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TWI478127B - 平面顯示裝置及其之製造方法 - Google Patents

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TWI478127B
TWI478127B TW099125696A TW99125696A TWI478127B TW I478127 B TWI478127 B TW I478127B TW 099125696 A TW099125696 A TW 099125696A TW 99125696 A TW99125696 A TW 99125696A TW I478127 B TWI478127 B TW I478127B
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conductive layer
insulating layer
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TW099125696A
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Inventor
Jin-Hee Kang
Chun-Ki You
Sun Park
Jong-Hyun Park
Yul-Kyu Lee
Original Assignee
Samsung Display Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Description

平面顯示裝置及其之製造方法
具體態樣乃關於平面顯示裝置及其之製造方法。
平面顯示裝置，例如液晶顯示裝置(liquid crystal display device，LCD)乃使用液晶的電光性質，而有機發光顯示裝置(organic light emitting display device，OLED)乃使用有機發光二極體的自我發光特性，皆可以包括被動矩陣式和主動矩陣式。相較於被動矩陣式，主動矩陣式可以是合意的，因為它具有優異的解析度並且適合顯示視訊。
主動矩陣式平面顯示裝置可以包括薄膜電晶體和電容器。據此，會需要多重的遮罩和過程以製造薄膜電晶體和電容器。舉例而言，會需要形成薄膜電晶體作用層和電容器下電極的遮罩、形成薄膜電晶體閘極和電容器上電極的遮罩、暴露源極與汲極區域的遮罩、形成源極和汲極的遮罩。
具體態樣乃針對平面顯示裝置及其之製造方法，其代表了優於相關技藝的進展。
具體態樣的特色是提供平面顯示裝置，其可以使用少量的遮罩來 製造，因此降低製造成本。
至少一個上面的和其他的特色與優點可以藉由提供平面顯示裝置來實現，其包括：基板，該基板包括第一區域和第二區域；作用層，其在基板的第一區域上，該作用層包括半導體材料；下電極，其在基板的第二區域上，該下電極包括半導體材料；第一絕緣層，其在上面包括作用層和下電極的基板上；閘極，其在第一絕緣層上，該閘極重疊著作用層並且包括第一導電層圖案和第二導電層圖案；上電極，其在第一絕緣層上，該上電極重疊著下電極並且包括第一導電層圖案和第二導電層圖案；第二絕緣層，其在閘極和上電極上，該第二絕緣層暴露部分的作用層和部分的上電極；以及源極和汲極，其連接於作用層的暴露部分。
半導體材料可以包括非晶形矽或多晶形矽。
下電極可以包括植入其中的摻雜離子。
第一導電層圖案可以包括非晶形ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)、ITO、多晶形ITO、IZO(Indium Zinc Oxide，氧化銦鋅)當中至少一者。
第二導電層圖案可以包括鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、銀(Ag)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、鉻(Cr)、鈮(Nb)及其合金當中至少一者。
對應於上電極的第二導電層圖案可以介置於對應的第一導電層圖案和上面的第二絕緣層兩者的邊緣之間。
