TW201424079A - 有機發光二極體裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種有機發光二極體裝置，包含形成於基板的主動區域外側的非主動區域、位於每一畫素區域處的開關薄膜電晶體與驅動薄膜電晶體、位於基板上且具有水分阻擋部的平面層、位於平面層上的第一電極、形成於每一畫素區域外側的非主動區域中的堤床、位於第一電極上的有機發光層、位於基板的整個表面上的第二電極、位於基板上的第一鈍化層、位於第一鈍化層上的有機層、位於有機層於第一鈍化層上的第二鈍化層、面對基板放置的障壁膜，以及插於基板與障壁膜間的黏合劑，黏合劑用以彼此接合基板與障壁層由此實現面板狀態。

Description

有機發光二極體裝置及其製造方法
本發明係關於一種有機發光二極體(organic light emitting diode；OLED)裝置，特別是一種能夠透過避免水分從外部引入其內而提高環境可靠度的有機發光二極體裝置及其製造方法。
平面顯示裝置其中之一的有機發光二極體裝置亮度高並且作業電壓低。此外，因為有機發光二極體裝置係為自發光類型，所以具有高對比度，以及可實現超薄厚度的顯示器。由於有機發光二極體裝置的響應時間短，對應幾微秒，可容易實施移動影像。另外，有機發光二極體裝置對視角沒有限制，甚至處於低溫時具有穩定的特性。再者，因為有機發光二極體裝置係在低電壓例如5~15伏特的直流電下被驅動，所以容易製造與設計驅動電路。
因為僅僅需要沈積與封裝設備，所以可採用非常簡單的方式製造有機發光二極體裝置。
具有這些特性的有機發光二極體裝置主要分為被動矩陣型與主動矩陣型。被動矩陣型中，掃描線與訊號線彼此交叉以形成矩陣形式的有機發光二極體裝置。為了驅動每一畫素，順序地驅動掃描線。因此，為了所需的平均亮度，瞬時亮度應該被實施，為透過用平均亮度乘以線的 個數獲得的值。
另一方面，主動矩陣型中，薄膜電晶體位於每一畫素區域中，係為用於打開/關閉畫素區域的切換裝置。連接開關薄膜電晶體的驅動薄膜電晶體連接電源線與發光二極體，以及形成於每一畫素區域中。
畫素區域的單元中的連接驅動薄膜電晶體的第一電極被打開/關閉，正對第一電極的第二電極用作共同電極。第一電極、第二電極以及***兩個電極之間的有機發光層組成發光二極體。
這種主動矩陣型中，被施加到畫素區域的電壓在儲存電容器Cst中充電。電源應該被施加到有機發光二極體裝置，直到後續的框訊號被施加到有機發光二極體裝置為止。這種配置下，不考慮掃描線的個數，對應單個框連續驅動有機發光二極體裝置。
即使低電流被施加到有機發光二極體裝置，可實施相同的亮度。由於主動矩陣型具有功率消耗低、解析度高以及螢幕大的特性，所以近年來備受關注。
以下將結合附圖解釋這種主動矩陣型的有機發光二極體裝置的基本結構與作業特性。
第1圖為習用技術的主動矩陣型的有機發光二極體裝置的單個畫素區域的配置的電路圖。
請參考第1圖，主動矩陣型的有機發光二極體裝置的單個畫素區域由開關薄膜電晶體STr、驅動薄膜電晶體DTr、儲存電容器Cst以及發光二極體E組成。
閘極線GL沿第一方向形成，資料線DL沿與第一方向垂直 的第二方向形成，從而定義畫素區域P。用以施加功率電壓到有機發光二極體裝置的電源線PL與資料線DL間隔。
開關薄膜電晶體STr形成於資料線DL與閘極線GL間的交叉處，電連接開關薄膜電晶體STr的驅動薄膜電晶體DTr形成於每一畫素區域P中。
驅動薄膜電晶體DTr電連接發光二極體E。更特別地，放置於發光二極體E一側的的終端，即第一電極連接驅動薄膜電晶體DTr的汲電極。放置於發光二極體E另一側的的終端，即第二電極連接電源線PL。電源線PL傳送功率電壓到發光二極體E。儲存電容器Cst形成於驅動薄膜電晶體DTr的閘電極與源電極之間。
一旦訊號透過閘極線GL被施加到有機發光二極體裝置，開關薄膜電晶體STr被打開。當資料線DL的訊號被傳送到驅動薄膜電晶體DTr的閘電極時，驅動薄膜電晶體DTr被打開。因此，透過發光二極體E發射光線。如果驅動薄膜電晶體DTr被打開，判定從電源線PL施加到發光二極體E的電流的位準。因此，發光二極體E可實現灰階。
當開關薄膜電晶體STr被關閉時，儲存電容器Cst用以恆定地保持驅動薄膜電晶體DTr的閘極電壓。因此，即使開關薄膜電晶體STr被關閉，對於下一框，施加到發光二極體E的電流的位準可被恆定地保持。
第2圖為習用技術之有機發光二極體裝置之剖面示意圖。
請參考第2圖，習用的有機發光二極體裝置10中，基板11上定義主動區域AA(顯示區域)以及形成於主動區域AA外側的非主動區域NA(非顯示區域)。閘極線(圖中未表示)與資料線(圖中未表示)所 定義的複數個畫素區域P形成於主動區域AA處。電源線(圖中未表示)係平行於資料線(圖中未表示)而形成。
開關薄膜電晶體(圖中未表示)與驅動薄膜電晶體DTr形成於每一畫素區域P處。
習用的有機發光二極體裝置10中，已形成有驅動薄膜電晶體DTr與發光二極體E的基板11係透過障壁膜(圖中未表示)被封裝。
現在更詳細地解釋習用的有機發光二極體裝置10。如第2圖所示，在基板11上定義主動區域AA以及形成於主動區域AA外側的非主動區域NA。閘極線(圖中未表示)與資料線(圖中未表示)定義的複數個畫素區域P形成於主動區域AA處。電源線(圖中未表示)係平行於資料線(圖中未表示)而形成。
複數條驅動電路線GIP、接地線GND等形成於基板11的非主動區域NA中。
雖然圖中未表示，驅動薄膜電晶體DTr由半導體層、閘極絕緣層、形成於半導體層上的閘極層上的閘電極、源電極以及汲電極組成。源電極與汲電極形成於包含閘電極的閘極絕緣層上形成的層間絕緣層上，以及彼此分隔。
