專利名稱：有機發光元件的制造方法及其結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種有機發光元件技術，特別地涉及一種有機電致發光元件的陽極層的工藝，可以提高陽極層的表面平坦度并防止邊緣漏電的問題。
背景技術：
有機電致發光元件(Organic Electroluminescence Device；Organic LightEmitting Diode，以下簡稱OLED)，依照其驅動方法可以區分成主動式(activematrix)與被動式兩種，其中主動式有機電致發光元件(以下簡稱AM-OLED)是以電流驅動，每一個象素至少要有一開關薄膜晶體管(switch TFT)，作為影像資料進入儲存開關及尋址之用；另外需要一個驅動薄膜晶體管(drivingTFT)，根據電容儲存電壓的不同來調節驅動電流的大小，即控制象素亮度和灰度的變化。目前的主動式驅動方法有使用兩個TFT的驅動方法及四個TFT的驅動方法。一般而言，AM-OLED的發光原理為在特定的有機薄膜層上加上電流以使電能轉換成光能，其具有面發光的薄而輕的特征以及自發光的高發光效率、低驅動電壓等優點，且具有廣視角、高對比度、高應答速度、全彩色及可撓曲化的特性。
請參閱圖1，其顯示了公知的OLED的陽極層的剖視圖。公知的OLED的制作方法為首先在玻璃襯底10上定義形成一陽極層12的圖案，再依序沉積一有機發光層14以及一陰極層16。陽極層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，用以作為一透明導電層。但是，在刻蝕ITO層圖案的過程中，ITO層的邊緣處18常發生邊緣陡峭或轉角尖銳的問題，很容易造成邊緣尖端放電效應，因此ITO層與有機發光層14在此邊緣處18會產生漏電流過大的現象，不但會減少OLED的使用壽命，也容易導致畫面的暗點缺陷而影響顯示品質。
為了解決這個問題，目前已經發展出一種新的工藝，可利用一絕緣層包覆ITO層的尖角，以防止ITO層邊緣與有機發光層之間形成一漏電路徑。請參閱圖2，其顯示公知的OLED的TFT結構和陽極層的剖視圖。公知的OLED的TFT結構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作為掩模進行離子注入工藝，可以在柵極層26兩側的多晶硅層22中形成一源/漏極擴散區域22a、22b，而柵極層26下方的多晶硅層22成為一溝道區域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/漏極擴散區域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定義成為一陽極層圖案。最后，沉積一保護層36以覆蓋ITO層34的邊緣處35，再以刻蝕方法去除部分保護層36，以露出ITO層34的陽極區域。
上述方法可以利用保護層36來包覆ITO層的斜邊或尖角，且比較容易控制保護層36的邊緣刻蝕角度，以避免ITO層34邊緣與后續制作的有機發光層之間形成漏電路徑。但是，現有的方法必須采用干刻工藝去除保護層36，以露出ITO層34的陽極區域，而干刻工藝所使用的等離子體會損傷ITO層34的材料特性，使得ITO層34無法達到所需的電性表現。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種有機發光元件的制造方法及其結構，以改善陽極層的邊緣角度過大的問題，并可以避免后續刻蝕工藝對陽極層造成的任何損害。
為了實現上述目的，本發明提供一種有機發光元件的制造方法，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應于一預定陽極層的圖案。隨后，形成一陽極層于該平坦層上，以填滿該接觸孔以及該凹槽，再將該凹槽以外的該陽極層去除。最后，進行平坦化處理，以使該陽極層與該平坦層表面高度平齊。
本發明還提供一種有機發光元件的結構，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，并對應于一預定陽極層的圖案；一陽極層，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的陽極層的剖視圖；圖2示出的是公知的OLED的TFT結構和陽極層的剖視圖；圖3A至3D示出的是本發明的OLED的TFT結構和陽極層的制造方法的剖視圖。
附圖標記說明公知的技術玻璃襯底～10；陽極層～12；有機發光層～14；陰極層～16；邊緣處～18；玻璃襯底～20；多晶硅層～22；源/漏極擴散區域～22a、22b；溝道區域～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；保護層～36。
