本公開涉及一種有機發光二極管(OLED)顯示器及其制造方法,更具體地說,涉及一種高清晰度OLED顯示器。
背景技術:
近來已經開發了各種平板顯示器(FPD),以代替沉重并且大尺寸的陰極射線管(CRT)顯示器。平板顯示器的示例包括液晶顯示器(LCD)、場發射顯示器(FED)、等離子體顯示面板(PDP)和有機發光二極管(OLED)顯示器。
OLED顯示器是被配置為通過激發有機化合物來發光的自發射顯示裝置。OLED顯示器通常不需要LCD裝置中使用的背光單元,進而能夠通過簡化的制造工藝被實現為薄外形和輕重量。OLED顯示器還可以在低溫制造,并且具有諸如1ms或更短的快速響應時間、低功耗、寬視角和高對比度的許多優點。
OLED顯示器通常包括用作陽極的第一電極和用作陰極的第二電極之間的有機材料的發光層。OLED顯示器通過使從第一電極接收的空穴和從第二電極接收的電子在發光層內結合來形成空穴-電子對(激子),并且根據激子返回基態能級或低能級時生成的能量來發光。
隨著顯示技術的進步,用戶需求不斷增加。具體地說,像素尺寸可能需要逐漸減小,以便滿足高清晰度顯示裝置的需要。然而,由于根據現有技術的OLED顯示器在其像素結構中具有許多接觸孔,所以難以減小像素尺寸和增加OLED顯示器的清晰度。
技術實現要素:
因此,本發明致力于一種有機發光二極管顯示器及其制造方法,其基本上消除了由于現有技術的限制和缺陷而導致的一個或更多個問題。
本發明的優點在于提供了一種適用于高清晰度顯示裝置的有機發光二極管顯示器。
本發明的另外的特征和優點將在下面的描述中闡述,并且從這些描述將部分地變得顯而易見,或者可以從本發明的實踐中得知。通過在所撰寫的說明書及其權利要求書以及附圖中具體指出的結構可以實現并獲得本發明的這些和其它優點。
為了實現這些和其它優點并且根據本發明的目的,如具體實現并廣義描述的,一種有機發光二極管顯示器可以包括:屏蔽層,其在基板上;半導體層,其在所述屏蔽層上;柵極絕緣層,其在所述半導體層上;第一柵極,其在所述柵極絕緣層上;第一層間介電層,其在所述第一柵極上;第二柵極和連接電極,它們在所述第一層間介電層上,所述連接電極電連接到所述屏蔽層并且穿過所述半導體層;第二層間介電層,其在所述第二柵極和所述連接電極上;源極和漏極,它們在所述第二層間介電層上,所述漏極電連接到所述半導體層,所述源極電連接到所述連接電極;絕緣層,其在所述漏極和所述源極上;以及第一電極,其在所述絕緣層上并且電連接到所述源極。
所述連接電極通過穿過所述第一層間介電層、所述柵極絕緣層、所述半導體層和所述緩沖層的第一接觸孔連接到所述屏蔽層。
所述連接電極與暴露到所述第一接觸孔的內周表面的半導體層接觸。
所述半導體層包括溝道、輕度摻雜區、源區和漏區。
所述連接電極與所述半導體層的源區接觸。
所述源極通過穿過所述第二層間介電層、所述第一層間介電層和所述柵極絕緣層的第二接觸孔連接到所述半導體層。
所述源極通過穿過所述第二層間介電層的第三接觸孔連接到所述連接電極。
所述連接電極與所述第一柵極位于同一層上。
所述源極與所述半導體層分離。
要理解的是,本發明的以上總體描述和以下詳細描述二者均是示例性和說明性的,并且旨在提供對要求保護的本發明的進一步說明。
附圖說明
附圖被包括以提供對本發明的進一步理解,并且被并入本說明書并且構成本說明書的一部分,附圖示出本發明的實施方式并且與說明書一起用于說明本發明的原理。附圖中:
圖1是有機發光二極管(OLED)顯示器的示意性框圖;
圖2例示子像素的電路配置的第一示例;
圖3例示子像素的電路配置的第二示例;
圖4是例示根據本發明的第一實施方式的OLED顯示器的一部分的平面圖;
圖5是沿著圖4的線I-I’截取的橫截面圖;
圖6A、圖6B、圖6C、圖6D、圖6E、圖6F、圖6G、圖6H、圖6I、圖6J、圖6K和圖6L是依次例示根據本發明的第一實施方式的OLED顯示器的制造方法的各個階段的橫截面圖;
圖7是例示根據本發明的第二實施方式的OLED顯示器的一部分的平面圖;
圖8是沿著圖7的線II-II’截取的橫截面圖;
圖9A、圖9B、圖9C、圖9D、圖9E、圖9F、圖9G、圖9H、圖9I、圖9J、圖9K和圖9L是依次例示根據本發明的第二實施方式的OLED顯示器的制造方法的各個階段的橫截面圖;
