電致發光顯示器的製造方法
2023-06-30 12:46:46
專利名稱：電致發光顯示器的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種電致發光顯示器(electro-luminescent display)，且特別涉及一種製造其像素區(pixel area)的方法。
背景技術：
近來平面顯示器的技術有大幅地進步，其部分原因是因為在襯底如玻璃上製造薄膜電晶體(TFT)的技術越來越成熟。相對於需要背光源的液晶材料，許多人正大力研究可自行發光的電致發光元件，如有機發光二極體(OLED)，且因為電致發光元件可自行發光，所以比需要背光源的液晶顯示器的亮度更高。
圖1為現有電致發光顯示元件10的剖面圖，包括薄膜電晶體區110與像素區120，電致發光顯示元件10包括襯底130、氮化矽緩衝層132、氧化矽緩衝層134、柵極氧化層136、層間介電(ILD)層138、銦錫氧化物(ITO)層140、有機發光層142與陰極層144。
在形成電致發光顯示元件10的過程中，原本沉積在像素區120裡的柵極氧化層136與層間介電(ILD)層138必須被移除，因為它們的存在會降低發光強度，其移除方式是利用光微影步驟先在像素區120中定義出柵極氧化層136與層間介電(ILD)層138所要移除的部分，然後再將此部分以蝕刻方式移除，以露出其下的氧化矽緩衝層134，然後再於其上沉積銦錫氧化物(ITO)層140與有機發光層142，以形成如圖所示的襯底。
但此現有工藝方式會產生不平坦表面，因為柵極氧化層136與其下的氧化矽緩衝層134的蝕刻選擇性很低，所以很難適當地控制蝕刻工藝的終點，這會使像素區120中的氧化矽緩衝層134產生不平坦的表面，所以隨後所形成的銦錫氧化物(ITO)層140與有機發光層142也會產生不平坦的表面，而這會造成電致發光顯示元件10效能的嚴重下降。
所以業界亟需提出一種電致發光顯示器的工藝，以改善像素區材料層的不平坦面。
發明內容
本發明公開一種製造電致發光顯示元件的方法，以提高形成於像素區中材料層表面平坦度，其中蝕刻停止層與第一以及第二緩衝層具有蝕刻選擇性，因為有此蝕刻停止層的存在，所以很容易控制第一緩衝層的蝕刻，且在蝕刻時不會對其下的柵極氧化層造成傷害；接下來移除蝕刻停止層，此時第二緩衝層大體上還是保持平坦的表面，以改進電致發光顯示元件的整體效能。
本發明公開一種製造電致發光顯示元件中像素區的方法，包括形成至少一緩衝層於襯底上；形成蝕刻停止層於緩衝層上；形成至少一中間層於蝕刻停止層上；蝕刻中間層以露出蝕刻停止層，且蝕刻停止層與中間層實質上具有蝕刻選擇性；以及蝕刻蝕刻停止層以露出緩衝層，且緩衝層與蝕刻停止層實質上具有蝕刻選擇性，以提高暴露緩衝層表面平坦度。
按照本發明的另一方面，提供一種製造電致發光顯示元件中至少一像素區的方法，包括形成第一緩衝層於襯底上；形成第二緩衝層於第一緩衝層上；形成蝕刻停止層於第二緩衝層上；形成第一中間層於蝕刻停止層上；形成第二中間層於第一中間層上；蝕刻第一中間層與第二中間層以露出蝕刻停止層，該蝕刻停止層與該第一中間層實質上具有選擇性蝕刻比；蝕刻蝕刻停止層以露出第二緩衝層，該第二緩衝層與該蝕刻停止層實質上具有選擇性蝕刻比；以及形成像素電極層於暴露的第二緩衝層上。
按照本發明的又一方面，提供一種製造電致發光顯示元件中一像素區的方法，包括形成至少一以氧化矽為主的緩衝層於襯底上；形成以多晶矽為主的蝕刻停止層於緩衝層上；形成至少一以氧化矽為主的中間層於蝕刻停止層上；蝕刻中間層以露出蝕刻停止層，其中該中間層與該蝕刻停止層的蝕刻比大於20；以及蝕刻該蝕刻停止層以露出緩衝層，其中該蝕刻停止層與該緩衝層的蝕刻比大於20，以提高暴露緩衝層的表面平坦度。
此外，請參閱下列特定實施例的描述，以更加了解本發明操作的建構與方法以及其目的與優點，且在閱讀時請一併參考附圖。
圖1為一現有電致發光顯示元件的剖面圖；圖2A～2I為一系列剖面圖，用以說明本發明一優選實施例形成電致發光顯示元件的像素區的流程，以提高其表面平坦度；圖3A～3D為一系列剖面圖，用以說明本發明另一優選實施例形成電致發光顯示元件的像素區的流程，以提高其表面平坦度。
附圖標記說明10～電致發光顯示元件110～薄膜電晶體(TFT)區120、200、300～像素區130、210、310～襯底132～氮化矽緩衝層134～氧化矽緩衝層136～柵極氧化層138～層間介電(ILD)層140～銦錫氧化物(ITO)層142～有機發光層144～陰極層220、320～第一緩衝層230、330～第二緩衝層240、340～蝕刻停止層250、350～第一中間層260、360～第二中間層270、370～導電層280、380～像素電極層具體實施方式
