專利名稱：有機電致發光顯示面板及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種平面顯示面板，且特別是涉及一種有機電致發光顯示面板(organic electroluminescent display，簡稱OELD)及其制造方法。
背景技術：
多媒體社會的急速發展，多半受惠于半導體元件或顯示裝置的飛躍性進步。就顯示器而言，具有高畫質、空間利用率佳、低消耗功率、無輻射等優越特性的平面顯示器(Flat Panel Display)已逐漸成為市場的主流。
目前市面上的平面顯示器包括液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有機電致發光顯示器以及等離子顯示器(Plasma Display Panel，PDP)等等。其中，由于有機電致發光顯示器有無視角限制、低制造成本、高應答速度(約為液晶的百倍以上)、省電、直流驅動、工作溫度范圍大、重量輕與體積小等優點，而十分符合多媒體時代顯示器的特性要求，因此具有極大的發展潛力，而有望成為下一代平面顯示器的主流。
就驅動方式而言，有機電致發光顯示器可以分為主動式與被動式有機電致發光顯示器。由于被動元件的壽命與發光效率會隨尺寸和分辨率的增加而急劇退化，因此與公知的多以被動方式驅動的低階有機電致發光顯示器相比，當前的有機電致發光顯示器多采用主動式驅動。
目前生產出一種主動矩陣式有機電致發光顯示面板(active matrixorganic electroluminescent display panel)，其主要是在基板上形成有機功能層，其中基板上例如已形成有薄膜晶體管陣列(thin film transistor array，TFT array)。并且，在有機功能層上形成陰極層。如此，便可通過薄膜晶體管陣列來驅動此主動矩陣式有機電致發光顯示面板發光。
此外，有機電致發光顯示面板也可分成底部發光型和頂部發光型兩種。底部發光型有機電致發光顯示面板主要是依次在基板上形成透明陽極層、有機材料層和金屬陰極層，其中雖然有機功能層所發出的光線是朝向所有可能的方向，但朝向頂部的光線會被金屬陰極層反射而朝下射出。因此，大部分的光線在通過透明陽極層后，會從有機電致發光顯示面板的底部發出。
圖1為公知的一種底部發光型有機電致發光顯示面板的剖面圖。如圖1所示，公知的有機電致發光顯示面板100包括基板110、多個有源元件120、介電層130、透明電極層140、有機功能層150以及陰極層160。其中，有源元件120設置于基板110上，而介電層130亦設置于基板110上，并覆蓋有源元件120。此外，透明電極層140通過介電層130的開口130a而耦接至有源元件120，有機功能層150設置于透明電極層140上，且陰極層160設置于有機功能層150上。一般而言，有源元件120通常是薄膜晶體管，其中部份的薄膜晶體管用以提供開關的功能，而其余部分的薄膜晶體管用以提供驅動的功能，且薄膜晶體管可以是非晶硅薄膜晶體管(amorphous silicon TFTs，簡稱a-Si TFTs)或低溫多晶硅薄膜晶體管(low temperature poly-silicon TFTs，簡稱LTPSTFTs)等。
然而，公知的有機電致發光顯示面板100仍然存在一些缺點。舉例而言，當薄膜晶體管的硅層被有機功能層所產生的光線照射時，將會產生光漏電流。此光漏電流不僅影響薄膜晶體管本身的電性表現，且在顯示器顯示圖框影像時亦會引起閃爍或串音等問題。此外，相鄰象素之間的交互漏光亦可能造成混色，而影響顯示對比(contrast)，導致顯示質量下降。
發明內容
因此，本發明的目的就是提供一種有機電致發光顯示面板及其制造方法，其是將有源元件與有機功能層所發出的光線隔離，以避免有源元件產生光漏電流以及相鄰象素之間的漏光現象。
基于上述或其它目的，本發明提出一種有機電致發光顯示面板，其主要包括基板、有源元件陣列、透明電極層、遮光層、有機功能層以及上電極層。其中，基板具有多個象素區，其中每一個象素區被劃分為元件區和發光區，而有源元件陣列設置于基板的元件區內，且透明電極層設置于基板上，并耦接至有源元件陣列。此外，遮光層設置于基板上，且遮光層至少覆蓋有源元件陣列，并暴露出發光區內的透明電極層。另外，有機功能層設置于遮光層所暴露的透明電極層上，而上電極層設置于有機功能層上。
