TW202127660A - 有機發光二極體顯示裝置及製造其之方法 - Google Patents
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Abstract
提供有一種有機發光二極體顯示裝置,其包含界定有像素區域及非像素區域的基板、形成於基板上的電力線路、遮蓋電力線路的至少一絕緣薄膜、連接於電力線路並沿絕緣薄膜的頂面延伸之連接電極,以及具有接觸孔的鈍化膜。連接電極的一部分在非像素區域中透過接觸孔暴露。發光元件包含依序堆疊的第一電極、發光層及第二電極。第二電極在接觸孔中直接接觸連接電極。
Description
本發明關於一種有機發光二極體顯示裝置及製造其之方法。
隨著訊息社會之進步,已經發展出各種類型的顯示裝置。近來,已經有使用如液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)、電漿顯示面板(plasma display panel,PDP)及有機發光顯示裝置(organic light-emitting display,OLED)之各種顯示裝置。
因為構成有機發光顯示裝置的有機發光元件為自發光元件,所以這種有機發光顯示裝置不需要額外的光源,而能實現薄型化且輕量化的顯示裝置。此外,這種有機發光二極體顯示裝置展現出高品質的特性,如低功耗、高亮度及快的反應速度。
有機發光二極體顯示裝置包含陣列形式的多個像素,這些像素各自包含電晶體、電容器及發光元件。隨著顯示裝置的解析度及尺寸增加,佈置於顯示裝置中的像素之數量及密度也相應增加。為了確保這種較大的高密度顯示裝置之運作及效能可靠度,需要降低製程的複雜度並提升產率(production yield)。
具體地,有機發光二極體顯示裝置具有位於接觸孔中的底切結構(undercut structure),且多個電極之間透過此接觸孔彼此連接。在此情況中,需要在形成底切結構之後防止產生會導致互連線路短路之缺陷,並需要為了有機發光二極體顯示裝置的生產效率而將製程最佳化。
本發明是基於習知技術產生的問題所提出的,且本發明的其中一個目的是在於提供一種具有簡化的底切結構之有機發光二極體顯示裝置。
本發明的另一個目的是在於提供一種方法,此方法用於製造具有簡化的底切結構之有機發光二極體顯示裝置。
本發明的目的不限於上述目的,熟悉本技藝者將參照以下的描述而清楚理解沒有在上面提及的目的及優點。
為了達到本發明的其中一個目的,根據本發明某些示例性實施例的有機發光二極體顯示裝置包含基板、輔助電極、緩衝膜、主動互連線路、輔助互連線路、第一鈍化膜以及發光元件。基板中界定有一像素區域及一非像素區域。輔助電極形成於基板上。緩衝膜遮蓋輔助電極。主動互連線路形成於緩衝膜上。輔助互連線路延伸過緩衝膜並將主動互連線路的一端連接至輔助電極。第一鈍化膜遮蓋輔助互連線路並具有一接觸孔。接觸孔中提供有一底切結構。發光元件包含在像素區域中依序堆疊於第一鈍化膜上的一第一電極、一發光層以及一第二電極。第二電極延伸到非像素區域中而直接連接於透過底切結構暴露的主動互連線路。
在本發明某些實施例中,第二電極可沿主動互連線路的一頂面延伸並延伸到底切結構中,進而連接於輔助互連線路。
在本發明某些實施例中,第一鈍化膜的部分凸出於主動互連線路,且發光層可不形成於主動互連線路中重疊於第一鈍化膜的部分之一頂面上。
在本發明某些實施例中,有機發光二極體顯示裝置可更包含一驅動電晶體。驅動電晶體形成於基板上並驅動發光元。驅動電晶體包含一閘極電極及一汲極電極。汲極電極電性連接於發光元件的第一電極。閘極電極、汲極電極及輔助互連線路可於相同的製程步驟中形成。
在本發明某些實施例中,有機發光二極體顯示裝置可更包含提供有一色彩濾波器的一輔助基板。輔助基板透過一填充材料結合於基板。填充材料設置於輔助基板及基板之間。
在本發明某些實施例中,底切結構的一頂端可由第一鈍化膜的一底面所界定。
在本發明某些實施例中,第一鈍化膜的部分可凸出至接觸孔中以在上視視角中凸出並重疊於主動互連線路。第二電極可延伸至主動互連線路中重疊於第一鈍化膜的頂面。
在本發明某些實施例中,有機發光二極體顯示裝置可更包含一第二鈍化膜。第二鈍化膜被提供以填充底切結構。
為了達成本發明另一個目的,根據本發明某些示例性實施例提供有一種製造有機發光二極體顯示裝置的方法。此方法包含於一基板上形成一輔助電極,基板中界定有一像素區域及一非像素區域;形成一緩衝膜以遮蓋輔助電極;在緩衝膜上形成一主動互連線路;形成一輔助互連線路,輔助互連線路穿過緩衝膜並將至少一輔助電極連接至主動互連線路;形成遮蓋輔助互連線路的一鈍化膜;在非像素區域中蝕刻鈍化膜而使得輔助互連線路的部分暴露;藉由蝕刻暴露的輔助互連線路而形成一接觸孔,接觸孔包含一底切結構;以及形成一發光元件,發光元件包含依序形成於鈍化膜上的一第一電極、一發光層及一第二電極。第二電極延伸到非像素區域中而接觸透過底切結構暴露的主動互連線路。
在本發明某些實施例中,形成主動互連線路可包含在緩衝膜上形成由矽的一半導體或氧化物的一半導體製成的一主動圖案;以及在主動圖案上執行一電漿處理製程或一熱處理製程而使得主動圖案具有傳導性。
在本發明某些實施例中,於此方法中,第二電極沿主動互連線路的一頂面延伸並進入底切結構中而使得第二電極在底切結構中連接於輔助互連線路。
在本發明某些實施例中,此方法可更包含在基板上形成驅動發光元件的一驅動電晶體。驅動電晶體包含一閘極電極以及一汲極電極。汲極電極電性連接於第一電極。此外,閘極電極、汲極電極以及輔助互連線路可在相同的製程步驟中形成。
