TWI524514B - 有機發光顯示裝置之製造方法 - Google Patents

Description

有機發光顯示裝置之製造方法

本發明的實施例乃關於有機發光顯示裝置及其之製造方法，更特定而言乃關於包含氧化物半導體做的電阻元件之有機發光顯示裝置及其之製造方法。

有機發光顯示裝置是具有自我發光特性的下一代顯示裝置，其就視角、對比、反應速度、功率消耗…等而言具有優異的特性，並且由於它不需要背光而可以設計得輕薄。

有機發光顯示裝置包含：基板，其具有像素區域和非像素區域；以及容納或密封基板，其配置成面對基板以包封基板，並且以密封劑結合於基板。

基板上的像素區域乃形成有多個有機發光顯示裝置，其係連接於掃描線和資料線之間成矩陣形式並且形成像素。另一方面，非像素區域則形成有：掃描線和資料線，其延伸自像素區域的掃描線和資料線；電源供應線，其操作有機發光顯示裝置；以及掃描驅動IC和資料驅動IC，其處理從發光顯示器外面而經由輸入襯墊所供應的訊號，並且供應訊號到掃描線和資料線。

如上所建構之有機發光顯示裝置的輸入襯墊則電連接於可撓性印刷電路(flexible printed circuit，FPC)(未顯示)，並且從有 機發光顯示裝置外面經由可撓性電路基板而接收電訊號。

當訊號輸入電源供應線、掃描驅動器、資料驅動器時，掃描驅動器和資料驅動器分別供應掃描訊號和資料訊號到掃描線和資料線。因此，掃描訊號所選擇之像素的有機發光裝置便發出對應於資料訊號的光。

然而，由於基板是由玻璃…等所做成，有機發光顯示裝置於製造或使用期間會產生大量的靜電放電(electrostatic discharge，ESD)。當靜電放電導入以低電壓而快速操作的有機發光裝置或驅動電路時，有機發光裝置或驅動電路可能無法正常運作或者可能因電效應而受損。當從外面所產生的靜電放電經由內部線路而導入驅動電路時，驅動電路的操作可能會暫時停止；當靜電放電的產生頻率或電壓增加時，電路線可能會斷連或短路。隨著驅動電路逐漸高度整合(迷你化)，由於靜電放電所造成的損害就愈嚴重。

為了避免由於靜電放電所造成的損害，靜電放電的導入乃使用電阻元件或二極體…等來打斷。於包含一般多晶矽薄膜電晶體之顯示裝置的例子，離子乃摻雜於多晶矽上以形成電阻元件。然而，隨著薄膜電晶體的發展而使用氧化物半導體做為作用層，其相較於多晶矽而言具有優異的電特性和處理速度，但卻難以用具有高電阻值(每平方單位百萬歐姆)的氧化物半導體來形成電阻元件。

由於使用氧化物半導體做為作用層之薄膜電晶體的製程並未包含摻雜過程，故當顯示裝置包含氧化物半導體的薄膜電晶體時，電阻元件應使用金屬做為閘極電極或源極和汲極電極而形成。因此，電阻元件應在廣泛區域上形成蜿蜒的形式以便實現想要的電阻值，使得顯示裝置的迷你化便有了限制。

本發明的實施例提供包含氧化物半導體做的電阻元件之有機發光顯示裝置及其之製造方法。

根據本發明的另一態樣，提供的是有機發光顯示裝置，其包括：基板；絕緣層，其形成於基板上；氧化物半導體做的電阻層，其形成於絕緣層上；線路層，其連接於電阻層的二側部；鈍化層，其形成於包含電阻層和線路層的上部上；以及頂蓋層，其形成於鈍化層上而與電阻層重疊。

根據本發明的另一態樣，提供的是有機發光顯示裝置的製造方法，其包括：形成第一絕緣層於基板上；形成氧化物半導體做的電阻層於第一絕緣層上；形成第二絕緣層於包含電阻層的上部上；形成接觸孔於第二絕緣層上以暴露電阻層的二側部；形成線路層以經由接觸孔而連接於電阻層的二側部；形成鈍化層於包含線路層和電阻層的上部上；形成頂蓋層於鈍化層上而與電阻層重疊；以含氫(H)的清潔溶液來進行清潔；以及進行熱處理以便擴散清潔電阻層時鈍化層所吸收的氫(H)。

根據本發明的另一態樣，有機發光顯示裝置包含電阻元件，其藉由使用氧化物半導體來形成電阻元件，以避免由於靜電放電而對有機發光顯示裝置造成損害。相較於多晶矽來看，雖然非晶型而具有N型半導體特性的氧化物半導體在電特性和製程上是有利的，但是它由於高電阻值而難以使用做為顯示裝置的電阻元件。然而，根據本發明的實施例，氫(H)滲入鈍化層並且藉由頂蓋層而把氫(H)擴散到氧化物半導體做的電阻層，藉此得以實現可以應用於顯示裝置的電阻值。根據本發明的實施例，形成氧化物半導體之薄膜電晶體和有機發光裝置的過程不須要增加或改變製程， 使得製造成本不會增加，並且想要的電阻值可以輕易實現於比使用金屬做為閘極電極或源極和汲極電極來形成電阻元件還更小的區域。

