專利名稱：有機電致發(fā)光裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平板顯示裝置，更具體地說是涉及一種有機電致發(fā)光裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示(LCD)裝置因其重量輕和功耗低而廣泛用于平板顯示裝置領(lǐng)域。液晶顯示(LCD)裝置不是一種發(fā)光器件，而是一種需要附加光源來顯示圖像的光接受器件。因此，在改善液晶顯示板的亮度、對比率、視角和加大其尺寸方面技術(shù)上存在有局限性。為此，在這個領(lǐng)域正在進行更多的研究，以開發(fā)出能夠克服前述問題的新型平板顯示器件。
有機電致發(fā)光裝置是這些新型平板顯示器件中的一種。由于有機電致發(fā)光裝置發(fā)光、考慮到較寬的視角和較大的對比率，所以與液晶顯示(LCD)裝置相比，有機電致發(fā)光裝置更占優(yōu)勢。另外，有機電致發(fā)光裝置無需背照光。且有機電致發(fā)光裝置還具有重量輕、外形薄和功耗低的優(yōu)點。此外，有機電致發(fā)光裝置可以以低DC(直流)驅(qū)動并且響應(yīng)速度快。由于有機電致發(fā)光裝置采用一種固體材料而不是流體材料如液晶，所以如果在受到外部沖擊的情況下，有機電致發(fā)光裝置更為穩(wěn)定。與液晶相比，固體材料的工作溫度范圍更寬。
與LCD裝置相比，有機電致發(fā)光裝置在生產(chǎn)成本方面也具有優(yōu)勢。具體地說，制造一有機電致發(fā)光裝置所需的所有設(shè)備就是一淀積設(shè)備和一封裝設(shè)備，而液晶顯示(LCD)裝置或者等離子顯示板(PDP)需要許多種設(shè)備。這樣，與液晶顯示(LCD)裝置或者等離子顯示板(PDP)相比，有機電致發(fā)光裝置的制造過程就非常簡單。
有機電致發(fā)光裝置可以分為無源矩陣型裝置或者有源矩陣型裝置。在有源矩陣型有機電致發(fā)光裝置中，施加到象素上的電壓還可以存儲到存儲電容CST中以使該電壓得到保持，直到施加下一幀信號為止。因此，不管掃描線的數(shù)目有多少，該象素可以將該信號一直保持到下一幀開始為止。有源矩陣型有機電致發(fā)光裝置可以以較低的直流(DC)電獲得合適的亮度。另外，對于大屏幕尺寸來說，有源矩陣型有機電致發(fā)光裝置具有諸如功耗低和分辨率高之類的優(yōu)點。下文將參照圖1描述有源矩陣型有機電致發(fā)光裝置的基本結(jié)構(gòu)和工作特性。
圖1是一種已有技術(shù)有源矩陣型有機電致發(fā)光裝置的電路圖。下文將參照圖1描述這種有源矩陣型有機電致發(fā)光裝置的基本結(jié)構(gòu)和工作特性。如圖1所示，掃描線2形成于第一方向上，而信號線4和電源線6形成于第二方向上，其中信號線4和電源線6彼此間隔形成且與掃描線2相交。掃描線2連同信號線4和電源線6一起限定一象素區(qū)。一開關(guān)薄膜晶體管TS例如尋址元件形成在掃描線2與信號線4的交叉部分附近，而存儲電容CST接至開關(guān)薄膜晶體管TS。一驅(qū)動薄膜晶體管TD例如電流源元件接至開關(guān)薄膜晶體管TS、存儲電容CST和電源線6。驅(qū)動薄膜晶體管TD與一有機電致發(fā)光二極管E電連接，該有機電致發(fā)光二極管E受一靜態(tài)電流驅(qū)動。陽極電極和陰極電極是該有機電致發(fā)光二極管E的部件。開關(guān)薄膜晶體管TS用來控制施加到驅(qū)動薄膜晶體管TS上的電壓，存儲電容CST用來存儲電荷以保持施加到驅(qū)動薄膜晶體管TS上的電壓。下文將描述這種已有技術(shù)有機電致發(fā)光裝置的驅(qū)動原理。
當開關(guān)薄膜晶體管TS導(dǎo)通時，可以通過該開關(guān)薄膜晶體管TS將一數(shù)據(jù)信號施加到驅(qū)動薄膜晶體管TD和存儲電容CST上。當驅(qū)動薄膜晶體管TD導(dǎo)通時，可以將來自電源線6的電流加到有機電致發(fā)光二極管E上。通過驅(qū)動薄膜晶體管TD的電流隨后流過機電致發(fā)光二極管E，由此使得有機電致發(fā)光二極管E可以發(fā)光。由于驅(qū)動薄膜晶體管TD打開的程度取決于數(shù)據(jù)信號的幅值，所以可以通過控制流過驅(qū)動薄膜晶體管TD的電流量來顯示灰度級。存儲在存儲電容CST中的數(shù)據(jù)信號連續(xù)加到驅(qū)動薄膜晶體管TD上，因此，有機電致發(fā)光二極管E可以在一特定灰度級上連續(xù)發(fā)光，直到施加下一幀的信號為止。
圖2是一種已有技術(shù)有源矩陣型有機電致發(fā)光裝置的平面圖。如圖2所示，象素包括一開關(guān)薄膜晶體管TS和一驅(qū)動薄膜晶體管TD。如圖2所示，柵極線37形成于第一方向上，而數(shù)據(jù)線51和電源線41形成于第二方向上，其中數(shù)據(jù)線51和電源線41彼此間隔形成。柵極線37與數(shù)據(jù)線51和電源線41相交，在柵極線37、數(shù)據(jù)線51和電源線41之間限定一象素區(qū)P。一開關(guān)薄膜晶體管TS形成在柵極線37與數(shù)據(jù)線51的交叉部分附近，一驅(qū)動薄膜晶體管TD形成在開關(guān)薄膜晶體管TS與電源線41的交叉部分附近。電源線41和一接至開關(guān)薄膜晶體管TS的半導(dǎo)體層31的電容電極34形成一存儲電容CST。第一電極58與驅(qū)動薄膜晶體管TD電連接。雖然圖2中未示，但是一有機發(fā)光層和第二電極依次形成在第一電極58之上。將形成第一電極58的區(qū)域定義為一有機發(fā)光區(qū)L。驅(qū)動薄膜晶體管TD有一半導(dǎo)體層32和一柵極38。開關(guān)薄膜晶體管TS有一柵極35。下文將參照圖3描述有機發(fā)光區(qū)L、驅(qū)動薄膜晶體管TD和存儲電容CST的層狀結(jié)構(gòu)。
