有機電激發光顯示器的製造方法
2023-04-28 04:01:31 1
專利名稱：有機電激發光顯示器的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種有機電激發光元件的製造方法，特別是涉及一種以低溫多晶矽薄膜電晶體作為驅動單元的有機電激發光顯示器的製造方法。
背景技術：
近年來，隨著電子產品發展技術的進步及其曰益廣泛的應用，像行動電話、PDA及筆記型計算機的問市，使得與傳統顯示器相比具有較小體積及電力消耗特性的平面顯示器的需求與日俱增，成為目前最重要的電子應用產品之一。在平面顯示器當中，由於有機電激發光件具有自發光、高亮度、廣視角、高應答速度及工藝容易等特性，使得有機電激發光件無疑的將成為下一世代平面顯示器的最佳選擇。
有機發光二極體(organic light emitting diode，OLED)為使用有機層作為有源層(active layer)的發光二極體，近年來已漸漸使用於平面面板顯示器(flatpanel display)上，依驅動方式可區分為無源式有機電激發光(PM-OLED)及有源式有機電激發光(AM-OLED)顯示器。
無源式有機電激發光元件，主要經由XY矩陣電極而被單純驅動。由於無源式有機電激發光元件以線性依序驅動方式執行，當掃描線(scanning lines)增加至數百條以上時，所要求的瞬間亮度即為觀察亮度的數百倍，因此，產生的瞬間電流量也高達數百倍。如此大的電力消耗使得有機發光二極體產生大量的熱，同時提高了有機發光二極體的操作溫度。然而，操作溫度的提高易使得有機發光二極體劣化的速度加快，如此一來，易導致有機電激發光元件的發光效率及元件壽命的降低。
開發出具有高發光效率及長使用壽命的有機電激發光元件是目前平面顯示技術的主要趨勢之一。因此，搭配薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)的有源式有機電激發光元件被提出，以避免無源式有機電激發光元件所產生的問題。由於有源式有機電激發光顯示器具有面發光的特徵、自發光的高發光效率以及低驅動電壓(driving voltage)等優點，且具有廣視角、高對比、高應答速度(high-response speed)、及全彩化等特性。當顯示器的尺寸越作越大，解析度的要求越來越高，以及全彩化需求的情況下，有源式有機電激發光無疑將成為下一代全彩化平面顯示器的最佳選擇。
為了實現高精細度的元件與像素排列，低溫多晶矽(low temperaturepoly-silicon，LTPS)工藝已逐漸取代非晶矽工藝而成為薄膜電晶體技術的發展主流。在現行所使用的低溫多晶矽的工藝中，主要使用準分子雷射退火(excimer laser anneal)結晶技術來使得非晶矽(amorphous silicon)轉變為多晶矽(polysilicon)。然而，現行所使用的準分子雷射退火工藝主要皆為線型雷射系統(line beam system)，因此雷射能量的變動會直接影響到多晶矽內部的結晶狀況，亦會直接影響到後段薄膜電晶體的起始電壓(threshold voltage)及所能提供用來驅動有機電激發光元件的電流表現，導致有機電激發光元件產生亮度不均勻的現象。雷射能量變動的情況主要發生在電射光照射過程中每一發雷射束與光束之間，如此一來易造成有機電激發光元件產生與雷射束同方向的線狀條紋缺陷(line mura)，如圖1所示，嚴重影響有機電激發光元件的顯示品質(display quality)。
因此，發展出適合有機電激發光元件的新的低溫多晶矽薄膜電晶體工藝，以解決以上所述問題，是目前有源式有機電激發光二極體工藝技術上亟需研究的重點之一。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的是利用原子摻雜工藝以調整薄膜電晶體其多晶矽層的載子濃度能階變化，達到改變薄膜電晶體其起始電壓(Vth)的分布，藉此改善有機電激發光元件其線狀條紋缺陷(line mura)。
為達成上述目的，本發明提供一種低溫多晶矽薄膜電晶體的工藝，以製造出適用於有源式有機電激發光元件的低溫多晶矽薄膜電晶體，以避免有機電激發光元件其線狀條紋缺陷(line mura)的產生。符合本發明所述的低溫多晶矽薄膜電晶體的工藝包括以下步驟。提供一基板，並形成一低溫多晶矽薄膜電晶體於該基板。其中，該低溫多晶矽薄膜電晶體包括一通道區、一源極及一漏極，而該通道區的製造方式包括形成一多晶矽層，該多晶矽層具有一通道預定區；以及對該通道預定區進行一離子注入工藝。
