CN103077957A - 主动矩阵式有机发光二极管显示装置及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种主动矩阵式有机发光二极管显示装置及其制作方法，所述显示装置包括：基板、及分别设于基板上的第一薄膜晶体管及第二薄膜晶体管，第一薄膜晶体管包括设于基板上的第一栅极、设于第一栅极上的第一有源层、及设于第一有源层上的第一源/漏极，第二薄膜晶体管包括与第一有源层同层的第二有源层、设于第二有源层上的第二栅极、及设于第二有源层上的第二源/漏极。本发明的主动矩阵式有机发光二极管显示装置及其制作方法，其通过增加一层金属层使得第一与第二栅极分开制成，有效的提高了主动矩阵式有机发光二极管显示装置的分辨率，相比现有技术，本发明的制程相对较少，进而有效的降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及平面显示领域，尤其涉及一种主动矩阵式有机发光二极管显示装置及其制作方法。
背景技术
有机发光显示器（Organic Light Emitting Diode Display，OLED）又称为有机发光二极管，是自20世纪中期发展起来的一种新型显示技术。与液晶显示器相比，有机发光二极管具有全固态、主动发光、高亮度、高对比度、超薄、低成本、低功耗、快速响应、宽视角、工作温度范围宽、易于柔性显示等诸多优点。有机发光二极管的结构一般包括：基板、阳极、阴极和有机功能层，其发光原理是通过阳极和阴极间蒸镀的非常薄的多层有机材料，由正负载流子注入有机半导体薄膜后复合产生发光。有机发光二极管的有机功能层，一般由三个功能层构成，分别为空穴传输功能层（Hole Transport Layer，HTL）、发光功能层（Emissive Layer，EML）、电子传输功能层（Electron Transport Layer，ETL）。每个功能层可以是一层，或者一层以上，例如空穴传输功能层，有时可以细分为空穴注入层和空穴传输层；电子传输功能层，可以细分为电子传输层和电子注入层，但其功能相近，故统称为空穴传输功能层，电子传输功能层。
目前，全彩有机发光二极管的制作方法以红绿蓝（RGB）三色并列独立发光法、白光加彩色滤光片法、色转换法三种方式为主，其中红绿蓝三色并列独立发光法最有潜力，实际应用最多，其制作方法是红绿蓝选用不同主体和客体的发光材料。
有机发光二极管，根据其驱动方式，可以分为无源驱动和有源驱动两大类，即直接寻址和薄膜晶体管（TFT）矩阵寻址两类。所述有源驱动类有机发光二极管即是有源矩阵式有机发光二极管（Active Matrix/Organic LightEmitting Diode，AMOLED），也称主动矩阵式有机发光二极管。
请参阅图1，现有的主动矩阵式有机发光二极管显示装置一般包括：有机发光二极管100及电性连接于该有机发光二极管100的薄膜晶体管300，其制作方式一般为，先形成薄膜晶体管300，以薄膜晶体管300的像素电极作为有机发光二极管100的阳极102，在该阳极102上形成空穴传输层（HoleTransport Layer，HTL）104，在空穴传输层104上形成发光功能层（EmissiveLayer，EML）106，在发光功能层106上形成电子传输功能层（Electron TransportLayer，ETL）108，在电子传输功能层108上形成阴极110。
现有的薄膜晶体管300一般需要7～10道光罩制程可以完成，其形成方式一般为，在基板301上形成第一绝缘层302，在第一绝缘层302上形成的有源层（active layer）303，并通过光罩制程形成预定图案，在有源层303上形成第二绝缘层304，在第二绝缘层304上形成第一金属层，并通过光罩制程形成栅极305，在第一金属层上形成第三绝缘层306，在第三绝缘层306上形成第二金属层，并通过光罩制程形成源/漏极307，在第二金属层上形成第四绝缘层308，在第四绝缘层308上形成像素电极（阳极）102，在像素电极102上形成第五绝缘层309，并通过光罩制程形成预定图案，进而制得薄膜晶体管300。
