元件基板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种元件基板及其制造方法。

背景技术

有机发光二极管是一种电致发光的半导体元件，具有效率高、寿命长、不易破损、反应速度快、可靠性高等优点。一般而言，有机发光二极管包含上电极、下电极以及位于上电极与下电极之间的有机发光半导体。在制备有机发光半导体显示装置的过程中，有机发光二极管的电极有可能会接触到氧气，导致有机发光二极管的电极氧化。有机发光二极管的电极在氧化后可能会产生细小的氧化物颗粒，并影响有机发光二极管的效率。

发明内容

本发明提供一种元件基板，能避免第一电极的第一金属层在制造过程中氧化。

本发明提供一种元件基板的制造方法，能避免第一电极的第一金属层氧化。

本发明的至少一实施例提供一种元件基板。元件基板包括第一基板、第一电极、接合垫以及牺牲电极。第一基板具有主动区以及位于主动区的至少一侧的周边区。第一电极位于主动区之上，且包括第一金属层。接合垫位于周边区之上。牺牲电极位于第一基板之上。牺牲电极包括第二金属层以及牺牲氧化物层。第二金属层电性连接至第一金属层。牺牲氧化物层位于第二金属层的表面，且为第二金属层的氧化物。第二金属层的标准还原电位低于第一金属层的标准还原电位。

本发明的至少一实施例提供一种元件基板的制造方法，包括：提供第一基板，第一基板具有主动区以及位于主动区的至少一侧的周边区；形成第二金属层于第一基板之上；形成接合垫于周边区之上；形成第一电极于主动区之上，其中第一电极包括第一金属层，其中第二金属层电性连接至第一金属层，其中第二金属层的标准还原电位低于第一金属层的标准还原电位；以及通过氧化至少部分第二金属层而于第二金属层的表面形成牺牲氧化物层，且氧化至少部分第二金属层时产生的电子传递至第一金属层。

基于上述，第一金属层电性连接至第二金属层，且第二金属层的标准还原电位低于第一金属层的标准还原电位，因此，在元件基板的制造过程中，第二金属层氧化时所产生的电子可以传递至第一金属层，进而改善了第一金属层在制造过程中出现氧化的问题。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例的一种元件基板的剖面示意图。

图2A至图2E是图1的元件基板的制造方法的剖面示意图。

图3是依照本发明的一实施例的一种元件基板的剖面示意图。

图4是依照本发明的一实施例的一种元件基板的剖面示意图。

图5是依照本发明的一实施例的一种元件基板的俯视图。

图6是依照本发明的一实施例的一种元件基板的俯视图。

附图标记说明：

10,20,30,40,50：元件基板

100：第一基板

110：第一绝缘层

112：第一开口

114：第二开口

116：第三开口

120：第二绝缘层

122：第四开口

130：像素定义层

132：通孔

140：间隙物

200：像素控制电路

310：牺牲电极

312：第二金属层

314：牺牲氧化物层

320：导线

330,332：第一测试信号线

340,334：第二测试信号线

400,410,420：接合垫

500：有机发光二极管

510：第一电极

512：底部氧化物层

512s,514s,516s：侧面

512t,516t：顶面

514：第一金属层

516：顶部氧化物层

520：有机发光材料

530：第二电极

600：第二基板

700：封胶

810：第一测试接垫

820：第二测试接垫

AA：主动区

BA：接合区

CH：通道层

CL：切割线

D：漏极

e：路线

G：栅极

PA：周边区

S：源极

T：主动元件

具体实施方式

以下将以附图公开本发明的多个实施方式，为明确说明，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解的是，这些实务上的细节不应用被以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有的结构与元件在附图中将省略或以简单示意的方式为之。

应当理解，尽管术语“第一”与“第二”等在本文中可以用于描述各种元件、部件、区域、层及/或部分，但是这些元件、部件、区域、及/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。

图1是依照本发明的一实施例的一种元件基板的剖面示意图。请参考图1，元件基板10包括第一基板100、第一电极510、接合垫400以及牺牲电极310。在本实施例中，元件基板10还包括像素控制电路200、导线320、第一测试信号线330、第一绝缘层110、第二绝缘层120、像素定义层130、间隙物140、有机发光材料520、第二电极530、第二基板600以及封胶700。

