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TWI667775B - 薄膜電晶體陣列基板、使用其之有機發光顯示設備、以及製造薄膜電晶體陣列基板之方法 - Google Patents

薄膜電晶體陣列基板、使用其之有機發光顯示設備、以及製造薄膜電晶體陣列基板之方法 Download PDF

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TWI667775B
TWI667775B TW103144103A TW103144103A TWI667775B TW I667775 B TWI667775 B TW I667775B TW 103144103 A TW103144103 A TW 103144103A TW 103144103 A TW103144103 A TW 103144103A TW I667775 B TWI667775 B TW I667775B
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姜帝旭
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南韓商三星顯示器有限公司
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Abstract

一種薄膜電晶體陣列基板包含包括閘極電極、主動層、源極電極及汲極電極之薄膜電晶體。第一導電層圖案係與源極電極及汲極電極位於同一層上,且與源極電極及汲極電極由相同的材料形成。絕緣層係在第一導電層圖案上,且具有露出第一導電層圖案的圖案化剖面的開口。像素電極係在絕緣層上,且通過穿過絕緣層的接觸孔耦合至源極電極或汲極電極。擴散防止層覆蓋通過開口所露出的第一導電層圖案的圖案化剖面以及絕緣層的傾斜側面。

Description

薄膜電晶體陣列基板、使用其之有機發光顯示設備、以 及製造薄膜電晶體陣列基板之方法 相關申請案之交互參照
本申請案主張於2013年12月17日向韓國智慧財產局所申請之韓國專利申請案No.10-2013-0157526之優先權及效益,其揭露係於此整體併入作為參考。
本發明實施例的態樣係針對一種薄膜電晶體陣列基板、使用薄膜電晶體陣列基板的有機發光顯示設備以及製造薄膜電晶體陣列基板的方法。
包含薄膜電晶體;電容器;以及連接薄膜電晶體及電容器的導線之薄膜電晶體陣列基板已廣泛使用於平板顯示設備,如液晶顯示設備或有機發光顯示設備。
在使用(例如,利用)薄膜電晶體陣列基板的有機發光顯示設 備中,複數個閘極線及數據導線以矩陣形式排列以定義像素。各像素包含薄膜電晶體、電容器以及連接至薄膜電晶體及電容器的有機發光裝置。當驅動訊號從薄膜電晶體及電容器被施加至有機發光裝置時,有機發光裝置顯示期望的圖像。
本發明實施例的態樣係針對一種具優異裝置特性及高顯示品質的發光顯示設備。
本發明實施例提供了一種薄膜電晶體陣列基板,其包含:薄膜電晶體,其包含閘極電極、主動層、源極電極及汲極電極;第一導電層圖案,與源極電極及汲極電極在同一層上,且與源極電極及汲極電極由相同的材料形成;絕緣層,在第一導電層圖案上,絕緣層具有開口露出第一導電層圖案的圖案化剖面;像素電極,在絕緣層上,且通過穿過絕緣層的接觸孔耦合至源極電極或汲極電極;以及擴散防止層,覆蓋通過開口所露出的第一導電層圖案的圖案化剖面及絕緣層的傾斜側面。
第一導電層圖案可包含:包含銅或銅合金的金屬層;以及插入金屬層與絕緣層之間的第一阻擋層。
金屬層的圖案化剖面可與第一阻擋層的圖案化剖面齊平。
第一阻擋層可包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、鉬(Mo)、氮化鉬(MoN)、鉬-鈮(MoNb)、鉬-釩(MoV)、鉬-鈦(MoTi)及/或鉬-鎢(MoW)。
第一導電層圖案在金屬層之下可進一步包含第二阻擋層。
金屬層的圖案化剖面可與第二阻擋層的圖案化剖面齊平。
第二阻擋層可包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、鉬(Mo)、氮化鉬(MoN)、鉬-鈮(MoNb)、鉬-釩(MoV)、鉬-鈦(MoTi)及/或鉬-鎢(MoW)。
第一導電層圖案可包含薄膜電晶體的源極電極及汲極電極、電容器的電極、數據導線及/或驅動導線。
絕緣層可包含有機絕緣材料。
絕緣層可與第一導電層圖案的上部接觸。
擴散防止層可包含與像素電極相同的材料。
擴散防止層可與第一導電層圖案的圖案化剖面接觸。
擴散防止層可與通過開口露出的絕緣層的圖案化剖面接觸。
擴散防止層可包含與彼此絕緣的複數個圖案。
薄膜電晶體陣列基板可進一步在絕緣層上包含像素定義膜,且像素定義膜可包含開口配置以露出像素電極的頂面。
像素定義膜可包含有機絕緣材料。
薄膜電晶體可為底部閘極薄膜電晶體。
薄膜電晶體可為頂部閘極薄膜電晶體。
本發明的另一實施例提供了一種有機發光顯示設備,其包含:基板;薄膜電晶體,在基板上且包含閘極電極、主動層、源極電極及汲極電極;第一導電層圖案,與源極電極及汲極電極在同一層上,且與源極電極及汲極電極由相同的材料形成;絕緣層,具有一開口露出第一導電層圖案的圖案化剖面;像素電極,在絕緣層上,且通過穿過絕緣層的接觸 孔耦合至源極電極或汲極電極;擴散防止層,覆蓋通過開口露出的第一導電層圖案的圖案化剖面及絕緣層的傾斜側面;有機發光層,在像素電極上;以及相對電極,在有機發光層上。
像素電極與相對電極中的至少一個可為透射電極。
根據本發明實施例的一種製造薄膜電晶體陣列基板的方法,其包含:在基板上形成薄膜電晶體,其包含閘極電極、主動層、源極電極及汲極電極;形成與源極電極及汲極電極在同一層上,且與源極電極及汲極電極由相同的材料所形成之第一導電層圖案;在第一導電層圖案上形成絕緣層,絕緣層具有露出第一導電層圖案的剖面的開口;形成擴散防止層覆蓋通過開口所露出的第一導電層圖案的剖面以及絕緣層的傾斜側面;以及與擴散防止層並行地(例如,一起)形成像素電極,像素電極耦合至源極電極或汲極電極。
第一導電層圖案的形成可包含:形成(例如,沉積)金屬層,金屬層包含銅或銅合金;在相同腔體中於金屬層上連續形成(例如,沉積)第一阻擋層;以及並行地(例如,同時)圖案化金屬層及第一阻擋層。
在一實施例中,第二阻擋層係進一步形成(例如,沉積)在金屬層之下,第二阻擋層、金屬層及第一阻擋層係於相同腔體中連續地形成(例如,沉積),且第二阻擋層、金屬層及第一阻擋層並行地(例如,同時)圖案化。
在一實施例中,方法進一步包含:在絕緣層上形成像素定義膜,像素定義膜被配置以露出像素電極的頂面。
絕緣層及像素定義膜可各包含有機絕緣材料。
本發明的另一實施例提供了一種薄膜電晶體陣列基板,其 包含:薄膜電晶體,其包含閘極電極、主動層、源極電極及汲極電極;第一導電層圖案,與源極電極及汲極電極在同一層上;第一電極,在第一導電層圖案上;以及保護層,與第一電極在同一層上,且接觸第一導電層圖案的兩側壁。
在一實施例中,第一導電層圖案包含:金屬層,金屬層包含銅或銅合金;以及第一阻擋層,在金屬層上。
金屬層的圖案化剖面可與第一阻擋層的圖案化剖面齊平。
保護層可包含與第一電極相同的材料。
保護層可與第一導電層圖案的圖案化剖面接觸(例如,直接接觸)。
本發明的另一實施例提供了一種薄膜電晶體陣列基板,其包含:薄膜電晶體,其包含閘極電極、主動層、源極電極及汲極電極;第一導電層圖案,與源極電極及汲極電極在同一層上;第一電極,在第一導電層圖案上;第一絕緣層,在第一電極上;以及保護層,與第一導電層圖案及第一絕緣層的兩側壁接觸。
第一絕緣層可包含有機絕緣材料。
薄膜電晶體陣列基板可進一步包含第二電極於第一絕緣層上,第二電極包含與第一電極相同的材料。
根據本發明實施例的薄膜電晶體陣列基板、使用薄膜電晶體陣列基板的顯示設備以及製造薄膜電晶體陣列基板的方法係提供了下列效果。