圖10是例示根據本發明的實施方式的OLED顯示器的第一接觸孔的橫截面圖;以及
圖11例示利用掃描電子顯微鏡(SEM)截取的圖10所示的第一接觸孔的圖像。
具體實施方式
現在將詳細參照本發明的實施方式,其示例示出于附圖中。只要可能,貫穿附圖將使用相同的標號來指代相同或相似的部件。將注意的是,如果確定已知技術的詳細描述可能誤導本發明的實施方式,則它將被省略。
根據本發明的實施方式的顯示裝置是塑料顯示裝置,其中顯示元件被形成在柔性塑料基板上。塑料顯示裝置的示例包括有機發光二極管(OLED)顯示器、液晶顯示器(LCD)和電泳顯示器。通過示例利用塑料OLED顯示器描述本發明的實施方式,但是本發明不限于此。
OLED顯示器包括用作陽極的第一電極和用作陰極的第二電極之間的有機材料的發光層。OLED顯示器是被配置為通過使從第一電極接收的空穴和從第二電極接收的電子在發光層內結合來形成空穴-電子對(激子)的自發射顯示裝置,并且根據激子返回基態能級或低能級時生成的能量來發光。根據本發明的實施方式的OLED顯示器可以使用玻璃基板以及塑料基板。
下文中,將參照圖1至圖11描述本發明的實施方式。
圖1是有機發光二極管(OLED)顯示器的示意性框圖。圖2例示子像素的電路配置的第一示例。圖3例示子像素的電路配置的第二示例。
參照圖1,根據本發明的實施方式的OLED顯示器包括圖像處理單元10、定時控制器20、數據驅動器30、選通驅動器40和顯示面板50。
圖像處理器10輸出從外部供應的數據信號DATA和數據使能信號DE。除了數據使能信號DE以外,圖像處理單元10可以輸出垂直同步信號、水平同步信號和時鐘信號中的一個或更多個。針對簡潔和便于閱讀的目的,不示出這些信號。圖像處理單元10按照集成電路(IC)形式形成在系統電路板上。
定時控制器20從圖像處理單元10接收數據信號DATA和包括數據使能信號DE或垂直同步信號、水平同步信號、時鐘信號等在內的驅動信號。定時控制器20基于驅動信號輸出用于控制選通驅動器40的操作定時的選通定時控制信號GDC以及用于控制數據驅動器30的操作定時的數據定時控制信號DDC。定時控制器20按照IC形式形成在控制電路板上。
數據驅動器30響應于從定時控制器20供應的數據定時控制信號DDC對從定時控制器20接收的數據信號DATA進行采樣和鎖存,并且利用伽馬基準電壓轉換所采樣和鎖存的數據信號DATA。數據驅動器30向數據線DL1和DLn輸出所轉換的數據信號DATA。數據驅動器30按照IC形式形成在數據電路基板上。
選通驅動器40響應于從定時控制器20供應的選通定時控制信號GDC在使選通電壓的電平移位的同時輸出選通信號。選通驅動器40向選通線GL1至GLm輸出選通信號。選通驅動器40按照IC形式形成在選通電路板上或者按照面板內選通(GIP)的方式形成在顯示面板40上。
顯示面板50響應于分別從數據驅動器30和選通驅動器40接收的數據信號DATA和選通信號顯示圖像。顯示面板50包括用于顯示圖像的子像素SP。
參照圖2,各個子像素包括開關晶體管SW、驅動晶體管DR、補償電路CC和有機發光二極管(OLED)。OLED基于驅動晶體管DR所生成的驅動電流進行操作以發光。
開關晶體管SW響應于通過第一選通線GL1供應的選通信號執行開關操作,使得通過第一數據線DL1供應的數據信號作為數據電壓被存儲在電容器中。驅動晶體管DR使得驅動電流能夠基于存儲在電容器中的數據電壓在高電勢電力線VDD和低電勢電力線GND之間流動。補償電路CC是用于對驅動晶體管DR的閾值電壓進行補償的電路。連接到開關晶體管SW或驅動晶體管DR的電容器可以安裝在補償電路IC內。
補償電路CC包括一個或更多個薄膜晶體管(TFT)和電容器。補償電路CC的配置可以根據補償方法進行各種改變。其詳細描述可以簡要進行或者被完全省略。
如圖3所示,包括補償電路CC的子像素還可以包括用于驅動補償TFT和供應預定信號或電力的信號線和電力線。所添加的信號線可以被限定為用于驅動包括在子像素中的補償TFT的1-2選通線GL1b。在圖3中,“GL1a”是用于驅動開關晶體管SW的1-1選通線。所添加的電力線可以被限定為用于以預定電壓將子像素的預定節點初始化的初始化電力線INIT。然而,這僅是示例,并且本發明的實施方式不限于此。
