CN114664865A - 显示装置 - Google Patents

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CN114664865A
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gate
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李锺源
方政镐
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LG Display Co Ltd
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Abstract

公开了一种显示装置。该显示装置包括基板,该基板包括:第一薄膜晶体管,其包括氧化物半导体层;第二薄膜晶体管,其与第一薄膜晶体管间隔开并且包括多晶半导体层;以及包括至少两个存储电极的存储电容器。所述至少两个存储电极中的一个存储电极与第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的栅电极位于同一平面中且由相同的材料形成,并且所述至少两个存储电极中的另一个存储电极与第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的源电极和漏电极位于同一平面中且由相同的材料形成。因此,实现了基板的较低功耗和较大面积。

Description

显示装置
本专利申请是申请日为2017年11月28日、申请号为201711215133.0、发明名称为“用于显示装置的基板以及包括该基板的显示装置”的专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年12月20日提交的韩国专利申请第10-2016-0174261号的优先权,其通过引用并入本文,如同在本文中完全阐述一样。
技术领域
本公开内容涉及一种用于显示装置的基板以及包括该基板的显示装置,并且更具体地,涉及一种能够实现较低功耗和较大面积的用于显示装置的基板以及包括该基板的显示装置。
背景技术
在屏幕上显示各种信息的图像显示装置是信息和通信时代的核心技术,并且目前正在被开发,目的是更薄更轻的设计、更好的便携性和更高的性能。因此,可以减小阴极射线管(CRT)的不利的重的重量和体积的平板显示装置备受关注。
平板显示装置的示例包括液晶显示(LCD)装置、等离子体显示面板(PDP)装置、有机发光显示(OLED)装置和电泳显示(ED)装置。
平板显示装置包括布置在像素中的薄膜晶体管。为了将显示装置应用于便携式设备,需要低功耗。然而,利用与迄今为止已经开发的显示装置有关的技术来实现低功耗是困难的。
发明内容
因此,本公开内容涉及一种基本上消除了由于相关技术的限制和缺点而引起的一个或更多个问题的用于显示装置的基板及包括该基板的显示装置。
本公开内容的目的是提供一种能够实现较低功耗和较大面积的用于显示装置的基板以及包括该基板的显示装置。
本公开内容的另外的优点、目的和特征的一部分将在以下描述中进行阐述,并且一部分对于本领域普通技术人员而言在检查以下内容后将变得显见,或者可以从本公开内容的实践中获知。可以通过在所书写的说明书及其权利要求书以及附图中特别指出的结构来实现和获得本公开内容的目的和其它优点。
为了实现这些目的和其它优点并且根据本公开内容的目的,如在本文中体现和广泛描述的,用于显示装置的基板包括:第一薄膜晶体管,其包括氧化物半导体层;第二薄膜晶体管,其与第一薄膜晶体管间隔开并且包括多晶半导体层;以及存储电容器,其包括至少两个存储电极。所述至少两个存储电极中的一个存储电极与第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的栅电极位于同一平面中且由相同的材料形成,并且所述至少两个存储电极中的另一个存储电极与第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的源电极和漏电极位于同一平面中且由相同的材料形成。
实施方式涉及一种显示装置。显示装置包括基板和在基板上的像素。像素包括:在基板上的第一薄膜晶体管(TFT);在基板上的存储电容器;以及电连接至存储电容器的发光器件。第一TFT包括第一栅电极、在第一栅电极上的层间绝缘膜的至少第一部分、在层间绝缘膜的第一部分上的第一栅极绝缘膜、以及在第一栅极绝缘膜上的由氧化物半导体形成的第一有源层。存储电容器包括第一存储电极、在第一存储电极上的层间绝缘膜的至少第二部分、以及在层间绝缘膜的第二部分上的第二存储电极。第二存储电极与第一栅极绝缘膜物理地分离。
在一个实施方式中,第一栅极绝缘膜和第二存储电极接触层间绝缘膜。
在一个实施方式中,第一存储电极与第一栅电极在同一层中。
在一个实施方式中,层间绝缘膜由硅氮化物(SiNx)形成且第一栅极绝缘膜由硅氧化物(SiOx)形成。
在一个实施方式中,第一TFT还包括电连接至第一有源层的第一源电极和第一漏电极。第二存储电极可以与第一源电极和第一漏电极在同一层中。
在一个实施方式中,第一TFT还包括电连接至第一有源层的第一源电极和第一漏电极。第一源电极或第一漏电极可以接触第一栅极绝缘膜的侧表面。
在一个实施方式中,第一源电极或第一漏电极接触第一有源层的侧表面。
在一个实施方式中,显示装置还包括在基板上的第二TFT。第二TFT包括由多晶硅形成的第二有源层、在第二有源层上的第二栅极绝缘膜的至少第一部分、以及在第二栅极绝缘膜的第一部分上的第二栅电极。第二栅电极可以与第一栅电极在同一层中。
在一个实施方式中,第一有源层布置在第二有源层上方。
在一个实施方式中,显示装置还包括布置在基板的非显示区域中的第三TFT。第三TFT包括由多晶Si形成的第三有源层。
