CN1543279A - 主动式有机电致发光显示器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种主动式有机电致发光显示器的制造方法，此方法首先在基板上形成薄膜晶体管阵列，此薄膜晶体管阵列包括复数个薄膜晶体管、复数条扫瞄配线以及复数条数据配线。接着在基板上方形成保护层，覆盖住薄膜晶体管阵列，再在保护层中形成接触窗开口，以暴露出薄膜晶体管阵列的特定区域。然后在保护层上形成阳极层并填入接触窗开口，再在阳极层上形成支撑层，覆盖住接触窗开口处。之后在支撑层上放置荫罩幕，并进行镀膜工艺，以在阳极层上形成有机发光层。接着移开荫罩幕，并在有机发光层上形成阴极层，以形成主动式有机电致发光显示器。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示器及其制造方法，且特别涉及一种主动式有机电致发光显示器及其制造方法。
背景技术
针对多媒体社会的急速进步，多半受惠在半导体组件或显示装置的飞跃性进步。就显示器而言，阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)因具有优异的显示品质与其经济性，一直独占近年来的显示器市场。然而，阴极射线管因空间利用以及能源消耗上仍存在很多问题，而对在轻、薄、短、小以及低消耗功率的需求无法有效提供解决之道。因此，具有高画质、空间利用效率佳、低消耗功率、无辐射等优越特性的平面面板显示器(Flat Panel Display)已逐渐成为市场主流。
而所谓的平面面板显示器包括液晶显示器(Liquid CrystalDisplay，LCD)、有机电致发光显示器(Organic ElectroluminesenceDisplay，OELD)以及等离子显示器面板(Plasma Display Panel，PDP)等等。其中，OELD显示器有自发光性(Emissive)组件的点阵式显示器，其具有高亮度、高效率、轻薄、高对比值(High Effective ContrastRatio)以及直流低电压驱动的特性，所以OELD显示器的功率消耗较CRT、PDP以及LCD为低，且因其发光色泽由红、绿、蓝(R、G、B)三原色至白色的自由度高，所以被喻为下一世代的新型平面面板显示器的发展重点。
在有机电致发光显示器中，可视其发光组件的驱动方式而分为主动式与被动式有机电致发光显示器。由在被动式驱动组件的发光效率和使用寿命，会随着显示器的尺寸和分辨率的增加而大幅地降低，所以有机电致发光显示器初期阶段均以低端的被动式驱动(Passive Drive)为主，而日渐朝向高端的主动式驱动(Active Drive)有机电致发光显示器的方向发展。
而在主动式有机电致发光显示器中包括有薄膜晶体管组件，用以提供驱动发光组件所需的电压。一般来说，在薄膜晶体管(TFT)组件的工艺中，视铟锡氧化物(ITO)阳极层配置在源极/漏极的上方(ITO on Top)或源极/漏极的下方(ITO on Bottom)，以及所使用的硅层材质为多晶硅(Polysilicon)或非晶硅(amorphous)，而有不同的工艺。请参照图1，在ITO on Top的多晶硅薄膜晶体管(Polysilicon TFT)基板的工艺中，在源极/漏极104及介电层102上方的保护层106中形成接触窗开口114，然后再形成ITO阳极层108，并将其填入接触窗开口114内，使其与源极/漏极104作电性连接。接着在ITO阳极层108以及保护层106上形成可发红光、绿光或蓝光(R、G、B)的有机发光层110，之后再在有机发光层110上形成阴极层112。然而，ITO阳极层108与保护层106的表面为高低起伏的表面，特别是在对应在接触窗开口114附近，如标号A所指之处，以及对应在源极/漏极104边缘附近，如标号B所指之处，其表面的高低落差皆较其它部位大，可能会导致A、B两处所形成的有机发光层110的膜厚度会较其它部位的膜厚薄，以致使阴极层112与阳极层108接触，进而产生短路的现象。
