TWI569453B - 薄膜電晶體陣列基板、包含其之有機發光顯示裝置以及製造該薄膜電晶體陣列基板之方法 - Google Patents

薄膜電晶體陣列基板、包含其之有機發光顯示裝置以及製造該薄膜電晶體陣列基板之方法 Download PDF

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Description

薄膜電晶體陣列基板、包含其之有機發光顯示裝置以及 製造該薄膜電晶體陣列基板之方法 相關申請案之交互參照
本申請案主張韓國第10-2011-0127226號專利申請案之優先權，申請日為2011年11月30日，該申請案整合於本文中以作為參考。
本發明係關於薄膜電晶體陣列基板、包含薄膜電晶體陣列基板之有機發光顯示裝置及薄膜電晶體陣列基板之製造方法。
平板顯示裝置如有機發光顯示裝置或液晶顯示裝置包含薄膜電晶體(TFTs)、電容、連接上述電路組件之線路等。以形成於基板上之微圖案提供薄膜電晶體、電容、線路等用以製造平板顯示裝置。基板之微圖案主要係藉由使用光罩轉換圖案之微影製程而形成。
依據微影製程，光阻係均勻塗佈於圖案將形成於其上之基板上。光阻係藉由曝光裝置，如步進曝光機曝光。在正型光阻的情況下，光阻曝光後 會經過顯影製程。在光阻顯影後，藉由餘留的光阻蝕刻圖案於基板上。在圖案形成後，不需要的光阻則被移除。
在上述利用光罩轉換圖案的製程中，需要準備據所需圖案之光罩，因此準備光罩的花費就會隨著需要利用光罩的製程數量而增加。此外，由於上述操作都是必要的，因此製造過程複雜、製造時間加長及製造成本增加。
本發明提供薄膜電晶體陣列基板、包含薄膜電晶體陣列基板之有機發光顯示裝置及薄膜電晶體陣列基板之製造方法。
依據本發明之一態樣，薄膜電晶體陣列基板可包含薄膜電晶體包含主動層、閘極電極、源極及汲極電極，配置於主動層與閘極電極之間之第一絕緣層，以及配置於閘極電極及源極及汲極電極之間之第二絕緣層；像素電極配置於第一絕緣層上且包含與閘極電極相同之材料；電容包含第一電極配置於與主動層相同層上，以及第二電極配置於與閘極電極相同層上；墊電極配置於第二絕緣層上且包含與源極及汲極電極相同之材料；保護層形成於墊電極上；以及第三絕緣層形成於保護層上且露出像素電極。
主動層可包含摻雜離子雜質之半導體材料。
像素電極可包含透明導電氧化物。
透明導電氧化物可包含至少一選自銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2O3)、銦鎵氧化物(IGO)及鋁鋅氧化物(AZO)所組成之群組。
第一電極可包含摻雜離子雜質之半導體材料。
間隙可被形成於像素電極末端及第二絕緣層末端之間。
像素電極末端及第三絕緣層末端可相互重疊。
間隙可形成於第二電極末端及第二絕緣層末端之間。
第三絕緣層可在間隙中直接接觸第一絕緣層。
保護層更可形成於源極電極及汲極電極上。
墊電極可包含複數個具有不同電子遷移率之金屬層。
複數個金屬層可包含含有鉬(Mo)及鋁(Al)之層。
保護層可包含金屬氧化物或透明導電氧化物。
透明導電氧化物可包含至少一選自銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2O3)、銦鎵氧化物(IGO)及鋁鋅氧化物(AZO)所組成之群組。
間隙可形成於墊電極末端及保護層末端之間。
第三絕緣層可在間隙中直接接觸墊電極之上表面。
閘極電極可包含第一層包含透明導電氧化物及第二層包含金屬。
閘極電極及源極及汲極電極可包含相同材料。
依據本發明之另一態樣，有機發光顯示裝置可包含薄膜電晶體包含主動層、閘極電極、源極及汲極電極，配置於主動層與閘極電極之間之第一絕緣層，以及配置於閘極電極及源極及汲極電極之間之第二絕緣層；像素電極配置於第一絕緣層上且包含與閘極電極相同之材料；電容包含第一電極配置於與主動層相同層上，以及第二電極配置於與閘極電極相同層上；墊電極配置於第二絕緣層上且包含與源極及汲極電極相同之材料，保護層形成於墊電極上； 第三絕緣層形成於保護層上且露出像素電極；有機發光層配置於像素電極上；以及反向電極配置於有機發光層上。
反向電極可作為反射電極用以反射有機發光層發射的光。
依據本發明之另一態樣，製造薄膜電晶體陣列基板之方法可包含形成半導體層於基板上及藉由圖案化半導體層以形成薄膜電晶體之主動層及電容之第一電極之第一光罩製程；形成第一絕緣層、形成透明導電氧化層及第一金屬層於第一絕緣層上，以及藉由圖案化透明導電氧化層及第一金屬層以形成像素電極、薄膜電晶體之閘極電極及電容之第二電極之第二光罩製程；形成第二絕緣層及形成開口在第二絕緣層中以使得第二絕緣層露出像素電極、主動層之源極及汲極區域，以及第二電極之第三光罩製程；形成第二金屬層及保護層於第三光罩製程的結果上，藉由圖案化第二金屬層及保護層，並移除像素電極之第一金屬層及第二電極之第一金屬層以分別形成連接源極區域及汲極區域之源極電極及汲極電，以及墊電極之第四光罩製程；以及形成第三絕緣層及形成開口於第三絕緣層中以露出像素電極之第五光罩製程。
