TWI584456B - 有機發光顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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柳春基
朴鮮
朴鐘賢
文相晧
金那英
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Description

有機發光顯示裝置及其製造方法
本申請案依35 U.S.C §119之規定參照、納入並主張稍早於2010年12月14日向韓國智慧財產局提出之申請案之優先權效益，該申請案號為10-2010-0127856。
本發明係有關於一種有機發光顯示裝置及其製造方法。
有機發光顯示裝置可製造為輕量且薄的裝置，且同時具有寬廣的視角、簡短的反應速度、以及低電力耗損等特性。由於這些優點，其作為下一代的顯示裝置而受到注目。
本發明提供一種有機發光顯示裝置及其製造方法，其製造過程簡易且具有高孔徑比(aperture ratio)。
根據本發明之一態樣，有機發光顯示裝置包含：至少一電晶體，每一電晶體包含半導體層、閘極電極、以及源極電極與汲極電極；第一電容，其包含形成於與半導體層相同平面之第一電極、與閘極電極形成於相同平面之第二電極、與源極電極及汲極電極形成於相同平面之第三電極；第二電容，其包含與半導體層形成於相同平面且包括離子雜 質之第一電極、與閘極電極形成於相同平面之第二電極；像素電極，其與閘極電極形成於相同平面且電性連接至電晶體；發光層，其設置於像素電極上；以及相反電極，其設置於發光層上且面對像素電極。
第一電容可連接至電源電壓供應線，以供應電源電壓至電晶體，且第一電容及電源電壓供應線係彼此重疊。
電晶體可為驅動電晶體，且第一電容為供應電壓至驅動電晶體的儲存電容。
第一電容之第一電極可包含無離子雜質摻雜之半導體。
第一電容之第一電極與第三電極可透過接觸孔彼此連接。
第一電容可具有位於第一電極與第二電極之間之第一靜電電容、以及位於第二電極與第三電極之間之第二靜電電容，其中第一靜電電容與第二靜電電容係平行連接。
第一電容之第二電極可包含與形成閘極電極相同之材料。
第一電容之第三電極可包含與形成源極電極與汲極電極相同之材料。
第一電容之第三電極可包含電源電壓供應線，以供應電源電壓至電晶體。
第二電容係為連接驅動電晶體之閘極端之補償電容。
第二電容之第二電極可包含透明導電材料。
閘極電極可包含透明導電材料之第一層與包括金屬之第二層。
像素電極可包含與形成閘極電極相同之透明導電材料。
半導體層可包含非晶矽與多晶矽。
相反電極可為反射電極，其反射由發光層所發射之光。
根據本發明之另一態樣，製造有機發光顯示裝置之方法包含下列步驟：執行第一遮罩製程，其中半導體層係形成於基板上，且半導體層係圖樣化以形成電晶體之半導體層、第一電容之第一電極、以及第二電容之第一電極；執行第二遮罩製程，其中第一絕緣層係形成於由第一遮罩製程所產生之結構上，且透明導電材料及第一金屬係依序地沈積於第一絕緣層上並圖樣化以形成電晶體之閘極電極、像素電極、第一電容之第二電極、以及第二電容之第二電極；執行第三遮罩製程，其中第二絕緣層係形成於由第二遮罩製程所產生之結構上，且形成多個接觸孔以暴露部分半導體層之源極區及汲極區、像素電極、部分第一電容之第一電極、以及第二電容之第二電極；執行第四遮罩製程，其中第二金屬係沈積於由第三遮罩製程所產生之結構上，且第二金屬係圖樣化以形成分別地接觸源極區與汲極區之源極電極與汲極電極、及第一電容之第三電極；以及執行第五遮罩製程，其中第三絕緣層係形成於由第四遮罩製程所產生之結構上，且暴露包含於像素電極之透明導電材料的開口係形成於第三絕緣層上。
源極區與汲極區可於執行第二遮罩製程後摻雜離子雜質。
第四遮罩製程可包含移除沈積於像素電極及第二電容之第二電極之第二金屬的第一蝕刻製程、以及移除沈積於像素電極之第一金屬及第二電容之透明導電材料的第二蝕刻製程。
在第四遮罩製程中，第二金屬與第一金屬可為相同材料，且第一金屬與第二金屬為同時地蝕刻。
第二電容之第一電極可於執行第四遮罩製程後摻雜離子雜質。
發光層與相反電極於執行第五遮罩製程後可進一步形成於像素電極上。
1、2‧‧‧有機發光顯示裝置
10‧‧‧基板
12‧‧‧第一絕緣層
13‧‧‧像素電極
15‧‧‧第二絕緣層
17‧‧‧第三絕緣層
113‧‧‧第一像素電極
114‧‧‧第二像素電極
18、118‧‧‧發光層
19、119‧‧‧相反電極
21、211‧‧‧半導體層
211a‧‧‧源極及汲極區
211c‧‧‧通道區
