TW202232461A - 顯示器的製造方法及顯示器 - Google Patents

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劉博
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Abstract

提供一種在抑制製造時間及製造成本的同時確保較寬發光區域的包括垂直有機發光電晶體的顯示器的製造方法。在包括垂直有機發光電晶體的顯示器的製造方法中，垂直有機發光電晶體的閘極電極層與薄膜電晶體的載流電極層中和垂直有機發光電晶體的閘極電極層連接的一者一體地形成於相同的層中。

Description

顯示器的製造方法及顯示器
本發明是有關於一種顯示器的製造方法及一種顯示器。
近年來，使用有機半導體發光元件的光源元件的實際使用已取得進展，且使用有機半導體發光元件作為光源元件的顯示器已變得可商業購得。在對使用有機半導體發光元件作為光源元件的顯示器的開發中，為進一步改善效能，仍然進行了對較高亮度、較高清晰度、較低功耗及較長壽命的研究。
使用有機半導體發光元件作為發光元件的傳統顯示器的畫素由有機發光二極體（organic light-emitting diode，OLED）（亦稱為「OLED」）及控制流經有機發光二極體的電流的電晶體構成。有機發光二極體是因應於自形成於基板上的薄膜電晶體（thin-film transistor，TFT）（亦稱為「TFT」）至夾在陽極電極與陰極電極之間的有機電致發光（electroluminescent，EL）層的電流輸入而發光的裝置。
然而，關於此種配置，以下專利文件1闡述一種垂直有機發光電晶體（vertical organic light-emitting transistor，VOLET）（亦稱為「VOLET」）作為被配置成藉由增加發光區域來減少控制元件的數目並增加亮度的元件，所述VOLET被配置成藉由控制施加至閘極電極的電壓來調節流動電流，且同時根據流經電晶體本身的電流量來發光。此外，以下專利文件2闡述一種使用垂直有機發光電晶體的顯示器，且上述元件有望顯著增加顯示器的亮度。 先前技術文件 專利文件
[專利文件1]WO 2009/036071 A [專利文件2]JP-A-2014-505324
使用有機EL的顯示器不僅有望應用於家用電視及智慧型電話，而且有望應用於在安裝於例如火車站等中的柱子上進行顯示的廣告顯示器。因此，需要在根據使用模式改善例如亮度及解析度等效能及品質的同時以較低的成本提供有機EL顯示器。
然而，在不最佳化製程流程的情況下，相較於設置有傳統有機發光二極體的顯示器而言，設置有垂直有機發光電晶體的顯示器具有更多的製造製程數目及較高的製造成本。
相較於設置有傳統有機發光二極體的顯示器而言，設置有垂直有機發光電晶體的顯示器具有可減少薄膜電晶體數目的優點。然而，由於薄膜電晶體同時形成於相同的層中的不同位置處，因此由於電晶體數目的增加而對製造製程數目及製造成本造成的影響小。
此外，基於標準非最佳化製程流程，相較於設置有簡單有機發光二極體的顯示器而言，設置有垂直有機發光電晶體的顯示器需要更多的製造製程來形成附加的閘極電極及閘極絕緣膜層。因此，在包括有機發光二極體的顯示器的製造製程中，簡單地用形成垂直有機發光電晶體的製程代替形成有機發光二極體的製程會增加製造所需的時間及成本。
鑑於以上問題，本發明的一個目的是提供一種在抑制製造時間及製造成本的同時確保較寬發光區域的包括垂直有機發光電晶體的顯示器的製造方法。
根據本發明的顯示器的製造方法是一種包括垂直有機發光電晶體的顯示器的製造方法，所述方法包括： 在相同的層上一體地形成垂直有機發光電晶體的閘極電極層與薄膜電晶體的載流電極層中和垂直有機發光電晶體的閘極電極層連接的一者。
在本說明書中，薄膜電晶體的載流電極層用作薄膜電晶體的源極電極層及汲極電極層的總稱。在形成為顯示器的組件的諸多薄膜電晶體中，源極電極層與汲極電極層在藉由通道長度分隔開的情況下形成於相同的層中。薄膜電晶體的載流電極層根據欲連接的配線（wiring）及節點而被分類成源極電極層或汲極電極層。
其畫素由有機半導體發光元件及薄膜電晶體構成的顯示器在下層側上形成有薄膜電晶體、用於向每一畫素的薄膜電晶體傳輸訊號的閘極線、用於向有機半導體發光元件供應電流的電流供應線以及其他元件。然後，在薄膜電晶體、電流供應線以及其他元件的上層側上形成有機半導體發光元件。在以下說明中，為便於闡釋，藉由假定上層側指示自基板側層疊每一層的方向來闡述配置。
使用有機發光二極體作為發光元件的顯示器需要用於電流控制（current control）及電源切換（supply switching）的至少兩個薄膜電晶體來作為用於驅動及控制一個有機發光二極體的配置。另一方面，使用垂直有機發光電晶體作為發光元件的顯示器具有驅動及控制一個垂直有機發光電晶體的配置，其中僅一個薄膜電晶體的載流電極層（在以下說明中假定為汲極電極層）連接至垂直有機發光電晶體的閘極電極層。