在第二光罩製程之後，離子雜質可被摻雜至源極及汲極區域中。
在第三光罩製程中，第二絕緣層之開口可被形成以形成間隙於像素電極末端及第二絕緣層末端之間。
在第三光罩製程中，第二絕緣層之開口可被形成以形成間隙於第二電極末端及第二絕緣層末端之間。
第一金屬層及第二金屬層可由相同材料形成。
第二金屬層可包含具有不同電子遷移率之複數個金屬層。
保護層可由金屬氧化物或透明導電氧化物形成。
第四光罩製程可包含第一蝕刻製程以蝕刻第一金屬層、第二金屬層以及保護層；以及第二蝕刻製程以蝕刻保護層。
添加草酸或防金屬腐蝕劑之蝕刻劑可用於第二蝕刻製程中。
在第四光罩製程後，離子雜質可被摻雜至第一電極中。
1~2‧‧‧有機發光顯示裝置
10‧‧‧基板
11‧‧‧緩衝層
13‧‧‧第一絕緣層
16‧‧‧第二絕緣層
17‧‧‧第二金屬層
18‧‧‧保護層
18-2‧‧‧保護層
19‧‧‧第三絕緣層
114‧‧‧像素電極
115‧‧‧上層
120‧‧‧有機發光層
121‧‧‧反向電極
212‧‧‧主動層
212a‧‧‧源極區域
212b‧‧‧汲極區域
212c‧‧‧通道區域
214、215‧‧‧閘極電極
217a‧‧‧源極電極
217b‧‧‧汲極電極
312‧‧‧第一電極
314‧‧‧第二電極
315‧‧‧上層
315a‧‧‧第一層
315b‧‧‧第二層
315c‧‧‧第三層
417‧‧‧墊電極
417a‧‧‧第一層
417b‧‧‧第二層
417c‧‧‧第三層
C1~C5‧‧‧開口
G1~G4‧‧‧間隙
PXL1、PXL2‧‧‧像素區域
TR1、TR2‧‧‧電晶體區域
CAP1、CAP2‧‧‧電容區域
PAD1、PAD2‧‧‧板區域
M‧‧‧光罩
M1~M3‧‧‧光遮擋部
M4‧‧‧光穿透部
PR‧‧‧光阻
PR1、PR2‧‧‧光阻
D1‧‧‧第一摻雜
D2‧‧‧第二摻雜
W1、W2‧‧‧寬度
T1、T2‧‧‧尖端
ND‧‧‧區域
本發明更完整之評價，以及其伴隨的優點將藉參照相關圖式結合以上詳細描述以便更佳的理解，相同元件係以相同之符號標示，其中：第1圖係繪示依據本發明具體實施例之有機發光顯示裝置之剖面示意圖；第2圖係繪示第1圖之有機發光顯示裝置之第一光罩製程之剖面示意圖；第3圖係繪示第1圖之有機發光顯示裝置之第二光罩製程之剖面示意圖；第4圖係繪示第1圖之有機發光顯示裝置之第三光罩製程之剖面示意圖；第5圖及第6圖係繪示第1圖之有機發光顯示裝置之第四光罩製程之剖面示意圖；第7圖係繪示第1圖之有機發光顯示裝置之第五光罩製程之剖面示意圖；第8圖係繪示依據本發明之比較範例之像素區域之剖面示意圖；第9圖係繪示依據本發明之比較範例之電容區域之剖面示意圖；第10圖係繪示依據本發明之其他具體實施例之有機發光顯示裝置之剖面示意圖；第11圖係繪示第10圖之有機發光顯示裝置之第四光罩製程之第一蝕刻製程之剖面示意圖； 第12圖係繪示第10圖之有機發光顯示裝置之第四光罩製程之第二蝕刻製程之剖面示意圖；以及第13圖係繪示第10圖之有機發光顯示裝置之第四光罩製程之第二摻雜製程之剖面示意圖。
附加之圖式係繪示例示性本發明之具體實施例，係為了充分了解本發明及其優點，並藉由本發明之實施完成目標。以下，本發明將參照相關圖式來詳細說明具體實施例，相同元件係以相同之符號標示。
在具體實施例中，“及/或”包含任何或所有一個或多個相關項目之組合。當元件前以“至少一”描述時，表示所有列出元件之修飾而非修飾列出的個別元件。
第1圖係繪示依據本發明具體實施例之有機發光顯示裝置1之剖面示意圖。參照第1圖，依據本發明具體實施例之有機發光顯示裝置1包含像素區域PXL1、電晶體區域TR1、電容區域CAP1，以及板區域PAD1提供於其上基板之10。
基板10可不只以玻璃基板，亦以透明基板如塑膠基板包含聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚醯亞胺(polyimide)等提供。
緩衝層11可被提供於基板10上。緩衝層11形成平滑表面於基板10之上部以預防雜質侵入。緩衝層11可由氮化矽及/或氧化矽以單層或多層形成。
主動層212可被提供於緩衝層11上。主動層212可由包含非晶矽或結晶矽之半導體形成。主動層212可包含通道區域212c，以及提供於通道區域212c外部並摻雜離子雜質之源極區域212a及汲極區域212b。