本發明的額外態樣和/或優點將部份列於接下來的敘述，部分將從敘述中變得明顯，或者可以由實施本發明而習得。

10‧‧‧基板

12‧‧‧閘極電極

14‧‧‧閘極絕緣層

16a‧‧‧作用層

16b‧‧‧電阻層

18‧‧‧絕緣層

18a、18b‧‧‧接觸孔

20a‧‧‧汲極電極

20b‧‧‧線路層

20c‧‧‧襯墊部分

22‧‧‧鈍化層

22a‧‧‧導通孔

24a‧‧‧陽極電極

24b‧‧‧頂蓋層

26‧‧‧像素界定層

28‧‧‧發光層

30‧‧‧陰極電極

H‧‧‧氫

P‧‧‧像素區域

R‧‧‧非像素區域

從上面針對實施例的敘述並配合所附圖式，本發明的那些和/或其他態樣和優點會變得明顯而更易體會，其中圖式：圖1是根據本發明實施例之有機發光顯示裝置的截面圖；圖2A到2G是解釋根據本發明實施例的有機發光顯示裝置之製造方法的截面圖；以及圖3是示範本發明之實施例的佈局圖。

於以下的詳細敘述，單純以示範說明的方式而僅顯示和描述本發明特定的範例性實施例。如熟於此技術者會了解的，描述的實施例可以各式各樣不同的方式來修改，而都不會偏離本發明的精神和範圍。據此，圖式和發明說明本質上是要視為示範性的而非限制性的。此外，當元件是指在另一元件「上」時，它可以直接在另一元件上；或者它可以間接在另一元件上，而有一或多個中介元件插入其間。此外，當元件是指「連接於」另一元件時，它可以直接連接於另一元件；或者它可以間接連接於另一元件，而有一或多個中介元件插入其間。在此之後，相同的參考數字是指相同的元件。

將參考附圖來詳細描述本發明特定的範例性實施例。提供以下的 實施例，如此則本發明所屬技術領域的人士可以完全理解本發明的實施例，並且可以改變成各式各樣的形式，因此不限於以下的實施例。

圖1是示範根據本發明實施例之有機發光顯示裝置的截面圖。圖1示意地顯示：像素區域P，其中形成了薄膜電晶體和有機發光裝置；以及非像素區域R，其中形成了電阻元件以避免靜電放電。

薄膜電晶體的閘極電極12形成於像素區域P的基板10上，並且閘極絕緣層14形成於像素區域P之包含閘極電極12的基板10上以及於非像素區域R的基板10上。

作用層16a形成於包含閘極電極12之像素區域P的閘極絕緣層14上，並且電阻層16b形成於非像素區域R的閘極絕緣層14上。提供薄膜電晶體之通道區域、源極區域、汲極區域的作用層16a以及使用做為電阻元件的電阻層16b是由氧化物半導體所做成。

絕緣層18形成於包含作用層16a和電阻層16b的閘極絕緣層14上，並且形成接觸孔18a以暴露作用層16a的源極區域和汲極區域，而接觸孔18b形成於電阻層16b的二側部上。

於絕緣層18上則形成經由接觸孔18a而連接於作用層16a之源極和汲極區域的源極和汲極電極20a，以及形成連接於電阻層16b之二側部的線路層20b。

用於絕緣和平坦化的鈍化層22則形成於包含源極和汲極電極20a和線路層20b的絕緣層18上，並且導通孔22a形成於鈍化層22上以暴露源極或汲極電極20a。陽極電極24a乃經由導通孔22a而連接於源極或汲極電極20a，而形成於像素區域P的鈍化層22上，並且頂蓋層24b形成於非活化區域R的鈍化層22上。

像素界定層26形成於包含陽極電極24a之像素區域P的鈍化層22上 ，並且開口部分形成於像素界定層26中以暴露發光區域的陽極電極24a。有機發光層28則形成於暴露之發光區域的陽極電極24a上，並且陰極電極30形成於包含有機發光層28的像素界定層26上。

有機發光顯示裝置藉著從外面經由線路層20b所提供給有機發光顯示裝置的訊號來驅動薄膜電晶體，而施加預定的電壓到陽極電極24a和陰極電極30，並且由於經由陽極電極24a射出的電洞與經由陰極電極30射出的電子於有機發光層28的複合過程期間所產生的能量差異，而從有機發光層28發光到外面來顯示文字或影像。

