TWI629778B - 有機發光顯示裝置 - Google Patents

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朴鮮
宋永昊
宋智勳
李律圭
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南韓商三星顯示器有限公司
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Abstract

一種有機發光顯示裝置包含內含形成於其上的薄膜電晶體(TFT)的基板，其中TFT包含設置於主動層與閘極電極之間的第一絕緣層、及設置於閘極電極與源極及汲極電極之間的第二絕緣層；包含設置於源極電極及汲極電極所形成的同一層上第一襯墊層、及於第一襯墊層上的第二襯墊層的襯墊電極；於基板上的接合輔助層；於接合輔助層上且包含第一開口的第三絕緣層；設置於第一開口中且電性耦接到源極電極及汲極電極的其中之一的像素電極；於像素電極上以覆蓋像素電極之周圍端點部分並藉由第二開口定義像素的第四絕緣層。

Description

有機發光顯示裝置
相關申請案之交互參照
本申請案參照、整合並主張先前於2013年5月30日向韓國智慧財產局申請並獲得序號10-2013-0062113之申請案之全部效益。
本發明之實施例是有關於一種有機發光裝置，以及其製造方法。
有機發光二極體(OLED)顯示裝置包含電洞注入電極、電子注入電極、以及介於其中的發光層(EML)。OLED顯示裝置是其中從電洞注入電極及電子注入電極注入之電洞及電子於EML中再結合以發光的自發光顯示器。另外，由於OLED顯示裝置表現高品質性質如低功耗、高亮度及高反應速度，OLED顯示裝置作為新一代顯示裝置而受到許多關注。
本發明提供一種有機發光顯示裝置及其製造方法。
根據本發明之態樣，提供一種有機發光顯示裝置，其包含：包含形成於其上的薄膜電晶體(TFT)的基板，其中TFT包含主動層、閘極電極、源極電極及汲極電極、設置於主動層與閘極電極之間的第一絕緣層、及設置於閘極 電極與源極及汲極電極之間的第二絕緣層；包含設置於源極電極及汲極電極所形成的同一層上之第一襯墊層及設置於第一襯墊層上的第二襯墊層的襯墊電極；形成於基板上的接合輔助層；形成於接合輔助層上且包含第一開口的第三絕緣層；形成於第三絕緣層之第一開口中且電性連接到源極電極及汲極電極的其中之一的像素電極；形成於像素電極上以覆蓋像素電極之周圍端點部分並藉由位於對應第三絕緣層之第一開口的位置之第二開口定義像素的第四絕緣層；設置於像素電極上的發光層；以及設置於發光層上的反向電極。
接合輔助層之內部端點可延伸到第三絕緣層之第一開口的蝕刻表面。
接合輔助層之內部端點可延伸過第三絕緣層之第一開口的蝕刻表面並可藉由第一開口顯露於外。
第四絕緣層可覆蓋藉由第一開口而顯露的接合輔助層之內部端點。
像素電極可直接接觸接合輔助層之內部端點。
接合輔助層可封閉像素的至少一部份。
第三絕緣層可為有機絕緣層。
第四絕緣層可為有機絕緣層。
第三絕緣層可覆蓋源極電極及汲極電極。
接合輔助層可包含相同於第二襯墊層之材料。
接合輔助層可包含透明導電氧化物。
接合輔助層可包含氧化銦錫(ITO)。
第一襯墊層可包含相同於源極電極及汲極電極之材料。
像素電極可包含半透射金屬層。
半透射金屬層可以銀或金之合金形成。
透明導電氧化物之保護層可堆疊於半透射金屬層上。
第一絕緣層之部分可在對應像素邊緣之區域內包含孔洞。
有機發光顯示裝置可進一步包含形成於基板與第一絕緣層之間並可以無機材料形成的緩衝層。
形成於第二絕緣層中之開口、第三絕緣層之第一開口、及第四絕緣層之第二開口可彼此重疊，且其中第一開口之尺寸可大於第二開口且小於第二絕緣層之開口。
有機發光顯示裝置可進一步包含使源極電極和汲極電極的其中之一藉由形成於第三絕緣層中的接觸孔而電性連接到像素電極的像素電極接觸單元，且其中像素電極接觸單元可具有複數個接觸點。
像素電極接觸單元可包含內含相同於源極電極和汲極電極之材料的第一接觸層、及內含相同於第二襯墊層之材料的第二接觸層。
像素電極可電性接觸第二接觸層。
像素電極接觸單元可進一步包含設置於第一與第二絕緣層之間並內含相同於電容之第二電極之材料之第三接觸層及形成於第三接觸層上的第四接觸層。
像素電極可電性連接到第三接觸層。
根據本發明之其他態樣，提供製造有機發光顯示裝置的方法。該方法包含以下步驟：第一遮罩製程，其包含形成半導體層於基板上並將半導體層圖案化以形成薄膜電晶體(TFT)之主動層及電容之第一電極；第二遮罩製程，其包含形成第一絕緣層、形成透明導電氧化層於第一絕緣層上、及將透明導電氧化層圖案化以形成電容之第二電極；第三遮罩製程，其包含形成第一金屬層 並將第一金屬層圖案化以形成TFT之閘極層於第二電極所形成的同一層上；第四遮罩製程，其包含形成第二絕緣層、形成用於使第二絕緣層中之主動層之部分顯露於外的接觸孔、及形成第一開口於與主動層之一側分隔的區域中；第五遮罩製程，其包含形成第二金屬層並將第二金屬層圖案化以形成源極電極、汲極電極、及襯墊電極之第一襯墊層；第六遮罩製程，其包含形成透明導電氧化層並將透明導電氧化層圖案化以形成第二襯墊層於第一襯墊層上及覆蓋第一開口之蝕刻表面的接合輔助層；第七遮罩製程，其包含形成為有機絕緣層的第三絕緣層、及形成小於第一開口的第二開口於重疊第三絕緣層之第一開口的區域中和用於將第二襯墊層之上表面顯露於外的開口；第八遮罩製程，其包含形成半透射金屬層並將半透射金屬層圖案化以形成像素電極於第二開口中；第九遮罩製程，其包含形成第四絕緣層、及形成第三開口於第四絕緣層中以使像素電極之上表面顯露於外並定義像素；形成發光層於像素電極上；以及形成反向電極於發光層上。