具有汲極接觸孔(圖中未表示)的層間絕緣層13以及有機平面層15形成於驅動薄膜電晶體DTr與開關薄膜電晶體(圖中未表示)上，驅動薄膜電晶體DTr的汲電極(圖中未表示)透過汲極接觸孔(圖中未表示)被暴露到外部。
第一電極19形成於有機平面層15上，第一電極19透過汲 極接觸孔(圖中未表示)接觸驅動薄膜電晶體DTr的汲電極(圖中未表示)，以及係針對每一畫素區域P採用間隔的方式被提供。
堤床21形成於第一電極19上，畫素區域P藉由堤床21彼此分隔。堤床21被放置於彼此鄰接的畫素區域P之間。堤床21也形成於非主動區域NA即面板的外部部份中。
有機發光層23形成於堤床21所封閉的每一畫素區域P中的第一電極19上，有機發光層23由發射紅、綠與藍光的有機發光圖案(圖中未表示)組成。
第二電極25作為陰極形成於主動區域AA與非主動區域NA兩者中的有機發光層23與堤床21上。第一電極19、第二電極25以及***第一電極19與第二電極25間的有機發光層23組成發光二極體E。
第一鈍化層27形成於包含第二電極25的基板11的整個表面上，作為避免水分引入有機發光二極體裝置10內的絕緣層。
由例如聚合物(polymer)的有機材料所形成的有機層29形成於主動區域AA處的第一鈍化層27上。
第二鈍化層31更形成於包含有機層29的第一鈍化層27上方，用以避免水分透過有機層29引入有機發光二極體裝置10內。
為了封裝發光二極體E以及為了避免水分從上側引入，障壁膜(圖中未表示)採用面對的方式被放置於包含第二鈍化層31的基板的整個表面上。黏合劑(圖中未表示，稱為壓敏黏合劑)被***基板11與障壁膜(圖中未表示)之間，這樣基板11與障壁膜彼此可完全接合，兩者之間沒有空氣層。第二鈍化層31、黏合劑(圖中未表示)以及障壁膜(圖中 未表示)具有面密封結構。
基板11與障壁膜(圖中未表示)透過黏合劑(圖中未表示)彼此接合以由此形成面板，習用技術的有機發光二極體裝置10被實施。
然而，習用的有機發光二極體裝置具有以下問題。
首先，當面密封結構即障壁膜、黏合劑等中出現缺陷時，水分H2O透過平面層快速引入主動區域AA內。為了解決這個問題，平面層未形成於非主動區域NA處。然而，這種情況下，有機發光二極體裝置上放置的無機絕緣層例如鈍化層由於階梯形狀部份的緣故而具有劣化的品質。
其次，當面密封結構即障壁膜、黏合劑等中出現缺陷時，水分H2O透過堤床快速引入主動區域AA內。為了解決這個問題，堤床未形成於非主動區域處NA中。然而，這種情況下，水分可穿透平面層造成問題。
因此，本發明的實施方式一方面提供一種有機發光二極體裝置及其製造方法，能夠在非主動區域中的平面層處形成水分阻擋部透過避免水分從外部引入主動區域內而提高環境可靠度。
為了獲得本說明的目的及其他優點，對本文作具體化和概括性的描述，本發明提供的一種有機發光二極體裝置，包含：基板，被劃分為包含複數個畫素區域的主動區域以及形成於主動區域外側的非主動區域；開關薄膜電晶體與驅動薄膜電晶體，形成於基板上的每一畫素區域處；平面層，形成於包含開關薄膜電晶體與驅動薄膜電晶體的基板上，以及在 基板的非主動區域中具有一個水分阻擋部；第一電極，形成於平面層上，以及連接驅動薄膜電晶體之汲電極；堤床，形成於包含第一電極之基板之每一畫素區域外側的非主動區域中；有機發光層，形成於第一電極上，係以分隔的方式針對每一畫素區域被提供；第二電極，形成於包含有機發光層的基板的整個表面上；第一鈍化層，形成於包含第二電極的基板的整個表面上；有機層，形成於第一鈍化層上；第二鈍化層，形成於有機層與第一鈍化層上；障壁層，被放置以面對基板；以及黏合劑，被放置於基板與障壁層間，以及用以彼此接合基板與障壁層，由此實現面板狀態。
為了獲得本說明的目的及其他優點，對本文作具體化和概括性的描述，本發明還提供的一種有機發光二極體裝置的製造方法，包含：提供一塊基板，基板被劃分為包含複數個畫素區域的主動區域以及形成於主動區域外側的非主動區域；於基板上的每一畫素區域處形成開關薄膜電晶體與驅動薄膜電晶體；於包含開關薄膜電晶體與驅動薄膜電晶體的基板上形成平面層；在非主動區域中的平面層處形成水分阻擋部；在平面層上形成與驅動薄膜電晶體的汲電極連接的第一電極；在包含第一電極的基板的每一畫素區域外側的非主動區域中形成堤床；在畫素區域中的第一電極上形成有機發光層；在包含有機發光層的基板的整個表面上形成第二電極；在包含第二電極的基板的整個表面上形成第一鈍化層；在第一鈍化層上形成有機層；在有機層與第一鈍化層上形成第二鈍化層；形成障壁膜，從而面對基板；以及於基板與障壁層間形成黏合劑，此黏合劑用以彼此接合基板與障壁層由此實現面板狀態。
本發明可具有以下優點。
首先，由於在非主動區域中平面層處形成水分阻擋部，可避免由於出現裂縫在第一鈍化層、第二鈍化層等中產生的雜質或水分被引入主動區域內。
平面層內部的雜質或水分可導致發光區域內部的有機材料劣化，雜質或水分可透過非主動區域中放置的輔助電極圖案中形成的陽極孔被排出。平面層(planarization layer)與堤床透過陽極孔彼此連接，陽極孔可用作從外部引入的水分流向主動區域AA的路徑。然而，即使從外部引入的水分流經陽極孔，藉由在輔助電極圖案下方形成的平面層的水分阻擋部，也可避免水分移動到主動區域AA。這可允許採用面密封結構的頂部發射型有機發光二極體裝置具有增強的環境可靠度。
本發明更多的應用領域將由以下的詳細說明揭示。然而，可以理解的是，用以揭示本發明較佳實施方式的詳細說明和具體示例僅僅是為了說明而不是為了限制本發明的範圍。
