CN116762475A - 显示器的制造方法及显示器 - Google Patents

Abstract

提供一种在抑制制造时间及制造成本的同时确保较宽发光区域的包括垂直有机发光晶体管的显示器的制造方法。在包括垂直有机发光晶体管的显示器的制造方法中，垂直有机发光晶体管的栅极电极层与薄膜晶体管的载流电极层中和垂直有机发光晶体管的栅极电极层连接的一者一体地形成于相同的层中。

Description

显示器的制造方法及显示器

技术领域

本发明涉及一种显示器的制造方法及一种显示器。

背景技术

近年来，使用有机半导体发光元件的光源元件的实际使用已取得进展，且使用有机半导体发光元件作为光源元件的显示器已变得可商业购得。在对使用有机半导体发光元件作为光源元件的显示器的开发中，为进一步改善性能，仍然进行了对较高亮度、较高清晰度、较低功耗及较长寿命的研究。

使用有机半导体发光元件作为发光元件的传统显示器的像素由有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)(也称为“OLED”)及控制流经有机发光二极管的电流的晶体管构成。有机发光二极管是响应于从形成于基板上的薄膜晶体管(thin-filmtransistor，TFT)(也称为“TFT”)至夹在阳极电极与阴极电极之间的有机电致发光(electroluminescent，EL)层的电流输入而发光的装置。

然而，关于此种配置，以下专利文件1阐述一种垂直有机发光晶体管(verticalorganic light-emitting transistor，VOLET)(也称为“VOLET”)作为被配置成通过增加发光区域来减少控制元件的数目并增加亮度的元件，所述VOLET被配置成通过控制施加至栅极电极的电压来调节流动电流，且同时根据流经晶体管本身的电流量来发光。此外，以下专利文件2阐述一种使用垂直有机发光晶体管的显示器，且上述元件有望显著增加显示器的亮度。

专利文件1：WO 2009/036071 A

专利文件2：JP-A-2014-505324

发明内容

使用有机EL的显示器不仅有望应用于家用电视及智能电话，而且有望应用于在安装于例如火车站等中的柱子上进行显示的广告显示器。因此，需要在根据使用模式改善例如亮度及分辨率等性能及品质的同时以较低的成本提供有机EL显示器。

然而，在不优化工艺流程的情况下，相较于设置有传统有机发光二极管的显示器而言，设置有垂直有机发光晶体管的显示器具有更多的制造工艺数目及较高的制造成本。

相较于设置有传统有机发光二极管的显示器而言，设置有垂直有机发光晶体管的显示器具有可减少薄膜晶体管数目的优点。然而，由于薄膜晶体管同时形成于相同的层中的不同位置处，因此由于晶体管数目的增加而对制造工艺数目及制造成本造成的影响小。

此外，基于标准非优化工艺流程，相较于设置有简单有机发光二极管的显示器而言，设置有垂直有机发光晶体管的显示器需要更多的制造工艺来形成附加的栅极电极及栅极绝缘膜层。因此，在包括有机发光二极管的显示器的制造工艺中，简单地用形成垂直有机发光晶体管的工艺代替形成有机发光二极管的工艺会增加制造所需的时间及成本。

鉴于以上问题，本发明的一个目的是提供一种在抑制制造时间及制造成本的同时确保较宽发光区域的包括垂直有机发光晶体管的显示器的制造方法。

根据本发明的显示器的制造方法是一种包括垂直有机发光晶体管的显示器的制造方法，所述方法包括：

在相同的层上一体地形成垂直有机发光晶体管的栅极电极层与薄膜晶体管的载流电极层中和垂直有机发光晶体管的栅极电极层连接的一者。

在本说明书中，薄膜晶体管的载流电极层用作薄膜晶体管的源极电极层及漏极电极层的总称。在形成为显示器的组件的诸多薄膜晶体管中，源极电极层与漏极电极层在利用通道长度分隔开的情况下形成于相同的层中。薄膜晶体管的载流电极层根据待连接的配线(wiring)及节点而被分类成源极电极层或漏极电极层。

其像素由有机半导体发光元件及薄膜晶体管构成的显示器在下层侧上形成有薄膜晶体管、用于向每一像素的薄膜晶体管传输信号的栅极线、用于向有机半导体发光元件供应电流的电流供应线以及其他元件。然后，在薄膜晶体管、电流供应线以及其他元件的上层侧上形成有机半导体发光元件。在以下说明中，为便于阐释，通过假定上层侧指示从基板侧层叠每一层的方向来阐述配置。

使用有机发光二极管作为发光元件的显示器需要用于电流控制(currentcontrol)及电源切换(supply switching)的至少两个薄膜晶体管来作为用于驱动及控制一个有机发光二极管的配置。另一方面，使用垂直有机发光晶体管作为发光元件的显示器具有驱动及控制一个垂直有机发光晶体管的配置，其中仅一个薄膜晶体管的载流电极层(在以下说明中假定为漏极电极层)连接至垂直有机发光晶体管的栅极电极层。

此外，由于垂直有机发光晶体管的栅极电极层是用于控制垂直有机发光晶体管的源极电极层与漏极电极层之间的电场的端子，因此栅极电极将不会以低阻抗连接至除薄膜晶体管的载流电极层以外的节点。出于此种原因，即使垂直有机发光晶体管的栅极电极层与薄膜晶体管的载流电极层中和栅极电极层连接的一者是一体地形成，也将不会出现由于高电流单独流经与其他节点平行的导电路径而导致电压IR下降的问题。

