有源矩阵电致发光装置及其制造方法.pdf

本发明公开了一种有源矩阵电致发光显示装置及其制作方法，可以避免在制作过程中紫外线引起的损坏。该有源矩阵电致发光显示装置包括在具有确定的发射区域和非发射区域的底层上形成的若干晶体管，在底层和薄的薄膜晶体管上形成的绝缘层，在非发射区域的绝缘层上形成的金属保护层，在发射区域的绝缘层上形成的第一电极，在第一电极上形成的电致发光层，以及在电致发光层形成的第二电极。

1、  一种有源矩阵电致发光显示装置包括：
在具有确定的发射区域和非发射区域的底层上形成的若干晶体管；
在底层和薄的薄膜晶体管上形成的绝缘层；
在非发射区域的绝缘层上形成的金属保护层；
在发射区域的绝缘层上形成的第一电极；
在第一电极上形成的电致发光层；以及
在电致发光层上形成的第二电极。

2、  如权利要求1所述的装置，其中的金属保护层在形成于非发射区域的薄膜晶体管上的绝缘层的预定区域上形成。

3、  如权利要求1所述的装置，其中的金属保护层和第一电极采用相同的材料制成。

4、  如权利要求3所述的装置，其中的金属保护层和第一电极由铬(Cr)、铜(Cu)、钨(W)、金(Au)、镍(Ni)、银(Ag)、锑(Ti)、钽(Ta)中的至少一种制成。

5、  如权利要求1所述的装置，其中的金属保护层和第一电极采用不同的材料制成。

6、  如权利要求5所述的装置，其中的金属保护层采用不透明金属制成，而第一电极采用透明金属制成。

7、  如权利要求1所述的装置，其中的金属保护层与门垫块和数据垫块之一电连接。

8、  如权利要求1所述的装置，其中的第一电极通过穿透绝缘层的接触孔与发射区域的薄膜晶体管相连接。

9、  如权利要求1所述的装置，还包括形成在发射区域的薄膜晶体管上的所述绝缘层和第一电极的预定区域上的绝缘层。

10、  一种有源矩阵电致发光显示装置的制造方法，包括：
在具有确定的发射区域和非发射区域的底层上形成若干晶体管；
在底层和薄的薄膜晶体管上形成绝缘层；
在非发射区域的绝缘层上形成金属保护层，并在发射区域的绝缘层上形成第一电极；
在第一电极上形成电致发光层；以及
在电致发光层上形成第二电极。

11、  如权利要求10所述的方法，其中的金属保护层在绝缘层的整个表面形成，然后金属保护层被有选择地被去除，以使得金属保护层和第一电极同时形成。

12、  如权利要求11所述的方法，其中金属保护层由铬(Cr)、铜(Cu)、钨(W)、金(Au)、镍(Ni)、银(Ag)、锑(Ti)、钽(Ta)中的至少一种制成。

