CN1655655A - 有机发光显示器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种OLED包括具有电路区域和像素区域的基板。至少一个电路薄膜晶体管(TFT)和至少一个像素TFT分别排列在电路区域和像素区域上。每个TFT具有半导体层、栅电极、源电极和漏电极。像素电极电连接到像素TFT的源和漏电极中的一个。至少一个氮化硅层布置在源和漏电极与基板之间，且在整个像素区域中开口。

Description

有机发光显示器及其制造方法
优先权要求
本申请参照2004年2月9日向韩国知识产权局提交的标题为“ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY AND METHOD OFFABRICATING THE SAME(有机发光显示器及其制造方法)”、序列号为No.2004-8494的申请，并要求其在中国获得的所有权益，该申请在此引入。
技术领域
本发明涉及一种显示装置及其制造方法，尤其涉及一种有机发光显示器(OLED)及其制造方法。
背景技术
OLED配备有排列成矩阵结构的N×M子像素，并根据驱动N×M子像素的方式分为无源矩阵LED或有源矩阵LED。
有源矩阵OLED的每个像素包括像素电极和至少一个用于将电信号提供给像素电极的薄膜晶体管(TFT)。此外，有源矩阵OLED可以包括单块基板上的像素部分和电路部分。在像素部分中，像素排列成矩阵结构。电路部分具有用于控制像素部分的电路。电路部分布置在像素部分的周边，并且用于控制像素部分的电路包括TFT。因此，有源矩阵OLED可以在像素部分和电路部分中包括各自的TFT，即像素TFT和电路TFT。
在Japanese Laid-Open Patent Publication(日本公开专利公告)No.H05-55582中论述了一种TFT。在该日本专利中论述的TFT包括由布置在绝缘基板上的氮化硅形成的第一阻挡层、由布置在第一阻挡层上的氧化硅形成的绝缘层、布置在绝缘层上的半导体层、布置在半导体层上的栅电极、由布置在栅电极上的氮化硅形成的第二阻挡层、和由布置在第二阻挡层上的PSG形成的层间绝缘层。然而，将这种TFT共用到电路TFT和像素TFT可能会有碍需要不同电学特性的电路TFT和像素TFT的电学特性的优化。
发明内容
因此，本发明通过提供一种OLED解决与传统器件有关的上述问题，在这种OLED中电路TFT和像素TFT各自的电学特性得到了最优化。
在本发明的示范性实施例中，OLED包括具有电路区域和像素区域的基板。至少一个电路TFT和至少一个像素TFT分别排列在电路区域和像素区域上。每个TFT具有半导体层、栅电极、源电极和漏电极。将像素电极电连接到至少一个像素TFT的源和漏电极中的一个。至少一个氮化硅层布置在源和漏电极与基板之间，并在整个像素区域中开口(opened)。
该OLED还可以包括布置在源和漏电极与基板之间的至少一层氧化硅层。
氮化硅层可以包括SiNx或SiON。
氮化硅层可以为布置在基板与至少一个电路TFT的半导体层之间的缓冲氮化物层。此外，OLED还可以包括布置在基板与缓冲氮化物层之间或在缓冲氮化物层与至少一个电路TFT的半导体层之间，以及在基板与至少一个像素TFT的半导体层之间的缓冲氧化硅层。
氮化硅层可为布置在至少一个电路TFT的半导体层与至少一个电路TFT的栅电极之间的栅绝缘氮化物层。此外，该OLED还可包括布置在至少一个电路TFT的半导体层与栅绝缘氮化物层之间或在栅绝缘氮化物层与至少一个电路TFT的栅电极之间，以及在至少一个像素TFT的半导体层与至少一个像素TFT的栅电极之间的栅绝缘氧化硅层。