此外，由於垂直有機發光電晶體的閘極電極層是用於控制垂直有機發光電晶體的源極電極層與汲極電極層之間的電場的端子，因此閘極電極將不會以低阻抗連接至除薄膜電晶體的載流電極層以外的節點。出於此種原因，即使垂直有機發光電晶體的閘極電極層與薄膜電晶體的載流電極層中和閘極電極層連接的一者是一體地形成，亦將不會出現由於高電流單獨流經與其他節點平行的導電路徑而導致電壓IR下降的問題。
因此，藉由採用以上製造方法，可同時執行形成垂直有機發光電晶體的閘極電極層的製程與形成薄膜電晶體的載流電極層的製程。因此，相較於藉由單獨的製程形成以上電晶體的情形而言，製程數目減少。
此外，由於藉由以上製造方法製造的顯示器不需要垂直有機發光電晶體的閘極電極層與薄膜電晶體的載流電極層之間的接觸孔，因此可確保較寬的發光區域。
在製造方法中，垂直有機發光電晶體可具有一體地形成於相同的層上的至少二或更多個源極電極層。
藉由使用所述製造方法，設置於每一發光區域中的垂直有機發光電晶體的源極電極層與電流供應線不必藉由另一配線彼此連接。即，向每一垂直有機發光電晶體的源極電極層供應電流的電流供應線的數目及面積減少。
傳統上，電流供應線在整個顯示器之上以柵格圖案形成於以陣列形成的垂直有機發光電晶體之間。然而，根據所述製造方法，當供應用於驅動垂直有機發光電晶體的電流的驅動器連接至至少一個垂直有機發光電晶體時，電流經由一體地構成的源極電極被供應至其餘的垂直有機發光電晶體。即，向源極電極層供應電流的電流供應線的數目及面積減少，用於形成電流供應線的面積顯著減少，且用於形成電流供應線所需的材料顯著減少。
在垂直有機發光電晶體的閘極絕緣膜上形成電流供應線且一體地形成垂直有機發光電晶體的源極電極以橫跨所述多個垂直有機發光電晶體的情形中，由於不需要形成用於連接的接觸孔且不需要形成複雜的圖案，因此製造時間及製造成本不會顯著增加。
此外，由於一體地形成於相同的層上的垂直有機發光電晶體的源極電極層具有共享流經電流供應線的電流的功能，因此會抑制由於寄生電阻或類似因素引起的電壓降的影響。此外，藉由減少電流供應線而產生的面積可用於擴大發光區域。
在所述製造方法中，垂直有機發光電晶體的源極電極層可在形成用作基底的表面層之後藉由在表面層的主表面上層疊導電材料而形成。
藉由使用所述製造方法，舉例而言，垂直有機發光電晶體的源極電極層可由例如碳材料等難以藉由自身來固定並形成電極層的導電材料形成。此外，舉例而言，表面層可被形成為橫跨所述多個垂直有機發光電晶體，且源極電極可被形成為橫跨垂直有機發光電晶體的一部分。藉由採用以上配置，慮及電流供應線的配線阻抗的影響，可藉由形成具有所述配置的源極電極層來抑制材料成本。
此處，作為層壓於表面層的主表面上的導電材料，舉例而言，可採用碳奈米管、石墨烯、石墨、金屬奈米線及類似物。
在所述製造方法中，在表面層形成之後，表面層的主表面的一部分可形成有電流供應線，所述電流供應線被配置成向垂直有機發光電晶體的源極電極層供應電流，且 在電流供應線形成之後，垂直有機發光電晶體的源極電極層可由導電材料形成，以橫跨表面層及電流供應線。
藉由所述製造方法，可在夾在垂直有機發光電晶體之間的區域中形成電流供應線。此使得免於在位於垂直有機發光電晶體下方的層中確保用於形成電流供應線的面積。此種配置可確保較寬的發光區域，在其中採用底部發射方法（bottom emission method）的上述顯示器中尤為如此。
在所述製造方法中，垂直有機發光電晶體的閘極電極層可由對光表現出導電性（conductivity）及透明度（transparency）的金屬氧化物製成的材料形成。
另外，所述製造方法可更包括 形成彩色濾光片層，所述彩色濾光片層透射自垂直有機發光電晶體發射的光的波長頻帶的一部分中的光。
根據本發明的所述顯示器包括：垂直有機發光電晶體；以及薄膜電晶體，其中載流電極層中的一者連接至垂直有機發光電晶體的閘極電極層，其中垂直有機發光電晶體的閘極電極層與薄膜電晶體的載流電極層中的所述一者一體地形成於相同的層上。通常，薄膜電晶體的兩個載流電極（即源極電極與汲極電極）將在相同的製程中一體地形成於相同的層上。另外，薄膜電晶體的源極電極與資料線將在相同的製程中一體地形成於相同的層上。因此，資料線、薄膜電晶體的源極電極及汲極電極以及垂直有機發光電晶體的閘極電極可皆在相同的製程中一體地形成於相同的層上。資料線期望較高的導電性（electrical conductivity）以確保再新率（refresh rate），而用於底部發射顯示方法的垂直有機發光電晶體的閘極電極需要高光學透明度。所述層的導電性與光學透明度之間的良好平衡是所期望的。作為另一選擇，垂直有機發光電晶體的閘極電極可被形成為多層式結構的透明且導電的組件，其中在不需要光學透明度的多層式結構的薄膜電晶體部分的資料線、源極電極及汲極電極中，可包括不透明但高導電的金屬層組件來增強導電性。
在所述顯示器中，垂直有機發光電晶體可具有一體地形成於相同的層上的至少二或更多個源極電極層。
在所述顯示器中，垂直有機發光電晶體可具有由導電材料製成且形成於作為基底的表面層的主表面上的源極電極層。
在所述顯示器中，表面層的主表面的一部分可形成有電流供應線，所述電流供應線被配置成向垂直有機發光電晶體的源極電極層供應電流，且垂直有機發光電晶體的源極電極層可由導電材料形成，以橫跨表面層及電流供應線。
