專利名稱：有機發光裝置及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種有機發光裝置(organic light emitting device)，特別是涉及一種將電容結構形成于晶體管上方的有機發光裝置。
背景技術：
現今的電子顯示產品包括有陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)、等離子顯示器(PDP)、及有機發光顯示器(OLED)等。在這些顯示器中，有機發光顯示器具有自發光、高發光效率、廣視角、高反應速度、全彩、低驅動電壓、低耗電、及容易制造等優點。對于傳統被動式(passive)有機發光裝置而言，其分辨率并不高，只能應用于小尺寸及低分辨率的顯示器中。然而，使用薄膜晶體管(TFT)的有源式(active)有機發光裝置則具有高分辨率極低耗電量等特性。
請參照圖1，其繪示出傳統有源式有機發光裝置的一像素的電路示意圖。此像素包括一切換薄膜晶體管(switch TFT)107、一驅動薄膜晶體管(driveTFT)109、一電容111、及一有機發光二極管(OLED)113。切換薄膜晶體管107的柵極、源極、及漏極分別電連接于掃描線101、數據線103、及電容111。驅動薄膜晶體管109的柵極、源極、及漏極分別電連接于切換薄膜晶體管107的漏極、電源供應線105、及有機發光二極管113。當驅動掃描線101時，切換薄膜晶體管107被開啟，而信號自數據線103輸入至電容111。在電容111充電后，電源供應線105依據驅動薄膜晶體管109的電特性及電容111的電位來驅動有機發光二極管113。
請參照圖2，其繪示出傳統有機發光裝置的一像素的剖面示意圖。在此結構中，切換薄膜晶體管107設置于一基板100上，其包括具有源極區102a及漏極區102b的有源層102、柵極介電層104、柵極電極106、源極電極110a、及漏極電極110b。層間介電層(ILD)108設置于柵極介電層104上并覆蓋柵極電極106。電容111設置于切換薄膜晶體管107外側的基板100上方，其包括下電極(切換薄膜晶體管107的漏極電極)110b、作為電容介電層的保護層(passivation layer)112、及電連接于電源供應線105的上電極114。絕緣層(保護層)116設置于電容介電層112上并覆蓋上電極114。有機發光二極管113設置于薄膜晶體管107與電容111外側的基板100上方，其包括下電極(未繪示)、有機發光層118、及上電極120。上述電容111的配置占據了一部分有機發光二極管113的使用面積，使得開口率無法增加。然而，為了增加分辨率，像素尺寸必須縮小，因而使電容的占用面積增加。亦即，開口率更為降低而使有機發光裝置的使用壽命縮短。

發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種有機發光裝置及其制造方法，其中用于該有機發光裝置的儲存電容可設置于薄膜晶體管上方，以減少電容占用面積而增加開口率(aperture ratio)并延長有機發光裝置的使用壽命。
根據上述的目的，本發明提供一種有機發光裝置，其包括一基板、一切換薄膜晶體管、一絕緣層、一有機發光二極管、及一電容。基板具有一非發光區及一發光區。切換薄膜晶體管設置于基板的非發光區上。絕緣層設置于基板上方并覆蓋切換薄膜晶體管。有機發光二極管及電容分別設置于發光區與非發光區(或切換薄膜晶體管)的絕緣層上方，且電容與切換薄膜晶體管電連接。有機發光二極管的一上電極與電容的一上電極由相同的導電層所定義而成。
又根據上述的目的，本發明提供一種有機發光裝置的制造方法。提供一基板，其具有一非發光區及一發光區。于基板的非發光區上方形成一切換薄膜晶體管，接著于基板上方形成一第一絕緣層，并覆蓋切換薄膜晶體管。分別于非發光區(或切換薄膜晶體管)及發光區的第一絕緣層上形成一下電極，其中位于晶體管區的下電極與切換薄膜晶體管電連接。之后，在第一絕緣層上方形成一第二絕緣層，以覆蓋位非發光區(或切換薄膜晶體管)的下電極且露出位于發光區的該下電極。于發光區的第二絕緣層上形成一有機發光層以覆蓋露出的下電極。最后，分別于非發光區(或切換薄膜晶體管)的第二絕緣層上及發光區的有機發光層上形成一上電極，以在非發光區(或切換薄膜晶體管)上方形成一電容且在發光區上形成一有機發光二極管。
