TWI344317B - Method of manufacturing an amoled - Google Patents

Description

1344317 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 一種平面顯示器的製作方法，尤指一種具有低溫多晶 矽薄膜電晶體之有機發光二極體面板的製作方法。 【先前技術】

一般製造低溫多晶石夕薄膜電晶體（low temperature polycrystalline silicon thin film transistor，LTPS TFT)陣列 的步驟需使用多達六至九道光罩來進行黃光暨蝕刻製程 (photo-etching-process)，遠較一般非晶石夕薄膜電晶體 (hydrogenated amorphous silicon thin film transistor* a -Si:H TFT)的五道光罩複雜且耗時。此外，在主動式有機發光二 極體面板（active matrix organic light-emitting diode， AMOLED)的應用上，因為複雜的畫素電路設計架構，所以 必須利用低溫多晶矽薄膜電晶體驅動陣列來製作，然其又 因為多了一層定義晝素電極發光區域的絕緣層（pixel define layer，PDL)，更使得所需光罩數增為七至十道。 請參閱第1圖，第1圖是應用在傳統有機發光二極體 面板之薄膜電晶體（TFT )的結構示意圖。習知技術在製 作有機發光二極體面板100時，係先提供一個破墙基板 102 ’再依序沈積一緩衝絕緣層104和一層非晶石夕薄膜（未 5 1344317 顯示）於玻璃基板102上，並經由準分子雷射退火(exdmer laser annealing，ELA)等製程，使此非晶矽薄膜再結晶 (recrystallize)成多晶矽薄膜。接著利用—第一光罩來進行 第一微影蝕刻製程，以將多晶矽薄膜蝕刻出所需之主動層 (active layer) 106圖案，之後再沈積一閘極絕緣層（纠化 insulator) 108覆蓋於各主動層和緩衝絕緣層1〇4表面。 然後再藉著一金屬沈積製程和一使用第二光罩的第二 微影蝕刻製程來蝕刻出閘極金屬110。隨後即可利用閘極 金屬110作為自我對準（self_alignment)遮罩，對主動層川6 進行硼離子等離子佈植製程，以於閘極金屬n〇相對兩側 之主動層106中形成源極（s〇urce) 1〇3和沒極（drain) 1〇5。 其中，習知技術另可視電路設計之需要，利用上述之第一 微影触刻製程與第二微影蝕刻製程而分別於各像素區中形 成多晶石夕下極板1〇7和金屬上極板〗丨丨，並隔離以閘極絕緣 層 1〇8，構成儲存電容（storage capacitance ’ Cst) 113。 接著沈積一層間絕緣層（inter-layer dielectric，ILD) 112 形成於玻璃基板102上方，並覆蓋住閘極金屬11〇、金屬 上極板111和閘極絕緣層108,再利用第三光罩來進行第三 微影触刻製程’用以去除源極103和汲極105上方的部份 詹間絕緣層112和閘極絕緣層108，以定義出相對應之介 層洞（via hole) 115。然後再進行另一金屬沈積製程，並 6 1344317