閘極電極214及215被提供於與位於主動層212之通道區域212c對應之主動層212上且第一絕緣層13為閘極絕緣層插入主動層212及閘極電極214及215之間。閘極電極214及215以包含透明導電氧化物之第一層214及包含金屬之第二層215依序提供。第一層214可包含至少一選自銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2O3)、銦鎵氧化物(IGO)及鋁鋅氧化物(AZO)所組成之群組。第二層215可由至少一金屬選自鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)，以及銅(Cu)所組成之群組以單層或多層形成。
各別連接主動層212之源極區域212a及汲極區域212b源極電極217a及汲極電極217b係提供於具有插入其間之中間介電層之第二絕緣層16之閘極電極214及215上。源極及汲極電極217a及217b可包含與閘極電極214及215之第二層215之相同材料。舉例而言，源極及汲極電極217a及217b可由至少一選自之鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)，以及銅(Cu)所組成之群組之金屬以單層或多層形成。
保護層18係被提供於各個源極及汲極電極217a及217b之上表面用以預防源極及汲極電極217a及217b被水氣及氧所侵蝕。雖然第1圖繪示之保護層18係僅被提供於源極及汲極電極217a及217b之上表面，惟本發明不限於此。保護層18可被形成於與源極及汲極電極217a及217b相同平面之線路(未繪示)之 上表面。保護層18可包含金屬氧化物或透明導電氧化物。透明導電氧化物包含至少一選自銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2O3)、銦鎵氧化物(IGO)及鋁鋅氧化物(AZO)所組成之群組。
第三絕緣層19係被提供於第二絕緣層16上以覆蓋源極及汲極電極217a及217b。在本具體實施例中，第一絕緣層13及第二絕緣層16係以無機絕緣層提供，而第三絕緣層19可以有機絕緣層提供。第三絕緣層19可包含常見商業聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate),PMMA)或聚苯乙烯(polystyrene,PS)，具有酚基(phenol group)之聚合物衍生物、丙烯酸系聚合物(acrylic based polymer)、醯亞胺系聚合物(imide based polymer)、芳醚系聚合物(aryl ether based polymer)、醯胺系聚合物(amide based polymer)、氟系聚合物(fluorine based polymer)、對二甲苯系聚合物(p-xylene based polymer)、乙烯醇系聚合物(vinyl alcohol based polymer)及其混合。
像素電極114包含與閘極電極214及215之第一層214相同之透明導電氧化物，形成於基板10、緩衝層11及第一絕緣層13上。像素電極114可包含至少一材料選自銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2O3)、銦鎵氧化物(IGO)及鋁鋅氧化物(AZO)所組成之群組。
第二絕緣層16被形成於像素電極114之外部。第一開口C1形成於第二絕緣層16中以露出像素電極114。第一開口C1可被形成為較像素電極114大，使得第一間隙G1可被形成於像素電極114末端及第二絕緣層16末端之間。
第三絕緣層19被形成於第二絕緣層16上。第四開口C4被形成於第三絕緣層19中以露出像素電極114。像素電極114末端及第三絕緣層19末端可相互重疊。
有機發光層120被形成於第四開口C4中。有機發光層120可為低分子有機材料或聚合物有機材料。當有機發光層120為低分子有機材料時，電洞傳輸層(HTL)、電洞注入層(HIL)、電子傳輸層(ETL)及電子注入層(EIL)可考慮機發光層120而堆疊。再者，必要時不同層可被堆疊。可用的有機材料可包含銅酞菁(copper phthalocyanine,CuPc)、N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二苯基-聯苯胺(N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine,NPB)、三-8-羥基喹啉鋁(tris-8-Hydroxyquinoline aluminum,Alq3)等。當有機發光層120為聚合物有機材料時，除了有機發光層120外可包含電洞傳輸層。聚-(3,4)-亞乙基二羥基噻吩(poly-(3,4)-ethylene dihydroxy thiophene,PEDOT)、聚苯胺(polyaniline)等可被作為電洞傳輸層。可用的有機材料可包含聚合物有機材料如聚對苯乙炔(poly-phenylenevinylene,PPV)系材料及聚芴(polyfluorene)系材料。