圖2和圖3通過示例例示包括補償電路CC的一個子像素。然而,當要補償的對象(例如,數據驅動器30)位于子像素外部時,可以省略補償電路CC。子像素具有設置了開關晶體管SW、驅動晶體管DR、電容器和OLED的2T(晶體管)1C(電容器)的配置。然而,當補償電路CC被添加到子像素時,子像素可以具有諸如3T1C、4T2C、5T2C、6T2C、7T2C等的各種配置。
并且,圖2和圖3通過示例例示位于開關晶體管SW和驅動晶體管DR之間的補償電路CC。然而,補償電路CC還可以位于驅動晶體管DR和OLED之間。補償電路CC的位置和結構不限于圖2和圖3所例示的情況。
下文中,將描述上述驅動晶體管DR和上述有機發光二極管的各種子像素結構。
<第一實施方式>
圖4是例示根據本發明的第一實施方式的OLED顯示器的一部分的平面圖。圖5是沿著圖4的線I-I’截取的橫截面圖。
參照圖4,驅動晶體管DR和第一電極160在基板110上彼此連接。驅動晶體管DR包括屏蔽層114上的半導體層120、與半導體層120對應的第一柵極130、在與第一柵極130對應的位置處與第一柵極130分離的第二柵極135以及分別連接到半導體層120的兩側的漏極140和源極145。
驅動晶體管DR的漏極140通過第二接觸孔CH2連接到半導體層120,并且驅動晶體管DR的源極145通過第三接觸孔CH3連接到半導體層120。另外,源極145通過第四接觸孔CH4連接到連接電極132,并且連接電極132通過第一接觸孔CH1連接到屏蔽層114。因此,源極145電連接到屏蔽層114。驅動晶體管DR的源極145通過第五接觸孔CH5連接到第一電極160。第一電極160通過堤層(未示出)的開口OP暴露。
更具體地說,參照圖5,在根據本發明的第一實施方式的OLED顯示器100中,第一緩沖層112位于基板110上。第一緩沖層112用于保護在后續工藝中形成的薄膜晶體管(TFT)不受雜質(例如,從基板110釋放的堿離子)影響。屏蔽層114位于第一緩沖層112上。屏蔽層114用于防止可能由于使用由聚酰亞胺形成的基板而發生的面板驅動電流的減小。第二緩沖層116位于屏蔽層114上。第二緩沖層116用于保護在后續工藝中形成的TFT不受雜質(例如,從屏蔽層114釋放的堿離子)影響。
半導體層120位于第二緩沖層116上。半導體層120由硅半導體或氧化物半導體形成。硅半導體可以包括非晶硅或晶體化的多晶硅。多晶硅具有高遷移率(例如,100cm2/Vs或更高)、低能耗和優異的可靠性,進而可以應用于選通驅動器和/或復用器(MUX)以用于驅動元件,或者應用于OLED顯示器100的各個像素的驅動TFT。因為氧化物半導體具有低截止電流,所以氧化物半導體適用于具有短導通時間和長截止時間的開關TFT。另外,因為氧化物半導體由于低截止電流而增加像素的電壓保持時間,氧化物半導體適用于具有慢驅動和/或低功耗的顯示裝置。半導體層120包括各自包括p型雜質或n型雜質的漏區123和源區124以及漏區123與源區124之間的溝道121。半導體層120還包括與溝道121相鄰的漏區123與源區124之間的輕度摻雜區122。
柵極絕緣層GI位于半導體層120上。第一柵極130在半導體層120的預定部分中(即,當雜質被注入時與溝道121對應的位置處)位于柵極絕緣層GI上。第一柵極130用作驅動晶體管DR的柵極。連接電極132位于第一柵極130的一側。連接電極132通過穿過柵極絕緣層GI和第二緩沖層116的第一接觸孔CH1連接到屏蔽層114。連接電極132與第一柵極130位于同一層上。
第一層間介電層ILD1位于第一柵極130上以使第一柵極130絕緣。第二柵極135位于第一層間介電層ILD1上。第二柵極135是與第一柵極130一起形成電容器的電容器電極,并且不作為驅動晶體管DR的柵極進行操作。第二層間介電層ILD2位于第二柵極135上以使第二柵極135絕緣。第二接觸孔CH2和第三接觸孔CH3位于第二層間介電層ILD2、第一層間介電層ILD1和柵極絕緣層GI中的每一個的一部分中,以暴露半導體層120的一部分。更具體地說,第二接觸孔CH2暴露半導體層120的漏區123,第三接觸孔CH3暴露半導體層120的源區124。第四接觸孔CH4位于第二層間介電層ILD2和第一層間介電層ILD1中的每一個的一部分中,以暴露連接電極132。