因此，通过采用以上制造方法，可同时执行形成垂直有机发光晶体管的栅极电极层的工艺与形成薄膜晶体管的载流电极层的工艺。因此，相较于通过单独的工艺形成以上晶体管的情形而言，工艺数目减少。

此外，由于通过以上制造方法制造的显示器不需要垂直有机发光晶体管的栅极电极层与薄膜晶体管的载流电极层之间的接触孔，因此可确保较宽的发光区域。

在制造方法中，垂直有机发光晶体管可具有一体地形成于相同的层上的至少二或更多个源极电极层。

通过使用所述制造方法，设置于每一发光区域中的垂直有机发光晶体管的源极电极层与电流供应线不必通过另一配线彼此连接。即，向每一垂直有机发光晶体管的源极电极层供应电流的电流供应线的数目及面积减少。

传统上，电流供应线在整个显示器之上以栅格图案形成于以阵列形成的垂直有机发光晶体管之间。然而，根据所述制造方法，当供应用于驱动垂直有机发光晶体管的电流的驱动器连接至至少一个垂直有机发光晶体管时，电流经由一体地构成的源极电极被供应至其余的垂直有机发光晶体管。即，向源极电极层供应电流的电流供应线的数目及面积减少，用于形成电流供应线的面积显著减少，且用于形成电流供应线所需的材料显著减少。

在垂直有机发光晶体管的栅极绝缘膜上形成电流供应线且一体地形成垂直有机发光晶体管的源极电极以横跨所述多个垂直有机发光晶体管的情形中，由于不需要形成用于连接的接触孔且不需要形成复杂的图案，因此制造时间及制造成本不会显著增加。

此外，由于一体地形成于相同的层上的垂直有机发光晶体管的源极电极层具有共享流经电流供应线的电流的功能，因此会抑制由于寄生电阻或类似因素引起的电压降的影响。此外，通过减少电流供应线而产生的面积可用于扩大发光区域。

在所述制造方法中，垂直有机发光晶体管的源极电极层可在形成用作基底的表面层之后通过在表面层的主表面上形成由导电材料构成的薄膜或渗透网络而形成。

通过使用所述制造方法，举例而言，垂直有机发光晶体管的源极电极层可由例如碳材料等难以通过自身来固定并形成电极层的导电材料形成。此外，举例而言，表面层可被形成为横跨所述多个垂直有机发光晶体管，且源极电极可被形成为横跨垂直有机发光晶体管的一部分。通过采用以上配置，考虑到电流供应线的配线阻抗的影响，可通过形成具有所述配置的源极电极层来抑制材料成本。

此处，作为层压于表面层的主表面上的导电材料，举例而言，可采用碳纳米管、石墨烯、石墨、金属纳米线及类似物。

在所述制造方法中，在表面层形成之后，表面层的主表面的一部分可形成有电流供应线，所述电流供应线被配置成向垂直有机发光晶体管的源极电极层供应电流，且

在电流供应线形成之后，垂直有机发光晶体管的源极电极层可由导电材料形成，以横跨表面层及电流供应线。

通过所述制造方法，可在夹在垂直有机发光晶体管之间的区域中形成电流供应线。此使得免于在位于垂直有机发光晶体管下方的层中确保用于形成电流供应线的面积。此种配置可确保较宽的发光区域，在其中采用底部发射方法(bottom emission method)的上述显示器中尤为如此。

在所述制造方法中，垂直有机发光晶体管的栅极电极层可由对光表现出导电性(conductivity)及透明度(transparency)的金属氧化物制成的材料形成。

另外，所述制造方法可还包括

形成彩色滤光片层，所述彩色滤光片层透射从垂直有机发光晶体管发射的光的波长频带的一部分中的光。

根据本发明的所述显示器包括：垂直有机发光晶体管；以及薄膜晶体管，其中载流电极层中的一者连接至垂直有机发光晶体管的栅极电极层，其中垂直有机发光晶体管的栅极电极层与薄膜晶体管的载流电极层中的所述一者一体地形成于相同的层上。通常，薄膜晶体管的两个载流电极(即源极电极与漏极电极)将在相同的工艺中一体地形成于相同的层上。另外，薄膜晶体管的源极电极与数据线将在相同的工艺中一体地形成于相同的层上。因此，数据线、薄膜晶体管的源极电极及漏极电极以及垂直有机发光晶体管的栅极电极可皆在相同的工艺中一体地形成于相同的层上。数据线期望较高的导电性(electricalconductivity)以确保刷新率(refresh rate)，而用于底部发射显示方法的垂直有机发光晶体管的栅极电极需要高光学透明度。所述层的导电性与光学透明度之间的良好平衡是所期望的。作为另外一种选择，垂直有机发光晶体管的栅极电极可被形成为多层式结构的透明且导电的组件，其中在不需要光学透明度的多层式结构的薄膜晶体管部分的数据线、源极电极及漏极电极中，可包括不透明但高导电的金属层组件来增强导电性。

在所述显示器中，垂直有机发光晶体管可具有一体地形成于相同的层上的至少二或更多个源极电极层。

在所述显示器中，垂直有机发光晶体管可具有由导电材料制成且形成于作为基底的表面层的主表面上的源极电极层。

在所述显示器中，表面层的主表面的一部分可形成有电流供应线，所述电流供应线被配置成向垂直有机发光晶体管的源极电极层供应电流，且垂直有机发光晶体管的源极电极层可由导电材料形成，以横跨表面层及电流供应线。