在一个实施方式中,显示装置还包括:栅极驱动单元,其布置在非显示区域中以驱动基板的显示区域中的栅极线;数据驱动单元,其布置在非显示区域中以驱动显示区域中的数据线;以及多路复用器,其用于将来自数据驱动单元的数据电压分配给数据线。第三TFT包括在多路复用器和栅极驱动单元中的至少一个中。
在一个实施方式中,第一TFT是像素的开关TFT,并且第二TFT是像素的驱动TFT。
在一个实施方式中,存储电容器还包括在基板上的第三存储电极以及在第三存储电极上的第二绝缘膜的至少第二部分。
在一个实施方式中,第三存储电极与第二有源层在同一层中。
在一个实施方式中,发光器件包括阳极电极、发光堆叠(stack)和阴极电极。阳极电极与第一TFT、第二TFT及存储电容器交叠。
在一个实施方式中,发光器件包括阳极电极、发光堆叠和阴极电极。第二TFT包括电连接至第二有源层的漏电极。显示装置还包括电连接至漏电极和阳极电极的连接电极。
在一个实施方式中,发光器件包括阳极电极、发光堆叠和阴极电极。阳极电极包括透明导电膜和不透明导电膜。
在一个实施方式中,发光器件包括阳极电极、发光堆叠和阴极电极。显示装置还包括在阳极电极的至少一部分上的堤层(banklayer)。堤层可以包括选自彩色颜料、有机黑色材料和碳材料中的至少一个的遮光材料。
在一个实施方式中,显示装置还包括在发光器件上的滤色器。
实施方式还涉及一种形成显示装置的方法。使用第一掩模对第一导电层进行图案化,以在基板上形成第一薄膜晶体管(TFT)的第一栅电极和存储电容器的第一存储电极。在第一栅电极和第一存储电极上形成层间绝缘膜。使用第二掩模对绝缘膜进行图案化,以在层间绝缘膜的至少第一部分上形成第一栅极绝缘膜。使用第二掩模对氧化物半导体层进行图案化,以在第一栅极绝缘膜上形成第一TFT的第一有源层。在层间绝缘膜的至少第二部分上形成存储电容器的第二存储电极。第二存储电极不接触第一栅极绝缘膜。
在一个实施方式中,第一栅极绝缘膜和第二存储电极接触第一层间绝缘膜。
在一个实施方式中,使用第三掩模对第二导电层进行图案化,以在第一有源层上形成第一TFT的第一源电极和第一漏电极。形成第二存储电极包括使用第三掩模对第二导电层进行图案化以形成第二存储电极。
在一个实施方式中,层间绝缘膜由硅氮化物(SiNx)形成且第一栅极绝缘膜由硅氧化物(SiOx)形成。
在一个实施方式中,在基板上形成第二TFT的第二有源层。在第二有源层上形成第二栅极绝缘膜。在第二栅极绝缘膜的至少一部分上形成第二栅电极。第二有源层、第二栅极绝缘膜和第二栅电极可以布置在层间绝缘膜下方。
要理解的是,本发明的前面的一般描述和下面的详细描述都是示例性和说明性的,并且旨在提供对所要求保护的发明的进一步说明。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解,并且附图被并入本申请并构成本申请的一部分,附图示出了本发明的实施方式,并且与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中:
图1是示出根据本公开内容的实施方式的用于显示装置的基板的截面图。
图2是示出根据本公开内容的另一实施方式的用于显示装置的另一示例性基板的截面图。
图3是示出根据本公开内容的实施方式的包括用于显示装置的基板的显示装置的框图。
图4是示出根据本公开内容的实施方式的包括图1所示的第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管以及存储电容器的有机发光二极管显示装置的截面图。
图5是示出根据本公开内容的实施方式的图4所示的存储电容器的平面图。
图6A至图6J是用于说明根据本公开内容的实施方式的制造图4所示的有机发光显示装置的方法的截面图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的优选实施方式,其示例在附图中示出。遍及附图,将尽可能地使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。
图1是示出根据本公开内容的实施方式的用于显示装置的基板的截面图。
图1所示的用于显示装置的基板包括第一薄膜晶体管100和第二薄膜晶体管150以及存储电容器140。
具有底栅配置的第一薄膜晶体管100包括第一栅电极106、氧化物半导体层104、第一源电极108和第一漏电极110。
如图1所示,第一栅电极106形成在第一栅极绝缘膜112上,并且可以与氧化物半导体层104交叠,第一层间绝缘膜114和第二层间绝缘膜116以及第二栅极绝缘膜152插入在第一栅电极106与氧化物半导体层104之间。在这种情况下,第一栅电极106布置在其上还布置有第二栅电极156的第一栅极绝缘膜112上,并且由与第二栅电极156相同的材料形成。因此,第一栅电极106和第二栅电极156可以通过同一掩模工艺形成,因此可以减少掩模工艺的数量。
氧化物半导体层104形成在第二栅极绝缘膜152上以与第一栅电极106交叠,由此在第一源电极108与第一漏电极110之间形成沟道。氧化物半导体层104由包括选自Zn、Cd、Ga、In、Sn、Hf和Zr中的至少一种金属的氧化物形成。由于包括该氧化物半导体层104的第一薄膜晶体管100与包括多晶半导体层154的第二薄膜晶体管150相比具有更高电子迁移率和更低关断电流的优点,所以第一薄膜晶体管100适合应用于导通时间段短但关断时间段长的开关薄膜晶体管。氧化物半导体层104可以布置在第一栅电极106上方以有效地确保装置的稳定性。
与氧化物半导体层104具有相同形状的第二栅极绝缘膜152形成在第二层间绝缘膜116的至少第一部分与氧化物半导体层104之间。第二栅极绝缘膜152可以接触第二层间绝缘膜116。此时,第二栅极绝缘膜152由选择蚀刻比与第一栅极绝缘膜112以及第一层间绝缘膜114和第二层间绝缘膜116的选择蚀刻比不同的材料形成。例如,第二栅极绝缘膜152由作为氧化物膜的SiOx形成,并且第一栅极绝缘膜112以及第一层间绝缘膜114和第二层间绝缘膜116由作为氮化物膜的SiNx形成。因此,可以防止在用于形成第二栅极绝缘膜152和氧化物半导体层104的干蚀刻工艺期间露出的第二层间绝缘膜116被用于干蚀刻工艺的干蚀刻气体损坏。此外,可以防止在用于形成穿透第一栅极绝缘膜112以及第一层间绝缘膜114和第二层间绝缘膜116的源极接触孔164S和漏极接触孔164D的干蚀刻工艺期间露出的第二栅极绝缘膜152和氧化物半导体层104被用于干蚀刻工艺的干蚀刻气体损坏。