首先,當包含銅的金屬層的圖案化剖面接觸有機絕緣層時,可實質上防止擴散發生。
其次,由於不需要形成無機鈍化層以保護金屬層的光罩製程,可增加製造過程的效率。
鑑於包含圖式簡單說明、申請專利範圍及實施方式的下列部分,上述以外的其他態樣、特徵及優點可由所屬技術領域中具有通常知識者實現。
1、2、3‧‧‧顯示設備
10、110、310、510‧‧‧基板
21、23、41、43、63‧‧‧電晶體
22、42‧‧‧電容器
24、44‧‧‧發光裝置
25、45‧‧‧驅動導線
26‧‧‧掃描線
27、47‧‧‧數據導線
111、311、511‧‧‧緩衝層
113、115、119、313、315、319、513、515、519‧‧‧絕緣層
117、317、517‧‧‧平坦化層
212、232、414、434、632‧‧‧閘極電極
214、234、412、432、634‧‧‧主動層
216a、236a、416a、436a、636a‧‧‧源極電極
216a-2、236b-2、416a-2、436b-2‧‧‧金屬層
216a-1、216a-3、236b-1、236b-3、416a-1、416a-3、436b-1、436b-3‧‧‧阻擋層
216b、236b、416b、436b、636b‧‧‧汲極電極
222、226、424、426、641、642‧‧‧電極
240、440‧‧‧擴散防止層
241、441‧‧‧像素電極
242、442‧‧‧中間層
243、443‧‧‧相對電極
412a、432a‧‧‧源極區域
412b、432b‧‧‧汲極區域
412c、432c‧‧‧通道區域
640‧‧‧保護層
643‧‧‧液晶層
644‧‧‧液晶分子
645‧‧‧彩色濾光片
C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C10‧‧‧開口
C9‧‧‧接觸孔
CAP1、CAP2‧‧‧電容器區域
DA‧‧‧顯示區域
P‧‧‧像素
PXL1、PXL2‧‧‧像素區域
SL‧‧‧封合線
TRd1、TRd2‧‧‧第二電晶體區域
TRs1、TRs2‧‧‧第一電晶體區域
從下列搭配附圖的實施例描述,所屬技術領域中具有通常知識者而言這些及/或其他態樣將變得顯而易見且更容易理解,其中:第1圖係為根據本發明實施例的顯示設備的示意性平面圖;第2圖示出第1圖的顯示設備的像素的電路圖;第3圖係為根據本發明實施例的顯示區域部分的放大圖;第4圖係為沿著第3圖的線I-I'截取的剖面圖;第5A圖至第5G圖係為繪示根據本發明實施例製造顯示設備的方法圖;第6圖係為根據本發明另一實施例的顯示區域部分的放大圖;第7圖係為沿著第6圖的線II-II'截取的剖面圖;以及第8A圖至第8G圖係為繪示根據本發明另一實施例製造顯示設備的方法圖。
第9圖係為根據本發明第三實施例的顯示設備的示意性剖面圖。
現將詳細參照本發明的例示性實施例,其實例繪示於附圖中,其中在全文中相同參考符號代表相同元件。在這方面,本實施例可具有各種形式且不應被詮釋為被限制於本文中所闡述的描述。據此,實施例僅在下面藉由參照圖式描述以解釋本說明的態樣。如同在本文中所使用的,用語「及/或」包含一或多個相關所列項目的任何及所有組合。當前綴於一列表元件時,表述語如「至少其中之一」修飾整個列表元件,而不修飾列表的單一元件。
本發明可為各種修飾且可具有多種實施例。據此,實施例將繪示於圖式中且僅作為實例而於說明中詳細描述。本發明的效果及特徵,及其實現方法可通過參照附圖的下列實施例描述來闡明。然而,本發明可以各種不同形式實施且不應被詮釋為限制於本文中所闡述的實施例。
本發明的實施例係參照附圖而在下面詳細描述,且在參照圖式時,係由相同參考符號表示相同或相似構件且不重複進行描述。
將理解的是,雖然在本文中可使用用語「第一」、「第二」等描述各種構件,但這些構件不應受這些用語的限制。相反,這些用語僅用於從另一個構件中區分出一構件。
如同在本文中所使用的,單一形式「一(a)」、「一(an)」及「該(the)」係旨在包含複數形式,除非在上下文中另行明確地指示。
將進一步理解的是本文中所使用的用語「包含(comprises)」及/或「含有(comprising)」指定所述特徵或構件的存在,但不排除一或多個其他特徵或構件的存在或添加。
將理解的是,當層、區域、或構件被稱為「形成於其上(formed on)」另一層、區域、或構件時,其可直接或間接形成在其他層、區域、或構件上。也就是說,例如,可存在一或多個中間層、中間區域、或中間構件。
圖式中的元件大小可為了說明方便而誇大。換句話說,由於圖式中的構件大小及厚度為了說明的方便而被任意繪示,本發明的實施例並不限於此。
當特定實施例可以不同方式實現時,具體的處理順序可以不同於所描述的順序來進行。例如,兩個連續描述的過程可在實質上相同的時點進行,或者以相同於所述順序或相反於所述順序的順序來進行。
第1圖係為根據本發明實施例的顯示設備的示意性平面圖。第2圖示出第1圖的顯示設備的像素的電路圖。
參照第1圖,包含用於顯示圖像的複數個像素P的顯示區域DA位在顯示設備1的基板10上。顯示區域DA位在封合線SL內部,且封裝顯示區域DA的封裝構件係沿著封合線SL形成。
各包含薄膜電晶體及有機發光裝置的複數個像素P排列在顯示區域DA上。如同在第2圖的電路圖中所繪示的,像素P可各包含驅動導線25、數據導線27、掃描線26、為開關電晶體的第一電晶體21、儲存電容器22、為驅動電晶體的第二電晶體23以及發光裝置24。
根據本發明的實施例,當掃描線26的訊號激活(active)時,數據導線27的電壓位準通過第一電晶體21被儲存在儲存電容器22中。第二電晶體23根據閘極電壓產生發光電流,閘極電壓根據儲存在儲存電容器22中的電壓位準而定,且提供所產生的電流至發光裝置24。根據本發明的實施例,發光裝置24可為有機發光二極體。
在下文中,根據本發明第一實施例的顯示設備1將藉由參照第3圖及第4圖詳細描述。第3圖及第4圖根據本發明實施例,繪示使用(例如,利用)被配置為驅動電晶體或開關電晶體的底部閘極薄膜電晶體的顯示設備。
第3圖係為根據本發明實施例的顯示區域DA之一部分的放大圖。第4圖係為沿著第3圖的線I-I'截取的剖面圖。
在根據本實施例的顯示設備1中,構成顯示區域DA的各像素包含用於開關的第一電晶體21、用於驅動的第二電晶體23、電容器22以及發光裝置24。提供的電晶體及電容器數目僅用於說明目的,且本發明的實施例並不限於此。
包含至少一個開關薄膜電晶體的第一電晶體區域TRs1、包含至少一個儲存電容器的電容器區域CAP1、包含至少一個驅動薄膜電晶體的第二電晶體區域TRd1以及包含至少一個有機層的像素區域PXL1位在基板110上。
第一電晶體區域TRs1包含基板110、緩衝層111、第一電晶體21及擴散防止層240。
第一電晶體21包含第一閘極電極212、第一主動層214、源極電極216a及汲極電極216b。第一源極電極216a耦合(例如,連接)至數據導線27以提供數據訊號至第一主動層214。第一汲極電極216b耦合至電容器22的第一電極222以儲存數據訊號在電容器22中。
基板110可為玻璃基板,或含有聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate(PET))、聚萘二甲酸(polyethylene naphthalate(PEN))或聚醯亞胺(polyimide)的塑膠基板。緩衝層111可進一步位在基板110上以形成實質上平坦的表面,且實質上防止雜質元素的滲透。緩衝層111可具有由選自氮化矽(silicon nitride)及氧化矽(silicon oxide)中的至少一個所形成之單層或多層結構。
