CN1561150A - 有机电激发光显示装置的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机电激发光显示装置的制造方法，适用于制备有源矩阵式有机电激发光显示装置的显示单元，其步骤包括：提供一透明基板，其上形成有一薄膜晶体管；形成一对金属导线，分别覆盖于薄膜晶体管的部分表面及侧壁并分别连结于薄膜晶体管的一源极区与一漏极区，其中连接漏极区的金属导线还延伸至透明基板上；形成一透明电极于透明基板上，且与连接漏极区的金属导线形成电性连结；以及依次形成一有机发光层以及一金属电极于透明电极的部分表面上，以构成一有机发光二极管。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机电激发光显示装置的制造方法，特别是涉及一种使用较少制造工艺光掩模的有源矩阵式有机电激发光显示装置的制造方法，以降低制造时间、节省生产成本。
背景技术
在新世代的平面显示技术中，有机电激发光显示器(organicelectroluminescence display)是一种利用有机化合物作为发光材料的薄膜积层型显示器，具有自发光、广视角、薄型、重量轻、低驱动电压以及制造工艺简单等等优点，其主要的发光原理是利用在阴极(cathode)和阳极(anode)之间设置由染料或高分子所构成的有机发光层来发光。
依据有机电激发光显示器的驱动方式，一般可以区分为无源矩阵式(passive matrix)以及有源矩阵式(active matrix)两种。无源矩阵式有机电激发光显示器的优点在于结构简单有利于制造工艺简化和生产成本降低，但在大画面及高分辨率上则有不良的影响。而有源矩阵式有机电激发光显示器的优点则在于可增加显示器的扫描线数进而达到大画面和高分辨率的需求，其采用独立的薄膜晶体管电路进行驱动功能，在薄膜晶体管的制作上则以多晶硅薄膜晶体管为主以使电荷移动快速并得到一致性的驱动。
在美国的第6538390号专利中，揭露了一种有源矩阵式有机发光二极管显示装置结构及其制造方法。其所揭露的显示装置结构中，有机发光二极管组件堆栈形成于薄膜晶体管组件上方膜层内，而其制造流程冗长，不利于生产成本的降低。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的就是提供一种有源矩阵式有机电激发光显示装置的制造方法，所需制造工艺光掩模的数量可大幅减少，可节省生产时间并进而降低制造成本，所制备出的显示装置将更具产品竞争力。
本发明的有机电激发光显示装置的制造方法，适用于制备有源矩阵式有机电激发光显示装置的显示单元，其步骤包括：
提供一透明基板，其上形成有一薄膜晶体管；形成一对金属导线，分别覆盖于薄膜晶体管的部份表面及侧壁并分别连结于薄膜晶体管的一源极区与一漏极区，其中连接漏极区的金属导线还延伸至透明基板上；形成一透明电极于透明基板上，且与连接漏极区的金属导线形成电性连结；以及依次形成一有机发光层以及一金属电极于透明电极的部份表面上，以构成一有机发光二极管。
由于本发明的透明电极距薄膜晶体管表面一较远距离，可有效避免现有的采用屏蔽(shadow mask)制备有机发光层时屏蔽对于透明电极的刮伤，可大幅提升有机发光二极管的良率表现。此外，本发明的透明电极直接连接于连接薄膜晶体管的漏极的金属导线，可降低其间的接触电阻。
为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图作详细说明。
附图说明
图1～7为一系列剖面图，用以图示说明本发明一实施例中制作有源矩阵式有机电激发光显示装置的制造方法。
附图标号说明
10～透明基板； 12～有源层；
12a～通道区； 12b～源极区；
12c～漏极区； 14～绝缘层；
16～栅电极； 18、18’～薄膜晶体管；
20～接触孔； 22～层间介电层；
24a、24b～金属导线； 26～透明电极；
28～保护层； 30～有机发光层；
32～金属电极； 34～有机发光二极管；
36～有机电激发光显示单元；
d～透明电极距保护层顶面的距离。
具体实施方式