在第六遮罩製程中，接合輔助層可形成於第一開口之蝕刻表面上以封閉像素之至少一部份。
接合輔助層之內部端點可延伸到第三絕緣層之第二開口之蝕刻表面，或朝向像素而凸出超過第二開口之蝕刻表面。
在第九遮罩製程中，第四絕緣層之第三開口可形成以使第三開口之蝕刻表面比接合輔助層之內部端點朝向像素中心凸出更多。
在第二金屬層之圖案化中，可形成像素電極接觸單元之第一接觸層，並可將第二襯墊層之透明導電氧化物圖案化以形成第二接觸層於第一接觸層上。
電容之第二電極之透明導電氧化物可被用以形成第三接觸層，且第一金屬層可被用以形成第四接觸層於第三接觸層上。
10‧‧‧基板
11、11’‧‧‧緩衝層
114‧‧‧第三接觸層
115‧‧‧閘極金屬層
115a‧‧‧第四接觸層
117‧‧‧第一接觸層
118‧‧‧接合輔助層
118a‧‧‧第二接觸層
120、120’‧‧‧像素電極
120a‧‧‧下保護層
120b‧‧‧半透射金屬層
120c‧‧‧上保護層
121‧‧‧發光層
122、122’‧‧‧反向電極
13、13’‧‧‧第一絕緣層
16‧‧‧第二絕緣層
19、19’‧‧‧第三絕緣層
20‧‧‧第四絕緣層
212‧‧‧主動層
212a‧‧‧源極區
212b‧‧‧汲極區
212c‧‧‧通道區
215‧‧‧閘極電極
217a‧‧‧源極電極
217b‧‧‧汲極電極
312‧‧‧第一電極
314‧‧‧第二電極
317‧‧‧第三電極
417‧‧‧第一襯墊層
417a‧‧‧第一層
417b‧‧‧第二層
417c‧‧‧第三層
418‧‧‧第二襯墊層
C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8‧‧‧開口
CAP‧‧‧電容區域
CECNT‧‧‧陰極接觸單元
DA‧‧‧顯示區域
o‧‧‧孔洞
op‧‧‧有機粒子
P‧‧‧像素
PA‧‧‧像素區域
PAD‧‧‧襯墊區域
PECNT‧‧‧像素電極接觸單元
SL‧‧‧密封線
TR‧‧‧電晶體區域
對本發明之較完整的解釋，以及其所附之許多優點，將隨著本發明藉由配合其中相似的元件符號係表示相同或相似的元件之附圖圖式考量時參照以下實施方式變得更好理解而顯而易見，其中：第1圖 係顯示根據本發明之實施例之有機發光顯示裝置之示意平面圖；第2圖 係根據本發明之例示性實施例之有機發光顯示裝置之示意剖面圖；第3圖 係第2圖中所示的像素區域之平面圖；第4A到4I圖 係示意性顯示根據本發明之例示性實施例，製造有機發光顯示裝置之方法之剖面圖；第5圖 係根據本發明之比較性實施例之有機發光顯示裝置之像素區域之部分之剖面圖；第6圖 係顯示第5圖中所顯示的第三絕緣層被形成的狀態之剖面圖；第7圖 係顯示像素電極形成於第6圖中所顯示的第三絕緣層上的狀態之剖面圖；以及第8圖 係根據本發明之另一實施例顯示有機發光顯示裝置之示意剖面圖。
本發明允許進行各種改變及許多實施例，實施例將顯示於圖式中並描述於實施方式中。然而，此不意圖將本發明限於特定形式實行，並應解釋為本發明包括不會背離其精神及技術範疇之所有改變、同等物及替代物。在本發明之敘述中，習知方法將不會描述細節以避免混淆本發明之本質。當如「第一」及「第二」等詞彙可被用於描述各種元件時，該元件不受限於上述詞彙。 所使用的詞彙僅係用以區分一元件與另一元件。本發明中所用之詞彙僅用於描述實施例，且不意在限制本發明。單數形式之使用應同時包含複數的引用，除非另有指示。如「包含」、「包括」及「具有」等詞彙係指明所列舉之特徵、數字、步驟、操作、元件、單元及/或其組合之存在，但不排除一個或多個其他特徵、數字、步驟、操作、元件、單元及/或其組合之存在或增加。如使用於此處，詞彙「及/或」，包含一個或多個所列相關項目之任何及所有組合。當「至少其中之一」之詞句表述於列舉之元件前時，其修飾整列元件而不修飾該列之個別單元。
在附圖圖式中，層及區域之尺寸可為清晰之目的而放大。在整篇說明書中，相似元件符號表示相似單元。將理解的是，當層、薄膜、區域或基板被稱為位於其他層、薄膜、區域或基板「上」時，其可直接地位於其他層、薄膜、區域或基板上或亦可存在中間層。
第1圖顯示根據本發明之實施例有機發光顯示裝置之示意平面圖。第2圖係根據本發明之例示性實施例之有機發光顯示裝置之示意剖面圖。第3圖係第2圖中所示的像素區域之平面圖。
請參照第1圖，在根據本實施例之有機發光顯示裝置中，基板10包含顯示區域DA，其中形成有複數個像素P以顯示圖像。密封線SL係設置於顯 示區域DA外部以封閉密封單元(未顯示)而封閉顯示區域DA，且設置於顯示區域DA與襯墊區域PAD間之陰極接觸單元CECNT提供電力給共同地形成於顯示區域DA中的反向電極(在第2圖中的122)。
請參照第2圖，基板10包含具有至少一薄膜電晶體(TFT)的電晶體區域TR、具有至少一發光層(EML)121的像素區域PA、具有至少一電容的電容區域CAP以及襯墊區域PAD。