本發明的技術玻璃襯底～40；半導體硅層～42；源/漏極擴散區域～42a、42b；溝道區域～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；透明導電層～58；有機發光層～60；陰極層～62。
具體實施例方式
為了讓本發明的上述的和其它的目的、特征、和優點能更加明顯易懂，特舉一優選實施例，并配合附圖，作詳細說明如下請參閱圖3A至3D，其顯示了本發明OLED的TFT結構和陽極層的制造方法的剖視圖。
如圖3A所示，首先在一襯底40的一預定區域上形成一半導體硅層42的圖案，然后沉積一柵極絕緣層44以覆蓋半導體硅層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作為掩模進行一離子注入工藝，以于柵極層46兩側的半導體硅層42中形成源/漏極擴散區域42a、42b，而柵極層46下方的半導體硅層42的未摻雜區成為一溝道區域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/漏極擴散區域42a、42b。然后，于第一絕緣層48上沉積一導電層并填入第一接觸孔49，再將該導電層定義成為源/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優選地為一透明絕緣基底，如一玻璃基底。半導體硅層42優選地為一多晶硅層。柵極絕緣層44優選地為氧化硅層。柵極層46優選地為一導電層，例如一金屬層或一多晶硅層。第一絕緣層48優選地為氧化硅層、氮化硅層、氮氧化硅層或其組合。源/漏極電極層50a、50b優選地為一導電層，例如一金屬層。第二絕緣層52優選地為氧化硅層、氮化硅層、氮氧化硅層或其組合。平坦層54優選地為一具有感光性的光致抗蝕劑層或有機層，可利用旋鍍方法涂布于第二絕緣層52上，以填補第二絕緣層52的凹凸起伏輪廓，進而達到平坦表面的效果，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的部分區域。凹槽57形成于平坦層54頂部，其位置與輪廓對應于一預定陽極層的圖案，且凹槽57連通于下方的第二接觸孔56。第二接觸孔56優選地為，深度范圍為2～3μm，開口口徑為5～6μm。凹槽57優選地為，深度范圍為750。
如圖3C所示，在平坦層54上沉積一透明導電層58，優選地為一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電層58定義成為一預定陽極層的圖案。而后，利用一平坦化處理，優選地為一化學機械研磨(chemical mechanical polishing，CMP)工藝，使透明導電層58與平坦層54的表面高度平齊，以研磨去除透明導電層58的斜邊或尖角，并實現表面平整度的要求。
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發光層60，再于有機發光層60上制作一陰極層62，至此大致完成OLED的電極結構。
上述的制作方法和結構，為應用于一頂部柵極(top gate)結構的TFT，本發明也可以應用于一底部柵極(bottom gate)結構的TFT。
本發明的OLED制作方法及其陽極層具有以下優點第一，本發明將透明導電層58鑲嵌于平坦層54中，且研磨方法實現表面平整度的要求，故可有效防止透明導電層58的邊緣處發生邊緣陡峭或轉角尖銳的問題，進而避免透明導電層58邊緣與有機發光層60之間形成漏電路徑，或避免透明導電層58邊緣與陰極層62之間發生短路問題。如此可延長OLED的使用壽命，并可遏制畫面的暗點缺陷。
第二，本發明不需額外制作一絕緣層來包覆透明導電層58的斜邊或尖角，故可避免透明導電層58遭受干刻工藝的等離子體損傷，進而可以確保透明導電層58的材料特性和電性特性。
雖然本發明已以優選實施例描述如上，然而其并非用以限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，應當可以作出某些更動和潤飾，因此本發明的保護范圍應當以所附的權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種有機發光元件的制造方法，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應于一預定陽極層的圖案；形成一陽極層于該平坦層上，以填滿該接觸孔以及該凹槽；將該凹槽以外的該陽極層去除；以及進行一平坦化處理，以使該陽極層與該平坦層的表面高度平齊。
2.如權利要求1所述的有機發光元件的制造方法，其中該平坦層包括一有機材料層或一光致抗蝕劑層。