至少一個上面的和其他的特色與優點也可以藉由提供平面顯示裝置來實現，其包括：基板，該基板包括第一區域、第二區域、第三區域；作用層，其在基板的第一區域上，該作用層包括半導體材料；下電極，其在基板的第二區域上，該下電極包括半導體材 料；第一絕緣層，其在上面包括作用層和下電極的基板上；閘極，其在第一絕緣層上，該閘極重疊著作用層並且包括第一導電層圖案和第二導電層圖案；上電極，其在第一絕緣層上，該上電極重疊著下電極並且包括第一導電層圖案和第二導電層圖案；陽極，其在第三區域的第一絕緣層上，該陽極包括第一導電層圖案和第二導電層圖案；第二絕緣層，其在閘極、上電極、陽極上，該第二絕緣層暴露部分的作用層、陽極、上電極；源極，其連接作用層和陽極的暴露部分；汲極，其連接於作用層的暴露部分；像素界定層，其在上面包括源極和汲極的基板上，該像素界定層暴露在發光區域的部分陽極；有機發光層，其在發光區域的陽極上；以及陰極，其在有機發光層上。
半導體材料可以包括非晶形矽或多晶形矽。
下電極可以包括植入其中的摻雜離子。
第一導電層圖案可以包括非晶形ITO、ITO、多晶形ITO、IZO其中至少一者。
第二導電層圖案可以包括鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、銀(Ag)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、鉻(Cr)、鈮(Nb)及其合金當中至少一者。
對應於上電極的第二導電層圖案可以介置於對應的第一導電層圖案和上面的第二絕緣層兩者的邊緣之間。
基板可以包括透明的玻璃或塑膠。
至少一個上面的和其他的特色與優點也可以藉由提供平面顯示裝置來實現，其包括：基板，該基板包括第一區域、第二區域、第三區域；作用層，其在基板的第一區域上，該作用層包括半導體材料；下電極，其在基板的第二區域上，該下電極包括半導體材 料；第一絕緣層，其在上面包括作用層和下電極的基板上；閘極，其在第一絕緣層上，該閘極重疊著作用層並且包括第一導電層圖案和第二導電層圖案；上電極，其在第一絕緣層上，該上電極重疊著下電極並且包括第一導電層圖案和第二導電層圖案；第二絕緣層，其在閘極和上電極上，該第二絕緣層暴露部分的作用層和部分的上電極；源極和汲極，其連接於作用層的暴露部分；第三絕緣層，其在上面包括源極和汲極的基板上，該第三絕緣層暴露部分的源極或汲極；陽極，其連接於源極或汲極的暴露部分；像素界定層，其在陽極上，該像素界定層暴露部分的陽極；有機發光層，其在發光區域的陽極上；以及陰極，其在有機發光層上。
半導體材料可以包括非晶形矽或多晶形矽。
下電極可以包括植入其中的摻雜離子。
第一導電層圖案可以包括非晶形ITO、ITO、多晶形ITO、IZO當中至少一者。
第二導電層圖案可以包括鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、銀(Ag)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、鉻(Cr)、鈮(Nb)及其合金當中至少一者。
對應於上電極的第二導電層圖案可以介置於對應的第一導電層圖案和上面的第二絕緣層兩者的邊緣之間。
基板可以包括透明的玻璃或塑膠。
至少一個上面的和其他的特色與優點也可以藉由提供平面顯示裝置的製造方法來實現，該方法包括：提供基板，使得基板包括第一區域和第二區域；於基板上形成並且圖案化半導體材料層，以於第一區域形成作用層和於第二區域形成下電極；於上面包括作 用層和下電極的基板上形成第一絕緣層；於第一絕緣層上形成第一導電層和第二導電層；圖案化第一導電層和第二導電層，以於第一絕緣層上形成閘極，使得閘極平躺在作用層上並且包括第一導電層圖案和第二導電層圖案，以及於第一絕緣層上形成上電極，使得上電極平躺在下電極上並且包括第一導電層圖案和第二導電層圖案；於上面包括閘極和上電極的第一絕緣層上形成第二絕緣層；圖案化第二絕緣層以形成孔洞圖案，使得孔洞圖案暴露部分的作用層和部分的上電極；於第二絕緣層上形成第三導電層，使得第三導電層填充孔洞圖案；圖案化第三導電層，以形成源極和汲極，使得源極和汲極連接於作用層的暴露部分；移除上電極之第二導電層圖案在第二區域由孔洞圖案所暴露的部分；以及把離子經由孔洞圖案、第一導電層圖案、對應於孔洞圖案的第一絕緣層而植入下電極。
半導體層可以包括非晶形矽或多晶形矽。
第一導電層可以包括非晶形ITO、ITO、多晶形ITO、IZO當中一者。
第二導電層可以包括鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、銀(Ag)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、鉻(Cr)、鈮(Nb)及其合金當中至少一者。
10‧‧‧基板
12‧‧‧緩衝層
14a‧‧‧作用層
14b‧‧‧下電極
16‧‧‧第一絕緣層
18‧‧‧第一導電層圖案
18’‧‧‧第一導電層
20‧‧‧第二導電層圖案
20’‧‧‧第二導電層
20a‧‧‧閘極
