专利名称：有源矩阵电致发光器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种有机电致发光器件，尤其是涉及一种有源矩阵电致发光器件及其制造方法。虽然本发明适合于很多应用，但是其尤其适合于增强该器件的发射区域外面的接线的电气特性。
背景技术：
电致发光器件因为其宽视角、高孔径比和高色度正在被看作是下一代平板显示器件。更具体地说，在有机电致发光(EL)器件中，当电荷被注入进在空穴注入电极和电子注入电极之间形成的有机发光层时，该电子和该空穴彼此配对产生一个激子，其激发态下降至基态，从而发射光。因此，与其他显示器件相比较，该有机电致发光器件(ELD)可以在较低的电压上工作。
根据该激励方法，有机ELD可以被划分为钝化ELD和有源矩阵ELD。该钝化ELD是由在透明衬底上的透明电极、该透明电极上的有机电发光层和该有机电发光层上的负电极形成的。有源矩阵ELD是由在衬底上确定像素区域的多个扫描线和数据线、电连接扫描线和数据线以及控制该电致发光器件的开关器件、电连接到该开关器件和在该衬底上的像素区域中形成的透明电极(即，阳极)、在该透明电极上的有机电致发光层和在该有机电致发光层上的金属电极(即，阴极)形成的。与该钝化ELD不同，该有源矩阵ELD进一步包括开关器件，其是一个薄膜晶体管(TFT)。
在相关领域的有源矩阵电致发光器件中，在发射区域外面的接线和电极没有保护层覆盖，而是主要由一个氧化铟锡(ITO)层覆盖。例如，一个ITO层在该接线上形成，使得与该共用电极(即，阴极)接触，该ITO层是一个像素电极。随后，该共用电极形成在该ITO层上。
在该发射层中，由于有机电发光的层形成在该像素电极和该共用电极之间，所以在像素电极和共用电极之间的界面特性没有改变。但是，由于在接线上形成的该像素电极和该共用电极是互相直接接触的，所以在该二个电极之间的界面特性改变了。因此，在接线和共用电极之间的电流流动降低了，从而降低了产品可靠性。
发明内容
因此，本发明提出了一种有源矩阵电致发光器件及其制造方法，即基本上消除了一个或多个由于相关技术的限制和缺点而导致的问题。
本发明的一个目的是提供一种有源矩阵电致发光器件及其制造方法，其可以增强在发射区域外面的接线的电气特性。
在下面的描述中将部分地阐述本发明的其他优点、目的和特点，在参阅以下内容时或者可以从本发明的实践中学习，本发明的其他优点、目的和特点对于那些本领域普通的技术人员将变得显而易见。通过尤其在著述的说明书和此处的权利要求以及所附的附图中指出的结构，可以实现和获得本发明的目的和其他的优点。
为了实现这些目的和其他的优点，和与本发明的目的一致，如在此处实施和广泛地描述的，一种有源矩阵电致发光器件包括在衬底的发射区域上形成的晶体管，在衬底的非发射区域上形成的接线，在衬底上和晶体管上形成并且露出该接线的一部分的绝缘层，在发射区域中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，和在该电致发光层和该接线上形成的第二电极。
该接线被连接到一个焊盘部分，和该接线是由钼(Mo)、铝(Al)和钕(Nd)中的至少一种形成的。
该绝缘层包括一个用于露出在非发射区域上的该接线的一部分的沟槽。
该第一电极经由穿透该绝缘层的接触孔被连接到发射区域的晶体管，并且是由氧化铟锡(ITO)形成的。该第二电极是由铝(Al)或铝合金形成的。
此外，该有源矩阵电致发光器件进一步包括在该接线上形成的金属层。在此处，该金属层是由铬(Cr)、铜(Cu)、钨(W)、金(Au)、镍(Ni)、银(Ag)、钛(Ti)和钽(Ta)中的至少一种形成的。