本发明的实施例将配合图1至图7的剖面流程图作一详细叙述如下。如图1所示，首先提供一透明基板10，此透明基板10可为一透明玻璃基板或一透明塑料基板，若为塑料基板，其材质可为聚乙烯对苯二甲酯(polyethyleneterephthalate)、聚酯(polyester)、聚碳酸酯(polycarbonates)、聚丙烯酸酯(polyacrylates)或是聚苯乙烯(polystyrene)。于透明基板上还可形成有一缓冲层(buffer layer)，例如由氮化硅层以及氧化硅层所构成的一复合缓冲层，以增进后续膜层与透明基板10间的附着能力并可改善透明基板10表面的粗糙度。接着，于透明基板10上形成一有源层，例如为厚度约为400～600埃的一多晶硅层或一非晶硅层，并藉由后续光刻/腐蚀制造工艺(未图示)，配合设计有预定图案的第一光掩模(未图示)的使用使的图案化，以于透明基板10上留下经图案化的有源层12。
请继续参照图2，接着于透明基板10上形成绝缘层14并覆盖于有源层12上，绝缘层14例如为二氧化硅层，其厚度约介于800～1000埃。接着于绝缘层14上形成一导电层，其材质例如为由铝、钛、钽、铬、钼、钨化钼或其组成，其厚度约介于1800～2200埃，并藉由后续光刻/腐蚀制造工艺(未图示)，配合设计有预定图案的第二光掩模(未图示)的使用使之图案化，以于绝缘层14上成图案化的栅电极16。接着，再进行一掺杂程序(未图标)，藉由栅电极16作为掩模而进行掺杂程序(未图标)，例如为一离子布植程序，以植入适当电性的掺质于有源层12内，进而于有源层12内自对准地形成源极区12b、漏极区12c以及其间的通道区12a。
如此，于透明基板10上便大体形成了一薄膜晶体管18，位于栅电极16与有源层12间的绝缘层14则可作为薄膜晶体管18的栅介电层。
请继续参照图3，接着还形成厚度约介于3000～3500埃的一层间介电层于薄膜晶体管18及绝缘层14之上。随后藉由后续光刻/腐蚀制造工艺(未图示)，配合设计有预定图案的第三光掩模(未图示)的使用以于相对于源极区12b以及漏极区12c上方处的层间介电层及绝缘层内分别定义出接触孔20并同时图案化邻近绝缘层及层间介电层，以于透明基板10上形成覆盖有图案化的层间介电层22的薄膜晶体管18’并部份露出透明基底10，而于相对薄膜晶体管18’的源极区12b及漏极区12c处则形成有接触孔20并露出其内的源极区12b及漏极区12c表面。
请继续参照图4，接着形成厚度约为2800～3500埃的金属层于透明基板10及薄膜晶体管18’上并填入于接触孔20内。随后则藉由后续光刻/腐蚀制造工艺(未图示)，配合设计有预定图案的第四光掩模(未图标)的使用以图案化此金属层，最后于透明基底10上留下一对金属导线24a以及24b，此些导线分别覆盖于薄膜晶体管18’的部份表面上并填入于先前接触孔20内以连结源极区12b以及漏极区12c，其中连结于漏极区12c的金属导线24b还覆盖于薄膜晶体管18’的一侧壁上且延伸至透明基板10的部份表面。
请继续参照图5，接着于透明基板10上形成厚度约为750～1000埃的第二导电层，其材质例如为铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌铝氧化物(AZO)或是氧化锌(ZnO)等透明导电材料。随后藉由后续光刻/腐蚀制造工艺(未图示)，配合设计有预定图案的第五光掩模(未图标)的使用以图案化此第二导电层，以于透明基板10上形成透明电极26，此透明电极26部份覆盖于金属导线24b以与薄膜晶体管18’直接形成电性连结，可减少其间的接触电阻。
请继续参照图6，接着于透明基板10上形成一层保护层，其厚度约为2800～3300埃。随后藉由后续光刻/腐蚀制造工艺(未图示)，配合设计有预定图案的第六光掩模(未图标)的使用以图案化之，以于透明基板10上形成一保护层28，此保护层28大体覆盖于薄膜晶体管18’及部份的透明电极26上。
请继续参照图7，接着配合设计有预定图案的第七光掩模(未图示)的使用以于透明电极26上依次形成图案化的一有机发光层30以及一金属电极32，而构成有机发光二极管34，有机发光层30以及金属电极32的厚度则分别约为2000～3000埃及500～1000埃。
在此，此有机发光层30的材质可为小分子或高分子有机发光二极管材料，其结构还可包括依次形成于透明电极26上的一空穴注入层、一有机发光材料层及一电子注入层所组成，在此为简化图示仅以有机发光层30表示。
若有机发光层30的材质为小分子有机发光二极管材料时，则可利用真空蒸镀方式搭配屏蔽(shadow mask)的使用而形成之；若其材质为高分子有机发光二极管材料时，则可使用旋转涂布、喷墨或网版印刷等方式以形成之。
而金属电极32则可作为此有机发光二极管单元34的阴极。形成金属电极32的方法例如为真空热蒸镀或溅镀等方式，其材质则可选自钙、银、镁、铝、锂及其它低工作函数的金属材料或复合金属材料。
