专利名称：有机发光器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种有机发光器件及其制造方法，更具体地，本发明涉及一种其中单位像素区的数据线和电源线可以形成在沟槽中且被像素电极叠盖的有机发光器件及其制造方法。
背景技术：
作为大且重的传统阴极射线管(CRT)的替代产品，平板显示器件近来受到了众多关注，其包括液晶显示(LCD)器件、有机发光显示器件、和等离子体显示板(PDP)。
LCD器件是非自发射的。因此，它的亮度、对比度、视角和尺寸都可能受限。虽然PDP是自发射的，但是它一般比其它平板显示器件重，它需要高功耗，以及它的制造可能复杂。有机发光显示器件是自发射的，从而它在视角、对比度等方面具有优势。由于它不需要背光源，所以功耗可以降低，并且它可以制作成尺寸小且重量轻的显示器件。
此外，有机发光显示器件可以通过直流和低电压驱动，并且它具有快的响应速度。而且，有机发光显示器件由固体材料制成，从而它具有宽的温度范围，它不容易因外部冲击而受损，并可以便宜且容易地制造。
图1A和图1B分别是示出传统有机发光器件的平面图和横截面图。
如图1A所示，开关薄膜晶体管(TFT)15、驱动TFT 16、电容器17和第一电极18可以形成在单位像素区内，该单位像素区由可以形成在透明基板11，例如塑料或玻璃上的扫描线12、数据线13和电源线14限定。在有机发光器件发光时，电容器17供给电流；第一电极18是像素电极，它可以电连接到驱动TFT的源电极或漏电极。尽管在图1A中未示出，可以在第一电极上形成至少包括有机发射层的有机层和公共的第二电极。
图1B是沿着图1A中A-A’线的横截面图。如图1B所示，可以在基板11上形成绝缘层，例如缓冲层21、栅绝缘层22和层间绝缘层23，以及可以在层间绝缘层23上形成数据线13和电源线14。可以在数据线13和电源线14上依次形成钝化层24和平整层25，以及可以在平整层25上形成第一电极18。
在这种情形中，第一电极18可以与数据线13和电源线14分开预定间隔31使得电信号不影响第一电极18，从而防止在供应电信号给数据线13和电源线14时发生串扰。然而，在传统的有机发光器件中，第一电极18与诸如数据线和电源线的金属互连分开预定间隔，这可以减少显示器件的开口率。
发明内容
本发明提供一种有机发光器件及其制造方法，其中由于在单位象素区上像素电极重叠数据线，或者数据线和电源线，因此该显示器件可以具有增大的开口率。
在下面的说明中将列出本发明的附加特征，部分从说明中是直观的，或者可以通过实践本发明而得知。
本发明公开了一种有机发光器件，其包括基板和形成在所述基板上的多个单位像素区。单位像素区包括扫描线、数据线、绝缘层和第一电极。所述数据线的一部分形成于在所述绝缘层中形成的沟槽内，以及所述第一电极的一部分重叠所述沟槽。
本发明还公开了一种有机发光器件，其包括基板和形成在所述基板上的多个单位像素区。单位像素区包括扫描线、数据线、电源线、绝缘层和第一电极。第n单位像素区的所述电源线的一部分和第(n+1)单位像素区的所述数据线的一部分形成于在所述绝缘层中形成的沟槽内，以及所述第一电极的一部分重叠所述沟槽。
本发明还公开了一种制造有机发光器件的方法，包括准备基板；在所述基板上形成缓冲层、栅绝缘层和层间绝缘层；以及在所述缓冲层、所述栅绝缘层和所述层间绝缘层中形成沟槽。在所述沟槽内形成数据线的一部分。
本发明还公开了一种制造有机发光器件的方法，包括准备基板；在所述基板上形成缓冲层、栅绝缘层和层间绝缘层；以及在所述缓冲层、所述绝缘层和所述层间绝缘层中形成沟槽。在所述沟槽内形成数据线的一部分和邻近所述数据线的电源线的一部分。