在第一電晶體區域TRs1中,第一電晶體21的第一閘極電極212位在緩衝層111上。第一閘極電極212可具有,例如,由選自鋁(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)及銅(Cu)中的至少一個金屬所形成的單層或多層結構。
為閘極絕緣膜的第一絕緣層113位在第一閘極電極212上。
第一主動層214位在第一絕緣層113上。第一主動層214可包含氧化物半導體。例如,第一主動層214可包含G-I-Z-O[a(In2O3)b(Ga2O3)c(ZnO)層](a、b及c為分別與a0、b0及c>0的條件相符的實數),且根據另一實施例,第一主動層214可包含選自第4、12、13及14族之元素,如鋅(Zn)、銦(In)、鎵(Ga)、錫(Sn)、鎘(Cd)、鍺(Ge)、鉿(Hf)、或其組合的材料的氧化物。
包含氧化物半導體作為第一主動層214的電晶體可具有優異的裝置特性,且容許低溫處理,從而為適用於平板顯示器底板的裝置。此外,包含氧化物半導體的電晶體在可見光範圍內具有透射特性、以及可撓特性。
可為層間絕緣層及蝕刻阻擋件之第二絕緣層115係位在第一主動層214上。當第一源極電極216a及第一汲極電極216b被蝕刻時,第二絕緣層115可保護第一主動層214免於被實質損壞。
第一源極電極216a及第一汲極電極216b位在第二絕緣層115上。第一源極電極216a及第一汲極電極216b可各為當形成數據導線27、驅動導線25、第二源極電極236a、第二汲極電極236b及電容器22的第二電極226時所形成的第一導電層圖案的一部分。
第一源極電極216a及第一汲極電極216b可包含金屬層216a-2、位在金屬層216a-2上面的第一阻擋層216a-3以及位在金屬層216a-2下面的第二阻擋層216a-1。為了在第4圖中易於說明,僅放大第一源極電極216a的部分以示出金屬層216a-2、第一阻擋層216a-3及第二阻擋層216a-1。然而,第一汲極電極216b也可具有與繪示於第4圖之放大部分中的第一源極電極216a實質上相同的結構。進一步,類似於第一源極電極216a及第一汲極電極216b,實質上與第一源極電極216a及第一汲極電極216b由相同材料形成在同一層上之不同的導電層圖案可具有與第一源極電極216a實質上相同之層結構。例如,第二源極電極236a、第二汲極電極236b、數據導線27、驅動導線25及/或電容器22的第二電極226可具有與第一源極電極216a實質上相同之層結構。金屬層216a-2可包含銅或銅合金。 在本實施例中,金屬層216a-2包含銅或銅合金,但本發明的實施例並不限於此。例如,金屬層216a-2可包含具有小於銅或銅合金的電阻的金屬,或者與銅或銅合金實質上相等的電阻的金屬。
第一阻擋層216a-3實質上可防止包含在金屬層216a-2中的材料的擴散及金屬層216a-2的氧化。第一阻擋層216a-3可包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、鉬(Mo)、氮化鉬(MoN)、鉬-鈮(MoNb)、鉬-釩(MoV)、鉬-鈦(MoTi)或鉬-鎢(MoW)。
第二阻擋層216a-1實質上可防止包含在金屬層216a-2中的材料擴散至金屬層216a-2之下的層,且可增加與位在金屬層216a-2下面的第二絕緣層115的附著力。第二阻擋層216a-1可包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、鉬(Mo)、氮化鉬(MoN)、鉬-鈮(MoNb)、鉬-釩(MoV)、鉬-鈦(MoTi)或鉬-鎢(MoW)。
第一源極電極216a的第二阻擋層216a-1、金屬層216a-2及第一阻擋層216a-3的圖案化剖面可與彼此齊平(flush)。例如,第二阻擋層216a-1、金屬層216a-2及第一阻擋層216a-3可在相同腔體(chamber)內連續沉積,且在相同圖案化製程中並行地(例如,同時)圖案化。
平坦化層117係位在第二絕緣層115上以覆蓋第一源極電極216a及第一汲極電極216b。平坦化層117可為有機絕緣膜。例如,平坦化層117可包含市售聚合物如聚甲基丙烯酸酯(polymethylmethacrylate(PMMA));聚苯乙烯(polystyrene(PS));具酚基(phenol group)的聚合物衍生物、芳香族系聚合物(aryl-based polymer)、醯亞胺系聚合物(imide-based polymer)、芳基醚系聚合物(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)或其混合物。在露出像素電極241之上部以定義像素區域的同時,第三絕緣層119位在平坦化層117上。第三絕緣層119可為有機絕緣層。第三絕緣層119可包含市售聚合物如PMMA、PS、具酚基之聚合物衍生物、芳香族系聚合物、醯亞胺系聚合物、芳基醚系聚合物、醯胺系聚合物、氟系聚合物、對二甲苯系聚合物、乙烯醇系聚合物或其混合物。
當製造包含有機絕緣材料的層,如平坦化層117或第三絕緣層119時,進行熱處理。在熱處理期間,包含在金屬層216a-2的金屬可能會擴散。當金屬層216a-2包含銅或銅合金時,可能進一步促進擴散。
雖然分別位在金屬層216a-2上面及下面的第一阻擋層216a-3及第二阻擋層216a-1實質上可防止金屬層216a-2擴散至金屬層216a-2上面或下面的層,但實質上可能無法防止通過由第一阻擋層216a-3及第二阻擋層216a-1露出的金屬層216a-2之圖案側面的擴散。當金屬層216a-2側面直接接觸有機絕緣層時,通過有機絕緣層擴散的金屬材料可進一步擴散至顯示設備1的其他部分。擴散的金屬材料可導致顯示設備1中的缺陷,導致其顯示品質上的下降。
根據本發明的實施例,為實質上防止第一源極電極216a的金屬層216a-2的圖案化剖面與有機絕緣膜,如平坦化層117或第三絕緣層119之間的直接接觸,擴散防止層240可沿著第一源極電極216a及第一汲極電極216b的剖面形成。參照第4圖,形成開口C6在位於第一源極電極216a上 之平坦化層117中。沿著平坦化層117的開口C6,可形成擴散防止層240以覆蓋第一源極電極216a及第一汲極電極216b的圖案化剖面。因為第一源極電極216a及第一汲極電極216b的圖案化剖面由於插入於其間的擴散防止層240,故可不接觸到有機絕緣膜材料,故擴散實質上可被防止。擴散防止層240可覆蓋由開口C6圖案化的平坦化層117的傾斜表面,亦即,第一源極電極216a的傾斜表面及第一汲極電極216b的傾斜表面。
擴散防止層240實質上可與像素區域PXL1的像素電極241由相同材料形成在相同層上,其將在下面詳細描述。據此,甚至在沒有另外使用遮罩下,可保護薄膜電晶體的源極電極及汲極電極。
在上面描述的實施例中,提供擴散防止層240以保護第一源極電極216a及第一汲極電極216b的圖案化剖面。然而,擴散防止層240也可適用於不同的導電層,不同的導電層構成包含第一源極電極216a及第一汲極電極216b的第一導電層圖案。例如,擴散防止層240可沿著第二源極電極236a、第二汲極電極236b、數據導線27、驅動導線25及電容器22的第二電極226的圖案化剖面來形成。
更詳細地說,參照第3圖,擴散防止層240根據本發明的實施例示出。參照第3圖,擴散防止層240沿著第一源極電極216a、第一汲極電極216b、第二源極電極236a、第二汲極電極236b、數據導線27、驅動導線25及電容器22的第二電極226的圖案化剖面形成。並且,參照第4圖,根據本發明實施例的擴散防止層240覆蓋藉由露出圖案化剖面的開口而圖案化的平坦化層117的傾斜表面。
第二電晶體區域TRd1包含第二電晶體23,第二電晶體23對應至第一電晶體區域TRs1的第一電晶體21。更詳細地說,第二電晶體23的第二閘極電極232、第二主動層234、第二源極電極236a及第二汲極電極236b分別對應至第一電晶體21的第一閘極電極212、第一主動層214、第一源極電極216a及第一汲極電極216b。
