一種有源矩陣有機發光二極體面板的製作方法
2023-12-07 19:31:31
專利名稱：一種有源矩陣有機發光二極體面板的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種平面顯示器的製作方法，尤其涉及一種具有低溫多晶矽薄膜電晶體的有機發光二極體面板的製作方法。
背景技術：
一般製造低溫多晶矽薄膜電晶體(low temperature polycrystalline siliconthin film transistor，LTPS TFT)陣列的步驟需使用多達六至九道光掩模來進行光刻工藝(photo-etching-process)，遠較一般非晶矽薄膜電晶體(hydrogenatedamorphous silicon thin film transistor，α-SiH TFT)的五道光掩模複雜且耗時。此外，在有源矩陣有機發光二極體面板(active matrix organic light-emittingdiode，AMOLED)的應用上，因為複雜的像素電路設計架構，所以必須利用低溫多晶矽薄膜電晶體驅動陣列來製作，然其又因為多了一層界定像素電極發光區域的絕緣層(pixel define layer，PDL)，更使得所需光掩模數增為七至十道。
請參閱圖1，圖1是應用在傳統有機發光二極體面板的薄膜電晶體(TFT)的結構示意圖。現有技術在製作有機發光二極體面板100時，先提供一個玻璃基板102，再依序沉積一緩衝絕緣層104和一層非晶矽薄膜(未顯示)於玻璃基板102上，並經由準分子雷射退火(excimer laser annealing，ELA)等工藝，使此非晶矽薄膜再結晶(recrystallize)成多晶矽薄膜。接著利用一第一光掩模來進行第一光刻工藝，以將多晶矽薄膜蝕刻出所需的有源層(active layer)106圖案，之後再沉積一柵極絕緣層(gate insulator)108覆蓋於各有源層106和緩衝絕緣層104表面。
然後再通過一金屬沉積工藝和一使用第二光掩模的第二光刻工藝來蝕刻出柵極金屬110。隨後即可利用柵極金屬110作為自對準(self-alignment)屏蔽，對有源層106進行硼離子等離子注入工藝，以於柵極金屬110相對兩側的有源層106中形成源極(source)103和漏極(drain)105。其中，現有技術另可視電路設計的需要，利用上述的第一光刻工藝與第二光刻工藝而分別於各像素區中形成多晶矽下極板107和金屬上極板111，並隔離以柵極絕緣層108，構成儲存電容(storage capacitance，Cst)113。
接著沉積一層間絕緣層(inter-layer dielectric，ILD)112形成於玻璃基板102上方，並覆蓋住柵極金屬110、金屬上極板111和柵極絕緣層108，再利用第三光掩模來進行第三光刻工藝，用以去除源極103和漏極105上方的部份層間絕緣層112和柵極絕緣層108，以界定出相對應的通孔(via hole)115。然後再進行另一金屬沉積工藝，並利用第四光掩模來進行第四光刻工藝，以在通孔115表面上蝕刻出信號線、漏極金屬等金屬層114，且分別電連接源極103和漏極105。接著沉積一平坦化的鈍化層(passivation layer)116於金屬層114和層間絕緣層112之上，並利用第五光掩模來進行第五光刻工藝，以去除電連接漏極105的金屬層114上方的部分鈍化層116。然後再形成氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)的透明導電薄膜(未顯示)於鈍化層116上，並利用第六光掩模來進行第六光刻工藝，以界定出適當大小的透明電極118，隨後再進行一沉積工藝並利用第七光掩模來進行第七光刻工藝以形成像素電極絕緣層(PDL)120。最後再於透明電極118表面形成發光二極體(未顯示)，即完成現有技術中有機發光二極體面板100。
