專利名稱：有機(jī)發(fā)光元件的制造方法及其結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)發(fā)光元件技術(shù)，特別地涉及一種有機(jī)電致發(fā)光元件的陽(yáng)極層的工藝，可以提高陽(yáng)極層的表面平坦度并防止邊緣漏電的問(wèn)題。
背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光元件(Organic Electroluminescence Device；Organic LightEmitting Diode，以下簡(jiǎn)稱OLED)，依照其驅(qū)動(dòng)方法可以區(qū)分成主動(dòng)式(activematrix)與被動(dòng)式兩種，其中主動(dòng)式有機(jī)電致發(fā)光元件(以下簡(jiǎn)稱AM-OLED)是以電流驅(qū)動(dòng)，每一個(gè)象素至少要有一開關(guān)薄膜晶體管(switch TFT)，作為影像資料進(jìn)入儲(chǔ)存開關(guān)及尋址之用；另外需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)薄膜晶體管(drivingTFT)，根據(jù)電容儲(chǔ)存電壓的不同來(lái)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流的大小，即控制象素亮度和灰度的變化。目前的主動(dòng)式驅(qū)動(dòng)方法有使用兩個(gè)TFT的驅(qū)動(dòng)方法及四個(gè)TFT的驅(qū)動(dòng)方法。一般而言，AM-OLED的發(fā)光原理為在特定的有機(jī)薄膜層上加上電流以使電能轉(zhuǎn)換成光能，其具有面發(fā)光的薄而輕的特征以及自發(fā)光的高發(fā)光效率、低驅(qū)動(dòng)電壓等優(yōu)點(diǎn)，且具有廣視角、高對(duì)比度、高應(yīng)答速度、全彩色及可撓曲化的特性。
請(qǐng)參閱圖1，其顯示了公知的OLED的陽(yáng)極層的剖視圖。公知的OLED的制作方法為首先在玻璃襯底10上定義形成一陽(yáng)極層12的圖案，再依序沉積一有機(jī)發(fā)光層14以及一陰極層16。陽(yáng)極層12的制作方法為首先沉積一銦錫氧化物(indium tin oxide，ITO)層，再利用光刻刻蝕方法定義ITO層的圖案，用以作為一透明導(dǎo)電層。但是，在刻蝕ITO層圖案的過(guò)程中，ITO層的邊緣處18常發(fā)生邊緣陡峭或轉(zhuǎn)角尖銳的問(wèn)題，很容易造成邊緣尖端放電效應(yīng)，因此ITO層與有機(jī)發(fā)光層14在此邊緣處18會(huì)產(chǎn)生漏電流過(guò)大的現(xiàn)象，不但會(huì)減少OLED的使用壽命，也容易導(dǎo)致畫面的暗點(diǎn)缺陷而影響顯示品質(zhì)。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，目前已經(jīng)發(fā)展出一種新的工藝，可利用一絕緣層包覆ITO層的尖角，以防止ITO層邊緣與有機(jī)發(fā)光層之間形成一漏電路徑。請(qǐng)參閱圖2，其顯示公知的OLED的TFT結(jié)構(gòu)和陽(yáng)極層的剖視圖。公知的OLED的TFT結(jié)構(gòu)的制作方法為首先在一玻璃襯底20上定義形成一多晶硅層22的圖案，然后依序制作一柵極絕緣層24以及一柵極層26。而后，利用柵極層26作為掩模進(jìn)行離子注入工藝，可以在柵極層26兩側(cè)的多晶硅層22中形成一源/漏極擴(kuò)散區(qū)域22a、22b，而柵極層26下方的多晶硅層22成為一溝道區(qū)域22c。隨后，沉積一第一絕緣層28，并于第一絕緣層28中制作接觸孔，用以露出源/漏極擴(kuò)散區(qū)域22a、22b。然后，在第一絕緣層28上沉積一金屬層并填入接觸孔中，再將金屬層定義成為源/漏極電極層30a、30b的圖案。接著，沉積一第二絕緣層32，并于第二絕緣層32中制作一接觸孔，用以露出源/漏極電極層30b。而后，在第二絕緣層32上沉積一ITO層34并填入接觸孔中，再將ITO層34定義成為一陽(yáng)極層圖案。最后，沉積一保護(hù)層36以覆蓋ITO層34的邊緣處35，再以刻蝕方法去除部分保護(hù)層36，以露出ITO層34的陽(yáng)極區(qū)域。