另外，公知技术形成有机发光层110的方法是将荫罩幕直接贴合在阳极层与保护层的表面上，再以溅镀工艺将有机发光层镀在阳极层与保护层上。之后再移动荫罩幕的位置，重复进行溅镀工艺以分别将R、G、B有机发光层镀至保护层及阳极层上。然而，在此镀膜工艺中，由在荫罩幕需重复与TFT基板贴合及分离，所以容易在反复贴合分离的过程中，对已形成的薄膜造成损伤，进而影响组件的效能。
发明内容
本发明的目的就是在在提供一种主动式有机电致发光显示器及其制造方法，以避免阳极层与阴极层在对应在接触窗开口处以及源极/漏极的边缘处产生短路现象。
本发明的再一目的是提供一种主动式有机电致发光显示器及其制造方法，以避免在使用荫罩幕来形成有机发光层的工艺中，会对已形成的薄膜造成的损伤。
本发明提出一种主动式有机电致发光显示器，包括薄膜晶体管阵列、保护层、阳极层、支撑层、有机发光层以及阴极层。其中，薄膜晶体管阵列配置在基板上，且其包括复数个薄膜晶体管、复数条扫瞄配线以及复数条数据配线。而保护层覆盖在薄膜晶体管阵列上，且保护层中具有接触窗开口，以暴露出薄膜晶体管阵列的特定区域。阳极层配置在保护层上且填入接触窗开口内，而支撑层则形成在阳极层上，且覆盖住接触窗开口处。有机发光层系覆盖在阳极层上，而阴极层则配置在有机发光层上。
在本发明的另一较佳实施例中，更包括在保护层上形成有平坦层，且平坦层中具有接触窗开口穿透保护层，以暴露出薄膜晶体管阵列的特定区域。阳极层配置在平坦层上且填入接触窗开口内，而支撑层则形成在阳极层上，且覆盖住接触窗开口处。有机发光层覆盖在阳极层上，而阴极层则配置在有机发光层上。
本发明提出一种主动式有机电致发光显示器的制造方法，此方法是首先在基板上形成薄膜晶体管阵列，此薄膜晶体管阵列包括复数个薄膜晶体管、复数条扫瞄配线以及复数条数据配线。接着在基板上方形成保护层，并覆盖住薄膜晶体管阵列，再在保护层中形成接触窗开口，以暴露出薄膜晶体管阵列的特定区域。然后在保护层上形成阳极层并填入接触窗开口，再在阳极层上形成支撑层，覆盖住接触窗开口处。之后在支撑层上放置荫罩幕，并进行镀膜工艺，以在阳极层上形成有机发光层。接着移开荫罩幕，并在有机发光层上形成阴极层，以形成主动式有机电致发光显示器。
在本发明的另一较佳实施例中，更包括在保护层上形成平坦层，再在平坦层中形成接触窗开口穿透保护层，以暴露出薄膜晶体管阵列的特定区域。然后在平坦层上形成阳极层并填入接触窗开口，再在阳极层上形成支撑层，覆盖住接触窗开口处。之后在支撑层上放置荫罩幕，并进行镀膜工艺，以在阳极层上形成有机发光层。接着移开荫罩幕，并在有机发光层上形成阴极层，以形成主动式有机电致发光显示器。
由上述可知，本发明在对应接触窗开口处以及源极/漏极边缘处形成支撑层，可使其表面较为平坦化，而不至在有过大的高低起伏，因此可以避免所形成的有机发光层在该处的膜厚过薄，而导致阴极层与阳极层接触，造成短路的现象。除此之外，本发明同时使用上述的支撑层来支撑镀制有机发光层的荫罩幕，可以避免荫罩幕在有机发光层的镀膜工艺中，因重复与TFT基板贴合与分离而对已形成的薄膜造成损伤。
附图说明
图1是公知的一种主动式有机电致发光显示器的剖面图；
图2A至2F是本发明一较佳实施例的一种主动式有机电致发光显示器的制造方法的流程剖面示意图；
图3是本发明另一较佳实施例的一种主动式有机电致发光显示器的剖面图。
图4A是图2A以及图2B的上视图；
图4B是本发明一较佳实施例的一种主动式有机电致发光显示器的上视图；
图4C是本发明另一较佳实施例的一种主动式有机电致发光显示器的上视图；
