結合有機發光二極管利用集成氧化鋅行和列驅動器的方法和顯示器的制作方法

專利名稱：結合有機發光二極管利用集成氧化鋅行和列驅動器的方法和顯示器的制作方法
技術領域：
本發明涉及包括包含在顯示器底板上的電路的顯示器。尤其是，本發明涉及顯示器的底板，其中在底板的電路中包括行和列驅動器以控制像素晶體管，以及在該電路中包括有機發光二極管作為由像素晶體管激發的像素元件。
背景技術：
顯示器底板是顯示裝置例如液晶顯示器(LCD)、有機發光二極管(OLED)顯示器或者其它顯示技術中的重要部件。顯示器底板包括提供平臺以在其上創建電路使顯示屏顯示圖像的基板。一般，底板包括像素晶體管陣列，其給像素元件(例如OLED單元)陣列提供電信號，以使圖像元素或像素產生形成供觀看的圖像的光。附加電路包括行和列驅動器，并且一般與底板分開設置。行和列驅動器解碼輸入的視頻數據以單獨激活像素晶體管，從而單獨控制像素。
因為在一般情況下像素晶體管位于底板本身上，像素晶體管形成為薄膜晶體管(TFT)，因此實現極薄的顯示屏，例如用于薄屏計算機和電視監視器、電話機和其它小型裝置。因為在一般情況下行和列驅動器不位于底板上，它們不必是TFT。然而，行和列驅動器占用分離的空間，例如在安置在顯示電路板上的集成電路芯片上。
行和列驅動器與底板陣列之間的互連可能是復雜的。隨著行和列數目的增加，互連密度增加。甚至當行和列驅動器是粘接到玻璃的硅芯片時，該互連的復雜程度會成為限制因素。
希望在一些顯示屏應用中消除行和列驅動器芯片所需要的空間或使其用于其它目的和/或使行和列驅動器與像素晶體管極接近。因此，希望連同像素晶體管將行和列驅動器直接移到底板上。然而，行和列驅動器必須有非常快的開關性能，由此利用低遷移率半導體溝道的常規TFT結構例如非晶硅是有問題的。
尤其是對于基于OLED的顯示器，具有包括盡可能大的電子遷移率的半導體的TFT是有利的。通常，電子遷移率直接影響晶體管的速度和/或者晶體管的大小。例如非晶硅的半導體具有0.5cm2/V-sec級的場效應遷移率。例如多晶硅的材料具有更高的遷移率(大于20cm2/V-sec)，然而需要更高的處理溫度和更復雜的制造工序。

發明內容
本發明的實施例通過提供利用在顯示器基板上提供利用整體集成的(也就是，同時圖案化和通過基本相同的工藝)行和列驅動器與像素晶體管的顯示器和方法，同時還采用OLED作為前板元件，來解決這些和其它的問題。行和列驅動器以及像素晶體管都構造為具有氧化鋅(ZnO)溝道的TFT，其具有足夠高的遷移率來獲得恰當譯碼顯示信號和激發OLED像素所必需的開關速度。ZnO行和列驅動器尋址ZnO像素晶體管，該像素晶體管激發陣列中的OLED從而在顯示屏上形成圖像。可以通過包括多孔掩模例如可重新配置的聚合多孔掩模的工藝來圖案化TFT。替代地，可以通過光刻來圖案化TFT。
一個實施例是包括底板基板的顯示器。在底板基板上圖案化一組包括ZnO溝道的薄膜晶體管行和列驅動器。另外，一組包括ZnO溝道的像素薄膜晶體管與在底板基板上的該組行和列驅動器薄膜晶體管整體集成。在底板基板上圖案化一組有機發光二極管。通過該組中對應的一個或多個像素薄膜晶體管激發包括疊層的每個有機發光二極管來發光，并通過該組薄膜晶體管行和列驅動器尋址該對應的一個或多個像素薄膜晶體管。
另一個實施例是一種制造顯示器的方法。該方法包括在底板基板上圖案化一組ZnO溝道薄膜晶體管行和列驅動器。該方法進一步包括在底板基板上圖案化一組ZnO溝道像素薄膜晶體管，以使得該像素薄膜晶體管與薄膜行和列驅動器電連接。該方法還包括圖案化與像素薄膜晶體管電連接的一組有機發光二極管。每個有機發光二極管包括層的疊層。
