平面显示器的制作方法

文档序号:8152808
专利名称:平面显示器的制作方法
技术领域
本发明涉及一种平面显示器,特别是涉及一种纯色有源矩阵有机发光显示器(AMOLED),其降低阳极和通孔的圆锥角以防止故障发生。
背景技术
一般地,AMOLED具有多个以矩阵版式排列在衬底上的像素,并且每个像素包括一具有层叠在一起的阳极、有机发射层和阴极的电致发光(EL)元件。AMOLED还包括与EL元件相连的一薄膜晶体管(TFT),其与作为有源元件来驱动该EL元件。
图1是根据现有技术的一底部发射的有机发光显示器(OLED)的剖面图。参考图1,在一绝缘衬底100上形成一缓冲层105,并且在缓冲层105上形成一具有源极区111和漏极区115的半导体层110。在栅绝缘层120上形成栅电极125,而源电极141、漏电极145形成于一层间绝缘层130上,并且分别通过接触孔131和135与源极区111和漏极区115连接。通过这种方式构成TFT。
在一钝化层150上形成作为下部电极的一阳极170,并且通过通孔155与源电极141和漏电极145的漏电极145连接。在衬底上形成一有机发射层185和作为上部电极的一阴极190。以此方式构成有机EL元件。
在传统的具有上述结构的有机发光显示器中,当接触孔或通孔的圆锥角θ11和θ12大时,在阳极170分级部分和接触孔或通孔附近会发生塞孔故障,或者在阳极和阴极间发生断路故障。另外,有机发射层没有被沉积在阳极的分级部分和接触孔与通孔附近,或者没有被均匀地沉积从而有比其它部分薄的厚度。因此,当在阳极和阴极间施加高电压时,有机发射层没有被沉积或薄沉积的地方就有电流密度集中从而产生圆形黑斑。由于黑斑的发生,发射区会减少从而恶化图象质量。
另外,将在衬底整个表面沉积的阴极不会浓密地形成于分级部分,这就导致外部氧气或湿气渗入没有浓密形成的部分。从而,当在阳极和阴极间施加高电压时,由于由电流密度集中而产生的电迁移,在没有浓密沉积的阳极部分在阴极上具有空隙。从而,随着时间继续就会产生圆形黑斑。
图4是用于表示在传统OLED中由接触孔或通孔的高圆锥角导致的恶化机械装置的接触孔附近横截面照片。参考图4,氧气或湿气通过由接触孔或通孔附近的塞孔故障导致的阴极190的开放部分渗入,从而扩散恶化。
图5是用于解释在传统OLED中故障数目和接触孔或通孔圆锥角间关系的图表。参考图5,可以看出,当接触孔或通孔圆锥角为60°或更小时可防止接触孔或通孔附近的故障。图6是示出当接触孔或通孔圆锥角大时在发射区边缘部分发生黑斑的照片。参考图6,可以看出,当接触孔或通孔圆锥角是75°时在发射区边缘部分附近产生大量黑斑。在这种情况下,标记61和62分别表示在通孔和接触孔附近发生的黑斑。
美国专利No.5684365揭示一种技术,在开放边缘限制钝化层的圆锥角以暴露阳极的一些部分。图2是传统底部发射OLED的剖面图。参考图2,在绝缘衬底200上形成缓冲层205,而在缓冲层205上形成具有源极区211和漏极区215的半导体层210。在栅绝缘层220上形成栅电极225,在层间绝缘层230上形成源电极241和漏电极245,而通过接触孔231和235分别和源极区211与漏极区215连接。此外,作为下电极的阳极270形成于层间绝缘层230上,并与漏电极245连接。
由诸如氮化硅层的绝缘层形成的钝化层250在衬底上沉积0.5至1.0μm厚,并且被蚀刻而形成开口275以暴露阳极270的一些部分。在这种情况下,在开口275的边缘布置钝化层250以相对阳极270具有10°至30°的圆锥角θ21。然后在衬底上形成作为上部电极的有机发射层285和阴极290。
在具有上述提及的传统平面显示器中,当蚀刻钝化层来暴露阳极的一些部分时,限制与阳极接触的钝化层圆锥角θ21在10°至30°范围内,以防止有机发射层故障的发生。然而,在接触孔、通孔附近和在如图4、5显示的分级部分中仍产生塞孔和断路故障,并且由于没有浓密沉积的阳极而产生黑斑。
另外,美国专利No.6246179公开了采用具有平面特性的有机绝缘层技术防止在通孔、接触孔和在分级部分发生的故障。图3是具有传统顶部发射结构OLED的剖面图。参考图3,在绝缘层300上形成缓冲层305,并且在缓冲层305上形成具有源极区311和漏极区315的半导体层310。在栅绝缘层320上形成栅电极325,而在层间绝缘层330上形成源电极341与漏电极345,并且分别通过接触孔331和335与源极区311和漏极区315连接。