图5是本发明又一较佳实施例的一种主动式有机电致发光显示器的剖面图；
图6是本发明再一较佳实施例的一种主动式有机电致发光显示器的剖面图。
102：介电层
104：源极/漏极
106、220：保护层
108、224：阳极层
110、228：有机发光层
112、230：阴极层
114、222、222a：接触窗开口
200：基板
202：薄膜晶体管阵列
204：薄膜晶体管
206：扫瞄配线
208：数据配线
210：源极
212：漏极
214：信道
216：栅介电层
218：栅极
226：感光材料层
226a：支撑层
232：平坦层
具体实施方式
图2A～2F是本发明一较佳实施例的一种主动式有机电致发光显示器的制造方法的流程剖面示意图。而图4A是图2A的上视图，图4A中由I-I’的剖面即为图2A至图2B。
请同时参照图2A及图4A，首先在基板200上形成薄膜晶体管阵列202，其中薄膜晶体管阵列202包括薄膜晶体管204、扫瞄配线206以及数据配线208，而薄膜晶体管204例如是多晶硅薄膜晶体管，其至少包括有源极210、漏极212、信道214、栅介电层216以与栅极218。而薄膜晶体管阵列202中的扫瞄配线206与栅极218电性连接，而数据配线208则与源极210电性连接。
而且，在多晶硅薄膜晶体管中，除了可由上述图中的单一型态的薄膜晶体管所构成外，更可以是由两种不同型态的薄膜晶体管所构成，例如是由P型薄膜晶体管与N型薄膜晶体管所构成的互补式薄膜晶体管。此外，多晶硅薄膜晶体管204中还可以形成有淡掺杂的漏极(Light Doped Drain，LDD)(图中未绘示)。
请参照图2B及图4A，在基板200上方形成保护层220，并覆盖住薄膜晶体管阵列。而保护层220的材质例如是氮化硅，且其例如是以化学气相沉积工艺将氮化硅沉积在基板200上。接着再在保护层220中形成接触窗开口222，以暴露出薄膜晶体管阵列的特定区域，例如是源极210或是漏极212。其中，形成接触窗开口222的方法例如是进行一微影工艺以及一蚀刻工艺。然后在保护层220上形成阳极层224并填入接触窗开口222，而阳极层224的形成方法例如是利用溅镀法将铟锡氧化物(未绘示)镀至保护层220上，再进行微影、蚀刻工艺将铟锡氧化物薄膜图案化以形成阳极层224，并在蚀刻工艺中控制所使用的参数，使阳极层224的侧壁为斜坡状侧壁。
请接着参照图2C，在阳极层224上以旋转涂布(spin coating)的方式形成感光材料层226，使其具有平坦的表面，且感光材料层226的厚度例如是介在0.5微米至3微米之间。
请同时参照图2D以及图4B，接着进行曝光以及显影工艺，以图案化此感光材料层226，使其形成覆盖住接触窗开口222以及源极210或漏极212边缘处的支撑层226a。且支撑层226a例如是沿着扫瞄配线206的方向配置的连续图案。
此外，请参照图4C，支撑层226a还可以沿着数据配线208的方向配置的连续图案。当然，支撑层226a还可以是以非连续图案(未绘示)配置在阳极层224上，且对应形成在接触窗开口222以及源极210或漏极212的边缘处，而此非连续图案例如是块状图案。
请参照图2E，之后在支撑层226a上放置荫罩幕700，并进行镀膜工艺以在阳极层224上形成有机发光层228覆盖保护层220及支撑层226a，且此镀膜工艺例如是溅镀工艺。
请参照图2F，之后将荫罩幕移开，并在有机发光层228上形成阴极层230，以形成主动式有机电致发光显示器。其中，阴极层230的形成方法例如是溅镀法。
然而，由在图2F是本发明的单一画素结构中的主动式有机电致发光显示器的剖面图，但每一画素结构中的有机发光层228所使用的材质不尽相同，视实际所需要发出的光线的波长而定，所以在形成有机发光层228时，必须利用荫罩幕进行三次溅镀工艺，以将R、G、B有机发光层228分别镀至画素结构中的阳极层224上。
