专利名称：平板显示器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种平板显示器及其制造方法，具体来说，涉及一种在数据线与透明电极层之间提供改良接触结构的平板显示器及其制造方法。
背景技术：
平板显示器(FPD)包括薄膜晶体管(TFT)基板，其具有作为开关和驱动器件以控制和驱动每个像素的工作的TFT。该基板包括接收外部驱动或控制信号的栅极焊盘和数据焊盘。TFT包括栅电极、漏电极、源电极、和由非晶硅或多晶硅形成的半导体层。然而，近来有机半导体层也可采用了。因为有机半导体能够在室温和大气压力下形成，所以减少了制造成本，并且可以使用塑料基板，由于塑料耐热性较差，所以塑料基板不能与无机半导体一起使用。然而，有机半导体缺点在于它耐化学性和耐等离子体性(plasmaresistance)差。
为了解决这个问题，已提出提供一种处理结构(PA)，其中，在形成了栅电极、源电极、和漏电极之后，最后形成有机半导体层。使是厚有机膜的栅极绝缘膜置于电极与有机半导体层之间。形成数据线(包括数据线和数据焊盘)，之后在数据线上形成层间绝缘膜，以便保护栅极绝缘膜不受在形成数据线过程中所使用的化学物质的影响。通过蚀刻从栅极绝缘膜到数据线的厚度而形成接触孔，以连接透明电极层与数据线。通过蚀刻从栅极焊盘到栅极绝缘膜的厚度而形成另外的接触孔，以连接透明电极层与栅极焊盘。然而，由于数据线厚度与栅极焊盘的厚度不同，所以产生了蚀刻均匀性的问题。尤其是，当该栅极绝缘膜由厚有机膜形成时，由于蚀刻边缘不充分，在数据线与透明电极层之间可能发生接触不良。另外，视蚀刻条件而定，由于过蚀刻，在栅极焊盘上可能发生故障。
发明内容
本发明提供一种在数据线与透明电极层之间具有改良的接触结构的平板显示器及其制造方法。平板显示器包括绝缘基板；数据线，形成在绝缘基板上；层间绝缘膜，其形成在数据线上，具有露出数据线的第一接触孔；连接件，形成在第一接触孔的一部分中；栅极绝缘膜，其形成在连接件上，具有暴露连接件的第二接触孔；以及有机半导体层，形成在栅极绝缘膜上。
根据本发明的一个方面，栅电极与连接件形成在相同层上，且位于有机半导体层的下部中。露出栅极焊盘的第三接触孔形成在设置在栅极焊盘上的栅极绝缘膜上。透明电极层还包括通过第三接触孔连接到栅极焊盘的栅极焊盘接触部分。根据本发明的一个方面，透明电极层由ITO(氧化铟锡)和IZO(氧化铟锌)之一构成。钝化层形成在有机半导体层上。栅极绝缘膜上形成第二接触孔位置处的厚度与栅极绝缘膜上形成第三接触孔位置处的厚度基本上相同。
通过提供一种制造平板显示器的方法，基本上实现了上述以及其他目标，该制造方法包括以下提供绝缘基板；在绝缘基板上形成数据线；在数据线上形成具有露出数据线的第一孔的层间绝缘膜；在第一接触孔中形成具有不同的台阶状部分(stepped portions)的连接件；在连接件上形成栅极绝缘膜；在栅极绝缘膜上形成有机半导体层，以及在有机半导体层上形成钝化层。根据本发明的一个方面，透明电极层通过第二接触孔连接到连接件。
通过以下结合附图对本发明实施例的描述，本发明的上述和/或其它方面和优点将变得显而易见和更容易理解，附图中图1是根据本发明第一实施例的TFT基板的平面布置图；图2是沿图1中的线II-II的剖视图；图3是沿图1中的线III-III的剖视图；图4是沿图1中的IV-IV的剖视图；图5A到图5G是顺序示出根据本发明第一实施例的用于制造TFT基板的方法的剖视图；图6A到图6F是顺序示出根据本发明第一实施例的用于制造数据焊盘的方法的剖视图；图7A到图7E是顺序示出根据本发明第一实施例的用于制造栅极焊盘的方法的剖视图；以及图8是根据本发明第二实施例的平板显示器的剖视图。
具体实施例方式
现在将参考本发明的实施例，附图中示出了其的实例，全文中，相同的参考标号表示相同的元件。应理解，当提到诸如膜(层)元件形成(位于)在另一个元件上时，其可直接位于另一个元件上，或者在它们之间还可存在其他元件。
参考图2到图4，本发明的平板显示器(FPD)包括具有TFT的TFT基板100，TFT作为用于控制和驱动每个像素的开关和驱动器件。TFT基板100包括栅极焊盘147(图4)，以及接收外部施加的驱动或控制信号的数据焊盘123。
