TWI606622B - 有機發光顯示設備及其製造方法 - Google Patents

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孫榕德
徐晉旭
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Description

有機發光顯示設備及其製造方法
相關申請案之交互參照
本申請案主張於2013年3月27日向韓國智慧財產局提出之韓國專利申請號第10-2013-0033087號之優先權及效益，其全部內容於此併入作為參考。
本發明之態樣係有關於一種有機發光顯示設備。
近來，薄膜型可攜式平板顯示設備作為顯示設備變得相當熱門。平板顯示設備中，與其他顯示設備技術相比，有機發光顯示設備屬於自發光顯示設備，其具有相對寬廣之可視角、相對高之對比率及相對高之回應速度。因為這些特性，有機發光顯示設備作為次世代顯示設備而受到關注。
有機發光顯示設備包含中間層、第一電極及第二電極，中間層包含有機發光層，且當施以第一電極及第二電極電壓時，有機發光層產生可見光。
此外，有機發光顯示設備可進一步包含一或多個電晶體(TR)以驅動有機發光顯示設備，且具體而言，一個像素包含驅動電晶體及開關電晶體。
關於此方面，因包含於一個像素中之驅動電晶體及開關電晶體對有機發光顯示設備的驅動具巨大影響，須對驅動電晶體及開關電晶體為有效的控制。
然而，於無另外的製程下，控制包含於一個像素內之驅動電晶體及開關電晶體相當困難，因而限制有機發光顯示設備成像品質特性之進步。
本發明之實施例提供用於提升成像品質之一種有機發光顯示設備及一種製造有機發光顯示設備之方法。
根據本發明之態樣，提供一種有機發光顯示設備，包含：複數個像素於基板上，其中每個像素包含：有機發光裝置，包含第一電極、第二電極以及介於第一電極及第二電極間之中間層，其中中間層包含有機發光層；驅動電晶體，配置以驅動有機發光裝置，且包含主動層、閘極電極、源極電極及汲極電極；以及開關電晶體，與驅動電晶體電性結合，並包含主動層、閘極電極、源極電極及汲極電極，其中驅動電晶體之閘極電極包含第一導電層及介於驅動電晶體之第一導電層與主動層間之第二導電層，並具有較第一導電層小之尺寸，且開關電晶體之閘極電極包含與第一導電層相同之材料。
第一導電層可突出於第二導電層之相對兩側。
驅動電晶體之第二導電層與主動層之重疊區域可小於驅動電晶體之第一導電層與主動層之重疊區域。
第二導電層可包含透明導電材料。
透明導電材料可包含銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、三氧化二銦、銦鎵氧化物或鋁鋅氧化物。
第一導電層之電阻可小於第二導電層之電阻。
每一像素可進一步包含電容。
電容可包含第一電容電極及第二電容電極，且第一電容電極可包含與第一導電層相同之材料，而第二電容電極可包含與驅動電晶體之源極電極及汲極電極或開關電晶體之源極電極及汲極電極相同之材料。
第一電極與該驅動電晶體之第二導電層可形成於同一層中。
第一電極可以與驅動電晶體之第二導電層相同之材料形成。
對應至第一導電層且不對應至第二導電層之驅動電晶體之主動層之部分可為未摻雜部分。
根據本發明之其他態樣，提供一種有機發光顯示設備之製造方法，有機發光顯示設備含複數個像素於基板上，該方法包含：形成一像素，一像素之形成包含：形成有機發光裝置，其包含第一電極、第二電極及介於第一電極及第二電極間之一中間層，中間層包含有機發光層；形成配置以驅動有機發光裝置之驅動電晶體，驅動電晶體包含主動層、閘極電極、源極電極及汲極電極；以及形成與驅動電晶體電性結合之開關電晶體，該開關電晶體包含主動層、閘極電極、源極電極及汲極電極，其中驅動電晶體之閘極電極包含第一導電層及介於驅動電晶體之第一導電層與主 動層間之第二導電層，其中該第二導電層具有比該第一導電層小之尺寸，且開關電晶體之閘極電極包含與第一導電層相同之材料。
驅動電晶體之閘極電極之形成可進一步包含於形成第一導電層後，藉由利用第一導電層作為蝕刻遮罩以形成第二導電層。
第二導電層之形成可包含使用濕式蝕刻製程。
第二導電層之形成可包含形成第一導電層及位於第一導電層及主動層間之初期第二導電層，而後蝕刻該初期第二導電層。
初期第二導電層可大於第一導電層。
此方法可進一步包含於驅動電晶體之主動層上進行摻雜製程，其中該摻雜製程可包含使用驅動電晶之閘極電極之第一導電層作為蝕刻遮罩。
於摻雜製程期間，導電部分可形成於第一電極上且可包含與第一導電層相同之材料，其中導電部分可配置以用作為防止摻雜元件。
