專利名稱：一種有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平面顯示器的制作方法，尤其涉及一種具有低溫多晶硅薄膜晶體管的有機(jī)發(fā)光二極管面板的制作方法。
背景技術(shù)：
一般制造低溫多晶硅薄膜晶體管(low temperature polycrystalline siliconthin film transistor，LTPS TFT)陣列的步驟需使用多達(dá)六至九道光掩模來進(jìn)行光刻工藝(photo-etching-process)，遠(yuǎn)較一般非晶硅薄膜晶體管(hydrogenatedamorphous silicon thin film transistor，α-SiH TFT)的五道光掩模復(fù)雜且耗時。此外，在有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管面板(active matrix organic light-emittingdiode，AMOLED)的應(yīng)用上，因?yàn)閺?fù)雜的像素電路設(shè)計(jì)架構(gòu)，所以必須利用低溫多晶硅薄膜晶體管驅(qū)動陣列來制作，然其又因?yàn)槎嗔艘粚咏缍ㄏ袼仉姌O發(fā)光區(qū)域的絕緣層(pixel define layer，PDL)，更使得所需光掩模數(shù)增為七至十道。
請參閱圖1，圖1是應(yīng)用在傳統(tǒng)有機(jī)發(fā)光二極管面板的薄膜晶體管(TFT)的結(jié)構(gòu)示意圖?，F(xiàn)有技術(shù)在制作有機(jī)發(fā)光二極管面板100時，先提供一個玻璃基板102，再依序沉積一緩沖絕緣層104和一層非晶硅薄膜(未顯示)于玻璃基板102上，并經(jīng)由準(zhǔn)分子激光退火(excimer laser annealing，ELA)等工藝，使此非晶硅薄膜再結(jié)晶(recrystallize)成多晶硅薄膜。接著利用一第一光掩模來進(jìn)行第一光刻工藝，以將多晶硅薄膜蝕刻出所需的有源層(active layer)106圖案，之后再沉積一柵極絕緣層(gate insulator)108覆蓋于各有源層106和緩沖絕緣層104表面。
然后再通過一金屬沉積工藝和一使用第二光掩模的第二光刻工藝來蝕刻出柵極金屬110。隨后即可利用柵極金屬110作為自對準(zhǔn)(self-alignment)屏蔽，對有源層106進(jìn)行硼離子等離子注入工藝，以于柵極金屬110相對兩側(cè)的有源層106中形成源極(source)103和漏極(drain)105。其中，現(xiàn)有技術(shù)另可視電路設(shè)計(jì)的需要，利用上述的第一光刻工藝與第二光刻工藝而分別于各像素區(qū)中形成多晶硅下極板107和金屬上極板111，并隔離以柵極絕緣層108，構(gòu)成儲存電容(storage capacitance，Cst)113。
接著沉積一層間絕緣層(inter-layer dielectric，ILD)112形成于玻璃基板102上方，并覆蓋住柵極金屬110、金屬上極板111和柵極絕緣層108，再利用第三光掩模來進(jìn)行第三光刻工藝，用以去除源極103和漏極105上方的部份層間絕緣層112和柵極絕緣層108，以界定出相對應(yīng)的通孔(via hole)115。然后再進(jìn)行另一金屬沉積工藝，并利用第四光掩模來進(jìn)行第四光刻工藝，以在通孔115表面上蝕刻出信號線、漏極金屬等金屬層114，且分別電連接源極103和漏極105。接著沉積一平坦化的鈍化層(passivation layer)116于金屬層114和層間絕緣層112之上，并利用第五光掩模來進(jìn)行第五光刻工藝，以去除電連接漏極105的金屬層114上方的部分鈍化層116。然后再形成氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)的透明導(dǎo)電薄膜(未顯示)于鈍化層116上，并利用第六光掩模來進(jìn)行第六光刻工藝，以界定出適當(dāng)大小的透明電極118，隨后再進(jìn)行一沉積工藝并利用第七光掩模來進(jìn)行第七光刻工藝以形成像素電極絕緣層(PDL)120。最后再于透明電極118表面形成發(fā)光二極管(未顯示)，即完成現(xiàn)有技術(shù)中有機(jī)發(fā)光二極管面板100。
在現(xiàn)有技術(shù)中，必須利用七道光掩模才能完成前述有機(jī)發(fā)光二極管面板應(yīng)用于薄膜晶體管陣列的制作，不但步驟繁瑣、工藝復(fù)雜，而且多光掩模數(shù)所導(dǎo)致的高成本及對位誤差(misalignment)，也嚴(yán)重降低產(chǎn)能與良率。因此如何縮減制作時的光掩模數(shù)，已成為平面顯示面板領(lǐng)域有機(jī)發(fā)光二極管顯示器開發(fā)的重要課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管的制作方法，以解決上述問題。