第二栅极绝缘膜152为由例如硅氧化物(SiOx)形成的无机绝缘膜,第二栅极绝缘膜152与第一栅极绝缘膜112相比具有更低的氢粒子含量。因此,可以防止第一栅极绝缘膜112中含有的氢和多晶半导体层154中含有的氢在对氧化物半导体层104执行的热处理过程期间扩散至氧化物半导体层104。
第一源电极108和第一漏电极110中的每一个可以是布置在第二层间绝缘膜116上且由选自钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)和铜(Cu)中的任一个或其合金形成的单层或多层。然而,实施方式不限于此。第一源电极108和第一漏电极110被形成为彼此面对,在第一源电极108与第一漏电极110之间插入有氧化物半导体层104的沟道。同时,可以在第一源电极108与第一漏电极110之间露出的氧化物半导体层104上形成蚀刻阻挡层(etch stopper)(未示出)。蚀刻阻挡层保护在第一源电极108与第一漏电极110之间露出的氧化物半导体层104免于氧气和水分,由此防止对氧化物半导体层104的损坏。第一源电极108和第一漏电极110可以接触通过干蚀刻工艺露出的第二栅极绝缘膜152的侧表面。
具有顶栅配置的第二薄膜晶体管150布置在基板101上以与第一薄膜晶体管100间隔开。第二薄膜晶体管150包括多晶半导体层154、第二栅电极156、第二源电极158以及第二漏电极160。
多晶半导体层154形成在覆盖基板101的缓冲层102上。多晶半导体层154包括沟道区154C、源极区154S和漏极区154D。沟道区154C与第二栅电极156交叠,在沟道区154C与第二栅电极156之间插入有第一栅极绝缘膜112,并且沟道区154C在第二源电极158与第二漏电极160之间形成沟道。源极区154S通过源极接触孔164S电连接至第二源电极158。漏极区154D通过漏极接触孔164D电连接至第二漏电极160。由于多晶半导体层154具有高迁移率、低功耗以及高可靠性,所以其适于应用为用于驱动栅极线的栅极驱动单元和/或多路复用器(MUX)。
第二栅电极156与多晶半导体层的沟道区154C交叠,在第二栅电极156与多晶半导体层的沟道区154C之间插入有第一栅极绝缘膜112。第二栅电极156与第一栅电极106和中间存储电极144相比具有更小的线宽。第二栅电极156可以是由与第一栅电极106相同的材料(例如选自钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、金(Au)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)和铜(Cu)中的任一个或其合金)形成的单层或多层。然而,实施方式不限于此。第一栅极绝缘膜112位于多晶半导体层154上,并且为由例如硅氮化物(SiNx)形成的无机绝缘膜,第一栅极绝缘膜112与第二栅极绝缘膜152相比具有更高的氢粒子含量。包含在第一栅极绝缘膜112中的氢粒子在氢化过程期间扩散至多晶半导体层154,由此使得多晶半导体层154中的孔(pore)被氢填充。因此,多晶半导体层154被稳定化,从而防止了第二薄膜晶体管150的性质的劣化。
第二源电极158通过穿透第一栅极绝缘膜112以及第一层间绝缘膜114和第二层间绝缘膜116的源极接触孔164S连接至多晶半导体层154的源极区154S。
第二漏电极160面对第二源电极158,并且通过穿透第一栅极绝缘膜112以及第一层间绝缘膜114和第二层间绝缘膜116的漏极接触孔164D连接至多晶半导体层154的漏极区154D。由于第二源电极158与第一源电极108在同一层中且由相同的材料形成,并且由于第二漏电极160与第一漏电极110在同一层中且由相同的材料形成,所以第一源电极108和第二源电极158以及第一漏电极110和第二漏电极160可以通过同一掩模工艺同时形成。
在第二薄膜晶体管150的多晶半导体层154的活化过程和氢化过程之后,形成第一薄膜晶体管100的氧化物半导体层104。也就是说,氧化物半导体层104布置在多晶半导体层154上方。因此,氧化物半导体层104没有暴露于多晶半导体层154的活化过程和氢化过程的高温气氛,由此防止了对氧化物半导体层104的损坏,从而提高了可靠性。
存储电容器140包括并联连接的第一存储电容器和第二存储电容器。
第一存储电容器被形成为使得下存储电极142和中间存储电极144彼此交叠,在下存储电极142与中间存储电极144之间插入有第一栅极绝缘膜112。第二存储电容器被形成为使得中间存储电极144和上存储电极146彼此交叠,在中间存储电极144与上存储电极146之间插入有第一层间绝缘膜114和第二层间绝缘膜116中的至少一个。
下存储电极142布置在缓冲层102上,并且与多晶半导体层154位于同一层中且由相同的材料形成。中间存储电极144布置在第一栅极绝缘膜112上,并且与第二栅电极156位于同一层中且由相同的材料形成。上存储电极146布置在第二层间绝缘膜116上,并且与源电极108、158和漏电极110、160位于同一层中且由相同的材料形成。此时,第一栅极绝缘膜112以及第一层间绝缘膜114和第二层间绝缘膜116由诸如SiOx或SiNx的无机绝缘材料形成。第一栅极绝缘膜112以及第一层间绝缘膜114和第二层间绝缘膜116中的至少一个可以由与SiOx相比具有更高的介电常数的SiNx形成。因此,由于中间存储电极144与下存储电极142交叠,在中间存储电极144与下存储电极142之间插入有由具有相对高的介电常数的SiNx形成的第一栅极绝缘膜112,所以第一存储电容器的电容与介电常数成比例地增加。类似地,由于上存储电极146与中间存储电极144交叠,在上存储电极146与中间存储电极144之间插入有由具有相对高的介电常数的SiNx形成的第一层间绝缘膜114和第二层间绝缘膜116,所以第二存储电容器的电容与介电常数成比例地增加。此时,为了增加第二存储电容器的电容,在上存储电极146与中间存储电极144之间仅插入第一层间绝缘膜114和第二层间绝缘膜116。通过蚀刻工艺消除中间存储电极144之上的第二栅极绝缘膜152,从而上存储电极146直接位于第二层间绝缘膜116上。上存储电极146不接触第二栅极绝缘膜152,但接触第二层间绝缘膜116。另一方面,为了进一步增加第二存储电容器的电容,如图2所示,可以消除第二层间绝缘膜116,并且可以在上存储电极146与中间存储电极144之间仅插入由SiNx形成的第一层间绝缘膜114。