另一個實施例是一種制造視頻顯示器底板的方法。該方法包括利用聚合多孔掩模來限定在底板基板上的ZnO溝道行和列驅動器和ZnO溝道像素薄膜晶體管。該方法進一步包括利用聚合多孔掩模來限定在底板基板上的有機發光二極管。


圖1示例了可用來在公共基板上構造ZnO行和列驅動器、ZnO像素晶體管和OLED的多孔掩模工藝。
圖2示例了具有驅動頂部發射OLED疊層的ZnO TFT像素晶體管的基板的一個實例的截面圖，該頂部發射OLED疊層背離基板發射光。
圖3示例了具有驅動底部發射OLED疊層的ZnO TFT像素晶體管的基板的另一個實例的截面圖，該底部發射OLED疊層穿過基板發射光。
圖4是形成顯示器單個像素的ZnO像素晶體管和OLED電路的一個單元的示例性實例。
圖5是形成顯示器像素陣列的ZnO像素晶體管和OLED電路的單元陣列的示例性實例。
圖6是形成顯示器單個像素的ZnO像素晶體管和OLED電路的一個單元的示例性實例。
圖7是用于建立行和列驅動器電路的基于ZnO TFT的數字邏輯門的示例性實例，所述行和列驅動器電路與例如圖5所示的基于圖4或6任一個的電路的單元陣列相接。
圖8是由例如圖7中的那些基于ZnO TFT的數字邏輯門形成、用于建立行和列驅動器電路的數字邏輯觸發器的示例性實例。
圖9是由例如圖8中的那些基于ZnO TFT的數字邏輯觸發器形成、用于提供行或列驅動器電路的數字邏輯移位寄存器的示例性實例。
具體實施例方式
本發明的實施例提供了具有與ZnO像素晶體管集成到同一基板上的ZnO行和列驅動器以及OLED的組合的顯示器底板。這些實施例提供了OLED的出色的觀看特性與集成的行和列驅動器的緊湊性。此外，一些實施例提供了利用聚合多孔掩模來圖案化ZnO行和列驅動器、ZnO像素晶體管和OLED的底板構造。這些實施例中的一些提供了聚合多孔掩模工藝的有效利用，對于底板構造產生了高的產量，同時從制造期間具有減少OLED損壞可能性的OLED的優點中受益。
可以利用本領域中所知的各種技術圖案化晶體管。例如，在一些實施例中，在通過利用多孔掩模圖案化OLED層之后，可以利用光刻圖案化TFT。在其它實施例中，由于可以利用多孔掩模圖案化OLED疊層以及用作行和列驅動器的TFT和像素TFT，可以完全地避免濕式化學處理。
如所提到的，在本發明的某些實施例中，可以利用多孔掩模，例如遮蔽掩模，來制備晶體管。在美國專利申請No.2003/0152691和US2003/0150384中提出了利用多孔掩模的示例性工序，作為參考融入于此。為了進一步示例說明多孔掩模工藝，圖1是可以使用多孔掩模來圖案化OLED疊層以及TFT行和列驅動器和像素TFT的的沉積臺簡化結構圖。尤其是，可以構建沉積臺10以進行汽相沉積處理，其中通過多孔掩模使材料蒸發和沉積在沉積基板上。該沉積材料可以是包括半導體材料、電介質材料或用于形成各種元件的導電材料的OLED層或者TFT層所需的任一材料。例如，可以沉積有機或無機材料。在一些情況下，可以沉積有機和無機這兩種材料。
形成有多孔掩模圖案的多孔掩模20穿過沉積臺10，以便鄰近顯示器底板基板12布置多孔掩模。底板基板12可以包括取決于想要建立的顯示電路的多種材料的任一種。例如，底板基板12可以包括柔性材料或者替代地包括剛性材料。也可以使用任何底板基板，例如玻璃基板、硅基板、剛性塑料基板、涂有絕緣層的金屬箔等。在任一情況下，底板基板12可以包括或不包括先前形成的特征，例如首先利用光刻將TFT圖案化到底板基板12上，隨后利用多孔掩模圖案化OLED的至少一層。在一些實例中，利用多孔掩模圖案化OLED的所有層。