利用第四光罩來進行第四微影蝕刻製程，以蝕刻出訊號 線、汲極金屬等之金屬層114在介層洞115表面上，且分 別電連接源極103和沒極105。接著沈積一平坦化之保護 層（passivation layer) 116於金屬層114和層間絕緣層丨丨2之 上，並利用第五光罩來進行第五微影蝕刻製程，以去除電 連接沒極105之金屬層114上方的部分保護層116。然後再 形成氧化銦錫（Indium Tin Oxide，ITO)之透明導電薄膜（未 顯示）於保護層116上，並利用第六光罩來進行第六微影餘 刻製程，以定義出適當大小之透明電極118，隨後再進行 一沈積製程並利用第七光罩來進行第七微影蝕刻製程以# 成畫素電極絕緣層（PDL) 120。最後再於透明電極118表面 形成發光二極體（未顯示）’即完成習知技術中有機發& _ 極體面板100。 在習知技術中，必須利用七道光罩才能完成前述有機 發光二極體面板應用於薄膜電晶體陣列的製作，不彳曰步^驟 繁項、製程複雜，而且多光罩數所導致的高成本及 差（misalignment)，也嚴重降低產能與良座 。因此如何縮減 製作時的光罩數，Μ為平面顯示面板領蜮有機發光二極 體顯示器開發的重要課題之一。 【發明内容】 本發明係提供一種主動式有機發光-+ g〜極體製作方法， 7 以解決上述問題。 ::明係提供—最佳實施例，關於一種主動式有機發 t極體面板的製作方法，包含有提供基板，形成薄膜電 曰曰方於基板上’形成層間絕緣層覆蓋於薄膜電晶體和基板 :，於相絕緣層中形成複數個介層洞至薄膜電晶體之 源極與及極表面’於介層洞中形成金屬層並分別電連接源 極/、;及極’於金屬層表面形成透明電極，形成畫素電極絕 、束層於透明電極和層間絕緣層上，以及形成發光二極體於 透明電極上。 本發明省略保護層的製作，並且將透明電極直接沈積 在金屬層和層間絕緣層上’使得光罩數目減少至僅需五或 六道光罩，若金厲層和透明電極係由同一次黃光姓刻製程 形成’則僅需要五道光罩數目，由於本發明光罩數目較習 知技術少，因此本發明可達到降低成本與簡化製程的目標。 【實施方式】 凊爹閲第2圖至第6圖，第2圖至第6圖是本發明之 主動式有機發光二極體面板(AMOLED)的製程示意圖。如 第2圖所示，首先提供一個玻璃基板2〇2當作下基板，再 依序沈積一層緩衝絕緣層204和一層非晶石夕薄膜（未顯示） 於玻璃基板202上，並經由準分子雷射等退火製裎，使此 / 2矽溥膜（未顯示）再結晶成多晶矽薄膜。接著利用一 *光罩來進仃第一微影姓刻製程以將多晶石夕薄膜關 斤而之主動層206圖案。其中，本發明亦可視電路設計 =要’㈣_上述之第—微雜難㈣於各像素區 形成一多晶石夕下極板207。 Μ看到苐3圖’隨後在主動層施和緩衝絕緣層2〇4 表面沈積閘極絕緣層208。然後沈積一第一金屬薄膜（未 顯示）在開極絕緣層旗上，並利用第二光罩來進行第二 =_製程’以_得到掃描線（未顯示）、閘極金屬 0.與金屬上極板2"等金屬圖案。其中，隔離以開極絕 •.曰208之多晶石夕下極板斯以及金屬上極板2Η，便構 成一儲存電容(Cst)213。隨後即可利用開極金屬21〇作為 自對準遮罩’對主動層2G6進行獅子等離子佈植製程了 以於問極金屬2J0相對兩侧之主動層2〇6令形成源極加 和沒極205。接著再利用s〇G製程，以旋轉塗佈方式將二 乳化石夕或感光性的絕緣材料均勾塗佈於間極金屬21〇、全 屬上極板川和閘極絕緣層2〇8上方’以形成一層平拍化 ==層_)212。也因為在咖 S〇G Μ所以可使下基板的驅動陣列具有較佳的平坦化效 果，而有利於後續有機材料的階梯覆蓋。 請參閱第4圖’接著利用第三光罩來進行第三 1344317 m

刻製私’用以去除源極2〇3和汲極2〇5上方的部份層間絕 緣層212和閘極絕緣層2〇8，以形成介層洞2丨5於源極2〇3 和及極205上方。請參考第5目，然後進行另一第二金屬 薄膜沈積製程’並利用第四光罩來進行第四微影蝕刻製 程，用以蝕刻出訊號線、汲極金屬等之金屬層214在介層 洞215表面上’且分別電連接源極2〇3和汲極2〇5。之後 再形成氧化銦錫（ιτο)或氧化銦鋅（indium zinc oxide，IZ0) 等之透明導電4膜（未顯示）於金屬層214和層間絕緣層 上方’並利用第五光罩來進行第五微影㈣製程，以定義 出適當大小之透明電極218。 接著請見第6圖，利用S 〇 G製程旋轉塗佈二氧㈣一 層畫素電極絕緣層（PDL) 220於金屬層叫 '透明電極218 和層間絕緣層212之上，並且利用第六光罩來進行第六微 影触刻製㈣形成適當大小㈣素電極㈣層22()。最後 再於透明電極218表面形成-有機發光二極體222,即完