DL‧‧‧資料線
GL‧‧‧閘極線
PL‧‧‧電源線
E‧‧‧發光二極體
P‧‧‧畫素區域
GND‧‧‧接地線
STr‧‧‧開關薄膜電晶體
DTr‧‧‧驅動薄膜電晶體
Cst‧‧‧儲存電容器
AA‧‧‧主動區域
NA‧‧‧非主動區域
GIP‧‧‧驅動電路線
10‧‧‧有機發光二極體裝置
11‧‧‧基板
13‧‧‧層間絕緣層
15‧‧‧有機平面層
19‧‧‧第一電極
21‧‧‧堤床
23‧‧‧有機發光層
25‧‧‧第二電極
27‧‧‧第一鈍化層
29‧‧‧有機層
31‧‧‧第二鈍化層
100‧‧‧有機發光二極體裝置
101‧‧‧基板
103‧‧‧半導體層
103a‧‧‧第一區域
103b、103c‧‧‧第二區域
105‧‧‧閘極絕緣層
107‧‧‧閘電極
107a‧‧‧閘極驅動電路線
107b‧‧‧接地線
109‧‧‧層間絕緣層
111a‧‧‧源電極
111b‧‧‧汲電極
113‧‧‧平面層
115a‧‧‧汲極接觸孔
115b‧‧‧水分阻擋部
115c‧‧‧接地線接觸孔
117‧‧‧第一電極
119‧‧‧輔助電極圖案
121‧‧‧陽極孔
123‧‧‧堤床
125‧‧‧有機發光層
127‧‧‧第二電極
129‧‧‧第一鈍化層
131‧‧‧有機層
133‧‧‧第二鈍化層
135‧‧‧黏合劑
137‧‧‧障壁膜
A‧‧‧局部
H2O‧‧‧水分
第1圖為習用技術的主動矩陣型的有機發光二極體裝置的單個畫素區域的配置的電路圖。
第2圖為習用技術的有機發光二極體裝置的剖面示意圖。
第3圖為本發明的有機發光二極體裝置的平面示意圖。
第4圖為本發明的有機發光二極體裝置沿第3圖的線IV-IV的剖面示意圖。
第5圖為第4圖中局部A的放大剖面示意圖，表示避免水分從平面層 與金屬圖案的水分阻擋部份引入。
第6A圖至第6H圖為本發明的有機發光二極體裝置的製造製程的剖面示意圖。
現在將結合圖式部份對本發明的較佳實施方式作詳細說明。為了便於描述，這些圖式部份中所使用的相同的參考標號代表相同或同類部件。
依照發射的光線的傳播方向，本發明的有機發光二極體裝置可分類為頂部發射型與底部發射型。以下將解釋頂部發射型的有機發光二極體裝置。
第3圖為本發明的有機發光二極體裝置的平面示意圖，第4圖為本發明的有機發光二極體裝置沿第3圖的線IV-IV的剖面示意圖，以及第5圖為第4圖中局部A的放大剖面示意圖，表示避免水分從平面層的水分阻擋部與金屬圖案引入。
請參考第3圖到第5圖，本發明的有機發光二極體裝置100包含以下結構，具有驅動薄膜電晶體DTr與發光二極體E的基板101藉由障壁膜137被封裝。
請參考第3圖與第4圖，有機發光二極體裝置100包含基板101，被劃分為包含複數個畫素區域P的主動區域AA(顯示區域)與形成於主動區域AA外側的非主動區域NA(非顯示區域)；開關薄膜電晶體(圖中未表示)與驅動薄膜電晶體DTr形成於基板101上的每一畫素區域P處；平面層113，形成於包含開關薄膜電晶體與驅動薄膜電晶體DTr的基板 101上，以及具有位於基板的非主動區域NA中的水分阻擋部115b；第一電極117，形成於平面層113上，以及連接驅動薄膜電晶體DTr的汲電極111b；堤床123，形成於包含第一電極117的基板的每一畫素區域P外側的非主動區域NA中；有機發光層125，形成於第一電極117上，以及採用分離的方式提供給每一畫素區域P；第二電極127，形成於包含有機發光層123的基板的整個表面上；第一鈍化層129，形成於包含第二電極127的基板的整個表面上；有機層131，形成於第一鈍化層129上；第二鈍化層133，形成於有機層131與第一鈍化層129上；障壁膜137，被放置以面對基板101；以及黏合劑，***在基板101與障壁膜137之間，用於將基板101與障壁膜137彼此接合，由此實施面板狀態。
以下更詳細地解釋本發明的有機發光二極體裝置100。如第3圖到第5圖所示，基板101被劃分為主動區域AA與形成於主動區域AA外側的非主動區域NA。在主動區域AA處提供閘極線(圖中未表示)與資料線(圖中未表示)定義的複數個畫素區域P。電源線(圖中未表示)平行於資料線(圖中未表示)被提供。
至於基板101，可使用玻璃基板或撓性基板。撓性基板可由具有撓性特性的玻璃或塑膠形成，這樣即使被折疊或者像紙一樣卷起時有機發光二極體裝置100仍然可保持顯示性能。
絕緣材料形成的緩衝層(圖中未表示)形成於基板101上，絕緣材料的例子為例如二氧化矽(SiO2)或者氮化矽(SiNx)之無機絕緣材料。緩衝層(圖中未表示)形成於後續製程期間形成的半導體層103下方，原因在於當半導體層103被結晶時，基板101的內部發射鹼離子(alkali ion)， 用以避免半導體層103的特性的劣化。
半導體層103形成於緩衝層(圖中未表示)上方的主動區域AA中的每一畫素區域P中。半導體層103係對應驅動區域(圖中未表示)與開關區域(圖中未表示)被形成。半導體層103由第一區域103a以及第二區域103b與103c組成，第一區域103a由純複晶矽形成並且形成一個通道，第二區域103b與103c由純複晶矽形成，放置於第一區域103a兩側，並且摻雜高濃度的雜質。
閘極絕緣層105形成於包含半導體層103的緩衝層上。閘電極107形成於閘極絕緣層105上，對應驅動區域(圖中未表示)與開關區域(圖中未表示)中的半導體層103的第一區域103a。
