TWI545773B - 薄膜電晶體及含有其之有機發光顯示裝置 - Google Patents

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TWI545773B TW100125353A TW100125353A TWI545773B TW I545773 B TWI545773 B TW I545773B TW 100125353 A TW100125353 A TW 100125353A TW 100125353 A TW100125353 A TW 100125353A TW I545773 B TWI545773 B TW I545773B
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Description

薄膜電晶體及含有其之有機發光顯示裝置
本發明之揭示關於一種薄膜電晶體以及有機發光顯示裝置，更特別是一種具有用於作用層之改善保護結構的薄膜電晶體，以及包含該薄膜電晶體之有機發光顯示裝置。
有機發光顯示裝置，其最近引起很大的注意，典型地包含薄膜電晶體(TFT)以及有機發光裝置。該有機發光裝置由該TFT接收驅動訊號，從而發光且形成期望的影像。
在形成該TFT之作用層中，廣泛地使用具有好的均勻性之非晶氧化物半導體，其不需要結晶化製程。
然而，由於水氣或氧氣，則由氧化物半導體所形成之作用層可能遭受嚴重的功能劣化。因此，需要保護該作用層免於水氣或氧氣之影響以避免該功能劣化。
實施例提供一種薄膜電晶體，其具有改善之結構用以保護該作用層免於由於水氣或是氧氣之滲透所造成之功能劣化，以及包含該薄膜電晶體之有機發光顯示裝置。
根據一個態樣，其提供一種薄膜電晶體，其包含：閘極電極，其安置於基板上；第一絕緣層，其安置於該閘極電極上；作用層，其安置於該第一絕緣層上且對應於該閘極電極；第二絕緣層，其安置於該第一絕緣層上且覆蓋該作用層，該第二絕緣層包含分別曝露該作用層之第一和第二部份的第一和第二開口；源極電極，其安置於該第二絕緣層上且透過該第二絕緣層之第一開口連接至該作用層之第一部份；汲極電極，其安置於該第二絕緣層上且透過該第二絕緣層之第二開口連接至該作用層之第二部份；以及虛設構件，其安置於該第二絕緣層上以至少對應於在該作用層的第一和第二不分之間的該作用層之第三電極。
該虛設構件可包含金屬。
該虛設構件可包含與該源極電極和該汲極電極中之至少一者相同的材料。
該虛設構件可自該源極電極和該汲極電極中之至少一者延伸。
該虛設構件與該源極電極和該汲極電極分隔開。
該第三部份可包含作用層之通道區域，並且該虛設構件覆蓋該作用層之通道區域。
該作用層可包含氧化物半導體。
該虛設構件與該源極電極和該汲極電極中之一者可為共面的。
根據另一態樣，提供一種包含薄膜電晶體和有機發光裝置之有機發光顯示裝置，其中該薄膜電晶體包含：閘極電極，其安置於基板上；第一絕緣層，其安置於該閘極電極上；作用層，其安置於該第一絕緣層上且對應於該閘極電極；第二絕緣層，其安置於該第一絕緣層上且覆蓋該作用層，該第二絕緣層包含分別曝露該作用層之第一和第二部份的第一和第二開口；源極電極，其安置於該第二絕緣層上且透過該第二絕緣層之第一開口連接至該作用層之第一部份；汲極電極，其安置於該第二絕緣層上且透過該第二絕緣層之第二開口連接至該作用層之第二部份；以及虛設構件，其安置於該第二絕緣層上以至少對應於在該作用層的第一和第二部份之間的該作用層之第三電極，以及該有機發光裝置係電性地連接至該源極電極或該汲極電極。
該虛設構件可包含金屬。
該虛設構件可包含與該源極電極和該汲極電極中之至少一者相同的材料。
該虛設構件可自該源極電極和該汲極電極中之至少一者延伸。
該虛設構件係可與該源極電極和該汲極電極分隔開。
該第三部份可包含作用層之通道區域，並且該虛設構件覆蓋該作用層之通道區域。
該作用層可包含氧化物半導體。
該虛設構件與該源極電極和該汲極電極中之一者可為共面的。
10‧‧‧基板
20‧‧‧緩衝層
30‧‧‧TFT
31‧‧‧閘極電極
32‧‧‧第一絕緣層
33‧‧‧作用層
33a‧‧‧第一區域
33b‧‧‧第二區域
33c‧‧‧第三區域
34‧‧‧第二絕緣層
34a‧‧‧第一開口
34b‧‧‧第二開口
35‧‧‧源極電極
36‧‧‧汲極電極
37,37’‧‧‧虛設構件
40‧‧‧有機發光二極體
41‧‧‧像素電極
42‧‧‧有機發射層
43‧‧‧相反電極
50‧‧‧第三絕緣層
51‧‧‧像素定義層
