CN1941384A - 有机电致发光显示器及其薄膜晶体管阵列基板的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种薄膜晶体管阵列基板的制造方法，此方法是在覆盖于薄膜晶体管上的保护层中形成多个接触孔与多个凹槽。各凹槽具有底切轮廓，而各接触孔是暴露出其所对应的薄膜晶体管的漏极金属层。然后，在保护层上形成透明导电层，此透明导电层是填入这些接触孔而与漏极金属层电连接。而且，透明导电层在这些凹槽处自动分离而形成多个像素电极。由此可知，此方法无须利用光刻及蚀刻工艺即可形成多个像素电极，因此可以节省工艺成本。

Description

有机电致发光显示器及其薄膜晶体管阵列基板的制造方法

技术领域

本发明涉及一种主动驱动的显示器的制造方法，且特别涉及一种有机电致发光显示器与薄膜晶体管阵列基板的制造方法。

背景技术

随着高科技的发展，数字化的图像装置已经成为在一般日常生活中所常见的产品，而目前在这些数字化的图像装置中最受注目的当属于以薄膜晶体管作为驱动元件的液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)与有机电致发光显示器(organic electro-luminescence display，OELD)，其中这些薄膜晶体管是形成于薄膜晶体管阵列基板上。

图1A至图1E为公知薄膜晶体管阵列基板制造流程的剖面示意图。请参照图1A，公知技术是先在基板100上形成多个薄膜晶体管110以及与其电连接的扫描线(scan line)(图中未表示)与数据线(date line)(图中未表示)，然后在基板100上形成保护层102覆盖这些薄膜晶体管110、扫描线与数据线。请参照图1B，接着进行光刻及蚀刻工艺，以于保护层102中形成多个接触孔(contact hole)104。其中，这些接触孔104是暴露出薄膜晶体管110的漏极金属层112。之后，请参照图1C，在保护层102上形成透明导电层106，且透明导电层106是填入接触孔104而与薄膜晶体管110的漏极金属层112电连接。请参照图1D，在透明导电层106上形成正型光刻胶层108，并使用光刻掩膜120进行光刻及蚀刻工艺，以图案化透明导电层106。请参照图1E，之后再移除光刻胶层108，即可在基板100上定义出多个像素电极130。

以一般的液晶显示器来说，在形成图1E的结构后，即大致完成其薄膜晶体管阵列基板的制造。所属技术领域的技术人员应该知道，上述薄膜晶体管阵列基板的工艺至少需要使用五道光刻掩膜。然而，在主动式有机电致发光显示器的制造工艺中，除了上述工艺所使用的五道光刻掩膜以外，其必须再使用另一道光刻掩膜来形成像素隔离层(pixel define layer，PDL)140，如图1F所示，以便于定义出后续有机电致发光层150的设置位置。换言之，在公知主动式有机电致发光显示器的薄膜晶体管阵列基板的制造工艺中，至少需要使用六道光刻掩膜，工艺相当复杂且成本花费不赀。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种薄膜晶体管阵列基板的制造方法，此方法可节省至少一道黄光工艺，进而降低工艺成本。

本发明的另一目的是提供一种有机电致发光显示器的制造方法，此方法可节省至少一道黄光工艺，进而降低工艺成本。

本发明提出一种薄膜晶体管阵列基板的制造方法，此方法是先提供基板，且此基板上已形成有保护层与多个薄膜晶体管。其中，保护层是覆盖于薄膜晶体管上，而各个薄膜晶体管包括源极金属层与漏极金属层。接着，在保护层中形成多个接触孔以及多个凹槽。其中，各凹槽具有底切轮廓，而各接触孔是暴露出其所对应的薄膜晶体管的漏极金属层。然后，在保护层上形成透明导电层，此透明导电层是填入这些接触孔而与漏极金属层电连接。而且，透明导电层在这些凹槽处自动分离，而形成多个像素电极。

本发明提出一种有机电致发光显示器的制造方法，此方法是先提供基板，且此基板上已形成有保护层与多个薄膜晶体管。其中，保护层是覆盖于薄膜晶体管上，而各个薄膜晶体管包括源极金属层与漏极金属层。接着，在保护层中形成多个接触孔以及多个凹槽。其中，各凹槽具有底切轮廓，而各接触孔是暴露出其所对应的薄膜晶体管的漏极金属层。之后，在保护层上形成透明导电层，此透明导电层是填入这些接触孔而与漏极金属层电连接。而且，透明导电层在这些凹槽处自动分离，而形成多个像素电极。然后，形成像素隔离层覆盖于基板上，且此像素隔离层是暴露出各像素电极的一部分。之后再于暴露出的这些像素电极上形成有机发光层，接着在基板上全面性地形成阴极层，以覆盖住有机发光层。