20b‧‧‧上電極
20c‧‧‧陽極
22‧‧‧第二絕緣層
22a~22c‧‧‧孔洞
24‧‧‧導電層
24a‧‧‧源極
24b‧‧‧汲極
26‧‧‧像素界定層
26a‧‧‧發光區域
28‧‧‧有機發光層
30‧‧‧陰極
40‧‧‧基板
42‧‧‧緩衝層
44a‧‧‧作用層
44b‧‧‧下電極
46‧‧‧第一絕緣層
48‧‧‧第一導電層圖案
48’‧‧‧第一導電層
50‧‧‧第二導電層圖案
50’‧‧‧第二導電層
50a‧‧‧閘極
50b‧‧‧上電極
52‧‧‧第二絕緣層
52a、52b‧‧‧孔洞
54‧‧‧導電層
54a‧‧‧源極
54b‧‧‧汲極
56‧‧‧第三絕緣層
58‧‧‧陽極
60‧‧‧像素界定層
62‧‧‧有機發光層
64‧‧‧陰極
C‧‧‧電容形成區域
P‧‧‧像素形成區域
T‧‧‧電晶體形成區域
藉由參考附圖來詳細描述範例性具體態樣，上面和其他的特色和優點對於此技藝中的一般技術人士而言已變得更明顯，其中：圖1示範根據具體態樣之平面顯示裝置的截面圖；圖2示範根據另一具體態樣之平面顯示裝置的截面圖； 圖3A到3I示範根據具體態樣的平面顯示裝置之製造方法的階段截面圖；圖4示範根據又一具體態樣之平面顯示裝置的截面圖；以及圖5A到5H示範根據另一具體態樣的平面顯示裝置之製造方法的階段截面圖。
2009年12月10日向韓國智慧財產局提出申請之標題為「平面顯示裝置及其之製造方法」的韓國專利申請案第10-2009-0122492號乃整個併於此以為參考。
在此之後將參考所附圖式來更完整地描述範例性具體態樣；然而，它們可以具體為不同的形式，並且不應解讀成限於在此所列的具體態樣。反而是提供這些具體態樣，如此則本揭示將會是徹底且完備，並且將完全傳達本發明的範圍給熟於此技藝者。
於圖式，層和區域的尺寸可能有所誇大以便清楚示範。也將了解當層或元件是指在另一層或基板「上」時，它可以直接於另一層或基板上，或者也可以存在著中介層。此外，也將了解當層是指在二層「之間」時，它可以是二層之間僅有的一層，或者也可以存在著一或更多個中介層。全篇相同的參考數字是指相同的元件。
當元件是指「連接於」另一元件時，它可以直接連接於另一元件；或者它可以間接連接於另一元件，而有一或更多個中介元件介置於其間。
圖1示範根據具體態樣之平面顯示裝置的截面圖。於圖1，示意地顯示形成薄膜電晶體和電容器的區域。
基板10例如由絕緣材料所做成，其可以包括薄膜電晶體形成區域 T和電容形成區域C。緩衝層12可以配置於基板10的電晶體形成區域T和電容形成區域C上。包括通道區域和源極與汲極區域的作用層14a可以配置於電晶體形成區域T的緩衝層12上。下電極14b可以配置於電容形成區域C的緩衝層12上。作用層14a和下電極14b可以包括半導體材料，例如由非晶形矽或多晶形矽所做成。為了導電度，摻雜離子可以植入下電極14b。於某一實施方式，下電極14b和作用層14a可以配置於緩衝層12上的同一平面。
第一絕緣層16可以配置於上面包括作用層14a和下電極14b的緩衝層12上。第一絕緣層16可以做為薄膜電晶體的閘極絕緣層和電容器的介電質。
包括第一導電層圖案18和第二導電層圖案20的閘極20a可以配置於第一絕緣層16上，亦即可以平躺在作用層14a上方。包括第一導電層圖案18和第二導電層圖案20的上電極20b可以配置於第一絕緣層16上，亦即可以平躺在下電極14b上方。於某一實施方式，閘極20a和上電極20b的第一導電層圖案18和第二導電層圖案20可以分別配置於第一絕緣層16上的同一平面。
第二絕緣層22可以配置於上面包括閘極20a和上電極20b的第一絕緣層16上。孔洞圖案(亦即多個開口)可以形成於第二絕緣層22，以暴露作用層14a之部分的源極與汲極區域以及部分的上電極20b。上電極20b的第二導電層圖案20可以介置於對應的第一導電層圖案18和上面的第二絕緣層22兩者的邊緣之間。第一導電層圖案18例如可以包括透明的導電材料；並且第二導電層圖案20例如可以包括金屬或合金。
源極24a可以配置於第二絕緣層22上，並且可以經由孔洞圖案而連接於作用層14a的源極區域。汲極24b可以配置於第二絕緣層22 上，並且可以經由孔洞圖案而連接於作用層14a的汲極區域。
圖2示範根據另一具體態樣之平面顯示裝置的截面圖。尤其，圖2所示範的平面顯示裝置可以是底部發光型有機發光顯示裝置。
基板10由例如透明玻璃和/或塑膠的絕緣材料所做成，其可以包括薄膜電晶體形成區域T、電容形成區域C、像素形成區域P。緩衝層12可以配置於基板10的薄膜電晶體形成區域T、電容形成區域C、像素形成區域P上。包括通道區域、源極區域、汲極區域的作用層14a可以配置於薄膜電晶體形成區域T的緩衝層12上。下電極14b可以配置於電容形成區域C的緩衝層12上。作用層14a和下電極14b可以包括半導體材料，例如非晶形矽或多晶形矽。為了導電度，摻雜離子可以植入下電極14b。於某一實施方式，下電極14b和作用層14a可以配置於緩衝層12上的同一平面。