23、213‧‧‧第一閘極電極
24、214‧‧‧第二閘極電極
26、216‧‧‧源極及汲極電極
41a、51a、311c、411a、411c‧‧‧第一電極
43、53‧‧‧第二電極
316‧‧‧第三電極
33、313、413‧‧‧第一層
34、314、414‧‧‧第二層
36‧‧‧第三層
V、V’‧‧‧電源電壓供應線
VSS‧‧‧接地電壓
S‧‧‧掃描線
D‧‧‧資料線
D1、D2‧‧‧摻雜離子雜質
CC‧‧‧補償控制訊號線
Cst、Cst’‧‧‧第一電容
Cst1、Cst2‧‧‧電容
Cvth、Cvth’‧‧‧第二電容
EL1、EL2‧‧‧發光區
TR1‧‧‧第一電晶體
TR2‧‧‧第二電晶體
TR3‧‧‧第三電晶體
PXL1、PXL2‧‧‧像素單元
C1‧‧‧第一接觸孔
C2‧‧‧第二接觸孔
C3‧‧‧第三接觸孔
C4‧‧‧第四接觸孔
C5‧‧‧開口
本發明更完整的評價及其許多隨之而來的優點，將參照以下詳細描述並參酌配合附圖而變得顯而易見且同時更好瞭解，其中相似的參考符號係指相同或類似的組件，其中：第1圖為根據本發明實施例之包含於有機發光顯示裝置中之像素的平面示意圖；第2圖為第1圖之有機發光顯示裝置之電路圖；第3A圖為截取第1圖中III-III線段之剖面圖；第3B圖為截取第1圖中III’-III’線段之剖面圖；第4圖為作為比較例之包含於有機發光顯示裝置中之像素的平面示意圖；第5圖為第4圖之有機發光顯示裝置之電路圖；第6A圖為截取第4圖中VI-VI線段之剖面圖；第6B圖為截取第4圖中VI’-VI’線段之剖面圖；以及第7A圖至第11B圖為用以闡述根據本發明實施例之製造有機發光顯示裝置之方法之剖面示意圖。
後文中，將參閱附圖以詳細描述本發明之一或多個實施例。
第1圖為根據本發明實施例之包含於有機發光顯示裝置中之像素的平面示意圖，第2圖為第1圖之有機發光顯示裝置之電路圖，第3A圖為截取第1圖中III-III線段之剖面圖，而第3B圖為截取第1圖中III’-III’線段之剖面圖。
參閱第1圖，根據本實施例之包含於有機發光顯示裝置1之像素包含：包括掃描線S、資料線D、電源電壓供應線V及補償控制訊號線CC之複數個導線、以及包括發光區EL1、第一薄膜電晶體(TFTs)TR1、第二薄膜電晶體TR2、第三薄膜電晶體TR3、第一電容Cst及第二電容Cvth之一像素單元。
第1圖之有機發光顯示裝置1係為例示性，且本發明並不以此為限。亦即，除了如第1圖所繪示之導線外，有機發光顯示裝置可更包含其他導線。又，某些導線，例如補償控制訊號線CC可不包含於各像素中。舉例而言，鄰近的像素可共用相同的補償控制訊號線CC。並且，薄膜電晶體之數量以及電容之數量並不以此為限。舉例而言，依據像素電路單元，三個或更多的電晶體以及兩個或更多的電容可組合使用。
參閱第2圖，第一電晶體TR1之閘極電極係連接至掃描線S，且第一電晶體TR1之第一電極係連接至資料線D。第二電晶體TR2之閘極電極係透過第二電容Cvth連接至第一電晶體TR1之第二電極，且第二電晶體TR2之第一電極係連接至電源電壓供應線V，而第二電晶體TR2之第二電極係連接至發光區EL1之陽極。第三電晶體TR3之閘極電極係連 接至補償控制訊號線CC，且第三電晶體TR3之第一電極係連接至第二電晶體TR2之閘極電極，而第三電晶體TR3之第二電極係連接至第二電晶體TR2之第二電極。在此情況下，第一電晶體TR1作為開關電晶體，第二電晶體TR2作為驅動電晶體，而第三電晶體TR3作為補償電晶體以補償閥值電壓(Vth)。如第2圖所繪示之第一電晶體TR1、第二電晶體TR2、以及第三電晶體TR3可為p-型電晶體，但不以此為限。舉例而言，至少一第一電晶體TR1、第二電晶體TR2、以及第三電晶體TR3可為N-型電晶體。
第一電容Cst係連接於第一電晶體TR1之第二電極與電源電壓供應線V之間。第一電容Cst包含平行連接之電容Cst1與Cst2。第二電容Cvth係連接於第一電晶體TR1之第二電極與第二電晶體TR2之閘極電極之間。第一電容Cst可作為儲存電容以於資料訊號施加至第一電晶體TR1時儲存資料訊號，而第二電容Cvth可作為補償電容以補償閥值電壓(Vth)之不規則性。
參閱第3A圖，第一電晶體TR1包含設置於基板10上之半導體層211、第一閘極電極213與第二閘極電極214、以及源極及汲極電極216。第3A圖所繪示僅為第一電晶體TR1之剖面，而第二電晶體TR1及第三電晶體TR3具有與第一電晶體TR1相同之剖面。
基板10可由多種材料所形成，例如玻璃或塑膠。若有機發光顯示裝置為底部發射型顯示裝置且影像係朝向基板10而形成時，基板10可由透明材料所形成。
