专利名称：主动式有机发光二极管的制造方法
技术领域：
本发明是有关于一种有机发光二极管元件(OLED)的制造方法，且特别是有关于一种主动式有机发光二极管元件(Active MatrixOLED)的制造方法。
背景技术：
有机发光二极管是一种可将电能转换成光能且具有高转换效率的半导体元件，常见的用途为指示灯、显示面板以及光学读写头的发光元件等等。由于有机发光二极管元件具备一些特性，如无视角、工艺简易、低成本、高应答速度、使用温度范围广泛与全彩化等，符合多媒体时代显示器特性的要求，近年来已成为研究的热潮。
现今一种主动式有机发光二极管元件已在积极的发展中，其是在形成有薄膜晶体管阵列的一基板上形成一有机发光层以及一阴极层，而构成一主动式有机发光二极管。因此主动式有机发光二极管是利用薄膜晶体管以驱动发光二极管元件。关于公知主动式有机发光二极管的制造方法如下所述。
图1A至图1C所示，其为一种主动式有机发光二极管的制造流程剖面示意图。
请参照图1A，公知主动式有机发光二极管的制造方法首先在一基板100上形成一栅极102以及与栅极102连接的一扫描配线(未绘示)。之后在基板100上形成一栅介电层104，覆盖栅极102以及扫描配线。接着，于栅极102上方的栅介电层104上形成一非晶硅通道层106，并且在非晶硅通道层106上形成一欧姆接触层108。继之，在部分栅介电层104上形成一透明阳极层110，并且在欧姆接触层108上形成一源极/漏极112a/112b，其中漏极112b与阳极层110电性连接，且栅极102、通道层106与源极/漏极112a/112b构成一薄膜晶体管。然后，于在基板100上方形成一保护层114，覆盖住薄膜晶体管，并使阳极层110暴露出来。
接着，请参照图1B，进行一紫外线-臭氧活化工艺116，以活化阳极层110的表面。由于此紫外线-臭氧活化工艺116可以将阳极层110表面的微粒或污染物去除，因此在执行紫外线-臭氧活化工艺116之后，阳极层110表面的特性可以获得改善，如此一来，元件的驱动电压可以降低，而且还可以提升元件的整体表现。
之后，请参照图1C，在基板100上方形成一发光层118，覆盖住保护层116以及阳极层110。接着，于发光层118上形成一阴极层120，以完成一主动式有机发光二极管的制作。
而在公知主动式有机发光二极管的制造方法中，于形成发光层的步骤之前，会先进行一紫外线-臭氧活化工艺，用以改善阳极层表面的特性。然而，紫外线-臭氧活化工艺的紫外线却会对薄膜晶体管产生不良的影响，而造成电性飘移。其主要的原因是来自薄膜晶体管的非晶硅通道层对于紫外线非常敏感，因此非晶硅通道层在历经紫外线的照射之后，其原先的性质将会改变而造成电性飘移，因而使得元件的整体表现受到影响。
发明内容
因此，本发明的目的就是在提供一种主动式有机发光二极管的制造方法，以解决公知方法中于执行紫外线-臭氧活化工艺之后会使元件的电性产生飘移的问题。
本发明提出一种主动式有机发光二极管的制造方法，此方法首先在一基板上形成一栅极以及与栅极连接的一扫描配线。接着，在基板上形成一栅介电层，覆盖栅极与扫描配线。之后，在栅极上方的栅介电层上形成一微晶硅通道层，其中形成微晶硅通道层的方法例如是直接利用一化学气相沉积法以于栅介电层上形成一微晶硅层之后，再图案化此微晶硅层而形成微晶硅通道层。或者是先沉积一非晶硅层之后，再对非晶硅层进行一激光回火工艺，以使非晶硅层再结晶而转变成微晶硅层，之后再图案化微晶硅层以形成微晶硅通道层。继之，在部分栅介电层上形成一阳极层，在微晶硅通道层上形成一源极/漏极，并且同时在部分栅介电层上形成与源极连接的一数据配线，其中漏极与阳极层电性连接，且栅极、通道层以及源极/漏极构成一薄膜晶体管。接着，在基板的上方形成一保护层，覆盖薄膜晶体管并暴露出阳极层，之后再进行一紫外线-臭氧活化工艺以活化阳极层，借以改善阳极层表面的性质。接续，于基板的上方形成一发光层，覆盖保护层以及阳极层，然后于发光层上形成一阴极层，以构成一主动式有机发光二极管。
