CN1592520A - 有机电致发光显示器 - Google Patents

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Abstract

一种有机电致发光显示器包括一个衬底，该衬底具有一个具有像素的阵列部分和一个耦连至外部电源的焊盘部分。在衬底上形成具有个源电极、漏电极和焊盘的半导体结构。在该半导体结构上形成一层具有通孔的钝化层，该通孔露出在阵列部分上的源和漏电极的区域以及在焊盘部分上的焊盘的区域。接触通孔的钝化层部分在阵列部分和焊盘部分之间具有相同的厚度。一层导电层填充该通孔。一层像素限定层形成于一层平整层和导电层的整个表面上，其在所述阵列部分上具有露出导电层的区域的像素区。一个有机电致发光薄膜形成于每个像素区上。本发明通过减小阵列部分和焊盘部分之间的钝化层的厚度差异，防止了源电极和漏电极被蚀刻过度。

Description

有机电致发光显示器
本申请要求2003年8月28日申请的韩国专利申请No.2003-0060016的权益，该申请在此参照引用，目的在于就好像已在此对其进行了全面陈述一样。
技术领域
本申请涉及一种有机电致发光显示器，具体地说，涉及一种通过消除阵列部分与焊盘部分之间的与通孔相接触的钝化层的厚度差异而防止了源和漏电极的蚀刻过度的有机电致发光显示器。
背景技术
通常，电致发光(EL)显示器是一种利用了这样的原理的显示器：将来自阴极的电子和来自阳极的空穴注入到发光层，同时使其结合以便形成激子，并且当激子从激发态减弱为基态时，发光层发光。
与传统的薄膜晶体管液晶显示器相反，有机EL显示器不需要单独的光源，并使用了体积缩小了的轻量结构。在有机EL显示器中，施加电流时发光的有机材料膜设置在呈矩阵形式的各个像素处，并且改变施加到该有机材料膜上的电流的量以便显示所需图像。有机EL显示器具有许多优点，如低驱动电压、轻重量、平直度、宽视角、和快速的响应时间。此外，有机EL显示器预计是下一代显示装置。
有机EL显示器包括以矩阵形式设置的多个像素、以及形成于每个像素区上的许多薄膜图形，如用来开关(switching)和驱动元件的薄膜晶体管、像素电极、以及有机EL薄膜。
参见附图，图1是根据现有技术构造的有机EL显示器15的横截面视图。如图1所示，有机EL显示器15具有一个板，该板具有一个用来形成像素的阵列部分A、以及一个置于其周边以便连接至外部电源(未示出)的电路焊盘部分(circuit pad portion)P。一层由SiO2制成的阻挡层(blockinglayer)2形成于绝缘衬底层1上，以及多晶硅层3形成于阻挡层2上具有预定宽度。
分别掺杂高浓度杂质的源极和漏极区3a和3c形成于多晶硅层3处，并且在源极区3c与漏极区3a之间形成一个沟道区(channel region)3b。
一层SiO2或Si3N4的栅极绝缘层(gate insulating layer)4形成于阻挡层2和多晶硅层3的整个表面之上。由铝(Al)制成的栅电极5a和5b形成于栅极绝缘层4上具有预定宽度，并且层间绝缘层6形成于栅极绝缘层4和栅电极5a和5b之上。
由铝(Al)制成的源电极7a和漏电极7b分别形成于层间绝缘层6上，从而源电极7a和漏电极7b分别连接至源极区3c和漏极区3a。第一和第二绝缘钝化层8和9形成于源电极7a和漏电极7b上，形成了其平的顶面。
第一和第二绝缘钝化层8和9分别被有选择地蚀刻，从而它们露出源电极7a和漏电极7b。一层导电层10填满了第一绝缘钝化层8和第二绝缘钝化层9的已蚀刻部分，并且一层像素限定层11形成于导电层10上。像素限定层11被有选择地蚀刻以便形成像素区12。
在形成第一绝缘和第二绝缘钝化层8、9的工艺期间，具有薄厚度的第一绝缘钝化层8首先形成，然后具有厚的厚度的第二绝缘钝化层9形成于其上，并具有平的顶面以便制成一致拓扑。当第一绝缘钝化层8以均匀厚度在下层结构上形成时，其呈现出该下层结构的拓扑，与绝缘衬底层1类似。第二绝缘钝化层9消除了下层结构中的表面阶梯状差异，并且在晶片的整个区域上形成平的顶面。
