CN100456519C - 有机电致发光显示器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明披露了有机电致发光显示器及其制造方法。有机电致发光显示器包括面对面布置并彼此间隔预定距离的第一透明衬底和第二透明衬底；在第一透明衬底上形成的晶体管；在第二透明衬底上形成并与晶体管电连接的阳极；在阳极上形成的有机电致发光层；以及在有机电致发光层上形成的阴极。
Description
本申请要求专利申请号为No.10-2004-0042635、申请日为2004年6月10日的韩国申请的优先权，并在这里参考其全部内容。
技术领域
本发明涉及有机电致发光(EL)显示器，特别地，涉及双板型有机EL显示器及其制造方法。
背景技术
通常，双板型有机EL显示器包括下衬底，像素开关元件和像素驱动元件在其上形成，以及上衬底，在其上层叠有机材料。上和下衬底接合在一起形成电连接，以实现显示器。
下面，将描述制造这样的双板型有机EL显示器的传统方法。
双板型有机EL显示器的下层衬底主要包括，用于其各个像素区的，转换相应于该像素区的像素的开关薄膜晶体管(典型地，多晶硅薄膜晶体管)，驱动像素的驱动薄膜晶体管，存储电容器，以及像素电极。
图1A是表示制造双板型有机EL显示器下层衬底的传统方法的剖面图。下面只结合双板型有机EL显示器的一个像素中包含的一个薄膜晶体管进行描述。
依据传统的工艺，首先，由例如多晶硅制成的半导体层2在透明衬底1上形成，如图1A所示。半导体2随后形成图形以便使半导体2只保留在薄膜晶体管即将形成的区域。
然后，门绝缘膜3和用于形成门电极的传导膜顺序地在所获得的结构的整个表面上形成。传导膜随后形成图形以形成门电极4。
利用门电极4作为掩膜，诸如磷(P)离子的杂质离子随后被注入到半导体层2中，其再经退火形成薄膜晶体管的源和漏区域2a和2c。因此，就完整地形成了NMOS薄膜晶体管。
半导体层2的没有杂质离子注入的部分形成NMOS薄膜晶体管的沟道区2b。
接下来，间层绝缘膜5在所获得的结构的整个表面上形成。随后，间层绝缘膜5和门绝缘膜3被有选择性地去除以便暴露NMOS薄膜晶体管的源和漏区2a和2c。
电极引线6和像素电极6’随后在暴露的源和漏区2a和2c上形成以便使电极引线6和像素电极6’分别与源和漏区2a和2c电连接。因此，下层衬底就全部形成了。
图2是表示依据现有技术制造的双板型有机EL显示器的上层衬底的平面图。图1B是沿图2的I-I线的横剖面图。
依据传统工艺，如图1B和2所示，阳极8在透明衬底7上形成。阳极8是由具有高功函的透明导电材料，例如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)制成。
随后，采利用绝缘材料例如聚酰亚胺在阳极8的局部形成绝缘膜9。然后在绝缘膜9上形成隔层10。
接下来，采用另一种绝缘材料在像素区的阳极8上形成岛状隔离装置11。
随后，在包括隔离装置11的所获得的结构的整个表面上相继淀积用于空穴注入层12，空穴传输层13，光发射层14，电子传输层15，和电子注入层16的有机材料。
然后，由具有低功函的导电材料，例如铝，制成的阴极17淀积在电子注入层16上。因此，上层衬底就全部形成了。
图1C是表示接合图1A的下层衬底和图1B的上层衬底的方法的剖面图。
如图1C所示，图1A的下层衬底和图1B的上层衬底被接合在一起以便使在上层衬底中的隔离装置11上形成的阴极17与要被电连接的像素电极6’形成接触。
图1D是表示上层和下层衬底被接合在一起的有机EL显示器的密封处理的剖面图。如图1D所示，在接合的上层和下层衬底之间形成的空间中形成真空。然后，利用密封剂18将上层和下层衬底之间的空间密封。
在以上述方法制造的传统有机EL显示器中，必须采用NMOS薄膜晶体管，因为上层衬底中的各个阴极和下层衬底中的相应驱动薄膜晶体管的漏区被电连接。
然而，上述传统EL显示器存在问题，就是难以采用激光退火方法的低温多晶硅薄膜晶体管制造工艺。这是因为低温多晶硅薄膜晶体管是PMOS型的。
因此，传统有机EL显示器不能采用比NMOS薄膜晶体管更加稳定的PMOS薄膜晶体管。
发明内容
因此，本发明提供一种充分避免由于现有技术的局限和缺点而导致的一个或多个问题的有机EL显示器及其制造方法。