圖3是沿著圖2的線III-III’所取的剖視圖。圖3中，在一絕緣襯底1上形成有一驅(qū)動薄膜晶體管TD，該薄膜晶體管有一半導(dǎo)體層32、一柵極38和源極50與漏極52。從一電源線(圖中未示)上延伸出來的供電電極42電連接到源極50上，而由透明導(dǎo)電材料形成的第一電極電連接到漏極52上。一電容電極34形成在用來形成半導(dǎo)體層32的同樣材料的供電電極42之下。供電電極42和電容電極34形成一存儲電容CST。一有機發(fā)光層64和一陰極66依次形成在第一電極58上，以完成有機發(fā)光區(qū)L的形成過程。一緩沖層30形成在襯底1與半導(dǎo)體層32之間。分別具有一用來在每一層中進行電接觸的接觸孔的第一鈍化層40、第二鈍化層44、第三鈍化層54和第四鈍化層60形成在襯底1上。第一鈍化層40形成在存儲電極34與供電電極42之間，用作一電介質(zhì)。第二鈍化層44形成于供電電極42上，第三鈍化層54形成于源極50與第一電極58之間。第四鈍化層60形成于驅(qū)動薄膜晶體管TD與第二電極66之間。
圖4A至4I是說明現(xiàn)有技術(shù)的有源矩陣型有機電致發(fā)光裝置的制造過程的剖視圖，這些圖對應(yīng)于沿著圖2的線III-III’所取的各個剖面。可以用一種光刻法制造這種有機電致發(fā)光裝置，在這種方法中，通過曝光然后顯影一種光刻膠如一種感光材料，對薄膜進行構(gòu)圖。如圖4A所示，一緩沖層30形成于具有第一絕緣材料的絕緣襯底1上。然后，用第一掩模，通過第一光刻過程在緩沖層30上以多晶硅形成一半導(dǎo)體層32和一電容電極34。
接著，如圖4B所示，通過在半導(dǎo)體層32上依次淀積第二絕緣材料和第一金屬材料，然后用第二掩模通過第二光刻過程對所淀積的材料進行構(gòu)圖，從而在半導(dǎo)體層32上形成一柵極絕緣層36和一柵極38。然后，如圖4C所示，在其上已經(jīng)形成有柵極絕緣層36和柵極38的整個襯底上形成第一鈍化層40。接著，通過將第二金屬材料淀積到第一鈍化層40上，然后用第三掩模通過第三光刻過程對其進行構(gòu)圖，從而在與電容電極34對應(yīng)的區(qū)域中的第一鈍化層40上形成一供電電極42。
如圖4D所示，通過將第三絕緣材料淀積在第一鈍化層40上，然后用第四掩模通過第四光刻過程對其進行構(gòu)圖，從而在第一鈍化層中形成具有第一接觸孔46a和第二接觸孔46b以及電容接觸孔48的第二鈍化層44。第一接觸孔46a和第二接觸孔46b暴露出半導(dǎo)體層32兩側(cè)上的各部分，電容接觸孔48暴露出供電電極42的一部分。半導(dǎo)體層32摻雜諸如硼(B)或者磷(P)之類的雜質(zhì)以限定一溝道區(qū)32a，所述的溝道區(qū)32a與柵極38、和該溝道區(qū)32a兩側(cè)的源極區(qū)32b和漏極區(qū)32c相對應(yīng)。
如圖4E所示，通過淀積第三金屬材料，然后用第五掩模通過第五光刻過程對其進行構(gòu)圖，從而依次在第二鈍化層44上形成源極50和漏極52。源極50通過第一接觸孔46a接至源極區(qū)32b，并且通過電容接觸孔48接至供電電極42。漏極52通過第二接觸孔46b接至漏極區(qū)32c。半導(dǎo)體層32、柵極38和源極50與漏極52形成一驅(qū)動薄膜晶體管TD。供電電極42和電容電極34分別與一開關(guān)薄膜晶體管(圖中未示)的源極50和半導(dǎo)體層電連接，用第一鈍化層40作為一電介質(zhì)形成存儲電容CST。
參見圖4F，通過將第四絕緣材料淀積在其上已經(jīng)形成有源極50和漏極52的整個襯底1上，然后用第六掩模通過第六光刻過程對其進行構(gòu)圖，從而形成具有一漏極接觸孔56的第三鈍化層54。然后，如圖4G所示，通過將第四金屬材料淀積到第三鈍化層54上，然后用第七掩模通過第七光刻過程對其進行構(gòu)圖，從而在與一有機發(fā)光區(qū)L對應(yīng)的區(qū)域中的第三鈍化層54上形成第一電極58。第一電極58通過漏極接觸孔56接至漏極52。
然后，如圖4H所示，具有第一電極暴露部分62的第四鈍化層60暴露出與有機發(fā)光區(qū)L對應(yīng)的一第一電極部分，所述的有機發(fā)光區(qū)L是通過將第五絕緣材料淀積在其上已經(jīng)形成有第一電極58的整個襯底1上，然后用第八掩模通過第八光刻過程對其進行構(gòu)圖而形成的。第四鈍化層60還用來防止驅(qū)動薄膜晶體管TD受潮和受污染。
如圖4I所示，在其上已經(jīng)形成有第四鈍化層60的襯底1上，形成通過第一電極暴露部分62接觸第一電極58的有機發(fā)光層64。接著，通過將第五金屬材料淀積在整個襯底1上，在有機發(fā)光層64和第四鈍化層60上形成第二電極66。如果將第一電極58用作陽極，那么第五金屬材料應(yīng)當具有反射特性，以便反射從有機發(fā)光層64射出的光，并由此顯示圖像。另外，從具有低功函的金屬材料中選擇第五金屬材料，以使第二電極66能夠易于發(fā)出電子。