上述方法可以利用保護(hù)層36來(lái)包覆ITO層的斜邊或尖角，且比較容易控制保護(hù)層36的邊緣刻蝕角度，以避免ITO層34邊緣與后續(xù)制作的有機(jī)發(fā)光層之間形成漏電路徑。但是，現(xiàn)有的方法必須采用干刻工藝去除保護(hù)層36，以露出ITO層34的陽(yáng)極區(qū)域，而干刻工藝所使用的等離子體會(huì)損傷ITO層34的材料特性，使得ITO層34無(wú)法達(dá)到所需的電性表現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種有機(jī)發(fā)光元件的制造方法及其結(jié)構(gòu)，以改善陽(yáng)極層的邊緣角度過(guò)大的問(wèn)題，并可以避免后續(xù)刻蝕工藝對(duì)陽(yáng)極層造成的任何損害。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，首先形成一平坦層于一基底上，以覆蓋一薄膜晶體管。然后，該平坦層中形成一第二接觸孔以及一凹槽，其中該第二接觸孔露出該薄膜晶體管的源/漏極電極層，該凹槽位于該接觸孔上方且對(duì)應(yīng)于一預(yù)定陽(yáng)極層的圖案。隨后，形成一陽(yáng)極層于該平坦層上，以填滿該接觸孔以及該凹槽，再將該凹槽以外的該陽(yáng)極層去除。最后，進(jìn)行平坦化處理，以使該陽(yáng)極層與該平坦層表面高度平齊。
本發(fā)明還提供一種有機(jī)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其包括一基底；一薄膜晶體管，形成于該基底上且包括一源/漏極電極層；一平坦層，形成于該基底上且覆蓋該薄膜晶體管；一第二接觸孔，形成于該平坦層中且露出該源/漏極電極層；一凹槽，形成于該平坦層中且位于該接觸孔上方，并對(duì)應(yīng)于一預(yù)定陽(yáng)極層的圖案；一陽(yáng)極層，形成于該平坦層上，且填滿該接觸孔以及該凹槽，且該陽(yáng)極層與該平坦層的表面高度平齊。


圖1示出的是公知的OLED的陽(yáng)極層的剖視圖；圖2示出的是公知的OLED的TFT結(jié)構(gòu)和陽(yáng)極層的剖視圖；圖3A至3D示出的是本發(fā)明的OLED的TFT結(jié)構(gòu)和陽(yáng)極層的制造方法的剖視圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明公知的技術(shù)玻璃襯底～10；陽(yáng)極層～12；有機(jī)發(fā)光層～14；陰極層～16；邊緣處～18；玻璃襯底～20；多晶硅層～22；源/漏極擴(kuò)散區(qū)域～22a、22b；溝道區(qū)域～22c；柵極絕緣層～24；柵極層～26；第一絕緣層～28；源/漏極電極層～30a、30b；第二絕緣層～32； ITO層～34；邊緣處～35；保護(hù)層～36。
本發(fā)明的技術(shù)玻璃襯底～40；半導(dǎo)體硅層～42；源/漏極擴(kuò)散區(qū)域～42a、42b；溝道區(qū)域～42c；柵極絕緣層～44；柵極層～46；第一絕緣層～48；第一接觸孔～49；源/漏極電極層～50a、50b；第二絕緣層～52；平坦層～54；第二接觸孔～56；凹槽～57；透明導(dǎo)電層～58；有機(jī)發(fā)光層～60；陰極層～62。
具體實(shí)施例方式
為了讓本發(fā)明的上述的和其它的目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更加明顯易懂，特舉一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下請(qǐng)參閱圖3A至3D，其顯示了本發(fā)明OLED的TFT結(jié)構(gòu)和陽(yáng)極層的制造方法的剖視圖。
如圖3A所示，首先在一襯底40的一預(yù)定區(qū)域上形成一半導(dǎo)體硅層42的圖案，然后沉積一柵極絕緣層44以覆蓋半導(dǎo)體硅層42以及襯底40的表面，再在柵極絕緣層44上定義形成一柵極層46的圖案。而后，利用柵極層46作為掩模進(jìn)行一離子注入工藝，以于柵極層46兩側(cè)的半導(dǎo)體硅層42中形成源/漏極擴(kuò)散區(qū)域42a、42b，而柵極層46下方的半導(dǎo)體硅層42的未摻雜區(qū)成為一溝道區(qū)域42c。隨后，沉積一第一絕緣層48以覆蓋柵極層46和柵極絕緣層44，再利用光刻刻蝕方法在第一絕緣層48中制作第一接觸孔49，用以露出源/漏極擴(kuò)散區(qū)域42a、42b。然后，于第一絕緣層48上沉積一導(dǎo)電層并填入第一接觸孔49，再將該導(dǎo)電層定義成為源/漏極電極層50a、50b的圖案。接著，沉積一第二絕緣層52以覆蓋第二絕緣層48以及源/漏極電極層50a、50b，再于第二絕緣層52上沉積一平坦層54。