一般沉積臺10是真空室。在確保多孔掩模20中的圖案鄰近于底板基板12之后，通過沉積單元14使材料16蒸發。例如，沉積單元14可以包括受熱而使材料蒸發的一舟材料。蒸發的材料16通過多孔掩模20的沉積孔沉積于底板基板12上，以在底板基板12上限定電路層的至少一部分。一旦沉積，材料16就形成由多孔掩模20中的圖案限定的沉積圖案。多孔掩模20可以包括足夠小的孔和空隙，以便于利用如上所述的沉積工藝建立小電路元件。另外，在多孔掩模20中沉積孔的圖案可具有如上述提及的大尺寸。其它適當的沉積技術包括e-束蒸發、各種形式的濺射和脈沖激光沉積。下面與圖2和3相關參考的實例1，包括通過利用多孔掩模來圖案化TFT和OLED的一個示例性方法的細節。
因此，利用如上論述的多孔掩模是沉積構成行和列驅動器的TFT以及顯示器底板的像素TFT的一種方式。此外，如上論述的多孔掩模也是用于圖案化也呈現在鄰近像素TFT的基板上的OLED的一個或多個層的一種方式。鄰近用于激發OLED的像素TFT沉積的OLED的截面在圖2和3的實例中顯示。在一些裝置中，利用多孔掩模圖案化OLED疊層的所有層。
利用由例如聚酰亞胺的材料構造的聚合多孔掩模是有利的。利用用于圖案化OLED疊層的聚合多孔掩模的優點包括通過多孔掩模對OLED材料潛在地較小損壞，和拉伸多孔掩模以減小由于各種原因例如熱膨脹引起掩模中尺寸變化的能力。
作為多孔掩模工序的替代方案，基于ZnO的TFT電路可以通過光刻制造，同時經由上面論述的多孔掩模工序分別沉積OLED。可以利用眾所周知的光刻技術，用于限定ZnO像素電路。在Badih E1-Kareh，Fundamentals of Semiconductor Processing Technologies，KluwerAcademic Publishers，第四章，第590-592頁，波士頓，(1995)中公開了這種光刻技術的實例。另外，以下關于圖2和3參考的實例2，包括應用光刻來首先圖案化TFT、隨后應用遮蔽掩模來圖案化OLED疊層的示例性工藝的細節。因此，圖1的多孔掩模工藝是為了說明而提供的，并且不意圖限制圖案化顯示器的TFT的方式。
圖2的實例示出了在公共基板42的頂部上沉積像素TFT和OLED。在這個實例中，OLED是頂部發射的(也就是說，背離底板而不是穿過基板發射)。如以上參考圖1所述的，基板42可以用各種材料構造，例如玻璃和其它剛性材料，或者通過使用例如金屬箔和塑料(例如聚酰亞胺，PEN)的材料可以制成柔性的。將由例如鈦和金的材料構造的柵電極44直接圖案化到基板42上，然后在柵電極44的頂部圖案化柵電介質46，例如SiO2或者Al2O3，以使柵電極44與半導體溝道48完全隔離。半導體溝道48是圖案化在柵電介質46頂部上的ZnO層。
在溝道48的一側上圖案化由例如鋁的材料構造的漏電極52，同時將分離的源電極50圖案化在溝道48的另一側上，并且可以用與漏電極52相同的材料構造。源電極50延伸到基板42上并且沉積于基板42和OLED疊層56之間。在包括源/漏電極50、52和溝道48的TFT層上方圖案化由例如光可成像環氧樹脂的材料或例如SiO2的其它材料構造的密封層54，同時在圖案化OLED疊層56的源電極50區域的上方留下空隙。應該注意，術語源和漏的使用在某種程度上是任意的，因為應意識到，依賴于選定的電路設計，連接OLED疊層56的電極既可以是源極也可以是漏極。
一般，將源電極和漏電極特征圖案化，使得長約1微米到約50微米(優選約5微米到約20微米)的溝道分開它們。對于光刻圖案化的TFT，柵長度可以小至1微米，一般是5微米。對于多孔掩模圖案化的TFT，柵長度更可能是5到60微米，一般的柵長度為20到30微米。
在通過使用多孔掩模來圖案化TFT的實例1中詳細地闡述了用于圖案化包括圖2中的像素TFT的TFT的各層的一個示例性工藝的步驟。同樣，在通過光刻來圖案化TFT的實例2中詳細地闡述了用于圖案化包括圖2中的像素TFT的TFT的各層的另一個示例性工藝的步驟。在任一情況下，可以在基本相同的時間和通過基本相同的工藝圖案化TFT，以便TFT行和列驅動器和像素TFT整體集成到顯示基板42上。
