TW201428958A - 用於平面顯示器之背板及其製造方法 - Google Patents

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Samsung Display Co Ltd
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Abstract

一種用於平面顯示器之背板及一種製造該背板之方法；更具體而言，一種用於有機發光顯示器裝置之背板，其使得前發光成為可能，以及一種製造該背板之方法。該用於平面顯示器之背板包括：一基材；一閘電極，位於該基材上；一第一電容器，位於該基材上，該第一電容器包含一第一電極、一位於該第一電極上之絕緣圖案層、及一位於該絕緣圖案層上之第二電極；一第一絕緣層，位於該基材上以覆蓋該閘電極與該第一電容器；一主動層，位於該第一絕緣層上以對應於該閘電極；以及一源電極與一汲電極，位於該基材上以接觸該主動層之一部分。

Description

用於平面顯示器之背板及其製造方法
本發明係關於一種用於平面顯示器之背板以及一種製造該背板之方法。
平面顯示器，如有機發光顯示器裝置或液晶顯示器(LCD)，可於一基材上製造，該基材上形成有一圖案以驅動平面顯示器，該圖案包括至少一驅動薄膜電晶體(TFT)、一電容器、以及將該驅動TFT耦合(或連接)至該電容器之配線(wiring)。該驅動TFT可包括一閘電極、一藉由一閘極絕緣層與該閘電極電性絕緣之主動層、一電性耦合(或連接)至該主動層之源電極、以及一電性耦合(或連接)至該主動層之汲電極。此外，平面顯示器可包括一供控制該驅動TFT之開關電晶體。
一般而言，為了形成一包括TFT等之微小圖案於一製有平面顯示器之基材上，係使用一其上繪有該微小圖案之光罩來將該微小圖案轉印在(或至)該基材上。
因為轉印圖案在(或至)基材上之製程係使用包括圖案之光罩，因此當使用光罩之製程步驟之數量增加時，用於光 罩製備之製造成本便增加。此外，由於複雜的步驟可能使得製造過程變得複雜，從而可能增加製造時間及製造成本。
近來，已經使用低電阻配線以達到高密度及高解析度之有機發光顯示器裝置，且用於製造該等有機發光顯示器裝置之製程步驟的數量業已由於其結構複雜性而增加。
本發明之目的係提供一種用於平面顯示器之背板，其可應用至一高解析度及高密度之平面顯示器，且其減少了使用光罩之圖案化製程步驟的數量，並且具有經改良(或高)的品質。
本發明之其他目的將某程度地展現於以下說明，且將經由該說明書而變得明顯，或者某程度可藉由所呈具體實施態樣之實施而習得。
根據本發明之一實施態樣，係提供一種用於平面顯示器之背板，該背板包括：一基材；一閘電極，位於該基材上；一第一電容器，位於該基材上，該第一電容器包含一第一電極、一絕緣圖案層位於該第一電極上、及一第二電極位於該絕緣圖案層上；一第一絕緣層，位於該基材上以覆蓋該閘電極與該第一電容器；一主動層，位於該第一絕緣層上以對應於該閘電極；以及一源電極與一汲電極，位於該基材上以接觸該主動層之一部分。
該背板可更包括一第三電極，對應於該第一電容器，且在一與該源電極及該汲電極相同之層上。
該背板可更包括一第二絕緣層，位於該第一絕緣層 上以覆蓋該主動層，該第二絕緣層包括一第一孔洞與一第二孔洞以暴露出該主動層之一部分，其中該源電極與該汲電極係位於該第二絕緣層上並填滿該第一孔洞與該第二孔洞。
該背板可更包括一第三絕緣層，位於該第一絕緣層上以覆蓋該源電極、該汲電極及該第三電極，其中該第三絕緣層可包括一第三孔洞以暴露出該源電極或汲電極之一部分。
該背板可更包括一畫素電極，位於該第三絕緣層上並填滿該第三孔洞，且通過該第三孔洞電性耦合至該源電極或該汲電極。
該背板可更包括一第四電極，位於該第三絕緣層上並對應於該第一電容器。
該背板可更包括：一第四絕緣層，覆蓋位於該第三絕緣層上之該畫素電極之一邊，且包括一開口以暴露出該畫素電極之至少一部分；一中間層(intermediate layer)，位於藉由該開口所暴露出之該畫素電極上，且包括一有機發光層；以及一相對電極(opposite electrode)，與該畫素電極相對，該中間層係介於該相對電極與該畫素電極之間。
該第一電極可包括一與該閘電極相同之材料。
該主動層可包括一氧化物半導體。
該閘電極與該第一電容器可藉由使用一半色調光罩(half-tone mask)形成。
該第一電極、絕緣圖案層、與第二電極之側面的位 置係彼此相同。