閘極線(圖中未表示)連接開關區域(圖中未表示)處形成的閘電極107且沿一個方向延伸，以及形成於閘極絕緣層105上。閘電極107與閘極線(圖中未表示)具有單層結構，由具有低電阻特性的第一金屬材料形成，例如鋁、鋁合金(AlNd)、銅、銅合金、鉬(Mo)以及鉬鈦(MoTi)。或者，閘電極107與閘極線(圖中未表示)可具有雙層或三層結構，由超過兩種第一金屬材料形成。圖式中，閘電極107與閘極線(圖中未表示)具有單層結構。當形成閘電極107時，同時在基板101的非主動區域NA中形成閘極驅動電路線(GIP)107a與接地線(GND)107b。
絕緣材料形成的層間絕緣層109形成於主動區域中包含閘電極107與閘極線(圖中未表示)的基板的整個表面上，絕緣材料為例如二氧化矽(SiO2)或者氮化矽(SiNx)之無機絕緣材料。在層間絕緣層109與其下形成的閘極絕緣層105處提供半導體層接觸孔(圖中未表示)，半導體層 103的第一區域103a兩側放置的第二區域103b與103c透過半導體層接觸孔(圖中未表示)被暴露到外部。
資料線(圖中未表示)形成於包含半導體層接觸孔(圖中未表示)的層間絕緣層109上，資料線(圖中未表示)與閘極線(圖中未表示)交叉定義畫素區域P並且由第二金屬材料層形成。第二金屬材料層由鋁、鋁合金(AlNd)、銅、銅合金、鉬(Mo)、鉬鈦(MoTi)、鉻以及鈦其中之一或者其中至少兩個的組合形成。電源線(圖中未表示)採用與資料線分隔的形式形成。電源線(圖中未表示)可形成於已形成閘極線(圖中未表示)的閘極絕緣層105上，與閘極線(圖中未表示)分隔且與其平行。
如第4圖與第5圖所示，源電極111a與汲電極111b由與資料線(圖中未表示)相同的第二金屬材料製造，以及形成於層間絕緣層109上的驅動區域(圖中未表示)與開關區域(圖中未表示)處。源電極111a與汲電極111b彼此分隔，與透過半導體層接觸孔(圖中未表示)被暴露到外部的第二區域103b及103c接觸。這種配置下，驅動區域(圖中未表示)上順序沈積的半導體層103、閘極絕緣層105、閘電極107與層間絕緣層109，連同彼此分隔的源電極111a與汲電極111b形成驅動薄膜電晶體(圖中未表示，請參考第6B圖的DTr)。
圖式中，全部資料線(圖中未表示)、源電極111a與汲電極111b具有單層結構。然而，資料線(圖中未表示)、源電極111a與汲電極111b可具有雙層結構或三層結構。
雖然圖中未表示，開關薄膜電晶體(圖中未表示)與驅動薄膜電晶體DTr具有相同的層積結構，也形成於開關區域(圖中未表示) 處。開關薄膜電晶體(圖中未表示)電連接驅動薄膜電晶體DTr、閘極線(圖中未表示)與資料線(圖中未表示)。就是說，閘極線(圖中未表示)與資料線(圖中未表示)分別連接開關薄膜電晶體的閘電極(圖中未表示)與源電極(圖中未表示)。開關薄膜電晶體(圖中未表示)的汲電極(圖中未表示)電連接驅動薄膜電晶體DTr的閘電極107。
驅動薄膜電晶體DTr與開關薄膜電晶體(圖中未表示)包含複晶矽形成的半導體層103，以及被配置為頂部閘極型。然而，驅動薄膜電晶體DTr與開關薄膜電晶體(圖中未表示)可被配置為底部閘極型，其中具有非晶矽形成的半導體層。
驅動薄膜電晶體DTr與開關薄膜電晶體(圖中未表示)被配置為底部閘極型的情況下，可具有閘電極/閘極絕緣層/半導體層/以及彼此分隔的源電極與汲電極的層積結構，其中半導體層由純非晶矽形成的一個主動層以及雜質非晶矽形成的且放置於主動層兩側的兩個歐姆層組成。閘極線被形成從而連接開關薄膜電晶體的閘電極。資料線被形成從而連接源電極。
包含汲極接觸孔(圖中未表示)的平面層113形成於驅動薄膜電晶體DTr與開關薄膜電晶體(圖中未表示)上，驅動薄膜電晶體DTr的汲電極111b透過汲極接觸孔(圖中未表示)被暴露到外部。平面層113由絕緣材料形成。例如，平面層113可由包含二氧化矽與氮化矽的無機絕緣材料以及包含光亞克力(photo-acryl)的有機絕緣材料其中之一形成。本發明中，平面層113由有機絕緣材料形成。
汲極接觸孔115a形成於基板101的主動區域中的平面層 113處，後續製程形成的第一電極117透過汲極接觸孔115a電連接汲電極111b。
複數個水分阻擋部115b形成於基板101的非主動區域中的平面層113處，用於避免來自外部的水分引入主動區域內。基板101的非主動區域NA中放置的平面層113根據指定寬度被切割，每一水分阻擋部115b被形成，係沿基板101的非主動區域NA的邊緣區域形成。水分阻擋部115b形成於接地線107b中被施加直流電的驅動電路線上方放置的平面層113處。
這種配置下，即使水分從外部引入有機發光二極體裝置內，由於非主動區域NA中平面層113的水分阻擋部115b的緣故，水分不會被引入主動區域AA。就是說，將用作水分引入的路徑的平面層113切割，形成水分阻擋部115b。這種配置下，即使水分沿平面層113被引入，水分則向上移動到水分阻擋部115b，不會移動到主動區域AA中的平面層。
第一電極117針對每一畫素區域P採用分隔方式形成於平面層113上，第一電極117透過汲極接觸孔(圖中未表示)接觸驅動薄膜電晶體DTr的汲電極111b。輔助電極圖案119同時形成於非主動區域NA中的平面層113上，用以降低後續製程期間形成的作為陰極的第二電極127的電阻。因為透明導電材料形成的第二電極127具有大電阻，當恆定電流被施加到第二電極127時可能出現問題。為了解決這個問題，輔助電極圖案119電連接第二電極127，由此降低第二電極127的電阻。輔助電極圖案119電連接第二電極127與接地線107b。輔助電極圖案119藉由接地線接觸孔(圖中未表示，請參考第5圖的115c)電連接接地線107b。
