柔性顯示器件及其製造方法

2023-05-30 23:02:46

專利名稱：柔性顯示器件及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種柔性顯示器件及其製造方法，尤其涉及一種適合於提高可 靠性的柔性顯示器件及其製造方法。
背景技術：
在顯示器市場，平板顯示器(下文中稱為"FPD")已經顯著的成長並取 代了 CRT(或陰極射線管)顯示器。FPD有多種設備，例如，液晶顯示器(LCD)， 等離子顯示板(PDP)或有機場致發光顯示器(OLED) 。 FPD比CRT更輕更 薄，因此適合應用於大尺寸的顯示系統或便攜顯示系統。由於FPD的主要成 分是由高溫工藝形成的，大部分FPD用玻璃基板去承受製作工藝中所需要的 高溫。然而，由於玻璃基板具有剛硬的特性，其自由應用於柔性顯示器件受到 限制。最近，把柔性材料用於FPD以開發柔性顯示器件，這種柔性顯示器件 具有如可以巻起或者摺疊等優點以在任何條件下都可以自由的操作。也就是 說，利用柔性材料如塑膠薄膜或金屬箔，顯示工業對這種即使像紙張一樣被巻 起或彎曲後仍具有相同的顯示性能的柔性顯示器件非常有興趣。柔性基板的抗熱性能次於玻璃基板，因此，這些柔性基板在製造顯示器件 的工藝過程中很容易被施加的高溫弄得變形，變形的基板不能保證在其上形成 的顯示器元件的質量，也就是說，不可能在柔性基板上直接形成顯示器件。最 近，為了克服上述問題，建議使用基板轉錄(substrate transcription)方法，該 方法在玻璃基板上形成顯示器件，在顯示器件上粘結一個塑膠基板，然後去掉 玻璃基板以完成柔性顯示器。圖1A到1F是用基板轉錄方法製造柔性顯示器的相關技術方法的圖表。 這裡，用基板轉錄方法製造柔性顯示器的相關技術方法包括在玻璃基板l上形成絕緣保護層3;形成顯示器件5;粘結臨時基板7;去掉玻璃基板1和 絕緣保護層3;粘結柔性基板9;以及，去掉臨時基板7。如圖1A所示，在形成絕緣保護層3的步驟中，絕緣保護層3以預定的厚度設置在玻璃基板l上，以在製造工藝中的熱有足夠的熱阻。如圖1B所示，在形成顯示器件5的步驟中，配置顯示器件的多種線路如 薄膜電晶體陣列等在絕緣保護層3上形成。形成顯示器件5這一步驟包括多個 光刻工藝和蝕刻工藝。如圖1C所示，在粘結臨時基板7的步驟中，臨時基板7用粘合劑粘結在 顯示器件5上，臨時基板7在隨後的工藝中去掉玻璃基板1和絕緣保護層3 後臨時支撐顯示器件5。如圖1D所示，在去掉玻璃基板1和絕緣保護層3的步驟中，玻璃基板1 和絕緣保護層3用包括氟化氫(HF)的蝕刻劑去掉。如圖1E所示，在粘結柔性基板9的步驟中，柔性基板用粘合劑粘結在去 掉了玻璃基板1和絕緣保護層3的顯示器件的背面，其結果是，柔性基板9 將是支撐顯示器件5並為柔性顯示器提供柔性的顯示器的真實基板。如圖1F所示，在去掉臨時基板7的步驟中，臨時基板7被剝掉以完成具 有顯示器件5的最終基板，其中，顯示器件5保留在柔性基板9上。這樣，由於利用基板轉錄方法製造柔性顯示器的方法在顯示器件5上粘結 臨時基板7，然後去掉玻璃基板1和絕緣保護層3，顯示器5可以由臨時基板 7支撐。此外，玻璃基板1和絕緣保護層3被去掉，然後柔性基板9粘結在曝 露的顯示器件5的背面，剝掉粘結在顯示器件5上的臨時基板7。因此，用相 關技術的基板轉錄方法的柔性顯示器與相關技術顯示器比較，除了支撐基板外 可能具有相同的結構。因此，給薄膜電晶體陣列提供信號的焊盤部分的結構也 與相關技術顯示器相同。這裡，焊盤部分可以連接柔性顯示器的薄膜電晶體陣 列。然而，用相關技術基板轉錄方法的製造柔性顯示器的方法包括在顯示器5 上脫掉臨時基板7的工藝，因此，存在的問題是在脫掉臨時基板7的工藝中顯 示器件5會被損壞。發明內容因此,本發明的目的是提供一種適用於提高可靠性的柔性顯示器件及其製造方法。為了達到本發明的這些目的，依照本發明的製造柔性顯示器的方法包括在 玻璃基板的一側形成絕緣保護層；在絕緣保護層上形成包括薄膜電晶體陣列和 焊盤部分的顯示器件，其中焊盤部分連接到薄膜電晶體陣列；在顯示器件上粘 結柔性基板；和去掉玻璃基板。此方法中，形成顯示器件的方法包括在絕緣保護層上形成包括柵線和柵 極的柵傳導圖(gate conductive pattern)，其中，柵線由柵傳導層形成，柵極 從所述柵線延伸；形成柵絕緣膜以覆蓋所述柵傳導圖；形成半導體圖案、源/ 漏傳導圖以及數據線，其中所述半導體圖案和所述柵極交疊，所述源/漏傳導 圖包括設置在所述半導體圖案上的源極和漏極，所述數據線從源極延伸；形成 保護膜以覆蓋半導體圖案和源/漏傳導圖；形成穿過保護膜和柵絕緣膜以曝露 柵線的柵接觸孔，以穿過保護膜以曝露數據線的數據接觸孔；以及，形成柵焊 盤電極的透明氧化傳導層和數據焊盤電極的透明氧化傳導層，其中，所述柵焊 盤電極通過柵接觸孔與柵線連接，所述數據焊盤電極通過數據接觸孔與數據線 連接。