漏極140和源極145位于第二層間介電層ILD2上。漏極140通過暴露半導體層120的漏區123的第二接觸孔CH2連接到半導體層120。源極145通過暴露半導體層120的源區124的第三接觸孔CH3連接到半導體層120。另外,源極145通過第四接觸孔CH4連接到連接電極132,第四接觸孔CH4通過穿透第二層間介電層ILD2和第一層間介電層ILD1而形成并且暴露連接電極132。因而,形成了包括半導體層120、第一柵極130、漏極140和源極145的驅動晶體管DR。
鈍化層PAS位于包括驅動晶體管DR的基板110上。平坦化層PLN位于鈍化層PAS上以使平坦化層PLN下面的部分平坦化。第五接觸孔CH5位于鈍化層PAS和平坦化層PLN中的每一個的一部分中以暴露源極145。第一電極160位于平坦化層PLN上。第一電極160用作像素電極并且通過第五接觸孔CH5連接到驅動晶體管DR的源極145。堤層BNK位于包括第一電極160的基板110上以限定像素。堤層BNK包括暴露第一電極160的開口OP。與第一電極160接觸的發光層170位于堤層BNK的開口OP中,并且第二電極180位于發光層170上。
根據本發明的第一實施方式的OLED顯示器100包括第一接觸孔CH1和第四接觸孔CH4,以便將屏蔽層114連接到驅動晶體管DR的源極145。
現在將描述根據本發明的第一實施方式的OLED顯示器的制造方法。圖6A至圖6L是依次例示根據本發明的第一實施方式的OLED顯示器的制造方法的橫截面圖。
參照圖6A,制備了基板110。基板110由玻璃、塑料或金屬等制成。在本發明的實施方式中,基板110可以由塑料制成,更具體地說,可以是聚酰亞胺基板。因而,根據本發明的實施方式的基板110可以是柔性的。
第一緩沖層112被形成在基板110上。第一緩沖層112可以被形成為硅氧化物(SiOx)層、硅氮化物(SiNx)層或其多層。第一緩沖層112可以利用化學氣相沉積(CVD)方法、等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)方法等形成。隨后,不透明材料層疊在第一緩沖層112上并且利用第一掩模進行構圖以形成屏蔽層114。屏蔽層114可以由導電材料、諸如硅的半導體、金屬等形成。
接著,參照圖6B,第二緩沖層116形成在基板110上,基板110上形成有屏蔽層114。第二緩沖層116可以通過CVD方法、PECVD方法等形成為硅氧化物(SiOx)層、硅氮化物(SiNx)層或其多層。隨后,硅半導體或氧化物半導體層疊在第二緩沖層116上并且利用第二掩模進行構圖以形成半導體層120。
接著,參照圖6C,柵極絕緣層GI形成在包括半導體層120的基板110上。柵極絕緣層GI可以通過CVD方法、PECVD方法等形成為硅氧化物(SiOx)層、硅氮化物(SiNx)層或其多層。隨后,利用第三掩模蝕刻第二緩沖層116和柵極絕緣層GI,以形成暴露屏蔽層114的第一接觸孔CH1。
接著,參照圖6D,金屬材料層疊在基板110(其中形成有第一接觸孔CH1)上,并且利用第四掩模進行構圖以形成第一柵極130和連接電極132。第一柵極130和連接電極132由從包括鉬(Mo)、鋁(Al)、鉻(Cr)、金(Au)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、釹(Nd)和銅(Cu)的組中選擇出的一種或其組合形成。另外,第一柵極130和連接電極132中的每一個可以是從包括鉬(Mo)、鋁(Al)、鉻(Cr)、金(Au)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、釹(Nd)和銅(Cu)的組中選擇出的一種或其組合形成的多層。例如,第一柵極130和連接電極132中的每一個可以形成為Mo/Al-Nd或Mo/Al的雙層。連接電極132通過第一接觸孔CH1連接到屏蔽層114。
隨后,n型雜質被輕度摻雜在基板110的前表面上以對半導體層120進行摻雜。在該情況下,半導體層120的除了第一柵極130下面的半導體層120以外的其余部分利用半導體層120上的第一柵極130作為掩模進行摻雜。