然而随着分辨率的增加(high ppi)，画素设计空间亦趋不足,为了克服该缺陷，本领域技术人员通过在现有的薄膜晶体管300的第四绝缘层308上增加一层第三金属层310（如图2所示），并在该第三金属层310上形成第六绝缘层311，该第三金属层310一端电性连接于有机发光二极管100的阳极102，另一端电性连接于薄膜晶体管300的源/漏极307，以协助薄膜晶体管300与有机发光二极管100的传导，借以降低画素设计所需的空间。
然而，该种方式却需要增加两道光罩制程，使得薄膜晶体管的制程更为复杂，极大地增加了生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种主动矩阵式有机发光二极管显示装置，其结构简单，分辨率高，生产成本低。
本发明的另一目的在于提供一种主动矩阵式有机发光二极管显示装置的制作方法，其制程简单，成本低，且能有效提高制得的主动矩阵式有机发光二极管显示装置的分辨率。
为实现上述目的，本发明提供一种主动矩阵式有机发光二极管显示装置，包括：基板、及分别设于基板上的第一薄膜晶体管及第二薄膜晶体管，第一薄膜晶体管包括设于基板上的第一栅极、设于第一栅极上的第一有源层、及设于第一有源层上的第一源/漏极，第二薄膜晶体管包括与第一有源层同层的第二有源层、设于第二有源层上的第二栅极、及设于第二有源层上的第二源/漏极。
所述第一栅极分别与第一有源层及第二有源层之间设有第一栅极绝缘层，第二栅极分别与第一有源层及第二有源层之间设有第二栅极绝缘层，第二栅极绝缘层上设有第一层间绝缘层。
所述第一栅极与第一有源层至少部分重叠，所述第二栅极与第二有源层至少部分重叠。
所述基板上具有数个像素区，第一薄膜晶体管及第二薄膜晶体管分别设于每一像素区内。
还包括设于像素区的存储电容及有机发光元件，该存储电容设于基板上，该有机发光元件包括设于第二薄膜晶体管上并与第二薄膜晶体管电性连接的第一电极、设于第一电极上的有机发光层、及设于有机发光层上的第二电极。
所述第一薄膜晶体管为开关薄膜晶体管，第二薄膜晶体管为驱动薄膜晶体管并与第一薄膜晶体管电性连接。
所述第一有源层包括多晶硅层，所述第二有源层包括多晶硅层。
本发明还提供一种主动矩阵式有机发光二极管显示装置的制作方法，包括以下步骤：
步骤1、提供基板，并在基板上定义第一薄膜晶体管区域及第二薄膜晶体管区域；
步骤2、在基板上形成第一金属层，图案化第一金属层以在第一薄膜晶体管区域形成第一栅极；
步骤3、在第一栅极及基板上形成第一栅极绝缘层；
步骤4、在第一栅极绝缘层上形成有源区域层，图案化该有源区域层以分别在第一薄膜晶体管区域及第二薄膜晶体管区域形成第一有源层及第二有源层；
步骤5、在第一有源层及第二有源层上形成第二栅极绝缘层；
步骤6、在第二栅极绝缘层形成第二金属层，图案化第二金属层以在第二薄膜晶体管区域形成第二栅极；
步骤7、在第二栅极及第二栅极绝缘层上形成第一层间绝缘层，图案化该第一层间绝缘层；
步骤8、在该第一层间绝缘层上形成第三金属层，图案化该第三金属层以分别在第一薄膜晶体管区域及第二薄膜晶体管区域形成第一源/漏极及第二源/漏极。
还包括：
步骤9、在该第一源/漏极及第二源/漏极上形成第二层间绝缘层，并通过光罩制程图案化该第二层间绝缘层；
步骤10、在该第二层间绝缘层上形成透明导电层，并通过光罩制程形成第一电极；
步骤11、在第一电极上形成第三层间绝缘层，并通过光罩制程图案化该第三层间绝缘层；
步骤12、在第三层间绝缘层上形成有机发光层；
步骤13、在有机发光层上形成第二电极。
