专利名称：低温多晶硅有机电激发光装置的制法的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种有机电激发光装置的制法，尤指一种适用于低温多晶硅的有机电激发光装置的制法。
一般的低温多晶硅薄膜晶体管主动驱动(LTPS-TFT)技术也是利用薄膜沉积、黄光微影、蚀刻制程步骤制造薄膜晶体管与图素电极。然而特别的是，低温多晶硅薄膜晶体管需要一个使非晶硅结晶化的技术，例如激光回火制程(excimer laser annealing)。低温多晶硅薄膜晶体管通常是在激光回火制程(excimer laser annealing)的后，沿习对多晶硅进行离子植布，在元件适当的部位例如源极(source)漏极(drain)，轻掺杂源极(lightly doped drain(LDD))及通道层(channel)等部位植入杂质原子，在送入高温制程如炉管或快速热回火(rapidthermal annealing)以将杂质原子活化并使被离子破坏后的表面回复为多晶硅结构。
目前，针对离子植布制程而言，为避免多晶硅原子因其规则周期排列中所暴露出的通道，被离子长驱直入通过而直达底层元件，造成缺陷使元件失效，以产生好的离子植布效果。在现有的技术有使多晶硅基板采用一5-12倾角，以减少通道暴露的机率的离子植布；或是由在多晶硅表面先成长异层材料如氧化物或非晶硅，利用其表面异层材料所产生的散射效果来减少离子植布时在多晶硅层内的通道效应，但是以上这些方法却相对的增加制程复杂性、降低制程效率。
再者，最适的量产制程不外乎就是尽量减少thermal budget的制程需求，以同时减少制程处理的时间。但是制造低温多晶硅薄膜晶体管主动驱动(LTPS-TFT)面板时，由于离子植入需在元件不同的部位进行，因此对一般CMOS制程就至少会有6-10道的离子植布；而每一道的离子植布后都需要一道费时消耗热预算(thermal budget)的杂质原子活化的回火制程，换言之对一般传统的CMOS制程，也同时有6-10道的杂质原子活化的回火制程。这对产能的与制程效率是量产技术上的最大瓶颈。所以急需要一个能合乎元件需求的高效率制程技术，以提升产能。
发明人爰因于此，本于积极发明的精神，亟思一种可以解决上述问题的“低温多晶硅有机电激发光装置的制法”，几经研究实验终至完成此项嘉惠世人的发明。
本发明的又一目的是在提供一种低温多晶硅有机电激发光装置的制法，以便能利用激光回火制程来同时达成将非晶硅转化为结晶硅与杂质活化的加成功效，并利用预先离子布植在非晶硅里的杂质原子，在激光回火结晶化的过程中作为晶种，降低结晶的活化能，促进结晶化的效率。
本发明的又一目的是在提供一种低温多晶硅有机电激发光装置的制法，以便能先于长成的非晶硅膜层做各部位的离子植布后，再以激光回火制程来同时达成将非晶硅转化为结晶硅与杂质活化的加成功效，以防止离子植布时的通道效应，并使预先离子布植在非晶硅里的杂质原子，在激光回活结晶化的过程中作为晶种，降低结晶的活化能，促进结晶化的效率。
本发明低温多晶硅有机电激发光基板的制造方法，包含以下的步骤先提供一基板；于该基板形成一非晶硅层；于该非晶硅层以黄光制程，离子掺杂形成复数个具源极，漏极基极图样的晶体管元件图样；以激态激光(excimer laser)回火处理所有该复数个具源极，漏极基极图样的晶体管元件图样；于该基板表面形成复数条与该基极连接的第二导电线图样；于该基极层与部分第二导电线上形成一具图样的绝缘层，且于该基板上同时形成一具图样的复数条第一导电线与具图样的第一显示电极，其中该第一导电线与该第二导电线间夹置有该绝缘层，该第一导线与该源极连结，该第一显示电极与该漏极连结；于该第一显示电极上形成至少一有机电激发光层；以及于该有机电激发光层上形成一第二电极层；其中该第一导电线与该第二导电线相交错，并于交错处不直接连接导通。
其中形成该具源极，漏极基极图样的晶体管元件图样形成后，还包含以下的步骤于每一具有源极，漏极图样的元件上形成一具图样的绝缘层；以及于每一层绝缘层上形成具图样的基极层。
其中该非晶硅层是以化学气相沉积法或溅镀法所形成。
其中该有机电激发光层是以热蒸镀法所形成。