接著,參照圖6E,n型雜質被重度摻雜在基板110的前表面上以對半導體層120進行摻雜。在該情況下,溝道121、輕度摻雜區122、漏區123和源區124通過利用第五掩模對半導體層120的預定區域進行掩模和摻雜而被形成在半導體層120處。
接著,參照圖6F,第一層間介電層ILD1被形成在基板110上,在基板110上形成有第一柵極130和連接電極132。第一層間介電層ILD1可以通過CVD方法、PECVD方法等形成為硅氧化物(SiOx)層、硅氮化物(SiNx)層或其多層。隨后,金屬材料被層疊在基板110上并且利用第六掩模進行構圖以形成第二柵極135。第二柵極135被形成為與第一柵極130交疊并且可以與第一柵極130一起形成電容。
接著,參照圖6G,第二層間介電層ILD2被形成在基板110上,在基板110上形成有第二柵極135。第二層間介電層ILD2可以通過CVD方法、PECVD方法等形成為硅氧化物(SiOx)層、硅氮化物(SiNx)層或其多層。隨后,光致抗蝕劑被涂覆到第二層間介電層ILD2,并且第二層間介電層ILD2、第一層間介電層ILD1和柵極絕緣層GI利用第七掩模進行蝕刻。通過對第二層間介電層ILD2、第一層間介電層ILD1和柵極絕緣層GI進行蝕刻來形成暴露半導體層120的漏區123的第二接觸孔CH2以及暴露半導體層120的源區124的第三接觸孔CH3。另外,第二層間介電層ILD2和第一層間介電層ILD1被蝕刻以形成暴露連接電極132的第四接觸孔CH4。
接著,參照圖6H,金屬材料被層疊在基板110上(基板110上形成有第二層間介電層ILD2),并且利用第八掩模進行構圖以形成漏極140和源極145。漏極140和源極145可以被形成為單層或多層。當漏極140和源極145被形成為單層時,漏極140和源極145可以由從包括鉬(Mo)、鋁(Al)、鉻(Cr)、金(Au)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、釹(Nd)和銅(Cu)的組中選擇出的一種或其組合形成。當漏極140和源極145被形成為多層時,漏極140和源極145可以被形成為Mo/Al-Nd的雙層或Ti/Al/Ti、Mo/Al/Mo或Mo/Al-Nd/Mo的三層。
漏極140通過第二接觸孔CH2連接到半導體層120的漏區123,源極145通過第三接觸孔CH3連接到半導體層120的源區124。另外,源極145通過第四接觸孔CH4連接到連接電極132。因而,形成了包括半導體層120、第一柵極130、漏極140和源極145在內的驅動晶體管DR。
接著,參照圖6I,鈍化層PAS形成在包括驅動晶體管DR的基板110上。鈍化層PAS可以通過CVD方法、PECVD方法等形成為硅氧化物(SiOx)層、硅氮化物(SiNx)層或其多層。隨后,暴露源極145的第五接觸孔CH5通過利用第九掩模蝕刻鈍化層PAS而形成。
接著,參照圖6J,平坦化層PLN形成在形成有第五接觸孔CH5的基板110上。平坦化層PLN可以是用于減小底層結構的高度差的平坦化層。平坦化層PLN可以由諸如聚酰亞胺、基于苯并環丁烯的樹脂和丙烯酸脂的有機材料形成。平坦化層PLN可以通過涂覆液態的有機材料并然后使其凝固的旋涂玻璃(SOG)來形成。隨后,鈍化層PAS的第五接觸孔CH5通過利用第十掩模蝕刻平坦化層PLN來延伸。
接著,參照圖6K,透明導電層層疊在平坦化層PLN上并且利用第十一掩模進行構圖,以形成第一電極160。第一電極160是陽極并且由諸如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)和鋅氧化物(ZnO)的透明導電材料形成。當第一電極160是反射電極時,第一電極160還包括反射層。反射層可以由鋁(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)、鎳(Ni)、鈀(Pd)或其組合形成。優選地,反射層可以由Ag/Pd/Cu(APC)合金形成。因而,第一電極160被填入第五接觸孔CH5中并且可以連接到驅動晶體管DR的源極145。