為讓本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉優選實施例，并配合附圖作詳細說明。


圖1繪示出傳統有源式有機發光裝置的一像素的電路示意圖。
圖2繪示出傳統有機發光裝置的一像素的剖面示意圖。
圖3A至3F繪示出根據本發明實施例的有機發光裝置的制造方法剖面示意圖。
圖3F-1繪示出根據本發明另一實施例的有機發光顯示裝置的剖面示意圖。
圖4繪示出根據本發明實施例的有源式有機發光裝置的一像素的電路示意圖。
簡單符號說明現有100～基板；101～掃描線；102～有源層；102a～源極摻雜區；102b～漏極摻雜區；103～數據線；104～柵極介電層；105～電源供應線；106～柵極電極；107～切換薄膜晶體管；108～層間介電層；109～驅動薄膜晶體管；110a～源極電極；110b～漏極電極；111～電容；112～電容介電層；113～有機發光二極管；114～電容上電極；116～絕緣層；118～有機發光層；120～有機發光二極管的上電極。
本發明10～非發光區；20～發光區；200～基板；201～掃描線；202～有源層；202a～源極摻雜區；202b～漏極摻雜區；203～數據線；204～柵極介電層；205～電源供應線；206～柵極電極；207～切換薄膜晶體管；208～離子注入；209～驅動薄膜晶體管；210～層間介電層；212a～源極電極；212b～漏極電極；211～電容；213～有機發光二極管；214～中間絕緣層；214a～開口；216a～電容下電極；216b～有機發光二極管的下電極；218～電容介電層；220～有機發光層；222～電容及有機發光二極管的上電極。
具體實施例方式
圖3F繪示出根據本發明實施例的有機發光顯示裝置的剖面示意圖。有機發光顯示裝置包括一基板200、一切換薄膜晶體管207、一絕緣層214、一有機發光二極管213、及一電容211。此處，基板200具有一非發光區10及一發光區20。此處，非發光區10指用以形成數據線(data line)、掃描線(scan line)、電源線(Vddline)、薄膜晶體管(TFT)、及電容的區域；發光區20指在像素區中除去保護層(passivation layer)且欲形成有機發光層的區域。切換薄膜晶體管207設置于基板200的非發光區10上，其由具有源極及漏極摻雜區202a及202b的有源層202、柵極介電層204、柵極電極206、及源極及漏極電極212a及212b所構成。一層間介電(ILD)層210設置于柵極介電層204上并覆蓋柵極電極206。絕緣層214設置于基板200的發光區20上方的層間介電層210上并覆蓋非發光區10上方的切換薄膜晶體管207。此處，絕緣層214具有一開口而露出漏極電極212b。有機發光二極管213及電容211分別設置于發光區20與非發光區10的絕緣層214上方，且電容211與切換薄膜晶體管207電連接，用以作為一儲存電容。優選地，電容211設置于切換薄膜晶體管207上方的絕緣層214上，其包括下電極216a、作為電容介電層的絕緣層(保護層)218、及上電極222。有機發光二極管213包括下電極216b、上電極222、及設置于上下電極之間的有機發光層220。
在本實施例中，有機發光二極管213的上電極與電容211的上電極由相同的導電層222所定義而成。優選地，有機發光二極管213的上電極與電容211的上電極由連續的導電層222所構成，且其材料為非透明導電層，例如金屬層。再者，有機發光二極管213的下電極216b與電容211的下電極216a同樣由相同的導電層所定義而成，且其材料為透明導電層，例如銦錫氧化層(ITO)。再者，有機發光二極管213的有機發光層220可延伸至于電容211的上電極222下方，使電容211的上電極222與下方的有機發光層220局部重疊。另外，電容211的上電極222亦可與下方的有機發光層220完全重疊，如圖3F-1所示。