基底40優(yōu)選地為一透明絕緣基底，如一玻璃基底。半導(dǎo)體硅層42優(yōu)選地為一多晶硅層。柵極絕緣層44優(yōu)選地為氧化硅層。柵極層46優(yōu)選地為一導(dǎo)電層，例如一金屬層或一多晶硅層。第一絕緣層48優(yōu)選地為氧化硅層、氮化硅層、氮氧化硅層或其組合。源/漏極電極層50a、50b優(yōu)選地為一導(dǎo)電層，例如一金屬層。第二絕緣層52優(yōu)選地為氧化硅層、氮化硅層、氮氧化硅層或其組合。平坦層54優(yōu)選地為一具有感光性的光致抗蝕劑層或有機(jī)層，可利用旋鍍方法涂布于第二絕緣層52上，以填補(bǔ)第二絕緣層52的凹凸起伏輪廓，進(jìn)而達(dá)到平坦表面的效果，其厚度范圍為1～3μm。
如圖3B所示，利用平坦層54的感光特性進(jìn)行一黃光工藝，可制作一第二接觸孔56以及一凹槽57。第二接觸孔56貫穿平坦層54及第二絕緣層52，直至露出漏極電極層50b的部分區(qū)域。凹槽57形成于平坦層54頂部，其位置與輪廓對(duì)應(yīng)于一預(yù)定陽(yáng)極層的圖案，且凹槽57連通于下方的第二接觸孔56。第二接觸孔56優(yōu)選地為，深度范圍為2～3μm，開口口徑為5～6μm。凹槽57優(yōu)選地為，深度范圍為750。
如圖3C所示，在平坦層54上沉積一透明導(dǎo)電層58，優(yōu)選地為一ITO層，以填滿第二接觸孔56及凹槽57，再利用光刻刻蝕方法將透明導(dǎo)電層58定義成為一預(yù)定陽(yáng)極層的圖案。而后，利用一平坦化處理，優(yōu)選地為一化學(xué)機(jī)械研磨(chemical mechanical polishing，CMP)工藝，使透明導(dǎo)電層58與平坦層54的表面高度平齊，以研磨去除透明導(dǎo)電層58的斜邊或尖角，并實(shí)現(xiàn)表面平整度的要求。
如圖3D所示，利用薄膜蒸鍍方法，于上述的平坦表面上沉積一有機(jī)發(fā)光層60，再于有機(jī)發(fā)光層60上制作一陰極層62，至此大致完成OLED的電極結(jié)構(gòu)。
上述的制作方法和結(jié)構(gòu)，為應(yīng)用于一頂部柵極(top gate)結(jié)構(gòu)的TFT，本發(fā)明也可以應(yīng)用于一底部柵極(bottom gate)結(jié)構(gòu)的TFT。
本發(fā)明的OLED制作方法及其陽(yáng)極層具有以下優(yōu)點(diǎn)第一，本發(fā)明將透明導(dǎo)電層58鑲嵌于平坦層54中，且研磨方法實(shí)現(xiàn)表面平整度的要求，故可有效防止透明導(dǎo)電層58的邊緣處發(fā)生邊緣陡峭或轉(zhuǎn)角尖銳的問(wèn)題，進(jìn)而避免透明導(dǎo)電層58邊緣與有機(jī)發(fā)光層60之間形成漏電路徑，或避免透明導(dǎo)電層58邊緣與陰極層62之間發(fā)生短路問(wèn)題。如此可延長(zhǎng)OLED的使用壽命，并可遏制畫面的暗點(diǎn)缺陷。
第二，本發(fā)明不需額外制作一絕緣層來(lái)包覆透明導(dǎo)電層58的斜邊或尖角，故可避免透明導(dǎo)電層58遭受干刻工藝的等離子體損傷，進(jìn)而可以確保透明導(dǎo)電層58的材料特性和電性特性。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例描述如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應(yīng)當(dāng)可以作出某些更動(dòng)和潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以所附的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，包括下列步驟提供一基底；形成一薄膜晶體管于該基底上，其中該薄膜晶體管至少包括一源/漏極電極層；形成一平坦層于該基底上，以覆蓋該薄膜晶體管；形成一第二接觸孔以及一凹槽于該平坦層中，其中該第二接觸孔露出該源/漏極電極層，該凹槽位于該接觸孔上方且對(duì)應(yīng)于一預(yù)定陽(yáng)極層的圖案；形成一陽(yáng)極層于該平坦層上，以填滿該接觸孔以及該凹槽；將該凹槽以外的該陽(yáng)極層去除；以及進(jìn)行一平坦化處理，以使該陽(yáng)極層與該平坦層的表面高度平齊。
