CN1668149A - 有机电激发光显示器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种有机电激发光显示器及其制作方法。其制作方法包括：首先提供一透明基板，并于此透明基板上制作一驱动数组，此驱动数组包含一遮光层，由此遮光层在上述驱动数组间定义出复数个像素区。接着于像素区上方形成一第一电极。之后于第一电极上形成一有机电激发光层，以及形成一第二电极于有机电激发光层上。

Description

有机电激发光显示器及其制作方法

技术领域

本发明是有关于一种有机电激发光(organic electroluminescence，OEL)显示器面板的结构及其制作方法，且特别有关于一种具有遮光层的有机电激发光显示器面板的结构及其制作方法。

背景技术

近年来各界对有机电激发光组件(organic electroluminescencedevice)的研究，使其有足以取代液晶显示器，而成为次世代显示器的潜力。由于其本身为主动发光组件，因此有机电激发光显示器不似液晶显示器般需要背光模块，有利于显示器的轻量化。此外，有机电激发光显示器提供高对比、快反应，以及比液晶显示器更宽广的视角。

有机电激发光显示技术依其组件所使用的载子传递层与发光层等有机薄膜材料的不同可概分成两系统，一是以染料或颜料为材料的小分子组件(molecule-based device)，另一则以共轭性高分子为材料的高分子组件(polymer-based device)，前者一般以真空蒸镀镀膜方式制作组件，而后者则一般采用溶液旋转涂布(spin coating)方式。小分子OEL组件被称为OLED，而高分子OEL组件则被称为PLED。由于有机薄膜层皆为具传导载子的材料，因此在非发光区域会有漏光的现象。

图1为一习知高分子有机电激发光显示器(PLED)1的部分剖面图。如图1所示，此高分子有机电激发光显示器1包含一透明基板0、一透明氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)层2作为阳极、一氧化硅层4用以定义像素区、一有机绝缘层5、一聚乙烯二氧噻吩(polyethylenedioxy thiophene，PEDOT)层6作为缓冲层之用、一高分子发光材料层8，以及一金属或合金作为阴极10(如Ca、Al、Mg/Ag或Al/Li)。

由对阳极2与阴极10施予一适当电位差，可使像素区的高分子发光材料层8发出特定颜色的光3，并经由阳极2与透明基板0射出。

缓冲层6的作用乃在调节ITO阳极2与高分子发光材料层8间的能阶，以提升电洞注入效率并降低操作电压。一般缓冲层6材质的电阻不高，如一般常用的PEDOT是一种导电高分子，因此当电流流经图中箭头方向，亦会导通该区的高分子发光材料层8，而发出特定颜色的光3’。由于氧化硅层4可透光，因此特定颜色的光3’便通过氧化硅层4与透明基板0而射出，形成漏光现象，使得最后发出光的区域比原定像素区大，因而造成显示上的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一有机电激发光显示器及其制作方法，以改善非像素区的漏光现象，进而提升显示器的性能。

本发明的另一目的在不增加制程困难度与光罩数的前提下，提供一可改善非像素区漏光现象的有机电激发光显示器及其制作方法。

为达上述目的，本发明在有机电激发光显示器的像素区外围设置一遮光层，以定义上述像素区，并可同时遮蔽非像素区域内可能发出的光。

本发明提供一种有机电激发光显示器的制作方法，其步骤包括：首先提供一基板，并于基板上制作一驱动数组，，形成一遮光层于基板上，且在驱动数组间定义出复数个像素区。之后于像素区上方形成一第一电极，接着于第一电极上形成一有机电激发光层，以及形成一第二电极于有机电激发光层上。

本发明尚提供一种有机电激发光显示器，其至少包含：一基板；一驱动数组形成于该基板上，一一遮光层形成于该基板上，且在驱动数组间定义出复数个像素区；一第一电极形成于像素区上方；一有机电激发光层形成于第一电极上；以及一第二电极形成于有机电激发光层上。

根据本发明，上述遮光层可由任何不透光的金属、绝缘体或有机材质所构成。根据本发明，上述有机电激发光层可为OLED或高分子(polymer)有机发光二极管(PLED)，其中更可包括一电子注入层、一电子传输层、一发光层、一电洞传输层以及一电洞注入层。上述第一电极可为一氧化铟锡层(ITO)；上述第二电极的组成材质可为Ca、Al、Mg、Mg/Ag合金、Al/Li合金或其组合。上述透明基板可为玻璃基板或塑料基板。

根据本发明，上述驱动数组是包含一非晶硅(a-Si)薄膜晶体管或低温多晶硅(LTPS)薄膜晶体管。且晶体管包含一栅极、源极与汲极，而上述遮光层是在制作栅极的同时，以与栅极相同的材质所制作而成；或在制作源极与汲极的同时，以与源极与汲极相同的材质所制作而成。