圖5是一種現(xiàn)有技術(shù)有機電致發(fā)光裝置的剖視圖。如圖5所示，其上限定有多個子像素Psub的第一襯底70和第二襯底90彼此間隔開。在第一襯底70上，形成有一陣列元件層80，該陣列元件層具有與每一個子像素Psub對應(yīng)的多個驅(qū)動薄膜晶體管TD。在陣列元件層80上，形成有與每一個子像素Psub對應(yīng)的多個第一電極72。多個第一電極72分別接至子像素Psub的驅(qū)動薄膜晶體管TD。在第一電極72上，形成有一有機發(fā)光層74，該層用來發(fā)射來自子像素Psub的紅(R)、綠(G)和藍(B)的光。在有機發(fā)光層74上，形成有第二電極76。第一電極72和第二電極76以及有機發(fā)光層74構(gòu)成一有機電致發(fā)光二極管E。從有機發(fā)光層74發(fā)出的光穿過第一電極72。也就是說，這種有機電致發(fā)光裝置是一種底部發(fā)射型有機電致發(fā)光裝置。
第二襯底90用作封裝襯底，在其表面中部有一下陷部分92，該襯底還有一吸濕干燥劑94，該干燥劑用來保護有機電致發(fā)光二極管E免受外部潮濕的侵襲。第二襯底與第二電極間隔開一定距離。密封劑圖形85形成于第一襯底70和第二襯底90之一上，用于此后的第一襯底70和第二襯底90粘結(jié)。
將具有陣列元件層和有機電致發(fā)光二極管的襯底粘結(jié)到另外的封裝襯底上以最終完成這種現(xiàn)有技術(shù)的底部發(fā)射型有機電致發(fā)光裝置的制造。如果陣列元件層和有機電致發(fā)光二極管形成在同一襯底上，那么具有陣列元件層和有機電致發(fā)光二極管的板的產(chǎn)量取決于陣列元件層和有機電致發(fā)光二極管各自的產(chǎn)量。板的產(chǎn)量很大程度上受到有機電致發(fā)光二極管產(chǎn)量的影響。因此，如果由于雜質(zhì)和污染物的緣故，導(dǎo)致通常由厚度為1000的薄膜形成的劣質(zhì)有機電致發(fā)光二極管存在有缺陷，那么就需將這種板歸為次品板。這導(dǎo)致生產(chǎn)成本和材料的浪費，由此降低了產(chǎn)量。
底部發(fā)射型有機電致發(fā)光裝置具有圖像穩(wěn)定性高和制造處理過程可變的優(yōu)點。但是，底部發(fā)射型有機電致發(fā)光裝置并不適于在需要高分辨率的裝置中應(yīng)用，因為底部發(fā)射型有機電致發(fā)光裝置因阻擋了一些透射光的薄膜晶體管而具有小孔徑比。頂部發(fā)射型有機電致發(fā)光裝置具有大孔徑比。另外，由于頂部發(fā)射型有機電致發(fā)光裝置向襯底上方發(fā)光，所以光可以在不受位于發(fā)光層下面的薄膜晶體管阻擋的情況下發(fā)出。因此，在頂部發(fā)射型有機電致發(fā)光裝置中，可以簡化薄膜晶體管的設(shè)計。另外，可以增大孔徑比，由此擴大了有機電致發(fā)光裝置的工作壽命范圍。但是，由于一般在頂部發(fā)射型有機電致發(fā)光裝置中的有機發(fā)光層之上形成陰極，所以材料的選擇和透射率受限，由此降低了發(fā)光效率。如果形成一薄膜型鈍化層來防止透光率的降低，那么該薄膜鈍化層可能無法防止外部空氣滲透到該裝置中。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種有機電致發(fā)光裝置及其制造方法，它們基本上避免了因現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點帶來的一個或者多個問題。
本發(fā)明的一個目的是提供一種有機電致發(fā)光裝置，這種裝置是在低溫下用較少數(shù)目的掩模加工步驟制造的。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種有機電致發(fā)光裝置的制造方法，該方法采用更低的溫度并且具有較少數(shù)目的掩模加工步驟。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在下面的描述中列出，根據(jù)該描述，它們一部分將變得很明顯，或者可以通過本發(fā)明的實踐學(xué)會。本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點將通過所寫說明書及其權(quán)利要求書以及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)和獲得。
為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點，根據(jù)本發(fā)明的目的，如所具體和概括描述的那樣，一種有機電致發(fā)光裝置包括第一襯底和第二襯底，它們彼此間隔且相互面對；一有機電致發(fā)光二極管，它位于第二襯底的內(nèi)表面上；一柵極線，它沿著第一方向形成于第一襯底的內(nèi)表面上；一數(shù)據(jù)線，它沿著與第一方向相交的第二方向形成；一電源線，它與數(shù)據(jù)線間隔開且沿著第二方向形成，該電源線由與柵極線相同的材料形成，該電源線在柵極線與電源線交叉的部分附近有一電源連接線；一開關(guān)薄膜晶體管，它位于柵極線與數(shù)據(jù)線的交叉部分上，該開關(guān)薄膜晶體管包括非晶硅形成的第一半導(dǎo)體層；一驅(qū)動薄膜晶體管，它位于開關(guān)薄膜晶體管與電源線的交叉部分上，該驅(qū)動薄膜晶體管包括非晶硅形成的第二半導(dǎo)體層；一連接電極，它接至驅(qū)動薄膜晶體管，并且由與數(shù)據(jù)線相同的材料形成；和一電連接圖案，它對應(yīng)于連接電極，用來將連接電極電連接到有機電致發(fā)光二極管上，其中開關(guān)薄膜晶體管和驅(qū)動薄膜晶體管還分別進一步包括第一柵極絕緣層和第二柵極絕緣層，第一柵極絕緣層具有與第一半導(dǎo)體層相同的形狀，第二柵極絕緣層具有與第二半導(dǎo)體層相同的形狀。
