e:第一金屬層15h、 25h、 35h、 45h:第二金屬層 15i、 25i:鈍化層 15j、 25j: ;fl蓋層 16:擋墻
a:高度差 b:厚度
Hl、 H2: 4妻觸孔
SI - S5:有機(jī)電激發(fā)光裝置的像素結(jié)構(gòu)的制造方法步驟流程
具體實(shí)施例方式
以下將參照相關(guān)圖示，說明依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種有機(jī)電激發(fā)光 裝置及其制造方法。
請參照圖3所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種有機(jī)電激發(fā)光裝置的制造方 法包含步驟SI至步驟S5。請同時(shí)參照圖3及圖4A所示，步驟SI為提供基 板21，基板21例如為玻璃基板?；?1上可先形成至少一緩沖層，避免玻 璃材料基板21內(nèi)的雜質(zhì)遷移至有機(jī)電激發(fā)光元件，而造成有機(jī)電激發(fā)光元 件劣化。本實(shí)施例以二緩沖層25a及25b為例說明，其中緩沖層25a的材料 為氮化硅(SiN),緩沖層25b的材料則為氧化硅(SiO);當(dāng)然，依據(jù)不同的 工藝需求亦可只設(shè)置一緩沖層或使用不同的材料。
步驟S2為形成至少二驅(qū)動(dòng)元件于基板21上。步驟S3為形成至少一絕 緣層于基板21上。步驟S4為圖案化絕緣層，使絕緣層具有厚度較大的第一 區(qū)21a與厚度較小的第二區(qū)21b。在緩沖層25a及25b上形成并圖案化硅層 25c,硅層25c為非晶硅層，非晶硅層若再經(jīng)過例如激光退火(laser annealing) 方式則會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч鑼?。接著，在硅?5c上形成介電層25d，介電層25d 上則形成并圖案化第一金屬層25e,第一金屬層25e上則再形成二介電層25f 及25g。如此，即完成二驅(qū)動(dòng)元件22及電容元件23的制作。硅層25c作為 驅(qū)動(dòng)元件22的源極(source )及漏極(drain )，第一金屬層25e作為驅(qū)動(dòng)元 件22的柵極(gate)。其中這些驅(qū)動(dòng)元件22為薄膜晶體管，例如但不限于非 晶硅薄膜晶體管或低溫多晶硅薄膜晶體管。
這些介電層25d、25f及25g的材料選自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅(SiON ) 及其組合所構(gòu)成的組。另外，這些介電層25d、 25f及25g亦可作為絕緣層之用。硅層25c視需求的不同形成非晶硅層或低溫多晶硅層。而其他膜層的 設(shè)置與材料依據(jù)需求亦可有不同的變化，然其并非本發(fā)明的重點(diǎn)，在此不予 以詳述。
請參照圖4B所示，接著圖案化并去除一部分的介電層25d、 25f及25g 以形成多個(gè)接觸孔(contact hole) Hl，來曝露作為驅(qū)動(dòng)元件22的源極及漏 極的硅層25c。而本實(shí)施例可同時(shí)去除設(shè)置于第二區(qū)21b內(nèi)的緩沖層25a、 25b及介電層25d、 25f、 25g，使得基板21于第二區(qū)21b上并無不必要的膜 層。其中，去除緩沖層25a、 25b及介電層25d、 25f、 25g的方式可以利用干 式蝕刻(dry etching )、濕式蝕刻(wet etching )或干濕式蝕刻合并J吏用，亦 可依據(jù)工藝整合及降低成本的考量，而利用其他不同的去除方式。另外，本 實(shí)施例以去除第二區(qū)21b內(nèi)所有的緩沖層25a、 25b及介電層25d、 25f、 25g 為例作說明，然而，依不同的設(shè)計(jì)與需求亦可保留部分膜層。
請參照圖4C所示，形成并圖案化第二金屬層25h于接觸孔HI內(nèi)，使 第二金屬層25h與硅層25c導(dǎo)通，第二金屬層25h并延設(shè)至部分介電層25g 上。在本實(shí)施例中，鄰近第二區(qū)21b的第二金屬層25h還包覆緩沖層25a、 25b及介電層25d、 25f、 25g的斷面，并延設(shè)至基板21上。第二金屬層25h 并非需要延設(shè)至基板21，依據(jù)不同需求設(shè)計(jì)亦可只延設(shè)至介電層25g上。接 著，形成鈍化層(passivation layer ) 25i于第二金屬層25h及第二區(qū)21b的基 板21上。鈍化層25i的材料選自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅(SiON)及其 組合所構(gòu)成的組，且鈍化層25i亦可作為絕緣層之用。
請參照圖4D所示，接著去除一部分鈍化層25i以形成接觸孔H2，來曝 露第二金屬層25h。本實(shí)施例亦可同時(shí)去除形成于第二區(qū)21b內(nèi)的鈍化層25i， 使得基板21于第二區(qū)21b上并無不必要的膜層。其中，去除鈍化層25i的方 式同樣可以利用干式蝕刻、濕式蝕刻或干濕式蝕刻合并使用。