製造柔性顯示器件的方法包括去掉玻璃基板後在絕緣保護層的外表面上 形成光刻膠圖案；利用光刻膠圖案來蝕刻絕緣保護層、柵絕緣膜和保護膜以形 成曝露悍盤電極的透明氧化傳導層的焊盤孔。此方法中，形成顯示器件的步驟包括在絕緣保護層上形成包括透明氧化 傳導層的透明傳導圖和柵傳導圖，所述透明氧化傳導層即數據焊盤電極、柵焊 盤電極、自柵焊盤電極延伸出來的柵線和自柵線延伸出來的柵極，所述柵傳導 圖設置在柵焊盤電極、柵線和柵極的透明氧化傳導層上；形成柵絕緣膜以覆蓋 透明傳導圖和柵傳導圖；形成曝露數據焊盤電極的透明氧化傳導層的數據接觸 孔；以及，形成源/漏傳導圖、源極和漏極、數據線以及數據焊盤電極的源/ 漏金屬層，其中，所述源/漏傳導圖包括與柵極交迭的半導體圖案，所述源極 和漏極設置在半導體圖案上，所述數據線從源極延伸並與所述柵線交叉，所述 數據焊盤電極的源/漏金屬層從所述數據線延伸，以通過數據接觸孔與數據焊 盤電極的透明氧化傳導層連接。所述製造柔性顯示器的方法包括:在去掉玻璃基板之後在絕緣保護層的外 表面上形成光刻膠圖案；利用所述光刻膠圖案蝕刻絕緣保護層以形成曝露焊盤電極的透明氧化傳導層的焊盤孔。所述製造柔性顯示器件的方法包括:完全蝕刻所述絕緣保護層以在去掉玻 璃基板後曝露透明傳導圖。所述製造柔性顯示器件的方法包括:在去掉玻璃基板後曝露包含在焊盤部 分中的焊盤電極。此方法中，包含在焊盤部分的焊盤電極以單層結構或包含透明氧化傳導層 的多層結構形成。此方法中，焊盤電極的透明氧化傳導層最接近焊盤部分中的絕緣保護層。 此方法中，包含在焊盤部分中的焊盤電極的曝光步驟中曝光的焊盤電極是 透明氧化傳導層。此方法中，透明氧化傳導層包括TO (氧化錫)、ITO (銦錫氧化物)、ITZO (銦錫鋅氧化物)和IZO (銦鋅氧化物)中的任何一種。此方法中，形成顯示器件的步驟包括形成夷平形成顯示器件的表面的平 滑層。柔性顯示器件包括柔性基板；柔性基板上形成的保護膜；保護膜上形成 的源/漏傳導層，其包含數據線，從所述數據線延伸的源極和朝向源極的漏極； 與源極和漏極交迭並在源極和漏極之間形成一個溝道的半導體圖案；覆蓋源/ 漏傳導層和半導體圖案的柵絕緣膜；在柵絕緣膜上形成的柵傳導層，其包含與 數據線交叉的柵線和自柵線延伸出來與半導體圖案交迭的柵極；透明氧化傳導 層的焊盤電極，即在柔性基板和保護膜之間向柵線方向延伸，並通過穿越柵絕 緣膜和保護膜曝光柵線的柵接觸孔與柵線連接；透明氧化傳導層的數據焊盤電 極，即在柔性基板和保護膜之間向數據線方向延伸，並通過穿越保護膜曝光數 據線的數據接觸孔與數據線連接；為覆蓋柵絕緣膜上的柵傳導層而形成的絕緣 保護層；和穿越絕緣保護層，柵絕緣膜及保護膜以曝光焊盤電極的焊盤孔。柔性顯示器件包括柔性基板；源/漏傳導層，包括在柔性基板上形成的 數據線、從數據線延伸出來的源極和數據焊盤電極以及與源極相對的漏極；與 源極和漏極交迭並在源極和漏極間形成溝道的半導體圖案；覆蓋源/漏傳導圖 和半導體圖案的柵絕緣膜；在柵絕緣膜上形成的柵傳導層，其包括與數據線交 叉的柵線、從柵線延伸出來與半導體圖案交迭的柵極和從柵線延伸出來的柵焊 盤電極；以相同圖案設置在柵傳導層上的透明傳導層；穿過與源/漏傳導層的數據焊盤電極交迭的柵絕緣膜的數據接觸孔；和通過數據接觸孔與源/漏層的數據焊盤電極連接的透明傳導層的數據焊盤電極。柔性顯示器件還包括在柵絕緣膜上有一個焊盤孔曝光透明傳導層的柵焊 盤電極和數據焊盤電極的絕緣保護層。在柔性顯示器件中，透明氧化傳導層包括TO (氧化錫)，ITO (銦錫氧 化物)。ITZO (銦錫鋅氧化物)和IZO (銦鋅氧化物)中的任何一種。在柔性顯示器件中，夷平傳導層形成的表面的平滑層還在柔性基板的接壤 表面和傳導層上形成。


本發明的這些以及其它目的可以從下面詳細描述的本發明的實施例並參考附圖明顯的看出來圖1A到圖1F逐步地示出了用基板轉錄方法製造相關技術柔性顯示器件 的方法；圖2是依據本發明，逐步地示出柔性顯示器件製造方法的流程圖； 圖3A到圖4是為說明圖2中示出的柔性顯示器件製造方法的截面圖； 圖5A和圖5B是依據本發明的第一實施例明確說明柔性顯示器件的片面 圖和截面圖；圖6A到圖6D是逐步解釋圖5A和5B中製造柔性顯示器件方法的顯示器件形成步驟的截面圖；圖7A和圖7B是依據本發明的第二實施例明確說明柔性顯示器件的平面 圖和截面圖；圖8A和圖8B是依據本發明的第三實施例明確說明柔性顯示器件的平面 圖和截面圖；和圖9A到圖9C為逐步說明圖7A和圖8B中示出的柔性顯示器件製造方法 的顯示器件形成步驟的截面圖。
具體實施方式