在本發明某些實施例中,此方法可更包含將提供有一色彩濾波器的一輔助基板結合至基板。色彩濾波器被設置以面對基板。
因為發光元件的第二電極與主動互連線路彼此直接相連,所以根據本發明的實施例之有機發光二極體顯示裝置具有低接觸電阻(contact resistance)之優點。這會降低功耗並減少產生的熱量。
此外,因為第二電極在底切結構中直接地接觸輔助互連線路,所以能供第二電極與輔助電極之間的導體路徑形成的接觸面的面積會增加。因此,可降低有機發光二極體顯示裝置的功耗。
本發明的功效不限於上述提及之功效,其他的功效將基於請求項的描述而對熟悉本技藝者為顯而易見的。
以下,將參照附圖說明各種示例性實施例。通篇說明書中,當描述元件「連接於另一個元件」、「耦接於另一個元件」、「與另一個元件結合」或「設置於另一個元件上」時,應理解的是,這個元件可直接地連接於另一個元件、直接地耦接於另一個元件、直接地與另一個元件結合或直接地設置於另一個元件上,或者是有另一個元件插設於它們之間。
於附圖中,相同的標號指相同的元件。此外,為了有效地描述及呈現,各個元件在圖式中呈現的厚度、比例及尺寸有誇大的情形。用語「及/或」包含一或多個相關元件的所有結合態樣。
雖然用語第一、第二等用於描述各種元件,但這些用語不會引入任何限制。這些用語僅用於分辨元件。因此,在不脫離本發明的技術構想之範圍的前題下,以下將描述到的第一元件可為第二元件。於此,除非另有說明,否則單數形式的「一」及「該」包含複數的形式。
當以用語「之上」、「上」、「之下」、「下」等來描述兩個元件之間的位置關係時,可有一或多個其他元件插設於這兩個元件之間。這些用語在這些元件之間是根據圖式中呈現的方向所相對決定的。
將進一步理解的是,用語「包涵」及/或「包括」或「包含」或「具有」在本說明書中使用時,是具體指出所描述的特徵、區域、整體(integer)、步驟、流程、元素及/或元件之存在,但不會排除額外的一或多個特徵、區域、整體、步驟、流程、元素及/或元件及/或上述之群集之存在。
圖1為根據本發明一個示例性實施例的顯示裝置之構造的方塊圖。
請參閱圖1,一顯示裝置1包含一時序控制器10、一閘極驅動器20、一資料驅動器30、一電力供應單元40及一顯示面板50。
時序控制器10可從外部裝置接收一影像訊號RGB以及一控制訊號CS。影像訊號RGB可為由多個灰階位準(gray level)組成的灰階資料。控制訊號CS例如可包含水平同步訊號、垂直同步訊號以及主時脈訊號。
時序控制器10將影像訊號RGB及控制訊號CS處理成適用於顯示面板50的運作條件,進而產生並輸出影像資料、一閘極驅動控制訊號CONT1、一資料驅動控制訊號CONT2及一電力提供控制訊號CONT3。
閘極驅動器20可透過多個閘極線路GL1至GLn連接於顯示面板50的像素PX。閘極驅動器20可由時序控制器10所輸出的閘極驅動控制訊號CONT1產生閘極訊號。閘極驅動器20可透過這些閘極線路GL1至GLn將所產生的閘極訊號提供給像素PX。
資料驅動器30可透過多個資料線路DL1至DLm連接於顯示面板50的像素PX。資料驅動器30可由時序控制器10所輸出的資料驅動控制訊號CONT2及影像資料(DATA)產生資料訊號。資料驅動器30可透過這些資料線路DL1至DLm將所產生的資料訊號提供給像素PX。
電力供應單元40可透過多個電力線路PL1、PL2連接於顯示面板50的像素PX。電力供應單元40可根據電力提供控制訊號CONT3產生將被供應至顯示面板50的驅動電壓。驅動電壓例如可包含高電位驅動電壓ELVDD以及低電位驅動電壓ELVSS。電力供應單元40可透過相應的電力線路PL1、PL2將所產生的驅動電壓ELVDD、ELVSS供應至像素PX。
這些像素PX(或稱為子像素)以陣列的方式佈置於顯示面板50上。像素PX可用矩陣的形式佈置於顯示面板50上。
各個像素PX電性連接於這些閘極線路中相對應的一者以及這些資料線路中相對應的一者。像素PX用特定的亮度位準(brightness level)發光,此亮度位準對應於透過閘極線路GL1至GLn以及資料線路DL1至DLm供應的閘極訊號及資料訊號。
各個像素PX的光彩(shine)可呈現三種顏色的其中一者,其中這三種顏色分別稱為第一顏色、第二顏色及第三顏色。根據一個實施例,各個像素PX顯示紅色、綠色及藍色其中任一者。根據另一個實施例,各個像素PX顯示青色(cyan)、洋紅色(magenta)及黃色中的任一者顏色。在各種實施例中,各個像素PX用以顯示四或更多種顏色中的任一者。舉例來說,各個像素PX可顯示紅色、綠色、藍色及白色中的任一者。
時序控制器10、閘極驅動器20、資料驅動器30及電力供應單元40可分別作為獨立的積體電路實施。或者,電力供應單元40、資料驅動器30、閘極驅動器20及時序控制器10的二或更多個元件可被集成為單個積體電路。舉例來說,資料驅動器30及電力供應單元40其中至少一者可與時序控制器10被結合成單個積體電路。
於圖1中,閘極驅動器20及資料驅動器30被繪示為獨立於顯示面板50的元件。然,閘極驅動器20及資料驅動器30中至少一者可與顯示面板被集成為單個單元,這樣的態樣稱為板內形式(in-panel type)。舉例來說,在板內閘極(gate-in-panel,GIP)態樣中,閘極驅動器20被集成至顯示面板50中。
圖2為圖1中的顯示裝置之像素的電路圖。舉例來說,圖2繪示連接於第i個閘極線路GLi及第j個資料線路DLj的像素Pij。
請參閱圖2,像素PX包含一開關電晶體ST、一驅動電晶體DT、一儲存電容器Cst以及一發光元件LD。