此外，本發明亦提供一種以低溫多晶矽薄膜電晶體作為驅動單元的有機電激發光顯示器的製造方法，包括提供一基板；形成一低溫多晶矽薄膜電晶體於該基板，該低溫多晶矽薄膜電晶體包括一通道區、一源極及一漏極；以及形成一有機發光二極體(OLED)於該基板，該有機發光二極體具有一陽極與該漏極耦接，其中，該通道區的製造方式包括形成一多晶矽層，該多晶矽層具有一通道預定區；以及對該通道預定區進行一離子注入工藝。
根據本發明所述的製造方法，該離子注入工藝包括p型離子注入工藝、n型離子注入工藝、或同時包括一n型離子注入工藝及一p型離子注入工藝。在本發明一優選實施例中，該p型離子注入工藝可為為硼離子注入工藝，而該n型離子注入工藝可為磷離子注入工藝。
此外，根據本發明一優選實施例，若該離子注入工藝亦同時包括一n型離子注入工藝及一p型離子注入工藝，則對該通道預定區進行的離子注入工藝可包括下列步驟先對該通道預定區進行一磷離子注入工藝，再對該通道預定區進行一硼離子注入工藝。或者是，先對該通道預定區進行一硼離子注入工藝，再對該通道預定區進行一磷離子注入工藝。值得注意的，該離子注入工藝的濃度介於1×1010至1×1020離子/釐米2(ions/cm2)之間。
為使本發明的上述目的、特徵能更明顯易懂，以下配合附圖以及優選實施例，以更詳細地說明本發明。
圖1為顯示以傳統LTPS-TFT為驅動單元的有機電激發光元件其點亮的情形。
圖2為顯示本發明所述的有機電激發光元件的一優選實施例的剖面結構示意圖。
圖3為顯示圖2所述的實施例所得的有機電激發光元件點亮的情形。
圖4為顯示以傳統工藝有機電激發光元件及本發明一優選實施例所述的有機電激發光元件其電流變動(I variation)及ELA變動的關係圖。
簡單符號說明有機電激發光元件～100；基板～102；低溫多晶矽層～107；柵極絕緣層～109；一通道區～110；柵極～112；源極～114；漏極～116；介電層～120；接觸窗～122；一源極接觸區～124；漏極接觸區～126；絕緣層～130；有機電激發光元件～140；陽極～142；有機電激發光複合層～144；及陰極～146。
具體實施例方式
以下，顯示符合本發明所述的有機電激發光元件的一優選實施例，茲配合附圖詳細說明如下如圖2所示，該有機電激發光元件100包括一基板102，該基板可例如為玻璃、陶瓷、塑料基板或是半導體基板。接著，形成一圖形化的低溫多晶矽層107於該基板102之上，而該多晶矽層107的形成可包括在該基板102上形成一非晶矽層，接著再對該非晶矽層進行一準分子雷射(ELA)退火工藝或是一熱處理，以使非晶矽層經固相長晶形成多晶矽層。其中，該圖形化的低溫多晶矽層107包括一源極預定區(未圖示)、一漏極預定區(未圖標)、及一通道區110。
接著，形成一柵極絕緣層109於該圖形化的低溫多晶矽層107及該基板102之上，並進一步形成一掩模層(未圖示)以完全覆蓋該源極預定區及該漏極預定區。接著，以該掩模層作為屏蔽，對該低溫多晶矽層107的通道區110進行一離子注入工藝。該離子注入工藝同時包括一n型離子注入工藝及一p型離子注入工藝，其步驟如下先對該通道預定區進行一磷離子注入工藝(摻雜濃度為8×1011ions/cm2)，再對該通道預定區進行一硼離子注入工藝(摻雜濃度為2×1012ions/cm2)。該掩模層形成的目的在於避免該源極預定區及該漏極預定區受到該離子注入工藝的影響。
接著，移除該掩模層，並形成一柵極112於該通道區之上的柵極絕緣層109上。接著，在以該柵極112作為屏蔽，形成源極114及漏極116分別於該源/漏極預定區中。其中該柵極112、該柵極絕緣層109、該源極114、該漏極116及該通道區110構成一低溫多晶矽薄膜電晶體。