OLED疊層56由有機材料疊層構造。對于一個示例性實例，在實例1和2中提出了這些材料和它們在疊層56中的特定順序。為了完成電流通過OLED疊層56的路徑，在OLED疊層56的頂部上方圖案化頂電極55。該頂電極55由透明材料例如氧化銦錫(ITO)或者薄金屬層構造，以便可以穿過電極55發射光。一接收到電流，OLED疊層56的材料就開始發光。
在圖2的結構的操作中，施加電壓到漏電極52。然而，由于溝道48處于非導電狀態，非常小的電流傳遞到源電極50，除非也施加電壓到柵電極44。一旦施加電壓到柵電極44，溝道48變得導電，并且電流通過溝道流到源電極50和流過OLED疊層56，從而引起OLED背離基板42發射光58。因此，以這種方式尋址的OLED陣列導致顯示圖像。
圖3的實例示出了在由例如玻璃或者透明塑料的材料構造的公共透明基板62頂部上沉積的像素TFT和OLED，其中OLED是底部發射的(也就是，發射光穿過基板)。柵電極64直接圖案化到基板62上，然后在柵電極64的頂部上圖案化柵電介質66，以使柵電極64與半導體溝道68完全隔離。半導體溝道68也是在柵電介質66頂部上圖案化的ZnO層。在溝道68一側上圖案化漏電極72，同時在溝道68的另一側上圖案化分離的源電極70。使源電極70與透明的OLED電極77例如ITO電極連接，以便OLED可以穿過電極77和基板62發射光。在包括源/漏電極70、72和溝道68的TFT的各層上方圖案化也由例如光可圖像化環氧樹脂的材料或者例如SiO2的其它材料構造的密封層74，同時在圖案化OLED疊層76的透明電極77的區域上方留下空隙。在OLED疊層76的頂部上沉積頂電極75。
在操作中，施加電壓到漏電極72。然而，因為溝道68處于非導電狀態，很小的電流傳遞到源電極70，除非也施加電壓到柵電極64。一旦施加電壓到柵電極64，溝道48變得導電，并且電流通過溝道流到源電極70和流過OLED疊層76，從而引起OLED發射光78穿過電極77和基板62。以這種方式尋址的OLED矩陣導致顯示圖像。
雖然上面沒有具體論述，但將意識到，通過包括封裝圖2和3中的OLED疊層的密封劑可以保護OLED不暴露于周圍元件。圖2和3中的密封劑則進一步密封TFT和OLED疊層。
圖4是使用兩個ZnO像素TFT的單發光單元的電路80的示例性實例。第一電壓源82周期性地提供啟動脈沖以門控(gate)ZnO像素TFT 86。ZnO像素TFT 86一旦接通，就基于來自第二電壓源84的數據脈沖給電容器88和ZNO像素TFT 90的柵極充電。給ZnO像素TFT90的柵極充電會使ZnO像素TFT 90切換到導通狀態，從而允許電流從供應電壓94流過OLED 92，供應電壓94產生用于形成圖像的光。提供啟動脈沖的第一電壓源82表示來自下面關于圖7-9論述的行驅動器電路的輸出，同時提供數據脈沖的第二電壓源84表示來自也在下面關于圖7-9論述的列驅動器電路的輸出。
圖5是一種基于圖4所示結構的發光單元陣列的示范性電路圖。為了說明，顯示了四個單元，并且在該實例中的每一單元都有兩個ZnO像素TFT。用來自基于ZnO TFT的行驅動器電路的輸出95、98的啟動脈沖驅動每個單元的一個ZnO像素TFT，同時還用來自基于ZnO TFT的列驅動器電路的輸出97、99的數據脈沖驅動每個單元的每個OLED，以從電壓源96提供電能到每個OLED。因此，作為通過行和列驅動器輸出激活各個OLED而譯碼的結果，OLED的陣列產生圖像。