第一電極與驅動電晶體之第二導電層可包含相同之材料且可位於同一層上。
方法可進一步包含形成電容於每一像素內，其中電容可包含第一電容電極及第二電容電極，第一電容電極可包含與第一導電層相同之材料，且可與第一導電層同時形成，而第二電容電極可包含與驅動電晶體之源極電極與汲極電極或開關電晶體之 源極電極與汲極電極相同之材料，且第二電容電極可與驅動電晶體之源極電極與汲極電極或開關電晶體之源極電極與汲極電極同時形成。
100、200‧‧‧有機發光顯示設備
101、201‧‧‧基板
102、202‧‧‧緩衝膜
103a、103b、203a、203b‧‧‧主動層
104、204‧‧‧閘極絕緣膜
105a、105b、205a、205b‧‧‧閘極電極
106、206‧‧‧第一導電層
107、207‧‧‧第二導電層
108、208‧‧‧層間絕緣膜
109a、109b、209a、209b‧‧‧源極電極
110a、110b、210a、210b‧‧‧汲極電極
111‧‧‧保護層
119、211‧‧‧像素定義膜
121、221‧‧‧第一電極
122、222‧‧‧第二電極
123、223‧‧‧中間層
141、241‧‧‧第一電容電極
142、242‧‧‧第二電容電極
207’‧‧‧初期第二導電層
BP‧‧‧傳導部分
C‧‧‧通道區
Cst‧‧‧電容
EL‧‧‧有機發光裝置
TR1‧‧‧驅動電晶體
TR2‧‧‧開關電晶體
V‧‧‧電源供應線
W1、W2‧‧‧寬度差
G1、G2‧‧‧中間區
藉由參考附圖詳細描述一些例示性實施例，本發明的上述與其他特性及態樣將變成更清楚明顯，其中：第1圖係為根據本發明實施例之有機發光顯示設備的橫截面示意圖；第2圖係為描繪第1圖之有機發光設備的像素之電路示意圖；第3圖描繪第1圖所示之驅動電晶體(TR)及開關電晶體；第4圖係為描繪第1圖所示之驅動電晶體之特性之圖；第5圖係為描繪第1圖所示之開關電晶體之特性之圖；第6圖係為根據本發明另一實施例之有機發光顯示設備橫截面示意圖。
第7A圖至第7E圖係為描繪第6圖之有機發光顯示設備之製造方法之圖。
本發明之結構及操作方式藉參考本發明之實施例更加詳細敘述。
第1圖係為根據本發明實施例之有機發光顯示設備之 100橫截面圖，而第2圖係為描繪第1圖之有機發光顯示設備100之像素之電路示意圖。
有機發光顯示設備100包含複數個像素(圖未示)於基板101上。為了便於表達，於第1圖及第2圖中僅繪出一個像素。
參考第1圖及第2圖，有機發光顯示設備100的像素包含驅動電晶體(TR)TR1、開關電晶體TR2、電容Cst及有機發光裝置EL。
驅動電晶體TR1包含主動層103a、閘極電極105a、源極電極109a及汲極電極110a。開關電晶體TR2包含主動層103b、閘極電極105b、源極電極109b及汲極電極110b電容Cst包含第一電容電極141及第二電容電極142。有機發光裝置EL包含第一電極121、第二電極122及中間層123。
如第2圖所繪，一個像素與於第一方向延伸之掃描線S以及於與第一方向交錯之第二方向延伸之資料線D結合。資料線D允許由資料驅動單元(圖未示)提供之資料訊號被施加至開關電晶體TR2。同樣掃描線S允許由掃描驅動單元(圖未示)提供之掃描訊號被施加至開關電晶體TR2。同樣地，電源供應線V允許由電源驅動單元(圖未示)提供之電壓被施加至有機發光裝置EL。
資料訊號經開關電晶體TR2傳送至驅動電晶體TR1，而驅動電晶體TR1對應資料訊號驅動有機發光裝置EL。在此方面，電容Cst可維持資料電壓恆定一段時間(如預定之一段時間)。
然而，第2圖所繪之結構僅為範例，且有機發光顯示設備100除了開關電晶體TR2及驅動電晶體TR1之外可另外包含電晶體(圖未示)以補償驅動電晶體TR1之臨界電壓，及除了電容Cst 之外之電容(圖未示)。
個別元件之結構於以下進行更加詳細之描述。
基板101可以包含二氧化矽作為主要成分之透明玻璃材料所形成。然而形成基板101之材料並不因此受限，舉例而言，亦可使用透明塑膠材料。關於此點，形成基板101之塑膠材料可為選自各種適合之有機材料中的至少其一。
緩衝膜102形成於基板101上。緩衝膜102可避免或大幅避免雜質元素透過基板101滲透並提供相對平整或平坦之平面於基板101上，且可由提供此種性質之各種適合材料中的任一所形成。舉例而言，緩衝膜102包含無機材料如矽氧化物、矽氮化物、矽氮氧化物、鋁氧化物、鋁氮化物、鈦氧化物或鈦氮化物，或有機材料如聚醯亞胺(polyimide)、聚酯(polyester)或壓克力(acryl)，而這些材料可以形成為用以作為緩衝膜102之複數堆疊或層。