本发明还公开了一种有机发光器件，其包括基板和多个单位区，其中一单位区由形成在所述基板上的扫描线、数据线和电源线限定。在所述单位区内形成有第一TFT、第二TFT和电容器。第一电极与所述第二TFT耦合，及在所述第一电极上形成至少包括有机发射层的有机层和第二电极。所述数据线的一部分和所述电源线的一部分形成在绝缘层中的沟槽内。在第一像素行的一个单位区内和横跨第二像素行的两个单位区形成所述第一电极。
本发明还公开了一种制造有机发光器件的方法，包括准备基板；在所述基板上形成缓冲层；和在所述缓冲层上形成栅绝缘层。在所述栅绝缘层上形成扫描线和层间绝缘层，和蚀刻所述层间绝缘层、所述缓冲层和所述栅绝缘层中的至少一个来形成沟槽。在所述沟槽内形成数据线的一部分和电源线的一部分。第一像素电极形成材料形成在所述基板上并被构图，以在第一像素行的一个单位区中和横跨第二像素行的两个单位区形成第一像素电极。单位区由所述扫描线、所述数据线和所述电源线限定。
能够理解前面的概括性说明和以下的详细说明是示范性的和解释性的，并用于提供对于所要求保护发明的进一步解释。
附图被包括进来以提供对发明的进一步理解，且被并入和构成说明书的一个部分，其图示了发明的实施例并与说明一起用于解释发明原理。
图1A和图1B是分别示出传统有机发光器件的平面图和横截面图；图2A、图2B、图3A、图3B、图4A、图4B、图5A、图5B、图6A和图6B是示出根据本发明的示范性实施例的制造有机发光器件的工艺的平面图和横截面图；图7A、图7B和图7C是示出根据本发明示范性实施例的有机发光器件的平面图。
具体实施例方式
在下文中将参照示出本发明示范性实施例的附图更加全面地说明本发明。然而，此发明可以不同形式实施且不应当理解为受限于这里举出的实施例。相反，提供这些实施例以使得此公开彻底和完整，并将发明范围传达给本领域的技术人员。为了清楚起见放大了图中示出的层或区的厚度。相同的附图标记在说明书全文中用于指代相同的元件。
图2A、图2B、图3A、图3B、图4A、图4B、图5A、图5B、图6A和图6B是示出根据本发明的示范性实施例的制造有机发光器件的工艺的平面图和横截面图。
图2A是示出在基板上形成缓冲层和半导体层的工艺的平面图，和图2B是沿着图2A中A-A’线的横截面图。如图2A和图2B所示，缓冲层102可以形成在基板101上，基板101可以由玻璃、塑料或其它类似材料制成。缓冲层102用于防止杂质，例如在基板101中产生的气体扩散或者渗透到随后形成的元件中。缓冲层102可以厚1000埃至6000埃左右。
非晶硅层可以采用化学气相淀积(CVD)方法、物理气相淀积(PVD)方法、或者其它类似的方法形成在缓冲层102上，并接着进行脱氢。
然后通过采用结晶方法，例如快速热退火(RTA)、固相结晶(SPC)、准分子激光结晶(ELC)、金属诱导结晶(MIC)、金属诱导横向结晶(MILC)、顺序横向固化(SLS)、或者其它类似的方法，将非晶硅层可结晶化成为多晶硅层。该多晶硅层可以被构图以形成半导体层103。
图3A是示出在基板上形成栅绝缘层、第一栅电极、电容器的底电极和第二栅电极的工艺的平面图，和图3B是沿着图3A中A-A’线的横截面图。如图3A和图3B所示，栅绝缘层104可以由单个或多个氧化硅或氮化硅层制成，并可以形成在具有该半导体层的基板上；金属材料可以接着淀积在基板的整个表面上。栅绝缘层104可以厚大约500埃至2000埃。
该金属材料可以接着被构图以形成扫描线105、第一栅电极106、电容器的底电极107和第二栅电极108。
离子可以接着注入到半导体层中以在半导体层(图2A的103)中分别形成第一源区和漏区以及第二源区和漏区(未示出)。
一层间绝缘层109可以接着形成在基板的整个表面上。该层间绝缘层109可以厚大约2000埃至6000埃。
图4A是在基板上形成接触孔和沟槽的工艺的平面图，和图4B是沿着图4A中A-A’线的横截面图。如图4A和图4B所示，栅绝缘层104和层间绝缘层109的一部分可被蚀刻，以形成露出第一源区和漏区、第二源区和漏区、以及底电极107的一部分的接触孔110。在本例中，栅绝缘层104和层间绝缘层109一同可以厚大约2500埃至8000埃。优选地，考虑到栅绝缘层104和层间绝缘层109的功能和形成工艺的便利性，它们的总厚度在大约4000埃至6000埃的范围内。