在钝化层350上形成平面层(planarizing layer)360,而作为下电极的阳极370形成于该平面层360上,并且通过通孔355与源电极341和漏电极345中之一连接,例如,与漏电极345连接。然后像素定义层(pixel defininglayer)365形成为具有开口375以暴露阳极370的一些部分,并且在阳极370和像素定义层365上形成有机发射层385和作为上部电极的阳极390。
在上述OLED中,像素定义层圆锥角θ31限制在20°至80°范围内以防止有机发射层故障,并且平面层被用于防止在接触孔或通孔附近由于衬底表面分级部分而发生的元件故障。然而,元件的可靠性依赖于在像素定义层和阳极间的圆锥角。通过举例方式,当圆锥角大时在开口边缘有机发射层和阴极很可能将要被恶化,并且当圆锥角小时因为寄生电容和配线导致的台阶会对减小圆锥角和像素定义层厚度产生限制。
此外,随着增加对像素定义层的利用更进一步减少了孔径比,而从像素定义层除去的气体导致发射区减小,这导致像素尺寸缩减,从而恶化寿命和图象质量,并且要求用于沉积和蚀刻像素定义层的额外工艺。

发明内容
在根据本发明的实施例中,提供一种平面显示器,其可通过在阳极边缘减小圆锥角以防止故障的发生。
在根据本发明的另一个实施例中,提供一种平面显示器,其可通过减小接触孔和通孔圆锥角以防止故障的发生。
在根据本发明的另一个实施例中,提供一种平面显示器,其可增加孔径比。
在根据本发明的另一个实施例中,提供一种平面显示器,其可延长寿命和增加图象质量。
根据本发明的一个方面,提供一种平面显示器,包括绝缘衬底、在绝缘衬底上形成的下传导层、在下传导层上形成的上传导层、在上传导层和下传导层间形成的绝缘层。绝缘层具有使上传导层和下传导层互相连接的互连孔。相对于绝缘衬底表面,互连孔具有60°或更小的圆锥角。
互连孔可具有在14°至45°范围内圆锥角。下传导层可包括薄膜晶体管的源极区和漏极区,上传导层可包括源/漏电极,并且互连孔可包括用于分别与源电极、漏电极连接的源极区、漏极区的接触孔。下传导层可为薄膜晶体管的源电极和漏电极之一,上传导层可为阳极,并且互连孔可为用于使所述薄膜晶体管的源电极和漏电极之一与阳极相连的通孔。
根据本发明另一方面,提供一种薄膜晶体管,包括具有在绝缘衬底上形成源极区和漏极区的半导体层。在半导体层上形成栅电极,源电极与半导体层的源极区连接,而漏电极与半导体层的漏极区连接。在半导体层和栅电极间形成栅绝缘层,而在源电极、漏电极和栅电极间形成层间绝缘层。栅绝缘层和层间绝缘层具有用于分别连接源极区、漏极区与源电极、漏电极的接触孔。相对于绝缘衬底表面每个所述接触孔具有60°或更小的圆锥角。
圆锥角可为45°或更小。每一个所述接触孔圆锥角的最小值可以由方程θ=tan-1(d1/d2)确定,其中d1是从在所述源电极和漏电极之一与栅电极之间距离最小处源电极和漏电极之一的位置至相应的所述接触孔底部边缘的水平距离,d2是在所述源电极和漏电极之一与栅电极之间距离最小处所述源电极和漏电极之一的位置上栅绝缘层和层间绝缘层的厚度之和。
根据本发明另一实施例,提供一平面显示器,包括至少具有在绝缘衬底上形成的源电极和漏电极的薄膜晶体管,具有用于暴露源电极和漏电极之一的通孔的绝缘层,通过通孔与所述源电极和漏电极之一连接的阳极。相对于绝缘衬底表面通孔有60°或更小的圆锥角,相对于绝缘衬底表面阳极有60°或更小的圆锥角。
通孔的圆锥角可以是45°或更小,并且阳极的圆锥角可以是45°或更小。阳极圆锥角的最小值可以由方程θ=tan-1(d1/d2)确定,其中d1是阳极厚度,和其中d2是阳极下表面长度和阳极上表面长度之差。
根据本发明的另一方面,提供一种平面显示器,包括形成于绝缘衬底上下电极,在下电极上形成的有机发射层,以及在有机发射层上形成的上电极。相对于绝缘衬底表面下电极有60°或更小的圆锥角,并且下电极圆锥角的最小值可以由方程θ=tan-1(d1/d2)确定,其中d1是下电极厚度,d2是下电极下表面长度和下电极上表面长度之差。
下电极可以是阳极和阴极之一,并且上电极可以是阳极和阴极中的另外一个。另外,下电极可以是发射电极,上电极可以是反射电极,并且从有机发射层发射的光可被导向衬底。另外,下电极可以是反射电极,和上电极可以是发射电极,并且从有机发射层发射的光可被导向与衬底相对的方向。另外,下电极和上电极可以是发射电极,并且从有机发射层发射的光可被导向衬底和与衬底相对方向。