所述步骤4中，还包括对第一有源层和第二有源层进行退火与掺杂工艺处理。
本发明的有益效果：本发明的主动矩阵式有机发光二极管显示装置及其制作方法，其通过增加一层金属层使得第一与第二栅极分开制成，有效的提高了主动矩阵式有机发光二极管显示装置的分辨率，相比现有技术，本发明的制程相对较少，进而有效的降低了生产成本。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为现有的主动矩阵式有机发光二极管显示装置的结构示意图；
图2为现有的高分辨率的主动矩阵式有机发光二极管显示装置的结构示意图；
图3为本发明主动矩阵式有机发光二极管显示装置的结构示意图；
图4为本发明主动矩阵式有机发光二极管显示装置的制作方法的流程图；
图5至图16为本发明主动矩阵式有机发光二极管显示装置各个制作阶段对应的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图3，本发明提供一种主动矩阵式有机发光二极管显示装置，包括：基板200、及分别设于基板200上的第一薄膜晶体管400及第二薄膜晶体管600，所述基板200上具有数个像素区（未图示），第一薄膜晶体管400及第二薄膜晶体管600分别设于每一像素区内，其中，所述第一薄膜晶体管400为开关薄膜晶体管，第二薄膜晶体管600为驱动薄膜晶体管，该第二薄膜晶体管600与第一薄膜晶体管400电性连接。
第一薄膜晶体管400包括设于基板200上的第一栅极402、设于第一栅极402上的第一有源层404、及设于第一有源层404上的第一源/漏极406，所述第一栅极402与第一有源层404至少部分重叠。
第二薄膜晶体管600包括与第一有源层404同层的第二有源层602、设于第二有源层602上的第二栅极604、及设于第二有源层602上的第二源/漏极606，所述第二栅极604与第二有源层602至少部分重叠。
所述第一栅极402分别与第一有源层404及第二有源层602之间设有第一栅极绝缘层408，第二栅极604分别与第一有源层404及第二有源层602之间设有第二栅极绝缘层608，第二栅极绝缘层608上设有第一层间绝缘层460。
在本实施例中，所述基板200为玻璃或塑胶基板，优选玻璃基板；所述第一、第二栅极402、604及第一与第二源/漏极406、606含有钼层、铝层、钛层与铜层其中之一或其叠层，其均通过沉积、黄光及蚀刻等光罩制程制得，其中，所述沉积制程一般为溅射（Sputtering）制程；所述第一栅极绝缘层408、第二栅极绝缘层608一般为SiNx层，其通过化学气相沉积（Chemical vapordeposition，CVD）形成；所述第一层间绝缘层460为氮化硅（SiNx）层、氧化硅（SiOx）层其中之一或其叠层；所述第一与第二有源层404、602一般为非晶硅材料（a-Si）经过激光退火（Laser anneal）及掺杂工艺转变成的多晶硅层（Polysilicon），优选的，为低温多晶硅（low temperature poly-silicon，LTPS）层。
所述主动矩阵式有机发光二极管显示装置还包括：设于像素区的存储电容（未图示）及有机发光元件800，该存储电容设于基板200上，该有机发光元件800包括设于第二薄膜晶体管600上并与第二薄膜晶体管600电性连接的第一电极802、设于第一电极802上的有机发光层804、及设于有机发光层804上的第二电极806。
请参阅图4至图16，本发明还提供一种主动矩阵式有机发光二极管显示装置的制作方法，包括以下步骤：
步骤1、提供基板200，并在基板200上定义第一薄膜晶体管区域及第二薄膜晶体管区域。
步骤2、在基板200上形成第一金属层，图案化第一金属层以在第一薄膜晶体管400区域形成第一栅极402。