氮化硅层可以为布置在至少一个电路TFT的栅电极与至少一个电路TFT的源/漏电极之间的层间绝缘氮化物层。此外，该OLED还可以包括布置在至少一个电路TFT的栅电极与层间绝缘氮化物层之间或在层间绝缘氮化物层与至少一个电路TFT的源和漏电极之间，以及在至少一个像素TFT的栅电极与至少一个像素TFT的源和漏电极之间的层间绝缘氧化硅层。
优选地，半导体层是多晶硅层。另外，像素电极优选为透明电极。
该OLED还可以包括布置在像素电极上的发光层(emission layer)和布置在发光层上的相对电极(opposite electrode)。
在本发明的另一个示范性实施例中，制造有机发光显示器的方法包括提供具有电路区域和像素区域的基板。至少一个电路TFT和至少一个像素TFT分别形成在基板的电路区域和像素区域上。每个TFT具有半导体层、栅电极、源电极和漏电极。形成像素电极以电连接到至少一个像素TFT的源和漏电极中之一。在形成源和漏电极之前，在基板上形成在整个像素区域中开口的至少一层氮化硅层。
附图说明
将根据所属附图参照其特定示范性实施例说明本发明的上述和其它特征，附图中：
图1A至1D是根据本发明的实施例的OLED和其制造方法的截面图；
图2是根据本发明的另一实施例的OLED的截面图；
图3是根据本发明的另一实施例的OLED的截面图；
图4是根据本发明的另一实施例的OLED的截面图；
图5A是根据本发明的实施例制造的像素TFT和电路TFT的载流子迁移率的图表；
图5B是根据本发明实施例制造的像素TFT和电路TFT的S因子值的图表；
图6是亮度随氮化硅层的厚度而变化的图表。
具体实施方式
现在详细地参照本发明的实施例，附图中给出了本发明的实例，其中全文中相同的参考数字代表相同的元件。一层布置在另一层或基板上的表达意味着该层直接形成在另一层或基板上或者其间可以插入第三层。
图1D是根据本发明的实施例的OLED的截面图。
参照图1D，根据本发明的实施例的OLED包括具有电路区域A和像素区域B的基板10。像素区域B是像素在其中布置成矩阵结构的区域，电路区域A是布置用于电控制像素的电路的区域，图1D仅显示了各区域的一部分。
至少一个电路TFT(下文称作电路TFT)布置在基板的电路区域A上。给电路TFT提供半导体层20A、部分地重叠在半导体层20A上的栅电极30A、源电极40A和漏电极40A。源和漏电极40A电连接到半导体层20A的两端。至少一个像素TFT(下文中，称作像素TFT)布置在基板的像素区域B上。给像素TFT提供半导体层20B、部分地重叠在半导体层20B上的栅电极30B、源电极40B和漏电极40B。源和漏电极40B电连接到半导体层20B的两端。优选地，半导体层20A和20B是具有比非晶硅层更大载流子迁移率的多晶硅层。
布置像素电极43以电接触像素TFT的源和漏电极40B中之一。优选地，像素电极43是能够将光透射到基板10的透明电极。透明像素电极43可以为阳极或为阴极。用作阳极的透明像素电极43优选由ITO(氧化铟锡)或IZO(氧化铟锌)形成，用作阴极的透明像素电极43优选由Mg、Ca、Al、Ag、Ba或其合金形成，其优选具有能够透光的薄厚度。
像素限定层45布置在像素电极43和源和漏电极40A和40B上。像素限定层45包括部分地暴露像素电极43的表面的开口46，暴露在开口46中的像素电极43限定了像素的发光区域。发光层50布置在暴露的像素电极43上，相对电极60布置在发光层50上。可以通过像素对发光层50构图。另外，电荷注入层(未显示)和/或电荷输运层(未显示)可以布置在发光层50与像素电极43之间或在发光层50与相对电极60之间。相对电极60可以为透明电极或反射电极，当像素电极43是阳极时，相对电极是阴极，当像素电极43是阴极时，相对电极是阳极。