如图7所示，形成于透光基板10上的薄膜晶体管18以及有机发光二极管34经由适当的电性联结而构成一有源矩阵式有机电激发光显示单元36。藉由本发明的制造方法，仅需七道制造工艺光掩模的使用便可完成有源矩阵式电激发光显示单元的制备，可较美国第6538390号专利中所揭露的制造方法，粗估需要近10道制造工艺光掩模的制造方法省去至少三道制造工艺光掩模。本发明的有源矩阵式有机电激发光显示装置的制造方法较为简单，所需制造工艺光掩模较少，可缩短显示装置的制造时间，并可降低整体生产成本以大幅提升显示装置的产品竞争力。
此外，如图7所示，藉由本发明的制造方法所制备的透明电极26距覆盖于薄膜晶体管18’上保护层顶面约8000～10000埃的一距离d，可避免于采用小分子有机发光二极管材料制备有机发光层30时所使用的屏蔽(shadowmask)对于透明电极的刮伤，可有效提升有机发光二极管34的良率。
虽然本发明以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以后附的权利要求所界定者为准。
Claims (11)
1.一种有机电激发光显示装置的制造方法，包括下列步骤：
提供一透明基板，其上形成有一薄膜晶体管；
形成一对金属导线，分别覆盖于该薄膜晶体管的部份表面及侧壁并分别连结于该薄膜晶体管的一源极区与一漏极区，其中连接该漏极的金属导线还延伸至该透明基板上；
形成一透明电极于该透明基板上，且与连接漏极的该金属导线形成电性连结；以及
依次形成一有机发光层以及一金属电极于该透明电极的部份表面上，以构成一有机发光二极管。
2.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置的制造方法，其中形成该些金属导线的步骤包括：
定义该薄膜晶体管，在相对于该源极区与漏极区的位置分别形成一接触孔并露出其内的该源极区与漏极区表面；
沉积一金属层覆盖于该薄膜晶体管上并填入该些接触孔中；以及
定义该金属层，以形成两独立的金属导线，分别覆盖于该薄膜晶体管的部份表面及侧壁并分别连结于该薄膜晶体管的源极与漏极。
3.如权利要求2所述的有机电激发光显示装置的制造方法，其中于依次形成一有机发光层以及一金属电极在该透明电极的部份表面上前，还包括形成一保护层以覆盖于该些金属导线、该薄膜晶体管以及部份该透明电极的步骤，以使该有机发光二极管电性隔离于该些金属导线及该薄膜晶体管。
4.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置的制造方法，其中形成该薄膜晶体管的方法，包括下列步骤：
形成一有源层于该透明基板的部份表面上；
形成一绝缘层于该有源层层上；
形成一栅电极于该绝缘层上，其中该栅电极的位置大体相对于该有源层的中央上方处；以及
施行一掺杂程序，藉由该栅电极作为掩模以于未为该栅电极所遮蔽的该有源层自对准地形成一源极区、一漏极区以及位于该源极区与该漏极区间的通道区。
5.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置的制造方法，其中该透明电极的材质为铟锡氧化物、铟锌氧化物、锌铝氧化物或是氧化锌。
6.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置的制造方法，其中该有机发光层由依次形成于该透明电极上的一空穴注入层、一有机发光材料层以及一电子注入层所组成。
7.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置的制造方法，其中该透明基板为透光玻璃或透光塑料基板。
8.如权利要求1所述的有机电激发光显示装置的制造方法，其中该有机发光层材质为小分子或高分子有机发光二极管材料。
9.如权利要求8所述的有机电激发光显示装置的制造方法，其中该小分子有机发光二极管材料利用真空蒸镀方式所形成。
10.如权利要求9所述的有机电激发光显示装置的制造方法，其中该透明电极距该保护层顶面的距离可提升至8000～10000埃，以避免于形成该有机发光层时所使用屏蔽刮伤该透明电极。
11.如权利要求9所述的有机电激发光显示装置的制造方法，其中该高分子有机发光二极管材料利用旋转涂布、喷墨或网版印刷方式所形成。
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