參考圖2到圖9C，對本發明的實施方式說明如下圖2是依據本發明，逐步示出柔性顯示器件製造方法的流程圖；圖3A到圖4是逐步說明圖2所示的柔性顯示器件的製造方法的截面圖；參照圖2到圖 4，依據本發明柔性顯示器件的製造方法包括:形成絕緣保護層33的步驟(S1)，形成顯示器件35的步驟(S3)，粘結柔性基板37的步驟(S5)，去掉玻璃基 板31的步驟(S7)和開口焊盤部分的步驟(S9)。如圖3A所示，在形成絕緣保護層33的步驟中，絕緣保護層33在具有很 強的耐熱性和很好的靈活性的玻璃基板的一側形成。這樣的絕緣保護層33以 的單層結構如氧化矽SiOx、氮化矽SiNx、矽薄膜或金屬氧化物等形成。而且， 絕緣保護層33也可以形成為雙層結構，為了提高矽薄膜或金屬氧化物的絕緣 特性雙層結構還包括比矽薄膜或金屬氧化物有更好絕緣特性的氧化矽SiOx或 氮化矽SiNx。換句話說，絕緣保護層33形成為矽薄膜和氮化矽、矽薄膜和氧 化矽、金屬氧化物和氮化矽或金屬氧化物和氧化矽的雙層結構。此外，絕緣保 護層33可以用有機絕緣材料如丙烯酯有機化合物，BCB (苯並環丁烯)，和 PFCB (全氟環丁垸)等製成。絕緣保護層33不在去掉玻璃基板(S7)的步驟 中去掉，起到保護顯示器件的作用。這樣，當玻璃上的蝕刻選擇性(etching selectivity)小於1/20時，在去掉玻璃基板(S7)的步驟中，用腐蝕液和腐蝕 氣體幾乎不能去掉絕緣保護層33。這樣，如果絕緣保護層33幾乎沒有被除掉， 則顯示器件在去掉玻璃基板(S7)的步驟中是受到保護的。換句話說，含有玻璃和絕緣保護層的蝕刻比大於20: 1，例如30: 1， 40: 1等蝕刻液或蝕刻氣體的絕緣保護層33在去掉玻璃基板(S7)的步驟中幾乎不能去掉。其結果是， 顯示器件在蝕刻工藝中就受到了保護。由於玻璃上的矽薄膜或金屬氧化物的蝕 刻選擇性小於1/20，包括矽薄膜或金屬氧化物的絕緣保護層33保護顯示器件 在蝕刻工藝中更加穩定。這裡，金屬氧化物包括氧化鉻(CrxOy)、氧化鉭 (TaxOy)和氧化鋁(AkOy)等。先設置金屬，然後用陽極電鍍法氧化設置 的金屬形成金屬氧化物。如圖3B所示，在形成顯示器件35的過程中，包含獲得像素的薄膜圖案 的顯示器件在絕緣保護層33上形成。這樣的顯示器件35區域被分割成像素陣 列區域A1、焊盤區A2和A3。薄膜電晶體陣列和連接到薄膜電晶體陣列或場致發光器件的像素電極在像素陣列區Al形成。這樣的像素陣列區Al是顯示圖像的顯示區。連接到薄膜電晶體給薄膜電晶體提供驅動信號的電極在焊盤區A2和A3形成。這樣的焊盤區A2和A3在顯示器件的邊緣形成，並提供能夠識別圖像 的信號給薄膜電晶體陣列。同樣，焊盤區A2和A3是非顯示區。如上所述，由於多個薄膜圖案互相交迭，顯示器件35的表面不平而是粗 糙的。因此，當執行柔性基板(S5)的粘結步驟時，柔性基板應該粘結在顯示 器件35的粗糙表面上。這樣，粘結柔性基板所需的電壓在整個顯示器件35 的表面不是均勻施加的。因而，既然洩漏電流是壓力過高的地方線路短路產生 的，或高壓部分的薄膜能夠通過壓力惡化顯示器件35的性能而被損壞，那麼 就存在一個問題。因此，依據本發明形成顯示器件S3的步驟還包括形成平滑 層覆蓋像素陣列區A1、焊盤區A2和A3。平滑層在平整形成顯示器件35的 表面和疏散粘結工藝中受到的壓力中起到重要作用。同樣，平滑層在保護薄膜 電晶體中也起到重要作用。形成顯示器件35的表面在粘結柔性基板前至少塗 敷上樹脂、液體氮化矽(SiNx)材料或液體氧化矽(SiOx)材料中的一種，然 後在特定的溫度下凝固完成這樣的一個平滑層。如圖3C所示，在粘結柔性基板37的步驟中，柔性基板37粘結在顯示器 件35上。在去掉玻璃基板31後，柔性基板37代替玻璃基板31支撐顯示器件 35，並給與顯示器件35靈活性。柔性基板用包括氯仿的丙烯酸酯膠粘劑粘結 在顯示器件上。塑膠或金屬箔用作柔性基板37。平滑層的上述配置材料混合了粘結柔性基板37的配置材料，因此可以形成同時執行平滑層和粘合劑功能的外衣層。如圖3D所示，在去掉玻璃基板31的步驟中，玻璃基板31被蝕刻和拋光。 這樣，蝕刻工藝包括溼刻工藝和幹刻工藝。溼刻工藝中用到的蝕刻液包括塗了 黃油的氟化氫HF+NH4F (下文中稱為"BHF")。幹刻工藝中用到的蝕刻氣 包括CF4+02或SF6+02。在拋光工藝中，玻璃基板31用像氧化鋁這樣的磨 具進行去掉。在需要去掉的玻璃基板區域很寬的情況下均勻的進行拋光工藝是 困難的。因此，最好將拋光工藝應用於小型顯示器件的製造中。考慮到絕緣保 護層33的玻璃的蝕刻可選性，去掉玻璃基板31 (S7)步驟的蝕刻時間設置為 蝕刻玻璃基板31但不去掉絕緣保護層33。絕緣保護層33不去掉，保護顯示 器件35不受外部環境影響。如圖3D所示，在去掉了玻璃基板31後，結構被翻轉以便柔性基板37設 置在較低的部分。這樣，顯示器件35就被絕緣保護層33保護了。同樣，在焊盤區A2和A3形成的電極應曝光。這是由這樣一個事實引起的焊盤區A2 和A3應連接到帶載封裝(Tape Carrier Package,下文中稱為"TCP")，在 帶載封裝中，為了給薄膜電晶體提供驅動信號，像柵驅動集成電路和數據驅動 集成電路等這樣的集成電路裱在後驅動電路安裝工藝中。