專利名稱：發(fā)光裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
平板顯示裝置中的有機發(fā)光裝置是通過電激勵有機化合物而發(fā)光的自發(fā)光顯示器件。因為有機發(fā)光裝置不需要LCD中使用的背光，所以能夠減輕重量和減小厚度并且能夠簡化它的制造工藝。此外，有機發(fā)光裝置可以在較低的溫度下制得，具有高達1ms或更短的響應(yīng)速度，并且具有諸如低功耗、寬視角和高對比度之類的特點。
有機發(fā)光裝置包括介于陽極和陰極之間的有機發(fā)射層，有機發(fā)光裝置通過在有機光發(fā)射層內(nèi)將從陽極接收到的空穴和從陰極接收到的電子結(jié)合起來而形成激發(fā)子(電子-空穴對)并且借助激發(fā)子恢復(fù)到地電位時產(chǎn)生的能量而發(fā)光。
有機發(fā)光裝置按照從有機發(fā)射層產(chǎn)生的光的發(fā)射方向分為頂部發(fā)射型和底部發(fā)射型。在包括像素驅(qū)動電路的有機發(fā)光裝置是底部發(fā)射型的情況下，孔徑比會受到嚴重限制，這是因為像素驅(qū)動電路占用了很寬的基板區(qū)域。由此，為了提高孔徑比，提出了頂部發(fā)射型有機發(fā)光裝置。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)發(fā)光裝置的橫截面圖。參照圖1，緩沖層105位于基板100上，柵極110位于緩沖層105上。第一絕緣層(柵絕緣層)115位于柵極110上，并且非晶硅層120位于第一絕緣層115上，使得非晶硅層120的預(yù)定區(qū)域可以對應(yīng)于柵極110。
限定出源極區(qū)域和漏極區(qū)域的歐姆層125a和125b位于非晶硅層120的該預(yù)定區(qū)域上。歐姆層125a和125b可以包括注入了摻雜離子的非晶硅。
源極130a和漏極130b位于歐姆層125a和125b上，并且包括用于露出漏極130b的一部分的通孔145的第二絕緣層140位于包括源極130a和漏極130b的基板上。
經(jīng)由通孔145與漏極130b電連接的第一電極150位于第二絕緣層140上。第一電極150可以是陽極或陰極。當?shù)谝浑姌O150是陽極時，第一電極150可以包括諸如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、銦鈰氧化物(ICO)或鋅氧化物(ZnO)這樣的透明導(dǎo)電層，而當?shù)谝浑姌O150是陰極時，第一電極150可以包括鎂(Mg)、銀(Ag)、鋁(Al)、鈣(Ca)或者它們的合金。
包括用于露出第一電極150的一部分的開口165的第四絕緣層160位于包括第一電極150的基板上。有機發(fā)射層170位于開口165之內(nèi)，并且第二電極180位于包括有機發(fā)射層170的基板上。
至少需要六次掩模工藝才能制造出具有上述結(jié)構(gòu)的有機發(fā)光裝置。就是說，通過疊置由預(yù)定材料制成的層，然后使用掩模對這些層進行蝕刻，來形成柵極、非晶硅層和歐姆層、源極和漏極、通孔、第一電極和開口。
然而，工藝所需的掩模數(shù)量越多，制造成本就越高，并且工藝時間就會越長，由此必須要減少工藝時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠減少工藝時間和制造成本的發(fā)光裝置及其制造方法。
一方面，本發(fā)明提供了一種發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置包括基板；位于基板上的柵極；位于包括柵極的基板上的第一絕緣層；位于第一絕緣層上的非晶硅層，使得非晶硅層的預(yù)定區(qū)域?qū)?yīng)于柵極；位于非晶硅層的預(yù)定區(qū)域上的歐姆層，所述歐姆層限定出源極區(qū)域和漏極區(qū)域；與歐姆層中的任何一個電連接的源極或漏極，和與歐姆層中的另一個電連接的陰極；位于包括源極或漏極和陰極的基板上的第二絕緣層，第二絕緣層包括露出陰極的一部分的開口；位于開口之內(nèi)的發(fā)射層；和位于包括發(fā)射層的基板上的陽極。
源極或漏極和陰極可包括鎂(Mg)、銀(Ag)、鋁(Al)、鈣(Ca)和它們的合金。
