CN102097448A - 有机电致发光显示设备及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

有机电致发光显示设备及制造方法。该设备包括：形成在阵列基板上的至少一个开关和驱动晶体管，阵列基板包括其上的选通和数据焊盘；钝化层，有多个第一接触孔以各露出驱动晶体管的漏极、选通焊盘的选通焊盘底电极和数据焊盘的数据焊盘底电极的部分；形成在钝化层上的接触电极、选通焊盘的选通焊盘顶电极和数据焊盘的数据焊盘顶电极，其各电连接到驱动晶体管的漏极、选通和数据焊盘底电极的露出部分；形成在钝化层上的平整层，包括多个第二接触孔以各露出接触电极，选通和数据焊盘顶电极的部分；发光单元，包括平整层上的阴极、阳极、夹在其间的有机层，阴极通过接触孔之一与接触电极电连接，接触电极对在对阴极构图时用的蚀刻剂有耐酸性。

Description

有机电致发光显示设备及其制造方法
技术领域
本发明涉及有机电致发光显示设备及其制造方法，该有机电致发光显示设备能够防止孔径比(aperture ratio)的恶化。
背景技术
本申请要求2009年12月14日提交的韩国专利申请No.10-2009-0123982的优先权，此处以引证的方式并入其内容，就像在此进行了完整阐述一样。
重量沉、体积大是平板显示器的缺点，最近，正在研发各种能够减轻重量、缩小体积的平板显示器。这种平板显示器包括液晶显示器、场致发光显示器、等离子显示板和电致发光显示器。
在它们当中，场致发光显示器是自发光型显示器，没有背光单元，是具有良好特性(例如制造工艺简单、视角宽和响应快以及对比度高)的轻薄型产品。因此，场致发光显示器适用于下一代平板显示器。
基本上，场致发光显示器包括阳极的空穴和阴极的电子，空穴和电子在有机发光层相互耦合以形成具有耦合的空穴和电子的光激子，因该光激子返回其底状态(bottom status)时产生的能量而发光。
场致发光显示器包括：发光单元，该发光单元是产生光的发光二极管；多个晶体管，用于驱动该发光单元。
同时，常规的底部发光型显示器将发光单元产生的光向基板发射，具有的缺点是：因为单元驱动部件和该发光单元一起形成在同一基板上，从而导致孔径比恶化。
发明内容
因而，本发明旨在一种有机电致发光显示设备及其制造方法。
本发明的目的是提供一种有机电致发光显示设备及其制造方法，该有机电致发光显示设备能够防止孔径比(aperture ratio)的恶化。
本公开的附加优点、目的和特征将在下面的描述中部分描述且将对于本领域普通技术人员在研究下文后变得明显，或可以通过本发明的实践来了解。通过书面的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构可以实现和获得本发明的目的和其它优点。
为了实现这些和其它优点，按照本发明的目的，作为具体和广义的描述，一种有机电致发光显示设备包括：形成在阵列基板上的至少一个开关晶体管和至少一个驱动晶体管，其中所述阵列基板包括形成在该阵列基板上的选通焊盘和数据焊盘；钝化层，其具有多个第一接触孔以分别露出所述驱动晶体管的漏极、所述选通焊盘的选通焊盘底电极以及所述数据焊盘的数据焊盘底电极的一部分；形成在所述钝化层上的接触电极、所述选通焊盘的选通焊盘顶电极和所述数据焊盘的数据焊盘顶电极，所述接触电极、选通焊盘顶电极和数据焊盘顶电极分别电连接到所述驱动晶体管的所述漏极、所述选通焊盘底电极和所述数据焊盘底电极的露出部分；形成在所述钝化层上的平整层，所述平整层包括多个第二接触孔以分别露出所述接触电极，所述选通焊盘顶电极和所述数据焊盘顶电极的一部分；发光单元，所述发光单元包括形成在所述平整层上的阴极、阳极、以及夹在所述阴极和所述阳极之间的有机层，其中所述阴极通过所述接触孔之一与所述接触电极电连接，其中，所述接触电极对于在对所述阴极进行构图时使用的蚀刻剂具有耐酸性。