在本发明的另一个方面中，一种用于制造有源矩阵电致发光器件的方法包括在衬底的非发射区域上形成接线，和在衬底的发射区域上形成晶体管，在衬底、接线和晶体管上形成绝缘层，和有选择地除去该绝缘层，以便露出该接线，在发射区域中的绝缘层上形成第一电极，在第一电极上形成一个电致发光层，和在该电致发光层和该接线上形成第二电极。
在此处，该接线和该晶体管的源极和漏极被同时形成。
以及，当有选择地除去该绝缘层使得露出该接线的一部分的时候，露出该晶体管的一部分的接触孔被形成。
用于制造该有源矩阵电致发光器件的方法进一步包括在有选择地除去该绝缘层使得露出该接线之后，在该接线上形成金属层。
以及，在发射区域中的绝缘层上形成第一电极包括在该绝缘层的整个表面上淀积氧化铟锡(ITO)层，和通过使用不腐蚀该接线的腐蚀剂有选择地除去在非发射区域中的该氧化铟锡层。
在本发明的另一个方面中，一种用于制造有源矩阵电致发光器件的方法包括在衬底的非发射区域上形成接线，和在衬底的发射区域上形成晶体管，在衬底、接线和晶体管上形成绝缘层，并且有选择地除去该绝缘层，以便露出该接线和该晶体管的源极和漏极，在该接线上形成金属层，和形成连接到每个源极和漏极的电极导线，在该绝缘层和该电极导线的整个表面上形成保护层，并且有选择地除去该保护层，使得露出该金属层和该电极导线，在发射区域中的绝缘层上形成第一电极，在第一电极上形成一个电致发光层，和在该电致发光层和该接线上形成第二电极。
在此处，该接线和该晶体管的源极和漏极被同时形成。
以及，该金属层和该电极导线是由相同的材料形成的。
应该明白，本发明的上面的概述和下面的详细说明是示范性和说明性的，并且用于对所要求保护的本发明提供进一步的说明。
所包括的附图用于对本发明提供进一步的理解，该附图被合并和构成本说明书的组成部分，用于示出本发明的实施例，并结合说明用来解释本发明的原理。在附图中图1举例说明按照本发明的有源矩阵电致发光器件的平面图；图2A至2E举例说明按照本发明的第一个实施例的示出了用于制造该有源矩阵电致发光器件的方法的处理步骤的横剖面图；和图3A至3E举例说明按照本发明的第二个实施例的示出了用于制造该有源矩阵电致发光器件的方法的处理步骤的横剖面图。
具体实施例方式
现在将详细地介绍本发明的优选实施例，其例子被在伴随的附图中举例说明。只要可能，贯穿该附图相同的参考数字将用于表示相同的或者类似的部分。
图1举例说明按照本发明的有源矩阵电致发光器件的平面图。
参考图1，发射区域和非发射区域被在衬底1上限定。多个发射像素被在该发射区域中形成。焊盘部分2、连接到该焊盘部分2的共用电极接触线4d和诸如门驱动器和数据驱动器的电路被在该非发射区域中形成。在本发明中，当在该非发射区域中的接线或者电极上形成时，该像素电极(即，该ITO层)和该共用电极(即，阴极)16不是形成为互相直接接触的。
第一个实施例图2A至2E举例说明按照本发明的第一个实施例的示出了用于制造该有源矩阵电致发光器件的方法的处理步骤的横剖面图。
参考图2A，为了在该发射区域中形成源极和漏极4a和4b和在该非发射区域中形成电连接该焊盘部分2和该共用电极的接线4d，在玻璃衬底1上形成金属材料层，然后其被有选择地除去。该金属材料层是由钼(Mo)、铝(Al)和钕(Nd)中的任何一种或者其合金形成的。
随后，栅绝缘层5被在整个表面上形成。更具体地说，该栅绝缘层5被在该衬底1、该源极和漏极4a和4b、沟道4c和该接线4d上形成，然后，栅电极6被形成在与沟道4c对齐的该栅绝缘层5的预先确定的区域上。该源极和漏极4a和4b、该沟道4c和该栅电极6在该发射区域中形成切换每一个像素的薄膜晶体管。