反向電極121被堆疊作為共同電極於有機發光層120上。反向電極121可被形成作為包含反射材料之反射電極。反向電極121可包含至少一材料選自鋁(Al)、鎂(Mg)、鋰(Li)、鈣(Ca)、氟化鋰/鈣(LiF/Ca)及氟化鋰/鋁(LiF/Al)所組成之群組。當反向電極121被提供作為反射電極時，從有機發光層120發出的光被反向電極121反射且穿過由透明導電氧化物形成之像素電極114朝基板10前進。
第8圖係繪示依據本發明之比較範例之像素區域之剖面示意圖。參照第8圖，像素電極114被提供於基板10及第一絕緣層13上。像素電極114末端藉由預先決定之寬度W1重疊於第二絕緣層16。由於第三絕緣層19較第一開口C1內部之側邊覆蓋像素電極114末端，則藉由第四開口C4定義之有效發光區域減少。
然而，在本具體實施例中，由於第一間隙G1被形成於像素電極114末端及第二絕緣層13末端之間，第三絕緣層19重疊於像素電極114之區域可被減少。因此，當有效發光區域增加時，顯示裝置之長寬比可被增加。
參照第1圖，第一電極312、第二電極314，以及設置在第一及第二電極之間的第一絕緣層13係提供在電容區域CAP1中。
第一電極312可包含摻雜與薄膜電晶體(TFT)之主動層212之源極區域212a及汲極區域212b相同材料之離子雜質之半導體。當第一電極312以未摻雜離子雜質之本質半導體形成時，電容具有金屬氧化物半導體(MOS)CAP結構。然而，當第一電極312以本具體實施例之摻雜離子雜質之半導體形成時，金屬-絕緣體-金屬(MIM)CAP結構具有大於MOS CAP結構之電容值，因此電容值可被增加。因此，當MIM CAP在小於MOS CAP結構之區域下結構實現相同的電容值時，減少電容區域之幅度增加，像素電極可較大的形成，因此增加長寬比。再者，其將於其後描述，雜質離子摻雜的區域係不間斷地連續分布在第一電極312以增進電容之訊號傳輸品質。
作為絕緣層運作之第一絕緣層13提供於第一電極312之上表面上。包含與閘極電極214及215之第一層214相同之透明導電氧化物之第二電極314提供於第一絕緣層13上。
第二絕緣層16係形成於第二電極314之外部。用以露出第二電極314之第三開口C3形成於第二絕緣層16中。第三開口C3可被形成大於第二電極314，使得第二間隙G2可被形成於第二電極314之末端及第二絕緣層16之末端之間。
第三絕緣層19係提供於第二電極314上。第三絕緣層19在第二間隙G2中可直接接觸第一絕緣層13。第三絕緣層19可被提供作為有機絕緣層。第三絕緣層19係具有低介電係數之有機絕緣層，係提供於反向電極121及第二電極314之間，可能產生於反向電極121及第二電極314之間之寄生電容被減少而可預防由於寄生電容產生的信號干擾。
第9圖係繪示依據本發明之比較範例之電容區域CAP1之剖面示意圖。參照第9圖，第一電極312係提供於基板10上。第二絕緣層16係提供於第一電極312上。第二電極314之末端以預先決定之寬度W2重疊於第二絕緣層16。在第二電極314上，藉由第二絕緣層16覆蓋而保留，未被蝕刻之第二電極314之上層315之金屬在重疊區域中。由於上層315作為遮擋光罩，對應上層315之第一電極312之ND部分未摻雜離子雜質。因此，電容之電阻值增加使傳輸信號的品質降低。
然而，在本具體實施例中，第三開口C3係形成以大於第二電極314使得第二間隙G2可被形成於第二電極314末端及第二絕緣層16末端之間。由於在本具體實施例中沒有重疊區域在第二絕緣層16及第二電極314之間，上層315不保留於第二電極314上。因此，離子雜質係連續地摻雜至第一電極312中而不間斷使得電容的信號傳輸品質被改善。
外部驅動器之連接端之墊電極417之墊區域PAD1設於有機發光顯示裝置1外部。在本具體實施例中，墊電極417可由與源極及汲極電極217a及217b相同之材料形成。墊電極417可包含具有不同電子遷移率之複數個金屬層。舉例而言，墊電極417可由鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、 鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)，以及銅(Cu)，以單層或多層形成。
再者，墊電極417係被設置於與源極及汲極電極217a及217b之相同層上。換言之，墊電極417可被直接設置於第二絕緣層16上。由於墊電極417於上述閘極電極214及215、像素電極214及第一電極312及第二電極314之後形成，在形成閘極電極214及215、像素電極114及墊電極417上之第一電極312及第二電極314過程中或在自墊電極417移除上述元件之過程中墊電極417之可靠度惡化可被預防，。
保護層18可被提供於墊電極417之上表面上。保護層18預防墊電極417被水氣及氧氣破壞。保護層18可包含金屬氧化物或透明導電氧化物。