第一基板100具有主动区AA以及位于主动区AA的至少一侧的周边区PA。周边区PA中包括接合区BA。第一基板100的材质可为玻璃、石英、有机聚合物、或是不透光/反射材料(例如：导电材料、金属、晶圆、陶瓷或其他可适用的材料)或是其他可适用的材料。若使用导电材料或金属时，则在第一基板100上覆盖一层绝缘层(未示出)，以避免短路问题。

像素控制电路200位于第一基板100的主动区AA之上。像素控制电路200可以包括至少一主动元件。在本实施例中，像素控制电路200可以为任何形式的主动元件阵列。

导线320自第一基板100的周边区PA上方延伸进第一基板100的主动区AA上方。虽然在图1中，部分导线320直接位于第一基板100上，但本发明不以此为限。实际上，导线320与第一基板100之间可以隔有绝缘层及/或缓冲层。依据电路布局的需要，导线320可以包括单层或多层结构。具体地说，元件基板10可以包括由多层导电图案层所构成的电路，而不同导电图案层之间夹有绝缘层，且不同导电图案层可以通过绝缘层中的导电通孔而彼此电性连接。在一些实施例中，导线320可以包括分别属于不同导电图案层的多个部分，且导线320分别属于不同导电图案层的多个部分通过导电通孔而电性连接。

另外，在图1中，部分导线320直接位于像素控制电路200上方，但本发明不以此为限。实际上，导线320可以延伸进像素控制电路200中或延伸至像素控制电路200与第一基板100之间。

第一绝缘层110位于第一基板100之上。第一绝缘层110位于周边区PA与主动区AA之上。第一绝缘层110具有第一开口112、第二开口114以及第三开口116。在一些实施例中，第一开口112位于主动区AA之上，第二开口114以及第三开口116则位于周边区PA之上，但本发明不以此为限。第一开口112、第二开口114以及第三开口116的位置可以依据实际需求而进行调整。

第二绝缘层120位于主动区AA之上，并形成于第一绝缘层110上。在本实施例中，第二绝缘层120仅形成于主动区AA上方，且不延伸至周边区PA。第二绝缘层120具有第四开口122。第四开口122重叠于第一开口112。

第一电极510位于第一基板100的主动区AA之上，且填入第一绝缘层110的第一开口112与第二绝缘层120的第四开口122中。第一电极510电性连接至像素控制电路200与导线320。

在一些实施例中，第一电极510包括按序堆叠的底部氧化物层512、第一金属层514以及顶部氧化物层516。底部氧化物层512填入第一开口112与第四开口122中。第一金属层514包覆底部氧化物层512的顶面512t以及侧面512s。顶部氧化物层516的侧面516s与第一金属层514的侧面514s对齐。

在一些实施例中，底部氧化物层512以及顶部氧化物层516的材料包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物或其他合适的氧化物。在一些实施例中，第一金属层514的材料包括铝、银、镁、前述金属的合金或其他金属材料。

像素定义层130位于第一电极上510。在一些实施例中，像素定义层130接触第一电极510的第一金属层514的侧面514s以及顶部氧化物层516的顶面516t。像素定义层130包括重叠于第一电极510的通孔132。

有机发光材料520位于像素定义层130的通孔132中，且接触第一电极510的顶部氧化物层516。第二电极530位于有机发光材料520与像素定义层130上，且有机发光材料520位于第二电极530与第一电极510之间。

在本实施例中，第一电极上510、有机发光材料520以及第二电极530构成一个有机发光二极管500。有机发光二极管500电性连接至像素控制电路200与导线320。图1以元件基板10包含一个有机发光二极管500为例进行说明。然而，元件基板10中的有机发光二极管500的实际数量可以依照需求而进行调整。举例来说，元件基板10可以包括排成阵列的多个有机发光二极管500。