依照本發明的較佳實施例所述，上述有機電致發光顯示面板例如還包括介電層，其是設置在基板上，并覆蓋有源元件陣列。其中，介電層具有多個開口，以暴露出部分的有源元件陣列，而透明電極層則通過這些開口耦接至有源元件陣列。
依照本發明的較佳實施例所述，上述介電層例如還暴露出基板的發光區，其上設置有部分的透明電極層。
依照本發明之一較佳實施例所述，上述有源元件陣列例如包括多個非晶硅薄膜晶體管(a-Si TFTs)或多個低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPSTFTs)。
依照本發明的較佳實施例所述，上述透明電極層的材料例如包括銦錫氧化物(indium-tin oxide，ITO)或銦鋅氧化物(indium-zinc oxide，IZO)。
依照本發明的較佳實施例所述，上述遮光層的材料例如是感光樹脂(photosensitive resin)。
依照本發明的較佳實施例所述，上述有機功能層包括依次堆疊的電洞注入層(hole injecting layer，HIL)、電洞傳輸層(hole transportinglayer，HTL)、發光層(emitting layer，EL)、電子傳輸層(electrontransporting layer，ETL)以及電子注入層(electron injecting layer，EIL)。
本發明還提出一種有機電致發光顯示面板的制造方法。首先，提供有源元件陣列基板，其具有多個象素區，其中每一個象素區被劃分為元件區和發光區，且元件區內設置有有源元件陣列。此外，有源元件陣列基板上設置有透明電極層，耦接至有源元件陣列。然后，在有源元件陣列基板上形成遮光層，此遮光層至少覆蓋有源元件陣列，并暴露出發光區內的透明電極層。接著，在遮光層所暴露的透明電極層上形成有機功能層。之后，在有機功能層上形成上電極層。
依照本發明的較佳實施例所述，上述形成遮光層的步驟例如包括在基板上形成遮光材料層，并且圖案化此遮光材料層，以暴露出發光區內的透明電極層。另外，遮光層的材料例如是感光樹脂，而圖案化遮光材料層的方法包括進行微影工序。
依照本發明的較佳實施例所述，在形成透明電極層之前，例如還包括在有源陣列基板上形成具有多個開口的介電層，以暴露出部分的有源元件陣列，而透明電極層通過這些開口耦接至有源元件陣列。另外，介電層例如還暴露出有源元件陣列基板的發光區，其上設置有部分的透明電極層。
依照本發明之一較佳實施例所述，上述形成有機功能層的步驟例如包括依次形成電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層和電子注入層。
在本發明之有機電致發光顯示面板中，由于有源元件受到遮光層的保護，因此可以避免光漏電流的問題，并可減少相鄰象素之間的漏光現象。因此，本發明之有機電致發光顯示面板可具有較高的可靠性以及較佳的顯示質量。
為讓本發明之上述和其它目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
圖1為公知的一種底部發光型有機電致發光顯示面板的剖面圖。
圖2為本發明之較佳實施例之一種有機電致發光顯示面板的剖面圖。
圖3A～3F依次為本發明之較佳實施例中具有非晶硅薄膜晶體管之有機電致發光顯示面板的制造流程剖面圖。
圖4A～4H依次為本發明之較佳實施例中具有低溫多晶硅薄膜晶體管之有機電致發光顯示面板的制造流程剖面圖。
主要元件標記說明100有機電致發光顯示面板110基板120多個有源元件130介電層130a開口140透明電極層150有機功能層160陰極層200有機電致發光顯示面板210基板212象素區212a元件區212b發光區220有源元件陣列222有源元件240透明電極層242透明電極250有機功能層260上電極層262上電極270遮光層280非晶硅薄膜晶體管282柵極284柵極絕緣層286通道層
288源極/漏極290介電層290a開口310多晶硅薄膜晶體管312柵極314島狀多晶硅層314a通道區314b源極/漏極區316柵極絕緣層320介電內層320a開口330源極/漏極金屬接點340介電層340a開口具體實施方式