電晶體區域TR包含基板10、緩衝層11以及以主動層212、閘極電極215、源極電極217a及汲極電極217b形成的TFT。
基板10可為透明玻璃基板。另外，基板10可為以聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)、聚乙烯萘二甲酸酯(PEN)或聚醯亞胺等形成的塑膠基板。
緩衝層11設置於基板10上以使上表面平坦化並避免雜質元素滲入基板10。可由無機材料如氮化矽及/或氧化矽之單一層或複數個層形成緩衝層11。
當第2圖顯示孔洞o係形成於第一絕緣層13之部分中時，但本發明不限於此。舉例而言，第一絕緣層13之部分可包含孔洞o於對應像素P之邊緣處。 當第一絕緣層13之部分在如以下所述之第四接觸層115a之形成期間，由於閘極金屬層(在第4D圖中的115)與開口C1之間的定位誤差而被過度蝕刻時，可形成孔洞o。緩衝層11之部分可藉由第一絕緣層13之孔洞o而顯露於外。在其他實施例中，在第四接觸層115a之形成期間，由於不存在閘極金屬層115與開口C1之間的定位誤差，沒有過度蝕刻第一絕緣層13之部分的危險，因此可不形成孔洞o。
主動層212可以包含非晶矽或結晶矽之半導體形成，但並不限於此。舉例而言，主動層212可包含半導體氧化物。主動層212包含通道區212c及 分別設置於通道區212c之二側之源極與汲極區212a與212b。源極及汲極區212a及212b摻雜有離子雜質。
閘極電極215形成於為閘極絕緣層之第一絕緣層13之部分上，位於對應主動層212之通道區212c之位置。第一絕緣層13可以如氧化矽(SiO2)、氮化矽(SiNx)、氮氧化矽(SiON)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鈦(TiO2)、氧化鉭(Ta2O5)、氧化鉿(HfO2)、氧化鋯(ZrO2)、鈦酸鍶鋇(BST)或鋯鈦酸鉛(PZT)之無機材料形成。
閘極電極215可包含選自由鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)及銅(Cu)組成之群組中的至少一金屬之單一層或複數層形成。
源極電極217a及汲極電極217b藉由***第二絕緣層16作為位於其中的中間絕緣層而設置於閘極電極215上，並分別電性連接至源極區212a及汲極區212b。
第二絕緣層16可以無機材料形成，如SiO2、SiNx、SiON、Al2O3、TiO2、Ta2O5、HfO2、ZrO2、BST或PZT。
源極電極217a及汲極電極217b可以具有不同電子遷移率之二個不同金屬的二個或多個層形成。舉例而言，二個不同金屬可為自由鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)、銅(Cu)或其合金所組成之群組中選擇。
第三絕緣層19設置於第二絕緣層16上以覆蓋源極電極217a及汲極電極217b。
第一及第二絕緣層13及16可各以無機絕緣材料之單一層或複數層形成，而第三絕緣層19可以有機絕緣材料形成。第三絕緣層16可包含通用之聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚苯乙烯(PS)，聚合物衍生出包含苯酚基團、丙烯酸聚合物、醯亞胺系聚合物、芳基醚系聚合物、醯胺系聚合物、氟系聚合物、對二甲苯系聚合物、乙烯醇系聚合物或其混合物。
第四絕緣層20形成於第三絕緣層19上。第四絕緣層20可以有機絕緣材料形成。第四絕緣層20可包含通用之聚合物，如PMMA或PS，聚合物衍生出包含苯酚基團、丙烯酸聚合物、醯亞胺系聚合物、芳基醚系聚合物、醯胺系聚合物、氟系聚合物、對二甲苯系聚合物、乙烯醇系聚合物或其混合物。
像素區域PA包含基板10、緩衝層11、第一絕緣層13、接合輔助層118、第三絕緣層19、第三絕緣層19上的像素電極120以及第四絕緣層20。
接合輔助層118是用於增強第三與第一絕緣層19與13之間的接合強度的接合媒介。如上所述，在孔洞o存在於第一絕緣層13之情況中，接合輔助層118可被用以提升第三與第一絕緣層19與13之間的接合強度以及第三絕緣層19與藉由位於第一絕緣層13內之孔洞o而顯露於外的緩衝層11之間的接合強度。
開口C1、開口C5及開口C8以重疊形式分別形成於第二絕緣層16、第三絕緣層19及第四絕緣層20中。在第三絕緣層19內之開口C5大於第四絕緣層20內之開口C8，且小於第二絕緣層16內之開口C1。
由於第三絕緣層19內之開口C5小於第二絕緣層16內之開口C1，於不存在接合輔助層118，為有機層的第三絕緣層19接觸為無機層之緩衝層11及/或第一絕緣層13。當有機層表現與金屬間之良好黏合性質，有機層與無機層間具有弱黏合性質。當第三絕緣層19與緩衝層11及/或第一絕緣層13之間的黏合性弱時，第三絕緣層19可從緩衝層11及/或第一絕緣層13脫離，或可產生空氣氣泡 於其中。並且，由於外來材料如包含於第三絕緣層19內之有機粒子，或包含於像素電極120內之金屬粒子(例如銀粒子)，可產生短缺陷於像素電極120與反向電極122之間。