开口于整个像素区域B中的至少一层氮化硅层13、25和35布置在源/漏电极40A与基板10之间。换句话说，氮化硅层13、25和35没有布置在像素区域B中，而是布置在电路区域A中。氮化硅层可以包括氮化硅(SiNx)或氮氧化硅(SiON)。氮化硅层包含大量的氢，氢能够修复缺陷，例如存在于邻近氮化硅层的多晶半导体层的晶界中的悬挂键。因此，能够调整TFT的电学特性，例如载流子的迁移率和S-因子。更具体地说，其中布置有氮化硅层13、25和35的电路区域A的电路TFT具有较高的载流子迁移率和较小的S-因子值。因此，包括电路TFT的电路具有快的数据传输速度，并且该电路TFT能够实现优良的开关操作。在另一方面，其中没有布置氮化硅层13、25和35的像素区域B的像素TFT相对于电路TFT具有较低的载流子迁移率和较大的S-因子值。具有较大S-因子值的像素TFT能够容易地显示灰度级图像，由于像素TFT的特性低的载流子迁移率无关紧要。因此，通过形成至少一层开口于整个像素区域B的氮化硅层图案13、25和35可以实现最优化的像素TFT和电路TFT的电学特性。
氮化硅层具有较低的光透射率。因此，不将氮化硅层布置在像素电极B中以防止从发光层50射向基板10的光损失，由此能够提高OLED的亮度。
氮化硅层可以为布置在基板10与电路TFT的半导体层20A之间的缓冲氮化物层。另外，缓冲氧化物层15可以布置在基板10与缓冲氮化物层13之间。优选地，如图所示，缓冲氧化硅层15布置在缓冲氮化物层13与电路TFT的半导体层20A之间。这样做的原因是氧化硅层相比氮化硅层具有较好的与半导体层粘附的特性。另外，缓冲氧化硅层15也布置在基板10与像素TFT的半导体层20B之间。缓冲氮化物层13和缓冲氧化硅层15起防止半导体层20A和20B被从基板向外扩散的杂质损害的作用。
氮化硅层可以是布置在电路TFT的半导体层20A与电路TFT的栅电极30A之间的栅绝缘氮化物层25。此外，栅绝缘氧化硅层23可以布置在电路TFT的半导体层20A与栅绝缘氮化物层25之间或在栅绝缘氮化物层25与电路TFT的栅电极30A之间。另外，栅绝缘氧化硅层23也布置在像素TFT的半导体层20B与像素TFT的栅电极30B之间。
此外，氮化硅层可以为布置在电路TFT的栅电极30A与电路TFT的源/漏电极40A一层之间的层间绝缘氮化物层35。此外，层间绝缘氧化硅层33可以布置在电路TFT的栅电极30A与层间绝缘氮化物层35之间或在层间绝缘氮化物层35与电路TFT的源/漏电极40A之间。层间绝缘氧化硅层33也布置在像素TFT的栅电极30B与像素TFT的源和漏电极40B之间。优选地，层间绝缘氧化硅层33布置在电路TFT的栅电极30A与层间绝缘氮化物层35之间。
图1A-1D是根据本发明的实施例制造OLED的方法的截面图。
参照图1A，提供具有电路区域A和像素区域B的基板10。在基板10上形成氮化硅层并对其构图形成开口于整个像素区域B的缓冲氮化物层13。在形成氮化硅层之前，可以在基板的整个表面上形成缓冲氧化硅层15。优选地，在形成缓冲氮化物层13之后，在基板的整个表面上形成缓冲氧化硅层15。在电路区域A和像素区域B上布置缓冲氧化硅层15。
半导体层20A和20B分别形成在电路区域A和像素区域B的缓冲氧化硅层15上。优选地，半导体层20A和20B为多晶硅层。通过在缓冲氧化硅层15上形成非晶硅层，并结晶且构图所形成的非晶硅层来形成多晶硅半导体层20A和20B。结晶方法包括固相结晶(SPC)法、激准分子激光退火(ELA)法、顺序横向固化(SLS)法、金属诱导结晶(MIC)法、和金属诱导横向结晶(MILC)法等。
在半导体层20A和20B上形成另一氮化硅层并对其构图，由此形成开口于整个像素区域B的栅绝缘氮化物层25。在形成栅绝缘氮化物层25之前或之后，可以在基板的整个表面上形成栅绝缘氧化硅层23。在电路区域A和像素区域B上布置栅绝缘氧化硅层23。
分别在电路区域A和像素区域B的栅绝缘氧化物层23上形成部分地重叠半导体层20A和20B的栅电极30A和30B。