13、  如权利要求10所述的方法，其中的金属保护层在形成于非发射区域的薄膜晶体管上的绝缘层的预定区域上形成。

14、  如权利要求10所述的方法，其中的金属保护层与门垫块和数据垫块之一电连接。

15、  如权利要求10所述的方法，还包括形成穿透绝缘层的接触孔，以暴露发射区域的薄膜晶体管的部分。

16、  如权利要求10所述的方法，还包括在发射区域的薄膜晶体管上的绝缘层和第一电极的预定区域上形成绝缘层。

17、  如权利要求10所述的方法，其中的第一电极用透明金属制成。

18、  如权利要求10所述的方法，其中的金属保护层采用不透明金属制成。

有源矩阵电致发光装置及其制造方法
本申请要求于2003年6月23日提交的申请号为No.P2003-040712的韩国专利申请的利益，其全文引用在此作为参考。
技术领域
本发明涉及电致发光装置，更具体地说，涉及有源矩阵电致发光装置及其制造方法。虽然本发明适用于广泛的应用范围，但特别适用于在制作过程中防止紫外光线所引起的损坏。
背景技术
电致发光装置由于具有更宽视角、高孔径比以及高色度被认为是下一代平面显示装置。更具体地说，在有机电致发光(EL)装置中，当电荷被注入到在空穴注入电极和电子注入电极之间形成的有机电致发光(EL)层，电子和空穴相互配对产生电子空穴对，电子空穴对的受激态下降到基态，从而发光，因此，与其它的显示装置相比，电致发光显示装置(ELD)可在较低电压下工作。
按照驱动方法，有机电致ELD可分成钝化ELD和有源矩阵ELD两类。钝化ELD由在透明底层上的透明电极、在透明电极上形成的有机EL层以及在有机EL层上形成的阴极电极。有源矩阵ELD由确定底层上的像素区域的若干扫描线和数据线、与扫描线和数据线电连接并控制电致发光装置的开关装置、在底层的像素区域形成并与开关装置电连接的透明电极(即，阳极)、在透明电极上的有机EL层以及在有机EL层上的金属电极(即，阴极)形成。与钝化ELD不同，有源矩阵ELD还包括开关装置即薄的薄膜晶体管(TFT)。
然而，在采用现有技术的制造方法中，在形成有机电致发光(EL)层之前和之后采用紫外光线进行表面处理。在处理过程中紫外线会在装置上造成损坏，如薄的薄膜晶体管。更具体地说，这些损坏主要发生在不处于发光区域的器件中，如门驱动器或数据驱动器。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种有源矩阵电致发光装置及其制造方法。该有源矩阵电致发光装置充分地消除了由于现有技术的限制和缺陷而导致的一个或多个问题。
本发明的目的是提供一种有源矩阵电致发光装置及其制造方法，可提高装置的可靠性。
本发明的其他优点、目的和特性部分地将在下面予以描述，有的部分根据本领域的普通技术人员对于下面的内容的检查是显而易见的或可从本发明的实践中学到。本发明的目的和其他优点可根据说明书和权利要求以及附图中描述示出的具体结构实现或得到。
为了实现本发明的目的和其他优点，根据本发明的目的，在此予以具体和广泛描述，一种有源矩阵电致发光显示装置包括在具有确定的发射区域和非发射区域的底层上形成的若干晶体管，在底层和薄的薄膜晶体管上形成的绝缘层，在非发射区域的绝缘层上形成的金属保护层，在发射区域的绝缘层上形成的第一电极，在第一电极上形成的电致发光层，以及在电致发光层上形成的第二电极。
于此，金属保护层在整个表面上或非发射区域的绝缘层的预定的区域上形成。当金属保护层和第一电极采用相同的材料制成，金属保护层和第一电极用不透明金属制成。相反地，当金属保护层和第一电极用不同的材料制成，金属保护层采用不透明金属制成，而第一电极采用透明金属制成。
为防止薄膜晶体管的电容产生，金属保护层与门垫块和数据垫块之一电连接。
本发明的另一方面，提供有源矩阵电致发光显示装置的制造方法，包括在具有确定的发射区域和非发射区域的底层上形成若干晶体管，在底层以及薄的薄膜晶体管上形成绝缘层，在非发射区域的绝缘层上形成金属保护层，在发射区域的绝缘层上形成第一电极，在第一电极上形成电致发光层，以及在电致发光层上形成第二电极。
于此，金属保护层在绝缘层整个表面形成，之后金属保护层被有选择地去除，以致同时形成第一电极和金属保护层。或者，通过采用不同的材料，使得第一电极和金属保护层不同时形成。