焊盤部分(S9)開口步驟曝光了在焊盤區A2和A3上形成的焊盤電極。 在焊盤部分(S9)開口步驟中曝光的焊盤區A2和A3的電極連接到TCP。這 樣的TCP粘結到焊盤區A2和A3的電極，其主要通過帶式自動焊接(Taped Automated Bonding,下文中稱為"TAB")曝光連接到焊盤區A2和A3的電 極。這樣，焊盤區A2和A3曝光的電極最好由包括氧化錫TO、銦錫氧化物ITO、 銦鋅氧化物IZO和銦錫鋅氧化物ITZO的透明氧化傳導層構成。下面，焊盤區A2和A3曝光的電極由透明氧化傳導層構成的原因將描述 如下。為了曝光焊盤區A2和A3的電極，焊盤部分(S9)開口步驟可以包括 幹刻絕緣保護層33的工藝。這樣，蝕刻氣包括氧氣02。同樣，焊盤區A2和 A3曝光的電極也曝光給了大氣中的氧氣。氧氣Q氧化一般金屬像A1、 Mo和Cr等在金屬表面形成氧化物，從而惡化金屬的傳導性。另一方面，儘管透明 氧化傳導層與氧氣02接觸，與一般金屬像A1、 Mo和Cr等被氧化的情況相比，透明氧化傳導層具有很好的傳導性。其結果是，透明氧化傳導層能夠提高顯示 器件的可靠性。同樣，與一般金屬像A1、 Mo和Cr等相比，由於透明氧化傳 導層與TCP有很好的黏附力，透明氧化傳導層能夠提高工藝的穩定性。因此， 焊盤區A2和A3曝光的電極最好由透明氧化傳導層構成。依靠形成顯示器件35的步驟及包含在顯示器件35中的薄膜圖案結構的工 藝，上述焊盤部分開口步驟的特定工藝主要分類成兩種方法。 一個方法通過圖 3E和圖3F中示出的光刻工藝和蝕刻工藝形成焊盤孔39A和39B。另一方法完 全蝕刻絕緣保護層33，如圖4所示。形成焊盤孔39a和39b的工藝能夠應用在在要曝光的焊盤部分的電極上形 成一個或多個絕緣膜的情況中。同樣，形成焊盤孔39A和39B的工藝也能應 用在要曝光的焊盤部分電極是透明傳導層的情況中，和在透明傳導層上進一步 形成曝光的一般金屬如Al、 Mo和Cr等的情況中。如圖3E所示，在形成焊盤 孔39A和39B的工藝中，形成焊盤孔39A和39B的光刻膠圖案41在絕緣保 護層33上形成。這裡，形成焊盤孔39A和39B的光刻膠圖案41通過在絕緣保護層33上用包括定點區和孔徑區作掩模對光刻膠材料曝光和顯影形成。這樣的光刻膠圖案41包括對光刻膠材料顯影后遺棄光刻膠材料的屏蔽區P1和顯 影光刻膠材料後通過去掉光刻膠圖案曝光絕緣保護層的孔徑區P2。形成焊盤 孔39A和39B的光刻膠圖案41除了用掩模進行曝光和顯影工藝，還可以通過 印刷方法形成。這裡，印刷方法用噴墨機將光刻膠材料噴射到對應於屏蔽區 Pl的唯一區域以形成光刻膠圖案41。這樣，曝光絕緣保護層33的孔徑區P2 在未噴射光刻膠材料的區域形成。包括對應於孔徑區P2的絕緣保護層33的絕 緣膜，或像A1、 Mo和Cr等一般金屬被蝕刻形成焊盤孔39A和39B，如圖3F 所示。通常，金屬層用溼刻方法，而用來做溼刻工藝蝕刻金屬層的蝕刻液能夠 腐蝕焊盤區A2和A3的透明氧化傳導層。因此，在焊盤孔39A和39B區域中， 最鄰近絕緣保護層33的傳導層最好製成透明氧化傳導層。換句話說，為了更 穩定地執行蝕刻工藝，曝光透明氧化傳導層，在執行焊盤部分(S9)開口步驟 上，在焊盤區的上層形成的傳導層最好是透明氧化傳導層。此外，完全蝕刻絕緣保護層33的工藝應用在與絕緣保護層33直接接觸的 傳導層都是透明氧化傳導層的情況中。同樣，在這樣的情況中應用形成焊盤孔 39A和39B的工藝也是可能的。然而，完全蝕刻絕緣保護層33的工藝不包括 光刻工藝，以更簡化整個工藝的光刻工藝。絕緣保護層33能夠溼刻或幹刻。例如，由氧化矽、氮化矽、矽薄膜和有 機絕緣膜形成的絕緣保護層33用包括CF4+02或SF6+02等的蝕刻氣幹刻。 由金屬氧化物形成的絕緣保護層33用包括Cl的蝕刻氣幹刻或用蝕刻液溼刻。 在這種情況下，絕緣保護層33的蝕刻時間可以設置成長於玻璃基板的蝕刻時 間。下面，將根據本發明的實施例並參考附圖5A到9C詳細描述柔性顯示器 件及其製造方法。尤其是在焊盤部分最上層形成的傳導層被製成透明氧化傳導 層的情況下的柔性顯示器件及其製造方法將在圖5A到圖9C中描述。圖5A和圖5B是根據本發明的第一實施例詳細說明柔性顯示器件的平面 圖和截面圖。參考圖5A和圖5B，依據本發明的第一實施例，柔性顯示器件包括多個 單位像素、柵焊盤部分A2和數據焊盤部分A3。這裡，多個單位像素在像素 陣列區Al形成。柵焊盤部分A2在像素陣列區Al外部形成，給單位像素提供掃描信號。數據焊盤部分A3給單位像素提供視頻信號。依據本發明的第一實施例，柵焊盤部分A2和數據焊盤部分A3包括由透 明氧化傳導層組成的單層結構的柵焊盤電極114和數據焊盤電極124。同樣， 依據本發明的第一實施例，在柵焊盤部分A2和數據焊盤部分A3中，由無機 絕緣材料和有機絕緣材料組成的薄膜103和105在絕緣保護層33和焊盤電極 114和124之間形成。