本发明的目的是提供能够采用PMOS薄膜晶体管的有机EL显示器，和制造该有机EL显示器的方法。
本发明附加的优点、目的和性能将在下面的描述中部分地体现并且对那些具有本领域普通技能的技术人员通过下面的考查部分地变得明显，或者从本发明的实践中得到了解。本发明的目的和其它优点可以通过书面的说明书和权利要求以及附图中特别指出的结构而实现和获得。
为达到这些目的和其它优点并依照本发明的目标，如在这里作为具体化和广泛的解释的，有机电致发光显示器包括：彼此面对面布置并彼此间隔预定距离的第一透明衬底和第二透明衬底；在第一透明衬底上形成的晶体管；在第二透明衬底上光发射区周围形成的隔离装置；在第二透明衬底和隔离装置上形成的阳极，其中该阳极的覆盖该隔离装置的部分与晶体管电连接；在阳极上形成的有机电致发光层；以及在有机电致发光层上形成的阴极。
晶体管可以是PMOS薄膜晶体管。有机电致发光显示器可以进一步包括在隔离装置周围形成的隔层。
隔层可以环绕隔离装置。或者，隔层可以包括分别形成于隔离装置相对侧的条状隔层从而使隔离装置***置在条状隔层之间。
隔离装置可以突出到比隔层高的水平。
在本发明的另一个技术方案中，有机电致发光显示器包括：彼此面对面布置并彼此间隔预定距离的第一透明衬底和第二透明衬底；在第一透明衬底上形成的晶体管；在第二透明衬底上的光发射区周围形成的隔离装置；在第二透明衬底的光发射区和隔离装置上形成的阳极，以便使阳极具有在光发射区上形成的部分和在隔离装置上形成的部分，在隔离装置上形成的阳极部分与晶体管电连接；在隔离装置周围形成的隔层；在除隔离装置之外的第二透明衬底的光发射区上形成的阳极部分上形成的有机电致发光层；以及在有机电致发光层上形成的阴极。
隔层可以包括在隔离装置的一侧的阳极上形成条状的第一隔层，以及在隔离装置的另一侧的第二透明衬底上形成条状的第二隔层。
在本发明的另一个技术方案中，有机电致发光显示器的制造方法包括的步骤有：制造有机电致发光显示器的下层衬底，下层衬底的制造步骤包括制备第一透明衬底和在第一透明衬底上形成晶体管的步骤；制造有机电致发光显示器的上层衬底，上层衬底的制造步骤包括制备第二透明衬底，在第二透明衬底上的光发射区周围形成隔离装置，在第二透明衬底的光发射区和隔离装置上形成阳极，在隔离装置周围形成隔层，在形成于除隔离装置之外的第二透明衬底的光发射区上的阳极部分上形成有机电致发光层，和在有机电致发光层上形成阴极的步骤；以及接合有机电致发光显示器的上板和下板以使在上层衬底隔离装置上形成的阳极部分与下层衬底的晶体管的电极电连接。
在隔离装置周围形成隔层的步骤可以包括：在包含阳极的第二透明衬底的整个表面上形成绝缘膜，将绝缘膜刻出图形以使绝缘膜仅保留在隔离装置周围从而环绕隔离装置；以及在保留的绝缘膜上形成隔层的步骤。
在隔离装置周围形成隔层的步骤包括：在包含阳极的第二透明衬底的整个表面上形成绝缘膜，将绝缘膜刻出图形以使绝缘膜保留的条状部分在隔离装置的相对侧平行排列，以使得隔离装置***到条状部分之间；以及在保留的条状绝缘膜部分上形成隔层的步骤。
本发明前述常规的描述和下面具体的解释是示范性的和解释性的并且用于提供所要求的本发明的进一步解释。
附图说明
附图，其被包含用来提供对本发明的进一步理解，并被结合且作为本申请的一部分，说明本发明的实施例并和说明书一起用来解释发明的原理。图中：
图1A至1D为说明制造具有传统结构的有机EL显示器的传统方法的剖面图；
图2为说明传统有机EL显示器的上层衬底的平面图；
图3A至3D为说明依据本发明的双板型有机EL显示器的制造方法的剖面图；
图4A和4B为用在依据本发明的有机EL显示器中的分别具有不同结构的上层衬底的平面图。
具体实施方式
将对本发明的优选实施例做具体的说明，其示例结合附图中说明。尽可能，相同的附图标记在附图中指示相同或相似的部分。
本发明提供具有能够采用PMOS薄膜晶体管的结构的双板型有机EL显示器，及其制造方法。
也就是说，依据本发明，PMOS薄膜晶体管形成于双板型有机EL显示器的一个衬底上，作为驱动像素的装置。而且，有机EL元件在另一衬底上形成。衬底随后被接合以使有机EL元件的阳极与PMOS薄膜晶体管的像素电极电连接。
图3A至3D为说明依据本发明的双板型有机EL显示器制造方法的连续工艺步骤的剖面图。下面的描述只结合有机EL显示器的一个像素中的一个薄膜晶体管进行。