本發(fā)明提供一優(yōu)選實(shí)施例，涉及一種有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管面板的制作方法，包括提供基板，形成薄膜晶體管于基板上，形成層間絕緣層覆蓋于薄膜晶體管和基板上方，于層間絕緣層中形成多個通孔至薄膜晶體管的源極與漏極表面，于通孔中形成金屬層并分別電連接源極與漏極，于金屬層表面形成透明電極，形成像素電極絕緣層于透明電極和層間絕緣層上，以及形成發(fā)光二極管于透明電極上。
本發(fā)明省略鈍化層的制作，并且將透明電極直接沉積在金屬層和層間絕緣層上，使得光掩模數(shù)目減少至僅需五或六道光掩模，若金屬層和透明電極由同一次光刻工藝形成，則僅需要五道光掩模數(shù)目，由于本發(fā)明光掩模數(shù)目較現(xiàn)有技術(shù)少，因此本發(fā)明可達(dá)到降低成本與簡化工藝的目的。


圖1是傳統(tǒng)有機(jī)發(fā)光二極管面板的TFT的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2至圖6是本發(fā)明的有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管面板的工藝示意圖。
圖7是本發(fā)明利用同一光掩模形成透明電極和金屬層的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
主要組件符號說明100、600發(fā)光二極管面板102、202玻璃基板103、203源極104、204絕緣層105、205漏極106、206有源層107、207多晶硅下極板108、208柵極絕緣層110、210柵極金屬111、211金屬上極板112、212層間絕緣層113、213儲存電容114、214、718 金屬層115、215通孔116 鈍化層118、218、714 透明電極120、220像素電極絕緣層222 發(fā)光二極管
具體實(shí)施例方式
請參閱圖2至圖6，圖2至圖6是本發(fā)明的有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管面板(AMOLED)的工藝示意圖。如圖2所示，首先提供一個玻璃基板202當(dāng)作下基板，再依序沉積一層緩沖絕緣層204和一層非晶硅薄膜(未顯示)于玻璃基板202上，并經(jīng)由準(zhǔn)分子激光等退火工藝，使此非晶硅薄膜(未顯示)再結(jié)晶成多晶硅薄膜。接著利用一第一光掩模來進(jìn)行第一光刻工藝，以將多晶硅薄膜蝕刻出所需的有源層206圖案。其中，本發(fā)明也可視電路設(shè)計(jì)的需要，同時利用上述第一光刻工藝在各像素區(qū)中形成一多晶硅下極板207。
請參考圖3，隨后在有源層206和緩沖絕緣層204表面沉積柵極絕緣層208。然后沉積一第一金屬薄膜(未顯示)在柵極絕緣層208上，并利用第二光掩模來進(jìn)行第二光刻工藝，以蝕刻得到掃描線(未顯示)、柵極金屬210與金屬上極板211等金屬圖案。其中，由柵極絕緣層208隔離的多晶硅下極板207以及金屬上極板211，構(gòu)成一儲存電容(Cst)213。隨后即可利用柵極金屬210作為自對準(zhǔn)屏蔽，對有源層206進(jìn)行硼離子等離子注入工藝，以在柵極金屬210相對兩側(cè)的有源層206中形成源極203和漏極205。接著再利用SOG工藝，以旋涂方式將二氧化硅或感旋光性的絕緣材料均勻涂布于柵極金屬210、金屬上極板211和柵極絕緣層208上方，以形成一層平坦化的層間絕緣層(ILD)212。也因?yàn)樵诖瞬襟E，本發(fā)明利用SOG工藝所以可使下基板的驅(qū)動陣列具有較佳的平坦化效果，而有利于后續(xù)有機(jī)材料的階梯覆蓋。
請參閱圖4，接著利用第三光掩模來進(jìn)行第三光刻工藝，用以去除源極203和漏極205上方的部份層間絕緣層212和柵極絕緣層208，以形成通孔215于源極203和漏極205上方。請參考圖5，然后進(jìn)行另一第二金屬薄膜沉積工藝，并利用第四光掩模來進(jìn)行第四光刻工藝，用以在通孔215表面上蝕刻出信號線、漏極金屬等金屬層214，且分別電連接源極203和漏極205。之后在金屬層214和層間絕緣層212上方再形成氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(indium zinc oxide，IZO)等透明導(dǎo)電薄膜(未顯示)，并利用第五光掩模來進(jìn)行第五光刻工藝，以界定出適當(dāng)大小的透明電極218。
