專(zhuān)利名稱(chēng)：有機(jī)電激發(fā)光顯示器及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種有機(jī)電激發(fā)光顯示器(OLED)面板的結(jié)構(gòu)及其制造方法，且特別有關(guān)于一種整合彩色濾光層于主動(dòng)組件基板(color filter onarray，COA)上的有機(jī)電激發(fā)光顯示器面板的結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)各界對(duì)有機(jī)電激發(fā)光組件(organic light emitting device，OLED)的研究，使其有足以取代液晶顯示器，而成為次世代顯示器的潛力。由于其本身為主動(dòng)發(fā)光組件，因此有機(jī)電激發(fā)光顯示器(OLED)不似液晶顯示器般需要背光模塊，有利于顯示器的輕量化。此外，有機(jī)電激發(fā)光顯示器提供高對(duì)比、快反應(yīng)，以及比液晶顯示器更寬廣的視角(可達(dá)160度)。
有機(jī)電激發(fā)光顯示器主要利用有機(jī)發(fā)光二極管(OLED；organic lightemitting diode)提供主動(dòng)顯示光源，其是以有機(jī)層作為主動(dòng)層(active layer)的發(fā)光二極管，并在有機(jī)層上下制作正負(fù)電極以構(gòu)成一堆棧結(jié)構(gòu)(stack)。上述電極之一必須為透明，以使有機(jī)層發(fā)出的光可以經(jīng)由此透明層穿透出。
圖1為一現(xiàn)有有機(jī)電激發(fā)光顯示器1的部分剖面圖。如圖所示，此有機(jī)電激發(fā)光顯示器1包含一單色有機(jī)電激發(fā)光顯示組件3，且其具有整合彩色濾光層于主動(dòng)組件基板(color filter on array，COA)2上的結(jié)構(gòu)，以使有機(jī)層30發(fā)出的單光在經(jīng)由個(gè)別彩色濾光層81、82、83之后，分別形成紅光、綠光或藍(lán)光。
如圖，目前有機(jī)電激發(fā)光顯示器1中，一般在基板2上沉積一層氧化銦錫(Indium tin oxide，ITO)作為透明陽(yáng)極31，并選擇低功函數(shù)(low-workfunction)的金屬元素或合金作為其對(duì)應(yīng)陰極32(如Ca、Al、Mg/Ag或Al/Li)。
由于在整合彩色濾光層于主動(dòng)組件基板(color filter on array，COA)2上的結(jié)構(gòu)中，彩色濾光層81、82、83的表面有一定粗糙度(Ra大約在20nm左右)，若直接于此等彩色濾光層81、82、83的表面上形成一透明電極層作為陽(yáng)極，則此透明電極層的表面平坦度將受彩色濾光層的影響，形成Ra大約在20nm左右的粗糙表面，不僅無(wú)法達(dá)到有機(jī)電激發(fā)光組件對(duì)電極表面平坦度的要求(Ra一般需小于10nm)，且容易導(dǎo)致尖端放電效應(yīng)，造成有機(jī)組件的短路及漏電流的產(chǎn)生，進(jìn)而影響有機(jī)組件的效率及壽命。
為避免上述情形發(fā)生，現(xiàn)有的有機(jī)電激發(fā)光顯示器1中需在透明電極層31與整合彩色濾光層81、82、83間設(shè)置一平坦層5，以避免彩色濾光層81、82、83先天的粗糙度影響后續(xù)透明電極層31的表面平坦性以致于造成整體有機(jī)電激發(fā)光組件3的效能降低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于改善彩色濾光層的表面粗糙度，在不需多設(shè)置一平坦層的前提下，提供一平坦的透明電極層，以利于制程的簡(jiǎn)化與達(dá)到有機(jī)電激發(fā)光顯示器效能的提升。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明在有機(jī)電激發(fā)光顯示器制程進(jìn)行之間，在形成整合彩色濾光層于主動(dòng)組件基板(COA)上的結(jié)構(gòu)后，藉由對(duì)彩色濾光層進(jìn)行處理，以達(dá)到降低其表面粗糙度的目的，以確保后續(xù)制作于其上的透明電極層可維持平坦的表面。