参照图1B，在栅电极30A和30B上顺序地形成层间绝缘氧化硅层33和另一氮化硅层34，并使用半色调网点掩模(halftone mask)在氮化硅层34上形成光致抗蚀剂图案99。形成光致抗蚀剂图案99使得电路区域A的高度高于像素区域B的高度，并且开口于将要在其中形成源极和漏极接触孔的区域。
参照图1C，通过使用光致抗蚀剂图案99作为掩模蚀刻图1B的氮化硅层34、层间绝缘氧化硅层33、栅绝缘氮化物层25和栅绝缘氧化硅层23形成暴露半导体层20A和20B的两端的源极和漏极接触孔36。同时，蚀刻具有比电路区域A低的图案高度的像素区域B的光致抗蚀剂，也蚀刻其下的图1B的氮化硅层34，由此形成开口于整个像素区域B的层间绝缘氮化物层35。
在另一方面，可以在栅电极30A和30B上淀积图1B的氮化硅层34，并对其构图以形成开口于整个像素区域B的层间绝缘氮化物层35，并接着在层间绝缘氮化物层35上形成层间绝缘氧化硅层33。可以形成缓冲氮化物层13、栅绝缘氮化物层25和层间绝缘氮化物层35中的至少一层氮化硅层，不形成其余层。例如，如图2所示仅形成缓冲氮化物层13，如图3所示仅形成栅绝缘氮化物层25，以及如图4所示仅形成层间绝缘氮化物层35。
参照图1D，在具有源极和漏极接触孔36的基板的整个表面上淀积源和漏电极材料并对其构图，以在电路区域A和像素区域B上分别形成源和漏电极40A和40B。形成在电路区域A中的半导体层20A、栅电极30A和一对源和漏电极40A组成了电路TFT，形成在像素区域B中的半导体层20B、栅电极30B和一对源和漏电极40B组成了像素TFT。
其后，形成接触像素TFT的源和漏电极40B中之一的像素电极43。通过使用荫罩真空淀积像素电极材料形成像素电极43。像素电极43优选为透明电极。透明像素电极43可由ITO或IZO形成。在这种情况下，像素电极43为阳极。在另一方面，当形成透明像素电极43时，像素电极材料可以是Mg、Ca、Al、Ag、Ba或其合金，将其形成薄至能够透光。在这种情况下，像素电极为阴极。
在像素电极43和源和漏电极40A和40B上形成像素限定层45。在像素限定层45中形成部分地暴露像素电极43的表面的开口46。暴露在开口46中的像素电极43限定了像素的发光区域。在暴露的像素电极43上形成发光层50，并在发光层50上形成相对电极60。可以通过利用像素构图形成发光层50。另外，可以在发光层50与像素电极43之间或在发光层50与相对电极60之间形成电荷注入层(未显示)和/或电荷输运层(未显示)。相对电极60可以由透明电极或反射电极形成。当像素电极43是阳极时，相对电极是阴极，当像素电极43是阴极时，相对电极是阳极。
图5A是根据本发明实施例制造的像素TFT和电路TFT的载流子迁移率的图表，而图5B是根据本发明实施例制造的像素TFT和电路TFT的S-因子值的图表。
参照图5A和5B，电路TFT相对于像素TFT具有更高的载流子迁移率和更小的S-因子值。因此，电路TFT实现了优良的开关操作，并且包括电路TFT的电路具有快的数据传输速度。在另一方面，像素TFT容易显示灰度级图像。因此，能够最优化电路TFT和像素TFT的电学特性。
图6是亮度随氮化硅层的厚度变化的图表。
参照图6，当增加氮化硅层的厚度时，亮度降低。因此，能够通过在整个像素区域上方对氮化硅层开口来防止OLED的亮度降低。
如上述所见，通过形成开口于整个像素区域的氮化硅层，获得了像素TFT和电路TFT的最优电学特性，并且没有降低OLED的亮度。
尽管已根据其示范性实施例描述了本发明，但本领域的技术人员应当理解在不脱离所附的权利要求限定的本发明的精神或范围情况下可以进行各种修改和变化。

Claims (18)

1.一种有机发光显示器，其包括：
包括电路区域和像素区域的基板；
分别排列在所述电路区域和所述像素区域上的至少一个电路薄膜晶体管和至少一个像素薄膜晶体管，每个薄膜晶体管包括半导体层、栅电极、源电极和漏电极；