因此，根據本發明的第一實施例，為了將焊盤電極114 和124曝光給柵焊盤部分A2和數據焊盤部分A3，形成穿過絕緣保護層33和 薄膜102與105的焊盤孔39a和39b。單位像素由互相交叉彼此絕緣的柵線102和數據線104限定。薄膜電晶體 106陣列和像素電極148在各個單位像素上形成。這裡，薄膜電晶體106陣列 連接到柵線102和數據線104。像素電極148連接到薄膜電晶體106。薄膜電晶體106允許視頻信號應用到數據線104，轉變成電荷進入像素電 極148並響應應用到柵線102的掃描信號。最後，薄膜電晶體106包括從柵線 102延伸出來的柵極132、從數據線104延伸出來的源極144和連接到像素電 極148的漏極142。這裡，漏極142通過穿過保護膜103的像素接觸孔151連 接到像素電極148。同樣，薄膜電晶體106包括有活性層134和歐姆結觸層136 的半導體圖案138。活性層134與柵極132交迭，在有柵絕緣膜105在源極144 和漏極142之間形成溝道的情況下。歐姆接觸層136在活性層134和源極144 之間，活性層134和漏極142之間形成，允許活性層134與源極144和漏極 142之間的歐姆接觸。被提供像鉬，鈦，銅，AlNd ，鋁，鉻，鉬合金，銅合金，鋁合金等金 屬的柵線102和數據線104設置在單層結構或多層結構中。這樣的柵線102 從柵焊盤部分A2接收掃描信號，數據線從數據焊盤部分A3接收視頻信號。 最後，柵焊盤部分A2的柵焊盤電極114應該連接到柵線102，數據焊盤部分 A3的數據焊盤電極124應該連接到數據線104。在透明氧化傳導層單層結構 中形成的柵焊盤電極114，向柵線102方向延伸，穿過保護膜103和柵絕緣膜 105，從而通過曝光柵線102 —邊末端的柵接觸孔153與柵線102連接。同樣， 在透明氧化傳導層單層結構中形成的數據焊盤電極124，向數據線104方向延 伸穿過保護膜103，從而通過曝光數據線104 —邊末端的數據接觸孔155與數 據線104連接。上述包括單位像素和焊盤部分的絕緣保護層33和顯示器件在有外衣層 101的情況下在柔性基板37上形成。依據圖5A和5B中示出的本發明的第一實施例，在柔性顯示器件中，柵 焊盤電極114和數據焊盤電極124僅由透明氧化傳導層形成，透明氧化傳導層 通過焊盤接觸孔39a和39b連接到TCP進行曝光。同樣，柵焊盤電極114和 數據焊盤電極124在不與焊盤接觸孔39a和39b交迭的部分連接到柵線102和 數據線104。因此，為了曝光柵焊盤電極114和數據焊盤電極124，去掉分離 的金屬層的工藝不是必須的。此外，在絕緣保護層33由氮化矽、氧化矽、矽 薄膜和有機絕緣膜組成的情況下，絕緣保護層33、柵絕緣膜105和保護膜103 可以用同一個蝕刻裝置進行蝕刻。這是由於柵絕緣膜105和保護膜103是由無 機絕緣材料或有機絕緣材料組成的，無機絕緣材料或有機絕緣材料是由包括 CF4+02或SF6+02的蝕刻氣體幹刻形成的，類似於絕緣保護層33的蝕刻。圖6A到圖6D是說明圖5A和圖5B中示出的柔性顯示器件形成步驟的截 面圖。在如圖2和圖3A中描述的厚玻璃基板上形成絕緣保護層33後執行形 成顯示器件的步驟。參考圖6A到圖6D，依據本發明的第一實施例，柔性顯 示器件由包括光刻工藝和蝕刻工藝的多個掩模工藝形成。如圖6A所示，柵傳導層由第一掩模工藝製圖在絕緣保護層33上形成包 括柵線102和柵極132的柵傳導圖案。這裡，柵傳導層由像Mo、 Ti、 Cu、 AlNd、 Al、 Cr、 Mo-合金、Cu-合金、Al-合金等這樣的金屬在單層結構或多層結構中 形成。其次，如圖6B所示，柵絕緣膜105在柵傳導圖案提供的絕緣保護層33 上形成。半導體圖案138、有數據線104的源/漏圖案、源極和漏極142通過第 二掩模工藝在柵絕緣膜105上形成。由於第二掩模工藝通過衍射曝光掩模或半 發射掩模執行，半導體圖案138和源/漏圖案能夠通過一個掩模工藝形成。這 裡，無機絕緣材料如SiOx、 SiNx等用作柵絕緣膜105。摻雜了混雜物(n+或 p+)的非晶矽用作歐姆接觸層136。擁有像Mo、 Ti、 Cu、 AlNd、 Al、 Cr、 Mo-合金、Cu-合金、Al-合金等金屬的源/漏圖案設置在單層結構或多層結構中。其次，如圖6C所示，包括接觸孔151、 153和155的保護膜103在包括 溝道的半導體圖案138上形成，柵絕緣膜105通過第三掩模工藝擁有源/漏圖 案。保護膜103由與柵絕緣膜105相同的無機絕緣材料或有機絕緣材料如小介電常數的丙烯酸酯有機化合物、BCB、 PFCB等形成。如圖6D所示，像素電極148、柵焊盤電極114和數據焊盤電極124的透 明傳導圖案通過第四掩模工藝在保護膜103上形成。這裡，透明傳導圖案由包 括TO、 ITO、 IZO、 ITZO等的透明氧化傳導金屬形成。其次，平整提供顯示器件的表面的平滑層還能在保護膜103的表面形成。 