专利名称：有机发光二极管显示设备、其制备方法和母基板的制作方法
技术领域：
本发明的各方面涉及有机发光二极管(0LED)显示设备、其制备方法和母基板，其 中非像素区的绝缘层被去除以防止基板由于在结晶处理期间在高温下进行的退火处理而 弯曲和变形。
背景技术：
通常，多晶硅可适用于高场效应迁移率和高运算电路，并且能够构成CMOS电路， 从而被广泛用于薄膜晶体管的半导体层。使用多晶硅层的薄膜晶体管通常被用作有源矩阵 液晶显示器(AMLCD)的有源元件以及有机发光二极管(0LED)的切换元件和驱动元件。
制备用于薄膜晶体管的多晶硅层的方法包括直接沉积法、利用高温热处理的技术 以及激光热处理方法。尽管激光热处理方法使得能够实现低温处理和高场效应迁移率，但 激光热处理要求高价激光设备，因而正在研究能取代常规技术的技术。 目前，正在对利用金属使多晶硅结晶的方法进行广泛研究，这是因为与固相结晶 (SPC)法相比，能够在较短时段内在较低温度下进行结晶。利用金属使多晶硅结晶的方法被 分类为金属诱导结晶(MIC)法和金属诱导侧向结晶(MILC)法。然而，这些利用金属的方法 可能由于金属污染而使薄膜晶体管的设备特性恶化。 同时，为了减少金属量和形成高品质的多晶硅层，开发了 一种方法，在该方法中， 用离子注入机调整金属离子浓度，使得由高温热处理、用激光进行的快速热处理或辐射形 成高品质多晶硅层。同样，还开发了另一方法，在该方法中，为了利用MIC方法使多晶硅层 的表面平面化，将各种有机层与液化金属进行混合以利用旋涂方法沉积薄膜，而后执行退 火处理以进行结晶。然而，在这样的结晶方法中，表现出了大尺度、均匀晶粒方面的问题，这 些问题是多晶硅层的最重要问题。 为了克服这样的问题，已经开发了一种利用压盖层(capping layer)通过结晶方 法制备多晶硅层的方法(韩国专利公开No. 2003-0060403)。该方法为超晶粒硅(SGS)方 法，其中多晶硅层形成于基板上，压盖层形成在其上，金属催化剂层置于压盖层上，并且金 属催化剂凭借退火处理或激光通过压盖层扩散到多晶硅层以形成种子，以便获得多晶硅 层。在这些结晶方法中，由于这些金属催化剂通过压盖层被扩散，所以能够防止不必要的金 属污染。 然而，利用MIC方法、MILC方法或SGS方法形成多晶硅层要求在高温下执行退火 处理，并且这可能造成形成为与基板尺寸相同的绝缘层收縮，并且基板可能被弯曲。此外， 绝缘层的收縮可能造成设备故障。
发明内容
本发明的一方面提供了一种有机发光二极管(0LED)显示设备、其制备方法和母 基板，其中非像素区有选择地被去除，以便防止基板由于用于结晶的退火处理而弯曲，从而 防止在制造该设备时对该基板造成损坏。
根据本发明的另一方面，一种0LED显示设备包括基板，包括像素区和非像素区； 缓冲层，置于该基板上；半导体层，置于该缓冲层上，并且包括沟道区和源极区/漏极区；栅 极电极，被放置为对应于该半导体层的沟道区；栅极绝缘层，将该半导体层与该栅极电极绝 缘；源极电极/栅极电极，电连接到该半导体层的源极区/漏极区；以及中间绝缘层，将该 栅极电极与该源极电极/漏极电极绝缘，其中该缓冲层、该栅极绝缘层或该中间绝缘层在 该非像素区上的部分被去除，并且该部分地被去除的区域为该0LED显示设备的面板区域 的8%到40%。 本发明的其它方面和/或优点将在接下来的描述中部分地进行阐述，并且部分地 根据该描述将会明显，或者可以由本发明的实践来获知。
结合附图，本发明的这些和/或其它方面和优点将从下列实施例的描述变得明白
和更容易理解，在附图中 图1A到图1E示出根据本发明的一方面的有机发光二极管(0LED)显示设备；以及
图2是根据本发明的一方面的母基板的俯视图。
具体实施例方式
现在详细提及本发明的实施例，在附图中示出这些实施例的实例，其中在整个申