根据本公开内容的具有上述构造的用于显示装置的基板可以应用于图3所示的显示装置。
图3所示的显示装置包括显示面板180、用于驱动显示面板180的栅极线GL的栅极驱动单元182以及用于驱动显示面板180的数据线DL的数据驱动单元184。
显示面板180包括显示区域AA和围绕显示区域AA的非显示区域NA。
在显示面板180的显示区域AA中,像素位于栅极线GL与数据线DL之间的交叉部分处。像素以矩阵形式排列。像素中的每一个包括第一薄膜晶体管100和第二薄膜晶体管150中的至少一个以及存储电容器140。
栅极驱动单元182布置在非显示区域NA中。栅极驱动单元182使用包括多晶半导体层154的第二薄膜晶体管150来配置。此时,栅极驱动单元182的第二薄膜晶体管150通过同一工艺与显示区域AA中的第一薄膜晶体管100和第二薄膜晶体管150同时形成。
在数据驱动单元184与数据线DL之间可以布置有多路复用器186。多路复用器186将来自数据驱动单元184的数据电压以时分方式分配给数据线DL,由此减少了数据驱动单元184的输出通道的数量,从而减少了组成数据驱动单元184的数据驱动集成电路的数量。多路复用器186使用包括多晶半导体层154的第二薄膜晶体管150来配置。此时,多路复用器186的第二薄膜晶体管150可以与栅极驱动单元182的第二薄膜晶体管150以及在显示区域AA中的第一薄膜晶体管100和第二薄膜晶体管150一起直接形成在用于显示装置的基板101上。
上述显示装置可应用于需要薄膜晶体管的显示装置,例如,液晶显示装置或图4所示的有机发光显示装置。
图4所示的有机发光显示装置包括第一薄膜晶体管100和第二薄膜晶体管150、连接至第二薄膜晶体管150的发光二极管130、以及存储电容器140。
包括氧化物半导体层104的第一薄膜晶体管100被应用于位于显示区域AA中的每个像素的开关晶体管,并且包括多晶半导体层154的第二薄膜晶体管150被应用于位于显示区域AA中的每个像素的驱动晶体管。可替选地,包括氧化物半导体层104的第一薄膜晶体管100可以被应用于用于切换输入到位于显示区域AA中的每个像素的数据电压的开关晶体管以及被应用于连接至每个发光二极管130的驱动晶体管。
包括多晶半导体层154的第二薄膜晶体管150被应用于多路复用器186和位于非显示区域NA中的栅极驱动单元182中的至少一个的驱动电路的晶体管。
存储电容器140包括布置在缓冲层102上的下存储电极142以及与下存储电极142交叠的中间存储电极144,在下存储电极142与中间存储电极144之间插入有第一栅极绝缘膜112。此时,下存储电极142与多晶半导体层154位于同一层中且由相同的材料形成,并且中间存储电极144与第二栅电极156位于同一层中且由相同的材料形成。如图5所示,中间存储电极144通过第一存储接触孔148a连接至开关晶体管和驱动晶体管中的任一个的漏电极110,并且下存储电极142和上存储电极146通过第二存储接触孔148b连接至开关晶体管和驱动晶体管中的剩余一个的漏电极160。
发光二极管130是发光器件,并且包括连接至第二薄膜晶体管150的第二漏电极160的阳极132、形成在阳极132上的至少一个发光堆叠134、以及形成在发光堆叠134上的阴极136。
阳极132连接至像素连接电极124,像素连接电极124通过穿透平坦化层128的第二像素接触孔120露出。像素连接电极124连接至第二漏电极160,第二漏电极160通过穿透第一保护膜118和第二保护膜126的第一像素接触孔122露出。阳极132形成为包括透明导电膜和具有高反射率的不透明导电膜的多层结构。透明导电膜由具有相对高的功函数的材料例如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)形成,并且不透明导电膜形成为包括选自Al、Ag、Cu、Pb、Mo和Ti中的任一个或其合金的单层或多层结构。例如,阳极132可以形成为如下结构,使得透明导电膜、不透明导电膜和透明导电膜依次堆叠,或者使得透明导电膜和不透明导电膜依次堆叠。阳极132布置在平坦化层128上以与其中布置有开关晶体管100和驱动晶体管150以及存储电容器140的电路区域以及由堤部(bank)138限定的发光区域交叠,由此增加发光面积。
发光堆叠134通过在阳极132上以空穴相关层、有机发光层和电子相关层的顺序或以相反的顺序堆叠来形成。另外,发光堆叠134可以包括彼此相对的第一发光堆叠和第二发光堆叠,在第一发光堆叠与第二发光堆叠之间插入有电荷生成层。在这种情况下,第一发光堆叠和第二发光堆叠中的任一个的有机发光层产生蓝光,并且第一发光堆叠和第二发光堆叠中的剩余一个的有机发光层产生黄绿光,从而经由第一发光堆叠和第二发光堆叠产生白光。由发光堆叠134产生的白光被引入到布置在发光堆叠134上的滤色器(未示出)中,从而实现彩色图像。可替选地,可以以如下方式实现彩色图像:每个发光堆叠134产生与每个子像素对应的彩色光而不需要单独的滤色器。也就是说,红色(R)子像素的发光堆叠134可以产生红光,绿色(G)子像素的发光堆叠134可以产生绿光,并且蓝色(B)子像素的发光堆叠134可以产生蓝光。