所述显示器可还在当从层叠每一层的方向观察时的薄膜晶体管的外侧上包括彩色滤光片层，所述彩色滤光片层透射从垂直有机发光晶体管发射的光的波长频带的一部分中的光，其中垂直有机发光晶体管的栅极电极层可由对光表现出导电性及透明度的金属氧化物制成的材料形成。

此处，“当从层叠每一层的方向观察时的薄膜晶体管的外侧”意指当从所述方向观察时薄膜晶体管的栅极电极层与源极电极层及漏极电极层交叠的区域，且进一步意指位于源极电极层与漏极电极层之间的区域的外侧，即其中形成薄膜晶体管的通道的区域。

所述显示器可还包括树脂层，所述树脂层位于垂直有机发光晶体管的源极电极层与有机半导体层之间，其中当从层叠每一层的方向观察时，所述树脂层可在所述显示器的有效区域中在其中垂直有机发光晶体管的源极电极层与栅极电极层彼此交叠的区域中形成有开口。

此处“有效区域”意指当从层叠每一层的方向观察时的发光区域。具体而言，在“实施方式”章节中参照图1阐述了所述用语。

所述显示器可还包括辅助线，所述辅助线与一或多个电流供应线直接连接或间接连接，以帮助供应及分布电流。

在所述显示器中，辅助线可与薄膜晶体管的载流电极层中的一者在相同的工艺中形成于相同的层上。

在所述显示器中，辅助线可与薄膜晶体管的栅极电极层在相同的工艺中形成于相同的层上。

根据本发明，实现了一种在抑制制造时间及制造成本的同时确保较宽发光区域的包括垂直有机发光晶体管的显示器的制造方法。

附图说明

[图1]图1是实施例的显示器的一部分的示意性配置图。

[图2]图2是图1所示显示区域A1中的发光单元的电路图。

[图3A]图3A是所述实施例的发光单元及其周边的示意性元件配置的俯视图。

[图3B]图3B是示出从图3A移除电流供应线12的状态的图。

[图4]图4是沿图3A所示的线A-A'截取的剖视图。

[图5A]图5A是当从+Z侧观察时，所述显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。

[图5B]图5B是当从+Z侧观察时，所述显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。

[图5C]图5C是当从+Z侧观察时，所述显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。

[图5D]图5D是当从+Z侧观察时，所述显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。

[图5E]图5E是当从+Z侧观察时，所述显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。

[图5F]图5F是当从+Z侧观察时，所述显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。

[图5G]图5G是当从+Z侧观察时，所述显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。

[图6]图6是当沿YZ平面切割另一实施例的发光单元及其周边的示意性元件配置时的所述配置的剖视图。

[图7]图7是当沿YZ平面切割另一实施例的发光单元及其周边的示意性元件配置时的所述配置的剖视图。

[图8]图8是当沿YZ平面切割另一实施例的设置有彩色滤光片层的发光单元及其周边的示意性元件配置时的所述配置的剖视图。

[图9A]图9A是图8所示薄膜晶体管的周边的放大图。

[图9B]图9B是示出在形成图9A所示薄膜晶体管的氧化物半导体层之前的状态的图。

[图10A]图10A是当从+Z侧观察时，所述显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。

[图10B]图10B是当从+Z侧观察时，所述显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。

具体实施方式

在下文中，参照附图阐述本发明的显示器的制造方法及通过所述方法制造的显示器的配置。另外，各以下附图被示意性地示出，且附图中的尺寸比及构成件数目并不总是与实际尺寸比及数目匹配。

图1是显示器1的实施例的一部分的示意性配置图。如图1中所示，本实施例的显示器1包括发光单元10、数据线11、电流供应线12及栅极线13以及辅助线14，发光单元10包括以阵列方式对齐的稍后阐述的垂直有机发光晶体管20。

此外，显示器1在其外边缘上包括：源极驱动器15a，向数据线11施加与在垂直有机发光晶体管20的栅极电极上显示的图像数据对应的电压；电流供应单元15b，向电流供应线12供应电流且向垂直有机发光晶体管20的源极电极供应电流；以及栅极驱动器15c，向栅极线13输出薄膜晶体管21的控制信号。此处，如图1中所示，在显示器1中，其中发光单元10对齐的区域A2对应于排除其中布置有所述驱动器(15a、15b、15c)及类似物的区域以外的有效区域。

图2是图1所示显示器1的区域A1中的发光单元10的详细电路图。如图2中所示，发光单元10包括垂直有机发光晶体管20、控制至垂直有机发光晶体管20的栅极电极的电压施加的薄膜晶体管21、以及形成于垂直有机发光晶体管20的源极电极与栅极电极之间的电容器23。在图1及图2的说明中，电流供应线12的配线方向被阐述为X方向，且辅助线14的配线方向被阐述为Y方向。

数据线11是为根据待显示的图像来调节垂直有机发光晶体管20的发射亮度而经由薄膜晶体管21将从源极驱动器15a输出的电压施加至垂直有机发光晶体管20的栅极电极的配线。在本实施例中，数据线11在X方向上形成，但可在Y方向上形成。

多个电流供应线12在X方向上配线于垂直有机发光晶体管20的外侧上，以连接至由在X方向上对齐的多个垂直有机发光晶体管20组成的组。每一电流供应线12将从电流供应单元15b输出的电流供应至垂直有机发光晶体管20组中所包括的每一垂直有机发光晶体管20的源极电极。