為了排出平面層113中產生的雜質或水分，這些雜質或水分可導致發光區域內部的有機材料劣化，陽極孔121形成於非主動區域NA中放置的輔助電極圖案119處。平面層113與堤床123透過陽極孔121彼此連接，從外部引入有機發光二極體裝置內的水分H2O透過陽極孔121流向主動區域AA。然而，這種情況下，透過輔助電極圖案119下方形成的平面層113的水分阻擋部115b，可避免水分被引入主動區域AA。
由絕緣材料例如苯環丁烯(benzocyclobutene；BCB)、聚醯亞胺(polyimide)或者光亞克力製造的堤床123形成於每一畫素區域P外側的非主動區域NA中的第一電極117上。堤床123被形成與第一電極117的邊緣重疊，並且封閉每一畫素區域P，以及具有晶格形狀，在整個主動區域AA中包含複數個開口。也在非主動區域NA即面板的外部部份處形成堤床123。
有機發光層125形成於堤床123所封閉的每一畫素區域P中的第一電極117上，有機發光層125由發射紅、綠與藍光的有機發光圖案(圖中未表示)組成。有機發光層125可被配置為有機發光材料形成的單層。雖然圖中未表示，為了提高發光效率，有機發光層125可被配置為電洞注入層、電洞傳輸層、發光材料層、電子傳輸層以及電子注入層形成的多層。
第二電極127形成於包含有機發光層125與堤床123的基板的主動區域AA上。第一電極117、第二電極127以及***兩個電極之間的有機發光層125形成發光二極體E。第二電極127電連接輔助電極圖案119。
發光二極體E中，一旦指定電壓依照選擇的彩色訊號被施加到第一電極117與第二電極127，從第一電極117注入的電洞以及第二電極127提供的電子被傳送到有機發光層125，由此形成激子。當激子從激態(excited state)轉態到基態(ground state)，產生的光線以可見射線的形式發射。產生的光線透過透明的第二電極127向外發射，有機發光二極體裝置100實現期望的影像。
第一鈍化層129形成於包含第二電極127的基板101的整個表面上，第一鈍化層129由絕緣材料特別是無機絕緣材料例如二氧化矽或氮化矽製造。第二電極127獨自無法避免水分引入有機發光層125內。因此，第一鈍化層129形成於第二電極127上，以完全避免水分被引入有機發光層125內。
有機材料例如聚合物製造的有機層131形成於第一鈍化層129上。有機層131的聚合物可使用基於烯烴類(olefine-based)的聚合物(聚乙烯(polyethylene)、聚丙烯(polypropylene))、聚對酞酸乙二酯(PET)、環氧樹脂、氟基樹脂(fluoro resin)、聚矽氧烷(polysiloxane)等。
為了避免水分透過有機層131引入有機發光二極體裝置內，絕緣材料製造的第二鈍化層133更形成於包含有機層131與第一鈍化層129的基板101的整個表面上，絕緣材料的例子為無機絕緣材料例如二氧化矽或氮化矽。
障壁膜137以面對方式被放置於包含第二鈍化層133的基板101的整個表面上，以用於封裝發光二極體E。黏合劑135被***基板101與障壁膜137之間，這樣基板101與障壁膜137可彼此完全接合，兩者 之間不會存在空氣層。黏合劑135由具有黏合特性的透明熔塊(frit)、有機絕緣材料以及聚合物材料其中之一形成。本發明中，黏合劑135可配置為壓敏黏合劑(PSA)。
基板100與障壁膜137透過黏合劑135彼此接合以由此形成面板，可實施本發明之有機發光二極體裝置100。
本發明實施例之有機發光二極體裝置中，水分阻擋部形成於非主動區域中的平面層處。位於平面層內部的雜質或水分可導致發光區域內部有機材料劣化，雜質或水分可透過非主動區域NA中放置的輔助電極圖案處形成的陽極孔排出。平面層與堤床透過陽極孔彼此連接，陽極孔用作從外部引入的水分流到主動區域AA的路徑。然而，即使從外部引入的水分流經陽極孔，透過輔助電極圖案下方形成的平面層的水分阻擋部，可避免水分移動到主動區域AA。這可允許採用面密封結構的頂部發射型有機發光二極體裝置提高環境可靠度。
本發明的有機發光二極體裝置中，藉由輔助電極圖案下方形成的平面層的水分阻擋部，可避免水分被引入主動區域AA。這可允許採用面密封結構的頂部發射型有機發光二極體裝置提高環境可靠度。
以下結合第6A圖到第6H圖解釋本發明有機發光二極體裝置的製造製程。
第6A圖到第6H圖為本發明的有機發光二極體裝置的製造製程的剖面示意圖。
如第6A圖所示，準備基板101，基板101被劃分為主動區域AA與形成於主動區域AA外側的非主動區域NA。至於基板101，可使 用玻璃基板或撓性基板。撓性基板可由具有撓性特性的玻璃或塑膠製造，這樣即使折疊或者像紙一樣卷起時有機發光二極體裝置仍可保持顯示性能。
絕緣材料形成的緩衝層(圖中未表示)形成於基板101上，絕緣材料的例子為例如二氧化矽或者氮化矽之無機絕緣材料。緩衝層(圖中未表示)形成於後續製程期間形成的半導體層103下方，原因在於當半導體層103被結晶時，基板101的內部發射鹼離子，用以避免半導體層103的特性的劣化。
半導體層103形成於主動區域AA中每一畫素區域P處的緩衝層(圖中未表示)上方。半導體層103係對應驅動區域(圖中未表示)與開關區域(圖中未表示)而形成。半導體層103由第一區域103a以及放置於第一區域103a兩側的第二區域103b與103c組成，其中第一區域103a由純複晶矽形成且形成一個通道，第二區域103b與103c由摻雜高濃度的雜質的純複晶矽形成。