第一絕緣層16可以配置於上面包括作用層14a和下電極14b的緩衝層12上。第一絕緣層16可以做為薄膜電晶體的閘極絕緣層和電容器的介電質。
包括第一導電層圖案18和第二導電層圖案20的閘極20a可以配置於第一絕緣層16上，亦即可以平躺在作用層14a上方。包括第一導電層圖案18和第二導電層圖案20的上電極20b可以配置於第一絕緣層16上，亦即可以平躺在下電極14b上方。包括第一導電層圖案18和第二導電層圖案20的陽極20c可以配置於像素形成區域P的第一絕緣層16上。於某一實施方式，閘極20a和上電極20b的第一導電層圖案18和第二導電層圖案20可以分別配置於第一絕緣層16上的同一平面。
第二絕緣層22可以配置於上面包括閘極20a、上電極20b、陽極20c的第一絕緣層16上。孔洞圖案(亦即多個開口)可以形成於第 二絕緣層22，以暴露作用層14a之部分的源極與汲極區域、部分的上電極20b、在發光區域之部分的陽極20c。上電極20b的第二導電層圖案20可以介置於對應的第一導電層圖案18和上面的第二絕緣層22兩者的邊緣之間。此外，陽極20c的第二導電層圖案20可以介置於對應的第一導電層圖案18和上面的第二絕緣層22兩者的邊緣之間。第一導電層圖案18例如可以包括透明的導電材料；並且第二導電層圖案20例如可以包括金屬或合金。
源極24a可以形成於第二絕緣層22上，並且可以經由孔洞圖案而同時連接於作用層14a的源極區域和發光區域的陽極20c。汲極24b可以配置於第二絕緣層22上，並且可以經由孔洞圖案而連接於作用層14a的汲極區域。
像素界定層26可以配置於上面包括源極24a和汲極24b的第二絕緣層22上。孔洞圖案可以形成於像素界定層26，以暴露陽極20c在發光區域的部分。有機發光層28可以配置於陽極20c在發光區域的暴露部分上。陰極30可以配置於上面包括有機發光層28的像素界定層26上。
於根據本具體態樣的平面顯示裝置，從外面所提供的訊號可以儲存於電容器。此外，訊號可以藉由薄膜電晶體而提供給陽極20c。因此，當預定的電壓施加於陽極20c和陰極30時，從陽極20c射出的電洞和從陰極30射出的電子可以於有機發光層28重新組合。 據此，從有機發光層28經由基板10向外面發射的光可以顯示文字和/或影像。
現在將透過具有上述組態之平面顯示裝置的製程來更詳細敘述具體態樣。
圖3A到3I示範根據具體態樣的平面顯示裝置之製造方法的階段截 面圖。尤其，圖2平面顯示裝置之結構的製造方法乃舉例說明如下。
參見圖3A，可以提供包括薄膜電晶體形成區域T、電容形成區域C、像素形成區域P的基板10。緩衝層12和半導體層(未示範)可以依序形成於包括薄膜電晶體形成區域T、電容形成區域C、像素形成區域P的基板10上。可以圖案化半導體層，以於薄膜電晶體形成區域T的緩衝層12上形成包括通道區域、源極區域、汲極區域的作用層14a，以及於電容形成區域C的緩衝層12上形成下電極14b。因此，可以同時形成作用層14a和下電極14b。圖案化，例如可以藉由光微影術和蝕刻而使用第一遮罩來執行。半導體層例如可以包括非晶形矽或多晶形矽，並且如果想要的話，可以接受結晶化處理。
參見圖3B，第一絕緣層16、第一導電層18’、第二導電層20’可以依序形成於上面包括作用層14a和下電極14b的緩衝層12上。第一絕緣層16例如可以包括氧化矽膜SiO2。第一導電層18’例如可以包括透明的導電材料，其具有的導電度足夠使用做為電極。於某一實施方式，透明的導電材料例如可以包括非晶形ITO、ITO、多晶形ITO和/或IZO。第二導電層20’例如可以包括金屬。於某一實施方式，金屬例如可以包括鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、銀(Ag)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、鉻Cr)、鈮(Nb)和/或其合金。
參見圖3C，將作用層14a、下電極14b、像素形成區域P上的第一導電層18’和第二導電層20’圖案化，而可以分別形成閘極20a、上電極20b、陽極20c。因此，閘極20a、上電極20b、陽極20c可以都包括第一導電層圖案18和第二導電層圖案20並且可以同時 形成。圖案化，例如可以藉由光微影術和蝕刻而使用第二遮罩來執行。於某一實施方式，高密度摻雜離子可以使用閘極20a做為遮罩而植入作用層14a的源極區域和汲極區域。