開關電晶體ST的第一電極(如源極電極)電性連接於第j個資料線路DLj,且第二電極(如汲極電極)電性連接於第一節點N1。開關電晶體ST的閘極電極電性連接於第i個閘極線路GLi。開關電晶體ST會在具有閘極開啟位準(gate-on level)的閘極訊號被施加至第i個閘極線路GLi時被開啟,進而將透過第j個資料線路DLj供應的資料訊號傳送至第一節點N1。
儲存電容器Cst的第一電極電性連接於第一節點N1,且儲存電容器Cst的第二電極電性連接於發光元件LD的陽極。根據儲存在儲存電容器Cst中的資料電壓,驅動電晶體DT會運作而使驅動電流能流動於兩個電壓終端之間,其中這兩個電壓終端分別用於供應高電位驅動電壓ELVDD以及低電位驅動電壓ELVSS。
驅動電晶體DT的第一電極(如源極電極)用以接收高電位驅動電壓ELVDD,且第二電極(如汲極電極)電性連接於發光元件LD的第一電極(如陽極電極)。驅動電晶體DT的閘極電極電性連接於第一節點N1。驅動電晶體DT會在對應於閘極開啟位準的電壓透過第一節點N1被施加至其閘極電極時被開啟,並根據施加至其閘極電極的電壓控制流過發光元件LD的驅動電流之量。
發光元件LD的發光量對應於驅動電流。發光元件LD可發出選自紅色、綠色及藍色中任一種顏色的光。發光元件LD可為有機發光二極體或尺寸介於微米級至奈米級之間的特小型無機發光二極體,但本發明並不以此為限。以下,將描述使用有機發光二極體作為發光元件LD的實施例。
在本發明的各種實施例中,像素PX的結構並不以圖2中繪示的態樣為限。根據某一個實施例,各個像素PX可包含下列元件的其中至少一者:用於補償驅動電晶體DT的臨界電壓之改變的元件,以及用於初始化驅動電晶體DT的閘極電極之電壓及/或發光元件LD的陽極電極之電壓的元件。
圖2繪示開關電晶體ST及驅動電晶體DT為N型金屬半導體(NMOS)電晶體的示例,但本發明並不以此為限。舉例來說,構成各個像素PX的電晶體中可全部或至少有部分實現為P型金屬半導體(PMOS)電晶體。在各種實施例中,各個開關電晶體ST及驅動電晶體DT可實現為低溫多晶矽(low-temperature polysilicon,LTPS)薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)、氧化物薄膜電晶體,或低溫多晶矽氧化物(low-temperature polycrystalline oxide,LTPO)薄膜電晶體。
圖3為圖1中的顯示裝置之立體圖。以下將參照圖1、圖2及圖3詳細描述顯示裝置1的元件。
顯示裝置1是用於顯示影像的裝置。顯示裝置1可為自發光顯示裝置或非自發光式顯示裝置(non-emissive display),其中自發光顯示裝置例如為有機發光二極體顯示裝置,非自發光式顯示裝置例如為液晶顯示裝置(liquid crystal display,LCD)、電詠顯示裝置(electrophoretic display,EPD)及電濕潤顯示裝置(electro-wetting display,EWD)。
能用各種形式實施顯示裝置1。舉例來說,顯示裝置1可採用長方形板狀外形。然,本發明並不以此為限。舉例來說,顯示裝置1可具有正方形外形、圓形外型、橢圓形外形或多邊形外形。顯示裝置1可具有角落圓角外形(corner-rounded shape)或角落倒角外形(corner-chamfered shape)。可設計顯示裝置1的外形而使得至少部分的顯示裝置1之厚度逐漸改變。或者,至少部分的顯示裝置1可為可撓曲的。
顯示面板50包含一顯示區域DA及一非顯示區域NDA。顯示區域DA為供像素PX設置的區域。顯示區域DA也稱為主動區域。非顯示區域NDA可設置於顯示區域DA的周圍。舉例來說,非顯示區域NDA可沿顯示區域DA的周圍設置。用語「非顯示區域NDA」泛指顯示面板50中除了顯示區域DA以外之區域並能稱為非主動區域。
非顯示區域NDA被提供有閘極驅動器20以驅動像素PX。閘極驅動器20可鄰設於顯示區域DA的一側或相對兩側並同時設置於非顯示區域NDA中。如圖3所示,閘極驅動器20可用板內閘極的方式被提供於顯示面板50的非顯示區域NDA中。然,於另一個實施例中,閘極驅動器20可作為驅動晶片實施,安裝於可撓式薄膜或相似物,並使用捲帶式自動接合(tape automated bonding,TAB)方式被結合至非顯示區域NDA。
非顯示區域NDA可被提供有多個墊部(未繪示)。墊部未被絕緣層遮蓋。也就是說,墊部從顯示面板50的表面暴露且電性連接於資料驅動器30及一電路板70,這將於以下描述。
顯示面板50可包含多個互連線路,電性訊號透過這些互連線路傳送至像素PX。互連線路例如可包含閘極線路GL1至GLn、資料線路DL1至DLm及電力線路PL1、PL2。
電力線路PL1、PL2透過墊部電性連接於電力供應單元40(或時序控制器10),進而將從電力供應單元40(或時序控制器10)供應的高電位驅動電壓ELVDD及低電位驅動電壓ELVSS傳送至像素。驅動電路及低電位驅動電路可被提供至像素PX。
可撓式薄膜60具有第一端及第二端,第一端接附於顯示面板50的墊部區域PA,而第二端接附於電路板70。可撓式薄膜60將顯示面板50及電路板70電性連接。可撓式薄膜60包含多個互連線路以將形成於墊部區域PA中的墊部電性連接至電路板70的互連線路。根據某一個實施例,可撓式薄膜60透過各向異性導體薄膜(anisotropic conducting film,ACF)接附於相對應的墊部之頂面。