一實施例中，根據製程狀況可略去緩衝膜102。
驅動電晶體TR1之主動層103a及開關電晶體TR2之主動層103b可形成於緩衝層102上。主動層103a及主動層103b可由相同或實質上相似之材料形成，舉例而言，無機材料如矽材料、有機半導體材料或氧化半導體材料。
覆蓋主動層103a及主動層103b之閘極絕緣膜104形成於緩衝膜102上。閘極絕緣膜104可由多種合適之絕緣材料所形成，如氧化物或氮化物。
驅動電晶體TR1之閘極電極105a、開關電晶體TR2之 閘極電極105b及第一電容電極141形成於閘極絕緣膜104之上。
驅動電晶體TR1之閘極電極105a包含第一導電層106及第二導電層107。第一導電層106形成於第二導電層107上。 亦即第二導電層107形成於閘極絕緣膜104之上，而第一導電層106形成於第二導電層107之上。
此外，第二導電層107可具有之寬度小於第一導電層106。 更詳細地，第一導電層106於第二導電層107之相對兩側突出。 亦即第二導電層107與主動層103a之重疊區域小於第一導電層106與主動層103a之重疊區域。
第二導電層107包含透明導電材料，更詳細地，第二導電層107可由銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、三氧化二銦、銦鎵氧化物或鋁鋅氧化物形成。
第一導電層106可以具有電阻較第二導電層107低之材料形成。此外第一導電層106可包含金屬或其合金，如鉬、鉬化鎢或鋁系合金，但形成第一導電層106之材料不限於此。此外，第一導電層106可具有單層結構或鉬/鋁/鉬之堆疊(如多層)結構。
開關電晶體TR2之閘極電極105b可形成於閘極絕緣膜104之上。閘極電極105b可以與用於形成驅動電晶體TR1之閘極電極105a之第一導電層106相同之材料形成。此外，如第一導電層106，閘極電極105b可具有單層結構或鉬/鋁/鉬之堆疊(如多層)結構。
第一電容電極141可形成於閘極絕緣膜104之上。第一電容電極141可以與用於形成驅動電晶體TR1之閘極電極105a 之第一導電層106相同之材料形成。
層間絕緣膜108形成於閘極電極105a、閘極電極105b及第一電容電極141之上。層間絕緣膜108可由各種絕緣材料形成。
驅動電晶體TR1之源極電極109a、驅動電晶體TR1之汲極電極110a、開關電晶體TR2之源極電極109b、開關電晶體TR2之汲極電極110b及第二電容電極142均形成於層間絕緣膜108之上。
驅動電晶體TR1之源極電極109a及驅動電晶體TR1之汲極電極110a可與驅動電晶體TR1之主動層103a結合。驅動電晶體TR1之源極電極109a及驅動電晶體TR1之汲極電極110a可由各種適合之導電材料所形成，且可由金、鈀、鉑、鎳、銠、釕、銥、鋨、鋁、鉬、釹、鎢等或由以上至少兩金屬之合金之金屬所形成，但用於形成源極電極109a及汲極電極110a之材料不限於此。
開關電晶體TR2之源極電極109b及開關電晶體TR2之汲極電極110b可與開關電晶體TR2之主動層103b結合。開關電晶體TR2之源極電極109b及開關電晶體TR2之汲極電極110b可由各種材料形成，且可由金、鈀、鉑、鎳、銠、釕、銥、鋨、鋁、鉬、釹、鎢或由以上至少兩種金屬之合金之金屬所形成，但用於形成源極電極109b及汲極電極110b之材料不限於此。
第二電容電極142可藉由使用金、鈀、鉑、鎳、銠、釕、銥、鋨、鋁、鉬、釹、鎢或由以上至少兩種金屬之合金形成以與第一電容電極141交疊，但形成第二電容電極142之材料不限於 此。
保護層111形成於電容Cst、驅動電晶體TR1及驅動電晶體TR2之上。保護層111可由絕緣材料形成。
有機發光裝置EL之第一電極121形成於保護層111之上。更確切地，第一電極121與驅動電晶體TR1之汲極電極110a結合。此外，第一電極121作為陽極時，用以形成第一電極121之材料可包含具有高功函數之材料，如銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅或三氧化二銦。此外，根據目的或設計，第一電極121可進一步包含由銀、鎂、鋁、鉑、鈀、金、鎳、釹、銥、鉻、鋰、鐿或鈣所形成之反射膜。
像素定義膜119形成於第一電極121之上。更確切地，像素定義膜119具有開口對應至第一電極121之頂面，且中間層123形成於開口中以與第一電極121之頂面接觸。