另一方面，本發(fā)明提供了一種制造發(fā)光裝置的方法，該方法包括制備基板；使用第一掩模在基板上形成柵極；將第一絕緣層疊置在包括柵極的基板上；將非晶硅層和歐姆層疊置在第一絕緣層上；使用第二掩模對非晶硅層和歐姆層進行構(gòu)圖；將金屬層疊置在包括經(jīng)過構(gòu)圖的歐姆層的基板上；通過使用第三掩模對歐姆層和金屬層的一部分進行蝕刻，限定出源極區(qū)域和漏極區(qū)域，并且形成與源極區(qū)域和漏極區(qū)域中的任意一個電連接的源極或漏極和與源極區(qū)域和漏極區(qū)域中的另一個電連接的陰極；將第二絕緣層疊置在包括源極或漏極和陰極的基板上；通過使用第四掩模對第二絕緣層進行蝕刻，形成用于露出陰極的一部分的開口；在開口內(nèi)形成發(fā)射層；和在包括發(fā)射層的基板上形成陽極。
另一方面，本發(fā)明提供了一種發(fā)光裝置的制造方法，該方法包括制備基板；使用第一掩模在基板上形成柵極；將第一絕緣層疊置在包括柵極的基板上；在第一絕緣層上相繼疊置非晶硅層、歐姆層和金屬層；通過使用第二掩模有選擇地對非晶硅層、歐姆層和金屬層進行構(gòu)圖，限定出源極區(qū)域和漏極區(qū)域并且形成與源極區(qū)域和漏極區(qū)域中的某一個電連接的源極或漏極和與源極區(qū)域和漏極區(qū)域中的另一個電連接的陰極；將第二絕緣層疊置在包括源極或漏極和陰極的基板上；通過使用第三掩模對第二絕緣層進行蝕刻，形成用于露出陰極的一部分的開口；在開口內(nèi)形成發(fā)射層；和在包括發(fā)射層的基板上形成陽極。


將參照附圖詳細介紹本發(fā)明的實現(xiàn)方式，在附圖中，類似的附圖標記指代類似的單元。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)光裝置的橫截面圖；圖2是發(fā)光裝置的實現(xiàn)方式的橫截面圖；圖3A到3F是說明發(fā)光裝置的實現(xiàn)方式的制造方法的對應(yīng)于各工藝的橫截面圖；和圖4A和4B是說明發(fā)光裝置的另一種實現(xiàn)方式的制造方法的對應(yīng)于各工藝的橫截面圖。
具體實施例方式
在下文中，將會參照附圖詳細介紹本發(fā)明的實現(xiàn)方式。不過，本發(fā)明并不局限于這些實現(xiàn)方式，而是可以采用各種不同的形式具體實現(xiàn)。在附圖中，當說到一個層位于另一個層或基板“上”、位于另一個部分上的時候，意思是說該層直接形成在所述另一個層或基板上或者借助第三個層形成在所述另一個層上方。類似的附圖標記通篇指代類似的單元。
圖2是發(fā)光裝置的一種實現(xiàn)方式的橫截面圖。參照圖2，緩沖層205位于基板200上，并且柵極210位于緩沖層205上。第一絕緣層215位于包括柵極210的基板上，并且非晶硅層220位于第一絕緣層215上，使得非晶硅層220的預(yù)定區(qū)域?qū)?yīng)于柵極210。
限定出源極區(qū)域和漏極區(qū)域的歐姆層225a和225b位于非晶硅層220的該預(yù)定區(qū)域上。與歐姆層225a和225b中的某一個電連接的源極230a和與歐姆層225a和225b中的另一個電連接的第一電極230b位于歐姆層225a和225b上。第一電極230b可以是陰極，并且第一電極230b還執(zhí)行漏極的功能。
包括露出第一電極230b的一部分的開口265的第二絕緣層260位于包括源極230a和第一電極230b的基板上。發(fā)射層270位于開口265之內(nèi)，并且第二電極280位于包括發(fā)射層270的基板上。第二電極280可以是陽極。
在下文中，將參照圖3A到3F介紹具有上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置的實現(xiàn)方式的制造方法。
圖3A到3F是說明發(fā)光裝置的實現(xiàn)方式的制造方法的對應(yīng)于各工藝的橫截面圖。
參照圖3A，在由玻璃、塑料或金屬制成的基板300上形成緩沖層305。形成緩沖層305是為了保護要在后續(xù)工藝中形成的薄層晶體管不致滲入諸如從基板300擴散出來的堿離子之類的雜質(zhì)，并且緩沖層305是使用硅氧化物(SiO2)、硅氮化物(SiNX)等有選擇地形成的。
接著，疊置第一金屬層310a，以便在緩沖層305上形成柵極。第一金屬層310a由從包括鋁(Al)、鋁合金(Al合金)、鉬(Mo)、鉬合金(Mo合金)的組中選擇的一種制成，并且優(yōu)選的是，第一金屬層310a由鉬-鎢合金制成。為了對第一金屬層310a進行構(gòu)圖，在第一金屬層310a上涂敷光刻膠311a。
