专利名称：一种有源矩阵有机发光二极管面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种薄膜晶体管面板的制作方法，尤其涉及一种应用于有机发光二极管显示器，具有低温多晶硅薄膜晶体管的有机发光二极管面板的制作方法。
背景技术：
一般制造低温多晶硅薄膜晶体管(low temperature polycrystalline siliconthin film transistor，LTPS TFT)阵列的步骤需使用多达六至九道掩模来进行光刻工艺(photo-etching-process，PEP)，远较一般非晶硅薄膜晶体管(hydrogenated amorphous silicon thin film transistor，α-Si:H TFT)的五道掩模复杂且耗时。此外，在有源矩阵有机发光二极管面板(active matrix organiclight-emitting diode，AMOLED)的应用上，因为复杂的像素电路设计架构，所以必须利用低温多晶硅薄膜晶体管驱动阵列来制作，然其又因为多了一层定义像素电极发光区域的绝缘层(pixel define layer，PDL)，更使得所需掩模数增为七至十道。
请参阅图1，图1是应用在传统有机发光二极管面板的薄膜晶体管(TFT)的结构示意图。现有技术在制作有机发光二极管面板100时，先提供一个玻璃基板102，再依序沉积一缓冲绝缘层104和一层非晶硅薄膜(未显示)于玻璃基板102上，并经由准分子激光退火(excimer laser annealing，ELA)等工艺，使此非晶硅薄膜再结晶(recrystallize)成多晶硅薄膜。接着利用一第一掩模来进行第一光刻工艺(PEP)，以于多晶硅薄膜蚀刻出所需的有源层(activelayer)图案，之后再沉积一栅极绝缘层(gate insulator)108覆盖于有源层和缓冲绝缘层104表面。
然后再通过一金属沉积工艺和一使用第二掩模的第二光刻(PEP)来蚀刻出栅极金属110。随后即可利用栅极金属110作为自对准(self-alignment)屏蔽，对有源层106进行硼离子等离子注入工艺，以形成源极(source)103和漏极(drain)105。其中，现有技术另可视电路设计的需要，于各像素区中形成多晶硅下电极107和金属上电极111，并隔离以栅极绝缘层108，构成储存电容(storage capacitance，Cst)113。
接着沉积一层间绝缘层(inter-layer dielectric，ILD)，并覆盖栅极金属110、金属上电极111和栅极绝缘层108，再利用第三掩模来进行第三光刻(PEP)，用以去除源极103和漏极105上方的部份层间绝缘层112和栅极绝缘层108，以定义出通路孔(via hole)115。然后再进行另一金属沉积工艺，并利用第四掩模来进行第四光刻(PEP)，以蚀刻出信号线、漏极金属等金属层114在通路孔115表面上，且分别电连接源极103和漏极105。接着沉积一平坦化的钝化层(passivation layer)116于金属层114和层间绝缘层112之上，并利用第五掩模来进行第五光刻(PEP)，以去除电连接漏极105的金属层114上方的部分钝化层116。然后再形成氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)透明导电薄膜(未显示)于钝化层116上，并利用第六掩模来进行第六光刻(PEP)，以定义出适当大小的透明电极118，随后再进行一沉积工艺并利用第七掩模来进行第七光刻(PEP)以形成像素电极绝缘层(PDL)120。最后再于透明电极118表面形成发光二极管(未显示)，即完成现有技术中有机发光二极管面板100。
在现有技术中，必须利用七道掩模才能完成前述应用于薄膜晶体管阵列的制作，不但步骤繁琐、工艺复杂，而且多掩模数所导致的高成本及对位误差(misalignment)，也严重降低产能与成品率。因此如何缩减制作时的掩模数，已成为有机发光二极管显示器开发的重要课题之一。
发明内容
有鉴于此本发明提供了一种有源矩阵有机发光二极管面板的制作方法，以解决上述问题。