圖6是一示范性電路圖，該圖示例了一種替代的發光單元設計，它基于ZnO像素TFT并減小在ZnO TFT參數變化中的變化，這種參數變化否則會損害OLED性能。圖4和圖6的通用電路，不包括晶體管的ZnO方面，都是本領域中公知的。具體地，由Yi He等人、IEEE ElectronDevice Letters第21(12)卷、590-592(2000)顯示和描述了象圖6那樣的電路設計。
在圖6的該電路中，用來自電壓源102的信號使ZnO晶體管106和108導通。在這期間電流源104提供數據并促使ZnO晶體管114通過來自電流源104的電流，同時將儲能電容器110充電到以所期望的電流電平驅動ZnO晶體管所需的電壓電平。在這期間，如果電源118處于低于ZnO晶體管的漏電極的電壓，電流將不會流過ZnO晶體管112。此過程適應(accommodate)晶體管閾值電壓隨時間可能發生的移位。通過ZnO晶體管114的電流然后激活OLED 116以發光。當來自電源102的選擇信號關閉時，ZnO晶體管106和108截止，但是只要儲能電容器保持充電，則現在源于電壓源118的電流繼續流過ZnO晶體管114和OLED 16。也可以將圖6的單元擴展以產生與圖5所示相似的單元陣列。
圖7是一示范性電路圖，該圖說明了基于ZnO TFT的數字邏輯門，可以用它作為行和列驅動器電路的結構單元，所述行和列驅動器電路產生上面關于圖4-6論述的啟動和數據脈沖。圖7的特定邏輯門是“NOTOR”(NOR)門120的實例。然而，應該注意，可以利用由ZnO TFT形成的其它邏輯門設計作為行和列驅動器電路的結構單元，例如OR、AND、“異或”(XOR)邏輯門。在該實例中，第一ZnO TFT 124接收來自電壓源122的電力。TFT 124保持在導通狀態，并且輸出125取自TFT 124的源極。然而，輸出125又與ZnO TFT 126和ZnO TFT 130的漏極相連。如果在TFT 126的柵極128或者TFT 130的柵極132中的任一個處提供邏輯高，則輸出125被拉到邏輯低。
在本發明的實施例中，通過與基于ZnO的像素TFT和OLED一起在所示的電結構中的底板基板上圖案化基于ZnO的TFT 124、126、130來形成這些邏輯門120。通過基于多孔掩模的圖案化或者基于光刻的圖案化的前述工藝，可以將邏輯門的ZnO TFT與基于ZnO的像素TFT整體集成在顯示器的底板基板上。參考下面論述的圖8和9，形成行和列驅動器電路的基于ZnO的邏輯門的電連接的圖案化將變得明顯。
圖8示例了一種標準的觸發器134，但是該觸發器通過一組互連的NOR門120形成，該NOR門120由如圖7所示的基于ZnO的TFT組成，基于ZnO的TFT與ZnO像素TFT整體集成在顯示器的底板基板上。如同數據輸入138，提供時鐘輸入136。該觸發器134提供輸出140和反相輸出142。應該注意，當構造行和列驅動器電路時，還可以利用除了觸發器之外的其它邏輯器件。
圖9示例了一種標準的移位寄存器144，但是該移位寄存器由級聯的如圖8所示的觸發器134組成，該級聯觸發器由包括在底板基板上圖案化的基于ZnO的TFT的邏輯門構成。從產生顯示數據的裝置的視頻數據總線串行地提供時鐘136和數據信號138。在該實例中，移位寄存器144串行接收像素陣列的列數據位，但必須通過將串行數據轉換為并行數據使串行數據信號分離。與順序地相對，并行數據允許每一像素同時地接收它的一個或者多個控制位。時鐘信號136沿著級聯觸發器傳送位，直到從對應于顯示器適當列的輸出140提供數據位。在所示的簡單實例中，第一數據位打算供第四列使用，因此，第一數據位通過第四時鐘脈沖到達它的目的列。