該絕緣圖案層之介電常數可高於該第一絕緣層之介電常數。
該絕緣圖案層可包括至少一種選自ZrOx、HfOx、AlOx、SiNx、SiNOx、及SiOx的材料。
根據本發明之另一實施態樣，係提供一種製造用於平面顯示器之背板之方法，該方法包括：形成一第一電容器與一閘電極於一基材上，該第一電容器包括一第一電極、一位於該第一電極上之絕緣圖案層、及一位於該絕緣圖案層上之第二電極；形成一第一絕緣層於該基材上，以覆蓋該第一電容器與該閘電極；形成一主動層於該第一絕緣層上，以對應於該閘電極；形成一第二絕緣層於該第一絕緣層上，該第二絕緣層覆蓋該主動層同時提供第一與第二孔洞以暴露出該主動層之一部分；以及形成一源電極與一汲電極於該基材上，以接觸該主動層之一部分。
形成源電極與汲電極之步驟可包括進一步形成一對應於該第一電容器的第三電極。
該源電極與該汲電極可位於該第二絕緣層上並填滿該第一孔洞與該第二孔洞。
該方法可更包括形成一第三絕緣層於該第二絕緣層上，以覆蓋該源電極、該汲電極、及該第三電極，其中該第三絕緣層包括一第三孔洞以暴露出該源電極或汲電極之一部分。
該方法可更包括形成一畫素電極於該第三絕緣層上 並填滿該第三孔洞，該畫素電極係通過該第三孔洞與該源電極或該汲電極電性耦合。
形成該畫素電極之步驟更包括形成一第四電極於該第三絕緣層上，以對應於該第一電容器。
該方法可更包括形成一第四絕緣層，以覆蓋位於該第三絕緣層上之該畫素電極之一邊，該第四絕緣層包括一開口以暴露出該畫素電極之至少一部分。
該方法可更包括形成一包括一有機發光層之中間層於該藉由該開口所暴露出之畫素電極上；以及形成一相對電極，與該畫素電極相對，該中間層介於該相對電極與該畫素電極之間。
該第一電極可包含一與該閘電極相同之材料。
該主動層可包括一氧化物半導體。
形成該第一電容器與該閘電極之步驟可包括藉由使用一半色調光罩來形成該閘電極與該第一電容器。
該第一電極、該絕緣層、與該第二電極之側面之位置可彼此相同。
該絕緣圖案層之介電常數可高於該第一絕緣層之介電常數。
該絕緣圖案層可包括至少一種選自ZrOx、HfOx、AlOx、SiNx、SiNOx、及SiOx的材料。
1‧‧‧電晶體區域
2‧‧‧儲存區域
10‧‧‧基材
11‧‧‧第一導電層
12‧‧‧介電層
13‧‧‧第二導電層
20‧‧‧第一絕緣層
21‧‧‧第一導電層圖案/閘電極
22‧‧‧第一電容器
22-1‧‧‧第一導電層圖案/第一電極
22-2‧‧‧介電層圖案/絕緣圖案層
22-3‧‧‧第二導電層圖案/第二電極
30‧‧‧第二絕緣層
31‧‧‧主動層
31a‧‧‧第一孔洞
31b‧‧‧第二孔洞
40‧‧‧第三絕緣層
41a‧‧‧源電極
41b‧‧‧汲電極
42‧‧‧第三電極
43‧‧‧第三孔洞
50‧‧‧第四絕緣層
51‧‧‧畫素電極
52‧‧‧第四電極
53‧‧‧第一開口
54‧‧‧第二開口
55‧‧‧中間層
60‧‧‧相對電極
Cst‧‧‧第一電容器
M1‧‧‧第一光罩
M11‧‧‧半透射部分
M12‧‧‧遮光部分
M13‧‧‧光透射部分
P1‧‧‧光阻層
P11、P12、P13‧‧‧光阻層部分
TFT‧‧‧薄膜電晶體
本發明之上述及其他特色與目的將藉由詳細地描述 其實例性具體實施態樣並參考所附圖式而更加清楚：第1圖至第12圖係例示根據本發明之實施態樣之製造用於平面顯示器之背板之方法的示意性剖面圖。
因本發明允許各種改變與眾多的實施態樣，因此將於圖式中例示並以文字敘述來詳細描述特定的實施態樣。然而，此並非意欲限制本發明至特定實施模式中，且應了解所有不背離本發明之精神與技術範疇的改變、等效物、與取代物係涵蓋於本發明中。為了清楚起見，在以下本發明實施態樣之敘述中，如果認為會混淆本發明之特徵，則可能不提供可用之技術的詳細說明。
雖然諸如「第一」、「第二」等用語可能用於描述各種元件，但該等元件不應該被限制於上述術語。上述術語僅用於將一元件與其它元件區隔。
本說明書中使用之術語係僅用於描述特定實施態樣，並非意欲限制本發明。除非文中有清楚的不同定義，否則單數形式之表示係涵蓋複數形式之表示。在本說明書中，應理解的是，例如「包括」、「具有」等術語旨在表明說明書中所揭露之特徵、數量、步驟、動作、元件、部分、或其組合之存在，並非意欲排除可能存在或添加一或多個其他特徵、數量、步驟、動作、元件、部分、或其組合之可能性。
現在將參考所附顯示本發明之實例性實施態樣之圖式來經更全面地描述本發明。
第1圖至第12圖係例示根據本發明之實施態樣之製造用於平面顯示器之背板之方法的示意性剖面圖。