依照本发明最佳实施例所述，提供一种有源矩阵有机发光二极管面板的制作方法，其中包含提供基板，形成信号线与漏极金属于基板上，于基板上形成缓冲绝缘层，形成有源层于缓冲绝缘层上，沉积栅极绝缘层覆盖于有源层和缓冲绝缘层上，于有源层上方的栅极绝缘层表面形成栅极金属，进行离子注入源极和漏极，于栅极绝缘层中形成通路孔，形成透明电极于通路孔和栅极绝缘层表面，形成像素电极绝缘层于等透明电极上，以及形成发光二极管于透明电极上。
本发明改变了一般低温多晶硅薄膜晶体管阵列的液晶显示面板中金属线的位置结构，使栅极金属位于金属层上方，并省略现有技术的层间绝缘层的制作，更利用缓冲绝缘层与栅极绝缘层作为金属层和栅极金属之间的绝缘层，以避免其发生短路，而且本发明更省略钝化层的制作，使得掩模数目减少至六道，以达到降低成本与简化工艺的目标。
图1是现有技术中发光二极管面板的结构示意图。
图2至图8是本发明的发光二极管面板的工艺示意图。
主要组件符号说明100、800发光二极管面板102、202玻璃基板103、213源极104、206缓冲绝缘层105、215漏极106、208有源层107多晶硅下电极108、210栅极绝缘层110、212栅极金属111金属上电极112层间绝缘层113储存电容114、204金属层115通路孔116钝化层118、214透明电极120、216像素电极绝缘层217通路孔218发光二极管
具体实施例方式
图2至图8为依照本发明实施例的有源矩阵有机发光二极管面板(AMOLED)的工艺示意图。如图2所示，首先提供一个玻璃基板202当作下基板，再沉积一层第一金属薄膜(未显示)于玻璃基板202上，接着利用一第一掩模来对此第一金属薄膜进行第一光刻(PEP)，以形成信号线、漏极金属等的金属层204。
随后如第3图所示，于玻璃基板202的表面沉积一层缓冲绝缘层206并覆盖在金属层204之上。接着在缓冲绝缘层206上沉积一层非晶硅薄膜(未显示)，并藉由准分子激光等退火工艺，使此非晶硅薄膜再结晶成多晶硅薄膜。然后利用一第二掩模来对此多晶硅薄膜(未显示)进行第二光刻(PEP)，即可得到所需的有源层208的图案，且有源层208位于信号线、漏极金属的金属层204之间的缓冲绝缘层206上方，如图4所示。
接着，参阅图5，在有源层208和缓冲绝缘层206表面沉积一栅极绝缘层210。然后进行一第二金属薄膜沉积工艺，以于栅极绝缘层210表面形成一层第二金属薄膜(未显示)，并利用一第三掩模来进行第三光刻(PEP)，以蚀刻得到栅极金属212，如图6所示，随后即可利用栅极金属212作为自对准屏蔽，对有源层208进行硼离子离子注入工艺，以于有源层208中形成源极213和漏极215。
请注意到在本发明的最后实施例中，栅极金属212位于金属层204的上方，但是，在现有技术中金属层114位于栅极金属110的上方。
请参阅图7，接着利用一第四掩模来进行第四光刻(PEP)，蚀刻部份的栅极绝缘层210和缓冲绝缘层206，直至源极213、漏极215与金属层204表面，以分别于金属层204和漏极215与源极213上方形成多个通路孔217。然后形成一透明导电薄膜(未显示)例如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(indiumzinc oxide，IZO)，并覆盖于栅极金属212、金属层204、源极213、漏极215和栅极210上方，之后再利用一第五掩模对透明导电薄膜进行第五光刻(PEP)，以定义出适当大小的透明电极214，并利用透明电极214来电连接金属层204与源极213，以及电连接当作漏极金属的金属层204和漏极215。
然后请参阅图8，利用旋涂工艺将一层旋涂玻璃(spin on glass，SOG)材料，例如是二氧化硅或感光绝缘材料均匀涂布于透明电极214、栅极绝缘层210和栅极金属212之上，以形成一平坦化的像素电极绝缘层216，并且利用一第六掩模来进行第六光刻(PEP)，以蚀刻部分的像素电极绝缘层216并曝露出电连接漏极215的透明电极214。最后再于曝露出的透明电极214表面形成一有机发光二极管218，即完成本发明中的有机发光二极管面板800。其中，值得注意的是，本实施例的透明电极214的覆盖范围大于电连接漏极215的金属层204，所以有机发光二极管218的光线可以同时由上、下两方向发散，因此可形成一个底部发光(bottom emission)二极管面板或上、下发光的有机发光二极管面板。