中間層123包含有機發光層以發射可見光。此外，中間層123可選擇性地進一步包含選自電洞傳輸層、電洞注入層、電子傳輸層及電子注入層之至少其一。
第二電極122形成於中間層123之上。當第二電極122作為陰極時，第二電極122可由金屬所形成，如銀、鎂、鋁、鉑、鈀、金、鎳、釹、銥、鉻、鋰或鈣。此外，第二電極122可包含銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅或三氧化二銦以使光穿透。
此外，雖未於此處繪出，封裝元件(圖未示)可進一步置於第二電極122之上以保護，舉例而言，有機發光裝置EL，且封裝元件(圖未示)可由有機材料或無機材料形成，並可具有單層結構或多層結構，或包含有機材料或無機材料之堆疊結構。
本實施例中，第一電極121為陽極而第二電極122為陰極。然而本發明不限於此，且舉例而言，第一電極121可作為陰極而第二電極122可作為陽極，且用以形成第一電極121及第二電極122之材料可相應地變換。
根據本發明實施例之有機發光顯示設備100中，驅動電晶體TR1之閘極電極105a與開關電晶體TR2之閘極電極105b之形狀不同。有機發光顯示設備100將會參考第3圖進行更詳細之描述。
第3圖描繪第1圖所示之驅動電晶體及開關電晶體。
首先，關於開關電晶體TR2，主動層103b包含通道區C對應(如至少部份垂直對齊)至閘極電極105b、源極區S對應(如至少部份垂直對齊)至源極電極109b及汲極區D對應(如至少部份垂直對齊)至汲極電極110b。
其後，關於驅動電晶體TR1，主動層103a包含通道區C對應(如至少部份垂直對齊)至閘極電極105a之第二導電層107、源極區S對應(如至少部份垂直對齊)至源極電極109a及汲極區D對應(如至少部份垂直對齊)至汲極電極110a。此外，主動層103a包含中間區G1及G2，於一方向各自對應至第一導電層106與第二導電層107之寬度差W1及W2。主動層103a之中間區G1及G2可作為驅動電晶體TR1之電阻。特別是當於主動層103a進行摻雜製程時，第一導電層106可作為摻雜遮罩以使中間區G1及G2可不被摻雜。
因此施加於主動層103a之通道區C之電壓小於施加於閘極電極105a及源極電極109a間之電壓(Vgs)。於是與不形成中 間區G1及G2之狀況相比，降低流入驅動電晶體TR1之源極電極109a及之汲極電極110a間之電流(Ids)。
因此，驅動電晶體TR1之次臨界擺幅(Sub-threshold Swing)值上升。亦即當電壓小於或等於臨界電壓值時，電流電壓曲線之斜率下降。另一方面，開關電晶體TR2之次臨界擺幅值小於驅動電晶體TR1之次臨界擺幅值。亦即當電壓小於或等於臨界電壓值時，電流電壓曲線之斜率上升。
以下將結合第4圖及第5圖而更詳盡描述。
第4圖係為用以解釋第1圖所繪之驅動電晶體之特性之圖式。第4圖顯示電流電壓曲線，第4圖(a)部份對應到驅動電晶體TR1具低臨界擺幅值之狀況，第4圖(b)部份對應到驅動電晶體TR1具高臨界擺幅值之狀況。亦即根據實施例之驅動電晶體TR1對應至第4圖(b)部份。
參考第4圖，若假設驅動有機發光顯示設備100之電流範圍為於約1e-12安培至5e-7安培之範圍內時時，第4圖(b)部份之ΔVgs2大於第4圖(a)部份之ΔVgs1。當驅動電晶體TR1如第4圖(b)部份所示，具高臨界擺幅值時，即當電流電壓曲線於臨界電壓前有平緩之斜率時，用於有機發光顯示設備100層次(gradation)之表示之電壓容限高。亦即根據本實施例之驅動電晶體TR1具高臨界擺幅值，因此有機發光顯示設備100可相對容易表現層次。
第5圖係為用以解釋第1圖所繪之開關電晶體之特性之圖式。第5圖顯示電流電壓曲線，而第5圖(a)部份對應到開關電晶體TR2具低臨界擺幅值之狀況，且第5圖(b)部份對應到開關電晶體TR2具高臨界擺幅值之狀況。亦即根據本實施例之驅動電晶 體TR2對應至第5圖(a)部份。
參照第5圖，關於有機發光顯示設備100，第5圖(a)部份之ΔVgs1與對應高臨界擺幅值之狀況之第5圖(b)部份之ΔVgs2相同，與第5圖(a)部份相比，因電阻上升，具有ΔI之電流差。亦即第5圖(b)部份之開關電晶體TR2可歷經電壓降，且因此開關電晶體TR2之特性減低。特別是，為了額外補償電壓降，可能須加大開關電晶體TR2之擺幅範圍或可能增加驅動時間，且此外，也可能因反沖現象造成電壓降。根據本實施例之有機發光顯示設備100之開關電晶體TR2，與驅動電晶體TR1相異，因由中間區G1及G2造成之電阻的相對缺乏，其可具有低臨界擺幅值。以此方式，可改善開關電晶體TR2之特性。