本发明提出一种像素结构的制造方法，此方法首先在一基板上形成一栅极以及与栅极连接的一扫描配线。接着，在基板上形成一栅介电层，覆盖栅极与扫描配线。之后，在栅极上方的栅介电层上形成一微晶硅通道层，其中形成微晶硅通道层的方法例如是直接利用一化学气相沉积法以在栅介电层上形成一微晶硅层之后，再图案化此微晶硅通道层而形成微晶硅通道层。或者是先在栅介电层上沉积一非晶硅层之后，再对非晶硅层进行一激光回火工艺，以使非晶硅层再结晶而转变成微晶硅层，之后再图案化微晶硅层以形成微晶硅通道层。继之，在部分栅介电层上形成一像素电极，在微晶硅通道层上形成一源极/漏极并且同时在部分栅介电层上形成与源极连接的一数据配线，其中漏极与阳极层电性连接，且栅极、通道层以及源极/漏极构成一薄膜晶体管。接着，在基板的上方形成一保护层，覆盖薄膜晶体管并暴露出像素电极，之后再进行一紫外线-臭氧活化工艺，以活化像素电极，借以改善像素电极表面的性质，如此即完成一像素结构的制作。
本发明的主动式有机发光二极管的制造方法，由于其薄膜晶体管的通道层为微晶硅材质的通道层，因微晶硅材质对于紫外线较不敏感之故，因此后续于进行紫外线-臭氧活化工艺时可避免通道层受到紫外线的影响，因此元件的电性以及元件的整体表现就不会受到影响。
本发明的微晶硅通道层亦可以应用在其它像素结构的制造方法中，而并非限定只能用于本发明所揭示的主动式有机发光二极管中。
图1A至图1C为一种主动式有机发光二极管的制造流程剖面示意图；图2A至图2D是依照本发明一较佳实施例的主动式有机发光二极管的制造流程剖面示意图；图3是图2A至图2B的俯视示意图；图4是公知具有非晶硅通道层的薄膜晶体管，其电性量测的结果；以及图5是本发明具有微晶硅通道层的薄膜晶体管，其电性量测的结果。
100基板102栅极104栅介电层106、202通道层108欧姆接触层110阳极层112a/112b源极/漏极114保护层116紫外线-臭氧活化工艺118发光层120阴极层
具体实施例方式
图2A至图2D，其为依照本发明一较佳实施例的主动式有机发光二极管的制造流程剖面示意图，图3所示，其为图2A至图2B的俯视示意图。
请同时参照图2A与图3，首先提供一基板100，其中基板100例如是一透明玻璃基板或是一透明塑料基板。接着，在基板100上形成一栅极102以及与栅极102连接的一扫描配线101。其中，栅极102与扫描配线101的材质例如是一金属材质，且栅极102与扫描配线101是同时定义出来的。之后，在基板100上形成一栅介电层104，覆盖栅极102以及扫描配线101，其中栅介电层104的材质例如是氮化硅。
之后，在栅极102上方的栅介电层104上形成一微晶硅通道层202。在本发明中，形成微晶硅通道层202的方法例如是直接利用一化学气相沉积工艺(CVD)以在栅介电层104上形成一微晶硅层(未绘示)，之后再图案化此微晶硅层而形成微晶硅通道层202。在此，化学气相沉积工艺例如是通入含有硅烷(SiH4)及氢气(H2)的反应气体，并且同时在一含有氢气等离子体的环境中进行，其中氢气等离子体的压力低于3000mtorr。在此化学气相沉积工艺中，由于在沉积此薄膜的同时，氢气等离子体对所沉积的非晶硅及微晶硅亦会进行蚀刻，其中氢气等离子体对非晶硅的蚀刻速率较快，而对微晶硅的蚀刻速率相对较慢，所以利用该蚀刻速率不同的特性，使得此化学气相沉积工艺可以让微晶硅被保留下来，换言之，在执行完此化学气相沉积工艺之后所形成的薄膜为一微晶硅薄膜。
除此之外，本发明的微晶硅通道层202还可以利用另一种方法形成。此方法首先在栅介电层104上沉积一非晶硅层(未绘示)，接着进行一激光回火工艺，以使非晶硅层吸收激光回火工艺的能量之后产生再结晶的作用，而转变成微晶硅层。之后再图案化此微晶硅层而形成微晶硅通道层202。在此，激光回火工艺的温度例如是大于1900℃。
之后，请同时参照图2B与图3，在部分栅介电层104上形成一阳极层110。其中，阳极层110的材质例如是铟锡氧化物(ITO)等透明的导电材质。续之，在微晶硅通道层202上形成一欧姆接触层108。然后，在欧姆接触层108上形成一源极/漏极112a/112b并且同时于部分栅介电层104上形成与源极112a连接的一数据配线111。其中，漏极112b与阳极层110电性连接，而栅极102、微晶硅通道层202以及源极/漏极112a/112b构成一薄膜晶体管。