中间层电介质7被在该栅绝缘层5和该栅电极6上形成。然后，该栅绝缘层5和该栅电极6被有选择地除去，使得形成多个露出该源极和漏极4a和4b的一部分表面的接触孔。此时，一个沟槽被在该非发射区域中的该栅绝缘层5和该中间层电介质7上形成，使得露出该接线4d。尔后，该接触孔充满金属，从而形成多个电极导线8，每个电连接到该源极和漏极4a和4b。
随后，诸如SiNx类材料或者SiOx类材料的绝缘材料被淀积在该中间层电介质7和该电极导线8的整个表面上，以便形成保护层9。然后，该保护层9被有选择地除去，从而露出在发射区域中连接到该漏极4b的该电极导线8。此时，在接线4d上形成的保护层9也被除去。
在该非发射区域中的栅绝缘层5、中间层电介质7和保护层9还可以被同时蚀刻，以便形成露出接线4d的该沟槽。
参考图2B，为了在该发射区域中形成像素电极10，金属材料被淀积在该保护层9上，其然后被有选择地除去。在底部发射ELD中，该像素电极10是由透明材料形成的，诸如氧化铟锡(ITO)。相反地，在上部发射ELD中，该像素电极是由具有高反射率和功函数的金属形成的。由于在本发明中该底部发射ELD被作为一个例子给出，该像素电极10是由ITO层形成的。该ITO层10仅在发射区域内的像素区域中形成，但是该ITO层10不在该非发射区域的接线4d上形成。该腐蚀剂用于除去淀积在非发射区域的接线4d上的该ITO层10。但是，在此处使用的腐蚀剂不应该腐蚀接线4d的实体。
其后，如图2C所示，绝缘层13被淀积在保护层9和像素电极10的整个表面上。然后，该绝缘层13被有选择地除去，以便露出该像素电极10和该接线4d的一部分。在此处，该绝缘层13在发射区域中的像素区域之间的边界区域。
参考图2D，阴影掩模(shadow mask)(未示出)被用于在该像素电极10上淀积一个有机电致发光层15。此时，该有机电致发光层15不形成在该非发射层上。该有机电致发光层15根据发出的颜色被划分为红色(R)有机电致发光层、绿色(G)有机电致发光层和蓝色(B)有机电致发光层。并且，R、G和B有机电致发光层被顺序地形成在相应的像素区域中。在此处，该有机电致发光层包括有机层(未示出)、用于分别地把从该像素电极10提供的空穴注入和传送入该有机层的空穴注入层(未示出)和空穴传输层(未示出)和用于分别地把从该共用电极提供的电子注入和传送入该有机层的电子注入层(未示出)和电子传输层(未示出)。
参考图2E，铝(Al)层或者铝合金层被淀积在该有机电致发光层15的整个表面上，以便形成该共用电极16。该共用电极16被形成在发射区域中的有机电致发光层15上，和被形成在非发射区域中的接线4d和绝缘层13上。因此，该共用电极16是与该接线4d直接接触。
虽然未在附图中示出，在后续的工艺中，保护层(未示出)被形成，以便防止该有机电致发光层15被氧化和潮湿。然后，密封层(未示出)和透明衬底被用于形成一个保护帽。
第二个实施例图3A至3E举例说明按照本发明的第二个实施例的用于制造该有源矩阵电致发光器件的方法的处理步骤的横剖面图。
参考图3A，为了在该发射区域中形成源极和漏极24a和24b，和在该非发射区域中形成电连接到该共用电极的接线24d，在玻璃衬底21上形成金属材料层，然后其被有选择地除去。该金属材料层是由钼(Mo)、铝(Al)和钕(Nd)的任何一个或者合金来形成的。
随后，栅绝缘层25被在整个表面上形成。更具体地说，该栅绝缘层25被在该衬底21、该源极和漏极24a和24b、沟道24c和该接线24d上形成。然后，栅电极26被形成在与沟道24c对齐的该栅绝缘层25的预先确定的区域上。该源极和漏极24a和24b、该沟道24c和该栅电极26在该发射区域中形成开关每一个像素的薄膜晶体管。
中间层电介质27被形成在该栅绝缘层25和该栅电极26上。然后，该栅绝缘层25和该栅电极26被有选择地除去，使得形成露出该源极和漏极24a和24b的一部分表面的多个接触孔。此时，一个沟槽被形成在该非发射区域中的该中间层电介质27和该栅绝缘层25上，使得露出该接线24d。