雖然未示於第3A圖，但緩衝層(圖未示)可更形成於基板10上以形成平面，並且避免雜質元素滲透至基板10上之層。緩衝層可包含矽氧化物(SiO2)以及/或矽氮化物(SiNx)。
半導體層211可由非晶矽或多晶矽所形成，且可包含通道區211c、以及摻雜離子雜質並設置於通道區211c外側之源極及汲極區211a。源極及汲極區211a可包含由摻雜第三族元素所形成之p-型半導體或由摻雜第五族元素所形成之n-型半導體。
第一閘極電極213與第二閘極電極214係依序地形成於對應至半導體層211之通道區211c之部分半導體層211上。在此情況下，作為閘極絕緣層之第一絕緣層12可插設在第一閘極電極213及第二閘極電極214之一側與半導體層211之另外一側之間。
第一絕緣層12分別地將半導體層211與第一閘極電極213及第二閘極電極214絕緣，且可形成為由矽氮化物及/或矽氧化物所形成之無機層。
第一閘極電極213與第二閘極電極214可包含具有不同蝕刻選擇性之導電材料。舉例而言。第一閘極電極213可包含如銦錫氧化物(ITO)之透明導電材料，而第二閘極電極214可包含至少一材料選自由鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銀(Ag)、銅(Cu)、及其合金所組成之群組，只要第一閘極電極213之材料與第二閘極電極214之材料係具有不同的蝕刻選擇性。在本實施例中，第一閘極電極213包含透明導電材料，如銦錫氧化物，而第二閘極電極214包含由鉬/鋁/鉬(Mo/Al/Mo)形成之三層。同 時，除了銦錫氧化物外，用以形成第一閘極電極213之透明導電材料可包含銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZnO)、或三氧化二銦(In2O3)。
第二絕緣層15可分別地設置於第一閘極電極213與第二閘極電極214上。第二絕緣層15可作為層間絕緣層以將第一閘極電極213和第二閘極電極214分別地與源極及汲極電極216絕緣。
第二絕緣層15可由多種不同材料所形成。舉例而言，第二絕緣層15可由例如氧化物或氮化物之有機材料或無機材料所形成。用以形成第二絕緣層15之無機材料可包含二氧化矽(SiO2)、矽氮化物(SiNX)、矽氮氧化物(SiON)、三氧化二鋁(Al2O3)、二氧化鈦(TiO2)、五氧化二鉭(Ta2O5)、二氧化鉿(HfO2)、二氧化鋯(ZrO2)、鈦酸鋇鍶(BST)、或鈦酸鉛鋯(PZT)，而用以形成第二絕緣層15之有機材料可包含如聚甲基丙烯酸甲脂(Poly(methyl methacrylate),PMMA)或聚苯乙烯(polystyrene,PS)之一般可用聚合物、具有酚基之聚合物衍生物、丙烯醯基聚合物(acryl-based polymer)、亞醯胺基聚合物(imide-based polymer)、芳基醚基聚合物(aryl ether-based polymer)、氨醯胺聚合物(amide-based polymer)、氟基聚合物(fluorine-based polymer)、對二甲苯基聚合物(p-xylene-based polymer)、乙烯醇基聚合物(vinyl alcohol-based polymer)、或其混合物。又，第二絕緣層15可具有包含無機絕緣層及有機絕緣層之複合堆疊。
源極及汲極電極216係連接至半導體層211之源極及汲極區211a。雖然源極及汲極電極216於第3A圖係繪示為單一層，但源極及 汲極電極216可不限制於此。舉例而言，源極及汲極電極216可形成為複數層。
參閱第3A圖，像素單元PXL1係設置於基板10上。像素單元PXL1包含第一像素電極113、發光層118、以及相反電極119。
第一像素電極113及第一閘極電極213係形成於相同平面上，且第一像素電極113可包含與用於形成第一閘極電極113相同的透明導電材料。用以形成第一像素電極113的透明導電材料可包含銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZnO)、三氧化二銦(In2O3)、銦鎵氧化物(IGO)、或鋁鋅氧化物(AZO)。
發光層118係形成於第一像素電極113上，且自發光層118發射之光係透過由透明導電材料所形成之第一像素電極113而朝向基板10傳遞。
第三絕緣層17係形成於第一絕緣層12及第一像素電極113上，且第三絕緣層17具有暴露第一像素電極113之開口C5。發光層118係設置於開口C5中。根據發光層118可決定發光區域EL1。
