无源矩阵方式的量子点发光显示装置的制造方法与流程

本发明涉及无源矩阵方式的量子点发光显示装置的制造方法，具体涉及一种使制造工艺简化的无源矩阵方式的量子点发光显示装置的制造方法。

背景技术：

有机发光显示装置是自主发光型显示装置，其不同于液晶显示装置，不需要额外的光源，因此能够制造成轻薄型。有机发光显示装置有有源矩阵方式和无源矩阵方式，有源矩阵方式连接各子像素与薄膜晶体管，从而分别驱动子像素，无源矩阵方式向直交的正极和负极施加电源，从而选择性地驱动位于正极与负极的交叉点上的特定的子像素。

有机发光显示装置的缺点在于，所生成的光的波长取决于构成有机发光层的有机物的种类，因此若要显示多种光，就需要相应地开发多种有机物。为了弥补这种有机发光显示装置的缺点，最近对于量子点(Quantum Dot；QD)发光显示装置的研究正火热进行中。

量子点发光显示装置使用量子点发光层显示特定的颜色。量子点发光显示装置只需控制量子点的大小即可显示想要的颜色，因此具有色彩再现范围大，亮度也不低于发光二极管(Light Emission Diode；LED)的优点。

无源方式的量子点发光显示装置包括正极、与正极交叉的负极以及形成在正极与负极的交叉点上的量子点发光层。其中，形成在正极与负极的交叉点上的量子点发光层作为一个子像素工作。在无源方式的量子点发光显示装置中，为了避免流经特定子像素的量子点发光层的电子以及空穴流到其它子像素的量子点发光层，量子点发光层被绝缘层覆盖，而绝缘层由硅氧化物(SiOx)形成。通过溅射或化学气相蒸镀(Chemical Vapour Deposition；CVD)工序在正极上形成硅氧化物层，并通过光刻(photolithograph)方法对配置量子点发光层的区域的硅氧化物层进行构图，由此形成绝缘层。

然而，构图工序伴随涂布光致抗蚀剂(photoresist)、曝光、显影(development)、蚀刻(etching)以及除去光致抗蚀剂等附带工序，因此量子点发光显示装置的制造工艺有可能变得复杂。此外，绝缘层的厚度薄时，还会经常发生曝光工序中位于硅氧化物层下部的正极受到激光影响的问题。由此，发生降低量子点发光显示装置的生产收率，且提高制造单价的问题。

[相关技术文献]

1、量子点发光元件(专利申请号第10-2010-0078610号)

技术实现要素：

所要解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种无源矩阵方式的量子点发光显示装置及其制造方法，无需构图工序，通过蒸发法(evaporation)形成绝缘层，从而使制造工艺简化，并且使构图工序引起的正极损伤最小化。

本发明的技术问题并不局限于如上提及的技术问题，通过以下记载能够使本领域的技术人员理解未提及的其它技术问题。

解决技术问题的方案

为了解决如上所述的技术问题，本发明一实施例涉及的无源矩阵方式的量子点发光显示装置的制造方法的特征在于，包括以下步骤：在基板上形成正极的步骤，所述正极遮盖彼此分离的多个子像素区域；用铝氧化物(Al₂O₃)形成绝缘层的步骤，所述绝缘层包括分别对应于多个子像素区域的多个开口部；在从多个子像素区域露出的所述正极的上表面形成量子点发光层的步骤；在量子点发光层上形成负极的步骤。

根据本发明的另一特征，形成绝缘层的步骤包括以下步骤：在正极上配置掩模(mask)的步骤，所述掩模包括分别对应于多个子像素区域的掩模区域以及对应于多个子像素区域以外的区域的露出区域；采用蒸发法将铝蒸镀到正极上的步骤；使蒸镀的铝氧化的步骤。

根据本发明的又一特征，形成绝缘层的步骤包括以下步骤：在正极上配置掩模(mask)的步骤，所述掩模包括分别对应于多个子像素区域的掩模区域以及对应于多个子像素区域以外的区域的露出区域；在氧气(O₂)或者臭氧(O₃)环境下，通过蒸发法将铝蒸镀到正极上的步骤。