依照本发明的较佳实施例所述，形成上述接触孔与凹槽的方法例如是先在保护层上形成光刻胶层，之后以光刻掩膜为掩膜，对此光刻胶层进行光刻工艺，以使光刻胶层暴露出预定形成上述凹槽之处的部分该保护层。其中，此光刻掩膜具有遮光区、透光区与半透光区，而半透光区是对应于预定形成上述这些接触孔之处。然后，移除此光刻胶层。

依照本发明的较佳实施例所述，上述这些凹槽的预定形成处的部分保护层以及半透光区所对应的部分光刻胶层例如是通过同一蚀刻工艺来移除。

依照本发明的较佳实施例所述，半透光区所对应的部分光刻胶层例如是通过灰化的方式移除。

依照本发明的较佳实施例所述，移除上述部分介电层而形成这些凹槽的方法包括湿式蚀刻或干式蚀刻。

本发明是在公知形成开口的光刻工艺中，使用具有半透光区的光刻掩膜来进行曝光，以便于同时形成具有底切轮廓的凹槽与开口。如此一来，后续在具有开口的第一膜层上形成第二膜层时，此第二膜层会在凹槽处自动分离，而在第一膜层上形成多个图案。换言之，本发明与公知技术相比之下，可以节省一道图案化第二膜层的光刻掩膜，进而节省工艺成本与时间。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1A至图1F为公知薄膜晶体管阵列基板制造流程的剖面示意图。

图2A至图2C为本发明的一较佳实施例中薄膜晶体管阵列基板的制造流程的剖面示意图。

图3A至图3E为图2B的凹槽与接触孔的制造流程的剖面示意图。

图4为本发明的一较佳实施例中薄膜晶体管阵列基板的局部俯视示意图。

图5A至图5B为本发明的一较佳实施例中有机电致发光显示器的部分制造流程的剖面示意图。

主要元件标记说明

100、200：基板

102、204：保护层

104、208：接触孔

106：透明导电层

108、220：光刻胶层

110、210：薄膜晶体管

112、214：漏极金属层

120、230：光刻掩膜

130、250：像素电极

202：像素区域

206：凹槽

212：源极金属层

216：栅极

232：遮光区

234：半透光区

236：透光区

260：像素隔离层

270：有机发光层

280：阴极层

具体实施方式

本发明是以同一道光刻掩膜在第一膜层中形成具有底切(under-cut)轮廓的凹槽及原结构所需的开口，以便于后续在此第一膜层上形成第二膜层时，第二膜层可在凹槽处自动分离，因而在第一膜层上形成多个图案。换言之，本发明无须对第二膜层进行光刻及蚀刻工艺，即可完成第二膜层的图案化工艺，因此可以节省许多工艺成本与时间。以下实施例将以薄膜晶体管阵列基板及有机电致发光显示器的制造流程为例做说明，但其并非用以限定本发明。所属技术领域的技术人员应该知道，本发明适用于图案化任何膜层。

图2A至图2C为本发明的一较佳实施例中薄膜晶体管阵列基板的制造流程的剖面示意图。请参照图2A，首先提供基板200，且基板200上已区分有多个像素区域202。接着在基板200上形成多个薄膜晶体管210，然后再形成保护层204覆盖这些薄膜晶体管210。其中，每一薄膜晶体管210包括源极金属层212与漏极金属层214。

所属技术领域的技术人员应该知道，在形成薄膜晶体管210的栅极216的工艺中，亦会同时在基板200上形成与这些栅极216电连接的多条扫描线(scan line)(图中未表示)。另一方面，在形成源极金属层212与漏极金属层214的工艺中，则会同时在基板200上形成与漏极金属层214电连接的多条数据线(data line)(图中未表示)。而且，像素区域202即是通过这些扫描线与数据线而相隔。

请参照图2B，在保护层204中形成多个凹槽206与接触孔208。其中，这些凹槽206具有底切(under-cut)轮廓，且其例如是对应于上述扫描线与数据线的上方，而接触孔208则是暴露出薄膜晶体管210的漏极金属层214。

