專利名稱：電激發(fā)光顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電激發(fā)光顯示(electroluminescence；EL)裝置，特別是涉及一種具有一電激發(fā)光元件以及作為此電激發(fā)光單元的開關(guān)單元的一薄膜晶體管的電激發(fā)光顯示裝置。
背景技術(shù)：
在如TFT-OLED的傳統(tǒng)電激發(fā)光顯示裝置中，電激發(fā)光(EL)元件的電極的一經(jīng)由下方保護(hù)層內(nèi)的接觸孔而接觸相關(guān)TFT裝置的源極或漏極。以圖1所圖示的一種傳統(tǒng)TFT-OLED裝置的剖面情形為例。此TFT-OLED裝置由于基底10上的一TFT裝置100以及一OLED裝置200所構(gòu)成。在此，基底10例如為半導(dǎo)體材質(zhì)，如此可分別地形成在基底10之上形成氮化硅及氧化硅材質(zhì)的絕緣緩沖層11及12。基底10也可為玻璃、合成樹脂或相似物所形成。此時(shí)，絕緣緩沖層11及12并非為必要的膜層。
TFT裝置100的形成首先通過如多晶硅薄膜的主動(dòng)層102的沉積。主動(dòng)層102的外側(cè)經(jīng)適當(dāng)摻雜后而形成一源極102S、一漏極102D以及位于其間的一通道區(qū)102C。接著在主動(dòng)層102上沉積一毯覆性的柵氧化絕緣層20，以覆蓋主動(dòng)層102及基底10的其余部分。接著在直接座落于通道區(qū)102C上的柵氧化絕緣層20之上形成柵電極120，其材質(zhì)通常為鉻或鉬。然后，提供一坦覆性的層間介電層(ILD)22以覆蓋柵電極120及其余的柵氧化絕緣層20。層間介電層22通常為氮化硅或氧化硅材質(zhì)所構(gòu)成。通過向下蝕刻層間介電層22以與門氧化物絕緣層20等兩絕緣層至漏極區(qū)102D及源極區(qū)102S，以形成介層洞111以及112。并在介層洞111以及112內(nèi)分別填入如鋁的金屬，以形成漏極電極110D以及源極電極110S。接著在覆蓋漏極電極110D、源極電極110S的整個(gè)表面上形成第一保護(hù)層30，因而完成TFT裝置100的必需結(jié)構(gòu)。
上述第一保護(hù)層30也形成在用以形成OLED裝置200的表面上。為形成OLED裝置200，首先蝕刻在源極電極110S上方的第一保護(hù)層30以形成一接觸孔212于其內(nèi)。沉積構(gòu)成OLED的陽(yáng)極210的透明電極于包括接觸孔212的第一保護(hù)層30表面，以使陽(yáng)極210經(jīng)由接觸孔212而電接觸源極110S。陽(yáng)極210是由透明導(dǎo)電材料所制成，一般為銦錫氧化物(ITO)。接著提供一第二保護(hù)層32以覆蓋于整個(gè)表面上，并經(jīng)由蝕刻此第二保護(hù)層32以形成一開口而露出相對(duì)于OLED裝置200所在的區(qū)域內(nèi)陽(yáng)極210。此開口限定了由此各電激發(fā)光顯示裝置的數(shù)組所形成的顯示器中的一畫素，而有機(jī)電激發(fā)光層215則沉積在開口內(nèi)的陽(yáng)極210上。接著提供一第三保護(hù)層34以覆蓋于整個(gè)表面上，并經(jīng)由蝕刻此第三保護(hù)層34以形成一開口而露出相對(duì)于OLED裝置200所在的區(qū)域內(nèi)有機(jī)電激發(fā)光層215。最后，陰極220，一般為鋁材質(zhì)，則沉積于有機(jī)電激發(fā)光層215上而形成了此OLED結(jié)構(gòu)。
當(dāng)于陽(yáng)極210及陰極220間形成一適當(dāng)偏壓勢(shì)能時(shí)，電洞及電子分別自陽(yáng)極210及陰極220射入，并在發(fā)光層215內(nèi)重新結(jié)合而使得發(fā)光層215發(fā)射如光的能量而穿過透明之陽(yáng)極210及基板10。