接着，在基板100的上方形成一保护层114，覆盖薄膜晶体管以及数据配线111，并且使阳极层110暴露出来。
然后，请参照图2C，进行一紫外线-臭氧活化工艺116，以活化阳极层110的表面。由于此紫外线-臭氧活化工艺116可以将阳极层110表面的微粒或污染物去除，因此在执行紫外线-臭氧活化工艺116之后，阳极层110表面的特性可以获得改善，如此一来，有机发光二极管元件的驱动电压可以降低，而且可以提升元件的整体表现。在此，进行紫外线-臭氧活化工艺116例如是将元件暴露在紫外线中，并且同时通入压力小于0.2atm的臭氧。
特别值得一提的是，本发明的薄膜晶体管的通道层202为微晶硅材质，而并非公知的非晶硅材质，由于微晶硅材质对于紫外线较不敏感，因此本发明的薄膜晶体管在紫外线-臭氧活化工艺116的过程中，紫外线并不会对微晶硅通道层202产生不良之影响。
继之，请参照图2D，在基板100的上方形成一发光层118，覆盖保护层116以及阳极层110，其中发光层118例如是一具有发光特性的有机分子材料或是一具有发光特性的高分子材料。然后，于发光层118上形成一阴极层120，其中阴极层120例如是一金属阴极层。如此，即完成一主动式有机发光二极管的制作。
图4所示，其为公知具有非晶硅通道层的薄膜晶体管，其电性量测的结果；图5所示，其为本发明的具有微晶硅通道层的薄膜晶体管，其电性量测的结果。
请参照图4与图5，图中的纵轴为电流值，横轴为电压值。在图4中明显可以发现，当公知具有非晶硅通道层的薄膜晶体管于执行完紫外线-臭氧活化工艺之后，元件的电性产生了明显的飘移现象。然而，在图5中，当本发明的具有微晶硅通道层的薄膜晶体管于执行完紫外线-臭氧活化工艺之后，元件的电性并不会有飘移的现象。
本发明的主动式有机发光二极管的制造方法，由于其薄膜晶体管的通道层为微晶硅材质的通道层，因微晶硅材质对于紫外线较不敏感之故，因此后续于进行紫外线-臭氧活化工艺时，通道层就不会受到紫外线的影响，因此元件的电性以及元件的整体表现就不会受到影响。
本发明的主动式有机发光二极管元件中，其薄膜晶体管的微晶硅通道层的技术亦可以应用在其它像素结构中，而并非限定只能用于本发明所揭露的主动式有机发光二极管中，例如本发明还可以应用于薄膜晶体管液晶显示器中的ITO在中间形式(ITO in middle)的像素结构或是ITO在顶部形式(ITO on top)的像素结构等等。
权利要求
1.一种主动式有机发光二极管的制造方法，其特征是，该方法包括在一基板上形成一栅极以及与该栅极连接的一扫描配线；在该基板上形成一栅介电层，覆盖该栅极与该扫描配线；在该栅极上方的该栅介电层上形成一微晶硅通道层；在部分该栅介电层上形成一阳极层；在该微晶硅通道层上形成一源极/漏极，并且同时形成与该源极连接的一数据配线，其中该漏极是与该阳极层电性连接，且该栅极、该通道层以及该源极/漏极构成一薄膜晶体管；在该基板的上方形成一保护层，覆盖该薄膜晶体管并暴露出该阳极层；进行一紫外线-臭氧活化工艺，以活化该阳极层；在该基板的上方形成一发光层，覆盖该保护层以及该阳极层；以及在该发光层上形成一阴极层。
2.如权利要求1所述的主动式有机发光二极管的制造方法，其特征是，形成该微晶硅通道层的方法包括利用一化学气相沉积法以在该栅介电层上沉积一微晶层；以及图案化该微晶硅层，以形成该微晶硅通道层。
3.如权利要求2所述的主动式有机发光二极管的制造方法，其特征是，该化学气相沉积法通入含有硅烷及氢气的反应气体，并同时在一含有氢气等离子体的环境中进行。
4.如权利要求3所述的主动式有机发光二极管的制造方法，其特征是，该氢气等离子体的压力低于3000mtorr。
5.如权利要求1所述的主动式有机发光二极管的制造方法，其特征是，形成该微晶硅通道层的方法包括在该栅介电层上沉积一非晶硅层；进行一激光回火工艺，以使该非晶硅层转变成一微晶硅层；以及图案化该微晶硅层，以形成该微晶硅通道层。
6.如权利要求1所述的主动式有机发光二极管的制造方法，其特征是，该紫外线-臭氧活化工艺包括于照射紫外线的同时，更通入一压力小于0.2atm的臭氧。