發光層118可包含低分子量有機材料或聚合物有機材料。若發光層118包含低分子量有機材料，電洞傳遞層(HLT)、電洞注射層(HIL)、電子傳遞層(ETL)、以及電子注射層(EIL)可形成於發光層118附近。又，若有需求，多種其他層可更形成於發光層118附近。在此情況下，低分子量有機材料可為銅酞菁(copper phthalocyanine,CuPc)、N’-雙(萘-1-基)-N,N’-二苯基聯苯胺(N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine,NPB)、或三-8-羥基喹啉鋁(Alq3)。
又，若發光層118包含聚合物有機材料，電洞傳遞層(HTL)可形成於發光層118附近。電洞傳遞層(HTL)可包含聚(2,4)-乙烯基-二氧基噻吩(poly-(2,4)-ethylene-dihydroxy thiophene,PEDOT)或聚苯胺(polyaniline,PANI)。在此情況下，用以形成發光層118之聚合物有機材料可為聚對苯乙烯(poly-phenylenevinylene,PPV)基材料或聚芴基(polyfluorene-based)材料。
相反電極119係沈積於發光層118上以作為共用電極。在根據本實施例之有機發光顯示裝置1中，第一像素電極113係作為陽極而相反電極119係作為陰極。然而，在其他實施例中，第一像素電極113係作為陰極而相反電極119係作為陽極。
相反電極119可為包含反射材料之反射電極。在此情況下，相反電極119可包含至少一材料選自由鋁(Al)、鎂(Mg)、鋰(Li)、鈣(Ca)、氟化鋰/鈣(LiF/Ca)、以及氟化鋰/鋁(LiF/Al)所組成之群組。由於相反電極119為反射電極，發射自發光層118之光係藉由相反電極119反射，且反射之光係透過由透明導電材料所形成之第一像素電極113朝向基板10而發射。
參閱第3B圖，第一電容Cst係設置於基板10上。第一電容Cst包含與半導體層211形成於相同平面上之第一電極311c、包含第一層313與第二層314且與第一閘極電極213及第二閘極電極214形成於相同平面上之第二電極、以及與源極及汲極電極216形成於相同平面上之第三電極316。
第一電容Cst係連接至電路(見第1圖)中之電源電壓供應線V，且第一電容Cst與電源電壓供應線V在結構上係重疊。
第一電容Cst之第一電極311c係設置於電源電壓供應線V下且沿著電源電壓供應線V，並且可由與形成半導體層211之通道區211c相同之材料所形成，例如非晶矽半導體或結晶半導體。用以形成第一電容Cst之第一電極311c之半導體可不包含離子雜質。
第一絕緣層12係形成於第一電容Cst之第一電極311c上，且第二電極之第一層313與第二層314係分別地設置於第一絕緣層12上，其中，第二電極之第一層313與第二層314可分別地由用以形成第一閘極電極213與第二閘極電極214之相同材料而形成。第二電極之第一層313可由用以形成第一閘極電極213之相同透明導電材料所形成，且第二電極之第二層314可由用以形成第二閘極電極214之相同金屬而形成。第一電容Cst之第二電極之第一層313與第二層314係分別地設置於電源電壓供應線V下且沿著電源電壓供應線V。
第二絕緣層15係分別地形成於第一電容Cst之第二電極之第一層313與第二層314上，且第一電容Cst之第三電極316係形成於第二絕緣層15上，其中，第三電極316係由與用以形成源極及汲極電極216之相同材料所形成。第三電極316係形成以沿著電源電壓供應線V。在這一方面，第三電極316透過接觸孔C4(如第9B圖所示)接觸第一電極311c。因此，在第一電容Cst中，電容Cst1(見第2圖)具有介於第一電極311c與分別包含第一層313與第二層314之第二電極之間之第一靜電電容，而電容Cst2具有介於分別包含第一層313與第二層314之第二電極與第三電 極316之間之第二靜電電容。電容Cst1與Cst2係平行連接。因此，第一電容Cst之靜電電容可增加。
一般而言，電源電壓供應線V較掃描線S或資料線D具有相對更寬的寬度，且可由具有高反射率或低穿透率之金屬所形成。在根據本發明之有機發光顯示裝置1中，第一電容Cst與具有低穿透率之電源電壓供應線V重疊。因此，有機發光顯示裝置1之孔徑比可高於其中第一電容Cst形成於像素之分隔區域中使第一電容Cst及電源電壓供應線V不重疊之有機發光顯示裝置之孔徑比。
參閱第3B圖，第二電容Cvth係設置於基板10上。第二電容Cvth包含與半導體層211形成於相同平面上之第一電極411a、以及包含第一層413與第二層414之第二電極，其中第二電極之第一層413與第一閘極電極213係形成於相同平面上。