然而，根據本發明之實施例，作為接合媒介之接合輔助層118係形成於第三絕緣層19下方，因此消除了第三絕緣層19可能脫離及/或可能產生空氣氣泡之可能性。因此，在像素電極120與反向電極122之間的短缺陷可被避免。 接合輔助層118可以提供可靠耐久度之透明導電氧化物(TCO)形成，如氧化銦錫(ITO)。
請參考第2及3圖，接合輔助層118形成於第二絕緣層16上且在第三絕緣層19下方。可形成接合輔助層118以圍繞至少一部分之像素P。根據本實施例，接合輔助層118可為甜甜圈型以封閉整體像素P。接合輔助層118也可沿著形成於第二絕緣層16內之開口C1之周圍形成以包圍像素P。
接合輔助層118之內部端點可直接延伸到第三絕緣層19內之開口C5之蝕刻表面下方。另外，考慮操作誤差或操作界限，接合輔助層118之內部端點可朝向像素P之中心凸出並延伸遠超過蝕刻表面。在此情況中，接合輔助層118之部分可藉由第三絕緣層19之開口C5而顯露於外。
像素電極120可設置於第三絕緣層19內之開口C5中。像素電極120之周圍端點部分係設置於開口C5之頂端並藉由第四絕緣層20覆蓋。
設置於第三絕緣層19之開口C5之像素電極120之上表面係藉由第四絕緣層20之開口C8而設置，並通過像素電極接觸單元PECNT而電性連接到驅動電晶體之源極及汲極電極217a及217b的其中之一。
像素電極接觸單元PECNT可包含內含相同於源極及汲極電極217a及217b之材料的第一接觸層117以及內含相同於第二襯墊層418及接合輔助 層118之材料的第二接觸層118a。雖然未在第2圖中顯示細節，第一接觸層117可連接到可電性連接至驅動電晶體之源極及汲極電極217a及217b其中之一的資料線(未顯示)。
像素電極接觸單元PECNT包含內含TCO之第三接觸層114及內含相同於閘極電極215之材料的第四接觸層115a。像素電極接觸單元PECNT可具有包含具有第一及第二接觸層117及118a之第一接觸點及具有第三及第四接觸層114及115a之第二接觸點的雙重接觸結構。在一個接觸點存在有缺陷之情況中，由於在另一接觸點的接觸，雙重接觸結構仍可允許正常接收從驅動器所傳來的訊號。
像素電極120可包含半透射金屬層(第4圖中的120b)。像素電極120包含半透射金屬層120b。像素電極120可進一步包含分別形成於半透射金屬層120b之下及上部分的下及上保護層120a及120c並包含保護半透射金屬層120b的透明導電氧化物。半透射金屬層120b可以銀或銀之合金形成。下及上保護層120a及120c可包含選自由ITO、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2O3)、氧化銦鎵(IGO)及鋁鋅氧化物(AZO)所組成的群組中之至少一材料。半透射金屬層120b沿著將如下所述之為反射電極之反向電極而形成微腔結構，因此增強有機發光顯示裝置之光學效率。
在用於圖案化像素電極120之蝕刻過程期間，若電子被提供於如銀(Ag)之具有強還原力之形成半透射金屬層120b之金屬，以離子狀態存在於蝕刻劑中的銀(Ag)離子可能被有問題地再次析出為銀(Ag)。所析出之銀(Ag)可為在形成像素電極120之後續製程期間導致黑點產生的相關缺陷因素之粒子。當源極及汲極電極217a及217b、第一襯墊層417以及以相同於源極及汲極電極217a及217b與第一襯墊層417之材料形成之資料線(未顯示)在蝕刻內含銀之 像素電極120之過程中暴露於蝕刻劑時，具有強還原力的銀(Ag)離子可藉由從這些金屬材料接收電子而再次析出為銀(Ag)。舉例而言，若上述金屬材料包含Mo或Al，銀(Ag)可再次藉由提供從鉬或鋁接受的電子給銀(Ag)離子的電子而被引出。
然而，根據本實施例之有機發光顯示裝置中，由於源極及汲極電極217a及217b保持被為有機層之第三絕緣層19覆蓋，源極或汲極電極217a或217b不會在蝕刻內含銀之像素電極120之期間暴露於內含Ag離子之蝕刻劑。因此，其可避免由於銀之析出而產生的粒子缺陷。另外，由於像素電極接觸單元PECNT之第一接觸層117及第一襯墊層417分別位於暴露至形成於第三絕緣層19內之接觸孔C6及C7之區域上，保護層，即第二接觸層118a及第二襯墊層418係分別形成於第一接觸層117與第一襯墊層417上，使其不會在蝕刻像素電極120之期間使第一接觸層117及第一襯墊層417暴露於蝕刻劑。因此，其可能可避免由於銀之析出所產生的粒子缺陷。
覆蓋像素電極120之周圍端點部分之第四絕緣層20可覆蓋藉由第三絕緣層19之開口C5而暴露之接合輔助層118之部分。舉例而言，如第2圖及第3圖中所示，第四絕緣層20之內部端點可朝向像素P之中心凸出並延伸超過接合輔助層118之內部端點。換言之，第四絕緣層20內之開口C8之蝕刻表面可朝向像素P之中心凸出並延伸超過接合輔助層118之內部端點。
若接合輔助層118之內部端點朝向像素P之中心凸出超過第四絕緣層20之開口C8之蝕刻表面，接合輔助層118作用為形成具有像素電極120及反向電極122之微腔結構的障礙，因此降低發光顯示裝置的光學效率。