其中该第一显示电极与该第一导电线的主成分相同。
其中该第一显示电极为铬、钼、钨、铜、银、银-镁合金、银-铜合金、铝或铝-镁合金。
其中该第一导线或第二导线材质为铬、钼、钨、铜、银、银-镁合金、银-铜合金、铝或铝-镁合金。
其中该非晶硅是以化学气相沉积法于该基板上形成。
其中该第二显示电极为透明电极。
其中该第二显示电极为铟锡氧化物。
其中该第二显示电极为铝锌氧化物。
其中于该第一显示电极上形成至少一有机电激发光层前，是先于该部分第一显示电极上形成具图样至少一界质保护层。
其中该界质保护层为聚亚醯胺层、压克力系树脂层、氟系树脂层、环氧系树脂层或氧化硅层。
其还包含于该第二电极形成前，于该第一电极上形成一电子传输层，电子注入层，电洞传输层或电洞注入层。
其中以离子掺杂形成复数个具源极，漏极基极图样的晶体管元件是以离子布植方法完成。
由于本发明构造及方法新颖，能提供产业上利用，且确有增进功效，故依法申请发明专利。
图2是本发明低温多晶硅有机电激发光面板的示意图。
图3是本发明低温多晶硅有机电激发光面板图素显示单元的示意图。
本发明的低温多晶硅有机电激发光元件显示器较佳为具有红、绿及蓝复数发光图素(pixel)阵列的显示面板，以显示影像；本发明的有机电激发光元件显示器当然也可以因需要而为单色复数发光图素(pixel)阵列的显示面板。
本发明制造的低温多晶硅有机电激发光显示面板可应用于任何影像、图片、符号及文字显示的用途或设备，较佳为电视、电脑、印表机、萤幕、运输载具(vehicle)的显示板、信号机器、通讯设备、电话、灯具、车灯、交谈式电子书、微显示器(microdisplay)、钓鱼(fishing)设备的显示、个人数子助理(personal digital assistant)、游戏机(game)、飞机(airplane)设备的显示及游戏眼罩的显示等。
为能让审查员能更了解本发明的技术内容，特举有机电激发光装置及其制法较佳具体实施例说明如下。
请参照本发明
图1、图2及图3，图1为本发明的示意图。本发明低温多晶硅有机电激发光装置，是为一具有复数个图素显示单元110的基板100。每一个图素显示单元110具有一晶体管元件200与一显示电极元件300。该晶体管元件200，为具有源极210，基极230以及漏极220的薄膜晶体管。该晶体管元件200于本较佳例中为以黄光制程，杂质掺杂的COMS制程所制造。其中该源极210以及该漏极220为经低温多晶硅制程，并经excimer激光回火及活化处理所形成。而该图素的显示电极元件300，则为位于基板100表面，且包含有至少二电极层310、320以及有机发光介质层330。其中该电极层中，位于基板表面为阴极层310，于阴极层之上为阳极层320。而有机电机发光介质层330则夹置于该阴极层310与阳极层320之间。于本较佳例中，该阴极层为铝、铝-镁合金、银、银-铜合金(Ag-Cu)或银-镁合金(Ag-Mg)，该阳极层320为透明铟锡氧化物(ITO)电极或铝锌氧化物(AZO)。而该图素的显示电极元件300的阴极310与该图素的晶体管元件200的漏极220相连接，以于电流自源极210流通至漏极220时，提供足够的电流以驱动显示电极元件的有机电机发光介质层330发光。
于各图素显示单元110之间的面板，设置有复数条导电线。该导电线，约略分成两组导电线。第一组导电线为源极导电线410，是为复数条平行的导电线，且于本较佳例中为相互平行的直条形导电线。该每一第一组导电线是与复数个图素显示单元110的晶体管元件200的源极210相连接，以传输显示信号；其中第一组导电线该与显示单元300的阴极310的材质相同。于本较佳例中，该第一组导电线与阴极310的材质均为铝或铝-镁合金、银-铜合金或银-镁合金(Ag-Mg)。
而第二组导电线为基极导电线320。该基极导电线320为复数条平行的导电线，且于本较佳例中为相互平行的直条形导电线。该每一第二组导电线是与复数个图素显示单元110的晶体管元件200的基极230相连接，以传输信号。
本发明有机电激发光装置的制法，是先于一基板100上形成一非晶硅层，于本较佳例中是以化学气相沉积法于玻璃基板表面形成一非晶硅层。之后再以本发明的CMOS制程于非晶硅基板上形成多晶硅薄膜晶体管元件200。