請同時(shí)參照圖3及圖4E所示，步驟S5為形成有機(jī)電激發(fā)光元件24于 第二區(qū)21b內(nèi)，其中有機(jī)電激發(fā)光元件24具有第一電極241，第一電極241 電性連接至少一這些驅(qū)動(dòng)元件22。形成第一電極241于4妄觸孔H2內(nèi)使其與 第二金屬層25h導(dǎo)通，并延設(shè)至第二區(qū)21b與基板21直接接觸上，即完成 驅(qū)動(dòng)元件22與有機(jī)電激發(fā)光元件的第一電極241的電性連接。通過掩模(圖 未顯示)形成覆蓋層25j而覆蓋于第一區(qū)21a，使第一區(qū)21a與第二區(qū)21b 具有高度差a,而高度差a介于0.5pm與1.5pm之間。其中，覆蓋層25j的
8材料與前述作為絕緣層的各膜層材料相同，選自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、 光致抗蝕劑材料及其組合所構(gòu)成的組。
請參照圖4F所示，再將有機(jī)發(fā)光層242形成于第一電極241上，接著 再將第二電極243形成于有機(jī)發(fā)光層242上，以完成有機(jī)電激發(fā)光元件24 的制作，并完成像素結(jié)構(gòu)2。另外，本實(shí)施例將第二區(qū)21b內(nèi)所有作為絕緣 層之用的膜層全部去除，然依不同的設(shè)計(jì)與需求亦可保留部分膜層。需注意 者，第一區(qū)21a內(nèi)絕緣層的厚度需大于第二區(qū)21b內(nèi)絕緣層的厚度。
如圖4F所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種有機(jī)電激發(fā)光裝置2的像素結(jié) 構(gòu)包含基板21、至少二驅(qū)動(dòng)元件22、有機(jī)電激發(fā)光元件24以及覆蓋層25j。 基板21具有第一區(qū)21a及第二區(qū)21b。這些驅(qū)動(dòng)元件22設(shè)置于基板21上并 位于第一區(qū)21a。有機(jī)電激發(fā)光元件24設(shè)置于基板21上并位于第二區(qū)21b， 有機(jī)電激發(fā)光元件24與這些驅(qū)動(dòng)元件22其中之一電性連接。覆蓋層25j覆 蓋這些驅(qū)動(dòng)元件22，使第一區(qū)21a與第二區(qū)21b的高度差a大于有機(jī)電激發(fā) 光元件24的厚度b。
由于有機(jī)電激發(fā)光元件24與基板21之間并無不必要的膜層，故有機(jī)電 激發(fā)光元件24發(fā)出的光線需要穿透的膜層減少，降低光強(qiáng)度的耗損，更改 善因各膜層折射率不同而產(chǎn)生的色偏問題。其中，有機(jī)發(fā)光層242的材料可 以使用高分子有機(jī)發(fā)光材料或小分子有機(jī)發(fā)光材料，而其形成方式高分子有 機(jī)發(fā)光材料則可以利用濕式工藝的噴墨印刷(Ink Jet Printing)或網(wǎng)版印刷 (Screen Printing),小分子則可利用蒸鍍方式。
請參照圖5所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的另一種有機(jī)電激發(fā)光裝置3的像 素結(jié)構(gòu)，其與前述實(shí)施例的有機(jī)電激發(fā)光裝置2的像素結(jié)構(gòu)的差異在于本 實(shí)施例保留位于第一電極341下，與基板31折射系數(shù)相近至少部分的緩沖 層35a，且第二金屬層35h只延設(shè)至介電層35g上。第一電極341同樣與第 二金屬層35h導(dǎo)通，并延設(shè)至第二區(qū)31b的緩沖層35a上。由于第一電極341 與基板31之間的緩沖層35a折射系數(shù)與基板31相近，故不致降低光強(qiáng)度的 耗損，亦能夠改善色偏的問題。
請參照圖6所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的再一種有機(jī)電激發(fā)光裝置4的像 素結(jié)構(gòu)，其與前述實(shí)施例的有機(jī)電激發(fā)光裝置3的像素結(jié)構(gòu)的差異在于本 實(shí)施例于第一電極441與基板41之間，保留緩沖層45a及至少部分的介電 層45d。由于第一電極441與基板41之間的緩沖層45a及介電層45d可選用
9折射系數(shù)與基板41相近的材料構(gòu)成，故不致降低光強(qiáng)度的耗損，同樣能夠 改善色偏的問題。
綜上所述，依據(jù)本發(fā)明的一種有機(jī)電激發(fā)光裝置及其制造方法通過去除 第二區(qū)內(nèi)有機(jī)電激發(fā)光元件與基板之間不必要的膜層，使第 一 區(qū)與第二區(qū)產(chǎn) 生一高度差，并利用該高度差作為一擋墻，避免有機(jī)電激發(fā)光元件于工藝中 產(chǎn)生混色的問題。與已知技術(shù)比較，本發(fā)明無需額外形成擋墻，故能夠簡化 工藝以降低成本。此外，有機(jī)電激發(fā)光元件與基板之間并無不必要的膜層， 使有機(jī)電激發(fā)光元件發(fā)出的光線需要穿透的膜層減少，降低光強(qiáng)度的耗損， 更改善因各膜層折射率不同而產(chǎn)生的色偏問題。