首先，如第1圖所示製備一基材10。基材10可由一包括SiO2作為主要組分之透明玻璃材料所形成。然而，雖然根據本發明之一實施態樣之平面顯示器使前發光成為可能，基材10並不限於此。意即，基材10可由一不透明材料所形成，且可使用由如塑膠材料、金屬材料等各種材料之一者所形成之基材作為基材10。
參考第1圖，用於平面顯示器之背板包括一電晶體區域1及一儲存區域2。
可於基材10上形成一輔助層(未表示)，如一障壁層、一阻擋層、及/或一緩衝層，以預防雜質離子擴散、預防水分或外部空氣之滲透、及/或平面化基材10之表面。該輔助層(未表示)可利用SiO2及/或SiNx經由各種沉積方法之一者來形成，如電漿加強化學氣相沉積(PECVD)法、大氣壓力CVD(APCVD)法、低壓CVD(LPCVD)法等。
接著，如第2圖所示，於基材10上依次形成一第一導電層11、一介電層12、及一第二導電層13。第一導電層11與第二導電層13可各包括至少一種選自Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca、Mo、Ti、W、MoW、及Cu的材料。然而，第一導電層11與第二導電層13不限於此且可由任何包括金屬之導電材料所形成。
第一導電層11之電阻率可高於第二導電層13之電 阻率。舉例而言，第一導電層11可包括電阻率約0.5歐姆/平方(ohm/square)至1歐姆/平方的材料，以及第二導電層13可包括電阻率約0.1歐姆/平方的材料。
介電層12可包括一介電常數高於構成如下所述之 第一絕緣層205之介電常數的材料。該材料之實例包括ZrOx、HfOx、AlOx等，但不限於此。可使用CVD法形成介電層12。或者，可使用原子層沉積法(ALD)形成介電層12。
構成介電層12之材料不限於且可包括與構成第一 絕緣層20之材料相同的材料。該材料之實例包括SiOx、SiONx、SiNx等，且可使用如CVD法或利用濺鍍之電漿氣相沉積(PVD)法之方法來沉積該材料。
接著，如第3圖所示，藉由對塗覆於第2圖所得結 構上之光阻進行預烤或軟烤以移除溶劑，從而形成光阻層P1，接著將繪有圖案(如一預定之圖案)之第一光罩M1於該基材上對準，以圖案化光阻層P1。
第一光罩M1可為一包括一半透射部分M11、一遮 光部分M12、及一光透射部分M13的半色調光罩。光透射部分M13透射一波長範圍(如一預定之波長範圍)的光，遮光部分M12遮擋向其發射的光，且半透射部分M11透射向其發射的光。
在第3圖中，概念性地例示半色調光罩M1以解釋其各部分的功能。半色調光罩M1可藉由於一如石英(Qz)之透明 基材上形成一圖案(如一預定之圖案)而獲得。在此情形中，遮光部分M12可藉由使用如Cr、CrO2等材料於一石英基材上圖案化。此外，半透射部分M11可藉由使用至少一種選自Cr、Si、Mo、Ta、及Al的材料圖案化，且半透射部分M11之光透射率可藉由調整其組成元素之比率或其厚度而調整。
將該包括如上圖案之第一光罩M1排列於基材10 上，且藉由發射一波長範圍(如一預定之波長範圍)的光透過第一光罩M1在光阻層P1上實施曝光(light exposure)。
參考第4圖，其例示在實施移除該光阻層P1經暴露 部分的顯影程序後所剩餘的光阻圖案。在此實施態樣中，係使用一正型光阻，其中係移除所暴露的部分。然而，本發明並不限於此，且亦可使用一負型光阻。
參考第4圖，係移除對應於半色調光罩M1之光透射 部分M13的光阻層部分P13，以及保留對應於遮光部分M12的光阻層部分P12與對應於半透射部分M11的光阻層部分P11。在此情形中，光阻層部分P11的厚度係小於光阻層部分P12的厚度，且光阻層部分P11的厚度可藉由控制半色調光罩M1中構成半透射部分M11之材料的元素比率或厚度而調整。
利用如光阻層部分P11與P12之光阻層圖案作為遮 罩，蝕刻位於基材10上之第一導電層11、介電層12、及第二導電層13。在此實施態樣中，處於(或位於)光阻層經移除之區域下方的結構首先被蝕刻，且處於(或位於)光阻層保留之區域(光 阻層部分P11與P12)下方的結構被部分地蝕刻。在此情形中，該蝕刻程序可以各種方法來實施，如濕式蝕刻及乾式蝕刻。