绝缘基板110表面上包括数据线120，其具有组成部分121和123；层间绝缘膜130，形成在数据线120上；栅极线140，其具有组成部分141、145和147，形成在层间绝缘膜130上；栅极绝缘膜150，形成在栅极线140上；透明电极层160，形成在栅极绝缘膜150上；以及有机半导体层170，形成在栅极绝缘膜150上。
绝缘基板110可由玻璃制成，或可由诸如聚碳酸酯(polycarbonate)、聚酰亚胺(polyimide)、聚醚砜(poly ethersulfone)、聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚乙烯(poly ethylene)、聚萘二甲酸乙二醇酯(poly ethylene naphthalate)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(poly ethylene terephthalate)等的塑料材料制成，以提供柔性显示器。虽然塑料绝缘基板对用于形成无机半导体和氧化层的温度表现出较差的耐热性，但是它与可在室温和大气压力下形成的有机半导体层170相一致。
形成在绝缘基板110上的数据线120包括沿一个方向延伸的数据线121以及用于接收外部提供的驱动或控制信号的数据焊盘123。数据线120可由较廉价的、良导电材料制成，诸如Al、Cr和Mo，或者由较昂贵的Au、Pt、Pd、ITO(氧化铟锡)和IZO(氧化铟锌)制成。数据线120可为包括至少一种上述材料的单层或多层。
根据本发明，为了保护栅极绝缘膜150不受在形成数据线过程中所使用的化学物质的影响，在数据线120上形成层间绝缘膜130，并覆盖数据线120。层间绝缘膜130由诸如SiNx或SiOx等的无机材料形成，以便使数据线120与栅极线140电绝缘。虽然附图中没有示出，但是层间绝缘膜130也可包括沉积在无机层上的有机材料膜。这个额外的厚有机膜还保护有机半导体层170不受在数据形成过程中所使用的化学物质或等离子体的影响，该化学物质或等离子体可通过下文将描述的接触孔131、151的间隙或通过层间接触面流入到有机半导体层170内。
层间绝缘膜130形成有第一接触孔131和132，以暴露数据线120。换言之，如图2中所示，层间绝缘膜130形成有第一孔131，且如图3所示，形成有孔132，以分别露出数据线121和数据焊盘123。栅极线145形成在层间绝缘膜130上。如图1中所示，栅极线140包括栅极线141，其与数据线121形成交叉并限定像素区域。在栅极线141末端处形成的栅极焊盘147用于接收外部的驱动或控制信号。栅电极145作为栅极线141的分支，在对应于有机半导体层170的位置处形成。连接件143、144形成在第一接触孔131、132的一部分中。层间绝缘膜130形成在第一接触孔131、132的周围。栅极线140也可包括Al、Cr、Mo、Au、Pt、Pd等中的至少一种，并且为单层或多层。
栅极绝缘膜150形成在栅极线140上，并由诸如BCB(苯并环丁烯)等的厚有机膜制成，以用来保护有机半导体层170不受化学侵蚀。栅极绝缘膜150可为由有机膜和无机膜制成的双层，其中无机膜由SiNx制成。
第二接触孔151(最好见图8)、和152(最好见图6E和6F)形成在栅极绝缘膜150中，以露出连接件143(最好见图5E)和144(最好见图6F)，且第三接触孔153(最好见图4、图7D和图7E)露出栅极焊盘147。
如图2中所示，位于数据线121上的连接件143由于数据线121具有台阶状部分而具有台阶状部分。第二接触孔151位于连接件143的上部之上。如图3所示，形成用于连接数据焊盘123的第二接触孔152，以露出覆盖了层间绝缘膜140的连接件144。
然而，传统方法中，第二接触孔151、152形成在对应于第一接触孔131、132的区域上。因此，要蚀刻图2中所示的从栅极绝缘层150到数据线121的厚度d1和图3中所示的从栅极绝缘膜150到数据焊盘123的厚度d2，以便露出数据线121和数据焊盘123。
特别地，如果使用厚栅极绝缘膜150保护有机半导体层170，那么就可能存在不充分的蚀刻裕量(etching margin)，从而导致在透明电极层160与数据线120之间接触不良。同时，通过同一蚀刻处理同时形成第二接触孔151、152和第三接触孔153。