圖2為本發明之較佳實施例之一種有機電致發光顯示面板的剖面圖。如圖2所示，有機電致發光顯示器200主要包括基板210、有源元件陣列220、透明電極層240、遮光層270、有機功能層250以及上電極層260。基板210具有多個象素區212，且每一個象素區212被劃分為元件區212a和發光區212b，其中元件區212a設置有有源元件陣列220，其包括多個有源元件222。
請再參考圖2，透明電極層240包括多個透明電極242，其設置于基板210上，并耦接至相對應的有源元件陣列220。此外，遮光層270設置于基板210上，且此遮光層270至少覆蓋有源元件222，并暴露出發光區212b內的部分透明電極242。另外，有機功能層250設置于遮光層270所暴露的部分透明電極242上，而上電極層260例如包括多個上電極262，其設置于有機功能層250上。
基于上述，由于遮光層270可遮擋從有機功能層250所發出的光線，以保護有源元件222，因此可以大幅度地避免光漏電流的產生，并可降低相鄰象素區之間的混光問題。
在本實施例中，基于通道層(圖中未標出)的材料的不同，有源元件222例如可分為非晶硅薄膜晶體管或低溫多晶硅薄膜晶體管，其中部分的薄膜晶體管用以作為開關元件，而其余部分的薄膜晶體管用以作為驅動元件。當然，本發明之有機電致發光顯示面板所使用的晶體管類型亦不限定于此。下文將對該有機電致發光顯示面板200的結構及其制造方法作詳細說明。
圖3A～3F依次為本發明之較佳實施例中具有非晶硅薄膜晶體管的有機電致發光顯示面板的制造流程剖面圖。雖然有機電致發光顯示面板上具有多個陣列排列的象素結構，然為了使說明更為清楚和簡單，圖3A～3F僅表示了單一象素結構的制造過程。
首先，如圖3A所示，在基板210上先形成柵極282，其中基板210上劃分有元件區212a和發光區212b。之后，在柵極282和基板210上形成柵極絕緣層(gate-insulating layer)284，并且在柵極282上方的柵極絕緣層284上形成通道層286，其中通道層286的材料是非晶硅。然后，在通道層286的兩側形成源極/漏極288，而此柵極282、通道層286和源極/漏極288在基板210的元件區212a內構成非晶硅薄膜晶體管280。
之后，如圖3B所示，在非晶硅薄膜晶體管280上形成介電層290，此介電層290的材料例如為氮化硅(silicon nitride)。接著，通過一光罩工序在介電層290中形成開口290a。在一較佳實施例中，位于基板210的發光區212b內的部分介電層290與柵極絕緣層284也可通過此光罩工序同時被移除。
然后，如圖3C所示，在介電層290上形成透明電極242，且透明電極242通過開口290a耦接至非晶硅薄膜晶體管280的源極/漏極288。在一較佳實施例中，介電層290與柵極絕緣層284暴露出基板210的發光區212b，因此部分的透明電極242可直接形成在基板210的發光區212b上。形成透明電極的方法例如包括化學氣相沉積(chemical vapour deposition，簡稱CVD)，或者是物理氣相沉積(physical vapour deposition，簡稱PVD)，其例如是以熱蒸鍍(thermal evaporation)、電子束鍍膜(electron beam coating)或濺鍍(sputtering)來形成透明電極242。在本發明中，透明電極242例如是由透明導電材料所制成，其中此透明導電材料例如是銦錫氧化物(indium-tin oxide，ITO)或銦鋅氧化物(indium-zinc oxide，IZO)。
之后，如圖3D所示，在基板210上形成遮光層270，其中構成遮光層270的材料例如是感光樹脂，然后進行微影工序(photolithography process)，以圖案化此遮光層270，并暴露出發光區212b內的透明電極242。