在本發(fā)明的另一個方面，一種在第一襯底上具有一陣列元件而在第二襯底上具有一有機電致發(fā)光二極管的有機電致發(fā)光裝置的陣列襯底的制造方法包括以下步驟通過在一襯底上淀積第一金屬材料，然后利用第一掩模過程對第一金屬材料進行構(gòu)圖，形成一柵極、一柵極焊盤、一供電電極和一電源焊盤；通過在包括柵極、柵極焊盤、供電電極和電源焊盤的襯底上淀積第一絕緣材料、非晶硅和摻雜的非晶硅，并且利用第二掩模過程對第一絕緣材料、非晶硅和摻雜的非晶硅進行構(gòu)圖，形成一柵極絕緣層、一半導(dǎo)體層、一半導(dǎo)體材料圖案、第一圖案和第二圖案，其中半導(dǎo)體層設(shè)置在柵極之上并且包括非晶硅和摻雜的非晶硅，半導(dǎo)體材料圖案從半導(dǎo)體層上延伸出來并且有一暴露出供電電極的供電電極接觸孔，第一圖案有一暴露出柵極焊盤的柵極焊盤接觸孔，第二圖案有一暴露出電源焊盤的電源焊盤接觸孔；通過在半導(dǎo)體層、半導(dǎo)體材料圖案、第一圖案和第二圖案上淀積第二絕緣材料，然后利用第三掩模過程對第二絕緣材料進行構(gòu)圖，形成一電連接圖案，該電連接圖案具有一柱形形狀并且與有機電致發(fā)光二極管相對應(yīng)；通過在包含電連接圖案的襯底上淀積第二金屬材料，然后利用第四掩模過程對第二金屬材料進行構(gòu)圖，形成一源極、一漏極、一連接電極、一數(shù)據(jù)焊盤、一柵極焊盤電極和一電源焊盤電極，其中源極和漏極形成于半導(dǎo)體層上并且彼此間隔開，源極通過供電電極接觸孔接至供電電極，連接電極從漏極上延伸出來并且覆蓋電連接圖案，柵極焊盤電極通過柵極焊盤接觸孔接至柵極焊盤，電源焊盤電極通過電源焊盤接觸孔接至電源焊盤，并且其中柵極、半導(dǎo)體層、源極和漏極形成一薄膜晶體管；以及通過在包含源極、漏極、連接電極、數(shù)據(jù)焊盤、柵極焊盤電極和電源焊盤電極的襯底上淀積第三絕緣材料，然后利用第五掩模過程對第三絕緣材料進行構(gòu)圖，形成一具有第一開口、第二開口、第三開口和第四開口的鈍化層，其中第一開口暴露出連接電極，第二開口暴露出數(shù)據(jù)焊盤，第三開口暴露出柵極焊盤電極，第四開口暴露出電源焊盤電極。
應(yīng)理解的是，前面一般的描述和以下的詳細描述是示例性和解釋性的，意欲用它們對所要求保護的本發(fā)明作進一步的解釋。


所包括用來提供對本發(fā)明進一步理解并且包括在內(nèi)構(gòu)成本說明書一部分的附圖，示出了本發(fā)明的各實施例，并且連同說明書描述部分一起用來解釋本發(fā)明的原理。
圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)的有源矩陣型有機電致發(fā)光裝置的象素電路圖。
圖2是一種現(xiàn)有技術(shù)的有源矩陣型有機電致發(fā)光裝置的象素平面圖。
圖3是沿著圖2的線III-III’所取的剖視圖。
圖4A至4I是說明現(xiàn)有技術(shù)的有源矩陣型有機電致發(fā)光裝置的制造過程的剖視圖，這些圖對應(yīng)于沿著圖2的線III-III’所取的各個剖面。
圖5是一種現(xiàn)有技術(shù)的有機電致發(fā)光裝置的剖視圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明一實施例的雙板式有機電致發(fā)光裝置的剖視圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明一實施例的雙板式有機電致發(fā)光裝置的陣列襯底平面圖。
圖8A至8E是沿著圖7的線VIII-VIII’所取的剖視圖，它們說明了根據(jù)本發(fā)明該實施例的雙板式有機電致發(fā)光裝置的一種陣列襯底的制造過程。
圖9A至9G是沿著圖7的線IX-IX’所取的剖視圖，它們說明了根據(jù)本發(fā)明該實施例的雙板式有機電致發(fā)光裝置的一種陣列襯底的制造過程。
圖10A至10G是沿著圖7的線X-X’所取的剖視圖，它們說明了根據(jù)本發(fā)明該實施例的雙板式有機電致發(fā)光裝置的一種陣列襯底的制造過程。
圖11A至11G是沿著圖7的線XI-XI’所取的剖視圖，它們說明了根據(jù)本發(fā)明該實施例的雙板式有機電致發(fā)光裝置的一種陣列襯底的制造過程。
具體實施例方式
現(xiàn)詳細描述本發(fā)明的圖示實施例，其示于附圖中。下文將要描述的根據(jù)本發(fā)明的一種雙板式有機電致發(fā)光裝置是一種有源矩陣頂部發(fā)射型裝置。
圖6是根據(jù)本發(fā)明一實施例的一種雙板式有機電致發(fā)光裝置的剖視圖。如圖6所示，第一襯底110和第二襯底150彼此間隔開且相互面對。多個子象素Psub限定在第一襯底110和第二襯底150上。在第一襯底110上，形成有一陣列元件層140，該元件層有與每一個子象素Psub對應(yīng)的多個驅(qū)動薄膜晶體管TD。在陣列元件層140上，形成有一電連接圖案142，該圖案接至驅(qū)動薄膜晶體管TD。電連接圖案142由導(dǎo)電材料形成，考慮到其厚度，該圖案可以形成為包括一絕緣材料的多層結(jié)構(gòu)。電連接圖案142可以通過一附加的連接電極(圖中未示)電連接到驅(qū)動薄膜晶體管TD上。驅(qū)動薄膜晶體管TD具有一柵極112、半導(dǎo)體層114、源極116和漏極118，電連接圖案142直接接至漏極118。