然後，第二絕緣層22可以形成於上面包括閘極20a、上電極20b、陽極20c的第一絕緣層16上。
參見圖3D，例如藉由光微影術和蝕刻而使用第三遮罩，以將第二絕緣層22和第一絕緣層16圖案化，則可以形成孔洞圖案(亦即多個開口，包括孔洞22a、22b、22c)。孔洞22a、22b、22c可以暴露作用層14a之部分的源極與汲極區域、部分的上電極20b、在發光區域之部分的陽極20c。
參見圖3E，導電層24可以形成於絕緣層22上以填充孔洞22a、22b、22c。
參見圖3F，導電層24可以圖案化，以形成同時連接於作用層14a之源極區域和發光區域之陽極20c的源極24a，以及形成經由孔洞22a而連接於作用層14a之汲極區域的汲極24b。圖案化，例如可以藉由光微影術和蝕刻而使用第四遮罩來執行。於圖案化的過程期間，可以使用第四遮罩來移除第二導電層圖案20於電容形成區域C(亦即於上電極20b)而由孔洞22b所暴露的部分，以及移除第二導電層圖案20於像素形成區域P(亦即於陽極)而由孔洞22c所暴露的部分。
參見圖3G，摻雜離子可以經由電容形成區域C的孔洞22b而植入下電極14b。於植入過程，由於摻雜離子可以經由第一導電層圖案18的暴露部分和第一絕緣層16而植入下電極14b，故可以調整離子植入能量，使得包括半導體層的下電極14b具有足夠的導電度。
參見圖3H，像素界定層26可以形成於上面包括源極24a和汲極24b的第二絕緣層22上。例如藉由光微影術和蝕刻而使用第五遮罩，以將像素界定層26圖案化，則可以暴露陽極20c在發光區域的部分。
參見圖3I，有機發光層28可以形成於發光區域26a之陽極20c的暴露部分上。然後，陰極30可以形成於上面包括有機發光層28的像素界定層26上。
藉由移除第二導電層圖案20在電容形成區域C由孔洞22b所暴露的部分，根據本具體態樣的方法可以有助於確保理想的離子植入條件。第二導電層圖案20由孔洞22b所暴露的部分可以使用第四遮罩來移除，亦即用於形成源極24a和汲極24b的同一遮罩。據此，植入可以提供下電極14b足夠的導電度，而不使用另外的遮罩(見圖3F和3G)。因此，得以僅使用五個遮罩(第一到第五遮罩)來製造平面顯示裝置，藉此減少遮罩和過程的數量而降低製造成本。
此外，由於具有包括下電極14b-絕緣層16-上電極20b之MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金屬-氧化物-半導體)結構的電容器是由薄膜電晶體的製程所實現，故得以使用比較薄的絕緣層(SiO2)16做為介電質就達成高靜電電容。此外，由於高靜電電容可以由比較小的面積來達成，故得以相對增加發光區域的尺寸(孔洞比例)。
圖4示範根據另一具體態樣之平面顯示裝置的截面圖。尤其，圖4示範頂部發光型有機發光顯示裝置。
基板40包括例如透明玻璃和/或塑膠的絕緣材料，其可以包括薄膜電晶體形成區域T、電容形成區域C、像素形成區域P。緩衝層42可以配置於薄膜電晶體形成區域T、電容形成區域C、像素形成 區域P的基板40上。包括通道區域、源極區域、汲極區域的作用層44a可以配置於薄膜電晶體形成區域T的緩衝層12上。下電極44b可以配置於電容形成區域C的緩衝層42上。作用層44a和下電極44b可以包括半導體材料，例如非晶形矽或多晶形矽。為了導電度，摻雜離子可以植入下電極44b。於某一實施方式，下電極44b和作用層44a可以配置於緩衝層42上的同一平面。
第一絕緣層46可以配置於上面包括作用層44a和下電極44b的緩衝層12上。第一絕緣層46可以做為薄膜電晶體的閘極絕緣層和電容器的介電質。
包括第一導電層圖案48和第二導電層圖案50的閘極50a可以配置於第一絕緣層46上，亦即可以平躺在作用層44a上方。包括第一導電層圖案48和第二導電層圖案50的上電極50b可以配置於第一絕緣層46上，亦即可以平躺在下電極44b上方。於某一實施方式，閘極50a和上電極50b的第一導電層圖案48和第二導電層圖案50可以分別配置於第一絕緣層46上的同一平面。
第二絕緣層52可以配置於上面包括閘極50a和上電極50b的第一絕緣層46上。孔洞圖案(亦即多個開口)可以形成於第二絕緣層52，以暴露作用層44a之部分的源極與汲極區域以及部分的上電極50b。上電極50b的第二導電層圖案50可以介置於對應的第一導電層圖案48和上面的第二絕緣層52兩者的邊緣之間。第一導電層圖案48例如可以包括透明的導電材料；並且第二導電層圖案50例如可以包括金屬和/或合金。
源極54a和汲極54b可以配置於第二絕緣層52上，並且可以經由孔洞圖案而分別連接於作用層44a的源極與汲極區域。第三絕緣層56可以配置於上面包括源極54a和汲極54b的第二絕緣層52上。導 通孔可以形成於第三絕緣層56，以暴露部分的源極54a或汲極54b。