所述顯示器可更在當自層疊每一層的方向觀察時的薄膜電晶體的外側上包括彩色濾光片層，所述彩色濾光片層透射自垂直有機發光電晶體發射的光的波長頻帶的一部分中的光，其中垂直有機發光電晶體的閘極電極層可由對光表現出導電性及透明度的金屬氧化物製成的材料形成。
此處，「當自層疊每一層的方向觀察時的薄膜電晶體的外側」意指當自所述方向觀察時薄膜電晶體的閘極電極層與源極電極層及汲極電極層交疊的區域，且進一步意指位於源極電極層與汲極電極層之間的區域的外側，即其中形成薄膜電晶體的通道的區域。
顯示器可更包括樹脂層，所述樹脂層位於垂直有機發光電晶體的源極電極層與有機半導體層之間，其中當自層疊每一層的方向觀察時，所述樹脂層可在所述顯示器的有效區域中在其中垂直有機發光電晶體的源極電極層與閘極電極層彼此交疊的區域中形成有開口。
此處「有效區域」意指當自層疊每一層的方向觀察時的發光區域。具體而言，在「實施方式」章節中參照圖1闡述了所述用語。 [發明效果]
根據本發明，達成了一種在抑制製造時間及製造成本的同時確保較寬發光區域的包括垂直有機發光電晶體的顯示器的製造方法。
在下文中，參照圖式闡述本發明的顯示器的製造方法及藉由所述方法製造的顯示器的配置。另外，各以下圖式被示意性地示出，且圖式中的尺寸比及構成件數目並不總是與實際尺寸比及數目匹配。
圖1是顯示器1的實施例的一部分的示意性配置圖。如圖1中所示，本實施例的顯示器1包括發光單元10、資料線11、電流供應線12及閘極線13以及輔助線14，發光單元10包括以陣列方式對齊的稍後闡述的垂直有機發光電晶體20。
此外，顯示器1在其外邊緣上包括：源極驅動器15a，向資料線11施加與在垂直有機發光電晶體20的閘極電極上顯示的影像資料對應的電壓；電流供應單元15b，向電流供應線12供應電流且向垂直有機發光電晶體20的源極電極供應電流；以及閘極驅動器15c，向閘極線13輸出薄膜電晶體21的控制訊號。此處，如圖1中所示，在顯示器1中，其中發光單元10對齊的區域A2對應於排除其中佈置有所述驅動器（15a、15b、15c）及類似物的區域以外的有效區域。
圖2是圖1所示顯示器1的區域A1中的發光單元10的詳細電路圖。如圖2中所示，發光單元10包括垂直有機發光電晶體20、控制至垂直有機發光電晶體20的閘極電極的電壓施加的薄膜電晶體21、以及形成於垂直有機發光電晶體20的源極電極與閘極電極之間的電容器23。在圖1及圖2的說明中，電流供應線12的配線方向被闡述為X方向，且輔助線14的配線方向被闡述為Y方向。
資料線11是為根據欲顯示的影像來調節垂直有機發光電晶體20的發射亮度而經由薄膜電晶體21將自源極驅動器15a輸出的電壓施加至垂直有機發光電晶體20的閘極電極的配線。在本實施例中，資料線11在X方向上形成，但可在Y方向上形成。
多個電流供應線12在X方向上配線於垂直有機發光電晶體20的外側上，以連接至由在X方向上對齊的多個垂直有機發光電晶體20組成的組。每一電流供應線12將自電流供應單元15b輸出的電流供應至垂直有機發光電晶體20組中所包括的每一垂直有機發光電晶體20的源極電極。
閘極線13連接至薄膜電晶體21的閘極電極，朝向薄膜電晶體21的閘極電極傳輸自閘極驅動器15c輸出的控制訊號，且將薄膜電晶體21導通/關斷以控制流經垂直有機發光電晶體20的閘極電極及資料線11的電流。在本實施例中，閘極線13在Y方向上形成，但可在X方向上形成。
輔助線14在Y方向上配線於在X方向對齊的發光單元10之間，以對所述多個電流供應線12進行連接。輔助線14可不形成於在X方向上對齊的所有發光單元10之間。在本實施例中，電流供應線12在X方向上形成且輔助線14在Y方向上形成，但電流供應線12可在Y方向上形成且輔助線14可在X方向上形成。
電容器23是用於保持垂直有機發光電晶體20的閘極電極與源極電極之間的電壓的元件，且被佈置成在薄膜電晶體21處於關斷狀態的同時將所顯示的影像維持達預定時間。
接下來，闡述形成於基板上的每一元件的結構。圖3A是根據所述實施例的發光單元10及其周邊的示意性元件配置的俯視圖，且圖3B是示出自圖3A移除電流供應線12的狀態的圖。圖4是沿圖3A所示的線A-A'截取的剖視圖。如圖3B及圖4中所示，垂直有機發光電晶體20與薄膜電晶體21在由資料線11及閘極線13劃分的區域中成組形成。
此外，如上所述，圖3A及圖3B中所示的垂直有機發光電晶體20是藉由切除所述區域的一部分而示出，但本實施例的垂直有機發光電晶體20的汲極電極層20d、發光層（有機半導體層20a及有機EL層20c）、源極電極層20s及類似物被形成為如圖4中所示橫跨所述多個垂直有機發光電晶體20。
基板30對光透明，且將自垂直有機發光電晶體20輻射的光發射至外部。稍後闡述具體材料。
在以下說明中，資料線11及電流供應線12的配線方向被稱為X方向，閘極線13的配線方向被稱為Y方向，且與該些方向正交的方向被稱為Z方向（第三方向）。另外，在區分正方向與負方向的同時表達方向的情形中，在例如「+Z方向」及「-Z方向」等表達中添加正符號及負符號，且在不區分正方向與負方向的情況下表達方向的情形中，簡單地使用表達方式「Z方向」。
垂直有機發光電晶體20由以下構成：自+Z側上的層開始是與陰極電極對應的汲極電極層20d、形成發光層的有機EL層20c及有機半導體層20a、形成於表面層31的表面上的由導電材料（在本實施例中，碳奈米管）製成的源極電極層20s，然後進一步在-Z側上是由介電材料製成的閘極絕緣膜層20h，且此外是閘極電極層20g。