參照圖3B，使用第一掩模312對光刻膠的預(yù)定區(qū)域進行曝光。之后，通過顯影經(jīng)過曝光的光刻膠，在第一金屬層310a的預(yù)定區(qū)域內(nèi)形成與第一金屬層310a的預(yù)定區(qū)域?qū)?yīng)的光掩模311。
參照圖3C，通過使用光掩模311對第一金屬層310a進行蝕刻，形成柵極310。之后，通過灰化或剝離除去蝕刻用的光掩模。下面，將省略掩模工藝的介紹。
參照圖3D，將第一絕緣層315(柵絕緣層)疊置在包括柵極310的基板上。第一絕緣層315可以包括硅氧化物層、硅氮化物層或者它們的雙層。
將非晶硅層320和歐姆層325相繼疊置在第一絕緣層315上。歐姆層325可以是注入了p型雜質(zhì)離子的非晶硅層。p型雜質(zhì)可以是從包括硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)和銦(In)的組中選取的。
在本發(fā)明的一種實現(xiàn)方式中，使用的是注入了p型雜質(zhì)離子的非晶硅層，但是也可以使用注入了n型雜質(zhì)離子的非晶硅層。n型雜質(zhì)離子可以是從包括磷(P)、砷(As)、銻(Sb)和鉍(Bi)的組中選取的。之后，使用第二掩模(未示出)對非晶硅層320和歐姆層325進行構(gòu)圖。
參照圖3E，將第二金屬層疊置在包括經(jīng)過構(gòu)圖的歐姆層325的基板上。在第二金屬層中，可以使用具有低阻抗和功函(work function)的鎂(Mg)、銀(Ag)、鋁(Al)、鈣(Ca)或者它們的合金。接著，通過使用第三掩模(未示出)對第二金屬層和歐姆層的一部分進行構(gòu)圖，限定出源極區(qū)域325a和漏極區(qū)域325b，并且與此同時，形成與源極區(qū)域325a和漏極區(qū)域325b電連接的源極330a和第一電極330b。此時，為了有選擇地蝕刻掉歐姆層的一部分，可以使用半色調(diào)掩模工藝。
第一電極330b還執(zhí)行漏極的功能。就是說，第一電極330b與漏極區(qū)域325b電連接并且形成在單位像素區(qū)域內(nèi)。形成在單位像素區(qū)域內(nèi)的第一電極330b是彼此分離開的。此外，第一電極330b包括具有低阻抗和功函的金屬，并且第一電極330b可以是陰極。
參照圖3F，將第二絕緣層360(像素限定層)形成在包括源極330a和第一電極330b的基板上。第二絕緣層360可以是由聚酰亞胺、聚丙稀(poly acryl)和苯環(huán)丁烯樹脂等制成的有機層。此外，第二絕緣層360可以是由硅氮化物或硅氧化物制成的無機層。
之后，通過使用第四掩模(未示出)對第二絕緣層360進行蝕刻，形成露出第一電極330b的一部分的開口365。在開口365內(nèi)形成有機發(fā)射層370。雖然在圖3E中沒有示出，但是可以在有機發(fā)射層370與第一電極330b(陰極)之間插入電子注入層和電子傳遞層，并且可以將空穴傳遞層和空穴注入層定位在有機發(fā)射層370上。
在包括有機發(fā)射層370的基板上形成第二電極380。第二電極380可以是陽極。因此，第二電極380可以包括諸如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、銦鈰氧化物(ICO)或鋅氧化物(ZnO)這樣的透明導(dǎo)電層。
如上所述，本發(fā)明的實現(xiàn)方式中的發(fā)光裝置的源極(或漏極)和第一電極是使用同樣的材料同時形成的，并且第一電極也執(zhí)行漏極(或源極)的功能。由此，能夠省掉用于第一電極的金屬層的疊置和第一電極的構(gòu)圖工藝。
此外，在該發(fā)光裝置的這種實現(xiàn)方式中，不需要用來使第一電極與常規(guī)的源極和漏極絕緣的絕緣層疊置工藝和用于使第一電極與漏極(或源極)電連接的通孔形成工藝。
因此，在該發(fā)光裝置的實現(xiàn)方式中，與現(xiàn)有技術(shù)相比，制造該發(fā)光裝置時所需的工藝時間能夠得到縮短，并且可以省掉兩個掩模。
圖4A和4B是說明發(fā)光裝置的實現(xiàn)方式的制造方法的對應(yīng)于各工藝的橫截面圖。利用如下方法來制造該發(fā)光裝置的另一種實現(xiàn)方式，該方法除下面的說明中介紹的工藝之外，與本發(fā)明的實現(xiàn)方式中的發(fā)光裝置的制造方法相同。