因此，可以完全去除形成了各个接触孔110处的层间绝缘层109和栅绝缘层104。接触孔110可以使用与蚀刻上述厚度(4000埃至6000埃)的工艺条件相比允许厚度被充分蚀刻(即过蚀刻)的工艺条件形成。也就是说，在形成接触孔110时，进行蚀刻工艺以去除6000埃至8000埃的厚度，这可以大于层间绝缘层109和栅绝缘层104的总厚度。
这里，在形成接触孔110时可以同时形成本发明的沟槽。沟槽可以形成在单个数据线、单个电源线或者数据线和电源线形成的区域中。具体地，沟槽可以包括邻近(或接近)的作为像素电极的第一电极的区域。在第一电极形成为较大时该沟槽可以重叠该第一电极，并且它可以形成在比该重叠区大的区域中。
在形成接触孔110时，可以使用同一掩模在数据线区中形成数据线沟槽111，在电源线区中形成电源线沟槽112。这里，这些沟槽具有允许数据线或电源线的预定区将要形成在其中的宽度和长度。另外，它们可被蚀刻至可以防止与随后形成的第一电极串扰的深度。这里，该沟槽可以蚀刻至大约6000埃至8000埃的深度，如同在上述接触孔蚀刻工艺中一般。该沟槽可以比6000埃至8000埃深，因为绝缘层，例如层间绝缘层和栅绝缘层的蚀刻速率不同于半导体层和电容器的底电极的蚀刻速率，从而可以进行过蚀刻工艺以形成更深的沟槽。
总之，在形成露出电容器的底电极及源区和漏区的接触孔时，该沟槽可以形成在数据线区或电源线区。因此，可以采用蚀刻接触孔的现有的工艺形成沟槽。此外，通过调整掩模的形状或蚀刻接触孔的工艺，沟槽可以形成为具有所需的宽度、长度和深度。如果需要，图中示出的沟槽可以更长和更宽。
图5A是示出在基板上形成第一源电极和漏电极、第二源电极和漏电极、电容器的顶电极、数据线和电源线的工艺的平面图，和图5B是沿着图5A中A-A'线的横截面图。如图5A和图5B所示，金属材料可以形成在具有接触孔和沟槽的基板的整个表面上，和接着被构图以形成第一源电极和漏电极113a、第二源电极和漏电极113b、电容器的顶电极114、数据线115和电源线116。
第一源电极和漏电极113a完成第一TFT，其用作开关TFT；第二源电极和漏电极113b完成第二TFT，其用作驱动TFT。
形成在基板上的金属材料可以厚大约4000埃至6000埃。因此，数据线和电源线可以厚大约4000埃至6000埃，从而电源线和数据线的预定区形成在沟槽内。
图6A是示出在基板上形成钝化层、平整层和第一电极的工艺的平面图，和图6B是沿着图6A的A-A’的横截面图。如图6A和图6B所示，钝化层117和平整层118可以依次形成在基板的整个表面上。钝化层117保护下面的元件，并可以形成为单个或多个氧化硅或氮化硅层，以便允许氢化工艺被执行。平整层118可以由有机材料或无机材料构成，它消除下部的台阶以平整钝化层的表面。
平整层118和钝化层117可以被蚀刻以形成通路孔119，其露出驱动TFT的第二源电极或漏电极。
第一电极形成材料可以接着形成在基板的整个表面上并被构图以形成第一电极120。这里，第一电极120重叠数据线和电源线，如图6A和图6B所示。具体地，数据线和电源线形成在沟槽内，如参照图4A、图4B、图5A和图5B所阐述的，使得从数据线或电源线的顶面至第一电极120的底面的距离121是大约2μm或更大，且优选2.3μm或更大。这个距离可以防止第一电极120与数据线或电源线之间的串扰，允许第一电极120与数据线和电源线重叠。