雖然未繪示於第1圖，依據本具體實施例之有機發光顯示裝置1更可包含密封件(未繪示)用以密封包含像素區域PXL1、電容區域CAP1及電晶體區域TR1之顯示區域。密封件可被形成作為包含玻璃材料之基板、金屬膜或有機絕緣層與無機絕緣層交錯排列之密封薄膜。
製造依據本發明之一個具體實施例之有機發光顯示裝置1之方法現將參照第2圖至第7圖描述於下。
第2圖係繪示第1圖之有機發光顯示裝置之第一光罩製程之剖面示意圖。參照第2圖，緩衝層11係形成於基板10上且半導體層(未繪示)係形成於緩衝層11上。半導體層被圖案化以形成薄膜電晶體之主動層212及電容之第一電極312。
雖然未繪示於上述圖式，在光阻(未繪示)塗佈於半導體層上之後，半導體層藉由使用第一光罩(未繪示)之微影製程圖案化。圖案化之結果，上 述主動層212及第一電極312被形成。使用微影之第一光罩製程係經由一連串之顯影、蝕刻、除光阻或灰化等製程在第一光罩藉由曝光裝置(未繪示)曝光後實行。
半導體層可由非晶矽或多晶矽形成。多晶矽可藉由結晶非晶矽形成。結晶非晶矽之方法可包含多種方法如快速熱退火(RTA)、固相結晶(SPC)、準分子雷射退火(ELA)、金屬誘發結晶(MIC)、金屬誘發橫向結晶(MILC)及依序性橫向固化(SLS)。
第3圖係繪示第1圖之有機發光顯示裝置1之第二光罩製程結果之剖面示意圖。參照第3圖，第一絕緣層13係形成於第2圖之第一光罩製程之結果上。透明導電氧化物層(未繪示)及第一金屬層(未繪示)依序堆疊於第一絕緣層13上後圖案化。如上所述，第一金屬層可由鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鋰(Li)、鈣(Ca)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)，以及銅(Cu)以單層或多層形成。
作為圖案化之結果，閘極電極214及215、電容之第二電極314及第二電極314之上層315，以及像素電極114及像素電極114之上層115形成於第一絕緣層13上。在本具體實施例中，第二電極314之上層315藉由圖案化第一金屬層形成，第一金屬層包含第一層315a包含鉬(Mo)、第二層315b包含鋁(Al)及第三層315c包含鉬(Mo)。
離子雜質於上述之結構中係為第一摻雜。離子雜質可為硼(B)或磷(P)離子且以濃度為1x1015 atoms/cm2或高摻雜於薄膜電晶體之主動層212之目標結構。藉由利用閘極電極214及215作為自我對準光罩，摻雜離子雜質在主動層212中，主動層212包含摻雜離子雜質之源極區域212a及汲極區域212b，以及位於其間的通道區域212c。
第4圖係繪示第1圖之有機發光顯示裝置1之第三光罩製程之結果剖面示意圖。參照第4圖，第二絕緣層16係形成於第3圖之第二光罩製程之結果上。用以露出像素電極114及其上層115之第一開口C1、用以露出主動層212之源極區域212a及汲極區域212b之第二開口C2以及用以露出第二電極314及其上層315之第三開口C3係藉由圖案化第二絕緣層16形成。第一開口C1形成像素電極114末端及第一間隙G1，而第三開口C3形成第二電極314末端及第二間隙G2。
第5圖及第6圖係繪示第1圖之有機發光顯示裝置1之第四光罩製程之結果剖面示意圖。參照第5圖，提供具有光遮擋部M1、M2及M3及光穿透部M4之遮罩M。第二金屬層17、保護層18及光阻PR係依序形成於第4圖之第三光罩製程之結果上。
參照第6圖，對應光穿透部M4之區域，即像素電極114上之上層115、第二金屬層17及保護層18與第二電極314上之上層315、第二金屬層17及保護層18被去除。同時，在對應光遮擋部M1、M2及M3區域之第二金屬層17及保護層18被圖案化使得提供源極及汲極電極217a及217b與保護層18，以及墊電極417被形成。
第二金屬層17可由具有不同電子遷移率之複數個金屬層形成。在本具體實施例中，藉由圖案化第二金屬層17形成之墊電極417包含第一層417a包含鉬(Mo)、第二層417b包含鋁(Al)及第三層417c包含鉬(Mo)。保護層18與第二金屬層17在相同的光罩製程中被圖案化使得源極及汲極電極217a及217b及墊電極417預防水氣及氧氣的破壞。
在去除像素電極114上之上層115、第二金屬層17及保護層18以及第二電極314上之上層315、第二金屬層17及保護層18後，第二摻雜製程係施加 於第二電極314之目標上。在第一摻雜D1中未摻雜之第一電極312在第二摻雜D2之後摻雜入離子雜質，藉此與第二電極314形成MIM CAP。再者，由於第二間隙G2形成於第二電極314末端及第二絕緣層16末端之間，離子雜質可不間斷地連續摻雜使得電容之信號傳輸品質之惡化可被預防。
雖然未詳細繪示於第6圖中，資料線路可在第四光罩製程中藉由圖案化第二金屬層17及保護層18而一起被形成。