包含發光層121的中間層係設置於其上表面已藉由第四絕緣層20內之開口C8而顯露於外的像素電極120上。發光層121可以低或高分子量有機材 料形成。當中間層以低分子量有機材料形成時，中間層係藉由堆疊電洞傳輸層(HTL)及電洞注入層(HIL)於發光層121之表面上以及推疊電子傳輸層(ETL)及電子注入層(EIL)於發光層121之表面上，使得HTL及HIL面對ETL及EIL而形成。若有需要可堆疊各種其他層於其上。另一方面，當中間層以高分子量有機材料形成時，除了發光層121外，中間層可僅包含HTL。
反向電極122係設置於發光層121以作為共同電極。在根據本發明實施例之有機發光顯示裝置中，像素電極120在反向電極122作為陰極時作用為陽極。在其他實施例中，反向電極122可被用為陽極，且像素電極120可被用為陰極。
反向電極122可為包含反射材料之反射電極。在此情況中，反向電極122可包含選自由鋁、鎂、鋰、鈣、氟化鋰/鈣(LiF/Ca)及氟化鋰/鋁所組成之群組中之至少一材料。因此，從發光層121發出的光藉由反向電極122反射並接著通過以半透射材料形成的像素電極120而進入基板10中。
電容區域CAP設置於基板10及緩衝層11上並包含內含設置於相同於主動層212所形成之同一層上之第一電極312、於相同於閘極電極215所形成之同一層上之第二電極314、以及於相同於源極及汲極電極217a及217b所形成之同一層上之第三電極317的電容。
電容之第一電極312可以用具有離子雜質摻雜之半導體如主動層212之源極及汲極區212a及212b形成。
電容之第二電極314係形成於閘極電極215所設置之第一絕緣層13上，但以不同於閘極電極215之材料形成。第二電極314可包含TCO。藉由形具有離子雜質摻雜之半導體於第一電極312至第二電極314中，電容可具有金屬-絕緣體-金屬(MIM)結構。
電容之第三電極317可以相同於源極及汲極電極217a及217b之材料形成。如上所述，由於第三電極317被係為有機層之第三絕緣層19覆蓋，在蝕刻內含銀之像素電極120期間，第三電極317不會暴露於內含銀離子之蝕刻劑，因而避免了由於銀之析出所造成的粒子缺陷。另外，可並聯連接電容以增加有機發光顯示裝置之電容量。
襯墊區域PAD包含作用為連接到外部驅動器之終端的襯墊電極。襯墊電極包含第一及第二襯墊層417及418。
第一襯墊層417可包含具有不同電子遷移率的複數個金屬層。舉例而言，第一襯墊層417可以由鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)或銅(Cu)所組成之群組中選擇至少一金屬之多層所形成。
第二襯墊層418可包含相同於接合輔助層118之材料。舉例而言，第二襯墊層418可以包含由氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2O3)、氧化銦鎵(IGO)及鋁鋅氧化物(AZO)組成之群組中選擇至少一材料的TCO所形成。第二襯墊層418可避免第一襯墊層417暴露於濕氣及氧氣，因而避免襯墊之耐久度劣化。
第二襯墊層418及接合輔助層118包含相同材料並以相同製程形成，因而省去了增加獨立遮罩的需求。
將參照第4A圖到第4I圖描述根據本發明之例示性實施例之製造有機發光顯示裝置的方法。
第4A圖係示意性顯示根據本實施例有機發光顯示裝置中的第一遮罩製程之剖面圖。
請參照第4A圖，緩衝層11形成於基板10上，以及半導體層(未顯示)形成於緩衝層11上並被圖案化以形成TFT之主動層212及電容之第一電極312。
緩衝層11可以由如氮化矽及/或氧化矽之無機材料之單層或複數層形成。
第4B圖係示意性顯示根據本實施例有機發光顯示裝置中的第二遮罩製程之剖面圖。
請參照第4B圖，第一絕緣層13係形成於第4A圖之最後結構上，以及TCO層(未顯示)形成於第一絕緣層13上並被圖案化以形成電容之第二電極314及第一絕緣層13上之第三接觸層114。第一絕緣層13可以無機材料形成，如氧化矽(SiO2)、氮化矽(SiNx)、氮氧化矽(SiON)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鈦(TiO2)、氧化鉭(Ta2O5)、氧化鉿(HfO2)、氧化鋯(ZrO2)、鈦酸鍶鋇(BST)或鋯鈦酸鉛(PZT)。
第4C圖係示意性顯示根據本實施例有機發光顯示裝置中的第三遮罩製程之剖面圖。
請參照第4C圖，第一金屬層(未顯示)依序堆疊於第4B圖之最後結構上並被圖案化以形成閘極電極215及覆蓋第一絕緣層13上之第三接觸層114的閘極金屬層115。在此情況中，第一金屬層可以由鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)或銅(Cu)所組成之群組中選擇至少一金屬之單層或多層形成。
如硼(B)或磷(P)離子之離子雜質可藉由使用TFT之主動層212作為目標而以大於1×1015原子/公分3之摻雜濃度摻雜於最後結構上。藉由使用閘 極電極215作為自對準遮罩，摻雜離子雜質於主動層212中以形成以摻雜有離子雜質之源極及汲極區212a及212b，以及在源極與汲極區212a與212b之間的通道區212c。
在此情況中，第一電極312也以摻雜有離子雜質。可利用單一步驟摻雜處理同時摻雜主動層212及電容之第一電極312，因而減少摻雜處理之步驟數量。
第4D圖係示意性顯示根據本實施例有機發光顯示裝置中的第四遮罩製程的剖面圖。