第二電晶體23的第二源極電極236a耦合(例如,連接)至驅動導線25,且提供參考電壓至第二主動層234。第二汲極電極236b耦合(例如,連接)第二電晶體23至發光裝置24,以施加驅動電源至發光裝置24。
像素區域PXL1包含發光裝置24,發光裝置24包含像素電極241、中間層242及相對電極243。
像素電極241通過穿過平坦化層117所形成之接觸孔C9接觸第二汲極電極236b。第三絕緣層119可為形成在像素電極241上的像素定義膜。包含有機發光層的中間層242形成在開口C10內部,開口C10形成在第三絕緣層119中。
當顯示設備1為底部發射顯示設備時,像素電極241可為透射電極,且當顯示設備1為頂部發射顯示設備時,像素電極241可為反射電極。當像素電極241為透射電極時,像素電極241可包含選自由氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2O3)、氧化銦鎵(IGO)及氧化鋁鋅(AZO)組成的群組中的至少一個。根據實施例,像素電極241具有三層結構,三層結構包含透射導電氧化物層/半透射金屬層/透射導電氧化物層。
當像素電極241為反射電極時,反射電極可形成以包含沉積在其上的反射膜(由鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鎂(Mg)、或其混合物,以及氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2O3)、氧化銦鎵(IGO)及/或氧化鋁鋅(AZO)形成)。
中間層242位在通過第三絕緣層119的開口C10露出之像素電極241上。中間層242可包含有機發光層配置以發出紅光、綠光或藍光,且有機發光層可包含低分子量有機材料或聚合物有機材料。當有機發光層為由低分子量有機材料形成的低分子量有機層時,電洞傳輸層(HTL)、電洞注入層(HIL)等等可位在從有機發光層朝向像素電極241的方向,且電子傳輸層(ETL)、電子注入層(EIL)等等可位在從有機發光層朝向相對電極243的方向。在其他實施例中,如果需要的話,除了電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層及電子注入層之外,可沉積各種其他層。在上述實施例中,各像素包含單獨的有機發光層。單獨像素係分別配置以發出紅光、綠光及藍光,且發出紅光的像素、發出綠光的像素以及發出藍光的像素可構成單元像素。然而,本發明的實施例並不限於此,且所有像素可共用一個共同有機發光層。例如,分別發出紅光、綠光及藍光的複數個有機發光層可垂直地重疊或混合以發出白光。然而,用於白光發射的光的組合並不限於此。在實施例中,可分別使用(例如,利用)顏色轉換層或彩色濾光片以改變發出的白光成特定顏色的光。
面向像素電極241的相對電極243位在中間層242上。相對電極243也可為透射電極或反射電極。當相對電極243為透射電極時,可朝向 有機發光層沉積低功函數金屬,如Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Ag、Mg或其混合物為具小厚度,且透射導電氧化物,如ITO、IZO、ZnO或In2O3,可被沉積以形成輔助電極層或匯流排電極線(bus electrode line)。當相對電極243為反射電極時,可在生成結構上沉積Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Ag、Mg或其混合物,以形成反射電極。然而,本發明的實施例並不限於此,例如,可使用(例如,利用)有機材料,如導電聚合物,以形成像素電極241及/或相對電極243。
電容器區域CAP1包含緩衝層111、與第一閘極電極212位在同一層上的第一電極222、與第一源極電極216a位在同一層上的第二電極226、第一絕緣層113、第二絕緣層115及擴散防止層240。第一絕緣層113及第二絕緣層115可為電容器22的電介質層。
電容器22位在第一電晶體21與第二電晶體23之間,且在一幀期間配置以儲存用於驅動第二電晶體23的驅動電壓。電容器22包含第一電極222,其耦合至第一電晶體21的汲極電極216b;第二電極226,其電性耦合至驅動導線25;以及第一絕緣層113及第二絕緣層115,其插入第一電極222與第二電極226之間。第二電極226與第一電極222重疊且位在第一電極222上。
電容器22的第一電極222實質上可與第一電晶體21的第一閘極電極212由相同材料形成在同一層上。電容器22的第二電極226實質上可與第一電晶體21的源極電極216a由相同材料形成在同一層上。
根據本發明的實施例,電容器區域CAP1包含擴散防止層240,其配置以保護電容器22的第二電極226。擴散防止層240覆蓋第二電 極226的圖案化剖面,且實質上防止包含在第二電極226中的金屬層與平坦化層117或第三絕緣層119之間的直接接觸。並且,如同上述,擴散防止層240可覆蓋平坦化層117的傾斜表面,平坦化層117的傾斜表面係藉由露出第二電極226的開口C7所定義。
然而,電容器22的此結構並不限於此。例如,可分別使用(例如,利用)薄膜電晶體的主動層及其閘極電極的導電層作為電容器22的第一電極及第二電極,且可使用閘極絕緣層作為電容器22的電介質層。
在下文中,根據本發明的實施例製造顯示設備的方法,將參照第5A圖至第5G圖詳細描述。第5A圖係為顯示設備1的示意性剖面圖,以繪示根據本實施例的第一遮罩製程。
參照第5A圖,緩衝層111形成在基板110上,且第一金屬層堆疊在緩衝層111上且圖案化。在這方面,第一金屬層可藉由使用(例如,利用)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)及銅(Cu)中的至少一個金屬,來形成以具有單層或多層結構。
圖案化致使緩衝層111上的第一電晶體21的第一閘極電極212、第二電晶體23的第二閘極電極232及電容器22的第一電極222的形成。
在光阻塗佈在第一金屬層上之後,第一金屬層藉由使用(例如,利用)第一光罩的光微影法圖案化,以形成第一閘極電極212、第二閘極電極232及第一電極222。可進行包含光微影法的第一遮罩製程,使得光 藉由使用曝光裝置通過第一光罩照射,且然後進行顯影、蝕刻及剝除或灰化。
第5B圖係為顯示設備1的示意性剖面圖,以繪示根據本實施例的第二遮罩製程。
第一絕緣層113形成在第5A圖中示出的第一閘極電極212、第二閘極電極232及第一電極222上,且半導體層形成在第一絕緣層113上。半導體層被圖案化以形成第一電晶體21的第一主動層214及第二電晶體23的第二主動層234。
第一主動層214及第二主動層234可包含氧化物半導體。例如,半導體層可包含G-I-Z-O[a(In2O3)b(Ga2O3)c(ZnO)層](a、b及c為分別與a0、b0及c>0的條件相符的實數),且根據另一實施例,半導體層可包含選自第4、12、13及14族之元素,如鋅(Zn)、銦(In)、鎵(Ga)、錫(Sn)、鎘(Cd)、鍺(Ge)、鉿(Hf),或者其組合的材料的氧化物。
第5C圖係為顯示設備1的示意性剖面圖,以繪示根據本實施例的第三遮罩製程。
第二絕緣層115形成在第5B圖中示出的第一主動層214及第二主動層234上。第二絕緣層115被圖案化以形成開口C1、C2、C3及C4,開口C1、C2、C3及C4露出第一主動層214的邊緣及第二主動層234的邊緣,且形成開口C5,開口C5露出電容器22的第一電極222。
第5D圖係為顯示設備1的示意性剖面圖,以繪示根據本實施例的第四遮罩製程。
參照第5D圖,第二金屬層係形成在第5C圖中示出的第二絕緣層115上。然後圖案化第二金屬層,以形成包含第一電晶體21的第一源極電極216a及第一汲極電極216b;第二電晶體23的第二源極電極236a及第二汲極電極236b;電容器22的第二電極226;以及驅動導線25的第一導電層圖案。