當資料驅動器30被製造為驅動晶片時,資料驅動器30可使用薄膜上晶片(chip-on-film,COF)或塑膠上晶片(chip-on-plastic,COP)的方式被安裝於可撓式薄膜60上。資料驅動器30根據從時序控制器10接收的影像資料(DATA)及資料驅動控制訊號CONT2產生資料訊號,並透過被連接的墊部將資料訊號輸出至資料線路DL1至DLm。
各自以驅動晶片型式實現的數個電路可被安裝於電路板70上。電路板70可為印刷電路板或可撓式印刷電路板,但電路板70的形式並不以此為限。
電路板70可包含各自以積體電路的形式安裝之時序控制器10及電力供應單元40。在圖3中,時序控制器10及電力供應單元40被繪示為獨立的元件,但本實施例並不以此為限。也就是說,在各種實施例中,電力供應單元40及時序控制器10可被集成。或者,時序控制器10可用以執行電力供應單元40的功能。
圖4為根據本發明一個示例性實施例的顯示面板的剖面示意圖。
請參閱圖4,顯示面板50包含一像素區域PXA以及一非像素區域NPXA,其中像素區域PXA中形成有由電路元件及發光元件250組成的像素PX,且非像素區域NPXA環繞於像素區域PXA。非像素區域NPXA可包含一非顯示區域NDA及/或介於相鄰的像素PX之間的邊界。
如圖4所示,根據本發明一個示例性實施例的顯示面板50可包含頂發光型的發光元件250。當發光元件250為頂發光型元件時,從有機發光層發出的光會透過形成於頂面上的陰極離開發光元件250。發出的光會選擇性地穿透過色彩濾波器320。也就是說,只有特定波長的光會通過色彩濾波器320。色彩濾波器320為選用的元件而能被省略。
顯示面板50包含一第一基板100、一緩衝膜110、一輔助電極120、一輔助互連線路145、一第一鈍化膜150、一過度塗佈膜(overcoat film)160以及發光元件250與接觸孔215。
第一基板100為顯示面板50的基座基板,且可為透光基板(即透明基板)。第一基板100可為由玻璃或強化玻璃(tempered glass)製成的剛性基板,或可為由塑膠製成的可撓式基板。舉例來說,第一基板100由塑膠材料製成,如聚醯亞胺(polyimide,PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)等。然,第一基板100的材料並不以此為限。
輔助電極105、106、107、120可設置於第一基板100上。設置於主動圖案130之下的輔助電極105可作為遮光層,進而防止氧化物半導體裝置受到外部光的影響。也就是說,輔助電極與主動圖案130設置在不同的高度以彼此重疊。
輔助電極105、106、107、120中至少一者連接於施加有高電位驅動電壓ELVDD的第一電力線路PL1或施加有低電位驅動電壓ELVSS的第二電力線路PL2。然,本發明並不以此為限。具體來說,連接於輔助互連線路145的輔助電極120可連接於被施加有低電位驅動電壓ELVSS的第二電力線路PL2。此外,鄰近於輔助電極120的另外一個輔助電極(未繪示)也可連接於被施加有低電位驅動電壓ELVSS的第二電力線路PL2。也就是說,施加低電位驅動電壓ELVSS的路徑可以有兩個。透過這樣的配置方式,可得到降低互連線路電阻的效果。
輔助電極105、106、107、120由選自鉬(Mo)、鋁(Al)、鉻(Cr)、金(Au)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銅(Cu)及這些金屬的合金組成之群組中的金屬或金屬合金製成。
緩衝膜110用遮蓋輔助電極105、106、107、120的方式形成於第一基板100上。緩衝膜110會防止離子或雜質從第一基板100擴散並阻擋水氣。此外,緩衝膜110會提升第一基板100的表面平滑度(surface eveness)。
緩衝膜110由無機材料(如氧化物或氮化物)、有機材料或有機無機複合材料製成。緩衝膜110可具有單層結構或多層結構。舉例來說,緩衝膜110可為由三層或更多層組成的多層結構。舉例來說,緩衝膜110為氧化矽層、氮化矽層及氧化矽層之堆疊結構。
主動圖案130形成於緩衝膜110上。主動圖案130由矽半導體材料或氧化物半導體材料製成。可使用非晶矽(amorphous silicon)或多晶矽作為矽半導體材料。可使用四元(quaternary)金屬氧化物、三元金屬化合物、二元金屬化合物、氧化銦、氧化錫或氧化鋅作為氧化物半導體材料。四元金屬氧化物例如為銦錫鎵鋅氧化物(InSnGaZnO)、三元金屬氧化物例如為銦鎵鋅氧化物(InGaZnO)、銦錫鋅氧化物(InSnZnO)、銦鋁鋅氧化物(InAlZnO)、錫鎵鋅氧化物(SnGaZnO)、鋁鎵鋅氧化物(AlGaZnO)、錫鋁鋅氧化物(SnAlZnO),二元金屬氧化物例如為銦鋅氧化物(InZnO)、錫鋅氧化物(SnZnO)、鋁鋅氧化物(AlZnO)、鋅鎂氧化物(ZnMgO)、錫鎂氧化物(SnMgO)、銦鎂氧化物(InMgO)、銦鎵氧化物(InGaO)。
主動圖案130可包含含有p型或n型雜質的一源極區域137以及一汲極區域136。可在汲極區域136及源極區域137之間形成通道。
主動互連線路131形成於緩衝膜110上。如以下所述,主動互連線路131可將第二電極210及輔助互連線路145電性連接。
主動互連線路131可為由矽半導體或氧化物半導體製成的導體線路。舉例來說,形成在緩衝膜110上的氧化物半導體能透過電漿蝕刻製程或加強的電容耦合電漿處理製程(enhanced capacitively coupled plasma treatment process)被改變成導體。然,將氧化物半導體改變成導體的方法並不以此為限。可透過熱處理將氧化物半導體改變成導體。在某些實施例中,在進行電漿處理之前,可用與形成主動圖案130的方法相同之製程在緩衝膜110上形成主動互連線路131。