请文件中，相同的附图标记指相同的元件。为了说明本发明的实施例，下面参见附图描述这
些实施例。〈实例> 图1A、1C和1D是根据本发明的一方面的有机发光二极管(0LED)显示设备的横截 面视图，并且图1B是根据本发明的一方面的像素的俯视图。在下文中，应该理解的是，在谈 到一层"形成于"或"置于"第二层上的情况下，第一层可以直接形成于或置于第二层上，或 者在第一层和第二层之间可以有插入层。此外，如这里所使用的，术语"形成于...上"与 "位于...上"或"置于...上"具有相同的意思而被使用，并且不意味着限于任何特定的制 备过程。 参见图1A，包括像素区a和非像素区b的基板100被形成，并且缓冲层110形成于 基板100上。基板100可以是由玻璃制成的绝缘基板，并且缓冲层110用于保护半导体层 不会遭受到基板100产生的杂质。缓冲层110可以由SiOySiN,或它们的化合物形成。
非晶硅层120形成于缓冲层110所形成在的基板的整个表面上。非晶硅层120可 通过执行化学汽相沉积(CVD)方法来形成。 然后，非晶硅层120和缓冲层110的对应于非像素区b的部分被去除。这是因为 在非晶硅层120的结晶期间进行高温加热，并且具有与基板IOO相同区域并且直接粘结于 基板100上的缓冲层110收縮，并且牵引基板100使得基板100弯曲。因此，即使在缓冲层 110的边缘被去除时缓冲层110也收縮，牵引基板100的问题可以在某种程度被克服。结 果，可以降低该基板的弯曲程度。 参见图1B，缓冲层的被去除的区域被限于满足从位于像素区的外面的非像素区b 的最外面的边缘到像素区a的外边缘的范围的要求的区域，并且缓冲层的被去除的区域是面板区域的8%到40%。这是因为当在非像素区b上的被去除缓冲层的区域小于8X时，该 层的被去除的量是如此的小，以致于虽然非像素区b上的缓冲层被去除，但缓冲层仍对基 板有影响，使得基板仍然被弯曲。此外，为了使绝缘层作为设备运行，其区域应该是面板的 至少60%。因此，去除面板区域的40%或更少的绝缘层的区域是有利的。当绝缘层的区域 被去除面板区域的40%或更多时，像素区上的缓冲层可能被部分地去除，并且这可能造成 杂质等的渗透。 接下来，参见图1C，在如上所述形成非晶硅层120之后，将压盖层130形成于非晶 硅层120上。压盖层130可由氮化硅层或氧化硅层制成，并且可利用等离子体增强化学气 相沉积(PECVD)法来形成。 如下面将描述的，压盖层130被形成为使金属催化剂能扩散，并且可以形成为5A 到2000A的厚度。当压盖层的厚度为5A或更小时，控制金属催化剂的低浓度是困难的， 并且其厚度为2000A或更大时，扩散金属催化剂是困难的，因此压盖层被形成为这样的厚 度。同样，一般而言，氧化物层或氮化物层充当杂质扩散时的阻隔物，从而氧化硅或氮化硅 层的密度可以被降低以方便金属催化剂的扩散。 随后，金属催化剂层140被形成于压盖层130上。金属催化剂层140可以由镍制 成，并且可以通过喷射进行沉积。此外，金属催化剂层可以利用离子注入方法或利用等离子 体来形成。利用等离子体的方法包括将金属材料沉积在压盖层130上，并且将这些结果暴 露给等离子体，以便形成该金属催化剂层。 由这样的方法形成的金属催化剂层140可以被形成为2A或更小的厚度。当为了 控制金属催化剂的低浓度使金属催化剂零星地而非密集地沉积时，当所形成的金属催化剂 层140的厚度为2A或更大时，金属催化剂的浓度增加，使得控制低浓度是困难的。此外，硅 中的金属催化剂的浓度同样增加，因此晶体管的泄露电流增加，并且如下面描述的，多晶硅 层的晶粒大小被减小。 随后，利用诸如火炉、快速热退火(RTA)等等之类的加热设备在75(TC或更低的温 度下在基板100上执行退火处理几秒钟或几小时。 作为退火处理的结果，金属催化剂层140的金属催化剂扩散进非晶硅层120中，并 且退火处理被连续执行，以便非晶硅层120被结晶成多晶硅层。 接下来，参见图1D，压盖层130和金属催化剂层140被蚀刻和去除，以便可以防止 对结晶后的多晶硅层的不必要的金属污染。对多晶硅层进行图样化，并且通过离子注入处 理来形成源极区/漏极区150S和150D以及沟道层150C。也就是说，半导体层150被形成。