根据本发明，上述第一电极、有机电激发光层与第二电极是构成一全彩有机电激发光显示组件。且本发明的有机电激发光显示器的制作方法，较佳进一步包含设置一第二基板于该第二电极上。

附图说明

图1为一习知高分子有机电激发光显示器的部分剖面图。

图2A～图2E是用以说明本发明高分子有机电激发光显示器的制作流程。

符号说明：

0～透明基板；

1～高分子有机电激发光显示器；

2～阳极；

3、3′～光；

4～氧化硅层；

5～有机绝缘层；

6～PEDOT层；

8～高分子发光材料层；

10～阴极；

200、200′～基板；

202、206～缓冲层；

204～栅极绝缘层；

206、208～介电层；

207～金属遮光层；

212～第一电极；

214～第一绝缘层；

215～第二绝缘层；

217～有机电激发光层；

220～多晶硅薄膜晶体管；

221～汲极；

222～有机电激发光层预定区；

240～第二电极；

250～栅极；

251～源极；

255～通道；

256～源极/汲极区；

257、258～接触洞；

300、300′～光；

701～电子注入层；

702～电子传输层；

703～发光层；

704～电洞传输层；

705～电洞注入层。

具体实施方式

为了让本发明的上述目的、特征和优点更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图示，作详细说明如下：

以下参考图2A-图2E，说明本实施例有机电激发光显示器及其制作方法。

本发明中的驱动数组基板例如是包含非晶硅薄膜晶体管数组(a-Si TFTsarray)的基板(例如，玻璃基板)，或包含低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS-TFT)数组的基板。本实施例以低温多晶硅薄膜晶体管数组所构成的主动组件基板为例，并以顶栅极(top gate)的模式为例说明其制作流程，然而本发明亦可应用于底栅极(bottom gate)的主动数组基板。

首先，请参考图2A，提供一透明基板200，在此透明基板200上形成一缓冲层(buffer layer)202，并在缓冲层202上形成复数个低温多晶硅薄膜晶体管220。其中低温多晶硅薄膜晶体管220包括：一栅极250、一源极251、一汲极221、一栅极绝缘层204、一通道255以及一源极/汲极区(S/D)256，且汲极221并经由一介电层206的接触洞257而与源极/汲极区256耦接。低温多晶硅薄膜晶体管220的制作过程如下：首先在缓冲层202上形成复数个由源极/汲极区(S/D)256、通道255所构成的多晶硅区。之后，在这些多晶硅区上方覆盖一栅极绝缘层204。接着，于栅极绝缘层204上方形成栅极250。其次，再形成一介电层206于基板200上方，此介电层206于源极/汲极区(S/D)256上方分别蚀刻有接触洞。接着，再于基板200上方形成一源极/汲极金属层(未图示)，并经微影蚀刻后形成源极251、汲极221。

此外，在形成源极251、汲极221的同时，于介电层206上方像素区预定区的外围，形成一金属遮光层207。

此金属遮光层207的作用在定义像素区(有机电激发光层预定区222)，并同时遮蔽非像素区内可能透过透明基板200而发出的光。在本较佳实施例中，遮光层207是在利用沉积蚀刻方式形成源极251、汲极221的同时蚀刻完成，然而依据本发明精神，此遮光层207亦可在沉积蚀刻栅极250的同时蚀刻完成，如图2E所示。如此可再不需增加制程步骤与成本的前提下，轻易实施本发明。此外，根据本发明，遮光层207的材质并不限于金属，任何具有遮旋光性的材质皆可适用，如绝缘体、有机等材质。上述透明基板200可为玻璃或透光的塑料材质。若为塑料基板，其材质可为聚乙烯对苯二甲酯(polyethyleneterephthalate)、聚酯(polyester)、聚碳酸酯(polycarbonates)、聚丙烯酸酯(polyacrylates)或是聚苯乙烯(polystyrene)；而多晶硅薄膜晶体管是作为有机电激发光显示器的控制单元，可为以低温制造技术完成者。

接着，请参照图2B，在基板上形成一介电层208，其在对应汲极221上方具有一接触洞258。接着在介电层208上形成一第一电极212，其覆盖上述金属遮光层207所定义的像素区，且耦接于汲极221。其中第一电极212可为铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌铝氧化物(AZO)或是氧化锌(ZnO)。而此第一电极212可由溅镀法、电子束蒸镀法、热蒸镀法、化学气相镀膜法及喷雾热裂解法所形成。