本發(fā)明提供一種有機(jī)電激發(fā)光顯示器的制作方法，其步驟包括首先提供一第一基板，于此第一基板上制作多個(gè)主動(dòng)組件，同時(shí)于此等主動(dòng)組件上定義出多個(gè)像素區(qū)。之后于該等像素區(qū)上方形成一彩色濾光層。接著進(jìn)行本發(fā)明的一關(guān)鍵性步驟對(duì)該彩色濾光層進(jìn)行一平坦化處理，以降低其表面粗糙度。之后，于該彩色濾光層上方形成一陽(yáng)極電極。接著形成一有機(jī)電激發(fā)光迭層于該陽(yáng)極電極上方，再形成一陰極電極于該有機(jī)電激發(fā)光迭層上方。上述有機(jī)電激發(fā)光顯示器的制作方法并可進(jìn)一步包含設(shè)置一第二基板于陰極電極上，并對(duì)向于第一基板的步驟。
根據(jù)本發(fā)明，上述平坦化處理后的彩色濾光層表面粗糙度較佳可降低至10nm以下。而形成在彩色濾光層表面的電極，其表面粗糙度Ra較佳亦在10nm以下，亦即在0～10nm間。
根據(jù)本發(fā)明，上述平坦化處理例如為UV光處理、氧氣電漿處理或研磨處理。UV光處理較佳為準(zhǔn)分子紫外光(Excimer UV)處理或表面電暈(Corona)處理；研磨處理例如為化學(xué)機(jī)械研磨。上述彩色濾光層及陽(yáng)極電極較佳皆經(jīng)該UV光處理、氧氣電漿處理或研磨處理，以確保其表面的平坦性。
根據(jù)本發(fā)明，上述陽(yáng)極電極例如為由氧化銦錫(ITO)、氧化銦鉛或其它金屬氧化物所組成；上述陰極電極的組成材質(zhì)例如為金屬合金、Ca、Al、Mg、Mg/Ag合金、Al/Li合金或其組合。上述平坦化處理并可利用形成該氧化銦錫層前所通入的Ar、氧氣或水氣以形成電漿來(lái)降低該彩色濾光層的表面粗糙度Ra至0～10nm間。
本發(fā)明同時(shí)提供一種有機(jī)電激發(fā)光顯示器，包括一整合彩色濾光層于主動(dòng)組件基板(color filter on array，COA)上，其中該整合彩色濾光層的表面粗糙度Ra在0～10nm間；一陽(yáng)極電極形成于該整合彩色濾光層上，其表面粗糙度在0～10nm間；一有機(jī)電激發(fā)光迭層，形成于該陽(yáng)極電極上；以及一陰極電極形成于該有機(jī)電激發(fā)光迭層上。上述有機(jī)電激發(fā)光顯示器并可進(jìn)一步包含一基板設(shè)置于該陰極電極上，且對(duì)向于該主動(dòng)組件基板。
根據(jù)本發(fā)明，上述陽(yáng)極電極、有機(jī)電激發(fā)光迭層與陰極電極的構(gòu)成可為有機(jī)電激發(fā)光顯示組件，例如白光有機(jī)電激發(fā)光顯示組件。上述有機(jī)電激發(fā)光迭層可包括電子注入層、電子傳輸層、發(fā)光層、電洞傳輸層以及電洞注入層。
根據(jù)本發(fā)明，上述主動(dòng)組件可包含非晶硅(a-Si)薄膜晶體管或低溫多晶硅(LTPS)薄膜晶體管。


圖1為一現(xiàn)有有機(jī)電激發(fā)光顯示器的部分剖面圖。
圖2A-圖2B是用以說(shuō)明制備一整合彩色濾光層于主動(dòng)組件基板的流程。
圖3A顯示圖2B中整合彩色濾光層于主動(dòng)組件基板200在彩色濾光層208區(qū)的部分剖面圖。
圖3B顯示圖3A中的彩色濾光層208在經(jīng)平坦化處理后的表面。
圖4A-圖4D是用以說(shuō)明實(shí)施例中有機(jī)電激發(fā)光顯示器的后續(xù)制作流程。
符號(hào)說(shuō)明200、200’～基板；202～緩沖層；204～柵極絕緣層；206～介電層；
207～彩色濾光層預(yù)定區(qū)；208～彩色濾光層；208’～平坦化處理后的彩色濾光層；212～透明電極；214～絕緣層；220～多晶硅薄膜晶體管；221～漏極；222～有機(jī)電激發(fā)光迭層預(yù)定區(qū)；230～有機(jī)電激發(fā)光迭層；240～電極層；250～柵極；251～源極；255～溝道；256～源極/漏極區(qū)；257～接觸洞；701～電子注入層；702～電子傳輸層；703～發(fā)光層；704～電洞傳輸層；705～電洞注入層。
1～有機(jī)電激發(fā)光顯示器；2～整合彩色濾光層于主動(dòng)基板(COA)；3～有機(jī)電激發(fā)光顯示組件；30～有機(jī)層；31～陽(yáng)極；32～陰極；5～平坦層；81、82、83～彩色濾光層。
具體實(shí)施例方式
為了讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附圖示，作詳細(xì)說(shuō)明如下實(shí)施例以下參考圖2A-圖4D，說(shuō)明本實(shí)施例有機(jī)電激發(fā)光顯示器及其制作方法。