在本实施例中，所述基板200为玻璃或塑胶基板，优选玻璃基板；所述第一金属层为钼层、铝层、钛层与铜层其中之一或其叠层，该第一金属层一般通过溅射（Sputtering）工艺形成于基板200上。
所述光罩制程一般包括曝光、显影及蚀刻工艺，其具体操作可为，在第一金属层上覆一层感光（photo-sensitive）材料，该层即所谓的光致抗蚀剂层，然后使得光线通过灰阶掩膜或半灰阶掩膜照射于光致抗蚀剂层上以将该光致抗蚀剂层曝光。由于灰阶掩膜或半灰阶掩膜上具有有源区域的图案，将使部分光线得以穿过灰阶掩膜或半灰阶掩膜而照射于光致抗蚀剂层上，使得光致抗蚀剂层的曝光具有选择性，同时借此将灰阶掩膜或半灰阶掩膜上的图案完整的复印至光致抗蚀剂层上。然后，利用合适的显影液剂（developer）除去部分光致抗蚀剂，使得光致抗蚀剂层显现所需要的图案。接着，通过蚀刻工艺将部分第一金属层去除，在此的蚀刻工艺可选用湿式蚀刻、干式蚀刻或两者配合使用。最后，将剩余的图案化的光致抗蚀剂层全部去除，进而形成预定图案的第一栅极402。
步骤3、在第一栅极402及基板200上形成第一栅极绝缘层408。
所述第一栅极绝缘层408一般为SiNx层，其通过化学气相沉积（Chemicalvapor deposition，CVD）形成于第一栅极402及基板200上。
步骤4、在第一栅极绝缘层408上形成有源区域层，图案化该有源区域层以分别在第一薄膜晶体管区域及第二薄膜晶体管区域形成第一有源层404及第二有源层602。
所述第一有源层404及第二有源层602一般为非晶硅材料（a-Si）经过激光退火（Laser anneal）及掺杂工艺转变成的多晶硅层（Polysilicon），优选的，为低温多晶硅（low temperature poly-silicon，LTPS）层。
步骤5、在第一有源层404及第二有源层602上形成第二栅极绝缘层608。
该第二栅极绝缘层608也可选用SiNx层，其通过化学气相沉积形成于第一有源层404及第二有源层602上。
步骤6、在第二栅极绝缘层608形成第二金属层，图案化第二金属层以在第二薄膜晶体管区域形成第二栅极604。
所述第二金属层也为钼层、铝层、钛层与铜层其中之一或其叠层，该第二金属层一般通过溅射工艺形成于第二栅极绝缘层608上。
步骤7、在第二栅极604及第二栅极绝缘层462上形成第一层间绝缘层460，图案化该第一层间绝缘层460。
所述第一层间绝缘层460为氮化硅（SiNx）层、氧化硅（SiOx）层其中之一或其叠层。
步骤8、在该第一层间绝缘层460上形成第三金属层，图案化该第三金属层以分别在第一薄膜晶体管区域及第二薄膜晶体管区域形成第一源/漏极406及第二源/漏极606。
该第三金属层也为钼层、铝层、钛层与铜层其中之一或其叠层，该第三金属层一般通过溅射工艺形成于第一层间绝缘层460上。
步骤9、在该第一源/漏极406及第二源/漏极606上形成第二层间绝缘层462，并通过光罩制程图案化该第二层间绝缘层462。
所述第二层间绝缘层462为氮化硅（SiNx）层、与氧化硅（SiOx）层其中之一或其叠层。
步骤10、在该第二层间绝缘层462上形成透明导电层，并通过光罩制程形成第一电极802。
所述透明导电层为氧化铟锡（Indium Tin Oxide，ITO）层、氧化铟锌（IndiumZinc Oxide，IZO）层、氧化铝锌（Aluminum Zinc Oxide，AZO）层与氧化锌镓（GZO）层其中之一或其叠层。
步骤11、在第一电极802上形成第三层间绝缘层464，并通过光罩制程图案化该第三层间绝缘层464。
所述第三层间绝缘层464为氮化硅（SiNx）层、与氧化硅（SiOx）层其中之一或其叠层。
步骤12、在第三层间绝缘层464上形成有机发光层804。
步骤13、在有机发光层804上形成第二电极806。