本發明公開一種製造電致發光顯示元件的工藝，以提高形成於像素區中材料層表面平坦度，其中蝕刻停止層與第一以及第二緩衝層具有蝕刻選擇性，因為有此蝕刻停止層的存在，所以很容易控制第一緩衝層的蝕刻，且在蝕刻時不會對其下的柵極氧化層造成傷害；接下來移除蝕刻停止層，此時第二緩衝層大體上還是保持平坦的表面，以改進電致發光顯示元件的整體效能。
圖2A～2I說明本發明一實施例的電致發光顯示元件中像素區200的工藝。在圖2A中，利用如化學氣相沉積(CVD)、低壓化學氣相沉積(LPCVD)或等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)等工藝在襯底210上形成第一緩衝層220，且此層由如氮化矽等介電材料所構成，而襯底210包括(但不限於)玻璃、石英或聚合物等材料。在圖2B中，利用如CVD、LPCVD或PECVD等工藝在第一緩衝層220上形成第二緩衝層230，此層可為氧化矽(SiOx)層，且第一與第二緩衝層220與230可延伸到TFT區(未顯示)。
在圖2C中，蝕刻停止層240形成於第二緩衝層230上，此層可為具有厚度500埃的多晶矽層，且可藉由兩步驟形成，第一步驟就是將多晶矽沉積於像素區220與TFT區中，而第二步驟就是對多晶矽層進行回蝕刻，以在TFT區中形成源極與漏極電極，且在像素區220中形成蝕刻停止層240，且由於蝕刻停止層240與源極、漏極都是用相同的多晶矽層所構成，所以就不需額外的掩模以節省成本，此外，蝕刻停止層可為任何的材料，只要此材料與第一、第二緩衝層具有蝕刻選擇性即可。
在圖2D中，第一中間層250形成於蝕刻停止層240上，且此層可為厚度約1000埃的氧化矽層，且此層可延伸到TFT區(未顯示)，在此實施例中，在TFT區中的第一中間層250為柵極氧化層。
在圖2E中，第二中間層260形成於第一中間層250上，且此層可為厚度約2500埃的氧化矽層，且此層可延伸到TFT區(未顯示)，在此實施例中，在TFT區中的第二中間層260為層間介電(ILD)層。
在圖2F中，利用溼蝕刻或幹蝕刻等方式對第一與第二中間層250與260進行回蝕刻處理，且所使用的蝕刻劑對第一、第二中間層250、260與蝕刻停止層具有一定的蝕刻選擇比，例如利用緩衝氧化物蝕刻劑(buffered oxideetchants，簡稱BOE)來蝕刻以氧化矽為主要材料的第一與第二中間層250與260，此BOE為HF和NH4F的混合物，且相對於多晶矽而言，對氧化矽具有較高的蝕刻率，所以可在移除第一與第二中間層250與260的同時，不會影響到蝕刻停止層240的表面平坦度，此表面一致度的定義如下一致度＝[(最大厚度-最小厚度)/(最大厚度+最小厚度)]*100％，換句話說，第一中間層250可被過度蝕刻，在此例中，氧化矽與多晶矽的蝕刻比大於20，如此可使蝕刻終點藉由偵測反應的反應物與/或產物而易於測得。
在圖2G中，利用對蝕刻停止層240與其下的第二緩衝層230具有高選擇性的蝕刻劑對蝕刻停止層240進行回蝕刻，如利用氯等離子體蝕刻由多晶矽所構成的蝕刻停止層240，因為相對於氧化矽，氯等離子體對多晶矽而言具有高的蝕刻選擇比，所以可在移除蝕刻停止層240的同時不會影響到第二緩衝層230的表面平坦度，換句話說，蝕刻停止層240可被過度蝕刻，在此例中，氧化矽與多晶矽的蝕刻比大於20，如此可提高第二緩衝層230的表面平坦度。
以下列表為第二緩衝層一致度的實驗結果，此結果利用掃描式電子顯微鏡(SEM)量測具有約500埃的第一緩衝層的200mm*200mm襯底。
在圖2H中，形成導電層270以與TFT區中的源極與漏極電極連接。在圖2I中，像素電極層280如ITO層形成於第二緩衝層230與第二中間層260上，且其具有平坦表面，所以可改善電致發光顯示元件的整體效能。
圖3A～3D說明本發明一實施例的電致發光顯示元件中的像素區300的工藝。
在圖3A中，利用圖2A～2F所述的類似工藝在像素區300中形成如圖所繪的結構，此結構包括襯底310、第一緩衝層320、第二緩衝層330、蝕刻停止層340、第一中間層350與第二中間層360；在圖3B中，導電層370形成於部分的第一中間層350與蝕刻停止層340上；在圖3C中，將未被導體層370所覆蓋的蝕刻停止層340移除，且因為其具有高的蝕刻選擇比，所以此蝕刻大致上不會影響到其下第一中間層350的表面平坦度；然後再將像素電極層380形成於暴露的第二緩衝層330與第二中間層360上，如圖3D所示。