有机发射层可包括从空穴注入层、空穴传输层、发射层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层中挑选的至少一薄层。通过激光诱导热成像方法、喷墨印刷方法或沉淀方法形成有机发射层。
根据本发明另一方面,提供一种平面显示器,包括绝缘衬底,具有在绝缘衬底上形成的薄膜晶体管源极区和漏极区的半导体层,以及具有用于暴露源极区部分和漏极区部分接触孔的第一绝缘层。源电极和漏电极通过接触孔分别与源极区和漏极区连接。第二绝缘层形成于第一绝缘层上并且具有用于暴露源电极和漏电极之一的通孔。下电极形成于第二绝缘层上并且通过通孔与上述薄膜晶体管源电极和漏电极之一连接。在下电极上形成有机发射层,并且在有机发生层上形成上电极。相对于绝缘衬底表面,通孔有60°或更小的圆锥角,相对于绝缘衬底表面,下电极有60°或更小的圆锥角。
根据本发明另一个实施例,提供一种平面显示器,包括绝缘衬底,具有在绝缘衬底上形成的薄膜晶体管的源极区和漏极区的半导体层,以及在半导体层上形成的栅电极。在半导体层和栅电极间形成第一绝缘层。第二绝缘层具有接触孔,其用于暴露源极区部分和漏极区部分,并且源电极和漏电极通过接触孔分别与源极区和漏极区连接。在第二绝缘层上形成的第三绝缘层有接触孔,其用于暴露源电极和漏电极之一。下电极形成于第三绝缘层上并且通过通孔与所述薄膜晶体管源电极和漏电极之一相连。在下电极上形成有机发射层,而在有机发射层上形成上电极。相对于绝缘衬底表面通孔和接触孔有60°或更小的圆锥角,相对于绝缘衬底表面下电极有60°或更小的圆锥角。
根据本发明另一个实施例,提供一种平面显示器,包括绝缘衬底,具有在绝缘衬底上形成的薄膜晶体管的源极区和漏极区的半导体层,以及在半导体层上形成的栅电极。在半导体层和栅电极间形成第一绝缘层。第二绝缘层具有接触孔,其用于暴露源极区部分和漏极区部分。源电极和漏电极通过接触孔分别与源极区和漏极区连接。下电极形成于第二绝缘层上并且与源电极和漏电极之一连接。用于钝化的第三绝缘层具有用于暴露下电极部分的开口。在下电极和第三绝缘层上形成有机发射层,而在有机发射层上形成上电极。相对于绝缘衬底表面接触孔和下电极有60°或更小的圆锥角。


参照附图,通过详细说明本发明的一些示例性实施例,本发明上述和其他特征和优点对于本领域技术人员将变得更明显。附图中图1是根据现有技术的有机发光显示器(OLED)剖面图;图2是根据现有技术的具有圆锥形钝化层的OLED剖面图;图3是根据现有技术的具有像素隔离层的OLED剖面图;图4是示出在传统OLED中由于阴极断路而产生的故障发生的照片;图5是用于解释在传统OLED中故障数目和接触孔或通孔圆锥角间关系的图表;图6是示出在传统OLED中在发射区之中接触孔和通孔附近黑斑的照片;图7是根据本发明第一示例性实施例的OLED的剖面图;图8A解释根据本发明第一示例性实施例在OLED中如何确定接触孔的最小圆锥角的原理;图8B解释根据本发明第一示例性实施例在OLED中如何确定阳极的最小圆锥角的原理;图9是根据本发明第二示例性实施例的OLED的剖面图;图10是根据本发明第三示例性实施例的OLED的剖面图;图11A和11B是阐述根据本发明第三示例性实施例的用于制造OLED的第一种方法的剖面图;图12A和12B是阐述根据本发明第三示例性实施例的用于制造OLED的第二种方法的剖面图;图13A和13B是阐述根据本发明第三示例性实施例的用于制造OLED的第三种方法的剖面图;以及图14是根据本发明一示例性实施例,当接触孔或通孔的圆锥角为60°或更小时垂直发射区的照片。
具体实施例方式
下面将参考附图详尽地描述本发明,附图中示出本发明的某些示例性实施例。然而,本发明可以按不同形式具体化并且不应该受限于在此所给出的实施例。附图中,为了清楚起见,夸大了层和区的厚度。在整个说明书和附图中,相应标记/符合表示相应的元件。
参考图7,在绝缘衬底400上形成缓冲层405,并且在缓冲层405上形成具有源极区411和漏极区415的半导体层410。在栅绝缘层420上形成栅电极425,并且层间绝缘层430上形成源电极441和漏电极445,通过接触孔431和435分别与源极区411和漏极区415连接。
在这个和其它示例性实施例中,一个和更多层和/或元件可被称为已形成于或位于绝缘衬底上,即使在绝缘衬底和上述层和/或元件间存在中间层/或元件。通过示例的方式,半导体层410可被称为正形成于绝缘衬底400上,即使其间布置缓冲层405。