參照圖4A，將非晶硅層420、歐姆層425和金屬層430相繼疊置在基板400上，基板400中疊置了緩沖層405、柵極410、第一絕緣層415。
參照圖4B，通過借助半色調(diào)掩模工藝對非晶硅層、歐姆層和金屬層進行有選擇的蝕刻，限定出源極區(qū)域425a和漏極區(qū)域425b，并且與此同時，形成位于漏極區(qū)域425b上的第一電極430b和位于源極區(qū)域425a上的源極430a。
第一電極430b也執(zhí)行漏極的功能，并且第一電極430b可以是陰極。
如上所述，在本發(fā)明的另一種實現(xiàn)方式中，通過同時蝕刻非晶硅層、歐姆層和金屬層，限定出源極區(qū)域和漏極區(qū)域，并且同時，形成源極和第一電極。因此，使用三個掩模就能夠制造出該發(fā)光裝置的另一種實現(xiàn)方式。
雖然本發(fā)明是如此加以介紹的，但是顯然，所介紹的發(fā)明可以以很多種方法加以改變。不應(yīng)認為這些改變脫離了本發(fā)明的精神和范圍，并且本發(fā)明旨在將所有這些對本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該顯而易見的變型都包含在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置包括基板；位于所述基板上的柵極；位于包括所述柵極的所述基板上的第一絕緣層；位于所述第一絕緣層上的非晶硅層，所述非晶硅層的預(yù)定區(qū)域?qū)?yīng)于所述柵極；位于所述非晶硅層的預(yù)定區(qū)域上的歐姆層，所述歐姆層限定出源極區(qū)域和漏極區(qū)域；與所述歐姆層中的某一個電連接的源極或漏極，和與所述歐姆層中的另一個電連接的陰極；位于包括所述源極或漏極和所述陰極的所述基板上的第二絕緣層，所述第二絕緣層包括暴露出所述陰極的一部分的開口；位于所述開口之內(nèi)的發(fā)射層；和位于包括所述發(fā)射層的所述基板上的陽極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，所述源極或漏極和所述陰極包括從包括鎂(Mg)、銀(Ag)、鋁(Al)、鈣(Ca)和它們的合金的組中選取的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，所述陽極包括從包括ITO(銦錫氧化物)、IZO(銦鋅氧化物)、ICO(銦鈰氧化物)和ZnO(鋅氧化物)的組中選取的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，所述歐姆層包括注入了雜質(zhì)離子的非晶硅層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，其中，所述雜質(zhì)離子是p型或n型雜質(zhì)離子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，在所述陰極和所述發(fā)射層之間插入有電子注入層或電子傳遞層中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，在所述陽極和所述發(fā)射層之間插入有空穴注入層或空穴傳遞層中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，所述發(fā)射層包括有機材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，所述非晶硅層和所述歐姆層是與所述陰極同時構(gòu)圖的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，所述第二絕緣層包括有機層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置，其中，所述有機層包括從包括聚酰亞胺、聚丙稀和苯環(huán)丁烯樹脂的組中選取的任意一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，所述第二絕緣層包括無機層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)光裝置，其中，所述第二絕緣層包括硅氮化物或硅氧化物。
