TW583890B - Manufacturing method of active type organic electroluminescent display - Google Patents
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Description
583890 五、發明說明（l) 【發明領域】 本發明係有關於一種主動式有機電激發光顯示器（以 下簡稱AM-0LED)的製作方法，特別有關於一種非晶矽薄膜 電晶體（a-Si:H TFT)之AM-0LED的製作方法。 【發明背景】 有機電激發光顯示器（Organic Electroluminescence Device ;0rganic Light Emitting Diode ，簡稱OLED)， 依照其驅動方式可區分成主動式（active matrix)與被動 式兩種，其中主動式有機電激發光顯示器（以下簡稱 A Μ - 0 L E D )是利用電流驅動，每一個晝素至少要有一開關薄 膜電晶體（s w i t c h T F Τ )，作為影像資料進入儲存開關及定 址之用；另外需要一個驅動薄膜電晶體（driving TFT)， 根據電容儲存電壓的不同來調節驅動電流的大小，即控制 畫素明亮及灰階的不同。目前的主動式驅動方式有使用2 個T F T元件的驅動方式及使用4個T F T元件的驅動方式。 有關於TFT元件的製作上，由於多晶矽TFT元件的載子 遷移率較高、驅動電路之積集度較佳、漏電流較小、可應 用在高操作速度的電路中，因此當前有機電激發光顯示器 之TFT製程趨向於使用低溫多晶石夕（i〇w —temperature polysilicon， LTPS)技術。然而，LTPS需要多達八、九道 微影蝕刻製程，其造價成本極高，且LTPS製程的良率遲遲 無法提昇，更無法應用於大尺寸面板之量產。相較之下， 晶石夕（a m 〇 r p h 〇 u s silicon, a - S i : H )技#r早已成熟應用
0632-7790TWF(n);AU91003;Cherry.ptd 第5頁 583890 五、發明說明（2) 於大尺寸之液晶顯示器（Liquid Crystal Display)，且僅 需五、六道左右的微影蝕刻製程，其成本與製程品質較具 有競爭性。有鑑於此，如何改善a-Si : H TFT元件之結構及 其製作程序，並將其應用於AM-0LED之製程，是當前的一 個重要課題。 【發明概要】 本發明之主要目的在於提供一種a-Si:H TFT之 AM-0LED的製作方法，可達成降低微影蝕刻製程數目、提 高良率以及確保AM-0LED發光品質等優點。 本發明之AM-0LED的製作方法，首先於利用第一道微 影蝕刻製程將一第一金屬層定義形成一第一、第二掃描線 以及一電容器之下電極，然後依序形成一閘極絕緣層、一 非晶矽層以及一摻雜非晶矽層。接著利用第二道微影蝕刻 製程將非晶矽層以及摻雜非晶矽層定義形成一第一、第二 島狀結構，再利用第三道微影蝕刻製程將第二掃描線之預 定非晶矽TFT元件區域以外之部分閘極絕緣層去除，以形 成一通孔。後續利用第四道微影蝕刻製程，將一透明導電 層定義形成一顯示區域的圖案。跟著利用第五道微影蝕刻 製程將第二金屬層定義形成一資料線以及一電容器之上電 極，並於第一、第二島狀結構上方分別形成一第一、第二 開口直至使非晶矽層之表面暴露。最後，利用第六道光罩 將覆蓋住顯示區域之一保護層去除。
根據上述目的，本發明之一特徵在於結合非晶矽TFT 技術，僅需使用六道微影蝕刻製程便可製作完成AM-OLED
0632-7790TWF(n);AU91003;Cherry.ptd 第6頁 1. 583890 五、發明說明（3) 晝素區之結構。 本發明之另一特徵在於結合非晶矽T F T技術，可有效 降低AM-0LED製作成本、提高非晶矽TFT元件的良率、且適 用於大尺寸面板之量產。 本發明之再一特徵在於結合非晶矽T F T技術，且搭配 降低問極絕緣層之厚度以及減緩非晶矽層之成長速度，可 進一步提高非晶矽TFT元件之操作速度。 【發明之詳細說明】 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂’下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細說明如下： 【實施例】 本發明係提供一 顯不器（AM-0LED)的 僅需使用六道微影蝕 [第一實施例] 種非晶矽TFT之主動式有機電激發光 製作方法，其乃結合非晶矽TFT技術 刻製程便可製作完成晝素區之結構。 夕u圖’其顯示本發明第一實施例之非晶石夕TFT ， a、 圖。以使用兩個非晶矽TFT之AM-OLED為 :二二^ ί個陣列的畫素區域1 〇，係由沿Y方向延 Ϊν Γ沿Χ方向延伸之源極線（s〇MCe Π ne或 雨二、、八χ1二向征二，ί。在每一個晝素區域1 0中，包含有 件一初掃描線161與1611、兩個非晶矽TFT元 20以及、一電容由起形之透明電極所構成之顯示區域 及電今益Cs °〜般的非晶矽TFT結構的製作方法，