首先，參考圖2A-圖2B說(shuō)明制備一整合彩色濾光層于主動(dòng)組件組件基板的流程，本發(fā)明中的整合彩色濾光層于主動(dòng)組件組件基板上方，例如是由非晶硅薄膜晶體管數(shù)組(a-Si TFTs array)所構(gòu)成的像素驅(qū)動(dòng)組件的透明基底(例如，玻璃基底)，或?yàn)榈蜏囟嗑Ч璞∧ぞw管(LTPS-TFT)數(shù)組所構(gòu)成的主動(dòng)組件基板。
本實(shí)施例以低溫多晶硅薄膜晶體管數(shù)組所構(gòu)成的主動(dòng)組件基板為例，并以頂柵極(top gate)的模式為例說(shuō)明其制作流程，然而本發(fā)明亦可應(yīng)用于底柵極(bottom gate)的主動(dòng)組件基板。
首先，請(qǐng)參考圖2A，提供一基板200，在此基板200上形成一緩沖層(buffer layer)202，并在該緩沖層202上形成多個(gè)頂柵極低溫多晶硅薄膜晶體管220，其中該頂柵極低溫多晶硅薄膜晶體管220包括一柵極250、一源極251、一漏極221、一柵極絕緣層204、一溝道255以及一源極/漏極區(qū)(S/D)256，且該漏極221并經(jīng)由一介電層206的接觸洞257而與該源極/漏極區(qū)256耦接。其中該介電層206的上表面是具有一彩色濾光層預(yù)定區(qū)207，而之后被形成的有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)光單元是成于該彩色濾光層預(yù)定區(qū)207的上方。上述的基板200可為一透明基板，可為玻璃或透光的塑料材質(zhì)。若為塑料基板，其材質(zhì)可為聚乙烯對(duì)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)；而該多晶硅薄膜晶體管是作為該有機(jī)電激發(fā)光顯示器的控制單元，可為以低溫制造技術(shù)完成者。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2B，形成一彩色濾光層208于該彩色濾光層預(yù)定區(qū)207之上，而該彩色濾光層208的使用可依像素?cái)?shù)組的需要而更替，例如可于像素?cái)?shù)組中依序形成紅色濾光片、綠色濾光片及藍(lán)色濾光片。而該彩色濾光層的使用也可為以?xún)煞N顏色的濾光片來(lái)達(dá)到全彩的效果。該彩色濾光層208的形成方式可為顏料分散法、染色法、電著法或是印刷法。
圖3A顯示圖2B中整合彩色濾光層于主動(dòng)組件基板200在彩色濾光層208區(qū)的部分剖面圖，由于彩色濾光層208表面的粗糙度過(guò)大，若直接再進(jìn)行后續(xù)電極的沉積，會(huì)造成電極表面不平坦，影響顯示性能。因此，在此接著進(jìn)行本發(fā)明的一關(guān)鍵步驟對(duì)彩色濾光層208進(jìn)行平坦化處理。
對(duì)彩色濾光層208進(jìn)行平坦化處理的方法，可例如為UV光處理、氧氣電漿處理或研磨處理等。UV光處理例如為準(zhǔn)分子紫外光(Excimer UV)處理或表面電暈(Corona)處理。準(zhǔn)分子紫外光處理例如利用波長(zhǎng)范圍在200nm～400nm的紫外光，進(jìn)行10～120秒鐘處理；表面電暈處理則利用傳統(tǒng)的、三度空間等型電暈處理機(jī)對(duì)表面進(jìn)行處理；若采用研磨處理，例如化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)，除對(duì)彩色濾光層進(jìn)行研磨外，并可進(jìn)一步對(duì)后續(xù)制作的電極表面進(jìn)行研磨，以確保電極表面的平坦性。
此外，亦可在用以沉積后續(xù)電極(如氧化銦錫層)的機(jī)臺(tái)中，當(dāng)進(jìn)行沉積電極的前處理步驟時(shí)，在通入機(jī)臺(tái)的Ar、氧氣或水氣氣氛下產(chǎn)生電漿以進(jìn)行彩色濾光層的平坦化處理，以降低其表面粗糙度Ra至10nm以下。
本實(shí)施例中采用準(zhǔn)分子紫外光(波長(zhǎng)308nm)來(lái)對(duì)彩色濾光層208進(jìn)行平坦化處理，表1列出經(jīng)不同處理時(shí)間后，處理后彩色濾光層208’的表面粗糙度結(jié)果。由結(jié)果顯示，經(jīng)準(zhǔn)分子紫外光處理過(guò)后，可有效將彩色濾光層208的表面粗糙度降至10nm以下，并確保后續(xù)沉積其上的電極層表面粗糙度也在10nm以下，以符合OLED的需求。