陽極58可以配置於第三絕緣層56上，並且可以透過導通孔而連接於源極54a或汲極54b的暴露部分。像素界定層60可以配置於上面包括陽極58的第三絕緣層56上。孔洞可以形成於像素界定層60，以暴露陽極58在發光區域的部分。有機發光層62可以配置於陽極58在發光區域的暴露部分上。陰極64可以配置於上面包括有機發光層62的像素界定層60上。
於根據本具體態樣的平面顯示裝置，從外面所提供的訊號可以儲存於電容器。此外，訊號可以藉由薄膜電晶體而提供給陽極58。因此，當預定的電壓施加於陽極58和陰極64時，從陽極58射出的電洞和從陰極64射出的電子可以於有機發光層62重新組合。因此，從有機發光層62向外面發射的光可以顯示文字和/或影像。
圖5A到5H示範根據另一具體態樣的平面顯示裝置之製造方法的階段截面圖。尤其，本具體態樣的方法可以形成具有圖4結構的平面顯示裝置。
參見圖5A，可以提供包括薄膜電晶體形成區域T、電容形成區域C、像素形成區域P的基板40。緩衝層42和半導體層(未示範)可以依序形成於包括薄膜電晶體形成區域T、電容形成區域C、像素形成區域P的基板40上。可以圖案化半導體層，以於薄膜電晶體形成區域T的緩衝層42上形成包括通道區域、源極區域、汲極區域的作用層44a，以及於電容形成區域C的緩衝層42上形成下電極44b。因此，可以同時形成作用層44a和下電極44b。圖案化，例如可以藉由光微影術和蝕刻而使用第一遮罩來執行。半導體層例如可以包括非晶形矽或多晶形矽，並且如果想要的話，可以接受 結晶化處理。
參見圖5B，第一絕緣層46、第一導電層48’、第二導電層50’可以依序形成於上面包括作用層44a和下電極44b的緩衝層42上。第一絕緣層46例如可以包括氧化矽膜SiO2。第一導電層48’例如可以包括透明的導電材料，其具有的導電度足夠使用做為電極。於某一實施方式，透明的導電材料例如可以包括非晶形ITO、ITO、多晶形ITO和/或IZO。第二導電層50’例如可以包括金屬。於某一實施方式，金屬例如可以包括鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、銀(Ag)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、鉻Cr)、鈮(Nb)和/或其合金。
參見圖5C，例如藉由光微影術和蝕刻而使用第二遮罩，將第二導電層50’和第一導電層48’圖案化，則可以於作用層44a和下電極44b上形成閘極50a和上電極50b。因此，閘極50a和上電極50b可以都包括第一導電層圖案48和第二導電層圖案50並且可以同時形成。於某一實施方式，高密度摻雜離子可以使用閘極50a做為遮罩而植入作用層44a的源極與汲極區域。
然後，第二絕緣層52可以形成於上面包括閘極50a和上電極50b的第一絕緣層46上。
參見圖5D，例如藉由光微影術和蝕刻而使用第三遮罩，將第二絕緣層52和第一絕緣層46圖案化，則可以形成孔洞圖案(亦即多個開口，包括孔洞52a和52b)。孔洞52a和52b可以分別暴露作用層44a之部分的源極與汲極區域以及部分的上電極50b。
參見圖5E，導電層54可以形成於第二絕緣層52上以填充孔洞52a和52b。
參見圖5F，導電層54可以圖案化，以形成經由孔洞52a而連接於 作用層44a之源極區域的源極54a，以及形成經由孔洞52a而連接於作用層44a之汲極區域的汲極54b。圖案化，例如可以藉由光微影術和蝕刻而使用第四遮罩來執行。於圖案化的過程期間，第二導電層圖案50在電容形成區域C而由孔洞52b所暴露的部分可以使用第四遮罩來移除。
參見圖5G，摻雜離子可以經由電容形成區域C的孔洞52b而植入下電極44b。於植入過程，由於摻雜離子可以經由第一導電層圖案48的暴露部分和第一絕緣層46而植入下電極44b，故可以調整離子植入能量，使得包括半導體材料的下電極44b具有足夠的導電度。
參見圖5H，第三絕緣層56可以形成於上面包括源極54a和汲極54b的第二絕緣層52上。例如藉由光微影術和蝕刻而使用第五遮罩，將第三絕緣層56圖案化，則可以形成導通孔，以暴露部分的源極54a或汲極54b。
導電層(未示範)可以形成於第三絕緣層56上以填充導通孔。例如藉由光微影術和蝕刻而使用第六遮罩，將導電層圖案化，則可以形成透過導通孔而連接於源極54a或汲極54b之暴露部分的陽極58。
像素界定層60可以形成於上面包括陽極58的第三絕緣層56上。例如藉由光微影術和蝕刻而使用第七遮罩，將像素界定層60圖案化，則可以形成孔洞以暴露陽極58在發光區域的部分。此外，有機發光層62可以形成於陽極58在發光區域的暴露部分上。陰極64可以形成於上面包括有機發光層62的像素界定層60上。