第二金屬層可包含連續形成的三層。連續沉積第一層、第二層及第三層,且第一層及第三層可各為保護第二層的保護層。第二層可包含銅(Cu)或銅合金。第三層及第一層可各包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、鉬(Mo)、氮化鉬(MoN)、鉬-鈮(MoNb)、鉬-釩(MoV)、鉬-鈦(MoTi)及/或鉬-鎢(MoW)。
如同在第5D圖中所繪示的,第二金屬層的三層結構實質上與上述參照第4圖的第一源極電極216a的結構相同。例如,根據本實施例的第二金屬層包含含有氧化銦錫(ITO)之第二阻擋層236b-1;含有銅(Cu)之金屬層236b-2;以及含有氧化銦錫(ITO)之第一阻擋層236b-3。
包含銅(Cu)的金屬層236b-2為具有低電阻及優異電學特性的金屬層。位在金屬層236b-2之下包含氧化銦錫(ITO)的第二阻擋層236b-1係增加了相對於第二絕緣層115的附著力。位在金屬層236b-2之上包含氧化銦錫(ITO)的第一阻擋層236b-3可作為阻擋層,以實質上防止包含在金屬層236b-2中的銅(Cu)的殘餘閉鎖(heel lock)、氧化及擴散。第一阻擋層236b-3可阻擋包含在金屬層236b-2中的銅(Cu)與包含在平坦化層117中的有機材料之間的反應,以實質上防止銅(Cu)的擴散。
第5E圖係為顯示設備1的示意性剖面圖,以繪示根據本實施例的第五遮罩製程。
參照第5E圖,為絕緣層之平坦化層117係形成在第5D圖中示出的第一電晶體21的第一源極電極216a及第一汲極電極216b、第二電晶體23的第二源極電極236a及第二汲極電極236b、電容器22的第二電極226及驅動導線25上。然後圖案化平坦化層117以形成開口及接觸孔,其露出參照第5D圖解釋的製程中所形成的第一導電層圖案的圖案化剖面。更詳細地說,形成開口C6以露出第一電晶體21的各第一源極電極216a及各第一汲極電極216b中的一側面的傾斜表面。形成開口C7以露出第一汲極電極216b的圖案化剖面以及電容器22的第二電極226。形成開口C8以露出第二電晶體23的第二源極電極236a及第二汲極電極236b的圖案化剖面。並且形成接觸孔C9以露出第二汲極電極236b的上部及圖案化剖面。用語「圖案化剖面」代表當第二金屬層在參照第5D圖解釋的第四遮罩製程期間被圖案化時,露出的第二金屬層之一部分的傾斜表面,且根據本發明的實施例,圖案化剖面可表示蝕刻表面。
根據本發明的實施例,當平坦化層117形成在第二金屬層上時,圖案化平坦化層117以不接觸到第二金屬層的圖案化剖面。
平坦化層117可為有機絕緣層,且在本實例中,平坦化層117可作為平坦化膜。有機絕緣層可包含市售聚合物如PMMA、PS、具酚基的聚合物衍生物、芳香族系聚合物、醯亞胺系聚合物、芳基醚系聚合物、醯胺系聚合物、氟系聚合物、對二甲苯系聚合物、乙烯醇系聚合物或其混合物。
第5F圖係為顯示設備1的示意性剖面圖,以繪示根據本實施例的第六遮罩製程。
參照第5F圖,第三導電層形成在第5E圖中示出的平坦化層117上。然後圖案化第三導電層以形成擴散防止層240,其覆蓋由平坦化層117的開口C6、C7及C8露出的平坦化層117的傾斜表面,以及第二導電層的圖案化剖面。第二導電層的圖案化剖面可包含第一電晶體21的第一源極電極216a及第一汲極電極216b的圖案化剖面、電容器22的第二電極226的圖案化剖面以及第二電晶體23的第二源極電極236a及第二汲極電極236b的圖案化剖面。並且,形成像素電極241以通過平坦化層117的接觸孔C9而接觸第二汲極電極236b。
當根據本發明實施例的顯示設備為底部發射顯示裝置時,第三導電層可構成透射電極。當根據本發明另一實施例的顯示設備為頂部發射顯示裝置時,第三導電層可構成反射電極。
當根據本發明實施例的顯示設備為底部發射顯示裝置時,第三導電層可包含選自氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2O3)、氧化銦鎵(IGO)及氧化鋁鋅(AZO)中的至少一個。根據實施例,第三導電層可具有透射導電氧化物層/半透射金屬層/另一透射導電氧化物層的三層結構。
當根據本發明實施例的顯示設備為頂部發射顯示裝置時,可形成第三導電層,使得反射膜(形成以包含鋁(Al)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎂(Mg)、金(Au)、鎳(Ni)、釹(Nd)、銥(Ir)、鉻(Cr)、鎂(Mg)或者其混合 物,且然後氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(In2O3)、氧化銦鎵(IGO)及/或氧化鋁鋅(AZO))係沉積在其上。
第5G圖係為顯示設備1的示意性剖示圖,以繪示根據本實施例的第七遮罩製程。
參照第5G圖,第三絕緣層119形成在第5F圖中示出的擴散防止層240及第二導電層的圖案化剖面上。然後,形成開口C10以露出像素電極241的上部。
第三絕緣層119可作為像素定義膜,且可為有機絕緣層,其包含,例如,市售聚合物如PMMA、PS、具酚基的聚合物衍生物、芳香族系聚合物、醯亞胺系聚合物、芳基醚系聚合物、醯胺系聚合物、氟系聚合物、對二甲苯系聚合物、乙烯醇系聚合物或其混合物。
根據本發明的實施例,第三絕緣層119填充平坦化層117的開口C6、C7及C8。然而,由於擴散防止層240的存在,第三絕緣層119不會與第一電晶體21的第一源極電極216a及第一汲極電極216b、電晶體22的第二電極226以及第二電晶體23的第二源極電極236a及第二汲極電極236b接觸。
在如同參照第5G圖所繪示的進行第七遮罩製程之後,包含有機發光層的中間層242(參見第4圖)係形成在像素電極241之露出上部上,且相對電極243形成在中間層242上(參見第4圖)。
在下文中,將參照第6圖至第8圖更詳細地描述根據本發明第二實施例的顯示設備2,其根據本發明的另一實施例,繪示使用(例如,利用)作為驅動電晶體或開關電晶體的頂部閘極薄膜電晶體的顯示設備。
第6圖係為根據本發明另一實施例的顯示區域DA部分的放大圖。第7圖係為沿著第6圖的線II-II'截取的剖面圖。
參照第7圖,包含至少一個開關薄膜電晶體的第一電晶體區域TRs2;包含至少一個儲存電容器的電容器區域CAP2;包含至少一個驅動薄膜電晶體的第二電晶體區域TRd2;以及包含至少一個有機層的像素區域PXL2係位在基板310上。
第一電晶體區域TRs2包含基板310、緩衝層311、第一電晶體41及擴散防止層440。第一電晶體41包含第一主動層412、第一閘極電極414、第一源極電極416a及第一汲極電極416b。第一源極電極416a耦合(例如,連接)至數據導線47,以提供數據訊號至第一主動層412。第一汲極電極416b耦合至電容器42的第一電極424,以儲存數據訊號在電容器42中。
基板310可為玻璃基板,或含有聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚醯亞胺的塑膠基板。
緩衝層311可進一步位在基板310上以形成平坦表面,且用以實質上防止雜質元素的滲透。緩衝層311可具有由選自氮化矽及氧化矽中的至少一個所形成之單層或多層結構。
在第一電晶體區域TRs2中,第一主動層412位在緩衝層311上。第一主動層412可由含有非晶矽或結晶矽的半導體形成。第一主動層412可包含通道區域412c、源極區域412a及汲極區域412b。源極區域412a及汲極區域412b可位在通道區域412c旁邊(例如,鄰近於),且可以離子雜質摻雜。
第一閘極電極414位在第一主動層412上,對應至主動層412的通道區域412c,具為閘極絕緣層的第一絕緣層313插入於其間。第一閘極電極414可實質上由與參照第4圖用於形成上述第一閘極電極212之相同的材料所形成。