在如圖1所示的傳統(tǒng)TFT-OLED結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)電激發(fā)光顯示裝置中，由于電激發(fā)光元件的介于陽(yáng)極210與源極電極110S間的電接觸是經(jīng)由接觸孔212所完成，由于其結(jié)構(gòu)極小，故具有較高的接觸電阻。一般而言，接觸孔212的直徑約為5-10微米，而其介于鋁及ITO間的接觸電阻通常約為50歐姆。如此高的接觸電阻需要更大的功率以驅(qū)動(dòng)此電激發(fā)光元件。經(jīng)由改善陽(yáng)極210與源極110S間的接觸以及降低其接觸電阻即可改善電激發(fā)光顯示裝置的所需功率。
在傳統(tǒng)世電激發(fā)光顯示裝置結(jié)構(gòu)中的另一問題為，制作具有所期望平坦度的陽(yáng)極是極為困難的。由于電激發(fā)光元件的陽(yáng)極210沉積于多個(gè)下層的絕緣層上，故較難控制陽(yáng)極的表面平坦度。對(duì)應(yīng)較可靠的電激發(fā)光元件的表現(xiàn)，陽(yáng)極210的平坦度較佳地需符合Rms＜10埃以及Rpv＜100埃。
因此，本領(lǐng)域技術(shù)中需要一種較佳的電激發(fā)光顯示裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的之一就是提供一種包括依序形成在一基板上的一薄膜晶體管及一電激發(fā)光元件的一電激發(fā)光顯示裝置。上述電激發(fā)光元件可為如有機(jī)電激發(fā)光二極管(OLED)的一發(fā)光二極管而上述薄膜晶體管是用以驅(qū)動(dòng)此電激發(fā)光元件之用。上述基板為一透明基板并可為如玻璃、合成樹脂或其相似物等的非導(dǎo)電性材料。當(dāng)基板為半導(dǎo)體材料或?qū)щ姴牧纤鶚?gòu)成時(shí)，在薄膜晶體管裝置與電激發(fā)光裝置形成于基板上前，基板將為一或多個(gè)氧化硅或氮化硅材質(zhì)的絕緣層所保護(hù)。
上述薄膜晶體管的基本結(jié)構(gòu)相同于圖1中所圖示的傳統(tǒng)的薄膜晶體管，其包括一源極電極、一漏極電極以及一柵電極。然而，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，柵氧化絕緣層以及延伸至電激發(fā)光元件區(qū)內(nèi)之層間介電層都被移除使得電激發(fā)光元件的陽(yáng)極可直接地沉積在基板上。在陽(yáng)極沉積之前，首先沉積上述源極電極故其一部分也直接地設(shè)置在基板上?；蛘撸礃O電極的一部分也可直接設(shè)置在基板上。
上述電激發(fā)光元件具有一透明的陽(yáng)極層，一陰極層以及設(shè)置于陽(yáng)極與陰極層間的一電激發(fā)光層。上述膜層是直接地設(shè)置在具有上述陽(yáng)極的基板上，首先在陽(yáng)極上形成電激發(fā)光層，而陰極則設(shè)置在上述電激發(fā)光層上。
然后，由于電激發(fā)光元件的陽(yáng)極形成在基板上，使得其一部分部分地重疊且覆蓋在直接設(shè)置于基板上的薄膜晶體管的源極電極的一部分。由薄膜晶體管的源極電極與上述電激發(fā)光元件的陽(yáng)極在相互重疊區(qū)域內(nèi)的接觸為本發(fā)明的一特征結(jié)構(gòu)，其間無(wú)存在有任何中間膜層。在基板上形成薄膜晶體管的制作工藝中，源極電極的一部分是直接地沉積于基板之上。電激發(fā)光元件的陽(yáng)極接著沉積于鄰近薄膜晶體管的基板上，使得其陽(yáng)極的邊緣部重疊于上述源極電極并覆蓋此源極電極的邊面。上述陽(yáng)極接觸到源極電極的邊面與頂面而使得介于陽(yáng)極與源極電極間的接觸區(qū)域比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)經(jīng)由介層洞所形成的接觸區(qū)域來(lái)的要大。因此，在陽(yáng)極與源極電極間的接觸電阻將可降低，且進(jìn)而降低此電激發(fā)光顯示裝置的功率需求。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，沉積電激發(fā)光元件的陽(yáng)極與薄膜晶體管的源極電極的順序可互為顛倒。電激發(fā)光元件的陽(yáng)極將先沉積在基板之上而接著沉積薄膜晶體管的源極電極于基板上，其一部分將重疊電激發(fā)光元件的陽(yáng)極之上。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，至少薄膜晶體管裝置中的柵氧化絕緣層與層間介電層的一原封不動(dòng)的保留在電激發(fā)光元件的下方。薄膜晶體管的源極電極與電激發(fā)光元件的透明陽(yáng)極沉積在上述絕緣層之一的表面上而非基板上。