根据本发明的又一特征，绝缘层具有9F/m至9.8F/m的介电常数(permittivity)。

其它实施例的具体内容包含在详细说明以及附图中。

发明效果

本发明使用能够通过掩模以蒸发法进行蒸镀的铝来形成绝缘层，因此即便不进行构图工序，也能够形成无源方式的量子点发光显示装置的绝缘层。

本发明省略构图工序，因此使无源方式的量子点发光显示装置的制造工序简化，并且使构图工序引起的正极损伤最小化。

本发明的其它效果并不局限于以上所例示的内容，更为多样的效果包含在本说明书中。

附图说明

图1是本发明一实施例涉及的无源矩阵方式的量子点发光显示装置的概略俯视图。

图2是对于图1的II-II′的概略剖视图。

图3是对于图2中A区域的概略的部分放大剖视图。

图4是用于说明本发明一实施例涉及的无源矩阵方式的量子点发光显示装置的制造方法的顺序图。

图5a至图5d是用于说明本发明一实施例涉及的无源矩阵方式的量子点发光显示装置的制造方法的概略剖视图。

附图标记：

100：无源方式的量子点发光显示装置

110：基板

120：正极

130：绝缘层

140：量子点有机物层

141：空穴输送层

142：量子点发光层

143：电子输送层

150：负极

160：分隔壁

570：掩模

571：露出区域

572：掩模区域

580：铝蒸发源

SP/A：子像素区域

OP：开口部

具体实施方式

参照与附图一同详细描述的实施例，本发明的优点、特征及其达成方法将会变得明确。然而，本发明并不限定于以下公开的实施例，而是以各种不同形式实现，提供本实施例的目的只是使本发明的公开完整，并且向本发明所属技术领域的普通技术人员完整地传达本发明的范畴，本发明只由权利要求的范畴来定义。

用于说明本发明实施例的附图中所公开的形状、大小、比例、角度、数量等是例示，本发明并不限定于所图示的内容。在整篇说明书中，相同的附图标记表示相同的构成要素。此外，在对本发明进行说明时，如果认为对于相关的公知技术的具体说明有可能不必要地混淆本发明的要旨，则会省略其详细说明。当使用本说明书中所提及的“包括”、“具有”、“构成”等时，除非使用“仅”，否则可以增加其它部分。当以单数形式表现构成要素时，除非有特别明示的记载内容，否则包括含多个的情况。

在解释构成要素时，即便没有额外的明示记载，也解释为包含误差范围。

在对位置关系进行说明时，例如，通过“在～上”、“在～上部”、“在～下部”、“在～旁”等来说明两个部分的位置关系时，除非使用“就”、“直接”，否则两个部分之间可以存在一个以上的其它部分。

称元件或层位于其它元件或层之“上(on)”时，就在其它元件之上的情况，或者在中间存在其它层或其它元件的情况全都包含在内。

虽然使用第一、第二等来描述各种构成要素，然而这些构成要素并不限于这些术语，这些术语只是用来区分一个构成要素和另一个构成要素。因此，在本发明的技术思想之内，以下提及的第一构成要素也可以是第二构成要素。

在整篇说明书中，相同的附图标记表示相同的构成要素。

附图中图示的各结构的大小及厚度考虑的是便于说明，本发明并不一定限定于所图示的结构的大小及厚度。

本发明各实施例的各个特征能够彼此结合或组合一部分或者全部，技术上能够实现各种联动以及驱动，各实施例可以彼此独立地实施，也可以按照关联关系一同实施。

下面，参照附图对本发明的各种实施例进行详细说明。

图1是本发明一实施例涉及的无源矩阵方式的量子点发光显示装置的概略俯视图。图2是对于图1的II-II′的概略剖视图。图3是对于图2中A区域的概略的部分放大剖视图。参照图1及图2，无源矩阵方式的量子点发光显示装置100包括基板110、正极120、绝缘层130、量子点有机物层140、负极150以及分隔壁160。为了便于说明，图1中未示出量子点有机物层140以及负极150。此外，图1中示出了总共包括16个子像数区域SP/A的无源方式的量子点发光显示装置100，然而无源方式的量子点发光显示装置100的子像素区域SP/A的数量并不限定于此。

基板110是用于支撑无源方式的量子点发光显示装置100的各种构成要素的基板，可以是玻璃基板或是塑料基板。

在基板110上沿着第一方向延伸形成正极120。例如，正极120可以沿着纵向(即，y轴方向)延伸形成，如图1所示。正极120遮盖(cover)多个子像素区域SP/A。各个子像素区域SP/A中，在正极120上配置量子点有机物层140以及负极150，从而形成由正极120、量子点有机物层140以及负极150构成的量子点发光元件。正极120可以由功函数(work function)高的透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide；TCO)形成，以便能够向量子点有机物层140提供空穴。

在正极120上配置绝缘层130。绝缘层130覆盖正极120的上表面，并且如图1所示，其包括使多个子像素区域SP/A露出的多个开口部OP。如图2所示，通过多个开口部OP，正极120的上表面露出于子像素区域SP/A。