接著,參照圖6L,堤層BNK和間隔物SP被形成在包括第一電極160的基板110上。堤層BNK是暴露第一電極160的一部分的像素限定層,并且限定像素,間隔物SP用于減小或防止掩模在后續工藝中形成發光層時接觸基板。堤層BNK和間隔物SP可以由諸如聚酰亞胺、基于苯并環丁烯的樹脂和丙烯酸脂的有機材料形成。暴露第一電極160的開口OP利用半色調掩模(第十二掩模)形成在堤層BNK中,并且間隔物SP被構圖。有機發光層170形成在通過堤層BNK的開口OP暴露的第一電極160上。有機發光層170是電子和空穴結合并發光的層。空穴注入層或空穴傳輸層可以位于有機發光層170和第一電極160之間,并且電子注入層或電子傳輸層可以位于有機發光層170上。
隨后,第二電極180形成在形成有有機發光層170的基板110上。第二電極180是形成在基板110的前表面上的陰極電極。第二電極180可以由各自具有低功函數的鎂(Mg)、鈣(Ca)、鋁(Al)、銀(Ag)或其組合形成。當第二電極180是透射電極時,第二電極180有利地薄以足夠透射光。當第二電極180是反射電極時,第二電極180有利地厚以足夠反射光。因而,根據本發明的第一實施方式的OLED顯示器利用總共十二個掩模來制造。
根據本發明的第一實施方式的OLED顯示器將屏蔽層114連接到驅動晶體管DR的源極145,并且向屏蔽層114施加源電壓。當源電壓被施加到屏蔽層114時,能夠減小源區124與半導體層120的溝道121之間的水平能量場(E場)的差異。因而,能夠減少或防止電子進入半導體層120或柵極絕緣層GI的界面的熱載流子,進而能夠減小或防止驅動晶體管DR的電子遷移率和/或導通電流的減小。另外,當驅動晶體管DR截止時,其截止電流也可以減小。
根據本發明的第一實施方式的OLED顯示器在源極、屏蔽層和第一電極的連接結構中形成四個接觸孔。本發明的第二實施方式描述了具有數量減少的接觸孔以實現高清晰度的OLED顯示器的制造方法。
<第二實施方式>
圖7是例示根據本發明的第二實施方式的OLED顯示器的一部分的平面圖。圖8是沿著圖7的線II-II’截取的橫截面圖。利用相同的附圖標記來指定與第一實施方式中描述的結構和組件相同或等同的結構和組件,并且為了簡潔,在第二實施方式中可以簡要進行或者可以完全省略進一步的描述。
參照圖7,驅動晶體管DR和第一電極160在基板110上彼此連接。驅動晶體管DR包括屏蔽層114上的半導體層120、與半導體層120對應的第一柵極130、在與第一柵極130對應的位置處與第一柵極130分離的第二柵極135以及分別連接到半導體層120的兩側的漏極140和源極145。
連接電極132通過第一接觸孔CH1連接到屏蔽層114和半導體層120。驅動晶體管DR的源極145通過第三接觸孔CH3連接到連接電極132進而電連接到半導體層120。驅動晶體管DR的漏極140通過第二接觸孔CH2連接到半導體層120。另外,源極145連接到連接電極132并且電連接到屏蔽層114。驅動晶體管DR的源極145通過第四接觸孔CH4連接到第一電極160。第一電極160通過堤層(未示出)的開口OP暴露。
更具體地說,參照圖8,在根據本發明的第二實施方式的OLED顯示器100中,第一緩沖層112位于基板110上,屏蔽層114位于第一緩沖層112上。屏蔽層114用于防止可能由于使用由聚酰亞胺形成的基板而發生的面板驅動電流的減小。第二緩沖層116位于屏蔽層114上,半導體層120位于第二緩沖層116上。半導體層120包括各自包括p型雜質或n型雜質的漏區123和源區124以及位于漏區123與源區124之間的溝道121。半導體層120還包括與溝道121相鄰的漏區123與源區124之間的輕度摻雜區122。
柵極絕緣層GI位于半導體層120上。第一柵極130在半導體層120的預定區域中(即,當雜質被注入時與溝道121對應的位置處)位于柵極絕緣層GI上。第一柵極130用作驅動晶體管DR的柵極。第一層間介電層ILD1位于第一柵極130上以使第一柵極130絕緣。第二柵極135和連接電極132位于第一層間介電層ILD1上。第二柵極135是與第一柵極130一起形成電容器的電容器電極,并且不作為驅動晶體管DR的柵極進行操作。連接電極132通過穿過第一層間介電層ILD1、柵極絕緣層GI、半導體層120和第二緩沖層116的第一接觸孔CH1連接到屏蔽層114。另外,連接電極132通過第一接觸孔CH1連接到半導體層120。第一接觸孔CH1具有穿過半導體層120的源區124的結構。因而,當第一接觸孔CH1被填充有連接電極132時,連接電極132接觸半導體層120的一側并且能夠電連接到半導體層120。因而,連接電極132能夠通過第一接觸孔CH1同時電連接到半導體層120和屏蔽層114。