同樣，還包括平滑層形成材料和粘合劑而不是平滑層的外衣層101能夠在保護 膜103表面形成。顯示器件製造工藝完成之後，粘結柔性基板37、去掉玻璃基板，然後如 圖2、圖3C到圖3F所描述，玻璃基板37設置在較低的部分。其次，形成柵 焊盤孔39a和數據焊盤孔39b。這裡，柵焊盤孔39a和數據焊盤孔3%通過蝕 刻工藝去掉絕緣保護層33、柵絕緣膜105和保護膜103形成，其中絕緣保護 層33與柵焊盤電極114和數據焊盤電極124交迭。圖7A和圖7B是依據本發明的第二實施例說明柔性顯示器件的平面圖和 截面圖。參考圖7A和圖7B，依據本發明的第二實施例，柔性顯示器件包括多個 單位像素，柵焊盤部分A2和數據焊盤部分A3，類似圖5A和圖5B。這裡， 多個單位像素在像素陣列區Al形成。柵焊盤部分A2在像素陣列區Al外部 形成以給單位像素提供掃描信號。下面將詳細描述不同於圖5A和圖5B中示 出的實施例的部分，而相同的描述將省略掉。依據本發明的第二實施例，柔性顯示器件的柵焊盤電極214和數據焊盤電 極224在包括透明氧化傳導層211的多層結構中形成。這樣，包括在焊盤電極 214和224中的透明氧化傳導層211直接接觸絕緣保護層33以便在沒有金屬 蝕刻工藝的情況下曝光。依據本發明的另一個實施例，包含在焊盤電極214 和224中的透明氧化傳導層211通過穿過絕緣保護層33的焊盤孔39a'和39b' 曝光。依據本發明的第二實施例，薄膜電晶體206包括從柵線202延伸出來的柵 極232、從數據線204延伸出來的源極244和連接到像素電極248的漏極242。 依據本發明的第二實施例，像素電極248由直接接觸絕緣保護層33的透明氧 化傳導層形成。柵絕緣膜205在像素電極248和漏極242之間形成。因此，依 據本發明的第二實施例，漏極242穿過柵絕緣膜205，通過曝光像素電極248的像素接觸孔251與像素電極248連接。同樣，依據本發明的第二實施例，薄 膜電晶體206包括有活性層234和歐姆接觸層236的半導體圖案。在柵絕緣膜 205存在並在源極244和漏極242之間形成溝道的情況下，活性層234與柵極 232交迭。歐盟接觸層236在活性層234和源極244之間、活性層234和漏極 242之間形成，並允許活性層234與源極244和漏極242之間村子歐姆接觸。 因此，像素電極248通過接觸半導體圖案238連接到漏極242，其在像素電極 248通過像素接觸孔251的情況下連接到漏極242。依據本發明的第二實施例，柵線202由直接接觸絕緣保護層33的透明氧 化傳導層211和設置在透明氧化傳導層211上的柵傳導層213組成。這裡，擁 有像Mo、 Ti、 Cu、 AlNd、 Al、 Cr、 Mo-合金、Cu-合金、Al-合金等不導熱金 屬的柵傳導層213設置在單層結構或多層結構中。這樣的柵線202從柵焊盤部 分A2接收掃描信號。為了給柵線202提供掃描信號，柵悍盤部分A2應該連接到柵線202。最 後，柵焊盤部分A2由自柵線202延伸出來的柵焊盤電極214組成。依據本發明的第二實施例，擁有像Mo、 Ti、 Cu、 AlNd、 Al、 Cr、 Mo-合 金、Cu-合金、Al-合金等不導熱金屬的數據線204由設置在單層結構或多層結 構中的源/漏傳導層215組成。半導體圖案238在數據線204和柵絕緣膜205 之間交迭。這樣的數據線204接收來自數據焊盤部分A3的視頻信號。為了給數據線204提供視頻信號，數據焊盤部分A3應該連接到數據線 204。為此，數據焊盤部分A3包括透明氧化傳導層211、數據接觸孔255和源 /漏傳導層215。這裡，數據接觸孔255穿過柵絕緣膜205曝光數據焊盤部分 A3的透明氧化傳導層211。源/漏傳導層215自數據線204延伸出來，通過數 據接觸孔255與數據焊盤部分A3的透明氧化傳導層211連接。半導體圖案238 在數據焊盤部分A3的透明氧化傳導層211和源/漏傳導層215之間交迭。具有上述單位像素和焊盤部分的顯示器件還包括平滑層和粘合劑層(圖中 未示出)，或外衣層201。這裡，平滑層和外衣層201在顯示器件傳導層的邊 界表面和柔性基板37上形成。這樣的平滑層或外衣層平整顯示器件形成的表 面並保護顯示器件。因此，在平滑層和顯示器件之間，或外衣層201和顯示器 件之間不會形成單獨的保護膜。圖8A和圖8B是依據本發明的第三實施例說明柔性顯示器件的平面圖和截面圖。參考圖8A和圖8B，依據本發明的第三實施例，除了絕緣保護層33被去 掉了之外，柔性顯示器件具有和圖7A和圖7B中示出的本發明第二實施例相 同的結構。在圖8A和圖8B中示出的焊盤電極214和224的最上面傳導層是 透明氧化傳導層211的情況下，焊盤開口部分曝光焊盤電極214和224的步驟 完全蝕刻絕緣保護層33。因此，依據本發明的第三實施例，柔性顯示器件是 適用於去掉光刻工藝以開口焊盤部分的結構。結果，依據本發明的第三實施例， 相比本發明的第二實施例柔性顯示器件可以用更簡單的工藝製造。