第二基板600重叠于第一基板100设置。在本实施例中，第二基板600仅重叠于第一基板100的主动区AA，但本发明不以此为限。第二基板600为透明基板，其材质可为玻璃、石英、有机聚合物或是其他可适用的材料。

间隙物140位于像素定义层130上，且间隙物140适用于控制第一基板100与第二基板600之间的间距。第二电极530选择性地形成于间隙物140上。换句话说，第二电极530可以位于间隙物140上，也可不位于间隙物140上。

封胶700位于第一基板100与第二基板600之间，且用于将第二基板600固定于第一基板100上方。

接合垫400位于第一基板100的周边区PA之上。在本实施例中，接合垫400位于周边区PA中的接合区BA之上。接合垫400填入第一绝缘层110的第二开口114中。在本实施例中，接合垫400电性连接至导线320，并通过导线320而电性连接至第一电极510。在一些实施例中，接合垫400的材料包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物或其他合适的氧化物。

牺牲电极310位于第一基板100的周边区PA之上。牺牲电极310位于第一绝缘层110的第三开口116的底部。牺牲电极310包括第二金属层312以及牺牲氧化物层314，其中牺牲氧化物层314位于第二金属层314的表面，且牺牲氧化物层314为第二金属层314的氧化物。举例来说，第二金属层314包括铝、钛、钼、前述金属的合金或其他金属材料，且牺牲氧化物层314包括铝的氧化物、钛的氧化物、钼的氧化物或其他金属材料的氧化物。牺牲氧化物层314是由第二金属层314氧化后所形成。举例来说，在制造元件基板10的过程中，空气通过第一绝缘层110的第三开口116而接触第二金属层314的表面，使第二金属层314的表面被氧化并形成牺牲氧化物层314。在一些实施例中，牺牲氧化物层314包括不导电的氧化物，且牺牲氧化物层314的材料不同于接合垫400的材料。在图1中，第二金属层314对应于第三开口116的表面皆被氧化成牺牲氧化物层314，因此，第三开口116的整个底部皆为牺牲氧化物层314，但本发明不以此为限。在其他实施例中，第二金属层314对应于第三开口116的表面仅部分被氧化成牺牲氧化物层314。

在一些实施例中，牺牲电极310电性连接至第一测试信号线330。第一测试信号线330适用于电性连接牺牲电极310至第一测试接垫(未绘出)。在一些实施例中，第一测试接垫与部分第一测试信号线330在制造元件基板10的工艺中可以被移除。

第一电极510的第一金属层514电性连接至第二金属层310。在本实施例中，第一电极510的第一金属层514通过导线320而电性连接至接合垫400与第二金属层310。在一些实施例中，导线320、第二金属层310与第一测试信号线330连成一体，且属于相同的导电图案层，但本发明不以此为限。在其他实施例中，第二金属层310通过其他导电结构而间接地电性连接至导线320与第一测试信号线330。换句话说，第二金属层310、导线320与第一测试信号线330可以属于不同的导电图案层。

在本实施例中，第二金属层310的标准还原电位低于第一金属层514的标准还原电位。举例来说，第一金属层514包括银，而第二金属层312的标准还原电位低于银的标准还原电位(+0.7996V)。基于前述，在元件基板10的制造过程中，第二金属层312氧化时所产生的电子可以传递至第一金属层514，进而避免第一金属层514在制造过程中氧化。

图2A至图2E是图1的元件基板的制造方法的剖面示意图。

请参考图2A，提供具有主动区AA以及位于主动区AA的至少一侧的周边区PA的第一基板100。周边区PA中包括接合区BA。

形成像素控制电路200、导线320、第二金属层312以及第一测试信号线330于第一基板100之上。像素控制电路200位于主动区AA之上，且第二金属层312以及第一测试信号线330位于周边区PA之上。导线320自周边区PA延伸至主动区AA，并电性连接第二金属层312与像素控制电路200。

形成第一绝缘层110于主动区AA与周边区PA之上。形成第二绝缘层120于主动区AA之上。第一绝缘层110具有第一开口112、第二开口114以及第三开口116。第二绝缘层120具有重叠于第一开口112的第四开口122。