雖然本發明已公開優選實施例如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域內的技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍以所附權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種製造電致發光顯示元件中至少一像素區的方法，包括形成至少一緩衝層於一襯底上；形成一蝕刻停止層於該緩衝層上；形成至少一中間層於該蝕刻停止層上；蝕刻該中間層以露出該蝕刻停止層，該蝕刻停止層與該中間層實質上具有一選擇性蝕刻比；以及蝕刻該蝕刻停止層以露出該緩衝層，該緩衝層與該蝕刻停止層實質上具有一選擇性蝕刻比。
2.如權利要求1所述的製造電致發光顯示元件中至少一像素區的方法，還包括在蝕刻該蝕刻停止層後形成一像素電極層於該暴露的緩衝層上。
3.如權利要求1所述的製造電致發光顯示元件中至少一像素區的方法，其中該中間層與該蝕刻停止層的蝕刻比大於20。
4.如權利要求1所述的製造電致發光顯示元件中至少一像素區的方法，其中該蝕刻停止層與該緩衝層的蝕刻比大於20。
5.如權利要求1所述的製造電致發光顯示元件中至少一像素區的方法，其中該緩衝層為一氧化矽層。
6.如權利要求1所述的製造電致發光顯示元件中至少一像素區的方法，其中該蝕刻停止層為一多晶矽層。
7.如權利要求1所述的製造電致發光顯示元件中至少一像素區的方法，其中該中間層為一氧化矽層。
8.如權利要求1所述的製造電致發光顯示元件中至少一像素區的方法，其中該中間層被過度蝕刻。
9.如權利要求1所述的製造電致發光顯示元件中至少一像素區的方法，其中該蝕刻停止層被過度蝕刻。
10.一種製造電致發光顯示元件中至少一像素區的方法，包括形成一第一緩衝層於一襯底上；形成一第二緩衝層於該第一緩衝層上；形成一蝕刻停止層於該第二緩衝層上；形成一第一中間層於該蝕刻停止層上；形成一第二中間層於該第一中間層上；蝕刻該第一中間層與該第二中間層以露出該蝕刻停止層，該蝕刻停止層與該第一中間層實質上具有一選擇性蝕刻比；蝕刻該蝕刻停止層以露出該第二緩衝層，該第二緩衝層與該蝕刻停止層實質上具有一選擇性蝕刻比；以及形成一像素電極層於該暴露的第二緩衝層上。
11.如權利要求10所述的製造電致發光顯示元件中至少一像素區的方法，其中該第一中間層與該蝕刻停止層的蝕刻比大於20。
12.如權利要求10所述的製造電致發光顯示元件中至少一像素區的方法，其中該蝕刻停止層與該第二緩衝層的蝕刻比大於20。
13.如權利要求10所述的製造電致發光顯示元件中至少一像素區的方法，其中該第二緩衝層為一氧化矽層。
14.如權利要求10所述的製造電致發光顯示元件中至少一像素區的方法，其中該蝕刻停止層為一多晶矽層。
15.如權利要求10所述的製造電致發光顯示元件中至少一像素區的方法，其中該第一中間層為一氧化矽層。
16.如權利要求10所述的製造電致發光顯示元件中至少一像素區的方法，其中以一緩衝氧化物蝕刻劑蝕刻該第一中間層。
17.如權利要求10所述的製造電致發光顯示元件中至少一像素區的方法，其中以一氯等離子體蝕刻該蝕刻停止層。
18.一種製造電致發光顯示元件中一像素區的方法，包括形成至少一以氧化矽為主的緩衝層於一襯底上；形成一以多晶矽為主的蝕刻停止層於該緩衝層上；形成至少一以氧化矽為主的中間層於該蝕刻停止層上；蝕刻該中間層以露出該蝕刻停止層，其中該中間層與該蝕刻停止層的蝕刻比大於20；以及蝕刻該蝕刻停止層以露出該緩衝層，其中該蝕刻停止層與該緩衝層的蝕刻比大於20，以提高該暴露緩衝層的一表面平坦度。
全文摘要
本發明公開一種製造電致發光顯示元件中像素區的方法，以提高形成於像素區中材料層表面平坦度，包括形成至少一緩衝層於襯底上；形成蝕刻停止層於緩衝層上；形成至少一中間層於蝕刻停止層上；蝕刻中間層以露出蝕刻停止層，蝕刻停止層與中間層實質上具有蝕刻選擇性；以及蝕刻蝕刻停止層以露出緩衝層，緩衝層與蝕刻停止層實質上具有蝕刻選擇性，以提高暴露的緩衝層的表面平坦度。
文檔編號H05B33/02GK1630440SQ200510003658
公開日2005年6月22日 申請日期2005年1月7日 優先權日2004年7月9日
發明者李信宏, 黃維邦, 陳俊雄 申請人:友達光電股份有限公司