第一源極電極416a及第一汲極電極416b位在第一閘極電極414上,且分別耦合至主動層412的源極區域412a及汲極區域412b,具為層間絕緣層的第二絕緣層315插入於其間。
第一源極電極416a及第一汲極電極416b可包含金屬層416a-2、位在金屬層416a-2上面的第一阻擋層416a-3以及位在金屬層416a-2下面的第二阻擋層416a-1。
金屬層416a-2可包含銅或銅合金。第一阻擋層416a-3實質上可防止包含在金屬層416a-2中的材料的擴散以及金屬層416a-2的氧化。第二阻擋層416a-1實質上可防止包含在金屬層416a-2中的材料擴散至金屬層416a-2之下的層,且可增加與位在金屬層416a-2下面的第二絕緣層315的附著力。在第7圖中繪示的第一源極電極416a及第一汲極電極416b,可分別具有與第4圖中所繪示的第一源極電極216a及第一汲極電極216b實質上由相同材料所形成的實質上相同的結構。類似於第一源極電極416a及第一汲極電極416b,與第一源極電極416a由實質上相同之材料形成於實質上同一層上的不同導電層圖案可具有與第一源極電極416a實質上相同之層結構。例如,第二源極電極436a、第二汲極電極436b、數據導線47、驅動導線45及/或電容器42的第二電極426可具有與第一源極電極416a實質上相同之層結構。
平坦化層317位在第二絕緣層315上,以覆蓋第一源極電極416a及第一汲極電極416b。
平坦化層317可為有機絕緣層。平坦化層317可包含市售聚合物如PMMA、PS、具酚基的聚合物衍生物、芳香族系聚合物、醯亞胺系聚合物、芳基醚系聚合物、醯胺系聚合物、氟系聚合物、對二甲苯系聚合物、乙烯醇系聚合物或其混合物。
第三絕緣層319設置在平坦化層317上。第三絕緣層319可為有機絕緣層。第三絕緣層319可包含市售聚合物如PMMA、PS、具酚基的聚合物衍生物、芳香族系聚合物、醯亞胺系聚合物、芳基醚系聚合物、醯胺系聚合物、氟系聚合物、對二甲苯系聚合物、乙烯醇系聚合物或其混合物。
在參照第7圖描述的實施例中,當金屬層416a-2的側面直接接觸有機絕緣層時,通過有機絕緣層擴散的金屬材料可擴散至顯示設備2的其他層。擴散的金屬材料可能導致顯示設備2中的缺陷,導致顯示品質上的下降。
根據本發明的實施例,為實質上防止第一源極電極416a的圖案化剖面的金屬層416a-2與有機膜,如平坦化層317或第三絕緣層319之間的直接接觸,擴散防止層440可沿著第一源極電極416a的圖案化剖面形成。參照第7圖,形成開口C6在設置於第一源極電極416a上之平坦化層317中。沿著平坦化層317的開口C6,可形成擴散防止層440以覆蓋第一源極電極416a的圖案化剖面。由於擴散防止層440實質上防止第一源極電極 416a的圖案化剖面與有機絕緣膜材料之間的直接接觸,可實質上防止發生擴散。
擴散防止層440由與像素區域PXL2的像素電極441實質上相同之材料形成在實質上同一層上,其將更詳細地描述。據此,甚至在沒有另外使用遮罩下,可保護薄膜電晶體的源極電極及汲極電極。
在上述實施例中,提供擴散防止層440以保護第一源極電極416a的圖案化剖面。然而,擴散防止層440也可適用於第一汲極電極416b。擴散防止層440也可適用於不同的導電層,以如同應用在第一源極電極416a實質上相同的方式,沿著與第一源極電極416a及第一汲極電極416b由實質上相同之材料形成於實質上同一層上之不同導電層的圖案化剖面。例如,擴散防止層440可沿著第二源極電極436a、第二汲極電極436b、數據導線47、驅動導線45及/或電容器42的第二電極426的圖案化剖面形成。
更詳細地說,參照第6圖,擴散防止層440係根據本發明的實施例被示出。參照第6圖,擴散防止層440沿著第一源極電極416a、第一汲極電極416b、第二源極電極436a、第二汲極電極436b、數據導線47、驅動導線45及電容器42的第二電極426的圖案化剖面形成。
第二電晶體區域TRd2包含第二電晶體43,其對應至第一電晶體區域TRs2的第一電晶體41。更詳細地說,第二電晶體43的第二主動層432、第二閘極電極434、第二源極電極436a及第二汲極電極436b分別對應至第一電晶體41的第一主動層412、第一閘極電極414、第一源極電極416a及第一汲極電極416b。
第二電晶體43的第二源極電極436a耦合至驅動導線45,且提供參考電壓至第二主動層432。第二汲極電極436b耦合第二電晶體43至發光裝置44,以施加驅動電源至發光裝置44。
像素區域PXL2包含發光裝置44,其包含像素電極441、中間層442及相對電極443。根據參照第4圖的上述實施例的像素區域PXL1的個別元件的詳細描述,也可適用於關於根據第7圖中示出的實施例的像素區域PXL2的個別元件的描述。
電容器區域CAP2包含電容器42,其包含與第一閘極電極414實質上位在同一層上的第一電極424、以及與第一源極電極416a實質上位在同一層上的第二電極426。上面關於根據參照第4圖的上述實施例的電容器區域CAP1的個別元件的詳細描述,也可適用在描述根據第7圖中示出的實施例的電容器區域CAP2的個別元件。
在下文中,藉由參照第8A圖至第8G圖,將更詳細地描述根據本發明另一實施例的製造顯示設備2的方法。
第8A圖係為繪示根據本實施例的第一遮罩製程的顯示設備2的示意性剖面圖。
參照第8A圖,緩衝層311形成在基板310上,且半導體層係形成在緩衝層311上。然後,圖案化半導體層以形成第一電晶體41的第一主動層412以及第二電晶體43的第二主動層432。
半導體層可由非晶矽或結晶矽形成。在這方面,結晶矽可藉由結晶化非晶矽形成。非晶矽的結晶化可藉由,例如,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),或者順序橫向固化(SLS)進行。然而,用於形成半導體層的材料並不限於本發明實施例中的非晶矽或結晶矽,而是,例如,可使用氧化物半導體以形成半導體層。
第8B圖係為繪示根據本實施例的第二遮罩製程的顯示設備2的示意性剖面圖。
第一絕緣層313係形成在第8A圖中示出的第一電晶體41的第一主動層412及第二電晶體43的第二主動層432上。第一金屬層沉積在第一絕緣層313上且然後圖案化。在這方面,第一金屬層可藉由使用(例如,利用)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)及銅(Cu)中的至少一個金屬來形成以具有單層或多層結構。
圖案化致使第一絕緣層313上的第一電晶體41的第一閘極電極414、第二電晶體43的第二閘極電極434及電容器42的第一電極424的形成。
離子雜質係摻雜在生成結構上。離子雜質可使B離子或P離子摻雜,且可依1×1015atoms/cm2或更多的摻雜濃度,針對第一主動層412及第二主動層432摻雜。
由於離子雜質藉由使用(例如,利用)第一閘極電極414及第二閘極電極434作為自對準遮罩,而摻雜在第一主動層412及第二主動層432上,第一主動層412及第二主動層432包含通道區域412c及通道區域432c,通道區域412c及通道區域432c介於離子摻雜的源極區域412a及432a與離子摻雜的汲極區域412b及432b之間。
第8C圖係為繪示根據本實施例的第三遮罩製程的顯示設備2的示意性剖面圖。
第二絕緣層315形成在第8B圖中示出的第一絕緣層313上,且然後,圖案化第二絕緣層315及第一絕緣層313以形成開口C1及C2,以露出第一主動層412的源極區域412a及汲極區域412b;形成開口C3及C4,以露出第二主動層432的源極區域432a及汲極區域432b;以及形成開口C5,以露出電容器42的第一電極424。