藉由詳細的方式描述參照所附圖式之特定的實施例，上述及其他特徵及優點將變得更明顯，其中：圖1為有機發光顯示裝置之實施例的剖面視圖；圖2A至2H為剖面視圖，其用以描述製造圖1之有機發光顯示裝置的實施例之方法的實施例；以及圖3為有機發光顯示裝置之另一實施例的剖面視圖。
相關申請案
本申請案宣告2010年12月6日在韓國知識產權局呈遞的申請案，並且其正式授與序列為第10-2010-0123475號的優先權以及優點，並將其所揭露的內容併入此處以作參考。
本發明將參照隨附圖式而被更完整的描述，其中顯示某些特定的實施例。
圖1為有機發光顯示裝置之實施例的剖面視圖。
參照圖1，該有機發光顯示裝置包含於基板10上之薄膜電晶體(TFT)30以及有機發光二極體40。在圖1之有機發光顯示裝置中，為方便說明僅顯示複數個像素區域中之一者。
在有機發光二極體40中，其係電性地連接至TFT 30，則發光發生。在每個像素中之有機發光二極體40包含像素電極41、作為共同電極之相反電極43以及介置於像素電極41和相反電極43之間的有機發射層42。當適當的電壓施加至像素電極41和相反電極43之間時，有機發射層42發光。
在頂發射有機發光顯示裝置中，其中影像被顯示朝向相反電極43，像素電極41可為反射電極。在該等實施例中，像素電極41可包含由高反射率金屬所製成之反射膜，諸如鋁(Al)、銀(Ag)或是相似物。
在某些實施例中，當操作為陽極電極時，像素電極41可包含由具有高功函數(絕對值)之金屬氧化物所製成之層，例如ITO、IZO、ZnO或相似物。在其他實施例中，當操作為陰極電極時，像素電極41可包含由具有低功函數(絕對值)之高傳導金屬所製成，例如銀(Ag)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、金(Au)、鎳(Ni)、銣(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)或相似物。
在頂發射有機發光顯示裝置中，相反電極43可為透明電極。在該等實施例中，相反電極43可包含由銀(Ag)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、金(Au)、鎳(Ni)、銣(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)或該些之合成材料所製成之半透明膜，或是可包含透明金屬氧化物，例如ITO、IZO、ZnO或相似物。在某些實施例中，當像素電極41操作為陽極，則相反電極43操作為陰極，反之亦然。在底發射有機發光顯示裝置中，相反電極43可藉由沉積銀(Ag)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、金(Au)、鎳(Ni)、銣(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)或相似物以形成具有反射功能。
有機發射層42被安置於像素電極41和相反電極43之間。有機發射層42可包含發光層，並且在某些實施例中，可包含電洞注入-傳輸層、電子注入-傳輸層或是該些之組合。
雖然未圖示說明於圖1之實施例中，保護層被進一步安置於相反電極43上，並且該有機發光顯示裝置可與透明基板密封。
TFT 30可包含安置在基板10之緩衝層20上的閘極電極31、覆蓋閘極電極31之第一絕緣層32、安置在第一絕緣層32上之作用層33、安置在第一絕緣層32上以接觸作用層33之第二絕緣層34以及分別經由第二絕緣層34之第一開口34a和第二開口34b連接至作用層33之源極電極35和汲極電極36。
由無機材料所形成之緩衝層20，例如氧化矽/氮化矽，其可被安置在基板10上，以平坦化基板10。
閘極電極31可包含一層或多層之傳導金屬。在某些實施例中，閘極電極31可包含鉬(Mo)。
在某些實施例中，覆蓋閘極電極31之第一絕緣層32可包含氧化矽、氧化鉭、氧化鋁或相似物。
作用層33被安置於第一絕緣層32上，並且具有圖案。在不同的實施例中，作用層33可包含非晶氧化物半導體，例如G-I-Z-O層[(In2O3)a(Ga2O3)b(ZnO)c層]，其中a、b和c為實數，該些滿足a0、b0和c>0。在某些實施例中，該半導體可不必有結晶化製程。
第二絕緣層34被安置以覆蓋作用層33和第一絕緣層32。在某些實施例中，第二絕緣層34可包含氧化矽、氧化鉭、氧化鋁或相似物。
源極電極35和汲極電極36被安置在第二絕緣層34上，該些之每一者包含一種傳導金屬，如此以接觸作用層33。在某些實施例中，傳導金屬可包含，如Al、Ag、Mg、Mo、Ti、W或相似物。