栅极线13连接至薄膜晶体管21的栅极电极，朝向薄膜晶体管21的栅极电极传输从栅极驱动器15c输出的控制信号，且将薄膜晶体管21导通/关断以控制流经垂直有机发光晶体管20的栅极电极及数据线11的电流。在本实施例中，栅极线13在Y方向上形成，但可在X方向上形成。

辅助线14在Y方向上配线于在X方向对齐的发光单元10之间，以对所述多个电流供应线12进行连接。辅助线14可不形成于在X方向上对齐的所有发光单元10之间。在本实施例中，电流供应线12在X方向上形成且辅助线14在Y方向上形成，但电流供应线12可在Y方向上形成且辅助线14可在X方向上形成。

电容器23是用于保持垂直有机发光晶体管20的栅极电极与源极电极之间的电压的元件，且被布置成在薄膜晶体管21处于关断状态的同时将所显示的图像维持达预定时间。

接下来，阐述形成于基板上的每一元件的结构。图3A是根据所述实施例的发光单元10及其周边的示意性元件配置的俯视图，且图3B是示出从图3A移除电流供应线12的状态的图。图4是沿图3A所示的线A-A'截取的剖视图。如图3B及图4中所示，垂直有机发光晶体管20与薄膜晶体管21在由数据线11及栅极线13划分的区域中成组形成。

此外，如上所述，图3A及图3B中所示的垂直有机发光晶体管20是通过切除所述区域的一部分而示出，但本实施例的垂直有机发光晶体管20的漏极电极层20d、发光层(有机半导体层20a及有机EL层20c)、源极电极层20s及类似物被形成为如图4中所示横跨所述多个垂直有机发光晶体管20。

基板30对光透明，且将从垂直有机发光晶体管20辐射的光发射至外部。稍后阐述具体材料。

在以下说明中，数据线11及电流供应线12的配线方向被称为X方向，栅极线13的配线方向被称为Y方向，且与这些方向正交的方向被称为Z方向(第三方向)。另外，在区分正方向与负方向的同时表达方向的情形中，在例如“+Z方向”及“-Z方向”等表达中添加正符号及负符号，且在不区分正方向与负方向的情况下表达方向的情形中，简单地使用表达方式“Z方向”。

垂直有机发光晶体管20由以下构成：从+Z侧上的层开始是与阴极电极对应的漏极电极层20d、形成发光层的有机EL层20c及有机半导体层20a、形成于表面层31的表面上的由导电材料(在本实施例中，碳纳米管)制成的源极电极层20s，然后进一步在-Z侧上是由介电材料制成的栅极绝缘膜层20h，且此外是栅极电极层20g。

在具有以上配置的垂直有机发光晶体管20中，当电压被施加至栅极电极层20g时，有机半导体层20a与源极电极层20s之间的肖特基势垒(Schottky barrier)改变，且当超过预定阈值时，载流子被注入，且电流从源极电极层20s流动至有机半导体层20a及有机EL层20c，此导致发光。

尽管在图4中未示出X方向，然而源极电极层20s也被施加至形成于表面层31上的电流供应线12的+Z侧，以与电流供应线12直接接触。然后，为通过将垂直有机发光晶体管20的有机半导体层20a及源极电极层20s与其中通过交叠栅极电极层20g来控制载流子注入的有效发光区域电性绝缘来界定所述有效发光区域，在其中栅极电极层20g与源极电极层20s在Z方向上彼此交叠的区域中形成设置有开口24a的堤层(bank layer)24。如图4中所示，从确保交叠余裕(overlap margin)的角度来看，其中形成开口24a的区域优选地形成于其中栅极电极层20g与源极电极层20s彼此交叠的区域的内侧上。

本实施例的显示器1被配置成使得基板30由对可见光透明的材料制成，且栅极电极层20g及源极电极层20s被配置成具有可供可见光通过的光学间隙和/或形态。利用此种配置，从有机EL层20c发射的光通过基板30并发射至外部以显示图像。另外，以上发光方法被称为“底部发射方法”。

在薄膜晶体管21中，源极电极层21s与漏极电极层21d通过氧化物半导体层21a而连接，且栅极电极层21g形成于氧化物半导体层21a下方，其中绝缘膜层或介电层夹置于其间。当电压被施加至栅极电极层21g时，在氧化物半导体层21a中会形成通道，且电流流经作为载流电极层的源极电极层21s及漏极电极层21d。

在薄膜晶体管21中，源极电极层21s连接至数据线11。如图4中所示，薄膜晶体管21的漏极电极层21d的导电层组件中的一些与垂直有机发光晶体管20的栅极电极层20g一体地形成。

如图3B中所示，垂直有机发光晶体管20被形成为几乎填充由数据线11及栅极线13划分的整个区域，以便最大化开孔比(aperture ratio)并增加亮度。薄膜晶体管21在所划分区域的隅角处被形成得尽可能小，以对垂直有机发光晶体管20的发光区域仅具有小的影响。

尽管附图中未示出电容器23，然而在图3A至图4中，如图4中所示，在本实施例的垂直有机发光晶体管20中，源极电极层20s与栅极电极层20g被布置成彼此面对，其中栅极绝缘膜层20h夹置于其间。因此，垂直有机发光晶体管20具有作为寄生元件的电容器23，且电容器23也可表现出电压维持功能。若此种寄生元件的电容器23的电容值不足，则可另外形成另一电容器。

以下列出用于每一层的材料作为实例。

栅极线13及辅助线14采用的材料可包括铝(Al)、钛(Ti)、钼(Mo)、钨(W)、铌(Nb)、镁(Mg)、银(Ag)、铜(Cu)及其组合的合金。

基板30采用的材料可包括玻璃材料及塑料材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate，PEN)及聚酰亚胺。