參考第4圖與第5圖，在該蝕刻程序中，位於(或 置於)光阻層部分P13經移除之區域下方之第一導電層11之一部分、介電層12之一部分、及第二導電層13之一部分係被蝕刻。此外，處於(或位於)對應於第3圖之半透射部分M11之光阻層部分P11下方之第一導電層11之一部分、介電層12之一部分、及第二導電層13之一部分係被蝕刻，但位於光阻層部分P11下方的第一導電層圖案21將保留不被蝕刻。在保留對應於第3圖之遮光部分M12之光阻層部分P12的區域中，僅有光阻層部分P12被蝕刻，且第二導電層圖案22-3、介電層圖案22-2、及第一導電層圖案22-1將保留不被蝕刻，第一導電層圖案22-1係處於(或位於)該光阻層部分P12下方。根據一實施態樣，保留在對應於第3圖之半透射部分M11之區域中的第一導電層圖案21係電晶體區域1之閘電極21。同樣地，保留在對應於第3圖之遮光部分M12之區域中的第一導電層圖案22-1、介電層圖案22-2、及第二導電層圖案22-3係分別為儲存區域2之第一電容器22之第一電極22-1、絕緣圖案層22-2、及第二電極22-3。
在此，電晶體區域1之閘電極21與儲存區域2之第 一電容器22可共同地(如同時地)藉由使用相同的單一半色調光罩M1於相同之結構上圖案化。因此，閘電極21與第一電容器22之第一電極22-1可在相同之層中由相同的材料形成。此外，因為 第一電容器22之第一電極22-1、絕緣圖案層22-2、及第二電極22-3係共同地(如同時地)以相同的單一半色調光罩M1圖案化，所以第一電極22-1、絕緣圖案層22-2、及第二電極22-3之側面的位置與形狀可實質上彼此相同。
透過如上所述之第一光罩程序，於基材10上形成 閘電極21與第一電容器22，第一第容器22包括第一電極22-1、位於第一電極22-1上之絕緣圖案層22-2、以及形成於絕緣圖案層22-2上之第二電極22-3。
如上所述，第一導電層11之電阻率可高於第二導 電層13之電阻率。因此，閘電極21與第一電極22-1可包括一高電阻金屬，且第二電極22-3可包括一低電阻金屬。此外，介電層12可包括至少一種選自ZrOx、HfOx、及AlOx的材料，其各自具有高於構成下述第一絕緣層20之材料之介電常數的介電常數。然而，介電層12並不限於此，且可包括至少一種選自SiNx、SiNOx、及SiOx的材料。
當完成該第一光罩程序，包括高電阻金屬之閘電 極21係形成於電晶體區域1中，且第一電容器22係形成於儲存區域2中。第一電容器22包括由高電阻金屬形成之第一電極22-1、具有高介電常數之絕緣圖案層22-2、以及由低電阻金屬形成之第二電極22-3。
若絕緣圖案層22-2包括至少一種選自ZrOx、 HfOx、及AlOx的材料，則因為該第一電容器22包括具有高介電 常數之絕緣圖案層22-2作為一介電層，所以第一電容器22可具有高電容。
參考第6圖，在由第一光罩程序獲得之第5圖之結 構上形成第一絕緣層20，且可藉由一圖案化程序於第一絕緣層20上形成一主動層31。因此，第一絕緣層20係形成來覆蓋第一電容器22與閘電極21，且主動層31可形成於第一絕緣層20上以對應於閘電極21。
第一絕緣層20可藉由PECVD法、APCVD法、或 LPCVD法沉積一無機絕緣膜而形成，該無機絕緣膜如SiNx、SiOx等。第一絕緣層20之一部分係介於電晶體區域1之主動層31與閘電極21之間，並因此作為電晶體區域1之一閘極絕緣層，且第一絕緣層20之另一部分係堆疊於第二電容器22之第二電極22-3上。
雖然第1圖至第12圖並未例示形成主動層31之程 序，但主動層31可例如藉由以下步驟而形成：沉積一導電層並於該導電層上形成一光阻層，於該基材10上對準一第二光罩(未示出)，發射一波長範圍(如一預定之波長範圍)之光透過該第二光罩在該光阻層上實施曝光，以及利用經圖案化之光阻層作為蝕刻阻止物(etch stopper)來蝕刻該導電層，以僅留下不被蝕刻的主動層31。
主動層31可由多晶矽形成。然而，主動層321並不 限於此，且可由氧化物半導體形成。該氧化物半導體可包括選自12、13、或14族金屬元素之材料的氧化物，該12、13、或14族之 金屬元素如鋅(Zn)、銦(In)、鎵(Ga)、錫(Sn)、鎘(Cd)、鍺(Ge)、鉿(Hf)、及/或前述之組合。舉例而言，主動層31可包括G-I-Z-O((In2O3)a(Ga2O3)b(ZnO)c)(其中a、b、及c係分別滿足條件a≧0、b≧0、及c≧0的實數)。
透過如上所述之第二光罩程序，於基材10上形成 第一絕緣層20以覆蓋第一電容器22與閘電極21，且主動層31係形成於第一絕緣層20上以對應於(或覆蓋)閘電極21。