在現有技術中，必須利用七道光掩模才能完成前述有機發光二極體面板應用於薄膜電晶體陣列的製作，不但步驟繁瑣、工藝複雜，而且多光掩模數所導致的高成本及對位誤差(misalignment)，也嚴重降低產能與良率。因此如何縮減製作時的光掩模數，已成為平面顯示面板領域有機發光二極體顯示器開發的重要課題之一。
發明內容
本發明提供一種有源矩陣有機發光二極體的製作方法，以解決上述問題。
本發明提供一優選實施例，涉及一種有源矩陣有機發光二極體面板的製作方法，包括提供基板，形成薄膜電晶體於基板上，形成層間絕緣層覆蓋於薄膜電晶體和基板上方，於層間絕緣層中形成多個通孔至薄膜電晶體的源極與漏極表面，於通孔中形成金屬層並分別電連接源極與漏極，於金屬層表面形成透明電極，形成像素電極絕緣層於透明電極和層間絕緣層上，以及形成發光二極體於透明電極上。
本發明省略鈍化層的製作，並且將透明電極直接沉積在金屬層和層間絕緣層上，使得光掩模數目減少至僅需五或六道光掩模，若金屬層和透明電極由同一次光刻工藝形成，則僅需要五道光掩模數目，由於本發明光掩模數目較現有技術少，因此本發明可達到降低成本與簡化工藝的目的。
圖1是傳統有機發光二極體面板的TFT的結構示意圖。
圖2至圖6是本發明的有源矩陣有機發光二極體面板的工藝示意圖。
圖7是本發明利用同一光掩模形成透明電極和金屬層的第二實施例的結構示意圖。
主要組件符號說明100、600發光二極體面板102、202玻璃基板103、203源極104、204絕緣層105、205漏極106、206有源層107、207多晶矽下極板108、208柵極絕緣層110、210柵極金屬111、211金屬上極板112、212層間絕緣層113、213儲存電容114、214、718 金屬層115、215通孔116 鈍化層118、218、714 透明電極120、220像素電極絕緣層222 發光二極體
具體實施例方式
請參閱圖2至圖6，圖2至圖6是本發明的有源矩陣有機發光二極體面板(AMOLED)的工藝示意圖。如圖2所示，首先提供一個玻璃基板202當作下基板，再依序沉積一層緩衝絕緣層204和一層非晶矽薄膜(未顯示)於玻璃基板202上，並經由準分子雷射等退火工藝，使此非晶矽薄膜(未顯示)再結晶成多晶矽薄膜。接著利用一第一光掩模來進行第一光刻工藝，以將多晶矽薄膜蝕刻出所需的有源層206圖案。其中，本發明也可視電路設計的需要，同時利用上述第一光刻工藝在各像素區中形成一多晶矽下極板207。
請參考圖3，隨後在有源層206和緩衝絕緣層204表面沉積柵極絕緣層208。然後沉積一第一金屬薄膜(未顯示)在柵極絕緣層208上，並利用第二光掩模來進行第二光刻工藝，以蝕刻得到掃描線(未顯示)、柵極金屬210與金屬上極板211等金屬圖案。其中，由柵極絕緣層208隔離的多晶矽下極板207以及金屬上極板211，構成一儲存電容(Cst)213。隨後即可利用柵極金屬210作為自對準屏蔽，對有源層206進行硼離子等離子注入工藝，以在柵極金屬210相對兩側的有源層206中形成源極203和漏極205。接著再利用SOG工藝，以旋塗方式將二氧化矽或感旋光性的絕緣材料均勻塗布於柵極金屬210、金屬上極板211和柵極絕緣層208上方，以形成一層平坦化的層間絕緣層(ILD)212。也因為在此步驟，本發明利用SOG工藝所以可使下基板的驅動陣列具有較佳的平坦化效果，而有利於後續有機材料的階梯覆蓋。
請參閱圖4，接著利用第三光掩模來進行第三光刻工藝，用以去除源極203和漏極205上方的部份層間絕緣層212和柵極絕緣層208，以形成通孔215於源極203和漏極205上方。請參考圖5，然後進行另一第二金屬薄膜沉積工藝，並利用第四光掩模來進行第四光刻工藝，用以在通孔215表面上蝕刻出信號線、漏極金屬等金屬層214，且分別電連接源極203和漏極205。之後在金屬層214和層間絕緣層212上方再形成氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(indium zinc oxide，IZO)等透明導電薄膜(未顯示)，並利用第五光掩模來進行第五光刻工藝，以界定出適當大小的透明電極218。