在具有以上配置的垂直有機發光電晶體20中，當電壓被施加至閘極電極層20g時，有機半導體層20a與源極電極層20s之間的肖特基障壁（Schottky barrier）改變，且當超過預定臨限值時，載子被注入，且電流自源極電極層20s流動至有機半導體層20a及有機EL層20c，此導致發光。
儘管在圖4中未示出X方向，然而源極電極層20s亦被施加至形成於表面層31上的電流供應線12的+Z側，以與電流供應線12直接接觸。然後，為藉由將垂直有機發光電晶體20的有機半導體層20a及源極電極層20s與其中藉由交疊閘極電極層20g來控制載子注入的有效發光區域電性絕緣來界定所述有效發光區域，在其中閘極電極層20g與源極電極層20s在Z方向上彼此交疊的區域中形成設置有開口24a的堤層（bank layer）24。如圖4中所示，自確保交疊餘裕（overlap margin）的角度來看，其中形成開口24a的區域較佳地形成於其中閘極電極層20g與源極電極層20s彼此交疊的區域的內側上。
本實施例的顯示器1被配置成使得基板30由對可見光透明的材料製成，且閘極電極層20g及源極電極層20s被配置成具有可供可見光通過的光學間隙及/或形態。利用此種配置，自有機EL層20c發射的光通過基板30並發射至外部以顯示影像。另外，以上發光方法被稱為「底部發射方法」。
在薄膜電晶體21中，源極電極層21s與汲極電極層21d藉由氧化物半導體層21a而連接，且閘極電極層21g形成於氧化物半導體層21a下方，其中絕緣膜層或介電層夾置於其間。當電壓被施加至閘極電極層21g時，在氧化物半導體層21a中會形成通道，且電流流經作為載流電極層的源極電極層21s及汲極電極層21d。
在薄膜電晶體21中，源極電極層21s連接至資料線11。如圖4中所示，薄膜電晶體21的汲極電極層21d的導電層組件中的一些與垂直有機發光電晶體20的閘極電極層20g一體地形成。
如圖3B中所示，垂直有機發光電晶體20被形成為幾乎填充由資料線11及閘極線13劃分的整個區域，以便最大化開孔比（aperture ratio）並增加亮度。薄膜電晶體21在所劃分區域的隅角處被形成得盡可能小，以對垂直有機發光電晶體20的發光區域僅具有小的影響。
儘管圖式中未示出電容器23，然而在圖3A至圖4中，如圖4中所示，在本實施例的垂直有機發光電晶體20中，源極電極層20s與閘極電極層20g被佈置成彼此面對，其中閘極絕緣膜層20h夾置於其間。因此，垂直有機發光電晶體20具有作為寄生元件的電容器23，且電容器23亦可表現出電壓維持功能。若此種寄生元件的電容器23的電容值不足，則可另外形成另一電容器。
以下列出用於每一層的材料作為實例。
閘極線13及輔助線14採用的材料可包括鋁（Al）、鈦（Ti）、鉬（Mo）、鎢（W）、鈮（Nb）、鎂（Mg）、銀（Ag）、銅（Cu）及其組合的合金。
基板30採用的材料可包括玻璃材料及塑膠材料，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate，PET）、聚萘二甲酸乙二醇酯（polyethylene naphthalate，PEN）及聚醯亞胺。
垂直有機發光電晶體20的汲極電極層20d可為單層或多層，且其採用的材料可包括碳奈米管、石墨烯、Al、氟化鋰（LiF）、氧化鉬（Mo xO y）、氧化銦錫（indium tin oxide，ITO）、氧化鋅（ZnO）、Mg、Ag、金（Au）及其他組合的合金。
垂直有機發光電晶體20的閘極電極層20g採用的材料可包括作為對光表現出透明度及導電性的金屬氧化物材料的ITO及氧化銦鎵鋅（indium gallium zinc oxide，IGZO）。此外，在其中光自與閘極電極層20g相對的側發射的配置中（舉例而言，在頂部發射方法（top emission method）中），可採用對光不具有透明度的材料，且閘極電極層20g可採用例如以下材料：摻雜金屬的或未經摻雜的透明導電氧化物，包括摻雜有例如Al、錫（Sn）、釔（Y）、鈧（Sc）或鎵（Ga）等金屬的ZnO、氧化銦（In 2O 3）、二氧化錫（SnO 2）、氧化鎘（CdO）或包括其組合的材料；或者Al、Au、Ag、鉑（Pt）、鎘（Cd）、鎳（Ni）或鉭（Ta）或者其組合；或者進一步包括p摻雜（p-doped）或n摻雜（n-doped）矽（Si）或者鎵砷（GaAs）。
表面層31與垂直有機發光電晶體20的閘極電極層20g之間的閘極絕緣膜層20h採用的材料可包括例如氧化矽（SiO x）、氧化鋁（Al 2O 3）、氮化矽（Si 3N 4）、氧化釔（Y 2O 3）、鈦酸鉛（PbTiO x）、鈦酸鋁（AlTiO x）、玻璃及聚對二甲苯聚合物、聚苯乙烯、聚醯亞胺、聚乙烯基苯酚、聚甲基丙烯酸甲酯及氟聚合物等無機化合物及有機化合物。