表1準(zhǔn)分子紫外光處理結(jié)果

之后，如圖4A所示，形成一透明電極212于該整合彩色濾光層208’于主動(dòng)組件基板200上。首先在多晶硅薄膜晶體管220的漏極221上順應(yīng)性形成一透明導(dǎo)電層212，且耦接于多晶硅薄膜晶體管220的漏極221，接著再利用微影蝕刻方式去除部分透明導(dǎo)電層212。其中去除部分透明導(dǎo)電層212的蝕刻方式可為干蝕刻或濕蝕刻方式。該透明電極212可為銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋅鋁氧化物(AZO)或是氧化鋅(ZnO)。而此透明導(dǎo)電層212可由濺鍍法、電子束蒸鍍法、熱蒸鍍法、化學(xué)氣相鍍膜法及噴霧熱裂解法所形成。在形成透明電極212于平坦化彩色濾光層208’上的步驟后，可更包括使用一化學(xué)機(jī)械研磨制程對(duì)透明電極212的表面進(jìn)行平坦化處理。此平坦化的透明電極212有助于避免組件短路及漏電流。
請(qǐng)參照?qǐng)D4B，形成一絕緣層(insulator layer)214于該透明電極212上，再以透明電極212作為蝕刻停止層，對(duì)此絕緣層214蝕刻，以定義出該透明電極212上的有機(jī)電激發(fā)光迭層預(yù)定區(qū)222。接著，如圖4C，形成一有機(jī)電激發(fā)光迭層230于該透明電極212上的有機(jī)電激發(fā)光迭層預(yù)定區(qū)222及該絕緣層214上，以使該有機(jī)電激發(fā)光迭層230與該透明電極212上表面接觸。此有機(jī)電激發(fā)光迭層230可為小分子或高分子有機(jī)發(fā)光二極管材料，若為小分子有機(jī)發(fā)光二極管材料，可利用真空蒸鍍方式形成有機(jī)發(fā)光二極管材料層；若為高分子有機(jī)發(fā)光二極管材料，則可使用旋轉(zhuǎn)涂布、噴墨或網(wǎng)版印刷等方式形成有機(jī)發(fā)光二極管材料層。在本較佳實(shí)施例中，此層有機(jī)發(fā)光二極管材料層是以白色有機(jī)發(fā)光二極管或白色聚合物發(fā)光二極管為發(fā)光材料，其包括一電子注入層701(EIL；electron injection layer)、一電子傳輸層702(ETL；electron transport layer)、一發(fā)光層703(EL；emittinglayer)、一電洞傳輸層704(HTL；hole transport layer)以及一電洞注入層705(HIL；hole injection layer)。
接著，如圖4D所示，在有機(jī)電激發(fā)光迭層230上形成一電極層240，以使該電極層240與該有機(jī)電激發(fā)光迭層230接觸，其中電極層240是作為該有機(jī)發(fā)光二極管的陰極。形成此電極層240的方式可為真空熱蒸鍍或?yàn)R鍍方式。為配合作為OLED的陰極電極的需求，應(yīng)選用適合將電子注入有機(jī)半導(dǎo)體材料者，如Ca、Al、Mg、Mg/Ag合金、Al/Li合金等低功函數(shù)材料，較佳者為Mg或Mg-Ag合金，或?yàn)镸g或Mg-Ag合金與氧化銦錫(ITO)的迭層。
最后，設(shè)置一基板200’于陰極電極240之上，對(duì)向于該主動(dòng)組件基板200，至此完成本實(shí)施例有機(jī)電激發(fā)光顯示器的制作。
本實(shí)施例有機(jī)電激發(fā)光顯示器的結(jié)構(gòu)，如圖4D所示，包含整合彩色濾光層208’于主動(dòng)組件基板(color filter on array，COA)200，其中整合彩色濾光層208’的表面粗糙度Ra在0～10nm間；陽(yáng)極電極212形成于整合彩色濾光層208’上，其表面粗糙度在0～10nm間；有機(jī)電激發(fā)光迭層230，形成于陽(yáng)極電極212上；陰極電極240形成于有機(jī)電激發(fā)光迭層230上；以及基板200’設(shè)置于陰極電極240上，且對(duì)向于主動(dòng)組件基板200。上述有機(jī)電激發(fā)光迭層230并包含電子注入層701、電子傳輸層702、發(fā)光層703、電洞傳輸層704以及電洞注入層705。