請參照4D圖，形成並圖案化第二絕緣層16以形成顯露閘極金屬層115的開口C2，以及分別顯露主動層212之源極及汲極區212a及212b的開口C3及C4，且開口C1形成於與主動層212之側邊分隔之區域中，且將設置像素電極(在第4H圖中的120)於主動層212上。第二絕緣層16可以無機材料形成，如氧化矽(SiO2)、氮化矽(SiNx)、氮氧化矽(SiON)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鈦(TiO2)、氧化鉭(Ta2O5)、氧化鉿(HfO2)、氧化鋯(ZrO2)、鈦酸鍶鋇(BST)或鋯鈦酸鉛(PZT)。
第4E圖係示意性顯示根據本實施例有機發光顯示裝置中的第五遮罩製程之剖面圖。
請參照第4E圖，形成並圖案化第二金屬層(未顯示)以同時形成源極及汲極電極217a及217b、第一接觸層117、以及第一襯墊層417。
在此情況中，藉由開口C1而顯露於外之閘極金屬層115和第二金屬層一起被圖案化。當定位誤差發生在閘極金屬層115之一端與開口C1之間時，部分之第一絕緣層13和閘極金屬層115一起被圖案化，因而形成孔洞o於第一絕緣層13中，緩衝層11透過第一絕緣層13被露出。另一方面，由於不存在閘極金 屬層115與開口C1之間的此種定位誤差，沒有過度蝕刻第一絕緣層13之部分的危險，因此可不形成孔洞o。
第二金屬層可由具有不同電子遷移率之二個不同金屬之二層或多層形成。舉例而言，二個不同金屬可由鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)、銅(Cu)或其合金組成之群組中選擇。
為舉例說明第二金屬層之結構，詳細顯示第一襯墊層417之結構。舉例而言，在本實施例中，第二金屬層可包含內含鉬之第一層417a、內含鋁之第二層417b、以及內含鉬之第三層417c。第二層417b具有低電阻及良好的電性能，且在下面之第一層417a用以增加與第二絕緣層16之接合或黏合強度。 在上面之第三層417c可作用為障蔽層以避免第二層417b所包含之鋁之基部阻塞(heel lock)、氧化及擴散。
第4F圖係示意性顯示根據本實施例有機發光顯示裝置中的第六遮罩製程之剖面圖。
請參照第4F圖，形成並圖案化TCO層以形成接合輔助層118、第二接觸層118a以及第二襯墊層418。接合輔助層118可沿著開口C1之蝕刻表面的周圍而形成，以包圍用於以下所述之第九遮罩製程中藉由開口C8所定義之像素。
如上所述，藉由使用相同遮罩製程形成接合輔助層118及襯墊電極之第二襯墊層418，從而減少遮罩製程之數量，並因此減少整體的製造成本。
TCO層包含選自由氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2O3)、氧化銦鎵(IGO)及鋁鋅氧化物(AZO)所組成之群組中的至少之一。
第4G圖係示意性顯示根據本實施例有機發光顯示裝置中的第七遮罩製程之剖面圖。
請參照第4G圖，形成並圖案化第三絕緣層19以形成顯露第二接觸層118a之頂部部分的開口C6以及顯露第二襯墊層418之頂部部分的開口C7。開口C5亦在如以下所述之像素電極120將設置於其上之像素區域PA中形成。在第三絕緣層19中形成之開口C5與在第二絕緣層16中形成之開口C1重疊，以使開口C5小於開口C1。
在此情況中，考慮操作誤差或操作界限，接合輔助層118之內部端點可直接延伸至第三絕緣層19內之開口C5之蝕刻表面下方，或朝向像素P之中心凸出並延伸遠超過所蝕刻表面。
在一實施例中，可形成第三絕緣層19之開口C5使得接合輔助層118之內部端點可直接延伸至第三絕緣層19之開口C5之蝕刻表面下方。在另一實施例中，考慮操作誤差或操作界限，開口C5可被圖案化使得接合輔助層118之內部端點可朝向像素P凸出並延伸遠超過蝕刻表面。在此情況中，接合輔助層118之部分可藉由第三絕緣層19之開口C5而顯露於外。
由於接合輔助層118的存在，為有機層的第三絕緣層19對於無機層，即緩衝層11及/或第一絕緣層13，可表現提升的黏合性質。第三絕緣層19可以通用聚合物形成，如PMMA或PS，聚合物之衍生物包含苯酚基團、丙烯酸聚合物、醯亞胺系聚合物、芳基醚系聚合物、醯胺系聚合物、氟系聚合物、對二甲苯系聚合物、乙烯醇系聚合物或其混合物。
如上所述，第三絕緣層19完全地封閉源極及汲極電極217a及217b，以避免具有不同電壓之異質配線在包含銀之像素電極120蝕刻期間接觸到內含銀離子之蝕刻劑。第三絕緣層19可作用為平坦化層。
第4H圖係示意性顯示根據本實施例有機發光顯示裝置中的第八遮罩製程之剖面圖。
請參照第4H圖，形成並圖案化半透射金屬層(未顯示)以形成像素電極120。像素電極120藉由像素電極接觸單元PECNT(見第2圖)連接至驅動電晶體並設置於第三絕緣層19之開口C5中。
在本實施例中，像素電極連接單元PECNT包含內含相同於源極及汲極電極217a及217b之材料的第一接觸層117、內含TCO的第二接觸層118a、內含TCO的第三接觸層114、以及內含相同於閘極電極215之材料的第四接觸層115a。
像素電極120可穿過開口C6直接連接至第二接觸層(第一接觸點)，以及連接至第三接觸層114(第二接觸點)。在接觸於第二接觸點之情況中，像素電極120可藉由形成於第三接觸層114且以TCO形成之接合輔助層118連接至第三接觸層114。