垂直有機發光電晶體20的有機半導體層20a採用的材料可包括：線性稠合多環芳族化合物（或並苯化合物（acene compound）），例如萘、蒽、紅螢烯、稠四苯、稠五苯及稠六苯以及其衍生物；顏料，例如銅酞菁（copper phthalocyanine，CuPc）系化合物、偶氮化合物、苝系化合物及其衍生物；低分子量化合物，例如腙化合物、三苯基甲烷系化合物、二苯基甲烷系化合物、二苯乙烯系化合物、烯丙基乙烯基化合物、吡唑啉系化合物、三苯胺衍生物（triphenylamine derivative，TPD）、烯丙基胺化合物、低分子量胺衍生物（a-NPD）、2,2',7,7'-四(二苯基胺基)-9,9'-螺二芴（2,2',7,7'-tetrakis(diphenylamino)-9,9'-spirobifluorene，spiro-TAD）、N,N'-二(1-萘基)-N,N'-二苯基-4,4'-二胺基聯苯（N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diamonobiphenyl，spiro-NPB）、4,4',4''-三[N-3-甲基苯基-N-苯基胺基]三苯基胺（4,4',4''-tris[N-3-methylphenyl-N-phenylamino]triphenylamine，mMTDATA）、2,2',7,7'-四(2,2二苯基乙烯基)-9,9-螺二芴（2,2',7,7'-tetrakis(2,2-diphenylvinyl)-9,9-spirobifluorene，spiro-DPVBi）、4,4'-雙(2,2-二苯基乙烯基)聯苯（4,4'-bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl，DPVBi）、(8-羥基喹啉)鋁（(8-quinolinolato)aluminum，Alq）、三(8-羥基喹啉)鋁（tris(8-quinolinolato)aluminum，Alq3）、三(4-甲基-8羥基喹啉)鋁（tris(4-methyl-8 quinolinolato)aluminum，Almq3）及其衍生物；聚合物化合物，例如聚噻吩、聚(對伸苯伸乙烯)（poly(p-phenylene vinylene)，PPV）、含聯苯基的聚合物、含二烷氧基的聚合物、烷氧基苯基PPV、苯基PPV、苯基/二烷氧基PPV共聚物、聚(2-甲氧基-5-(2'-乙基己氧基)-1,4-伸苯基伸乙烯基)（poly(2-methoxy-5-(2'-ethylhexyloxy)-1,4-phenylene vinylene)，MEH-PPV）、聚(乙烯二氧基噻吩)（poly(ethylenedioxythiophene)，PEDOT）、聚(苯乙烯磺酸)（poly(styrene sulfonic acid)，PSS）、聚(苯胺)（poly(aniline)，PAM）、聚(N-乙烯基咔唑)、聚(乙烯基芘)、聚(乙烯基蒽)、芘甲醛樹脂、鹵化乙基咔唑甲醛樹脂及其改質產物；n型輸送有機低分子、寡聚物或聚合物，例如5,5-二全氟己基羰基-2,2:5,2:5,2-四噻吩（DFHCO-4T）、α,ω-二全氟己基四噻吩（DFH-4T）、5,5'''-二(全氟苯基羰基)-2,2':5',2'':5'',2'''-四聚噻吩（DFCO-4T）、聚{[N,N'-雙(2-辛基十二烷醇)萘-1,4,5,8-雙-(二甲醯亞胺)-2,6-二基]-5,5'-(2,2'-雙噻吩)}（P(NDI2OD-T2)）、N,N'-雙(正辛基)-x:y,二氰乙炔-3,4,9,10-雙(二甲醯亞胺)（PDI8-CN2）、N,N'-1H,1H-全氟丁基二氰基苝醯亞胺（PDIF-CN2）、氟化酞菁銅（F16CuPc）、富勒烯、萘、苝及寡聚噻吩衍生物；以及此外，具有噻吩環的芳族化合物，例如噻吩並[3,2-b]噻吩、二萘基[2,3-b:2',3'-f]噻吩並[3,2-b]噻吩（dinaphthyl[2,3-b:2',3'-f]thieno[3,2-b]thiophene，DNTT）及2-癸基-7-苯基[1]苯並噻吩並[3,2-b][1]苯並噻吩（2-decyl-7-phenyl[1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene，BTBT）。
此處，藉由適當地選擇具有相容能階的有機半導體，垂直有機發光電晶體20可較佳地利用在設置有有機發光二極體的顯示器中標準使用的電洞注入層、電洞輸送層、有機EL層、電子輸送層、電子注入層及類似物。然後，藉由選擇構成上述有機EL層20c的材料調節發射至外部的光的顏色，以發射具有例如紅色、綠色及藍色等顏色的光。此外，如稍後作為另一實施例闡述，垂直有機發光電晶體20可被配置成發射白光，且可被配置成藉由使用相同的垂直有機發光電晶體20的彩色濾光片層來選擇及發射具有所期望顏色的光。另外，垂直有機發光電晶體20可被配置成發射例如藍光等具有短波長的光，且在一些畫素中可被配置成激勵光學降頻轉換層（optical down-conversion layer），以發射具有例如紅色及綠色等所期望顏色的較長波長的光。降頻轉換層可包括磷光體（phosphor）及半導體量子點（semiconductor quantum dot）。
表面層31是出於包括固定源極電極層20s在內的各種目的而形成於閘極絕緣膜層20h上的層。用於形成表面層31的材料可藉由施加包含由矽烷耦合材料、丙烯酸樹脂或類似物形成的黏結劑樹脂的組成物來形成。