在第二襯底150的內(nèi)表面上，形成有第一電極152。在第一電極152之下，形成有一有機發(fā)光層160，該發(fā)光層具有分別是紅色(R)的、綠色(G)的和藍色(B)的子發(fā)光層156a、156b和156c。在有機發(fā)光層160之下，形成有與每一個子象素Psub對應(yīng)的多個第二電極162。更具體地說，有機發(fā)光層160具有位于第一電極152與子發(fā)光層156a、156b和156c之間的第一承載一傳送層154，和位于子發(fā)光層156a、156b和156c與第二電極162之間的第二承載-傳送層158。例如，如果第一電極152是陽極而第二電極162是陰極，那么第一承載-傳送層154用作一空穴注入層，然后用作一空穴傳遞層，而第二承載-傳送層158用作一電子傳遞層，然后用作一電子注入層。第一電極152和第二電極162以及位于第一電極152與第二電極162之間的有機發(fā)光層160形成一有機電致發(fā)光二極管E。由于電連接圖案142接觸第二電極162的底面，所以來自驅(qū)動薄膜晶體管TD的電流可以通過電連接圖案142加至第二電極162。在第一襯底110與第二襯底150中的一個襯底上形成一密封劑圖形170，以使第一襯底110和第二襯底150能夠彼此粘結(jié)。
陣列元件層140和有機電致發(fā)光二極管E形成在不同的襯底上，它們通過電連接圖案142彼此電連接。也就是說，本發(fā)明的有機電致發(fā)光裝置是一種雙板式有機電致發(fā)光裝置。為便于解釋，圖6中僅示出分別具有三個子象素的兩個象素。還有，對于許多不同的情況，可以修改驅(qū)動薄膜晶體管TD的結(jié)構(gòu)和電連接圖案142的連接方法。另外，由于本發(fā)明的有機電致發(fā)光裝置是一種頂部發(fā)射型有機電致發(fā)光裝置，所以可以簡單地實現(xiàn)驅(qū)動薄膜晶體管TD的設(shè)計，同時保持較高的孔徑比。
圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的雙板式有機電致發(fā)光裝置的陣列襯底平面圖。如圖7所示，一柵極線214沿第一方向形成，而彼此間隔開的數(shù)據(jù)線314和電源線230沿與第一方向垂直的第二方向形成。一開關(guān)薄膜晶體管Ts形成于靠近柵極線214和數(shù)據(jù)線314彼此相交的地方。該開關(guān)薄膜晶體管Ts具有第一柵極218、第一源極282、第一漏極290和第一半導(dǎo)體層254。第一柵極218從柵極線214上延長出來，第一源極282從數(shù)據(jù)線314上延伸出來。第一漏極290與第一源極282間隔開，第一半導(dǎo)體層254與第一柵極218、第一源極282和第一漏極290的各部分重疊。另外，第一柵極絕緣層250以一對應(yīng)于第一半導(dǎo)體層254的圖形形成。使用與用來形成柵極線214的材料相同的材料，使電源線230與柵極線214同時形成。
如圖7所示，一驅(qū)動薄膜晶體管TD電連接到開關(guān)薄膜晶體管TS和電源線230上。驅(qū)動薄膜晶體管TD具有第二柵極222、第二源極286、第二漏極294和第二半導(dǎo)體層258。使用與用來形成柵極線214的材料相同的材料，使第二柵極222與柵極線214同時形成。使用與用來形成數(shù)據(jù)線314的材料相同的材料，使彼此間隔開的第二源極286和第二漏極294與數(shù)據(jù)線314同時形成。第二半導(dǎo)體層258與第二柵極222、第二源極286和第二漏極294的各部分重疊。另外，使用與用來形成第一柵極絕緣層250的材料相同的材料形成的第二柵極絕緣層251以一對應(yīng)于第二半導(dǎo)體層258的圖形形成。
一供電電極232從電源線230上延伸出來，并且通過供電電極接觸孔271與第二源極286電連接。在一電連接區(qū)A中，形成一連接電極306，該電極從第二漏極294上延伸出來。電連接區(qū)A對應(yīng)于具有一有機電致發(fā)光二極管(圖中未示)的襯底(圖中未示)的第二電極。雖然圖7中未示出，但是，在電連接區(qū)A中，形成有具有柱形形狀的一個電連接圖案。以后將對該電連接圖案(圖中未示)作更具體地描述。在電源線230之下，形成一電容電極298，該電極與電源線230重疊且接至第一漏極290。電容電極298和電源線230彼此重疊，形成一存儲電容CST。
一柵極焊盤226、一數(shù)據(jù)焊盤310和一電源焊盤234分別形成于柵極線214、數(shù)據(jù)線314和電源線230的端部。在柵極焊盤226和電源焊盤234之上，分別形成一柵極焊盤電極318和一電源焊盤電極322，用與用來形成數(shù)據(jù)線314的材料相同的材料使它們與數(shù)據(jù)線314同時形成。形成第一開口326、第二開口330、第三開口334和第四開口338以分別暴露出連接電極306、數(shù)據(jù)焊盤310、柵極焊盤電極318和電源焊盤電極322的各部分。
由于用相同的材料在相同過程中形成柵極線214和電源線230，所以柵極線214和電源線230可能在它們彼此相鄰的區(qū)域上短接。因此，使用與形成數(shù)據(jù)線314的材料相同的材料與數(shù)據(jù)線314同時形成的且接至電源焊盤電極322的電源連接線316在柵極線214和電源線230相交的部分上將電源線230連接到電源焊盤234上。所以，可以防止柵極線214與電源線230之間的短接。電源線230通過一電源接觸孔272接至電源連接線316。這里，對應(yīng)于該電源連接線316，依次形成一絕緣圖案238和一半導(dǎo)體層242。由于分別向數(shù)據(jù)焊盤310和電源焊盤234施加不同的信號，所以數(shù)據(jù)焊盤310優(yōu)選設(shè)置在與電源焊盤234分開的位置。