0632-7790TWF(n);AU91003;Cherry.ptd 第7頁 583890 五、發明說明（4) 可分為蝕刻停止型式（etching stopper type)以及底通道 型式（b a c k channel t y p e )的製作方法，以下係以蝕刻停 止型式的製作方法來說明本發明之非晶矽TFT之AM-OLED製 程。 第2 A至2 G圖，其乃沿第1圖之切線a - A ’顯示本發明第 一實施例之非晶矽TFT-0LED製程方法的剖面示意圖。第3A 至3 G圖，其乃沿第1圖之切線B - B，顯示本發明第一實施例 之非晶矽TFT-0LED製程方法的剖面示意圖。 首先，如第2A與3A圖所示，於一透明絕緣基底3〇表面 上形成一第一金屬層32 ’再利用第一道光罩，將第一金屬 層3 2定義形成第1圖所示之源極線1 4、掃描線1 6 I、1 6 I I以 及電容器Cs之下電極Csl的圖形。 然後’如第2 B與3 B圖所示，依序在透明絕緣基底3 〇之 表面上形成一閘極絕緣層3 4、一非晶矽層3 6以及一摻雜非 晶矽層3 8。其中，閘極絕緣層3 4之結構可為S i 02、S i N、 S i 0 N等材質之單層或雙層結構。隨後，利用第二道光罩， 以微影蝕刻技術將部分之非晶矽層3 6以及摻雜非晶矽層3 8 去除，以於第1圖所示之非晶矽T F T元件1 8 I與1 8 I I的預定 區域上定義分別形成一島狀結構3 9 I與3 9 I I ，至於源極線 1 4、下電極C s 1以及掃描線1 6 I I —端之非晶矽層3 6以及摻 雜非晶石夕層3 8則是完全去除。 跟著，如第2C與3C圖所示，利用第三道光罩，以微影 蚀刻技術將將部分閘極絕緣層3 4去除，以分別於源極線j 4 以及掃描線1611 —端之上方形成一第一通孔4〇1與一第二
0632-7790TWF(n)；AU91003;Cherry.ptd 第8頁 583890
五、發明說明（5) 通孔40 I I。 接著，如第2D與3D圖所示，先於透明絕緣基底3〇之整 個表面上形成一透明導電層4 2，例如丨τ 〇層，再利用第四 道光罩’以微影蚀刻技術將將透明導電層4 2定義形成第1 圖所示之顯示區域20的圖案。
接下來’如第2Ε與3Ε圖所示，先於透明絕緣基底3〇之 整個表面上形成一第二金屬層44，再利用第五道光罩將第 一金屬層4 4定義形成第1圖所示之資料線丨2以及電容器◦ s 之上電極Cs2的圖案，同時可使第二金屬層44覆蓋住第一 通孔4 0 I與第二通孔4 0 I I以提供電連接效果，而且此步驟 需暴露出顯示區域2 0的圖案。除此之外，此步驟亦於島 結構39I、3911之預定閘極上方定義形成一 /一開"口 46^ 一第二開口4611 ，其可使第二金屬層“區分成為一源極/、 汲極電極（441或4411)，可使摻雜非晶矽層38區分成為一 ，極/汲極擴散區（381或3811)，至於暴露之非晶石夕層36則 疋用來作為一通道。如此便大致製作完成第丨圖 之 個非晶矽TFT元件181與181 I。 個矣ί彳f ^ ί第2F與31?圖所示’先於透明絕緣基底30之整 ” t 2 t 1 Ϊ 一保護層48，再利用第六道光罩將顯示區域
20上的保護層48去除，便大致完成非晶石夕TFT
Ϊ二Ϊ第2古G f G圖所示，可依照傳統之AM-OLED製程，依 一有機/高分子發光材料層5〇以及一陰極ii層 52，便大致完成am-0LED的製程。 夤 除此之外，為了提高非晶石夕TFT元件18之操作電流
583890 五、發明說明（6) (ο η - c u r r e n t) ’可搭配調整閘極絕緣層3 4之厚度以及非晶 石夕層3 6之成長速度。在較佳實施例中，可將間極絕緣層3 4 之厚度降低至3 0 0 0 A，亦可將非晶矽層3 6之成長速度減少 至4.0A/S以下。 相較於習知L T P s T F T技術，本發明係將a 一 S i : Η T F T技 術應用至AM-0LED製程中，僅需六道光罩便可製作完成畫 素區1 0的結構，因此可有效降低製作成本、提高非晶矽 TFT元件18的良率、且適用於大尺寸面板之量產。而且， 本發明製程搭配降低閘極絕緣層3 4之厚度以及減緩非晶矽 層36之成長速度’將可進一步提高非晶矽TFT元件18之操 作速度。 [第二實施例] 由於在進行蒸鍍製程之前必須進行表面清洗製程，因 此為了避免非晶矽層3 6被後續清洗製程中的u V光或電漿損 傷，因此本發明第二實施例係提供一屏蔽結構，用以遮蔽 非晶石夕層3 6。 第4 A圖乃沿第1圖之切線A - A ’顯示本發明第二實施例 之非晶矽TFT之AM-0LED製程方法的剖面示意圖。第4B圖乃 沿第1圖之切線B - B ’顯示本發明第二實施例之非晶石夕ττ之 A Μ - 0 L E D製程方法的剖面示意圖。首先，依據第一實施例 所述之六道微影蝕刻製程，可於透明絕緣基底3 〇上完成兩 個非晶矽T F Τ元件1 8 I與1 8 I I ，於此不再加以撰述。接著， 於製作完成保護層48的圖案之後，於保護層48的圖案上覆 蓋一屏蔽層4 9，僅暴露出顯示區域2 0，可以屏蔽非晶石夕層
0632-7790TWF(n);AU91003;Cherry.ptd 第 10 頁 583890 五、發明說明（7) 3 6，以防止其被後續之表面清洗製程中的U V光或電漿損 傷，進而改善習知起始電壓增加或漏電流增加的問題。在 較佳實施例中，屏蔽層4 9之材質可選用具有不透光且絕緣 之單層材質（如：C r 0X)或含有高分子樹脂的雙層結構 (如：聚亞醯胺/碳黑），或是含有不透光金屬的雙層結構 (如：SiOx/Cr) 〇 [第三實施例] 請參閱第5圖，其顯示本發明第三實施例之非晶矽TFT 之AM-0LED的上視圖。本發明第三實施例之非晶矽TFT之 AM-0LED設計大致與第1圖所示之第一實施例設計相圖，唯 一不同之處在於第一通孔4 0 I的位置設計，其乃位於非晶 矽TFT元件1811與顯示區域20之交界區域。至於第三實施 例之非晶矽TFT之AM-0LED的製作程序可參閱第一實施例所 述之方法，於此不再加以撰述。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
0632-7790TWF(n);AU91003;Cherry.ptd 第11頁 583890 圖式簡單說明 第一金屬層〜32 ; 閘極絕緣層〜3 4 ; 非晶矽層〜3 6 ; 摻雜非晶矽層〜3 8 ; 島狀結構〜39 I、39 I I ; 通孔〜401、4011 ; 透明導電層〜42 ; 第二金屬層〜44 ; 開口〜461 、4611 ; 保護層〜4 8 ; 屏蔽層〜4 9 ; 有機/高分子發光材料層〜50 ; 陰極金屬層〜52。
0632-7790TWF(n);AU91003;Cherry.ptd 第13頁
Claims (1)
- 583890 六、申請專利範圍 結構上方分別形成一第一、第二開口直至使該非晶矽層之 表面暴露，其中該開口可使該第二金屬層區分成一源/汲 極區，使該摻雜非晶矽層區分成一源/汲極擴散區；以及 於該透明絕緣基底之整個表面上形成一保護層，並利 用第六道光罩將覆蓋住該顯示區域之該保護層去除。 2 .如申請專利範圍第1項所述之主動式有機電激發光 顯示器的製作方法，另包含有下列步驟： 於該透明絕緣基底之整個表面上形成一有機發光材料 層；以及 於該有機發光材料層之表面上形成一陰極金屬層。 3. 如申請專利範圍第2項所述之主動式有機電激發光 顯示器的製作方法，於形成該有機發光材料層之前，另包 含有下列步驟： 於該透明絕緣基底之整個表面上形成一屏蔽層； 將該屏蔽層定義形成於該保護層表面上，使該屏蔽層 可遮蔽該非晶矽層，並暴露該顯示區域。 4. 如申請專利範圍第3項所述之主動式有機電激發光 顯示器的製作方法，其中該屏蔽層係由不透明且絕緣之材 質所構成。 5. 如申請專利範圍第1項所述之主動式有機電激發光 顯示器的製作方法，其中該閘極絕緣層之厚度小於3 0 0 0 A 〇 6. 如申請專利範圍第1項所述之主動式有機電激發光 顯示器的製作方法，其中該非晶矽層之成長速度小於4. 00632-7790TWF(n);AU91003;Cherry.ptd 第15頁 583890 六、申請專利範圍 A / s 〇 7. 如申請專利範圍第1項所述之主動式有機電激發光 顯示器的製作方法，其中該透明導電層係由I T 0材質所構 成。 8. 如申請專利範圍第1項所述之主動式有機電激發光 顯示器的製作方法，其中該第一金屬層亦可定義形成一沿 X方向延伸之源極線。 9. 如申請專利範圍第8項所述之主動式有機電激發光 顯示器的製作方法，其中該第一掃描線、該第二掃描線以 及該源極線係依順序平行排列，而該電容器之下電極係位 於該第一掃描線與該第二掃描線之間。0632-7790TWF(n);AU91003;Cherry.ptd 第16頁
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MK4A | Expiration of patent term of an invention patent |