第二電容Cvth之第一電極411a可包含與用以形成第3A圖中第一電晶體TR1之半導體層211之相同材料。第二電容Cvth之第二電極可由與第3A圖中用以形成第一閘極電極213之相同透明導電材料而形成。更具體地說，由於第一電極411a包含離子雜質摻雜之半導體材料，因此第一電極411a可與分別地包含第一層413與第二層414之第二電極而形成金屬-絕緣體-金屬電容器(metal-insulator-metal(MIM)Cap)結構。
一般而言，金屬-絕緣體-金屬電容器結構相較於金屬氧化半導體電容器(metal oxide semiconductor(MOS)Cap)結構容許在較廣 的電壓範圍下維持恆定的靜電電容。因此，使用金屬-絕緣體-金屬電容器可於建構電路時提供電壓餘裕(voltage margin)之改善。
第三絕緣層17係形成於第一電容Cst之第三電極316上以及第二電容Cvth之第二電極之第二層414上，而作為共用電極之相反電極119係形成於第三絕緣層17上。
第4圖為作為比較例之包含於有機發光顯示裝置中之像素的平面示意圖。
在第4圖中，第一電容Cst’與電源電壓供應線V’並不重疊，且第一電容Cst’係設置於像素之分隔區域。
第5圖為第4圖之有機發光顯示裝置之電路圖，第6A圖為截取第4圖中VI-VI線段之剖面圖，而第6B圖為截取第4圖中VI’-VI’線段之剖面圖。
參閱第4圖，作為比較例之包含於有機發光顯示裝置2之像素包含：包括掃描線S、資料線D、電源電壓供應線V’及補償控制訊號線CC之複數個導線、以及包括發光區EL2、第一電晶體TR1、第二電晶體TR2、第三電晶體TR3、第一電容Cst’及第二電容Cvth’之像素單元。
參閱第5圖，有機發光顯示裝置2在電路上係不同於有機發光顯示裝置1，其第一電容Cst’係作為儲存電容而電源電壓供應線V’並不平行地設置，亦即，第一電容Cst’係分別地設置。Vss係為接地電壓。
參閱第6A圖，第一電晶體TR1、第一電容Cst’、及像素單元PXL2係設置於基板10上。第一電晶體TR1包含半導體層21、第一閘極 電極23、第二閘極電極24、以及源極及汲極電極26。像素單元PXL2包含像素電極13、發光層18、以及相反電極19。
像素電極13及第一閘極電極23係形成於相同平面且由相同的透明導電材料所形成。發光層18係形成於像素電極13上，且自發光層18所發射之光係透過由透明導電材料所形成之第一像素電極13而朝向基板10而傳遞。
作為儲存電容之第一電容Cst’係設置於像素單元PXL2與第一電晶體TR1之間。在有機發光顯示裝置2中，第一電容Cst’包含與半導體層21形成於相同平面之第一電極51a及與第一閘極電極23形成於相同平面之第二電極53。在此情況下，第一電極51a可包含離子雜質摻雜之半導體材料，且可與第二電極53而形成金屬-絕緣體-金屬電容器結構。 所形成的金屬-絕緣體-金屬電容器結構具有整體之低穿透率，且因此發射自發光層18之光難以穿透此金屬-絕緣體-金屬電容器結構。因此，根據發光層18所決定之發光區EL2係較根據前一實施例之有機發光顯示裝置1之發光區EL1窄，因而降低孔徑比。
參閱第6B圖，電源電壓供應線V’及第二電容Cvth’係設置於基板10上。
電源電壓供應線V’包含由與形成第一閘極電極23相同之材料所形成之第一層33、以及由與形成第二閘極電極24相同之材料所形成之第二層34，其中第一層33與第二層34係形成於第一絕緣層12上。第二絕緣層15可形成於第一層33與第二層34上。電源電壓供應線V’可更包 含形成於第二絕緣層15上之第三層36，且其係由用以形成源極及汲極電極26之相同材料所形成。
第二電容Cvth’包含與半導體層21形成於相同平面之第一電極41a以及與第一閘極電極23形成於相同平面之第二電極43。第二電容Cvth’之第一電極41a可包含與形成第一電晶體TR1之半導體層21相同之材料。第二電容Cvth’之第二電極43可與用以形成第一閘極電極23相同之透明導電材料所形成。更具體地說，第一電極41a包含離子雜質摻雜之半導體材料且與第二電極43而形成金屬-絕緣體-金屬電容器結構。
因此，由於在有機發光顯示裝置2中，第一電容Cst’係形成於像素之分隔區域中，故第一電容Cst’與電源電壓供應線V’並不重疊，且根據發光層18所決定之發光區EL2係狹窄的。因此孔徑比可能降低。
第7A圖至第11B圖為根據本發明之一實施例以闡述製造有機發光顯示裝置之方法之剖面圖。
更具體地說，第7A圖與第7B圖為繪示執行第一遮罩製程於有機發光顯示裝置1上之結果的剖面圖。