2.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，其中該平坦層包括一有機(jī)材料層或一光致抗蝕劑層。
3.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，其中該平坦層為一具有感光性的材料層。
4.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，其中該陽(yáng)極層包括一透明導(dǎo)電層或一銦錫氧化物層。
5.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，其中該平坦化處理使用一化學(xué)機(jī)械研磨工藝。
6.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，其中該薄膜晶體管的制作方法包括形成一半導(dǎo)體硅層于該基底上；形成一柵極絕緣層于該基底上，以覆蓋該半導(dǎo)體硅層；形成一柵極層于該柵極絕緣層上；使用該柵極層作為掩模以進(jìn)行一離子注入工藝，以于該半導(dǎo)體硅層中形成一源/漏極擴(kuò)散區(qū)域；形成一第一絕緣層于該柵極層和該柵極絕緣層上；形成一第一接觸孔以貫穿該第一絕緣層及該柵極絕緣層，直至露出該源/漏極擴(kuò)散區(qū)域；形成一導(dǎo)電層于該第一絕緣層上，以填滿該第一接觸孔；以及將該導(dǎo)電層定義成為該源/漏極電極層的圖案。
7.如權(quán)利要求6所述的有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，其中該半導(dǎo)體硅層包括一多晶硅層。
8.如權(quán)利要求6所述的有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，其中該柵極絕緣層包括氧化硅層。
9.如權(quán)利要求6所述的有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，其中該柵極層包括一金屬層或一多晶硅層。
10.如權(quán)利要求6所述的有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，其中該第一絕緣層包括氧化硅層、氮化硅層、氮氧化硅層或其組合。
11.如權(quán)利要求6所述的有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，還包括下列步驟形成一第二絕緣層于該基底上，以覆蓋該源/漏極電極層以及該第一絕緣層；形成該平坦層于該第二絕緣層上；以及形成該第二接觸孔以貫穿該平坦層以及該第二絕緣層中，直至露出該源/漏極電極層。
12.如權(quán)利要求11所述的有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，其中該第二絕緣層包括氧化硅層、氮化硅層、氮氧化硅層或其組合。
13.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，還包括下列步驟形成一有機(jī)發(fā)光層于該基底上，以覆蓋該陽(yáng)極層與該平坦層；以及形成一陰極層于該有機(jī)發(fā)光層上。
14.如權(quán)利要求11所述的有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，其中該基底包括一透明絕緣基底或一玻璃基底。
15.一種有機(jī)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，包括一基底；一薄膜晶體管，形成于該基底上，且包括一源/漏極電極層；一平坦層，形成于該基底上且覆蓋該薄膜晶體管；一第二接觸孔，形成于該平坦層中，且露出該源/漏極電極層；一凹槽，形成于該平坦層中，且位于該接觸孔上方，并對(duì)應(yīng)于一預(yù)定陽(yáng)極層的圖案；一陽(yáng)極層，形成于該平坦層上，且填滿該接觸孔以及該凹槽，且該陽(yáng)極層與該平坦層的表面高度平齊。
16.如權(quán)利要求15所述的有機(jī)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其中該平坦層包括一有機(jī)材料層或一光致抗蝕劑層。