此外，根據本實施例之有機發光顯示設備100，驅動電晶體TR1之閘極電極105a之第二導電層107由具有較第一導電層106大之電阻的透明導電材料形成，且因此，由於電阻上升，提升其臨界擺幅值。此外，開關電晶體TR2之閘極電極105b由與用於第一導電層106之形成的相同材料形成而非透明導電材料，其電阻下降，因此其臨界擺幅值降低。
根據本實施例之有機發光顯示設備100之驅動電晶體TR1與開關電晶體TR2具相異形狀。因形狀差異，可個別控制驅動電晶體TR1與開關電晶體TR2之特性。亦即無需降低開關電晶體TR2之特性，可提升驅動電晶體TR1之特性。亦即無需降低開關電晶體TR2之資料訊號特性，提升層次表現之電壓容限，進而可相對輕易地提升有機發光顯示設備100之成像品質特性。
第6圖係為根據本發明另一實施例之有機發光顯示設備 200之橫截面示意圖。
有機發光顯示設備200包含複數個像素(圖未示)於基板201上。為了便於解釋，第6圖僅繪出一個像素。
參考第6圖，有機發光顯示設備200之像素包含驅動電晶體TR1、開關電晶體TR2、電容Cst及有機發光裝置EL。為了便於解釋，第6圖僅繪出一個像素。
驅動電晶體TR1包含主動層203a、閘極電極205a、源極電極209a及汲極電極210a。開關電晶體TR2包含主動層203b、閘極電極205b、源極電極209b及汲極電極210b。電容Cst包含第一電容電極241及第二電容電極242。有機發光裝置EL包含第一電極221、第二電極222及中間層223。
資料訊號經開關電晶體TR2傳送至驅動電晶體TR1，且驅動電晶體TR1根據資料訊號驅動與有機發光裝置EL。在此方面，電容Cst維持電壓恆定一段時間(如預定之一段時間)。
緩衝膜202形成於基板201之上。一實施例中，根據製程狀況可略去緩衝膜202。
驅動電晶體TR1之主動層203a及開關電晶體TR2之主動層203b可形成於緩衝膜202上。主動層203a及主動層203b可由相同(或實質上相似)之材料形成。
覆蓋主動層203a及主動層203b之閘極絕緣膜204形成於緩衝膜202上。
驅動電晶體TR1之閘極電極205a、開關電晶體TR2之閘極電極205b及第一電容電極241形成於閘極絕緣膜204之上。
驅動電晶體TR1之閘極電極205a包含第一導電層206及第二導電層207。第一導電層206形成於第二導電層207之上。 亦即第二導電層207形成於閘極絕緣膜204之上，且第一導電層206形成於第二導電層207之上。
此外，第二導電層207可具有之寬度小於第一導電層206。 亦即第一導電層206可於第二導電層207之相對兩側突出。亦即第二導電層207與主動層203a之重疊區域小於第一導電層206與主動層203a之重疊區域。
第二導電層207包含透明導電材料，更詳細地，第二導電層207可由銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、三氧化二銦、銦鎵氧化物或鋁鋅氧化物形成。
第一導電層206可包含金屬或其合金，如鉬、鉬化鎢或鋁系合金，但用於形成第一導電層206之材料不限於此。此外，第一導電層206可具有單層結構或鉬/鋁/鉬之堆疊(如多層)結構。
開關電晶體TR2之閘極電極205b可形成於閘極絕緣膜204之上。閘極電極205b可以與用於形成驅動電晶體TR1之閘極電極205a之第一導電層206相同之材料形成。此外，如第一導電層206，閘極電極205b可具有單層結構或鉬/鋁/鉬之堆疊(如多層)結構。
第一電容電極241可形成於閘極絕緣膜204之上。第一電容電極241可以與用於形成驅動電晶體TR1之閘極電極205a之第一導電層206相同之材料形成。
第一電極221可形成於閘極絕緣膜204之上。第一電極 221可包含透明導電材料，並可以與用於第二導電層207相同之材料形成。
層間絕緣膜208形成於閘極電極205a、閘極電極205b、第一電極221及第一電容電極241之上。
驅動電晶體TR1之源極電極209a、驅動電晶體TR1之汲極電極210a、開關電晶體TR2之源極電極209b、開關電晶體TR2之汲極電極210b及第二電容電極242形成於層間絕緣膜208之上。
驅動電晶體TR1之源極電極209a及驅動電晶體TR1之汲極電極210a可與驅動電晶體TR1之主動層203a結合。此外，驅動電晶體TR1與第一電極221電性結合，舉例而言，汲極電極210a與第一電極221電性結合。