閘極絕緣層105形成於包含半導體層103的緩衝層上。閘電極107形成於閘極絕緣層105上，與驅動區域(圖中未表示)及開關區域(圖中未表示)中的半導體層103的第一區域103a對應。
閘極線(圖中未表示)連接開關區域(圖中未表示)處形成的閘電極107且沿一個方向延伸，閘極線形成於閘極絕緣層105上。閘電極107與閘極線(圖中未表示)具有低電阻特性的第一金屬材料形成的單層結構，第一金屬材料例如為鋁、鋁合金(aluminum alloy；AlNd)、銅、銅合金、鉬(molybdenum；Mo)以及鉬鈦(molybdenum titanium；MoTi)。 或者，閘電極107與閘極線(圖中未表示)可具有雙層或三層結構，由超過兩種第一金屬材料形成。圖式中，閘電極107與閘極線(圖中未表示)具有單層結構。當形成閘電極107時，閘極驅動電路線(GIP)107a與接地線(GND)107b同時形成於基板101的非主動區域NA中。
如第6B圖所示，層間絕緣層109由絕緣材料例如無機絕緣材料比如二氧化矽或者氮化矽製造，層間絕緣層109形成於包含閘電極107與閘極線(圖中未表示)的基板的整個表面上。
然後，層間絕緣層109以及層間絕緣層109下方形成的閘極絕緣層105選擇性地被圖案化，從而形成半導體層接觸孔(圖中未表示)，放置於半導體層103的第一區域103a兩側的第二區域103b與103c透過半導體層接觸孔被暴露到外部。
雖然圖中未表示，金屬材料層形成於包含半導體接觸孔(圖中未表示)的層間絕緣層109上，金屬材料層與閘極線(圖中未表示)交叉定義畫素區域P。金屬材料層由鋁、鋁合金(aluminum alloy；AlNd)、銅、銅合金、鉬(molybdenum；Mo)、鉬鈦(molybdenum titanium；MoTi)、鉻與鈦其中之一或者至少其中兩個的組合形成。
然後，金屬材料層(圖中未表示)選擇性地被圖案化，從而形成資料線(圖中未表示)、資料驅動電路線(圖中未表示)以及與資料線間隔的電源線(圖中未表示)，資料線(圖中未表示)與閘極線(圖中未表示)交叉定義畫素區域P。電源線(圖中未表示)形成於已形成有閘極線(圖中未表示)的閘極絕緣層105上，採用與閘極線(圖中未表示)間隔的方式且與其平行。
當形成資料線(圖中未表示)時，同時形成源電極111a與汲電極111b。源電極111a與汲電極111b由與資料線(圖中未表示)相同的金屬材料製造，源電極111a與汲電極111b形成於層間絕緣層109上的驅動區域(圖中未表示)與開關區域(圖中未表示)處。源電極111a與汲電極111b彼此間隔，以及與透過半導體接觸孔(圖中未表示)暴露於外部的的第二區域103b及103c接觸。這種配置下，驅動區域(圖中未表示)上順序沈積的半導體層103、閘極絕緣層105、閘電極107以及層間絕緣層109，連同彼此間隔的源電極111a與汲電極111b形成驅動薄膜電晶體DTr。
圖式中，全部資料線(圖中未表示)、源電極111a與汲電極111b具有單層結構。然而，資料線(圖中未表示)、源電極111a與汲電極111b可具有雙層或三層結構。
雖然圖中未表示，與驅動薄膜電晶體DTr具有相同層積結構的開關薄膜電晶體(圖中未表示)也形成於開關區域(圖中未表示)上。開關薄膜電晶體(圖中未表示)電連接驅動薄膜電晶體DTr、閘極線(圖中未表示)與資料線(圖中未表示)。就是說，閘極線(圖中未表示)與資料線(圖中未表示)分別連接開關薄膜電晶體的閘電極(圖中未表示)與源電極(圖中未表示)。開關薄膜電晶體(圖中未表示)的汲電極(圖中未表示)電連接驅動薄膜電晶體DTr的閘電極107。
驅動薄膜電晶體DTr與開關薄膜電晶體(圖中未表示)具有複晶矽形成的半導體層103，以及被配置為頂部閘極型。然而，驅動薄膜電晶體DTr與開關薄膜電晶體(圖中未表示)可被配置為底部閘極型，其中半導體層由非晶矽形成。
驅動薄膜電晶體DTr與開關薄膜電晶體(圖中未表示)被配置為底部閘極型的情況下，驅動薄膜電晶體DTr與開關薄膜電晶體(圖中未表示)可具有閘電極/閘極絕緣層/半導體層/以及彼此間隔的源電極與汲電極之層積結構，其中半導體層由純非晶矽形成的一個主動層以及雜質非晶矽形成的且放置於此主動層兩側的兩個歐姆層組成。形成閘極線從而連接開關薄膜電晶體的閘電極。形成資料線從而連接源電極。
包含汲極接觸孔(圖中未表示)的平面層113形成於驅動薄膜電晶體DTr與開關薄膜電晶體(圖中未表示)上，驅動薄膜電晶體DTr的汲電極111b透過汲極接觸孔(圖中未表示)被暴露到外部。平面層113由絕緣材料形成。例如，平面層113由包含二氧化矽與氮化矽的無機絕緣材料以及包含光亞克力(photo-acryl)的有機絕緣材料其中之一形成。本發明中，平面層113由有機絕緣材料形成。
如第6C圖所示，透過曝光製程與顯影製程選擇性地圖案化平面層113，從而在基板101的主動區域中的平面層113處形成汲極接觸孔115a。後續製程期間形成的第一電極117透過汲極接觸孔115a電連接汲電極111b。
複數個水分阻擋部115b形成於基板101的非主動區域中的平面層113處，用以避免水分從外部引入主動區域AA中。基板101的非主動區域NA中放置的平面層113依照指定寬度被切割時，形成每一水分阻擋部115b，係沿基板101的非主動區域NA的邊緣區域形成。水分阻擋部115b係形成於接地線107b中被施加直流電的驅動電路線上方放置的平面層113處。
這種配置下，即使水分從外部被引入有機發光二極體裝置內，由於非主動區域NA中平面層113的水分阻擋部115b的緣故，水分不會被引入主動區域AA。