根據本實施例，像素電極連接單元PECNT係配置以包含二接觸點，因此避免電阻的增加。另外，在缺陷存在於一接觸點之情況中，由於其他接觸點的接觸，使得此結構可從驅動器正常接受所傳送之訊號。
像素電極120之半透射金屬層120b可以銀或銀之合金形成。像素電極更包含內含透明導電氧化物之下及上保護層120a及120c分別設置於半透射金屬層120b之上及下，保護半透射金屬層120b。下及上保護層120a及120c可包含從選自由氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、銦(In2O3)、氧化銦鎵(IGO)及鋁鋅氧化物(AZO)組成之群組中之至少一金屬。
根據本實施例，由於在進行為圖案化像素電極120之第八遮罩製程之前，源極或汲極電極217a或217b被圖案化並維持被為有機層之第三絕緣層 19覆蓋，源極或汲極電極217a或217b在內含銀之像素電極120之蝕刻期間不會暴露於內含銀離子之蝕刻劑中。
雖然根據本實施例之第一接觸層117及第一襯墊層417分別設置於藉由形成於第三絕緣層19內之開口C6及C7所顯露之區域中，由於保護層，即作為保護層之第二接觸層118及第二襯墊層418，分別形成於第一接觸層117及第一襯墊層417上，第一接觸層117及第一襯墊層417不會在像素電極(120)進行蝕刻期間暴露於蝕刻劑中，因而避免了關於由於銀(Ag)之析出所導致之缺陷的粒子。
第4I圖係示意性顯示根據本實施例有機發光顯示裝置中之第九遮罩製程之剖面圖。
請參照第4I圖，形成第四絕緣層20，並接著形成開口C8於第四絕緣層20中以使像素電極120之上部分顯露於外。第四絕緣層20作用為像素定義層(PDL)，並可以內含通用聚合物之有機絕緣材料形成，如PMMA或PS，聚合物衍生物包含苯酚基團、丙烯酸聚合物、醯亞胺系聚合物、芳基醚系聚合物、醯胺系聚合物、氟系聚合物、對二甲苯系聚合物、乙烯醇系聚合物或其混合物。
可形成第四絕緣層20之開口C8使得接合輔助層118可不為形成具有像素電極120及反向電極122之微腔結構之阻礙。舉例而言，可形成開口C8使得接合輔助層118之內部端點不會凸出並延伸遠超過開口C8之蝕刻表面。換言之，可決定開口C8之尺寸以使第四絕緣層20覆蓋接合輔助層118藉由第三絕緣層19之開口C5所顯露之部分，即接合輔助層118之內部端點。若所顯露之接合輔助層118之內部端點延伸超過開口C8，可使微腔結構崩塌。
包含發光層(第2圖之121)的中間層形成於第4I圖之最後結構上，並接著形成反向電極(第2圖之122)。
根據本發明之上述實施例之有機發光顯示裝置及其製造方法中，像素電極120係配置以包含半透射金屬層，因此藉由微腔結構之形成而提升有機發光顯示裝置之光學效率。
另外，由於源極電極217a或汲極電極217b藉由有機層，即第三絕緣層19所覆蓋，源極或汲極電極217a或217b不會暴露於內含銀離子之蝕刻劑，因而避免了由於銀之析出產生之粒子缺陷。
藉由同時使用單一處理步驟而在第一襯墊層417及接合輔助層118上一起形成第二襯墊層418，可不增加製程之數量。另外，第二襯墊層418及第二接觸層118a分別存在於第一襯墊層417及第一接觸層117上，可避免第一接觸層117及第一襯墊層417暴露於蝕刻劑，因而抑制了銀之析出導致之粒子缺陷。
像素電極接觸單元PECNT也具有複數個接觸結構，以避免由於接觸缺陷產生的問題。
根據本實施例之有機發光顯示裝置包含接合輔助層118以提升為有機層之第三絕緣層19之黏合度。因此，其可能避免像素電極120之不連續沉積以及由於第三絕緣層之弱黏合度導致之像素電極120與反向電極122之間產生之短路。以下這些優點將透過比較根據本實施例之有機發光顯示裝置與根據本發明之比較性實施例之有機發光顯示裝置而進行較詳細之描述。
第5圖係根據本發明之比較性實施例之不具有接合輔助層之有機發光顯示裝置之像素區域之部分之剖面圖。第6圖係顯示第5圖中所顯示的第三絕緣層19’已形成之狀態之剖面圖。第7圖係顯示其中像素電極120’已形成於第6圖中所顯示的第三絕緣層19’上之狀態之剖面圖。
請參照第5圖到第7圖，有機發光顯示裝置不包含接合輔助層。因此為有機層之第三絕緣層19’直接接觸無機層，即緩衝層11’及/或第一絕緣層 13’。由於有機層對無機層表現弱黏合度，可發生第三絕緣層19’與緩衝層11’及/或第一絕緣層13’之間的黏合失敗。
舉例而言，如第6圖中所示，第三絕緣層19’可自緩衝層11’(見A部分)及第一絕緣層13’(見B部分)脫離。由於第三絕緣層19’對緩衝層11’及第一絕緣層13’之弱黏合度，在形成第三絕緣層19’之後續製程中，有機粒子op可從第三絕緣層19’之邊緣掉落。
另外，請參照第7圖，由於弱黏合度或第三絕緣層19’之脫離，像素電極120’可不連續地沉積。因為像素電極120’之不連續的部分(見C部分)顯露於接續之製造過程中，如銀之類的粒子可從不連續的部分掉落。
參照第6及7圖所述之有機粒子op及銀粒子可導致黑點或像素電極120’與反向電極122’之間的短路。