在傳送過程中，行驅動器電路，其也可以是邏輯器件例如一組移位寄存器，為每一行線保持邏輯低輸出，直到數據位位于列移位寄存器144的適當的列輸出140。該定時基于自行驅動器電路的最后邏輯高輸出信號以來時鐘脈沖的數目。這防止門控晶體管(例如圖4中的晶體管86)把錯誤的位傳給與OLED直接連接的像素晶體管的柵極。一旦位與各個列適當排列，行驅動器電路就提供邏輯高輸出以允許門控每一輸出140的ZnO像素TFT變得導通。在這種情況下，使每一列的位傳遞到直接與OLED連接的ZnO像素TFT的柵極，由此根據該位的值，使OLED發光或者不發光。
雖然圖7-9提供了行和列電路的一個實例，但應該注意，可以有行和列電路的很多變形，該行和列電路由在顯示器基板上圖案化的基于ZnO的TFT構成。從而，提供圖7-9僅用于說明這樣的行和列電路的一個實例。
實例1和2緊接著闡述在顯示器基板上圖案化ZnO TFT和OLED的細節。提供實例1和2每個的細節來說明圖案化ZnO TFT和OLED的個別實例。應該注意，在多孔掩模制備工藝和替代的混合光刻-多孔掩模制備工藝中可以有很多變化。
實例實例1用于顯示器的ZnO TFT和OLED遮蔽掩模的制備說明集成電路由電路元件例如薄膜晶體管(TFT)和電容器組成，它們通過穿過用于圖案化膜的柔性掩模真空沉積薄膜而形成。一般的薄膜材料是用于導體或者電極的金屬、用于電容器或者防止在交叉金屬線之間導電的電介質、和用于晶體管有源層的半導體。薄膜材料的例子是用于導體或者電極的金、鈦和鋁；用于電介質的Al2O3或者SiO2；和作為半導體的濺射ZnO或者熱蒸鍍的并五苯。
2”×2”載玻片用酒精沖洗干凈。聚合遮蔽掩模如在申請人的U.S.專利申請2003/0152691和2003/0150384公開中先前描述的形成，這些申請作為參考合并于此。在掩模中用激光燒蝕形成孔。
柵電平(gate level)遮蔽掩模圖案被置于玻璃基板上的中心。通過遮蔽掩模將100電子束的鈦沉積在真空室中的玻璃基板上，之后沉積750的來自電阻加熱源的蒸鍍金。從真空系統中移除基板和遮蔽掩模。基板通過在其表面上吹氮使其清潔。
如下沉積柵電介質。具有用于柵電介質圖案的孔的遮蔽掩模與基板上的柵電平沉積圖案對準并套準。在真空室(450W)中通過遮蔽掩模沉積1600 SiO2。將基板和遮蔽掩模從真空系統移除并用吹氮清洗基板。
如下沉積ZnO半導體。具有用于半導體圖案的孔的遮蔽掩模與基板上的柵電介質和柵電平沉積圖案對準并套準。在真空室中沉積500ZnO(100W，6英寸直徑的ZnO靶，在0.4sccm的Ar流中10％的O2)。從真空系統移除基板和遮蔽掩模，并用吹氮清洗基板。
同樣通過來自電阻加熱源的真空蒸發穿過適當的遮蔽掩模沉積源和漏電極(Al)。在這一點上完成了集成TFT電路。
在集成TFT的頂部上沉積密封劑，以使OLED層從TFT各層和集成電路隔開。通過使密封劑遮蔽掩模與之前的圖案化層對準來沉積密封劑。使用電子束蒸發的Al2O3作為密封劑。其通過真空沉積沉積至3000厚。
然后可通過真空蒸發3000摻雜3％的氟化四氰基喹啉并二4苯基異氰酸甲烷(fluorinated tetracyanoquinodimethane)(TCNQ)的4，4’，4”-三(N-(3-甲苯基)-N-苯胺)三苯胺(MTDATA)、之后沉積400 N，N′-二(萘-1-基)-N，N′-二(苯基)聯苯胺(NPB)、300摻雜10-(2-苯并噻唑基)-1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氫化-1H，5H，11H苯并吡喃(6，7，8-ij)quinolizin-11-一(C545T)的三-(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)、200 Alq3、7 LiF(以0.5/秒的速率沉積)、50 Al和最后的150 Ag，在密封層的頂部上沉積OLED疊層。