堤層24的材料可包括：無機絕緣材料，例如SiO、Si 3N 4、Al 2O 3及氮化鋁（AlN）；以及有機絕緣材料，例如聚醯亞胺樹脂、矽氧烷樹脂、丙烯酸樹脂及酚醛樹脂。
薄膜電晶體21中所包括的氧化物半導體層21a採用的材料可包括In-Ga-Zn-O系半導體、Zn-O系半導體（ZnO）、In-Zn-O系半導體（In-Zn-O-based semiconductor，IZO（註冊商標））、Zn-Ti-O系半導體（Zn-Ti-O-based semiconductor，ZTO）、Cd-Ge-O系半導體、Cd-Pb-O系半導體、CdO（氧化鎘）、Mg-Zn-O系半導體、In-Sn-Zn-O系半導體（舉例而言，In 2O 3-SnO 2-ZnO）及In-Ga-Sn-O系半導體。
在本實施例中，薄膜電晶體21是具有由氧化物半導體製成的半導體通道層的薄膜電晶體，但可為由非晶矽、低溫多晶矽（low temperature polysilicon，LTPS）或高溫多晶矽（high temperature polysilicon，HTPS）製成的薄膜電晶體。此外，薄膜電晶體可為p型或n型。此外，作為具體配置，可採用例如交錯型（staggerd type）、倒置交錯型（inverted staggerd type）、共面型（coplanar type）及倒置共面型（inverted coplanar type）等任何配置。
作為垂直有機發光電晶體20，亦可採用專利文件1及2中闡述的垂直有機發光電晶體20。
接下來，簡要闡述每一層的製造製程。圖5A至圖5G是當自+Z側觀察時，顯示器1的垂直有機發光電晶體20的周邊在製造製程中間的示意圖。在下文中，參照圖式闡述每一製程。
另外，參照其中三個垂直有機發光電晶體20在Y方向上對齊的圖式進行闡述，以使得可理解與相鄰垂直有機發光電晶體20以及垂直有機發光電晶體20之間的結構（即位於垂直有機發光電晶體20的外側上的結構）的位置關係。
所示區域的外部不必以相同的圖案重複出現。舉例而言，如圖5D及類似圖中所示，薄膜電晶體21形成於(+X, -Y)側上，但在整個顯示器1中，薄膜電晶體21形成於中心部分在X方向上的-X側上，薄膜電晶體可以任何圖案形成於例如(-X, +Y)側上。此外，在顯示器1中，對於顯示不同顏色的每一畫素，可可選地改變畫素的大小。
如圖5A中所示，首先，製備基板30（步驟S1）。
在步驟S1之後，如圖5B中所示，在基板30上形成薄膜電晶體21的閘極電極層21g及連接至閘極電極層21g的閘極線13（步驟S2）。
在步驟S2之後，在整個表面之上形成絕緣膜（未示出），且如圖5C中所示，在薄膜電晶體21的閘極電極層21g的+Z側上形成氧化物半導體層21a（步驟S3）。
用語「在整個表面之上形成」在此處意指在其中形成垂直有機發光電晶體20的整個影像形成區域之上形成所述層，且不意指在其中佈置驅動器的整個外邊緣部分之上形成所述層。此亦適用於以下說明。
在步驟S3之後，如圖5D中所示，在薄膜電晶體21的氧化物半導體層21a上形成在Y方向上分隔開的汲極電極層21d與資料線11（步驟S4）。資料線11在Z方向上與氧化物半導體層21a交疊的部分處構成薄膜電晶體21的源極電極層21s。在本實施例中，在步驟S4中，由於執行了藉由半色調曝光（halftone exposure）進行的兩步式形成製程，因此所述配置具有如圖5E中所示的形狀，但步驟S4可能不是藉由半色調曝光進行的形成製程。
在步驟S4之後，在整個表面之上形成鈍化膜，且然後在整個表面之上形成表面層31（步驟S5）。鈍化膜可用作閘極絕緣膜層20h，或者可形成單獨的閘極絕緣膜層20h。為便於闡釋，未示出鈍化膜及表面層31。
在步驟S5之後，如圖5F中所示，在X方向上形成電流供應線12，且形成輔助線14以使得在Y方向上將電流供應線12連接至其他電流供應線（步驟S6）。在本實施例中，由於電流供應線12與輔助線14形成於不同的層中，因此亦形成對該些層進行連接的接觸孔14c。接觸孔14c可形成於任何位置處且以適當的形狀及數目形成。
在步驟S6之後，在步驟S4中形成的表面層31的主表面及步驟S5中形成的電流供應線12上，在整個表面層31之上跨過在X方向上對齊的所述多個垂直有機發光電晶體一體地形成源極電極層20s（步驟S7）。相似於表面層31，為便於闡釋，未示出源極電極層20s。
在步驟S7之後，如圖5G中所示，形成作為樹脂層的堤層24（步驟S8）。當自Z方向觀察時，堤層24形成有開口24a，開口24a形成於其中閘極電極層20g與源極電極層20s彼此交疊的區域中。堤層24可由如上所述的無機絕緣材料形成。
在步驟S8之後，在整個表面之上形成欲作為發光層的有機半導體層20a及有機EL層20c以及汲極電極層20d，以形成圖3A至圖4中所示的配置。
在如上所述的製造製程中，垂直有機發光電晶體20的閘極電極層20g與薄膜電晶體21的汲極電極層21d被同時形成。因此，所述顯示器可用較傳統製造製程中少的製程來製造。
在本實施例中，垂直有機發光電晶體20的所有汲極電極層20d、有機半導體層20a、有機EL層20c及源極電極層20s橫跨所述多個垂直有機發光電晶體20。然而，可針對每一垂直有機發光電晶體20形成以上元件中的任一者。