17.如權(quán)利要求15所述的有機(jī)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其中該平坦層包括一具有感光性的材料層。
18.如權(quán)利要求15所述的有機(jī)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其中該陽(yáng)極層包括一透明導(dǎo)電層或一銦錫氧化物層。
19.如權(quán)利要求15所述的有機(jī)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其中該薄膜晶體管包括一半導(dǎo)體硅層，形成于該基底上，且包括一溝道區(qū)域以及一源/漏極擴(kuò)散區(qū)域；一柵極絕緣層，形成于該基底上，且覆蓋該半導(dǎo)體硅層；一柵極層，形成于該柵極絕緣層上，且對(duì)應(yīng)于該溝道區(qū)域的位置；一第一絕緣層，形成于該柵極層與該柵極絕緣層上；以及一第一接觸孔，其貫穿該第一絕緣層以及該柵極絕緣層，以露出該源/漏極擴(kuò)散區(qū)域；其中，該源/漏極電極層形成于該第一絕緣層上，且填滿該第一接觸孔。
20.如權(quán)利要求19所述的有機(jī)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其中該半導(dǎo)體硅層包括一多晶硅層。
21.如權(quán)利要求19所述的有機(jī)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其中該柵極絕緣層包括氧化硅層。
22.如權(quán)利要求19所述的有機(jī)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其中該柵極層包括一金屬層或一多晶硅層。
23.如權(quán)利要求19所述的有機(jī)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其中該第一絕緣層包括氧化硅層、氮化硅層、氮氧化硅層或其組合。
24.如權(quán)利要求15所述的有機(jī)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，還包括一第二絕緣層，其覆蓋該源/漏極電極層以及該第一絕緣層；其中，該平坦層形成于該第二絕緣層上；其中，該第二接觸孔貫穿該平坦層以及該第二絕緣層，以露出該源/漏極電極層。
25.如權(quán)利要求24所述的有機(jī)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其中該第二絕緣層包括氧化硅層、氮化硅層、氮氧化硅層或其組合。
26.如權(quán)利要求15所述的有機(jī)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，還包括一有機(jī)發(fā)光層，其覆蓋該陽(yáng)極層與該平坦層；以及一陰極層，形成于該有機(jī)發(fā)光層上。
27.如權(quán)利要求15所述的有機(jī)發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，其中該基底包括一透明絕緣基底或一玻璃基底。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，首先形成一平坦層于一基底上，以覆蓋一薄膜晶體管。然后，于該平坦層中形成一第二接觸孔以及一凹槽，其中該第二接觸孔露出該薄膜晶體管的源/漏極電極層，該凹槽位于該接觸孔上方且對(duì)應(yīng)于一預(yù)定陽(yáng)極層的圖案。接著，形成一陽(yáng)極層于該平坦層上，以填滿該接觸孔以及該凹槽，再將該凹槽之外的該陽(yáng)極層去除。最后，進(jìn)行一平坦化處理，以使該陽(yáng)極層與該平坦層的表面高度平齊。
文檔編號(hào)H05B33/14GK1592512SQ03155769
公開日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2003年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月1日
發(fā)明者陳韻升 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司