3.如權利要求1所述的有機發光元件的制造方法，其中該平坦層為一具有感光性的材料層。
4.如權利要求1所述的有機發光元件的制造方法，其中該陽極層包括一透明導電層或一銦錫氧化物層。
5.如權利要求1所述的有機發光元件的制造方法，其中該平坦化處理使用一化學機械研磨工藝。
6.如權利要求1所述的有機發光元件的制造方法，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行一離子注入工藝，以于該半導體硅層中形成一源/漏極擴散區域；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/漏極擴散區域；形成一導電層于該第一絕緣層上，以填滿該第一接觸孔；以及將該導電層定義成為該源/漏極電極層的圖案。
7.如權利要求6所述的有機發光元件的制造方法，其中該半導體硅層包括一多晶硅層。
8.如權利要求6所述的有機發光元件的制造方法，其中該柵極絕緣層包括氧化硅層。
9.如權利要求6所述的有機發光元件的制造方法，其中該柵極層包括一金屬層或一多晶硅層。
10.如權利要求6所述的有機發光元件的制造方法，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.如權利要求6所述的有機發光元件的制造方法，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.如權利要求11所述的有機發光元件的制造方法，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.如權利要求1所述的有機發光元件的制造方法，還包括下列步驟形成一有機發光層于該基底上，以覆蓋該陽極層與該平坦層；以及形成一陰極層于該有機發光層上。
14.如權利要求11所述的有機發光元件的制造方法，其中該基底包括一透明絕緣基底或一玻璃基底。
15.一種有機發光元件的結構，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，并對應于一預定陽極層的圖案；一陽極層，形成于該平坦層上，且填滿該接觸孔以及該凹槽，且該陽極層與該平坦層的表面高度平齊。
16.如權利要求15所述的有機發光元件的結構，其中該平坦層包括一有機材料層或一光致抗蝕劑層。
17.如權利要求15所述的有機發光元件的結構，其中該平坦層包括一具有感光性的材料層。
18.如權利要求15所述的有機發光元件的結構，其中該陽極層包括一透明導電層或一銦錫氧化物層。
19.如權利要求15所述的有機發光元件的結構，其中該薄膜晶體管包括一半導體硅層，形成于該基底上，且包括一溝道區域以及一源/漏極擴散區域；一柵極絕緣層，形成于該基底上，且覆蓋該半導體硅層；一柵極層，形成于該柵極絕緣層上，且對應于該溝道區域的位置；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/漏極擴散區域；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.如權利要求19所述的有機發光元件的結構，其中該半導體硅層包括一多晶硅層。
21.如權利要求19所述的有機發光元件的結構，其中該柵極絕緣層包括氧化硅層。
22.如權利要求19所述的有機發光元件的結構，其中該柵極層包括一金屬層或一多晶硅層。
23.如權利要求19所述的有機發光元件的結構，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.如權利要求15所述的有機發光元件的結構，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.如權利要求24所述的有機發光元件的結構，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.如權利要求15所述的有機發光元件的結構，還包括一有機發光層，其覆蓋該陽極層與該平坦層；以及一陰極層，形成于該有機發光層上。
27.如權利要求15所述的有機發光元件的結構，其中該基底包括一透明絕緣基底或一玻璃基底。
全文摘要
本發明提供一種有機發光元件的制造方法，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應于一預定陽極層的圖案。接著，形成一陽極層于該平坦層上，以填滿該接觸孔以及該凹槽，再將該凹槽之外的該陽極層去除。最后，進行一平坦化處理，以使該陽極層與該平坦層的表面高度平齊。
文檔編號H05B33/14GK1592512SQ03155769
公開日2005年3月9日 申請日期2003年9月1日 優先權日2003年9月1日
發明者陳韻升 申請人:友達光電股份有限公司