根据本发明，仅从栅极绝缘膜150为起点蚀刻厚度d3(图4)，以形成露出栅极焊盘147的第三接触孔153。随后，从栅极绝缘膜150为起点蚀刻厚度d1(图2)和d2(图3)以分别形成第二接触孔151、152。
换句话说，如果蚀刻均匀性不是很好，那么到数据线120的厚度d1、d2以及到栅极焊盘147的厚度d3可能会不同，尤其是当蚀刻裕量由于有机栅极绝缘膜150较厚而不充分时。这将导致数据线120与透明电极层160之间接触不良。同样，如果蚀刻处理过度，栅极焊盘147也会受到不利影响。
因此，根据本发明，不在对应于第一接触孔131、132的区域上形成第二接触孔151、152(图2和图3)。而是在栅极绝缘膜150上形成第二接触孔151、152，其中栅极绝缘膜150的厚度d4、d5基本上等于栅极绝缘膜150在第三接触孔153处的厚度d3。换句话说，在第一接触孔131、132附近形成第二接触孔151、152，以在剖视图中彼此形成台阶形状。因此，不均匀蚀刻问题由于在数据线120处的蚀刻厚度d4、d5基本上等于数据焊盘147处的厚度d3而得以避免。
特别地，即使栅极绝缘膜150是由厚有机膜制成，在数据焊盘147和数据线120处的蚀刻裕量也是相似的。因此，减少了在数据线120与透明电极层160之间的接触不良。同样，栅极焊盘147过度蚀刻导致的问题也减少了。另外，由于数据焊盘123的截面随着第一接触孔132与第二接触孔152呈阶梯形状而具有台阶形状，所以数据焊盘123能够可靠地接触。同样，当保留有机膜时，改良了数据焊盘123与OLB(外部引线接合)之间的接触。
如图2中所示，透明电极层160形成在栅极绝缘膜150上。透明电极层160通过第二接触孔151与连接件143连接，其包括源电极161，与有机半导体层170部分接触；漏电极163，通过在其间插入有机半导体层170与源电极161分离；以及像素电极169，位于像素区域中以便与漏电极163连接。
如图1中所示，透明电极层160还包括数据焊盘接触件167，与数据焊盘123连接；以及栅极焊盘接触件165，其通过第三接触孔153与栅极焊盘147连接。
透明电极层160由透明导电材料制成，诸如ITO、IZO等。源电极161通过第二接触孔151与数据线121物理连接以及电连接，以便接收图像信号。漏电极163与源电极161分离，以便限定沟道区A。漏电极163连同源电极161一起形成TFT。TFT充当控制和驱动每个像素电极169的工作的开关和驱动器件。
有机半导体层170位于形成在栅极绝缘膜150中的栅电极145上。有机半导体层170覆盖沟道区A以及露出的源电极和漏电极161和163。有机半导体层170可由并五苯(其具有彼此链接的5个苯环)、苝四羧酸二酐(perylenetetracarboxlic dianhidride，PTCDA)、低聚噻吩(oligothiophene)、聚噻吩、聚噻吩乙烯(polythienylenevinylene)等形成，也可由现有的一种有机半导体材料形成。有机TFT、数据焊盘、和栅极焊盘可如上该形成。可通过公知方法来制造包括有机TFT的FPD，诸如液晶显示装置、有机场致发光显示装置、或无机场致发光显示器等。
钝化层180(图2)形成在有机半导体层170上。钝化层180用于防止有机半导体层170的劣化。其由诸如PVA(聚乙烯醇)的有机材料形成。钝化层190还可形成在第二接触孔151、152和第三接触孔153上，其中钝化层190覆盖有机半导体层170。
以下，将参考图5A到图7E描述制造具有有机TFT的FPD的方法。图5A到图5G是顺序示出根据本发明第一实施例的用于制造TFT基板的方法的剖视图，图6A到图6F是顺序示出根据本发明第一实施例的用于制造数据焊盘的方法的剖视图，以及图7A到图7E是示出根据本发明第一实施例的用于制造栅极焊盘的方法的剖视图。
如图5A、图6A、和图7A所示，制备绝缘基板110，其包括诸如玻璃、石英、陶瓷、塑料等的绝缘材料。优选地，采用塑料基板制造柔性FPD。接下来，如图5B和图6B所示，在通过使用溅射法等将数据线材料沉积在绝缘基板110上之后，通过光刻处理形成数据线121和数据焊盘123。