源極電極35接觸源極區域，其對應於作用層33之第一區域33a；而汲極電極36接觸汲極區域，其對應於作用層33之第二區域33b。
作用層33之第三區域33c被安置於用層33之第一區域33a和第二區域33b之間。第三區域33c包含通道區域。
第三絕緣層50被安置於第二絕緣層34上以覆蓋源極電極35和汲極電極36。有機發光二極體40之像素電極41被安置於第三絕緣層50上以接觸汲極電極36。
曝露部分像素電極41的像素定義層51被安置於第三絕緣層50上。有機發射層42和相反電極43被安置於藉由像素定義層51所曝露之像素電極41的一部分上。
在圖1所說明之實施例中，像素電極41被連接至汲極電極36。在其他實施例中，例如當TFT 30為N型TFT時，像素電極41可被連接至源極電極35。在其他實施例中，像素電極41和汲極電極36可被一體地構成而不具有第三絕緣層50於該些之間。
在某些實施例中，例如圖1中所示之實施例，虛設構件37可被安置於第二絕緣層34上。虛設構件37可被安置以至少對應於作用層33之第三區域33c的部分。在某些實施例中，虛設構件37可被安置以完全地覆蓋第三區域33c。
可由金屬所製成之虛設構件37可幫助避免水氣和氧氣之滲透進入作用層33之第三區域33c。
在圖1所說明之實施例中，虛設構件37自汲極電極36延伸。在不同的實施例中，虛設構件37和汲極電極36可為共面的。虛設構件37和汲極電極36可同時由相同材料所形成，其可用於簡化形成虛設構件37之製程。虛設構件37至汲極電極36之連接可導致汲極電極36之電阻的進一步減少。
在上述的實施例中，其中虛設構件37自汲極電極36延伸，虛設構件37並未接觸源極電極35。
在其他實施例中，虛設構件37可自源極電極35延伸。在該等實施例中，虛設構件37並未接觸汲極電極36。
虛設構件37之範圍可被定義為夠大的以覆蓋作用層33之第三區域33c。
下文中，將參照圖2A至2H以說明有機發光裝置之實施例的製造方法之實施例。
參照圖2A，TFT 30之閘極電極31被形成於安置在基板10上之緩衝層20上。緩衝層20可選擇地形成在在某些實施例中，並且其平坦化基板10。
參照圖2B，第一絕緣層32被形成以覆蓋閘極電極31。
參照圖2C，作用層33被形成於第一絕緣層32上以對應於閘極電極31。在不同的實施例中，作用層33可由如氧化物半導體所製成。
參照圖2D，第二絕緣層34被形成於作用層33和第一絕緣層32上。
第一開口34a和第二開口34b被定義於第二絕緣層34中以分別地曝露作用層33之第一區域33a和第二區域33b。
參照圖2E，源極電極35和汲極電極36被形成於第二絕緣層34上，如此以分別經由第一和第二開口34a和34b而被連接至作用層33。
參照圖2F，在第三絕緣層50被形成於第二絕緣層34上之後，像素電極41被形成於第三絕緣層50上，如此以被連接至汲極電極36。接著，定義像素之像素定義層51被形成於第三絕緣層50和像素電極41上，如圖2G所示。
參照圖2H，在有機發射層42被形成於像素電極41上之後，相反電極43被形成於有機發射層42上，從而完成如圖2H中所示之有機發光顯示裝置的製造。雖然並未圖示，在某些實施例中，保護層可被形成於相反電極43上，並且該保護層可被覆蓋且與透明基板(例如，玻璃基板)密封。
在有機發光顯示裝置之不同的實施例中，由金屬所製成之虛設構件37覆蓋作用層33以保護作用層33免於由水氣及/或氧氣之滲透所造成之功能劣化。因此，有機發光顯示裝置之實施例可具有延長之壽命並且可更穩定地顯示影像。
圖3為有機發光顯示裝置之另一實施例的剖面視圖。
圖3之有機發光顯示裝置的實施例實質上係相同於圖1之實施例，除了保護作用層33之虛設構件37’之外，其係與源極電極35和汲極電極36兩者分離。在圖3中，相似於圖1中之元件的功能係標記以相同的元件符號以輕易的了解該有機發光顯示裝置之結構。對於該些元件之描述將不會詳細解釋以避免贅述。僅對於圖3與圖1之有機發光顯示裝置的主要差異做描述。
在圖3之實施例中，虛設構件37’可藉由與訊號線或閘極電極31連接而形成沿著閘極電極31之第二閘極。
當作用層33係由氧化物半導體所形成時，由於TFT 30之低遷移率特性，該有機發光顯示裝置可能無法操作於用於顯示高解析度或是3維(3D)影像的高頻。
在圖3之實施例中，虛設構件37’可形成具有閘極電極31之第二閘極而無額外的製程，且虛設構件37’可進一步提升TFT 30之遷移特性。
在另一實施例中，虛設構件37’可為浮動的，而未連接任何訊號線或是閘極電極31，僅作為用於作用層33之保護層的功能。