所述阴极可以具有由铝-钕形成的单层结构，所述选通焊盘和所述数据焊盘中的至少一方的顶部可以具有由钼-钛形成的单层结构。
所述选通焊盘可以包括：与选通线相连的所述选通焊盘底电极；以及具有由钼-钛形成的单层结构的所述选通焊盘顶电极，并且所述数据焊盘可以包括：与数据线相连的所述数据焊盘底电极；以及具有由钼-钛形成的单层结构的所述数据焊盘顶电极。
所述接触电极、所述选通焊盘顶电极以及所述数据焊盘顶电极可以由相同的金属形成并形成在同一层上。
在本发明的另一个方面，一种制造有机电致发光显示设备的方法包括以下步骤：在基板上形成开关晶体管、驱动晶体管、与选通线相连的选通焊盘底电极和与数据线相连的数据焊盘底电极；形成钝化层，该钝化层具有多个第一接触孔以分别露出所述驱动晶体管的漏极、所述选通焊盘底电极以及所述数据焊盘底电极的一部分；在所述钝化层上形成接触电极、选通焊盘顶电极和数据焊盘顶电极，所述接触电极、选通焊盘顶电极和数据焊盘顶电极分别电连接到所述驱动晶体管的所述漏极、所述选通焊盘底电极和所述数据焊盘底电极的露出部分；在所述钝化层上形成平整层，所述平整层包括多个第二接触孔以分别露出所述接触电极，所述选通焊盘顶电极和所述数据焊盘顶电极的一部分；形成发光单元，所述发光单元包括形成在所述平整层上的阴极、阳极、以及夹在所述阴极和所述阳极之间的有机层，其中所述阴极通过所述接触孔之一与所述接触电极电连接，其中，所述接触电极对于在对所述阴极进行构图时使用的蚀刻剂具有耐酸性。
所述阴极可以具有由铝-钕形成的单层结构，所述选通焊盘顶电极和所述数据焊盘顶电极具有由钼-钛形成的单层结构。
所述接触电极、所述选通焊盘顶电极以及所述数据焊盘顶电极可以由相同的金属形成并形成在同一层上。
依据本发明，选通焊盘顶电极、数据焊盘顶电极和接触电极由采用了具有良好的导电性的接触金属层(诸如钼-钛等)的单层结构形成，结果接触电阻被减少得足够低，以防止图像质量的恶化(例如斑痕等)。此外，如果选通焊盘顶电极、数据焊盘顶电极和接触电极由采用了接触金属层(诸如钼-钛等)的单层结构形成，所需的只是单个沉积工艺和单个蚀刻工艺，工艺数目减少，从而减少了制造成本。此外，如果所述选通焊盘顶电极、数据焊盘顶电极和所述接触电极由钼-钛形成，由于钼-钛对于在对所述阴极进行构图时使用的蚀刻液具有耐酸性，因而可防止形成阴极时，选通焊盘顶电极、数据焊盘顶电极和接触电极受所述阴极的蚀刻液的腐蚀。
应当理解，本发明的上述一般描述和下述详细描述是示例性和说明性的，且旨在提供所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
附图被包括在本申请中以提供对本公开的进一步理解，并结合到本申请中且构成本申请的一部分，附图示出了本公开的实施方式，且与说明书一起用于解释本公开的原理。
附图中：
图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的发光显示器的电路图；
图2是示出了图1所示的驱动薄膜晶体管和发光单元的截面图；以及
图3A到3H分别是描述了用于制造图2所示的驱动薄膜晶体管和发光单元的方法的截面图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施方式，在附图中例示出了其示例。在可能的情况下，相同的标号在整个附图中代表相同或类似部件。
下面详细描述本发明的示例性实施方式。
图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的有机场致发射显示器的电路图。
图1所示的有机场致发射显示器包括：用于传输扫描信号的选通线GL；用于传输数据信号的数据线DL；用于传输电力信号的电力线PL；与所述选通线GL、数据线DL和电力线PL相连的单元驱动部10；以及与所述单元驱动部10和所述电力线PL相连的发光单元OEL。