堤部138可以形成为露出阳极132。堤部138可以由不透明材料(例如黑色材料)形成,以防止相邻子像素之间的光学干扰。在这种情况下,堤部138包括含有选自彩色颜料、有机黑色材料和碳材料中的至少一个的遮光材料。
阴极136形成在发光堆叠134的上表面和侧表面上以与阳极132相对,在阴极136与阳极132之间插入有发光堆叠134。在将阴极136应用于顶发射型有机发光显示装置的情况下,阴极136是由例如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)形成的透明导电膜。
如上所述,根据本公开内容,包括氧化物半导体层104的第一薄膜晶体管100被应用于每个像素的开关元件。包括氧化物半导体层104的第一薄膜晶体管100与包括多晶半导体层154的第二薄膜晶体管150相比具有更低的关断电流。因此,本公开内容可以在低速驱动模式下操作以降低静止图像或具有慢数据更新间隔的图像的帧频率,由此降低功耗。另外,第一薄膜晶体管100的氧化物半导体层104具有优异的饱和特性,因此利于低电压操作。
此外,根据本公开内容,包括多晶半导体层154的第二薄膜晶体管150被应用于每个像素的驱动元件和驱动电路的驱动元件。由于多晶半导体层154与氧化物半导体层104相比具有更高的迁移率(100cm2/Vs或更高)、更低的功耗和更高的可靠性,所以其能够应用于栅极驱动单元182和/或多路复用器(MUX)186。
图6A至图6J是用于说明制造图4所示的有机发光显示装置的方法的截面图。
参照图6A,在基板101上形成缓冲层102,并且在缓冲层102上形成多晶半导体层154和下存储电极142。
具体地,在基板101的整个表面上沉积诸如SiOx或SiNx的无机绝缘材料,由此形成具有单层结构或多层结构的缓冲层102。随后,使用低压化学气相沉积(LPCVD)或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在其上已经形成有缓冲层102的基板101上形成非晶硅薄膜。随后,通过使非晶硅薄膜晶化来形成多晶硅薄膜。随后,通过使用第一掩模的光刻工艺和蚀刻工艺对多晶硅薄膜进行图案化来形成多晶半导体层154和下存储电极142。随后,下存储电极142(不包括多晶半导体层154)通过使用第二掩模的光刻工艺被选择性地掺杂有杂质,由此形成具有电导性的下存储电极142。
参照图6B,在其上已经形成有多晶半导体层154和下存储电极142的基板101上形成第一栅极绝缘膜112,并且在第一栅极绝缘膜112上形成第一栅电极106和第二栅电极156以及中间存储电极144。
具体地,在其上已经形成有多晶半导体层154和下存储电极142的基板101的整个表面上沉积诸如SiOx的无机绝缘材料,由此形成第一栅极绝缘膜112。随后,在第一栅极绝缘膜112的整个表面上沉积第一导电层,并且通过使用第三掩模的光刻工艺和蚀刻工艺对第一导电层进行图案化,由此形成第一栅电极106和第二栅电极156以及中间存储电极144。
参照图6C,在其上已经形成有第一栅电极106和第二栅电极156以及中间存储电极144的基板101上形成第一层间绝缘膜114和第二层间绝缘膜116,并且在第二层间绝缘膜116上以相同的图案形成第二栅极绝缘膜152和氧化物半导体层104。
具体地,在其上已经形成有第一栅电极106和第二栅电极156以及中间存储电极144的基板的整个表面上沉积诸如SiNx的无机绝缘材料,由此形成第一层间绝缘膜114和第二层间绝缘膜116。随后,由无机绝缘材料例如SiOx形成的第二栅极绝缘膜152和氧化物半导体层104沉积在第二层间绝缘膜116的整个表面上,并且通过使用第四掩模的光刻工艺和蚀刻工艺同时图案化,由此以相同的图案形成第二栅极绝缘膜152和氧化物半导体层104。例如,可以在基板上沉积绝缘膜,并且可以在绝缘膜上沉积氧化物半导体层。可以使用第四掩模对氧化物半导体层进行图案化以形成氧化物半导体层104,并且可以使用相同的第四掩模对绝缘膜进行图案化以形成第二栅极绝缘膜152。
参照图6D,在其上已经形成第二栅极绝缘膜152和氧化物半导体层104的基板101上形成源极接触孔164S和漏极接触孔164D。
具体地,通过使用第五掩模的光刻工艺和蚀刻工艺对布置在其上已经形成有第二栅极绝缘膜152和氧化物半导体层104的基板101上的第一栅极绝缘膜112以及第一层间绝缘膜114和第二层间绝缘膜116进行图案化,由此形成源极接触孔164S和漏极接触孔164D。
参照图6E,在其上已经形成源极接触孔164S和漏极接触孔164D的基板101上形成第一源电极108和第二源电极158以及第一漏电极110和第二漏电极160以及上存储电极146。
具体地,在其上已经形成源极接触孔164S和漏极接触孔164D的基板101的整个表面上沉积第二导电层,并且通过使用第六掩模的光刻工艺和蚀刻工艺对第二导电层进行图案化,由此形成第一源电极108和第二源电极158、第一漏电极110和第二漏电极160以及上存储电极146。由于第二栅极绝缘膜152的图案化,上存储电极146不接触第二栅极绝缘膜152,而是可以接触第二层间绝缘膜116。
参照图6F,在其上已经形成第一源电极108和第二源电极158、第一漏电极110和第二漏电极160以及上存储电极146的基板101上形成在其中具有第一像素接触孔122的第一保护膜118和第二保护膜126。
具体地,通过沉积工艺,在其上已经形成第一源电极108和第二源电极158、第一漏电极110和第二漏电极160以及上存储电极146的基板101上顺序地形成第一保护膜118和第二保护膜126。在此,第一保护膜118和第二保护膜126由诸如SiOx或SiNx的无机绝缘材料或诸如丙烯酸树脂的有机绝缘材料形成。随后,通过使用第七掩模的光刻工艺和蚀刻工艺对第一保护膜118和第二保护膜126进行图案化,由此形成第一像素接触孔122。
参照图6G,在其上已经形成具有第一像素接触孔122的第一保护膜118和第二保护膜126的基板101上形成像素连接电极124。