第二金属层312位于第三开口116的底部，且第三开口116暴露出第二金属层312的表面。

请参考图2B，形成第一电极312于主动区AA之上。在本实施例中，形成第一电极510于第一开口112与第四开口122中。第一电极510包括按序堆叠的底部氧化物层512、第一金属层514以及顶部氧化物层516。

在一些实施例中，先形成底部氧化物层512于第一开口112与第四开口122中。接着于底部氧化物层512上形成第一金属层514以及顶部氧化物层516，其中第一金属层514以及顶部氧化物层516是通过同一道图案化工艺所形成，因此顶部氧化物层516的侧面516s与第一金属层514的侧面514s对齐。

第一金属层514电性连接至接合垫400以及第二金属层312。第二金属层312的标准还原电位低于第一金属层514的标准还原电位。

形成接合垫400于周边区PA之上。在本实施例中，形成接合垫400于第二开口114中。接合垫400电性连接至导线320与第二金属层312。在一些实施例中，接合垫400与底部氧化物层512或顶部氧化物层516属于相同膜层。换句话说，接合垫400与底部氧化物层512或顶部氧化物层516同时形成，但本发明不以此为限。在其他实施例中，接合垫400也可以与底部氧化物层512及顶部氧化物层516不同时形成。

请参考图2C，通过氧化至少部分第二金属层312而于第二金属层312的表面形成牺牲氧化物层314，以形成包括第二金属层312以及牺牲氧化物层314的牺牲电极。

在本实施例中，氧化至少部分第二金属层312时产生的电子传递至第一金属层514。举例来说，电子沿着路线e传递至第一金属层514接触空气的侧面514s，因此，可以改善第一金属层514因为接触空气而氧化的问题。

请参考图2D，形成像素定义层130于第一电极510上。像素定义层130接触第一电极510的第一金属层514。在本实施例中，像素定义层130覆盖第一金属层514的侧面514s与顶部氧化物层516的侧面516s。像素定义层130包括重叠于第一电极510的通孔132。形成间隙物140于像素定义层130上。

请参考图2E，形成有机发光材料520于像素定义层130的通孔132中。形成第二电极530于有机发光材料520上。有机发光二极管500包括第一电极510、有机发光材料520与第二电极530。

最后，如图1所示，提供第二基板600于第一基板100上方，并以封胶700将第二基板600固定于第一基板100上方。至此，元件基板10大致完成。

图3是依照本发明的一实施例的一种元件基板的剖面示意图。在此必须说明的是，图3的实施例沿用图1和图2A至图2E的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。

请参考图3，在元件基板20中，位于主动区AA之上的像素控制电路200包括主动元件T。

主动元件T包括栅极G、通道层CH、源极S以及漏极D。通道层CH位于第一基板100之上。栅极G重叠于通道层CH，且栅极绝缘层GI位于栅极G与通道层CH之间。层间介电层ILD位于栅极G与栅极绝缘层GI之上。本实施例中，栅极绝缘层GI与层间介电层ILD位于主动区AA之上以及周边区PA之上，但本发明不以此为限。在其他实施例中，栅极绝缘层GI与层间介电层ILD位于主动区AA之上，且不延伸至周边区PA。源极S以及漏极D位于层间介电层ILD之上，且电性连接至通道层CH。

在本实施例中，主动元件T为顶部栅极型薄膜晶体管，但本发明不以此为限。在其他实施例中，主动元件T为底部栅极型薄膜晶体管、双栅极型薄膜晶体管或其他形式的薄膜晶体管。

像素控制电路200的主动元件T电性连接第一电极510。在本实施例中，主动元件T的漏极D电性连接第一电极510与牺牲电极310，而主动元件T的源极S电性连接接合垫400。接合垫400与牺牲电极310可以通过主动元件的通道层CH而彼此电性连接。图3省略示出了电性连接源极S至接合垫400的信号线，源极S与接合垫400之间可以通过任何形式的信号线而电性连接。

图4是依照本发明的一实施例的一种元件基板的剖面示意图。在此必须说明的是，图4的实施例沿用图3的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。