作为下电极的阳极470形成于钝化层450上,并且通过通孔455与源电极441和漏电极445之一连接,例如,与漏电极445连接。形成阳极470后,相继形成有机发射层485和阴极490。有机发射层485包括从空穴注入层、空穴传输层、R、G或B发射层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层中挑选的至少一个薄层。
为了防止在接触孔和通孔中元件故障的发生,在本发明第一示例性实施例中,蚀刻层间绝缘层430和栅绝缘层420以形成具有第一圆锥角θ41的接触孔431和435,并且蚀刻钝化层450以形成具有第二圆锥角θ42的通孔455。
接触孔431和435的第一圆锥角θ41表示由接触孔431和435的侧面相对于衬底表面形成的角,第二圆锥角θ42表示由通孔455的侧面相对于衬底表面形成的角。接触孔431和435以及通孔455应该分别具有60°或更小的第一圆锥角θ41和第二圆锥角θ42,以防止如图5所示故障的发生。优选地,接触孔431和435以及通孔455应该分别具有45°或更小的圆锥角。
接触孔431和435用于使传导层与下传导层相连。通过示例方式,接触孔431和435分别用于使源电极441和漏电极445与形成于半导体层410上的源极区411和漏电极415相连,而源电极441和漏电极445形成于栅电极425附近。因此,为了最小化栅电极425与源电极441和漏电极445间的干扰,应该彼此间隔预定距离地排列栅电极425与源电极441和漏电极445。这样,第一圆锥角θ41应该保持在不小于预定值的角度。
图8示出在图7中的接触孔431和435中用于连接漏电极445和漏极区415的接触孔435。
参考图8A,将栅电极425和漏电极445间最小距离定义为d0,从d0为最小的位置到接触孔底部边缘的水平距离定义为d1。此外,将层间绝缘层430厚度d22与栅绝缘层420厚度d21之和定义为d2,其为在栅电极425和漏电极445之间的距离d0为最小的位置上绝缘层厚度。因此,为了防止栅电极425和漏电极445之间的干扰,栅电极425和漏电极445必须保持距离d0。由此,接触孔435应该具有用于保持栅电极425和漏电极445之间最小距离的圆锥角。
从而,用于保持栅电极425和漏电极445间最小距离的第一圆锥角θ41是由以下第一方程给出的。
tanθ41=d2/d1θ41=tan-1(d2/d1) (1)在具有高清晰度的OLED中,基于设计标准d1是2μm,并且当栅绝缘层420的厚度d21是0.1μm以及层间绝缘层430厚度d22是0.4μm时,第一圆锥角最小值由第一方程给出。
换句话说,tanθ41=0.5μm/2μm,θ41=tan-1(0.25)=14°因此,在本发明的第一示例性实施例中第一圆锥角θ41应该在14°至60°范围内。此外,为了最小化栅电极和源电极与漏电极之间的干扰,栅电极425应该具有一预定第四圆锥角θ44。第四圆锥角θ44形成于栅电极侧面和衬底表面之间,并且应该具有与第三圆锥角θ43相同的角度。这样,第四圆锥角θ44应该是60°或更小,优选地,其在14°至45°范围内。在沉积栅电极材料后具有利用锥形蚀刻方法将栅电极425形成为具有第四圆锥角θ44。
阳极470应该具有一预定第三圆锥角θ43,以防止在本发明第一示例性实施例中在阳极边缘发生元件故障。第三圆锥角θ43形成于阳极侧面和衬底表面之间,并且当阳极材料被沉积并形成图案时作为下电极的阳极图案化为具有第三圆锥角θ43。第三圆锥角θ43应为60°或更小,优选地,为45°或更小。
在图8中所示的OLED的结构与图7中所示的OLED的结构并非完全对应。相反,图8B提供用于解释在根据本发明第一示例性实施例的OLED中获得阳极470′的最小圆锥角的原理的视图。图7中阳极470的圆锥角θ43是利用与图8B所述的相同原理计算的。
参考图8B,当形成于钝化层450′上的作为下电极的阳极470′具有厚度d4,并且在具有预定第三圆锥角θ43的阳极470′的上表面和下表面之间长度之差为d5时,下电极圆锥角是由以下方程2给定的。
tanθ43=d4/d5θ43=tan-1(d4/d5)(2)例如,当下电极厚度d4为0.1μm时,并且当基于设计标准而在阳极470′的上表面和下表面之间的长度之差d5为2μm或更小时,第三圆锥角θ43的最小值由方程2获得。
换句话说,tanθ43=0.1μm/2μm,θ43=tan-1(0.05)=2.9°由此,在本发明第一示例性实施例中阳极470′应该具有在2.9°至60°范围内的第三圆锥角。