在第8D圖至第8G圖中示出的遮罩製程係對應至已參照第5D圖至第5G圖描述的遮罩製程。在下文中,將省略已參照第5D圖至第5G圖描述的配置,其中實質上類似於第8D圖至第8G圖中示出的配置,或者如果提供的話,將僅簡要地描述。
第8D圖係為繪示根據本實施例的第四遮罩製程的顯示設備2的示意性剖面圖。
參照第8D圖,第二金屬層形成在第8C圖中示出的第二絕緣層315上,且圖案化以形成第一電晶體41的第一源極電極416a及第一汲極電極416b;第二電晶體43的第二源極電極436a及第二汲極電極436b;電容器42的第二電極426;以及驅動導線45。
第二金屬層可包含連續形成的三層。連續沉積第一層、第二層及第三層,且第一層及第三層可各為保護層使用(例如,利用)以保護第二層。第二層可包含銅(Cu)或銅合金。第三層及第一層可各包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、鉬(Mo)、氮化鉬(MoN)、鉬-鈮(MoNb)、鉬-釩(MoV)、鉬-鈦(MoTi)及/或鉬-鎢(MoW)。
第二金屬層的結構係參照繪示於第8D圖中的第二汲極電極436b的詳細結構來描述。例如,根據本實施例的第二金屬層可包含含有氧化銦錫(ITO)之第二阻擋層436b-1;含有銅(Cu)之金屬層436b-2;以及含有氧化銦錫(ITO)之第一阻擋層436b-3。
第8E圖係為繪示根據本實施例的第五遮罩製程的顯示設備2的示意性剖面圖。
參照第8E圖,平坦化層317形成在第8D圖中示出的第一電晶體41的第一源極電極416a及第一汲極電極416b、第二電晶體43的第二源極電極436a及第二汲極電極436b、電容器42的第二電極426以及驅動導線45上。圖案化平坦化層317以形成開口C6,其露出第一電晶體41的各第一源極電極416a及各第一汲極電極416b中的側面的傾斜表面;開口C7,其露出第一汲極電極416b的傾斜表面以及電容器42的第二電極426的傾斜表面;開口C8,其露出第二電晶體43的第二源極電極436a及第二汲極電極436b的圖案化剖面;以及接觸孔C9,其露出第二汲極電極436b的上部及圖案化剖面。用語「圖案化剖面」代表當第二金屬層在參照第8D圖的上述第四遮罩製程中被圖案化時,露出的第二金屬層之一部分的傾斜表面。
第8F圖係為繪示根據本實施例的第六遮罩製程的顯示設備2的示意性剖面圖。參照第8F圖,第三導電層形成在第8E圖中示出的平坦化層317上,且被圖案化以形成擴散防止層440及像素電極441。擴散防止層440沿著藉由平坦化層317的開口C6、C7及C8露出的平坦化層317的傾斜表面,來覆蓋第二導電層的圖案化剖面。
第8G圖係為繪示根據本實施例的第七遮罩製程的顯示設備2的示意性剖面圖。
參照第8G圖,第三絕緣層319形成在第8F圖中示出的擴散防止層440及像素電極441上。然後,形成開口C10露出像素電極441的上部。
包含有機發光層的中間層442(參見第7圖)形成在像素電極441露出的上部上,且相對電極443形成在中間層442上(參見第7圖)。
第9圖係為根據本發明第三實施例的顯示設備3的示意性剖面圖。第9圖的顯示設備3可為依據像素藉由控制藉著使用(例如,利用)根據電場而改變的液晶層之定向的光透射,而顯示圖像的液晶顯示器。
第9圖的顯示設備3包含包括閘極電極632、主動層634、源極電極636a及汲極電極636b之電晶體63。繪示於第9圖中的閘極電極632、主動層634、源極電極636a及汲極電極636b,可分別對應至第4圖中示出的第二閘極電極232、第二主動層234、第二源極電極236a及第二汲極電極236b。類似於參照上面第4圖描述的實施例,包含在第9圖中示出的源極電極636a及汲極電極636b的第一導電層圖案可包含含有銅或銅合金之金屬層。
同樣地,第9圖的顯示設備3的基板510、緩衝層511、第一絕緣層513、第二絕緣層515及平坦化層517可分別對應至在第4圖中示出的及上述的顯示設備1的基板110、緩衝層111、第一絕緣層113、第二絕緣層115及平坦化層117。
電晶體63的源極電極636a或汲極電極636b可接觸第一電極641。第一電極641可與第4圖中繪示的像素電極241由實質上相同的材料形成。
在第9圖中示出的實施例中,接觸源極電極636a剖面及汲極電極636b剖面的保護層640係與第一電極641設置在同一層上。保護層640可覆蓋包含源極電極636a及汲極電極636b的導電圖案剖面。保護層640可具有與上述擴散防止層240實質上相同的結構及效果。也就是說,保護層640實質上可防止包含源極電極636a及汲極電極636b的導電圖案與有機絕緣膜材料如平坦化層517或第三絕緣層519之間的直接接觸。
第三絕緣層519形成在第一電極641上。第三絕緣層519可為有機絕緣層或無機絕緣層。更詳細地說,第三絕緣層519可包含市售聚合物如PMMA、PS、具酚基的聚合物衍生物、芳香族系聚合物、醯亞胺系聚合物、芳基醚系聚合物、醯胺系聚合物、氟系聚合物、對二甲苯系聚合物、乙烯醇系聚合物或其混合物。
第二電極642形成在第三絕緣層519上。第二電極642可與第一電極641由實質上相同的材料形成,且可包含透射導電氧化物。第二電極642可與第一電極641一起產生橫向電場,以控制液晶的定向。雖然在第9圖中示出的實施例中,第二電極642與第一電極641係設置在不同層上,在其他實施例中,第二電極642與第一電極641可設置在同一層上。
液晶層643可插入第二電極642與彩色濾光片645之間。液晶層643具有介電各向導性(dielectric anisotropy),且當電場不存在時,液晶層643的液晶分子644可為定向的,使得其較長軸係垂直於顯示面板之表 面。由於第一電極641及第二電極642,實質上平行於基板510的電場可在液晶層643中發生。當液晶分子644具有正介電各向導性時,其為傾斜的,使得其較長軸平行於電場,且傾斜程度可根據像素電壓的強度來變化。並且,根據液晶分子644的傾斜程度,可決定穿過液晶層643的光之偏振的變化。此偏振的變化可作為由偏光件引起的在光透射中的變化來實施。
彩色濾光片645位在液晶層643上,且可包含含有用於實現紅色、綠色及/或藍色的色素的材料。
在第9圖中示出的實施例中,顯示設備3為橫向電場顯示設備,其中第二電極642被包含在基板510的側面。然而,本發明的實施例並不限於此,只要電晶體63包含保護層640,則實施例的態樣也適用於任何垂直電場顯示設備。
根據本發明實施例的薄膜電晶體陣列基板、使用薄膜電晶體陣列基板的顯示設備以及製造薄膜電晶體陣列基板的方法係提供了下列效果。
首先,當包含銅的金屬層的圖案化剖面接觸有機絕緣層時,可實質上防止擴散發生。
其次,由於不需要形成無機鈍化層以保護金屬層的光罩製程,可增加製造過程的效率。
雖然已繪示及描述本發明的一些實施例,將由所屬技術領域中的通常知識者理解的是,在不脫離由下列申請專利範圍及其等效物所定義的本發明的精神及範疇下,可對所述的實施例進行一些修改及變化。

Claims (33)