假定钝化层117和平整层118均厚，数据线或电源线的顶面与第一电极120的底面之间的距离随着沟槽变深而增加。然而，由于沟槽是通过蚀刻层间绝缘层、栅绝缘层和缓冲层而形成的，因此该距离可以不超过预定值。例如，在缓冲层厚4000埃，栅绝缘层厚1000埃，层间绝缘层厚4000埃，钝化层厚6000埃，平整层厚15000埃，数据线或电源线厚5000埃，且沟槽深7000埃(即，当深度与接触孔的蚀刻深度相等时)，第一电极与数据线或电源线之间的距离变成2.3μm。另外，在沟槽深度变成最大值时(即，在缓冲层、栅绝缘层、和层间绝缘层全部被完全蚀刻时)，沟槽的深度变为9000埃，第一电极与数据线或电源线之间的距离变为2.5μm。
因此，根据本发明示范实施例的第一电极可以具有大于传统第一电极(例如，图1A的附图标记18)的面积，因为本发明的第一电极可以重叠数据线和电源线。
至少包括有机发射层的有机层以及第二电极可以接着形成在第一电极上，以完成有机发光器件。
图7A、图7B和图7C是示出根据本发明示范性实施例的有机发光器件的平面图。
图7A是示出根据本发明有机发光器件的示范性实施例的平面图。如图7A所示，可以采用参照图2A至6B阐述的同样的工艺来形成图7A的有机发光器件，除了仅仅数据线沟槽201形成在数据线区的预定区和数据线形成在该数据线沟槽201内。
因此，图7A的有机发光器件具有仅仅重叠在数据线的预定区中的数据线的第一电极，和发射区的尺寸可以通过此重叠区而增加。
图7B是示出根据本发明的有机发光器件的示范性实施例的平面图。如图7B所示，可以进行与参照图2A至6B阐述的同样的工艺来形成有机发光器件。数据线沟槽303可以形成在第一单位像素区301的第一数据线302的预定区中，且数据线和电源线沟槽306可以形成在第二单位像素区304的第二数据线305的预定区中和第一单位像素区301的第一电源线311的预定区中。此外，电源线沟槽309可以形成在末尾单位像素区307的末尾电源线308的预定区中。
因此，数据线沟槽与数据线和电源线沟槽可以形成在第一单位像素区，数据线和电源线沟槽可以形成在第n单位像素区的电源线的预定区和第n+1单位像素区的数据线的预定区，以及数据线和电源线沟槽与电源线沟槽可以形成在末尾单位像素区(其中，n是大于1的整数)。第一电极重叠单位像素区中数据线和电源线的预定区，由此增加它的面积以包括它与数据线重叠的区域和它与电源线重叠的区域。因此，有机发光器件可以具有更高的开口率。
图7C是示出根据本发明的有机发光器件的示范性实施例的平面图。如图7C所示，可以采用与参照图2A至6B所阐述的同样的工艺来形成有机发光器件。第一电极形成材料可被淀积并被构图以形成特定行301的第一电极，该特定行可以是每一奇数行或者每一偶数行，从而第一电极横跨相邻单位像素区形成。即，如图7C所示，与第n单位像素区302的驱动TFT相连的第一电极303b可被构图成也横跨第(n+1)单位像素区304的预定区形成。另一方面，下一行的第一电极可以构图在单个单位像素区中，如参照图7A和图7B所描述的那样。
因此，第一电极303a、303b和303c可以横跨特定行301的两个相邻单位像素区形成(在这种情形中，单位像素区不是总等同于该单位像素)。此外，下一行的第一电极303d和303e可以形成在单个单位像素区。在本例中，三个相邻第一电极(在其上形成了至少包括有机发射层的有机层和第二电极)可以限定一个像素，像素包括红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)。
这里，像素可以条状形式或者三角形式形成。在条状形式下，第一电极303a、303b和303c限定一个像素。或者，在三角形式下，第一电极303a、303b和303d可以限定像素，第一电极303b、303c和303e可以限定像素，或者第一电极303b、303d和303e可以限定像素。也就是说，三角形式R、G、B单位像素可以设置成V字形状或者倒V字形状。
因此，按照图7C的实施例，可以进行简单工艺以在数据线和电源线的预定区形成沟槽，数据线和电源线可以接着根据图7C的实施例形成在所述沟槽内，这使得不仅获得高开口率而且实现三角形式的有机发光器件。