接著請參考圖6，利用SOG工藝在金屬層214、透明電極218和層間絕緣層212之上旋涂二氧化硅形成像素電極絕緣層(PDL)220，并且利用第六光掩模來進(jìn)行第六光刻工藝以形成適當(dāng)大小的像素電極絕緣層220。最后再在透明電極218表面形成一有機(jī)發(fā)光二極管222，即完成本發(fā)明中的有機(jī)發(fā)光二極管面板600。其中，值得注意的是，本實(shí)施例的透明電極218的覆蓋范圍大于電連接漏極205的金屬層214，所以有機(jī)發(fā)光二極管222的光線可以同時由上、下兩方向發(fā)散，因此可形成一個底部發(fā)光(bottom emission)二極管面板或上、下發(fā)光的有機(jī)發(fā)光二極管面板。
此外，請參閱圖7，圖7是本發(fā)明利用同一光掩模形成透明電極和金屬層的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。第二實(shí)施例與前述圖2至圖6的實(shí)施例的主要差別是在通孔215形成之后，本發(fā)明還可以直接連續(xù)沉積一層金屬層714和一層透明電極718，然后再利用同一個第四光掩模來進(jìn)行第四光刻工藝，以同時蝕刻出信號線、漏極金屬等上、下相堆疊且具有相同圖案的金屬層714以及透明電極718，且分別電連接源極203和漏極205。由于第二實(shí)施例所形成的透明電極718和金屬層714的面積范圍一樣大，又由于金屬層714具有較佳的反射效果且其又完全被透明電極718所重迭覆蓋，所以金屬層714會反射發(fā)光二極管的光線，而形成一個頂部發(fā)光(top emission)二極管面板。最后再利用上述工藝形成像素電極絕緣層以及發(fā)光二極管。故第二實(shí)施例僅需五道光掩模。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，由于本發(fā)明省略鈍化層的制作，并且將透明電極直接沉積在金屬層和層間絕緣層上，使得光掩模數(shù)目減少至僅需六道光掩模，而若金屬層和透明電極由同一道光刻工藝形成，則僅需要五道光掩模數(shù)目，故本發(fā)明光掩模數(shù)目較現(xiàn)有技術(shù)少，因此本發(fā)明可達(dá)到降低成本與簡化工藝的目的。此外，本發(fā)明的技術(shù)也可應(yīng)用于一般低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPS TFT)陣列的液晶顯示面板的工藝中，不但僅需五道或六道光掩模即可制備完成，而且還可利用第二金屬層與透明電極相對位置的不同，而分別制作反射式、透射式以及半透半反的液晶顯示面板。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管面板的制作方法，該制作方法包含提供一基板；形成至少一薄膜晶體管于該基板上；形成一層間絕緣層覆蓋于該薄膜晶體管和該基板上方；于該層間絕緣層中形成多個通孔至該薄膜晶體管的源極與漏極表面；于所述多個通孔中各形成一金屬層并分別電連接該源極與該漏極；于電連接該漏極的該金屬層表面形成一透明電極；形成一像素電極絕緣層于該透明電極和該層間絕緣層上；以及形成一發(fā)光二極管于該透明電極上。
2.如權(quán)利要求1所述的制作方法，其中該基板包括一透明玻璃基板、一可撓式塑料基板和一金屬基板其中之一。
3.如權(quán)利要求1所述的制作方法，其中該薄膜晶體管為一低溫多晶硅薄膜晶體管，且形成該低溫多晶硅薄膜晶體管的方法還包括于該基板表面形成一緩沖絕緣層；于該緩沖絕緣層表面形成一有源層；形成一柵極絕緣層覆蓋于該有源層和該緩沖絕緣層上；于該柵極絕緣層表面形成一柵極金屬，且該柵極金屬位于該有源層中央；以及利用該柵極金屬作為自對準(zhǔn)屏蔽來對該有源層進(jìn)行離子注入，以于該柵極金屬相對兩側(cè)的該有源層中形成該源極和該漏極。
4.如權(quán)利要求3所述的制作方法，其中形成該有源層的方法還包括于該緩沖絕緣層表面沉積一非晶硅薄膜；對該非晶硅薄膜進(jìn)行一再結(jié)晶工藝，以使該非晶硅薄膜轉(zhuǎn)成為一多晶硅薄膜；以及對該多晶硅薄膜進(jìn)行一第一光刻工藝，以形成該有源層。
5.如權(quán)利要求3所述的制作方法，其中形成該柵極金屬的方法還包括于該柵極絕緣層表面形成一第一金屬薄膜；以及對該第一金屬薄膜進(jìn)行一第二光刻工藝，以形成該柵極金屬。
6.如權(quán)利要求1所述的制作方法，其中該層間絕緣層的所述多個通孔利用一第三光刻工藝形成。
7.如權(quán)利要求1所述的制作方法，其中該層間絕緣層通過一旋涂二氧化硅工藝完成。
8.如權(quán)利要求1所述的制作方法，其中該層間絕緣層為一感旋光性材料。