閘極絕緣膜140插設於以下將描述的閘極電極143以及主動圖案130之間。閘極絕緣膜140可遮蓋緩衝膜110。
閘極絕緣膜140可為氧化矽(SiOx
)薄膜、氮化矽(SiNx
)薄膜或氧化矽及氮化矽的雙料薄膜。
第一導體薄膜設置於閘極絕緣膜140上。第一導體薄膜可包含閘極電極143。閘極電極143設置於對應主動圖案130的源極區域137及汲極區域136之間之通道的位置。
閘極電極143由選自鉬(Mo)、鋁(Al)、鉻(Cr)、金(Au)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銅(Cu)及這些金屬的合金組成的群組中之材料製成。或者,閘極電極143可具有多層結構,此多層結構由選自鉬(Mo)、鋁(Al)、鉻(Cr)、金(Au)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銅(Cu)及這些金屬的合金組成的群組中之一或多個材料製成。舉例來說,閘極電極143可為鉬及鋁-釹的雙層結構或是鉬及鋁的雙層結構。
第一導體薄膜可更包含輔助互連線路145。輔助互連線路145延伸過閘極絕緣膜140及第一緩衝膜110並連接於輔助電極120。輔助互連線路145延伸至非像素區域NPXA,而直接連接於主動互連線路131。因此,第一輔助互連線路145在主動互連線路131及輔助電極120之間形成中間傳導路徑。
第一輔助互連線路145與閘極電極143在相同的製程步驟中形成。於此,「一個元件與另一個元件在相同的製程步驟中形成」表示這一個元件及此另一個元件同時(及透過相同的製程)形成。也就是說,閘極電極143及第一輔助互連線路145透過相同的製程同時形成。這種製程可為將傳導材料沉積在閘極絕緣膜140上的製程。
第一輔助互連線路145及主動互連線路131分別界定接觸孔215的一個側面及底面,且第一輔助互連線路145及主動互連線路131能透過此側面及底面電性連接於第二電極210。將參照圖5A及圖5B詳細描述此部分之特徵。
圖5A及圖5B為繪示圖4中的接觸孔215之局部放大圖。
請首先參閱圖5A,接觸孔215具有一底切結構170,底切結構170是藉由將第一輔助互連線路145較第一鈍化膜150蝕刻更多所形成。此處的底切結構170是指由第一鈍化膜150的底面、第一輔助互連線路145的側面以及主動互連線路131的頂面所界定出的凹陷結構。底切結構170被引入以使第二電極210與主動互連線路131或第一輔助互連線路145之間產生接觸。
也就是說,因為第一鈍化膜150凸出於接觸孔215的底部,所以發光層200不能均勻地形成於接觸孔215的表面上並因此部分受到切割。當第二電極210形成於發光層200上時,第二電極210及主動互連線路131能直接彼此連接。由於第二電極210及主動互連線路131直接彼此連接,所以會降低接觸孔215中的接觸電阻。這在功耗及熱量產生的方面改善了有機發光二極體顯示裝置的特性。
第二電極210及主動互連線路131之間的接觸面211會存在於底切結構170中。因此,在上視視角中,接觸面211可至少部分地重疊於第一鈍化膜150。
在形成第二電極210之後接觸孔215中剩餘的空間中會填充有第二鈍化薄膜220。依據第二鈍化薄膜220的階梯遮蓋率(step coverage),可能會在接觸孔215中形成孔隙。
相較圖5A中的示例之第二電極210來說,圖5B繪示第二電極210更進一步延伸到底切結構170中而直接連於第一輔助互連線路145的結構。
因為第二電極210直接地接觸於第一輔助互連線路145,所以會增加接觸面211、212的面積,其中第二電極210與輔助電極120之間的導體線路能形成於接觸面211、212。因此,相較於圖5A中的先前示例來說,此示例更進一步降低接觸孔215中的接觸電阻。也就是說,透過使用這樣的結構,能改善有機發光二極體顯示裝置的功耗特性。
請參閱圖5B,底切結構170被界定為由第一鈍化膜150的底面所界定的空間。在有底切結構170的結構之情況下,當第二電極210相較圖5B中的示例來說以更多的量沉積而使得第二電極210能接觸第一鈍化膜150的底面時,能防止產生短路之問題。這能提升有機發光二極體顯示裝置的運作可靠度。
第一導體薄膜包含源極電極141及汲極電極142。源極電極141及汲極電極142設置於主動圖案130上,且閘極電極143位於源極電極141及汲極電極142之間。源極電極141及汲極電極142以預設距離彼此間隔。源極電極141及汲極電極142分別連接於主動圖案130的源極區域137及汲極區域136。
源極電極141、汲極電極142、閘極電極143及第一輔助互連線路145皆被包含於第一導體薄膜中。因此,源極電極141、汲極電極142、閘極電極143及第一輔助互連線路145在相同的製程步驟中形成。因此,能使用單個遮罩來形成源極電極141、汲極電極142、閘極電極143及第一輔助互連線路145。這會降低製程複雜度。
源極電極141、汲極電極142、閘極電極143及主動圖案130構成電晶體。電晶體例如可為驅動電晶體DT或開關電晶體ST。圖4繪示驅動電晶體DT的汲極電極142連接於發光元件250的第一電極180之示例。
第一導體薄膜例如更包含儲存電容器Cst的底電極、電路元件的電極(如閘極線路GL1至GLn)以及驅動線路。
第一鈍化膜150形成於第一導體薄膜上。第一鈍化膜150遮蓋從第一導體薄膜形成的源極電極141、汲極電極142、閘極電極143及第一輔助互連線路145。當接觸孔穿過第一鈍化膜150時,供主動互連線路131的頂面之至少部分暴露的底切結構170會形成於第一鈍化膜150之下。