相比于现有技术，由于本发明改变了一般低温多晶硅薄膜晶体管(LTPSTFT)阵列的液晶显示面板中金属线的位置结构，使栅极金属位于金属层上方，并省略现有技术的层间绝缘层的制作，更利用缓冲绝缘层与栅极绝缘层作为金属层和栅极金属之间的绝缘层，以避免其发生短路。再者，本发明的像素电极绝缘层利用的是旋涂玻璃材料，例如二氧化硅以旋涂方法完成，其平坦化结构更有利于后续工艺，而且本发明更省略钝化层的制作，使得掩模数目减少至六道，以达到降低成本与简化工艺的目标。此外，本发明的技术可应用于一般低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS TFT)阵列的液晶显示面板的工艺中，不但仅需六道掩模即可制备完成，而且更可利用电连接漏极的金属层与透明电极相对位置的不同，而分别制作反射式、透射式以及半透半反的液晶显示面板。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种有源矩阵有机发光二极管面板的制作方法，包含提供一基板；形成一金属层于该基板上；形成一缓冲绝缘层于该基板上并覆盖该金属层；形成一有源层于该缓冲绝缘层上；沉积一栅极绝缘层覆盖该有源层该缓冲绝缘层；于该有源层上方的该栅极绝缘层表面形成一栅极金属；利用该栅极金属作屏蔽对该有源层进行离子注入，以在该有源层中形成一源极和一漏极；蚀刻该栅极绝缘层和该缓冲绝缘层以在该金属层、该漏极及该源极上形成多个通路孔；于所述多个通路孔和该栅极绝缘层表面形成一透明电极；形成一像素电极绝缘层于该透明电极、该栅极金属和该栅极绝缘层上，蚀刻部分该像素电极绝缘层，以暴露部分该透明电极；以及在该透明电极上形成一发光二极管。
2.如权利要求1所述的制作方法，其中该基板包含有一透明玻璃基板、一本征基板、一可弯曲的塑料基板和一金属基板。
3.如权利要求1所述的制作方法，其中形成该金属层的方法还包含在该基板表面形成一第一金属薄膜；以及蚀刻该第一金属薄膜以形成第一金属层。
4.如权利要求1所述的制作方法，其中形成该有源层的方法还包含在该缓冲绝缘层表面沉积一非多晶硅薄膜；对该非多晶硅薄膜进行一再结晶工艺，以使该非多晶硅薄膜转成为一多晶硅薄膜；以及蚀刻该多晶硅薄膜，以形成该有源层。
5.如权利要求1所述的制作方法，其中形成该栅极金属的方法还包含在该栅极绝缘层表面形成一第二金属薄膜；以及蚀刻该第二金属薄膜以形成该栅极金属。
6.如权利要求1所述的制作方法，其中形成该透明电极与该像素电极绝缘层的方法还包含在该栅极绝缘层以及该栅极金属表面形成一透明导电薄膜；蚀刻该透明导电薄膜，以形成该透明电极；以及利用一旋涂工艺在该透明电极、该栅极绝缘层及该栅极金属上形成该像素电极绝缘层；以及在该栅极绝缘层上形成该透明电极。
7.如权利要求6所述的制作方法，其中电连接该漏极的该透明电极覆盖范围大于该漏极金属，以使该有源矩阵有机发光二极管面板形成一个底部发光二极管面板或上、下发光的有机发光二极管面板。
8.如权利要求6所述的制作方法，其中该透明导电薄膜为氧化铟锡及氧化铟锌其中之一。
9.如权利要求1所述的制作方法，其中该像素电极绝缘层通过旋涂二氧化硅形成。
全文摘要
本发明提供一种有源矩阵有机发光二极管面板的制作方法，包含提供基板，形成信号线与漏极金属于基板上，于基板上形成缓冲绝缘层，形成有源层于缓冲绝缘层上，沉积栅极绝缘层覆盖于有源层和缓冲绝缘层上，于有源层上方的栅极绝缘层表面形成栅极金属，进行离子注入源极和漏极，于栅极绝缘层中形成通路孔，形成透明电极于通路孔和栅极绝缘层表面，形成像素电极绝缘层于透明电极上，以及形成发光二极管于透明电极上。
文档编号H05B33/10GK1925135SQ20051009960
公开日2007年3月7日 申请日期2005年8月30日 优先权日2005年8月30日
发明者陈振铭 申请人:中华映管股份有限公司