7.如权利要求1所述的主动式有机发光二极管的制造方法，其特征是，在该通道层以及该源极/漏极之间更包括形成一欧姆接触层。
8.一种像素结构的制造方法，其特征是，该方法包括在一基板上形成一栅极以及与该栅极连接的一扫描配线；在该基板上形成一栅介电层，覆盖该栅极与该扫描配线；在该栅极上方的该栅介电层上形成一微晶硅通道层；在部分该栅介电层上形成一像素电极；在该微晶硅通道层上形成一源极/漏极以及与该源极连接的一数据配线，其中该漏极与该像素电极电性连接，且该栅极、该通道层以及该源极/漏极构成一薄膜晶体管；在该基板的上方形成一保护层，覆盖该薄膜晶体管并暴露出该像素电极；以及进行一紫外线-臭氧活化工艺，以活化该像素电极。
9.如权利要求8所述的像素结构的制造方法，其特征是，形成该微晶硅通道层的方法包括利用一化学气相沉积法以在该栅介电层上沉积一微晶层；以及图案化该微晶硅层，以形成该微晶硅通道层。
10.如权利要求9所述的像素结构的制造方法，其特征是，该化学气相沉积法通入含有硅烷及氢气的反应气体，并同时在一含有氢气等离子体的环境中进行。
11.如权利要求10所述的像素结构的制造方法，其特征是，该氢气等离子体的压力低于3000mtorr。
12.如权利要求8所述的像素结构的制造方法，其特征是，形成该微晶硅通道层的方法包括在该栅介电层上沉积一非晶硅层；进行一激光回火工艺，以使该非晶硅层转变成一微晶硅层；以及图案化该微晶硅层，以形成该微晶硅通道层。
13.如权利要求8所述的像素结构的制造方法，其特征是，该紫外线-臭氧活化工艺包括于照射紫外线的同时，更通入一压力小于0.2atm的臭氧。
14.如权利要求8所述的像素结构的制造方法，其特征是，在该通道层以及该源极/漏极之间更包括形成一欧姆接触层。
15.一种薄膜晶体管的制造方法，其特征是，该方法包括在一基板上形成一栅极；在该基板的上方形成一栅介电层，覆盖该栅极；在该栅极上方的该栅介电层上形成一微晶硅通道层；以及在该微晶硅通道层上形成一源极/漏极。
16.如权利要求15所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征是，形成该微晶硅通道层的方法包括利用一化学气相沉积法以在该栅介电层上沉积一微晶层；以及图案化该微晶硅层，以形成该微晶硅通道层。
17.如权利要求16所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征是，该化学气相沉积法通入含有硅烷及氢气的反应气体，并同时在一含有氢气等离子体的环境中进行。
18.如权利要求17所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征是，该氢气等离子体的压力低于3000mtorr。
19.如权利要求15所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征是，形成该微晶硅通道层的方法包括在该栅介电层上沉积一非晶硅层；进行一激光回火工艺，以使该非晶硅层转变成一微晶硅层；以及图案化该微晶硅层，以形成该微晶硅通道层。
20.如权利要求15所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征是，在该通道层以及该源极/漏极之间更包括形成一欧姆接触层。
全文摘要
一种主动式有机发光二极管的制造方法，此方法首先在一基板上形成一栅极以及与栅极连接的一扫描配线。接着，在基板上形成一栅介电层。之后，在栅极上方的栅介电层上形成一微晶硅通道层。继之，在栅介电层上形成一阳极层，在微晶硅通道层上形成一源极/漏极，并且同时形成与源极连接的一数据配线，而构成一薄膜晶体管。接着，在基板的上方形成一保护层，覆盖薄膜晶体管上并暴露出阳极层，之后进行一紫外线－臭氧活化工艺，以活化阳极层。接续，于基板的上方依序形成一发光层与一阴极层。
文档编号H01L33/00GK1501516SQ02148758
公开日2004年6月2日 申请日期2002年11月15日 优先权日2002年11月15日
发明者萧调宏 申请人:友达光电股份有限公司