在将栅极绝缘层160形成于半导体层150上之后，将栅极电极170形成于栅极绝 缘层160上。然后，将中间绝缘层180形成于栅极电极170上。 同缓冲层IIO—样，栅极绝缘层160和中间绝缘层180可以由Si(^、SiN,或它们的 化合物来形成，并且这些层在非像素区b上的部分分别被去除。
随后，形成部分连接到半导体层150的源极电极/漏极电极190a和190b。
如上所述，薄膜晶体管被完成，其中分别去除了缓冲层110、栅极绝缘层160以及 中间绝缘层180的在非像素区b上的部分。 接下来，参见图1E，在形成薄膜晶体管之后，将保护层200形成于包括源极电极/ 漏极电极190a和190b在内的基板的整个表面上。随后，将平坦化层205和第一电极210
6形成于保护层200上。 随后，由像素限定层220来限定像素，而后形成包括有机发光层的有机层230。随 后，在基板的整个表面上形成第二电极240以完成包括薄膜器件的0LED显示设备。
同时，将参照下列的表1-1和1-2描述当根据本发明的示例性实施例执行或不执 行分别去除缓冲层110、栅极绝缘层160以及中间绝缘层180的在非像素区b上的部分的过 程时的基板的状态。 在下列表1-1和1-2中，示出了作为根据示例性实施例形成多晶硅层之后测量基 板状态的结果的数据。表1-1表示作为根据本发明的示例性实施例以及根据没有去除绝缘 层时的情况执行退火处理之前和之后(A :在执行退火处理之前，以及B :在执行退火处理之 后)测量的弯曲基板的高度的结果的数据。另外，表l-2表示作为根据本发明的示例性实施 例以及根据没有去除绝缘层时的情况执行退火处理之前和之后(A :在执行退火处理之前， 以及B :在执行处理退火之后)测量的弯曲基板的半径的结果的数据。
表1-1
AB
高度(jim)高度(pm)高度(pm)偏差
示例性实施例172.8567.73394.93
当没有去除绝缘层时129.89675.11545.22 参见表l-l，在具有730 X 920mm的母基板(根据本发明的示例性实施例从其中去 除了绝缘层的10% )的基板中，退火处理之前(A)基板的高度是172.8ym，并且退火处理 之后(B)基板的高度是567.73iim，从而它们的高偏差是394.93。同时，当没有去除绝缘层 时，退火处理之前(A)的128.89iim的高度和退火处理之后(B)的675. llym的高度的之 间的高度偏差是545. 22 m。因此，观测到的是，根据本发明的示例性实施例的在退火处理 之后的基板被弯曲得较小。还明显的是，当在退火处理之后(B)去除形成于非像素区上的 绝缘层时，基板被弯曲得较小。
表1-2
AB
半径(m)半径(m )半径(m)偏差
示例性实施例99.0330.1468.69
当没有去除绝缘层时131.7425.35106.39 随后，参见表l-2，当基板被弯曲时，弯曲的程度被认为是圆周，并且圆的半径被测 量。相应地，半径偏差越小，弯曲程度就越小。 在表1-2中，根据本发明的示例性实施例，当从730X920mm的母基板去除绝缘