接下來，請參照圖3A至3F，其繪示出根據本發明實施例的有機發光裝置的制造方法剖面示意圖。首先，請參照圖3A，提供一基板200，例如玻璃、石英基板或塑料基板，其具有非發光區10及發光區20，用以在其上分別形成薄膜晶體管及有機發光二極管。接著，在基板200上方形成一半導體層(未繪示)，并利用現有光刻及蝕刻工藝定義該半導體層，以在基板200的非發光區10上方形成一圖案化半導體層202，以作為切換薄膜晶體管(switchTFT)的有源層。接著，在基板200上方形成一絕緣層204，例如氮化硅層，并覆蓋有源層202，以作為切換薄膜晶體管的柵極介電層。
接下來，請參照圖3B，在絕緣層204上形成一導電層(未繪示)，例如一金屬層，并利用現有光刻及蝕刻工藝定義該導電層，以在基板200的非發光區10上方形成一圖案化導電層206，以作為切換薄膜晶體管的柵極電極。接著，利用柵極電極206作為掩模，對下方的有源層202實施離子注入工藝208，以在其中形成源極及漏極摻雜區202a及202b。
接下來，在圖3B中所示的基板上方沉積一層間介電(ILD)層210，并藉由蝕刻工藝在柵極電極206兩側的層間介電層210及絕緣層206中形成接觸窗而露出源極及漏極摻雜區202a及202b，如圖3C所示。
接下來，請參照圖3D，在層間介電層210上形成一金屬層(未繪示)并填入接觸窗而與源極/漏極摻雜區202a/202b電連接。之后，藉由現有光刻及蝕刻工藝定義該金屬層，以形成源極及漏極電極212a及212b，而在基板200的非發光區10上方完成切換薄膜晶體管207的制作。接著，在基板200的非發光區10及發光區20上方的層間介電層210上沉積一中間絕緣層(interlayer insulator)214，并覆蓋切換薄膜晶體管207，以作為一平坦層。接著，在中間絕緣層214中形成一開口214a以露出漏極電極212b。
接下來，請參照圖3E，分別于非發光區10及發光區20的中間絕緣層214上形成下電極216a及216b，其中下電極216a與切換薄膜晶體管207電連接。優選地，于切換薄膜晶體管207上方的中間絕緣層214上形成下電極216a。舉例而言，可在中間絕緣層214上形成一導電層(未繪示)并填入開口214a而與漏極電極212b電連接。在本實施例中，導電層可為一透明導電層，例如銦錫氧化層。之后，藉由現有光刻及蝕刻工藝定義該導電層，以于非發光區10的切換薄膜晶體管207上方形成下電極216a，同時于及發光區20的中間絕緣層214上形成下電極216b。此處，下電極216a作為電容的下電極，而下電極216b作為有機發光二極管的下電極。接著，在中間絕緣層214上形成一絕緣層(保護層)218，以作為電容介電層，其覆蓋位于非發光區10的下電極216a且露出位于發光區20的下電極216b。
最后，請參照圖3F，于發光區20的絕緣層218上形成一有機發光層220以覆蓋該露出的下電極216b。有機發光層220包括一電穴傳輸層、一電子傳輸層、及設置于電穴傳輸層與電子傳輸層之間的發光層。此處，為簡化圖式，以一單層結構表示之。接著，分別于非發光區10的絕緣層218上及發光區20的有機發光層220上形成上電極，以在切換薄膜晶體管207上方形成一電容211且在發光區20上形成一有機發光二極管213。在本實施例中，有機發光二極管213的上電極與電容211的上電極由相同的導電層222所定義而成。優選地，有機發光二極管213的上電極與電容211的上電極由連續的導電層所構成，且其材料可為非透明導電層，例如金屬層。
另外，在本發明的另一實施例中，有機發光層220可延伸至非發光區10，使其與后續形成的電容211的上電極222完全重疊。如圖3F-1所示。
請參照圖4，其繪示出根據本發明實施例的有源式有機發光裝置的一像素的電路示意圖。此像素包括一切換薄膜晶體管207、一驅動薄膜晶體管209、一電容211、及一有機發光二極管213。切換薄膜晶體管207的柵極、源極、及漏極分別電連接于掃描線201、數據線203、及電容211的一端。驅動薄膜晶體管209的柵極、源極、及漏極分別電連接于切換薄膜晶體管207的漏極、電源供應線205、及有機發光二極管213的一端。在本實施例中，電容211的另一端及有機發光二極管213的另一端可連接于相同的固定電位端，例如一接地端。