薄膜晶体管元件200是以本发明的CMOS制程形成，包含先重复利用溅镀或蒸镀，以及涂布光阻，光罩曝光，显影及蚀刻等黄光制程图样(pattern)步骤形成源极及漏极图样(pattern)。之后再以黄光制程步骤，杂质掺杂或离子布植，形成轻掺杂界质层(LDD)图样。继之以激态激光(eximer lasere)一起回火处理所有已经形成的源极及漏极图样，并同时达成将非晶硅转化为结晶硅与杂质活化的加成功效。如此则使预先离子布植在非晶硅里的杂质原子，也能在激光回活结晶化的过程中作为晶种，降低结晶的活化能，促进结晶化的效率。随之沉积绝缘层材料，并以黄光制程形成绝缘层图样。接着沉积基极层材料，并以黄光制程形成基极与基极导线(第二导电线)的图样。再沈积源极导线层410及阴极电极310材料，其中该源极导线层410及阴极电极310材料主成分可相同或不同，于本较佳例中，该源极导线层410及阴极电极310材料相同。于本较佳例中该源极导线层410及阴极电极310材料同时为铝或银，并以黄光制程形成源极导线410及阴极画素电极310的图样。其中该源极导线410(第一导电线)与该多晶硅源极310或漏极320连接，该漏极420与该阴极画素电极相连接。如此形成复数个具基极230，源极210，漏极220图样的晶体管元件于该基板，并同时形成画素电极的阴极310，以及该面板的源极导线410与基极导线420于该基板。
之后于基板表面沉积一黏著介面层350及一保护层340(passivation layer)并以黄光制程形成保护层340图样，以于该预定的画素电极位置之外，形成保护层340。随之于该画素电极阴极的表面进行有机官能基层的形成，例如于本实施例中以热蒸镀方法形成电洞注入层，电洞传输层，有机发光介质层，电子传输层以及电子注入层。并于完成有机官能层后，再以溅镀或蒸镀的方式于该有机官能基层最上层表面形成一阳极电极层。该阳极电极层于本实施例中为铟锡氧化物透明电极。
本发明的有机电激发光装置其制造方法，于形成薄膜晶体管单元时，先于基板形成非晶硅薄膜，的后利用离子布植步骤形成源极，漏极图样后，再将之利用激光回火制程一次将所有的非晶硅源极，漏极图样转换成多晶硅源极及漏极。如此，可以有效地利用非晶质硅本身混乱的结构排列，来防止离子植布时的通道效应。另外，由于是先成长非晶硅膜层并做完各部位的离子植布后，再对源极及漏极或诸多需要转换的元件，一起进行激光回火制程以将非晶硅源极，漏极图样转换成多晶硅源极及漏极。因此可以无须如传统低温多晶硅CMOS基板制程一般，以离子植入步骤完成每一不同的元件(例如源极或漏极)后，都需要一独立的激光回火制程的复杂及无效率。
易言之，利用本发明有机电激发光装置的制法，于非晶硅源极，漏极(例如以黄光制程及离子布植步骤)图样形成后，仅需要以一道激光回火制程将非晶硅转化为结晶硅以完成多晶硅源极，漏极(例如以黄光制程及离子布植步骤)图样的形成，并同时达成杂质活化的加成功效。而传统的低温多晶硅面板薄膜晶体管的制程，因为需在元件不同的部位进行离子植入，且每一道的离子植布后都需要一道费时消耗热预算(thermal budget)的杂质原子活化的回火制程，同时需要有6-10道的杂质原子活化的回火制程(因为传统的CMOS制程至少会需要有6-10道的离子植布)，大幅降低制程所需要的热预算，并大幅提升产能以及提高生产效率。另外，本发明的有机电激发光装置及其制造方法，是先于长成的非晶硅膜层做各部位的离子植布后，再以激光回火制程来同时达成将非晶硅转化为结晶硅与杂质活化的加成功效，其可以防止离子植布时的通道效应，并使预先离子布植在非晶硅里的杂质原子，在激光回活结晶化的过程中作为晶种，达到降低结晶的活化能，促进结晶化的效率的效率。
再者，本发明的有机电激发光装置及其制造方法，将阴极材料与低温多晶硅面板的导电接线(Bus line)整合在同一道制程，较之传统的低温多晶硅面板薄膜晶体管的制程，可以减少在有机电激发光面板额外的一道阴极镀膜制程。并达降低电阻、电容延迟效应(RC delay)的效果。