第8圖係根據本發明之另一實施例之有機發光顯示裝置之示意剖面圖。在下文中，相似的元件符號表示相似的元件。以下僅參照第8圖描述與參照第2圖及第3圖描述之有機發光顯示裝置之不同處。
根據本實施例之有機發光顯示裝置係配置以使接合輔助層118部分地封閉像素。亦即，當第3圖中所示之接合輔助層118具有甜甜圈形狀閉合圓環結構以封閉整體像素時，根據本實施例之接合輔助層118具有開放圓環結構以封閉部分之像素。舉例而言，接合輔助層118可具有封閉除了像素電極接觸單元PECNT外之區域之開放圓環結構。
相似於參照第2圖所敘述之實施例，像素電極接觸單元PECNT包含內含相同於源極及汲極電極217a及217b之材料的第一接觸層117、內含相似於接合輔助層118之材料的第二接觸層118a、內含TCO的第三接觸層114、以及內含相同於閘極電極215之材料的第四接觸層115a。根據本實施例之有機發光顯示 裝置與參照第2圖所述之實施例之差異處在於，像素電極120可直接連接至第二接觸層118a以及第三接觸層114。
相似於參照第2圖所述之實施例，像素電極120係配置以包含半透射金屬層，從而因為微腔結構之形成而提升有機發光顯示裝置之光學效率。
另外，如以上參照第2圖之敘述，由於源極電極217a或汲極電極217b係被有機層，即第三絕緣層19，所覆蓋，源極或汲極電極217a或217b不會暴露於內含銀離子之蝕刻劑，從而避免因為銀之析出導致之粒子缺陷的產生。
相似於參照第2圖所述之實施例，藉由使用單一製程一起於第一襯墊層417及接合輔助層118上形成第二襯墊層418，可不增加製程之數量。並且，第二襯墊層418及第二接觸層118a分別存在於第一襯墊層417及第一接觸層117上，可避免第一接觸層117及第一襯墊層417暴露於蝕刻劑，因而抑制了銀之析出造成之粒子缺陷。
根據本發明之實施例，有機發光顯示裝置包含接合輔助層以提升為有機絕緣層之第三絕緣層之黏合度。因此，可能避免像素電極與反向電極之間之電路短路由於第三絕緣層之脫離及/或由於外來粒子而產生。
像素電極亦配置以包含半透射金屬層，因而藉由微腔結構之形成而增強有機發光顯示裝置之光學效率。
另外，由於源極電極或汲極電極(包含資料配線)被第三絕緣層所覆蓋，可能避免在像素電極之圖案化期間，因源極電極與汲極電極造成銀之析出。
除此之外，各自形成於像素電極接觸單元之第一接觸層及襯墊電極之第一襯墊層上的保護層可防止在像素電極之圖案化期間第一接觸層及第一襯墊層造成的銀之析出。
像素電極接觸單元也具有複數個接觸結構以避免像素電極與驅動裝置之間的訊號短路。
雖然本發明被具體地顯示並配合其例示性實施例而描述，將被所屬領域之通常知識者所理解的是，可對其做出各種形式上及細節上的變更而不背離後附之發明申請專利範圍所定義之本發明之精神及範疇。因此，在後附申請專利範圍之範疇內之一切改變或修改將被視為包含於本發明內。

Claims (8)

  1. 一種有機發光顯示裝置，其包含：一基板，包含形成於其上之一薄膜電晶體(TFT)，其中該薄膜電晶體包括一主動層、一閘極電極、一源極電極及一汲極電極、設置於該主動層與該閘極電極之間的一第一絕緣層及設置於該閘極電極及該源極電極與該汲極電極之間的一第二絕緣層；一襯墊電極，包含設置於與該源極電極及該汲極電極同一層之一第一襯墊層及設置於該第一襯墊層上的一第二襯墊層；一接合輔助層，形成於該基板上；一第三絕緣層，形成於該接合輔助層上並包含一第一開口；一像素電極，形成於該第三絕緣層之該第一開口中並電性耦接到該源極電極及該汲極電極的其中之一；一第四絕緣層，形成於該像素電極上以覆蓋該像素電極之周圍端點部分並藉由位在對應該第三絕緣層之該第一開口的位置之一第二開口而定義一像素；一發光層，設置於該像素電極上；以及一反向電極，設置於該發光層上，其中，該接合輔助層封閉該像素的至少一部份。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該接合輔助層之內部端點延伸到該第三絕緣層之該第一開口的蝕刻表面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該接合輔助層之內部端點延伸過該第三絕緣層之該第一開口的蝕刻表面並藉由該第一開口而顯露於外。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之有機發光顯示裝置，其中該第四絕緣層覆蓋藉由該第一開口而顯露的該接合輔助層之內部端點。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之有機發光顯示裝置，其中該像素電極直接接觸該接合輔助層之內部端點。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該接合輔助層包含相同於該第二襯墊層之材料。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該接合輔助層包含透明導電氧化物。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之有機發光顯示裝置，其中該接合輔助層包含氧化銦錫(ITO)。
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