尔后，该接触孔充满金属，从而形成多个电极导线28，每个电连接到该源极和漏极24a和24b。此外，缓冲金属层31被形成在非发射区域中的接线24d上。该缓冲金属层31被或者在形成电极导线28和保护层29之后形成，或者该电极导线28被形成的同时而形成。当该缓冲电极层31和该电极导线28被同时形成的时候，该缓冲金属层31是由与该电极导线28相同的材料形成的。在此处，该缓冲电极层31是由不被ITO腐蚀剂腐蚀的金属形成的，诸如铬(Cr)、铜(Cu)、钨(W)、金(Au)、镍(Ni)、银(Ag)、钛(Ti)和钽(Ta)的任何一个或者其任何一种的合金。
随后，诸如SiNx类材料或者SiOx类材料的绝缘材料被淀积在该栅电极26、该中间层电介质27和该电极导线28的整个表面上，以便形成保护层29。然后，该保护层29被有选择地除去，从而露出连接到发射区域中的该漏极24b的该电极导线28。此时，当该保护层29被在形成该缓冲金属层31之后形成的时候，形成在该缓冲金属层31上的该保护层29也被除去。
参考图3B，ITO层被形成在该保护层29上，以便在该发射区域中形成该像素电极30，然后，该ITO层被有选择地除去。用于除去该ITO层30的腐蚀剂对于接线24d的材料可以是腐蚀性的，该ITO层30其被淀积在该非发射区域中。由于该缓冲金属层31被形成在接线24d上，该缓冲金属层31可以防止接线24d被腐蚀。该ITO层30仅被形成在发射区域内的像素区域中，且不形成在该非发射区域中。
此外，如图3C所示，在该保护层29和像素电极30的整个表面上淀积该绝缘层33之后，该绝缘层33被有选择地除去，以便露出该像素电极30和该缓冲金属层31的一部分。该绝缘层33在发射区域中的像素区域之间形成边界区域。
参考图3D，阴影掩模(未示出)被用于在该像素电极30上淀积一个有机电致发光层35。此时，该有机电致发光层35不形成在该非发射层上。
参考图3E，共用电极36被形成在该有机电致发光层35的整个表面上。该共用电极36被形成在发射区域中的有机电致发光层35上，和被形成在非发射区域中的该缓冲金属层31和绝缘层33上。因此，该共用电极36不与该接线24d直接接触。相反，该共用电极36被经由缓冲金属层31电连接到接线24d。
虽然未在附图中示出，在后续的工艺中，保护层(未示出)被形成，以便保护该有机电致发光层35被氧化和潮湿。然后，密封层(未示出)和透明衬底被用于形成一个保护帽。
如上所述，在活性基质有源矩阵电致发光器件及其制造方法中，或者该ITO层没有形成在该接线或者电极上，其接触来自该发射层的外面的共用电极，或者做为选择，形成另一个金属层，而不是该ITO层，从而防止在由该ITO层所引起的界面特性上的变化。
对于那些本领域技术人员来说显而易见，在不脱离本发明的精神或者范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。因此，本发明意欲覆盖所附权利要求和其等同范围之内所提供的本发明的修改和变化。
权利要求
1.一种有源矩阵电致发光器件，包括在衬底的发射区域上形成的晶体管；在衬底的非发射区域上形成的接线；在衬底和晶体管上形成并且露出该接线的一部分的绝缘层；在发射区域中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；和在该电致发光层和该接线上形成的第二电极。
2.根据权利要求1的器件，其中该绝缘层包括一个用于露出在非发射区域上的该接线的一部分的沟槽。
3.根据权利要求1的器件，进一步包括在该接线上形成的金属层。