凹槽206与接触孔208的形成方法例如是图3A至图3E所示的流程。请参照图3A，首先在保护层204上形成光刻胶层220，然后如图3B所示，以光刻掩膜230为掩膜，对光刻胶层220进行曝光工艺。其中，光刻掩膜230具有遮光区232、半透光区234与透光区236。

在此，本实施例的光刻胶层220例如是正型光刻胶。请继续参照图3B，需要注意的是，由于光刻胶层220对应半透光区234的部分与对应透光区236的部分相比之下，其在曝光工艺中所受到的光线照射强度较小，因此在进行显影工艺之后，如图3C所示，光刻胶层220对应光刻掩膜230的透光区236的部分会被完全移除，而对应半透光区234的部分仍会残留在保护层204上，并不会被完全移除。

请参照图3D，利用光刻工艺后的光刻胶层230为掩膜，进行保护层204的蚀刻工艺，以移除光刻胶层230所暴露出的部分保护层204，进而形成具有底切轮廓的凹槽206。其中，凹槽206例如是通过干式或湿式蚀刻的方式而形成。值得一提的是，在上述蚀刻工艺中可以同时移除图3B中对应半透光区234的部分光刻胶层220。当然，在其它实施例中也可以另外进行蚀刻工艺来移除此部分的光刻胶层220。举例来说，此部分的光刻胶层220例如是以灰化(ashing)的方式来移除。

请参照图3E，在移除图3B中对应半透光区234的部分光刻胶层220之后，即可再次以光刻胶层220为掩膜对保护层204进行蚀刻工艺，以移除暴露出的部分保护层204，进而形成多个接触孔208，而这些接触孔208是分别暴露出各个薄膜晶体管210的漏极金属层214。之后，移除光刻胶层220，即可完成图2B所示的结构。

请参照图2C，在保护层204上形成透明导电层。其中，透明导电层是填入保护层204中的接触孔208而与薄膜晶体管210的漏极金属层214电连接。特别的是，透明导电层会在凹槽206处自动分离，因而在每一像素区域202内形成像素电极250。

值得注意的是，虽然在附图中，两相邻的像素区域202间仅显示有一个凹槽206，但实际上本发明并未限定两相邻的像素区域202间的凹槽206的数量。在其它实施例中，也可以是如图4所示，两相邻的像素区域202间具有多个凹槽206。另外，虽然本实施例是在保护层204中形成凹槽206来自动图案化像素电极250，但在其它实施例中，本发明也可以用以图案化源极金属层212与漏极金属层214或是栅极216，所属技术领域的技术人员可自行依据实际状况来决定欲将本发明应用于哪一膜层的制造工艺中。

在形成像素电极250之后，大致上已完成薄膜晶体管阵列基板的制造，而后续其它工艺则与一般薄膜晶体管阵列基板相同，此处不再赘述。

本发明可以应用在液晶显示器或有机电致发光显示器中。以液晶显示器来说，其在分别形成彩色滤光片(color filter)(图中未表示)与上述薄膜晶体管阵列基板之后，接着即是组立两基板以及在两基板之间形成液晶层。而在有机电致发光显示器的制造工艺中，以上述实施例所述的工艺完成图2C的结构之后，如图5A所示，接着即是在基板200上形成像素隔离层260。其中，像素隔离层260是在每一像素区域202内暴露出部分的像素电极250。

然后，再如图5B所示，在暴露出的像素电极250上形成有机发光层270，之后再于基板200上全面性地形成阴极层280，此即大致完成有机电致发光显示器的制造。其中，于暴露出的像素电极250上形成有机发光层270的方法包括喷墨等。所属技术领域的技术人员应该知道其详细工艺步骤，此处不再赘述。

综上所述，本发明是在公知接触孔的光刻工艺中，使用具有半透光区的光刻掩膜来进行曝光，以便于同时形成具有底切轮廓的凹槽与接触孔。如此一来，后续在具有接触孔的第一膜层上形成第二膜层时，此第二膜层不但会填入接触孔内，而得以与对应的导电层电连接，还会在凹槽处自动分离，进而在第一膜层上形成多个图案。换言之，本发明与公知技术相比之下，可以节省一道图案化第二膜层的光刻掩膜，以节省工艺成本与时间。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与改进，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种薄膜晶体管阵列基板的制造方法，其特征是包括：