第7圖係繪示第1圖之有機發光顯示裝置1之第五光罩製程結果之剖面示意圖。參照第7圖，第三絕緣層19形成於第6圖之第四光罩製程之結果上後，形成用以露出像素電極114之上表面之第四開口C4及用以露出墊電極417之第五開口C5。如上述，由於第一間隙G1係形成於像素電極114末端及第二絕緣層13末端之間，第三絕緣層19及像素電極114相互重疊之區域可被減少。因此，有效發光區域增加，顯示裝置之長寬比可被增加。
有機發光層120在第五光罩製程後形成於像素電極114上。第1圖之反向電極121為共同電極，形成於有機發光層120上，從而形成有機發光顯示裝置1。再者，密封件(未繪示)更可被形成於反向電極121上。
依據本發明其他具體實施例之有機發光顯示裝置2現將藉參照第10圖至第13圖描述於下。在接下來的描述中，只有與依據上述具體實施例之有機發光顯示裝置1之不同處會被主要討論。
第10圖係繪示依據本發明之其他具體實施例之有機發光顯示裝置2之剖面示意圖。參照第10圖像素區域PXL2、電晶體區域TR2、電容區域CAP2及墊區域PAD2被形成於本發明之具體實施例之有機發光顯示裝置2之基板10 上。在本實施例中，像素區域PXL2及電容區域CAP2之結構係相同於依據上述實施例之有機發光顯示裝置1。
保護層18-2係形成於在板區域PAD2中之墊電極417之上表上。第三間隙G3係形成於墊電極417末端及保護層18-2末端之間。換言之，保護層18-2末端相較於墊電極417末端係向內形成使得第三絕緣層19在第三間隙G3中可直接接觸墊電極417之上表面。
第1圖之上具體實施例之保護層18末端係繪示以匹配墊電極417末端。然而，由於蝕刻用以形成保護層18及墊電極417之材料之速率相互不同，保護層18末端可實際上凸出於墊電極417之外部。保護層18之凸出部份在製程中可被破壞成粒子從而可能產生粒子缺陷。
由於保護層18-2末端相較於墊電極末端係向內形成，階梯覆蓋可被改善。再者，由於直接接觸第三絕緣層19，即有機絕緣層之墊電極417上表面增加，第三絕緣層19及墊電極417間之黏著力被加強，使得墊電極417之可靠度可被改善。
在電晶體區域TR2中，保護層18-2係形成於源極及汲極電極217a及217b之上表面上，使得如上述在墊電極417上之保護層18-2之粒子缺陷可被預防。
第10圖之有機發光顯示裝置2之製造方法藉參照第11圖至第13圖描述於下。
第11圖至第13圖主要繪示有機發光顯示裝置2之第四光罩製程。未繪於圖式中之本具體實施例之第一至第三光罩製程及第五光罩製程與上述具體實施例中者相同。
第11圖係繪示第10圖之有機發光顯示裝置2之第四光罩製程之第一蝕刻製程之剖面示意圖。第12圖係繪示第10圖之有機發光顯示製程2之第四光罩製程之第二蝕刻製程之剖面示意圖。
參照第11圖，藉由第一蝕刻製程(1st ETCH)去除位於像素電極114之上之上層115(參照第5圖)、第二金屬層17(參照第5圖)及保護層18(參照第5圖)，以及位於第二電極314之上之上層315(參照第5圖)、第二金屬層17(參照第5圖)及保護層18(參照第5圖)。同時，光阻PR1及PR2保留在對應光遮擋部M1、M2及M3(參照第5圖)之區域。墊電極417及源極及汲極電極217a及217b係分別形成於光阻PR1及PR2下。保護層18-2係形成於墊電極417及光阻PR1之間，以及源極及汲極電極217a及217b及光阻PR2之間。、
由於保護層18-2及源極及汲極電極217a及217b之蝕刻速率相互不同，保護層18-2末端形成尖端T2由源極及汲極電極217a及217b末端凸出。再者，由於保護層18-2及墊電極417之蝕刻速率相互不同，保護層18-2末端形成尖端T1由墊電極417末端凸出。若蝕刻製程藉由上述具體實施例一次完成，保護層18-2之尖端T1及T2在光阻PR1及PR2被去除後留下。尖端T1及T2可在製程中被破壞成粒子從而可能產生粒子缺陷。
參照第12圖，保護層18-2藉由第二蝕刻製程(2nd ETCH)被再次蝕刻。在這樣做時，添加草酸或抗金屬腐蝕劑之蝕刻劑可被使用。保護層18-2之尖端T1與墊電極417藉由第二蝕刻製程末端形成第三間隙G3。保護層18-2之間端T2與源極及汲極電極217a及217b末端形成第四間隙G4。在第二蝕刻製程後，留在保護層18-2上之光阻PR1及PR2被去除。
第13圖係繪示第10圖之有機發光顯示裝置2之第四光罩製程之第二摻雜製程之剖面示意圖。參照第13圖，第二摻雜製程以第一電極312之目標實施。第一電極312係摻雜離子雜質且與第二電極314形成MIM CAP。若第二摻雜D2係施加於僅藉由如上述具體實施例之第一蝕刻製程，未去除保護層18-2之尖端T1及T2的狀態下，靜電累積在尖端T1及T2中，從而可能藉其產生放電。然而，在本具體實施例中，由於保護層18-2之尖端T1及T2被去除，由靜電及放電產生的缺陷可被預防。