成本發明中之有機發光二極體面板6〇〇。其中，值得注音 的是，本實關之透明電極218的覆蓋J 沒極205之金屬層214，所以有機發光二極體222的光線 可下兩方向發散’ 可形成—個底部發光 (bottom emission)二極體面板或上、下發光之有機發光二極 體面板。 1344317 ，此外’請參閱第7圖，第7圖是本發明彻同—光罩 形成透明電極和金屬層之第二實施例之結構示意圖。第二 實施例與前述第2圖至第6圖之實施例的主要差別是在介 層洞215形成之後，本發明亦可以直接連續沈積—層金屬 層4和層透明電極718，然後再利用同一個第四光罩 來進行第四微影姓刻製程，以同時餘刻出訊號線、沒極金 屬等之上下相堆疊且具有相同圖案的金屬層714以及透 月電極718且为別電連接源極203和沒極205。由於第二 實施例所形成之透明電極718和金屬層714的面積範圍一 樣大又由於金屬層W具有較佳的反射效果且其又完全 被透明電極718所重疊覆蓋，所以金屬層714會反射發光 二極體的光線，而形成-個頂部發光emissiQn)二極體 面板。最後再利用上述製程形成畫素電極絕緣層以及發光 二極體。故第二實施例僅需五道光罩。 . 相較於習知技術，由於本發明省略保護層的製作，並且 將透月電極直接沈積在金屬層和層間絕緣層上，使得光罩 數目減夕至僅需六道光罩，而若金屬層和透明電極係由同 一道黃光暨蝕刻製程形成，則僅需要五道光罩數目，故本 發明光罩數目較習知技術少，因此本發明可達到降低成本 與簡化製程的目標。此外，本發明之技術亦可應用於一般 ^多晶梦薄膜電晶體(LTps TFT)陣列的液晶顯示面板的 裝私中’不但僅需五道或六道光罩即可製備完成，而且更 1344317 可利用第二金屬層與透明電極相對位置的不同，而分別製 作反射式、穿透式以及半穿半反的液晶顯示面板。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利 範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】

第1圖是傳統有機發光二極體面板之TFT的結構示意圖。 第2圖至第6圖是本發明之主動式有機發光二極體面板的 製程示意圖。 第7圖是本發明利用同一光罩形成透明電極和金屬層之第 二實施例之結構不意圖。 【主要元件符號說明】 100 、 600 發光二極體面板 102 ' 202 玻璃基板 103 、 203 源極 104 、 204 絕緣層 105 > 205 汲極 106 > 206 主動層 107 、 207 多晶矽下極板 108 、 208 閘極絕緣層 110 、 210 閘極金屬 1344317

111 、 211 金屬上極板 112 、 212 層間絕緣層 113 、 213 儲存電容 114 、 214 、 718金屬層 115 ' 215 介層洞 116 保護層 118 、 218 、 714 透明電極 120 、 220 畫素電極絕緣層 222 發光二極體

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Claims (1)