開關電晶體TR2之源極電極209b及開關電晶體TR2之汲極電極210b可與開關電晶體TR2之主動層203b結合。
第二電容電極142交疊於第一電容電極141。
像素定義膜211形成於電容Cst、驅動電晶體TR1與開關電晶體TR2之上。像素定義膜211可由絕緣材料形成。像素定義膜211使第一電極221頂面之一預定部分露出，且第一電極221暴露之部分與中間層223接觸。
中間層223包含配置以發射可見光之有機發光層之。
第二電極222形成於中間層223之上。
此外，雖未於此處繪出，封裝元件(圖未示)可進一步置於第二電極222之上以保護，舉例而言，有機發光裝置EL，且封 裝元件(圖未示)可由有機材料或無機材料形成，並可具有單層結構或多層結構，或包含有機材料或無機材料之堆疊結構。
根據本發明實施例之有機發光顯示設備200中，驅動電晶體TR1之閘極電極205a與開關電晶體TR2之閘極電極205b之形狀不同。
亦即，關於驅動電晶體TR1，主動層203a具中間區，於相對兩方向對應到第一導電層206及第二導電層207之寬度差。 該驅動電晶體TR1之主動層203a之中間區作為電阻。因此施加於主動層203a之通道區C之電壓小於施加於閘極電極205a及源極電極209a間之電壓(Vgs)。於是與不形成中間區之狀況相比，降低流入驅動電晶體TR1之源極電極209a及汲極電極210a間之電流(Ids)。
因此，驅動電晶體TR1之次臨界擺幅(Sub-threshold Swing)值上升。亦即當電壓小於或等於臨界電壓值時，電流電壓曲線之斜率下降。另一方面，開關電晶體TR2之次臨界擺幅值小於驅動電晶體TR1之次臨界擺幅值。亦即當電壓小於或等於臨界電壓值時，電流電壓曲線之斜率上升。藉此，可相對容易提升用於有機發光顯示設備200層次表現之電壓容限。
然而開關電晶體TR2，與驅動電晶體TR1相異，因中間區造成之電壓相對缺乏，具有低臨界擺幅值。以此方式，可改善開關電晶體TR2之特性。
根據本實施例之有機發光顯示設備200之驅動電晶體TR1與開關電晶體TR2具相異形狀。因形狀差異，可個別控制驅動電晶體TR1與開關電晶體TR2之特性。亦即無需降低開關電晶 體TR2之特性，可提升驅動電晶體TR1之特性，亦即無需降低開關電晶體TR2之資料訊號特性，提升層次表現之電壓容限，進而可相對輕易地提升有機發光顯示設備200之成像品質特性。
第7A圖至第7E圖係為描繪第6圖之有機發光顯示設備200之製造方法。
首先參考第7A圖，緩衝膜202形成於基板201之上。 驅動電晶體TR1之主動層203a及開關電晶體TR2之主動層203b形成於緩衝膜202上。主動層203a及主動層203b可由相同材料形成。覆蓋主動層103a及主動層103b之閘極絕緣膜104形成於緩衝膜102上。
然後參考第7B圖，驅動電晶體TR1之閘極電極205a之第一導電層206形成於閘極絕緣膜204之上。更詳盡而言，形成驅動電晶體TR1之閘極電極205a之初期第二導電層207’及第一導電層206。初期第二導電層207’可具有較第一導電層207大之寬度。
此外，開關電晶體TR2之閘極電極205b、第一電極221及第一電容電極241形成於閘極絕緣膜204之上。此外，傳導部分BP形成於第一電極221之上，且傳導部分BP與第一導電層206可以相同(或實質上相似)材料形成。當於主動層203a及主動層203b上進行摻雜製程時，傳導部分BP可作為第一電極221之防止摻雜元件。於後續製程中，傳導部分BP可完全或部分移除以使至少一部份第一電極221的頂面露出。
此外，當於主動層203a及主動層203b上進行摻雜製程時，第一導電層206及閘極電極205b作為摻雜遮罩。因此驅動 電晶體TR1之主動層203a之中間區(參考第3圖之G1及G2)可不被摻雜以增加中間區之電阻。
其後參考第7C圖之蝕刻製程，舉例而言，濕式蝕刻製程可藉由使用第一導電層206作為遮罩而無需使用獨立之遮罩，於所得之結構上執行，從而對初期第二導電層207’進行蝕刻直到移除所需部分，從而形成第二導電層207。同樣以此方式形成驅動電晶體TR1之閘極電極205a。
控制蝕刻製程之時間以使第二導電層207具有之寬度小於第一導電層206。亦即第一導電層206可於第二導電層207之相對兩側突出。亦即第二導電層207與主動層203a之重疊區域小於第一導電層206第與主動層203a之重疊區域。
其後參考第7D圖，層間絕緣膜208形成於閘極電極205a、閘極電極205b、第一電極221及第一電容電極241之上。