圖9A到圖9C是逐歩說明圖7A和圖8B中示出的柔性顯示器件製造方法 形成顯示器件的截面圖。如圖2和圖3A所示，在厚玻璃基板31上形成絕緣 保護層33後執行顯示器件的形成。參考圖9A到圖9C，依據本發明的第三實 施例，柔性顯示器件由多個包括光刻工藝和蝕刻工藝的多個掩模工藝形成。如圖9A所示，順序設置在絕緣保護層33上的透明氧化傳導層211和柵 傳導層213通過第一掩模工藝製圖，形成透明傳導圖和柵傳導圖。透明傳導圖 是像素電極248、數據焊盤電極224、柵線202、柵極232和柵焊盤電極214 的透明氧化傳導層211。柵傳導圖是柵線202、柵極232和設置在柵焊盤電極 214的透明氧化傳導層211上的柵傳導層。由於衍射曝光掩模和半發射掩模都 能用作第一掩模，透明傳導圖和柵傳導圖可以由一個掩模工藝形成。這裡，擁 有像Mo、 Ti、 Cu、 AlNd、 Al、 Cr、 Mo-合金、Cu-合金、Al-合金等金屬的柵 傳導層設置在單層結構或多層結構中，透明氧化傳導層211由包括TO、 ITO、 IZO和ITZO等的透明氧化傳導金屬形成。其次，如圖9B所示，包括像素接觸孔251和數據接觸孔255的柵絕緣膜 205在通過第二掩模工藝擁有透明傳導圖和柵傳導圖的絕緣保護層33上形成。 這裡，柵絕緣膜205由無機絕緣材料如SiOx、 SiNx等形成。其次，如圖9C所示，有溝道和源/漏傳導層215組成的源/漏圖案的半導 體圖案238通過第三掩模工藝在柵絕緣膜205上形成。這裡，源/漏圖案包括 數據線204、源極244、漏極242和數據焊盤電極224。由於第三掩模工藝通 過衍射曝光掩模和半發射掩模執行，半導體圖案238和源/漏圖案能夠用一個 掩模工藝形成。這裡，非晶矽用作活性層234。摻雜了混雜物(n+或p+)的 非晶矽用作歐姆接觸層236。擁有Mo、 Ti、 Cu、 AlNd、 Al、 Cr、 Mo-合金、Cu-合金、Al-合金等金屬的源/漏傳導層設置在單層結構或多層結構中。其次，平滑層(圖中未示出)或外衣層201還能在擁有半導體圖案238 和源/漏圖案的柵絕緣膜205表面形成，以平整顯示器件形成的表面，並保護 半導體圖案238和源/漏圖案。如圖2、圖3C到圖3F所描述，顯示器件製造工藝完成後，粘結柔性基板 37、去掉玻璃基板，然後將柔性基板37設置在較低部分。然後，依據本發明 的第二實施例，製造柔性顯示器件的包括形成柵焊盤孔39a'和數據焊盤孔 3%'。這裡，柵焊盤孔39a'和數據焊盤孔39b'通過蝕刻工藝去掉與柵焊盤電極 214和數據焊盤電極224的透明傳導層211交迭的絕緣保護層33形成，同樣， 依據本發明的第三實施例，柔性顯示器件的製造方法通過絕緣保護層33的完 全蝕刻工藝而不是形成焊盤孔39a，和39b，的單獨工藝能曝光柵焊盤電極214 和數據焊盤電極224的透明傳導層211 。綜上所述，依據本發明，柔性顯示器及其製造方法粘結柔性基板，然後去 掉玻璃基板。因此，依據本發明柔性顯示器及其製造方法不需要在去掉玻璃基 板後粘結臨時支撐顯示器件的臨時基板的工藝。因此，依據本發明柔性顯示器 及其製造方法不需要臨時基板的剝離工藝。其結果是，依據本發明的柔性顯示 器及其製造方法能夠避免由於粘結和剝離臨時基板以提高顯示器件可靠性而 造成的顯示器件可靠性惡化。同樣，依據本發明，在柔性顯示器及其製造方法中，由於焊盤部分的悍盤 電極曝光，顯示器件能夠通過焊盤電極與驅動電路連接。而且，儘管曝光的焊 盤電極暴露在氧氣中，但暴露的焊盤電極由具有強傳導性的透明氧化傳導層組 成，能提高柔性顯示器件的可靠性。本發明還包括平整粘結柔性基板的顯示器件形成的表面的平滑層和外衣 層，當平滑層和外衣層粘結到柔性基板，在形成顯示器件的表面均勻分布時， 平滑層和外衣層允許壓力的存在，並起到緩衝作用。因此，本發明能夠避免由 於柔性基板粘結工藝導致的柔性器件特性惡化。儘管參照附圖及實施例對本發明作了詳細的說明，應該理解，對於本領域 的技術人員來說，本發明不限於這些實施例，在不偏離本發明精神的範圍內可 以有很多修改和變型。因此，本發明的範圍僅由附加權利要求限定。20
權利要求
1、一種製造柔性顯示器件的方法，包括在玻璃基板一側形成絕緣保護層；在絕緣保護層上形成包括薄膜電晶體陣列和與薄膜電晶體陣列連接的焊盤部分的顯示器件；在顯示器件上粘結柔性基板；以及去掉玻璃基板。
2、 根據權利要求1所述的柔性顯示器件製造方法，形成顯示器件的方法 包括在絕緣保護層上形成包括由柵傳導層形成的柵線和自柵線延伸出來的柵 極的柵傳導圖；形成柵絕緣膜覆蓋柵傳導圖；形成與柵極交迭的半導體圖案、設置在半導體圖案上包括源極和漏極的源 /漏傳導圖和自源極延伸並柵線交叉的數據線；形成保護膜以覆蓋半導體圖案和源/漏傳導圖；形成穿過保護膜和柵絕緣膜曝光柵線的柵接觸孔和穿過保護膜曝光數據 線的數據接觸孔；形成通過柵接觸孔連接到柵線的柵焊盤電極的透明氧化傳導層，和通過數 據接觸孔連接到數據線的數據焊盤電極的透明氧化傳導層。