具体地,在其上已经形成具有第一像素接触孔122的第一保护膜118和第二保护膜126的基板101的整个表面上沉积第三导电层,并且通过使用第八掩模的光刻工艺和蚀刻工艺对第三导电层进行图案化,由此形成像素连接电极124。
参照图6H,在其上已经形成像素连接电极124的基板101上形成具有第二像素接触孔120的平坦化层128。
具体地,在其上已经形成像素连接电极124的基板101的整个表面上沉积诸如丙烯酸树脂的有机绝缘材料,由此形成平坦化层128。随后,通过使用第九掩模的光刻工艺和蚀刻工艺对平坦化层128进行图案化,由此形成第二像素接触孔120。
参照图6I,在其上已经形成具有第二像素接触孔120的平坦化层128的基板101上形成阳极132。
具体地,在其上已经形成具有第二像素接触孔120的平坦化层128的基板101的整个表面上沉积第四导电层。第四导电层包括透明导电膜和不透明导电膜。随后,通过光刻工艺和蚀刻工艺对第四导电层进行图案化,由此形成阳极132。
参照图6J,在其上已经形成阳极132的基板101上顺序地形成堤部138、有机发光堆叠134和阴极136。
具体地,在其上已经形成阳极132的基板101的整个表面上涂覆感光膜,并且通过光刻工艺对感光膜进行图案化,由此形成堤部138。随后,通过使用阴影(shadow)掩模的沉积工艺,发光堆叠134和阴极136顺序地形成在显示区域AA中,而没有形成在非显示区域NA中。
如此,根据本公开内容,中间存储电极144和栅电极106和156通过相同的单个掩模工艺形成,并且上存储电极146以及源电极108、158和漏电极110、160通过相同的单个掩模工艺形成。因此,与现有技术相比,根据本发明的有机发光显示装置可以避免一个或更多个掩模工艺,由此简化了结构及其制造工艺并提高了产率。
根据以上描述明显的是,通过将包括氧化物半导体层的薄膜晶体管应用于位于显示区域中的薄膜晶体管,本公开内容可以实现更低的功耗和低电压操作。此外,通过将包括多晶半导体层的薄膜晶体管应用于多路复用器和位于非显示区域中的栅极驱动单元,本公开内容可以减少驱动集成电路的数量并减小边框(bezel)区域。另外,根据本公开内容,至少两个存储电极中的一个通过相同的单个掩模工艺与栅电极同时形成,并且至少两个存储电极中的另一个通过相同的单个掩模工艺与源电极和漏电极同时形成。因此,与现有技术相比,根据本公开内容的有机发光显示装置能够减少一个或更多个掩模工艺,由此简化了结构及其制造工艺并提高了产率。
对本领域技术人员而言将明显的是,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可以对本发明进行各种修改和变化。因此,本发明旨在覆盖本发明的修改和变化,只要它们落在所附权利要求及其等同内容的范围内。
本公开内容还可以如下配置。
示例1.一种显示装置,包括:
基板;
在所述基板上的像素,所述像素包括:
在所述基板上的第一薄膜晶体管TFT,所述第一TFT包括:
第一栅电极;
在所述第一栅电极上的层间绝缘膜的至少第一部分;
在所述层间绝缘膜的所述第一部分上的第一栅极绝缘膜;以及
在所述第一栅极绝缘膜上的由氧化物半导体形成的第一有源层,
在所述基板上的存储电容器,所述存储电容器包括:
第一存储电极;
在所述第一存储电极上的所述栅极绝缘膜的至少第二部分;
以及
在所述层间绝缘膜的所述第二部分上的第二存储电极,其中,所述第二存储电极与所述第一栅极绝缘膜物理地分离;以及电连接至所述存储电容器的发光器件。
示例2.根据示例1所述的显示装置,其中,所述第一栅极绝缘膜和所述第二存储电极接触所述层间绝缘膜。
示例3.根据示例1所述的显示装置,其中,所述第一存储电极与所述第一栅电极在同一层中。
示例4.根据示例1所述的显示装置,其中,所述层间绝缘膜由硅氮化物SiNx形成,以及所述第一栅极绝缘膜由硅氧化物SiOx形成。
示例5.根据示例1所述的显示装置,其中,所述第一TFT还包括电连接至所述第一有源层的第一源电极和第一漏电极,以及其中,所述第二存储电极与所述第一源电极和所述第一漏电极在同一层中。
示例6.根据示例1所述的显示装置,其中,所述第一TFT还包括电连接至所述第一有源层的第一源电极和第一漏电极,以及其中,所述第一源电极或所述第一漏电极接触所述第一栅极绝缘膜的侧表面。
示例7.根据示例6所述的显示装置,其中,所述第一源电极或所述第一漏电极接触所述第一有源层的侧表面。
示例8.根据示例1所述的显示装置,其中,所述像素还包括在所述基板上的第二TFT,所述第二TFT包括:
由多晶硅形成的第二有源层;
在所述第二有源层上的第二栅极绝缘膜的至少第一部分;以及
在所述第二栅极绝缘膜的所述第一部分上的第二栅电极,
其中,所述第二栅电极与所述第一栅电极在同一层中。
示例9.根据示例8所述的显示装置,其中,所述第一有源层布置在所述第二有源层上方。
示例10.根据示例8所述的显示装置,还包括布置在所述基板的非显示区域中的第三TFT,所述第三TFT包括由多晶Si形成的第三有源层。
示例11.根据示例10所述的显示装置,还包括:
栅极驱动单元,其布置在所述非显示区域中以驱动所述基板的显示区域中的栅极线;
数据驱动单元,其布置在所述非显示区域中以驱动所述显示区域中的数据线;以及
多路复用器,其用于将来自所述数据驱动单元的数据电压分配给所述数据线,
其中,所述第三TFT包括在所述多路复用器和所述栅极驱动单元中的至少一个中。
示例12.根据示例8所述的显示装置,其中,所述第一TFT是所述像素的开关TFT,以及其中,所述第二TFT是所述像素的驱动TFT。
示例13.根据示例8所述的显示装置,其中,所述存储电容器还包括在所述基板上的第三存储电极以及在所述第三存储电极上的所述第二绝缘膜的至少第二部分。
示例14.根据示例13所述的显示装置,其中,所述第三存储电极与所述第二有源层在同一层中。
示例15.根据示例8所述的显示装置,其中,所述发光器件包括阳极电极、发光堆叠和阴极电极,其中,所述阳极电极与所述第一TFT、所述第二TFT和所述存储电容器交叠。