實例2用于顯示器的ZnO TFT光刻/OLED遮蔽掩模制備說明利用酒精沖洗清洗2”×2”載玻片。在120℃預烘焙載片60秒，以提高光致抗蝕劑(PR)粘附性。通過旋涂將負光致抗蝕劑(FUTURREXNR7-1000PY，可從Futurrex Inc，Franklin，NJ獲得)涂覆到載片上(5000RPM旋轉60秒，之后在150℃軟烘焙60秒)。以180mJ/cm2將光致抗蝕劑暴露到柵電平掩模，然后在100℃進行曝光后烘焙60秒。利用FUTURREX RD6顯影劑顯影具有曝光的光致抗蝕劑的載片大約10秒。檢查顯影的載片，然后在水中沖洗，之后在氮中干燥。隨后，分別用電子束和電阻加熱源真空蒸發50的電子束的鈦和600的金。通過在丙酮中剝離該金屬，之后是甲醇和水沖洗，完成柵金屬層的圖案化。
濺射1600 SiO2的柵電介質(450W，8英寸直徑SiO2靶)。接下來，濺射500的ZnO(100W，6英寸ZnO靶，在0.4sccm的Ar流中10％的O2)。
如下光刻蝕刻ZnO。通過以5000RPM旋涂將正光致抗蝕劑(FUTURREX PR1-1000A)涂覆到基板上60秒，之后通過在120℃軟烘焙120秒。通過光刻掩模以120mJ/cm2曝光該抗蝕劑。通過曝露到FUTURREX RD6顯影劑40秒來顯影該抗蝕劑。然后檢查該樣品，用水沖洗并用氮干燥。然后在0.5％HCl中蝕刻基板6秒并移除該光致抗蝕劑。
如下蝕刻SiO2。在120℃預烘焙蝕刻了的ZnO基板60秒。以5000RPM旋涂60秒將正光致抗蝕劑涂覆到預烘焙的基板(FUTURREXPR1-1000A)上，之后在120℃軟烘焙120秒。通過光刻掩模以120mJ/cm2曝光抗蝕劑，利用FUTURREX RD6顯影劑顯影，檢查，用水沖洗以及然后用氮干燥。然后在120℃硬烘焙基板60秒。用PAD ETCH4(可從Ashland Specialty Chemicals，Dublin，OH獲得)蝕刻該樣品90秒，之后移除光致抗蝕劑。
如下通過光刻來圖案化源和漏電極。在120℃預烘焙蝕刻了的氧化物基板60秒。通過以5000RPM旋涂60秒涂覆一層負光致抗蝕劑(FUTURREX NR7-1000PY)，之后在150℃軟烘焙60秒。通過源/漏多孔掩模以180mJ/cm2曝光該光致抗蝕劑，在100℃進行后烘焙60秒，利用FUTURREX RD6顯影10秒，檢查，水沖洗并在氮中干燥。最后，在基板頂部上依序沉積Ti/Au/Ag。通過在丙酮中剝離沉積的金屬，之后在甲醇和水中沖洗，并氮吹干，完成源/漏金屬層的圖案化。
如下涂覆密封劑。通過0.45μm的過濾器過濾負環氧型光致抗蝕劑(SU-8-2000.5，可從MicroChem，Newton，MA獲得，)，然后通過以5000RPM旋涂60秒將它涂覆到集成TFT基板上，之后在100℃軟烘焙2分鐘。用54mJ/cm2的照度通過光掩模曝光該樣品，之后在100℃進行后烘焙2分鐘。在SU-8 DEVELOPER(MicroChem)中顯影該樣品10秒，之后用異丙醇沖洗。在150℃硬烘焙該樣品2分鐘。在這一點完成了集成TFT電路，并準備好用于OLED部件。
通過真空蒸發3000摻雜3％的氟化四氰基喹啉并二4苯基異氰酸甲烷(fluorinated tetracyanoquinodimethane)(TCNQ)的4，4’，4”-三(N-(3-甲苯基)-N-苯胺)三苯胺(MTDATA)、之后沉積400 N，N′-二(萘-1-基)-N，N′-二(苯基)聯苯胺(NPB)、300摻雜10-(2-苯并噻唑基)-1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氫化-1H，5H，11H苯并吡喃(6，7，8-ij)quinolizin-11-一(C545T)的三-(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)、200 Alq3、7 LiF(以0.5/秒的速率沉積)、50 Al和最后的150Ag，在密封層的頂部上沉積OLED疊層。