垂直有机发光晶体管20的漏极电极层20d可为单层或多层，且其采用的材料可包括碳纳米管、石墨烯、Al、氟化锂(LiF)、氧化钼(Mo_xO_y)、氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)、氧化锌(ZnO)、Mg、Ag、金(Au)及其他组合的合金。

垂直有机发光晶体管20的栅极电极层20g采用的材料可包括作为对光表现出透明度及导电性的金属氧化物材料的ITO及氧化铟镓锌(indium gallium zinc oxide，IGZO)。此外，在其中光从与栅极电极层20g相对的侧发射的配置中(举例而言，在顶部发射方法(top emission method)中)，可采用对光不具有透明度的材料，且栅极电极层20g可采用例如以下材料：掺杂金属的或未经掺杂的透明导电氧化物，包括掺杂有例如Al、锡(Sn)、钇(Y)、钪(Sc)或镓(Ga)等金属的ZnO、氧化铟(In₂O₃)、二氧化锡(SnO₂)、氧化镉(CdO)或包括其组合的材料；或者Al、Au、Ag、铂(Pt)、镉(Cd)、镍(Ni)或钽(Ta)或者其组合；或者进一步包括p掺杂(p-doped)或n掺杂(n-doped)硅(Si)或者镓砷(GaAs)。

表面层31与垂直有机发光晶体管20的栅极电极层20g之间的栅极绝缘膜层20h采用的材料可包括例如氧化硅(SiO_x)、氧化铝(Al₂O₃)、氮化硅(Si₃N₄)、氧化钇(Y₂O₃)、钛酸铅(PbTiO_x)、钛酸铝(AlTiO_x)、玻璃及聚对二甲苯聚合物、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚乙烯基苯酚、聚甲基丙烯酸甲酯及氟聚合物等无机化合物及有机化合物。

垂直有机发光晶体管20的有机半导体层20a采用的材料可包括：线性稠合多环芳族化合物(或并苯化合物(acene compound))，例如萘、蒽、红荧烯、并四苯、并五苯及并六苯以及其衍生物；颜料，例如铜酞菁(copper phthalocyanine，CuPc)系化合物、偶氮化合物、苝系化合物及其衍生物；低分子量化合物，例如腙化合物、三苯基甲烷系化合物、二苯基甲烷系化合物、二苯乙烯系化合物、烯丙基乙烯基化合物、吡唑啉系化合物、三苯胺衍生物(triphenylamine derivative，TPD)、烯丙基胺化合物、低分子量胺衍生物(a-NPD)、2,2',7,7'-四(二苯基氨基)-9,9'-螺二芴(2,2',7,7'-tetrakis(diphenylamino)-9,9'-spirobifluorene，spiro-TAD)、N,N'-二(1-萘基)-N,N'-二苯基-4,4'-二氨基联苯(N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diamonobiphenyl，spiro-NPB)、4,4',4”-三[N-3-甲基苯基-N-苯基氨基]三苯基胺(4,4',4”-tris[N-3-methylphenyl-N-phenylamino]triphenylamine，mMTDATA)、2,2',7,7'-四(2,2二苯基乙烯基)-9,9-螺二芴(2,2',7,7'-tetrakis(2,2-diphenylvinyl)-9,9-spirobifluorene，spiro-DPVBi)、4,4'-双(2,2-二苯基乙烯基)联苯(4,4'-bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl，DPVBi)、(8-羟基喹啉)铝((8-quinolinolato)aluminum，Alq)、三(8-羟基喹啉)铝(tris(8-quinolinolato)aluminum，Alq3)、三(4-甲基-8羟基喹啉)铝(tris(4-methyl-8 quinolinolato)aluminum，Almq3)及其衍生物；聚合物化合物，例如聚噻吩、聚(对亚苯亚乙烯)(poly(p-phenylene vinylene)，PPV)、含联苯基的聚合物、含二烷氧基的聚合物、烷氧基苯基PPV、苯基PPV、苯基/二烷氧基PPV共聚物、聚(2-甲氧基-5-(2'-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基)(poly(2-methoxy-5-(2'-ethylhexyloxy)-1,4-phenylene vinylene)，MEH-PPV)、聚(乙烯二氧基噻吩)(poly(ethylenedioxythiophene)，PEDOT)、聚(苯乙烯磺酸)(poly(styrene sulfonic acid)，PSS)、聚(苯胺)(poly(aniline)，PAM)、聚(N-乙烯基咔唑)、聚(乙烯基芘)、聚(乙烯基蒽)、芘甲醛树脂、卤化乙基咔唑甲醛树脂及其改性产物；n型输送有机低分子、寡聚物或聚合物，例如5,5-二全氟己基羰基-2,2:5,2:5,2-四噻吩(DFHCO-4T)、α,ω-二全氟己基四噻吩(DFH-4T)、5,5”'-二(全氟苯基羰基)-2,2':5',2”:5”,2”'-四聚噻吩(DFCO-4T)、聚{[N,N'-双(2-辛基十二烷醇)萘-1,4,5,8-双-(二甲酰亚胺)-2,6-二基]-5,5'-(2,2'-双噻吩)}(P(NDI2OD-T2))、N,N'-双(正辛基)-x:y,二氰乙炔-3,4,9,10-双(二甲酰亚胺)(PDI8-CN2)、N,N'-1H,1H-全氟丁基二氰基苝酰亚胺(PDIF-CN2)、氟化酞菁铜(F16CuPc)、富勒烯、萘、苝及寡聚噻吩衍生物；以及此外，具有噻吩环的芳族化合物，例如噻吩并[3,2-b]噻吩、二萘基[2,3-b:2',3'-f]噻吩并[3,2-b]噻吩(dinaphthyl[2,3-b:2',3'-f]thieno[3,2-b]thiophene，DNTT)及2-癸基-7-苯基[1]benzothioeno[苯并噻吩并][3,2-b][1]苯并噻吩(2-decyl-7-phenyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene，BTBT)。