选通线GL与选通焊盘连接，向开关薄膜晶体管T1提供扫描信号。数据线DL与数据焊盘相连，向该开关薄膜晶体管T1提供数据信号。电力线PL向驱动薄膜晶体管T2提供电力信号。
单元驱动部包括：与选通线GL和数据线DL相连的开关晶体管T1；与该开关晶体管T1、该发光单元的阴极以及基电压源相连的驱动晶体管T2；以及连接在所述基电压源和所述开关晶体管T1的漏极之间的存储电容器C。
一旦扫描脉冲被提供给该选通线GL，开关薄膜晶体管T1就被导通，向存储电容器C和驱动薄膜晶体管T2的栅极106提供从数据线DL提供的数据信号。
响应于提供给栅极的数据信号，驱动薄膜晶体管T2控制从电力线PL向发光单元OEL提供的电流，从而调节该发光单元OEL的光量。
为此，如图2所示，驱动薄膜晶体管T2包括：与开关晶体管T1电连接的栅极106；与发光单元OEL的阴极122相连的漏极110；与所述漏极110相对的源极108；与所述栅极106交叠的有源层114，栅介电层112位于有源层114与栅极106之间，用以在所述源极108和所述漏极110之间形成沟道；以及欧姆接触层，该欧姆接触层形成在所述有源层114与所述源极108和漏极110之间(沟道部分除外)，用于欧姆接触所述源极108和漏极110。有源层114和欧姆接触层116与数据焊盘底电极162相交叠。
发光单元OEL包括：阴极122，由不透明材料制成，形成在平整层118上；有机层130(发光层)，该有机层130(发光层)形成在经由穿过堤状介电层124的像素孔128而露出的堤状介电层124和阴极122上；以及阳极132，该阳极132形成在有机层130上。有机层130具有空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层，这些层以多层的方式位于阴极122和堤状介电层124上。阴极122经由接触电极126与所述驱动薄膜晶体管T2的漏极110电连接。阳极132形成在有机层130上，阴极122形成在有机层130下，用作反射电极。结果，从有机层130生成的光经由阳极132向上发出，从而可以防止开关晶体管T1和驱动晶体管T2所导致的孔径比恶化。
选通焊盘150与选通驱动集成电路(未示出)相连，用于向选通线GL提供扫描信号。为此，选通焊盘150包括：从选通线GL延伸的选通焊盘底电极152以及连接在该选通焊盘底电极152之上的选通焊盘顶电极156。这里，选通焊盘顶电极156经由第一栅接触孔154与选通焊盘底电极152相连，该第一栅接触孔154穿过栅介电膜112和保护膜104。选通焊盘顶电极156经由穿过平整层118的第二栅接触孔158露出到外部，与其中安装有所述选通驱动集成电路的传输膜(transportation film)相连。
数据焊盘160与数据驱动集成电路(未示出)相连，用于向数据线DL提供数据信号。为此，数据焊盘160包括从数据线DL延伸的数据焊盘底电极162和连接在该数据焊盘底电极162上的数据焊盘顶电极166。此处，数据焊盘顶电极166经由穿过保护膜104的第一数据接触孔164与数据焊盘底电极162相连。数据焊盘顶电极166经由穿过平整层118的第二数据接触孔168露出到外部，以与具有其中安装有所述数据驱动集成电路的传输膜相连。
这样，选通焊盘顶电极156、数据焊盘顶电极166和接触电极126在使用相同的掩模的构图工艺中同时形成，作为接触金属层。这里，该接触金属层由具有良好抗腐蚀性和低的比电阻(specific resistance)的钼-钛(MoTi)或钼-钽(MoTa)形成，以防止露出到外部空气的选通焊盘顶电极156和数据焊盘顶电极166被腐蚀。