电连接到所述至少一个像素薄膜晶体管的所述源和漏电极中之一的像素电极；以及
至少一个氮化硅层布置在所述源和漏电极与所述基板之间，且在整个像素区域中开口。
2.根据权利要求1的有机发光显示器，其进一步包括布置在所述源和漏电极与所述基板之间的至少一层氧化硅层。
3.根据权利要求1的有机发光显示器，其中所述氮化硅层包括氮化硅(SiNx)和氮氧化硅(SiON)之一。
4.根据权利要求1的有机发光显示器，其中所述氮化硅层包括布置在所述基板与所述至少一个电路薄膜晶体管的半导体层之间的缓冲氮化物层。
5.根据权利要求4的有机发光显示器，其进一步包括布置在所述基板与所述缓冲氮化物层之间或在所述缓冲氮化物层与所述至少一个电路薄膜晶体管的半导体层之间，以及布置在所述基板与所述至少一个像素薄膜晶体管的半导体层之间的缓冲氧化硅层。
6.根据权利要求1的有机发光显示器，其中所述氮化硅层包括布置在所述至少一个电路薄膜晶体管的半导体层与所述至少一个电路薄膜晶体管的栅电极之间的栅绝缘氮化物层。
7.根据权利要求6的有机发光显示器，其进一步包括布置在所述至少一个电路薄膜晶体管的半导体层与所述栅绝缘氮化物层之间或在所述栅绝缘氮化物层与所述至少一个电路薄膜晶体管的栅电极之间，以及在所述至少一个像素薄膜晶体管的半导体层与所述至少一个像素薄膜晶体管的栅电极之间的栅绝缘氧化硅层。
8.根据权利要求1的有机发光显示器，其中所述氮化硅层包括布置在所述至少一个电路薄膜晶体管的栅电极与所述至少一个电路薄膜晶体管的源和漏电极之间的层间绝缘氮化物层。
9.根据权利要求8的有机发光显示器，其进一步包括布置在所述至少一个电路薄膜晶体管的栅电极与所述层间绝缘氮化物层之间或在所述层间绝缘氮化物层与所述至少一个电路薄膜晶体管的源和漏电极之间，以及在所述至少一个像素薄膜晶体管的栅电极与所述至少一个像素薄膜晶体管的源/漏电极之间的层间绝缘氧化硅层。
10.根据权利要求1的有机发光显示器，其中所述半导体层包括多晶硅层。
11.根据权利要求1的有机发光显示器，其中所述像素电极包括透明电极。
12.根据权利要求1的有机发光显示器，其进一步包括布置在所述像素电极上的发光层和布置在所述发光层上的相对电极。
13.一种制造有机发光显示器的方法，该方法包括：
提供具有电路区域和像素区域的基板；
在所述基板的所述电路区域和像素区域上分别形成至少一个电路薄膜晶体管和至少一个像素薄膜晶体管，每个薄膜晶体管包括半导体层、栅电极、源电极和漏电极；
形成电连接到所述至少一个像素薄膜晶体管的源和漏电极中之一的像素电极；以及
在形成所述源和漏电极之前，在所述基板上形成在整个像素区域中开口的至少一层氮化硅层。
14.根据权利要求13的方法，其进一步包括在形成所述源和漏电极之前，在所述基板上形成至少一层氧化硅层。
15.根据权利要求13的方法，其中所述氮化硅层包括SiNx和SiON中之一。
16.根据权利要求13的方法，
其中所述氮化硅层包括在形成所述半导体层之前在所述基板上形成的缓冲氮化物层，以及
进一步包括在形成所述缓冲氮化物层之前或形成所述缓冲氮化物层之后在所述基板的整个表面上形成缓冲氧化硅层。
17.根据权利要求13的方法，
其中所述氮化硅层包括在形成所述栅电极之前在所述半导体层上形成的栅绝缘氮化物层，以及
进一步包括在形成所述栅绝缘氮化物层之前或者形成所述栅绝缘氮化物层之后在所述基板的整个表面上形成栅绝缘氧化硅层。
18.根据权利要求13的方法，
其中所述氮化硅层包括在形成所述源和漏电极之前在所述栅电极上形成的层间绝缘氮化物层；
其中形成所述层间绝缘氮化物层包括在所述栅电极上依次形成层间绝缘氧化硅层和氮化硅层，以及
其中所述层间绝缘氮化物层与利用半色调网点掩模在所述氮化硅层和所述层间绝缘氧化硅层中形成源极和漏极接触孔同时形成。
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