參考第7圖，可於該第二光罩程序所得之第6圖之 結構上沉積一第二絕緣層30，且可於第二絕緣層30上實施一圖案化程序。舉例而言，於第6圖之結構上沉積第二絕緣層30，以及蝕刻第二絕緣層30之一部分以形成第一孔洞31a與第二孔洞31b，以暴露出主動層31之一部分。第二絕緣層30可保護主動層31。第一孔洞31a與第二孔洞31b可藉由使用如濕式蝕刻、乾式蝕刻等各種方法之一者而形成。然而，處於(或位於)第一孔洞31a與第二孔洞31b下方之主動層31係不被蝕刻。如上所說明，第二絕緣層30可執行保護主動層31的功能。
透過如上所述之第三光罩程序，於第一絕緣層20 上形成第二絕緣層30，第二絕緣層30覆蓋主動層31同時提供該第一孔洞31a與第二孔洞31b，以暴露出主動層31之一部分。
接著，如第8圖所示，於該第三光罩程序所得之第7圖之結構上形成一源電極41a、一汲電極41b、及一第三電極42。源電極41a、汲電極41b、及第三電極42可各包括至少一種選自 Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca、Mo、Ti、W、MoW、及Cu的材料。
源電極41a與汲電極41b係形成於第二絕緣層30上 並填滿第一孔洞31a與第二孔洞31b。源電極41a藉由填入第一孔洞31a而接觸主動層31，汲電極41b藉由填入第二孔洞31b而接觸主動層31，且源電極41a與汲電極41b係經形成為彼此相間隔。
第三電極42可形成為對應於第一電容器22的所在 處(或位置)。因此，第二電極22-3、第三電極42、及介於第二電極22-3與第三電極42之間的第一絕緣層20與第二絕緣層30可作為一電容器。
為了形成源電極41a、汲電極41b、及第三電極42， 可於第7圖之結構上堆疊一金屬層，接著選擇性蝕刻之。在此實施態樣中，係使用一第四光罩。該蝕刻程序可以如濕式蝕刻、乾式蝕刻等各種方法之一者來實施。該金屬層可包括至少一種選自Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca、Mo、Ti、W、MoW、及Cu的材料。
如上所述，透過一第四光罩程序，於該第二絕緣 層30上形成接觸主動層31之一部分的源電極41a與汲電極41b以及對應於第一電容器22的第三電極42。
接著，如第9圖所示，使用一第四光罩程序以形成 一第三絕緣層40，藉此形成一第三孔洞43，以暴露出源電極41a或汲電極41b之一部分。
第三孔洞43可藉由一使用第五光罩(未示出)之 光罩程序而圖案化並形成。第三孔洞43係形成來將一畫素電極(將在下面描述)電性耦合(或連接)至電晶體區域1之一薄膜電晶體(TFT)。雖然在第9圖中，第三孔洞43係形成為暴露出汲電極41b，惟本發明並不限於此。此外，第三孔洞43之所在處(或位置)及形態係不限於第9圖中所示者，且可不同地實施。
第三絕緣層40可由至少一種有機絕緣材料所形 成，舉例而言，該有機絕緣材料可選自聚醯亞胺、聚醯胺(PA)、丙烯酸樹脂、苯環丁烯(BCB)、及酚樹脂，並且可藉由使用如旋轉塗覆方法而形成。第三絕緣層40亦可由無機絕緣材料所形成，而非上述有機絕緣材料。舉例而言，該無機絕緣材料可選自SiO2、SiNx、Al2O3、CuOx、Tb4O7、Y2O3、Nb2O5、及Pr2O3。第三絕緣層40可藉由使有機絕緣材料與無機絕緣材料交替而具有一多層結構。
第三絕緣層40可形成為具有一厚度(如一足夠的 厚度)，例如比第一絕緣層20或第二絕緣層30厚的厚度。第三絕緣層40可作為一平面化層(planarization layer)用以平面化於待形成該畫素電極(將在下面描述)之平面，或可作為一保護電晶體區域1之源電極41a與汲電極41b以及第三電極42的鈍化層(passivation layer)。
如上所述，透過一第五光罩程序，於第二絕緣層 30上形成第三絕緣層40以覆蓋源電極41a、汲電極41b、及第三電 極42，第三孔洞43形成於其中，以暴露出源電極41a或汲電極41b之一部分。
接著，如第10圖所示，於第三絕緣層40上形成一 電性耦合(或連接)至源電極41a或汲電極41b之畫素電極51。畫素電極51係電性耦合(或連接)至藉由第三孔洞43所暴露出之源電極41a或汲電極41b，並且填滿第三絕緣層40之第三孔洞43。
當形成畫素電極51時，可在與畫素電極51相同之 層中形成一第四電極52。第四電極52可形成在對應於第三電極42所在處(或位置)的第三絕緣層40上。因此，第四電極52、第三電極42、及介於第四電極52與第三電極42之間的第三絕緣層40可作為一電容器。此外，第四電極52可作為一輔助電極使用以預防將於下面描述之相對電極60的電壓降(voltage drop)。