如上述，依據本發明之薄膜電晶體陣列基板，包含薄膜電晶體之有機發光顯示裝置及薄膜電晶體陣列基板之製造方法具有下列效應。
第一，保護層係形成於墊電極上使得墊電極之腐蝕可被預防。
第二，保護層之凸出部被去除使得由於凸出部之粒子之汙染可被預防。
第三，保護層末端相較於墊電極末端係向內形成使得由於藉由摻雜產生靜電之缺陷可被預防。
第四，保護層末端相較於墊電極末端係向內形成使得階梯覆蓋可被增強。
第五，保護層末端相較於墊電極末端係向內形成使得像素定義層及墊電極間之黏著力可被加強。
第六，電容之下電極未摻雜離子雜質之現象被去除使得電容值增加且電容線路之信號傳輸品質可被改善。
第七，長寬比可被改善。
第八，薄膜電晶體陣列基板及有機發光顯示裝置可藉由第五光罩製程而製造。
雖然本發明參照具體實施例繪示及描述，其可被具有通常知識者理解任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
1‧‧‧有機發光顯示裝置
10‧‧‧基板
11‧‧‧緩衝層
13‧‧‧第一絕緣層
16‧‧‧第二絕緣層
18‧‧‧保護層
19‧‧‧第三絕緣層
114‧‧‧像素電極
120‧‧‧有機發光層
121‧‧‧反向電極
212‧‧‧主動層
212a‧‧‧源極區域
212b‧‧‧汲極區域
212c‧‧‧通道區域
214、215‧‧‧閘極電極
217a‧‧‧源極電極
217b‧‧‧汲極電極
312‧‧‧第一電極
314‧‧‧第二電極
417‧‧‧墊電極
C1、C3、C4‧‧‧開口
G1~G2‧‧‧間隙
PXL1‧‧‧像素區域
TR1‧‧‧電晶體區域
CAP1‧‧‧電容區域
PAD1‧‧‧墊區域

Claims (30)

  1. 一種薄膜電晶體陣列基板，包含：一薄膜電晶體，包含一主動層、一閘極電極、一源極電極、一汲極電極、設置於該主動層及該閘極電極之間之一第一絕緣層、以及設置於該閘極電極及該源極及該汲極電極之間一第二絕緣層；一像素電極，設置於該第一絕緣層上且包含與該閘極電極相同之材料；一電容，包含設置為與該主動層位於相同層之一第一電極以及設置為與該閘極電極位於相同層之一第二電極；一墊電極，設置於該第二絕緣層上且包含與該源極電極及該汲極電極相同之材料；一保護層，形成於該墊電極上，且該保護層與該墊電極係由不同層所形成；以及一第三絕緣層，形成於該保護層的一部分上並露出該保護層的另一部分與該像素電極。
  2. 如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體陣列基板，其中該主動層包含摻雜離子雜質之一半導體材料。
  3. 如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體陣列基板，其中該像素電極包含一透明導電氧化物。
  4. 如申請專利範圍第3項之薄膜電晶體陣列基板，其中該透明導電氧化物包含至少一選自銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2O3)、銦鎵氧化物(IGO)及鋁鋅氧化物 (AZO)所組成之群組。
  5. 如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體陣列基板，其中該第一電極包含摻雜離子雜質之一半導體材料。
  6. 如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體陣列基板，其中一間隙係形成於該像素電極末端及該第二絕緣層末端之間。
  7. 如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體陣列基板，其中該像素電極末端及該第三絕緣層末端係相互重疊。
  8. 如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體陣列基板，其中一間隙係形成於該第二電極末端及該第二絕緣層末端之間。
  9. 如申請專利範圍第8項之薄膜電晶體陣列基板，其中該第三絕緣層係直接接觸該第一絕緣層於該間隙中。
  10. 如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體陣列基板，其中該保護層更形成於該源極電極及該汲極電極上。
  11. 如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體陣列基板，其中該墊電極包含具有不同電子遷移率之複數個金屬層。
  12. 如申請專利範圍第11項之薄膜電晶體陣列基板，其中該複數個金屬層包含一層包含鉬(Mo)及一層包含鋁(Al)。
  13. 如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體陣列基板，其中該保護層包含一金屬氧化物或一透明導電氧化物。