圖8A至8E、圖9A至9E、圖10A至10E和圖11A至11E是說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例的雙板式有機電致發(fā)光裝置的陣列襯底制造過程的剖視圖。圖8A至8E對應(yīng)于沿著圖7的線VIII-VIII’所取的剖面，圖9A至9G對應(yīng)于沿著圖7的線IX-IX’所取的剖面，圖10A至10G對應(yīng)于沿著圖7的線X-X’所取的剖面，圖11A至11G對應(yīng)于沿著圖7的線XI-XI’所取的剖面。雖然只解釋該過程中形成驅(qū)動薄膜晶體管TD的步驟，但是在同一過程中還形成開關(guān)薄膜晶體管TS。
參見圖8A、9A、10A和11A，利用第一掩模過程，用第一金屬材料在襯底210上形成柵極222、柵極焊盤226、電源焊盤234和供電電極232。雖然圖中未示出，但是實際上還形成有接至供電電極232的電源線。從具有具體低電阻的金屬材料中選擇第一金屬材料，其優(yōu)選從包括鋁(Al)的金屬材料中選取。雖然圖中未示，但是該掩模加工過程如下進行。也就是說。將一光刻膠例如一種光敏材料涂敷到該襯底或者某一層上，然后將一具有期望圖案的掩模設(shè)置在該光刻膠之上。對所涂敷的光刻膠層進行曝光，然后對其顯影，形成一光刻膠圖案?？倘ピ摴饪棠z圖案所暴露的該層的各部分，得到一期望的圖案。
如圖8B、9B、10B和11B所示，通過在柵極222、柵極焊盤226、供電電極232和電源焊盤234以及電源接觸孔271之上淀積或者涂敷第一絕緣材料、非晶硅和摻雜的非晶硅，形成一絕緣層238和一包括第一半導(dǎo)體材料層242與第二半導(dǎo)體材料層246的半導(dǎo)體材料層248。然后，利用第二掩模過程，通過蝕刻絕緣層238和半導(dǎo)體材料層248，形成第一圖案262和第二圖案266。電源接觸孔271暴露出一部分供電電極232。第一圖案262覆蓋柵極焊盤226，第二圖案266覆蓋電源焊盤234。設(shè)置在覆蓋柵極222的區(qū)域B內(nèi)的絕緣層238和半導(dǎo)體材料層248變成一柵極絕緣層251和一半導(dǎo)體層258。柵極絕緣層250具有與半導(dǎo)體層258相同的形狀。雖然圖中未示，不過柵極絕緣層250還可以有一與半導(dǎo)體層形狀相同的柵極絕緣層，因為它是通過與驅(qū)動薄膜晶體管相同的過程形成的。另外，在第一圖案262與第二圖案266中，還分別形成有一柵極焊盤接觸孔270和電源焊盤接觸孔274。柵極焊盤接觸孔262暴露出一部分柵極焊盤226，而電源焊盤接觸孔274暴露出一部分電源焊盤234。
半導(dǎo)體層258包括由非晶硅(a-Si:H)形成的有源層258a和由摻雜非晶硅(n+a-Si:H)形成的歐姆接觸層。由于隨后通過同一個掩模過程蝕刻絕緣材料238和半導(dǎo)體材料層248，所以第一圖案262和第二圖案266具有絕緣層238和半導(dǎo)體材料層246的層狀結(jié)構(gòu)。第一絕緣材料可以由含硅的絕緣材料形成，理想的情況下，例如由氮化硅(SiNx)形成。
參見圖8C、9C、10C和11C，在半導(dǎo)體層258、第一圖案262和第二圖案266上形成第二絕緣材料，并且利用第三掩模過程對其進行構(gòu)圖，以在一電連接區(qū)A中形成一電連接圖案278。電連接圖案278可以有一柱形形狀，第二絕緣材料優(yōu)選是一種有機絕緣材料，以使電連接圖案278有一預(yù)定厚度。優(yōu)選的是，電連接區(qū)A對應(yīng)于一有機電致發(fā)光二極管(圖中未示)的第二電極(圖中未示)。
參見圖8D、9D、10D和11D，利用第四掩模過程，通過淀積第二金屬材料并且對該材料進行構(gòu)圖，形成源極286、漏極294、數(shù)據(jù)焊盤310、柵極焊盤電極318和電源焊盤電極322。從具有強抗化學(xué)腐蝕性的金屬材料中選擇第二金屬材料，優(yōu)選從鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉻(Cr)和鎢(W)中選取第二金屬材料。源極286和漏極294彼此間隔開，并且位于半導(dǎo)體層258之上。數(shù)據(jù)焊盤310設(shè)置在數(shù)據(jù)焊盤部分C上。柵極焊盤電極318通過柵極焊盤接觸孔270接至柵極焊盤226。電源焊盤322通過電源焊盤接觸孔274接至電源焊盤234。
源極286的一側(cè)通過供電電極接觸孔271接至供電電極232。同時，在形成漏極294的過程中，可以形成連接電極306。連接電極306從漏極294上延伸出來，并且設(shè)置在包括覆蓋電連接圖案278的區(qū)域的電連接區(qū)A中。雖然圖中未示，但是一數(shù)據(jù)線(圖中未示)沿著第二方向形成，在該數(shù)據(jù)線的一端有一數(shù)據(jù)焊盤部分C。該數(shù)據(jù)焊盤部分C優(yōu)選設(shè)置在與電源焊盤234分開的位置上。
再次參見圖8D、9D、10D和11D，去除源極286與漏極294之間的歐姆接觸層的一部分258b，以暴露出有源層的一部分258a。所暴露出的有源層224a變成驅(qū)動薄膜晶體管TD的溝道CH。柵極222、半導(dǎo)體層258、源極286和漏極294形成一驅(qū)動薄膜晶體管TD。在形成溝道CH的步驟中，接至供電電極232的源極286起一掩模的作用，以去除供電電極232沒有覆蓋的圖8C中的第二半導(dǎo)體材料層246。
參見圖8E、9E、10E和11E，通過在驅(qū)動薄膜晶體管TD、連接電極306、柵極焊盤電極318和電源焊盤電極322上淀積第三絕緣材料，形成具有第一至第四開口326、330、334和338e的鈍化層342。然后，利用第五掩模過程對第三絕緣材料進行構(gòu)圖。第一開口326暴露出一部分連接電極306，第二開口330暴露出一部分數(shù)據(jù)焊盤310，第三開口334暴露出一部分柵極焊盤電極318，第四開口338暴露出一部分電源焊盤電極322。