绝缘层130由铝氧化物(Al₂O₃)构成。绝缘层130的形成方法可以是在正极120上蒸镀铝(Al)之后使蒸镀的铝(Al)氧化，或是在氧气(O₂)或者臭氧(O₃)环境下蒸镀铝(Al)并使其氧化。通过蒸发法(evaporation)进行蒸镀，对此的详细内容将后述。

绝缘层130具有9.8F/m以下的介电常数(permittivity)。例如，绝缘层130具有8F/m以下的介电常数，或者具有9至9.8F/m的介电常数。绝缘层130的介电常数取决于绝缘层130的形成方法，对此的详细内容将后述。

绝缘层130由介电常数高的铝氧化物(Al₂O₃)构成，因此防止供给到特定量子点发光元件的量子点有机物层140的空穴以及电子流入其它量子点发光元件的量子点有机物层140。即，无源方式的量子点发光显示装置100的量子点发光元件的驱动方式为，当向正极120施加数据电压，且向负极150施加扫描电压时，位于正极120与负极150的交叉点上的量子点有机物层140进行发光。如果提供到量子点有机物层140的空穴以及电子泄漏到与此相邻的其它量子点有机物层140，则会发生即便数据电压及扫描电压只驱动配置在特定子像素区域SP/A的特定量子点发光元件，也使与特定量子点发光元件相邻的其它量子点发光元件一同发光的问题。因此，有必要防止提供到量子点有机物层140的空穴以及电子泄漏到相邻的其它量子点有机物层140，而绝缘层130使子像素之间绝缘，从而防止空穴以及电子泄漏。

量子点有机物层140配置在通过绝缘层130所具备的开口部OP露出的正极120的上表面上。为了详细说明量子点有机物层140，参照图3。

参照图3，量子点有机物层140包括配置在正极120上的空穴输送层141、配置在空穴输送层141上的量子点发光层142以及配置在量子点发光层142上的电子输送层143。

空穴输送层141配置在正极120上，其使从正极120注入空穴变得容易，并且向量子点发光层142输送空穴。

量子点发光层142包括纳米大小的半导体纳米结晶。纳米结晶的大小小于电子与空穴结合而成的激子(exciton)的半径。此时，纳米结晶的能隙(energy bandgap)可以根据纳米结晶的大小和形状变化，处于非稳态的电子从导带(conduction band)降到价带(valance band)时生成特定波长的光。此时，特定波长取决于构成量子点发光层142的纳米结晶的大小。

电子输送层143配置在量子点发光层142上，其使从负极150注入电子变得容易，并且向量子点发光层141输送电子。

负极150与正极120交叉并且沿第二方向延伸。例如，负极150可以沿着与正极120垂直的方向(即，x轴方向)形成。负极150可以由功函数低的金属物质形成，以便能够向量子点有机物层140提供电子。

图4是用于说明本发明一实施例涉及的无源矩阵方式的量子点发光显示装置的制造方法的顺序图。图5a至图5d是用于说明本发明一实施例涉及的无源矩阵方式的量子点发光显示装置的制造方法的概略剖视图。

首先，参照图5a，在基板上形成正极120(S410)。可以通过向基板110溅射透明导电氧化物，或者通过化学气相蒸镀(Chemical Vapour Deposition；CVD)进行蒸镀的方式形成正极120。

接着，参照图5b，用铝氧化物(Al₂O₃)形成绝缘层，所述绝缘层包括对应于彼此分离的多个子像素区域的多个开口部(S420)。可以通过使用掩模570的蒸发法形成绝缘层。具体而言，首先，在基板110上配置掩模570。掩模570包括掩盖子像素区域的掩模区域572以及使蒸镀铝氧化物(Al₂O₃)的区域露出的露出区域571。

在掩模570上配置铝蒸发源(evaporation source)，并向铝蒸发源580施加电子束(electron beam)或者高温热量，从而使铝(Al)蒸发。蒸发的铝(Al)原子经过掩膜570的露出区域571，并在与露出区域571对应的区域中蒸镀到正极120上，但是无法经过掩模570的掩模区域572，因此在与掩模区域572对应的区域中铝(Al)原子无法蒸镀到正极120上。由此，可形成由铝(Al)构成并且具有多个开口部的层。虽然为了便于说明，图5b中示出了铝蒸发源580在上部，基板110在下部，但是在实际蒸发设备内部，也可以将铝蒸发源580配置在下部，并将基板110配置在上部。