  1. 一種薄膜電晶體陣列基板,其包含:一薄膜電晶體,其包含一閘極電極、一主動層、一源極電極及一汲極電極;一第一導電層圖案,與該源極電極及該汲極電極位於同一層上,且與該源極電極及該汲極電極由相同的材料形成;一絕緣層,在該第一導電層圖案上,該絕緣層具有一開口露出該第一導電層圖案的一圖案化剖面;一像素電極,在該絕緣層上,且通過穿過該絕緣層的一接觸孔耦合至該源極電極或該汲極電極;以及一擴散防止層,覆蓋通過該開口露出的該第一導電層圖案的該圖案化剖面以及該絕緣層的一傾斜側面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中該第一導電層圖案包含:一金屬層,包含一銅或一銅合金;以及一第一阻擋層,插入該金屬層與該絕緣層之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中該金屬層的一圖案化剖面與該第一阻擋層的一圖案化剖面齊平。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中該第一阻擋層包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、鉬(Mo)、氮化鉬(MoN)、鉬-鈮(MoNb)、鉬-釩(MoV)、鉬-鈦(MoTi)、鉬-鎢(MoW)或其組合。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中該第一導電層圖案在該金屬層之下進一步包含一第二阻擋層。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中該金屬層的一圖案化剖面與該第二阻擋層的一圖案化剖面齊平。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中該第二阻擋層包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、鉬(Mo)、氮化鉬(MoN)、鉬-鈮(MoNb)、鉬-釩(MoV)、鉬-鈦(MoTi)、鉬-鎢(MoW)或其組合。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中該第一導電層圖案包含該薄膜電晶體的該源極電極及該汲極電極、一電容器的一電極、一數據導線、一驅動導線或其組合。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中該絕緣層包含一有機絕緣材料。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中該絕緣層與該第一導電層圖案的一上部接觸。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中該擴散防止層包含與該像素電極相同的材料。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中該擴散防止層與該第一導電層圖案的該圖案化剖面接觸。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中 該擴散防止層與通過該開口露出的該絕緣層的一圖案化剖面接觸。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中該擴散防止層包含與彼此絕緣的複數個圖案。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體陣列基板,其進一步包含一像素定義膜,在該絕緣層上,該像素定義膜包含一開口露出該像素電極的一頂面。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中該像素定義膜包含一有機絕緣材料。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中該薄膜電晶體為一底部閘極薄膜電晶體。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中該薄膜電晶體為一頂部閘極薄膜電晶體。
  19. 一種有機發光顯示設備,其包含:一基板;一薄膜電晶體,在該基板上,且包含一閘極電極、一主動層、一源極電極及一汲極電極;一第一導電層圖案,與該源極電極及該汲極電極位於同一層上,且與該源極電極及該汲極電極由相同的材料形成;一絕緣層,具有一開口,該開口露出該第一導電層圖案的一圖案化剖面; 一像素電極,在該絕緣層上,且通過穿過該絕緣層之一接觸孔耦合至該源極電極或該汲極電極;一擴散防止層,覆蓋通過該開口露出的該第一導電層圖案的該圖案化剖面以及該絕緣層的一傾斜側面;一有機發光層,在該像素電極上;以及一相對電極,在該有機發光層上。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之有機發光顯示設備,其中該像素電極與該相對電極中的至少一個為一透射電極。
  21. 一種製造薄膜電晶體陣列基板的方法,該方法包含:在一基板上形成一薄膜電晶體,該薄膜電晶體包含一閘極電極、一主動層、一源極電極以及一汲極電極;形成一第一導電層圖案與該源極電極及該汲極電極位於同一層上,且與該源極電極及該汲極電極由相同的材料形成;在該第一導電層圖案上形成一絕緣層,該絕緣層具有一開口露出該第一導電層圖案的一剖面;形成一擴散防止層,該擴散防止層覆蓋通過該開口露出的該第一導電層圖案的該剖面、以及該絕緣層的一傾斜側面;以及與該擴散防止層並行地形成一像素電極,該像素電極耦合至該源極電極或該汲極電極。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之方法,其中該第一導電層圖案的形成包含:形成一金屬層,該金屬層包含一銅或一銅合金; 在一相同腔體中於該金屬層上連續形成一第一阻擋層;以及並行地圖案化該金屬層及該第一阻擋層。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之方法,其中一第二阻擋層係進一步形成在該金屬層之下,在相同腔體中連續地形成該第二阻擋層、該金屬層及該第一阻擋層,以及該第二阻擋層、該金屬層及該第一阻擋層係並行地圖案化。
  24. 如申請專利範圍第21項所述之方法,其進一步包含在該絕緣層上形成一像素定義膜,該像素定義膜露出該像素電極的一頂面。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之方法,其中該絕緣層及該像素定義膜各包含一有機絕緣材料。
  26. 一種薄膜電晶體陣列基板,其含有一薄膜電晶體,其包含一閘極電極、一主動層、一源極電極及一汲極電極;一第一導電層圖案,與該源極電極及該汲極電極在同一層上;一絕緣層,在該第一導電層圖案上,該絕緣層具有一開口露出該第一導電層圖案的側面;一第一電極,在該絕緣層上;以及一保護層,與該第一電極在同一層上,且覆蓋該第一導電層圖案的兩側壁及透過該開口露出的該絕緣層的側面。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中 該第一導電層圖案包含:一金屬層,包含一銅或一銅合金;以及一第一阻擋層,在該金屬層上。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中該金屬層的一圖案化剖面與該第一阻擋層的一圖案化剖面齊平。
  29. 如申請專利範圍第26項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中該保護層包含與該第一電極相同的材料。
  30. 如申請專利範圍第26項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中該保護層與該第一導電層圖案的一圖案化剖面接觸。
  31. 一種薄膜電晶體陣列基板,其包含:一薄膜電晶體,包含一閘極電極、一主動層、一源極電極及一汲極電極;一第一導電層圖案,與該源極電極及該汲極電極位在同一層上;一第一絕緣層,在該第一導電層圖案上,該第一絕緣層具有一開口露出該第一導電層圖案的側面;一第一電極,在該第一絕緣層上;一第二絕緣層,在該第一電極上;以及一保護層,與該第一導電層圖案的兩側壁及透過該開口露出的該第一絕緣層的側面接觸。
  32. 如申請專利範圍第31項所述之薄膜電晶體陣列基板,其中 該第二絕緣層包含一有機絕緣材料。
  33. 如申請專利範圍第31項所述之薄膜電晶體陣列基板,其進一步包含一第二電極,在該第二絕緣層上,該第二電極包含與該第一電極相同的材料。
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