畫素電極51與第四電極52可藉由利用一使用一第 六光罩(未示出)的光罩程序來圖案化並形成。
畫素電極51係透過第三孔洞43而接觸源電極41a或 汲電極41b。該畫素電極51可基於有機發光顯示器之發光型態由各種材料之任何一種來形成。舉例而言，在影像係朝向該基材10提供(或投射)之底部發光型態中，或者在影像既朝向該基材10且背向該基材10提供(或投射)之雙面發光型態中，畫素電極51可由一透明金屬氧化物所形成。畫素電極51可包括至少一種選自ITO、IZO、ZnO、及In2O3的材料。在該等型態中，雖然未在圖式中例示，但畫素電極51係設計成不與電晶體區域1及儲存區域2 重疊。
在影像係背向該基材10提供(或投射)之頂部發 光型態中，畫素電極51可進一步包括一由反射光之材料所形成之反射電極。在此型態中，如第10圖所示，畫素電極51可設計成與電晶體區域1及儲存區域2重疊。
接著，如第11圖所示，形成一第四絕緣層50於第 三絕緣層40上以覆蓋畫素電極51之一邊，並且包括一第一開口53以暴露出畫素電極51之至少一部分。第四絕緣層50亦可形成為覆蓋第四電極52之一邊，且可進一步包括一第二開口54以暴露出第四電極52之至少一部分。第四絕緣層50可藉由利用一使用一第七光罩(未示出)之光罩程序來圖案化並形成。
接著，如第12圖所描繪，於藉由第11圖之第一開 口53而暴露出之畫素電極51上形成一包括一有機發光層之中間層55，以及可相對於畫素電極51形成相對電極60，中間層55係介於其間。
中間層55可藉由堆疊一有機發光層(EML)以及 至少一種選自電洞傳輸層(HTL)、電洞注入層(HIL)、電子傳輸層(ETL)、及電子注入層(EIL)的功能層而形成。中間層55可由一低分子量有機材料或一大分子量有機材料所形成。
當中間層55係由一低分子量有機材料所形成時， 中間層55係藉由以下方式獲得：於有機發光層面向畫素電極51之表面上堆疊HTL與HIL以及於有機發光層面向相對電極60之表 面上堆疊ETL與EIL。若有必要可堆疊各種其他的層。可用於形成該有機發光層之有機材料之實例包括如銅酞藍(CuPc)、N,N’-二(萘-1-基)-N,N’-聯苯-聯苯胺(NPB)、及三-8-羥基喹啉鋁(Alq3)之各種材料的任何一者。
當中間層55係由一高分子量有機材料所形成時， 該中間層55可藉由僅於有機發光層面向畫素電極51之表面上堆疊一HTL而形成。該HTL可由聚-(2,4)-乙烯-二羥基-噻吩(PEDOT)、聚苯胺(PANI)等藉由噴墨印刷或旋轉塗覆形成於畫素電極51之上表面上。高分子量有機材料，如聚苯基乙烯(PPVs)與聚茀(polyfluorenes)，可包括可用於形成該有機發光層之有機材料。可藉由一如噴墨印刷、旋轉塗覆之典型方法、或一使用雷射之熱傳輸法而形成色彩圖案。
該有機發光層可形成一帶有多個發射紅色光、綠 色光、及藍色光之次畫素(sub pixels)的單元畫素。
相對電極60可形成於基材10之全部表面上以作為 一共同電極(common electrode)。根據此實施態樣，畫素電極51係作為一陽極電極使用，且相對電極60係作為一陰極電極使用。 或者，畫素電極51可作為一陰極電極使用，且相對電極60可作為一陽極電極使用。
雖然在上述實施態樣中，係描述中間層55形成於 開口53內部且因此係針對各畫素形成單獨的發光材料的情形作為實例，然而本發明並不限於此。中間層55可形成於整個第四絕 緣層50上而不考慮畫素電極51之所在處(或位置)。在此情形中，舉例而言，中間層55可藉由垂直地堆疊或混合包括發射紅色光、綠色光、及藍色光之發光材料的發光層而形成。若所發射的為白色光，則可藉由將該紅色光、該綠色光、及該藍色光與該白色光混合而形成另一色彩光。此外，可進一步提供一濾色片或一色彩轉換層用以使所發射的白色光轉換為一色彩(例如一預定的色彩)光。
當該有機發光顯示器裝置係一背向該基材10提供 (或投射)一影像的頂部發光型態，相對電極60係一透明電極且畫素電極51係一反射電極。該反射電極可藉由薄薄地沉積一低功函數之金屬而形成，該金屬如Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca、LiF、或前述之組合。在用於平面顯示器之背板中，根據本發明之一實施態樣，可形成相對電極60以允許光經由其傳輸。