第一和第二绝缘钝化层8、9必须在绝缘衬底1的整个区域上具有平的顶面，以便随后进行用来形成通孔20的光刻工艺。在形成第一和第二绝缘钝化层8、9之后，形成使源和漏电极7a和7b分别露出的通孔20。借助于通孔20，阵列部分A处的像素电极13被连接至下层金属元件或导电层10，同时在焊盘部分P处的焊盘电极(pad electrode)19被连接至下层金属元件或导电层10。
然而，第一和第二绝缘钝化层8、9由于下层结构的表面阶梯状差异而具有不同厚度。更准确地说，在第一和第二绝缘钝化层8、9下面可以是单独的源和漏电极7a、7b，或者源和漏电极7a、7b加上栅电极5b，或者源和漏电极7a、7b加上栅电极5a、5b加上多晶硅层3。
在阵列部分A和焊盘部分P之间形成了第一和第二绝缘钝化层8、9厚度的差异。由于第一和第二绝缘钝化层8、9的厚度差异，在阵列部分A和焊盘部分P之间，用来形成通孔20的蚀刻深度也不一样。
如图1所示，在焊盘部分P处将被蚀刻的第二绝缘钝化层9的厚度用T1表示，在阵列部分A处将被蚀刻的第二绝缘钝化层9的厚度用T2表示。T1清楚地显示为小于T2。除具有均匀厚度的第一绝缘钝化层8以外，在阵列部分A和焊盘部分P之间，用来形成通孔20的蚀刻深度相差T2减去T1的值。
当用来形成通孔20的蚀刻深度差异变得更大时，在阵列部分A处，第一和第二绝缘钝化层8、9的较厚部分被蚀刻，直到下层源和漏电极7a、7b露出为止，而在焊盘部分P处，第一和第二绝缘钝化层8、9的较薄部分以及下层源和漏电极7a、7b被连续地蚀刻。这就导致了焊盘7c的蚀刻过度。
当用来形成通孔的第一和第二绝缘钝化层8、9的蚀刻深度的差异为3000埃或以上时，在焊盘部分P处，焊盘7c的蚀刻过度变得更加严重。于是电极蚀刻过度导致了接触的破坏。
因此，需要防止源和漏电极在通孔形成工艺期间由于钝化层厚度的差异而被过度蚀刻。
发明内容
本发明的一个方面是要防止源电极和漏电极被蚀刻过度。
本发明能够减小阵列部分和焊盘部分之间的钝化层的厚度差异。
一种有机EL显示器在阵列部分处具有一个形成于源电极和漏电极下面的虚设栅极图形(dummy gate pattern)，以便将阵列部分处平整层(flattening layer)的厚度减小至与焊盘部分处相同的水平。可供选择地，在焊盘部分处可以省去栅电极，以便将焊盘部分处的平整层的厚度增加至与阵列部分处相同的水平。
根据本发明的一个方面，有机EL显示器包括一个衬底，该衬底具有一个具有像素的阵列部分和一个连接至外部电源的焊盘部分。在衬底上形成一个具有源和漏电极的半导体结构。在半导体结构上形成一层具有通孔的绝缘钝化层，该通孔露出阵列部分上的源和漏电极以及焊盘部分的预定区域。钝化层与通孔接触的部分在阵列部分和焊盘部分之间具有相同的厚度。一层导电层充填该通孔。在平整层和导电层上的整个表面上形成一层像素限定层，其在阵列部分上具有露出导电层预定区域的像素区。一个有机电致发光薄膜形成于每个像素区上。
根据本发明的另一个方面，该有机EL显示器包括一个衬底，该衬底具有一个具有像素的阵列部分和一个连接至外部电源的焊盘部分。在衬底上形成一个半导体结构，并且在半导体结构上形成源和漏电极。在阵列部分中的源和漏电极的顶面和焊盘部分中的焊盘的顶面位于相同的平面上。在半导体结构上形成绝缘钝化层。在阵列部分和焊盘部分上形成露出源和漏电极以及焊盘的预定区域的通孔。一层导电层充填该通孔。在平整层的整个表面上形成一层像素限定层。在阵列部分上形成导电层，其具有露出导电层预定区域的像素区。一个有机EL薄膜形成于每个像素区上。
位于阵列部分中通孔下面的是按下列顺序沉积的衬底、一层栅极绝缘层、栅电极、一层层间绝缘层、以及源和漏电极；而在焊盘部分处，在通孔下面的是按下列顺序沉积的衬底、栅极绝缘层、一个虚设栅极图形、层间绝缘层、以及焊盘。虚设栅极图形和栅电极用相同材料同时形成，同时具有相同的厚度。