當形成汲極接觸孔115a與水分阻擋部115b時，同時形成接地線接觸孔115c，接地線107b透過接地線接觸孔115c被暴露到外部。
如第6D圖所示，金屬材料層(圖中未表示)形成於包含平面層113的基板的整個表面上，然後選擇性地被圖案化，從而在平面層113上形成第一電極117。第一電極117透過汲極接觸孔115a接觸驅動薄膜電晶體DTr的汲電極111b，係針對每一畫素區域P採用分離的方式形成。輔助電極圖案119同時形成於非主動區域NA中的平面層113上，用以降低後續製程期間形成的陰極即第二電極127的電阻。因為透明導電材料形成的第二電極127電阻大，當恆定電流被施加到第二電極127時可能出現問題。為了解決這個問題，輔助電極圖案119電連接第二電極127，由此降低第二電極127的電阻。輔助電極圖案119電連接第二電極127與接地線107b。輔助電極圖案119經由接地線接觸孔115c電連接接地線107b。金屬材料層(圖中未表示)由鋁、鋁合金(AlNd)、銅、銅合金、鉬(Mo)、鉬鈦(MoTi)、鉻以及鈦其中之一或者其中至少兩個的組合形成。
為了排出平面層113中產生的雜質或水分，這些雜質或水分可導致發光區域內部的有機材料劣化，陽極孔121形成於非主動區域NA中放置的輔助電極圖案119處。陽極孔121伴隨第一電極117與輔助電極圖案119同時形成。因為平面層113與堤床123透過陽極孔121彼此連接，從外部引入有機發光二極體裝置內的水分透過陽極孔121被引向主 動區域AA。然而，這種情況下，藉由輔助電極圖案119下方形成的平面層113的水分阻擋部115b，水分避免被引入主動區域AA。
如第6E圖所示，堤床123形成於每一畫素區域P外側的非主動區域NA中的第一電極117上，堤床123由絕緣材料例如苯環丁烯(BCB)、聚醯亞胺(polyimide)或者光亞克力製造。堤床123被形成以重疊第一電極117的邊緣且密封每一畫素區域P，以及具有晶格形狀，在整個主動區域中包含複數個開口。堤床123也形成於非主動區域NA中即面板的外部部份處。
有機發光層125形成於堤床123所密封的每一畫素區域P中的第一電極117上，有機發光層125由發射紅、綠與藍光的有機發光圖案(圖中未表示)組成。有機發光層125可被配置為有機發光材料形成的單層。雖然圖中未表示，為了增強發光效率，有機發光層125可被配置為電洞注入層、電洞傳輸層、發光材料層、電子傳輸層以及電子注入層形成的多層。
如第6F所示，透明導電材料層(圖中未表示)沈積於包含有機發光層125與堤床123的基板的整個表面上，由包含氧化銦錫(ITO)與氧化銦鋅(IZO)的透明導電材料形成。然後，選擇性地圖案化透明導電材料層，從而在包含有機發光層125與堤床123的基板的主動區域AA上形成第二電極127。第一電極117、第二電極127以及***兩個電極之間的有機發光層125形成發光二極體E。第二電極127電連接輔助電極圖案119。
發光二極體E中，一旦指定電壓依照選擇的彩色訊號被施 加到第一電極117與第二電極127，從第一電極117注入的電洞以及第二電極127提供的電子被傳送到有機發光層125，由此形成激子。當激子從激態轉態到基態，產生光線以可見射線的形式發射。產生的光線透過透明的第二電極127向外發射，有機發光二極體裝置100實現期望的影像。
如第6G圖所示，第一鈍化層129形成於包含第二電極127的基板101的整個表面上，第一鈍化層129由絕緣材料特別是例如二氧化矽或氮化矽的無機絕緣材料製造。第二電極127獨自無法避免水分引入到有機發光層125內。因此，第一鈍化層129形成於第二電極127上，以完全避免水分被引入有機發光層125內。
如第6H所示，有機材料例如聚合物製造的有機層131形成於主動區域AA中的第一鈍化層129上。有機層131的聚合物可使用基於烯烴類(olefine-based)的聚合物(聚乙烯(polyethylene)、聚丙烯(polypropylene))、聚對酞酸乙二酯(PET)、環氧樹脂、氟基樹脂(fluoro resin)、聚矽氧烷(polysiloxane)等。
為了避免水分透過有機層131引入有機發光二極體裝置內，絕緣材料製造的第二鈍化層133更形成於包含有機層131與第一鈍化層129的基板101的整個表面上，絕緣材料的例子為無機絕緣材料例如二氧化矽或氮化矽。
障壁膜137以面對方式被放置於包含第二鈍化層133的基板101的整個表面上，以封裝發光二極體E。黏合劑135被***基板101與障壁膜137之間，這樣基板101與障壁膜137可彼此完全接合，兩者之間不存在空氣層。黏合劑135由具有黏合特性的透明熔塊(frit)、有機絕 緣材料以及聚合物材料其中之一形成。本發明中，黏合劑135可配置為壓敏黏合劑(PSA)。
基板101與障壁膜137透過黏合劑135彼此接合由此形成面板，本發明之有機發光二極體裝置100的製造製程被完成。
本發明之有機發光二極體裝置之製造方法中，水分阻擋部形成於非主動區域中的平面層處。平面層內部的雜質或水分可導致發光區域內部的有機材料劣化，雜質或水分可透過非主動區域NA中放置的輔助電極圖案處形成的陽極孔排出。平面層與堤床透過陽極孔彼此連接，陽極孔用作從外部引入的水分流到主動區域AA的路徑。然而，即使從外部引入的水分流經陽極孔，透過輔助電極圖案下方形成的平面層的水分阻擋部，可避免水分移動到主動區域AA。這可允許採用面密封結構的頂部發射型有機發光二極體裝置提高環境可靠度。