參考第12圖，該用於平面顯示器之背板係包含電 晶體區域1及儲存區域2。因為在第12圖中所示的係一有機發光顯示器裝置為頂部發光型態的實施態樣，所以發光區域可與電晶體區域1及儲存區域2重疊，因此，該發光區域不單獨地分類。
電晶體區域1包括作為驅動裝置的TFT。該TFT包 括閘電極21、主動層31、以及源電極41a與汲電極41b。該TFT可為一具有閘電極21形成於主動層31下方之結構的底部閘極型態。此外，該TFT可為一主動層31包括有氧化物半導體的氧化物 半導體TFT。
儲存區域2包括第一電容器Cst。第一電容器Cst包 括第一電極22-1與第二電極22-3，且絕緣圖案層22-2係介於第一電極22-1與第二電極22-3之間。第一電極22-1、絕緣圖案層22-2、及第二電極22-3可藉由使用一半色調光罩形成於與閘電極21相同之層中。在第一電極22-1、絕緣圖案層22-2、及第二電極22-3依次堆疊於基材10上之後，第一電極22-1、絕緣圖案層22-2、及第二電極22-3可共同地(如同時地)圖案化。第一電極22-1可由與閘電極21相同的材料所形成。
絕緣圖案層22-2之厚度及組成材料可不考慮該電 晶體區域1之結構而調整。因此，可藉由使用一具有高介電常數之材料以減少(或最小化)該厚度而增加第一電容器Cst之電容。
此外，儲存區域2可進一步包括第三電極42與第四 電極52，對應於第一電容器Cst。第一絕緣層20與第二絕緣層30係介於第三電極42與第二電極22-3之間，以及第三絕緣層40係介於第四電極52與第三電極42之間。因此，在儲存區域2中，可由第一電容器22、第三電極42、及第四電極52而獲得至少三個電容器。
此外，第四電極52可作為一輔助電極使用以維持相對電極60之電壓。
根據本發明之一實施態樣，可在如第12圖所示之背板之發光區域形成一有機發光裝置，使得該背板可作為一用於 有機發光顯示器之背板來使用。然而，本發明並不限於此。舉例而言，當一液晶係位於畫素電極51與相對電極60之間時，如第12圖所示之背板可作為一用於液晶顯示器裝置之背板而使用。
除了在第12圖中形成發光層之程序外，參考如第1 圖至第11圖之描述，可使用7個光罩以製造該背板。在該第一光罩程序中，可經由二個或以上之光罩程序所形成之結構可藉由使用半色調光罩M1而僅經由一個光罩程序形成。
上述在用來形成有機發光顯示器裝置之各光罩程序 期間之堆疊層的移除可藉由乾式蝕刻或濕式蝕刻而達成。雖然上述實施態樣中係例示單一電晶體及單一電容器，此例示僅為了解釋上的方便，本發明並不限於此。根據一實施態樣，只要光罩程序之數量不增加，可以包括複數個TFT及複數個電容器。根據本發明之一實施態樣，由於減少總光罩之數量，因此可以減少製造成本。此外，可獲得低電阻配線及高電容電容器，其可使用於大型平面顯示器。
雖然已參考實例性實施態樣特別顯示及描述本發 明，但本領域具通常知識者將可理解，可在不背離以如以下申請專利範圍所定義之本發明精神與範疇及其等效形式之情況下，可進行各種形式與細節上的變化。
1‧‧‧電晶體區域
2‧‧‧儲存區域
10‧‧‧基材
20‧‧‧第一絕緣層
21‧‧‧第一導電層圖案/閘電極
22‧‧‧第一電容器
22-1‧‧‧第一導電層圖案/第一電極
22-2‧‧‧介電層圖案/絕緣圖案層
22-3‧‧‧第二導電層圖案/第二電極
30‧‧‧第二絕緣層
31‧‧‧主動層
31a‧‧‧第一孔洞
31b‧‧‧第二孔洞
40‧‧‧第三絕緣層
41a‧‧‧源電極
41b‧‧‧汲電極
42‧‧‧第三電極
43‧‧‧第三孔洞
50‧‧‧第四絕緣層
51‧‧‧畫素電極
52‧‧‧第四電極
53‧‧‧第一開口
54‧‧‧第二開口
55‧‧‧中間層
60‧‧‧相對電極
Cst‧‧‧第一電容器
TFT‧‧‧薄膜電晶體

Claims (27)

  1. 一種用於平面顯示器之背板，該背板包含：一基材；一閘電極，位於該基材上；一第一電容器，位於該基材上，該第一電容器包含一第一電極、一絕緣圖案層位於該第一電極上、及一第二電極形成於該絕緣圖案層上；一第一絕緣層，位於該基材上以覆蓋該閘電極與該第一電容器；一主動層(active layer)，位於該第一絕緣層上以對應於該閘電極；以及一源電極與一汲電極，位於該基材上以接觸該主動層之一部分。
  2. 如請求項1所述之背板，更包含一第三電極，對應於該第一電容器，且在一與該源電極及該汲電極相同之層上。