[其他實施例] 在下文中，闡述其他實施例。
＜1＞圖6及圖7是當在YZ平面中切割另一實施例的發光單元10及其周邊的示意性元件配置時的所述配置的剖視圖。如圖6中所示，電流供應線12可形成於表面層31的-Z側上的層中。此外，如圖7中所示，輔助線14可形成於電流供應線12的-Z側上的層中。
在配置圖6所示發光單元10的情形中，舉例而言，在步驟S4中藉由半色調曝光形成電流供應線12。此外，在配置圖7所示發光單元10的情形中，舉例而言，在步驟S2中與形成薄膜電晶體21的閘極電極層21g同時地形成輔助線14。
具有如圖6中所示配置的發光單元10可在形成薄膜電晶體21的每一電極層的同時形成有電流供應線12，且在所述情形中，需要形成接觸孔12c的製程。然而，形成該些接觸孔12c的製程是最初甚至在發光二極體顯示器的傳統製造製程中針對顯示器的周邊部分中的電極層之間的連接而執行的製程，且不會成為增加製程數目的因素。因此，相較於傳統製造方法而言，製程數目減少。
具有如圖7中所示配置的發光單元10可在形成薄膜電晶體21的每一電極層的同時形成有輔助線14，且在所述情形中，除圖6中所示配置以外，亦需要形成接觸孔14c的製程。然而，形成接觸孔14c的製程的數目少於在上層中新產生電流供應線12的製程的數目，且可在抑制製程數目的同時形成輔助線14，且此外，形成接觸孔14c的製程可作為另一選擇用作在配線之間進行連接的製程。因此，相較於傳統製造方法而言，製程數目減少。因此，相較於參照圖5A至圖5G闡述的製造製程而言，圖6中所示配置與圖7中所示配置二者均可以較低的成本製造。
＜2＞圖8是當沿YZ平面切割另一實施例的設置有彩色濾光片層80的發光單元10及其周邊的示意性元件配置時的所述配置的剖視圖。圖9A是圖8所示薄膜電晶體21的周邊的放大圖，且圖9B是示出在形成圖9A所示薄膜電晶體21的氧化物半導體層21a之前的狀態的圖。如圖8及圖9A中所示，彩色濾光片層80可形成於垂直有機發光電晶體20的閘極電極層20g的-Z側上。在步驟S3中形成薄膜電晶體21的氧化物半導體層21a之前，執行形成彩色濾光片層80的製程。
此時，在彩色濾光片層80中在形成薄膜電晶體21的位置周圍產生開口80a，且彩色濾光片層80不形成於所述開口中，且如圖9B中所示，彩色濾光片層80的開口80a是以朝向基板30逐漸變窄的向前錐化形狀（forward tapered shape）形成，且因此，可形成及操作薄膜電晶體21。彩色濾光片層80可藉由例如藉由光遮罩曝光感光性彩色濾光片材料並對其進行顯影以形成具有預定圖案的彩色濾光片的方法、在整個表面上形成一次彩色濾光片層80並在此之後執行蝕刻製程的方法、或者在利用遮罩處理（masking processing）對其中形成薄膜電晶體21的區域進行處置的同時形成彩色濾光片的方法等方法來形成。
圖10A及圖10B是在形成彩色濾光片層80的情形中，當自+Z側觀察時，顯示器的一個垂直有機發光電晶體的周邊在製造製程中間的示意圖。圖10A示出其中在步驟S2之後在整個表面之上形成彩色濾光片層80且然後形成開口80a的情形中的實例，且圖10B示出其中針對每一發光單元10各別地形成彩色濾光片層80的情形中的實例。
圖8中所示配置是其中採用底部發射方法的情形的實例，其中光經由彩色濾光片層80自基板30側發射。在自垂直有機發光電晶體20發射的光之中，波長頻帶的一部分中的光被彩色濾光片層80過濾，且其餘波長頻帶中的光自基板30發射。
在此種配置的情形中，閘極電極層20g較佳由對光表現出透明度的材料形成，以使得自垂直有機發光電晶體20的有機EL層20c發射的光到達基板30，且舉例而言，可採用如上所述的例如ITO及IGZO等金屬氧化物材料。
＜3＞儘管已在底部發射方法的前提下闡述了各上述實施例，然而可採用自與基板30相對的側發射光的「頂部發射方法」。在此種情形中，在垂直有機發光電晶體20中，汲極電極層20d由對光表現出透明度的材料形成，以使得自有機EL層20c發射的光被去掉。
＜4＞每一實施例中的上述顯示器1中所包括的配置、材料及製造製程僅為實例，且本發明不限於上述配置及所示製程。
1:顯示器 10:發光單元 11:資料線 12:電流供應線 12c、14c:接觸孔 13:閘極線 14:輔助線 15a:驅動器/源極驅動器 15b:驅動器/電流供應單元 15c:驅動器/閘極驅動器 20:垂直有機發光電晶體 20a:有機半導體層 20c:有機EL層 20d:汲極電極層 20g:閘極電極層 20h:閘極絕緣膜層 20s:源極電極層 21:薄膜電晶體 21a:氧化物半導體層 21c:接觸孔 21d:汲極電極層 21g:閘極電極層 21s:源極電極層 23:電容器 24:堤層 24a、80a:開口 30:基板 31:表面層 80:彩色濾光片層 A-A':線 A1:區域/顯示區域 A2:區域 X、Y、Z:方向