图3A是说明双板型EL显示器的下层衬底的制造过程的剖面图。这个过程可以用传统方法进行。依据这一过程，首先，由例如多晶硅形成的半导体层22在第一透明衬底21上形成，如图3A所示。然后半导体层22被刻出图形以只在薄膜晶体管要形成的区域保留。
之后，门绝缘膜23和用于形成门电极的传导膜相继在所获得的结构的整个表面上形成。传导膜随后被刻出图形以形成门电极24。
利用门电极作为掩膜，诸如硼(B)离子的杂质离子随后被注入到半导体层22中，其随后被退火以形成薄膜晶体管的源和漏区22a和22c。因此，PMOS薄膜晶体管就全部形成了。
半导体层22的没有杂质离子注入的部分形成PMOS薄膜晶体管的沟道区22b。
接下来，间层绝缘膜25在所获得的结构的整个表面形成。间层绝缘膜25和门绝缘膜23随后被选择性地去除以暴露PMOS薄膜晶体管的源和漏区22a和22c。
之后，电极引线26和像素电极26’在所获得的结构上形成以使电极引线26和像素电极26’分别与源和漏区22a和22c电连接。因此，下层衬底就全部形成了。
图4A和4B为说明依据本发明制造的双板型有机EL显示器的上层衬底的平面图。图3B是沿图4A的II-II线和图4B的III-III线的横剖面图，说明依据本发明的上层衬底制造过程。
依据该上层衬底制造过程，首先岛状隔离装置28采用绝缘材料在第二透明衬底27上形成，如图3B所示。
隔离装置28排列在光发射区周围。隔离装置28也被形成使隔离装置的下部宽于隔离装置的上部的形状。
之后，阳极29在包含隔离装置28的第二透明衬底27上形成。阳极29是由具有高功函的透明导电材料组成，例如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)。
阳极29只在隔离装置28和第二透明衬底27的光发射区上形成。
随后，绝缘膜30采用绝缘材料例如聚酰亚胺在阳极29的***部分和隔离装置28周围的区域上形成。隔层31随后在绝缘膜30上形成。
绝缘膜30和隔层31可利用两种方法中的一种形成。
依据第一种方法，绝缘膜30首先在包含阳极29的结构的整个表面上形成，然后被刻出图形以使绝缘膜30仅保留在隔离装置28周围从而环绕隔离装置28。隔层31随后在保留的绝缘膜30上形成以使隔层31环绕隔离装置28。
依据第二种方法，绝缘膜30首先在包含阳极29的结构的整个表面上形成，然后被刻出图形以使绝缘膜30在隔离装置28的相对侧保留平行排列的的条形部分。隔层31随后在保留的绝缘膜30上形成。
在后一种情况下，隔层31包括在隔离装置28的一侧形成条形的第一隔层，以及在隔离装置28的另一侧形成条形的第二隔层。第一和第二隔层以平行条的形式分别平行排列在隔离装置28的相对侧，以便隔离装置28插置在第一和第二隔层之间。
之后，用于空穴注入层32，空穴传输层33，光发射层34，电子传输层35，以及电子注入层36的有机材料被相继淀积在对应于除隔离装置28之外的第二透明衬底27的光发射区的部分的阳极29上。因此，有机EL层就形成了。
在有机EL层形成过程中，采用遮蔽掩膜以防止在隔离装置28上形成有机EL层。
阴极37，其由例如铝的具有低功函的导电材料制成，随后被淀积在电子注入层36上。因此，上层衬底就全部形成了。
隔层31具有图4A的结构时，能够不用遮蔽掩膜来形成阴极37。然而，在隔层31具有图4B的结构时，在形成阴极37的过程中就要采用遮蔽掩膜，以避免阴极37形成在条状隔层之间没有有机EL层形成的区域上。
也就是说，在后一种情况下，暴露形成在隔离装置28上的阳极29是必要的，以便能够使阳极29与第一透明衬底21的像素电极26’形成电连接。
图3C为说明接合图3A的下层衬底和图3B的上层衬底的过程的剖面图。
如图3C所示，图3A的下层衬底和图3B的上层衬底接合在一起以使在上层衬底的隔离装置28上形成的阳极29与要被电连接的下层衬底的像素电极26’形成接触。
图3D是说明密封上下衬底被接合在一起的有机EL显示器的过程的剖面图。如图3D所示，在被接合的上下衬底之间形成的空间中形成真空。之后，采用密封剂38将上下衬底之间的空间密封。
从上面的描述可见，本发明的有机EL显示器能够采用PMOS薄膜晶体管，因为在下层衬底上形成的各个驱动薄膜晶体管的漏区与在上层衬底上形成的对应的阳极电连接。