14.一種制造發(fā)光裝置的方法，該方法包括制備基板；使用第一掩模在所述基板上形成柵極；將第一絕緣層疊置在包括所述柵極的所述基板上；將非晶硅層和歐姆層疊置在所述第一絕緣層上；使用第二掩模對所述非晶硅層和所述歐姆層進行構(gòu)圖；將金屬層疊置在包括經(jīng)構(gòu)圖的所述歐姆層的所述基板上；通過使用第三掩模對所述歐姆層和所述金屬層的一部分進行蝕刻，限定出源極區(qū)域和漏極區(qū)域，并且形成與所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域中的某一個電連接的源極或漏極和與所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域中的另一個電連接的陰極；將第二絕緣層疊置在包括所述源極或漏極和所述陰極的所述基板上；通過使用第四掩模對所述第二絕緣層進行蝕刻，形成用于露出所述陰極的一部分的開口；在所述開口內(nèi)形成發(fā)射層；和在包括所述發(fā)射層的所述基板上形成陽極。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述陰極的形成是通過半色調(diào)掩模工藝來進行的。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述源極或漏極和所述陰極包括從包括鎂(Mg)、銀(Ag)、鋁(Al)、鈣(Ca)和它們的合金的組中選取的至少一種。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述陽極包括從包括ITO、IZO、ICO和ZnO的組中選取的至少一種。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，還在所述陰極和所述發(fā)射層之間形成電子注入層或電子傳遞層中的至少一種。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，還在所述陽極和所述發(fā)射層之間形成空穴注入層或空穴傳遞層中的至少一種。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述發(fā)射層是由有機物質(zhì)制成的。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述歐姆層包括注入了雜質(zhì)離子的非晶硅。
22.一種發(fā)光裝置的制造方法，該方法包括制備基板；使用第一掩模在所述基板上形成柵極；將第一絕緣層疊置在包括所述柵極的所述基板上；在所述第一絕緣層上相繼疊置非晶硅層、歐姆層和金屬層；通過使用第二掩模有選擇地對所述非晶硅層、歐姆層和金屬層進行構(gòu)圖，限定出源極區(qū)域和漏極區(qū)域并且形成與所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域中的某一個電連接的源極或漏極和與所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域中的另一個電連接的陰極；將第二絕緣層疊置在包括所述源極或漏極和所述陰極的所述基板上；通過使用第三掩模對所述第二絕緣層進行蝕刻，形成用于露出所述陰極的一部分的開口；在所述開口內(nèi)形成發(fā)射層；和在包括所述發(fā)射層的所述基板上形成陽極。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光裝置及其制造方法。該發(fā)光裝置包括基板；位于基板上的柵極；位于包括柵極的基板上的第一絕緣層；位于第一絕緣層上的非晶硅層，該非晶硅層的預(yù)定區(qū)域?qū)?yīng)于柵極；位于非晶硅層的預(yù)定區(qū)域上的歐姆層，歐姆層限定出源極區(qū)域和漏極區(qū)域；與歐姆層中的某一個電連接的源極或漏極，和與歐姆層中的另一個電連接的陰極；位于包括源極或漏極和陰極的基板上的第二絕緣層，第二絕緣層包括露出陰極的一部分的開口；位于開口之內(nèi)的發(fā)射層；和位于包括發(fā)射層的基板上的陽極。
文檔編號G09F9/00GK101075634SQ20061016298
公開日2007年11月21日 申請日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月17日
發(fā)明者徐誠模 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社