7层的10%时，退火处理之前(A)的半径是99.03mm，并且在退火处理之后(B)，半径变成 30. 14m，所以半径减小了 6S.69m。同时在没有去除绝缘层时，退火处理之前(A)的半径为 131.74，并且在退火处理之后(B)，半径是25. 35m，所以半径减小了 106. 39m。如这些结果 所示，在本发明的示例性实施例中，观测到了 68. 69m的半径偏差，而在没有去除绝缘层的 情况下，观测到了 106.39m的半径偏差，从而根据本发明的各方面的半径偏差被减小。由此 可见，根据本发明的示例性实施例的基板的弯曲程度小于没有去除绝缘层的基板的弯曲程 度。 适用于OLED显示设备的方法可适用于母基板。母基板10包括多个像素20，并且 指被削边之前的基板。 图2是根据本发明的一方面的母基板的俯视图。 参见图2，将多个像素20形成于母基板10上。这时，将多个像素20放置为彼此分 隔开，并且在像素之间存在完成设备之后将被削边的划线a。 在像素20中形成OLED显示设备，其包括由栅极电极(未示出)、半导体层(未示 出)、源极电极/漏极电极(未示出)等等组成的薄膜晶体管，并且在作为像素20的外部区 域的非像素区中形成绝缘层30。这时，包括结晶处理等等的退火处理被执行，并且在从母基 板10中去除绝缘层30的在像素20的外部区域中的一部分后，退火处理被执行。
绝缘层30的从母基板10去除的区域被限定于满足从母基板10的最外面的边缘 b到沿着最外面的像素20进行限定的像素的最外面的边缘b'的范围的要求的区域内。多 个像素20之间的绝缘层30可被去除，并且绝缘层30将被去除的区域对应于母基板10的 总区域的8%到40%。母基板10的绝缘层30可由氧化硅层、氮化硅层或它们的化合物形 成。 下面提供绝缘层30的被去除的区域应该是母基板的区域的8%到40%的原因。当 绝缘层30的从母基板10去除的区域小于母基板的8%时，被去除的量是如此的小，以致于 由退火处理造成的绝缘层30的收縮对基板具有影响，并且基板仍然被弯曲，无论绝缘层30 的去除如何。而且，例如在具有730X920的尺寸的母基板10上形成多个2英寸、4英寸或 15英寸面板的处理中，观测到的是，在2英寸像素的情况下，绝缘层的35%被去除，在4英 寸像素的情况下，绝缘层的40%被去除，以及在15英寸像素的情况下，绝缘层的35%被去 除。如果绝缘层被去除了与以上百分数相比更大的百分数，则杂质可能渗透，并且绝缘特性 可能无法被保证，所以绝缘层被去除的最大区域可以是40%或更低。 因此，本发明的上述方面提供了其中绝缘层的一部分被去除的OLED显示设备、其 制备方法以及母基板，以便在制造OLED显示设备时由在高温下执行的退火处理所造成的 基板的弯曲能够被减轻，并且故障能够被减少。 尽管根据本发明的各方面主要描述了利用SGS方法的结晶，不过也能够应用其中 利用金属催化剂来执行结晶的MIC和MILC。 根据本发明的各方面，为了防止基板在被执行用来产生精良设备的利用金属催化 剂的结晶处理中由于在高温下执行退火处理而引起的弯曲，形成基板的绝缘层被部分去除 的结构。因此，虽然在高温下执行的退火处理造成了绝缘层收縮，不过基板可以弯曲得较 小。此外，在形成设备的处理中可防止故障。 虽然已经参照本发明的某些示范性实施例描述了本发明的各方面，不过本领域技术人员将会理解的是，可以对本发明的各方面进行各种修改和变更，而不脱离所附权利要 求及其等同物所限定的本发明各方面的精神或范围。
权利要求
一种有机发光二极管显示设备，包括基板，包括像素区和非像素区；缓冲层，置于该基板上；半导体层，置于该缓冲层上，并且包括沟道区和源极区/漏极区；栅极电极，被放置为对应于该半导体层的沟道区；栅极绝缘层，将该半导体层与该栅极电极绝缘；源极电极/漏极电极，电连接到该半导体层的源极区/漏极区；中间绝缘层，将该栅极电极与该源极电极/漏极电极绝缘；以及第一电极、有机层和第二电极，电连接到该源极电极/漏极电极，其中该缓冲层、该栅极绝缘层或该中间绝缘层的区域从该非像素区部分地被去除，并且该部分地被去除的区域为面板区域的8％到40％。
2. 根据权利要求1所述的有机发光二极管显示设备，其中该部分地被去除的区域在从该非像素区的外边缘到该像素区的外边缘的范围的区域内。