在阵列部分在通孔下面，衬底、一层栅极绝缘层、一层层间绝缘层、以及源和漏电极按该顺序沉积；而在焊盘部分在通孔下面，衬底、栅极绝缘层、层间绝缘层、以及焊盘按该顺序沉积。
绝缘钝化层具有一层反映下层结构拓扑的、具有均匀厚度的第一绝缘层，以及一层形成于第一绝缘层上的、具有平的顶面的第二绝缘层。
在阵列部分，一个下源极和一个下漏极分别连接至源和漏电极。
下源极和下漏极通过在多晶硅层的周边掺入杂质而形成，并且多晶硅层位于下源极和下漏极之间的部分起沟道区的作用。栅电极以及源和漏电极由金属材料形成。
衬底用一种绝缘材料形成，并且在衬底和多晶硅层之间的界面上以及在衬底与栅极绝缘层之间的界面上形成一层阻挡层。
附图说明
图1是传统有机EL显示器的横截面视图；
图2是根据本发明的一个示范性实施例而构造的有机EL显示器的阵列部分和焊盘部分的平面图；
图3是根据本发明该示范性实施例而构造的有机EL显示器的横截面视图；
图4是根据本发明另一个示范性实施例而构造的有机EL显示器的横截面视图。
具体实施方式
图2和3展示出根据本发明一个示范性实施例而构造的有机EL显示器25。EL显示器25具有一个板17，该板具有一个用来形成像素的阵列部分A、以及一个位于其周边的焊盘部分P。焊盘19形成于焊盘部分P处，以便将驱动电信号施加到电力传输线、扫描线和数据线上。
如图3所示，有机EL显示器25具有一层在绝缘衬底101上的由SiO2制成的阻挡层2以及一层形成于阻挡层102上的具有预定宽度的多晶硅层103。
在多晶硅层103的周边掺杂高浓度的N型或P型杂质离子，以便形成一个下漏极区103a和一个下源极区103c。下漏极区103a和下源极区103c之间的区域成为一个电子和空穴在此迁移的沟道区103b。
一层SiO2或Si3N4的栅极绝缘层104形成于阻挡层102和多晶硅层103的整个表面之上。栅极绝缘层104位于多晶硅层103上的部分高于它的其他部分。由于多晶硅层103相对较薄，因此阻挡层102和多晶硅层103之间的阶梯状差异如此之小，以致于其影响无关紧要。因此，为了便于说明，在图3中，这种阶梯状差异被省略了，并且没有示出。
由铝(Al)制成的虚设栅极图形300和栅电极105a和105b形成于栅极绝缘层104上具有预定宽度。一层层间绝缘层106形成于栅极绝缘层104、栅电极105a和105b、以及虚设栅极图形300上。
优选的是，虚设栅极图形300和栅电极105a和105b通过同一淀积和光刻工艺而同时形成。因此，虚设栅极图形300和栅电极105a和105b将由相同的材料形成，同时具有相同的厚度。
虚设栅极图形300位于稍后将与一个通孔200一起形成的漏电极107a的下面，并且这是有意形成的，以便减小平整层109接触在阵列部分A处形成通孔200的厚度。用来形成通孔200的蚀刻深度与在焊盘部分P处的蚀刻深度处于相同水平。虚设栅极图形300的形状不限于一个特定的形状，而是可以用任何可容许的变化来更改。
形成于焊盘部分P处的栅电极105a使得焊盘107b的接触电阻降低，该焊盘还与图2的焊盘电极18相对应，并能够通过通孔200与外部电源电耦连。
层间绝缘层106直接反映(reflect)下层结构的拓扑。也就是说，层间绝缘层106在虚设栅极图形300和栅电极105a和105b之上的部分位于一个高于它的其他部分的平面上。
源电极107c和漏电极107a以及焊盘107b由铝(Al)制成，并形成于层间绝缘层106上具有预定宽度。在阵列部分A处的源电极107c和漏电极107a分别与多晶硅层103的下源极区103c和下漏极区103a相连。
第一和第二绝缘钝化层108和109形成于层间绝缘层106的整个表面以及源和漏电极107a和107c及焊盘107b之上，以便使其顶面109变平。