接着，分别形成一第一绝缘层(insulator layer)214与第二绝缘层215于该第一电极212上，第一绝缘层214的材质如为氧化硅；第二绝缘层215的材质如为聚亚醯胺(polyimide)。之后以第一电极212作为蚀刻停止层，对此绝缘层214、215进行蚀刻，以暴露出该第一电极212上的有机电激发光层预定区222。

之后，形成一有机电激发光层217于第一电极212上。此有机电激发光层217为高分子有机发光二极管材料，其可利用旋转涂布、喷墨或网版印刷等方式形成。在本实施例中，此有机电激发光层217更包括：一电子注入层701(EIL；electron injection layer)、一电子传输层702(ETL；electrontransport layer)、一发光层703(EL；emitting layer)、一电洞传输层704(HTL；hole transport layer)以及一电洞注入层705(HIL；holeinjection layer)。其中有机电激发光层217亦可为小分子有机发光二极管(OLED)材料，其可利用真空镀膜方式形成。

接着，如图2D所示，在有机电激发光层217上形成一第二电极层240，其中第二电极层240是作为该有机发光二极管的阴极。形成第二电极层240的方式可为真空热蒸镀或溅镀方式。为配合作为有机发光二极管的阴极电极的需求，应选用适合将电子注入有机半导体材料者，如Ca、Al、Mg、Mg/Ag合金、Al/Li合金等低功函数材料，较佳者为Mg或Mg-Ag合金，或为Mg或Mg-Ag合金与氧化铟锡(ITO)的迭层。

最后，设置一基板200’于阴极电极240之上，至此完成本实施例有机电激发光显示器的制作。

本实施例有机电激发光显示器的结构，如图2D所示，包含一第一基板200；一由薄膜晶体管220所构成的驱动数组，且此驱动数组包含一遮光层207，由遮光层207在驱动数组间定义出复数个像素区222；一第一电极212形成于像素区222上方；一有机电激发光层217形成于第一电极212(阳极)上；一第二电极240形成于有机电激发光层217上；以及一第二基板200’设置于第二电极240(阴极)上。其中有机发光层可为OLED或PLED，上述第一电极212、有机电激发光层217与第二电极240是构成一全彩有机电激发光显示组件。

如上述，本发明的有机电激发光显示器及其制作方法，由设置一遮光层207，不仅定义出像素区222位置，使有机电激发光层217发出的光300在通过其下方的第一电极212及第一基板200后发射出来；在此同时，并遮蔽非像素区内由于漏电流而产生的光300’，因此避免发像素区的漏光现象，达到提升显示性能的效果。

此外，遮光层207可在制作栅极250、源极251或汲极221的同时制作而成，因此不需增加制程的步骤与成本，即可轻易达到本发明的目的。

Claims (10)

1.一种有机电激发光显示器的制作方法，包括：

提供一基板；

形成一驱动数组于该基板上；

形成一遮光层于该基板上，且在该驱动数组间定义出复数个像素区；

于该像素区上方形成一第一电极；

于该第一电极上形成一有机电激发光层；以及

形成一第二电极于该有机电激发光层上。

2.根据权利要求1所述的有机电激发光显示器的制作方法，其中该遮光层是由不透光之金属、绝缘体或有机材质所构成。

3.根据权利要求1所述的有机电激发光显示器的制作方法，其中该有机发光层包括OLED或PLED。

4.根据权利要求1所述的有机电激发光显示器的制作方法，其中该第一电极是氧化铟锡层，而该第二电极之组成材质是Ca、Al、Mg、Mg/Ag合金、Al/Li合金或其组合。

5.根据权利要求1所述的有机电激发光显示器的制作方法，其中该驱动数组是包含一栅极、源极与汲极，而该遮光层是在制作该栅极、源极或汲极的同时，以与该栅极、源极或汲极相同的材质所制作而成。

6.一种有机电激发光显示器，包括：

一透明基板；

一驱动数组形成于该透明基板上，；

一遮光层形成于该基板上，且在该驱动数组间定义出复数个像素区；

一第一电极形成于该像素区上方；

一有机电激发光层形成于该第一电极上；以及

一第二电极形成于该有机电激发光层上。

7.根据权利要求6所述的有机电激发光显示器，其中该遮光层是由不透光的金属、绝缘体或有机材质所构成。

8.根据权利要求6所述的有机电激发光显示器，其中该有机电激发光层包括OLED或PLED。

9.根据权利要求6所述的有机电激发光显示器，其中该第一电极是氧化铟锡层，而该第二电极的组成材质是Ca、Al、Mg、Mg/Ag合金、Al/Li合金或其组合。

10.根据权利要求6所述的有机电激发光显示器，其中该驱动数组是包含一栅极、源极与汲极，而该遮光层是在制作该栅极、源极或汲极的同时，以与该栅极、源极或汲极相同的材质所制作而成。

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