参照图5c，铝(Al)蒸镀到正极120上之后，可以伴随氧化工序。氧化工序可以以自然氧化工序或者等离子氧化工序的方式进行。即，由于铝(Al)能够自然氧化，可以在蒸镀铝(Al)之后，在氧气(O₂)环境下放置规定时间，或者向在氧气(O₂)环境下蒸镀的铝层表面诱导等离子放电，以使铝层氧化。由此，可形成由铝氧化物(Al₂O₃)构成的绝缘层130。

根据几个实施例，可以不伴随额外的氧化工序，而是在氧气(O₂)或者臭氧(O₃)环境下进行蒸发法，从而一次性地蒸镀由铝氧化物(Al₂O₃)构成的绝缘层130。此时，由于不伴随额外的氧化工序，因此能够使绝缘层130的形成过程更加简化。

如上所述，通过利用掩模的蒸发法形成包括多个开口部OP的绝缘层130，能够省略额外的构图工序。现有的无源方式的量子点发光显示装置的制造方法中，绝缘层由硅氧化物形成，因此必须进行额外的构图工序。即，若要通过蒸发法蒸镀硅，则需要极高的温度，因而难以采用蒸发法，因此，必须伴随额外的构图工序。由此，使无源方式的量子点发光显示装置的制造工艺变得复杂，或存在构图工序中所使用的高能激光引起的正极120的损伤问题。然而，本发明一实施例涉及的无源方式的量子点发光显示装置的制造方法使用能够在相对于硅较低的温度下通过蒸发法进行蒸镀的铝(Al)来形成绝缘层130，因此无需额外的构图工序，能够使用掩模一次性地形成包括多个开口部OP的绝缘层130，并且能够使构图工序中所引起的正极120的损伤也最小化。

另一方面，由于绝缘层130由铝氧化物(Al₂O₃)形成，因此具有优秀的绝缘特性。例如，当在蒸镀铝(Al)之后通过额外的氧化工序形成绝缘层130时，绝缘层130具有约8F/m以下的介电常数。此外，当在氧气(O₂)或者臭氧(O₃)环境下蒸镀铝(Al)以形成绝缘层130时，绝缘层130具有约9F/m至9.8F/m的介电常数。

参照图5d，此后，在露出于多个子像素区域的正极120的上表面上形成量子点发光层(S430)。首先，在绝缘层130上形成分隔壁160。分隔壁160沿着不同于正极120延伸方向的方向延伸，从而与正极120交叉。使用负性光致抗蚀剂(negative photoresist)形成分隔壁160，其呈倒锥形状。

然后，在露出于子像素区域的正极120上形成量子点有机物层140。具体而言，在正极120上依次形成空穴输送层、量子点发光层以及电子输送层。可以通过将构成各层的物质蒸镀到基板110上的方式形成空穴输送层、量子点发光层以及电子输送层，此时，构成空穴输送层、量子点发光层以及电子输送层的各物质可以因分隔壁160的倒锥形状而不连续地蒸镀在分隔壁160的侧面。这原理与下雪天屋顶下不积雪的原理相同。

然后，在量子点发光层上形成负极150(S440)。如图5d所示，可以通过在基板110上蒸镀导电物质的方式形成负极150。与量子点有机物层140相同，负极150不连续地形成在分隔壁160的侧面。由于分隔壁160以与正极120交叉的方式延伸，在分隔壁160之间断开的负极150可以沿与分隔壁160相同的方向延伸，并且负极150可以以与正极120交叉的方式延伸。

如前所述，本发明一实施例涉及的无源方式的量子点发光显示装置100包括不使用硅氧化物(SiOx)而是使用铝氧化物(Al₂O₃)来形成的绝缘层130。可通过蒸发法形成铝氧化物(Al₂O₃)，并且使用掩模进行蒸镀，因此无需额外的构图工序，能够一次性地形成包括对应于多个子像素区域的多个开口部OP的绝缘层130。因此，能够防止构图工序引起的正极120的损伤，并且能够简化无源方式的量子点发光显示装置100的制造工艺。

以上参照附图对本发明的实施例进行更为详细的说明，然而本发明并不一定局限于这些实施例，而是可以在不脱离本发明技术思想的范围内进行各种变形实施。因此，本发明公开的实施例并非旨在限定本发明的技术思想，而是为了进行说明，本发明技术思想的范围并不由这些实施例限定。因此，对于以上所描述的实施例，只应理解为在所有方面都是例示性的而不是限定性的。本发明的保护范围应当由所附的权利要求范围解释，并且应当解释为与其等同范围内的所有技术思想都包含在本发明的权利要求范围之内。