第三絕緣材料可以從有機絕緣材料或者無機絕緣材料中選擇。另外，第二絕緣材料可以形成為單層或者多層。但是，對于接觸驅(qū)動薄膜晶體管TD的鈍化層342來說，理想的是采用無機絕緣材料。雖然圖中未示，但是第一開口326用來將另一個襯底上的有機電致發(fā)光二極管的第二電極連接到連接圖案306上，而第二開口330、第三開口334和第四開口338用來將外部電路分別連接到數(shù)據(jù)焊盤310、柵極焊盤電極318和電源焊盤電極322上。
根據(jù)本發(fā)明各實施例的雙板式有機電致發(fā)光裝置具有以下的至少兩個優(yōu)點。第一，由于具有一薄膜晶體管的陣列元件層和有機電致發(fā)光二極管分別形成在不同的襯底上，所以可以提高產(chǎn)量，改善生產(chǎn)的管理，由此可以延長產(chǎn)品的使用壽命。第二，由于根據(jù)本發(fā)明各實施例的有機電致發(fā)光裝置是一種頂部發(fā)射型的，所以可易于復(fù)制薄膜晶體管的設(shè)計，同時保持一個高的孔徑比，由此可以得到一個高的分辨率。第三，由于對于這種有機電致發(fā)光裝置中所有的晶體管都采用一種利用非晶硅的反向交錯型(inverse staggered type)薄膜晶體管，所以在低溫條件下形成這些薄膜晶體管。第四，由于在同一個掩模過程中形成柵極圖案和電源圖案，所以減少了所需掩模的總數(shù)。由于這種有機電致發(fā)光裝置的這些薄膜晶體管可以具有相同的設(shè)計，所以可以簡化薄膜晶體管形成過程。
對本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員來說很明顯的是，在不脫離并本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的情況下，可以在本發(fā)明的制造和應(yīng)用中作各種修改和變換。這樣，假設(shè)本發(fā)明的這些修改和變換落在所附權(quán)利要求書及其等同物的范圍內(nèi)，意欲使本發(fā)明覆蓋它們。
權(quán)利要求
1.一種有機電致發(fā)光裝置，包括第一襯底和第二襯底，它們彼此間隔且相互面對；一有機電致發(fā)光二極管，其位于第二襯底的內(nèi)表面上；一柵極線，其沿著第一方向形成于第一襯底的內(nèi)表面上；一數(shù)據(jù)線，其沿著與第一方向相交的第二方向形成；一電源線，其與數(shù)據(jù)線間隔開且沿著第二方向形成，所述的電源線由與柵極線相同的材料形成，所述的電源線在柵極線與電源線交叉的部分附近有一電源連接線；一開關(guān)薄膜晶體管，其位于柵極線與數(shù)據(jù)線的交叉部分上，所述的開關(guān)薄膜晶體管包括由非晶硅形成的第一半導(dǎo)體層；一驅(qū)動薄膜晶體管，其位于開關(guān)薄膜晶體管與電源線的交叉部分上，所述的驅(qū)動薄膜晶體管包括由非晶硅形成的第二半導(dǎo)體層；一連接電極，其接至驅(qū)動薄膜晶體管，并且由與數(shù)據(jù)線相同的材料形成；和一電連接圖案，其對應(yīng)于連接電極，用來將連接電極電連接到有機電致發(fā)光二極管上，其中開關(guān)薄膜晶體管和驅(qū)動薄膜晶體管還分別進一步包括第一柵極絕緣層和第二柵極絕緣層，第一柵極絕緣層具有與第一半導(dǎo)體層相同的形狀，第二柵極絕緣層具有與第二半導(dǎo)體層相同的形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，進一步包括分別設(shè)置在柵極線、數(shù)據(jù)線和電源線一端的柵極焊盤、數(shù)據(jù)焊盤和電源焊盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，進一步包括柵極焊盤上的柵極焊盤電極和電源焊盤上的電源焊盤電極，其中柵極焊盤電極和電源焊盤電極由與數(shù)據(jù)線相同的材料形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于，進一步包括柵極焊盤與柵極焊盤電極之間的第一圖案和電源焊盤與電源焊盤電極之間的第二圖案。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于，所述的第一圖案和第二圖案中的每一個都包括一絕緣層和一半導(dǎo)體材料層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其特征在于，所述的第一圖案具有一暴露柵極焊盤的柵極焊盤接觸孔，而所述的第二圖案具有一暴露電源焊盤的電源焊盤接觸孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于，進一步包括一鈍化層，該鈍化層位于柵極焊盤電極和電源焊盤電極上，其中所述的鈍化層具有分別暴露連接電極、數(shù)據(jù)焊盤、柵極焊盤電極和電源焊盤電極的第一開口、第二開口、第三開口和第四開口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述的開關(guān)薄膜晶體管還進一步包括第一柵極、第一源極和第一漏極，第一柵極從柵極線上延伸出來，第一半導(dǎo)體層形成于第一柵極之上并且具有一由非晶硅形成的有源層和一由摻雜的非晶硅形成的歐姆接觸層，第一源極和第一漏極形成在第一半導(dǎo)體層上并且彼此間隔開。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其特征在于，所述的驅(qū)動薄膜晶體管還進一步包括第二柵極、第二源極和第二漏極，第二柵極接至第一漏極，第二半導(dǎo)體層形成于第二柵極之上并且具有一由非晶硅形成的有源層和一由摻雜的非晶硅形成的歐姆接觸層，第二源極和第二漏極形成于第二半導(dǎo)體層上并且彼此間隔開。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于，所述的連接電極從第二漏極上延伸出來。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于，還進一步包括一供電電極，該供電電極從電源線上延伸出來并且接至第二源極。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述的電源連接線在與數(shù)據(jù)線形成過程相同的過程中由與數(shù)據(jù)線相同的材料形成。