如同在第一示例性实施例中所进行的,当接触孔和通孔圆锥角被减小到60°或更小并且下电极的圆锥角被减小到60°或更小时,如图14所示,发射区不会产生黑斑。
参考图9,缓冲层505形成于绝缘衬底500上,而具有源极区511和漏极区515的半导体层510形成于缓冲层505上。在栅绝缘层520上形成栅电极525,而源电极541和漏电极545形成于层间绝缘层530上并且通过接触孔531和535分别与源极区511和漏极区515相连。在层间绝缘层530上形成作为下电极的阳极570,并且与源电极541和漏电极545之一相连,例如,与漏电极545连接。
接触孔531和535应该具有在14°至60°范围内的第一圆锥角θ54,优选地在14°至45°范围内。栅电极525具有与接触孔531和535相同的第四圆锥角θ54并应该具有在14°至60°范围内的第四圆锥角θ54,优选地在14°至45°范围内。阳极570应该具有在2.9°至60°范围内的第三圆锥角,并且优选地在2.9°至45°范围内。
在衬底整个表面上形成钝化层550,并且具有用于暴露阳极570部分的开口575。有机发射层585和阴极580形成于钝化层550和开口575的阳极570上。形成于钝化层550上的开口575应该具有40°或更小的第二圆锥角θ52。有机发射层585包括从空穴注入层、空穴传输层、R、G或B发射层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层中挑选的至少一个薄层。
参考图10,缓冲层605形成于绝缘衬底600上,具有源极区611和漏极区615的半导体层610形成于缓冲层605上。栅电极625形成于栅绝缘层620上,而源电极641与漏电极645形成于层间绝缘层630上,并且通过接触孔631和635分别与源极区611和漏极区615相连。
在衬底整个表面上依次形成钝化层650和平面层660。阳极670形成于平面层660上,并且通过在平面层660和钝化层650上形成的通孔655与源电极641和漏电极645之一相连,例如,与漏电极645相连。在阳极670和平面层660上依次形成有机发射层685和阴极690。有机发射层680包括从空穴注入层、空穴传输层、R、G或B发射层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层中挑选的至少一个薄层。
通孔655应该具有在14°至60°范围内的第二圆锥角θ62,优选地在14°至45°范围内。阳极670应该具有在2.9°至60°范围内的第三圆锥角θ63,并且优选地在2.9°至45°范围内。
在根据本发明的第三示例性实施例的OLED中,由于在形成薄膜晶体管后形成阳极之前平面层660被形成为平整衬底平面,所以接触孔631和635可通过常规方法形成或者如同在第一和第二示例性实施例中所进行的形成为使得第一圆锥角θ61在14°至60°范围内。按相同的方式,栅电极625可通过常规方法形成或如同在第一和第二示例性实施例中所进行的形成为使得第四圆锥角θ64在14°至60°范围内。
参考图11A,在层间绝缘层730上沉积钝化层750,在形成薄膜晶体管701的绝缘层衬底700上形成栅绝缘层720和缓冲层705,而在钝化层750上沉积平面层760。薄膜晶体管701可通过常规方法形成或形成为使得栅电极725具有一预定第四圆锥角θ74,并且如同在第一和第二示例性实施例中所进行的使得接触孔731和735具有一预定第一圆锥角θ71。圆锥角θ71和θ74分别与图10中圆锥角θ61和θ64相同。钝化层750是一无机绝缘层,而氮化物层可用作该钝化层。平面层是一有机绝缘层,而BCB层可用作该平面层。
参考图11B,同时干蚀刻钝化层750和平面层760以暴露薄膜晶体管701的源电极741和漏电极745之中的漏电极745,这就导致形成具有60°或更小而优选为40°或更小的第二圆锥角θ72的通孔755。源电极741和漏电极745通过接触孔731和735分别与半导体层710的源极区711和漏极区715相连。
接下来,阳极(图11B中未显示)通过通孔755与漏电极745相连,依次形成有机发射层(图11B中未显示)和阴极(图11B中未显示)。