第二層間介電層ILD2位于第二柵極135和連接電極132上以使第二柵極135絕緣。第二接觸孔CH2和第三接觸孔CH3位于第二層間介電層ILD2、第一層間介電層ILD1和柵極絕緣層GI中的每一個的一部分中,以暴露半導體層120的一部分。更具體地說,第二接觸孔CH2暴露半導體層120的漏區123,第三接觸孔CH3暴露連接電極132。
漏極140和源極145位于第二層間介電層ILD2上。漏極140通過暴露半導體層120的漏區123的第二接觸孔CH2連接到半導體層120,源極145通過暴露連接電極132(其聯接到半導體層120)的第三接觸孔CH3連接到連接電極132。因而,形成了包括半導體層120、第一柵極130、漏極140和源極145的驅動晶體管DR。
鈍化層PAS位于包括驅動晶體管DR的基板110上。平坦化層PLN位于鈍化層PAS上以使平坦化層PLN下面的部分平坦化。第四接觸孔CH4位于鈍化層PAS和平坦化層PLN中的每一個的一部分中以暴露源極145。第一電極160位于平坦化層PLN上。第一電極160用作像素電極并且通過第四接觸孔CH4連接到驅動晶體管DR的源極145。堤層BNK位于包括第一電極160的基板110上以限定像素。堤層BNK包括暴露第一電極160的開口OP。與第一電極160接觸的發光層170位于堤層BNK的開口OP中,并且第二電極180位于發光層170上。
根據本發明的第二實施方式的OLED顯示器包括穿過半導體層120的源區124并且暴露屏蔽層114的第一接觸孔CH1,由此通過第一接觸孔CH1將連接電極132同時連接到半導體層120和屏蔽層114。因而,根據本發明的第二實施方式的OLED顯示器能夠將分別連接到半導體層120和屏蔽層114的總共兩個接觸孔減少為一個。
現在將描述根據本發明的第二實施方式的OLED顯示器的制造方法。為了簡潔,將省略重復描述。
圖9A至圖9L是依次例示根據本發明的第二實施方式的OLED顯示器的制造方法的橫截面圖。圖10是例示根據本發明的實施方式的OLED顯示器的第一接觸孔的橫截面圖。圖11例示利用掃描電子顯微鏡(SEM)截取的圖10所示的第一接觸孔的圖像。
參照圖9A,第一緩沖層112形成在基板110上。不透明材料層疊在第一緩沖層112上并且利用第一掩模進行構圖以形成屏蔽層114。
接著,參照圖9B,第二緩沖層116形成在基板110上,基板110上形成有屏蔽層114。硅半導體或氧化物半導體層疊在第二緩沖層116上并且利用第二掩模進行構圖以形成半導體層120。
接著,參照圖9C,柵極絕緣層GI形成在包括半導體層120的基板110上。金屬材料層疊在柵極絕緣層GI上并且利用第三掩模進行構圖以形成第一柵極130。隨后,n型雜質被輕度摻雜在基板110的前表面上以對半導體層120進行摻雜。在該情況下,半導體層120的除了第一柵極130下面的半導體層120以外的其余部分利用半導體層120上的第一柵極130作為掩模進行摻雜。
接著,參照圖9D,n型雜質被重度摻雜在基板110的前表面上以對半導體層120進行摻雜。在該情況下,溝道121、輕度摻雜區122、漏區123和源區124通過利用第四掩模對半導體層120的預定區域進行掩模和摻雜而被形成在半導體層120處。
接著,參照圖9E,第一層間介電層ILD1被形成在基板110上,在基板110上形成有第一柵極130。利用第五掩模蝕刻第一層間介電層ILD1、第二緩沖層116和柵極絕緣層GI,以形成暴露屏蔽層114的第一接觸孔CH1。第一接觸孔CH1被形成為穿過半導體層120的源區124并且暴露屏蔽層114。因而,半導體層120被暴露到第一接觸孔CH1的內周表面。
接著,參照圖9F,金屬材料被層疊在形成有第一接觸孔CH1的基板110上并且利用第六掩模進行構圖以形成第二柵極135和連接電極132。第二柵極135被形成為與第一柵極130交疊并且可以與第一柵極130一起形成電容。連接電極132被填充在第一接觸孔CH1中并且同時連接到屏蔽層114和半導體層120的源區124。因而,連接電極132能夠通過第一接觸孔CH1同時連接到屏蔽層114和半導體層120。因而,能夠將用于將連接電極132連接到屏蔽層114和半導體層120這二者的接觸孔的數量從兩個減少為一個。