以上所述僅為舉例性，.而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明的精神與范 疇，而對其進(jìn)行的等同修改或變更，均應(yīng)包含于所附的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1、一種有機(jī)電激發(fā)光裝置，具有一基板，該基板上具有多個(gè)像素結(jié)構(gòu)，各像素結(jié)構(gòu)具有第一區(qū)及第二區(qū)，且各像素結(jié)構(gòu)包含至少二驅(qū)動(dòng)元件，設(shè)置于該基板上并位于該第一區(qū)；一有機(jī)電激發(fā)光元件，具有第一電極并設(shè)置于該基板的該第二區(qū)上，該第一電極與至少一這些驅(qū)動(dòng)元件電性連接；以及至少一絕緣層，設(shè)置于該第一電極與該基板之間并位于該第一區(qū)與該第二區(qū)，其中該絕緣層在該第一區(qū)中的厚度大于在該第二區(qū)中的厚度。
2、 如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中該第一電極直接接觸 該基板。
3、 如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中該有機(jī)電激發(fā)光元件 為高分子有機(jī)電激發(fā)光元件。
4、 如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中該有機(jī)電激發(fā)光元件 以濕式工藝方式形成。
5、 如權(quán)利要求4所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中該濕式工藝為噴墨印 刷或網(wǎng)版印刷。
6、 如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中這些驅(qū)動(dòng)元件為薄膜晶體管。
7、 如權(quán)利要求6所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中該薄膜晶體管選自非 晶硅薄膜晶體管及多晶硅薄膜晶體管所構(gòu)成的組。
8、 如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，還包含一覆蓋層，覆蓋這 些驅(qū)動(dòng)元件。
9、 如權(quán)利要求1或8所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中該絕緣層或該覆 蓋層的材料選自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、光致抗蝕劑材料及其組合所構(gòu) 成的組。
10、 如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光裝置，其中該第一電極的材料為 導(dǎo)電透明材料。
11、 一種有機(jī)電激發(fā)光裝置的制造方法，包含以下步驟 提供一基板；形成至少二驅(qū)動(dòng)元件于該基板上；形成至少 一絕緣層于該基板上；圖案化該絕緣層，使該絕緣層具有厚度較大的第一區(qū)與厚度較小的第二區(qū)；以及形成一有機(jī)電激發(fā)光元件于該第二區(qū)內(nèi)，其中該有機(jī)電激發(fā)光元件具有 第一電極，該第一電極電性連接至少一這些驅(qū)動(dòng)元件。
12、 如權(quán)利要求11所述的制造方法，其中形成至少二驅(qū)動(dòng)元件的步驟 與形成至少 一絕緣層的步驟同時(shí)進(jìn)行。
13、 如權(quán)利要求11所述的制造方法，其中形成至少二驅(qū)動(dòng)元件的步驟 與圖案化該絕緣層的步驟同時(shí)進(jìn)行。
14、 如權(quán)利要求11所述的制造方法，還包含 形成一覆蓋層以覆蓋這些驅(qū)動(dòng)元件。
15、 如權(quán)利要求11所述的制造方法，其中形成該有機(jī)電激發(fā)光元件的 步驟，還包含形成該第一電極于該第二區(qū)內(nèi)；形成一有機(jī)發(fā)光層于該第一電極上；以及 形成第二電極于該有機(jī)發(fā)光層上。
16、 如權(quán)利要求15所述的制造方法，其中該有機(jī)發(fā)光層為高分子有機(jī)發(fā)光層。
17、 如權(quán)利要求15所述的制造方法，其中該有機(jī)發(fā)光層以濕式工藝方式形成。
18、 如權(quán)利要求17所述的制造方法，其中該濕式工藝為噴墨印刷或網(wǎng)版印刷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機(jī)電激發(fā)光裝置，其具有基板，基板上具有多個(gè)像素結(jié)構(gòu)，各像素結(jié)構(gòu)具有第一區(qū)及第二區(qū)，且各像素結(jié)構(gòu)包含至少二驅(qū)動(dòng)元件、一有機(jī)電激發(fā)光元件及至少一絕緣層。驅(qū)動(dòng)元件設(shè)置于基板上并位于第一區(qū)。有機(jī)電激發(fā)光元件具有第一電極并設(shè)置于基板的第二區(qū)上，第一電極與至少一驅(qū)動(dòng)元件電性連接。絕緣層設(shè)置于第一電極與基板之間并位于第一區(qū)與第二區(qū)，其中絕緣層在第一區(qū)中的厚度大于在第二區(qū)中的厚度。
文檔編號(hào)H01L27/28GK101452946SQ200710197148
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月5日
發(fā)明者樸圣洙, 李石運(yùn), 鄧德華, 陳家宏, 陳韻升 申請人:奇美電子股份有限公司