可以理解前面对于本发明的一般描述和下面的详细说明是示范性的和解释性的，并对本发明予以进一步解释说明。
附图说明
所包括地附图用来提供本发明的进一步理解，其被结合在本说明书中并构成说明书的一部分，其示出了本发明的实施例并与文字描述一起用来解释本发明的原理。附图中：
图1A至1C所示为根据本发明的第一实施例的有源矩阵电致发光装置的平面视图和横截面视图；
图2A至2C所示为根据本发明的第二实施例的有源矩阵电致发光装置的平面视图和横截面视图；
图3A至3C所示为根据本发明的第三实施例的有源矩阵电致发光装置的平面视图和横截面视图；
图4A至4C所示为根据本发明的第四实施例的有源矩阵电致发光装置的平面视图和横截面视图；
图5A和5B所示为根据本发明的有源矩阵电致发光装置的横截面视图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的优选实施例，其实例在附图中示出。所有可能情况，在所有附图中，对于相同或类似部件采用相同的附图标记。
第一实施例
图1A至1C所示为根据本发明的第一实施例的有源矩阵电致发光装置的平面视图和横截面视图。
参照图1A，在底层1上形成垫块部分2，发射区域3，以及电路部分8。其中，垫块部分2由门垫块、数据垫块等构成，发射区域3由若干像素构成。另外，电路部分8在非发射区域作为门驱动器或数据驱动器形成。
另外，根据本发明的第一实施例的有源矩阵电致发光装置还包括在发射区域3外围的电路部分8上形成的金属保护层10，以防止紫外线引起电路部分8发生损坏。金属保护层10在垫块部分2和发射区域3之外的底层1的区域上形成。
现详细描述根据本发明的第一实施例的有源矩阵电致发光装置的制作方法。
参照图1B和1C，在玻璃底层41上形成若干薄膜晶体管100和200。在发射区域3内形成的薄膜晶体管200作为一开关，用于控制每个像素，在发射区域3外形成的薄膜晶体管100作为门驱动器或数据驱动器发挥作用。其中薄膜晶体管100和200由源极4a和漏极4b、通道区域4c、门绝缘层5和门电极6构成。
其后，在门绝缘层5和门电极6上形成夹层绝缘体7。那么，夹层绝缘体7和门绝缘层5被有选择地蚀刻，以使得源极4a和漏极4b的表面的确定部分暴露，从而形成若干接触孔。然后将这些接触孔填满金属，从而形成若干电极线9，各电极线均与源极4a和漏极4b电连接。
随后，在夹层绝缘体7和电极线9上沉积绝缘材料(如SiNx族或SiOx族材料)，从而形成保护层12。并且，如图1A所示，金属保护层10在除垫块部分2和发射区域3之外的区域上形成。也就是说，金属保护层10在发射区域3的外围形成。可选用多种方法选择性地形成金属保护层10。例如，在保护层12的整个表面形成金属层，然后，金属保护层10可通过选择性地去除发射区域3和垫块部分2上的金属层形成。金属保护层10还可通过采用掩模在保护层12上沉积形成。在此，金属保护层10由铬(Cr)、铜(Cu)、钨(W)、金(Au)、镍(Ni)、银(Ag)、锑(Ti)、钽(Ta)之一或其合金形成。
再者，为了减小金属保护层10与薄膜晶体管100之间产生的电容，金属保护层10通过衬层与垫块部分2电连接。
此外，参照图1C，保护层12被有选择地去除，以使得与发射区域3内的漏极4b相连接的电极线9暴露。在此，在保护层12被选择性地去除的区域形成接触孔。随后，在保护层12的整个表面沉积金属，以形成像素电极11。在底发射的电致发光装置中，像素电极11由透明材料制成，如铟锡氧化物(ITO)。相反地，在顶发射的电致发光装置中，像素电极11由具有高反射率和高功函的金属制成。像素电极11只在发射区域内的像素上形成并与发射区域内的电极线9相连接。在此，像素电极11在形成金属保护层10之前或之后形成。
其后，如图5A所示，在像素电极11和保护层12的整个表面上沉积绝缘材料之后，绝缘材料层被有选择地被去除，以致在像素之外的区域，即每个像素之间的边界，上形成绝缘层14。在发射区域的薄膜晶体管200之上形成绝缘层14。随后，通过采用保护掩模(未示出)在像素电极11上形成有机电致发光(EL)层15，并在有机电致发光(EL)层15和绝缘层14上形成公共电极16。