根據本發明實施例的有機發光裝置，由于電容211可設置于切換薄膜晶體管207上方，故電容占用面積可減少而增加開口率并延長有機發光裝置的使用壽命。再者，由于電容211的下電極216a與有機發光二極管213的下電極216b由相同的導電層所定義而成，且電容211的上電極有機發光二極管213的上電極亦由相同的導電層222所定義而成，因此可簡化工藝。
雖然本發明以優選實施例揭露如上，然而其并非用以限定本發明，本領域的技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內，可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍應當以后附的權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種有機發光裝置，包括一基板，其具有一非發光區及一發光區；一切換薄膜晶體管，設置于該基板的該非發光區上；一絕緣層，設置于該基板上方并覆蓋該切換薄膜晶體管；一有機發光二極管，設置于該發光區的該絕緣層上方；以及一電容，設置于該非發光區上方的該絕緣層上并與該切換薄膜晶體管電連接；其中該有機發光二極管的一上電極與該電容的一上電極由相同的導電層所定義而成。
2.如權利要求1所述的有機發光裝置，其中該有機發光二極管的該上電極與該電容的該上電極由連續的導電層所構成。
3.如權利要求1所述的有機發光裝置，其中該電容的該上電極為非透明導電層。
4.如權利要求1所述的有機發光裝置，其中該有機發光二極管的一下電極與該電容的一下電極由相同的導電層所定義而成。
5.如權利要求4所述的有機發光裝置，其中該電容的該下電極為透明導電層。
6.如權利要求1所述的有機發光裝置，還包括一有機發光層，設置于該電容的該上電極下方。
7.如權利要求6所述的有機發光裝置，其中該電容的該上電極與下方的該有機發光層完全或局部重疊。
8.如權利要求1所述的有機發光裝置，其中該電容設置于該切換晶體管上方的該絕緣層上。
9.一種有機發光裝置的制造方法，包括下列步驟提供一基板，其具有一非發光區及一發光區；于該基板的該非發光區上方形成一切換薄膜晶體管；于該基板上方形成一第一絕緣層，并覆蓋該切換薄膜晶體管；分別于該非發光區及該發光區的該第一絕緣層上形成一下電極，其中位于該非發光區的該下電極與該切換薄膜晶體管電連接；在該第一絕緣層上方形成一第二絕緣層，以覆蓋位于非發光區的該下電極且露出位于該發光區的該下電極；于該發光區的該第二絕緣層上形成一有機發光層以覆蓋該露出的下電極；以及分別于該非發光區的該第二絕緣層上及該發光區的該有機發光層上形成一上電極，以在該非發光區上方形成一電容且在該發光區上形成一有機發光二極管。
10.如權利要求9所述的有機發光裝置的制造方法，其中該有機發光二極管的該上電極與該電容的該上電極由相同的導電層所定義而成。
11.如權利要求10所述的有機發光裝置的制造方法，其中該電容的該上電極為非透明導電層。
12.如權利要求9所述的有機發光裝置的制造方法，其中該有機發光二極管的該上電極與該電容的該上電極由連續的導電層所構成。
13.如權利要求9所述的有機發光裝置的制造方法，其中該有機發光二極管的該下電極與該電容的該下電極由相同的導電層所定義而成。
14.如權利要求13所述的有機發光裝置的制造方法，其中該電容的該下電極為透明導電層。
15.如權利要求9所述的有機發光裝置的制造方法，還包括延伸該有機發光層至該晶體管區上，使其與該電容的該上電極完全或局部重疊。
16.如權利要求9所述的有機發光裝置的制造方法，其中位于該非發光區的該下電極形成于該切換晶體管上方。
全文摘要
本發明揭示一種有機發光裝置。此裝置包括一切換薄膜晶體管、一有機發光二極管、及一電容。切換薄膜晶體管設置于一基板的非發光區上。一絕緣層設置于基板上方并覆蓋切換薄膜晶體管。有機發光二極管設置于基板的發光區的絕緣層上方，而電容設置于切換非發光區上方的絕緣層上，且與切換薄膜晶體管電連接。有機發光二極管的一上電極與電容的一上電極由相同的導電層所定義而成。
文檔編號H05B33/02GK1602125SQ20041008817
公開日2005年3月30日 申請日期2004年10月14日 優先權日2004年10月14日
發明者李國勝 申請人:友達光電股份有限公司