  3. 如請求項1所述之背板，更包含一第二絕緣層，位於該第一絕緣層上以覆蓋該主動層，該第二絕緣層包含一第一孔洞與一第二孔洞以暴露出該主動層之一部分，其中該源電極與該汲電極係位於該第二絕緣層上並填滿該第一孔洞與該第二孔洞。
  4. 如請求項2所述之背板，更包含一第三絕緣層，位於該第一絕緣層上以覆蓋該源電極、該汲電極、及該第三電極，其中該第 三絕緣層包含一第三孔洞以暴露出該源電極或汲電極之一部分。
  5. 如請求項4所述之背板，更包含一畫素電極，位於該第三絕緣層上並填滿該第三孔洞，且通過該第三孔洞電性耦合至該源電極或該汲電極。
  6. 如請求項4所述之背板，更包含一第四電極，位於該第三絕緣層上並對應於該第一電容器。
  7. 如請求項5所述之背板，更包含：一第四絕緣層，覆蓋位於該第三絕緣層上之該畫素電極之一邊，且包含一開口以暴露出該畫素電極之至少一部分；一中間層(intermediate layer)，位於藉由該開口所暴露出之該畫素電極上，且包含一有機發光層；以及一相對電極(opposite electrode)，與該畫素電極相對，該中間層係介於該相對電極與該畫素電極之間。
  8. 如請求項1所述之背板，其中該第一電極包含一與該閘電極相同之材料。
  9. 如請求項1所述之背板，其中該主動層包含一氧化物半導體。
  10. 如請求項1所述之背板，其中該閘電極與該第一電容器係藉由使用一半色調光罩(half-tone mask)所形成。
  11. 如請求項1所述之背板，其中該第一電極、絕緣圖案層、與第二電極之側面的位置係彼此相同。
  12. 如請求項1所述之背板，其中該絕緣圖案層之介電常數係高於該第一絕緣層之介電常數。
  13. 如請求項1所述之背板，其中該絕緣圖案層包含至少一種選自ZrOx、HfOx、AlOx、SiNx、SiNOx、及SiOx的材料。
  14. 一種製造用於平面顯示器之背板之方法，該方法包含：形成一第一電容器與一閘電極於一基材上，該第一電容器包含一第一電極、一位於該第一電極上之絕緣圖案層、及一位於該絕緣圖案層上之第二電極；形成一第一絕緣層於該基材上，以覆蓋該第一電容器與該閘電極；形成一主動層於該第一絕緣層上，以對應於該閘電極；形成一第二絕緣層於該第一絕緣層上，該第二絕緣層覆蓋該主動層同時提供第一與第二孔洞以暴露出該主動層之一部分；以及形成一源電極與一汲電極於該基材上，以接觸該主動層之一部分。
  15. 如請求項14所述之方法，其中形成該源電極與汲電極之步驟包含進一步形成一對應於該第一電容器的第三電極。
  16. 如請求項14所述之方法，其中該源電極與該汲電極係位於該第二絕緣層上並填滿該第一孔洞與該第二孔洞。
  17. 如請求項15所述之方法，更包含形成一第三絕緣層於該第二絕緣層上，以覆蓋該源電極、該汲電極、及該第三電極，其中該第三絕緣層包含一第三孔洞以暴露出該源電極或汲電極之一部分。
  18. 如請求項17所述之方法，更包含形成一畫素電極於該第三絕緣層上並填滿該第三孔洞，該畫素電極係通過該第三孔洞與該源電極或該汲電極電性耦合。
  19. 如請求項18所述之方法，其中形成該畫素電極之步驟更包含形成一第四電極於該第三絕緣層上，以對應於該第一電容器。
  20. 如請求項18所述之方法，更包含形成一第四絕緣層，以覆蓋位於該第三絕緣層上之該畫素電極之一邊，該第四絕緣層包含一開口以暴露出該畫素電極之至少一部分。
  21. 如請求項20所述之方法，更包含形成一包含一有機發光層之中間層於該藉由該開口所暴露出之畫素電極上；以及形成一相對電極，與該畫素電極相對，該中間層係介於該相對電極與該畫素電極之間。
  22. 如請求項14所述之方法，其中該第一電極包含一與該閘電極相同之材料。
  23. 如請求項14所述之方法，其中該主動層包含一氧化物半導體。
  24. 如請求項14所述之方法，其中形成該第一電容器與該閘電極之步驟包含藉由使用一半色調光罩來形成該閘電極與該第一電容器。
  25. 如請求項14所述之方法，其中該第一電極、該絕緣圖案層、與該第二電極之側面之位置係彼此相同。
  26. 如請求項14所述之方法，其中該絕緣圖案層之介電常數係高於該第一絕緣層之介電常數。
  27. 如請求項14所述之方法，其中該絕緣圖案層包含至少一種選自ZrOx、HfOx、AlOx、SiNx、SiNOx、及SiOx的材料。
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