  14. 如申請專利範圍第13項之薄膜電晶體陣列基板，其中該透明導電氧化物包含至少一選自銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2O3)、銦鎵氧化物(IGO)及鋁鋅氧化物(AZO)所組成之群組。
  15. 如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體陣列基板，其中一間隙形成於該墊電極末端及該保護層末端之間。
  16. 如申請專利範圍第15項之薄膜電晶體陣列基板，其中該第三絕緣層係直接接觸該墊電極之一上表面於該間隙中。
  17. 如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體陣列基板，其中該閘極電極包含一第一層包含一透明導電氧化物及一第二層包含一金屬。
  18. 如申請專利範圍第1項之薄膜電晶體陣列基板，其中該閘極電極、該源極電極及該汲極電極包含相同材料。
  19. 一種有機發光顯示裝置，包含：一薄膜電晶體，包含一主動層、一閘極電極、一源極電極、一極電極、設置於該主動層及該閘極電極之間之一第一絕緣層以及設置於該閘極電極及該源極及汲極電極之間之一第二絕緣層；一像素電極，設置於該第一絕緣層上且包含與該閘極電極相同之材料；一電容，包含設置為與該主動層位於相同層之一第一電極以及設置為與該閘極電極位於相同層之一第二電極；一墊電極，設置於該第二絕緣層上且包含與該源極電極及汲極電極相同之材料；一保護層，形成於該墊電極上，且該保護層與該墊電極係由不同層所形成； 一第三絕緣層，形成於該保護層的一部分上並露出該像素電極；一有機發光層，設置於該像素電極上；以及一反向電極，設置於該有機發光層上。
  20. 如申請專利範圍第19項之有機發光顯示裝置，其中該反向電極係為一反射電極，用以反射由該有機發光層發出之光線。
  21. 一種製造一薄膜電晶體陣列基板之方法，該方法包含：一第一光罩製程，用以形成一半導體層於一基板上以及藉由圖案化該半導體層形成一薄膜電晶體之一主動層及一電容之一第一電極；一第二光罩製程，用以形成一第一絕緣層、形成一透明導電氧化物層及一第一金屬層於該第一絕緣層上、以及藉由圖案化該透明導電氧化物層及該第一金屬層形成一像素電極、該薄膜電晶體之一閘極電極及該電容之一第二電極；一第三光罩製程，用以形成一第二絕緣層及在該第二絕緣層中形成一開口以允許該第二絕緣層露出該像素電極、該主動層之一源極區域及一汲極區域、以及該第二電極；一第四光罩製程，用以形成一第二金屬層及一保護層於該第三光罩製程之一結果上、藉由圖案化該第二金屬層及該保護層形成分別連接於該源極區域及該汲極區域之一源極電極及一汲極電極以及一墊電極、以及去除該像素電極之該第一金屬層以及該第二電極之該第一金屬層；以及 一第五光罩製程，用以形成一第三絕緣層以及形成在該第三絕緣層中之一開口以露出該像素電極。
  22. 如申請專利範圍第21項之方法，其中在該第二光罩製程後，複數離子雜質係摻雜至該源極區域及該汲極區域中。
  23. 如申請專利範圍第21項之方法，其中在該第三光罩製程中，該第二絕緣層之該開口係形成以形成一間隙於該像素電極末端及該第二絕緣層末端之間。
  24. 如申請專利範圍第21項之方法，其中在該第三光罩製程中，該第二絕緣層之該開口係形成以形成一間隙於該第二電極末端及該第二絕緣層末端之間。
  25. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該第一金屬層及該第二金屬層係由相同材料形成。
  26. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該第二金屬層包含具有不同電子遷移率之複數個金屬層。
  27. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該保護層係由一金屬氧化物或一透明導電氧化物形成。
  28. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該第四光罩製程包含：一第一蝕刻製程，用以蝕刻該第一金屬層、該第二金屬層及該保護層；以及一第二蝕刻製程，用以蝕刻該保護層。
  29. 如申請專利範圍第28項之方法，其中添加草酸或抗金屬腐蝕劑之一蝕刻劑被用於該第二蝕刻製程中。
  30. 如申請專利範圍第21項之方法，其中，在該第四光罩製程後， 複數離子雜質被摻雜至該第一電極中。
TW101131138A 2011-11-30 2012-08-28 薄膜電晶體陣列基板、包含其之有機發光顯示裝置以及製造該薄膜電晶體陣列基板之方法 TWI569453B (zh)

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