即，依据本发明，凭借采用比NMOS薄膜晶体管更稳定的PMOS薄膜晶体管的优点，制造具有更高的可靠性和延长的寿命的双板型有机EL显示器是可能的。
对本领域技术人员来说能够对本发明做不同修改和变化而不脱离本发明的精神和范围是显而易见的。因此，本发明应该覆盖落入权利要求及同等范围内的修改和变化。
Claims (18)
1、有机电致发光显示器，包括：
彼此面对面布置并彼此间隔预定距离的第一透明衬底和第二透明衬底；
在第一透明衬底上形成的晶体管；
在第二透明衬底上光发射区周围形成的隔离装置；
在第二透明衬底和所述隔离装置上形成的阳极，其中所述阳极的覆盖所述隔离装置的部分与所述晶体管电连接；
在阳极上形成的有机电致发光层；以及
在有机电致发光层上形成的阴极。
2、如权利要求1所述的有机电致发光显示器，其中晶体管是PMOS薄膜晶体管。
3、如权利要求1所述的有机电致发光显示器，进一步包括：
在隔离装置周围形成的隔层。
4、如权利要求3所述的有机电致发光显示器，其中隔层环绕隔离装置。
5、如权利要求3所述的有机电致发光显示器，其中隔层包括分别形成于隔离装置相对侧的条状隔层从而使隔离装置被***到条状隔层之间。
6、如权利要求3所述的有机电致发光显示器，其中隔离装置被突出到比隔层高的水平。
7、有机电致发光显示器，包括：
彼此面对面布置并彼此间隔预定距离的第一透明衬底和第二透明衬底；
在第一透明衬底上形成的晶体管；
在第二透明衬底上光发射区周围形成的隔离装置；
在第二透明衬底的光发射区和隔离装置上形成的阳极，以便使阳极具有在光发射区上形成的部分和在隔离装置上形成的部分，在隔离装置上形成的阳极部分与晶体管电连接；
在隔离装置周围形成的隔层；
在除隔离装置之外的，第二透明衬底的光发射区上形成的阳极部分上形成的有机电致发光层；
以及在有机电致发光层上形成的阴极。
8、如权利要求7所述的有机电致发光显示器，其中晶体管是PMOS薄膜晶体管。
9、如权利要求7所述的有机电致发光显示器，其中隔层环绕隔离装置。
10、如权利要求7所述的有机电致发光显示器，其中隔层包括：
在隔离装置的一侧的阳极上形成条状的第一隔层；以及
在隔离装置的另一侧的第二透明衬底上形成条状的第二隔层。
11、如权利要求10所述的有机电致发光显示器，进一步包括：
在第一和第二隔层之下形成的绝缘膜。
12、如权利要求10所述的有机电致发光显示器，其中第一和第二隔层在隔离装置的相对侧平行布置以便使隔离装置***到第一和第二隔层之间。
13、如权利要求7所述的有机电致发光显示器，其中隔离装置突出到比隔层高的水平。
14、有机电致发光显示器的制造方法，包括的步骤有：
制造有机电致发光显示器的下层衬底，下层衬底的制造步骤包括制备第一透明衬底，在第一透明衬底上形成晶体管的步骤；
制造有机电致发光显示器的上层衬底，上层衬底的制造步骤包括制备第二透明衬底，在第二透明衬底上的光发射区周围形成隔离装置，在第二透明衬底的光发射区和隔离装置上形成阳极，在隔离装置周围形成隔层，在除隔离装置之外第二透明衬底的光发射区上形成的阳极部分上形成有机电致发光层，和在有机电致发光层上形成阴极的步骤；以及
接合有机电致发光显示器的上板和下板以使在上层衬底的隔离装置上形成的阳极的部分与下层衬底的晶体管的电极电连接。
15、如权利要求14所述的方法，其中在隔离装置周围形成隔层的步骤包括下列步骤：
在包括阳极的第二透明衬底的整个表面上形成绝缘膜，将绝缘膜形成图形以使绝缘膜仅保留在隔离装置周围从而环绕隔离装置；以及
在保留的绝缘膜上形成隔层。
16、如权利要求14所述的方法，其中在隔离装置周围形成隔层的步骤包括下列步骤：
在包括阳极的第二透明衬底的整个表面上形成绝缘膜，将绝缘膜形成图形以使绝缘膜保留的条形部分相互平行地排列在隔离装置的相对侧，使得隔离装置插置在条形部分之间；以及
在保留的条形绝缘膜部分上形成隔层。
17、如权利要求16所述的方法，其中形成阴极的步骤是采用遮蔽掩膜来执行以避免阴极在隔层之间形成。
18、如权利要求14所述的方法，其中形成有机电致发光层的步骤是利用遮蔽掩膜执行的以避免有机电致发光层在隔离装置上形成。
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