參閱第7A圖，第3A圖中之第一電晶體TR1之半導體層211之通道區211c係形成於基板10上，且參閱第7B圖，第一電容Cst之第一電極311以及第二電容Cvth之第一電極411c係形成於基板10上。
雖然未示於第7A圖及第7B圖，用以形成半導體層(圖未示)之材料係沈積於基板10上，且光阻(圖未示)係塗佈於欲形成半導體層之材料上。藉由利用第一光遮罩(圖未示)以執行微影製程(photolithography process)，用以形成半導體層之材料係圖樣化以形成 第一電晶體TR1之半導體層211、第一電容之Cst之第一電極311c、以及第二電容Cvth之第一電極411c。雖然未示於第7A圖及第7B圖，第二電晶體TR2及第三電晶體TR3可藉由使用形成第一電晶體TR1所使用之相同方法而形成。
在執行微影製程之第一遮罩製程中，第一光遮罩係暴露於由暴光裝置(圖未示)所發射之光，且接著執行一系列包含顯影、蝕刻、以及剝除或灰化之製程。
半導體層211可包含非晶矽或多晶矽。又，半導體層211可藉由結晶非晶矽為多晶矽而形成。非晶矽之結晶可由例如快速退火法(rapid thermal annealing,RTA)、固相結晶法(solid phase crystallization,SPC)、準分子雷射退火法(excimer laser annealing,ELA)、金屬誘導結晶法(metal induced crystallization,MIC)、金屬誘導側向結晶法(metal induced lateral crystallization,MILC)、或順序橫向固化法(sequential lateral solidification,SLS)而執行。
第8A圖及第8B圖為繪示執行第二遮罩製程於有機發光顯示裝置1上之結果的剖面圖。
參閱第8A圖，第一絕緣層12係沈積於由第7A圖所示之第一遮罩製程所產生的結構上，且第一閘極電極213及第二閘極電極214係依序地沈積於第一絕緣層12上。有關於像素單元PXL1，第一像素電極113與第二像素電極114係依序地沈積於第一絕緣層12上。
參閱第8B圖，第一絕緣層12係沈積於第7B圖中所示之由第一遮罩製程所產生之結構上，且第一閘極電極213及第二閘極電極214 係依序地沈積於第一絕緣層12上。有關於第二電容Cvth，第二電極之第一層413及第二層414係分別依序地沈積於第一絕緣層12上。
參閱第8A圖及第8B圖，第一閘極電極213、第一像素電極113、第一電容Cst之第二電極之第一層313、以及第二電容Cvth之第二電極之第一層413可同時形成於相同平面上，且可由選自由銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZnO)、及三氧化二銦(In2O3)所組成之群組中之相同透明導電材料所形成。
第二閘極電極214、第二像素電極114、第一電容Cst之第二電極之第二層314、以及第二電容Cvth之第二電極之第二層414可同時形成於相同平面上，且可由選自由鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銀(Ag)、銅(Cu)、及其合金所組成之群組之至少其一所形成。
離子雜質(D1)係摻雜於組合結構上。用以摻雜之離子雜質可為第三族元素及第五族元素之離子，離子雜質之濃度可等同於或大於1×1015atoms/cm2(離子/平方公分)，且摻雜可執行於第一電晶體TR1之半導體層211上。
在此方面，離子雜質係藉由分別地利用第一閘極電極213及第二閘極電極214作為自我對準遮罩以摻雜於半導體層211上，且因此半導體層211包含摻雜離子雜質之源極及汲極區212a、以及插設於源極及汲極區212a之間之通道區212c。亦即，由於第一閘極電極213及第二閘極電極214分別地作為自我對準遮罩，所以源極及汲極區212a可不需各別使用光遮罩而形成。
第9A圖及第9B圖為繪示執行第三遮罩製程於有機發光顯示裝置1上之結果的剖面圖。
參閱第9A圖及第9B圖，第二絕緣層15係沈積於第8A圖及第8B圖中之由第二遮罩製程所產生之結構上，且第二絕緣層15係圖樣化以形成暴露第二像素電極114上表面之第一接觸孔C1、暴露部分半導體層211之源極及汲極區211a之第二接觸孔C2、暴露第二電容Cvth之第二電極之第二層414上表面之第三接觸孔C3、以及暴露部分第一電容Cst之第一電極311c之第四接觸孔C4。
第10A圖及第10B圖為繪示執行第四遮罩製程於有機發光顯示裝置1上之結果的剖面示意圖。
參閱第10A圖，分別地接觸源極及汲極區211a之源極及汲極電極216係形成於第9A圖中所示之由第三遮罩製程所產生之結構上，且像素單元PXL之第二像素電極114之一部分係被移除。