第一鈍化膜150是一種用於保護其下層元件(underlying element)的絕緣薄膜。第一鈍化膜150可為由氧化矽或氮化矽製成的單層結構,或是由氧化矽層及氮化矽層組成的多層結構。
過度塗佈膜160形成於第一鈍化膜150上。過度塗佈膜160為用於緩和(alleviate)形成在下層結構中的階梯部之平坦化薄膜(也稱為階梯遮蓋薄膜)。過度塗佈膜160可由有機材料製成,如聚醯亞胺、苯並環丁烯(benzocyclobutene)系列樹脂或是壓克力。
發光元件250形成於過度塗佈膜160上。各個發光元件250包含第一電極180、發光層200及第二電極210。第一電極180可為陽極電極,而第二電極210可為陰極電極。當發光元件250如圖4所示為頂發光型元件時,第一電極180為反射電極,而第二電極210為透射電極(transmissive electrode)。
第一電極180形成於過度塗佈膜160上。第一電極180透過通孔連接於電晶體的汲極電極142,此通孔穿過過度塗佈膜155及第一鈍化膜150。第一電極180由透明導體材料製成,如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)或氧化鋅(ZnO)。當第一電極180為反射電極時,第一電極180可包含反射層。反射層由鋁(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)、鎳(Ni)或前述之任一種合金製成。在一實施例中,反射層可為銀/鈀/銅合金堆疊結構的APC結構。
堤部絕緣薄膜190形成於過度塗佈膜155上。堤部絕緣薄膜190為界定出像素PX的發光區域之像素界定薄膜。堤部絕緣薄膜190將第一電極180的一部分(如中心部分)暴露同時遮蓋其餘的部分(如周邊部分)。較佳的是,第一電極180中被暴露的部分之面積越大越好以確保有足夠的開口率(aperture ratio)。第一電極180中沒有被堤部絕緣薄膜190遮蓋而被暴露的部分為像素PX的發光區域。
在發光區域中,第一電極180、發光層200及第二電極210被堆疊以直接彼此接觸。堤部絕緣薄膜190由有機材料製成,如壓克力樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、聚醯胺樹脂(polyamide resin)或聚醯亞胺樹脂(polyimide resin)。
發光層200形成於第一電極180及堤部絕緣薄膜190上。發光層200延伸到非像素區域NPXA中以填充於接觸孔215的底部,同時部分地使主動互連線路131的頂面暴露。
發光層200具有包含光產生層的多層結構。發光層200包含電洞注入層(hole injection layer,HIL)、電洞傳輸層(hole transport layer,HTL)、有機發光層、電子注入層(electron injection layer,EIL)及電子傳輸層(electron transport layer,ETL)。
發光層200可具有由二個或更多個堆疊結構組成的串疊結構(tandem structure)。在此情況中,各個堆疊結構包含電洞傳輸層、有機發光層及電子傳輸層。當發光層200具有由二個或更多個堆疊結構組成的串疊結構時,在各個堆疊結構之間會提供有電荷產生層。電荷產生層包含n型電荷產生層及p型電荷產生層,n型電荷產生層位於靠近下層堆疊結構的位置,p型電荷產生層形成於n型電荷產生層上並位於靠近上層堆疊結構的位置。n型電荷產生層將電子注入到下層堆疊結構中,且p型電荷產生層將電洞注入到上層堆疊結構中。n型電荷產生層可為金屬摻雜有機層(metal-doped organic layer),這種金屬摻雜有機層是藉由使用鹼性金屬(alkaline metal)或鹼土金屬(alkaline earth metal)摻雜能傳輸電子的有機主材料所做成,其中鹼性金屬例如為鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)或銫(Cs)而鹼土金屬例如為鎂(Mg)、鍶(Sr)、鋇(Ba)或鐳(Ra)。p型電荷產生層可為摻雜有摻雜物且能傳輸電洞的有機層。
發光元件250產生的光之顏色為紅色、綠色或藍色,但本發明並不以此為限。舉例來說,發光層200的光產生層所產生的光之顏色可為洋紅色、青色、黃色或白色。
第二電極210形成於發光層200上。第二電極210被形成以遮蓋發光層200。第二電極210在接觸孔215中直接地接觸於主動互連線路131或是輔助互連線路145。
第二電極210由透明導體材料(transparent conductive material,TCO)製成。或者,第二電極210可由半透明導體材料製成,如鉬(Mo)、鎢(W)、銀(Ag)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)及前述之任一種合金。當第二電極210由半透明導體材料製成時,發光效率會因微空腔(micro cavity)而增加。
第二鈍化薄膜220被形成以遮蓋發光元件250。第二鈍化薄膜220防止氧氣或水氣滲入發光元件250中。
第二鈍化薄膜220由至少一無機材料製成,如氮化矽、氮化鋁、氮化鋯、氮化鈦、氮化鉿(hafnium nitride)、氮化鉭(tantalum nitride)、氧化矽、氧化鋁及氧化鈦。
第二鈍化薄膜220延伸到非像素區域NPXA中以填充接觸孔215。