藉由移除第二導電層圖案50在電容形成區域C由孔洞52b所暴露的部分，根據本具體態樣的方法可以有助於確保適當的離子植入條 件。第二導電層圖案50由孔洞52b所暴露的部分可以使用第四遮罩來移除，亦即用於形成源極54a和汲極54b的同一遮罩。據此，植入可以提供具有足夠導電度的下電極44b，而不使用另外的遮罩(見圖5F和5G)。因此，得以使用較少的遮罩來製造平面顯示裝置，藉此減少遮罩和過程的數量而降低製造成本。
此外，由於具有包括下電極44b-絕緣層46-上電極50b之MOS結構的電容器可以由具體態樣的製程所形成，故得以使用比較薄的絕緣層(SiO2)46做為介電質就達成高靜電電容。由於高靜電電容可以由比較小的面積來達成，故得以相對增加發光區域的尺寸(孔洞比例)。
由於摻雜離子可以植入由半導體材料所形成的下電極，而不使用另外的遮罩以提供導電度，故得以例如使用五個遮罩(第一到第五遮罩)來製造平面顯示裝置。因此，相較於相關技藝，得以藉由減少遮罩和過程的數量而降低製造成本。因此，由於遮罩的數量有限，故製造裝置不會開銷很大；並且由於減少製程步驟而可以增加產出，使得整體的製造成本可以減少。
在此已經揭示了範例性具體態樣，並且雖然採用了特定的辭彙，但是使用那些辭彙僅是要以通常的敘述意味來解讀，而沒有限制的意思。據此，此技藝中的一般技術人士將會了解可以做出各式各樣的形式和細節的變化，而不偏離本發明列於後面申請專利範圍的精神和範圍。
10‧‧‧基板
12‧‧‧緩衝層
14a‧‧‧作用層
14b‧‧‧下電極
16‧‧‧第一絕緣層
18‧‧‧第一導電層圖案
20‧‧‧第二導電層圖案
20a‧‧‧閘極
20b‧‧‧上電極
22‧‧‧第二絕緣層
24a‧‧‧源極
24b‧‧‧汲極
C‧‧‧電容形成區域
T‧‧‧電晶體形成區域

Claims (23)

  1. 一種平面顯示裝置，其包括：基板，該基板包括第一區域和第二區域；作用層，其在基板的第一區域上，該作用層包括半導體材料；下電極，其在基板的第二區域上，該下電極包括半導體材料；第一絕緣層，其在上面包括作用層和下電極的基板上；閘極，其在第一絕緣層上，該閘極重疊著作用層並且包括第一導電層圖案和第二導電層圖案；上電極，其在第一絕緣層上，該上電極重疊著下電極並且包括第一導電層圖案和第二導電層圖案；第二絕緣層，其在閘極和上電極上，該第二絕緣層暴露部分的作用層和部分的上電極；以及源極和汲極，其連接於作用層的暴露部分；其中對應該上電極之該第二導電層圖案包含一開口，該開口暴露部分該第一導電層圖案，其中對應該開口之該下電極包括摻雜離子。
  2. 如申請專利範圍第1項的平面顯示裝置，其中半導體材料包括非晶形矽或多晶形矽。
  3. 如申請專利範圍第1項的平面顯示裝置，其中第一導電層圖案包括非晶形ITO(氧化銦錫)、ITO、多晶形ITO及IZO(氧化銦鋅)當中至少一者。
  4. 如申請專利範圍第1項的平面顯示裝置，其中第二導電層圖案包 括鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、銀(Ag)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、鉻(Cr)、鈮(Nb)及其合金當中至少一者。
  5. 如申請專利範圍第1項的平面顯示裝置，其中對應於上電極的第二導電層圖案乃介置於對應的第一導電層圖案和上面的第二絕緣層兩者的邊緣之間。
  6. 一種平面顯示裝置，其包括：基板，該基板包括第一區域、第二區域、第三區域；作用層，其在基板的第一區域上，該作用層包括半導體材料；下電極，其在基板的第二區域上，該下電極包括半導體材料；第一絕緣層，其在上面包括作用層和下電極的基板上；閘極，其在第一絕緣層上，該閘極重疊著作用層並且包括第一導電層圖案和第二導電層圖案；上電極，其在第一絕緣層上，該上電極重疊著下電極並且包括第一導電層圖案和第二導電層圖案；陽極，其在第三區域的第一絕緣層上，該陽極包括第一導電層圖案和第二導電層圖案；第二絕緣層，其在閘極、上電極、陽極上，該第二絕緣層暴露部分的作用層、陽極、上電極；源極，其連接作用層和陽極的暴露部分；汲極，其連接於作用層的暴露部分；像素界定層，其在上面包括源極和汲極的基板上，該像素界定層暴露在發光區域的部分陽極；有機發光層，其在發光區域的陽極上；以及陰極，其在有機發光層上。
  7. 如申請專利範圍第6項的平面顯示裝置，其中半導體材料包括非 晶形矽或多晶形矽。
  8. 如申請專利範圍第6項的平面顯示裝置，其中下電極包括植入其中的摻雜離子。