为了制得第一和第二绝缘钝化层108和109，第一绝缘钝化层108形成为具有均匀的厚度，从而其直接反映下层结构的拓扑，并且在该钝化层上形成具有平的顶面的第二绝缘钝化层109。第一和第二绝缘钝化层108和109分别具有一个在晶片整个区域之上的平的顶面，以便进行随后的用来形成通孔200的构图工艺。
第一和第二绝缘钝化层108和109分别具有经有选择地蚀刻、并分别使漏电极107a和焊盘107b以预定程度露出的通孔200，并且一层导电层110充满通孔200，同时置于其上。
在阵列部分A处的通孔200将像素电极110连接至下层金属元件漏电极107a上，而在焊盘部分P处的通孔200将焊盘电极19连接至下层金属元件或焊盘107b上。
置于阵列部分A处的含有通孔200的第一和第二绝缘钝化层108、109与位于焊盘部分P处的含有通孔200的第一和第二绝缘钝化层厚度相同。因此，在阵列部分A处的和在焊盘部分P处的用来形成通孔200的第一和第二绝缘钝化层108、109的蚀刻深度相同。
与图1所示的其中T1和T2不同的传统设计相比，在焊盘部分P处的蚀刻深度D1和在阵列部分A处的蚀刻深度D2相同，上述蚀刻深度不包括第一绝缘钝化层108的均匀厚度，而是仅仅包括第二绝缘钝化层109的厚度。在焊盘部分P处接触通孔200的绝缘钝化层的厚度与在阵列部分A处接触通孔200的绝缘钝化层的厚度相同。
因此，当第一和第二绝缘钝化层108、109被蚀刻以便形成通孔200时，在阵列部分A处的漏电极107a和在焊盘部分P处的焊盘107b同时暴露。因此，保护了在焊盘部分P处的焊盘107b不被过度蚀刻。
像素限定层111形成于导电层110和平整层109上，并被有选择地蚀刻以便形成像素区112。一层有机EL薄膜113形成于每个像素区112上。
图4图示出根据本发明另一个实施例而构造的有机EL显示器35。与图3所示的其中虚设栅极图形300形成于阵列部分A上的EL显示器25相比，根据本发明该另一个实施例构造的EL显示器35在焊盘部分P上没有先前在图3中示出的栅电极105a。
在EL显示器35中，省掉了图3在焊盘部分P处的栅电极105a，同时减小了表面阶梯，从而消除了在焊盘部分P和阵列部分A之间接触通孔200的第一和第二绝缘钝化层108、109的厚度差异。
因此，焊盘部分P的蚀刻深度D3与阵列部分A处的蚀刻深度D4相同，该蚀刻深度D3、D4不包括第一绝缘层108的厚度而仅仅包括第二绝缘层109的厚度。与第一实施例的情况相比，D3大于D1。
如上所述，在阵列部分上形成虚设栅极图形，或者省去焊盘部分上的栅电极，以便消除阵列部分和焊盘部分之间的钝化层的厚度差异，由此，保护了源和漏电极或者焊盘不被过度蚀刻。
尽管在上文中已经对本发明的优选实施例进行了详细地描述，但是应当清楚理解的是，对在此所教导的基本发明构思的许多改变和/或改进对于本领域普通技术人员来说是显而易见的，仍然落在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内。

Claims (20)

1、一种有机电致发光显示器，包括：
一衬底，具有一带像素的阵列部分和一具有焊盘的焊盘部分；
一形成于所述衬底上具有一源电极和一漏电极的半导体结构；
一形成于所述半导体结构上的具有通孔的钝化层，所述通孔露出在所述阵列部分上的所述源电极和所述漏电极以及在所述焊盘部分上的所述焊盘的区域，其中含有所述通孔的所述钝化层的部分在所述阵列部分和所述焊盘部分之间具有相同的厚度；
一充填所述通孔的导电层；
一形成于所述钝化层和所述导电层上的像素限定层，其具有在所述阵列部分露出所述导电层的区域的像素区；以及
一有机电致发光薄膜，形成于各个像素区上。
2、如权利要求1所述的有机电致发光显示器，其中在所述焊盘部分的所述衬底上的所述半导体结构包括顺序沉积在所述衬底之上的一栅极绝缘层、栅电极、一层间绝缘层以及所述焊盘，而在所述阵列部分的所述衬底上的所述半导体结构包括所述衬底之上的所述栅极绝缘层、在所述衬底之上顺序沉积的一虚设栅极图形、所述层间绝缘层、以及所述源电极和所述漏电极。