第二基板300面對第一基板100。第二基板300使用填充材料(filling material)結合於第一基板100。第二基板300包含由透明材料製成的透明基板,以提升透光度(light transmittance),其中透明材料例如為玻璃、塑膠或石英。
黑矩陣310設置於第二基板300上。色彩濾波器320設置於這些黑矩陣310之間。色彩濾波器320設置於對應發光元件250的位置。也就是說,色彩濾波器320設置於發光元件250之上。當發光層200能發出紅色、綠色或藍色的光時,能將色彩濾波器CF省略。
圖6至圖13繪示根據本發明的一個實施例之有機發光二極體顯示裝置之製造方法的中間步驟。
請參閱圖6,輔助電極105、106、107、120形成於第一基板100上。
輔助電極105、106、107、120是藉由在第一基板100上沉積導體材料所形成,其中導體材料例如為鉬(Mo)、鋁(Al)、鉻(Cr)、金(Au)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銅(Cu)。
緩衝膜110遮蓋第一基板100及輔助電極105、106、107、120。緩衝膜110包含無機材料(如氧化物或氮化物)、有機材料或有機/無機複合物。緩衝膜110具有單層結構或多層結構。
請參閱圖7,主動圖案130、主動互連線路131及閘極絕緣膜140形成於緩衝膜110上。
主動圖案130由矽半導體材料或氧化物半導體材料製成。主動互連線路131是藉由將氧化物半導體改變成導體所形成,且這樣的改變是透過在主動圖案上進行的電漿處理製程或是熱處理製程來達成。
閘極絕緣膜140遮蓋至少部分的主動圖案130及主動互連線路131。
請參閱圖8,第一導體薄膜形成於閘極絕緣膜140、主動圖案130及主動互連線路131上。第一導體薄膜包含閘極電極143、源極電極141、汲極電極142及輔助互連線路145。第一導體薄膜延伸過緩衝膜110且連接於輔助電極105、106、107、120。如圖8所示,在第一導體薄膜形成的早期階段中,輔助互連線路145完全遮蓋主動互連線路131。
請參閱圖9,第一鈍化膜150及過度塗佈膜160形成於第一導體薄膜上。第一鈍化膜150具有由氧化矽、氮化矽或上述兩者製成的多層結構或單層結構。過度塗佈膜160包含有機材料,如聚醯亞胺、苯並環丁烯(benzocyclobutene)系列樹脂及壓克力。
請參閱圖10,第一鈍化膜150被部分移除以使第一導體薄膜的部分暴露。當第一鈍化膜150被部分蝕刻掉時,會形成預接觸孔255以使輔助互連線路145的部分暴露。
請參閱圖11,透過預接觸孔255暴露的輔助互連線路145被選擇性地蝕刻以形成底切結構170。主動互連線路131的頂面透過底切結構170暴露。因為形成有底切結構170,所以第一鈍化膜150的部分會凸出於主動互連線路131的頂面。
請參閱圖12,第一電極180及堤部絕緣薄膜190形成於過度塗佈膜160上。第一電極180透過穿過過度塗佈膜160之通孔連接於汲極電極142。堤部絕緣薄膜190是以使第一電極180的中心部暴露的方式形成。第一電極180中沒有被堤部絕緣薄膜190遮蓋而暴露的中心部被界定為發光區域。
請參閱圖13,發光層200及第二電極210依序形成於第一電極180及堤部絕緣薄膜190上。因為有底切結構170存在,所以發光層200在接觸孔215中是被切開的(cut apart)。第二電極210遮蓋發光層200的一端且直接地接觸主動互連線路131。在某些實施例中,第二電極210延伸到底切結構170中以與輔助互連線路145產生接觸。
請參閱圖4,第二基板300結合於第一基板100。填充物(Filler)(未具體繪示)被注入到第二基板300及第一基板100之間的間隙中以維持第一基板100及第二基板300之間的黏合。或者,第二基板300及第一基板100之間插設有封裝層以防止水氣或異物滲入。封裝層例如可具有交替堆疊有無機薄膜及有機薄膜的多層結構。
本發明所屬領域具通常知識者將意識到在不脫離技術精神或不改變本質特徵的情況下,本發明能以各種具體形式實施。因此,應理解的是,上述實施例在任何方面僅為示例性的而非為限制性的。本發明的範圍是由請求項所界定而不是由實施方式界定,且所有從請求項及其相等概念推導出的修改或改變皆應被解釋為落入本發明的範疇。
1:顯示裝置
10:時序控制器
20:閘極驅動器
30:資料驅動器
40:電力供應單元
50:顯示面板
60:可撓式薄膜
70:電路板
100:第一基板
105、106、107、120:輔助電極
110:緩衝膜
130:主動圖案
131:主動互連線路
136:汲極區域
137:源極區域
140:閘極絕緣膜
141:源極電極
142:汲極電極
143:閘極電極
145:輔助互連線路
150:第一鈍化膜
155:過度塗佈膜
160:過度塗佈膜
170:底切結構
180:第一電極
190:堤部絕緣薄膜
200:發光層
210:第二電極
211、212:接觸面
215:接觸孔
220:第二鈍化薄膜
250:發光元件
255:預接觸孔
300:第二基板
310:黑矩陣
320:色彩濾波器
RGB:影像訊號
CS:控制訊號
GL1至GLn:閘極線路
PX、Pij:像素
DL1至DLm:資料線路
PL1、PL2:電力線路
ELVDD:驅動電壓
ELVSS:驅動電壓
ST:開關電晶體
DT:驅動電晶體
Cst:儲存電容器
LD:發光元件
N1:第一節點
DA:顯示區域
NDA:非顯示區域
PXA:像素區域
NPXA:非像素區域
CF:色彩濾波器
PA:墊部區域
CONT1:閘極驅動控制訊號