接著,參照圖9G,第二層間介電層ILD2被形成在基板110上,在基板110上形成有第二柵極135和連接電極132。光致抗蝕劑被涂覆到第二層間介電層ILD2,并且第二層間介電層ILD2、第一層間介電層ILD1和柵極絕緣層GI利用第七掩模進行蝕刻。通過對第二層間介電層ILD2、第一層間介電層ILD1和柵極絕緣層GI進行蝕刻來形成暴露半導體層120的漏區123的第二接觸孔CH2。另外,第二層間介電層ILD2被蝕刻以形成暴露連接電極132的第三接觸孔CH3。
接著,參照圖9H,金屬材料被層疊在基板110上(基板110上形成有第二層間介電層ILD2),并且利用第八掩模進行構圖以形成漏極140和源極145。漏極140通過第二接觸孔CH2連接到半導體層120的漏區123,源極145通過第三接觸孔CH3連接到連接電極132。另外,源極145通過連接電極132(其連接到半導體層120的源區124)電連接到半導體層120。因而,形成了包括半導體層120、第一柵極130、漏極140和源極145在內的驅動晶體管DR。
接著,參照圖9I,鈍化層PAS形成在包括驅動晶體管DR的基板110上。暴露源極145的第四接觸孔CH4通過利用第九掩模蝕刻鈍化層PAS而形成。
接著,參照圖9J,平坦化層PLN形成在形成有第四接觸孔CH4的基板110上。鈍化層PAS的第四接觸孔CH4通過利用第十掩模蝕刻平坦化層PLN來延伸。
接著,參照圖9K,透明導電層層疊在平坦化層PLN上并且利用第十一掩模進行構圖,以形成第一電極160。第一電極160被填入第四接觸孔CH4中并且可以連接到驅動晶體管DR的源極145。
接著,參照圖9L,堤層BNK和間隔物SP被形成在包括第一電極160的基板110上。堤層BNK是暴露第一電極160的一部分的像素限定層,并且限定像素,間隔物SP用于減小或防止掩模在后續工藝中形成發光層時接觸基板。堤層BNK和間隔物SP可以由諸如聚酰亞胺、基于苯并環丁烯的樹脂和丙烯酸脂的有機材料形成。暴露第一電極160的開口OP利用半色調掩模(第十二掩模)形成在堤層BNK中,并且間隔物SP被構圖。隨后,有機發光層170形成在通過堤層BNK的開口OP暴露的第一電極160上。第二電極180形成在形成有有機發光層170的基板110上。因而,根據本發明的第二實施方式的OLED顯示器利用總共十二個掩模來制造。
參照圖10,第一接觸孔CH1穿過第一層間介電層ILD1、柵極絕緣層GI、半導體層120和第二緩沖層116并且暴露屏蔽層114。半導體層120的一側暴露到第一接觸孔CH1的內周表面。連接電極132形成在第一接觸孔CH1中并且在填入第一接觸孔CH1中的同時連接到屏蔽層114。在該情況下,由于第一接觸孔CH1被填充有連接電極132,連接電極132與半導體層120的暴露到第一接觸孔CH1的內周表面的一側接觸。因而,連接電極132連接到半導體層120和屏蔽層114這二者。
如圖11所示,連接電極132沿著第一接觸孔CH1形成并且與屏蔽層114和暴露到第一接觸孔CH1的內周表面的半導體層120這二者接觸。
根據本發明的第二實施方式的OLED顯示器包括穿過半導體層120的源區124并且暴露屏蔽層114的第一接觸孔CH1,由此將連接電極132同時連接到半導體層120和屏蔽層114。因而,根據本發明的第二實施方式的OLED顯示器能夠將分別連接到半導體層120和屏蔽層114的總共兩個接觸孔減少為一個。結果,本發明的第二實施方式能夠減少在像素內部形成的接觸孔的數量,并且能夠通過減少接觸孔的數量來減小像素尺寸,進而實現高清晰度。
盡管已參照多個例示性實施方式描述了實施方式,但是應該理解,本領域技術人員可以想出將落入本公開的原理的范圍內的許多其它修改方式和實施方式。更具體地講,在本公開、附圖和所附權利要求書的范圍內,可在組成部件和/或主題組合布置方式方面進行各種變化和修改。除了在組成部件和/或布置方式方面的變化和修改以外,對于本領域技術人員而言,替代使用也將是顯而易見的。