在图12A和12B示出的制造OLED的第二制造方法不同于图11A和11B示出的如何形成通孔的第一制造方法。更详细地,诸如氮化物层的无机绝缘层作为钝化层850沉积于层间绝缘层830、栅绝缘层820和缓冲层805上,其中栅绝缘层820和缓冲层805形成于其上形成薄膜晶体管801的绝缘衬底800上,并且干蚀刻钝化层850从而暴露薄膜晶体管801的源电极841和漏电极845中的漏电极845,因此形成第一通孔854。栅电极825具有预定第四圆锥角θ84,而接触孔831和835具有如同第一和第二示例性实施例中的预定第一圆锥角θ81。圆锥角θ81和θ84分别具有与图10中圆锥角θ61和θ64相同的角度。
如图12B所示,在衬底上涂覆作为平面层的BCB层并且在该平面层860上形成感光性树脂层853以暴露第一通孔854。利用作为蚀刻掩模的感光性树脂层852干蚀平面层860以形成第二通孔855。第二通孔具有60°或更小的第二圆锥角θ82,优选地为40°或更小。源电极841和漏电极845通过接触孔831和835分别与半导体层810的源极区811和漏极区815相连。
在图13A和13B所示的第三制造方法不同于在图12A和12B所示如何利用感光性有机绝缘层形成通孔的第二制造方法。如图13A所示,诸如氮化物层的无机绝缘层作为钝化层950沉积于层间绝缘层930、栅绝缘层920和缓冲层905上,其中栅绝缘层920和缓冲层905形成于其上形成薄膜晶体管901的绝缘衬底900上,并且干蚀刻钝化层950从而暴露薄膜晶体管源电极941和漏电极945中的漏电极945,因此形成第一通孔954。栅电极925具有预定第四圆锥角θ94,接触孔931和935具有如同第一和第二示例性实施例中的预定第一圆锥角θ91。圆锥角θ91和θ94分别具有与图10中圆锥角θ61和θ64相同的角度。
如图13B所示,作为平面层960的感光有机层,例如,感光BCB层或感光性树脂层,涂覆于钝化层950上并且受曝光工艺的作用以形成用于暴露第一通孔954的第二通孔955。第二通孔955具有60°或更小的第二圆锥角θ92,优选地为40°或更小。源电极941和漏电极945通过接触孔931和935分别与半导体层910的源极区911和漏极区915相连。
根据本发明第一到第三示例性实施例的OLED可用于底部发射结构,其中作为下电极的阳极形成为发射电极,而作为上电极的阴极形成为反射电极。根据本发明第一到第三示例性实施例的OLED也可用于顶部发射结构,其中作为下电极的阳极形成为反射电极而作为上电极的阴极形成为发射电极。此外,根据本发明第一到第三示例性实施例的OLED可用于双侧发射结构,其中作为下电极的阳极和作为上电极的阴极形成为发射电极。
另外,虽然参照具有常规结构的OLED已经描述了本发明的第一到第三示例性实施例,其中的常规结构为依次形成阳极、有机发射层和阴极,但是其也可应于具有反向结构的OLED中,其中依次形成阴极、有机发射层和阳极。此外,它们可以用于在其中利用各种方法形成有机发射层的OLED中,其中的各种方法为,例如沉积方法、喷墨打印方法、激光致热成像方法。
根据本发明,减小通孔、接触孔和下电极的圆锥角,这可防止接触孔和通孔以及在下电极边缘的故障,并且防止有机发射层的故障,从而可提高可靠性和产量。
另外,可以不采用本发明有机薄层的像素定义层以防止元件故障,这可防止或减少由于像素定义层的采用而产生的故障并且简化工艺。
尽管参考一些示例性实施例对本发明进行了说明,但应当理解,本公开是为了阐述本发明而通过示例的方式进行,而这并不意味着限制本发明的范围。本领域的技术人员应该意识到,在不脱离后面所附权利要求及其同等结构中所述的本发明的精神和范围下,可以在形式和细节上进行各种变化。
权利要求
1.一种平面显示器,包括一绝缘衬底;一下传导层,形成于绝缘衬底上;一上传导层,形成于下传导层上;一绝缘层,其形成于上传导层和下传导层之间并且具有一用于使上传导层和下传导层互相连接的互连孔。其中相对于绝缘衬底表面互连孔具有60°或更小的圆锥角。
2.如权利要求1所述的平面显示器,其中该圆锥角是45°或更小。
3.如权利要求1所述的平面显示器,其中该圆锥角至少是14°。
4.如权利要求1所述的平面显示器,其中该下传导层包括一薄膜晶体管的源极区和漏极区,该上传导层包括该薄膜晶体管的源电极和漏电极,并且该互连孔包括用于分别将该源极区和该漏极区连接于该源电极和该漏电极的接触孔。
5.如权利要求1所述的平面显示器,其中该下传导层是一薄膜晶体管的源电极和漏电极之一,该上传导层是一阳极,并且该互连孔是用于将所述薄膜晶体管的源电极和漏电极之一连接于该阳极的一通孔。