此处，通过适当地选择具有相容能级的有机半导体，垂直有机发光晶体管20可优选地利用在设置有有机发光二极管的显示器中标准使用的空穴注入层、空穴输送层、有机EL层、电子输送层、电子注入层及类似物。然后，通过选择构成上述有机EL层20c的材料调节发射至外部的光的颜色，以发射具有例如红色、绿色及蓝色等颜色的光。此外，如稍后作为另一实施例阐述，垂直有机发光晶体管20可被配置成发射白光，且可被配置成通过使用相同的垂直有机发光晶体管20的彩色滤光片层来选择及发射具有所期望颜色的光。另外，垂直有机发光晶体管20可被配置成发射例如蓝光等具有短波长的光，且在一些像素中可被配置成激励光学降频转换层(optical down-conversion layer)，以发射具有例如红色及绿色等所期望颜色的较长波长的光。降频转换层可包括磷光体(phosphor)及半导体量子点(semiconductor quantum dot)。

表面层31是出于包括固定源极电极层20s在内的各种目的而形成于栅极绝缘膜层20h上的层。用于形成表面层31的材料可通过施加包含由硅烷耦合材料、丙烯酸树脂或类似物形成的粘结剂树脂的组合物来形成。

堤层24的材料可包括：无机绝缘材料，例如SiO、Si₃N₄、Al₂O₃及氮化铝(AlN)；以及有机绝缘材料，例如聚酰亚胺树脂、硅氧烷树脂、丙烯酸树脂及酚醛树脂。

薄膜晶体管21中所包括的氧化物半导体层21a采用的材料可包括In-Ga-Zn-O系半导体、Zn-O系半导体(ZnO)、In-Zn-O系半导体(In-Zn-O-based semiconductor，IZO(注册商标))、Zn-Ti-O系半导体(Zn-Ti-O-based semiconductor，ZTO)、Cd-Ge-O系半导体、Cd-Pb-O系半导体、CdO(氧化镉)、Mg-Zn-O系半导体、In-Sn-Zn-O系半导体(举例而言，In₂O₃-SnO₂-ZnO)及In-Ga-Sn-O系半导体。

在本实施例中，薄膜晶体管21是具有由氧化物半导体制成的半导体通道层的薄膜晶体管，但可为由非晶硅、低温多晶硅(low temperature polysilicon，LTPS)或高温多晶硅(high temperature polysilicon，HTPS)制成的薄膜晶体管。此外，薄膜晶体管可为p型或n型。此外，作为具体配置，可采用例如交错型(staggerd type)、倒置交错型(invertedstaggerd type)、共面型(coplanar type)及倒置共面型(inverted coplanar type)等任何配置。

作为垂直有机发光晶体管20，也可采用专利文件1及2中阐述的垂直有机发光晶体管20。

接下来，简要阐述每一层的制造工艺。图5A至图5G是当从+Z侧观察时，显示器1的垂直有机发光晶体管20的周边在制造工艺中间的示意图。在下文中，参照附图阐述每一工艺。

另外，参照其中三个垂直有机发光晶体管20在Y方向上对齐的附图进行阐述，以使得可理解与相邻垂直有机发光晶体管20以及垂直有机发光晶体管20之间的结构(即位于垂直有机发光晶体管20的外侧上的结构)的位置关系。

所示区域的外部不必以相同的图案重复出现。举例而言，如图5D及类似图中所示，薄膜晶体管21形成于(+X,-Y)侧上，但在整个显示器1中，薄膜晶体管21形成于中心部分在X方向上的-X侧上，薄膜晶体管可以任何图案形成于例如(-X,+Y)侧上。此外，在显示器1中，对于显示不同颜色的每一像素，可视需要改变像素的大小。

如图5A中所示，首先，制备基板30(步骤S1)。

在步骤S1之后，如图5B中所示，在基板30上形成薄膜晶体管21的栅极电极层21g及连接至栅极电极层21g的栅极线13(步骤S2)。

在步骤S2之后，在整个表面之上形成绝缘膜(未示出)，且如图5C中所示，在薄膜晶体管21的栅极电极层21g的+Z侧上形成氧化物半导体层21a(步骤S3)。

用语“在整个表面之上形成”在此处意指在其中形成垂直有机发光晶体管20的整个图像形成区域之上形成所述层，且不意指在其中布置驱动器的整个外边缘部分之上形成所述层。此也适用于以下说明。

在步骤S3之后，如图5D中所示，在薄膜晶体管21的氧化物半导体层21a上形成在Y方向上分隔开的漏极电极层21d与数据线11(步骤S4)。数据线11在Z方向上与氧化物半导体层21a交叠的部分处构成薄膜晶体管21的源极电极层21s。在本实施例中，在步骤S4中，由于执行了通过半色调曝光(halftone exposure)进行的两步式形成工艺，因此所述配置具有如图5E中所示的形状，但步骤S4可能不是通过半色调曝光进行的形成工艺。