依据本发明，选通焊盘顶电极156、数据焊盘顶电极166和接触电极126由采用了具有良好导电性的接触金属层(诸如钼-钛等)的单层结构形成，而不是由采用了透明导电膜(诸如钼、ITO等)的多层结构形成。结果，接触电阻降低，足以防止图像质量恶化(例如斑痕(Mura)等)。
此外，如果选通焊盘顶电极156、数据焊盘顶电极166和接触电极126由多层结构形成，则需要多个沉积工艺和多个蚀刻工艺。相反，如果选通焊盘顶电极156、数据焊盘顶电极166和接触电极126由采用了接触金属层(诸如钼-钛等)的单层结构形成，则只需要单个沉积工艺和单个蚀刻工艺，工艺数量减少，从而降低了制造成本。
此外，如果选通焊盘顶电极156、数据焊盘顶电极166和接触电极126由采用了透明导电膜(诸如钼、ITO等)的多层结构形成，在对与接触电极126相连接的阴极122进行构图时使用的蚀刻液会穿透该透明导电膜的微粒(grain)，损伤透明导电膜。如果外部的湿气透过受损伤的透明导电膜，则该选通焊盘顶电极156、数据焊盘顶电极166和接触电极126将被腐蚀。
相反，如果选通焊盘顶电极156、数据焊盘顶电极166和接触电极126由钼-钛形成，因为钼-钛对于在对阴极122进行构图时使用的蚀刻液具有耐酸性，因而可防止在形成阴极122时，选通焊盘顶电极156、数据焊盘顶电极166和接触电极126被阴极122的蚀刻液腐蚀。
图3A到图3H是描述了图2所示的OELD的制造方法的截面图。
参照图3A，在基板101上形成缓冲层102以及包括栅极106和选通焊盘底电极152的第一导电图案组。
具体地，以沉积法(例如PECVD)或涂敷法(例如旋涂)形成缓冲层102，并接着以沉积法(例如溅射)依次形成第一栅金属层105a和第二栅金属层105b。这里，缓冲层102由无机介电材料(诸如硅氧化物(SiOx)和硅氮化物(SiNx))形成，或由有机介电材料(诸如聚酰亚胺(PI))形成。第一栅金属层105a和第二栅金属层105b中的一个由具有相对好的刚性或抗腐蚀性的金属(诸如钛(Ti)、钼(Mo)和钨(W))形成，而第一栅金属层105a和第二栅金属层105b中的另一个由金属制成，该金属诸如含铝金属(Al和AlNd)和铜(Cu)。然后，以光刻工艺和蚀刻工艺，使用第一掩模对第一栅金属层105a和第二栅金属层105b进行构图，从而形成包括栅极106和选通焊盘底电极152的第一导电图案组。
参照图3B，在其上形成有第一导电图案组的基板101上形成栅介电膜112。在栅介电膜112上形成包括源极108、漏极110和数据焊盘底电极162的第二导电图案组和在该第二导电图案组下交叠的包括有源层114和欧姆层116的半导体图案。这样以使用狭缝掩模或半色调掩模的单个掩模工艺形成了半导体图案115和第二导电图案组。
具体地，在其上形成有栅金属图案的基板101上依次形成栅介电膜112、非晶硅层、掺杂有杂质(n+或p+)的非晶硅层、以及数据金属层。此处，无机介电材料(诸如硅氧化物(SiOx)和硅氮化物(SiNx))被用作栅介电膜112，金属(诸如钛(Ti)、钨(W)、含铝(Al)的金属、钼和铜(Cu))被用作数据金属层。
在光刻胶被涂敷在数据金属层上之后，使用狭缝掩模作为第二掩模的光刻工艺对光刻胶进行曝光和显影，以形成具有台阶的光刻胶图案。
利用具有台阶的光刻胶图案的蚀刻工艺对该数据金属层进行构图，以形成第二导电图案和在所述第二导电图案下形成的半导体图案。
此后，使用氧(O2)等离子体的灰化工艺对该光刻胶图案进行灰化。使用经灰化的光刻胶的蚀刻工艺去除露出的数据金属图案和形成在该数据金属图案下的欧姆接触层116，从而源极108和漏极110分开，并露出有源层114。此后，剥离工艺去除该第二导电图案组上剩余的光刻胶图案。
虽然该实施方式呈现为通过使用了狭缝掩模或半色调掩模的单个掩模工艺来形成半导体图案114和116以及第二导电图案组，但是该半导体图案114和116以及第二导电图案组可以分别通过使用独立掩模的独立的掩模工艺形成。