3、 根據權利要求2所述的柔性顯示器件製造方法包括 在去掉玻璃基板後在絕緣保護層的外表面上形成光刻膠圖案； 用光刻膠圖案蝕刻絕緣保護層、柵絕緣膜和保護膜以形成曝光焊盤電極的透明氧化傳導層的焊盤孔。
4、 根據權利要求1所述的柔性顯示器件製造方法，形成顯示器件的步驟 包括在絕緣保護層上形成包括透明氧化傳導層的透明傳導圖和柵傳導圖，所述 透明氧化傳導層即數據焊盤電極、柵焊盤電極、自柵焊盤電極延伸出來的柵線 和自柵線延伸出來的柵極，所述柵傳導圖設置在柵焊盤電極、柵線和柵極的透 明氧化傳導層上；形成絕緣膜以覆蓋透明傳導圖和柵傳導圖； 形成曝光數據焊盤電極的透明氧化傳導層的數據接觸孔； 形成包括與柵極交迭的半導體圖案的源/漏傳導圖、設置在半導體圖案上 的源極和漏極、自源極延伸出來穿過柵線的數據線和自數據線延伸出來通過數 據接觸孔連接到數據焊盤電極的透明氧化傳導層的數據焊盤電極的源/漏金屬 層。
5、 根據權利要求4所述的柔性顯示器件的製造方法包括 在去掉玻璃基板後在絕緣保護層外表面形成光刻膠圖案； 用光刻膠圖案蝕刻絕緣保護層以形成曝光焊盤電極的透明氧化傳導層的焊盤孔。
6、 根據權利要求4所述的柔性顯示器件製造方法包括 在去掉玻璃基板後完全蝕刻絕緣保護層曝光透明傳導圖。
7、 根據權利要求1所述的柔性顯示器件製造方法包括 去掉玻璃基板後，曝光包括在焊盤部分的焊盤電極。
8、 根據權利要求7所述的柔性顯示器件製造方法，包含在焊盤部分的焊盤電極在單層結構或包括透明氧化傳導層的多層結構中形成。
9、 根據權利要求8所述的柔性顯示器件製造方法，在焊盤部分焊盤電極 的透明氧化傳導層最接近絕緣保護層。
10、 根據權利要求8或9所述的柔性顯示器件的製造方法，包含在焊盤部 分的曝光焊盤電極步驟中曝光的焊盤電極是透明氧化傳導層。
11、 根據權利要求2、 4和8中任一權利要求所述的柔性顯示器件的製造 方法，透明氧化傳導層包括TO (氧化錫)、ITO (銦錫氧化物)、ITZO (銦 錫鋅氧化物)和IZO (銦鋅氧化物)中的任一種。
12、 根據權利要求1所述的柔性顯示器件製造方法，形成顯示器件的步驟 包括形成平整顯示器件形成的表面的平滑層。
13、 一種柔性顯示器件，包括 柔性基板；在柔性基板上形成的保護膜；在保護膜上形成的源/漏傳導層，其包括數據線、自數據線延伸出來的源極和與源極相對的漏極；與源極和漏極交迭的半導體圖案，其在源極和漏極之間形成溝道； 覆蓋源/漏傳導層和半導體圖案的絕緣膜；在柵絕緣膜上形成的柵傳導層(其包括穿過數據線的柵線)，和自柵線延 伸出來與半導體圖案交迭的柵極。在柔性基板和保護膜之間向著柵線方向延伸，通過穿過柵絕緣膜和保護膜 曝光柵線的柵接觸孔與柵線連接的透明氧化傳導層的柵焊盤電極；在柔性基板和保護膜之間向著數據線方向延伸，通過穿過保護膜曝光數據 線的數據接觸孔與數據線連接的透明氧化傳導層的數據焊盤電極；在柵絕緣膜上形成的覆蓋柵傳導層的絕緣保護層；以及穿過絕緣保護層、柵絕緣膜和保護膜以曝光焊盤電極的焊盤孔。
14、 一種柔性顯示器件，包括 柔性基板；包括在柔性基板上形成的數據線的源/漏傳導層、自數據線延伸出來的源 極和數據焊盤電極和與源極相對的漏極；與源極和漏極交迭並在源極和漏極之間形成溝道的半導體圖案； 覆蓋源/漏傳導圖和半導體圖案的柵絕緣膜；在柵絕緣膜上形成，包括穿過數據線的柵線、自柵線延伸出來與半導體圖 案交迭的柵極和自柵線延伸出來的柵焊盤電極的柵傳導層； 以相同的圖案設置在柵傳導層上的透明傳導層；穿過柵絕緣膜與源/漏傳導層的數據焊盤電極交迭的數據接觸孔；以及 通過數據接觸孔與源/漏層的數據焊盤電極連接的透明傳導層的數據焊盤 電極。
15、 根據權利要求14所述的柔性顯示器件，還包括-在柵絕緣膜上具有曝光透明傳導層的柵焊盤電極和透明傳導層的數據焊盤電極的焊盤孔的絕緣保護層。
16、 根據權利要求14和15中任一權利要求所述的柔性顯示器件，其透明 氧化傳導層包括TO (氧化錫)、ITO (銦錫氧化物)、ITZO (銦錫鋅氧化物) 和IZO (銦鋅氧化物)中的任一種。
17、 根據權利要求13、 14和15中任一權利要求所述的柔性顯示器件，其在平整形成傳導層表面的平滑層還可以在柔性基板的邊界表面和傳導層上形成。
全文摘要
公開提高可靠性的柔性顯示器件及其製造方法。在製造柔性顯示器件的方法中，在玻璃基板的一側形成絕緣保護層。在絕緣保護層上形成包括薄膜電晶體陣列和連接到薄膜電晶體陣列的焊盤部分的顯示器件。在顯示器件上粘結柔性基板，並去掉玻璃基板。
文檔編號H01L21/768GK101231972SQ20071030189
公開日2008年7月30日 申請日期2007年12月20日 優先權日2007年1月26日
發明者吳義烈 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社