9.如權(quán)利要求1所述的制作方法，其中形成該金屬層的方法還包括于該層間絕緣層表面形成一第二金屬薄膜；以及對該第二金屬薄膜進(jìn)行一第四光刻工藝，以形成分別電連接該源極與該漏極的所述多個金屬層。
10.如權(quán)利要求9所述的制作方法，其中形成該透明電極與該像素電極絕緣層的方法還包括于該層間絕緣層以及所述多個金屬層表面形成一透明導(dǎo)電薄膜；對該透明導(dǎo)電薄膜進(jìn)行一第五光刻工藝，以形成該透明電極；以及利用一沉積工藝和一第六光刻工藝形成該像素電極絕緣層。
11.如權(quán)利要求10所述的制作方法，其中該透明電極覆蓋范圍大于電連接該漏極的該金屬層，以使該有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管面板形成一個底部發(fā)光二極管面板或上、下發(fā)光的有機(jī)發(fā)光二極管面板。
12.如權(quán)利要求10所述的制作方法，其中該像素電極絕緣層通過一SOG工藝完成。
13.一種有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管面板的制作方法，該制作方法包括提供一基板；形成至少一薄膜晶體管于該基板上；形成一層間絕緣層覆蓋于該薄膜晶體管和該基板上方；于該層間絕緣層中形成多個通孔至該薄膜晶體管的源極與漏極；于所述多個通孔表面分別形成一下、上相堆疊且具有相同圖案的金屬層及透明導(dǎo)電層并分別電連接該源極與該漏極；形成一像素電極絕緣層于該透明導(dǎo)電層和該層間絕緣層上；以及形成一發(fā)光二極管于電連接該漏極的該透明導(dǎo)電層上。
14.如權(quán)利要求13所述的制作方法，其中該薄膜晶體管為一低溫多晶硅薄膜晶體管，且形成該低溫多晶硅薄膜晶體管的方法還包括于該基板表面形成一緩沖絕緣層；于該緩沖絕緣層表面形成一有源層；形成一柵極絕緣層覆蓋于該有源層和該緩沖絕緣層上；于該柵極絕緣層表面形成一柵極金屬，且該柵極金屬位于該有源層中央；以及利用該柵極金屬作為自對準(zhǔn)屏蔽來對該有源層進(jìn)行離子注入，以于該柵極金屬相對兩側(cè)的該有源層中形成該源極和該漏極。
15.如權(quán)利要求14所述的制作方法，其中形成該有源層的方法還包括于該緩沖絕緣層表面沉積一非晶硅薄膜；對該非晶硅薄膜進(jìn)行一再結(jié)晶工藝，以使該非晶硅薄膜轉(zhuǎn)成為一多晶硅薄膜；以及對該多晶硅薄膜進(jìn)行一第一光刻工藝，以形成該有源層。
16.如權(quán)利要求14所述的制作方法，其中形成該柵極金屬的方法還包括于該柵極絕緣層表面形成一第一金屬薄膜；以及對該第一金屬薄膜進(jìn)行一第二光刻工藝，以形成該柵極金屬。
17.如權(quán)利要求13所述的制作方法，其中該層間絕緣層的所述多個通孔利用一第三光刻工藝形成。
18.如權(quán)利要求13所述的制作方法，其中該層間絕緣層通過一旋涂二氧化硅工藝完成。
19.如權(quán)利要求13所述的制作方法，其中該層間絕緣層為一感旋光性材料。
20.如權(quán)利要求13所述的制作方法，其中形成下、上相堆疊且具有相同圖案的該金屬層及該透明導(dǎo)電層的方法還包括于該層間絕緣層表面依序形成一第二金屬薄膜和一透明導(dǎo)電薄膜；以及對該透明導(dǎo)電薄膜與該第二金屬薄膜進(jìn)行一第四光刻工藝。
21.如權(quán)利要求20所述的制作方法，其中該像素電極絕緣層利用一沉積工藝和一第五光刻工藝形成。
22.如權(quán)利要求21所述的制作方法，其中該像素電極絕緣層利用一旋涂二氧化硅工藝完成。
23.如權(quán)利要求13所述的制作方法，其中該有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管面板為一頂部發(fā)光二極管面板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管面板的制作方法，包括提供基板，形成薄膜晶體管于基板上，形成層間絕緣層覆蓋于薄膜晶體管和基板上方，于層間絕緣層中形成多個通孔至薄膜晶體管的源極與漏極表面，于通孔中形成金屬層并分別電連接源極與漏極，于電連接漏極的金屬層表面形成透明電極，形成像素電極絕緣層于透明電極和層間絕緣層上，以及形成發(fā)光二極管于透明電極上，因?yàn)楸景l(fā)明省略現(xiàn)有技術(shù)鈍化層的制作，所以可達(dá)到降低成本與簡化工藝的目的。
文檔編號H01L21/82GK1945811SQ20051011344
公開日2007年4月11日 申請日期2005年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月9日
發(fā)明者陳振銘 申請人:中華映管股份有限公司