在根据本发明示范性实施例的有机发光器件及其制造方法中，沟槽可以形成在绝缘层以及数据线、电源线上，或者数据线或电源线可以形成在沟槽内，由此增大顶部发射或者底部发射器件中的开口率。此外，由于第一电极与数据线或电源线的预定区之间的垂直距离可得到充分的保证，所以可以防止串扰，并可以实现三角形式的结构而无需重大地改变工艺。
本领域技术人员会明白，在不脱离发明精神或保护范围的条件下，可以在本发明中做出各种修饰和变化。于是，只要它们落在权利要求及其等同物的范围内，本发明意欲涵盖这些修改和变化。
本申请要求于2004年9月2日提交的第2004-70084号韩国专利申请的优先权和权益，由此将其全文以引用方式结合于此。
权利要求
1.一种有机发光器件，包括基板；和形成在所述基板上的多个单位像素区，其中单位像素区包括扫描线、数据线、绝缘层和第一电极，其中所述数据线的一部分形成于在所述绝缘层中形成的沟槽内，以及所述第一电极的一部分重叠所述沟槽。
2.如权利要求1的有机发光器件，其中所述单位像素区进一步包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管；至少包括有机发射层的有机层；第二电极；电容器；以及电源线。
3.如权利要求2的有机发光器件，其中所述扫描线、所述数据线和所述电容器的底电极与所述第一薄膜晶体管耦合；所述电容器的顶电极、所述电源线、和所述第一电极与所述第二薄膜晶体管耦合；以及所述电容器的所述顶电极与所述电源线耦合。
4.如权利要求1的有机发光器件，进一步包括在所述第一电极下面的平整层和钝化层。
5.如权利要求4的有机发光器件，其中所述平整层和所述钝化层合起来的厚度小于2.0μm。
6.如权利要求1的有机发光器件，其中所述数据线的顶面与所述第一电极的底面之间的距离是2.0μm或更大。
7.如权利要求1的有机发光器件，其中所述单位像素区进一步包括薄膜晶体管；及在形成用于所述薄膜晶体管的源电极和漏电极的接触孔的同时形成所述沟槽。
8.如权利要求1的有机发光器件，其中所述绝缘层包括层间绝缘层、栅绝缘层和缓冲层。
9.如权利要求8的有机发光器件，其中所述层间绝缘层厚大约2000埃至6000埃；所述栅绝缘层厚大约500埃至2000埃；及所述缓冲层厚大约1000埃至6000埃。
10.如权利要求1的有机发光器件，其中所述沟槽深大约6000埃至8000埃。
11.如权利要求1的有机发光器件，其中从所述沟槽的底面至所述第一电极的底面的距离是2.0μm或更大。
12.一种有机发光器件，包括基板；和形成在所述基板上的多个单位像素区，其中单位像素区包括扫描线、数据线、电源线、绝缘层和第一电极，其中第n单位像素区的所述电源线的一部分和第(n+1)单位像素区的所述数据线的一部分形成于在所述绝缘层中形成的沟槽内，以及所述第一电极的一部分重叠所述沟槽。
13.如权利要求12的有机发光器件，其中所述单位像素区进一步包括第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管；至少包括有机发射层的有机层；第二电极；及电容器。
14.如权利要求13的有机发光器件，其中所述扫描线、所述数据线和所述电容器的底电极与所述第一薄膜晶体管耦合；所述电容器的顶电极、所述电源线、和所述第一电极与所述第二薄膜晶体管耦合；以及所述电容器的所述顶电极与所述电源线耦合。
15.如权利要求12的有机发光器件，进一步包括在所述第一电极下面的平整层和钝化层。
16.如权利要求15的有机发光器件，其中所述平整层和所述钝化层合起来的厚度小于2.0μm。
17.如权利要求12的有机发光器件，其中所述数据线的顶面与所述第一电极的底面之间的距离是2.0μm或更大。
18.如权利要求12的有机发光器件，其中所述单位像素区进一步包括薄膜晶体管；及在形成用于所述薄膜晶体管的源电极和漏电极的接触孔的同时形成所述沟槽。