参照图3C，在其上形成有第二导电图案组的基板101上形成包括第一栅接触孔154、第一数据接触孔164和第一像素接触孔120的保护膜104。
具体地，使用CVD、PECVD等在其上形成有第二导电图案组的栅介电膜112上形成保护膜104。保护膜104由无机介电材料(诸如硅氧化物(SiOx)和硅氮化物(SiNx))形成，或由有机介电材料(诸如丙烯酸树脂)形成。
此后，使用了第三掩模的光刻工艺和蚀刻工艺对保护膜104进行构图，以形成第一栅接触孔154、第一数据接触孔164和第一像素接触孔120。此处，第一像素接触孔120穿透保护膜104，以露出驱动薄膜晶体管T2的漏极110，第一栅接触孔154穿透保护膜104和栅介电膜112，以露出选通焊盘底电极152。该第一数据接触孔164穿透保护膜104，以露出数据焊盘底电极162。
用于形成第一栅接触孔154、第一数据接触孔164和第一像素接触孔120的蚀刻工艺可以去除漏极110、数据焊盘底电极162以及选通焊盘底电极152的第二栅金属层105b的预定区域，所述选通焊盘底电极152的第二栅金属层105b可以由钼形成。
参照图3D，在其上形成有保护膜104的基板101上形成包括接触电极126、栅顶电极156和数据顶电极166的第三导电图案组。
具体地，以诸如溅射的沉积法在其上形成有保护膜104的基板101上形成接触导电层。钼-钛(MoTi)或钼-钽(MoTa)用于形成该接触导电层。
接着，以使用了第四掩模的光刻工艺和蚀刻工艺对接触导电层进行构图，并且形成包括接触电极126、栅顶电极156和数据顶电极166的第三导电图案组。
参照图3E，在其上形成有第三导电图案组的基板101上形成包括第二栅接触孔158、第二数据接触孔168和第二像素接触孔134的平整层118。
具体地，以旋涂法或非旋涂法在其上形成有第三导电图案组的保护膜104上形成平整层118。该平整层118由诸如丙烯酸树脂和聚酰亚胺(PI)的有机介电材料形成。
接着，以使用了第五掩模的光刻工艺和蚀刻工艺对平整层118进行构图，以形成第二栅接触孔158、第二数据接触孔168和第二像素接触孔134。这里，第二像素接触孔134穿透平整层118以露出接触电极126，第二栅接触孔158穿透平整层118以露出选通焊盘顶电极156，第二数据接触孔168穿透平整层118以露出数据焊盘顶电极166。
参照图3F，在其上形成有平整层118的基板101上形成阴极122。
具体地，在以诸如溅射的沉积法而在平整层118上沉积了诸如铝(AL)和铝钕(AlNd)的不透明导电材料之后，以使用了第五掩模的光刻工艺和蚀刻工艺对平整层118进行构图，以形成阴极122。该阴极122经由第一像素接触孔120和第二像素接触孔134以及接触电极126与漏极110电连接。
参照图3G，在其上形成有阴极122的基板101上形成包括像素孔128的堤状介电膜124。
具体地，以旋涂法或非旋涂法在其上形成有阴极122的基板101上涂敷光敏有机介电材料或聚酰亚胺(PI)，以形成堤状介电膜124。这样，以使用了第六掩模的光刻工艺和蚀刻工艺对该堤状介电膜124进行构图，并且形成用于露出阴极122的像素孔128。
参照图3H，在形成有包括像素孔128的堤状介电膜的基板101上依次形成有机层130和阳极132。
具体地，以热沉积工艺、溅射工艺或热沉积与溅射组合的工艺在经由像素孔128露出的阴极122上形成包括电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层和空穴注入层的有机层130。此后，在其上形成有有机层130的基板101上涂敷透明导电膜，以形成阳极132。氧化铟锡(ITO)、锡氧化物(TO)、氧化铟锌(IZO)、SnO2、非定形铟TO(a-TO)等可以用来形成该透明导电膜。