本發明的某一態樣將透過有機發光顯示裝置的製程來詳細描述。

圖2A到2G是解釋根據本發明實施例的有機發光顯示裝置之製造方法的截面圖。

參見圖2A，製備基板10，其係由絕緣材料所做成，例如透明的玻璃或塑膠。基板10包含：像素區域P，其中形成了薄膜電晶體和有機發光裝置；以及非像素區域R，其中形成了驅動電路、線路、襯墊部分、靜電放電的非像素區域R…等。

首先，薄膜電晶體的閘極電極12形成於像素區域P的基板10上，並且閘極絕緣層14形成於包含閘極電極12之像素區域P的基板10上，閘極絕緣層14亦形成於非像素區域R上。氧化矽層或氮化矽層做的緩衝層(未顯示)可以在形成閘極電極12之前便形成於像素區域P的基板10上和於非像素區域上。

參見圖2B，氧化物半導體層形成於像素區域P和非像素區域R的閘極絕緣層14上，然後做出圖案，以形成作用層16a於包含閘極電極12之像素區域P的閘極絕緣層14上，以及形成電阻層16b於非像素區域R的閘極絕緣層14上。氧化物半導體層是由氧化鋅(ZnO)所做成，或者例如是由InZnO(IZO)、GaInZnO(GIZO)、HfInZnO (HIZO)…等所做成，它們是將銦(In)、鉿(Hf)、錫(Sn)…等摻雜於氧化鋅(ZnO)而形成。

參見圖2C，絕緣層18形成於包含作用層16a和電阻層16b的閘極絕緣層14上，然後做出圖案，藉此形成接觸孔18a和18b以暴露作用層16a的源極和汲極區域以及電阻層16b的二側部。

參見圖2D，導電層形成於絕緣層18上以掩埋接觸孔18a和18b，然後做出圖案，藉此形成經由接觸孔18a而連接於作用層16a之源極和汲極區域的源極和汲極電極20a，以及形成經由接觸孔18b而連接於電阻層16b之二側部的線路層20b。

於將導電層做出圖案以便形成源極和汲極電極20a的期間，使用絕緣層18做為蝕刻停止層。雖然做出圖案的過程包含乾式蝕刻，但是絕緣層18形成於通道區域的作用層16a上，使得可以避免由於損害了作用層16a而改變電特性。

圖3顯示電阻層16b做為電阻元件以避免靜電放電連接於襯墊部分20c和驅動電路(未顯示)之間的線路層20b。然而，以另一實施例來說，為了打斷從基板的邊緣部分(舉例而言，襯墊部分的另一側)所導入的靜電放電，舉例來說，電阻元件16b可以連接於襯墊部分和測試用的短路棒之間。

參見圖2E，有機材料做的而用於絕緣和平坦化的鈍化層22形成於包含源極和汲極電極20a和線路層20b的絕緣層18上，然後做出圖案，藉此形成導通孔22a以暴露源極或汲極電極20a。至於有機材料，乃使用丙烯酸或聚醯亞胺。

參見圖2F，導電層形成於像素區域P和非像素區域R的鈍化層22上，然後做出圖案，藉此於像素區域P形成經由導通孔22a而連接於源極或汲極電極20a的陽極電極24a，以及於非像素區域R形成頂 蓋層24b而與電阻層16b重疊。導電層的形成可以是薄薄地沉積透明的導電材料(例如氧化銦錫(ITO)和氧化銦鋅(IZO))、金屬(例如鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、銀(Ag)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、鉻(Cr)、鈮(Nb)…等)或金屬的合金。

之後，為了移除蝕刻副產物和污染性材料，以含氫(H)的清洗溶液來進行清洗過程。最好使用水H₂O來做為清洗溶液以便有效滲透氫(H)到有機材料做的鈍化層22中。

參見圖2G，像素界定層26形成於包含陽極電極24a的鈍化層22上，然後做出圖案，藉此暴露發光區域的陽極電極24a。有機發光層28則形成於暴露的陽極電極24a上，並且陰極電極30形成於包含有機發光層28的像素界定層26上。

雖然於圖2G製程期間滲入有機材料做的鈍化層22之氫H擴散到外面，但是滲透的H並未擴散到頂蓋層24b下部的外面，因此H擴散到較低的電阻層16b，藉此增加氧化物半導體的氫H濃度。當氫濃度增加時，載體濃度便增加。結果，氧化物半導體的電阻值便降低到使用做為電阻元件的電阻值。因此，為了促進氫H的擴散，熱處理最好包含於圖2G的製程。