如上所述，根據一個或多個實施例，虛設構件可被安置以覆蓋作用層之至少一個通道區域來保護該作用層免於水氣或氧氣之滲透，並且因此避免該作用層之功能劣化。因此，此結構可增加裝置之壽命並且使影像可更穩地顯示。
該虛設構件可作為沿著閘極電極之第二閘極的功能，並且因此可提升TFT之遷移率特性。
當本發明被部分地顯示且參照特定的實施例而描述時，所屬技術領域中具有通常知識者應了解的是，在不違背由隨後所述之申請專利範圍的範疇和精神之下，可做到各種在形式和細節上之改變。
10‧‧‧基板
20‧‧‧緩衝層
30‧‧‧TFT
31‧‧‧閘極電極
32‧‧‧第一絕緣層
33‧‧‧作用層
33a‧‧‧第一區域
33b‧‧‧第二區域
33c‧‧‧第三區域
34‧‧‧第二絕緣層
34a‧‧‧第一開口
34b‧‧‧第二開口
35‧‧‧源極電極
36‧‧‧汲極電極
37‧‧‧虛設構件
40‧‧‧有機發光二極體
41‧‧‧像素電極
42‧‧‧有機發射層
43‧‧‧相反電極
50‧‧‧第三絕緣層
51‧‧‧像素定義層

Claims (14)

  1. 一種薄膜電晶體，其包含：閘極電極，其安置於基板上；第一絕緣層，其安置於該閘極電極上；作用層，其安置於該第一絕緣層上且對應於該閘極電極；第二絕緣層，其安置於該第一絕緣層上且覆蓋該作用層，該第二絕緣層包含分別曝露該作用層之第一和第二部份的第一和第二開口；源極電極，其安置於該第二絕緣層上且透過該第二絕緣層之第一開口連接至該作用層之第一部份；汲極電極，其安置於該第二絕緣層上且透過該第二絕緣層之第二開口連接至該作用層之第二部份的；以及虛設構件，其安置於該第二絕緣層上以至少對應於在該作用層的第一和第二部分之間的該作用層之第三部份，其中該虛設構件、該源極電極和該汲極電極為共面，且該虛設構件係設置於該源極電極和該汲極電極之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體，其中該虛設構件包含金屬。
  3. 如申請專利範圍第2項之薄膜電晶體，其中該虛設構件包含與該源極電極和該汲極電極中之至少一者相同的材料。
  4. 如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體，其中該虛設構件自該源極電極和該汲極電極中之至少一者延伸。
  5. 如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體，其中該虛設構件係與該源極電極和該汲極電極分隔開。
  6. 如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體，其中該第三部份包含該作用層之通道區域，並且該虛設構件覆蓋該作用層之通道區域。
  7. 如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體，其中該作用層包含氧化物半導體。
  8. 一種有機發光顯示裝置，其包含：薄膜電晶體，其包含：閘極電極，其安置於基板上；第一絕緣層，其安置於該閘極電極上；作用層，其安置於該第一絕緣層上並且對應於該閘極電極；第二絕緣層，其安置於該第一絕緣層上且覆蓋該作用層，該第二絕緣層包含分別曝露該作用層之第一和第二部份的第一和第二開口；源極電極，其安置於該第二絕緣層上且透過該第二絕緣層之第一開口連接至該作用層之第一部份；汲極電極，其安置於該第二絕緣層上且透過該第二絕緣層之第二開口連接至該作用層之第二部份的；以及虛設構件，其安置於該第二絕緣層上以至少對應於在該作用層的第一和第二部分之間的該作用層之第三電極，以及有機發光裝置，其電性地連接至該源極電極和該汲極電極中之至少一者， 其中該虛設構件、該源極電極和該汲極電極為共面，且該虛設構件係設置於該源極電極和該汲極電極之間。
  9. 如申請專利範圍第8項之有機發光顯示裝置，其中該虛設構件包含金屬。
  10. 如申請專利範圍第9項之有機發光顯示裝置，其中該虛設構件包含與該源極電極和該汲極電極中之至少一者相同的材料。
  11. 如申請專利範圍第8項之有機發光顯示裝置，其中該虛設構件自該源極電極和該汲極電極中之至少一者延伸。
  12. 如申請專利範圍第8項之有機發光顯示裝置，其中該虛設構件係與該源極電極和該汲極電極分隔開。
  13. 如申請專利範圍第8項之有機發光顯示裝置，其中該第三部份包含作用層之通道區域，並且該虛設構件覆蓋該作用層之通道區域。
  14. 如申請專利範圍第8項之有機發光顯示裝置，其中該作用層包含氧化物半導體。
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