接著，如圖3E所示，在遮光層270所暴露出的透明電極242上形成有機功能層250，其形成方法例如包括真空蒸鍍法(vacuumevaporation)、熱蒸鍍法(thermal evaporation)、旋轉涂布法(spincoating)或其它沉積方法。根據所選擇的材料，所屬本技術領域的技術人員可選擇適當的方法。在本發明中，透明電極242作為陽極，而有機功能層250則是透明電極242上的多層堆疊結構，其由下到上依次包括電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層和電子注入層。當然，在本發明的另一實施例中，有機功能層250也可以是單層結構(雙極發光層)、雙層結構(包括電洞傳輸層和電子傳輸發光層)或是三層結構(包括電洞傳輸層、發光層和電子傳輸層)。因此，本發明并不限定有機功能層250的堆疊層數，一般而言，此堆疊層數取決于實際元件的設計。
之后，如圖3F所示，在有機功能層250上形成上電極262。在此實施例中，上電極262作為陰極層，且例如是由金屬材料所制成。依據上述制造過程，便可形成如圖2所示的有機電致發光顯示面板200。
圖4A～4H依次為本發明之較佳實施例中具有低溫多晶硅薄膜晶體管的有機電致發光顯示面板的制造流程剖面圖。雖然有機電致發光顯示面板上具有多個陣列排列的象素結構，然為了使說明更為清楚而簡單，圖4A～4H僅表示了單一象素結構的制造過程。
首先，如圖4A所示，在基板210的元件區212a上形成低溫多晶硅薄膜晶體管310，其中，柵極312設置于基板210上，而一島狀多晶硅層314位于柵極312和基板210之間，且柵極絕緣層316位于柵極312和島狀多晶硅層314之間。此外，島狀多晶硅層314包括通道區314a和摻雜的源極/漏極區314b，其中通道區314a位于柵極312下方，而摻雜的源極/漏極區314b則位于通道區314a的兩側。多晶硅材料具有較高的電子遷移率(electron mobility)，而在制造低溫多晶硅薄膜晶體管310的同時，亦可同時在外圍電路內制造互補式金氧半導體(complementarymetal-oxide-semiconductor，簡稱CMOS)晶體管。然而，關于此低溫多晶硅薄膜晶體管310或互補式金氧半導體晶體管的詳細制造過程應為所屬技術領域的技術人員所熟知，其詳細制造過程將不再重復贅述。
之后，如圖4B所示，在基板210上形成介電內層320以覆蓋島狀多晶硅層314和柵極312，然后在介電內層320和柵極絕緣層316中形成開口320a以暴露出部分的源極/漏極區314b。
接著，如圖4C所示，在介電內層320上形成源極/漏極金屬接點330，且源極/漏極金屬接點330通過開口320a耦接至源極/漏極區314b。
然后，如圖4D所示，在基板210上形成另一介電層340，以覆蓋住源極/漏極金屬接點330和介電內層320。之后，進行光罩工序，以在介電層340中形成開口340a，此開口340a暴露部分的源極/漏極金屬接點330。構成柵極絕緣層316、介電內層320和介電層340的材料例如為氮化硅。在一較佳實施例中，位于基板210的發光區212b內的部分柵極絕緣層316、介電內層320和介電層340也可通過此光罩工序同時被移除。
接著，如圖4E所示，在介電層340上形成透明電極242，且透明電極242通過開口340a耦接至源極/漏極金屬接點330。在一較佳實施例中，柵極絕緣層316、介電內層320和介電層340暴露出基板210的發光區212b，因此部分的透明電極242可直接形成在基板210的發光區212b上。在本發明中，透明電極242的材料例如是透明導電材料，其例如包括銦錫氧化物或銦鋅氧化物。
之后，如圖4F～4H所示，在基板210上依次形成遮光層270、有機功能層250和上電極262。依據上述制造過程，便可形成圖2所示的有機電致發光顯示面板200，其中詳細制造過程如圖3A至3F所示，在此不再重復贅述。
綜上所述，本發明之有機電致發光顯示面板及其制造方法至少具有以下優點(1)在有源元件上形成遮光層，用以遮擋從有機功能層發出的光線，因此可以大幅度地避免光漏電流的產生，進而提高可靠性和顯示質量。
(2)部分透明電極可直接設置于基板的發光區上，因此所形成的有機功能層會低于有源元件，以增進遮光效果。
(3)遮光層可以有效減少相鄰象素之間的漏光，進而提高顯示對比。
雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然其并非用以限定本發明，任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本發明之精神和范圍內，當可作些許之更動與改進，因此本發明之保護范圍當視權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種有機電致發光顯示面板，其特征在于包括基板，具有多個象素區，其中每一個象素區劃分有元件區和發光區；有源元件陣列，設置在上述基板的上述元件區內；透明電極層，設置在上述基板上，并耦接至上述有源元件陣列；遮光層，設置于上述基板上，其中該遮光層至少覆蓋上述有源元件陣列，并暴露出上述發光區內的上述透明電極層；有機功能層，設置在上述遮光層所暴露的上述透明電極層上；以及上電極層，設置在上述有機功能層上。
2.根據權利要求1所述的有機電致發光顯示面板，其特征在于還包括介電層，其設置在上述基板上，以覆蓋上述有源元件陣列，其中該介電層具有多個開口，以暴露出部分的上述有源元件陣列，而上述透明電極層通過上述開口耦接至上述有源元件陣列。
3.根據權利要求2所述的有機電致發光顯示面板，其特征在于上述介電層還暴露出上述基板的上述發光區，其上設置有部分的上述透明電極層。
4.根據權利要求1所述的有機電致發光顯示面板，其特征在于上述有源元件陣列包括多個非晶硅薄膜晶體管和多個低溫多晶硅薄膜晶體管兩者中之一種。
5.根據權利要求1所述的有機電致發光顯示面板，其特征在于上述透明電極層的材料包括銦錫氧化物和銦鋅氧化物兩者中之一種。
6.根據權利要求1所述的有機電致發光顯示面板，其特征在于上述遮光層的材料為感光樹脂。
7.根據權利要求1所述的有機電致發光顯示面板，其特征在于上述有機功能層包括依次堆疊的電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層和電子注入層。
8.一種制造有機電致發光顯示面板的方法，其特征在于包括提供有源元件陣列基板，其具有多個象素區，其中每一個象素區劃分有元件區和發光區，該有源元件陣列基板的上述元件區內形成有有源元件陣列，且該有源元件陣列基板上形成有透明電極層，其耦接至上述有源元件陣列；在上述有源元件陣列基板上形成遮光層，其中該遮光層至少覆蓋上述有源元件陣列，并暴露出上述發光區內的上述透明電極層；在上述遮光層所暴露的上述透明電極層上形成有機功能層；以及在上述有機功能層上形成上電極層。
9.根據權利要求8所述的制造有機電致發光顯示面板的方法，其特征在于形成遮光層的步驟包括在上述有源元件陣列基板上形成遮光材料層；以及圖案化上述遮光材料層，以暴露出上述發光區內的上述透明電極層。
10.根據權利要求9所述的制造有機電致發光顯示面板的方法，其特征在于上述遮光材料層的材料為感光樹脂，而圖案化該遮光材料層的方法包括進行微影工序。
11.根據權利要求8所述的制造有機電致發光顯示面板的方法，其特征在于在形成上述透明電極層之前，還包括在上述有源元件陣列基板上形成具有多個開口的介電層，以暴露出部分的上述有源元件陣列，而上述透明電極層通過上述開口耦接至上述有源元件陣列。
12.根據權利要求11所述的制造有機電致發光顯示面板的方法，其特征在于上述介電層還暴露出上述有源元件陣列基板的上述發光區，其上設置有部分的上述透明電極層。
13.根據權利要求8所述的制造有機電致發光顯示面板的方法，其特征在于形成上述有機功能層的步驟包括依次形成電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層和電子注入層。
14.根據權利要求8所述的制造有機電致發光顯示面板的方法，其特征在于上述有源元件陣列包括多個非晶硅薄膜晶體管和多個低溫多晶硅薄膜晶體管兩者中之一種。
全文摘要
一種有機電致發光顯示面板，其主要包括基板、有源元件陣列、透明電極層、遮光層、有機功能層以及上電極層。其中，基板具有多個象素區，其中每一個象素區被劃分為元件區和發光區，而有源元件陣列設置于基板的元件區內，且透明電極層設置于基板上，并耦接至有源元件陣列。此外，遮光層設置于基板上，且遮光層至少覆蓋有源元件陣列，并暴露出發光區內的透明電極層。另外，有機功能層設置于遮光層所暴露的透明電極層上，而上電極層設置于有機功能層上。
文檔編號H05B33/26GK1842232SQ20051005934
公開日2006年10月4日 申請日期2005年3月29日 優先權日2005年3月29日
發明者張錫明 申請人:中華映管股份有限公司