圖1是實施例的顯示器的一部分的示意性配置圖。 圖2是圖1所示顯示區域A1中的發光單元的電路圖。 圖3A是所述實施例的發光單元及其周邊的示意性元件配置的俯視圖。 圖3B是示出自圖3A移除電流供應線12的狀態的圖式。 圖4是沿圖3A所示的線A-A'截取的剖視圖。 圖5A是當自+Z側觀察時，所述顯示器的一個垂直有機發光電晶體的周邊在製造製程中間的示意圖。 圖5B是當自+Z側觀察時，所述顯示器的一個垂直有機發光電晶體的周邊在製造製程中間的示意圖。 圖5C是當自+Z側觀察時，所述顯示器的一個垂直有機發光電晶體的周邊在製造製程中間的示意圖。 圖5D是當自+Z側觀察時，所述顯示器的一個垂直有機發光電晶體的周邊在製造製程中間的示意圖。 圖5E是當自+Z側觀察時，所述顯示器的一個垂直有機發光電晶體的周邊在製造製程中間的示意圖。 圖5F是當自+Z側觀察時，所述顯示器的一個垂直有機發光電晶體的周邊在製造製程中間的示意圖。 圖5G是當自+Z側觀察時，所述顯示器的一個垂直有機發光電晶體的周邊在製造製程中間的示意圖。 圖6是當沿YZ平面切割另一實施例的發光單元及其周邊的示意性元件配置時的所述配置的剖視圖。 圖7是當沿YZ平面切割另一實施例的發光單元及其周邊的示意性元件配置時的所述配置的剖視圖。 圖8是當沿YZ平面切割另一實施例的設置有彩色濾光片層的發光單元及其周邊的示意性元件配置時的所述配置的剖視圖。 圖9A是圖8所示薄膜電晶體的周邊的放大圖。 圖9B是示出在形成圖9A所示薄膜電晶體的氧化物半導體層之前的狀態的圖。 圖10A是當自+Z側觀察時，所述顯示器的一個垂直有機發光電晶體的周邊在製造製程中間的示意圖。 圖10B是當自+Z側觀察時，所述顯示器的一個垂直有機發光電晶體的周邊在製造製程中間的示意圖。

Claims (16)

  1. 一種包括垂直有機發光電晶體的顯示器的製造方法，所述方法包括： 在相同的層上一體地形成所述垂直有機發光電晶體的閘極電極層與薄膜電晶體的載流電極層中和所述垂直有機發光電晶體的所述閘極電極層連接的一者。
  2. 如請求項1所述的所述顯示器的製造方法，其中所述垂直有機發光電晶體具有一體地形成於所述相同的層上的至少二或更多個源極電極層。
  3. 如請求項1或請求項2所述的所述顯示器的製造方法，其中所述垂直有機發光電晶體的所述源極電極層是在形成用作基底的表面層之後藉由在所述表面層的主表面上形成由導電材料構成的薄膜或滲透網路而形成。
  4. 如請求項3所述的所述顯示器的製造方法，其中 在所述表面層形成之後，所述表面層的所述主表面的一部分形成有電流供應線，所述電流供應線被配置成向所述垂直有機發光電晶體的所述源極電極層供應電流，且 在所述電流供應線形成之後，所述垂直有機發光電晶體的所述源極電極層由所述導電材料形成，以橫跨所述表面層及所述電流供應線。
  5. 如請求項1至4中任一項所述的所述顯示器的製造方法，其中所述垂直有機發光電晶體的所述閘極電極層由對光表現出導電性及透明度的金屬氧化物製成的材料形成。
  6. 如請求項5所述的顯示器的製造方法，更包括在當自層疊每一層的方向觀察時的所述薄膜電晶體的外側上形成彩色濾光片層，所述彩色濾光片層透射自所述垂直有機發光電晶體發射的光的波長頻帶的一部分中的光。
  7. 一種顯示器，包括： 垂直有機發光電晶體；以及 薄膜電晶體，其中載流電極層中的一者連接至所述垂直有機發光電晶體的閘極電極層，其中 所述垂直有機發光電晶體的所述閘極電極層與所述薄膜電晶體的所述載流電極層中和所述垂直有機發光電晶體的所述閘極電極層連接的所述一者一體地形成於相同的層上。
  8. 如請求項7所述的顯示器，其中所述垂直有機發光電晶體具有一體地形成於所述相同的層上的至少二或更多個源極電極層。
  9. 如請求項7或請求項8所述的顯示器，其中所述垂直有機發光電晶體的所述源極電極層由導電材料製成，且形成於用作基底的表面層的主表面上。
  10. 如請求項9所述的顯示器，其中 所述表面層的所述主表面的一部分形成有電流供應線，所述電流供應線被配置成向所述垂直有機發光電晶體的所述源極電極層供應電流，且 所述垂直有機發光電晶體的所述源極電極層由所述導電材料形成，以橫跨所述表面層及所述電流供應線。
  11. 如請求項7至10中任一項所述的顯示器，其中所述垂直有機發光電晶體的所述閘極電極層由對光表現出導電性及透明度的金屬氧化物製成的材料形成。
  12. 如請求項11所述的顯示器，更在當自層疊每一層的方向觀察時的所述薄膜電晶體的外側上包括彩色濾光片層，所述彩色濾光片層透射自所述垂直有機發光電晶體發射的光的波長頻帶的一部分中的光。
  13. 如請求項7至12中任一項所述的顯示器，更包括樹脂層，所述樹脂層位於所述垂直有機發光電晶體的所述源極電極層與有機半導體層之間，其中 當自所述層疊每一層的方向觀察時，所述樹脂層在所述顯示器的有效區域中在其中所述垂直有機發光電晶體的所述源極電極層與所述閘極電極層彼此交疊的區域中形成有開口。
  14. 如請求項7至13中任一項所述的顯示器，更包括輔助線，所述輔助線與一或多個電流供應線直接連接或間接連接，以幫助供應及分佈電流。
  15. 如請求項14所述的顯示器，其中所述輔助線與所述薄膜電晶體的所述載流電極層中的一者在相同的製程中形成於相同的層上。
  16. 如請求項14所述的顯示器，其中所述輔助線與所述薄膜電晶體的所述閘極電極層在相同的製程中形成於相同的層上。
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