提供基板，该基板上具有多个像素区域，且该基板上已形成有保护层与多个薄膜晶体管，其中该保护层是覆盖于上述这些薄膜晶体管上，而各该薄膜晶体管包括源极金属层与漏极金属层；

于该保护层中形成多个接触孔以及多个凹槽，其中各该凹槽具有底切轮廓，且上述这些凹槽是位于上述这些像素区域之间，而各该接触孔是暴露出对应的上述这些薄膜晶体管其中之一的该漏极金属层；以及

于该保护层上形成透明导电层，其中该透明导电层是填入上述这些接触孔而与上述这些薄膜晶体管的上述这些漏极金属层电连接，且该透明导电层在上述这些凹槽处自动分离，而形成多个像素电极。

2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板的制造方法，其特征是形成上述这些接触孔与上述这些凹槽的方法包括：

于该保护层上形成光刻胶层；

提供光刻掩膜，该光刻掩膜具有遮光区、透光区与半透光区；

以该光刻掩膜为掩膜，对该光刻胶层进行光刻工艺，以使该光刻胶层暴露出上述这些凹槽的预定形成处的部分该保护层，而该光刻掩膜的该半透光区是对应于预定形成上述这些接触孔之处；

移除暴露出的部分该保护层以及该半透光区所对应的部分该光刻胶层与该保护层，以形成上述这些凹槽与上述这些接触孔；以及

移除该光刻胶层。

3.根据权利要求2所述的薄膜晶体管阵列基板的制造方法，其特征是上述这些凹槽的预定形成处的部分该保护层以及该半透光区所对应的部分该光刻胶层是以同一蚀刻工艺来移除。

4.根据权利要求2所述的薄膜晶体管阵列基板的制造方法，其特征是该半透光区所对应的部分该光刻胶层是通过灰化的方式移除。

5.根据权利要求2所述的薄膜晶体管阵列基板的制造方法，其特征是移除部分该保护层而形成上述这些凹槽的方法包括湿式蚀刻或干式蚀刻。

6.一种有机电致发光显示器的制造方法，其特征是包括：

提供基板，该基板上具有多个像素区域，且该基板上已形成有保护层与多个薄膜晶体管，其中该保护层是覆盖于上述这些薄膜晶体管上，而各该薄膜晶体管包括源极金属层与漏极金属层；

于该保护层中形成多个接触孔以及多个凹槽，其中各该凹槽具有底切轮廓，且上述这些凹槽是位于上述这些像素区域之间，而各该接触孔是暴露出对应的上述这些薄膜晶体管其中之一的该漏极金属层；

于该保护层上形成透明导电层，其中该透明导电层是填入上述这些接触孔而与上述这些薄膜晶体管的漏极电连接，且该透明导电层在上述这些凹槽处自动分离，而形成多个像素电极；

形成像素隔离层覆盖该基板，其中该像素隔离层是暴露出各该像素电极的一部分；

于暴露出的各该像素电极上形成有机发光层；以及

于该基板上全面性地形成阴极层覆盖上述这些有机发光层。

7.根据权利要求6所述的有机电致发光显示器的制造方法，其特征是形成上述这些接触孔与上述这些凹槽的方法包括：

于该保护层上形成光刻胶层；

提供光刻掩膜，该光刻掩膜具有遮光区、透光区与半透光区；

以该光刻掩膜为掩膜，对该光刻胶层进行光刻工艺，以使该光刻胶层暴露出上述这些凹槽的预定形成处的部分该保护层，而该光刻掩膜的该半透光区是对应于预定形成上述这些接触孔之处；

移除暴露出的部分该保护层以及该半透光区所对应的部分该光刻胶层与该保护层，以形成上述这些凹槽与上述这些接触孔；以及

移除该光刻胶层。

8.根据权利要求7所述的有机电致发光显示器的制造方法，其特征是上述这些凹槽的预定形成处的部分该保护层以及该半透光区所对应的部分该光刻胶层是以同一蚀刻工艺来移除。

9.根据权利要求7所述的有机电致发光显示器的制造方法，其特征是该半透光区所对应的部分该光刻胶层是通过灰化的方式移除。

10.根据权利要求7所述的有机电致发光显示器的制造方法，其特征是移除部分该保护层而形成上述这些凹槽的方法包括湿式蚀刻或干式蚀刻。

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