3. 根据权利要求1所述的有机发光二极管显示设备，其中该部分地被去除的区域由氧化硅层或氮化硅层形成。
4. 根据权利要求1所述的有机发光二极管显示设备，其中该半导体层包含金属颗粒。
5. 根据权利要求1所述的有机发光二极管显示设备，其中该缓冲层、该栅极绝缘层和该中间绝缘层由Si02、 SiNx或其化合物形成。
6. —种制备有机发光二极管显示设备的方法，包括形成包括像素区和非像素区的基板；将缓冲层形成于该基板上；将非晶硅形层成于该缓冲层上；去除该缓冲层和该非晶硅层的置于该非像素区上的区域；对该基板进行退火以将该非晶硅层结晶成多晶硅层；对该多晶硅层进行图样化以形成半导体层；将栅极绝缘层形成于该基板的整个表面上；将栅极电极形成为对应于该半导体层；将中间绝缘层形成于该基板之上；对该栅极绝缘层和该中间绝缘层进行图样化，使得该栅极绝缘层和该中间绝缘层的置于该非像素区上的区域被去除；以及形成部分连接到该半导体层的源极电极/漏极电极，并且形成电连接到该源极电极/漏极电极的第一电极、有机层和第二电极，其中该缓冲层、该栅极绝缘层或该中间绝缘层的从非像素区被去除的区域是面板区域的8%到40%。
7. 根据权利要求6所述的制备有机发光二极管显示设备的方法，包括将压盖层形成于该非晶硅层上；将金属催化剂层形成于该压盖层上；以及去除该压盖层和该金属催化剂层。
8. 根据权利要求6所述的制备有机发光二极管显示设备的方法，其中该缓冲层的被去除的区域在从该非像素区的外边缘到该像素区的外边缘的范围的区域内。
9. 根据权利要求6所述的制备有机发光二极管显示设备的方法，其中在75(TC或更低 的温度下执行该退火处理几秒钟到几小时。
10. 根据权利要求6所述的制备有机发光二极管显示设备的方法，其中该缓冲层、该栅 极绝缘层和该中间绝缘层由包括氮化硅、氧化硅或其化合物的材料形成。
11. 根据权利要求7所述的制备有机发光二极管显示设备的方法，其中该压盖层具有 在从5A至U2，000A的范围的厚度。
12. 根据权利要求7所述的制备有机发光二极管显示设备的方法，其中该金属催化剂层具有2A或更小的厚度。
13. 根据权利要求7所述的制备有机发光二极管显示设备的方法，其中该金属催化剂 层由镍形成。
14. 一种母基板，包括 具有多个像素的基板；以及置于该基板上并且置于所述像素的外面的绝缘层，其中该绝缘层的位于该基板中的最 外面像素的外面的区域被去除。
15. 根据权利要求14所述的母基板，其中该绝缘层的被去除的区域在该基板的最外面 边缘和该最外面像素之间。
16. 根据权利要求15所述的母基板，其中该绝缘层的被去除的区域为该母基板的8% 到40%。
17. 根据权利要求15所述的母基板，其中该绝缘层的被去除的区域包括该绝缘层的在 像素之间的部分。
18. 根据权利要求14所述的母基板，其中该绝缘层由包括氮化硅、氧化硅或其化合物 的材料形成。
全文摘要
本发明提供一种有机发光二极管(OLED)显示设备、其制备方法和母基板，其中该OLED显示设备包括基板，包括像素区和非像素区；缓冲层，置于该基板上；半导体层，置于该缓冲层上，并且包括沟道区和源极区/漏极区；栅极电极，被放置为对应于该半导体层的沟道区；栅极绝缘层，将该半导体层与该栅极电极绝缘；源极电极/漏极电极，电连接到该半导体层的源极区/漏极区；以及中间绝缘层，将该栅极电极与该源极电极/漏极电极绝缘，其中该缓冲层、该栅极绝缘层和该中间绝缘层的在该非像素区上的区域分别被去除，并且该部分地被去除的区域为面板区域的8％到40％。
文档编号H01L21/82GK101752406SQ200910260660
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月18日 优先权日2008年12月18日
发明者任章淳, 卢智龙, 尹汉熙, 李吉远, 梁泰勋 申请人:三星移动显示器株式会社