6.一种薄膜晶体管,包括一具有一源极区和一漏极区的半导体层,其形成于绝缘衬底上;一栅电极,形成于半导体层上;一源电极和一漏电极,与该半导体层的该源极区和该漏极区相连;一栅绝缘层,形成于该半导体层和该栅电极之间;以及一层间绝缘层,形成于该源电极、该漏电极与该栅电极之间,其中该栅绝缘层和该层间绝缘层具有用于分别将该源极区和该漏极区连接于该源电极和该漏电极的接触孔,并且相对于绝缘衬底表面每个所述接触孔具有60°或更小的圆锥角。
7.如权利要求6所述的薄膜晶体管,其中该圆锥角是45°或更小。
8.如权利要求6所述的薄膜晶体管,其中每个所述接触孔圆锥角最小值由方程θ=tan-1(d1/d2)确定,其中d1是从在该源电极和该漏电极之一与该栅电极之间距离最小处该源电极和该漏电极之一的位置至相应的该接触孔底部边缘的水平距离,以及其中d2是在该源电极和该漏电极之一与该栅电极之间距离最小处该源电极和该漏电极之一的位置上该栅绝缘层和该层间绝缘层的厚度之和。
9.一种平面显示器,包括一具有至少源电极和漏电极的薄膜晶体管,其形成于一绝缘衬底上;一绝缘层,具有用于暴露该源电极和该漏电极之一的一通孔;以及一阳极,其通过该通孔连接于该源电极和该漏电极之一;其中相对于该绝缘衬底表面该通孔具有60°或更小的圆锥角,而相对于该绝缘衬底表面该阳极具有60°或更小的圆锥角。
10.如权利要求9所述的平面显示器,其中该通孔的圆锥角是45°或更小,该阳极的圆锥角是45°或更小。
11.如权利要求9所述的平面显示器,其中该阳极圆锥角的最小值由方程θ=tan-1(d1/d2)确定,其中d1是该阳极厚度,其中d2是该阳极的下表面长度和该阳极的上表面长度之差。
12.如权利要求9所述的平面显示器,其中该绝缘层至少包含从一无机钝化层和一有机平面层中选择之一。
13.一种平面显示器,包括一下电极,形成于一绝缘衬底上;一有机发射层,形成于该下电极上;以及一上电极,形成于该有机发射层上,其中相对于绝缘衬底表面该下电极具有60°或更小的圆锥角,并且该下电极圆锥角的最小值由方程θ=tan-1(d1/d2)确定,其中d1是该下电极的厚度,其中d2是该下电极的下表面长度和该下电极的上表面长度之差。
14.如权利要求13所述的平面显示器,其中该下电极的圆锥角是45°或更小。
15.如权利要求13所述的平面显示器,其中该下电极是阳极和阴极之一,而该上电极是该阳极和该阴极中的另外一个。
16.如权利要求13所述的平面显示器,其中该下电极是一发射电极,该上电极是一反射电极,并且从该有机发射层发射的光被导向该衬底。
17.如权利要求13所述的平面显示器,其中该下电极是一反射电极,该上电极是一发射电极,并且从该有机发射层发射的光被导向该衬底。
18.如权利要求13所述的平面显示器,其中该下电极和该上电极是发射电极,并且从该有机发射层发射的光被导向该衬底和与该衬底相对的方向。
19.如权利要求13所述的平面显示器,其中该有机发射层包括从空穴注入层、空穴传输层、发射层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层中挑选的至少一个薄层。
20.如权利要求13所述的平面显示器,其中该有机发射层是通过激光致热成像方法、喷墨打印方法或沉淀方法形成的。
21.一种平面显示器,包括一绝缘衬底;一具有一薄膜晶体管的源极区和漏极区的半导体层,其形成于该绝缘衬底上;一第一绝缘层,具有用于暴露该源极区部分和该漏极区部分的接触孔;源电极和漏电极,其通过接触孔分别与源极区和漏极区连接;一第二绝缘层,其形成于该第一绝缘层上并具有用于暴露该源电极和该漏电极之一的通孔;一下电极,形成于该第二绝缘层上并通过该通孔与所述薄膜晶体管的源电极和漏电极之一连接;一有机发射层,形成于该下电极上;以及一上电极,形成于该有机发射层,其中相对于该绝缘衬底表面该通孔具有60°或更小的圆锥角,而相对于该绝缘衬底表面该下电极具有60°或更小的圆锥角。
22.如权利要求21所述的平面显示器,其中该通孔的稿圆锥角在14°至45°范围内,而该下电极的该圆锥角在2.9°至45°范围内。
23.如权利要求21所述的平面显示器,其中该第二绝缘层具有一结构,其包括层叠在一起的用于钝化的一绝缘层和用于平面化的一绝缘层。
24.如权利要求21所述的平面显示器,其中该下电极是阳极和阴极之一,而该上电极是该阳极和该阴极中的另外一个。
25.如权利要求21所述的平面显示器,其中该有机发射层包括从空穴注入层、空穴传输层、发射层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层中挑选的至少一个薄层,并且该有机发射层是通过激光致热成像方法、喷墨打印方法或沉淀方法形成的。