1. 、申請專利範圍： ?PFrj 一種主動式有機發光二_面板;^ 法包含： «ΜΗΝ 方法，該製作方 提供一基板； 形成至少一薄膜電晶體於該基板上； =成一層間絕緣層覆蓋於該薄膜電晶體和該基板上 方， 。玄層間絕緣層中形成複數個介層洞至該薄膜電晶體 之源極與汲極表面； 於該等介層洞中各形成一令厘 與該沒極；4域層齡職連接該源極 於電連接該沒極之該金屬層表面形成一透明電極，其 中該金屬層和該透明電極具有相異圖案； ” 形成畫素電極絕緣層於該透明電極和該層間絕緣層 上；以及 形成一發光二極體於該透明電極上。 2·如t請專利範圍第】項所述之製作方法，其中該基板包 含一透明玻璃基板、一可撓式塑膠基板和-金屬基板 其中之一。 如申請專利範圍第丨項所述之製作方法，其中該薄膜電 阳體係為一低溫多晶矽薄膜電晶體，且形成該低溫多 1344317 晶矽薄膜電晶體的方法另包含有. 於該基板表面形成一緩衝絕緣層； 於該緩衝絕緣層表面形成一主動層； $成閘極、’邑緣層覆蓋於該主動層和該緩衝絕緣層 上； 於該問極絕緣層表㈣成—閘極金屬，且該閘極金屬係 位該主動層中央；以及 利用該閘極金屬作為自對準遮罩來對該主動層進行離 子佈植，雜該閘極金屬相對兩·社㈣中形成該 源極和該〉及極。 如申請專利範圍第3項所敎製作方法，其中形成該主 動層的方法另包含有： 於該緩衝絕緣層表面沈積-非晶發薄膜； 對該非晶料膜進行—再結晶製程，以使該非晶石夕薄膜 轉成為一多晶矽薄膜；以及 對該多晶㈣膜進行—第—黃光暨侧製程以形成 該主動層。 :申請專利範圍第3項所述之製作方法，其中形成該間 極金屬的方法另包含有： 於該間極絕緣層表面形成一第-金屬薄膜；以及 對该第-金屬_進行H光暨㈣製程，以形成 15 U44317 該閘極金屬。 6·如申請專利範圍第1項所述之製作方法，其中該層間絕 緣層之該等介層洞係利用一第三黃光暨餘刻製程加以 ㈣1項所述之㈣方法，其巾該層間絕 緣層係藉由-旋轉塗佈二氧切製程所完成。 如申請專利範圍第}項所述之製作 緣& M也 作方法，其中該層間絕 緣層係為一感光性材料。 9·如申料·㈣丨韻述之料 屬層的方法另包含有: 形成該金 層表面形成一第二金屬_;以及 ==薄膜進行一第四黃光暨_製程，以形成 別電連㈣馳與贿極之料金屬層。 1〇,如申請專利範圍第9項所述之製作 明雷榀金姑表作方法，其中形成該透 該旦素電極絕緣層的方法另包含有. 於該層間絕緣層以及該等 3有. 薄膜； 寻金屬層表面形成一透明導電 對該透明導電薄膜進 丁第五耳光暨钱刻製程，以形成 16 1344317 «· » 該透明電極；以及 利用一沉積製程和一第六黃光暨蝕刻製程形成該畫素 電極絕緣層。 11 如申請專利範圍第10項所述之製作方法，其中該透明 電極覆蓋範圍係大於電連接該汲極之該金屬層，以使 該主動式有機發光二極體面板形成一個底部發光二極 體面板或上、下發光之有機發光二極體面板。 12 如申請專利範圍第10項所述之製作方法，其中該畫素 電極絕緣層係藉由一 s〇G製程所完成。 13. —種主動式有機發光二極體面板的製作方法，該製作方 法包含： 提供一基板； 形成至少一薄膜電晶體於該基板上； 形成—層間絕緣層覆蓋於該薄膜電晶體和該基板上 方； 於該層間絕緣層中形成複數個介層洞至該薄膜電晶體 之源極與汲極； Π::層洞表面分別形成一下、上相堆疊且具有相同 =的金屬層及透明導電層並㈣電連接該源極與該 17 1344317 形成-畫素電極絕緣層於該 層上；以及 增和該層間絕緣 :成-發光二極體於電連接該沒極之該透明導電層 =申請專利範圍第13項所述之製作方法其中 、曰體係為-低溫多晶矽薄膜電晶體，且形哕、：、 石夕薄膜電晶體的方法另包含有： ，μ低溫多晶 於該基板表面形成一緩衝絕緣層； 於該緩衝絕緣層表面形成一主動層； 形成-閘極絕緣層覆蓋於該主動層和該緩衝絕緣層 於該閘極絕緣層表面形成—閘極金屬，且該閘極金屬係 位該主動層中央；以及 利用該開極金屬料自對準遮罩來對該主動層進行離 子佈植，以於該閘極金屬相對兩側之該主動層中形成該 源極和該沒極。 15.如申請專利範園第14項所述之製作方法，其t形成該主 動層的方法另包含有： 於該緩衝絕緣層表面沈積一非晶矽薄膜； 對該非晶矽薄膜進行一再結晶製程，以使該非晶矽薄膜 轉成為一多晶矽薄膜；以及 18 該主動層 ::多晶”膜進行-第-黃光暨.刻製 程，以形成 於該間極絕緣層表面形成—第—金 對該第一金屬薄 _毯、’以 該閘極金屬。 帛-“暨钮刻製程，以形成 Π.如申請專·圍第13項所狀 :緣層之該等介層_用-第，二= =====糊 項所述之製作方法，其中該層間 19·如申請專利範圍第13 絕緣層係為一感光性材料 2〇.如申請專·圍第13項所述之製作方法，其中形成下、 上相堆f且具有相同圖案的該金屬層及該透明導電層的方 法另包含有： 於該層間絕緣層表面依序形成_第二金属薄膜和一透 19 1344317 V ，漳. 明導電薄膜；以及 對該透明導電薄膜與該第二金屬薄膜進行一第四黃光 暨#刻製程。 21. 如申請專利範圍第20項所述之製作方法，其中該畫素 電極絕緣層係利用一沉積製程和一第五黃光暨蝕刻製程加 以形成。 22. 如申請專利範圍第21項所述之製作方法，其中該畫素 電極絕緣層係利用一旋轉塗佈二氧化矽製程所完成。 23. 如申請專利範圍第13項所述之製作方法，其中該主動 式有機發光二極體面板係為一頂部發光二極體面板。 十一、圖式： 20