驅動電晶體TR1之源極電極209a、驅動電晶體TR1之汲極電極210a、開關電晶體TR2之源極電極209b、開關電晶體TR2之汲極電極210b及第二電容電極242形成於層間絕緣膜208之上。
驅動電晶體TR1之源極電極209a及驅動電晶體TR1之汲極電極210a可與驅動電晶體TR1之主動層203a結合。此外，驅動電晶體TR1與第一電極221電性結合，且舉例而言，汲極電極210a與第一電極221電性結合。
開關電晶體TR2之源極電極209b與開關電晶體TR2之汲極電極210b可與開關電晶體TR2之主動層203b電性結合。
第二電容電極242與第一電容電極241交疊。
像素定義膜211形成於電容Cst、驅動電晶體TR1及開關電晶體TR2之上。像素定義膜211可由絕緣材料形成。此外，像素定義膜211形成以使第一電極221頂面之部份(如預定之部分)露出。
參考第7E圖，中間層223形成以接觸第一電極221之頂面。第二電極222形成於中間層223之上以完成製造有機發光顯示設備200。
根據本實施例之有機發光顯示設備200中，驅動電晶體TR1之閘極電極205a與開關電晶體TR2之閘極電極205b具不同之形狀。亦即無需獨立之遮罩，閘極電極205a之第一導電層206用作為蝕刻遮罩，且經由控制蝕刻時間，可相對輕易地形成較第一導電層206之尺寸小之第二導電層207。以此方式，驅動電晶體TR1之臨界擺幅值被相對輕易地提升，進而增加有機發光顯示設備200之層次表現。
亦即根據本實施例之方法，包含於有機發光顯示設備200之驅動電晶體TR1及開關電晶體TR2具相異形狀，且驅動電晶體TR1及開關電晶體TR2之特性各自受到不同控制。亦即不需降低開關電晶體TR2之特性，即可提升驅動電晶體TR1之特性。 亦即無需降低開關電晶體TR2之資料訊號特性，提升層次表現之電壓容限，進而可相對輕易地提升有機發光顯示設備之成像品質特性。
雖然本發明已參照其例示性實施例具體呈現及描述，領域之通常技術者將了解的是，可於其中進行形式與細節上之各種 改變而不脫離由附隨申請專利範圍定義之本發明之範疇與精神及其均等。
100‧‧‧有機發光顯示設備
101‧‧‧基板
102‧‧‧緩衝膜
103a、103b‧‧‧主動層
104‧‧‧閘極絕緣膜
105a、105b‧‧‧閘極電極
106‧‧‧第一導電層
107‧‧‧第二導電層
108‧‧‧層間絕緣膜
109a、109b‧‧‧源極電極
110a、110b‧‧‧汲極電極
111‧‧‧保護層
119‧‧‧像素定義膜
121‧‧‧第一電極
122‧‧‧第二電極
123‧‧‧中間層
141‧‧‧第一電容電極
142‧‧‧第二電容電極
Cst‧‧‧電容
EL‧‧‧有機發光裝置
TR1‧‧‧驅動電晶體
TR2‧‧‧開關電晶體

Claims (20)

  1. 一種有機發光顯示設備，其包含：一基板；以及複數個像素，位於該基板上，其中該複數個像素的每一個包含：一有機發光裝置，包含一第一電極、一第二電極以及介於該第一電極及該第二電極間一中間層，其中該中間層包含一有機發光層；一驅動電晶體，配置其以驅動該有機發光裝置，該驅動電晶體並包含一主動層、一閘極電極、一源極電極及一汲極電極；以及一開關電晶體，與該驅動電晶體電性結合，並包含一主動層、一閘極電極、一源極電極及一汲極電極；其中該驅動電晶體之該閘極電極包含一第一導電層及介於該第一導電層與該驅動電晶體之該主動層間並於沿著平行於基板表面之方向具有較該第一導電層小之寬度之一第二導電層，且該開關電晶體之該閘極電極包含與該第一導電層相同之材料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示設備，其中該第一導電層突出於該第二導電層之相對兩側。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示設備，其 中該驅動電晶體之該第二導電層與該主動層之重疊區域小於該驅動電晶體之該第一導電層與該主動層之重疊區域。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示設備，其中該第二導電層包含一透明導電材料。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之有機發光顯示設備，其中該透明導電材料包含銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、三氧化二銦、銦鎵氧化物或鋁鋅氧化物。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示設備，其中該第一導電層之電阻小於該第二導電層之電阻。