參閱第10B圖，接觸第一電容Cst之第一電極311c的第一電容Cst之第三電極316係形成於第9B圖中所示之由第三遮罩製程所產生之結構上，且第二電容Cvth之第二電極之第二層414的一部分係被移除。
第四遮罩製程可包含第一蝕刻製程以及接續第一蝕刻製程之第二蝕刻製程。在第一蝕刻製程中，蝕刻用以形成源極及汲極電極216且沈積於第二像素電極114以及第二電容Cvth之第二電極之第二層414上的導電材料。在第二蝕刻製程中，移除第二像素電極114、以及第二電容Cvth之第二電極之第二層414。當用以形成第二像素電極114以及第二電容Cvth之第二電極之第二層414之材料不相同於用以形成源極及汲極 電極216之材料時，係需要個別的蝕刻製程。若用以形成第二像素電極114以及第二電容Cvth之第二電極之第二層414之材料相同於用以形成源極及汲極電極216之材料時，可以為單一蝕刻製程。
接續第四遮罩製程，摻雜離子雜質(D2)至所產生之結構。如上所述，用以摻雜之離子雜質可為第三族元素及第五族元素之離子，離子雜質之濃度可為等同於或大於1×1015atoms/cm2，且摻雜可執行於第二電容Cvth之第一電極411a上。
由於第二電容Cvth之第二電極之第一層413之厚度為1000埃(Å)或更少，故離子雜質可通過第一層413且可摻雜至第一電極411a。結果，具離子雜質摻雜之第一電極411a與第二電容Cvth之第二電極之第二層414而形成金屬-絕緣體-金屬電容器結構，因此，當電路建構時可改善電壓餘裕。
同時，由於形成於第一電極311c上的第二電極之第二層314及第三電極316具有較大的厚度，故第一電容Cst之第一電極311c係不摻雜離子雜質，且因此係作為遮蔽層。
第11A圖及第11B圖為繪示執行第五遮罩製程於有機發光顯示裝置1上之結果的剖面示意圖。
參閱第11A圖及第11B圖，第三絕緣層17係形成於第10A圖及第10B圖中所示之由第四遮罩製程所產生之結構上，且形成暴露第一像素電極113上表面之開口C5。
發光層118(見第3A圖)係形成於開口C5之內側，且當電壓藉由第一像素電極113及相反電極119(見第3A圖)而施加於發光層118時，發光層118遂發光。因此，發光區EL1係擴大且孔徑比增加。
根據本發明之上述實施例之有機發光顯示裝置及其製造方法提供下列功效。
首先，儲存電容與電源電壓供應線重疊，因此發光區擴大且孔徑比增加。
再者，儲存電容與電源電壓供應線儲存電容係平行連接，因此靜電電容可改善。
第三，補償電容具有金屬-絕緣體-金屬電容器結構，因此可改善電路之電壓餘裕。
第四，具有上述功效之有機發光顯示裝置可藉由執行五次遮罩製程而製造。
雖然本發明已參照其例示性實施例來特別地顯示與描述，然而將理解的是該技術領域具有通常知識者可在未脫離由下述申請專利範圍所定義之本發明的精神與範疇下做形式與細節上的各種變化。
1‧‧‧有機發光顯示裝置
V‧‧‧電源電壓供應線
S‧‧‧掃描線
D‧‧‧資料線
CC‧‧‧補償控制訊號線
Cst‧‧‧第一電容
Cvth‧‧‧第二電容
EL1‧‧‧發光區
TR1‧‧‧第一電晶體
TR2‧‧‧第二電晶體
TR3‧‧‧第三電晶體

Claims (19)

  1. 一種有機發光顯示裝置，其包含：至少一電晶體，每一該電晶體包含一半導體層、一閘極電極、一源極電極、以及一汲極電極；一第一電容，其包含與該半導體層形成於相同平面上之一第一電極、與該閘極電極形成於相同平面上之一第二電極、以及與該源極電極及該汲極電極形成於相同平面上之一第三電極；一第二電容，其包含與該半導體層形成於相同平面上且包含離子雜質之一第一電極、以及與該閘極電極形成於相同平面上之一第二電極；一像素電極，其係與該閘極電極形成於相同平面上且電性連接該至少一電晶體；一發光層，其係設置於該像素電極上；以及一相反電極，其係設置於該發光層上且面對該像素電極；其中該第二電容的該第二電極包含一第一層以及形成於該第一層上的一第二層；其中該第二層的一中心部分包含一開口暴露該第一層的一中心部分，該第二電容的該第一電極中的離子雜質形成於該半導體層對應開放的該第二層的區域上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該第一電容係連接一電源電壓供應線，以供應一電源電壓至該至少一電晶體，該第一電容與該電源電壓供應線係彼此重疊。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之有機發光顯示裝置，其中該電晶體係為一驅動電晶體，且該第一電容係為一儲存電容以施加一電壓至該驅動電晶體。