  9. 如申請專利範圍第6項的平面顯示裝置，其中第一導電層圖案包括非晶形ITO、ITO、多晶形ITO及IZO當中至少一者。
  10. 如申請專利範圍第6項的平面顯示裝置，其中第二導電層圖案包括鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、銀(Ag)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、鉻(Cr)、鈮(Nb)及其合金當中至少一者。
  11. 如申請專利範圍第6項的平面顯示裝置，其中對應於上電極的第二導電層圖案乃介置於對應的第一導電層圖案和上面的第二絕緣層兩者的邊緣之間。
  12. 如申請專利範圍第6項的平面顯示裝置，其中基板包括透明的玻璃或塑膠。
  13. 一種平面顯示裝置，其包括：基板，該基板包括第一區域、第二區域、第三區域；作用層，其在基板的第一區域上，該作用層包括半導體材料；下電極，其在基板的第二區域上，該下電極包括半導體材料；第一絕緣層，其在上面包括作用層和下電極的基板上；閘極，其在第一絕緣層上，該閘極重疊著作用層並且包括第一導電層圖案和第二導電層圖案；上電極，其在第一絕緣層上，該上電極重疊著下電極並且包括第一導電層圖案和第二導電層圖案；第二絕緣層，其在閘極和上電極上，該第二絕緣層暴露部分的作用層和部分的上電極；源極和汲極，其連接於作用層的暴露部分； 第三絕緣層，其在上面包括源極和汲極的基板上，該第三絕緣層暴露部分的源極或汲極；陽極，其連接於源極或汲極的暴露部分；像素界定層，其在陽極上，該像素界定層暴露部分的陽極；有機發光層，其在發光區域的陽極上；以及陰極，其在有機發光層上。
  14. 如申請專利範圍第13項的平面顯示裝置，其中半導體材料包括非晶形矽或多晶形矽。
  15. 如申請專利範圍第13項的平面顯示裝置，其中下電極包括植入其中的摻雜離子。
  16. 如申請專利範圍第13項的平面顯示裝置，其中第一導電層圖案包括非晶形ITO、ITO、多晶形ITO及IZO當中至少一者。
  17. 如申請專利範圍第14項的平面顯示裝置，其中第二導電層圖案包括鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、銀(Ag)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、鉻(Cr)、鈮(Nb)及其合金當中至少一者。
  18. 如申請專利範圍第13項的平面顯示裝置，其中對應於上電極的第二導電層圖案乃介置於對應的第一導電層圖案和上面的第二絕緣層兩者的邊緣之間。
  19. 如申請專利範圍第13項的平面顯示裝置，其中基板包括透明的玻璃或塑膠。
  20. 一種平面顯示裝置的製造方法，該方法包括：提供基板，使得基板包括第一區域和第二區域；於基板上形成並且圖案化半導體材料層，以於第一區域形成作用層和於第二區域形成下電極；於其上包括作用層和下電極的基板上形成第一絕緣層； 於第一絕緣層上形成第一導電層和第二導電層；將第一導電層和第二導電層圖案化，以形成：閘極，其在第一絕緣層上，使得閘極平躺在作用層上並且包括第一導電層圖案和第二導電層圖案，以及上電極，其在第一絕緣層上，使得上電極平躺在下電極上並且包括第一導電層圖案和第二導電層圖案；於其上包括閘極和上電極的第一絕緣層上形成第二絕緣層；將第二絕緣層圖案化以形成孔洞圖案，使得孔洞圖案暴露部分的作用層和部分的上電極；於第二絕緣層上形成第三導電層，使得第三導電層填充孔洞圖案；將第三導電層圖案化，以形成源極和汲極，使得源極和汲極連接於作用層的暴露部分；移除上電極之第二導電層圖案在第二區域由孔洞圖案所暴露的部分；以及把離子經由孔洞圖案、第一導電層圖案、對應於孔洞圖案的第一絕緣層而植入下電極。
  21. 如申請專利範圍第20項之平面顯示裝置的製造方法，其中半導體層包括非晶形矽或多晶形矽。
  22. 如申請專利範圍第20項之平面顯示裝置的製造方法，其中第一導電層包括非晶形ITO、ITO、多晶形ITO及IZO當中一者。
  23. 如申請專利範圍第20項之平面顯示裝置的製造方法，其中第二導電層包括鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、銀(Ag)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、鉻(Cr)、鈮(Nb)及其合金當中至少一者。
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