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示設備，其中該複數個像素中的每一個進一步包含一電容。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之有機發光顯示設備，其中該電容包含一第一電容電極及一第二電容電極，其中該第一電容電極包含與該第一導電層相同之材料，且該第二電容電極包含與該驅動電晶體之該源極電極及該汲極電極或者該開關電晶體之該源極電極及該汲極電極相同之材料。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示設備，其中該第一電極與該驅動電晶體之該第二導電層形成於同一層上。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示設備，其中該第一電極係以與該驅動電晶體之該第二導電 層相同之材料形成。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示設備，其中該驅動電晶體之該主動層對應至該第一導電層而不對應至該第二導電層之部份為一未摻雜部分。
  12. 一種有機發光顯示設備之製造方法，該有機發光顯示設備包含複數個像素於一基板上，該方法包含：形成該複數個像素的其中之一，該複數個像素的其中之一之形成包含：形成一有機發光裝置，其包含一第一電極、一第二電極及介於該第一電極及該第二電極間之一中間層，該中間層包含一有機發光層；形成配置以驅動該有機發光裝置之一驅動電晶體，該驅動電晶體包含一主動層、一閘極電極、一源極電極及一汲極電極；以及形成與該驅動電晶體電性結合之一開關電晶體，該開關電晶體包含一主動層、一閘極電極、一源極電極及一汲極電極；其中該驅動電晶體之該閘極電極包含一第一導電層及介於該驅動電晶體之該第一導電層與該主動層間之一第二導電層，其中該第二導電層於沿著平行於基板表面之方向具有比該第一導電層小之寬度且該開關電晶體之該閘極電極包含與該第一導電層相同之材料。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之有機發光顯示設備之製造方法，其中形成該驅動電晶體之該閘極電極進一步包含於形成該第一導電層後，藉由利用該第一導電層作為一蝕刻遮罩以形成該第二導電層。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之有機發光顯示設備之製造方法，其中該第二導電層之形成包含使用一濕式蝕刻製程。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之有機發光顯示設備之製造方法，其中該第二導電層之形成包含形成該第一導電層及位於該第一導電層及該主動層間之一初期第二導電層，而後蝕刻該初期第二導電層。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之有機發光顯示設備之製造方法，其中該初期第二導電層大於該第一導電層。
  17. 如申請專利範圍第12項所述之有機發光顯示設備之製造方法，進一步包含：於該驅動電晶體之該主動層上進行一摻雜製程，其中該摻雜製程包含使用該驅動電晶體之該閘極電極之該第一導電層作為一摻雜遮罩。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之有機發光顯示設備之製造方法，其中於該摻雜製程期間，一導電部分形成於該第一電極上且包含與該第一導電層相同之材料，其中該導電部分係配置以用作為一防止摻雜元件。
  19. 如申請專利範圍第12項所述之有機發光顯示設備之製造方法，其中該第一電極及該驅動電晶體之該第二導電層包含相同之材料且形成於同一層上。
  20. 如申請專利範圍第12項所述之有機發光顯示設備之製造方法，進一步包含於該複數個像素中的每一個內形成一電容，其中該電容包含一第一電容電極及一第二電容電極，該第一電容電極包含與該第一導電層相同之材料，且與該第一導電層同時形成，以及該第二電容電極包含與該驅動電晶體之該源極電極與該汲極電極或該開關電晶體之該源極電極與該汲極電極相同之材料，且該第二電容電極與該驅動電晶體之該源極電極與該汲極電極或該開關電晶體之該源極電極與該汲極電極同時形成。
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