请同时参照图2F以及图4B，依照上述的方法所形成的主动式有机电致发光显示器包括薄膜晶体管阵列202、保护层220、阳极层224、支撑层226a、有机发光层228以及阴极层230。其中，薄膜晶体管阵列202配置在基板200上，并包括薄膜晶体管204、扫瞄配线206以及数据配线208，且薄膜晶体管204至少包括有源极210、漏极212以与中栅极218。而保护层220覆盖在薄膜晶体管阵列202上，且保护层220中具有接触窗开口222，以暴露出薄膜晶体管阵列202的特定区域，例如是源极210或是漏极212。阳极层224配置在保护层220上且填入接触窗开口222内，而支撑层226a则形成在阳极层224上，且覆盖住接触窗开口222处以及源极210或是漏极212的边缘处。有机发光层228覆盖在阳极层224上，而阴极层230则配置在有机发光层228上。
在另一较佳实施例中，在形成阳极层之前，还包括先在保护层上形成一平坦层，以提高显示器的开口率。如图3所示，在形成保护层220覆盖薄膜晶体管阵列后，接着在保护层220上形成平坦层232，且平坦层232的材质例如是有机材料。之后再在平坦层232中形成接触窗开口222a穿透保护层220，以暴露出源极210或漏极212，再在平坦层上形成阳极层224，并将其填入接触窗开口222a内，以使阳极层224与源极210或漏极212作电性连接。接着在对应于接触窗开口222a以及源极210或是漏极212的边缘处的阳极层224上，沿着数据配线或扫瞄配线的方向配置支撑层226a。再在阳极层224上形成有机发光层228，并覆盖平坦层232及支撑层226a，然后在有机发光层228上形成阴极层230，以完成主动式有机电致发光显示器。
本发明除了可以应用于上述由多晶硅薄膜晶体管所构成的主动式有机电致发光显示器外，还可以应用在由非晶硅薄膜晶体管所构成的主动式有机电致发光显示器。
请同时参照图5以及图4A，在基板900上形成薄膜晶体管阵列202，其中薄膜晶体管阵列202包括薄膜晶体管204、扫瞄配线206以及数据配线208，而薄膜晶体管204例如是非晶硅薄膜晶体管，其至少包括有源极910、漏极912以与栅极914。而薄膜晶体管阵列202中的扫瞄配线206与栅极914电性连接，而数据配线208则与源极910电性连接。接着形成保护层220覆盖薄膜晶体管阵列202，且在保护层220中形成接触窗开口222，以暴露出源极910或漏极912。之后在保护层220上形成阳极层224，并将其填入接触窗开口222内，使其与源极910或漏极912作电性连接。
接着，请参照图5、图4B及图4C，在阳极层224上形成支撑层226a，并覆盖住接触窗开口222以及源极910或漏极912的边缘处。然后在支撑层226a上形成有机发光层228，并覆盖保护层220及阳极层224。最后在有机发光层228上形成阴极层230，以完成主动式有机电致发光显示器。
同样的，上述由非晶硅薄膜晶体管所构成的主动式有机电致发光显示器亦可以在其保护层上形成一平坦层，以提高显示器的开口率，如图6所示。请同时参照图6、图4B以及图4C，在形成保护层220覆盖薄膜晶体管阵列902后，接着在保护层220上形成平坦层232，且平坦层232的材质例如是有机材料。之后再在平坦层232中形成接触窗开口222a穿透保护层220，以暴露出源极910或漏极912，再在平坦层上形成阳极层224，并将其填入接触窗开口222a内，以使阳极层224与源极910或漏极912作电性连接。接着在对应于接触窗开口222a的阳极层224上，沿着数据配线208或扫瞄配线206的方向配置支撑层226a。再在阳极层224上形成有机发光层228，并覆盖平坦层232及支撑层226a，然后在有机发光层228上形成阴极层230，以完成主动式有机电致发光显示器。