示例16.根据示例1所述的显示装置,其中,所述发光器件包括阳极电极、发光堆叠和阴极电极,其中,所述第二TFT包括电连接至所述第二有源层的漏电极,以及其中,所述显示装置还包括电连接至所述漏电极和所述阳极电极的连接电极。
示例17.根据示例1所述的显示装置,其中,所述发光器件包括阳极电极、发光堆叠和阴极电极,以及其中,所述阳极电极包括透明导电膜和不透明导电膜。
示例18.根据示例1所述的显示装置,其中,所述发光器件包括阳极电极、发光堆叠和阴极电极,其中,所述显示装置还包括在所述阳极电极的至少一部分上的堤层,以及其中,所述堤层包括选自彩色颜料、有机黑色材料和碳材料中的至少一个的遮光材料。
示例19.根据示例1所述的显示装置,还包括在所述发光器件上的滤色器。
示例20.根据示例8所述的显示装置,其中,所述第二栅电极与所述第一栅电极和所述第一存储电极相比具有更小的线宽。

Claims (49)

1.一种显示装置,包括:
基板;
在所述基板上的像素,所述像素包括:
在所述基板上的第一薄膜晶体管TFT,所述第一TFT包括:
第一栅电极,
在所述第一栅电极上的第一层间绝缘膜的至少第一部分,
在所述第一层间绝缘膜上的第二层间绝缘膜,以及
在所述第二层间绝缘膜的第一部分上的第一栅极绝缘膜,以及
在所述基板上的第二TFT,所述第二TFT包括:
由多晶硅形成的第二有源层,
源电极和漏电极,
在所述第二有源层上的第二栅极绝缘膜的至少第一部分,以及
在所述第二栅极绝缘膜的第一部分上的第二栅电极,
其中,所述第一层间绝缘膜、所述第二层间绝缘膜以及所述第二栅极绝缘膜在所述第一栅极绝缘膜与所述第二有源层之间;在所述基板上的存储电容器,所述存储电容器包括:
第一存储电极,以及
第二存储电极,
其中,所述第二存储电极与所述第一栅极绝缘膜分离。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第一TFT还包括在所述第一栅极绝缘膜上的由氧化物半导体形成的第一有源层。
3.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第二层间绝缘膜的至少第二部分在所述第一存储电极上。
4.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第一栅极绝缘膜和所述第二存储电极接触所述第二层间绝缘膜。
5.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第一存储电极与所述第二栅电极在同一层中。
6.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第一栅极绝缘膜以及所述第一层间绝缘膜和所述第二层间绝缘膜由无机绝缘材料形成。
7.根据权利要求6所述的显示装置,其中,所述第一栅极绝缘膜以及所述第一层间绝缘膜和所述第二层间绝缘膜由硅氧化物SiOx或硅氮化物SiNx形成,以及
其中,所述第一栅极绝缘膜以及所述第一层间绝缘膜和所述第二层间绝缘膜中的至少一个由介电常数比SiOx高的SiNx形成。
8.根据权利要求2所述的显示装置,其中,所述第一TFT还包括电连接至所述第一有源层的第一源电极和第一漏电极,以及其中,所述第二存储电极与所述第一源电极和所述第一漏电极在同一层中。
9.根据权利要求2所述的显示装置,其中,所述第一TFT还包括电连接至所述第一有源层的第一源电极和第一漏电极,以及其中,所述第一源电极或所述第一漏电极接触所述第一栅极绝缘膜的侧表面。
10.根据权利要求9所述的显示装置,其中,所述第一源电极或所述第一漏电极接触所述第一有源层的侧表面。
11.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第二栅电极与所述第一栅电极在同一层中。
12.根据权利要求2所述的显示装置,其中,所述第一有源层布置在所述第二有源层上方。
13.根据权利要求1所述的显示装置,还包括布置在所述基板的非显示区域中的第三TFT,所述第三TFT包括由多晶硅形成的第三有源层。
14.根据权利要求13所述的显示装置,还包括:
栅极驱动单元,其布置在所述非显示区域中以驱动所述基板的显示区域中的栅极线;
数据驱动单元,其布置在所述非显示区域中以驱动所述显示区域中的数据线;以及
多路复用器,其用于将来自所述数据驱动单元的数据电压分配给所述数据线,
其中,所述第三TFT包括在所述多路复用器和所述栅极驱动单元中的至少一个中。
15.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第一TFT是所述像素的开关TFT,以及其中,所述第二TFT是所述像素的驱动TFT。
16.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述存储电容器还包括在所述基板上的第三存储电极以及在所述第三存储电极上的所述第二层间绝缘膜的至少第二部分。
17.根据权利要求16所述的显示装置,其中,所述第三存储电极与所述第二有源层在同一层中。
18.根据权利要求1所述的显示装置,还包括电连接至所述第二TFT的漏电极的发光器件,
其中,所述发光器件包括阳极电极、发光层和阴极电极,其中,所述阳极电极与所述第一TFT、所述第二TFT和所述存储电容器交叠。
19.根据权利要求18所述的显示装置,其中,所述阳极电极与所述第一TFT、所述第二TFT和所述存储电容器交叠。
20.根据权利要求1所述的显示装置,还包括电连接至所述存储电容器的发光器件,
其中,所述发光器件包括阳极电极、发光层和阴极电极,其中,所述第二TFT包括电连接至所述第二有源层的漏电极,以及其中,所述显示装置还包括电连接至所述漏电极和所述阳极电极的连接电极。
21.根据权利要求20所述的显示装置,还包括在所述第二TFT上的有机绝缘材料的第一保护膜,以及在所述第一保护膜上的有机绝缘材料的第二保护膜,