本發明之有機發光二極體裝置的製造方法中，透過輔助電極圖案下方形成的平面層的水分阻擋部，可避免水分移動到主動區域AA。這可允許採用面密封結構的頂部發射型有機發光二極體裝置提高環境可靠度。
上述實施例與優點僅僅是代表性的，而非用以限制本揭露。本教示可容易地應用到其他類型的設備。此描述意圖在於說明，而非限制申請專利之範圍。本領域之技術人員顯然可看出其他選擇、修正及變更。本文所述代表性實施例之特徵、結構、方法以及其他特徵可採用多種方式結合，以獲得額外與/或可替代的代表性實施例。
雖然本發明的實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發 明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述的形狀、構造、特徵及數量當可做些許的變更，因此本發明的專利保護範圍須視本說明書所附的申請專利範圍所界定者為準。
E‧‧‧發光二極體
P‧‧‧畫素區域
AA‧‧‧主動區域
NA‧‧‧非主動區域
100‧‧‧有機發光二極體裝置
101‧‧‧基板
103‧‧‧半導體層
103a‧‧‧第一區域
103b、103c‧‧‧第二區域
105‧‧‧閘極絕緣層
107‧‧‧閘電極
107a‧‧‧閘極驅動電路線
107b‧‧‧接地線
109‧‧‧層間絕緣層
111a‧‧‧源電極
111b‧‧‧汲電極
113‧‧‧平面層
115a‧‧‧汲極接觸孔
115b‧‧‧水分阻擋部
115c‧‧‧接地線接觸孔
117‧‧‧第一電極
119‧‧‧輔助電極圖案
123‧‧‧有機發光層
125‧‧‧有機發光層
127‧‧‧第二電極
129‧‧‧第一鈍化層
131‧‧‧有機層
133‧‧‧第二鈍化層
135‧‧‧黏合劑
137‧‧‧障壁膜
A‧‧‧局部

Claims (13)

  1. 一種有機發光二極體裝置，包含：一基板，被劃分為包含複數個畫素區域的一主動區域以及形成於該主動區域外側的一非主動區域；一開關薄膜電晶體與一驅動薄膜電晶體，形成於該基板上的每一該些畫素區域處；一平面層，形成於包含該開關薄膜電晶體與該驅動薄膜電晶體的該基板上，以及在該基板的該非主動區域中具有一水分阻擋部；一第一電極，形成於該平面層上，以及連接該驅動薄膜電晶體之一汲電極；一堤床，形成於包含該第一電極之該基板之每一該些畫素區域外側的該非主動區域中；一有機發光層，形成於該第一電極上，係以分隔的方式針對每一該些畫素區域被提供；一第二電極，形成於包含該有機發光層的該基板的整個表面上；一第一鈍化層，形成於包含該第二電極的該基板的整個表面上；一有機層，形成於該第一鈍化層上；一第二鈍化層，形成於該有機層與該第一鈍化層上；一障壁層，被放置以面對該基板；以及 一黏合劑，被放置於該基板與該障壁層間，以及用以彼此接合該基板與該障壁層，由此實現一面板狀態。
  2. 如請求項1所述之有機發光二極體裝置，其中該水分阻擋部係沿該基板的該非主動區域之一邊緣區域形成至少一個。
  3. 如請求項1所述之有機發光二極體裝置，其中該水分阻擋部係形成於該基板的該非主動區域中與複數條驅動電路線對應的該平面層處。
  4. 如請求項3所述之有機發光二極體裝置，其中該水分阻擋部係形成於複數條閘極驅動電路線中被施加一直流電的一驅動電路線上方放置的該平面層處。
  5. 如請求項1所述之有機發光二極體裝置，其中電連接該第一電極的一輔助電極圖案形成於該基板的該非主動區域中放置的該平面層上。
  6. 如請求項1所述之有機發光二極體裝置，其中該基板被配置為一玻璃基板、一撓性玻璃基板與一塑膠基板其中之一。
  7. 一種有機發光二極體裝置的製造方法，包含：提供一基板，該基板被劃分為包含複數個畫素區域的一主動區域以及形成於該主動區域外側的一非主動區域；於該基板上的每一該些畫素區域處形成一開關薄膜電晶體與一驅動薄膜電晶體；於包含該開關薄膜電晶體與該驅動薄膜電晶體的該基 板上形成一平面層；在該非主動區域中的該平面層處形成一水分阻擋部；在該平面層上形成與該驅動薄膜電晶體的一汲電極連接的一第一電極；在包含該第一電極的該基板的每一該些畫素區域外側的該非主動區域中形成一堤床；在該些畫素區域中的該第一電極上形成一有機發光層；在包含該有機發光層的該基板的整個表面上形成一第二電極；在包含該第二電極的該基板的整個表面上形成一第一鈍化層；在該第一鈍化層上形成一有機層；在該有機層與該第一鈍化層上形成一第二鈍化層；形成一障壁膜，從而面對該基板；以及於該基板與該障壁層間形成一黏合劑，該黏合劑用以彼此接合該基板與該障壁層由此實現一面板狀態。
  8. 如請求項7所述之有機發光二極體裝置的製造方法，其中該水分阻擋部係沿該基板的該非主動區域之一邊緣區域形成至少一個。
  9. 如請求項7所述之有機發光二極體裝置的製造方法，其中該水分阻擋部係形成於該基板的該非主動區域中與複數條 驅動電路線對應的該平面層處。
  10. 如請求項9所述之有機發光二極體裝置的製造方法，其中該水分阻擋部係形成於複數條閘極驅動電路線中被施加一直流電的一驅動電路線上方放置的該平面層處。
  11. 如請求項7所述之有機發光二極體裝置的製造方法，其中電連接該第一電極且具有複數個陽極孔的一輔助電極圖案形成於該基板的該非主動區域中放置的該平面層上。
  12. 如請求項11所述之有機發光二極體裝置的製造方法，該輔助電極圖案係與該第一電極同時形成。
  13. 如請求項7所述之有機發光二極體裝置的製造方法，其中該基板被配置為一玻璃基板、一撓性玻璃基板與一塑膠基板其中之一。
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