尽管在图中没有示出，所形成的保护层(未示出)用以保护有机电致发光(EL)层15不被氧化或受潮。最后，通过采用密封剂和透明底层形成保护罩。
第二实施例
图2A至2C所示为根据本发明的第二实施例的有源矩阵电致装置发光显示装置的平面视图和横截面视图。
参照图2A，在底层1上形成垫块部分2，发射区域3，以及电路部分8。
另外，根据本发明的第二实施例的有源矩阵电致发光装置还包括在发射区域3外的电路部分8上形成的金属保护层20，以防止紫外线引起电路部分8发生损坏。参照图2B，金属保护层20只在在发射区域3外形成的器件，如薄膜晶体管100上选择性地形成。
除了金属保护层20，第二实施例的结构与第一实施例相同。
第三实施例
图3A至3C所示为根据本发明的第三实施例的有源矩阵电致发光装置的平面视图和横截面视图。
参照图3A，在底层1上形成垫块部分2，发射区域3，以及电路部分8。
另外，根据本发明的第三实施例的有源矩阵电致发光装置还包括在发射区域3外部的电路部分8上形成的金属保护层30，以防止紫外线引起电路部分8发生损坏。在此，金属保护层30只在发射区域3和垫块部分2以外的区域形成。
现对根据本发明的第三实施例的有源矩阵电致发光装置的制作方法进行描述。
参照图3B和图3C，在玻璃底层41上形成若干薄膜晶体管100和200。在发射区域3内形成的薄膜晶体管200作为开关，用于控制各个像素，在发射区域3外形成的薄膜晶体管100作为门驱动器或数据驱动器发挥作用。其中薄膜晶体管100和200由源极4a和漏极4b、通道区域4c、门绝缘层5和门电极6构成。
其后，在门绝缘层5和门电极6上形成夹层绝缘体7。然后，夹层绝缘体7和门绝缘层5被有选择地蚀刻，以使得源极4a和漏极4b的表面的确定部分暴露，从而形成若干接触孔。然后将这些接触孔填满金属，从而形成若干电极线9，各电极线均与源极4a和漏极4b电连接。
随后，绝缘材料(如SiNx族或SiOx族材料)沉积在夹层绝缘体7和电极线9上，从而形成保护层12。之后在保护层12形成平面覆盖层17。
随后，在平面覆盖层17上沉积金属材料层，该金属材料层可有选择地被去除，以致于同时形成相同材料的像素电极11和金属保护层30。像素电极11仅在发射区域3内的像素区域上形成并与发射区域3内的电极线7相连接。如图3A所示，在发射区域3和垫块部分2以外的区域形成金属保护层30。更具体地，在发射区域3的外围形成金属保护层30。在此，像素电极11和金属保护层30由铬(Cr)、铜(Cu)、钨(W)、金(Au)、镍(Ni)、银(Ag)、锑(Ti)、钽(Ta)之一或其合金形成。
再者，为了减小金属保护层30与薄膜晶体管100之间产生的电容，金属保护层10通过衬层与垫块部分2电连接。
其后，如图5B所示，在像素电极11和平面覆盖层17的整个表面上沉积绝缘材料之后，绝缘材料层被有选择地去除，以致在像素区域之外的区域，即每个像素之间的边界，上形成绝缘层14。在发射区域的薄膜晶体管200之上形成绝缘层14。随后，通过采用保护掩模(未示出)在像素电极11上形成有机电致发光(EL)层15，并在有机电致发光(EL)层15和绝缘层14上形成公共电极16。
第四实施例
图4A至4C所示为根据本发明的第四实施例的有源矩阵电致发光装置的平面视图和横截面视图。
参照图4A，在底层1上形成垫块部分2，发射区域3，以及电路部分8。
另外，根据本发明的第四实施例的有源矩阵电致发光装置还包括在发射区域3外部的电路部分8上形成的金属保护层40，以防止紫外线引起电路部分8发生损坏。参照图4B，只在发射区域3外形成的器件，如薄膜晶体管100，上形成金属保护层40。在此，形成金属保护层40所用的材料与像素电极11的相同。
除了金属保护层40，第四实施例的结构与第三实施例相同。
在上述的有源矩阵电致发光显示装置及其制作方法中，金属保护层在发射区域外的器件，如薄膜晶体管上形成，以防止在制作过程中，紫外线引起的损坏发生，从而提供高可靠性的装置。
对本发明所做的各种修改和变化对于该领域的技术人员是显而易见的。因而，本发明将涵盖对本发明所做的各种修改和变化只要它们在所附的权利要求的范围及其等效范围内。