雖然已參考本發明的不同實施例特別示出和描述了本發明，但本領域技術人員應該明白，在不脫離本發明的精神和范圍的前提下，可進行形式和細節上的各種其它改變。
權利要求
1.一種顯示器，包括底板基板；一組薄膜晶體管行和列驅動器，其在所述底板基板上圖案化并包括ZnO溝道；一組像素薄膜晶體管，其與所述底板基板上的所述一組薄膜晶體管行和列驅動器整體集成，并包括ZnO溝道；和一組有機發光二極管，其包括在所述底板基板上圖案化的層的疊層，其中通過所述組中對應的一個或多個像素薄膜晶體管激發每個有機發光二極管發光，并且通過該組薄膜晶體管行和列驅動器尋址該對應的一個或多個像素薄膜晶體管。
2.如權利要求1所述的顯示器，其中所述有機發光二極管背離所述底板基板發射光。
3.如權利要求1所述的顯示器，其中所述有機發光二極管穿過所述底板基板發射光。
4.如權利要求1所述的顯示器，其中該組像素薄膜晶體管構成了每單元包括四個薄膜晶體管和一個有機發光二極管的單獨單元。
5.如權利要求1所述的顯示器，其中所述薄膜晶體管行和列驅動器具有超過4cm2/V-sec的電子遷移率。
6.一種制造顯示器的方法，包括在底板基板上圖案化一組ZnO溝道薄膜晶體管行和列驅動器；在底板基板上圖案化一組ZnO溝道像素薄膜晶體管，該像素薄膜晶體管與薄膜晶體管行和列驅動器電連接；和在底板基板上圖案化一組與所述像素薄膜晶體管電連接的有機發光二極管，其中每個有機發光二極管包括層的疊層。
7.如權利要求6所述的方法，其中通過光刻完成在底板基板上圖案化該組ZnO溝道薄膜晶體管行和列驅動器以及圖案化該組ZnO溝道像素薄膜晶體管。
8.如權利要求6所述的方法，其中通過聚合多孔掩模完成在底板基板上圖案化該組ZnO溝道薄膜晶體管行和列驅動器以及圖案化該組ZnO溝道像素薄膜晶體管。
9.如權利要求6所述的方法，其中通過借助聚合多孔掩模形成該有機發光二極管中層的疊層的至少一層，來完成在底板基板上圖案化該組有機發光二極管。
10.一種構造視頻顯示器底板的方法，包括利用聚合多孔掩模在底板基板上限定ZnO溝道行和列驅動器以及ZnO溝道像素薄膜晶體管；和利用聚合多孔掩模在所述底板基板上限定有機發光二極管。
11.如權利要求10所述的方法，其中利用聚合多孔掩模限定ZnO溝道行和列驅動器以及ZnO溝道像素薄膜晶體管包括圖案化該行和列驅動器以及該像素薄膜晶體管之間的電連接。
12.如權利要求10所述的方法，其中利用聚合多孔掩模在底板基板上圖案化有機發光二極管包括圖案化該像素薄膜晶體管和該有機發光二極管之間的電連接。
13.如權利要求10所述的方法，其中利用聚合多孔掩模在底板基板上限定有機發光二極管包括在該像素薄膜晶體管的電極層的頂上圖案化形成該有機發光二極管的層。
14.如權利要求10所述的方法，進一步包括圖案化在行和列驅動器以及像素薄膜晶體管上方的密封層。
全文摘要
利用具有ZnO溝道的行和列驅動器的方法和顯示器，該驅動器控制具有ZnO溝道的像素晶體管，該像素晶體管尋址陣列中的OLED從而使顯示屏產生圖像。通過利用多孔掩模或者光刻和多孔掩模的組合可以構造一種包括ZnO行和列驅動器和OLED的顯示器底板。由此實現了ZnO行和列驅動器以及ZnO像素晶體管的整體集成。
文檔編號H01L27/12GK101048871SQ200580037029
公開日2007年10月3日 申請日期2005年10月17日 優先權日2004年11月2日
發明者保羅·F·博德, 史蒂文·D·泰斯, 邁克爾·A·哈斯, 埃里克·W·黑默施 申請人:3M創新有限公司