熟悉此技術(shù)者應(yīng)知道，在薄膜晶體管電極中的源極與漏極的稱呼可依據(jù)其電性上功能而互換。在電激發(fā)光元件中的陰極與陽(yáng)極稱呼也為如此。在不脫離本發(fā)明的精神下，上述稱呼可互為改變。因此，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，電激發(fā)光元件的透明電極層可為一陰極而前述的互相重疊的接觸情形將形成在電激發(fā)光元件的陰極與薄膜晶體管的源極電極之間。
為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合所附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下


圖1為一剖面示意圖，用以顯示一種傳統(tǒng)電激發(fā)光顯示裝置；圖2為一剖面示意圖，用以顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例中的經(jīng)改進(jìn)電激發(fā)光顯示裝置；圖3為一剖面示意圖，用以顯示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例中的經(jīng)改進(jìn)電激發(fā)光顯示裝置；圖4為一剖面示意圖，用以顯示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例中的位于薄膜晶體管(TFT)的源極電極與電激發(fā)光單元的陽(yáng)極間的一接觸區(qū)域。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參照?qǐng)D2，揭露了一種依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的經(jīng)改進(jìn)的電激發(fā)光顯示裝置。上述電激發(fā)光顯示裝置包括了形成在基板10上的一薄膜晶體管(thin-film transistor；TFT)100’及一電激發(fā)光元件200’。在本實(shí)施例中的電激發(fā)光元件為一有機(jī)發(fā)光二極管而此電激發(fā)光元件200’通過薄膜晶體管100’所驅(qū)動(dòng)?；?0為透明的且可為如玻璃、合成樹脂或其相似物等非導(dǎo)電材料所形成。在此，基板10也可為由導(dǎo)電或半導(dǎo)體材料所形成，而在基板10上形成薄膜晶體管100’以及電激發(fā)光元件200’之前，基板10通常為一或多個(gè)氧化硅及氮化硅材質(zhì)的絕緣層所保護(hù)。
在本發(fā)明的實(shí)施例中的薄膜晶體管100’具有相同于圖1中所圖示的傳統(tǒng)電激發(fā)光顯示裝置中的薄膜晶體管裝置結(jié)構(gòu)。不過，當(dāng)在層間介電層22上沉積源極電極110S與/漏極電極110D之后，電激發(fā)光元件的陽(yáng)極210直接沉積在層間介電層22上而非于薄膜晶體管上覆蓋一保護(hù)層，所以薄膜晶體管的源極電極110S以及電機(jī)發(fā)光元件的陽(yáng)極210都沉積在層間介電層22上。一般為銦錫氧化物(ITO)的電激發(fā)光元件的透明陽(yáng)極210沉積在層間介電層22上，而陽(yáng)極210的邊緣部213部分重疊及遮蓋直接沉積于層間介電層22上的源極電極110S。源極電極110S具有一邊面115以及一頂面116直接接觸電激發(fā)光元件的陽(yáng)極210。