在步骤S4之后，在整个表面之上形成钝化膜，且然后在整个表面之上形成表面层31(步骤S5)。钝化膜可用作栅极绝缘膜层20h，或者可形成单独的栅极绝缘膜层20h。为便于阐释，未示出钝化膜及表面层31。

在步骤S5之后，如图5F中所示，在X方向上形成电流供应线12，且形成辅助线14以使得在Y方向上将电流供应线12连接至其他电流供应线(步骤S6)。在本实施例中，由于电流供应线12与辅助线14形成于不同的层中，因此也形成对这些层进行连接的接触孔14c。接触孔14c可形成于任何位置处且以适当的形状及数目形成。

在步骤S6之后，在步骤S4中形成的表面层31的主表面及步骤S5中形成的电流供应线12上，在整个表面层31之上跨过在X方向上对齐的所述多个垂直有机发光晶体管一体地形成源极电极层20s(步骤S7)。相似于表面层31，为便于阐释，未示出源极电极层20s。

在步骤S7之后，如图5G中所示，形成作为树脂层的堤层24(步骤S8)。当从Z方向观察时，堤层24形成有开口24a，开口24a形成于其中栅极电极层20g与源极电极层20s彼此交叠的区域中。堤层24可由如上所述的无机绝缘材料形成。

在步骤S8之后，在整个表面之上形成待作为发光层的有机半导体层20a及有机EL层20c以及漏极电极层20d，以形成图3A至图4中所示的配置。

在如上所述的制造工艺中，垂直有机发光晶体管20的栅极电极层20g与薄膜晶体管21的漏极电极层21d被同时形成。因此，所述显示器可用比传统制造工艺中少的工艺来制造。

在本实施例中，垂直有机发光晶体管20的所有漏极电极层20d、有机半导体层20a、有机EL层20c及源极电极层20s横跨所述多个垂直有机发光晶体管20。然而，可针对每一垂直有机发光晶体管20形成以上元件中的任一者。

其他实施例

在下文中，阐述其他实施例。

<1>图6及图7是当在YZ平面中切割另一实施例的发光单元10及其周边的示意性元件配置时的所述配置的剖视图。如图6中所示，电流供应线12可形成于表面层31的-Z侧上的层中。此外，如图7中所示，辅助线14可形成于电流供应线12的-Z侧上的层中。

在配置图6所示发光单元10的情形中，举例而言，在步骤S4中通过半色调曝光形成电流供应线12。此外，在配置图7所示发光单元10的情形中，举例而言，在步骤S2中与形成薄膜晶体管21的栅极电极层21g同时地形成辅助线14。

具有如图6中所示配置的发光单元10可在形成薄膜晶体管21的每一电极层的同时形成有电流供应线12，且在所述情形中，需要形成接触孔12c的工艺。然而，形成这些接触孔12c的工艺是最初甚至在发光二极管显示器的传统制造工艺中针对显示器的周边部分中的电极层之间的连接而执行的工艺，且不会成为增加工艺数目的因素。因此，相较于传统制造方法而言，工艺数目减少。

具有如图7中所示配置的发光单元10可在形成薄膜晶体管21的每一电极层的同时形成有辅助线14，且在所述情形中，除图6中所示配置以外，也需要形成接触孔14c的工艺。然而，形成接触孔14c的工艺的数目少于在上层中新产生电流供应线12的工艺的数目，且可在抑制工艺数目的同时形成辅助线14，且此外，形成接触孔14c的工艺可作为另外一种选择用作在配线之间进行连接的工艺。因此，相较于传统制造方法而言，工艺数目减少。因此，相较于参照图5A至图5G阐述的制造工艺而言，图6中所示配置与图7中所示配置二者均可以较低的成本制造。

<2>图8是当沿YZ平面切割另一实施例的设置有彩色滤光片层80的发光单元10及其周边的示意性元件配置时的所述配置的剖视图。图9A是图8所示薄膜晶体管21的周边的放大图，且图9B是示出在形成图9A所示薄膜晶体管21的氧化物半导体层21a之前的状态的图。如图8及图9A中所示，彩色滤光片层80可形成于垂直有机发光晶体管20的栅极电极层20g的-Z侧上。在步骤S3中形成薄膜晶体管21的氧化物半导体层21a之前，执行形成彩色滤光片层80的工艺。

此时，在彩色滤光片层80中在形成薄膜晶体管21的位置周围产生开口80a，且彩色滤光片层80不形成于所述开口中，且如图9B中所示，彩色滤光片层80的开口80a是以朝向基板30逐渐变窄的向前锥化形状(forward tapered shape)形成，且因此，可形成及操作薄膜晶体管21。彩色滤光片层80可通过例如通过光掩模曝光感光性彩色滤光片材料并对其进行显影以形成具有预定图案的彩色滤光片的方法、在整个表面上形成一次彩色滤光片层80并在此之后执行蚀刻工艺的方法、或者在利用掩模处理(masking processing)对其中形成薄膜晶体管21的区域进行处置的同时形成彩色滤光片的方法等方法来形成。

图10A及图10B是在形成彩色滤光片层80的情形中，当从+Z侧观察时，显示器的一个垂直有机发光晶体管的周边在制造工艺中间的示意图。图10A示出其中在步骤S2之后在整个表面之上形成彩色滤光片层80且然后形成开口80a的情形中的实例，且图10B示出其中针对每一发光单元10各别地形成彩色滤光片层80的情形中的实例。