3、如权利要求2所述的有机电致发光显示器，其中所述虚设栅极图形形成于所述阵列部分上所述通孔的下面。
4、如权利要求2所述的有机电致发光显示器，其中所述虚设栅极图形和所述栅电极由相同材料同时形成，同时具有相同的厚度。
5、如权利要求1所述的有机电致发光显示器，其中在所述阵列部分的所述衬底上的所述半导体结构包括顺序沉积在所述衬底上的一栅极绝缘层、栅电极、一层间绝缘层、以及所述源和漏电极。
6、如权利要求1所述的有机电致发光显示器，其中所述钝化层具有一反映下层结构拓扑的、具有均匀厚度的第一绝缘层和一形成于所述第一绝缘层上的、具有平的顶面的第二绝缘层。
7、如权利要求1所述的有机电致发光显示器，其中一源极区和一漏极区分别连接至在所述阵列部分的所述源电极和所述漏电极。
8、如权利要求7所述的有机电致发光显示器，其中所述源极区和所述漏极区通过在一多晶硅层的周边掺入杂质而形成，并且所述多晶硅层置于所述源极区和所述漏极区之间的部分起沟道区的作用。
9、如权利要求1所述的有机电致发光显示器，其中所述栅电极、所述源电极和所述漏电极用金属材料形成。
10、如权利要求8所述的有机电致发光显示器，其中所述衬底为一种绝缘材料，并且在所述衬底和所述多晶硅层之间以及在所述衬底与所述栅极绝缘层之间形成一阻挡层。
11、一种有机电致发光显示器，包括：
一具有一阵列部分和一焊盘部分的衬底，所述阵列部分具有像素，所述焊盘部分具有一将被连接到外部电源上的焊盘；
一形成于所述衬底上的半导体结构；
形成于所述半导体结构上的一源电极和一漏电极，其中在所述阵列部分处的所述漏电极的顶面和在所述焊盘部分处的所述焊盘位于相同近似平面之内；
一形成于所述半导体结构上的具有通孔的钝化层，所述通孔露出在所述阵列部分上的所述漏电极的以及在所述焊盘部分上的所述焊盘的区域；
一充填所述通孔的导电层；
一形成于所述钝化层和所述导电层上的像素限定层，其具有在所述阵列部分露出所述导电层的区域的像素区；以及
一有机电致发光薄膜，形成于各个像素区上。
12、如权利要求11所述的有机电致发光显示器，其中在所述焊盘部分的所述衬底上的所述半导体结构包括顺序沉积在所述衬底之上的一栅极绝缘层、栅电极、一层间绝缘层以及所述焊盘，并且其中在所述阵列部分的所述衬底上的所述半导体结构包括所述衬底上的所述栅极绝缘层、在所述衬底之上顺序沉积的一虚设栅极图形、所述层间绝缘层、以及所述源电极和所述漏电极。
13、如权利要求12所述的有机电致发光显示器，其中所述虚设栅极图形形成于所述阵列部分上所述通孔的下面。
14、如权利要求12所述的有机电致发光显示器，其中所述虚设栅极图形和所述栅电极由相同材料同时形成，同时具有相同的厚度。
15、如权利要求11所述的有机电致发光显示器，其中在所述焊盘部分的所述衬底上的所述半导体结构包括顺序沉积在所述衬底上的一栅极绝缘层、栅电极、一层间绝缘层以及所述焊盘。
16、如权利要求11所述的有机电致发光显示器，其中所述钝化层具有一反映下层结构拓扑的、具有均匀厚度的第一绝缘层，以及一形成于所述第一绝缘层上的、具有平的顶面的第二绝缘层。
17、如权利要求11所述的有机电致发光显示器，其中一源极区和一漏极区分别连接至在所述阵列部分的所述源电极和所述漏电极。
18、如权利要求17所述的有机电致发光显示器，其中所述源极区和所述漏极区通过在多晶硅层的侧周边掺入杂质而形成，并且所述多晶硅层置于所述源极区和所述漏极区之间的部分起沟道区的作用。
19、如权利要求11所述的有机电致发光显示器，其中所述栅电极、所述源电极、和所述漏电极由金属材料形成。
20、如权利要求18所述的有机电致发光显示器，其中所述衬底为一种绝缘材料，并且在所述衬底和所述多晶硅层之间以及在所述衬底与所述栅极绝缘层之间形成一阻挡层。
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