如图5C、图6C、和图7C所示，将包括诸如SiNx、SiOx等的无机材料，或诸如BCB的有机材料的层间绝缘材料涂布在绝缘基板110和数据线120上，以形成层间绝缘膜130。如果层间绝缘材料是有机材料，那么层间绝缘膜130可通过旋涂或狭缝涂布(slitcoating)法等形成。如果层间绝缘材料是无机材料，那就可以通过化学汽相沉积(CVD)、等离子体增强型化学汽相沉积(EP-CVD)等方法形成。如上所述，有机膜以及无机膜都可用作层间绝缘膜130。
如图5C和图6C所示，第一接触孔131、132通过使用感光有机膜等作为掩模的蚀刻处理形成。接下来，如图5D、图6D、和图7C所示，在通过溅射法将包括Al、Cr、Mo、Au、Pt、Pd等中至少一种的栅极线材料等沉积在层间绝缘膜130上之后，通过光刻处理形成栅极线141、连接件143、144、栅电极145、和栅极焊盘147。此处，连接件143、144通过第一接触孔131、132与数据线120相接触，并定位于形成在数据线120的边缘的层间绝缘膜130上。
接下来，通过旋涂或狭缝涂布法等，在栅极线140和层间绝缘膜130上，形成由诸如BCB等有机材料形成的厚栅极绝缘膜150。如图5E、图6E、和图7D所示，通过使用感光有机膜作为掩模的蚀刻处理，在栅极绝缘膜150中形成第二接触孔151、152和第三接触孔153。
如图5F、图6F、和图7E所示，通过溅射法或蒸发法将诸如ITO或IZO的透明导电金属氧化物材料(透明导电材料)涂布在栅极绝缘膜150上，然后通过使用光刻处理或蚀刻处理形成透明电极层160。透明电极层160通过第二接触孔151与连接件143连接，其包括源电极161，其与有机半导体层170至少部分接触；漏电极163，通过在其间插入有机半导体层170与源电极161分离；以及像素电极169，位于像素区域中以便与漏电极163连接。如图6F和图7E所示，透明电极层160还包括与数据焊盘123连接的数据焊盘接触件167；以及栅极焊盘接触件165，其通过第三接触孔153与栅极焊盘147连接。
如图5G所示，有机半导体材料通过汽相方法形成在透明电极层160上。接下来，通过旋涂或狭缝涂布法将有机材料或感光有机膜形成在有机半导体材料上。
如图2中所示，形成有机半导体层170和在有机半导体层170上部中形成钝化层180。此处，钝化层180可通过光刻处理形成，接下来，可通过光刻处理形成有机半导体层170。可选地，可通过有机半导体层170和钝化层180一次光刻处理形成。
如图1到图4所示，有机钝化膜190还形成在第三接触孔153和第二接触孔151、152上。有机钝化膜190覆盖有机半导体层170。在钝化膜190由感光有机膜构成的情况下，钝化膜190可通过涂布、曝光和显影处理形成。在钝化膜190由诸如氮化硅的无机膜构成时，其可通过沉积和光刻处理的方法形成。有机TFT、数据焊盘、和栅极焊盘可如上所述形成。可通过公知方法制造包括有机TFT的FPD，诸如液晶显示装置、有机场致发光显示装置、或无机场致发光显示器等。
以下，将参考图8描述本发明的第二实施例，其中相同的标号用于表示与第一优选实施例相同的元件，并不再给出这些元件的详细描述。在第一实施例中，有机半导体层170通过蒸发和光刻处理形成。然而，第二实施例使用了喷墨方法。
如图8中所示，形成隔墙185，其中隔墙185包围由源电极161和漏电极163所限定的沟道区A，并分别暴露源电极161与漏电极163的至少一部分。隔墙185通过使用感光有机材料曝光和显影处理形成，并可通过公知方法形成。如图8中所示，通过使用形成的隔墙185，在沟道区A处喷射有机半导体材料。有机半导体材料可根据所使用的溶剂而采用水性的(aqueous)或油性的(oleaginous)。通过溶剂去除工艺来处理有机半导体材料，以形成有机半导体层170。接下来，将钝化层溶液喷射到有机半导体层170上。钝化层溶液也可根据所使用的溶剂而采用水性的或油性的。通过溶剂去除工艺来处理钝化层溶液，以形成具有平坦表面的钝化层180。
根据本发明的平板显示器可用于显示装置，诸如液晶显示器或有机发光二极管。有机发光二极管是使用有机材料的自发光器件，有机材料通过接收电信号来发光。在有机发光二极管中，分层为阳极层(像素电极)、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、和阴极层(反向相对电极)。根据本发明的漏电极电连接到阳极层以便能够施加数据信号。