13.一種在第一襯底上有一陣列元件而在第二襯底上有一有機電致發(fā)光二極管的有機電致發(fā)光裝置的陣列襯底的制造方法，包括通過在一襯底上淀積第一金屬材料，然后利用第一掩模過程對第一金屬材料進行構(gòu)圖，形成一柵極、一柵極焊盤、一供電電極和一電源焊盤；通過在包括柵極、柵極焊盤、供電電極和電源焊盤的襯底上淀積第一絕緣材料、非晶硅和摻雜的非晶硅，并且利用第二掩模過程對第一絕緣材料、非晶硅和摻雜的非晶硅進行構(gòu)圖，形成一柵極絕緣層、一半導(dǎo)體層、一半導(dǎo)體材料圖案、第一圖案和第二圖案，其中半導(dǎo)體層設(shè)置在柵極之上并且包括非晶硅和摻雜的非晶硅，半導(dǎo)體材料圖案從半導(dǎo)體層上延伸出來并且有一暴露出供電電極的供電電極接觸孔，第一圖案有一暴露出柵極焊盤的柵極焊盤接觸孔，第二圖案有一暴露出電源焊盤的電源焊盤接觸孔；通過在半導(dǎo)體層、半導(dǎo)體材料圖案、第一圖案和第二圖案上淀積第二絕緣材料，然后利用第三掩模過程對第二絕緣材料進行構(gòu)圖，形成一電連接圖案，該電連接圖案有一柱形形狀并且與有機電致發(fā)光二極管相對應(yīng)；通過在包括電連接圖案的襯底上淀積第二金屬材料，然后利用第四掩模過程對第二金屬材料進行構(gòu)圖，形成一源極、一漏極、一連接電極、一數(shù)據(jù)焊盤、一柵極焊盤電極和一電源焊盤電極，其中源極和漏極形成于半導(dǎo)體層上并且彼此間隔開，源極通過供電電極接觸孔接至供電電極，連接電極從漏極上延伸出來并且覆蓋電連接圖案，柵極焊盤電極通過柵極焊盤接觸孔接至柵極焊盤，電源焊盤電極通過電源焊盤接觸孔接至電源焊盤，并且其中柵極、半導(dǎo)體層、源極和漏極形成一薄膜晶體管；以及通過在包括源極、漏極、連接電極、數(shù)據(jù)焊盤、柵極焊盤電極和電源焊盤電極的襯底上淀積第三絕緣材料，然后利用第五掩模過程對第三絕緣材料進行構(gòu)圖，形成一具有第一開口、第二開口、第三開口和第四開口的鈍化層，其中第一開口暴露出連接電極，第二開口暴露出數(shù)據(jù)焊盤，第三開口暴露出柵極焊盤電極，第四開口暴露出電源焊盤電極。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于，所述的柵極絕緣層具有與所述的半導(dǎo)體層相同的形狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于，還進一步包括用源極和漏極作為蝕刻掩模有選擇地對半導(dǎo)體層進行構(gòu)圖，以形成由非晶硅制成的有源層和由摻雜的非晶硅制成的歐姆接觸層。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于，所述的第一掩模過程包括形成一柵極線和一電源線，而第二掩模過程包括形成一數(shù)據(jù)線和一電源連接線的步驟，柵極線接至柵極，電源線與柵極線相交且接至電源焊盤和供電電極，數(shù)據(jù)線與電源線平行且間隔開，電源連接線接至電源線的電源焊盤電極。根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于，所述的薄膜晶體管是一驅(qū)動薄膜晶體管并且電連接到有機電致發(fā)光二極管上。
全文摘要
一種有機電致發(fā)光裝置包括第一襯底和第二襯底，它們彼此間隔且相互面對；一有機電致發(fā)光二極管，其位于第二襯底的內(nèi)表面上；一柵極線，它沿著第一方向形成于第一襯底的內(nèi)表面上；一數(shù)據(jù)線，它沿著與第一方向相交的第二方向形成；一電源線，其與數(shù)據(jù)線間隔開且沿著第二方向形成，該電源線由與柵極線相同的材料形成，該電源線在柵極線與電源線交叉的部分附近有一電源連接線；一開關(guān)薄膜晶體管，其位于柵極線與數(shù)據(jù)線的交叉部分上，該開關(guān)薄膜晶體管包括由非晶硅形成的第一半導(dǎo)體層；一驅(qū)動薄膜晶體管，其位于開關(guān)薄膜晶體管與電源線的交叉部分上，該驅(qū)動薄膜晶體管包括由非晶硅形成的第二半導(dǎo)體層；一連接電極，其接至驅(qū)動薄膜晶體管，并且由與數(shù)據(jù)線相同的材料形成；和一電連接圖案，其對應(yīng)于連接電極，用來將連接電極電連接到有機電致發(fā)光二極管上，其中開關(guān)薄膜晶體管和驅(qū)動薄膜晶體管還分別包括第一柵極絕緣層和第二柵極絕緣層，第一柵極絕緣層具有與第一半導(dǎo)體層相同的形狀，第二柵極絕緣層具有與第二半導(dǎo)體層相同的形狀。
文檔編號H01L27/32GK1512829SQ20031011855
公開日2004年7月14日 申請日期2003年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月26日
發(fā)明者樸宰用, 黃曠兆 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社