26.如权利要求21所述的平面显示器,其中该下电极作为反射极和发射电极中的任何一个,而该上电极作为发射电极,并且从该有机发射层发射的光被导向与该衬底相对的方向,或被导向该衬底和与该衬底相对的方向。
27.一种平面显示器,包括一绝缘衬底;一具有一薄膜晶体管的源极区和漏极区的半导体层,其形成于该绝缘衬底上;一栅电极,形成于该半导体层上;一第一绝缘层,形成于该半导体层和该栅电极之间;一第二绝缘层,其具有用于暴露该源极区部分和该漏极区部分的接触孔;源电极和漏电极,其通过该接触孔分别与该源极区和该漏极区连接;一第三绝缘层,形成于该第二绝缘层上并且具有用于暴露该源电极和该漏电极之一的一通孔;一下电极,形成于该第三绝缘层上并且通过该通孔与所述薄膜晶体管的源电极和漏电极之一连接;一有机发射层,形成于该下电极上;以及一上电极,形成于该有机发射层上,其中相对于该绝缘衬底表面该通孔具有有60°或更小的圆锥角,相对于该绝缘衬底表面该下电极具有60°或更小的圆锥角。
28.如权利要求27所述的平面显示器,其中该接触孔和该通孔具有在14°至45°范围内的圆锥角,而该下电极具有在2.9°至45°范围内的圆锥角。
29.如权利要求27所述的平面显示器,其中该下电极作为一发射电极,而该上电极作为反射和发射电极中的任何一个,并且从该有机发射层发射的光被导向该衬底,或被导向该衬底和与该衬底相对的方向。
30.如权利要求27所述的平面显示器,其中该栅电极呈圆锥形并且具有与所述接触孔相同的圆锥角。
31.如权利要求27所述的平面显示器,其中该有机发射层包括从空穴注入层、空穴传输层、发射层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层中挑选的至少一个薄层,并且该有机发射层是通过激光致热成像方法、喷墨打印方法或沉淀方法形成的。
32.一种平面显示器,包括一绝缘衬底;一具有一薄膜晶体管的源极区和漏极区的半导体层,其形成于该绝缘衬底上;一栅电极,形成于该半导体层上;一第一绝缘层,形成于该半导体层和该栅电极之间;一第二绝缘层,其具有用于暴露该源极区部分和该漏极区部分的接触孔;源电极和漏电极,其通过该接触孔分别与该源极区和该漏极区连接;一下电极,形成于该第二绝缘层上并且与该源电极和该漏电极之一连接;一第三绝缘层,其用于钝化并且具有用于暴露该下电极部分的一开口;一有机发射层,形成于该下电极和该第三绝缘层上;以及该上电极,形成于该有机发射层上,其中相对于该绝缘衬底表面该接触孔和该下电极具有60°或更小的圆锥角。
33.如权利要求32所述的平面显示器,其中该接触孔具有在14°至45°范围内的圆锥角,而该下电极具有在2.9°至45°范围内的圆锥角。
34.如权利要求32所述的平面显示器,其中该下电极是阳极和阴极之一,而该上电极是该阳极和该阴极中的另外一个。
35.如权利要求32所述的平面显示器,其中该有机发射层包括从空穴注入层、空穴传输层、发射层、空穴阻挡层、电子传输层和电子注入层中挑选的至少一个薄层,并且该有机发射层是通过激光致热成像方法、喷墨打印方法或沉淀方法形成的。
36.如权利要求32所述的平面显示器,其中该下电极作为一发射电极,该上电极作为反射和发射电极中的任何一个,并且从该有机发射层发射的光被导向该衬底,或者被导向该衬底和与衬底相对的方向。
37.如权利要求32所述的平面显示器,其中该栅电极具有与该接触孔相同的圆锥角。
38.如权利要求32所述的平面显示器,其中相对于该绝缘衬底表面该第三绝缘层的该开口具有40°或更小的圆锥角。
全文摘要
一种可通过减少接触孔和通孔的圆锥角来降低元件故障的平面显示器。该平面显示器包括一至少具有源电极和漏电极的薄膜晶体管,其形成于绝缘衬底上;一绝缘层,其具有用于暴露源电极和漏电极之一的通孔;以及一阳极,其通过通孔与上述源电极和漏电极之一连接。通孔和阳极具有60°或更小的圆锥角。源电极和漏电极通过接触孔分别与薄膜晶体管的源极区和漏极区连接。接触孔也具有60°或更小的圆锥角。
文档编号H05B33/22GK1622361SQ20041001180
公开日2005年6月1日 申请日期2004年9月23日 优先权日2003年11月27日
发明者金茂显, 宋明原, 曹洧诚 申请人:三星Sdi株式会社
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