尽管已示出并描述了本发明的一些实施例，但本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的原理和精神、所附的权利要求及其等价物的范围内，对本发明的实施例做出各种改变。
权利要求
1.一种平板显示器，包括绝缘基板；数据线，形成在所述绝缘基板上；层间绝缘膜，其形成在所述数据线上，具有露出所述数据线的第一接触孔；连接件，形成在所述第一接触孔的一部分中；栅极绝缘膜，其形成在所述连接件上，具有露出所述连接件的第二接触孔；以及有机半导体层，形成在所述栅极绝缘膜上。
2.根据权利要求1所述的平板显示器，其中，所述数据线包括数据线和数据焊盘。
3.根据权利要求2所述的平板显示器，还包括透明电极层，形成在所述栅极绝缘膜上，其中，所述透明电极层包括源电极，通过所述第二接触孔与所述连接件连接，并接触到所述有机半导体层的至少一部分；漏电极，通过所述有机半导体层与所述源电极分离；以及像素电极，连接到所述漏电极。
4.根据权利要求3所述的平板显示器，其中，所述透明电极层还包括连接到所述数据焊盘的数据焊盘接触件。
5.根据权利要求1所述的平板显示器，其中，所述栅极绝缘膜由有机材料构成。
6.根据权利要求1所述的平板显示器，其中，所述连接件由所述第二接触孔露出的高度大于所述连接件形成在所述第一接触孔上的高度。
7.根据权利要求1所述的平板显示器，还包括形成在与所述连接件相同的层上的栅电极，其中所述栅电极位于所述有机半导体层的下部中。
8.根据权利要求3所述的平板显示器，还包括栅极线，与所述数据线形成交叉以限定像素区域；以及栅极焊盘，其设置在所述栅极线的端部，其中所述栅极线和所述栅极焊盘形成在与所述连接件相同的层上。
9.根据权利要求8所述的平板显示器，其中，露出所述栅极焊盘的第三接触孔形成在设置在所述栅极焊盘上的所述栅极绝缘膜上。
10.根据权利要求9所述的平板显示器，其中，所述透明电极层还包括栅极焊盘接触部分，其通过所述第三接触孔连接到所述栅极焊盘。
11.根据权利要求3所述的平板显示器，其中，所述透明电极层由氧化铟锡和氧化铟锌中的一种构成。
12.根据权利要求1所述的平板显示器，还包括钝化层，其形成在所述有机半导体层上。
13.根据权利要求9所述的平板显示器，其中，所述栅极绝缘膜上形成所述第二接触孔处的厚度与所述栅极绝缘膜上形成所述第三接触孔处的厚度基本上相同。
14.一种用于制造平板显示器的方法，包括以下步骤提供绝缘基板；在所述绝缘基板上形成数据线；在所述数据线上形成层间绝缘膜，所述层间绝缘膜具有露出所述数据线的第一孔；在所述第一接触孔的一部分中形成连接件；在所述第一接触孔周围形成层间绝缘膜；在所述连接件上形成栅极绝缘膜，所述栅极绝缘膜具有露出所述连接件的第二接触孔；以及在所述栅极绝缘膜上形成有机半导体层。
15.根据权利要求14所述的用于制造平板显示器的方法，还包括以下步骤当形成所述连接件时，在对应于所述有机半导体层的位置上形成栅电极。
16.根据权利要求14所述的用于制造平板显示器的方法，还包括以下步骤形成透明电极层，其通过所述第二接触孔连接到所述连接件。
17.根据权利要求14所述的用于制造平板显示器的方法，还包括以下步骤在所述有机半导体层上形成钝化层。
18.根据权利要求14所述的用于制造平板显示器的方法，其中，所述连接件具有不同的台阶状部分，所述第二接触孔形成为露出所述连接件的较大台阶状部分。
全文摘要
本发明提供一种平板显示器，包括绝缘基板；数据线，形成在绝缘基板上；层间绝缘膜，其形成在数据线上，具有露出数据线的第一接触孔；连接件，形成在第一接触孔的一部分中；层间绝缘膜，环绕第一接触孔；栅极绝缘膜，其形成在连接件上，具有露出连接件的第二接触孔；以及有机半导体层，形成在栅极绝缘膜上。
文档编号H01L21/84GK1897293SQ20061009877
公开日2007年1月17日 申请日期2006年7月14日 优先权日2005年7月14日
发明者崔泰荣, 金保成, 宋根圭, 洪雯杓 申请人:三星电子株式会社