換句話說(shuō)，陽(yáng)極210直接接觸邊面115及頂面116，其間無(wú)中間膜層的存在而可最大化此各面間的接觸區(qū)域。相比較于圖1中所示傳統(tǒng)電激發(fā)光顯示裝置中經(jīng)由接觸孔212所形成的接觸情形，形成在陽(yáng)極之邊緣區(qū)213以及源極電極110S的接觸情形具有大體較大的接觸區(qū)域。由于較大的接觸區(qū)域，因此降低于電激發(fā)光元件的陽(yáng)極210與薄膜晶體管的源極電極110S間的接觸電阻，進(jìn)而符合較低功率的需求。在本發(fā)明實(shí)施例中雖然圖示了具有邊面115與頂面116兩不同表面的源極電極110S，在不脫離本發(fā)明的發(fā)明精神之外，可依據(jù)其特殊目的的要求更加以修改，源極電極110S的邊緣可具有不同的表面型態(tài)。
接著，沉積一毯覆的保護(hù)層30以覆蓋薄膜晶體管110的源極以及漏極電極110S、110D，其材質(zhì)一般為氮化硅。在移除于電激發(fā)光元件的陽(yáng)極210上方的一部分保護(hù)層30后以露出陽(yáng)極210的一部分211。通過有機(jī)化合物材質(zhì)的發(fā)光層215及如鋁的不透明導(dǎo)電材質(zhì)的陰極層220的沉積而形成了電激發(fā)光元件200’。
請(qǐng)參照?qǐng)D3，揭露了依據(jù)本發(fā)明另一經(jīng)改進(jìn)的電激發(fā)光顯示裝置。在本實(shí)施例中，通過適當(dāng)蝕刻程序?qū)㈦娂ぐl(fā)光元件所在區(qū)域內(nèi)的柵氧化絕緣層20及層間介電層22移除，使得電激發(fā)光元件200可直接形成在基板10之上。在本實(shí)施例中，基板10為一半導(dǎo)體材質(zhì)，因此其表面將分別為氮化硅及氧化硅材質(zhì)的絕緣緩沖層11與12所絕緣。當(dāng)基板10為非導(dǎo)電材料如玻璃，緩沖絕緣層11及12將非必須而電激發(fā)光元件200可直接地形成于基板10之上。
當(dāng)電激發(fā)光元件區(qū)的基板上的柵氧化絕緣層20與層間介電層22移除后，接著沉積源極電極110S以及漏極電極110D。如圖所示，源極電極110S形成在源極102S上且朝向電激發(fā)光元件所在區(qū)域延伸，并向下延伸至露出的絕緣緩沖層12，使得一部分的源極電極110S直接沉積于絕緣緩沖層12上(或基板10上，當(dāng)無(wú)使用絕緣緩沖層時(shí))。然后，電激發(fā)光元件的透明陽(yáng)極210沉積在基板上之絕緣緩沖層12之上，其陽(yáng)極210的邊緣部213部分重疊于直接坐落在絕緣緩沖層12上的源極電極110S的一部分。陽(yáng)極的邊緣部213遮蔽了源極電極的邊面115與頂面116。因此形成于陽(yáng)極210與源極電極110S間的接觸情形可比較如圖1所示的傳統(tǒng)電激發(fā)光顯示裝置中的接觸情形具有較低的接觸電阻。
接著，參照?qǐng)D2所示的本發(fā)明實(shí)施例，依序沉積保護(hù)層30、發(fā)光層215以及陰極220而形成了薄膜晶體管100’以及電激發(fā)光元件200’。
在前述的本發(fā)明不同實(shí)施例中，值得注意的是沉積薄膜晶體管的源極電極110S與電激發(fā)光元件的陽(yáng)極210的順序可互為顛倒。如圖4所示的最終結(jié)構(gòu)，其中陽(yáng)極210是先沉積在基板10上而源極電極110S接著沉積于陽(yáng)極210上并遮蔽了陽(yáng)極210的邊緣部分。
雖然結(jié)合以上較佳實(shí)施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電激發(fā)光顯示裝置，包括一基板；一薄膜晶體管，形成在該基板上，該薄膜晶體管包括一源極電極、一漏極電極、以及一柵電極，其中至少該源極電極及該漏極電極之一的一部分直接地設(shè)置在該基板上；一電激發(fā)光元件，形成在該基板上，該電激發(fā)光元件包括一第一電極，直接地設(shè)置在該基板上；一電激發(fā)光層，設(shè)置在該第一電極上；一第二電極，形成在該電激發(fā)光層上，使得該電激發(fā)光層設(shè)置于該第一電極與該第二電極之間；以及其中該電激發(fā)光元件的第一電極的一部分是部分地重疊與遮蓋直接設(shè)置于基板上的至少該源極電極及該漏極電極之一的該部分。