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該第一電容具有介於該第一電極與該第二電極之間之一第一靜電電容、以及介於該第二電極與該第三電極之間之一第二靜電電容，且該第一靜電電容與該第二靜電電容係平行連接。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該第一電容之該第二電極包含與形成該閘極電極相同之一材料。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該第一電容之該第三電極包含與形成該源極電極及該汲極電極相同之一材料。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之有機發光顯示裝置，其中該第一電容之該第三電極包含一電源電壓供應線，以供應一電源電壓至該電晶體。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該第二電容係為連接至一驅動電晶體之一閘極端之一補償電容。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該第二電容之該第二電極包含一透明導電材料。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該閘極電極包含一透明導電材料之一第一層與包括金屬之一第二層。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該像素電極包含與形成該閘極電極相同之一透明導電材料。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該半導體層包含非晶矽及多晶矽其中之一。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該相反電極係為一反射電極，其係反射發射自該發光層之光。
  14. 一種製造有機發光顯示裝置之方法，該方法包含下列步驟：執行一第一遮罩製程，其中一半導體層係形成於一基板上且該半導體層係圖樣化以形成一電晶體之一半導體層、一第一電容之一第一電極、以及一第二電容之一第一電極；執行一第二遮罩製程，其中一第一絕緣層係形成於由該第一遮罩製程所形成之結構上，且一透明導電材料及一第一金屬係依序地沈積於該第一絕緣層上並圖樣化以形成該電晶體之一閘極電極、一像素電極、該第一電容之一第二電極、以及該第二電容之一第二電極；執行一第三遮罩製程，其中一第二絕緣層係形成於由該第二遮罩製程所形成之結構上，並形成多個接觸孔以暴露部分該半導體層之一源極區及一汲極區、該像素電極、部分該第一電容之該第一電極、以及該第二電容之該第二電極；執行一第四遮罩製程，其中一第二金屬係沈積於由該第三遮罩製程所形成之結構上，且該第二金屬係圖樣化以形成分別地接觸該源極區與該汲極區之一源極電極與一汲極電極、及該第一電容之一第三電極；以及執行一第五遮罩製程，其中一第三絕緣層係形成於由該第四遮罩製程所形成之結構上，且暴露包含於該像素電極之該透明導 電材料的一開口係形成於該第三絕緣層上。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該源極區與該汲極區係於執行該第二遮罩製程後摻雜離子雜質。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該第四遮罩製程包含：一第一蝕刻製程，以移除沈積於該像素電極及該第二電容之該第二電極的該第二金屬；以及一第二蝕刻製程，以移除沈積於該像素電極之該第一金屬及該第二電容之該透明導電材料。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中在該第四遮罩製程中，該第二金屬與該第一金屬係為相同材料，且該第一金屬及該第二金屬係同時地蝕刻。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該第二電容之該第一電極係於執行該第四遮罩製程後而摻雜離子雜質。
  19. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中一發光層及一相反電極係於執行該第五遮罩製程後進一步形成於該像素電極上。
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