19.如权利要求12的有机发光器件，其中所述绝缘层包括层间绝缘层、栅绝缘层和缓冲层。
20.如权利要求19的有机发光器件，其中所述层间绝缘层厚大约2000埃至6000埃；所述栅绝缘层厚大约500埃至2000埃；及所述缓冲层厚大约1000埃至6000埃。
21.如权利要求12的有机发光器件，其中所述沟槽深大约6000埃至8000埃。
22.如权利要求12的有机发光器件，其中从所述沟槽的底面至所述第一电极的底面的距离是2.0μm或更大。
23.一种制造有机发光器件的方法，包括准备基板；在所述基板上形成缓冲层、栅绝缘层和层间绝缘层；在所述缓冲层、所述绝缘层和所述层间绝缘层中形成沟槽；及在所述沟槽内形成数据线的一部分。
24.一种制造有机发光器件的方法，包括准备基板；在所述基板上形成缓冲层、栅绝缘层和层间绝缘层；在所述缓冲层、所述绝缘层和所述层间绝缘层中形成沟槽；及在所述沟槽内形成数据线的一部分和邻近所述数据线的电源线的一部分。
25.一种有机发光器件，包括基板；多个单位区，其中一单位区由形成在所述基板上的扫描线、数据线和电源线限定；在所述单位区内的第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管和电容器；与所述第二薄膜晶体管耦合的第一电极；及形成在所述第一电极上的至少包括有机发射层的有机层和第二电极，其中所述数据线的一部分和所述电源线的一部分形成在绝缘层中的沟槽内，及其中在第一像素行的一个单位区内和横跨第二像素行的两个单位区形成所述第一电极。
26.如权利要求25的有机发光器件，其中形成在所述沟槽内的所述数据线的所述部分和所述电源线的所述部分大于被所述第一电极重叠的所述数据线的区域和所述电源线的区域。
27.如权利要求25的有机发光器件，其中所述第一电极是红、绿和蓝色单位像素中的一个像素电极。
28.如权利要求25的有机发光器件，其中所述绝缘层包括层间绝缘层、栅绝缘层和缓冲层。
29.如权利要求28的有机发光器件，其中所述层间绝缘层厚大约2000埃至6000埃；所述栅绝缘层厚大约500埃至2000埃；及所述缓冲层厚大约1000埃至6000埃。
30.如权利要求25的有机发光器件，进一步包括在所述第一电极下面的平整层和钝化层。
31.如权利要求30的有机发光器件，其中所述平整层和所述钝化层合起来的厚度小于2.0μm。
32.如权利要求25的有机发光器件，其中所述数据线的顶面与所述第一电极的底面之间的距离是2.0μm或更大。
33.如权利要求25的有机发光器件，其中在形成用于所述薄膜晶体管的源电极和漏电极的接触孔的同时形成所述沟槽。
34.如权利要求25的有机发光器件，其中所述沟槽深大约6000埃至8000埃。
35.如权利要求25的有机发光器件，其中从所述沟槽的底面至所述第一电极的底面的距离是2.0μm或更大。
36.一种制造有机发光器件的方法，包括准备基板；在所述基板上形成缓冲层；在所述缓冲层上形成栅绝缘层；在所述栅绝缘层上形成扫描线和层间绝缘层；蚀刻所述层间绝缘层、所述缓冲层和所述栅绝缘层中的至少一个来形成沟槽；在所述沟槽内形成数据线的一部分和电源线的一部分；在所述基板上形成第一像素电极形成材料；及构图所述第一像素电极形成材料，以在第一像素行的一个单位区中和横跨第二像素行的两个单位区形成第一像素电极，其中单位区由所述扫描线、所述数据线和所述电源线限定。
全文摘要
本发明公开了一种有机发光器件及其制造方法，其中单位像素区的数据线、电源线、或者数据线和电源线形成于在绝缘层中形成的沟槽中。第一像素电极重叠所述沟槽。
文档编号H01L51/50GK1744772SQ200510074768
公开日2006年3月8日 申请日期2005年6月2日 优先权日2004年9月2日
发明者黄义勋 申请人:三星Sdi株式会社