雖然氧化物半導體具有高的(每平方單位百萬歐姆)電阻值，但是當氫H滲透時，載體濃度會增加，藉此得以減少電阻值。當頂蓋層並未形成於電阻層16b的上部上時，由於滲入鈍化層22的氫H更快速地擴散到外面，故電阻層16b的電阻值變成每平方單位大約3×10⁶歐姆。另一方面，當頂蓋層形成於電阻層16b的上部上時，由於滲入鈍化層22的氫H並未擴散到外面，而是擴散到較低的電阻層16b，故電阻層16b的電阻值便減少至每平方單位大約2×10⁴歐姆。

當P⁺離子摻雜於多晶矽時，多晶矽的電阻值為每平方單位大約1×10³歐姆，使得根據本發明某一態樣的電阻元件具有比單獨使用多晶矽時還高的電阻值，然而，多晶矽無法用於顯示裝置。

雖然已經相關於特定的範例性實施例而敘述了本發明，不過要了解本發明並不限於揭示的實施例，反而想要涵蓋包含於所附申請專利範圍及其等效者之精神和範疇中的各式各樣修改和等效安排。

10‧‧‧基板

12‧‧‧閘極電極

14‧‧‧閘極絕緣層

16a‧‧‧作用層

16b‧‧‧電阻層

18‧‧‧絕緣層

20a‧‧‧汲極電極

20b‧‧‧線路層

22‧‧‧鈍化層

24a‧‧‧陽極電極

24b‧‧‧頂蓋層

26‧‧‧像素界定層

28‧‧‧發光層

30‧‧‧陰極電極

P‧‧‧像素區域

R‧‧‧非像素區域

Claims (11)

1. 一種有機發光顯示裝置的製造方法，其包括：形成第一絕緣層於具有像素區域及非像素區域之基板上；從氧化物半導體形成電阻層於位於非像素區域中之第一絕緣層上；形成第二絕緣層於電阻層的上部上；形成接觸孔於第二絕緣層中以暴露電阻層的二側部；形成線路層以經由接觸孔而連接於電阻層的二側部；形成鈍化層於線路層和電阻層上；形成頂蓋層於鈍化層上，而覆蓋著對應於電阻層的部分；以含氫(H)的清潔溶液來進行電阻層的清潔；以及進行熱處理以擴散清潔電阻層時鈍化層所吸收的氫(H)。
2. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置的製造方法，其中氧化物半導體包含氧化鋅(ZnO)。
3. 如申請專利範圍第2項所述之有機發光顯示裝置的製造方法，其中氧化物半導體乃摻雜以鎵(Ga)、銦(In)、鉿(Hf)、錫(Sn)及其組合當中至少一種離子。
4. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置的製造方法，其中鈍化層是由丙烯酸或聚醯亞胺所做成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置的製造方法，其中頂蓋層是由ITO(氧化銦錫)、IZO(氧化銦鋅)及金屬當中任一者所做成。
6. 一種有機發光顯示裝置的製造方法，其包括：形成第一絕緣層於基板上，該基板包含像素區域和非像素區域；形成氧化物半導體層於像素區域和非像素區域中的第一絕緣層上；將氧化物半導體層做出圖案，以於像素區域形成作用層以及於非像素區域形成電阻層；形成第二絕緣層於作用層上和電阻層上；形成接觸孔於第二絕緣層上，以暴露電阻層的二側部和作用層的二側部；形成導電層於第二絕緣層上並且將導電層做出圖案，以形成經由接觸孔而連接於作用層之源極和汲極區域的源極和汲極電極，以及形成經由接觸孔而連接於電阻層之二側部的線路層；形成鈍化層於線路層上以及源極和汲極電極上並且將鈍化層做出圖案，以形成導通孔而暴露出源極和/或汲極電極；形成導電層於鈍化層上並且將導電層做出圖案，以於像素區域形成經由導通孔而連接於源極或汲極電極的陽極電極，以及於非像素區域形成頂蓋層；以含氫(H)的清潔溶液來進行電阻層的清潔；以及進行熱處理以擴散清潔電阻層時鈍化層所吸收的氫(H)。
7. 如申請專利範圍第6項所述之有機發光顯示裝置的製造方法，其中氧化物半導體層是由氧化鋅(ZnO)所做成。
8. 如申請專利範圍第7項所述之有機發光顯示裝置的製造方法，其中氧化物半導體層乃摻雜以鎵(Ga)、銦(In)、鉿(Hf)、錫(Sn)及其混合物當中至少一種離子。
9. 如申請專利範圍第6項所述之有機發光顯示裝置的製造方法，其 中頂蓋層是由ITO(氧化銦錫)、IZO(氧化銦鋅)及金屬當中任一者所做成。
10. 如申請專利範圍第6項所述之有機發光顯示裝置的製造方法，其進一步包括：對發光顯示裝置進行熱處理，以便擴散以含氫(H)的清潔溶液清潔電阻層時鈍化層所吸收的氫(H)。
11. 如申請專利範圍第6項所述之有機發光顯示裝置的製造方法，其中鈍化層是由丙烯酸或聚醯亞胺所做成。