同时，在其上形成有阳极132的基板101上形成密封盖，以保护有机层130不受氧气或湿气的伤害。此时，玻璃盖或交替层叠了无机膜和有机膜的薄膜盖用作该密封盖。
对于本领域技术人员而言很明显，在不偏离本发明的精神或范围的条件下，可以在本发明中做出各种修改和变型。因而，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的修改和变型。

Claims (7)

1.一种有机电致发光显示设备，该有机电致发光显示设备包括：
形成在阵列基板上的至少一个开关晶体管和至少一个驱动晶体管，其中所述阵列基板包括形成在该阵列基板上的选通焊盘和数据焊盘；
钝化层，其具有多个第一接触孔以分别露出所述驱动晶体管的漏极、所述选通焊盘的选通焊盘底电极以及所述数据焊盘的数据焊盘底电极的一部分；
形成在所述钝化层上的接触电极、所述选通焊盘的选通焊盘顶电极和所述数据焊盘的数据焊盘顶电极，所述接触电极、选通焊盘顶电极和数据焊盘顶电极分别电连接到所述驱动晶体管的所述漏极、所述选通焊盘底电极和所述数据焊盘底电极的露出部分；
形成在所述钝化层上的平整层，所述平整层包括多个第二接触孔以分别露出所述接触电极，所述选通焊盘顶电极和所述数据焊盘顶电极的一部分；
发光单元，所述发光单元包括形成在所述平整层上的阴极、阳极、以及夹在所述阴极和所述阳极之间的有机层，其中所述阴极通过所述接触孔之一与所述接触电极电连接，
其中，所述接触电极对于在对所述阴极进行构图时使用的蚀刻剂具有耐酸性。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光显示设备，其中，所述阴极具有由铝-钕形成的单层结构，所述选通焊盘和所述数据焊盘中的至少一方的顶部具有由钼-钛形成的单层结构。
3.根据权利要求2所述的有机电致发光显示设备，其中，所述选通焊盘包括：
与选通线相连的所述选通焊盘底电极；以及具有由钼-钛形成的单层结构的所述选通焊盘顶电极，并且
所述数据焊盘包括：
与数据线相连的所述数据焊盘底电极；以及具有由钼-钛形成的单层结构的所述数据焊盘顶电极。
4.根据权利要求3所述的有机电致发光显示设备，其中，所述接触电极、所述选通焊盘顶电极以及所述数据焊盘顶电极由相同的金属形成并形成在同一层上。
5.一种制造有机电致发光显示设备的方法，该方法包括以下步骤：
在基板上形成开关晶体管、驱动晶体管、与选通线相连的选通焊盘底电极和与数据线相连的数据焊盘底电极；
形成钝化层，该钝化层具有多个第一接触孔以分别露出所述驱动晶体管的漏极、所述选通焊盘底电极以及所述数据焊盘底电极的一部分；
在所述钝化层上形成接触电极、选通焊盘顶电极和数据焊盘顶电极，所述接触电极、选通焊盘顶电极和数据焊盘顶电极分别电连接到所述驱动晶体管的所述漏极、所述选通焊盘底电极和所述数据焊盘底电极的露出部分；
在所述钝化层上形成平整层，所述平整层包括多个第二接触孔以分别露出所述接触电极，所述选通焊盘顶电极和所述数据焊盘顶电极的一部分；
形成发光单元，所述发光单元包括形成在所述平整层上的阴极、阳极、以及夹在所述阴极和所述阳极之间的有机层，其中所述阴极通过所述接触孔之一与所述接触电极电连接，
其中，所述接触电极对于在对所述阴极进行构图时使用的蚀刻剂具有耐酸性。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述阴极具有由铝-钕形成的单层结构，所述选通焊盘顶电极和所述数据焊盘顶电极具有由钼-钛形成的单层结构。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述接触电极、所述选通焊盘顶电极以及所述数据焊盘顶电极由相同的金属形成并形成在同一层上。
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