请参考图4，在元件基板30中，位于主动区AA之上的像素控制电路200包括主动元件T。

主动元件T包括栅极G、通道层CH、源极S以及漏极D。像素控制电路200的主动元件T电性连接第一电极510。在本实施例中，主动元件T的漏极D电性连接第一电极510，而主动元件T的源极S电性连接牺牲电极310与接合垫400。第一电极510与牺牲电极310可以通过主动元件的通道层CH而彼此电性连接。

图5是依照本发明的一实施例的一种元件基板的俯视图。在此必须说明的是，图5的实施例沿用图1和图2A至图2E的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。

请参考图5，元件基板40包括第一基板100、第一电极510、接合垫410、接合垫420、导线320、牺牲电极310、第一测试信号线330、第二测试信号线340、第一测试接垫810以及第二测试接垫820。

第一基板100具有主动区AA以及位于主动区AA的至少一侧的周边区PA。在本实施例中，主动区AA为圆形，且周边区PA环绕主动区AA。在其他实施例中，主动区AA为矩形或其他几何形状。

第一电极510位于主动区AA之上，且包括第一金属层514。在图5中，第一电极510以矩形为例，但本发明不以此为限。第一电极510的形状可以依照实际需求而进行调整。

接合垫410以及接合垫420位于周边区PA之上。在本实施例中，接合垫410电性连接至第一电极510，而接合垫420电性连接至主动区AA上的其他构件。举例来说，接合垫420电性连接至有机发光二极管的第二电极(图5省略示出)。

牺牲电极310位于第一基板100之上。在本实施例中，牺牲电极310位于周边区PA之上。牺牲电极310包括第二金属层312以及牺牲氧化物层(图5省略示出)。第二金属层312电性连接至第一金属层514。第二金属层312的标准还原电位低于第一金属层514的标准还原电位。牺牲氧化物层位于第二金属层312的表面，且牺牲氧化物层为第二金属层312的氧化物。

第一测试接垫810以及第二测试接垫820形成于周边区PA之上。第一测试接垫810电性连接至第一电极510。举例来说，第一测试信号线330电性连接第一测试接垫810与牺牲电极310，导线320电性连接牺牲电极310至接合垫410与第一电极510。在本实施例中，牺牲电极310位于第一测试接垫810与接合垫410之间。

第二测试信号线340电性连接第二测试接垫820与接合垫420。

在一些实施例中，元件基板40的制造方法选择性地还包括沿着切割线CL切割第一基板100，并移除第一测试接垫810以及第二测试接垫820。在本实施例中，部分的第一测试信号线330与第二测试信号线340亦会在切割第一基板100之后被移除。

图6是依照本发明的一实施例的一种元件基板的俯视图。在此必须说明的是，图6的实施例沿用图5的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。

请参考图6，在元件基板50中，两个以上的第一电极510电性连接至同一个牺牲电极310。换句话说，两个以上的第一金属层514电性连接至同一个第二金属层312。在本实施例中，多个第一金属层514通过多条导线320而电性连接至多个接合垫410与一个第二金属层312。

第一测试接垫810以及第二测试接垫820形成于周边区PA之上。第一测试接垫810电性连接至第一电极510。举例来说，第一测试信号线332电性连接第一测试接垫810与接合垫410，导线320电性连接接合垫410至第一电极510。

第二测试信号线334电性连接第二测试接垫820与接合垫420。

在本实施例中，元件基板50的制造方法还包括沿着切割线CL切割第一基板100，并移除第一测试接垫810、第二测试接垫820以及牺牲电极310。在本实施例中，部分的第一测试信号线332、第二测试信号线334与导线320亦会在切割第一基板100之后被移除。

综上所述，在元件基板中，第一电极的第一金属层电性连接至牺牲电极的第二金属层，且第二金属层的标准还原电位低于第一金属层的标准还原电位，因此，在元件基板的制造过程中，第二金属层氧化时所产生的电子可以传递至第一金属层，进而改善了第一金属层在制造过程中出现氧化的问题。