综上所述，本发明无论就目的、手段及功效，均不同于现有技术的特征，为“有机电激发光装置的制法”的一大突破。惟应注意的是，上述诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种低温多晶硅有机电激发光装置的制法，其特征在于，包含以下的步骤提供一基板；于该基板形成一非晶硅层；于该非晶硅层以黄光制程，离子掺杂形成复数个具源极，漏极及基极图样的晶体管元件图样；以激态激光回火一次处理所有该复数个具源极，漏极及基极图样的晶体管元件图样；于该基板表面形成复数条与该基极连接的第二导电线图样；于该基极层与部分第二导电线上形成一具图样的绝缘层，且于该基板上同时形成一具图样的复数条第一导电线与具图样的第一显示电极，其中该第一导电线与该第二导电线间夹置有该绝缘层，该第一导线与该源极连结，该第一显示电极与该漏极连结；于该第一显示电极上形成至少一有机电激发光层；以及于该有机电激发光层上形成一第二电极层；其中该第一导电线与该第二导电线相交错，并于交错处不直接连接导通。
2.如权利要求1所述的低温多晶硅有机电激发光装置的制法，其特征在于，其中形成该具源极，漏极基极图样的晶体管元件图样形成后，还包含以下的步骤于每一具有源极，漏极图样的元件上形成一具图样的绝缘层；以及于每一层绝缘层上形成具图样的基极层。
3.如权利要求1所述的低温多晶硅有机电激发光装置的制法，其特征在于，其中该非晶硅层是以化学气相沉积法或溅镀法所形成。
4.如权利要求1所述的低温多晶硅有机电激发光装置的制法，其特征在于，其中该有机电激发光层是以热蒸镀法所形成。
5.如权利要求1所述的低温多晶硅有机电激发光装置的制法，其特征在于，其中该第一显示电极与该第一导电线的主成分相同。
6.如权利要求1所述的低温多晶硅有机电激发光装置的制法，其特征在于，其中该第一显示电极为铬、钼、钨、铜、银、银-镁合金、银-铜合金、铝或铝-镁合金。
7.如权利要求1所述的低温多晶硅有机电激发光装置的制法，其特征在于，其中该第一导线或第二导线材质为铬、钼、钨、铜、银、银-镁合金、银-铜合金、铝或铝-镁合金。
8.如权利要求1所述的低温多晶硅有机电激发光装置的制法，其特征在于，其中该非晶硅是以化学气相沉积法于该基板上形成。
9.如权利要求1所述的低温多晶硅有机电激发光装置的制法，其特征在于，其中该第二显示电极为透明电极。
10，如权利要求1所述的低温多晶硅有机电激发光装置的制法，其特征在于，其中该第二显示电极为铟锡氧化物。
11.如权利要求1所述的低温多晶硅有机电激发光装置的制法，其特征在于，其中该第二显示电极为铝锌氧化物。
12.如权利要求1所述的低温多晶硅有机电激发光装置的制法，其特征在于，其中于该第一显示电极上形成至少一有机电激发光层前，是先于该部分第一显示电极上形成具图样至少一界质保护层。
13.如权利要求9所述的低温多晶硅有机电激发光装置的制法，其特征在于，其中该界质保护层为聚亚醯胺层、压克力系树脂层、氟系树脂层、环氧系树脂层或氧化硅层。
14.如权利要求1所述的低温多晶硅有机电激发光装置的制法，其特征在于，其还包含于该第二电极形成前，于该第一电极上形成一电子传输层，电子注入层，电洞传输层或电洞注入层。
15.如权利要求1所述的低温多晶硅有机电激发光装置的制法，其特征在于，其中以离子掺杂形成复数个具源极，漏极基极图样的晶体管元件是以离子布植方法完成。
全文摘要
一种低温多晶硅有机电激发光装置的制法，包含以下步骤提供一基板；于基板形成一非晶硅层；于非晶硅层以黄光制程，离子掺杂形成具源极、漏极基极图样的晶体管元件图样；以激态激光回火处理所有具源极、漏极基极图样的晶体管元件图样；于基板表面形成与基极连接的第二导电线图样；于基极层与部分第二导电线上形成一具图样的绝缘层，且于基板上同时形成一具图样的第一导电线与具图样的第一显示电极，其中第一导电线与第二导电线间夹置有绝缘层，第一导线与源极连结，第一显示电极与漏极连结；于第一显示电极上形成至少一有机电激发光层；以及于有机电激发光层上形成一第二电极层；其中第一导电线与第二导电线相交错，并于交错处不直接连接导通。
文档编号H01L21/02GK1464330SQ0212491
公开日2003年12月31日 申请日期2002年6月25日 优先权日2002年6月25日
发明者卢添荣 申请人:铼宝科技股份有限公司