4.根据权利要求3的器件，其中该金属层是由铬(Cr)、铜(Cu)、钨(W)、金(Au)、镍(Ni)、银(Ag)、钛(Ti)和钽(Ta)中的至少一个形成的。
5.根据权利要求1的器件，其中该接线是由钼(Mo)、铝(Al)和钕(Nd)中的至少一个形成的。
6.根据权利要求1的器件，其中该接线被连接到一个焊盘部分。
7.根据权利要求1的器件，其中该第一电极是由氧化铟锡(ITO)形成的。
8.根据权利要求1的器件，其中该第一电极经由穿透该绝缘层的接触孔被连接到该发射区域的晶体管。
9.根据权利要求1的器件，其中该第二电极是由铝(Al)和铝合金中的一种形成的。
10.一种用于制造有源矩阵电致发光器件的方法，其包括在衬底的非发射区域上形成接线，和在该衬底的发射区域上形成晶体管；在衬底、接线和晶体管上形成一个绝缘层，和有选择地除去该绝缘层，以便露出该接线；在发射区域中的绝缘层上形成第一电极；在第一电极上形成一个电致发光层；和在该电致发光层和该接线上形成第二电极。
11.根据权利要求10的方法，其中该接线和该晶体管的源极和漏极同时形成。
12.根据权利要求11的方法，其中该接线和该源极和漏极是由钼(Mo)、铝(Al)和钕(Nd)中的至少一个形成的。
13.根据权利要求10的方法，其中在发射区域中的绝缘层上形成第一电极包括在该绝缘层的整个表面上淀积一个氧化铟锡(ITO)层；和通过使用不腐蚀该接线的腐蚀剂有选择地除去在非发射区域中的该氧化铟锡层。
14.根据权利要求10的方法，其中当有选择地除去该绝缘层使得露出该接线的一部分的时候，形成了露出该晶体管的一部分的接触孔。
15.根据权利要求10的方法，进一步包括在有选择地除去该绝缘层使得露出该接线之后，在该接线上形成金属层。
16.根据权利要求15的方法，其中该金属层是由铬(Cr)、铜(Cu)、钨(W)、金(Au)、镍(Ni)、银(Ag)、钛(Ti)和钽(Ta)中的至少一个形成的。
17.根据权利要求10的方法，其中该第二电极是由铝(Al)和铝合金中的一种形成的。
18.一种用于制造有源矩阵电致发光器件的方法，其包括在衬底的非发射区域上形成接线，和在该衬底的发射区域上形成晶体管；在衬底、接线和晶体管上形成一个绝缘层，并且有选择地除去该绝缘层，以便露出该接线和该晶体管的源极和漏极；在该接线上形成金属层，和形成连接到每个源极和漏极的电极导线；在该绝缘层和该电极导线的整个表面上形成保护层，并且有选择地除去该保护层，使得露出该金属层和该电极导线；在发射区域中的绝缘层上形成第一电极；在第一电极上形成一个电致发光层；和在该电致发光层和该接线上形成第二电极。
19.根据权利要求18的方法，其中该接线和该晶体管的源极和漏极同时形成。
20.根据权利要求18的方法，其中该金属层和该电极导线同时形成。
21.根据权利要求18的方法，其中该金属层和该电极导线是由相同的材料形成的。
22.根据权利要求21的方法，其中该金属层和该电极导线是由铬(Cr)、铜(Cu)、钨(W)、金(Au)、镍(Ni)、银(Ag)、钛(Ti)和钽(Ta)中的至少一个形成的。
全文摘要
公开了一种用于增强接线的电气特性的有源矩阵电致发光器件及其制造方法。该方法包括在衬底的非发射区域上形成接线和在衬底的发射区域上形成晶体管，在衬底、接线和晶体管上形成一个绝缘层，和有选择地除去该绝缘层，以便露出该接线，在发射区域中的绝缘层上形成第一电极，在第一电极上形成一个电致发光层，和在该电致发光层和该接线上形成第二电极。
文档编号H01L51/50GK1596039SQ20041006415
公开日2005年3月16日 申请日期2004年8月20日 优先权日2003年9月8日
发明者金昌男 申请人:Lg电子株式会社