本发明是在对应接触窗开口的保护层上，或是在基板上高低起伏落差较大的处覆盖一层支撑层，以避免所形成的有机发光层在这些部分的膜厚会过薄而致使阳极层与阴极层接触，防止短路现象的产生。
而且本发明中所形成的支撑层更同时可以当作支撑荫罩幕的支撑层，以使荫罩幕不会直接与有机发光层或是阳极层贴合，以避免荫罩幕在与基板的分离过程中对重要膜层造成损伤。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉该项技术的人员，在不脱离本发明精神和范围内，所作些许的更动与润饰，均属于本发明的保护范围。
Claims (15)
1.一种主动式有机电致发光显示器，其特征在于：包括：
一薄膜晶体管阵列，配置在一基板上，其中该薄膜晶体管阵列包括复数个薄膜晶体管、复数条扫瞄配线以及复数条数据配线；
一保护层，覆盖在该薄膜晶体管阵列上，其中该保护层中具有一接触窗开口，暴露出该薄膜晶体管阵列的一特定区域；
一阳极层，配置在该保护层上且填入该接触窗开口内；
一支撑层，形成在该阳极层上，且覆盖住该接触窗开口处；
一有机发光层，覆盖在该阳极层上；
一阴极层，配置在该有机发光层上。
2.根据权利要求1所述的主动式有机电致发光显示器，其特征在于：该支撑层的材质包括一感光材质。
3.根据权利要求1所述的主动式有机电致发光显示器，其特征在于：该支撑层的厚度介于0.5微米至3微米之间。
4.根据权利要求1所述的主动式有机电致发光显示器，其特征在于：覆盖住该接触窗开口处的该支撑层是沿着该些数据配线而形成在该阳极层上的。
5.根据权利要求1所述的主动式有机电致发光显示器，其特征在于：覆盖住该接触窗开口处的该支撑层是沿着该些扫瞄配线而形成在该阳极层上的。
6.根据权利要求1所述的主动式有机电致发光显示器，其特征在于：更包括一平坦层，覆盖在该保护层上，且该接触窗开口形成在该保护层以及该平坦层中。
7.根据权利要求6所述的主动式有机电致发光显示器，其特征在于：该平坦层为一有机材料层。
8.根据权利要求1所述的主动式有机电致发光显示器，其特征在于：该阳极层侧壁为斜坡状。
9.一种主动式有机电致发光显示器的制造方法，其特征在于：包括：
在一基板上形成一薄膜晶体管阵列，该薄膜晶体管阵列包括复数个薄膜晶体管、复数条扫瞄配线以及复数条数据配线；
在该基板上方形成一保护层，覆盖住该薄膜晶体管阵列；
在该保护层中形成一接触窗开口，暴露出该薄膜晶体管阵列的一特定区域；
在该保护层上形成一阳极层并填入该接触窗开口；
在该阳极层上形成一支撑层，覆盖住该接触窗开口处；
在该支撑层上放置一罩幕，并进行一镀膜工艺，以在该阳极层上形成一有机发光层；
移开该荫罩幕；
在该有机发光层上形成一阴极层。
10.根据权利要求9所述的主动式有机电致发光显示器的制造方法，其特征在于：形成该支撑层的方法包括：
在该阳极层上形成一感光材质层；
进行一微影工艺，以图案化该感光材质层。
11.根据权利要求9所述的主动式有机电致发光显示器的制造方法，其特征在于：该支撑层的度介于0.5微米至3微米之间。
12.根据权利要求9所述的主动式有机电致发光显示器的制造方法，其特征在于：该支撑层是沿着该些数据配线而形成在该阳极层上的。
13.根据权利要求9所述的主动式有机电致发光显示器的制造方法，其特征在于：该支撑层是沿着该些扫瞄配线而形成在该阳极层上的。
14.根据权利要求9所述的主动式有机电致发光显示器的制造方法，其特征在于：在形成该保护层之后，更包括在该保护层上形成一平坦层，且该接触窗开口形成于该保护层以及该平坦层中。
15.根据权利要求14所述的主动式有机电致发光显示器的制造方法，其特征在于：该平坦层为一有机材料层。
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