接著請參考圖6，利用SOG工藝在金屬層214、透明電極218和層間絕緣層212之上旋塗二氧化矽形成像素電極絕緣層(PDL)220，並且利用第六光掩模來進行第六光刻工藝以形成適當大小的像素電極絕緣層220。最後再在透明電極218表面形成一有機發光二極體222，即完成本發明中的有機發光二極體面板600。其中，值得注意的是，本實施例的透明電極218的覆蓋範圍大於電連接漏極205的金屬層214，所以有機發光二極體222的光線可以同時由上、下兩方向發散，因此可形成一個底部發光(bottom emission)二極體面板或上、下發光的有機發光二極體面板。
此外，請參閱圖7，圖7是本發明利用同一光掩模形成透明電極和金屬層的第二實施例的結構示意圖。第二實施例與前述圖2至圖6的實施例的主要差別是在通孔215形成之後，本發明還可以直接連續沉積一層金屬層714和一層透明電極718，然後再利用同一個第四光掩模來進行第四光刻工藝，以同時蝕刻出信號線、漏極金屬等上、下相堆疊且具有相同圖案的金屬層714以及透明電極718，且分別電連接源極203和漏極205。由於第二實施例所形成的透明電極718和金屬層714的面積範圍一樣大，又由於金屬層714具有較佳的反射效果且其又完全被透明電極718所重迭覆蓋，所以金屬層714會反射發光二極體的光線，而形成一個頂部發光(top emission)二極體面板。最後再利用上述工藝形成像素電極絕緣層以及發光二極體。故第二實施例僅需五道光掩模。
相較於現有技術，由於本發明省略鈍化層的製作，並且將透明電極直接沉積在金屬層和層間絕緣層上，使得光掩模數目減少至僅需六道光掩模，而若金屬層和透明電極由同一道光刻工藝形成，則僅需要五道光掩模數目，故本發明光掩模數目較現有技術少，因此本發明可達到降低成本與簡化工藝的目的。此外，本發明的技術也可應用於一般低溫多晶矽薄膜電晶體(LTPS TFT)陣列的液晶顯示面板的工藝中，不但僅需五道或六道光掩模即可製備完成，而且還可利用第二金屬層與透明電極相對位置的不同，而分別製作反射式、透射式以及半透半反的液晶顯示面板。
以上所述僅為本發明的優選實施例，凡依本發明權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種有源矩陣有機發光二極體面板的製作方法，該製作方法包含提供一基板；形成至少一薄膜電晶體於該基板上；形成一層間絕緣層覆蓋於該薄膜電晶體和該基板上方；於該層間絕緣層中形成多個通孔至該薄膜電晶體的源極與漏極表面；於所述多個通孔中各形成一金屬層並分別電連接該源極與該漏極；於電連接該漏極的該金屬層表面形成一透明電極；形成一像素電極絕緣層於該透明電極和該層間絕緣層上；以及形成一發光二極體於該透明電極上。
2.如權利要求1所述的製作方法，其中該基板包括一透明玻璃基板、一可撓式塑料基板和一金屬基板其中之一。
3.如權利要求1所述的製作方法，其中該薄膜電晶體為一低溫多晶矽薄膜電晶體，且形成該低溫多晶矽薄膜電晶體的方法還包括於該基板表面形成一緩衝絕緣層；於該緩衝絕緣層表面形成一有源層；形成一柵極絕緣層覆蓋於該有源層和該緩衝絕緣層上；於該柵極絕緣層表面形成一柵極金屬，且該柵極金屬位於該有源層中央；以及利用該柵極金屬作為自對準屏蔽來對該有源層進行離子注入，以於該柵極金屬相對兩側的該有源層中形成該源極和該漏極。
4.如權利要求3所述的製作方法，其中形成該有源層的方法還包括於該緩衝絕緣層表面沉積一非晶矽薄膜；對該非晶矽薄膜進行一再結晶工藝，以使該非晶矽薄膜轉成為一多晶矽薄膜；以及對該多晶矽薄膜進行一第一光刻工藝，以形成該有源層。
5.如權利要求3所述的製作方法，其中形成該柵極金屬的方法還包括於該柵極絕緣層表面形成一第一金屬薄膜；以及對該第一金屬薄膜進行一第二光刻工藝，以形成該柵極金屬。
6.如權利要求1所述的製作方法，其中該層間絕緣層的所述多個通孔利用一第三光刻工藝形成。