综上所述，本发明的主动矩阵式有机发光二极管显示装置及其制作方法，其通过增加一层金属层使得第一与第二栅极分开制成，有效的提高了主动矩阵式有机发光二极管显示装置的分辨率，相比现有技术，本发明的制程相对较少，进而有效的降低了生产成本。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种主动矩阵式有机发光二极管显示装置，其特征在于，包括：基板、分别设于基板上的第一薄膜晶体管及第二薄膜晶体管，第一薄膜晶体管包括设于基板上的第一栅极、设于第一栅极上的第一有源层、及设于第一有源层上的第一源/漏极，第二薄膜晶体管包括与第一有源层同层的第二有源层、设于第二有源层上的第二栅极、及设于第二有源层上的第二源/漏极。
2.如权利要求1所述的主动矩阵式有机发光二极管显示装置，其特征在于，所述第一栅极分别与第一有源层及第二有源层之间设有第一栅极绝缘层，第二栅极分别与第一有源层及第二有源层之间设有第二栅极绝缘层，第二栅极绝缘层上设有第一层间绝缘层。
3.如权利要求2所述的主动矩阵式有机发光二极管显示装置，其特征在于，所述第一栅极与第一有源层至少部分重叠，所述第二栅极与第二有源层至少部分重叠。
4.如权利要求1所述的主动矩阵式有机发光二极管显示装置，其特征在于，所述基板上具有数个像素区，第一薄膜晶体管及第二薄膜晶体管分别设于每一像素区内。
5.如权利要求4所述的主动矩阵式有机发光二极管显示装置，其特征在于，还包括设于像素区的存储电容及有机发光元件，该存储电容设于基板上，该有机发光元件包括设于第二薄膜晶体管上并与第二薄膜晶体管电性连接的第一电极、设于第一电极上的有机发光层、及设于有机发光层上的第二电极。
6.如权利要求5所述的主动矩阵式有机发光二极管显示装置，其特征在于，所述第一薄膜晶体管为开关薄膜晶体管，第二薄膜晶体管为驱动薄膜晶体管并与第一薄膜晶体管电性连接。
7.如权利要求5所述的主动矩阵式有机发光二极管显示装置，其特征在于，所述第一有源层包括多晶硅层，所述第二有源层包括多晶硅层。
8.一种主动矩阵式有机发光二极管显示装置的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、提供基板，并在基板上定义第一薄膜晶体管区域及第二薄膜晶体管区域；
步骤2、在基板上形成第一金属层，图案化第一金属层以在第一薄膜晶体管区域形成第一栅极；
步骤3、在第一栅极及基板上形成第一栅极绝缘层；
步骤4、在第一栅极绝缘层上形成有源区域层，图案化该有源区域层以分别在第一薄膜晶体管区域及第二薄膜晶体管区域形成第一有源层及第二有源层；
步骤5、在第一有源层及第二有源层上形成第二栅极绝缘层；
步骤6、在第二栅极绝缘层形成第二金属层，图案化第二金属层以在第二薄膜晶体管区域形成第二栅极；
步骤7、在第二栅极及第二栅极绝缘层上形成第一层间绝缘层，图案化该第一层间绝缘层；
步骤8、在该第一层间绝缘层上形成第三金属层，图案化该第三金属层以分别在第一薄膜晶体管区域及第二薄膜晶体管区域形成第一源/漏极及第二源/漏极。
9.如权利要求8所述的主动矩阵式有机发光二极管显示装置的制作方法，其特征在于，还包括：
步骤9、在该第一源/漏极及第二源/漏极上形成第二层间绝缘层，并通过光罩制程图案化该第二层间绝缘层；
步骤10、在该第二层间绝缘层上形成透明导电层，并通过光罩制程形成第一电极；
步骤11、在第一电极上形成第三层间绝缘层，并通过光罩制程图案化该第三层间绝缘层；
步骤12、在第三层间绝缘层上形成有机发光层；
步骤13、在有机发光层上形成第二电极。
10.如权利要求8所述的主动矩阵式有机发光二极管显示装置的制作方法，其特征在于，所述步骤4中，还包括对第一有源层和第二有源层进行退火与掺杂工艺处理。
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