接著，坦覆性形成一介電層120於上述結構，並以一光刻蝕刻工藝形成多個接觸窗122，以露出部分的該源極114及漏極116。接著，形成一源極接觸區124及一漏極接觸區126經由該接觸窗122以分別與該源極114及漏極116電連接。最後，形成一絕緣層130於上述結構之上，並形成一有機電激發光元件140於該絕緣層130之上，其中該有機電激發光元件140依序包括一陽極142、一有機電激發光複合層144、及一陰極146，其中該該有機電激發光元件140以該陽極142與該漏極接觸區126電連接。至此，完成本發明所述的以低溫多晶矽薄膜電晶體作為驅動單元的有機電激發光元件100的一優選實施例。請參照圖3，顯示上述實施例實際所得的有機電激發光元件點亮的情形，與圖1比較後可發現線狀條紋缺陷(line mura)的狀況已有大幅度的改善。
請參照表1及表2，請分別為顯示一依傳統工藝所得的低溫多晶矽薄膜電晶體(通道層未進一步進行摻雜)及一依本發明所述工藝所得的低溫多晶矽薄膜電晶體(通道層經磷離子及硼離子注入工藝)其電性表現。
表1傳統工藝所得的低溫多晶矽薄膜電晶體的電性表現
表2本發明所述工藝所得的低溫多晶矽薄膜電晶體的電性表現由表1及表2可知，本發明所述的低溫多晶矽薄膜電晶體在PMOS-TFT(用來驅動有機電激發光元件)上具有優選的Vtp(3Sigma)的表現，亦即用來驅動有機電激發光元件的薄膜電晶體其電壓的變動(variation)明顯降低。
此外，請參照圖4，顯示一以傳統工藝所得的低溫多晶矽薄膜電晶體為驅動單元的有機電激發光元件及一以本發明所述工藝所得的低溫多晶矽薄膜電晶體為驅動單元的有機電激發光元件其電流變動(I variation)及ELA(Excimer laser Anneal)變動的關係圖。由圖中可知，以本發明所述工藝所得的低溫多晶矽薄膜電晶體為驅動單元的有機電激發光元件具有優選的均勻性(變動幅度較小)。
雖然本發明以優選實施例揭露如上，然而其並非用以限定本發明，本領域的技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍應當以後附的權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種有機電激發光顯示器的製造方法，該有機電激發光顯示器以一低溫多晶矽薄膜電晶體作為驅動單元，包括提供一基板；形成該低溫多晶矽薄膜電晶體於該基板，該低溫多晶矽薄膜電晶體包括一通道區、一源極及一漏極；以及形成一有機發光二極體(OLED)於該基板，該有機發光二極體具有一陽極與該漏極耦接，其中，該通道區的製造方式包括形成一多晶矽層，該多晶矽層具有一通道預定區；以及對該通道預定區進行一離子注入工藝。
2.如權利要求1所述的有機電激發光顯示器的製造方法，其中該離子注入工藝包括p型離子注入工藝。
3.如權利要求2所述的有機電激發光顯示器的製造方法，其中該p型離子注入工藝為硼離子注入工藝。
4.如權利要求1所述的有機電激發光顯示器的製造方法，其中該離子注入工藝包括n型離子注入工藝。
5.如權利要求4所述的有機電激發光顯示器的製造方法，其中該n型離子注入工藝為磷離子注入工藝。
6.如權利要求1所述的有機電激發光顯示器的製造方法，其中該離子注入工藝包括一n型離子注入工藝及一p型離子注入工藝。
7.如權利要求1所述的有機電激發光顯示器的製造方法，其中該離子注入工藝包括一硼離子注入工藝及一磷離子注入工藝。
8.如權利要求1所述的有機電激發光顯示器的製造方法，其中對該通道預定區進行的離子注入工藝包括下列步驟先對該通道預定區進行一硼離子注入工藝，再對該通道預定區進行一磷離子注入工藝。
9.如權利要求1所述的有機電激發光顯示器的製造方法，其中對該通道預定區進行的離子注入工藝包括下列步驟先對該通道預定區進行一磷離子注入工藝，再對該通道預定區進行一硼離子注入工藝。
10.如權利要求1所述的有機電激發光顯示器的製造方法，其中該離子注入工藝的濃度介於1×1010至1×1020ions/cm2之間。
全文摘要
本發明揭露一以低溫多晶矽薄膜電晶體作為驅動單元的有機電激發光顯示器的製造方法。有機電激發光顯示器的製造方法包括提供一基板，且形成一低溫多晶矽薄膜電晶體於該基板，該低溫多晶矽薄膜電晶體包括一通道區、一源極及一漏極，以及形成一有機發光二極體(OLED)於該基板，該有機發光二極體具有一陽極與該漏極耦接。其中，該通道區的製造方式包括形成一多晶矽層，該多晶矽層具有一通道預定區；以及對該通道預定區進行一離子注入工藝。
文檔編號H05B33/10GK1700817SQ20051006961
公開日2005年11月23日 申請日期2005年4月29日 優先權日2005年4月29日
發明者陳韻升 申請人:友達光電股份有限公司