CONT2:資料驅動控制訊號
CONT3:電力提供控制訊號
圖1為根據本發明一個示例性實施例的顯示裝置之構造的方塊圖。
圖2為圖1中的顯示裝置之像素的電路圖。
圖3為圖1中的顯示裝置之立體圖。
圖4為根據本發明一個實施例之顯示裝置的顯示面板的剖面示意圖。
圖5A及圖5B為繪示圖4中的底切結構之局部放大圖。
圖6至圖13繪示根據本發明的一個示例性實施例之顯示裝置的中間製造步驟。
100:第一基板
105、106、107、120:輔助電極
110:緩衝膜
130:主動圖案
131:主動互連線路
136:汲極區域
137:源極區域
140:閘極絕緣膜
141:源極電極
142:汲極電極
143:閘極電極
145:輔助互連線路
150:第一鈍化膜
160:過度塗佈膜
180:第一電極
190:堤部絕緣薄膜
200:發光層
210:第二電極
215:接觸孔
220:第二鈍化薄膜
250:發光元件
300:第二基板
310:黑矩陣
320:色彩濾波器
PXA:像素區域
NPXA:非像素區域
Claims (14)
- 一種有機發光二極體顯示裝置,包含:一基板,該基板中界定有一像素區域及一非像素區域;一輔助電極,形成於該基板上;一緩衝膜,遮蓋該輔助電極;一主動互連線路,形成於該緩衝膜上;一輔助互連線路,延伸過該緩衝膜並將該主動互連線路的一端連接至該輔助電極;一第一鈍化膜,遮蓋該輔助互連線路並具有一接觸孔,該接觸孔穿過該第一鈍化膜,該接觸孔中形成有一底切結構而使得該主動互連線路透過該底切結構暴露;以及一發光元件,包含在該像素區域中依序堆疊於該第一鈍化膜上的一第一電極、一發光層以及一第二電極,其中,該第二電極延伸到該非像素區域中而使得該第二電極連接於該主動互連線路中透過該底切結構在該接觸孔中暴露的一部分。
- 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置,其中該第二電極沿該主動互連線路的一頂面延伸並到達位於該底切結構中的位置,進而在該底切結構中連接於該輔助互連線路。
- 如請求項2所述之有機發光二極體顯示裝置,其中該第一鈍化膜的部分凸出於該接觸孔的一壁面並在該接觸孔中凸出於該主動互連線路,而使得該第一鈍化膜在上視視角中部分重疊於該主動互連線路,並且該發光層沒有形成於該主動互連線路中重疊於該第一鈍化膜的部分之一頂面上。
- 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置,更包含一驅動電晶體,該驅動電晶體形成於該基板上並驅動該發光元件,其中,該驅動電晶體包含一閘極電極及一汲極電極,該汲極電極電性連接於該發光元件的該第一電極,並且該閘極電極、該汲極電極及該輔助互連線路於相同的製程步驟中形成。
- 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置,更包含提供有一色彩濾波器的一輔助基板,該輔助基板透過一填充物結合於該基板。
- 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置,其中該底切結構的一頂端由該第一鈍化膜的一底面所界定。
- 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置,其中該第一鈍化膜的部分凸出於該接觸孔的一壁面並在該接觸孔中凸出於該主動互連線路,而使得該第一鈍化膜在上視視角中部分重疊於該主動互連線路,並且該第二電極延伸以遮蓋該主動互連線路中在上視視角中重疊於該第一鈍化膜的部分之一頂面。
- 如請求項1所述之有機發光二極體顯示裝置,更包含一第二鈍化膜,該第二鈍化膜被形成以填充該底切結構。
- 一種製造有機發光二極體顯示裝置的方法,該方法包含:於一基板上形成一輔助電極,該基板中界定有一像素區域及一非像素區域;形成一緩衝膜以遮蓋該輔助電極;在該緩衝膜上形成一主動互連線路;形成一輔助互連線路,該輔助互連線路穿過該緩衝膜並用以將該輔助電極連接至該主動互連線路;形成遮蓋該輔助互連線路的一鈍化膜;在該非像素區域中蝕刻該鈍化膜而使得該輔助互連線路的部分暴露;藉由部分蝕刻暴露的該輔助互連線路而形成一接觸孔,而於該接觸孔內產生一底切結構;以及形成一發光元件,該發光元件包含依序形成於該鈍化膜上的一第一電極、一發光層及一第二電極,其中,該第二電極延伸到該非像素區域中而連接於透過該底切結構暴露的該主動互連線路。
- 如請求項9所述之方法,其中形成該主動互連線路的步驟包含:在該緩衝膜上形成由一半導體所製成的一主動圖案,其中該半導體為矽的半導體或氧化物的半導體;以及在該主動圖案上執行一電漿處理製程或一熱處理製程而使得該半導體變成導體。
- 如請求項9所述之方法,其中該第二電極沿該主動互連線路的一頂面延伸以進入該底切結構中而使得該第二電極連接於該輔助互連線路。
- 如請求項9所述之方法,更包含在該基板上形成驅動該發光元件的一驅動電晶體,其中,該驅動電晶體包含一閘極電極以及一汲極電極,該汲極電極電性連接於該第一電極,並且該閘極電極、該汲極電極以及該輔助互連線路在相同的製程步驟中形成。
- 如請求項12所述之方法,其中該鈍化膜的部分在該接觸孔中凸出於該主動互連線路,而使得該鈍化膜在上視視角中重疊於該主動互連線路,並且該第二電極沿在上視視角中重疊於該鈍化膜的該主動互連線路的一頂面延伸。
- 如請求項9所述之方法,更包含將提供有一色彩濾波器的一輔助基板結合至該基板,該色彩濾波器設置於該基板。
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