如上述，本發(fā)明的有機(jī)電激發(fā)光顯示器的結(jié)構(gòu)及制作方法，藉由預(yù)先對(duì)彩色濾光層208表面進(jìn)行平坦化處理，來(lái)進(jìn)一步降低其表面粗糙度，以確保后續(xù)制作于其上的透明電極層可維持平坦的表面。
此外，本發(fā)明可實(shí)際改善彩色濾光層的表面粗糙度，在不需在彩色濾光層上方多設(shè)置一平坦層的前提下，即可提供一平坦的透明電極層，以利于制程的簡(jiǎn)化與達(dá)到有機(jī)電激發(fā)光顯示器效能的提升。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)電激發(fā)光顯示器的制作方法，包括提供一基板；于該基板之上形成多個(gè)主動(dòng)組件，并定義出多個(gè)像素區(qū)；于該些像素區(qū)上方形成一彩色濾光層；對(duì)該彩色濾光層進(jìn)行一平坦化處理，以降低其表面粗糙度；以及于該彩色濾光層上方形成一電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光顯示器的制作方法，其中該平坦化處理包括UV光處理、氧氣電漿處理或研磨處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)電激發(fā)光顯示器的制作方法，其中該UV光處理包括準(zhǔn)分子紫外光處理或表面電暈處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光顯示器的制作方法，其中更包括對(duì)該電極進(jìn)行UV光處理、氧氣電漿處理或研磨處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光顯示器的制作方法，其更包括形成一有機(jī)電激發(fā)光迭層于該電極上方；以及形成一第二電極于該有機(jī)電激發(fā)光迭層上方。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機(jī)電激發(fā)光顯示器的制作方法，其中該電極、該有機(jī)電激發(fā)光迭層與該第二電極是構(gòu)成一單色有機(jī)電激發(fā)光顯示組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電激發(fā)光顯示器的制作方法，其中該電極包括一氧化銦錫層、氧化銦鋅或其它金屬氧化物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機(jī)電激發(fā)光顯示器的制作方法，其中該彩色濾光層的平坦化處理是在形成該氧化銦錫層前，于機(jī)臺(tái)中通入Ar、氧氣或水氣以產(chǎn)生電漿后，來(lái)降低該彩色濾光層的表面粗糙度至0～10nm之間。
9.一種有機(jī)電激發(fā)光顯示器，包括一彩色濾光層，其中該彩色濾光層是經(jīng)一平坦化處理使其表面粗糙度在0～10nm間；一電極形成于該彩色濾光層之上，其表面粗糙度在0～10nm之間；一有機(jī)電激發(fā)光迭層于該電極上方；以及一第二電極于該有機(jī)電激發(fā)光迭層上方。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的有機(jī)電激發(fā)光顯示器，其中該彩色濾光層包含一非晶硅薄膜晶體管或一低溫多晶硅薄膜晶體管。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種有機(jī)電激發(fā)光顯示器及其制作方法。其制作方法包括首先提供一第一基板，并于此第一基板上制作多個(gè)主動(dòng)組件，同時(shí)于此等主動(dòng)組件上定義出多個(gè)像素區(qū)。接著于此等像素區(qū)上方形成一彩色濾光層。之后，對(duì)此彩色濾光層進(jìn)行一平坦化處理，以降低其表面粗糙度，接著再于此彩色濾光層上方形成一陽(yáng)極電極。其后，形成一有機(jī)電激發(fā)光迭層于上述陽(yáng)極電極上，再形成一陰極電極于有機(jī)電激發(fā)光迭層上。
文檔編號(hào)H05B33/10GK1705415SQ200410042769
公開(kāi)日2005年12月7日 申請(qǐng)日期2004年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月26日
發(fā)明者蔡耀銘, 謝秀春, 張世昌 申請(qǐng)人:統(tǒng)寶光電股份有限公司