2.如權(quán)利要求1所述的電激發(fā)光顯示裝置，其中直接地設(shè)置在該基板上的至少該源極電極及該漏極電極之一的該部分是直接地接觸該電激發(fā)光元件的第一電極的一側(cè)面及一頂面。
3.如權(quán)利要求1所述的電激發(fā)光顯示裝置，其中該電激發(fā)光元件為一有機(jī)電激發(fā)光二極管。
4.如權(quán)利要求1所述的電激發(fā)光顯示裝置，其中在設(shè)置該薄膜晶體管及該電激發(fā)光元件的該基板表面包括至少一絕緣緩沖層。
5.一種電激發(fā)光顯示裝置，包括一基板；一薄膜晶體管，形成在該基板上，該薄膜晶體管包括一源極電極、一漏極電極、以及一柵電極，其中至少該源極電極及該漏極電極之一的一部分直接地設(shè)置在該基板上；一電激發(fā)光元件，形成在該基板上，該電激發(fā)光元件包括一第一電極，直接地設(shè)置于該基板上；一電激發(fā)光層，設(shè)置于該第一電極上；一第二電極，形成在該電激發(fā)光層上，使得該電激發(fā)光層設(shè)置在該第一電極與該第二電極之間，以形成該電激發(fā)光元件；以及其中直接地設(shè)置在該基板上的至少該源極電極及該漏極電極之一的該部分是部分重疊與遮蓋該電激發(fā)光元件的第一電極。
6.如權(quán)利要求5所述的電激發(fā)光顯示裝置，其中該電激發(fā)光元件的第一電極具有一側(cè)面以及一頂面接觸該直接地設(shè)置在基板上的至少該源極電極及該漏極電極之一的該部分。
7.如權(quán)利要求5所述的電激發(fā)光顯示裝置，其中該電激發(fā)光元件為一有機(jī)電激發(fā)光二極管。
8.如權(quán)利要求5所述的電激發(fā)光顯示裝置，其中在設(shè)置該薄膜晶體管及該電激發(fā)光元件的該基板表面包括至少一絕緣緩沖層。
9.一種電激發(fā)光顯示裝置，包括一基板；一薄膜晶體管，形成在該基板上，該薄膜晶體管包括一源極電極、一漏極電極、以及一柵電極，其中至少該源極電極及該漏極電極之一的一部分直接地設(shè)置在位于該基板上的一絕緣層上；一電激發(fā)光元件，形成在該基板上，該電激發(fā)光元件包括一第一電極，直接地設(shè)置在該絕緣層上；一電激發(fā)光層，設(shè)置在該第一電極上；一第二電極，形成在該電激發(fā)光層上，使得該電激發(fā)光層設(shè)置于該第一電極與該第二電極之間；以及其中該電激發(fā)光元件之第一電極之一部分接觸直接地該設(shè)置于絕緣層上的至少該源極電極及該漏極電極之一的該部分。
10.如權(quán)利要求9所述的電激發(fā)光顯示裝置，其中該絕緣層為在該基底上的一絕緣緩沖層、一柵氧化絕緣層或一層間介電層。
11.如權(quán)利要求9所述的電激發(fā)光顯示裝置，其中該直接地設(shè)置于絕緣層上的至少該源極電極及該漏極電極之一的該部分具有直接地接觸該電激發(fā)光元件的第一電極的一側(cè)面以及一頂面。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種電激發(fā)光顯示(electroluminescence；EL)裝置，其包括了一薄膜晶體管以及一電激發(fā)光元件，其中上述電激發(fā)光元件的陽(yáng)極與上述薄膜晶體管的源極電極/漏極電極之一的一部分設(shè)置于相同表面上，而上述電激發(fā)光元件的陽(yáng)極與上述薄膜晶體管的源極電極/漏極電極之一的該部分互相重疊，而形成具有較佳接觸電阻的電接觸。
文檔編號(hào)H05B33/14GK1553751SQ20041005970
公開日2004年12月8日 申請(qǐng)日期2004年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者黃維邦, 陳瑞興, 李信宏 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司