图8中所示配置是其中采用底部发射方法的情形的实例，其中光经由彩色滤光片层80从基板30侧发射。在从垂直有机发光晶体管20发射的光之中，波长频带的一部分中的光被彩色滤光片层80过滤，且其余波长频带中的光从基板30发射。

在此种配置的情形中，栅极电极层20g优选由对光表现出透明度的材料形成，以使得从垂直有机发光晶体管20的有机EL层20c发射的光到达基板30，且举例而言，可采用如上所述的例如ITO及IGZO等金属氧化物材料。

<3>尽管已在底部发射方法的前提下阐述了各上述实施例，然而可采用从与基板30相对的侧发射光的“顶部发射方法”。在此种情形中，在垂直有机发光晶体管20中，漏极电极层20d由对光表现出透明度的材料形成，以使得从有机EL层20c发射的光被去掉。

<4>每一实施例中的上述显示器1中所包括的配置、材料及制造工艺仅为实例，且本发明不限于上述配置及所示工艺。

符号的说明

1：显示器

10：发光单元

11：数据线

12：电流供应线

12c：接触孔

13：栅极线

14：辅助线

14c：接触孔

15a：源极驱动器

15b：电流供应单元

15c：栅极驱动器

20：垂直有机发光晶体管

20a：有机半导体层

20c：有机EL层

20d：漏极电极层

20g：栅极电极层

20h：栅极绝缘膜层

20s：源极电极层

21：薄膜晶体管

21a：氧化物半导体层

21c：接触孔

21d：漏极电极层

21g：栅极电极层

21s：源极电极层

23：电容器

24：堤层

24a：开口

30：基板

31：表面层

80：彩色滤光片层

80a：开口

Claims (16)

1.一种包括垂直有机发光晶体管的显示器的制造方法，所述方法包括：

在相同的层上一体地形成所述垂直有机发光晶体管的栅极电极层与薄膜晶体管的载流电极层中和所述垂直有机发光晶体管的所述栅极电极层连接的一者。

2.根据权利要求1所述的所述显示器的制造方法，其中所述垂直有机发光晶体管具有一体地形成于所述相同的层上的至少二或更多个源极电极层。

3.根据权利要求1或2所述的所述显示器的制造方法，其中所述垂直有机发光晶体管的所述源极电极层是在形成用作基底的表面层之后通过在所述表面层的主表面上形成由导电材料构成的薄膜或渗透网络而形成。

4.根据权利要求3所述的所述显示器的制造方法，其中

在所述表面层形成之后，所述表面层的所述主表面的一部分形成有电流供应线，所述电流供应线被配置成向所述垂直有机发光晶体管的所述源极电极层供应电流，且

在所述电流供应线形成之后，所述垂直有机发光晶体管的所述源极电极层由所述导电材料形成，以横跨所述表面层及所述电流供应线。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的所述显示器的制造方法，其中所述垂直有机发光晶体管的所述栅极电极层由对光表现出导电性及透明度的金属氧化物制成的材料形成。

6.根据权利要求5所述的所述显示器的制造方法，还包括在当从层叠每一层的方向观察时的所述薄膜晶体管的外侧上形成彩色滤光片层，所述彩色滤光片层透射从所述垂直有机发光晶体管发射的光的波长频带的一部分中的光。

7.一种显示器，包括：

垂直有机发光晶体管；以及

薄膜晶体管，其中载流电极层中的一者连接至所述垂直有机发光晶体管的栅极电极层，其中

所述垂直有机发光晶体管的所述栅极电极层与所述薄膜晶体管的所述载流电极层中和所述垂直有机发光晶体管的所述栅极电极层连接的所述一者一体地形成于相同的层上。

8.根据权利要求7所述的显示器，其中所述垂直有机发光晶体管具有一体地形成于所述相同的层上的至少二或更多个源极电极层。

9.根据权利要求7或8所述的显示器，其中所述垂直有机发光晶体管的所述源极电极层由导电材料制成，且形成于用作基底的表面层的主表面上。

10.根据权利要求9所述的显示器，其中

所述表面层的所述主表面的一部分形成有电流供应线，所述电流供应线被配置成向所述垂直有机发光晶体管的所述源极电极层供应电流，且

所述垂直有机发光晶体管的所述源极电极层由所述导电材料形成，以横跨所述表面层及所述电流供应线。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的显示器，其中所述垂直有机发光晶体管的所述栅极电极层由对光表现出导电性及透明度的金属氧化物制成的材料形成。

12.根据权利要求11所述的显示器，还在当从层叠每一层的方向观察时的所述薄膜晶体管的外侧上包括彩色滤光片层，所述彩色滤光片层透射从所述垂直有机发光晶体管发射的光的波长频带的一部分中的光。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的显示器，还包括树脂层，所述树脂层位于所述垂直有机发光晶体管的所述源极电极层与有机半导体层之间，其中

当从所述层叠每一层的方向观察时，所述树脂层在所述显示器的有效区域中在其中所述垂直有机发光晶体管的所述源极电极层与所述栅极电极层彼此交叠的区域中形成有开口。

14.根据权利要求7至13中任一项所述的显示器，还包括辅助线，所述辅助线与一或多个电流供应线直接连接或间接连接，以帮助供应及分布电流。

15.根据权利要求14所述的显示器，其中所述辅助线与所述薄膜晶体管的所述载流电极层中的一者在相同的工艺中形成于相同的层上。

16.根据权利要求14所述的显示器，其中所述辅助线与所述薄膜晶体管的所述栅极电极层在相同的工艺中形成于相同的层上。