7.如權利要求1所述的製作方法，其中該層間絕緣層通過一旋塗二氧化矽工藝完成。
8.如權利要求1所述的製作方法，其中該層間絕緣層為一感旋光性材料。
9.如權利要求1所述的製作方法，其中形成該金屬層的方法還包括於該層間絕緣層表面形成一第二金屬薄膜；以及對該第二金屬薄膜進行一第四光刻工藝，以形成分別電連接該源極與該漏極的所述多個金屬層。
10.如權利要求9所述的製作方法，其中形成該透明電極與該像素電極絕緣層的方法還包括於該層間絕緣層以及所述多個金屬層表面形成一透明導電薄膜；對該透明導電薄膜進行一第五光刻工藝，以形成該透明電極；以及利用一沉積工藝和一第六光刻工藝形成該像素電極絕緣層。
11.如權利要求10所述的製作方法，其中該透明電極覆蓋範圍大於電連接該漏極的該金屬層，以使該有源矩陣有機發光二極體面板形成一個底部發光二極體面板或上、下發光的有機發光二極體面板。
12.如權利要求10所述的製作方法，其中該像素電極絕緣層通過一SOG工藝完成。
13.一種有源矩陣有機發光二極體面板的製作方法，該製作方法包括提供一基板；形成至少一薄膜電晶體於該基板上；形成一層間絕緣層覆蓋於該薄膜電晶體和該基板上方；於該層間絕緣層中形成多個通孔至該薄膜電晶體的源極與漏極；於所述多個通孔表面分別形成一下、上相堆疊且具有相同圖案的金屬層及透明導電層並分別電連接該源極與該漏極；形成一像素電極絕緣層於該透明導電層和該層間絕緣層上；以及形成一發光二極體於電連接該漏極的該透明導電層上。
14.如權利要求13所述的製作方法，其中該薄膜電晶體為一低溫多晶矽薄膜電晶體，且形成該低溫多晶矽薄膜電晶體的方法還包括於該基板表面形成一緩衝絕緣層；於該緩衝絕緣層表面形成一有源層；形成一柵極絕緣層覆蓋於該有源層和該緩衝絕緣層上；於該柵極絕緣層表面形成一柵極金屬，且該柵極金屬位於該有源層中央；以及利用該柵極金屬作為自對準屏蔽來對該有源層進行離子注入，以於該柵極金屬相對兩側的該有源層中形成該源極和該漏極。
15.如權利要求14所述的製作方法，其中形成該有源層的方法還包括於該緩衝絕緣層表面沉積一非晶矽薄膜；對該非晶矽薄膜進行一再結晶工藝，以使該非晶矽薄膜轉成為一多晶矽薄膜；以及對該多晶矽薄膜進行一第一光刻工藝，以形成該有源層。
16.如權利要求14所述的製作方法，其中形成該柵極金屬的方法還包括於該柵極絕緣層表面形成一第一金屬薄膜；以及對該第一金屬薄膜進行一第二光刻工藝，以形成該柵極金屬。
17.如權利要求13所述的製作方法，其中該層間絕緣層的所述多個通孔利用一第三光刻工藝形成。
18.如權利要求13所述的製作方法，其中該層間絕緣層通過一旋塗二氧化矽工藝完成。
19.如權利要求13所述的製作方法，其中該層間絕緣層為一感旋光性材料。
20.如權利要求13所述的製作方法，其中形成下、上相堆疊且具有相同圖案的該金屬層及該透明導電層的方法還包括於該層間絕緣層表面依序形成一第二金屬薄膜和一透明導電薄膜；以及對該透明導電薄膜與該第二金屬薄膜進行一第四光刻工藝。
21.如權利要求20所述的製作方法，其中該像素電極絕緣層利用一沉積工藝和一第五光刻工藝形成。
22.如權利要求21所述的製作方法，其中該像素電極絕緣層利用一旋塗二氧化矽工藝完成。
23.如權利要求13所述的製作方法，其中該有源矩陣有機發光二極體面板為一頂部發光二極體面板。
全文摘要
本發明提供一種有源矩陣有機發光二極體面板的製作方法，包括提供基板，形成薄膜電晶體於基板上，形成層間絕緣層覆蓋於薄膜電晶體和基板上方，於層間絕緣層中形成多個通孔至薄膜電晶體的源極與漏極表面，於通孔中形成金屬層並分別電連接源極與漏極，於電連接漏極的金屬層表面形成透明電極，形成像素電極絕緣層於透明電極和層間絕緣層上，以及形成發光二極體於透明電極上，因為本發明省略現有技術鈍化層的製作，所以可達到降低成本與簡化工藝的目的。
文檔編號H01L21/82GK1945811SQ20051011344
公開日2007年4月11日 申請日期2005年10月9日 優先權日2005年10月9日
發明者陳振銘 申請人:中華映管股份有限公司