其中,所述连接电极通过穿透所述第一保护膜和所述第二保护膜的接触孔连接至所述漏电极。
22.根据权利要求1所述的显示装置,还包括电连接至所述存储电容器的发光器件,
其中,所述发光器件包括阳极电极、发光层和阴极电极,以及其中,所述阳极电极包括透明导电膜和不透明导电膜。
23.根据权利要求1所述的显示装置,还包括电连接至所述存储电容器的发光器件,
其中,所述发光器件包括阳极电极、发光层和阴极电极,其中,所述显示装置还包括在所述阳极电极的至少一部分上的堤层,以及其中,所述堤层包括选自彩色颜料、有机黑色材料和碳材料中的至少一个的遮光材料。
24.根据权利要求1所述的显示装置,还包括电连接至所述存储电容器的发光器件,以及在所述发光器件上的滤色器。
25.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第二栅电极与所述第一栅电极和所述第一存储电极相比具有更小的线宽。
26.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第一栅极绝缘膜是岛形状。
27.一种显示装置,包括:
基板;
在所述基板上的像素,所述像素包括:
在所述基板上的第一薄膜晶体管TFT,所述第一TFT包括:
第一栅电极,
在所述第一栅电极上的第一层间绝缘膜的至少第一部分,
在所述第一层间绝缘膜上的第二层间绝缘膜,以及
在所述第二层间绝缘膜的第一部分上的第一栅极绝缘膜,以及
在所述基板上的第二TFT,所述第二TFT包括:
由多晶硅形成的第二有源层,
在所述第二有源层上的第二栅极绝缘膜的至少第一部分,以及
在所述第二栅极绝缘膜的第一部分上的第二栅电极,
其中,所述第一层间绝缘膜、所述第二层间绝缘膜以及所述第二栅极绝缘膜在所述第一栅极绝缘膜与所述第二有源层之间;在所述基板上的存储电容器,所述存储电容器包括:
第一存储电极,其中,所述第一存储电极与所述第二栅电极在同一层中,以及
第二存储电极,其中,所述第二存储电极与所述第一栅极绝缘膜分离;
电连接至所述存储电容器的发光器件,所述发光器件包括:
阳极电极,
在所述阳极电极上的发光层,以及
在所述发光层上的阴极电极;
电连接至所述第二TFT的漏电极和所述阳极电极的连接电极;以及
在所述第二TFT上的第一保护膜,
其中,所述连接电极通过穿透所述第一保护膜的像素接触孔连接至所述第二TFT的漏电极。
28.根据权利要求27所述的显示装置,其中,所述第一保护膜由有机绝缘材料形成。
29.根据权利要求27所述的显示装置,其中,所述第一TFT还包括在所述第一栅极绝缘膜上的由氧化物半导体形成的第一有源层。
30.根据权利要求27所述的显示装置,其中,所述第二层间绝缘膜的至少第二部分在所述第一存储电极上。
31.根据权利要求27所述的显示装置,其中,所述第一栅极绝缘膜和所述第二存储电极接触所述第二层间绝缘膜。
32.根据权利要求27所述的显示装置,其中,所述第一栅极绝缘膜以及所述第一层间绝缘膜和所述第二层间绝缘膜由无机绝缘材料形成。
33.根据权利要求32所述的显示装置,其中,所述第一栅极绝缘膜以及所述第一层间绝缘膜和所述第二层间绝缘膜由硅氧化物SiOx或硅氮化物SiNx形成,以及
其中,所述第一栅极绝缘膜以及所述第一层间绝缘膜和所述第二层间绝缘膜中的至少一个由介电常数比SiOx高的SiNx形成。
34.根据权利要求29所述的显示装置,其中,所述第一TFT还包括电连接至所述第一有源层的第一源电极和第一漏电极,以及其中,所述第二存储电极与所述第一源电极和所述第一漏电极在同一层中。
35.根据权利要求29所述的显示装置,其中,所述第一TFT还包括电连接至所述第一有源层的第一源电极和第一漏电极,以及其中,所述第一源电极或所述第一漏电极接触所述第一栅极绝缘膜的侧表面。
36.根据权利要求35所述的显示装置,其中,所述第一源电极或所述第一漏电极接触所述第一有源层的侧表面。
37.根据权利要求27所述的显示装置,其中,所述第二栅电极与所述第一栅电极在同一层中。
38.根据权利要求29所述的显示装置,其中,所述第一有源层布置在所述第二有源层上方。
39.根据权利要求27所述的显示装置,还包括布置在所述基板的非显示区域中的第三TFT,所述第三TFT包括由多晶硅形成的第三有源层。
40.根据权利要求39所述的显示装置,还包括:
栅极驱动单元,其布置在所述非显示区域中以驱动所述基板的显示区域中的栅极线;
数据驱动单元,其布置在所述非显示区域中以驱动所述显示区域中的数据线;以及
多路复用器,其用于将来自所述数据驱动单元的数据电压分配给所述数据线,
其中,所述第三TFT包括在所述多路复用器和所述栅极驱动单元中的至少一个中。
41.根据权利要求27所述的显示装置,其中,所述第一TFT是所述像素的开关TFT,以及其中,所述第二TFT是所述像素的驱动TFT。
42.根据权利要求27所述的显示装置,其中,所述存储电容器还包括在所述基板上的第三存储电极以及在所述第三存储电极上的所述第二层间绝缘膜的至少第二部分。
43.根据权利要求42所述的显示装置,其中,所述第三存储电极与所述第二有源层在同一层中。
44.根据权利要求27所述的显示装置,其中,所述阳极电极与所述第一TFT、所述第二TFT和所述存储电容器交叠。
45.根据权利要求27所述的显示装置,还包括在所述第一保护膜上的第二保护膜,
其中,所述连接电极通过还穿透所述第二保护膜的所述像素接触孔连接至所述第二TFT的漏电极。
46.根据权利要求27所述的显示装置,其中,所述阳极电极包括透明导电膜和不透明导电膜。
47.根据权利要求27所述的显示装置,还包括在所述阳极电极的至少一部分上的堤层,
其中,所述堤层包括选自彩色颜料、有机黑色材料和碳材料中的至少一个的遮光材料。
48.根据权利要求27所述的显示装置,还包括在所述发光器件上的滤色器。
49.根据权利要求27所述的显示装置,其中,所述第一栅极绝缘膜是岛形状。
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